JPH09120538A - 光メモリ板とその読み出し装置および書き込み方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の光デスクやカードの１個のピットスペ
ースに多くの情報を記録できるような光メモリ板を提供
すると共に，その読み出し装置と書き込み方式を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 光デスクのトラックに沿って細長矩形状
や円形状などの微細なパターン列を形成し，これにレー
ザ光を照射したときに，光検出素子アレー上にそのパタ
ーン特有のホログラフィパターンができるようにして，
パターン認識させるようにした光メモリ板とその読み出
し装置および書き込み方式で，これらのパターンがそれ
ぞれ数字や文字などに対応できるようにして，記録情報
を読み書きする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，高密度記録ができ
る光メモリ板とその読み出し装置および書き込み方式に
関するもので，特に文章，画像や音声などの記録および
再生に用いられる光メモリ板とその読み出し装置および
書き込み方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来，光デスクとして，プラスチックの
基板に，トラックに沿って細長いピットを形成してお
き，この上にアルミニウムなどの金属反射膜を形成して
おくと，集光したレーザ光がピット上に来たときは，ピ
ットがない箇所からの反射よりも光回折のため戻る反射
光が弱くなり暗くなることを利用し，ピットの有無を
０，１の信号として情報を記録させ，そして，この記録
情報を読み出すようにした読み出し装置があった。

【０００３】また，このような読み出し装置では，情報
読み出しのための集光したレーザ光がピット上に正確に
位置するようにさせるために，反射回折光の受光部に４
分割フォトダイオードを設け，４分割フォトダイオード
の受光強度分布からフォーカスエラー調整やラジアルエ
ラー調整を行っていた。

【０００４】また，従来，書き換え可能な光デスクとし
て，相変化型においては，結晶性かアモルファス性かに
より，光の反射率の違いを利用して０，１の信号情報を
得るようにしているもの，光磁気記録型では，磁化によ
る反射光のカー効果，透過光のファラデー効果による偏
光面の回転があることを利用して，偏光板を用いて光強
度変化に変換して０，１の信号情報を得るようにしてい
るものがあった。

【０００５】従来，光メモリ板にピットを形成する書き
込み（記録）方式は，多くの場合，単一のＡｒレーザや
Ｈｅ−Ｃｄレーザの光源を用い，これからのレーザ光を
単一の光変調器で記録すべき信号に応じて光強度変調し
て，光メモリ板となる基板に塗布したフォトレジスト膜
に集光し，露光して，順次ピットを形成して行くもので
あった。

【０００６】また，従来，相変化型や光磁気記録型の書
き込み方式では，単一の半導体レーザの光源を用い，記
録すべき信号に応じて点滅させて，相変化型や光磁気記
録型のための記録材料層を加熱するようにして記録ビッ
トを形成していた。

【０００７】また，従来，カード式の光メモリ板におい
て，カードにピットを形成したり，ピットの代わりに穴
をあけ，そこを透過する光を検出するなどして，ピット
または穴の間隔と組み合わせから情報を得るものもあっ
た。しかし，記録密度は，大きくなりえなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，従来の
光メモリ板としての光デスクにおいては，一個のピット
または記録ビットは，その存在の有無だけが情報であ
り，たとえば，１バイトを構成するには，トラックに沿
って８個のピットまたは記録ビットの存在すべきスペー
スを必要としていた。このため，さらに高密度記録に
は，多重記録やピットまたは記録ビットを更に小型化す
るなどの模索が始まっていた。

【０００９】本発明は，１個のピットや記録ビットのス
ペースで多くの情報を記録できるような光デスクやカー
ドとしての新しい光メモリ板を提供すると共に，それに
伴う新しい読み出し装置と光学的な書き込み方式を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに，本発明の請求項１に係る光メモリ板は，光メモリ
板となるべき基板に設定したトラックに沿ってパターン
列を形成し，これらの各パターンにレーザ光を照射した
とき，照射されたパターンによりスクリーン上にホログ
ラフィパターンができるようにした光メモリ板（光デス
ク）において，特定の文字や数字あるいは記号に対応す
るようにした各パターン形状を基板のトラックに沿って
形成し，それぞれに対応するスクリーン上のホログラフ
ィパターンから記録情報が得られるように，基板の各パ
ターン形状で情報を記録させるようにしたものである。

【００１１】基本的には，いわば従来の光メモリ板とし
ての光デスクにおける各ピットや記録ビットの形状すな
わちピットや記録ビットのパターン形状を変えることに
より，これらの各パターンにレーザ光を照射したとき，
この照射されたパターンからスクリーン上に光回折によ
り形成されるホログラフィパターンの形状から元のピッ
トまたは記録ビットのパターン形状が解かるようにした
もので，この元のピットまたは記録ビットのパターン形
状を特定の文字や数字あるいは記号に対応するようにす
ることにより，１個のピットまたは記録ビットのスペー
スで多くの情報たとえば１バイトを記録できるような光
デスクやカードとしての光メモリ板を提供するするもの
である。

【００１２】従来の光デスクでは，単にピットまたは記
録ビットの存在が重要であるが，本発明の光メモリ板に
おいては，そのパターンの内部が反射面であるか，吸収
面や散乱面であるか，あるいは，透明であるか，また
は，パターンの内部と外部とがどちらも反射面である
が，それらに反射率の差があり，その回折パターンが認
識できる程度にあるか，さらには，パターンの内部と外
部とがどちらも反射面または透過面であるが，それらの
反射光または透過光に位相回転などの差が存在している
ために，その回折パターンが認識できる程度にあるか，
それとも従来のようにピットなどの凹凸を形成して全面
に反射膜を形成してあるものであってもよく，ただ重要
なことは光メモリ用のパターン形状であり，更にその形
態により反射形を使用するか透過形を使用したほうがよ
いかが選択されるが，いづれにせよ照射レーザ光が回折
される現象を利用したものであるので，必ずしも凹凸の
ピットである必要はない。

【００１３】また，請求項２に係る光メモリ板は，光メ
モリ用のパターン形状として，各パターンが，細長矩形
状，十字形状，三角形状，二個以上のドットの組み合わ
せ形状を特定しておき，これらの各パターンを所定の角
度だけトラックに対して回転させた形状も採用すること
により，異なるパターンの数を増やしたもので，このこ
とにより記録密度が大幅に向上することになる。

【００１４】なお，細長矩形状とは，矩形という表現を
しているが，細長矩形の角が丸い場合ももちろん含まれ
るものである。円形状パターンは回転させても変化しな
いが，更に一個のパターンとして異なるパターンの数を
増やすのに役立つ。

【００１５】これらのホログラフィパターンの形状は比
較的単純で，かつ，これらのホログラフィパターンの形
状，従って元のパターンの形状が識別しやすい。また，
光メモリ用のパターンが存在しないときも，もちろん，
一つの情報として利用することができる。

【００１６】また，請求項３に係る光メモリ板は，基板
の各パターン３にレーザ光を照射したとき，この各パタ
ーン３からの反射回折光によるホログラフィパターン１
００を利用するものである。

【００１７】また，請求項４に係る光メモリ板は，基板
の各パターン３にレーザ光を照射したとき，この各パタ
ーンからの透過回折光によるホログラフィパターン１０
０を利用するものである。

【００１８】光メモリ用のパターン３については，その
パターン３の内部の箇所だけに反射膜としてのアルミニ
ウム（Ａｌ）膜などが残るようにし，パターン３の周辺
は透過するようにしておいた場合には，回折光はパター
ン３からの反射回折光とパターン周辺からの透過回折光
の両方がホログラフィパターン１００として使用でき
る。

【００１９】また，パターン３の外周が透明で内部の箇
所だけ色素などにより吸収させたり散乱させるようにし
た場合は，透過回折光を利用したほうがコントラストが
良い。

【００２０】また，逆にパターン３の内部の箇所だけは
照射レーザ光が透過し，そのパターン３の周辺がＡｌ膜
などにより反射されるようにしておくと，反射回折光と
パターン周辺からの透過回折光の両方がホログラフィパ
ターン１００として使用できる。

【００２１】書き換え可能な相変化型光デスク材料にパ
ターン３を結晶性かアモルファス性かの状態で形成した
ときには，結晶性かアモルファス性かにより反射率に大
小が生じ，コントラストは悪いが，これによる反射回折
パターンのホログラフィパターン１００が形成できる。

【００２２】さらに，やはり書き換え可能な光磁気デス
ク材料を用い磁気カー効果やファラデ効果による反射光
や透過光の位相回転を利用した場合でも，パターン３か
らの反射や透過回折光にもパターン特有の合成位相回転
パターンが現われ，偏光板を用いて光強度変化に直せる
ので，反射や透過回折光のホログラフィパターン１００
として使用できる。

【００２３】また，従来のように回折用のピットを形成
するなどの凹凸を形成して全面にＡｌ膜などの反射膜を
形成した場合には，もちろん，反射回折光のホログラフ
ィパターン１００として使用することになる。

【００２４】また，請求項５に係る読み出し装置は，光
メモリ板からの記録情報の読み出す（再生する）ための
装置で，スクリーンとして光検出素子アレー２００を形
成し，これらの光検出素子の相対的光検出情報の位置関
係から基板に形成された元の各パターン形状を特定し
て，それに対応する文字や数字あるいは記号を認識し，
記録情報を読み出すようにしたものである。

【００２５】また，請求項６に係る読み出し装置は，光
検出素子アレー２００として，フォトダイオード２次元
アレー（イメージセンサ）としたものである。

【００２６】光検出素子アレー２００は，透過回折光を
利用する時には，光メモリ板に対して，レーザ光を集光
し，光メモリ板に形成した各パターン３に照射するため
の光学系である光ヘッドと反対側に配置し，反射回折光
を利用する時には，光ヘッドと同じ側に配置すればよ
い。

【００２７】また，反射回折光を利用する時には，光検
出素子アレーと光ヘッドとが同一側に配置されるので，
たとえば，光検出素子アレーの中央部に小孔を開け，こ
の小孔を通して光ヘッドからの集光したレーザ光を光メ
モリ板に形成した各パターンに照射してもよい。

【００２８】また，光ヘッドと光検出素子アレーとを互
いに傾けて配置することもできるし，従来の光デスク装
置の光学系のように，光ヘッドはハーフミラーを通し
て，横から照射するように，光ヘッドと光検出素子アレ
ーとを互い直交配置させることもできる。

【００２９】本発明による光メモリ板１０からの記録情
報の読み出し装置は，従来の光デスクからの記録情報の
読み出し装置と概略同様にできるが，上述のように光検
出素子として光検出素子アレーを使用すること，反射形
にするか，それとも透過形にするかにより光ヘッドと光
検出素子アレーとの光メモリ板に対する位置関係が定ま
ること，更に，光検出素子アレーに形成されるホログラ
フィパターンから元の光メモリ用のパターンを判別する
ための光アドレス判別回路が必要になることなどが従来
と異なる。

【００３０】また，請求項７に係る書き込み方式は，基
板１に設定したトラックに沿って，信号としての特定の
文字や数字あるいは記号に対応させた各特定のパターン
形状のパターン列を順次形成し，各パターンにレーザ光
を照射したとき，この照射されたパターン３によりスク
リーン上にホログラフィパターン１００ができるように
した光メモリ板を作成するための光学的な書き込み方式
であるが，発光ダイオードからの光またはレーザ光を，
必要とする該各パターンに対応するパターン形状をもつ
光学的フィルタに照射し，その透過光または反射光を集
光して，各特定のパターン形状のパターン列を順次形成
するようにした光学的な書き込み方式である。

【００３１】この場合，光学的フィルタとして，たとえ
ば，液晶パネルの光学シャッタアレーなどにより必要な
パターン形状を形成して用いることもできるし，もちろ
ん，金属膜に必要なパターン形状の窓を形成して用いる
こともできる。

【００３２】また，請求項８に係る書き込み方式は，請
求項７の書き込み方式のうち，信号としての特定の文字
や数字あるいは記号に対応させるに必要な分の異なるパ
ターンに対応するそれぞれのパターン形状をもつ光学的
フィルタを用意し，光変調器を用いて，発光ダイオード
の光またはレーザ光を信号に応じて，その特定のパター
ン形状をもつ光学的フィルタに選択的に照射できるよう
にした光学的な書き込み方式である。

【００３３】この場合，光変調器の数を光学的フィルタ
の数だけ用意しておき，単一のレーザ光源からの光を光
スイッチなどにより分岐して各光変調器に導いておくよ
うにすれば好都合である。

【００３４】また，光変調器としては発光ダイオードや
レーザダイオードの駆動電流変化によるこれらのダイオ
ードからの出射光の強度変調を生じさせる駆動電流変調
器をも含むものであり，この場合は，発光ダイオードや
レーザダイオードの数を光学的フィルタの数だけ用意し
ておいた方が好都合である。

【００３５】また，請求項９に係わる書き込み方式は，
請求項７や請求項８記載のように信号としての特定の文
字や数字あるいは記号に対応させるに必要な分の異なる
パターンに対応するそれぞれのパターン形状をもつ光学
的フィルタを用意せずに，各特定のパターン形状を二個
以上のドットの組み合わせ形状で形成する場合の書き込
み方式であり，ドットの組み合わせ形状を，複数のレー
ザ光を光強度変調して二個以上の集光したレーザ光のス
ポットの組み合わせで形成できるようにした書き込み方
式である。

【００３６】たとえば，作成された２個のドットで細長
矩形状のパターンを近似することもできる。この場合，
２個のドットは離れずにむしろ一部重なり合った方がよ
い。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下，本発明の光メモリ板とその
読み出し装置および書き込み方式の実施例について図面
を参照して詳細に説明する。

【００３８】〔実施例１〕図１は，本発明の光メモリ板
１０の一実施例の概略図で，従来の光デスクのような円
盤形状をしている場合の例を示す。トラック２に沿っ
て，各種形状のパターン３の列があり，これらの各パタ
ーン形状が，たとえば，１，２，３，４，・・・の様な
数字やａ，ｂ，ｃ，・・・などの文字や記号などに対応
させることができる。

【００３９】これらの光メモリ用パターン形状として，
細長矩形状，十字形状，三角形状，二個以上のドットの
組み合わせ形状，または，これらの各パターンを所定の
角度だけトラック（２）に対して回転させた形状，ある
いは，回転させても同一形状である円形状にすると，レ
ーザ光照射により形成されるホログラフィパターン形状
が単純であるので，この後で説明する光検出素子アレー
２００での元の光メモリ用パターン形状の判別が容易で
ある。

【００４０】たとえば，細長矩形状のパターンをトラッ
ク２に対して，たとえば１０度ずつ回転させたパターン
の１８種類を光メモリ用パターンとして採用することも
できる。この場合は，図４に示すような細長矩形状の長
手方向と直角方向に長く輝点の列が伸びるホログラフィ
パターンが形成されるので，特に判別しやすい。

【００４１】本発明の光メモリ板１０の作成方法の一例
を説明すると次のようになる。先ず，従来の光デスクと
同様な寸法の中央に円形の穴を有し，透明かつ耐熱性
（１５０℃ぐらいまで）の厚み１．０ｍｍの円盤状のプ
ラスチック基板２０に反射膜４０としてのアルミニウム
（Ａｌ）薄膜を０．１μｍ厚に真空蒸着し，この上にフ
ォトレジスト膜を塗布し，情報として必要なパターン３
をトラック２に沿って，所定の間隔，たとえば２．５μ
ｍ間隔で露光転写して行く。

【００４２】たとえば，光メモリ用パターン形状が図２
に示すような細長矩形状パターン３ａの場合，半導体レ
ーザ光の波長を８３０ｎｍ程度としたときには，矩形の
長手方向の寸法を１．０μｍとし，幅方向を０．３μｍ
とすればよい。十字形状の場合も細長矩形状を組み合わ
せた寸法とすればよい。また，円形状３ｂや三角形状の
場合は，その直径または辺の大きさを０．５μｍ程度と
するとよい。

【００４３】フォトレジストがネガ形か，ポジ形かによ
り，Ａｌのフォトエッチングの際，光メモリ用パターン
３の内部に図２のようにＡｌ膜が残るか，それとも図３
のように光メモリ用パターン３の外部にＡｌ膜が残るか
決まる。パターン３の露光転写方法には，後述の書き込
み方式のほか電子ビームやエキシマレーザ光による直接
描画法や，パターン３のマスクを形成しておき，このマ
スクを超高圧水銀燈の光を通す投影露光や近接露光の方
法がある。

【００４４】投影露光法や近接露光法を用いたときに
は，たとえば，必要な各種のパターンを円盤状のマスク
乾板の円周上に規則的に配列しておき，回転させるとと
もに同期させて必要なパターンを順次露光するようにす
れば，高速に光メモリ用パターン３の露光転写ができ
る。

【００４５】このようにして形成したトラック２に沿っ
て反射膜４０としてのＡｌ膜からなる各種形状のパター
ン３の列が図２のＡｌ膜がパターン３の内部に残存する
形または図３のＡｌ膜がパターン３の外部に残存する形
で形成される。

【００４６】更に，この上に保護膜および光屈折層とし
ての透明アクリル樹脂３０を１．２５ｍｍ厚に形成す
る。このようにして図１に示される光メモリ板１０が形
成される。

【００４７】〔実施例２〕従来の光デスクのピット，た
とえば幅０．４μｍ，長さ１．０μｍ，深さ０．１１μ
ｍのピットをフォトリソグラフィによりフォトレジスト
膜に形成し，このピットをトラック２に対して，たとえ
ば上記実施例１に記述したのと同様に１０度ずつ回転さ
せたパターンの１８種類を光メモリ用パターンとして採
用することもできるし，もちろん，十字形状や円形状な
ども採用できる。このようなピットを形成したときに
は，パターンを含む面の全面にＡｌ膜など反射膜４０を
形成しておくとよい。

【００４８】反射膜４０の上には，更に，たとえば透明
アクリル樹脂３０を１．２５ｍｍ厚に形成する。このよ
うにして凹凸のパターンをもつ光メモリ板１０が作成で
きる。

【００４９】この場合，ピットの深さは，使用レーザ光
の実効波長（プラスチックの屈折率を考慮）の４分の１
になるようにしておくと，回折光として好都合である。
この点は，従来の光デスクのピットと同様で，光磁気デ
スクのプリフォーマットピットでも同様である。

【００５０】図６（Ａ）には，トラック２に沿って形成
された細長矩形状，十字形状，三角形状，互いに重なり
合った３個のドットからなる細長矩形状近似の各パター
ン３の概略図を示してあり，これらのパターンは，レー
ザ光を照射したときに各パターン３の輪郭の内と外に反
射率または透過率の差があるか，反射または透過光に位
相差が出現し，偏光板を使用することにより，光強度差
が現われるためホログラフィパターン１００が形成され
るものであればよい。

【００５１】図６（Ｂ）は図６（Ａ）の各パターン３を
右回り３０度だけ回転させたパターンである。

【００５２】また，図７には，細長矩形状のパターン３
ａをトラック２に対して，３０度，９０度，４５度，０
度だけ回転させた場合のパターンを示したものである。

【００５３】図８には，光メモリ板１０のパターンの記
録層が，たとえば有機染料で形成され，書き込み用のレ
ーザ光スポットにより熱のため窪みが形成されている場
合の例である。

【００５４】この窪みが各パターン３を形成するように
すればよい。この様な場合，たとえば，幅広のレーザス
ポットにより窪みの付近の凸凹を平にすれば，元に戻
り，繰り返し光メモリ板１０のパターンの書き換えが可
能である。

【００５５】〔実施例３〕上述の実施例１および実施例
２の光メモリ板１０のうち，基板１上に情報としての光
メモリ用のピットを持つパターン列をトラック２に沿っ
て形成した後，これを原板としてその複製板をプラスチ
ック板などで作成して光メモリ板１０とすることができ
る。

【００５６】たとえば，実施例１の光メモリ用パターン
の内部の箇所又は外部に反射膜があるときには，基板１
に全面Ａｌ膜を形成し，フォトレシスト膜塗布後，これ
に原板を重ね露光してフォトエッチングを行う。こうし
て光メモリ用パターン列が基板１の必要な箇所の全面に
形成された後，透明アクリル樹脂３０を１．２５ｍｍ厚
に形成する。

【００５７】このようにして，光メモリ板１０の複製板
ができる。また，実施例２の凹凸が主体の光メモリ用パ
ターン列の場合には，金型であるスタンバを作成し，そ
の複製板をプラスチック板などで作成して光メモリ板１
０とすることができる。このやり方は，従来の光デスク
のスタンバ作成および反射膜を内部にもつ光デスクの複
製方法と同様にして作成されるので，ここでは省略す
る。

【００５８】〔実施例４〕図９は，本発明の光メモリ板
からの情報読み出し装置の一実施例をブロック図で示し
た概略図で，レーザ光を集光して光メモリ板１０の各パ
ターン３に照射する光ヘッドと光検出素子アレー２００
とが光メモリ板１０に対して互いに反対の位置に設置し
てある場合の例である。

【００５９】元の光メモリ板１０の各パターン３を判別
する形態として，この場合は，図１１に示すように光メ
モリ板１０の各パターン３からの透過回折光を利用する
ようにしてある。

【００６０】しかし，必要に応じて，図１２に示すよう
に光メモリ板１０の各パターン３からの反射回折光を利
用することもできる。

【００６１】反射回折光を利用した場合には，図１２に
示すように光検出素子アレー２００であるフォトダイオ
ード２次元アレーの中央部に小孔を開け，この小孔を通
して光ヘッドからのレーザ光をパターン３に照射するよ
うにするか，あるいは，たとえば反射回折光を４５度に
配置したハーフミラーにより受け，光メモリ板１０と平
行に反射回折光を誘導した後，フォトダイオード２次元
アレーに導くようにするとよい。

【００６２】このような反射回折光を用いたときには，
ゴミの対策や片面のみを利用するので光メモリ板１０の
作成が楽であるなどの利点がある。

【００６３】光検出素子アレー２００としてのフォトダ
イオード２次元アレーは，レーザ光を，たとえば波長８
３０ｎｍの光を使用する場合には，シリコン（Ｓｉ）チ
ップに，図１０に示したように，マトリックス状にに形
成したＳｉのｐｎ接合フォトダイオード２次元アレーと
するとよい。

【００６４】図１０には６×６の画素となるｐｎ接合フ
ォトダイオード２次元アレーの例を示し，この２次元ア
レーの各行と各列との配線は互いに絶縁性の膜を介して
絶縁され，独立に動作できるようになっている。

【００６５】各画素に対応する，たとえば２５×２５μ
ｍ角のｐｎ接合フォトダイオードの２次元アレーに，光
メモリ板１０のパターン３からのパターン３特有の回折
光であるホログラフィパターン１００が形成されたとき
に，そのホログラフィパターン１００の光強度に応じて
２次元アレーの特定の複数個のｐｎ接合フォトダイオー
ドが光励起されるので，２次元アレーのどのｐｎ接合フ
ォトダイオードが光励起されたかを判別することによ
り，元の光メモリ板１０のパターン３の形状が判別され
る。

【００６６】図４（Ａ）は，光メモリ板１０のパターン
３として，細長矩形状パターン３ａを用いたときの例
で，図４（Ｂ）には，その時のホログラフィパターン１
００ａの概略図を示している。

【００６７】このホログラフィパターン１００ａでは，
細長矩形状パターン３ａの長手方向と直角方向に間隔の
離れた光スポットが現われ，長手方向には幅の狭い光の
縞が現われる。

【００６８】しかし，光メモリ板１０と光検出素子アレ
ー２００とが近接しているときには，細長矩形状パター
ン３ａの長手方向と直角方向に間隔の離れた光スポット
は接近し，各光スポットは区別し難くなり，ほぼ一本の
輝線として観測される。

【００６９】実施例１および実施例２における細長矩形
状のパターンをトラック２に対して，たとえば１０度ず
つ回転させたパターンの１８種類を光メモリ用パターン
として採用したときには，光検出素子アレー２００とし
てのフォトダイオード２次元アレーは，その中央よりも
むしろ円周上にこれらの１０度ずつずれる輝線が十分検
出できるように配置すればよい。

【００７０】この場合，反射回折光を利用し，図１２に
示すように光検出素子アレー２００であるフォトダイオ
ード２次元アレーの中央部に小孔を開け，この小孔を通
して光ヘッドからのレーザ光をパターン３に照射するよ
うにするやり方に好適である。

【００７１】図５には，円形状パターン３ｂを用いたと
きのホログラフィパターン１００ｂの概略図を示してい
る。

【００７２】円形状パターン３ｂのホログラフィパター
ン１００ｂは同心円状の光の縞となり，それぞれ特有の
ホログラフィパターン１００が出現する。このホログラ
フィパターン１００の光強度から光励起された複数個の
ｐｎ接合フォトダイオードを同時に判別する回路を光ア
ドレス判別回路として，集積化してフォトダイオード２
次元アレーを形成してあるシリコン（Ｓｉ）チップにモ
ノリシックに設けた例を図１０に示してある。

【００７３】２次元アレーの光が照射されたｐｎ接合フ
ォトダイオードは，逆方向電圧を印加しておくと光電流
が流れるので，その時の光強度もその電流値から判断で
きる。

【００７４】また，光アドレス判別回路内には各アドレ
ス毎にＭＯＳＦＥＴを形成して，ｐｎ接合フォトダイオ
ードからの光電流の変化で駆動するようにした公知のア
ドレス判別回路が使用でき，この信号を図９に示した公
知の信号処理回路に送り，マイクロプロセッサと組み合
わせて，情報を映像や音声に変換する。また，デスク駆
動やサーボ回路など従来の公知の光デスクの駆動回路な
どが適用できる。

【００７５】〔実施例５〕図１３は，本発明の光メモリ
板からの情報読み出し装置の光学系の他の一実施例を示
した概略図で，レーザダイオードからのレーザ光を集光
して４５度傾けたハーフミラーを介して光メモリ板１０
の各パターン３に照射する従来形の光学系で，光検出素
子アレー２００とが光メモリ板１０に対して互いに反対
の位置に設置してある場合の例である。

【００７６】たとえば，図１４（Ａ）に示すような３０
度傾斜させた細長矩形状のパターン３にレーザ光スポッ
トを照射させると図１４（Ｂ）に示すような細長矩形状
のパターン３の長手方向に直交するような方向に長く延
びたホログラフィパターン１００が発生する。

【００７７】これが，図１４（Ｂ）に示すような中心と
その周囲の円周上に配置をしたフォトダイオード２次元
アレーからなる光検出素子アレー２００でホログラフィ
パターン１００を検出するとき，時計の文字盤のように
円周上に等間隔に１２個のフォトダイオードが存在する
と，中心のフォトダイオードと４番目と１０番目のフォ
トダイオードが光励起されることになる。

【００７８】ホログラフィパターン１００がぼやけた場
合や位置ずれが生じた場合には，円周上のフォトダイオ
ードは４番目と１０番目以外も励起されることがある
が，先ず，中心のフォトダイオードが必ず励起されるこ
とを条件とし，対称位置のもっとも強く励起されている
フォトダイオード（たとえば，４番目と１０番目）を検
出して，元のパターンを判定すればよい。

【００７９】このようにして元の細長矩形状のパターン
３の回転角度が判明するので，細長矩形状の回転角度だ
けを異にしたパターン３は，単純で光メモリ板１０のパ
ターン３として好都合である。もちろん，細長矩形状の
代わりに２個または３個のドットを近似的に利用しても
よい。

【００８０】図１６（Ａ）は，現在用いられている光デ
スクを光メモリ板１０として考えたときの光ヘッドの集
光用のレンズとピットパターンからの０次および１次回
折光とそれらの光強度分布を表現した図であり，ピット
パターンの深さを回折効率の良い入射レーザ光の光メモ
リ板１０内での波長の４分の１に選んだ場合の図であ
る。ピットパターンの深さと入射レーザ光の波長との関
係で回折光の回折角度が異なる。

【００８１】一般にピットパターンの深さが入射レーザ
光の波長に比べ小さくなると回折光の光デスクに垂直方
向から測った角度である回折角は小さくなり，その極限
として，深さがゼロの場合は，０次光と一致し，回折角
がゼロとなる。

【００８２】光ヘッドの集光用のレンズで絞られた光ビ
ームのスポットの中心が，丁度，ピットパターンの中央
になった場合は，左右の１次回折光の強度分布が対称と
なる。光ヘッドの集光用のレンズの開口数（ＮＡ）が十
分大きい場合は，１次回折光を集光用のレンズで十分と
らえることができるので，そのときの０次および１次回
折光からなるホログラフィパタ−ン１００は，フォトダ
イオード２次元アレー上で図１６（Ｂ）のようになる。

【００８３】０次光は，０番目のフォトダイオードで検
出でき，左右の１次回折光は３番目と９番目のフォトダ
イオードで検出できる。ピットパターンがトラックに対
してある角度を持っているときには，０番目のフォトダ
イオードを中心に円周上の対称な位置のフォトダイオー
ドが１次回折光のパターンを検出することになるので，
前述のようにピットパターンのトラックからの角度を検
出できる。このようにして異なる角度を持つピットパタ
ーンの識別ができる。

【００８４】また，光ビームのスポットの中心が，丁
度，ピットパターンの中央になった場合は，左右の１次
回折光の強度分布が対称となることから，たとえば，図
１６（Ｂ）の０番目のフォトダイオードで０次光を検出
し，更に円周上の対称位置にある２つのフォトダイオー
ドの受光強度の比較から，トラックからの位置づれを検
出して，従来の光デスクのサーボ機構を利用し，トラッ
ク上を正確に光ビームのスポットを走らせる，いわゆ
る，トラッキング制御をすることができる。

【００８５】また，図１６（Ｂ）の０番目のフォトダイ
オードを４分割などの複数の分割フォトダイオードとし
ておき，従来技術と同様にして，光デスクからの光ビー
ムのスポットの反射光または０次光をシリンドリカルレ
ンズと組み合わせて分割フォトダイオードに入射させる
ことで，分割フォトダイオードのそれぞれの出力を比較
することにより，フォーカシング制御を行わせることも
できる。

【００８６】また，従来技術である光ヘッド内に４分の
１波長板と偏光ビームスプリッタプリズムとを挿入し
て，レーザダイオードからの直線偏光した光を光デスク
から反射後再びレーザダイオードに戻り，レーザダイオ
ード動作を不安定にさせるのを防止する，いわゆる光ア
イソレータによる戻り光対策をした方がよい。

【００８７】上記の実施例では，光検出素子アレー２０
０として６×６の画素または中心および円周上の画素と
なるｐｎ接合フォトダイオード２次元アレーを用いた場
合であったが，電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いてもよ
い。しかし，この場合は，光励起された箇所の光検出素
子に対応する画素を順次読みだすので，高速応答が望め
ないという問題がある。

【００８８】〔実施例６〕図１５は，本発明の光メモリ
板への情報書き込み装置のうちの光学的書き込み（記
録）方式の一実施例をブロック図で示した概略図で，５
個の発光ダイオードからの光をそれぞれパターン３を形
成するための光学フィルタを介して，固定した５角錐ミ
ラーのそれぞれに対応する面に照射できるようにしてお
り，この面での反射後，レンズで集光して焦点面ににあ
る作成予定の光メモリ板１０に各パターン３が記録され
るように構成してある場合の例である。

【００８９】信号源からの信号により必要なパターン３
に対応する光学フィルタを選択するために，その光学フ
ィルタに照射する発光ダイオードを電流駆動変調器によ
り選択する。

【００９０】図１５に示すように，同一形状の光学フィ
ルタを互いに同等に配置したとき，このような奇数の多
角錐ミラーを用いると１８０度をこの多角の角数で除し
た分の角度だけ回転した多角の角数のパターン３が光メ
モリ板１０上に得られる。

【００９１】作成予定の光メモリ板１０は，前述したよ
うに，従来技術である基板１に感光膜を塗布しておき，
パターン３の露光後現像してピットを形成し，これを原
板としてスタンバを作成して，多数のプラスチックレプ
リカ版を作成することができる。

【００９２】上述の実施例では，発光ダイオードを用い
た例であるが，光学フィルタのパターン形状が使用波長
に比べて十分大きければ，パターン周辺からの光干渉効
果が小さくできるので，レーザダイオードを使用しても
よい。

【００９３】また，ここに図示しないが上述の図１５の
実施例で光学フィルタをそのままの配置にしておき，発
光ダイオードによる個別発光ではなく，従来技術による
光ファイバなどで光スイッチなどの光分配器と光変調器
の組み合わせを通して，各光学フィルタに一個の発光ダ
イオードまたは一個のレーザ光源（例えば，レーザダイ
オード，アルゴンレーザ，ヘリウム・カドミウムレーザ
など）からの光を信号に応じて選択照射できるようにし
てもよい。

【００９４】また，上述の実施例における光学フィルタ
の代わりに非球面レンズを用いて特定の形状のパターン
３を形成することができる。例えば，非球面レンズによ
り，トラックに対して特定の角度を持つ細長いパターン
３を多角錐ミラ−を介して光メモリ板１０のトラック上
に選択照射させ，それぞれの信号に応じた回転角を持つ
ピットを光メモリ板１０上に形成できる。

【００９５】また，上述の図１５の実施例の配置で，光
学フィルタと発光ダイオードの代わりにそれぞれの位置
にレーザダイオードまたはレーザ光源からの出射光を配
置し，光メモリ板１０上にレーザ光スポットが形成され
るようにして，指定した形状の２個またはそれ以上のド
ットパターン（細長ドットの組み合わせでもよい）が形
成できるようにしてもよい。

【００９６】この場合，レーザ光スポットは波長程度の
微小なスポットになるので，非常に小さな疑似的な細長
矩形状を形成できる。もちろん，一個のレーザ光スポッ
ト形状を細長に形成し，それだけで細長矩形状の多角錐
ミラーの多角の角数分に相当する回転したパターンを形
成してもよい。

【００９７】また，図示しないが，１個の光学フィルタ
と１個の発光ダイオードまたはレーザ光源を用い，その
代わり光学フィルタとして，信号に合わせて高速に必要
なパターン形状の窓が形成できるようにする装置，たと
えば，液晶パネルを用いて発光ダイオードまたはレーザ
光源からの光を照射するようにしてもよい。もちろん，
光学フィルタは透過形でも反射形でもよい。

【００９８】また，高速にレーザビームをスキャンさせ
て細長矩形状の任意回転角のパターンを形成してもよ
い。

【００９９】以上の実施例では，円盤状の光メモリ板に
ついてであったが，たとえば，カード状の光メモリ板で
あってもよく，この場合のトラックは直線状となり，光
検出素子アレーも直線状トラックに沿った形となる。ま
た，複数の直線状のトラックを形成して，同時又は順次
に読み出ししてもよい。

【０１００】上述の実施例は本発明の一実施例にすぎ
ず，本発明の主旨および作用，効果が同一でありなが
ら，本発明の多くの変形があることは明らかである。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように，従来の光デスクや
カードの情報が，光の有無という２進法であるのに対し
て，本発明の光メモリ板とその読み出し装置および書き
込み方式では，従来の光デスクやカードのほぼ１個のピ
ットの位置に形状の異なるパターンを配置し，パターン
認識を行うので，１個のパターンからの情報が多く，従
って高記録密度の光メモリ板が達成できる。

【０１０２】たとえば，従来の光デスクの８個のピット
分を，本発明の光メモリ板の１個のパターンに対応させ
ることができるので，この場合は，約８倍の記録密度と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光メモリ板１０の一実施例を示す
概略図である。

【図２】本発明に係る光メモリ板１０におけるトラック
２に沿うＡｌ膜からなる反射膜４０を内部に残すパター
ン３の例および光メモリ板１０の構造を示す拡大外略図
である。

【図３】本発明に係る光メモリ板１０におけるトラック
２に沿うＡｌ膜からなる反射膜４０を外部に残すパター
ン３の例および光メモリ板１０の構造を示す拡大外略図
である。

【図４】本発明に係る光メモリ板１０のパターン３とし
ての（Ａ）細長矩形状パターン３ａと（Ｂ）そのホログ
ラフィパターン１００ａを示す概略図である。

【図５】本発明に係る光メモリ板１０のパターン３とし
ての（Ａ）円形状パターン３ｂと（Ｂ）そのホログラフ
ィパターン１００ｂを示す概略図である。

【図６】図６（Ａ）は，トラック２に沿って形成された
細長矩形状，十字形状，三角形状，互いに重なり合った
３個のドットからなる細長矩形状近似の各パターン３の
概略図，図６（Ｂ）は図６（Ａ）の各パターン３を右回
り３０度だけ回転させたパターンを示す説明図である。

【図７】細長矩形状のパターン３ａをトラック２に対し
て，３０度，９０度，４５度，０度だけ回転させた場合
のパターンを示す説明図である。

【図８】光メモリ板１０のパターンの記録層が，たとえ
ば有機染料で形成され，書き込み用のレーザスポットに
より熱のため窪みが形成されている場合の例を示す説明
図である。

【図９】本発明に係る光メモリ板１０からの情報読み出
し装置の一実施例をブロック図で示す概略図である。

【図１０】本発明に係る光メモリ板１０からの情報読み
出し装置における光検出素子アレー２００としてのマト
リックス状に形成したフォトダイオード２次元アレーと
光アドレス回路とを集積化したときの一実施例を示す概
略図である。

【図１１】本発明に係る光メモリ板１０からの情報読み
出し装置における透過回折光を利用する場合の光ヘッ
ド，光メモリ板１０および光検出素子アレー２００とし
てのフォトダイオード２次元アレーの位置関係を示す一
実施例の概略図である。

【図１２】本発明に係る光メモリ板１０からの情報読み
出し装置における反射回折光を利用する場合の光ヘッ
ド，光メモリ板１０および光検出素子アレー２００とし
てのフォトダイオード２次元アレーの位置関係を示す一
実施例の概略図である。

【図１３】本発明に係る光メモリ板からの情報読み出し
装置の光学系の他の一実施例を示した概略図である。

【図１４】図１４（Ａ）は３０度傾斜させた細長矩形状
のパターンと照射したレーザ光スポットの概略図であ
る。図１４（Ｂ）はこの３０度傾斜させた細長矩形状の
パターンからのホログラフィパターン１００と，中心と
その周囲の円周上に配置をしたフォトダイオード２次元
アレーからなる光検出素子アレー２００でホログラフィ
パターン１００を検出する様子を示した概略図である。

【図１５】本発明に係る光メモリ板への情報書き込み装
置のうちの光学的な部分の書き込み方式の一実施例をブ
ロック図で示す概略図である。

【図１６】（Ａ）本発明の光メモリ板に従来の光デスク
と同様にレーザ光を細長いピットに集光照射したときの
回折光分布の概略図である。（Ｂ）（Ａ）に示した回折
光を本発明のフォトダイオ−ド２次元アレ−で受光する
様子を示した概略図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ トラック ３，３ａ，３ｂ パターン １０ 光メモリ板 ２０ プラスチック基板 ３０ 透明アクリル樹脂 ４０ 反射膜 １００，１００ａ，１００ｂ ホログラフィパターン

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板（１）に設定したトラック（２）に
   沿ってパターン列を形成し，該各パターン（３）にレー
   ザ光を照射したとき，該照射されたパターン（３）によ
   りスクリーン上にホログラフィパターン（１００）がで
   きるようにした光メモリ板（１０）において，特定の文
   字や数字あるいは記号に対応するようにした各パターン
   形状を基板（１）のトラック（２）に沿って形成し，そ
   れぞれに対応するスクリーン上のホログラフィパターン
   （１００）から記録情報が得られるように，基板（１）
   の各パターン形状で情報を記録させるようにしたことを
   特徴とする光メモリ板。
2. 【請求項２】 前記トラック（２）に沿って形成したパ
   ターン列における各パターン（３）が，細長矩形状，十
   字形状，三角形状，二個以上のドットの組み合わせ形状
   または，これらの各パターンを所定の角度だけトラック
   （２）に対して回転させた形状であるか，あるいは，円
   形状であることを特徴とする請求項１に記載の光メモリ
   板。
3. 【請求項３】 前記基板（１）の各パターン（３）にレ
   ーザ光を照射したとき，該各パターン（３）からの反射
   回折光によるホログラフィパターン（１００）ができる
   ようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の
   光メモリ板。
4. 【請求項４】 前記基板（１）の各パターン（３）にレ
   ーザ光を照射したとき，該各パターン（３）からの透過
   回折光によるホログラフィパターン（１００）ができる
   ようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の
   光メモリ板。
5. 【請求項５】 前記基板（１）に設定したトラック
   （２）に沿ってパターン列を形成し，該各パターン
   （３）にレーザ光を照射したとき，該照射されたパター
   ン（３）によりスクリーン上にホログラフィパターン
   （１００）ができるようにした光メモリ板（１０）から
   の記録情報の読み出し装置において，スクリーンとして
   光検出素子アレー（２００）を形成し，これらの光検出
   素子の相対的光検出情報の位置関係から基板に形成され
   た各パターン形状を特定して，それに対応する文字や数
   字あるいは記号を認識し，記録情報を読み出すようにし
   たことを特徴とする読み出し装置。
6. 【請求項６】 前記光検出素子アレー（２００）をフォ
   トダイオード２次元アレーとしたことを特徴とする請求
   項５に記載の読み出し装置。
7. 【請求項７】 前記基板（１）に設定したトラック
   （２）に沿って，特定の文字や数字あるいは記号に対応
   させた各特定のパターン形状のパターン列を順次形成
   し，各パターン（３）にレーザ光を照射したとき，該照
   射されたパターン（３）によりスクリーン上にホログラ
   フィパターン（１００）ができるようにした光メモリ板
   （１０）を作成するための光学的な書き込み方式におい
   て，発光ダイオードの光またはレーザ光を，必要とする
   該各パターン（３）に対応するパターン形状をもつ光学
   的フィルタに照射し，その透過光または反射光を集光し
   て，各特定のパターン形状のパターン列を順次形成する
   ようにしたことを特徴とする書き込み方式。
8. 【請求項８】 信号としての特定の文字や数字あるいは
   記号に対応させるに必要な分の異なるパターン（３）に
   対応するそれぞれのパターン形状をもつ光学的フィルタ
   を用意し，光変調器を用いて，発光ダイオードの光また
   はレーザ光を信号に応じて，その特定のパターン形状を
   もつ光学的フィルタに選択的に照射できるようにしたこ
   とを特徴とする請求項７に記載の書き込み方式。
9. 【請求項９】 前記基板（１）に設定したトラック
   （２）に沿って，特定の文字や数字あるいは記号に対応
   させた各特定のパターン形状のパターン列を順次形成
   し，各パターン（３）にレーザ光を照射したとき，該照
   射されたパターン（３）によりスクリーン上にホログラ
   フィパターン（１００）ができるようにした光メモリ板
   （１０）を作成するための光学的な書き込み方式におい
   て，前記各特定のパターン形状としての二個以上のドッ
   トの組み合わせ形状を，複数のレーザ光を光強度変調し
   て二個以上の集光したレーザ光のスポットの組み合わせ
   で作成するようにしたことを特徴とする書き込み方式。