用于读取存储在信息载体上的数据的系统的制作方法

专利名称：用于读取存储在信息载体上的数据的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于读取存储在信息栽体上的数据的系统。 本发明还涉及包括这一系统的各种设备。 本发明可以用在，例如，光学数据存储领域。
背景技术：
光学存储装置当前广泛用于内容发布，例如用在基于DVD(数字通 用盘)标准的存储系统中。光学存储在信息载体复制容易且便宜方面 具有远胜于硬盘和固态存储的优势。
不过，由于在驱动器中有大量的移动部件，因此在进行读取操作 的时候，考虑到所述移动部件在这些操作期间要求稳定，已知的使用 这种类型存储装置的应用对震动并不强健。因此，光学存储装置不能 容易地应用在遭受震动的应用中，如不能容易地应用在便携式设备中。

发明内容
本发明的目的是提出 一种用于读取存储在信息栽体上的数据的平 面系统。
按照本发明的用于读取存储在信息栽体上的数据的第一族平面系 统包括
-波导，包括第一表面和第二表面，
-孔阵列，放在所述第一表面一侧，用于由输入光束产生第一光
束，
-第一反射装置，放在所述第二表面一侧，用于由所述第一光束 产生第一反射光束，
-反射相位调制器，放在所述第一表面一侧，用于由所述第一反 射光束产生经相位调制的光束，
-第二反射装置，放在所述第二表面一侧，用于由所述经相位调 制的光束产生第二反射光束，所述第二反射光束用来对信息栽体进行
扫描，
-检测器，用于从信息栽体产生的输出光束中检测所述数据. 按照本发明的用于读取存储在信息栽体上的数据的第二族平面系
统包括
-波导，包括第一表面和第二表面，意图将信息载体放在所述第 二表面一侧，
-孔阵列，放在所述第一表面一侧，用于由输入光束产生第一光
束，
-第一反射装置，放在所述第二表面一侧，用于由所述第一光束 产生第一反射光束。
-反射相位调制器，放在所述第一表面一侧，用于由所述第一反 射光束产生经相位调制的光束，
-第二反射装置，放在所述第二表面一侧，用于由所述经相位调 制的光束产生第二反射光束，
-反射偏振器片，放在所述第一表面一侧，用于由所述第二反射 光束产生第三反射光束，所述第三反射光束用来穿过放在所述第二反 射装置与信息栽体之间的四分之一波片，并且用来对信息载体进行扫 描，
-检测器，放在反射偏振器片的下面，用于从信息栽体产生的输 出光束中检测所述数据。
按照本发明的平面系统致力于通过光点阵列对平面信息栽体进行 读取。波导允许定义光点的不同组件的横向位移。因此由于各种不同 组件位于彼此相邻的位置上而不是彼此叠置的，使得组装高度得到了 减小。这种组件便于在用于对信息栽体进行读取的设备中实现。
读取，因此该平面系统既能够读取透明信息栽体又能够读取不透明信 息栽体。在不透明信息栽体的情况下，不需要对信息载体厚度或背面 质量有比较苛刻的要求。该背面可以例如印有表示信息栽体内容的文 字或图像。而且，在这种情况下，仅需要保护信息载体的一面免受污 染。
下面将给出本发明的详细解释说明和其它方面。


现在将参照下文介绍的并且结合附图考虑的实施方式对本发明的
具体方面进行解释说明，其中相同的部件和子步猓以相同的形式指示 附图l表示按照本发明的第一种系统， 附图2表示按照本发明的第二种系统，
附图3表示按照本发明的系统中使用的用于宏单元扫描的组件的 详细视图，
附图4图解说明按照本发明的宏单元扫描的原理，
附图5表示按照本发明的第一种系统的三维立体图，
附图6表示用于在信息载体上移动按照本发明的系统的第一种结
构，
附图7表示用于在信息载体上移动按照本发明的系统的第二种结
构，
附图8表示用于在信息栽体上移动按照本发明的系统的第二种结 构的详细元件，
附图9表示按照本发明的第三种系统，
附图IO表示按照本发明的第三种系统的三维立体图，
附图ll表示可电子控制的液晶单元和这种液单晶元的电压控制曲
线，
附图12表示按照本发明的平面系统的第一种实施方式， 附图13表示按照本发明的平面系统的第二种实施方式， 附图14表示按照本发明的平面系统的第三种实施方式， 附图15表示按照本发明的平面系统的第三种实施方式的三维立体
图，
附图16表示按照本发明的平面系统中使用的组件的详细视图， 附图17图解说明包括按照本发明的系统的各种设备和装置。
具体实施例方式
按照本发明的系统目的在于读取存储在信息栽体上的数据。该信 息栽体用来存储按照阵列方式组织的二进制数据，比如数据矩阵形式
的二进制数据。如果该信息栽体用来以透射方式加以读取，则存储在 该信息栽体上的二进制数据的状态是由透明区域和不透明(即，光吸 收)区域代表的。另外，如果信息栽体用来以反射方式加以读取，则 存储在该信息栽体上的二进制数据的状态是由不反射(即，光吸收) 区域和反射区域代表的.这些区域是用诸如玻璃、塑料之类的材料或
具有磁特性的材料标出(marked)的.
按照本发明的系统包括
-光学元件，用于由输入光束产生光点阵列，所述光点阵列用 来扫描所述信息栽体，
-检测器，用来从所述信息栽体产生的输出光束阵列中检测所 述数据。
按照附图1所示的第一实施方式，按照本发明的用于读取存储在 信息载体101上的数据的系统包括光学元件102，该光学元件102用于 由输入光束104产生光点阵列103，所述光点阵列103用来扫描该信息 载体101。
光学元件102相当于微透镜的二维阵列，相干输入光束104被应 用到该二维阵列的输入端上。微透镜阵列102与信息载体101平行放 置并且与信息载体101隔开一定距离，以致使得光点聚集在信息载体 上。微透镜的数值孔径和质量决定了光点的大小。例如，可以使用数 值孔径等于0. 3的微透镜二维阵列102。输入光束104可以由用于扩展 输入激光束的波导(未示出)实现，或者由耦合的微激光器的二维阵 列来实现。
光点被应用在信息栽体101的透明或不透明区域上。如果光点被 应用在不透明区域上，则不会由信息栽体做出响应产生输出光束。如 果光点被应用在透明区域上，则由信息栽体做出响应产生输出光束， 所述输出光束由检测器105进行检测。检测器105因此用于检测光点 被应用的区域的数据的二进制值。
检测器105有益地是由CMOS或CCD像素阵列制成的。例如，检测 器的一个像素位于与信息栽体的包含一个数据(即， 一位)的基本数 据区相对的位置上。在这种情况下，检测器的一个像素用于检测信息
栽体的一个数据。
有益地，将一个微透镜阵列(未示出)放置于信息栽体101与检 测器105之间，用来将信息载体产生的输出光束聚焦到检测器上，以 改善数据的检测。
按照附图2中所示的第二实施方式，按照本发明的用于读取存储 在信息栽体201上的数据的系统包括光学元件202，该光学元件202用 于由输入光束204产生光点阵列203，所述光点阵列203用来扫描信息 栽体201。
光学元件202相当于孔的二维阵列，相干输入光束204被应用到 该孔二维阵列的输入端上。这些孔例如相当于例如直径为l;^或更小 的圆孔。输入光束204可以由用于扩展输入激光束的波导(未示出) 来实现，或者由耦合的微激光器的二维阵列实现.
使光点应用到信息栽体201的透明或不透明区域上。如果光点被 应用在不透明区域，则不会由信息栽体做出响应产生输出光束，如果 光点被应用在透明区域上，则信息栽体做出响应产生输出光束，所述 输出光束由检测器205进行检测。与附图1所示的第一实施方式一样， 检测器205因此用于检测光点被应用的区域的数据的二进制值。
检测器205有益地是由CMOS或CCD像素阵列制成的。例如，检测 器的一个像素位于与信息载体的包含一个数据的基本数据区相对的位 置上。在这种情况下，检测器的一个像素用来检测信息栽体的一个数 据。
有益地，将一个微透镜阵列(未示出)放在信息栽体201与检测 器205之间，用来将信息载体产生的输出光束聚焦到检测器上，以改 善数据的检测。
光点阵列203是利用塔尔波特(Talbot)效应由孔阵列202产生 的，塔尔波特效应是按照下述方式起作用的衍射现象。当相干光束(比 如输入光束204 )被应用到具有周期性衍射结构的物体(比如孔阵列 202 )上时(从而形成了发光体)，经过衍射的光在位于距离衍射结构 可预测距离zO处的平面上重新组合成发光体的相同图像。所述距离z0 称为塔尔波特距离。塔尔波特距离zO是由关系式zO-2.n.d7;i给出， 其中d是发光体的周期性间隔，义是输入光束的波长，而n是传播空间
的折射率.更加一般地说，再成像发生在距离发光体更远的其它距离
z(m)上，并且这些距离是塔尔波特距离的倍数，于是有 z(m)=2.n.m.d7;i，其中m是整数。对于m-l/2+整数，也会发生这样的 再成像，但是图像平移了半个周期.对于m-l/4+整数和m-3/4+整数， 也会发生再成像，但是这样的图像具有加倍的频率，意思是说，相对 于孔阵列的周期，光点的周期减半。
利用塔尔波特效应能够在离开孔阵列202相对较大的距离(几百 戶，由z(m)表示)上产生高质量的光点阵列，而不需要光学透镜。这 允许在孔阵列202与信息载体201之间插入例如覆盖层来防止信息栽 体201受污染(例如，灰尘、指紋...)。而且，这便于实现，并且与 使用微透镜阵列相比，允许以成本效果比较合算的方式增大应用到信 息栽体上的光点的密度。
附图3表示按照本发明的系统的详细视图。它表示用于从由信息 栽体301产生的输出光束中检测数据的检测器305。该检测器包括称为 302 - 303 - 304的像素，为了便于理解，仅给出了有限数量的像素。具 体来说，像素302用来检测存储在信息载体的数据区306上的数据， 像素303用来检测存储在数据区307上的数据，而像素304用来检测 存储在数据区308上的数据。各个数据区(也称为宏单元)包括一组 基本数据。例如，数据区306包括称为306a- 306b- 306c- 306d的二 进制数据。
按照这种实施方式，检测器的一个像素用来检测一组数据，这一 组数据当中各个基本数据是由单独一个光点连续读取的，该光点是由 附图1中所示的微透镜阵列102或者由附图2中所示的孔阵列产生的。 这种读取信息载体上的数据的方式在下面称为宏单元扫描。
附图4(该附图基于附图3)通过非限定性的例子表示信息栽体401 的宏单元扫描。
存储在信息栽体401上的数据具有两种状态，由黑色区域(即， 不透明)或白色区域(即，透明)表示。例如，黑色区域相当于"0" 二进制状态，而白色区域相当于"1" 二进制状态。
当检测器405的像素由信息栽体401产生的输出光束照射时，该 像素由白色区域表示。在这种情况下，该像素给出具有第一状态的电
输出信号(未示出).相反，当检测器405的像素没有接收到来自信 息栽体的任何输出光束时，该像素用阴影表示。在这种情况下，该像 素给出具有第二状态的电输出信号(未示出)。
在这个例子中，各组数据包括四个基本数据，并且同一时刻只有 单独一个光点被应用到各组数据上。由光点403对信息栽体401进行 的扫描是例如通过递增横向位移从左向右进行的，该横向位移等于两 个基本数据之间的距离.
在位置A上，所有光点都被应用到不透明区域上，从而检测器的 所有像素都处于第二状态。
在位置B上，在光点向右移位之后，左边的光点被应用到了透明 区域上，从而相应的像素处于第一状态，而其它两个光点被应用到不 透明区域上，从而检测器的两个相应像素处于第二状态。
在位置C上，在光点向右移位之后，左边的光点被应用到了不透 明区域上，从而相应像素处于第二状态，而其它两个光点被应用到透 明区域上，从而检测器的两个相应像素处于第一状态，
在位置D上，在光点向右移位之后，中央的光点被应用到不透明 区域上，从而相应的像素处于第二状态，而其它两个光点被应用到透 明区域上，从而检测器的两个相应像素处于第一状态，
当光点已经被应用到面对检测器像素的数据组的所有数据时，信 息栽体401的扫描完成。这意味着信息栽体的二维扫描，构成与检测 器像素相对的数据组的基本数据是由单独一个光点连续读取的。
附图5表示附图2所示的系统的三维立体图。它包括用于产生被 应用到信息栽体501上的光点阵列的孔阵列502。各个光点被应用到信 息栽体501的二维数据組(由黑体方块表示)上并且在信息载体501 的二维数据组上进行扫描。响应于这一光点，信息载体产生(或者如 果光点被应用到不透明区域上，则不产生)作为响应的输出光束，该 输出光束由与受到扫描的数据组相对的检测器503的像素进行检测。 信息载体501的扫描是以沿着x和y轴位移孔阵列502的方式进行的。
孔阵列"2、信息载体501和检测器503是在平行平面内叠置起来 的。唯一的移动部件是孔阵列502。
注意，用微透镜阵列102替换了孔阵列502之后，附图5中所示
的系统的三维立体图应该是与附图l所示的系统的三维立体图一样的，
由光点阵列对信息栽体进行的扫描是在与信息栽体平行的平面内 完成的。扫描装置为了对信息载体的所有表面进行扫描而提供光点在X
和y两个方向上的平移运动.
按照附图6中所示的第一解决方案，扫描装置相当于H桥。产生 光点阵列的光学元件(即，微透镜阵列或孔阵列)在第一滑架(s ledge ) 601中实现，该第一滑架601可相对于第二滑架602沿着y轴移动。为 此，第一滑架601包括与轨道607、 608相接触的接头603 - 604 - 605 -606。第二滑架602可借助与轨道609 - 610相接触的接头611-612 -613-614沿着x轴移动。滑架601和602是借助致动器(未示出) 进行平移的，比如通过步进电机、起到起重器作用的磁性或压电致动 器。
按照附图7所示的第二解决方案，将扫描装置支撑在框架701中。 在附图8中用详细三维立体图的形式示出了用于悬置框架701的元件。 这些元件包括
-第一片簧802,
-第二片簧803，
-第一压电元件804，沿着x轴为扫描装置801提供驱动； -第二压电元件805，沿着y轴为扫描装置801提供驱动。
附图7中所示的第二解决方案的机械传动比附图6中所示的H桥 解决方案少。与框架701接触的压电元件是这样加以电子控制(未示 出)的电压变化造成压电元件尺寸改变，导致框架701沿着x和/或 y轴发生位移。
位置Pos 1表示扫描装置701处于第一位置，而位置Pos 2表示 扫描装置701在沿着x轴发生平移之后处于第二位置，片簧702和703 的弹性是以明显的方式表达出来的。
用四个压电元件可以建立同样的结构，两个多出来的压电元件取 代片簧702和703。在这种情况下，相对的一对压电元件以相同的方式 在一个方向上一起起到了结抗肌对的作用。
附图9表示按照本发明的经过改进的系统，其中信息载体901的 扫描不是用移动组件实现的.附图9基于附图2，但是另外还包括放置 在输入光束904的光路上的相位调制器906。
非机械扫描是通过对输入光束904施加由相位调制器906定义的 相位分布(phase profile)并且改变这一相位分布来实现的.相位调 制器906改变输入光束904相对于横向x (和/或y)距离的相位.
注意，也可以相位调制器906放置在孔阵列902与信息栽体901 之间(未示出)。
当相位调制器906起到使相位())(x)相对于位置x以线性方式变化的 作用时，这导致光点阵列903沿着横轴x横向平移Ax。可以定义，相 位(Kx)与横向位置x是由下述关系关联起来的<formula>formula see original document page 13</formula>
其中 x是横向位置(例如从相位调制器906的最左端开始算起 的位置)，
人是输入光束904的波长， a是可变参量。
可以证明，如果由等式1定义的相位分布是由相位调制器906实 现的，则光点阵列903的横向平移Ax是由下述关系给出的
Ax=aZ 等式2
其中Z最好是相应于塔尔波特距离zO的固定值，或者是相应于塔 尔波特距离zO的整数倍或约数(sub-multiple)的固定值，
参数a允许从改变横向平移Ax的角度实现相位分布的线性因数的 修改。对于参数a的各个值，会定义出不同的相位分布。参数a的变 化从而产生x方向上的一个平移点。
为了对信息栽体901的所有表面进行扫描，信息栽体的各个宏单 元数据必须由光点阵列的光点进行扫描。宏单元数据的扫描因此相当 于沿着x和y轴进行的二维扫描，这一二维扫描是以同时定义根据x 和y轴的线性相位调制的方式进行的，所定义的相位分布是由根据x
(由等式l定义)轴的线性相位分布和根据y轴(与等式l定义的相 同，只是将x换为y)的线性相位分布的线性组合得到的.
相位调制器906最好包括可控液晶(LC)单元.例如，可以使用 映像(pixelated)的线性向列LC元，以致孔阵列902的各个孔具有 它自己的LC单元，并且使其给出它自己的相位小(x)。这样，相位调制 器906相当于LC单元的二维阵列，向列物质可以通过电和磁场来加以 排列，造成相位改变.向列型单元在光学上等价于具有固定光轴的线 性波片，但是它们的双折射(birefringence )是所施加的电压的函数。 随着所施加的电压的变化，双折射发生改变，导致光学路径长度改变， 这样就导致相位改变。
由于孔阵列902的各个孔具有它自己的LC单元，因此相位分布定 义了具有递增阶梯的斜坡，该斜坡总体上拟合出等式1定义的线性等 式。
另外，相位调制器906可以定义出连续的预设相位分布，该相位 分布可以釆用电子方式加以控制，以改变相位分布的线性因数。
另外，可以使用电浸湿单元来定义相位分布。在这种情况下，根 据横向位置x变化的相位分布是通过对电浸湿单元施加不同的高电压 来改变的。
另外，可以通过从轴向z改变入射光束904的入射角度的方式使 光点阵列在信息栽体上进行平移。这种解决方案是很有优势的，因为 它不再需要将相位调制器放在光路上。不过它需要致动装置(未示出) 来改变光束904的角度。当光束相对于孔阵列的表面法向的角度是a 时，相位分布对应于等式1定义的相位分布。
附图IO表示附图9中所示的系统的三维立体图。它包括用于产生 被应用到信息栽体1001上的光点阵列的孔阵列1002。各个光点被应用 到信息栽体1001的二维数据组(由黑体方块表示)上并且在该二维数 据组上进行扫描。响应于这一光点，信息载体产生(如果光点被应用 到不透明区域上，则不产生)输出光束，该输出光束由检测器1003的 与受到扫描的数据组相对的像素进行检测。沿着x和y轴对信息栽体 1002进行的扫描是借助放在孔阵列1002下面的相位调制器1006来实
现的，而没有移动任何元件。
相位调制器1006、孔阵列1002、 以平行平面方式叠置起来的。
说明书第11/15页
信息栽体1001和检测器1003是
附图ll表示LC单元的例子.它包括LC层1101、玻璃基板1102、 透明电极1103、校正层1104。在这个图中，参数d对应于单元厚度， 而e对应于LC分子的角度。随着液晶分子在由电压发生器1105施加的 电场的作用下发生的旋转，通过该单元传播的线偏振光将会经历不同 的有效折射率，导致相位改变。
作为例子，附图11中还示出了结果得到的相位变化A(()与电压之间
的关系曲线。该曲线的特性取决于所使用的LC材料、光的波长和单元 厚度d。
当相位调制器906起到使输入光束904的相位(Kx)针对位置x以二 次方程形式变化的作用时，会导致光点阵列903沿着轴z发生轴向平 移Az。可以确定，相位())(x)与横向位置x是由下述关系关联起来的
j, 、 2;r ^
2i ;i 等式3
其中 x是横向位置，
、是输入光束904的波长，
R是与相位分布的曲率半径相应的可变参量， Az是相对于z= 0的位置的轴向平移。 可以证明，如果等式3定义的相位分布是由相位调制器906实现 的，则光点阵列903的轴向平移Az可以由下列关系式精确逼近
R 等式4
其中Z最好是相应于塔尔波特距离zO的固定值，或者是相应于塔 尔波特距离z0的整数倍或约数的固定值。
可变参数R能够从改变轴向平移Az的角度实现对相位分布的二次 因数的修改。对于参数R的各个值，定义出了不同的相位分布。参数R
的变化因此得到平移Az。光点903因此聚焦在更靠近或进一步远离信 息载体901表面的位置上。二次相位分布起到与比较传统的记录方法 中的聚焦致动器相同的作用，但是不需要使用任何机械元件.
最好，相位调制器906定义的相位分布可以由等式1定义的线性 相位分布(根据x和/或y轴)和等式4定义的二次相位分布的线性组 合得出。这允许在执行光点的二维扫描的同时，精确设定光点在信息 载体901表面上的焦点。
按照经过改进的实施方式，按照本发明的系统的不同组件，不是 如附图1、 2、 8、 9、 IO那样叠置起来的，而是彼此相邻地放置的，以 定义出一个平面系统。这个平面系统建立在包括笫一表面和第二表面 的波导上。使用波导允许在波导的第一表面(即下表面)与第二表面 (即上表面)之间的反射的作用下实现不同光束的横向位移。按照本 发明的平面系统是根据两族得出的。
在附图12和附图13中示出了按照本发明的用于读取存储在信息 栽体上的数据的第一族平面系统。这一第一族平面系统包括
-波导1203 - 1303,包括第一表面1207 - 1307和第二表面1208 -1308。该波导是由塑料或玻璃制成的，或者是由任何没有双折射或 密度变化的材料制成的。
-孔阵列1202 - 1302，放在所述第一表面一侧，用于由输入光束 1204 - 1304产生第一光束。该光束可以由借助另外的波导(未示出) 进行扩展的激光束得出。
-第一反射装置1209 - 1309，放在所述第二表面一侧，用于由所 述第一光束产生第一反射光束。
-反射相位调制器1206 - 1306，放在所述第一表面一侧，用于由 所述第一反射光束产生经相位调制的光束。该经相位调制的光束包括 如前所述的光点阵列。
-第二反射装置1210-1310,放在所述第二表面一侧，用于由所 述经相位调制的光束产生第二反射光束，所述第二反射光束用来对信 息栽体1201 — 1301进行扫描。
-检测器1205 - 1305，用于从信息栽体1201 - 1301产生的输出光
束中检测所述数据。该检测器(例如是如前所述的CMOS型的检测器) 最好包括用于将所述输出光束聚焦在检测器的感光单元上的微透镜阵 列(未示出)。
按照附图12所示的实施方式，将检测器1205放在所述第一表面 1207 —侧，意图将信息载体1201放在所述第一表面1207与检测器1205 之间.这一具体实施方式
意味着要使用意图以透射方式读取的信息载 体1201。
按照附图13所示的实施方式，将检测器1305放在所述第二表面 1308 —侧。而且，该系统此外还包括
-反射偏振器片1311，放在所述第二反射装置1310与检测器1305 之间，
-四分之一波片1312，放在所述第一表面1307与信息栽体1301 之间。
在波导1303的左手边，指向上方的宽箭头代表从信息载体1301 回来(coming back)的光束。借助四分之一波片1312旋转这个光束 的偏振，以致它直接透射穿过反射偏振器片1311 (不会由第二反射装 置1310偏转)。
附图13中所示的这一具体实施方式
意味着要使用放在所述第一表 面1307 —侧并且用来以反射方式进行读取的信息载体1301。
在附图14中示出了按照本发明的用于读取存储在信息栽体上的数 据的第二族平面系统，并且在附图15中以三维立体图方式示出了该系 统。这一第二族平面系统包括
-波导1403，包括第一表面1407和第二表面1408。该波导是由 塑料或玻璃制成的，或者是由任何没有双折射或密度变化的材料制成 的。
-孔阵列1402,放在所述第一表面一侧，用于由输入光束1404产 生第一光束。该光束可以由借助另外的波导(未示出)进行扩展的激 光束得出。
-第一反射装置1409，放在所述第二表面一侧，用于由所述第一 光束产生第一反射光束。
-反射相位调制器1406，放在所述第一表面一侧，用于由所述第 一反射光束产生经相位调制的光束。该经相位调制的光束包括如前所 述的光点阵列，
-第二反射装置1410,放在所述第二表面1408 —侧，用于由所述 经相位调制的光束产生第二反射光束(由指向下方的窄箭头代表)， 该第二反射光束垂直于信息栽体1401的平面。
-反射偏振器片1411,放在所述第一表面一侧，用于由所述第二 反射光束产生第三反射光束(由指向上方的宽箭头代表)，所述第三 反射光束用来穿过放在所述第二反射装置1410与信息载体之间的四分 之一波片1412,并且用来对信息栽体1401进行扫描。该反射偏振器片 1411是这样的它反射具有给定偏振的光束(对应于所述第二反射光 束)，并且它透射与所述给定偏振相比旋转了 90度的偏振的光束(对 应于所述第三反射光束)。
-检测器1405，放在反射偏振器片1411的下面，用于从信息栽体 1401产生的输出光束(由指向下方的宽箭头代表)中检测所述数据。 该输出光束透射穿过四分之一波片1412并且穿过反射偏振器片1411. 该检测器(例如是如前所述的CMOS型的检测器)最好包括用于将所述 输出光束聚焦在检测器的感光单元上的微透镜阵列(未示出)。
附图14和附图15中所示的这一具体实施方式
意味着要使用意图 放在所述第二表面1408 —侧并且用来以反射方式进行读取的信息栽体 1401。平面系统的这种实施方式是很有优势的，因为所有的組件都位 于波导的同一侧，而信息载体在相反一侧。这种结构便于在信息载体 读取设备中实现。
最好，第一表面1207 - 1307 - 1407与第二表面1208 - 1308 - 1408 之间的距离是这样的使得所述孔阵列1202 - 1302 - 1402的输出端产 生的光束再成像在反射相位调制器1206 - 1306 - 1406上。
平面系统的所有实施方式具有这样的共同点它们使用采用反射 方式的相位调制器。由于光束两次穿过反射相位调制器层，因此允许 使应用于该光束的相移加倍(由等式1-4定义)。与附图9所示的实 施方式一样，反射相位调制器1206 一 1306 - 1406的各个液晶单元可以
电学上采进行寻址。在这种情况下，最好使用硅上液晶(LC0S)技术。
附图16表示第一反射装置1609和第二反射装置1610的详细视图.
第一反射光束的反射角可以由三角形结构的角度"l决定，并且第 二反射光束的反射角可以由三角形结构的角度"2决定，所述三角形结 构放在波导1603的第二表面1608 —侧.
该反射角也可以通过按输入光束的波长义的量级选择这些结构的 间距p以定义闪耀光栅来确定， 一阶衍射光束用作输出偏转光束.
如附图17所示，按照本发明的系统可以有益地实现在读取设备RA (例如，家用播放器设备...)、便携式装置PD(例如，便携式数字助 理、便携式计算机、游戏播放器单元...)或移动电话MT中。这些设备 和装置包括用于接收前面介绍的信息栽体IC的开口 (0P)和按照本发 明的为了数据还原而在所述信息栽体IC上平移光点的系统。
使用词"包括"及其同义词并不排除存在除了权利要求中所列出 的元件或步骤之外还存在其它元件或步骤的可能.在元件或步骤之前 使用词"一"或"一个"并不排除存在多个这样的元件或步骤的可能。
权利要求
1.用于扫描信息载体(1201，1301)的系统，所述系统包括-波导(1203，1303)，包括第一表面(1207，1307)和第二表面(1208，1308)，-光学元件(1202，1302)，放在所述第一表面一侧，用于由输入光束(1204，1304)产生第一光点阵列，-第一反射装置(1209，1309)，放在所述第二表面一侧，用于由所述第一光点阵列产生第一反射光点阵列，-反射相位调制器(1206，1306)，放在所述第一表面一侧，用于由所述第一反射光点阵列产生经相位调制的光点阵列，-第二反射装置(1210，1310)，放在所述第二表面一侧，用于由所述经相位调制的光点阵列产生第二反射光点阵列，所述第二反射光点阵列用来对信息载体(1201，1301)进行扫描，-检测器(1205，1305)，用于检测由信息载体(1201，1301)产生的输出光点阵列。
2. 按照权利要求1所述的系统，其中将检测器(1205 )放在所述 第一表面(1207 ) —侧，意图将信息栽体(UOl)放在所述第一表面(1207 )与检测器(1205 )之间。
3. 按照权利要求1所述的系统，其中将检测器(1305 )放在所述 第二表面(1308 ) —侧，该系统此外还包括反射偏振器片(nil)， 放在所述第二反射装置(1310)与检测器(1305 )之间，并且此外还 包括四分之一波片(1312)，放在所述第一表面(1307 )与信息载 体(1301)之间，意图将信息载体(1301)放在所述第一表面(1307 ) 一侧。
4. 用于扫描信息栽体(1401)的系统，所述系统包括 -波导(1403 ),包括第一表面(1407 )和第二表面(1408 )，意图将信息栽体(1401)放在所述第二表面(l408 ) —侧，-光学元件(1402 )，放在所述第一表面一侧，用于由输入光束 (1404 )产生第一光点阵列，-第一反射装置(1409 )，放在所述第二表面一侧，用于由所述第一光点阵列产生第一反射光点阵列， -反射相位调制器(1406 )，放在所述第一表面一侧，用于由所 述第 一反射光点阵列产生经相位调制的光点阵列，-第二反射装置(1410),放在所述第二表面(1408 ) —侧，用 于由所述经相位调制的光点阵列产生第二反射光点阵列，-反射偏振器片(l"l)，放在所述第一表面一侧，用于由所述 第二反射光点阵列产生笫三反射光点阵列，所述第三反射光点阵列用 来穿过放在所述第二反射装置(1410)与信息栽体之间的四分之一波 片(1412)，并且用来对信息栽体(1401)进行扫描，-检测器(l405 )，放在所述第一表面(1407 ) —侧，所述反射 偏振器片(1411 )位于所述波导(1403 )和所述检测器(1405 )之间， 用于检测由信息载体(1401)产生的输出光束.
5. 用于扫描信息载体(1201， 1301)的系统，所述系统包括 -波导(1203， 1303 )，包括第一表面(1207， 1307 )和第二表面(1208, 1308 )，-光学元件(1202， 1302 ),放在所述第一表面一侧，用于由输 入光束(1204， 1304 )产生第一光束，-第一反射装置(1209， 1309 ),放在所述第二表面一侧，用于由所述第一光束产生第一反射光束，-反射相位调制器(1206， 1306 ),放在所述第一表面一側，用 于由所述第 一反射光束产生经相位调制的光束，-第二反射装置(1210， 1310)，放在所述第二表面一侧，用于 由所述经相位调制的光束产生第二反射光束，所述第二反射光束包括 意图用来对信息栽体(1201， 1301)进行扫描的光点阵列，其中所述 光点阵列由所述光学元件(1202, 1309 )与输入光束(1204， 13(H) 相互作用产生，以及其中所述利用光点阵列的扫描通过所述相位调制 器(1206， 1306 )与所述第一反射光束相互作用进行，-检测器(1205， 1305 )，用于检测由信息栽体(1201， 1301) 产生的输出光点阵列。
6. 按照权利要求1、 2、 3、 4或5所述的系统，其中第一表面(1207, 1307， 1407 )与第二表面(1208， 1308, 1408 )之间的距离是这样的 使得在所迷光学元件(1202, 1302， 1402 )的输出端产生的光点阵列 再成像在反射相位调制器(1206, 1306， 1406 )上。
7. 包括权利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的系统的读取设备。
8. 包括权利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的系统的便携装置.
9. 包括权利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的系统的移动电话。
10. 包括权利要求l、 2、 3、 4、 5或6所述的系统的游戏单元.
11. 按照权利要求l、 4或5所述的系统，进一步设置使得所述光 学元件通过塔尔波特效应产生所述光点阵列。
全文摘要
本发明涉及用于读取存储在信息载体上的数据的系统。该系统包括波导(1203)，该波导能够利用所述波导(1203)的第一表面(1207)和第二表面(1208)之间光束的反射实现不同组件的横向位移。应用光学存储。
文档编号G11B7/12GK101354896SQ20081014514
公开日2009年1月28日 申请日期2004年9月2日 优先权日2003年9月18日
发明者C·T·H·F·利登鲍姆, R·F·M·亨德里克斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司