JPH10510653A

JPH10510653A - 光データ記憶媒体及びその書込み及び読出し方法

Info

Publication number: JPH10510653A
Application number: JP9503758A
Authority: JP
Inventors: グーデセン，ハンス，グーデ; ノルダール，ペル−エリーク; ニールセン，ロルフ，モール; ナエリンクスルート，トールモード
Original assignee: オプチコムエイエスエイ
Priority date: 1995-06-23
Filing date: 1996-06-24
Publication date: 1998-10-13
Anticipated expiration: 2016-06-24
Also published as: KR100296237B1; KR19990028334A; BR9608964A; DE69630381T2; NO952542L; RU2146397C1; EP0834174B1; NO952542D0; DE69630381D1; CA2222085C; ATE252269T1; US6052354A; CN1137493C; EP0834174A1; NO303098B1; CN1192819A; AU702006B2; WO1997001171A1; CA2222085A1; AU6321296A

Abstract

(57)【要約】透明な均質ベース材で形成された光データ記憶区域を有し、該記憶区域の一方の側に多数の光学的に活性の構造部を有する光データ記憶媒体において、該光学的に活性の構造部は、記憶区域に入射した光ビームを該記憶区域内の１つ又は複数の点に焦点合わせさせるように、及び、又は該１つ又は複数の点から発出された反射光ビーム又は光放射線を該記憶区域の外部の１点に焦点合わせするように配置された回折性光学素子である。該光データ記憶媒体への書込み及び光データ記憶媒体からの読出しに当っては、データ担持構造部を創生するために、又は、そのようなデータ担持構造部に記憶されたデータを読出すために回折性光学素子を用いて書込み／読出し用光ビームを焦点合わせする。回折性光学素子の特別の光特性を利用することによって、光データ記憶媒体内の数層の平行に配設された、又は不規則に配設された記憶層に並列的にデータの読み書きを実施することができ、それによって、該光データ記憶媒体は、データの真のボリューム記憶を達成することができ、記憶されたデータに対する真のボリュームアクセスを達成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】光データ記憶媒体及びその書込み及び読出し方法技術分野本発明は、実質的に透明な均質ベース材で形成された光データ記憶区域を有し、該光データ記憶区域の一方の側に近接して回折性光学素子から成る複数の光学的に活性の構造部を有する光データ記憶媒体に関する。各回折性光学素子は、光データ記憶区域に入射した光ビームを、これから創生される、又は既に創生されたデータ担持構造部の独自にアドレス指定可能な位置に各々対応する該記憶区域内の１つ又は複数の点に焦点合わせするようになされ、及び、又は、該１つ又は複数の点から反射された光ビーム又は該１つ又は複数の点から発出された光放射線を該記憶区域の外部の１点に焦点合わせするようになされている。本発明は、又、請求の範囲第１３及び１４項の序文に記載されたデータ書込み方法、並びに、請求の範囲第１７及び１８項の序文に記載されたデータ読出し方法に関する。更に、本発明は、請求の範囲第２０項の序文に記載されたデータの並列書込み方法、及び、請求の範囲第２１項の序文に記載されたデータの並列読出し方法に関する。本発明は、回転ディスク、長方形のカード又はシート、ストリップ状のテープ、又はスプルーに巻回されたテープ等の形の光データ記憶媒体に使用することを企図したものである。本発明は、特に、本出願人の国際出願公報ＷＯ９６／３７８８８号「光データ記憶装置」に記載されているような、データ担持媒体（データ記憶媒体とも称する）及びそのようなにデータ担持媒体にデータ担持構造部を創生するための方法に関連して使用することを企図したものである。背景技術現行の技術によるデジタル光データ記憶装置においては、画然と焦点合わせされたレーザービームが回転ディスクのようなデータ担持媒体の表面上を規則的に走査し、レーザービームが該媒体上にエンコードされた微小ピット又はスポットを通過したときディスクからの反射光の変化を記録することによってデータ内容を導出する（読出す）。ピット又はスポットを小さくし間隔を密にすることによってデータ担持構造部を構成するピット又はスポットは、ディスクの製造時に成形又はプレストレスド加工によってディスクに形成することができる。あるいは、走査レーザービームを用いて短い強力な光バーストにより例えばピットの形のデータ担持構造部をディスクに形成することによってデータをディスクにエンコードすることができる。しかしながら、このような光データ記憶及びアクセス方法には多くの欠点がある。第１に、レーザービームをデータを保有したトラックに沿って正確に位置づけするために極めて正確な光学−機械的装置を必要とし、データを直列的（順次）に読出す。これには、機械的操作の面で制約があり、又、ランダムアクセス速度も遅くされる。この後者の問題は、多くの用途において特に深刻であり、現在、機械的な位置づけ操作の迅速化を可能にする軽量の光学ヘッド構成の開発を目的とした広範な研究が行われている。しかしながら、機械的な方法は、極めて高いアクセス速度を達成するのには適さず、従って、音響−光又は電気−光作用に基づく、光ビームのためのアドレス指定方法を開発するための研究に多くの資金が投下されてきた。そのようなアドレス指定方法は、コンパクトな、好ましくは低コストの物理的パッケージの形で具体化することが可能であると考えられるところから、集積光学構造が研究者にとって特に関心をもたれてきた。この現在進行中の研究が最終的に実用可能なハードウエアを実現するとしても、記憶された情報に順次にアクセスするので、又、使用されるトラッキング方法の結果として、データ転送速度が深刻な問題になると考えられる。この問題を回避するために、データを多数の隣接したトラックを読み書きする光学ヘッドによって並列的に転送する多重トラックに関する研究が行われてきた。しかしながら、この方法では、１つのサーボ制御される光学ヘッドによって僅か２、３の隣接トラックしかカバーすることができないので、データ転送速度を高めるには数個の独立してトラッキングするトラッキングヘッドを必要とする。そのような方法によって達成される読み書きの並行処理度合は、物理的な、並びに、コスト面での制約によって大きく制限される。上述した問題点を機械的なアドレス指定方法によって回避する光メモリーの一例が、国際出願公報ＷＯ９３／１３５２９号に開示されている。このメモリーでは、データは、例えば透光率、反射率、偏光特性及び、又は位相等の変更によって光を選択的に変更することができる光データ層１９に記憶される。このデータ層１９は、制御自在の光源１５によって照明され、作像小レンズのアレー２１によって像が共通の光センサーアレー２７上に投影される。データ層中のいろいろな異なるデータ記憶区域又はページを選択的に順次に照明することによって、対応する小レンズ２１によって対応する異なるデータパターンが共通の光センサーアレー２７上に結像され、それによって、電気光学的に多重化（マルチプレックス）することにより膨大な数のページを研削することができる。好ましい実施例では、小レンズ２１の代わりに回折性光学構造部４０２，４０６を用いることができるが、単色又は幅狭波長域（バンド）光源を使用しない限り、回折性光学構造部は、光源の波長の相違により像データに望ましくない収差又は歪みを生じるとされている。更に、この光メモリーは、書込み光学系と読出し光学系を構造的に分離するので、メモリーのハウジング１１内にビームスプリッター３１を設けなければならず、光学系の機構を複雑にする。光メモリーに適するデータ記憶媒体の一例として、国際出願公報ＷＯ９３／１３５２９号から派出した米国特許第５，４３６，８７１号を参照することができる。この米国特許第５，４３６，８７１号には、集積された小レンズのアレー２１０を有するカード１０４上と、透光率、反射率、偏光特性及び、又は位相等の変更によって光を選択的に変更することができる光データ層１９０内にデータを記憶させるようにしたコンパクトな光メモリーが開示されている。しかしながら、光メモリーは、例えば上記国際出願公報ＷＯ９６／３７８８８号に開示されている適当な光源で励起されると蛍光を発することができる記憶媒体、あるいは、発色団として細菌ロドプシンの使用を開示している国際出願公報ＷＯ９６／２１２２８号に開示されているような発色団化合物を包含することができる記憶媒体によっても構成することもできる。発明の開示本発明の目的は、光データ記憶のための現行の技術に随伴する上述の諸問題、並びに、従来から提案されているいろいろな解決方法の上記問題点を回避することである。本発明の他の目的は、データ担持媒体の大きなブロックにアクセスすることを可能にし、機械的運動の全部又は一部を電子的アドレス指定操作及び電子的論理操作に代えることである。本発明の特定的な目的は、多数の、即ち数百ないし数千の並列チャンネル内の光学的に記憶されたデータを簡単に読み書きすることを可能にし、場合によっては機械的な運動を全く伴うことなく、データへ迅速なランダムアクセスを可能にすることである。本発明の他の目的は、高いデータ密度を有する安価なデータ担持媒体を提供することである。本発明の更に他の目的は、多くの用途においてレーザー源を必要とせず、発光ダイオード（ＬＥＤ）のようなインコヒーレント光エミッタによって代替させることである。本発明の他の目的は、極めてコンパクトな光学的読み書きハードウエアの使用を可能にするとともに、ディスクであれ、カードであれ、テープであれ、データ担持媒体上のいかなるフォーマットにも整合することを可能にすることである。本発明の上記諸目的は、複数の回折性光学素子に制御された、段階的な位相変化を施したことを特徴とする光データ記憶媒体、光データ記憶媒体にデータを書込む方法であって、複数の回折性光学素子に制御された、段階的な位相変化を施し、光データ記憶媒体上の１つの回折性光学素子に１つのレーザービームを差向けて、該レーザービームを該回折性光学素子により前記記憶区域中の１つの特定の点に焦点合わせし、それによって、該焦点内の該レーザービームから発出されたエネルギーにより周知の態様で当該時点では未使用の記憶区域のベース材に物理的又は化学的変化を惹起させてデータ担持構造部を創生し、その際、該物理的又は化学的変化の度合を、該レーザービームを所定の光変調操作に従って変調させることによって決定することにより１つのデータ担持構造部に該データ担持構造部のベース材の物理的又は化学的変化の度合に対応する値の１つのデータを割当てることを特徴とする書込み方法を提供すること、光データ記憶媒体にデータを書込む方法であって、複数の回折性光学素子に制御された、段階的な位相変化を施し、該光データ記憶媒体上の１つの回折性光学素子に１つのレーザービームを差向けて、該レーザービームの波長を、該レーザービームが該回折性光学素子によって前記記憶区域中の１つの特定の点に焦点合わせされるように調整し、それによって、該焦点内の該レーザービームから発出されたエネルギーにより周知の態様で当該時点では未使用の記憶区域のベース材に物理的又は化学的変化を惹起させてデータ担持構造部を創生し、その際、該物理的又は化学的変化の度合を、該レーザービームを所定の光変調操作に従って変調させることによって決定することにより１つのデータ担持構造部に該データ担持構造部のベース材の物理的又は化学的変化の度合に対応する値の１つのデータを割当てることを特徴とする書込み方法、光データ記憶媒体にデータを読出す方法であって、複数の回折性光学素子に制御された、段階的な位相変化を施し、光ビームを前記光データ記憶媒体上の１つの回折性光学素子に差向け、該光ビームを前記記憶区域中の１つの特定のデータ担持構造部に焦点合わせし、それによって、該焦点内の光ビームから発出されたエネルギーにより周知の態様で該データ担持構造部から該データ担持構造部に記憶されたデータの値に対応する検出可能な光応答を発出させ、該検出可能な光応答を該回折性光学素子によって該光データ記憶媒体の外部に配置された光検出器上に焦点合わせすることを特徴とする読出し方法、光データ記憶媒体にデータを読出す方法であって、複数の回折性光学素子に制御された、段階的な位相変化を施し、光ビームを該光データ記憶媒体上の１つの回折性光学素子に差向け、該レーザービームの波長を、該レーザービームが該回折性光学素子によって前記記憶区域中の１つの特定の点に焦点合わせされるように調整し、それによって、該焦点内の該レーザービームから発出されたエネルギーにより周知の態様で該データ担持構造部から該データ担持構造部に記憶されたデータの値に対応する検出可能な光応答を発出させ、該検出可能な光応答を該回折性光学素子を通して該光データ記憶媒体の外部に配置された光検出器上に焦点合わせすることを特徴とする読出し方法、光データ記憶媒体にデータを並列的に書込む方法であって、複数の回折性光学素子に制御された、段階的な位相変化を施し、２個以上の個別に付勢することができるレーザー素子から成るレーザーデバイスから発出させた入射角の異なる２つ以上のレーザービームを前記光データ記憶媒体上の１つの回折性光学素子に差向け、各個々のレーザービームの波長を、該レーザービームが該回折性光学素子によって前記記憶区域中の１つの特定の記憶層に対応する同一平面上に焦点合わせされるように調整し、それによって、該各レーザービームから発出されたエネルギーによって周知の態様で該同一平面内の各焦点内の当該時点では未使用の記憶層のベース材に物理的又は化学的変化を惹起させて該同一平面内にレーザービームの数に対応する数のデータ担持構造部を創生し、その際、該物理的又は化学的変化の度合を、該レーザービームを所定の光変調操作に従って変調させることによって決定することにより該各データ担持構造部に該データ担持構造部のベース材の物理的又は化学的変化の度合に対応する値の１つのデータを割当てることを特徴とする並列書込み方法、及び、光データ記憶媒体にデータを並列的に読出す方法であって、複数の回折性光学素子に制御された、段階的な位相変化を施し、光学デバイスを介して固定又は調整された固定波長又は調整自在の波長を有する２つ以上の選択的に付勢自在の光源を有する照明装置から２つ以上の光ビームを前記光データ記憶媒体の１つ又は複数の回折性光学素子に差向け、該２つ以上の光ビームをそれぞれ前記記憶区域の特定のデータ担持構造部に焦点合わせし、それによって、該それぞれの焦点内の光ビームから発出されたエネルギーにより周知の態様で該それぞれのデータ担持構造部から該それぞれのデータ担持構造部に割当てられたデータの値に対応する検出可能な光応答を発出させ、該検出可能な光応答をそれぞれ前記光データ記憶媒体の、前記光学デバイスのある側とは反対側に配置された別の光学デバイスを通して光検出器内の光検出素子上に焦点合わせすることを特徴とする並列読出し方法、によって達成される。本発明による光データ記憶媒体の好ましい実施形態においては、回折性光学素子をゾーンプレートレンズとする。本発明による光データ記憶媒体の他の好ましい実施形態においては、光データ記憶媒体をテープ、ディスク又はカードの形に形成し、前記回折性光学素子を該テープ、ディスク又はカードの表面上に配置する。本発明による光データ記憶媒体の他の好ましい実施形態においては、前記記憶区域を１つ又は複数の別個の記憶平面を形成する１つ又は複数の記憶層によって構成し、該記憶層のベース材に蛍光染料分子を埋入し、該各個別の記憶層中の該染料分子は、前記回折性光学素子ＤＯＥによって当該記憶層上に焦点合わせされる光ビームの波長に整合するそれぞれ別個のスペクトル応答を有するものとする。以下に、本発明に用いられる回折性光学素子の原理の説明に関連して、又、本発明の実施形態に関連して添付図を参照して本発明を詳しく説明する。図面の簡単な説明図１は、回折性光学素子ＤＯＥのマトリックスの形の光学的に活性の構造部を示す。図２ａ及び２ｂは、本発明に用いられる回折性光学素子ＤＯＥ又はゾーンプレートレンズの原理を示す図である。図３ａは、図２ｂの回折性光学素子ＤＯＥの１ゾーンのプロファイル（断面輪郭）を示す図である。図３ｂ、３ｃ及び３ｄは、図３ａのプロファイルの位相関数を近似値化又は量子化するためのそれぞれ異なる方法を示す図である。図４ａは、回折格子とみなされるゾーンプレートレンズを示す平面図である。図４ｂは、図４ａのゾーンプレートレンズの側面図である。図５は、入射平面波を回折性光学素子によって基材に焦点合わせする態様を示す図である。図６は、本発明による光データ記憶媒体の概略断面図である。図７は、本発明によるデータの並列書込み方法の概略説明図である。図８は、本発明によるデータの並列読出し方法の概略説明図である。図９ａ及び９ｂは、本発明に従ってレーザービームを同一平面上に焦点合わせする原理を示す概略説明図である。図１０は、本発明による光データ記憶媒体の数層の記憶層に並行アクセスするための方法を示す概略説明図である。発明を実施するための最良の形態本発明の基本的な特徴は、光データ記憶媒体に多重マイクロ（微小）レンズとして機能する回折性光学素子の形の光学的に活性の構造部を用いることにある。それによって、本発明のデータ担持媒体は、機能上、データの読み書きのために用いられる光を整形し案内する光学系の一体的一部分となる。更に、本発明は、複数の回折性光学素子に制御された、段階的な位相変化を施すことを要件とする。かくして、従来の光データ記憶方法に随伴する多数の制約が排除され、実用的で安価なハードウエアで高度の読み書き性能を達成する可能性が開かれる。回折性光学系素子は、光の屈折又は反射とは異なる回折に基づくものである。多くの場合、回折性光学素子ＤＯＥは、レンズやプリズム等の慣用の屈折性光学素子の代替として用いることができ、それによってコスト又はサイズの相当な減少を達成することができる。多くの場合、回折性光学素子は、屈折性素子より優れた性能（例えば、色消し能力）を発揮することができ、屈折又は反射に基づく慣用の光学素子の用途範囲を超える用途を可能にすることさえある。図１は、回折性光学素子ＤＯＥ又はゾーンプレートレンズ（以下、単に「ＤＯＥ」又は「レンズ」とも称する）のマトリックスを示す。各ＤＯＥは、金型成形、型押し（エンボス）加工、乾式又は湿式蝕刻等の広範囲の方法によって製造し複製することができる、慎重に設計されたトポグラフィック構造部から成っている。以下に、所望のデータ記憶容量を得るために、回折性光学素子ＤＯＥを本発明に従って光データ記憶媒体に使用する態様を説明する。データ記憶容量は、ＤＯＥの裏側のデータ担持媒体の基材の不オーバーラップ（オーバーラップしていない）被焦点合わせ区域（焦点合わせされた区域）又は焦点スポットによって得ることができる最大密度に依存する。以下の記述では、複数の回折性光学素子に制御された、段階的な位相変化を施したＤＯＥの特に好ましい実施形態としてゾーンプレートレンズを用いた場合を中心として本発明を説明する。回折性光学素子ＤＯＥ又はゾーンプレートレンズの設計原理が図２に示されている。説明を簡略にするために図２ａに示されたレンズの平面状表面に平行な波面を有する平面波は下から入射するものと仮定すると、２ｎπ（ｎπは整数）の位相係数は別として、図２ａの斜線陰影部分だけが、透過波面に影響する。従って、図２ｂに示されたレンズは、該レンズの２つの異なるゾーンの間に２ｎの不連続な位相ジャンプが存在するということは別にして、図２ａのレンズと同じ透過波面を創出する。図２ｂに示されたようなレンズは、回折性光学素子ＤＯＥ又はゾーンプレートレンズと称される。このゾーンプレートレンズは、フレネルレンズとは、後者の場合製造工程において生じる不精密のために各ゾーンとゾーンの間に不規則な位相ジャンプが存在するという点で異なる。フレネルレンズでは、ゾーン間に不規則な位相ジャンプが存在する結果として、異なるゾーンから生じる波の面は、焦点区域に構造的干渉を起さない。従って、フレネルレンズの回折限界解像力は、ゾーンの幅によって決定されるのに対して、ゾーンプレートレンズの回折限界解像力は、レンズの直径によって決定される。図２ｂに示されたレンズのゾーンの１つの実際のプロファイル（断面輪郭）が、図３ａに示されている。ただし、実用上は、図３ｂ及び３ｃに示されるように段付きプロファイルを用いる方が容易である場合がある。段付きプロファイルの段の数は、位相関数のための量子化レベルの数とみることができる。言うまでもなく、この量子化レベルの数が無限に多くなれば、図３ｄに示されるような連続した（無段階の）プロファイルが得られる。光軸上に点の最適な像を結ばせるためのゾーンプレートレンズの設計の原理は、波長が整数値であることを別にして、物点からレンズの各ゾーンを経て像点へ至る光路長を物点と像点との間の直接光路長と同じにするべきであるということである。１つのＤＯＥ又はゾーンプレートレンズが、図４ａ及び４ｂにそれぞれ上からみた平面図及び側面図で示されている。図から分かるように、ゾーンプレートレンズは、各々特定の位相と増幅値を有する多数の同心環状開口から成る。更に、周知のように、ゾーンプレートレンズは、順次に高い次数の焦点を有しているので、入射エネルギーの一部分だけが所望の像を結ぶ。又、ゾーンプレートレンズの効率は、位相関数のための量子化レベルの数を増大させることによって増大させることができることも周知である。位相関数のための量子化レベルの数を２、３及び４とした場合、無収差像の主突出部にそれぞれ３３％、５７％及び６７％の光強度レベルを得ることができることが判明している。しかしながら、近年、ＲＳＩＤＯと称される新しいエンコード法が開発された。このエンコード法は、９０％の測定回折効率を達成するといわれている。その他の点では、ゾーンプレートレンズの１つの欠点は、大きな色収差を有することである。しかしながら、照明が比較的単色性である限り、ゾーンプレートレンズの構成に用いられる波長に対する照明波長の変更が緩やかなものであれば、像の品質に大きな劣化をもたらさない。一般に、視野は、コマ収差、非点収差及び像面湾曲によっても制限されるが、収差は、ゾーンプレートレンズ又はＤＯＥを球面状表面上に置くことによって回避することができる。ゾーンプレートレンズ又はＤＯＥの光路は、それを異なる格子周期を有する回折格子とみなすことによって、そして、幾何学的ビームを格子方程式に基づいて構成することによって見出すことができる。図４ａ及び４ｂに概略的に示されたゾーンプレートレンズに関していえば、このゾーンプレートレンズは、レンズの縁に向かって減小する周期を有する円形の回折格子とみることができる。図４ｂに示されたゾーンプレートレンズでは、視野は、入射幾何学的ビームに、局部的には平面波に連結される。一次回折に対応する転換幾何学的ビームの方向は、以下の格子方程式によって求められる。ここで、λは波長、ｄは格子周期の局部値、θ_tは、格子上の平常の幾何学的ビームと入射幾何学的ビームの間の角度、θ_iは格子上の平常の幾何学的ビームと透過幾何学的ビームの間の角度である。格子周期ｄはレンズの縁に向かって減小しているので、図４ｂにみられるように外側のビームはレンズの中心に近いビームより大きい偏向を受ける。格子周期を特定の態様で減小させることにより、すべてのビームを共通の焦点に向けることができる。図４ｂにおいて水平軸線と垂直軸線とは異なる目盛で表されていることに留意されたい。ＤＯＥの光路の幾何学的態様が図５に概略的に示されている。空気中で所与の波長λ０を有する単色平面波は、屈折率ｎを有する平面状基材に当接させて設けられたＤＯＥの光軸に対して入射角度θを有する。ＤＯＥの直径はＤで示され、ＤＯＥと基材の組合せ体の二次焦点距離はｆで示されでいる。ｆ値、ＤＯＥの直径Ｄ及び基材の屈折率ｎのいろいろな組合せについて、その最大光強度の２分の１のところの焦点スポットの全幅（ＦＷＨＭ）は、下記のように求めることができた。ＦＷＨＭは、光軸上では０．３３μｍから０．４２μｍの間で変化し、視野の縁のところでは０．７０μｍから０．９０μｍの間で変化することが判明した。光軸上の透過光強度は、約０．９であり、視野の縁のところ透過光強度は、その約１／１０であった。このように、ＤＯＥのＦＷＨＭは、ミクロスフェアの形の屈折レンズのものとほぼ同じであるのに対して、光強度は、ＤＯＥの場合は、その視野の縁に向かって低下する度合が屈折レンズのものより急激である。しかしながら、直径を一定とした場合、ＤＯＥは、ｆ値及び基材の屈折率の比較的自由な選択を可能にするという利点を有する。なぜなら、ｆ値及び屈折率の値はいずれも回折制限ＦＷＨＭに影響を与えるからである。ＤＯＥのもう１つの利点は、ＤＯＥは像面湾曲が無視し得る程度であることであり、その結果として、ＤＯＥの光軸上の焦点と視野の縁のところの焦点とがほとんど同じ平面上に位置する。平面状基材に接触したＤＯＥの回折制限焦点特性を分析したところ、一定の直径を有するＤＯＥの場合、基材の屈折率に反比例し、基材を含むＤＯＥのｆ値に比例することが判明している。最後に、回折性光学素子ＤＯＥは大きい分散特性を有しており、ＤＯＥの焦点距離は光の波長に大いに依存していることに留意されたい。次に、上述のように設計された回折性光学素子ＤＯＥ又はゾーンプレートレンズを用いた本発明によるデータ担持媒体（以下、単に「データ媒体」とも称する）の構成を図６を参照して説明する。図６は、データ媒体の一部の一部分の概略図であり、データ媒体上の回折性光学素子ＤＯＥの稠密マトリックスを示す。各ＤＯＥは、小レンズとして機能し、入射光は、上述したように焦点合わせされ、記憶区域、即ち、情報担持区域に差し向けられる。情報担持区域は、以下の記載では用語を簡略にするために「ビット層」とも称する。情報の各ビットは、ビット層中の物質が、データに対する照明段階中該ビット層に入射する光に作用し、あるいはそのような光によって作用される態様によって表現される。例えば、データ担持媒体が図６に示されるようなもであるとすると、そのおもて面のＤＯＥに入射した光は、テルル合金の薄いフィルムによって被覆されたＤＯＥの裏面に焦点合わせされる。テルル合金の薄いフィルムは、ビット層即ち記憶層を構成し、書込み段階中に短い高強度光パルスに露呈されたスポット以外の区域では低い光透過性を有する。従って、データ担持媒体の、各回折性光学素子ＤＯＥに関連した部分の情報内容は、ビット層内の１組の光透過性又は不透過性のビット割当て区域又は構造部によって表現される。これらの光透過性又は不透過性のビット割当て区域又は構造部は、伝送中読出されるとき例えば明又は暗として見える。データ担持媒体中の各データ位置は、書込み及び読出し中ＤＯＥを介して２つの独立した工程でアクセスすることができる独特のアドレスに関連づけられる。データ担持媒体の表面上の所与のＤＯＥの位置は、ｘ，ｙ座標、例えばデータ担持媒体上の基準原点に対する該ＤＯＥの色中心の位置によって画定され、ビット層中の、対応する回折性光学素子ＤＯＥに対するスポットの位置は、この点に焦点合わせされた光の入射方向によって、例えば標準極座標θ，φで画定される。従って、完全なアドレスは、ｘ，ｙ，θ，φとなる。媒体内にできるだけ高いデータ記憶密度を得るためには、スポット即ちデータ担持構造部は、できるだけ小さくしなければならず、各ＤＯＥの下にできるだけ密な間隔で配置しなければならない。更に、異なる、しかし隣接したＤＯＥを介してアクセスされるデータ担持構造部の群と群の間の「デッドゾーン」は、最小限にすべきである。この後者の要件は、各ＤＯＥの下の各データ担持構造部の位置パターンと、該媒体上のＤＯＥの形状及び相対位置との間に一定の関連性をもたせることを必要とする。非常に小さいデータ担持構造部又はスポットサイズが、そのデータ担持構造部より桁違いに（数桁）大きいＤＯＥによって得られることに留意されたい。更に、広範囲の異なるサイズのＤＯＥであっても、データ担持構造部の平均サイズをほぼ同じにすることができ、従って、そのビット層中の局部的データ記憶密度の平均値を同じにすることができる。後者の場合、大きいＤＯＥは、読出し及び書込み中入射光のための角度アドレス指定位置θ，φをより稠密にするように、データ担持構造部の多数の位置に連結すべきである。最適化された媒体に関連して後述するように、ＤＯＥのサイズを大きくすると、各ＤＯＥのための空間的アドレス指定操作の精度が低下し、そのために、角度座標θ，φに充填を置かなければならない。例として挙げれば、２５００μ²の面積を占める１つのＤＯＥに、通常、上述したような１００００個以上のデータ担持構造部を割当てることができ、そのようなＤＯＥの直径は０．３〜０．７μとし、θ，φ座標における角度アドレスシフトを０．５〜１．０°の細かい分離間隔とすることができる。ＤＯＥの直線寸法を係数Ｎだけ減小させた（１／Ｎにした）とすると、隣接するデータ担持構造部間の角度分離間隔を同じ係数だけ増大させなければならず（Ｎ倍にしなければならず）、各ＤＯＥに関連するデータ担持構造部の数は、係数Ｎ²だけ減小される（１／Ｎ²とされる）。本発明によるデータ担持媒体のある種の実施形態においては、読み書きを慣用の光記憶媒体の場合と非常に類似した態様で光と薄いフィルムとの相互作用によって行うことができる。実際、「１回書込み、多数回読出し」（ＷＯＲＭ）タイプの慣用の媒体及び再書込み可能媒体のために開発されたフィルムをそのまま本発明によるデータ記憶媒体に用いることができる。本発明と他の既知の技術との顕著な相違は、光をビット層上へ案内し、焦点合わせする態様と、その結果として得られる作用効果にある。書込み書込み操作においては、短い強力な光パルスが、指定された方向θ，φのｘ，ｙ座標の指定されたＤＯＥに向けて入射される。書込み工程を迅速にするために、例えば、図７に示されるように、フラッシュ照明型空間光変調器（ＳＬＭ）又はクラスタレーザー（垂直キャビティ面発光レーザー、ＶＣＳＥＬ）によってＤＯＥに関連した幾つかの、あるいは、すべての方向に同時に又は順次に迅速にフラッシュする。この操作は、機能的には、以下に詳述するように大型スケール上にへの並列トラックによる書込みに相当する。各個でに対する書込みビームの整列公差は、構造的設計と、各用例における性能パラメータに依存するが、一般に、従来の光データ記憶方法に適用される公差よりはるかに大きい。後者の場合、すべての方向に１μｍ以下のトラッキング（追跡）精度が必要とされうのに対して、ＤＯＥに要求される位置ぎめ公差は、それより１桁ないし２桁緩やかである。読出しデータ担持媒体の物理的レイアウトが、階層的（ｘ，ｙ）（θ，φ）アドレス指定方法と相俟って、データの簡単で高速のランダムアクセス及び転送のための新しい可能性を開く。厳密に焦点合わせされたレーザービームによってビット列をトラックに沿って順次に読出すのではなく、データ担持媒体から直接大型のデータブロックをマトリックス検出器上へ作像することによって大規模な並列読出しを実行することができる。本発明の一実施形態が図８に示されている。この実施形態では、入射角θ，φ の視準光が同時に多数のＤＯＥに差向けられ、データ担持媒体上の照明されたＤＯＥの各々にθ，φアドレスビットの状態をディスプレーさせる。それらのＤＯＥは、通常、データ担持媒体の表面上に３０〜１００μｍ程度の比較的大きい間隔で隔置されているので、θ，φビットの状態を図に示されるように各ＤＯＥ上へ作像する、視野幅が広く、被写界深度が長い光学素子によって容易に解像することができる。これは、一般に、平面からかなり逸脱した形状の媒体に対してさえも、焦点合わせサーボなしで可能である。４８０ｎｍの照明光波長で５０μｍの物体を解像する光学系の最大被写界深度は、１０ｍｍである。これに対して、ビットパターンをＤＯＥを用いずに単純な平面状の層に直接作像することによってビット状態を判定するとすると、ビット間間隔が１μｍ未満である場合、ほぼ３μｍの被写界深度を必要とし、マトリックス検出器上への同時作像による大規模な並列読出しは、たとえ焦点合わせサーボを用いても実際上不可能である。この問題を回避する１つの方法が米国特許第４，７４５，４８４号に提案されているが、それは、幾つかの距離段階を経て同時にではなく順次に作像するしかないことを示している。視野内のデータ担持媒体中のすべてのアドレス（ｘ，ｙ，θ₁，φ₁）において照明下でマトリックス検出器上のθ₁，φ₁を保有するビット状態のところに形成された像は、以後の処理のために読出しデバイスの電子系統内へ転送され、マトリックス検出器は、読出し角度θ₂，φ₂での次の読出しサイクルのためにクリアされる。次の読出しサイクルでは、視野内のすべてのアドレス（ｘ，ｙ，θ₂， φ₂）の情報内容を取出す。このようにしてデータ担持媒体中のすべての所望のアドレスが読出されるまでサイクルが反復される。平面状媒体からの上述した角度多重化（マルチプレックス）読出し方式は、表面的には角度多重ホログラフィック記憶に類似しており、ある点では、国際出願公報ＷＯ９１／１１８０４号に記載されているように光を差向けバーンフィルム上に焦点合わせする屈折性又は反射性構造に基づいた方式に類似している。しかしながら、以下に詳述するように、本発明によるＤＯＥの使用は、従来技術では得られない性能向上及びコスト削減の点で技術的可能性及び利点を提供する。上述したＤＯＥの原理の説明に関連して、どのようにして小さい焦点スポットが得られるかが実証された。焦点スポットのサイズは、パラメータＦＷＨＭ（最大光強度の２分の１のところの焦点スポットの全幅）によって表される。ビット層即ち記憶層に焦点合わせさせるのにＤＯＥを用いる場合、焦点スポット即ちＦＷＨＭのサイズが、そのビット層において得られるデータ密度にとって決定的な要素となる。適切なデータ記憶媒体の設計及び光の波長等の作動パラメータをコンピュータで計算したところ、焦点スポットのサイズは、各ＤＯＥの下の区域の大きな部分に亙って回折又は近回折によって制限されることが示された。特定的な面では、このことは、例えば、適正に構成された直径５０μのＤＯＥは、４５０ｎｍの波長で照明されると、ｆ値が１で、基材の屈折率が１．６である場合、０．３３μｍＦＷＨＭの直径を有する近軸焦点スポット、即ち光軸上焦点スポットを創出することができることを意味する。軸はずれ位置では、即ち入射角θ＞０°では、焦点スポットは、レンズの収差現象によって影響され、θ＝３０°では、焦点スポットは、０．６１μｍにまで増大した。既に述べたように、像面湾曲は、コマ収差を回避するためにＤＯＥを球面状の表面上に積層しない限り、非常に小さい。その場合、像面湾曲を除去するためにＤＯＥの上述した光分散特性を利用することができる。先に述べたように、回折性光学素子を有するデータ担持媒体は、屈折性又は反射性光学系を用いた場合、今までに類をみない技術的融通性と可能性を提供する。既に述べたように、このことは、回折性光学素子は、球面状の屈折性レンズとは異なり、ｆ値並びに基材の屈折率を、従って、焦点スポットのサイズを選択する完全な自由度を与えることを意味する。上述したように、回折性光学素子の顕著な特徴は、その分散能が非常に大きいことである。即ち、回折性レンズの焦点距離は、光の波長に大きく依存している。屈折性レンズの光学的素材は、波長が変化するとともに屈折率の変化を示し、通常、レンズの焦点距離を可視スペクトル範囲の上限と下限の間で１％変化させるが、この変化は、回折性レンズに比べて４０〜５０倍も大きく、焦点距離と光の波長との間に反比例の関係がある。これは、技術的な、又はコスト上の制約により単色光が得られない用途や、多色光の像を創生する必要がある用途に取っては明らかな欠点である。本発明においては、単色光を用いることができ、ＤＯＥを有する記憶媒体の波長公差は、半導体レーザーや発光ダイオードＬＥＤのような適切な光源に対して適合性を有する。即ち、波長を適正に選択し変更することによって、基材内の焦点位置を制御された態様でシフトさせることが可能になる。本発明においては、この利点を幾つかの点で活用することができる。像面湾曲の修正この操作は、図９ａに示されている。図９ａの例では、ビット層は平面状であるが、単色光の像面は、破線で示されるように球面状表面を形成する。従って、この平面状ビット層（即ち、データ記憶層）上に創生される焦点スポットは、最適な焦点距離の外に位置するので、拡大して形成される。焦点距離は光の波長に依存するので、入射単色光ビームの波長を入射角の関数として調整することによりビット層内の焦点を図９ｂに示されるように位置づけすることができる。この基本原理は、固定波長の光源のマトリックスによるか、あるいは、波長調整可能な光源によって実行することができる。波長調整による数層のビット層の同時判定焦点距離は光の波長を調節することによって調整することができるので、データ担持構造部を図１０に示されるように異なる深さの層に形成することが可能になる。そのような方式を実用的なものとする基本的要素は、ＤＯＥ内の大きな光分散である。異なる層間のクロストークを回避するためには、それらの層を少くとも距離ｓだけ互いに分離させなければならない（図１０参照）。分離距離ｓの許容可能な最小限値は、ビット層フィルムの書込み特性、所要コントラスト及び許容可能なクロストーク度等の幾つかの要素に依存する。クロストーク度は、各焦点スポット内のデータ内容が、例えばグレイレベルコーディングによって高められているかどうかに依存する。従って、データ密度と読み書き容量との間の最大限の比率を得るように設計するに当っては、グレイレベルエンコーディングと数層のビット層の同時読み書きとの間である程度の妥協が計られる。図１０に示されたビット層の内の下方の層には無視し得るサイズの焦点スポットを用いることができると仮定して、上記の可能性を図１０を参照することによって簡単に判定することができる。上方のビット層を透過する収束光のための焦点スポットの直径ｄ_fsは、下式によって近似値的に与えられる。ここで、Ｄは、マイクロレンズの直径であり、ｆはその焦点距離である。回折性光学素子ＤＯＥの焦点距離は光波長λに反比例するから、波長の変化率に対して下式が得られる。従って、焦点スポットの直径ｄ_fsは、焦点がずれているビット層（図１０に示される上方のビット層）中の光強度が、焦点があっているビット層の光強度に対してある係数だけ減少されるように十分に大きくなければならない。ビット層での光吸収分を無視し、ｄ_fs＝２．０μｍであるとすると、時債の最小焦点スポットの直径を０．５μｍとすれば、光強度は１６の係数だけ（１／１６に）減小するから、Ｄ＝５０として下式が得られる。このことは、この特定の例では、４％の波長変化、即ち、例えば４８０ｎｍから５００ｎｍへの波長の増大を必要とすることを意味する。光を可視又は近可視スペクトルの範囲内に維持するとすると、多数のビット層即ちデータ記憶層を用いることができる。それらのビット層の各々は、それぞれに割当てられた波長の光で照明されることによってアドレスされる。例えば、隣接する波長間の分離率が４％であるとすると、４６０ｎｍ、４７９ｎｍ、４９８ｎｍ、５１８ｎｍ、５３９ｎｍ、５６１ｎｍ、５８４ｎｍ、６０８ｎｍ、６３３ｎｍ、６５９ｎｍ、６８６ｎｍ、７１４ｎｍ、７４３ｎｍ及び７７３ｎｍの波長の光を用いることができる。この例では、データ記憶層が１４層あるから、各層のデータ密度が同じであるとすれば、単一のデータ記憶層に比べて記憶容量が１４倍になる。この多層記憶構想は、ディスク上に２層以上の並列層にデータを記憶するある種の既知の方式に類似しているようにみえるが、重要な相違がある。即ち、本発明においては、各層のアドレス指定が、光の波長調整によって行われるのに対して、既知の方式は、読み書き光学素子をサーボ制御アクチュエータによって機械的に位置づけすることに依存している。従って、本発明においては、機械的な複雑さを回避することができるばかりでなく、波長調整によるアドレス指定により極めて迅速なランダムアクセスを達成することができる。多層記憶方式に関して知られている１つの問題は、光を適切な（目標とする）ビット層即ちデータ記憶層に到達させるには、光をデータ担持媒体内に伝播させ、介在する他のビット層を貫通させなければならないことである。光がこの適切なビット層から検出器に向かって伝播するときも、光の反射によって読出す場合は、同じ介在ビット層を再度貫通しなければならない。光の透過によって読出す場合は、光は、目標ビット層の反対側にあるビット層（目標ビット層より下側のビット層）を貫通しなければならない。この問題は、以前にＩＢＭによって取上げられており、ＩＢＭは、データ媒体を光の反射によって読出す場合、各ビット層の反射率を慎重にバランスさせることによって実際のシステムにおいて実用可能な積重層の数は１０層であると結論づけている。この点、光の透過によって読出すデータ媒体の方が、一般に、要件が厳しくないと考えられる。本発明による光データ記憶媒体は、厚さ２μｍの１０層のデータ記憶層が全体としてサンドイッチ構造を形成するように設計することができる。即ち、中心層の両側にそれぞれ厚さ１０μｍのデータ記憶層の積重体が存在する構成とすることができる。本発明の範囲内において、このようなボリューム内に他のいろいろな積層構造を形成することができる。（１）各層は、データ担持構造部を創生する書込みビームによって形成することができる。データ担持構造部とは、厚さ２０μｍの最初は均質なブロック内に複数のビット層を画定するビット点である。この場合、各データ担持構造部は、実際上、焦点合わせされた書込みビーム内の高光強度ボリューム素子に相当する小ボリューム素子である。（２）別法として、データ記憶媒体を製造する際、データ記憶媒体内に別々のデータ記憶層から成るサンドイッチ構造体を組み入れる方法を用いることもできる。次いで、各記憶層に、例えば染料分子を埋入することによって、それぞれの記憶層に焦点が最適に合致する光の波長に整合する特定のスペクトル応答特性を付与することができる。例えば、各記憶層に付与される特定のスペクトル応答特性は、その記憶層の未書込み状態において狭い吸収帯（バンド）内で選択的吸収性を有し、書込み済みスポットでは低吸収性に変化する（漂白する）特性とすることができる。それらの吸収帯が幅狭で、オーバーラップしていない場合は、目標とする記憶層以外の他のすべての記憶層は、当該目標記憶層のための波長の光に対しては透過性（透明）であるから、コントラスト及びクロストークの問題が生じない。本発明に使用される回折性光学素子についていえば、そような素子は、現在、数社から販売されており、しかも、本発明に使用するのに適した品質及び寸法のものが販売されている。以上の説明から分かるように、回折性光学素子を利用した本発明による光データ記憶媒体は、真のボリューム記憶と、記憶区域内のデータへのアクセスを可能にする。データは、記憶区域のボリューム内のランダムに選択された、しかし、独自にアドレス指定可能な位置に記憶させることができ、あるいは又、記憶区域の各特定の記憶層内に配列することができる。いずれの場合にも、記憶されたデータへのアクセスは、ランダムに、かつ、ボリューム別に実施することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年６月２６日【補正内容】明細書光データ記憶媒体及びその書込み及び読出し方法技術分野本発明は、実質的に透明な均質ベース材で形成された光データ記憶区域を有し、該光データ記憶区域の一方の側に近接して多数の光学的に活性の構造部を有する光データ記憶媒体に関する。本発明は、又、請求の範囲第１３及び１４項に記載されたデータ書込み方法、並びに、請求の範囲第１７及び１８項に記載されたデータ読出し方法に関する。更に、本発明は、請求の範囲第１９項に記載されたデータの並列書込み方法、及び、請求の範囲第２０項に記載されたデータの並列読出し方法に関する。最後に、本発明は、請求の範囲第２５項に記載されたデータ読出し方法に関する。本発明は、回転ディスク、長方形のカード又はシート、ストリップ状のテープ、又はスプルーに巻回されたテープ等の形の光データ記憶媒体に使用することを企図したものである。本発明は、特に、本出願人の同時提出のノルウェー特許出願第号に記載されているような、データ担持媒体（データ記憶媒体とも称する）及びそのようなにデータ担持媒体にデータ担持構造部を創生するための方法に関連して使用することを企図したものである。背景技術現行の技術によるデシタル光データ記憶機構においては、画然と焦点合わせされたレーザービームが回転ディスクのようなデータ担持媒体の表面上を規則的に走査し、レーザービームが該媒体上にエンコードされた微小ピット又はスポットを通過したときディスクからの反射光の変化を記録することによってデータ内容を導出する（読出す）。ピット又はスポットを小さくし間隔を密にすることによってデータ担持構造部を構成するピット又はスポットは、ディスクの製造時に成形又はプレストレスド加工によってディスクに形成することができる。あるいは、走査レーザービームを用いて短い強力な光バーストにより例えばピットの形のデータ担持構造部をディスクに形成することによってデータをディスクにエンコードすることができる。しかしながら、このような光データ記憶及びアクセス方法には多くの欠点がある。第１に、レーザービームをデータを保有したトラックに沿って正確に位置づけするために極めて正確な光学−機械的装置を必要とし、データを直列的（順次）に読出す。これには、機械的操作上の制約を伴い、又、ランダムアクセス速度も遅くされる。この後者の問題は、多くの用途において特に深刻であり、現在、機械的位置づけの迅速化を可能にする軽量の光学ヘッド構成の開発を目的とした広範な研究が行われている。しかしながら、機械的な方法は、極めて高いアクセス速度を達成するのには適さず、従って、音響−光又は電気−光作用に基づく、光ビームのためのアドレス指定方法を開発するための研究に多くの資金が投下されてきた。そのようなアドレス指定方法はコンパクトな、好ましくは低コストの物理的パッケージの形で具体化することが可能であると考えられるところから、集積光学構造が研究者にとって特に関心をもたれてきた。この現在進行中の研究が最終的に実用可能なハードウエアを実現するとしても、記憶された情報に順次にアクセスするので、又、使用されるトラッキング方法の結果として、データ転送速度が深刻な問題になると考えられる。この問題を回避するために、データを多数の隣接したトラックを読み書きする光学ヘッドによって並列的に転送する多重トラックに関する研究が行われてきた。しかしながら、この方法では、１つのサーボ制御される光学ヘッドによって僅か２、３の隣接トラックしかカバーすることができないので、データ転送速度を高めるには数個の独立してトラッキングするトラッキングヘッドを必要とする。そのような方法によって達成される読み書きの並行処理度合は、物理的な、並びに、コスト面での制約によって大きく制限される。発明の開示本発明の目的は、光データ記憶のための現行の技術に随伴する上述の諸問題、並びに、従来から提案されているいろいろな解決方法の上記問題点を回避することである。本発明の他の目的は、データ担持媒体の大きなブロック（群）にアクセスすることを可能にし、機械的運動の全部又は一部を電子的アドレス指定操作及び電子的論理操作に代えることである。本発明の特定的な目的は、多数の、即ち数百ないし数千の並列チャンネル内の光学的に記憶されたデータを簡単に読み書きすることを可能にし、場合によっては機械的な運動を全く伴うことなく、データへ迅速なランダムアクセスを可能にすることである。本発明の他の目的は、高いデータ密度を有する安価なデータ担持媒体を提供することである。本発明の更に他の目的は、多くの用途においてレーザー源を必要とせず、発光ダイオード（ＬＥＤ）のようなインコヒーレント光エミッタによって代替させることである。本発明の他の目的は、極めてコンパクトな光学的読み書きハードウエアの使用を可能にするとともに、ディスクであれ、カードであれ、テープであれ、データ担持媒体上のいかなるフォーマットにも整合することを可能にすることである。本発明の上記諸目的は、前記光学的に活性の構造部が、光データ記憶区域に入射した光ビームを該記憶区域内の１つ又はそれ以上の点に焦点合わせさせるように、及び、又は該１つ又はそれ以上の点から発出された光ビーム又は光放射線を該記憶区域の外部の１点に向け直すように配置された回折性光学素子であることを特徴とする光データ記憶区域と、請求の範囲第１３及び１４項の特徴部分に記載されたデータ書込み方法、並びに、請求の範囲第１７及び１８項の特徴部分に記載されたデータ読出し方法によって達成される。本発明によるデータの並列書込み方法は、請求の範囲第１９項の特徴部分に記載された要件を有することを特徴とする。本発明によるデータの並列読出し方法は、請求の範囲第２０項の特徴部分に記載された要件を有することを特徴とする。本発明によるデータ読出し方法は、請求の範囲第２５項の特徴部分に記載されたデータ要件を有することを特徴とする。本発明の上記及びその他の目的並びに特徴、及びそれらを達成する態様は、以下に添付図を参照して述べる本発明の実施形態の説明から一層明かになろう。図面の簡単な説明図１は、回折性光学素子ＤＯＥのマトリックスの形の光学的に活性の構造部を示す。図２ａ及び２ｂは、本発明に用いられる回折性光学素子ＤＯＥ又はゾーンプレートレンズの原理を示す図である。図３ａは、図２ｂの回折性光学素子ＤＯＥの１ゾーンのプロファイル（断面輪郭）を示す図である。図３ｂ、３ｃ及び３ｄは、図３ａのプロファイルの位相関数を近似値化又は量子化するためのそれぞれ異なる方法を示す図である。図４ａは、回折格子とみなされるゾーンプレートレンズを示す平面図である。図４ｂは、図４ａのゾーンプレートレンズの側面図である。図５は、入射平面波を回折性光学素子によって基材に焦点合わせする態様を示す図である。図６は、本発明による光データ記憶媒体の概略断面図である。図７は、本発明によるデータの並列書込み方法の概略説明図である。図８は、本発明によるデータの並列読出し方法の概略説明図である。図９ａ及び９ｂは、本発明に従ってレーザービームを同一平面上に焦点合わせする原理を示す概略説明図である。図１０は、本発明による光データ記憶媒体の数層の記憶層に並行アクセスするための方法を示す概略説明図である。発明を実施するための最良の形態本発明の基本的な特徴は、光データ記憶媒体に多重マイクロ（微小）レンズとして機能する回折性光学素子の形の光学的に活性の構造部を用いることにある。それによって、本発明のデータ担持媒体は、機能上、データの読み書きのために用いられる光を整形し案内する光学系の一体的一部分となる。かくして、従来の光データ記憶方法に随伴する多数の制約が排除され、実用的で安価なハードウエアで高度の読み書き性能を達成する可能性が開かれる。回折性光学系素子は、光の屈折又は反射とは異なる回折に基づくものである。多くの場合、回折性光学素子ＤＯＥは、レンズやプリズム等の慣用の屈折性光学素子の代替として用いることができ、それによってコスト又はサイズの相当な減少を達成することができる。多くの場合、回折性光学素子は、屈折性素子より優れた性能（例えば、色消し能力）を発揮することができ、屈折又は反射に基づく慣用の光学素子の用途範囲を超える用途を可能にすることさえある。図１は、回折性光学素子ＤＯＥ又はゾーンプレートレンズ（以下、単に「ＤＯＥ」又は「レンズ」とも称する）のマトリックスを示す。各ＤＯＥは、金型成形、型押し（エンボス）加工、乾式又は湿式蝕刻等の広範囲の方法によって製造し複製することができる、慎重に設計されたトポグラフィック構造部から成っている。以下に、所望のデータ記憶容量を得るために、回折性光学素子ＤＯＥを本発明に従って光データ記憶媒体に使用する態様を説明する。データ記憶容量は、ＤＯＥの裏側のデータ担持媒体の基材の不オーバーラップ（オーバーラップしていない）被焦点合わせ区域（焦点合わせされた区域）又は焦点スポットによって得ることができる最大密度に依存する。回折性光学素子ＤＯＥ又はゾーンプレートレンズの設計原理が図２に示されている。説明を簡略にするために図２ａに示されたレンズの平面状表面に平行な波面を有する平面波は下から入射するものと仮定すると、２ｎπ（ｎπは整数）の位相係数は別として、図２ａの斜線陰影部分だけが、透過波面に影響する。従って、図２ｂに示されたレンズは、該レンズの２つの異なるゾーンの間に２ｎの不連続な位相ジャンプが存在するということは別にして、図２ａのレンズと同じ透過波面を創出する。図２ｂに示されたようなレンズは、回折性光学素子ＤＯＥ又はゾーンプレートレンズと称される。このゾーンプレートレンズは、フレネルレンズとは、後者の場合製造工程において生じる不精密のために各ゾーンとゾーンの間に不規則な位相ジャンプが存在するという点で異なる。フレネルレンズでは、ゾーン間に不規則な位相ジャンプが存在する結果として、異なるゾーンから生じる波の面は、焦点区域に建設的干渉を起さない。従って、フレネルレンズの回折限界解像力は、ゾーンの幅によって決定されるのに対して、ゾーンプレートレンズの回折限界解像力は、レンズの直径によって決定される。図２ｂに示されたレンズのゾーンの１つの実際のプロファイル（断面輪郭）が、図３ａに示されている。ただし、実用上は、図３ｂ及び３ｃに示されるように段付きプロファイルを用いる方が容易である場合がある。段付きプロファイルの段の数は、位相関数のための量子化レベルの数とみることができる。言うまでもなく、この量子化レベルの数が無限に多くなれば、図３ｄに示されるような連続した（無段階の）プロファイルが得られる。光軸上に点の最適な像を結ばせるためのゾーンプレートレンズの設計の原理は、波長が整数値であることを別にして、物点からレンズの各ゾーンを経て像点へ至る光路長を物点と像点との間の直接光路長と同じにするべきであるということである。１つのＤＯＥ又はゾーンプレートレンズが、図４ａ及び４ｂにそれぞれ上からみた平面図及び側面図で示されている。図から分かるように、ゾーンプレートレンズは、各々特定の位相と増幅値を有する多数の同心環状開口から成る。更に、周知のように、ゾーンプレートレンズは、順次に高い次数の焦点を有しているので、入射エネルギーの一部分だけが所望の像を結ぶ。又、ゾーンプレートレンズの効率は、位相関数のための量子化レベルの数を増大させることによって増大させることができることも周知である。位相関数のための量子化レベルの数を２、３及び４とした場合、無収差像の主突出部にそれぞれ３３％、５７％及び６７％の光強度レベルを得ることができることが判明している。しかしながら、近年、ＲＳＩＤＯと称される新しいエンコード法が開発された。このエンコード法は、９０％の測定回折効率を達成するといわれている。その他の点では、ゾーンプレートレンズの１つの欠点は、大きな色収差を有することである。しかしながら、照明が比較的単色性である限り、ゾーンプレートレンズの構成に用いられる波長に対する照明波長の変更が緩やかなものであれば、像の品質に大きな劣化をもたらさない。一殻に、視野は、コマ収差、非点収差及び像面湾曲によっても制限されるが、収差は、ゾーンプレートレンズ又はＤＯＥを球面状表面上に置くことによって回避することができる。ゾーンプレートレンズ又はＤＯＥの光路は、それを異なる格子周期を有する回折格子とみなすことによって、そして、幾何学的ビームを格子方程式に基づいて構成することによって見出すことができる。図４ａ及び４ｂに概略的に示されたゾーンプレートレンズに関していえば、このゾーンプレートレンズは、レンズの縁に向かって減小する周期を有する円形の回折格子とみることができる。図４ｂに示されたゾーンプレートレンズでは、視野は、入射幾何学的ビームに、局部的には平面波に連結される。一次回折に対応する転換幾何学的ビームの方向は、以下の格子方程式によって求められる。ここで、λは波長、ｄは格子周期の局部値、θ_tは、格子上の平常の幾何学的ビームと入射幾何学的ビームの間の角度、θ_iは格子上の平常の幾何学的ビームと透過幾何学的ビームの間の角度である。格子周期ｄはレンズの縁に向かって減小しているので、図４ｂにみられるように外側のビームはレンズの中心に近いビームより大きい偏向を受ける。格子周期を特定の態様で減小させることにより、すべてのビームを共通の焦点に向けることができる。図４ｂにおいて水平軸線と垂直軸線とは異なる目盛で表されていることに留意されたい。ＤＯＥの光路の幾何学的態様が図５に概略的に示されている。空気中で所与の波長λ０を有する単色平面波は、屈折率ｎを有する平面状基材に当接させて設けられたＤＯＥの光軸に対して入射角度θを有する。ＤＯＥの直径はＤで示され、ＤＯＥと基材の組合せ体の二次焦点距離はｆで示されでいる。ｆ値、ＤＯＥの直径Ｄ及び基材の屈折率ｎのいろいろな組合せについて、その最大光強度の２分の１のところの焦点スポットの全幅（ＦＷＨＭ）は、下記のように求めることができた。ＦＷＨＭは、光軸上では０．３３μｍから０．４２μｍの間で変化し、視野の縁のところでは０．７０μｍから０．９０μｍの間で変化することが判明した。光軸上の透過光強度は、約０．９であり、視野の縁のところ透過光強度は、その約１／１０であった。このように、ＤＯＥのＦＷＨＭは、ミクロスフェアの形の屈折レンズのものとほぼ同じであるのに対して、光強度は、ＤＯＥの場合は、その視野の縁に向かって低下する度合が屈折レンズのものより急激である。しかしながら、直径を一定とした場合、ＤＯＥは、ｆ値及び基材の屈折率の比較的自由な選択を可能にするという利点を有する。なぜなら、ｆ値及び屈折率の値はいずれも回折制限ＦＷＨＭに影響を与えるからである。ＤＯＥのもう１つの利点は、ＤＯＥは像面湾曲が無視し得る程度であることであり、その結果として、ＤＯＥの光軸上の焦点と視野の縁のところの焦点とがほとんど同じ平面上に位置する。平面状基材に接触したＤＯＥの回折制限焦点特性を分析したところ、一定の直径を有するＤＯＥの場合、基材の屈折率に反比例し、基材を含むＤＯＥのｆ値に比例することが判明している。最後に、回折性光学素子ＤＯＥは大きい分散特性を有しており、ＤＯＥの焦点距離は光の波長に大いに依存していることに留意されたい。次に、上述のように設計された回折性光学素子ＤＯＥ又はゾーンプレートレンズを用いた本発明によるデータ担持媒体（以下、単に「データ媒体」とも称する）の構成を図６を参照して説明する。図６は、データ媒体の一部の一部分の概略図であり、データ媒体上の回折性光学素子ＤＯＥの稠密マトリックスを示す。各ＤＯＥは、小レンズとして機能し、入射光は、上述したように焦点合わせされ、記憶区域、即ち、情報担持区域に差し向けられる。情報担持区域は、以下の記載では用語を簡略にするために「ビット層」とも称する。情報の各ビットは、ビット層中の物質が、データに対する照明段階中該ビット層に入射する光に作用し、あるいはそのような光によって作用される態様によって表現される。例えば、データ担持媒体が図６に示されるようなもであるとすると、そのおもて面のＤＯＥに入射した光は、テルル合金の薄いフィルムによって被覆されたＤＯＥの裏面に焦点合わせされる。テルル合金の薄いフィルムは、ビット層即ち記憶層を構成し、書込み段階中に短い高強度光パルスに露呈されたスポット以外の区域では低い光透過性を有する。従って、データ担持媒体の、各回折性光学素子ＤＯＥに関連した部分の情報内容は、ビット層内の１組の光透過性又は不透過性のビット割当て区域又は構造部によって表現される。これらの光透過性又は不透過性のビット割当て区域又は構造部は、伝送中読出されるとき例えば明又は暗として見える。データ担持媒体中の各データ位置は、書込み及び読出し中ＤＯＥを介して２つの独立した工程でアクセスすることができる独特のアドレスに関連づけられる。データ担持媒体の表面上の所与のＤＯＥの位置は、ｘ，ｙ座標、例えばデータ担持媒体上の基準原点に対する該ＤＯＥの色中心の位置によって画定され、ビット層中の、対応する回折性光学素子ＤＯＥに対するスポットの位置は、この点に焦点合わせされた光の入射方向によって、例えば標準極座標θ，φで画定される。従って、完全なアドレスは、ｘ，ｙ，θ，φとなる。媒体内にできるだけ高いデータ記憶密度を得るためには、スポット即ちデータ担持構造部は、できるだけ小さくしなければならず、各ＤＯＥの下にできるだけ密な間隔で配置しなければならない。更に、異なる、しかし隣接したＤＯＥを介してアクセスされるデータ担持構造部の群と群の間の「デッドゾーン」は、最少限にすべきである。この後者の要件は、各ＤＯＥの下の各データ担持構造部の位置パターンと、該媒体上のＤＯＥの形状及び相対位置との間に一定の関連性をもたせることを必要とする。非常に小さいデータ担持構造部又はスポットサイズが、そのデータ担持構造部より桁違いに（数桁）大きいＤＯＥによって得られることに留意されたい。更に、広範囲の異なるサイズのＤＯＥであっても、データ担持構造部の平均サイズをほぼ同じにすることができ、従って、そのビット層中の局部的データ記憶密度の平均値を同じにすることができる。後者の場合、大きいＤＯＥは、読出し及び書込み中入射光のための角度アドレス指定位置θ，φをより稠密にするように、データ担持構造部の多数の位置に連結すべきである。最適化された媒体に関連して後述するように、ＤＯＥのサイズを大きくすると、各ＤＯＥのための空間的アドレス指定操作の精度が低下し、そのために、角度座標θ，φに充填を置かなければならない。例として挙げれば、２５００μ²の面積を占める１つのＤＯＥに、通常、上述したような１００００個以上のデータ担持構造部を割当てることができ、そのようなＤＯＥの直径は０．３〜０．７μとし、θ，φ座標における角度アドレスシフトを０．５〜１．０°の細かい分離間隔とすることができる。ＤＯＥの直線寸法を係数Ｎだけ減小させた（１／Ｎにした）とすると、隣接するデータ担持構造部間の角度分離間隔を同じ係数だけ増大させなければならず（Ｎ倍にしなければならず）、各ＤＯＥに関連するデータ担持構造部の数は、係数Ｎ²だけ減小される（１／Ｎ²とされる）。本発明によるデータ担持媒体のある種の実施形態においては、読み書きを慣用の光記憶媒体の場合と非常に類似した態様で光と薄いフィルムとの相互作用によって行うことができる。実際、「１回書込み、多数回読出し」（ＷＯＲＭ）タイプの慣用の媒体及び再書込み可能媒体のために開発されたフィルムをそのまま本発明によるデータ記憶媒体に用いることができる。本発明と他の既知の技術との顕著な相違は、光をビット層上へ案内し、焦点合わせする態様と、その結果として得られる作用効果にある。書込み書込み操作においては、短い強力な光パルスが、指定された方向θ，φのｘ，ｙ座標の指定されたＤＯＥに向けて入射される。書込み工程を迅速にするために、例えば、図７に示されるように、フラッシュ照明型空間光変調器（ＳＬＭ）又はクラスタレーザー（垂直キャビティ面発光レーザー、ＶＣＳＥＬ）によってＤＯＥに関連した幾つかの、あるいは、すべての方向に同時に又は順次に迅速にフラッシュする。この操作は、機能的には、以下に詳述するように大型スケール上にへの並列トラックによる書込みに相当する。各個でに対する書込みビームの整列公差は、構造的設計と、各用例における性能パラメータに依存するが、一般に、従来の光データ記憶方法に適用される公差よりはるかに大きい。後者の場合、すべての方向に１μｍ以下のトラッキング（追跡）精度が必要とされうのに対して、ＤＯＥに要求される位置ぎめ公差は、それより１桁ないし２桁緩やかである。読出しデータ担持媒体の物理的レイアウトが、階層的（ｘ，ｙ）（θ，φ）アドレス指定方法と相俟って、データの簡単で高速のランダムアクセス及び転送のための新しい可能性を開く。厳密に焦点合わせされたレーザービームによってビット列をトラックに沿って順次に読出すのではなく、データ担持媒体から直接大型のデータブロックをマトリックス検出器上へ作像することによって大規模な並列読出しを実行することができる。本発明の一実施形態が図８に示されている。この実施形態では、入射角θ，φ の視準光が同時に多数のＤＯＥに差向けられ、データ担持媒体上の照明されたＤＯＥの各々にθ，φアドレスビットの状態をディスプレーさせる。それらのＤＯＥは、通常、データ担持媒体の表面上に３０〜１００μｍ程度の比較的大きい間隔で隔置されているので、θ，φビットの状態を図に示されるように各ＤＯＥ上へ作像する、視野幅が広く、被写界深度が長い光学素子によって容易に解像することができる。これは、一般に、平面からかなり逸脱した形状の媒体に対してさえも、焦点合わせサーボなしで可能である。４８０ｎｍの照明光波長で５０μｍの物体を解像する光学系の最大被写界深度は、１０ｍｍである。これに対して、ビットパターンをＤＯＥを用いずに単純な平面状の層に直接作像することによってビット状態を判定するとすると、ビット間間隔が１μｍ未満である場合、ほぼ３μｍの被写界深度を必要とし、マトリックス検出器上への同時作像による大規模な並列読出しは、たとえ焦点合わせサーボを用いても実際上不可能である。この問題を回避する１つの方法が米国特許第４，７４５，４８４号に提案されているが、それは、幾つかの距離段階を経て同時にではなく順次に作像するしかないことを示している。視野内のデータ担持媒体中のすべてのアドレス（ｘ，ｙ，θ₁，φ₁）において照明下でマトリックス検出器上のθ₁，φ₁を保有するビット状態のところに形成された像は、以後の処理のために読出しデバイスの電子系統内へ転送され、マトリックス検出器は、読出し角度θ₂，φ₂での次の読出しサイクルのためにクリアされる。次の読出しサイクルでは、視野内のすべてのアドレス（ｘ，ｙ，θ₂，φ₂）の情報内容を取出す。このようにしてデータ担持媒体中のすべての所望のアドレスが読出されるまでサイクルが反復される。平面状媒体からの上述した角度多重読出し方式は、表面的には角度多重ホログラフィック記憶に類似しており、ある点では、ノルウェー特許出願ｄ９０−０４４３号に記載されているように光を差向けバーンフィルム上に焦点合わせする屈折性又は反射性構造に基づいた方式に類似している。しかしながら、以下に詳述するように、本発明によるＤＯＥの使用は、従来技術では得られない性能向上及びコスト削減の点で技術的可能性及び利点を提供する。上述したＤＯＥの原理の説明に関連して、どのようにして小さい焦点スポットが得られるかが実証された。焦点スポットのサイズは、パラメータＦＷＨＭ（最大光強度の２分の１のところの焦点スポットの全幅）によって表される。ビット層即ち記憶層に焦点合わせさせるのにＤＯＥを用いる場合、焦点スポット即ちＦＷＨＭのサイズが、そのビット層において得られるデータ密度にとって決定的な要素となる。適切なデータ記憶媒体の設計及び光の波長等の作動パラメータをコンピュータで計算したところ、焦点スポットのサイズは、各ＤＯＥの下の区域の大きな部分に亙って回折又は近回折によって制限されることが示された。特定的な面では、このことは、例えば、適正に構成された直径５０μのＤＯＥは、４５０ｎｍの波長で照明されると、ｆ値が１で、基材の屈折率が１．６である場合、０．３３μｍＦＷＨＭの直径を有する近軸焦点スポット、即ち光軸上焦点スポットを創出することができることを意味する。軸はずれ位置では、即ち入射角θ＞０ °では、焦点スポットは、レンズの収差現象によって影響され、θ＝３０°では、焦点スポットは、０．６１μｍにまで増大した。既に述べたように、像面湾曲は、コマ収差を回避するためにＤＯＥを球面状の表面上に積層しない限り、非常に小さい。その場合、像面湾曲を除去するためにＤＯＥの上述した光分散特性を利用することができる。先に述べたように、回折性光学素子を有するデータ担持媒体は、屈折性又は反射性光学系を用いた場合、今までに類をみない技術的融通性と可能性を提供する。既に述べたように、このことは、回折性光学素子は、球面状の屈折性レンズとは異なり、ｆ値並びに基材の屈折率を、従って、焦点スポットのサイズを選択する完全な自由度を与えることを意味する。上述したように、回折性光学素子の顕著な特徴は、その分散能が非常に大きいことである。即ち、回折性レンズの焦点距離は、光の波長に大きく依存している。屈折性レンズの光学的素材は、波長が変化するとともに屈折率の変化を示し、通常、レンズの焦点距離を可視スペクトル範囲の上限と下限の間で１％変化させるが、この変化は、回折性レンズに比べて４０〜５０倍も大きく、焦点距離と光の波長との間に反比例の関係がある。これは、技術的な、又はコスト上の制約により単色光が得られない用途や、多色光の像を創生する必要がある用途に取っては明らかな欠点である。本発明においては、単色光を用いることができ、ＤＯＥを有する記憶媒体の波長公差は、半導体レーザーや発光ダイオードＬＥＤのような適切な光源に対して適合性を有する。即ち、波長を適正に選択し変更することによって、基材内の焦点位置を制御された態様でシフトさせることが可能になる。本発明においては、この利点を幾つかの点で活用することができる。像面湾曲の修正この操作は、図９ａに示されている。図９ａの例では、ビット層は平面状であるが、単色光の像面は、破線で示されるように球面状表面を形成する。従って、この平面状ビット層（即ち、データ記憶層）上に創生される焦点スポットは、最適な焦点距離の外に位置するので、拡大して形成される。焦点距離は光の波長に依存するので、入射単色光ビームの波長を入射角の関数として調整することによりビット層内の焦点を図９ｂに示されるように位置づけすることができる。この基本原理は、固定波長の光源のマトリックスによるか、あるいは、波長調整可能な光源によって実行することができる。波長調整による数層のビット層の同時判定焦点距離は光の波長を調節することによって調整することができるので、データ担持構造部を図１０に示されるように異なる深さの層に形成することが可能になる。そのような方式を実用的なものとする基本的要素は、ＤＯＥ内の大きな光分散である。異なる層間のクロストークを回避するためには、それらの層を少くとも距離ｓだけ互いに分離させなければならない（図１０参照）。分離距離ｓの許容可能な最小限値は、ビット層フィルムの書込み特性、所要コントラスト及び許容可能なクロストーク度等の幾つかの要素に依存する。クロストーク度は、各焦点スポット内のデータ内容が、例えばグレイレベルコーディングによって高められているかどうかに依存する。従って、データ密度と読み書き容量との間の最大限の比率を得るように設計するに当っては、グレイレベルエンコーディングと数層のビット層の同時読み書きとの間である程度の妥協が計られる。図１０に示されたビット層の内の下方の層には無視し得るサイズの焦点スポットを用いることができると仮定して、上記の可能性を図１０を参照することによって簡単に判定することができる。上方のビット層を透過する収束光のための焦点スポットの直径ｄ_fは、下式によって近似値的に与えられる。ここで、Ｄは、マイクロレンズの直径であり、ｆはその焦点距離である。回折性光学素子ＤＯＥの焦点距離は光波長λに反比例するから、波長の変化率に対して下式が得られる。従って、焦点スポットの直径ｄ_fは、焦点がずれているビット層（図１０に示される上方のビット層）中の光強度が焦点があっているビット層の光強度に対してある係数だけ減少されるように十分に大きくなければならない。ビット層での光吸収分を無視し、ｄ_f＝２．０μｍであるとすると、焦点スポットの直径を０．５μｍにすれば光強度は１６の係数だけ（１／１６に）減少するから、下式が得られる。このことは、この特定の例では、４％の波長変化、即ち、例えば４８０ｎｍから５００ｎｍへの波長の増大を必要とすることを意味する。光を可視又は近可視スペクトルの範囲内に維持するとすると、多数のビット層即ちデータ記憶層を用いることができる。それらのビット層の各々は、それぞれに割当てられた波長の光で照明されることによってアドレスされる。例えば、隣接する波長間の分離率が４％であるとすると、４６０ｎｍ、４７９ｎｍ、４９８ｎｍ、５１８ｎｍ、５３９ｎｍ、５６１ｎｍ、５８４ｎｍ、６０８ｎｍ、６３３ｎｍ、６５９ｎｍ、６８６ｎｍ、７１４ｎｍ、７４３ｎｍ及び７７３ｎｍの波長の光を用いることができる。この例では、データ記憶層が１４層あるから、各層のデータ密度が同じであるとすれば、単一のデータ記憶層に比べて記憶容量が１４倍になる。この多層記憶構想は、ディスク上に２層以上の並列層にデータを記憶するある種の既知の方式に類似しているようにみえるが、重要な相違がある。即ち、本発明においては、各層のアドレス指定が、光の波長調整によって行われるのに対して、既知の方式は、読み書き光学素子をサーボ制御アクチュエータによって機械的に位置づけすることに依存している。従って、本発明においては、機械的な複雑さを回避することができるばかりでなく、波長調整によるアドレス指定により極めて迅速なランダムアクセスを達成することができる。多層記憶方式に関して知られている１つの問題は、光を適切な（目標とする）ビット層即ちデータ記憶層に到達させるには、光をデータ担持媒体内に伝播させ、介在する他のビット層を貫通させなければならないことである。光がこの適切なビット層から検出器に向かって伝播するときも、光の反射によって読出す場合は、同じ介在ビット層を再度貫通しなければならない。光の透過によって読出す場合は、光は、目標ビット層の反対側にあるビット層（目標ビット層より下側のビット層）を貫通しなければならない。この問題は、以前にＩＢＭによって取上げられており、ＩＢＭは、データ媒体を光の反射によって読出す場合、各ビット層の反射率を慎重にバランスさせることによって実際のシステムにおいて実用可能な積重層の数は１０層であると結論づけている。この点、光の透過によって読出すデータ媒体の方が、一般に、要件が厳しくないと考えられる。本発明による光データ記憶媒体は、厚さ２μｍの１０層のデータ記憶層が全体としてサンドイッチ構造を形成するように設計することができる。即ち、中心層の両側にそれぞれ厚さ１０μｍのデータ記憶層の積重体が存在する構成とすることができる。本発明の範囲内において、このようなボリューム内に他のいろいろな積層構造を形成することができる。（１）各層は、データ担持構造部を創生する書込みビームによって形成することができる。データ担持構造部とは、厚さ２０μｍの最初は均質なブロック内に複数のビット層を画定するビット点である。この場合、各データ担持構造部は、実際上、焦点合わせされた書込みビーム内の高光強度ボリューム素子に相当する小ボリューム素子である。（２）別法として、データ記憶媒体を製造する際、データ記憶媒体内に別々のデータ記憶層から成るサンドイッチ構造体を組み入れる方法を用いることもできる。次いで、各記憶層に、例えば染料分子を埋入することによって、それぞれの記憶層に焦点が最適に合致する光の波長に整合する特定のスペクトル応答特性を付与することができる。例えば、各記憶層に付与される特定のスペクトル応答特性は、その記憶層の未書込み状態において狭い吸収帯（バンド）内で選択的吸収性を有し、書込み済みスポットでは低吸収性に変化する（漂白する）特性とすることができる。それらの吸収帯が幅狭で、オーバーラップしていない場合は、目標とする記憶層以外の他のすべての記憶層は、当該目標記憶層のための波長の光に対しては透過性（透明）であるから、コントラスト及びクロストークの問題が生じない。本発明に使用される回折性光学素子についていえば、そような素子は、現在、数社から販売されており、しかも、本発明に使用するのに適した品質及び寸法のものが販売されている。以上の説明から分かるように、回折性光学素子を利用した本発明による光データ記憶媒体は、真のボリューム記憶と、記憶区域内のデータへのアクセスを可能にする。データは、記憶区域のボリューム内のランダムに選択された、しかし、独自にアドレス指定可能な位置に記憶させることができ、あるいは又、記憶区域の各特定の記憶層内に配列することができる。いずれの場合にも、記憶されたデータへのアクセスは、ランダムに、かつ、ボリューム別に実施することができる。請求の範囲１．実質的に透明な均質ベース材で形成された光データ記憶区域を有し、該光データ記憶区域の一方の側に近接して多数の光学的に活性の構造部を有する光データ記憶媒体であって、前記光学的に活性の構造部は、前記光データ記憶区域に入射した光ビームを該記憶区域内の１つ又は複数の点に焦点合わせさせるように、及び、又は該１つ又は複数の点から発出された光ビーム又は光放射線を該記憶区域の外部の１点に向け直すように配置された回折性光学素子であることを特徴とする光データ記憶媒体。２．前記回折性光学素子は、ゾーンプレートレンズであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光データ記憶媒体。３．前記記憶区域は、透明な表面層と透明な基材との間に設けられていることを特徴とする請求の範囲第１又は２項に記載の光データ記憶媒体。４．前記回折性光学素子は、前記表面層上に設けられていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の光データ記憶媒体。５．前記回折性光学素子は、前記表面層内に埋設されていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の光データ記憶媒体。６．前記回折性光学素子は、前記表面層と一体に形成されていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の光データ記憶媒体。７．前記表面層と前記記憶区域との間に、放射エネルギーを吸収することによって破壊自在の不透明な層が介設されていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の光データ記憶媒体。８．該光データ記憶媒体は、テープ、ディスク又はチップの形に形成されており、前記回折性光学素子は、該テープ、ディスク又はチップの表面上に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１〜７項のいずれか１つに記載の光データ記憶媒体。９．前記回折性光学素子は、行と列に配列されてマトリックスを形成していることを特徴とする請求の範囲第１〜８項のいずれか１つに記載の光データ記憶媒体。１０．前記記憶区域は、１つ又は複数の別個の記憶平面を形成する１つ又は複数の記憶層から成り、該記憶層は、該記憶層の前記ベース材に埋入された蛍光染料分子から成り、該各個別の記憶層中の該染料分子は、前記回折性光学素子によって当該記憶層上に焦点合わせされる光の波長に整合するそれぞれ異なるスペクトル応答特性を有することを特徴とする請求の範囲第１〜９項のいずれか１つに記載の光データ記憶媒体。１１．前記記憶層は、部分的に反射性又は透過性層であることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の光データ記憶媒体。１２．前記記憶層は、波長依存性の反射性又は透過性層であることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の光データ記憶媒体。１３．請求の範囲第１〜１２頂のいずれか１つに記載の光データ記憶媒体にデータを書込む方法であって、レーザービームを前記光データ記憶媒体上の１つの回折性光学素子に差向けて、該回折性光学素子を通して前記記憶区域中の特定の点に焦点合わせし、該焦点内のレーザービームから発出されたエネルギーによって当該時点で未使用の記憶区域のベース材に物理的又は化学的変化を惹起させてデータ担持構造部を創生し、１つのデータ担持構造部に該データ担持構造部のベース材の物理的又は化学的変化の度合に対応する値の１つのデータを割当て、その際、該物理的又は化学的変化の度合を、該レーザービームを所定の光変調操作に従って変調させることによって決定することを特徴とする書込み方法。１４．請求の範囲第１〜１２項のいずれか１つに記載の光データ記憶媒体にデータを、波長調整自在のレーザーを用いて書込む方法であって、レーザービームを前記光データ記憶媒体上の１つの回折性光学素子に差向け、該レーザービームの波長を、該レーザービームが該回折性光学素子を通して前記記憶区域中の特定の点に焦点合わせされるように調整し、該焦点内のレーザービームから発出されたエネルギーによって当該時点で未使用の記憶区域のベース材に物理的又は化学的変化を惹起させてデータ担持構造部を創生し、１つのデータ担持構造部に該データ担持構造部のベース材の物理的又は化学的変化の度合に対応する値の１つのデータを割当て、その際、該物理的又は化学的変化の度合を、該レーザービームを所定の光変調操作に従って変調させることによって決定することを特徴とする書込み方法。１５．前記記憶区域は、実質的に透明な均質ベース材であり、前記レーザービームの波長を、該均質ベース材内に１つ又は複数のランダム記憶層を画定するような態様に調整することを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の書込み方法。１６．前記記憶区域は、複数の積重された記憶層から成り、前記レーザービームの波長を、それが前記データ担持構造部を創生する１つの特定の記憶層中の１点上に焦点合わせされるような態様に調整することを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の書込み方法。１７．請求の範囲第１〜１２項のいずれか１つに記載の光データ記憶媒体のデータを読出す方法であって、前記光データ記憶媒体は、請求の範囲第１３項に記載の方法によって創生されたデータ担持構造部を有し、光ビームをそれが前記記憶区域中の１つの特定のデータ担持構造部に焦点合わせされるように前記光データ記憶媒体上の１つの回折性光学素子に差向け、該焦点内の光ビームから発出されたエネルギーによって該データ担持構造部から該データ担持構造部に記憶されたデータの値に対応する検出可能な光応答を発出させ、該検出可能な光応答を該回折性光学素子を通して該光データ記憶媒体の外部に配置された光検出器上に焦点合わせさせることを特徴とする読出し方法。１８．請求の範囲第１〜１２項のいずれか１つに記載の光データ記憶媒体のデータを読出す方法であって、前記光データ記憶媒体は、請求の範囲第１４〜１５項のいずれかに記載の方法によって創生されたデータ担持構造部を有し、光ビームを、それが前記記憶区域中の１つの特定のデータ担持構造部に焦点合わせされるように該光ビームの波長を調整することによって前記光データ記憶媒体上の１つの回折性光学素子に差向け、該焦点内の光ビームから発出されたエネルギーによって該データ担持構造部から該データ担持構造部に記憶されたデータの値に対応する検出可能な光応答を発出させ、該検出可能な光応答を該回折性光学素子を通して該光データ記憶媒体の外部に配置された光検出器上に焦点合わせさせることを特徴とする読出し方法。１９．請求の範囲第１〜１２項のいずれか１つに記載の光データ記憶媒体にデータを並列的に書込む方法であって、２個以上の個別に活性化することができるレーザー素子から成るレーザーデバイスから発出させた入射角の異なる２つ以上のレーザービームを前記光データ記憶媒体上の１つの回折性光学素子に差向け、各個々のレーザービームの波長を、該レーザービームが該回折性光学素子を通して前記記憶区域中の１つの特定の記憶層に対応する同一平面上に焦点合わせされるように調整し、該焦点内の各レーザービームから発出されたエネルギーによって該同一平面内の各焦点内の当該時点で未使用の記憶層のベース材に物理的又は化学的変化を惹起させて該同一平面内にレーザービームの数に対応する数のデータ担持構造部を創生し、該各データ担持構造部に該データ担持構造部のベース材の物理的又は化学的変化の度合に対応する値の１つのデータを割当て、その際、該物理的又は化学的変化の度合を、該レーザービームを所定の光変調操作に従って変調させることによって決定することを特徴とする並列書込み方法。２０．請求の範囲第１〜１２項のいずれか１つに記載の光データ記憶媒体に請求の範囲第１４項に記載の書込み方法又は請求の範囲第１９項に記載の並列書込み方法によって書込まれたデータを並列的に読出す方法であって、固定波長又は調整自在の波長を有する１つ又は複数の選択的に付勢自在の光源を有する照明装置から光学デバイスを通して１つ又は複数の光ビームを前記光データ記憶媒体の１つ又は複数の回折性光学素子に差向け、前記記憶区域内の１つ又は複数のデータ担持構造部から該データ担持構造部に割当てられたデータの値に対応する検出可能な光応答を発出させ、該光応答を前記光データ記憶媒体の、前記光学デバイスのある側とは反対側に配置された別の光学デバイスを通して光検出器内の複数の光検出素子上に焦点合わせすることを特徴とする並列読出し方法。２１．前記照明装置の複数の光源を使用して、その使用された光源に対応する複数の光ビームを前記光学デバイスを通して前記複数の回折性光学素子に差向け、同じ１つの回折性光学素子に割当てられた複数のデータ担持構造部から検出可能な光応答を並列的に発出させるために前記個々の光ビームを１つ又は複数の回折性光学素子を通して異なる入射角で焦点合わせすることを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の並列読出し方法。２２．前記複数の光源は、マトリックスを形成するように前記照明装置に配置されていることを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の並列読出し方法。２３．前記記憶区域内の異なる平面又は記憶層に配置された複数のデータ担持構造部から検出可能な光応答を並列的に発出させるために、前記照明装置からの個々の光ビームを同時に調整して異なる波長とし、それによって、同一の平面又は記憶層のデータ担持構造部に記憶されたデータを並列的に読出すと同時に、異なる平面又は記憶層のデータ担持構造部に記憶されたデータを並列的に読出すことを特徴とする請求の範囲第２１項又は２２項に記載の並列読出し方法。２４．データの読出しに光フィルタを用いることを特徴とする請求の範囲第２０〜２３項のいずれか１つに記載の並列読出し方法。２５．請求の範囲第１〜１２項のいずれか１つに記載の光データ記憶媒体のデータを読出す方法であって、前記光データ記憶媒体は、蛍光染料分子を埋入されたベース材で形成された記憶層を含み、データを読出すために、該各記憶層内の蛍光染料分子に対してスペクトル応答するように調整された波長を有する光を用いることを特徴とする読出し方法。【図１】【図４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者ニールセン，ロルフ，モールノールウェー，エヌ−1532 モス，ヘルフォールガーテ８ (72)発明者ナエリンクスルート，トールモードノールウェー，エヌ−1810 スリツー（番地なし) 【要約の続き】る。

Claims

【特許請求の範囲】１．実質的に透明な均質ベース材で形成された光データ記憶区域を有し、該光データ記憶区域の一方の側に近接して回折性光学素子（ＤＯＥ）から成る複数の光学的に活性の構造部を有する光データ記憶媒体であって、該各回折性光学素子（ＤＯＥ）は、前記光データ記憶区域に入射した光ビームを、これから創生される、又は既に創生されたデータ担持構造部の独自にアドレス指定可能な位置に各々対応する該記憶区域内の１つ又は複数の点に焦点合わせするようになされ、及び、又は、該１つ又は複数の点から反射された光ビーム又は該１つ又は複数の点から発出された光放射線を該記憶区域の外部の１点に焦点合わせするようになされおり、前記複数の回折性光学素子（ＤＯＥ）は、制御された、段階的な位相変化を有することを特徴とする光データ記憶媒体。２．前記回折性光学素子（ＤＯＥ）は、ゾーンプレートレンズであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光データ記憶媒体。３．前記記憶区域は、透明な表面層と透明な基材との間に設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光データ記憶媒体。４．前記回折性光学素子（ＤＯＥ）は、前記表面層上に設けられていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の光データ記憶媒体。５．前記回折性光学素子（ＤＯＥ）は、前記表面層内に埋設されていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の光データ記憶媒体。６．前記回折性光学素子（ＤＯＥ）は、前記表面層と一体に形成されていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の光データ記憶媒体。７．前記表面層と前記記憶区域との間に、放射エネルギーを吸収することによって破壊自在の不透明な層が介設されていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の光データ記憶媒体。８．該光データ記憶媒体は、テープ、ディスク又はカードの形に形成されており、前記回折性光学素子（ＤＯＥ）は、該テープ、ディスク又はカードの表面上に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光データ記憶媒体。９．前記回折性光学素子（ＤＯＥ）は、行と列に配列されて二次元アレーを形成していることを特徴とする請求の範囲第１又は８項に記載の光データ記憶媒体。１０．前記記憶区域は、１つ又は複数の別個の記憶平面を形成する１つ又は複数の記憶層から成り、該記憶層は、該記憶層の前記ベース材に埋入された蛍光染料分子を含み、該各個別の記憶層中の該染料分子は、前記回折性光学素子（ＤＯＥ）によって当該記憶層上に焦点合わせされる光ビームの波長に整合するそれぞれ別個のスペクトル応答を有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光データ記憶媒体。１１．前記記憶層は、部分的に反射性又は透過性層であることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の光データ記憶媒体。１２．前記記憶層は、波長依存性の反射性又は透過性層であることを特徴とする請求の範囲第１０又は１１項に記載の光データ記憶媒体。１３．実質的に透明な均質ベース材で形成された光データ記憶区域を有し、該光データ記憶区域の一方の側に近接して回折性光学素子（ＤＯＥ）から成る複数の光学的に活性の構造部を有し、該各回折性光学素子（ＤＯＥ）は、前記光データ記憶区域に入射した光ビームを、これから創生される、又は既に創生されたデータ担持構造部の独自にアドレス指定可能な位置に各々対応する該記憶区域内の１つ又は複数の点に焦点合わせするようになされ、及び、又は、該１つ又は複数の点から反射された光ビーム又は該１つ又は複数の点から発出された光放射線を該記憶区域の外部の１点に焦点合わせするようになされている光データ記憶媒体にデータを書込む方法であって、前記複数の回折性光学素子に制御された、段階的な位相変化を施し、前記光データ記憶媒体上の１つの回折性光学素子に１つのレーザービームを差向けて、該レーザービームを該回折性光学素子（ＤＯＦ）により前記記憶区域中の１つの特定の点に焦点合わせし、それによって、該焦点内の該レーザービームから発出されたエネルギーにより周知の態様で当該時点では未使用の記憶区域のベース材に物理的又は化学的変化を惹起させてデータ担持構造部を創生し、その際、該物理的又は化学的変化の度合を、該レーザービームを所定の光変調操作に従って変調させることによって決定することにより１つのデータ担持構造部に該データ担持構造部のベース材の物理的又は化学的変化の度合に対応する値の１つのデータを割当てることを特徴とする書込み方法。１４．実質的に透明な均質ベース材で形成された光データ記憶区域を有し、該光データ記憶区域の一方の側に近接して回折性光学素子（ＤＯＥ）から成る複数の光学的に活性の構造部を有し、該各回折性光学素子（ＤＯＥ）は、前記光データ記憶区域に入射した光ビームを、これから創生される、又は既に創生されたデータ担持構造部の独自にアドレス指定可能な位置に各々対応する該記憶区域内の１つ又は複数の点に焦点合わせするようになされ、及び、又は、該１つ又は複数の点から反射された光ビーム又は該１つ又は複数の点から発出された光放射線を該記憶区域の外部の１点に焦点合わせするようになされている光データ記憶媒体に波長調整自在のレーザーを用いてデータを書込む方法であって、前記複数の回折性光学素子に制御された、段階的な位相変化を施し、前記光データ記憶媒体上の１つの回折性光学素子に１つのレーザービームを差向けて、該レーザービームの波長を、該レーザービームが該回折性光学素子によって前記記憶区域中の１つの特定の点に焦点合わせされるように調整し、それによって、該焦点内の該レーザービームから発出されたエネルギーにより周知の態様で当該時点では未使用の記憶区域のベース材に物理的又は化学的変化を惹起させてデータ担持構造部を創生し、その際、該物理的又は化学的変化の度合を、該レーザービームを所定の光変調操作に従って変調させることによって決定することにより１つのデータ担持構造部に該データ担持構造部のベース材の物理的又は化学的変化の度合に対応する値の１つのデータを割当てることを特徴とする書込み方法。１５．前記記憶区域は、実質的に透明な均質ベース材であり、前記レーザービームの波長を、該均質ベース材内に１つ又は複数のランダム記憶層を画定するような態様に調整することを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の書込み方法。１６．前記記憶区域は、複数の積重された記憶層から成り、前記レーザービームの波長を、それが前記データ担持構造部を創生する１つの特定の記憶層中の１点上に焦点合わせされるような態様に調整することを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の書込み方法。１７．実質的に透明な均質ベース材で形成された光データ記憶区域を有し、該光データ記憶区域の一方の側に近接して回折性光学素子（ＤＯＥ）から成る複数の光学的に活性の構造部を有し、該各回折性光学素子（ＤＯＥ）は、前記光データ記憶区域に入射した光ビームを、これから創生される、又は既に創生されたデータ担持構造部の独自にアドレス指定可能な位置に各々対応する該記憶区域内の１つ又は複数の点に焦点合わせするようになされ、及び、又は、該１つ又は複数の点から反射された光ビーム又は該１つ又は複数の点から発出された光放射線を該記憶区域の外部の１点に焦点合わせするようになされた光データ記憶媒体にデータを読出す方法であって、該光データ記憶媒体は、請求の範囲第１３項に記載の方法によって創生されたデータ担持構造部をしており、前記複数の回折性光学素子に制御された、段階的な位相変化を施し、光ビームを前記光データ記憶媒体上の１つの回折性光学素子に差向け、該光ビームを前記記憶区域中の１つの特定のデータ担持構造部に焦点合わせし、それによって、該焦点内の光ビームから発出されたエネルギーにより周知の態様で該データ担持構造部から該データ担持構造部に記憶されたデータの値に対応する検出可能な光応答を発出させ、該検出可能な光応答を該回折性光学素子によって該光データ記憶媒体の外部に配置された光検出器上に焦点合わせすることを特徴とする読出し方法。１８．実質的に透明な均質ベース材で形成された光データ記憶区域を有し、該光データ記憶区域の一方の側に近接して回折性光学素子（ＤＯＥ）から成る複数の光学的に活性の構造部を有し、該各回折性光学素子（ＤＯＥ）は、前記光データ記憶区域に入射した光ビームを、これから創生される、又は既に創生されたデータ担持構造部の独自にアドレス指定可能な位置に各々対応する該記憶区域内の１つ又は複数の点に焦点合わせするようになされ、及び、又は、該１つ又は複数の点から反射された光ビーム又は該１つ又は複数の点から発出された光放射線を該記憶区域の外部の１点に焦点合わせするようになされた光データ記憶媒体にデータを読出す方法であって、該光データ記憶媒体は、請求の範囲第１４〜１６項のいずれか１つに記光の方法によって創生されたデータ担持構造部を有しており、前記複数の回折性光学素子に制御された、段階的な位相変化を施し、光ビームを前記光データ記憶媒体上の１つの回折性光学素子に差向け、該レーザービームの波長を、該レーザービームが該回折性光学素子によって前記記憶区域中の１つの特定の点に焦点合わせされるように調整し、それによって、該焦点内の該レーザービームから発出されたエネルギーにより周知の態様で該データ担持構造部から該データ担持構造部に記憶されたデータの値に対応する検出可能な光応答を発出させ、該検出可能な光応答を該回折性光学素子を通して該光データ記憶媒体の外部に配置された光検出器上に焦点合わせすることを特徴とする読出し方法。１９．前記光データ記憶媒体は、前記記憶層を形成するベース材に埋入された蛍光染料分子を含み、データを読出すために、該各個々の記憶層内の蛍光染料分子に対してスペクトル応答するように調整された波長を有する光を用いることを特徴とする請求の範囲第１７又は１８項に記載の光データ記憶媒体のデータを読出す方法。２０．実質的に透明な均質ベース材で形成された光データ記憶区域を有し、該光データ記憶区域の一方の側に近接して回折性光学素子（ＤＯＥ）から成る複数の光学的に活性の構造部を有し、該各回折性光学素子（ＤＯＥ）は、前記光データ記憶区域に入射した光ビームを、これから創生される、又は既に創生されたデータ担持構造部の独自にアドレス指定可能な位置に各々対応する該記憶区域内の１つ又は複数の点に焦点合わせするようになされ、及び、又は、該１つ又は複数の点から反射された光ビーム又は該１つ又は複数の点から発出された光放射線を該記憶区域の外部の１点に焦点合わせするようになされた光データ記憶媒体にデータを並列的に書込む方法であって、前記複数の回折性光学素子に制御された、段階的な位相変化を施し、２個以上の個別に付勢することができるレーザー素子から成るレーザーデバイスから発出させた入射角の異なる２つ以上のレーザービームを前記光データ記憶媒体上の１つの回折性光学素子に差向け、各個々のレーザービームの波長を、該レーザービームが該回折性光学素子によって前記記憶区域中の１つの特定の記憶層に対応する同一平面上に焦点合わせされるように調整し、それによって、該各レーザービームから発出されたエネルギーによって周知の態様で該同一平面内の各焦点内の当該時点では未使用の記憶層のベース材に物理的又は化学的変化を惹起させて該同一平面内にレーザービームの数に対応する数のデータ担持構造部を創生し、その際、該物理的又は化学的変化の度合を、該レーザービームを所定の光変調操作に従って変調させることによって決定することにより該各データ担持構造部に該データ担持構造部のベース材の物理的又は化学的変化の度合に対応する値の１つのデータを割当てることを特徴とする並列書込み方法。２１．実質的に透明な均質ベース材で形成された光データ記憶区域を有し、該光データ記憶区域の一方の側に近接して回折性光学素子（ＤＯＥ）から成る複数の光学的に活性の構造部を有し、該各回折性光学素子（ＤＯＥ）は、前記光データ記憶区域に入射した光ビームを、これから創生される、又は既に創生されたデータ担持構造部の独自にアドレス指定可能な位置に各々対応する該記憶区域内の１つ又は複数の点に焦点合わせするようになされ、及び、又は、該１つ又は複数の点から反射された光ビーム又は該１つ又は複数の点から発出された光放射線を該記憶区域の外部の１点に焦点合わせするようになされた光データ記憶媒体に請求の範囲第１４〜１６項のいずれか１つに記載の書込み方法又は請求の範囲第２０項に記載の並列書込み方法によって書込まれたデータを並列的に読出す方法であって、前記複数の回折性光学素子に制御された、段階的な位相変化を施し、光学デバイスを介して固定又は調整された固定波長又は調整自在の波長を有する２つ以上の選択的に付勢自在の光源を有する照明装置から２つ以上の光ビームを前記光データ記憶媒体の１つ又は複数の回折性光学素子に差向け、該２つ以上の光ビームをそれぞれ前記記憶区域の特定のデータ担持構造部に焦点合わせし、それによって、該それぞれの焦点内の光ビームから発出されたエネルギーにより周知の態様で該それぞれのデータ担持構造部から該それぞれのデータ担持構造部に割当てられたデータの値に対応する検出可能な光応答を発出させ、該検出可能な光応答をそれぞれ前記光データ記憶媒体の、前記光学デバイスのある側とは反対側に配置された別の光学デバイスを通して光検出器内の光検出素子上に焦点合わせすることを特徴とする並列読出し方法。２２．前記照明装置の複数の光源を使用して、その使用された光源に対応する複数の光ビームを前記光学デバイスを通して前記複数の回折性光学素子に差向け、同じ１つの回折性光学素子に割当てられた複数のデータ担持構造部から検出可能な光応答を並列的に発出させるために前記個々の光ビームを１つ又は複数の回折性光学素子を通して異なる入射角で焦点合わせすることを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の並列読出し方法。２３．前記複数の光源は、マトリックスを形成するように前記照明装置に配置されていることを特徴とする請求の範囲第２２項に記載の並列読出し方法。２４．前記記憶区域内の異なる平面又は記憶層に配置された複数のデータ担持構造部から検出可能な光応答を並列的に発出させるために、前記照明装置からの個々の光ビームを同時に調整して異なる波長とし、それによって、同一の平面又は記憶層のデータ担持構造部に記憶されたデータを並列的に読出すと同時に、異なる平面又は記憶層のデータ担持構造部に記憶されたデータを並列的に読出すことを特徴とする請求の範囲第２２項に記載の並列読出し方法。２５．データ読出しのために光フィルタを用いることを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の並列読出し方法。