JP2009059413A - Holographic recording and reproducing device and holographic recording and reproducing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホログラフィを利用して情報を記録再生するホログラフィック記録再生装置及びホログラフィック記録再生方法に関する。 The present invention relates to a holographic recording / reproducing apparatus and a holographic recording / reproducing method for recording / reproducing information using holography.
反射層を備え、反射光を利用して情報が記録再生される反射型のホログラフィック記録媒体は、記録再生のための光学系を媒体の光の入射面側に集めて設けることができるため、記録再生装置の小型化を実現できる。更に、ホログラフィック記録を光ディスクへ応用する際に必要となる、トラッキングサーボやフォーカスサーボに用いるサーボ光の検出を容易とすることができる。
特許文献１（特開２００５−２４３１１６号公報）には、カバーシート（基板）上にホログラフィック記録層と反射膜とが順次積層された反射型のホログラフィック記録媒体が記載されている。
Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-243116) describes a reflective holographic recording medium in which a holographic recording layer and a reflective film are sequentially laminated on a cover sheet (substrate).
図１６に、反射型のホログラフィック記録媒体Ｄに記録し、位相共役再生する方法を示す。図１６（Ａ）は、反射型のホログラフィック記録媒体Ｄに情報を記録する方法を示し、図１６（Ｂ）は、反射型のホログラフィック記録媒体Ｄより情報を位相共役再生する方法を示す。図１６（Ａ）に示す記録時は、媒体Ｄの入射面の法線Ｌｎに対して入射角θＲで記録参照光Ｌ１０を照射し、法線Ｌｎに対して入射角θＳで記録信号光Ｌ１１を照射する。図１６（Ｂ）に示す再生時は、媒体Ｄの入射面の法線Ｌｎに対して入射角−θＲで再生参照光Ｌ１２を照射する。再生信号光Ｌ１３は、法線Ｌｎに対して角度θＳで射出される。
図１６より、記録参照光Ｌ１０と再生参照光Ｌ１２の法線Ｌｎに対する入射角度はθＲと−θＲであり、法線Ｌｎに対して対称である。また、再生信号光Ｌ１３は記録信号光Ｌ１１の位相共役光となる。
ホログラフィック記録媒体の再生は、位相共役再生が好ましい。位相共役再生は、レンズ系の収差に代表される光学系に起因する歪の多くが再生時にキャンセルされるため、Ｓ／Ｎが良好で歪の少ないイメージ情報を再生できる有効な再生方法である。
FIG. 16 shows a method of recording on the reflective holographic recording medium D and reproducing the phase conjugate. 16A shows a method for recording information on the reflective holographic recording medium D, and FIG. 16B shows a method for phase conjugate reproduction of information from the reflective holographic recording medium D. When recording shown in FIG. 16 (A) irradiates the recording reference beam L10 at an incident angle theta R with respect to the normal Ln incident surface of the medium D, the recording signal light at an incident angle theta S with respect to the normal Ln Irradiate L11. At the time of reproduction shown in FIG. 16B, the reproduction reference light L12 is irradiated at an incident angle of −θ R with respect to the normal Ln of the incident surface of the medium D. The reproduction signal light L13 is emitted at an angle θ S with respect to the normal line Ln.
Than 16, the incident angle with respect to the normal Ln to the recording reference beam L10 reconstruction reference beam L12 is theta R and - [theta] R, is symmetrical with respect to the normal Ln. Further, the reproduction signal light L13 becomes phase conjugate light of the recording signal light L11.
The reproduction of the holographic recording medium is preferably phase conjugate reproduction. Phase conjugate reproduction is an effective reproduction method that can reproduce image information with good S / N and little distortion because much distortion caused by the optical system represented by the aberration of the lens system is canceled during reproduction.
しかしながら、上記したように位相共役再生を行う場合、記録媒体Ｄの法線軸Ｌｎに対する再生参照光Ｌ１２の入射角度は、記録参照光Ｌ１０の入射角度と対称の関係（θＲと−θＲ）であることが必要である。従って、記録参照光Ｌ１０用の光学系と再生参照光Ｌ１２用の光学系の入射角度を精度良く制御することが必要となり、これは記録再生装置の複雑化、コスト高に繋がる。また、記録参照光Ｌ１０用の光学系と再生参照光Ｌ１２用の光学系とを備えることは、記録再生装置の小型化を妨げる。 However, when performing phase conjugate reproduction as described above, the incident angle of the reproduction reference light L12 with respect to the normal axis Ln of the recording medium D has a symmetrical relationship (θ R and −θ R ) with the incident angle of the recording reference light L10. It is necessary to be. Therefore, it is necessary to accurately control the incident angles of the optical system for the recording reference light L10 and the optical system for the reproduction reference light L12, which leads to complication and cost increase of the recording / reproducing apparatus. Also, the provision of the optical system for the recording reference light L10 and the optical system for the reproduction reference light L12 hinders the downsizing of the recording / reproducing apparatus.
本発明は、反射層を有するホログラフィック記録媒体に、情報を記録し位相共役再生するホログラフィック記録再生装置を、光学系を簡単化でき小型化できるホログラフィック記録再生装置及びホログラフィック記録再生方法を提供する。 The present invention relates to a holographic recording / reproducing apparatus for recording information on a holographic recording medium having a reflective layer and performing phase conjugate reproduction, and a holographic recording / reproducing apparatus and a holographic recording / reproducing method capable of simplifying an optical system and reducing the size. provide.
上記した課題を解決するために本発明は、次の（ａ）〜（ｅ）を提供するものである。
（ａ）入射される記録光Ｌ１、Ｌ２を用いてホログラフィにより情報を記録するホログラフィック記録層７を備えるホログラフィック記録媒体１に情報を記録し、再生するホログラフィック記録再生方法において、前記ホログラフィック記録層に前記記録光を照射することによって情報を記録する記録ステップと、前記情報が記録された位置の中心における前記記録光の入射する入射面８Ａに対する法線Ｌｃを回転軸として、前記ホログラフィック記録媒体を１８０度回転させる回転ステップと、前記回転ステップにて１８０度回転された前記ホログラフィック記録媒体に光を照射することによって前記記録ステップにて記録された前記情報を再生する再生ステップとを含むことを特徴とするホログラフィック記録再生方法。
（ｂ）前記ホログラフィック記録媒体は前記記録光が前記ホログラフィック記録層から射出する側に設けられ、光によって第１の状態の反射率から前記第１の状態より反射率が高い第２の状態の反射率へと可逆的にあるいは非可逆的に変化する光反射部を備え、前記ホログラフィック記録再生方法は前記記録ステップの前に前記光反射部を前記第１の状態の反射率に設定する第１の反射率設定ステップと、前記再生ステップの前に前記光反射部を前記第２の状態の反射率に設定する第２の反射率設定ステップとを含むことを特徴とする（ａ）記載のホログラフィック記録再生方法。
（ｃ）前記第１の反射率設定ステップは、前記光反射部の反射率を前記第１の状態とするための設定光Ｌ３を用いて前記光反射部の反射率を設定し、前記第２の反射率設定ステップは、前記光反射部の反射率を前記第１の状態から前記第２の状態へと変化させるための設定光Ｌ３を用いて前記光反射部の反射率を設定することを特徴とする（ｂ）記載のホログラフィック記録再生方法。
（ｄ）入射される記録光Ｌ１、Ｌ２を用いてホログラフィにより情報を記録するホログラフィック記録層７を備えるホログラフィック記録媒体１に情報を記録し、再生するホログラフィック記録再生装置１００、２００において、前記記録光の一部として前記情報を有する第１の光Ｌ１を発生させる第１の光発生部３１と、前記第１の光と共に前記記録光の他の一部として前記情報を前記ホログラフィック記録層に記録するための第２の光Ｌ２を発生させる第２の光発生部３２と、前記情報を前記ホログラフィック記録層から再生するための第３の光Ｌ４を発生させる第３の光発生部３４と、前記情報が記録された位置の中心における前記記録光が入射する入射面８Ａに対する法線Ｌｃを回転軸として、前記ホログラフィック記録媒体を１８０度回転させる回転部とを備えることを特徴とするホログラフィック記録再生装置。
（ｅ）前記ホログラフィック記録媒体は前記記録光が前記ホログラフィック記録層から射出する側に設けられ、光によって第１の状態の反射率から前記第１の状態より反射率が高い第２の状態の反射率へと可逆的にあるいは非可逆的に変化する光反射部を備え、前記ホログラフィック記録再生装置は更に前記光反射部を前記第１の状態の反射率に設定する第４の光Ｌ３を発生させる第４の光発生部３３と、前記光反射部の反射率を前記第１の状態から前記第２の状態に設定する第５の光Ｌ３を発生させる第５の光発生部３３とを備えることを特徴とする（ｄ）記載のホログラフィック記録再生装置。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following (a) to (e).
(A) In the holographic recording and reproducing method for recording and reproducing information on the holographic recording medium 1 including the holographic recording layer 7 that records information by holography using the incident recording lights L1 and L2, the holographic A recording step of recording information by irradiating the recording layer with the recording light, and the holographic operation with a normal Lc to the incident surface 8A on which the recording light is incident at the center of the position where the information is recorded as a rotation axis A rotation step of rotating the recording medium by 180 degrees, and a reproduction step of reproducing the information recorded in the recording step by irradiating the holographic recording medium rotated by 180 degrees in the rotation step with light. A holographic recording / reproducing method comprising:
(B) The holographic recording medium is provided on a side where the recording light is emitted from the holographic recording layer, and the second state has a higher reflectance than the first state from the reflectance of the first state by the light. A light reflecting portion that reversibly or irreversibly changes to the reflectance of the light, and the holographic recording / reproducing method sets the light reflecting portion to the reflectance of the first state before the recording step. (A) description including: a first reflectance setting step; and a second reflectance setting step for setting the light reflecting portion to the reflectance in the second state before the reproducing step. Holographic recording and playback method.
(C) The first reflectivity setting step sets the reflectivity of the light reflector using the setting light L3 for setting the reflectivity of the light reflector to the first state, and the second reflectivity is set. The reflectivity setting step of the step of setting the reflectivity of the light reflector using the setting light L3 for changing the reflectivity of the light reflector from the first state to the second state. The holographic recording / reproducing method according to (b), which is characterized in that
(D) In the holographic recording / reproducing apparatuses 100 and 200 for recording and reproducing information on the holographic recording medium 1 including the holographic recording layer 7 for recording information by holography using the incident recording lights L1 and L2, A first light generation unit 31 that generates the first light L1 having the information as a part of the recording light, and the information as the other part of the recording light together with the first light. A second light generator 32 for generating a second light L2 for recording on the layer, and a third light generator for generating a third light L4 for reproducing the information from the holographic recording layer 34 and the normal line Lc with respect to the incident surface 8A on which the recording light is incident at the center of the position where the information is recorded. The holographic recording and reproducing apparatus, characterized in that it comprises a rotating unit for degrees rotation.
(E) The holographic recording medium is provided on a side where the recording light is emitted from the holographic recording layer, and the second state has a higher reflectance than the first state from the reflectance of the first state by the light. A light reflecting portion that reversibly or irreversibly changes to the reflectance of the light, and the holographic recording / reproducing apparatus further sets a fourth light L3 that sets the light reflecting portion to the reflectance of the first state. A fourth light generation unit 33 for generating the fifth light generation unit 33 for generating a fifth light L3 for setting the reflectance of the light reflection unit from the first state to the second state, and The holographic recording / reproducing apparatus according to (d), comprising:
本発明によれば、反射層を有するホログラフィック記録媒体を位相共役再生するホログラフィック記録再生装置の光学系を簡単化し装置を小型化できる。 According to the present invention, the optical system of a holographic recording / reproducing apparatus for phase conjugate reproduction of a holographic recording medium having a reflective layer can be simplified and the apparatus can be miniaturized.
図１は、本発明の一実施形態であるホログラフィック記録媒体１の断面図を示す図である。図１に示すようにホログラフィック記録媒体１は、基板２上に反射層３と、第１誘電体層４と、２状態変化層５と、第２誘電体層６と、ホログラフィック記録層７と、透明基板８とが順次積層された構成を有する。
後述する記録信号光、記録参照光、再生参照光等は、透明基板８の入射面８Ａ側から入射される。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a holographic recording medium 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the holographic recording medium 1 includes a reflective layer 3, a first dielectric layer 4, a two-state change layer 5, a second dielectric layer 6, and a holographic recording layer 7 on a substrate 2. And the transparent substrate 8 are sequentially laminated.
Recording signal light, recording reference light, reproduction reference light, and the like, which will be described later, are incident from the incident surface 8A side of the transparent substrate 8.
基板２は、ガラス系、ポリカーボネートに代表されるプラスチック系もしくはＮｉ系、Ａｇ系、Ａｌ系などの合金からなる金属材料からなる。基板２の形状は、カード状でも円板（ディスク）状でもよい。ディスク状の場合には、記録または再生を制御するためのフォーマット信号が凹凸形状で記録されていることが好ましい。
反射層３は、ＡｌやＡｇまたは、ＡｌもしくはＡｇを主成分とする合金の薄膜や、誘電体が多層に積層された誘電体ミラーなどの材料からなる。
The substrate 2 is made of a plastic material typified by glass or polycarbonate, or a metal material made of an alloy such as Ni, Ag, or Al. The shape of the substrate 2 may be a card shape or a disc shape. In the case of a disc shape, it is preferable that a format signal for controlling recording or reproduction is recorded in an uneven shape.
The reflective layer 3 is made of a material such as a thin film of Al or Ag or an alloy containing Al or Ag as a main component, or a dielectric mirror in which dielectrics are stacked in multiple layers.
第１誘電体層４、第２誘電体層６の材料としては、無機系の透明材料、例えば、Ｚｎ−Ｓ、Ｓｉ−Ｎ、Ｓｉ−Ｏ、Ａｌ−Ｏ、Ｉｎ−Ｏ、Ｚｎ−Ｏ、Ｓｎ−Ｏ、Ｇａ−Ｎ、Ｂ−Ｎ、Ａｌ−Ｎ、及びこれらの混合物、例えば、ＺｎＳ−ＳｉＯ２、Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯなどが好ましい。あるいは、有機系透明樹脂、例えばポリオレフィン系樹脂、石油樹脂などを用いることもできる。
誘電体層４、６の層数は、光学特性、記録再生特性、耐環境特性等を向上させるよう適宜設定すればよい。所望の特性を示すように、上記した材料のなかから異なる材料を用いて各層を形成し、組み合わせればよい。
Examples of the material of the first dielectric layer 4 and the second dielectric layer 6 include inorganic transparent materials such as Zn—S, Si—N, Si—O, Al—O, In—O, Zn—O, sn-O, Ga-N, B-N, Al-N, and mixtures thereof, for example, ZnS-SiO 2, in 2 O 3 -SnO 2, in 2 O 3 , etc. -ZnO is preferred. Alternatively, an organic transparent resin such as a polyolefin resin or a petroleum resin can be used.
The number of dielectric layers 4 and 6 may be set as appropriate so as to improve optical characteristics, recording / reproduction characteristics, environmental resistance characteristics, and the like. Each layer may be formed using a different material from the above materials and combined so as to exhibit desired characteristics.
２状態変化層５は、所定の波長を有する光もしくは熱に対して光学定数（屈折率ｎと消衰係数ｋ）が２つの値を取り得て、光学定数が光もしくは熱によって可逆的にあるいは非可逆的に変化する材料により形成されている。
２状態変化層５の材料は、光学定数が照射光量や温度変化によって変化する相変化材料と無機材料と有機色素材料のいずれかである。これらの材料のうち光に対して、図１に示す反射層３から第２誘電体層６までの層を含む光反射部の反射率が低い状態においては５％以下の反射率を有し、高い状態においては少なくとも１０％以上の反射率を有する材料が好ましい。相変化材料は、光学定数が熱により可逆的に変化可能であり、無機材料あるいは有機色素材料は光学定数が熱により非可逆で変化する。
The two-state change layer 5 has two optical constants (refractive index n and extinction coefficient k) with respect to light or heat having a predetermined wavelength, and the optical constant is reversible or not by light or heat. It is made of a reversibly changing material.
The material of the two-state change layer 5 is any one of a phase change material, an inorganic material, and an organic dye material whose optical constant changes depending on the amount of irradiation light and a temperature change. Among these materials, the light reflecting portion including the layers from the reflective layer 3 to the second dielectric layer 6 shown in FIG. 1 has a reflectivity of 5% or less with respect to light. In the high state, a material having a reflectance of at least 10% or more is preferable. The optical constant of the phase change material can be reversibly changed by heat, and the optical constant of the inorganic material or the organic dye material changes irreversibly by heat.
２状態変化層５に相変化材料を用いる場合には、アモルファス状態と結晶状態とで異なる光学定数（２状態）を有し、結晶状態の際の光反射部の反射率がアモルファス状態の際の光反射部の反射率より高い相変化材料が好ましい。例えば、Ｓｅ、Ｔｅ等のカルコゲン元素を含む化合物であるＳｂ−Ｔｅ、Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅ、Ａｇ−Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ等、またはこれら化合物をベースに他の添加元素を含有させた材料、Ｔｅ−Ｏ−Ｐｄに代表されるＴｅを含有する酸化物等である。カルコゲン元素を含む化合物を用いると、２状態変化層５がアモルファス状態の光反射部の反射率は５％以下であり、２状態変化層５が結晶状態の光反射部の反射率が２０％以上であり、反射率の差が大きく好ましい。
また相変化材料は、組成によって共晶系と化合物系とに結晶状態における構造上分類されるが、いずれも使用することができる。
When the phase change material is used for the two-state change layer 5, the amorphous state and the crystalline state have different optical constants (two states), and the reflectance of the light reflecting portion in the crystalline state is the same as that in the amorphous state. A phase change material higher than the reflectance of the light reflecting portion is preferred. For example, Sb—Te, Ge—Sb—Te, Ag—In—Sb—Te, etc., which are compounds containing a chalcogen element such as Se and Te, or a material containing other additive elements based on these compounds, Te Examples thereof include oxides containing Te typified by -O-Pd. When a compound containing a chalcogen element is used, the reflectance of the light reflecting portion in which the two-state change layer 5 is in an amorphous state is 5% or less, and the reflectance of the light reflecting portion in which the two-state change layer 5 is in a crystalline state is 20% or more. It is preferable that the difference in reflectance is large.
Phase change materials are classified into a eutectic system and a compound system in terms of the structure in the crystalline state depending on the composition, and any of them can be used.
２状態変化層５に非可逆で光学定数が変化する無機材料を用いる場合には、無機材料として、Ａｇ−Ｏ等の酸化物材料、Ｓｉ−Ｃｕ合金、Ｇｅ−Ｂｉ−Ｎ等が用いられる。
Ａｇ−Ｏ等の酸化物材料が用いられる場合には、光の照射により物理的な変形を生じることによって光反射部を高反射率状態とすることができる。Ｓｉ−Ｃｕ合金が用いられる場合は、Ｓｉ層とＣｕ合金層とを積層させたものを用いて光反射部を低反射率状態とし、光の照射によってＳｉ層とＣｕ合金層とをＳｉ−Ｃｕ合金化することで光反射部を高反射率状態とすることができる。Ｇｅ−Ｂｉ−Ｎが用いられる場合は、Ｂｉ−ＮとＧｅ−Ｎとを混在させた状態で光反射部を低反射率状態とし、光の照射によってＮ（窒素）を分解し、窒素ガスの微細な空隙が分散することで光反射部を高反射率状態とすることができる。
When an inorganic material whose optical constant is irreversibly changed is used for the two-state change layer 5, an oxide material such as Ag—O, Si—Cu alloy, Ge—Bi—N, or the like is used as the inorganic material.
When an oxide material such as Ag—O is used, the light reflecting portion can be brought into a high reflectance state by causing physical deformation by light irradiation. When a Si—Cu alloy is used, the light reflecting portion is brought into a low reflectance state using a laminate of a Si layer and a Cu alloy layer, and the Si layer and the Cu alloy layer are made Si—Cu by irradiation with light. By alloying, the light reflecting portion can be brought into a high reflectance state. When Ge—Bi—N is used, the light reflecting portion is brought into a low reflectance state in a state where Bi—N and Ge—N are mixed, N (nitrogen) is decomposed by light irradiation, and nitrogen gas By dispersing the fine gaps, the light reflecting portion can be brought into a high reflectance state.
２状態変化層５に非可逆で光学定数が変化する有機色素材料を用いる場合には、有機色素材料として、光の照射により屈折率が変化するシアニン色素、フタロシアニン色素、アゾ色素等が用いられる。 In the case of using an irreversible organic dye material whose optical constant changes irreversibly for the two-state change layer 5, a cyanine dye, a phthalocyanine dye, an azo dye, or the like whose refractive index is changed by light irradiation is used as the organic dye material.
相変化材料を用いて２状態変化層５を形成した場合、相変化材料のアモルファス状態と結晶状態における光反射部の反射率の差がより大きくなるよう、第１誘電体層４、２状態変化層５及び第２誘電体層６の各材料及び各膜厚を適宜設定することが好ましい。アモルファス状態と結晶状態とにおいて異なる２状態変化層５の屈折率ｎと消衰係数ｋと、各誘電体層に用いた材料の屈折率ｎと消衰係数ｋとが相互作用し、２状態変化層５がアモルファス状態と結晶状態とである際の光反射部の反射率の差が大きくなるような材料を及び膜厚をそれぞれ選択する。
有機色素材料を用いて２状態変化層５を形成した場合、第１誘電体層４を設けない媒体構成としてもよい。その際にも、光反射部の反射率が低い状態と高い状態との反射率の差が大きくなるように、第２誘電体層６と２状態変化層５の各材料の屈折率と各膜厚とを調整すればよい。
When the two-state change layer 5 is formed using the phase change material, the first dielectric layer 4 and the two-state change so that the difference in reflectance of the light reflecting portion between the amorphous state and the crystalline state of the phase change material becomes larger. It is preferable to appropriately set the materials and film thicknesses of the layer 5 and the second dielectric layer 6. The refractive index n and extinction coefficient k of the two-state change layer 5 that are different in the amorphous state and the crystalline state interact with the refractive index n and extinction coefficient k of the material used for each dielectric layer to change the two states. A material and a film thickness are selected so that the difference in reflectance of the light reflecting portion when the layer 5 is in an amorphous state and a crystalline state is large.
When the two-state change layer 5 is formed using an organic dye material, a medium configuration in which the first dielectric layer 4 is not provided may be employed. Also in this case, the refractive index of each material and each film of the second dielectric layer 6 and the two-state change layer 5 are set so that the difference in reflectance between the low state and the high state of the light reflecting portion is large. What is necessary is just to adjust thickness.
ホログラフィック記録層７は、後述する記録信号光と記録参照光とが互いに弱め合う部分と強め合う部分とで屈折率、反射率、吸収率等の光学定数が変調される材料を用いて形成する。例えば、フォトポリマー、カルコゲナイト化合物、色素、色素を添加したサーモプラスチック、フォトリフラクティブ結晶等の材料である。
なお、ホログラフィック記録層７は、書き換え可能なタイプと、１回のみ書き込み可能なライトワンスのタイプに大別される。
The holographic recording layer 7 is formed using a material in which optical constants such as a refractive index, a reflectance, and an absorptance are modulated between a portion where a recording signal light and a recording reference light, which will be described later, are weakened and a portion where they are strengthened. . For example, it is a material such as a photopolymer, a chalcogenite compound, a dye, a thermoplastic added with a dye, or a photorefractive crystal.
The holographic recording layer 7 is roughly classified into a rewritable type and a write-once type that can be written only once.
書き換え可能なホログラフィック記録層７を用いる場合には、２状態変化層５として光学定数が可逆的に変化する反射率可変層を用いることが、書き換え可能なホログラフィック記録媒体を実現するのに好ましい。
一方、ライトワンスのホログラフィック記録層７を用いる場合には、２状態変化層５は、光学定数が低い状態と高い状態との間で可逆的に変化する反射率可変層、もしくは、光学定数が低い状態から高い状態へと非可逆で変化する反射率可変層のいずれを使用することも可能である。
When the rewritable holographic recording layer 7 is used, it is preferable to use a reflectivity variable layer whose optical constant reversibly changes as the two-state change layer 5 in order to realize a rewritable holographic recording medium. .
On the other hand, when the write-once holographic recording layer 7 is used, the two-state change layer 5 is a reflectivity variable layer that reversibly changes between a low optical state and a high optical constant, or the optical constant is Any of the reflectivity variable layers that change irreversibly from a low state to a high state can be used.
ここで、ホログラフィック記録層７が、基板としての機能を兼ね備えるに十分な厚みと強度を有するもの、例えば、既述した材料のうちフォトポリマーや色素添加のサーモプラスチック、フォトリフラクティブ結晶等であれば、ホログラフィック記録媒体１の構成を基板２を備えない構成としてもよい。この場合、ホログラフィック記録層７上に上記したような第１誘電体層４、第２誘電体層６、２状態変化層５及び反射層３等を適宜形成すればよい。 Here, if the holographic recording layer 7 has a thickness and strength sufficient to function as a substrate, for example, a photopolymer, a dye-added thermoplastic, a photorefractive crystal, or the like among the materials described above. The configuration of the holographic recording medium 1 may not be provided with the substrate 2. In this case, the first dielectric layer 4, the second dielectric layer 6, the state change layer 5, the reflective layer 3, and the like as described above may be appropriately formed on the holographic recording layer 7.
以上のように構成されたホログラフィック記録媒体１に対して情報を記録する方法について説明する。
図２は、ホログラフィック記録媒体１への記録方法を模式的に示す図である。図２に示すように、ホログラフィック記録媒体１に対して透明基板８側から、第１の光発生部３１より発生させられた記録信号光Ｌ１と、第２の光発生部３２より発生させられた記録参照光Ｌ２を同時に照射する。
記録信号光Ｌ１は、情報が変調信号により変調された光であり、ホログラフィック記録媒体１に対して入射角θＳで照射される。記録参照光Ｌ２は、記録信号光Ｌ１と共に情報をホログラフィック記録層７に記録するための光であり、入射角θＲで照射される。
入射角θＳとθＲは、ホログラフィック記録媒体１における光の入射面８Ａの法線Ｌｎからの傾斜角度であり、これらは同じでも異なっていてもよい。記録信号光Ｌ１と記録参照光Ｌ２とは、ホログラフィック記録層７に情報を後述する干渉縞７１を形成して記録するための記録光である。なお、記録信号光Ｌ１、記録参照光Ｌ２及び後述する再生参照光Ｌ４は、反射層３と第１誘電体層４と２状態変化層５と第２誘電体層６とのそれぞれで、反射され透過されるが、図示は省略した。
このように照射した記録信号光Ｌ１と記録参照光Ｌ２とをホログラフィック記録層７において干渉させ、ホログラフィック記録層７中に干渉縞７１を生じさせて情報を記録する。干渉縞７１は、記録信号光Ｌ１の中心と記録参照光Ｌ２の中心との交点を中心に形成される。本実施形態では記録信号光Ｌ１と記録参照光Ｌ２とは、４０５ｎｍ、５１４．５ｎｍあるいは５３２ｎｍいずれかの波長を有するレーザ光を用いる。
A method for recording information on the holographic recording medium 1 configured as described above will be described.
FIG. 2 is a diagram schematically showing a recording method on the holographic recording medium 1. As shown in FIG. 2, the recording signal light L1 generated by the first light generation unit 31 and the second light generation unit 32 are generated from the transparent substrate 8 side with respect to the holographic recording medium 1. The recording reference light L2 is simultaneously irradiated.
The recording signal light L1 is light whose information is modulated by a modulation signal, and is applied to the holographic recording medium 1 at an incident angle θ S. Recording reference light L2 is a light for recording information together with the recording signal light L1 on the holographic recording layer 7 is irradiated at an incident angle theta R.
The incident angles θ S and θ R are inclination angles from the normal line Ln of the light incident surface 8A in the holographic recording medium 1, and these may be the same or different. The recording signal light L1 and the recording reference light L2 are recording light for recording information by forming interference fringes 71 (to be described later) on the holographic recording layer 7. The recording signal light L1, the recording reference light L2, and the reproduction reference light L4 described later are reflected by the reflective layer 3, the first dielectric layer 4, the two-state change layer 5, and the second dielectric layer 6, respectively. Although it is transmitted, illustration is omitted.
The recording signal light L1 and the recording reference light L2 thus irradiated are caused to interfere in the holographic recording layer 7, and interference fringes 71 are generated in the holographic recording layer 7 to record information. The interference fringes 71 are formed around the intersection of the center of the recording signal light L1 and the center of the recording reference light L2. In this embodiment, the recording signal light L1 and the recording reference light L2 use laser light having a wavelength of 405 nm, 514.5 nm, or 532 nm.
ホログラフィック記録層７に情報を記録する際、光反射部が記録信号光Ｌ１及び記録参照光Ｌ２に対して反射率の低い状態となるよう２状態変化層５の光学定数を設定している。光反射部の反射率は、ホログラフィック記録媒体１の出荷段階で予め低い状態に設定してもよいし、記録の前に光反射部の反射率を低い状態に設定してもよい。
これは、光反射部で反射された記録信号光Ｌ１と記録参照光Ｌ２とが再度ホログラフィック記録層７に入射して不必要な干渉縞７１を形成することを防止し、かつ反射された光によるホログラフィック記録層７の不必要な露光を低下させるためである。このようにすることで、ホログラフィック記録層７において同じ箇所に繰り返し記録（多重記録）できる回数（記録多重度）の低下を防ぐことができる。
When recording information on the holographic recording layer 7, the optical constants of the two-state change layer 5 are set so that the light reflecting portion has a low reflectance with respect to the recording signal light L1 and the recording reference light L2. The reflectance of the light reflecting portion may be set to a low state in advance at the shipping stage of the holographic recording medium 1, or the reflectance of the light reflecting portion may be set to a low state before recording.
This prevents the recording signal light L1 and the recording reference light L2 reflected by the light reflecting portion from entering the holographic recording layer 7 again to form unnecessary interference fringes 71, and the reflected light. This is to reduce unnecessary exposure of the holographic recording layer 7 due to. By doing so, it is possible to prevent a decrease in the number of times (recording multiplicity) that can be repeatedly recorded (multiplexed recording) at the same location in the holographic recording layer 7.
ここで、光反射部の反射率の設定を、記録信号光Ｌ１及び記録参照光Ｌ２に対して反射率が低い状態から、後述する再生参照光Ｌ４に対して反射率が高い状態へと変化（移行）させる反射率設定工程について説明する。ホログラフィック記録層７から情報を再生する際、光反射部の反射率が再生参照光Ｌ４に対して高い状態に設定されていると良好な再生が行える。２状態変化層５に相変化材料を用いた場合、既述したようにアモルファス状態が反射率の低い状態であり、結晶状態が反射率の高い状態である。
光反射部の反射率状態の設定を低い状態から高い状態へと変更するには、ホログラフィック記録層７に記録を終えた後、図２に示すように透明基板８側から２状態変化層５の材料に適した条件のレーザ光（設定光）Ｌ３を所望の領域に照射して行う。設定光Ｌ３は第３の光発生部３３より発生させる。上記したように、本実施形態で２状態変化層５に用いた材料はいずれも、熱を加えられ温度が上昇することで反射率が変化する。２状態変化層５に相変化材料を用いた場合には、結晶化温度以上に昇温するよう設定光Ｌ３を照射した後冷却し、反射率の状態を移行させる。なお、既述した光反射部の反射率を低い状態へと設定変更する場合も、設定光Ｌ３を用いて変更すればよい。
Here, the setting of the reflectance of the light reflecting portion is changed from a state where the reflectance is low with respect to the recording signal light L1 and the recording reference light L2, to a state where the reflectance is high with respect to the reproduction reference light L4 described later ( The reflectance setting step to be transferred) will be described. When information is reproduced from the holographic recording layer 7, good reproduction can be performed if the reflectance of the light reflecting portion is set to be higher than that of the reproduction reference light L4. When a phase change material is used for the two-state change layer 5, as described above, the amorphous state is a state with a low reflectance, and the crystal state is a state with a high reflectance.
In order to change the setting of the reflectivity state of the light reflecting portion from a low state to a high state, after recording on the holographic recording layer 7, as shown in FIG. This is performed by irradiating a desired region with laser light (setting light) L3 under conditions suitable for the material. The setting light L3 is generated from the third light generator 33. As described above, in any of the materials used for the two-state change layer 5 in the present embodiment, the reflectance is changed by applying heat and increasing the temperature. In the case where a phase change material is used for the two-state change layer 5, the setting light L3 is irradiated and then cooled so that the temperature is raised above the crystallization temperature, and the reflectance state is shifted. In addition, what is necessary is just to change using the setting light L3 also when changing the setting of the reflectance of the light reflection part mentioned above to a low state.
設定光Ｌ３は、２状態変化層５に用いる材料にあわせて以下の（１）〜（４）に示す条件を適宜組み合わせて照射すればよい。（１）波長：３００ｎｍ〜１５００ｎｍ、パワー：２００ｍＷ〜２０００ｍＷ。（２）レーザ光Ｌ３のビームスポット径：０．３μｍ〜１００μｍ。（３）ホログラフィック記録媒体１に対する相対速度（走査速度）：３ｍ／秒〜５０ｍ／秒。（４）トラック送りピッチ：３μｍ〜５０μｍ。
ホログラフィック記録媒体１がディスク形状である場合には、ホログラフィック記録媒体１を載置部Ｔに載置して（３）の条件を満たすように回転させながら、設定光Ｌ３の照射を行う。
The setting light L3 may be irradiated by appropriately combining the following conditions (1) to (4) according to the material used for the two-state change layer 5. (1) Wavelength: 300 nm to 1500 nm, power: 200 mW to 2000 mW. (2) Beam spot diameter of the laser beam L3: 0.3 μm to 100 μm. (3) Relative speed (scanning speed) with respect to the holographic recording medium 1: 3 m / sec to 50 m / sec. (4) Track feed pitch: 3 μm to 50 μm.
When the holographic recording medium 1 has a disc shape, the setting light L3 is irradiated while the holographic recording medium 1 is placed on the placement portion T and rotated to satisfy the condition (3).
上記したように、設定光３を照射し、光反射部の反射率を低い状態から高い状態へ変化させる設定工程は、情報を記録する記録工程と情報を再生する再生工程との間に行えばよい。
あるいは、ホログラフィック記録層７に干渉縞７１を形成する際に、記録信号光Ｌ１あるいは記録参照光Ｌ２を２状態変化層５に達するまで照射し、設定工程を同時に行っても良い。すなわち記録信号光Ｌ１もしくは記録参照光Ｌ２を２状態変化層５に集光させ、ホログラフィック記録層７に記録すると同時に、２状態変化層５の光学定数を変化させ、光反射部の反射率を高い状態にする。
As described above, the setting step of irradiating the setting light 3 and changing the reflectance of the light reflecting portion from the low state to the high state is performed between the recording step for recording information and the reproducing step for reproducing information. Good.
Alternatively, when the interference fringes 71 are formed in the holographic recording layer 7, the recording signal light L1 or the recording reference light L2 may be irradiated until the two-state change layer 5 is reached, and the setting process may be performed simultaneously. That is, the recording signal light L1 or the recording reference light L2 is condensed on the two-state change layer 5 and recorded on the holographic recording layer 7. At the same time, the optical constant of the two-state change layer 5 is changed, and the reflectance of the light reflecting portion is changed. Make it high.
２状態変化層５の材料のうち、カルコゲン元素を含む相変化材料は、温度が上昇した後の冷却過程で結晶化する。従ってカルコゲン元素を含む相変化材料を用いると、ホログラフィック記録層７への記録が完了し２状態変化層５が結晶化するまで時間があるため、記録の最中に反射率が変化することがなく、良好に記録でき好ましい。
ホログラフィック記録層７をフォトポリマーで形成した場合、記録後にモノマーの重合を完結させるためにホログラフィック記録層７を全面にわたって定着露光する必要がある。この場合に２状態変化層５を相変化材料で形成すると、上記した設定工程も必要となる。ここで、設定工程に用いる光の波長をホログラフィック記録層７におけるモノマーが感光する波長に一致させれば、２状態変化層５を結晶状態に変化させる処理とモノマーの定着露光とを同時に行うことができ、記録再生装置を簡略化できる。
Of the materials of the two-state change layer 5, the phase change material containing the chalcogen element is crystallized in the cooling process after the temperature rises. Accordingly, when a phase change material containing a chalcogen element is used, there is a time until recording on the holographic recording layer 7 is completed and the two-state change layer 5 is crystallized, so that the reflectance may change during recording. It is preferable because it can be recorded well.
When the holographic recording layer 7 is formed of a photopolymer, the holographic recording layer 7 needs to be fixedly exposed over the entire surface in order to complete polymerization of the monomer after recording. In this case, if the two-state change layer 5 is formed of a phase change material, the setting step described above is also required. Here, if the wavelength of light used in the setting step is matched with the wavelength at which the monomer in the holographic recording layer 7 is exposed, the process of changing the two-state change layer 5 to the crystalline state and the fixing exposure of the monomer are performed simultaneously. And the recording / reproducing apparatus can be simplified.
図３にホログラフィック記録媒体１の再生方法を模式的に示す。まず初めに、ホログラフィック記録媒体１を干渉縞７１の中心（記録中心）おける入射面８Ａに対する法線Ｌｃ（図４参照）を軸として１８０度、回転させる。
図４に、本実施形態の記録媒体の回転方法を示す。図４では、ホログラフィック記録媒体１の干渉縞７１の部分を拡大して示した。記録時に形成された干渉縞７１の中心における入射面８Ａに対する法線Ｌｃを回転軸として、再生に際してホログラフィック記録媒体１を１８０度回転させる。干渉縞７１が形成された際の記録媒体１の回転角をφとし、再生時には記録媒体１の回転角がφ＋１８０°となるよう、法線Ｌｃを回転軸として記録媒体１を回転させる。
FIG. 3 schematically shows a reproducing method of the holographic recording medium 1. First, the holographic recording medium 1 is rotated 180 degrees about the normal Lc (see FIG. 4) with respect to the incident surface 8A at the center (recording center) of the interference fringe 71.
FIG. 4 shows a method for rotating the recording medium of the present embodiment. In FIG. 4, the interference fringe 71 portion of the holographic recording medium 1 is shown in an enlarged manner. The holographic recording medium 1 is rotated 180 degrees during reproduction, with the normal Lc to the incident surface 8A at the center of the interference fringe 71 formed at the time of recording as the rotation axis. The rotation angle of the recording medium 1 when the interference fringes 71 are formed is φ, and the recording medium 1 is rotated with the normal Lc as the rotation axis so that the rotation angle of the recording medium 1 is φ + 180 ° during reproduction.
ホログラフィック記録媒体１の回転は、ＸＹステージ上にホログラフィック記録媒体１を載置した載置部Ｔ（図３参照）を載せて、記録中心における入射面８Ａに対する法線Ｌｃを軸として行う。載置部Ｔは、回転ステージ等であり、ＸＹステージと載置部Ｔとを記録媒体の回転部とする。回転はあるいは、ホログラフィック記録媒体１の基板２に位置情報を形成し、位置情報に基づいてホログラフィック記録媒体１を回転させてもよいし、ホログラフィック記録媒体１の記録層７に位置情報を記録し、位置情報に基づいてホログラフィック記録媒体１を回転させてもよい。
図３に戻り、続いて再生参照光Ｌ４を、図２に示した記録参照光Ｌ２の入射角θＲと法線Ｌｎに対して同じ角度θＲ（方向）からホログラフィック記録層７に対して照射する。再生参照光Ｌ４は、第４の光発生部３４より発生させる。
この場合、光反射部で反射された再生参照光Ｌ４は、位相共役参照光Ｌ６となる。再生参照光Ｌ４（位相共役参照光Ｌ６）はホログラフィック記録層７で回折され、再生光Ｌ５は法線Ｌｎに対して角度−θＳの方向に射出される。
The rotation of the holographic recording medium 1 is performed with the mounting portion T (see FIG. 3) on which the holographic recording medium 1 is placed on the XY stage and the normal line Lc with respect to the incident surface 8A at the recording center as an axis. The placement unit T is a rotary stage or the like, and the XY stage and the placement unit T are used as a rotation unit of the recording medium. Alternatively, the position information may be formed on the substrate 2 of the holographic recording medium 1 and the holographic recording medium 1 may be rotated based on the position information, or the position information may be applied to the recording layer 7 of the holographic recording medium 1. Recording may be performed, and the holographic recording medium 1 may be rotated based on the position information.
Returning to FIG. 3, subsequently, the reproduction reference light L4 is applied to the holographic recording layer 7 from the same angle θ R (direction) with respect to the incident angle θ R and the normal Ln of the recording reference light L2 shown in FIG. Irradiate. The reproduction reference light L4 is generated from the fourth light generator 34.
In this case, the reproduction reference light L4 reflected by the light reflecting portion becomes the phase conjugate reference light L6. The reproduction reference light L4 (phase conjugate reference light L6) is diffracted by the holographic recording layer 7, and the reproduction light L5 is emitted in the direction of the angle −θ S with respect to the normal line Ln.
ホログラフィック記録媒体１を１８０度回転させることで、図３に示すように干渉縞７１の入射面８Ａに対する傾斜角度が図２に示す記録時のものと反転する。そのため、再生参照光Ｌ４を記録参照光Ｌ２と同じ入射角度θＲで照射しても位相共役再生を行うことができる。従来の位相共役再生の方法を示す図１６（Ｂ）のように、ホログラフィック記録媒体Ｄを回転させずに干渉縞に対して入射角度−θＲで再生参照光Ｌ１２を照射する場合と、図３に示す干渉縞７１の入射面８Ａに対する傾斜角度と再生参照光Ｌ４との関係が同じになるためである。 By rotating the holographic recording medium 1 by 180 degrees, as shown in FIG. 3, the inclination angle of the interference fringe 71 with respect to the incident surface 8A is reversed from that during recording shown in FIG. Therefore, it is possible to be irradiated with the reproduction reference light L4 at the same incident angle theta R and the recording reference light beam L2 performs phase conjugate reproduction. As shown in FIG. 16B showing a conventional phase conjugate reproduction method, the reproduction reference light L12 is irradiated to the interference fringes at the incident angle −θ R without rotating the holographic recording medium D, and FIG. This is because the relationship between the inclination angle of the interference fringe 71 shown in 3 with respect to the incident surface 8A and the reproduction reference light L4 is the same.
光反射部で反射された光が位相共役参照光Ｌ６となるような角度で再生参照光Ｌ４をホログラフィック記録層７に対して入射させると、図３に示すように再生光Ｌ５は角度−θＳで射出される。これは、図２に示す記録信号光Ｌ１の入射角θＳと法線Ｌｎに対して対称の角度である。
本実施形態のように、ホログラフィック記録媒体１から情報を再生する際に、記録中心おける入射面８Ａに対する法線Ｌｃを軸として記録媒体１を１８０度回転させることで、位相共役再生を簡単に行うことができる。本実施形態の記録再生方法であれば、記録時と再生時とで光学系を共有でき、記録再生装置を小型化できる。更に記録光学系、例えば集光レンズに収差があっても大部分が再生時に打ち消され、画像歪み、ノイズの少ない再生画像が得られ、Ｓ／Ｎ（信号／ノイズ）の良好な再生ができる。
When the reproduction reference light L4 is made incident on the holographic recording layer 7 at an angle such that the light reflected by the light reflecting portion becomes the phase conjugate reference light L6, the reproduction light L5 has an angle −θ as shown in FIG. S is injected. This is an angle symmetric with respect to the incident angle θ S and the normal Ln of the recording signal light L1 shown in FIG.
As in this embodiment, when information is reproduced from the holographic recording medium 1, the phase conjugate reproduction can be easily performed by rotating the recording medium 1 180 degrees about the normal line Lc with respect to the incident surface 8A at the recording center. It can be carried out. With the recording / reproducing method of the present embodiment, the optical system can be shared between recording and reproduction, and the recording / reproducing apparatus can be downsized. Further, even if there is an aberration in the recording optical system, for example, the condenser lens, most of it is canceled at the time of reproduction, and a reproduced image with little image distortion and noise can be obtained, and reproduction with good S / N (signal / noise) can be achieved.
＜第１実施形態＞
図５及び図６は、本発明の一実施形態である記録再生方法を実現するためのホログラフィック記録再生装置の第１実施形態を示すブロック図である。図５は記録における光路、図６は再生における光路を示したものである。
第１実施形態のホログラフィック記録再生装置１００を構成する各部及びホログラフィック記録媒体１に情報を記録するときの光路を、図５を用いて説明する。
光源５０は、半導体レーザ、ＹＡＧレーザ等の固体レーザ、ＡｒイオンレーザやＨｅ−Ｎｅレーザ等のガスレーザのいずれかである。コリメータ５１は光源５０から射出された光を拡大し、平行光を射出する。コリメータ５１は、２枚以上の焦点距離の異なるレンズを備える。コリメータ５１は更に、レンズ間の焦点位置にピンホールを有する部材を設け、空間フィルタの構成としてもよい。
λ／２板５２は、コリメータ５１から射出された光の偏光面を回転させ、記録信号光Ｌ１と記録参照光Ｌ２の光パワーの比率を調整する。ただし、記録信号光Ｌ１と記録参照光Ｌ２との光パワーが所望の比率となるように予め光源５０の偏光面を設定しておけば、λ／２板５２を省略してもよい。
<First Embodiment>
5 and 6 are block diagrams showing a first embodiment of a holographic recording / reproducing apparatus for realizing a recording / reproducing method according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 shows an optical path in recording, and FIG. 6 shows an optical path in reproduction.
The optical path when information is recorded on each part and the holographic recording medium 1 constituting the holographic recording / reproducing apparatus 100 of the first embodiment will be described with reference to FIG.
The light source 50 is any one of a solid-state laser such as a semiconductor laser and a YAG laser, and a gas laser such as an Ar ion laser and a He—Ne laser. The collimator 51 expands the light emitted from the light source 50 and emits parallel light. The collimator 51 includes two or more lenses having different focal lengths. Further, the collimator 51 may be provided with a member having a pinhole at a focal position between the lenses to form a spatial filter.
The λ / 2 plate 52 rotates the polarization plane of the light emitted from the collimator 51 and adjusts the ratio of the optical power of the recording signal light L1 and the recording reference light L2. However, if the polarization plane of the light source 50 is set in advance so that the optical power of the recording signal light L1 and the recording reference light L2 has a desired ratio, the λ / 2 plate 52 may be omitted.
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５３は、入射した光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する。ＰＢＳ５３に入射した光のうち、ＰＢＳ５３で９０度反射された光はＳ偏光として射出され、空間光変調器（ＳＬＭ）５４に入射する。Ｓ偏光は記録信号光Ｌ１として用いられる。記録信号光Ｌ１を二点鎖線で示す。
一方、ＰＢＳ５３を透過する光はＰ偏光として射出され、記録参照光Ｌ２または後述する再生参照光Ｌ４として入射角制御部５６に入射する。記録参照光Ｌ２を破線で示す。
A polarization beam splitter (PBS) 53 separates incident light into P-polarized light and S-polarized light. Of the light incident on the PBS 53, the light reflected by the PBS 53 at 90 degrees is emitted as S-polarized light and enters the spatial light modulator (SLM) 54. S-polarized light is used as the recording signal light L1. The recording signal light L1 is indicated by a two-dot chain line.
On the other hand, the light that passes through the PBS 53 is emitted as P-polarized light and enters the incident angle control unit 56 as recording reference light L2 or reproduction reference light L4 described later. The recording reference light L2 is indicated by a broken line.
ＳＬＭ５４は、記録する情報に応じて駆動電圧がかけられ、入力された光を変調する。ＳＬＭ５４で変調された光は、記録する情報に応じた２次元の明暗ドットから成る画像の情報を有する記録信号光Ｌ１となる。ＳＬＭ５４は、透過型または反射型の液晶を用いた液晶型や、マイクロミラーを用いたマイクロミラー型があり、光を透過または反射させる。
液晶型のＳＬＭ５４を用いた場合、光の偏光面を９０度回転させる作用があるため記録信号光Ｌ１は記録参照光Ｌ２と同一のＰ偏光となり、ホログラフィック記録を行うのに都合が良い。マイクロミラー型のＳＬＭ５４を用いた場合、光を反射しても光の偏光面は変化しないので、記録信号光Ｌ１もしくは記録参照光Ｌ２の光路中にλ／２板を挿入するなどして、記録信号光Ｌ１と記録参照光Ｌ２の偏光面を一致させる必要がある。
The SLM 54 is applied with a driving voltage according to information to be recorded, and modulates the input light. The light modulated by the SLM 54 becomes recording signal light L1 having image information composed of two-dimensional light and dark dots corresponding to information to be recorded. The SLM 54 includes a liquid crystal type using a transmissive or reflective liquid crystal and a micro mirror type using a micro mirror, and transmits or reflects light.
When the liquid crystal SLM 54 is used, the recording signal light L1 becomes the same P polarization as the recording reference light L2 because of the action of rotating the polarization plane of the light by 90 degrees, which is convenient for holographic recording. When the micromirror type SLM 54 is used, the polarization plane of the light does not change even if the light is reflected. Therefore, the recording is performed by inserting a λ / 2 plate in the optical path of the recording signal light L1 or the recording reference light L2. It is necessary to match the polarization planes of the signal light L1 and the recording reference light L2.
ＳＬＭ５４に入射して反射された光（記録信号光Ｌ１）は、再びＰＢＳ５３に入射したのちレンズ５５に入射する。レンズ５５は、ＳＬＭ５４から射出された記録信号光Ｌ１を、ホログラフィック記録媒体１の記録層７で集光させる。記録信号光Ｌ１はホログラフィック記録媒体１の入射面８Ａの法線Ｌｎ（以下、記録媒体１の法線Ｌｎともいう）に対してθＳの角度で入射する。 The light (recording signal light L <b> 1) that has entered the SLM 54 and is reflected again enters the PBS 53 and then enters the lens 55. The lens 55 focuses the recording signal light L1 emitted from the SLM 54 on the recording layer 7 of the holographic recording medium 1. The recording signal light L1 is incident at an angle θ S with respect to the normal Ln of the incident surface 8A of the holographic recording medium 1 (hereinafter also referred to as the normal Ln of the recording medium 1).
入射角制御部５６はミラー５６１を備え、回転駆動及びリニア駆動を組み合わせて図５に示すようにミラー５６１を駆動させることで、記録媒体１に入射する記録参照光Ｌ２及び後述する再生参照光Ｌ４の入射角を変化させる。記録参照光Ｌ２（再生参照光Ｌ４）は、ミラー５６１で反射され、ホログラフィック記録媒体１の法線Ｌｎに対してθＲの角度で入射する。
入射角制御部５６は、ホログラフィック記録媒体１の記録方法として記録参照光Ｌ２の入射角度を順次変化させる角度多重方式を用いる場合に好ましい。他には、図示しない回転ミラー（ガルバノミラー）とリレーレンズを組み合わせて動作させることで、入射角を変化させてもよい。また例えば、他の記録方法である記録参照光Ｌ２の位相を変化させる位相相関多重を用いる場合は、入射角制御部５６の代わりに位相変調素子や拡散板などを設けて、記録参照光Ｌ２を位相変調させればよい。
The incident angle control unit 56 includes a mirror 561, and drives the mirror 561 as shown in FIG. 5 by combining rotational drive and linear drive, thereby recording reference light L2 incident on the recording medium 1 and reproduction reference light L4 described later. The incident angle is changed. Recording reference light L2 (reproduction reference light L4) is reflected by the mirror 561, is incident at an angle theta R with respect to the normal Ln of the holographic recording medium 1.
The incident angle control unit 56 is preferable when an angle multiplexing method in which the incident angle of the recording reference light L2 is sequentially changed as a recording method of the holographic recording medium 1 is used. In addition, the incident angle may be changed by operating a rotating mirror (galvano mirror) (not shown) and a relay lens in combination. Further, for example, in the case of using phase correlation multiplexing that changes the phase of the recording reference light L2, which is another recording method, a phase modulation element or a diffusion plate is provided in place of the incident angle control unit 56, and the recording reference light L2 is changed. What is necessary is just to carry out phase modulation.
なお、図２に示した第１の光発生部３１は、光源５０、ＰＢＳ５３、ＳＬＭ５４及びレンズ５５を備える。第２の光発生部３２は、光源５０、ＰＢＳ５３、入射角制御部５６を備える。 2 includes a light source 50, a PBS 53, an SLM 54, and a lens 55. The first light generator 31 shown in FIG. The second light generation unit 32 includes a light source 50, a PBS 53, and an incident angle control unit 56.
続いて、ホログラフィック記録媒体１より情報を再生するときの光路について、図６を使って説明する。初めに図４に示すように、ホログラフィック記録媒体１を記録中心における入射面８Ａに対する法線Ｌｃを回転軸として、１８０度回転させる。回転は、図示していないが、既述した回転機構を設ければよい。
光源５０から射出された光は、コリメータ５１、λ／２板５２を経てＰＢＳ５３へ入射する。ＰＢＳ５３へ入射し、ＰＢＳ５３で反射されずに直進した光（Ｐ偏光）は、入射角制御部５６のミラー５６１で反射され、ホログラフィック記録媒体１に集光する。これが再生参照光Ｌ４である。再生参照光Ｌ４を破線で示す。
再生参照光Ｌ４はホログラフィック記録媒体１の法線Ｌｎに対してθＲの角度で入射する。第４の光発生部３４は第２の光発生部３２と同様に、光源５０、ＰＢＳ５３、入射角制御部５６を備える。なお、λ／２板５２は再生時には必要に応じて外してもよい。
Next, the optical path when information is reproduced from the holographic recording medium 1 will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 4, the holographic recording medium 1 is rotated 180 degrees with the normal Lc to the incident surface 8A at the recording center as the rotation axis. Although the rotation is not shown, the rotation mechanism described above may be provided.
The light emitted from the light source 50 enters the PBS 53 through the collimator 51 and the λ / 2 plate 52. The light (P-polarized light) that enters the PBS 53 and travels straight without being reflected by the PBS 53 is reflected by the mirror 561 of the incident angle control unit 56 and is condensed on the holographic recording medium 1. This is the reproduction reference light L4. The reproduction reference light L4 is indicated by a broken line.
Reproduction reference light L4 is incident at an angle of theta R with respect to the normal Ln of the holographic recording medium 1. Similar to the second light generating unit 32, the fourth light generating unit 34 includes a light source 50, a PBS 53, and an incident angle control unit 56. The λ / 2 plate 52 may be removed as necessary during reproduction.
ホログラフィック記録媒体１の光反射部で反射され、ホログラフィック記録層７で回折された再生参照光Ｌ４は、再生光Ｌ５として射出される。再生光Ｌ５を二点鎖線で示す。再生光Ｌ５は、法線Ｌｎに対して角度−θＳの方向に射出される。
レンズ５７は、再生光Ｌ５をイメージセンサ５８上で結像させる。
イメージセンサ５８は入力された光を電気信号に変換し、出力された電気信号が再生画像となる。イメージセンサ５８は、電荷結合素子（ＣＣＤ）あるいはＣＭＯＳを用いる。
ここで、記録信号光Ｌ１と再生光Ｌ５の光軸は、図５、図６に示すように、記録媒体１の入射面８Ａの法線Ｌｎに対して対称にθＳだけ傾いた位置関係とする。
The reproduction reference light L4 reflected by the light reflecting portion of the holographic recording medium 1 and diffracted by the holographic recording layer 7 is emitted as reproduction light L5. The reproduction light L5 is indicated by a two-dot chain line. The reproduction light L5 is emitted in the direction of the angle −θ S with respect to the normal line Ln.
The lens 57 forms an image of the reproduction light L5 on the image sensor 58.
The image sensor 58 converts the input light into an electric signal, and the output electric signal becomes a reproduced image. The image sensor 58 uses a charge coupled device (CCD) or CMOS.
Here, as shown in FIGS. 5 and 6, the optical axes of the recording signal light L1 and the reproduction light L5 are symmetrical with respect to the normal line Ln of the incident surface 8A of the recording medium 1 and tilted by θ S. To do.
レンズ５５とレンズ５７とに同じ仕様のレンズを用いる場合は、記録媒体１からレンズ５５までの距離と記録媒体１からレンズ５７までの距離、及びＳＬＭ５４からレンズ５５までの距離とイメージセンサ５８からレンズ５７までの距離とを等しくすることで、イメージセンサ５８上に再生画像が結像される。
レンズ５５とレンズ５７とが異なる仕様のレンズである場合は、仕様に応じてイメージセンサ５８上に再生画像が結像される条件になるように配置位置を選ぶ。
また、記録信号光Ｌ１が記録媒体１の入射面８Ａに対して垂直入射、つまり、θＳ＝０で入射する場合は、レンズ５５とレンズ５７とを１つのレンズで共用させることができる。
また必要に応じて、ＳＬＭ５４とレンズ５５の間、及びイメージセンサ５８とレンズ５７の間にリレーレンズを挿入しても良い。この場合も、θS＝０とすると、レンズ５５とレンズ５７とリレーレンズを含めた光学系を記録と再生とで共用させることができる。これは光学系を簡素化するとともに、光学系に収差などの歪があっても、記録と再生とでキャンセルされ、画像歪の少ない再生画像が得られて好ましい。
When lenses having the same specifications are used for the lens 55 and the lens 57, the distance from the recording medium 1 to the lens 55, the distance from the recording medium 1 to the lens 57, the distance from the SLM 54 to the lens 55, and the image sensor 58 to the lens By making the distance to 57 equal, a reproduced image is formed on the image sensor 58.
When the lens 55 and the lens 57 have different specifications, the arrangement position is selected so that a reproduced image is formed on the image sensor 58 according to the specification.
In addition, when the recording signal light L1 is perpendicularly incident on the incident surface 8A of the recording medium 1, that is, incident at θ S = 0, the lens 55 and the lens 57 can be shared by one lens.
If necessary, relay lenses may be inserted between the SLM 54 and the lens 55 and between the image sensor 58 and the lens 57. Also in this case, if θ S = 0, the optical system including the lens 55, the lens 57, and the relay lens can be shared for recording and reproduction. This is preferable because it simplifies the optical system, and even if the optical system has distortion such as aberration, it is canceled by recording and reproduction, and a reproduced image with little image distortion is obtained.
第１実施形態の記録再生装置１００を用いると、記録参照光Ｌ２と再生参照光Ｌ４を共通の機構、光学系で照射できるため、記録再生装置が小型化できる。また、反射層を有するホログラフィック記録媒体１に対して、位相共役再生が簡単に行え、歪の少ない再生画像を得られる。更に、記録信号光Ｌ１の法線Ｌｎに対する入射角度θＳを０度（垂直入射）とすると、再生光Ｌ５の射出角も０度と記録信号光Ｌ１の入射角と同じ角度となり、光学系を共有できるため記録再生装置を小型化できる。 When the recording / reproducing apparatus 100 of the first embodiment is used, the recording / reproducing apparatus can be miniaturized because the recording reference light L2 and the reproducing reference light L4 can be irradiated by a common mechanism and optical system. Further, phase conjugate reproduction can be easily performed on the holographic recording medium 1 having a reflective layer, and a reproduced image with less distortion can be obtained. Further, when the incident angle θ S with respect to the normal line Ln of the recording signal light L1 is 0 degree (perpendicular incidence), the emission angle of the reproduction light L5 is also 0 degree, which is the same as the incident angle of the recording signal light L1, and the optical system is Since it can be shared, the recording / reproducing apparatus can be downsized.
次に、本実施形態の記録再生方法でホログラフィック記録媒体１及び比較用のホログラフィック記録媒体１１に情報を記録し、再生した情報について検討した。
ホログラフィック記録媒体１は以下の構成で作成した。硼珪酸ガラスを用いた厚さ０．６ｍｍの基板２上に、反射層３をＡｇを用いて厚み２００ｎｍで形成した。反射層３上に、第１誘電体層４をＺｎＳ−ＳｉＯ２を用いて厚み７．５ｎｍ、２状態変化層５をＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅを用いて厚み１５ｎｍ、第２誘電体層６をＺｎＳ−ＳｉＯ２を用いて厚み５０ｎｍとしてこの順に形成した。続けて第２誘電体層６上に、ホログラフィック記録層７をフォトポリマーを用いて厚さ０．８ｍｍ、透明基板８を硼珪酸ガラスを用いて厚さ０．４ｍｍとしてこの順に積層して、ホログラフィック記録媒体１とした。
Next, information was recorded on the holographic recording medium 1 and the comparative holographic recording medium 11 by the recording / reproducing method of the present embodiment, and the reproduced information was examined.
The holographic recording medium 1 was created with the following configuration. On the substrate 2 having a thickness of 0.6 mm using borosilicate glass, the reflective layer 3 was formed with a thickness of 200 nm using Ag. On the reflective layer 3, the first dielectric layer 4 is 7.5 nm thick using ZnS—SiO 2 , the two-state change layer 5 is 15 nm thick using Ge—Sb—Te, and the second dielectric layer 6 is ZnS They were formed in this order with a thickness of 50 nm using -SiO2. Subsequently, the holographic recording layer 7 is laminated on the second dielectric layer 6 in this order with a thickness of 0.8 mm using a photopolymer and a transparent substrate 8 with a thickness of 0.4 mm using borosilicate glass, The holographic recording medium 1 was obtained.
比較用のホログラフィック記録媒体１１は、２状態変化層５の代わりにＡｌを用いたＡｌ層を１５ｎｍの厚みで形成した。その他の層構成は、上記したホログラフィック記録媒体１の層構成と同じとした。
ホログラフィック記録媒体１の２状態変化層５は、アモルファス状態であり、光反射部は記録信号光Ｌ１及び記録参照光Ｌ２に対して反射率が４％と低い状態である。ホログラフィック記録媒体１１のＡｌ層は、記録信号光Ｌ１及び記録参照光Ｌ２に対して反射率が８７％である。
The comparative holographic recording medium 11 was formed by forming an Al layer using Al in place of the two-state change layer 5 with a thickness of 15 nm. Other layer configurations were the same as those of the holographic recording medium 1 described above.
The two-state change layer 5 of the holographic recording medium 1 is in an amorphous state, and the light reflecting portion has a low reflectance of 4% with respect to the recording signal light L1 and the recording reference light L2. The Al layer of the holographic recording medium 11 has a reflectance of 87% with respect to the recording signal light L1 and the recording reference light L2.
ホログラフィック記録媒体１及びホログラフィック記録媒体１１への記録は、以下のように行った。記録及び後述する再生は、第１実施形態の記録再生装置１００を用いて行った。
記録信号光Ｌ１の法線Ｌｎに対する入射角θＳを０度（垂直入射）とし、記録参照光Ｌ２の法線Ｌｎに対する入射角θＲを４６．３度から６０．３度までの範囲で０．５度ずつ変化させホログラフィック記録層７に照射した。２−４変調した１ページデータ当たり１２２．５キロビットの記録信号を、入射角θＲを変化させることで２９多重記録した。記録した画像を図７に示す。
ここで形成された干渉縞７１の中心における入射面８Ａに対する法線Ｌｃを、ホログラフィック記録媒体１及びホログラフィック記録媒体１１の回転軸とする。記録を開始した位置での記録媒体１、１１の回転角をφ＝０°とし、φ＝０°からφ＝１７０°まで１０度毎に回転軸を中心にホログラフィック記録媒体１及びホログラフィック記録媒体１１を回転させる。このように回転させながら、各回転角φにおいて上記した２９多重記録を行った。従って各記録媒体１、１１には、２９×１７＝５２２の多重記録が行われた。
Recording on the holographic recording medium 1 and the holographic recording medium 11 was performed as follows. Recording and reproduction described later were performed using the recording / reproducing apparatus 100 of the first embodiment.
The incident angle θ S with respect to the normal line Ln of the recording signal light L1 is 0 degree (perpendicular incidence), and the incident angle θ R with respect to the normal line Ln of the recording reference light L2 is 0 in the range from 46.3 degrees to 60.3 degrees. The holographic recording layer 7 was irradiated with a change of 5 degrees. 2-4 recording signals modulated one page data per 122.5 kilobits, and 29 multiplex recording by changing the incident angle theta R. The recorded image is shown in FIG.
The normal Lc with respect to the incident surface 8A at the center of the interference fringe 71 formed here is set as the rotation axis of the holographic recording medium 1 and the holographic recording medium 11. The rotation angle of the recording media 1 and 11 at the recording start position is φ = 0 °, and the holographic recording medium 1 and the holographic recording are centered on the rotation axis every 10 degrees from φ = 0 ° to φ = 170 °. The medium 11 is rotated. While rotating in this way, the above-described 29 multiplex recording was performed at each rotation angle φ. Therefore, 29 × 17 = 522 multiplex recording was performed on each of the recording media 1 and 11.
次に、上記したホログラフィック記録媒体１及びホログラフィック記録媒体１１を再生する。再生に際して、ホログラフィック記録媒体１の２状態変化層５に対して設定光Ｌ３を照射し、光反射部を再生参照光Ｌ４に対して反射率の高い状態に設定する。ここではＧｅ−Ｓｂ−Ｔｅを結晶化することで、２７％の反射率を有する高い反射率状態とした。
ホログラフィック記録媒体１及び１１を、回転角φ＝１８０°（０°＋１８０°）に回転させ、再生参照光Ｌ４を法線Ｌｎに対して入射角θＲから照射した。２状態変化層５で反射された再生参照光Ｌ４は、図３に示したように位相共役参照光Ｌ６となる。更に、再生参照光Ｌ４の入射角θＲを４６度から６１度まで連続的に変化させた。
このときに射出される再生光Ｌ５の強度を測定して回折効率を求めた。回折効率は、再生参照光Ｌ４の強度と再生光Ｌ５の強度の比（Ｌ５／Ｌ４）であり、それぞれの光の強度は光パワーメーターを用いて測定した。同様に、回転角φ＝１９０°からφ＝３５０°まで１０度毎にホログラフィック記録媒体１及びホログラフィック記録媒体１１を回転させ、同様に各回転角φにおける光の強度を測定して回折効率を求めた。
Next, the holographic recording medium 1 and the holographic recording medium 11 described above are reproduced. At the time of reproduction, the setting light L3 is irradiated to the two-state change layer 5 of the holographic recording medium 1, and the light reflecting portion is set to a state having a high reflectance with respect to the reproduction reference light L4. Here, Ge—Sb—Te was crystallized to obtain a high reflectance state having a reflectance of 27%.
The holographic recording medium 1 and 11, is rotated to the rotation angle φ = 180 ° (0 ° + 180 °), was irradiated from the incident angle theta R a reproduction reference light L4 with respect to the normal Ln. The reproduction reference light L4 reflected by the two-state change layer 5 becomes the phase conjugate reference light L6 as shown in FIG. Further, a continuously changing the incident angle theta R of reproduction reference light L4 to 61 degrees from 46 degrees.
The intensity of the reproduction light L5 emitted at this time was measured to obtain the diffraction efficiency. The diffraction efficiency is a ratio (L5 / L4) between the intensity of the reproduction reference light L4 and the intensity of the reproduction light L5, and the intensity of each light was measured using an optical power meter. Similarly, the holographic recording medium 1 and the holographic recording medium 11 are rotated every 10 degrees from the rotation angle φ = 190 ° to φ = 350 °, and similarly the light intensity at each rotation angle φ is measured to determine the diffraction efficiency. Asked.
図８及び図９に各記録媒体１，１１における回折効率の一部を示す。図８はホログラフィック記録媒体１、図９はホログラフィック記録媒体１１の回折効率である。いずれの図も、回転角φ＝２００°、２４０°、３４０°におけるデータを示す。記録媒体１，１１共にそれぞれの回転角φで、再生参照光Ｌ４の入射角θＲが４６．３度から６０．３度までの範囲において２９個のピークを有する。これより、記録した情報が全て再生できたことが分かる。
図８に示す２状態可変層５を用いた本実施形態のホログラフィック記録媒体１の場合は、各入射角θＲにおける波形のピークレベルが全ての回転角φで均一であり、ノイズレベルが低い。更に、単一でシャープな波形であり、良好な再生光Ｌ５が得られた。一方、図９に示すＡｌ反射層を用いたホログラフィック記録媒体１１の場合は、各入射角θＲにおける波形のピークレベルが全ての回転角φで一様でなく、各波形の形状も複数のピークを有するなど複雑である。
8 and 9 show part of the diffraction efficiency in each of the recording media 1 and 11. FIG. 8 shows the diffraction efficiency of the holographic recording medium 1 and FIG. 9 shows the diffraction efficiency of the holographic recording medium 11. Both figures show data at rotation angles φ = 200 °, 240 °, and 340 °. In the recording medium 1, 11 together respective rotation angle phi, the incident angle theta R of reproduction reference light L4 has a 29 peaks in the range of up to 60.3 degrees 46.3 degrees. From this, it can be seen that all the recorded information could be reproduced.
For the holographic recording medium 1 of the present embodiment using the two-state variable layer 5 shown in FIG. 8, a uniform peak level of the waveform at each incident angle theta R in all the rotation angle phi, low noise level . Furthermore, a single sharp waveform was obtained, and good reproduction light L5 was obtained. On the other hand, in the case of the holographic recording medium 11 using Al reflective layer shown in FIG. 9, the peak level of the waveform at each incident angle theta R is not uniform in all of the rotation angle phi, each waveform shape more It is complicated to have a peak.
次に、各記録媒体１，１１のＳ／Ｎについて以下のように調べた。再生光Ｌ５により再生された画像における各記録ビットに対応した位置の信号強度を、２５６階調の信号レベルに振り分けた。振り分けた記録ビットを更に、“０”か“１”かで振り分けてそれぞれのヒストグラムを作成した。このときの“０”の平均値及び分散をそれぞれμ０、σ０ ２とし、“１”の平均値及び分散をそれぞれμ１、σ１ ２とするとき、再生光のＳ／Ｎは下記（１）式で表される。（１）式に示すように、再生光のＳ／Ｎは、“０”と“１”の分布の山が離れているほど、また分布のバラツキが少ないほど低ノイズであることを示す。
Ｓ／Ｎ＝（μ１−μ０）／（σ１ ２＋σ０ ２）１／２…（１）
Next, S / N of each recording medium 1 and 11 was examined as follows. The signal intensity at the position corresponding to each recording bit in the image reproduced by the reproduction light L5 was distributed to 256-level signal levels. The assigned recording bits are further assigned according to “0” or “1” to create respective histograms. In this case, when the average value and dispersion of “0” are μ 0 and σ 0 2 respectively, and the average value and dispersion of “1” are μ 1 and σ 1 2 respectively, the S / N of the reproduction light is 1) It is represented by the formula. As shown in the equation (1), the S / N of the reproduced light indicates that the lower the distribution peaks of “0” and “1”, and the lower the variation in distribution, the lower the noise.
S / N = (μ 1 −μ 0 ) / (σ 1 2 + σ 0 2 ) 1/2 (1)
図１０は本実施形態のホログラフィック記録媒体１及び比較用ホログラフィック記録媒体１１を再生した各画像を示し、図１０（Ａ）は、２状態変化層５を有する本実施形態のホログラフィック記録媒体１において、５２２多重された記録情報のうち３９２多重目の情報を再生した画像であり、Ｓ／Ｎは３．８である。図１０（Ｂ）は、２状態変化層５の代わりにＡｌ層を用いた比較用ホログラフィック記録媒体１１において、３８５多重目の情報を再生した画像であり、Ｓ／Ｎは１．７である。図１０より、２状態変化層５を用いた方がＡｌ層を用いた場合よりも、図７に示す記録した画像により近い再生画像であることが分かる。これより、ホログラフィック記録媒体１はホログラフィック記録媒体１１の多重度よりも多重度が大きくても、０を示す暗部と１を示す明部とが明瞭な画像が得られ、低ノイズである。更にＳ／Ｎも良好である。
なお、２状態変化層５に無機材料や有機色素材料を用いた場合も、上記した相変化材料を用いたホログラフィック記録媒体１と同様に良好な記録再生が行える。
FIG. 10 shows images reproduced from the holographic recording medium 1 and the comparative holographic recording medium 11 of this embodiment, and FIG. 10A shows the holographic recording medium of this embodiment having the two-state change layer 5. 1 is an image obtained by reproducing the 392rd information out of the 522-multiplexed recording information, and the S / N is 3.8. FIG. 10B is an image obtained by reproducing the 385th information in the comparative holographic recording medium 11 using an Al layer instead of the two-state change layer 5, and S / N is 1.7. . From FIG. 10, it can be seen that the two-state change layer 5 is a reproduced image closer to the recorded image shown in FIG. 7 than the case where the Al layer is used. Thus, even if the holographic recording medium 1 has a multiplicity greater than the multiplicity of the holographic recording medium 11, an image in which a dark part indicating 0 and a bright part indicating 1 are clear is obtained, and the noise is low. Furthermore, S / N is also good.
Even when an inorganic material or an organic pigment material is used for the two-state change layer 5, good recording and reproduction can be performed as in the holographic recording medium 1 using the phase change material described above.
本実施形態の記録再生方法において、ホログラフィック記録層７への記録の際には、２状態変化層５の光学定数を光あるいは熱によって変化させることで、光反射部の所定の波長を有する光に対する反射率を低く設定しているので、光反射部から反射されてホログラフィック記録層７に再入射して不必要な干渉縞７１の生成による不必要な回折格子の形成を防止でき、そのため多重記録度を大きくできる。更に、ホログラフィック記録層７に入射する記録信号光Ｌ１と記録参照光Ｌ２との干渉だけによる情報としての干渉縞７１を形成できるため、良好な記録を行うことができる。
また、上記したような干渉縞７１がホログラフィック記録層７に記録されているため、再生参照光Ｌ４を用いたホログラフィック記録層７の再生の際に、良好なＳ／Ｎを得ることができる。なお、本実施形態では反射層３、第１誘電体層４、２状態変化層５、第２誘電体層６を含む光反射部を有する記録媒体１を用いたが、光反射部は再生参照光Ｌ４等の入射した光を反射するものであればよく、その構成を限定するものではない。
In the recording / reproducing method of the present embodiment, when recording on the holographic recording layer 7, the light having a predetermined wavelength of the light reflecting portion is obtained by changing the optical constant of the two-state change layer 5 with light or heat. Therefore, it is possible to prevent formation of unnecessary diffraction gratings due to generation of unnecessary interference fringes 71 by being reflected from the light reflecting portion and re-entering the holographic recording layer 7. The degree of recording can be increased. Furthermore, since the interference fringes 71 as information only by the interference between the recording signal light L1 incident on the holographic recording layer 7 and the recording reference light L2 can be formed, good recording can be performed.
Further, since the interference fringes 71 as described above are recorded in the holographic recording layer 7, a good S / N can be obtained when the holographic recording layer 7 is reproduced using the reproduction reference light L4. . In this embodiment, the recording medium 1 having the light reflecting portion including the reflective layer 3, the first dielectric layer 4, the two-state change layer 5, and the second dielectric layer 6 is used. Any structure that reflects incident light such as the light L4 may be used, and the configuration is not limited.
＜第２実施形態＞
図１１及び図１２は、本発明の一実施形態である記録再生方法を実現するためのホログラフィック記録再生装置の第２実施形態を示すブロック図である。図１１は記録における光路、図１２は再生における光路を示したものである。第２実施形態のホログラフィック記録再生装置２００を構成する各部及びホログラフィック記録媒体１に情報を記録するときの光路を、図１１を用いて説明する、なお、第１実施形態のホログラフィック記録再生装置１００を構成する各部と同じものについては、詳細に説明しない。
光源６０は、光源５０と同様である。光源６０から射出された光は、レンズ６１に入射する。レンズ６２は、光軸方向に移動するレンズ保持部６２１に装着され、レンズ６１から射出された光を受け取る。レンズ駆動部６２２は、レンズ保持部６２１を光軸方向に駆動し、レンズ６２から射出される光の平行度を調整する。
λ／２板６３は、λ／２板５２と同様である。レンズ６２から射出された光の偏光面を回転させ、記録信号光Ｌ１と記録参照光Ｌ２との光パワーの比率を所望の比率となるよう調整する。なお、λ／２板６３は再生時には必要に応じて外してもよい。
Second Embodiment
11 and 12 are block diagrams showing a second embodiment of a holographic recording / reproducing apparatus for realizing a recording / reproducing method according to an embodiment of the present invention. FIG. 11 shows an optical path in recording, and FIG. 12 shows an optical path in reproduction. The parts constituting the holographic recording / reproducing apparatus 200 of the second embodiment and the optical path when information is recorded on the holographic recording medium 1 will be described with reference to FIG. 11. The holographic recording / reproducing of the first embodiment The same parts as those constituting the apparatus 100 will not be described in detail.
The light source 60 is the same as the light source 50. The light emitted from the light source 60 enters the lens 61. The lens 62 is mounted on a lens holding unit 621 that moves in the optical axis direction, and receives light emitted from the lens 61. The lens driving unit 622 drives the lens holding unit 621 in the optical axis direction and adjusts the parallelism of light emitted from the lens 62.
The λ / 2 plate 63 is the same as the λ / 2 plate 52. The polarization plane of the light emitted from the lens 62 is rotated to adjust the ratio of the optical power of the recording signal light L1 and the recording reference light L2 to a desired ratio. The λ / 2 plate 63 may be removed as necessary during reproduction.
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）６４は、ＰＢＳ５３と同様に入射した光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する。ＰＢＳ６４に入射した光のうち、ＰＢＳ６４で９０度反射された光はＳ偏光として射出され、空間光変調器（ＳＬＭ）６５に入射する。Ｓ偏光は記録信号光Ｌ１として用いられる。記録信号光Ｌ１を二点鎖線で示す。
ＳＬＭ６５に入射して反射された光（記録信号光Ｌ１）は、再びＰＢＳ６４に入射したのちレンズ６７に入射する。レンズ６７は、ＳＬＭ６５から射出された記録信号光Ｌ１を、ホログラフィック記録媒体１の記録層７で集光させる。記録信号光Ｌ１はホログラフィック記録媒体１の法線Ｌｎに対してθＳの角度で入射する。
The polarization beam splitter (PBS) 64 separates the incident light into P-polarized light and S-polarized light in the same manner as the PBS 53. Of the light incident on the PBS 64, the light reflected by the PBS 64 by 90 degrees is emitted as S-polarized light and enters the spatial light modulator (SLM) 65. S-polarized light is used as the recording signal light L1. The recording signal light L1 is indicated by a two-dot chain line.
The light (recording signal light L <b> 1) that has entered the SLM 65 and is reflected again enters the PBS 64 and then enters the lens 67. The lens 67 condenses the recording signal light L <b> 1 emitted from the SLM 65 on the recording layer 7 of the holographic recording medium 1. Recording the signal light L1 is incident at an angle of theta S with respect to the normal Ln of the holographic recording medium 1.
一方、ＰＢＳ６４を直進する光はＰ偏光として射出され、記録参照光Ｌ２または後述する再生参照光Ｌ４として用いられる。ＰＢＳ６４から射出された記録参照光Ｌ２（再生参照光Ｌ４）は、ミラー６６を介してホログラフィック記録媒体１へと向かう。記録参照光Ｌ２を破線で示す。ミラー６６で反射された記録参照光Ｌ２は、ホログラフィック記録媒体１の法線Ｌｎに対してθＲの角度で入射する。ホログラフィック記録媒体１に多重記録する際には、既述したように記録を開始した位置での干渉縞７１の中心における入射面８Ａに対する法線Ｌｃを記録媒体１の回転軸とし、記録を開始した位置での回転角をφ＝０°として記録媒体１を回転させればよい。
第２実施形態の記録再生装置２００では、固定のミラー６６を用いたが、記録再生装置１００で用いた入射角制御部５６としてもよい。この場合、後述する平行度検出部７０と入射角制御部５６のミラー５６１の動きとを対応させればよい。
On the other hand, the light traveling straight through the PBS 64 is emitted as P-polarized light and used as the recording reference light L2 or the reproduction reference light L4 described later. The recording reference light L2 (reproduction reference light L4) emitted from the PBS 64 travels toward the holographic recording medium 1 via the mirror 66. The recording reference light L2 is indicated by a broken line. Recording reference light L2 reflected by the mirror 66 is incident at an angle theta R with respect to the normal Ln of the holographic recording medium 1. When multiplex recording is performed on the holographic recording medium 1, the recording is started with the normal Lc with respect to the incident surface 8A at the center of the interference fringe 71 at the position where recording is started as described above as the rotation axis of the recording medium 1. The recording medium 1 may be rotated by setting the rotation angle at the position to φ = 0 °.
In the recording / reproducing apparatus 200 of the second embodiment, the fixed mirror 66 is used. However, the incident angle control unit 56 used in the recording / reproducing apparatus 100 may be used. In this case, the parallelism detection unit 70 described later may correspond to the movement of the mirror 561 of the incident angle control unit 56.
ＳＬＭ６５は、ＳＬＭ５４と同様、液晶型やマイクロミラー型がある。ＳＬＭ６５を透過または反射した光は明暗ドットから成る記録信号光Ｌ１となる。液晶型のＳＬＭ６５を用いた場合、記録信号光Ｌ１は記録参照光Ｌ２と同一のＰ偏光となり、ホログラフィック記録を行うのに都合が良い。マイクロミラー型のＳＬＭ６５を用いた場合、記録信号光Ｌ１もしくは記録参照光Ｌ２の光路中にλ／２板を挿入するなどして、記録信号光Ｌ１と記録参照光Ｌ２の偏光面を一致させる必要がある。 Similar to the SLM 54, the SLM 65 includes a liquid crystal type and a micromirror type. The light transmitted or reflected by the SLM 65 becomes the recording signal light L1 composed of light and dark dots. When the liquid crystal type SLM 65 is used, the recording signal light L1 has the same P polarization as the recording reference light L2, which is convenient for performing holographic recording. When the micromirror type SLM 65 is used, it is necessary to make the polarization planes of the recording signal light L1 and the recording reference light L2 coincide by inserting a λ / 2 plate in the optical path of the recording signal light L1 or the recording reference light L2. There is.
なお、図２に示した第１の光発生部３１は、光源６０、レンズ６１、レンズ６２、レンズ保持部６２１、レンズ駆動部６２２、ＰＢＳ６４、ＳＬＭ６５及びレンズ６７を備える。第２の光発生部３２は、光源６０、レンズ６１、レンズ６２、レンズ保持部６２１、レンズ駆動部６２２、ＰＢＳ６４及びミラー６６を備える。 2 includes a light source 60, a lens 61, a lens 62, a lens holding unit 621, a lens driving unit 622, a PBS 64, an SLM 65, and a lens 67. The first light generating unit 31 shown in FIG. The second light generation unit 32 includes a light source 60, a lens 61, a lens 62, a lens holding unit 621, a lens driving unit 622, a PBS 64, and a mirror 66.
次に、ホログラフィック記録媒体１より情報を再生するときの光路について、図１２を使って説明する。初めに図４に示すように、ホログラフィック記録媒体１を記録中心における入射面８Ａに対する法線Ｌｃを回転軸として、１８０度回転させる。回転は、図示していないが、既述した回転機構を設ければよい。
光源６０から射出された光は、レンズ６１、レンズ６２及びλ／２板６３を経てＰＢＳ６４へ入射する。ＰＢＳ６４へ入射し、ＰＢＳ６４で反射されずに直進した光は、ミラー６６で反射され、ホログラフィック記録媒体１に集光する。これが再生参照光Ｌ４である。再生参照光Ｌ４を破線で示す。再生参照光Ｌ４はホログラフィック記録媒体１の法線Ｌｎに対してθＲの角度で入射する。第４の光発生部３４は第２の光発生部３２と同様に、光源６０、レンズ６１、レンズ６２、レンズ保持部６２１、レンズ駆動部６２２、ＰＢＳ６４及びミラー６６を備える。
Next, the optical path when information is reproduced from the holographic recording medium 1 will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 4, the holographic recording medium 1 is rotated 180 degrees with the normal Lc to the incident surface 8A at the recording center as the rotation axis. Although the rotation is not shown, the rotation mechanism described above may be provided.
The light emitted from the light source 60 enters the PBS 64 through the lens 61, the lens 62, and the λ / 2 plate 63. Light that enters the PBS 64 and travels straight without being reflected by the PBS 64 is reflected by the mirror 66 and collected on the holographic recording medium 1. This is the reproduction reference light L4. The reproduction reference light L4 is indicated by a broken line. Reproduction reference light L4 is incident at an angle of theta R with respect to the normal Ln of the holographic recording medium 1. Similar to the second light generation unit 32, the fourth light generation unit 34 includes a light source 60, a lens 61, a lens 62, a lens holding unit 621, a lens driving unit 622, a PBS 64, and a mirror 66.
ホログラフィック記録媒体１の光反射部で反射され、ホログラフィック記録層７で回折された再生参照光Ｌ４は、再生光Ｌ５として射出される。再生光Ｌ５を二点鎖線で示す。再生光Ｌ５は、法線Ｌｎに対して角度−θＳの方向に射出される。また、光反射部で反射された再生参照光Ｌ４は、破線で示される反射光Ｌ７として平行度検出部７０に入射する。 The reproduction reference light L4 reflected by the light reflecting portion of the holographic recording medium 1 and diffracted by the holographic recording layer 7 is emitted as reproduction light L5. The reproduction light L5 is indicated by a two-dot chain line. The reproduction light L5 is emitted in the direction of the angle −θ S with respect to the normal line Ln. In addition, the reproduction reference light L4 reflected by the light reflecting portion enters the parallelism detecting portion 70 as reflected light L7 indicated by a broken line.
レンズ６８は、ホログラフィック記録媒体１の再生光Ｌ５をイメージセンサ６９上で結像させる。イメージセンサ６９は、イメージセンサ５８と同様であり、２次元画像を電気信号に変換させ、出力された電気信号が再生信号となる。
ここで、記録信号光Ｌ１と再生光Ｌ５の光軸は、図１１、図１２に示すように、記録媒体１の入射面８Ａの法線Ｌｎに対して対称にθＳだけ傾いた位置関係とする。
反射光Ｌ７は、平行度検出部７０に入射する。平行度検出部７０は、光の平行度を検出するための検出器と、平行度エラー信号を発生させるための発生器と、メモリを備える。
The lens 68 forms an image of the reproduction light L5 of the holographic recording medium 1 on the image sensor 69. The image sensor 69 is the same as the image sensor 58, converts a two-dimensional image into an electric signal, and the output electric signal becomes a reproduction signal.
Here, as shown in FIGS. 11 and 12, the optical axes of the recording signal light L1 and the reproduction light L5 are symmetrical with respect to the normal line Ln of the incident surface 8A of the recording medium 1 and tilted by θ S. To do.
The reflected light L7 enters the parallelism detection unit 70. The parallelism detection unit 70 includes a detector for detecting the parallelism of light, a generator for generating a parallelism error signal, and a memory.
本実施形態の平行度検出部７０の検出器はシェアリング干渉計で構成され、干渉縞の間隔もしくは傾き等で、平行度を検出する。発生器は、検出器で検出された平行度を示すデータを受け取り、メモリが保持している平行度と比較し、互いが異なる場合に平行度エラー信号を発生させる。平行度エラー信号が小さいほど、メモリが保持する平行度と検出器が検出した値とが近いものである。
メモリが保持する平行度は、予め入力されたものでもよく、記録時に記録参照光Ｌ２の平行度を検出器で検出して求めたものでもよい。なお、記録時に平行度を求める場合には、記録参照光Ｌ２の平行度を検出し、検出した値に基づいて記録参照光Ｌ２の位相共役光の平行度を算出した値を、平行度としてメモリに保持する。なお本実施形態では、検出器と発生器とメモリとを一つのユニットで備えた平行度検出部７０としたが、これらを別のユニットとして備えていても良い。
The detector of the parallelism detection unit 70 of the present embodiment is configured by a sharing interferometer, and detects parallelism based on the interval or inclination of interference fringes. The generator receives data indicating the parallelism detected by the detector, compares it with the parallelism held in the memory, and generates a parallelism error signal when they are different from each other. The smaller the parallelism error signal is, the closer the parallelism held in the memory is to the value detected by the detector.
The parallelism held in the memory may be input in advance or may be obtained by detecting the parallelism of the recording reference light L2 with a detector during recording. When obtaining the parallelism at the time of recording, the parallelism of the recording reference light L2 is detected, and the value obtained by calculating the parallelism of the phase conjugate light of the recording reference light L2 based on the detected value is stored as a parallelism. Hold on. In the present embodiment, the parallelism detector 70 includes the detector, the generator, and the memory as one unit. However, these may be provided as another unit.
コントローラ７１は、平行度検出部７０から入力された平行度エラー信号に応じた制御信号に基づいて、レンズ駆動部６２２を制御する。コントローラ７１は平行度エラー信号が最小となるような制御信号を生成する。制御信号に基づいてレンズ駆動部６２２がレンズ６２を駆動し、所望の平行度を有する反射光Ｌ７が得られるような、再生参照光Ｌ４をホログラフィック記録媒体１に照射することができる。
ここでは、レンズ６２を平行度エラー信号に応じた制御信号に基づいて駆動することで、ホログラフィック記録媒体１から反射される光の平行度を調整したが、再生参照光Ｌ４の光路中に存在する他の要素を同様の方法で制御しても良い。
The controller 71 controls the lens driving unit 622 based on a control signal corresponding to the parallelism error signal input from the parallelism detection unit 70. The controller 71 generates a control signal that minimizes the parallelism error signal. The holographic recording medium 1 can be irradiated with the reproduction reference light L4 so that the lens driving unit 622 drives the lens 62 based on the control signal and the reflected light L7 having a desired parallelism is obtained.
Here, the parallelism of the light reflected from the holographic recording medium 1 is adjusted by driving the lens 62 based on the control signal corresponding to the parallelism error signal, but it exists in the optical path of the reproduction reference light L4. Other elements may be controlled in a similar manner.
レンズ６７とレンズ６８とに同じ仕様のレンズを用いる場合は、記録媒体１からレンズ６７までの距離と記録媒体１からレンズ６８までの距離、及びＳＬＭ６５からレンズ６７までの距離とイメージセンサ６９からレンズ６８までの距離とを等しくすればよい。レンズ６７とレンズ６８とが異なる仕様のレンズである場合は、仕様に応じてイメージセンサ６９上に再生画像が結像される条件になるように配置位置を選べばよい。
また、記録信号光Ｌ１が記録媒体１の入射面８Ａに対して垂直入射、つまり、θＳ＝０で入射する場合は、レンズ６７とレンズ６８とを１つのレンズで共用させることができる。
When lenses having the same specifications are used for the lens 67 and the lens 68, the distance from the recording medium 1 to the lens 67, the distance from the recording medium 1 to the lens 68, the distance from the SLM 65 to the lens 67, and the image sensor 69 to the lens. The distance up to 68 may be made equal. When the lens 67 and the lens 68 have different specifications, the arrangement position may be selected so that a reproduced image is formed on the image sensor 69 according to the specification.
In addition, when the recording signal light L1 is perpendicularly incident on the incident surface 8A of the recording medium 1, that is, incident at θ S = 0, the lens 67 and the lens 68 can be shared by one lens.
ＳＬＭ６５とレンズ６７の間、及びイメージセンサ６９とレンズ６８の間にリレーレンズを挿入しても良い。この場合も、θS＝０とすると、レンズ６７とレンズ６８とリレーレンズを含めた光学系を記録と再生とで共用させることができる。これは光学系を簡素化するとともに、光学系に収差などの歪があっても、記録と再生とでキャンセルされ、画像歪の少ない再生画像が得られて好ましい。 A relay lens may be inserted between the SLM 65 and the lens 67 and between the image sensor 69 and the lens 68. Also in this case, if θ S = 0, the optical system including the lens 67, the lens 68, and the relay lens can be shared for recording and reproduction. This is preferable because it simplifies the optical system, and even if the optical system has distortion such as aberration, it is canceled by recording and reproduction, and a reproduced image with little image distortion is obtained.
第２実施形態の記録再生装置２００のように、反射光Ｌ７の平行度を平行度検出部７０で検出し、検出した結果に基づいてコントローラ７１がレンズ駆動部６２２を制御することで、反射光Ｌ７を所望の平行度で得られる。所望の平行度とは、既述したように平行度検出部７０のメモリが保持している平行度であり、歪みの少ない良好な再生画像及び高いＳ／Ｎを得られるものである。 Like the recording / reproducing apparatus 200 of the second embodiment, the parallelism of the reflected light L7 is detected by the parallelism detecting unit 70, and the controller 71 controls the lens driving unit 622 based on the detected result, so that the reflected light is reflected. L7 is obtained with the desired parallelism. The desired parallelism is the parallelism held in the memory of the parallelism detection unit 70 as described above, and can obtain a good reproduced image with little distortion and a high S / N.
次に、第２実施形態の記録再生装置２００を用いて、ホログラフィック記録媒体２１に情報を記録し、再生した情報について検討した。ホログラフィック記録媒体２１は、先に形成したホログラフィック記録媒体１と同じ構成である。ただし、基板２は反りを有している。また、ホログラフィック記録媒体１の２状態変化層５は、アモルファス状態であり、光反射部は記録信号光Ｌ１及び記録参照光Ｌ２に対して反射率が４％と低い状態である。
記録信号光Ｌ１の法線Ｌｎに対する入射角θＳを０度（垂直入射）とし、記録参照光Ｌ２の法線Ｌｎに対する入射角θＲを５０度として、ホログラフィック記録層７に照射した。記録参照光Ｌ２の平行度は最も平行な状態である。記録信号は、２−４変調した１ページデータ当たり１２２．５キロビットの信号である。記録した画像を図１３に示す。
ここで形成された干渉縞７１の中心における入射面８Ａに対する法線Ｌｃを、ホログラフィック記録媒体２１の回転軸とする。また、記録した際のホログラフィック記録媒体２１の回転角をφ＝０°とする。
Next, using the recording / reproducing apparatus 200 of the second embodiment, information was recorded on and reproduced from the holographic recording medium 21. The holographic recording medium 21 has the same configuration as the previously formed holographic recording medium 1. However, the substrate 2 has a warp. Further, the two-state change layer 5 of the holographic recording medium 1 is in an amorphous state, and the light reflecting portion has a low reflectance of 4% with respect to the recording signal light L1 and the recording reference light L2.
The holographic recording layer 7 was irradiated with the incident angle θ S with respect to the normal line Ln of the recording signal light L1 being 0 degree (perpendicular incidence) and the incident angle θ R with respect to the normal line Ln of the recording reference light L2 being 50 degrees. The parallelism of the recording reference light L2 is the most parallel state. The recording signal is a signal of 122.5 kilobits per page data subjected to 2-4 modulation. The recorded image is shown in FIG.
The normal Lc with respect to the incident surface 8A at the center of the interference fringe 71 formed here is set as the rotation axis of the holographic recording medium 21. Further, the rotation angle of the holographic recording medium 21 at the time of recording is set to φ = 0 °.
続いて、ホログラフィック記録媒体２１の２状態変化層５に対して設定光Ｌ３を照射し、光反射部を再生参照光Ｌ４に対して反射率の高い状態に設定する。Ｇｅ−Ｓｂ−Ｔｅを結晶化することで、２７％の反射率を有する高い反射率状態とした。
ホログラフィック記録媒体２１を、回転軸を中心に回転角φ＝１８０°（０°＋１８０°）となるよう回転させる。再生参照光Ｌ４の法線Ｌｎに対する入射角θＲを５０度として、ホログラフィック記録層７に照射した。このとき、反射光Ｌ７の平行度を平行度検出部７０で検出し、反射光Ｌ７が最も平行となるようレンズ駆動部６２２を制御した。すなわちメモリが保持する平行度と、反射光Ｌ７の平行度とが同じになるように、再生参照光Ｌ４の照射を制御した。メモリに記録された平行度は、ホログラフィック記録媒体２１に照射する記録参照光Ｌ２の平行度に基づいて求めたものである。
このように再生された画像の１部を図１４に示す。図１４より、記録媒体２１の基板２が反っていても、図１３に示す記録画像に近い再生画像が得られたことが分かる。Ｓ／Ｎも６．０と良好であった。
Subsequently, the setting light L3 is irradiated to the two-state change layer 5 of the holographic recording medium 21, and the light reflecting portion is set to a state having a high reflectance with respect to the reproduction reference light L4. By crystallizing Ge—Sb—Te, a high reflectance state having a reflectance of 27% was obtained.
The holographic recording medium 21 is rotated around the rotation axis so that the rotation angle φ = 180 ° (0 ° + 180 °). As 50-degree angle of incidence theta R with respect to the normal Ln of reproduction reference light L4, and irradiated to the holographic recording layer 7. At this time, the parallelism of the reflected light L7 was detected by the parallelism detecting unit 70, and the lens driving unit 622 was controlled so that the reflected light L7 was most parallel. That is, the irradiation of the reproduction reference light L4 was controlled so that the parallelism held by the memory and the parallelism of the reflected light L7 were the same. The parallelism recorded in the memory is obtained based on the parallelism of the recording reference light L2 applied to the holographic recording medium 21.
A part of the image reproduced in this way is shown in FIG. FIG. 14 shows that a reproduced image close to the recorded image shown in FIG. 13 was obtained even if the substrate 2 of the recording medium 21 was warped. S / N was also good at 6.0.
一方で、ホログラフィック記録媒体２１に照射する再生参照光Ｌ４の平行度が最も平行となるように制御して、再生を行った。反射光Ｌ７の平行度は検出しないものとした。
このときのホログラフィック記録媒体２１の再生画像の一部を図１５に示す。図１４に示す本実施形態の再生方法で再生した画像と比較して、不明瞭であり、歪みを含んだ画像となっていることが分かる。またＳ／Ｎは２．７と低い値であった。
On the other hand, reproduction was performed while controlling the parallelism of the reproduction reference light L4 irradiated to the holographic recording medium 21 to be the most parallel. The parallelism of the reflected light L7 was not detected.
A part of the reproduced image of the holographic recording medium 21 at this time is shown in FIG. Compared with the image reproduced by the reproducing method of the present embodiment shown in FIG. 14, it can be seen that the image is unclear and includes distortion. The S / N was a low value of 2.7.
再生を良好に行うためには、再生参照光Ｌ４が光反射部で反射された反射光Ｌ７の平行度が、記録参照光Ｌ２に基づく平行度と一致することが必要となる。例えば、記録参照光Ｌ２が平面波（平行度０）である場合、再生参照光Ｌ４の反射光Ｌ７も平面波であることが必要である。
基板２が歪みを有する場合、上記したように再生参照光Ｌ４の平行度を記録参照光Ｌ２の平行度と一致させても、反射光Ｌ７の平行度が基板２の形状の歪みや反りにより変化してしまう。そのため、反射光Ｌ７の一部しか干渉縞７１で回折されず、再生光Ｌ５の強度の低下や、再生画像の歪みが生じる。また、ノイズの発生も多くなる。
In order to perform the reproduction satisfactorily, it is necessary that the parallelism of the reflected light L7 obtained by reflecting the reproduction reference light L4 at the light reflecting portion matches the parallelism based on the recording reference light L2. For example, when the recording reference light L2 is a plane wave (parallelism 0), the reflected light L7 of the reproduction reference light L4 needs to be a plane wave.
When the substrate 2 is distorted, the parallelism of the reflected light L7 changes due to distortion or warping of the shape of the substrate 2 even if the parallelism of the reproduction reference light L4 matches the parallelism of the recording reference light L2 as described above. Resulting in. For this reason, only part of the reflected light L7 is diffracted by the interference fringes 71, resulting in a decrease in intensity of the reproduction light L5 and distortion of the reproduction image. In addition, the generation of noise increases.
第２実施形態の記録再生装置２００は、ホログラフィック記録媒体１が歪みを有していても、反射光Ｌ７の平行度を平行度検出部７０で検出し、記録参照光Ｌ２の平行度を基に算出した平行度と一致させることで、良好な再生画像を得ることができる。なお、本実施形態では反射層３、第１誘電体層４、２状態変化層５、第２誘電体層６を含む光反射部を有する記録媒体２１を用いたが、光反射部は再生参照光Ｌ４等の入射した光を反射するものであればよく、その構成を限定するものではない。 In the recording / reproducing apparatus 200 of the second embodiment, even if the holographic recording medium 1 is distorted, the parallelism of the reflected light L7 is detected by the parallelism detection unit 70, and the parallelism of the recording reference light L2 is used as a basis. By matching with the calculated parallelism, a good reproduced image can be obtained. In this embodiment, the recording medium 21 having the light reflecting portion including the reflective layer 3, the first dielectric layer 4, the two-state change layer 5, and the second dielectric layer 6 is used. Any structure that reflects incident light such as the light L4 may be used, and the configuration is not limited.
１ ホログラフィック記録媒体
７ ホログラフィック記録層
３１ 第１の光発生部
３２ 第２の光発生部
３３ 第４の光発生部（第３の光発生部）
３４ 第３の光発生部（第４の光発生部）
３５ 第５の光発生部（第３の光発生部）
１００ ホログラフィック記録再生装置
２００ ホログラフィック記録再生装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Holographic recording medium 7 Holographic recording layer 31 1st light generation part 32 2nd light generation part 33 4th light generation part (3rd light generation part)
34 3rd light generation part (4th light generation part)
35 5th light generation part (3rd light generation part)
100 Holographic Recording / Reproducing Device 200 Holographic Recording / Reproducing Device
Claims (5)
前記ホログラフィック記録層に前記記録光を照射することによって情報を記録する記録ステップと、
前記情報が記録された位置の中心における前記記録光の入射する入射面に対する法線を回転軸として、前記ホログラフィック記録媒体を１８０度回転させる回転ステップと、
前記回転ステップにて１８０度回転された前記ホログラフィック記録媒体に光を照射することによって前記記録ステップにて記録された前記情報を再生する再生ステップと
を含むことを特徴とするホログラフィック記録再生方法。 In a holographic recording / reproducing method for recording and reproducing information on a holographic recording medium including a holographic recording layer that records information by holography using incident recording light,
A recording step of recording information by irradiating the holographic recording layer with the recording light;
A rotation step of rotating the holographic recording medium by 180 degrees with a normal line to the incident surface on which the recording light is incident at the center of the position where the information is recorded;
A reproducing step of reproducing the information recorded in the recording step by irradiating light to the holographic recording medium rotated by 180 degrees in the rotating step. .
前記ホログラフィック記録再生方法は前記記録ステップの前に前記光反射部を前記第１の状態の反射率に設定する第１の反射率設定ステップと、
前記再生ステップの前に前記光反射部を前記第２の状態の反射率に設定する第２の反射率設定ステップと
を含むことを特徴とする請求項１記載のホログラフィック記録再生方法。 The holographic recording medium is provided on a side where the recording light exits from the holographic recording layer, and is reflected by light or heat from a reflectance in the first state to a second state in which the reflectance is higher than that in the first state. With a light reflector that reversibly or irreversibly changes to reflectivity,
The holographic recording / reproducing method includes a first reflectance setting step of setting the light reflecting portion to the reflectance of the first state before the recording step;
2. The holographic recording / reproducing method according to claim 1, further comprising: a second reflectance setting step of setting the light reflecting portion to the reflectance of the second state before the reproducing step.
前記第２の反射率設定ステップは、前記光反射部の反射率を前記第１の状態から前記第２の状態へと変化させるための設定光を用いて前記２状態変化層の反射率を設定する
ことを特徴とする請求項２記載のホログラフィック記録再生方法。 The first reflectance setting step sets the reflectance of the light reflecting portion using setting light for setting the reflectance of the light reflecting portion to the first state,
In the second reflectance setting step, the reflectance of the two-state change layer is set using setting light for changing the reflectance of the light reflecting portion from the first state to the second state. The holographic recording / reproducing method according to claim 2, wherein:
前記記録光の一部として前記情報を有する第１の光を発生させる第１の光発生部と、
前記第１の光と共に前記記録光の他の一部として前記情報を前記ホログラフィック記録層に記録するための第２の光を発生させる第２の光発生部と、
前記情報を前記ホログラフィック記録層から再生するための第３の光を発生させる第３の光発生部と、
前記情報が記録された位置の中心における前記記録光が入射する入射面に対する法線を回転軸として、前記ホログラフィック記録媒体を１８０度回転させる回転部と
を備えることを特徴とするホログラフィック記録再生装置。 In a holographic recording / reproducing apparatus for recording and reproducing information on a holographic recording medium including a holographic recording layer that records information by holography using incident recording light,
A first light generating section for generating a first light having the information as a part of the recording light;
A second light generating section for generating a second light for recording the information on the holographic recording layer as another part of the recording light together with the first light;
A third light generator for generating third light for reproducing the information from the holographic recording layer;
A holographic recording / reproducing apparatus comprising: a rotating unit that rotates the holographic recording medium by 180 degrees with a normal line to the incident surface on which the recording light is incident at the center of the position where the information is recorded as a rotation axis. apparatus.
前記ホログラフィック記録再生装置は更に前記光反射部を前記第１の状態の反射率に設定する第４の光を発生させる第４の光発生部と、
前記光反射部の反射率を前記第１の状態から前記第２の状態に設定する第５の光を発生させる第５の光発生部と
を備えることを特徴とする請求項４記載のホログラフィック記録再生装置。
The holographic recording medium is provided on the side where the recording light exits from the holographic recording layer, and the reflectance of the second state is higher than the reflectance of the first state by the light from the reflectance of the first state. With a light reflector that reversibly or irreversibly changes to
The holographic recording / reproducing apparatus further includes a fourth light generating unit that generates a fourth light that sets the light reflecting unit to reflectivity in the first state;
The holographic apparatus according to claim 4, further comprising: a fifth light generation unit configured to generate a fifth light that sets the reflectance of the light reflection unit from the first state to the second state. Recording / playback device.
Priority Applications (1)
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| JP (1) | JP2009059413A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009103765A (en) * | 2007-10-19 | 2009-05-14 | Hitachi Ltd | Optical information record medium, optical information recording and reproducing device and optical information recording and reproducing method |
| JP2013157064A (en) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Multiple hologram recording and reproducing apparatus and method thereof |
| KR101865330B1 (en) * | 2017-01-19 | 2018-06-07 | 충북대학교 산학협력단 | Method for measuring and analysis optical property of hologram and system thereof |
-
2007
- 2007-08-31 JP JP2007225407A patent/JP2009059413A/en active Pending
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