JP2012252165A - Multiplexing holographic recording/reproducing device and method thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multiplexing holographic recording/reproducing device capable of increasing the number of multiplexed recordings significantly without increase in the number of parts or complication of a device configuration, thereby a recording density and a recording capacity can increase significantly.SOLUTION: A multiplexing holographic recording/reproducing device comprises: rotational movement means 103 for rotating a holographic recording medium 101 around a rotational axis 102; linear movement means 104 for supporting the rotational movement means 103 and for moving a recording/reproducing process position 105 on the holographic recording medium 101 relatively linearly; movement control means 107 for controlling the movement of the recording/reproducing process position 105 by using the linear movement means 104 so that the recording/reproducing process position 105 moves on the holographic recording medium 101 relatively linearly between two areas, A area and B area, on the holographic recording medium 101 divided by a reference line 106 passing through the rotational axis 102 of the holographic recording medium 101 and normal to a linear movement direction of the holographic recording medium 101.

Description

本発明は、多重ホログラム記録／再生装置およびその方法に関し、特に、記録／再生処理手段からの照射光（信号光および参照光、または参照光）がホログラム記録媒体に入射されるような多重ホログラム記録／再生装置およびその方法に関するものである。   The present invention relates to a multiplex hologram recording / reproducing apparatus and method therefor, and in particular, multiplex hologram recording in which irradiation light (signal light and reference light or reference light) from a recording / reproducing processing means is incident on a holographic recording medium. / Reproducing apparatus and method thereof

近年、大容量かつ高速な記録システムとしてホログラフィックメモリが注目されている。ホログラフィックメモリは、参照光・信号光と称される２つのコヒーレント光を干渉させ、生じた干渉縞を記録媒体に屈折率変化として記録・保持する。信号光は「ページデータ」と称される二次元データ画像により空間的に変調され、レンズを介して記録媒体へ照射される。参照光の条件（例えば記録媒体への入射角度、波長、あるいは波面等）等を変化させることで、記録媒体の同一箇所に複数のページデータを多重して記録することができるため高密度化・大容量化が可能である。多重の方法はこれまで様々なものが提案されている。入射角度を変えながら多重記録する角度多重方式はその代表的なものである（例えば特許文献１を参照）が、その他に、波長多重、位相コード多重、スペックル多重、球面波シフト多重など種々の多重方式が提案されている。   In recent years, holographic memory has attracted attention as a large-capacity and high-speed recording system. The holographic memory causes two coherent lights called reference light and signal light to interfere with each other, and records and holds the generated interference fringes on the recording medium as a change in refractive index. The signal light is spatially modulated by a two-dimensional data image called “page data”, and is irradiated onto a recording medium through a lens. By changing the reference light conditions (for example, incident angle, wavelength, wavefront, etc. to the recording medium), it is possible to multiplex and record multiple page data at the same location on the recording medium. Large capacity is possible. Various multiplex methods have been proposed so far. A representative example of the angle multiplex method for performing multiplex recording while changing the incident angle (see, for example, Patent Document 1), is also various, such as wavelength multiplex, phase code multiplex, speckle multiplex, and spherical wave shift multiplex. Multiplexing schemes have been proposed.

上記角度多重方式においては、参照光をガルバノメータミラーによって角度変更したり、参照光と信号光を含む面に垂直な軸を回転軸として記録媒体自体を回転させたりして、参照光の記録媒体への入射角度を少しずつ変えながら複数のページデータをホログラムの形態で記録する。また再生時には、記録したときと同一条件の参照光を記録媒体へ照射すると、記録媒体内部に記録されているホログラムにより光が回折し、再生光が得られる。これをカメラ等で撮影し復調することで元の情報を読み出すことが可能である。   In the above angle multiplexing method, the angle of the reference light is changed by a galvanometer mirror, or the recording medium itself is rotated about the axis perpendicular to the plane containing the reference light and the signal light, to the recording medium of the reference light. A plurality of page data are recorded in the form of holograms while gradually changing the incident angle. Further, at the time of reproduction, when the recording medium is irradiated with reference light having the same conditions as those at the time of recording, the light is diffracted by the hologram recorded inside the recording medium, and reproduction light is obtained. It is possible to read the original information by photographing this with a camera or the like and demodulating it.

また、再生時の参照光照射方法として、記録した際の参照光と位相共役なものを照射する方法があり、位相共役再生と呼ばれる（特許文献２）。位相共役再生の長所は、再生光のための光学系を記録時信号光の光学系で兼用できるため光学系の簡素化が可能なこと、また信号光が有していた光学系収差を打ち消すことができるため、高品質な再生信号が得られることにある。   Further, as a reference light irradiation method at the time of reproduction, there is a method of irradiating a reference light that is phase conjugate with the recording light, which is called phase conjugate reproduction (Patent Document 2). The advantage of phase conjugate reproduction is that the optical system for reproduction light can be used also as the optical system for signal light during recording, so that the optical system can be simplified, and the optical system aberration that the signal light has has been canceled. Therefore, a high-quality reproduction signal can be obtained.

ところで、上述した角度多重方式においては参照光の記録媒体への入射角度θについて一定の範囲の制約がある。これは、信号光を記録媒体へ入射させるための第１レンズと参照光とが物理的干渉をおこさないようにして、参照光を記録媒体へ入射させる必要から生じる。   By the way, in the angle multiplexing method described above, there is a certain range of restriction on the incident angle θ of the reference light to the recording medium. This arises from the need to make the reference light incident on the recording medium so that the first lens for making the signal light incident on the recording medium and the reference light do not cause physical interference.

この制約を考慮し、例えば参照光の記録媒体に対する入射角度θの可変範囲が10度で、角度多重のための角度間隔を1度とした場合、１１個の多重記録を行うことができることになる。記録媒体の同一箇所へ、より多くのホログラムを多重記録すれば記録密度および記録容量が向上できるから、多重数を向上させる研究がこれまで盛んに行われてきた。   Taking this restriction into account, for example, when the variable range of the incident angle θ of the reference light with respect to the recording medium is 10 degrees and the angle interval for angle multiplexing is 1 degree, 11 multiplexed recordings can be performed. . Since recording density and recording capacity can be improved by multiplex recording a larger number of holograms at the same location on the recording medium, researches to improve the multiplex number have been actively conducted.

角度多重数の向上のためには、クロストークの影響が許容量以下となる条件で角度間隔を出来る限り小さくする方法（特許文献３）や、角度間隔が記録媒体の記録層厚さにほぼ反比例することを利用した記録層の厚膜化などが提案されている。   In order to improve the number of multiplexed angles, a method of reducing the angle interval as much as possible under the condition that the influence of crosstalk is less than an allowable amount (Patent Document 3), or the angle interval is almost inversely proportional to the recording layer thickness of the recording medium. It has been proposed to increase the thickness of the recording layer by utilizing this.

一方、角度多重方式に別の多重方式を組み合わせて多重数増加を図る手法も様々に提案されている。例えば、角度多重方式とペリストロフィック多重方式（特許文献６、非特許文献１を参照）を組み合わせたホログラム記憶装置が特許文献４、５に記載されている。   On the other hand, various techniques for increasing the number of multiplexing by combining another multiplexing system with the angle multiplexing system have been proposed. For example, Patent Documents 4 and 5 describe a hologram storage device that combines an angle multiplexing system and a peristotropic multiplexing system (see Patent Document 6 and Non-Patent Document 1).

特開２００６−１５４１６３号公報JP 2006-154163 A 特開２０１０−１２９１１０号公報JP 2010-129110 A 特開２００９−２６５５３４号公報JP 2009-265534 A 特開２００４−３５４５６５号公報JP 2004-354565 A 特開２０００−３３８８４６号公報JP 2000-338846 A 特開２００５−２５７８８５号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-257885

Kevin Curtis et al. "Method forholographic storage using peristrophic multiplexing," Vol.19, Opt.Lett.993(1994),Kevin Curtis et al. "Method forholographic storage using peristrophic multiplexing," Vol.19, Opt.Lett.993 (1994),

ところで、記録媒体記録層の厚膜化が多重数向上に繋がることは明らかであるが、厚膜化を図ることにも限界があり、また、参照光の入射角度においても、上述したように、その可変範囲が限られており、これにより多重数が制限されていた。   By the way, it is clear that the increase in the number of layers of the recording medium recording layer leads to an increase in the number of multiplexed layers, but there is a limit to increasing the thickness, and the incident angle of the reference light is also as described above. The variable range is limited, and this limits the number of multiplexing.

一方、角度多重方式に別の多重方式を組み合わせる場合、光学系または機構系の追加を要するため装置が複雑化し、装置コストが高価となることが課題となる。例えば特許文献４記載の技術を例に挙げると、記録媒体内の記録位置を選択する位置決め装置のほか、選択された記録領域の中心を回転中心として記録媒体を回転させる機構を別途必要とする。また、例えば特許文献５記載の技術では、ペリストロフィック多重を行うために参照光偏向手段としての楔形プリズムあるいは回折格子を回転させる機構を別途必要とする。   On the other hand, when another multiplexing method is combined with the angle multiplexing method, it is necessary to add an optical system or a mechanical system, which complicates the device and increases the cost of the device. For example, taking the technique described in Patent Document 4 as an example, in addition to a positioning device for selecting a recording position in the recording medium, a mechanism for rotating the recording medium around the center of the selected recording area is required. Further, for example, the technique described in Patent Document 5 requires a separate mechanism for rotating a wedge-shaped prism or diffraction grating as a reference light deflecting unit in order to perform peritropic multiplexing.

このようなことから、特に角度多重方式においては、部品点数を増加させたり、装置構成を複雑化させることなく、記録密度、記録容量を増加させることが強く要望されている。
もちろん、角度多重方式のみならず上述した他の多重方式においても、同様の要望がある。 For this reason, there is a strong demand for increasing the recording density and the recording capacity without increasing the number of parts or complicating the apparatus configuration, particularly in the angle multiplexing system.
Of course, there is a similar demand not only in the angle multiplexing system but also in the other multiplexing systems described above.

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、ホログラムを利用した情報記録／再生について、従来のものよりも、部品点数を増加させたり装置構成を複雑化させることなく、多重記録数を大幅に増加させることができ、これにより従来のものよりも記録密度・記録容量を大幅に増加させることができる多重ホログラム記録／再生装置とその方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and for information recording / reproduction using a hologram, the number of multiplexed recordings can be greatly increased without increasing the number of parts or complicating the apparatus configuration compared to the conventional one. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a multiple hologram recording / reproducing apparatus and method capable of increasing the recording density and recording capacity more than those of conventional ones.

本発明の多重ホログラム記録／再生装置は、
記録層を有する扁平状のホログラム記録媒体の記録／再生領域を記録／再生処理位置に移動せしめる記録媒体移動手段と、
該記録／再生処理位置において、一定方向からの光照射により前記ホログラム記録媒体の記録／再生領域に記録／再生処理を施す記録／再生処理手段と、を備え、
前記記録媒体移動手段が、前記ホログラム記録媒体を、該ホログラム記録媒体の回転軸を中心として回転せしめる記録媒体回転移動手段と、該記録媒体回転移動手段を支持するとともに前記記録／再生処理位置を該ホログラム記録媒体上で相対的に直線移動せしめる記録媒体直線移動手段と、からなる多重ホログラム記録／再生装置において、
前記ホログラム記録媒体の回転軸上の位置を通り、前記直線移動の方向に垂直となる線分を基準線としたとき該基準線で分けられる前記ホログラム記録媒体上の２つの領域の一方側から他方側に、前記記録媒体直線移動手段を用いて、該記録／再生処理位置が前記ホログラム記録媒体上で相対的に直線移動するように制御する移動制御手段を備えたことを特徴とするものである。 The multiple hologram recording / reproducing apparatus of the present invention
Recording medium moving means for moving a recording / reproducing area of a flat hologram recording medium having a recording layer to a recording / reproducing processing position;
Recording / reproduction processing means for performing recording / reproduction processing on a recording / reproduction area of the hologram recording medium by light irradiation from a certain direction at the recording / reproduction processing position;
The recording medium moving means supports the recording medium rotating / moving means and rotates the hologram recording medium about the rotation axis of the hologram recording medium, and supports the recording / reproducing processing position. In a multiplex hologram recording / reproducing apparatus comprising: a recording medium linear moving means that relatively linearly moves on a hologram recording medium;
When a line segment that passes through a position on the rotation axis of the hologram recording medium and is perpendicular to the direction of the linear movement is defined as a reference line, one side of the two areas on the hologram recording medium divided by the reference line And a movement control means for controlling the recording / reproduction processing position to move relatively linearly on the hologram recording medium using the recording medium linear movement means. .

また、前記移動制御手段による制御は、前記記録／再生処理位置が前記回転軸上を通るように設定されていることが好ましい。   Further, the control by the movement control means is preferably set so that the recording / reproducing processing position passes on the rotation axis.

また、前記移動制御手段による制御は、前記記録媒体直線移動手段を用い、前記ホログラム記録媒体上の所定の起点から、前記相対的な直線移動をなし、次に、前記記録媒体回転移動手段を用い、回転角ψが１８０度となる回転移動を行い、この後、前記記録媒体直線移動手段を用い、前記所定の起点に向けて前記相対的な直線移動をなす、一連の移動操作に係る制御であることが好ましい。   Further, the control by the movement control means uses the recording medium linear movement means, performs the relative linear movement from a predetermined starting point on the hologram recording medium, and then uses the recording medium rotational movement means. In the control related to a series of moving operations, the rotational angle ψ is rotated to 180 degrees, and then the recording medium linear moving means is used to make the relative linear movement toward the predetermined starting point. Preferably there is.

また、前記一連の移動操作がなされた後、ホログラム記録媒体の記録／再生領域の一部または全域に前記記録／再生処理が施されるように、前記記録媒体回転移動手段を用い、該起点から所定の角度だけ回転させる度に、前記一連の移動操作を行うことが好ましい。   Further, after the series of moving operations, the recording medium rotating / moving means is used so that the recording / reproducing process is performed on a part or the whole of the recording / reproducing area of the hologram recording medium. It is preferable to perform the series of movement operations each time the rotation is performed by a predetermined angle.

また、前記移動制御手段による制御は、前記記録媒体直線移動手段を用い、前記ホログラム記録媒体上の所定の起点から、前記相対的な直線移動をなし、次に、前記記録媒体回転移動手段を用い、回転角ψが所定の角度（−１８０度＜ψ＜１８０度）となる回転移動を行い、この後、前記直線移動と前記回転移動を交互に繰り返す、一連の移動操作による制御であることが好ましい。さらに、この一連の移動動作がなされた後、前記記録媒体回転移動手段を用い、回転角ψが１８０度となる回転移動を行い、次に、この一連の移動動作を再度行うことが可能である。
さらに、前記多重記録／再生が角度多重記録／再生である場合に、特に有効である。 Further, the control by the movement control means uses the recording medium linear movement means, performs the relative linear movement from a predetermined starting point on the hologram recording medium, and then uses the recording medium rotational movement means. , The rotation angle ψ is a predetermined angle (−180 degrees <ψ <180 degrees), and then the control is performed by a series of movement operations in which the linear movement and the rotational movement are alternately repeated. preferable. Further, after the series of moving operations, the recording medium rotating / moving means is used to perform a rotational movement with a rotation angle ψ of 180 degrees, and then the series of moving operations can be performed again. .
Furthermore, it is particularly effective when the multiplex recording / reproduction is angle multiplex recording / reproduction.

また、本発明の多重ホログラム記録／再生方法は、
扁平状のホログラム記録媒体を、該ホログラム記録媒体の回転軸を中心として回転移動せしめるとともに該ホログラム記録媒体を相対的に直線移動させ、記録／再生処理位置に対して一定方向からの光照射により、該記録／再生処理位置において、前記ホログラム記録媒体の所望の記録／再生領域に記録／再生処理を施す多重ホログラム記録／再生方法において、
前記所望の記録／再生領域に角度多重による前記記録／再生処理を施し、
次に、前記ホログラム記録媒体を該記録／再生処理位置に対し、前記回転軸を中心として１８０度に亘って回転移動せしめるとともに、前記回転軸上の位置を通過して前記所望の記録／再生領域に至るまで相対的に直線移動せしめ、
この後、該記録／再生領域に角度多重による前記記録／再生処理を再度施すことを特徴とするものである。 Also, the multiple hologram recording / reproducing method of the present invention comprises:
The flat hologram recording medium is rotated and moved around the rotation axis of the hologram recording medium, and the hologram recording medium is relatively linearly moved, and light irradiation from a certain direction with respect to the recording / reproducing processing position is performed. In a multiple hologram recording / reproducing method for performing a recording / reproducing process on a desired recording / reproducing area of the hologram recording medium at the recording / reproducing process position,
Subjecting the desired recording / reproducing area to the recording / reproducing process by angle multiplexing;
Next, the hologram recording medium is rotated with respect to the recording / reproduction processing position by 180 degrees about the rotation axis, and passes through the position on the rotation axis to produce the desired recording / reproduction area. Move relatively straight to the
Thereafter, the recording / reproducing process by angle multiplexing is performed again on the recording / reproducing area.

なお、上記「光照射」は、勿論、ホログラム記録媒体のラジアル方向からの入射に限られるものではなく、どのような方向からの照射であってもよい。   Of course, the above-mentioned “light irradiation” is not limited to the incidence from the radial direction of the hologram recording medium, and may be irradiation from any direction.

また、上記「一定方向からの光照射」とは、少なくとも、記録／再生処理位置をホログラム記録媒体上で相対的に移動せしめている期間においては、照射光の入射方向が一定とされていることを意味する。   In addition, the above-mentioned “light irradiation from a certain direction” means that the incident direction of irradiation light is constant at least during a period in which the recording / reproducing processing position is relatively moved on the hologram recording medium. Means.

また、本願明細書において、多重ホログラム記録／再生装置とは、ホログラム記録装置、ホログラム再生装置およびホログラム記録再生装置のいずれをも含む概念とする。   In the present specification, the multiplex hologram recording / reproducing apparatus is a concept including any of a hologram recording apparatus, a hologram reproducing apparatus, and a hologram recording / reproducing apparatus.

本願発明の多重ホログラム記録／再生装置および多重ホログラム記録／再生方法によれば、ホログラム記録媒体の回転軸上の位置を通り、上記直線移動の方向に垂直となる線分を基準線としたとき、記録時または再生時において、該基準線で分けられるホログラム記録媒体上の２つの領域の一方側から他方側に、記録／再生処理位置をホログラム記録媒体上で相対的に直線移動せしめるようにしている。すなわち、この多重ホログラム記録／再生装置の記録／再生処理位置は、ホログラム記録媒体上での照射光（信号光と参照光、または参照光）を射出する光射出部を備えているが、記録／再生処理では照射光をホログラム記録媒体上に照射する際に、上記一方側の領域内での照射方向と上記他方側の領域内での照射方向、例えばホログラム記録媒体の中心側からか、または外周側からか、という点において互いに入れ替わることになる。   According to the multiplex hologram recording / reproducing apparatus and the multiplex hologram recording / reproducing method of the present invention, when a line segment passing through the position on the rotation axis of the hologram recording medium and perpendicular to the direction of the linear movement is used as a reference line, At the time of recording or reproducing, the recording / reproducing processing position is moved relatively linearly on the hologram recording medium from one side to the other side of the two areas on the hologram recording medium divided by the reference line. . That is, the recording / reproducing processing position of the multiplex hologram recording / reproducing apparatus includes a light emitting unit that emits irradiation light (signal light and reference light or reference light) on the hologram recording medium. In the reproduction process, when the irradiation light is irradiated onto the hologram recording medium, the irradiation direction in the one side area and the irradiation direction in the other side area, for example, from the center side of the hologram recording medium or the outer periphery From the side, they are interchanged.

例えば、記録／再生処理位置が前記ホログラム記録媒体の回転軸上を通過するように直線移動する場合、前記一方側の領域内では外周方向から光照射（例えば、参照光が照射）される場合には、前記他方側の領域内では中心方向から光照射（例えば、参照光が照射）されるようになる。このことは、記録／再生処理位置が前記ホログラム記録媒体の回転軸からオフセットした位置上を通過する場合でも、前記一方側の領域と前記他方側の領域とでは、光照射方向が相違することになる。   For example, when the recording / reproducing processing position moves linearly so as to pass on the rotation axis of the hologram recording medium, light is irradiated from the outer peripheral direction (for example, reference light is irradiated) in the region on the one side. Is irradiated with light (for example, irradiated with reference light) from the central direction in the region on the other side. This means that even when the recording / reproducing processing position passes over a position offset from the rotation axis of the hologram recording medium, the light irradiation direction is different between the one side region and the other side region. Become.

このようにすることにより、この直線移動軌跡を反対側からなぞるようにして、記録／再生処理位置と前記ホログラム記録媒体とを相対的に直線移動せしめれば、直線移動軌跡上の各記録／再生領域に対して、互いに異なる方向からの多重記録が可能となる。すなわち、相対的な直線移動により記録／再生処理位置が回転軸上を通過する例を用いれば、まず、記録／再生処理位置を前記ホログラム記録媒体上で相対的に直線移動によって前記一方側の領域から前記他方側の領域まで移動せしめ、この後、前記ホログラム記録媒体をその回転軸を中心として180度回転させ、さらに、記録／再生処理位置を前記ホログラム記録媒体上で相対的に直線移動によって前記他方側の領域から前記一方側の領域まで移動せしめることにより、いわば直線移動の往路と復路を互いに別角度からの光照射（互いに異なる、信号光・参照光の入射方向）によって記録／再生処理を行うことができ、記録容量の倍増に対応することができる。   By doing this, the recording / reproducing processing position and the hologram recording medium are relatively linearly moved so that the linear moving locus is traced from the opposite side. Multiple recording from different directions to each other is possible. That is, if an example in which the recording / reproduction processing position passes on the rotation axis by relative linear movement is used, first, the recording / reproduction processing position is moved to the area on the one side by relatively linear movement on the hologram recording medium. The hologram recording medium is then rotated 180 degrees around its rotation axis, and the recording / reproducing processing position is moved relatively linearly on the hologram recording medium. By moving from the other side area to the one side area, the recording / reproducing process is performed by irradiating light beams from different angles (different incident directions of signal light and reference light) on the forward and return paths of linear movement. It is possible to cope with the doubling of the recording capacity.

特に、ホログラム記録／再生の多重が角度多重による場合には、従来、前記ホログラム記録媒体表面の法線に対し、正または負のうち一方の照射光入射角度の所定の範囲において角度を変更しつつ多重記録を行っていたが、本発明装置によれば、正および負の両者の入射角度の所定の範囲において角度を変更しつつ多重記録を行なうことができるので記録容量を倍増することができる。   In particular, when hologram recording / reproduction multiplexing is based on angle multiplexing, conventionally, the angle is changed within a predetermined range of one of the incident light incident angles, either positive or negative, with respect to the normal of the surface of the hologram recording medium. While multiple recording has been performed, according to the apparatus of the present invention, multiple recording can be performed while changing the angle within a predetermined range of both positive and negative incident angles, so that the recording capacity can be doubled.

本発明の実施形態に係る多重ホログラム記録／再生装置の基本的な概念を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the basic concept of the multiple hologram recording / reproducing apparatus concerning embodiment of this invention. 本発明の実施例に係る多重ホログラム記録／再生装置における多重ホログラム記録／再生処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the multi-hologram recording / reproducing process in the multi-hologram recording / reproducing apparatus based on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る多重ホログラム記録／再生方法に係る基本的な記録／再生処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a flow of basic recording / reproducing processing according to a multiplex hologram recording / reproducing method according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係る多重ホログラム記録／再生装置におけるホログラム記録媒体の配置を移動手段との関係で表わしたものである。4 shows the arrangement of hologram recording media in a multiplex hologram recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention in relation to moving means. 本発明の実施例に係る多重ホログラム記録／再生装置により記録されたホログラム記録媒体内部でのホログラム縞角度を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the hologram fringe angle inside the hologram recording medium recorded by the multiple hologram recording / reproducing apparatus based on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る多重ホログラム記録／再生装置の光学系の配置を示す概略図である。It is the schematic which shows arrangement | positioning of the optical system of the multiple hologram recording / reproducing apparatus based on the Example of this invention. 本発明の実施例に係る多重ホログラム記録／再生方法により記録再生処理を行なった場合のビット誤り率を示すグラフである。It is a graph which shows the bit error rate at the time of performing a recording / reproducing process by the multiple hologram recording / reproducing method based on the Example of this invention. 本発明の実施例の変形例に係る多重ホログラム記録／再生装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the multiple hologram recording / reproducing apparatus which concerns on the modification of the Example of this invention.

以下、本発明の実施形態に係る多重ホログラム記録／再生装置および方法を図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, a multiple hologram recording / reproducing apparatus and method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明の多重ホログラム記録／再生装置は、図１（Ａ）に示すように、記録層を有するディスク状のホログラム記録媒体１０１の記録／再生領域を回転軸１０２を中心として記録／再生処理位置に移動せしめる回転移動手段（スピンドル部）１０３と、回転移動手段１０３を支持するとともにホログラム記録媒体１０１を直線移動せしめる直線移動手段（キャリッジ部）１０４とからなる記録媒体移動手段を備え、また、ホログラム記録媒体１０１の回転軸１０２上の位置を通り、上記直線移動の方向に直交する線分を基準線１０６（図１（Ｃ）参照）としたとき、この基準線１０６で分けられるホログラム記録媒体１０１上の２つの領域の一方側（Ａ領域）から他方側（Ｂ領域）に、記録／再生処理位置１０５を相対的に直線移動せしめる移動制御手段１１０を備えている。ここで、移動制御手段１１０は具体的には、ＣＰＵやメモリ等のハードと、プログラムよりなるソフトから構成され、回転移動手段１０３の駆動部および直線移動手段１０４の駆動部に対して適切な駆動制御信号を送出する。   First, as shown in FIG. 1A, the multiple hologram recording / reproducing apparatus of the present invention performs a recording / reproducing process with a rotation axis 102 as a center in a recording / reproducing area of a disc-shaped hologram recording medium 101 having a recording layer. A recording medium moving means comprising a rotary moving means (spindle part) 103 for moving to a position and a linear moving means (carriage part) 104 for supporting the rotational moving means 103 and moving the hologram recording medium 101 linearly; A hologram recording medium that is divided by the reference line 106 when a line segment passing through a position on the rotation axis 102 of the hologram recording medium 101 and perpendicular to the linear movement direction is defined as a reference line 106 (see FIG. 1C). The recording / reproduction processing position 105 is relatively linearly moved from one side (A region) to the other side (B region) of the two regions on 101. And a mel movement control means 110. Here, the movement control unit 110 is specifically composed of hardware such as a CPU and a memory, and software composed of a program, and is appropriately driven with respect to the drive unit of the rotary movement unit 103 and the drive unit of the linear movement unit 104. Send control signal.

また、本発明の多重ホログラム記録／再生装置においては、直線移動手段１０４が、ホログラム記録媒体１０１を保持し搭載した回転移動手段１０３を載設しつつ、ホログラム記録媒体１０１をその直径方向に直線移動させるものであって、図１（Ａ）、（Ｂ）はこの移動操作を時系列的に表わすものである。図１（Ａ）では、記録／再生処理位置１０５に対して、ホログラム記録媒体１０１が直線移動して、ホログラム記録媒体１０１の所望の外周側位置（図１（Ｃ）に示すように、Ａ領域内の点Ｐ）から回転軸（回転中心）１０２に至る直線上の点が、記録／再生処理位置１０５に移動されて多重記録／再生処理が行われる様子が示されている。一方、図１（Ｂ）では、時間が経過し、ホログラム記録媒体１０１の直線移動により記録／再生処理位置１０５に、回転軸１０２からホログラム記録媒体１０１の所望の外周側位置（図１（Ｃ）に示すように、Ｂ領域内の点Ｑ）に至る直線上の所望の点が、記録／再生処理位置１０５に移動されて多重記録／再生処理が行われる様子が示されている。   In the multiplex hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, the linear moving means 104 linearly moves the hologram recording medium 101 in the diameter direction while placing the rotational moving means 103 holding and mounting the hologram recording medium 101. FIGS. 1A and 1B show this moving operation in time series. In FIG. 1A, the hologram recording medium 101 moves linearly with respect to the recording / reproducing processing position 105, and a desired outer peripheral side position of the hologram recording medium 101 (A region as shown in FIG. 1C). The point on the straight line from the point P) to the rotation axis (rotation center) 102 is moved to the recording / reproducing processing position 105 and the multiplex recording / reproducing process is performed. On the other hand, in FIG. 1B, the time has passed, and the hologram recording medium 101 is moved to the recording / reproducing processing position 105 by the linear movement, and the desired outer peripheral position of the hologram recording medium 101 from the rotating shaft 102 (FIG. 1C). As shown in FIG. 4, a state in which a desired point on a straight line extending to a point Q) in the region B is moved to the recording / reproducing processing position 105 and the multiplex recording / reproducing process is performed is shown.

ここで、上述した、点Ｐから回転軸１０２に至る直線上の各点をＡ領域に含まれる各点とし、回転軸１０２から点Ｑに至る直線上の各点をＢ領域に含まれる各点としたとき、Ａ領域に含まれる各点においては、図１（Ａ）に示すように、信号光の入射角が角度φとされ、参照光の入射角が角度−θとされる（φ、θのいずれにおいても、外周側から中心側に向かう方向を正にとる。以下同じ。）のに対し、Ｂ領域に含まれる各点においては、図１（Ｂ）に示すように、信号光の入射角が角度−φとされ、参照光の入射角が角度θとされる（信号再生時においては参照光のみが入射される。以下、同じ。）。   Here, each point on the straight line from the point P to the rotation axis 102 described above is each point included in the A area, and each point on the straight line from the rotation axis 102 to the point Q is each point included in the B area. As shown in FIG. 1A, the incident angle of the signal light is an angle φ and the incident angle of the reference light is an angle −θ at each point included in the region A (φ, In any of θ, the direction from the outer peripheral side to the central side is positive. The same applies hereinafter.) On the other hand, at each point included in the B region, as shown in FIG. The incident angle is set to an angle −φ, and the incident angle of the reference light is set to an angle θ (only the reference light is incident at the time of signal reproduction. The same applies hereinafter).

従来技術においては、ホログラム記録媒体の回転軸を中心とする同心円上の各点を回転移動によって記録／再生処理位置に移動させつつ、各点の記録／再生処理を行なうようになっていることから、全ての記録／再生処理位置において、信号光および参照光の入射角が角度φおよび角度θで一定である。これに対し、本実施形態のものにおいては、直線移動させている途中で基準線１０６を超えるとき、信号光および参照光の入射角度φ、θの正負符号が入れ替わることになる。   In the prior art, each point on the concentric circle centered on the rotation axis of the hologram recording medium is moved to the recording / reproducing processing position by rotational movement, and recording / reproducing processing of each point is performed. In all recording / reproducing processing positions, the incident angles of the signal light and the reference light are constant at an angle φ and an angle θ. On the other hand, in the present embodiment, when the reference line 106 is exceeded during linear movement, the signs of the incident angles φ and θ of the signal light and the reference light are switched.

このことは、後述するように、多重記録／再生の多重化数を増大させて記録容量を増大させることにつながるという効果を奏する。
ただし、一定方向（例えば、所定の外周方向）から入射するような設定とする必要がある。 As will be described later, this has the effect of increasing the recording capacity by increasing the number of multiplexed recording / reproducing operations.
However, it is necessary to set such that the light is incident from a certain direction (for example, a predetermined outer peripheral direction).

なお、本発明の多重ホログラム記録／再生装置としては、一般的にはディスク形状（円形状）をなすものが好適であるが、矩形状あるいは多角形形状とすることも可能である。   As the multiplex hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, a disk-shaped (circular) is generally suitable, but a rectangular or polygonal shape is also possible.

また、記録／再生の多重方式としては、角度多重方式に限られるものではなく、波長多重、位相コード多重、スペックル多重、球面波シフト多重などの各種の多重方式あるいは、角度多重方式を含めたこれらの多重方式を互いに組み合わせたものとすることも可能である。   The recording / reproducing multiplexing method is not limited to the angle multiplexing method, and includes various multiplexing methods such as wavelength multiplexing, phase code multiplexing, speckle multiplexing, spherical wave shift multiplexing, or angle multiplexing methods. These multiplexing methods can be combined with each other.

また、直線移動と回転移動の移動操作は交互に行うことになるが、直線移動および回転移動の移動量としては、種々の値を選択し得る。例えば、１回の回転移動の角度としては１８０度に限られず、任意の角度とすることができる。また、以下の図２を用いて説明する実施例等においては、直線移動を行ったら、１８０度の回転移動を挟み、該直線移動の移動軌跡を戻るべく再び直線移動を行うように、すなわち、２つの直線移動による移動軌跡が互いに重なるように設定しているが、例えば、直線移動を行った後に所定の角度、例えば３０度の回転移動を行う、ということを複数回繰り返し、それらの回転移動の回転角の総和が３６０度となった時点で、移動操作を終了することで、結果としてホログラム記録媒体１０１の各領域が各々異なる角度からの２セットづつの多重記録／再生処理を施されるようにしてもよい。   Further, the movement operation of the linear movement and the rotational movement is performed alternately, but various values can be selected as the movement amount of the linear movement and the rotational movement. For example, the angle of one rotational movement is not limited to 180 degrees and can be an arbitrary angle. Further, in the embodiment described with reference to FIG. 2 below, when the linear movement is performed, the linear movement is performed again so as to return the movement locus of the linear movement with a 180-degree rotational movement interposed therebetween, that is, The movement trajectories due to two linear movements are set so as to overlap each other. For example, after a linear movement, a predetermined angle, for example, a rotational movement of 30 degrees is repeated a plurality of times, and the rotational movements are repeated. When the sum of the rotation angles reaches 360 degrees, the moving operation is terminated, and as a result, each region of the hologram recording medium 101 is subjected to two sets of multiple recording / reproducing processes from different angles. You may do it.

また、もちろん、記録／再生する領域はホログラム記録媒体１０１の全領域ではなく、一部領域であってもよい。   Of course, the recording / reproducing area may be a partial area rather than the entire area of the hologram recording medium 101.

また、上記回転移動手段（スピンドル部）１０３としては、例えば、回転位置制御部およびステッピングモータ等から構成し得る。一方、直線移動手段（キャリッジ部）１０４としては、例えば、直線位置制御部、回転移動手段１０３を載設するステージ、このステージを直線移動せしめるリニアモータ等から構成し得る。   Further, the rotational movement means (spindle part) 103 can be constituted by, for example, a rotational position control part and a stepping motor. On the other hand, the linear movement means (carriage part) 104 can be constituted by, for example, a linear position control part, a stage on which the rotational movement means 103 is placed, a linear motor that linearly moves the stage, and the like.

以下、本発明の具体的な実施例について図面を用いて説明する。   Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

以下、図２（Ａ）、（Ｂ）の構成概略図および図３のフローチャートを用いて、ページデータ番号１〜２Ｎ（但し、Ｎは２以上の整数）の各ページデータについて角度多重記録／再生する様子を説明する。   2A and 2B and the flowchart of FIG. 3, angle multiplex recording / reproduction is performed on each page data of page data numbers 1 to 2N (where N is an integer of 2 or more). How to do is explained.

まず、ディスク型のホログラム記録媒体１０１の記録または再生のための照射がなされるよう、ホログラム記録媒体１０１の位置決めを行う。この位置決めにより選択された所望の一領域（選択された領域）において、ページデータ番号１〜Ｎの各ページデータについての角度多重の記録または再生を行う（図２（Ａ）参照）。   First, the hologram recording medium 101 is positioned so that irradiation for recording or reproduction of the disk-type hologram recording medium 101 is performed. In a desired area selected by this positioning (selected area), angle-multiplexed recording or reproduction is performed for each page data of page data numbers 1 to N (see FIG. 2A).

この後、当該所望の一領域にページデータ番号Ｎ＋１〜２Ｎの各ページデータを角度多重により追記録または追再生するには、まず、ホログラム記録媒体１０１の中心位置を回転軸（回転中心）１０２として面内で１８０度回転させ、さらに当該所望の一領域に光が照射されるよう直線移動手段１０４（図４（Ｂ）参照）により直線移動させる。この転置作用により、ページデータ番号１〜Ｎの各ページデータが記録／再生された同一領域に、異なる照射光入射角度で記録／再生することができ、ページデータ番号Ｎ＋１〜２Ｎの各ページデータについて角度多重記録／再生することができる（図３、ステップＳ１）。   Thereafter, in order to additionally record or additionally reproduce each page data of page data numbers N + 1 to 2N in the desired one area by angle multiplexing, first, the center position of the hologram recording medium 101 is set as the rotation axis (rotation center) 102. It is rotated 180 degrees in the plane, and further linearly moved by the linear moving means 104 (see FIG. 4B) so that light is irradiated to the desired region. By this transposition operation, it is possible to record / reproduce in the same area where each page data of page data numbers 1 to N is recorded / reproduced at different incident light incident angles. For each page data of page data numbers N + 1 to 2N Angle multiplex recording / reproduction can be performed (FIG. 3, step S1).

すなわち、図２（Ａ）に示すように、ＳＬＭ８から出射された信号光は、第１レンズ１０を介し、入射角φにてホログラム記録媒体１０１の所望の一領域に照射される。一方、参照光は、入射角−θによりホログラム記録媒体１０１上の、上記所望の一領域（信号光照射領域）に照射される（再生時には参照光のみが照射される）。   That is, as shown in FIG. 2A, the signal light emitted from the SLM 8 is applied to a desired region of the hologram recording medium 101 through the first lens 10 at an incident angle φ. On the other hand, the reference light is irradiated onto the desired one region (signal light irradiation region) on the hologram recording medium 101 at an incident angle −θ (only the reference light is irradiated during reproduction).

このとき、参照光の入射が上記直線移動方向に直交する方向からの入射とならず、また移動中および記録／再生処理中は一定方向から入射するように設定される。   At this time, the reference light is not incident from the direction orthogonal to the linear movement direction, and is set to be incident from a fixed direction during movement and recording / reproduction processing.

この参照光の入射角θは、例えば３０度（第１レンズ１０と参照光との物理的干渉やホログラム記録媒体１０１の表面における参照光の端面反射等の影響を考慮して決定する）の範囲において、例えば、β度づつＮ−１回に亘って変化するようになっており、この入射角θの変化の度に、ホログラム記録媒体１０１の同一領域に記録／再生処理がなされることから、結局、Ｎ回（θ１、θ２…θＮ）の角度多重記録／再生を行うことができるようになっている。この例において、βを０．３度とすれば、最大で１０１多重が可能となるから、本実施例では、Ｎ＝１００に設定するようにしている。 The incident angle θ of the reference light is, for example, in a range of 30 degrees (determined by taking into consideration the influence of physical interference between the first lens 10 and the reference light, reflection of the end face of the reference light on the surface of the hologram recording medium 101, and the like). For example, the recording angle is changed N times by β degrees, and the recording / reproducing process is performed on the same area of the hologram recording medium 101 every time the incident angle θ changes. As a result, N times (θ 1 , θ 2 ... Θ N ) angular multiplexing recording / reproduction can be performed. In this example, if β is set to 0.3 degree, 101 multiplexing is possible at the maximum, so in this embodiment, N = 100 is set.

より具体的には、ページデータ番号１のページデータをＳＬＭ８に表示し、ホログラム記録媒体１０１の所望の一領域に、信号光を照射するのと同時に参照光も入射角度θ1で照射することで一つのページデータ（ページデータ番号１）をホログラムとして記録再生する（再生時には参照光のみが照射される）。次に、参照光のホログラム記録媒体１０１への入射角度θを0.3度減少させたθ2にてページデータ番号２のページデータを記録／再生する。その後、参照光の入射角度を0.3度ずつ減少させながら順次ページデータを記録／再生していき、最終的に、参照光入射角度θNにてページデータ番号Ｎすなわちページデータ番号100のページデータを記録／再生する（図２（Ａ）参照）。 More specifically, the page data of page data number 1 is displayed on the SLM 8, and a desired area of the hologram recording medium 101 is irradiated with the signal light at the same time as the reference light is irradiated at the incident angle θ 1. One page data (page data number 1) is recorded and reproduced as a hologram (only the reference light is irradiated during reproduction). Next, page data of page data number 2 is recorded / reproduced at θ 2 in which the incident angle θ of the reference light to the hologram recording medium 101 is reduced by 0.3 degrees. Thereafter, the incident angle of the reference light continue to record / reproducing the sequential page data while decreasing by 0.3 degrees, finally, by the reference beam incident angle theta N page data of the page data number N i.e. the page data number 100 Recording / reproducing is performed (see FIG. 2A).

次に、前述したように、ホログラム記録媒体１０１の中心位置を回転軸（回転中心）１０２として面内方向で１８０度回転させ、さらに現在選択している記録／再生処理位置１０５に信号光および参照光（再生時には参照光のみ）が照射されるよう直線移動手段１０４によりホログラム記録媒体１０１を直線移動させ、ホログラム記録媒体１０１を転置させる（図２（Ｂ）参照）。すなわち、Ａ点―Ｂ点側とＣ点―Ｄ点側が入れ替わるよう、ホログラム記録媒体１０１の配置を変えることになる（図３、ステップＳ２）。   Next, as described above, the center position of the hologram recording medium 101 is rotated by 180 degrees in the in-plane direction with the rotation axis (rotation center) 102, and the signal light and the reference are selected at the currently selected recording / reproduction processing position 105. The hologram recording medium 101 is linearly moved by the linear moving means 104 so that light (only reference light at the time of reproduction) is irradiated, and the hologram recording medium 101 is transposed (see FIG. 2B). That is, the arrangement of the hologram recording medium 101 is changed so that the A point-B point side and the C point-D point side are interchanged (FIG. 3, step S2).

この後、ホログラム記録媒体１０１の上述した所望の一領域に、ページデータ番号Ｎ＋１から２Ｎすなわちページデータ番号１０１からページデータ番号２００について、参照光の入射角度θをθ1からθNまで変化させつつ順次記録／再生する（図３、ステップＳ３）。 Thereafter, the incident angle θ of the reference light is changed from θ 1 to θ N for the page data numbers N + 1 to 2N, that is, the page data number 101 to the page data number 200, in one desired area of the hologram recording medium 101 described above. Recording / reproduction is performed sequentially (FIG. 3, step S3).

この後、回転移動手段１０３に取り付けられたホログラム記録媒体１０１が回転することによりタンジェンシャル方向に移動し、また直線移動手段１０４が回転移動手段１０３とホログラム記録媒体１０１をラジアル方向に移動することにより、ホログラム記録媒体１０１の任意の位置を選択して異なる所望の一領域に記録または再生が可能である。   Thereafter, the hologram recording medium 101 attached to the rotation moving means 103 rotates to move in the tangential direction, and the linear movement means 104 moves the rotation moving means 103 and the hologram recording medium 101 in the radial direction. It is possible to select any position of the hologram recording medium 101 and record or reproduce it in a different desired area.

なお、上記手順によりページデータ番号1〜200を記録した後において、ポストキュアと称される定着処理を行う必要がある。これは緑色ＬＥＤをホログラム記録媒体１０１の記録済み領域に照射することで活性化したモノマーを完全に重合させ、これ以上の反応が生じないようにするためのものである。   In addition, after recording page data numbers 1 to 200 by the above procedure, it is necessary to perform a fixing process called post-cure. This is to completely polymerize the activated monomer by irradiating the recorded area of the hologram recording medium 101 with a green LED, and to prevent further reaction.

図４は、本実施例におけるホログラム記録媒体１０１の配置を移動手段との関係で表したものであり、図４（Ａ）は図２（Ａ）に、図４（Ｂ）は図２（Ｂ）に、各々対応するものである。   4A and 4B show the arrangement of the hologram recording medium 101 in the present embodiment in relation to the moving means. FIG. 4A shows FIG. 2A and FIG. 4B shows FIG. ) Respectively.

すなわち、まず図４（Ａ）に示すように、直線移動手段１０４によりホログラム記録媒体１０１が直線移動され、所望の記録領域１０７を信号記録／再生処理位置１０５に一致させ、ページデータ番号１〜Ｎの各ページデータの多重記録／再生を行う。次に回転移動手段１０３によりホログラム記録媒体１０１が１８０度に亘って回転移動される。この状態で、図４（Ｂ）に示すように、直線移動手段１０４によりホログラム記録媒体１０１が直線移動され、上述した所望の記録領域１０７を信号記録／再生処理位置１０５に一致させ、ページデータ番号Ｎ＋１〜２Ｎの各ページデータの多重記録／再生を行う。   That is, first, as shown in FIG. 4A, the hologram recording medium 101 is linearly moved by the linear moving means 104, the desired recording area 107 is made coincident with the signal recording / reproducing processing position 105, and page data numbers 1 to N are set. Multiple page recording / reproduction of each page data is performed. Next, the hologram recording medium 101 is rotationally moved by 180 degrees by the rotational movement means 103. In this state, as shown in FIG. 4B, the hologram recording medium 101 is linearly moved by the linear moving means 104, the desired recording area 107 described above is made coincident with the signal recording / reproducing processing position 105, and the page data number Multiple recording / reproduction of each page data of N + 1 to 2N is performed.

図５は、上記実施例を用いて行われるホログラム記録／再生処理において、ホログラム記録媒体１０１内部でのホログラムの縞角度を説明するための概念図である。ここで、ホログラムの縞角度としては、信号光中心軸のホログラム記録媒体１０１への入射角度φと参照光入射角度θを加算した角度の半分に相当する角度により示すものとする。   FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the fringe angle of the hologram inside the hologram recording medium 101 in the hologram recording / reproducing process performed using the above embodiment. Here, the fringe angle of the hologram is indicated by an angle corresponding to half of the angle obtained by adding the incident angle φ of the central axis of the signal light to the hologram recording medium 101 and the reference light incident angle θ.

まず、ページデータ番号１〜Ｎの各ページデータの記録については、図５（Ａ）に示すように、1〜Ｎまでの縞角度をもつホログラムが記録されることによりなされる。   First, each page data of page data numbers 1 to N is recorded by recording a hologram having a fringe angle of 1 to N as shown in FIG.

次に、Ａ点―Ｂ点側とＣ点―Ｄ点側が１８０度入れ替わるよう、ホログラム記録媒体１０１の配置が変更される。   Next, the arrangement of the hologram recording medium 101 is changed so that the A point-B point side and the C point-D point side are interchanged by 180 degrees.

これにより、ページデータ番号Ｎ+１〜２Ｎの各ページデータの記録について、図５（Ｂ）に示すように、Ｎ+１〜２Ｎまでの縞角度をもつホログラムが記録されることによりなされる。   As a result, as shown in FIG. 5B, the recording of the page data of the page data numbers N + 1 to 2N is performed by recording a hologram having a fringe angle of N + 1 to 2N.

これにより、２Ｎ個のホログラムはそれぞれ異なる格子ベクトルを持つ別個独立のものとなり、所望の一領域に２Ｎ個の多重記録をすることが可能となる。   As a result, 2N holograms are individually independent with different lattice vectors, and 2N multiplex recording can be performed in a desired region.

以下、本発明の実施例に係るホログラム記録／再生装置の主用光学系を図６を参照しつつ、情報記録機能と情報再生機能に分けて説明する。   Hereinafter, the main optical system of the hologram recording / reproducing apparatus according to the embodiment of the present invention will be described separately for the information recording function and the information reproducing function with reference to FIG.

＜情報記録機能＞
図６に示すように、レーザ光源（ＤＰＳＳ（Diode Pumping Solid State：半導体励起固体）レーザ光源）１から出射されたコヒーレントなレーザ光束（波長532nm）は、ビームエキスパンダおよび空間ノイズフィルタとして機能するスペイシャルフィルタ２を通過し、半波長板４を透過し反射ミラー５により反射された後、偏光ビームスプリッタ６により２系の光束に分岐され、それぞれ信号光（物体光：実際にはＳＬＭ（空間光変調器）８により信号光とされる）および参照光として機能せしめられる。 <Information recording function>
As shown in FIG. 6, a coherent laser beam (wavelength 532 nm) emitted from a laser light source (DPSS (Diode Pumping Solid State) laser light source) 1 is used as a beam expander and a spatial noise filter. After passing through the Schal filter 2, passing through the half-wave plate 4 and reflected by the reflection mirror 5, it is split into two light beams by the polarization beam splitter 6, and each is split into signal light (object light: actually SLM (spatial light). It is made to function as signal light) and reference light by the modulator 8).

上記参照光は、光束を適宜通過／遮断するためのシャッタ２０を通過し、反射ミラー２１により反射されてホログラム記録媒体１０１上の所定の領域に照射される。また、反射ミラー２１は、載設台の略中心位置を回転軸として回動自在とされてなる回転器（回転移動手段）２２の載設台上に設置される。具体的には、ガルバノミラーや音響光学変調素子などにより構成される。   The reference light passes through the shutter 20 for appropriately passing / blocking the light flux, is reflected by the reflection mirror 21, and is applied to a predetermined area on the hologram recording medium 101. The reflection mirror 21 is installed on a mounting table of a rotator (rotary moving means) 22 that is rotatable about a substantially central position of the mounting table as a rotation axis. Specifically, it is composed of a galvanometer mirror, an acousto-optic modulator, or the like.

一方、上記信号光は、偏光ビームスプリッタ７を介してＳＬＭ８に照射される。
ＳＬＭ８としては、例えば0.7型の液晶ディスプレイパネル等の反射型の液晶表示パネルが好適であるが、透過型の液晶パネルやＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス：Digital Micromirror Device）等の他のライトバルブを用いてもよい。ＳＬＭ８上の各ピクセルがページデータ上の２値のデジタル情報に応じて光を通過（図６の例では反射）／遮断することで、空間的に光を変調する。この変調処理によりページデータ情報を担持した信号光が生成される。 On the other hand, the signal light is applied to the SLM 8 via the polarization beam splitter 7.
As the SLM 8, for example, a reflective liquid crystal display panel such as a 0.7 type liquid crystal display panel is suitable, but other light valves such as a transmissive liquid crystal panel and DMD (Digital Micromirror Device) are used. May be. Each pixel on the SLM 8 passes light (reflects in the example of FIG. 6) / blocks light according to binary digital information on the page data, thereby spatially modulating the light. Signal light carrying page data information is generated by this modulation processing.

ＳＬＭ８として液晶表示パネルを用いているので、ＳＬＭ８から出射された信号光は、入射した状態とは偏光方向が変化しており、偏光ビームスプリッタ７において反射され、シャッタ９を通過した後、第１レンズ１０によって光学的にフーリエ変換されてホログラム記録媒体１０１へ照射される（入射角φ）。このときホログラム記録媒体１０１中の信号光が照射される領域へ、別角度から、上記参照光が同時に照射される（入射角θ）ので、ホログラム記録媒体１０１内部の体積中に干渉縞が生じ、この縞分布を屈折率分布などの形態でホログラム記録媒体１０１の記録領域に転写することによりホログラム記録が行われる。   Since a liquid crystal display panel is used as the SLM 8, the signal light emitted from the SLM 8 has a polarization direction changed from the incident state, is reflected by the polarization beam splitter 7, passes through the shutter 9, and then is Optically Fourier transformed by the lens 10 and irradiated onto the hologram recording medium 101 (incident angle φ). At this time, since the reference light is simultaneously irradiated from another angle to the region irradiated with the signal light in the hologram recording medium 101 (incident angle θ), interference fringes are generated in the volume inside the hologram recording medium 101, Hologram recording is performed by transferring the fringe distribution to the recording area of the hologram recording medium 101 in the form of a refractive index distribution or the like.

ここで、上記ホログラム記録媒体１０１としては、例えば、２枚のガラスディスクに厚さ１ｍｍのフォトポリマ材料を挟んでなるものが使用される。   Here, as the hologram recording medium 101, for example, a medium in which a photopolymer material having a thickness of 1 mm is sandwiched between two glass disks is used.

なお、反射ミラー２１とホログラム記録媒体１０１の間には、レンズ２３、２４が配設されている。   Note that lenses 23 and 24 are disposed between the reflection mirror 21 and the hologram recording medium 101.

また、異なるページデータをＳＬＭ８に表示させつつ、参照光のホログラム記録媒体１０１への入射角度θを回転器（回転移動手段）２２を用いて少しずつ変化させることにより、互いに異なるページデータをホログラム記録媒体１０１中の同一領域へ多重記録することが可能となり、より高密度な情報格納が可能となる。なお、回転器（回転移動手段）２２に対する回転移動指示および図６には示されていないキャリッジ（直線移動手段）に対する直線移動指示は、移動制御手段１１０からの制御信号によりなされる（情報再生時も同じ）。   In addition, while displaying different page data on the SLM 8, the incident angle θ of the reference light to the hologram recording medium 101 is changed little by little using the rotator (rotary moving means) 22 to record the different page data on the hologram. Multiple recording can be performed on the same area in the medium 101, and higher-density information can be stored. A rotational movement instruction for the rotator (rotational movement means) 22 and a linear movement instruction for a carriage (linear movement means) not shown in FIG. 6 are made by a control signal from the movement control means 110 (during information reproduction). The same).

＜情報再生機能＞
次に、情報再生時においては、シャッタ２０を通過した参照光は、所定の参照光入射条件となるように設定して、ホログラム記録媒体１０１の所定の領域に照射される。なお、シャッタ９は閉じた状態とされる。 <Information playback function>
Next, at the time of information reproduction, the reference light that has passed through the shutter 20 is set so as to satisfy a predetermined reference light incident condition, and is irradiated onto a predetermined region of the hologram recording medium 101. The shutter 9 is in a closed state.

すなわち、所望のページデータを再生する場合には、原則として、この所望のページデータを記録した情報記録時と同様の入射角度θおよび位置において、参照光をホログラム記録媒体１０１に入射せしめることにより、所望のページデータ情報を担持した再生光（回折光）がホログラム記録媒体１０１から出力され、この再生光が第２レンズ１２を介してＣＣＤカメラ１４の撮像素子に入射し撮像される。   That is, when reproducing the desired page data, in principle, the reference light is made incident on the hologram recording medium 101 at the same incident angle θ and position as at the time of information recording in which the desired page data was recorded. Reproduction light (diffracted light) carrying desired page data information is output from the hologram recording medium 101, and this reproduction light is incident on the image sensor of the CCD camera 14 via the second lens 12 and imaged.

次に、上述した実施例により信号記録が行われたホログラム記録媒体１０１について、信号記録がなされたときと同じ入射角度θにて参照光のみを記録領域に照射し、再生光を得て、誤り率の評価を行った。   Next, with respect to the hologram recording medium 101 on which signal recording has been performed according to the above-described embodiment, only the reference light is irradiated to the recording area at the same incident angle θ as when signal recording is performed, and reproduction light is obtained. The rate was evaluated.

評価方法は、まずページデータ番号１〜Ｎの各ページデータの記録情報を多重再生した後に、記録時と同様にしてホログラム記録媒体１０１の配置を変更し、ページデータ番号Ｎ＋１〜２Ｎの各ページデータの記録情報を多重再生した。   In the evaluation method, first, the recording information of each page data of page data numbers 1 to N is multiplexed and reproduced, and then the arrangement of the hologram recording medium 101 is changed in the same way as at the time of recording, and each page data of page data numbers N + 1 to 2N is changed. Recorded information was multiplexed.

再生光は第２レンズ１２によりＣＣＤカメラ１４に結像されるので、これにより取得した撮像データを元データと比較し、ビット誤り率を計算した。   Since the reproduction light is imaged on the CCD camera 14 by the second lens 12, the obtained image data is compared with the original data, and the bit error rate is calculated.

ページデータ番号１〜１００およびページデータ番号１０１〜２００のページデータにおける、ビット誤り率の測定結果を図７に示す。図７に表わされるように、全体に亘って10-5〜10-4台の低いビット誤り率が得られた。すなわち、本実施例により、従来と比べて、特段の光学部品・機構部品を追加することなく多重数を倍増させることが可能となり、その誤り率も十分低い値とすることが可能となった。 FIG. 7 shows the measurement result of the bit error rate in the page data of page data numbers 1 to 100 and page data numbers 101 to 200. As shown in FIG. 7, a low bit error rate of 10 −5 to 10 −4 units was obtained throughout. That is, according to the present embodiment, it is possible to double the number of multiplexing without adding special optical parts / mechanical parts, and the error rate can be reduced to a sufficiently low value.

次に、ページデータ番号１〜Ｎの各ページデータを記録／再生後に、ページデータ番号Ｎ＋１〜２Ｎの各ページデータを記録／再生するための直線移動量と回転移動角度について説明する。   Next, a linear movement amount and a rotational movement angle for recording / reproducing each page data of page data numbers N + 1 to 2N after recording / reproducing each page data of page data numbers 1 to N will be described.

上述した実施例においては、直線移動をする際に、記録／再生処理位置１０５が回転軸１０２上を相対的に通過するように設定されているが、直線移動をする際に、必ずしも記録／再生処理位置１０５が回転軸１０２上を相対的に通過せず、いわゆるオフセットを持たせた状態とすることも可能である。   In the above-described embodiment, the recording / reproduction processing position 105 is set so as to pass relatively on the rotating shaft 102 when performing linear movement. However, when performing linear movement, recording / reproduction is not necessarily performed. It is also possible that the processing position 105 does not relatively pass on the rotating shaft 102 and has a so-called offset.

図８は、このような状態を説明するものである。   FIG. 8 illustrates such a state.

ここで、ホログラム記録媒体１０１の回転軸（回転中心）１０２を通り、直線移動軸と垂直な線を線分Ｌ０（基準線）とし、回転軸（回転中心）１０２と記録／再生処理位置（光照射位置）１０５を結ぶ線を線分Ｌ１とする。また、線分Ｌ０と線分Ｌ１がなす角をα（ただし0≦α≦90°）とし、回転軸（回転中心）１０２と記録／再生処理位置（光照射位置）１０５との距離をＲとする。ページデータ番号１〜Ｎの各ページデータを記録／再生後、本実施例方法にて同一の記録／再生処理位置（光照射位置）１０５にページデータ番号Ｎ＋１〜２Ｎの各ページデータを記録／再生するには、これら２つの多重記録／再生処理の間で２Ｒ・sinαの距離だけ図８に示す正の直線移動方向に直線移動させるとともに、図８に示す正の回転移動方向にψ＝２αの角度だけホログラム記録媒体１０１を回転移動させればよい。   Here, a line passing through the rotation axis (rotation center) 102 of the hologram recording medium 101 and perpendicular to the linear movement axis is defined as a line segment L0 (reference line), and the rotation axis (rotation center) 102 and the recording / reproduction processing position (light). A line connecting (irradiation position) 105 is defined as a line segment L1. The angle formed by the line segment L0 and the line segment L1 is α (where 0 ≦ α ≦ 90 °), and the distance between the rotation axis (rotation center) 102 and the recording / reproduction processing position (light irradiation position) 105 is R. To do. After each page data of page data numbers 1 to N is recorded / reproduced, each page data of page data numbers N + 1 to 2N is recorded / reproduced at the same recording / reproduction processing position (light irradiation position) 105 by the method of this embodiment. To move between these two multiplex recording / reproducing processes, a distance of 2R · sin α is linearly moved in the positive linear movement direction shown in FIG. 8, and ψ = 2α is set in the positive rotational movement direction shown in FIG. The hologram recording medium 101 may be rotated and moved by an angle.

前述の非特許文献１によれば、照射光の波長を488 nm、参照光と信号光の角度差を60°とした場合、厚さ1 mmのホログラム記録媒体１０１に対するペリストロフィック多重の選択性はおよそ2.3°であるから、この場合には、αは1°程度以上に設定する必要がある。またクロストークを低減させるという観点からはαが大きいほうが望ましく、本実施例でα=90°と最大値に設定したのはクロストークの影響を最も低減させた状態とするためである。   According to Non-Patent Document 1 described above, when the wavelength of the irradiation light is 488 nm and the angle difference between the reference light and the signal light is 60 °, the selectivity of peritropic multiplexing with respect to the hologram recording medium 101 having a thickness of 1 mm. In this case, α needs to be set to about 1 ° or more. Further, from the standpoint of reducing crosstalk, it is desirable that α is large. In this embodiment, α is set to the maximum value of α = 90 ° in order to minimize the influence of crosstalk.

なお、上記直線移動と上記回転移動は同時に行ってもよいし、一方の終了の後、他方を行うようにしてもよい。   The linear movement and the rotational movement may be performed at the same time, or after one end, the other may be performed.

なお、上記実施例における、角度範囲、角度間隔、参照光入射角度の順番、多重数、光源波長およびＳＬＭやカメラデバイスの種類等は、上記実施例で用いた条件以外の種々の態様のものを採用することが可能である。また、位相共役再生においても上記実施例と同様の構成により実施することが可能である。   In addition, the angle range, the angle interval, the order of the reference light incident angle, the multiplexing number, the light source wavelength, the type of the SLM and the camera device, etc. in the above-mentioned embodiments are those in various aspects other than the conditions used in the above-described embodiments. It is possible to adopt. Also, phase conjugate reproduction can be performed with the same configuration as in the above embodiment.

１ レーザ光源
２ スペイシャルフィルタ
４ 半波長板
５ ミラー
６、７ 偏光ビームスプリッタ
８ ＳＬＭ（空間変調器）
９、２０ シャッタ
１０、１２、２３、２４ レンズ
１３ 開口
１４ ＣＣＤカメラ
１４ａ ＣＣＤ
２２ 回転器（回転移動手段）
１０１ ホログラム記録媒体
１０２ 回転軸（回転中心）
１０３ 回転移動手段
１０４ 直線移動手段
１０５ 記録／再生処理位置
１０６ 基準線
１０７ 所望の記録領域
１１０ 移動制御手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source 2 Spatial filter 4 Half wave plate 5 Mirror 6, 7 Polarization beam splitter 8 SLM (spatial modulator)
9, 20 Shutter 10, 12, 23, 24 Lens 13 Aperture 14 CCD camera 14a CCD
22 Rotator (Rotary moving means)
101 Hologram recording medium 102 Rotation axis (Rotation center)
103 Rotational Movement Unit 104 Linear Movement Unit 105 Recording / Reproduction Processing Position 106 Reference Line 107 Desired Recording Area 110 Movement Control Unit

Claims (8)

記録層を有する扁平状のホログラム記録媒体の記録／再生領域を記録／再生処理位置に移動せしめる記録媒体移動手段と、
該記録／再生処理位置において、一定方向からの光照射により前記ホログラム記録媒体の記録／再生領域に記録／再生処理を施す記録／再生処理手段と、を備え、
前記記録媒体移動手段が、前記ホログラム記録媒体を、該ホログラム記録媒体の回転軸を中心として回転せしめる記録媒体回転移動手段と、該記録媒体回転移動手段を支持するとともに前記記録／再生処理位置を該ホログラム記録媒体上で相対的に直線移動せしめる記録媒体直線移動手段と、からなる多重ホログラム記録／再生装置において、
前記ホログラム記録媒体の回転軸上の位置を通り、前記直線移動の方向に垂直となる線分を基準線としたとき該基準線で分けられる前記ホログラム記録媒体上の２つの領域の一方側から他方側に、前記記録媒体直線移動手段を用いて、該記録／再生処理位置が前記ホログラム記録媒体上で相対的に直線移動するように制御する移動制御手段を備えたことを特徴とする多重ホログラム記録／再生装置。 Recording medium moving means for moving a recording / reproducing area of a flat hologram recording medium having a recording layer to a recording / reproducing processing position;
Recording / reproduction processing means for performing recording / reproduction processing on a recording / reproduction area of the hologram recording medium by light irradiation from a certain direction at the recording / reproduction processing position;
The recording medium moving means supports the recording medium rotating / moving means and rotates the hologram recording medium about the rotation axis of the hologram recording medium, and supports the recording / reproducing processing position. In a multiplex hologram recording / reproducing apparatus comprising: a recording medium linear moving means that relatively linearly moves on a hologram recording medium;
When a line segment that passes through a position on the rotation axis of the hologram recording medium and is perpendicular to the direction of the linear movement is defined as a reference line, one side of the two areas on the hologram recording medium divided by the reference line A multiplex hologram recording comprising, on the side, movement control means for controlling the recording / reproducing processing position to move relatively linearly on the hologram recording medium using the recording medium linear movement means. / Playback device. 前記移動制御手段による制御は、前記記録／再生処理位置が前記回転軸上を通るように設定されていることを特徴とする請求項１記載の多重ホログラム記録／再生装置。   2. The multiple hologram recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the control by the movement control means is set so that the recording / reproducing processing position passes on the rotation axis. 前記移動制御手段による制御は、前記記録媒体直線移動手段を用い、前記ホログラム記録媒体上の所定の起点から、前記相対的な直線移動をなし、次に、前記記録媒体回転移動手段を用い、回転角ψが１８０度となる回転移動を行い、この後、前記記録媒体直線移動手段を用い、前記所定の起点に向けて前記相対的な直線移動をなす、一連の移動操作に係る制御であることを特徴とする請求項２記載の多重ホログラム記録／再生装置。   The movement control means uses the recording medium linear movement means to perform the relative linear movement from a predetermined starting point on the hologram recording medium, and then uses the recording medium rotational movement means to rotate. It is a control related to a series of moving operations in which the rotational movement is performed so that the angle ψ is 180 degrees, and then the relative linear movement is performed toward the predetermined starting point using the recording medium linear moving means. 3. The multiplex hologram recording / reproducing apparatus according to claim 2, wherein: 前記一連の移動操作がなされた後、ホログラム記録媒体の記録／再生領域の一部または全域に前記記録／再生処理が施されるように、前記記録媒体回転移動手段を用い、該起点から所定の角度だけ回転させる度に、前記一連の移動操作を行うことを特徴とする請求項３記載の多重ホログラム記録／再生装置。   After the series of moving operations, the recording medium rotating / moving means is used so that the recording / reproducing process is performed on a part or the whole of the recording / reproducing area of the hologram recording medium. 4. The multiplex hologram recording / reproducing apparatus according to claim 3, wherein the series of movement operations are performed each time the angle is rotated. 前記移動制御手段による制御は、前記記録媒体直線移動手段を用い、前記ホログラム記録媒体上の所定の起点から、前記相対的な直線移動をなし、次に、前記記録媒体回転移動手段を用い、回転角ψが所定の角度（−１８０度＜ψ＜１８０度）となる回転移動を行い、この後、前記直線移動と前記回転移動を交互に繰り返す、一連の移動操作による制御であることを特徴とする請求項２記載の多重ホログラム記録／再生装置。   The movement control means uses the recording medium linear movement means to perform the relative linear movement from a predetermined starting point on the hologram recording medium, and then uses the recording medium rotational movement means to rotate. The control is performed by a series of moving operations in which the rotational movement is performed so that the angle ψ becomes a predetermined angle (−180 degrees <ψ <180 degrees), and then the linear movement and the rotational movement are alternately repeated. The multiple hologram recording / reproducing apparatus according to claim 2. 請求項５記載の前記一連の移動操作がなされた後、前記記録媒体回転移動手段を用い、回転角ψが１８０度となる回転移動を行い、次に、前記記録媒体直線移動手段を用い、請求項５記載の前記一連の移動操作を行うことを特徴とする請求項５記載の多重ホログラム記録／再生装置。   After the series of moving operations according to claim 5, the recording medium rotating / moving means is used to perform a rotational movement with a rotation angle ψ of 180 degrees, and then the recording medium linear moving means is used. 6. The multiple hologram recording / reproducing apparatus according to claim 5, wherein the series of moving operations according to claim 5 are performed. 前記多重記録／再生が角度多重記録／再生であることを特徴とする請求項１から６のうちいずれか１項記載の多重ホログラム記録／再生装置。   7. The multiplex hologram recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the multiplex recording / reproducing is angle multiplex recording / reproducing. 扁平状のホログラム記録媒体を、該ホログラム記録媒体の回転軸を中心として回転移動せしめるとともに該ホログラム記録媒体を相対的に直線移動させ、記録／再生処理位置に対して一定方向からの光照射により、該記録／再生処理位置において、前記ホログラム記録媒体の所望の記録／再生領域に記録／再生処理を施す多重ホログラム記録／再生方法において、
前記所望の記録／再生領域に角度多重による前記記録／再生処理を施し、
次に、前記ホログラム記録媒体を該記録／再生処理位置に対し、前記回転軸を中心として１８０度に亘って回転移動せしめるとともに、前記回転軸上の位置を通過して前記所望の記録／再生領域に至るまで相対的に直線移動せしめ、
この後、該記録／再生領域に角度多重による前記記録／再生処理を再度施すことを特徴とする多重ホログラム記録／再生方法。
The flat hologram recording medium is rotated and moved around the rotation axis of the hologram recording medium, and the hologram recording medium is relatively linearly moved, and light irradiation from a certain direction with respect to the recording / reproducing processing position In a multiple hologram recording / reproducing method for performing a recording / reproducing process on a desired recording / reproducing area of the hologram recording medium at the recording / reproducing process position,
Subjecting the desired recording / reproducing area to the recording / reproducing process by angle multiplexing;
Next, the hologram recording medium is rotated with respect to the recording / reproduction processing position by 180 degrees about the rotation axis, and passes through the position on the rotation axis to produce the desired recording / reproduction area. Move relatively straight to the
Thereafter, the recording / reproducing process by angle multiplexing is again performed on the recording / reproducing area.
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