JP4821216B2 - ホログラム再生方法 - Google Patents

Description

本発明は、情報レーザ光と記録用参照レーザ光とを照射してデータの記録を行ったホログラム記録媒体を再生するためのホログラム再生方法に関する。

従来より、光ディスクなどの記録媒体にビットまたは記録マークを形成することでデータを記録し、記録したビットまたは記録マークにレーザ光を照射してデータの再生を行うことが行われている。形成されるビットまたは記録マークの大きさは、１つの記録媒体に記録するデータの容量を大きくするため年を経るとともに小さくなってきているが、この方式では記録するデータの容量には限界がある。そこでさらに記録するデータの容量を大きくするため、ホログラム記録媒体へ多重記録を行う研究が進められている。

ホログラム記録媒体へ多重記録を行う方法としては、２光束干渉法がある。この２光束干渉法によるホログラム記録再生装置を説明すると、データの記録は、空間的に情報が変調された情報レーザ光と、参照レーザ光（特に情報が変調されていない光）とを異なる角度でホログラム記録媒体に同時に照射して、情報レーザ光と参照レーザ光が干渉して光強度が強め合った部分に光学変化を形成することによって行われる。この光学変化は、記録すべきデータに対応した干渉パターンとして、記録媒体中に三次元的に記録する。再生は、参照レーザ光のみを記録媒体に照射して記録媒体中に記録した干渉パターンに応じて回折された光を利用して行う。このような従来のホログラム記録再生装置としては、例えば、特許文献１に示すものがある。
特開２００４−６９７７１号公報

しかしながら、従来のホログラム記録再生装置では、記録したデータに対する再生したデータの再現性を向上させることができないという問題点がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、記録したデータに対する再生したデータの再現性を向上させることができるホログラム再生方法を提供することにある。

請求項１記載のホログラム再生方法は、記録用参照レーザ光と等しい光路で再生用参照レーザ光をホログラム記録媒体に照射すると共に、再生用参照レーザ光のレーザ光断面径を記録用参照レーザ光のレーザ光断面径より小さくしてホログラム記録媒体に記録したデータを再生することを特徴とする。

請求項２記載のホログラム再生方法は、再生用参照レーザ光のレーザ光断面径を変えながらホログラム記録媒体に記録したデータを再生することを特徴とする。

請求項３記載のホログラム再生方法は、再生用参照レーザ光をホログラム記録媒体に照射する照射角度に応じて再生用参照レーザ光のレーザ光断面径を変えてホログラム記録媒体に記録したデータを再生することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、再生用参照レーザ光のレーザ光断面径を記録用参照レーザ光のレーザ光断面径より小さくすることにより、記録したデータに対する再生したデータの再現性を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、再生用参照レーザ光のレーザ光断面径を可変できることから、記録したデータに対する再生したデータの再現性を測定して、より適切なレーザ光断面径に設定することが可能となる。

請求項３の発明によれば、再生用参照レーザ光をホログラム記録媒体に照射する照射角度に応じて再生用参照レーザ光のレーザ光断面径を変えることから、再生用参照レーザ光のレーザ光断面径を照射角度ごとに最適な値に設定することができ、記録したデータに対する再生したデータの再現性をより一層向上させることができる。

以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。本発明の形態におけるホログラム再生装置は、２光束干渉法を用いてホログラム記録媒体に多重記録したデータを読み出すためのものである。尚、本実施例では、記録機能も有するホログラム記録再生装置を用いて、本発明の内容を説明する。

図１は、本発明に係るホログラム記録再生装置の実施例を示す構成図である。図２は、同ホログラム記録再生装置の動作を示す説明図である。本実施例のホログラム記録再生装置１は、レーザ光源１０、各種光学系素子１２〜２８、穴径可変遮光板３２、レーザ駆動回路５２、開閉制御回路５４、記録用信号生成回路５６、回転制御回路５８、再生用データ生成回路６０、穴径制御回路６２、角度制御回路６４、位置制御回路６６、コントローラ１００、入力装置１０２、表示装置１０４等から構成されている。

コントローラ１００は、ホログラム記録再生装置１の全体の制御を行うもので、データを入力するための入力装置１０２及び、再生したデータや各種設定を表示する表示装置１０４が接続されている。そして、後述するレーザ駆動回路５２、開閉制御回路５４、記録用信号生成回路５６、回転制御回路５８、再生用データ生成回路６０、穴径制御回路６２、角度制御回路６４、位置制御回路６６等が接続され、それらの制御を行うことで全体の制御が行われる。

次に、本実施例のホログラム記録再生装置１の詳細な構成及び動作を説明する。最初にホログラム記録媒体５へ記録をする場合について説明する。まず、レーザ駆動回路５２で制御されたレーザ光源１０からレーザ光が発せられ、このレーザ光はレンズ１２を介してビームスプリッタ１４に到達し、ビームスプリッタ１４で２つの光に分割される（図１下方向と図１左方向）。分割されたレーザ光の一方（図１下方向）が情報レーザ光Ｂ１で、他方（図１左方向）が、記録用参照レーザ光である。

情報レーザ光Ｂ１は、情報レーザ光Ｂ１を遮るか否かの制御を開閉制御回路５４で制御されたシャッタ１６を経由し（記録の場合は、シャッタ１６は開放）、ビームエキスパンダ１８でレーザ光断面径が拡大されてレンズ２０を介して、空間光変換器２２に照射される。この空間光変換器２２は、透過型のＴＦＴ液晶表示装置のパネル等で構成され、記録用信号生成回路５６で記録するデータが変換された表示用データを電気信号として受け取り、平面上に明暗のドットパターンを形成する。情報レーザ光Ｂ１は、空間光変換器２２を透過すると光変調されて、テータ成分を含むレーザ光になる。データ成分を含んだ情報レーザ光Ｂ１は、空間光変換器２２から焦点距離ｆの位置にあるフーリエ変換レンズ２４を通過して、データ成分がフーリエ変換されて、ホログラム記録媒体５の記録層７に集光される。

一方、ビームスプリッタ１４で分割された記録用参照レーザ光は、ミラー３０，３４によってホログラム記録媒体５に導かれる。ホログラム記録媒体５に照射される記録用参照レーザ光は、情報レーザ光Ｂ１とは異なる角度でホログラム記録媒体５に照射され、情報レーザ光Ｂ１の光路とホログラム記録媒体５の内部で交差して光干渉パターンを形成し、データは屈折率の変化として記録する。すなわち、コヒーレントな平行光で照射された表示用データからの回折光をフーリエ変換レンズ２４で結像し、その焦点面すなわちフーリエ面上の分布に直してフーリエ変換の結果の分布をコヒーレントな記録用参照レーザ光と干渉させてその干渉縞を焦点近傍のホログラム記録媒体５に記憶する。尚、最初の記録が終了したら、ミラー３４を角度制御回路３４や位置制御回路６５で所定量回転させたり、所定量移動させたりし、記録用参照レーザ光の入射角度を変化させる。また、回転制御回路５８でホログラム記録媒体５の載置されているテーブル４０をモータ４２を介して所定量移動させ、ホログラム記録媒体５に対する情報レーザ光Ｂ１の照射位置や照射方向を変えたりし、次の記録を上述と同じ手順で行う。このように、逐次記録を行うことにより角度多重記録を行う。

次に、データが予め記憶されているホログラム記録媒体５から、データを再生する場合を説明する。まず、図１の穴径制御回路６２は、コントローラ１００から入力した穴径に相当する信号を受け、穴径可変遮光板３２に穴径を可変させる駆動信号を送る。コントローラ１００から信号が入力されないときは駆動信号は送られないが、このとき穴径可変遮光板３２の穴径は最大になっている．穴径可変遮光板３２は、アイリスのような構造で穴径制御回路６２から入力された駆動信号により穴径を変化させる。コントローラ１００は、データ再生時においては入力装置１０２から入力された穴径か予め記憶されている穴径により穴径制御回路６２に対し信号を出力する。

ホログラム記録媒体５に記録したデータの再生時には、逆フーリエ変換を行い表示用データを再生し、復号して再生用データとすることになる。具体的には、シャッタ１６によって情報レーザ光Ｂ１を遮断して、再生用参照レーザ光Ｂ２のみをホログラム記録媒体５へ照射する。再生時には、記録用参照レーザ光と同じ入射角度になるように、ミラー３４の位置と角度を変化させる。再生用参照レーザ光Ｂ２が照射されたホログラム記録媒体５の反対側には、ホログラム記録媒体５に記録した光干渉パターンを再現した再生光が現れる。この再生光を逆フーリエ変換レンズ２６により逆フーリエ変換すると、空間光変換器２２の表示用データを再現することができる。

この表示用データをフォトセンサ２８によって受光して、電気的なデジタルデータ信号に再変換した後、再生用データ生成回路６０で復号すると、元のデータが再生される。この再生の段階で、ホログラム記録媒体５に記録したデータを、入力装置１０２から穴径可変遮光板３２の穴径を何段階かに設定して再生を行い、データに対する再生したデータの再現性を測定し、最適な穴径をコントローラ１００内に記憶させる。この記憶は、再生用参照レーザ光Ｂ２の入射角度（ミラー３４の回転角度）ごとに設定するとよい。穴径が記憶された後は、コントローラ１００はデータ再生においては、参照レーザ光Ｂ２の入射角度（ミラー３４の回転角度）ごとに記憶された穴径に相当する信号を穴径制御回路６２に対して出力し、穴径可変遮光板３２の穴径を設定する。尚、再生用参照レーザ光Ｂ２のレーザ光断面径を記録用参照レーザ光のレーザ光断面径より小さくすると、再現性をよくすることができる。

尚、再生用参照レーザ光Ｂ２のレーザ光断面径を記録用参照レーザ光のレーザ光断面径より小さくすると、再現性をよくすることができる原因は次のように考えることができる。図２に示すように、ホログラム記録媒体５にデータを記録するのは、斜線で示した記録エリア７ａの部分である。記録エリア７ａに照射される記録用参照レーザ光のレーザ光断面径は、記録する部分より大きい。再生用参照レーザ光のレーザ光断面径が記録用参照レーザ光のビーム経と同じだとすると、再生用参照レーザ光には記録エリア７ａ以外にも再生用参照レーザ光が照射していることになる。この記録エリア以外に照射された光が散乱してフォトセンサ２８に入射することで、再生した表示用データにノイズが入り、記録したデータとは異なったデータとなる箇所が存在するようになる。従って、再生用参照レーザ光Ｂ２のレーザ光断面径を小さくすることで記録エリア７ａと同程度のビーム経とすれば、ノイズが入ることがなくなり再現性を良くすることができる。

以上のように、本実施例のホログラム記録再生装置１によれば、再生用参照レーザ光Ｂ２のレーザ光断面径を記録用参照レーザ光のレーザ光断面径より小さくすることにより、記録したデータに対する再生したデータの再現性を向上させることができる。

また、再生用参照レーザ光Ｂ２のレーザ光断面径を可変できることから、記録したデータに対する再生したデータの再現性を測定して、より適切なレーザ光断面径に設定することが可能となる。

さらに、再生用参照レーザ光Ｂ２をホログラム記録媒体５に照射する照射角度に応じて再生用参照レーザ光Ｂ２のレーザ光断面径を変えることから、再生用参照レーザ光Ｂ２のレーザ光断面径を照射角度ごとに最適な値に設定することができ、記録したデータに対する再生したデータの再現性をより一層向上させることができる。

以上のように、本発明によれば、記録したデータに対する再生したデータの再現性を向上させることができるホログラム再生方法を提供できる。

本発明に係るホログラム記録再生装置の実施例を示す構成図である。 同ホログラム記録再生装置の動作を示す説明図である。

符号の説明

１・・・・・ホログラム記録再生装置
５・・・・・ホログラム記録媒体
１０・・・・レーザ光源
１４・・・・ビームスプリッタ
１６・・・・シャッタ
１８・・・・ビームエキスパンダ
２２・・・・空間光変換器
２４・・・・フーリエ変換レンズ
２６・・・・逆フーリエ変換レンズ
２８・・・・フォトセンサ
３２・・・・穴径可変遮光板
３４・・・・ミラー
５２・・・・レーザ駆動回路
５４・・・・開閉制御回路
５６・・・・記録用信号生成回路
５８・・・・回転制御回路
６０・・・・再生用データ生成回路
６２・・・・穴径制御回路
６４・・・・角度制御回路
６６・・・・位置制御回路
１００・・・コントローラ

Claims (3)

1. ホログラム記録媒体にデータを記録するとき、該データに相当する情報を含んだ情報レーザ光を該ホログラム記録媒体に照射すると共に、該情報レーザ光とは異なった角度で記録用参照レーザ光を該ホログラム記録媒体に照射して該データを記録した該ホログラム記録媒体を再生するホログラム再生方法において、
   該記録用参照レーザ光と等しい光路で再生用参照レーザ光を該ホログラム記録媒体に照射すると共に、該再生用参照レーザ光のレーザ光断面径を該記録用参照レーザ光のレーザ光断面径より小さくして該ホログラム記録媒体に記録した該データを再生することを特徴とするホログラム再生方法。
2. 前記再生用参照レーザ光のレーザ光断面径を変えながら前記ホログラム記録媒体に記録した前記データを再生することを特徴とする請求項１記載のホログラム再生方法。
3. 前記再生用参照レーザ光を前記ホログラム記録媒体に照射する照射角度に応じて該再生用参照レーザ光のレーザ光断面径を変えて該ホログラム記録媒体に記録した前記データを再生することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のホログラム再生方法。

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