JP2003317493A - 光情報再生装置 - Google Patents
光情報再生装置Info
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- JP2003317493A JP2003317493A JP2002122552A JP2002122552A JP2003317493A JP 2003317493 A JP2003317493 A JP 2003317493A JP 2002122552 A JP2002122552 A JP 2002122552A JP 2002122552 A JP2002122552 A JP 2002122552A JP 2003317493 A JP2003317493 A JP 2003317493A
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
ズレに伴う位相ズレによる干渉ノイズを避ける。 【解決手段】 開口付きマスク5−4は、記録媒体5−
2と二次元受光素子5−5との間に配設されている。開
口付きマスク5−4は、六角形の互いに最遠の2頂点を
結ぶ直線を、導波光進行方向5−8に対して平行とし
た、正六角形の形状を有する複数の開口部5−6を有す
る。開口部5−6は、同じ記号を付与された開口部5−
6が同時に開くものとし、異なる記号を付与されている
開口部5−6は閉じている。開口部5−6を経由して二
次元受光素子5−5上に到達する回折像領域5−7は、
互いに重なることなく、かつ、二次元受光素子5−5面
を覆い尽くす六角形とし、その向きは、開口部5−6の
六角形とは直交させる。
Description
磁気カードやICカード等の様に持ち運びが容易な携帯
用メモリカードとして好適な光情報記録媒体、アナログ
式ででは、3次元立体画像を表示するホログラム情報の
保存に好適な光情報記録媒体に用いて好適な光情報再生
装置に関する。
凸を形成し、その微小凹凸によって導波光を回折させて
任意の波面を導波路外に取り出す技術を導波路ホログラ
フィと呼ぶ。また、目的の波面を作るように形成された
該導波路平面内の微小な凹凸の集合を導波路ホログラム
と呼ぶ。
ログラフィとに分類すると、導波路ホログラフィは、薄
膜ホログラフィに分類される。しかし、導波路ホログラ
ムが作り込まれた導波路を積層化した積層導波路ホログ
ラフィは、薄膜ホログラフィでありながら、三次元領域
を記録領域として使用できることから、大容量の光メモ
リ(特開平11−345419)や、立体動画表示パネ
ル(特開平2001−92339)としての応用が可能
である。
光メモリとしての応用を考えた場合、二次元光受光器の
サイズに伴う困難が存在する。現在、最も普及している
二次元光受光器は、CCD(電荷結合素子)パネルであ
るが、そのピクセルピッチは、小さくても5μmピッチ
程度であり、ピクセル密度は、26Mピクセル/inch2
程度である。一方、ホログラムが持つ情報量は、使用光
の波長λの逆二乗程度、すなわち、波長680nmにて
1/λ2=1.4Gビット/inch2程度あり、CCDパネ
ルのピクセル密度と大きな開きがある。
下させることなく、CCDパネルで再生するためには、
様々なテクニックが必要となる。例えば、単純に回折光
が面積的に広がりながらCCDパネル上で結像する方法
(特開平2001−210089)や、分散開口マスク
を用いる方法(特願2000−019108)等がそれ
である。
波長ズレに起因する再生像の歪みにある。汎用のメモリ
装置を実現するためには、個々の構成部品は安価でなけ
ればならないという宿命を負っており、それは光源も同
じである。光源として安価な半導体レーザを使用する
と、発振波長には固体差があるので、波長ズレに対する
許容度が厳しければ、それだけ半導体レーザの価格が高
くなり、市場競争力を失う結果となる。
は、回折光とホログラム面(すなわち導波路面)の法線
とのなす角度が大きいことに起因する。回折光が開口面
で集光し、ついで、二次元受光素子上で広がるためであ
る。
によって、空気中での波長λの導波光が導波光の進行方
向と導波路面の法線を含む面内とに回折される場合を考
える。回折光と導波路面の法線のなす角度が空気中にて
θであるとき、波長ズレδλによる回折角度θの変化δ
θは、
率である。θは、ホログラム面の法線軸上をθ=0と
し、導波光進行方向側を正にとっている。
の場合の、(sinθ−n)/cosθのグラフを示す
図である。−0.7≦θ≦0.7の範囲で、−1.1〜
−2.8の範囲にあることが分かる。これは、波長66
0nmで設計された媒体を、波長655nmで再生した
ときに、0.008ラジアン(0.47°)〜0.02
ラジアン(1.2°)回折角が導波光進行方向側にシフ
トすることを意味する。
折角度変化をもたらす場合には、再生像が導波光の進行
方向に平行にシフトするだけである。しかしながら、こ
こに示したように、(sinθ−n)/cosθの関数
であるから、使用している回折角の範囲が広い場合に
は、画像歪みや収差を生じることになる。
ム面の法線を含む面内に進む平面波回折光に限ったもの
であるが、任意の方向に回折する場合には、簡単な解析
解を示すことができない。ここで、図6は、矩形開口か
ら正方形の回折像を作るように設計し、設計値よりも短
波長で読み出す際に生じる画像歪みの特徴を示す模式図
である。図6(a)は設計波長で再生した場合、図6
(b)は設計波長よりも短波長で再生した場合を示す。
図示の黒塗り部分が開口部2−1,2−3であり、正方
形の再生像2−2が設計通り得られたものであり、再生
像2−4が短波長再生に起因する像歪みを誇張して示し
たものである。
再生像を用いてデジタルデータを得る際のデコード演算
に多大な負荷を課し、転送速度や容量、消費電力の観点
で大きな欠点となってくる。
もので、分散開口マスクを用いる方法に係り、回折像の
波長ズレに対する耐性を高めることができ、また、波長
ズレに伴う位相ズレによる干渉ノイズを避けることがで
きる光情報再生装置を提供することを目的とする。
るために、請求項1記載の発明では、単層もしくは積層
されたシングルモード平面型光導波路内に微細な凹凸に
よるホログラムが作り込まれ、該ホログラムから回折さ
れる光が輝点分布として二次元光受光器上で結像するよ
う作られた光情報記録媒体に対し、前記シングルモード
平面型光導波路と前記二次元受光器との間に、位置変更
機能を有する1個以上の開口部を有し、該開口部以外で
は該ホログラムからの回折光を遮蔽する機能を有するマ
スクが配置されている光情報再生装置において、前記開
口部の開口形状を六角形とし、かつ該六角形の頂点のう
ち、互いの距離が最も長い2頂点を結ぶ直線を、前記シ
ングルモード平面型光導波路内を進行する導波光の導波
方向と互いに平行としたことを特徴とする。
記載の光情報再生装置において、前記開ロ部の各々を通
過して前記二次元受光器面に到達する回折光により前記
二次元受光器面上で形成される回折光存在領域を、前記
開口部とは直交して配置した六角形としたことを特徴と
する。
または2記載の光情報再生装置において、前記開ロ部の
各々を通過して前記二次元受光器面に到達する回折光に
より前記二次元受光器面上で形成される回折光存在領域
の重心を、前記開口部の重心よりも、導波光進行方向に
ずらしたことを特徴とする。
とし、かつ該六角形の頂点のうち、互いの距離が最も長
い2頂点を結ぶ直線を、前記シングルモード平面型光導
波路内を進行する導波光の導波方向と互いに平行とし
た。したがって、回折像の波長ズレに対する耐性を高め
ることが可能となる。また、異なる開口からの回折光
が、二次元受光素子上で互いに重ならないようにするよ
うにしたので、波長ズレに伴う位相ズレによる干渉ノイ
ズを避けることが可能となる。
の形態を説明する。 A.第1実施形態 図1は、本発明の第1実施形態による光情報記録媒体の
構造を説明するための側面図および上面図である。図1
(a)は、全体構造を側面から見た図である。また、図
1(b)は上面図であり、開口部と二次元受光素子上の
回折像領域のみを示している。
報を記録された記録媒体であって積層導波路構造を有し
ている。5−3は、選択された導波層であり、5−4
は、本発明の主要構成部品である開口付きマスクであ
る。5−5は二次元受光素子である。記録媒体5−2の
厚みは、2mm、記録媒体5−2の最上面と二次元受光
素子5−5との距離を2mm、使用波長を660nmと
する。
る開口部である。該開口部5−6は、1辺の長さを0.
1mmとした正六角形の形状を有する。六角形の互いに
最遠の2頂点を結ぶ直線は、導波光進行方向5−8に対
して平行になっている。ここでは、12多重の実施形態
例を示す。個々の開口部5−6にA〜Lまでの12種類
の記号を付与してあり、同じ記号を付与された開口部5
−6が同時に開くものとする。例えば、白抜きで示し
た、記号Aを付与されている開口部5−6が開いている
ときには、他のB〜Lの記号を付与されている開口部5
−6は閉じている。このような開口位置制御を可能とす
るデバイスとしては、液晶シャッタを用いればよい。
形とした理由について説明する。本実施形態では、分散
開口マスクによる多重化を行なうという前提のもと、同
じ波長ズレに対して、極力像歪みを小さくするために、
分散開口マスクの開口形状、再生像形状および再生位置
を提案する。
き詰めて、平面を埋め尽くすことができる」という要件
を満たすことが必要である。この要件を満たす開口形状
は、三角形、四角形、六角形の3種類しかない。収差を
最小限にとどめるため、輝点を生成する波面は開口面上
において、できるだけコンパクトにまとまっている方が
よい。このため、六角形の形状を開口の形状として採用
する。その際、再生像の輝点間で、該輝点を生成する回
折角の平均値が、互いに最も小さくなるようにするため
に、六角形の頂点のうち互いに最も遠い2点を結ぶ直線
が、導波光の進行方向と平行な状態となるように選定さ
れる。
相ズレも伴うので、異なる開口部を経由した光が二次元
受光素子上で干渉して輝点を作るという構成は避けた方
が良い。したがって、個々の開口部が二次元受光素子上
で作る回折像は、互いに重ならないようにすることが望
ましい。ここで、同時に存在する個々の開口部からの再
生光が二次元受光素子内を埋め尽くすためには、やはり
再生光は三角形、四角形、六角形の3種類しかない。前
述したように、最も像歪みの顕著な部分は、図6(b)
に示すように、四角形の頂点付近であり、最も像歪みを
受けにくい再生像領域パターンは、図2に示すような六
角形である。但し、導波光進行方向に互いに平行な辺が
くるように配置されることが望ましい。図2において、
3−1は導波光進行方向、3−2は六角形開口部、3−
3は開口部3−2を通過して二次元受光素子面に到達す
る回折光領域を示す。
ーザ等の気体レーザや半導体励起固体レーザおよびその
高調波等の波長の定まったレーザ、半導体レーザでもD
FBレーザやDBRレーザおよびその高調波等の波長ズ
レの極めて小さなレーザならば、各開口部からの回折光
が二次元受光素子5−5上で互いに干渉しあって像を形
成するという構成も可能である。その方が、輝点が小さ
く絞れるので、高精細な再生像が得られる。
は、前述したように、各開口部からの回折光は二次元受
光素子5−5上で互いに重ならないようにすべきであ
る。5−7は、記号Aを付与されている開口部が開いて
いるときに、個々の開口部を経由して二次元受光素子5
−5上に到達する回折像領域を示している。ここでは、
六角形の回折光領域を用いており、個々の回折像領域は
互いに重なることなく、かつ、二次元受光素子5−5面
を覆い尽くすことができる。なお、六角形の向きは、開
口部の六角形とは直交している。これにより、図6
(b)で現れたような画像歪みが顕著な部分を用いるこ
とがない。
回折光領域を示す上面図である。なお、側面からの構造
は、図1(a)と同じであるので説明を省略する。図4
において、6−1は導波光の進行方向である。開口部6
−2は、一辺の長さが0.08mmの正六角形の形状を
有する。本第2実施形態では、開口部6−2には、A〜
Z,aの27種類の記号を付与してあり、27多重に対
応する。
光の進行方向側に傾くにつれ、波長ズレに対する回折角
度ズレは小さくなる傾向がある。したがって、図3に示
すように、回折光がホログラム面の法線よりも導波光進
行側にずれているように設計しておく方が、波長ズレに
対して耐性が高くなる。図3において、4−1は導波光
進行方向、4−2は六角形開口部、4−3は重心が導波
光進行方向にずれた回折像領域である。そこで、本第2
実施形態では、個々の開口部6−2に対応する回折光領
域6−3を、一辺が0.416mmの正六角形とし、開
口部6−2から導波方向に0.113mm重心をずらし
ている。
六角形の開口を用いること、および、回折光を導波光進
行方向にずらすようにしたので、回折像の波長ズレに対
する耐性を高めることができるという利点が得られる。
また、異なる開口からの回折光が、二次元受光素子上で
互いに重ならないようにするようにしたので、波長ズレ
に伴う位相ズレによる干渉ノイズを避けることができる
という利点が得られる。これらの利点により、光源であ
る半導体レーザの発振波長誤差の許容値が高くなり、光
源のコストを下げることができるという利点が得られ
る。
の構造を説明するための側面図および上面図である。
示す模式図である。
形再生像領域との関係を示す模式図である。
の構造を説明するための上面図である。
る回折角度変化量を示す概念図である。
形回折光領域を生成する場合の像歪みを説明するための
模式図である。
域 5−8 導波光進行方向 6−1 導波光進行方向 6−2 六角形開口領域 6−3 記号Aを付与された開口からの六角形再生像領
域
Claims (3)
- 【請求項1】 単層もしくは積層されたシングルモード
平面型光導波路内に微細な凹凸によるホログラムが作り
込まれ、該ホログラムから回折される光が輝点分布とし
て二次元光受光器上で結像するよう作られた光情報記録
媒体に対し、前記シングルモード平面型光導波路と前記
二次元受光器との間に、位置変更機能を有する1個以上
の開口部を有し、該開口部以外では該ホログラムからの
回折光を遮蔽する機能を有するマスクが配置されている
光情報再生装置において、前記開口部の開口形状を六角
形とし、かつ該六角形の頂点のうち、互いの距離が最も
長い2頂点を結ぶ直線を、前記シングルモード平面型光
導波路内を進行する導波光の導波方向と互いに平行とし
たことを特徴とする光情報再生装置。 - 【請求項2】 前記開ロ部の各々を通過して前記二次元
受光器面に到達する回折光により前記二次元受光器面上
で形成される回折光存在領域を、前記開口部とは直交し
て配置した六角形としたことを特徴とする請求項1記載
の光情報再生装置。 - 【請求項3】 前記開ロ部の各々を通過して前記二次元
受光器面に到達する回折光により前記二次元受光器面上
で形成される回折光存在領域の重心を、前記開口部の重
心よりも、導波光進行方向にずらしたことを特徴とする
請求項1または2記載の光情報再生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002122552A JP3977132B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 光情報再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002122552A JP3977132B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 光情報再生装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003317493A true JP2003317493A (ja) | 2003-11-07 |
JP3977132B2 JP3977132B2 (ja) | 2007-09-19 |
Family
ID=29538133
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002122552A Expired - Lifetime JP3977132B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-04-24 | 光情報再生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3977132B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006235109A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Fujitsu Ltd | 光記録媒体、情報記録方法、情報再生方法、情報記録再生装置 |
KR100627496B1 (ko) | 2004-06-30 | 2006-09-21 | 엘지전자 주식회사 | 재생장치 및 재생방법 |
-
2002
- 2002-04-24 JP JP2002122552A patent/JP3977132B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100627496B1 (ko) | 2004-06-30 | 2006-09-21 | 엘지전자 주식회사 | 재생장치 및 재생방법 |
JP2006235109A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Fujitsu Ltd | 光記録媒体、情報記録方法、情報再生方法、情報記録再生装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3977132B2 (ja) | 2007-09-19 |
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