JP2004271884A - 光メモリ記録媒体および光メモリ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の光メモリ装置の光メモリ記録媒体に、予め専用の装置にてページ毎にキャリブレーションマークとページマークを書込ませておくので、光メモリ装置にて、この再生画像が受光素子の指定位置に合致するように光学的な調整を行いながら記録再生を行うと、装置間での整合性が可能となり、かつ、全てのページに位置合わせ情報があるため、連続して位置調整が可能となり位置調整時間を少なくすることができ応答性を高めることができ、光波の干渉パターンを記録する光メモリ装置において、読取りや書込み時の位置合わせを簡単かつ高速化できる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラフィックメモリを利用する光メモリ記録媒体とそれを利用した光メモリ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ装置の記録媒体として、主にフロッピー(R)ディスク、ハードディスク(磁気ディスク)等が使用されている。近年、これらの記録媒体に加え、CD−ROM、MOD(Magnetro−optical Disk)、DVD(Digital Versatile Disk)等の各種記録媒体が使用されるようになり、その他の記録媒体の研究開発も盛んに行われている。また、ハードディスクの低価格化により、メモリコストの低減に拍車がかかり、現在ではメモリコストは記憶容量1Gバイト当たり約500〜1000円といわれているが、さらに低価格化が促進され、次世代のDVDでは1Gバイト当たり数百円程度になると予測されている。
【0003】
さらに近年、DVDに続く次世代メモリ素子として有望視されている体積型のホログラフィックメモリは、今後のCPUの高速化、データ容量の大容量化、アクセス速度の高速化等、諸特性の向上とともに、1Gバイト当たり50〜100円程度の低価格化も実現可能とされている。
【0004】
以下に、ホログラフィックメモリを用いた光メモリ装置の概要を、図面を参照しながら説明する。図8は従来の光メモリ記録媒体を用いた光メモリ装置の構成を示す模式図である。
【0005】
図8において、60は従来の光メモリ装置である。61はエンコーダで記録すべきデジタルデータを、平面上に明暗のドットパターン画像、例えば縦480ビット×横640ビットのデータ配列に並べ替えて単位ページ系列データとして生成する。2は単位ページに対応する例えば縦480ピクセル×横640ピクセルの変調処理単位を有する透過型のTFT液晶表示装置(LCD)パネル等の空間光変調器(SLM:Spatial Light Modulator)、3aはフーリエ変換レンズ、100はFe等が添加されたニオブ酸リチウム単結晶等で形成され、デジタルデータが記録される体積型のホログラフィックメモリ、3bはフーリエ変換レンズ、4はCCD(Charge Coupled Device)やCMOS等のセンサで構成され、空間光変調器2の画素数と同等以上の画素を備え、入射光の明暗を電気信号の強弱に変換し入射光の輝度に応じたレベルを有するアナログ電気信号を生成する2次元光検出器である受光素子、62は受光素子4で生成されたアナログ信号を所定の振幅値(スライスレベル)と比較し対応する“1”及び“0”のデータを再生するデコーダである。
【0006】
以上のように構成された光メモリ装置について、以下その動作を説明する。
【0007】
記録時においては、空間光変調器2は、照射された光ビームをエンコーダ61により生成された単位ページ系列データを、空間的な光のオンオフ信号に光変調し、変調されたシグナルビームすなわち記録信号光をフーリエ変換レンズ3aへ導く。より詳しくは、空間光変調器2は電気信号である単位ページ系列データの論理値“1”に応答してシグナルビームを通過させ、論理値“0”に応答してシグナルビームを遮断する。このような操作を行うことにより、単位ページデータにおける各ビット内容に従った電気−光学変換が達成され、単位ページ系列の記録信号光としての変調されたシグナルビームが生成される。
【0008】
空間光変調器2で生成された記録信号光は、フーリエ変換レンズ3aを介してホログラフィックメモリ100に入射する。ホログラフィックメモリ100には、記録信号光の他に、記録信号光のビームの光軸に直交する所定の基準線から入射角度βをもって記録参照光が入射する。記録信号光と記録参照光とは、ホログラフィックメモリ100内で干渉し、この干渉縞がホログラフィックメモリ100内に屈折率格子すなわちホログラムとして記憶されることにより、データの記録が行われる。また、入射角βを変えて記録参照光を入射させて複数の2次元平面データを角度多重記録することにより、3次元データ記録が可能となる。
【0009】
次に、記録されたデータをホログラフィックメモリ100から再生する場合には、信号光ビーム及び参照光ビームの交差する領域の中心に向け記録時と同じ入射角βで再生参照光のみをホログラフィックメモリ100に入射させる。即ち、記録時とは異なり、信号光は入射させない。これにより、ホログラフィックメモリ100内に記録されている干渉縞からの回折光がフーリエ変換レンズ3bを通して2次元光検出器である受光素子4へ導かれる。受光素子4は、入射光(再生信号光)の明暗を電気信号の強弱に変換して、入射光(再生信号光)の輝度に応じたレベルを有するアナログ電気信号をデコーダ62へ出力する。デコーダ62は、このアナログ電気信号を所定の振幅値(スライスレベル)と比較し、対応する“1”及び“0”のデータを再生する。
【0010】
以上のようにホログラフィックメモリを備えた光メモリ装置においては、2次元の平面データ系列で記録を行い、記録参照光の入射角βを変えることにより角度多重記録を行うことができる。即ち、記録参照光の入射角βを変化させることにより記録単位である2次元平面(ページ)をホログラフィックメモリ内に複数記録することができ、その結果、3次元記録が可能となる。
【0011】
このような記録方法が、(特許文献1,2)および(非特許文献1)に記載されている。
【0012】
【特許文献1】
特開2000−284671号公報
【特許文献2】
特開2001−118254号公報
【非特許文献1】
「D.Psaltis,M.Levene,A.Pu,G.Barbastathis and K.Curtis;Opt.Lett.20(1995)782」
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
【0014】
ホログラフィックメモリが交換可能に形成されている場合、一つの光メモリ装置によって情報が記録されたホログラフィックメモリを他の光メモリ装置に装着して情報を再生する際には、ホログラフィックメモリに入射された記録時の参照光と同じ波長・偏向による光を、同じ照射位置と照射角度で再生参照光としてホログラフィックメモリへ照射する必要があり、さらにホログラフィックメモリから出力される再生信号光(再生画像)に対して記録時と等価な光学経路になるような位置にフーリエ変換レンズや受光素子を3次元的に精密に合わせる必要がある。これは、装置間で生じる誤差を小さくするためである。このような装置に使用される記録媒体には、製造ばらつきが小さくて精度が高く、さらに安定した温度特性を有するとともに経時変化の小さな、信頼性の高い、特殊な部品を使用しなければならず、製造コストが著しく高価になるという課題を有していた。
【0015】
また、装置間で生じる誤差を補正するために、精密な調整機構を要し、さらにその調整機構を用いて何度も繰り返し調整して高精度化を実現していたので、望むページの情報を取り出す際の応答性が著しく遅いという課題を有していた。
【0016】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、記録媒体に設けた情報により光学的な位置調整を行うと同時に、角度多重で記録された情報のページを識別できるので、調整時間を少なくすることで応答性を高めることができ、また、精度や安定性が著しく高い特殊な部品や精密な調整機構を使用しなくてもよく、光メモリ装置の製造コストを低下させることができるとともに汎用性に優れ、さらに信頼性に優れる光メモリ記録媒体および光メモリ装置を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
本発明の光メモリ装置は、記録すべき情報に基づきコヒーレントな信号光ビームを記録信号光に変調し記録画像を生成する空間光変調器(SLM)と、前記記録信号光とコヒーレントな記録参照光とが入射されて情報が記録される記録媒体(ホログラフィックメモリ)と、この記録媒体に再生参照光が入射されて発生する再生信号光を受光する受光素子と、記録媒体に対して上記構成部品の光学的な位置を制御する調整手段を備えた光メモリ装置であって、前記記録媒体には精度の高い基準となる装置により、予め位置調整を行うためのキャリブレーションマーク及びページを識別するためのページマークを記録させている。また、上記受光素子には、ページマークの検出回路を有している。
【0018】
この構成により、光学的な位置調整を常時行いながら、ページを認識でき応答性を高めることができる。また、精度や安定性が著しく高い特殊な部品を使用しなくても調整可能であり、製造コストを低下させることができるとともに汎用性に優れ、さらに信頼性に優れる光メモリ装置を実現することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の光メモリ記録媒体は、コヒーレントな記録信号光とコヒーレントな記録参照光とを入射して2次元情報をページ毎に記録し、再生参照光を入射して再生信号光を取り出し、再生信号光を受光する光メモリ装置に用いられる光メモリ記録媒体において、光メモリ記録媒体は、ホログラフィックメモリの中に予め位置合わせのための特殊情報をページ毎に記録されていることを特徴とする光メモリ記録媒体としたものである。所定の再生参照光を照射すると、媒体と再生参照光の照射角度と位置によって、記録・再生時の位置基準となるキャリブレーションマーク(位置合わせ用マーク)とページを把握するためのページマーク(ページ識別用マーク)等の特殊情報が再生できるように、特殊画像(特殊情報)を全てのページへ、ページ毎に記録している。
【0020】
この媒体により、以下のような作用が得られる。
【0021】
光メモリ記録媒体に予めキャリブレーションマークを記録させているので、光メモリ装置にて、この再生画像が受光素子の指定位置に合致するように光学的な調整を行いながら記録再生を行うと、装置間での整合性が可能となり、かつ、全てのページに位置合わせ情報があるため、連続して位置調整が可能となり位置調整時間を少なくすることができ応答性を高めることができる。
【0022】
請求項2に記載の発明は、ホログラフィックメモリ中に予め記録される位置合わせのための特殊情報は、位置合わせ用マークと、その位置合わせマークの周辺に設けられたページ識別用マークとを情報として備え、かつ、隣接するページのマークは、2画素以上の差を有するように画像を形成していることを特徴とする光メモリ記録媒体としたものである。
【0023】
この構成により、請求項1で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
【0024】
位置合わせ情報の検知と同時にページ認識が可能であるため、高速なページ検索ができる。
【0025】
また、位置合わせ情報とページ情報を一緒に配置させているので、受光素子内に認識のための専用の画素とその処理領域を集約して構成できる。また、マークをページ画像の外縁部に配置することで、書込み時にこれらの特殊画像を劣化させないように、記録媒体への記録光照射について光学的にマスクすることが簡便にできる。
【0026】
また、隣接するページ情報について、2画素以上の差があるため、ページ情報の信頼性が向上し、かつ、ページ認識の高速なデコードと正しい識別ができる。
【0027】
請求項3に記載の発明は、ホログラフィックメモリ中に予め記録されるページ識別用マークは、ページ番号を構成するマークの画像パターンを特定の順番で変化させたものであることを特徴とする請求項2に記載の光メモリ記録媒体としたものである。
【0028】
この構成により、以下のような作用が得られる。
【0029】
隣接するページ情報から得られるページ番号が推定できるので、前後のページ情報を参考にすることで、特定したページ情報の信頼性が向上できる。
【0030】
請求項4に記載の発明は、ページ毎に特殊情報を有する請求項1至3に記載の光メモリ記録媒体と、記録すべき情報に基づきコヒーレントな信号光ビームを記録信号光に変調し記録画像を生成する空間光変調器と、記録信号光とコヒーレントな記録参照光とが入射されて情報が記録される光メモリ媒体に再生参照光を入射して取り出される再生信号光を受光する受光素子と、を備えていることを特徴とする光メモリ装置としたものである。
【0031】
高精度な装置にて予めキャリブレーションマークを記録させた光メモリ記録媒体を用いているので、光メモリ装置で、この再生画像が受光素子の指定位置に合致するように光学的な調整を行いながら記録再生を行うと、装置間での整合性が可能となり、かつ、全てのページに位置合わせ情報があるため、連続して位置調整が可能となり位置調整時間を少なくすることができ応答性を高めることができる。
【0032】
請求項5に記載の発明は、空間光変調器は、光メモリ記録媒体へのデータ書込み時に位置合わせ用マークを書込む機能を備えていることを特徴とする請求項4に記載の光メモリ装置としたものであり、書込みデータ中にも位置合わせ用マークをもたせるため、読取りがより高速で信頼性の高い光メモリ装置を実現できる。
【0033】
請求項6に記載の発明は、再生信号光を受光する受光素子内には、位置合わせのための特殊情報であるページ識別用マークの情報をデコードする検出手段を備え、その検出手段による検出結果に基づいて光メモリ記録媒体と、記録参照光または記録信号光との光学的な位置制御を行う位置調整手段を備えていることを特徴とする請求項4または5に記載の光メモリ装置としたものである。
【0034】
この構成により、さらに高速な位置調整による応答性の向上ができる。
【0035】
請求項7に記載の発明は、空間光変調器は、光メモリ記録媒体の位置合わせのための特殊情報が配置された非データ領域を避けて記録画像を記録する機能を有していることを特徴とする請求項4から6のいずれかの項に記載の光メモリ装置としたものである。
【0036】
この構成により、さらに書込み時の特殊画像情報への上書きにより発生する信頼性低下を防止できる。
【0037】
請求項8に記載の発明は、光メモリ記録媒体が、交換可能に設けられていることを特徴とする請求項4から7のいずれかの項に記載の光メモリ装置としたものである。
【0038】
この構成により、配布媒体の読出しや記録媒体の交換が可能となる。
【0039】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【0040】
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における光メモリ記録媒体を用いた光メモリ装置の構成を示す模式図である。
【0041】
図1において、10は光メモリ装置、30はNd:YAGレーザ等のレーザ、31はレーザ30から発射されたレーザービームが入射されて第2高調波を発生するSHG(2nd Harmonic Generator)である。SHG31はレーザービームが通過したときに一定の効率で波長が1/2に変換された短波長コヒーレント光(光ビーム)を発生する。32はSHG31で発生したレーザービームの1/2波長の短波長コヒーレント光(光ビーム)だけを通過させる波長選択フィルタ、33は光ビームを直進する信号光用ビームLb1と偏向する記録参照光ビームLb2との2つに分け各々を信号光ビーム光路及び記録参照光ビーム光路に導くビームスプリッタ、34aと34bはコントローラ(図示しない)で制御され信号光ビームと記録再生光ビームの各光路を独立に開閉するシャッタで、35は信号光ビームを所定径の平行光に拡大するビームエキスパンダ、2は透過型のLCD等で形成された空間光変調器である。空間光変調器2はエンコーダ(図示しない)から供給されるディジタル記録データ(記録すべき情報)に基づいて、ビームエキスパンダ35からの信号光ビームを変調し記録信号光に変換する。ここで、本実施の形態においては、空間光変調器2は縦480×横640ピクセルの複数の画素を有している。
【0042】
3aはフーリエ変換レンズで、空間光変調器2で変調されて生成された記録信号光をフーリエ変換し光メモリ記録媒体1に集光する。1は体積型のホログラフィックメモリ中に予め位置合わせのための特殊情報をページ毎に記録した光メモリ記録媒体で、光メモリ記録媒体1には、フーリエ変換レンズ3aで記録信号光がフーリエ変換され集光されたフーリエ変換像が結像される。ここで、本実施の形態においては、光メモリ記録媒体1は長方体形状のニオブ酸リチウム単結晶等のフォトリフラクティブ材料の単結晶体を主体とし、その光学結晶軸と光メモリ記録媒体1の回転対称軸とが平行になるように形成されている。また、光メモリ記録媒体1の回転対称軸が、フーリエ変換像が結像されるフーリエ面と平行になるような位置に配置されている。
【0043】
36,37は記録参照光ビーム光路に配設され記録参照光を反射させて光メモリ記録媒体1へ入射させるミラーである。ミラー36,37によって光メモリ記録媒体1へ入射した記録参照光は、光メモリ記録媒体1の内部でフーリエ変換レンズ3aからの記録信号光と交差して干渉し3次元の干渉縞を生成する。ここで、本実施の形態においては、記録参照光と記録信号光がフーリエ面上ではなく、フーリエ面の手前又は奥で干渉するようにミラー37やフーリエ変換レンズ3a等の光学系が配置されている。また、信号光ビーム光路及び記録参照光ビーム光路は、光メモリ記録媒体1の回転対称軸と垂直となる法線を有する平面内に配置されている。
【0044】
51は移動手段で、51aは光メモリ記録媒体1の端部に配設され、光メモリ記録媒体を、その光学結晶軸方向(図1に示す矢印A方向)に所定ピッチで移動させる軸方向移動手段、51bは光メモリ記録媒体1を、その光学結晶軸を中心とする回転方向(図1に示す矢印B方向)に所定ピッチで回転させる回転テーブル等の回転方向移動手段である。軸方向移動手段51a、回転方向移動手段51bはコントローラ(図示しない)により制御されるステッピングモータやピエゾアクチュエータ等の駆動部(図示しない)によって、光メモリ記録媒体1を軸方向及び回転方向に移動できるようになっている。
【0045】
3bは再生時に光メモリ記録媒体1に記録されている干渉縞から得られた回折光(再生信号光)を逆フーリエ変換するフーリエ変換レンズ、41は空間光変調器2の縦方向及び/又は横方向画素数の各々1〜数倍の画素を有し、入射された再生信号光の明暗を電気信号の強弱に変換し再生信号光の輝度(受光レベル)に応じた値をアナログ電気信号あるいはディジタルに変換したデータとしてデコーダ(図示しない)へ出力するためにCCDやCMOS等で構成された受光素子、42はフーリエ変換レンズ3b及び受光素子41を再生信号ビーム光路の光軸のz方向(図1に示す矢印Cの方向)に移動させ光メモリ記録媒体1との距離を調整するとともに、受光素子41の受光面を再生信号光ビーム光路の光軸のz方向並びにメリジオナル平面(yz平面)及びサジタル平面(xz平面)にそれぞれ含まれる当該光路の光軸に垂直な2つのx及びy方向に平行移動させ、さらに当該光路の光軸周り及び2つのx及びy方向の周りにそれぞれ回転移動させることができる検出位置調整手段である。検出位置調整手段42は、受光素子41が検出した位置情報画像に対応する信号に応じてステッピングモータやピエゾアクチュエータ等の駆動部(図示しない)を用いて受光素子41やフーリエ変換レンズ3b等の位置調整を行っている。43は受光素子41内の規定位置に配置されたキャリブレーションマーク認識領域における受光データから画素ブロック検出値の2値化処理を行い、マークを認識した結果に基づいて検出位置調整手段42を駆動するための制御信号を生成する制御部である。
【0046】
次に、以上のように構成された実施の形態1における光メモリ装置の記録媒体について説明する。
【0047】
上記光メモリ記録媒体1は、記録媒体1aとこれを保持する(図示しない)媒体ホルダーで構成される。
【0048】
ここで、図2は、本発明の実施の形態1における光メモリ記録媒体の構成を示す模式図であり、記録媒体1aを模式的に示している。光メモリ記録媒体1は、軸方向移動手段51aと回転方向移動手段51bに接続され、レーザ光ビームに対して位置を可動できる。
【0049】
記録媒体1a上の領域1f(1)はホログラム記録される第一の場所を意味する。以下これらの記録領域をフレームと呼ぶ。このフレームは、記録媒体1a上に間隔を空けて異なる位置にn個ある(この任意のフレームは、1f(n)と記述する。)。
【0050】
図2では、記録媒体中央で1列にフレームを配列した構成の例を示す。角度多重を行うために、光メモリ記録媒体1の中心軸1cに対して、回転方向移動手段51aにて、回転させる。1フレームには、角度多重によりm個のページ分のデータが記録可能である。例えば、±10°の回転範囲内を、0.1°単位で角度多重記録すれば、1フレームに200ページのデータを記録できる。
【0051】
図3は、本発明の実施の形態1における光メモリ記録媒体のページ画像の構成を示す模式図であり、1ページのデータにおける情報の構成を示し、中央の矩形領域がデータ書込み領域1pdとして配置され、その周辺(以下、非データ領域と呼ぶ)に位置合わせ用のキャリブレーションマーク1pcとページアドレス識別用のページマーク1pmが配置されている。
【0052】
キャリブレーションマーク1pcとページマーク1pmは、規格に対して高い精度を保持して記録できるような専用の光メモリ記録装置を用いて、記録媒体の製造メーカーで、予めホログラム記録としてホログラフィックメモリ内に書込んでおき、これを光メモリ記録媒体1とする。
【0053】
ここで、図4は本発明の実施の形態1における光メモリ記録媒体へ書込んだページマーク画像を示す模式図であり、図5は本発明の実施の形態1における光メモリ記録媒体へ書込んだキャリブレーションマーク画像を示す模式図である。
【0054】
キャリブレーションマーク1pcは、一般の光メモリ装置にて、装置内の光学的な位置の調整を行うために使用し、後述の図5に示す非データ領域上の規定位置に配置される。記録・再生時に、光メモリ記録媒体1を任意の位置へ軸方向移動手段51aと回転方向移動手段51bにて移動させ、シャッタ34aを閉じた状態で記録参照光のみを光メモリ記録媒体1へ照射させ、光メモリ記録媒体1より再生出力される画像がフーリエ変換レンズ3bを通して受光素子41で撮像される。この得た画像におけるキャリブレーションマーク1pcが受光素子41内の規定位置に合致するように、軸方向移動手段51aと回転方向移動手段51bで光メモリ記録媒体1と検出位置調整手段42で受光素子41とフーリエ変換レンズ3bの位置を調節させる。こうすることで、精度高く記録されたキャリブレーションマークを基準にして、光学的に等価な位置制御が可能となり、異なる装置間での安定した読取りや書込み動作を保証できる。
【0055】
ページマーク1pmは、ページ番号やフレーム番号を意味するページ情報であり、図4に示すように非データ領域上の規定の位置に配置される。図4では、1ページにおいて、8箇所にページマークを有している。キャリブレーションマーク1pcが受光素子41上で規定位置にくるよう光学的等価位置に調整した後では、ページマーク位置を受光素子41内で簡単に特定可能となる。
【0056】
さらに、キャリブレーションマークやページマークは受光素子41内の画素の位置を特定できるので、マークと同等か大きめの領域内の画素に対して、デコード回路や規定テーブルデータとの比較回路などによる認識処理回路を接続し、撮像素子内部に組み込むことで、高速化ができる。
【0057】
図6は、本発明の実施の形態1におけるページマークに使用するコード画像を示す模式図であり、ページマーク1pmに書込まれる認識コードの画像例である。
【0058】
ここでは、数字で0〜15を意味するような16種類の認識コード画像がある。よって、図4では各ページデータとして16進数で8桁のページ番号を付与できる。仮に1ページのデータ量を1Mbit構成とすると、4096Mページの番号を付与でき、512TBの記録容量を管理できることになる。当然、認識コードの種類やページマークの配置数を多くすれば、管理できるフレーム数とページ数の絶対数も増加できる。
【0059】
このページマーク1pmには、キャリブレーションマークと同じ画像を持たせ(図3〜6では、十字形の画像としている。)、その周辺画素で認識コードを構成しているため、仮にページマーク1pmの読取位置に微妙なズレが生じていた場合でも、補正処理によりページ情報の正確な認識が可能になる。また、隣り合う認識コードの画像は、2画素以上の差を有しているので、認識誤りを防ぐことが容易にできる。
【0060】
上記のキャリブレーションマーク1pcやページマーク1pmを有する光メモリ記録媒体1を記録媒体にした光メモリ装置についての動作を以下説明する。
【0061】
データの書込み時は、まず、シャッタ34aを閉じシャッタ34bを開き記録参照光ビームのみを光メモリ記録媒体1へ照射し、受光素子41にてキャリブレーションマーク1pcを読取る。規定の位置でキャリブレーションマーク1pcを読取れるように軸方向移動手段51aと回転方向移動手段51bで光メモリ記録媒体1の位置を調整し、また、検出位置調整手段42にて受光素子41とフーリエ変換レンズ3bの位置を調整する。
【0062】
キャリブレーションマーク1pcが規定位置で読取れるようになれば、ページマーク1pmを認識しながら、データ書込みを行うフレームとページに光メモリ記録媒体1を軸方向移動手段51aと回転方向移動手段51bにより位置移動させる。この時、キャリブレーションマーク1pcの読取り位置に僅かなズレが生じる場合は、制御部43により検出位置調整手段42を制御して、その都度光学的位置の微調整を行うことができる。
【0063】
ここで図7は、本発明の実施の形態1におけるデータ書込み領域とデータキャリブレーションマーク画像を示す模式図である。
【0064】
指定したフレームとページに合致する位置へ光メモリ記録媒体1を移動し、キャリブレーションマーク1pcが受光素子41に対して規定位置で読取れる状態になった後、記録するデータに図7に示すような書込み用キャリブレーションマーク1dcを付加したエンコード画像を空間光変調器2で表示した状態で、シャッタ34aを開いて信号光用ビームLb1を空間光変調器2へ供給し、記録信号光ビームを光メモリ記録媒体1へ記録参照光ビームと一緒に照射する。
【0065】
ここでは、空間光変調器2は非データ領域分の画素まで有しており、通常書込み時は、常に、非データ領域分に対応する画素をレーザ光ビームが透過しないよう変調させることで、マスクする。
【0066】
これで、光メモリ記録媒体1内にホログラム画像が記録される。シャッタ34aの開閉時間とレーザーパワー出力の大きさで、書込み時のエネルギーが決まるので、使用される光メモリ記録媒体1の記録感度に適した時間とパワーに合わせる。
【0067】
次に、データの読取り時は、常にシャッタ34aを閉じ、シャッタ34bを開いた状態で、光メモリ記録媒体1へ参照光ビームを照射し、出力される画像を受光素子41で読取る。書込み時と同様に、規定の位置でキャリブレーションマーク1pcを読取れるように参照光ビームに対する光メモリ記録媒体1と受光素子41やフーリエ変換レンズ3bの位置を調整し、任意のフレームとページを読み出すために再度光メモリ記録媒体1を軸方向と回転方向に移動させる。
【0068】
キャリブレーションマーク1pcが規定位置に合致し、かつ、指定したページマークが認識できる状態になれば、受光素子41より読取ったデータ領域の多値または2値のデータを図示しない信号処理回路へ転送する。信号処理回路では、転送されたデータからデータキャリブレーションマーク1dcを検出し、そのズレに対応した読取りデータの補正処理とデコードを行い、所定のデータ形式に変換し、データを得る。
【0069】
なお、実施の形態1においては、記録媒体に1列のみのフレーム構成であるが、光メモリ記録媒体1の記録媒体を保持する媒体ホルダーを回転軸に垂直でレーザ光に対して水平方向に移動させる手段を設けることで、複数列のフレーム構成にすることもできる。
【0070】
また、フレームを1直線上に配列しているが、記録媒体を円盤形状にし、同心円状に配列することも、光メモリ記録媒体の移動手段を変更すれば可能である。
【0071】
また、データの書込み領域や非データ領域を矩形にて行っているが、円形に近似したものや扇型や別の形状で構成することも可能である。
【0072】
また、ページマーク画像を5×5画素の矩形で、キャリブレーションマークを十字形状にしているが、これらの形状や大きさは別の構成でも可能である。
【0073】
また、書込み時のレーザ光のマスクを空間光変調器2にて行っているが、空間光変調器2とフーリエ変換レンズ3aの間に機械的な遮光板を可動制御させるようにした構成にすることもできる。
【0074】
また、特殊画像を非データ領域に有した記録媒体のみを利用する場合には、空間光変調器2の画素数は非データ領域を含まない画素サイズに削減できる。
【0075】
また、本光メモリ装置では、記録参照光ビームと信号光ビームが固定角度で、光メモリ記録媒体を回転する構成であるが、光メモリ記録媒体を回転させず、上記光ビームの角度を可変して記録・読出しする構成も可能である。
【0076】
また、空間光変調器として透過型のLCDで構成しているが、反射型のDMD(Digital Micromirror Device)による構成も可能である。
【0077】
また、光メモリ記録媒体は、光メモリ装置に交換可能に設けてもよく、また、固定しておいてもよい。
【0078】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、以下のような有利な効果が得られる。
【0079】
(1)記録媒体に高精度な装置にて予め基準となる特殊情報を記録させているので、光メモリ装置にて、この再生画像が受光素子の指定位置に合致するように光学的な調整を行いながら記録再生を行うことができ、装置間での整合性が容易となり、かつ、全てのページに位置合わせ情報があるため、連続して位置調整が可能となり位置調整時間を少なくすることができ応答性を高めることができる。
【0080】
(2)ホログラフィックメモリ中に予め記録される位置合わせのための特殊情報が、位置合わせ用マークと、その位置合わせマークの周辺に設けられたページ識別用マークとを情報として備え、かつ、隣接するページのマークが、2画素以上の差を有するように画像を形成しているので、正確で、位置合わせ情報の検知と同時にページ認識が可能になり、高速なページ検索と補正ができる。
【0081】
(3)位置合わせ情報とページ情報を一緒に配置させているので、受光素子内に認識のための専用の画素とその処理領域を集約して構成できる。また、マークをページ画像の外縁部に配置することで、書込み時にこれらの特殊画像を劣化させないように、記録媒体への記録光照射について光学的にマスクすることが簡便にできる。
【0082】
(4)隣接するページ情報について、2画素以上の差があるため、ページ情報の信頼性が向上し、かつ、ページ認識の高速なデコードと正しい識別ができる。
【0083】
(5)ページ識別用マークにおいて、ページ番号を構成するマークの画像パターンが特定の順番で変化させるので、隣接するページ情報から得られるページの画像パターンが特定できるので、前後のページ情報を参考にすることで、特定したページ情報の信頼性が向上できる。
【0084】
(6)本発明の光メモリ装置は、ページ毎に特殊情報を有する請求項1至3に記載の光メモリ記録媒体を用いているので、より小型・高速動作で信頼性の高い光メモリ装置を実現できる。
【0085】
(7)光メモリ記録媒体へのデータ書込み時に位置合わせ用マークを書込む機能を設けると、読取り時により高速で信頼性の高い光メモリ装置を実現できる。
【0086】
(8)受光素子内に、位置合わせのための画像部のページマーク情報をデコードする認識回路と、その認識情報により記録媒体と記録参照光や記録信号光との光学的な位置制御を行う位置調整手段を設けると、さらに高速なアドレス認識と位置調整による応答性の向上ができる。
【0087】
(9)位置合わせ用のキャリブレーションマークとページマークがある非データ領域に対応する部位へのレーザ照射を光学的にマスクする手段を設けると、さらに書込み時の特殊画像情報への上書きにより発生する信頼性低下を防止できる。
【0088】
(10)記録媒体を交換できる手段を設けると、配布媒体の読出しや記録媒体の交換が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における光メモリ記録媒体を用いた光メモリ装置の構成を示す模式図
【図2】本発明の実施の形態1における光メモリ記録媒体の構成を示す模式図
【図3】本発明の実施の形態1における光メモリ記録媒体のページ画像の構成を示す模式図
【図4】本発明の実施の形態1における光メモリ記録媒体へ書込んだページマーク画像を示す模式図
【図5】本発明の実施の形態1における光メモリ記録媒体へ書込んだキャリブレーションマーク画像を示す模式図
【図6】本発明の実施の形態1におけるページマークに使用するコード画像を示す模式図
【図7】本発明の実施の形態1におけるデータ書込み領域とデータキャリブレーションマーク画像を示す模式図
【図8】従来の光メモリ記録媒体を用いた光メモリ装置の構成を示す模式図
【符号の説明】
1 光メモリ記録媒体
1f(1)〜1f(n) フレーム領域
1dc データキャリブレーションマーク
1pc キャリブレーションマーク
1pm ページマーク
1pd データ書込み領域
2 空間光変調器
3a、3b フーリエ変換レンズ
10 光メモリ装置
30 レーザ
31 SHG
32 波長選択フィルタ
33 ビームスプリッタ
34a、34b シャッタ
35 ビームエキスパンダ
36,37 ミラー
41 受光素子
42 検出位置調整手段
43 制御部
51 光メモリ記録媒体移動手段
51a 軸方向移動手段
51b 回転方向移動手段
60 光メモリ装置
61 エンコーダ
62 デコーダ
Lb1 信号光用ビーム
Lb2 記録参照光ビーム
Lbs 信号光ビーム
Claims (8)
- コヒーレントな記録信号光とコヒーレントな記録参照光とを入射して2次元情報をページ毎に記録し、再生参照光を入射して再生信号光を取り出し、再生信号光を受光する光メモリ装置に用いられる光メモリ記録媒体において、
光メモリ記録媒体は、ホログラフィックメモリの中に予め位置合わせのための特殊情報を前記ページ毎に記録されていることを特徴とする光メモリ記録媒体。 - 前記ホログラフィックメモリ中に予め記録される位置合わせのための特殊情報は、位置合わせ用マークと、その位置合わせマークの周辺に設けられたページ識別用マークとを情報として備え、かつ、隣接するページのマークは、2画素以上の差を有するように画像を形成していることを特徴とする光メモリ記録媒体。
- 前記ホログラフィックメモリ中に予め記録されるページ識別用マークは、ページ番号を構成するマークの画像パターンを特定の順番で変化させたものであることを特徴とする請求項2に記載の光メモリ記録媒体。
- ページ毎に特殊情報を有する請求項1至3に記載の光メモリ記録媒体と、
記録すべき情報に基づきコヒーレントな信号光ビームを記録信号光に変調し記録画像を生成する空間光変調器と、
前記記録信号光とコヒーレントな記録参照光とが入射されて情報が記録される前記光メモリ媒体に再生参照光を入射して取り出される再生信号光を受光する受光素子と、
を備えていることを特徴とする光メモリ装置。 - 前記空間光変調器は、前記光メモリ記録媒体へのデータ書込み時に位置合わせ用マークを書込む機能を備えていることを特徴とする請求項4に記載の光メモリ装置。
- 前記再生信号光を受光する受光素子内には、位置合わせのための特殊情報であるページ識別用マークの情報をデコードする検出手段を備え、その検出手段による検出結果に基づいて前記光メモリ記録媒体と、記録参照光または記録信号光との光学的な位置制御を行う位置調整手段を備えていることを特徴とする請求項4または5に記載の光メモリ装置。
- 前記空間光変調器は、前記光メモリ記録媒体の位置合わせのための特殊情報が配置された非データ領域を避けて前記記録画像を記録する機能を有していることを特徴とする請求項4から6のいずれかの項に記載の光メモリ装置。
- 前記光メモリ記録媒体が、交換可能に設けられていることを特徴とする請求項4から7のいずれかの項に記載の光メモリ装置。
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