JP2004335092A - ホログラム情報保存装置のサーボコントロール方法およびホログラム情報保存装置 - Google Patents

ホログラム情報保存装置のサーボコントロール方法およびホログラム情報保存装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 保存されたホログラムを再生する時データピクセルを正確に読み出せるホログラム情報保存装置のサーボコントロール方法およびそのホログラム情報保存装置を提供する。
【解決手段】 ホログラム情報保存装置のサーボコントロール方法は、４-fシステム内に平板ガラスを位置させ、この平板ガラスの傾きを変らせることによって、基準ビームの位置を一定に維持しつつ角度だけ変化させられるようにし、高価のＡＯＭやガルバノミラーを使用せずピックアップそれ自体の体積を縮小する。
【選択図】 図２

Description

本発明はホログラム情報保存装置のサーボコントロール方法およびそのホログラム情報保存装置に関する。
情報およびコンピュータ産業の急速な発達に伴って、必然的に情報の保存および入出力に関わる情報保存装置は容量の大量化および入出力速度の高速度化が求められる。これにより、ホログラムを用いた情報保存装置はこれに応ずる大容量の情報保存装置として注目されている。ホログラム情報保存装置は、データの記録および再生において体積ホログラム原理を用いて一カ所に大量の面情報を保存することができるため、データ貯蔵密度の側面においても超高密度化が可能である。また、ホログラム情報保存装置は入出力方式として並列データ処理方式を使用するので、根本的に入出力速度を超高速化が可能であり、機械的な駆動部を排除したシステムが可能になり、データ接近時間も極めて早めることができる。
ところが、このようなホログラム情報保存装置の中でも現在のＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ-ＲＯＭのように貯蔵メディアの着脱が可能なディスク型ホログラム情報保存装置で、保存されたホログラムを再生する際、データが保存されたディスクが回転すれば種々の誤差要因によって再生されるホログラムデータは元の検出器ピクセル位置から外れるようになる。これを元の位置に戻してデータピクセルが正確に検出器ピクセルに位置するようにサーボコントロールを行なう必要があるが、今まではＡＯＭ(acoustic-optic modulator)やガルバノミラー（galvano-mirror）を用いて基準ビームの角度を制御する方法でピックアップを構成してきた。
しかし、このような方法ではピックアップ装置を小さくモジュール化し難く、装置の構成において高価な装置を使用するため、実用化のためには極端な難点がある。
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、その目的はＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ-ＲＯＭのような貯蔵媒体の着脱が可能なディスク型ホログラム情報保存装置において、保存されたホログラムを再生する際に、データピクセルを正確に読み出せるホログラム情報保存装置のサーボコントロール方法およびそのホログラム情報保存装置を提供するところにある。
前述した目的を達成するための本発明に係るホログラム情報保存装置のサーボコントロール方法は、信号ビームと基準ビームの干渉パターンを用いてホログラム貯蔵媒体にデータを記録するホログラム情報保存装置において、前記基準ビームを用いて前記ホログラム貯蔵媒体に記録されたデータを読み出す光ピックアップ装置をサーボコントロールし、前記基準ビームの光軸上に位置して前記基準ビームが通る４-ｆレンズシステムの２枚のレンズ間に、前記基準ビームが通過する所定厚さの平板ガラスを位置させる段階、および前記平板ガラスの前記光軸に対する傾きを変化させる段階とを含む。
前記平板ガラスは、前記２枚のレンズの共焦点に位置し、前記光軸に対する傾きを変化させることによって、前記ホログラム貯蔵媒体に入射する前記基準ビームの位置を維持しつつ入射角だけを変更して前記ホログラム貯蔵媒体に記録されたデータを読み出すことが望ましい。そして、前記ホログラム貯蔵媒体はディスク型であることが望ましい。
前述した目的を達成するための本発明に係るホログラム情報保存装置は、信号ビームと基準ビームの干渉パターンを用いてホログラム貯蔵媒体にデータを記録し、前記基準ビームの光軸上に位置して前記基準ビームが通る４-ｆレンズシステムの２枚のレンズ間に位置し、前記基準ビームが通過する所定厚さの平板ガラス、および前記平板ガラスの前記基準ビームの光軸に対する傾きを変化させることによって、前記ホログラム貯蔵媒体に入射する前記基準ビームの位置を維持しつつ入射角だけを変更して前記ホログラム貯蔵媒体に記録されたデータを読み出すよう制御するサーボコントロール部を含む。
前記平板ガラスは、前記２枚のレンズの共焦点に位置し、前記ホログラム貯蔵媒体はディスク型であることが望ましい。
一方、本発明に係るホログラム情報保存装置の多重化記録および再生方法は、信号ビームと基準ビームの干渉パターンを用いてホログラム貯蔵媒体にデータを記録するホログラム情報保存装置の多重化記録および再生方法において、前記基準ビームの経路上に所定厚さの平板ガラスを位置させる段階、および前記平板ガラスの前記基準ビームの光軸に対する傾きを変更して前記基準ビームの位置を維持しつつ前記ホログラム貯蔵媒体に入射する入射角を変更する段階とを含む。
前記平板ガラスは前記基準ビームの光軸上に位置して前記基準ビームが通る４-ｆレンズシステムの２枚のレンズ間に位置することが望ましい。そして、前記ホログラム貯蔵媒体はディスク型であることが望ましい。
以上述べたように、本発明によればホログラム情報保存装置でデータを正確に読み出すためにサーボコントロールを行なう場合、本発明に係るサーボコントロール方法を使用すれば、貯蔵密度を高めるために基準ビームの角度を変更することにより、各多重化する構造的な誤差要因によって位置を外れたホログラムデータを、元の位置に位置づけることができる。そして、ピックアップ装置それ自体の体積も縮小することができ、製作コストをダウンすることができるため、次世代の大容量ホログラム情報保存装置の光学ピックアップとして使用することができると期待される。
以下、図面に基づき本発明をさらに詳述する。
図１はディスク型ホログラムの情報保存および再生原理を説明するための概略図である。 同図に示すように、ホログラムを記録する際、信号ビーム(signal beam)２が、記録しようとするデータイメージが表示されたＳＬＭ(spatial light modulator)３１を通過した後、４-ｆリレーレンズシステム１１を通じてフーリエ（Fourier）変換され、基準ビーム(reference beam)１が、４-ｆリレーレンズシステム２１を用いて信号ビーム２に干渉されることにより、データが保存される。ホログラムを再生する時は信号ビーム２を遮断した後、基準ビーム１だけを照らして、保存された情報を検出器(detector array)１３から読み出す。誤差要因によって再生されるイメージが検出器ピクセル１３から外れると、基準ビーム１がホログラム貯蔵媒体であるディスク１２に入射する前に、４-ｆリレーレンズシステム２１の間に基準ビーム１の光軸上に光軸と垂直に配置された平板ガラス２２の傾斜角を調節して、再生データイメージを元の位置に戻す。
図２は本発明に係るホログラム情報保存装置のサーボコントロール方法の説明に提供される図である。
同図に示すように、基準ビーム１の４-ｆリレーレンズ２１の２枚のレンズ間に位置する厚さｄ、屈折率ｎを有する平板ガラス２２を、基準ビーム１の光軸に対して傾けることによって、基準ビーム１がホログラム貯蔵媒体であるディスク１２に入射する際に、基準ビーム１の位置を変えることなく、入射角度だけを変えて検出器１３の正確な位置でデータを読み出すことができる。
ディスク１２が回転すれば、種々の誤差要因によってデータが保存されている箇所の位置と角度が変るが、再生されるホログラムの位置を一定に維持させるためには、基準ビーム１がディスク面に入射する角度を、ディスク１２の動きに基づいて変更する必要がある。基準ビーム１として平行光を使用すれば、再生されるホログラムの位置変化がディスク１２面に入射する光の光軸に対する水平位置とは関係なく、角度変化によってだけ動くようになる。このような現象によってホログラムの再生用ディスク１２の揺動によって入射する光が記録する際の位置を外れた場合には、４-ｆリレーレンズ２１において２枚のレンズの共焦点に位置した平板ガラス２２を光軸に対して傾けることにより、ディスク１２面に入射する基準ビーム１の位置を固定したまま入射角だけを変えることができるので、再生データイメージを元の位置に戻せる。言い換えれば、ＣＤのような形で作製されたホログラムデータディスク１２の回転時に、サーボコントロールを行なわない時はＣＣＤ検出器１３に入射するデータピクセルが元の位置から外れるようになり、これはビット状のデータを読出す時正確にデータを読み取れない誤差要因になる。
従って、本発明に係るサーボコントロール方法により、平板ガラス２２を基準ビーム１の光軸に対して適当な角度で傾いて外れたデータピクセルを元の位置に戻すことができる。平板ガラス２２の厚さとサイズおよび材質(透明なプラスチックを使ってもよい)は使用しようとするシステムのサイズ、所望の分解能、製作コストによって調節すれば良い。
図３は貯蔵媒体に記録するためにSLMに表示するデータイメージの構成図である。図３に示したような、データピクセルとコントロールピクセルで構成された２次元データをＳＬＭ３１に表示した後、ディスク形のホログラム記録媒体１２にフーリエ変換ホログラムを記録すれば良い。ここで、データピクセルは実際に保存するための情報が収録されている部分であり、コントロールピクセルは文字通りサーボコントロールを行なうための部分である。ホログラムの再生時コントロールピクセルの位置を分析してデータピクセルが正確に検出器ピクセル１３に位置できるよう基準ビーム１の角度を調節する。
ＣＤ-ＲＯＭやＤＶＤ-ＲＯＭのような貯蔵媒体の着脱の可能なディスク型ホログラム情報保存装置において、保存されたホログラムを再生する際データピクセルを正確に読み出せるホログラム情報保存装置のサーボコントロール方法およびそのホログラム情報保存装置に適用できる。
ディスク型ホログラムの情報保存および再生原理を説明するための概略図である。 本発明に係るホログラム情報保存装置のサーボコントロール方法の説明に提供される図である。 ホログラム貯蔵媒体に記録するためにSLMに表示するデータイメージの構成図である。
符号の説明
１ 基準ビーム
２ 信号ビーム
１１、２１ ４-ｆリレーレンズシステム
１２ ディスク
１３ ＣＣＤ検出器
２２ 平板ガラス
３１ ＳＬＭ

Claims (9)

  1. 信号ビームと基準ビームの干渉パターンを用いてホログラム貯蔵媒体にデータを記録するホログラム情報保存装置において、前記基準ビームを用いて前記ホログラム貯蔵媒体に記録されたデータを読み出す光ピックアップ装置をサーボコントロールするホログラム保存装置のサーボコントロール方法であって、
    前記基準ビームの光軸上に位置して前記基準ビームが通る４-ｆレンズシステムの２枚のレンズ間に、前記基準ビームが通過する所定厚さの平板ガラスを位置させる段階と、
    前記平板ガラスの前記光軸に対する傾きを変化させる段階と、
    を含むことを特徴とするホログラム保存装置のサーボコントロール方法。
  2. 前記平板ガラスは、前記２枚のレンズの共焦点に位置し、前記光軸に対する傾きを変化させることによって、前記ホログラム貯蔵媒体に入射する前記基準ビームの位置を維持しつつ入射角だけを変更して前記ホログラム貯蔵媒体に記録されたデータを読み出すことを特徴とする請求項１に記載のホログラム保存装置のサーボコントロール方法。
  3. 前記ホログラム貯蔵媒体はディスク型であることを特徴とする請求項１に記載のホログラム保存装置のサーボコントロール方法。
  4. 信号ビームと基準ビームの干渉パターンを用いてホログラム貯蔵媒体にデータを記録するホログラム情報保存装置において、
    前記基準ビームの光軸上に位置して前記基準ビームが通る４-ｆレンズシステムの２枚のレンズ間に位置し、前記基準ビームが通過する所定厚さの平板ガラスと、
    該平板ガラスの前記基準ビームの光軸に対する傾きを変化させることによって、前記ホログラム貯蔵媒体に入射する前記基準ビームの位置を維持しつつ入射角だけを変更して前記ホログラム貯蔵媒体に記録されたデータを読み出すよう制御するサーボコントロール部と、
    を含むことを特徴とするホログラム保存装置。
  5. 前記平板ガラスは、前記２枚のレンズの共焦点に位置することを特徴とする請求項４に記載のホログラム保存装置。
  6. 前記ホログラム貯蔵媒体はディスク型であることを特徴とする請求項４に記載のホログラム保存装置。
  7. 信号ビームと基準ビームの干渉パターンを用いてホログラム貯蔵媒体にデータを記録するホログラム情報保存装置の多重化記録および再生方法において、
    前記基準ビームの経路上に所定厚さの平板ガラスを位置させる段階と、
    前記平板ガラスの前記基準ビームの光軸に対する傾きを変化させて前記基準ビームの位置を維持しつつ前記ホログラム貯蔵媒体に入射する入射角を変更する段階と、
    を含むことを特徴とするホログラム保存装置の多重化記録および再生方法。
  8. 前記平板ガラスは、前記基準ビームの光軸上に位置して前記基準ビームが通る４-ｆレンズシステムの２枚のレンズ間に位置することを特徴とする請求項７に記載のホログラム保存装置の多重化記録および再生方法。
  9. 前記ホログラム貯蔵媒体は、ディスク型であることを特徴とする請求項７に記載のホログラム保存装置の多重化記録および再生方法。
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