JP2004354565A

JP2004354565A - ホログラム記憶装置

Info

Publication number: JP2004354565A
Application number: JP2003150543A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Someno; 義博染野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-12-16

Abstract

【課題】記録媒体中に３次元的な角度多重を行うことにより、記録媒体中の同じ空間に対して、より多くの多重を行うことができ、単位体積あたりの記憶容量を飛躍的に高めたホログラム記憶装置を提供する。
【解決手段】記録媒体１に対し物体光Ｉと参照光Ｒによってホログラム２を形成して情報を記録するホログラム記憶装置において、物体光Ｉと参照光Ｒからなる光ペア４を記録媒体１上の１つの記録位置３に対して複数備え、光ペア４は記録位置３における記録媒体１の厚さ方向を中心軸とした回転方向にそれぞれ異なる角度で配置される。また、各光ペア４は物体光Ｉと参照光Ｒのなす角度が可変である。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホログラムを記録媒体にページ単位で記録するホログラム記憶装置に関し、特にホログラムを記録するための物体光と参照光についてその入射角度を変化させて多重記録を行うホログラム記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からコンピュータ等に用いられる記憶装置としては、磁気や光によって情報を記録媒体に対して２次元的に書込み、読込みを行うものが広く用いられている。磁気を用いた記憶装置としては、フロッピー（登録商標）ディスクやハードディスクなどが知られており、光を用いた記憶装置としては、ＣＤやＤＶＤなどが知られている。これら記憶装置は、大容量化の要求に応えるため、これまでに記録密度に関して著しい進歩を果たしてきたものである。そして、さらなる大容量化のための手段として、ホログラムの原理を用いた記憶装置の開発が進められている。
【０００３】
ホログラム記憶装置は、情報をページ単位で記録、読込するもので、符号化されたページ単位の情報を、物体光と参照光の干渉により記録媒体に屈折率変化等のパターンとして書き込む。このパターンがホログラムとなっており、情報を記録媒体から読み込むには、参照光のみを記録媒体に入射させ、ホログラムのパターンで回折させることにより、書き込まれた情報を再生することができる。このように情報をページ単位で記録、読込することにより、情報をランダムにアクセスし、取り出す速度を速くすることができることが、ホログラム記憶装置の利点の一つである。
【０００４】
ここで、情報を記録する際において、物体光と参照光は、図３に示すようにある角度をなして記録媒体に対して入射する。図３は、記録媒体の厚さ方向断面における記録媒体と物体光及び参照光の関係を示したものである。物体光Ｉは記録媒体に対して一定の角度で入射するのに対して、参照光Ｒ_Ａ、Ｒ_Ｂ、Ｒ_Ｃは記録媒体に対してそれぞれ異なる角度で入射する。参照光Ｒ_Ａ、Ｒ_Ｂ、Ｒ_Ｃが物体光Ｉとなす角度は、それぞれθ_２Ａ、θ_２Ｂ、θ_２Ｃである。
【０００５】
例えば、物体光Ｉと参照光Ｒ_Ａによって記録されたホログラムは、再生のための光を、参照光Ｒ_Ａと同じ角度で記録媒体に対して入射させることにより、再生させることができる。この際に光のθ_２方向の角度がわずかでも異なっていると、ホログラムを再生することはできない。つまり、参照光Ｒ_Ａによって記録されたホログラムは、参照光Ｒ_Ｂや参照光Ｒ_Ｃによっては再生することができない。したがって、記録の際にθ_２方向に異なる入射角度による複数の参照光を用いることにより、同じ空間に対して多重して記録することができる。
【０００６】
これによれば、同じ空間に複数のホログラムを記録することができ、記憶容量を高めることができる。これがホログラム記憶装置のもう一つの利点である。実際には参照光の角度を細かく制御し、記録媒体中の同じ空間に対して１０００〜１５００程度の角度多重を行うことができる。このようなホログラム記憶装置については、例えば特許文献１に記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００３−４３９０４号公報
【０００８】
また、同じ空間に対して複数のホログラムを記録するための方法としては、上記のように参照光の角度を変化させることによる多重のほかに、光の波長を変化させることによる波長多重などが知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、磁気や光を用いて記録媒体上に２次元的に記録を行う従来の記憶装置においても、近年その大容量化の進展は著しく、ホログラム記憶装置における大容量の優位性はあまり高いものではなくなってきている。その一方で、ホログラム記憶装置における角度多重による記録については、図３に示すような物体光に対する参照光の角度を変化させるという２次元的な発想にとどまっている。ホログラムは記録媒体中に３次元的に記録されるので、角度多重も３次元的に行うことができるはずであるが、これまでそのような発想に基づいた角度多重は考えられていない。
【００１０】
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、記録媒体中に３次元的な角度多重を行うことにより、記録媒体中の同じ空間に対して、より多くの多重を行うことができ、単位体積あたりの記憶容量を飛躍的に高めたホログラム記憶装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るホログラム記憶装置は、記録媒体に対し物体光と参照光によってホログラムを形成して情報を記録するホログラム記憶装置において、
上記物体光と参照光からなる光ペアを上記記録媒体上の１つの記録位置に対して複数備え、上記光ペアは記録位置における上記記録媒体の厚さ方向を中心軸とした回転方向にそれぞれ異なる角度で配置されることを特徴として構成されている。
【００１２】
また、本発明に係るホログラム記憶装置は、上記各光ペアは物体光と参照光のなす角度が可変であることを特徴として構成されている。
【００１３】
さらに、本発明に係るホログラム記憶装置は、上記光ペアは１つの光学系により上記記録位置に対して配置され、上記光学系は光ペアに記録位置における上記記録媒体の厚さ方向を中心軸とした回転をさせる回転機構を備えてなることを特徴として構成されている。
【００１４】
さらにまた、本発明に係るホログラム記憶装置は、上記光ペアはそれぞれ異なる複数の光学系により上記記録位置に対して配置されることを特徴として構成されている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面に沿って詳細に説明する。図１は、本実施形態におけるホログラム記憶装置の記録媒体と物体光及び参照光の関係を示した斜視図であり、図２は記録媒体の平面図における物体光と参照光の関係を示した図である。また、図３は記録媒体の断面図における物体光と参照光の関係を示した図である。さらに、図４は本実施形態における物体光及び参照光の光学系を原理的に示した図である。
【００１６】
本実施形態におけるホログラム記憶装置の基本的な構成は、従来のものと同様である。具体的には、１つの光源により発生された光を２つに分岐させ、一方は空間光変調器により符号化されて２次元データ１１を形成し、物体光Ｉとすると共に、他方を参照光Ｒとする。そして、図４に示すように、物体光Ｉはレンズ１２を介して記録媒体１の記録位置３に照射されると共に、参照光Ｒは可動ミラー１３により反射されて記録媒体１の記録位置３に照射される。記録媒体１の記録位置３にて物体光Ｉと参照光Ｒは干渉し、ホログラム２を形成して上記２次元データ１１が記録される。
【００１７】
記録媒体１は、フォトリフラクティブ材料またはフォトポリマー材料からなり、ある程度の厚みを持った円盤状に形成される。ただし、形状は円盤状には限られず、長方形のカード状やその他の形状であってもよい。この記録媒体１上の所定の位置にホログラム２が形成されるように、記録媒体１と光学系１０が相互に移動する。図１〜３では、記録媒体１上の特定の記録位置３において、角度多重を行う場合の記録媒体１と物体光Ｉ及び参照光Ｒの関係を示している。ここで、本実施形態においては、物体光Ｉと参照光Ｒは記録媒体１の平面方向には略直線状となるように配置されている。すなわち、図２において物体光Ｉと参照光Ｒは記録位置３を中心に直線状となっており、光ペア４を構成する。
【００１８】
本発明は、物体光Ｉと参照光Ｒのなす角度θ_２の変化による角度多重に加えて、記録位置３を中心として記録媒体１の厚さ方向を軸とした回転角度θ_１の変化による角度多重を行うことに特徴を有している。図２は、θ_１の変化による角度多重を示している。この図のように、特定の記録位置３に対して、基準面からのθ_１方向の回転角度がそれぞれθ_１ａ、及びθ_１ｂとなるように物体光Ｉと参照光Ｒを入射させる。
【００１９】
このようにして記録されたホログラム２は、それぞれθ_１方向の回転角度がθ_１ａであれば、参照光Ｒ_ａによらなければ再生できず、またθ_１ｂであれば、参照光Ｒ_ｂによらなければ再生できない。すなわち、θ_１方向に特定の角度で物体光Ｉと参照光Ｒからなる光ペア４を入射させてホログラム２を記録すると、参照光Ｒがθ_１方向の角度とわずかでも異なると再生できない。すなわちこの原理によりθ_１方向に角度多重することができる。図１及び図２には、θ_１方向の角度をθ_１ａ、及びθ_１ｂとした場合について示しているが、θ_１方向の多重数については、これよりもっと多くしてもよい。
【００２０】
光ペア４をθ_１方向に複数設けて記録媒体１に対して記録するには、以下のような構成を従来のホログラム記憶装置に設けることで実現することができる。まず、１つの方法としては、図４における光学系１０を移動させる回転機構を設けることで、物体光Ｉと参照光Ｒの両方について、同時に記憶媒体１の記憶位置３を中心としてθ_１方向に回転させるようにすることができる。これによれば、１つの光学系１０により、複数の光ペア４を特定の記憶位置３に対して設けることができる。また、もう１つの方法としては、図４における光学系１０を光ペア４の数だけ設けることで、光学系１０を移動させることなく光ペア４をθ_１方向に複数設けることができる。
【００２１】
また本実施形態においては、上述のように物体光Ｉと参照光Ｒのなす角度θ_２を変化させて角度多重を行う。図３はθ_２の変化による角度多重を示している。この図に示すように、物体光Ｉは記録媒体に対して一定の角度で入射するのに対して、参照光Ｒ_Ａ、Ｒ_Ｂ、Ｒ_Ｃは記録媒体に対してそれぞれ異なる角度で入射する。参照光Ｒ_Ａ、Ｒ_Ｂ、Ｒ_Ｃが物体光Ｉとなす角度はそれぞれθ_２Ａ、θ_２Ｂ、θ_２Ｃである。参照光Ｒの物体光Ｉに対する角度は、図４に示す光学系の、可動ミラー１３の角度を変化させることによって調節する。
【００２２】
このように、従来のθ_２方向の角度多重に加えて、θ_１方向にも角度多重することにより、それぞれの光ペア４によれば、θ_２方向に変化させる角度の数だけ記録媒体１上に多重することができ、その光ペア４がθ_１方向に多重させる数だけ存在しているので、本実施形態における特定の記憶位置３に対する多重数は、θ_２方向の多重数にθ_１方向の多重数を乗じた数になる。従来、θ_２方向の多重数は１０００〜１５００程度であるため、例えばθ_１方向に設ける光ペア４の数を１０とすると、１つの記憶位置３に対する多重数は１００００〜１５０００となり、記録密度を飛躍的に向上させることができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るホログラム記憶装置によれば、物体光と参照光からなる光ペアを記録媒体上の１つの記録位置に対して複数備え、光ペアは記録位置における記録媒体の厚さ方向を中心軸とした回転方向にそれぞれ異なる角度で配置されることにより、物体光と参照光のなす角度のみならず、光ペア自体の角度を変えて多重記録させることができるため、１つの記録位置に対する多重数を増大させることができる。それによって、記録媒体の体積あたりの記録密度を向上させ、ホログラム記憶装置を大容量化させることができる。
【００２４】
また、本発明に係るホログラム記憶装置によれば、光学系は光ペアに記録位置における記録媒体の厚さ方向を中心軸とした回転をさせる回転機構を備えていることにより、１つの光学系により光ペアの角度を変えた多重記録をさせることができる。
【００２５】
さらに、本発明に係るホログラム記憶装置によれば、光ペアはそれぞれ異なる複数の光学系により記録位置に対して配置されることにより、光学系自体を移動させることなく、光ペアの角度を変えた多重記録をさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態におけるホログラム記憶装置の記録媒体と物体光及び参照光の関係を示した斜視図である。
【図２】記録媒体の平面図における物体光と参照光の関係を示した図である。
【図３】記録媒体の断面図における物体光と参照光の関係を示した図である。
【図４】本実施形態における物体光及び参照光の光学系を原理的に示した図である。
【符号の説明】
１記録媒体
２ホログラム
３記録位置
４光ペア
１０光学系
１１２次元データ
１２レンズ
１３可動ミラー
Ｉ物体光
Ｒ参照光

Claims

記録媒体に対し物体光と参照光によってホログラムを形成して情報を記録するホログラム記憶装置において、
上記物体光と参照光からなる光ペアを上記記録媒体上の１つの記録位置に対して複数備え、上記光ペアは記録位置における上記記録媒体の厚さ方向を中心軸とした回転方向にそれぞれ異なる角度で配置されることを特徴とするホログラム記憶装置。
上記各光ペアは物体光と参照光のなす角度が可変であることを特徴とする請求項１記載のホログラム記憶装置。
上記光ペアは１つの光学系により上記記録位置に対して配置され、上記光学系は光ペアに記録位置における上記記録媒体の厚さ方向を中心軸とした回転をさせる回転機構を備えてなることを特徴とする請求項１または２記載のホログラム記憶装置。
上記光ペアはそれぞれ異なる複数の光学系により上記記録位置に対して配置されることを特徴とする請求項１または２記載のホログラム記憶装置。