JP2005190607A

JP2005190607A - 多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法

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Publication number: JP2005190607A
Application number: JP2003432466A
Authority: JP
Inventors: Takuya Tsukagoshi; 拓哉塚越; Jiro Yoshinari; 次郎吉成; Eimei Miura; 栄明三浦; Tetsuo Mizushima; 哲郎水島
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2003-12-26
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2023-12-26
Also published as: US20070247685A1; JP4339676B2; WO2005066944A1

Abstract

【課題】所望のデータの記録位置に迅速にアクセスすることができる多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法を提供する。
【解決手段】多層ホログラフィック記録媒体１６には、データを記録するデータブロックを２次元的に複数配列してなるデータページが、ホログラフィック記録層ごとに角度多重記録されている。多層ホログラフィックメモリ再生装置１０では、ホログラフィック記録層の層番号と、このホログラフィック記録層毎に番号付けされたデータページの番号と、このデータページ毎に番号付けされたデータブロックの番号に基づいて、データブロックにアクセスするようにされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、多数のホログラフィック記録層を積層してなる多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法に関する。

従来、大容量のデータをホログラムとして記録するようにしたホログラフィック記録媒体が知られている。

このホログラフィック記録媒体では、ホログラフィック記録層内の同一記録エリアに複数個のホログラムを多重記録することができ、その記録方式としては、参照光として平面波を用い、その入射角を少しずつ変えていく角度多重記録方式や、参照光として球面波を用い、被記録部分を少しずつずらして多重記録を行うシフト多重記録方式等の種々の記録方式が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−３３７５２４号公報

ところで、このようなホログラフィック記録媒体において所望のデータにアクセスする場合には、まずデータの記録位置を特定する必要がある。

しかしながら、従来のホログラム記録媒体では、データの記録位置に迅速にアクセスするための有効な手段が無く、データのアクセスに時間がかかってしまうといった問題点があり、特に、大容量のデータ記録が可能な多層ホログラフィック記録媒体においては、このような問題が顕在化し易く、アクセスの高速化には限界があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、所望のデータの記録位置に迅速にアクセスすることができる多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法を提供することを目的とする。

本発明の発明者は、鋭意研究の結果、所望のデータの記録位置に迅速にアクセスすることができる多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法を見出した。

即ち、次のような本発明により、上記目的を達成することができる。

（１）データを記録するデータブロックを２次元的に複数配列してなるデータページが、多数のホログラフィック記録層を積層してなる多層ホログラフィック記録層の前記ホログラフィック記録層毎に角度多重記録された多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法であって、前記ホログラフィック記録層の層番号と、該ホログラフィック記録層毎に番号付けされた前記データページの番号と、該データページ毎に番号付けされた前記データブロックの番号に基づいて、前記データブロックにアクセスするようにしたことを特徴とする多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法。

（２）前記データページが、前記ホログラフィック記録層の全面にわたってシフト多重記録されていることを特徴とする前記（１）記載の多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法。

（３）前記データブロックの番号を、前記データページにおける前記データブロックの行番号及び列番号によって特定するようにしたことを特徴とする前記（１）又は（２）記載の多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法。

（４）前記ホログラフィック記録層の層番号を、前記角度多重記録されたデータページを検出するために前記ホログラフィック記録層毎に配設された２次元光検出器の番号によって特定するようにしたことを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法。

（５）前記２次元光検出器を前記データページの画素配列と同一の２次元画素配列を有する撮像素子によって構成し、且つ、該撮像素子によって前記データページを一行単位で読み出すようにしたことを特徴とする前記（４）記載の多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法。

（６）同一記録エリアにおいて角度多重記録された複数の前記データページを同時に読み出す過程と、読み出しを行う前記記録エリアをシフトする過程と、を有してなることを特徴とする前記（１）乃至（５）記載の多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法。

（７）前記ホログラフィック記録層における最初のデータページから最後のデータページまでを順番に読み出す過程と、読み出しを行う前記ホログラフィック記録層を切り替える過程と、を有してなることを特徴とする前記（１）乃至（６）記載の多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法。

本発明に係る多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法によれば、所望のデータの記録位置に迅速にアクセスすることができるという優れた効果を有する。

図１〜図７を用いて、本発明の実施形態に係る多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法が適用された多層ホログラフィックメモリ再生装置１０について説明する。

この多層ホログラフィックメモリ再生装置１０は、レーザ光源１２と、このレーザ光源１２からの再生用レーザ光を多層ホログラフィック記録媒体１６に導くための再生用レーザ光学系１４と、多層ホログラフィック記録媒体１６への再生用レーザ光の照射によって発生する回折光から情報を再生するための検出光学系１８と、を有して構成されている。

再生用レーザ光学系１４は、レーザ光源１２から出射された再生用レーザ光のビーム径を拡大するためのビームエキスパンダ１４Ａと、このビームエキスパンダ１４Ａを通った再生用レーザ光を直角に反射するミラー１４Ｂと、ミラー１４Ｂで反射した再生用レーザ光が入射する位相空間光変調器１４Ｃと、位相空間光変調器１４Ｃを通過した再生用レーザ光を多層ホログラフィック記録媒体１６内に集光させるフーリエレンズ１４Ｄと、を備えて構成されている。

検出光学系１８は、記録時の物体光の、各ホログラフィック記録層毎の入射光軸の延長上となる位置に、４つのＣＣＤ１〜ＣＣＤ４（２次元光検出器）を備えている。又、これらＣＣＤ１〜ＣＣＤ４と多層ホログラフィック記録媒体１６との間には、結像レンズ２２Ａ〜２２Ｄが各々配置されている。

なお、図２に示されるように、ＣＣＤ１〜ＣＣＤ４には、各ＣＣＤ毎に画像処理回路３２Ａ〜３２Ｄ、デコーダ３４Ａ〜３４Ｄ及び入出力装置３６Ａ〜３６Ｄを介して、マルチディスプレイ装置３８を構成する４つのディスプレイ装置３８Ａ〜３８Ｄが接続されている。

多層ホログラフィック記録媒体１６は、図３に拡大して示されるように、例えばガラスからなる一対の基板２４Ａ、２４Ｂの間に多数（この例では４層）のホログラフィック記録層２６Ａ〜２６Ｄを積層してなる記録層２６が挟み込まれて形成されている。又、ＣＣＤ１〜ＣＣＤ４は、各ホログラフィック記録層２６Ａ〜２６Ｄ毎に配設されており、ホログラフィック記録層の層番号は、ＣＣＤ１〜ＣＣＤ４の番号１〜４によって特定可能となっている。

この記録層２６における各ホログラフィック記録層２６Ａ〜２６Ｄには、各層の表面に沿った同一箇所において、共通の参照光と、各ホログラフィック記録層２６Ａ〜２６Ｄ毎に異なる照射角度の物体光との干渉縞が角度多重記録されている。又、各ホログラフィック記録層２６Ａ〜２６Ｄには、図４に示されるように、各層の全面にわたって、複数のデータページＤＰｍ（ｍ＝１〜Ｍ）がシフト多重記録されている。各データページＤＰｍには１からＭまでの番号付けがされており、この番号１〜Ｍによって、各ホログラフィック記録層２６Ａ〜２６ＤにおけるデータページＤＰｍが特定可能となっている。

データページＤＰｍは、図５に示されるように、データを記録するデータブロックＤＢｎ（ｎ＝１〜Ｎ）を２次元的に複数配列し、構成されている。各データブロックＤＢｎには１からＮまでの番号付けがされており、この番号１〜Ｎによって、データページＤＰｍにおけるデータブロックＤＢｎが特定可能となっている。又、データブロックＤＢｎには、更に行番号ｊ（ｊ＝１〜Ｊ）及び列番号ｋ（ｋ＝１〜Ｋ）がそれぞれ対応付けされており、この行番号ｊ及び列番号ｋによっても、データページＤＰｍにおけるデータブロックＤＢｊ，ｋが特定可能となっている。

なお、データページＤＰｍの画素配列は、ＣＣＤ１〜ＣＣＤ４と同一の画素配列にされており、データページＤＰｍは各ＣＣＤによって一行単位で（行番号ｊにおける列番号１〜Ｋのデータを一単位として）読み出されるようになっている。

データブロックＤＢｎは、図６に示されるように、複数の画素ＰＸｈ（ｈ＝１〜Ｈ）から構成され、各画素ＰＸｈは、ＣＣＤ１〜ＣＣＤ４を構成するＣＣＤ素子に対応している。なお、この例では、データブロックＤＢｎは１６画素で構成され、その内の８画素がＯＮピクセル（明）、残り８画素がＯＦＦピクセル（暗）となるように微分符号化されている。

次に、多層ホログラフィックメモリ再生装置１０におけるデータブロックＤＢｎの再生方法について説明する。

再生用レーザ光は、フーリエレンズ１４Ｄによって収束光となり、多層ホログラフィック記録媒体１６に入射する。この再生用レーザ光は、記録時の参照光と同一波長であり、且つ多層ホログラフィック記録媒体１６への入射角度も参照光と同一であるので、ホログラフィック記録層２６Ａにおいて物体光と同一方向の回折光を発生する。この回折光は、結像レンズ２２Ａを介してＣＣＤ１に受光され、これによって、再生像が復号化されて、再生情報が得られることになる。

次に、ホログラフィック記録層２６Ａを透過した再生用レーザ光（０次の回折光）は、次のホログラフィック記録層２６Ｂにおける再生用レーザ光となるので、ここでも、回折光が発生して、ＣＣＤ２に受光される。

このようにして、順次、ホログラフィック記録層２６Ｃ、２６Ｄにおいても、その上層からの０次の回折光によって、対応するＣＣＤ３及びＣＣＤ４に向けて回折光が発生される。

なお、この実施形態においては、記録時の物体光の光路の延長線上にＣＣＤ１〜ＣＣＤ４を設けると共に、結像レンズ２２Ａ〜２２Ｄを設け、この結像レンズ２２Ａ〜２２Ｄが、記録時のフーリエレンズと結像レンズ系を構成するようにされているため、この結像レンズ系の結像面に記録時の空間光変調器が実像として現われることになる。従って、ＣＣＤ１〜ＣＣＤ４の受光面を結像面に配置することによって、図７に示されるように、複数の再生像、即ち、ＣＣＤ１〜ＣＣＤ４のデータページＤＰｍを同時に検出可能となっている。

一方、シフト多重記録されたデータブロックＤＰｍの検出は、ホログラフィック記録層２６Ａ〜２６Ｄが形成された多層ホログラフィック記録媒体１６をモータ（図示略）により回転させながら参照光を照射することによって行なわれる。

次に、多層ホログラフィックメモリ再生装置１０におけるデータブロックＤＢｎのアクセス方法について説明する。

多層ホログラフィックメモリ再生装置１０では、図８に示されるように、同一記録エリアＥｍ（ｍ＝１〜Ｍ）において角度多重記録された複数のデータページＤＰｍをＣＣＤ１〜ＣＣＤ４によって同時に読み出す過程（Ｓ１１）と、読み出しを行う記録エリアＥｍをシフトする過程（Ｓ１２）と、を繰り返すことによって、多層ホログラフィック記録媒体１６上のデータブロックＤＢｎへのアクセスが行われる。

なお、本実施形態における多層ホログラフィック記録媒体１６には、１画面を４分割した４つの分割映像が角度多重記録されている。従って、４つの分割映像をＣＣＤ１〜ＣＣＤ４によって同時に読み出す過程と、読み出しを行う記録エリアＥｍをシフトする過程が繰り返されることによって、４つの分割映像が同時に再生される。その結果、図９に示されるように、この４つの分割映像は４つのディスプレイ装置３８Ａ〜３８Ｄに出力され、マルチディスプレイ装置３８には、これら４つの分割映像を合成した、大画面で高精細な映像が表示される。

又、このようなデータブロックＤＢｎへのアクセスは、ＣＣＤの番号１〜４によって特定されるホログラフィック記録層２６Ａ〜２６Ｄの層番号、このホログラフィック記録層２６Ａ〜２６Ｄ毎に番号付けされたデータページＤＰｍの番号ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）と、このデータページＤＰｍ毎に番号付けされたデータブロックＤＢｎの番号ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）に基づいて行われる。

なお、本実施形態では、データブロックＤＢｎの番号ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）の代わりに、データページＤＰｍ毎に対応付けされたデータブロックＤＢｊ、ｋの行番号ｊ（ｊ＝１〜Ｊ）及び列番号ｋ（ｋ＝１〜Ｋ）に基づいたアクセスも可能となっている。

本発明の実施形態に係る多層ホログラフィック記録媒体１６のアクセス方法によれば、ＣＣＤ（２次元光検出器）の番号１〜４によって特定されるホログラフィック記録層２６Ａ〜２６Ｄの層番号と、このホログラフィック記録層２６Ａ〜２６Ｄ毎に番号付けされたデータページＤＰｍの番号ｍ（ｍ＝１〜Ｍ）と、このデータページＤＰｍ毎に番号付けされたデータブロックＤＢｎの番号ｎ（ｎ＝１〜Ｎ）に基づいて、データブロックＤＢｎにアクセスするようにしたため、所望のデータの記録位置に迅速にアクセスすることができる。

特に、同一記録エリアＥｍ（ｍ＝１〜Ｍ）において角度多重記録されたデータページＤＰｍをＣＣＤ１〜ＣＣＤ４によって同時に読み出す過程（Ｓ１１）と、読み出しを行う記録エリアＥｍをシフトする過程（Ｓ１２）とによってデータブロックＤＢｎへのアクセスを行うようにしているため、データブロックＤＢｎの読み出し速度（データ転送レート）を高めることができる。

又、ＣＣＤ１〜ＣＣＤ４によってデータページＤＰｍを一行単位で読み出すようにしたため、一般的なＣＣＤに最も適した読み出し方法にすることができる。

なお、本発明に係る多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法は、上記実施形態におけるアクセス方法に限定されるものではなく、例えば、多層ホログラフィック記録媒体１６に複数の同一映像を角度多重記録し、同一映像を同時に再生するようにしてもよい。

又、データブロックＤＢｎの読み出し速度をそれ程高める必要がない場合には、図８に示されるように、ホログラフィック記録層における最初のデータページＤＰ１から最後のデータページＤＰＭまで順番に再生する過程（Ｓ２１）と、読み出しを行うホログラフィック記録層を切り替える過程（Ｓ２２）と、によってデータブロックＤＢｎにアクセスするようにしてもよい。

このようなアクセス方法は、多層ホログラフィック記録媒体に記録された情報をシーケンシャルに読み出すような場合（例えば、記録された情報をバックアップ用として丸ごとコピーするような場合）に特に有効である。

なお、上記実施形態においては、ホログラフィック記録層２６Ａ〜２６Ｄの層番号をＣＣＤ１〜ＣＣＤ４の番号によって特定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、多層ホログラフィック記録媒体１６自体に層番号の情報を予め記録し、この情報に基づいてホログラフィック記録層の層番号を特定するようにしてもよい。

又、ホログラフィック記録層を４層とし、４つのＣＣＤを配設したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ホログラフィック記録層は、２層或いは３層でもよく、又、５層以上であってもよい。

更に、多層ホログラフィック記録媒体１６にはデータページＤＰｍが、ホログラフィック記録層２６Ａ〜２６Ｄの全面にわたってシフト多重記録されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、データページＤＰｍがホログラフィック記録層２６Ａ〜２６Ｄの一部にのみ記録されていてもよい。

更に又、本発明における２次元光検出器は、ＣＣＤに限定されるものではなく、又、ＣＣＤ１〜ＣＣＤ４によってデータページＤＰｍを一行単位で読み出すようにしたが、本発明はこれに限定されない。

即ち、本発明に係る多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法は、データを記録するデータブロックを２次元的に複数配列してなるデータページが、多数のホログラフィック記録層を積層してなる多層ホログラフィック記録層の前記ホログラフィック記録層毎に角度多重記録された多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法であって、前記ホログラフィック記録層の層番号と、該ホログラフィック記録層毎に番号付けされた前記データページの番号と、該データページ毎に番号付けされた前記データブロックの番号に基づいて、前記データブロックにアクセスするようにしたものであればよい。

本発明の実施形態に係る多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法が適用された多層ホログラフィックメモリ再生装置の光学系統図図１におけるＣＣＤに接続された表示装置を示すブロック図図１における多層ホログラフィック記録媒体の周辺を示す略示断面図図１における多層ホログラフィック記録媒体のシフト多重記録の様子を模式的に示す斜視図図１における多層ホログラフィック記録媒体のデータページの構成を模式的に示す斜視図図１における多層ホログラフィック記録媒体のデータブロックの構成を模式的に示す斜視図図１における多層ホログラフィック記録媒体のデータページを同時に読み出した様子を模式的に示す斜視図本発明の実施形態に係る多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法を示す概略図図１における多層ホログラフィックメモリ再生装置による映像出力例を示す図本発明の他の実施形態に係る多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法を示す概略図

符号の説明

ｊ…行番号
ｋ…列番号
ＣＣＤ１〜ＣＣＤ４…ＣＣＤ
ＤＰ１、ＤＰ２、…、ＤＰＭ…データページ
ＤＢ１、ＤＢ２、…、ＤＢＮ…データブロック
Ｅ１、Ｅ２、…、ＥＭ…記録エリア
ＰＸ１、ＰＸ２、…、ＰＸＮ…画素
１０…多層ホログラフィックメモリ再生装置
１２…レーザ光源
１４…再生用レーザ光学系
１４Ａ…ビームエキスパンダ
１４Ｂ…ミラー
１４Ｃ…位相空間光変調器
１４Ｄ…フーリエレンズ
１６…多層ホログラフィック記録媒体
１８…検出光学系
２２Ａ〜２２Ｄ…結像レンズ
２４Ａ、２４Ｂ…基板
２６…記録層
２６Ａ〜２６Ｂ…ホログラフィック記録層
３２Ａ〜３２Ｄ…画像処理回路
３４Ａ〜３４Ｄ…デコーダ
３６Ａ〜３６Ｄ…入出力装置
３８…マルチディスプレイ装置
３８Ａ〜３８Ｄ…ディスプレイ装置

Claims

データを記録するデータブロックを２次元的に複数配列してなるデータページが、多数のホログラフィック記録層を積層してなる多層ホログラフィック記録層の前記ホログラフィック記録層毎に角度多重記録された多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法であって、前記ホログラフィック記録層の層番号と、該ホログラフィック記録層毎に番号付けされた前記データページの番号と、該データページ毎に番号付けされた前記データブロックの番号に基づいて、前記データブロックにアクセスするようにしたことを特徴とする多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法。
請求項１において、
前記データページが、前記ホログラフィック記録層の全面にわたってシフト多重記録されていることを特徴とする多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法。
請求項１又は２において、
前記データブロックの番号を、前記データページにおける前記データブロックの行番号及び列番号によって特定するようにしたことを特徴とする多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法。
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記ホログラフィック記録層の層番号を、前記角度多重記録されたデータページを検出するために前記ホログラフィック記録層毎に配設された２次元光検出器の番号によって特定するようにしたことを特徴とする多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法。
請求項４において、
前記２次元光検出器を前記データページの画素配列と同一の２次元画素配列を有する撮像素子によって構成し、且つ、該撮像素子によって前記データページを一行単位で読み出すようにしたことを特徴とする多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法。
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
同一記録エリアにおいて角度多重記録された複数の前記データページを同時に読み出す過程と、読み出しを行う前記記録エリアをシフトする過程と、を有してなることを特徴とする多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法。
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記ホログラフィック記録層における最初のデータページから最後のデータページまでを順番に読み出す過程と、読み出しを行う前記ホログラフィック記録層を切り替える過程と、を有してなることを特徴とする多層ホログラフィック記録媒体のアクセス方法。