JP2005249843A

JP2005249843A - 記録再生装置

Info

Publication number: JP2005249843A
Application number: JP2004056191A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Aoki; 育夫青木; Yoshitaka Takahashi; 義孝高橋
Original assignee: Samsung Yokohama Research Institute
Current assignee: Samsung R&D Institute Japan Co Ltd
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2004-03-01
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】複数の多重方式を組み合わせてデータを記録することができるデータ記録方法を提供する。
【解決手段】最初に多重方式Ｂの設定値を任意の初期値に固定する（ステップＳ１０１）。続いて、この状態で、多重方式Ａにより、データをホログラム記録媒体に記録していく（ステップＳ１０２）。続いて、データの記録が完了したかどうか判定し（ステップＳ１０３）、記録が完了していない場合は、ホログラム記録媒体の全面に光スポットがシフトしたかどうか判定する（ステップＳ１０４）。Ｎｏの場合は、ステップＳ１０２に戻り、多重方式Ａにより、再度データを記録していく。また、Ｙｅｓの場合、多重方式Ｂの設定値を任意の値だけ変化させて設定する（ステップＳ１０５）。続いて、ステップＳ１０２に戻り、多重方式Ａにより、再度データを記録していく。以上の動作をデータの記録完了まで繰り返し継続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホログラムメモリ媒体に複数の多重方式により情報を記録するデータ記録方法に関する。

近年、情報の記録媒体として相変化型や光磁気型などの書き換え可能な光ディスクが、広く普及している。これらの光ディスクは、さらに記録密度を高めるためには、ビームスポット径を小さくして、隣接トラックまたは隣接ビットとの距離を短くするなどの技術が必要である。

このように、光ディスクの高密度化は年々進んでいるが、一方で、上記の光ディスクは面内にデータを記録するため、その記録密度は光の回折限界に制限され、高密度記録の物理的限界に近づいている。したがって、更なる大容量化のためには、奥行き方向を含めた３次元（体積型）の多重記録が必要となる。

そこで、次世代のコンピュータファイルメモリとして、３次元的多重記録領域に由来する大容量性と２次元一括記録再生方式に由来する高速性とを兼ね備えたホログラムメモリが注目されている。ホログラムメモリは、例えば、フォトポリマーなどを記録材料とする記録層を２枚のガラス板に挟み込んで形成した記録媒体に記録情報に対応する物体光と参照光とを照射し、双方の光により生成される干渉縞を記録材料の屈折率の変化として記録するものであり、情報の再生時には、記録された干渉縞に対して参照光のみを照射し、参照光の回折光に基づいて、記録情報に対応する光学情報を抽出するものである。

このホログラムメモリは、同一の領域に複数の２次元データを多重記録することが可能であるから、ＣＤ等と同形状でありながら、膨大な記録容量をもつテラバイトメモリとして注目されている。将来の大容量化が期待されるホログラムメモリの記録方式として、いかに多重記録を実現するかが重要な課題である。特に、１種類の多重方式ではなく、２種類以上の多重方式を組み合わせた記録再生方式を実用化することが求められている。なお、非特許文献１には、複数の多重方式を組み合わせた例が記載されている。
Ｈ．Ｊ．Ｃｏｕｆａｌ、外２名，「ＨｏｌｏｇｒａｐｈｉｃＤａｔａＳｔｏｒａｇｅ」，ＳｐｒｉｎｇｅｒＶｅｒｌａｇ，２０００年８月

しかし、非特許文献１においては、単に複数の多重方式を組み合わせれば大容量化が可能であることが記載されているだけであり、具体的な記録再生の順序などは全く記載されてなく、実用化には程遠いという問題があった。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、複数の多重方式を組み合わせてデータを記録することができるデータ記録方法を提供することを目的とする。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、物体光および参照光を光記録媒体に照射し、該光記録媒体に前記物体光の情報を干渉縞として記録するデータ記録方法において、前記物体光および前記参照光の状態を示す設定値を、第1の多重方式における第1の設定値に設定するステップと、第２の多重方式により、前記光記録媒体にデータを記録するステップと、前記物体光および前記参照光の状態を示す設定値を、前記第1の多重方式における第２の設定値に設定するステップと、前記第２の多重方式により、前記光記録媒体にデータを記録するステップとを具備することを特徴とするデータ記録方法である。

請求項２に記載の発明は、物体光および参照光を光記録媒体に照射し、該光記録媒体に前記物体光の情報を干渉縞として記録するデータ記録方法において、第１の多重方式により前記光記録媒体にデータを記録するステップと、第２の多重方式に係る前記物体光および前記参照光の状態を示す設定値を変化させるステップと、前記第１の多重方式により前記光記録媒体にデータを記録するステップとを具備することを特徴とするデータ記録方法である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のデータ記録方法において、前記光記録媒体はディスク状の構造であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のデータ記録方法において、前記光記録媒体はカード状の構造であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかの項に記載のデータ記録方法において、前記第１の多重方式は角度多重方式またはペリストロフィック多重方式であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかの項に記載のデータ記録方法において、前記第２の多重方式はシフト多重方式であることを特徴とする。

本発明によれば、複数の多重方式を組み合わせてデータを記録することができるという効果が得られる。

以下、図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態について説明する。本実施形態においては、角度多重方式、ペリストロフィック多重方式、およびシフト多重方式を組み合わせてデータの記録を行う方法を説明する。まず、上記の多重方式について説明する。

角度多重方式は、物体光に対する参照光の入射角度を変えながら、同一の記録領域に対して複数のデータを多重記録する方式である。ペリストロフィック多重方式は、ホログラム記録媒体（光記録媒体）を頂点とする円錐面内で参照光を回転させながら、同一の記録領域に対して複数のデータを多重記録する方式である。シフト多重方式は、データを記録する領域を微小量ずつずらしていきながらデータを記録していく方式である。

以下、図３を用いて、ペリストロフィック多重方式を説明する。例えば、４パターンの異なる２次元データ（例えばデータａ〜データｄ）を同一箇所に記録する場合、物体光には、４種類の異なる２次元データが順次与えられる。図において、１はデータが記録されるホログラム記録媒体である。３１ａ〜３１ｄはそれぞれデータａ〜データｄに対応した物体光である。また、３２ａ〜３２ｄはそれぞれ物体光３１ａ〜３１ｄに対応した参照光である。

参照光３２ａ〜３２ｄは、物体光を照射するための対物レンズ（図示せず）の光軸５０とホログラム記録媒体１の記録層とが交差する点（この点を中心にして、データが干渉縞として記録される）を円錐の頂点として、円錐面に沿って回転される。データａを記録する場合には、物体光３１ａと参照光３２ａとを干渉させ、記録層に干渉縞を記録し、データｂを記録する場合には、物体光３１ｂと参照光３２ｂとを干渉させ、記録層に干渉縞を記録し、データｃを記録する場合には、物体光３１ｃと参照光３２ｃとを干渉させ、記録層に干渉縞を記録し、データｄを記録する場合には、物体光３１ｄと参照光３２ｄとを干渉させ、記録層に干渉縞を記録していけばよい。

データの再生を行う場合には、データ記録位置に参照光３２ａを照射すれば、データａに対応する回折光が得られ、２次元光検出器等でその光を電気信号に変換すれば、元の２次元データが得られる。以下同様に、データ記録時に用いた参照光を記録層に照射することにより、それぞれのデータに対応した回折光が得られる。

以下の［数１］はペリストロフィック多重におけるブラッグ角を表す式である。［数１］において、Lはホログラム記録媒体１の記録層の厚みであり、λは光の波長であり、θｒはホログラム記録媒体１への参照光の入射角であり、θｓはホログラム記録媒体１への物体光の入射角である。例えば、Ｌ＝２００（μｍ）、λ＝５００（ｎｍ）、θｒ＝５０（ｄｅｇ）、θｓ＝０（ｄｅｇ）とすれば、Δψ〜５．３（ｄｅｇ）となる。この条件の場合は、参照光を光軸５０の周りに６°おきに回転し、同一領域に６０（３６０／６）多重が可能となる。

以下、図４を用いてシフト多重方式を説明する。シフト多重を行うには、参照光を球面波とするか、参照波の位相、振幅、あるいは進行方向等を空間的にランダムとする必要がある。なお、シフト多重方式においてデータが記録された各領域は他の領域と重なりを持つものとする。

ある領域に物体光３３ａ（データａに対応した物体光）を照射し、物体光３３ａと参照光３４ａとを干渉させ、ホログラム３５ａを記録する。続いて、記録する位置を微少量だけずらしてから、物体光３３ｂ（データｂに対応した物体光）を照射し、物体光３３ｂと参照光３４ｂとを干渉させ、ホログラム３５ｂを記録する。以下、順次記録位置をずらしながらデータを多重記録していく。データの再生を行う場合には、記録したホログラム３５ａの位置に参照光３４ａを照射すれば、参照光３４ａによってその位置に記録されたホログラム３５ａからのみ回折光を得ることができ、データａの２次元データを再生することができる。

次に、本実施形態によるデータ記録方法を説明する。図１はデータ記録方法の手順を示すフローチャートである。ここでは、多重方式Ａ（シフト多重方式とする）と多重方式Ｂ（角度多重方式またはペリストロフィック多重方式とする）とを組み合わせてデータを記録する。まず、最初に多重方式Ｂの設定値を任意の初期値に固定する（ステップＳ１０１）。多重方式Ｂの設定値とは、例えば記録面内および記録面に垂直な面内における、物体光および参照光の角度（あるいは物体光に対する参照光の相対角度）である。

続いて、この状態で、多重方式Ａにより、データをホログラム記録媒体に記録していく（ステップＳ１０２）。続いて、データの記録が完了したかどうか判定し（ステップＳ１０３）、記録が完了した場合は、処理を終了する。一方、記録が完了していない場合は、ホログラム記録媒体の全面に光スポットがシフトしたかどうか判定する（ステップＳ１０４）。ホログラム記録媒体の全面に光スポットがまだシフトしていない場合は、ステップＳ１０２に戻り、多重方式Ａにより、再度データを記録していく。

また、ステップＳ１０４において、ホログラム記録媒体の全面に光スポットがシフトしたと判定された場合、角度等が同じ条件でデータを記録することができる領域がないので、多重方式Ｂの設定値を任意の値だけ変化させて設定する（ステップＳ１０５）。このとき、参照光の角度等の設定値が変わるので、上記のステップＳ１０２においてデータが記録された領域に再びデータを記録することができる。続いて、ステップＳ１０２に戻り、多重方式Ａにより、再度データを記録していく。以上の動作をデータの記録完了まで繰り返し継続する。

図２は、データ記録方法の他の手順を示すフローチャートである。まず、多重方式Ｂの設定値を任意の初期値に固定する（ステップＳ２０１）。多重方式Ｂの設定値とは、図１のステップＳ１０１において設定される設定値と同様である。続いて、多重方式Ｂにおける参照光の角度等の設定値を変化させながら、ホログラム記録媒体の同一の領域に、多重方式Ｂによりデータを記録していく（ステップＳ２０２）。

続いて、データの記録が完了したかどうか判定し（ステップＳ２０３）、記録が完了した場合は、処理を終了する。一方、記録が完了していない場合は、多重方式Ｂの全ての設定値を使用したかどうか判定する（ステップＳ２０４）。多重方式Ｂの全ての設定を使用していない場合は、ステップＳ２０２に戻り、多重方式Ｂにより再度データを記録していく。

ステップＳ２０４において、多重方式Ｂの全ての設定値を使用したと判定された場合は、多重方式Ａに係る物体光および参照光の設定値を変化させる（ステップＳ２０５）。この場合は、物体光および参照光の光スポットを任意の量だけシフトさせる。続いて、ステップＳ２０１に戻り、多重方式Ｂにより再度データを記録していく。以上の動作をデータの記録完了まで繰り返し継続する。

なお、ホログラム記録媒体の外形形状に関しては、主面の形状が円形であるディスク状であってもよいし、主面の形状が多角形であるカード状であってもよい。ホログラム記録媒体の外形形状がディスク状である場合には、データ記録時にホログラム記録媒体を、ホログラム記録媒体の主面の法線方向に伸びる回転軸を中心として連続的または間欠的に回転させながらデータを記録する。また、ホログラム記録媒体の外形形状がカード状である場合には、データ記録時に、データを記録再生するための光学系を、ホログラム記録媒体の主面に平行な方向に連続的または間欠的に移動させながらデータを記録する。本実施形態によるデータ記録方法は、これらの形状のホログラム記録媒体に対して、なんら問題なく適用することができる。

なお、多重方式を組み合わせる場合に、上述した組み合わせ以外の組み合わせを用いてもよい。例えば、角度多重方式とペリストロフィック多重方式とを組み合わせてもよい。この場合、例えばまず参照光の角度を角度多重方式における設定値に設定し、その状態で物体光の光軸を中心にして参照光を回転させながら、ペリストロフィック多重方式によってデータを記録し、続いて参照光の角度を角度多重方式における他の設定値に設定し、再度ペリストロフィック多重方式によってデータを記録すればよい。

以上で説明したように、本実施形態によれば、超大容量化が可能なホログラムメモリにおいて、複数の多重方式を組み合わせてデータを記録することができる。複数の多重方式の組み合わせは、シフト多重方式およびペレストロフィック多重方式の組み合わせやシフト多重方式および角度多重方式の組み合わせ等の様々な組み合わせが可能である。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の一実施形態によるデータ記録方法の手順を示すフローチャートである。同実施形態によるデータ記録方法の他の手順を示すフローチャートである。ペリストロフィック多重方式によるデータ記録の原理を説明するための参考図である。シフト多重方式によるデータ記録の原理を説明するための参考図である。

符号の説明

１・・・ホログラム記録媒体、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３３ａ，３３ｂ・・・物体光、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３４ａ，３４ｂ・・・参照光、３５ａ，３５ｂ・・・ホログラム、５０・・・光軸。

Claims

物体光および参照光を光記録媒体に照射し、該光記録媒体に前記物体光の情報を干渉縞として記録するデータ記録方法において、
前記物体光および前記参照光の状態を示す設定値を、第1の多重方式における第1の設定値に設定するステップと、
第２の多重方式により、前記光記録媒体にデータを記録するステップと、
前記物体光および前記参照光の状態を示す設定値を、前記第1の多重方式における第２の設定値に設定するステップと、
前記第２の多重方式により、前記光記録媒体にデータを記録するステップと、
を具備することを特徴とするデータ記録方法。
物体光および参照光を光記録媒体に照射し、該光記録媒体に前記物体光の情報を干渉縞として記録するデータ記録方法において、
第１の多重方式により前記光記録媒体にデータを記録するステップと、
第２の多重方式に係る前記物体光および前記参照光の状態を示す設定値を変化させるステップと、
前記第１の多重方式により前記光記録媒体にデータを記録するステップと、
を具備することを特徴とするデータ記録方法。
前記光記録媒体はディスク状の構造であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデータ記録方法。
前記光記録媒体はカード状の構造であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデータ記録方法。
前記第１の多重方式は角度多重方式またはペリストロフィック多重方式であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの項に記載のデータ記録方法。
前記第２の多重方式はシフト多重方式であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの項に記載のデータ記録方法。