JP2005331864A

JP2005331864A - ホログラム装置

Info

Publication number: JP2005331864A
Application number: JP2004152133A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Someno; 義博染野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2005-12-02
Also published as: US20050259304A1

Abstract

【課題】読み出し速度が速く、かつ高密度に記録されたホログラムを再生可能なホログラム装置を提供する。
【解決手段】参照光を発光する光源１を有し、ホログラム１１として記録媒体３に記録された情報を参照光により読出すホログラム装置において、光源１はそれぞれ参照光を発光する複数の発光部１０、１０を有してなり、記録媒体３は各発光部１０から発光される参照光にそれぞれ対応する複数のホログラム１１からなるホログラム群１２が複数形成されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホログラムとして記録媒体に記録された情報を読出すホログラム装置に関し、特に複数のホログラムからなるホログラム群を１度の位置合わせで読出すことのできるホログラム装置に関する。

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、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。

ホログラム装置は、記録媒体上にページ単位でホログラムとして記録された情報を読み込んで再生するものである。記録媒体上には、符号化されたページ単位の情報が屈折率変化等のパターンとして書き込まれている。このパターンは、記録装置において物体光と参照光の干渉により形成されたホログラムであり、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てＣＣＤやＣＭＯＳ等の光電変換素子によって受光することにより、書き込まれた情報を再生することができる。このようなホログラム装置は、例えば特許文献１に記載されている。
特開２００３−４３９０４号公報

しかし、従来のホログラム装置は、以下に述べる問題点を有していた。ホログラムに記録された情報を再生するには、記録媒体に対して書き込み時の参照光と同じ波長及び同じ角度の光を、ホログラムの位置に正確に入射させる必要がある。すなわち、光学系と記録媒体の間で高精度な位置合わせが必要になる。しかし、従来のホログラム装置では、高精度な位置合わせを１つ１つのホログラム毎に行っていたので、読み出し速度が制限されていた。

また、記録媒体の高密度化のためには、ホログラムの多重記録が用いられる。ホログラムを多重記録するには、波長多重または角度多重が知られているが、波長多重の場合には高価な波長可変レーザを用いる必要があり、角度多重の場合には角度可変機構が必要になるので、いずれにしても装置の大幅なコストアップを招く。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、読み出し速度が速く、かつ高密度に記録されたホログラムを簡易な構成で再生可能なホログラム装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るホログラム装置は、参照光を発光する光源を有し、ホログラムとして記録媒体に記録された情報を上記参照光により読出すホログラム装置において、
上記光源はそれぞれ参照光を発光する複数の発光部を有してなり、上記記録媒体は上記各発光部から発光される参照光にそれぞれ対応する複数のホログラムからなるホログラム群が複数形成されてなることを特徴として構成されている。

また、本発明に係るホログラム装置は、上記光源と記録媒体との間に集光手段を有し、上記光源の各発光部から発光された参照光は上記集光手段によりそれぞれ異なる角度で各発光部に対応した上記ホログラム群の各ホログラムに入射することを特徴として構成されている。

さらに、本発明に係るホログラム装置は、上記記録媒体は上記発光部に対する相対位置を移動させる媒体駆動部に連結され、該媒体駆動部は上記光源からの光を入射させるホログラム群を切替えるように上記記録媒体を移動させることを特徴として構成されている。

さらにまた、本発明に係るホログラム装置は、上記光源は上記記録媒体に対する相対位置を移動させる光源駆動部に連結され、該光源駆動部は光を入射させるホログラム群を切替えるように上記光源を移動させることを特徴として構成されている。

そして、本発明に係るホログラム装置は、上記ホログラム群を構成する各ホログラムは隣接するホログラムと互いに重複するように配置されていることを特徴として構成されている。

また、本発明に係るホログラム装置は、上記光源の発光部は面発光レーザであることを特徴として構成されている。

本発明に係るホログラム装置によれば、光源はそれぞれ参照光を発光する複数の発光部を有してなり、記録媒体は各発光部から発光される参照光にそれぞれ対応する複数のホログラムからなるホログラム群が複数形成されてなることにより、１回の位置合わせでホログラム群が有する複数のホログラムを再生することができるので、位置合わせの動作回数を少なくし、読み出し速度を向上させることができる。

また、本発明に係るホログラム装置によれば、光源と記録媒体との間に集光手段を有し、光源の各発光部から発光された参照光は集光手段によりそれぞれ異なる角度で各発光部に対応したホログラム群の各ホログラムに入射することにより、ホログラム群の各ホログラムが重複するように配置されていても、参照光の角度の違いによりそれぞれのホログラムを分離して再生することができるため、ホログラムの記録密度を高めることができる。

さらに、本発明に係るホログラム装置によれば、記録媒体は発光部に対する相対位置を移動させる媒体駆動部に連結されている、または光源は記録媒体に対する相対位置を移動させる光源駆動部に連結されていることにより、ホログラム群の切替動作を容易に行うことができる。

さらにまた、本発明に係るホログラム装置によれば、ホログラム群を構成する各ホログラムは隣接するホログラムと互いに重複するように配置されていることにより、記録媒体の記録密度を高めることができる。

そして、本発明に係るホログラム装置によれば、光源の発光部は面発光レーザであることにより、複数の発光部を有する光源を１つのプロセスで容易に製造することができる。

本発明の実施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装置の構成を示した概念図である。この図に示すように、本実施形態におけるホログラム装置は、主として参照光を発生する光源１と、光源１からの光を集光する集光手段たるレンズ２と、レンズ２により集光された光を入射光として受ける記録媒体３と、記録媒体３からの出射光を受光する受光部４とから構成されている。なお、受光部４は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサから構成されている。

光源は、複数の発光部１０、１０を備えてなり、各発光部１０、１０はそれぞれ同じ波長の光を発生する。発光部１０は、平面上において二次元的に配置されており、各発光部１０、１０から発生する光は、それぞれ異なる位置から出射されることになる。ここで、発光部１０としては面発光レーザ等の面発光素子が用いられる。

記録媒体３には、複数のホログラム１１、１１が形成されている。このホログラム１１には、所定の情報が書き込まれており、ホログラム１１を再生することでその情報を読み出すことができる。また、複数のホログラム１１が互いに近接配置されてホログラム群１２を形成している。

ホログラム群１２を構成するホログラム１１、１１は、それぞれ光源１の発光部１０、１０と１対１で対応するように形成されている。すなわち、図１に示すように３つの発光部１０を備えた光源１に対しては、ホログラム群１２を構成するホログラム１１は３つ形成されている。

次に、各発光部１０、１０からの光がホログラム群１２を構成する各ホログラム１１、１１に入射する具体的態様について説明する。図２には各発光部１０、１０からの光の経路を示す。

図２ａに示すように、光源１において上部に位置する発光部１０から出射された光は、レンズ２によって記録媒体３のホログラム１１に集光される。ここで光が入射するホログラム１１は、ホログラム群１２を構成するホログラム１１、１１のうち下部に位置するものである。

また、図２ｂに示すように、光源１において中央に位置する発光部１０から出射された光は、レンズ２によって記録媒体３のホログラム１１に集光される。ここで光が入射するホログラム１１は、ホログラム群１２を構成するホログラム１１、１１のうち中央に位置するものである。

さらに、図２ｃに示すように、光源１において下部に位置する発光部１０から出射された光は、レンズ２によって記録媒体３のホログラム１１に集光される。ここで光が入射するホログラム１１は、ホログラム群１２を構成するホログラム１１、１１のうち上部に位置するものである。

そして、各ホログラム１１、１１から出射した光は、いずれも受光部４によって受光される。各ホログラム１１、１１の位置はそれぞれ異なるから、各出射光はそれぞれ異なる角度により出射していることになる。これは、記録媒体３にホログラム１１を形成する際に、物体光の入射角度を受光部４の方向と対応するようにそれぞれ変化させることで、参照光に対し上述した光を出射するホログラム１１とすることができる。

以上のように、光源１の各発光部１０から出射された光は、それぞれホログラム群１２の対応するホログラム１１に入射する。また、各発光部１０からの光はレンズ２によって上下対称位置のホログラム１１に入射する。このように、複数の発光部１０、１０にそれぞれ対応するようにホログラム１１、１１が形成され、記録媒体３にホログラム群１２を構成しているので、１つのホログラム群１２に対しては、１度の位置合わせによりそのホログラム群１２が有するホログラム１１、１１を全て読み出すことができる。

複数のホログラム１１、１１を有するホログラム群１２は、記録媒体３に複数形成されている。そのため、別のホログラム群１２の各ホログラム１１、１１を再生するためには、ホログラム群１２を切替えるように記録媒体３または光源１を移動させる。記録媒体３を移動させるには、光源１の発光部１０に対する記録媒体３の相対位置を移動させる図示しない媒体駆動部に記録媒体３を固定する。一方、光源１を移動させるには、記録媒体３に対する光源１の発光部１０の相対位置を移動させる図示しない光源駆動部に光源１を固定する。

特定のホログラム群１２に光を入射させるように光源１と記録媒体３の位置合わせを行ったら、ホログラム群１２を構成する各ホログラム１１、１１に光源１の各発光部１０、１０から順次光を入射させる。光の受光部４は、一種類の情報しか再生することはできないので、光源１の複数の発光部１０、１０を同時に発光させることはせず、順次発光させていく。

また、図３には光源１の斜視図を示す。図１及び図２で光源１は、３つの発光部１０、１０が上下方向に整列配置されているが、実際には図３に示すように発光部１０は、平面上に対しアレイ状に配置されているものである。また、その配置は図３に示すようなものに限られず、円形状や多角形状をなすように配置してもよい。この場合にも、各発光部１０、１０からの光は、レンズ２によって光源１の中心線に対し対称となる位置に集光される。

以上のような構成により、複数のホログラム１１、１１からなるホログラム群１２について、光源１により一括して再生することができる。したがって、１つのホログラム群１２に対しては１度の位置合わせを行うだけでよく、位置合わせ動作を少なくすることができるので、ホログラム１１の読み出し速度を向上させることができる。

また、図１及び図２では、ホログラム群１２を構成する各ホログラム１１、１１は互いに離隔するように配置しているが、これらのホログラム１１は隣接するホログラム１１と互いに重複するように配置してもよい。重複して配置されていても、隣接するホログラム１１については再生するための参照光の入射角度が異なるため、各ホログラム１１を分離して再生することができる。このようにホログラム１１を重複して配置することで、より高密度な記録を行うことができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４には、本実施形態におけるホログラム装置の概念図を示す。第１の実施形態では、光源１の発光部１０として面発光レーザを用いているが、本実施形態ではファブリペロー型レーザを用いている。図４に示すように、本実施形態の光源１は、光を発生する活性層をアレイ状に複数形成してなるファブリペロー型レーザアレイ２０から構成されている。各発光部１０、１０からは、それぞれ同じ波長の光が出射される。

各発光部１０、１０から出射された各光は、それぞれレンズ２、２により平行光とされ、記録媒体３に入射する。記録媒体３には、各発光部１０、１０に対応してそれぞれ厚さ方向に異なる位置にホログラム１１、１１が形成され、ホログラム群１２を構成している。これら各ホログラム１１、１１は入射光を反射方向に回折させ、その出射光を受光部４により受光する。このように、本実施形態では、発光部１０毎にレンズ２を設けることで、各光をホログラム群１２に対して直線的に入射させている。

光源１にファブリペロー型レーザアレイ２０を用いることで、光源１をより安価に製造することができる。また、ホログラム１１を記録媒体３の厚さ方向に異なる位置に形成することにより、ホログラム１１の記録密度を向上させることができる。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図５には、本実施形態におけるホログラム装置の概念図を示す。本実施形態では、光源１として複数のレーザチップ２１、２１からの光を光ファイバ２２、２２で導いたものを用いている。各レーザチップ２１からの出射光は、それぞれレンズ２１ａにより集光され、光ファイバ２２に入射される。各光ファイバ２２の出射端はアレイ状に配置され、記録媒体３に対して光を出射する。その他の構成及び光の経路については、第１の実施形態と同様である。

また、光源１については、光ファイバ２２を用いて以下のように構成してもよい。図６には、光源１の別の形態を示している。この場合、レーザチップ２１は１つ設け、レンズ２１ａを介して光ファイバ２２に光を入射させる。光ファイバ２２は途中で分岐しており、分岐後の各光ファイバ２２にはそれぞれ光スイッチ２３が設けられ、各光ファイバ２２について独立して光を透過または非透過とすることができる。

光スイッチ２３は、いずれか１つが光を透過させる状態とされ、残りは全て光を非透過とする状態とされる。そして、光を透過させる状態とされる光スイッチ２３を順次切替えていくことで、光ファイバ２２の各出射端のうち１つから光が出射される。すなわち、光ファイバ２２の各出射端が第１の実施形態における光源１の発光部１０の機能を有することになる。

光源１としてはさらに別の形態とすることもできる。図７には、光源１のさらに別の形態を示している。この場合も、レーザチップ２１は１つ設け、レンズ２１ａを介して光ファイバ２２に光を入射させる。また、光ファイバ２２が分岐している点についても図６と同様である。しかし、図６の場合と異なり、分岐後の各光ファイバ２２には光スイッチ２３を設けず、代わりに出射端の近傍に光シャッタ２４を設けている。

光シャッタ２４は、アレイ状に配置された光ファイバ２２の各出射端からの光を、それぞれ独立して透過または非透過とするシャッタをアレイ状に設けてなるものである。この光シャッタ２４について、光ファイバ２２の１つの出射端からの光のみを透過させ、それ以外の出射端からの光を非透過とするように動作させる。そして、光を透過させる出射端を順次切替えていくことで、図６の場合と同様に第１の実施形態における光源１の発光部１０の機能を有することになる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用はこれら実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。

本実施形態におけるホログラム装置の構成を示した概念図である。各発光部からの光の経路を示した図である。光源の斜視図である。第２の実施形態におけるホログラム装置の構成を示した概念図である。第３の実施形態におけるホログラム装置の構成を示した概念図である。光源の別の形態を示した図である。光源のさらに別の形態を示した図である。

符号の説明

１光源
２レンズ
３記録媒体
４受光部
１０発光部
１１ホログラム
１２ホログラム群
２０ファブリペロー型レーザアレイ
２１レーザチップ
２２光ファイバ
２３光スイッチ
２４光シャッタ

Claims

参照光を発光する光源を有し、ホログラムとして記録媒体に記録された情報を上記参照光により読出すホログラム装置において、
上記光源はそれぞれ参照光を発光する複数の発光部を有してなり、上記記録媒体は上記各発光部から発光される参照光にそれぞれ対応する複数のホログラムからなるホログラム群が複数形成されてなることを特徴とするホログラム装置。
上記光源と記録媒体との間に集光手段を有し、上記光源の各発光部から発光された参照光は上記集光手段によりそれぞれ異なる角度で各発光部に対応した上記ホログラム群の各ホログラムに入射することを特徴とする請求項１記載のホログラム装置。
上記記録媒体は上記発光部に対する相対位置を移動させる媒体駆動部に連結され、該媒体駆動部は上記光源からの光を入射させるホログラム群を切替えるように上記記録媒体を移動させることを特徴とする請求項１または２記載のホログラム装置。
上記光源は上記記録媒体に対する相対位置を移動させる光源駆動部に連結され、該光源駆動部は光を入射させるホログラム群を切替えるように上記光源を移動させることを特徴とする請求項１または２記載のホログラム装置。
上記ホログラム群を構成する各ホログラムは隣接するホログラムと互いに重複するように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のホログラム装置。
上記光源の発光部は面発光レーザであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のホログラム装置。