JP2006267889A - 光情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録時および再生時に、記録媒体の外部から入射させる参照光の入射角度を、占有面積をとらずに容易かつ高い精度で制御することができる光情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】 記録時において、遮光器２１は「開放」状態となる。これにより、記録媒体１６に記録すべき情報を付与した情報光ＰＬと、ある特徴的な波面を有する参照光ＲＬとが記録媒体１６に同時に照射される。この結果、記録媒体１６には、情報光ＰＬと参照光ＲＬとによって形成された干渉縞が記録される。再生時において、遮光器２１を「閉鎖」状態となる。これにより、情報記録後の記録媒体１６には、記録時に用いたのと等しい波面を有する参照光ＲＬのみが照射される。この結果、記録媒体１６に記録された干渉縞によって参照光ＲＬが回折され、この回折光が再生光ＱＬとして得られる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、光情報記録再生装置に関し、より特定的には、ホログラムを用いて情報を記録および／または再生する光情報記録再生装置に関する。

近年、情報を高密度に記録できる次世代の有力な記録方式の一つとして、ホログラム記録が注目されている。ホログラム記録では、１つの媒体に対して多くの情報を多重に記録することが可能である。ホログラム記録の具体的な方法の一つとして、いわゆる体積ホログラムによる角度多重が、非特許文献１，２に提案されている。

図１３は、従来の光情報記録再生装置１００の構成および記録時の動作を示した図である。図１３を参照して、光情報記録再生装置１００は、空間光変調器１８と、撮像素子２５と、レンズ３０，３１と、参照光学系５００とを備える。参照光学系５００は、レンズ３２，３３と、反射器１３を有する回転モータ３４とを含む。回転モータ３４は、たとえばステッピングモータである。光情報記録再生装置１００は、記録媒体１６に情報をホログラムとして記録する。

空間光変調器１８は、外部からの光を受けて、２次元的に空間変調された光を撮像素子２５の撮像面上に投射する。撮像素子２５は、当該２次元変調光を撮像面に受けて、２次元データが付与された情報光ＰＬを出力する。レンズ３０，３１は、この情報光ＰＬを集光または拡散して記録媒体１６に照射する。一方、回転モータ３４は、参照光ＲＬを反射器１３によってレンズ３２，３３の方向へ反射する。レンズ３２，３３は、この参照光ＲＬを集光または拡散して記録媒体１６に照射する。

上記のようにして、光情報記録再生装置１００は、情報の記録を行なうとき、記録媒体１６に記録すべき情報を付与した情報光ＰＬと、ある特徴的な波面を有する参照光ＲＬとを記録媒体１６に同時に照射する。これにより、記録媒体１６には、情報光ＰＬおよび参照光ＲＬによって形成された干渉縞が記録される。情報光ＰＬには、記録したい情報が空間光変調器１８によって２次元データとして付与されており、これがホログラムとして記録されることになる。情報光ＰＬおよび参照光ＲＬは、記録媒体１６が感光する同一の波長を有する。

図１４は、従来の光情報記録再生装置１００の構成および再生時の動作を示した図である。図１４の光情報記録再生装置１００は、図１３と共通の構成要素を備える。光情報記録再生装置１００は、情報の再生を行なうとき、情報記録後の記録媒体１６に、記録時に用いたのと等しい波面を有する参照光ＲＬを記録媒体１６に照射する。これにより、記録媒体１６に記録された干渉縞によって参照光ＲＬが回折され、この回折光が再生光ＱＬとして得られる。このとき、再生光ＱＬの波面は、記録時の情報光ＰＬの波面を再現したものとなる。したがって、情報光ＰＬに付与されていた情報は、再生光ＱＬから再生することができる。

参照光ＲＬとして平面波を用い、回転モータ３４に取り付けられた反射器１３を回転させることにより、参照光ＲＬと情報光ＰＬとが形成する干渉縞は、参照光ＲＬの入射角度ごとに互いに独立したものとして記録媒体１６に記録される。光情報記録再生装置１００は、記録媒体１６に入射する参照光ＲＬの角度を変化させながら複数回の記録を行なうことにより、記録媒体１６に対して角度多重記録を行なうことができる。

上記のようにして、光情報記録再生装置１００は、再生時において、記録時と等しい入射角度で参照光ＲＬを記録媒体１６に入射させることにより、その入射角に対応する再生光ＱＬを得る。これにより、光情報記録再生装置１００は、記録媒体１６に多重記録した中の所望の情報のみを分離して再生することができる。ホログラム記録は、角度分解能が非常に高く、わずかな入射角度の違いでも独立した情報として記録される。このため、ホログラム記録媒体は、高多重化および高密度記録を実現できる。
ジョン・Ｆ・ヘアヌエ（John F. Heanue）、外２名，「体積ホログラム記憶およびディジタルデータの検索（Volume Holographic Storage and Retrieval of Digital Data）」，サイエンス（SCIENCE）、１９９４年８月５日，第２６５巻，ｐｐ．７４９−７５２ Ｆ・Ｈ・モク（F. H. Mok）、外２名、「ニオブ酸リチウム結晶における５００高解像度ホログラムの記憶（Storage of 500 high-resolution holograms in a LiNbO3 crystal）」，オプティクス・レターズ（OPTICS LETTERS）、１９９１年４月１５日，第１６巻，Ｎｏ．８，ｐｐ．６０５−６０７

図１３，１４に示す光情報記録再生装置１００は、角度多重記録（再生）するとき、記録（再生）時の参照光ＲＬの入射角度を高精度に制御する必要がある。しかしながら、光情報記録再生装置１００は、反射器１３を有する回転モータ３４を用いて参照光ＲＬを回転させるため、角度ごとに回転モータを駆動させねばならず、また回転モータ３４を駆動するための空間を必要とする。

前述したように、ホログラム記録は、角度分解能が非常に高く、わずかな入射角度の違いでも独立した情報として記録・再生される。そのため、光情報記録再生装置１００は、回転モータ３４をその分だけ精度よく駆動させなければならない。その結果、光情報記録再生装置１００の回転モータ３４および対応するサーボ機構は、大型かつ高価になってしまうという問題があった。

それゆえに、この発明の目的は、記録時および再生時に記録媒体の外部から入射させる参照光の入射角度を占有面積をとらずに容易かつ高い精度で制御することができる光情報記録再生装置を提供することである。

この発明のある局面によれば、記録媒体に対して情報を記録および／または再生する光情報記録再生装置であって、光を出射する光源と、光源から出射される光を第１の光と第２の光とに分岐する光分岐器と、記録時に第１の光を通過させ、再生時に第１の光を遮断する遮光器と、遮光器を通過した第１の光に２次元データを付与した光を情報光として記録媒体に照射する記録再生光学系と、第２の光を参照光として記録媒体に照射する光学素子とを備える。光情報記録再生装置は、記録再生光学系と光学素子とを移動させることによって、情報光と参照光との干渉パターンによる情報を記録媒体に記録する。

好ましくは、再生時に第２の光の偏光面を情報光と揃うように回転させて光学素子に出力する第１の偏光制御器をさらに備える。光情報記録再生装置は、記録再生光学系と光学素子とを移動させることによって、記録媒体に干渉パターンとして記録された情報を再生する。

この発明の他の局面によれば、記録媒体に対して情報を記録および／または再生する光情報記録再生装置であって、光を出射する光源と、光源から出射される光を第１の光と第２の光とに分岐する光分岐器と、記録時には第１の光を通過させ、再生時には第１の光を遮断する遮光器と、遮光器を通過した第１の光に２次元データを付与した光を情報光として記録媒体に照射する記録再生光学系と、第２の光を参照光として記録媒体に照射する光学素子とを備える。光情報記録再生装置は、記録媒体を移動させることによって、情報光と参照光との干渉パターンによる情報を記録媒体に記録する。

好ましくは、再生時に第２の光の偏光面を情報光と揃うように回転させて光学素子に出力する第１の偏光制御器をさらに備える。光情報記録再生装置は、記録媒体を移動させることによって、記録媒体に干渉パターンとして記録された情報を再生する。

好ましくは、記録再生光学系は、遮光器を通過した第１の光の偏光面を参照光と揃うように回転させる第２の偏光制御器と、第２の偏光制御器によって偏光面が参照光と揃えられた光を２次元的に空間変調することによって２次元データを付与する空間光変調器と、再生時に記録媒体に照射される参照光を再生光として検出する撮像素子とを含む。

好ましくは、光情報記録再生装置は、再生時に光学素子を記録時と同じ位置に配置する。

好ましくは、光情報記録再生装置は、記録時および／または再生時に光学素子を記録媒体の面内方向に移動させる。

好ましくは、光情報記録再生装置は、記録時および／または再生時に光学素子を記録媒体に対して回転運動させる。

好ましくは、光学素子は、プリズムである。

好ましくは、プリズムは、底辺をその他の辺で均等に分割する多角形の形状を有する。

好ましくは、プリズムは、底辺を上辺と両斜辺とで均等に分割する台形の形状を有する。

好ましくは、光学素子は、回折格子である。

好ましくは、回折格子は、複数の異なる方向に光を均等に分岐する。

この発明によれば、記録時および再生時に記録媒体の外部から入射させる参照光の入射角度を占有面積をとらずに容易かつ高い精度で精度で制御することができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による光情報記録再生装置１Ａの構成および記録時の動作を示した図である。図１を参照して、実施の形態１の光情報記録再生装置１Ａは、光源１０と、光分岐器１１と、反射器１３，１５と、プリズム１７と、偏光制御器２０と、遮光器２１と、記録再生光学系５０とを備える。記録再生光学系５０は、光分岐器１２と、反射器１４と、空間光変調器１８と、偏光制御器１９と、撮像素子２５とを含み、これらは一体型となっている。遮光器２１は、光を通過させる「開放」状態と、光を遮断させる「閉鎖」状態との２つの状態を取る。

光情報記録再生装置１Ａは、記録媒体１６に情報をホログラムとして記録する。記録媒体１６の具体的な形状としては、カード型、チップ型、ディスク型、テープ型、ドラム型等が考えられる。記録媒体１６は、上記のいずれの型であってもよく、いずれの場合であっても同様の効果を奏する。また、記録媒体１６は、一般的なホログラム記録で用いられる光学的記録材料であればよく、たとえば、光重合性材料、光架橋性材料、フォトクロミック材料、光異性化材料、フォトリフラクティブ材料などが挙げられる。

光重合性材料とは、たとえば、光照射による環状構造の変化にともなって光重合を生じるフォトポリマーである。光架橋性材料とは、たとえば、重クロム酸アンモニウム・ポリビニルアルコール系材料である。光異性化材料とは、たとえば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタアクリレート）にアゾ色素をドープした材料である。フォトリフラクティブ材料とは、ＬｉＮｂＯ₃、ＢａＴｉＯ₃、Ｂａ₁₂ＳｉＯ₂₀（ＢＳＯ）などの無機誘電体結晶またはポリマー系の材料である。

図１を参照して、光源１０から出射された光は、光分岐器１１において透過光と反射光とに分岐される。光分岐器１１の透過光は、「開放」状態の遮光器２１を通過する。遮光器２１を通過した光は、反射器１４によって反射され、偏光制御器１９に入射する。偏光制御器１９に入射した光は、後述する参照光ＲＬと偏光面が揃うように偏光面が回転され、光分岐器１２を透過して、空間光変調器１８に入射する。空間光変調器１８は、当該入射光を受けて、２次元的に空間変調され２次元データが付与された情報光ＰＬを記録媒体１６に照射する。

一方、光分岐器１１の反射光は、偏光制御器２０によって上記の情報光ＰＬと偏光面が揃うように偏光面が回転される。当該偏光面が回転された光は、反射器１３，１５で順に反射され、プリズム１７に入射する。プリズム１７は、当該入射光を受けて、異なる３方向に屈折された参照光ＲＬを記録媒体１６に照射する。なお、参照光ＲＬを分岐する光学素子は、プリズム１７に限定されるわけではない。たとえば、回折格子によって参照光ＲＬを異なる３方向に分岐しても、プリズム１７を用いた場合と同様の効果を得られる。

上記のように、実施の形態１の光情報記録再生装置１Ａは、情報の記録を行なうとき、遮光器２１を「開放」状態とする。これにより、記録媒体１６に記録すべき情報を付与した情報光ＰＬと、ある特徴的な波面を有する参照光ＲＬとが記録媒体１６に同時に照射される。この結果、記録媒体１６には、記録媒体１６が感光する同一の波長を有する情報光ＰＬと参照光ＲＬとによって形成された干渉縞が記録される。

光源１０は、たとえばレーザである。光分岐器１１，１２は、たとえばハーフミラー、各種ビームスプリッタである。反射器１３〜１５は、たとえばミラーである。空間光変調器１８は、たとえば液晶表示素子、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）である。偏光制御器１９，２０は、たとえば１／２波長板である。遮光器２１は、たとえばシャッターである。撮像素子２５は、たとえば、１つまたは複数のフォトダイオード、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）等から構成されるドットセンサ、ラインセンサ、またはエリアセンサである。

撮像素子２５は、たとえば、上記のようなドットセンサ、ラインセンサ、エリアセンサを複数個敷き並べた光検出器であってもよい。なお、撮像素子２５に複数のドットセンサ、ラインセンサ、またはエリアセンサを組み合わせて用いた場合、各センサを順次電気的にスイッチングして切り替えることにより、光情報記録再生装置１Ａの省電力化を図ることができる。

図２は、この発明の実施の形態１による光情報記録再生装置１Ａの構成および再生時の動作を示した図である。図２の光情報記録再生装置１Ａは、実施の形態１において図１と共通の構成であるが、たとえば、記録機能を有する光情報記録装置と、再生機能を有する光情報再生装置とを各々単体として構成してもよい。

図２を参照して、光源１０から出射された光は、光分岐器１１において透過光と反射光とに分岐される。光分岐器１１の透過光は、「閉鎖」状態の遮光器２１で遮断される。一方、光分岐器１１の反射光は、偏光制御器２０によって前述の情報光ＰＬと偏光面が揃うように偏光面が回転される。当該偏光面が回転された光は、反射器１３，１５で順に反射され、プリズム１７に入射する。プリズム１７は、当該入射光を受けて、当該入射方向と異なる３つの方向に屈折された参照光ＲＬを記録媒体１６に照射する。

上記のように、実施の形態１の光情報記録再生装置１Ａは、情報の再生を行なうとき、遮光器２１を「閉鎖」状態とする。これにより、情報記録後の記録媒体１６には、記録時に用いたのと等しい波面を有する参照光ＲＬのみが照射される。この結果、記録媒体１６に記録された干渉縞によって参照光ＲＬが回折され、この回折光が再生光ＱＬとして得られる。このとき、再生光ＱＬの波面は、記録時の情報光ＰＬの波面を再現したものとなる。したがって、情報光ＰＬに付与されていた情報は、再生光ＱＬから再生することができる。再生光ＱＬは、光分岐器１２で反射され、１次元、２次元、または３次元に駆動可能な撮像素子２５に入射することで検出される。

次に、実施の形態１の光情報記録再生装置１Ａを用いた多重記録方法について具体的に説明する。

図３は、この発明の実施の形態１による光情報記録再生装置１Ａの多重記録方法の第１段階を説明するための図である。図３に示すように、台形型であるプリズム１７は、異なる３方向に屈折された参照光ＲＬを記録媒体１６に照射する。３方向に屈折された参照光ＲＬは、空間光変調器１８により生成された情報光ＰＬと干渉する。このようにして、光情報記録再生装置１Ａは、干渉縞を記録媒体１６にホログラムとして記録する。

図４は、この発明の実施の形態１による光情報記録再生装置１Ａの多重記録方法の第２段階を説明するための図である。図４のプリズム１７は、図３に比べて、位置がｙ方向に少し移動した状態にある。これに合わせて、空間光変調器１８は、プリズム１７が移動した位置へと移動する。なお、図１で説明したように、空間光変調器１８を含む記録再生光学系５０は一体型となっているため、このとき光分岐器１２等の他の構成要素も一緒に移動する（図１参照）。

図４を参照して、光情報記録再生装置１Ａは、プリズム１７および空間光変調器１８が移動した位置において、図３で説明したのと同様に、３方向に屈折された参照光ＲＬと情報光ＰＬとの干渉縞を記録媒体１６にホログラムとして記録する。光情報記録再生装置１Ａは、プリズム１７および空間光変調器１８を少しずつ移動させながら、同様の記録動作をｙ方向について記録媒体１６の端から端まで繰り返す。

光情報記録再生装置１Ａは、ｙ方向の端から端までの記録動作が終わると、プリズム１７および空間光変調器１８の位置を少しｘ方向に移動させる。その後、光情報記録再生装置１Ａは、再びｙ方向の端から端までプリズム１７および空間光変調器１８を少しずつ移動させながら、上記と同様の記録動作を行なう。このようにして、光情報記録再生装置１Ａは、プリズム１７および空間光変調器１８をｘｙ平面上で移動させながら、記録媒体１６全体に情報をホログラムとして記録していく。

図５は、この発明の実施の形態１による光情報記録再生装置１Ａの多重記録方法の第１状態を説明するための図である。図５は、プリズム１７により３方向に屈折されて記録媒体１６に入射する参照光ＲＬ１を示している。図５の記録媒体１６には、３方向に屈折された参照光ＲＬ１と情報光ＰＬ（図示せず）との干渉縞が記録媒体１６にホログラムとして記録される。

図６は、この発明の実施の形態１による光情報記録再生装置１Ａの多重記録方法の第２状態を説明するための図である。図４と同じく、図６のプリズム１７は、図５に比べて、位置がｙ方向に少し移動した状態にある。図６において、参照光ＲＬ１はプリズム１７が図５の位置にあるときの参照光であるのに対し、参照光ＲＬ２はプリズム１７が図６の位置にあるときの参照光である。

図６に示すように、参照光ＲＬ２は、図５の参照光ＲＬ１によって記録された部分と重なる領域を持つ。しかしながら、参照光ＲＬ２と参照光ＲＬ１とは、両者が重なる領域において記録領域１６への入射角度が異なっている。したがって、参照光ＲＬ１，Ｒ２は、各々独立したものとして記録媒体１６に記録される。

ここで、参照光ＲＬ１，ＲＬ２を各々独立した情報として記録媒体１６に記録するためには、プリズム１７の移動距離が重要となる。図５〜７に示すように、実施の形態１のプリズム１７は、上辺と両斜辺とで底辺を均等に３等分するような台形形状となっている。したがって、実施の形態１の光情報記録再生装置１Ａは、図５のプリズム１７を底辺の３分の１程度以上だけｙ方向に移動させて図６の状態とすることにより、記録媒体１６に情報を独立して記録することができる。

図７は、この発明の実施の形態１による光情報記録再生装置１Ａの多重記録方法の第３状態を説明するための図である。図７のプリズム１７は、図６に比べて、位置がｙ方向にさらに少し移動した状態にある。図７において、参照光ＲＬ１，ＲＬ２はプリズム１７がそれぞれ図５，６の位置にあるときの参照光であるのに対し、参照光ＲＬ３はプリズム１７が図７の位置にあるときの参照光である。

図７に示すように、参照光ＲＬ３は、図５，６の参照光ＲＬ１，ＲＬ２によって記録された部分と重なる領域を持つ。しかしながら、図５の場合と同様に、参照光ＲＬ３と参照光ＲＬ１，ＲＬ２とは、これらの参照光が重なる領域において記録領域１６への入射角度が互いに異なっている。したがって、参照光ＲＬ１〜ＲＬ３は、各々独立したものとして記録媒体１６に記録される。このように、実施の形態１の光情報記録再生装置１Ａは、プリズム１７を底辺の３分の１程度以上ずつｙ方向に移動させながら記録動作を行なうことにより、記録媒体１６に情報を多重記録することができる。

次に、上記のようにして角度多重記録された記録媒体１６の情報を光情報記録再生装置１Ａによって再生する方法について説明する。

図２を参照して、光情報記録再生装置１Ａは、再生時において、遮光器２１を「閉鎖」状態にし、プリズム１７から入射する参照光ＲＬの入射角度を図１の記録時の参照光ＲＬの入射角度と等しくする。これにより、光情報記録再生装置１Ａは、記録媒体１６に多重記録された情報の中から、参照光ＲＬに対応した１つの記録情報が付与された再生光ＱＬを撮像素子２５で再生することができる。

光情報記録再生装置１Ａは、再生時において記録時と同じ位置にプリズム１７を配置することにより、再生時における参照光ＲＬの入射角度を容易に記録時と等しくさせることができる。したがって、光情報記録再生装置１Ａは、記録媒体１６の読み出したい情報が記録されている位置にプリズム１７と空間光変調器１８を含む記録再生光学系５０とを移動させることにより、多重記録された記録媒体１６の情報を読み出すことができる。

以上のように、実施の形態１によれば、参照光をいくつかの異なる角度に分岐して記録媒体に入射させる光学素子を用いることにより、情報光と参照光とを生成する光学系および記録媒体の角度を変えることなく、記録媒体に入射する参照光の入射角度を容易に制御することができる。

好ましくは、参照光をいくつかの異なる角度に分岐して記録媒体に入射させる光学素子としてプリズムを用いることにより、当該光学素子を回転させることなく、任意の方向に屈折光の角度を設定することができる。

参照光をいくつかの異なる角度に分岐して記録媒体に入射させる光学素子として、プリズムの他にも、たとえば回折格子を用いることができる。回折格子を用いた場合にも、任意の方向に参照光の角度を設定することができる。また、回折格子は、異なる方向に参照光を均等に分岐することができるため、記録媒体に対して高密度に多重記録を行なうことが可能となる。

この発明の実施の形態による光情報記録再生装置は、記録時だけでなく再生時においても、参照光をいくつかの異なる角度に分岐させる光学素子を用いることにより、再生光を生成する光学系と記録媒体との角度を変えることなく、情報の再生に必要となる参照光を情報記録時と同じ角度で容易に入射させることができる。

好ましくは、参照光をいくつかの異なる角度に分岐して記録媒体に入射させる光学素子としてプリズムを用いることにより、当該光学素子を回転させることなく、任意の方向に屈折光の角度を設定することができる。そのため、再生時において、記録時に多重記録された角度に参照光を入射させることが容易となり、記録媒体に記録された情報の一つを再生光として選択的に検出することができる。

参照光をいくつかの異なる角度に分岐して記録媒体に入射させる光学素子として、プリズムの他にも、たとえば回折格子を用いることができる。回折格子を用いた場合にも、任意の方向に参照光の角度を設定することができる。そのため、再生時において、記録時に多重記録された角度に参照光を入射させることが容易となり、記録媒体に記録された情報の一つを再生光として選択的に検出することができる。

上記の回折格子は、異なる方向に参照光を均等に分岐することができるため、記録媒体に対して高密度に多重記録を行なった場合にも、再生時において、記録時と同じ入射角度で容易に参照光を入射させることができる。

この発明の実施の形態による光情報記録方法では、記録時において、参照光をいくつかの異なる角度に分岐して記録媒体に入射させる光学素子を用いることにより、情報光と参照光とを生成する光学系と記録媒体との角度を変えることなく、記録媒体に入射する参照光の入射角度を容易に制御することができる。したがって、ミラーを回転させるのに従来必要とされていたステッピング回転モータおよびその回転角度調節機構などが不要となる。これにより、光情報記録再生装置の小型化およびコスト削減を実現できる。

この発明の実施の形態による光情報再生方法では、再生時において、参照光をいくつかの異なる角度に分岐して記録媒体に入射させる光学素子としてプリズムを用いることにより、当該光学素子を回転させることなく、任意の方向に屈折光の角度を設定することができる。そのため、再生時において、記録時に多重記録された角度に参照光を入射させることが容易となり、記録媒体に記録された情報の一つを再生光として選択的に検出することができる。したがって、ミラーを回転させるのに従来必要とされていたステッピング回転モータおよびその回転角度調節機構などが不要となる。これにより、光情報記録再生装置の小型化およびコスト削減を実現できる。

［実施の形態２］
図８は、この発明の実施の形態２による光情報記録再生装置１Ｂの構成および記録時の動作を示した図である。図９は、この発明の実施の形態２による光情報記録再生装置１Ｂの構成および再生時の動作を示した図である。

図９の光情報記録再生装置１Ｂは、実施の形態２において図８と共通の構成であるが、たとえば、記録機能を有する光情報記録装置と、再生機能を有する光情報再生装置とを各々単体として構成してもよい。

図８，９に示す実施の形態２の光情報記録再生装置１Ｂは、記録時および再生時において空間光変調器１８を含む記録再生光学系５０とプリズム１７とを移動させる代わりに記録媒体１６を移動させる点において、図１，２に示す実施の形態１の光情報記録再生装置１Ａと異なる。したがって、重複する部分の説明は、ここでは繰り返さない。実施の形態２の光情報記録再生装置１Ｂは、実施の形態１の光情報記録再生装置１Ａと同じ構成要素を備える。

次に、実施の形態２の光情報記録再生装置１Ｂを用いた多重記録方法について具体的に説明する。

図１０は、この発明の実施の形態２による光情報記録再生装置１Ｂの多重記録方法の第１段階を説明するための図である。図１０に示すように、台形型であるプリズム１７は、図３の場合と同様に、異なる３方向に屈折された参照光ＲＬを記録媒体１６に照射する。３方向に屈折された参照光ＲＬは、空間光変調器１８により生成された情報光ＰＬと干渉する。このようにして、光情報記録再生装置１Ｂは、干渉縞を記録媒体１６にホログラムとして記録する。

図１１は、この発明の実施の形態２による光情報記録再生装置１Ｂの多重記録方法の第２段階を説明するための図である。図１１の記録媒体１６は、図１０に比べて、位置がｙ方向に少し移動した状態にある。すなわち、実施の形態２の光情報記録再生装置１Ｂは、実施の形態１の光情報記録再生装置１Ａと異なり、記録時において記録媒体１６を移動させることにより、プリズム１７および空間光変調器１８を移動させることなく記録媒体１６の記録位置を変化させている。

図１１を参照して、光情報記録再生装置１Ｂは、記録媒体１６が移動した位置において、図１０で説明したのと同様に、３方向に屈折された参照光ＲＬと情報光ＰＬとの干渉縞を記録媒体１６にホログラムとして記録する。光情報記録再生装置１Ｂは、記録媒体１６を少しずつ移動させながら、同様の記録動作をｙ方向について記録媒体１６の端から端まで繰り返す。

光情報記録再生装置１Ｂは、ｙ方向の端から端までの記録動作が終わると、記録媒体１６の位置を少しｘ方向に移動させる。その後、光情報記録再生装置１Ｂは、再びｙ方向の端から端まで記録媒体１６を少しずつ移動させながら、上記と同様の記録動作を行なう。このようにして、光情報記録再生装置１Ｂは、記録媒体１６をｘｙ平面上で移動させながら、記録媒体１６全体に情報をホログラムとして記録していく。

図１２は、実施の形態１，２のプリズム１７をプリズム１７Ｂに置き換えた場合の多重記録方法を説明するための図である。これまでの光情報記録再生装置１Ａ、１Ｂでは、台形型のプリズム１７を用いた場合について説明してきた。台形型のプリズム１７は、参照光ＲＬを３方向に屈折させるが、この場合、記録媒体１６への多重記録は３角度までに限定されてしまう。参照光ＲＬの屈折方向は、３方向に限定されるものではない。

そこで、図１２では、台形型のプリズム１７を用いる代わりに、多角形のプリズム１７Ｂを用いている。この場合、参照光ＲＬの屈折する方向を増やすことができる。これにより、光情報記録再生装置１Ａ，１Ｂは、記録媒体１６に更に多重に情報を記録することが可能となる。この結果、記録媒体１６の記録密度が向上する。

多角形のプリズム１７Ｂを用いることにより、記録媒体１６への多重記録を３角度以上とすることができる。この場合、プリズム１７Ｂをｘｙ平面上に２次元的に動かして記録媒体１６の全体を記録した後、プリズム１７Ｂを回転させて同様に記録していく。これにより、光情報記録再生装置１Ａ，１Ｂは、記録媒体１６に更に多くの情報を記録することが可能となる。この結果、記録媒体１６の記録密度が向上する。

次に、上記のようにして角度多重記録された記録媒体１６の情報を光情報記録再生装置１Ｂによって再生する方法について説明する。

図９を参照して、光情報記録再生装置１Ｂは、再生時において、遮光器２１を「閉鎖」状態にし、プリズム１７から入射する参照光ＲＬの入射角度を図８の記録時の参照光ＲＬの入射角度と等しくする。これにより、光情報記録再生装置１Ｂは、記録媒体１６に多重記録された情報の中から、参照光ＲＬに対応した１つの記録情報が付与された再生光ＱＬを撮像素子２５で再生することができる。

光情報記録再生装置１Ｂは、再生時において記録時と同じ位置に記録媒体１６を配置することにより、再生時における参照光ＲＬの入射角度を容易に記録時と等しくさせることができる。したがって、光情報記録再生装置１Ｂは、記録媒体１６の読み出したい情報が記録されている位置に記録媒体１６を移動させることにより、多重記録された記録媒体１６の情報を読み出すことができる。

以上のように、実施の形態２によれば、参照光をいくつかの異なる角度に分岐して記録媒体に入射させる光学素子を用いることにより、実施の形態１と同様に、情報光と参照光とを生成する光学系と記録媒体との角度を変えることなく、記録媒体に入射する参照光の入射角度を容易に制御することができる。

好ましくは、参照光をいくつかの異なる角度に分岐して記録媒体に入射させる光学素子としてプリズムを用いることにより、実施の形態１と同様に、当該光学素子を回転させることなく、任意の方向に屈折光の角度を設定することができる。

好ましくは、記録時において、上記プリズムとして底辺をその他の辺で均等に分割する多角形形状のプリズムを用いることにより、参照光を均等に分岐させることが可能となり、記録媒体に対して高密度に多重記録を行なうことができる。当該プリズムの形状を上辺と両斜辺とで底辺を均等に３等分するような台形形状とした場合、参照光の分岐方向が３方向となるものの、プリズムの作成が容易となる点で好ましい。

また、参照光をいくつかの異なる角度に分岐して記録媒体に入射させる光学素子を記録媒体上で２次元的に移動させることにより、記録媒体全面に情報を多重記録することができる。その光学素子を記録媒体の面内方向に回転させることにより、当該光学素子を２次元的に移動させることができる。記録媒体の全面に記録処理を施した後も、当該光学素子を回転させることにより、当該記録媒体にさらに多重記録を行なうことができる。

好ましくは、再生時において、上記プリズムとして底辺をその他の辺が均等に分割する多角形形状のプリズムを用いることにより、参照光を均等に分岐させることが可能となる。これにより、記録媒体に対して高密度に多重記録を行なった場合にも、記録時と同じ角度で容易に記録媒体に参照光を入射させることができる。当該プリズムの形状を上辺と両斜辺とで底辺を均等に３等分するような台形形状とした場合、参照光の分岐方向が３方向となるものの、プリズムの作成が容易となる点で好ましい。

また、参照光をいくつかの異なる角度に分岐して記録媒体に入射させる光学素子を記録媒体上で２次元的に移動させることにより、記録媒体全面に多重記録された情報を再生することができる。その光学素子を記録媒体の面内方向に回転させることにより、当該光学素子を２次元的に移動させることができる。記録媒体の全面に記録処理を施した後、当該光学素子を回転させることにより、当該記録媒体に多重記録された情報を再生することができる。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の実施の形態１による光情報記録再生装置１Ａの構成および記録時の動作を示した図である。 この発明の実施の形態１による光情報記録再生装置１Ａの構成および再生時の動作を示した図である。 この発明の実施の形態１による光情報記録再生装置１Ａの多重記録方法の第１段階を説明するための図である。 この発明の実施の形態１による光情報記録再生装置１Ａの多重記録方法の第２段階を説明するための図である。 この発明の実施の形態１による光情報記録再生装置１Ａの多重記録方法の第１状態を説明するための図である。 この発明の実施の形態１による光情報記録再生装置１Ａの多重記録方法の第２状態を説明するための図である。 この発明の実施の形態１による光情報記録再生装置１Ａの多重記録方法の第３状態を説明するための図である。 この発明の実施の形態２による光情報記録再生装置１Ｂの構成および記録時の動作を示した図である。 この発明の実施の形態２による光情報記録再生装置１Ｂの構成および再生時の動作を示した図である。 この発明の実施の形態２による光情報記録再生装置１Ｂの多重記録方法の第１段階を説明するための図である。 この発明の実施の形態２による光情報記録再生装置１Ｂの多重記録方法の第２段階を説明するための図である。 実施の形態１，２のプリズム１７をプリズム１７Ｂに置き換えた場合の多重記録方法を説明するための図である。 従来の光情報記録再生装置１００の構成および記録時の動作を示した図である。 従来の光情報記録再生装置１００の構成および再生時の動作を示した図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１００ 光情報記録再生装置、１０ 光源、１１，１２ 光分岐器、１３〜１５ 反射器、１６ 記録媒体、１７，１７Ｂ プリズム、１８ 空間光変調器、１９，２０ 偏光制御器、２１ 遮光器、２５ 撮像素子、３０〜３３ レンズ、３４ 回転モータ、５０ 記録再生光学系、５００ 参照光学系。

Claims (13)

1. 記録媒体に対して情報を記録および／または再生する光情報記録再生装置であって、
   光を出射する光源と、
   前記光源から出射される光を第１の光と第２の光とに分岐する光分岐器と、
   記録時に前記第１の光を通過させ、再生時に前記第１の光を遮断する遮光器と、
   前記遮光器を通過した前記第１の光に２次元データを付与した光を情報光として前記記録媒体に照射する記録再生光学系と、
   前記第２の光を参照光として前記記録媒体に照射する光学素子とを備え、
   前記光情報記録再生装置は、前記記録再生光学系と前記光学素子とを移動させることによって、前記情報光と前記参照光との干渉パターンによる情報を前記記録媒体に記録する、光情報記録再生装置。
2. 再生時に前記第２の光の偏光面を前記情報光と揃うように回転させて前記光学素子に出力する第１の偏光制御器をさらに備え、
   前記光情報記録再生装置は、前記記録再生光学系と前記光学素子とを移動させることによって、前記記録媒体に前記干渉パターンとして記録された情報を再生する、請求項１に記載の光情報記録再生装置。
3. 記録媒体に対して情報を記録および／または再生する光情報記録再生装置であって、
   光を出射する光源と、
   前記光源から出射される光を第１の光と第２の光とに分岐する光分岐器と、
   記録時には前記第１の光を通過させ、再生時には前記第１の光を遮断する遮光器と、
   前記遮光器を通過した前記第１の光に２次元データを付与した光を情報光として前記記録媒体に照射する記録再生光学系と、
   前記第２の光を参照光として前記記録媒体に照射する光学素子とを備え、
   前記光情報記録再生装置は、前記記録媒体を移動させることによって、前記情報光と前記参照光との干渉パターンによる情報を前記記録媒体に記録する、光情報記録再生装置。
4. 再生時に前記第２の光の偏光面を前記情報光と揃うように回転させて前記光学素子に出力する第１の偏光制御器をさらに備え、
   前記光情報記録再生装置は、前記記録媒体を移動させることによって、前記記録媒体に前記干渉パターンとして記録された情報を再生する、請求項３に記載の光情報記録再生装置。
5. 前記記録再生光学系は、
   前記遮光器を通過した前記第１の光の偏光面を前記参照光と揃うように回転させる第２の偏光制御器と、
   前記第２の偏光制御器によって偏光面が前記参照光と揃えられた光を２次元的に空間変調することによって前記２次元データを付与する空間光変調器と、
   再生時に前記記録媒体に照射される前記参照光を再生光として検出する撮像素子とを含む、請求項１〜４のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
6. 前記光情報記録再生装置は、再生時に前記光学素子を記録時と同じ位置に配置する、請求項２または４に記載の光情報記録再生装置。
7. 前記光情報記録再生装置は、記録時および／または再生時に前記光学素子を前記記録媒体の面内方向に移動させる、請求項１〜５のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
8. 前記光情報記録再生装置は、記録時および／または再生時に前記光学素子を前記記録媒体に対して回転運動させる、請求項１〜５のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
9. 前記光学素子は、プリズムである、請求項１〜８のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
10. 前記プリズムは、底辺をその他の辺で均等に分割する多角形の形状を有する、請求項９に記載の光情報記録再生装置。
11. 前記プリズムは、底辺を上辺と両斜辺とで均等に分割する台形の形状を有する、請求項１０に記載の光情報記録再生装置。
12. 前記光学素子は、回折格子である、請求項１〜８のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
13. 前記回折格子は、複数の異なる方向に光を均等に分岐する、請求項１２に記載の光情報記録再生装置。

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