JP2006318586A - Hologram recording device and recording method of hologram recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホログラム記録装置、ホログラム記録装置のホログラム記録方法に関する。 The present invention relates to a hologram recording apparatus and a hologram recording method of the hologram recording apparatus.
ディジタルデータがホログラムとして記録されるホログラム媒体としては、例えばガラス基板で光感受性樹脂(例えばフォトポリマー)を封止して設けられたものがある。 As a hologram medium on which digital data is recorded as a hologram, for example, there is one provided by sealing a photosensitive resin (for example, photopolymer) with a glass substrate.
このホログラム媒体にディジタルデータをホログラムとして記録させる場合、先ず、レーザー装置からのレーザービームをPBS(Polarization Beam Splitter)にて2つのレーザービームに分離する。そして、一方のレーザービーム(以下、参照ビームという)と、ディジタルデータが2次元濃淡画像パターンとして形成されたSLM(Spatial Light Modulator・空間光変調器)に他方のレーザービームを照射させることによって当該2次元濃淡画像パターンの情報が反映されたレーザービーム(以下、データビームという)とを、ホログラム媒体に所定角度をもって照射させることによって、ディジタルデータがホログラムとしてホログラム媒体に記録されることとなる。 When digital data is recorded on the hologram medium as a hologram, first, the laser beam from the laser device is split into two laser beams by a PBS (Polarization Beam Splitter). Then, by irradiating one laser beam (hereinafter referred to as a reference beam) and the other laser beam to an SLM (Spatial Light Modulator) in which digital data is formed as a two-dimensional gray image pattern, the second laser beam is irradiated. By irradiating the hologram medium with a laser beam (hereinafter referred to as a data beam) reflecting the information of the three-dimensional grayscale image pattern at a predetermined angle, digital data is recorded on the hologram medium as a hologram.
詳述すると、ホログラム媒体を構成する光感受性樹脂は、有限数のモノマー(Monomer)を有し、参照ビームとデータビームとからなるレーザービーム(以下、レーザービームと略する)が照射されることにより、当該レーザービームの光量及び照射時間からなるエネルギーに応じてモノマーがポリマー(Polymer)へと変化する。そして、このモノマーがポリマーに変化することにより、レーザービームのエネルギーに応じたポリマーからなる干渉縞が形成されることとなる。よって、この干渉縞がホログラム媒体中に形成されることにより、ディジタルデータがホログラムとして記録されたこととなる。その後、モノマーが消費された所へと残ったモノマーが移動(拡散)する。尚、ホログラム媒体中において、レーザービームのエネルギーに応じてモノマーがポリマーへと変化するときの様子を模式化した図を図2に示す。 More specifically, the photosensitive resin constituting the hologram medium has a finite number of monomers and is irradiated with a laser beam (hereinafter abbreviated as a laser beam) composed of a reference beam and a data beam. The monomer changes into a polymer according to the energy of the laser beam and the irradiation time. And when this monomer changes to a polymer, an interference fringe made of a polymer corresponding to the energy of the laser beam is formed. Therefore, when this interference fringe is formed in the hologram medium, digital data is recorded as a hologram. Thereafter, the remaining monomer moves (diffuses) to the place where the monomer is consumed. FIG. 2 schematically shows a state in which the monomer changes into a polymer in accordance with the energy of the laser beam in the hologram medium.
また、ホログラム媒体に記録させるディジタルデータが大量の場合、参照ビームのホログラム媒体への入射角を変えることによって、多数のホログラムを形成するいわゆる角度多重記録を行うことが可能である。例えば、ホログラム媒体へ形成された1つのホログラムをページと称し、多数のページからなる多重ホログラムをブックと称するとする。図3は、角度多重記録におけるブックとページを模式的に示した図である。図3において示すように、角度多重記録においては、1つのブックに対し、参照ビームの入射角度を変えることによって、例えば10ページのホログラムが形成されることとなる。このように、ホログラム媒体へのディジタルデータの記録は、角度多重記録によって、大量のディジタルデータを記録することを可能としている。 Further, when a large amount of digital data is recorded on the hologram medium, it is possible to perform so-called angle multiplex recording in which a large number of holograms are formed by changing the incident angle of the reference beam to the hologram medium. For example, it is assumed that one hologram formed on the hologram medium is referred to as a page, and a multiplexed hologram including a large number of pages is referred to as a book. FIG. 3 is a diagram schematically showing a book and a page in angle multiplex recording. As shown in FIG. 3, in angle multiplexing recording, for example, a 10-page hologram is formed by changing the incident angle of the reference beam for one book. As described above, the recording of digital data on the hologram medium makes it possible to record a large amount of digital data by angle multiplexing recording.
以下、図4(a)、図5、図6を参照しつつ、ホログラム記録時におけるディジタルデータからの2次元濃淡画像パターン形成の一例について詳述する。 Hereinafter, an example of forming a two-dimensional gray image pattern from digital data at the time of hologram recording will be described in detail with reference to FIGS. 4 (a), 5, and 6. FIG.
例えばPC(Personal Computer)等のホスト機器(不図示)からホログラム記録の対象となるディジタルデータがエンコーダ107に順次送信される。エンコーダ107は、ディジタルデータに対して、誤り訂正符号の付加、変調等のエンコード処理を行うべく設けられている。このエンコーダ107によるエンコード処理には所定の処理時間を要するため、ホスト機器から順次送信されるディジタルデータは一旦バッファメモリ110に記憶されることとなる。そして、エンコーダ107は、随時バッファメモリ110からディジタルデータを読み出してエンコード処理を行う。エンコーダ107にてエンコード処理がなされたデータ(以下、エンコーダ出力ビットデータ(図5)という)が、マッピング処理部108に送信される。
For example, digital data to be subjected to hologram recording is sequentially transmitted to the
SLM109は、例えば図6に示すように2次元に配列された4×4個の空間光変調素子(a1乃至d4)を有する。そして、1つの空間光変調素子は1ビットデータに対応して設けられており、例えば1ビットデータの論理値が‘1’の場合に明(濃)、‘0’の場合に暗(淡)を再現する素子である。尚、SLM109は、一般的に大量(例えば1280×1280=1638400個)の空間光変調素子を有しているが、説明の便宜上、4×4個の空間光変調素子を有するSLM109を用いて説明する。 The SLM 109 has 4 × 4 spatial light modulation elements (a1 to d4) arranged two-dimensionally as shown in FIG. 6, for example. One spatial light modulator is provided corresponding to 1-bit data. For example, when the logical value of 1-bit data is “1”, it is bright (dark), and when it is “0”, it is dark (light). It is an element that reproduces. Note that the SLM 109 generally has a large amount (for example, 1280 × 1280 = 1638400) of spatial light modulators. However, for the sake of convenience of explanation, the SLM 109 will be described using the SLM 109 having 4 × 4 spatial light modulators. To do.
マッピング処理部108は、各空間光変調素子(a1乃至d4)に対応するエンコーダ出力ビットデータを構成する各1ビットデータを、順次配列処理(以下、マッピング処理という)すべく設けられている。このマッピング処理部108によるマッピング処理は、1ビットデータずつ行われることとなるため所定の処理時間を要することとなる。そのため、エンコーダ出力ビットデータは、一旦バッファメモリ111に記憶されることとなる。そして、マッピング処理部108は、随時バッファメモリ111から1ビットデータずつ読み出してマッピング処理を行う。
The
この結果、SLM109の空間光変調素子には、図5単位ページ配列データに示すように1ビットデータが順次配列されることとなる。そして、各空間光変調素子が1ビットデータの論理値に応じて明又は暗を再現することによって、SLM109には図5の2次元濃淡画像パターンが形成されることとなる。
As a result, 1-bit data is sequentially arranged in the spatial light modulator of the
また、ホログラム媒体からディジタルデータを再生する場合(以下、ホログラム再生という)、ディジタルデータを示すホログラムに、当該ホログラムが形成されたときと同じ入射角度で参照ビームを照射する。そして、ホログラムにて回折された参照ビーム(以下、再生ビームという)を、イメージセンサ等で受光する。このイメージセンサ等で受光した再生ビームは、前述したディジタルデータを示す2次元濃淡画像パターンとなっている。そして、この2次元濃淡画像パターンからディジタルデータをデコーダ等で復調することにより、ディジタルデータを再生することが可能となる。また、このようなホログラム再生における再生ビームの光量は、イメージセンサ等にて2次元濃淡画像パターンが再現可能となる一定レベル以上の光量でならなければならない。そのため、参照ビームを回折するホログラムは、参照ビームの光量に対する再生ビームの光量の割合を示す回折効率が、所定値以上となる回折効率を有するものでなければならない。 When digital data is reproduced from a hologram medium (hereinafter referred to as hologram reproduction), a reference beam is irradiated onto the hologram indicating the digital data at the same incident angle as when the hologram is formed. A reference beam (hereinafter referred to as a reproduction beam) diffracted by the hologram is received by an image sensor or the like. The reproduction beam received by the image sensor or the like has a two-dimensional gray image pattern indicating the digital data described above. The digital data can be reproduced by demodulating the digital data from the two-dimensional gray image pattern with a decoder or the like. In addition, the light amount of the reproduction beam in such hologram reproduction must be a light amount of a certain level or more that allows the two-dimensional gray image pattern to be reproduced by an image sensor or the like. Therefore, the hologram that diffracts the reference beam must have a diffraction efficiency such that the diffraction efficiency indicating the ratio of the light amount of the reproduction beam to the light amount of the reference beam is equal to or greater than a predetermined value.
以下、図4(b)、図7、図8を参照しつつ、図5(b)に示す2次元濃淡画像パターンがホログラム記録されたホログラム媒体からのホログラム再生の一例について詳述する。 Hereinafter, an example of hologram reproduction from a hologram medium on which the two-dimensional gray image pattern shown in FIG. 5B is recorded will be described in detail with reference to FIGS. 4B, 7 and 8. FIG.
イメージセンサ127は、図8に示すように、例えば前述のSLM109が有する空間光変調素子と同じ数4×4であって同様に配列された受光セル(a1乃至d4)を有する。イメージセンサ127は、各受光セルの配列の順(a1乃至d4)に、受光した再生ビームの光量に応じたアナログ電気信号をフィルタ129に出力すべく設けられる。先ず、イメージセンサ127は、2次元濃淡画像パターンを示すホログラムにて回折された再生ビームを受光する。そして、イメージセンサ127の各受光セルは、再生ビームの光量に応じて明または暗となり、この結果イメージセンサ127には図7に示す2次元濃淡画像パターンが再現されることとなる。イメージセンサ127は、各受光セルの配列の順(a1乃至d4)に、再生ビームの光量に応じたアナログ電気信号(図7・イメージセンサ出力アナログ電気信号)をフィルタ129に出力する。このように、イメージセンサ127は、1受光セルずつのアナログ電気信号を配列の順にフィルタ129に出力するため、各受光セルの再生ビームの光量を示す情報はバッファメモリ131に一旦記録されることとなる。そして、イメージセンサ127は、随時バッファメモリ131から1受光セルの光量を示す情報を読み出して、光量に応じたアナログ電気信号をフィルタ129に出力する。
As shown in FIG. 8, the
フィルタ129は、デコーダ130による2値化処理の分離性を高めるべく、アナログ電気信号に対してフィルタリング処理を行う。このフィルタリング処理としては、例えばアナログ電気信号のレベル補正を行う。
The
デコーダ130は、基準電圧Vref(図7)に基づいて、アナログ電気信号に対し2値化処理を行う。そして、デコーダ130は、2値化処理の結果を示す信号(図7・2値化信号)に対し復調、誤り訂正符号に基づく誤り訂正等のデコード処理を行う。このデコーダ130によるデコード処理には所定の処理時間を要するため、2値化信号は一旦バッファメモリ132に記憶されることとなる。そして、デコーダ130は、随時バッファメモリ132から2値化信号を読み出してデコード処理を行う。デコーダ130にてデコード処理が行われた結果、ディジタルデータが再生されることとなる。
しかしながら、一度に大量のディジタルデータをホログラム記録するためにSLM109は一般的に大量の空間光変調素子を有しており、2次元濃淡画像パターンを形成するためのバッファメモリを大量に消費するという問題があった。また、2次元濃淡画像パターンを形成するために多くの処理時間(例えばマッピング処理時間)を要し、ホログラム記録の処理時間が長くなるという問題があった。特に、ストリームデータをホログラム記録する場合、処理時間の問題は深刻なものとなる可能性があった。この処理時間の問題を解決するための手段としては、前述したエンコード処理やマッピング処理等をパイプライン化することによって処理時間を短縮することが可能である。しかしながら、この場合、さらにバッファメモリを大量に消費するという問題があった。 However, in order to record a large amount of digital data at a time, the SLM 109 generally has a large amount of spatial light modulation elements and consumes a large amount of buffer memory for forming a two-dimensional gray image pattern. was there. In addition, a long processing time (for example, mapping processing time) is required to form a two-dimensional gray image pattern, resulting in a problem that the processing time for hologram recording becomes long. In particular, when holographic recording of stream data is performed, the processing time problem may become serious. As means for solving the problem of the processing time, it is possible to shorten the processing time by pipelining the encoding process and the mapping process described above. However, in this case, there is a problem that a large amount of buffer memory is consumed.
また、前述のホログラム記録に伴ってホログラム再生においても、2次元濃淡画像パターンの明暗に基づいてアナログ電気信号を出力する際のバッファメモリを大量に消費するという問題があった。また、2次元濃淡画像パターンの明暗に基づいてアナログ電気信号を出力するために多くの時間を要し、ホログラム再生の処理時間が長くなるという可能性があった。 Further, in hologram reproduction accompanying the above-described hologram recording, there is a problem that a large amount of buffer memory is consumed when analog electric signals are output based on the brightness of a two-dimensional grayscale image pattern. Further, it takes a lot of time to output an analog electric signal based on the brightness of the two-dimensional grayscale image pattern, and there is a possibility that the processing time of hologram reproduction becomes long.
そこで、本発明は、ホログラム記録再生処理のための処理時間を短縮し、当該ホログラム記録再生処理において記録・再生すべきデータが記憶されるバッファメモリの負荷を軽減することが可能なホログラム記録装置、ホログラム記録装置のホログラム記録方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a hologram recording apparatus capable of reducing the processing time for the hologram recording / reproducing process and reducing the load on the buffer memory for storing data to be recorded / reproduced in the hologram recording / reproducing process, An object of the present invention is to provide a hologram recording method for a hologram recording apparatus.
前記課題を解決するための発明は、記録すべきデータに対応した可干渉性のデータビームと、可干渉性の参照ビームと、をホログラム媒体の記録領域に対して入射し、前記データをホログラムとして前記ホログラム媒体の記録領域に記録するホログラム記録装置であって、前記データを記録する場合、前記ホログラム媒体の相対的な移動方向における隣り合う所定幅ごとに区切られた、前記記録領域より小さい各記録領域に対して入射するデータビームを生成するデータビーム生成部と、前記データビーム生成部にて生成された前記データビームを、前記ホログラム媒体の各記録領域に対して入射するデータビーム入射部と、前記データビーム入射部からの前記データビームとともに、前記ホログラム媒体の各記録領域に対して参照ビームを入射する参照ビーム入射部と、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a coherent data beam corresponding to data to be recorded and a coherent reference beam are incident on a recording area of a hologram medium, and the data is used as a hologram. A hologram recording apparatus for recording in a recording area of the hologram medium, wherein when recording the data, each recording smaller than the recording area, which is divided for each predetermined width in the relative movement direction of the hologram medium A data beam generating unit that generates a data beam incident on the region, and a data beam incident unit that inputs the data beam generated by the data beam generating unit to each recording region of the hologram medium; Together with the data beam from the data beam incident portion, a reference beam is applied to each recording area of the hologram medium. A reference beam incident portion for morphism, characterized by comprising a.
また、記録すべきデータに対応した可干渉性のデータビームと、可干渉性の参照ビームと、をホログラム媒体の記録領域に対して入射し、前記データをホログラムとして前記ホログラム媒体の記録領域に記録するホログラム記録装置のホログラム記録方法であって、前記データを記録する場合、前記ホログラム媒体の相対的な移動方向における隣り合う所定幅ごとに区切られた、前記記録領域より小さい各記録領域に対して入射するデータビームを生成し、生成した前記データビームを前記ホログラム媒体の各記録領域に対して入射し、前記データビームとともに、前記ホログラム媒体の各記録領域に対して前記参照ビームを入射する、ことを特徴とする。 In addition, a coherent data beam corresponding to data to be recorded and a coherent reference beam are incident on the recording area of the hologram medium, and the data is recorded as a hologram in the recording area of the hologram medium. A hologram recording method of a hologram recording apparatus, wherein, when recording the data, for each recording area smaller than the recording area, divided for each predetermined width adjacent in the relative movement direction of the hologram medium An incident data beam is generated, the generated data beam is incident on each recording area of the hologram medium, and the reference beam is incident on each recording area of the hologram medium together with the data beam. It is characterized by.
本発明によれば、ホログラム記録再生処理のための処理時間を短縮し、当該ホログラム記録再生処理において記録・再生すべきデータが記憶される記憶装置の負荷を軽減することが可能なホログラム記録装置、ホログラム記録装置のホログラム記録方法を提供することができる。 According to the present invention, a hologram recording apparatus capable of shortening the processing time for the hologram recording / reproducing process and reducing the load on the storage device for storing data to be recorded / reproduced in the hologram recording / reproducing process, A hologram recording method of a hologram recording apparatus can be provided.
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。 At least the following matters will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
=== ホログラム記録装置の全体構成 ===
図1、図9乃至図15を参照しつつ、本発明に係るホログラム記録装置について説明する。図1は、本発明に係るホログラム記録装置を適用するホログラム装置の全体構成の一例を示す機能ブロック図である。図9は、図1に示すレーザービーム発生部(データビーム生成部)26の詳細図である。図10は、図1に示す参照ビーム発生部(参照ビーム入射部)32の詳細図である。図11は、図1に示すレーザービーム発生部26にて生成されたレーザービームのビーム形を示す図である。図12は、図1に示す参照ビーム発生部32にて生成された参照ビームのビーム形を示す図である。図13は、図1に示すフィルタ39(データビーム制限部)、40(参照ビーム制限部)を示した図である。図14は、図1に示すLCD(Liquid Crystal Display・液晶表示器。ドットパターン生成器)9の詳細図である。図15は、ホログラム媒体22の各記録領域を示した模式図である。
=== Overall Configuration of Hologram Recording Device ===
The hologram recording apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 9 to 15. FIG. 1 is a functional block diagram showing an example of the entire configuration of a hologram apparatus to which a hologram recording apparatus according to the present invention is applied. FIG. 9 is a detailed view of the laser beam generator (data beam generator) 26 shown in FIG. FIG. 10 is a detailed view of the reference beam generating unit (reference beam incident unit) 32 shown in FIG. FIG. 11 is a diagram showing the beam shape of the laser beam generated by the
ホログラム媒体22は、データをホログラムとして記憶可能な光感受性樹脂(例えばフォトポリマー・銀塩乳剤・重クロム酸ゼラチン・フォトレジスト等)が用いられ、当該光感受性樹脂をガラス基板で封止して構成されている。ホログラム媒体22は、後述するように1次元濃淡パターンがホログラムとして記録される領域(図15参照。以下、記録領域という)を有している。各記録領域は、例えばホログラム媒体22の内周側から外周側へ順次螺旋状に配設されている。そして、ホログラム媒体22が、ホログラム媒体移動方向に移動することにより、例えば内周側の記録領域から外周側の記録領域へと順次ホログラムが記録される。尚、本実施形態においては、ホログラム媒体22の最内周側の記録領域を第1記録領域と称し、最外周側の記録領域を最終記録領域と称して以下説明する。
The
また、ホログラム媒体22は、サーボレーザー装置19からのレーザービーム(以下、サーボレーザービームという)を反射する反射板22(a)を有している。この反射板22(a)には、例えばDVD(Digital Versatile Disk)に用いられるランドプリピット方式と同様に、各記録領域に対応したアドレス情報を示すプリピットが予め形成されている。また、この反射板22(a)には、後述するホログラム媒体22の移動速度及びスピンミラー(回転鏡型光偏向器)43、48の角速度を制御するためのグルーブウォブルが予め形成されている。
Further, the
ホログラム装置は、CPU(Central Processing Unit)1、メモリ2、接続端子4、インタフェース3、バッファメモリ5、33、34、37、38、記録・再生判別部6、エンコーダ7、マッピング処理部8、LCD9、レーザー装置10、第1シャッター11、第1シャッター制御部12、1/2波長板30、PBS(Polarization Beam Splitter・偏光ビームスピリッタ)13、35(データビーム入射部)、36、第2シャッター14、第2シャッター制御部15、レーザービーム発生部26、スピンミラー制御部46、対物レンズ21(データビーム入射部)、フィルタ29、39、40、ガルボミラー(参照ビーム変更部)16、ガルボミラー制御部(参照ビーム変更部)17、参照ビーム発生部32、スキャナレンズ20、サーボレーザー装置19、ダイクロックミラー18、ディテクタ23、ディスク制御部24、ディスク駆動部25、PLL(Phase Locked Loop・位相同期)回路51、発振回路52、ラインイメージセンサ27、ラインイメージセンサ制御部28、デコーダ31を有する。
The hologram apparatus includes a CPU (Central Processing Unit) 1, a
サーボレーザー装置19は、例えばホログラム装置が起動開始するとともに、ホログラム媒体22の反射板22(a)に形成されたプリピット・グルーブウォブルを照射すべくサーボレーザービームをダイクロックミラー18に入射する。尚、サーボレーザー装置19からのサーボレーザービームは、ホログラム媒体22の光感受性樹脂に影響のない所定波長のビームである。例えば、本実施形態においては、レーザー装置10から出射されるレーザービームに青色レーザービームを使用し、当該青色レーザービームよりも長い波長である赤色レーザービームをサーボレーザービームとして使用するものとする。尚、ホログラム装置が起動している期間、サーボレーザー装置19はサーボレーザービームをダイクロックミラー18に入射し続けるものとする。
ダイクロックミラー18は、サーボレーザー装置19から出射されたサーボレーザービームを反射して対物レンズ21へ入射させる。尚、このときのダイクロックミラー18によるサーボレーザービームの反射角度は、サーボレーザービームがホログラム媒体22に対して垂直(図1Y3方向)に入射されるように設けられている。
In the
The
PBS36は、ホログラム媒体22の反射板22(a)に形成されたプリピット・グルーブウォブルを照射した後のサーボレーザービームが入射され、当該サーボレーザービームをディテクタ23に入射させる。
ディテクタ23は、例えば4分割された光検出器(不図示)から構成され、PBS36からのサーボレーザービームが入射される。そして、ディテクタ23は、プリピットを照射したサーボレーザービームに基づいて、アドレス情報を検出してCPU1に送信する。また、ディテクタ23は、グルーブウォブルを照射したサーボレーザービームに基づいて、当該グルーブウォブルの周波数に応じたウォブル信号を生成してPLL回路51に送信する。
The
The
発振回路52は、所定周波数のクロックを生成してPLL回路51に送信する。尚、発振回路52としては、例えば水晶発振回路、LC発振回路を用いることが可能である。
PLL回路51は、発振回路52からの所定周波数のクロックとディテクタ23からのウォブル信号との位相差を検出する。そして、PLL回路51は、VCO(Voltage Control Osilator、不図示)や回路内のループを制御することによって、ウォブル信号と正確に同期したクロック(以下、基準CLKという)を生成する。そして、PLL回路51は、生成した基準CLKをディスク制御部24、スピンミラー制御部46に送信する。
The
The
ディスク制御部24は、PLL回路51からの基準CLKに基づいて、ホログラム媒体22の移動速度をサーボ制御すべく、ディスク駆動部25に指示信号を送信する。また、ディスク制御部24は、CPU1からの指示信号に基づいて、当該指示信号に応じたアドレス情報を示すプリピットにサーボレーザービームを照射させるべく、ディスク駆動部25に指示信号を送信する。尚、ディスク制御部24によるサーボ制御は、図15に示すホログラム媒体22の第1記録領域から最終記録領域へとホログラムを記録させるべく行われることとなる。
The
インタフェース3は、接続端子4を介して接続される例えばPC等のホスト機器(不図示)とホログラム装置とがデータの送受信を行うために介在する。
バッファメモリ5は、ホスト機器から送信されるホログラム記録のための指示信号(以下、記録指示信号という)が記憶される。そして、バッファメモリ5は、ホログラム記録の対象となるデータが記憶される。また、バッファメモリ5は、ホスト機器から送信されるホログラム再生のための指示信号(以下、再生指示信号という)が記憶される。
The
The
記録・再生判別部6は、所定のタイミングでバッファメモリ5に記録指示信号・再生指示信号が記録されているか否か判別する。記録・再生判別部6は、バッファメモリ5に記録指示信号が記憶されていると判別すると、ホログラム装置によるホログラム記録を開始すべく指示信号をCPU1に送信し、ホログラム記録の対象となるデータをエンコーダ7に送信させる。そして、記録・再生判別部6は、ホログラム媒体22に記録させるデータ量の情報をCPU1に送信する。また、記録・再生判別部6は、バッファメモリ5に再生指示信号が記憶されていると判別すると、ホログラム装置によるホログラム再生を開始するための指示信号をCPU1に送信する。
The recording /
バッファメモリ37は、バッファメモリ5からのホログラム記録の対象となるデータが、エンコーダ7を介して記憶される。
エンコーダ7は、バッファメモリ37からデータを順次読み出して、例えば、誤り訂正符号の付加、変調等のエンコード処理を行う。そして、エンコーダ7は、エンコード処理を施したデータ(以下、エンコーダ出力ビットデータという)をマッピング処理部8に送信する。
In the
The encoder 7 sequentially reads data from the
バッファメモリ33には、マッピング処理部8を介して、エンコーダ7からのエンコーダ出力ビットデータが記憶される。
マッピング処理部8は、1次元濃淡パターンを構成する例えば10ビットデータ単位で、バッファメモリ33に記憶されたエンコーダ出力ビットデータを読み出して、LCD9に送信する。
The
The mapping processing unit 8 reads out the encoder output bit data stored in the
LCD9は、図14+Y3方向に配列された10個の液晶(液晶A乃至液晶J)から構成されている。このLCD9を構成する各液晶には液晶分子が含まれており、電圧が印加されることにより液晶分子の向きが変更する。そして、この各液晶は、1ビットのエンコーダ出力ビットデータの論理値に対応して設けられている。以下、LCD9の動作について詳述する。LCD9は、1ビットのエンコーダ出力ビットデータの論理値が例えば‘0’の場合、当該1ビットのエンコーダ出力ビットデータに対応する液晶に電圧を印加する。電圧が印加された液晶中の液晶分子は電圧によって向きが変更し、レーザービーム発生部26からのレーザービームが遮光(暗(淡))される。これとは逆に、LCD9は、1ビットのエンコーダ出力ビットデータの論理値が例えば‘1’の場合、当該1ビットのエンコーダ出力ビットデータに対応する液晶には電圧を印加しない。そのため、レーザービーム発生部26からのレーザービームは、LCD9を透過(明(濃))することとなる。この結果、LCD9を介した後のレーザービームは、図14+Y3方向において1次元の明(濃)暗(淡)パターンが反映されたレーザービーム(以下、データビームという)となる。尚、LCD9は、単純マトリクス方式のSTN(Super Twisted Nematic)方式やDSTN(Dual-scan STN)方式のLCDでも良いし、TFT(Thin Film Transistor)などのアクティブマトリクス方式のLCDでも良い。また、本実施形態においては、マッピング処理部8、LCD9は、10ビット単位でエンコーダ出力ビットデータを処理するように設けられているがこれに限るものではない。バッファメモリ33に記憶されるエンコーダ出力ビットデータのデータ量をさらに軽減すべく、より小さいビット単位で処理を行っても良い。また、レーザービーム発生部26からのレーザービームを透過または遮光するLCD9を用いているがこれに限るものでもない。例えば、前述したSLMをLCDに替えて用いても良い。その場合、液晶の配列の順に空間光変調素子が設けることとなる。
The LCD 9 is composed of ten liquid crystals (liquid crystals A to J) arranged in the + Y3 direction of FIG. Each liquid crystal composing the LCD 9 contains liquid crystal molecules, and the orientation of the liquid crystal molecules is changed by applying a voltage. Each liquid crystal is provided corresponding to the logical value of 1-bit encoder output bit data. Hereinafter, the operation of the LCD 9 will be described in detail. The LCD 9 applies a voltage to the liquid crystal corresponding to the 1-bit encoder output bit data when the logical value of the 1-bit encoder output bit data is “0”, for example. The orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal to which the voltage is applied is changed by the voltage, and the laser beam from the
レーザー装置10は、時間的コヒーレンス、空間的コヒーレンスに優れたレーザービームを第1シャッター11に入射する。このレーザー装置10としては、ホログラムをホログラム媒体22に形成すべく、例えばヘリウムネオンレーザー、アルゴンネオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、半導体レーザー、色素レーザー、ルビーレーザー等が用いられる。
The
CPU1は、ホログラム装置を統括制御する。CPU1は、記録・再生判別部6からの記録指示信号に基づく指示信号を受信すると、前回のホログラム記録において最後にホログラムが記録された記録領域に対応したアドレス情報をメモリ2から読み出す。そして、CPU1は、ホログラム記録を開始させる記録領域(以下、開始記録領域という)を算出し、開始記録領域に対応したアドレス情報をメモリ2から読み出す。CPU1は、開始記録領域に対応したアドレス情報を示すプリピットに、サーボレーザー装置19からのサーボレーザービームを照射させるべく、ホログラム媒体22を移動させるための指示信号をディスク制御部24に送信する。尚、CPU1には、プリピットを照射したサーボレーザービームに基づいてディテクタ23が算出したアドレス情報が随時送信される。
The
また、CPU1は、前回のホログラム記録において最後にホログラムを記録したときの参照ビームの入射角度の情報(以下、入射角度情報という)をメモリ2から読み出す。そして、CPU1は、メモリ2からの入射角度情報に基づいて、本ホログラム記録における参照ビームの入射角度を算出する。そして、CPU1は、算出した入射角度にて参照ビームを入射させるべく、ガルボミラー制御部17に指示信号を送信する。
Further, the
また、CPU1は、記録・再生判別部6からのデータ量の情報に基づいて、本ホログラム記録においてホログラム媒体22に記録させるホログラム数を算出する。次に、CPU1は、本ホログラム記録において最後にホログラムが記録される記録領域を算出する。そして、CPU1は、最後のホログラムが記録される記録領域に対応したアドレス情報をメモリ2から読み出す。そして、CPU1は、第1シャッター制御部12、第2シャッター制御部15に、第1シャッター11、第2シャッター14をそれぞれ開状態とするための指示信号を送信する。この結果、ホログラム媒体22へのホログラム記録が開始される。
Further, the
また、CPU1は、ディテクタ23からのアドレス情報が、ホログラム媒体22の最終記録領域に応じたアドレス情報と一致するか否かを判別する。そして、CPU1は、ディテクタ23からのアドレス情報が最終記録領域に応じたアドレス情報と一致すると判別すると、第1シャッター制御部12に対して、第1シャッター11を閉状態とするための指示信号を送信する。そして、CPU1は、第1記録領域に応じたアドレス情報をメモリ2から読み出す。次に、CPU1は、第1記録領域に対応したアドレス情報を示すプリピットにサーボレーザービームを照射させるべく、ホログラム媒体22を移動させるための指示信号をディスク制御部24に送信する。また、CPU1は、メモリ2からの入射角度情報に基づいて参照ビームの入射角度を算出し、算出した入射角度にて参照ビームを入射させるべく、ガルボミラー制御部17に指示信号を送信する。尚、このときのCPU1によって算出される参照ビームの入射角度は、前回までのホログラム記録において使用した参照ビームの入射角度とは異なる入射角度となる。つまり、入射角度情報には、前回までのホログラム記録において使用した参照ビームの入射角度の情報が含まれている。
Further, the
そして、CPU1は、記録・再生判別部6からの指示信号に基づくホログラム記録が終了した場合、第1シャッター制御部12と第2シャッター制御部15に対して、第1シャッター11と第2シャッター14をそれぞれ閉状態とするための指示信号を送信する。この結果、ホログラム媒体22へのホログラム記録が終了する。
When the hologram recording based on the instruction signal from the recording /
また、CPU1は、記録・再生判別部6からの再生指示信号に基づく指示信号を受信すると、ホログラム媒体22に形成されている当該指示信号に応じたアドレス情報を示すプリピットに対して、サーボレーザー装置19からのサーボレーザービームを照射させるべく、ホログラム媒体22を移動させるための指示信号をディスク制御部24に送信する。さらに、CPU1は、記録・再生判別部6からの指示信号を受信すると、第1シャッター制御部12に第1シャッター11を開状態とするための指示信号を送信するとともに、第2シャッター制御部15に第2シャッター14を閉状態とするための指示信号を送信する。また、CPU1は、メモリ2からの入射角度情報に基づいて、ガルボミラー制御部17によるガルボミラー16の偏向角度制御を実行させるべく、当該ガルボミラー制御部17に指示信号を送信する。この結果、ホログラム媒体22からのホログラム再生が開始される。そして、CPU1は、ホログラム再生処理において所定時間が経過したと判別すると、第1シャッター制御部12に第1シャッター11を閉状態とするための指示信号を送信する。この結果、ホログラム媒体22からのホログラム再生が終了する。なお、CPU1は、ラインイメージセンサ制御部28からの判別結果に基づく信号より再生処理を終了する場合もある。
In addition, when the
メモリ2は、CPU1が前述した処理を行うためのプログラムデータが予め記憶されている。また、メモリ2には、ホログラム媒体22の各記録領域に対応したアドレス情報が予め記録されている。メモリ2は、前回のホログラム記録において最後にホログラムが記録された記録領域に対応したアドレス情報が記録されている。また、メモリ2には、前回のホログラム記録において最後にホログラムを記録したときの参照ビームの入射角度情報が記憶されている。更に、メモリ2に記憶されている入射角度情報には、前回までのホログラム記録において使用した参照ビームの入射角度の情報が記憶されている。尚、メモリ2は、データを電気消去することによりデータを繰り返し書き込み読み出しできる不揮発性記憶素子(例えば、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory))で構成されている。
The
第1シャッター制御部12は、CPU1からの指示信号に基づいて、第1シャッター11を開状態又は閉状態とするための制御を行う。また、第1シャッター制御部12は、ラインイメージセンサ制御部28からの指示信号に基づいて、第1シャッター11を閉状態とするための制御を行う。第1シャッター制御部12は、第1シャッター11を開状態とするとき、第1シャッター11に開状態指示信号を送信する。また、第1シャッター制御部12は、第1シャッター11を閉状態とするとき、第1シャッター11に閉状態指示信号を送信する。
The first
第1シャッター11は、第1シャッター制御部12からの開状態指示信号に基づいて開状態となる。また、第1シャッター11は、第1シャッター制御部12からの閉状態指示信号に基づいて閉状態となる。第1シャッター11が閉状態となると、レーザー装置10からのレーザービームの1/2波長板30への入射が遮断されることとなる。
1/2波長板30は、レーザー装置10から出射されるレーザービームがPBS13へ入射される角度を定めるため、所定の傾きで設けられている。尚、この1/2波長板30の所定の傾きは、レーザービームがPBS13にて2つのレーザービームに分離される際の分離割合を所望の割合とすべく定められることとなる。
PBS13は、1/2波長板30からのレーザービームを2つのレーザービームに分離する。PBS13にて分離された一方のレーザービームは、第2シャッター14に入射される。また、他方のレーザービーム(参照ビーム)は、ガルボミラー16に入射される。
The
The half-
The
第2シャッター制御部15は、CPU1からの指示信号に基づいて、第2シャッター14を開状態又は閉状態とするための制御を行う。第2シャッター制御部15は、第2シャッター14を開状態とするとき、第2シャッター14に開状態指示信号を送信する。また、第2シャッター制御部15は、第2シャッター14を閉状態とするとき、第2シャッター14に閉状態指示信号を送信する。
第2シャッター14は、第2シャッター制御部15からの開状態指示信号に基づいて開状態となる。また、第2シャッター14は、第2シャッター制御部15からの閉状態指示信号に基づいて閉状態となる。第2シャッター14が閉状態となると、PBS13からの一方のレーザービームのレーザービーム発生部26への入射が遮断されることとなる。
The second
The
レーザービーム発生部26は、図9(a)乃至(c)に示す、ビームエキスパンダー46(ビーム生成器)、コリメータレンズ47(第1コリメータレンズ)、スピンミラー48、スピンミラー駆動部49、コリメータレンズ50(第2コリメータレンズ)からの構成されている。ビームエキスパンダー46は、第2シャッター14からの一方のレーザービームを図9(a)(b)の破線で示すようにX1方向Y1方向にそれぞれ拡大する。コリメータレンズ47は、ビームエキスパンダー46からのレーザービームを平行ビームに偏向し、偏向後のレーザービームをスピンミラー48に入射する。この結果、コリメータレンズ47からスピンミラー48に入射されるレーザービームのビーム形は、図11に示すビーム形となる。尚、図11Y1方向におけるレーザービームの長さは、例えばホログラム媒体移動方向における各記録領域の長さと略同一の長さとなっている。スピンミラー駆動部49は、スピンミラー制御部46からの指示信号に基づいて、スピンミラー48をスピンミラー回転方向(図9(c))に所定の角速度で回転させる。
The
スピンミラー48は、レーザービームが入射される8つの入射面(図9(a))を有しており、図9(b)(c)に示す正面から見た場合、正八角形の形状となっている。スピンミラー48は、スピンミラー駆動部49によって、スピンミラー回転方向に所定の角速度で回転し、入射されるレーザービームを順次偏向する。このスピンミラー48の回転及び偏向は、スピンミラー48から出射されるレーザービームが、LCD9を介して図9(c)+Z1方向に記録領域を繰り返し照射すべく行われることとなる。コリメータレンズ50は、スピンミラー48からのレーザービームを平行ビームに偏向し、偏向後のレーザービームをLCD9に入射させる。この結果、コリメータレンズ50からのレーザービームが図9(c)図14+Y3方向へLCD9を走査し、1次元明暗パターンが反映されたデータビームが生成されることとなる。
The
ガルボミラー16は、PBS13からの参照ビームを偏向し、当該参照ビームを参照ビーム発生部32へ入射する。
ガルボミラー制御部17は、CPU1からの指示信号に基づいて、ガルボミラー16にて偏向された参照ビームのホログラム媒体22への入射角度を定めるべく、当該ガルボミラー16の偏向角度を制御する。尚、このガルボミラー制御部17によるガルボミラー16の偏向角度制御は、前述したホログラム媒体22の最終記録領域から第1記録領域へのホログラム記録においても行われることとなる。そして、偏向角度制御の結果による角度多重記録によって、ホログラム媒体22には大量のホログラムが記録されることとなる。
The
The galvo
また、ホログラム媒体22からの再生時において、カルボミラー制御部17は、ホログラム媒体22に形成されたホログラムに参照ビームを入射させるべくガルボミラー16の偏向角度を制御する。このカルボミラー制御部17によるホログラム再生時のカルボミラー16の偏向角度制御は、再生すべきデータがホログラムとしてホログラム媒体22に記録されたときの参照ビームの入射角と同じ角度で、当該参照ビームをホログラム媒体22に入射させるべく実行される。
Further, at the time of reproduction from the
参照ビーム発生部32は、図10(a)乃至(c)に示す、ビームエキスパンダー41(ビーム生成器)、コリメータレンズ42(第1コリメータレンズ)、スピンミラー43、スピンミラー駆動部44、コリメータレンズ45(第2コリメータレンズ)から構成されている。ビームエキスパンダー41は、ガルボミラー16からの参照ビームを図10(a)(b)の破線で示すようにX2方向Y2方向にそれぞれ拡大する。コリメータレンズ42は、ビームエキスパンダー41からの参照ビームを平行ビームに偏向し、偏向後の参照ビームをスピンミラー43に入射する。この結果、コリメータレンズ42からスピンミラー43に入射される参照ビームのビーム形は、図12に示すビーム形となる。尚、図12Y2方向における参照ビームの長さは、前述した図11のレーザービームのビーム形と同様に、例えばホログラム媒体移動方向における各記録領域の長さと略同一の長さとなっている。スピンミラー駆動部44は、スピンミラー制御部46からの指示信号に基づいて、スピンミラー43をスピンミラー回転方向(図10(c))に所定の角速度で回転させる。
The
スピンミラー43は、参照ビームが入射される8つの入射面(図10(a))を有しており、図10(b)(c)に示す正面から見た場合、正八角形の形状となっている。スピンミラー43は、スピンミラー駆動部44によって、スピンミラー回転方向に所定の角速度で回転し、入射される参照ビームを順次偏向する。このスピンミラー43の回転及び偏向は、スピンミラー43から出射される参照ビームが、図10(c)+Z1方向に記録領域を繰り返し照射すべく行われることとなる。コリメータレンズ45は、スピンミラー43からの参照ビームを平行ビームに偏向し、偏向後の参照ビームをスキャナレンズ20に入射させる。
The
スピンミラー制御部46は、PLL回路51からの基準CLKに基づいて、スピンミラー43、48をそれぞれ所定の角速度で回転させるべくスピンミラー駆動部44、49に指示信号を送信する。このスピンミラー制御部46によるスピンミラー43、48の回転制御は、1つの入射面に参照ビーム・レーザービームが入射されている期間と、ホログラム媒体22の1つの記録領域に参照ビームとデータビームが入射されている期間と、が同一期間となるように行われる。つまり、スピンミラー制御部46によるスピンミラー43、48の回転制御と、ディスク制御部24によるホログラム媒体22の移動速度制御とは相対的な関係となっている。
Based on the reference CLK from the
PBS35は、LCD9からのデータビームを反射し、PBS36・ダイクロックミラー18を介して対物レンズ21に当該データビームを入射させる。尚、このときのPBS35によるデータビームの反射角度は、データビームがホログラム媒体22に対して垂直(図1Y3方向)に入射されるように設けられている。
The
対物レンズ21は、ダイクロックミラー28からのデータビームを集光してフィルタ39に入射させる。また、対物レンズ21は、ホログラム再生において、記録領域に入射された参照ビームがホログラムにて回折されることによって得られるビーム(以下、再生ビームという)がフィルタ39から入射される。そして、対物レンズ21は、フィルタ39からの再生ビームを拡大し、ダイクロックミラー18、PBS36、35を介してラインイメージセンサ27に入射させる。
The
フィルタ39は、図13(a)に示すようにデータビームが透過するビーム孔39(a)を有している。このビーム孔39(a)の大きさは、例えば記録領域と同じ大きさで設けられている。そして、ホログラム媒体移動方向における、データビームのビーム形の長さ(図9図11Y1方向の長さ)が記録領域の長さより長い場合、記録領域の長さを超すデータビームの部分(図13(a)斜線部分)をフィルタ39は遮光する。尚、このデータビームのビーム形が記録領域の長さを超す原因としては、例えばホログラム媒体22に対するデータビームの入射角度の角度誤差、対物レンズ21等の設置場所の設計誤差などが考えられる。また、ホログラム媒体22のホログラム媒体移動方向への移動速度が、前述のスピンミラー48の角速度より速いことによって、データビームが正確に記録領域に入射されない場合などが考えられる。そこで、フィルタ39を設けることによって、この角度誤差等による記録領域への影響(例えば複数の記録領域へデータビームが入射されるなど)を防止することが可能となる。この結果、フィルタ39を介した後のデータビームのビーム形は、ホログラム媒体移動方向において記録領域と同一の長さとなる。
The
また、フィルタ39は、図13(b)に示すようにホログラム再生において、再生ビームのビーム形の長さが記録領域の長さよりも長い場合、記録領域の長さを超す再生ビームの部分(図13(b)斜線部分)を遮光する。詳述すると、ビーム孔39(a)は、ホログラム再生において再生すべきホログラムと隣り合うホログラムからの影響(いわゆる再生ビームのクロストーク)を防止する。例えば、図13(b)に示す記録領域(a)に記録されたホログラムからデータを再生すべく参照ビームが入射された場合、当該参照ビームが記録領域(a)と隣り合う記録領域(b)に入射される場合がある。この場合、記録領域(a)に記録されたホログラムからの再生ビームのみならず、記録領域(b)に記録されたホログラムからの再生ビームがフィルタ39に入射されることとなる。そして、記録領域(a)(b)に記録されたホログラムからの再生ビームをラインイメージセンサ27が受光すると、記録領域(a)に記録されたホログラムが示す1次元濃淡パターンが正確に再現されなくなる可能性がある。そこで、記録領域(b)に記録されたホログラムからの再生ビームを遮光すべく、ビーム孔39(a)が設けられることとなる。
Further, as shown in FIG. 13 (b), the
スキャナレンズ20は、コリメータレンズ45からの参照ビームをホログラム媒体22の記録領域に確実に照射させるべく当該参照ビームを屈折してフィルタ40に入射する。
The
フィルタ40は、図13(a)に示すように参照ビームが透過するビーム孔40(a)を有している。このビーム孔40(a)の大きさは、例えば、記録領域と同じ大きさで設けられている。そして、ホログラム媒体移動方向における、参照ビームのビーム形の長さ(図10図12Y2方向の長さ)が記録領域の長さより長い場合、記録領域の長さを超す参照ビームの部分(図13(a)斜線部分)をフィルタ40は遮光する。尚、この参照ビームのビーム形が記録領域の長さを超す原因としては、前述のフィルタ39と同様の原因が考えられる。この結果、フィルタ40を介した後の参照ビームのビーム形は、ホログラム媒体移動方向において記録領域と同一の長さとなる。
The
ラインイメージセンサ27は、対物レンズ21にて拡大された再生ビームが、ダイクロックミラー18、PBS36、35を介して入射される。このラインイメージセンサ27は、再生ビームのビーム形に応じた受光面(不図示)を有している。そして、この受光面は、例えば10個の受光セルから構成されている。ラインイメージセンサ27は、受光した再生ビームに基づいて1次元濃淡パターンを再現する。ラインイメージセンサ27は、再現した1次元濃淡パターンから各受光セルごとの明暗(濃淡)のレベルに応じたアナログ電気信号を生成すべく、バッファメモリ34に各受光セルごとの明暗のレベル情報を記憶させる。そして、ラインイメージセンサ27は、バッファメモリ34からの各受光セルごとに明暗のレベル情報を順次読み出し、アナログ電気信号を生成してフィルタ29に送信する。尚、ラインイメージセンサ27としては、例えばCCD(Charge Coupled Devices)センサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサを用いることが可能である。尚、本実施形態においては、LCD9とラインイメージセンサ27は共に同じ数の液晶・受光セルにて設けているがこれに限るものではない。例えばラインイメージセンサ27の受光セルの数をLCD9の液晶の数より多く設けても良い。この結果、対物レンズ21からの再生ビームが、ラインイメージセンサ27に確実に照射されることとなり、1次元濃淡パターンの再現を確実に行うことが可能となる。また、ラインイメージセンサ制御部28によるラインイメージセンサ27の所定位置への移動処理が、高精度で要求されることを軽減することが可能となる。
In the
ラインイメージセンサ制御部28は、ラインイメージセンサ27を統括制御する。そして、ラインイメージセンサ制御部28は、1次元濃淡パターンをラインイメージセンサ27の所定位置にて正確に再現させるべく、ラインイメージセンサ27を移動・回転させる。例えば、ラインイメージセンサ27にて再現された1次元濃淡パターンのうちのある受光セルをターゲットマークとし、当該ターゲットマークが所定位置と照合するか否かを判別する。そして、ラインイメージセンサ制御部28は、ターゲットマークが所定位置と照合しないと判別した場合、ラインイメージセンサ27を移動・回転させる。或いは、ラインイメージセンサ制御部28は、ターゲットマークが所定位置と照合すると判別した場合、前述したようにラインイメージセンサ27に1次元濃淡パターンの明暗に応じたレベルを有するアナログ電気信号を生成させ、当該判別結果に基づく信号をCPU1に送信する。また、ラインイメージセンサ制御部28は、ラインイメージセンサ27の再生ビームの光量が、当該ラインイメージセンサ27にて1次元濃淡パターンを再現するための所定の光量に達したか否かを判別する。そして、ラインイメージセンサ制御部28は、ラインイメージセンサ27に所定の光量以上の再生ビームが照射されたと判別すると、第1シャッター制御部12に第1シャッター11を閉状態とするための指示信号を送信する。
The line image
フィルタ29は、ラインイメージセンサ27からのアナログ電気信号を、2値化処理の分離性を高めるべくフィルタリングを行う。例えば、ラインイメージセンサ27にて再現された1次元濃淡パターンは、データビーム・再生ビーム等が受けるノイズなどにより、LCD9にて生成された1次元濃淡パターンの明暗に比べ、明確な明暗が再現されない場合がある。そのため、ラインイメージセンサ27にて再現された1次元濃淡パターンの明暗に基づくアナログ電気信号のレベルが、‘明’を示すレベルであるか‘暗’を示すレベルであるかが明確でなく2値化処理が適切に行われない場合がある。そこで、フィルタ29のフィルタリングによるアナログ電気信号のレベル補正が行われる。尚、フィルタ29とデコーダ31の間には、2値化処理部(不図示)が設けられており、フィルタ29からのアナログ電気信号に対し2値化処理が行われる。そして、2値化処理の結果得られたディジタル信号がデコーダ31に送信される。
The
デコーダ31は、2値化処理部からのディジタル信号をバッファメモリ38に記憶させる。そして、デコーダ31は、バッファメモリ38からディジタル信号を順次読み出して、例えば変調されたディジタル信号に対する復調、誤り訂正符号に基づく誤り訂正等のデコード処理を行う。この結果、ホログラム媒体22の記録領域に記録されたホログラムからのホログラム再生が終了する。
The
=== ホログラム記録装置の動作(ホログラム記録) ===
図1、図9乃至図17を参照しつつ、本発明に係るホログラム記録装置の動作について説明する。図16は、本発明に係るホログラム記録装置を適用するホログラム装置のCPU1の動作の一例を示すフローチャートである。図17は、ホログラム媒体22の各記録領域に記録されたホログラムを示した模式図である。
=== Operation of Hologram Recording Device (Hologram Recording) ===
The operation of the hologram recording apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 9 to 17. FIG. 16 is a flowchart showing an example of the operation of the
例えば、PC等のホスト機器から接続端子4、インタフェース3を介してバッファメモリ5に記録指示信号が記憶されると、記録・再生判別部6は、バッファメモリ5に記録指示信号が記憶されていると判別する。そして、記録・再生判別部6は、ホログラム装置によるホログラム記録を開始すべく指示信号をCPU1に送信する。バッファメモリ5にはその後、ホログラム記録の対象となるデータが記憶される。このバッファメモリ5に記憶されたデータは、記録・再生判別部6によって順次エンコーダ7に送信される。そして、記録・再生判別部6は、ホログラム媒体22に記録させるデータ量の情報をCPU1に送信する。
For example, when a recording instruction signal is stored in the
CPU1は、記録・再生判別部6からの指示信号を受信すると(S101・YES)、前回のホログラム記録において最後にホログラムが記録された記録領域に対応したアドレス情報をメモリ2から読み出す(S102)。そして、CPU1は、メモリ2からのアドレス情報に基づいて、本ホログラム記録においてホログラム記録を開始させる開始記録領域を算出する(S103)。次に、CPU1は、算出した開始記録領域に対応したアドレス情報をメモリ2から読み出す(S104)。そして、CPU1は、メモリ2からのアドレス情報を示すプリピットに、サーボレーザー装置19からのサーボレーザービームを照射させるべく、ホログラム媒体22を移動させるための指示信号をディスク制御部24に送信する(S105)。そして、CPU1は、ディテクタ23からのアドレス情報が、開始記録領域に対応したアドレス情報であるか否かを判別する(S106)。
When the
サーボレーザー装置19は、ホログラム装置が起動開始するとともに、サーボレーザービームを出射する。サーボレーザー装置19からのサーボレーザービームは、ダイクロックミラー18にて反射され、対物レンズ21、フィルタ39を介してホログラム媒体22に垂直に入射される。
The
ディスク制御部24は、CPU1からの指示信号に基づいて、開始記録領域のアドレス情報に対応したプリピットにサーボレーザービームを照射させるべく、ディスク駆動部25に指示信号を送信する。そして、ディスク駆動部25は、ディスク制御部24からの指示信号に基づいて、ホログラム媒体22をホログラム媒体移動方向に移動させる。
Based on the instruction signal from the
ホログラム媒体22の反射板22(a)に形成されたプリピット・グルーブウォブルを照射した後のサーボレーザービームは、対物レンズ21、ダイクロックミラー36を介してPBS36に入射される。そして、PBS36にて反射されたサーボレーザービームが、ディテクタ23に入射される。
The servo laser beam after irradiating the prepit / groove wobble formed on the reflection plate 22 (a) of the
サーボレーザービームが入射されたディテクタ23は、当該サーボレーザービームに基づいてアドレス情報を検出してCPU1に送信する。また、ディテクタ23は、ウォブル信号を生成してPLL回路51に送信する。そして、PLL回路51は、ディテクタ23からのウォブル信号と、発振回路52からの所定周波数のクロックとの位相差を検出する。そして、PLL回路51からの基準CLKが、ディスク制御部24、スピンミラー制御部46に送信される。
The
CPU1は、ディテクタ23からのアドレス情報が開始記録領域に対応したものであると判別すると(S106・YES)、メモリ2から入射角度情報を読み出す(S107)。そして、CPU1は、メモリ2からの入射角度情報に基づいて、本ホログラム記録における参照ビームの入射角度を算出する(S108)。そして、CPU1は、算出した入射角度で参照ビームをホログラム媒体22に入射させるべく、ガルボミラー制御部17に指示信号を送信する(S109)。CPU1からの指示信号を受信したガルボミラー制御部17は、当該指示信号に基づいてガルボミラー16の偏向角度を制御する。この結果、PBS13からの参照ビームが、CPU1にて算出された入射角度で、ホログラム媒体22に入射されることとなる。
If the
バッファメモリ5からのデータは、エンコーダ7を介してバッファメモリ37に記憶される。そして、エンコーダ7は、バッファメモリ37からデータを順次読出し、エンコード処理を行う。そして、エンコード処理の結果であるエンコーダ出力ビットデータが、マッピング処理部8に送信される。エンコーダ出力ビットデータは、マッピング処理部8を介してバッファメモリ33に記憶される。マッピング処理部8は、バッファメモリ33から10ビットデータ単位でエンコーダ出力ビットデータを読み出して、LCD9に送信する。LCD9は、マッピング処理部8からの10ビットのエンコーダ出力データの論理値が‘0’の場合、当該エンコーダ出力データに対応した各液晶(液晶A乃至液晶J(図14))に対し電圧を印加する。また、エンコーダ出力データの論理値が‘1’の場合、当該エンコーダ出力データに対応した各液晶には電圧を印加しない。
Data from the
CPU1は、記録・再生判別部6からのデータ量の情報に基づいて、本ホログラム記録においてホログラム媒体22に記録させるホログラム数を算出する(S110)。そして、CPU1は、算出したホログラム数に基づいて、最後にホログラムが記録される記録領域を算出する(S111)。そして、CPU1は、最後にホログラムが記録される記録領域のアドレス情報をメモリ2から読み出す(S112)。そして、CPU1は、第1シャッター制御部12、第2シャッター制御部15に第1シャッター11、第2シャッター14を開状態とするための指示信号を送信する(S113、S114)。第1シャッター制御部12は、CPU1からの指示信号に基づいて第1シャッター11に開状態指示信号を送信して、当該第1シャッター11を開状態とする。また、第2シャッター制御部15は、CPU1からの指示信号に基づいて第2シャッター14に開状態指示信号を送信して、当該第2シャッター14を開状態とする。
The
レーザー装置10からのレーザービームは、所定の傾きで設けられた1/2波長板30を介してPBS13に入射される。そして、レーザービームは、PBS13にて一方のレーザービームと参照ビームとに分離される。そして、一方のレーザービームは、第2シャッター14を介してレーザービーム発生部26に入射される。また、参照ビームは、ガルボミラー16に入射される。
The laser beam from the
一方のレーザービームは、レーザービーム発生部26を構成するビームエキスパンダー46にて拡大される(図9X1Y1方向)。そして、ビームエキスパンダー46からのレーザービームは、コリメータレンズ47にて平行ビームに偏向される。この結果、コリメータレンズ47からの出射されるレーザービームのビーム形は、図11に示す大きさとなる。
One laser beam is expanded by a
参照ビームは、前述したガルボミラー制御部17にて偏向角度制御されたガルボミラー16にて偏向されて、参照ビーム発生部32に入射される。そして、参照ビームは、参照ビーム発生部32を構成するビームエキスパンダー41にて拡大される(図10X2Y2方向)。そして、ビームエキスパンダー41からの参照ビームは、コリメータレンズ42にて平行ビームに偏向される。この結果、コリメータレンズ42から出射される参照ビームのビーム形は、図12に示す大きさとなる。
The reference beam is deflected by the
スピンミラー制御部46は、PLL回路51からの基準CLKに基づいて、スピンミラー48、43を所定の角速度で回転させるべく、指示信号をスピンミラー駆動部49、44に送信する。スピンミラー駆動部49は、スピンミラー制御部46からの指示信号に基づいて、スピンミラー48をスピンミラー回転方向に回転させる。この結果、コリメータレンズ47からのレーザービームは、所定の角速度で回転するスピンミラー48にて偏向される。そして、スピンミラー48からのレーザービームは、コリメータレンズ50にて平行ビームに偏向される。この結果、コリメータレンズ50からのレーザービームは、図9+Y3方向にLCD9を走査し(図9(c)・開始から終了参照)、1次元濃淡パターンが反映されたデータビームが生成されることとなる。更に、LCD9を図9+Y3方向へ走査することによって記録領域を図9(c)+Z方向に走査することとなる。また、スピンミラー駆動部44は、スピンミラー制御部46からの指示信号に基づいて、スピンミラー43をスピンミラー回転方向に回転させる。この結果、コリメータレンズ42からの参照ビームは、所定の角速度で回転するスピンミラー43にて偏向される。そして、スピンミラー43からの参照ビームは、コリメータレンズ45にて平行ビームに偏向される。この結果、コリメータレンズ45からの参照ビームは、記録領域を図10(c)+Z方向に走査することとなる。
Based on the reference CLK from the
LCD9からのデータビームは、PBS35によって反射され、PBS36・ダイクロックミラー18を介して対物レンズ21に入射する。そして、データビームは、対物レンズ21にて集光されてフィルタ39に入射する。そして、ホログラム媒体移動方向において、データビームのビーム形の長さが記録領域の長さよりも長い場合、記録領域を超すデータビームの部分がフィルタ39にて遮光される。この結果、ホログラム媒体移動方向において、記録領域と同じ長さのデータビームが当該記録領域に入射されることとなる。また、前述したようにスピンミラー48が回転することによって、1次元濃淡パターンが反映されたデータビーム全てが記録領域に入射されることとなる。
The data beam from the LCD 9 is reflected by the
コリメータレンズ45からの参照ビームは、スキャナレンズ20にて屈折されてフィルタ40に入射される。そして、ホログラム媒体移動方向において、参照ビームのビーム形の長さが記録領域の長さよりも長い場合、記録領域を超す参照ビームの部分がフィルタ40にて遮光される。この結果、ホログラム媒体移動方向において、記録領域と同じ長さの参照ビームが当該記録領域に入射されることとなる。また、前述したようにスピンミラー43が回転することによって、参照ビームがデータビームとともに記録領域に入射されることとなる。
The reference beam from the
この結果、1次元濃淡パターンが反映されたデータビームと参照ビームが記録領域に入射されることとなる。そして、データビームと参照ビームが所定期間、記録領域に照射されることによって、図17(a)に示すようにホログラム媒体22の記録領域にホログラムが記録されることとなる。つまり、記録領域には、1次元濃淡パターンを示すホログラムが記録されることとなる。このように、エンコーダ出力ビットデータが2次元濃淡画像パターンを形成するためのビット数に達するまで、当該エンコーダ出力ビットデータをバッファメモリ33に記憶させることなく、1次元濃淡パターンを形成するためのビット数(本実施形態においては10ビット)がバッファメモリ33に記憶された段階で順次ホログラム記録を行うことが可能となる。
As a result, the data beam and the reference beam reflecting the one-dimensional gray pattern are incident on the recording area. Then, by irradiating the recording area with the data beam and the reference beam for a predetermined period, a hologram is recorded in the recording area of the
そして、前述したホログラム記録をホログラム装置が繰り返すことにより、図17(b)に示すように各記録領域にホログラムが記録されることとなる。尚、図17(b)に示すホログラム(a)−1、(a)−2、・・、(b)−1、・・、(c)−1は、ホログラム媒体22の内周側の記録領域から外周側の記録領域へとホログラム記録がなされている様子を示すものである。以下、本ホログラム記録において、ホログラム媒体22の最終記録領域にホログラムが記録された場合について説明する。
Then, when the hologram apparatus repeats the above-described hologram recording, a hologram is recorded in each recording area as shown in FIG. Note that the holograms (a) -1, (a) -2,..., (B) -1,..., (C) -1 shown in FIG. This shows a state in which hologram recording is performed from the area to the recording area on the outer peripheral side. Hereinafter, a case where a hologram is recorded in the final recording area of the
CPU1は、ディテクタ23からのアドレス情報が最終記録領域に対応したものであると判別すると(S116・YES)、第1シャッター制御部12に第1シャッター11を閉状態とするための指示信号を送信する(S117)。第1シャッター制御部12は、CPU1からの指示信号に基づいて、第1シャッター11に閉状態指示信号を送信して、当該第1シャッター11を閉状態とする。この結果、レーザー装置10からのレーザービームが第1シャッター11にて遮光されてホログラム記録が中断されることとなる。
If the
次に、CPU1は、第1記録領域に対応したアドレス情報をメモリ2から読み出す(S118)。そして、CPU1は、第1記録領域を示すプリピットにサーボレーザービームを照射させるべく、ホログラム媒体22を移動させるための指示信号をディスク制御部24に送信する(S119)。
Next, the
ディスク制御部24は、CPU1からの指示信号に基づいて、第1記録領域のアドレス情報に対応したプリピットにサーボレーザービームを照射させるべく、ディスク駆動部25に指示信号を送信する。そして、ディスク駆動部25は、ディスク制御部24からの指示信号に基づいて、ホログラム媒体22をホログラム媒体移動方向に移動させる。この結果、サーボレーザービームが第1記録領域に対応したプリピットに照射されて、ディテクタ23に入射される。
Based on the instruction signal from the
CPU1は、ディテクタ23からのアドレス情報が第1記録領域に対応したものであると判別すると(S120・YES)、メモリ2から入射角度情報を読み出して、参照ビームの入射角度を算出する(S121)。尚、この時のCPU1によって算出される参照ビームの入射角度は、前述したように前回までのホログラム記録において使用した参照ビームの入射角度とは異なる入射角度となる。この結果、ホログラム媒体22の各記録領域には、角度多重記録による大量のホログラムが記録されることとなる。そして、CPU1は、算出した入射角度で参照ビームをホログラム媒体22に入射させるべく、ガルボミラー制御部17に指示信号を送信する(S122)。CPU1からの指示信号を受信したガルボミラー制御部17は、当該指示信号に基づいて、ガルボミラー16の偏向角度を制御する。そのため、PBS13からの参照ビームがCPU1にて算出された入射角度で、ホログラム媒体22に入射されることとなる。また、CPU1は、第1シャッター制御部12に第1シャッター11を開状態とするための指示信号を送信する(S123)。第1シャッター制御部12は、CPU1からの指示信号に基づいて第1シャッター11に開状態指示信号を送信して、当該第1シャッター11を開状態とする。この結果、ホログラム装置においてホログラム記録が再び行われることとなる。また、CPU1は、算出した入射角度を入射角度情報として、メモリ2に記憶させる(S124)。
If the
この結果、1次元濃淡パターンが反映されたデータビームと参照ビームとによるホログラムが、角度多重記録によって各記録領域に記録されることとなる。図17(b)(c)(d)は、ホログラム媒体22の各記録領域に角度多重記録によって記録されたホログラムの様子を示した図である。尚、本実施形態においては、第1記録領域から最終記録領域へホログラム記録をした後参照ビームの入射角度を変更して、再び第1記録領域から最終記録領域へとホログラム記録しているがこれに限るものではない。例えば、ある記録領域に対して角度多重記録を行った後、ホログラム媒体22を移動させて他の記録領域に対して再び角度多重記録を行うように設けても良い。
As a result, the hologram of the data beam and the reference beam reflecting the one-dimensional gray pattern is recorded in each recording area by angle multiplex recording. FIGS. 17B, 17C, and 17D are views showing the state of a hologram recorded by angle multiplex recording in each recording area of the
そして、CPU1は、ディテクタ23からのアドレス情報が、本ホログラム記録において最後にホログラムが記録される記録領域に対応したものであると判別すると(S115・YES)、第1シャッター制御部12、第2シャッター制御部15に第1シャッター11、第2シャッター14をそれぞれ閉状態とするための指示信号を送信する(S125、S126)。第1シャッター制御部12は、CPU1からの指示信号に基づいて第1シャッター11に閉状態指示信号を送信して、当該第1シャッター11を閉状態とする。また、第2シャッター制御部15は、CPU1からの指示信号に基づいて第2シャッター14に閉状態指示信号を送信して、当該第2シャッター14を閉状態とする。また、CPU1は、メモリ2に記憶されている前回のホログラム記録において最後にホログラム記録されたアドレス情報を、本ホログラム記録において最後にホログラムが記録された記録領域のアドレス情報に書き換える(S127)。この結果、ホログラム装置によるホログラム記録が終了することとなる。
When the
=== ホログラム記録装置の動作(ホログラム再生) ===
以下、上述したようにホログラムが各記録領域に記録されたホログラム媒体22からのホログラム再生について説明する。尚、前述した動作と同様の箇所については説明を省略する。
=== Operation of hologram recording device (hologram reproduction) ===
Hereinafter, the hologram reproduction from the
例えば、PC等のホスト機器から接続端子4、インタフェース3を介してバッファメモリ5に再生指示信号が記憶されると、記録・再生判別部6は、バッファメモリ5に再生指示信号が記憶されていると判別する。そして、記録・再生判別部6は、ホログラム装置によるホログラム再生を開始すべく指示信号をCPU1に送信する。
For example, when a reproduction instruction signal is stored in the
CPU1は、記録・再生判別部6からの指示信号を受信すると、本ホログラム再生において再生すべきホログラムが記録された記録領域(以下、再生記録領域という)に対応したアドレス情報をメモリ2から読み出す。そして、CPU1は、メモリ2からのアドレス情報を示すプリピットに、サーボレーザー装置19からのサーボレーザービームを照射させるべく、ホログラム媒体22を移動させるための指示信号をディスク制御部24に送信する。そして、CPU1は、ディテクタ23からのアドレス情報が、再生記録領域に対応したアドレス情報であるか否かを判別する。
When the
CPU1は、ディテクタ23からのアドレス情報が再生記録領域に対応したものであると判別すると、メモリ2からの入射角度情報を読み出す。尚、このときCPU1がメモリ2から読み出す入射角度情報とは、再生記録領域にホログラムが記録されたときの参照ビームの入射角度を示すものとなる。そして、CPU1は、前述の入射角度で参照ビームをホログラム媒体22に入射させるべく、ガルボミラー制御部17に指示信号を送信する。CPU1からの指示信号を受信したガルボミラー制御部17は、当該指示信号に基づいて、ガルボミラー16の偏向角度を制御する。この結果、PBS13からの参照ビームが、CPU1にて算出された入射角度で、ホログラム媒体22に入射されることとなる。尚、このとき参照ビーム発生部32は、前述したようにスピンミラー43を回転させて、参照ビームが再生記録領域を走査するように当該参照ビームを偏向する。
When the
この結果、再生記録領域に記録されたホログラムに参照ビームが入射されることとなる。そして、再生記録領域に記録されたホログラムに入射した参照ビームは、当該ホログラムにて回折されることにより、1次元濃淡パターンの情報が反映された再生ビームとなる(図13(b)参照)。そして、この再生ビームがフィルタ39に入射される。フィルタ39に入射した再生ビームのうちの再生記録領域に隣接する記録領域からの再生ビーム分は、フィルタ39によって遮光される。この結果、再生記録領域に記録されたホログラムのみにて回折された再生ビームがビーム孔39(a)を透過することとなる。
フィルタ39からの再生ビームは、対物レンズ21にて拡大されて、ダイクロックミラー18、PBS36、35を介してラインイメージセンサ27にて受光される。
As a result, the reference beam is incident on the hologram recorded in the reproduction recording area. Then, the reference beam incident on the hologram recorded in the reproduction recording area is diffracted by the hologram to become a reproduction beam reflecting the information of the one-dimensional gray pattern (see FIG. 13B). Then, this reproduction beam is incident on the
The reproduction beam from the
ラインイメージセンサ制御部28は、1次元濃淡パターンをラインイメージセンサ27の所定位置にて正確に再現させるべく、ラインイメージセンサ27を移動・回転させる。再生ビームが入射されたラインイメージセンサ27は、当該再生ビームに基づいて1次元濃淡パターンを再現する。そして、ラインイメージセンサ27は、再現した1次元濃淡パターンから各受光セルごとの明暗(濃淡)のレベルに応じたアナログ電気信号を生成すべく、バッファメモリ34に各受光セルごとの明暗のレベル情報を記憶させる。そして、ラインイメージセンサ27は、バッファメモリ34からの各受光セルごとの明暗のレベル情報を順次読み出し、アナログ電気信号を生成してフィルタ29に送信する。
The line image
フィルタ29に送信されたアナログ電気信号は、2値化処理の分離性を高めるべく当該フィルタ29にてフィルタリングが行われる。そして、アナログ電気信号は、2値化処理部(不図示)にて2値化処理が行われてディジタル信号となる。ディジタル信号は、デコーダ31を介してバッファメモリ38に記憶される。デコーダ31は、バッファメモリ38からディジタル信号を順次読み出して、例えば変調されたディジタル信号に対する復調、誤り訂正符号に基づく誤り訂正等のデコード処理を行う。
The analog electrical signal transmitted to the
この結果、1次元濃淡パターンを示すホログラムからホログラム再生を行うことが可能となる。ラインイメージセンサ27によるアナログ電気信号の生成において、2次元濃淡画像パターンからのホログラム再生に比べてバッファメモリ34に記憶させるデータ量を軽減させることが可能となる。また、アナログ電気信号を生成するためのデータ量が小さくなることからホログラム再生を迅速に行うことが可能となる。
As a result, it is possible to perform hologram reproduction from a hologram showing a one-dimensional gray pattern. In the generation of the analog electric signal by the
上述した実施形態によれば、1次元濃淡パターンを示すホログラムを記録する記録領域に、当該1次元濃淡パターンが反映されたデータビームと参照ビームを入射させ、ホログラム媒体22の各記録領域にホログラムを記録させることが可能となる。この結果、2次元濃淡画像パターンをホログラム媒体22に記録させる場合に比べて、バッファメモリ33の負担を軽減させることが可能となる。また、ホログラム記録にかかる時間を要することなく順次ホログラム記録を行うことが可能となる。
According to the above-described embodiment, the data beam and the reference beam reflecting the one-dimensional shading pattern are incident on the recording area for recording the hologram showing the one-dimensional shading pattern, and the hologram is placed in each recording area of the
また、第2シャッター14からのレーザービームを、ビームエキスパンダー46、コリメータレンズ47にて、ホログラム媒体移動方向において記録領域と略同一の長さとし、ホログラム媒体移動方向と交差する方向において記録領域よりも短い長さのビーム形とすることが可能となる。この結果、2次元濃淡画像パターンを記録するときのデータビームの光強度に比べて、より光強度が大きいデータビームを生成することが可能となり、記録領域にホログラムを確実に記録することが可能となる。
Further, the laser beam from the
また、コリメータレンズ47からのレーザービームを、スピンミラー48、コリメータレンズ50にて記録領域に対して確実に入射させることが可能となる。
Further, the laser beam from the
また、LCD9を記録領域と略同一の形状に設けることにより、ホログラム装置の縮小化を図ることが可能となる。また、LCD9にて1次元濃淡パターンを形成することが可能となり、バッファメモリ33の負担を確実に軽減することが可能となる。
In addition, by providing the LCD 9 in substantially the same shape as the recording area, it is possible to reduce the size of the hologram device. In addition, a one-dimensional gray pattern can be formed on the LCD 9, and the burden on the
また、ガルボミラー16からの参照ビームを、ビームエキスパンダー41、コリメータレンズ42にて、ホログラム媒体移動方向において記録領域と略同一の長さとし、ホログラム媒体移動方向と交差する方向において記録領域よりも短い長さのビーム形とすることが可能となる。この結果、2次元濃淡画像パターンを記録するときの参照ビームの光強度の光強度に比べて、より光強度が大きい参照ビームを生成することが可能となり、記録領域にホログラムを確実に記録することが可能となる。
In addition, the reference beam from the
また、コリメータレンズ42からの参照ビームを、スピンミラー43、コリメータレンズ45にて記録領域に対して確実に入射させることが可能となる。
Further, the reference beam from the
また、フィルタ39により記録領域と同一形状のデータビームを、当該記録領域に確実に入射させることが可能となる。また、再生記録領域と隣り合う記録領域からの再生ビームの影響をフィルタ39にて確実に防止することが可能となる。
Further, the
また、フィルタ40により記録領域と同一形状の参照ビームを、当該記録領域に確実に入射させることが可能となる。
Further, the
また、データビームと参照ビームを各記録領域に対して順次入射することによって、ホログラム媒体22に大量のホログラムを記録することが可能となる。また、ホログラム記録における時間を短くすることが可能となる。また、このホログラム記録に伴って、ホログラム再生における時間をも短くすることが可能となる。
In addition, a large number of holograms can be recorded on the
また、ホログラム記録において、参照ビームのホログラム媒体22への入射角度を変更することによって角度多重記録を行うことが可能となる。また、ある入射角度でホログラム媒体22の各記録領域全てにホログラム記録を行い、その後、参照ビームの入射角度を変更することから、ホログラム媒体22を常に移動させ続けてホログラム記録を行うことが可能となる。この結果、より短時間でホログラム記録を行うことが可能となる。
In hologram recording, angle multiplex recording can be performed by changing the incident angle of the reference beam to the
=== その他の実施の形態 ===
以上、本発明に係るホログラム記録装置におけるホログラム記録・再生について説明したが、上記の説明は、本発明の理解を容易とするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得る。
=== Other Embodiments ===
The hologram recording / reproduction in the hologram recording apparatus according to the present invention has been described above. However, the above description is intended to facilitate understanding of the present invention and is not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof.
<データビーム・参照ビームの形状>
上述した実施形態によれば、第2シャッター14からのレーザービームを、レーザービーム発生部26にて図11に示すビーム形としているがこれに限るものではない。例えば、各記録領域と同一形状のビーム形としても良い。その場合、例えば、第2シャッター14からのレーザービームのビーム形を、ビームエキスパンダー(ビーム生成器)46にて各記録領域と同一形状となるように拡大する。そして、コリメータレンズ47にて、ビームエキスパンダー46からのレーザービームを平行ビームとする。そして、コリメータレンズ47からのレーザービームをLCD9に照射するように設けても良い。この結果、2次元濃淡画像パターンを示すホログラムを記録する際のデータビームの光強度と比べて、より光強度の大きいデータビームにて1次元濃淡パターンをホログラム記録させることが可能となる。
<Shape of data beam and reference beam>
According to the embodiment described above, the laser beam from the
同様に、上述した実施形態によれば、ガルボミラー16からの参照ビームを、参照ビーム発生部32にて図12に示すビーム形としているがこれに限るものでもない。例えば、各記録領域と同一形状のビーム形としても良い。その場合、例えば、ガルボミラー16からの参照ビームのビーム形を、ビームエキスパンダー(ビーム生成器)41にて各記録領域と同一形状となるように拡大する。そして、コリメータレンズ42にて、ビームエキスパンダー41からの参照ビームを平行ビームとする。そして、コリメータレンズ42からの参照ビームを各記録領域に照射するように設けて良い。この結果、2次元濃淡画像パターンを示すホログラムを記録する際の参照ビームの光強度と比べて、より光強度の大きい参照ビームにて1次元濃淡パターンをホログラム記録させることが可能となる。
Similarly, according to the above-described embodiment, the reference beam from the
1 CPU 2 メモリ
3 インタフェース 4 接続端子
5 バッファメモリ 6 記録・再生判別部
7 エンコーダ 8 マッピング処理部
9 LCD 10 レーザー装置
11 第1シャッター 12 第1シャッター制御部
13 PBS
14 第2シャッター 15 第2シャッター制御部
16 ガルボミラー 17 ガルボミラー制御部
18 ダイクロックミラー 19 サーボレーザー装置
20 スキャナレンズ 21 対物レンズ
22 ホログラム媒体 23 ディテクタ
24 ディスク制御部 25 ディスク駆動部
26 レーザービーム発生部 27 ラインイメージセンサ
28 ラインイメージセンサ制御部
29 フィルタ 30 1/2波長板
31 デコーダ 32 参照ビーム発生部
33、34 バッファメモリ 35、36 PBS
37、38 バッファメモリ 39、40 フィルタ
41、46 ビームエキスパンダー 42、45 コリメータレンズ
43、48 スピンミラー 44、49 スピンミラー駆動部
47、50 コリメータレンズ
51 PLL回路 52 発振回路
107 エンコーダ 108 マッピング処理部
109 SLM 110、111 バッファメモリ
127 イメージセンサ 129 フィルタ
130 デコーダ 131、132 バッファメモリ
DESCRIPTION OF
14
37, 38
Claims (15)
前記データを記録する場合、前記ホログラム媒体の相対的な移動方向における隣り合う所定幅ごとに区切られた、前記記録領域より小さい各記録領域に対して入射するデータビームを生成するデータビーム生成部と、
前記データビーム生成部にて生成された前記データビームを、前記ホログラム媒体の各記録領域に対して入射するデータビーム入射部と、
前記データビーム入射部からの前記データビームとともに、前記ホログラム媒体の各記録領域に対して参照ビームを入射する参照ビーム入射部と、
を備えたことを特徴とするホログラム記録装置。 A hologram in which a coherent data beam corresponding to data to be recorded and a coherent reference beam are incident on a recording area of the hologram medium, and the data is recorded as a hologram in the recording area of the hologram medium A recording device,
When recording the data, a data beam generating unit that generates a data beam incident on each recording area smaller than the recording area, divided for each predetermined width adjacent in the relative movement direction of the hologram medium; ,
A data beam incident unit that makes the data beam generated by the data beam generation unit incident on each recording area of the hologram medium;
A reference beam incident part that makes a reference beam incident on each recording area of the hologram medium together with the data beam from the data beam incident part,
A holographic recording apparatus comprising:
前記各記録領域に照射されたときのレーザービームの形状を当該各記録領域と略同一形状とするレーザービーム生成器と、
前記データの論理値に対応する明暗のドットパターンが生成されるドットパターン生成器と、を有し、
前記レーザービーム生成器からのレーザービームが、前記ドットパターン生成器に生成されたドットパターンを照射することによって、前記各記録領域に対して入射するデータビームを生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録装置。 The data beam generator is
A laser beam generator configured so that the shape of the laser beam when irradiated to each recording area is substantially the same shape as each recording area;
A dot pattern generator for generating a light and dark dot pattern corresponding to the logical value of the data,
A laser beam from the laser beam generator generates a data beam incident on each recording area by irradiating the dot pattern generated on the dot pattern generator.
The hologram recording apparatus according to claim 1.
前記各記録領域に照射されたときのレーザービームの形状を当該各記録領域と略同一形状とするビーム生成器と、
前記ビーム生成器からのレーザービームを平行ビームとするコリメータレンズと、を有する、
ことを特徴とする請求項2に記載のホログラム記録装置。 The laser beam generator is
A beam generator that makes the shape of the laser beam when irradiated to each recording area substantially the same shape as each recording area;
A collimator lens that collimates the laser beam from the beam generator,
The hologram recording apparatus according to claim 2, wherein:
前記各記録領域に照射されたときのレーザービームの形状を、前記移動方向における前記所定幅と略同一の長さとするとともに、前記移動方向と交差する方向における前記各記録領域の長さよりも短い長さとするレーザービーム生成器と、
前記データの論理値に対応する明暗のドットパターンが生成されるドットパターン生成器と、を有し、
前記レーザービーム生成器からのレーザービームが、前記ドットパターン生成器に生成されたドットパターンを順次照射することによって、前記各記録領域に対して入射するデータビームを生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録装置。 The data beam generator is
The shape of the laser beam when irradiated to each recording area is substantially the same as the predetermined width in the moving direction, and is shorter than the length of each recording area in the direction intersecting the moving direction. A laser beam generator,
A dot pattern generator for generating a light and dark dot pattern corresponding to the logical value of the data,
A laser beam from the laser beam generator generates a data beam incident on each recording region by sequentially irradiating the dot pattern generated on the dot pattern generator.
The hologram recording apparatus according to claim 1.
前記各記録領域に照射されたときのレーザービームの形状を、前記移動方向における前記所定幅と略同一の長さとするとともに、前記移動方向と交差する方向における前記各記録領域の長さよりも短い長さとするビーム生成器と、
前記ビーム生成器からのレーザービームを平行ビームとする第1コリメータレンズと、を有し、
前記データビーム生成部は、
前記第1コリメータレンズにて平行ビームとされた後のレーザービームを、前記ドットパターン生成器に生成された前記ドットパターンに順次入射させるために前記レーザービームを偏向すべく回転する回転鏡型光偏向器と、
前記回転鏡型光偏向器にて偏向された後のレーザービームを平行ビームとする第2コリメータレンズと、を有し、
前記第2コリメータレンズからのレーザービームが、前記ドットパターン生成器に生成されたドットパターンを順次照射することによって、前記各記録領域に対して入射するデータビームを生成する、
ことを特徴とする請求項4に記載のホログラム記録装置。 The laser beam generator is
The shape of the laser beam when irradiated to each recording area is substantially the same as the predetermined width in the moving direction, and is shorter than the length of each recording area in the direction intersecting the moving direction. A beam generator,
A first collimator lens that makes the laser beam from the beam generator a parallel beam,
The data beam generator is
Rotating mirror type optical deflection that rotates to deflect the laser beam so that the laser beam after being collimated by the first collimator lens is sequentially incident on the dot pattern generated by the dot pattern generator And
A second collimator lens that makes the laser beam deflected by the rotating mirror type optical deflector a parallel beam,
The laser beam from the second collimator lens sequentially irradiates the dot pattern generated on the dot pattern generator, thereby generating a data beam incident on each recording area.
The hologram recording apparatus according to claim 4.
前記ホログラム媒体の各記録領域と略同一形状であり、
前記移動方向において1ドットであるとともに前記移動方向と交差する方向において複数ドットであるドットパターンが生成される、
ことを特徴とする請求項2乃至請求項5の何れかに記載のホログラム記録装置。 The dot pattern generator is
Substantially the same shape as each recording area of the hologram medium,
A dot pattern that is one dot in the movement direction and a plurality of dots in a direction intersecting the movement direction is generated.
6. The hologram recording apparatus according to claim 2, wherein the hologram recording apparatus is characterized in that:
前記各記録領域に照射される前記参照ビームの形状を、前記各記録領域と略同一形状とする参照ビーム生成器を有する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載のホログラム記録装置。 The reference beam incident part is
A reference beam generator that makes the shape of the reference beam irradiated to each recording area substantially the same shape as each recording area;
7. The hologram recording apparatus according to claim 1, wherein
前記参照ビームの形状を前記各記録領域と略同一形状とするビーム生成器と、
前記ビーム生成器からの参照ビームを平行ビームとするコリメータレンズと、を有する、
ことを特徴とする請求項7に記載のホログラム記録装置。 The reference beam generator is
A beam generator having a shape of the reference beam substantially the same as each recording area;
A collimator lens that collimates the reference beam from the beam generator,
The hologram recording apparatus according to claim 7.
前記移動方向における前記参照ビームの長さを前記所定幅と略同一の長さとするとともに、前記移動方向と交差する方向における前記参照ビームの長さを当該移動方向と交差する方向における前記各記録領域の長さよりも短い長さとする参照ビーム生成器を有し、
前記参照ビーム生成器からの参照ビームを、前記各記録領域ごとに前記移動方向と交差する方向に順次入射する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載のホログラム記録装置。 The reference beam incident part is
The length of the reference beam in the moving direction is substantially the same as the predetermined width, and the length of the reference beam in the direction intersecting the moving direction is the recording area in the direction intersecting the moving direction. A reference beam generator having a length shorter than
The reference beam from the reference beam generator is sequentially incident in a direction intersecting the moving direction for each recording area.
7. The hologram recording apparatus according to claim 1, wherein
前記移動方向における前記参照ビームの長さを前記所定幅と略同一の長さとするとともに、前記移動方向と交差する方向における前記参照ビームの長さを当該移動方向と交差する方向における前記各記録領域の長さよりも短い長さとするビーム生成器と、
前記ビーム生成器からの参照ビームを平行ビームとする第1コリメータレンズと、を有し、
前記参照ビーム入射部は、
前記第1コリメータレンズにて平行ビームとされた後の参照ビームを、前記各記録領域ごとに前記移動方向と交差する方向に順次入射させるために当該参照ビームを偏向すべく回転する回転鏡型光偏向器と、
前記回転鏡型光偏向器にて偏向された後の参照ビームを平行ビームとする第2コリメータレンズを有する、
ことを特徴とする請求項9に記載のホログラム記録装置。 The reference beam generator is
The length of the reference beam in the moving direction is substantially the same as the predetermined width, and the length of the reference beam in the direction intersecting the moving direction is the recording area in the direction intersecting the moving direction. A beam generator with a length shorter than the length of
A first collimator lens that makes the reference beam from the beam generator a parallel beam,
The reference beam incident part is
Rotating mirror-type light that rotates to deflect the reference beam so that the reference beam, which has been converted into a parallel beam by the first collimator lens, sequentially enters each recording area in a direction that intersects the moving direction. A deflector;
A second collimator lens that makes the reference beam deflected by the rotating mirror type optical deflector a parallel beam;
The hologram recording apparatus according to claim 9.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項10の何れかに記載のホログラム記録装置。 A data beam restricting section for restricting transmission of the data beam from the data beam incident section so that the shape of the data beam when irradiated to each recording area is the same as that of each recording area. Provided between the portion and the hologram medium,
11. The hologram recording apparatus according to claim 1, wherein the hologram recording apparatus is characterized in that:
ことを特徴とする請求項1乃至請求項11の何れかに記載のホログラム記録装置。 A reference beam limiting unit that limits transmission of the reference beam from the reference beam incident unit so that the shape of the reference beam when irradiated to each recording region is the same as that of each recording region. Provided between the portion and the hologram medium,
12. The hologram recording apparatus according to claim 1, wherein the hologram recording apparatus is characterized in that:
前記参照ビーム入射部は、前記データビーム入射部からの前記データビームとともに、前記ホログラム媒体の各記録領域に対して前記参照ビームを順次入射する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項12の何れかに記載のホログラム記録装置。 The data beam incident section sequentially enters the data beam to each recording area of the hologram medium,
The reference beam incident section sequentially enters the reference beam to each recording area of the hologram medium together with the data beam from the data beam incident section.
The hologram recording apparatus according to claim 1, wherein the hologram recording apparatus is a hologram recording apparatus.
前記参照ビーム変更部は、前記ホログラム媒体の前記移動方向への移動が全て終了した後、再び前記ホログラム媒体の前記移動方向への移動がある場合、前記ホログラム媒体に対する前記参照ビームの入射角度を変更する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項13の何れかに記載のホログラム記録装置。 A reference beam changing unit that changes an incident angle of the reference beam from the reference beam incident unit with respect to the hologram medium;
The reference beam changing unit changes the incident angle of the reference beam with respect to the hologram medium when the movement of the hologram medium in the movement direction is completed again after all movement of the hologram medium in the movement direction is completed. To
14. The hologram recording apparatus according to claim 1, wherein the hologram recording apparatus is characterized in that:
前記データを記録する場合、前記ホログラム媒体の相対的な移動方向における隣り合う所定幅ごとに区切られた、前記記録領域より小さい各記録領域に対して入射するデータビームを生成し、
生成した前記データビームを前記ホログラム媒体の各記録領域に対して入射し、
前記データビームとともに、前記ホログラム媒体の各記録領域に対して参照ビームを入射する、
ことを特徴とするホログラム記録装置のホログラム記録方法。
A hologram in which a coherent data beam corresponding to data to be recorded and a coherent reference beam are incident on a recording area of the hologram medium, and the data is recorded as a hologram in the recording area of the hologram medium A hologram recording method for a recording apparatus,
When recording the data, generate a data beam incident on each recording area smaller than the recording area, divided for each predetermined width adjacent in the relative movement direction of the hologram medium,
The generated data beam is incident on each recording area of the hologram medium,
A reference beam is incident on each recording area of the hologram medium together with the data beam.
A hologram recording method for a hologram recording apparatus.
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JP2005141349A JP2006318586A (en) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Hologram recording device and recording method of hologram recording device |
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