JP2007183506A - Information recording system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、情報光と参照光とを干渉させることにより、記録媒体の記録面に干渉像を記録する情報記録装置に関するものである。 The present invention relates to an information recording apparatus that records an interference image on a recording surface of a recording medium by causing information light and reference light to interfere with each other.
従来から、記録媒体の記録面に情報を干渉像として記録したり、あるいは干渉像として記録された情報を再生する装置が種々提案されている。例えば、図16(a)(b)は、非特許文献1に記載の装置の主要部の構成を模式的に示す斜視図である。
Conventionally, various apparatuses for recording information as an interference image on a recording surface of a recording medium or reproducing information recorded as an interference image have been proposed. For example, FIGS. 16A and 16B are perspective views schematically showing the configuration of the main part of the apparatus described in
この装置では、情報の記録時には、同図(a)に示すように、SLM(Spatial Light Modulator)101の中央部に情報光用のパターン101aを表示させる一方、周辺部に参照光用のパターン101bを表示させ、このSLM101に光源(図示せず)からのレーザー光を照射する。すると、SLM101からは、情報光(レーザー光の中央部の光)と参照光(レーザー光の周辺部の光)とが出射される。これらの光は、対物レンズ102にて収束され、記録媒体103の記録面に集光する。このとき、情報光と干渉光とが干渉することにより、上記記録面に情報(干渉像)が干渉縞の状態で記録される。
In this apparatus, when information is recorded, a
一方、情報の再生時には、同図(b)に示すように、記録時と同じ参照光用のパターン101bのみをSLM101に表示させ、光源からのレーザー光を照射する。この場合、SLM101からは参照光だけが出射され、ビームスプリッタ104および対物レンズ102を介して記録媒体103に照射される。すると、記録媒体103からは干渉縞として記録されている情報を有する光が再生される。再生光は、対物レンズ102方向に戻ってビームスプリッタ104で向きを変え、受光素子105にて受光される。受光素子105では、再生像が2次元イメージとして検出される。
On the other hand, at the time of reproducing information, as shown in FIG. 5B, only the same
ところで、上記のようなホログラフィック技術を用いて記録媒体に情報を記録する場合、例えば、干渉縞の記録ごとに記録媒体を微小量ずつシフトさせる、いわゆるシフト多重記録方式で干渉縞を多重記録することにより、記録媒体の記録容量を増大させることができる。 By the way, when information is recorded on a recording medium using the holographic technique as described above, for example, interference fringes are multiplexed and recorded by a so-called shift multiple recording method in which the recording medium is shifted by a minute amount for each interference fringe recording. As a result, the recording capacity of the recording medium can be increased.
しかし、そのようなシフト多重記録を実現するにあたり、従来では、記録媒体を微小量ずつシフトさせる高精度で複雑な駆動機構を設ける必要があった。 However, in order to realize such shift multiplex recording, conventionally, it has been necessary to provide a highly accurate and complicated drive mechanism for shifting a recording medium by a minute amount.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、高精度で複雑な駆動機構を設けることなく、簡易な構成でシフト多重記録を実現することができる情報記録装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide information that can realize shift multiplex recording with a simple configuration without providing a highly accurate and complicated drive mechanism. It is to provide a recording apparatus.
本発明の情報記録装置は、可干渉性の光を出射する光源装置と、上記光源装置から出射される光の一部を変調し、記録媒体に記録すべき情報を有する情報光として出射するとともに、上記光の残りを必要に応じて変調し、参照光として出射する変調手段と、上記変調手段から出射される光を上記記録媒体に導くフーリエ変換光学系とを備え、上記情報光と上記参照光とを干渉させることにより、上記記録媒体の記録面に干渉像を記録する情報記録装置であって、上記光源装置は、少なくとも1個の光源と、複数の光出射部と、上記光源からの光を各光出射部に導く光学素子群と、上記光源から各光出射部への光の供給をON/OFF制御する制御手段とを備え、上記複数の光出射部は、上記記録面と共役な面上に位置していることを特徴としている。なお、上記の光学素子群としては、例えばハーフミラーと反射ミラーとの組み合わせを想定することができ、上記の制御手段としては、例えばシャッタ部材とその駆動部との組み合わせを想定することができる。 An information recording apparatus according to the present invention includes a light source device that emits coherent light, a portion of the light emitted from the light source device, and emits information light having information to be recorded on a recording medium. A modulation means for modulating the remainder of the light as necessary and emitting it as reference light; and a Fourier transform optical system for guiding the light emitted from the modulation means to the recording medium, the information light and the reference An information recording apparatus for recording an interference image on a recording surface of the recording medium by causing interference with light, wherein the light source device includes at least one light source, a plurality of light emitting units, and a light source from the light source. An optical element group that guides light to each light emitting unit; and a control unit that performs ON / OFF control of light supply from the light source to each light emitting unit, wherein the plurality of light emitting units are conjugated with the recording surface. It is located on a flat surface There. In addition, as said optical element group, the combination of a half mirror and a reflective mirror can be assumed, for example, and as said control means, the combination of a shutter member and its drive part can be assumed, for example.
上記の構成によれば、光源装置から出射される可干渉性の光の一部は、変調手段にて変調され、情報光として出射される。一方、上記光の残りは、変調手段にて必要に応じて変調され、参照光として出射される。これらの光は、フーリエ変換光学系を介して記録媒体に照射され、互いの光の干渉によって記録面に干渉像が記録される。 According to said structure, a part of coherent light radiate | emitted from a light source device is modulated by a modulation means, and is radiate | emitted as information light. On the other hand, the remainder of the light is modulated as necessary by the modulation means and emitted as reference light. These lights are irradiated onto the recording medium via a Fourier transform optical system, and an interference image is recorded on the recording surface by mutual interference of the lights.
ここで、上記の光源装置では、少なくとも1個の光源から出射される光は、光学素子群を介して各光出射部に導かれ、そこから装置外部に出射される。このとき、制御手段が光源から各光出射部への光の供給をON/OFF制御することにより、光源装置からの光の出射位置を変化させることができる。つまり、光が出射される光出射部を切り替えることができる。一方、複数の光出射部は、記録媒体の記録面と共役な面上に位置しているので、各光出射部の位置(各出射位置)と、記録媒体の記録面に記録される干渉像の位置(記録位置)とが1対1の対応関係になる。 Here, in the light source device described above, light emitted from at least one light source is guided to each light emitting unit via the optical element group, and is emitted from the device to the outside. At this time, the light emission position from the light source device can be changed by controlling the ON / OFF of the light supply from the light source to each light emitting unit. That is, the light emission part from which light is emitted can be switched. On the other hand, since the plurality of light emitting portions are located on a plane conjugate with the recording surface of the recording medium, the position of each light emitting portion (each emitting position) and the interference image recorded on the recording surface of the recording medium Is in a one-to-one correspondence relationship.
したがって、制御手段の制御によって光源装置からの光の出射位置を変化させることにより、干渉像をシフトさせながら記録媒体に記録することが可能となる。その結果、記録媒体を高精度に移動させる複雑な機構を設けることなく、シフト多重記録を実現することができる。 Therefore, by changing the emission position of the light from the light source device under the control of the control means, it is possible to record on the recording medium while shifting the interference image. As a result, shift multiplex recording can be realized without providing a complicated mechanism for moving the recording medium with high accuracy.
特に、制御手段が、記録媒体への干渉像の記録ごとに異なる光出射部から光が出射されるように、光源から各光出射部への光の供給をON/OFF制御するようにすれば、干渉像を確実にシフトさせながら記録媒体に記録することが可能となる。 In particular, if the control unit performs ON / OFF control of the light supply from the light source to each light emitting unit so that light is emitted from a different light emitting unit for each recording of the interference image on the recording medium. It becomes possible to record on the recording medium while shifting the interference image with certainty.
また、本発明においては、上記複数の光出射部は、上記干渉像の大きさ以下のピッチで配置されていることが望ましい。この場合、制御手段の制御によって光源装置からの光の出射位置を変化させることにより、隣り合う干渉像がオーバーラップするように、複数の干渉像を少しずつシフトさせて記録することが可能となる。したがって、シフト多重記録を容易にかつ確実に実現することができる。 In the present invention, it is desirable that the plurality of light emitting portions are arranged at a pitch equal to or smaller than the size of the interference image. In this case, by changing the emission position of light from the light source device under the control of the control means, it is possible to record a plurality of interference images that are gradually shifted so that adjacent interference images overlap. . Therefore, shift multiplex recording can be realized easily and reliably.
また、本発明においては、上記変調手段は、上記光源装置からの出射光の入射領域を2分割したときに、一方の領域に入射する光を変調して上記情報光として出射する一方、他方の領域に入射する光を必要に応じて変調して上記参照光として出射する光変調素子で構成されていてもよい。この場合は、変調手段を1つの光変調素子で構成しても情報光と参照光とを得ることができ、変調手段を簡素な構成で実現することができる。 In the present invention, the modulation means modulates the light incident on one area and radiates it as the information light when the incident area of the light emitted from the light source device is divided into two, while the other area You may comprise the light modulation element which modulates the light which injects into an area | region as needed, and radiate | emits it as the said reference light. In this case, the information light and the reference light can be obtained even if the modulation means is composed of one light modulation element, and the modulation means can be realized with a simple structure.
また、本発明においては、上記変調手段は、上記光源装置からの出射光の入射領域を2分割したときの個々の領域に対応して設けられる光変調素子と光学素子とで構成されており、上記光変調素子は、上記入射領域の一方の領域に入射する光を変調して上記情報光として出射し、上記光学素子は、上記入射領域の他方の領域に入射する光を上記参照光として出射する構成であってもよい。 Further, in the present invention, the modulation means is composed of a light modulation element and an optical element provided corresponding to each area when the incident area of the light emitted from the light source device is divided into two, The light modulation element modulates light incident on one of the incident areas and emits the information light, and the optical element emits light incident on the other area of the incident area as the reference light. It may be configured to.
この構成では、変調手段として、光変調素子および光学素子(例えば透過型であればLCシャッタ、反射型であれば反射ミラー)の2部材が必要となるが、上記光学素子として上記光変調素子よりも安価なものを用いることができ、安価に変調手段を構成することができる。 In this configuration, two members, ie, a light modulation element and an optical element (for example, an LC shutter for a transmission type and a reflection mirror for a reflection type) are required as modulation means. Also, an inexpensive one can be used, and the modulation means can be configured at a low cost.
このとき、上記光変調素子および上記光学素子は、上記入射領域を上記フーリエ変換光学系の光軸を含む面で2分割したときの個々の領域に対応して設けられていることが望ましい。この場合は、光変調素子および光学素子を、上記面を境界にして隣接して配置することが可能となり、その配置が容易となる。 At this time, it is desirable that the light modulation element and the optical element are provided corresponding to individual areas when the incident area is divided into two by a plane including the optical axis of the Fourier transform optical system. In this case, the light modulation element and the optical element can be disposed adjacent to each other with the above-mentioned surface as a boundary, and the arrangement is facilitated.
また、本発明は、上記干渉像の記録時に上記記録媒体に照射される参照光と同一の参照光を記録媒体に照射したときに上記記録媒体から再生される光を読出面にて受光することにより、上記干渉像として記録されている情報を読み出す読出手段をさらに備え、上記読出手段の上記読出面は、上記変調手段の光出射面と共役面上に位置している構成であってもよい。なお、読出手段としては、例えばCMOS型のイメージセンサと制御部とからなるものを考えることができ、読出面としては、例えば上記イメージセンサの受光面を考えることができる。 According to the present invention, the reading surface receives light reproduced from the recording medium when the recording medium is irradiated with the same reference light as the reference light irradiated to the recording medium when the interference image is recorded. Thus, the information processing apparatus may further include a reading unit that reads information recorded as the interference image, and the reading surface of the reading unit may be positioned on a conjugate plane with the light emitting surface of the modulation unit. . As the reading means, for example, a CMOS image sensor and a control unit can be considered. As the reading surface, for example, the light receiving surface of the image sensor can be considered.
上記の構成によれば、読出手段の読出面は、変調手段の光出射面と共役面上に位置しているので、参照光の照射によって記録媒体から再生される光を読出手段の読出面にて受光したときに、読出手段は記録媒体の記録面に記録された干渉像から変調手段の光出射面(表示面)に表示された像を再生して読み出すことができる。 According to the above configuration, since the reading surface of the reading means is located on the conjugate plane with the light emitting surface of the modulating means, the light reproduced from the recording medium by irradiation of the reference light is applied to the reading surface of the reading means. When the light is received, the reading means can reproduce and read out the image displayed on the light emitting surface (display surface) of the modulating means from the interference image recorded on the recording surface of the recording medium.
また、本発明においては、上記変調手段は、上記光源装置から出射される光の一部を検索情報に応じて変調して出射することが可能であり、上記読出手段は、上記変調手段によって検索情報に応じて変調された光が上記フーリエ変換光学系を介して上記記録媒体に照射されたときに、上記光のフーリエ像と上記記録媒体の干渉像との相関演算結果を含む上記記録媒体からの再生光を読出面にて受光する構成であってもよい。 In the present invention, the modulation means can modulate a part of the light emitted from the light source device according to the search information and emit the light, and the reading means is searched by the modulation means. From the recording medium including the correlation calculation result between the Fourier image of the light and the interference image of the recording medium when the recording medium is irradiated with light modulated according to information via the Fourier transform optical system. The reproduction light may be received by the reading surface.
上記の構成によれば、読出手段は、読出面にて受光した記録媒体からの再生光(相関演算結果を含む光)に基づいて、記録媒体に所望の情報が記録されているか否かを判断(検索)することができる。 According to the above configuration, the reading unit determines whether or not desired information is recorded on the recording medium based on the reproduction light (light including the correlation calculation result) from the recording medium received by the reading surface. (Search).
また、本発明においては、上記変調手段は、反射型で構成されていてもよい。なお、反射型の変調手段としては、例えば、単独の反射型光変調素子(例えばLCD、DMD)であってもよいし、反射型光変調素子と反射ミラーとの組み合わせであってもよい。このような構成によれば、例えば、変調手段として透過型LCDのような光変調素子を用いる場合に比べて、光変調素子の開口率を高くして光の利用効率を上げることができ、また、低コストである。 In the present invention, the modulation means may be configured as a reflection type. The reflection type modulation means may be, for example, a single reflection type light modulation element (for example, LCD, DMD) or a combination of a reflection type light modulation element and a reflection mirror. According to such a configuration, for example, compared with the case where a light modulation element such as a transmissive LCD is used as the modulation means, the light utilization efficiency can be increased by increasing the aperture ratio of the light modulation element. , Low cost.
また、本発明においては、上記フーリエ変換光学系は、上記光源装置から出射される光を上記変調手段に導く照明光学系と、上記変調手段から出射される光を上記記録媒体に導く記録光学系と、上記記録媒体からの再生光を上記読出手段に導く読出光学系とを兼ねている構成であってもよい。 In the present invention, the Fourier transform optical system includes an illumination optical system that guides light emitted from the light source device to the modulation means, and a recording optical system that guides light emitted from the modulation means to the recording medium. And a readout optical system that guides reproduction light from the recording medium to the readout means.
この場合は、1つのフーリエ変換光学系が3つの光学系(照明光学系、記録光学系、読出光学系)を兼用しているので、装置の構成を簡素化して装置をコンパクトにすることができる。 In this case, since one Fourier transform optical system also serves as three optical systems (illumination optical system, recording optical system, and readout optical system), the configuration of the apparatus can be simplified and the apparatus can be made compact. .
また、本発明においては、上記フーリエ変換光学系の光軸を含む面に対して一方の側に上記記録媒体が配置されるときに、上記光源装置は、上記面に対して他方の側に配置されていてもよい。この場合には、フーリエ変換光学系を上記面で2分割(像高分割)したときの一方を、照明光学系として用いることができ、他方を記録光学系および読出光学系として用いることができる。したがって、1つのフーリエ変換光学系で3つの光学系を確実に兼用することができる。 In the present invention, when the recording medium is disposed on one side with respect to the surface including the optical axis of the Fourier transform optical system, the light source device is disposed on the other side with respect to the surface. May be. In this case, when the Fourier transform optical system is divided into two (image height division) on the above surface, one can be used as the illumination optical system, and the other can be used as the recording optical system and the readout optical system. Therefore, it is possible to reliably use the three optical systems with one Fourier transform optical system.
また、本発明においては、上記光源装置の各光出射部は、上記記録媒体の記録面と同一面上に位置しており、上記記録媒体に記録される干渉像は、各光出射部と上記光軸に対して点対称となる位置に記録される構成であってもよい。この場合には、制御手段によって光源装置からの光の出射位置を変化させることにより、干渉像を多重記録することができる。 Further, in the present invention, each light emitting portion of the light source device is located on the same plane as the recording surface of the recording medium, and an interference image recorded on the recording medium includes each light emitting portion and the above-described recording surface. The recording may be performed at a position that is point-symmetric with respect to the optical axis. In this case, the interference image can be multiplex-recorded by changing the emission position of the light from the light source device by the control means.
また、本発明は、入射光をその偏光状態に応じて透過または反射させる偏光分離素子をさらに備え、上記偏光分離素子は、上記変調手段から上記フーリエ変換光学系に向かう光の光路中に配置されている構成であってもよい。 The present invention further includes a polarization separation element that transmits or reflects incident light according to its polarization state, and the polarization separation element is disposed in an optical path of light from the modulation means toward the Fourier transform optical system. It may be a configuration.
上記の構成によれば、例えば、変調手段からの出射光(例えばP偏光)については、偏光分離素子を透過させてフーリエ変換光学系に導くことができる。また、記録媒体から再生されてフーリエ変換光学系を介して偏光分離素子に入射する光(例えばS偏光)については、偏光分離素子にて反射させて読出手段に導くことができる。このように、変調手段から記録媒体を介して読出手段に至る光路の一部が偏光分離素子によって折り曲げられるので、光学系全体をコンパクトに収めることができる。 According to the above configuration, for example, the outgoing light (for example, P-polarized light) from the modulation means can be transmitted through the polarization separation element and guided to the Fourier transform optical system. Further, light (for example, S-polarized light) reproduced from the recording medium and incident on the polarization separation element via the Fourier transform optical system can be reflected by the polarization separation element and guided to the reading unit. As described above, since a part of the optical path from the modulation means to the reading means via the recording medium is bent by the polarization separation element, the entire optical system can be compactly accommodated.
本発明によれば、制御手段が光源から各光出射部への光の供給をON/OFF制御することにより、光源装置からの光の出射位置を変化させることができる。一方、複数の光出射部は、記録媒体の記録面と共役な面上に位置しているので、各光出射部の位置と、記録媒体の記録面に記録される干渉像の位置とが1対1の対応関係になる。したがって、制御手段の制御によって光源装置からの光の出射位置を変化させることにより、干渉像をシフトさせながら記録媒体に記録することが可能となる。その結果、記録媒体を高精度に移動させる複雑な機構を設けることなく、シフト多重記録を実現することができる。 According to the present invention, the light emitting position from the light source device can be changed by the control means performing ON / OFF control of the light supply from the light source to each light emitting portion. On the other hand, since the plurality of light emitting portions are located on a plane conjugate with the recording surface of the recording medium, the position of each light emitting portion and the position of the interference image recorded on the recording surface of the recording medium are one. It becomes a one-to-one correspondence. Therefore, by changing the emission position of the light from the light source device under the control of the control means, it is possible to record on the recording medium while shifting the interference image. As a result, shift multiplex recording can be realized without providing a complicated mechanism for moving the recording medium with high accuracy.
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
(1.情報記録装置の構成)
図2は、本実施形態に係る情報記録装置の概略の構成を示す説明図である。この情報記録装置は、光源装置1と、照明光学系2と、PBS(偏光ビームスプリッタ)3と、変調手段4と、1/4波長板5と、フーリエ変換光学系6と、読出手段7とを備えている。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(1. Configuration of information recording apparatus)
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the information recording apparatus according to the present embodiment. This information recording apparatus includes a
光源装置1は、可干渉性の光を出射するものであり、例えばS偏光を出射する。なお、光源装置1の詳細については後述する。照明光学系2は、光源装置1から出射される光を平行光に変換して出射する。PBS3は、入射光をその偏光状態に応じて透過または反射させる偏光分離素子であり、本実施形態では、P偏光を透過させ、S偏光を反射させる。PBS3は、光源装置1から変調手段4に向かう光の光路中、および変調手段4からフーリエ変換光学系6に向かう光の光路中に配置されている。
The
変調手段4は、光源装置1から出射される光の一部を変調し、記録媒体8に記録すべき情報を有する情報光として出射するとともに、上記光の残りを参照光として出射するものである。より詳しくは、変調手段4は、光源装置1からの出射光の入射領域をフーリエ変換光学系6の光軸を含む面で2分割したときの一方の領域4aに入射する光を変調して上記情報光として出射し、他方の領域4bに入射する光を上記参照光として出射する。
The modulation means 4 modulates a part of the light emitted from the
本実施形態では、変調手段4は、複数の画素をマトリクス状に有する反射型の光変調素子で構成されている。反射型の光変調素子としては、例えば反射型LCDやDMD(Digital Micromirror Device;米国テキサスインスツルメント社製)を用いることができる。したがって、変調手段4は、記録媒体8に記録すべき情報をページデータとして2次元的に表示し、そのページデータが有する情報を含む光を情報光として出射することが可能である。
In the present embodiment, the modulation means 4 is composed of a reflective light modulation element having a plurality of pixels in a matrix. As the reflection type light modulation element, for example, a reflection type LCD or DMD (Digital Micromirror Device; manufactured by Texas Instruments Inc., USA) can be used. Therefore, the
反射型の光変調素子は、透過型の光変調素子に比べて開口率が高く、また低コストで得られる。したがって、上記のように変調手段4を反射型で構成することにより、光の利用効率を上げることができるとともに、低コストで変調手段4を構成することができる。 A reflection type light modulation element has a higher aperture ratio than a transmission type light modulation element, and can be obtained at low cost. Therefore, by configuring the modulation means 4 as a reflection type as described above, it is possible to increase the light utilization efficiency and to configure the modulation means 4 at a low cost.
なお、本実施形態では、後述するように、変調手段4から出射される情報光と参照光とを干渉させることにより、記録媒体8の記録面に干渉像を記録するが、このときに、変調手段4は、他方の領域4bに入射する光を変調して上記参照光として出射してもよい。記録媒体8に記録された情報の再生時には、記録時に用いた参照光と同一の参照光を記録媒体8に照射する必要があるため、変調した参照光を記録時に用いることにより、再生時に容易に記録媒体8の記録情報を再生されないようにすることができる。つまり、記録媒体8に記録されている情報のセキュリティー性を向上させることができる。したがって、変調手段4は、光源装置1から出射される光のうちで他方の領域4bに入射する光を必要に応じて変調すればよいと言える。
In this embodiment, as will be described later, an interference image is recorded on the recording surface of the
1/4波長板5は、変調手段4からPBS3を介して入射する直線偏光(例えばP偏光)を円偏光に変換する一方、記録媒体8からフーリエ変換光学系6を介して入射する円偏光を、上記の直線偏光とは偏光方向が直交する直線偏光(例えばS偏光)に変換する。フーリエ変換光学系6は、変調手段4から出射される光をフーリエ変換して記録媒体8に導くものであり、複数枚のレンズで構成されている。
The quarter-
読出手段7は、記録媒体8への干渉像の記録時に記録媒体8に照射される参照光と同一の参照光を記録媒体8に照射したときに記録媒体8から再生される光を読出面にて受光することにより、上記干渉像として記録されている情報を読み出すものであり、例えばCMOS型のイメージセンサと制御部とで構成されている。
The reading means 7 uses, on the reading surface, light reproduced from the
また、本実施形態では、変調手段4は、光源装置1から出射される光の一部を検索情報に応じて変調して出射することが可能である。変調手段4によって検索情報に応じて変調された光がフーリエ変換光学系6を介して記録媒体8に照射されたときには、読出手段7は、上記光のフーリエ像と記録媒体8の干渉像との相関演算結果を含む記録媒体8からの再生光を読出面にて受光することになる。
In the present embodiment, the
(2.動作)
次に、上記構成の情報記録装置の動作について説明する。まず、記録媒体8への情報の記録時(以下、単に記録時と称する)における情報記録装置の動作について、図2を用いて説明する。なお、本実施形態では、記録媒体8は反射型とする。
(2. Operation)
Next, the operation of the information recording apparatus having the above configuration will be described. First, the operation of the information recording apparatus when information is recorded on the recording medium 8 (hereinafter simply referred to as recording time) will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the
光源装置1から出射される光(例えばS偏光)は、照明光学系2にて平行光に変換され、PBS3にて反射されて変調手段4に入射する。変調手段4では、一方の領域4aに入射した光が変調され、情報光として出射される一方、他方の領域4bに入射した光はそのまま反射され、参照光として出射される。変調手段4から出射される情報光および参照光(ともにP偏光)は、PBS3に入射してそこを透過し、1/4波長板5で円偏光に変換され、フーリエ変換光学系6にてフーリエ変換された後、記録媒体8の記録面に照射、集光される。記録媒体8の記録面では、照射された情報光と参照光とが干渉することにより、干渉像が記録される。
Light (for example, S-polarized light) emitted from the
ここで、図3(a)(b)は、記録媒体8に干渉像が記録される領域を模式的に示す説明図である。記録媒体8は、基板11上に反射層12、記録層13および保護層14が順に形成されたものであるが、情報光と参照光とが保護層14側から入射し、記録層13にて干渉することにより、記録層13に干渉像が干渉縞21の状態で記録される。このとき、保護層14側から入射した情報光が反射層12で反射された後に参照光と干渉した場合には、同図(a)に示すように、保護層14から反射層12に向かう参照光の光路中の記録層13にて干渉縞21aが記録される。一方、保護層14側から入射した参照光が反射層12で反射された後に情報光と干渉した場合には、同図(b)に示すように、保護層14から反射層12に向かう情報光の光路中の記録層13にて干渉縞21bが記録される。
Here, FIGS. 3A and 3B are explanatory views schematically showing regions in which interference images are recorded on the
図4は、本実施形態の情報記録装置において、記録時における光の光路を模式的に示す説明図である。上述の動作の結果、情報光に対応する光源装置1からの出射光、および変調手段4から出射される情報光の光路は、同図のL1となる。一方、参照光に対応する光源装置1からの出射光、および変調手段4から出射される参照光の光路は、同図のL2となる。
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing an optical path of light during recording in the information recording apparatus of the present embodiment. As a result of the above-described operation, the optical path of the emitted light from the
次に、記録媒体8に記録された情報の再生時(以下、単に再生時と称する)における情報記録装置の動作について、図2を用いて説明する。 Next, the operation of the information recording apparatus at the time of reproduction of information recorded on the recording medium 8 (hereinafter simply referred to as reproduction) will be described with reference to FIG.
光源装置1から出射される光(例えばS偏光)は、照明光学系2にて平行光に変換され、PBS3にて反射されて変調手段4に入射する。ここで、変調手段4の一方の領域4aに入射した光は変調手段4にて変調されず、PBS3の方向には出射されない。一方、変調手段4の他方の領域4bに入射した光はそのまま反射され、参照光として出射される。すなわち、この参照光は、記録時と同一の光である。変調手段4から出射される参照光(P偏光)は、PBS3に入射してそこを透過し、1/4波長板5で円偏光に変換され、フーリエ変換光学系6を介して記録媒体8の記録面に照射、集光される。すると、記録媒体8の記録面からは、干渉像として記録されている情報を有する光(以下、再生光とも称する)が再生される。
Light (for example, S-polarized light) emitted from the
ここで、図3(a)に示した干渉縞21aに参照光が照射された場合には、上記参照光と同じ記録時の参照光と干渉した情報光、すなわち、反射層12にて反射された後の情報光が干渉縞21aから再生されるので、干渉縞21aからの再生光は、記録媒体8に対する再生時の参照光の入射方向とは逆方向に出射される。また、図3(b)に示した干渉縞21bに参照光が照射された場合、すなわち、保護層14側から入射して反射層12にて反射された参照光が干渉縞21bに照射された場合には、上記参照光と同じ記録時の参照光と干渉した情報光、すなわち、保護層14側から入射した情報光が干渉縞21bから再生されるので、干渉縞21bからの再生光は、反射層12にて反射され、記録媒体8に対する再生時の参照光の入射方向とは逆方向に出射される。つまり、干渉縞21a・21bからの再生光は、両方とも、記録媒体8に対する再生時の参照光の入射方向とは逆方向に出射される。
Here, when the reference light is applied to the
したがって、記録媒体8から得られる再生光は、再びフーリエ変換光学系6に入射し、そこで逆フーリエ変換され、1/4波長板5にて記録媒体8への照射時とは偏光方向が直交する方向のS偏光に変換され、PBS3にて反射されて読出手段7に入射する。読出手段7では、記録媒体8からの再生光を読出面にて受光することで、記録媒体8に干渉像として記録されている情報が読み出される。
Therefore, the reproduction light obtained from the
図5は、本実施形態の情報記録装置において、再生時における光の光路を模式的に示す説明図である。上述の動作の結果、参照光に対応する光源装置1からの出射光、および変調手段4から出射される参照光、および記録媒体8からの再生光の光路は、同図のL3となる。
FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing an optical path of light during reproduction in the information recording apparatus of the present embodiment. As a result of the above-described operation, the light paths of the light emitted from the
次に、記録媒体8に記録された情報の検索時(以下、単に検索時と称する)における情報記録装置の動作について、図2を用いて説明する。 Next, the operation of the information recording apparatus when searching for information recorded on the recording medium 8 (hereinafter simply referred to as searching) will be described with reference to FIG.
光源装置1から出射される光(例えばS偏光)は、照明光学系2にて平行光に変換され、PBS3にて反射されて変調手段4に入射する。ここで、変調手段4の一方の領域4aに入射した光は変調手段4にて検索情報に応じて変調され、検索用の光として出射されるが、他方の領域4bに入射した光は変調されず、PBS3の方向には出射されない。変調手段4から出射される光(P偏光)は、PBS3に入射してそこを透過し、1/4波長板5で円偏光に変換され、フーリエ変換光学系6にてフーリエ変換されて記録媒体8の記録面に照射、集光される。すると、記録媒体8の記録面からは、照射された検索用の光のフーリエ像と記録媒体8の干渉像との相関演算結果を含む光が再生される。なお、検索時における上記光の再生方向は、上述の再生時で示した原理と同様の原理により、記録媒体8に対する記録時の情報光の入射方向とは逆方向である。
Light (for example, S-polarized light) emitted from the
したがって、記録媒体8から得られる光は、再びフーリエ変換光学系6に入射し、そこで逆フーリエ変換され、1/4波長板5にて記録媒体8への照射時とは偏光方向が直交する方向のS偏光に変換され、PBS3にて反射されて読出手段7に入射する。読出手段7では、記録媒体8からの光を読出面にて受光することで、その光が有する相関演算結果に基づき、記録媒体8に所望の情報が記録されているか否かを判断(検索)することが可能となる。
Therefore, the light obtained from the
図6は、本実施形態の情報記録装置において、検索時における光の光路を模式的に示す説明図である。上述の動作の結果、検索用の光に対応する光源装置1からの出射光、および変調手段4から出射される検索用の光、および記録媒体8から得られる光の光路は、同図のL4となる。
FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing an optical path of light at the time of searching in the information recording apparatus of the present embodiment. As a result of the above operation, the optical path of the light emitted from the
なお、例えば図2において、変調手段4の光出射側に、記録時の情報光および再生光の光路に対応してシャッタを設けるようにしても構わない。また、読出手段7の光入射側に、再生時および検索時の読出面への入射光の光路に対応してシャッタを設けるようにしても構わない。このような構成では、例えば再生時および検索時において、読出手段7の読出面での受光に必要な光以外の光路に位置するシャッタをOFFにすることにより、読出面への迷光の進入を阻止することができ、再生時および検索時のエラーを防止することができる。 For example, in FIG. 2, a shutter may be provided on the light emission side of the modulation means 4 in correspondence with the optical paths of the information light and the reproduction light during recording. Further, a shutter may be provided on the light incident side of the reading means 7 corresponding to the optical path of the incident light on the reading surface during reproduction and retrieval. In such a configuration, for example, at the time of reproduction and search, the shutter located in the optical path other than the light necessary for light reception on the reading surface of the reading means 7 is turned off to prevent stray light from entering the reading surface. It is possible to prevent errors during playback and search.
なお、例えば図2において、PBS3に対する変調手段4と読出手段7との位置関係は逆であってもよい。ただし、この場合は、光源装置1から出射される光の偏光状態を本実施形態とは逆(すなわちP偏光)にする必要がある。
For example, in FIG. 2, the positional relationship between the modulating means 4 and the reading means 7 with respect to the
(3.各構成部材の位置関係)
次に、上述した光源装置1の詳細について説明する前に、本実施形態の情報記録装置における主な構成部材の位置関係について説明する。
(3. Positional relationship of each component)
Next, before describing the details of the
図7は、本実施形態の情報記録装置における光路を展開して示す説明図である。本実施形態の情報記録装置では、上述した動作が行われることから、光源装置1の光源面から変調手段4の情報表示面(光入射面および光出射面)までは、変調手段4を照明する照明系を構成しており、変調手段4の情報表示面から記録媒体8の記録面までは、記録媒体8に情報を記録する記録系を構成しており、記録媒体8の記録面から読出手段7の読出面(受光面)までは、記録媒体8に記録された情報を読み出す読出系を構成していると言うことができる。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the optical path developed in the information recording apparatus of the present embodiment. In the information recording apparatus of this embodiment, since the above-described operation is performed, the
なお、光源装置1の光源面とは、光出射面を指し、より具体的には、後述する光出射部33(図1参照)の出射位置が属する面を指す。また、記録媒体8の記録面とは、図3(a)(b)に示した記録層13と同じである。
The light source surface of the
記録系においては、変調手段4の情報表示面上にフーリエ変換光学系6の前側焦点が位置しており、記録媒体8の記録面上にフーリエ変換光学系6の後側焦点が位置している。また、読出系においては、記録媒体8の記録面上にフーリエ変換光学系6の前側焦点が位置しており、読出手段7の読出面上にフーリエ変換光学系6の後側焦点が位置している。なお、図7中のFLは、フーリエ変換光学系6の焦点距離を示す。さらに、光源装置1の光源面と記録媒体8の記録面とは等倍で共役な位置関係にあり、変調手段4の情報表示面と読出手段7の読出面とは共役な位置関係にある。
In the recording system, the front focal point of the Fourier transform
読出手段7の読出面が変調手段4の情報表示面と共役面上に位置していることにより、参照光の照射によって記録媒体8から再生される光を読出手段7の読出面にて受光したときに、読出手段7は記録媒体8の記録面に記録された干渉像から、変調手段4の情報表示面に表示された像を再生して読み出すことができる。
Since the reading surface of the reading means 7 is positioned on the conjugate plane with the information display surface of the modulating means 4, the light reproduced from the
(4.光源装置の詳細)
次に、本発明の最も特徴的な部分である光源装置1の詳細について説明する。図1(a)は、本実施形態の光源装置1の概略の構成を模式的に示す平面図であり、図1(b)は、光源装置1の光出射側からの正面図である。
(4. Details of light source device)
Next, the details of the
光源装置1は、筐体31内に、光源32と、光出射部33と、ハーフミラー34と、反射ミラー35と、制御手段36とを有して構成されている。光源32は、可干渉性の光を出射するものである。光出射部33は、光源32からの出射光を筐体31外へ出射する出射部であり、本実施形態では、図1(b)に示すように、孔で構成されており、筐体31のPBS3側の面に複数設けられている。つまり、複数の光出射部33は、その光出射位置が互いに異なるものとなっている。
The
なお、同図(a)(b)では、光出射部33が2個設けられているが、これらを特に区別したいときは、一方を光出射部33aとし、他方を光出射部33bとする。また、光出射部33の数はこれに限定されるわけではなく、3個以上の複数個であってもよい。また、各光出射部33は、ガラス窓で構成されてもよい。
In FIGS. 2A and 2B, two light emitting
複数の光出射部33は、記録媒体8に記録される干渉像(干渉縞)の大きさ以下のピッチで配置されている。ここで、記録される干渉像の最小の大きさは、変調手段4の画素ピッチd(μm)と、フーリエ変換光学系6の焦点距離f(mm)と、波長λ(nm)とによって決まる。つまり、図8に示すように、干渉像の最小の半径をr(μm)とすると、rは、d、fおよびλを用いて以下のように表せる。
r=f・(λ/d)
例えば、f=5(mm)、λ=532(nm)、d=30(μm)であれば、r=89(μm)となり、記録される干渉像の最小の大きさは、2r、すなわち、178(μm)となる。
The plurality of light emitting
r = f · (λ / d)
For example, if f = 5 (mm), λ = 532 (nm), and d = 30 (μm), then r = 89 (μm), and the minimum size of the recorded interference image is 2r, that is, 178 (μm).
一方、フーリエ変換光学系6の開口数をNA、基板11と保護層14とを除いた記録媒体8の実質的に記録される部分(記録層13)の厚みをt(μm)とすると、記録媒体8における干渉像の最大の大きさRは、以下のように表される。
R=r+t・NA
例えば、NA=0.5、t=300(μm)とすれば、R=239(μm)となり、記録される干渉像の最大の大きさは、2R、すなわち、478(μm)となる。したがって、この場合、複数の光出射部33は、干渉像の最大の大きさ以下の例えば400μmのピッチで配置されればよい。
On the other hand, when the numerical aperture of the Fourier transform
R = r + t · NA
For example, when NA = 0.5 and t = 300 (μm), R = 239 (μm), and the maximum size of the recorded interference image is 2R, that is, 478 (μm). Therefore, in this case, the plurality of light emitting
ハーフミラー34および反射ミラー35は、光源32からの出射光を各光出射部33に導く光学素子群である。より具体的には、ハーフミラー34は、光源32からの出射光を2光束に分離し、一方を反射させて対応する光出射部33aに導き、他方を透過させて反射ミラー35に導く。反射ミラー35は、ハーフミラー34を透過した光を全反射させて対応する光出射部33bに導く。なお、光出射部33が3個以上設けられる場合は、追加する光出射部33ごとにハーフミラー34を対応して設ければよい。つまり、光学素子群を構成する光学素子(ハーフミラー34および反射ミラー35)の総数は、光出射部33の総数に等しければよい。
The
制御手段36は、光源32から各光出射部33への光の供給をON/OFF制御するものであり、複数のシャッタ部材37とそれを駆動する駆動部38とで構成されている。各シャッタ部材37は、例えば液晶シャッタやメカニカルシャッタで構成されており、ハーフミラー34または反射ミラー35と、対応する光出射部33との間の光路中にそれぞれ設けられている。そして、各シャッタ部材37は、駆動部38の駆動制御により、ハーフミラー34または反射ミラー35を介して得られる光源32からの光を透過(ON)させたり、遮光(OFF)する。
The control means 36 performs ON / OFF control of the light supply from the
次に、光源装置1の上記構成による作用効果について説明する。
光源32から出射される光は、ハーフミラー34に入射する。ハーフミラー34にて反射された光は、シャッタ部材37を介して光出射部33aに導かれる。一方、ハーフミラー34を透過した光は、反射ミラー35にて反射され、シャッタ部材37を介して光出射部33bに導かれる。
Next, the effect by the said structure of the
Light emitted from the
このとき、駆動部38によって各シャッタ部材37がON/OFF駆動されることにより、各光出射部33からの光の出射が制御される。つまり、光出射部33aに対応するシャッタ部材37がONされ、光出射部33bに対応するシャッタ部材37がOFFされれば、光源32からハーフミラー34を介して得られる光のみがシャッタ部材37を透過し、光出射部33aから出射される。一方、光出射部33aに対応するシャッタ部材37がOFFされ、光出射部33bに対応するシャッタ部材37がONされれば、光源32から反射ミラー35を介して得られる光のみがシャッタ部材37を透過し、光出射部33bから出射される。このように、各シャッタ部材37のON/OFF駆動によって、光源装置1から出射される光の出射位置が変化する。
At this time, each
ここで、図9は、本実施形態の情報記録装置において、光源装置1の複数の光出射部33のそれぞれから出射される光の光路を模式的に示す説明図である。また、図10は、上記情報記録装置において干渉縞21(干渉像)が記録される記録媒体8の断面図である。なお、図10では、記録層13以外の層の図示を省略している。
Here, FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing optical paths of light emitted from each of the plurality of light emitting
上述したように、複数の光出射部33は、記録媒体8の記録面(記録層13)と共役な面上に位置しているので、図9に示すように、各光出射部33の位置(各出射位置)と、記録媒体8の記録面に記録される干渉縞21の位置(記録位置)とが1対1の対応関係になる。したがって、上記した制御手段36の制御によって光源装置1からの光の出射位置を変化させることにより、図10に示すように、干渉縞21をシフトさせながら記録媒体8に記録することが可能となる。その結果、従来のように記録媒体8を高精度に移動させる複雑な機構を設けることなく、シフト多重記録を実現することができる。
As described above, since the plurality of light emitting
つまり、本実施形態では、光源装置1における各シャッタ部材37のON/OFF駆動により、記録媒体8への干渉像21の記録位置を変化させる構成であり、記録位置を変化させるにあたって記録媒体8を移動させる従来のような機械的な駆動機構が全く不要である。したがって、そのような機械的な駆動機構を設けることなく、シフト多重記録を実現することができる。
That is, in the present embodiment, the recording position of the
このとき、記録媒体8への干渉縞21の記録ごとに異なる光出射部33から光が出射されるように、光源32から各光出射部33への光の供給を各シャッタ部材37でON/OFF制御すれば、干渉縞21を確実にシフトさせながら記録媒体8に記録することが可能となる。
At this time, supply of light from the
また、本実施形態では、複数の光出射部33は、干渉縞21の大きさ以下のピッチで配置されているので、制御手段36の上記制御によって光源装置1からの光の出射位置、すなわち、筐体31外へ光を出射する光出射部33を切り替えることにより、図10に示すように、隣り合う干渉縞21がオーバーラップするように、複数の干渉縞21を少しずつシフトさせて記録することが可能となる。したがって、シフト多重記録を容易にかつ確実に実現することができる。
Moreover, in this embodiment, since the several
なお、以上では、光源装置1が1個の光源32を有している例について説明したが、必要に応じて反射ミラー35などの光学素子を追加すれば、光源32を複数配置することも可能である。したがって、光源装置1は、少なくとも1個の光源32を備えていればよいと言える。
In the above, the example in which the
ところで、上述した光源装置1は、以下の構成であってもよい。図11(a)は、光源装置1の他の構成例を示す説明図であり、図11(b)は、上記光源装置1の光出射側からの正面図である。この光源装置1は、図1(a)(b)の構成に加えて、シャッタ部材37と光出射部33との間の光路中に、ハーフミラー39などの光路折り曲げ部材を配置したものである。
By the way, the
ハーフミラー39は、シャッタ部材37から光出射部33aに向かう光を透過させる一方、その隣のシャッタ部材37から光出射部33bに向かう光を反射させるように配置される。このようにシャッタ部材37と光出射部33との間の光路中にハーフミラー39を配置することにより、隣り合う光出射部33a・33b間の距離を図1(a)(b)の構成よりも狭めることができる。その結果、制御手段36の制御によって光源装置1からの光の出射位置を変化させたときに、干渉縞21をより細かくシフトさせながら記録媒体8に記録することが可能となる。
The
なお、以上では、記録媒体8への情報の記録時における光路の切り替えについて説明したが、再生時および検索時においても上記と同様の手法で光路を切り替えることにより、再生および検索を行うことができる。
In the above, switching of the optical path at the time of recording information on the
(5.補足事項(その1))
本実施形態では、変調手段4を反射型の光変調素子で構成した例について説明したが、透過型の光変調素子(例えば透過型LCD)で構成してもよい。この場合は、光源装置1および照明光学系2を、変調手段4に対してPBS3とは反対側に配置すればよい。
(5. Supplementary items (1))
In the present embodiment, the example in which the
また、本実施形態では、変調手段4を1個の光変調素子で構成した例について説明した。つまり、1個の光変調素子が一方の領域4a(図2参照)に入射する光を変調して情報光として出射する一方、他方の領域4b(図2参照)に入射する光を必要に応じて変調して参照光として出射する例について説明した。この構成によれば、1つの光変調素子で情報光と参照光とを得ることができるので、変調手段4を簡素な構成で実現することができる。
In the present embodiment, the example in which the
しかし、変調手段4を光変調素子と光学素子との2部材で構成してもよい。例えば図12は、情報記録装置の他の構成例を示す説明図である。同図では、反射型の光変調素子41(例えば反射型LCD)と、上記光学素子としての反射ミラー42とで変調手段4を構成している。光変調素子41および反射ミラー42は、光源装置1からの出射光の入射領域を2分割したときの個々の領域に対応して設けられている。より詳しくは、光変調素子41および反射ミラー42は、上記入射領域をフーリエ変換光学系6の光軸を含む面で2分割したときの個々の領域に対応して設けられている。そして、光変調素子41は、上記入射領域の一方の領域に入射する光を変調して情報光として出射し、光学素子42は、上記入射領域の他方の領域に入射する光を参照光として出射する。
However, the modulation means 4 may be composed of two members, a light modulation element and an optical element. For example, FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating another configuration example of the information recording apparatus. In the figure, a modulation means 4 is constituted by a reflection type light modulation element 41 (for example, a reflection type LCD) and a
この構成では、変調手段4として、光変調素子41および反射ミラー42の2部材が必要となるが、上記光学素子として安価な反射ミラー42を用いることができるので、安価に変調手段4を構成することができる。
In this configuration, two members of the
また、光変調素子41および反射ミラー42は、上記入射領域をフーリエ変換光学系6の光軸を含む面で2分割したときの個々の領域に対応して設けられているので、これらを上記面を境界にして隣接して配置することが可能となり、その配置が容易となる。
Further, since the
なお、変調手段4は、透過型の光変調素子(例えば透過型LCD)と、透過型の光学素子(例えばLC(液晶)シャッタ)との2部材で構成されていても、上記と同様の効果を得ることができる。 Even if the modulation means 4 is composed of two members, a transmissive light modulation element (for example, a transmissive LCD) and a transmissive optical element (for example, an LC (liquid crystal) shutter), the same effect as described above is obtained. Can be obtained.
(6.補足事項(その2))
本実施形態では、用いる記録媒体8が反射型の場合について説明したが、透過型であっても勿論構わない。つまり、透過型の記録媒体8に対して、光源装置1からの光の出射位置を切り替えることによりシフト多重記録を行うという本発明の技術思想を適用することは勿論可能である。
(6. Supplementary items (2))
In the present embodiment, the case where the
(6−1.情報記録装置の他の構成例)
また、用いる記録媒体8が透過型である場合は、情報記録装置を以下のように構成することも可能である。図13は、情報記録装置のさらに他の構成例を光路図として示す説明図である。この情報記録装置では、光源装置51と透過型の記録媒体59の記録面との間の光路中に、光源装置51側から順に、照明光学系52、変調手段53、1/4波長板54、ハーフミラー55(第1の光学素子)、フーリエ変換光学系56、1/4波長板57、偏光選択反射素子58(第2の光学素子)が配置されている。また、記録媒体59の記録面と読出手段65の読出面との間の光路中に、記録面側から順に、1/4波長板60、ハーフミラー61(第3の光学素子)、フーリエ変換光学系62、1/4波長板63、偏光選択反射素子64(第4の光学素子)が配置されている。
(6-1. Other Configuration Examples of Information Recording Device)
When the
ここで、光源装置51、照明光学系52、変調手段53、フーリエ変換光学系56は、それぞれ、図2の光源装置1、照明光学系2、変調手段4、フーリエ変換光学系6と同等の機能を有している。ただし、変調手段53は透過型である。また、フーリエ変換光学系62および読出手段65は、図2のフーリエ変換光学系6および読出手段7と同等の機能を有している。
Here, the
1/4波長板54・57・60・63は、入射光が直線偏光であればそれを円偏光に変換し、入射光が直線偏光であればそれを直線偏光に変換する。ハーフミラー55・61は、入射光の半分を透過させ、残りの半分を反射させる。偏光選択反射素子58・64は、例えばS偏光を反射させ、P偏光を透過させる特性を有するものであり、例えば輝度上昇フィルム(DBEF;Dual Brightness Enhancement Film)で構成されている。
The quarter-
この情報記録装置では、記録時には、光源装置51から出射される光(情報光、参照光)は、照明光学系52で平行光に変換され、変調手段53に入射する。変調手段53から出射される直線偏光(例えばP偏光)は、1/4波長板54で円偏光に変換され、ハーフミラー55を透過する。ハーフミラー55を透過した光は、フーリエ変換光学系56を介して1/4波長板57に入射し、そこで直線偏光(例えばS偏光)に変換されて、偏光選択反射素子58に入射する。偏光選択反射素子58ではS偏光は反射されるので、偏光選択反射素子58に入射した光は、そこで光路を折り返される。
In this information recording apparatus, at the time of recording, light (information light, reference light) emitted from the
偏光選択反射素子58にて反射された光は、1/4波長板57にて円偏光に変換された後、フーリエ変換光学系56を介してハーフミラー55に入射し、そこで光路を折り返される。ハーフミラー55にて反射された光は、フーリエ変換光学系56を介して1/4波長板57に入射し、そこで直線偏光(例えばP偏光)に変換されて、偏光選択反射素子58に入射する。偏光選択反射素子58ではP偏光は透過するので、偏光選択反射素子58に入射した光は、そこを透過し、記録媒体59に照射される。
The light reflected by the polarization
一方、再生時には、記録媒体59から出射される光(再生光)は、1/4波長板60にて円偏光に変換された後、ハーフミラー61およびフーリエ変換光学系62を介して1/4波長板63に入射し、そこで直線偏光(例えばS偏光)に変換された後、偏光選択反射素子64に入射する。偏光選択反射素子64ではS偏光は反射されるので、偏光選択反射素子64に入射した光は、そこで光路を折り返される。
On the other hand, at the time of reproduction, light (reproduction light) emitted from the
偏光選択反射素子64にて反射された光は、1/4波長板63にて円偏光に変換された後、フーリエ変換光学系62を介してハーフミラー61に入射し、そこで反射される。ハーフミラー61にて反射された光は、フーリエ変換光学系62を介して1/4波長板63に入射し、そこで直線偏光(例えばP偏光)に変換されて、偏光選択反射素子64に入射する。偏光選択反射素子64ではP偏光は透過するので、偏光選択反射素子64に入射した光は、そこを透過し、読出手段65の読出面にて受光される。
The light reflected by the polarization
以上のように、図13の情報記録装置では、変調手段53と記録媒体59との間の光路中に対向する2つの反射面を持つ光学素子(ハーフミラー55、偏光選択反射素子58)を設けて、光軸(光路)を折り返す構成とするとともに、記録媒体59と読出手段65の読出面との間の光路中に対向する2つの反射面を持つ光学素子(ハーフミラー61、偏光選択反射素子64)を設けて、光軸(光路)を折り返す構成としている。
As described above, the information recording apparatus of FIG. 13 is provided with the optical elements (
変調手段53の情報表示面と記録媒体59の記録面との間の距離は、原理的にフーリエ変換光学系56の焦点距離FLの2倍必要となるが、上記のように情報表示面と記録面との間の光路中に対向する2つの反射部材を設けて光路を折り返す構成とすることにより、情報表示面と記録面との間の距離を2FL以下とすることができる。同様に、記録媒体59の記録面と読出手段65の読出面との間の距離も、原理的にフーリエ変換光学系62の焦点距離FLの2倍必要となるが、記録面と読出面との間の光路中に対向する2つの反射部材を設けて光路を折り返す構成とすることにより、記録面と読出面との間の距離を2FL以下とすることができる。したがって、上記情報記録装置の構成によれば、透過型の記録媒体59に対応できる装置において、装置全体のコンパクト化、小型化を図ることができる。
In principle, the distance between the information display surface of the modulation means 53 and the recording surface of the
(6−2.情報記録装置のさらに他の構成例)
ところで、図13の情報記録装置では、変調手段53から出射される光がハーフミラー55を透過するときに、ハーフミラー55からの出射光量(透過光量)は入射光量の1/2になる。また、偏光選択反射素子58にて反射された光がハーフミラー55で反射するときに、ハーフミラー55からの出射光量(反射光量)は入射光量の1/2となり、変調手段53からハーフミラー55に入射する光量と比較すれば、その1/4となる。つまり、光源装置51から出射されて記録媒体59の記録面に照射される光について、光量損失が生じる。
(6-2. Still another configuration example of the information recording apparatus)
By the way, in the information recording apparatus of FIG. 13, when the light emitted from the modulation means 53 passes through the
そこで、そのような光量損失をなくすために、以下のように情報記録装置を構成してもよい。図14は、情報記録装置のさらに他の構成例を光路図として示す説明図である。 Therefore, in order to eliminate such light loss, the information recording apparatus may be configured as follows. FIG. 14 is an explanatory diagram showing still another configuration example of the information recording apparatus as an optical path diagram.
この情報記録装置では、光源装置71と透過型の記録媒体77の記録面との間の光路中に、光源装置71側から順に、照明光学系72、変調手段73、第1の反射部材74、フーリエ変換光学系75、第2の反射部材76が配置されている。また、記録媒体77の記録面と読出手段81の読出面との間の光路中に、記録面側から順に、第3の反射部材78、フーリエ変換光学系79、第4の反射部材80が配置されている。
In this information recording apparatus, in the optical path between the
ここで、光源装置71、照明光学系72、変調手段73、フーリエ変換光学系75は、それぞれ、図2の光源装置1、照明光学系2、変調手段4、フーリエ変換光学系6と同等の機能を有している。ただし、変調手段73は透過型である。また、フーリエ変換光学系79および読出手段81は、図2のフーリエ変換光学系6および読出手段7と同等の機能を有している。
Here, the
第1の反射部材74は、光軸が通る中心付近が中空である、いわゆるドーナツ状の形状で構成されており、透過領域74aと反射領域74bとを有している。透過領域74aは、上記の中空部分に対応しており、変調手段73からの出射光を透過させる。一方、反射領域74bは、フーリエ変換光学系75に対向する側の面が反射面となっている領域であり、透過領域74aに対して光軸よりも外側にドーナツ状の形状で形成されている。
The first reflecting
第2の反射部材76は、反射領域76aと透過領域76bとを有している。反射領域76aは、フーリエ変換光学系75に対向する側の面が反射面となっている領域であり、略円盤状に形成されている。透過領域76bは、第1の反射部材74の反射領域74bにて反射された光を透過させて記録媒体77に導く領域であり、反射領域76aに対して光軸よりも外側に位置している。
The second
第3の反射部材78は、反射領域78aと透過領域78bとを有している。反射領域78aは、フーリエ変換光学系79に対向する側の面が反射面となっている領域であり、略円盤状に形成されている。透過領域78bは、記録媒体77から出射される光(再生光)を透過させる領域であり、反射領域78aに対して光軸よりも外側に位置している。
The
第4の反射部材80は、光軸が通る中心付近が中空である、いわゆるドーナツ状の形状で構成されており、透過領域80aと反射領域80bとを有している。透過領域80aは、上記の中空部分に対応しており、第3の反射部材78にて反射された光を透過させる。一方、反射領域80bは、フーリエ変換光学系79に対向する側の面が反射面となっている領域であり、透過領域80aに対して光軸よりも外側にドーナツ状の形状で形成されている。
The fourth reflecting
上記の構成によれば、記録時には、光源装置71から出射される光(情報光、参照光)は、照明光学系72で平行光に変換され、変調手段73に入射する。変調手段73から出射される光のうち、第1の反射部材74の透過領域74aを透過した光は、フーリエ変換光学系75を介して第2の反射部材76に入射し、反射領域76aにて反射される。そして、反射領域76aからの反射光は、フーリエ変換光学系75を介して第1の反射部材74に入射し、反射領域74bにて反射される。反射領域74bからの反射光は、フーリエ変換光学系75を介して第2の反射部材76に入射し、透過領域76bを透過して、記録媒体77に照射される。
According to the above configuration, at the time of recording, light (information light, reference light) emitted from the
一方、再生時には、記録媒体77から出射される光(再生光)は、第3の反射部材78の透過領域78bを透過し、フーリエ変換光学系79を介して第4の反射部材80に入射し、反射領域80bにて反射される。そして、反射領域80bからの反射光は、フーリエ変換光学系79を介して第3の反射部材78に入射し、反射領域78aにて反射される。反射領域78aからの反射光は、フーリエ変換光学系79を介して第4の反射部材80に入射し、透過領域80aを透過して、読出手段81の読出面にて受光される。
On the other hand, during reproduction, light (reproduction light) emitted from the
このように、図14の情報記録装置では、ハーフミラーのような光量損失につながる光学素子を用いずに光路を折り返す構成としているので、光量損失を招くことなく、光源装置71からの光を有効利用することができるとともに、装置全体のコンパクト化、小型化を図ることができる。
As described above, the information recording apparatus shown in FIG. 14 has a configuration in which the optical path is folded back without using an optical element that leads to light loss such as a half mirror, so that the light from the
なお、上述した第1の反射部材74、第2の反射部材76、第3の反射部材78および第4の反射部材80の各反射面には、曲率を持たせても構わない。また、第1の反射部材74と第4の反射部材80とを兼用し、第2の反射部材76と第3の反射部材78とを兼用し、フーリエ変換光学系75・79を兼用する構成とすれば、記録媒体77が反射型であっても対応することが可能となる。
In addition, you may give curvature to each reflective surface of the 1st
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態1と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to the drawings. For convenience of explanation, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same member numbers, and the description thereof is omitted.
図15(a)は、本実施形態に係る情報記録装置の概略の構成を示す説明図である。この情報記録装置は、光源装置1の配置を実施の形態1の装置とは異ならせることによって、1個のフーリエ変換光学系6を照明光学系、記録光学系、読出光学系の3つの光学系で共用するようにした点に最も大きな特徴がある。この点を踏まえて、本実施形態の情報記録装置について説明する。
FIG. 15A is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the information recording apparatus according to the present embodiment. In this information recording apparatus, the arrangement of the
本実施形態の情報記録装置は、光源装置1と、PBS3と、変調手段4と、1/4波長板5と、フーリエ変換光学系6とを備えている。光源装置1は、フーリエ変換光学系6の光軸を含む面に対して一方の側に記録媒体8が配置されるときに、上記面に対して他方の側で記録媒体8と対称となる位置に配置されている。そして、光源装置1の各光出射部33は、記録媒体8の記録面と同一面上に位置している。
The information recording apparatus of this embodiment includes a
PBS3は、本実施形態では、例えばプレート型で構成されており、変調手段4からフーリエ変換光学系6に向かう光の光路中に配置されている。変調手段4は、反射型の光変調素子41(例えば反射型LCD)と、光学素子としての反射ミラー42とで構成されている。すなわち、変調手段4は、反射型である。光変調素子41と反射ミラー42とは、変調手段4における光源装置1からの出射光の入射領域を、フーリエ変換光学系6の光軸を含む面で2分割したときの個々の領域に対応して設けられている。
In the present embodiment, the
フーリエ変換光学系6は、照明光学系と記録光学系と読出光学系とを兼ねている。ここで、上記照明光学系とは、光源装置1から出射される光を変調手段4に導く光学系(レンズ群)であり、上記記録光学系とは、変調手段4から出射される光を記録媒体8に導く光学系(レンズ群)であり、上記読出光学系とは、記録媒体8からの再生光を読出手段7に導く光学系(レンズ群)である。
The Fourier transform
読出手段7は、互いに隣接して配置される第1の撮像素子91(例えばCMOS型のイメージセンサ)と、第2の撮像素子92(例えばCMOS型のイメージセンサ)とを有している。第1の撮像素子91は、再生時、すなわち、変調手段4からの参照光の照射時に記録媒体8から再生される光を、フーリエ変換光学系6を介して受光するものである。一方、第2の撮像素子92は、検索時、すなわち、変調手段4からの検索用の光の照射時に記録媒体8から得られる、記録媒体8に記録されている情報と上記検索用の光が有する情報との相関演算結果を含む光を、フーリエ変換光学系6を介して受光するものである。
The
次に、記録時、再生時、検索時のそれぞれにおける動作について順に説明する。
記録時は、光源装置1から出射された光がフーリエ変換光学系6を介して変調手段4に入射する。変調手段4では、光変調素子41に入射した光はそこで変調されて情報光として出射される。一方、変調手段4の反射ミラー42に入射した光はそこで反射されて参照光として出射される。
Next, operations during recording, reproduction, and search will be described in order.
At the time of recording, the light emitted from the
変調手段4から出射される光(例えばP偏光)は、PBS3を透過し、1/4波長板5にて円偏光に変換された後、フーリエ変換光学系6を介して記録媒体8の記録面に照射、集光される。記録媒体8の記録面では、照射された情報光と参照光とが干渉することにより、干渉像が記録される。
Light emitted from the modulation means 4 (for example, P-polarized light) passes through the
ここで、図15(b)は、光源装置1の各光出射部33と記録媒体8に記録される干渉像93とを模式的に示す平面図である。本実施形態では、光源装置1は、フーリエ変換光学系6の光軸を含む面に対して記録媒体8と対称に位置しており、しかも、光源装置1の各光出射部33は、記録媒体8の記録面と同一面上に位置しているので、同図(b)に示すように、記録媒体8に記録される干渉像93は、各光出射部33とフーリエ変換光学系6の光軸に対して点対称となる位置に記録される。したがって、光源装置1の光出射位置の切り替えにより、記録媒体8の記録面に干渉像93を多重記録することができる。
Here, FIG. 15B is a plan view schematically showing each
再生時は、光源装置1から出射された光がフーリエ変換光学系6を介して変調手段4に入射する。変調手段4では、光変調素子41に入射した光は変調されず、PBS3の方向には出射されない。一方、変調手段4の反射ミラー42に入射した光はそこで反射されて、記録時と同じ参照光として出射される。変調手段4から出射される参照光(例えばP偏光)は、PBS3を透過し、1/4波長板5で円偏光に変換された後、フーリエ変換光学系6を介して記録媒体8の記録面に照射、集光される。すると、記録媒体8の記録面からは、干渉像93として記録されている情報を有する光(再生光)が再生される。
At the time of reproduction, the light emitted from the
記録媒体8から得られる再生光は、再びフーリエ変換光学系6に入射し、そこで逆フーリエ変換され、1/4波長板5にて記録媒体8への照射時とは偏光方向が直交する方向のS偏光に変換され、PBS3にて反射されて読出手段7に入射する。読出手段7では、第1の撮像素子91が記録媒体8からの再生光を読出面にて受光することで、記録媒体8に干渉像93として記録されている情報が読み出される。
The reproduction light obtained from the
検索時は、光源装置1から出射された光がフーリエ変換光学系6を介して変調手段4に入射する。変調手段4では、光変調素子41に入射した光が検索情報に応じて変調されて検索用の光として出射される。一方、変調手段4の反射ミラー42に入射した光はそこで反射されるが、検索時には不要であるため、例えば反射ミラー42の光出射側に設けられる図示しないシャッタ部材により遮光される。
At the time of search, the light emitted from the
変調手段4から出射される検索用の光(例えばP偏光)は、PBS3を透過し、1/4波長板5で円偏光に変換された後、フーリエ変換光学系6にてフーリエ変換されて記録媒体8の記録面に照射、集光される。すると、記録媒体8の記録面からは、照射された検索用の光のフーリエ像と記録媒体8の干渉像93との相関演算結果を含む光が再生される。
Search light (for example, P-polarized light) emitted from the modulation means 4 is transmitted through the
記録媒体8から得られる光は、再びフーリエ変換光学系6に入射し、そこで逆フーリエ変換され、1/4波長板5にて記録媒体8への照射時とは偏光方向が直交する方向のS偏光に変換され、PBS3にて反射されて読出手段7に入射する。読出手段7では、第2の撮像素子92が記録媒体8からの光を読出面にて受光することで、その光が有する相関演算結果に基づき、制御部(図示せず)が記録媒体8に所望の情報が記録されているか否かを判断(検索)する。
The light obtained from the
以上のように、本実施形態では、1つのフーリエ変換光学系6が3つの光学系(照明光学系、記録光学系、読出光学系)を兼用しているので、上記各光学系に対応してフーリエ変換光学系6を設ける場合に比べて、装置の構成を簡素化して装置をコンパクトにすることができる。また、読出手段7は、再生時と検索時とで、同じフーリエ変換光学系6を介して記録媒体8から得られる光を受光することになるので、読出手段7の第1の撮像素子91と第2の撮像素子92とを並べて配置することが可能となり、これらの位置決めも容易となる。
As described above, in this embodiment, since one Fourier transform
また、本実施形態では、光源装置1は、フーリエ変換光学系6の光軸を含む面に対して記録媒体8が配置される側とは反対側に配置されている。これにより、フーリエ変換光学系6を上記面で2分割(像高分割)したときの一方を、照明光学系として用いることができ、他方を記録光学系および読出光学系として用いることができる。したがって、1つのフーリエ変換光学系6で3つの光学系を確実に兼用することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、変調手段4からフーリエ変換光学系6に向かう光の光路中にPBS3を配置しているので、光源装置1から出射される光をフーリエ変換光学系6を介して直接(PBS3に入射させずに)変調手段4に入射させることができる。しかも、変調手段4からの出射光(例えばP偏光)については、PBS3を透過させてフーリエ変換光学系6に導く一方、記録媒体8からフーリエ変換光学系6を介してPBS3に入射する光(例えばS偏光)については、PBS3で反射させて読出手段7に導くことができる。したがって、変調手段4から記録媒体8を介して読出手段7に至る光路の一部をPBS3にて折り曲げることができるので、光学系全体をコンパクトに収めることができる。
In the present embodiment, the
なお、以上の各実施の形態で説明した構成を適宜組み合わせて情報記録装置を構成することも勿論可能である。 Of course, the information recording apparatus can be configured by appropriately combining the configurations described in the above embodiments.
1 光源装置
3 PBS(偏光分離素子)
4 変調手段
6 フーリエ変換光学系
7 読出手段
8 記録媒体
21 干渉縞(干渉像)
32 光源
33 光出射部
34 ハーフミラー(光学素子群)
35 反射ミラー(光学素子群)
36 制御手段
37 シャッタ部材(制御手段)
38 駆動部(制御手段)
41 光変調素子(変調手段)
42 反射ミラー(光学素子、変調手段)
93 干渉像
1
4 Modulating means 6 Fourier transform
32
35 Reflective mirror (optical element group)
36 Control means 37 Shutter member (control means)
38 Drive unit (control means)
41 Light modulation element (modulation means)
42 Reflection mirror (optical element, modulation means)
93 Interference image
Claims (13)
上記光源装置から出射される光の一部を変調し、記録媒体に記録すべき情報を有する情報光として出射するとともに、上記光の残りを必要に応じて変調し、参照光として出射する変調手段と、
上記変調手段から出射される光を上記記録媒体に導くフーリエ変換光学系とを備え、上記情報光と上記参照光とを干渉させることにより、上記記録媒体の記録面に干渉像を記録する情報記録装置であって、
上記光源装置は、
少なくとも1個の光源と、
複数の光出射部と、
上記光源からの光を各光出射部に導く光学素子群と、
上記光源から各光出射部への光の供給をON/OFF制御する制御手段とを備え、
上記複数の光出射部は、上記記録面と共役な面上に位置していることを特徴とする情報記録装置。 A light source device that emits coherent light;
Modulating means for modulating a part of the light emitted from the light source device and emitting it as information light having information to be recorded on a recording medium, and modulating the remainder of the light as necessary to emit as reference light When,
An information recording system comprising: a Fourier transform optical system that guides light emitted from the modulation means to the recording medium, and records an interference image on a recording surface of the recording medium by causing the information light and the reference light to interfere with each other A device,
The light source device is
At least one light source;
A plurality of light emitting portions;
An optical element group for guiding the light from the light source to each light emitting portion;
Control means for ON / OFF control of the supply of light from the light source to each light emitting unit,
The information recording apparatus, wherein the plurality of light emitting portions are located on a surface conjugate with the recording surface.
上記光変調素子は、上記入射領域の一方の領域に入射する光を変調して上記情報光として出射し、
上記光学素子は、上記入射領域の他方の領域に入射する光を上記参照光として出射することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の情報記録装置。 The modulation means is composed of a light modulation element and an optical element provided corresponding to each area when the incident area of light emitted from the light source device is divided into two,
The light modulation element modulates light incident on one of the incident regions and emits the information light,
4. The information recording apparatus according to claim 1, wherein the optical element emits light incident on the other area of the incident area as the reference light.
上記読出手段の上記読出面は、上記変調手段の光出射面と共役面上に位置していることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の情報記録装置。 When the recording medium is irradiated with the same reference light as the reference light applied to the recording medium when the interference image is recorded, the reading surface receives the light reproduced from the recording medium, thereby obtaining the interference image. It further comprises a reading means for reading the recorded information,
7. The information recording apparatus according to claim 1, wherein the reading surface of the reading unit is located on a conjugate surface with a light emitting surface of the modulating unit.
上記読出手段は、上記変調手段によって検索情報に応じて変調された光が上記フーリエ変換光学系を介して上記記録媒体に照射されたときに、上記光のフーリエ像と上記記録媒体の干渉像との相関演算結果を含む上記記録媒体からの再生光を読出面にて受光することを特徴とする請求項7に記載の情報記録装置。 The modulating means is capable of modulating and emitting a part of light emitted from the light source device according to search information,
When the light modulated in accordance with the search information by the modulation means is irradiated onto the recording medium via the Fourier transform optical system, the reading means has a Fourier image of the light and an interference image of the recording medium. 8. The information recording apparatus according to claim 7, wherein reproduction light including the correlation calculation result is received by a reading surface.
上記光源装置から出射される光を上記変調手段に導く照明光学系と、
上記変調手段から出射される光を上記記録媒体に導く記録光学系と、
上記記録媒体からの再生光を上記読出手段に導く読出光学系とを兼ねていることを特徴とする請求項9に記載の情報記録装置。 The Fourier transform optical system is
An illumination optical system for guiding the light emitted from the light source device to the modulation means;
A recording optical system for guiding the light emitted from the modulation means to the recording medium;
10. The information recording apparatus according to claim 9, wherein the information recording apparatus also serves as a reading optical system that guides reproduction light from the recording medium to the reading means.
上記記録媒体に記録される干渉像は、各光出射部と上記光軸に対して点対称となる位置に記録されることを特徴とする請求項11に記載の情報記録装置。 Each light emitting part of the light source device is located on the same surface as the recording surface of the recording medium,
The information recording apparatus according to claim 11, wherein the interference image recorded on the recording medium is recorded at a position that is point-symmetric with respect to each light emitting portion and the optical axis.
上記偏光分離素子は、上記変調手段から上記フーリエ変換光学系に向かう光の光路中に配置されていることを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の情報記録装置。 A polarization separation element that transmits or reflects incident light according to its polarization state;
The information recording apparatus according to claim 1, wherein the polarization separation element is disposed in an optical path of light from the modulation unit toward the Fourier transform optical system.
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JP2008070419A (en) * | 2006-09-12 | 2008-03-27 | Konica Minolta Holdings Inc | Information recording device |
-
2006
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