JP2008040166A - ホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】可動ミラー16aは対物レンズ28に入射する参照光と信号光との対物レンズ28の光軸に対する入射角度を変化させる。そして、ホログラム記録媒体48の運動を停止した状態において、可動ミラー16aの回動の角度が複数の所定角度とされる毎に記録データに応じた複数のホログラムをホログラム記録媒体48に形成し、可動ミラー16aの回動の角度が所定角度とされる毎に複数のホログラムの各々から記録データを再生する。
【選択図】図1
Description
上述したように、可動ミラー16aを回動させることによってシフト多重記録ができる。このように、可動ミラー16aを用いてシフト多重をおこなうことを、以下、ビーム位置多重と称する。ここで、ホログラム記録媒体のホログラムが形成される面の方向へ多重してホログラムを記録する記録方式の総称をシフト多重記録方式と称するものである。また、このような記録をおこなうことを、シフト多重をおこなうと称するものである、また、シフト多重化の用語も、通常、用いられている用語である。
=46・・・・・・(式1)
=1089・・・・・・(式2)
=1710・・・・・・(式3)
ホログラム記録媒体48を移動することがない別のホログラム多重方式について説明する。図2に示す参照光領域19aのマイクロミラーの「1」角度と「0」角度との再生動作時における設定が、記録時における設定と同じであることが、再生光から記録データを正しく再生するための条件である。すなわち、記録時の参照光と再生時の参照光とを同一とするものである。ここで、マイクロミラーの記録時と再生時との設定が一部異なる場合には、その異なりの程度に応じて、記録データの再生特性が劣化することとなり、記録時の参照光領域19aにおけるマイクロミラーの「1」角度と再生時の参照光領域19aにおけるマイクロミラーの「1」角度とが配置される空間的な位置の共有部分がない場合には、記録したホログラムから記録データを再生することができなくなる。ここで、複数の参照光領域19aの相互の形態が、このような空間的に同一の位置のすべてにおいて、「1」角度を共通に有しない場合を、「参照光領域が無相関」と称する。
参照光領域19aの態様を変える代わり、参照光が通過する光路に位相を変化させる光学部材を配置し、複数の位相の態様を有することによって同様に同一領域にホログラムを多重記録できる。
レーザー光源10からのレーザーの波長を変えて記録再生をおこなうことによっても多重記録ができる。つまり、同一領域にレーザーの波長を替えて複数個のホログラムを形成した場合には、その波長を用いて記録したホログラムからのみ記録データが再生される。そのためには、レーザー光源10からの光ビームは波長を変化させることができるものでなくてはならない。以下にレーザー光源10について説明する。
上述した、ビーム位置多重、パターン多重、位相多重、波長多重を2つ以上、任意に組み合わせて、相乗的な多重の効果を得て、記録再生できるページ数を増大させることができる。この場合に記録再生速度を速くするためには、記録再生の速度が速いものから順に組み合わせることが望ましい。以下に、実験において試みた例を挙げて説明する。
パターン多重
同一領域に9回多重記録をする。所要時間は、1ページ当たり5μSecであったので約45μSecであり、9ページ記録された。
ビーム位置多重
可動ミラー16aによって光スポットの位置を3μmづつずらし、46回記録する。3μmずらす時間は3mSecであった。
この場合に記録されたページ数は414ページであり、記録のための準備時間は、
3.045(mSec)×46=140.07(mSec)である。
これに、光ビームをホログラム媒体に照射してホログラムを形成するに必要なレーザー照射時間を加算すると、1ページ当たりのレーザー照射時間は略1mSecであるので、記録のための準備時間とレーザー照射時間との和で表される記録時間は、
140.07+414=554.07(mSec)となる。
ビーム位置多重のために位置をずらしている間にパターン多重の設定をすれば、パターン多重のための時間は加算する必要がないので、記録のための準備時間は、
(3(mSec)×46)×9=1242(mSec)
これに、光ビームをホログラム媒体に照射してホログラムを形成するに必要なレーザー照射時間を加算すると、1ページ当たりのレーザー照射時間は略1mSecであるので、記録のための準備時間とレーザー照射時間との和で表される記録時間は、
1242+414=1656(mSec)となる。
ここで、ビーム位置多重の記録のための準備時間>パターン多重の記録のための準備時間であり、記録のための準備時間がより短いパターン多重の処理をビーム位置多重の処理よりも先に処理する方が記録に必要な時間が短くなることが分かる。
パターン多重
同一領域に9回多重記録をする。所要時間は、1ページ当たり5μSecであったので約45μSecであり、9ページ記録された。
ビーム位置多重
可動ミラー16aおよび可動ミラー17aによって光スポットの位置を3μmづつずらし、1089回記録する。3μmずらす時間は3mSecであった。
この場合に記録されたページ数は9801ページであり、記録のための準備時間は、
3.045(mSec)×1089=3316.005(mSec)である。
これに、光ビームをホログラム媒体に照射してホログラムを形成するに必要なレーザー照射時間を加算すると、1ページ当たりのレーザー照射時間は略1mSecであるので、記録のための準備時間とレーザー照射時間との和で表される記録時間は、
3316.005+9801=13117.005(mSec)となる。
ビーム位置多重のために位置をずらしている間にパターン多重の設定をすれば、パターン多重のための時間は加算する必要がないので、記録のための準備時間は、
3(mSec)×1089×9=29403(mSec)
これに、光ビームをホログラム媒体に照射してホログラムを形成するに必要なレーザー照射時間を加算すると、1ページ当たりのレーザー照射時間は略1mSecであるので、記録のための準備時間とレーザー照射時間との和で表される記録時間は、
29403+9801=39204(mSec)となる。
ここで、ビーム位置多重の記録のための準備時間>パターン多重の記録のための準備時間であり、2方向ビーム位置多重とパターン多重との組み合わせを採用する場合においても、記録のための準備時間がより短いパターン多重の処理をビーム位置多重の処理よりも先に処理する方が記録に必要な時間が短くなることが分かる。
パターン多重
同一領域に9回多重記録をする。所要時間は、1ページ当たり5μSecであったので約45μSecであり、9ページ記録された。
波長多重
レーザー光源10によって光ビームの波長を6nmの範囲で少しずつずらし、5回記録する。1回、波長をずらす時間は3mSecであった。
この場合に記録されたページ数は45ページであり、記録のための準備時間は、
3.045(mSec)×5=15.225(mSec)である。
これに、光ビームをホログラム媒体に照射してホログラムを形成するに必要なレーザー照射時間を加算すると、1ページ当たりのレーザー照射時間は略1mSecであるので、記録のための準備時間と45ページ分のレーザー照射時間との和で表される記録時間は、
15.225+45=60.225(mSec)となる。
波長多重のために位置をずらしている間にパターン多重の設定をすれば、パターン多重のための時間は加算する必要がないので、記録のための準備時間は、
3(mSec)×45=135(mSec)
これに、光ビームをホログラム媒体に照射してホログラムを形成するに必要なレーザー照射時間を加算すると、1ページ当たりのレーザー照射時間は略1mSecであるので、記録のための準備時間と45ページ分のレーザー照射時間との和で表される記録時間は、
135+45=180(mSec)となる。
ここで、波長多重の記録のための準備時間>パターン多重の記録のための準備時間であり、記録のための準備時間がより短いパターン多重の処理を波長多重の処理よりも先に処理する方が記録に必要な時間が短くなることが分かる。
パターン多重
同一領域に9回多重記録をする。所要時間は、1ページ当たり5μSecであったので約45μSecであり、9ページ記録された。
波長多重
レーザー光源10によって光ビームの波長を6nmの範囲で少しずつずらし、5回、多重記録する。1回、波長をずらす時間は3mSecであった。
ビーム位置多重
可動ミラー16aによって光スポットの位置を3μmづつずらし、46回記録する。3μmずらす時間は3mSecであった。
この場合に記録されたページ数は2070ページであり、記録のための準備時間は、
(3(mSec)+3.045(mSec)×5)×46
=839.5(mSec)である。
これに、光ビームをホログラム媒体に照射してホログラムを形成するに必要なレーザー照射時間を加算すると、1ページ当たりのレーザー照射時間は略1mSecであるので、記録のための準備時間と2070ページ分のレーザー照射時間との和で表される記録時間は、
839.5+2070=2909.5(mSec)となる。
ビーム位置多重のために位置をずらしている間に、波長多重およびパターン多重の設定をすれば、波長多重およびパターン多重のための時間は加算する必要がないので、記録のための準備時間は、
3(mSec)×9×5×46=6210(mSec)である。
これに、光ビームをホログラム媒体に照射してホログラムを形成するに必要なレーザー照射時間を加算すると、1ページ当たりのレーザー照射時間は略1mSecであるので、記録のための準備時間と2070ページ分のレーザー照射時間との和で表される記録時間は、
6210+2070=8280(mSec)となる。
ここで、波長多重の記録のための準備時間=ビーム位置多重の記録のための準備時間>パターン多重の記録のための準備時間であり、記録のための準備時間がより短いパターン多重の処理を波長多重およびビーム位置多重の処理よりも先に処理する方が記録に必要な時間が短くなることが分かる。
パターン多重
同一領域に9回多重記録をする。所要時間は、1ページ当たり5μSecであったので約45μSecであり、9ページ記録された。
波長多重
レーザー光源10によって光ビームの波長を6nmの範囲で少しずつずらし、5回記録する。1回、波長をずらす時間は3mSecであった。
ビーム位置多重
可動ミラー16aによって光スポットの位置を3μmづつずらし、1089回記録する。3μmずらす時間は3mSecであった。
この場合に記録されたページ数は49005ページであり、記録のための準備時間は、
(3(mSec)+3.045(mSec)×5)×1089
=19847(mSec)である。
これに、光ビームをホログラム媒体に照射してホログラムを形成するに必要なレーザー照射時間を加算すると、1ページ当たりのレーザー照射時間は略1mSecであるので、記録のための準備時間と49005ページ分のレーザー照射時間との和で表される記録時間は、
19847+49005=68852(mSec)となる。
ビーム位置多重のために位置をずらしている間に、波長多重およびパターン多重の設定をすれば、波長多重およびパターン多重のための時間は加算する必要がないので、記録のための準備時間は、
3(mSec)×1089×9×5=147015(mSec)である。
これに、光ビームをホログラム媒体に照射してホログラムを形成するに必要なレーザー照射時間を加算すると、1ページ当たりのレーザー照射時間は略1mSecであるので、記録のための準備時間と49005ページ分のレーザー照射時間との和で表される記録時間は、
147015+49005=196020(mSec)となる。
ここで、波長多重の記録のための準備時間=ビーム位置多重の記録のための準備時間>パターン多重の記録のための準備時間であり、記録のための準備時間がより短いパターン多重の処理を波長多重および2方向のビーム位置多重の処理よりも先に処理する方が記録に必要な時間が短くなることが分かる。
実施形態の変形例として、図8に空間変調器が強誘電体液晶25の場合のホログラム記録再生装置3を示す。ホログラム記録再生装置3とホログラム記録再生装置1との違いは、空間変調器が強誘電体液晶25である点であるので、他の構成部分の説明はホログラム記録再生装置1におけると同一の符号を付して説明を省略する。強誘電体液晶25の明暗を切り替えるのに要する時間は100μs程度であり、DMDに較べると切替時間は長いが、ホログラム記録媒体48の移動時間に比べると格段に短いものである。
当業者には、明らかな技術ではあるが、念のために、一般的なホログラム記録媒体の構造と、一般的なサーボ系について補足的に説明をしておく。
Claims (9)
- ホログラム記録媒体に信号光および参照光を照射してホログラムとして記録データを記録し、前記ホログラム記録媒体に記録されたホログラムに参照光を照射して再生光を得て、前記再生光より記録データを再生するホログラム記録再生装置において、
光ビームを出射するレーザー光源と、
前記光ビームに空間変調を施して、同軸状に配置される参照光と信号光とを生成する空間変調器と、
前記参照光と前記信号光とを前記ホログラム記録媒体に集光する対物レンズと、
前記対物レンズに入射する前記参照光と前記信号光との前記対物レンズの光軸に対する入射角度を変化させる可動ミラーと、を備え、
前記ホログラム記録媒体の運動を停止した状態において、前記可動ミラーの回動の角度が各々異なる所定角度とされる毎に前記記録データに応じたホログラムを前記ホログラム記録媒体に複数個記録し、前記可動ミラーの回動の角度が各々異なる所定角度とされる毎に前記複数個記録されたホログラムの各々から前記記録データを再生することを特徴とするホログラム記録再生装置。 - 隣なり合う前記ホログラムを重なる位置に記録し、前記重なる位置に記録されたホログラムの各々から再生光を得るように、前記可動ミラーの回動の角度を制御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再生装置。
- 前記対物レンズが正弦条件を満たす範囲で前記可動ミラーを回動させることを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録再生装置。
- 前記参照光を発生させるための前記空間変調器の参照光領域を相互に無相関な態様とする毎に、前記ホログラムを重なる位置に記録し、前記空間変調器の参照光領域を相互に無相関な態様とする毎に、前記重なる位置記録されたホログラムの各々から前記記録データを再生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再生装置。
- 前記可動ミラーを回動させる毎に前記ホログラムの各々を記録再生するための準備時間と、前記空間変調器の参照光領域を相互に無相関な態様となるように変化させる毎に前記ホログラムの各々を記録再生するための準備時間と、を比較した場合において、
前記記録再生するための準備時間がより短い一方の記録再生の処理を先におこなうことを特徴とする請求項4に記載のホログラム記録再生装置。 - 前記レーザー光源からの光ビームの波長を異ならせる毎に、前記ホログラムを重なる位置に記録し、光ビームの波長を異ならせる毎に、前記重なる位置記録されたホログラムの各々から前記記録データを再生することを特徴とする請求項1に記載の記録再生装置。
- 前記可動ミラーを回動させる毎に前記ホログラムの各々を記録再生するための準備時間と、
前記レーザー光源からの光ビームの波長を異ならせて前記ホログラムの各々を重複して記録再生するための準備時間と、を比較した場合において、
前記記録再生をするための準備時間がより短い一方の記録再生の処理を先におこなうことを特徴とする請求項6に記載のホログラム記録再生装置。 - さらに、光ビームに位相変調を施す位相変調素子を有し、
前記位相変調素子は、
異なる位相態様とされる毎に前記記録データに応じたホログラムを前記ホログラム記録媒体に複数個記録し、異なる位相態様とされる毎に前記複数個記録されたホログラムの各々から前記記録データを再生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再生装置。 - ホログラム記録媒体に信号光および参照光を照射してホログラムとして記録データを記録し、前記ホログラム記録媒体に記録されたホログラムに参照光を照射して再生光を得て、前記再生光より記録データを再生するホログラム記録再生方法において、
レーザー光源から光ビームを出射し、
前記光ビームに空間変調を施して、前記参照光と前記信号光とを同軸状に配置し、
前記ホログラム記録媒体の運動を停止した状態とし、
対物レンズに入射する前記参照光および前記信号光の前記対物レンズの光軸に対する入射角度を異なる所定角度とする毎に、前記参照光と前記信号光とを前記ホログラム記録媒体に集光して前記記録データに応じたホログラムを前記ホログラム記録媒体に複数個記録し、
前記対物レンズに入射する前記参照光および前記信号光の前記対物レンズの光軸に対する入射角度を異なる所定角度とする毎に、前記ホログラム記録媒体に記録された前記複数のホログラムの各々から前記記録データを再生する、
ホログラム記録再生方法。
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