JP2008533638A - ホログラフィックデータ記憶システムにデータを記録する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ホログラフィックデータ記憶システムにおけるホログラフィック記録媒体（１４）にデータを記録するための方法に関する。この方法は、ホログラフィック記録媒体（１４）の第１側（１４１）に第１ホログラム（Ｈ１，Ｈ１′）を記録する段階と、ホログラフィック記録媒体を回転する段階と、同じホログラフィック記録媒体の第２側（１４２）に第２ホログラム（Ｈ２，Ｈ２′）を記録する段階とを有する。

Description

本発明は、ホログラフィックデータ記憶システムにおけるホログラフィック記録媒体にデータを記録するための方法に関する。

本発明は、特に、ホログラフィックデータ記憶システム、即ち、反射型空間光変調器を用いる反射型ホログラフィックデータ記憶システムにおいてデータ記憶容量を増加させることに関する。

ホログラフィックデータ記憶技術は、大きいデータベース及びデータ暗号化における大きい記憶密度、高速パラレルアクセス、高速検索を有するとして知られている。更に、この技術は、コンパクトな携帯用のデータ記憶装置に適するものである。

しかしながら、ホログラフィックデータ記憶システムにおいて用いられるホログラフィックデータ記憶媒体のデータ容量を増加することは変わることのない関心事である。

そのために、一解決方法は、多重チャネルとしてできるだけ多くのホログラフィックパターンを得るように多重化を実行することを有する。

多重化は、多様な方法を用いることにより達成される。

一方法は“角度多重化”と呼ばれるものである。この方法にしたがって、記録媒体に対する参照ビームの角度は、複数のホログラムが記録媒体の同じ位置において記録され、各々のホログラムは参照ビームの所定の角度に対応するように、変えられる。

“波長多重化”においては、放射線ビームの波長は、ホログラフィック媒体の同じ位置に異なるホログラムを記録するように調節される。

“シフト多重化”は、光学ユニットに対して記録媒体を移動させることによりホログラムの集合を記録することを有する。一旦、ホログラムが記録媒体の所定の位置に記録されると、記録媒体は、ホログラムの幅より小さい距離に亘って移動される。移動多重化は、球面波が干渉するときにのみ可能である。

当然、異なる多重化方法の組み合わせが可能である。

しかしながら、多重化はよい結果に繋がるが、ホログラフィック記録媒体の更に大きい記憶容量を得ることが、尚も要請されている。

本発明の目的は、ホログラフィック記録媒体のデータ記憶容量の更なる増加に寄与する一方、特定の多重化方法に匹敵するホログラフィックデータ記憶システムにおけるホログラフィック記録媒体にデータを記録するための方法を提供することである。

この目的のために、本発明は、ホログラフィックデータ記憶システムにおけるホログラフィック記録媒体にデータを記録するための方法であって、
− 前記ホログラフィック記録媒体の第１側により第１ホログラムを記録する段階、
− 前記ホログラフィック記録媒体を回転させる段階、及び
− 同じホログラフィック記録媒体の第２側により第２ホログラムを記録する段階
を有する方法を与える。

本発明にしたがった方法は、記録媒体の記憶容量の２倍の増加に繋がることが容易に理解できる。

特定の実施形態においては、前記ホログラムは波長多重化ホログラムである。

これは、波長多重化ホログラムの最大数が、材料特性、例えば、材料のダイナミックレンジによってではなく、調節可能レーザシステムの波長範囲によって制限される場合に、可能である。

好適な実施形態においては、前記第１波長多重化ホログラムは、前記第１波長多重化ホログラムの記録波長の間に位置する波長において記録される。

代替の実施形態においては、前記ホログラムは移動多重化ホログラムである。しかしながら、その場合、上記のように、球面波が必要である。

本発明の上記の及び他の特徴については、以下、詳述される実施形態を参照して明らかになり、理解することができる。

本発明については、以下、添付図に関連付けて、例示として詳述する。

図１ａに示す光学装置は、ホログラフィック記録媒体１４にデータを記録し、それからデータを読み出すように意図されているホログラフィックデータ記憶システムである。

この光学装置は、放射線源１０、コリメータ１１、偏光ビームスプリッタ１２、１／４波長板１３、反射型空間光変調器１５及び検出手段１６を更に有する。その光学装置はまた、記録媒体を受け入れるための手段を有し、その手段は図１ａ及び１ｃには示されていない。その受け入れ手段は、例えば、ＣＤ又はＤＶＤプレーヤにおいて従来用いられている手段のようなテーブルである。

図１ａに示されているような記録中に、放射線源１０は、コリメータ１１によりパラレルビームに変換される放射線ビームを生成する。パラレルビームは、次いで、偏光ビームスプリッタ１２により記録媒体１４の方に方向付けられる。パラレルビームが偏光ビームスプリッタ１２を透過した後、そのパラレルビームは直線偏光を有する。この直線偏光ビームは、次いで、円偏光ビームを生成する１／４波長板１３を透過する。この後者のビームは記録媒体１４を透過し、反射型空間光変調器１５に達する。このように反射された信号は円偏光され、反射型空間光変調器１５に送信される情報を担持する。この反射された信号は、次いで、第１側１４１により記録媒体１４に達し、１／４波長板１３をまさに透過した円偏光ビームとの干渉が生じる。この干渉は、記録媒体１４において情報パターンを生成し、第１ホログラムＨ１は、それ故、記録される。干渉は、反射型空間光変調器１５から入来するビームと、１／４波長板１３をまさに透過したビームとの間で、それらの２つのビームは同じ偏光を有するために起こる。１／４波長板１３をまさに透過したビームは反射ビームの役割を果たし、反射型空間光変調器１５から入来するビームは信号ビームの役割を果たす。

反射型空間光変調器１５は、例えば、ＦＬＣＯＳ（反射型強誘電性液晶−オン−シリコン）空間光変調器であることが可能である。そのような空間光変調器は、特に、Ｂｏｕｌｄｅｒ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製及びＤｉｓｐｌａｙｔｅｃｈ社製のものがある。反射型空間光変調器１５はまた、反射型ディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）空間光変調器であることが可能である。そのような空間光変調器は、特に、Ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製のものがある。反射型空間光変調器１５はまた、透過型空間光変調器及びミラーの組み合わせであることが可能であるが、この方法は、透過型空間光変調器の効率は反射型空間光変調器の効率より低いために、好ましくない。

記録媒体１３の記憶容量を増加させるように、放射線ビームの波長を変調することにより同じ位置において少なくとも他のホログラムの記録を有する波長多重化が実行されることが可能である。図１ａ及び１ｃにしたがった光学装置は、波長多重化のために特に適する。実際には、記録媒体１４の同じ位置において比較的多くの数のホログラムを記録するように、波長選択性ができるだけ低い必要がある。波長選択制は、許容可能なクロストークを有する２つのホログラムを記録するために用いることができる２つの連続的な波長の間のギャップを表す。波長多重性の詳細については、文献‘Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｄａｔａ ｓｔｏｒａｇｅ’，ｂｙ Ｈ．Ｊ．Ｃｏｕｆａｌ，Ｄ．Ｐｓａｌｔｉｓ，Ｇ．Ｔ．Ｓｉｎｃｅｒｂｏｘ（Ｅｄｓ．），Ｓｐｒｉｎｇｅｒ ｓｅｒｉｅｓ ｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｃｉｅｎｃｅ（２０００）に記載されている。

一旦、第１ホログラムＨ１が記録媒体１４に記録されると、他の第１ホログラムＨ１′が、検出手段１６、偏光ビームスプリッタ１２、１／４波長板１３及び反射型空間光変調器１５を有する光ピックアップユニットに対して記録媒体１４を移動させることにより、記録されることが可能である。代替として、光ピックアップユニットは、記録媒体１４に対して平行な方向に、記録媒体１４に対して移動される。

第１ホログラムＨ１及びＨ１′の記録後、ホログラフィック記録媒体１４は、図１ｂに示すように、回転され、図１ｃに示す２つの第２ホログラムＨ２及びＨ２′を記録するために、光学装置において再び位置付けられる。第２ホログラムが記録媒体１４において記録される方法は、図１ｃにおいては、記録は記録媒体１４の第２側１４２により有効であることを除いて、第１ホログラムＨ１及びＨ１′を記録するために用いられる方法と同じである。

図２に示している読み出し中、放射線源１０は、所定波長を有する放射線ビームを生成し、その放射線ビームは、コリメータ１１によりパラレルビームに変換される。このパラレルビームは、次いで、偏光ビームスプリッタ１２により記録媒体１４の方に方向付けられる。そのパラレルビームが偏光ビームスプリッタ１２を透過した後、それは直線偏光を有する。この直線偏光ビームは、次いで、１／４波長板１３を透過し、その１／４波長板は円偏光ビームを生成する。この後者のビームは記録媒体１４に達し、第１ホログラムＨ１及び第２ホログラムＨ２′として前記記録媒体に記録された情報パターンにより反射される。このようにして、第１ホログラムＨ１に対応する情報を担持する第１再構成信号ビームが生成される。この再構成信号ビームは１／４波長板１３を透過し、その１／４波長板は、偏光ビームスプリッタ１２によりまさに偏向されたビームの偏光に対して垂直な直線偏光を有するビームを生成する。その結果、この直線偏光の再構成信号ビームは偏向ビームスプリッタ１２を透過し、このようにして、検出手段１６に実画像をフォーカシングする。記録された第１ホログラムＨ１は、それ故、読み出される。

第２ホログラムＨ２′はまた、第１ホログラムＨ１から得られた実画像と共に生成される仮想画像である画像を生じることに留意する必要がある。実ホログラフィック画像においては、空間光変調器１５の全ての画素が検出手段１６の画素に画像化され、仮想画像の全ての画素は、前記検出手段１６における多数の画素に亘って塗り潰され、ＤＣオフセットが得られる。このようにして、２倍の容量増加が、信号対ノイズ比を犠牲にして、得られる。

実画像と仮想画像との間のこのようなクロストークは、記録媒体１４の他の側により記録されたホログラムの波長（例えば、４０１ｎｍ、４０３ｎｍ、４０５ｎｍ，．．．）の間に位置している一の側（例えば、４００ｎｍ、４０２ｎｍ、４０４ｎｍ，．．．）によりホログラムを記録することにより低減されることができる。

当然、前記第２ホログラムＨ２、Ｈ２′を読み出すために、記録媒体１４は、検出手段１６において形成される実画像に対応する仮想画像を変換するように、回転される必要がある。

記録媒体１４の記憶容量はまた、移動多重化を用いることにより増加されることができる。図３は、このための光学装置を示している。

この光学装置は、図１ａ及び１ｃを参照して上記された要素に付加して、第１レンズ２１及び第２レンズ２２を有する。第１レンズ２１は、偏光ビームスプリッタ１２と記録媒体１４との間に備えられ、第２レンズ２２は、記録媒体１４と反射型空間光変調器１５との間に備えられている。

記録中、１／４波長板１３を透過した放射園ビームは、第１レンズ２１により記録媒体にフォーカシングされる。球面波ビームは、それ故、記録媒体１４にフォーカシングされる。この球面波ビームは、次いで、第２レンズ２２によりパラレルにされ、次いで、信号ビームが生成される反射型空間光変調器１５に達する。その空間光変調器１５から戻る経路において、信号ビームは、第２レンズにより記録媒体１４にフォーカシングされる。その結果、球面波信号ビームは記録媒体１４の内部で参照ビームと干渉し、記録される第１ホログラムに対応する情報パターンが生成される。

球面波ビームが記録媒体の内部で干渉することは、移動多重化を可能にする。移動多重化は、光ピックアップユニットに対して記録媒体を移動させることにより、ホログラムの第２集合を記録することを有する。一旦、第１ホログラムが記録媒体の所定位置に記録されると、記録媒体は、ホログラムの幅より小さい距離に亘って移動され、次いで、他の第１ホログラムが記録されることが可能である。移動多重化は、球面波が干渉するときにのみ、可能である。

ホログラフィック記録媒体が回転された後、第２ホログラムの集合が、前記第１ホログラムと同じ方法で記録されることが可能である。

有利であることに、移動多重化と波長多重化の組み合わせは、記録媒体１４においてデータを記録するために用いられることが可能である。

読み出し中、球面波ビームは記録媒体の方に送られ、情報パターンにより反射される。図１ｃにおける説明のように、再構成信号ビームが生成され、次いで、その再構成信号ビームは検出手段１６に達する。光ピックアップユニットに対する記録媒体１４の所定位置において及び所定波長により記録されたホログラムの読み出しは、同じ位置に記録媒体１４を位置付け、同じ波長を有する放射線ビームを生成することにより実行される。媒体１４は、読み出される前に、記録後に回転される必要がないことに留意する必要がある。仮想画像は第１レンズ２１により実画像に変換されるために、媒体１４の回転を伴うことなく、実画像が得られる。

表現“を有する”及びその表現の派生表現は、何れの請求項に記載の要素以外の何れの他の要素の存在を排除するものではない。要素の単数表現は、その要素の複数の存在を排除するものではない。

ホログラフィック記録媒体の一の側にデータを記録した後のホログラフィックデータ記憶システムを示す図である。 回転後のホログラフィックデータ記憶システムを示す図である。 ホログラフィック記録媒体の２つの側にデータを記録した後のホログラフィックデータ記憶システムを示す図である。 読み出し中のホログラフィックデータ記憶システムの実施形態を示す図である。 移動多重化のためにデザインされたホログラフィックデータ記憶システムを示す図である。

Claims (11)

1. ホログラフィックデータ記憶システムにおけるホログラフィック記録媒体にデータを記録するための方法であって：
   前記ホログラフィック記録媒体の第１側に第１ホログラムを記録する段階；
   前記ホログラフィック記録媒体を回転させる段階；及び
   同じホログラフィック記録媒体の第２側に第２ホログラムを記録する段階；
   を有する方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記ホログラムは波長多重化ホログラムである、方法。
3. 請求項２に記載の方法であって、前記第１波長多重化ホログラムは、前記第２波長多重化ホログラムの記録波長間に位置している波長において記録される、方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、前記ホログラムは移動多重化ホログラムである、方法。
5. 請求項１に記載の方法にしたがってホログラフィック記録媒体に記録されているデータを読み出すための方法であって：
   前記ホログラフィック記録媒体の第１側に記録されている第１ホログラムを読み出す段階；
   前記ホログラフィック記録媒体を回転させる段階；及び
   同じホログラフィック記録媒体の他の側に記録されている第２ホログラムを読み出す段階；
   を有する方法。
6. ホログラフィック記録媒体を有するホログラフィックデータ記憶システムであって、第１及び第２ホログラムは、前記ホログラフィック記録媒体の第１及び第２側にそれぞれ、記録され、前記ホログラフィックデータ記憶システムは、前記ホログラムを読み出すときに生成される仮想画像をフィルタリングするための手段を有する、ホログラフィックデータ記憶システム。
7. 請求項６に記載のホログラフィックデータ記憶システムであって、前記フィルタリングするための手段は多重化手段である、ホログラフィックデータ記憶システム。
8. 請求項７に記載のホログラフィックデータ記憶システムであって、前記多重化手段は波長多重化手段である、ホログラフィックデータ記憶システム。
9. 請求項８に記載のホログラフィックデータ記憶システムであって、波長多重化手段は、第２波長多重化ホログラムの記録波長間に位置している波長において第１波長多重化ホログラムを記録するための手段である、ホログラフィックデータ記憶システム。
10. 請求項７に記載のホログラフィックデータ記憶システムであって、前記多重化手段は移動多重化手段である、ホログラフィックデータ記憶システム。
11. ホログラフィック記録媒体を有するホログラフィック情報担体であって、第１及び第２ホログラムは、前記ホログラフィック記録媒体の第１及び第２側にそれぞれ、記録される、ホログラフィック情報担体。

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