JP2011013531A - Information recording method, two-dimensional information creating method, information reproducing method, and information recording medium - Google Patents
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Description
この発明は、ホログラフィック情報記録媒体へ情報を記録するための情報記録方法、当該記録される2次元情報の作成方法、ホログラフィック情報記録媒体に記録された情報を再生する情報再生方法、ならびに情報記録媒体に関する。 The present invention relates to an information recording method for recording information on a holographic information recording medium, a method for creating the recorded two-dimensional information, an information reproducing method for reproducing information recorded on the holographic information recording medium, and information The present invention relates to a recording medium.
ホログラフィを利用して情報を記録するホログラフィック記録では、信号光と参照光とを重ね合わせ、これらの光の干渉により生成される干渉縞(ホログラム)が情報記録媒体に書き込まれる。具体的には、同一の光源から出射された光ビームが参照光と信号光とに分離され、空間光変調器が、信号光に、2次元情報であるページデータに対応する振幅変調を行なう。この変調された信号光と参照光をホログラム記録材料中で重ね合わせ、そのときにできる干渉縞を屈折率変調または強度変調として書き込む。 In holographic recording in which information is recorded using holography, signal light and reference light are superimposed, and interference fringes (holograms) generated by interference of these lights are written on the information recording medium. Specifically, light beams emitted from the same light source are separated into reference light and signal light, and a spatial light modulator performs amplitude modulation corresponding to page data which is two-dimensional information on the signal light. The modulated signal light and reference light are superposed in the hologram recording material, and interference fringes formed at that time are written as refractive index modulation or intensity modulation.
再生時には、光源から参照光のみが生成され、当該参照光がホログラム記録材料中に記録された干渉縞に照射される。このような照射により、記録された干渉縞で参照光の一部が回折されて、2次元情報をもった再生光が生じる。この再生光を撮像素子などの光検出器が検出して2次元情報が得られ、この2次元情報をデコードすることにより記録した情報が再生される。 At the time of reproduction, only the reference light is generated from the light source, and the reference light is applied to the interference fringes recorded in the hologram recording material. By such irradiation, a part of the reference light is diffracted by the recorded interference fringes, and reproduction light having two-dimensional information is generated. The reproduced light is detected by a photodetector such as an image sensor to obtain two-dimensional information, and the recorded information is reproduced by decoding the two-dimensional information.
ホログラフィック記録の方式として、「角度多重方式」がよく知られている。「角度多重方式」においては、参照光と信号光とが一旦分岐され、レンズにより集光された信号光と平行光である参照光がホログラム記録材料中で重ね合わせられる。 As a holographic recording method, an “angle multiplexing method” is well known. In the “angle multiplexing method”, the reference light and the signal light are once branched, and the signal light condensed by the lens and the reference light that is parallel light are superimposed in the hologram recording material.
「角度多重方式」では、参照光の入射角度を変化させることで、干渉縞を情報記録媒体の同一体積内に重ねて記録し、角度多重記録を行うことができる。同一体積内に複数のページデータを重ねて記録(多重記録)することで、情報記録媒体面における単位面積当たりの記録密度が、従来の光ディスクに比べて飛躍的に増大する。上記同一箇所に多重記録された一連のホログラムは「ブック」と呼ばれている。1つのブックが記録されると、記録位置を情報記録媒体面内で移動させ次の位置に移動してホログラムを記録していく。 In the “angle multiplexing method”, the angle fringe recording can be performed by changing the incident angle of the reference light to record the interference fringes in the same volume of the information recording medium. By recording (multiple recording) a plurality of page data in the same volume, the recording density per unit area on the information recording medium surface is dramatically increased as compared with a conventional optical disc. A series of holograms recorded in a multiplexed manner at the same location is called a “book”. When one book is recorded, the recording position is moved within the surface of the information recording medium and moved to the next position to record the hologram.
角度多重記録において、厚みの厚いホログラム記録材料を用いた場合、厚みが薄いホログラム記録材料を用いた場合と比較して参照光の入射角度の変化量を小さくして記録を行うことができる。これは厚みの増大に伴い、ホログラム記録材料中で参照光と信号光の重なりあう領域は立体的になり、その結果参照光の入射角についてのホログラムの再生条件(ブラッグ条件)が厳格になり、入射角の変化量が小さくとも、ホログラムが再生されなくなるためである。 In angle multiplex recording, when a thick hologram recording material is used, recording can be performed with a smaller amount of change in the incident angle of the reference light than when a thin hologram recording material is used. As the thickness increases, the region in which the reference light and signal light overlap in the hologram recording material becomes three-dimensional, and as a result, the hologram reproduction condition (Bragg condition) for the incident angle of the reference light becomes strict. This is because the hologram cannot be reproduced even if the change amount of the incident angle is small.
情報記録媒体は、ホログラム記録材料とそれを支持する基板からなり、ホログラム記録材料が基板の間に挟まれた構造が一般的である。 An information recording medium generally includes a hologram recording material and a substrate that supports the hologram recording material, and the hologram recording material is sandwiched between the substrates.
ホログラム記録材料として、フォトポリマー材料が用いられることがある。フォトポリマー材料は、フォトリフラクティブ結晶と比較して、感度、記録感度のダイナミックレンジ(累積干渉縞強度:Mナンバー)の点で優れており、研究開発用途でよく用いられている。また、近年は厚みが数百μmから数mmといった厚みの厚いものも作成されており、ホログラフィック記録の大容量化に重要な材料となっている。 A photopolymer material may be used as the hologram recording material. Photopolymer materials are superior to photorefractive crystals in terms of dynamic range of sensitivity and recording sensitivity (cumulative interference fringe intensity: M number), and are often used in research and development applications. In recent years, thick materials having a thickness of several hundred μm to several mm have been produced, which is an important material for increasing the capacity of holographic recording.
フォトポリマー材料は、主として光重合開始剤、モノマーおよびバインダポリマーから構成される。フォトポリマー材料に干渉縞が照射されると、干渉縞の光強度に応じて、光重合開始剤が光を吸収し、光重合反応が開始されモノマーの重合反応が起こる。モノマーが重合反応した干渉縞の明部では、モノマーの濃度が減少し、モノマーの濃度分布が生じる。このモノマーの濃度分布に従い、干渉縞の暗部から明部へモノマーが拡散する。これにより、干渉縞の光強度に応じたモノマーの屈折率分布が形成される。 The photopolymer material is mainly composed of a photopolymerization initiator, a monomer, and a binder polymer. When the photopolymer material is irradiated with interference fringes, the photopolymerization initiator absorbs light in accordance with the light intensity of the interference fringes, the photopolymerization reaction is started, and the monomer polymerization reaction occurs. In the bright part of the interference fringes where the monomer has undergone a polymerization reaction, the monomer concentration decreases and a monomer concentration distribution occurs. According to the concentration distribution of the monomer, the monomer diffuses from the dark part to the bright part of the interference fringes. Thereby, the refractive index distribution of the monomer according to the light intensity of the interference fringes is formed.
フォトポリマー材料は、温度変化や光重合反応が進むことにより、膨張収縮し体積が変化することがある。記録時と再生時でフォトポリマー材料の温度差が生じた場合、フォトポリマー材料の体積変化にともない、記録された干渉縞の傾斜角度や格子間隔など形状が変化し、ブラッグ条件が記録時と再生時で一致しなくなることがある。この場合、記録時と同じ条件で参照光を入射しても、再生光が得られないという問題がある。 The photopolymer material may expand and contract and change its volume due to a temperature change and a photopolymerization reaction. If there is a temperature difference between the photopolymer material during recording and playback, the shape of the recorded interference fringes will change as the photopolymer material volume changes, and the Bragg condition will change between recording and playback. Sometimes it doesn't match. In this case, there is a problem in that reproduced light cannot be obtained even if reference light is incident under the same conditions as in recording.
例えば、干渉縞の記録に用いられる参照光および信号光がいずれも平面波である場合には、干渉縞の傾斜角度および格子間隔はいずれも単一となる。そのため、この場合には、再生時に参照光の入射角を変化させ、ブラッグ条件を満たすように参照光の入射角度を補正することで、干渉縞の形状が変化してもホログラムの再生を行うことが可能である。 For example, when both the reference light and the signal light used for recording interference fringes are plane waves, the interference fringe inclination angle and the grating interval are both single. Therefore, in this case, the hologram is reproduced even if the shape of the interference fringes changes by changing the incident angle of the reference light at the time of reproduction and correcting the incident angle of the reference light so as to satisfy the Bragg condition. Is possible.
角度多重記録では、収束光である信号光と平行光である参照光とを重ね合わせて干渉縞の記録を行う。この場合、収束光である信号光は、入射角度の異なる複数の平面波成分を含むため、さまざまな傾斜角度の干渉縞が形成される。このようにして形成されたホログラムを参照光の入射角度の補正のみで再生する場合、傾斜角度の異なる複数の干渉縞に対して参照光の入射角補正量がそれぞれ異なる。そのため、信号光全体を再生することができず、再生信号光の一部に欠けが生じる。 In angle multiplexing recording, signal fringe that is convergent light and reference light that is parallel light are overlapped to record interference fringes. In this case, since the signal light that is the convergent light includes a plurality of plane wave components having different incident angles, interference fringes having various inclination angles are formed. When the hologram formed in this way is reproduced only by correcting the incident angle of the reference light, the incident angle correction amount of the reference light is different for a plurality of interference fringes having different inclination angles. Therefore, the entire signal light cannot be reproduced, and a part of the reproduced signal light is missing.
上記再生像の欠けを制御する方法として、参照光の波長を補正することで、傾斜角度および格子間隔が異なる複数の干渉縞に対する参照光の入射角補正量をほぼ一定にする手法がある。つまり、参照光の波長の補正と参照光の入射角度の補正の双方を行うことで、体積変化が生じた場合であっても、信号光全体を再生することが可能となる(たとえば、特許文献1参照)。 As a method of controlling the lack of the reproduced image, there is a method of correcting the incident light correction amount of the reference light to a plurality of interference fringes having different inclination angles and lattice intervals by correcting the wavelength of the reference light. In other words, by performing both correction of the wavelength of the reference light and correction of the incident angle of the reference light, it becomes possible to reproduce the entire signal light even when a volume change occurs (for example, patent document). 1).
ここで、特許文献1では、記録条件およびホログラフィック記録材料の特性を情報記録媒体中のヘッダ領域に記録する技術が開示されている。再生時にこれらの条件を読み出した後、体積変化に対する参照光の波長補正量および入射角補正量を算出し、信号光全体の再生にともなう調整過程を高速化している。
Here,
特許文献2では、記録条件およびホログラフィック記録材料の特性を記録情報とともにデータ記録時に記録している。さらに、情報記録で用いられる最小変調単位よりも大きい変調単位で情報記録媒体に記録条件等を記録することで、再生時の読出しトレランスを拡大させている。 In Patent Document 2, recording conditions and characteristics of a holographic recording material are recorded together with recording information at the time of data recording. Furthermore, the recording tolerance and the like are recorded on the information recording medium with a modulation unit larger than the minimum modulation unit used in information recording, thereby increasing the read tolerance during reproduction.
特許文献3では、再生時に、情報記録媒体のヘッダ情報から温度の情報を取得するとともに、温度検知ユニットより検知された温度を取得する。取得された各温度の差に基づいて、干渉縞の形状変化による影響を打ち消すための再生波長のシフト量を決定する。 In Patent Document 3, during reproduction, temperature information is acquired from header information of an information recording medium, and a temperature detected by a temperature detection unit is acquired. Based on the acquired temperature differences, the reproduction wavelength shift amount for canceling the influence of the interference fringe shape change is determined.
しかしながら、ヘッダ領域を設けて記録条件を記録した場合には、情報記録媒体のユーザ利用可能領域が低減されてしまう。また、波長可変な光源として外部共振器型半導体レーザを用いた場合、半導体レーザのモードホップまたは情報記録媒体の温度ドリフトの影響により、ヘッダ情報記録時とデータ記録時とで記録光源の状態が異なる。その結果、再生時にヘッダ情報を用いて参照光の補正を行なっても、品質の高い再生信号光は得られない。 However, when the recording condition is recorded by providing the header area, the user usable area of the information recording medium is reduced. In addition, when an external resonator type semiconductor laser is used as a wavelength tunable light source, the state of the recording light source differs between header information recording and data recording due to the effect of semiconductor laser mode hopping or information recording medium temperature drift. . As a result, even if the reference light is corrected using the header information during reproduction, high-quality reproduction signal light cannot be obtained.
また、記録条件およびホログラム記録材料の特性を情報とともに記録した場合、再生時に温度が変化すると、信号光に欠けが生じることがある。この場合、情報記録で用いられる最小変調単位よりも大きい変調単位で記録を行ない、再生トレランスを拡大したとしても、記録条件等が読み出せなくなる可能性がある。 Further, when recording conditions and characteristics of the hologram recording material are recorded together with information, the signal light may be chipped if the temperature changes during reproduction. In this case, even if recording is performed in a modulation unit larger than the minimum modulation unit used in information recording and the reproduction tolerance is increased, there is a possibility that the recording conditions and the like cannot be read out.
それゆえに、この発明の目的は、温度変化を通じた情報記録媒体の膨張収縮によりホログラム再生条件に変化が生じても高い確度で情報を再生可能な、ホログラフィック情報記録媒体へ情報を記録するための情報記録方法、当該記録される2次元情報の作成方法、ホログラフィック情報記録媒体に記録された情報を再生する情報再生方法、ならびに情報記録媒体を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to record information on a holographic information recording medium capable of reproducing information with high accuracy even if the hologram reproducing condition changes due to expansion and contraction of the information recording medium through temperature change. To provide an information recording method, a method for producing the recorded two-dimensional information, an information reproducing method for reproducing information recorded on a holographic information recording medium, and an information recording medium.
この発明の1つの局面に従うと、参照光と信号光との干渉によって形成される干渉縞を用いて情報記録媒体に情報を記録する情報記録方法であって、情報記録媒体の温度情報を含む記録条件情報を検出するステップと、情報記録媒体に記録されるデータ情報を格納するデータ情報領域と検出された記録条件情報を格納する記録条件格納領域とを含む2次元情報に変換するステップとを備え、記録条件格納領域は、2次元情報内において、干渉縞の角度選択性から求まる再生可能領域が最大となる位置に配置されたに格納されており、参照光と2次元情報に基づいて変調された信号光とを情報記録媒体において干渉させることで、干渉縞を情報記録媒体に記録するステップをさらに備える。 According to one aspect of the present invention, there is provided an information recording method for recording information on an information recording medium using interference fringes formed by interference between reference light and signal light, the recording including temperature information of the information recording medium A step of detecting condition information, and a step of converting into two-dimensional information including a data information area for storing data information recorded on the information recording medium and a recording condition storage area for storing the detected recording condition information. The recording condition storage area is stored in the two-dimensional information at the position where the reproducible area obtained from the angle selectivity of the interference fringes is maximized, and is modulated based on the reference light and the two-dimensional information. A step of recording interference fringes on the information recording medium by causing the signal light to interfere with the information recording medium.
好ましくは、干渉縞の角度選択性から求まる再生可能領域が最大となる位置は、2次元情報のうち、記録時において情報記録媒体に入射する参照光と信号光とのなす角度が90度から遠く、0度または180度に近い側の領域である。 Preferably, the position where the reproducible area obtained from the angle selectivity of the interference fringe is maximized is that the angle between the reference light and the signal light incident on the information recording medium during recording is far from 90 degrees in the two-dimensional information. This is a region on the side close to 0 degrees or 180 degrees.
この発明の他の局面に従うと、参照光と2次元情報が変調された信号光との干渉として干渉縞が記録される情報記録に用いられる2次元情報作成方法であって、情報記録媒体に記録されるデータ情報を格納するデータ情報領域を作成するステップと、記録条件情報を格納する記録条件格納領域を作成するステップとを備え、記録条件格納領域は、2次元情報内において、干渉縞の角度選択性から求まる再生可能領域が最大となる位置に配置される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a two-dimensional information creation method used for information recording in which interference fringes are recorded as interference between a reference light and a signal light obtained by modulating two-dimensional information, and recorded on an information recording medium Creating a data information area for storing the recorded data information, and creating a recording condition storage area for storing the recording condition information, and the recording condition storage area has an angle of interference fringes in the two-dimensional information. It is arranged at a position where the reproducible area obtained from the selectivity is maximized.
この発明のさらに他の局面に従うと、情報記録媒体に参照光と信号光の干渉縞として記録された2次元情報を参照光の照射によって再生する情報再生方法であって、参照光が情報記録媒体に照射されることで生成される再生光を受け情報記録媒体に記録された2次元情報を生成するステップと、2次元情報に含まれるデータ情報および記録条件情報を読み出すステップとを備え、記録条件格納領域は、2次元情報内において、干渉縞の角度選択性から求まる再生可能領域が最大となる位置に配置される。 According to still another aspect of the present invention, there is provided an information reproducing method for reproducing two-dimensional information recorded as interference fringes of reference light and signal light on an information recording medium by irradiation of the reference light, wherein the reference light is the information recording medium. Generating two-dimensional information recorded on the information recording medium by receiving reproduction light generated by irradiating the recording medium, and reading out data information and recording condition information included in the two-dimensional information. The storage area is arranged in the two-dimensional information at a position where the reproducible area obtained from the angle selectivity of the interference fringes is maximized.
好ましくは、再生される2次元情報内の再生可能領域が最大になるよう、参照光の情報記録媒体への入射角を制御するステップをさらに備える。 Preferably, the method further includes the step of controlling the incident angle of the reference light to the information recording medium so that the reproducible area in the reproduced two-dimensional information is maximized.
好ましくは、再生時の温度情報を検出するステップと、再生時の温度情報と記録条件情報とに基づいて、2次元情報で変調された異なる入射角の信号光に対する参照光の入射角補正量の変化を小さくするための、参照光の波長補正量と入射角補正量とを導出するステップと、波長補正量と入射角補正量とに基づいて、参照光の波長と参照光の入射角度を制御するステップとをさらに備える。 Preferably, based on the temperature information at the time of reproduction and the temperature information at the time of reproduction and the recording condition information, the incident angle correction amount of the reference light with respect to the signal light having different incident angles modulated by the two-dimensional information Deriving the reference light wavelength correction amount and incident angle correction amount to reduce the change, and controlling the reference light wavelength and reference light incident angle based on the wavelength correction amount and the incident angle correction amount Further comprising the step of:
この発明のさらに他の局面に従うと、参照光と2次元情報に基づいて変調された信号光との干渉が干渉縞として記録される情報記録媒体であって、2次元情報は、情報記録媒体に記録されるデータ情報を格納するデータ情報領域と、記録条件情報を格納する記録条件格納領域とを含み、記録条件格納領域は、2次元情報内において、干渉縞の角度選択性から求まる再生可能領域が最大となる位置に配置される。 According to still another aspect of the present invention, there is provided an information recording medium in which interference between the reference light and the signal light modulated based on the two-dimensional information is recorded as interference fringes, and the two-dimensional information is recorded on the information recording medium. A data information area for storing recorded data information and a recording condition storage area for storing recording condition information, and the recording condition storage area is a reproducible area determined from the angle selectivity of interference fringes in two-dimensional information Is placed at the position where the is the maximum.
この発明によれば、温度変化を通じた情報記録媒体の膨張収縮によりホログラム再生条件に変化が生じても、情報を高い確度で再生することが可能である。 According to the present invention, it is possible to reproduce information with high accuracy even if the hologram reproduction condition changes due to expansion and contraction of the information recording medium through temperature change.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
[記録時の構成および動作]
図1は、記録時のホログラフィック記録再生装置100の概略的な構成および記録時の動作を示した図である。
[Configuration and operation during recording]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a holographic recording / reproducing
図1を参照して、ホログラフィック記録再生装置100は、制御系200と光学系300とを含む。光学系300は、波長可変レーザ1と、光アイソレータ2と、1/2波長板3と、偏光ビームスプリッタ4および7と、ビームエキスパンドレンズ5および6と、1/4波長板8および21と、空間光変調器9と、情報変換部10と、リレーレンズ11および13と、空間フィルタ12と、対物レンズ14と、回転駆動ミラー16および22と、照射位置調整用レンズ19および20と、撮像素子23とを備える。制御系200は、エンコーダ10と、デコーダ24と、温度検出部25と、メモリ部26と、制御部28とを備える。なお、後に再生時の動作において説明するように、ホログラフィック記録再生装置100は、輝度ムラ検出器29をさらに備えていてもよい。
Referring to FIG. 1, holographic recording / reproducing
波長可変レーザ1は、レーザビームを発振する光源と、発振波長を制御する波長制御部とを含む。波長可変レーザ1としては、たとえば、外部共振器型半導体レーザを用いることができる。光アイソレータ2は、1/2波長板3以降の光学系からの反射光を除去する。これにより、波長可変レーザ1への戻り光量を低減させ、波長可変レーザ1の発振状態をより安定化することができる。
The wavelength
ホログラフィック記録再生装置100は、角度偏向部として回転駆動ミラー16および22を備える。ホログラフィック記録再生装置100は、情報記録媒体15に対して情報を記録するとともに、情報記録媒体15から情報を再生する。情報記録媒体15は、カード型、回転ディスク型のどちらであってもよい。なお、以下の説明では、記録および再生を実行するホログラフィック記録再生装置100であるものとして説明するが、実施の形態としては、ホログラフィック記録再生装置100の代わりに記録処理のみを実行するホログラフィック記録装置であってもよい。
The holographic recording / reproducing
次に、ホログラフィック記録再生装置100の記録動作について説明する。
波長可変レーザ1から出射されたレーザ光PLは、光アイソレータ2を通過し、1/2波長板3で偏光方向が回転させられる。1/2波長板3での回転角は、情報記録媒体15上での信号光SGLと参照光RFLとの光強度比が最適化されるように調整される。レーザ光PLは、偏光ビームスプリッタ4により、経路P1を通る信号光SGLと経路P2を通る参照光RFLとに分離される。
Next, the recording operation of the holographic recording / reproducing
The laser beam PL emitted from the wavelength
信号光SGLは、ビームエキスパンドレンズ5および6によってビーム径を拡大され、経路P3に沿って偏光ビームスプリッタ7を透過する。透過した信号光SGLは、1/4波長板8を通って直線偏光から円偏光に変換され、反射型の空間光変調器9に導かれる。空間光変調器9は、エンコーダ(情報変換部)10から供給されるページデータPDTに基づいて信号光SGLの光強度を変調する。
The signal light SGL is expanded in beam diameter by the
温度検出部25は、温度等に関する記録条件情報TPを出力する。温度検出部25は、たとえば、温度センサにより、情報記録媒体15中のホログラム記録材料(フォトポリマー材料)の温度を検知する。
The
エンコーダ(情報変換部)10は、記録条件情報TPおよびデータ情報DTを受けて、それらの情報を2次元のページデータPDTに変換する。記録条件情報TPには、記録時のホログラム記録材料の温度情報に加えて、たとえば、波長可変レーザ1の記録時の波長、参照光RFLの入射角、ホログラム記録媒体15の面内方向および厚み方向の線膨張係数、ホログラム記録材料の屈折率、およびホログラム記録材料の屈折率の温度変化定数、およびホログラム記録材料を支持する基板の面内方向の線膨脹係数といった数値のうち、少なくとも再生時に必要となる情報を含む。
The encoder (information conversion unit) 10 receives the recording condition information TP and the data information DT, and converts the information into two-dimensional page data PDT. In the recording condition information TP, in addition to the temperature information of the hologram recording material at the time of recording, for example, the wavelength at the time of recording by the wavelength
図15は、情報記録媒体15において、ホログラム記録材料およびこれを支持する基板の断面図構造を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a cross-sectional structure of a hologram recording material and a substrate that supports the hologram recording material in the
情報記録媒体15において、ホログラム記録材料32は、基板31aおよび31bの間に挟まれた構造となっている。基板31aおよび31bは、ガラスまたはポリカーボネートまたはアクリル樹脂、その他の透明樹脂からなる。図15に示すような基板31aおよび31bに挟まれたホログラム記録材料32の場合、温度変化が生じたときの厚み方向の膨張または収縮量はホログラム記録材料の線膨脹係数から求められるが、面内方向の膨張または収縮量については、ホログラム記録材料が基板に挟まれて支持されているため、基板膨張収縮の影響を大きく受け、膨張、収縮量は基板の線膨脹係数から求めた方が正確な場合が多い。
In the
再生可能領域とは、情報記録媒体に記録時と再生時で温度変化が生じ、ページデータPDT内に欠けが生じた場合において、再生時の参照光RFLの波長を干渉縞の変形に合わせて最適化することなしに再生可能な一定の領域のことをいう。 The reproducible area is optimal in accordance with the deformation of the interference light fringe when the temperature of the information recording medium changes between recording and reproduction, and the page data PDT is chipped. It refers to a certain area that can be reproduced without being converted.
再生可能領域の大きさは、記録時の参照光RFLの入射角および集光された信号光SGLのそれぞれの入射角との関係で決まる。再生可能領域の大きさと位置については、後に、ホログラム記録再生装置100の再生時の動作の説明において詳述する。
The size of the reproducible area is determined by the relationship between the incident angle of the reference light RFL at the time of recording and the respective incident angles of the collected signal light SGL. The size and position of the reproducible area will be described in detail later in the description of the operation of the hologram recording / reproducing
図2は、図1における信号光SGLのSA−SA´断面でのページデータPDTの配置を示す図である。なお、SA−SA´断面は、リレーレンズ13および対物レンズ14の焦点面であり、空間光変調器面とは光学的に共役の関係にある。データ情報DTはページデータPDTの前面に配置されており、記録条件格納領域TPpは、再生可能領域が最大となる位置に配置されている。この場合、再生時に輝度ムラが生じ、輝度ムラの位置によりページデータPDTの一部が読み出せない状態であっても、まず再生可能領域の幅が最大となるように参照光RFLの入射角を変化させて、調整を行うことで、再生可能領域を読み出すことが可能である。再生可能領域が小さい領域に記録条件格納領域TPpを配置した場合と比較して、読み出せない状態である可能性が低く、容易に記録条件格納領域を見つけ出すことが可能となる。さらには、一度に検出可能な領域が大きくなるため、格納できる記録条件情報TPの量を多くすることができる。
FIG. 2 is a diagram showing an arrangement of page data PDT in the SA-SA ′ cross section of the signal light SGL in FIG. The SA-SA ′ cross section is a focal plane of the
再生可能領域の幅は参照光RFLと信号光SGLのなす角で決定される。ここで、信号光SGLは対物レンズによって集光された光であり、信号光SGLの入射角はページデータPDT内の位置によってことなる。したがって、参照光RFLと信号光SGLのなす角も信号光SGLのページデータPDT内での位置によって異なり、ページデータPDT内の位置よって再生可能領域の幅に差が生じる。参照光RFLの入射角を変化させて角度多重記録を行う場合には参照光RFLの入射角に応じて、参照光RFLと信号光SGLのなす角が変化するので、再生可能領域が最大となる位置がページデータPDT内で変化する。再生可能領域の幅については再生時の動作で説明する。 The width of the reproducible region is determined by the angle formed by the reference light RFL and the signal light SGL. Here, the signal light SGL is light collected by the objective lens, and the incident angle of the signal light SGL varies depending on the position in the page data PDT. Therefore, the angle formed by the reference light RFL and the signal light SGL also differs depending on the position of the signal light SGL in the page data PDT, and the width of the reproducible area varies depending on the position in the page data PDT. When angle multiplex recording is performed by changing the incident angle of the reference light RFL, the angle formed by the reference light RFL and the signal light SGL changes according to the incident angle of the reference light RFL, so that the reproducible area is maximized. The position changes in the page data PDT. The width of the reproducible area will be described in the operation during reproduction.
記録条件情報TPは、情報記録媒体15への情報記録の開始の際に検出・取得された情報を使用することができるが、望ましくは、ページデータPDTごとに更新されてもよいし、あるいは、所定数のページデータPDTごとに更新されてもよい。このように逐次更新することにより、波長可変レーザ1にモードホップが生じ、記録時の波長がページデータPDTごとまたは所定数のページデータPDTごとに変化した場合にも、より正確な記録条件情報TPを記録することができる。また、情報記録媒体15の温度が変化した場合であっても、より正確な記録条件情報TPを記録することができる。
The recording condition information TP can use information detected and acquired at the start of information recording on the
図1に戻って、空間光変調器9で強度変調を与えられた信号光SGLは、1/4波長板8によって空間光変調器9への入射時とは偏光方向の異なる直線偏光の光に変換され、偏光ビームスプリッタ7で反射される。反射された信号光SGLは、経路P4に沿ってリレーレンズ11および13を通る。リレーレンズ11は、空間光変調器9から光学的に焦点距離だけ離れた位置に配置されている。リレーレンズ13は、リレーレンズ11の焦点面からリレーレンズ13の焦点距離だけ離れた位置に配置されている。
Returning to FIG. 1, the signal light SGL that has been intensity-modulated by the spatial light modulator 9 is converted into linearly polarized light having a polarization direction different from that at the time of entering the spatial light modulator 9 by the
信号光SGLは、リレーレンズ11の焦点位置においてフーリエ変換像となる。リレーレンズ11のフーリエ変換面に挿入された空間フィルタ12は、集光された信号光SGLのうち、位相変調によって生じた高次の回折光を遮断する。これにより、信号光SGLに含まれる不要な高次回折光を除去することができ、情報記録媒体15の感度を有効に利用することが可能となる。
The signal light SGL becomes a Fourier transform image at the focal position of the
高次の回折光が除去された信号光SGLは、リレーレンズ13によって再びフーリエ変換され、その焦点面において空間光変調器9での像と共役な像に変換される。対物レンズ14は、当該共役像面からその焦点距離だけ離れた位置に配置されている。対物レンズ14は、信号光SGLをフーリエ変換して情報記録媒体15に導く。
The signal light SGL from which the higher-order diffracted light has been removed is subjected to Fourier transform again by the
一方、参照光RFLは、回転駆動ミラー16および照射位置調整用レンズ17および18によって、信号光SGLの焦点位置と重なるように情報記録媒体15内に導かれる。回転駆動ミラー16、照射位置調整用レンズ17、18および情報記録媒体15は、それぞれ照射位置調整用レンズ17、18の焦点距離だけ離れた位置に配置されている。すなわち、これらの素子等は「4f光学配置」となっている。
On the other hand, the reference light RFL is guided into the
信号光SGLおよび参照光RFLは、情報記録媒体15内で干渉し、その干渉縞が情報記録媒体15中のホログラム記録材料32に記録される。回転駆動ミラー16を回転させて参照光RFLの照射位置調整用レンズ17への入射角を変化させることにより、参照光RFLが情報記録媒体15へ入射する角度を変化させることができる。
The signal light SGL and the reference light RFL interfere in the
上記のように、ホログラフィック記録再生装置100は、参照光RFLの入射角度を変化させ、異なるデータ情報DTにより変調された信号光SGLと参照光RFLとを情報記録媒体15のほぼ同一領域内で重ね合わせることで干渉縞を記録する。これにより、情報記録媒体15へ角度多重記録を行うことができる。
As described above, the holographic recording / reproducing
図3は、ホログラフィック記録再生装置100の記録時の動作手順を示すフロー図である。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation procedure during recording of the holographic recording / reproducing
以下の説明では、温度情報および波長情報は、ページデータごとに変動の有無が検出されて更新されるものとしている。 In the following description, it is assumed that temperature information and wavelength information are updated by detecting the presence or absence of fluctuation for each page data.
図3を参照して、ステップS101において、制御部28が記録スタートの信号を受け取り、記録動作を開始する。
Referring to FIG. 3, in step S101,
ステップS102において、温度検出部25が現在の情報記録媒体中のホログラム記録材料32の温度(もしくは、その近傍の温度または装置内部の温度でもよい)を検出するとともに制御部28が現在の光源の波長を検出し、温度情報Tおよび波長情報λが取得される。
In step S102, the
ステップS103において、制御部28が情報記録媒体の移動機構(図示せず)を駆動して、情報記録媒体15を記録位置に移動させる。
In step S103, the
ステップS104において、制御部28は回転駆動ミラー16を回転させて参照光RFL入射角を記録する角度に設定する。なお、記録時には、制御部28の制御にしたがって、情報記録媒体15を透過した光は、遮光機構(図示せず)により遮られて、あるいは吸収部材により吸収されて、レンズ19の方には到達しない構成とすることにより、記録時の迷光を避けることができる。
In step S104, the
ステップS105において、エンコーダ10が記録データ情報DTを取得する。ステップS106の分岐において、制御部28は、温度検出部25により、ステップS102で取得した温度から温度変動があるかを検出する。温度変動がない場合は、処理はステップS108へジャンプする。温度変動があった場合、処理はステップS107へと進み、制御部28は、温度検出部25により、再度温度を検出し、メモリ部26に記憶される温度情報Tを更新する。
In step S105, the
ステップS108の分岐では、制御部28は、波長変動があるかを検出する。波長変動がない場合は、処理はステップS110へとジャンプする。波長変動がある場合は、制御部28は、再度波長を検出し、メモリ部26に記憶される波長情報λを更新する。
In step S108, the
ステップS110の分岐では、制御部28は、予め設定された動作条件に応じて、その他の情報E、例えば情報記録媒体の面内方向の線膨脹係数、情報記録媒体の厚み方向の線膨脹係数、情報記録媒体の屈折率の温度変化係数または情報記録媒体を支持する基板の線膨脹係数を取得するかを判断する。その他情報については、角度多重記録おける最初のページデータPDT記録時のみまたはディスクに記録する最初のページデータPDT記録時のみ取得してもよい。その他の情報Eを取得しない場合には、処理はステップS113へジャンプする。
In the branch of step S110, the
ステップS111ではその他情報Eに変動があるかを調べる。変動がない場合はステップS113へジャンプする。変動がある場合は、メモリ部26に記憶される、その他情報Eを更新する。
In step S111, it is checked whether there is a change in the other information E. If there is no change, the process jumps to step S113. If there is a change, the other information E stored in the
ステップS113において、これまで取得した温度情報T、波長情報λ、その他情報がある場合は、制御部28に制御されて、エンコーダ10は、温度情報T、波長情報λ、その他情報Eを記録条件格納領域に配置し、データ情報Dをデータ情報領域へ配置し、ページデータPDTを作成する。
In step S113, when there is temperature information T, wavelength information λ, and other information acquired so far, the
ステップS114において、ホログラフィック記録が行なわれる。
ステップS115の分岐では、制御部28は、角度多重記録を終了するかを判断する。終了する場合は制御部28は、処理をステップS116へと進ませる。終了しない場合は、処理はステップS104へと戻り、参照光入射角を変化させ、ステップS105からステップS114の一連の動作が繰り返される。
In step S114, holographic recording is performed.
In the branch of step S115, the
ステップS116の分岐では、制御部28は、記録を終了するかを判断する。終了する場合には、制御部28は、処理をステップS117へと進ませる。終了しない場合は、処理はステップS103へと戻り、制御部28は、移動機構を駆動して記録位置を所定量だけシフトさせて、再度ステップS104からステップS115の一連の動作を繰り返す。
In the branch of step S116, the
ステップS117では、制御部28は、記録後の後処理として、ホログラムを記録した領域に可干渉性の低い光を照射するキュアを行う。キュア完了後、ステップS118において記録動作が終了する。
In step S117, as a post-processing after recording, the
[再生時の構成および動作]
次に、ホログラフィック記録再生装置100の再生動作について説明する。
[Configuration and operation during playback]
Next, the reproducing operation of the holographic recording / reproducing
図4は、ホログラフィック記録再生装置100の概略的な構成および再生時の動作を示した図である。なお、ここでも、以下の説明では、記録および再生を実行するホログラフィック記録再生装置100であるものとして説明するが、実施の形態としては、ホログラフィック記録再生装置100の代わりに再生処理のみを実行するホログラフィック再生装置であってもよい。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the holographic recording / reproducing
図4を参照して、ホログラフィック記録再生装置100は、再生時には、制御部28は、参照光RFLのみを発生させるように、1/2波長板3の回転角を調整する。参照光RFLは、記録時と同じ経路P2上の光アイソレータ2、1/2波長板3、偏光ビームスプリッタ4、回転駆動ミラー16および照射位置調整用レンズ17および18を通って、情報記録媒体15へと入射する。回転駆動ミラー16を回転させて参照光RFLの照射位置調整用レンズ17への入射角を変化させることにより、記録時と同様に、参照光RFLが情報記録媒体15へ入射する角度を変化させることができる。
Referring to FIG. 4, in holographic recording / reproducing
情報記録媒体15を透過した参照光RFLは、さらに照射位置調整用レンズ19および20を通り、経路P5上の1/4波長板21によって円偏光に変換される。当該円偏光は、回転駆動ミラー22に入射する。制御部28は、参照光RFLが回転駆動ミラー22に対して垂直に入射するように回転駆動ミラー22の角度を調整する。
The reference light RFL transmitted through the
上記のような動作の結果、参照光RFLは、元来た経路P5と逆方向の経路P6を通って1/4波長板21を再び通過し、偏光方向が90度回転した直線偏光に変換される。上述したように参照光RFLの情報記録媒体15への入射角度を変化させた場合には、その都度、参照光RFLが回転駆動ミラー22に対して垂直に入射するように、回転駆動ミラー22の角度が調整される。
As a result of the operation as described above, the reference light RFL passes through the
1/4波長板21で直線偏光に変換された参照光RFLは、照射位置調整用レンズ19および20を通って情報記録媒体15に再入射する。このとき、参照光RFLは、記録時と逆の方向から入射するので、記録時の参照光RFLと位相共役な光となって情報記録媒体15に照射される。これにより、情報記録媒体15内では、記録された干渉縞で参照光RFLが回折され、その結果、記録された情報が再生される。こうして生成された再生光CFLは、対物レンズ14を経てフーリエ変換される。その後、再生時の経路P7上のリレーレンズ13、空間フィルタ12およびリレーレンズ11を通って、偏光ビームスプリッタ7を透過する。
The reference light RFL converted into linearly polarized light by the
偏光ビームスプリッタ7を透過した再生光CFLは、撮像素子23に入射する。撮像素子23は、リレーレンズ11の結像面に配置されている。撮像素子23は、再生光CFLを受けて、再生光CFLに与えられている強度変調を読み取り、2次元のページデータPDTを生成する。デコーダ24は、生成された2次元のページデータPDTを受け取ってそこからデータ情報DTおよび記録条件情報TPを含む情報を読み出す。撮像素子23としては、CCD(Charge Coupled Device)アレイやCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)センサアレイを用いることができる。
(輝度ムラの生じる原因とその方向)
記録時と再生時でホログラム記録材料32に膨張収縮が生じた場合、再生光に輝度ムラが生じることがある。その輝度ムラの生じる方向と再生可能領域および再生可能領域の幅について説明する。
The reproduction light CFL that has passed through the polarization beam splitter 7 enters the
(Causes and directions of uneven brightness)
When expansion and contraction occur in the
図5は、記録時における情報記録媒体15内のホログラム記録材料32に入射する信号光SGLおよび参照光RFLの様子を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing the state of the signal light SGL and the reference light RFL incident on the
図5を参照して、信号光SGLは空間光変調器9の共役面であるSA−SA´断面において、一旦像を結んだ後、回折しながら対物レンズへと入射する。対物レンズ14を通って信号光SGLの各位置からの光は入射角の異なる平行光となって情報記録媒体に入射し、参照光RFLは、入射角θRで情報記録媒体15に入射する。図5に示すように、信号光SGLのページデータPDT内での位置によって信号光SGLの情報記録媒体15への入射角θSは異なるため、干渉縞の傾斜角、縞の間隔も信号光SGLのページデータPDT内の位置によって異なる。
Referring to FIG. 5, the signal light SGL is incident on the objective lens while being diffracted after once forming an image in the SA-SA ′ cross section which is a conjugate surface of the spatial light modulator 9. Light from each position of the signal light SGL passes through the
図6は、異なる入射角を有する信号光SGLが情報記録媒体15内のホログラム記録材料32で参照光RFLと干渉する様子を示した図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the signal light SGL having different incident angles interferes with the reference light RFL by the
図6を参照して、情報記録媒体15内のホログラム記録材料32には、信号光SGLの各平面波成分に対応した異なる干渉縞間隔および異なる干渉縞傾斜角を持った複数の干渉縞が記録される。この様な複数の干渉縞が一度に記録された状況で、ホログラム記録材料32に膨張収縮が生じた場合、最適な参照光RFLの入射角補正量Δθrcは、干渉縞の傾斜角、間隔によって異なる。つまり、信号光SGLのページデータPDT内の位置によって、参照光RFLの最適な入射角補正量が異なる。この様な場合、ある入射角で参照光RFLを入射した場合、ページデータPDT内のある位置からの信号光SGLによって記録された干渉縞は、ブラッグ条件を満たし再生されるがその他の位置からの信号光SGLによって記録された干渉縞はブラッグ条件を満たさず、再生されない。これが輝度ムラや再生画像の欠けの原因である。
Referring to FIG. 6, a plurality of interference fringes having different interference fringe intervals and different interference fringe inclination angles corresponding to the respective plane wave components of signal light SGL are recorded on
再生画像の欠けが生じる方向は、参照光RFLの光軸方向と信号光SGLの光軸方向とがなす面の法線(Y方向)に垂直な方向(X方向)となる
図7は、信号光SGLの入射角θSに対する参照光RFLの入射角補正量ΔθRを示した図である。
The direction in which the reproduced image is missing is the direction (X direction) perpendicular to the normal (Y direction) of the surface formed by the optical axis direction of the reference light RFL and the optical axis direction of the signal light SGL. is a diagram showing the incident angle correction amount [Delta] [theta] R of the reference light RFL with respect to the incident angle theta S light SGL.
図7では、波長可変レーザ1の記録時の波長を405nm、再生時の波長を402nm、記録時の参照光RFLの情報記録媒体15への入射角を60度、対物レンズ14のNA(開口数)を0.5と仮定する。信号光SGLの光軸が情報記録媒体15の法線方向と一致しており、このとき信号光SGLのホログラム記録材料への入射角度は−30度から30度となる。記録時と再生時とで約20度の温度変化が生じると仮定する。このとき、必要となる参照光RFLの入射角補正量Δθrcは、図7のグラフに示すとおりになる。
(参照光RFLの入射角補正量)
参照光RFLの入射角補正量Δθrcは記録時の角度からの補正量である。入射角補正量Δθrcを0.59度とすると、0.59度を中心に再生可能角度範囲θpb内にある干渉縞だけがブラック条件を満たし再生可能となる。仮に再生可能角度範囲θpbを0.1度とすると、再生可能な信号光SGLの角度範囲は入射角が20±5度であり、ページデータPDT内における、入射角に対応した領域が再生される。これを再生可能領域とする。したがって、信号光SGLの再生可能領域は参照光RFLの再生可能角度範囲θpbから求まり、参照光RFLの再生可能角度範囲は参照光RFLの角度選択性から求まる。
In FIG. 7, the recording wavelength of the
(An incident angle correction amount of the reference light RFL)
The incident angle correction amount Δθrc of the reference light RFL is a correction amount from the recording angle. When the incident angle correction amount Δθrc is 0.59 degrees, only the interference fringes within the reproducible angle range θpb centering on 0.59 degrees satisfy the black condition and can be reproduced. If the reproducible angle range θpb is 0.1 degree, the reproducible signal light SGL has an incident angle of 20 ± 5 degrees, and a region corresponding to the incident angle in the page data PDT is reproduced. . This is a reproducible area. Therefore, the reproducible region of the signal light SGL is obtained from the reproducible angle range θpb of the reference light RFL, and the reproducible angle range of the reference light RFL is obtained from the angle selectivity of the reference light RFL.
一般に参照光RFLの角度選択性は、ホログラム記録材料の厚み、波長可変レーザ1の波長、および、記録時の参照光RFLおよび信号光SGLの情報記録媒体15への入射角によってきまる。
(角度選択性と再生可能領域)
図8は、記録された単一の傾斜角、干渉縞の間隔の干渉縞が記録された場合のホログラムからの回折効率と参照光RFLの情報記録媒体への入射角度の関係(参照光RFLの角度選択性)を示した図である。
In general, the angle selectivity of the reference light RFL is determined by the thickness of the hologram recording material, the wavelength of the wavelength
(Angle selectivity and playable area)
FIG. 8 shows the relationship between the diffraction efficiency from the hologram and the incident angle of the reference light RFL to the information recording medium when the interference fringes having the recorded single tilt angle and interference fringe distance are recorded (the reference light RFL It is the figure which showed angle selectivity.
図8を参照して、再生光CFLの回折効率が0.5となるときの参照光RFLの入射角度の範囲を、参照光RFLの再生可能角度範囲θpbとする。記録されたホログラムの角度選択性は、ホログラム記録材料32の厚み、波長可変レーザ1の波長、および、記録時の参照光RFLおよび信号光SGLの情報記録媒体15への入射角によって決まる。参照光と信号光SGLのなす角が90度となるとき角度選択性の半値全幅は小さくなり、再生可能領域も小さくなる。参照光RFLと信号光SGLのなす角が0度または180度となるとき角度選択性の半値全幅は最も大きくなり、再生可能領域も大きくなる。つまり、記録時の波長と再生時の波長が同一の場合、参照光と信号光SGLのなす角が90度に近いほど再生可能領域は小さくなり、0度または180度に近づくほど、再生可能領域は大きくなる。
Referring to FIG. 8, the range of the incident angle of reference light RFL when the diffraction efficiency of reproduction light CFL is 0.5 is set as a reproducible angle range θpb of reference light RFL. The angle selectivity of the recorded hologram is determined by the thickness of the
図9を参照して、光源の波長405nm、参照光入射角30度、ホログラム記録材料の厚み1.0mm、信号光SGLを集光する対物レンズのNAを0.5とし信号光SGLの光軸の入射角−30度の場合を考える。このとき信号光SGLのホログラム記録材料への入射角度は0度から−60度となる。 Referring to FIG. 9, the wavelength of the light source is 405 nm, the reference light incident angle is 30 degrees, the thickness of the hologram recording material is 1.0 mm, the NA of the objective lens for condensing the signal light SGL is 0.5, and the optical axis of the signal light SGL Let us consider a case where the incident angle is −30 degrees. At this time, the incident angle of the signal light SGL to the hologram recording material is 0 degrees to −60 degrees.
信号光SGLは対物レンズによってホログラム記録材料内に集光されるので、信号光SGLの入射角はページデータPDT内の位置によって異なる。つまり、ページデータPDT内の位置によって角度選択性すなわち再生可能領域が異なる。 Since the signal light SGL is condensed into the hologram recording material by the objective lens, the incident angle of the signal light SGL varies depending on the position in the page data PDT. That is, the angle selectivity, that is, the reproducible area differs depending on the position in the page data PDT.
図9におけるページデータPDT内の位置PAからの光は対物レンズによって集光され、ホログラム記録材料に入射角−60度で入射する。このときの角度選択性を示した図が図10(a)で、対応する再生可能領域を示した図が図10(b)である。図10(a)は位置PAからの信号光SGLが再生される場合の角度選択性を示した図である。図9におけるページデータPDT内のPB位置からの光は同様に対物レンズによって集光され、ホログラム記録材料に入射角0度で入射する。このときの角度選択性を示した図が図11(a)で対応する再生可能領域を示した図が図11(b)である。図11(a)のとき角度選択性は図10(a)と比較して2倍程度大きい。したがって、再生可能領域も2倍程度大きくなる。 The light from the position PA in the page data PDT in FIG. 9 is collected by the objective lens and enters the hologram recording material at an incident angle of −60 degrees. FIG. 10A shows the angle selectivity at this time, and FIG. 10B shows the corresponding reproducible area. FIG. 10A is a diagram showing angle selectivity when the signal light SGL from the position PA is reproduced. Similarly, the light from the PB position in the page data PDT in FIG. 9 is condensed by the objective lens and enters the hologram recording material at an incident angle of 0 degree. FIG. 11B is a diagram showing the angle selectability at this time and FIG. 11B is a diagram showing the corresponding reproducible area in FIG. In the case of FIG. 11A, the angle selectivity is about twice as large as that in FIG. Therefore, the reproducible area also becomes about twice as large.
つまり、記録時の波長と再生時の波長が同一の場合、情報記録媒体への参照光の入射角度、信号光の入射角度等の幾何学的配置により、再生時において、最大の大きさの「再生可能領域」となりうる領域が規定されることになる。したがって、このような幾何学的配置と「最大の再生可能領域」との関係を、たとえば、事前に計算により、または、実験により特定しておくことで、記録条件情報TPを最大の再生可能領域となる領域内に配置する。 That is, when the wavelength at the time of recording and the wavelength at the time of reproduction are the same, the maximum size of “ An area that can be a “reproducible area” is defined. Therefore, the relationship between such a geometric arrangement and the “maximum reproducible area” is specified by, for example, calculation or experiment in advance, so that the recording condition information TP can be maximized. Place in the area.
図9の例では、記録条件情報TPを位置PBの再生可能領域内に配置することで、再生時に再生像の輝度ムラが生じた場合であっても記録条件情報TPを読み出せる可能性が高い。また、再生可能領域が大きいため、より多くの記録条件情報TPを配置することができる。 In the example of FIG. 9, by arranging the recording condition information TP in the reproducible area at the position PB, there is a high possibility that the recording condition information TP can be read even when the luminance unevenness of the reproduced image occurs during reproduction. . Further, since the reproducible area is large, more recording condition information TP can be arranged.
また、上述の輝度ムラが生じた場合であっても、参照光入射角を変化させ再生可能領域が最大となるように調整することで、容易に記録条件情報を読み出すことができる。再生可能領域の大きさを検出するため、ホログラフィック記録再生装置100にはさらに輝度ムラ検出器29をさらに備えていてもよい。輝度ムラ検出器29はラインセンサや多分割フォトダイオードであってもよいし、CCDカメラやCMOSカメラなどのイメージセンサであってもよい。輝度ムラ検出器29は参照光RFLが記録されたホログラムを透過する際にP8の経路を辿って発生する再生光を検出する。また、撮像素子の出力を用いて再生可能領域の大きさを検出してもよい。
Even when the above-described luminance unevenness occurs, the recording condition information can be easily read by adjusting the incident angle of the reference light so that the reproducible area is maximized. In order to detect the size of the reproducible area, the holographic recording / reproducing
図3に戻って、撮像素子23で検出された再生光CFLは、ページデータPDTとしてデコーダ24へ送られる。デコーダ24は、ページデータPDTをデータ情報DTおよび記録条件情報TPに変換する。温度検出部25は、情報記録媒体15などの温度情報を検出する。当該温度情報および記録条件情報TPから、情報記録媒体15の線膨張係数および屈折率の温度変化定数が読み出される。これらの情報により、温度変化に対するホログラムの伸縮δx、δzおよび記録時の情報記録媒体15の屈折率nrを求めることができる。
Returning to FIG. 3, the reproduction light CFL detected by the
上記の値を用いて、異なる信号光SGLの入射角に対して参照光RFLの入射角補正量Δθrcをほぼ一定にする参照光RFLの波長補正量および/または入射角補正量を制御部28で算出する。制御部28は、算出された波長補正量および/または入射角補正量に基づいて、波長可変レーザ1の波長の調整および回転駆動ミラー16の駆動を行う。これにより、波長可変レーザ1の波長および参照光RFLの情報記録媒体15への入射角度が補正される。
Using the above values, the
図12は、補正を加えた場合の信号光SGLの入射角θsに対する参照光RFLの入射角補正量Δθrcを示した図である。 FIG. 12 is a diagram illustrating the incident angle correction amount Δθrc of the reference light RFL with respect to the incident angle θs of the signal light SGL when correction is applied.
図12に示すように、波長可変レーザ1の波長の補正に加えて参照光RFLの情報記録媒体15への入射角度を補正することにより、参照光RFLの入射角補正量Δθrcを再生可能角度範囲θpb内に収めることができる。これにより、ページデータPDTの欠けなく画像再生を行うことができる。
As shown in FIG. 12, in addition to the correction of the wavelength of the wavelength
なお、記録時および再生時の情報記録媒体15および/またはホログラフィック記録再生装置100内部の温度変化量、記録時および再生時の波長可変レーザ1の波長変化量に対する再生時の波長補正量、波長可変レーザ1の波長変化量に対する再生時の参照光RFLの入射角補正量Δθrcなどをメモリ部26に記録しておいてもよい。
Note that the amount of temperature change in the
上記の温度変化量、波長補正量および入射角補正量Δθrcを予めメモリ部26に保持しておくことにより、記録条件情報TPおよび/または再生時の温度情報をもとに、波長補正量および入射角補正量Δθrcを演算なしに求めることができる。その結果、上記の補正および再生を高速に行うことが可能となる
以上のように、実施の形態のホログラフィック記録再生装置100によれば、参照光RFLの入射角補正量Δθrcが再生可能角度範囲θpb内に収まるように波長可変レーザ1の波長および参照光RFLの情報記録媒体15への入射角度を補正することにより、2次元ページデータPDTの欠けなく画像再生を行うことができる。
By storing the temperature change amount, the wavelength correction amount, and the incident angle correction amount Δθrc in the
図13は、ホログラフィック記録再生装置100の再生時の動作手順を示すフロー図を示す。
FIG. 13 is a flowchart showing an operation procedure during reproduction of the holographic recording / reproducing
図13を参照して再生方法を説明する。ステップS201において、制御部28は、再生スタートの信号を受け取り、再生動作を開始する。
The playback method will be described with reference to FIG. In step S201, the
ステップS202において、制御部28は、温度検出部25により、現在の情報記録媒体中のホログラム記録材料32の温度(もしくは、その近傍の温度または装置内部の温度でもよい)を検出するとともに現在の光源の波長を検出し、温度情報Tおよび波長情報λを取得する。
In step S202, the
ステップS203において、制御部28が情報記録媒体の移動機構(図示せず)を駆動して、情報記録媒体を再生する位置に移動させる。
In step S203, the
ステップS204において、制御部28は回転駆動ミラー16を回転させて参照光入射角を再生する角度に設定する。
In step S204, the
ステップS205において、制御部28は、情報記録媒体の情報を記録した位置に参照光RFLを照射し信号光SGLを再生し、再生信号の読み出しを行う。
In step S205, the
ステップS206の分岐において、制御部28は、読み出された再生信号に輝度ムラが生じているかを判断する。輝度ムラが生じているかの判断は再生可能領域の大きさから判断してもよいし、輝度ムラ検出用の領域をページデータPDT内に配置しておき、それらの輝度値を比較することにより判断してもよいし、ページデータPDT内のエラー数若しくはエラー分布から判断してもよい。
In step S206, the
輝度ムラが生じていない場合、処理はステップS210へジャンプする。輝度ムラが生じている場合、制御部28は、処理をステップS207へと進め、記録条件情報を読み出す。ステップS208において、制御部28は、得られた記録条件情報から、その条件に応じて、i)参照光入射角の補正情報のみ、またはii)参照光入射角及び光源波長の補正情報を導出する。
If there is no luminance unevenness, the process jumps to step S210. When the luminance unevenness has occurred, the
ステップS209において得られた補正情報に基づいて、制御部28は、参照光入射角および/または参照光入射角及び光源波長を補正する。
Based on the correction information obtained in step S209, the
ステップS210において、デコーダ24は再度信号を読み出し、得られた信号のデコードを行う。
In step S210, the
ステップS211の分岐において、制御部28は、角度多重再生が終了したかを確認する。終了する場合、処理はステップS212へと移動する。終了しない場合、制御部28は、処理をステップS204へ戻し参照光入射角を設定する。このときの参照光入射角は補正情報によって補正された入射角であってもよい。その後、制御部28は、ステップS205からステップS210までの一連の動作を繰り返す。ステップS212において再生を終了するかを確認する。終了する場合、制御部28は、処理をステップS213へと移動させ再生を終了する。終了しない場合、制御部28は、処理をステップS203へと戻し、再生位置を変化させ再度、角度多重再生を行う。
In the branch of step S211, the
図14は、再生可能領域の最大となる領域に記録条件情報TPが記録されている場合の記録条件情報取得方法を示すフロー図を示す。 FIG. 14 is a flowchart showing a recording condition information acquisition method in the case where the recording condition information TP is recorded in the maximum reproducible area.
図14を参照して記録条件取得方法を説明する。
ステップS301において、制御部28は、記録条件情報読み出し開始の信号を受けて、読み出しを開始する。ステップS302において参照光入射角を所定の値に設定し、制御部28は、ステップS303において再生可能領域の大きさ、つまり再生可能領域幅を検出する。ステップS304の分岐において、再生可能領域幅が最大であれば、制御部28は、処理をステップS305へと移す。再生可能領域幅が最大でなければ、処理はステップS302へと戻り、制御部28は、再度参照光入射角を変化させ、ステップS303、ステップS304の処理を順次行なう。このような反復作業を行うことで再生可能領域幅を最大にし、制御部28は、ステップS305において再生可能領域幅が最大となる位置に記録された記録条件情報を読み出す。その後ステップS306へ移動し、記録条件情報読み出しを終了する。
The recording condition acquisition method will be described with reference to FIG.
In step S301, the
以上のような構成により、確実に記録条件情報を読み出した上で、レーザ波長と参照光の入射角を補正して読出しを行うことができるので、品質の高い再生信号光を得ることが可能となる。 With the configuration as described above, it is possible to read out the recording condition information with certainty and correct the laser wavelength and the incident angle of the reference light, so that it is possible to obtain high-quality reproduced signal light. Become.
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
1 波長可変レーザ、2 光アイソレータ、3 1/2波長板、4,7 偏光ビームスプリッタ、5,6 ビームエキスパンドレンズ、8,21 1/4波長板、9 空間光変調器、10 情報変換部、11,13 リレーレンズ、12 空間フィルタ、14 対物レンズ、15 情報記録媒体、16,22 回転駆動ミラー、19,20 照射位置調整用レンズ、23 撮像素子、24 デコーダ、25 温度検出部、26 メモリ部、28 制御部、29 輝度ムラ検出器、100 ホログラフィック記録再生装置。
1 tunable laser, 2 optical isolator, 3 1/2 wavelength plate, 4,7 polarization beam splitter, 5,6 beam expanding lens, 8,21 1/4 wavelength plate, 9 spatial light modulator, 10 information conversion unit, DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記情報記録媒体の温度情報を含む記録条件情報を検出するステップと、
前記情報記録媒体に記録されるデータ情報を格納するデータ情報領域と検出された前記記録条件情報を格納する記録条件格納領域とを含む2次元情報に変換するステップとを備え、
前記記録条件格納領域は、前記2次元情報内において、前記干渉縞の角度選択性から求まる再生可能領域が最大となる位置に配置されたに格納されており、
前記参照光と前記2次元情報に基づいて変調された前記信号光とを前記情報記録媒体において干渉させることで、前記干渉縞を前記情報記録媒体に記録するステップをさらに備える、情報記録方法。 An information recording method for recording information on an information recording medium using interference fringes formed by interference between reference light and signal light,
Detecting recording condition information including temperature information of the information recording medium;
Converting to two-dimensional information including a data information area for storing data information recorded on the information recording medium and a recording condition storage area for storing the detected recording condition information,
The recording condition storage area is stored at the position where the reproducible area obtained from the angle selectivity of the interference fringe is maximized in the two-dimensional information,
An information recording method, further comprising: recording the interference fringes on the information recording medium by causing the reference light and the signal light modulated based on the two-dimensional information to interfere with each other in the information recording medium.
前記情報記録媒体に記録されるデータ情報を格納するデータ情報領域を作成するステップと、
記録条件情報を格納する記録条件格納領域を作成するステップとを備え、
前記記録条件格納領域は、前記2次元情報内において、前記干渉縞の角度選択性から求まる再生可能領域が最大となる位置に配置される、2次元情報作成方法。 A two-dimensional information creation method used for information recording in which interference fringes are recorded as interference between a reference light and a signal light obtained by modulating two-dimensional information,
Creating a data information area for storing data information recorded on the information recording medium;
Creating a recording condition storage area for storing recording condition information,
The recording condition storage area is a two-dimensional information creation method in which the reproducible area determined from the angle selectivity of the interference fringes is arranged in the two-dimensional information at a maximum.
前記参照光が前記情報記録媒体に照射されることで生成される再生光を受け前記情報記録媒体に記録された2次元情報を生成するステップと、
前記2次元情報に含まれるデータ情報および記録条件情報を読み出すステップとを備え、
前記記録条件格納領域は、2次元情報内において、前記干渉縞の角度選択性から求まる再生可能領域が最大となる位置に配置される、情報再生方法。 An information reproducing method for reproducing two-dimensional information recorded as interference fringes of reference light and signal light on an information recording medium by irradiation of the reference light,
Receiving reproduction light generated by irradiating the information recording medium with the reference light, and generating two-dimensional information recorded on the information recording medium;
Reading data information and recording condition information included in the two-dimensional information,
The information reproducing method, wherein the recording condition storage area is arranged at a position where the reproducible area obtained from the angle selectivity of the interference fringe is maximized in two-dimensional information.
前記再生時の温度情報と記録条件情報とに基づいて、前記2次元情報で変調された異なる入射角の信号光に対する前記参照光の入射角補正量の変化を小さくするための、前記参照光の波長補正量と入射角補正量とを導出するステップと、
前記波長補正量と前記入射角補正量とに基づいて、前記参照光の波長と前記参照光の入射角度を制御するステップとをさらに備える、請求項5に記載の情報再生方法。 Detecting temperature information during playback; and
Based on the temperature information at the time of reproduction and the recording condition information, the reference light for reducing the change in the incident angle correction amount of the reference light with respect to the signal light having different incident angles modulated by the two-dimensional information is reduced. Deriving a wavelength correction amount and an incident angle correction amount;
The information reproducing method according to claim 5, further comprising a step of controlling a wavelength of the reference light and an incident angle of the reference light based on the wavelength correction amount and the incident angle correction amount.
前記2次元情報は、前記情報記録媒体に記録されるデータ情報を格納するデータ情報領域と、記録条件情報を格納する記録条件格納領域とを含み、
前記記録条件格納領域は、2次元情報内において、前記干渉縞の角度選択性から求まる再生可能領域が最大となる位置に配置される、情報記録媒体。 An information recording medium on which interference between reference light and signal light modulated based on two-dimensional information is recorded as interference fringes,
The two-dimensional information includes a data information area for storing data information recorded on the information recording medium, and a recording condition storage area for storing recording condition information,
The recording condition storage area is an information recording medium arranged in a position where the reproducible area obtained from the angle selectivity of the interference fringes is maximized in the two-dimensional information.
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