JP2017162525A - Hologram recording playback system and hologram recording playback method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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に関する。更に詳しくは、2次元化されたデジタルビットパターンを記録媒体にホログラムとして多重に記録することにより大容量光メモリを構成するための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に関する。 The present invention relates to a hologram recording / reproducing apparatus and a hologram recording / reproducing method. More specifically, the present invention relates to a hologram recording / reproducing apparatus and a hologram recording / reproducing method for constructing a large-capacity optical memory by multiplexly recording a two-dimensional digital bit pattern as a hologram on a recording medium.
従来より、ホログラムを用いてデジタル情報を二次元的に記録再生するホログラム記録再生装置が提案されている。ホログラム記録再生装置においては、複数の画素よりなる空間光変調器で変調された、デジタル情報(データ情報)を担持した信号光と、当該信号光とコヒーレントな参照光とを干渉させることにより得られる干渉縞をホログラムとして記録する。また、記録媒体に記録されたホログラムを再生する場合には、記録に用いた参照光をホログラムに照射することにより、回折光を発生させ例えばCCDなどの撮像素子上に、ホログラムとして記録されているデジタル情報の画像を形成させる。
このようなホログラム記録再生装置において、ホログラムを多重記録するための具体的な方法としては、例えば、角度多重記録方式、球面参照光シフト多重記録方式およびスペックル参照光多重記録方式などが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, hologram recording / reproducing apparatuses that record and reproduce digital information two-dimensionally using holograms have been proposed. In a hologram recording / reproducing apparatus, a signal light carrying digital information (data information) modulated by a spatial light modulator composed of a plurality of pixels is obtained by causing the signal light and a coherent reference light to interfere with each other. Interference fringes are recorded as holograms. When reproducing a hologram recorded on a recording medium, the hologram is irradiated with reference light used for recording to generate diffracted light and recorded as a hologram on an image pickup device such as a CCD. An image of digital information is formed.
In such a hologram recording / reproducing apparatus, for example, an angle multiplex recording method, a spherical reference light shift multiplex recording method, and a speckle reference light multiplex recording method are known as specific methods for multiplex recording of holograms. Yes.
而して、ホログラム記録再生装置においては、通常、正確に情報の記録が行われた否かを確認するためのベリファイ処理を行うことが求められている。ベリファイ処理は、記録媒体に記録された情報(ホログラム)を再生することにより行われる。 Thus, a hologram recording / reproducing apparatus is usually required to perform a verify process for confirming whether or not information has been recorded accurately. The verify process is performed by reproducing information (hologram) recorded on the recording medium.
例えば、特許文献1には、ホログラム記録再生装置において、記録媒体中に必要な情報を書き込んだ後、記録媒体に定着用の光を照射して定着処理を行い、定着処理後に、記録された情報のベリファイ処理が行われることが記載されている。
また、特許文献2には、ホログラム記録再生装置において、記録媒体上にホログラムを記録した後、信号光のみを遮断し、記録したホログラムからの回折光を受光素子で受光してホログラムに記録した情報をベリファイすることが記載されている。
For example, in
Further, in Patent Document 2, in a hologram recording / reproducing apparatus, after recording a hologram on a recording medium, only signal light is blocked, and diffracted light from the recorded hologram is received by a light receiving element and recorded on the hologram. It is described that the verification is performed.
上述したように、従来のホログラム記録再生装置において実施されるベリファイ処理は、記録媒体における所定領域ないしは記録媒体の全体に情報を記録した後、情報を記録した当該所定領域(例えばトラック)にアクセスし、記録された情報を再生することにより、行われるため、ベリファイ処理を含む情報の記録処理に長時間の時間を要するという、問題がある。 As described above, the verify process performed in the conventional hologram recording / reproducing apparatus records information on a predetermined area of the recording medium or the entire recording medium, and then accesses the predetermined area (for example, a track) on which the information is recorded. However, since it is performed by reproducing the recorded information, there is a problem that it takes a long time for the information recording process including the verify process.
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、情報記録の信頼性を向上させることができると共に、情報記録の高速化を図ることのできる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を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the circumstances as described above, and can improve the reliability of information recording and increase the speed of information recording, and a hologram recording / reproducing apparatus and hologram recording / reproducing It aims to provide a method.
本発明のホログラム記録再生装置は、記録再生光源と、当該記録再生光源からの光を互いに偏光方向の異なる信号用の光および参照光用の光に分割する第1の光分離手段と、参照光用の光を第1の参照光用の光および第2の参照光用の光に分割する第2の光分離手段と、信号光用の光をデータ情報を担持した信号光として記録媒体に照射する信号光照射光学系と、第1の参照光用の光を信号光と同一の偏光方向を有する記録再生用参照光として記録媒体に照射すると共に第2の参照光用の光を信号光の偏光方向と直交する偏光方向のベリファイ用参照光として記録媒体に照射する参照光照射光学系と、記録媒体に記録されたホログラムからの再生光を検出する再生光検出光学系とを備えた光学機構を有しており、
信号光と、記録再生用参照光と、ベリファイ用参照光とが、記録媒体に同時に照射されることにより、当該信号光と当該記録再生用参照光との干渉縞がホログラムとして記録されると共に当該記録されたホログラムが当該ベリファイ用参照光によって再生されることによりベリファイ処理が行われることを特徴とする。
The hologram recording / reproducing apparatus of the present invention includes a recording / reproducing light source, first light separating means for dividing the light from the recording / reproducing light source into signal light and reference light having different polarization directions, and reference light Irradiating the recording medium as signal light carrying data information with second light separating means for dividing the light for use into light for the first reference light and light for the second reference light A signal light irradiating optical system, and irradiating the recording medium with the first reference light light as the recording / reproducing reference light having the same polarization direction as the signal light and the second reference light light as the signal light An optical mechanism comprising a reference light irradiation optical system for irradiating a recording medium as reference light for verification in a polarization direction orthogonal to the polarization direction, and a reproduction light detection optical system for detecting reproduction light from a hologram recorded on the recording medium Have
By simultaneously irradiating the recording medium with the signal light, the recording / reproducing reference light, and the verifying reference light, interference fringes between the signal light and the recording / reproducing reference light are recorded as a hologram and A verification process is performed by reproducing the recorded hologram with the verification reference beam.
本発明のホログラム記録再生装置においては、前記ベリファイ用参照光のパワーは、記録再生用参照光のパワーより小さいことが好ましい。 In the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, it is preferable that the power of the verifying reference light is smaller than the power of the recording / reproducing reference light.
また、本発明のホログラム記録再生装置においては、記録再生用参照光およびベリファイ用参照光が球面波であり、
前記光学機構および記録媒体の一方を他方に対して当該記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動させる移動機構を備えており、
ホログラムがシフト多重記録方式によって記録媒体に多重記録される構成とされていることが好ましい。
Further, in the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, the recording / reproducing reference beam and the verifying reference beam are spherical waves,
A moving mechanism for moving one of the optical mechanism and the recording medium in one direction relative to the other along the surface of the recording medium;
It is preferable that the hologram is configured to be multiplexed and recorded on the recording medium by the shift multiplex recording method.
本発明のホログラム記録再生方法は、データ情報を担持した信号光と参照光との干渉縞を記録媒体にホログラムとして記録すると共に、ホログラムが記録された記録媒体に対して参照光を照射することにより当該ホログラムに記録されたデータ情報を再生するホログラム記録再生方法において、
所定の偏光方向の信号光と、当該信号光と同一の偏光方向の記録再生用参照光と、当該信号光の偏光方向と直交する偏光方向のベリファイ用参照光とを、記録媒体に同時に照射することにより、当該信号光と当該記録再生用参照光との干渉縞をホログラムとして記録すると共に当該記録されたホログラムを当該ベリファイ用参照光によって再生することによりベリファイ処理を行うことを特徴とする。
The hologram recording / reproducing method of the present invention records interference fringes between signal light carrying data information and reference light as a hologram on a recording medium and irradiating the recording medium on which the hologram is recorded with reference light. In a hologram recording / reproducing method for reproducing data information recorded in the hologram,
Simultaneously irradiate the recording medium with signal light having a predetermined polarization direction, recording / reproducing reference light having the same polarization direction as the signal light, and verification reference light having a polarization direction orthogonal to the polarization direction of the signal light. Thus, an interference fringe between the signal light and the recording / reproducing reference light is recorded as a hologram, and a verification process is performed by reproducing the recorded hologram with the verifying reference light.
本発明のホログラム記録再生方法においては、前記ベリファイ用参照光を、前記録再生用参照光より小さいパワーで照射することが好ましい。 In the hologram recording / reproducing method of the present invention, it is preferable that the verifying reference light is irradiated with a power smaller than that of the pre-recording / reproducing reference light.
また、本発明のホログラム記録再生方法においては、記録再生用参照光およびベリファイ用参照光として球面波を用い、
シフト多重方式によってホログラムを多重記録することが好ましい。
Further, in the hologram recording / reproducing method of the present invention, spherical waves are used as the recording / reproducing reference beam and the verifying reference beam,
It is preferable to multiplex-record holograms by shift multiplexing.
本発明のホログラム記録再生装置および本発明のホログラム記録再生方法によれば、記録媒体に記録されたホログラムが即時に再生されることによってベリファイ処理が行われるため、ホログラムの書き込みエラーが生じた場合に、当該書き込みエラーに対する適切な処理を速やかに行うことができて情報記録の信頼性を向上させることができ、しかも、ベリファイ処理を行うに際して、記録された情報に対するアクセスが不要であるため、ベリファイ処理を含む一連の情報記録処理の高速化を図ることができる。 According to the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention and the hologram recording / reproducing method of the present invention, the verification process is performed by immediately reproducing the hologram recorded on the recording medium. In addition, since it is possible to promptly perform appropriate processing for the write error, the reliability of information recording can be improved, and access to recorded information is not required when performing verification processing. The series of information recording processing including can be accelerated.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
本発明のホログラム記録再生装置は、所定の偏光方向の信号光と、信号光と同一の偏光方向の記録再生用参照光と、信号光および記録再生用参照光と偏光方向の異なるベリファイ用参照光とが、記録媒体に同時に照射されることにより、当該信号光と当該記録再生用参照光との干渉縞によるホログラムが記録媒体に記録されると共に当該ホログラムがベリファイ用参照光によって即時に再生されることによりベリファイ処理が行われるものである。 The hologram recording / reproducing apparatus of the present invention includes a signal light having a predetermined polarization direction, a recording / reproducing reference light having the same polarization direction as the signal light, and a verifying reference light having a polarization direction different from that of the signal light and the recording / reproducing reference light. Are simultaneously irradiated onto the recording medium, whereby a hologram formed by interference fringes between the signal light and the recording / reproducing reference light is recorded on the recording medium and the hologram is immediately reproduced by the verifying reference light. Thus, the verify process is performed.
本発明のホログラム記録再生装置は、例えばレーザ光源よりなる記録再生光源と、記録再生光源からの光を互いに偏光方向の異なる信号用の光および参照光用の光に分割する第1の光分離手段と、参照光用の光を第1の参照光用の光および第2の参照光用の光に分割する第2の光分離手段と、信号光用の光をデータ情報を担持した信号光として記録媒体に照射する信号光照射光学系と、第1の参照光用の光を信号光と同一の偏光方向を有する記録再生用参照光として記録媒体に照射すると共に第2の参照光用の光を記録再生用参照光と直交する偏光方向のベリファイ用参照光として記録媒体に照射する参照光照射光学系と、記録媒体に記録されたホログラムからの再生光(回折光)を検出する再生光検出光学系とを備えた光学機構を有する。 The hologram recording / reproducing apparatus of the present invention includes a recording / reproducing light source comprising, for example, a laser light source, and first light separating means for dividing light from the recording / reproducing light source into signal light and reference light having different polarization directions. Second light separating means for dividing the light for reference light into light for first reference light and light for second reference light, and the light for signal light as signal light carrying data information A signal light irradiating optical system for irradiating the recording medium, and a first reference light for irradiating the recording medium as a recording / reproducing reference light having the same polarization direction as the signal light and a second reference light Light irradiation optical system that irradiates a recording medium as a reference light for verifying with a polarization direction orthogonal to the recording / reproducing reference light, and reproducing light detection for detecting reproducing light (diffracted light) from a hologram recorded on the recording medium And an optical mechanism having an optical system.
信号光照射光学系は、図1に示すように、デジタル情報を2次元配列に並べたページデータが入力されて当該ページデータによって所定の偏光方向(例えばp偏光)の信号光用の光を変調する空間光変調器(SLM)32と、この空間光変調器32によって変調された光を信号光Lsとして、当該信号光Lsを集光して記録媒体10に照射する信号光集光用対物レンズ36とを備えている。
As shown in FIG. 1, the signal light irradiation optical system receives page data in which digital information is arranged in a two-dimensional array and modulates signal light in a predetermined polarization direction (for example, p-polarized light) by the page data. A spatial light modulator (SLM) 32 that performs the processing, and a signal light focusing objective lens that condenses the signal light Ls and irradiates the
参照光照射光学系は、信号光Lsと偏光方向(例えばp偏光)が同一の記録用参照光Lr1および信号光の偏光方向と直交する偏光方向(例えばs偏光)のベリファイ用参照光Lr2を集光して記録媒体10に照射する参照光集光用対物レンズ40を備えている。なお、図1においては、記録用参照光Lr1とベリファイ用参照光Lr2の光路を便宜上区別して示しているが、記録用参照光Lr1およびベリファイ用参照光Lr2は同一の光路に沿って記録媒体10に照射される(入射条件は同一である。)。
The reference light irradiation optical system collects the recording reference light Lr1 having the same polarization direction (for example, p-polarized light) as the signal light Ls and the verification reference light Lr2 having a polarization direction (for example, s-polarized light) orthogonal to the polarization direction of the signal light. A reference light collecting
再生光検出光学系は、記録されたホログラムに記録再生用参照光Lr1が照射されることにより当該ホログラムから発せられる再生光Lg1および当該ホログラムにベリファイ用参照光Lr2が照射されることにより当該ホログラムから発せられる再生光Lg2を偏光分離手段50に入射させる再生光用集光レンズ52と、再生光Lg1を透過すると共に再生光Lg2を反射する偏光分離手段50と、再生光Lg1が入射される第1の撮像素子51aと、再生光Lg2が入射される第2の撮像素子51bとを備えている。図1においては、再生光についても、光路を便宜上区別して示しているが、各々の再生光Lg1,Lg2は、同一の光路に沿って、偏光分離手段50に入射される。
The reproduction light detection optical system is configured such that the reproduction light Lg1 emitted from the hologram when the recorded hologram is irradiated with the recording / reproduction reference light Lr1 and the verification reference light Lr2 emitted from the hologram from the hologram. A
本発明のホログラム記録再生装置においては、ベリファイ用参照光Lr2は、記録再生用参照光Lr1より小さいパワー(光量)となる照射条件で、記録媒体10に照射される。
ベリファイ用参照光Lr2のパワーは、記録再生用参照光Lr1のパワーの例えば1/20〜1/100の大きさであることが好ましく、より好ましくは、記録再生用参照光Lr1のパワーの1/50倍程度の大きさである。これにより、ホログラム記録時において、ベリファイ用参照光Lr2がホログラムの記録に影響を及ぼすことを確実に回避することができる。
In the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, the verifying reference light Lr2 is applied to the
The power of the verifying reference light Lr2 is preferably, for example, 1/20 to 1/100 of the power of the recording / reproducing reference light Lr1, and more preferably 1 / th of the power of the recording / reproducing reference light Lr1. The size is about 50 times. Thereby, it is possible to reliably avoid the verification reference light Lr2 from affecting the hologram recording during the hologram recording.
本発明のホログラム記録再生装置においては、記録媒体10に対するホログラムの多重記録の方法は、特に限定されるものではなく、参照光として球面波を用いた球面参照光シフト多重記録方式、角度多重記録方式およびその他の多重記録方式のいずれの方法が実施されてもよい。
また、球面参照光シフト多重方式によりホログラムの多重記録が行われる構成のものにおいては、例えば、記録媒体10の或る領域に対して球面参照光シフト多重記録を行って第1のシフト多重ホログラム列を記録した後、当該記録媒体10をチルトさせて傾斜させた状態において、第1のシフト多重ホログラム列が記録された領域に球面参照光シフト多重記録を行って第2のシフト多重ホログラム列を多重記録(チルトシフト多重記録)する方法が実施されてもよい。あるいは、記録媒体10の或る領域に対して球面参照光シフト多重記録を行って第1のシフト多重ホログラム列を記録した後、当該記録媒体10を回動させた状態において、球面参照光シフト多重記録を行って新たなシフト多重ホログラム列をその記録領域の一部が既に記録されたシフト多重ホログラム列の記録領域と重なる状態で、多重記録(クロスシフト多重記録)する方法が実施されてもよい。
このような方法が実施されるホログラム記録再生装置においては、例えば、記録媒体10をその表面に沿った平面内で回動(回転)させる記録媒体回動機構と、記録媒体10をその表面に沿った平面内で移動させる記録媒体移動機構とを備えた構成、あるいは、記録媒体10を回動させて記録媒体10の表面を基準面に対して傾斜させる記録媒体チルト機構をさらに備えた構成とすればよい。
In the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, the method of multiplex recording of holograms on the
Further, in a configuration in which hologram recording is performed by the spherical reference beam shift multiplexing method, for example, spherical reference beam shift multiplexing recording is performed on a certain area of the
In a hologram recording / reproducing apparatus in which such a method is performed, for example, a recording medium rotating mechanism that rotates (rotates) the
記録されたホログラムは、参照光の偏光方向にほぼ依存せずに再生されることになる。そこで、本発明のホログラム記録再生装置においては、この特性を利用して、ホログラムの記録時において、記録再生用参照光Lr1の偏光方向と直交する偏光方向のベリファイ用参照光Lr2が記録媒体10に同時に照射されることによりベリファイ処理が行われる。すなわち、記録されたホログラムがベリファイ用参照光Lr2によって即時に再生されることによって記録情報のベリファイがリアルタイムで行われる。本発明におけるベリファイ処理は、信号光Lsと記録再生用参照光Lr1とによるホログラムの記録が行われている領域からのベリファイ用参照光Lr2による再生光が第2の撮像素子51bに入射されることにより、当該領域にホログラムが記録されたことを確認するものである。従って、空間光変調器32に入力されたページデータ(データ情報)と、再生光のデータ情報とが一致しているか否かを確認する判定処理は必要とされないが、このような判定処理が行われてもよい。
そして、ホログラムの再生光が検出されないことによって、ホログラムが適正に記録されていないこと(書き込みエラーが生じたこと)が確認された場合には、例えば再度同一箇所に書き込みを行う、または別途用意された再書き込み可能な領域において記録再生を行うなどの適正な処理がなされる。
The recorded hologram is reproduced almost independently of the polarization direction of the reference light. Therefore, in the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, by utilizing this characteristic, the verifying reference light Lr2 having a polarization direction orthogonal to the polarization direction of the recording / reproducing reference light Lr1 is recorded on the
Then, when it is confirmed that the hologram is not properly recorded (a writing error has occurred) by not detecting the reproduction light of the hologram, for example, writing is performed again in the same location or prepared separately. Appropriate processing such as recording and reproduction is performed in the rewritable area.
また、本発明のホログラム記録再生装置においては、ホログラムの記録時に用いた記録再生用参照光Lr1に比して光量が十分に小さい記録再生用参照光が記録媒体10に照射されることによって当該記録再生用参照光と同一の参照光照射条件で記録されたホログラムから当該記録再生用参照光と偏光方向が同一の再生光Lg1が発せられる。この再生光Lg1が偏光分離手段50を透過して第1の撮像素子51aに入射されることにより、当該ホログラムに記録されたデータ情報が再生される。このとき、例えばベリファイ用参照光も記録媒体10に照射されて当該ホログラムから再生光Lg2が発せられることになる。しかしながら、ベリファイ用参照光Lr2のパワー(光量)は小さく、また、再生光Lg2は、再生光Lg1とは偏光方向が互いに異なるため、偏光分離手段50によって反射されて第2の撮像素子51bに入射される。従って、ホログラムの再生時において、ベリファイ用参照光Lr2がホログラムの再生に影響を及ぼすことを回避することができる。
Further, in the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, the recording / reproducing reference light having a sufficiently small amount of light as compared with the recording / reproducing reference light Lr1 used at the time of recording of the hologram is applied to the
以下、本発明のホログラム記録再生装置の具体例について図を用いて説明する。 Hereinafter, specific examples of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
図2は、本発明のホログラム記録再生装置における要部構成の一例を示す説明用概略図である。
このホログラム記録再生装置は、記録媒体10として例えば透過型のディスク状のものが用いられ、例えば球面参照光シフト多重方式によって、ホログラムが記録媒体10に多重記録されるものであって、データ情報を担持した信号光および球面参照光を記録媒体10に照射する光学機構と、記録媒体駆動機構(図示せず)とを備えている。
FIG. 2 is an explanatory schematic diagram showing an example of the configuration of the main part of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention.
In this hologram recording / reproducing apparatus, for example, a transmissive disk-shaped device is used as the
光学機構は、例えば青色レーザ光源よりなる記録再生光源21と、記録再生光源21からのレーザ光を互いに偏光方向の異なる信号光用の光と参照光用の光とに分割する、例えば偏光プリズムビームスプリッタよりなる第1の光分離手段22aと、例えば参照光用の光の一部を反射すると共に他の全部を透過することにより第1の参照光用の光Lr1´および第2の参照光用の光Lr2´に分割する第2の光分離手段22bと、信号光用の光Ls´をデータ情報を担持した信号光Lsとして記録媒体10の表面に照射する信号光照射光学系と、第1の参照光用の光Lr1´を信号光Lsと同一の偏光方向を有する記録再生用参照光Lr1として記録媒体10の表面に照射すると共に第2の参照光用の光Lr2´を信号光Lsおよび記録再生用参照光Lr1と直交する偏光方向のベリファイ用参照光Lr2として記録媒体10に照射する球面参照光照射光学系と、記録媒体10に記録されたホログラムからの再生光(回折光)を検出する再生光検出光学系とを備えている。
記録再生光源21と第1の光分離手段22aとの間におけるレーザ光の光路上には、シャッタ23、偏光板24およびビーム整形用レンズ25が配置されている。また、第1の光分離手段22aと第2の光分離手段22bとの間における参照光用の光の光路上には、参照光用の光の光量を調節するNDフィルタ41が配置されている。
The optical mechanism splits the recording / reproducing
A
信号光照射光学系は、第1の光分離手段22aからの信号光用の光(例えばs偏光光)Ls´のビーム径を拡大するビームエクスパンダ31と、信号光用の光Ls´を記録すべきページデータに対応した空間情報を用いて変調し、偏光方向(偏光面)を90°回転させて出射する空間光変調器(SLM)32と、空間光変調器32によって変調された光(例えばp偏光光)のフーリエ面での周波数帯域を調整するナイキストフィルタ34と、ナイキストフィルタ34からの光のフーリエ面での不要な直流成分光をカットする位相板35と、位相板35を透過した光を信号光Lsとして集光して記録媒体10に照射する信号光集光用対物レンズ36とを備えている。30は、ビームエクスパンダ31を介して入射される信号光用の光Ls´を反射して空間光変調器(SLM)32に入射させると共に空間光変調器(SLM)32から出射された光を透過する偏光プリズムビームスプリッタである。また、33は、空間光変調器32によって変調された光をナイキストフィルタ34を介して位相板35に入射させるためのリレーレンズである。
The signal light irradiation optical system records a
球面参照光照射光学系は、第2の参照光用の光Lr2´の偏光方向を変更する半波長板42と、第1の参照光用の光(例えばp偏光光)Lr1´を反射すると共に半波長板42によって偏光方向が変更された第2の参照光用の光(例えばs偏光光)Lr2´´を透過する偏光選択性ミラー45と、第1の参照光用の光Lr1´および第2の参照光用の光Lr2´´の各々を球面波に変換して記録再生用参照光Lr1およびベリファイ用参照光Lr2として集光して記録媒体10に照射する参照光集光用対物レンズ40とを備えている。図2における44aは、第2の光分離手段22bによって反射されることにより分離された第1の参照光用の光Lr1´を反射して偏光選択性ミラー45に入射させる反射ミラーである。44bは、第2の光分離手段22bを透過することにより分離された第2の参照光用の光Lr2´を反射して半波長板42を介して偏光選択性ミラー45に入射させる反射ミラーである。44cは、第1の参照光用の光Lr1´および第2の参照光用の光Lr2´´を反射して参照光集光用対物レンズ40に入射させる反射ミラーである。
The spherical reference light irradiation optical system reflects the half-
再生光検出用光学系は、記録されたホログラムに記録再生用参照光Lr1が照射されることにより当該ホログラムから発せられる、記録再生用参照光Lr1と偏光方向が同一の再生光Lg1を透過すると共に、当該ホログラムにベリファイ用参照光Lr2が照射されることにより当該ホログラムから発せられる、ベリファイ用参照光Lr2と偏光方向が同一の再生光Lg2を反射する偏光分離手段50と、再生光Lg1が入射される第1の撮像素子51aと、再生光Lg2が入射される第2の撮像素子51bとを備えている。52は、再生光Lg1および再生光Lg2を偏光分離手段50に入射させる再生光用集光レンズである。
The reproduction light detection optical system transmits the reproduction light Lg1 having the same polarization direction as the recording / reproduction reference light Lr1 emitted from the hologram when the recorded hologram is irradiated with the recording / reproduction reference light Lr1. When the hologram is irradiated with the verifying reference light Lr2, the polarization separating means 50 that reflects the reproducing light Lg2 having the same polarization direction as that of the verifying reference light Lr2 emitted from the hologram and the reproducing light Lg1 are incident. The
記録媒体駆動機構は、記録媒体10をその表面に沿った平面内で回動(回転)させる記録媒体回動機構と、記録媒体10をその表面に沿った平面内で移動させる記録媒体移動機構とを備えている。また、上述したように、いわゆるチルトシフト多重記録が実施される構成とされる場合には、記録媒体駆動機構は、記録媒体10を回動させて当該記録媒体10の表面を基準面に対して傾斜させる記録媒体チルト機構をさらに備えた構成とされる。
The recording medium driving mechanism includes a recording medium rotating mechanism that rotates (rotates) the
このホログラム記録再生装置においては、例えば青色レーザ光源よりなる記録再生光源21から出射されたレーザ光は、第1の光分離手段22aによって、互いに偏光方向の異なる信号光用の光Ls´と参照光用の光に分割される。
信号光用の光Ls´は、ビームエクスパンダ31を介して偏光プリズムビームスプリッタ30に入射され、偏光プリズムビームスプリッタ30によって反射されて空間光変調器(SLM)32に照射される。この空間光変調器(SLM)32によって、信号光用の光Ls´は、記録すべきページデータに対応した空間情報によって変調されて、偏光方向(偏光面)が90°回転されて出射される。空間光変調器(SLM)32から出射された光は、偏光プリズムビームスプリッタ30を透過し、リレーレンズ33によって、ナイキストフィルタ34を介して位相板35に入射される。空間光変調器(SLM)33によって変調された信号光用の光は、ナイキストフィルタ34で空間周波数帯域が調整され、さらに、位相板35によってフーリエ面での不要な直流成分光がカットされる。そして、位相板35を透過した光は、信号光集光用対物レンズ36に入射され、信号光Lsとして集光されて記録媒体10の表面に照射される。
In this hologram recording / reproducing apparatus, for example, laser light emitted from a recording / reproducing
The signal light Ls ′ is incident on the polarization
一方、参照光用の光は、NDフィルタ41を介して、第2の光分離手段22bに入射され、第2の光分離手段22bによって、さらに第1の参照光用の光Lr1´および第2の参照光用の光Lr2´に分割される。第1の参照光用の光Lr1´は、反射ミラー44aによって反射されて偏光選択性ミラー45に入射され、この偏光選択性ミラー45によって反射される。偏光選択性ミラー45によって反射された第1の参照光用の光Lr1´は、反射ミラー44cによって反射されて参照光集光用対物レンズ40に入射される。参照光集光用対物レンズ40に入射された第1の参照光用の光Lr1´は、球面波に変換されて信号光Lsと偏光方向が同一の記録再生用参照光Lr1として集光されて記録媒体10の表面に照射される。また、第2の参照光用の光Lr2´は、反射ミラー44bによって反射されて半波長板42に入射される。半波長板42に入射された第2の参照光用の光Lr2´は、偏光面(偏光方向)が90°回転されて偏光選択性ミラー45に入射される。偏光方向が変更された第2の参照光用の光Lr2´´は、偏光選択性ミラー45を透過して第1の参照光用の光Lr1´と同一の光路に沿って進行し、反射ミラー44cによって反射されて参照光集光用対物レンズ40に入射される。参照光集光用対物レンズ40に入射された第2の参照光用の光Lr2´´は、球面波に変換されて信号光の偏光方向と直交する偏光方向のベリファイ用参照光Lr2として集光されて記録媒体10の表面に照射される。ここに、ベリファイ用参照光Lr2は、半波長板42および偏光選択性ミラー45の一方または両方によって、記録再生用参照光Lr1より小さいパワー(光量)に調整される。
On the other hand, the light for reference light is incident on the second light separation means 22b via the
これにより、互いに偏光方向が同一の信号光Lsと記録再生用参照光Lr1とによる干渉縞がホログラムとして記録媒体10に記録されると共に、信号光Lsの偏光方向および記録再生用参照光Lr1の偏光方向と直交する偏光方向のベリファイ用参照光Lr2が同時に記録媒体10に照射されることによりベリファイ処理がなされる。すなわち、ホログラムの記録が適正に行われると、ベリファイ用参照光Lr2と偏光方向が同一の再生光Lg2が記録されたホログラムから発せられ、この再生光Lg2は、偏光分離手段50によって反射されて第2の撮像素子51bに入射されることとなる。従って、再生光Lg2が第2の撮像素子51bに入射されてホログラムに記録された情報が再生されるによって、ホログラムが記録媒体10に記録されたことが確認される。一方、ホログラムからの再生光が検出されないことによって、ホログラムが適正に記録されていないこと(書き込みエラーが生じたこと)が確認された場合には、例えば再度同一箇所に書き込みを行う、または別途用意された再書き込み可能な領域において記録再生を行うなどの適正な処理がなされる。
Thereby, interference fringes due to the signal light Ls and the recording / reproducing reference light Lr1 having the same polarization direction are recorded on the
このホログラム記録再生装置において、ホログラムの多重記録は、例えば、記録媒体移動機構によって記録媒体10をその表面に沿って一方向(図1において白抜きの矢印で示してある。)にわずかな距離シフト(移動)させた状態において、ベリファイ処理を含む新たなホログラムの記録処理が繰り返して行われることによって、なされる。
以上において、本発明のホログラム記録再生装置においては、例えば、記録媒体10の表面における記録再生領域を複数のブロック単位に分割し、各ブロック単位を単位記録領域として、球面参照光シフト多重記録がブロック単位毎に行われるが、記録媒体10における単位記録領域(ブック)へのアクセスは、例えば記録媒体10の2軸移動と回転(回動)とによって行われる。
In this hologram recording / reproducing apparatus, for example, multiple recording of holograms is performed by a slight distance shift in one direction (indicated by a white arrow in FIG. 1) along the surface of the
As described above, in the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, for example, the recording / reproducing area on the surface of the
また、記録媒体10に記録されたホログラムに係るデータ情報の再生時には、参照光用の光の光量がNDフィルタ41によって調整されてホログラム記録時に比して光量を大幅に落とした記録再生用参照光が記録媒体10に照射されることにより、当該記録再生用参照光と同一の参照光照射条件で記録されたホログラムから再生光Lg1が発せられる。ホログラムからの再生光Lg1は記録媒体10の裏面側から出射され、再生光用集光レンズ52を介して偏光分離手段50に入射される。偏光分離手段50に入射された再生光Lg1は、偏光分離手段50を透過して第1の撮像素子51aに入射されることによりホログラムに記録されたデータ情報が再生される。
Further, when reproducing the data information relating to the hologram recorded on the
而して、上記のホログラム記録再生装置においては、信号光Lsの偏光方向および記録再生用参照光Lr1の偏光方向と直交する偏光方向のベリファイ用参照光Lr2がホログラム記録時において同時に照射されることによりベリファイ処理が行われる。すなわち、記録媒体10に記録されたホログラムが即時に再生されることによりベリファイ処理が行われる。従って、上記のホログラム記録再生装置によれば、ホログラムの書き込みエラーが生じた場合に、当該書き込みエラーに対する適切な処理を速やかに行うことができるので、情報記録の信頼性を向上させることができ、しかも、ベリファイ処理を行うに際して記録された情報に対するアクセスが不要であるため、ベリファイ処理を含む一連の情報記録処理の高速化を図ることができる。また、ベリファイ用参照光Lr2は、記録再生用参照光Lr1に比して十分に小さいパワー(光量)であるため、ホログラムの記録時において、ベリファイ用参照光Lr2がホログラムの記録におよぼす影響を極めて小さくすることができる。
Thus, in the hologram recording / reproducing apparatus, the verifying reference light Lr2 having the polarization direction orthogonal to the polarization direction of the signal light Ls and the polarization direction of the recording / reproducing reference light Lr1 is simultaneously irradiated during hologram recording. Thus, the verify process is performed. That is, the verify process is performed by immediately reproducing the hologram recorded on the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、ホログラム記録再生装置としては、球面参照光シフト多重方式によってホログラムが多重記録される構成のものに限定されず、本発明は、角度多重記録方式やスペックル参照光多重記録方式などによって、ホログラムが多重記録される構成のものにも適用することができる。また、記録媒体は、ディスク状およびカード状などのいずれの形状を有するものであってもよく、また、透過型のものであっても、反射型のものであってもよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various change can be added.
For example, the hologram recording / reproducing apparatus is not limited to a configuration in which holograms are multiplexed and recorded by the spherical reference light shift multiplexing method, and the present invention is not limited to the holograms by the angle multiplexing recording method or the speckle reference light multiplexing recording method. This can also be applied to a configuration in which multiple recordings are recorded. Further, the recording medium may have any shape such as a disk shape or a card shape, and may be a transmissive type or a reflective type.
10 記録媒体
21 記録再生光源
22a 第1の光分離手段
22b 第2の光分離手段
23 シャッタ
24 偏光板
25 ビーム整形用レンズ
30 偏光プリズムビームスプリッタ
31 ビームエクスパンダ
32 空間光変調器(SLM)
33 リレーレンズ
34 ナイキストフィルタ
35 位相板
36 信号光集光用対物レンズ
40 参照光集光用対物レンズ
41 NDフィルタ
42 半波長板
44a 反射ミラー
44b 反射ミラー
44c 反射ミラー
45 偏光選択性ミラー
50 偏光分離手段
51a 第1の撮像素子
51b 第2の撮像素子
52 再生光用集光レンズ
Lg1 再生光
Lg2 再生光
Lr1 記録再生用参照光
Lr1´ 第1の参照光用の光
Lr2 ベリファイ用参照光
Lr2´ 第2の参照光用の光
Lr2´´ 第2の参照光用の光
Ls 信号光
Ls´ 信号光用の光
DESCRIPTION OF
33
Claims (6)
信号光と、記録再生用参照光と、ベリファイ用参照光とが、記録媒体に同時に照射されることにより、当該信号光と当該記録再生用参照光との干渉縞がホログラムとして記録されると共に当該記録されたホログラムが当該ベリファイ用参照光によって再生されることによりベリファイ処理が行われることを特徴とするホログラム記録再生装置。 A recording / reproducing light source, first light separating means for splitting light from the recording / reproducing light source into signal light and reference light having different polarization directions, and the reference light for the first reference light Second light separating means for dividing the light for signal and light for second reference light, a signal light irradiation optical system for irradiating the recording medium with signal light as signal light carrying data information, The recording medium is irradiated with the first reference light beam as the recording / reproducing reference light beam having the same polarization direction as the signal light, and the second reference light beam is verified in the polarization direction orthogonal to the polarization direction of the signal light. An optical mechanism including a reference light irradiation optical system for irradiating a recording medium as reference light for use, and a reproduction light detection optical system for detecting reproduction light from a hologram recorded on the recording medium,
By simultaneously irradiating the recording medium with the signal light, the recording / reproducing reference light, and the verifying reference light, interference fringes between the signal light and the recording / reproducing reference light are recorded as a hologram and A hologram recording / reproducing apparatus, wherein a verification process is performed by reproducing a recorded hologram with the reference light for verification.
前記光学機構および記録媒体の一方を他方に対して当該記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動させる移動機構を備えており、
ホログラムがシフト多重記録方式によって記録媒体に多重記録されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のホログラム記録再生装置。 The recording / reproducing reference beam and the verifying reference beam are spherical waves,
A moving mechanism for moving one of the optical mechanism and the recording medium in one direction relative to the other along the surface of the recording medium;
3. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the hologram is multiplex-recorded on a recording medium by a shift multiplex recording method.
所定の偏光方向の信号光と、当該信号光と同一の偏光方向の記録再生用参照光と、当該信号光の偏光方向と直交する偏光方向のベリファイ用参照光とを、記録媒体に同時に照射することにより、当該信号光と当該記録再生用参照光との干渉縞をホログラムとして記録すると共に当該記録されたホログラムを当該ベリファイ用参照光によって再生することによりベリファイ処理を行うことを特徴とするホログラム記録再生方法。 The interference fringes between the signal light carrying the data information and the reference light are recorded as a hologram on the recording medium, and the data information recorded on the hologram is obtained by irradiating the reference light to the recording medium on which the hologram is recorded. In the hologram recording / reproducing method for reproducing,
Simultaneously irradiate the recording medium with signal light having a predetermined polarization direction, recording / reproducing reference light having the same polarization direction as the signal light, and verification reference light having a polarization direction orthogonal to the polarization direction of the signal light. The hologram recording is characterized in that the interference fringes between the signal light and the recording / reproducing reference light are recorded as a hologram, and the recorded hologram is reproduced by the verifying reference light to perform a verifying process. Playback method.
シフト多重方式によってホログラムを多重記録することを特徴とすること請求項4または請求項5に記載のホログラム記録再生方法。
A spherical wave is used as a reference beam for recording and reproduction and a reference beam for verification.
6. The hologram recording / reproducing method according to claim 4, wherein the hologram is multiplexed and recorded by a shift multiplexing method.
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