JP3317463B2 - 動画記録装置 - Google Patents

動画記録装置

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JP3317463B2
JP3317463B2 JP17683293A JP17683293A JP3317463B2 JP 3317463 B2 JP3317463 B2 JP 3317463B2 JP 17683293 A JP17683293 A JP 17683293A JP 17683293 A JP17683293 A JP 17683293A JP 3317463 B2 JP3317463 B2 JP 3317463B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、時間変化する動画像を
光記録材料の中に記録し、さらにそれを再生する動画記
録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】動画記録の手段としては、ビデオカメラ
等があるが、これは記録媒体であるビデオテープを時間
の経過とともに回転させ、異なるテープの位置に異なる
時間情報を記録させるものである。
【0003】この場合、記録および再生に際しては、テ
ープを回転させる必要がある。そのため、必然的結果と
して、読み出したい場所に到達するのに、早送りや巻き
もどし等の手段を講じる必要がある。
【0004】また、ホログラフィー記録に関しては、従
来は静止画像の記録にとどまり、ホログラフィーを用い
て動画を記録した例は少なく、ホログラフィーを用いて
動画を記録した例としては、非晶質中の有機分子の不均
一広がりを使った多重画像記録の例が知られているだけ
である(A.Renn, R.Locher, A.Meixner and U.P.Wild,
J.Luminescence, 38, p.37(1987))。
【0005】この場合、レーザーの周波数を掃引しなが
ら動画の記録は原理的には可能であるが、有機分子の場
合、1つの画像の書き込みに要する時間が1分程度と長
いため、多重画像を記録する場合、極端に時間が長くな
ってしまう。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】動画を記録できる前記
従来例では、記録および再生に際して、早送りや巻きも
どし等の手段を講じる必要があり、アクセス時間が遅く
なると言う欠点、あるいは、1つの画像の書き込みに要
する時間が1分程度と長いため、多重画像を記録する場
合、極端に時間が長くなってしまうと言う欠点があっ
た。
【0007】本発明は、かかる従来の問題点を解消する
ためになされたものであって、本発明の目的は、光記録
材料を空間的に移動させることなく、照射するレーザー
の波長を掃引することにより時間変化する画像を直接材
料に記録し、再生することができる技術を提供すること
にある。
【0008】本発明の前記目的並びにその他の目的及び
新規な構成は、本明細書の記載及び添付図面によって明
らかにする。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、希土類イオンをドープした結晶からな
る光記録材料と、可変波長連続発振単一モードレーザー
装置と、動画像の記録時に前記レーザー装置のレーザー
光により時間的に変化する画像を前記光記録材料に照射
する光学系と、動画像の記録・再生時に前記レーザー装
置のレーザー光を参照レーザー光として前記光記録材料
に照射する光学系と、前記光記録材料に記録された画像
を検出する光学系とから構成され、前記光記録材料の不
均一に広がった吸収線幅内を前記レーザー装置のレーザ
ー光の波長を掃引しながら、画像を時間的に変化させる
ことにより、前記レーザー装置のレーザー光の波長に依
存した光学的変化で動画情報を前記光記録材料に記録
し、前記レーザー装置のレーザー光の波長を掃引しなが
ら前記光記録材料に照射し、その時の回折光を検出して
動画情報を再生することを特徴とする。
【0010】
【作用】前記手段によれば、光記録材料は空間的に固定
しており、照射するレーザー光の波長を掃引することで
動画を記録再生することができるので、人間の目の残像
を利用しない、完全に時間的に連続な動画記録が可能と
なり、これにより、波長掃引の速度や方向により、再生
のスピードを任意でき、時間反転再生も容易となり、ま
た、任意の画像へのアクセス時間も極めて速くできる。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳
細に説明する。
【0012】図1は、本発明の動画記録装置の原理を説
明するための概略図であり、(1)は書き込み状態を、
(2)は読み出し状態を示している。
【0013】図1において、3は希土類イオンをドープ
した結晶を用いた光記録材料、11は画像レーザー光、
12は書き込みレーザー光、13は読み出しレーザー
光、14は信号レーザー光、5は画像検出器、Mは動画
像である。
【0014】本発明は、永続的ホールバーニングのホロ
グラフィー読み出しの原理を用いて記録させるものであ
り、次にその動作原理について説明する。
【0015】図1の(1)の配置で、ある書き込み時間
周波数νwのレーザー光11、12を照射し、光記録材
料の不均一に広がる吸収線に周波数νwのレーザー光を
共鳴させると、周波数νwにおいてのみ、光記録材料の
光学的性質(吸収率ないしは屈折率)の変化、即ち吸収
飽和がおこり、この状態は、レーザー光照射後も永続的
に持続する。
【0016】この後、読み出しレーザー光13を、図1
の(2)の配置で照射すると、読み出しレーザー光13
の周波数νrが周波数νwに一致したときのみ、読み出
しレーザー光13は回折され、信号レーザー光14とし
て検出器で検出される。この際、画像レーザー光11に
画像情報を乗せることにより、周波数νrにおいてのみ
画像の検出が可能である。
【0017】そして、書き込みの際に、書き込みレーザ
ー光12の周波数νwをゆっくり掃引しながら、画像も
ゆっくり変化させていくと、材料の周波数領域に違った
画像が記録されることになる。
【0018】また、読み出し時にも、同様に読み出しレ
ーザー光13の周波数νrを掃引することにより、記録
画像の再生が可能となる。
【0019】永続的ホールバーニングのホログラフィー
読み出しは非晶質中の有機分子の材料で行われている
が、本発明では、光記録材料として希土類イオンドープ
結晶を用いる。具体的には、Euイオンをドープした結
晶を用い、温度は10°K以下に保持される。
【0020】光記録材料としての希土類イオンドープ結
晶は、非晶質中の有機分子の材料と比較して、書き込み
時間が極端に短い特徴がある。
【0021】例えば、市販のレーザー光を用いて300
mW程度の出力で実験を行った場合、1つの静止画像あ
たり約10msecで書き込みが完了する。これに対し
て、非晶質中の有機分子の場合、1分程度である。
【0022】それゆえ、10msecより遅い現象であ
れば、リアルタイムで現象の記録が可能となる。また、
1つの画像に対応する周波数領域の幅は、光記録材料の
均一幅で与えられ、それは温度6°Kにおいて1kHz
程度である。不均一幅は約10GHzであるから、約1
0の7乗個程度の異なる画像が記録できる。時間領域に
置き換えると、約2.8時間の動画が1msecの時間
分解能で1つの光記録材料中に記録できることになる。
【0023】図2は、本発明の一実施例の概略構成を示
すブロック図である。
【0024】図2において、21は可変波長連続発振単
一モードレーザー装置、22は動画像書き込み、読み出
し用の光学系、23は光記録材料とそれを保持する低温
容器、24は信号画像検出用の光学系、25はCCDカ
メラ、26は対物レンズ、27はピンホール、28はビ
ームスプリッター、29はアパーチャー、L0,L1,
L2,L3,L4,L5,L6はレンズである。
【0025】可変波長連続発振単一モードレーザー装置
21のレーザー光の波長は、光記録材料の吸収線に共鳴
するように大まかに決められる。
【0026】対物レンズ26とピンホール27で、スペ
イシャルフィルターを構成しており、また、レンズL0
はコリメート用レンズである。
【0027】この実施例においては、結像型の配置をと
っているため、動画像M、レンズL1、レンズL2、光
記録材料の間隔は、それぞれf1、f1+f2,f2と
なる。
【0028】また、結晶、レンズL3、レンズL4、C
CDカメラの間隔はf3、f3+f4、f4となる。こ
こでfi(i=1,2,3,4)はレンズLiの焦点距
離である。
【0029】光記録材料としては、温度6゜Kにおける
Eu3+:Y2SiO5を用いている。
【0030】図3は、図2の光記録材料とそれを保持す
る低温容器を上から見た時の概略構成を示す図である。
【0031】図4は、図2の光記録材料とそれを保持す
る低温容器の断面の概略を示す断面図である。
【0032】図3、図4において、3は光記録材料、3
0は参照レーザー光(書き込み、あるいは読み出しレー
ザー光)、31は画像レーザー光、34は光学窓、35
は低温容器である。
【0033】光記録材料3は、直径10mm、長さ10
mmの円筒形で、両端面はレーザー光が透過するように
光学研磨されている。
【0034】また、低温容器35は、高さ42cm、直
径8cmの円筒状のもので、それの側面に35cmの長
さの腕が1本ついており、そこから液体ヘリウムが供給
できるようになっている。
【0035】次に、本実施例の動作について説明する。
【0036】まず、動画の書き込みについて説明する。
【0037】低温容器35中の光記録材料3に、参照レ
ーザー光30と画像レーザー光31の両方を一度に照射
する。そして、光記録材料3の吸収線幅内でレーザー光
の波長をゆっくり掃引し、これと同時に動画像Mをゆっ
くり動かす。これは動く物体であれば何でも良い。その
物体の動きによる画像レーザー光の変化が記録されるこ
とになる。掃引は原則的に1度だけ行うが、2度行うこ
とにより、異なる画像の重ね書きもできる。このように
して、動画像の書き込みが完了する。
【0038】次に、動画の読み出しについて説明する。
【0039】動画の読み出しは、画像レーザー光31を
ブロックし、参照レーザー光30の強度を1/10程度
に減少させて光記録材料にあてる。そのときCCDカメ
ラ25で検出される画像をモニターする。
【0040】このとき、参照レーザー光30の周波数を
書き込みと同様に掃引すると、動画が画面上に現れる。
【0041】また、参照レーザー光30の周波数掃引を
速く、あるいは、遅くしたりすると、実際の動きより速
い、あるいは、遅い動画が再現される。
【0042】また、参照レーザー光30を逆向きに周波
数掃引することにより、時間を反転した動画を再現でき
る。
【0043】また、掃引を何度も繰り返すことにより、
光記録材料の記録時間(数時間)の範囲内において、同
じ動画が何度でも再現可能であるが、度々読み出せば、
画像情報の劣化が起こる。
【0044】書き込んだ画像情報は、光記録材料の温度
を20°Kまであげることにより、完全に消去できる。
【0045】図5は、図2のCCDカメラの出力画像を
ビデオ撮影したときの動画像の中の2コマを写真に撮っ
た写真図である。
【0046】図5の(a),(b)の写真は、スライド
フィルムの画像Mをレーザー光周波数掃引に合わせて、
ゆっくり手で動かした場合の2つの異なる時刻における
CCDカメラの画像を表している。
【0047】以上説明したように、本実施例では、光記
録材料を空間的に移動させることなく、単に照射レーザ
ー光の周波数を掃引することにより、動画を材料に記録
し、再生することができる。
【0048】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ること
は言うまでもない。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光記録材料は空間的に固定しており、照射するレーザー
光の波長を掃引することで動画を記録再生することがで
きるので、人間の目の残像を利用しない、完全に時間的
に連続な動画記録が可能となり、これにより、波長掃引
の速度や方向により、再生のスピードを任意でき、時間
反転再生も容易となる。また、任意の画像へのアクセス
時間の極めて速くできる。さらに、ホログラフィーの原
理を用いているため、3次元映画や位相を含めた画像情
報記録も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の動画記録装置の原理を説明するため
の概略図である。
【図2】 本発明の一実施例の概略構成を示すブロック
図である。
【図3】 図2の光記録材料とそれを保持する低温容器
を上から見た時の概略構成を示す図である。
【図4】 図2の光記録材料とそれを保持する低温容器
の断面の概略を示す断面図である。
【図5】 図2のCCDカメラの出力画像をビデオ撮影
したときの動画の中の2コマを写真に撮った写真図であ
る。
【符号の説明】
1…画像、3…光記録材料、5…画像検出器、11,3
1…画像レーザー光、12…書き込みレーザー光、13
…読み出しレーザー光、14…信号レーザー光、21…
可変波長連続発振単一モードレーザー装置、22…動画
像書き込み、読み出し用の光学系、23…光記録材料と
それを保持する低温容器、24…信号画像検出用の光学
系、25…CCDカメラ、26…対物レンズ、27…ピ
ンホール、28…ビームスプリッター、29…アパーチ
ャー、L0,L1,L2,L3,L4,L5,L6…レ
ンズ、30…参照レーザー光、34…光学窓、35…低
温容器、M…動画像。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−266388(JP,A) 特開 平5−54387(JP,A) 特開 昭63−103436(JP,A) 特開 昭62−47090(JP,A) 特開 平5−88218(JP,A) 特開 平4−93823(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03H 1/00 - 1/32

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 希土類イオンをドープした結晶からなる
    光記録材料と、可変波長連続発振単一モードレーザー装
    置と、動画像の記録時に前記レーザー装置のレーザー光
    により時間的に変化する画像を前記光記録材料に照射す
    る光学系と、動画像の記録・再生時に前記レーザー装置
    のレーザー光を参照レーザー光として前記光記録材料に
    照射する光学系と、前記光記録材料に記録された動画像
    を検出する光学系とを備え、前記光記録材料の不均一に
    広がった吸収線幅内を前記レーザー装置のレーザー光の
    波長を掃引しながら、画像を時間的に変化させることに
    より、前記レーザー装置のレーザー光の波長に依存した
    光学的変化で動画像を前記光記録材料に記録し、前記レ
    ーザー装置のレーザー光の波長を掃引しながら前記光記
    録材料に照射し、その時の回折光を検出して動画像を再
    生することを特徴とする動画記録装置。
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