JP4419616B2 - Holographic recording system - Google Patents
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Description
この発明は、ホログラフィック記録システムに関する。 The present invention relates to a holographic recording system.
大容量のディジタル情報を保存できるストレージ技術の1つとして、ホログラフィックメモリがある。 One storage technology that can store large amounts of digital information is holographic memory.
このホログラフィックメモリは、高速大容量であるという点で優れているが、ホログラフィックメモリのシステムが大型且つ高価となるという問題点がある。 This holographic memory is excellent in that it has a high speed and a large capacity, but there is a problem that the holographic memory system is large and expensive.
これは、記録時に用いるレーザ光に、可干渉性と波長安定性とが要求されるため、レーザ光源が大型且つ高価になってしまうためである(例えば特許文献1)。 This is because the laser light used at the time of recording requires coherence and wavelength stability, so that the laser light source becomes large and expensive (for example, Patent Document 1).
上記のようなホログラフィックメモリのシステムにおいて、レーザ光源が大型且つ高価であることから、これを複数設けることが困難であり、従って、記録媒体を、単一の光源からのレーザ光によって順次照射して情報を再生することになり、再生データレートが限定されてしまうという問題点があった。 In the holographic memory system as described above, since the laser light sources are large and expensive, it is difficult to provide a plurality of them. Therefore, the recording medium is sequentially irradiated with the laser light from a single light source. Thus, there is a problem in that information is reproduced and the reproduction data rate is limited.
この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、再生データレートを大幅に向上させることができ、又、安価なレーザダイオードを複数用いて、同時に複数箇所で情報を再生できるように、記録媒体にホログラムを形成するホログラフィック記録システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can greatly improve the reproduction data rate, and can reproduce information at a plurality of locations at the same time by using a plurality of inexpensive laser diodes. An object of the present invention is to provide a holographic recording system for forming a hologram on a recording medium.
本発明者は、鋭意研究の結果、2次元アレイ状に配列したホログラムセルにホログラムを形成しておき、このホログラムセルを、複数のマイクロミラーをアレイ状に配列してなるサーボミラーから再生用参照光を同時に照射すれば、複数の撮像素子から同時に情報を再生できることが分かった。 As a result of earnest research, the present inventor has formed a hologram in a hologram cell arranged in a two-dimensional array, and this hologram cell is used for reproduction from a servo mirror in which a plurality of micromirrors are arranged in an array. It was found that information can be reproduced simultaneously from a plurality of image sensors by irradiating light simultaneously.
即ち、以下の本発明により上記目的を達成することができる。 That is, the following object can be achieved by the present invention described below.
(1)レーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光から分岐された信号光を、記録すべきディジタル情報に応じて変調して、記録媒体に導く信号光学系と、前記レーザ光から分岐された参照光を前記記録媒体に導く参照光学系と、を有してなり、前記信号光と参照光とを前記記録媒体に同時に照射したときの光学的干渉により、前記記録媒体にホログラムを形成するホログラフィック記録システムであって、前記記録媒体は、X軸方向を行及びY軸方向を列として2次元アレイ状に配置された複数のホログラムセルからなり、各ホログラムセルは、Y軸方向から信号光及びZ軸方向から参照光を同時に照射したときにホログラムが形成可能とされ、前記参照光学系には、前記レーザ光源側からサーボミラーアレイ及びレンズアレイがこの順で設けられてなり、前記サーボミラーアレイは、前記記録媒体に対してZ軸方向に平行に離間して設けられ、前記記録媒体における一つの行のホログラムセルに対応して、Y軸方向に直線アレイ状に配置され、且つ、Y軸方向の参照光を、前記対応するホログラムセル方向に反射するON位置、同方向に反射しないOFF位置
に選択的に制御可能であって、前記ホログラムセルの列の数と同数のマイクロミラーからなり、前記レンズアレイは、前記サーボミラーアレイと前記記録媒体との間に、Y軸方向に直線アレイ状に配置された、前記ホログラムセルの列の数と同数のレンズからなり、各レンズが、対応するマイクロミラーから反射された参照光を、対応するホログラムセルに導くようにされたことを特徴とするホログラフィック記録システム。
(1) A laser light source, a signal optical system branched from the laser light from the laser light source, modulated in accordance with digital information to be recorded and guided to a recording medium, and branched from the laser light A reference optical system for guiding reference light to the recording medium, and a hologram for forming a hologram on the recording medium by optical interference when the signal light and reference light are simultaneously irradiated onto the recording medium. In the graphic recording system, the recording medium includes a plurality of hologram cells arranged in a two-dimensional array with the X-axis direction as a row and the Y-axis direction as a column, and each hologram cell receives signal light from the Y-axis direction. And a hologram can be formed when reference light is simultaneously irradiated from the Z-axis direction. In the reference optical system, a servo mirror array and a lens array are arranged in this order from the laser light source side. The servo mirror array is provided so as to be spaced apart from the recording medium in parallel in the Z-axis direction, and corresponds to a linear array in the Y-axis direction corresponding to one row of hologram cells in the recording medium. disposed Jo, and the Y-axis direction of the reference light, the corresponding oN position to reflect the hologram cell direction, a selectively controllable to the OFF position that does not reflect in the same direction, before Kiho program cell consists as many micromirrors column, the lens array, the number of columns of the between the servo mirror array and the recording medium, disposed in a linear array in the Y-axis direction, before Kiho program cell The holographic recording system is characterized in that each lens guides the reference light reflected from the corresponding micromirror to the corresponding hologram cell. Temu.
(2)前記記録媒体は、前記レーザ光源、信号光学系及び参照光学系に対して、前記ホログラムセルの各行に対応して、参照光が任意の行に選択的に入射可能となる位置に、X軸方向に相対的に移動可能とされ、且つ、前記記録媒体と前記レーザ光源、信号光学系及び参照光学系の少なくとも一方をX軸方向に駆動する並進移動用アクチュエータが設けられたことを特徴とする(1)に記載のホログラフィック記録システム。 (2) In the recording medium, the reference light can be selectively incident on any row corresponding to each row of the hologram cell with respect to the laser light source, the signal optical system, and the reference optical system. A translational actuator is provided that is movable in the X-axis direction and that drives at least one of the recording medium, the laser light source, the signal optical system, and the reference optical system in the X-axis direction. The holographic recording system according to (1).
(3)レーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光から分岐された信号光を、記録すべきディジタル情報に応じて変調して、記録媒体に導く信号光学系と、前記レーザ光から分岐された参照光を前記記録媒体に導く参照光学系と、を有してなり、前記信号光と参照光とを前記記録媒体に同時に照射したときの光学的干渉により、前記記録媒体にホログラムを形成するホログラフィック記録システムであって、前記記録媒体は、Z軸方向を行及びY軸方向を列として2次元アレイ状に配置された複数のホログラムセルからなり、各ホログラムセルは、Y軸方向から信号光及びZ軸方向から参照光を同時に照射したときにホログラムが形成可能とされ、前記信号光学系には、前記レーザ光源からの信号光を前記記録媒体におけるホログラムセルの行の数と同数の分岐信号光に分岐し、且つ、これを、前記ホログラムセルの各行にY軸方向に入射するように導く分岐光学系が設けられてなり、前記参照光学系には、前記レーザ光源側からサーボミラーアレイ及びレンズアレイがこの順で設けられてなり、前記サーボミラーアレイは、前記記録媒体に対してZ軸方向に平行に離間して設けられ、前記記録媒体における一つの行のホログラムセルに対応して、Y軸方向に直線アレイ状に配置され、且つ、Y軸方向の参照光を、前記対応するホログラムセル方向に反射するON位置、同方向に反射しないOFF位置に選択的に制御可能であって、前記ホログラムセルの列の数と同数のマイクロミラーからなり、前記レンズアレイは、前記サーボミラーアレイと前記記録媒体との間に、Y軸方向に直線アレイ状に配置された、前記ホログラムセルの列の数と同数のレンズからなり、各レンズが、対応するマイクロミラーから反射された参照光を、対応するホログラムセルに導くようにされたことを特徴とするホログラフィック記録システム。 (3) A laser light source, a signal optical system branched from the laser light from the laser light source, modulated in accordance with digital information to be recorded and guided to a recording medium, and branched from the laser light A reference optical system for guiding reference light to the recording medium, and a hologram for forming a hologram on the recording medium by optical interference when the signal light and reference light are simultaneously irradiated onto the recording medium. In the graphic recording system, the recording medium includes a plurality of hologram cells arranged in a two-dimensional array with the Z-axis direction as a row and the Y-axis direction as a column, and each hologram cell receives signal light from the Y-axis direction. And a hologram can be formed when reference light is simultaneously irradiated from the Z-axis direction, and the signal optical system receives signal light from the laser light source in the hologram cell in the recording medium. Branches to as many branch signal light of a row, and, which, the result with the branch optical system is provided to guide to enter the Y-axis direction in each row of hologram cells, the said reference optical system, wherein A servo mirror array and a lens array are provided in this order from the laser light source side, and the servo mirror array is provided so as to be separated from the recording medium in parallel in the Z-axis direction. Corresponding to the hologram cell, the Y-axis direction is arranged in a linear array, and the reference light in the Y-axis direction is selected as an ON position that reflects in the corresponding hologram cell direction and an OFF position that does not reflect in the same direction. a controllable, prior consists as many micromirrors columns of Kiho program cell, the lens array, between said servo mirror array said recording medium, Y-axis direction Arranged in a linear array, it consists as many lenses string before Kiho program cell, each lens, the reference light reflected from the corresponding micro-mirror, which is to guide the corresponding hologram cells A holographic recording system characterized by that.
(4)前記信号光学系は、前記ホログラムセルの行数と同数設けられ、前記信号光を分岐するミラーからなるミラー群と、前記ミラーと同数設けられ、各分岐信号光を、各々記録すべきディジタル情報に応じて変調する空間光変調器と、を有してなり、各分岐光学系は、前記ミラー及び空間光変調器の各一つの組合せを含んで構成されていることを特徴とする(3)に記載のホログラフィック記録システム。 (4) The signal optical system is provided in the same number as the number of rows of the hologram cell, and is provided in the same number as the mirror group including the mirrors for branching the signal light, and each branch signal light should be recorded. A spatial light modulator that modulates according to digital information, and each branching optical system includes one combination of the mirror and the spatial light modulator. The holographic recording system according to 3).
(5)前記参照光学系は、前記参照光が、前記記録媒体における一つの行の一端のホログラムセルからY軸方向に入射し、他端のホログラムセルに透過するように設けられたことを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載のホログラフィック記録システム。 (5) The reference optical system is provided so that the reference light is incident in the Y-axis direction from the hologram cell at one end of one row in the recording medium and is transmitted through the hologram cell at the other end. The holographic recording system according to any one of (1) to (4).
(6)前記レンズアレイは、前記参照光をコリメート光として前記ホログラムセルに導くコリメートレンズからなるコリメートレンズアレイを含んでなり、前記サーボミラーアレイ及びコリメートレンズアレイを、前記記録媒体に対してX軸方向及びY軸方向の少なくとも一方の方向に並進駆動する角度多重用アクチュエータを設けたことを特徴とする(1)乃至(5)のいずれかに記載のホログラフィック記録システム。 (6) The lens array includes a collimating lens array including a collimating lens that guides the reference light to the hologram cell as collimated light, and the servo mirror array and the collimating lens array are arranged on the X axis with respect to the recording medium. The holographic recording system according to any one of (1) to (5), wherein an actuator for angle multiplexing that performs translational driving in at least one of a direction and a Y-axis direction is provided.
(7)前記記録媒体を、前記サーボミラーアレイ及びレンズアレイに対して、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方の方向に並進移動させるシフト用アクチュエータを設けたことを特徴とする(1)乃至(5)のいずれかに記載のホログラフィック記録システム。 (7) A shift actuator that translates the recording medium in at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the servo mirror array and the lens array is provided. The holographic recording system according to any one of (5).
(8)前記レンズアレイは、前記参照光を球面波として前記ホログラムセルに導く対物レンズアレイを含むことを特徴とする(7)に記載のホログラフィック記録システム。 (8) The holographic recording system according to (7), wherein the lens array includes an objective lens array that guides the reference light to the hologram cell as a spherical wave.
(9)前記レンズアレイは集光レンズアレイを含んでなり、この集光レンズアレイは、前記サーボミラーアレイに対応して直線アレイ状に配置され、該サーボミラーアレイから反射される参照光を集光する集光レンズからなり、前記参照光学系に、前記集光レンズアレイを構成する各集光レンズの焦点位置に配置されたピンホールからなるピンホールアレイを設けたことを特徴とする(6)、(7)又は(8)に記載のホログラフィック記録システム。 (9) The lens array includes a condensing lens array, the condensing lens array is arranged in a linear array corresponding to the servo mirror array, and collects the reference light reflected from the servo mirror array. It comprises a condensing lens that illuminates, and the reference optical system is provided with a pinhole array comprising pinholes arranged at the focal position of each condensing lens that constitutes the condensing lens array (6) ), (7) or (8).
(10)前記参照光学系に、前記サーボミラーアレイに入射する参照光のビーム強度と偏光状態を、前記ホログラムセルのY軸方向の位置に応じて調整する偏光制御装置を配置したことを特徴とする(1)乃至(9)のいずれかに記載のホログラフィック記録システム。 (10) A polarization controller for adjusting the beam intensity and polarization state of reference light incident on the servo mirror array according to the position of the hologram cell in the Y-axis direction is disposed in the reference optical system. The holographic recording system according to any one of (1) to (9).
本発明に係るホログラフィック記録システムによりホログラムを形成された記録媒体は、安価なレーザダイオードをアレイ状に配置してなるダイオードアレイから同時に複数の参照光を照射することによって、同時に複数の情報を再生可能な記録媒体を形成することができる。 The recording medium on which the hologram is formed by the holographic recording system according to the present invention reproduces a plurality of pieces of information simultaneously by irradiating a plurality of reference beams simultaneously from a diode array in which inexpensive laser diodes are arranged in an array. Possible recording media can be formed.
ホログラフィック記録システムは、レーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光から分岐された信号光を、記録すべきディジタル情報に応じて変調して、記録媒体に導く信号光学系と、前記レーザ光から分岐された参照光を前記記録媒体に導く参照光学系とを有している。 The holographic recording system includes a laser light source, a signal optical system branched from the laser light from the laser light source, modulated in accordance with digital information to be recorded and guided to a recording medium, and the laser light. A reference optical system for guiding the branched reference light to the recording medium.
前記記録媒体は、X軸方向を行及びY軸方向を列として2次元アレイ状に配置された複数のホログラムセルからなり、一つの行のホログラムセルに対してY軸方向から信号光を照射し、その行のうちの1個のホログラムセルに、Z軸方向から参照光を同時に照射したときにホログラムが形成可能とされている。 The recording medium is composed of a plurality of hologram cells arranged in a two-dimensional array with the X-axis direction as rows and the Y-axis direction as columns, and irradiates signal light from one direction to the hologram cells in one row. A hologram can be formed when one hologram cell in the row is simultaneously irradiated with reference light from the Z-axis direction.
前記参照光学系は、レーザ光源側からサーボミラーアレイ及びレンズアレイがこの順で設けられ、このサーボミラーアレイは、前記記録媒体に対してZ軸方向に平行に離間して設けられ、前記一つの行のホログラムセルに対応してY軸方向に直線アレイ状に配置され、且つ、Y軸方向の参照光を、前記対応するホログラムセル方向に反射するON位置、同方向に反射しないOFF位置に選択的に制御可能であって、前記一つの行のホログラムセルと同数のマイクロミラーからなっている。 In the reference optical system, a servo mirror array and a lens array are provided in this order from the laser light source side, and the servo mirror array is provided to be separated from the recording medium in parallel in the Z-axis direction. Corresponding to the hologram cells in a row, they are arranged in a linear array in the Y-axis direction, and the reference light in the Y-axis direction is selected as an ON position that reflects in the corresponding hologram cell direction and an OFF position that does not reflect in the same direction The number of micromirrors is the same as the number of hologram cells in one row.
前記レンズアレイは、前記サーボミラーアレイと前記記録媒体との間に、Y軸方向に直線アレイ状に配置され、前記マイクロミラーと同数のコリメートレンズからなるコリメートレンズアレイを含んで構成され、前記コリメートレンズは、対応するマイクロミラーから反射された参照光を対応するホログラムセルに導くようにされている。前記記録媒体は、前記信号光学系、参照光学系に対してアクチュエータによりX軸方向に移動して、行を変えてホログラム形成可能とされている。 The lens array includes a collimating lens array that is arranged in a linear array in the Y-axis direction between the servo mirror array and the recording medium and includes the same number of collimating lenses as the micromirrors. The lens guides the reference light reflected from the corresponding micromirror to the corresponding hologram cell. The recording medium is moved in the X-axis direction by an actuator with respect to the signal optical system and the reference optical system, and a hologram can be formed by changing rows.
以下、図1〜図3に示される本発明の実施例1に係るホログラフィック記録システム10について説明する。
Hereinafter, the
このホログラフィック記録システム10は、レーザ光源12と、このレーザ光源12から出射されたレーザ光を透過光である信号光と反射光である参照光とに分岐する偏光ビームスプリッタ14と、前記信号光を記録媒体16に導くための信号光学系18と、前記参照光を記録媒体16に導く参照光学系20と、を備えて構成されている。
The
前記信号光学系18には、前記偏光ビームスプリッタ14側から、ミラー18A、ビームエキスパンダ19、ミラー18B、空間光変調器18C、ミラー18D、及び、フーリエレンズ18Eがこの順で配置されている。前記ビームエキスパンダ19は、信号光のビーム径を拡大するためのものであり、ミラー18A側から、レンズ19A、ピンホール19B、レンズ19Cを備えて構成されている。
In the signal optical system 18, a
前記信号光学系18からの、前記フーリエレンズ18Eを通った信号光は、前記記録媒体16の、2次元アレイ状に配置された一つの行のホログラムセル17に、図1及び図2において、左から右方向に同時に照射される。
The signal light from the signal optical system 18 that has passed through the Fourier
前記記録媒体16は、図2、図3に模式的に示されるように、X軸方向を行、Y軸方向を列として、A行〜D行の4行、且つ、1列〜8列、合計32個のホログラムセル17から構成されている。ここで、図2に示されるように、例えばB行の6列目のホログラムセル17は、B6とされる。
As schematically shown in FIGS. 2 and 3, the
前記参照光学系20には、前記偏光ビームスプリッタ14側から、偏光制御装置22、参照光制御装置24、コリメートレンズアレイ26がこの順で配置されている。
In the reference
前記偏光制御装置22は、参照光の偏光状態及び光強度を調整するようにされている(詳細後述)。前記参照光制御装置24は、偏光制御装置22側から筐体28(図5参照)に取付固定されたサーボミラーアレイ30及び集光レンズアレイ32、ピンホールアレイ34を備えて構成されている。
The
前記サーボミラーアレイ30は、前記記録媒体16に対してZ軸方向に平行に離間して設けられ、前記一つの行のホログラムセル17に対応して、Y軸方向に直線アレイ状に配置された8個のマイクロミラー31から構成されている。これらのマイクロミラー31は、制御装置40により、前記偏光制御装置22を通ってY軸方向に入射してくる参照光を、前記対応するホログラムセル17方向に反射するON位置(図1、図5の実線参照)、同方向に反射しないOFF位置(図1、図5の二点鎖線参照)に選択的に制御可能とされている。
The
前記集光レンズアレイ32は、前記サーボミラーアレイ30におけるマイクロミラー31と同様に、8個の集光レンズ33をY軸方向に並べてなり、各集光レンズ33は、前記対応するマイクロミラー31とホログラムセル17とを通る光軸上に配置されている。
The condensing
前記ピンホールアレイ34は、8個のピンホール35からなり、前記サーボミラーアレイ30、集光レンズアレイ32及びコリメートレンズアレイ26と平行に配置され、且つ、各ピンホール35は、集光レンズ33の焦点位置に設けられている。前記筐体28の底面には、ピンホール35を通った参照光が出射するための射出窓36がピンホール35と同数設けられている。
The
前記記録媒体16は、制御装置40からの信号に従って、並進移動用アクチュエータ38により、2次元アレイ状に配置されたホログラムセルのうち、A1〜A8の行、B1〜B8の行、C1〜C8の行、又は、D1〜D8の行のいずれかの行のホログラムセル17が、前記参照光が入射する位置に移動可能とされている。
The
前記偏光制御装置22は、図6及び図7に示されるように、1/2波長板22Aと、偏光フィルタ22Bとを有し、これらを、回転機構23A、23Bによりそれぞれ光軸廻りに回転させることによって、入射光の偏光状態に拘わらず、任意のビーム強度、偏光方向を持つ直線偏光を形成できるようにされている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
前記回転機構23A、23Bは、制御装置40によって制御され、信号光の、ホログラムセル17内におけるビーム径に応じて変調されるようになっている。図2に示されるように、信号光学系18から入射した信号光は、ホログラムセル17の、Y方向の位置、即ち列によってそのビーム径が異なる。ビーム径が小さいほどパワー密度が大きくなるので、参照光の光強度も信号光のビーム径が小さいほど高く設定する必要がある。これによって、光学的干渉縞のコントラストを高めることができる。
The
前記記録媒体16を構成するホログラムセル17は、例えば、LiNbO3等のフォトリフラクティブ結晶をそのまま記録材料として用いたものであり、実施例1においては、各ホログラムセル17は立方体形状とされている。
The
なお、図4に示される記録媒体44のように、各ホログラムセル45に、前記X軸方向に沿って形成され、且つY軸方向及びZ軸方向に対し45°の角度をなす平面状の記録層45Aを備えるようにしてもよい。この場合、この記録層45Aは、フォトポリマー等の塗布層を用いると良い。
Incidentally, as in the
図4において、符号44Bは各ホログラムセルを接着するための接着層、44Cは記録媒体44全体を覆い、表面の保護あるいは環境露光による劣化を防止するためのAR(無反射)コートをそれぞれ示す。
4, the adhesive layer for sign-4 4B is for bonding each hologram cell, 44C covers the
次に、上記ホログラフィック記録システム10により、前記記録媒体16のホログラムセル17にホログラムを形成する過程について説明する。
Next, a process of forming a hologram in the
レーザ光源12から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ14において透過光としての信号光と反射光としての参照光とに分岐される。
The laser light emitted from the
前記信号光は、信号光学系18に入射し、ミラー18A、ビームエキスパンダ19、ミラー18B、空間光変調器18C、ミラー18D及びフーリエレンズ18Eを介して記録媒体16を照射する。
The signal light enters the signal optical system 18 and irradiates the
前記信号光は、空間光変調器18Cにおいて、記録すべきディジタル情報に対応して、例えば空間光変調器18Cに表示されるデータページによって信号を付与されている。
The signal light is given a signal by a data page displayed on the spatial
前記偏光ビームスプリッタ14における反射光は、参照光(例えばs偏光)として、前記参照光学系20に入射し、前記偏光制御装置22を経て、サーボミラーアレイ30の、8枚のマイクロミラー31のうち、ONされているいずれか一つのマイクロミラー31において、反射され、対応する集光レンズ33、ピンホール35及びコリメートレンズ27を経て、コリメート光として、前記記録媒体16における一つのホログラムセル17を、図1において上方から照射する。
The reflected light from the
一方、前記偏光ビームスプリッタ14における透過光は、信号光(例えばp偏光)として、空間光変調器18Cで信号が付与されてから、記録媒体16の一つの行に照射される。図2に示される例では、記録媒体16は並進移動用アクチュエータ38により、行B、即ち、B1〜B8のホログラムセル17が信号光に照射される位置に移動されている。
On the other hand, the transmitted light in the
このとき、制御装置40によって、例えば、図1において6の番号が付されたマイクロミラー31がONされたとすると、入射してきた参照光はここで反射されて、対応する行Bにおける6番目のB6のホログラムセル17に入射し、前記信号光と干渉し、その光学的干渉縞によってホログラムが形成される。
At this time, if, for example, the
上記のようにして、マイクロミラー31を順次ON、OFFさせて、例えば、行Bの、B1〜B8までのホログラムセル17の記録をした後は、並進移動用アクチュエータ38によって、記録媒体16をX方向に駆動し、信号光及び参照光により照射すべきホログラムセル17の行を切換え、上記工程を繰返して、全部の行のホログラムセル17の記録が終了する。
As described above, the
ホログラムが記録された記録媒体16から情報を再生する場合は、前記A1〜D8の32個のホログラムセル17に対応して、X軸方向(行)及びY軸方向(列)に2次元アレイ状に32個配置したレーザダイオードアレイを設け、そのうちの各行1個、合計4個のレーザダイオードにより、例えば、A1、B1、C1、D1のホログラムセル17をZ軸方向から照射すると、各ホログラムセルからは、図2のY軸方向に回折光が発生し、これを、図2に二点鎖線で示されるように、各行毎に結像レンズ46A、撮像素子46Bを設けておけば、4つのホログラムを同時に独立して再生することができる。
When information is reproduced from the
レーザダイオードは、記録時におけるレーザ光源のような、厳密な波長特性が要求されないので、再生に特に支障は無い。 Since the laser diode does not require strict wavelength characteristics like a laser light source at the time of recording, there is no particular problem in reproduction.
上記ホログラフィック記録システム10による記録媒体16に対するホログラムの記録は、各ホログラムセル17に、1つのホログラムを形成するものであるが、各ホログラムセル17に、角度多重記録によって、ホログラムを多数記録することができる。
In the hologram recording on the
角度多重記録の場合は、図5に示されるように、前記筐体28を並進移動用ベース29により、Y軸方向に移動自在とし、これを角度多重用アクチュエータ39によりY軸方向に並進移動させる。
In the case of angle multiplex recording, as shown in FIG. 5, the
図8は、角度多重記録の際の、参照光のY方向の移動とホログラムセル17に対する入射角度の変調との関係を示している。偏光制御装置22から入射した参照光の、ON状態のマイクロミラー31によって反射される位置がY方向にΔY平行移動し、これと同時に、集光レンズ33及びピンホール35もY軸方向にΔY移動する。一方、コリメートレンズアレイ26は固定されていて、集光レンズ33からの参照光の、コリメートレンズ27への入射角度が前記Y軸方向の移動によって変調される。従って、図8に示されるホログラムセル17への入射角度θを、ΔYに応じて変調することが可能であり、この変調の段数によって、角度多重記録の段数を決定することができる。
FIG. 8 shows the relationship between the movement of the reference light in the Y direction and the modulation of the incident angle with respect to the
このように、角度多重記録したホログラムセル17から情報を再生する場合は、前記マイクロミラー31に代わり、前記のように、2次元アレイ状に配置されたレーザダイオードにより照射し、且つこのレーザダイオードアレイと、集光レンズ33及びピンホール35を、コリメートレンズ27に対してY軸方向に並進移動させれば、記録時の入射角度に対応して多重記録されたホログラムから情報を再生することができる。
Thus, when information is reproduced from the
次に、図9に示される本発明の実施例2に係るホログラフィック記録システム50について説明する。
Next, a
このホログラフィック記録システム50は、各ホログラムセルにシフト多重記録をするものであり、前記図1、図2に示される実施例1のホログラフィック記録システム10に対して、前記コリメートレンズアレイ26に代えて、対物レンズアレイ52を設けたものであり、他の構成は、ホログラフィック記録システム10と同一である。
This
従って、この実施例2において、前記実施例1のホログラフィック記録システム10の構成要素と同一の構成要素については、図1におけると同一の符号を付することによって説明を省略するものとする。
Therefore, in the second embodiment, the same components as those of the
この実施例2のホログラフィック記録システム50では、対物レンズアレイ52が、前記集光レンズ33及びマイクロミラー31と平行に、且つこれらと同数の対物レンズ53から構成されていて、記録媒体16におけるホログラムセル17に入射した参照光が、球面波となるようにされている。
In the
又、この実施例2においては、前記角度多重用アクチュエータ39に代えて、記録媒体16をY軸方向に並進移動させるシフト多重用アクチュエータ54が設けられている。なお、このシフト多重用アクチュエータ54は、並進移動用アクチュエータ38上に設定する。又は、この並進移動用アクチュエータ38がシフト多重用アクチュエータを兼ねてもよい。
In the second embodiment, instead of the
このホログラフィック記録システム50により、ホログラムセル17にシフト多重記録をする場合は、例えば、6番目のマイクロミラー31をONとし、参照光が行B、列6即ちB6のホログラムセル17を照射するとき、信号光を行Bのホログラムセル17を照射しつつ、記録媒体16をシフト多重用アクチュエータ54によって、例えば図9において右方向に移動させ、次に、前記6番目のマイクロミラー31をOFFとし、サーボミラーアレイ30における3番目のマイクロミラー31をONして、参照光をB3のホログラムセル17に入射させ、このときは、記録媒体16を図9において左方向に移動しながらシフト多重記録をする。
When the
又、X軸方向のシフト多重を優先的に行なう場合には、マイクロミラー31のON位置を固定させ、並進移動用アクチュエータ38により記録媒体16をX軸方向に移動させれば良い。
In addition, when the shift multiplexing in the X-axis direction is preferentially performed, the ON position of the
次に、図10に示される本発明の実施例3に係るホログラフィック記録システム60について説明する。
Next, a holographic recording system 60 according to
このホログラフィック記録システム60は、記録媒体16をZ軸−Y軸平面内に設定し、ホログラムセルをZ軸方向を行、Y軸方向を列とする2次元アレイ状に配置し、Z軸方向に参照光を、また、Y軸方向に複数の分岐信号光をそれぞれ記録媒体16に入射してホログラムを形成するものであり、前記図1、図2に示される実施例1のホログラフィック記録システム10に対して、参照光学系20及び信号光学系62を、記録媒体16を含むZ軸−Y軸平面内に配置し、且つ、信号光学系62を途中で分岐して、分岐光学系64A、64B、64C、64Dとしたものであり、他の構成は、ホログラフィック記録システム10と同一である。
In this holographic recording system 60, the
従って、この実施例3において、前記実施例1のホログラフィック記録システム10の構成要素と同一の構成要素については、図1におけると同一の符号を付すことによって説明を省略するものとする。
Accordingly, in the third embodiment, the same components as those of the
前記信号光学系62は、前記ホログラムセルの行の数と同数設けられ、前記信号光を分岐するミラー66A、66B、66C、66Dからなるミラー群66と、前記ミラー66A〜66Dと同数設けられ、各分岐信号光を、各々記録すべきディジタル情報に応じて変調する空間光変調器68A、68B、68C、68Dと、空間光変調器68A〜68Dで変調された分岐信号光を前記記録媒体16の各行に向けて反射する4個のミラー67と、これらのミラー67と前記記録媒体16の各行との間に配置された4個のフーリエレンズ69と、を有してなり、各分岐光学系64A〜64Dは、前記ミラー66A〜66D及び空間光変調器68A〜68D、ミラー67、フーリエレンズ69の各一つの組合せから構成されている。
The signal optical system 62 is provided in the same number as the number of rows of the hologram cell, and is provided in the same number as the mirror group 66 including
この実施例3において、前記記録媒体16は、各ホログラムセルが、Y軸方向から信号光及びZ軸方向から参照光を同時に照射したときにホログラムが形成可能に配置されている。前記分岐光学系64A〜64Dは、ビームエキスパンダ19と記録媒体16との間に、前記レーザ光源12からの信号光を前記記録媒体16におけるホログラムセル17の行数と同数の分岐信号光に分岐し、且つ、これを、前記ホログラムセル17の各行にY軸方向に入射するように設けられている。
In the third embodiment, the
ここで、ホログラムセル17は、Y軸方向からの信号光及びZ軸方向からの参照光によりホログラムが形成されるように配置される。例えば図4に示されるような記録層45Aを備える場合は、この記録層45AがY軸及びZ軸と各々約45°で交差するように配置する。
Here, the
又、前記ミラー群66を構成するミラー66A〜66Dは、各分岐信号光の光強度が等しくなるように構成されている。具体的には、ミラー66A〜66Cの透過率は、ミラー66Aから66Cに向かって順次小さくなるようにされている。又、前記ミラー66A〜66D、空間光変調器68A〜68D、フーリエレンズ69はそれぞれ直線アレイ状に一体的に構成するとよい。
Further, the
次に、上記ホログラフィック記録システム60により、前記記録媒体16のホログラムセル17にホログラムを形成する過程について説明する。
Next, a process of forming a hologram in the
レーザ光源12から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ14において透過光としての信号光と反射光としての参照光とに分岐される。
The laser light emitted from the
前記信号光は、信号光学系18に入射し、ミラー18A、ビームエキスパンダ19、ミラー群66の各ミラー66A〜66Dで4本の分岐信号光とされ、各々、空間光変調器68A〜68D、ミラー67及びフーリエレンズ69を介して、記録媒体16の各行をY軸方向に照射する。
The signal light enters the signal optical system 18 and is made into four branched signal lights by the
前記分岐信号光は、空間光変調器68A〜68Dにおいて、記録すべきディジタル情報に対応して、信号を付与されている。
The branched signal light is given a signal corresponding to the digital information to be recorded in the spatial
前記偏光ビームスプリッタ14における反射光は、参照光として前記参照光学系20に入射し、前記偏光制御装置22を経て、サーボミラーアレイ30の、8枚のマイクロミラー31のうち、ONされているいずれか一つのマイクロミラー31において、反射され、対応する集光レンズ33、ピンホール35及びコリメートレンズ27を経て、コリメート光として、前記記録媒体16における一つのホログラムセル17を、図10において上方(Z軸方向)から照射する。
Reflected light from the
このとき、制御装置40によって、例えば、図10において6の番号が付されたマイクロミラー31がONされたとすると、入射してきた参照光はここで反射されて、対応する列における4個(A6、B6、C6、D6)のホログラムセル17に入射し、前記信号光と干渉し、その光学的干渉縞によって各ホログラムセルに同時にホログラムが形成される。
At this time, if, for example, the
上記のようにして、マイクロミラー31を順次ON、OFFさせて、上記工程を繰返して、全部の列のホログラムセル17の記録が終了する。
As described above, the
ホログラムが記録された記録媒体16から情報を再生する場合は、前記マイクロミラー31の位置に、ホログラムセル17の列数に対応して、Y軸方向(列)に直線アレイ状に配置した8個のレーザダイオードからなるレーザダイオードアレイを設け、そのうちの1個のレーザダイオードにより、例えば、列6のホログラムセル17をZ軸方向から照射すると、列6の4個のホログラムセルからは、図2のY軸方向に回折光が発生し、これを、図10に二点鎖線で示されるように、各行毎に設けられた結像レンズ46A、撮像素子46Bにより4つのホログラムを同時に独立して再生することができる。
When information is reproduced from the
なお、上記実施例1、2、3において、記録媒体16は、行A〜D、列1〜8の合計32個のホログラムセル17から構成され、これに対応して、サーボミラーアレイ30、集光レンズアレイ32、ピンホールアレイ34、あるいは対物レンズアレイ52が設定されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、記録媒体16のホログラムセル17は2次元アレイ状に設定されるものであればよく、その行数、及び列数の制限は無い。
In the first, second, and third embodiments, the
又、上記実施例1、2において、記録媒体16は、レーザ光源12、偏光ビームスプリッタ14、信号光学系18及び参照光学系20に対して、並進移動用アクチュエータ38によってX軸方向に移動可能とされているが、本発明はこれに限定されるものでなく、記録媒体16を固定し、参照光学系20をX軸方向に並進移動させるようにしても良い。Y軸方向についても同様である。
In the first and second embodiments, the
10、50、60…ホログラフィック記録システム
12…レーザ光源
14…偏光ビームスプリッタ
16、44…記録媒体
17、45、62…ホログラムセル
18…信号光学系
18C…空間光変調器
20…参照光学系
22…偏光制御装置
24…参照光制御装置
26…コリメートレンズアレイ
28…筐体
29…並進移動用ベース
30…サーボミラーアレイ
31…マイクロミラー
32…集光レンズアレイ
33…集光レンズ
34…ピンホールアレイ
35…ピンホール
38…並進移動用アクチュエータ
39…角度多重用アクチュエータ
40…制御装置
45A…記録層
52…対物レンズアレイ
53…対物レンズ
54…シフト多重用アクチュエータ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記記録媒体は、X軸方向を行及びY軸方向を列として2次元アレイ状に配置された複数のホログラムセルからなり、各ホログラムセルは、Y軸方向から信号光及びZ軸方向から参照光を同時に照射したときにホログラムが形成可能とされ、
前記参照光学系には、前記レーザ光源側からサーボミラーアレイ及びレンズアレイがこの順で設けられてなり、
前記サーボミラーアレイは、前記記録媒体に対してZ軸方向に平行に離間して設けられ、前記記録媒体における一つの行のホログラムセルに対応して、Y軸方向に直線アレイ状に配置され、且つ、Y軸方向の参照光を、前記対応するホログラムセル方向に反射するON位置、同方向に反射しないOFF位置に選択的に制御可能であって、前記ホログラムセルの列の数と同数のマイクロミラーからなり、
前記レンズアレイは、前記サーボミラーアレイと前記記録媒体との間に、Y軸方向に直線アレイ状に配置された、前記ホログラムセルの列の数と同数のレンズからなり、各レンズが、対応するマイクロミラーから反射された参照光を、対応するホログラムセルに導くようにされたことを特徴とするホログラフィック記録システム。 A laser light source, a signal optical system branched from the laser light from the laser light source, modulated in accordance with digital information to be recorded and guided to a recording medium, and a reference light branched from the laser light A holographic recording system comprising: a reference optical system that leads to the recording medium, and forming a hologram on the recording medium by optical interference when the signal light and the reference light are simultaneously irradiated onto the recording medium Because
The recording medium includes a plurality of hologram cells arranged in a two-dimensional array with the X-axis direction as rows and the Y-axis direction as columns, and each hologram cell has signal light from the Y-axis direction and reference light from the Z-axis direction. A hologram can be formed when
The reference optical system is provided with a servo mirror array and a lens array in this order from the laser light source side,
The servo mirror array is provided to be separated from the recording medium in parallel in the Z-axis direction, and is arranged in a linear array in the Y-axis direction corresponding to one row of hologram cells in the recording medium, and, the Y-axis direction of the reference light, the corresponding oN position to reflect the hologram cell direction, a selectively controllable to the OFF position that does not reflect in the same direction, the same number of columns in front Kiho program cell Made of micromirrors,
The lens array is between the servo mirror array and the recording medium, disposed in a linear array in the Y-axis direction consists of the same number of lens columns in the previous Kiho program cell, each lens, A holographic recording system characterized in that reference light reflected from a corresponding micromirror is guided to a corresponding hologram cell.
前記記録媒体は、前記レーザ光源、信号光学系及び参照光学系に対して、前記ホログラムセルの各行に対応して、参照光が任意の行に選択的に入射可能となる位置に、X軸方向に相対的に移動可能とされ、且つ、前記記録媒体と前記レーザ光源、信号光学系及び参照光学系の少なくとも一方をX軸方向に駆動する並進移動用アクチュエータが設けられたことを特徴とするホログラフィック記録システム。 In claim 1,
The recording medium corresponds to each row of the hologram cell with respect to the laser light source, the signal optical system, and the reference optical system, at a position where the reference light can be selectively incident on an arbitrary row in the X-axis direction. And a translational actuator that drives at least one of the recording medium, the laser light source, the signal optical system, and the reference optical system in the X-axis direction. Graphic recording system.
前記記録媒体は、Z軸方向を行及びY軸方向を列として2次元アレイ状に配置された複数のホログラムセルからなり、各ホログラムセルは、Y軸方向から信号光及びZ軸方向から参照光を同時に照射したときにホログラムが形成可能とされ、
前記信号光学系には、前記レーザ光源からの信号光を前記記録媒体におけるホログラムセルの行の数と同数の分岐信号光に分岐し、且つ、これを、前記ホログラムセルの各行にY軸方向に入射するように導く分岐光学系が設けられてなり、
前記参照光学系には、前記レーザ光源側からサーボミラーアレイ及びレンズアレイがこの順で設けられてなり、
前記サーボミラーアレイは、前記記録媒体に対してZ軸方向に平行に離間して設けられ、前記記録媒体における一つの行のホログラムセルに対応して、Y軸方向に直線アレイ状に配置され、且つ、Y軸方向の参照光を、前記対応するホログラムセル方向に反射するON位置、同方向に反射しないOFF位置に選択的に制御可能であって、前記ホログラムセルの列の数と同数のマイクロミラーからなり、
前記レンズアレイは、前記サーボミラーアレイと前記記録媒体との間に、Y軸方向に直線アレイ状に配置された、前記ホログラムセルの列の数と同数のレンズからなり、各レンズが、対応するマイクロミラーから反射された参照光を、対応するホログラムセルに導
くようにされたことを特徴とするホログラフィック記録システム。 A laser light source, a signal optical system branched from the laser light from the laser light source, modulated in accordance with digital information to be recorded and guided to a recording medium, and a reference light branched from the laser light A holographic recording system comprising: a reference optical system that leads to the recording medium, and forming a hologram on the recording medium by optical interference when the signal light and the reference light are simultaneously irradiated onto the recording medium Because
The recording medium is composed of a plurality of hologram cells arranged in a two-dimensional array with the Z-axis direction as rows and the Y-axis direction as columns, and each hologram cell has signal light from the Y-axis direction and reference light from the Z-axis direction. A hologram can be formed when
In the signal optical system, the signal light from the laser light source is branched into the same number of branch signal lights as the number of rows of hologram cells in the recording medium, and this is divided into each row of the hologram cells in the Y-axis direction. A branching optical system that guides the light to enter is provided.
The reference optical system is provided with a servo mirror array and a lens array in this order from the laser light source side,
The servo mirror array is provided to be separated from the recording medium in parallel in the Z-axis direction, and is arranged in a linear array in the Y-axis direction corresponding to one row of hologram cells in the recording medium, and, the Y-axis direction of the reference light, the corresponding oN position to reflect the hologram cell direction, a selectively controllable to the OFF position that does not reflect in the same direction, the same number of columns in front Kiho program cell Made of micromirrors,
The lens array is between the servo mirror array and the recording medium, disposed in a linear array in the Y-axis direction consists of the same number of lens columns in the previous Kiho program cell, each lens, A holographic recording system characterized in that reference light reflected from a corresponding micromirror is guided to a corresponding hologram cell.
前記信号光学系は、前記ホログラムセルの行数と同数設けられ、前記信号光を分岐するミラーからなるミラー群と、前記ミラーと同数設けられ、各分岐信号光を、各々記録すべきディジタル情報に応じて変調する空間光変調器と、を有してなり、各分岐光学系は、前記ミラー及び空間光変調器の各一つの組合せを含んで構成されていることを特徴とするホログラフィック記録システム。 In claim 3,
The signal optical system is provided in the same number as the number of rows of the hologram cell, and is provided in the same number as the mirror group composed of mirrors for branching the signal light, and each branch signal light is converted into digital information to be recorded. A holographic recording system, wherein each branching optical system includes a combination of each of the mirror and the spatial light modulator. .
前記信号光学系は、前記信号光が、前記記録媒体における一つの行の一端のホログラムセルからY軸方向に入射し、他端のホログラムセルに透過するように設けられたことを特徴とするホログラフィック記録システム。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The signal optical system is provided so that the signal light is incident in the Y-axis direction from a hologram cell at one end of one row of the recording medium and is transmitted through the hologram cell at the other end. Graphic recording system.
前記レンズアレイは、前記参照光をコリメート光として前記ホログラムセルに導くコリメートレンズからなるコリメートレンズアレイを含んでなり、
前記サーボミラーアレイ及びコリメートレンズアレイを、前記記録媒体に対してX軸方向及びY軸方向の少なくとも一方の方向に並進駆動する角度多重用アクチュエータを設けたことを特徴とするホログラフィック記録システム。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
The lens array includes a collimating lens array including a collimating lens that guides the reference light to the hologram cell as collimated light,
A holographic recording system comprising an angle multiplexing actuator that translates the servo mirror array and the collimating lens array in at least one of an X-axis direction and a Y-axis direction with respect to the recording medium.
前記記録媒体を、前記サーボミラーアレイ及びレンズアレイに対して、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方の方向に並進移動させるシフト多重用アクチュエータを設けたことを特徴とするホログラフィック記録システム。 In any one of Claims 1 thru | or 5,
A holographic recording system comprising a shift multiplexing actuator that translates the recording medium in at least one of an X-axis direction and a Y-axis direction with respect to the servo mirror array and the lens array.
前記レンズアレイは、前記参照光を球面波として前記ホログラムセルに導く対物レンズアレイを含むことを特徴とするホログラフィック記録システム。 In claim 7,
The holographic recording system, wherein the lens array includes an objective lens array that guides the reference light to the hologram cell as a spherical wave.
前記レンズアレイは集光レンズアレイを含んでなり、この集光レンズアレイは、前記サーボミラーアレイに対応して直線アレイ状に配置され、該サーボミラーアレイから反射される参照光を集光する集光レンズからなり、
前記参照光学系に、前記集光レンズアレイを構成する各集光レンズの焦点位置に配置されたピンホールからなるピンホールアレイを設けたことを特徴とするホログラフィック記録システム。 In claim 6, 7 or 8,
The lens array includes a condensing lens array. The condensing lens array is arranged in a linear array corresponding to the servo mirror array, and collects the reference light reflected from the servo mirror array. Consisting of a light lens,
A holographic recording system, wherein the reference optical system is provided with a pinhole array including pinholes arranged at a focal position of each condenser lens constituting the condenser lens array.
前記参照光学系に、前記サーボミラーアレイに入射する参照光のビーム強度と偏光状態を、前記ホログラムセルのY軸方向の位置に応じて調整する偏光制御装置を配置したことを特徴とするホログラフィック記録システム。 In any one of Claims 1 thru | or 9,
A holographic device, wherein a polarization control device for adjusting a beam intensity and a polarization state of reference light incident on the servo mirror array in accordance with a position of the hologram cell in a Y-axis direction is disposed in the reference optical system. Recording system.
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