JP4636189B2

JP4636189B2 - ホログラフィック記録方法及び装置

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Publication number: JP4636189B2
Application number: JP2009058340A
Authority: JP
Inventors: 拓哉塚越; 次郎吉成; 栄明三浦; 哲郎水島
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2009-03-11
Filing date: 2009-03-11
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2023-08-28
Also published as: JP2009170086A

Description

この発明は、物体光と参照光との干渉縞によってホログラフィック記録媒体に情報を記録するホログラフィック記録方法及び装置に関する。

例えば、特許文献１に記載されるホログラフィック記録方法では、物体光及び参照光を１組とした記録ビームにより記録再生を行ない、このとき、回転する記録媒体に同期して、追従制御ミラーにより記録ビームをホログラフィック記録媒体と同方向に移動させ、即ち、アスキング（asking）サーボを行なっていた。

特開２００２−１８３９７５号公報

上記特許文献１記載のホログラフィック記録方法及び装置では、追従制御ミラーによって記録ビームを記録媒体と同期して移動させているが、この追従制御ミラーの復帰時間中はレーザビームによる記録又は再生はできない。

従って、この追従制御ミラーの復帰時間、即ちaskingサーボの復帰に要する時間が、データ転送レートを低下させる原因となっているという問題点があった。

この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、askingサーボの復帰時間を実質的にゼロにして、データ転送レートを大幅に増大させることができるホログラフィック記録方法及び装置を提供することを目的とする。

この目的は、以下の本発明によって達成される。

（１）ホログラフィック記録媒体を駆動させつつ、該ホログラフィック記録媒体に干渉縞を形成させる物体光と参照光とを１組とする複数組の記録ビームのうち１組の第１記録ビームを、その記録時間に、該ホログラフィック記録媒体と略同期して同一方向に移動させつつ照射し、次の復帰時間に原位置に復帰させ、前記複数組の残りのうち少なくとも１組の第２記録ビームを、前記第１記録ビームの復帰時間中に、前記該ホログラフィック記録媒体と略同期して同一方向に移動させつつこれを照射することを特徴とするホログラフィック記録方法。

（２）前記複数組の記録ビームを、前記ホログラフィック記録媒体に対して、その駆動方向、駆動方向と直交する方向の少なくとも一方に、順次ずらして照射させることを特徴とする（１）のホログラフィック記録方法。

（３）入射する物体光と参照光との干渉縞を記録可能なホログラフィック記録媒体を駆動させる記録媒体駆動装置と、レーザ光源と、このレーザ光源から出射されたレーザビームから分岐され、各組が物体光と参照光とからなる複数組の記録ビームの各々を、別個に前記ホログラフィック記録媒体に導く、記録ビームの組数と同数の記録ビーム光学系と、各記録ビーム光学系における物体光を導く物体光学系に配置され、記録すべき情報に応じて物体光を変調する空間光変調器と、各記録ビーム光学系における参照光を導く参照光学系にそれぞれ配置され、参照光を個別に遮断可能な光シャッターと、前記記録媒体駆動装置、前記各光シャッター、前記各空間光変調器を制御する制御装置と、を有してなり、前記複数の記録ビーム光学系のうち１の記録ビーム光学系の記録ビームを反射させると共に、その反射点を進退させる追従制御ミラーと、前記複数の記録ビーム光学系のうち次の記録ビーム光学系により導かれる次の記録ビーム、及び、前記追従制御ミラーから反射された前記１の記録ビームを、前記ホログラフィック記録媒体方向に反射すると共に、その反射点を、前記追従制御ミラーにおける反射点の進退方向と平行に進退させる次の追従制御ミラーとを、順次、前記１の記録ビーム光学系及び次の記録ビーム光学系に設け、前記１及び次の記録ビーム光学系は、各々の記録ビームを、前記ホログラフィック記録媒体における駆動方向及びこれと直交する方向の少なくとも一方に順次ずらして、該ホログラフィック記録媒体に入射させるように設定され、前記制御装置は、前記各追従制御ミラーを制御可能とされると共に、各記録ビームによる前記ホログラフィック記録媒体への記録が順次なされ、且つ、記録中に、該記録ビームが、該ホログラフィック記録媒体の駆動方向に、これと同期して移動され、同時に、他の記録ビームが前記駆動方向と反対方向に移動されるように、前記各追従制御ミラーを制御すると共に、記録中でない記録ビームの記録ビーム光学系の前記光シャッターにより該記録ビーム光学系を遮断させるようにされたことを特徴とするホログラフィック記録装置。

記録ビームによりホログラフィック記録媒体に記録する際に、askingサーボの復帰に要する時間を低減してデータ転送レートを増大させることができる。

本発明の実施例に係るホログラフィック記録装置を示す一部側面図を含む光学系統図同実施例における記録ビームによる記録状態を模式的に示す平面図同実施例の要部を拡大して示す略示断面図同要部を拡大して示す略示断面図同実施例における第１及び第２記録ビームの記録位置と追従制御ミラーの位置関係を示す線図記録ビームを３本とした場合の各記録ビームの記録時と原位置への復帰状態の関係を示すタイミングチャート

ホログラフィック記録媒体を駆動させつつ、該ホログラフィック記録媒体に干渉縞を形成させる物体光と参照光とを１組とする複数組の記録ビームのうち１組の第１記録ビームを、その記録時間に、該ホログラフィック記録媒体と略同期して同一方向に移動させつつ照射し、次の復帰時間に原位置に復帰させ、前記複数組の残りのうち少なくとも１組の第２記録ビームを、前記第１記録ビームの復帰時間中に、前記該ホログラフィック記録媒体と略同期して同一方向に移動させつつこれを照射するようにすることによって、askingサーボの復帰時間をほとんどゼロとするという目的を達成する。

以下図１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装置５０について詳細に説明する。

この実施例１に係るホログラフィック記録装置５０は、ホログラフィック記録媒体１２を駆動させつつ、該ホログラフィック記録媒体１２に干渉縞を形成させる物体光と参照光とを１組として、２組の記録ビームのうち、第１記録ビームをその記録時間にホログラフィック記録媒体１２と略同期して同一方向に移動させつつ照射し、次の復帰時間に原位置に復帰させ、他の組の第２記録ビームは、前記第１記録ビームの復帰時間に、前記ホログラフィック記録媒体１２と略同期して同一方向に移動させつつ照射し、前記第１記録ビームの記録時間中に原位置に復帰させるようにしたものである。

更に詳細には、前記ホログラフィック記録装置５０は、入射する物体光と参照光との干渉縞が形成可能なホログラフィック記録媒体１２を駆動させる記録媒体駆動装置５２と、レーザ光源５４と、このレーザ光源５４から出射されたレーザビームから分岐され、１組が物体光と参照光からなる２組の記録ビームの各々を、別個に、記録ビームとして前記ホログラフィック記録媒体１２に導く、第１及び第２の記録ビーム光学系５６、５８と、これら第１及び第２記録ビーム光学系５６、５８における物体光学系５６Ａ、５８Ａに配置され、記録装置の情報に応じて物体光を変調する第１及び第２空間光変調器６０、６２と、前記第１及び第２記録ビーム光学系５６、５８における参照光学系５６Ｂ、５８Ｂにそれぞれ配置され、参照光を個別に遮断可能な第１及び第２光シャッター６４、６６と、前記記録媒体駆動装置５２、前記第１、第２光シャッター６４、６６、前記第１、第２空間光変調器６０、６２を制御する制御装置６８と、を有している。

又、前記第１記録ビーム光学系５６には、記録ビームを反射させると共に、その反射点を進退させる第１追従制御ミラー７０が設けられている。

前記第２記録ビーム光学系５８には、前記第１追従制御ミラー７０から反射された第１記録ビームを、前記ホログラフィック記録媒体１２方向に反射すると共に、その反射点を、前記第１追従制御ミラー７０における反射点の進退方向と平行に進退させる第２追従制御ミラー７２が設けられている。

更に、前記第１及び第２記録ビーム光学系５６、５８は、各々の記録ビーム５７、５９を、図２（Ａ）に示されるように、前記ホログラフィック記録媒体１２における駆動方向と直交する方向に交互にずらして（千鳥に）該ホログラフィック記録媒体１２に入射させるように設定されている。

前記制御装置６８は、前記第１、第２追従制御ミラー７０、７２の進退を制御可能とされている。更に詳細には、前記制御装置６８は、前記第１及び第２記録ビームによる前記ホログラフィック記録媒体１２への記録が順次なされ、且つ記録中に、該第１、第２記録ビームが、ホログラフィック記録媒体１２の移動方向に、これと同期して移動され、同時に、記録中でない他の記録ビームが、前記駆動方向と反対方向に移動されるように、前記第１及び第２追従制御ミラー７０、７２を制御すると共に、記録中でない記録ビームの記録ビーム光学系における前記第１又は第２光シャッター６４、６６の一方を遮断させるようにされている。

図１における符号７４、７６、７８はそれぞれビームスプリッタを示す。ビームスプリッタ７４は、レーザ光源５４から出射されたレーザビームの一部を、第１記録ビーム光学系５６における物体光として反射させるものである。

又、ビームスプリッタ７６は、ビームスプリッタ７４を透過したレーザビームの一部を反射して、第１記録ビーム光学系５６における参照光とするものである。

更に、前記ビームスプリッタ７８は、ビームスプリッタ７６を透過したレーザビームの一部を反射して、第２記録ビーム光学系５８における参照光とするものである。

前記ビームスプリッタ７８を透過したレーザビームは、第２記録ビーム光学系５８における物体光とされている。

なお、前記第１及び第２追従制御ミラー７０、７２は、その反射面が、第１及び第２記録ビームのそれぞれにおける参照光と物体光との２等分線に対して、各々４５°の角度に配置されている。

図の符号８０はミラー、８２は前記物体光学系５６Ａ、５８Ａ、参照光学系５６Ｂ、５８Ｂに各々設けられたフーリエレンズを示す。又、符号７０Ａ、７２Ａは前記第１追従制御ミラー７０及び第２追従制御ミラー７２をそれぞれ駆動するためのモータを、５２Ａは記録媒体駆動装置５２の一部を構成するスピンドルモータをそれぞれ示す。

次に、図３及び図４を参照して、前記第１及び第２追従制御ミラー７０、７２の作用について更に詳細に説明する。

まず、第１及び第２追従制御ミラー７０、７２が図の実線位置（正規位置とする）である状態から、第１追従制御ミラー７０のみを、図３において右方向にＸ₁だけ動かした場合を考える。

前記第１及び第２追従制御ミラー７０、７２は、その反射面が、第１及び第２記録ビームのそれぞれにおける参照光と物体光との２等分線に対して、各々４５°の角度に配置されているので、第１追従制御ミラー７０の、図３において右方向への移動量Ｘ₁とホログラフィック記録媒体１２上での第１記録ビームの参照光（参照光１と示す）及び物体光（物体光１と示す）が交差する点の移動量Ｙ₁との間には、Ｙ₁＝√２Ｘ₁の関係式が成立
する。

前記図３に示される第１追従制御ミラー７０の、図において右方向への右方向へのＸ₁の移動と同時に、図４に示されるように、第１従制御ミラー７０を、図の方向にＸ₂だけ動かした場合を考える。

この場合、上記移動量Ｘ₁及びＸ₂と、物体光１と参照光１及び第２記録ビームの参照光（参照光２と示す）と物体光（物体光２と示す）がそれぞれ交差する点の移動量Ｙ₁及び
Ｙ₂の関係は、Ｙ₁＝√２（Ｘ₂−Ｘ₁）、Ｙ₂＝√２Ｘ₂となる。

第１追従制御ミラー７０及び第２追従制御ミラー７２を図において同時に右方向に駆動することによって、第１記録ビームと第２記録ビームの、物体光及び参照光がそれぞれ交差する点の移動量が図４において０で示される中立点から相互に反対方向になり、その移動量はＹ₁及びＹ₂の関係は、Ｙ₁＝√２（Ｘ₂−Ｘ₁）、Ｙ₂＝√２Ｘ₂となる。

即ち、図５において実線Ｘ₁及び一点鎖線Ｘ₂で示されるように、前記追従制御ミラー７０及び７２を同期してそれぞれＸ₁及びＸ₂往復動させると、そのときの、第１及び第２記録ビームにおける参照光と物体光のそれぞれの、ホログラフィック記録媒体１２における交差点の位置は、二点鎖線Ｙ₁及び破線Ｙ₂で示されるように相互に逆方向に同期して変化することになる。

これによって、第１記録ビームによる記録中は、第２記録ビームは原位置への復帰過程にあり、逆に、第２記録ビームにより記録中は、第１記録ビームは原位置へ復帰過程となり、askingサーボの戻り過程における空白時間がなく、データ転送レートを、従来の１スポットで記録再生を行なう場合の２倍に増大することができる。

なお、上記実施例において、第１及び第２記録ビームは図２（Ａ）に示されるように、ホログラフィック記録媒体１２上でその駆動方向に対して千鳥になる位置に参照光と物体光が交差するようにされているが、本発明はこれに限定されるものでなく、図２（Ｂ）に示されるように、移動ラインが第１記録ビームと第２記録ビームで、平行に離間して設定してもよく、図２（Ｃ）のように、同一移動ライン上で第１及び第２記録ビーム５７、５９が交互にホログラフィック記録媒体１２に入射するようにしてもよい。

又、上記実施例において、記録ビームは２本であって、これに対応して第１及び第２追従制御ミラー７０、７２を設けているが、本発明はこれに限定されるものでなく、記録ビームを３本以上としてもよい。例えば、記録ビームが３本の場合は、第１追従制御ミラーは第１記録ビームのみを反射し、第２追従制御ミラーは第１追従制御ミラーで反射された第１記録ビームと、第２記録ビームとを反射し、第３追従制御ミラーは、第２追従制御ミラーによって反射された第１記録ビーム、第２追従制御ミラーで反射された第２記録ビーム、及び、第３記録ビームをそれぞれ反射するように設定する。

又、そのときの、第１〜第３記録ビームの、ホログラフィック記録媒体１２上の位置と時間との関係は、図６に示されるようになる。図６において右上がりの直線が記録時、右下がりの直線が復帰時を示す。

１２…ホログラフィック記録媒体
５０…ホログラフィック記録装置
５２…記録媒体駆動装置
５４…レーザ光源
５６Ａ、５８Ａ…物体光学系
５６Ｂ、５８Ｂ…参照光学系
５６…第１記録ビーム光学系
５７…第１記録ビーム
５８…第２記録ビーム光学系
５９…第２記録ビーム
６０…第１空間光変調器
６２…第２空間光変調器
６４…第１光シャッター
６６…第２光シャッター
６８…制御装置
７０…第１追従制御ミラー
７２…第２追従制御ミラー
８２…フーリエレンズ

Claims

ホログラフィック記録媒体を駆動させつつ、該ホログラフィック記録媒体に干渉縞を形成させる物体光と参照光とを１組とする複数組の記録ビームのうち１組の第１記録ビームを、その記録時間に、該ホログラフィック記録媒体と略同期して同一方向に移動させつつ照射し、次の復帰時間に原位置に復帰させ、前記複数組の残りのうち少なくとも１組の第２記録ビームを、前記第１記録ビームの復帰時間中に、前記該ホログラフィック記録媒体と略同期して同一方向に移動させつつこれを照射することを特徴とするホログラフィック記録方法。
請求項１において、前記複数組の記録ビームを、前記ホログラフィック記録媒体に対して、その駆動方向、駆動方向と直交する方向の少なくとも一方に、順次ずらして照射させることを特徴とするホログラフィック記録方法。
入射する物体光と参照光との干渉縞を記録可能なホログラフィック記録媒体を駆動させる記録媒体駆動装置と、
レーザ光源と、
このレーザ光源から出射されたレーザビームから分岐され、各組が物体光と参照光とからなる複数組の記録ビームの各々を、別個に前記ホログラフィック記録媒体に導く、記録ビームの組数と同数の記録ビーム光学系と、
各記録ビーム光学系における物体光を導く物体光学系に配置され、記録すべき情報に応じて物体光を変調する空間光変調器と、
各記録ビーム光学系における参照光を導く参照光学系にそれぞれ配置され、参照光を個別に遮断可能な光シャッターと、
前記記録媒体駆動装置、前記各光シャッター、前記各空間光変調器を制御する制御装置と、
を有してなり、
前記複数の記録ビーム光学系のうち１の記録ビーム光学系の記録ビームを反射させると共に、その反射点を進退させる追従制御ミラーと、
前記複数の記録ビーム光学系のうち次の記録ビーム光学系により導かれる次の記録ビーム、及び、前記追従制御ミラーから反射された前記１の記録ビームを、前記ホログラフィック記録媒体方向に反射すると共に、その反射点を、前記追従制御ミラーにおける反射点の進退方向と平行に進退させる次の追従制御ミラーとを、順次、前記１の記録ビーム光学系及び次の記録ビーム光学系に設け、
前記１及び次の記録ビーム光学系は、各々の記録ビームを、前記ホログラフィック記録媒体における駆動方向及びこれと直交する方向の少なくとも一方に順次ずらして、該ホログラフィック記録媒体に入射させるように設定され、
前記制御装置は、前記各追従制御ミラーを制御可能とされると共に、各記録ビームによる前記ホログラフィック記録媒体への記録が順次なされ、且つ、記録中に、該記録ビームが、該ホログラフィック記録媒体の駆動方向に、これと同期して移動され、同時に、他の記録ビームが前記駆動方向と反対方向に移動されるように、前記各追従制御ミラーを制御すると共に、記録中でない記録ビームの記録ビーム光学系の前記光シャッターにより該記録ビーム光学系を遮断させるようにされた
ことを特徴とするホログラフィック記録装置。