JP4792940B2 - ホログラム記録装置及びホログラム記録装置の情報レーザ光作成手段の調整方法 - Google Patents

ホログラム記録装置及びホログラム記録装置の情報レーザ光作成手段の調整方法 Download PDF

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Description

本発明は、ホログラム記録媒体に情報レーザ光を照射してデータの記録を行うホログラム記録装置及びホログラム記録装置の情報レーザ光作成手段の調整方法に関する。
従来より、記録媒体に記録するデータの容量を大きくするため、ホログラム記録媒体へ多重記録を行う研究が進められている。ホログラム記録媒体へレーザ照射により記録を行う際には、記録するデータを光変調して情報を持たせた情報用レーザ光と単調なレーザ光である参照用レーザ光を重ねて照射するか、それぞれのレーザ光を別の方向から記録媒体の同じ位置に照射するかして、2つのレーザ光を干渉させることを行っている。
記録するデータを光変調して情報を持たせるには、情報レーザ光作成手段である空間光変換器(SLM:Spatial Light Modu1ator)を使用するが、この空間光変換器にはレーザ光を透過させて光変調させるもののほかに、例えば特許文献1で示されている装置で使われているデジタルマイクロミラーデバイス(以下、DMDという)のように、光を反射させて光変調させるものがある。DMDは、周期構造を持った微小なミラーの集合体であり、入射した光を画素ごとに反射方向を変えることで光変調させるものである。
さて、ホログラム記録媒体へレーザ光を照射することにより記録を行う際は、レーザ光の焦点位置が最適な位置になるようホログラム記録媒体の位置に応じて、対物レンズを上下方向に変動させるフォーカスサーボ制御を行う必要がある。この制御のためには、特許文献1にあるように情報用レーザ光及び参照用レーザ光とは異なった波長のサーボ用のレーザ光を同時にホログラム記録媒体へ照射し、このレーザ光の反射光に基づく信号が最適になるよう対物レンズのアクチュエータを上下方向に変動させる制御を行うのが通常である。
特開2004−335044号公報
しかしながら、従来のホログラム記録装置では、情報レーザ光作成手段であるDMDの位置と角度の調整を情報用レーザ光の照射位置により行っていたが、情報用レーザ光の照射位置は、DMD以外の光学素子やレーザ光源の位置や角度の影響も受けることや、情報用レーザ光の照射位置からではDMDの調整方向がわかりにくいことから、調整が完了するまでに時間がかかり、調整作業の効率が悪い。
また、従来のホログラム記録装置は、装置自体に調整手段を持たないため、長期間経過後、改めてDMDの位置と角度を調整しようとすると、専用の設備が必要になり装置の維持にかかるコストが高くなるという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、情報レーザ光作成手段の位置と角度の調整を効率よく行えるとともに、装置の維持にかかるコストを抑えることが可能なホログラム記録装置及びホログラム記録装置の情報レーザ光作成手段の調整方法を提供することにある。
請求項1記載のホログラム記録装置は、サーボ用レーザ光を、デジタルマイクロミラーデバイスである情報レーザ光作成手段に向けて照射するよう光路を変更するサーボ用レーザ光光路変更手段と、情報レーザ光作成手段の前面に設置可能で、光路を変更されたサーボ用レーザ光と、光路を変更されたサーボ用レーザ光が情報レーザ光作成手段において反射されたサーボ用レーザ光とを受光し、受光したサーボ用レーザ光の位置を検出する受光位置検出手段と、情報レーザ光作成手段の位置と角度を調整する情報レーザ光作成手段調整手段とを備えることを特徴とする。
請求項2記載のホログラム記録装置は、サーボ用レーザ光光路変更手段が、ビームスプリッタ又はダイクロイックミラーを、レーザ光の進行方向が異なる別のビームスプリッタ又はダイクロイックミラーに切り替える手段であることを特徴とする。
請求項3記載のホログラム記録装置は、受光位置検出手段が、レーザ光を透過すると共に、レーザ光の透過位置が目視で確認できるスケールが表示されたものであることを特徴とする。
請求項4記載のホログラム記録装置は、受光位置検出手段が、中央部分でレーザ光を透過すると共に、レーザ光の透過位置が目視で確認でき、レーザ光を受光し受光位置に基づく信号を出力する光学素子を中央部分の両側に備えることを特徴とする。
請求項5記載のホログラム記録装置の情報レーザ光作成手段の調整方法は、サーボ用レーザ光を、デジタルマイクロミラーデバイスである情報レーザ光作成手段に向けて照射するよう光路を変更するサーボ用レーザ光光路変更ステップと、情報レーザ光作成手段の前面で、光路を変更されたサーボ用レーザ光と、光路を変更されたサーボ用レーザ光が情報レーザ光作成手段において反射されたサーボ用レーザ光とを受光し、受光したサーボ用レーザ光の位置を検出しながら、検出したサーボ用レーザ光の位置に基づいて情報レーザ光作成手段の位置と角度を調整する情報レーザ光作成手段調整ステップとからなることを特徴とする。
請求項6記載のホログラム記録装置の情報レーザ光作成手段の調整方法は、サーボ用レーザ光光路変更ステップが、ビームスプリッタ又はダイクロイックミラーを、レーザ光の進行方向が異なる別のビームスプリッタ又はダイクロイックミラーに切り替えることを特徴とする。
請求項7記載のホログラム記録装置の情報レーザ光作成手段の調整方法は、情報レーザ光作成手段調整ステップが、レーザ光を透過すると共にレーザ光の透過位置が目視で確認できるスケールが表示されたものを使用することを特徴とする。
請求項8記載のホログラム記録装置の情報レーザ光作成手段の調整方法は、情報レーザ光作成手段調整ステップは、中央部分でレーザ光を透過すると共にレーザ光の透過位置が目視で確認でき、レーザ光を受光し受光位置に基づく信号を出力する光学素子を中央部分の両側に備えるものを使用することを特徴とする。
請求項1及び請求項5の発明によれば、デジタルマイクロミラーデバイスである情報レーザ光作成手段の位置と角度の調整を他の光学素子の調整とは独立して行うことができるため、情報レーザ光作成手段の位置と角度の調整を効率よく行え、また調整用の治具は必要にならないため、装置の維持にかかるコストを抑えることが可能である。
請求項2及び請求項6の発明によれば、サーボ用レーザ光光路変更を、ビームスプリッタ又はダイクロイックミラーを、レーザ光の進行方向が異なる別のビームスプリッタ又はダイクロイックミラーに切り替えることで行うため、操作が容易で情報レーザ光作成手段の位置と角度の調整を効率よく行える。
請求項3及び請求項7の発明によれば、情報レーザ光作成手段の調整にレーザ光を透過すると共にレーザ光の透過位置が目視で確認できるスケールが表示されたものを使用することから、簡易なもので容易に情報レーザ光作成手段の調整が可能である。
請求項4及び請求項8の発明によれば、情報レーザ光作成手段の調整に中央部分でレーザ光を透過すると共に、レーザ光の透過位置が目視で確認でき、レーザ光を受光し受光位置に基づく信号を出力する光学素子を中央部分の両側に備えるものを使用することから、高精度な調整が可能となる。
以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。図1は、本発明に係るホログラム記録装置の光ヘッドの一例を示す構成図である。図2は、オートコリメータによるホログラム記録装置の光ヘッドの調整を示す説明図である。図3は、受光位置確認用板からビームスプリッタまでの光学素子の調整を行う際のレーザ光の光路を示す説明図である。図4は、受光位置確認用板に記録用レーザ光が当たる位置を検出する際のレーザ光の光路を示す説明図である。図5は、DMDで反射したレーザ光が受光位置確認用板に当たる位置を検出する際のレーザ光の光路を示す説明図である。図6は、受光位置確認用板の一例を示す正面図である。図7は、DMDの微小ミラーが向いている方向を示す説明図である。
本実施例のホログラム記録装置の光ヘッド10は、レーザ光源100,138、コリメートレンズ102,140、DMD104、受光位置確認用板106、ミラー108,116、ビームスプリッタ110,122、ダイクロイックミラー120、対物レンズ124、アクチュエータ126、フォトディテクタ112,136等から構成されている。
レーザ光源100は、ホログラム記録媒体HKへの記録を行うための記録用レーザ光を照射するものである。レーザ光源100が照射するレーザ光は、例えば530nmの緑色のレーザである。コリメートレンズ102は、レーザ光源100が照射したレーザ光を平行光にするものである。ミラー108,116は、レーザ光の進行方向を変えるものである。
DMD104は、空間光変調器の一種で、周期構造を持った微小なミラーの集合体であり、入射した光を画素ごとに反射方向を変えることで光変調させるものである。ホログラム記録媒体HKへ記録する際にはこの光変調により情報を持たせたレーザ光を作成することができる。また、レーザ光が当たる中心から所定の半径外の微小ミラーの反射方向を同方向にすることにより、単調なレーザ光である参照用のレーザ光を作成することもできる。すなわち、DMD104は記録用レーザ光を反射させることで、情報用レーザ光と参照用のレーザ光を作成することができる情報レーザ光作成手段である。また、このDMD104は、DMD104の位置および角度をネジの回転などにより変更することができる機構である情報レーザ光作成手段調整手段を備えている。
受光位置確認用板106は、後述するサーボ用レーザ光及びサーボ用レーザ光をDMD104で反射したレーザ光を受光して受光位置を検出するためのものである。この受光位置確認用板106は、DMD104の正面に配置したり、DMD104の正面から除かれたりできるようになっている。そして、DMD104の位置と角度の調整時には、DMD104の正面に配置され、通常のホログラム記録媒体HKへの記録時には除かれる。また、受光位置確認用板106は、水平方向の位置および角度をネジの回転などにより変更することができるようになっている。
さらに、受光位置確認用板106は、中心部分にミラーをセットできるか、調整位置を変えずに全体をミラーに取り替えることができるようになっている。あるいは受光位置確認用板106は、中心部分にミラーを移動させたり待避させたりできる構造を採用することもできる。また、受光位置確認用板106は、具体的には図6(a)に示すように色付の透明板であり、光を透過させると共に透過位置を目視で確認できる。そしてスケール106aaが表示されており、レーザ光の透過位置を数値で検出することができる。
あるいは、受光位置確認用板106は、図6(b)のように色付の透明板であり、中央部分は光を透過させると共に透過位置を目視で確認でき、中心に光の透過位置を合わせるための十字状の印がつけられている。そして、DMD104側の面には中心の両側にレーザ光を受光し、受光位置に相当する信号を出力するラインCCDなどの光学素子106ba,106bbが取り付けられており、DMD104の反対側の面にも光学素子106caが取り付けられている。光学素子106ba,106bb,106caを有することで、作業者は受光位置に相当する信号をコンピュータ処理して表示させることにより、受光位置を検出することができる。
ビームスプリッ夕110及びフォトディテク夕112は、ホログラム記録媒体HKに記録されたデータを再生するとき、ホログラム記録媒体HKから反射した光を分岐して受光するものである。リレーレンズ114,118は、レーザ光の断面の大きさを変更するものである。
ダイクロイックミラー120は、入射した光の波長により透過と反射を分ける特性を持っており、後述するサーボ用レーザ光と情報用レーザ光、参照用レーザ光とを合わせてホログラム記録媒体HKに照射し、ホログラム記録媒体HKから反射したレーザ光をサーボ用レーザ光と情報用レーザ光、参照用レーザ光とに分ける。
ビームスプリッタ122は、所定のレーザ光を透過し、残りの光を反射する光学素子である。そして、DMD104の位置と角度の調整時にのみダイクロイックミラー120と切り替えて使用するサーボ用レーザ光光路変更手段である。
対物レンズ124は、サーボ用レーザ光と情報用レーザ光、参照用レーザ光とをホログラム記録媒体HKの所定の位置に合焦させるためのものである。アクチュエータ126は、サーボ用レーザ光と情報用レーザ光、参照用レーザ光とをホログラム記録媒体HKの所定の位置に合焦させるよう、サーボ用レーザ光の反射光から作成された信号に基づいて対物レンズ124を上下方向に駆動させる。
レーザ光源138は、サーボ用レーザ光のレーザ光源であり、出射されるレーザ光は波長が例えば650nmの赤色レーザ光である。コリメートレンズ140は、レーザ光源138が照射したレーザ光を平行光にするものである。偏光ビームスプリッタ130は、光の偏光方向により透過と反射を分ける特性を持っており、レーザ光源138からのレーザ光を反射し、ホログラム記録媒体HKから反射したレーザ光を透過する。
1/4波長板128は、偏光方向を変えるための光学素子であり、レーザ光が二回透過することにより、S偏光から円偏光、円偏光からP偏光のように偏光方向を変える。凸レンズ132、シリンドリカルレンズ134、フォトディテクタ136は、アクチュエータ126を駆動するためのフォーカスサーボ用の信号を作成するための光学素子で、本実施例では非点収差法によりフォーカスサーボ用の信号を作成するようになっている。
以上のように構成されたホログラム記録装置の光ヘッド10におけるDMD104の位置と角度の調整方法について説明する。まず、図2に示すように、ホログラム記録装置の光ヘッド10をセットするために治具25とオー卜コリメータ20とを用意し、オートコリメータ20からのレーザ光により治具25がレーザ光に対して垂直になるよう調整する。
次に、治具25にホログラム記録装置の光ヘッド10をセットし、オートコリメータ20からのレーザ光を対物レンズ124に当たるようにして、反射光がオートコリメータ20の中心に来るようにモニタ21を見ながら対物レンズ124の角度を調整する。これで対物レンズ124の光軸調整が完了する。
次に、オートコリメータ20のレーザ光をOFFし、サーボ用レーザ光のレーザ光源138からレーザ光を照射して、このレーザ光がオートコリメータ20の中心に来るようにレーザ光源138とコリメートレンズ140の位置および角度の調整をする。これで、サーボ用レーザ光の光軸が対物レンズ124の光軸に一致する。
次に、図3に示すように、ダイクロイックミラー120をビームスプリッタ122に切り換える。また、受光位置確認用板106の中心部分にミラーをセットして(あるいは受光位置確認用板106全体をミラーに取り替えて)、DMD104の正面に配置し、サーボ用レーザ光のレーザ光源138からレーザ光を照射する。このレーザ光は、ビームスプリッタ122で所定量が反射し、受光位置確認用板106で所定量が反射してオー卜コリメータ20に入るので、このレーザ光がオートコリメータ20の中心に来るように受光位置確認用板106の角度と光路の途中の光学素子の位置と角度を調整する。
そして、受光位置確認用板106の中心部分からミラーを取り除き(あるいは先に取り替えたミラーを受光位置確認用板106に戻し)、受光位置確認用板106の長さ方向の位置を、受光位置確認用板106の中心にサーボ用レーザ光が当たるように調整する。
次に、レーザ光源138のサーボ用レーザ光をOFFし、図4に示すように、記録用のレーザ光源100からレーザ光を照射して、このレーザ光を受光位置確認用板106が受光する位置を検出する。
次に、図5に示すように、サーボ用レーザ光をレーザ光源138から照射して、このレーザ光がDMD104で反射し、反射したレーザ光が受光位置確認用板106に当たる2つの位置が、記録用のレーザ光源100からのレーザ光が当たった位置と、中心から丁度反対側に同じ距離だけ離れた位置とになるようにDMD104の位置と角度を調整する。このときDMD104の微小ミラー104aは、図7に示すように、半分が反対側に同じ角度傾くように制御されている。尚、図4及び図5で示す、レーザ光源138,100からのレーザ光の受光位置確認用板106に当たる位置を確かめる方法として、図6(a)の受光位置確認用板106aを使用した場合には、スケール106aaにより目視で確認する。また、図6(b)の受光位置確認用板106bを使用した場合には、光学素子106ba,106bb,106caにより電気的に確認することになる。ここまでの調整により、サーボ用レーザ光のレーザ光源138、各光学素子およびDMD104の位置と角度の調整が完了する。
次に、レーザ光源138のサーボ用レーザ光をOFFし、受光位置碓認用板106をDMD104の正面から除き、ビームスプリッタ122をダイクロイックミラー120に切り換えた後、記録用のレーザ光源100からレーザ光を照射する。このレーザ光は、図1に示す光路でオートコリメータ20に入るので、このレーザ光がオートコリメータ20の中心に来るようにレーザ光源100、コリメー卜レンズ102及びミラー108の位置と角度の調整を行う。これにより、すべての光学部品の位置と角度の調整が完了する。
本実施例のホログラム記録装置の光ヘッド10によれば、DMD104の位置と角度の調整を他の光学素子の調整とは独立して行うことができ、また受光位置確認用板106での受光位置からDMD104の調整方向がわかるため、DMD104の位置と角度の調整を効率よく行える。
また、一度調整が完了すれば、サーボ用レーザ光のレーザ光源138、記録用レーザ光のレーザ光源100及び各光学素子の位置と角度はずれにくいので、DMD104の位置と角度の調整は、ダイクロイックミラー120のビームスプリッタ122への切り替えと、受光位置確認用板106の中心にサーボ用レーザ光が当たるようにする受光位置確認用板106の位置調整と、記録用レーザ光が受光位置確認用板106に当たる位置の検出と、サーボ用レーザ光がDMD104で反射されたレーザ光が受光位置確認用板106に当たる2つの位置を見ながらのDMD104の位置と角度の調整を行えばよく、調整用の治具は必要にならないため、装置の維持にかかるコストを抑えることが可能である。
また、サーボ用レーザ光の光路変更を、ビームスプリッタ又はダイクロイックミラー120を、レーザ光の進行方向が異なる別のビームスプリッタ122又はダイクロイックミラーに切り替える構成にすることで、容易な操作でDMD104の位置と角度の調整を効率よく行える。
また、受光位置確認用板106に、レーザ光を透過すると共にレーザ光の透過位置が目視で確認できるスケールが表示されたものを使用することで、簡易なもので容易にDMD104の調整が可能である。
さらに、受光位置確認用板106に、中央部分でレーザ光を透過すると共に、レーザ光の透過位置が目視で確認でき、レーザ光を受光し受光位置に基づく信号を出力する光学素子106ba,106bbを中央部分の両側に備えるものを使用することで、高精度な調整が可能となる。
以上のように、本発明によれば、情報レーザ光作成手段の位置と角度の調整を効率よく行えるとともに、装置の維持にかかるコストを抑えることができるホログラム記録装置及びホログラム記録装置の情報レーザ光作成手段の調整方法を提供できる。
本発明に係るホログラム記録装置の光ヘッドの一例を示す構成図である。 オートコリメータによるホログラム記録装置の光ヘッドの調整を示す説明図である。 受光位置確認用板からビームスプリッタまでの光学素子の調整を行う際のレーザ光の光路を示す説明図である。 受光位置確認用板に記録用レーザ光が当たる位置を検出する際のレーザ光の光路を示す説明図である。 DMDで反射したレーザ光が受光位置確認用板に当たる位置を検出する際のレーザ光の光路を示す説明図である。 受光位置確認用板の一例を示す正面図である。 DMDの微小ミラーが向いている方向を示す説明図である。
符号の説明
10・・・・光ヘッド
20・・・・オートコリメータ
21・・・・モニタ
25・・・・治具
100・・・レーザ光源
102・・・コリメートレンズ
104・・・DMD
106・・・受光位置確認用板
108・・・ミラー
110・・・ビームスプリッタ
112・・・フォトディテクタ
114・・・リレーレンズ
116・・・ミラー
118・・・リレーレンズ
120・・・ダイクロイックミラー
122・・・ビームスプリッタ
124・・・対物レンズ
126・・・アクチュエータ
128・・・1/4波長板
130・・・偏光ビームスプリッタ
132・・・凸レンズ
134・・・シリンドリカルレンズ
136・・・フォトディテクタ
138・・・レーザ光源
140・・・コリメートレンズ
HK・・・・ホログラム記録媒体

Claims (8)

  1. ホログラム記録媒体を保持するテーブルと、
    該ホログラム記録媒体にデータを記録する際、該ホログラム記録媒体に記録を行うためのレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、
    該レーザ光を反射させることで該ホログラム記録媒体に記録するデータに相当する信号を含んだ情報レーザ光を作成するデジタルマイクロミラーデバイスである情報レーザ光作成手段と、
    該ホログラム記録媒体にデータを記録する際、該情報レーザ光の焦点が該ホログラム記録媒体の記録層の所定の位置に合うようサーボ制御するためのサーボ用レーザ光を照射するサーボ用レーザ光照射手段とにより構成されたホログラム記録装置において、
    該サーボ用レーザ光を、該情報レーザ光作成手段に向けて照射するよう光路を変更するサーボ用レーザ光光路変更手段と、
    該情報レーザ光作成手段の前面に設置可能で、該光路を変更されたサーボ用レーザ光と、該光路を変更されたサーボ用レーザ光が該情報レーザ光作成手段において反射されたサーボ用レーザ光とを受光し、受光したサーボ用レーザ光の位置を検出する受光位置検出手段と、
    該情報レーザ光作成手段の位置と角度を調整する情報レーザ光作成手段調整手段とを備えることを特徴とするホログラム記録装置。
  2. 前記サーボ用レーザ光光路変更手段は、ビームスプリッタ又はダイクロイックミラーを、レーザ光の進行方向が異なる別のビームスプリッタ又はダイクロイックミラーに切り替える手段であることを特徴とする請求項1記載のホログラム記録装置。
  3. 前記受光位置検出手段は、レーザ光を透過すると共に、該レーザ光の透過位置が目視で確認できるスケールが表示されたものであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のホログラム記録装置。
  4. 前記受光位置検出手段は、中央部分でレーザ光を透過すると共に、該レーザ光の透過位置が目視で確認でき、該レーザ光を受光し受光位置に基づく信号を出力する光学素子を該中央部分の両側に備えることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のホログラム記録装置。
  5. ホログラム記録媒体を保持するテーブルと、
    該ホログラム記録媒体にデータを記録する際、該ホログラム記録媒体に記録を行うためのレーザ光を照射するレーザ光照射手段と、
    該レーザ光を反射させることで該ホログラム記録媒体に記録するデータに相当する信号を含んだ情報レーザ光を作成するデジタルマイクロミラーデバイスである情報レーザ光作成手段と、
    該ホログラム記録媒体にデータを記録する際、該情報レーザ光の焦点が該ホログラム記録媒体の記録層の所定の位置に合うようサーボ制御するためのサーボ用レーザ光を照射するサーボ用レーザ光照射手段とにより構成されたホログラム記録装置の該情報レーザ光作成手段の位置と角度を調整するホログラム記録装置の情報レーザ光作成手段の調整方法において、
    該サーボ用レーザ光を、該情報レーザ光作成手段に向けて照射するよう光路を変更するサーボ用レーザ光光路変更ステップと、
    該情報レーザ光作成手段の前面で、該光路を変更されたサーボ用レーザ光と、該光路を変更されたサーボ用レーザ光が該情報レーザ光作成手段において反射されたサーボ用レーザ光とを受光し、受光したサーボ用レーザ光の位置を検出しながら、検出したサーボ用レーザ光の位置に基づいて該情報レーザ光作成手段の位置と角度を調整する情報レーザ光作成手段調整ステップとからなることを特徴とするホログラム記録装置の情報レーザ光作成手段の調整方法。
  6. 前記サーボ用レーザ光光路変更ステップは、ビームスプリッタ又はダイクロイックミラーを、レーザ光の進行方向が異なる別のビームスプリッタ又はダイクロイックミラーに切り替えることを特徴とする請求項5記載のホログラム記録装置の情報レーザ光作成手段の調整方法。
  7. 前記情報レーザ光作成手段調整ステップは、レーザ光を透過すると共に該レーザ光の透過位置が目視で確認できるスケールが表示されたものを使用することを特徴とする請求項5又は請求項6記載のホログラム記録装置の情報レーザ光作成手段の調整方法。
  8. 前記情報レーザ光作成手段調整ステップは、中央部分でレーザ光を透過すると共に該レーザ光の透過位置が目視で確認でき、該レーザ光を受光し受光位置に基づく信号を出力する光学素子を該中央部分の両側に備えるものを使用することを特徴とする請求項5又は請求項6記載のホログラム記録装置の情報レーザ光作成手段の調整方法。
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