JP6653505B2 - Hologram recording / reproducing method and hologram recording / reproducing apparatus - Google Patents

Hologram recording / reproducing method and hologram recording / reproducing apparatus Download PDF

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  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

本発明は、ホログラム記録再生方法およびホログラム記録再生装置に関する。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上で、大容量化が可能なホログラム記録再生方法、および有効なホログラム記録再生装置に関する。   The present invention relates to a hologram recording / reproducing method and a hologram recording / reproducing device. More specifically, a hologram recording / reproducing method capable of increasing the capacity in forming a large-capacity optical memory by multiplex-recording a two-dimensional digital bit pattern as a hologram on a recording medium, and an effective hologram recording / reproducing Related to the device.

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。このホログラム記録再生装置においては、デジタル情報を記録する場合には、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記録媒体内で干渉させることによりホログラムを形成し、そのホログラムを前記デジタル情報として記録する。また、記録媒体に記録されたデジタル情報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CCD(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。   2. Description of the Related Art Hitherto, a hologram recording / reproducing apparatus for two-dimensionally recording and reproducing digital information using a hologram has been proposed. In this hologram recording / reproducing apparatus, when recording digital information, a signal light carrying digital information (data information) modulated by a spatial light modulator composed of a plurality of pixels and a coherent signal light with the signal light are used. A hologram is formed by causing the reference light to interfere with the recording medium, and the hologram is recorded as the digital information. When reproducing digital information recorded on a recording medium, the hologram is irradiated with reference light used for recording to generate diffracted light, which is recorded as a hologram on a CCD (imaging device). An image of digital information is formed.

このようなホログラム記録再生方法において、具体的なホログラム記録法としては、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挙げられる。   In such a hologram recording / reproducing method, specific hologram recording methods include an angle multiplex recording method, a spherical reference light shift multiplex recording method, and a speckle reference light multiplex recording method.

角度多重記録方式によるホログラム記録法は、記録媒体に対する参照光の照射角度を微小に変更させ、当該記録媒体における或る一領域にホログラムの多重記録を行う。記録媒体の厚みが厚い(具体的には、1mm以上)場合には、ブラッグ回折条件が角度的に厳しくなり、角度が0.1°程度でブラッグ回折角条件が外れて読み出しが不可能となる。この原理を利用して、記録媒体において、同一領域に数百個のホログラムを記録(多重記録)する。この角度多重記録方式においては、多重記録をブック単位で行う。すなわち、或る一領域においてホログラムの多重記録を行った後、光(信号光および参照光)の照射領域を変更し、当該一領域とは重ならない他の一領域において新たなホログラムの多重記録をブック単位で順次に行う。   In the hologram recording method based on the angle multiplex recording method, the irradiation angle of a reference beam on a recording medium is minutely changed, and multiplex recording of a hologram is performed on a certain area of the recording medium. When the thickness of the recording medium is large (specifically, 1 mm or more), the Bragg diffraction condition becomes angularly strict, and when the angle is about 0.1 °, the Bragg diffraction angle condition deviates and reading becomes impossible. . Using this principle, several hundred holograms are recorded (multiplexed) in the same area on a recording medium. In the angle multiplex recording method, multiplex recording is performed in book units. That is, after performing multiplex recording of a hologram in a certain area, the irradiation area of light (signal light and reference light) is changed, and multiplex recording of a new hologram is performed in another area that does not overlap with the one area. It is performed sequentially for each book.

スペックル参照光多重記録方式によるホログラム記録法は、参照光がスペックルパターンで変調されている。このスペックルパターンで変調された参照光と信号光とが記録媒体で干渉し、ホログラムが記録される。このため、記録媒体に記録されたホログラムを再生する際には、参照光が記録時と同様のスペックルパターンである場合のみ再生が可能となる。而して、記録媒体をわずかな距離(具体的には、10μm程度)シフトさせると、スペックルパターンの一致(スペックルパターンの相関)が崩れてホログラムの再生が不可能となる。この原理を利用して、ホログラムの多重記録を、記録媒体をシフトさせて行う。すなわち、わずかに記録媒体をシフトさせるだけで新たなホログラムの記録が可能となってシフト多重記録を繰り返すことができる。   In the hologram recording method using the speckle reference light multiplex recording method, the reference light is modulated by a speckle pattern. The reference light and the signal light modulated by the speckle pattern interfere with each other on the recording medium, and the hologram is recorded. For this reason, when reproducing the hologram recorded on the recording medium, reproduction can be performed only when the reference light has the same speckle pattern as at the time of recording. Thus, if the recording medium is shifted by a small distance (specifically, about 10 μm), the conformity of the speckle pattern (correlation of the speckle pattern) is broken, and the hologram cannot be reproduced. Using this principle, multiplex recording of a hologram is performed by shifting the recording medium. That is, a new hologram can be recorded by slightly shifting the recording medium, and shift multiplex recording can be repeated.

球面参照光シフト多重記録方式によるホログラム記録法は、参照光を球面波とすること以外は、前記のスペックル参照光多重記録方式と同様に、記録媒体をわずかにシフトさせて多重記録を行う。参照光を球面波とすることにより、スペックルパターンと同様な効果が発揮され、記録媒体をわずかな距離シフトさせるだけでホログラムが再生されず、新たなホログラムを記録することが可能となってシフト多重記録を繰り返すことができる。   The hologram recording method using the spherical reference light shift multiplex recording method performs multiplex recording by slightly shifting the recording medium in the same manner as the above-described speckle reference light multiplex recording method except that the reference light is a spherical wave. By using a spherical wave as the reference light, the same effect as the speckle pattern is exhibited, and the hologram is not reproduced just by shifting the recording medium by a small distance, and a new hologram can be recorded. Multiple recording can be repeated.

従来より検討されていた角度多重記録方式においては、参照光の照射角度を0.01〜0.02°程度の精度で設定する必要がある。このような精度での角度調整は、わずかな環境温度の変化やドライブの振動によって簡単に影響を受ける範囲のものとなる。このため、実使用環境では、高度な角度制御技術が必要となる。また、レンズ系の開口数制限により角度変化の領域を拡張することは困難であり、記録密度の向上を図ることが困難になる、という問題がある。
また、従来より検討されていた球面参照光シフト多重記録方式においては、信号光の光軸と参照光の光軸とによって形成される平面内に沿った一軸方向に対しては、わずかなシフトで多重記録が可能であるが、その軸に垂直な方向にはシフト選択性が弱く、2次元での多重記録が困難である。そのため、球面参照光シフト多重記録方式のみによっては、記録情報の高密度化は難しい。
また、スペックル参照光多重記録方式においては、参照光をスペックルパターン(振幅あるいは位相パターン)がランダム化された形で変調を行う必要があるが、これらはノイズを多く発生させ信号対雑音比を低下させる、という問題がある。また、パターンの一致を厳しい精度で行う必要がることから、ドライブ・媒体互換性の確保が困難である、という問題もある。
In the angle multiplex recording method which has been studied conventionally, it is necessary to set the irradiation angle of the reference light with an accuracy of about 0.01 to 0.02 °. Angle adjustment with such accuracy is within a range that is easily affected by slight environmental temperature changes and drive vibrations. For this reason, in an actual use environment, advanced angle control technology is required. Further, it is difficult to expand the angle change region due to the limitation of the numerical aperture of the lens system, and it is difficult to improve the recording density.
Further, in the spherical reference light shift multiplex recording method which has been conventionally studied, a slight shift occurs in a uniaxial direction along a plane formed by the optical axis of the signal light and the optical axis of the reference light. Multiple recording is possible, but shift selectivity is weak in the direction perpendicular to the axis, and two-dimensional multiple recording is difficult. Therefore, it is difficult to increase the density of recorded information only by the spherical reference light shift multiplex recording method.
Also, in the speckle reference light multiplex recording method, it is necessary to modulate the reference light in a form in which a speckle pattern (amplitude or phase pattern) is randomized. There is a problem in that In addition, since pattern matching must be performed with strict accuracy, it is difficult to ensure drive / medium compatibility.

一方、このようなホログラム記録再生方法を実施するための従来のホログラム記録再生装置は、比較的サイズが大きく重量もある高出力レーザ光源の他、2次元画像の伝送を歪なく実施するための無収差レンズ群および光学部品類、あるいは空間光変調器(SLM)、CCD等の撮像素子などから構成されるホログラムメモリ記録再生光学系を備えている。このホログラム記録再生装置においては、光ディスク記録再生装置と類似の発想で考えると、ホログラムメモリ記録再生光学系の構成部品を一体形成して小型化を図ることによって光ヘッドを構成し、さらに光ヘッドの移動による高速アクセスを実現することが考えられる。しかしながら、上述したような構成デバイス群では一体構成は難しく、光ヘッドとして高速アクセスを行うことは現状では困難である。
而して、その代替案として、光学系は動かさず、記録媒体(ディスク媒体)の直交する1次元軸方向のアクセスによる2次元アクセスと、記録媒体の回転とによって媒体面アクセスを行う方法が採用されている。しかしながら、ディスク媒体および移動・回転ステージが重いため、高速アクセスを阻害し、メモリ装置としての高速アクセス性能を大幅に制限することになる、という問題がある。
On the other hand, a conventional hologram recording / reproducing apparatus for performing such a hologram recording / reproducing method includes a high-power laser light source having a relatively large size and a heavy weight, and a non-distortion type for performing transmission of two-dimensional images without distortion. A hologram memory recording / reproducing optical system including an aberration lens group and optical components, or a spatial light modulator (SLM), an image pickup device such as a CCD, and the like is provided. In this hologram recording / reproducing apparatus, considering an idea similar to that of the optical disk recording / reproducing apparatus, an optical head is formed by integrally forming the components of the hologram memory recording / reproducing optical system to achieve miniaturization. It is conceivable to realize high-speed access by movement. However, it is difficult for the above-mentioned constituent devices to be integrally configured, and it is difficult at present to perform high-speed access as an optical head.
Thus, as an alternative, a method is employed in which the optical system is not moved and two-dimensional access is performed by accessing the recording medium (disk medium) in the orthogonal one-dimensional axis direction, and the medium surface is accessed by rotating the recording medium. Have been. However, since the disk medium and the moving / rotating stage are heavy, there is a problem that high-speed access is hindered and high-speed access performance as a memory device is greatly restricted.

特開2010−61750号公報JP 2010-61750 A

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、その目的は、情報を効率的に記録することができると共に、記録媒体に記録される情報の高密度化を図ることができるホログラム記録再生方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、記録媒体における記録情報の高密度化を図ることができ、しかも、シフト多重記録を行うに際しての記録媒体の位置合わせを容易に行うことができて高速化を図ることができるホログラム記録再生装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to achieve efficient recording of information and increase the density of information recorded on a recording medium. It is an object of the present invention to provide a hologram recording / reproducing method which can be performed.
Another object of the present invention is to increase the density of recording information on a recording medium, and to facilitate the alignment of the recording medium when performing shift multiplex recording, thereby increasing the speed. An object of the present invention is to provide a hologram recording / reproducing apparatus which can be achieved.

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参照光を照射することにより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、
参照光として球面波を用い、
記録再生光源からの光を信号光および参照光として記録媒体に照射する光学機構を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て当該記録媒体に一方向のみのシフト多重記録を行うことによって、第1シフト多重ホログラム列を記録した後、当該記録媒体を前記一方向を含む平面内において下記数式(1)によって算出される角度φ (NA)〔rad〕以上の回動角度で回動させた状態において、新たなシフト多重記録を行うことによって、第2シフト多重ホログラム列をその記録領域の一部が第1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することを特徴とする。
The hologram recording / reproducing method of the present invention records an interference fringe between a signal light carrying data information and a reference light as a hologram on a recording medium, and irradiates the recording medium on which the hologram is recorded with the reference light to the hologram. In a hologram recording / reproduction method for reproducing recorded data information,
Using a spherical wave as the reference light,
The optical mechanism for irradiating the recording medium with light from the recording / reproducing light source as signal light and reference light is relatively moved in one direction along the surface of the recording medium to perform shift multiplex recording in only one direction on the recording medium. After recording the first shift multiplexed hologram sequence, the recording medium is rotated in a plane including the one direction by an angle φ B (NA) [rad] or more calculated by the following equation (1). in a state in which in is rotated, by performing a new shift multiple recording, that a second shift multiplexed holograms column part of the recording area multiplex recording in a state overlapping with the recording region of the first shift multiplexed holograms column Features.

Figure 0006653505
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Figure 0006653505
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数式(1)において、mはブラッグヌルの次数、λは記録再生光源からの光の波長〔mm〕、nは記録媒体の屈折率、Lは記録媒体の厚み〔mm〕、ζ(NA)は数式(2)で示される値である。
数式(2)において、θr は参照光の記録媒体内での入射角〔rad〕、dは記録媒体中での参照光の半径〔mm〕、NAは参照光を球面波とするための対物レンズの開口数、θs は信号光の媒体内での入射角〔rad〕、fは対物レンズの作動距離〔mm〕である。〕
[In the formula (1), m is the order of Bragg null, λ is the wavelength [mm] of light from the recording / reproducing light source, n is the refractive index of the recording medium, L is the thickness [mm] of the recording medium, and ζ (NA) is This is a value represented by Expression (2).
In equation (2), θ r is the incident angle [rad] of the reference light in the recording medium, d is the radius [mm] of the reference light in the recording medium, and NA is the objective for making the reference light a spherical wave. The numerical aperture of the lens, θ s, is the incident angle [rad] of the signal light in the medium, and f is the working distance [mm] of the objective lens. ]

また、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参照光を照射することにより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、
参照光として球面波を用い、
信号光および参照光を記録媒体に照射する光学機構を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て当該記録媒体に一方向のみのシフト多重記録を行うことによって、1次シフト多重ホログラム列を記録した後、当該1次シフト多重ホログラム列が記録された記録領域と同一の領域において、参照光を当該1次シフト多重ホログラム列の記録に用いた参照光とは異なる入射方向から照射して新たなシフト多重ホログラム列を多重記録するホログラム列多重記録過程を繰り返し行うことによって、複数のシフト多重ホログラム列が同一領域に多重記録された第1のマルチホログラム列を記録した後、
当該記録媒体を前記一方向を含む平面内において回動させた状態において、前記ホログラム列多重記録過程を繰り返し行うことによって、複数のシフト多重ホログラム列が同一領域に多重記録されてなる第2のマルチホログラム列をその記録領域の一部が第1のマルチホログラム列の記録領域と重なる状態で多重記録することを特徴とする。
In addition, the hologram recording / reproducing method of the present invention records an interference fringe between a signal light carrying data information and a reference light as a hologram on a recording medium and irradiates the recording medium on which the hologram is recorded with the reference light. In a hologram recording and reproducing method for reproducing data information recorded on a hologram,
Using a spherical wave as the reference light,
The optical mechanism for irradiating the recording medium with the signal light and the reference light is relatively moved in one direction along the surface of the recording medium to perform the shift multiplex recording in only one direction on the recording medium, thereby performing the primary shift. After recording the multiplexed hologram sequence, in the same area as the recording area where the primary shifted multiplexed hologram sequence was recorded, the reference light was transmitted from an incident direction different from the reference light used for recording the primary shifted multiplexed hologram sequence. By repeatedly performing a hologram sequence multiplex recording process of irradiating and multiplex-recording a new shift multiplex hologram sequence, after recording a first multi-hologram sequence in which a plurality of shift multiplex hologram sequences are multiplex-recorded in the same area,
By repeatedly performing the hologram array multiplex recording process in a state where the recording medium is rotated in a plane including the one direction, a second multi hologram array in which a plurality of shift multiplex hologram arrays are multiplex-recorded in the same area. The hologram array is multiplex-recorded with a part of its recording area overlapping the recording area of the first multi-hologram array.

このようなホログラム記録再生方法においては、1次シフト多重ホログラムが記録された記録領域と同一領域に新たなシフト多重ホログラム列を多重記録するに際しては、前記光学機構の移動方向と信号光の記録媒体に対する入射方向とを含む仮想平面内において、信号光の入射光軸に接近する方向が1次シフト多重ホログラム列の記録に用いた参照光の光軸とは逆となる光軸に沿って参照光を照射することが好ましい。   In such a hologram recording / reproducing method, when a new shift multiplex hologram sequence is multiplex-recorded in the same region as the recording region where the primary shift multiplex hologram is recorded, the moving direction of the optical mechanism and the signal light recording medium In the virtual plane including the incident direction with respect to the reference light, the reference light along the optical axis whose direction approaching the incident optical axis of the signal light is opposite to the optical axis of the reference light used for recording the primary shift multiplexed hologram array. Is preferably irradiated.

さらにまた、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参照光を照射することにより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、
参照光として球面波を用い、
信号光および参照光を記録媒体に照射する光学機構を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て当該記録媒体に一方向のみのシフト多重記録を行うことによって、1次シフト多重ホログラム列を記録した後、当該1次シフト多重ホログラム列が記録された記録領域と同一の領域において、当該1次シフト多重ホログラム列の記録に用いた参照光とは偏光方向の異なる参照光を照射して新たなシフト多重ホログラム列を記録するホログラム列多重記録過程を繰り返し行うことによって、複数のシフト多重ホログラム列が同一領域に多重記録された第1のマルチホログラム列を記録した後、
当該記録媒体を前記一方向を含む平面内において回動させた状態において、前記ホログラム列多重記録過程を繰り返し行うことによって、複数のシフト多重ホログラム列が同一領域に多重記録されてなる第2のマルチホログラム列をその記録領域の一部が第1のマルチホログラム列の記録領域と重なる状態で多重記録することを特徴とする。
Still further, in the hologram recording / reproducing method of the present invention, an interference fringe between a signal light carrying data information and a reference light is recorded as a hologram on a recording medium, and the recording medium on which the hologram is recorded is irradiated with the reference light. A hologram recording / reproducing method for reproducing data information recorded on a hologram by
Using a spherical wave as the reference light,
The optical mechanism for irradiating the recording medium with the signal light and the reference light is relatively moved in one direction along the surface of the recording medium to perform the shift multiplex recording in only one direction on the recording medium, thereby performing the primary shift. After recording the multiplexed hologram sequence, in the same region as the recording region where the primary shifted multiplexed hologram sequence was recorded, a reference beam having a polarization direction different from that of the reference light used for recording the primary shifted multiplexed hologram sequence is used. By repeatedly performing a hologram sequence multiplex recording process of irradiating and recording a new shift multiplex hologram sequence, after recording a first multi-hologram sequence in which a plurality of shift multiplex hologram sequences are multiplex-recorded in the same area,
By repeatedly performing the hologram array multiplex recording process in a state where the recording medium is rotated in a plane including the one direction, a second multi hologram array in which a plurality of shift multiplex hologram arrays are multiplex-recorded in the same area. The hologram array is multiplex-recorded with a part of its recording area overlapping the recording area of the first multi-hologram array.

さらにまた、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参照光を照射することにより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、
参照光として球面波を用い、
互いに偏光方向の異なる第1の信号光および第2の信号光を記録媒体に同時に照射すると共に当該第1の信号光と同一の偏光方向の第1の参照光および当該第2の信号光と同一の偏光方向の第2の参照光を互いに異なる入射方向から当該記録媒体に同時に照射する光学機構を、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て、当該記録媒体に一方向のみのシフト多重記録を行うことによって、第1の信号光および第1の参照光による第1シフト多重ホログラム列、並びに、第2の信号光および第2の参照光による第2シフト多重ホログラム列が同一領域に多重記録されたマルチホログラム列を記録することを特徴とする。
Still further, in the hologram recording / reproducing method of the present invention, an interference fringe between a signal light carrying data information and a reference light is recorded as a hologram on a recording medium, and the recording medium on which the hologram is recorded is irradiated with the reference light. A hologram recording / reproducing method for reproducing data information recorded on a hologram by
Using a spherical wave as the reference light,
The recording medium is simultaneously irradiated with the first signal light and the second signal light having different polarization directions, and the same as the first reference light and the second signal light having the same polarization direction as the first signal light. Moving the optical mechanism for simultaneously irradiating the recording medium with the second reference light having the polarization direction of different directions along the surface of the recording medium in one direction. By performing only shift multiplex recording, the first shift multiplexed hologram sequence by the first signal light and the first reference light and the second shift multiplexed hologram sequence by the second signal light and the second reference light are formed. It is characterized in that a multiplexed hologram sequence recorded in the same area is recorded.

このようなホログラム記録再生方法においては、前記光学機構の移動方向と信号光の記録媒体に対する入射方向とを含む仮想平面内において、信号光の入射光軸に接近する方向が第1の参照光の光軸とは逆となる光軸に沿って第2の参照光を照射することが好ましい。   In such a hologram recording / reproducing method, in a virtual plane including the moving direction of the optical mechanism and the incident direction of the signal light on the recording medium, the direction approaching the incident optical axis of the signal light is the first reference light. It is preferable to irradiate the second reference light along an optical axis opposite to the optical axis.

また、第1シフト多重ホログラム列および第2シフト多重ホログラム列が多重記録された第1のマルチホログラム列を記録した後、
記録媒体を前記一方向を含む平面内において回動させた状態において、新たなシフト多重記録を行うことによって、第3のシフト多重ホログラム列および第4のシフト多重ホログラム列が多重記録された第2のマルチホログラム列を、その記録領域の一部が前記第1のマルチホログラム列の記録領域と重なる状態で、多重記録することが好ましい。
After recording the first multi-hologram sequence in which the first shift multi-hologram sequence and the second shift multi-hologram sequence are multiplex-recorded,
By performing a new shift multiplexing recording in a state where the recording medium is rotated in a plane including the one direction, the second shift multiplexing hologram sequence and the fourth shift multiplexing hologram sequence are multiplex-recorded. Is preferably multiplex-recorded in a state where a part of its recording area overlaps with the recording area of the first multi-hologram row.

さらにまた、前記記録媒体におけるマルチホログラム列が記録された記録領域に対して、互いに偏光方向の異なる再生用の第1の参照光および再生用の第2の参照光を照射して、当該再生用の第1の参照光および再生用の第2の参照光と同一の参照光照射条件で同一箇所に記録された複数のホログラムの各々を再生し、各々のホログラムからの再生光を偏光分離手段によって分離することによって、当該複数のホログラムの各々に記録されたデータ情報を同時に並列再生することが好ましい。   Furthermore, the recording area of the recording medium in which the multi-hologram row is recorded is irradiated with the first reference light for reproduction and the second reference light for reproduction having different polarization directions from each other, and Of the plurality of holograms recorded in the same place under the same reference light irradiation conditions as the first reference light and the second reference light for reproduction, and the reproduction light from each hologram is separated by the polarization separation means. It is preferable that the data information recorded on each of the plurality of holograms is simultaneously reproduced in parallel by separation.

以上の本発明のホログラム記録再生方法においては、前記記録媒体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、ブロック単位毎に、複数のシフト多重ホログラム列または複数のマルチホログラム列を多重記録することが好ましい。
もしくは、前記記録媒体の表面における記録再生領域を、記録媒体の回転中心軸を中心として周方向に並ぶ複数のブロック単位に分割し、当該記録媒体の回転中心に対して点対称な複数のブロック単位の各々に対して連続して、複数のシフト多重ホログラム列または複数のマルチホログラム列を多重記録することが好ましい。
もしくは、前記記録媒体の表面における記録再生領域を、記録媒体の回転中心から外周縁に向かって径方向に並ぶ複数の環状のブロック単位に分割し、回転中心側の環状ブロック単位において、複数のシフト多重ホログラム列または複数のマルチホログラム列を多重記録して固定した後、当該ブロック単位に隣接するブロック単位において複数のシフト多重ホログラム列または複数のマルチホログラム列の多重記録および多重記録されたシフト多重ホログラム列または多重記録されたマルチホログラム列の固定を繰り返して行うことが好ましい。
In the hologram recording / reproducing method of the present invention described above, the recording / reproducing area on the surface of the recording medium is divided into a plurality of block units, and a plurality of shift multiplexed hologram rows or a plurality of multi-hologram rows are multiplex-recorded for each block unit. Is preferred.
Alternatively, the recording / reproducing area on the surface of the recording medium is divided into a plurality of block units arranged in the circumferential direction around the rotation center axis of the recording medium, and a plurality of block units point-symmetric with respect to the rotation center of the recording medium. It is preferable that a plurality of shift multiplexed hologram rows or a plurality of multi hologram rows be multiplex-recorded successively for each of.
Alternatively, the recording / reproducing area on the surface of the recording medium is divided into a plurality of annular block units radially arranged from the rotation center of the recording medium toward the outer peripheral edge, and a plurality of shifts are performed in the annular block unit on the rotation center side. After multiple hologram rows or a plurality of multi-hologram rows are multiplex-recorded and fixed, a plurality of shift multiplex hologram rows or a plurality of multi-hologram rows are multiplex-recorded and multiplex-recorded shift multiplex holograms in a block unit adjacent to the block unit. It is preferable to repeatedly fix the rows or the multiplex-recorded multi-hologram rows.

本発明のホログラム記録再生装置は、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参照光を照射することにより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装置において、
記録再生光源と、当該記録再生光源からの光を信号光用の光と参照光用の光とに分割する光分離手段と、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生成用光学系と、参照光用の光を球面波に変換して参照光として記録媒体に照射する球面参照光生成用光学系とを備えた光学機構と、
当該光学機構を記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動させる光学機構移動機構と、
記録媒体を光学機構の移動方向を含む平面内において回動および平行移動させる記録媒体駆動機構と
を備え、
前記光学機構および前記記録媒体の一方を他方に対して一方向に相対的に移動させて当該記録媒体に一方向のみのシフト多重記録を行うことによって記録される複数のシフト多重ホログラム列がクロスされた状態で多重記録されることを特徴とする。
The hologram recording / reproducing apparatus of the present invention records an interference fringe between a signal light carrying data information and a reference light as a hologram on a recording medium, and irradiates the recording medium on which the hologram is recorded with the reference light to the hologram. In a hologram recording / reproducing device for reproducing recorded data information,
A recording / reproducing light source, light separating means for dividing light from the recording / reproducing light source into light for signal light and light for reference light, and the light for signal light on a recording medium as signal light carrying data information. An optical mechanism for irradiating a signal light generating optical system, and a spherical reference light generating optical system for converting light for reference light into a spherical wave and irradiating the recording medium as reference light,
An optical mechanism moving mechanism that relatively moves the optical mechanism in one direction along the surface of the recording medium,
Bei example a recording medium driving mechanism for moving rotating and parallel in a plane including the moving direction of the optical mechanism recording medium,
A plurality of shift multiplexed hologram rows recorded by moving one of the optical mechanism and the recording medium relative to the other in one direction and performing shift multiplex recording in only one direction on the recording medium are crossed. It is characterized by being multiplex-recorded in a state where it is set .

本発明のホログラム記録再生装置は、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参照光を照射することにより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装置において、
記録再生光源と、当該記録再生光源からの光を信号光用の光と参照光用の光とに分割する光分離手段と、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生成用光学系と、参照光用の光を球面波に変換して参照光として記録媒体に照射する球面参照光生成用光学系とを備えた光学機構と、
当該光学機構を記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動させる光学機構移動機構と、
記録媒体を光学機構の移動方向を含む平面内において回動および平行移動させる記録媒体駆動機構と
を備え、
前記光学機構は、前記記録再生光源および前記光分離手段を備えた固定部と、前記信号光生成用光学系および前記参照光生成用光学系を備えた、当該固定部と相対的に駆動される可動部とよりなり、当該固定部から互いに同一方向に出射される前記信号光用の光と前記参照光用の光とが交わることなく当該可動部に入射される構成とされており、
前記光学機構移動機構によって、当該可動部が前記固定部から前記可動部に入射される信号用の光および参照光用の光の光軸方向に移動されることを特徴とする。
The hologram recording / reproducing apparatus of the present invention records an interference fringe between a signal light carrying data information and a reference light as a hologram on a recording medium, and irradiates the recording medium on which the hologram is recorded with the reference light to the hologram. In a hologram recording / reproducing device for reproducing recorded data information,
A recording / reproducing light source, light separating means for dividing light from the recording / reproducing light source into light for signal light and light for reference light, and the light for signal light on a recording medium as signal light carrying data information. An optical mechanism for irradiating a signal light generating optical system, and a spherical reference light generating optical system for converting light for reference light into a spherical wave and irradiating the recording medium as reference light,
An optical mechanism moving mechanism that relatively moves the optical mechanism in one direction along the surface of the recording medium,
A recording medium driving mechanism for rotating and translating the recording medium in a plane including the moving direction of the optical mechanism;
With
The optical mechanism is driven relatively to the fixed unit including the recording / reproducing light source and the light separating unit, and to the fixed unit including the signal light generation optical system and the reference light generation optical system. It comprises a movable part, and the light for signal light and the light for reference light emitted in the same direction from the fixed part are incident on the movable part without intersecting with each other,
The movable mechanism is moved by the optical mechanism moving mechanism in the optical axis direction of the signal light and the reference light incident from the fixed part to the movable part .

また、本発明のホログラム記録再生装置においては、前記記録媒体が、ディスク状記録媒体またはカード状記録媒体よりなり、
前記可動部が前記記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動されることにより、一方向のみのシフト多重記録が行われることが好ましい。
Further, in the hologram recording and reproducing apparatus of the present invention, the recording medium is a disk-shaped recording medium or a card-shaped recording medium,
It is preferable that shift multiplex recording in only one direction is performed by moving the movable portion relatively in one direction along the surface of the recording medium.

さらにまた、本発明のホログラム記録再生装置においては、前記信号光生成用光学系は、信号光用の光が入射される空間光変調器と、空間光変調器から出射される光がリレーレンズおよび位相板を介して入射される偏光ビームスプリッタと、偏光ビームスプリッタからの光が1/4波長板を介して入射される可動ミラーと、可動ミラーと偏光ビームスプリッタとの間で繰り返し反射されることにより所定の偏光方向に偏光されて偏光ビームスプリッタから出射される光を信号光として記録媒体に照射する信号光集光用対物レンズとを備えており、
前記可動部は、前記可動部の移動方向および前記空間光変調器から前記可動ミラーに至る光路の延びる方向を含む平面において可動部の移動方向に垂直な方向に移動可能とされた二次可動部を有しており、当該二次可動部は、前記偏光ビームスプリッタ、前記1/4波長板、前記可動ミラーおよび前記信号光集光用対物レンズを備えており、当該可動ミラーは、二次可動部の移動方向に位置可変に配置されており、
二次可動部の移動に伴って可動ミラーの位置が当該二次可動部の移動方向に移動されることにより、前記信号光集光用対物レンズと、前記信号光生成用光学系を構成するリレーレンズとの間の光路長さが一定に保たれる構成とされていることが好ましい。
Still further, in the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, the optical system for generating a signal light includes a spatial light modulator into which light for the signal light is incident, a light emitted from the spatial light modulator, and a relay lens. A polarizing beam splitter that enters through a phase plate, a movable mirror that receives light from the polarizing beam splitter through a quarter-wave plate, and is repeatedly reflected between the movable mirror and the polarizing beam splitter. A signal light focusing objective lens that irradiates the recording medium with light that is polarized in a predetermined polarization direction and emitted from the polarization beam splitter as signal light,
The movable part is a secondary movable part movable in a direction perpendicular to the moving direction of the movable part on a plane including a moving direction of the movable part and a direction in which an optical path extending from the spatial light modulator to the movable mirror extends. The secondary movable section includes the polarizing beam splitter, the quarter-wave plate, the movable mirror, and the signal light focusing objective lens, and the movable mirror includes a secondary movable section. It is arranged variably in the moving direction of the part,
The position of the movable mirror is moved in the direction of movement of the secondary movable part with the movement of the secondary movable part, so that the signal light focusing objective lens and the relay constituting the signal light generating optical system It is preferable that the optical path length between the lens and the lens is kept constant.

さらにまた、本発明のホログラム記録再生装置においては、前記球面参照光生成用光学系は、参照光用の光を球面波に変換する複数の参照光集光用対物レンズと、参考光用の光を選択された一の参照光集光用対物レンズに導く光路切り替え手段とを備えており、当該複数の参照光集光用対物レンズは、各々光軸が信号光の記録媒体に対する入射光軸に対して互いに異なる方向に延びるよう配置されていることが好ましい。
このような構成のものにおいては、前記球面参照光生成用光学系が、2つの参照光集光用対物レンズを備えたものである場合には、各々の参照光集光用対物レンズが、前記光学機構の移動方向と前記信号光の入射方向とを含む仮想平面内において、信号光の記録媒体に対する入射光軸を挟んだ両側に配置されていることが好ましい。
Furthermore, in the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, the optical system for generating spherical reference light includes a plurality of objective lenses for condensing reference light for converting light for reference light into spherical waves, and a light for reference light. And an optical path switching unit for guiding the selected reference light focusing objective lens to the selected reference light focusing objective lens. Preferably, they are arranged so as to extend in directions different from each other.
In such a configuration, when the spherical reference light generation optical system includes two reference light focusing objective lenses, each of the reference light focusing objective lenses is In a virtual plane including the moving direction of the optical mechanism and the incident direction of the signal light, it is preferable that the signal light is disposed on both sides of the optical axis of the incident light with respect to the recording medium.

さらにまた、本発明のホログラム記録再生装置においては、前記球面参照光生成用光学系は、参照光用の光を球面波に変換する参照光集光用対物レンズと、前記参照光用の光の偏光方向を調整する偏光手段とを備えた構成とされていることが好ましい。   Still further, in the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, the spherical reference light generating optical system includes a reference light focusing objective lens that converts light for reference light into a spherical wave, and a light beam for the reference light. It is preferable to provide a configuration including a polarization unit that adjusts the polarization direction.

また、本発明のホログラム記録再生装置は、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参照光を照射することにより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装置において、
記録再生光源と、当該記録再生光源からの光を2つの信号光用の光および2つの参照光用の光に時間的に分割する複数の光分離手段と、信号光生成用光学系と、参照光生成用光学系とを備えた光学機構と、
当該光学機構を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と
を備えており、
前記信号光生成用光学系は、時間的に分離された2つの信号光用の光を互いに異なるデータ情報を担持した互いに偏光方向の異なる第1の信号光および第2の信号光に変換する第1の光学系および第2の光学系を備えており、
前記球面参照光生成用光学系は、参照光用の光を球面波に変換する参照光集光用対物レンズを備えた、一方の参照光用の光を第1の信号光と同一の偏光方向の第1の参照光に変換する第3の光学系と、参照光用の光を球面波に変換する参照光集光用対物レンズを備えた、他方の参照光用の光を第2の信号光と同一の偏光方向の第2の参照光に変換する第4の光学系とを備えており、2つの参照光集光用対物レンズは、各々光軸が信号光の記録媒体に対する入射光軸に対して互いに異なる方向に延びるよう配置されていることを特徴とする。
Further, the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention records an interference fringe between a signal light carrying data information and a reference light as a hologram on a recording medium, and irradiates the recording medium on which the hologram is recorded with the reference light. In a hologram recording and reproducing apparatus for reproducing data information recorded on a hologram,
A recording / reproducing light source; a plurality of light separating means for temporally dividing light from the recording / reproducing light source into two signal light lights and two reference light lights; a signal light generating optical system; An optical mechanism having a light generation optical system;
A moving mechanism that relatively moves the optical mechanism in one direction along the surface of the recording medium,
The signal light generating optical system converts the two signal light beams separated in time into a first signal light and a second signal light having different polarization directions and carrying different data information. A first optical system and a second optical system,
The spherical reference light generating optical system includes a reference light focusing objective lens that converts the reference light into a spherical wave, and converts one reference light into the same polarization direction as the first signal light. A third optical system for converting the reference light into a first reference light, and a reference light converging objective lens for converting the reference light into a spherical wave. And a fourth optical system that converts the light into a second reference light having the same polarization direction as the light. The two reference light condensing objective lenses each have an optical axis having an optical axis incident on the recording medium of the signal light. Are arranged so as to extend in directions different from each other.

このような構成のものにおいては、前記2つの参照光集光用対物レンズは、前記光学機構の移動方向と信号光の入射方向とを含む仮想平面内において、記録媒体の表面に垂直な軸を挟んだ両側に配置された構成とされていることが好ましい。
また、偏光分離手段を備えた再生光検出用光学系を有しており、互いに偏光方向の異なる再生用の第1の参照光および再生用の第2の参照光が同時に照射されることにより当該再生用の第1の参照光および当該再生用の第2の参照光と同一の参照光照射条件で同一箇所に記録された複数のホログラムの各々から発せられる再生光が当該偏光分離手段によって分離されて当該複数のホログラムの各々に記録されたデータ情報が同時に並列再生される構成とされていることが好ましい。
さらにまた、記録媒体を光学機構の移動方向を含む平面内において回動および平行移動させる記録媒体駆動機構をさらに備えた構成とされていることが好ましい。
In such a configuration, the two reference light focusing objective lenses have an axis perpendicular to the surface of the recording medium in a virtual plane including the moving direction of the optical mechanism and the incident direction of the signal light. It is preferable to adopt a configuration arranged on both sides sandwiched.
In addition, it has a reproduction light detecting optical system provided with a polarization separation means, and the reproduction first reference light and the reproduction second reference light having different polarization directions are simultaneously irradiated to the reproduction light detection optical system. The reproduction light emitted from each of the plurality of holograms recorded at the same location under the same reference light irradiation conditions as the first reproduction reference light and the second reproduction reference light is separated by the polarization separation means. It is preferable that the data information recorded on each of the plurality of holograms is simultaneously reproduced in parallel.
Further, it is preferable that the recording medium is further provided with a recording medium driving mechanism for rotating and translating the recording medium in a plane including the moving direction of the optical mechanism.

本発明のホログラム記録再生方法によれば、参照光として球面波を用いたシフト多重記録方式によってホログラムの多重記録を行うものにおいて、記録媒体における同一箇所に、複数のシフト多重ホログラム列を独立して多重記録することができるので、記録媒体に記録される情報の高密度化を図ることができ、しかも、記録媒体の記録再生領域全体に対するホログラムの記録を単位記録領域(ブック)毎に行うことができるので、ホログラムを効率よく記録することができる。   According to the hologram recording / reproducing method of the present invention, a hologram is multiplex-recorded by a shift multiplex recording method using a spherical wave as a reference light. Since multiplex recording can be performed, the density of information recorded on the recording medium can be increased, and hologram recording can be performed for each unit recording area (book) with respect to the entire recording / reproducing area of the recording medium. Therefore, the hologram can be efficiently recorded.

また、上記のホログラム記録再生方法が行われる本発明のホログラム記録再生装置によれば、記録媒体に記録される情報の高密度化を図ることができ、しかも、記録媒体移動機構による1軸移動と記録媒体回動機構による回転によって記録媒体における単位記録領域(ブック)に対するアクセスが行われるので、シフト多重記録を行うに際しての記録媒体の位置合わせを容易に行うことができて高速化を図ることができる。   Further, according to the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention in which the above-mentioned hologram recording / reproducing method is performed, it is possible to increase the density of information recorded on the recording medium, and it is possible to achieve uniaxial movement by the recording medium moving mechanism. Since the unit recording area (book) on the recording medium is accessed by the rotation of the recording medium rotating mechanism, the position of the recording medium can be easily adjusted when performing the shift multiplex recording, and the speed can be increased. it can.

ホログラムの記録方法およびホログラムの再生方法の概要を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an outline of a hologram recording method and a hologram reproducing method. 本発明のホログラム記録再生方法における球面参照光シフト多重記録によって得られるシフト多重ホログラム列を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a shift multiplexed hologram array obtained by spherical reference beam shift multiplexed recording in the hologram recording / reproducing method of the present invention. 本発明のホログラム記録再生方法における球面参照光シフト多重記録の概要を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of spherical reference beam shift multiplex recording in the hologram recording / reproducing method of the present invention. 本発明のホログラム記録再生方法におけるクロスシフト多重記録の概要を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of cross-shift multiplex recording in the hologram recording / reproducing method of the present invention. 本発明のホログラム記録再生方法における数式(1)によって算出される角度φB(NA)〔rad〕を得るために用いたグラフである。5 is a graph used to obtain an angle φ B (NA) [rad] calculated by Expression (1) in the hologram recording / reproducing method of the present invention. 本発明のホログラム記録再生方法における第1のクロスシフト多重記録方法を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for describing a first cross-shift multiplex recording method in the hologram recording / reproducing method of the present invention. 本発明のホログラム記録再生方法における第2のクロスシフト多重記録方法を説明するための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a second cross-shift multiplex recording method in the hologram recording / reproducing method of the present invention. 本発明のホログラム記録再生方法における球面参照光シフト多重記録によって得られる2つのシフト多重ホログラム列の各々の波数ベクトルの相互関係を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the mutual relationship between wave number vectors of two shift multiplexed hologram arrays obtained by spherical reference beam shift multiplexed recording in the hologram recording / reproducing method of the present invention. 本発明のホログラム記録再生装置の構成の一例を、記録媒体と共に示す説明用概略図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory schematic diagram showing an example of the configuration of a hologram recording / reproducing apparatus of the present invention together with a recording medium. 本発明のホログラム記録再生装置の構成の他の例を、記録媒体と共に示す説明用概略図である。FIG. 4 is an explanatory schematic diagram showing another example of the configuration of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention together with a recording medium. 本発明のホログラム記録再生装置の構成の更に他の例を、記録媒体と共に示す説明用概略図である。FIG. 11 is an explanatory schematic diagram showing still another example of the configuration of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention together with a recording medium. 本発明のホログラム記録再生装置のさらに他の例における光学機構の構成を示す説明図である。It is an explanatory view showing a configuration of an optical mechanism in still another example of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention. 本発明のホログラム記録再生装置のさらに他の例における光学機構の構成を示す説明図である。It is an explanatory view showing a configuration of an optical mechanism in still another example of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention. 本発明のホログラム記録再生装置のさらに他の例における光学機構の構成を示す説明図である。It is an explanatory view showing a configuration of an optical mechanism in still another example of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention.

以下、本発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

〔本発明の記録再生方法〕
本発明のホログラム記録再生方法は、参照光として球面波を用いたシフト多重記録(以下、「球面参照光シフト多重記録」という。)によって、ホログラムを記録媒体に多重記録する方法であって、記録媒体における同一領域において、複数のシフト多重ホログラム列を、各々のシフト多重ホログラム列が記録される領域の一部が互いに重なる状態で、記録するものである。すなわち、球面参照光シフト多重記録によって記録される複数のシフト多重ホログラム列を各々のシフト多重ホログラム列の記録領域の一部が互いに重なる状態で記録するクロスシフト多重記録を行うことによって、高密度化を図るものである。また、球面参照光をホログラムが記録された記録媒体に照射することによって同一の記録領域に記録されたホログラムの各々を独立して再生するものである。
記録媒体としては、例えば、光反応性モノマーよりなる記録層を備えたものが用いられる。光反応性モノマーは、光が照射されるとポリマーに変換され、その結果、屈折率が異なる領域が形成され、それがホログラムとなるものである。
(Recording / reproducing method of the present invention)
The hologram recording / reproducing method of the present invention is a method of multiplex-recording a hologram on a recording medium by shift multiplex recording using a spherical wave as a reference beam (hereinafter referred to as “spherical reference beam shift multiplex recording”). In the same area of the medium, a plurality of shift multiplexed hologram rows are recorded in a state where a part of the area where each shift multiplexed hologram row is recorded overlaps with each other. That is, by performing cross-shift multiplex recording in which a plurality of shift multiplex hologram sequences recorded by spherical reference beam shift multiplex recording are recorded in a state where a part of the recording area of each shift multiplex hologram sequence overlaps each other, the density is increased. It is intended. Further, by irradiating the spherical reference light to the recording medium on which the hologram is recorded, each of the holograms recorded in the same recording area is independently reproduced.
As the recording medium, for example, a medium having a recording layer made of a photoreactive monomer is used. The photoreactive monomer is converted into a polymer when irradiated with light, and as a result, a region having a different refractive index is formed, which becomes a hologram.

本発明のホログラム記録再生方法においては、図1に示すように、記録媒体10に向かって光路L2を進行し、参照光集光用対物レンズ47によって球面波に変換された参照光(球面参照光)と、記録媒体10に向かって光路L1を進行し、信号光集光用対物レンズ45で集光された信号光とが記録媒体10において干渉し、ホログラムが形成される。また、ホログラムが形成された記録媒体10に参照光を照射することによって当該ホログラムから発せられる再生光を再生光用集光レンズ46を介して撮像素子41によって検出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が再生される。   In the hologram recording / reproducing method of the present invention, as shown in FIG. 1, the reference light (the spherical reference light) that travels along the optical path L2 toward the recording medium 10 and is converted into a spherical wave by the reference light focusing objective lens 47. ) Travels along the optical path L1 toward the recording medium 10, and the signal light condensed by the signal light condensing objective lens 45 interferes on the recording medium 10, thereby forming a hologram. The reproduction light emitted from the hologram by irradiating the recording medium 10 on which the hologram is formed with the reference light is detected by the imaging element 41 via the reproduction light focusing lens 46 and recorded on the hologram. The data information is reproduced.

球面参照光シフト多重記録は、記録媒体における記録再生領域の所定の領域に、信号光と球面参照光との干渉縞をホログラムとして記録した後、光学機構を記録媒体の表面に沿って一方向に相対的に移動させた状態において、新たなホログラムをその記録領域の一部が既に記録されたホログラムの記録領域と重なる状態で記録する操作を、繰り返し行うことにより、行われる。これにより、図2に示すように、複数のホログラム1が互いに一部が重なる状態で一方向に並ぶよう記録されたシフト多重ホログラム列6が記録される。ここに、一のホログラム1は、平面視で略円形状であって、そのサイズは、例えば直径が50μmである。光学機構のシフト量は、例えば10μm程度である。   In the spherical reference light shift multiplex recording, after recording an interference fringe of the signal light and the spherical reference light as a hologram in a predetermined area of a recording / reproducing area in the recording medium, the optical mechanism is moved in one direction along the surface of the recording medium. This operation is performed by repeatedly performing an operation of recording a new hologram in a state where a part of its recording area overlaps with a recording area of a hologram that has already been recorded in a state where the hologram is relatively moved. As a result, as shown in FIG. 2, a shift multiplexed hologram array 6 in which a plurality of holograms 1 are recorded so as to be arranged in one direction while partially overlapping each other is recorded. Here, one hologram 1 is substantially circular in plan view, and its size is, for example, 50 μm in diameter. The shift amount of the optical mechanism is, for example, about 10 μm.

このような一方向のみの球面参照光シフト多重記録は、信号光および参照光を照射する光学機構を記録媒体に対して移動させて行ってもよいし、光学機構を動かさずに記録媒体を移動させて行ってもよいが、光学機構を記録媒体に対して移動させて行うことが好ましい。   Such spherical reference light shift multiplex recording in only one direction may be performed by moving the optical mechanism for irradiating the signal light and the reference light with respect to the recording medium, or moving the recording medium without moving the optical mechanism. Although it may be performed, the optical mechanism is preferably moved with respect to the recording medium.

ここに、図3を用いて、球面参照光シフト多重記録の原理を説明する。
球面参照光は、平面波が複数存在するものと考えられる。従って、図3(a)に示すように、ホログラム1が記録された記録媒体10を当該記録媒体10の表面(図3(a)における上面)に沿って一方向(図3(a)における右方向)にわずかな距離シフトさせると、既に記録されたホログラム1の再生が不可となり、新たなホログラムをその記録領域の一部が既に記録されたホログラム1の記録領域と重なる状態で記録することが可能となる。記録媒体10のシフト量は、通常、10μm程度以上である。
再生可能な条件は、図3(b)に示すように、信号光の波数ベクトルks、参照光の波数ベクトルkrおよびホログラムの波数ベクトル(格子ベクトル)kgがブラッグの回折条件を満たす場合である。記録媒体10をシフトさせると、図3(c)に示すように、波数ベクトルの関係がブラッグの回折条件から外れ、ホログラム1の再生が不可となる。
ここに、図3(b)は、図3(a)において一点破線で囲んだ領域αにおける、信号光の波数ベクトルksと参照光の波数ベクトルkrとホログラムの波数ベクトル(格子ベクトル)kgとの関係を示す説明図である。また、図3(c)は、図3(a)において破線で囲んだ領域βにおける、信号光の波数ベクトルksと参照光の波数ベクトルkrとホログラムの波数ベクトル(格子ベクトル)kgとの関係を示す説明図である。
Here, the principle of spherical reference beam shift multiplex recording will be described with reference to FIG.
It is considered that the spherical reference light has a plurality of plane waves. Therefore, as shown in FIG. 3A, the recording medium 10 on which the hologram 1 is recorded is moved in one direction (the right side in FIG. 3A) along the surface of the recording medium 10 (the upper surface in FIG. 3A). If the hologram 1 is shifted by a small distance in the direction, the reproduction of the already recorded hologram 1 becomes impossible, and a new hologram can be recorded in a state where a part of the recording area overlaps the recording area of the already recorded hologram 1. It becomes possible. The shift amount of the recording medium 10 is usually about 10 μm or more.
As shown in FIG. 3B, the condition under which reproduction is possible is when the wave vector ks of the signal light, the wave vector kr of the reference light, and the wave vector (grating vector) kg of the hologram satisfy the Bragg diffraction condition. When the recording medium 10 is shifted, as shown in FIG. 3C, the relationship between the wave numbers is out of the Bragg diffraction condition, and the hologram 1 cannot be reproduced.
Here, FIG. 3B shows the relationship between the wave number vector ks of the signal light, the wave number vector kr of the reference light, and the wave number vector (grating vector) kg of the hologram in an area α surrounded by a dashed line in FIG. It is explanatory drawing which shows a relationship. FIG. 3C shows the relationship between the wave number vector ks of the signal light, the wave number vector kr of the reference light, and the wave number vector (grating vector) kg of the hologram in the region β surrounded by the broken line in FIG. FIG.

クロスシフト多重記録について、記録媒体における記録再生領域の一の単位記録領域(ブック)に着目して説明すると、図4(a)に示すように、球面参照光シフト多重記録によって第1のシフト多重ホログラム列が単位記録領域(ブック)Bに記録された記録媒体を、前記一方向(例えば光学機構の移動方向)を含む平面内において回動させる。ここに、記録媒体を回動させる方法としては、記録媒体をその中心位置(形状中心位置)を中心として回動させてもよいし、第1シフト多重ホログラム列が記録された領域内において設定された記録媒体の表面に垂直に延びる軸の周りに回動させてもよい。
この状態において、第1のシフト多重ホログラム列が記録された単位記録領域Bに対して、新たな球面参照光シフト多重記録を行うことによって、第2のシフト多重ホログラム列を、当該第2のシフト多重ホログラム列が記録される記録領域(図4(a)において実線で囲まれた領域)7bの一部が第1のシフト多重ホログラム列が記録された記録領域(図4(a)において破線で囲まれた領域)7aと重なる状態で、多重記録する。クロスシフト多重記録によって、2つのシフト多重ホログラム列が多重記録された状態を図4(b)に模式的に示す。図4(b)における符号1は、1個のホログラムを示す。また、6aは、先に記録されたシフト多重ホログラム列を示し、6bは新たに記録されたシフト多重ホログラム列を示す。
The cross shift multiplex recording will be described focusing on one unit recording area (book) of the recording / reproducing area on the recording medium. As shown in FIG. 4A, the first shift multiplex recording is performed by spherical reference light shift multiplex recording. The recording medium on which the hologram array is recorded in the unit recording area (book) B is rotated in a plane including the one direction (for example, the moving direction of the optical mechanism). Here, as a method of rotating the recording medium, the recording medium may be rotated around its center position (shape center position), or may be set in an area where the first shift multiplexed hologram row is recorded. May be rotated about an axis extending perpendicular to the surface of the recording medium.
In this state, a new spherical reference light shift multiplex recording is performed on the unit recording area B on which the first shift multiplex hologram sequence is recorded, so that the second shift multiplex hologram sequence is shifted to the second shift hologram sequence. A part of a recording area (a region surrounded by a solid line in FIG. 4A) in which a multiplexed hologram sequence is recorded is partially recorded in a recording region (a broken line in FIG. 4A) in which a first shift multiplexed hologram sequence is recorded. Multiplex recording is performed in a state of overlapping with (enclosed area) 7a. FIG. 4B schematically shows a state in which two shift multiplexed hologram arrays are multiplex-recorded by cross-shift multiplex recording. Reference numeral 1 in FIG. 4B indicates one hologram. 6a shows a previously recorded shift multiplexed hologram sequence, and 6b shows a newly recorded shift multiplexed hologram sequence.

図4に示す例では、一の単位記録領域Bは、所定の大きさのトラックピッチで並ぶ4つの直線状のトラックを有しており、先ず、トラック毎に球面参照光シフト多重記録を行うことにより第1のシフト多重ホログラム列を各トラック上に記録する。その後、記録媒体を所定の大きさの回転角度θ1で回動させると共に、記録媒体の表面に沿った平面内で平行移動させて当該単位記録領域Bを第1のシフト多重ホログラム列を記録したときの位置に位置させる。この状態において、新たな球面参照光シフト多重記録を順次に行うことによって第2のシフト多重ホログラム列を記録する。これにより、第1のシフト多重ホログラム列および第2のシフト多重ホログラム列が、各々のシフト多重ホログラム列の記録領域の一部が互いに重なる状態で、多重記録された状態を得ることができる。図4におけるB0は第1のシフト多重ホログラム列の記録時の単位記録領域を示す。   In the example shown in FIG. 4, one unit recording area B has four linear tracks arranged at a track pitch of a predetermined size. First, spherical reference light shift multiplex recording is performed for each track. To record the first shift multiplexed hologram sequence on each track. Thereafter, when the recording medium is rotated at a rotation angle θ1 of a predetermined size and is translated in a plane along the surface of the recording medium to record the unit recording area B in the first shift multiplexed hologram sequence. Position. In this state, the second shift multiplexed hologram sequence is recorded by sequentially performing new spherical reference beam shift multiplexed recording. This makes it possible to obtain a state in which the first shift multiplexed hologram sequence and the second shift multiplexed hologram sequence are multiplex-recorded in a state where a part of the recording area of each shift multiplexed hologram sequence overlaps with each other. B0 in FIG. 4 indicates a unit recording area at the time of recording the first shift multiplexed hologram sequence.

そして、本発明のホログラム記録再生方法において、記録媒体を回動させる角度、具体的には記録媒体の表面を含む平面内、すなわち球面参照光シフト多重記録を行う際に光学機構を記録媒体の表面に沿って相対的に移動させる一方向を含む平面内において回動(回転)させる角度は、以下の数式(1)を基準とし、その角度以上でクロスさせることが好ましい。すなわち、記録媒体の回動角度は、数式(1)によって算出される角度φB(NA)〔rad〕以上であることが好ましい。ここに、角度φB(NA)〔rad〕は、高次の記録媒体回折光量が零となる回転角度である。
数式(1)において、mはブラッグヌルの次数、λは記録再生光源からの光の波長〔mm〕、nは記録媒体の屈折率、Lは記録媒体の厚み〔mm〕、ζ(NA)は下記の数式(2)で示される値である。
In the hologram recording / reproducing method of the present invention, the optical mechanism is rotated by an angle at which the recording medium is rotated, specifically, in a plane including the surface of the recording medium, ie, when performing spherical reference light shift multiplex recording. It is preferable that the angle of rotation (rotation) in a plane including one direction of relative movement along is based on the following equation (1), and crosses at an angle or more. That is, the rotation angle of the recording medium is preferably equal to or larger than the angle φ B (NA) [rad] calculated by the equation (1). Here, the angle φ B (NA) [rad] is a rotation angle at which the diffracted light amount of the higher-order recording medium becomes zero.
In Equation (1), m is the order of Bragg null, λ is the wavelength [mm] of light from the recording / reproducing light source, n is the refractive index of the recording medium, L is the thickness [mm] of the recording medium, and ζ (NA) is (2).

Figure 0006653505
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ここに、数式(2)において、θr は参照光の記録媒体内での入射角〔rad〕、dは記録媒体中での参照光の半径〔mm〕、NAは参照光を球面波に変換するための対物レンズの開口数、θs は信号光の媒体内での入射角〔rad〕、fは対物レンズの作動距離〔mm〕である。 Here, in equation (2), θ r is the incident angle [rad] of the reference light in the recording medium, d is the radius [mm] of the reference light in the recording medium, and NA is the conversion of the reference light into a spherical wave. Is the numerical aperture of the objective lens, θ s is the incident angle [rad] of the signal light in the medium, and f is the working distance [mm] of the objective lens.

具体的に、例えば、上記の数式(1)において、n=1.5、nL/λ=3500、θs =π/8〔rad〕、θr =−π/8〔rad〕、f/d=30とすると、角度φB〔rad〕は、図5に示すようなグラフで計算される。なお、図5には、計算に用いた複数の曲線が示されている。
記録媒体を回動させる角度を、対物レンズの開口数NAに対し、上記の数式(1)で決定される角度に従い、それ以上の角度範囲とすることにより、クロストークの発生も少なくなる。記録媒体を回動させる角度は、設計の余裕度を勘案すると、好ましくは上記の数式(1)によって算出される計算される角度φB(NA)〔rad〕+5°の角度であることが望ましい。
Specifically, for example, in the above formula (1), n = 1.5, nL / λ = 3500, θ s = π / 8 [rad], θ r = −π / 8 [rad], f / d If = 30, the angle φ B [rad] is calculated by a graph as shown in FIG. FIG. 5 shows a plurality of curves used for the calculation.
By setting the angle of rotation of the recording medium to an angle range larger than the numerical aperture NA of the objective lens according to the angle determined by the above equation (1), the occurrence of crosstalk is reduced. The angle at which the recording medium is rotated is preferably an angle φ B (NA) [rad] + 5 ° calculated by the above equation (1) in consideration of the design margin. .

本発明のホログラム記録再生方法は、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記録媒体にも適用できるが、特に記録媒体としてディスク状の記録媒体を用いる場合には、記録媒体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、ブロック単位毎に、複数のシフト多重ホログラム列をクロスシフト多重記録することが好ましい。   The hologram recording / reproducing method of the present invention can be applied to a recording medium having any shape such as a disk shape and a card shape, but particularly when a disk-shaped recording medium is used as a recording medium, recording on the surface of the recording medium is possible. It is preferable that the reproduction area is divided into a plurality of block units, and that each block unit is used as a unit recording area, and a plurality of shift multiplex hologram rows are cross-shift multiplex-recorded for each block unit.

以下、本発明のホログラム記録再生方法による、ディスク状の記録媒体(ディスク状媒体)に対するクロスシフト多重記録の具体的な方法について説明する。   Hereinafter, a specific method of cross-shift multiplex recording on a disk-shaped recording medium (disk-shaped medium) by the hologram recording / reproducing method of the present invention will be described.

(第1のクロスシフト多重記録方法)
第1のクロスシフト多重記録方法は、ディスク状媒体の表面における記録再生領域を、記録媒体の周方向に並ぶ複数のブロック単位に分割し、各々のブロック単位を単位記録領域(ブック)として設定する。また、周方向に並ぶ複数のブロック単位の各々をさらにディスク状媒体の回転中心から外周縁に向かって径方向に並ぶ複数のブロック単位に分割し、各々のブロック単位を単位記録領域(ブック)として設定してもよい。
そして、ディスク状媒体の中心位置に対して点対称な位置に位置された2つの単位記録領域の各々に対する球面参照光シフト多重記録を連続して行った後、ディスク状媒体を回動させた状態において、当該2つの単位記録領域の各々に対する新たな球面参照光シフト多重記録を連続して行う手法である。
(First cross-shift multiplex recording method)
In the first cross-shift multiplex recording method, a recording / reproducing area on the surface of a disk-shaped medium is divided into a plurality of block units arranged in a circumferential direction of the recording medium, and each block unit is set as a unit recording area (book). . Further, each of the plurality of block units arranged in the circumferential direction is further divided into a plurality of block units arranged in the radial direction from the rotation center of the disk-shaped medium toward the outer peripheral edge, and each block unit is used as a unit recording area (book). May be set.
Then, after the spherical reference light shift multiplex recording is continuously performed on each of the two unit recording areas positioned at point symmetry with respect to the center position of the disk-shaped medium, the disk-shaped medium is rotated. In this method, new spherical reference beam shift multiplex recording is continuously performed on each of the two unit recording areas.

図6を用いて具体的に説明すると、この例では、ディスク状媒体10aの表面における記録再生領域を、ディスク状媒体10aの周方向に並ぶ複数の記録再生部分10Pに分割し、さらに、各々の記録再生部分10Pをディスク状媒体10aの回転中心Cから外周縁に向かって径方向に並ぶ複数のブロック単位に分割し、各々のブロック単位を単位記録領域(ブック)Bとして設定している。   Specifically, referring to FIG. 6, in this example, the recording / reproducing area on the surface of the disk-shaped medium 10a is divided into a plurality of recording / reproducing portions 10P arranged in the circumferential direction of the disk-shaped medium 10a. The recording / reproducing portion 10P is divided into a plurality of block units radially arranged from the rotation center C of the disk-shaped medium 10a toward the outer peripheral edge, and each block unit is set as a unit recording area (book) B.

先ず、図6(a)に示すように、複数の単位記録領域Bのうちのディスク状媒体10aの回転中心Cに対して点対称な位置に位置される2つの単位記録領域(ブック)B1,B2の各々において、連続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する。
次いで、図6(b)に示すように、ディスク状媒体10aを所定の回動角度で回動させた状態において、第1シフト多重ホログラム列が記録された2つの単位記録領域B1,B2の各々に、連続して新たな球面参照光シフト多重記録を行うことによって、第2シフト多重ホログラム列をその記録領域の一部が第1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する。
更に、図6(c)に示すように、ディスク状媒体10aを所定の回動角度で回動させた状態において、第1シフト多重ホログラム列と第2シフト多重ホログラム列とが記録された単位記録領域B1,B2の各々に、連続して新たな球面参照光シフト多重記録を行うことによって第3シフト多重ホログラム列をその記録領域の一部が第1シフト多重ホログラム列の記録領域および第2の1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してもよい。
図6においては、光学機構の移動方向が両矢印で示されており、ディスク状媒体10aの回転方向が破線の矢印で示されている。
First, as shown in FIG. 6 (a), two unit recording areas (books) B1 and B1 of a plurality of unit recording areas B which are located at point-symmetric positions with respect to the rotation center C of the disk-shaped medium 10a. In each of B2, the spherical reference light shift multiplex recording is continuously performed to record the first shift multiplex hologram sequence.
Next, as shown in FIG. 6B, in a state where the disk-shaped medium 10a is rotated at a predetermined rotation angle, each of the two unit recording areas B1 and B2 in which the first shift multiplexed hologram row is recorded. Then, by continuously performing new spherical reference light shift multiplex recording, the second shift multiplex hologram sequence is multiplex-recorded in a state where a part of its recording region overlaps with the recording region of the first shift multiplex hologram sequence.
Further, as shown in FIG. 6C, in a state where the disk-shaped medium 10a is rotated at a predetermined rotation angle, the unit recording in which the first shift multiplex hologram row and the second shift multiplex hologram row are recorded. By continuously performing a new spherical reference light shift multiplex recording in each of the areas B1 and B2, the third shift multiplex hologram sequence is partially changed to the recording region of the first shift multiplex hologram sequence and the second shift multiplex hologram sequence. Multiple recording may be performed in a state of overlapping the recording area of the one-shift multiplex hologram row.
In FIG. 6, the moving direction of the optical mechanism is indicated by a double-headed arrow, and the rotating direction of the disk-shaped medium 10a is indicated by a dashed arrow.

この第1のクロスシフト多重記録方法においては、各々の単位記録領域(ブック)Bへのアクセスは、光学機構の移動によるアクセスの他、ディスク状媒体10aの2軸移動と回転(回動)とによって行われる。   In the first cross-shift multiplex recording method, each unit recording area (book) B is accessed by moving the optical mechanism and by biaxial movement and rotation (rotation) of the disk-shaped medium 10a. Done by

(第2のクロスシフト多重記録方法)
第2のクロスシフト多重記録方法は、ディスク状媒体の表面における記録再生領域を、ディスク状媒体の回転中心から外周縁に向かって径方向に並ぶ複数の略環状のブロック単位に分割し、各々のブロック単位を単位記録領域(ブック)として設定する。
そして、単位記録領域毎に、複数のシフト多重ホログラム列のクロスシフト多重記録および多重記録されたホログラムの固定(ポストキュア)を、最内側に位置される単位記録領域および最外側に位置される単位記録領域のいずれか一方または両方から径方向に順次に繰り返して行う手法である。
(Second cross-shift multiplex recording method)
In the second cross-shift multiplex recording method, the recording / reproducing area on the surface of the disk-shaped medium is divided into a plurality of substantially annular block units arranged in a radial direction from the center of rotation of the disk-shaped medium toward the outer peripheral edge. The block unit is set as a unit recording area (book).
Then, for each unit recording area, cross-shift multiplex recording of a plurality of shift multiplex hologram rows and fixing (post-curing) of the multiplex-recorded hologram are performed on the innermost unit recording area and the outermost unit recording area. This is a method that is repeatedly performed in the radial direction sequentially from one or both of the recording areas.

図7を用いて具体的に説明すると、先ず、例えば、ディスク状媒体10aにおける最内側に位置される単位記録領域B3において複数のシフト多重ホログラム列のクロスシフト多重記録を行う。この単位記録領域B3においては、ホログラムの多重記録数が飽和した時点で、ホログラムが固定すなわちポストキュア(定着)される。ホログラムの固定は、参照光をディスク状媒体10aにおける記録再生領域の全面に照射することにより行うことができる。
次いで、ホログラムが固定された単位記録領域B3に隣接する単位記録領域B4において複数のシフト多重ホログラム列のクロスシフト多重記録を行う。この単位記録領域B4に対する球面参照光シフト多重記録は、ポストキュアされた最内側に位置される単位記録領域B3をスキップして行うことになる。この単位記録領域B4におけるホログラムの多重記録数が飽和に達した場合は、当該単位記録領域B4に記録されたホログラムをポストキュアする。以下同様に、各々の単位記録領域に対するクロスシフト多重記録およびホログラムの固定をディスク状媒体10aの中心側から外周縁側に向かって順次に行い、ディスク状媒体10aの全面にホログラムの記録を行う。
図7においては、光学機構の移動方向が実線の両矢印で示されており、ディスク状媒体10aの移動方向が一点鎖線の両矢印で示されており、ディスク状媒体10aの回転方向が破線の矢印で示されている。
More specifically, referring to FIG. 7, first, for example, cross-shift multiplex recording of a plurality of shift multiplex hologram rows is performed in the innermost unit recording area B3 of the disk-shaped medium 10a. In the unit recording area B3, the hologram is fixed, that is, post-cured (fixed) when the number of multiplexed holograms is saturated. The hologram can be fixed by irradiating the entire surface of the recording / reproducing area of the disk-shaped medium 10a with the reference light.
Next, cross-shift multiplex recording of a plurality of shift multiplex hologram rows is performed in a unit recording area B4 adjacent to the unit recording area B3 where the hologram is fixed. The spherical reference light shift multiplex recording on the unit recording area B4 is performed by skipping the post-cured innermost unit recording area B3. When the number of holograms recorded in the unit recording area B4 reaches saturation, the hologram recorded in the unit recording area B4 is post-cured. Similarly, the cross-shift multiplex recording and the fixing of the hologram to each unit recording area are sequentially performed from the center side of the disk-shaped medium 10a toward the outer peripheral side, and the hologram is recorded on the entire surface of the disk-shaped medium 10a.
In FIG. 7, the moving direction of the optical mechanism is indicated by a solid double-headed arrow, the moving direction of the disc-shaped medium 10a is indicated by a two-dot chain line, and the rotational direction of the disc-shaped medium 10a is indicated by a broken line. Indicated by arrows.

この第2のクロスシフト多重記録方法においては、各々の単位記録領域に対するクロスシフト多重記録およびホログラムの固定をディスク状媒体10aの外周縁側から中心側に向かって順次に行うことによって、ディスク状媒体10aの全面にホログラムの多重記録を行ってもよい。また、各々の単位記録領域に対するクロスシフト多重記録およびホログラムの固定を、ディスク状媒体10aの中心側および外周縁側の両方から順次に行うことによって、ディスク状媒体10aの全面にホログラムの多重記録を行ってもよい。   In the second cross-shift multiplex recording method, the cross-shift multiplex recording and the fixation of the hologram for each unit recording area are sequentially performed from the outer peripheral edge side to the center side of the disk-shaped medium 10a. May be multiplex-recorded on the entire surface. Also, by performing cross-shift multiplex recording and fixing of the hologram on each unit recording area sequentially from both the center side and the outer peripheral side of the disk-shaped medium 10a, the hologram is multiplex-recorded on the entire surface of the disk-shaped medium 10a. You may.

以上の本発明のホログラム記録再生方法によれば、参照光として球面波を用いたシフト多重記録方式によってホログラムの多重記録を行うものにおいて、記録媒体における同一箇所に、複数のシフト多重ホログラム列を独立して多重記録することができるので、記録媒体に記録される情報の高密度化を図ることができ、しかも、記録媒体の記録再生領域全体に対するホログラムの記録を単位記録領域(ブック)毎に行うことができるので、ホログラムを効率よく記録することができる。   According to the hologram recording / reproducing method of the present invention described above, a hologram is multiplex-recorded by a shift multiplex recording method using a spherical wave as a reference light. And multiplex recording, it is possible to increase the density of information recorded on the recording medium, and to record holograms on the entire recording / reproducing area of the recording medium for each unit recording area (book). Therefore, the hologram can be efficiently recorded.

本発明のホログラム記録再生方法においては、複数のマルチホログラム列を、記録領域の一部が互いに重なる状態で、クロスシフト多重記録してもよい。マルチホログラム列は、球面参照光シフト多重記録によって記録される複数のシフト多重ホログラム列が、同一の領域において記録領域が互いに重なる状態で、多重記録されてなるものである。   In the hologram recording / reproducing method of the present invention, a plurality of multi-hologram rows may be cross-shift multiplex-recorded in a state where recording regions partially overlap each other. The multi-hologram sequence is obtained by multiplex-recording a plurality of shift-multiplexed hologram sequences recorded by spherical reference beam shift multiplex recording in a state where the recording regions overlap each other in the same region.

マルチホログラム列を記録する方法としては、(a)球面参照光の入射方向を変更する方法、(b)球面参照光の偏光方向を変更する方法、および、(c)互いに偏光方向の異なる2つの信号光と、各々の信号光と偏光方向が同一の2つの球面参照光とを同時に照射する方法のいずれかの方法を用いることができる。   There are two methods of recording a multi-hologram row: (a) a method of changing the incident direction of the spherical reference light, (b) a method of changing the polarization direction of the spherical reference light, and (c) two methods having different polarization directions from each other. Any of the methods of simultaneously irradiating the signal light and the two spherical reference lights having the same polarization direction as each signal light can be used.

上記方法(a)について具体的に説明すると、先ず、球面参照光シフト多重記録を行うことによって、1次シフト多重ホログラム列を記録する。その後、1次シフト多重ホログラム列が記録された記録領域と同一の領域上に、球面参照光を1次シフト多重ホログラム列の記録に用いた球面参照光とは異なる入射方向から照射して球面参照光シフト多重記録を行うことによって新たなシフト多重ホログラム列を記録する。これにより、2つのシフト多重ホログラム列が同一の領域に多重記録されたマルチホログラム列を得ることができる。また、マルチホログラム列は、既に記録されたシフト多重ホログラム列の記録に用いた球面参照光とは異なる入射方向から球面参照光を照射する球面参照光シフト多重記録を、必要に応じて複数回繰り返し行うことによって形成してもよい。   Specifically, the method (a) will be described. First, a primary shift multiplexed hologram sequence is recorded by performing a spherical reference light shift multiplexed recording. After that, the spherical reference light is irradiated onto the same area as the recording area where the primary shift multiplexed hologram array is recorded from an incident direction different from that of the spherical reference light used for recording the primary shift multiplexed hologram array. A new shift multiplexed hologram sequence is recorded by performing optical shift multiplexed recording. As a result, a multi-hologram row in which two shift-multiplexed hologram rows are multiplex-recorded in the same area can be obtained. In addition, the multi-hologram array repeats the spherical reference light shift multiplex recording, in which the spherical reference light is irradiated from a different incident direction from the spherical reference light used for recording the already recorded shift multiplex hologram array, as necessary. It may be formed by performing.

マルチホログラム列が例えば2つのシフト多重ホログラム列により構成されている場合における、各々のシフト多重ホログラム列に係る波数ベクトルの相互関係について図8を用いて説明すると、図8(a)に示すように、個々のシフト多重ホログラム列については、ホログラム1a,1bが記録された記録媒体10を当該記録媒体10の表面(図8(a)における上面)に沿ってわずかな距離シフトさせると、既に記録されたホログラム1a,1bの再生が不可となり、新たなホログラムをその記録領域の一部が既に記録されたホログラム1a,1bの記録領域と重なる状態で記録することが可能となる。
第1の球面参照光によるホログラム1aの再生可能な条件は、図8(b)に示すように、信号光の波数ベクトルks、第1の球面参照光の波数ベクトルkr1およびホログラムの波数ベクトル(格子ベクトル)kg1がブラッグの回折条件を満たす場合である。記録媒体10をシフトさせると、図8(c)に示すように、波数ベクトルkg1の関係がブラッグの回折条件から外れ、ホログラム1aの再生が不可となる。第2の球面参照光によるホログラム1bの再生可能な条件についても同様である。すなわち、図8(d)に示すように、信号光の波数ベクトルks、第2の球面参照光の波数ベクトルkr2およびホログラムの波数ベクトル(格子ベクトル)kg2がブラッグの回折条件を満たす場合である。記録媒体10をシフトさせると、図8(e)に示すように、波数ベクトルkg2の関係がブラッグの回折条件から外れ、ホログラム1bの再生が不可となる。
When the multi-hologram row is composed of, for example, two shift-multiplexed hologram rows, the relationship between the wave number vectors of each shift-multiplexed hologram row will be described with reference to FIG. 8, as shown in FIG. When the recording medium 10 on which the holograms 1a and 1b are recorded is shifted by a small distance along the surface of the recording medium 10 (the upper surface in FIG. 8A), the individual shift multiplexed hologram rows are already recorded. The holograms 1a and 1b cannot be reproduced, and a new hologram can be recorded in a state where a part of the recording area overlaps with the recording areas of the holograms 1a and 1b already recorded.
As shown in FIG. 8B, the conditions under which the hologram 1a can be reproduced by the first spherical reference light are a wave number vector ks of the signal light, a wave number vector kr1 of the first spherical reference light, and a wave number vector (grating) of the hologram. Vector) kg1 satisfies the Bragg diffraction condition. When the recording medium 10 is shifted, as shown in FIG. 8C, the relationship of the wave vector kg1 is out of the Bragg diffraction condition, and the reproduction of the hologram 1a becomes impossible. The same applies to the conditions under which the hologram 1b can be reproduced by the second spherical reference light. In other words, as shown in FIG. 8D, the wave vector ks of the signal light, the wave vector kr2 of the second spherical reference light, and the wave vector (grating vector) kg2 of the hologram satisfy the Bragg diffraction condition. When the recording medium 10 is shifted, as shown in FIG. 8E, the relationship of the wave vector kg2 is out of the Bragg diffraction condition, and the reproduction of the hologram 1b becomes impossible.

このように、同一の領域に多重記録された第1シフト多重ホログラム列および第2シフト多重ホログラム列の再生可能な条件においては、第1シフト多重ホログラム列を構成するホログラム1aと第2シフト多重ホログラム列を構成するホログラム1bとは互いに波数ベクトルkg1,kg2の方向が異なるため、クロストークが発生することを回避することができる。   As described above, under the condition that the first shift multiplex hologram sequence and the second shift multiplex hologram sequence multiplex-recorded in the same area can be reproduced, the hologram 1a and the second shift multiplex hologram forming the first shift multiplex hologram sequence Since the directions of the wave vectors kg1 and kg2 are different from those of the hologram 1b constituting the column, it is possible to avoid the occurrence of crosstalk.

以上において、2つのシフト多重ホログラム列により構成されたマルチホログラム列を記録する場合において、1次シフト多重ホログラム列が記録された記録領域と同一の領域に2次シフト多重ホログラム列を多重記録するに際しては、例えば、光学機構の移動方向と信号光の記録媒体に対する入射方向とを含む仮想平面内において、信号光の入射光軸に接近する方向が1次シフト多重ホログラム列の記録に用いた第1の参照光の光軸とは逆となる光軸に沿って第2の参照光を照射することが好ましい。これにより、再生時においてクロストークが発生することを確実に回避することができる。   As described above, in the case of recording a multi-hologram sequence composed of two shift-multiplexed hologram sequences, it is necessary to multiplex-record the secondary shift-multiplexed hologram sequence in the same region as the recording region where the primary shift-multiplexed hologram sequence is recorded. For example, in a virtual plane including the moving direction of the optical mechanism and the incident direction of the signal light on the recording medium, the direction approaching the incident optical axis of the signal light is the first used for recording the primary shift multiplexed hologram array. It is preferable to irradiate the second reference light along an optical axis opposite to the optical axis of the reference light. As a result, it is possible to reliably avoid occurrence of crosstalk during reproduction.

上記方法(b)について具体的に説明すると、先ず、球面参照光シフト多重記録を行うことによって、1次シフト多重ホログラム列を記録する。その後、1次シフト多重ホログラム列が記録された記録領域と同一の領域に、1次シフト多重ホログラム列の記録に用いた球面参照光とは偏光方向の異なる球面参照光を照射して球面参照光シフト多重記録を行うことによって、新たなシフト多重ホログラム列を記録する。これにより、2つのシフト多重ホログラム列が同一の記録領域に多重記録されたマルチホログラム列を得ることができる。このような方法によっても、再生時においてクロストークが発生することを確実に回避することができる。   The method (b) will be specifically described. First, a first-order multiplexed hologram sequence is recorded by performing spherical reference light shift multiplexed recording. Thereafter, the same area as the recording area in which the primary shift multiplexed hologram sequence is recorded is irradiated with spherical reference light having a polarization direction different from that of the spherical reference light used for recording the primary shift multiplexed hologram sequence, thereby obtaining spherical reference light. By performing the shift multiplex recording, a new shift multiplex hologram sequence is recorded. This makes it possible to obtain a multi-hologram row in which two shift-multiplexed hologram rows are multiplex-recorded in the same recording area. Even by such a method, it is possible to reliably avoid occurrence of crosstalk during reproduction.

上記方法(c)について具体的に説明すると、同一の記録再生光源からの光を時間的に分割することによって得られた、互いに偏光方向の異なる第1の信号光および第2の信号光と、第1の信号光と同一の偏光方向の第1の球面参照光および第2の信号光と同一の偏光方向の第2の球面参照光とを記録媒体に同時に照射して球面参照光シフト多重記録を行う。これにより、第1の信号光および第1の球面参照光による第1シフト多重ホログラム列と第2の信号光および第2の球面参照光による第2シフト多重ホログラム列とを同一の領域に多重記録し、以って、マルチホログラム列を得ることができる。第1の球面参照光および第2の球面参照光は、互いに異なる入射方向から記録媒体に照射するが、例えば、光学機構の移動方向と信号光の記録媒体に対する入射方向とを含む仮想平面内において、信号光の入射光軸に接近する方向が第1の球面参照光の光軸とは逆となる光軸に沿って第2の球面参照光を照射することが好ましい。これにより、再生時においてクロストークが発生することを確実に回避することができる。   More specifically, the method (c) will be described. First and second signal lights having different polarization directions obtained by temporally dividing light from the same recording / reproducing light source; Simultaneously irradiating the recording medium with a first spherical reference light having the same polarization direction as the first signal light and a second spherical reference light having the same polarization direction as the second signal light, and spherical reference light shift multiplex recording. I do. Thereby, the first shift multiplexed hologram sequence based on the first signal light and the first spherical reference light and the second shift multiplexed hologram sequence based on the second signal light and the second spherical reference light are multiplex-recorded in the same area. Thus, a multi-hologram row can be obtained. The first spherical reference light and the second spherical reference light irradiate the recording medium from different incident directions, for example, in a virtual plane including the moving direction of the optical mechanism and the incident direction of the signal light on the recording medium. It is preferable to irradiate the second spherical reference light along an optical axis whose direction approaching the incident optical axis of the signal light is opposite to the optical axis of the first spherical reference light. As a result, it is possible to reliably avoid occurrence of crosstalk during reproduction.

本発明のホログラム記録再生方法においては、再生用の球面参照光を照射することによって再生用の球面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に係るデータ情報が独立して再生される。   In the hologram recording / reproducing method of the present invention, by irradiating the spherical reference light for reproduction, data information on the hologram recorded under the same reference light irradiation condition as the spherical reference light for reproduction is independently reproduced. .

以上のような本発明のホログラム記録再生方法は、後述の本発明のホログラム記録再生装置によって容易に実施することができる。   The hologram recording / reproducing method of the present invention as described above can be easily implemented by the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention described later.

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, a specific example of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1のホログラム記録再生装置)
図9は、本発明のホログラム記録再生装置の構成の一例を、記録媒体と共に示す説明用概略図である。この図9は、ホログラム記録再生装置の側面からの構成図である。
この第1のホログラム記録再生装置は、信号光および参照光を記録媒体に照射する光学機構と、光学機構を記録媒体10の表面に沿って相対的に一方向に移動させる光学機構移動機構と、記録媒体10を光学機構の移動方向を含む平面内において回動および平行移動させる記録媒体駆動機構とを備えている。この第1のホログラム記録再生装置においては、記録媒体10として、透過型のディスク状媒体が用いられる。
(First hologram recording / reproducing device)
FIG. 9 is an explanatory schematic diagram showing an example of the configuration of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention together with a recording medium. FIG. 9 is a structural view of the hologram recording / reproducing apparatus from the side.
The first hologram recording / reproducing apparatus includes an optical mechanism for irradiating the recording medium with the signal light and the reference light, an optical mechanism moving mechanism for relatively moving the optical mechanism along the surface of the recording medium 10 in one direction, A recording medium drive mechanism for rotating and translating the recording medium 10 in a plane including the moving direction of the optical mechanism. In the first hologram recording / reproducing apparatus, a transmission type disc-shaped medium is used as the recording medium 10.

光学機構は、記録再生光源と、記録再生光源からの光を信号光用の光と参照光用の光とに分割する光分離手段と、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10に照射する信号光生成用光学系と、参照光用の光を球面波に変換して球面参照光として記録媒体10に照射する球面参照光生成用光学系とを備えている。   The optical mechanism includes a recording / reproducing light source, light separating means for dividing light from the recording / reproducing light source into signal light light and reference light light, and the signal light as signal light carrying data information. The optical system includes a signal light generation optical system that irradiates the recording medium 10, and a spherical reference light generation optical system that converts reference light into a spherical wave and irradiates the recording medium 10 as spherical reference light.

光学機構は、固定部21と、固定部21と相対的に駆動される可動部23とよりなり、可動部23のみが光学機構移動機構によって移動される構成とされていることが好ましい。   The optical mechanism preferably includes a fixed part 21 and a movable part 23 driven relatively to the fixed part 21, and it is preferable that only the movable part 23 is configured to be moved by the optical mechanism moving mechanism.

固定部21は、例えば青色レーザ光源よりなる記録再生光源31と、記録再生光源31からの光(レーザ光)がシャッタ33、偏光板34およびビーム整形用レンズ35を介して入射される、例えばハーフミラープリズムよりなる光分離手段32とを有している。信号光用の光および参照光用の光は、固定部21から互いに同一方向に出射されて互いに交わることなく可動部23に入射される構成とされている。具体的には、光分離手段32からの信号光用の光は、リレーレンズ36を介して固定部21から出射される。また、光分離手段32から信号光用の光とは異なる方向に進行する参照光用の光は、反射ミラー39によって反射されて進行方向が信号光用の光と同一の方向に変更されてNDフィルタ37および半波長板38を介して固定部21から出射される。すなわち、固定部21と可動部23との間には、互いに光軸が平行に延びる信号光用の光の光路L1と参照光用の光の光路L2が形成されている。   The fixing unit 21 is, for example, a recording / reproducing light source 31 composed of a blue laser light source, and light (laser light) from the recording / reproducing light source 31 is incident via a shutter 33, a polarizing plate 34, and a beam shaping lens 35, for example, a half And a light separating means 32 composed of a mirror prism. The light for signal light and the light for reference light are emitted from the fixed part 21 in the same direction, and are incident on the movable part 23 without intersecting with each other. Specifically, the light for signal light from the light separating means 32 is emitted from the fixed part 21 via the relay lens 36. Further, the light for reference light traveling in a direction different from the light for signal light from the light separating means 32 is reflected by the reflection mirror 39 and the traveling direction is changed to the same direction as the light for signal light, and ND The light is emitted from the fixed part 21 via the filter 37 and the half-wave plate 38. That is, an optical path L1 for signal light and an optical path L2 for reference light are formed between the fixed part 21 and the movable part 23 so that their optical axes extend in parallel with each other.

可動部23は、信号光生成用光学系と、球面参照光生成用光学系と、再生光検出用光学系とを備えており、光学機構移動機構によって、固定部21から可動部23に入射される信号用の光および参照光用の光の光軸方向に移動される。   The movable unit 23 includes an optical system for generating a signal light, an optical system for generating a spherical reference light, and an optical system for detecting a reproduction light. The movable unit 23 enters the movable unit 23 from the fixed unit 21 by the optical mechanism moving mechanism. Are moved in the optical axis direction of the signal light and the reference light.

信号光生成用光学系は、記録媒体10の表面側に位置されており、固定部21からの信号光用の光が入射される偏光プリズムビームスプリッタ40と、偏光プリズムビームスプリッタ40を透過した信号光用の光が入射される空間光変調器(SLM)42と、空間光変調器42からの光が偏光プリズムビームスプリッタ40によって反射されてリレーレンズ44および位相板48を介して入射される信号光集光用対物レンズ45とを備えている。43は、リレーレンズ44を構成する例えば2つのレンズ間に配置されたナイキストフィルタである。   The optical system for generating signal light is located on the surface side of the recording medium 10, and receives a signal from the fixing unit 21 for signal light, and a signal transmitted through the polarizing prism beam splitter 40. A spatial light modulator (SLM) 42 into which light for light is incident, and a signal from which the light from the spatial light modulator 42 is reflected by the polarizing prism beam splitter 40 and is incident via the relay lens 44 and the phase plate 48. And a light focusing objective lens 45. Reference numeral 43 denotes a Nyquist filter which is arranged between, for example, two lenses constituting the relay lens 44.

球面参照光生成用光学系は、記録媒体10の表面側に位置されており、固定部21からの参照光用の光を球面波に変換して球面参照光として記録媒体10に照射する参照光集光用対物レンズ47を備えている。49は、参照光用の光を参照光集光用対物レンズ47に入射させるための反射ミラーである。   The spherical reference light generating optical system is located on the surface side of the recording medium 10, and converts the light for reference light from the fixed portion 21 into a spherical wave and irradiates the recording medium 10 as spherical reference light. A focusing objective lens 47 is provided. Reference numeral 49 denotes a reflection mirror for causing the light for reference light to enter the reference light focusing objective lens 47.

再生光検出用光学系は、記録媒体10の裏面側に位置されており、例えばCCDよりなる撮像素子41と、記録媒体10に記録されたホログラムからの再生光を集光して撮像素子41に入射させる再生光用集光レンズ46とを備えている。   The reproduction light detection optical system is located on the back surface side of the recording medium 10, and condenses reproduction light from a hologram recorded on the recording medium 10 to the image pickup element 41 by, for example, a CCD. And a reproducing light condensing lens 46 for incidence.

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。記録媒体移動機構は、記録媒体10の表面に沿った平面内において、記録媒体10を光学機構の移動方向および光学機構の移動方向に垂直な方向に移動させる例えば2軸ステージにより構成することができる。   The recording medium driving mechanism includes a recording medium rotating mechanism that rotates (rotates) the recording medium 10 in a plane along the surface thereof, and a recording medium moving mechanism that moves the recording medium 10 in a plane along the surface. It has. The recording medium moving mechanism can be constituted by, for example, a two-axis stage that moves the recording medium 10 in a direction perpendicular to the moving direction of the optical mechanism and the moving direction of the optical mechanism in a plane along the surface of the recording medium 10. .

この第1のホログラム記録再生装置においては、記録再生光源31から出射されたレーザ光は、光分離手段32によって信号光用の光と参照光用の光に分割される。
参照光用の光は、半波長板38で偏光面が90°回転された後、参照光集光用対物レンズ47によって球面波に変換されて球面参照光として記録媒体10に照射される。
一方、信号光用の光は、リレーレンズ36で拡大された後、偏光プリズムビームスプリッタ40を透過して空間光変調器(SLM)42に照射される。この空間光変調器(SLM)42によって、信号光用の光は偏光面が90°変更されたデータパターンに変調される。空間光変調器(SLM)42から出射された信号光用の光は、偏光面が90°回転しているため、偏光プリズムビームスプリッタ40によって反射されて進行方向が90°変更される。偏光プリズムビームスプリッタ40からの信号光用の光は、ナイキストフィルタ43で空間周波数帯域が調整された後、位相板48を透過する。位相板48はランダム位相パターンであり、信号光をランダム位相で変調することにより、空間周波数分布のうち不要な直流成分を抑圧し、モノマーの消費を抑える働きがある。信号光用の光が位相板48を透過することで生成された信号光は、信号光集光用対物レンズ45よって集光されて記録媒体10に照射される。
信号光および球面参照光が記録媒体10に照射されることにより、記録媒体10においては、信号光と球面参照光との干渉縞が形成され、この干渉縞がデータ情報を担持したホログラムとして記録媒体10に記録される。
In the first hologram recording / reproducing apparatus, the laser light emitted from the recording / reproducing light source 31 is split by the light separating means 32 into light for signal light and light for reference light.
After the polarization plane of the reference light is rotated by 90 ° by the half-wave plate 38, the light is converted into a spherical wave by the reference light converging objective lens 47 and is applied to the recording medium 10 as spherical reference light.
On the other hand, the light for the signal light is enlarged by the relay lens 36, and then passes through the polarizing prism beam splitter 40 to irradiate the spatial light modulator (SLM) 42. The spatial light modulator (SLM) 42 modulates the signal light into a data pattern whose polarization plane has been changed by 90 °. Since the light for signal light emitted from the spatial light modulator (SLM) 42 has its polarization plane rotated by 90 °, it is reflected by the polarizing prism beam splitter 40 and its traveling direction is changed by 90 °. The signal light from the polarizing prism beam splitter 40 passes through the phase plate 48 after the spatial frequency band is adjusted by the Nyquist filter 43. The phase plate 48 has a random phase pattern, and has a function of suppressing unnecessary DC components in the spatial frequency distribution and modulating the consumption of monomers by modulating the signal light with a random phase. The signal light generated by transmitting the signal light through the phase plate 48 is condensed by the signal light converging objective lens 45 and irradiated on the recording medium 10.
By irradiating the recording medium 10 with the signal light and the spherical reference light, interference fringes between the signal light and the spherical reference light are formed on the recording medium 10, and the interference fringes are formed as a hologram carrying data information. Recorded at 10.

そして、光学機構における可動部23が光学機構移動機構によって記録媒体10の径方向に移動されて球面参照光シフト多重記録が行われることによりシフト多重ホログラム列が記録される。その後、記録媒体10を記録媒体回動機構によって所定の回動角度で回動させると共に、記録媒体移動機構によって記録媒体10をその表面に沿った平面内で移動させることにより、ホログラムを記録すべき記録領域の位置を位置合わせする。この状態において、球面参照光シフト多重記録が行われることにより新たなシフト多重ホログラム列がその記録領域の少なくとも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される。
単位記録領域(ブック)へのアクセスは、光学機構の移動によるアクセスの他、記録媒体10の2軸移動と回転(回動)とによって行われる。
Then, the movable portion 23 of the optical mechanism is moved in the radial direction of the recording medium 10 by the optical mechanism moving mechanism, and the shift multiplexed hologram train is recorded by performing the spherical reference light shift multiplexed recording. Thereafter, the hologram should be recorded by rotating the recording medium 10 at a predetermined rotation angle by the recording medium rotating mechanism and moving the recording medium 10 in a plane along the surface by the recording medium moving mechanism. Position the recording area. In this state, by performing the spherical reference beam shift multiplex recording, the new shift multiplex hologram sequence is multiplex-recorded in a state where at least a part of the recording region overlaps with the recording region of the shift multiplex hologram sequence that has already been recorded.
Access to the unit recording area (book) is performed by biaxial movement and rotation (rotation) of the recording medium 10 in addition to access by movement of the optical mechanism.

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、光量を大幅に落とした再生用の球面参照光のみが記録媒体10に照射される。これにより、再生用の球面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が発せられ、当該再生光が撮像素子(具体的には、例えばCCD)41により検出されることにより、当該ホログラムに記録されたデータ情報が再生される。   At the time of reproducing the data information related to the hologram recorded on the recording medium 10, the recording medium 10 is irradiated with only the spherical reference light for reproduction whose light quantity is greatly reduced. As a result, reproduction light is emitted from the hologram recorded under the same reference light irradiation conditions as the spherical reference light for reproduction, and the reproduction light is detected by the image pickup device (specifically, for example, a CCD) 41. The data information recorded on the hologram is reproduced.

(第2のホログラム記録再生装置)
図10は、本発明のホログラム記録再生装置の構成の他の例を、記録媒体と共に示す説明用概略図である。この図10は、ホログラム記録再生装置の側面からの構成図である。
この第2のホログラム記録再生装置は、記録媒体10として、反射型のディスク状媒体、すなわち信号光および参照光が照射される表面の裏面側(図10おける下面側)に反射層11が設けられたものが用いられ、光学機構を構成する可動部23において、再生光検出用光学系が記録媒体10の表面側に位置された構成とされていることの他は、図9に示す第1のホログラム記録再生装置と同様の構成を有する。図10においては、図9に示す第1のホログラム記録再生装置と同一の構成部材については同一の符号が付してある。
(Second hologram recording / reproducing device)
FIG. 10 is an explanatory schematic diagram showing another example of the configuration of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention together with a recording medium. FIG. 10 is a configuration diagram of the hologram recording / reproducing apparatus viewed from a side.
In the second hologram recording / reproducing apparatus, as a recording medium 10, a reflection type disk-shaped medium, that is, a reflection layer 11 is provided on the back surface side (the lower surface side in FIG. 10) of the surface irradiated with signal light and reference light. In the movable section 23 constituting the optical mechanism, the reproduction light detection optical system is configured to be located on the surface side of the recording medium 10, and the first part shown in FIG. It has the same configuration as the hologram recording / reproducing device. 10, the same components as those of the first hologram recording / reproducing apparatus shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals.

この第2のホログラム記録再生装置の再生光検出用光学系においては、記録媒体10の反射層11で反射されたホログラムからの再生光は、偏光プリズムビームスプリッタ40から記録媒体10に向かって出射される信号光用の光の光路を逆進することとなる。従って、撮像素子41は、ホログラムからの再生光が偏光プリズムビームスプリッタ40を透過して入射される位置において、記録媒体10の表面(図10における上面)と対向して設けられている。   In the reproduction light detecting optical system of the second hologram recording / reproduction apparatus, reproduction light from the hologram reflected by the reflection layer 11 of the recording medium 10 is emitted from the polarizing prism beam splitter 40 toward the recording medium 10. The optical path of the signal light is reversed. Therefore, the imaging element 41 is provided facing the surface (the upper surface in FIG. 10) of the recording medium 10 at a position where the reproduction light from the hologram is transmitted through the polarizing prism beam splitter 40 and is incident.

この第2のホログラム記録再生装置においては、上記の第1のホログラム記録再生装置と同様に、光学機構における可動部23が光学機構移動機構によって記録媒体10の径方向に移動されて球面参照光シフト多重記録が行われることによりシフト多重ホログラム列が記録される。その後、記録媒体10を記録媒体回動機構によって所定の回動角度で回動させると共に、記録媒体移動機構によって記録媒体10をその表面に沿った平面内で移動させることによりホログラムを記録すべき記録領域の位置を位置合わせする。この状態において、球面参照光シフト多重記録が行われることにより新たなシフト多重ホログラム列がその記録領域の少なくとも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される。
単位記録領域(ブック)へのアクセスは、光学機構の移動によるアクセスの他、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 the second hologram recording / reproducing apparatus, similarly to the first hologram recording / reproducing apparatus, the movable portion 23 of the optical mechanism is moved in the radial direction of the recording medium 10 by the optical mechanism moving mechanism to shift the spherical reference light. By performing multiplex recording, a shift multiplexed hologram sequence is recorded. Thereafter, the recording medium 10 is rotated at a predetermined rotation angle by the recording medium rotating mechanism, and the recording medium 10 is moved in a plane along the surface by the recording medium moving mechanism, thereby recording the hologram to be recorded. Align the position of the area. In this state, by performing the spherical reference beam shift multiplex recording, the new shift multiplex hologram sequence is multiplex-recorded in a state where at least a part of the recording region overlaps with the recording region of the shift multiplex hologram sequence that has already been recorded.
Access to the unit recording area (book) is performed by biaxial movement and rotation (rotation) of the recording medium 10 in addition to access by movement of the optical mechanism.

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、光量を大幅に落とした再生用の球面参照光のみが記録媒体10に照射される。これにより、再生用の球面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が発せられ、当該再生光は反射層11で反射されて記録媒体10の表面側から出射される。再生光は、偏光プリズムビームスプリッタ40から記録媒体10に向かう信号光用の光の光路を逆進して偏光プリズムビームスプリッタ40に入射される。このとき、再生光は、再生用の球面参照光と同一の偏光面を有しており、従って、再生光の偏光面は信号光の偏光面に対して90°回転されているため、偏光プリズムビームスプリッタ40を透過して撮像素子41に入射される。撮像素子41によって再生光が検出されることにより、当該ホログラムに記録されたデータ情報が再生される。   At the time of reproducing the data information related to the hologram recorded on the recording medium 10, the recording medium 10 is irradiated with only the spherical reference light for reproduction whose light quantity is greatly reduced. As a result, reproduction light is emitted from the hologram recorded under the same reference light irradiation conditions as the spherical reference light for reproduction, and the reproduction light is reflected by the reflective layer 11 and emitted from the surface side of the recording medium 10. The reproduction light travels backward along the optical path of the signal light traveling from the polarizing prism beam splitter 40 toward the recording medium 10 and enters the polarizing prism beam splitter 40. At this time, the reproduction light has the same polarization plane as the reproduction-use spherical reference light. Therefore, the polarization plane of the reproduction light is rotated by 90 ° with respect to the polarization plane of the signal light. The light passes through the beam splitter 40 and enters the image sensor 41. When the reproduction light is detected by the imaging element 41, the data information recorded on the hologram is reproduced.

(第3のホログラム記録再生装置)
図11は、本発明のホログラム記録再生装置の構成の更に他の例を、記録媒体と共に示す説明用概略図である。(a)は、ホログラム記録再生装置における固定部および可動部の構成を示す説明用上面図であり、(b)は、可動部における二次可動部の構成を示す説明用側面図である。
この第3のホログラム記録再生装置は、信号光および参照光を記録媒体に照射する光学機構を固定部と当該固定部と相対的に駆動される可動部とにより構成し、更に、可動部を分割することによって記録媒体に対する2次元アクセスが可能となるよう構成されたものである。この第3のホログラム記録再生装置においては、記録媒体10として、透過型のディスク状媒体が用いられる。
(Third hologram recording / reproducing device)
FIG. 11 is an explanatory schematic diagram showing still another example of the configuration of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention together with a recording medium. (A) is an explanatory top view showing a configuration of a fixed part and a movable part in the hologram recording / reproducing apparatus, and (b) is an explanatory side view showing a configuration of a secondary movable part in the movable part.
In the third hologram recording / reproducing apparatus, an optical mechanism for irradiating the recording medium with signal light and reference light includes a fixed portion and a movable portion driven relatively to the fixed portion. Thus, two-dimensional access to the recording medium is made possible. In the third hologram recording / reproducing apparatus, a transmission type disc-shaped medium is used as the recording medium 10.

この第3のホログラム記録再生装置の光学機構における固定部21は、例えば青色レーザ光源よりなる記録再生光源31と、記録再生光源31からの光(レーザ光)がシャッタ33、偏光板34およびビーム整形用レンズ35を介して入射される、例えばハーフミラープリズムよりなる光分離手段32とを有している。信号光用の光および参照光用の光は、固定部21から互いに同一方向に出射されて互いに交わることなく可動部23に入射される構成とされている。具体的には、光分離手段32からの信号光用の光は、ビームエクスパンダ51を介して固定部21から出射される。また、光分離手段32から信号光用の光とは異なる方向に進行する参照光用の光は、NDフィルタ37および半波長板38を介して反射ミラー39に入射され、反射ミラー39によって反射されることで進行方向が信号光用の光と同一の方向に変更されて固定部21から出射される。すなわち、固定部21と可動部23との間には、互いに光軸が平行に延びる信号光用の光の光路L1と参照光用の光の光路L2が形成されている。   The fixed part 21 in the optical mechanism of the third hologram recording / reproducing apparatus includes a recording / reproducing light source 31 composed of, for example, a blue laser light source, and a light (laser light) from the recording / reproducing light source 31 being a shutter 33, a polarizing plate 34 and a beam shaping. And a light separating means 32 made of, for example, a half mirror prism, which is incident through the lens 35 for use. The light for signal light and the light for reference light are emitted from the fixed part 21 in the same direction, and are incident on the movable part 23 without intersecting with each other. Specifically, the light for signal light from the light separating unit 32 is emitted from the fixed unit 21 via the beam expander 51. Further, the light for reference light that travels in a direction different from the light for signal light from the light separating means 32 enters the reflection mirror 39 via the ND filter 37 and the half-wave plate 38, and is reflected by the reflection mirror 39. As a result, the traveling direction is changed to the same direction as the signal light, and the light is emitted from the fixed portion 21. That is, an optical path L1 for signal light and an optical path L2 for reference light are formed between the fixed part 21 and the movable part 23 so that their optical axes extend in parallel with each other.

可動部23は、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10に照射する信号光生成用光学系と、参照光用の光を球面波に変換して球面参照光として記録媒体10に照射する球面参照光生成用光学系と、ホログラムからの再生光を検出する再生光検出用光学系とを備えている。   The movable section 23 irradiates the recording medium 10 with light for signal light as signal light carrying data information, and converts the light for reference light into a spherical wave and records it as spherical reference light. An optical system for generating a spherical reference light for irradiating the medium 10 and an optical system for detecting a reproduction light from a hologram are provided.

信号光生成用光学系は、記録媒体10の表面(図11(b)において下面)側に位置されており、固定部21からの信号光用の光が入射される第1の偏光プリズムビームスプリッタ40aと、第1の偏光プリズムビームスプリッタ40aによって反射された信号光用の光が入射される空間光変調器(SLM)42と、空間光変調器42から出射される光が第1の偏光プリズムビームスプリッタ40aを透過してリレーレンズ44および位相板48を介して入射される第2の偏光プリズムビームスプリッタ52と、第2の偏光プリズムビームスプリッタ52を透過した光が1/4波長板53を介して入射される可動ミラー55と、可動ミラー55と第2の偏光プリズムビームスプリッタ52との間で繰り返し反射されることにより所定の偏光方向に偏光されて第2の偏光プリズムビームスプリッタ52によって反射された光を信号光として記録媒体10に照射する信号光集光用対物レンズ45とを備えている。43は、リレーレンズ44を構成する例えば2つのレンズ間に配置されたナイキストフィルタである。   The signal light generating optical system is located on the front surface (lower surface in FIG. 11B) of the recording medium 10, and the first polarizing prism beam splitter into which the light for signal light from the fixed part 21 is incident. 40a, a spatial light modulator (SLM) 42 on which the light for signal light reflected by the first polarizing prism beam splitter 40a is incident, and a light emitted from the spatial light modulator 42 being a first polarizing prism. The second polarizing prism beam splitter 52, which is transmitted through the beam splitter 40a and is incident through the relay lens 44 and the phase plate 48, and the light transmitted through the second polarizing prism beam splitter 52 passes through the quarter-wave plate 53. And a predetermined polarization direction by being repeatedly reflected between the movable mirror 55 and the movable mirror 55 and the second polarizing prism beam splitter 52. And a second polarizing prism beam splitter 52 the signal light focusing objective lens 45 for irradiating the recording medium 10 as a signal light the light reflected by being polarized. Reference numeral 43 denotes a Nyquist filter which is arranged between, for example, two lenses constituting the relay lens 44.

参照光生成用光学系は、記録媒体10の表面側に位置されており、固定部21からの参照光用の光を反射してその進行方向を信号光用の光と同一方向に変更する第1の反射ミラー49aと、第1の反射ミラー49aからの参照光用の光を反射して参照光集光用対物レンズ47に入射させる第2の反射ミラー56と、参照光用の光を球面波に変換して球面参照光として記録媒体10に照射する参照光集光用対物レンズ47とを備えている。   The reference light generating optical system is located on the surface side of the recording medium 10 and reflects the light for reference light from the fixed part 21 to change its traveling direction to the same direction as the light for signal light. A first reflection mirror 49a, a second reflection mirror 56 that reflects the light for reference light from the first reflection mirror 49a and makes it incident on the reference light focusing objective lens 47, and a spherical surface for the light for reference light. A reference light focusing objective lens 47 for converting the wave into a wave and irradiating the recording medium 10 as spherical reference light.

再生光検出用光学系は、記録媒体10の裏面(図11(b)において上面)側に位置されており、例えばCCDよりなる撮像素子41と、記録媒体10に記録されたホログラムからの再生光を集光して撮像素子41に入射させる再生光用集光レンズ46とを備えている。   The reproduction light detecting optical system is located on the back surface (upper surface in FIG. 11B) of the recording medium 10. The reproduction light from the hologram recorded on the recording medium 10 and the imaging element 41 composed of, for example, a CCD. And a condensing lens 46 for reproduction light, which condenses the light and makes it incident on the image pickup device 41.

可動部23は、当該可動部23の移動方向、および、空間光変調器42から可動ミラー55に至る光路L1aの延びる方向を含む平面(記録媒体10の表面に沿った平面)内で、可動部23の移動方向に垂直な方向に移動可能とされた二次可動部50を有している。
二次可動部50は、信号光生成用光学系を構成する第2の偏光プリズムビームスプリッタ52、1/4波長板53、可動ミラー55および信号光集光用対物レンズ45と、参照光生成用光学系を構成する第2の反射ミラー56および参照光集光用対物レンズ47と、再生光検出用光学系を構成する撮像素子41および再生光用集光レンズ46とを備えている。
可動ミラー55は、二次可動部50の移動方向に位置可変に配置されており、二次可動部50の移動に伴って可動ミラー55の位置が二次可動部50の移動方向に移動されることによって、信号光集光用対物レンズ45とリレーレンズ44(具体的には、リレーレンズ44を構成する出射側レンズ44a)との間の光路長さが一定に保たれる。
The movable section 23 is movable in a plane (plane along the surface of the recording medium 10) including a moving direction of the movable section 23 and a direction in which an optical path L1a extending from the spatial light modulator 42 to the movable mirror 55 extends. It has a secondary movable section 50 that is movable in a direction perpendicular to the direction of movement of the 23.
The secondary movable section 50 includes a second polarizing prism beam splitter 52, a quarter-wave plate 53, a movable mirror 55, and a signal light condensing objective lens 45 constituting a signal light generating optical system, and a reference light generating objective lens 45. The optical system includes a second reflection mirror 56 and a reference light focusing objective lens 47 that form an optical system, and an image pickup device 41 and a reproduction light focusing lens 46 that form a reproduction light detection optical system.
The movable mirror 55 is arranged variably in the moving direction of the secondary movable unit 50, and the position of the movable mirror 55 is moved in the moving direction of the secondary movable unit 50 with the movement of the secondary movable unit 50. Thus, the optical path length between the signal light focusing objective lens 45 and the relay lens 44 (specifically, the emission side lens 44a constituting the relay lens 44) is kept constant.

この第3のホログラム記録再生装置は、光学機構における可動部23全体を記録媒体10の表面に沿って相対的に一方向に移動させると共に二次可動部50のみを可動部23全体の移動方向に直交する方向に移動させる光学機構移動機構を備えている。光学機構移動機構は、例えば2軸ステージにより構成することができる。
また、この第3のホログラム記録再生装置は、記録媒体10をその中心位置(形状中心位置)を通る記録媒体10の表面に垂直に延びる回転中心軸を中心として回動(回転)させる記録媒体回動機構15を備えている。
The third hologram recording / reproducing apparatus moves the entire movable section 23 of the optical mechanism relatively in one direction along the surface of the recording medium 10 and moves only the secondary movable section 50 in the moving direction of the entire movable section 23. It has an optical mechanism moving mechanism for moving in an orthogonal direction. The optical mechanism moving mechanism can be constituted by, for example, a two-axis stage.
The third hologram recording / reproducing apparatus rotates the recording medium 10 about a rotation center axis extending perpendicularly to the surface of the recording medium 10 passing through the center position (shape center position). The moving mechanism 15 is provided.

第3のホログラム記録再生装置においては、記録再生光源31から出射されたレーザ光は、光分離手段32によって信号光用の光と参照光用の光に分割される。
参照光用の光は、半波長板38で偏光面が90°回転されて固定部21から出射された後、可動部23において、参照光集光用対物レンズ47によって球面波に変換されて球面参照光として記録媒体10に照射される。
一方、信号光用の光は、ビームエクスパンダ51で拡大されて固定部21から出射された後、可動部23における第1の偏光プリズムビームスプリッタ40aによって反射されて空間光変調器(SLM)42に照射される。この空間光変調器(SLM)42によって、信号光用の光は偏光面が90°変更されたデータパターンに変調される。空間光変調器(SLM)42から出射された信号光用の光は、偏光面が90°回転しているため、第1の偏光プリズムビームスプリッタ40aを透過する。第1の偏光プリズムビームスプリッタ40aを透過した光は、リレーレンズ44を介して位相板48に入射される。このとき、信号光用の光の空間周波数帯域がナイキストフィルタ43で調整される。位相板48はランダム位相パターンであり、信号光をランダム位相で変調することにより、空間周波数分布のうち不要な直流成分を抑圧し、モノマーの消費を抑える働きがある。位相板48を透過した光は、第2の偏光プリズムビームスプリッタ52を透過して1/4波長板53を介して可動ミラー55に入射される。偏光プリズムビームスプリッタ52と可動ミラー55と間の光路を複数回往復(この例では2往復)することによって偏光面が所定の方向に変更された光は、第2の偏光プリズムビームスプリッタ52によって反射されて信号光集光用対物レンズ45に入射され、信号光集光用対物レンズ45よって集光されて信号光として記録媒体10に照射される。
信号光および球面参照光が記録媒体10に照射されることにより、記録媒体10においては、信号光と球面参照光との干渉縞が形成され、この干渉縞がデータ情報を担持したホログラムとして記録媒体10に記録される。
In the third hologram recording / reproducing apparatus, the laser light emitted from the recording / reproducing light source 31 is split by the light separating means 32 into light for signal light and light for reference light.
The reference light is emitted from the fixed part 21 after the polarization plane is rotated by 90 ° by the half-wave plate 38, and then converted into a spherical wave by the reference light converging objective lens 47 in the movable part 23, and the spherical light is converted into a spherical wave. The recording medium 10 is irradiated as reference light.
On the other hand, the light for signal light is expanded by the beam expander 51 and emitted from the fixed part 21, and then reflected by the first polarizing prism beam splitter 40 a in the movable part 23 to be converted into a spatial light modulator (SLM) 42. Is irradiated. The spatial light modulator (SLM) 42 modulates the signal light into a data pattern whose polarization plane has been changed by 90 °. The light for signal light emitted from the spatial light modulator (SLM) 42 is transmitted through the first polarizing prism beam splitter 40a because the polarization plane is rotated by 90 °. The light transmitted through the first polarizing prism beam splitter 40a is incident on the phase plate 48 via the relay lens 44. At this time, the spatial frequency band of the signal light is adjusted by the Nyquist filter 43. The phase plate 48 has a random phase pattern, and has a function of suppressing unnecessary DC components in the spatial frequency distribution and modulating the consumption of monomers by modulating the signal light with a random phase. The light transmitted through the phase plate 48 is transmitted through the second polarizing prism beam splitter 52 and is incident on the movable mirror 55 via the quarter-wave plate 53. The light whose polarization plane has been changed to a predetermined direction by reciprocating the optical path between the polarizing prism beam splitter 52 and the movable mirror 55 a plurality of times (two reciprocations in this example) is reflected by the second polarizing prism beam splitter 52. Then, the light is incident on the signal light focusing objective lens 45, is focused by the signal light focusing objective lens 45, and is irradiated on the recording medium 10 as signal light.
By irradiating the recording medium 10 with the signal light and the spherical reference light, interference fringes between the signal light and the spherical reference light are formed on the recording medium 10, and the interference fringes are formed as a hologram carrying data information. Recorded at 10.

そして、光学機構における可動部23全体が光学機構移動機構によって記録媒体10の径方向に移動されて球面参照光シフト多重記録が行われることによりシフト多重ホログラム列が記録される。その後、記録媒体10を記録媒体回動機構15によって所定の回動角度で回動させると共に、記録媒体移動機構によって記録媒体10をその表面に沿った平面内で移動させることにより、ホログラムを記録すべき記録領域の位置を位置合わせする。この状態において、球面参照光シフト多重記録が行われることにより新たなシフト多重ホログラム列がその記録領域の少なくとも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される。   Then, the entire movable section 23 of the optical mechanism is moved in the radial direction of the recording medium 10 by the optical mechanism moving mechanism, and the shift multiplexed hologram train is recorded by performing the spherical reference light shift multiplexed recording. Thereafter, the hologram is recorded by rotating the recording medium 10 at a predetermined rotation angle by the recording medium rotating mechanism 15 and moving the recording medium 10 in a plane along the surface thereof by the recording medium moving mechanism. The position of the recording area to be recorded is aligned. In this state, by performing the spherical reference beam shift multiplex recording, the new shift multiplex hologram sequence is multiplex-recorded in a state where at least a part of the recording region overlaps with the recording region of the shift multiplex hologram sequence that has already been recorded.

この第3のホログラム記録再生装置において、記録媒体10への球面参照光シフト多重記録は、可動部23を移動させることによって行われる。そして、記録媒体10における各々の単位記録領域(ブック)へのアクセスは、可動部23全体の移動および二次可動部50のみの移動によるアクセスの他、記録媒体10の回転(回動)によって行われる。
而して、ホログラム記録再生装置においては、フーリエ変換ホログラムを形成するために、信号光集光用対物レンズ45とリレーレンズ44(具体的には出射側レンズ44a)との距離(光路長)が常に一定の距離に保たれる必要がある。然るに、上記の第3のホログラム記録再生装置においては、リレーレンズ44(具体的には出射側レンズ44a)からの光は、第2の偏光プリズムビームスプリッタ52から可動ミラー55に至る光路L1bを複数回往復されることにより所定の偏光方向に変更されて信号光集光用対物レンズ45に入射される構成とされると共に、可動ミラー55が二次可動部50の移動方向に位置可変に設けられている。このため、二次可動部50の移動に伴って可動ミラー55を移動させることによって信号光集光用対物レンズ45とリレーレンズ44との距離を調整して常に一定の距離に保つことができる。
このように、第3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、固定部21からの光の進行方向(図11(a)における上下方向)および当該光の進行方向に垂直な方向(図11(a)における左右方向)からの可動部23の2次元アクセスが可能となる。
図11(a)においては、可動部23の移動可能方向が両矢印で示されており、図11(b)においては、二次可動部50の移動可能方向が両矢印で示されている。
In the third hologram recording / reproducing apparatus, the spherical reference light shift multiplex recording on the recording medium 10 is performed by moving the movable section 23. Access to each unit recording area (book) in the recording medium 10 is performed by rotation (rotation) of the recording medium 10 in addition to access by movement of the entire movable section 23 and movement of only the secondary movable section 50. Will be
Thus, in the hologram recording / reproducing apparatus, in order to form a Fourier transform hologram, the distance (optical path length) between the signal light focusing objective lens 45 and the relay lens 44 (specifically, the emission side lens 44a) is increased. It must always be kept at a certain distance. However, in the above-mentioned third hologram recording / reproducing apparatus, the light from the relay lens 44 (specifically, the emission-side lens 44a) passes through the plurality of optical paths L1b from the second polarizing prism beam splitter 52 to the movable mirror 55. It is configured to be changed to a predetermined polarization direction by being reciprocated once and to enter the signal light focusing objective lens 45, and the movable mirror 55 is provided variably in the movement direction of the secondary movable unit 50. ing. Therefore, by moving the movable mirror 55 in conjunction with the movement of the secondary movable section 50, the distance between the signal light focusing objective lens 45 and the relay lens 44 can be adjusted to always maintain a constant distance.
As described above, in the third hologram recording / reproducing apparatus, the traveling direction of the light from the fixed portion 21 with respect to the recording medium 10 (the vertical direction in FIG. 11A) and the direction perpendicular to the traveling direction of the light (FIG. 11 (a) in the left-right direction).
In FIG. 11A, the movable direction of the movable portion 23 is indicated by a double arrow, and in FIG. 11B, the movable direction of the secondary movable portion 50 is indicated by a double arrow.

第3のホログラム記録再生装置において、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、光量を大幅に落とした再生用の球面参照光のみが記録媒体10に照射される。これにより、再生用の球面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が発せられ、当該再生光が撮像素子41により検出されることにより、当該ホログラムに記録されたデータ情報が再生される。   In the third hologram recording / reproducing apparatus, at the time of reproducing the data information on the hologram recorded on the recording medium 10, the recording medium 10 is irradiated only with the spherical reference light for reproduction whose light quantity is greatly reduced. As a result, reproduction light is emitted from the hologram recorded under the same reference light irradiation conditions as the spherical reference light for reproduction, and when the reproduction light is detected by the image sensor 41, the data information recorded on the hologram is obtained. Is played.

以上の本発明のホログラム記録再生装置によれば、記録媒体に記録される情報の高密度化を図ることができ、しかも、記録媒体移動機構による1軸移動と記録媒体回動機構による回転によって記録媒体における単位記録領域(ブック)に対するアクセスが行われるので、シフト多重記録を行うに際しての記録媒体の位置合わせを容易に行うことができて高速化を図ることができる。
特に、第3のホログラム記録再生装置においては、光学機構の記録媒体に対する2次元的なアクセスが可能となり、ホログラムの記録および再生を効率的に行うことができる。
According to the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention described above, it is possible to increase the density of the information recorded on the recording medium, and record the information by uniaxial movement by the recording medium moving mechanism and rotation by the recording medium rotating mechanism. Since the unit recording area (book) in the medium is accessed, the position of the recording medium can be easily adjusted when performing the shift multiplex recording, and the speed can be increased.
In particular, in the third hologram recording / reproducing device, two-dimensional access to the recording medium of the optical mechanism becomes possible, and hologram recording and reproduction can be performed efficiently.

以下においては、複数のマルチ多重ホログラム列を、各々のマルチ多重ホログラム列の記録領域の一部が互いに重なる状態で、クロスシフト多重記録するホログラム記録再生方法を実施するためのホログラム再生装置について説明する。マルチ多重ホログラム列は、上述したように、各々球面参照光シフト多重記録によって得られる複数のシフト多重ホログラム列が同一領域に多重記録されてなるものである。   Hereinafter, a hologram reproducing apparatus for performing a hologram recording / reproducing method of performing cross-shift multiplex recording on a plurality of multi-multiplex hologram rows in a state where recording regions of the respective multi-multiplex hologram rows overlap with each other will be described. . As described above, the multi-multiplex hologram sequence is obtained by multiplex-recording a plurality of shift multiplex hologram sequences obtained by the spherical reference beam shift multiplex recording in the same area.

図12は、本発明のホログラム記録再生装置のさらに他の例における光学機構の構成を示す説明図である。
このホログラム記録再生装置における光学機構は、記録再生光源と、記録再生光源からの光を信号光用の光と参照光用の光とに分割する光分離手段と、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10に照射する信号光生成用光学系と、参照光用の光を球面波に変換して球面参照光として記録媒体10に照射する球面参照光生成用光学系とを備えている。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical mechanism in still another example of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention.
The optical mechanism in the hologram recording / reproducing apparatus includes a recording / reproducing light source, light separating means for dividing light from the recording / reproducing light source into light for signal light and light for reference light, and converting the light for signal light into data information. An optical system for generating a signal light that irradiates the recording medium 10 as a signal light carrying the same, and an optical system for generating a spherical reference light that converts the light for the reference light into a spherical wave and irradiates the recording medium 10 as the spherical reference light It has.

光学機構は、固定部21と、固定部21と相対的に駆動される可動部23とよりなり、可動部23のみが光学機構移動機構によって移動される構成とされていることが好ましい。   The optical mechanism preferably includes a fixed part 21 and a movable part 23 driven relatively to the fixed part 21, and it is preferable that only the movable part 23 is configured to be moved by the optical mechanism moving mechanism.

固定部21は、例えば青色レーザ光源よりなる記録再生光源31と、記録再生光源31からの光(レーザ光)がシャッタ33、偏光板34およびビーム整形用レンズ35を介して入射される、例えば偏光プリズムビームスプリッタ(PBS)よりなる光分離手段32とを有している。信号光用の光および参照光用の光は、固定部21から互いに同一方向に出射されて互いに交わることなく可動部23に入射される構成とされている。具体的には、光分離手段32からの信号光用の光は、ビームエクスパンダ51を介して固定部21から出射される。また、光分離手段32から信号光用の光とは異なる方向に進行する参照光用の光は、NDフィルタ37および半波長板38を介して反射ミラー39に入射され、反射ミラー39によって反射されることで進行方向が信号光用の光と同一の方向に変更されて固定部21から出射される。すなわち、固定部21と可動部23との間には、互いに光軸が平行に延びる信号光用の光の光路L1と参照光用の光の光路L2が形成されている。   The fixing unit 21 is, for example, a recording / reproducing light source 31 composed of a blue laser light source, and light (laser light) from the recording / reproducing light source 31 is incident via a shutter 33, a polarizing plate 34, and a beam shaping lens 35. And a light separating means 32 composed of a prism beam splitter (PBS). The light for signal light and the light for reference light are emitted from the fixed part 21 in the same direction, and are incident on the movable part 23 without intersecting with each other. Specifically, the light for signal light from the light separating unit 32 is emitted from the fixed unit 21 via the beam expander 51. Further, the light for reference light that travels in a direction different from the light for signal light from the light separating means 32 enters the reflection mirror 39 via the ND filter 37 and the half-wave plate 38, and is reflected by the reflection mirror 39. As a result, the traveling direction is changed to the same direction as the signal light, and the light is emitted from the fixed portion 21. That is, an optical path L1 for signal light and an optical path L2 for reference light are formed between the fixed part 21 and the movable part 23 so that their optical axes extend in parallel with each other.

可動部23は、信号光生成用光学系と、球面参照光生成用光学系と、再生光検出用光学系とを備えており、光学機構移動機構によって、固定部21から可動部23に入射される信号用の光および参照光用の光の光軸方向に移動される。図12においては、可動部23の移動可能方向を白抜きの両矢印で示してある。   The movable unit 23 includes an optical system for generating a signal light, an optical system for generating a spherical reference light, and an optical system for detecting a reproduction light. The movable unit 23 enters the movable unit 23 from the fixed unit 21 by the optical mechanism moving mechanism. Are moved in the optical axis direction of the signal light and the reference light. In FIG. 12, the movable direction of the movable portion 23 is indicated by a white double arrow.

信号光生成用光学系は、記録媒体10の表面側に位置されており、固定部21からの信号光用の光が入射される偏光プリズムビームスプリッタ40と、偏光プリズムビームスプリッタ40によって反射された信号光用の光が入射される空間光変調器(SLM)42と、空間光変調器42からの光が偏光プリズムビームスプリッタ40を透過してリレーレンズ44および位相板48を介して入射される信号光集光用対物レンズ45とを備えている。43は、リレーレンズ44を構成する例えば2つのレンズ間に配置されたナイキストフィルタである。   The optical system for generating signal light is located on the surface side of the recording medium 10, and is reflected by the polarizing prism beam splitter 40 to which the light for signal light from the fixing unit 21 is incident and the polarizing prism beam splitter 40. A spatial light modulator (SLM) 42 into which light for signal light is incident, and light from the spatial light modulator 42 passes through the polarizing prism beam splitter 40 and enters through a relay lens 44 and a phase plate 48. A signal light focusing objective lens 45. Reference numeral 43 denotes a Nyquist filter which is arranged between, for example, two lenses constituting the relay lens 44.

参照光生成用光学系は、記録媒体10の表面側に位置されており、参照光用の光を球面波に変換して球面参照光として記録媒体10に照射する複数の参照光集光用対物レンズと、固定部21からの参考光用の光を選択された一の参照光集光用対物レンズに導く光路切り替え手段とを備えている。   The reference light generating optical system is located on the surface side of the recording medium 10, and converts a plurality of reference light beams into spherical waves and irradiates the recording medium 10 with the reference light as spherical reference light. A lens and an optical path switching unit for guiding the light for reference light from the fixing unit 21 to one selected reference light focusing objective lens are provided.

複数の参照光集光用対物レンズは、各々光軸が信号光の記録媒体10に対する入射光軸に対して互いに異なる方向に延びるよう配置されていることが好ましい。図12に示すように、参照光生成用光学系が、例えば2つの参照光集光用対物レンズ47a,47bを備えた構成とされている場合には、各々の参照光集光用対物レンズ47a,47bは、光学機構の移動方向(図12において塗りつぶした両矢印で示す。)と信号光の入射方向とを含む仮想平面内において、信号光の記録媒体10に対する入射光軸を挟んだ両側に配置されていることが好ましい。2つの参照光集光用対物レンズ47a,47bがこのような位置関係で配置されていることにより、ホログラムの再生時においてクロストークが生ずることを確実に回避することができる。   It is preferable that the plurality of reference light converging objective lenses are arranged such that their optical axes extend in directions different from each other with respect to the optical axis of the signal light incident on the recording medium 10. As shown in FIG. 12, when the reference light generating optical system is configured to include, for example, two reference light collecting objective lenses 47a and 47b, each of the reference light collecting objective lenses 47a. , 47b are located on both sides of the optical axis of the signal light with respect to the recording medium 10 in a virtual plane including the moving direction of the optical mechanism (indicated by a solid double-headed arrow in FIG. 12) and the incident direction of the signal light. Preferably, they are arranged. By arranging the two reference light focusing objective lenses 47a and 47b in such a positional relationship, it is possible to reliably avoid the occurrence of crosstalk during reproduction of the hologram.

光路切り替え手段は、例えば固定部21から入射される参照光用の光の光路に対して挿脱可能に配置された光路切り替えミラー60により構成されている。この例においては、光路切り替えミラー60が当該光路上に挿入された状態においては、参照光用の光が光路切り替えミラー60によって反射され、さらに第1の反射ミラー61aによって反射されて第1の参照光集光用対物レンズ47aに入射される。一方、光路切り替えミラー60が退避された状態においては、参照光用の光が第2の反射ミラー61bによって反射されて第2の参照光集光用対物レンズ47bに入射される。   The optical path switching means is constituted by, for example, an optical path switching mirror 60 which is arranged so as to be insertable into and removable from the optical path of the light for reference light incident from the fixed part 21. In this example, in a state where the optical path switching mirror 60 is inserted on the optical path, the light for the reference light is reflected by the optical path switching mirror 60 and further reflected by the first reflection mirror 61a to perform the first reference. The light is incident on the light focusing objective lens 47a. On the other hand, when the optical path switching mirror 60 is retracted, the light for the reference light is reflected by the second reflection mirror 61b and is incident on the second reference light focusing objective lens 47b.

再生光検出用光学系は、記録媒体10の裏面側に位置されており、例えばCCDよりなる撮像素子41と、記録媒体10に記録されたホログラムからの再生光を集光して撮像素子41に入射させる再生光用集光レンズ46とを備えている。   The reproduction light detection optical system is located on the back surface side of the recording medium 10, and condenses reproduction light from a hologram recorded on the recording medium 10 to the image pickup element 41 by, for example, a CCD. And a reproducing light condensing lens 46 for incidence.

この例のホログラム記録再生装置においては、記録再生光源31から出射されたレーザ光は、光分離手段32によって信号光用の光と参照光用の光に分割される。
参照光用の光は、半波長板38で偏光面が90°回転された後、固定部21から出射される。固定部21からの参照光用の光は、例えば光路切り替えミラー60によって反射されて第1の反射ミラー61aを介して第1の参照光集光用対物レンズ47aに入射される。これにより、参照光用の光は、第1の参照光集光用対物レンズ47aによって、球面波に変換されて球面参照光として記録媒体10に照射される。
一方、信号光用の光は、ビームエクスパンダ51で拡大された後、偏光プリズムビームスプリッタ40によって反射されて空間光変調器(SLM)42に照射される。この空間光変調器(SLM)42によって、信号光用の光は偏光面が90°変更されたデータパターンに変調される。空間光変調器(SLM)42から出射された信号光用の光は、偏光面が90°回転しているため、偏光プリズムビームスプリッタ40を透過する。偏光プリズムビームスプリッタ40からの信号光用の光は、ナイキストフィルタ43で空間周波数帯域が調整された後、位相板48を透過する。位相板48はランダム位相パターンであり、信号光をランダム位相で変調することにより、空間周波数分布のうち不要な直流成分を抑圧し、モノマーの消費を抑える働きがある。信号光用の光が位相板48を透過することで生成された信号光は、信号光集光用対物レンズ45よって集光されて記録媒体10に照射される。
信号光および球面参照光が記録媒体10に照射されることにより、記録媒体10においては、信号光と球面参照光との干渉縞が形成され、この干渉縞がデータ情報を担持したホログラムとして記録媒体10に記録される。
In the hologram recording / reproducing apparatus of this example, the laser light emitted from the recording / reproducing light source 31 is split by the light separating means 32 into light for signal light and light for reference light.
The reference light is emitted from the fixed part 21 after the polarization plane is rotated by 90 ° by the half-wave plate 38. The light for the reference light from the fixing unit 21 is reflected by, for example, the optical path switching mirror 60 and is incident on the first reference light focusing objective lens 47a via the first reflection mirror 61a. As a result, the reference light is converted into a spherical wave by the first reference light condensing objective lens 47a and applied to the recording medium 10 as spherical reference light.
On the other hand, the signal light is expanded by the beam expander 51, reflected by the polarizing prism beam splitter 40, and irradiated to the spatial light modulator (SLM) 42. The spatial light modulator (SLM) 42 modulates the signal light into a data pattern whose polarization plane has been changed by 90 °. The light for signal light emitted from the spatial light modulator (SLM) 42 is transmitted through the polarizing prism beam splitter 40 because the polarization plane is rotated by 90 °. The signal light from the polarizing prism beam splitter 40 passes through the phase plate 48 after the spatial frequency band is adjusted by the Nyquist filter 43. The phase plate 48 has a random phase pattern, and has a function of suppressing unnecessary DC components in the spatial frequency distribution and modulating the consumption of monomers by modulating the signal light with a random phase. The signal light generated by transmitting the signal light through the phase plate 48 is condensed by the signal light converging objective lens 45 and irradiated on the recording medium 10.
By irradiating the recording medium 10 with the signal light and the spherical reference light, interference fringes between the signal light and the spherical reference light are formed on the recording medium 10, and the interference fringes are formed as a hologram carrying data information. Recorded at 10.

そして、光学機構における可動部23が光学機構移動機構によって記録媒体10の径方向に移動されて球面参照光シフト多重記録が行われることにより1次シフト多重ホログラム列が記録される。次いで、光路切り替えミラー60を退避させて参照光用の光の光路を切り替えた状態、すなわち、参照光用の光が第2の反射ミラー61bによって反射されて第2の参照光集光用対物レンズ47bに入射される状態において、1次シフト多重ホログラム列が記録された記録領域と同一の領域に、球面参照光を1次シフト多重ホログラム列の記録に用いた球面参照光とは異なる入射方向から照射して球面参照光シフト多重記録が行われる。これにより、新たなシフト多重ホログラム列が1次シフト多重ホログラム列と同一の領域に多重記録され、以って、マルチホログラム列が得られる。
その後、記録媒体10を記録媒体回動機構によって所定の回動角度で回動させると共に、記録媒体移動機構によって記録媒体10をその表面に沿った平面内で移動させることにより、ホログラムを記録すべき記録領域の位置を位置合わせする。この状態において、上記のマルチホログラム列を得る球面参照光シフト多重記録が行われることにより新たなマルチホログラム列がその記録領域の少なくとも一部が既に記録されたマルチホログラム列の記録領域と重なる状態で多重記録される。
このホログラム記録再生装置は、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おり、単位記録領域(ブック)へのアクセスは、光学機構の移動によるアクセスの他、記録媒体10の2軸移動と回転(回動)とによって行われる。
Then, the movable part 23 in the optical mechanism is moved in the radial direction of the recording medium 10 by the optical mechanism moving mechanism to perform the spherical reference light shift multiplex recording, thereby recording the primary shift multiplex hologram sequence. Next, the optical path switching mirror 60 is retracted to switch the optical path of the light for reference light, that is, the light for reference light is reflected by the second reflection mirror 61b and the second reference light focusing objective lens. In the state where the light is incident on 47b, the spherical reference light is applied to the same area as the recording area where the primary shift multiplexed hologram array is recorded from a different incident direction from the spherical reference light used for recording the primary shift multiplexed hologram array. Irradiation performs spherical reference beam shift multiplex recording. As a result, a new shift multiplexed hologram sequence is multiplex-recorded in the same region as the primary shift multiplexed hologram sequence, thereby obtaining a multi-hologram sequence.
Thereafter, the hologram should be recorded by rotating the recording medium 10 at a predetermined rotation angle by the recording medium rotating mechanism and moving the recording medium 10 in a plane along the surface by the recording medium moving mechanism. Position the recording area. In this state, by performing the spherical reference light shift multiplex recording to obtain the above-described multi-hologram array, the new multi-hologram array is overlapped with the recording area of the multi-hologram array in which at least a part of the recording area has already been recorded. Multiple recording is performed.
The hologram recording / reproducing apparatus includes a recording medium rotating mechanism for rotating (rotating) the recording medium 10 in a plane along its surface, and a recording medium moving mechanism for moving the recording medium 10 in a plane along its surface. The unit recording area (book) is accessed by biaxial movement and rotation (rotation) of the recording medium 10 in addition to access by movement of the optical mechanism.

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、光量を大幅に落とした、再生用の第1の球面参照光または再生用の第2の球面参照光が記録媒体10に照射される。これにより、再生用の球面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が発せられ、当該再生光が撮像素子(具体的には、例えばCCD)41により検出されることにより、当該ホログラムに記録されたデータ情報が再生される。   At the time of reproducing the data information related to the hologram recorded on the recording medium 10, the recording medium 10 is irradiated with the first spherical reference light for reproduction or the second spherical reference light for reproduction, the light amount of which is greatly reduced. . As a result, reproduction light is emitted from the hologram recorded under the same reference light irradiation conditions as the spherical reference light for reproduction, and the reproduction light is detected by the image pickup device (specifically, for example, a CCD) 41. The data information recorded on the hologram is reproduced.

図13は、本発明のホログラム記録再生装置のさらに他の例における光学機構の構成を示す説明図である。
このホログラム記録再生装置は、記録媒体に既に記録された1次シフト多重ホログラム列の記録領域と同一の領域に、1次シフト多重ホログラム列の記録時に用いた球面参照光とは偏光方向の異なる球面参照光を照射することにより新たなシフト多重ホログラム列を多重記録してマルチホログラム列を得るものである。
この例における光学機構は、可動部23を構成する参照光生成用光学系の構成が異なることの他は、図12に示す光学機構と同一の構成を有する。図12に示す光学機構と同一の構成部材については同一の符号を付し、説明を省略することとする。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical mechanism in still another example of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention.
This hologram recording / reproducing apparatus uses a spherical surface having a polarization direction different from that of the spherical reference light used for recording the primary shift multiplexed hologram sequence in the same region as the recording region of the primary shift multiplexed hologram sequence already recorded on the recording medium. By irradiating reference light, a new shift multiplexed hologram sequence is multiplex-recorded to obtain a multi-hologram sequence.
The optical mechanism in this example has the same configuration as the optical mechanism shown in FIG. 12 except that the configuration of an optical system for generating reference light constituting the movable section 23 is different. The same components as those of the optical mechanism shown in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

この例における参照光生成用光学系は、参照光用の光を球面波に変換する参照光集光用対物レンズ47と、参照光用の光を参照光集光用対物レンズ47に入射させる反射ミラー49と、参照光集光用対物レンズ47に入射される参照光用の光の偏光方向を調整する偏光手段63とを備えている。偏光手段63は、例えば半波長板により構成することができる。偏光手段63は、固定部21から入射された参照光用の光の参照光集光用対物レンズ47に至る光路に対して挿脱可能に設けられた構成とされていても、参照光集光用対物レンズ47に至る光路上に回転可能に設けられた構成とされていてもよい。   The reference light generating optical system in this example includes a reference light converging objective lens 47 that converts the light for reference light into a spherical wave, and a reflection that causes the light for reference light to enter the reference light converging objective lens 47. The mirror 49 includes a mirror 49 and a polarization unit 63 that adjusts the polarization direction of the reference light incident on the reference light focusing objective lens 47. The polarizing means 63 can be composed of, for example, a half-wave plate. Even if the polarizing means 63 is configured such that it can be inserted into and removed from the optical path of the reference light incident from the fixed part 21 to the reference light focusing objective lens 47, the polarizing means 63 It may be configured to be rotatably provided on the optical path leading to the objective lens 47.

この例のホログラム記録再生装置においては、信号光と所定の偏光方向の球面参照光との干渉縞がデータ情報を担持したホログラムとして記録媒体10に記録される。そして、光学機構における可動部23が光学機構移動機構によって記録媒体10の径方向に移動されて球面参照光シフト多重記録が行われることにより1次シフト多重ホログラム列が記録される。
次いで、1次シフト多重ホログラム列が記録された記録領域と同一の領域に、偏光手段63によって1次シフト多重ホログラム列の記録に用いた球面参照光(例えばp偏光光)とは異なる偏光方向に調整された球面参照光(例えばs偏光光)が照射されて球面参照光シフト多重記録が行われる。これにより、新たなシフト多重ホログラム列が1次シフト多重ホログラム列が記録された記録領域と同一の領域に多重記録され、以って、マルチホログラム列が得られる。
その後、記録媒体10を記録媒体回動機構によって所定の回動角度で回動させると共に、記録媒体移動機構によって記録媒体10をその表面に沿った平面内で移動させることにより位置合わせした状態において、上記のマルチホログラム列を得る球面参照光シフト多重記録が行われることにより新たなマルチホログラム列がその記録領域の少なくとも一部が既に記録されたマルチホログラム列の記録領域と重なる状態で多重記録される。
単位記録領域(ブック)へのアクセスは、光学機構の移動によるアクセスの他、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 the hologram recording / reproducing apparatus of this example, an interference fringe between the signal light and the spherical reference light having a predetermined polarization direction is recorded on the recording medium 10 as a hologram carrying data information. Then, the movable part 23 in the optical mechanism is moved in the radial direction of the recording medium 10 by the optical mechanism moving mechanism to perform the spherical reference light shift multiplex recording, thereby recording the primary shift multiplex hologram sequence.
Next, in the same area as the recording area where the primary shift multiplexed hologram sequence is recorded, the polarization means 63 sets the polarization direction different from the spherical reference light (for example, p-polarized light) used for recording the primary shift multiplexed hologram sequence. The adjusted spherical reference light (for example, s-polarized light) is irradiated, and the spherical reference light shift multiplex recording is performed. As a result, a new shift multiplexed hologram sequence is multiplex-recorded in the same region as the recording region in which the primary shift multiplexed hologram sequence is recorded, whereby a multi-hologram sequence is obtained.
After that, while the recording medium 10 is rotated at a predetermined rotation angle by the recording medium rotation mechanism and the recording medium 10 is moved by a recording medium moving mechanism within a plane along the surface thereof, By performing the spherical reference light shift multiplex recording to obtain the above-described multi-hologram row, a new multi-hologram row is multiplex-recorded in a state where at least a part of the recording area overlaps with the recording area of the already recorded multi-hologram row. .
Access to the unit recording area (book) is performed by biaxial movement and rotation (rotation) of the recording medium 10 in addition to access by movement of the optical mechanism.

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、光量を大幅に落とした、偏光手段63によって偏光方向が調整された再生用の球面参照光または偏光手段63によって偏光方向が調整されていない再生用の球面参照光が記録媒体10に照射される。これにより、再生用の球面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が発せられ、当該再生光が撮像素子(具体的には、例えばCCD)41により検出されることにより、当該ホログラムに記録されたデータ情報が再生される。   At the time of reproducing the data information related to the hologram recorded on the recording medium 10, the light amount is largely reduced, and the polarization direction is adjusted by the reproduction spherical reference light whose polarization direction is adjusted by the polarization means 63 or the polarization means 63. The recording medium 10 is irradiated with a spherical reference beam for reproduction. As a result, reproduction light is emitted from the hologram recorded under the same reference light irradiation conditions as the spherical reference light for reproduction, and the reproduction light is detected by the image pickup device (specifically, for example, a CCD) 41. The data information recorded on the hologram is reproduced.

図14は、本発明のホログラム記録再生装置のさらに他の例における光学機構の構成を示す説明図である。
このホログラム記録再生装置における光学機構は、記録再生光源と、記録再生光源からの光を2つの信号光用の光および2つの参照光用の光に時間的に分割する複数の光分離手段と、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10に照射する信号光生成用光学系と、参照光用の光を球面波に変換して参照光として記録媒体10に照射する球面参照光生成用光学系とを備えている。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical mechanism in still another example of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention.
The optical mechanism in the hologram recording / reproducing apparatus includes: a recording / reproducing light source; a plurality of light separating means for temporally dividing light from the recording / reproducing light source into two signal light lights and two reference light lights; A signal light generating optical system for irradiating the recording medium 10 with signal light as signal light carrying data information, and a spherical surface for converting the reference light into a spherical wave and irradiating the recording medium 10 as reference light A reference light generating optical system.

光学機構は、固定部21と、固定部21と相対的に駆動される可動部23とよりなり、可動部23のみが光学機構移動機構によって移動される構成とされていることが好ましい。   The optical mechanism preferably includes a fixed part 21 and a movable part 23 driven relatively to the fixed part 21, and it is preferable that only the movable part 23 is configured to be moved by the optical mechanism moving mechanism.

固定部21は、例えば青色レーザ光源よりなる記録再生光源31と、記録再生光源31からシャッタ33およびビーム整形用レンズ35を介して入射されるレーザ光を分割する第1の光分離手段65aおよび第2の光分離手段65bとを有している。第1の光分離手段65aおよび第2の光分離手段65bはそれぞれ例えばハーフミラープリズムにより構成されている。この例においては、第1の光分離手段65aによって反射された記録再生光源31からのレーザ光の一部の光が第1の信号光用の光とされる。また、第1の光分離手段65aを透過した他の全部の光のうち第2の光分離手段65bによって反射された一部の光が第2の信号光用の光とされ、第2の光分離手段65bを透過した他の全部の光が参照光用の光とされる。   The fixing unit 21 includes, for example, a recording / reproducing light source 31 composed of a blue laser light source, a first light separating unit 65a that divides laser light incident from the recording / reproducing light source 31 via the shutter 33 and the beam shaping lens 35, and And two light separating means 65b. Each of the first light splitting means 65a and the second light splitting means 65b is composed of, for example, a half mirror prism. In this example, part of the laser light from the recording / reproducing light source 31 reflected by the first light separating means 65a is used as the first signal light. Further, of all the other lights transmitted through the first light separating means 65a, a part of the light reflected by the second light separating means 65b is used as the second signal light, and the second light is used. All other light transmitted through the separation means 65b is used as reference light.

2つの信号光用の光および参照光用の光は、固定部21から互いに同一方向に出射されて互いに交わることなく可動部23に入射される構成とされている。具体的には、第一の信号光用の光および第2の信号光用の光はそれぞれビームエクスパンダ51を介して固定部21から出射される。また、第2の光分離手段65bを透過して信号光用の光とは異なる方向に進行する参照光用の光は、NDフィルタ37を介して反射ミラー39に入射され、反射ミラー39によって反射されることで進行方向が第1の信号光用の光および第2の信号光用の光と同一の方向に変更されて固定部21から出射される。すなわち、固定部21と可動部23との間には、互いに光軸が平行に延びる第1の信号光用の光の光路L1a、第2の信号光用の光の光路L1bおよび参照光用の光の光路L2が形成されている。   The two signal light beams and the reference light beam are emitted from the fixed portion 21 in the same direction and are incident on the movable portion 23 without intersecting with each other. Specifically, the light for the first signal light and the light for the second signal light are emitted from the fixed part 21 via the beam expander 51, respectively. The light for reference light that passes through the second light separating means 65b and travels in a direction different from the light for signal light enters the reflection mirror 39 via the ND filter 37 and is reflected by the reflection mirror 39. As a result, the traveling direction is changed to the same direction as the light for the first signal light and the light for the second signal light, and emitted from the fixed portion 21. That is, between the fixed part 21 and the movable part 23, the optical path L1a for the first signal light, the optical path L1b for the second signal light, and the reference light An optical path L2 of light is formed.

可動部23は、信号光生成用光学系と、球面参照光生成用光学系と、再生光検出用光学系とを備えており、光学機構移動機構によって、固定部21から可動部23に入射される信号用の光および参照光用の光の光軸方向に移動される。   The movable unit 23 includes an optical system for generating a signal light, an optical system for generating a spherical reference light, and an optical system for detecting a reproduction light. The movable unit 23 enters the movable unit 23 from the fixed unit 21 by the optical mechanism moving mechanism. Are moved in the optical axis direction of the signal light and the reference light.

信号光生成用光学系は、時間的に分離された2つの信号光用の光を互いに異なるデータ情報を担持した互いに偏光方向の異なる第1の信号光および第2の信号光に変換する第1の光学系および第2の光学系を備えている。   The signal light generating optical system converts the two signal light separated in time into a first signal light and a second signal light having different polarization directions and carrying different data information. And a second optical system.

第1の光学系は、固定部21から入射される第1の信号光用の光(例えばp偏光光)が入射される第1の偏光プリズムビームスプリッタ40aと、第1の偏光プリズムビームスプリッタ40aによって反射された第1の信号光用の光が入射される第1の空間光変調器(SLM)42aと、第1の空間光変調器42aからの光(例えばs偏光光)が第1の偏光プリズムビームスプリッタ40aを透過してリレーレンズ44および位相板48を介して入射される第3の偏光プリズムビームスプリッタ40cと、第3の偏光プリズムビームスプリッタ40cを透過した第1の信号光用の光(例えばp偏光光)がナイキストフィルタ43を介して入射される信号光集光用対物レンズ45とを備えている。   The first optical system includes a first polarizing prism beam splitter 40a to which light for the first signal light (for example, p-polarized light) incident from the fixing unit 21 is incident, and a first polarizing prism beam splitter 40a. The first spatial light modulator (SLM) 42a into which the light for the first signal light reflected by the first spatial light modulator 42a enters, and the light (for example, s-polarized light) from the first spatial light modulator 42a is transmitted to the first spatial light modulator 42a. A third polarizing prism beam splitter 40c transmitted through the polarizing prism beam splitter 40a and incident via the relay lens 44 and the phase plate 48, and a first signal light transmitted through the third polarizing prism beam splitter 40c. An objective lens 45 for condensing signal light into which light (for example, p-polarized light) is incident via the Nyquist filter 43 is provided.

第2の光学系は、固定部21からの第2の信号光用の光(例えばs偏光光)が例えば半波長板よりなる偏光手段64を介して入射される第2の偏光プリズムビームスプリッタ40bと、第2の偏光プリズムビームスプリッタ40bによって反射された第2の信号光用の光が入射される第2の空間光変調器(SLM)42bと、第2の空間光変調器42bからの光(例えばp偏光光)が第2の偏光プリズムビームスプリッタ42bを透過してリレーレンズ44および位相板48を介して入射される第3の偏光プリズムビームスプリッタ40cと、第3の偏光プリズムビームスプリッタ40cによって反射された第2の信号光用の光(例えばs偏光光)がナイキストフィルタ43を介して入射される信号光集光用対物レンズ45とを備えている。ここに、第3の偏光プリズムビームスプリッタ40cから信号光集光用対物レンズ45に至る光路は第1の光学系と第2の光学系とで共通である。66は、位相板48を透過した第2の信号光用の光を第3の偏光プリズムビームスプリッタ40cに入射させるための反射ミラーである。   The second optical system includes a second polarizing prism beam splitter 40b into which light for the second signal light (for example, s-polarized light) from the fixed unit 21 is incident via a polarizing unit 64 made of, for example, a half-wave plate. A second spatial light modulator (SLM) 42b into which the light for the second signal light reflected by the second polarizing prism beam splitter 40b is incident; and light from the second spatial light modulator 42b. A third polarizing prism beam splitter 40c and a third polarizing prism beam splitter 40c (for example, p-polarized light) that pass through the second polarizing prism beam splitter 42b and enter through the relay lens 44 and the phase plate 48. And a signal light converging objective lens 45 into which the second signal light (eg, s-polarized light) reflected through the Nyquist filter 43 is incident. Here, the optical path from the third polarizing prism beam splitter 40c to the signal light focusing objective lens 45 is common to the first optical system and the second optical system. Reference numeral 66 denotes a reflection mirror for causing the light for the second signal light transmitted through the phase plate 48 to enter the third polarizing prism beam splitter 40c.

参照光生成用光学系は、固定部21からの参考光用の光を第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3の光分離手段65cと、第1の参照光用の光を球面波に変換して球面参照光として記録媒体10に照射する第1の参照光集光用対物レンズ47aを備えた第3の光学系と、第2の参照光用の光を球面波に変換して球面参照光として記録媒体10に照射する第2の参照光集光用対物レンズ47bを備えた第4の光学系とを備えている。   The reference light generating optical system includes a third light separating unit 65c that divides the light for reference light from the fixing unit 21 into light for first reference light and light for second reference light, A third optical system including a first reference light converging objective lens 47a for converting the light for reference light into a spherical wave and irradiating the recording medium 10 as spherical reference light; And a fourth optical system including a second reference light converging objective lens 47b for converting the light into a spherical wave and irradiating the recording medium 10 as spherical reference light.

第1の参照光集光用対物レンズ47aおよび第2の参照光集光用対物レンズ47bは、各々光軸が信号光の記録媒体10に対する入射光軸に対して互いに異なる方向に延びるよう配置されている。具体的には、第1の参照光集光用対物レンズ47aおよび第2の参照光集光用対物レンズ47bは、光学機構の移動方向(図14において白抜きの両矢印で示す。)と信号光の入射方向とを含む仮想平面内において、信号光の記録媒体10に対する入射光軸を挟んだ両側に配置されていることが好ましい。2つの参照光集光用対物レンズ47a,47bがこのような位置関係で配置されていることにより、ホログラムの再生時においてクロストークが生ずることを確実に回避することができる。   The first reference light focusing objective lens 47a and the second reference light focusing objective lens 47b are arranged such that their optical axes extend in directions different from each other with respect to the optical axis of the signal light incident on the recording medium 10. ing. More specifically, the first reference light focusing objective lens 47a and the second reference light focusing objective lens 47b have a moving direction of the optical mechanism (indicated by a white double arrow in FIG. 14) and a signal. The signal light is preferably disposed on both sides of the optical axis of the signal light with respect to the recording medium 10 in a virtual plane including the light incident direction. By arranging the two reference light focusing objective lenses 47a and 47b in such a positional relationship, it is possible to reliably avoid the occurrence of crosstalk during reproduction of the hologram.

第3の光分離手段65cは、例えばハーフミラープリズムにより構成されており、第3の光分離手段65cによって反射された一部の光が第1の参照光用の光として第1の参照光集光用対物レンズ47aに入射されると共に、第3の光分離手段65cを透過した他の全部の光が第2の参照光用の光として第2の参照光集光用対物レンズ47bに入射される。第3の光分離手段65cから第2の参照光集光用対物レンズ47bに至る光路上には、例えば半波長板よりなる偏光手段63が設けられており、第1の参照光集光用対物レンズ47aに入射される第1の参照光用の光(例えばp偏光光)とは異なる偏光方向が異なる第2の参照光用の光(例えばs偏光光)が第2の参照光集光用対物レンズ47bに入射される。   The third light separating means 65c is formed of, for example, a half mirror prism, and a part of the light reflected by the third light separating means 65c is used as the first reference light as a first reference light. While being incident on the light objective lens 47a, all other light transmitted through the third light separating means 65c is incident on the second reference light focusing objective lens 47b as light for the second reference light. You. On the optical path from the third light separating means 65c to the second reference light focusing objective lens 47b, for example, a polarizing means 63 composed of a half-wave plate is provided, and the first reference light focusing objective lens 47b is provided. Light for second reference light (for example, s-polarized light) having a different polarization direction from light for first reference light (for example, p-polarized light) incident on the lens 47a is used for condensing the second reference light. The light is incident on the objective lens 47b.

再生光検出用光学系は、記録媒体10の同一箇所に記録された、第1の信号光と第1の球面参照光とによる第1のホログラムおよび第1の信号光とは偏光方向の異なる第2の信号光と第1の球面参照光とは偏光方向の異なる第2の球面参照光とによる第2のホログラムの各々から発せられる互いに偏光方向の異なる再生光を分離する偏光分離手段68と、偏光分離手段68によって分離された第1のホログラムに係る再生光および第2のホログラムに係る再生光がそれぞれ入射される第1の撮像素子41aおよび第2の撮像素子41bとを備えている。第1の撮像素子41aおよび第2の撮像素子41bは、例えばCCDにより構成されている。46は、再生光を集光して偏光分離手段に入射させる再生光用集光レンズである。   The reproduction light detecting optical system has a first hologram and a first signal light, which are recorded in the same place on the recording medium 10 and have different polarization directions from the first hologram and the first spherical reference light. The second signal light and the first spherical reference light are polarized light separating means 68 for separating reproduction lights having different polarization directions from each other emitted from each of the second holograms by the second spherical reference light having different polarization directions; A first image pickup device 41a and a second image pickup device 41b into which the reconstructed light of the first hologram and the reconstructed light of the second hologram separated by the polarization separating means 68 are respectively provided. The first imaging device 41a and the second imaging device 41b are configured by, for example, CCDs. Reference numeral 46 denotes a reproducing light condensing lens for condensing the reproducing light and making it incident on the polarization splitting means.

この例のホログラム記録再生装置においては、固定部21からの第1の信号光用の光は、第1の空間光変調器(SLM)42aに入射されてデータパターンに変調される。第1の空間光変調器(SLM)42aから出射された第1の信号光用の光は、位相板48および第3の偏光プリズムビームスプリッタ40cを介してナイキストフィルタ43に入射される。そして、ナイキストフィルタ43で空間周波数帯域が調整されることにより生成された、所定の偏光方向の第1の信号光が、信号光集光用対物レンズ45よって集光されて記録媒体10に照射される。また、固定部21からの第2の信号光用の光は、偏光手段64を介して第2の空間光変調器(SLM)42bに入射されて、第1の信号光用の光とは互いに異なるデータパターンに変調される。第2の空間光変調器(SLM)42bから出射された第2の信号光用の光は、位相板48および第3の偏光プリズムビームスプリッタ40cを介してナイキストフィルタ43に入射される。そして、ナイキストフィルタ43で空間周波数帯域が調整されることにより生成された、第1の信号光と偏光方向の異なる第2の信号光が、信号光集光用対物レンズ45よって集光されて記録媒体10に照射される。   In the hologram recording / reproducing apparatus of this example, the light for the first signal light from the fixed part 21 is incident on a first spatial light modulator (SLM) 42a and is modulated into a data pattern. The first signal light emitted from the first spatial light modulator (SLM) 42a is incident on the Nyquist filter 43 via the phase plate 48 and the third polarizing prism beam splitter 40c. Then, the first signal light having a predetermined polarization direction, which is generated by adjusting the spatial frequency band by the Nyquist filter 43, is condensed by the signal light converging objective lens 45 and is irradiated on the recording medium 10. You. Further, the light for the second signal light from the fixing unit 21 is incident on the second spatial light modulator (SLM) 42b via the polarization means 64, and is mutually separated from the light for the first signal light. Modulated into different data patterns. The second signal light emitted from the second spatial light modulator (SLM) 42b enters the Nyquist filter 43 via the phase plate 48 and the third polarizing prism beam splitter 40c. Then, the second signal light having a polarization direction different from that of the first signal light generated by adjusting the spatial frequency band by the Nyquist filter 43 is condensed by the signal light condensing objective lens 45 and recorded. The medium 10 is irradiated.

一方、固定部21から入射された参照光用の光から第3の光分離手段65cによって分離された第1の参照光用の光は、第1の参照光集光用対物レンズ47aによって、球面波に変換されて第1の信号光と同一の偏光方向の第1の球面参照光として記録媒体10に照射される。また、固定部21から入射された参照光用の光から第3の光分離手段65cによって分離された第2の参照光用の光は、偏光手段63を介して第2の参照光集光用対物レンズ47bに入射される。第2の参照光用の光は、第2の参照光集光用対物レンズ47bによって、球面波に変換されて第2の信号光と同一の偏光方向、すなわち第1の球面参照光とは偏光方向の異なる第2の球面参照光として記録媒体10に第1の球面参照光とは異なる入射方向から照射される。   On the other hand, the first reference light beam separated by the third light separating means 65c from the reference light beam incident from the fixed portion 21 is spherically shaped by the first reference light focusing objective lens 47a. After being converted into a wave, the recording medium 10 is irradiated as the first spherical reference light having the same polarization direction as the first signal light. Further, the second light for reference light separated by the third light separating means 65c from the light for reference light incident from the fixing part 21 is supplied to the second light collecting means via the polarizing means 63. The light enters the objective lens 47b. The light for the second reference light is converted into a spherical wave by the second reference light focusing objective lens 47b, and is polarized in the same polarization direction as the second signal light, that is, the first spherical reference light. The recording medium 10 is irradiated as a second spherical reference light having a different direction from an incident direction different from that of the first spherical reference light.

このように、互いに偏光方向の異なる2つの信号光が同時に記録媒体10に照射されると共に互いに異なる偏光方向の2つの球面参照光が互いに異なる入射方向から同時に記録媒体10に照射されることにより、記録媒体10においては、第1の信号光と第1の球面参照光との干渉縞および第2の信号光と第2の球面参照光との干渉縞が形成され、これらの干渉縞がデータ情報を担持したホログラムとして記録媒体10に同時に記録される。   As described above, the recording medium 10 is irradiated with two signal lights having different polarization directions at the same time, and the recording medium 10 is simultaneously irradiated with two spherical reference lights having different polarization directions from different incident directions. In the recording medium 10, interference fringes between the first signal light and the first spherical reference light and interference fringes between the second signal light and the second spherical reference light are formed. Is simultaneously recorded on the recording medium 10 as a hologram carrying the.

そして、光学機構における可動部23が光学機構移動機構によって記録媒体10の径方向に移動されて球面参照光シフト多重記録が行われることにより、2つのシフト多重ホログラム列が同一の領域に多重記録されたマルチホログラム列が得られる。
その後、記録媒体10を記録媒体回動機構によって所定の回動角度で回動させると共に、記録媒体移動機構によって記録媒体10をその表面に沿った平面内で移動させることにより、ホログラムを記録すべき記録領域の位置を位置合わせする。この状態において、上記の球面参照光シフト多重記録が行われることにより新たなマルチホログラム列がその記録領域の少なくとも一部が既に記録されたマルチホログラム列の記録領域と重なる状態で多重記録される。
Then, the movable section 23 in the optical mechanism is moved in the radial direction of the recording medium 10 by the optical mechanism moving mechanism to perform the spherical reference light shift multiplex recording, whereby the two shift multiplex hologram arrays are multiplex-recorded in the same area. The resulting multi-hologram row is obtained.
Thereafter, the hologram should be recorded by rotating the recording medium 10 at a predetermined rotation angle by the recording medium rotating mechanism and moving the recording medium 10 in a plane along the surface by the recording medium moving mechanism. Position the recording area. In this state, by performing the above-described spherical reference light shift multiplex recording, a new multi-hologram row is multiplex-recorded in a state where at least a part of the recording area overlaps with the recording area of the already recorded multi-hologram row.

単位記録領域(ブック)へのアクセスは、光学機構の移動によるアクセスの他、記録媒体10の2軸移動と回転(回動)とによって行われる。   Access to the unit recording area (book) is performed by biaxial movement and rotation (rotation) of the recording medium 10 in addition to access by movement of the optical mechanism.

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、光量を大幅に落とした再生用の第1の球面参照光および再生用の第2の球面参照光が記録媒体10に照射される。これにより、再生用の第1の球面参照光および再生用の第2の球面参照光の各々と同一の参照光照射条件で同一箇所に記録された2つのホログラムから互いに偏光方向の異なる再生光が同時に発せられる。これらの再生光は偏光分離手段68によって一方のホログラムに係る再生光および他方のホログラムに係る再生光に分離され、それぞれ第1の撮像素子41aおよび第2の撮像素子41bに入射される。そして、各々の撮像素子(具体的には、例えばCCD)41によって再生光が検出されることにより、当該2つのホログラムに記録されたデータ情報が同時に並列再生される。   At the time of reproducing the data information related to the hologram recorded on the recording medium 10, the recording medium 10 is irradiated with the first spherical reference light for reproduction and the second spherical reference light for reproduction whose light quantity is greatly reduced. Thereby, the reproduction light beams having different polarization directions from the two holograms recorded at the same location under the same reference light irradiation conditions as the first spherical reference light beam for reproduction and the second spherical reference light beam for reproduction. Emitted at the same time. These reproduction lights are separated into reproduction light for one hologram and reproduction light for the other hologram by the polarization separation means 68, and are incident on the first image sensor 41a and the second image sensor 41b, respectively. Then, when the reproduction light is detected by each image sensor (specifically, for example, a CCD) 41, the data information recorded on the two holograms is reproduced in parallel at the same time.

以上のようなホログラム記録再生装置によれば、基本的には、図9〜図11に示すホログラム記録再生装置と同様の効果を得ることができると共に、記録媒体における記録情報の更なる高密度化を図ることができる。
また、特に、図14に示すホログラム記録再生装置によれば、同一箇所に記録された2つのホログラムを同時に並列再生することができるので、更なる高速化を図ることができる。
According to the hologram recording / reproducing apparatus as described above, basically, the same effects as those of the hologram recording / reproducing apparatus shown in FIGS. 9 to 11 can be obtained, and the density of recording information on a recording medium can be further increased. Can be achieved.
Further, in particular, according to the hologram recording / reproducing apparatus shown in FIG. 14, two holograms recorded in the same location can be reproduced in parallel at the same time, so that the speed can be further increased.

本発明の記録再生方法およびホログラム記録再生装置においては、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本発明の記録再生方法は、本発明のホログラム記録再生装置以外のホログラム記録再生装置によっても実施することができる。
また、本発明のホログラム記録再生装置は、本発明の記録再生方法以外の記録再生方法にも用いることができる。
The recording / reproducing method and the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention are not limited to the above embodiment, and various changes can be made.
For example, the recording / reproducing method of the present invention can be implemented by a hologram recording / reproducing device other than the hologram recording / reproducing device of the present invention.
Further, the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention can be used for a recording / reproducing method other than the recording / reproducing method of the present invention.

1 ホログラム
1a ホログラム
1b ホログラム
6 シフト多重ホログラム列
6a シフト多重ホログラム列
6b シフト多重ホログラム列
7a 記録領域
7b 記録領域
10 記録媒体
10a ディスク状媒体
10P 記録再生部分
B 単位記録領域(ブック)
B0 単位記録領域(ブック)
B1 単位記録領域(ブック)
B2 単位記録領域(ブック)
B3 単位記録領域(ブック)
B4 単位記録領域(ブック)
C 記録媒体の回転中心
11 反射層
15 記録媒体回動機構
21 固定部
23 可動部
31 記録再生光源(青色レーザ光源)
32 光分離手段(ハーフミラープリズム)
33 シャッタ
34 偏光板
35 ビーム整形用レンズ
36 リレーレンズ
37 NDフィルタ
38 半波長板
39 反射ミラー
40 偏光プリズムビームスプリッタ
40a 第1の偏光プリズムビームスプリッタ
40b 第2の偏光プリズムビームスプリッタ
40c 第3の偏光プリズムビームスプリッタ
41 撮像素子
41a 第1の撮像素子
41b 第2の撮像素子
42 空間光変調器(SLM)
42a 第1の空間光変調器
42b 第2の空間光変調器
43 ナイキストフィルタ
44 リレーレンズ
44a 出射側レンズ
45 信号光集光用対物レンズ
46 再生光用集光レンズ
47 参照光集光用対物レンズ
47a 第1の参照光集光用対物レンズ
47b 第2の参照光集光用対物レンズ
48 位相板
49 反射ミラー
49a 第1の反射ミラー
50 二次可動部
51 ビームエクスパンダ
52 第2の偏光プリズムビームスプリッタ
53 1/4波長板
55 可動ミラー
56 第2の反射ミラー
60 光路切り替えミラー
61a 第1の反射ミラー
61b 第2の反射ミラー
63 偏光手段
64 偏光手段
65a 第1の光分離手段
65b 第2の光分離手段
65c 第3の光分離手段
66 反射ミラー
68 偏光分離手段
Reference Signs List 1 hologram 1a hologram 1b hologram 6 shift multiplexed hologram sequence 6a shift multiplexed hologram sequence 6b shift multiplexed hologram sequence 7a recording area 7b recording area 10 recording medium 10a disk-shaped medium 10P recording / reproducing portion B unit recording area (book)
B0 Unit recording area (book)
B1 Unit recording area (book)
B2 Unit recording area (book)
B3 Unit recording area (book)
B4 Unit recording area (book)
C Rotation center of recording medium 11 Reflective layer 15 Recording medium rotating mechanism 21 Fixed part 23 Movable part 31 Recording / reproducing light source (blue laser light source)
32 Light separation means (half mirror prism)
Reference Signs List 33 shutter 34 polarizing plate 35 beam shaping lens 36 relay lens 37 ND filter 38 half-wave plate 39 reflecting mirror 40 polarizing prism beam splitter 40a first polarizing prism beam splitter 40b second polarizing prism beam splitter 40c third polarizing prism Beam splitter 41 Image sensor 41a First image sensor 41b Second image sensor 42 Spatial light modulator (SLM)
42a first spatial light modulator 42b second spatial light modulator 43 Nyquist filter 44 relay lens 44a emission side lens 45 signal light focusing objective lens 46 reproduction light focusing lens 47 reference light focusing objective lens 47a First reference light focusing objective lens 47b Second reference light focusing objective lens 48 Phase plate 49 Reflection mirror 49a First reflection mirror 50 Secondary movable section 51 Beam expander 52 Second polarizing prism beam splitter 53 quarter-wave plate 55 movable mirror 56 second reflection mirror 60 optical path switching mirror 61a first reflection mirror 61b second reflection mirror 63 polarizing means 64 polarizing means 65a first light separating means 65b second light separating Means 65c Third light separating means 66 Reflecting mirror 68 Polarized light separating means

Claims (22)

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参照光を照射することにより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、
参照光として球面波を用い、
記録再生光源からの光を信号光および参照光として記録媒体に照射する光学機構を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て当該記録媒体に一方向のみのシフト多重記録を行うことによって、第1シフト多重ホログラム列を記録した後、当該記録媒体を前記一方向を含む平面内において下記数式(1)によって算出される角度φ (NA)〔rad〕以上の回動角度で回動させた状態において、新たなシフト多重記録を行うことによって、第2シフト多重ホログラム列をその記録領域の一部が第1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することを特徴とするホログラム記録再生方法。
Figure 0006653505
Figure 0006653505
〔数式(1)において、mはブラッグヌルの次数、λは記録再生光源からの光の波長〔mm〕、nは記録媒体の屈折率、Lは記録媒体の厚み〔mm〕、ζ(NA)は数式(2)で示される値である。
数式(2)において、θ r は参照光の記録媒体内での入射角〔rad〕、dは記録媒体中での参照光の半径〔mm〕、NAは参照光を球面波とするための対物レンズの開口数、θ s は信号光の媒体内での入射角〔rad〕、fは対物レンズの作動距離〔mm〕である。〕
A hologram that records interference fringes between a signal light carrying data information and a reference light as a hologram on a recording medium, and reproduces the data information recorded on the hologram by irradiating the recording medium on which the hologram is recorded with the reference light. In the recording / playback method,
Using a spherical wave as the reference light,
The optical mechanism for irradiating the recording medium with light from the recording / reproducing light source as signal light and reference light is relatively moved in one direction along the surface of the recording medium to perform shift multiplex recording in only one direction on the recording medium. After recording the first shift multiplexed hologram sequence, the recording medium is rotated in a plane including the one direction by an angle φ B (NA) [rad] or more calculated by the following equation (1). in a state in which in is rotated, by performing a new shift multiple recording, that a second shift multiplexed holograms column part of the recording area multiplex recording in a state overlapping with the recording region of the first shift multiplexed holograms column A hologram recording / reproducing method characterized by the following.
Figure 0006653505
Figure 0006653505
[In the formula (1), m is the order of Bragg null, λ is the wavelength [mm] of light from the recording / reproducing light source, n is the refractive index of the recording medium, L is the thickness [mm] of the recording medium, and ζ (NA) is This is a value represented by Expression (2).
In equation (2), θ r is the incident angle [rad] of the reference light in the recording medium, d is the radius [mm] of the reference light in the recording medium, and NA is the objective for making the reference light a spherical wave. The numerical aperture of the lens, θ s, is the incident angle [rad] of the signal light in the medium, and f is the working distance [mm] of the objective lens. ]
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参照光を照射することにより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、
参照光として球面波を用い、
信号光および参照光を記録媒体に照射する光学機構を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て当該記録媒体に一方向のみのシフト多重記録を行うことによって、1次シフト多重ホログラム列を記録した後、当該1次シフト多重ホログラム列が記録された記録領域と同一の領域において、参照光を当該1次シフト多重ホログラム列の記録に用いた参照光とは異なる入射方向から照射して新たなシフト多重ホログラム列を多重記録するホログラム列多重記録過程を繰り返し行うことによって、複数のシフト多重ホログラム列が同一領域に多重記録された第1のマルチホログラム列を記録した後、
当該記録媒体を前記一方向を含む平面内において回動させた状態において、前記ホログラム列多重記録過程を繰り返し行うことによって、複数のシフト多重ホログラム列が同一領域に多重記録されてなる第2のマルチホログラム列をその記録領域の一部が第1のマルチホログラム列の記録領域と重なる状態で多重記録することを特徴とするホログラム記録再生方法。
A hologram that records interference fringes between a signal light carrying data information and a reference light as a hologram on a recording medium, and reproduces the data information recorded on the hologram by irradiating the recording medium on which the hologram is recorded with the reference light. In the recording / playback method,
Using a spherical wave as the reference light,
The optical mechanism for irradiating the recording medium with the signal light and the reference light is relatively moved in one direction along the surface of the recording medium to perform the shift multiplex recording in only one direction on the recording medium, thereby performing the primary shift. After recording the multiplexed hologram sequence, in the same area as the recording area where the primary shifted multiplexed hologram sequence was recorded, the reference light was transmitted from an incident direction different from the reference light used for recording the primary shifted multiplexed hologram sequence. By repeatedly performing a hologram sequence multiplex recording process of irradiating and multiplex-recording a new shift multiplex hologram sequence, after recording a first multi-hologram sequence in which a plurality of shift multiplex hologram sequences are multiplex-recorded in the same area,
By repeatedly performing the hologram array multiplex recording process in a state where the recording medium is rotated in a plane including the one direction, a second multi hologram array in which a plurality of shift multiplex hologram arrays are multiplex-recorded in the same area. A hologram recording / reproducing method, wherein a hologram row is multiplex-recorded in a state where a part of its recording area overlaps with the recording area of the first multi-hologram row .
1次シフト多重ホログラムが記録された記録領域と同一領域に新たなシフト多重ホログラム列を多重記録するに際しては、前記光学機構の移動方向と信号光の記録媒体に対する入射方向とを含む仮想平面内において、信号光の入射光軸に接近する方向が1次シフト多重ホログラム列の記録に用いた参照光の光軸とは逆となる光軸に沿って参照光を照射することを特徴とする請求項2に記載のホログラム記録再生方法。 When multiplex-recording a new shift multiplex hologram sequence in the same area as the recording area where the first-order shift multiplex hologram is recorded, a new shift multiplex hologram is recorded in a virtual plane including the moving direction of the optical mechanism and the incident direction of the signal light on the recording medium. And irradiating the reference light along an optical axis whose direction approaching the incident optical axis of the signal light is opposite to the optical axis of the reference light used for recording the primary shift multiplexed hologram array. 3. The hologram recording / reproducing method according to item 2 . 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参照光を照射することにより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、
参照光として球面波を用い、
信号光および参照光を記録媒体に照射する光学機構を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て当該記録媒体に一方向のみのシフト多重記録を行うことによって、1次シフト多重ホログラム列を記録した後、当該1次シフト多重ホログラム列が記録された記録領域と同一の領域において、当該1次シフト多重ホログラム列の記録に用いた参照光とは偏光方向の異なる参照光を照射して新たなシフト多重ホログラム列を記録するホログラム列多重記録過程を繰り返し行うことによって、複数のシフト多重ホログラム列が同一領域に多重記録された第1のマルチホログラム列を記録した後、
当該記録媒体を前記一方向を含む平面内において回動させた状態において、前記ホログラム列多重記録過程を繰り返し行うことによって、複数のシフト多重ホログラム列が同一領域に多重記録されてなる第2のマルチホログラム列をその記録領域の一部が第1のマルチホログラム列の記録領域と重なる状態で多重記録することを特徴とするホログラム記録再生方法。
A hologram that records interference fringes between a signal light carrying data information and a reference light as a hologram on a recording medium, and reproduces the data information recorded on the hologram by irradiating the recording medium on which the hologram is recorded with the reference light. In the recording / playback method,
Using a spherical wave as the reference light,
The optical mechanism for irradiating the recording medium with the signal light and the reference light is relatively moved in one direction along the surface of the recording medium to perform the shift multiplex recording in only one direction on the recording medium, thereby performing the primary shift. After recording the multiplexed hologram sequence, in the same region as the recording region where the primary shifted multiplexed hologram sequence was recorded, a reference beam having a polarization direction different from that of the reference light used for recording the primary shifted multiplexed hologram sequence is used. By repeatedly performing a hologram sequence multiplex recording process of irradiating and recording a new shift multiplex hologram sequence, after recording a first multi-hologram sequence in which a plurality of shift multiplex hologram sequences are multiplex-recorded in the same area,
By repeatedly performing the hologram array multiplex recording process in a state where the recording medium is rotated in a plane including the one direction, a second multi hologram array in which a plurality of shift multiplex hologram arrays are multiplex-recorded in the same area. A hologram recording / reproducing method, wherein a hologram row is multiplex-recorded in a state where a part of its recording area overlaps with the recording area of the first multi-hologram row .
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参照光を照射することにより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、
参照光として球面波を用い、
互いに偏光方向の異なる第1の信号光および第2の信号光を記録媒体に同時に照射すると共に当該第1の信号光と同一の偏光方向の第1の参照光および当該第2の信号光と同一の偏光方向の第2の参照光を互いに異なる入射方向から当該記録媒体に同時に照射する光学機構を、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て、当該記録媒体に一方向のみのシフト多重記録を行うことによって、第1の信号光および第1の参照光による第1シフト多重ホログラム列、並びに、第2の信号光および第2の参照光による第2シフト多重ホログラム列が同一領域に多重記録されたマルチホログラム列を記録することを特徴とするホログラム記録再生方法。
A hologram that records interference fringes between a signal light carrying data information and a reference light as a hologram on a recording medium, and reproduces the data information recorded on the hologram by irradiating the recording medium on which the hologram is recorded with the reference light. In the recording / playback method,
Using a spherical wave as the reference light,
The recording medium is simultaneously irradiated with the first signal light and the second signal light having different polarization directions, and the same as the first reference light and the second signal light having the same polarization direction as the first signal light. Moving the optical mechanism for simultaneously irradiating the recording medium with the second reference light having the polarization direction of different directions along the surface of the recording medium in one direction. By performing only shift multiplex recording, the first shift multiplexed hologram sequence by the first signal light and the first reference light and the second shift multiplexed hologram sequence by the second signal light and the second reference light are formed. A hologram recording / reproducing method characterized by recording a multi-hologram sequence multiplex-recorded in the same area .
前記光学機構の移動方向と信号光の記録媒体に対する入射方向とを含む仮想平面内において、信号光の入射光軸に接近する方向が第1の参照光の光軸とは逆となる光軸に沿って第2の参照光を照射することを特徴とする請求項5に記載のホログラム記録再生方法。 In a virtual plane including the moving direction of the optical mechanism and the incident direction of the signal light on the recording medium, the direction approaching the incident optical axis of the signal light is opposite to the optical axis of the first reference light. The hologram recording / reproducing method according to claim 5, wherein the second reference light is irradiated along the hologram. 第1シフト多重ホログラム列および第2シフト多重ホログラム列が多重記録された第1のマルチホログラム列を記録した後、
記録媒体を前記一方向を含む平面内において回動させた状態において、新たなシフト多重記録を行うことによって、第3のシフト多重ホログラム列および第4のシフト多重ホログラム列が多重記録された第2のマルチホログラム列をその記録領域の一部が前記第1のマルチホログラム列の記録領域と重なる状態で、多重記録することを特徴とする請求項5または請求項6に記載のホログラム記録再生方法。
After recording the first multi-hologram row in which the first shift multi-hologram row and the second shift multi-hologram row are multiplex-recorded,
By performing a new shift multiplexing recording in a state where the recording medium is rotated in a plane including the one direction, the second shift multiplexing hologram sequence and the fourth shift multiplexing hologram sequence are multiplex-recorded. 7. The hologram recording / reproducing method according to claim 5, wherein the multi-hologram row is multiplex-recorded in a state where a part of the recording area overlaps with the recording area of the first multi-hologram row .
前記記録媒体におけるマルチホログラム列が記録された記録領域に対して、互いに偏光方向の異なる再生用の第1の参照光および再生用の第2の参照光を照射して、当該再生用の第1の参照光および再生用の第2の参照光と同一の参照光照射条件で同一箇所に記録された複数のホログラムの各々を再生し、各々のホログラムからの再生光を偏光分離手段によって分離することによって、当該複数のホログラムの各々に記録されたデータ情報を同時に並列再生することを特徴とする請求項5〜請求項7のいずれかに記載のホログラム記録再生方法。 The recording area of the recording medium in which the multi-hologram row is recorded is irradiated with the first reference light for reproduction and the second reference light for reproduction having different polarization directions from each other, and the first first light for reproduction is irradiated. Reproducing each of a plurality of holograms recorded at the same location under the same reference light irradiation conditions as the reference light and the second reference light for reproduction, and separating the reproduced light from each hologram by polarization separation means. 8. The hologram recording / reproducing method according to claim 5, wherein data information recorded on each of the plurality of holograms is simultaneously reproduced in parallel . 前記記録媒体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、ブロック単位毎に、複数のシフト多重ホログラム列または複数のマルチホログラム列を多重記録することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のホログラム記録再生方法。 The recording / reproducing area on the surface of the recording medium is divided into a plurality of block units, and a plurality of shift multiplex hologram arrays or a plurality of multi hologram arrays are multiplex-recorded for each block unit. 9. The hologram recording / reproducing method according to any one of 8 . 前記記録媒体の表面における記録再生領域を、記録媒体の回転中心軸を中心として周方向に並ぶ複数のブロック単位に分割し、当該記録媒体の回転中心に対して点対称な複数のブロック単位の各々に対して連続して、複数のシフト多重ホログラム列または複数のマルチホログラム列を多重記録することを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のホログラム記録再生方法。 The recording / reproducing area on the surface of the recording medium is divided into a plurality of block units arranged in a circumferential direction around a rotation center axis of the recording medium, and each of the plurality of block units point-symmetric with respect to the rotation center of the recording medium is 9. The hologram recording / reproducing method according to claim 1, wherein a plurality of shift multiplex hologram rows or a plurality of multi hologram rows are continuously multiplex-recorded . 前記記録媒体の表面における記録再生領域を、記録媒体の回転中心から外周縁に向かって径方向に並ぶ複数の環状のブロック単位に分割し、回転中心側の環状ブロック単位において、複数のシフト多重ホログラム列または複数のマルチホログラム列を多重記録して固定した後、当該ブロック単位に隣接するブロック単位において複数のシフト多重ホログラム列または複数のマルチホログラム列の多重記録および多重記録されたシフト多重ホログラム列または多重記録されたマルチホログラム列の固定を繰り返して行うことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載のホログラム記録再生方法。 The recording / reproducing area on the surface of the recording medium is divided into a plurality of annular block units radially arranged from the rotation center of the recording medium toward the outer peripheral edge, and a plurality of shift multiplexed holograms are formed in the annular block unit on the rotation center side. After multiplex-recording a row or a plurality of multi-hologram rows and fixing them, in a block unit adjacent to the block unit, a plurality of shift-multiplex hologram rows or a plurality of multi-hologram rows are multiplex-recorded and a multiplex-recorded shift-multiplex hologram row or 9. The hologram recording / reproducing method according to claim 1, wherein fixing of the multiplex-recorded multi-hologram sequence is repeatedly performed . 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参照光を照射することにより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装置において、A hologram that records interference fringes between a signal light carrying data information and a reference light as a hologram on a recording medium, and reproduces the data information recorded on the hologram by irradiating the recording medium on which the hologram is recorded with the reference light. In a recording / reproducing device,
記録再生光源と、当該記録再生光源からの光を信号光用の光と参照光用の光とに分割する光分離手段と、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生成用光学系と、参照光用の光を球面波に変換して参照光として記録媒体に照射する球面参照光生成用光学系とを備えた光学機構と、A recording / reproducing light source, light separating means for dividing light from the recording / reproducing light source into light for signal light and light for reference light, and the light for signal light on a recording medium as signal light carrying data information. An optical mechanism for irradiating a signal light generating optical system, and a spherical reference light generating optical system for converting light for reference light into a spherical wave and irradiating the recording medium as reference light,
当該光学機構を記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動させる光学機構移動機構と、An optical mechanism moving mechanism that relatively moves the optical mechanism in one direction along the surface of the recording medium,
記録媒体を光学機構の移動方向を含む平面内において回動および平行移動させる記録媒体駆動機構とA recording medium driving mechanism for rotating and translating the recording medium in a plane including the moving direction of the optical mechanism;
を備え、With
前記光学機構および前記記録媒体の一方を他方に対して一方向に相対的に移動させて当該記録媒体に一方向のみのシフト多重記録を行うことによって記録される複数のシフト多重ホログラム列がクロスされた状態で多重記録されることを特徴とするホログラム記録再生装置。A plurality of shift multiplexed hologram rows recorded by moving one of the optical mechanism and the recording medium relative to the other in one direction and performing shift multiplex recording in only one direction on the recording medium are crossed. A hologram recording / reproducing apparatus characterized by being multiplex-recorded in a state where the hologram is recorded.
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参照光を照射することにより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装置において、
記録再生光源と、当該記録再生光源からの光を信号光用の光と参照光用の光とに分割する光分離手段と、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生成用光学系と、参照光用の光を球面波に変換して参照光として記録媒体に照射する球面参照光生成用光学系とを備えた光学機構と、
当該光学機構を記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動させる光学機構移動機構と、
記録媒体を光学機構の移動方向を含む平面内において回動および平行移動させる記録媒体駆動機構と
を備え
前記光学機構は、前記記録再生光源および前記光分離手段を備えた固定部と、前記信号光生成用光学系および前記参照光生成用光学系を備えた、当該固定部と相対的に駆動される可動部とよりなり、当該固定部から互いに同一方向に出射される前記信号光用の光と前記参照光用の光とが交わることなく当該可動部に入射される構成とされており、
前記光学機構移動機構によって、当該可動部が前記固定部から前記可動部に入射される信号用の光および参照光用の光の光軸方向に移動されることを特徴とするホログラム記録再生装置。
A hologram that records interference fringes between a signal light carrying data information and a reference light as a hologram on a recording medium, and reproduces the data information recorded on the hologram by irradiating the recording medium on which the hologram is recorded with the reference light. In a recording / reproducing device,
A recording / reproducing light source, light separating means for dividing light from the recording / reproducing light source into light for signal light and light for reference light, and the light for signal light on a recording medium as signal light carrying data information. An optical mechanism for irradiating a signal light generating optical system, and a spherical reference light generating optical system for converting light for reference light into a spherical wave and irradiating the recording medium as reference light,
An optical mechanism moving mechanism that relatively moves the optical mechanism in one direction along the surface of the recording medium,
A recording medium driving mechanism that rotates and translates the recording medium in a plane including the moving direction of the optical mechanism ,
The optical mechanism is driven relatively to the fixed unit including the recording / reproducing light source and the light separating unit, and to the fixed unit including the signal light generation optical system and the reference light generation optical system. It comprises a movable part, and the light for signal light and the light for reference light emitted in the same direction from the fixed part are incident on the movable part without intersecting with each other,
A hologram recording / reproducing apparatus , wherein the movable portion is moved by the optical mechanism moving mechanism in an optical axis direction of signal light and reference light incident from the fixed portion to the movable portion .
前記記録媒体が、ディスク状記録媒体またはカード状記録媒体よりなり、
前記可動部が前記記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動されることにより、一方向のみのシフト多重記録が行われることを特徴とする請求項13に記載のホログラム記録再生装置。
The recording medium is a disk-shaped recording medium or a card-shaped recording medium,
14. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 13, wherein shift multiplex recording in only one direction is performed by moving the movable portion relatively in one direction along the surface of the recording medium .
前記信号光生成用光学系は、信号光用の光が入射される空間光変調器と、空間光変調器から出射される光がリレーレンズおよび位相板を介して入射される偏光ビームスプリッタと、偏光ビームスプリッタからの光が1/4波長板を介して入射される可動ミラーと、可動ミラーと偏光ビームスプリッタとの間で繰り返し反射されることにより所定の偏光方向に偏光されて偏光ビームスプリッタから出射される光を信号光として記録媒体に照射する信号光集光用対物レンズとを備えており、
前記可動部は、前記可動部の移動方向および前記空間光変調器から前記可動ミラーに至る光路の延びる方向を含む平面において可動部の移動方向に垂直な方向に移動可能とされた二次可動部を有しており、当該二次可動部は、前記偏光ビームスプリッタ、前記1/4波長板、前記可動ミラーおよび前記信号光集光用対物レンズを備えており、当該可動ミラーは、二次可動部の移動方向に位置可変に配置されており、
二次可動部の移動に伴って可動ミラーの位置が当該二次可動部の移動方向に移動されることにより、前記信号光集光用対物レンズと、前記信号光生成用光学系を構成するリレーレンズとの間の光路長さが一定に保たれることを特徴とする請求項14に記載のホログラム記録再生装置
The signal light generating optical system, a spatial light modulator into which light for signal light is incident, and a polarizing beam splitter into which light emitted from the spatial light modulator is incident via a relay lens and a phase plate, The light from the polarizing beam splitter is incident on the movable mirror via a quarter-wave plate, and is repeatedly reflected between the movable mirror and the polarizing beam splitter. A signal light focusing objective lens for irradiating the emitted light to the recording medium as signal light,
The movable part is a secondary movable part movable in a direction perpendicular to the moving direction of the movable part on a plane including a moving direction of the movable part and a direction in which an optical path extending from the spatial light modulator to the movable mirror extends. The secondary movable section includes the polarizing beam splitter, the quarter-wave plate, the movable mirror, and the signal light focusing objective lens, and the movable mirror includes a secondary movable section. It is arranged variably in the moving direction of the part,
The position of the movable mirror is moved in the direction of movement of the secondary movable part with the movement of the secondary movable part, so that the signal light focusing objective lens and the relay constituting the signal light generating optical system 15. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 14, wherein an optical path length between the lens and the lens is kept constant.
前記球面参照光生成用光学系は、参照光用の光を球面波に変換する複数の参照光集光用対物レンズと、参考光用の光を選択された一の参照光集光用対物レンズに導く光路切り替え手段とを備えており、当該複数の参照光集光用対物レンズは、各々光軸が信号光の記録媒体に対する入射光軸に対して互いに異なる方向に延びるよう配置されていることを特徴とする請求項12〜請求項14のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。 The spherical reference light generating optical system includes a plurality of reference light condensing objective lenses that convert the light for reference light into spherical waves, and one reference light condensing objective lens that selects the light for reference light. The plurality of reference light converging objective lenses are arranged such that their optical axes extend in mutually different directions with respect to the optical axis incident on the recording medium of the signal light. The hologram recording / reproducing apparatus according to any one of claims 12 to 14, wherein: 前記球面参照光生成用光学系は、2つの参照光集光用対物レンズを備えており、
各々の参照光集光用対物レンズが、前記光学機構の移動方向と前記信号光の入射方向とを含む仮想平面内において、信号光の記録媒体に対する入射光軸を挟んだ両側に配置されていることを特徴とする請求項16に記載のホログラム記録再生装置。
The spherical reference light generating optical system includes two reference light focusing objective lenses,
Each reference light condensing objective lens is disposed on both sides of an optical axis of the signal light incident on the recording medium in a virtual plane including the moving direction of the optical mechanism and the incident direction of the signal light. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 16, wherein:
前記球面参照光生成用光学系は、参照光用の光を球面波に変換する参照光集光用対物レンズと、前記参照光用の光の偏光方向を調整する偏光手段とを備えていることを特徴とする請求項12〜請求項14のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。 The spherical reference light generating optical system includes a reference light focusing objective lens that converts the light for reference light into a spherical wave, and a polarization unit that adjusts a polarization direction of the light for reference light. The hologram recording / reproducing apparatus according to any one of claims 12 to 14, wherein: 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参照光を照射することにより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装置において、
記録再生光源と、当該記録再生光源からの光を2つの信号光用の光および2つの参照光用の光に時間的に分割する複数の光分離手段と、信号光生成用光学系と、球面参照光生成用光学系とを備えた光学機構と、
当該光学機構を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と
を備えており、
前記信号光生成用光学系は、時間的に分離された2つの信号光用の光を互いに異なるデータ情報を担持した互いに偏光方向の異なる第1の信号光および第2の信号光に変換する第1の光学系および第2の光学系を備えており、
前記球面参照光生成用光学系は、参照光用の光を球面波に変換する参照光集光用対物レンズを備えた、一方の参照光用の光を第1の信号光と同一の偏光方向の第1の参照光に変換する第3の光学系と、参照光用の光を球面波に変換する参照光集光用対物レンズを備えた、他方の参照光用の光を第2の信号光と同一の偏光方向の第2の参照光に変換する第4の光学系とを備えており、2つの参照光集光用対物レンズは、各々光軸が信号光の記録媒体に対する入射光軸に対して互いに異なる方向に延びるよう配置されていることを特徴とするホログラム記録再生装置。
A hologram that records interference fringes between a signal light carrying data information and a reference light as a hologram on a recording medium, and reproduces the data information recorded on the hologram by irradiating the recording medium on which the hologram is recorded with the reference light. In a recording / reproducing device,
A recording / reproducing light source, a plurality of light separating means for temporally dividing light from the recording / reproducing light source into two signal light lights and two reference light lights, a signal light generating optical system, and a spherical surface. An optical mechanism including a reference light generation optical system,
A moving mechanism for relatively moving the optical mechanism in one direction along the surface of the recording medium;
With
The signal light generating optical system converts the two signal light beams separated in time into a first signal light and a second signal light having different polarization directions and carrying different data information. A first optical system and a second optical system,
The spherical reference light generating optical system includes a reference light focusing objective lens that converts the reference light into a spherical wave, and converts one reference light into the same polarization direction as the first signal light. A third optical system for converting the reference light into a first reference light, and a reference light converging objective lens for converting the reference light into a spherical wave. And a fourth optical system that converts the light into a second reference light having the same polarization direction as the light. The two reference light condensing objective lenses each have an optical axis having an optical axis incident on the recording medium of the signal light. A hologram recording / reproducing apparatus , wherein the hologram recording / reproducing apparatus is arranged so as to extend in directions different from each other .
前記2つの参照光集光用対物レンズは、前記光学機構の移動方向と信号光の入射方向とを含む仮想平面内において、記録媒体の表面に垂直な軸を挟んだ両側に配置されていることを特徴とする請求項19に記載のホログラム記録再生装置。 The two reference light focusing objective lenses are disposed on both sides of an axis perpendicular to the surface of the recording medium in a virtual plane including the moving direction of the optical mechanism and the incident direction of the signal light. 20. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 19, wherein: 偏光分離手段を備えた再生光検出用光学系を有しており、
互いに偏光方向の異なる再生用の第1の参照光および再生用の第2の参照光が同時に照射されることにより当該再生用の第1の参照光および当該再生用の第2の参照光と同一の参照光照射条件で同一箇所に記録された複数のホログラムの各々から発せられる再生光が当該偏光分離手段によって分離されて当該複数のホログラムの各々に記録されたデータ情報が同時に並列再生されることを特徴とする請求項19または請求項20に記載のホログラム記録再生装置。
It has a reproduction light detection optical system equipped with polarization separation means,
Simultaneously irradiating the reproduction first reference light and the reproduction second reference light having different polarization directions, the same as the reproduction first reference light and the reproduction second reference light The reproduction light emitted from each of the plurality of holograms recorded at the same location under the reference light irradiation condition is separated by the polarization separation means, and the data information recorded on each of the plurality of holograms is simultaneously reproduced in parallel. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 19 or 20, wherein:
記録媒体を光学機構の移動方向を含む平面内において回動および平行移動させる記録媒体駆動機構をさらに備えていることを特徴とする請求項19〜請求項21のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。 22. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 19, further comprising a recording medium driving mechanism for rotating and translating the recording medium in a plane including the moving direction of the optical mechanism. .
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