JP6667177B2 - 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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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有効な構成を有する記録媒体を用いた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。   The present invention relates to a hologram recording / reproducing method and a hologram recording / reproducing device. More specifically, a hologram recording / reproducing method and a hologram recording / reproducing method using a recording medium having a configuration effective for configuring a large-capacity optical memory by multiplexly recording a two-dimensional digital bit pattern as a hologram on a recording medium. 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方法が提案されている。このホログラム記録再生方法においては、記録媒体として、光反応性モノマーよりなる記録層と光透過層とを有するものが用いられ、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(記録層)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 method for two-dimensionally recording / reproducing digital information using a hologram has been proposed. In this hologram recording / reproducing method, a recording medium having a recording layer made of a photoreactive monomer and a light transmitting layer is used, and when recording digital information, a spatial light modulator consisting of a plurality of pixels is used. A hologram is formed by causing a signal light carrying digital information (data information) modulated by the above and a reference light coherent with the signal light in a recording medium (recording layer) to form a hologram. Record as information. When reproducing digital information recorded on a recording medium, diffracted light is generated by irradiating the hologram with reference light used for recording, and the hologram 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方法としては、角度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 and a speckle reference beam multiplex recording method.

角度多重記録方式によるホログラム記録方法は、記録媒体に対する参照光の照射角度をわずかずつ変更させ、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 the reference light on the recording medium is changed little by little, and the hologram is multiplex-recorded on a certain area on 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方法は、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することによって、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 hologram is recorded by the interference between the reference light and the signal light modulated by the speckle pattern on the recording medium. 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.

特開2010−61750号公報JP 2010-61750 A

従来より検討されていた角度多重記録方式においては、平面波で伝搬する光を参照光とする。この角度多重記録方式では、記録媒体に反射層を設けた場合には、平面波参照光は光強度を保ったまま反射して記録層における記録領域以外の領域を照射するため、その領域のモノマーをポリマー化して多重記録数を制限する、という問題がある。そのため、記録媒体においては、現状では反射層は使われず、位相共役再生により記録媒体の反対側にミラーを設置し、角度変化に対応してミラーの角度を変化させ、参照光をもとの光路を逆進させることにより信号再生を行うことが一般的である。この方式では各ホログラムがわずかな角度変化で多重記録されているため、それぞれのホログラムを再生する場合には、位相共役再生のため、記録時の参照光とは逆の方向に伝搬する参照光を照射する必要性から、角度調整機能を有するミラーを記録媒体の逆側に設置する必要があり、装置構成の複雑化を招き、情報位置へのヘッドアクセスを困難にする、という欠点がある。   In the angle multiplexing recording method which has been conventionally studied, light propagating by a plane wave is used as reference light. In the angle multiplex recording method, when a reflection layer is provided on a recording medium, the plane wave reference light is reflected while maintaining the light intensity to irradiate an area other than the recording area in the recording layer. There is a problem that the number of multiplex recordings is limited by polymerization. For this reason, in the recording medium, the reflection layer is not used at present, and a mirror is installed on the opposite side of the recording medium by phase conjugate reproduction, the angle of the mirror is changed according to the angle change, and the optical path of the reference light In general, signal reproduction is performed by reversing. In this method, since each hologram is multiplex-recorded with a slight angle change, when reproducing each hologram, the reference light propagating in the opposite direction to the reference light at the time of recording is used for phase conjugate reproduction. Due to the necessity of irradiation, it is necessary to install a mirror having an angle adjusting function on the opposite side of the recording medium, which has a drawback that the configuration of the apparatus is complicated and that head access to an information position is difficult.

一方、従来より検討されていたスペックル参照光多重記録方式においては、記録媒体において、光透過層と記録層との間に反射層を設置する。このような記録媒体においては、信号光と参照光との集光位置に反射層が存在することから光強度が集中し、記録層内のモノマーが過度に消費されて多重記録数を制限する、という欠点がある。また、この方式では、反射した参照光と信号光との干渉により、いわゆる通常の参照光と逆方向に伝搬する参照光により形成される反射型ホログラムも同時に形成されることになる。反射型ホログラムは、透過型ホログラムに比べて環境あるいは光の伝搬条件の変化等により発生するトレランスに極めて敏感であり、安定な再生が行われない、という欠点がある。このためトレランスの影響を受けて反射型ホログラムの再生光が変動し、総合的にみて再生光量が著しく変動しやすい。また、透過型以外に無用なホログラム記録を行うため、モノマーの無駄な消費を発生させ多重記録数を大幅に制限することになる。また、この方式では、光の集光位置より反射層を離して設置した場合には、信号光と参照光とが同一方向に反射される方式であるため、両者を分離して検出することが困難になり雑音の増大を招く。この雑音の増大も記録多重数の制限を生じさせる。   On the other hand, in a speckle reference beam multiplex recording method which has been conventionally studied, a reflection layer is provided between a light transmission layer and a recording layer in a recording medium. In such a recording medium, the light intensity is concentrated due to the presence of the reflective layer at the condensing position of the signal light and the reference light, and the monomer in the recording layer is excessively consumed, thereby limiting the number of multiplex recordings. There is a disadvantage that. In this method, a reflection hologram formed by reference light propagating in the opposite direction to a so-called normal reference light is also formed at the same time due to interference between the reflected reference light and the signal light. Reflection holograms are more sensitive to tolerances caused by changes in the environment or light propagation conditions than transmission holograms, and have the drawback that stable reproduction is not performed. For this reason, the reproduction light of the reflection hologram fluctuates due to the influence of the tolerance, and the reproduction light amount easily fluctuates significantly as a whole. In addition, since unnecessary hologram recording is performed in addition to the transmission type, wasteful consumption of monomers occurs, and the number of multiplex recordings is greatly limited. Also, in this method, when the reflection layer is set apart from the light condensing position, the signal light and the reference light are reflected in the same direction. It becomes difficult and causes an increase in noise. This increase in noise also limits the number of recording multiplexes.

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、反射型の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と共に記録されたホログラムを安定して再生することができ、しかもホログラム記録再生装置自体の構成を簡素化することができて高速アクセスが可能な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 increase the density of information recorded on a reflective recording medium and to stabilize a recorded hologram. It is an object of the present invention to provide a hologram recording / reproducing method and a hologram recording / reproducing apparatus which can perform simple reproduction and can simplify the configuration of the hologram recording / reproducing apparatus itself and can perform high-speed access.

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記録媒体に記録されたホログラムに参照光を照射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を再生するホログラム記録再生方法において、
記録媒体として、一面側から信号光および参照光が照射されるホログラム記録層と、当該ホログラム記録層の他面に積層された光吸収層と、当該光吸収層の他面に光透過層を介して積層された反射層とを備えたものが用いられ、
参照光として球面波が用いられ、
信号光および参照光を記録媒体に照射する光学機構および記録媒体の一方を他方に対して相対的に一方向に移動させることにより球面参照光シフト多重記録を行うことを特徴とする。
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 hologram recorded on the recording medium with the reference light, thereby irradiating the hologram with the reference light. In a hologram recording / reproduction method for reproducing recorded data information,
As a recording medium, a hologram recording layer irradiated with signal light and reference light from one side, a light absorption layer laminated on the other surface of the hologram recording layer, and a light transmission layer on the other surface of the light absorption layer And a reflective layer that is laminated by using
A spherical wave is used as the reference light,
It is characterized in that spherical reference light shift multiplex recording is performed by moving one of an optical mechanism for irradiating the recording medium with signal light and reference light and one of the recording medium relative to the other.

本発明のホログラム記録再生方法においては、信号光の記録媒体に対する入射光軸と参照光の記録媒体に対する入射光軸とを含む平面に垂直な平面を基準面としたとき、当該基準面に沿った記録媒体の表面におけるトラック上に、一方向のみの球面参照光シフト多重記録を行うことによりシフト多重ホログラム列を記録した後、当該シフト多重記録ホログラム列が記録された記録領域と同一の領域に、記録媒体の表面が前記基準面に対して所定の角度傾いた状態で、球面参照光シフト多重記録を行うことにより新たなシフト多重記録ホログラム列を多重記録することが好ましい。   In the hologram recording / reproducing method of the present invention, when a plane perpendicular to a plane including the optical axis of the signal light incident on the recording medium and the optical axis of the reference light incident on the recording medium is set as the reference plane, On a track on the surface of the recording medium, after recording a shift multiplexed hologram sequence by performing spherical reference light shift multiplexed recording in only one direction, in the same region as the recording region where the shift multiplexed hologram sequence was recorded, It is preferable to perform multiplexed recording of a new multiplexed hologram array by performing spherical reference beam shift multiplexed recording while the surface of the recording medium is inclined at a predetermined angle with respect to the reference plane.

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多重記録すると共に記録媒体に記録されたホログラムに参照光を照射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を再生するホログラムホログラム記録再生装置において、
記録媒体として、一面側から信号光および参照光が照射されるホログラム記録層と、当該ホログラム記録層の他面に積層された光吸収層と、当該光吸収層の他面に光透過層を介して積層された反射層とを備えたものが用いられ、
信号光および球面参照光を記録媒体に照射する光学機構と、光学機構および記録媒体の一方を他方に対して相対的に移動させる移動機構とを備えており、
前記光学機構および前記記録媒体の一方が他方に対して記録媒体の表面に沿って一方向に相対的に移動されて当該記録媒体に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ことを特徴とする。
The hologram recording / reproducing apparatus of the present invention performs multiplex recording of interference fringes between a signal light carrying data information and a reference light as a hologram on a recording medium and irradiates the hologram recorded on the recording medium with the reference light to thereby perform the hologram recording. In a hologram hologram recording / reproducing apparatus for reproducing data information recorded on a hologram,
As a recording medium, a hologram recording layer irradiated with signal light and reference light from one side, a light absorption layer laminated on the other surface of the hologram recording layer, and a light transmission layer on the other surface of the light absorption layer And a reflective layer that is laminated by using
An optical mechanism that irradiates the recording medium with the signal light and the spherical reference light, and a moving mechanism that moves one of the optical mechanism and the recording medium relative to the other,
One of the optical mechanism and the recording medium is relatively moved in one direction along the surface of the recording medium with respect to the other, and shift multiplex recording is performed on the recording medium, so that a shift multiplex hologram sequence is recorded. It is characterized by the following.

本発明のホログラム記録再生装置においては、信号光の記録媒体に対する入射光軸と参照光の記録媒体に対する入射光軸とを含む平面に垂直な平面を基準面としたとき、記録媒体を回動させることにより当該記録媒体の表面を当該基準面に対して傾斜させる記録媒体チルト機構をさらに備えており、
記録媒体チルト機構によって記録媒体の表面を前記基準面に対して傾斜させた状態で、一方向のみの球面参照光シフト多重記録が行われることによって、新たなシフト多重ホログラム列が記録媒体に既に記録されたシフト多重ホログラム列の記録領域と同一の領域に多重記録される構成とされていることが好ましい。
In the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, when the plane perpendicular to the plane including the optical axis of the signal light incident on the recording medium and the optical axis of the reference light incident on the recording medium is set as the reference plane, the recording medium is rotated. It further comprises a recording medium tilt mechanism for inclining the surface of the recording medium with respect to the reference plane,
In the state where the surface of the recording medium is tilted with respect to the reference plane by the recording medium tilt mechanism, the spherical reference light shift multiplex recording in only one direction is performed, so that a new shift multiplexed hologram sequence is already recorded on the recording medium. It is preferable that multiplex recording is performed in the same area as the recording area of the shifted multiplexed hologram row.

本発明のホログラム記録再生方法によれば、反射層が光透過層を介してホログラム記録層に積層された反射型の記録媒体に、球面参照光シフト多重記録方式によって、ホログラムの多重記録が行われることにより、ホログラム記録時において、信号光の反射層による反射光および参照光の反射層による反射光がホログラムの記録におよぼす影響を極めて小さくすることができる。このため、記録される情報の高密度化を図ることができると共に記録されたホログラムを安定して再生することができる。また、ホログラム記録再生装置自体の構成を簡素化することができて高速アクセスが可能となる。   According to the hologram recording / reproducing method of the present invention, the hologram is multiplex-recorded by the spherical reference beam shift multiplex recording method on the reflection type recording medium in which the reflection layer is laminated on the hologram recording layer via the light transmission layer. Thereby, at the time of hologram recording, the influence of the reflected light of the signal light by the reflective layer and the reflected light of the reference light by the reflective layer on the recording of the hologram can be extremely reduced. Therefore, the density of the information to be recorded can be increased, and the recorded hologram can be stably reproduced. Further, the configuration of the hologram recording / reproducing apparatus itself can be simplified, and high-speed access is possible.

また、記録媒体に記録されたホログラムを再生するに際して、当該ホログラムの記録時における記録用参照光とは偏光方向の異なる参照光が再生用参照光として照射され、記録媒体として、記録用参照光を透過すると共に再生用参照光を反射する反射層を備えた反射型のものが用いられることによっても、同様の効果を得ることができる。   When reproducing the hologram recorded on the recording medium, a reference light having a different polarization direction from the recording reference light at the time of recording the hologram is irradiated as reproduction reference light, and the recording reference light is used as a recording medium. The same effect can be obtained by using a reflective type having a reflective layer that transmits and reflects the reference light for reproduction.

本発明のホログラム記録再生装置によれば、上記のホログラム記録再生方法が実施されることにより、装置自体の構成の簡素化が図られたものでありながら、記録される情報の高密度化を図ることができると共に記録されたホログラムを安定して再生することができ、しかも、情報アクセスを容易に行うことができて高速化を図ることができる。   According to the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, by implementing the above-mentioned hologram recording / reproducing method, the density of information to be recorded is increased while the configuration of the apparatus itself is simplified. In addition, the recorded hologram can be stably reproduced, and the information can be easily accessed to increase the speed.

本発明に係る第1のホログラム記録再生方法において用いられる記録媒体の構成の一例を、信号光集光用対物レンズおよび参照光集光用対物レンズと共に示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a configuration of a recording medium used in a first hologram recording / reproducing method according to the present invention, together with a signal light focusing objective lens and a reference light focusing objective lens. 本発明に係る第1のホログラム記録再生方法において用いられる記録媒体の構成の他の例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing another example of the configuration of the recording medium used in the first hologram recording / reproducing method according to the present invention. 本発明に係る第2のホログラム記録再生方法において用いられる記録媒体の構成の一例を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of a configuration of a recording medium used in a second hologram recording / reproducing method according to the present invention. 本発明のホログラム記録再生装置における要部の構成の一例を、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 illustrating an example of a configuration of a main part in a hologram recording / reproducing apparatus of the present invention together with a recording medium. 図4に示すホログラム記録再生装置における記録媒体駆動機構の構成例を概略的に示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view schematically showing a configuration example of a recording medium driving mechanism in the hologram recording / reproducing apparatus shown in FIG. 4. 本発明のホログラム記録再生装置における要部の構成の他の例を、記録媒体と共に示す説明用概略図である。FIG. 5 is an explanatory schematic diagram showing another example of the configuration of the main part in the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, together with a recording medium.

以下、本発明の実施の形態について説明する。
〔第1のホログラム記録再生方法〕
本発明に係る第1のホログラム記録再生方法は、参照光として球面波(以下、「球面参照光」という。)を用い、信号光および球面参照光を照射する光学機構および反射型の記録媒体の一方を他方に対して記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動させることにより、記録媒体に一方向のみの球面参照光シフト多重記録を行ってシフト多重ホログラム列を記録するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[First hologram recording / reproducing method]
The first hologram recording / reproducing method according to the present invention uses a spherical wave (hereinafter, referred to as a “spherical reference light”) as a reference light, irradiates a signal light and a spherical reference light, and a reflection type recording medium. By moving one relative to the other in one direction along the surface of the recording medium, a spherical reference light shift multiplex recording in only one direction is performed on the recording medium to record a shift multiplex hologram array. .

球面参照光シフト多重記録は、記録媒体に対する信号光の光軸と球面参照光の光軸とを含む平面に垂直な平面を基準面としたときに、例えば、表面が当該基準面に沿って配置された記録媒体を、その表面に沿って一方向にシフトさせることによって行われる。これにより、複数のホログラム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が得られる。ここに、一のホログラムは、平面視で略円形状であって、そのサイズは、例えば直径(ホログラム径)が50μmである。ホログラムのシフト量(記録媒体のシフト量)は、例えば10μm以上の大きさであって、これにより、隣接するホログラムのクロストークが生ずることを回避することができる。
このような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。
In the spherical reference light shift multiplex recording, when a plane perpendicular to a plane including the optical axis of the signal light and the optical axis of the spherical reference light with respect to the recording medium is set as a reference plane, for example, the surface is arranged along the reference plane. The recording is performed by shifting the recording medium in one direction along the surface thereof. As a result, a shift multiplexed hologram row in which a plurality of holograms are recorded so as to be arranged in one direction while partially overlapping each other is obtained. Here, one hologram has a substantially circular shape in plan view, and its size is, for example, a diameter (hologram diameter) of 50 μm. The shift amount of the hologram (the shift amount of the recording medium) is, for example, 10 μm or more, and thereby, it is possible to avoid crosstalk between adjacent holograms.
Such spherical reference light shift multiplex recording may be performed by moving an optical mechanism for irradiating the signal light and the reference light with respect to the recording medium.

図1は、本発明に係る第1のホログラム記録再生方法において用いられる記録媒体の構成の一例を、信号光集光用対物レンズおよび参照光集光用対物レンズと共に示す説明図である。
この記録媒体10は、一面側から信号光Lsおよび球面参照光Lrが光透過性基板14を介して照射されるホログラム記録層11と、この記録層11の他面に積層された光透過層12と、この光透過層12の他面に積層された反射層13とを備えたものである。ここに、「光透過(性)」とは、信号光Lsおよび球面参照光Lrの波長帯域における光透過率が80%以上であることをいう。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a recording medium used in the first hologram recording / reproducing method according to the present invention, together with a signal light focusing objective lens and a reference light focusing objective lens.
The recording medium 10 includes a hologram recording layer 11 on which signal light Ls and spherical reference light Lr are irradiated from one side via a light transmitting substrate 14, and a light transmitting layer 12 laminated on the other surface of the recording layer 11. And a reflection layer 13 laminated on the other surface of the light transmission layer 12. Here, “light transmission (property)” means that the light transmittance of the signal light Ls and the spherical reference light Lr in the wavelength band is 80% or more.

ホログラム記録層11は、光反応性モノマーよりなるものである。この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。
ホログラム記録層11の厚みは、記録再生能の観点から、例えば0.3〜2.0mmとされることが好ましく、より好ましくは0.5〜1.0mmとされる。
光透過層12は、ホログラム記録層11を支持するための基層である。この光透過層12としては、例えば光透過性基板を用いることもできる。
反射層13は、蒸着膜よりなるものである。この反射層13の材質としては、少なくとも再生光を反射することのできるものが用いられる。
The hologram recording layer 11 is made of a photoreactive monomer. 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.
The thickness of the hologram recording layer 11 is preferably, for example, 0.3 to 2.0 mm, and more preferably 0.5 to 1.0 mm, from the viewpoint of recording / reproducing ability.
The light transmission layer 12 is a base layer for supporting the hologram recording layer 11. As the light transmitting layer 12, for example, a light transmitting substrate can be used.
The reflection layer 13 is made of a deposited film. As a material of the reflection layer 13, a material that can reflect at least reproduction light is used.

上記の記録媒体10においては、信号光集光用対物レンズ38によって集光されて記録媒体10に照射される信号光Lsと、参照光集光用対物レンズ43によって集光されて記録媒体10に照射される球面参照光Lrとが、記録媒体10におけるホログラム記録層11において干渉することによってホログラムが形成される。
また、記録媒体10に記録されたホログラムは、当該ホログラムの記録時に用いた球面参照光Lrに比して出力の小さい球面参照光が照射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 recording medium 10 described above, the signal light Ls condensed by the signal light condensing objective lens 38 and irradiated on the recording medium 10, and the signal light Ls condensed by the reference light condensing objective lens 43 and The hologram is formed by the interference of the irradiated spherical reference light Lr on the hologram recording layer 11 of the recording medium 10.
The hologram recorded on the recording medium 10 is irradiated with spherical reference light having a smaller output than the spherical reference light Lr used for recording the hologram, whereby data information recorded on the hologram is reproduced. You.

ホログラム記録時における記録媒体10に対する光照射条件は、例えば、信号光Lsの出力は例えば60μW、球面参照光Lrの出力は例えば1000μW(1nW)である。また、ホログラム再生時においては、球面参照光の出力は、例えば20μW程度である。   Light irradiation conditions for the recording medium 10 during hologram recording are, for example, that the output of the signal light Ls is, for example, 60 μW and the output of the spherical reference light Lr is, for example, 1000 μW (1 nW). In reproducing the hologram, the output of the spherical reference light is, for example, about 20 μW.

また、第1のホログラム記録再生方法において用いられる記録媒体としては、ホログラム記録層と反射層との間に光吸収層をさらに備えたものであることが好ましい。具体的には、図2に示すように、ホログラム記録層11の他面に光吸収層15が積層され、光吸収層15の他面に光透過層12を介して反射層13が積層された構成とされる。   It is preferable that the recording medium used in the first hologram recording / reproducing method further includes a light absorption layer between the hologram recording layer and the reflection layer. Specifically, as shown in FIG. 2, a light absorbing layer 15 is laminated on the other surface of the hologram recording layer 11, and a reflective layer 13 is laminated on the other surface of the light absorbing layer 15 via the light transmitting layer 12. Configuration.

光吸収層15は、例えば400nm〜450nmの波長帯域(例えば青色レーザ光)の光についての光透過率が50%以下であることが好ましい。
このような光吸収層15は、例えば上記波長帯域の光を吸収する色素を含有するプラスチック材料などにより構成することができる。
光吸収層15の厚みは、記録再生能の観点から、例えば、0.1〜1.5mmとされることが好ましく、より好ましくは0.5〜1.0mmである。
The light absorption layer 15 preferably has a light transmittance of 50% or less for light in a wavelength band of, for example, 400 nm to 450 nm (for example, blue laser light).
Such a light absorbing layer 15 can be made of, for example, a plastic material containing a dye that absorbs light in the above-mentioned wavelength band.
The thickness of the light absorbing layer 15 is preferably, for example, 0.1 to 1.5 mm, more preferably 0.5 to 1.0 mm, from the viewpoint of recording / reproducing ability.

上記の記録媒体10aにおいては、信号光集光用対物レンズによって集光されて記録媒体10aに照射される信号光Lsと、参照光集光用対物レンズによって集光されて記録媒体10aに照射される記録用球面参照光Lr1とが、記録媒体10aにおけるホログラム記録層11において干渉することによってホログラムが形成される。ホログラム記録時においては、ホログラム記録層11を透過した信号光Lsおよび記録用球面参照光Lr1は、その一部が光吸収層15によって吸収され、さらに、信号光Lsの反射層13による反射光および記録用球面参照光Lr1の反射層13による反射光Lr1´は、その大半が光吸収層15によって吸収されることとなる。
また、記録媒体10aに記録されたホログラムは、当該ホログラムの記録時に用いた球面参照光Lr1に比して出力の小さい再生用球面参照光Lr2が照射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。図2におけるLr2´は再生用球面参照光Lr2の反射層13による反射光である。
In the recording medium 10a, the signal light Ls condensed by the signal light condensing objective lens and irradiated on the recording medium 10a, and the signal light Ls condensed by the reference light condensing objective lens and irradiated on the recording medium 10a. The recording spherical reference light Lr1 interferes with the hologram recording layer 11 of the recording medium 10a to form a hologram. At the time of hologram recording, a part of the signal light Ls and the recording spherical reference light Lr1 transmitted through the hologram recording layer 11 are partially absorbed by the light absorption layer 15, and the signal light Ls reflected by the reflection layer 13 and Most of the light Lr1 ′ reflected by the reflective layer 13 of the recording spherical reference light Lr1 is absorbed by the light absorbing layer 15.
The hologram recorded on the recording medium 10a is irradiated with the reproduction spherical reference light Lr2 having a smaller output than the spherical reference light Lr1 used at the time of recording the hologram, so that the data information recorded on the hologram is obtained. Is played. Lr2 ′ in FIG. 2 is the reflected light of the spherical reference light for reproduction Lr2 by the reflective layer 13.

〔第2のホログラム記録再生方法〕
本発明に係る第2のホログラム記録再生方法は、参照光として球面波(球面参照光)を用い、信号光および球面参照光を照射する光学機構および反射型の記録媒体の一方を他方に対して記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動させることにより、記録媒体に一方向のみの球面参照光シフト多重記録を行ってシフト多重ホログラム列を記録すると共に記録媒体に記録されたホログラムに当該ホログラムの記録時における記録用参照光とは偏光方向の異なる参照光を再生用参照光として照射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を再生するものである。
本発明に係る第2のホログラム記録再生方法においては、次のような反射型の記録媒体が用いられる。
[Second hologram recording / reproducing method]
The second hologram recording / reproducing method according to the present invention uses a spherical wave (spherical reference light) as reference light, and applies one of an optical mechanism for irradiating signal light and spherical reference light and a reflective recording medium to the other. By moving the hologram recorded on the recording medium while performing the shift multiplexed hologram recording by performing the spherical reference light shift multiplex recording in only one direction on the recording medium by moving the hologram recorded on the recording medium relatively in one direction along the surface of the recording medium. The data information recorded on the hologram is reproduced by irradiating reference light having a different polarization direction from the recording reference light at the time of recording the hologram as reproduction reference light.
In the second hologram recording / reproducing method according to the present invention, the following reflective recording medium is used.

図3は、本発明に係る第2のホログラム記録方法において用いられる記録媒体の構成の一例を示す説明図である。
この記録媒体10bは、参照光として互いに偏向方向の異なる記録用球面参照光Lr1および再生用球面参照光Lr2が用いられてホログラムの記録およびホログラムの再生が行われるものであって、一面側から信号光Lsおよび記録用球面参照光Lr1または再生用球面参照光Lr2が光透過性基板14を介して照射されるホログラム記録層11と、このホログラム記録層11の他面に光透過層12を介して積層された反射層13aとを備えている。この記録媒体10bにおける反射層13aは、記録用球面参照光Lr1を透過すると共に再生用球面参照光Lr2を反射する機能(偏向選択性)を有する。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of a recording medium used in the second hologram recording method according to the present invention.
The recording medium 10b is used for recording a hologram and reproducing a hologram by using a recording spherical reference light Lr1 and a reproduction spherical reference light Lr2 having different deflection directions as reference light, and a signal from one surface side. The hologram recording layer 11 to which the light Ls and the recording spherical reference light Lr1 or the reproduction spherical reference light Lr2 are irradiated via the light transmitting substrate 14, and the other surface of the hologram recording layer 11 via the light transmitting layer 12. And a laminated reflective layer 13a. The reflection layer 13a in the recording medium 10b has a function of transmitting the recording spherical reference light Lr1 and reflecting the reproduction spherical reference light Lr2 (deflection selectivity).

反射層13aは、例えば、400nm〜410nmの波長帯域(例えば青色レーザ光)において、反射層13aに対する入射角が20度の場合における記録用球面参照光(例えばP偏光光)Lr1の光透過率が70%以上であって、再生用球面参照光(例えばS偏光光)Lr2の光反射率が50%以上であるものであることが好ましい。
このような反射層13aは、例えば、ポリビニルアルコールなどにより構成することができる。
The reflection layer 13a has a light transmittance of the recording spherical reference light (for example, P-polarized light) Lr1 when the incident angle with respect to the reflection layer 13a is 20 degrees in a wavelength band of 400 nm to 410 nm (for example, blue laser light). Preferably, the light reflectance of the spherical reference light for reproduction (for example, S-polarized light) Lr2 is 50% or more.
Such a reflective layer 13a can be made of, for example, polyvinyl alcohol.

この記録媒体10bにおいては、信号光Lsと記録用球面参照光Lr1とが記録媒体10bにおけるホログラム記録層11において干渉することによってホログラムが形成される。ホログラム記録時においては、ホログラム記録層11を透過した信号光Lsおよび記録用球面参照光Lr1は、反射層13aを透過することとなる。図3におけるLr1´´は記録用球面参照光Lr1の透過光である。
また、記録媒体10bに記録されたホログラムは、当該ホログラムの記録時に用いた記録用球面参照光Lr1とは偏向方向の異なる再生用球面参照光Lr2が照射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。ホログラム再生時には、再生用球面参照光は反射層13aによって反射されることとなる。図3におけるLr2´は再生用球面参照光Lr2の反射層13aによる反射光である。
In the recording medium 10b, a hologram is formed by the signal light Ls and the recording spherical reference light Lr1 interfering in the hologram recording layer 11 of the recording medium 10b. At the time of hologram recording, the signal light Ls and the recording spherical reference light Lr1 transmitted through the hologram recording layer 11 are transmitted through the reflection layer 13a. Lr1 ″ in FIG. 3 is transmitted light of the recording spherical reference light Lr1.
The hologram recorded on the recording medium 10b is irradiated with reproduction spherical reference light Lr2 having a different deflecting direction from the recording spherical reference light Lr1 used for recording the hologram. The information is reproduced. At the time of hologram reproduction, the reproduction spherical reference light is reflected by the reflection layer 13a. Lr2 ′ in FIG. 3 is the reflected light of the spherical reference light for reproduction Lr2 by the reflective layer 13a.

以上の第1のホログラム記録再生方法および第2のホログラム記録再生方法においては、記録媒体に一方向のみの球面参照光シフト多重記録を行ってシフト多重ホログラム列を記録した後、当該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、例えば下記の多重記録工程を経ることによって新たなシフト多重ホログラム列を多重記録することが好ましい。   In the first and second hologram recording / reproducing methods described above, the shift multiplexed hologram sequence is recorded on the recording medium by performing the spherical reference beam shift multiplexing recording in only one direction, and then performing the shift multiplexed hologram sequence. It is preferable that a new shift multiplexed hologram sequence is multiplex-recorded in the same area as the recording area in which is recorded, for example, through the following multiplex recording step.

多重記録工程は、記録媒体に対する信号光の光軸と球面参照光の光軸とを含む平面に垂直な平面を基準面としたときに、表面が当該基準面に沿った配置された状態において球面参照シフト多重記録が行われて第1のシフト多重ホログラム列が記録された記録媒体を回動(チルト)させて傾斜させた状態において、第1のシフト多重ホログラム列が記録された記録領域に球面参照光シフト多重記録を行って第2のシフト多重ホログラム列を多重記録(チルトシフト多重記録)するシフト多重ホログラム列重ね書き過程を少なくとも1回以上行うものである。   The multiplex recording step includes, when a plane perpendicular to a plane including the optical axis of the signal light and the optical axis of the spherical reference light with respect to the recording medium is set as a reference plane, the spherical surface is arranged in a state where the surface is arranged along the reference plane. In a state where the recording medium on which the first shift multiplexed hologram sequence is recorded and the first shift multiplexed hologram sequence is recorded is rotated (tilted) and tilted, the recording area on which the first shift multiplexed hologram sequence is recorded has a spherical surface. A shift multiplexed hologram row overwriting process of multiplex-recording a second shift multiplexed hologram row by performing reference beam shift multiplexed recording (tilt shift multiplexed recording) is performed at least once.

チルトシフト多重記録において、記録媒体の表面の基準面に対する傾き角度は、複数のシフト多重ホログラム列が多重記録された記録領域に対して球面参照光が照射されることによって同時に再生される複数のホログラムの再生像が、検出器上で分離された状態で再生される角度であることが好ましい。具体的には、記録媒体の表面の基準面に対する傾き角度は、5°以上であることが好ましい。
また、チルトシフト多重記録においては、記録媒体の表面の基準面に対する傾き方向は、特に限定されるものではなく、任意の方向とすることができる。
In tilt-shift multiplex recording, the inclination angle of the surface of the recording medium with respect to a reference plane is determined by irradiating a spherical reference beam onto a recording area in which a plurality of shift-multiplexed hologram arrays are multiplex-recorded. Is preferably an angle at which the reproduced image is reproduced in a separated state on the detector. Specifically, the inclination angle of the surface of the recording medium with respect to the reference plane is preferably 5 ° or more.
In tilt-shift multiplex recording, the direction of inclination of the surface of the recording medium with respect to the reference plane is not particularly limited, and may be any direction.

次いで、本発明のホログラム記録再生方法が実施されるホログラム記録再生装置の具体例を、図を用いて説明する。   Next, a specific example of a hologram recording / reproducing apparatus in which the hologram recording / reproducing method of the present invention is performed will be described with reference to the drawings.

図4は、本発明のホログラム記録再生装置における要部構成の一例を、記録媒体と共に示す説明用概略図である。図5は、図4に示すホログラム記録再生装置における記録媒体駆動機構の構成例を概略的に示す斜視図である。
こ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Lsおよび記録用球面参照光Lr1または再生用球面参照光Lr2を記録媒体10に照射する光学機構と、記録媒体駆動機構とを備えている。
FIG. 4 is an explanatory schematic diagram showing an example of a configuration of a main part of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention together with a recording medium. FIG. 5 is a perspective view schematically showing a configuration example of a recording medium driving mechanism in the hologram recording / reproducing apparatus shown in FIG.
The hologram recording / reproducing apparatus includes an optical mechanism for irradiating the recording medium 10 with the signal light Ls carrying data information and the recording spherical reference light Lr1 or the reproduction spherical reference light Lr2, and a recording medium driving mechanism.

光学機構は、例えば青色レーザ光源よりなる記録再生光源21と、記録再生光源21からのレーザ光を、信号光用の光と参照光用の光とに分割する、例えばハーフミラープリズムよりなる光分離手段22と、光分離手段22からの信号光用の光をデータ情報(ページデータ)を担持した信号光Lsとして記録媒体10に照射する信号光照射光学系と、光分離手段22からの参照光用の光を球面波に変換して記録用球面参照光Lr1または再生用球面参照光Lr2として記録媒体10に照射する球面参照光照射光学系と、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。
記録再生光源21と光分離手段22との間におけるレーザ光の光路上には、シャッタ23、偏光板24およびビーム整形用レンズ25が設けられている。
The optical mechanism is, for example, a recording / reproducing light source 21 composed of a blue laser light source, and splitting the laser light from the recording / reproducing light source 21 into light for signal light and light for reference light. Means 22, a signal light irradiating optical system for irradiating the light for signal light from the light separating means 22 to the recording medium 10 as signal light Ls carrying data information (page data), and reference light from the light separating means 22 For irradiating the recording medium 10 with the recording light converted into a spherical wave and irradiating the recording medium 10 with the recording spherical reference light Lr1 or the reproduction spherical reference light Lr2, and for the reproduction light detection for detecting the reproduction light from the hologram. And an optical system.
A shutter 23, a polarizing plate 24, and a beam shaping lens 25 are provided on the optical path of the laser light between the recording / reproducing light source 21 and the light separating means 22.

信号光照射光学系は、光分離手段22から記録媒体10に至る光路L1を有しており、この光路L1上には、信号光用の光を拡大するビームエクスパンダ31、偏光プリズムビームスプリッタ32、空間光変調器(SLM)33、リレーレンズ34、ナイキストフィルタ35、信号光の直流成分をカットする位相板36、信号光集光用対物レンズ38が設けられている。ここに、偏光プリズムビームスプリッタ32は、光の偏光方向によって透過または反射を行うものである。偏光プリズムビームスプリッタ32においては、最初に入射した光は反射されて空間光変調器(SLM)33に入射される。そして、空間光変調器(SLM)33で変調された光は、偏光方向が90°回転しているため、今度は偏光ビームスプリッタ32を透過する。   The signal light irradiation optical system has an optical path L1 extending from the light separating means 22 to the recording medium 10. On this optical path L1, a beam expander 31 for expanding light for signal light, a polarizing prism beam splitter 32 , A spatial light modulator (SLM) 33, a relay lens 34, a Nyquist filter 35, a phase plate 36 for cutting a DC component of signal light, and a signal light focusing objective lens 38. Here, the polarizing prism beam splitter 32 transmits or reflects according to the polarization direction of light. In the polarizing prism beam splitter 32, the light that has entered first is reflected and made incident on a spatial light modulator (SLM) 33. The light modulated by the spatial light modulator (SLM) 33 is transmitted through the polarization beam splitter 32 this time because the polarization direction is rotated by 90 °.

球面参照光照射光学系は、光分離手段22から記録媒体10に至る光路L2を有しており、この光路L2上には、光量を調節するニュートラルデンシティフィルタ(NDフィルタ)41、半波長板(λ/2波長板)42および参照光用の光を球面波に変換して記録用球面参照光Lr1または再生用球面参照光Lr2を生成する参照光集光用対物レンズ43が設けられている。半波長板42は、例えば回転可能に設けられており、参照光用の光の偏向方向を調整可能とされている。例えばホログラム再生時には、ホログラム記録時の記録用球面参照光Lr1と偏向方向の異なる再生用球面参照光Lr2が記録媒体10に照射されるよう、参照光用の光の偏向方向が調整される。符号46および47は、参照光用の光の進行方向を変更するための反射ミラーである。   The spherical reference light irradiation optical system has an optical path L2 extending from the light separating means 22 to the recording medium 10, and on this optical path L2, a neutral density filter (ND filter) 41 for adjusting the amount of light, a half-wave plate ( λ / 2 wavelength plate) 42 and a reference light converging objective lens 43 that converts the light for reference light into a spherical wave to generate the recording spherical reference light Lr1 or the reproduction spherical reference light Lr2. The half-wave plate 42 is provided, for example, rotatably, and can adjust the deflection direction of the reference light. For example, at the time of hologram reproduction, the deflection direction of the reference light is adjusted so that the recording medium 10 is irradiated with the reproduction spherical reference light Lr2 having a different deflection direction from the recording spherical reference light Lr1 at the time of hologram recording. Reference numerals 46 and 47 are reflection mirrors for changing the traveling direction of the reference light.

再生光検出用光学系は、信号光照射光学系における光路L1における位相板36と信号光集光用対物レンズ38との間の位置に設けられた偏光プリズム37と、例えばCCDよりなる撮像素子39とを備えている。
このホログラム記録再生装置においては、記録媒体10の反射層13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32から記録媒体10に向かって出射される信号光に係る光路を逆進することとなる。従って、撮像素子39は、ホログラムからの再生光が偏光プリズム37によって反射されて入射される位置に設けられている。
The reproducing light detecting optical system includes a polarizing prism 37 provided at a position between the phase plate 36 and the signal light converging objective lens 38 in the optical path L1 in the signal light irradiating optical system, and an image sensor 39 such as a CCD. And
In this hologram recording / reproducing apparatus, the reproduction light from the hologram reflected by the reflection layer 13 of the recording medium 10 reverses the optical path of the signal light emitted from the polarizing prism beam splitter 32 toward the recording medium 10. It will be. Therefore, the image sensor 39 is provided at a position where the reproduction light from the hologram is reflected by the polarizing prism 37 and enters.

記録媒体駆動機構は、図5に示すように、例えばディスク状の記録媒体10をその表面が当該記録媒体10に対する信号光の光軸と参照光の光軸とを含む平面に垂直な基準面に沿って延びる姿勢で保持する記録媒体保持手段51と、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52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55と、記録媒体10を回動させて当該記録媒体10の表面を基準面に対して傾斜させる記録媒体チルト機構57とを備えている。   As shown in FIG. 5, for example, the recording medium drive mechanism moves the disk-shaped recording medium 10 to a reference plane whose surface is perpendicular to a plane including the optical axis of the signal light and the optical axis of the reference light with respect to the recording medium 10. Recording medium holding means 51 for holding the recording medium 10 in a position extending along the recording medium, a recording medium rotation mechanism 52 for rotating (rotating) the recording medium 10 in a plane along the surface thereof, and a recording medium rotating mechanism 52 for holding the recording medium 10 along the surface thereof. And a recording medium tilt mechanism 57 that rotates the recording medium 10 to incline the surface of the recording medium 10 with respect to a reference plane.

記録媒体保持手段51には、記録媒体回動機構52を構成する回転軸53が基準面に垂直な方向に延びるよう設けられており、当該回転軸53に対して例えば記録媒体10の中央部に設けられた装着用孔が嵌入されて装着されることにより記録媒体10が保持される。C1は記録媒体10の回転中心軸である。   The recording medium holding means 51 is provided with a rotating shaft 53 constituting the recording medium rotating mechanism 52 so as to extend in a direction perpendicular to the reference plane. The recording medium 10 is held by fitting and mounting the provided mounting holes. C1 is the rotation center axis of the recording medium 10.

記録媒体回動機構52は、記録媒体保持手段51に設けられた回転軸53を駆動させる駆動源(図示せず)を備えている。駆動源としては、例えばステッピングモータなどを用いることができる。   The recording medium rotating mechanism 52 includes a drive source (not shown) for driving a rotating shaft 53 provided on the recording medium holding means 51. As the driving source, for example, a stepping motor or the like can be used.

記録媒体移動機構55は、記録媒体10をその径方向に移動させる1軸ステージ56を備えている。1軸ステージ56上には、記録媒体保持手段51が設けられており、従って、1軸ステージ56が駆動されることにより記録媒体保持手段51によって保持された記録媒体10がその表面に沿った平面内で移動される。   The recording medium moving mechanism 55 includes a uniaxial stage 56 for moving the recording medium 10 in the radial direction. The recording medium holding means 51 is provided on the uniaxial stage 56, and therefore, when the uniaxial stage 56 is driven, the recording medium 10 held by the recording medium holding means 51 is placed in a plane along the surface thereof. Moved within.

記録媒体チルト機構57は、記録媒体10に対する信号光の光軸と参照光の光軸とを含む平面に垂直な方向に延びるチルト回転軸C2を中心に回転駆動される回転ステージ58を備えている。チルト回転軸C2は、例えば記録媒体10の表面上に位置されている。回転ステージ58上には、記録媒体移動機構55を構成する1軸ステージ56が設けられており、従って、回転ステージ58が駆動されることにより、1軸ステージ56上に設けられた記録媒体保持手段51によって保持された記録媒体10がチルト回転軸C2を中心に回動されて記録媒体10の表面が基準面に対して傾斜した状態とされる。回転ステージ58の駆動源としては、例えばステッピングモータなどを用いることができる。   The recording medium tilt mechanism 57 includes a rotation stage 58 that is driven to rotate about a tilt rotation axis C2 extending in a direction perpendicular to a plane including the optical axis of the signal light and the optical axis of the reference light with respect to the recording medium 10. . The tilt rotation axis C2 is located, for example, on the surface of the recording medium 10. On the rotary stage 58, a one-axis stage 56 constituting the recording medium moving mechanism 55 is provided. Therefore, when the rotary stage 58 is driven, the recording medium holding means provided on the one-axis stage 56 is provided. The recording medium 10 held by 51 is rotated about the tilt rotation axis C2, and the surface of the recording medium 10 is inclined with respect to the reference plane. As a driving source of the rotary stage 58, for example, a stepping motor or the like can be used.

このホログラム記録再生装置においては、青色レーザ光源よりなる記録再生光源21から出射されたレーザ光は、光分離手段22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、NDフィルタ41および半波長板42を介して参照光集光用対物レンズ43に入射され、参照光集光用対物レンズ43によって球面波に変換されて記録用球面参照光Lr1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31で拡大された後、空間光変調器(SLM)33に照射されて変調される。空間光変調器(SLM)33から出射された光は、ナイキストフィルタ35でフーリエ面での周波数帯域が調節された後、さらに位相板36で2次元ビットパターンの各ビットにランダム位相が付与され、記録媒体面、すなわちフーリエ面での不要な直流成分光がカットされる。ここに、位相板36によってフーリエ面での不要な直流成分光がカットされることによれば、記録媒体10において、光反応性モノマーの無駄な消費が行われなくなる。位相板36を透過した信号光用の光は、信号光集光用対物レンズ38によって集光されて信号光Lsとして記録媒体10に照射される。これにより、記録媒体10においては、信号光Lsと記録用球面参照光Lr1とによる干渉縞がホログラムとして記録される。   In this hologram recording / reproducing apparatus, a laser beam emitted from a recording / reproducing light source 21 composed of a blue laser light source is split by a light separating means 22 into light for signal light and light for reference light. The light for the reference light is incident on the reference light focusing objective lens 43 via the ND filter 41 and the half-wave plate 42, is converted into a spherical wave by the reference light focusing objective lens 43, and is used as the recording spherical reference light. The recording medium 10 is irradiated as Lr1. On the other hand, the light for the signal light is expanded by the beam expander 31 and then applied to a spatial light modulator (SLM) 33 to be modulated. The light emitted from the spatial light modulator (SLM) 33 is adjusted in the frequency band on the Fourier plane by the Nyquist filter 35, and is further given a random phase to each bit of the two-dimensional bit pattern by the phase plate 36, Unnecessary DC component light on the recording medium surface, that is, the Fourier surface, is cut. Here, unnecessary DC component light on the Fourier surface is cut by the phase plate 36, so that the recording medium 10 does not wastefully consume the photoreactive monomer. The light for signal light transmitted through the phase plate 36 is condensed by the signal light converging objective lens 38 and is irradiated on the recording medium 10 as signal light Ls. Thereby, in the recording medium 10, an interference fringe by the signal light Ls and the recording spherical reference light Lr1 is recorded as a hologram.

そして、記録媒体移動機構55によって記録媒体10がその径方向(図4において白抜きの矢印で示す。)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。
さらに、シフト多重記録を重ね書きする場合には、例えば、記録媒体10を記録媒体チルト機構57によって例えば5°程度チルトさせて記録媒体10の表面を基準面に対して傾斜させた状態において、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ラム列が既に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る。このとき、記録媒体10が、チルト回転軸C2が既に記録されたシフト多重ホログラム列の記録領域の中心位置に位置されよう、記録媒体移動機構55によって位置あわせが行われる。
Then, the recording medium 10 is moved in the radial direction (indicated by an outline arrow in FIG. 4) by the recording medium moving mechanism 55, and the spherical reference light shift multiplex recording is performed, whereby the shift multiplex hologram sequence is recorded. .
Further, when the shift multiplex recording is overwritten, for example, the recording medium 10 is tilted by, for example, about 5 ° by the recording medium tilt mechanism 57 so that the surface of the recording medium 10 is inclined with respect to the reference plane. By performing the reference beam shift multiplex recording, a new shift multiplex hologram ram sequence is multiplex-recorded in the same region as the recording region where the shift multiplex hologram sequence has already been recorded. At this time, positioning is performed by the recording medium moving mechanism 55 so that the recording medium 10 is positioned at the center position of the recording area of the shift multiplexed hologram row in which the tilt rotation axis C2 has already been recorded.

このようにして記録媒体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球面参照光Lr2のみが記録媒体10に照射されることにより、ホログラムから再生光が得られる。ホログラムからの再生光は、記録媒体10の反射層13で反射されて偏光プリズムビームスプリッタ32から記録媒体10に向かって出射される信号光に係る光の光路を逆進し、偏光プリズム37で反射されて撮像素子39により検出される。これにより、ホログラムに記録されていたデータ情報が再生される。この再生時においては、再生用球面参照光Lr2と同一の偏光方向の再生光を偏光プリズム37によって反射させて撮像素子39に入射させる必要があるため、再生用球面参照光Lr2の偏光方向は半波長板42で90°回転されている。   At the time of reproducing the data information related to the hologram recorded on the recording medium 10 in this manner, only the reproducing spherical reference light Lr2 whose light quantity is greatly reduced is irradiated on the recording medium 10, so that the reproduction light is obtained from the hologram. Can be The reproduction light from the hologram is reflected by the reflection layer 13 of the recording medium 10 and travels backward in the optical path of the light relating to the signal light emitted from the polarizing prism beam splitter 32 toward the recording medium 10, and is reflected by the polarizing prism 37. Then, the image is detected by the image sensor 39. As a result, the data information recorded on the hologram is reproduced. At the time of this reproduction, since the reproduction light having the same polarization direction as the reproduction spherical reference light Lr2 needs to be reflected by the polarizing prism 37 and incident on the image sensor 39, the polarization direction of the reproduction spherical reference light Lr2 is half. It is rotated 90 ° by the wave plate 42.

図6は、本発明のホログラム記録再生装置における要部構成の他の例を、記録媒体と共に示す説明用概略図である。
このホログラム記録再生装置は、信号光Lsおよび記録用球面参照光Lr1または再生用球面参照光Lr2を記録媒体10に照射する光学機構と、記録媒体10をその表面に沿った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。
FIG. 6 is an explanatory schematic diagram showing another example of the configuration of the main part of the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention together with a recording medium.
The hologram recording / reproducing apparatus includes an optical mechanism that irradiates the signal light Ls and the recording spherical reference light Lr1 or the reproduction spherical reference light Lr2 to the recording medium 10, and rotates and rotates the recording medium 10 in a plane along the surface thereof. And a recording medium driving mechanism for performing parallel movement.

光学機構は、例えば青色レーザ光源よりなる記録再生光源21と、記録再生光源21からの光を信号光用の光と参照光用の光とに分割する、例えばハーフミラープリズムよりなる光分離手段22と、信号光用の光をデータ情報を担持した信号光Lsとして記録媒体10に照射する信号光照射光学系と、参照光用の光を球面波に変換して記録用球面参照光Lr1または再生用球面参照光Lr2として記録媒体10に照射する球面参照光照射光学系と、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。
記録再生光源21と光分離手段22との間におけるレーザ光の光路L上には、シャッタ23、偏光板24およびビーム整形用レンズ25が設けられている。
The optical mechanism includes a recording / reproducing light source 21 composed of, for example, a blue laser light source, and a light separating unit 22 composed of, for example, a half mirror prism for dividing light from the recording / reproducing light source 21 into light for signal light and light for reference light. A signal light irradiating optical system for irradiating the recording medium 10 with signal light as signal light Ls carrying data information, and converting the reference light to a spherical wave to record spherical reference light Lr1 or reproduction. A spherical reference light irradiating optical system that irradiates the recording medium 10 as the spherical reference light Lr2 for use, and a reproduction light detection optical system that detects reproduction light from the hologram are provided.
A shutter 23, a polarizing plate 24, and a beam shaping lens 25 are provided on the optical path L of the laser light between the recording / reproducing light source 21 and the light separating means 22.

信号光照射光学系は、光分離手段22から記録媒体10に至る光路L1を有しており、この光路L1上には、ビームエクスパンダ44、位相板36、リレーレンズ45、偏光プリズムビームスプリッタ40、空間光変調器(SLM)33、ナイキストフィルタ35、リレーレンズ34および信号光集光用対物レンズ38が設けられている。   The signal light irradiating optical system has an optical path L1 from the light separating means 22 to the recording medium 10, and on this optical path L1, a beam expander 44, a phase plate 36, a relay lens 45, a polarizing prism beam splitter 40 , A spatial light modulator (SLM) 33, a Nyquist filter 35, a relay lens 34, and a signal light focusing objective lens 38.

球面参照光照射光学系は、光分離手段22から記録媒体10に至る光路L2を有しており、この光路L2上には、NDフィルタ41、半波長板42および参照光用の光を球面波に変換して記録用球面参照光Lr1または再生用球面参照光Lr2を生成する参照光集光用対物レンズ43が設けられている。半波長板42は、例えば回転可能に設けられており、参照光用の光の偏向方向を調整可能とされている。例えばホログラム再生時には、ホログラム記録時の記録用球面参照光Lr1と偏向方向の異なる再生用球面参照光Lr2が記録媒体10に照射されるよう、参照光用の光の偏向方向が調整される。符号46および47は、参照光用の光の進行方向を変更するための反射ミラーである。   The spherical reference light irradiation optical system has an optical path L2 extending from the light separating means 22 to the recording medium 10. On this optical path L2, the ND filter 41, the half-wave plate 42, and the light for the reference light are converted into a spherical wave. And a reference light condensing objective lens 43 for generating the recording spherical reference light Lr1 or the reproduction spherical reference light Lr2. The half-wave plate 42 is provided, for example, rotatably, and can adjust the deflection direction of the reference light. For example, at the time of hologram reproduction, the deflection direction of the reference light is adjusted so that the recording medium 10 is irradiated with the reproduction spherical reference light Lr2 having a different deflection direction from the recording spherical reference light Lr1 at the time of hologram recording. Reference numerals 46 and 47 are reflection mirrors for changing the traveling direction of the reference light.

再生光検出用光学系は、例えばCCDよりなる撮像素子39を備えている。
このホログラム記録再生装置においては、記録媒体10の反射層13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に係る光の光路を逆進することとなる。従って、撮像素子39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の表面と対向して設けられている。
The reproduction light detecting optical system includes an image pickup device 39 composed of, for example, a CCD.
In this hologram recording / reproducing apparatus, the reproduction light from the hologram reflected by the reflection layer 13 of the recording medium 10 reverses the optical path of the light related to the signal light emitted from the polarizing prism beam splitter 40 toward the recording medium 10. Will proceed. Therefore, the imaging element 39 is provided facing the surface 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.

このホログラム記録再生装置においては、青色レーザ光源よりなる記録再生光源21から出射されたレーザ光は、光分離手段22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、NDフィルタ41および半波長板42を介して参照光集光用対物レンズ43に入射され、参照光集光用対物レンズ43によって球面波に変換されて記録用球面参照光Lr1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44、位相板36およびリレーレンズ45を介して、偏光プリズムビームスプリッタ40に入射される。信号光用の光は、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)33に照射される。この空間光変調器(SLM)33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)33から出射された光は、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、ナイキストフィルタ35で空間周波数帯域が調整された後、信号光集光用対物レンズ38によって集光されて信号光Lsとして記録媒体10に照射される。これにより、記録媒体10においては、信号光Lsと記録用球面参照光Lr1とによる干渉縞がホログラムとして記録される。   In this hologram recording / reproducing apparatus, a laser beam emitted from a recording / reproducing light source 21 composed of a blue laser light source is split by a light separating means 22 into light for signal light and light for reference light. The light for the reference light is incident on the reference light focusing objective lens 43 via the ND filter 41 and the half-wave plate 42, is converted into a spherical wave by the reference light focusing objective lens 43, and is used as the recording spherical reference light. The recording medium 10 is irradiated as Lr1. On the other hand, the light for signal light is incident on the polarizing prism beam splitter 40 via the beam expander 44, the phase plate 36, and the relay lens 45. The light for the signal light passes through the polarizing prism beam splitter 40 and is applied to a spatial light modulator (SLM) 33. The spatial light modulator (SLM) 33 modulates the signal light into a data pattern whose polarization plane has been changed by 90 °. The light emitted from the spatial light modulator (SLM) 33 is reflected by the polarizing prism beam splitter 40, the traveling direction is changed by 90 °, the spatial frequency band is adjusted by the Nyquist filter 35, and the signal light The light is condensed by the objective lens 38 and is irradiated on the recording medium 10 as signal light Ls. Thereby, in the recording medium 10, an interference fringe by the signal light Ls and the recording spherical reference light Lr1 is recorded as a hologram.

そして、記録媒体移動機構によって記録媒体10がその径方向(図6において白抜きの矢印で示す。)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。   The recording medium moving mechanism moves the recording medium 10 in the radial direction (indicated by a white arrow in FIG. 6) and performs the shift reference multiplex hologram recording by performing the spherical reference light shift multiplex recording.

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球面参照光Lr2のみが記録媒体10に照射されることにより、ホログラムから再生光が発せられる。再生用球面参照光Lr2は、その偏向方向が半波長板42によって90°回転されており、記録用球面参照光Lr1とは異なる偏向方向を有するものとされる。再生光は反射層13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、再生用球面参照光Lr2と同一の偏向方向を有する再生光は、偏光プリズムビームスプリッタ40を透過して撮像素子39に入射される。撮像素子39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, only the reproducing spherical reference light Lr <b> 2 whose light quantity is greatly reduced is irradiated on the recording medium 10, so that the hologram emits the reproducing light. The reproduction spherical reference light Lr2 has a deflection direction rotated by 90 ° by the half-wave plate 42, and has a different deflection direction from the recording spherical reference light Lr1. The reproduction light is reflected by the reflection layer 13 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 having the same deflection direction as the reproduction spherical reference light Lr2 is transmitted through the polarizing prism beam splitter 40 and is incident on the image sensor 39. When the reproduction light is detected by the imaging element 39, the data information recorded on the hologram is reproduced.

以上のように、本発明の第1のホログラム記録再生方法においては、ホログラム記録層11上に光透過層12を介して反射層13が積層された記録媒体10に、球面参照光を用いて記録および再生を行うものであることから、記録媒体10が反射型のものであっても、信号光Lsが反射層13で反射されたのちは、強度分布密度が極めて小さくなる。また、ホログラム記録層11と光透過層12との間に光吸収層15を備えた記録媒体10aにおいては、信号光Lsの反射層13による反射光の強度分布密度は一層小さくなる。そのため、ホログラム記録時において、反射した信号光と記録用球面参照光Lr1により形成されるホログラムは、ほぼ無視できる範囲である。
一方、記録用球面参照光Lr1はその光軸が記録媒体10の表面に対して例えば45°程度傾いた角度で入射されるため、記録用球面参照光Lr1の反射光Lr1´は信号光Lsと干渉することはない。また、球面波であるため、反射してきた光の強度は極めて小さい。そして、ホログラム記録層11と光透過層12との間に光吸収層15を備えた記録媒体10aにおいては、記録用球面参照光Lr1の反射層13による反射光Lr1´の強度は一層小さくなる。そのため、ホログラム記録層11を構成する光反応性モノマーの消費が、平面波参照光を用いる角度多重記録に比して格段に低減される。
このように、本発明の第1のホログラム記録再生方法においては、ホログラム記録時において、信号光Lsの反射層13による反射光および記録用球面参照光Lr1の反射層13による反射光Lr1´が高密度多重記録におよぼす影響が極めて小さくなる。
ホログラム再生時は、信号光Lsはカットされ、再生用球面参照光Lr2のみがホログラムに照射される。具体的には、記録媒体10に照射される再生用球面参照光Lr2の出力(パワー)は、例えば20μW程度である。再生用球面参照光Lr2がホログラムに照射されると、ホログラムの再生光が反射層13に向かう方向に発生する。その再生光は、反射層13で反射された後、ホログラム記録時における信号光Lsの進行方向とは逆の方向に進行する。この再生光が撮像素子39によって検出されることによりホログラムに記録された情報が再生されることになる。
As described above, in the first hologram recording / reproducing method of the present invention, recording is performed using the spherical reference light on the recording medium 10 in which the reflection layer 13 is laminated on the hologram recording layer 11 via the light transmission layer 12. Therefore, even if the recording medium 10 is of a reflective type, the intensity distribution density becomes extremely low after the signal light Ls is reflected by the reflective layer 13. Further, in the recording medium 10a provided with the light absorbing layer 15 between the hologram recording layer 11 and the light transmitting layer 12, the intensity distribution density of the signal light Ls reflected by the reflecting layer 13 is further reduced. Therefore, at the time of hologram recording, the hologram formed by the reflected signal light and the recording spherical reference light Lr1 is in a range that can be almost ignored.
On the other hand, since the optical axis of the recording spherical reference light Lr1 is incident on the surface of the recording medium 10 at an angle of, for example, about 45 °, the reflected light Lr1 ′ of the recording spherical reference light Lr1 becomes the signal light Ls. There is no interference. Further, since the light is a spherical wave, the intensity of reflected light is extremely small. In the recording medium 10a provided with the light absorbing layer 15 between the hologram recording layer 11 and the light transmitting layer 12, the intensity of the recording spherical reference light Lr1 reflected by the reflection layer 13 of the reflection layer Lr1 'is further reduced. Therefore, the consumption of the photoreactive monomer constituting the hologram recording layer 11 is significantly reduced as compared with the angle multiplex recording using the plane wave reference light.
As described above, in the first hologram recording / reproducing method of the present invention, at the time of hologram recording, the reflected light Lr1 ′ of the signal light Ls by the reflective layer 13 and the reflected light Lr1 ′ of the recording spherical reference light Lr1 by the reflective layer 13 are high. The effect on density multiplex recording is extremely small.
During hologram reproduction, the signal light Ls is cut, and only the reproduction spherical reference light Lr2 is irradiated on the hologram. Specifically, the output (power) of the reproduction spherical reference light Lr2 applied to the recording medium 10 is, for example, about 20 μW. When the hologram is irradiated with the reproduction spherical reference light Lr2, the reproduction light of the hologram is generated in a direction toward the reflection layer 13. After being reflected by the reflection layer 13, the reproduction light travels in a direction opposite to the traveling direction of the signal light Ls during hologram recording. The information recorded on the hologram is reproduced by detecting the reproduction light by the image sensor 39.

また、本発明の第2のホログラム記録再生方法においても同様に、ホログラム記録時において、信号光Lsの反射層による反射光および記録用球面参照光Lr1の反射層による反射光が高密度多重記録におよぼす影響が極めて小さくなる。すなわち、本発明の第2のホログラム記録再生方法においては、ホログラム記録層11上に光透過層12を介して偏光選択性を有する反射層13aが積層された記録媒体10bに、球面参照光を用いて記録および再生を行うものであることから、記録媒体10bが反射型のものであっても、ホログラム記録層11を透過した信号光Lsおよび記録用球面参照光Lr1は、反射層13aを透過することとなるため、ホログラム記録層11に戻る信号光Lsおよび記録用球面参照光Lr1の影響は極めて小さくなる。   Similarly, in the second hologram recording / reproducing method of the present invention, at the time of hologram recording, the reflected light of the signal light Ls by the reflective layer and the reflected light of the recording spherical reference light Lr1 by the reflective layer are subjected to high-density multiplex recording. The effect is extremely small. That is, in the second hologram recording / reproducing method of the present invention, a spherical reference light is used for the recording medium 10b in which the reflection layer 13a having polarization selectivity is laminated on the hologram recording layer 11 via the light transmission layer 12. Therefore, even if the recording medium 10b is of a reflection type, the signal light Ls and the recording spherical reference light Lr1 transmitted through the hologram recording layer 11 transmit through the reflection layer 13a. Therefore, the influence of the signal light Ls returning to the hologram recording layer 11 and the recording spherical reference light Lr1 is extremely small.

従って、本発明のホログラム記録再生方法によれば、反射層13が光透過層12を介してホログラム記録層11に積層された反射型の記録媒体10に、球面参照光シフト多重記録方式によって、ホログラムの多重記録が行われることにより、信号光Lsの反射層13による反射光および記録用球面参照光Lr1の反射層13による反射光Lr1´がホログラムの記録におよぼす影響を極めて小さくすることができるので、記録される情報の高密度化を図ることができると共に記録されたホログラムを安定して再生することができる。また、ホログラム記録再生装置自体の構成を簡素化することができ、しかも、記録媒体10における単位記録領域に対するアクセスを例えば記録媒体10の移動および回動によって行うことができるため、高速アクセスが可能となる。
また、ホログラム記録層11と光透過層12との間に光吸収層を備えた反射型の記録媒体10aにおいては、上記効果を一層確実に得ることができる。
Therefore, according to the hologram recording / reproducing method of the present invention, the hologram is recorded on the reflection type recording medium 10 in which the reflection layer 13 is laminated on the hologram recording layer 11 via the light transmission layer 12 by the spherical reference light shift multiplex recording method. Is performed, the influence of the reflected light of the signal light Ls by the reflective layer 13 and the reflected light Lr1 ′ of the recording spherical reference light Lr1 by the reflective layer 13 on the recording of the hologram can be extremely reduced. In addition, the density of information to be recorded can be increased, and the recorded hologram can be stably reproduced. Further, since the configuration of the hologram recording / reproducing apparatus itself can be simplified, and the unit recording area in the recording medium 10 can be accessed by, for example, moving and rotating the recording medium 10, high-speed access is possible. Become.
Further, in the reflective recording medium 10a provided with a light absorbing layer between the hologram recording layer 11 and the light transmitting layer 12, the above-mentioned effect can be obtained more reliably.

さらにまた、記録媒体に記録されたホログラムを再生するに際して、当該ホログラムの記録時における記録用球面参照光Lr1とは偏光方向の異なる参照光が再生用球面参照光Lr2として照射され、記録媒体として、記録用球面参照光Lr1を透過すると共に再生用球面参照光Lr2を反射する反射層13aを備えた反射型の記録媒体10bが用いられることによっても、同様の効果を得ることができる。   Furthermore, when reproducing the hologram recorded on the recording medium, reference light having a different polarization direction from the recording spherical reference light Lr1 at the time of recording the hologram is irradiated as the reproducing spherical reference light Lr2. The same effect can be obtained by using the reflective recording medium 10b including the reflective layer 13a that transmits the recording spherical reference light Lr1 and reflects the reproduction spherical reference light Lr2.

また、本発明のホログラム記録再生装置によれば、上記のホログラム記録再生方法が実施されることにより、装置自体の構成の簡素化が図られたものでありながら、記録される情報の高密度化を図ることができると共に記録されたホログラムを安定して再生することができ、しかも、情報アクセス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, the above-mentioned hologram recording / reproducing method is carried out, so that the configuration of the apparatus itself is simplified, but the density of information to be recorded is increased. In addition, the recorded hologram can be stably reproduced, and the information can be easily accessed to increase the speed.

本発明のホログラム記録再生方法においては、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、ホログラム記録再生装置としては、図4に係るホログラム記録再生装置および図6に係るホログラム記録再生装置以外のものを用いることができる。
また、本発明においては、球面参照光シフト多重記録によって記録されるシフト多重ホログラム列の複数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、記録媒体に記録される情報の高密度化が図られた構成とされていてもよい。
The hologram recording / reproducing method of the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made.
For example, a hologram recording / reproducing apparatus other than the hologram recording / reproducing apparatus shown in FIG. 4 and the hologram recording / reproducing apparatus shown in FIG. 6 can be used.
Further, in the present invention, cross-shift multiplex recording is performed in which a plurality of shift multiplex holograms recorded by spherical reference light shift multiplex recording are recorded in a state where a part of the recording area of each shift multiplex hologram array overlaps with each other. Accordingly, the configuration may be such that the density of information recorded on the recording medium is increased.

10 記録媒体
10a 記録媒体
10b 記録媒体
11 ホログラム記録層
12 光透過層
13 反射層
13a 反射層
14 光透過性基板
15 光吸収層
21 記録再生光源
22 光分離手段
23 シャッタ
24 偏光板
25 ビーム整形用レンズ
31 ビームエクスパンダ
32 偏光プリズムビームスプリッタ
33 空間光変調器(SLM)
34 リレーレンズ
35 ナイキストフィルタ
36 位相板
37 偏光プリズム
38 信号光集光用対物レンズ
39 撮像素子
40 偏光プリズムビームスプリッタ
41 ニュートラルデンシティフィルタ(NDフィルタ)
42 半波長板(λ/2波長板)
43 参照光集光用対物レンズ
44 ビームエクスパンダ
45 リレーレンズ
46 反射ミラー
47 反射ミラー
51 記録媒体保持手段
52 記録媒体回動機構
53 回転軸
55 記録媒体移動機構
56 1軸ステージ
57 記録媒体チルト機構
58 回転ステージ
C1 記録媒体の回転中心軸
C2 チルト回転軸
Lr 球面参照光
Lr1 記録用球面参照光
Lr1´ 記録用球面参照光の反射光
Lr1´´ 記録用球面参照光の透過光
Lr2 再生用球面参照光
Lr2´ 再生用球面参照光の反射光
Ls 信号光

REFERENCE SIGNS LIST 10 recording medium 10a recording medium 10b recording medium 11 hologram recording layer 12 light transmission layer 13 reflection layer 13a reflection layer 14 light transmission substrate 15 light absorption layer 21 recording / reproduction light source 22 light separation means 23 shutter 24 polarizing plate 25 beam shaping lens Reference Signs List 31 beam expander 32 polarizing prism beam splitter 33 spatial light modulator (SLM)
34 Relay lens 35 Nyquist filter 36 Phase plate 37 Polarizing prism 38 Objective lens for condensing signal light 39 Image sensor 40 Polarizing prism beam splitter 41 Neutral density filter (ND filter)
42 Half-wave plate (λ / 2-wave plate)
43 Objective lens for condensing reference light 44 Beam expander 45 Relay lens 46 Reflecting mirror 47 Reflecting mirror 51 Recording medium holding means 52 Recording medium rotating mechanism 53 Rotating shaft 55 Recording medium moving mechanism 56 Uniaxial stage 57 Recording medium tilting mechanism 58 Rotation stage C1 Rotation center axis of recording medium C2 Tilt rotation axis Lr Spherical reference light Lr1 Spherical reference light for recording Lr1 ′ Reflected light of spherical reference light for recording Lr1 ″ Transmitted light of spherical reference light for recording Lr2 Spherical reference light for reproduction Lr2 ′ Reflected light of reproduction spherical reference light Ls signal light

Claims (4)

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記録媒体に記録されたホログラムに参照光を照射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を再生するホログラム記録再生方法において、
記録媒体として、一面側から信号光および参照光が照射されるホログラム記録層と、当該ホログラム記録層の他面に積層された光吸収層と、当該光吸収層の他面に光透過層を介して積層された反射層とを備えたものが用いられ、
参照光として球面波が用いられ、
信号光および参照光を記録媒体に照射する光学機構および記録媒体の一方を他方に対して相対的に一方向に移動させることにより球面参照光シフト多重記録を行うことを特徴とするホログラム記録再生方法。
A hologram that 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 hologram recorded on the recording medium with the reference light to reproduce data information recorded on the hologram. In the recording / playback method,
As a recording medium, a hologram recording layer irradiated with signal light and reference light from one side, a light absorption layer laminated on the other surface of the hologram recording layer, and a light transmission layer on the other surface of the light absorption layer And a reflective layer that is laminated by using
A spherical wave is used as the reference light,
A hologram recording / reproducing method for performing spherical reference light shift multiplex recording by moving one of a recording medium and a recording medium with a signal light and a reference light relative to the other in one direction. .
信号光の記録媒体に対する入射光軸と参照光の記録媒体に対する入射光軸とを含む平面に垂直な平面を基準面としたとき、当該基準面に沿った記録媒体の表面におけるトラック上に、一方向のみの球面参照光シフト多重記録を行うことによりシフト多重ホログラム列を記録した後、当該シフト多重記録ホログラム列が記録された記録領域と同一の領域に、記録媒体の表面が前記基準面に対して所定の角度傾いた状態で、球面参照光シフト多重記録を行うことにより新たなシフト多重記録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に記載のホログラム記録再生方法。 When a plane perpendicular to a plane including the optical axis of the signal light incident on the recording medium and the optical axis of the reference light incident on the recording medium is set as the reference plane, one plane is formed on the track on the surface of the recording medium along the reference plane. After recording the shift multiplexed hologram array by performing spherical reference light shift multiplexed recording only in the direction, in the same area as the recording area where the shift multiplexed hologram array is recorded, the surface of the recording medium is positioned with respect to the reference plane. 2. The hologram recording / reproducing method according to claim 1 , wherein the spherical reference light shift multiplex recording is performed in a state where the hologram is inclined at a predetermined angle to multiplex record a new shift multiplex recording hologram sequence . 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多重記録すると共に記録媒体に記録されたホログラムに参照光を照射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を再生するホログラム記録再生装置において、
記録媒体として、一面側から信号光および参照光が照射されるホログラム記録層と、当該ホログラム記録層の他面に積層された光吸収層と、当該光吸収層の他面に光透過層を介して積層された反射層とを備えたものが用いられ、
信号光および球面参照光を記録媒体に照射する光学機構と、光学機構および記録媒体の一方を他方に対して相対的に移動させる移動機構とを備えており、
前記光学機構および前記記録媒体の一方が他方に対して記録媒体の表面に沿って一方向に相対的に移動されて当該記録媒体に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ことを特徴とするホログラム記録再生装置
The interference fringes between the signal light carrying the data information and the reference light are multiplex-recorded as a hologram on the recording medium, and the hologram recorded on the recording medium is irradiated with the reference light to reproduce the data information recorded on the hologram. In a hologram recording / reproducing device,
As a recording medium, a hologram recording layer irradiated with signal light and reference light from one side, a light absorption layer laminated on the other surface of the hologram recording layer, and a light transmission layer on the other surface of the light absorption layer And a reflective layer that is laminated by using
An optical mechanism that irradiates the recording medium with the signal light and the spherical reference light, and a moving mechanism that moves one of the optical mechanism and the recording medium relative to the other,
One of the optical mechanism and the recording medium is relatively moved in one direction along the surface of the recording medium with respect to the other, and shift multiplex recording is performed on the recording medium, so that a shift multiplex hologram sequence is recorded. A hologram recording / reproducing apparatus characterized by the above-mentioned .
信号光の記録媒体に対する入射光軸と参照光の記録媒体に対する入射光軸とを含む平面に垂直な平面を基準面としたとき、記録媒体を回動させることにより当該記録媒体の表面を当該基準面に対して傾斜させる記録媒体チルト機構をさらに備えており、When a plane perpendicular to a plane containing the optical axis of the signal light incident on the recording medium and the optical axis of the reference light incident on the recording medium is set as the reference plane, the surface of the recording medium is rotated by rotating the recording medium. Further provided is a recording medium tilt mechanism for inclining with respect to the surface,
記録媒体チルト機構によって記録媒体の表面を前記基準面に対して傾斜させた状態で、一方向のみの球面参照光シフト多重記録が行われることによって、新たなシフト多重ホログラム列が記録媒体に既に記録されたシフト多重ホログラム列の記録領域と同一の領域に多重記録されることを特徴とする請求項3に記載のホログラム記録再生装置。In the state where the surface of the recording medium is tilted with respect to the reference plane by the recording medium tilt mechanism, the spherical reference light shift multiplex recording in only one direction is performed, so that a new shift multiplexed hologram sequence is already recorded on the recording medium. 4. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 3, wherein the multiplexed recording is performed in the same area as the recording area of the shifted multiplexed hologram row.
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