JPH0233178A - 光記憶装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用公費〉 本発明は、ホログラムによって情報の記録を行なう光記
憶装置に関する。

〈従来の技術とその課題〉 データベースの大容量化、情報処理の高度化に伴い、よ
り一致の大量の情報を高速に記憶再生できる記憶装置の
開発が望まれている。

これらのニーズに対して、情報をピットバイピット（ｂ
ｉｔ　ｂｙ　ｂｉｔ）で扱う従来からの磁気ディスク装
置や光デイスク装置の開発とは別に、情報を２次元の固
まりとして扱うホログラフィ記憶装置がより高密度な記
録を高速に実現できる装置として研究が進められている
。

ホ四グラフィ記憶再生装置の構成例を、第７図に示す。

同図において、１はレーザ素子、２はコリメータレンズ
光学系、３はビームスプリッタ、４は空間光変調器、５
はフーリエレンズ、６は円盤状の光記憶媒体、７はビー
ムエキスパンダ、８はミラー　９は再生用フーリエレン
ズ、１０は光検出器、１２はアパーチャ、１３は円盤の
回転軸、１４はレーザ素子１、コリメータレンズ光学系
２、ビームスプリッタ３、空間光変調ｖａ４、フーリエ
レンズ５、ビームエキスパンダ７、ミラー８、再生用フ
ーリエレンズ９、光検出器１０．アパーチャ１２からな
るホログラム記録再生ヘッドである。

このような装置の記録時の動作について説明するに、ホ
ログラム記録再生ヘッド１４が所望のトラック上の場所
に位置づけられた後、レーザ素子１から発生したレーザ
光は、コリメータレンズ系２により平行光に変換される
。

この平行光はビームスプリッタ３によって２方向ビーム
に分割され、一方は、ミラー８で反射され、アパーチャ
１２で適当なビーム径に変更されたあとフーリエレンズ
５を通過して、記憶媒体６上でホログラム作成の参照光
となる。また、分割されたもう一方の平行光は、ビーム
エキスパンダ７により空間光変調器４の全素子をカバー
するに十分な大きさのビーム径に変換され、空間光度ｒ
Ａ８４に入射する。記録すべき信号は、入力信号処理回
路（図示せず）によって空間光変調＠ｌ！４の制御信号
に変換されて、空間光変調＠４を駆動するので、空間光
変ｉｌｌ響４へ入射した平行光は入力情報を含んだ光に
変換されて出射され、フーリエレンズ５を通過して、記
憶媒体６上でホログラム作成のための物体光となる。こ
の物体光と前記参照光が、干渉してホログラムを発生し
、光記憶媒体上のトラックに沿って記録される。

次に再生時の動作について説明する。記録時と同様に、
レーザ素子１から出射したレーザ光は、コリメータレン
ズ系２により平行光に変換される。この平行光はビーム
スプリッタ３によって２方向ビームに分割され、一方は
、ミラー８で反射され、アパーチャ１２で適当なビーム
径に変更されたあとフーリエレンズ５を通過して、光記
憶媒体６上でホログラム作成の照明光となる。この照明
光は、光記憶媒体６に記録されたホログラムに入射する
と回折されて、情報を含んだ光線に変換されて出射され
る。出射された光線は、再生用フーリエレンズ９をへて
平行光に変換されて光検出９１０に入射される。光検出
９１０に２次元イメージセンサ等を用いれば、空間的２
次元情報が再生される。さらに、光検出器１０からの出
力を出力信号処理回路（図示せず）に入力すれば、情報
は時間的１次元情報に変換される。なお、再生時には、
ビームスプリッタ３がら空間光変調器４に入射する平行
光は透過されず、フーリエレンズ５には届かないように
なっている。

次に光記憶媒体上のトラックと記録されるホログラムの
関係を説明する。参照光の中心軸の記録媒体上への投影
線と記録媒体上の一トラック中心線及び、発生するホホ
ログラムの主たる干渉縞の関係を第８図に示す。同図に
おいて、２２は参照光の中心軸の記録媒体上への投影線
、２３はトラック中心線、２４は発生するホログラム、
２５は本ログラムの主たる干渉縞である。ここで、物体
光の中心軸は光記憶媒体に垂直に換言すれば図面に垂直
に入射しているものとする。このような装置においては
、第８図に示すように、参照光の記録媒体上への投影線
とトラック中心線が直交しているため、発生するホログ
ラムの主なる干渉縞は、トラック中心線と平行となる。

しかも物体光と参照光とが同様な入射関係にてホログラ
ムが記録されることにより、隣接トラックについても、
ホログラムの主たる干渉縞の方向はトラック中心線と平
行となる。

しかしながら、ホログラムの主たる干渉縞の方向が全て
のトラックにてトラック中心線に対し平行となるため、
参照光を照明光として用いる再生時には、ヘッド１４の
トラック位置決め誤差により、照明光が隣接するトラッ
ク上のホログラムをも照明してしまい、情報を混入して
再生するおそれ、すなわちクロストーク増大のおそれが
ある。

このクロストーク防止のためには、トラック位置決め誤
差を皆無にすることが困難であることから、隣接トラッ
ク間にホログラムを記録しない無記録領域を設けること
が現実的な対策となるが、別に記録密度が低下せざるを
得ないという欠点が生ずる。

そこで、本発明は無記録領域を設けることなくり四スト
ークを減少した光記憶装置を提供する。

く課題を解決するための手段〉 上述の目的を達成する本発明は、レーザ光源からのレー
ザ光を二つのビームに分割して一方を情報を含む物体光
のビームとすると共に他方を参照光のビームとし、これ
らビームを光記憶媒体上にて一致させて上記物体光と参
照光との干渉にて発生するホログラムを光記憶媒体のト
ラックに沿って記憶する記憶装置において、上記参照先
のビームをこの参照光の中心軸の記憶媒体上への投影線
と上記記憶媒体上のトラック中心軸とのなす角度が異な
る複数のビームとし、この複数の各ビームに対し光シャ
ッタを配置し、この光シャッタのうち１個を選択して開
放させる制御回路を備えたことを特徴とする。

く作　　　用〉 記憶にあっては、参照光の中心軸の記憶媒体上への投影
線の方向に依存して形成されるホログラムの主たる干渉
縞の方向が、例えば隣接トラックごとに別角度の参照光
のビームを用いることにより異なって形成されるために
、再生に当っては同一方向の参照光（照明光）でしか回
折にて再生できないという現象を利用して例えば隣接ト
ラックの異なる方向の干渉縞が再生されず、り四ストー
クが生じない。

く実　施　例〉 ここで、第１図ないし第６図を参照して本発明の詳細な
説明する。第１図及び第２図は構成図で第２図は第１図
のＡ方向からみた図であり、同一符号は同一素子である
。第１図、第２図において、３１はレーザ素子、３２は
コリメータレンズ光学系、３３．３４はビームスプリッ
タ、３５，４３はミラー　３６゜４４は光シャッタ、３
７はビームエキスパンダ、３８は空間光変調器、３９は
フーリエレンズ、４０は光記憶媒体、４１は再生用フー
リエレンズ、４２は光検出器、４５．４６は参照光（再
生時は照明光）、４７は物体光、４９は記録（再生）す
るトラックに対して光シャッタ３６．４４の一方のみを
開放状態にする制御回路である。この実施例では、ビー
ムスプリッタ３３，３４による反射光は二つのビームの
参照光４５，４．６として光シャッタ３６．４４を介し
て記憶媒体４０上に集束されることになる。

かかる第１図、第２図の動作を説明するに、レーザ素子
３１から発生するレーザ光は、コリメータレンズ光学系
３２により平行ビームに変換され）ビームスプリッタ３
３により２本のビームに分割される。このうち一方のビ
ームはミラー３５、光シャッタ３６、フーリエレンズ３
９を通過して、第１の参照光（照明光）４５となる。他
方のビームはビームスプリッタ３４でさらに２本のビー
ムに分割される。このうち一方のビームはミラー４３、
光シャッタ４４、フーリエ・レンズ３９を通過して第２
の参照光（照明光）４６となる。そして残りのビームは
ビームエキスパンダ３７、空間光変調器３８、フーリエ
レンズ３９を通過して物体光４７となる。ホログラムを
記録する場合には、制御回路４９により、光シャッタ３
６．４４のどちらか一方のみを開状態に動作させること
により、４５または４６の参照光を選択する。

第３図は、２つの参照光４５．４６の中心軸の光記憶媒
体面上への投影線とトラック中心線との関係を、第４図
は、生じるホログラムの主たる干渉縞を説明する図であ
る。５１はトラック中心線、５２は第１の参照光４５の
中心軸の光記憶媒体上への投影綿、５３は第２の参照光
４゛６の光記憶媒体上への投影線である。この投影＄５
２と５３はトラック中心＄５１に対してそれぞれ４５°
　−４５°の角度を持っているため、生じるホログラム
の主たる干渉縞の向きは９０６ずれたものになる。

すなわち、第１の参照光４５を用いた場合に庄じるホロ
グラムの主たる干渉縞は第４図（ｂ）となり、第２の参
照光４６を用いた場合に生じるホログラムの主たる干渉
縞は第４図（ａ）となる。記録されたホログラムを再生
する場合には、記録するときに用いた参照光４５又は４
６を照明光として光シャッタ３６又は４４の開放を選択
する。この場合、記録のときの参照光と照明光とが一致
しない情報は再生できず、例えば第１参照光４５を照明
光とした場合第４図（ａ）の干渉縞は再生できず、第２
参照光４６を照明光とした場合第４図（ｂｌの干渉縞は
再生できない。

第５図は本実施例を用いて、隣接するトラックに対して
異なる参照光を用いた場合に記録されるホログラムの記
録状態である。トラック５１−１．５１−３に対しては
参照光５３、トラック５３−２に対しては参照光５２を
用いている。図から明らかなように記録されるホログラ
ムの主たる干渉縞の向きは、隣接するトラックでは興な
っている。このように記録された本ログラムを再生する
場合、前述のように′トラックごとに照明光を切替える
ように制御回路４９にて光シャッタ３６．４４を制御す
る。このときトラックの位置決めの誤差が存在して、隣
接するトラックのホログラムをも照明しても、隣接する
ホログラムの主たる干渉縞は９０°ずれているので、隣
接するトラック上の情報を混入して再生する恐れがない
。従って、隣接するトラック間にホログラムを記録しな
い未記録領域を用意する必要がなく、記録密度の低下を
誇たすことがない。

さらには、第６図に示すようにトラック間隔Ｔをホログ
ラムの大きさＨよりも小さくして、記録密度を向上させ
ることも可能である。すなわち、隣接トラックのホログ
ラムとおしが一部璽なるようにして記憶させてもよい。

この場合、光記憶媒体の材質にもよるが、重なり部分も
相応する照明光にて再生することができる。

上述の実施例は２つの参照光のビームの例を示したが、
その数は限定されず、例えば物体光の光軸を中心として
そのまわ秒に２以上多くの参照先の光軸が位置するよう
にして、トラック中心軸に対し各員なる角での参照光の
中心軸の記憶媒体への投影線を得ることができる。

また、第１の参照光の投影線と第２の参照光の投影線と
の角度は第３図の如く９００に限定する必要はない。

更に、隣接トラック間の干渉縞の方向を興ならしめるば
かやでなく、例えば同一トラックの異なる部分について
異ならしめてもよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明の光記憶装置によれば、再
生時に隣接するトラックの情、報の混入を招くことなく
、高密度記録が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、本発明の実施例の構成図、第３図は
、本発明の実施例における参照光の中心軸の光記憶媒体
上への投影線とトラック中心線の関係図、第４．５．８
図は本発明の実施例において記録されるホログラムの説
明図、第７図は、従来のホ四グラフィ記憶装置の構成図
、第８Ｆ！ＩＡは参照光の中心軸の光記憶媒体上への投
影線とトラック中心線および記録されるホログラムの関
係図である。 図面中、 ３１はレーザ素子、 ３２はコリメータレンズ光学系、 ３３．３４はビームスプリッタ、 ３５．４３はミラー ３６．４４は光シャッタ、 ３７はビームスプリッタ１ ３８は空間光変調器、 ３９はフーリエレンズ、 ４０は光記憶媒体、 ４１は再生用フーリエレンズ、 ４２は光検出臂、 ４５．４６は参照光（照明光）、 ４９は制御回路、 ５１はトラック中心線、 ５２．５３は参照光の中心軸の光記憶媒体上への投影線
、 Ｈはホログラムの大きさ、 Ｔはトラック間隔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レーザ光源からのレーザ光を二つのビームに分割して一
   方を情報を含む物体光のビームとすると共に他方を参照
   光のビームとし、これらビームを光記憶媒体上にて一致
   させて上記物体光と参照光との干渉にて発生するホログ
   ラムを光記憶媒体のトラックに沿って記憶する記憶装置
   において、 上記参照光のビームをこの参照光の中心軸の記憶媒体上
   への投影線と上記記憶媒体上のトラック中心軸とのなす
   角度が異なる複数のビームとし、 この複数の各ビームに対し光シャッタを配置し、 この光シャッタのうち１個を選択して開放させる制御回
   路を備え、 たことを特徴とする光記憶装置。