JPH0361921A - 二次元情報の記録再生方法 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、簡略な光学系で可干渉性の低い光源を使用し
ても再生時のＳ／Ｎ比を高くできる二次元情報の記録再
生方法に関する。

〈従来の技術〉 近年、二次元情報の高密度記録が可能であると共に記録
媒体の欠損等による再生時のこの二次元情報の欠落の虞
が少ないホログラフィを二次元情報の記録再生に利用す
ることが研究されている。この場合、記録の書換えが繰
り返しできるように、記録媒体としては磁気カー効果や
ファラデー効果等を利用した磁気光学材料や可逆的相転
移による光の透過率変化を利用した死相転移材料等が採
用される。

ホログラフィによる従来の二次元情報の記録原理を表す
第７図に示すように、レーザ発振器１から図示しないコ
リメート光学系を介して射出するコヒーレント光ビーム
２は、ビームスプリッタ３により物体光用と参照光用と
の二つに分けられる。ビームスプリッタ３を透過した物
体光用のコヒーレント光ビーム２ａは、二次元情報をド
ツトマトリックスとして液晶等により明暗表示する空間
光変調器４に入射し、二次元情報を含む回折した物体光
５となって集光レンズ６を介しその焦点位置近傍に配置
された記録媒体７に投射される。

一方、ビームスプリッタ３で反射した参照光用のコヒー
レント光ビーム２ｂは、反射［８によりそのまま参照光
９として記録媒体７に投射され、この参照光９と前述し
た物体光５とが干渉して記録媒体７に二次元情報のホロ
グラムが記録される。

これを再生するに際しては、参照光９のみを記録媒体７
に照射し、その透過光或いは反射光の一次回折光から記
録時に使用した集光レンズ６と同一な光学系を用いて元
の二次元情報を得ろ。

〈発明が解決しようとする課題〉 ホログラフィによる二次元情報の記録再生に際しては、
光学系がｖ１雑でその部品点数が多く光の損失が多いこ
とから、光量の大きな可干渉性の光ビームを採用する必
要がある。

ところが、可干渉距離の短い光ビームを用いた場合には
、光学系をコンパクトにまとめて光路長を短く設定しな
ければならず、実際問題として光学系の配置に困難を伴
うことが多い。又、可干渉距離の長いレーザビーム等を
用いた場合には、上述したような不具合を避けることが
できるものの、光源が大形で高価なために設置スペース
やコストの面から制約を受けることがある。

一方、ホログラムを形成するための書換え可能な記録媒
体として用いられる磁気光学材料や死相転移材料等は、
一般に回折効率が小さく、特に磁気光学材料では回折効
率が１０−６から１０−“程度しかなく、再生時のＳ／
Ｎ比を大きくすることができなかった。

く課題を解決するための手段〉 第一番目の本発明による二次元情報の記録再生方法は、
二次元情報の光学的フーリエ変換像或いは光学的フラウ
ンホーファ変換像を回折格子状をなす光記録媒体に記録
し、その一次回折光から前記二次元情報を再生するよう
にしたことを特徴とするものである。

又、第二番目の本発明による二次元情報の記録再生方法
は、二次元情報の光学的フーリエ変換像或いは光学的フ
ラウンホーファ変換像を回折格子が接合された光記録媒
体に記録し、その一次回折光から前記二次元情報を再生
するようにしたことを特徴とするものである。

更に、第三番目の本発明による二次元情報の記録再生方
法は、二次元情報の光学的フーリエ変換像或いは光学的
ブラウンホーファ変換像を光記録媒体に記録し、この光
記録媒体に回折格子を接合した状態でその一次回折光か
ら前記二次元情報を再生するようにしたことを特徴とす
るものである。

〈作　　　用〉 光記録媒体には二次元情報の光学的フーリエ変換像或い
は光学的フラウンホーファ変換像が記録される。これら
光学的フーリエ変換像或いは光学的フラウンホーファ変
換＠！（よ、光の干渉を利用することなく単純な光学系
にて得られる。

この光記録媒体に再生用の光ビームを照射すると、回折
格子により前述した光学的フーリエ変換像或いは光学的
フラウンホーファ変換像の情報を含む一次回折光が得ら
れる。前述した再生用の光ビームに対するこの一次回折
光の割合は比較的多く、これを再びフーリエ変換或いは
フラウンホーファ変換ずろ乙とで元の二次元情報の明る
い再生像が得られろ。

く実　施　例〉 本発明によろ一実施例の記録状態を表す第１図に示すよ
うに、記録用の光源１１から図示しないコリメート光学
系を介して射出する光ビーム１２は、空間光度１１器１
３を透過し、集光レンズ１４によって空間光変調器１３
の光学的フーリエ変換像或いは光学的フラウンホーファ
変換像がこの集光レンズ１４の焦点位置近傍に配置され
た光記録媒体１５に記録される。

空間光度１１１ｉ＠　１３は例えば５０μｍから１００
μｍ程度の間隔のドットマトリツクスで二次元情報の明
暗表示を行うものであり、第２図に示す如き市松模様の
二次元パターンに対しては、光ビーム１２の回折により
第３図に示す如き水玉模様のフーリエ変換像或いはフラ
ウンホーファ変換像が得られる。

本実施例の光記録媒体１５は、ガドリニウム−ガリウム
−ガーネット（Ｇ　ｄ、Ｇ　ａ、０．２）等の基板１６
上に再生時における一次回折光を増加させるためのビス
マスを添加した磁性ガーネット膜１７及びテルビウム−
鉄等の磁気光学記録膜１８を順次積層したものである。

磁性ガーネット膜１７は、その膜厚や磁気特性を適当に
￥１４ａｔ、、０．３μｍから２μｍ程度の間隔の相互
に平行な磁区を形成した回折格子として機能させる。又
、磁気光学記録膜１８ζよ二次元情報の記録前にその膜
面に対して垂直な同一方向に全て磁化させておく。そし
て、この磁気光学記録膜１Ｂのキュリー温度及び飽和磁
化並びに磁性ガーネット膜１７の保持力よりも、磁性ガ
ーネット膜１７のキュリー温度及び飽和磁化並びに磁気
光学記録膜１８の保持力がそれぞれ大きくなるように、
これら磁性ガーネット膜１７及び磁気光学記録膜１８の
磁気特性を設定しておく。

従って、空間光変ｍ器１３に第２図に示す如き市松模様
の透光部１９と遮光部２０とが形成されている場合、そ
のフーリエ変換像或いはフラウンホーファ変換像である
第３図に示す如き水玉模様が光記録媒体１５の磁気光学
記録膜１８に照射される。この結果、磁気光学記録膜１
８の水玉模様の部分２１の温度がそのキュリー温度以上
に昇温して磁化が消去される。この後、光源１１からの
光ビーム１２の照射が終了すると、前述した水玉模様の
部分２１の温度が下降し、そのキュリー温度以下になる
際に磁性ガーネット膜１７の磁区が転写され、最終的に
磁気光学記録膜１８には磁性ガーネット膜１７の磁気格
子が転写された第３図に示す如き水玉模様のフーリエ変
換像或いはフラウンホーファ変換像が記録される。

このように、空間光変調器１３の二次元情報を記録する
に際しては、集光レンズ１４により磁気光学記録膜１８
がそのキュリー温度以上に昇諷するような光源１１を用
いれば良く、レーザ発振器のような可干渉性の光ビーム
を採用する必要（よ全くない。

この光記録媒体１５に記録された二次元情報を再生する
場合には、その再生原理を表す第４図に示すように、再
生用の光源２２からコリメート光学系２３を介して射出
される光ビーム２４を光記録媒体１５の磁気光学記録膜
１８に照射し、ここに記録された磁気格子を伴う水玉模
様の一次回折光２５を再生用レンズ２６によってフーリ
エ変換或いはフラウンホーファ変換し、これによって得
られろ第２図に示す如き市松模様の実像を二次元光検出
器２７にて読み出す。

再生用レンズ２６は磁気光学記録膜１８からその焦点距
離だけほぼ離れた位置に配置されており、その光軸と光
ビーム２４とのなす角θは、光ビーム２４の波長をλ、
磁気格子の間隔（磁性ガーネット膜１７に形成された相
互に平行な磁区の間隔）をＰとすると、回折格子に対す
る入射角とその一次回折光との関係から Ｐ−一〇＝λ となる。

なお、本実施例では光記録媒体１５に対する反射光の一
次回折光を得るようにしているため、光記録媒体１５の
磁性ガーネット膜１７と磁気光学記録膜１８との間に更
にアルミニラムやクロム等による１００人程度の反射膜
を形成した場合には、より一層明るい再生像を得ろこと
ができる。又、記録情報を含まない０次回行光が再生用
レンズ２６を介して二次元光検出９２７側へ入り込まな
いように、光記録媒体１５と二次元光検出Ｎ２７どの間
に０次回行光を遮光する検光子を介在させることにより
、Ｓ／Ｎ比の良い再生像を得ることができる。この再生
の場合においても、記録の場合と同様に光の干渉を利用
しておらず、従って白色光の光源２２を採用しても何ら
問題は起こらない。

このように、本実施例では光記録媒体１５の磁気光学記
録膜ＩＢに二次元情報のフーリエ変換像を磁気格子を伴
って形成したが、磁気光学効果の大きな磁性ガーネット
膜１７にも形成して再生時の一次回折光の光量を更に増
大させることが可能である。具体的には、記録の際に磁
気光学記録膜１８に印加された磁場と逆向きのバイアス
磁界をこの磁気光学記録膜１８に印加する。これにより
、磁気光学記録膜１８に記録されるフーリエ変換像或い
はフラウンホーファ変換像は、光が照射されない非記録
部分とは逆方向に磁化する結果、磁束がフーリエ変換像
或いはフラウンホーファ変換像の部分からそれ以外の非
記録部分へと流れ、この磁束の流れに伴って磁性ガーネ
ット膜１７の磁区模様が磁気光学記録膜１８に記録され
たフーリエ変換像或いはフラウンホーファ変換像と対応
した磁区模様となって磁性ガーネットＷＡ１７にも記録
される。

この方法では、磁性ガーネット１１ｓ１１７にビスマス
を添加する必要がなく、光記録媒体１５に対する透過光
の一次回折光をフーリエ変換或いはブラウンホーファ変
換して再生像を得ることができる。この場合、磁性ガー
ネット膜１７は磁気光学効果がテルビウム−鉄等の磁気
光学記録膜１８よりも約１桁大きく、明るい再生像が得
られる。

以上の実施例では、光記録媒体１５の磁性ガーネット膜
１７や磁気光学記録膜１８に磁気格子を伴うフーリエ変
換像或いはフラウンホーファ変換像を形成したが、基板
１６側に回折格子を形成することも可能である。

このような本発明の他の一実施例による光記録媒体１５
の構造を表す第５図に示すように、基板１６の表面には
再生時における一次回折光の割合を増大すべく、ブレー
ズ化された回折格子２８が形成され、その上に紫外線硬
化樹脂やカナダバルサム等の透光接合１［１２９を介し
てａ！気光学記録膜１８が積層されている。従って、記
録の際には第１図と同じ光学系の配置で二次元情報のフ
ーリエ変換像或いはフラウンホーファ変換像がそのまま
光記録媒体１５の磁気光学記録膜１８に記録される。

又、再生の際には第４図と同じ光学系の配置で二次元゛
光検出器２７に元の二次元情報を読み出すが、この場合
、光記録媒体１５からの一次回折光２５は、再生用の光
源２２から射出する光ビーム２４と直交する偏光成分で
あり、ブレーズ化された回折格子２８を使用しているこ
とから、この偏光成分だけ二次元光検出器２７に到達す
るように、検光子を光記録媒体１５と二次元光検出器２
７との同に配置することが望ましい。

本実施例ではブレーズ化された回折格子２８を利用して
一次回折光を得るようにしているため、第７図に示す従
来の方法よりも再生像の明るさを大幅に増大させること
が可能であり、顕著なＳ／Ｎ比の改善を期待できる。

なお、以上の実施例では光記録媒体１５に磁気カー効果
やファラデー効果等を利用した磁気光学材料を用いたが
、可逆的相転移による光の透過率変化を利用したアンチ
モン−テルル等の死相転移材料を使用することも可能で
ある。この場合、光記録媒体１５の構造としては、表面
にブレーズ化された回折格子を形成した相転移記録膜を
基板上に設けるか、或いは第５図において磁気光学記録
膜１８を形成せず、透光接合１１５！２９に代えて光相
転移記録膜を形成すると良い。この実施例にわいても先
の実施例と同様にブレーズ化された回折格子を有してい
るため、明るい再生像によってＳ／Ｎ比を大幅に向上さ
せろことができる。

本発明による更に別な一実施例の記録概念を表す第６図
に示すように、光記ａｍ体１５をそれぞれ一定厚の基板
１６と死相転移記録膜３０とで構成し、記録の際には記
録用の光源１１からの光ビーム１２を空間光変調器４器
１３に照射し、その回折光のフーリエ変換像或いはフラ
ウンホーファ変換像を集光レンズ１４により光記録媒体
１５の先祖転移記録ＦＪ３０に記録する。又、この再生
時には、別に用意しであるブレーズ化された回折格子２
８をこの光記録媒体１５の死相転移記録膜３０に密着さ
せ、この状態にて第４図に示す光学系と同じ配列にて二
次元情報を二次元光検出器２７にて読み出すようにして
いる。

本実施例ではブレーズ化された回折格子２８を再生時の
み使用するようにしているため、このブレーズ化された
回折格子２８に光学的演算機能を持たせることができ、
従って記録された二次元情報を何らかの処理が加えられ
た状態で再生することが可能となる。又、先の実施例と
同様にブレーズ化された回折格子２８の一次回折光から
再生像を得るようにしているため、やはりＳ／Ｎ比の大
幅な改善を期待できる。

〈発明の効果〉 本発明の二次元情報の記録再生方法によると、光の干渉
を利用せずに光学的フーリエ変換或いはフラウンホーフ
ァ変換により二次元情報の記録再生を行うようにしたの
で、可干渉性の高価な光源を醍う必要がなく、光学系の
部品点数を削減してコンパクトな記録再生装置を低コス
トにて実現できる。又、光学系の部品点数が少ないこと
による光の損失の減少に加え、入射光に対して一次回折
光の光量の割合の多い回折格子を利用していることによ
り、再生時におけろＳ／Ｎ比を大幅に高めることができ
ろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による二次元情報の記録再生方法の一実
施例の記録状態を表す概念図、第２図は空間光変調器に
形成された二次元情報の一例を表す正面図、第３図はそ
の・フーリエ変換像或いはフラウンホーファ変換像の一
例を表す正面図、第４図は再生状態を表す概念図、第５
図は光記録媒体の他の＃ｉ略槽構造表す概念図、第６図
は本発明の別な一実施例における記録状態を表す概念図
である。又、第７図は従来の二次元情報の記録再生方法
の一例におけろ記録状態を表す概念図である。 図中の符号で１１，２２は光源、１２．２４は光ビーム
、１３（よ空間光度ｉ器、１４は集光レンズ、１５（よ
光記録媒体、１６は基板、１７は磁性ガーネット膜、１
８は磁気光学記録膜、２３はコリメート光学系、２５１
よ一次回折光、２６は再生用レンズ、２７は二次元光検
出器、８はブレ″−ズ化された回折格子、 Ｏは死相 転移記録膜である。 特 許 出 願 人 日本電信電話株式会社 代 理 人

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）二次元情報の光学的フーリエ変換像或いは光学的
   フラウンホーファ変換像を回折格子状をなす光記録媒体
   に記録し、その一次回折光から前記二次元情報を再生す
   るようにしたことを特徴とする二次元情報の記録再生方
   法。
2. （２）二次元情報の光学的フーリエ変換像或いは光学的
   フラウンホーファ変換像を回折格子が接合された光記録
   媒体に記録し、その一次回折光から前記二次元情報を再
   生するようにしたことを特徴とする二次元情報の記録再
   生方法。
3. （３）二次元情報の光学的フーリエ変換像或いは光学的
   フラウンホーファ変換像を光記録媒体に記録し、この光
   記録媒体に回折格子を接合した状態でその一次回折光か
   ら前記二次元情報を再生するようにしたことを特徴とす
   る二次元情報の記録再生方法。