KR20070006758A - 홀로그램 기록 장치, 홀로그램 재생 장치, 홀로그램 기록방법, 홀로그램 재생 방법, 및 홀로그램 기록 매체 - Google Patents

홀로그램 기록 장치, 홀로그램 재생 장치, 홀로그램 기록방법, 홀로그램 재생 방법, 및 홀로그램 기록 매체 Download PDF

Info

Publication number
KR20070006758A
KR20070006758A KR1020067017611A KR20067017611A KR20070006758A KR 20070006758 A KR20070006758 A KR 20070006758A KR 1020067017611 A KR1020067017611 A KR 1020067017611A KR 20067017611 A KR20067017611 A KR 20067017611A KR 20070006758 A KR20070006758 A KR 20070006758A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hologram recording
recording medium
light
phase
phase modulation
Prior art date
Application number
KR1020067017611A
Other languages
English (en)
Inventor
미츠루 토이시
히토시 오카다
토미지 타나카
Original Assignee
소니 가부시끼 가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 소니 가부시끼 가이샤 filed Critical 소니 가부시끼 가이샤
Publication of KR20070006758A publication Critical patent/KR20070006758A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1374—Objective lenses
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
    • G03H1/28—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique superimposed holograms only
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
    • G11B7/00772—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track on record carriers storing information in the form of optical interference patterns, e.g. holograms
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/128—Modulators

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

간편하게 홀로그램 기록 매체로의 다중기록, 재생을 행할 수가 있는 홀로그램 기록 장치이다. 홀로그램 기록 장치가, 광변조 소자에서 변조된 신호광 및 위상 변조 소자에서 위상 변조된 참조광을 홀로그램 기록 매체의 개략 동일 개소에 집광하는 광학계와, 위상 변조 소자와 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어하는 거리 제어 기구를 구비한다. 위상 변조 소자와 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어함으로써, 홀로그램 기록 매체로의 다중기록을 행할 수 있다. 통상의 위상 상관 다중 방식에서는 홀로그램 기록 매체의 표면 방향으로 집광 개소를 시프트함으로써 다중기록을 행하고 있음에 대해, 이와 같은 표면 방향으로의 시프트를 필요로 하는 일 없이 다중기록이 가능해진다. 홀로그램 기록 매체의 표면 방향으로의 시프트를 행함으로써, 더욱 기록 용량의 증대를 도모하는 것이 가능하고, 이 때에는, 통상의 위상 상관 다중의 경우보다도, 시프트량에 여유를 갖게 할 수 있다.
홀로그램

Description

홀로그램 기록 장치, 홀로그램 재생 장치, 홀로그램 기록 방법, 홀로그램 재생 방법, 및 홀로그램 기록 매체{HOLOGRAM RECORDING DEVICE, HOLOGRAM REPRODUCTION DEVICE, HOLOGRAM RECORDING METHOD, HOLOGRAM REPRODUCTION METHOD, AND HOLOGRAM RECORDING MEDIUM}
본 발명은, 홀로그램을 이용하여 기록을 행하는 홀로그램 기록 장치, 홀로그램 재생 장치, 홀로그램 기록 방법, 홀로그램 재생 방법, 및 홀로그램 기록 매체에 관한 것이다.
홀로그래피를 사용하여 데이터를 기록하는 홀로그램 기록 장치의 개발이 진행되고 있다.
홀로그램 기록 장치에서는, 변조된(데이터가 중첩된) 신호광, 변조되지 않은 참조광의 2개를 레이저광으로부터 생성하고, 이들을 홀로그램 기록 매체의 동일 장소에 조사한다. 그 결과, 홀로그램 기록 매체상에서 신호광과 참조광이 간섭하여 조사점에 회절 격자(홀로그램)가 형성되고, 홀로그램 기록 매체에 데이터가 기록된다.
기록이 끝난 홀로그램 기록 매체에 참조광을 조사함으로써, 기록시에 형성된 회절 격자로부터 회절광(재생광)이 발생한다. 이 재생광은 기록시의 신호광에 중첩 된 데이터를 포함하고 있기 때문에, 이것을 수광 소자에서 수광하여 기록한 신호를 재생할 수 있다.
홀로그램 기록 매체에 많은 정보를 기록하기 위해, 홀로그램 기록 매체에 다수의 홀로그램을 형성하는 경우가 있다. 이 경우, 홀로그램 기록 매체상의 다른 개소에 홀로그램을 형성한다고 하는것이 아니라, 홀로그램 기록 매체의 동일 개소에 참조광의 입사각도를 변화시켜서 홀로그램을 형성하는 것도 가능하다. 이것은, 이른바 다중기록(각도 다중)으로서, 재생시에 기록시와 동일한 참조광을 이용함으로써, 동일 개소에 형성된 복수의 홀로그램 각각에 대응하는 재생광, 나아가서는 데이터를 얻는 것이 가능하다.
또한, 다중기록의 일종인 위상 상관 다중을 이용하여 기록 용량의 증대를 도모한 홀로그램 기록 장치의 개발이 진행되어 있다(예를 들면, 특개평11-242424호 공보 참조).
그러나, 위상 상관 다중에서는 홀로그램 기록 매체의 표면 방향으로 집광 개소를 시프트함으로써 다중기록을 행하고 있어서, 기록 용량의 증대를 도모하는데는, 이 시프트량을 미소량으로 하여 정밀하게 제어할 필요가 있다.
이상과 같은 사정을 감안하여, 본 발명의 목적은, 간편하게 홀로그램 기록 매체로의 다중기록, 재생을 행할 수 있는 홀로그램 기록 장치, 홀로그램 재생 장치, 홀로그램 기록 방법, 홀로그램 재생 방법, 및 홀로그램 기록 매체를 제공하는 것에 있다.
A. 본 발명에 관한 홀로그램 기록 장치는, 레이저광을 출사하는 레이저광원과, 상기 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 신호광과 참조광으로 분기하는 광분기 소자와, 상기 광분기 소자에서 분기된 신호광을 변조하는 광변조 소자와, 상기 광분기 소자에서 분기된 참조광을 위상 변조하는 위상 변조 소자와, 상기 광변조 소자에서 변조된 신호광 및 상기 위상 변조 소자에서 위상 변조된 참조광을 홀로그램 기록 매체의 개략 동일 개소에 집광하는 광학계와, 상기 위상 변조 소자와 상기 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어하는 거리 제어 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
위상 변조 소자와 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어함으로써, 홀로그램 기록 매체로의 다중기록을 행할 수 있다. 통상의 위상 상관 다중 방식에서는 홀로그램 기록 매체의 표면 방향으로 집광 개소를 시프트함으로써 다중기록을 행하고 있음에 대해, 표면 방향으로의 시프트를 필요로 하는 일 없이 다중기록이 가능해진다.
또한, 통상의 위상 상관 다중 방식과 마찬가지로 홀로그램 기록 매체의 표면 방향으로의 시프트를 행함으로써, 더욱 기록 용량의 증대를 도모하는 것이 가능하다. 이 때에는, 통상의 위상 상관 다중의 경우보다도, 시프트량에 여유를 갖게 할 수 있다.
(1) 상기 광학계가, 상기 신호광, 상기 참조광의 쌍방을 상기 홀로그램 기록 매체에 집광하는 대물 렌즈를 구비하여도 좋다.
단일한 대물 렌즈로 신호광 및 참조광의 초점 조정을 행할 수 있기 때문에, 포커스 제어가 용이하다.
여기서, 상기 광학계가, 상기 신호광, 상기 참조광의 한쪽만을 통과시키는 렌즈를 구비하여도 좋다.
신호광과 참조광의 초점의 깊이를 다르게 하는 것을 용이하게 행할 수 있다.
(2) 상기 광학계가, 상기 신호광을 상기 홀로그램 기록 매체에 집광하는 제 1의 대물 렌즈와, 상기 참조광을 상기 홀로그램 기록 매체에 집광하는 제 2의 대물 렌즈를 구비하여도 좋다.
제 1, 제 2의 대물 렌즈 각각에서 신호광, 참조광을 집광함으로써, 광학계의 구성이 용이해진다.
B. 본 발명에 관한 홀로그램 재생 장치는, 레이저광을 출사하는 레이저광원과, 상기 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 참조광으로서 위상 변조하는 위상 변조 소자와, 상기 위상 변조 소자에서 위상 변조된 참조광을 홀로그램 기록 매체에 집광하는 광학계와, 상기 위상 변조 소자와 상기 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어하는 거리 제어 기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
위상 변조 소자와 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어함으로써, 홀로그램 기록 매체로의 다중기록을 재생할 수 있다. 통상의 위상 상관 다중 방식에서는 홀로그램 기록 매체의 표면 방향으로 집광 개소를 시프트함으로써 다중기록을 재생하는 것에 대해, 표면 방향으로의 시프트를 필요로 하는 일 없이 다중기록의 재생이 가능해진다.
C. 본 발명에 관한 홀로그램 기록 방법은, 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 신호광과 참조광으로 분기하는 광분기 스텝과, 상기 광분기 스텝에서 분기된 신호광을 광변조 소자에서 변조하는 광변조 스텝과, 상기 광분기 스텝에서 분기된 참조광을 위상 변조 소자에서 위상 변조하는 위상 변조 스텝과, 상기 광변조 스텝에서 변조된 신호광 및 상기 위상 변조 스텝에서 위상 변조된 참조광을 홀로그램 기록 매체의 개략 동일 개소에 집광하는 집광 스텝과, 상기 위상 변조 소자와 상기 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어하는 거리 제어 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
위상 변조 소자와 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어함으로써, 홀로그램 기록 매체로의 다중기록을 행할 수 있다. 통상의 위상 상관 다중 방식에서는 홀로그램 기록 매체의 표면 방향으로 집광 개소를 시프트함으로써 다중기록을 행하고 있음에 대해, 표면 방향으로의 시프트를 필요로 하는 일 없이 다중기록이 가능해진다.
D. 본 발명에 관한 홀로그램 재생 방법은, 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 참조광으로서 위상 변조 소자에서 위상 변조하는 위상 변조 스텝과, 상기 위상 변조 스텝에서 위상 변조된 참조광을 홀로그램 기록 매체에 집광하는 집광 스텝과, 상기 위상 변조 소자와 상기 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어하는 거리 제어 스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
위상 변조 소자와 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어함으로써, 홀로그램 기록 매체로의 다중기록을 재생할 수 있다. 통상의 위상 상관 다중 방식에서는 홀로그램 기록 매체의 표면 방향으로 집광 개소를 시프트함으로써 다중기록을 재생하는 것에 대해, 표면 방향으로의 시프트를 필요로 하는 일 없이 다중기록의 재생이 가능해진다.
E. 본 발명에 관한 홀로그램 기록 매체는, 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 신호광과 참조광으로 분기하는 광분기 스텝과, 상기 광분기 스텝에서 분기된 신호광을 광변조 소자에서 변조하는 광변조 스텝과, 상기 광분기 스텝에서 분기된 참조광을 위상 변조 소자에서 위상 변조하는 위상 변조 스텝과, 상기 광변조 스텝에서 변조된 신호광 및 상기 위상 변조 스텝에서 위상 변조된 참조광을 홀로그램 기록 매체의 개략 동일 개소에 집광하는 집광 스텝과, 상기 위상 변조 소자와 상기 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어하는 거리 제어 스텝을 갖는 홀로그램 기록 방법에 의해 데이터가 기록되어 있는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 간편하게 홀로그램 기록 매체로의 다중기록, 재생을 행할 수 있는 홀로그램 기록 장치, 홀로그램 재생 장치, 홀로그램 기록 방법, 홀로그램 재생 방법, 및 홀로그램 기록 매체를 제공한다.
도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 관한 홀로그램 기록 장치의 광학 유닛을 나타내는 모식도.
도 2는 광학 유닛의 일부를 확대한 상태를 나타내는 모식도.
도 3은 홀로그램 기록 장치에 의해 기록·재생되는 홀로그램을 나타내는 모식도.
도 4는 신호광의 초점을 그루브에, 참조광의 초점을 그루브의 앞쪽에 맞춘 때의 간섭의 상태를 나타내는 모식도.
도 5는 신호광의 초점을 그루브의 앞쪽에, 참조광의 초점을 그루브에 맞춘 때의 간섭의 상태를 나타내는 모식도.
도 6은 홀로그램 기록 장치에서의 참조광의 형상을 나타내는 모식도.
도 7은 홀로그램 기록 장치에서의 참조광의 다른 형상을 나타내는 모식도.
도 8은 홀로그램 기록 매체에 조사되는 서보용 빔과 그루브와의 관계를 나타내는 모식도.
도 9는 수광 소자의 구성의 상세를 나타내는 모식도.
도 10은 광학 유닛을 구동하는 구동 기구의 한 예를 나타내는 모식도.
도 11은 위상 변조 소자의 위치 제어 기구의 한 예를 나타내는 모식도.
도 12는 대물 렌즈 유닛의 내부 구성의 한 예를 나타내는 모식도.
도 13은 위치 검출기의 상세한 구성을 나타내는 모식도.
도 14는 위치 검출기의 특성을 나타내는 그래프.
도 15는 위상 변조 소자의 위치를 제어하는 제어계의 한 예를 나타내는 블록도.
도 16은 위상 변조 소자의 위치 제어 기구의 한 예를 나타내는 모식도.
도 17은 대물 렌즈 유닛의 내부 구성의 한 예를 나타내는 모식도.
도 18은 위상 변조 소자의 위치 제어 기구의 한 예를 나타내는 모식도.
도 19는 대물 렌즈 및 위상 변조 소자의 위치를 제어하는 제어계의 한 예를 나타내는 블록도.
도 20은 대물 렌즈 및 위상 변조 소자를 기계적인 수단으로 구동하는 광학 유닛의 한 예를 나타내는 모식도.
도 21은 신호광과 참조광이 별개의 광로로 입사한 홀로그램 기록 장치의 광학 유닛을 나타내는 모식도.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 관한 홀로그램 기록 장치의 광학 유닛(100)을 나타내는 모식도이다. 또한, 도 2는 광학 유닛(100)의 일부를 확대한 상태를 나타내는 모식도이다. 또한, 도 2에서는, 내용을 판단하기 쉽게 하기 위해, 광학 소자의 일부의 도시를 생략하고 있다.
도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 홀로그램 기록 장치는, 홀로그램 기록 매체(101)로의 정보의 기록, 재생을 행하는 것이고, 광학 유닛(100)을 구비한다.
광학 유닛(100)은, 기록 재생용 광원(111), 콜리메이트 렌즈(112), 편광빔 스플리터(113), 미러(121), 핀 홀(122), 공간광 변조기(123), 미러(124), 다이크로익 미러(125), 오목 렌즈(126), 대물 렌즈(127), 패러데이 소자(131, 132), 편광빔 스플리터(133), 촬상 소자(134), 미러(141), 차폐판(142), 위상 변조 소자(143), 서보용 광원(151), 콜리메이트 렌즈(152), 그레이팅(153), 빔 스플리터(154), 집광용 렌즈(155), 원통 렌즈(156), 수광 소자(157), 서보용 구동 유닛(158)을 갖는다.
홀로그램 기록 매체(101)는, 보호층(102), 기록층(103), 그루브(104), 반사층(105)을 가지며, 신호광과 참조광에 의한 간섭 줄무늬를 기록하는 기록 매체이 다.
보호층(102)은, 기록층(103)을 외계로부터 보호하기 위한 층이다.
기록층(103)은, 이 간섭 줄무늬를 굴절율(또는, 투과율)의 변화로서 기록하는 것으로서, 광의 강도에 응하여 굴절율(또는, 투과율)의 변화가 행하여지는 재료라면, 유기 재료, 무기 재료별을 불문하고 이용 가능하다.
무기 재료로서, 예를 들면, 니오브산 리튬(LiNbO3)과 같은 전기광학 효과에 의해 노광량에 따라 굴절율이 변화하는 광굴절(photo-refractive) 재료를 이용할 수 있다.
유기 재료로서, 예를 들면, 광중합형 포토폴리머를 이용할 수 있다. 광중합형 포토폴리머는, 그 초기 상태에서는, 모노머가 매트릭스 폴리머에 균일하게 분산되어 있다. 이것에 광이 조사되면, 노광부에서 모노머가 중합한다. 그리고, 폴리머화함에 따라서 주위로부터 모노머가 이동하여 모노머의 농도가 장소에 따라 변화한다.
이상과 같이, 기록층(103)의 굴절율(또는 투과율)이 노광량에 따라 변화함으로써, 참조광과 신호광의 간섭에 의해 생기는 간섭 줄무늬를 굴절율(또는 투과율)의 변화로서 홀로그램 기록 매체(101)에 기록할 수 있다.
홀로그램 기록 매체(101)는, 도시하지 않은 구동 수단으로 이동, 또는 회전되고, 공간광 변조기(123)의 상(像)을 다수의 홀로그램으로서 기록할 수 있다.
홀로그램 기록 매체(101)가 이동하기 때문에, 홀로그램 기록 매체(101)상으 로의 기록·재생은 이동 방향으로 형성된 트랙에 따라 행하여진다.
그루브(104)는, 홀로그램 기록 매체(101)로의 트래킹, 포커스 등의 서보 제어를 행하기 위해 마련된다. 즉, 홀로그램 기록 매체(101)의 트랙에 따라 그루브(104)가 형성되고, 신호광의 집광 위치, 집광 깊이를 그루브(104)와 대응하도록 제어함으로써, 트래킹 서보, 및 포커스 서보가 행하여진다.
기록 재생용 광원(111)은, 레이저광원이고, 예를 들면, 파장 405[㎚]의 레이저 다이오드(LD)나 파장 532[㎚]의 Nd-YAG 레이저를 이용할 수 있다.
콜리메이트 렌즈(112)는, 기록 재생용 광원(111)으로부터 조사된 레이저광을 평행광으로 변환하는 광학 소자이다.
편광빔 스플리터(113)는, 콜리메이트 렌즈(112)로부터 입사한 평행광을 신호광과 참조광으로 분기하는 광학 소자이다. 편광빔 스플리터(113)로부터는, 미러(121)를 향하는 s파의 신호광과 미러(141)를 향하는 p파의 참조광이 출사된다.
미러(121, 124, 141)는, 입사광을 반사하여 그 방향을 변경하는 광학 소자이다.
핀 홀(122)은, 신호광의 빔 지름을 좁히는 광학 소자이다.
공간광 변조기(123)는, 신호광을 공간적으로 (여기서는, 2차원적으로) 변조하여, 데이터를 중첩하는 광학 소자이다. 공간광 변조기(123)는, 투과형의 소자인 투과형 액정 소자를 이용할 수 있다. 또한, 공간광 변조기에 반사형의 소자인 DMD(Digital micro mirror)나 반사형 액정, GLV(Grating Light Value) 소자를 이용하는 것이 가능하다.
다이크로익 미러(125)는, 기록 재생에 이용하는 광(기록 재생용 광원(111)으로부터의 레이저광)과 서보에 이용하는 광(서보용 광원(151)으로부터의 레이저광)을 동일한 광로로 하기 위한 광학 소자이다. 다이크로익 미러(125)는, 기록 재생용 광원(111)과 서보용 광원(151)에서 레이저광의 파장이 다른 것에 대응하여, 기록 재생용 광원(111)으로부터의 기록 재생광을 투과하고, 서보용 광원(151)으로부터의 서보 광을 반사한다. 다이크로익 미러(125)는 기록 재생용의 광은 전(全)투과하고, 서보용에 이용한 광은 전반사하는 박막 처리가 그 표면에 시행되어 있다.
오목 렌즈(126)는, 신호광의 수속성을 참조광과 다르게 하기 위한 렌즈이다. 신호광만이 오목 렌즈(126)를 통과함으로써, 신호광과 참조광의 홀로그램 기록 매체(101)로의 집광 깊이가 달라진다.
대물 렌즈(127)는, 신호광 및 참조광의 쌍방을 홀로그램 기록 매체(101)에 집광하기 위한 광학 소자이다.
패러데이 소자(131, 132)는, 편광면을 회전하기 위한 광학 소자이다. 패러데이 소자(131)에 입사한 s편광은 편광면이 45° 회전되고, 패러데이 소자(132)에서 원래의 s편광으로 되돌아온다.
편광빔 스플리터(133)는, 패러데이 소자(131)로부터 입사한 편광을 투과하고, 홀로그램 기록 매체(101)에서 반사되어 패러데이 소자(132)로부터 되돌아온 복귀광(재생광)을 반사하기 위한 광학 소자이다. 이것은, 패러데이 소자(131, 132)와 편광빔 스플리터(133)와의 조합에 의해 실현된다.
촬상 소자(134)는, 재생광의 화상을 입력하기 위한 소자이다. 예를 들면, CCD(전하 결합 소자)나 CMOS(상보형 금속산화물 반도체) 소자를 이용할 수 있다.
차폐판(142)은, 참조광의 일부를 차폐하여, 신호광과 겹쳐지지 않도록 하기 위한 광학 소자이다.
위상 변조 소자(143)는, 참조광에 랜덤 위상 또는 어느 일정 위상 패턴을 갖게 하기 위한 광학 소자이고, 위상 마스크라고 하여도 좋다. 위상 변조 소자(143)에는, 불투명 유리나 디퓨저, 공간 위상 변조기를 이용하여도 좋다. 또한, 위상 패턴을 기록한 홀로그램 소자를 이용하는 것도 가능하다. 홀로그램 소자로부터의 재생에 의해 위상 패턴을 갖는 광이 발생한다.
서보용 광원(151)은, 트래킹 서보, 포커스 서보 등의 서보 제어를 행하기 위한 광원으로서, 기록 재생용 광원(111)과는 파장이 다른 레이저광을 출사한다. 서보용 광원(151)은, 예를 들면, 레이저 다이오드이고, 발진 파장으로서 홀로그램 기록 매체(101)에 대해 감도가 작은, 예를 들면, 650㎚를 사용한다.
콜리메이트 렌즈(152)는, 서보용 광원(151)으로부터 조사된 레이저광을 평행광으로 변환하는 광학 소자이다.
그레이팅(153)은, 콜리메이트 렌즈(152)로부터 출사된 레이저광을 3개의 빔으로 분할하기 위한 광학 소자이고, 2장의 소자로 구성된다. 서보 제어를 위해 레이저광의 분할이 행하여진다.
빔 스플리터(154)는, 그레이팅(153)으로부터 출사된 레이저광을 투과하고, 홀로그램 기록 매체(101)로부터 반사되어 되돌아온 복귀광을 반사하기 위한 광학 소자이다.
집광용 렌즈(155)는, 빔 스플리터(154)로부터의 복귀광을 수광 소자(157)에 집광하기 위한 광학 소자이다.
원통 렌즈(156)는, 집광용 렌즈(155)로부터 출사된 레이저광의 빔 형상을 원형으로부터 타원형으로 변환하기 위한 광학 소자이다.
수광 소자(157)는, 복귀광을 수광하고, 트래킹 서보 제어를 위한 트래킹 에러 신호와 포커스 서보 제어를 위한 포커스 에러 신호를 출력하기 위한 소자이다.
서보용 구동 유닛(158)은, 수광 소자(157)의 출력으로부터 생성된 트래킹 에러 신호 및 포커스 에러 신호에 의해 대물 렌즈(127)를 구동하고, 트래킹 제어 및 포커스 제어를 행하기 위한 구동 기구이고, 구동용의 코일(161, 162)을 갖는다.
(홀로그램 기록 장치의 동작)
이하, 홀로그램 기록 장치의 동작의 개요를 설명한다.
A. 기록시
기록시에 있어서의 홀로그램 기록 장치의 동작의 개요를 설명한다.
기록 재생용 광원(111)으로부터 출사된 레이저광이 콜리메이트 렌즈(112)에 의해 평행광이 되고 편광빔 스플리터(113)에 의해 s파의 신호광과 p파의 참조광으로 분기된다.
신호광은 미러(121)에 의해 반사되고, 핀 홀(122)에 의해 소망하는 빔 지름으로 되고, 공간광 변조기(123)에 의해 공간적으로 강도 변조된다. 공간광 변조기(123)에서 광변조된 레이저광은 패러데이 소자(131), 편광빔 스플리터(133), 패러데이 소자(132)를 통과하고, 미러(124)에 의해 반사되고, 홀로그램 기록 매 체(101)상에서의 초점을 조절하는 오목 렌즈(126)를 통과한다.
또한 편광빔 스플리터(113)를 투과한 참조광은 미러(141)에서 반사되고, 차폐판(142)에 의해 빔의 중심 부분만이 차단되어 소망하는 빔의 형태로 된다. 이 때문에, 미러(124)에서는 반사되지 않고 신호광과 동일한 광로가 된다.
대물 렌즈(127)가 기록광과 참조광을 홀로그램 기록 매체(101)상의 개략 동일한 개소에 집광함으로써, 홀로그램 기록 매체(101)상에 간섭 줄무늬가 형성된다. 이 결과, 공간광 변조기(123)에 의해 공간 변조된 정보를 홀로그램 기록 매체(101)상에 홀로그램으로서 기록된다.
여기서 홀로그램 기록 매체(101) 또는 유닛(100) 전체를 평면적으로 이동(시프트)시키고, 신호광 및 참조광을 개략 동일한 개소에 입사시킴으로써, 공간 변조에 의한 데이터를 홀로그램으로서 홀로그램 기록 매체(101)에 기록한다. 또한, 이 때에 필요한 이동량(시프트량)은 위상 변조 소자(143)의 위상 패턴의 피치에 의존한다.
또한, 위상 변조 소자(143) 또는 유닛(100) 전체를 홀로그램 기록 매체(101)의 표면에 수직한 방향(깊이 방향)으로 이동(시프트)시키고, 신호광 및 참조광을 입사시킴으로써, 공간 변조에 의한 데이터를 기록한다.
또한, 수광 소자(157)로부터의 출력 신호로부터 생성된 서보 신호에 의거하여 서보용 구동 유닛(158)이 동작함으로써, 트래킹 및 포커스의 어긋남이 해소된다. 이 상세는 후술한다,
B. 재생시
재생시에 있어서의 홀로그램 기록 장치의 동작의 개요를 설명한다.
재생시에는 신호광을 차단하고, 참조광만을 홀로그램 기록 매체(101)에 입사시킨다.
기록 재생용 광원(111)으로부터 출사하고, 편광빔 스플리터(113)를 투과한 참조광이 미러(141)에 의해 반사되고, 차폐판(142)에 의해 빔의 중심 부분만이 차단된다. 그 후, 참조광은 다이크로익 미러(125)를 통과하고, 위상 변조 소자(143)에 의해 기록시와 같은 위상 패턴을 갖는 참조광으로 되어 홀로그램 기록 매체(101)에 입사한다.
기록시와 같은 위상 패턴을 갖는 참조광이 홀로그램 기록 매체(101)에 입사함에 의해, 홀로그램 기록 매체(101)에 기록된 홀로그램으로부터 회절광(재생광)이 발생한다.
발생한 재생광은 신호광과 반대의 광로를 더듬어서, 대물 렌즈(127), 오목 렌즈(126), 다이크로익 미러(125)를 투과하여, 미러(124)에서 반사된다.
미러(124)에서 반사된 재생광은, 패러데이 소자(132)에 의해 편광 방향이 회전된다. 그 결과, 패러데이 소자(132)를 출사한 재생광은, 편광빔 스플리터(133)에서 반사되고, 촬상 소자(134)에 의해 공간광 변조기(123)에서의 공간적인 2차원 데이터에 대응하는 전기 신호로 변환된다. 촬상 소자(134)로부터의 출력은, 도시하지 않은 신호 처리부에 의해 2치화되고, 시계열 2치화 데이터로 변환된다.
여기서 홀로그램 기록 매체(101) 또는 유닛(100) 전체를 평면적으로 이동(시프트)시키고, 홀로그램 기록 매체(101)상에서 재생하고 싶은 장소에 참조광을 입사 시킴에 의해 소망하는 데이터가 재생된다.
또한, 위상 변조 소자(143) 또는 유닛(100) 전체를 홀로그램 기록 매체(101)의 표면에 수직한 방향(깊이 방향)으로 이동(시프트)시킴으로써 깊이 방향으로 다중화된 데이터를 꺼낼 수 있다.
[위상 변조 소자(143)에 의한 홀로그램의 기록]
도 3은, 홀로그램 기록 장치에 의해 기록·재생되는 홀로그램을 나타내는 모식도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 공간광 변조기(123)에 의해 공간적으로 변조된 신호광과, 위상 변조 소자(143)에 의해 랜덤한 위상 패턴 또는 어느 일정 규칙성을 갖는 위상 패턴이 부여된 참조광이 간섭함으로써, 홀로그램 기록 매체(101)상에 홀로그램이 기록된다. 기록시와 일치하는 위상 패턴을 갖는 참조광을 홀로그램 기록 매체(101)상에 조사함으로써 기록한 홀로그램이 재생된다(위상 상관 다중 방식).
여기서, 홀로그램 기록 매체(101) 또는 유닛(100)의 어느 한쪽 또는 쌍방을 홀로그램 기록 매체(101)의 표면에 따라 시프트시킴으로써 다중기록을 행할 수가 있다. 이 때, 참조광이 위상 패턴을 갖기 때문에, 이 시프트량은 아주 작아도 좋다.
또한, 홀로그램 기록 매체(101)와 위상 변조 소자(143)의 상대적인 거리를 바꿈에 의해 두께 방향(표면에 수직한 방향)의 위상 패턴을 바꿀 수 있다. 이 때문에, 홀로그램 기록 매체(101)의 두께 방향으로의 다중기록·재생이 가능해진다.
다중기록하는 방향의 순서는 적절하게 선택하는 것이 가능하다. 홀로그램 기 록 매체(101)의 표면 방향으로의 다중기록의 후에 두께 방향으로의 다중기록을 할 수 있다. 이 역으로, 홀로그램 기록 매체(101)의 두께 방향으로의 다중기록의 후에 표면 방향으로의 다중기록을 할 수도 있다.
[초점 위치]
도 1, 도 2에서는, 오목 렌즈(126)에 신호광만을 통과함으로써, 신호광의 초점을 그루브(104)에, 참조광의 초점을 그루브(104)의 앞쪽에 맞추고 있다.
도 4는, 이 때의 간섭의 상태를 나타내는 모식도이다.
신호광, 참조광의 간섭에 의해 홀로그램이 기록된다. 이 때 생성되는 홀로그램은 투과형 격자이다. 재생시에도 참조광에 의해 회절광이 재생되고, 그 광이 반사층(105)에 의해 반사되고, 재생광으로서 꺼내여진다.
도 5는, 오목 렌즈(126)에 대신하여 볼록 렌즈(126a)를 이용함으로써, 신호광의 초점을 그루브(104)의 앞쪽에, 참조광의 초점을 그루브(104)에 맞춘 때의 간섭의 상태를 나타내는 모식도이다.
이 때에는 참조광이 반사층(105)에서 반사한 성분과 신호광과의 간섭에 의해 홀로그램이 기록되고, 재생시와 마찬가지로 참조광의 반사 성분으로부터 회절광이 발생한다.
이 밖에에도, 신호광과 참조광의 양쪽 모두 그루브(104)의 앞쪽에 초점을 맞추거나, 양쪽 모두 그루브(104)의 뒤에 초점을 맞추거나 하는 등의 조합이 고려된다.
도 1, 도 2에서는 참조광을 신호광의 앞쪽에 맺히게 하기 위해 신호광에 오 목 렌즈(126)를 넣고 있지만, 이에 대신하여 참조광측에 볼록 렌즈를 넣어도 좋다. 또한, 도 5에서는 신호광에 볼록 렌즈(126a)를 넣고 있지만, 이에 대신하여 참조광에 오목 렌즈를 넣을 수도 있다.
[참조광의 형상에 관해]
도 6은, 도 1, 도 2에서의 참조광의 형상을 나타내는 모식도이다. 신호광의 주위를 둘러싸도록 참조광이 입사되어 있다.
이에 대신하여, 도 7과 같이 신호광에 대해 양 옆에서 참조광을 2개 입사시킬 수가 있다. 또한 양 옆이 아니라 한쪽만으로부터 참조광을 입사시킬 수도 있다. 참조광이 3개나 4개라도 좋다.
[서보 기구에 관해]
이하, 홀로그램 기록 장치의 서보 동작에 관해 설명한다.
서보용 광원(151)으로부터 출사한 레이저 빔(서보용 빔)은, 콜리메이트 렌즈(152)에서 평행광으로 되고, 그레이팅(153)에서 복수로 나눠지고, 빔 스플리터(154)에 입사한다. 서보용 빔은 빔 스플리터(154)를 통과하고, 다이크로익 미러(125)에서 반사된다. 다이크로익 미러(125)에서 반사된 서보용 빔은 대물 렌즈(127)에서 교축되어 홀로그램 기록 매체(101)에 조사된다.
홀로그램 기록 매체(101)의 반사층(105)에서 반사된 서보용 빔은 대물 렌즈(127)를 통과하고, 다이크로익 미러(125)에서 반사되어 빔 스플리터(154)에 입사한다. 이 서보용 빔은, 빔 스플리터(154)에서 반사되고, 집광용 렌즈(155)에서 교축된 후에 원통 렌즈(156)에서 비점(非点) 수차를 발생시키고 수광 소자(포토디텍 터)(157)에 입사한다.
도 8은, 홀로그램 기록 매체(101)에 조사되는 서보용 빔과 그루브(104)와의 관계를 나타내는 모식도이다.
본 도면에 도시한 바와 같이, 서보용 빔은, 그레이팅(153)에서 분할되어, 센터 빔(C), 및 이것을 끼우는 복수의 빔(S1 내지 S4)으로서 그루브(104)에 조사된다. 그레이팅(153)은, 2장으로 구성되고, 1장에서 S1과 S2를, 또1장에서 S3과 S4의 빔을 생성한다.
이들의 서보용 빔(S1 내지 S4)은, 예를 들면 그루브(104)에 1/2만 걸리도록 기울여서 배치된다. 빔(S1, S2)과 빔(S3, S4)은 서로 반대 방향으로 기울이진다.
또한, 서보용 빔의 위치는 기록 재생용 빔의 중앙에 배치할 필요는 없고, 어디에 있어도 좋다.
도 9는, 수광 소자(157)의 구성의 상세를 나타내는 모식도이다. 본 도면에 도시한 바와 같이, 수광 소자(157)는, 8개의 소자(A 내지 H)로 구성된다. 소자(G)상에 빔(S3)이, 소자(E)상에 빔(S1)이, 소자(A 내지 D)상에 빔(C)이, 소자(F)상에 빔(S2)이, 소자(H)상에 빔(S4)이 입사한다.
포커스 서보 에러 신호와 트래킹 서보 에러 신호는, 8개의 소자(A 내지 H)의 출력(PA 내지 PH)으로부터 이하의 연산에 의해 생성된다.
포커스 에러 신호(Focuserror) : (PA+PC)-(PB+PD)
트래킹 에러 신호(Trackingerror) : PE-PF
이들의 에러 신호에 의거하여, 서보용 구동 유닛(158)의 코일(161, 162)이 대물 렌즈(127)를 구동함으로써, 포커스 서보, 트래킹 서보가 행하여진다.
도 10은, 도 1, 도 2에 도시한 광학 유닛(100)을 구동하는 구동 기구를 나타내는 모식도이다.
본 도면에 도시한 바와 같이, 광학 유닛(100)은, 이송 스테이지(170)의 위에 배치되고, 한쪽(片方)의 단(端)에 기어(171)가 장착되어 있다. 이송 스테이지(170)상의 다른쪽에는 모터(172)와 그 회전을 감속하는 기어(173)가 장착되어 있고, 모터(172)와 기어(173)와 기어(171)가 맞물려서 광학 유닛(100)이 대물 렌즈(127)를 통과한 광축(174)을 중심으로 하여 회전된다.
이송 스테이지(170)에는 샤프트(175)가 장착되어 있고, 홀로그램 기록 매체(101)의 내외주(內外周) 방향(화살표(176)의 방향)으로 이동이 모터(도시 생략)로 가능하게 되어 있다. 이들 광학 유닛(100)의 위에 홀로그램 기록 매체(101)가 배치되고, 스핀들 모터(도시 생략)에 의해 회전시켜진다.
그 결과, 홀로그램 기록 매체(101)상의 알맞은 위치에서 홀로그램을 기록, 재생할 수 있다.
[위상 변조 소자(디퓨저)(143)의 위치 제어]
홀로그램 기록 매체(101)에 대한 위상 변조 소자(143)의 위치 제어 기구에 관해 설명한다.
도 11은, 위상 변조 소자(143)의 위치 제어 기구를 나타내는 모식도이다.
광학 유닛(100a)에 대물 렌즈(127)와 위상 변조 소자(143)를 갖는 대물 렌즈 유닛(181)이 배치된다. 광학 유닛(100a)의 양측에 코일(182)이 부착되고, 서스펜 션(183)으로 캐리지(184)에 부착되어 있다.
코일(182)의 대향측에는 캐리지(184)에 부착된 마그넷(185)이 배치된다.
코일(182)에 전류를 흘리면, 마그넷(185)으로부터의 자계에 의해 전자력이 생기고, 광학 유닛(100a)이 상하 방향으로 이동한다.
홀로그램 기록 매체(101)는 회전하고 있기 때문에 면(面) 흔들림 등에 의해 대물 렌즈(127)와의 거리가 변화한다. 이 때문에, 포커스 에러 신호에 의거하여 코일(182)에 전류를 흘려서, 광학 유닛(100a) 전체를 상하 방향으로 움직여서, 포커스 서보를 행한다.
도 12는, 대물 렌즈 유닛(181)의 내부 구성을 나타내는 모식도이다.
대물 렌즈(127)가 홀더(191)에 부착되고, 광학 유닛(100a)의 박스에 고정되어 있다. 대물 렌즈(127)의 아래에는 홀더(193)에 위상 변조 소자(143)가 부착되고, 그 양측에 코일(194)과, 한쪽의 코일(194)의 위에 반사판(195)이 부착되어 있다.
홀더(193)는 서스펜션(196)에 의해 대물 렌즈 유닛(181)의 박스에 부착되고, 위상 변조 소자(143)가 상하 방향으로 이동할 수 있다. 또한, 코일(194)의 대향측에는 마그넷(197)이 광학 유닛(100a)의 박스에 부착되어 있다. 반사판(195)의 상부에는 위치 검출기(198)가 부착되어 있고, 대물 렌즈(127)에 대한 위상 변조 소자(143)의 상하 방향의 위치를 검출할 수 있다.
도 13은, 위치 검출기(198)의 상세한 구성을 나타내는 모식도이다.
위치 검출기(198)는, LED(201)와 위치 검출 소자(202)가 동일한 패키지에 들 어가 구성된다. LED(201)로부터 출사된 광이 반사판(195)에서 반사되어 위치 검출 소자(202)에 입사한다.
도 14는, 위치 검출기(198)의 특성을 나타내는 그래프이다.
본 도면에 도시한 바와 같이, 위치 검출기(198)로부터 출력되는 출력 전압은, 위치 검출기(198)와 반사판(195)과의 거리에 대해 리니어하게 변화한다.
도 15는, 위상 변조 소자(143)의 위치를 제어하는 제어계를 나타내는 블록도이다.
예를 들면, 위상 변조 소자(143)와 대물 렌즈(127)의 거리가 P1의 위치에 있고, 여기서부터 P2로 이동하는 경우, 위치 검출기(198)로부터의 출력 전압(V1)이 오차 증폭기(211)의 입력 단자에 입력된다.
오차 증폭기(211)의 또한쪽의 입력 단자에는 목표치의 전압(V2)이 입력되고, 여기서 V2와 V1의 오차가 증폭된다. 이 출력은 다음의 루프 필터(212)에서 서보계로서 최적인 특성으로 되고 코일 구동 회로(213)에 의해 코일(194)에 전류를 흘린다.
코일(194)의 전류와 마그넷(197)의 자계에 의해 코일(194)측에 전자력이 작용하고, 예를 들면 오차 증폭기(211)의 출력 전압의 극성이 정(正)이라면 코일(194)에 정극성의 전류가 흐르고, 위상 변조 소자(143)는 멀어지는 방향으로 움직인다. 그것에 수반하여 위치 검출기(198)의 출력 전압은 목표 전압(V2)에 근접하여 가기 때문에, 오차 증폭기(211)의 출력 전압이 감소하여 가서, P2의 위치에서 정지한다.
위상 변조 소자(143)와 대물 렌즈(127)의 거리가 P4의 위치에 있고, 여기서부터 P3으로 이동하는 경우는, 오차 증폭기(211)의 출력 전압의 극성이 부(負)가 되기 때문에, 코일(194)에는 음극성의 전류가 흐르고, 위상 변조 소자(143)는 대물 렌즈(127)에 근접하는 방향으로 움직인다. 그에 수반하여 위치 검출기(198)의 출력은 V3에 근접하여 가기 때문에, 오차 증폭기(211)의 출력 전압이 감소하여 가고, P3의 위치에서 정지한다.
이상과 같이 제어회로는 네가티브 피드백을 구성하고 있기 때문에, 목표치로서 입력한 전압(V2)과, 위치 검출기(198)의 출력 전압이 동등하게 위치로 언제나 제어된다. 이상과 같이 목표치를 V3, V4 …로 입력하면 각각에 대응하여 위상 변조 소자(143)와 대물 렌즈(127)의 거리 관계를 P3, P4 …로 위치 결정할 수 있고, 그 거리를 언제나 일정하게 유지할 수 있다.
도 16은, 위상 변조 소자(143)의 위치 제어 기구의 다른 실시예를 나타내는 모식도이다. 대물 렌즈 유닛(181b)을 구비하는 광학 유닛(100b)이 캐리지(184b)에 고정되어 있다.
도 17은 광학 유닛(100b)에 배치되는 대물 렌즈 유닛(181b)을 나타내는 모식도이다.
도 17에 도시한 바와 같이, 홀더(193b)에 위상 변조 소자(143)가 부착되고, 그 양측에 코일(194b)과, 한쪽의 코일(194b)의 위에 반사판(195)이 부착되어 있다. 또한 홀더(193b)는 서스펜션(196b)에 의해 홀더(191b)에 부착되어 있고, 위상 변조 소자(143)를 상하 방향으로 이동할 수 있다.
또한, 코일(194b)의 대향측에는, 홀더(191b)에 부착된 마그넷(197b)이 배치된다. 반사판(195)의 상부에는 위치 검출기(198)가 부착되어 있고, 대물 렌즈(127)에 대한 위상 변조 소자(143)의 상하 방향의 위치를 검출할 수 있다. 이미 기술한 바와 같이, 대물 렌즈(127)와 위상 변조 소자(143)와의 거리는 제어계에 의해 일정하게 제어된다.
대물 렌즈(127)는 홀더(191b)에 부착되고, 광학 유닛(100b)의 박스에 서스펜션(221)으로 고정되어 있다. 홀더(191b)에는 코일(222)이 부착되고, 그 대향측에 마그넷(223)이 대물 렌즈 유닛(181b)의 박스에 부착되어 있다.
회전하고 있는 디스크의 면 흔들림 등에 의해 홀로그램 기록 매체(101)와 대물 렌즈(127)와의 거리가 변화한다. 이 때문에, 포커스 에러 신호에 의거하여 코일(222)에 전류를 흘리고, 같은 홀더(191b)에 부착된 대물 렌즈(127)와 위상 변조 소자(143)가 함께 상하·좌우 방향으로 움직이고, 포커스 서보·트래킹 서보가 행하여진다. 즉, 이 예에서는 광학 유닛(100b)은 고정되고, 광학 유닛(100b)상에 배치하여 있는 포커스 서보용과 위상 변조 소자(143)용의 액추에이터가 동작한다.
도 18은, 위상 변조 소자(143)의 위치 제어 기구의 다른 실시예에 관한 대물 렌즈 유닛(181c)을 나타내는 모식도이다.
도 18에 도시한 바와 같이, 홀더(193b)에 위상 변조 소자(143)가 부착된다. 또한 홀더(193b)는 서스펜션(196b)에 의해 홀더(225)에 부착된다. 또한, 코일(194b)의 대향측에는 마그넷(197b)이 홀더(225)에 부착되고, 이 홀더(225)는 대물 렌즈 유닛(181c)의 박스에 고정되어 있다.
반사판(195)의 하부에는 위치 검출기(198)가 부착되어 있고, 대물 렌즈 유닛(181c)에 대한 위상 변조 소자(143)의 상하 방향의 위치를 검출할 수 있도록 되어 있다.
이 경우는 위치 검출기(198)가 홀더(225)에 부착되어 있기 때문에, 대물 렌즈 유닛(181c)과 위상 변조 소자(143)의 거리가 제어된다.
대물 렌즈(127)는 홀더(191b)에 부착되고, 대물 렌즈 유닛(181c)의 박스에 서스펜션(221)으로 고정되어 있다.
홀더(191b)에는 코일(222)이 부착되고, 그 대향측에 마그넷(223)이 대물 렌즈 유닛(181c)의 박스에 부착되어 있다.
회전하고 있는 디스크의 면 흔들림 등에 의해 홀로그램 기록 매체(101)와 대물 렌즈(127)와의 거리가 변화한다. 이 때문에, 포커스 에러 신호에 의거하여 코일(222)에 전류를 흘리고, 대물 렌즈(127)가 상하 방향으로 움직이고, 포커스 서보가 행하여진다.
즉, 이 예에서는 대물 렌즈 유닛(181c)은 고정되어 있고, 위상 변조 소자(143)와 포커스 서보용의 액추에이터(코일(222))가 각각 단독으로 동작한다.
이 예는 홀로그램 기록 매체(101)의 두께 방향에 대해 위상 변조 소자(143)의 위치 오차가 큰 경우에 유리하다. 본 방식에 있어서 유닛(100) 전체를 움직여서 서보를 행하면 동작이 늦어진다고 생각되지만, 홀로그램 기록의 경우 통상의 CD나 DVD에 비하면 선속도는 수10 내지 수100분의1이기 때문에 서보의 대역(帶域)으로서는 매우 작기 때문에 그다지 문제가 되지 않는다.
이상과 같이, 대물 렌즈 유닛(181c)에 있어서, 대물 렌즈(127)는 포커스 서보 회로에 의해, 홀로그램 기록 매체(101)와의 거리가 일정하게 되도록 제어되고, 위상 변조 소자(143)는 목표 위치가 되도록 제어되어 있다.
이들 양자는 별개로 제어되고 있지만, 예를 들면, 포커스 서보에 의해 대물 렌즈(127)가 이동한 경우에는 위상 변조 소자(143)의 위치도 같은 량만큼 이동하는 것이 보다 좋다. 즉, 양자가 동기하여 동작하도록 하는 편이 좋다.
도 19는, 대물 렌즈(127) 및 위상 변조 소자(143)의 위치를 제어하는 제어계를 나타내는 블록도이다.
도 19에서, 코일(222)에는 포커스 에러 신호에 의거하여 서보 회로(214)에 의해 전류가 흘려저서, 동작하고 있다.
코일(222)에 흐르는 전류, 또는 전압의 직류 성분은, 대물 렌즈(127)의 이동 거리에 비례하기 때문에, 저역 필터(215)에 의해 직류 성분을 꺼내고, 게인 조정 회로(216)에서 대물 렌즈(127)의 이동량과 같은 이동량이 되도록 게인 조정되고, 가산 회로(217)에 입력된다. 이 입력량은 대물 렌즈(127)의 이동량에 상당한다. 가산 회로(217)의 또다른쪽에는, 대물 렌즈(127)와 위상 변조 소자(143) 사이의 거리의 목표치가 입력된다. 이 양자가 가산되어, 오차 증폭기(211)에 입력된다.
이미 설명한 바와 같이, 위상 변조 소자(143)는, 오차 증폭기(211), 루프 필터(212), 코일 구동 회로(213)에 의해 이 목표치로 설정한 위치가 되도록 위치가 제어된다. 즉, 위상 변조 소자(143)는 대물 렌즈(127)에 대해 목표치로 설정한 거리를 유지하면서, 대물 렌즈(127)에 동기하여 이동한다.
[대물 렌즈, 위상 변조 소자(143)의 구동 수단]
이상에서는, 대물 렌즈(127)나 위상 변조 소자(143)를 코일(161, 162) 등으로 전자력에 의해 구동시키고 있다. 이에 대해, 다른 수단, 예를 들면, 기계적인 수단에 의해 대물 렌즈(127)나 위상 변조 소자(143)를 구동하는 것도 가능하다.
도 20은, 대물 렌즈(127)나 위상 변조 소자(143)를 기계적인 수단으로 구동하는 것이고, 도 2와 대응한다.
여기서는, 래크(231)와 피니언(232)의 조합으로, 대물 렌즈(127) 및 위상 변조 소자(143)가 상하로 이동한다. 즉, 피니언(232)을 도시하지 않은 모터로 구동함으로써, 대물 렌즈(127) 및 위상 변조 소자(143)를 구동할 수 있다.
[신호광과 참조광의 별도 입사]
지금까지는, 신호광과 참조광을 동일한 광로로 홀로그램 기록 매체(101)에 입사시키고 있지만, 신호광과 참조광을 별개의 광로로 입사시켜도 좋다.
도 21은, 신호광과 참조광이 별개의 광로로 입사하는 홀로그램 기록 장치의 광학 유닛(100s)을 나타내는 모식도이다.
신호광이 공간광 변조기(123)에 의해 공간 강도 변조되고, 대물 렌즈(127a)에 의해 홀로그램 기록 매체(101)에 입사된다. 또한 참조광이 위상 변조 소자(143)에 의해 위상 변조되고 대물 렌즈(127b)에 의해 홀로그램 기록 매체(101)에 입사한다.
서보계 메커니컬 유닛(241)은 참조광에 서보를 행한다. 또한 깊이 방향의 다중기록은 깊이 방향 다중용 메커니컬 기구(242)에 의해 위상 변조 소자(143)가 시 프트함에 의해 행하여진다.

Claims (8)

  1. 레이저광을 출사하는 레이저광원과,
    상기 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 신호광과 참조광으로 분기하는 광분기 소자와,
    상기 광분기 소자에서 분기된 신호광을 변조하는 광변조 소자와,
    상기 광분기 소자에서 분기된 참조광을 위상 변조하는 위상 변조 소자와,
    상기 광변조 소자에서 변조된 신호광 및 상기 위상 변조 소자에서 위상 변조된 참조광을 홀로그램 기록 매체의 개략 동일 개소에 집광하는 광학계와,
    상기 위상 변조 소자와 상기 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어하는 거리 제어 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 기록 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광학계가, 상기 신호광, 상기 참조광의 쌍방을 상기 홀로그램 기록 매체에 집광하는 대물 렌즈를 갖는 것을 특징으로 하는 홀로그램 기록 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광학계가, 상기 신호광, 상기 참조광의 한쪽만을 통과시키는 렌즈를 갖는 것을 특징으로 하는 홀로그램 기록 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광학계가, 상기 신호광을 상기 홀로그램 기록 매체에 집광하는 제 1의 대물 렌즈와, 상기 참조광을 상기 홀로그램 기록 매체에 집광하는 제 2의 대물 렌즈를 갖는 것을 특징으로 하는 홀로그램 기록 장치.
  5. 레이저광을 출사하는 레이저광원과,
    상기 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 참조광으로서 위상 변조하는 위상 변조 소자와,
    상기 위상 변조 소자에서 위상 변조된 참조광을 홀로그램 기록 매체에 집광하는 광학계와,
    상기 위상 변조 소자와 상기 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어하는 거리 제어 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 재생 장치.
  6. 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 신호광과 참조광으로 분기하는 광분기 스텝과,
    상기 광분기 스텝에서 분기된 신호광을 광변조 소자에서 변조하는 광변조 스텝과,
    상기 광분기 스텝에서 분기된 참조광을 위상 변조 소자에서 위상 변조하는 위상 변조 스텝과,
    상기 광변조 스텝에서 변조된 신호광 및 상기 위상 변조 스텝에서 위상 변조 된 참조광을 홀로그램 기록 매체의 개략 동일 개소에 집광하는 집광 스텝과,
    상기 위상 변조 소자와 상기 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어하는 거리 제어 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 기록 방법.
  7. 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 참조광으로서 위상 변조 소자에서 위상 변조하는 위상 변조 스텝과,
    상기 위상 변조 스텝에서 위상 변조된 참조광을 홀로그램 기록 매체에 집광하는 집광 스텝과,
    상기 위상 변조 소자와 상기 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어하는 거리 제어 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 재생 방법.
  8. 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 신호광과 참조광으로 분기하는 광분기 스텝과,
    상기 광분기 스텝에서 분기된 신호광을 광변조 소자에서 변조하는 광변조 스텝과,
    상기 광분기 스텝에서 분기된 참조광을 위상 변조 소자에서 위상 변조하는 위상 변조 스텝과,
    상기 광변조 스텝에서 변조된 신호광 및 상기 위상 변조 스텝에서 위상 변조된 참조광을 홀로그램 기록 매체의 개략 동일 개소에 집광하는 집광 스텝과,
    상기 위상 변조 소자와 상기 홀로그램 기록 매체와의 거리를 제어하는 거리 제어 스텝을 갖는 홀로그램 기록 방법에 의해 데이터가 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 홀로그램 기록 매체.
KR1020067017611A 2004-03-31 2005-03-25 홀로그램 기록 장치, 홀로그램 재생 장치, 홀로그램 기록방법, 홀로그램 재생 방법, 및 홀로그램 기록 매체 KR20070006758A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2004-00102712 2004-03-31
JP2004102712A JP2005293630A (ja) 2004-03-31 2004-03-31 ホログラム記録装置、ホログラム再生装置、ホログラム記録方法、ホログラム再生方法、およびホログラム記録媒体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070006758A true KR20070006758A (ko) 2007-01-11

Family

ID=35064025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067017611A KR20070006758A (ko) 2004-03-31 2005-03-25 홀로그램 기록 장치, 홀로그램 재생 장치, 홀로그램 기록방법, 홀로그램 재생 방법, 및 홀로그램 기록 매체

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20070146838A1 (ko)
EP (1) EP1732068A4 (ko)
JP (1) JP2005293630A (ko)
KR (1) KR20070006758A (ko)
CN (1) CN1934626A (ko)
WO (1) WO2005096281A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140147484A (ko) * 2013-06-20 2014-12-30 한국전자통신연구원 홀로그램 프린터에서 기준파의 조향 방법 및 장치
KR20200002191A (ko) * 2018-06-29 2020-01-08 광운대학교 산학협력단 시프트 멀티플렉싱 기법을 이용한 홀로그래픽 투명 스크린 제작 방법 및 시스템

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2007026588A1 (ja) * 2005-08-30 2009-03-26 パイオニア株式会社 光ピックアップ装置及びホログラム記録再生システム
JPWO2007043451A1 (ja) * 2005-10-05 2009-04-16 パイオニア株式会社 ホログラム記録再生システム
TWI297816B (en) * 2005-12-21 2008-06-11 Ind Tech Res Inst System and method for recording and reproducing holographic storage which has tracking servo projection
TWI297817B (en) * 2005-12-30 2008-06-11 Ind Tech Res Inst System and mehtod for recording and reproducing holographic storage which has tracking servo projection
JP2007242145A (ja) * 2006-03-09 2007-09-20 Sharp Corp 情報記録装置および情報再生装置
TWI312993B (en) * 2006-04-06 2009-08-01 Daewoo Electronics Corporatio Optical information processing apparatus and optical information recording and reproducing methods using the same
JP4641981B2 (ja) * 2006-07-21 2011-03-02 富士フイルム株式会社 光記録方法及び光記録装置、並びに、光記録媒体、光再生方法及び光再生装置
EP1912212A1 (en) 2006-10-13 2008-04-16 Thomson Holding Germany GmbH & Co. OHG Apparatus for collinear reading from and/or writing to holographic storage media
JP2008108359A (ja) 2006-10-25 2008-05-08 Funai Electric Co Ltd 光情報記録装置及び光情報再生装置
KR20080047125A (ko) * 2006-11-24 2008-05-28 삼성전자주식회사 홀로그래픽 정보의 기록/재생 장치, 기록/재생 방법 및홀로그래픽 정보 저장 매체
JP4748043B2 (ja) * 2006-12-01 2011-08-17 富士ゼロックス株式会社 光記録装置、光記録方法、記録媒体及び再生方法
JP4297944B2 (ja) 2007-02-08 2009-07-15 シャープ株式会社 情報記録装置および情報再生装置
US7990830B2 (en) * 2007-03-09 2011-08-02 Hitachi, Ltd. Optical pickup, optical information recording apparatus and optical information recording and reproducing apparatus using the optical pickup
US8004950B2 (en) * 2007-03-09 2011-08-23 Hitachi, Ltd. Optical pickup, optical information recording and reproducing apparatus and method for optically recording and reproducing information
EP1983513A1 (en) * 2007-04-19 2008-10-22 Deutsche Thomson OHG Apparatus for reading from and/or writing to holographic storage media
FR2921501B1 (fr) * 2007-09-24 2009-12-18 Commissariat Energie Atomique Dispositif d'enregistrement et de lecture de donnees sur un support de stockage holographique
EP2286408A2 (en) * 2008-05-14 2011-02-23 Dublin Institute of Technology A holographic recording method, a holographic recording medium and use of such medium
JP2010055708A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Panasonic Corp 記録再生装置
JP2010231850A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Sony Corp 光照射装置、制御方法
EP2290474A1 (en) * 2009-08-14 2011-03-02 Thomson Licensing Tilt compensation for a holographic storage system
JP5450649B2 (ja) * 2009-11-24 2014-03-26 株式会社東芝 情報格納装置
JP5309008B2 (ja) * 2009-12-15 2013-10-09 日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 光情報記録再生装置および光情報再生装置
US9291997B2 (en) 2012-05-17 2016-03-22 Samsung Electronics Co., Ltd. High speed hologram recording apparatus and method
JP2014049162A (ja) * 2012-08-31 2014-03-17 Hitachi-Lg Data Storage Inc 光情報記録装置
JPWO2016020994A1 (ja) * 2014-08-06 2017-04-27 株式会社日立製作所 光情報記録装置および光情報再生装置
CN107767887A (zh) * 2017-12-06 2018-03-06 苏州盤谷信息光学有限公司 一种基于分色反射层的全息存储装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5719691A (en) * 1995-05-05 1998-02-17 Lucent Technologies Inc. Phase correlation multiplex holography
JP3393064B2 (ja) * 1998-02-27 2003-04-07 株式会社オプトウエア 光情報記録媒体
WO1999044195A1 (fr) * 1998-02-27 1999-09-02 Optware Corporation Procede et appareil d'informations optiques, procede et appareil de reproduction d'informations optiques, appareil pour enregistrer/reproduire des informations optiques, et support d'enregistrement d'informations optiques

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140147484A (ko) * 2013-06-20 2014-12-30 한국전자통신연구원 홀로그램 프린터에서 기준파의 조향 방법 및 장치
KR20200002191A (ko) * 2018-06-29 2020-01-08 광운대학교 산학협력단 시프트 멀티플렉싱 기법을 이용한 홀로그래픽 투명 스크린 제작 방법 및 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US20070146838A1 (en) 2007-06-28
JP2005293630A (ja) 2005-10-20
EP1732068A4 (en) 2007-08-29
EP1732068A1 (en) 2006-12-13
WO2005096281A1 (ja) 2005-10-13
CN1934626A (zh) 2007-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20070006758A (ko) 홀로그램 기록 장치, 홀로그램 재생 장치, 홀로그램 기록방법, 홀로그램 재생 방법, 및 홀로그램 기록 매체
US20060067179A1 (en) Optical information recording device and optical information reproduction device
US7633660B2 (en) Hologram recording apparatus and method
KR20030019950A (ko) 광정보 기록장치 및 방법, 광정보 재생장치 및 방법, 및광정보 기록재생장치 및 방법
US20070153663A1 (en) Hologram recording/reproducing device and recording/reproducing optical apparatus
JP4439512B2 (ja) ホログラム記録担体
JPWO2005098829A1 (ja) ホログラム記録担体、ホログラム装置及び記録方法
US7012722B2 (en) Holographic recording apparatus
JP5415540B2 (ja) 角度制御方法
JP2005322382A (ja) ホログラム記録装置、およびホログラム記録方法
CN101308675A (zh) 光束施加方法、光束施加装置、以及光学记录介质
US20080123506A1 (en) Optical information recording/reproducing apparatus
JP5728432B2 (ja) ホログラム用光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置
US8391119B2 (en) Apparatus and method for recording/reproducing optical information, and data fetching by reference to optical information recording medium
JP2008027490A (ja) 情報記録再生装置及び情報再生方法
JP2007193874A (ja) 光情報記録装置および光情報再生装置
JP2004171611A (ja) 光情報記録装置および光情報再生装置
US20050083799A1 (en) Optical information recording apparatus, optical information reproducing apparatus, and optical information recording/reproducing apparatus
US7796486B2 (en) Optical information reproducing apparatus and optical information recording apparatus using holography
US8000207B2 (en) Method for reproducing hologram
JP4882802B2 (ja) ホログラム記録装置及びホログラム再生装置
US20180267464A1 (en) Hologram recording and reproducing apparatus and hologram recording and reproducing method
JP4525308B2 (ja) ホログラム記録装置、ホログラム再生装置、ホログラム記録方法、およびホログラム再生方法
JP2006171416A (ja) ホログラム記録媒体及びホログラム記録再生装置
JP2007148112A (ja) 光情報記録再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid