WO2006090624A1 - ホログラム情報再生装置 - Google Patents

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WO2006090624A1
WO2006090624A1 PCT/JP2006/302648 JP2006302648W WO2006090624A1 WO 2006090624 A1 WO2006090624 A1 WO 2006090624A1 JP 2006302648 W JP2006302648 W JP 2006302648W WO 2006090624 A1 WO2006090624 A1 WO 2006090624A1
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light
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hologram
recording
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PCT/JP2006/302648
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Inventor
Shinji Mitsuya
Original Assignee
Alps Electric Co., Ltd.
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Publication date
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    • G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms
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    • G03H1/2202—Reconstruction geometries or arrangements
    • G03H2001/2223—Particular relationship between light source, hologram and observer
    • G03H2001/2231—Reflection reconstruction

Definitions

  • the present invention relates to a hologram information reproducing apparatus that reproduces hologram information formed on a recording medium surface.
  • optical recording media such as CD (compact disc) and DVD (digital versatile disc) are widely used as media for recording a large amount of data.
  • CDs and DVDs require such a large amount of data. It is impossible to increase the density sufficiently to record data, and it is not possible to record a large amount of these data on a single disc. Therefore, in order to record such a large amount of data, it is necessary to record while exchanging multiple disks.
  • hologram recording media capable of recording a considerably large amount of data compared to current CDs and DVDs have attracted attention.
  • Hologram information recording is a recording medium in which beam light is demultiplexed into two coherent lights, one light is data-modulated by a spatial light modulator to be signal light, and the other light is used as reference light. This is a method of recording data as interference fringes by combining the above. Then, by irradiating the recording medium with the same reference light as at the time of recording, the signal light can be detected as reproduction light, thereby reproducing data. In this hologram information recording / reproduction, the signal light is not reproduced if the wavelength or irradiation angle of light during information reproduction differs from the wavelength or irradiation angle of light during information recording. Utilizing this property, data is multiplexed and recorded in the same area of the recording medium by changing the wavelength and irradiation angle of information recording / reproducing light.
  • the recording method of hologram information by this reflection hologram includes signal light (data light) including data to be recorded and this.
  • data is recorded as interference fringes on a recording medium by irradiating the recording medium with reference light (reference light) that interferes with the signal light of both sides.
  • reference light reference light
  • the diffracted light is diffracted to the same side as the side on which the reference light is incident. It is necessary to arrange a photo detector on the same side as the light source to be used.
  • the hologram information (interference fringes) recorded by this reflective hologram recording method is such that the interference fringes are in a direction along the recording medium surface (parallel to or substantially parallel to the recording medium surface) as shown in the figure. Therefore, there is a problem that it is vulnerable to expansion of the recording medium due to changes in environmental temperature. That is, when the recording medium expands in the direction perpendicular to the medium surface due to temperature changes, the width of the recorded interference fringe tends to change greatly, and as a result, the recorded information can be reproduced accurately. There is a problem that it will not be possible.
  • signal light including data to be recorded is schematically shown in FIG. (Data light) and reference light (reference light) that interferes with this signal light are emitted from the same surface side to the recording medium, so that the interference fringes are in the thickness direction of the recording medium (for example, recording In a direction substantially perpendicular to the medium surface). Therefore, even if the recording medium expands in the direction perpendicular to the surface of the medium based on a temperature change or the like, it is small and stable that the interval between the interference fringes changes as in the reflection type hologram. A playback signal can be obtained.
  • Patent Document 1 JP 2002-216359 A
  • the diffracted light is converted into the reference light when irradiated with the reference light. Therefore, it is necessary to dispose the photodetector on the side opposite to the light source that emits the reference light to the recording medium. That is, an irradiation unit including a light source for reference light, etc. is installed on one side with the recording medium in between, and the other side Since a detection unit including a photodetector for detecting diffracted light must be installed, a space is required in the thickness direction, and there is a problem that the entire apparatus becomes large.
  • the present invention has been made paying attention to the above-described problems, and an object thereof is to provide a hologram information reproducing apparatus in which the entire apparatus can be reduced in size.
  • a hologram information reproducing apparatus configured to reproduce transmission hologram information formed in an information recording area of a plate-shaped recording medium, and the information
  • An optical head having a light source that emits reference light to a recording area and a photodetector that detects diffracted light obtained when the interference light is irradiated with the reference light is provided on one surface side of the recording medium.
  • a reflecting member for reflecting and irradiating the information recording area with reference light irradiated to the information recording area of the recording medium as conjugate light is disposed on the other side of the recording medium.
  • a recording medium 100 used for hologram recording includes, for example, a recording layer (for example, formed of a resin material such as a photopolymer) 101 on which an interference fringe is recorded.
  • a so-called sandwich structure sandwiched between substrates 102 for example, formed of polycarbonate, acrylic, or glass
  • the recording layer 101 expands greatly in the direction perpendicular to the substrate 102 (arrow direction).
  • the expansion based on the temperature change or the like hardly occurs in the direction along the surface when the recording layer 101 is sandwiched or supported by the substrate 102 as described above. It is easy to expand in the direction (arrow direction) orthogonal to the direction.
  • the hologram information (interference fringes) recorded in the direction along the recording medium surface by the reflection hologram recording method as shown in FIG.
  • the stripe width tends to change greatly, and as a result, there is a problem that the recorded information cannot be reproduced accurately.
  • the direction along the thickness direction of the recording medium is obtained by irradiating the information recording area of the recording medium with the reference light and the data light from the same surface side to the plate-shaped recording medium.
  • Hologram information interference fringes
  • the hologram information reproducing apparatus that reproduces the hologram information described above reflects the reference light irradiated to the recording area as a common light through the reflecting member at the time of reproduction, and again reflects this as interference fringes in the recording area. Diffracted light can be obtained using this as reference light, and this diffracted light can be detected by a photodetector disposed on the same side as the light source. It becomes. As described above, since the photodetector is installed on the same side as the light source with respect to the recording medium, connecting members such as lines, heat radiation members, etc. are concentrated on one side compared to the configuration installed on the opposite side. It becomes possible to reduce the thickness of the entire apparatus.
  • the hologram information may be read by driving the recording medium with the optical head and the reflection member fixed, or the optical head.
  • the hologram information may be read by integrally driving the reflecting member relative to the recording medium.
  • the above-described reflecting member is configured to have a plurality of reflecting surfaces along the recording medium surface at the same inclination angle with respect to the recording medium, thereby driving the optical head. Even if the position where the reference light is irradiated changes, it is possible to irradiate the recording area with conjugate reflected light. That is, it is not necessary to drive the reflecting member together with the optical head, and the configuration of the drive system is simplified. Furthermore, the above-described reflecting member can be configured with a phase conjugate mirror, so that various aberrations generated in a predetermined optical system can be suppressed, and a cheaper optical member can be used. . Also, since the direction of reflection by the phase conjugate mirror is always the same as the direction of incidence, it is not necessary to adjust the angle of the phase conjugate mirror, and phase conjugate light can be used when writing information.
  • the reflecting member that reflects and irradiates the information recording area with the reference light irradiated to the information recording area where the transmission hologram information is formed is provided as a conjugate light.
  • An optical head having a light source that emits light and a photodetector that detects diffracted light obtained when the reference light is irradiated onto the interference fringes can be disposed on one side of the recording medium. The size of the entire hologram information reproducing apparatus can be reduced.
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration example of a hologram information recording apparatus that records transmission hologram information by forming interference fringes in a direction substantially orthogonal to the recording medium surface.
  • reference numeral 10 denotes a light source
  • the light source 10 is constituted by a semiconductor laser or the like that emits light (coherent light) having a predetermined wavelength and capable of interference.
  • a beam expander 12 At the rear stage of the light source 10 (the preceding position in the light traveling direction in the optical path), a beam expander 12 that expands the beam diameter of the beam light emitted from the light source force and two light beams that are coherent with each other.
  • a beam splitter 13 for demultiplexing light is installed.
  • the beam expander 12 has a first lens 12a for diffusing the emitted beam light and a second lens 12b for making the diffused light parallel light.
  • the first stage 14 and the second mirror 15 for deflecting the demultiplexed light, and the light deflected by the second mirror 15 are subjected to data modulation in the latter stage of the beam splitter 13 on the one optical path side.
  • a spatial light modulator 16 and a Fourier transform lens (a condensing lens) 17 that condenses the data-modulated signal light on the recording medium 100 are provided.
  • a third mirror 20 that deflects the other light demultiplexed by the beam splitter 13 is disposed downstream of the beam splitter 13 on the other optical path side.
  • the signal light A data-modulated by the spatial light modulator 16 interferes with the reference light B incident through the deflection mirror 20 and is recorded on the recording layer of the recording medium 100 as will be described later.
  • the recording medium 100 is driven along with recording, so that recording is sequentially performed on different recording areas.
  • the spatial light modulator 16 can be constituted by, for example, a two-dimensional array spatial digital filter (transmission filter). Accordingly, the light modulated by the spatial light modulator 16 becomes signal light A including a matrix-like two-dimensional pattern composed of black and white patterns corresponding to digital data “0” and “1”. A is condensed on the recording medium 100 by the condenser lens 17.
  • the signal light A collected on the recording medium 100 by the condenser lens 17 is combined with the light (reference light B) that is demultiplexed by the beam splitter 13 and collected through the third mirror 20. And both interfere Thus, interference fringes whose light intensity changes periodically are formed on the recording medium 100. Since this interference fringe is determined by the shape of the wavefront of the two lights to be combined, the shape of the wavefront of the two lights to be combined is recorded as information on the recording medium 100. That is, in the information recording area R of the recording medium 100, interference fringes between the signal light A that forms a data-modulated wavefront and the reference light B that forms a data-modulated V and wavefront form hologram information. As recorded.
  • the signal light A and the reference light B are irradiated on the recording medium 100 with the same surface side force having a predetermined angle, and the formed interference fringes are as shown in FIG. It becomes the direction perpendicular to the recording medium surface (substantially orthogonal direction).
  • the wavelength of the light emitted from the light source 10 is changed, or the angle of light incident on the recording medium 100 is changed by providing an angle variable mechanism.
  • Can multiplex and record information (wavelength multiplexing, angle multiplexing).
  • the drive mechanism 2 Oa is connected to the deflection mirror 20, and the angle of the deflection mirror 20 is varied by the drive mechanism 20a, so that the recording medium 100 can be recorded in the same recording area.
  • variable angle mechanism may be configured to move the lens (the condensing lens 17) that condenses the data light and the reference light on the recording medium 100. good. That is, multiple recording can be performed by changing the incident angles of the coherent light beams that interfere with each other.
  • the recording medium 100 of the present embodiment includes a recording layer 101 such as a silver salt photosensitive material, gelatin dichromate, or a photopolymer, and a substrate made of a transparent material (for example, polycarbonate,
  • the recording layer 101 has an expansion coefficient larger than that of the substrate 102.
  • FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration example of a hologram information reproducing apparatus used for reading information from the recording medium 100 on which information is recorded as described above.
  • This hologram information reproducing apparatus uses the optical elements (first mirror 14, second mirror 15, spatial light modulator 16, and condenser lens 17) in the hologram information recording apparatus shown in FIG.
  • a function as a hologram information recording apparatus may be provided by switching to a unit including the detector 30.
  • the photodetector 30 is installed on the back of the spatial light modulator 16, and light is transmitted when the spatial light modulator 16 is turned off. It is possible to provide an optical system capable of writing and reproducing data. Of course, it may be configured as a device having only a function of reproducing hologram information.
  • the photodetector 30 has a two-dimensional light receiving cell array corresponding to the two-dimensional pattern of the reproduction light, and is composed of, for example, a PD array, a CCD element array, a CMOS element array, or the like.
  • the diffracted light (reproducing light) is directed toward the opposite side of the recording medium 100.
  • the photodetector 30a for detecting the reproduction light on the side opposite to the light source 10A with respect to the recording medium 50.
  • the diffracted light (with the photodetector 30 installed on the same side as the light source 10A ( Regenerative light) C can be detected.
  • the hologram information reproducing apparatus for reproducing the hologram information described above reflects the reference light B irradiated to the recording area R as conjugate light by the reflection mirror 40 during reproduction, and this is reflected again in the recording area R. Since the stripes are irradiated, a diffracted light C using this as a reference light can be obtained, and the diffracted light C is also detected by a photodetector 30 disposed on the same side as the light source 10A. It becomes possible to detect with.
  • the photodetector 30 is installed on the same side as the light source 10A with respect to the recording medium 100. It becomes possible to save the space on the opposite side of the recording medium 100. In other words, connecting members such as lines associated with the installation of photodetectors, members with a heat dissipation function, etc. Since the reflecting mirror 40 can be simply installed without installing the various members accompanying it on the opposite side of the recording medium 100, the thickness of the entire apparatus can be reduced accordingly.
  • the optical head having the light source 10A and the photodetector 30 and the reflection mirror 40 are fixed to the frame of the apparatus main body, and recording is performed on the recording medium 100 by driving the recording medium 100. It is possible to read the hologram information.
  • an optical head 60 having a light source 10A and a photodetector 30 and a carrier 41 on which a reflecting mirror 40 is placed are connected so as to be physically movable.
  • the optical head and the carrier may be configured to be driven relative to the recording medium 100 by the driving means 70.
  • the reflection mirror installed on the opposite side of the optical head 60 with respect to the recording medium 100 may be configured as shown in FIG. I like it.
  • the reference reflected light B irradiated at the same angle with respect to the recording medium 100 always records conjugate reflected light even if the irradiation position changes as the optical head 60 moves.
  • a plurality of reflecting surfaces 40a, 40a,... Having the same inclination angle are formed along the recording medium surface so as to enter the recording area of the medium 100.
  • the reflection mirror 40A By disposing the reflection mirror 40A having such a plurality of reflection surfaces 40a, 40a, etc., it becomes possible to reproduce hologram information only by driving only the optical head 60 by the driving means 70, and the drive system
  • the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
  • the reflection mirror 40A described above is formed continuously on one plane P. There is no need to install a large reflecting mirror that covers the entire surface of the 100.
  • a phase conjugate mirror may be used as the reflecting member.
  • the accuracy of the optical lens is important. Therefore, as described above, by using the phase conjugate light from the phase conjugate mirror and irradiating it to the recording area, various aberrations (such as lens wavefront aberration) occurring in the lens can be suppressed. It is possible to use a lens with a lower cost configuration Become capable.
  • the reflection direction by the phase conjugate mirror is always the same as the incident direction, it is not necessary to adjust the angle of the phase conjugate mirror, and the phase conjugate light can also be used when writing information.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
  • the above-described configuration can also be applied when recording and reproducing multiplexed information on a recording medium.
  • the configuration of the optical head, the configuration of the driving mechanism and driving means for driving the optical head and the reflecting member, the driving direction with respect to the recording medium, and the like can be modified as appropriate.
  • the hologram information reproducing apparatus in the above-described embodiment may be configured to incorporate a function (unit) for recording hologram information as shown in FIG. 3 or to share an optical system between the two. good.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a hologram information recording / reproducing apparatus when forming hologram information (interference fringes) parallel to a recording medium surface on a recording medium.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a hologram information recording / reproducing apparatus when hologram information (interference fringes) perpendicular to the recording medium surface is formed on the recording medium.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a recording medium.
  • FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a hologram information recording apparatus when hologram information (interference fringes) perpendicular to the recording medium surface is formed on the recording medium.
  • FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a hologram information reproducing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a first modification of the hologram information reproducing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a second modification of the hologram information reproducing apparatus according to the present invention. Explanation of symbols

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Abstract

【課題】装置全体の小型化が図れるホログラム情報再生装置を提供する。 【解決手段】本発明のホログラム情報再生装置は、記録媒体１００の情報記録エリアＲに形成される透過型ホログラム情報を再生可能に構成される。そして、情報記録エリアＲに参照光Ｂを出射する光源１０Ａと、干渉縞に参照光Ｂを照射した際に得られる回折光を検出する光検出器３０とを有する光学ヘッドを、記録媒体１００の一方の側に配設し、記録媒体１００の他方の側に、記録媒体１００の情報記録エリアＲに対して照射される参照光Ｂを共役な光として情報記録エリアＲに反射照射する反射ミラー４０を配設したことを特徴とする。

Description

明 細 書
ホログラム情報再生装置
技術分野
[0001] 本発明は、記録媒体面に形成されるホログラム情報を再生するホログラム情報再生 装置に関する。
背景技術
[0002] 現在、大量のデータを記録しておく媒体として、 CD (コンパクトディスク）や DVD (デ イジタルバーサタイルディスク）などの光記録媒体が広く利用されている。近年、高精 細の動画像を記録したいという要望や、パーソナルコンピュータの発達によりさらに大 量のデータを記録したいという要望があり、 CDや DVDのような光記録媒体では、こ のような大量のデータを記録するために十分な高密度化を図ることができず、 1枚の ディスクにこれらの大量のデータを記録することができない。したがって、これらの大 量のデータを記録するためには、複数のディスクを交換しながら記録しなければなら ない。近年、現在の CDや DVDなどに比べてかなりの大量のデータを記録することが できるホログラム記録媒体が注目されて 、る。
[0003] ホログラム情報記録とは、ビーム光を互いにコヒーレントな 2つの光に分波し、一方 の光を空間光変調器でデータ変調して信号光とし、他方の光を参照光として記録媒 体上で合波することにより、データを干渉縞として記録する方式である。そして、この 記録媒体に記録時と同じ参照光を照射することにより、信号光を再生光として検出す ることができ、これによりデータを再生することができる。このホログラム情報記録再生 においては、情報再生時の光の波長や照射角度が情報記録時の光の波長や照射 角度と異なると信号光が再生されない。この性質を利用して、情報記録再生の光の 波長や照射角度を変えて記録媒体の同じ領域にデータを多重して記録することが行 われている。
[0004] 上記したようなホログラムによる情報の記録及び再生方法として、反射型ホログラム と称される方式が知られて 、る。この反射型ホログラムによるホログラム情報の記録方 式は、図 1に模式的に示すように、記録したいデータを含む信号光 (データ光）と、こ の信号光と干渉させる参照光 (リファレンス光)を記録媒体に対して両側力 照射する ことで記録媒体にデータを干渉縞として記録する方式である。そして、記録された情 報を再生するには、参照光を照射した際に、回折光が、参照光を入射する側と同じ 側に回折されることから、記録媒体に対して参照光を照射する光源と同じ側に光検 出器を配設しておく必要がある。
[0005] ところが、この反射型ホログラムの記録方式で記録されるホログラム情報 (干渉縞） は、図に示すように、干渉縞が記録媒体面に沿った方向（記録媒体面に平行、又は 略平行となる方向）に形成されるため、環境温度の変化等に基づく記録媒体の膨張 に弱いという問題が考えられる。すなわち、温度変化によって、記録媒体が、媒体表 面に対して垂直方向に膨張すると、記録された干渉縞の幅が大きく変化する傾向と なり、結果として、記録された情報を正確に再生することができなくなってしまう、とい う問題がある。
[0006] これに対して、例えば、特許文献 1に開示されているような透過型ホログラムと称さ れるホログラム情報の記録方式では、図 2に模式的に示すように、記録したいデータ を含む信号光 (データ光）と、この信号光と干渉させる参照光 (リファレンス光)を、記 録媒体に対して同一の面側から照射するため、干渉縞は、記録媒体の厚さ方向（例 えば、記録媒体面に対して略垂直な方向）に形成される。従って、温度変化等に基 づいて、記録媒体が、媒体表面に対して垂直方向に膨張したとしても、反射型ホログ ラムのように、干渉縞の間隔が変化するようなことが小さぐ安定した再生信号が得ら れるようになる。
特許文献 1 :特開 2002— 216359号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] し力しながら、上記した透過型ホログラムによる記録方式では、図 2に示すように、 記録されたホログラム情報を再生するには、参照光を照射した際に、回折光は、参照 光を入射する側と反対側に透過して回折されることから、光検出器を記録媒体に対し て参照光を照射する光源と反対側に配設しておく必要がある。すなわち、記録媒体 を挟んで、一方側に参照光用の光源等を含む照射ユニットを設置しておき、他方側 に回折光を検出する光検出器を含む検出ユニットを設置しなければならないことから 、厚さ方向にスペースが必要となり、装置全体が大型化するという問題がある。
[0008] 本発明は、上記した問題に着目してなされたものであり、装置全体の小型化が図れ るホログラム情報再生装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0009] 上記した目的を達成するために、本発明に係るホログラム情報再生装置は、板状 の記録媒体の情報記録エリアに形成される透過型ホログラム情報を再生可能な構成 であって、前記情報記録エリアに参照光を出射する光源と、前記干渉縞に前記参照 光を照射した際に得られる回折光を検出する光検出器とを有する光学ヘッドを、前 記記録媒体の一方の面側に配設し、前記記録媒体の他方の側に、前記記録媒体の 情報記録エリアに対して照射される参照光を共役な光として前記情報記録エリアに 反射照射する反射部材を配設したことを特徴とする。
[0010] 図 3に示すように、ホログラム記録に用いられる記録媒体 100は、例えば、干渉縞が 記録される記録層（例えば、フォトポリマーなどの榭脂材料によって形成される） 101 を、透明材料による基板 (例えば、ポリカーボネート、アクリル、ガラスによって形成さ れる） 102で挟持した、いわゆるサンドイッチ構造とする場合がある。このため、記録 層 101の膨張係数が透明材料による基板 102の膨張係数よりも大きいと、記録層 10 1は、基板 102に対して垂直方向（矢印方向）に大きく膨張するようになる。また、温 度変化等に基づく膨張は、上記したように記録層 101が基板 102によって挟持され ていたり、或いは、支持された状態にあると、表面に沿った方向には起こり難ぐ専ら 、表面に対して直交する方向（矢印方向）で膨張し易い。
[0011] このため、図 1に示したような、反射型ホログラムの記録方式によって記録媒体面に 沿った方向に記録されたホログラム情報 (干渉縞）は、温度変化が生じると、記録され た干渉縞の幅が大きく変化する傾向となり、結果として、記録された情報を正確に再 生することができなくなってしまう、という問題がある。
[0012] これに対して、記録媒体の情報記録エリアに、板状の記録媒体に対して同一の面 側から参照光及びデータ光を照射することで、記録媒体の厚さ方向に沿った方向（ 例えば、記録媒体面に対して略直交する方向）にホログラム情報 (干渉縞）が形成さ れる。このため、情報再生時において、記録媒体の膨張等が生じても、反射型ホログ ラムの場合と比較して、ホログラム情報が変化 (干渉縞の幅が変化)することが低減、 乃至は防止される。そして、上記したホログラム情報を再生するホログラム情報再生 装置は、再生時において、記録エリアに照射される参照光を、反射部材を介して共 役な光として反射し、これを再び記録エリアの干渉縞に照射するため、これを参照光 として回折光が得られるようになり、し力も、この回折光は、光源が配設される側と同じ 側に配設した光検出器で検知することが可能となる。このように、光検出器が記録媒 体に対して光源と同一側に設置されることから、反対側に設置する構成と比較して、 ライン等の接続部材、放熱部材等を一方側に集約することが可能となり、装置全体の 厚さを薄くすることが可能となる。
[0013] また、上記した構成にぉ 、ては、光学ヘッド及び反射部材を固定状態にして、記録 媒体を駆動することで、ホログラム情報を読み取るように構成しても良いし、光学へッ ド及び反射部材を記録媒体に対して一体的に相対駆動して、ホログラム情報を読み 取るようにしても良い。
[0014] また、上記した反射部材につ 、ては、記録媒体に対して同一の傾斜角で、記録媒 体面に沿った複数の反射面を有するように構成することで、光学ヘッドを駆動して参 照光が照射される位置が変化しても、共役な反射光を記録エリアに照射することが可 能となる。すなわち、反射部材を光学ヘッドと共に駆動する必要が無くなり、駆動系 の構成が簡略化される。更に、上記した反射部材については、位相共役鏡で構成す ることで、所定の光学系で発生する各種の収差を抑制することができ、より安価な光 学部材を使用することが可能となる。また、位相共役鏡による反射方向は、常に入射 方向と同一になるので、位相共役鏡の角度調整が不要になると共に、位相共役光を 情報書き込み時においても使用することが可能となる。
発明の効果
[0015] 本発明によれば、透過型ホログラム情報が形成される情報記録エリアに照射される 参照光を、共役な光として情報記録エリアに反射照射する反射部材を配設したことか ら、参照光を射出する光源と、干渉縞に参照光を照射した際に得られる回折光を検 出する光検出器とを有する光学ヘッドを、記録媒体の一方の側に配設することが可 能となり、ホログラム情報再生装置全体の小型化が図れるようになる。
発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図 4は、記録媒体面に対して略直交する方向に干渉縞を形成することで透過型ホ ログラム情報を記録するホログラム情報記録装置の概略構成例を示した図である。図 において、符号 10は光源を示しており、この光源 10は、所定の波長を有し、干渉可 能な光 (コヒーレント光）を射出する半導体レーザなどによって構成される。光源 10の 後段 (光路における光の進行方向上の先行する位置）には、光源力 射出されたビ ーム光のビーム径を拡大させるビームエキスパンダ 12と、ビーム光を互いにコヒーレ ントな 2つの光に分波するビームスプリッタ 13が設置されている。前記ビームエキスパ ンダ 12は、光源力も射出されたビーム光を拡散させる第 1レンズ 12a及び拡散した光 を平行光にする第 2レンズ 12bを有する。
[0017] 前記ビームスプリッタ 13の一方の光路側後段には、分波された光を偏向する第 1ミ ラー 14及び第 2ミラー 15と、第 2ミラー 15で偏向された光にデータ変調を行う空間光 変調器 16と、データ変調された信号光を記録媒体 100上に集光させるフーリエ変換 レンズ (集光レンズ） 17が配設されている。また、ビームスプリッタ 13の他方の光路側 後段には、ビームスプリッタ 13で分波された他方の光を偏向する第 3ミラー 20が配設 されている。そして、前記空間光変調器 16でデータ変調された信号光 Aは、後述す るように、偏向ミラー 20を介して入射される参照光 Bと干渉し、記録媒体 100の記録 層に記録されると共に、記録に伴って記録媒体 100が駆動されることで、異なる記録 エリアに対して順次記録が成される。
[0018] 前記空間光変調器 16は、例えば 2次元配列空間ディジタルフィルタ (透過フィルタ） などで構成することができる。したがって、空間光変調器 16でデータ変調された光は 、ディジタルデータの「0」、 「1」に対応した白黒パターンで構成されるマトリクス状の 2次元パターンを含む信号光 Aとなり、この信号光 Aは、集光レンズ 17によって記録 媒体 100上に集光される。
[0019] 集光レンズ 17によって記録媒体 100上に集光される信号光 Aは、ビームスプリッタ 13で分波されて第 3ミラー 20を介して集光される光 (参照光 B)と合波し、両者が干渉 して、周期的に光の強度が変わる干渉縞が記録媒体 100上に形成される。この干渉 縞は、合波する 2つの光の波面の形状で決まるので、記録媒体 100上では、合波す る 2つの光の波面の形状が情報として記録される。すなわち、記録媒体 100の情報 記録エリア Rには、データ変調された波面を形成する信号光 Aと、データ変調されて V、な 、波面を形成する参照光 Bとの間の干渉縞がホログラム情報として記録される。 この場合、信号光 Aと参照光 Bは、記録媒体 100に対して同一の面側力も所定の角 度を有して照射されており、形成される干渉縞は、図 4に示すように、記録媒体面に 対して直交する方向（略直交する方向）となって!/、る。
[0020] なお、情報記録時において、光源 10から射出される光の波長を変化させたり、角度 可変機構を設けて記録媒体 100に対する光の入射角度を変化させることで、情報記 録エリア Rには、情報を多重して記録することが可能である（波長多重、角度多重)。 例えば、上記した光源 10である半導体レーザの駆動電流値を可変制御することで、 記録媒体 100に対して、同一の記録エリアに対して情報を多重した状態 (波長多重） で記録することが可能となる。また、角度可変機構として、偏向ミラー 20に駆動機構 2 Oaを接続しておき、駆動機構 20aによって偏向ミラー 20の角度を可変することで、記 録媒体 100に対して、同一の記録エリアに対して情報を多重した状態 (角度多重)で 記録することが可能となる。なお、この場合、偏向ミラー 20の角度を変化させる際、同 一の記録エリアに参照光 Bが照射されるように、偏向ミラーと記録媒体との間に集光 レンズを配設しておいても良い。或いは、偏向ミラー 20と記録媒体 100の距離が近 い場合は、参照光 Bの直径を拡径しても良い。
[0021] また、上記した角度可変機構は、偏向ミラーを可動させる以外にも、記録媒体 100 にデータ光や参照光を集光させるレンズ (集光レンズ 17)を可動させるように構成し ても良い。すなわち、干渉される互いにコヒーレントな光の入射角度を変化させること で、多重記録を行なうことが可能となる。
[0022] 本実施形態の記録媒体 100は、図 3に示したように、銀塩感光材料、重クロム酸ゼ ラチン、フォトポリマーなどの記録層 101を、透明材料による基板 (例えば、ポリカーボ ネート、アクリル、ガラスによって形成される） 102で挟持した構造となっており、記録 層 101の膨張係数が、基板 102の膨張係数よりも大きい構成となっている。 [0023] 図 5は、上記したように情報が記録されている記録媒体 100に対し、その情報を読 み取るに際して用いられるホログラム情報再生装置の概略構成例を示す図である。こ のホログラム情報再生装置は、図 4に示したホログラム情報記録装置における光学素 子 (第 1ミラー 14、第 2ミラー 15、空間光変調器 16、集光レンズ 17)をユニットとして、 後述する光検出器 30を含むユニットと切換え可能にすることで、ホログラム情報記録 装置としての機能を持たせても良い。或いは、図 4に示す構成において、空間光変 調器 16の背部に光検出器 30を設置すると共に、前記空間光変調器 16を OFFした 際に光が透過できるように構成することで、情報の書き込み及び再生が可能な光学 系とすることが可能である。もちろん、ホログラム情報を再生する機能のみを有する装 置として構成しても良い。なお、前記光検出器 30は、再生光の 2次元パターンに対 応する 2次元の受光セルアレイを有しており、例えば PDアレイ、 CCD素子アレイ、 C MOS素子アレイなどで構成される。
[0024] ホログラム情報である干渉縞に対して、記録時と同様な参照光 Bを記録媒体 100に 照射すると、その回折光 (再生光) ま、記録媒体 100の反対側に向力 ことから、 本来であれば、再生光を検知する光検出器 30aを、記録媒体 50に対して光源 10A と反対側に設置しておく必要があるが、図 5に示すように、記録媒体 100の反対側に 、参照光 Bを共役な光として情報記録エリア Rに反射入射させる反射部材 (反射ミラ 一) 40を設置しておくことで、光源 10Aと同じ側に設置した光検出器 30で回折光 (再 生光) Cを検知することが可能になる。すなわち、上記したホログラム情報を再生する ホログラム情報再生装置は、再生時において、記録エリア Rに照射される参照光 Bを 、反射ミラー 40によって共役な光として反射し、これを再び記録エリア Rの干渉縞に 照射するため、これを参照光とした回折光 Cが得られるようになり、し力も、この回折光 Cは、光源 10Aが配設される側と同じ側に配設した光検出器 30で検知することが可 能となる。
[0025] このように、参照光 Bと共役な光を記録エリア Rに入射させる反射ミラー 40を設置す ることで、光検出器 30を、記録媒体 100に対して光源 10Aと同一側に設置すること が可能となり、記録媒体 100の反対側を省スペース化することが可能となる。すなわ ち、光検出器を設置することに伴うライン等の接続部材や、放熱機能を有する部材等 、それに付随する各種の部材を記録媒体 100の反対側に設置することなぐ単に反 射ミラー 40を設置するだけで済むため、装置全体の厚さを、その分、薄くすることが 可能となる。
[0026] 上記した構成では、光源 10Aと光検出器 30とを有する光学ヘッド及び反射ミラー 4 0を、装置本体のフレームに固定しておき、記録媒体 100を駆動することで記録媒体 100に記録されたホログラム情報を読み取ることが可能となる。
[0027] 或いは、図 6に示すように、光源 10Aと光検出器 30とを有する光学ヘッド 60及び反 射ミラー 40を載置したキャリア 41がー体的に移動可能となるように連結しておき、こ れらの光学ヘッド及びキャリアを駆動手段 70によって、記録媒体 100に対して相対 的に駆動するように構成しても良 、。
[0028] また、このように光学ヘッド 60を駆動する構成では、記録媒体 100に対して光学へ ッド 60と反対側に設置される反射ミラーを図 7に示すように構成しておくことが好まし い。この実施形態における反射ミラー 40Aは、記録媒体 100に対して、同一角度で 照射される参照光 Bが、光学ヘッド 60が移動して照射位置が変化しても、常に、共役 な反射光が記録媒体 100の記録エリアに入射されるよう、記録媒体面に沿って、同 一の傾斜角を有する複数の反射面 40a, 40a…を有するように構成されている。この ような複数の反射面 40a, 40a…を有する反射ミラー 40Aを配設することで、光学へ ッド 60のみを駆動手段 70によって駆動するだけでホログラム情報を再生することが 可能となり、駆動系の構成を簡略ィ匕できると共に、コストを低減することが可能となる。 また、上記したように、光学ヘッド 60のみを駆動して反射ミラーを固定する構成にお いては、上記した反射ミラー 40Aは、 1つの平面 P上に連続して形成されているため 、記録媒体 100の全面を覆う大きな反射ミラーを設置する必要が無ぐ厚さ方向を増 カロさせることちない。
[0029] また、上述した構成において、反射部材として位相共役鏡を用いても良い。通常、 ホログラムの記録、再生に際しては、光学系のレンズの精度 (各種収差を抑制する） が重要となる。そこで、上記したように、位相共役鏡による位相共役光を利用し、これ を記録エリアに照射するように構成することで、レンズで発生する各種の収差 (レンズ の波面収差など)を抑制することができ、より安価な構成のレンズを使用することが可 能になる。また、位相共役鏡による反射方向は、常に入射方向と同一になるので、位 相共役鏡の角度調整が不要になると共に、位相共役光を情報書き込み時において も利用することが可能となる。
[0030] さらに、上述したように、角度多重方式でホログラム情報が記録されている場合は、 反射部材を可動するミラー駆動機構を設けておき、情報再生時において、記録時と 同様に参照光 Bの入射角度が変化するように回動駆動することで、角度多重方式で 記録されたホログラム情報を再生することが可能になる。
[0031] 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限 定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、記録媒体に対して、多 重情報を記録、再生する場合にも、上記した構成を適用することが可能である。また 、光学ヘッドの構成、光学ヘッドや反射部材を駆動するための駆動機構や駆動手段 の構成、記録媒体に対する駆動方向など、適宜変形することが可能である。さらに、 上記した実施形態におけるホログラム情報再生装置は、図 3に示したようなホログラム 情報を記録する機能 (ユニット）を組み込んだり、両者の間で光学系を共有化するよう な構成であっても良い。
図面の簡単な説明
[0032] [図 1]記録媒体に対して、記録媒体面に平行なホログラム情報 (干渉縞)を形成する 際のホログラム情報記録再生装置の概略構成を示す図。
[図 2]記録媒体に対して、記録媒体面に垂直なホログラム情報 (干渉縞)を形成する 際のホログラム情報記録再生装置の概略構成を示す図。
[図 3]記録媒体の構成例を示す図。
[図 4]記録媒体に対して、記録媒体面に垂直なホログラム情報 (干渉縞)を形成する 際のホログラム情報記録装置の概略構成を示す図。
[図 5]本発明に係るホログラム情報再生装置の概略構成を示す図。
[図 6]本発明に係るホログラム情報再生装置の第 1の変形例の概略構成を示す図。
[図 7]本発明に係るホログラム情報再生装置の第 2の変形例の概略構成を示す図。 符号の説明
[0033] 10, 10A 光源 30 光検出器
40， 40A 反射ミラー 40a 反射面 60 光学ヘッド 100 記録媒体 A 信号光
B 参照光
C 回折光 (再生光） R 情報記録ヱリア

Claims

請求の範囲
[1] 板状の記録媒体の情報記録エリアに形成される透過型ホログラム情報を再生可能 なホログラム情報再生装置であって、
前記情報記録エリアに参照光を出射する光源と、前記干渉縞に前記参照光を照射 した際に得られる回折光を検出する光検出器とを有する光学ヘッドを、前記記録媒 体の一方の面側に配設し、
前記記録媒体の他方の側に、前記記録媒体の情報記録エリアに対して照射される 参照光を共役な光として前記情報記録エリアに反射照射する反射部材を配設したこ とを特徴とするホログラム情報再生装置。
[2] 前記光学ヘッド及び反射部材は、前記記録媒体に対して、一体的に相対駆動され ることを特徴とする請求項 1に記載のホログラム情報再生装置。
[3] 前記反射部材は、前記記録媒体に対して同一の傾斜角で、記録媒体面に沿った 複数の反射面を有することを特徴とする請求項 1に記載のホログラム情報再生装置。
[4] 前記反射部材は、位相共役鏡であることを特徴とする請求項 1に記載のホログラム 情報再生装置。
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