WO2016143726A1 - ホログラム記録再生装置、及びホログラム記録再生方法 - Google Patents
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- G11B7/08564—Arrangements for positioning the light beam only without moving the head, e.g. using static electro-optical elements using galvanomirrors
Definitions
- the present invention relates to a hologram recording / reproducing apparatus for recording / reproducing information on a hologram medium using holography, and a hologram recording / reproducing method used therefor.
- Hologram recording technology is a method in which signal light having page data information two-dimensionally modulated by a spatial light modulator is superimposed on reference light inside the recording medium, and the interference fringe pattern generated at that time is placed in the recording medium.
- This is a technique for recording information on a recording medium by causing refractive index modulation.
- the hologram recorded in the recording medium acts like a diffraction grating to generate diffracted light. This diffracted light is reproduced as the same light including the recorded signal light and phase information.
- the reproduced signal light is detected two-dimensionally at high speed using an image sensor.
- the hologram recording technique makes it possible to record and reproduce two-dimensional information on an optical recording medium with one hologram.
- Patent Document 1 JP-A-2004-272268 (Patent Document 1) is known as a background art relating to the hologram recording technique. Patent Document 1 discloses a multiplexing method and apparatus in which holograms are spatially multiplexed by partial spatial overlap between adjacent stacks of holograms.
- Patent Document 1 does not describe how to allocate the angle when recording a page by changing the angle in the stack, and does not consider crosstalk with adjacent pages. Therefore, for example, there is a possibility that it becomes a problem when the recording density is further improved by increasing the number of angle multiplexing or reducing the distance between adjacent holograms on the medium.
- An object of the present invention is to provide a hologram recording / reproducing apparatus and a hologram recording / reproducing method capable of improving the recording quality by solving the above-described problems, reducing crosstalk from adjacent pages, and recording at a high density. .
- the present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems.
- information is recorded by irradiating signal light and reference light, forming an interference fringe pattern, and writing it on a hologram medium.
- a hologram recording / reproducing method for reproducing information recorded by irradiating a reference light to an interference fringe pattern wherein when performing angle multiplex recording on a hologram medium in units of pages by changing an incident angle of the reference light, a hologram
- a stack is a unit of angle multiplex recording at the same place on the medium and a book is a set of a plurality of stacks whose recording positions are shifted, a stack of adjacent stacks has a reference beam angle between adjacent stacks.
- a reference beam angle is assigned and recorded.
- recording quality with reduced crosstalk from adjacent pages can be realized, and a hologram recording / reproducing apparatus and hologram recording / reproducing method capable of recording at high density can be provided.
- FIG. 1 is a block diagram of a hologram recording / reproducing apparatus in Embodiment 1.
- FIG. 1 is a basic optical system configuration diagram of a pickup of a hologram recording / reproducing apparatus in Embodiment 1.
- FIG. 3 is an operation flowchart of recording and reproduction of the hologram recording / reproducing apparatus in Example 1.
- FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a state of recording for each stack in the first embodiment.
- FIG. 3 is a conceptual diagram showing a relationship between a position of each stack, a reference light angle, and a light density in Example 1.
- FIG. 6 is a diagram showing the reproduction signal intensity with respect to the reference light incident angle in Example 1.
- FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a relationship between a position of a stack and a book and a reference light angle in Example 1.
- FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining a relationship between a stack position and a reference light angle in the second embodiment. It is the conceptual diagram which showed the relationship between the position of the stack
- FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a relationship between a stack and book position and a reference light angle when stack recording positions in Example 4 are made uniform or non-uniform.
- FIG. 1 is a block diagram showing a hologram recording / reproducing apparatus that records and / or reproduces digital information using the holography of this embodiment.
- the hologram recording / reproducing device 10 is connected to an external control device 91 via an input / output control circuit 90.
- the hologram recording / reproducing apparatus 10 receives an information signal to be recorded from the external control device 91 by the input / output control circuit 90.
- the hologram recording / reproducing apparatus 10 transmits the reproduced information signal to the external control apparatus 91 by the input / output control circuit 90.
- the hologram recording / reproducing apparatus 10 includes a pickup 11, a reproduction reference light optical system 12, a cure optical system 13, a disk rotation angle detection optical system 14, and a rotation motor 50, and the hologram medium 1 is rotated by the rotation motor 50. It has a possible configuration.
- the pickup 11 plays a role of emitting reference light and signal light to the hologram medium 1 and recording digital information on the recording medium using holography.
- the information signal to be recorded is sent by the controller 89 to the spatial light modulator in the pickup 11 via the signal generation circuit 86, and the signal light is modulated by the spatial light modulator.
- the reproduction reference light optical system 12 When reproducing the information recorded on the hologram medium 1, the reproduction reference light optical system 12 generates a light wave that causes the reference light emitted from the pickup 11 to enter the hologram medium in a direction opposite to that during recording. Reproduction light reproduced by the reproduction reference light is detected by a photodetector (to be described later) in the pickup 11, and a signal is reproduced by the signal processing circuit 85.
- the irradiation time of the reference light and the signal light applied to the hologram medium 1 can be adjusted by controlling the opening / closing time of the shutter in the pickup 11 by the controller 89 via the shutter control circuit 87.
- the cure optical system 13 plays a role of generating a light beam used for pre-cure and post-cure of the hologram medium 1.
- Precure is a pre-process for irradiating a predetermined light beam in advance before irradiating the reference light and signal light to the desired position when recording information at the desired position in the hologram medium 1.
- Post-cure is a post-process in which information is recorded at a desired position in the hologram medium 1 and then irradiated with a predetermined light beam so that no additional recording is possible at the desired position.
- the disk rotation angle detection optical system 14 is used to detect the rotation angle of the hologram medium 1.
- a signal corresponding to the rotation angle is detected by the disk rotation angle detection optical system 14, and the disk rotation motor control circuit 88 is controlled by the controller 89 using the detected signal.
- the rotation angle of the hologram medium 1 can be controlled via
- a predetermined light source driving current is supplied from the light source driving circuit 82 to the light sources in the pickup 11, the cure optical system 13, and the disk rotation angle detection optical system 14, and each light source emits a light beam with a predetermined light amount. Can do.
- the pickup 11 and the cure optical system 13 are provided with a mechanism capable of sliding the position in the radial direction of the hologram medium 1, and position control is performed via the access control circuit 81.
- the pickup 11, the cure optical system 13, and the disk rotation angle detection optical system 14 may be simplified by combining several optical system configurations or all optical system configurations into one.
- FIG. 2 shows an example of a basic optical system configuration of the pickup 11 in the hologram recording / reproducing apparatus 10.
- a light beam emitted from an external resonator type wavelength tunable laser 301 as an example of a light source enters a shutter 303.
- the shutter 303 When the shutter 303 is open, after the light beam passes through the shutter 303, the optical ratio of the p-polarized light and the s-polarized light becomes a desired ratio by the optical element 304 composed of, for example, a half-wave plate.
- the light enters a PBS (PolarizationolarBeam Splitter) prism 305.
- PBS PolarizationolarBeam Splitter
- the PBS prism 305 functions as a branching unit that branches the light beam emitted from the light source into signal light and reference light.
- the light beam transmitted through the PBS prism 305 is expanded as a signal light 306 by the beam expander 308. After that, the light passes through the phase mask 309, the relay lens 310, and the PBS prism 311 and enters the spatial light modulator 312.
- the signal light to which information is added by the spatial light modulator 312 reflects the PBS prism 311 and propagates through the relay lens 313 and the spatial filter 314. Thereafter, the signal light is condensed on the hologram medium 1 by the objective lens 315.
- the light beam reflected from the PBS prism 305 functions as reference light 307 and is set to a predetermined polarization direction according to recording or reproduction by the polarization direction conversion element 316, and then passes through the mirror 317 and the mirror 318 to be galvano. Incident on the mirror 319. Since the angle of the galvanometer mirror 319 can be adjusted by the actuator 320, the incident angle of the reference light incident on the hologram medium 1 after passing through the lens 321 and the lens 322 can be set to a desired angle.
- the signal light and the reference light are incident on the hologram medium 1 so as to overlap each other, whereby an interference fringe pattern is formed in the hologram medium, and information is recorded by writing this pattern on the hologram medium.
- the incident angle of the reference light incident on the hologram medium 1 can be changed by the galvanometer mirror 319, recording by angle multiplexing is possible.
- the reference light When reproducing recorded information, the reference light is incident on the hologram medium 1, and the light beam transmitted through the hologram medium 1 is reflected by the galvano mirror 324 whose angle can be adjusted by the actuator 323. A reference beam is generated.
- the reproduction light reproduced by the reproduction reference light propagates through the objective lens 315, the relay lens 313, and the spatial filter 314. Thereafter, the reproduction light passes through the PBS prism 311 and enters the photodetector 325, and the recorded signal can be reproduced.
- the photodetector 325 for example, an image sensor such as a CMOS image sensor or a CCD image sensor can be used.
- holograms corresponding to each reference light angle are called pages, and a set of pages multiplexed at a series of reference light angles is called a book.
- a unit in which the same book area is divided into a plurality of recording positions and the reference light angle is changed to the same recording position is called a stack. Therefore, one book is divided into stacks composed of a plurality of page groups, and is recorded with the recording position shifted for each stack.
- FIG. 3 shows a recording / reproducing operation flow of the hologram recording / reproducing apparatus in the present embodiment.
- FIG. 3A shows an operation flow for recording information on the hologram medium 1
- FIG. 3B shows an operation flow for reproducing information recorded on the hologram medium 1.
- the recording operation flow first receives data to be recorded (401), and sends information corresponding to the received data to the spatial light modulator 312 in the pickup 11. Thereafter, various recording learning processes such as power optimization of the external resonator type wavelength tunable laser 301 and optimization of exposure time by the shutter 303 are performed in advance so that high quality information can be recorded on the hologram medium. To do. Thereafter, the access control circuit 81 is controlled by a seek operation to position the pickup 11 and the cure optical system 13 at predetermined positions on the hologram medium.
- a predetermined region is pre-cured using the light beam emitted from the cure optical system 13 (402), and a seek operation for positioning the reference light and signal light emitted from the pickup 11 at the position of the stack 1 is performed (403).
- the reference light angle is changed by shaking the galvanometer mirror with the angle set of the reference light of ⁇ 1 assigned to the stack 1, and a plurality of pages assigned to the stack 1 are recorded (404).
- a seek operation for positioning to the recording position of the next stack 2 is performed (405).
- the reference light angle is changed by shaking the galvano mirror with the reference light angle set of ⁇ 2 assigned to the stack 2, and a plurality of pages assigned to the stack 2 are recorded (406).
- the same processing is repeated, and when all the stacks in the book are recorded, post-cure is performed using the light beam emitted from the cure optical system 13 (407).
- the access control circuit 81 is controlled by the seek operation, and the position of the pickup 11 and the reproduction reference light optical system 12 is controlled. Is positioned at the position of the stack 1 of hologram media (408). Thereafter, the reference light angle is changed by swinging the galvanometer mirror with the reference light angle set of ⁇ 1 assigned to the stack 1 (409), the reference light is emitted from the pickup 11, and a plurality of pages assigned to the stack 1 are emitted.
- the information recorded in (4) is reproduced (410), and the reproduction data is transmitted (411). This shows data reproduction for one stack, but if data for one book is to be reproduced, the seek (408), galvano mirror change (409), and reproduction (410) are performed for all the data in the book. Repeat for the stack.
- FIG. 13 is a conceptual diagram for explaining a state of recording for each stack.
- reference numeral 1 denotes a hologram medium
- 101 denotes signal light
- 102 denotes reference light
- 102-1, 102-2, and 102-3 schematically represent pairs of reference light angles of each stack.
- the relationship of the reference light angle group at this time is ⁇ 1 ⁇ 2 ⁇ 3.
- FIG. 14 is a conceptual diagram showing the relationship between the stack position, the reference light angle, and the light density.
- FIG. 14 illustrates a case where 3 pages are recorded per stack, and one book is configured with 4 stacks.
- the stack 1 records three pages at the angle set of the reference beam angle set ⁇ 1
- the stack 2 records three pages at the angle set of the reference beam angle set ⁇ 2 by shifting the position.
- FIG. 14A is a conceptual diagram of the light density of each page constituting each stack. The light density of the irradiated signal light is strong at the center, and when the reference light angle is continuously recorded on the same stack, the adjacent page and the high light density portion are in contact with each other.
- FIG. 15 shows the reproduction signal intensity with respect to the reference light incident angle.
- the reference light incident angle that minimizes the reproduction signal intensity from the maximum to the minimum is defined as 1 NULL, and the interval between the adjacent pages to be recorded is 1 NULL.
- FIG. 16 is a conceptual diagram showing the relationship between the stack and book positions and the reference light angle.
- FIG. 16 is a conceptual diagram in the case where three books having four stacks shown in FIG. 14 are recorded, and a portion surrounded by a square is one book.
- FIG. 15 shows the reproduction signal intensity when reproduction is performed by changing the reference light angle along the dotted line 150 in FIG.
- the reproduction signal intensity is large in the same stack, and decreases as the stack position is separated. Therefore, during reproduction, the influence of crosstalk between adjacent pages in the same stack appears greatly. Therefore, as can be seen from FIG. 14, FIG. 15, and FIG. 16, the interval between each adjacent page in the stack is 1 NULL, which indicates that it is narrow. For this reason, there is a high possibility that crosstalk will occur during recording or reproduction with an adjacent page, recording quality and reproduction quality will deteriorate, and this will be a problem in high-density recording.
- the present embodiment provides a hologram recording / reproducing apparatus and a hologram recording / reproducing method capable of improving the recording quality by solving the above-described problems and reducing crosstalk from adjacent pages.
- a method of allocating angles in the stack according to the present embodiment will be described.
- FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the state of recording for each stack in this embodiment.
- reference numeral 1 denotes a hologram medium
- 101 denotes signal light
- 202 denotes reference light
- 202-1, 202-2, and 202-3 schematically represent the angle set of reference light of each stack. It is the figure shown in. That is, angle multiplex recording is performed with reference light angle sets ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 in each of 202-1, 202-2, and 202-3, and recording is performed with the recording position shifted with respect to the signal light for each stack.
- FIG. 5 is a conceptual diagram showing the relationship between the position of each stack, the reference light angle, and the light density.
- FIG. 5 illustrates a case where 3 pages are recorded per stack, and one book is configured with 4 stacks.
- the stack 1 (St1) records three pages with the angle set of the reference light angle set ⁇ 1, but the reference angle interval between each page is set to four times the minimum interval 1NULL.
- the stack 2 (St2) records three pages at an angle shifted by 1 NULL from the reference beam angle set ⁇ 1 of the stack 1 with the reference angle interval between the pages being 4 NULL. That is, the reference light angle of another stack is allocated and recorded between the reference light angles of one stack.
- FIG. 5A shows a conceptual diagram of the light density of each page constituting each stack. As can be seen from this figure, the distance between adjacent pages of each stack is 4 NULL, indicating that the distance between adjacent pages is increased.
- the reproduction signal intensity with respect to the reference light incident angle is shown in FIG. In FIG. 6, since the adjacent crosstalk with respect to the maximum value of the reproduction signal intensity is 4 NULL away, the influence is small.
- FIG. 7 is a conceptual diagram showing the relationship between the position of the stack and book and the reference beam angle.
- FIG. 7A is a conceptual diagram in which three books of the four stacks shown in FIG. 5 are arranged, and a portion surrounded by a square is one book.
- FIG. 7B is a diagram in which one book of FIG. 7A is extracted and shows the relationship between pages and stacks.
- St1-1 means the first page of stack 1. Therefore, as can be seen from FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7, in this embodiment, the interval between each adjacent page in the stack is 4 NULL, and it can be seen that the interval has increased. Therefore, the influence of inter-page crosstalk (interference) can be reduced.
- the reference light angle of another stack is allocated and recorded between the reference light angles of one stack.
- the recording by the adjacent reference beam angles is performed by separating the positions of one stack or more.
- the set of reference light angles assigned to each stack is as follows: Are expressed by equations (1) to (4).
- Stack 2: ⁇ 2 ⁇ (2), ⁇ (6) ... ⁇ (2 + 4k) ... ⁇ (498) (2)
- Stack 3: ⁇ 3 ⁇ (3), ⁇ (7) ... ⁇ (3 + 4k) ... ⁇ (499) (3)
- Stack 4: ⁇ 4 ⁇ (4), ⁇ (8) ... ⁇ (4 + 4k) ... ⁇ (500) (4)
- ⁇ (n) is the reference light angle
- the intersymbol interference can be reduced by selecting the reference light angle from the total angle width assigned to the book in each stack. Further, the reference beam angle and the inter-stack distance can be determined so that the intersymbol interference is reduced.
- the number of pages per stack and the number of stacks per book are not limited to the values described above. Also, the number of pages per stack need not be the same.
- signal light and reference light are irradiated, information is recorded by forming an interference fringe pattern and writing the hologram medium, and recording is performed by irradiating the interference fringe pattern with reference light.
- Recording method for reproducing recorded information wherein angle multiplex recording units at the same location of the hologram medium are stacked when angle multiplex recording is performed on the hologram medium by changing the incident angle of the reference light.
- recording is performed by assigning the reference light angle of another stack between the reference light angles of one stack in adjacent stacks. .
- recording with adjacent reference beam angles is configured so that recording is performed at a distance of one stack or more.
- the reference light angle is selected and set from the total angle width of the reference light allocated to the book.
- Hologram recording that irradiates signal light and reference light, forms an interference fringe pattern, writes information on the hologram medium, records information, and reproduces the recorded information by irradiating the interference fringe pattern with reference light
- a reproduction apparatus a light source that emits a light beam, a branching unit that branches the light beam emitted from the light source into signal light and reference light, a spatial light modulator for adding two-dimensional data to the signal light, Access control for performing a seek operation for positioning the reference light and the signal light emitted from the pickup at a predetermined position of the hologram medium, and a pickup including a galvanometer mirror for changing the incident angle of the reference light incident on the hologram medium Circuit and a servo control circuit for controlling the operation of the pickup, and changing the incident angle of the reference beam to page the hologram medium
- angle multiplex recording when the angle multiplex recording unit at the same location on the hologram medium is a stack and a set of a plurality of stacks with different recording positions is used as a
- a hologram recording / reproducing apparatus and a hologram recording / reproducing method capable of reducing the influence of inter-page crosstalk by devising how to assign the angles in the stack with respect to the angle set of the reference light of each stack Will be described.
- FIG. 8A is a conceptual diagram showing the relationship between the position of each stack and the reference light angle by extracting one book of FIG. 7 of the first embodiment. That is, a case is shown in which three pages are recorded per stack, and one book is composed of four stacks.
- the central portion is indicated by a black circle.
- the interval between the recording positions of one page (St1-1) of stack 1 and one page (St2-1) of stack 2 is one stack.
- the interval between the recording positions of one page of the stack 2 and one page of the stack 3 and between one page of the stack 3 and one page of the stack 4 is one stack.
- the recording positions of one page (St2-1) of the stack 2 and one page (St3-1) of the stack 3 are switched. Accordingly, in FIG. 8B, the interval between the recording positions of one page (St1-1) of the stack 1 and one page (St2-1) of the stack 2 becomes two stacks. Further, the interval between the recording positions of one page of the stack 3 and one page of the stack 4 is two stacks. Therefore, compared with the case of the first embodiment shown in FIG. 8A, in the case of the present embodiment shown in FIG. it can.
- FIG. 9 is a conceptual diagram showing the relationship between the position of the stack and book and the reference light angle in this embodiment.
- FIG. 9 is a conceptual diagram in which three books including the four stacks shown in FIG. 8B are arranged, and a portion surrounded by a square is one book. In this way, the influence of inter-page crosstalk can be further reduced by determining the allocation of angles in the stack so that the reference light angles of adjacent stacks are not continuous but nested.
- the angle in the stack is allocated, for example, when the number of stacks is 4 and the total number of pages per book is 500, the reference light to be assigned to each stack.
- the set of angles is represented by the following formulas (5) to (8).
- Stack 4: ⁇ 4 ⁇ (4), ⁇ (8) ... ⁇ (4 + 4k) ... ⁇ (500) (8)
- ⁇ (n) is the reference light angle
- a hologram recording / reproducing apparatus and a hologram recording / reproducing method capable of reducing the influence of inter-page crosstalk by devising how to assign the angles in the stack with respect to the angle set of the reference light of each stack Will be described. That is, an embodiment focusing on the interval of the reference light angle will be described.
- FIG. 10 is a diagram illustrating the allocation of the reference light angles in FIG. 9 of Example 2 on the assumption that the angles in the stack are allocated so that the reference light angles of the adjacent stacks are not continuous but nested. It is the conceptual diagram which showed the relationship between the position of a stack
- the recording position interval between one page (St1-1) of stack 1 and one page (St2-1) of stack 2 is as wide as two stacks, so there is a margin for the effect of crosstalk between pages. Since the interval of the reference beam angle is narrowed and the recording position interval between one page (St2-1) of the stack 2 and one page (St3-1) of the stack 3 is as narrow as one stack, it is affected by inter-page crosstalk. Because of the strict condition, the interval of the reference beam angle is widened.
- FIG. 10B shows the relationship between the reference light angles in the case of uniform angle assignment and non-uniform angle assignment.
- the interval of the reference light angle is widened and the inter-page cross-talk interval is increased.
- a hologram recording / reproducing apparatus and a hologram recording / reproducing method capable of reducing the influence of inter-page crosstalk by devising the arrangement of the stacks at the recording positions of each stack will be described. That is, an embodiment focusing on the stack recording position will be described.
- FIG. 11 is a diagram illustrating a case where the stack recording positions are equalized in FIG. 9 of the second embodiment on the assumption that the angles in the stack are allocated so that the reference beam angles of adjacent stacks are not continuous but nested. It is the conceptual diagram which showed the relationship between the position of a stack
- the interval of the reference light angle between one page (St1-1) of the stack 1 and one page (St3-1) of the stack 3 is as wide as 2 NULL, and one page (St2-1) of the stack 2 and 1 of the stack 3
- the interval of the reference light angle with the page (St3-1) is characterized by being as narrow as 1 NULL.
- the recording of the stack 2 and the stack 3 is performed. Increase the position interval (Dw). Further, since the stacks 1 and 3 having a wide reference light angle interval have a margin against the influence of interference between pages, the recording position interval between the stacks 1 and 3 is reduced (Dn). Similarly, since the interval of the reference light angle between one page (St2-1) of the stack 2 and one page (St4-1) of the stack 4 is as wide as 2 NULL, there is a margin for the influence of interference between pages. The interval between the recording positions of the stack 2 and the stack 4 is narrowed (Dn).
- the recording position interval of the stack is widened and the crosstalk between pages is increased.
- the influence of the crosstalk between pages can be reduced by narrowing the stack recording position interval.
- FIG. 12 is a conceptual diagram showing the relationship between the stack and book positions and the reference beam angle when 3 books are recorded with 3 pages per stack and 3 books are recorded.
- a portion enclosed by a square is one book
- Type A is a book using the reference light angle set of the stack of Example 1
- Type B is a book using the reference light angle set of the stack of Example 2. Represents.
- the recording method can be selected according to the type of information to be recorded by using the angle set of the reference beams of a plurality of stacks in different books.
- control information such as disc logical information, recording information, and information for inter-device compatibility, which is information necessary for control, is frequently accessed and requires reliability such as device compatibility.
- the reference beam angle set of the stack in which the reference beam angles of the adjacent stacks of the first embodiment are continuously changed is used.
- a data recording method unique to the hologram recording / reproducing apparatus for example, an apparatus-dependent recording method, is capable of high-density recording as a special format with less influence of crosstalk between pages.
- Use a reference set of stack reference lights such that adjacent stack reference light angles are nested rather than continuous.
- the reference beam angle group of the third and fourth embodiments may be used.
- control information emphasizes recording quality
- the normal data emphasizes high-density recording
- different sets of reference beam angle pairs may be used in different books.
- the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
- the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
Abstract
ホログラム記録再生に関し、参照光の入射角度を変化させることでホログラム媒体にページ単位で角度多重記録を行なう際、同一場所での多重記録単位であるスタック記録において、従来は、隣接ページとのクロストークについて考慮されていなかった。 上記課題を解決するために、信号光と参照光を照射し、干渉縞パターンを形成してホログラム媒体に書き込むことで情報を記録し、その干渉縞パターンに参照光を照射することで記録された情報を再生するホログラム記録再生方法であって、参照光の入射角度を変化させることでホログラム媒体にページ単位で角度多重記録を行なう際、ホログラム媒体の同一場所での角度多重記録単位をスタックとし、記録位置をずらした複数のスタックの集合をブックとしたとき、隣り合うスタックにおいて、一つのスタックの参照光角度の間に、別のスタックの参照光角度を割り当てて記録するように構成する。
Description
本発明は、ホログラフィを用いてホログラム媒体へ情報を記録再生するホログラム記録再生装置、及び、それに用いるホログラム記録再生方法に関する。
高密度光ストレージの実現のためには、現状のBlu-ray(登録商標) Disc等に用いられる、レーザの短波長化と対物レンズ高NA化による高密度化技術とは異なる新しい方式による高密度化技術が必要である。その中で、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録するホログラム記録技術が注目を集めている。
ホログラム記録技術とは、空間光変調器により2次元的に変調されたページデータの情報を有する信号光を、記録媒体の内部で参照光と重ね合わせ、その時に生じる干渉縞パターンによって記録媒体内に屈折率変調を生じさせることで情報を記録媒体に記録する技術である。情報の再生時には、記録時に用いた参照光を記録媒体に照射すると、記録媒体中に記録されているホログラムが回折格子のように作用して回折光を生じる。この回折光が記録した信号光と位相情報を含めて同一の光として再生される。再生された信号光は、撮像素子を用いて2次元的に高速に検出される。このようにホログラム記録技術は、1つのホログラムによって2次元的な情報を光記録媒体に記録、再生することを可能とする。
ホログラム記録技術に関する背景技術として、特開2004-272268号公報(特許文献1)がある。特許文献1には、ホログラムの隣接するスタック間で部分的空間的重なり合いによってホログラムが空間的に多重化される、多重化方法および装置が開示されている。
特許文献1は、スタック内の角度を変えてページを記録する際の、その角度の割り振りかたについての記載がなく、また、隣接ページとのクロストークについても考慮されていない。そのために、例えば、角度多重数を増やしたり、媒体上の隣り合うホログラムの距離を小さくすることで、さらに記録密度を向上させようとしたときに、課題となる可能性がある。
本発明は、上記課題を解決し、隣接ページからのクロストークを低減した記録品質の向上を可能とし、高密度に記録可能なホログラム記録再生装置及びホログラム記録再生方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、信号光と参照光を照射し、干渉縞パターンを形成してホログラム媒体に書き込むことで情報を記録し、その干渉縞パターンに参照光を照射することで記録された情報を再生するホログラム記録再生方法であって、参照光の入射角度を変化させることでホログラム媒体にページ単位で角度多重記録を行なう際、ホログラム媒体の同一場所での角度多重記録単位をスタックとし、記録位置をずらした複数のスタックの集合をブックとしたとき、隣り合うスタックにおいて、一つのスタックの参照光角度の間に、別のスタックの参照光角度を割り当てて記録するように構成する。
本発明によれば、隣接ページからのクロストークを低減した記録品質の実現が可能となり、高密度に記録可能なホログラム記録再生装置及びホログラム記録再生方法を提供することができる。
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図1は本実施例のホログラフィを利用してデジタル情報を記録および/または再生するホログラム記録再生装置を示すブロック図である。図1において、ホログラム記録再生装置10は、入出力制御回路90を介して外部制御装置91と接続されている。記録する場合には、ホログラム記録再生装置10は外部制御装置91から記録する情報信号を入出力制御回路90により受信する。再生する場合には、ホログラム記録再生装置10は再生した情報信号を入出力制御回路90により外部制御装置91に送信する。
ホログラム記録再生装置10は、ピックアップ11、再生用参照光光学系12、キュア光学系13、ディスク回転角度検出用光学系14、及び回転モータ50を備えており、ホログラム媒体1は回転モータ50によって回転可能な構成となっている。
ピックアップ11は、参照光と信号光をホログラム媒体1に出射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録媒体に記録する役割を果たす。この際、記録する情報信号はコントローラ89によって信号生成回路86を介してピックアップ11内の空間光変調器に送り込まれ、信号光は空間光変調器によって変調される。
ホログラム媒体1に記録した情報を再生する場合は、ピックアップ11から出射された参照光を記録時とは逆の向きにホログラム媒体に入射させる光波を再生用参照光光学系12にて生成する。再生用参照光によって再生される再生光をピックアップ11内の後述する光検出器によって検出し、信号処理回路85によって信号を再生する。
ホログラム媒体1に照射する参照光と信号光の照射時間は、ピックアップ11内のシャッタの開閉時間をコントローラ89によってシャッタ制御回路87を介して制御することで調整できる。
キュア光学系13は、ホログラム媒体1のプリキュアおよびポストキュアに用いる光ビームを生成する役割を果たす。プリキュアとは、ホログラム媒体1内の所望の位置に情報を記録する際、所望位置に参照光と信号光を照射する前に予め所定の光ビームを照射する前工程である。ポストキュアとは、ホログラム媒体1内の所望の位置に情報を記録した後、該所望の位置に追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程である。
ディスク回転角度検出用光学系14は、ホログラム媒体1の回転角度を検出するために用いられる。ホログラム媒体1を所定の回転角度に調整する場合は、ディスク回転角度検出用光学系14によって回転角度に応じた信号を検出し、検出された信号を用いてコントローラ89によってディスク回転モータ制御回路88を介してホログラム媒体1の回転角度を制御する事が出来る。
光源駆動回路82からは所定の光源駆動電流がピックアップ11、キュア光学系13、ディスク回転角度検出用光学系14内の光源に供給され、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光することができる。
また、ピックアップ11、そして、キュア光学系13は、ホログラム媒体1の半径方向に位置をスライドできる機構が設けられており、アクセス制御回路81を介して位置制御が行われる。
ホログラフィの角度多重の原理を利用した記録技術は、参照光角度のずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。従って、ピックアップ11内に、参照光角度のずれ量を検出する機構を設けて、サーボ信号生成回路83にてサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御回路84を介して該ずれ量を補正するためのサーボ機構をホログラム記録再生装置10内に備えることで高精度に参照光角度制御する。
なお、ピックアップ11、キュア光学系13、ディスク回転角度検出用光学系14は、いくつかの光学系構成または全ての光学系構成をひとつに纏めて簡素化しても構わない。
図2は、ホログラム記録再生装置10におけるピックアップ11の基本的な光学系構成の一例を示したものである。光源の一例としての外部共振器型波長可変レーザ301を出射した光ビームは、シャッタ303に入射する。シャッタ303が開いている時は、光ビームはシャッタ303を通過した後、例えば2分の1波長板などで構成される光学素子304によってp偏光とs偏光の光量比が所望の比になるように偏光方向が制御された後、PBS(Polarization Beam Splitter)プリズム305に入射する。
PBSプリズム305は、光源から出射した光ビームを信号光と参照光に分岐する分岐部として働き、PBSプリズム305を透過した光ビームは、信号光306として、ビームエキスパンダ308によって光ビーム径が拡大された後、位相マスク309、リレーレンズ310、PBSプリズム311を透過して空間光変調器312に入射する。
空間光変調器312によって情報が付加された信号光は、PBSプリズム311を反射し、リレーレンズ313ならびに空間フィルタ314を伝播する。その後、信号光は対物レンズ315によってホログラム媒体1に集光する。
一方、PBSプリズム305を反射した光ビームは参照光307として働き、偏光方向変換素子316によって記録時または再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー317ならびにミラー318を経由し、ガルバノミラー319に入射する。ガルバノミラー319はアクチュエータ320によって角度を調整可能なため、レンズ321とレンズ322を通過した後にホログラム媒体1に入射する参照光の入射角度を、所望の角度に設定することができる。
このように信号光と参照光とを、ホログラム媒体1において互いに重ね合うように入射させることで、ホログラム媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンをホログラム媒体に書き込むことで情報を記録する。また、ガルバノミラー319によってホログラム媒体1に入射する参照光の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。
また、記録した情報を再生する場合は、参照光をホログラム媒体1に入射し、ホログラム媒体1を透過した光ビームを、アクチュエータ323によって角度調整可能なガルバノミラー324にて反射させることで、その再生用参照光を生成する。この再生用参照光によって再生された再生光は、対物レンズ315、リレーレンズ313ならびに空間フィルタ314を伝播する。その後、再生光はPBSプリズム311を透過して光検出器325に入射し、記録した信号を再生することができる。光検出器325としては、例えばCMOSイメージセンサーやCCDイメージセンサーなどの撮像素子を用いることができる。
以降、参照光角度を変えて記録されたホログラムにおいて、1つ1つの参照光角度に対応したホログラムをページと呼び、一連の参照光角度で多重されたページの集合をブックと呼ぶ。また、同一ブック領域内を複数の記録位置に分割し、それぞれの記録位置の同一位置に参照光角度を変えて記録する単位をスタックと呼ぶ。よって、1ブックは、複数のページ群からなるスタックに分割され、スタックごとに記録位置をずらして記録される。
図3は、本実施例におけるホログラム記録再生装置の記録、再生の動作フローを示したものである。
図3(A)はホログラム媒体1に情報を記録する動作フロー、図3(B)はホログラム媒体1に記録した情報を再生する動作フローを示したものである。
まず、記録動作フローは、図3(A)に示すように、まず記録するデータを受信して(401)、受信したデータに応じた情報をピックアップ11内の空間光変調器312に送り込む。その後、ホログラム媒体に高品質の情報を記録できるように、必要に応じて例えば外部共振器型波長可変レーザ301のパワー最適化やシャッタ303による露光時間の最適化等の各種記録用学習処理を事前に行う。その後、シーク動作で、アクセス制御回路81を制御して、ピックアップ11ならびにキュア光学系13の位置をホログラム媒体の所定の位置に位置付けする。その後、キュア光学系13から出射する光ビームを用いて所定の領域をプリキュアし(402)、ピックアップ11から出射する参照光と信号光をスタック1の位置に位置付けるためのシーク動作を行う(403)。そして、スタック1に割り当てたθ1の参照光の角度組で、ガルバノミラーを振って参照光角度を変化させ、スタック1に割り当てられた複数のページを記録する(404)。スタック1のページ記録が完了すると、次のスタック2の記録位置に位置付けるためのシーク動作を行う(405)。そして、スタック2に割り当てたθ2の参照光の角度組で、ガルバノミラーを振って参照光角度を変化させ、スタック2に割り当てられた複数のページを記録する(406)。以降、同様の処理を繰り返しブック内の全スタックを記録完了すると、キュア光学系13から出射する光ビームを用いてポストキュアを行う(407)。
次に、記録された情報を再生する動作フローは、図3(B)に示すように、まずシーク動作で、アクセス制御回路81を制御して、ピックアップ11ならびに再生用参照光光学系12の位置をホログラム媒体のスタック1の位置に位置付けする(408)。その後、スタック1に割り当てたθ1の参照光の角度組で、ガルバノミラーを振って参照光角度を変化させ(409)、ピックアップ11から参照光を出射して、スタック1に割り当てられた複数のページに記録された情報を再生し(410)、再生データを送信する(411)。これは、1スタック分のデータ再生を示しているが、1ブック分のデータを再生するのであれば、上記、シーク(408)、ガルバノミラー変更(409)、再生(410)をブック内の全スタック分繰り返す。
ここで、本実施例の前提となる、スタックと各ページの関係について説明する。図13は、スタックごとの記録の様子を説明するための概念図である。図13において、1はホログラム媒体であって、101は信号光、102は参照光を示しており、102-1、102-2、102-3は、各スタックの参照光の角度の組を模式的に示した図である。すなわち、102-1、102-2、102-3それぞれでの参照光の角度組θ1、θ2、θ3で角度多重記録し、スタックごとに、信号光との記録位置をずらして記録される。その時の参照光の角度組の関係は、θ1<θ2<θ3となっており、例えば、102-1では、θ1=13°、14°、15°の角度組、102-2では、θ2=16°、17°、18°の角度組、102-3では、θ3=19°、20°、21°の角度組とする(実際はもっと細かい角度で角度多重数も大きくなる)。
図14に、スタックの位置と参照光角度、光密度との関係を示した概念図を示す。図14は、1スタックあたり3ページ記録、4スタックで1ブックを構成する場合について図示している。図14(B)において、スタック1は、参照光角度組θ1の角度組で3ページ記録し、スタック2は、その位置をずらして、参照光角度組θ2の角度組で3ページ記録している。また、図14(A)は、各スタックを構成する各ページの光密度の概念図である。照射される信号光の光密度は、中心部が強く、同一スタックに参照光角度を連続して記録した場合、隣接ページと高光密度部分が接することとなる。ホログラムの場合には、記録される情報は光密度の高い部分に集中し記録されるため、記録情報が接し、お互いに干渉してしまう。また、参照光入射角度に対する再生信号強度を図15に示す。図15において、再生信号強度の最大から最小になる参照光入射角度を1NULLと定義し、記録する各隣接ページとの間隔を1NULLとする。また、図16に、スタック及びブックの位置と参照光角度との関係を示した概念図を示す。図16は、図14に示した4スタックからなるブックを3ブック記録する場合の概念図であり、四角で囲った部分が1ブックである。図16中の点線150に沿って参照光角度を変化させ再生した場合の再生信号強度を示したものが図15である。再生信号強度は同じスタックでは大きく、スタックの位置が離れると小さくなる特性がある。よって再生時においては同一スタックである隣接ページのクロストークの影響が大きく表れる。よって、図14、図15、図16からわかるように、スタック内の各隣接ページとの間隔は1NULLとなり、狭いことが分かる。このため、隣接ページとの記録または再生時にクロストークが発生する可能性が高く、記録品質および再生品質が劣化し、高密度記録において課題となる。
本実施例は、上記課題を解決し、隣接ページからのクロストークを低減した記録品質の向上を可能する、ホログラム記録再生装置、及びホログラム記録再生方法を提供する。以下、本実施例のスタック内の角度の割り振りかたについて説明する。
図4は、本実施例における、スタックごとの記録の様子を説明するための概念図である。図4において、1はホログラム媒体であって、101は信号光、202は参照光を示しており、202-1、202-2、202-3は、各スタックの参照光の角度組を模式的に示した図である。すなわち、202-1、202-2、202-3それぞれでの参照光の角度組θ1、θ2、θ3で角度多重記録し、スタックごとに、信号光との記録位置をずらして記録される。
図5に、各スタックの位置と参照光角度、光密度との関係を示した概念図を示す。図5は、1スタックあたり3ページ記録、4スタックで1ブックを構成する場合について図示している。図5(B)において、スタック1(St1)は、参照光角度組θ1の角度組で3ページ記録しているが、各ページ間の参照角度間隔を最小間隔1NULLの4倍としている。スタック2(St2)は、スタック1の参照光角度組θ1から1NULLずらした角度で同様に、各ページ間の参照角度間隔を4NULLとして3ページ記録している。すなわち、一つのスタックの参照光角度の間に、別のスタックの参照光角度を割り当てて記録している。以降、スタック3、4も同様である。図5(A)は、各スタックを構成する各ページの光密度の概念図を示している。この図からもわかるように、各スタックの隣接ページ間は4NULLとなり、隣接ページ間の距離が拡大していることが分かる。
また、参照光入射角度に対する再生信号強度を図6に示す。図6において、再生信号強度の最大値に対する隣接クロストークは4NULL離れているためにその影響は小さくなる。
図7に、スタック及びブックの位置と参照光角度との関係を示した概念図を示す。図7(A)は、図5に示した4スタックからなるブックを3ブック並べた概念図であり、四角で囲った部分が1ブックである。また、図7(B)は、図7(A)の1ブック分を抜き出した図であり、ページとスタックの関係を示している。例えばSt1-1は、スタック1の1ページ目という意味である。よって、図5、図6、図7からわかるように、本実施例では、スタック内の各隣接ページとの間隔は4NULLとなり、間隔が拡大したことが分かる。よって、ページ間クロストーク(干渉)の影響を小さくすることができる。
このように、本実施例は、隣り合うスタックにおいて、一つのスタックの参照光角度の間に、別のスタックの参照光角度を割り当てて記録する。言い換えれば、隣り合う参照光角度による記録は、1スタック以上位置を離して記録する。これにより、ページ間クロストークの影響を小さくすることができる。
各スタックの参照光角度組について、そのスタック内の角度の割り振りかたは、例えば、スタック数が4で、1ブックあたりの総ページ数が500とすると、各スタックに割り当てる参照光角度の組は、下記、式(1)から(4)で表わされる。
スタック1:θ1=θ(1),θ(5)・・・θ(1+4k)・・・θ(497) …(1)
スタック2:θ2=θ(2),θ(6)・・・θ(2+4k)・・・θ(498) …(2)
スタック3:θ3=θ(3),θ(7)・・・θ(3+4k)・・・θ(499) …(3)
スタック4:θ4=θ(4),θ(8)・・・θ(4+4k)・・・θ(500) …(4)
但し、θ(n)は参照光角度、θ(n)<θ(n+1)、n=1~500、K=1~124。
スタック2:θ2=θ(2),θ(6)・・・θ(2+4k)・・・θ(498) …(2)
スタック3:θ3=θ(3),θ(7)・・・θ(3+4k)・・・θ(499) …(3)
スタック4:θ4=θ(4),θ(8)・・・θ(4+4k)・・・θ(500) …(4)
但し、θ(n)は参照光角度、θ(n)<θ(n+1)、n=1~500、K=1~124。
このように、本実施例は、各スタックにおいて、ブックに割り当てられる全角度幅から参照光角度を選択することで、符号間干渉を小さくすることができる。また、符号間干渉が小さくなるように参照光角度とスタック間距離を決定することができる。
なお、本実施例における、1スタックあたりのページ数、1ブックあたりのスタック数は上記説明した値に限定されるものではなない。また、各スタックあたりのページ数を同じにしなくてもよい。
以上のように、本実施例は、信号光と参照光を照射し、干渉縞パターンを形成してホログラム媒体に書き込むことで情報を記録し、その干渉縞パターンに参照光を照射することで記録された情報を再生するホログラム記録再生方法であって、参照光の入射角度を変化させることでホログラム媒体にページ単位で角度多重記録を行なう際、ホログラム媒体の同一場所での角度多重記録単位をスタックとし、記録位置をずらした複数のスタックの集合をブックとしたとき、隣り合うスタックにおいて、一つのスタックの参照光角度の間に、別のスタックの参照光角度を割り当てて記録するように構成する。
また、隣り合う参照光角度による記録は、1スタック以上位置を離して記録するように構成する。
また、各スタックにおいて、ブックに割り当てられる参照光の全角度幅から参照光角度を選択設定するように構成する。
また、信号光と参照光を照射し、干渉縞パターンを形成してホログラム媒体に書き込むことで情報を記録し、その干渉縞パターンに参照光を照射することで記録された情報を再生するホログラム記録再生装置であって、光ビームを出射する光源と、光源から出射した光ビームを信号光と参照光に分岐する分岐部と、信号光に2次元データを付加するための空間光変調器と、ホログラム媒体に入射する参照光の入射角度を変えるためのガルバノミラーと、を備えたピックアップと、ピックアップから出射する参照光と信号光をホログラム媒体の所定の位置に位置付けるためのシーク動作を行うアクセス制御回路と、ピックアップの動作を制御するサーボ制御回路と、を備え、参照光の入射角度を変化させることでホログラム媒体にページ単位で角度多重記録を行なう際、ホログラム媒体の同一場所での角度多重記録単位をスタックとし、記録位置をずらした複数のスタックの集合をブックとしたとき、隣り合うスタックにおいて、一つのスタックの参照光角度の間に、別のスタックの参照光角度が割り当てられており、アクセス制御回路により、参照光と信号光をホログラム媒体の第1のスタック位置に位置付けるためのシーク動作を行い、サーボ制御回路により、第1のスタックに割り当てた参照光角度組で、ガルバノミラーを振って参照光角度を変化させ、第1のスタックに割り当てられた複数のページを記録し、第1のスタックのページ記録が完了すると、次の第2のスタックの記録位置に位置付けるためのシーク動作をアクセス制御回路により行うように構成する。
よって、本実施例によれば、隣接ページからのクロストークを低減した記録品質の実現が可能となり、高密度に記録可能な光情報記録再生装置及びホログラム記録再生方法を提供することができる。
本実施例では、各スタックの参照光の角度組について、そのスタック内の角度の割り振りかたを工夫し、さらにページ間クロストークの影響を小さくすることができるホログラム記録再生装置及びホログラム記録再生方法について説明する。
図8(A)は、実施例1の図7の1ブック分を抜き出し、各スタックの位置と参照光角度との関係を示した概念図である。すなわち、1スタックあたり3ページ記録、4スタックで1ブックを構成する場合について図示している。図8(A)において、各ページの記録中心位置が最も光密度が高くなるので、その中心部分を黒丸で示している。図8(A)において、例えば、スタック1の1ページ(St1-1)とスタック2の1ページ(St2-1)との記録位置の間隔は1スタック分ある。同様に、スタック2の1ページとスタック3の1ページ間、及びスタック3の1ページとスタック4の1ページ間も記録位置の間隔は1スタック分である。
これに対して、本実施例では、図8(B)に示すように、スタック2の1ページ(St2-1)とスタック3の1ページ(St3-1)の記録位置を入れ替えている。これにより、図8(B)において、スタック1の1ページ(St1-1)とスタック2の1ページ(St2-1)との記録位置の間隔は2スタック分となる。また、スタック3の1ページとスタック4の1ページ間も記録位置の間隔は2スタック分となる。したがって、図8(A)の実施例1の場合に比べて、図8(B)の本実施例の場合には、記録位置が離れることにより、ページ間クロストークの影響をさらに小さくすることができる。
図9に、本実施例における、スタック及びブックの位置と参照光角度との関係を示した概念図を示す。図9は、図8(B)に示した4スタックからなるブックを3ブック並べた概念図であり、四角で囲った部分が1ブックである。このように、隣り合うスタックの参照光角度が連続ではなく入れ子になるように、スタック内の角度の割り振りを決定することにより、ページ間クロストークの影響をさらに小さくすることができる。
本実施例における、各スタックの参照光の角度組について、そのスタック内の角度の割り振りかたは、例えば、スタック数が4で、1ブックあたりの総ページ数が500とすると、各スタックに割り当てる参照光角度の組は、下記、式(5)から(8)で表わされる。
スタック1:θ1=θ(1),θ(5)・・・θ(1+4k)・・・θ(497) …(5)
スタック2:θ3=θ(3),θ(7)・・・θ(3+4k)・・・θ(499) …(6)
スタック3:θ2=θ(2),θ(6)・・・θ(2+4k)・・・θ(498) …(7)
スタック4:θ4=θ(4),θ(8)・・・θ(4+4k)・・・θ(500) …(8)
但し、θ(n)は参照光角度、θ(n)<θ(n+1)、n=1~500、K=1~124。
スタック2:θ3=θ(3),θ(7)・・・θ(3+4k)・・・θ(499) …(6)
スタック3:θ2=θ(2),θ(6)・・・θ(2+4k)・・・θ(498) …(7)
スタック4:θ4=θ(4),θ(8)・・・θ(4+4k)・・・θ(500) …(8)
但し、θ(n)は参照光角度、θ(n)<θ(n+1)、n=1~500、K=1~124。
本実施例では、各スタックの参照光の角度組について、そのスタック内の角度の割り振りかたを工夫し、さらにページ間クロストークの影響を小さくすることができるホログラム記録再生装置及びホログラム記録再生方法について説明する。すなわち、参照光角度の間隔に注目した実施例について説明する。
図10は、実施例2の図9の、隣り合うスタックの参照光角度が連続ではなく入れ子になるようにスタック内の角度の割り振りを行った場合を前提として、さらに、参照光角度の割付けを均等ではなく、不均一にした場合のスタック及びブックの位置と参照光角度との関係を示した概念図である。すなわち、図10(A)において、スタック1の1ページ(St1-1)とスタック2の1ページ(St2-1)との参照光角度の間隔を狭くし(θn)、スタック2の1ページ(St2-1)とスタック3の1ページ(St3-1)との参照光角度の間隔を広くしている(θw)。これは、スタック1の1ページ(St1-1)とスタック2の1ページ(St2-1)との記録位置の間隔は2スタック分と広いため、ページ間クロストークの影響については余裕があるので参照光角度の間隔を狭くし、スタック2の1ページ(St2-1)とスタック3の1ページ(St3-1)との記録位置の間隔は1スタック分と狭いため、ページ間クロストークの影響については厳しいので参照光角度の間隔を広くしている。
これにより、全体で品質が安定するという特徴がある。図10(B)は、均等角度割付けと不均一角度割付けの場合の参照光角度の関係を示している。
このように、本実施例では、隣接ページとの記録位置間隔が異なる場合は、ページ間クロストークの影響を受けやすい近い位置の場合は、参照光角度の間隔を広くし、ページ間クロストークの影響を受けにくい遠い位置の場合は、参照光角度の間隔を狭くすることで、全体のページ間クロストークの影響を低減することができる。
本実施例では、各スタックの記録位置について、そのスタックの配置を工夫し、さらにページ間クロストークの影響を小さくすることができるホログラム記録再生装置及びホログラム記録再生方法について説明する。すなわち、スタック記録位置に注目した実施例について説明する。
図11は、実施例2の図9の、隣り合うスタックの参照光角度が連続ではなく入れ子になるようにスタック内の角度の割り振りを行った場合を前提として、さらに、スタック記録位置を均等もしくは不均一にした場合のスタック及びブックの位置と参照光角度との関係を示した概念図である。
すなわち、図11(A)は、実施例2の図9のとおり、各スタック記録位置の間隔は、点線で示すように均等のD0である。しかし、スタック1の1ページ(St1-1)とスタック3の1ページ(St3-1)との参照光角度の間隔は2NULLと広く、スタック2の1ページ(St2-1)とスタック3の1ページ(St3-1)との参照光角度の間隔は1NULLと狭い、という特徴を持っている。
すなわち、図11(A)は、実施例2の図9のとおり、各スタック記録位置の間隔は、点線で示すように均等のD0である。しかし、スタック1の1ページ(St1-1)とスタック3の1ページ(St3-1)との参照光角度の間隔は2NULLと広く、スタック2の1ページ(St2-1)とスタック3の1ページ(St3-1)との参照光角度の間隔は1NULLと狭い、という特徴を持っている。
従って、本実施例では、図11(B)に示すように、参照光角度の間隔が狭いスタック2とスタック3とのページ間の干渉の影響を小さくするために、スタック2とスタック3の記録位置間隔を広くする(Dw)。また、参照光角度の間隔が広いスタック1とスタック3はページ間の干渉の影響に対し余裕があるために、スタック1とスタック3の記録位置間隔を狭くする(Dn)。同様に、スタック2の1ページ(St2-1)とスタック4の1ページ(St4-1)との参照光角度の間隔は2NULLと広いので、ページ間の干渉の影響に対し余裕があるために、スタック2とスタック4の記録位置間隔を狭くする(Dn)。
このように、隣接ページとの参照光角度の間隔が異なる場合は、ページ間クロストークの影響を受けやすい参照光角度の間隔が狭い場合は、スタックの記録位置間隔を広くし、ページ間クロストークの影響を受けにくい参照光角度の間隔が広い場合は、スタックの記録位置間隔を狭くすることで、全体のページ間クロストークの影響を低減することができる。
本実施例では、異なるブックで異なるスタックの参照光の角度組を使用する例について説明する。
図12は、1スタックあたり3ページ記録で、4スタックからなるブックを3ブック記録する場合のスタック及びブックの位置と参照光角度との関係を示した概念図である。図12において、四角で囲った部分が1ブックであり、TypeAが実施例1のスタックの参照光の角度組を使用したブック、TypeBが実施例2のスタックの参照光の角度組を使用したブックを表している。
このように、異なるブックで複数のスタックの参照光の角度組を使用することで、記録する情報の種類に応じて、記録方法を選択することができる。例えば、制御に必要な情報である、ディスクの論理情報、記録情報、装置間互換のための情報などの制御情報は、アクセス頻度も高く、装置互換性などの信頼性が必要であるため、装置依存性がない、なるべく簡単な処理である標準的なフォーマットとして、実施例1の、隣り合うスタックの参照光角度が連続的に変化するスタックの参照光の角度組を使用する。また、ホログラム記録再生装置特有なデータの記録方法、例えば、装置依存の記録方法は、特殊フォーマットとして、よりページ間クロストークの影響を小さくした、高密度記録が可能な、例えば、実施例2の、隣り合うスタックの参照光角度が連続ではなく入れ子になるようなスタックの参照光の角度組を使用する。なお、実施例2のスタックの参照光の角度組の代わりに、実施例3や4のスタックの参照光の角度組も用いてもよい。
なお、制御情報は、記録品質を重視し、通常データは高密度記録を重視し、異なるブックで異なるスタックの参照光の角度組を使用するようにしても良い。
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
1・・・ホログラム媒体、10・・・ホログラム記録再生装置、11・・・ピックアップ、12・・・再生用参照光光学系、13・・・キュア光学系、14・・・ディスク回転角度検出用光学系、81・・・アクセス制御回路、82・・・光源駆動回路、83・・・サーボ信号生成回路、84・・・サーボ制御回路、85・・・信号処理回路、86・・・信号生成回路、87・・・シャッタ制御回路、88・・・ディスク回転モータ制御回路、89・・・コントローラ、90・・・入出力制御回路、91…外部制御装置、301・・・外部共振器型波長可変レーザ、303・・・シャッタ、305・・・PBSプリズム、306・・・信号光、307・・・参照光、308・・・ビームエキスパンダ、309…位相マスク、310、313・・・リレーレンズ、311・・・PBSプリズム、312・・・空間光変調器、314・・・空間フィルタ、315・・・対物レンズ、316・・・偏光方向変換素子、319、324・・・ガルバノミラー、320、323・・・アクチュエータ、321、322・・・レンズ、325・・・光検出器、101・・・信号光、102-1、102-2、102-3、202-1、202-2、202-3・・・参照光、θ1、θ2、θ3、θ4・・・各スタックの参照光の角度組
Claims (11)
- 信号光と参照光を照射し、干渉縞パターンを形成してホログラム媒体に書き込むことで情報を記録し、その干渉縞パターンに参照光を照射することで記録された情報を再生するホログラム記録再生方法であって、
前記参照光の入射角度を変化させることでホログラム媒体にページ単位で角度多重記録を行なう際、ホログラム媒体の同一場所での角度多重記録単位をスタックとし、記録位置をずらした複数のスタックの集合をブックとしたとき、
隣り合うスタックにおいて、一つのスタックの参照光角度の間に、別のスタックの参照光角度を割り当てて記録することを特徴とするホログラム記録再生方法。 - 請求項1に記載のホログラム記録再生方法であって、
隣り合う参照光角度による記録は、1スタック以上位置を離して記録することを特徴とするホログラム記録再生方法。 - 請求項1に記載のホログラム記録再生方法であって、
各スタックにおいて、前記ブックに割り当てられる参照光の全角度幅から参照光角度を選択設定することを特徴とするホログラム記録再生方法。 - 請求項1に記載のホログラム記録再生方法であって、
前記一つのスタックの参照光角度は、連続的に割り当てられていることを特徴とするホログラム記録再生方法。 - 請求項1に記載のホログラム記録再生方法であって、
前記各スタックの参照光角度は、入れ子の関係に割り当てられていることを特徴とするホログラム記録再生方法。 - 請求項5に記載のホログラム記録再生方法であって、
前記スタックの参照光角度は、参照光角度の割付けを不均一にしたことを特徴とするホログラム記録再生方法。 - 請求項6に記載のホログラム記録再生方法であって、
前記スタックの参照光角度は、隣接ページとの記録位置間隔が異なる場合は、その間隔に応じて参照光角度の割付け間隔を変化させることを特徴とするホログラム記録再生方法。 - 請求項5に記載のホログラム記録再生方法であって、
前記スタックの記録位置間隔を不均一にしたことを特徴とするホログラム記録再生方法。 - 請求項8に記載のホログラム記録再生方法であって、
隣接ページとの参照光角度の間隔が異なる場合は、その間隔に応じてスタックの記録位置間隔を変化させることを特徴とするホログラム記録再生方法。 - 請求項1に記載のホログラム記録再生方法であって、
前記ブック間で、スタックの参照光角度の異なる割り当てである複数のスタックの参照光角度組を使用することを特徴とするホログラム記録再生方法。 - 信号光と参照光を照射し、干渉縞パターンを形成してホログラム媒体に書き込むことで情報を記録し、その干渉縞パターンに参照光を照射することで記録された情報を再生するホログラム記録再生装置であって、
光ビームを出射する光源と、前記光源から出射した光ビームを信号光と参照光に分岐する分岐部と、前記信号光に2次元データを付加するための空間光変調器と、ホログラム媒体に入射する前記参照光の入射角度を変えるためのガルバノミラーと、を備えたピックアップと、
前記ピックアップから出射する参照光と信号光をホログラム媒体の所定の位置に位置付けるためのシーク動作を行うアクセス制御回路と、
前記ピックアップの動作を制御するサーボ制御回路と、を備え、
前記参照光の入射角度を変化させることでホログラム媒体にページ単位で角度多重記録を行なう際、ホログラム媒体の同一場所での角度多重記録単位をスタックとし、記録位置をずらした複数のスタックの集合をブックとしたとき、
隣り合うスタックにおいて、一つのスタックの参照光角度の間に、別のスタックの参照光角度が割り当てられており、
前記アクセス制御回路により、前記参照光と信号光を前記ホログラム媒体の第1のスタック位置に位置付けるためのシーク動作を行い、
前記サーボ制御回路により、前記第1のスタックに割り当てた参照光角度組で、ガルバノミラーを振って参照光角度を変化させ、前記第1のスタックに割り当てられた複数のページを記録し、
第1のスタックのページ記録が完了すると、次の第2のスタックの記録位置に位置付けるためのシーク動作を前記アクセス制御回路により行うことを特徴とするホログラム記録再生装置。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004272268A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Inphase Technologies Inc | ポリトピックマルチプレックスホログラフィ |
WO2007046354A1 (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ホログラム多重記録装置とその方法、及びホログラム再生装置とその方法 |
JP2009265534A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 角度多重ホログラム記録角度特定方法 |
WO2013160927A1 (ja) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | 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、および光情報記録再生方法、および再生装置 |
Family Cites Families (3)
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---|---|---|---|---|
CN101815957A (zh) * | 2007-08-17 | 2010-08-25 | 英法塞技术公司 | Hrom复制方法、装置或系统、在其中使用的产品和由其产生的产品 |
JP4977160B2 (ja) * | 2009-03-24 | 2012-07-18 | 株式会社東芝 | 光情報記録装置および光情報記録方法 |
US20130160927A1 (en) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Daniel Paul Luc Marie Hinque | Air maintenance tire method of construction |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004272268A (ja) * | 2003-03-10 | 2004-09-30 | Inphase Technologies Inc | ポリトピックマルチプレックスホログラフィ |
WO2007046354A1 (ja) * | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ホログラム多重記録装置とその方法、及びホログラム再生装置とその方法 |
JP2009265534A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-11-12 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 角度多重ホログラム記録角度特定方法 |
WO2013160927A1 (ja) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | 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、および光情報記録再生方法、および再生装置 |
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