ホログラム情報記録再生装置
【課題】データ転送速度が早く、しかも大量のデータの記録・再生を行うことができ、しかも装置コストが比較的低いホログラム情報記録再生装置を提供すること。
【解決手段】時間制御部７は、所定の記録時間になるように、光源１に対して出射のタイミングを制御する。光源１から出射された光が、空間光変調器２５でデータ変調される。記録されるデータは、多値化処理部７で多値化され、多値化されたデータのうちのデータを用いてデータ変調される。信号光Ｘと参照光Ｙが記録媒体３上で合波されてデータが記録される。参照光を照射して得られた再生光Ｚの回折強度の情報に基づいて多値データを決定する。これらの多値データは、多値化処理部７でディジタルデータに変換される。
【解決手段】時間制御部７は、所定の記録時間になるように、光源１に対して出射のタイミングを制御する。光源１から出射された光が、空間光変調器２５でデータ変調される。記録されるデータは、多値化処理部７で多値化され、多値化されたデータのうちのデータを用いてデータ変調される。信号光Ｘと参照光Ｙが記録媒体３上で合波されてデータが記録される。参照光を照射して得られた再生光Ｚの回折強度の情報に基づいて多値データを決定する。これらの多値データは、多値化処理部７でディジタルデータに変換される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はホログラム情報記録再生装置に関し、特に装置環境に関係なく確実に情報を再生することができるホログラム情報記録再生装置に関する。
【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（ディ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いる。
【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】
【特許文献１】特開２００２−２１６３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、情報記録再生の光の波長や照射角度を変えて記録・再生を行う場合（波長多重や照射角度多重）、波長や照射角度を高い精度で制御する必要があり、このため波長や照射角度の調整に時間がかかりデータ転送速度が低下するという問題がある。また、波長多重においては、広い波長可変範囲を有する光源を用意することが難しく、非常に高価であり、照射角度多重においては、照射角度を正確に制御するデバイスが非常に高価であるという問題もある。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、データ転送速度が早く、しかも大量のデータの記録・再生を行うことができ、しかも装置コストが比較的低いホログラム情報記録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】
【０００７】
本発明のホログラム情報記録再生装置は、信号光及び参照光を出射する光源と、前記信号光及び参照光を記録媒体に照射する光学系と、前記参照光を前記記録媒体に照射した際に生じる再生光を検出する検出手段と、前記信号光の出射時間を制御する時間制御手段と、前記再生光の回折強度を測定し、測定された回折強度に基づいてデータ変換を行うデータ出力手段と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、時間制御手段において回折強度に差がつくように設定された記録時間を管理しているので、回折強度に関連づけて多値化を実現することができる。このため、「０」、「１」の２値のディジタルデータを多値のデータとして記録することができる。その結果、記録容量が増大して大容量の記録媒体を実現することができる。また、この構成によれば、波長や照射角度で多重していないので、これらの調整に時間がかかることがなく、データ転送速度を向上させることができる。さらに、波長や照射角度の制御用のデバイスが不要であり、コスト的にも有利である。
【０００９】
本発明のホログラム情報記録再生装置においては、前記記録媒体は基準回折強度を記録する少なくとも一つの強度モニタ領域を有し、前記データ出力手段は、前記強度モニタ領域の基準回折強度を用いてデータ変換を行うことが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、記録媒体が基準回折強度を記録する少なくとも一つの強度モニタ領域を有し、強度モニタ領域の基準回折強度を用いてデータ変換を行うので、情報再生の際に、参照光を記録媒体の記録領域に照射したときに、記録領域において回折強度に分布があっても、すなわち記録領域の周縁部と中心部とで回折強度が異なっていても、データを正確に再生することができる。
【００１１】
本発明のホログラム情報記録方法は、多値データに対応した記録時間を準備する工程と、前記記録時間を管理しながら、信号光及び参照光を記録媒体に照射して前記記録媒体にデータを記録する工程と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
本発明のホログラム情報再生方法は、多値データに対応した記録時間でデータを記録した記録媒体に参照光を照射して得られる再生光の回折強度を測定する測定工程と、測定された回折強度をそれぞれの回折強度に対応するデータに変換するデータ変換工程と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
これらの方法によれば、回折強度に差がつくように記録時間を管理しているので、回折強度に関連づけて多値化を実現することができる。このため、「０」、「１」の２値のディジタルデータを多値のデータとして記録することができる。その結果、記録容量が増大して大容量の記録媒体を実現することができる。
【００１４】
本発明のホログラム情報再生方法によれば、前記データ変換工程は、基準回折強度に基づいてそれぞれの回折強度に対応するデータに変換することが好ましい。
【００１５】
この方法によれば、強度モニタ領域の基準回折強度を用いてデータ変換を行うので、情報再生の際に、参照光を記録媒体の記録領域に照射したときに、記録領域において回折強度に分布があっても、すなわち記録領域の周縁部と中心部とで回折強度が異なっていても、データを正確に再生することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、記録時間を管理しながら、信号光及び参照光を記録媒体に照射して記録媒体にデータを記録するので、回折強度に関連づけられたデータの多値化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明者は、ホログラム情報記録において、一つのデータを記録した後に別のデータを記録すると、先に記録していたデータの回折強度が下がることに着目し、情報記録時に、各データの回折強度に差がつくように各データの記録時間を制御することにより、データの多値化を実現できることを見出し、本発明をするに至った。
【００１８】
すなわち、本発明の骨子は、記録時間を管理しながら、信号光及び参照光を記録媒体に照射して記録媒体にデータを記録することにより、回折強度に関連づけられたデータの多値化を実現することである。
【００１９】
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。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るホログラム情報記録再生装置の概略構成を示す図である。図中１は、情報記録又は再生用の光を出射する光源を示す。光源１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１から出射された光を２つのコヒーレントな光に分波して、後段に位置する記録媒体３に照射する第１光学系２が配置されている。記録媒体３の後段には、再生光を受光する第２光学系４が配置されている。受光系４の後段には、再生光の回折強度を測定し、測定された回折強度に基づいてデータ変換を行うデータ出力部５が配置されている。光源１には、照射時間を管理して記録時間を制御する時間制御部６が接続されている。時間制御部６は、ディジタルデータを多値データに変換する多値化処理部７と接続されている。この多値データは後述する空間光変調器に出力される。
【００２０】
光源１としては、所定の波長を有するレーザ光を出射する光源などのビーム状の光を出射する光源を用いることができる。例えば、光源１としては、半導体レーザなどを用いることができる。
【００２１】
第１光学系２は、図１に示すように、光源１から出射されたビーム光の光路を変える第１ミラー２１と、ビーム光のビーム径を拡大させるビームエキスパンダ２２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２３と、分波された一方の光（参照光Ｙ）の光路を変える第２ミラー２４と、分波された他方の光（信号光Ｘ）にデータ変調を行う空間光変調器２５と、データ変調された信号光を記録媒体３上に集光させるフーリエ変換レンズ２６とを有する。ビームエキスパンダ２２は、第１ミラー２１で光路を変えられたビーム光を拡散させる第１レンズ２２ａ及び拡散した光を平行光にする第２レンズ２２ｂを有する。空間光変調器２５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２５でデータ変調された信号光は、２次元パターンを含む。
【００２２】
記録媒体３には、ホログラムメモリ用の記録媒体を用いる。例えば、固定記録用ホログラム記録媒体の材料としては、銀塩感光材料、重クロム酸ゼラチン、フォトポリマーなどを用いることができ、書き換え用ホログラム記録媒体の材料としては、光誘起屈折材料、サーモプラスチックなどを用いることができる。
【００２３】
第２光学系４は、情報再生用の光が記録媒体３に照射されて生じる再生光を透過させるフーリエ変換レンズ４１と、フーリエ変換後の再生光を検出して再生信号を出力する光検出器４２とを有する。光検出器４２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、ＣＭＯＳ素子アレイなどで構成することができる。
【００２４】
データ出力部５は、光検出器４２で検出された再生光の回折強度を測定する強度測定部５１と、この強度測定部５１で測定された回折強度に基づいて多値データに変換するデータ変換部５２とを有する。強度測定部５１としては、光電変換可能な光検出器などを用いることができる。強度測定部５１で測定された回折強度情報は、データ変換部５２に出力される。データ変換部５２においては、予め設定された多値データと回折強度との関係に基づいて強度測定部５１からの回折強度情報から多値データに変換する。例えば、データ変換部５２は、多値データと回折データとを関連づけたテーブルを備え、テーブルを参照して回折強度に対応する多値データを決定する。この多値データは、多値化処理部７に出力される。
【００２５】
時間制御部６は、照射時間を管理して記録時間を制御する。ホログラム情報記録においては、図２に示すように、一つのデータを記録した後に別のデータを記録すると、先に記録していたデータの回折強度が下がる。すなわち、データＡの記録に着目すると、記録時間Ｔ1では、回折強度がＳ1であるが、その後のデータＢ，Ｃ，Ｄの記録により回折強度がＳ1’に下がる。同様に、データＢの記録に着目すると、記録時間Ｔ2では、回折強度がＳ2であるが、その後のデータＣ，Ｄの記録により回折強度がＳ2’に下がる。同様に、データＣの記録に着目すると、記録時間Ｔ3では、回折強度がＳ3であるが、その後のデータＤの記録により回折強度がＳ3’に下がる。
【００２６】
したがって、この性質を利用して、各データの回折強度に差がつくように各データの記録時間を制御することによりデータの多値化を実現できる。時間制御部６は、予め前記のように設定された記録時間を管理して、この記録時間が実現できるように記録時間を制御する。具体的には、設定された記録時間に応じて光源１の切換えタイミングを制御する。なお、互いに異なる記録時間をどのような順序で管理するかについては、記録時間に対応するデータの記録順序などに応じて適宜決定する。
【００２７】
多値化処理部７は、記録媒体３に記録するディジタルデータを回折強度に関連づけられた多値にデータ変換すると共に、再生光から測定された回折強度からデータ変換部５２で変換された多値データをディジタルデータに変換する。
【００２８】
次に、上記構成を有するホログラム情報記録再生装置による情報記録方法及び情報再生方法について説明する。
まず、ホログラム情報記録について説明する。本発明に係るホログラム情報記録方法においては、多値データに対応した記録時間を準備し、記録時間を管理しながら、分波した２つのコヒーレントな光を記録媒体で合波するように照射して記録媒体にデータを記録する。多値データと関連づけた記録時間は、予め設定することにより準備する。
【００２９】
本実施の形態では、多値データとして、データＡ〜Ｄの４値のデータを用いる場合について説明する。なお、多値データとしては、４値のデータ以外の多値データを用いても良い。また、データの記録順序がＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順序であるとする。この記録順序についても一例であり、適宜変更して実施することができる。
【００３０】
まず、図２に示すデータＡを記録する場合、時間制御部７がデータＡに対応する記録時間Ｔ1を管理する。すなわち、時間制御部７は、記録時間Ｔ1になるように、光源１に対して出射のタイミングを制御する。光源１からビーム光が出射されると、このビーム光は、第１ミラー２１でその光路がビームエキスパンダ２２に向けられる。そして、ビーム光はビームエキスパンダ２２の第１レンズ２２ａで拡散され、さらに第２レンズ２２ｂで平行光に変えられる。この平行光はビームスプリッタ２３で互いにコヒーレントな２つの光に分波されて一方の光が第２ミラー２４に向けられ、他方の光が空間光変調器２５に向けられる。
【００３１】
第２ミラー２４で反射された光は、記録媒体３上に参照光Ｙとして送られる。分波された他方の光は、空間光変調器２５でデータ変調される。記録されるデータは、多値化処理部７で多値化され、多値化されたデータのうちのデータＡを用いてデータ変調される。データ変調された光は、フーリエ変換レンズ２６で信号光Ｘとして記録媒体３上に集光される。
【００３２】
記録媒体３上に信号光Ｘと参照光Ｙとが合波されると、信号光Ｘと参照光Ｙが干渉して、周期的に光の回折強度が変わる干渉縞が記録媒体３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３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３上には、データ変調された波面を形成する信号光とデータ変調されていない波面を形成する参照光との間の干渉縞が記録される。このようにして記録媒体３上にデータＡが記録される。このときのデータＡの回折強度はＳ1である。
【００３３】
次に、図２に示すデータＢを記録する場合、時間制御部７がデータＢに対応する記録時間Ｔ2を管理する。すなわち、時間制御部７は、記録時間Ｔ2になるように、光源１に対して出射のタイミングを制御する。そして、上記と同様にして光源１から出射された光が、空間光変調器２５でデータ変調される。記録されるデータは、多値化処理部７で多値化され、多値化されたデータのうちのデータＢを用いてデータ変調される。そして、信号光Ｘと参照光Ｙが記録媒体３上で合波されてデータＢが記録される。このときのデータＢの回折強度はＳ2である。このとき、データＢの記録により、データＡの回折強度はＳ1よりも低下する。
【００３４】
次に、図２に示すデータＣを記録する場合、時間制御部７がデータＣに対応する記録時間Ｔ3を管理する。すなわち、時間制御部７は、記録時間Ｔ3になるように、光源１に対して出射のタイミングを制御する。そして、上記と同様にして光源１から出射された光が、空間光変調器２５でデータ変調される。記録されるデータは、多値化処理部７で多値化され、多値化されたデータのうちのデータＣを用いてデータ変調される。そして、信号光Ｘと参照光Ｙが記録媒体３上で合波されてデータＣが記録される。このときのデータＣの回折強度はＳ3である。このとき、データＣの記録により、データＡの回折強度はさらに低下し、データＢの回折強度はＳ2よりも低下する。
【００３５】
次に、図２に示すデータＤを記録する場合、時間制御部７がデータＤに対応する記録時間Ｔ4を管理する。すなわち、時間制御部７は、記録時間Ｔ4になるように、光源１に対して出射のタイミングを制御する。そして、上記と同様にして光源１から出射された光が、空間光変調器２５でデータ変調される。記録されるデータは、多値化処理部７で多値化され、多値化されたデータのうちのデータＤを用いてデータ変調される。そして、信号光Ｘと参照光Ｙが記録媒体３上で合波されてデータＤが記録される。このときのデータＤの回折強度はＳ4である。このとき、データＤの記録により、データＡ及びデータＢの回折強度はさらに低下し、データＣの回折強度はＳ3よりも低下する。
【００３６】
このようにしてデータＡ〜Ｄを記録媒体３上に記録すると、回折強度は、データＡはＳ1’となり、データＢはＳ2’となり、データＣはＳ3’となる。このように、データＡ〜Ｃについての回折強度は低下するが、予め回折強度Ｓ1’，Ｓ2’，Ｓ3’，Ｓ4の間に強度差がつくように設定されているので、これにより記録媒体３に多値データを記録することができる。
【００３７】
次に、ホログラム情報再生について説明する。本発明に係るホログラム情報記録方法においては、多値データに対応した記録時間でデータを記録した記録媒体に情報再生用の光を照射して得られる再生光の回折強度を測定し、測定された回折強度をそれぞれの回折強度に対応するデータに変換する。
【００３８】
データを再生する場合において、光源１からビーム光が出射されると、ビーム光は、第１ミラー２１でその光路がビームエキスパンダ２２に向けられ、ビームエキスパンダ２２の第１レンズ２２ａで拡散され、さらに第２レンズ２２ｂで平行光に変えられる。この平行光はビームスプリッタ２３を通って、フーリエ変換レンズ２６で信号光Ｘとして記録媒体３上に集光される。
【００３９】
記録媒体３に記録された干渉縞はブラッググレーティングとなっているので、参照光Ｙが照射されると、ブラッグ回折により信号光Ｘと同じ再生光Ｚが得られる。情報再生用の光の波長と情報記録用の光の波長が略同じであれば、これによりそのページに記録されたデータを再生することができる。この再生光Ｚは、フーリエ変換レンズ４１を通して平行光にされ、光検出器４２で検出される。光検出器４２で検出された再生光Ｚは、データ出力部５の強度測定部５１で回折強度が測定される。なお、本実施の形態においては、光検出器４２で再生光Ｚを検出し、強度測定部５１で再生光Ｚの回折強度を測定するような構成を採用しているが、本発明においては、光検出器４２において回折強度まで測定するような構成であっても良い。
【００４０】
測定された回折強度の情報は、データ変換部５２に送られる。データ変換部５２では、回折強度の情報に基づいて多値データを決定する。すなわち、予め回折強度と多値データとが関連づけられているので、その関係を用いて、測定された回折強度に多値データを割り当てる。例えば、回折強度がＳ1’の部分はデータＡを割り当て、回折強度がＳ2’の部分はデータＢを割り当て、回折強度がＳ3’の部分はデータＣを割り当て、回折強度がＳ4の部分はデータＤを割り当てる。これらの多値データは、多値化処理部７に送られる。多値化処理部７では、多値データをディジタルデータに変換する。なお、本実施の形態においては、強度測定とデータ変換とが別の処理部を構成するように説明しているが、これらの処理が一つの処理部で行われるように構成されても良い。
【００４１】
上述したように、本実施の形態に係るホログラム情報記録再生装置においては、多値データに対応した記録時間を準備し、記録時間を管理しながら、分波した２つのコヒーレントな光を記録媒体で合波するように照射して記録媒体にデータを記録すると共に、この記録媒体に情報再生用の光を照射して得られる再生光の回折強度を測定し、測定された回折強度をそれぞれの回折強度に対応するデータに変換する。この場合、回折強度に差がつくように記録時間を管理しているので、回折強度に関連づけて多値化を実現することができる。このため、「０」、「１」の２値のディジタルデータを多値のデータとして記録することができる。その結果、記録容量が増大して大容量の記録媒体を実現することができる。また、本実施の形態に係る装置によれば、波長や照射角度で多重していないので、これらの調整に時間がかかることがなく、データ転送速度を向上させることができる。さらに、波長や照射角度の制御用のデバイスが不要であり、コスト的にも有利である。
【００４２】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係るホログラム情報記録再生装置の概略構成を示す図である。図３において、図１と同じ部分については図１と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４３】
図３に示す装置においては、記録媒体３が基準回折強度を検知するための少なくとも一つの強度モニタ領域を有している。この強度モニタ領域の基準回折強度の情報は、データ出力部５の強度測定部５１に送られて、回折強度の決定に用いられる。
【００４４】
情報再生の際に、参照光を記録媒体の記録領域に照射したとき、記録領域において回折強度に分布があると、すなわち記録領域の周縁部と中心部とで回折強度が異なると、データを読み誤る可能性がある。このため、図４に示すように、記録媒体３の記録領域３１に基準回折強度を与える強度モニタ領域３２を設ける。この強度モニタ領域３２は、少なくとも一つあれば良く、その数には制限はない。また、強度モニタ領域３２は、効率良く回折強度分布に対応するために、図４に示すように、中心部と周縁部に配置されていることが望ましい。なお、強度モニタ領域３２は、多値データの多値数分の領域に区画されて、その個々の領域がそれぞれのデータに対応するように形成する。なお、強度モニタ領域３２は、必ずしも多値数分設ける必要はなく、２つ又は３つであっても良く、データ精度が良ければ基準強度分１つであっても良い。
【００４５】
次に、上記構成を有するホログラム情報記録再生装置による情報記録方法及び情報再生方法について説明する。本実施の形態では、多値データとして、データＡ〜Ｄの４値のデータを用い、データの記録順序がＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順序であるとする。また、記録媒体３のそれぞれの強度モニタ領域３２は、データＡ〜Ｄに対応するように４つの領域に区画されている。
【００４６】
ホログラム情報記録では、図２に示すデータＡを記録する場合、時間制御部７がデータＡに対応する記録時間Ｔ1を管理する。すなわち、時間制御部７は、記録時間Ｔ1になるように、光源１に対して出射のタイミングを制御する。そして、光源１から出射された光が、空間光変調器２５でデータ変調される。記録されるデータは、多値化処理部７で多値化され、多値化されたデータのうちのデータＡを用いてデータ変調される。そして、信号光Ｘと参照光Ｙが記録媒体３上で合波されてデータＡが記録される。このとき、記録媒体３の強度モニタ領域３２の一番上の領域にも記録時間Ｔ1で記録が行われる。続けて、データＢ〜Ｄを記録媒体３の記録領域３１に記録すると共に、強度モニタ領域３２にも記録を行う。すなわち、強度モニタ領域３２の上から二番目の領域に記録時間Ｔ2で記録が行われ、強度モニタ領域３２の上から三番目の領域に記録時間Ｔ3で記録が行われ、強度モニタ領域３２の一番下の領域に記録時間Ｔ4で記録が行われる。
【００４７】
ホログラム情報再生では、光源１からビーム光を出射して、参照光Ｙを記録媒体３に照射して再生光Ｚを得る。この再生光Ｚは、フーリエ変換レンズ４１を通して平行光にされ、光検出器４２で検出される。光検出器４２で検出された再生光Ｚは、データ出力部５の強度測定部５１で回折強度が測定される。なお、本実施の形態においては、光検出器４２で再生光Ｚを検出し、強度測定部５１で再生光Ｚの回折強度を測定するような構成を採用しているが、本発明においては、光検出器４２において回折強度まで測定するような構成であっても良い。
【００４８】
測定された回折強度及び強度モニタ領域３２の基準回折強度はデータ変換部５２に送られる。データ変換部５２では、測定された回折強度及び強度モニタ領域３２の基準回折強度に基づいて多値データを決定する。すなわち、測定された回折強度及び強度モニタ領域３２の基準回折強度を比較しながら、測定された回折強度に多値データを割り当てる。すなわち、強度モニタ領域３２の基準回折強度と多値データとが関連づけられているので、その関係を用いて、測定された回折強度に多値データを割り当てる。具体的には、記録領域３１で測定された回折強度は、その近くの強度モニタ領域３２の基準回折強度と比較する。このとき、測定された回折強度と強度モニタ領域３２のどの領域の基準回折強度とが近いかを決定し、決定した基準回折強度に対応する多値データを割り当てる。これらの多値データは、多値化処理部７に送られる。多値化処理部７では、多値データをディジタルデータに変換する。なお、本実施の形態においては、強度測定とデータ変換とが別の処理部を構成するように説明しているが、これらの処理が一つの処理部で行われるように構成されても良い。
【００４９】
上述したように、本実施の形態に係るホログラム情報記録再生装置においては、記録媒体が基準回折強度を記録する少なくとも一つの強度モニタ領域を有し、強度モニタ領域の基準回折強度を用いてデータ変換を行うので、情報再生の際に、参照光を記録媒体の記録領域に照射したときに、記録領域において回折強度に分布があっても、すなわち記録領域の周縁部と中心部とで回折強度が異なっていても、データを正確に再生することができる。また、本実施の形態に係るホログラム情報記録再生装置においては、実施の形態１と同様に、回折強度に差がつくように記録時間を管理しているので、回折強度に関連づけて多値化を実現することができる。このため、「０」、「１」の２値のディジタルデータを多値のデータとして記録することができる。その結果、記録容量が増大して大容量の記録媒体を実現することができる。また、本実施の形態に係る装置によれば、波長や照射角度で多重していないので、これらの調整に時間がかかることがなく、データ転送速度を向上させることができる。さらに、波長や照射角度の制御用のデバイスが不要であり、コスト的にも有利である。また、さらに記録容量を増加させるために、角度多重、波長多重、位置多重などを組み合わせて構成しても良い。
【００５０】
本発明は上記実施の形態１，２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、上記実施の形態１，２においては、多値データと回折強度とを関連づけた場合について説明しているが、本発明においては、回折強度の差が異なるように記録時間を管理して、多値データと回折強度の差とを関連づけても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るホログラム情報記録再生装置の概略構成を示す図である。
【図２】回折強度と記録時間との関係を示す特性図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るホログラム情報記録再生装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るホログラム情報記録再生装置の記録媒体を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 光源
２ 第１光学系
３ 記録媒体
４ 第２光学系
５ データ出力部
６ 時間制御部
７ 多値化処理部
２１ 第１ミラー
２２ ビームエキスパンダ
２３ ビームスプリッタ
２４ 第２ミラー
２５ 空間光変調器
２６，４１ フーリエ変換レンズ
３１ 記録領域
３２ 強度モニタ領域
４２ 光検出器
５１ 強度測定部
５２ データ変換部
【技術分野】
【０００１】
本発明はホログラム情報記録再生装置に関し、特に装置環境に関係なく確実に情報を再生することができるホログラム情報記録再生装置に関する。
【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（ディ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いる。
【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】
【特許文献１】特開２００２−２１６３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、情報記録再生の光の波長や照射角度を変えて記録・再生を行う場合（波長多重や照射角度多重）、波長や照射角度を高い精度で制御する必要があり、このため波長や照射角度の調整に時間がかかりデータ転送速度が低下するという問題がある。また、波長多重においては、広い波長可変範囲を有する光源を用意することが難しく、非常に高価であり、照射角度多重においては、照射角度を正確に制御するデバイスが非常に高価であるという問題もある。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、データ転送速度が早く、しかも大量のデータの記録・再生を行うことができ、しかも装置コストが比較的低いホログラム情報記録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】
【０００７】
本発明のホログラム情報記録再生装置は、信号光及び参照光を出射する光源と、前記信号光及び参照光を記録媒体に照射する光学系と、前記参照光を前記記録媒体に照射した際に生じる再生光を検出する検出手段と、前記信号光の出射時間を制御する時間制御手段と、前記再生光の回折強度を測定し、測定された回折強度に基づいてデータ変換を行うデータ出力手段と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、時間制御手段において回折強度に差がつくように設定された記録時間を管理しているので、回折強度に関連づけて多値化を実現することができる。このため、「０」、「１」の２値のディジタルデータを多値のデータとして記録することができる。その結果、記録容量が増大して大容量の記録媒体を実現することができる。また、この構成によれば、波長や照射角度で多重していないので、これらの調整に時間がかかることがなく、データ転送速度を向上させることができる。さらに、波長や照射角度の制御用のデバイスが不要であり、コスト的にも有利である。
【０００９】
本発明のホログラム情報記録再生装置においては、前記記録媒体は基準回折強度を記録する少なくとも一つの強度モニタ領域を有し、前記データ出力手段は、前記強度モニタ領域の基準回折強度を用いてデータ変換を行うことが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、記録媒体が基準回折強度を記録する少なくとも一つの強度モニタ領域を有し、強度モニタ領域の基準回折強度を用いてデータ変換を行うので、情報再生の際に、参照光を記録媒体の記録領域に照射したときに、記録領域において回折強度に分布があっても、すなわち記録領域の周縁部と中心部とで回折強度が異なっていても、データを正確に再生することができる。
【００１１】
本発明のホログラム情報記録方法は、多値データに対応した記録時間を準備する工程と、前記記録時間を管理しながら、信号光及び参照光を記録媒体に照射して前記記録媒体にデータを記録する工程と、を具備することを特徴とする。
【００１２】
本発明のホログラム情報再生方法は、多値データに対応した記録時間でデータを記録した記録媒体に参照光を照射して得られる再生光の回折強度を測定する測定工程と、測定された回折強度をそれぞれの回折強度に対応するデータに変換するデータ変換工程と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
これらの方法によれば、回折強度に差がつくように記録時間を管理しているので、回折強度に関連づけて多値化を実現することができる。このため、「０」、「１」の２値のディジタルデータを多値のデータとして記録することができる。その結果、記録容量が増大して大容量の記録媒体を実現することができる。
【００１４】
本発明のホログラム情報再生方法によれば、前記データ変換工程は、基準回折強度に基づいてそれぞれの回折強度に対応するデータに変換することが好ましい。
【００１５】
この方法によれば、強度モニタ領域の基準回折強度を用いてデータ変換を行うので、情報再生の際に、参照光を記録媒体の記録領域に照射したときに、記録領域において回折強度に分布があっても、すなわち記録領域の周縁部と中心部とで回折強度が異なっていても、データを正確に再生することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、記録時間を管理しながら、信号光及び参照光を記録媒体に照射して記録媒体にデータを記録するので、回折強度に関連づけられたデータの多値化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明者は、ホログラム情報記録において、一つのデータを記録した後に別のデータを記録すると、先に記録していたデータの回折強度が下がることに着目し、情報記録時に、各データの回折強度に差がつくように各データの記録時間を制御することにより、データの多値化を実現できることを見出し、本発明をするに至った。
【００１８】
すなわち、本発明の骨子は、記録時間を管理しながら、信号光及び参照光を記録媒体に照射して記録媒体にデータを記録することにより、回折強度に関連づけられたデータの多値化を実現することである。
【００１９】
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。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るホログラム情報記録再生装置の概略構成を示す図である。図中１は、情報記録又は再生用の光を出射する光源を示す。光源１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１から出射された光を２つのコヒーレントな光に分波して、後段に位置する記録媒体３に照射する第１光学系２が配置されている。記録媒体３の後段には、再生光を受光する第２光学系４が配置されている。受光系４の後段には、再生光の回折強度を測定し、測定された回折強度に基づいてデータ変換を行うデータ出力部５が配置されている。光源１には、照射時間を管理して記録時間を制御する時間制御部６が接続されている。時間制御部６は、ディジタルデータを多値データに変換する多値化処理部７と接続されている。この多値データは後述する空間光変調器に出力される。
【００２０】
光源１としては、所定の波長を有するレーザ光を出射する光源などのビーム状の光を出射する光源を用いることができる。例えば、光源１としては、半導体レーザなどを用いることができる。
【００２１】
第１光学系２は、図１に示すように、光源１から出射されたビーム光の光路を変える第１ミラー２１と、ビーム光のビーム径を拡大させるビームエキスパンダ２２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２３と、分波された一方の光（参照光Ｙ）の光路を変える第２ミラー２４と、分波された他方の光（信号光Ｘ）にデータ変調を行う空間光変調器２５と、データ変調された信号光を記録媒体３上に集光させるフーリエ変換レンズ２６とを有する。ビームエキスパンダ２２は、第１ミラー２１で光路を変えられたビーム光を拡散させる第１レンズ２２ａ及び拡散した光を平行光にする第２レンズ２２ｂを有する。空間光変調器２５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２５でデータ変調された信号光は、２次元パターンを含む。
【００２２】
記録媒体３には、ホログラムメモリ用の記録媒体を用いる。例えば、固定記録用ホログラム記録媒体の材料としては、銀塩感光材料、重クロム酸ゼラチン、フォトポリマーなどを用いることができ、書き換え用ホログラム記録媒体の材料としては、光誘起屈折材料、サーモプラスチックなどを用いることができる。
【００２３】
第２光学系４は、情報再生用の光が記録媒体３に照射されて生じる再生光を透過させるフーリエ変換レンズ４１と、フーリエ変換後の再生光を検出して再生信号を出力する光検出器４２とを有する。光検出器４２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、ＣＭＯＳ素子アレイなどで構成することができる。
【００２４】
データ出力部５は、光検出器４２で検出された再生光の回折強度を測定する強度測定部５１と、この強度測定部５１で測定された回折強度に基づいて多値データに変換するデータ変換部５２とを有する。強度測定部５１としては、光電変換可能な光検出器などを用いることができる。強度測定部５１で測定された回折強度情報は、データ変換部５２に出力される。データ変換部５２においては、予め設定された多値データと回折強度との関係に基づいて強度測定部５１からの回折強度情報から多値データに変換する。例えば、データ変換部５２は、多値データと回折データとを関連づけたテーブルを備え、テーブルを参照して回折強度に対応する多値データを決定する。この多値データは、多値化処理部７に出力される。
【００２５】
時間制御部６は、照射時間を管理して記録時間を制御する。ホログラム情報記録においては、図２に示すように、一つのデータを記録した後に別のデータを記録すると、先に記録していたデータの回折強度が下がる。すなわち、データＡの記録に着目すると、記録時間Ｔ1では、回折強度がＳ1であるが、その後のデータＢ，Ｃ，Ｄの記録により回折強度がＳ1’に下がる。同様に、データＢの記録に着目すると、記録時間Ｔ2では、回折強度がＳ2であるが、その後のデータＣ，Ｄの記録により回折強度がＳ2’に下がる。同様に、データＣの記録に着目すると、記録時間Ｔ3では、回折強度がＳ3であるが、その後のデータＤの記録により回折強度がＳ3’に下がる。
【００２６】
したがって、この性質を利用して、各データの回折強度に差がつくように各データの記録時間を制御することによりデータの多値化を実現できる。時間制御部６は、予め前記のように設定された記録時間を管理して、この記録時間が実現できるように記録時間を制御する。具体的には、設定された記録時間に応じて光源１の切換えタイミングを制御する。なお、互いに異なる記録時間をどのような順序で管理するかについては、記録時間に対応するデータの記録順序などに応じて適宜決定する。
【００２７】
多値化処理部７は、記録媒体３に記録するディジタルデータを回折強度に関連づけられた多値にデータ変換すると共に、再生光から測定された回折強度からデータ変換部５２で変換された多値データをディジタルデータに変換する。
【００２８】
次に、上記構成を有するホログラム情報記録再生装置による情報記録方法及び情報再生方法について説明する。
まず、ホログラム情報記録について説明する。本発明に係るホログラム情報記録方法においては、多値データに対応した記録時間を準備し、記録時間を管理しながら、分波した２つのコヒーレントな光を記録媒体で合波するように照射して記録媒体にデータを記録する。多値データと関連づけた記録時間は、予め設定することにより準備する。
【００２９】
本実施の形態では、多値データとして、データＡ〜Ｄの４値のデータを用いる場合について説明する。なお、多値データとしては、４値のデータ以外の多値データを用いても良い。また、データの記録順序がＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順序であるとする。この記録順序についても一例であり、適宜変更して実施することができる。
【００３０】
まず、図２に示すデータＡを記録する場合、時間制御部７がデータＡに対応する記録時間Ｔ1を管理する。すなわち、時間制御部７は、記録時間Ｔ1になるように、光源１に対して出射のタイミングを制御する。光源１からビーム光が出射されると、このビーム光は、第１ミラー２１でその光路がビームエキスパンダ２２に向けられる。そして、ビーム光はビームエキスパンダ２２の第１レンズ２２ａで拡散され、さらに第２レンズ２２ｂで平行光に変えられる。この平行光はビームスプリッタ２３で互いにコヒーレントな２つの光に分波されて一方の光が第２ミラー２４に向けられ、他方の光が空間光変調器２５に向けられる。
【００３１】
第２ミラー２４で反射された光は、記録媒体３上に参照光Ｙとして送られる。分波された他方の光は、空間光変調器２５でデータ変調される。記録されるデータは、多値化処理部７で多値化され、多値化されたデータのうちのデータＡを用いてデータ変調される。データ変調された光は、フーリエ変換レンズ２６で信号光Ｘとして記録媒体３上に集光される。
【００３２】
記録媒体３上に信号光Ｘと参照光Ｙとが合波されると、信号光Ｘと参照光Ｙが干渉して、周期的に光の回折強度が変わる干渉縞が記録媒体３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３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３上には、データ変調された波面を形成する信号光とデータ変調されていない波面を形成する参照光との間の干渉縞が記録される。このようにして記録媒体３上にデータＡが記録される。このときのデータＡの回折強度はＳ1である。
【００３３】
次に、図２に示すデータＢを記録する場合、時間制御部７がデータＢに対応する記録時間Ｔ2を管理する。すなわち、時間制御部７は、記録時間Ｔ2になるように、光源１に対して出射のタイミングを制御する。そして、上記と同様にして光源１から出射された光が、空間光変調器２５でデータ変調される。記録されるデータは、多値化処理部７で多値化され、多値化されたデータのうちのデータＢを用いてデータ変調される。そして、信号光Ｘと参照光Ｙが記録媒体３上で合波されてデータＢが記録される。このときのデータＢの回折強度はＳ2である。このとき、データＢの記録により、データＡの回折強度はＳ1よりも低下する。
【００３４】
次に、図２に示すデータＣを記録する場合、時間制御部７がデータＣに対応する記録時間Ｔ3を管理する。すなわち、時間制御部７は、記録時間Ｔ3になるように、光源１に対して出射のタイミングを制御する。そして、上記と同様にして光源１から出射された光が、空間光変調器２５でデータ変調される。記録されるデータは、多値化処理部７で多値化され、多値化されたデータのうちのデータＣを用いてデータ変調される。そして、信号光Ｘと参照光Ｙが記録媒体３上で合波されてデータＣが記録される。このときのデータＣの回折強度はＳ3である。このとき、データＣの記録により、データＡの回折強度はさらに低下し、データＢの回折強度はＳ2よりも低下する。
【００３５】
次に、図２に示すデータＤを記録する場合、時間制御部７がデータＤに対応する記録時間Ｔ4を管理する。すなわち、時間制御部７は、記録時間Ｔ4になるように、光源１に対して出射のタイミングを制御する。そして、上記と同様にして光源１から出射された光が、空間光変調器２５でデータ変調される。記録されるデータは、多値化処理部７で多値化され、多値化されたデータのうちのデータＤを用いてデータ変調される。そして、信号光Ｘと参照光Ｙが記録媒体３上で合波されてデータＤが記録される。このときのデータＤの回折強度はＳ4である。このとき、データＤの記録により、データＡ及びデータＢの回折強度はさらに低下し、データＣの回折強度はＳ3よりも低下する。
【００３６】
このようにしてデータＡ〜Ｄを記録媒体３上に記録すると、回折強度は、データＡはＳ1’となり、データＢはＳ2’となり、データＣはＳ3’となる。このように、データＡ〜Ｃについての回折強度は低下するが、予め回折強度Ｓ1’，Ｓ2’，Ｓ3’，Ｓ4の間に強度差がつくように設定されているので、これにより記録媒体３に多値データを記録することができる。
【００３７】
次に、ホログラム情報再生について説明する。本発明に係るホログラム情報記録方法においては、多値データに対応した記録時間でデータを記録した記録媒体に情報再生用の光を照射して得られる再生光の回折強度を測定し、測定された回折強度をそれぞれの回折強度に対応するデータに変換する。
【００３８】
データを再生する場合において、光源１からビーム光が出射されると、ビーム光は、第１ミラー２１でその光路がビームエキスパンダ２２に向けられ、ビームエキスパンダ２２の第１レンズ２２ａで拡散され、さらに第２レンズ２２ｂで平行光に変えられる。この平行光はビームスプリッタ２３を通って、フーリエ変換レンズ２６で信号光Ｘとして記録媒体３上に集光される。
【００３９】
記録媒体３に記録された干渉縞はブラッググレーティングとなっているので、参照光Ｙが照射されると、ブラッグ回折により信号光Ｘと同じ再生光Ｚが得られる。情報再生用の光の波長と情報記録用の光の波長が略同じであれば、これによりそのページに記録されたデータを再生することができる。この再生光Ｚは、フーリエ変換レンズ４１を通して平行光にされ、光検出器４２で検出される。光検出器４２で検出された再生光Ｚは、データ出力部５の強度測定部５１で回折強度が測定される。なお、本実施の形態においては、光検出器４２で再生光Ｚを検出し、強度測定部５１で再生光Ｚの回折強度を測定するような構成を採用しているが、本発明においては、光検出器４２において回折強度まで測定するような構成であっても良い。
【００４０】
測定された回折強度の情報は、データ変換部５２に送られる。データ変換部５２では、回折強度の情報に基づいて多値データを決定する。すなわち、予め回折強度と多値データとが関連づけられているので、その関係を用いて、測定された回折強度に多値データを割り当てる。例えば、回折強度がＳ1’の部分はデータＡを割り当て、回折強度がＳ2’の部分はデータＢを割り当て、回折強度がＳ3’の部分はデータＣを割り当て、回折強度がＳ4の部分はデータＤを割り当てる。これらの多値データは、多値化処理部７に送られる。多値化処理部７では、多値データをディジタルデータに変換する。なお、本実施の形態においては、強度測定とデータ変換とが別の処理部を構成するように説明しているが、これらの処理が一つの処理部で行われるように構成されても良い。
【００４１】
上述したように、本実施の形態に係るホログラム情報記録再生装置においては、多値データに対応した記録時間を準備し、記録時間を管理しながら、分波した２つのコヒーレントな光を記録媒体で合波するように照射して記録媒体にデータを記録すると共に、この記録媒体に情報再生用の光を照射して得られる再生光の回折強度を測定し、測定された回折強度をそれぞれの回折強度に対応するデータに変換する。この場合、回折強度に差がつくように記録時間を管理しているので、回折強度に関連づけて多値化を実現することができる。このため、「０」、「１」の２値のディジタルデータを多値のデータとして記録することができる。その結果、記録容量が増大して大容量の記録媒体を実現することができる。また、本実施の形態に係る装置によれば、波長や照射角度で多重していないので、これらの調整に時間がかかることがなく、データ転送速度を向上させることができる。さらに、波長や照射角度の制御用のデバイスが不要であり、コスト的にも有利である。
【００４２】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係るホログラム情報記録再生装置の概略構成を示す図である。図３において、図１と同じ部分については図１と同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４３】
図３に示す装置においては、記録媒体３が基準回折強度を検知するための少なくとも一つの強度モニタ領域を有している。この強度モニタ領域の基準回折強度の情報は、データ出力部５の強度測定部５１に送られて、回折強度の決定に用いられる。
【００４４】
情報再生の際に、参照光を記録媒体の記録領域に照射したとき、記録領域において回折強度に分布があると、すなわち記録領域の周縁部と中心部とで回折強度が異なると、データを読み誤る可能性がある。このため、図４に示すように、記録媒体３の記録領域３１に基準回折強度を与える強度モニタ領域３２を設ける。この強度モニタ領域３２は、少なくとも一つあれば良く、その数には制限はない。また、強度モニタ領域３２は、効率良く回折強度分布に対応するために、図４に示すように、中心部と周縁部に配置されていることが望ましい。なお、強度モニタ領域３２は、多値データの多値数分の領域に区画されて、その個々の領域がそれぞれのデータに対応するように形成する。なお、強度モニタ領域３２は、必ずしも多値数分設ける必要はなく、２つ又は３つであっても良く、データ精度が良ければ基準強度分１つであっても良い。
【００４５】
次に、上記構成を有するホログラム情報記録再生装置による情報記録方法及び情報再生方法について説明する。本実施の形態では、多値データとして、データＡ〜Ｄの４値のデータを用い、データの記録順序がＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順序であるとする。また、記録媒体３のそれぞれの強度モニタ領域３２は、データＡ〜Ｄに対応するように４つの領域に区画されている。
【００４６】
ホログラム情報記録では、図２に示すデータＡを記録する場合、時間制御部７がデータＡに対応する記録時間Ｔ1を管理する。すなわち、時間制御部７は、記録時間Ｔ1になるように、光源１に対して出射のタイミングを制御する。そして、光源１から出射された光が、空間光変調器２５でデータ変調される。記録されるデータは、多値化処理部７で多値化され、多値化されたデータのうちのデータＡを用いてデータ変調される。そして、信号光Ｘと参照光Ｙが記録媒体３上で合波されてデータＡが記録される。このとき、記録媒体３の強度モニタ領域３２の一番上の領域にも記録時間Ｔ1で記録が行われる。続けて、データＢ〜Ｄを記録媒体３の記録領域３１に記録すると共に、強度モニタ領域３２にも記録を行う。すなわち、強度モニタ領域３２の上から二番目の領域に記録時間Ｔ2で記録が行われ、強度モニタ領域３２の上から三番目の領域に記録時間Ｔ3で記録が行われ、強度モニタ領域３２の一番下の領域に記録時間Ｔ4で記録が行われる。
【００４７】
ホログラム情報再生では、光源１からビーム光を出射して、参照光Ｙを記録媒体３に照射して再生光Ｚを得る。この再生光Ｚは、フーリエ変換レンズ４１を通して平行光にされ、光検出器４２で検出される。光検出器４２で検出された再生光Ｚは、データ出力部５の強度測定部５１で回折強度が測定される。なお、本実施の形態においては、光検出器４２で再生光Ｚを検出し、強度測定部５１で再生光Ｚの回折強度を測定するような構成を採用しているが、本発明においては、光検出器４２において回折強度まで測定するような構成であっても良い。
【００４８】
測定された回折強度及び強度モニタ領域３２の基準回折強度はデータ変換部５２に送られる。データ変換部５２では、測定された回折強度及び強度モニタ領域３２の基準回折強度に基づいて多値データを決定する。すなわち、測定された回折強度及び強度モニタ領域３２の基準回折強度を比較しながら、測定された回折強度に多値データを割り当てる。すなわち、強度モニタ領域３２の基準回折強度と多値データとが関連づけられているので、その関係を用いて、測定された回折強度に多値データを割り当てる。具体的には、記録領域３１で測定された回折強度は、その近くの強度モニタ領域３２の基準回折強度と比較する。このとき、測定された回折強度と強度モニタ領域３２のどの領域の基準回折強度とが近いかを決定し、決定した基準回折強度に対応する多値データを割り当てる。これらの多値データは、多値化処理部７に送られる。多値化処理部７では、多値データをディジタルデータに変換する。なお、本実施の形態においては、強度測定とデータ変換とが別の処理部を構成するように説明しているが、これらの処理が一つの処理部で行われるように構成されても良い。
【００４９】
上述したように、本実施の形態に係るホログラム情報記録再生装置においては、記録媒体が基準回折強度を記録する少なくとも一つの強度モニタ領域を有し、強度モニタ領域の基準回折強度を用いてデータ変換を行うので、情報再生の際に、参照光を記録媒体の記録領域に照射したときに、記録領域において回折強度に分布があっても、すなわち記録領域の周縁部と中心部とで回折強度が異なっていても、データを正確に再生することができる。また、本実施の形態に係るホログラム情報記録再生装置においては、実施の形態１と同様に、回折強度に差がつくように記録時間を管理しているので、回折強度に関連づけて多値化を実現することができる。このため、「０」、「１」の２値のディジタルデータを多値のデータとして記録することができる。その結果、記録容量が増大して大容量の記録媒体を実現することができる。また、本実施の形態に係る装置によれば、波長や照射角度で多重していないので、これらの調整に時間がかかることがなく、データ転送速度を向上させることができる。さらに、波長や照射角度の制御用のデバイスが不要であり、コスト的にも有利である。また、さらに記録容量を増加させるために、角度多重、波長多重、位置多重などを組み合わせて構成しても良い。
【００５０】
本発明は上記実施の形態１，２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、上記実施の形態１，２においては、多値データと回折強度とを関連づけた場合について説明しているが、本発明においては、回折強度の差が異なるように記録時間を管理して、多値データと回折強度の差とを関連づけても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態１に係るホログラム情報記録再生装置の概略構成を示す図である。
【図２】回折強度と記録時間との関係を示す特性図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るホログラム情報記録再生装置の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るホログラム情報記録再生装置の記録媒体を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 光源
２ 第１光学系
３ 記録媒体
４ 第２光学系
５ データ出力部
６ 時間制御部
７ 多値化処理部
２１ 第１ミラー
２２ ビームエキスパンダ
２３ ビームスプリッタ
２４ 第２ミラー
２５ 空間光変調器
２６，４１ フーリエ変換レンズ
３１ 記録領域
３２ 強度モニタ領域
４２ 光検出器
５１ 強度測定部
５２ データ変換部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光及び参照光を出射する光源と、前記信号光及び前記参照光を記録媒体に照射する光学系と、前記参照光を前記記録媒体に照射した際に生じる再生光を検出する検出手段と、前記信号光の出射時間を制御する時間制御手段と、前記再生光の回折強度を測定し、測定された回折強度に基づいてデータ変換を行うデータ出力手段と、を具備することを特徴とするホログラム情報記録再生装置。
【請求項２】
前記記録媒体は基準回折強度を記録する少なくとも一つの強度モニタ領域を有し、前記データ出力手段は、前記強度モニタ領域の基準回折強度を用いてデータ変換を行うことを特徴とする請求項１記載のホログラム情報記録再生装置。
【請求項３】
多値データに対応した記録時間を準備する工程と、前記記録時間を管理しながら、信号光及び参照光を記録媒体に照射して前記記録媒体にデータを記録する工程と、を具備することを特徴とするホログラム情報記録方法。
【請求項４】
多値データに対応した記録時間でデータを記録した記録媒体に参照光を照射して得られる再生光の回折強度を測定する測定工程と、測定された回折強度をそれぞれの回折強度に対応するデータに変換するデータ変換工程と、を具備することを特徴とするホログラム情報再生方法。
【請求項５】
前記データ変換工程は、基準回折強度に基づいてそれぞれの回折強度に対応するデータに変換することを特徴とする請求項４記載のホログラム情報再生方法。
【請求項１】
信号光及び参照光を出射する光源と、前記信号光及び前記参照光を記録媒体に照射する光学系と、前記参照光を前記記録媒体に照射した際に生じる再生光を検出する検出手段と、前記信号光の出射時間を制御する時間制御手段と、前記再生光の回折強度を測定し、測定された回折強度に基づいてデータ変換を行うデータ出力手段と、を具備することを特徴とするホログラム情報記録再生装置。
【請求項２】
前記記録媒体は基準回折強度を記録する少なくとも一つの強度モニタ領域を有し、前記データ出力手段は、前記強度モニタ領域の基準回折強度を用いてデータ変換を行うことを特徴とする請求項１記載のホログラム情報記録再生装置。
【請求項３】
多値データに対応した記録時間を準備する工程と、前記記録時間を管理しながら、信号光及び参照光を記録媒体に照射して前記記録媒体にデータを記録する工程と、を具備することを特徴とするホログラム情報記録方法。
【請求項４】
多値データに対応した記録時間でデータを記録した記録媒体に参照光を照射して得られる再生光の回折強度を測定する測定工程と、測定された回折強度をそれぞれの回折強度に対応するデータに変換するデータ変換工程と、を具備することを特徴とするホログラム情報再生方法。
【請求項５】
前記データ変換工程は、基準回折強度に基づいてそれぞれの回折強度に対応するデータに変換することを特徴とする請求項４記載のホログラム情報再生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−２７７８４０（Ｐ２００６−２７７８４０Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９５９００（Ｐ２００５−９５９００）
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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