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ホログラム記録再生方法およびホログラム記録再生装置

国内特許コード P170014035
整理番号 (S2015-1532-N0)
掲載日 2017年4月11日
出願番号 特願2015-240283
公開番号 特開2016-219086
出願日 平成27年12月9日(2015.12.9)
公開日 平成28年12月22日(2016.12.22)
優先権データ
  • 特願2015-102692 (2015.5.20) JP
発明者
  • 山本 学
  • 中村 優
  • 瀬戸 律夫
  • 中島 豊
  • 福本 敦
出願人
  • 学校法人東京理科大学
発明の名称 ホログラム記録再生方法およびホログラム記録再生装置
発明の概要 【課題】記録媒体における記録情報の高密度化を図ることのできるホログラム記録再生方法およびホログラム記録再生装置を提供することにある。
【解決手段】本発明の記録再生方法は、信号光の光軸と球面参照光の光軸とを含む平面に垂直な基準面に沿った記録媒体の表面におけるトラック上に、球面参照光を用いて当該記録媒体に対して一方向のみのシフト多重記録を行ってシフト多重記録ホログラム列を記録した後、当該シフト多重ホログラム列が記録された同一のトラック上に、前記基準面に対して所定の角度傾いた状態でシフト多重記録を行って新たなシフト多重ホログラム列を記録するシフト多重記録情報重ね書き過程を少なくとも1回以上行う工程を経ることにより、複数のシフト多重ホログラム列を多重記録することを特徴とする。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要


従来より、ホログラムを用いてデジタル情報を二次元的に記録再生するホログラム記録再生方法が提案されている。このホログラム記録再生方法においては、デジタル情報を記録する場合には、複数の画素よりなる空間光変調器で変調された、デジタル情報(データ情報)を担持した信号光と、当該信号光とコヒーレントな参照光とを記録媒体内で干渉させることにより得られる干渉縞を、前記デジタル情報を担持したホログラムとして記録する。また、記録媒体におけるホログラムに記録されたデータ情報を再生する場合には、ホログラムの記録に用いた参照光をホログラムに照射することにより、回折光を発生させCCD(撮像素子)上に、ホログラムとして記録されているデジタル情報の画像を形成させる。



このようなホログラム記録再生方法において、具体的なホログラム記録法としては、角度多重記録方式、球面参照光シフト多重記録方式およびスペックル参照光多重記録方式などが挙げられる。



角度多重記録方式によるホログラム記録法は、記録媒体に対する参照光の照射角度をわずかずつ変更させ、当該記録媒体における或る一領域にホログラムの多重記録を行う。記録媒体の厚みが厚い(具体的には、1mm以上)場合には、ブラッグ回折条件が角度的に厳しくなり、角度が0.1°程度でブラッグ回折角条件が外れて読み出しが不可能となる。この原理を利用して、記録媒体において、同一領域に数百個のホログラムを記録(多重記録)する。この角度多重記録方式においては、多重記録をブック単位で行う。すなわち、或る一領域においてホログラムの多重記録を行った後、光(信号光および参照光)の照射領域を変更し、当該一領域とは重ならない他の一領域において新たなホログラムの多重記録をブック単位で順次に行う。



スペックル参照光多重記録方式によるホログラム記録法は、参照光スペックルパターンで変調されている。このスペックルパターンで変調された参照光と信号光とが記録媒体で干渉し、ホログラムが記録される。このため、記録媒体に記録されたホログラムを再生する際には、参照光がホログラムの記録時と同様のスペックルパターンである場合のみ再生が可能となる。而して、記録媒体をわずかな距離(具体的には、10μm程度)シフトさせると、スペックルパターンの一致(スペックルパターンの相関)が崩れてホログラムの再生が不可能となる。この原理を利用して、ホログラムの多重記録を、記録媒体をシフトさせて行う。すなわち、わずかに記録媒体をシフトさせるだけで新たなホログラムの記録が可能となってシフト多重記録を繰り返すことができる。



球面参照光シフト多重記録方式によるホログラム記録法は、参照光を球面波とすること以外は、前記のスペックル参照光多重記録方式と同様に、記録媒体をわずかにシフトさせて多重記録を行う。参照光を球面波とすることにより、スペックルパターンと同様な効果が発揮され、記録媒体をわずかな距離シフトさせるだけでホログラムが再生されず、新たなホログラムを記録することが可能となってシフト多重記録を繰り返すことができる。

産業上の利用分野


本発明は、ホログラム記録再生方法およびホログラム記録再生装置に関する。更に詳しくは、2次元化されたデジタルビットパターンを記録媒体にホログラムとして多重に記録することにより大容量光メモリを構成する上で、大容量化が可能なホログラム記録再生方法およびホログラム記録再生装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
データ情報を担持した信号光と参照光との干渉縞を記録媒体にホログラムとして記録すると共に、ホログラムが記録された記録媒体に対し、参照光を照射することによりホログラムに記録されたデータ情報を再生するホログラム記録再生方法において、
参照光として球面波を用い、
信号光および参照光を記録媒体に照射する光学機構を、信号光の光軸と参照光の光軸とを含む平面に垂直な基準面に沿った記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動させて当該記録媒体に一方向のみのシフト多重記録を行うことによってシフト多重ホログラム列を記録した後、当該シフト多重ホログラム列が記録された同一のトラック上に、記録媒体の表面が前記基準面に対して所定の角度傾いた状態で、一方向のみのシフト多重記録を行って新たなシフト多重ホログラム列を記録するシフト多重ホログラム列重ね書き過程
を少なくとも1回以上行う工程を経ることにより、複数のシフト多重ホログラム列の多重記録を行うことを特徴とするホログラム記録再生方法。

【請求項2】
前記シフト多重ホログラム列重ね書き過程において、前記記録媒体の表面の、前記基準面に対する傾き角度は、既に記録されたシフト多重ホログラム列の記録領域に参照光が照射されることによって同時に再生される複数のホログラムの再生像が検出器上で分離された状態で再生される角度であることを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録再生方法。

【請求項3】
前記記録媒体における複数のシフト多重ホログラム列が記録された記録領域に対して、前記シフト多重ホログラム列重ね書き過程におけるいずれか一のシフト多重ホログラム列の記録を行った条件と同様の参照光照射条件で参照光を照射することにより、当該記録領域に多重記録された複数のホログラムの全てのものを同時に再生することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のホログラム記録再生方法。

【請求項4】
データ情報を担持した信号光と参照光との干渉縞を記録媒体にホログラムとして記録すると共に、ホログラムが記録された記録媒体に対し、参照光を照射することによりホログラムに記録されたデータ情報を再生するホログラム記録再生方法において、
参照光として球面波を用い、
信号光および参照光を記録媒体に照射する光学機構を、信号光の光軸と参照光の光軸とを含む平面に垂直な基準面に沿った記録媒体の表面に沿って相対的に一方向に移動させて一方向のみのシフト多重記録を行うことによって第1のシフト多重ホログラム列を当該記録媒体における所定のトラック上に記録した後、当該記録媒体を前記一方向を含む平面内において回動させた状態において、一方向のみのシフト多重記録を行うことによって第2のシフト多重ホログラム列をその記録領域の一部が前記第1のシフト多重ホログラム列の記録領域と重なる状態で記録し、記録媒体の表面が前記基準面に対して所定の角度傾いた状態で、一方向のみのシフト多重記録を行って新たなシフト多重ホログラム列を前記第1のシフト多重ホログラム列が記録された同一のトラック上に記録するシフト多重ホログラム列重ね書き過程
を経ることにより、複数のシフト多重ホログラム列の多重記録を行うことを特徴とするホログラム記録再生方法。

【請求項5】
記録媒体としてディスク状記録媒体を用い、
当該記録媒体の表面における記録再生領域を、記録媒体の回転中心から外周縁に向かって径方向に並ぶ複数のブロック単位に分割し、各々のブロック単位における一方向のみのシフト多重記録を、前記光学機構を記録媒体の径方向に相対的に移動させることにより行うことを特徴とする請求項1~請求項4のいずれかに記載のホログラム記録再生方法。

【請求項6】
記録媒体における一のブロック単位において、前記シフト多重ホログラム列重ね書き過程を行って複数のシフト多重ホログラム列の多重記録を行った後、当該ブロック単位と径方向に隣接するブロック単位において、前記シフト多重ホログラム列重ね書き過程を行って複数のシフト多重ホログラム列の多重記録を行うことを特徴とする請求項5に記載のホログラム記録再生方法。

【請求項7】
データ情報を担持した信号光と参照光との干渉縞を記録媒体にホログラムとして記録すると共に、ホログラムが記録された記録媒体に対し、参照光を照射することによりホログラムに記録されたデータ情報を再生するホログラム記録再生装置において、
記録再生光源と、当該記録再生光源からの光を信号光用の光と参照光用の光とに分割する光分離手段と、信号光用の光をデータ情報を担持した信号光として記録媒体に対して照射する信号光生成用光学系と、参照光用の光を球面波に変換して参照光として記録媒体に対して照射する参照光生成用光学系とを備えた光学機構と、
記録媒体に対する信号光の光軸と参照光の光軸とを含む平面に垂直な基準面に沿った記録媒体をその表面に沿った平面内で一方向に移動させる記録媒体移動機構と、
記録媒体を回動させることにより当該記録媒体の表面を前記基準面に対して傾斜させる記録媒体チルト機構と
を備えており、
前記光学機構が前記光学機構移動機構によって記録媒体の表面に沿って一方向に相対的に移動されて当該記録媒体にシフト多重記録が行われることによりシフト多重ホログラム列が記録されると共に、記録媒体チルト機構によって記録媒体の表面を前記基準面に対して傾斜させた状態で、一方向のみのシフト多重記録が行われることによって、新たなシフト多重ホログラム列が記録媒体に既に記録されたシフト多重ホログラム列の記録領域に多重記録されることを特徴とするホログラム記録再生装置。

【請求項8】
記録媒体チルト機構は、記録媒体の表面上において設定された、当該記録媒体に既に記録されたシフト多重ホログラム列の記録領域の中心位置を通る前記一方向に垂直な方向に伸びる軸を中心として、記録媒体を回動させるものであることを特徴とする請求項7に記載のホログラム記録再生装置。

【請求項9】
記録媒体を前記基準面に沿った平面内において回動させる記録媒体回動機構をさらに備えており、
既にシフト多重ホログラム列が記録された記録媒体が前記記録媒体回動機構によって回動された状態において、一方向のみのシフト多重記録が行われることによって、新たなシフト多重ホログラム列がその記録領域の一部が前記既に記録されたシフト多重ホログラム列の記録領域と重なる状態で記録されることを特徴とする請求項7または請求項8に記載のホログラム記録再生装置。

【請求項10】
記録媒体がディスク状記録媒体であって、
前記光学機構移動機構が、当該記録媒体の記録再生領域が径方向および周方向に分割された複数のブロック単位の各々に対して、前記光学機構を当該記録媒体の径方向に相対的に移動させるものであり、
記録媒体における一のブロック単位において、複数のシフト多重ホログラム列が、各々のシフト多重ホログラム列の記録領域の周方向の離間距離がホログラムサイズの1/3以上の大きさとなる状態で、記録されることを特徴とする請求項7または請求項8に記載のホログラム記録再生装置。
国際特許分類(IPC)
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出願権利状態 公開
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