(57)【要約】【課題】光メモリ記録媒および体光メモリ装置における効率的な位置合わせ方法を提供する。【解決手段】本発明の光メモリ装置の光メモリ記録媒体に、予め専用の装置にてページ毎にキャリブレーションマークとページマークを書込ませておくので、光メモリ装置にて、この再生画像が受光素子の指定位置に合致するように光学的な調整を行いながら記録再生を行うと、装置間での整合性が可能となり、かつ、全てのページに位置合わせ情報があるため、連続して位置調整が可能となり位置調整時間を少なくすることができ応答性を高めることができ、光波の干渉パターンを記録する光メモリ装置において、読取りや書込み時の位置合わせを簡単かつ高速化できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コヒーレントな記録信号光とコヒーレントな記録参照光とを入射して２次元情報をページ毎に記録し、再生参照光を入射して再生信号光を取り出し、再生信号光を受光する光メモリ装置に用いられる光メモリ記録媒体において、
光メモリ記録媒体は、ホログラフィックメモリの中に予め位置合わせのための特殊情報を前記ページ毎に記録されていることを特徴とする光メモリ記録媒体。
【請求項２】
前記ホログラフィックメモリ中に予め記録される位置合わせのための特殊情報は、位置合わせ用マークと、その位置合わせマークの周辺に設けられたページ識別用マークとを情報として備え、かつ、隣接するページのマークは、２画素以上の差を有するように画像を形成していることを特徴とする光メモリ記録媒体。
【請求項３】
前記ホログラフィックメモリ中に予め記録されるページ識別用マークは、ページ番号を構成するマークの画像パターンを特定の順番で変化させたものであることを特徴とする請求項２に記載の光メモリ記録媒体。
【請求項４】
ページ毎に特殊情報を有する請求項１至３に記載の光メモリ記録媒体と、
記録すべき情報に基づきコヒーレントな信号光ビームを記録信号光に変調し記録画像を生成する空間光変調器と、
前記記録信号光とコヒーレントな記録参照光とが入射されて情報が記録される前記光メモリ媒体に再生参照光を入射して取り出される再生信号光を受光する受光素子と、
を備えていることを特徴とする光メモリ装置。
【請求項５】
前記空間光変調器は、前記光メモリ記録媒体へのデータ書込み時に位置合わせ用マークを書込む機能を備えていることを特徴とする請求項４に記載の光メモリ装置。
【請求項６】
前記再生信号光を受光する受光素子内には、位置合わせのための特殊情報であるページ識別用マークの情報をデコードする検出手段を備え、その検出手段による検出結果に基づいて前記光メモリ記録媒体と、記録参照光または記録信号光との光学的な位置制御を行う位置調整手段を備えていることを特徴とする請求項４または５に記載の光メモリ装置。
【請求項７】
前記空間光変調器は、前記光メモリ記録媒体の位置合わせのための特殊情報が配置された非データ領域を避けて前記記録画像を記録する機能を有していることを特徴とする請求項４から６のいずれかの項に記載の光メモリ装置。
【請求項８】
前記光メモリ記録媒体が、交換可能に設けられていることを特徴とする請求項４から７のいずれかの項に記載の光メモリ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラフィックメモリを利用する光メモリ記録媒体とそれを利用した光メモリ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ装置の記録媒体として、主にフロッピー（Ｒ）ディスク、ハードディスク（磁気ディスク）等が使用されている。近年、これらの記録媒体に加え、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯＤ（Ｍａｇｎｅｔｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｉｓｋ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等の各種記録媒体が使用されるようになり、その他の記録媒体の研究開発も盛んに行われている。また、ハードディスクの低価格化により、メモリコストの低減に拍車がかかり、現在ではメモリコストは記憶容量１Ｇバイト当たり約５００〜１０００円といわれているが、さらに低価格化が促進され、次世代のＤＶＤでは１Ｇバイト当たり数百円程度になると予測されている。
【０００３】
さらに近年、ＤＶＤに続く次世代メモリ素子として有望視されている体積型のホログラフィックメモリは、今後のＣＰＵの高速化、データ容量の大容量化、アクセス速度の高速化等、諸特性の向上とともに、１Ｇバイト当たり５０〜１００円程度の低価格化も実現可能とされている。
【０００４】
以下に、ホログラフィックメモリを用いた光メモリ装置の概要を、図面を参照しながら説明する。図８は従来の光メモリ記録媒体を用いた光メモリ装置の構成を示す模式図である。
【０００５】
図８において、６０は従来の光メモリ装置である。６１はエンコーダで記録すべきデジタルデータを、平面上に明暗のドットパターン画像、例えば縦４８０ビット×横６４０ビットのデータ配列に並べ替えて単位ページ系列データとして生成する。２は単位ページに対応する例えば縦４８０ピクセル×横６４０ピクセルの変調処理単位を有する透過型のＴＦＴ液晶表示装置（ＬＣＤ）パネル等の空間光変調器（ＳＬＭ：Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）、３ａはフーリエ変換レンズ、１００はＦｅ等が添加されたニオブ酸リチウム単結晶等で形成され、デジタルデータが記録される体積型のホログラフィックメモリ、３ｂはフーリエ変換レンズ、４はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ等のセンサで構成され、空間光変調器２の画素数と同等以上の画素を備え、入射光の明暗を電気信号の強弱に変換し入射光の輝度に応じたレベルを有するアナログ電気信号を生成する２次元光検出器である受光素子、６２は受光素子４で生成されたアナログ信号を所定の振幅値（スライスレベル）と比較し対応する“１”及び“０”のデータを再生するデコーダである。
【０００６】
以上のように構成された光メモリ装置について、以下その動作を説明する。
【０００７】
記録時においては、空間光変調器２は、照射された光ビームをエンコーダ６１により生成された単位ページ系列データを、空間的な光のオンオフ信号に光変調し、変調されたシグナルビームすなわち記録信号光をフーリエ変換レンズ３ａへ導く。より詳しくは、空間光変調器２は電気信号である単位ページ系列データの論理値“１”に応答してシグナルビームを通過させ、論理値“０”に応答してシグナルビームを遮断する。このような操作を行うことにより、単位ページデータにおける各ビット内容に従った電気−光学変換が達成され、単位ページ系列の記録信号光としての変調されたシグナルビームが生成される。
【０００８】
空間光変調器２で生成された記録信号光は、フーリエ変換レンズ３ａを介してホログラフィックメモリ１００に入射する。ホログラフィックメモリ１００には、記録信号光の他に、記録信号光のビームの光軸に直交する所定の基準線から入射角度βをもって記録参照光が入射する。記録信号光と記録参照光とは、ホログラフィックメモリ１００内で干渉し、この干渉縞がホログラフィックメモリ１００内に屈折率格子すなわちホログラムとして記憶されることにより、データの記録が行われる。また、入射角βを変えて記録参照光を入射させて複数の２次元平面データを角度多重記録することにより、３次元データ記録が可能となる。
【０００９】
次に、記録されたデータをホログラフィックメモリ１００から再生する場合には、信号光ビーム及び参照光ビームの交差する領域の中心に向け記録時と同じ入射角βで再生参照光のみをホログラフィックメモリ１００に入射させる。即ち、記録時とは異なり、信号光は入射させない。これにより、ホログラフィックメモリ１００内に記録されている干渉縞からの回折光がフーリエ変換レンズ３ｂを通して２次元光検出器である受光素子４へ導かれる。受光素子４は、入射光（再生信号光）の明暗を電気信号の強弱に変換して、入射光（再生信号光）の輝度に応じたレベルを有するアナログ電気信号をデコーダ６２へ出力する。デコーダ６２は、このアナログ電気信号を所定の振幅値（スライスレベル）と比較し、対応する“１”及び“０”のデータを再生する。
【００１０】
以上のようにホログラフィックメモリを備えた光メモリ装置においては、２次元の平面データ系列で記録を行い、記録参照光の入射角βを変えることにより角度多重記録を行うことができる。即ち、記録参照光の入射角βを変化させることにより記録単位である２次元平面（ページ）をホログラフィックメモリ内に複数記録することができ、その結果、３次元記録が可能となる。
【００１１】
このような記録方法が、（特許文献１，２）および（非特許文献１）に記載されている。
【００１２】
【特許文献１】
特開２０００−２８４６７１号公報
【特許文献２】
特開２００１−１１８２５４号公報
【非特許文献１】
「Ｄ．Ｐｓａｌｔｉｓ，Ｍ．Ｌｅｖｅｎｅ，Ａ．Ｐｕ，Ｇ．Ｂａｒｂａｓｔａｔｈｉｓ  ａｎｄ  Ｋ．Ｃｕｒｔｉｓ；Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．２０（１９９５）７８２」
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の技術においては、以下のような課題を有していた。
【００１４】
ホログラフィックメモリが交換可能に形成されている場合、一つの光メモリ装置によって情報が記録されたホログラフィックメモリを他の光メモリ装置に装着して情報を再生する際には、ホログラフィックメモリに入射された記録時の参照光と同じ波長・偏向による光を、同じ照射位置と照射角度で再生参照光としてホログラフィックメモリへ照射する必要があり、さらにホログラフィックメモリから出力される再生信号光（再生画像）に対して記録時と等価な光学経路になるような位置にフーリエ変換レンズや受光素子を３次元的に精密に合わせる必要がある。これは、装置間で生じる誤差を小さくするためである。このような装置に使用される記録媒体には、製造ばらつきが小さくて精度が高く、さらに安定した温度特性を有するとともに経時変化の小さな、信頼性の高い、特殊な部品を使用しなければならず、製造コストが著しく高価になるという課題を有していた。
【００１５】
また、装置間で生じる誤差を補正するために、精密な調整機構を要し、さらにその調整機構を用いて何度も繰り返し調整して高精度化を実現していたので、望むページの情報を取り出す際の応答性が著しく遅いという課題を有していた。
【００１６】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、記録媒体に設けた情報により光学的な位置調整を行うと同時に、角度多重で記録された情報のページを識別できるので、調整時間を少なくすることで応答性を高めることができ、また、精度や安定性が著しく高い特殊な部品や精密な調整機構を使用しなくてもよく、光メモリ装置の製造コストを低下させることができるとともに汎用性に優れ、さらに信頼性に優れる光メモリ記録媒体および光メモリ装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の光メモリ装置は、記録すべき情報に基づきコヒーレントな信号光ビームを記録信号光に変調し記録画像を生成する空間光変調器（ＳＬＭ）と、前記記録信号光とコヒーレントな記録参照光とが入射されて情報が記録される記録媒体（ホログラフィックメモリ）と、この記録媒体に再生参照光が入射されて発生する再生信号光を受光する受光素子と、記録媒体に対して上記構成部品の光学的な位置を制御する調整手段を備えた光メモリ装置であって、前記記録媒体には精度の高い基準となる装置により、予め位置調整を行うためのキャリブレーションマーク及びページを識別するためのページマークを記録させている。また、上記受光素子には、ページマークの検出回路を有している。
【００１８】
この構成により、光学的な位置調整を常時行いながら、ページを認識でき応答性を高めることができる。また、精度や安定性が著しく高い特殊な部品を使用しなくても調整可能であり、製造コストを低下させることができるとともに汎用性に優れ、さらに信頼性に優れる光メモリ装置を実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の光メモリ記録媒体は、コヒーレントな記録信号光とコヒーレントな記録参照光とを入射して２次元情報をページ毎に記録し、再生参照光を入射して再生信号光を取り出し、再生信号光を受光する光メモリ装置に用いられる光メモリ記録媒体において、光メモリ記録媒体は、ホログラフィックメモリの中に予め位置合わせのための特殊情報をページ毎に記録されていることを特徴とする光メモリ記録媒体としたものである。所定の再生参照光を照射すると、媒体と再生参照光の照射角度と位置によって、記録・再生時の位置基準となるキャリブレーションマーク（位置合わせ用マーク）とページを把握するためのページマーク（ページ識別用マーク）等の特殊情報が再生できるように、特殊画像（特殊情報）を全てのページへ、ページ毎に記録している。
【００２０】
この媒体により、以下のような作用が得られる。
【００２１】
光メモリ記録媒体に予めキャリブレーションマークを記録させているので、光メモリ装置にて、この再生画像が受光素子の指定位置に合致するように光学的な調整を行いながら記録再生を行うと、装置間での整合性が可能となり、かつ、全てのページに位置合わせ情報があるため、連続して位置調整が可能となり位置調整時間を少なくすることができ応答性を高めることができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、ホログラフィックメモリ中に予め記録される位置合わせのための特殊情報は、位置合わせ用マークと、その位置合わせマークの周辺に設けられたページ識別用マークとを情報として備え、かつ、隣接するページのマークは、２画素以上の差を有するように画像を形成していることを特徴とする光メモリ記録媒体としたものである。
【００２３】
この構成により、請求項１で得られる作用に加え、以下のような作用が得られる。
【００２４】
位置合わせ情報の検知と同時にページ認識が可能であるため、高速なページ検索ができる。
【００２５】
また、位置合わせ情報とページ情報を一緒に配置させているので、受光素子内に認識のための専用の画素とその処理領域を集約して構成できる。また、マークをページ画像の外縁部に配置することで、書込み時にこれらの特殊画像を劣化させないように、記録媒体への記録光照射について光学的にマスクすることが簡便にできる。
【００２６】
また、隣接するページ情報について、２画素以上の差があるため、ページ情報の信頼性が向上し、かつ、ページ認識の高速なデコードと正しい識別ができる。
【００２７】
請求項３に記載の発明は、ホログラフィックメモリ中に予め記録されるページ識別用マークは、ページ番号を構成するマークの画像パターンを特定の順番で変化させたものであることを特徴とする請求項２に記載の光メモリ記録媒体としたものである。
【００２８】
この構成により、以下のような作用が得られる。
【００２９】
隣接するページ情報から得られるページ番号が推定できるので、前後のページ情報を参考にすることで、特定したページ情報の信頼性が向上できる。
【００３０】
請求項４に記載の発明は、ページ毎に特殊情報を有する請求項１至３に記載の光メモリ記録媒体と、記録すべき情報に基づきコヒーレントな信号光ビームを記録信号光に変調し記録画像を生成する空間光変調器と、記録信号光とコヒーレントな記録参照光とが入射されて情報が記録される光メモリ媒体に再生参照光を入射して取り出される再生信号光を受光する受光素子と、を備えていることを特徴とする光メモリ装置としたものである。
【００３１】
高精度な装置にて予めキャリブレーションマークを記録させた光メモリ記録媒体を用いているので、光メモリ装置で、この再生画像が受光素子の指定位置に合致するように光学的な調整を行いながら記録再生を行うと、装置間での整合性が可能となり、かつ、全てのページに位置合わせ情報があるため、連続して位置調整が可能となり位置調整時間を少なくすることができ応答性を高めることができる。
【００３２】
請求項５に記載の発明は、空間光変調器は、光メモリ記録媒体へのデータ書込み時に位置合わせ用マークを書込む機能を備えていることを特徴とする請求項４に記載の光メモリ装置としたものであり、書込みデータ中にも位置合わせ用マークをもたせるため、読取りがより高速で信頼性の高い光メモリ装置を実現できる。
【００３３】
請求項６に記載の発明は、再生信号光を受光する受光素子内には、位置合わせのための特殊情報であるページ識別用マークの情報をデコードする検出手段を備え、その検出手段による検出結果に基づいて光メモリ記録媒体と、記録参照光または記録信号光との光学的な位置制御を行う位置調整手段を備えていることを特徴とする請求項４または５に記載の光メモリ装置としたものである。
【００３４】
この構成により、さらに高速な位置調整による応答性の向上ができる。
【００３５】
請求項７に記載の発明は、空間光変調器は、光メモリ記録媒体の位置合わせのための特殊情報が配置された非データ領域を避けて記録画像を記録する機能を有していることを特徴とする請求項４から６のいずれかの項に記載の光メモリ装置としたものである。
【００３６】
この構成により、さらに書込み時の特殊画像情報への上書きにより発生する信頼性低下を防止できる。
【００３７】
請求項８に記載の発明は、光メモリ記録媒体が、交換可能に設けられていることを特徴とする請求項４から７のいずれかの項に記載の光メモリ装置としたものである。
【００３８】
この構成により、配布媒体の読出しや記録媒体の交換が可能となる。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における光メモリ記録媒体を用いた光メモリ装置の構成を示す模式図である。
【００４１】
図１において、１０は光メモリ装置、３０はＮｄ：ＹＡＧレーザ等のレーザ、３１はレーザ３０から発射されたレーザービームが入射されて第２高調波を発生するＳＨＧ（２ｎｄ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）である。ＳＨＧ３１はレーザービームが通過したときに一定の効率で波長が１／２に変換された短波長コヒーレント光（光ビーム）を発生する。３２はＳＨＧ３１で発生したレーザービームの１／２波長の短波長コヒーレント光（光ビーム）だけを通過させる波長選択フィルタ、３３は光ビームを直進する信号光用ビームＬｂ１と偏向する記録参照光ビームＬｂ２との２つに分け各々を信号光ビーム光路及び記録参照光ビーム光路に導くビームスプリッタ、３４ａと３４ｂはコントローラ（図示しない）で制御され信号光ビームと記録再生光ビームの各光路を独立に開閉するシャッタで、３５は信号光ビームを所定径の平行光に拡大するビームエキスパンダ、２は透過型のＬＣＤ等で形成された空間光変調器である。空間光変調器２はエンコーダ（図示しない）から供給されるディジタル記録データ（記録すべき情報）に基づいて、ビームエキスパンダ３５からの信号光ビームを変調し記録信号光に変換する。ここで、本実施の形態においては、空間光変調器２は縦４８０×横６４０ピクセルの複数の画素を有している。
【００４２】
３ａはフーリエ変換レンズで、空間光変調器２で変調されて生成された記録信号光をフーリエ変換し光メモリ記録媒体１に集光する。１は体積型のホログラフィックメモリ中に予め位置合わせのための特殊情報をページ毎に記録した光メモリ記録媒体で、光メモリ記録媒体１には、フーリエ変換レンズ３ａで記録信号光がフーリエ変換され集光されたフーリエ変換像が結像される。ここで、本実施の形態においては、光メモリ記録媒体１は長方体形状のニオブ酸リチウム単結晶等のフォトリフラクティブ材料の単結晶体を主体とし、その光学結晶軸と光メモリ記録媒体１の回転対称軸とが平行になるように形成されている。また、光メモリ記録媒体１の回転対称軸が、フーリエ変換像が結像されるフーリエ面と平行になるような位置に配置されている。
【００４３】
３６，３７は記録参照光ビーム光路に配設され記録参照光を反射させて光メモリ記録媒体１へ入射させるミラーである。ミラー３６，３７によって光メモリ記録媒体１へ入射した記録参照光は、光メモリ記録媒体１の内部でフーリエ変換レンズ３ａからの記録信号光と交差して干渉し３次元の干渉縞を生成する。ここで、本実施の形態においては、記録参照光と記録信号光がフーリエ面上ではなく、フーリエ面の手前又は奥で干渉するようにミラー３７やフーリエ変換レンズ３ａ等の光学系が配置されている。また、信号光ビーム光路及び記録参照光ビーム光路は、光メモリ記録媒体１の回転対称軸と垂直となる法線を有する平面内に配置されている。
【００４４】
５１は移動手段で、５１ａは光メモリ記録媒体１の端部に配設され、光メモリ記録媒体を、その光学結晶軸方向（図１に示す矢印Ａ方向）に所定ピッチで移動させる軸方向移動手段、５１ｂは光メモリ記録媒体１を、その光学結晶軸を中心とする回転方向（図１に示す矢印Ｂ方向）に所定ピッチで回転させる回転テーブル等の回転方向移動手段である。軸方向移動手段５１ａ、回転方向移動手段５１ｂはコントローラ（図示しない）により制御されるステッピングモータやピエゾアクチュエータ等の駆動部（図示しない）によって、光メモリ記録媒体１を軸方向及び回転方向に移動できるようになっている。
【００４５】
３ｂは再生時に光メモリ記録媒体１に記録されている干渉縞から得られた回折光（再生信号光）を逆フーリエ変換するフーリエ変換レンズ、４１は空間光変調器２の縦方向及び／又は横方向画素数の各々１〜数倍の画素を有し、入射された再生信号光の明暗を電気信号の強弱に変換し再生信号光の輝度（受光レベル）に応じた値をアナログ電気信号あるいはディジタルに変換したデータとしてデコーダ（図示しない）へ出力するためにＣＣＤやＣＭＯＳ等で構成された受光素子、４２はフーリエ変換レンズ３ｂ及び受光素子４１を再生信号ビーム光路の光軸のｚ方向（図１に示す矢印Ｃの方向）に移動させ光メモリ記録媒体１との距離を調整するとともに、受光素子４１の受光面を再生信号光ビーム光路の光軸のｚ方向並びにメリジオナル平面（ｙｚ平面）及びサジタル平面（ｘｚ平面）にそれぞれ含まれる当該光路の光軸に垂直な２つのｘ及びｙ方向に平行移動させ、さらに当該光路の光軸周り及び２つのｘ及びｙ方向の周りにそれぞれ回転移動させることができる検出位置調整手段である。検出位置調整手段４２は、受光素子４１が検出した位置情報画像に対応する信号に応じてステッピングモータやピエゾアクチュエータ等の駆動部（図示しない）を用いて受光素子４１やフーリエ変換レンズ３ｂ等の位置調整を行っている。４３は受光素子４１内の規定位置に配置されたキャリブレーションマーク認識領域における受光データから画素ブロック検出値の２値化処理を行い、マークを認識した結果に基づいて検出位置調整手段４２を駆動するための制御信号を生成する制御部である。
【００４６】
次に、以上のように構成された実施の形態１における光メモリ装置の記録媒体について説明する。
【００４７】
上記光メモリ記録媒体１は、記録媒体１ａとこれを保持する（図示しない）媒体ホルダーで構成される。
【００４８】
ここで、図２は、本発明の実施の形態１における光メモリ記録媒体の構成を示す模式図であり、記録媒体１ａを模式的に示している。光メモリ記録媒体１は、軸方向移動手段５１ａと回転方向移動手段５１ｂに接続され、レーザ光ビームに対して位置を可動できる。
【００４９】
記録媒体１ａ上の領域１ｆ（１）はホログラム記録される第一の場所を意味する。以下これらの記録領域をフレームと呼ぶ。このフレームは、記録媒体１ａ上に間隔を空けて異なる位置にｎ個ある（この任意のフレームは、１ｆ（ｎ）と記述する。）。
【００５０】
図２では、記録媒体中央で１列にフレームを配列した構成の例を示す。角度多重を行うために、光メモリ記録媒体１の中心軸１ｃに対して、回転方向移動手段５１ａにて、回転させる。１フレームには、角度多重によりｍ個のページ分のデータが記録可能である。例えば、±１０°の回転範囲内を、０．１°単位で角度多重記録すれば、１フレームに２００ページのデータを記録できる。
【００５１】
図３は、本発明の実施の形態１における光メモリ記録媒体のページ画像の構成を示す模式図であり、１ページのデータにおける情報の構成を示し、中央の矩形領域がデータ書込み領域１ｐｄとして配置され、その周辺（以下、非データ領域と呼ぶ）に位置合わせ用のキャリブレーションマーク１ｐｃとページアドレス識別用のページマーク１ｐｍが配置されている。
【００５２】
キャリブレーションマーク１ｐｃとページマーク１ｐｍは、規格に対して高い精度を保持して記録できるような専用の光メモリ記録装置を用いて、記録媒体の製造メーカーで、予めホログラム記録としてホログラフィックメモリ内に書込んでおき、これを光メモリ記録媒体１とする。
【００５３】
ここで、図４は本発明の実施の形態１における光メモリ記録媒体へ書込んだページマーク画像を示す模式図であり、図５は本発明の実施の形態１における光メモリ記録媒体へ書込んだキャリブレーションマーク画像を示す模式図である。
【００５４】
キャリブレーションマーク１ｐｃは、一般の光メモリ装置にて、装置内の光学的な位置の調整を行うために使用し、後述の図５に示す非データ領域上の規定位置に配置される。記録・再生時に、光メモリ記録媒体１を任意の位置へ軸方向移動手段５１ａと回転方向移動手段５１ｂにて移動させ、シャッタ３４ａを閉じた状態で記録参照光のみを光メモリ記録媒体１へ照射させ、光メモリ記録媒体１より再生出力される画像がフーリエ変換レンズ３ｂを通して受光素子４１で撮像される。この得た画像におけるキャリブレーションマーク１ｐｃが受光素子４１内の規定位置に合致するように、軸方向移動手段５１ａと回転方向移動手段５１ｂで光メモリ記録媒体１と検出位置調整手段４２で受光素子４１とフーリエ変換レンズ３ｂの位置を調節させる。こうすることで、精度高く記録されたキャリブレーションマークを基準にして、光学的に等価な位置制御が可能となり、異なる装置間での安定した読取りや書込み動作を保証できる。
【００５５】
ページマーク１ｐｍは、ページ番号やフレーム番号を意味するページ情報であり、図４に示すように非データ領域上の規定の位置に配置される。図４では、１ページにおいて、８箇所にページマークを有している。キャリブレーションマーク１ｐｃが受光素子４１上で規定位置にくるよう光学的等価位置に調整した後では、ページマーク位置を受光素子４１内で簡単に特定可能となる。
【００５６】
さらに、キャリブレーションマークやページマークは受光素子４１内の画素の位置を特定できるので、マークと同等か大きめの領域内の画素に対して、デコード回路や規定テーブルデータとの比較回路などによる認識処理回路を接続し、撮像素子内部に組み込むことで、高速化ができる。
【００５７】
図６は、本発明の実施の形態１におけるページマークに使用するコード画像を示す模式図であり、ページマーク１ｐｍに書込まれる認識コードの画像例である。
【００５８】
ここでは、数字で０〜１５を意味するような１６種類の認識コード画像がある。よって、図４では各ページデータとして１６進数で８桁のページ番号を付与できる。仮に１ページのデータ量を１Ｍｂｉｔ構成とすると、４０９６Ｍページの番号を付与でき、５１２ＴＢの記録容量を管理できることになる。当然、認識コードの種類やページマークの配置数を多くすれば、管理できるフレーム数とページ数の絶対数も増加できる。
【００５９】
このページマーク１ｐｍには、キャリブレーションマークと同じ画像を持たせ（図３〜６では、十字形の画像としている。）、その周辺画素で認識コードを構成しているため、仮にページマーク１ｐｍの読取位置に微妙なズレが生じていた場合でも、補正処理によりページ情報の正確な認識が可能になる。また、隣り合う認識コードの画像は、２画素以上の差を有しているので、認識誤りを防ぐことが容易にできる。
【００６０】
上記のキャリブレーションマーク１ｐｃやページマーク１ｐｍを有する光メモリ記録媒体１を記録媒体にした光メモリ装置についての動作を以下説明する。
【００６１】
データの書込み時は、まず、シャッタ３４ａを閉じシャッタ３４ｂを開き記録参照光ビームのみを光メモリ記録媒体１へ照射し、受光素子４１にてキャリブレーションマーク１ｐｃを読取る。規定の位置でキャリブレーションマーク１ｐｃを読取れるように軸方向移動手段５１ａと回転方向移動手段５１ｂで光メモリ記録媒体１の位置を調整し、また、検出位置調整手段４２にて受光素子４１とフーリエ変換レンズ３ｂの位置を調整する。
【００６２】
キャリブレーションマーク１ｐｃが規定位置で読取れるようになれば、ページマーク１ｐｍを認識しながら、データ書込みを行うフレームとページに光メモリ記録媒体１を軸方向移動手段５１ａと回転方向移動手段５１ｂにより位置移動させる。この時、キャリブレーションマーク１ｐｃの読取り位置に僅かなズレが生じる場合は、制御部４３により検出位置調整手段４２を制御して、その都度光学的位置の微調整を行うことができる。
【００６３】
ここで図７は、本発明の実施の形態１におけるデータ書込み領域とデータキャリブレーションマーク画像を示す模式図である。
【００６４】
指定したフレームとページに合致する位置へ光メモリ記録媒体１を移動し、キャリブレーションマーク１ｐｃが受光素子４１に対して規定位置で読取れる状態になった後、記録するデータに図７に示すような書込み用キャリブレーションマーク１ｄｃを付加したエンコード画像を空間光変調器２で表示した状態で、シャッタ３４ａを開いて信号光用ビームＬｂ１を空間光変調器２へ供給し、記録信号光ビームを光メモリ記録媒体１へ記録参照光ビームと一緒に照射する。
【００６５】
ここでは、空間光変調器２は非データ領域分の画素まで有しており、通常書込み時は、常に、非データ領域分に対応する画素をレーザ光ビームが透過しないよう変調させることで、マスクする。
【００６６】
これで、光メモリ記録媒体１内にホログラム画像が記録される。シャッタ３４ａの開閉時間とレーザーパワー出力の大きさで、書込み時のエネルギーが決まるので、使用される光メモリ記録媒体１の記録感度に適した時間とパワーに合わせる。
【００６７】
次に、データの読取り時は、常にシャッタ３４ａを閉じ、シャッタ３４ｂを開いた状態で、光メモリ記録媒体１へ参照光ビームを照射し、出力される画像を受光素子４１で読取る。書込み時と同様に、規定の位置でキャリブレーションマーク１ｐｃを読取れるように参照光ビームに対する光メモリ記録媒体１と受光素子４１やフーリエ変換レンズ３ｂの位置を調整し、任意のフレームとページを読み出すために再度光メモリ記録媒体１を軸方向と回転方向に移動させる。
【００６８】
キャリブレーションマーク１ｐｃが規定位置に合致し、かつ、指定したページマークが認識できる状態になれば、受光素子４１より読取ったデータ領域の多値または２値のデータを図示しない信号処理回路へ転送する。信号処理回路では、転送されたデータからデータキャリブレーションマーク１ｄｃを検出し、そのズレに対応した読取りデータの補正処理とデコードを行い、所定のデータ形式に変換し、データを得る。
【００６９】
なお、実施の形態１においては、記録媒体に１列のみのフレーム構成であるが、光メモリ記録媒体１の記録媒体を保持する媒体ホルダーを回転軸に垂直でレーザ光に対して水平方向に移動させる手段を設けることで、複数列のフレーム構成にすることもできる。
【００７０】
また、フレームを１直線上に配列しているが、記録媒体を円盤形状にし、同心円状に配列することも、光メモリ記録媒体の移動手段を変更すれば可能である。
【００７１】
また、データの書込み領域や非データ領域を矩形にて行っているが、円形に近似したものや扇型や別の形状で構成することも可能である。
【００７２】
また、ページマーク画像を５×５画素の矩形で、キャリブレーションマークを十字形状にしているが、これらの形状や大きさは別の構成でも可能である。
【００７３】
また、書込み時のレーザ光のマスクを空間光変調器２にて行っているが、空間光変調器２とフーリエ変換レンズ３ａの間に機械的な遮光板を可動制御させるようにした構成にすることもできる。
【００７４】
また、特殊画像を非データ領域に有した記録媒体のみを利用する場合には、空間光変調器２の画素数は非データ領域を含まない画素サイズに削減できる。
【００７５】
また、本光メモリ装置では、記録参照光ビームと信号光ビームが固定角度で、光メモリ記録媒体を回転する構成であるが、光メモリ記録媒体を回転させず、上記光ビームの角度を可変して記録・読出しする構成も可能である。
【００７６】
また、空間光変調器として透過型のＬＣＤで構成しているが、反射型のＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）による構成も可能である。
【００７７】
また、光メモリ記録媒体は、光メモリ装置に交換可能に設けてもよく、また、固定しておいてもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、以下のような有利な効果が得られる。
【００７９】
（１）記録媒体に高精度な装置にて予め基準となる特殊情報を記録させているので、光メモリ装置にて、この再生画像が受光素子の指定位置に合致するように光学的な調整を行いながら記録再生を行うことができ、装置間での整合性が容易となり、かつ、全てのページに位置合わせ情報があるため、連続して位置調整が可能となり位置調整時間を少なくすることができ応答性を高めることができる。
【００８０】
（２）ホログラフィックメモリ中に予め記録される位置合わせのための特殊情報が、位置合わせ用マークと、その位置合わせマークの周辺に設けられたページ識別用マークとを情報として備え、かつ、隣接するページのマークが、２画素以上の差を有するように画像を形成しているので、正確で、位置合わせ情報の検知と同時にページ認識が可能になり、高速なページ検索と補正ができる。
【００８１】
（３）位置合わせ情報とページ情報を一緒に配置させているので、受光素子内に認識のための専用の画素とその処理領域を集約して構成できる。また、マークをページ画像の外縁部に配置することで、書込み時にこれらの特殊画像を劣化させないように、記録媒体への記録光照射について光学的にマスクすることが簡便にできる。
【００８２】
（４）隣接するページ情報について、２画素以上の差があるため、ページ情報の信頼性が向上し、かつ、ページ認識の高速なデコードと正しい識別ができる。
【００８３】
（５）ページ識別用マークにおいて、ページ番号を構成するマークの画像パターンが特定の順番で変化させるので、隣接するページ情報から得られるページの画像パターンが特定できるので、前後のページ情報を参考にすることで、特定したページ情報の信頼性が向上できる。
【００８４】
（６）本発明の光メモリ装置は、ページ毎に特殊情報を有する請求項１至３に記載の光メモリ記録媒体を用いているので、より小型・高速動作で信頼性の高い光メモリ装置を実現できる。
【００８５】
（７）光メモリ記録媒体へのデータ書込み時に位置合わせ用マークを書込む機能を設けると、読取り時により高速で信頼性の高い光メモリ装置を実現できる。
【００８６】
（８）受光素子内に、位置合わせのための画像部のページマーク情報をデコードする認識回路と、その認識情報により記録媒体と記録参照光や記録信号光との光学的な位置制御を行う位置調整手段を設けると、さらに高速なアドレス認識と位置調整による応答性の向上ができる。
【００８７】
（９）位置合わせ用のキャリブレーションマークとページマークがある非データ領域に対応する部位へのレーザ照射を光学的にマスクする手段を設けると、さらに書込み時の特殊画像情報への上書きにより発生する信頼性低下を防止できる。
【００８８】
（１０）記録媒体を交換できる手段を設けると、配布媒体の読出しや記録媒体の交換が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における光メモリ記録媒体を用いた光メモリ装置の構成を示す模式図
【図２】本発明の実施の形態１における光メモリ記録媒体の構成を示す模式図
【図３】本発明の実施の形態１における光メモリ記録媒体のページ画像の構成を示す模式図
【図４】本発明の実施の形態１における光メモリ記録媒体へ書込んだページマーク画像を示す模式図
【図５】本発明の実施の形態１における光メモリ記録媒体へ書込んだキャリブレーションマーク画像を示す模式図
【図６】本発明の実施の形態１におけるページマークに使用するコード画像を示す模式図
【図７】本発明の実施の形態１におけるデータ書込み領域とデータキャリブレーションマーク画像を示す模式図
【図８】従来の光メモリ記録媒体を用いた光メモリ装置の構成を示す模式図
【符号の説明】
１  光メモリ記録媒体
１ｆ（１）〜１ｆ（ｎ）  フレーム領域
１ｄｃ  データキャリブレーションマーク
１ｐｃ  キャリブレーションマーク
１ｐｍ  ページマーク
１ｐｄ  データ書込み領域
２  空間光変調器
３ａ、３ｂ  フーリエ変換レンズ
１０  光メモリ装置
３０  レーザ
３１  ＳＨＧ
３２  波長選択フィルタ
３３  ビームスプリッタ
３４ａ、３４ｂ  シャッタ
３５  ビームエキスパンダ
３６，３７  ミラー
４１  受光素子
４２  検出位置調整手段
４３  制御部
５１  光メモリ記録媒体移動手段
５１ａ  軸方向移動手段
５１ｂ  回転方向移動手段
６０  光メモリ装置
６１  エンコーダ
６２  デコーダ
Ｌｂ１  信号光用ビーム
Ｌｂ２  記録参照光ビーム
Ｌｂｓ  信号光ビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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