(57)【要約】【課題】簡便かつ高速に入射光の位置合わせを行うことができ、安価かつ構成容易なホログラム記録媒体を提供する。【解決手段】回折因子あるいは散乱因子が記録された複数のスラブ型光導波路を積層した構造を有し、読み出し光を該光導波路に入射して生じさせた導波光を前記回折因子あるいは散乱因子によって回折あるいは散乱させて所定の結像面にホログラム像として結像させるホログラム記録媒体３であって、前記複数のスラブ型光導波路において隣接する一方の層の光導波路αに対する読み出し光の方位角と他方の層の光導波路βに対する読み出し光の方位角とが角度差を有し、この角度差は、前記一方の層の光導波路αに対する読み出し光を前記隣接する両方の層の光導波路α，βに同時に入射したときに、前記一方の層の光導波路αから生じる像の明るさと前記他方の層の光導波路βから生じる像の明るさとの比が所定値以上となる角度である。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回折因子あるいは散乱因子が記録された複数のスラブ型光導波路を積層した構造を有し、読み出し光を該光導波路に入射して生じさせた導波光を前記回折因子あるいは散乱因子によって回折あるいは散乱させて所定の結像面にホログラム像として結像させるホログラム記録媒体であって、
前記複数のスラブ型光導波路において隣接する一方の層の光導波路に対する読み出し光の方位角と他方の層の光導波路に対する読み出し光の方位角とが角度差を有し、
前記角度差が、前記一方の層の光導波路に対する読み出し光を前記隣接する両方の層の光導波路に同時に入射したときに、前記一方の層の光導波路から生じる像の明るさと前記他方の層の光導波路から生じる像の明るさとの比が所定値以上となる角度であることを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項２】
前記角度差が９０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媒体。
【請求項３】
回折因子あるいは散乱因子が記録された複数のスラブ型光導波路を積層した構造を有し、読み出し光を該光導波路に入射して生じさせた導波光を前記回折因子あるいは散乱因子によって回折あるいは散乱させて所定の結像面にホログラム像として結像させるホログラム記録媒体であって、
前記複数のスラブ型光導波路において隣接する一方の層の光導波路に対する読み出し光の方位角と他方の層の光導波路に対する読み出し光の方位角とが角度差を有し、
前記角度差が、前記一方の層の光導波路に対する読み出し光を前記隣接する両方の層の光導波路に同時に入射したときに、前記一方の層の光導波路から生じる像の明るさと前記他方の層の光導波路から生じる像の明るさとの比が所定値以上となる角度であるホログラム記録媒体に記録された情報を再生するホログラム記録媒体再生装置であって、
方位角が前記角度差を有する複数の読み出し光を前記ホログラム記録媒体に入射可能な機構を有することを特徴とするホログラム記録媒体再生装置。
【請求項４】
前記角度差が９０度であることを特徴とする請求項３に記載のホログラム記録媒体再生装置。
【請求項５】
前記複数の読み出し光の入射位置のホログラム記録媒体積層方向の間隔が、前記ホログラム記録媒体の光導波路積層間隔の奇数倍であることを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載のホログラム記録媒体再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大量の情報を記録し、その情報を簡便に読み出し可能とするスラブ型光導波路を積層した構造を有するホログラム記録媒体、及びホログラム記録媒体再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、モバイルコンピューティングをはじめとして各種分野において、コンパクトで持ち運び容易でかつ大容量の、メモリの需要が急増している。
大容量のメモリを低コストで実現する方法の一つとして、図５に示すような記録情報をスラブ型光導波路に埋め込み、この光導波路を積層した平面光導波路型多重光メモリが提案されている。
【０００３】
この方式では、ホログラム記録媒体（多重光メモリ）３はコア層とクラッド層を交互に積層することにより多層化した光導波路を形成し、情報は各々の光導波路に散乱因子として記録しておく。
情報の再生は、光源１より出射した入射光２を、再生の対象とする光導波路の入射位置３１のみに精密に入射結合させ、生じた再生像４Ａを撮像素子５で撮像することにより行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、積層導波路を用いた光メモリは大容量化が可能であり、将来記憶として有望であるが、図５に示したようにホログラム記録媒体３における入射光の位置合わせが不完全で、目的とする光導波路の入射位置３１のみならず隣接する光導波路の入射位置３２にも一部結合してしまった場合、その隣接層に記録されている情報もクロストーク４Ｂとして同時に再生してしまうという問題があった。
【０００５】
したがって、エラー無く情報を読み出すために、ホログラム再生光学系における入射光の精密な位置合わせや焦点合わせが必要である一方、高速かつ簡便な焦点合わせの方法は考案されておらず、装置化するうえで妨げとなっていた。
また、ホログラム記録された情報を再生するに際し、ホログラム記録媒体に対する入射光の精密な位置制御を不要とするためには隣接する導波路の間隔を広げる必要があり、このため積層可能な導波路数が制限され、記憶容量の大容量化の妨げとなっていた。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡便かつ高速に入射光の位置合わせを行うことができ、安価かつ構成容易なホログラム記録媒体及びホログラム記録媒体再生装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、回折因子あるいは散乱因子が記録された複数のスラブ型光導波路を積層した構造を有し、読み出し光を該光導波路に入射して生じさせた導波光を前記回折因子あるいは散乱因子によって回折あるいは散乱させて所定の結像面にホログラム像として結像させるホログラム記録媒体であって、前記複数のスラブ型光導波路において隣接する一方の層の光導波路に対する読み出し光の方位角と他方の層の光導波路に対する読み出し光の方位角とが角度差を有し、前記角度差が、前記一方の層の光導波路に対する読み出し光を前記隣接する両方の層の光導波路に同時に入射したときに、前記一方の層の光導波路から生じる像の明るさと前記他方の層の光導波路から生じる像の明るさとの比が所定値以上となる角度であることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のホログラム記録媒体において、前記角度差が９０度であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、回折因子あるいは散乱因子が記録された複数のスラブ型光導波路を積層した構造を有し、読み出し光を該光導波路に入射して生じさせた導波光を前記回折因子あるいは散乱因子によって回折あるいは散乱させて所定の結像面にホログラム像として結像させるホログラム記録媒体であって、　前記複数のスラブ型光導波路において隣接する一方の層の光導波路に対する読み出し光の方位角と他方の層の光導波路に対する読み出し光の方位角とが角度差を有し、前記角度差が、前記一方の層の光導波路に対する読み出し光を前記隣接する両方の層の光導波路に同時に入射したときに、前記一方の層の光導波路から生じる像の明るさと前記他方の層の光導波路から生じる像の明るさとの比が所定値以上となる角度であるホログラム記録媒体に記録された情報を再生するホログラム記録媒体再生装置であって、方位角が前記角度差を有する複数の読み出し光を前記ホログラム記録媒体に入射可能な機構を有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のホログラム記録媒体再生装置において、前記角度差が９０度であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３または４のいずれかに記載のホログラム記録媒体再生装置において、前記複数の読み出し光の入射位置のホログラム記録媒体積層方向の間隔が、前記ホログラム記録媒体の光導波路積層間隔の奇数倍であることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１に、本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体の構成を示す。本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体は３、回折因子あるいは散乱因子が記録された複数のスラブ型光導波路を積層した構造を有し、読み出し光を該光導波路に入射して生じさせた導波光を前記回折因子あるいは散乱因子によって回折あるいは散乱させて所定の結像面にホログラム像として結像させるようにしたホログラム記録媒体である。
【００１３】
本実施形態に係るホログラム記録媒体３は、前記複数のスラブ型光導波路において隣接する一方の層の光導波路αに対する読み出し光の方位角（入射方向）と他方の層の光導波路βに対する読み出し光の方位角とが角度差を有している。
この角度差は、前記一方の層の光導波路αに対する読み出し光を前記隣接する両方の層の光導波路α，βに同時に入射したときに、前記一方の層の光導波路αから生じる像の明るさと前記他方の層の光導波路βから生じる像の明るさとの比が所定値以上となる角度であり、例えば、９０度である。
【００１４】
図５に示した従来のホログラム記録媒体では、すべての光導波路について、同一方向の読み出し光に対して再生像を結像するようにホログラム記録がなされている。
これに対して、本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体３では、隣接する光導波路αおよび光導波路βにおいて、再生に必要な読み出し光の方位角が互いに直交またはそれに準ずる角度になるように、情報がホログラム記録されている。
ホログラム記録では、記録された、あるいは計算された方向以外の読み出し光に対しては再生像が歪むと共にその再生光の強度が低下し、設計方向と読み出し光の方向が直交状態に近づくにつれて再生光が生じなくなるという特徴を有している。
【００１５】
したがって、ある光導波路αから情報を読み出すことができる方向の入射光２αが隣接する光導波路βに入射結合したとしても、この導波光では光導波路βに記録されている情報は再生されないか、または再生されても、その出力はほぼ無視することができる程度となる。
【００１６】
図２は、本発明に係るホログラム記録媒体から情報を再生する原理を示している。同図において、光源１から出射された入射光２が再生しようとしているホログラム記録媒体３における光導波路Ａの入射端３１に位置決めされ、入射光が光導波路Ａに結合している状態にある。この入射光２はある程度の広がりを持っているために隣接する光導波路Ｂにも入射光の一部が結合し導波している。
従来のホログラム記録媒体では図５に示したように光導波路Ｂに記録されている情報を同時に再生してしまい、目的とする光導波路Ａの情報を正確に読み出すことができない。
【００１７】
これに対して、本発明によるホログラム記録媒体では、図２で説明したように，入射光が、たとえ目的とする光導波路に隣接する光導波路に結合したとしても、この隣接する光導波路の情報は再生されないので、目的とする光導波路Ａに記録された情報のみをクロストークなく正確に読み出すことができる。
図３及び図４に、本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体及びホログラム記録媒体再生装置の概略構成を示す。
【００１８】
本実施形態に係るホログラム記録媒体再生装置は、回折因子あるいは散乱因子が記録された複数のスラブ型光導波路を積層した構造を有し、読み出し光を該光導波路に入射して生じさせた導波光を前記回折因子あるいは散乱因子によって回折あるいは散乱させて所定の結像面にホログラム像として結像させるホログラム記録媒体であって、前記複数のスラブ型光導波路において隣接する一方の層の光導波路に対する読み出し光の方位角と他方の層の光導波路に対する読み出し光の方位角とが角度差を有し、前記角度差が、前記一方の層の光導波路に対する読み出し光を前記隣接する両方の層の光導波路に同時に入射したときに、前記一方の層の光導波路から生じる像の明るさと前記他方の層の光導波路から生じる像の明るさとの比が所定値以上となる角度であるホログラム記録媒体に記録された情報を再生するホログラム記録媒体再生装置であって、方位角が前記角度差を有する複数の読み出し光を前記ホログラム記録媒体に入射可能な機構を有する。
上記角度差は、例えば、９０度である。
【００１９】
これらの図において、ホログラム記録媒体３に対してお互いに直交する方向から読み出し光を入射できるように構成されている。図３は、奇数層目の光導波路αのデータを読み出している例を示し、図４は、偶数層目の光導波路βのデータを読み出している例を示している。
【００２０】
奇数層目の光導波路α群からデータを読み出す場合には光源１αを用い、偶数層目の光導波路β群からデータを読み出す場合には光源１βを用いて、それぞれから生じた再生像４α、あるいは再生像４βを撮像素子５で撮像し、データを得る。
既に述べたように、本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体及びホログラム記録媒体再生装置では、ある層からデータを読み出すとき、その隣接層の情報を読み出すことはないため、従来技術に比して、入射光位置決めの精度は低くてよく、装置の簡素化を図ることができる。
【００２１】
また、従来と同様の位置決め精度が実現できる場合には、隣接する光導波路間の間隔を狭くすることができ、光導波路の積層数を増やすことができるから、ホログラム記録媒体の記録容量を容易に増加させることが可能となる。
本実施形態では読み出し光源が２つある例を示したが、光源を１つとしてミラーやプリズムや導波路などからなる光学系により光をガイドし、互いに直交する方向に読み出し光をホログラム記録媒体における隣接する光導波路に入射可能とするように構成してもよい。
【００２２】
また、これらの直交する光の間隔を光導波路間隔の奇数倍とすることにより、１度入射光の位置決めを行えば、読み出し光の方向を切り替えるだけで隣接する両層に記録されたデータを別個に読み出すことができ、データアクセス速度の向上が図れる。
本実施形態では、２つの読み出し光のなす角度は直交するとしたが、データ復号上、支障のない程度のクロストークが生じても問題ないことはいうまでもない。
したがって、上記２つの読み出し光の方位角の角度差は９０度である必要はなく、９０度に近い角度をなしていればよい。
また、入射する読み出し光の数は必ずしも２つである必要は無いことは言うまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係るホログラム記録媒体によれば、回折因子あるいは散乱因子が記録された複数のスラブ型光導波路を積層した構造を有し、読み出し光を該光導波路に入射して生じさせた導波光を前記回折因子あるいは散乱因子によって回折あるいは散乱させて所定の結像面にホログラム像として結像させるホログラム記録媒体であって、前記複数のスラブ型光導波路において隣接する一方の層の光導波路に対する読み出し光の方位角と他方の層の光導波路に対する読み出し光の方位角とが角度差を有し、該角度差が、前記一方の層の光導波路に対する読み出し光を前記隣接する両方の層の光導波路に同時に入射したときに、前記一方の層の光導波路から生じる像の明るさと前記他方の層の光導波路から生じる像の明るさとの比が所定値以上となる角度としたので、再生時に隣接層によるクロストークを排除することができ、それ故、簡易かつ高速データ読み出し可能な大容量記録媒体が得られる。
【００２４】
また、本発明に係るホログラム記録媒体再生装置によれば、回折因子あるいは散乱因子が記録された複数のスラブ型光導波路を積層した構造を有し、読み出し光を該光導波路に入射して生じさせた導波光を前記回折因子あるいは散乱因子によって回折あるいは散乱させて所定の結像面にホログラム像として結像させるホログラム記録媒体であって、前記複数のスラブ型光導波路において隣接する一方の層の光導波路に対する読み出し光の方位角と他方の層の光導波路に対する読み出し光の方位角とが角度差を有し、前記角度差が、前記一方の層の光導波路に対する読み出し光を前記隣接する両方の層の光導波路に同時に入射したときに、前記一方の層の光導波路から生じる像の明るさと前記他方の層の光導波路から生じる像の明るさとの比が所定値以上となる角度であるホログラム記録媒体に記録された情報を再生するホログラム記録媒体再生装置であって、方位角が前記角度差を有する複数の読み出し光を前記ホログラム記録媒体に入射可能な機構を有するので、再生時に隣接層によるクロストークを排除することができ、それ故、簡易かつ高速データ読み出しが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体の読み出し時における原理を示す説明図。
【図２】本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体から情報を再生する際の原理を示すホログラム記録媒体及び再生装置の説明図。
【図３】本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体及び再生装置の実施模式図。
【図４】本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体及び再生装置の実施模式図。
【図５】従来の導波路型光メモリ媒体および再生装置の構成を示す模式図。
【符号の説明】
Ａ：目的とする導波路、Ｂ：隣接する導波路、α：奇数層目の導波路群、β：偶数層目の導波路群、１：レーザ光源、１α：奇数層読み出し用光源、１β：偶数層読み出し用光源、２：入射光、２α：導波路群αを読み出す方向の入射光、３：ホログラム記録媒体，３１：目的とする入射位置、３２：隣接層の入射位置、４Ａ：目的とする再生光、４Ｂ：隣接層からのクロストーク、４α：奇数層からの再生光、４β：偶数層からの再生光、５：撮像素子
【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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