(57)【要約】【課題】光情報記録媒体に対する信号光と参照光の位置決め精度、及び参照光と再生光の位置決め精度を高めて、簡単な構成で精度のよい情報記録再生を行うことが可能な光情報記録再生装置を提供することを目的とする。【解決手段】光の干渉現象を応用して情報を記録する光情報記録再生装置において、光軸が共通となるように参照光２３ｂと信号光２３ｄを光情報記録媒体８を挟んで対向する方向から照射する。このときの信号光２３ｄには光情報記録媒体８を通過した参照光２３ｃをデジタルマイクロミラーデバイス（空間光変調器）３２によって変化させ、それを反射させることにより生成されたレーザ光を信号光２３ｄとして使用する。これにより、参照光２３ｂと信号光２３ｄの光軸が共通となることにより、参照光２３ｂと信号光２３ｄの位置合わせを機械的に行う必要がなくなり、光学系が簡単になるという効果が得られる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照光を生成する参照光生成手段と、記録情報を保持した信号光を生成する信号光生成手段と、前記参照光と前記信号光とを干渉させることにより干渉パターンを形成して情報を記録することが可能な前記光情報記録媒体とを有し、この光情報記録媒体に対して参照光と信号光とを照射し干渉させて情報を記録し、参照光を照射して情報を再生する光情報記録再生装置であって、前記信号光と前記参照光との光軸を共通として、前記光情報記録媒体を挟んで対向する方向から照射することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項２】
前記光情報記録媒体を通過した後の参照光から信号光を生成する前記信号光生成手段と、生成された前記信号光を前記参照光と逆方向から前記光情報記録媒体に照射するための反射手段を持つことを特徴とする請求項１記載の光情報記録再生装置。
【請求項３】
参照光を生成する参照光生成手段と、記録情報を保持した信号光を生成する信号光生成手段と、前記参照光と前記信号光とを干渉させることにより干渉パターンを形成して情報を記録することが可能な前記光情報記録媒体とを有し、この光情報記録媒体に対して参照光と信号光とを照射し干渉させて情報を記録し、参照光を照射して情報を再生する光情報記録再生装置であって、前記参照光を前記光情報記録媒体に照射して、前記光情報記録媒体に記録された干渉パターンによる回折により生成された再生光が、前記参照光と同一光軸上に生成され、前記再生光を検出するための撮像手段を持つことを特徴とする光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光の干渉現象を応用して情報を記録し再生する光情報記録再生装置に関する発明である。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、光の干渉現象を応用し情報を記録する光情報記録再生装置は、イメージ情報をもった信号光と、イメージ情報を持たない参照光とを光情報記録媒体の内部で重ね合わせ、信号光と参照光との干渉によって生じる干渉縞を光情報記録媒体に書き込むことによって行われる。この技術については、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００３】
信号光は一般に、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）やデジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の空間光変調器（Ｓｐａｃｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）にレーザ光を透過あるいは反射させることによって形成される。光情報記録媒体には、ニオブ酸リチウム結晶やフォトポリマー等が用いられている。
【０００４】
光情報記憶媒体に記録された情報を再生する際には、光情報記録媒体に参照光を照射し、光情報記録媒体の干渉縞による回折パターンによりイメージ情報が再生される。
【０００５】
最近では、超高密度記録を行うために、ボリュームホログラフィック記録が注目を集めている。ボリュームホログラフィック記録とは、３次元的に干渉縞を書き込む方式で、これにより多重記録を用いて記録容量を増加させることが可能となる。
【０００６】
さらに、デジタルボリュームホログラフィック記録という方式もあり、これはボリュームホログラフィック記録と同様の光情報記録媒体と記録方式を用い、記録するイメージ情報には２値化したデジタルパターンを用いるデジタルの記録方式である。このデジタルボリュームホログラフィック記録方式では、記録すべきデジタル情報を２値のイメージ情報に変換し、これを記録する。そして、再生時には、このイメージ情報を読み出して変換することにより、元のデジタル情報を取得することが可能となる。
【０００７】
従来のデジタルボリュームホログラフィック記録方式における記録再生装置の概略図を図３に示す。
【０００８】
この記録再生装置は、２次元のデジタルイメージパターン情報に基づき信号光１４を生成する空間光変調器６と、この空間光変調器６から生成された信号光１４を集光して、光情報記録媒体８に対して照射するフーリエ変換レンズ４ｂと、光情報記録媒体８に対して信号光１４と交差する方向から参照光１２を照射する参照光照射手段と、再生された２次元デジタルイメージパターン情報を検出するためのＣＣＤカメラのような撮像装置１０と、光情報記録媒体８から出射される再生光を集光して撮像装置に照射するフーリエ変換レンズ４ｃとを備えている。
【０００９】
光情報記録媒体８への記録時には、まず、記録するデジタルデータをエンコーダ１８により２次元に配列し、デジタルイメージ情報を作成する。次に、デジタルイメージ情報に基づいて、空間光変調器６により信号光１４を生成し、フーリエ変換レンズ４ｂを介して光情報記録媒体８に照射する。
【００１０】
同時に、光情報記録媒体８に、信号光１４の進行方向に対して角度θ１をなす方向から参照光１２を照射し、信号光１４と参照光１２とを光情報記録媒体８の内部で重ね合わせることによりイメージ情報を干渉縞として記録する。さらに、次のイメージ情報を光情報記録媒体に記録する際には、θ１と異なる角度θ２から参照光１２を照射し、この参照光１２と信号光１４を重ね合わせることによって、同じ光情報記録媒体８に対し、イメージ情報を多重記録することができる。
【００１１】
同様にして、参照光１２の入射角度をθ３〜θｎとして、参照光１２と信号光１４を重ね合わせることによって、多数のイメージ情報を多重記録することが可能となる。
【００１２】
光情報記録媒体８から任意のイメージ情報を再生するには、そのイメージ情報を記録した際と同じ入射角度の参照光１２を、その光情報記録媒体８に照射すればよい。そうすると、その参照光１２により、イメージ情報に対応した干渉縞によって選択的に回折され、再生光が発生する。
【００１３】
この再生光は、フーリエ変換レンズ４ｃを介してＣＣＤカメラのような撮像装置１０に入射し、再生光の２次元パターンが検出される。そして、検出されたイメージ情報をデコーダ１６により変換することによってデジタルデータを復元することが可能となる。一般に、再生光の２次元パターンを撮像装置１０で検出する場合、多値で検出する。したがって、再生時にＳＮ比（信号対雑音比）が多少悪い場合でも、画素間の差分を取る差分検出等の処理を行うことにより記録情報を正確に再現することが可能となる。さらに、２値化データをコード化しエラー訂正処理を行うことにより、より忠実に元の情報を再現することが可能になる。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００１−６６９７６号公報（段落番号００１２〜００３２）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図１に示した構成では、一つの光情報記録媒体８に情報を多重記録することができるが、情報を高密度に記録するためには、光情報記録媒体８に対する信号光１４および参照光１２の位置決めが重要になる。しかしながら、図１に示した構成では、光情報記録媒体８自体に位置決めのための情報がないため、光情報記録媒体８に対する信号光１４および参照光１２の位置決めは機械的に行う必要があり、高精度な位置決めは困難である。そのため、光情報記録媒体８をある光情報記録再生装置からその他の光情報記録再生装置に移して同様の記録再生処理を行うことが困難であると共に、装置が複雑になりランダムアクセス精度が低くなり、高密度記録が困難となるという問題点がある。
【００１６】
本発明はかかる問題点を鑑みてなされたもので、その目的は、光情報記録媒体に対する信号光と参照光の位置決め精度、及び参照光と再生光の位置決め精度を高めて、簡単な構成で精度のよい情報記録再生を行うことが可能な光情報記録再生装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、参照光を生成する参照光生成手段と、記録情報を保持した信号光を生成する信号光生成手段と、前記参照光と前記信号光とを干渉させることにより干渉パターンを形成して情報を記録することが可能な前記光情報記録媒体とを有し、この光情報記録媒体に対して参照光と信号光とを照射し干渉させて情報を記録し、参照光を照射して情報を再生する光情報記録再生装置であって、前記信号光と前記参照光との光軸を共通として、前記光情報記録媒体を挟んで対向する方向から照射することを特徴とする光情報記録再生装置である。
【００１８】
これにより、参照光と信号光とが一直線上に配置され、光情報記録媒体に対する信号光と参照光の位置決め精度を高めて、簡単な構成で精度のよい情報記録を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、参照光を生成する参照光生成手段と、記録情報を保持した信号光を生成する信号光生成手段と、参照光と信号光とを干渉させることにより干渉パターンを形成して情報を記録することが可能な光情報記録媒体とを有し、この光情報記録媒体に対して参照光と信号光とを照射し干渉させて情報を記録し、参照光を照射して情報を再生する光情報記録再生装置であって、信号光と参照光との光軸を共通として、光情報記録媒体を挟んで対向する方向から照射することを特徴とする光情報記録再生装置であり、参照光と信号光とが一直線上に配置されることにより、光情報記録媒体に対する信号光と参照光の位置決め精度を高めて、簡単な構成で精度のよい情報記録を行うことができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の発明において、光情報記録媒体を通過した後の参照光から信号光を生成する信号光生成手段と、生成された信号光を参照光と逆方向から光情報記録媒体に照射するための反射手段を持つことを特徴とする光情報記録再生装置であり、信号光生成手段と反射手段という簡単な手段によって、信号光と参照光の位置決め精度を高めることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、参照光を生成する参照光生成手段と、記録情報を保持した信号光を生成する信号光生成手段と、参照光と信号光とを干渉させることにより干渉パターンを形成して情報を記録することが可能な光情報記録媒体とを有し、この光情報記録媒体に対して参照光と信号光とを照射し干渉させて情報を記録し、参照光を照射して情報を再生する光情報記録再生装置であって、参照光を光情報記録媒体に照射して、光情報記録媒体に記録された干渉パターンによる回折により生成された再生光が、参照光と同一光軸上に生成され、再生光を検出するための撮像手段を持つことを特徴とする光情報記録再生装置であり、参照光と再生光とが一直線上に配置されることにより、光情報記録媒体に対する参照光と再生光の位置決め精度を高めて、簡単な構成で精度のよい情報再生を行うことができる。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図２から図３を用いて説明する。
【００２３】
（実施の形態）
図１は、本発明のディジタルボリュームホログラムメモリにおける光情報記録再生装置の記録系の概要図を示す。記録時において、レーザ光源２から出射されたレーザ光はビームエキスパンダ４ａを通過し、ハーフミラー２４（光分割レンズ）により直進するレーザ光（参照光２３ｂ）と上方に向かうレーザ光２３ａとに分割される。
【００２４】
ハーフミラー２４を通過した参照光２３ｂは、フーリエ変換レンズ４ｂにより集光され、光情報記録媒体８に照射される。光情報記録媒体８の両側面には、光情報記録媒体８を保護する保護層３０ａおよび３０ｂが設けられている。この光情報記録媒体８を通過した参照光２３ｂは、フーリエ変換レンズ４ｃを通過し、デジタルマイクロミラーデバイス（空間光変調装置）３２に照射される。
【００２５】
なお、本実施の形態１では、空間光変調装置にデジタルマイクロミラーデバイス３２のようなミラー機能を持った空間光変調装置を使用するが、同様の機能を持った空間光変調装置、あるいは空間光変調装置とミラー構造を持った装置を合わせて使うことも可能であり、空間光変調器はデジタルマイクロミラーデバイス３２に限定されるものではない。
【００２６】
デジタルマイクロミラーデバイス（空間光変調装置）３２にはあらかじめ光情報記録媒体８に記録するためのイメージ情報がエンコーダ１８により構成されており、デジタルマイクロミラーデバイス（空間光変調装置）３２に入射された参照光２３ｃは、デジタルマイクロミラーデバイス（空間光変調装置）３２により反射され、参照光２３ｃと同一光軸上でかつ逆の方向に進行する信号光２３ｄに変換される。そして、この信号光２３ｄは、フーリエ変換レンズ４ｃにより集光され、参照光２３ｂとは同一光軸上で逆向きに光情報記録媒体８に照射される。このとき、フーリエ変換レンズ４ｂで集光された参照光２３ｂと、フーリエ変換レンズ４ｃにより集光された、参照光と同一光軸上で逆向きの信号光２３ｄとが光情報記録媒体８上で干渉することにより、光情報記録媒体８に干渉縞３８としてイメージ情報を記録することが可能となる。
【００２７】
図２は、本発明のディジタルボリュームホログラムメモリにおける光情報記録再生装置の再生系の概要図を示す。再生時においては、レーザ光源２から出射されたレーザ光はレンズ４ａを通過し、ハーフミラー２４により直進する参照光２３ｂと上方に向かうレーザ光２３ａとに分割される。
【００２８】
ハーフミラー２４を通過し、直進した参照光２３ｂはフーリエ変換レンズ４ｂにより集光され、光情報記録媒体８に照射される。ここでも、光情報記録媒体８の両側面には、光情報記録媒体８を保護する保護層３０ａおよび３０ｂが設けられている。参照光２３ｂが光情報記録媒体８上の記録情報が存在する場所（干渉縞が存在する場所）に照射された場合、干渉縞による回折パターンにより参照光２３ｂと同一光軸上に逆の向きの再生光が現れる。この再生光はフーリエ変換レンズ４ｂを通過し、ハーフミラー２４により直進するレーザ光と下方へ向かうレーザ光に分けられる。下方へ進んだ再生光２３ｆはＣＣＤカメラ（撮像装置）により受像され、デコーダ１６によりイメージ情報がデジタルデータに変換され、データを読み出す。
【００２９】
一方、光情報記録媒体８を通過した参照光２３ｃはフーリエ変換レンズ４ｃを通って、デジタルマイクロミラーデバイス３２に投影される。デジタルマイクロミラーデバイス３２に投影された参照光２３ｃは、デジタルマイクロミラーデバイス３２への信号をなくすことによりデジタルマイクロミラーデバイス３２上のミラーの角度が変わり、参照光２３ｃと同一光軸で逆向きにレーザ光が反射せず、下方の斜めに反射するレーザ光２３ｅとなる。これにより、再生時に生成される信号光は光情報記録媒体８に照射されないので無視することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００３１】
（１）請求項１記載の発明によると、信号光と参照光との光軸を共通として、光情報記録媒体を挟んで対向する方向から照射することにより、参照光と信号光とが一直線上に配置され、光情報記録媒体に対する信号光と参照光の位置決め精度を高めて、簡単な構成で精度のよい情報記録を行うことができる。
【００３２】
（２）請求項２記載の発明によると、光情報記録媒体を通過した後の参照光から信号光を生成する信号光生成手段と、生成された信号光を参照光と逆方向から光情報記録媒体に照射するための反射手段を持つことにより、信号光生成手段と反射手段という簡単な手段によって、信号光と参照光の位置決め精度を高めることができる。
【００３３】
（３）請求項３記載の発明によると、参照光を光情報記録媒体に照射して、光情報記録媒体に記録された干渉パターンによる回折により生成された再生光が、参照光と同一光軸上に生成され、再生光を検出するための撮像手段を持つことにより、参照光と再生光とが一直線上に配置され、光情報記録媒体に対する参照光と再生光の位置決め精度を高めて、簡単な構成で精度のよい情報再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディジタルボリュームホログラムメモリにおける光情報記録再生装置の記録系の概要図
【図２】本発明のディジタルボリュームホログラムメモリにおける光情報記録再生装置の再生系の概要図
【図３】従来のデジタルボリュームホログラフィック記録方式における記録再生装置の概略図
【符号の説明】
２  半導体レーザ（レーザ光源）
４ａ  ビームエキスパンダ
４ｂ  フーリエ変換レンズ
４ｃ  フーリエ変換レンズ
６  ＬＣＤ（空間光変調装置）
８  ニオブ酸リチウム（光情報記録媒体）
１０  ＣＣＤ（撮像装置）
１２  参照光
１４  信号光
１５  再生光
１６  デコーダ
１８  エンコーダ
２３ｂ  参照光
２３ｃ  参照光
２３ｄ  信号光
２３ｅ  信号光
２３ｆ  再生光
２４  ハーフミラー（光分割装置）
２６  ＣＣＤ（撮像装置）
３０ａ  保護層
３０ｂ  保護層
３２  デジタルマイクロミラーデバイス（空間光変調装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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