(57)【要約】【課題】  フォーカシングサーボを実現できる２層構造のマスクを含むホログラフィック記録装置を提供する。【解決手段】  ホログラフィック記録装置は、２層構造のマスク１３０を備えている。マスク１３０は、ｔの厚さを有する透明プレートと、透明プレートの第１及び第２表面上には、第１及び第２不透明フィルム１３０a、１３０ｂがそれぞれコーティングされる。第１及び第２不透明フィルム１３０ａ、１３０ｂは、互いに対向しており、それぞれ第１及び第２記録トラックグループを有する。第１及び第２記録トラックグループはそれぞれ複数の第１及び第２記録トラックを有する。複数の第１及び第２記録トラック１３１ａ、１３２ｂ、１３３ａ、１３４ｂは交互に配列されるが、信号光を変調するデータが複数の第１及び第２記録トラック１３１ａ、１３２ｂ、１３３ａ、１３４ｂに交互に埋め込まれる。【選択図】  図５
2005148700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照光と信号光を生成する手段と、データを使用して前記信号光を変調することによって、変調信号光を生成するマスクとを備え、前記参照光と前記変調信号光との間の干渉パターンをホログラム媒体に記録するための装置であって、
前記マスクは互いに対向している第１及び第２不透明フィルムと前記第１及び前記第２不透明フィルムとの間に挿入された透明プレートを含み、
前記第１及び前記第２不透明フィルムはそれぞれ第１及び第２記録トラックグループを含み、
前記第１及び前記第２記録トラックグループはそれぞれ複数の第１及び第２記録トラックを含み、
前記複数の第１及び前記複数の第２記録トラックは交互に配列され、前記信号光を変調するための前記データが前記複数の第１及び前記複数の第２記録トラックに沿って交互に埋め込まれ、隣接する二つの記録トラックの一方は前記複数の第１記録トラックのうちの一つであり、他方は前記複数の第２記録トラックのうちの一つであることを特徴とするホログラフィック記録装置。
【請求項２】
前記複数の第１及び前記複数の第２記録トラックは全体的に略螺旋状の構造を形成することを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック記録装置。
【請求項３】
前記複数の第１記録トラック及び前記複数の第２記録トラックは互いに同心の実質的な円形であることを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック記録装置。
【請求項４】
前記第１及び前記第２不透明フィルムは、それぞれ前記信号光と前記変調信号光をその光学的性質を変化させずに透過させるための第１及び第２開口トラックグループを備え、前記第１記録トラックグループは前記第２開口トラックグループと対向し、前記第２記録トラックグループは前記第１開口トラックグループと対向することを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック記録装置。
【請求項５】
前記第１及び前記第２開口トラックグループの各開口トラックの開口幅は前記第１及び前記第２記録トラックグループの各記録トラックの記録トラック幅よりも大きいことを特徴とする請求項４に記載のホログラフィック記録装置。
【請求項６】
請求項１に記載のホログラフィック記録装置により、ホログラム媒体に記録した参照光と変調信号光との干渉パターンを再生するための装置であって、
前記参照光に対応する再生用光を生成する手段と、
前記ホログラム媒体に前記再生用光が投影された際に生じる再生信号光から、それぞれ前記第１記録トラックグループの前記複数の第１記録トラックのうちの一つの記録トラック、及び前記第２記録トラックグループの前記複数の第２記録トラックのうちの一つの記録トラックに対応する二つの光強度を感知する感知手段と、
前記感知手段が感知した二つの光強度を互いに比較してフォーカスサーボ信号を生成する手段と、
前記フォーカスサーボ信号に基づき前記感知手段を移動させて前記感知手段の感知位置を制御する手段と
を備えたことを特徴とするホログラフィック再生装置。
【請求項７】
前記感知手段は、
前記再生信号光を収斂させるための手段と、
二つのピンホールを有し、前記二つのピンホールを使用して前記収斂された再生信号光から二つの隣接する光を分離し、前記二つの隣接する光のうちの一つは前記複数の第１記録トラックのうちの前記一つの記録トラックに対応し、もう一つは前記複数の第２記録トラックのうちの前記もう一つの記録トラックに対応し、前記一つの記録トラック及び前記もう一つの記録トラックが交互に配列されて互いに隣接するピンホールプレートと、
前記二つの隣接光の前記光強度をそれぞれ感知する手段と
を備えることを特徴とする請求項６に記載のホログラフィック再生装置。
【請求項８】
前記感知手段は、
前記二つの隣接光を収斂させる手段と、
前記二つの隣接光の前記二つの光強度をそれぞれ感知する二つの感知器と
を備えることを特徴とする請求項７に記載のホログラフィック再生装置。
【請求項９】
データを使用して前記信号光を変調することによって、変調信号光を生成するマスクであって、
互いに対向する第１及び第２不透明フィルムと前記第１及び前記第２不透明フィルムとの間に挿入された透明プレートを含み、
前記第１及び前記第２不透明フィルムがそれぞれ第１及び第２記録トラックグループを含み、
前記第１及び前記第２記録トラックグループがそれぞれ複数の第１及び複数の第２記録トラックを備え、前記複数の第１記録トラックと前記複数の第２記録トラックが交互に配列され、前記信号光を変調するための前記データが前記複数の第１記録トラック及び前記複数の第２記録トラックに沿って交互に埋め込まれ、二つの隣接する記録トラックのうちの一つは前記複数の第１記録トラックのうちの一つであり、もう一つの記録トラックは前記複数の第２記録トラックのうちの一つであることを特徴とするマスク。
【請求項１０】
前記第１及び前記第２記録トラックは略螺旋状を形成することを特徴とする請求項９に記載のマスク。
【請求項１１】
前記複数の第１記録トラック及び前記複数の第２記録トラックは互いに同心の実質的な円形であることを特徴とする請求項９に記載のマスク。
【請求項１２】
前記第１及び前記第２不透明フィルムはそれぞれ前記信号光と前記変調信号光をその光学的特性を変化させずに透過させるための第１及び第２開口トラックグループを備え、前記第１記録トラックグループは前記第２開口トラックグループと対向し、前記第２記録トラックグループは前記第１開口トラックグループと対向することを特徴とする請求項９に記載のマスク。
【請求項１３】
前記第１及び前記第２開口トラックグループの各開口トラックの幅は前記第１及び前記第２記録トラックグループの各記録トラックの幅よりも大きいことを特徴とする請求項１２に記載のマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はホログラフィックＲＯＭ(read-only memory)システムに関し、さらに詳しくは、フォーカスサーボを行なうことができるホログラフィック記録装置、ホログラフィック再生装置及びホログラフィック記録／再生装置に用いられるマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のホログラフィックメモリシステムは通常ページ単位の記録方法を用いている。ＳＬＭ(空間光変調器)のような入力装置は二次元アレイ(ページという)の形態で記録データを表現する一方、記録されているデータページをＣＣＤカメラのような感知器を使用して読み取ると同時に再生する。ページ単位の格納方法の代わりにビット単位の記録を使用する他のアーキテクチャも提案されている。しかし、こうしたシステムはいずれも最大容量までメモリを満たすために多くの別個のホログラム記録が要求されるという点で共通の欠陥を有している。メガビット大きさのアレイを使用する典型的なページ単位の格納システムは１００ＧＢ以上の容量に到達するために数百から数千個のホログラムページを必要とする。たとえ、ホログラムの露出時間がミリ秒程度と小さい場合でも、１００ＧＢ程度のメモリを満たすために必要な全体記録時間は数時間までは及ばなくても少なくとも数１０分は必要となる。そのため、図１に示す従来のボログラフィックＲＯＭシステム内で用いる従来のホログラフィック記録装置が開発されたが、ここで、１００ＧＢ程度の容量ディスクを生成するための時間が１分未満に抑えられ、潜在的には数秒台に抑えることができる。
【０００３】
図１に示す従来のボログラフィック記録装置は、ホログラム媒体２０にホログラム（ホログラフィックデータ）を記録するための装置であり、光源１０、半波長プレート(half wave plates：ＨＷＰ)１２、２２、偏光ビームスプリッタ(polarizing beam splitter：ＰＢＳ)１４、ミラー１６、２４、２６、コニカルミラー１８、拡張ユニット２８、マスク３０を備えている。
【０００４】
光源１０は波長が５３２ｎｍの一定の波長を有するレーザ光を放出する。例えば、Ｐ偏光またはＳ偏光のどちらか一方の直線偏光であるレーザ光がＨＷＰ１２に提供される。ＨＷＰ１２はレーザ光の偏光をθ(好ましくは４５度)だけ回転させる。その後、偏光回転されたレーザ光がＰＢＳ１４に提供される。
【０００５】
それぞれ異なる屈折率を有する少なくとも２種類の材料を繰り返して積層させて製造されたＰＢＳ１４は、偏光またはＳ偏光のどちらか一方の偏光、例えばＰ偏光のビームを透過させ、他方の偏光、例えばＳ偏光のビームを反射させる。そのため、ＰＳＢ１４は偏光回転されたレーザ光をそれぞれ異なる偏光を有する透過レーザ光(以下、参照光という)と反射レーザ光(以下、信号光という)とに分離する。
【０００６】
例えば、Ｐ偏光である参照光がミラー１６により反射された後、参照光がコニカルミラー１８に入射されるが、コニカルミラー１８は円形の底面を有する円錐であって円形の底面と円錐との間の基底角は一定である。参照光はコニカルミラー１８によりもう一度反射されてからホログラム媒体２０の方に伝搬される。ホログラム媒体２０に対する参照光の入射角はコニカルミラー１８の基底角により決定される。参照光の入射角がホログラム媒体２０のすべての位置において一定になるように円錐の幾何構造が具体的に決定される。
【０００７】
一方、Ｓ偏光である信号光がＨＷＰ２２に入射される。ＨＷＰ２２は信号光の偏光を変換させて信号光の偏光が参照光の偏光と同じにする。信号光をミラー２４、２６により順次反射させることによって、信号光を拡張ユニット２８に供給することができる。拡張ユニット２８は信号光のビーム大きさがマスク３０及びホログラム媒体２０に対して適切な面積を有するように拡張させる。信号光は好ましくはその進行方向に垂直な平面の波面を有する視準光(collimated beam)である。信号光はマスク３０に入射される。
【０００８】
マスク３０は透明プレート上に蒸着された不透明フィルムであるが、不透明フィルムはデータパターン、例えば予め決定されたピッチを有する螺旋トラック等を有する。記録される数百から数千個のデジタルデータが螺旋トラック等上に、例えばスリットのシーケンス状に埋め込まれる。具体的には、二進ビットから構成されたデジタルデータを、不透明フィルム内にある螺旋トラック等上にビット単位で表示することができる。例えば、垂直に入射する、平面波からなるコリメート参照光は、マスク３０の螺旋トラック等上に埋め込まれたデジタルデータにより変調されて変調参照光となる。変調参照光は、ホログラム媒体２０に入射される。
【０００９】
ホログラム媒体２０は、例えばデータパターンを記録するためのディスク状の材料である。具体的には、参照光と変調信号光がホログラム媒体２０内で互いに干渉することによって生じる参照光と変調信号光との間の干渉パターンを、ホログラム媒体２０内でホログラムとして記録することができる。
【００１０】
図２は、フォーカシングサーボ機構を備えていない、従来のホログラム再生装置を示している。前記装置は、コーティング膜５６でコーティングされたホログラム媒体２０に記録されたホログラムを再生するための装置であり、光源５０、縮小ユニット５２、ミラー５４、モータ５５、第１及び第２レンズ５８、６２、ピンホールプレート６０及び感知器６４を備えている。ホログラム媒体２０には前述したように互いに干渉性(コヒーレント)の変調信号光と参照光により生成された干渉パターンが記録されている。
【００１１】
参照光と同じ波長を有する再生用光を干渉パターンに照射することによって、変調信号光を再生することができる。なお、再生用光は、参照光の波面に対して「複素共役(complex conjugate)」(波面と方向が逆である)の関係にある波面を有している。すなわち、光源５０は参照光の複素共役であるレーザ光を生成する。レーザ光は縮小ユニット５２に提供され、縮小ユニット５２内でレーザ光の大きさが予め決定された大きさ、例えば１００μｍに縮小される。縮小されたレーザ光はミラー５４により反射された後、ホログラム媒体に再生用光として提供される。
【００１２】
参照光の複素共役である再生用光が参照光の反対方向に進行するため、干渉パターンから変調信号光の複素共役と同じ再生信号光が生成される。そのため、再生信号光が図２に示すように変調信号光と反対方向に干渉パターンから放出されるように見える。
【００１３】
再生信号光は第１レンズ５８、ピンホールプレート６０、第２レンズ６２を介して感知器６４に伝搬される。具体的には、再生信号光が回折角θだけ回折された後、第１レンズ５８によりピンホールプレート６０に収斂される。螺旋トラック等内で隣接する二つのトラック間のトラックピッチが大きくて数μｍであるため、複数のトラックが再生信号光として同時に再生されることができる。図３は一つのピンホール６０ａを有する例示的なピンホールプレート６０の平面図を示しているが、ピンホールプレート６０内でのピンホール６０ａのピンホール幅Ｓはホログラム媒体２０の螺旋トラック自体の幅に対応する。ピンホールプレート６０内のピンホール６０ａを介して再生信号光のうちの各螺旋トラックに対応する部分のみ透過されることができる。ピンホール６０ａを介して透過された再生信号光がもう一度回折した後、レンズ６２により感知器に収斂される。
【００１４】
感知器６４が再生信号光を正確に感知するためには、感知器６４とホログラム媒体２０との間のフォーカシングサーボが必ず必要である。図４−Ａ乃至図４−Ｃは、それぞれ、ピンホールプレート６０のピンホール６０ａでの、インサイドフォーカシング、正常フォーカシング及びアウトサイドフォーカシングを示している。図４−Ａに示すインサイドフォーカシングの場合に、ピンホール６０ａを介して透過された再生信号光が弱くなるため、感知器６４とピンホールプレート６０の一方又は両方をホログラム媒体２０に向かって動くように制御することによって正常フォーカシングを得ることができる。また、図４−Ｃに示すアウトサイドフォーカシングの場合に、ピンホール６０ａを介して透過される再生信号光が弱くなるため、感知器６４とピンホールプレート６０の一方又は両方をホログラム媒体から遠くなるように制御することによって正常フォーカシングを得ることができる。しかし、再生信号光が弱く、インサイドフォーカシング及びアウトサイドフォーカシングが互いに区別されないため、前述した従来のホログラフィックＲОＭシステムでは、ピンホールプレート６０のピンホール６０ａとホログラム媒体２０との間の距離または感知器６４とホログラム媒体２０との間の距離を制御するためのフォーカシングサーボ信号を得ることはできない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、フォーカシングサーボを実現できる２層構造のマスクを含むホログラフィック記録装置を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の他の課題は２層構造のマスクで記録されたホログラフィック媒体を使用してフォーカシングサーボを実現できるホログラフィック再生装置を提供することにある。
【００１７】
さらに、本発明の他の課題はフォーカシングサーボを実現できるホログラフィック記録装置に用いられる２層構造のマスクを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記課題を解決するため、本発明に係るホログラフィック記録装置は、参照光と信号光を生成する手段と、データを使用して前記信号光を変調することによって、変調信号光を生成するマスクとを備え、前記参照光と前記変調信号光との間の干渉パターンをホログラム媒体に記録するための装置であって、前記マスクは互いに対向している第１及び第２不透明フィルムと前記第１及び前記第２不透明フィルムとの間に挿入された透明プレートを含み、前記第１及び前記第２不透明フィルムはそれぞれ第１及び第２記録トラックグループを含み、前記第１及び前記第２記録トラックグループはそれぞれ複数の第１及び第２記録トラックを含み、前記複数の第１及び前記複数の第２記録トラックは交互に配列され、前記信号光を変調するための前記データが前記複数の第１及び前記複数の第２記録トラックに沿って交互に埋め込まれ、隣接する二つの記録トラックの一方は前記複数の第１記録トラックのうちの一つであり、他方は前記複数の第２記録トラックのうちの一つであることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明に係るホログラフィック再生装置は、本発明に係るホログラフィック記録装置により、ホログラム媒体に記録した参照光と変調信号光との干渉パターンを再生するための装置であって、前記参照光に対応する再生用光を生成する手段と、前記ホログラム媒体に前記再生用光が投影された際に生じる再生信号光から、それぞれ前記第１記録トラックグループの前記複数の第１記録トラックのうちの一つの記録トラック、及び前記第２記録トラックグループの前記複数の第２記録トラックのうちの一つの記録トラックに対応する二つの光強度を感知する感知手段と、前記感知手段が感知した二つの光強度を互いに比較してフォーカスサーボ信号を生成する手段と、前記フォーカスサーボ信号に基づき前記感知手段を移動させて前記感知手段の感知位置を制御する手段とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
さらに、本発明に係るマスクは、データを使用して前記信号光を変調することによって、変調信号光を生成するマスクであって、互いに対向する第１及び第２不透明フィルムと前記第１及び前記第２不透明フィルムとの間に挿入された透明プレートを含み、前記第１及び前記第２不透明フィルムがそれぞれ第１及び第２記録トラックグループを含み、前記第１及び前記第２記録トラックグループがそれぞれ複数の第１及び複数の第２記録トラックを備え、前記複数の第１記録トラックと前記複数の第２記録トラックが交互に配列され、前記信号光を変調するための前記データが前記複数の第１記録トラック及び前記複数の第２記録トラックに沿って交互に埋め込まれ、二つの隣接する記録トラックのうちの一つは前記複数の第１記録トラックのうちの一つであり、もう一つの記録トラックは前記複数の第２記録トラックのうちの一つであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、フォーカシングサーボを実現できる２層構造のマスクを含むホログラフィック記録装置を提供することができる。また、本発明によれば２層構造のマスクで記録されたホログラフィック媒体を使用してフォーカシングサーボを実現できるホログラフィック再生装置を提供することができる。さらに、本発明によれば、フォーカシングサーボを実現できるホログラフィック記録装置に用いられる２層構造のマスクを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００２３】
図５は本発明に係るホログラフィック記録装置を示している。図５に示すホログラフィック記録装置は、ホログラム媒体１２０にホログラムを記録するための装置であり、光源１００、半波長プレート(half wave plate:ＨＷＰ)１１２、１２２、偏光ビームスプリッタ(polarizing beam splitter:ＰＢＳ)１１４、ミラー１１６、１２４、１２６、コニカルミラー１１８、拡張ユニット１２８、２層構造のマスク１３０を備えている。
【００２４】
光源１００は特定ビームの大きさと一定の波長、例えば５３２ｎｍのレーザ光を放出する。ＨＷＰ１１２はレーザ光の偏光を一定の角度θ(好ましくは４５°)だけ回転させる。ＰＢＳ１１４はＰ偏光またはＳ偏光のどちらか一方の偏光レーザ光、例えばＰ偏光ビームを透過させ、他方の偏光レーザ光、例えばＳ偏光ビームを反射させる。そのため、ＰＢＳ１１４は、偏光を回転させたレーザ光を、それぞれ異なる偏光を有する透過されたレーザ光(以下、参照光という)及び反射されたレーザ光(以下、信号光という)に分離する。
【００２５】
例えば、Ｐ偏光である参照光がミラー１１６により反射され、反射された参照光がコニカルミラー１１８によりまた反射されてホログラム媒体１２０に伝搬される。ホログラム１２０に対する参照光の入射角はコニカルミラー１１８の基底角により決定され、ホログラム媒体１２０上のすべての位置で一定である。
【００２６】
一方、Ｓ偏光である信号光はＨＷＰ１２２に入射され、ＨＷＰ１２２は信号光の偏光を変化させて、信号光の偏光が参照光の偏光と同じになるようにする。信号光をミラー１２４、１２６により順次反射させることによって、信号光を拡張ユニット１２８に入射させる。拡張ユニット１２８は信号光のビーム大きさが２層構造のマスク１３０とホログラム媒体１２０に対して適切な面積を有するように前記ビーム大きさを拡張させる。信号光は好ましくは進行方向に垂直な平面波面を有する視準光である。信号光は２層構造のマスク１３０に入射される。
【００２７】
図６は図５における破線で囲った部分を拡大して示す部分破断断面図であり、マスク１３０の２層構造を示している。２層構造のマスク１３０は、図１に示す通常のマスク３０と同様にして記録用データパターンを生成する。しかし、本発明に係る２層構造のマスク１３０が通常のマスクと異なる点は、２層構造のマスク１３０が、ｔの厚さを有する透明プレートと、前記透明プレートの二つの対応する表面上に、すなわち第１及び第２表面上にそれぞれコーティングされた第１及び第２不透明フィルム１３０a、１３０ｂとからなることである。したがって、第１不透明フィルム１３０ａと第２不透明フィルム１３０ｂは、互いに対向している。第１及び第２不透明フィルム１３０ａ、１３０ｂは、それぞれ第１及び第２記録トラックグループを有する。第１及び第２記録トラックグループはそれぞれ複数の第１及び第２記録トラックを有する。複数の第１及び第２記録トラック１３１ａ、１３２ｂ、１３３ａ、１３４ｂは交互に配列されるが、信号光を変調するデータが複数の第１及び第２記録トラック１３１ａ、１３２ｂ、１３３ａ、１３４ｂに交互に埋め込まれる。したがって、隣接する二つの記録トラックの一方は第１記録トラック１３１ａ又は１３３ａとなり、他方は第２記録トラック１３２ｂ又は１３４ｂとなる。
【００２８】
図６に示すように、信号光を回折させて変調信号光を得るために、トラック幅Ｗ１である二つの第１記録トラック１３１ａ、１３３ａが第１不透明フィルム１３０ａ内に形成される。
【００２９】
第１記録トラック１３１a、１３３ａを介して透過された信号光が回折角θで回折されるため、第１記録トラック１３１a、１３３ａを透過した信号光がそれぞれ回折されながら第２開口トラック１３１ｂ、１３３ｂによりこれ以上妨害されず変調信号光となるためには、第１記録トラック１３１a、１３３ａに対応する第２開口トラック１３１ｂ、１３３ｂの開口幅Ｗ２が第１記録トラック１３１a、１３３ａの記録トラック幅Ｗ１よりも大きくなければならない。好ましくは、第２開口トラック１３１ｂ、１３３ｂの開口幅Ｗ２がＷ１＋２ｔ・ｔａｎθと同じであるか大きくなければならない。ここで、tは透明プレートの厚さ、すなわち第１不透明フィルムと第２不透明フィルムとの距離である。結果的に、複数の第２開口トラックからなる第２開口トラックグループにより、変調信号光がその光学的性質を変化させずに伝搬される。第２開口トラックグループは第１記録トラックグループと対向することが好ましい。
【００３０】
一方、変調信号光を得るために信号光を回折させる記録トラック幅Ｗ４を有する二つの第２記録トラック１３２ｂ、１３４ｂが第２不透明フィルム１３０ｂ内に形成される。信号光は基本的に回折角θで回折されるため、第１開口トラック１３２a、１３４ａそれぞれの二端部により回折された信号光が第２記録トラック１３２ｂ、１３４ｂに直接照射される信号光を妨害しないようにするためには、第１開口トラック１３２ａ、１３４ａが十分に大きい開口幅を有している必要がある。第１開口トラック１３２ｂ、１３４ｂの開口幅Ｗ３はＷ４＋２ｔ・ｔａｎθと同じであるか大きいことが好ましいが、ここで、tは第１不透明フィルムと第２不透明フィルムとの距離である。結果的に、複数の第１開口トラックからなる第１開口トラックグループにより、信号光が光学的特性を変化せずに第２記録トラックグループ上に照射できるようになる。第１開口トラックグループは第２記録トラックグループと対向することが好ましい。
【００３１】
図７−Ａ及び図７−Ｂにはそれぞれ図５に示す２層構造のマスク１３０内にある第１及び第２記録トラックグループから構成された略螺旋状の構造及び略同心状の構造の平面図を示している。実線が透明プレート１３０の第１表面上の第１不透明フィルム１３０a内に埋め込まれた第１記録トラックグループを表しており、破線は透明プレート１３０の第２表面上の第２不透明フィルム１３０ｂ内に埋め込まれた第２記録トラックグループを表している。なお、その反対の場合も成立する。図７−Ａにおいて、透明プレート１３０の厚さだけ互いに離れている第１及び第２記録トラックグループは全体的に略螺旋状の構造を形成する。第１及び第２トラックはそれぞれ互いに交互に配列された複数の第１及び第２記録トラックを有する。したがって、第１記録トラックグループの第１記録トラックの隣には第２記録トラックグループの第２記録トラックが形成され、その隣には第１記録トラックグループの次の第１記録トラックが形成され、その隣には第２記録トラックグループの次の第２記録トラックが形成され、以下同様である。一方、図７−Ｂにおいて、第１及び第２記録トラックグループの第１及び第２記録トラックは実質的に互いに同心円を形成する。
【００３２】
図６を参照して、第１及び第２記録トラック１３１a、１３２ｂ、１３３ａ、１３４ｂにより透過され回折された信号光は変調信号光として参照光と干渉し、好ましくはＣＤと類似のディスク状を有するホログラム媒体内にホログラムとして記録される干渉パターン１３１ｃ、１３２ｃ、１３３ｃ、１３４ｃそれぞれを形成する。図６において、ｄはホログラム媒体１２０と第２不透明フィルム１３０ｂとの間の距離である。
【００３３】
図８は本発明に係るホログラム再生装置を示している。前記再生装置はコーティングフィルムでコーティングされたホログラム媒体１２０に記録されたホログラムを再生するための装置であり、光源１５０、縮小ユニット１５２、ミラー１５４、モータ１５５、第１及び第２レンズ１５８、１６２、ピンホールプレート１６０、第１及び第２感知器１６４、１６６、比較器１６８及びアクチュエータ１７０を備えている。ホログラム媒体１２０は前述したように互いに干渉性の変調信号光と参照光により生成された干渉パターンが記録されている。
【００３４】
参照光と同じ波長を有する再生用光を干渉パターンに照射することによって、変調信号光（データパターン）を再生することができる。なお、再生用光は、参照光の波面に対して「複素共役(complex conjugate)」(波面と方向が逆である)の関係にある波面を有している。すなわち、光源１５０は参照光の複素共役であるレーザ光を生成する。レーザ光が縮小ユニット１５２に提供され、縮小ユニット１５２内でレーザ光の大きさが予め決定された大きさ、例えば１００μｍに縮小される。縮小されたレーザ光はミラー１５４により反射された後、再生用光としてホログラム媒体１２０に提供される。
【００３５】
参照光の複素共役である再生用光が参照光と反対方向に伝搬されるため、干渉パターンから変調信号光の実質的な複素共役に該当する再生信号光が生成される。そのため、干渉パターンから再生信号光が図８及び図９に示すように変調信号光と反対方向に放出されるように見える。
【００３６】
再生信号光は仮想トラックＷ１及びＷ４を介して逆に進行するが、仮想トラックは変調信号光の記録工程の間に本来存在していた第１及び第２記録トラックに対応する。具体的に、第１不透明フィルム１３０a内の第１記録トラックグループと第２不透明フィルム１３０ｂ内の第２記録トラックグループが記録工程の間にホログラム媒体１２０からそれぞれ「ｔ＋ｄ」及び「ｄ」だけ離れて位置するため、再生信号光も同様にホログラム媒体１２０から「ｔ＋ｄ」または「ｄ」だけ離れて位置する仮想トラックに収斂し、その後、まるで仮想トラックが存在するかのように再生信号光が回折することになる。
【００３７】
図８を参照して、再生信号光が第１レンズ１５８、ピンホールプレート１６０、第２レンズ１６２を介して感知器１６４に入射される。具体的には、再生信号光が回折角θで回折された後、レンズ１５８によりピンホールプレート１６０に収斂される。ホログラム媒体１２０内で第１及び第２記録トラックグループの隣接する二つの記録トラック間のトラックピッチが大きくて数μｍであるため、直径が約１００μｍである再生信号光により複数の記録トラックが照射され、複数の記録トラックが再生信号光として同時に再生できる。
【００３８】
図１０は二つのピンホール１６０a、１６０ｂを有する例示的なピンホールプレート１６０を示している。ピンホールプレート１６０内における二つのピンホール１６０a、１６０ｂの各ピンホール幅Ｓはホログラム媒体１２０内の第１及び第２記録トラック自体の記録トラック幅に対応し、二つのピンホール１６０ａ、１６０ｂ間の距離Ｐは隣接する二つの記録トラック間のトラックピッチに対応する。ピンホールプレート１６０内にある二つのピンホール１６０a、１６０ｂのそれぞれを介して、再生信号光のうちの第１及び第２記録トラックのうちの一記録トラックに対応する部分のみ透過できる。二つのピンホール１６０a、１６０ｂを介して透過された再生信号光の一部がもう一度回折された後、第２レンズ１６２によりそれぞれ第１及び第２感知器１６４、１６６に収斂される。
【００３９】
ピンホールプレート１６０とホログラム媒体１２０との間のフォーカスサーボを実現するために、第１及び第２感知器１６４、１６６がそれぞれ二つのピンホール１６０a、１６０ｂを介して透過された再生信号光の一部の光強度Ａ、Ｂを感知し、比較器１６８が光強度Ａ、Ｂを互いに比較してフォーカスサーボ信号を生成し、アクチュエータ１７０がフォーカスサーボ信号を使用してピンホールプレート１６０をホログラム媒体１２０側に近くまたはホログラム媒体側から遠く動くが、ピンホールプレート１６０は好ましくは第１及び第２レンズ１５８、１６２及び第１及び第２感知器１６４、１６６と一体に形成される。
【００４０】
図１１−Ａ乃至１１−Ｃは、ピンホールプレート１６０の三つの異なる位置に基づく例示的なフォーカス状態を示している。本発明によって、二つのピンホール１６０ａ、１６０ｂを介して透過された再生信号光のフォーカシング表面は透明プレートの厚さｔだけ、すなわち図７に示すように第１及び第２不透明フィルム１３０a、１３０ｂ間の距離だけ離れている。
【００４１】
図１１−Ａ及び図１１−Ｃには、隣接する二つの記録トラックのうちの一つの記録トラックは焦点が合っているが、他の記録トラックは焦点が合っていない場合を例示している。したがって、第１記録トラックに対応する再生信号光の光強度Ａが第２記録トラックに対応する再生信号光の光強度Ｂよりも大きく(Ａ＞Ｂ)、その反対も成立する(Ａ＜Ｂ)。比較器１６８は第１記録トラックの光強度Ａを第１記録トラックに隣接する第２記録トラックの光強度Ｂと比較してフォーカシングサーボ信号を生成し、アクチュエータ１７０はフォーカシングサーボ信号を使用して、光強度Ａが光強度Ｂと実質的に同じになるまで、第１及び第２レンズ１５８、１６０及び第１及び第２感知器１６４、１６６と一体に形成されたピンホールプレート１６０がホログラム媒体１２０側に向かって、またはその反対方向に動くようになる。図１１−Ｂに示すように、一つのトラック内における光強度Ａが他のトラックにおける光強度Ｂと実質的に同じになる場合に（Ａ＝Ｂ）に、フォーカシングサーボが完了する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来のホログラフィック記録装置を示す概略図である。
【図２】従来のホログラフィック再生装置を示す概略図である。
【図３】図２に示したホログラフィック再生装置内に含まれるピンホールプレートを示す平面図である。
【図４−Ａ】図３に示したピンホールプレートのピンホールでのインサイドフォーカシングを示す図である。
【図４−Ｂ】図３に示したピンホールプレートのピンホールでの正常フォーカシングを示す図である。
【図４−Ｃ】図３に示したピンホールプレートのピンホールでのアウトサイドフォーカシングを示す図である。
【図５】本発明に係るホログラフィック記録装置を示す概略図である。
【図６】図５における破線で囲った部分を拡大して示す部分破断断面図である。
【図７−Ａ】図６に示す２層構造のマスク内に第１及び第２記録トラックグループの略螺旋状の構造を示す平面図である。
【図７−Ｂ】図６に示す２層構造のマスク内に第１及び第２記録トラックグループの略同心状の構造を示す平面図である。
【図８】本発明に係るホログラフィック再生装置を示す概略図である。
【図９】図８における破線で囲った部分を拡大して示す図である。
【図１０】図７に示したホログラフィック再生装置内に含まれるピンホールプレートを示す平面図である。
【図１１−Ａ】隣接する二つの記録トラックのうちの一つの記録トラックは焦点が合っているが、他の記録トラックは焦点が合っていない場合を示す図である(Ａ＞Ｂ)。
【図１１−Ｂ】一つのトラック内における光強度Ａが他のトラックにおける光強度Ｂと実質的に同じになる場合を示す図である(Ａ＝Ｂ)。
【図１１−Ｃ】隣接する二つの記録トラックのうちの一つの記録トラックは焦点が合っているが、他の記録トラックは焦点が合っていない場合を示す図である(Ａ＜Ｂ)。
【符号の説明】
【００４３】
１００    光源
１１２、１２２    半波長プレート
１１４    偏光ビームスプリッタ
１１６、１２４、１２６    ミラー
１１８    コニカルミラー
１２０    ホログラム媒体
１２８    拡張ユニット
１３０    マスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−Ａ】
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【図４−Ｂ】
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【図４−Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７−Ａ】
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【図７−Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１−Ａ】
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【図１１−Ｂ】
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【図１１−Ｃ】
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