(57)【要約】【課題】ディスクとマスクの整合マークに、光ファイバーを介してビームを照射する方式により、ホログラフィックデータが記録されるディスクとマスクを容易で精度良く整合させる装置を提供する。【解決手段】前記ディスクとマスクの整合マーク部分に整合用ビームを照射する手段と、前記ディスク及びマスクのいずれか一つを搭載し、移動制御信号に応答して前記ディスク及びマスクのいずれか一つを移動させる手段と、前記ディスク又はマスクの移動中に前記ディスクとマスクの整合マークを通過するビームを検出する手段と、前記移動制御信号を発生し、前記検出されたビームの強度に基づいて前記ディスクとマスクを整合させる制御手段とを含む、ホログラフィックデータ記憶システム用ディスク整合装置が提供される。【選択図】図１
2005025164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィックデータを記録しようとするディスクと記憶すべきパターンが形成されたマスクを整合させる装置において、
前記ディスクとマスクの整合マーク部分に整合用ビームを照射する手段と、
前記ディスク及びマスクのいずれか一つを搭載し、移動制御信号に応答して前記ディスク及びマスクのいずれか一つを移動させる手段と、
前記ディスク又はマスクの移動中に前記ディスクとマスクの整合マークを通過するビームを検出する手段と、
前記移動制御信号を発生し、前記検出されたビームの強度に基づいて前記ディスクとマスクを整合させる制御手段とを含むことを特徴とするホログラフィックデータ記憶システム用ディスク整合装置。
【請求項２】
前記ビーム照射手段は、
前記整合ビームを発生させる光源と、
前記発生されたビームを集束する集束手段と、
集束されたビームを前記整合マークに誘導する手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載のホログラフィックデータ記憶システム用ディスク整合装置。
【請求項３】
前記ビーム誘導手段は光ファイバーであることを特徴とする請求項２に記載のホログラフィックデータ記憶システム用ディスク整合装置。
【請求項４】
前記移動手段は、
前記ディスクを支持し、一方向に移動可能なディスク支持台と、
前記マスクを支持し、前記ディスクの移動方向に垂直な方向に移動可能なマスク支持台と、
前記移動制御信号に応答して、前記マスク支持台及び前記ディスク支持台をそれぞれ移動させる第１駆動部及び第２駆動部とを含むことを特徴とする請求項１に記載のホログラフィックデータ記憶システム用ディスク整合装置。
【請求項５】
前記整合マークを通過するビームの強度をディスプレイするディスプレイ部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のホログラフィックデータ記憶システム用ディスク整合装置。
【請求項６】
ホログラフィックデータを記録しようとするディスクと記憶すべきパターンが形成されたマスクを整合させる方法において、
前記ディスク又はマスクを移動可能な構造体に搭載する段階と、
前記ディスクとマスクの整合マークにビームを照射しながら前記ディスク又はマスクを移動させる段階と、
前記ディスク又はマスクの移動中に前記整合マークを通過するビームの強度を検出する段階と、
前記検出されたビームの強度に基づいて前記ディスク又はマスクの位置を固定する段階とを含むことを特徴とするホログラフィックデータ記憶システム用ディスク整合方法。
【請求項７】
前記整合マークへのビームの照射は光ファイバーを介して行われ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データ記憶システム用ディスク整合方法。
【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ロムシステムにおいて、ホログラフィックデータを記録するディスクと記憶すべきパターンが形成されたマスクを整合させるのに適したディスク整合装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホログラフィックメモリシステムは、一般的にページ単位で格納している傾向にある。ＳＬＭ（空間光変調器；spatial light modulator）のような入力装置は、ページと呼ばれる２次元アレイの形態のデータを提供し、ＣＣＤカメラのような探知アレイは、このようなデータを読み込む。他の技術として、ページ単位の手法の代わりに、ビット単位で格納するような方式がある。しかし、かかる全システムは、メモリをいっぱいに満たすために、多量の個々のホログラムに関する記録を必要とする欠点がある。メガビットの大きさのアレイを用いる典型的なページ単位のシステムは、１００ＧＢ以上の容量を満たすために、数百万個のページを記録する必要がある。ミリ秒程度のホログラムに対して露出する場合も、１つの１００ＧＢメモリを満たすにかかる総記録時間は、１時間はかからなくても、少なくとも４０〜５０分程度はかかる。これにより、図５のような他の形態の従来のホログラフィックロムシステムが開発されており、１００ＧＢ程度の容量のディスク生成にかかる時間は、１分以下に減らし、恐らく数秒程度減らすかも知らない。
【０００３】
図５の従来のホログラフィックロムシステムは、光源１、λ／２板（ＨＷＰ；Half Wave Plate）２、１２、光エキスパンダ４、ポラライズドビームスプリッタ（ＰＢＳ；Polarized Beam Splitter）６、偏光器８、１４、ミラー１０、１６、マスク２２、ホログラム媒体２０、円錐形のミラー１８を含む。
【０００４】
光源１は、一定の波長、例えば、５３２ｎｍの波長を有するレーザ源で、ホログラフィックに必要なレーザ光を発生させる。レーザ光は、１つのタイプの直線偏光として、例えば、Ｐ型又はＳ型であり、これはＨＷＰ２に提供する。ＨＷＰ２は、レーザ光の偏光をθ（好ましくは４５°）だけ回転させ、この後、θだけ回転された偏光を有しているレーザ光は、予め定められたレーザ光の大きさを拡大させる光エキスパンダ４に提供される。その後、この拡大レーザ光は、ＰＢＳ６に提供される。
【０００５】
ＰＢＳ６は、屈折率が相異する２種類以上の物質を繰返して蒸着した構造で、１つのタイプの偏光、例えば、Ｐ型のレーザ光を通過させ、他のタイプの偏光、例えば、Ｓ型のレーザ光を反射させる役割を行なう。これにより、ＰＢＳ６は、拡大されたレーザ光を通過したレーザ光（以下、信号光と称する）と、反射されたレーザ光（以下、参照光と称する）に分けられ、信号光と参照光の偏光はそれぞれ異なることになる。
【０００６】
信号光、例えば、Ｐ型の信号光は、偏光器８に伝達され、偏光器８は不完全に偏光された要素を除去して純粋にＰ型にのみ偏光された信号光をミラー１０に提供する役割を果たす。その後、信号光はミラー１０に反射され、反射された信号光はマスク２２を介してホログラム媒体２０に投影される。マスク２２は記録のためにデータパターンを提供することにより、入力装置、即ち、空間光変調器（ＳＬＭ）として機能する。
【０００７】
その間、参照光はＨＷＰ１２に提供される。ＨＷＰ１２は、参照光の偏光を信号光の偏光と同様になるように偏光を変える。そして、変更された偏光を有している参照光が偏光器１４に提供され、偏光器１４では参照光の偏光がより純化される。そして、純化された偏光を有している参照光が円錐形のミラー１８に投影される。ここで、円錐形のミラー１８は円錐型であり、円形の底面を有しており、円錐面と円形底面との間の角度、すなわち、定められた底角を有している。また、前記円錐形のミラー１８はホルダー（図示せず）により固定されている。反射された参照光は、円錐形のミラー１８によりホログラム媒体２０に投影されるように再び反射される。ホログラム媒体２０に入射される参照光の入射角は、円錐形のミラー１８の底角により定められる。
【０００８】
円錐形のミラー１８を固定させるホルダーは、参照光がホルダーにより妨げられることを防ぐために、円錐形のミラー１８の底面に設けなければならない。ホルダーは円錐形のミラー１８の底面に設けられるので、一般にホログラム媒体２０の中心開口（center opening）２４を通して設けられる。
【０００９】
ホログラム媒体２０は、データパターンを記録するためのディスク状の物質である。ディスクの大きさのマスク２２は、そこに記録されているデータパターンを提供する。マスク２２を垂直に入射する平面波、すなわち、信号光で照射し、反対側から入射される参照光を用いれば、干渉パターンがホログラム媒体２０に記録される。円錐形のビームの形状がディスクの全ての面で一定のラジアル（radial）角度を有するように選択され、再生時にディスクが回転する間、ホログラム媒体は一定の角度を有している狭い平面波により局部的に読み取ることができる。また、角多重化（ａｎｇｕｌａｒ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）は、異なる底角を有している円錐形のミラー１８を用いることにより実現できる（「Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ＲＯＭ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｈｉｇｈ-ｓｐｅｅｄ ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ」、２０００年、ＩＥＥＥ参照）。
【００１０】
前述の技術を用いて、１００ＧＢ程度の容量を有するディスクを記録するためにかかる時間は、一分未満に減少され、数秒に減少される可能性もある。
【００１１】
一方、ホログラフィックデータをディスクに記録するためには、ホログラム媒体（ディスク）２０と整合するマスク２２（つまり、記録すべきパターンを有するマスク）を精度良く整合させることが必要である。従来は、ディスク２０とマスク２２を整合させるため、作業者が、高倍率の顕微鏡と照明装置を用いて、ディスク２０とマスク２２に形成された整合マーク（つまり、ディスクとマスクのおよそ４地点に形成された整合マーク）を一々肉眼で確認しながら整合を行った。
【００１２】
しかし、前述したような従来の整合方法は、作業者が顕微鏡を用いて整合マークを細密に確認しながら作業しなければならないため、作業性（生産性）が格段に低下するという問題があり、さらに、非熟練作業者の場合、ディスクとマスクの誤整合を誘発する問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明は前記のような従来の問題点を解決するためになされたもので、ディスクとマスクの整合位置に、光ファイバーを介してビームを照射する方式により、ホログラフィックデータが記録されたディスクとマスクを自動に精度良く整合することができる、ホログラフィックデータ記憶システム用ディスク整合装置及び方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記のような目的を達成するため、本発明の一態様によると、ホログラフィックデータを記録しようとするディスクと記憶すべきパターンが形成されたマスクを整合させる装置において、前記ディスクとマスクの整合マーク部分に整合用ビームを照射する手段と、前記ディスク及びマスクのいずれか一つを搭載し、移動制御信号に応答して前記ディスク及びマスクのいずれか一つを移動させる手段と、前記ディスク又はマスクの移動中に前記ディスクとマスクの整合マークを通過するビームを検出する手段と、前記移動制御信号を発生し、前記検出されたビームの強度に基づいて前記ディスクとマスクを整合させる制御手段とを含む、ホログラフィックデータ記憶システム用ディスク整合装置が提供される。
【００１５】
本発明のほかの態様によると、ホログラフィックデータを記録しようとするディスクと記憶すべきパターンが形成されたマスクを整合させる方法において、前記ディスク又はマスクを移動可能な構造体に搭載する段階と、前記ディスクとマスクの整合マークにビームを照射しながら前記ディスク又はマスクを移動させる段階と、前記ディスク又はマスクの移動中に前記整合マークを通過するビームの強度を検出する段階と、前記検出されたビームの強度に基づいて前記ディスク又はマスクの位置を固定する段階とを含む、ホログラフィックデータ記憶システム用ディスク整合方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、ディスクとマスクの所定位置に形成された整合マークを顕微鏡で一つ一つ確認する方式で整合させる従来の方式とは異なり、ディスクとマスクを左右方向及び前後方法に所定のスキャン区間だけ移動可能に搭載させ、ディスクとマスクの所定部分に形成された整合マークに対して、光ファイバーを介して左右スキャン区間及び前後スキャン区間に順次スキャンすることにより、ディスクとマスクを定位置に精度よく自動に整合させるため、ディスクとマスクの整合作業性（生産性）を著しく向上させるだけでなく、ディスクとマスク間の誤整合を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面に基づいて本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の好ましい実施例によるホログラフィックデータ記憶システム用ディスク整合装置を示す概略構成図である。同図に示すように、本発明のホログラフィックデータ記憶システム用ディスク整合装置は、光源１０２、集束レンズ１０４、光ファイバー１０６、整合構造体１０８、光検出器１１０、及び制御部１１２を含む。図１において、参照符号１０８ａはクリスタルのような記憶媒体（ディスク）であり、１０８ｂはマスクである。マスク１０８ｂには記録すべきデータに対応するスリットパターン（図示せず）が形成され、ホログラフィックデータの記録に際して、信号光がこのスリットパターンを介してディスクに照射され、この信号光と基準光の干渉現象により干渉パターンが発生することにより、ディスク１０８ａにデータが記録される。
【００１９】
図１に示すように、光源１０２は、ディスク１０８ａとマスク１０８ｂのスキャン整合に必要なビームを発生するもので、これから発生されるビームは集束レンズ１０４により集束されて光ファイバー１０６に伝達される。光ファイバー１０６は、クランプ１０６ａを介してディスク１０８ａの整合マーク１０８ａ１部分に結合される。
【００２０】
このように、光ファイバー１０６を介して伝達されるビームは、ディスク支持台１０８３及びマスク支持台１０８４にディスク１０８ａとマスク１０８ｂの各整合マーク１０８ａ１、１０８ｂ１を通過し、このように整合マーク１０８ａ１、１０８ｂ１を通過したビームは光検出器１１０により検出される。ここで、ディスク１０８ａとマスク１０８ｂは所定間隔だけ離隔して互いに平行に配置されている。
【００２１】
ディスク１０８ａとマスク１０８ｂをＸ−方向及びＹ−方向に相対移動させるための整合構造体１０８の一例について図２を参照して説明する。図２は、整合構造体の分解斜視図である。ディスク１０８ａは、ディスククランプ１０８１を介してディスク支持台１０８３に搭載され、マスク１０８ｂはマスク支持台１０８４に搭載され、ディスク支持台１０８３とマスク支持台１０８４との間には固定プレート１１１０が介在する。固定プレート１１１０の一側には、一対のＸ−方向ガイド１０８４ａを介してマスク支持台１０８４がＸ−方向に予定された区間（Ｘ−方向のビームスキャン区間）だけ移動自在に結合し、且つ、固定プレート１１１０の他側には一対のＹ−方向ガイド１０８３ａを介してディスク支持台１０８３がＹ−方向に予定された区間（Ｙ−方向のビームスキャン区間）だけ移動自在に結合する。
【００２２】
すなわち、Ｘ−方向駆動部１０８１（図３）によってマスク支持台１０８４は、Ｘ−方向に移動する場合、駆動プレート１１１０はＸ−方向ガイドに沿って移動し、このとき、ディスク支持台１０８３が駆動プレート１１１０とともにＸ−方向に移動する。また、Ｙ−方向駆動部１０８５によって駆動プレート１１１０がＹ−方向に移動する場合、駆動プレート１１１０はＹ−方向ガイドに沿って移動し、このとき、マスク支持台１０８４が駆動プレート１１１０とともにＹ−方向に移動する。このようにして、ディスク１０８ａとマスク１０８ｂが精度良く整合するまでにディスク支持台１０８３及びマスク支持台１０８４を互いに相対的に移動させることができる。
【００２３】
このとき、Ｘ−方向移動、Ｙ−方向移動は、同時に発生するか、または順次発生し得る。
【００２４】
図３に示すように、Ｙ−方向駆動部１０８５は、後述する制御部１１２から提供される駆動制御信号ＣＳ２に応答して、ディスク支持台１０８３をＹ−方向に駆動させ、Ｘ−方向駆動部１０８１は、制御部１１２から提供される駆動制御信号ＣＳ１に応答してマスク支持台１０８４（図３には図示せず）をＸ−方向に移動させる。すなわち、光ファイバー１０６を介して整合マークにビームが照射されるとき、Ｘ−方向駆動部１０８１の駆動によりマスク支持台１０８４が移動してディスク１０８ａをＸ−方向に所定のビームスキャン区間だけ移動させる。このようなＸ−方向駆動部１０８１としては、例えばアクチュエータなどが用いられる。
【００２５】
また、Ｙ−方向駆動部１０８５は、制御部１１２から提供される駆動制御信号ＣＳ２に応答して、ディスク支持台１０８３をＹ−方向に移動させる。すなわち、光ファイバー１０６を介して整合マークにビームが照射されるとき、Ｙ−方向駆動部１０８５の駆動によりディスク支持台１０８３が移動してディスク１０８ａをＹ−方向に所定のビームスキャン区間だけ移動させる。このようなＹ−方向駆動部１０８５としては、例えばアクチュエータなどが用いられる。
【００２６】
この際、ディスク支持台１０８３とマスク支持台１０８４の移動によりディスク１０８ａ及びマスク１０８ｂがそれぞれＹ−方向及びＸ−方向に移動するビームスキャン区間は、例えばおよそ１ｍｍであり、このようなスキャン区間は必要又は用途によって変更できる。
【００２７】
一方、光検出器１１０においては、制御部１１２からの駆動制御信号ＣＳ１、ＣＳ２に応じてマスク１０８ｂ及びディスク１０８ａがＸ−方向及びＹ−方向に移動するとき、二つの整合マーク１０８ａ１、１０８ｂ１を通過するビームを検出して制御部１１２に伝達する。この際、検出されるビームの強度は、二つの整合マーク１０８ａ１、１０８ｂ１が一致するときに最大となるであろう。本実施例においては、マスク１０８ｂに一つの整合マーク１０８ｂ１が提供されているが、マスク１０８ｂに二つ又はそれ以上の整合マークを提供し、これに対応してビーム照射する光ファイバーの数も２本又はそれ以上提供すると、整合マークを通過するビームの強度変化がより大きくなるであろう。
【００２８】
つぎに、制御部１１２においては、外部から提供される使用者の操作信号（つまり、ディスクとマスクの自動整合操作信号）に応答して、マスク支持台１０８４を所定のＸ−方向のビームスキャン区間だけＸ−方向に移動させ、このようなＸ−方向移動中に光検出器１１０により検出されるビームの強度を検出し、ビームの強度が最高の位置にマスク支持台１０８４を整合させる。一例として、図４−Ａに示すように、Ｘ−方向のビームスキャン区間がｘ０−ｘ１であると仮定すると、ビームの強度が最高であるｘの位置にマスク１０８ａを整合させる。
【００２９】
ついで、制御部１１２においては、ディスク支持台１０８３を所定のＹ−方向のビームスキャン区間だけＹ−方向に移動させ、このようなＹ−方向移動中に光検出器１１０により検出されるビームの強度を検出し、ビームの強度が最高の位置にディスク支持台１０８３を整合させる。一例として、図４−Ｂに示すように、Ｙ−方向のビームスキャン区間がｙ０−ｙ１であると仮定すると、ビームの強度が最高であるｙの位置にディスク１０８ａを整合させる。
【００３０】
すなわち、制御部１１２は、まずマスク１０８ｂを所定のＸ−方向のビームスキャン区間だけ移動させながらビームの強度を検出して、ビームの強度が最高の位置にマスク１０８ｂを整合させ、続いてディスク１０８ａを所定のＹ−方向のビームスキャン区間だけ移動させながらビームの強度を検出して、ビームの強度が最高の位置にディスク１０８ａを整合させる方式でディスク１０８ａとマスク１０８ｂの位置を整合させる。
【００３１】
本実施例においては、Ｘ−方向のビームスキャン区間をスキャンした後、マスク１０８ｂのＸ−方向を整合させ、Ｙ−方向のビームスキャン区間をスキャンした後、ディスク１０８ａのＹ−方向を整合させるものを説明したが、本発明が必ずしもこれに限定されるものではなく、Ｙ−方向のビームスキャン区間をスキャンした後、ディスク１０８ａのＹ−方向を整合させ、Ｘ−方向のビームスキャン区間をスキャンした後、マスク１０８ｂのＸ−方向を整合させるようにすることもできる。
【００３２】
また、光検出器１１０で検出されたビームの強度をディスプレイし得るモニタを設けることで、作業者が直接ディスクとマスクの整合マークを通過するビームの強度を観察しながら左右及び前後駆動部を操作することもできる。
【００３３】
以上のように、本発明のディスク位置整合装置は、従来の方式のようにディスクとマスクの所定位置に形成された整合マークを顕微鏡で一つ一つ確認する方式で整合させるものでなく、ディスクとマスクの整合マークにビームをスキャンする方式でＸ及びＹ−方向に照射して、検出されるビームの強度に基づいてディスクとマスクのＸ及びＹ位置を整合させるため、ディスクとマスクの整合作業性（生産性）を著しく向上させるだけでなく、ディスクとマスク間の誤整合を確実に防止することができる。
【００３４】
本実施例においては、マスクとディスクをそれぞれＸ及びＹ−方向に移動させながら、ディスクとマスクの整合マークに照射されるビームの強度を測定するものと説明したが、本発明が必ずしもこれに限定されるものではなく、ディスク及びマスクのいずれか一つのみをＸ及びＹ−方向に移動させるように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の好ましい実施例によるホログラフィックデータ記憶システム用ディスク整合装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例によるディスク整合装置を示す分解斜視図である。
【図３】本発明のディスク整合装置を説明するための概略図である。
【図４−Ａ】ビームを照射しながらビームスキャン区間だけＸ−方向にマスク支持台を移動させるとき、出力側で検出されるビーム出力波形を示すグラフである。
【図４−Ｂ】ビームを照射しながらビームスキャン区間だけＹ−方向にディスク支持台を移動させるとき、出力側で検出されるビーム出力波形を示すグラフである。
【図５】従来のホログラフィックロムシステムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０２    光源
１０４    集束レンズ
１０６    光ファイバー
１０８    整合構造体
１０８ａ    ディスク
１０８ｂ    マスク
１０８ａ１、１０８ｂ１    整合マーク
１１０    光検出器
１１２    制御部
１０８１    Ｘ−方向駆動部
１０８３    ディスク支持台
１０８５    Ｙ−方向駆動部
１０８４    マスク支持台
【図１】
2005025164.tif 000003
【図２】
2005025164.tif 000004
【図３】
2005025164.tif 000005
【図４−Ａ】
2005025164.tif 000006
【図４−Ｂ】
2005025164.tif 000007
【図５】
2005025164.tif 000008