(57)【要約】【課題】 簡単なハードウェア構成だけでホログラフィック記憶媒体にデータを記録／再生することができるデータ記録装置および再生装置を提供する。【解決手段】データ記録／再生装置は、レーザ光を出射する光源と、レーザ光を参照光と信号光とに分けて記憶媒体に照射することにより参照光および信号光が画く干渉縞が記憶媒体に記録されるようにするフォーカシングレンズ部、および記憶媒体に参照光が入射し、ホログラフィックデータに対応する信号光が復元される際に、信号光を検出しデータを再生する光信号検出部とを含む。【選択図】     図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する光源と、
前記レーザ光を参照光と信号光とに分け、ホログラフィックデータが記録可能な記憶媒体に照射することにより前記参照光および前記信号光が画く干渉縞が前記記憶媒体に記録されるようにするフォーカシングレンズ部と、
を含むことを特徴とするホログラフィックデータの記録装置。
【請求項２】
前記フォーカシングレンズ部は、第１の領域と第２の領域とに分けられ、各領域を通る光がそれぞれ相違する焦点上で集束するようにする多重焦点レンズ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の記録装置。
【請求項３】
前記フォーカシングレンズ部は、前記光源から出射する前記レーザ光を前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域を通る参照光および他方の領域を通る信号光とに分け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の記録装置。
【請求項４】
前記光源から出射するレーザ光の波長を可変にする波長多重化方式、前記フォーカシングレンズ部に照射される参照光のスペックルパターン（ｓｐｅｃｋｌｅ  ｐａｔｔｅｒｎ）を用いるスペックル多重化方式、および前記記憶媒体に照射される前記信号光および前記参照光のスポットを移動させる移動多重化方式のいずれかを用いてデータを前記記憶媒体の同一領域に多重記録することを特徴とする請求項３に記載のホログラフィックデータの記録装置。
【請求項５】
前記光源から出射したレーザ光が前記記憶媒体に垂直に照射されるように前記レーザ光の経路を変更するビームスプリッターを更に含むことを特徴とする請求項４に記載のホログラフィックデータの記録装置。
【請求項６】
前記記憶媒体は、光屈折性結晶および光ポリマーのいずれかの材料からなるＷＯＲＭメモリ（Ｗｒｉｔｅ−Ｏｎｃｅ／Ｒｅａｄ−Ｍａｎｙ  ｍｅｍｏｒｙ）であることを特徴とする請求項３に記載のホログラフィックデータの記録装置。
【請求項７】
前記多重焦点レンズは、中心軸を基準に一定の半径内および半径外がそれぞれ前記第１の領域および前記第２の領域になる円形レンズであ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の記録装置。
【請求項８】
レーザ光を出射する光源と、
参照光および信号光の干渉縞がホログラフィックデータとして記録された記憶媒体に前記参照光だけが照射されるように、前記レーザ光の照射面積を調節するフォーカシングレンズ部と、
前記記憶媒体に前記参照光が入射し、前記ホログラフィックデータに対応する前記信号光が復元された場合、前記信号光を検出しデータを再生する光信号検出部と、
を含むことを特徴とするホログラフィックデータの再生装置。
【請求項９】
前記フォーカシングレンズ部は、
第１の領域と第２の領域とに分けられ、各領域を通る光がそれぞれ相違する焦点上で集束されるようにする多重焦点レンズと、
前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域に照射されるレーザ光を遮るレーザ光遮断器と、
を含むことを特徴とする請求項８に記載のホログラフィックデータの再生装置。
【請求項１０】
前記記憶媒体は、前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域を透過して照射される参照光および他方の領域を透過して照射される信号光が画く干渉縞がホログラフィックデータとして記録されるホログラフィック記憶媒体であることを特徴とする請求項９に記載のホログラフィックデータの再生装置。
【請求項１１】
前記レーザ光遮断器は、前記光源から前記第１の領域および前記第２の領域のうちの前記信号光が透過する領域に照射される前記レーザ光を遮り、前記参照光だけが前記記憶媒体に照射されるようにすることを特徴とする請求項１０に記載のホログラフィックデータの再生装置。
【請求項１２】
前記光信号検出部は、前記記憶媒体から復元される信号光を前記光信号検出部に集束させる対物レンズを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載のホログラフィックデータの再生装置。
【請求項１３】
前記光源から出射するレーザ光が前記記憶媒体に垂直に照射するように前記レーザ光の照射経路を変更するビームスプリッターを更に含むことを特徴とする請求項１１に記載のホログラフィックデータの再生装置。
【請求項１４】
（ａ）ホログラフィックデータを記録することができる記憶媒体に向けてレーザ光を照射するステップと、
（ｂ）前記レーザ光を信号光と参照光とに分け、前記記憶媒体に照射するステップと、
（ｃ）前記信号光および前記参照光が画く干渉縞を前記ホログラフィックデータとして記録するステップと、
を含むことを特徴とするホログラフィックデータの記録方法。
【請求項１５】
前記（ｂ）ステップは、
第１の領域と第２の領域とに分けられ、各領域を通る光がそれぞれ相違する焦点上で集束するようにする多重焦点レンズに前記レーザ光を照射するステップと、
前記レーザ光を前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域を通る信号光および他方の領域を通る参照光とに分け、これを前記記憶媒体に照射するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１４に記載のホログラフィックデータの記録方法。
【請求項１６】
（ｄ）前記レーザ光の波長を可変にする波長多重化方式、前記参照光のスペックルパターン（ｓｐｅｃｋｌｅ  ｐａｔｔｅｒｎ）を用いるスペックル多重化方式、および前記記憶媒体に照射される前記信号光および前記参照光のスポットを移動させる移動多重化方式のいずれかを用いてデータを前記記憶媒体の同一領域に多重記録するステップを更に含むことを特徴とする請求項１５に記載のホログラフィックデータの記録方法。
【請求項１７】
前記記憶媒体は、光屈折性結晶および光ポリマーのいずれかの材料からなるＷＯＲＭメモリ（Ｗｒｉｔｅ−Ｏｎｃｅ、Ｒｅａｄ−Ｍａｎｙ  ｍｅｍｏｒｙ）であることを特徴とする請求項１５に記載のホログラフィックデータの記録方法。
【請求項１８】
前記多重焦点レンズは、中心軸を基準に一定の半径内および半径外がそれぞれ前記第１の領域および前記第２の領域になる円形レンズであることを特徴とする請求項１７に記載のホログラフィックデータの記録方法。
【請求項１９】
所定の干渉縞がホログラフィックデータとして記録された記憶媒体からホログラフィックデータを再生する方法において、
それぞれ焦点距離が相違する第１の領域および第２の領域とに分けられた多重焦点レンズにレーザ光を照射するステップと、
前記第１の領域に照射されるレーザ光を遮り、前記第２の領域に照射されるレーザ光だけを透過させるステップと、
前記第２の領域を透過したレーザ光を前記干渉縞に照射し、所定の信号光を復元するステップと、
前記信号光を検出しデータを再生するステップと、
を含むことを特徴とするホログラフィックデータの再生方法。
【請求項２０】
前記記憶媒体は、光屈折性結晶および光ポリマーのいずれかの材料からなるＷＯＲＭメモリ（Ｗｒｉｔｅ−Ｏｎｃｅ、Ｒｅａｄ−Ｍａｎｙ  ｍｅｍｏｒｙ）であることを特徴とする請求項１９に記載のホログラフィックデータの再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィック記憶媒体に対する記録／再生装置および方法に関し、より詳しくは、ホログラフィック記憶媒体に多重焦点レンズからなるフォーカシングレンズ部を用いて速やかにデータを書き込むことができ、簡単なハードウェア構成にて再生することができる記録／再生装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの急速な普及に伴い、コンピュータをより能率的に活用し且つその性能を向上させるための各種の周辺機器および構成部品等に対する開発も加速化している。特に、コンピュータへの電源の供給が断たれても記憶してあるプログラムや資料を保存する役割を果たす補助記憶媒体の場合、様々な種類の記憶媒体が開発されている。一般に使用する補助記憶媒体としては、磁気記憶媒体および光ディスク記憶媒体が挙げられる。
【０００３】
磁気記憶媒体は、フロッピディスク、ハードディスク等のように磁気を用いてデータを記憶する媒体であって、特に、ハードディスクは、記憶容量が大きく、資料の入出力速度が速いことから、パーソナルコンピュータの主な補助記憶装置として使用されている。一方、フロッピディスクは、携帯性に優れていることから、パーソナルコンピュータの補助記憶装置として一時は広く使用されたが、記憶容量が小さく、よって、最近のマルチメディア情報を記憶するためには、多くは数十枚のディスクを必要とする場合が発生する。
【０００４】
一方、フロッピディスクの容量不足を改善するために開発された光ディスク装置（或いは、レーザディスク装置）は、相対的に記憶容量が大きく、高速で検索することができることから、最近、その使用が急増している。その種類としては、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等がある。
【０００５】
しかしながら、近年のコンピュータ技術と情報通信分野の急激な発達は、膨大な規模の情報を記憶する手段を必要とする。数千億バイトに達する膨大な規模のデータはＣＤの記憶能力を超えており、この結果、新規な記憶媒体の開発への要求が強まっている。このような要求に応じて、近年、光によって屈折率が変わる光屈折効果を用いる‘ホログラム’情報記憶法が新しい代案として浮上している。
【０００６】
ホログラム情報記憶法とは、一度に数百万バイトに達する情報を光学干渉縞形態によって、光に敏感な無機質結晶或いはポリマー材料に記憶する手法をいう。光学干渉縞は、干渉性をもつ２つのレーザ光を用いて形成するようになる。即ち、如何なるデータも含んでいない参照光および所定のデータを含む信号光とが干渉し合って形成される干渉縞が感光性記憶媒体上で化学的或いは物理的変化を引き起こすことで記録するようにしている。このように、干渉縞状に物体の画像が記録されたフィルムをホログラムといい、このホログラムを記録する技術をホログラフィという。
【０００７】
一方、ホログラフィを用いた記憶媒体は、光屈折結晶体の三次元空間に情報を記憶することができる。これにより、もう１本のレーザ光を角度、位相、波長等において多重化し高密度のデータを記憶／復元するため、速度が非常に速く且つ大きな記憶容量を有するという長所がある。
【０００８】
かかるホログラム情報記憶法は、その記憶する方式によってページ方式とビット方式とに分けることができる。ページ方式とは、ビットデータを二次元のページにて形成し、これを空間光変調器（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ：ＳＬＭ）等を用いて記録する方式であり、ビット方式とは、ビットデータをそのまま、またはコーディングを施した後にデータによって光の強さを変調して記録する方式をいう。ページ方式の場合、一度に多量のデータを記録または再生することにより高速のデータ入力及び出力速度が得られる。しかし、現状としては、データを入力する空間光変調器や、再生したページデータを検出する検出器等が非常に高価であって消費者用として常用化するには適切ではない状態であり、既存の光ディスクドライブとの互換性の確保も容易ではない。
【０００９】
このようなことからビット方式のシステムも関心を浴びているが、特に、ＷＯＲＭメモリの場合、ユーザが直接データを記録し、これを再生するようになるため、ページ方式のような高速でのデータ記録を可能ならしめる記録方式が不要になるため、安価なビット方式のシステムを実現することが好ましい。
【００１０】
図１は、ビット方式でホログラフィックＷＯＲＭメモリにデータを記録する従来のデータ記録／再生装置の構成を示す模式図である。図１に示すように、データ記録／再生装置は、レーザ光照射装置４０、位相共役器２０、ディスク回転軸３０、および光信号検出部５０を含み、ホログラフィック記憶媒体１０は、ディスク形状で作製され、位相共役器２０上に配置される。
【００１１】
レーザ光照射装置４０は、光源４１、ビームスプリッター４３、および対物レンズ４５を含む。光源４１から出射したレーザ光は、ビームスプリッター４３により経路が変更された後、対物レンズ４５によりホログラフィック記憶媒体１０上の所定の領域に集束される。
【００１２】
ホログラフィック記憶媒体１０を透過した一部のレーザ光は、下方の位相共役器２０により反射され、再びホログラフィック記憶媒体１０に入射するようになる。この結果、レーザ光照射装置４０から入射したレーザ光及び位相共役器２０により反射されてきたレーザ光とか干渉し合うことで干渉パターンを画き、この干渉パターンがホログラムデータとして記憶媒体１０に記録される。
【００１３】
図２は、図１中のホログラフィック記憶媒体１０上にレーザ光が集束されるａ領域を拡大して示す図である。図２に示すように、対物レンズ４５によりホログラフィック記憶媒体１０の所定の深さにおいてウエスト（ｗａｉｓｔ）を有するように集束されたレーザ光は、位相共役器２０に入射した方向に沿って反射される。この結果、相互干渉を引き起こすようになり、ホログラフィック記憶媒体１０上にホログラフィックデータとして記録されるようになる。
【００１４】
ホログラフィック記憶媒体１０は、ディスク形態で作製され、ディスク回転軸３０を基準にして回転することでレーザ光が照射される面を変えながらデータを記録および再生するようになる。
【００１５】
一方、データを再生するためには、レーザ光照射装置４０から再び記録時と同じ波長のレーザ光をホログラフィック記憶媒体１０に照射する。これにより、位相共役器２０から信号光が再生されるようにみえることとなり、光信号検出部５０により信号光を検出してデータを確認することができる。
【００１６】
このような従来技術において使われる位相共役器２０は、一般に、単結晶で作製され、ホログラフィック記憶媒体１０のように大型に作製することが非常に難しく、しかも相当に高価であるため、常用化され難いという不具合がある。また、記録多重化のためにレーザ光のウエストが位置する深さを多重化するため、多層概念の光ディスク技術が必要になる。この場合、数層程度の記録ではなく数十層以上の記録が必要な場合があれば、記録多重化の実現も容易ではないという問題点が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、前述のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、多重焦点レンズを用いて簡単な方式でデータを記録／再生することができるようにし、安価のハードウェアでホログラフィックＷＯＲＭを実現することができるデータ記録／再生装置およびその方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
以上のような目的を達成するために、本発明の１実施形態によるデータ記録装置は、レーザ光を出射する光源、および前記レーザ光を参照光と信号光とに分け、ホログラフィックデータが記録可能な記憶媒体に照射することにより前記参照光および前記信号光が画く干渉縞が前記記憶媒体に記録されるようにするフォーカシングレンズ部とを含む。
【００１９】
この場合、前記フォーカシングレンズ部は、第１の領域と第２の領域とに分けられ、各領域を通る光がそれぞれ相違する焦点上で集束するようにする多重焦点レンズを含むことができる。この結果、前記フォーカシングレンズ部は、前記光源から出射する前記レーザ光を前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域を通る参照光および他方の領域を通る信号光とに分けて前記記憶媒体に照射することによりデータを記録することができる。
【００２０】
一方、好ましくは、前記光源から出射するレーザ光の波長を可変にする波長多重化方式、前記フォーカシングレンズ部に照射される参照光のスペックルパターン（ｓｐｅｃｋｌｅ  ｐａｔｔｅｒｎ）を用いるスペックル多重化方式、および前記記憶媒体に照射される前記信号光および前記参照光のスポットを移動させる移動多重化方式のいずれかを用いてデータを前記記憶媒体の同一領域に多重記録することができる。
【００２１】
より好ましくは、前記光源から出射したレーザ光が前記記憶媒体に垂直に照射されるように前記レーザ光の経路を変更するビームスプリッターを更に含むことができる。
また、前記記憶媒体は、光屈折性結晶および光ポリマーのいずれかの材料からなるＷＯＲＭメモリ（Ｗｒｉｔｅ−Ｏｎｃｅ、Ｒｅａｄ−Ｍａｎｙ  ｍｅｍｏｒｙ）であればよく、前記多重焦点レンズとしては、中心軸を基準に一定の半径内および半径外がそれぞれ前記第１の領域および前記第２の領域になる円形レンズを使用することができる。
【００２２】
一方、ホログラフィックデータが記録された記憶媒体からデータを再生する本発明の１実施形態によるデータ再生装置は、レーザ光を出射する光源と、参照光および信号光の干渉縞がホログラフィックデータとして記録された記憶媒体に前記参照光だけが照射されるように、前記レーザ光の照射面積を調節するフォーカシングレンズ部、および前記記憶媒体に前記参照光が入射し、前記ホログラフィックデータに対応する前記信号光が復元された場合、前記信号光を検出しデータを再生する光信号検出部とを含む。
【００２３】
この場合、前記フォーカシングレンズ部は、第１の領域と第２の領域とに分けられ、各領域を通る光がそれぞれ相違する焦点上で集束するようにする多重焦点レンズ、および前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域に照射されるレーザ光を遮るレーザ光遮断器とを含むことができる。
【００２４】
一方、前記記憶媒体は、前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域を透過して照射される参照光および他方の領域を透過して照射される信号光が画く干渉縞がホログラフィックデータとして記録されるホログラフィック記憶媒体であって、前記レーザ光遮断器は、前記光源から前記第１の領域および前記第２の領域のうちの前記信号光が透過する領域に照射される前記レーザ光を遮り、前記参照光だけが前記記憶媒体に照射されるようにし、前記記憶媒体から信号光が復元されるようにすることができる。
【００２５】
一方、好ましくは、前記光信号検出部は、前記記憶媒体から復元される信号光を前記光信号検出部に集束させる対物レンズを更に含むことができる。
より好ましくは、前記光源から出射するレーザ光が前記記憶媒体に垂直に照射されるように前記レーザ光の照射経路を変更するビームスプリッターを更に含むことができる。
【００２６】
本発明の実施形態によるデータ記録方法は、（ａ）ホログラフィックデータを記録することができる記憶媒体に向けてレーザ光を照射するステップと、（ｂ）前記レーザ光を信号光と参照光とに分け、前記記憶媒体に照射するステップ、および（ｃ）前記信号光および前記参照光が画く干渉縞を前記ホログラフィックデータとして記録するステップとを含む。
【００２７】
一方、前記（ｂ）ステップは、第１の領域と第２の領域とに分けられ、各領域を透過する光がそれぞれ相違する焦点上で集束するようにする多重焦点レンズに前記レーザ光を照射するステップ、および前記レーザ光を前記第１の領域および前記第２の領域のいずれか一方の領域を透過する信号光および他方の領域を透過する参照光とに分け、これを前記記憶媒体に照射するステップとを含むことが好ましい。
【００２８】
一方、本発明の実施形態によるデータ記録方法は、（ｄ）前記レーザ光の波長を可変にする波長多重化方式、前記参照光のスペックルパターン（ｓｐｅｃｋｌｅ  ｐａｔｔｅｒｎ）を用いるスペックル多重化方式、および前記記憶媒体に照射される前記信号光および前記参照光のスポットを移動させる移動多重化方式のいずれかを用いてデータを前記記憶媒体の同一領域に多重記録するステップを更に含むことにより記憶媒体に大容量のデータを記録することができるようになる。
【００２９】
前述したデータ記録方法でデータを記録することができる前記記憶媒体は、光屈折性結晶および光ポリマーのいずれかの材料からなるＷＯＲＭメモリ（Ｗｒｉｔｅ−Ｏｎｃｅ、Ｒｅａｄ−Ｍａｎｙ  ｍｅｍｏｒｙ）であればよく、前記多重焦点レンズは、中心軸を基準に一定の半径内および半径外がそれぞれ前記第１の領域および前記第２の領域になる円形レンズであればよい。
【００３０】
一方、本発明の実施形態によるデータ再生方法は、（ａ）参照光および信号光の干渉縞がホログラフィックデータとして記録された記憶媒体に向けてレーザ光を照射するステップと、（ｂ）前記レーザ光の照射面積を調節して前記参照光だけを前記記憶媒体に照射するステップ、および（ｃ）前記記憶媒体に前記参照光が照射され、前記ホログラフィックデータに対応する前記信号光が復元されれば、前記信号光を検出しデータを再生するステップとを含む。
【００３１】
本データ再生方法に使用される前記記憶媒体は、それぞれ相違する焦点距離を有する第１の領域および第２の領域とに分けられる多重焦点レンズにレーザ光を照射することにより、前記第１の領域および第２の領域のいずれか一方の領域を透過する参照光および他方の領域を透過する信号光が画く干渉縞が前記ホログラフィックデータとして記録されたホログラフィック記憶媒体であればよい。
【００３２】
一方、前記（ｂ）ステップは、前記光源から前記第１の領域および前記第２の領域のうちの前記信号光が透過する領域に照射される前記レーザ光を遮るステップを含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、位相共役器のような高価な装備を使用することなく簡単なハードウェアだけでレーザ光を信号光と参照光とに分けて照射することができるようになる。この結果、簡単な方法でホログラフィック記憶媒体にデータを記録／再生することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、添付した図面を参照して本発明について詳細に説明する。
図３は、本発明の１実施形態であって、ホログラフィックＷＯＲＭメモリに対するデータ記録／再生システムの構成を示す模式図である。図３に示すように、本データ記録／再生装置は、データ記録装置２００およびデータ再生装置３００を含む。データ記録装置２００は、光源２１０、ビームスプリッター２２０、およびフォーカシングレンズ部２３０を含み、データ再生装置３００は、対物レンズ３１０および光信号検出部３２０を含む。
【００３５】
ホログラフィック記憶媒体１００は、ディスク形態で作製され、ディスク回転軸３０を基準にして回転しながらデータを記録および再生するようになる。ホログラフィック記憶媒体１００とは、光屈折性結晶（ｐｈｏｔｏｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ  ｃｒｙｓｔａｌ）や光ポリマーのような材料を用いて作製し、ボリュームホログラフィを用いてデータを三次元的に記録することができる記憶媒体を意味する。
【００３６】
データ記録装置２００は、ホログラフィック記憶媒体１００の所定の領域に参照光および信号光を照射することにより干渉現象を引き起こすようにしてホログラフィックデータを記憶するようになる。まず、光源２１０から出射したレーザ光は、ビームスプリッター２２０により進行経路が変更され、ホログラフィック記憶媒体１００に照射される。この場合、光源２１０は、レーザ光を平行光にするコリメータを内蔵することにより平行光形態でレーザ光を出射することもできる。
【００３７】
一方、ビームスプリッター２２０により進行経路が変更されたレーザ光は、フォーカシングレンズ部２３０により参照光および信号光とに分けられるようになる。フォーカシングレンズ部２３０は、多重焦点レンズ２３１およびレーザ光遮断器２３３を含む。
【００３８】
レーザ光遮断器２３３とは、多重焦点レンズ２３１に照射されるレーザ光を一部遮り、その照射面積を調節する部分である。
多重焦点レンズ２３１とは、単一焦点を有する既存の対物レンズではなく、多重焦点を有するレンズを意味する。具体的に、二重焦点を有する二重焦点レンズの場合、第１の焦点を有する第１の領域と第２の焦点を有する第２の領域とに分けられ、第１の領域を透過する光は第１の焦点上に集束し、第２の領域を透過する光は第２の焦点上に集束する。従って、光源２１０から出射したレーザ光が第１の領域および第２の領域に同時に照射されれば、このレーザ光は、第１の領域に照射される第１のレーザ光と第２の領域に照射される第２のレーザ光とに分けられるようになる。第１のレーザ光および第２のレーザ光のいずれか一方は信号光になり、他方は参照光になることにより記憶媒体１００内の所定の領域で干渉現象を引き起こし、干渉現象に対応するホログラフィックデータが記録されるようになる。
【００３９】
図４ａ〜図５ｂには、円形に作製された多重焦点レンズ２３１を使用する実施形態が示されている。
まず、図４ａおよび図４ｂは、フォーカシングレンズ部２３０を用いてホログラフィック記憶媒体１００にデータを記録する過程を示す模式図である。図４ａに示すように、多重焦点レンズ２３１は、ｒ２の半径を有する円形レンズであり、中心から半径ｒ１内の領域とその他の領域（ｒ２−ｒ１）とは、互いにレンズの曲率が異なることから焦点が異なる。この結果、光源２１０から出射したレーザ光は、一定の半径ｒ１内の領域を透過する第１のレーザ光とその他の領域（ｒ２−ｒ１）を透過する第２のレーザ光とに分けられるようになる。
【００４０】
図４ａにおいて、第１のレーザ光はホログラフィック記憶媒体１００の前面に集束し、第２のレーザ光はホログラフィック記憶媒体１００の裏面に集束している。
一方、図４ａでは、円形の多重焦点レンズ２３１を使用する実施形態を示しているが、多重焦点レンズ２３１の形態が円形でない場合であっても、一定の領域別に照射される光の焦点距離を異ならせることができれば、本発明の実施形態として使うことができる。
【００４１】
一方、半径ｒ１内の領域を通るレーザ光を信号光４２０として用いるか、または参照光４１０として用いるかは製作者の意図によって適宜決めることができるが、図４ａは、ｒ１内の領域を通るレーザ光を信号光４２０として用いる場合を示し、図５ａは、ｒ１以外の領域を通るレーザ光を信号光４２０として用いる場合を示している。
【００４２】
まず、図４ａに示すように、ｒ１内の領域を通るレーザ光を信号光４２０として用いれば、信号光４２０は、ホログラフィック記憶媒体１００の前面に集束し、ｒ１以外の領域を通る参照光４１０は、ホログラフィック記憶媒体１００の裏面に集束し、該ホログラフィック記憶媒体１００の一定の深さにおいて干渉現象が引き起こされるようになる。図４ａ中の干渉が引き起こされる部分４３０において干渉パターンがホログラフィックデータとして記録されるようになる。データ記録装置２００は、記憶しようとするデータビットによって光の強さを変調してレーザ光を照射することにより、一定形態のホログラフィックデータを記録することができるようになる。
【００４３】
図４ａでは、説明の便宜のために、参照光４１０および信号光４２０のそれぞれがホログラフィック記憶媒体１００の前面または裏面に集束することと示しているが、ホログラフィック記憶媒体１００の一領域において干渉を引き起こし得る程度の焦点を有する多重焦点レンズ２３１が使用できることはいうまでもない。
【００４４】
一方、記録の多重化のためには、波長多重化方式、移動多重化方式（ｓｈｉｆｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）、およびスペックル多重化方式等を使用すればよい。波長多重化方式とは、ホログラフィック記憶媒体１００に照射されるレーザ光の波長を多重化して照射することにより、ホログラフィック記憶媒体１００の同一領域に各波長のレーザ光に対応する各データを多重記録する方式を意味する。また、移動多重化方式とは、ホログラフィック記憶媒体１００に照射される信号光４２０および参照光４１０のスポットを所定の許容範囲内で少しずつ移動させながら照射して多重化する方式を意味し、スペックル多重化方式とは、ディフューザ等を用いて参照光波面の強さ分布と位相分布をランダムにすることによりホログラフィック記憶媒体１００に照射されるレーザ光のスペックルパターンを用いてデータを多重記録する方式を意味する。
【００４５】
図４ｂは、図４ａに示す実施形態によってデータが記録されたホログラフィック記憶媒体１００からデータを再生する過程を示す模式図である。図４ｂに示すように、データの記録時に使われた参照光４１０を再びホログラフィック記憶媒体１００に照射することによりデータを再生することができるようになる。
【００４６】
まず、光源２１０から出射してビームスプリッター２２０により経路が変更されたレーザ光は、フォーカシングレンズ部２３０を通りながら照射面積が調節され、記録時に使われた参照光４１０だけが照射されるようになる。照射面積を調節するために、レーザ光遮断器２３３を用いて半径ｒ１内の領域に照射されるレーザ光を遮ることにより、半径ｒ１以外の領域を通る参照光４１０だけをホログラフィック記憶媒体１００に照射することができるようになる。
【００４７】
干渉パターンが形成された領域４３０に参照光４１０を照射すれば、信号光４２０がそのまま再生されてホログラフィック記憶媒体１００の裏面から検出される。データ再生装置３００は、対物レンズ３１０を用いて信号光４２０を集束した後、光信号検出部３２０を用いてデータを検出するようになる。即ち、再生される信号光４２０の強さを検出してデータビットを確認できる。
【００４８】
一方、データを再生するためにレーザ光の照射面積を調節することにより参照光だけがホログラフィック記憶媒体１００に照射されるようにするレーザ光遮断器２３３は、単なる遮光膜を介挿する方式で実現することができる。しかし、絞りを用いる方法が照射面積を簡単に且つ精度良く調節することができるという点で好ましい。
【００４９】
一方、図５ａは、ｒ１内の領域を通るレーザ光を参照光４１０として使う実施形態を示している。図５ａに示すように、参照光４１０はホログラフィック記憶媒体１００の前面に集束し、信号光４２０は裏面に集束することにより、ホログラフィック記憶媒体１００の一定の領域４３０において干渉現象が引き起こされる。
【００５０】
図５ｂは、図５ａに示す方式でデータが記録されたホログラフィック記憶媒体１００からデータを再生する過程を示す模式図である。図５ｂに示すように、ｒ１以外の領域に照射される光を遮ることでｒ１内の領域のみに参照光４１０が照射されるようにする。この結果、干渉領域４３０に参照光４１０が照射されることによりホログラフィック記憶媒体１００の裏面から信号光が出射するようになる。図４ｂと同様に、出射する信号光が対物レンズ３１０により集束し、光信号検出部３２０によりデータが検出されるようになる。
【００５１】
一方、図５ａおよび図５ｂに示す実施形態においても前述したような移動多重化方式、スペックル多重化方式、および波長多重化方式等によってデータを多重化することができる。この場合、図４ａおよび図４ｂに示す実施形態とは異なって、参照光４１０が光軸の中央に位置していて曲率による選択性が落ちることから、移動多重化方式は、その効率性が悪くならざるを得ないため、スペックル多重化方式または波長多重化方式等を用いてデータを多重化することが好ましい。
【００５２】
一方、本発明のまた他の実施形態として多重焦点レンズ２３１のｒ１内の領域およびこの領域以外の領域を通る光の強さを調節するために、ｒ１内の領域およびこの領域以外の領域に対しそれぞれ相違する透過率を有する光学コーティングを施すこともできる。
【００５３】
以上、本発明の好適な実施形態について図示し説明したが、本発明は、上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者により種々の変形実施が可能であることはもとより、かかる変形実施を本発明の技術的思想や展望とは別個に理解してはいけない。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明によるデータ記録／再生装置および方法は、コンピュータおよび情報通信分野において膨大な規模の情報を保存および再生するのに使用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来のホログラフィックデータの記録／再生装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１に示すデータ記録装置でのホログラフィックデータの記録方法を説明するための模式図である。
【図３】本発明の１実施形態に係るホログラフィックデータの記録／再生装置の構成を示す模式図である。
【図４ａ】本発明の１実施形態によってホログラフィックデータを記録する方法を説明するための模式図である。
【図４ｂ】本発明の１実施形態によってホログラフィックデータを再生する方法を説明するための模式図である。
【図５ａ】本発明の他の実施形態によってホログラフィックデータを記録する方法を説明するための模式図である。
【図５ｂ】本発明の他の実施形態によってホログラフィックデータを再生する方法を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０、１００  ホログラフィック記憶媒体
２００  ホログラフィックデータ記録装置
２１０  レーザ光源
２２０  ビームスプリッター
２３０  フォーカシングレンズ部
２３１  多重焦点レンズ
２３３  レーザ光遮断器
３００  ホログラフィックデータ再生装置
３１０  対物レンズ
３２０  光信号検出部
４１０  参照光
４２０  信号光
４３０  ホログラムデータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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