(57)【要約】【課題】  コンパクトで高速処理が可能なホログラム装置を提供すること。【解決手段】  複数のホログラム１１が形成された記録媒体１０に対し、記録媒体１０に光を照射する発光部３０と、各ホログラム１１からの出射光を受光する受光部２０とを有するホログラム装置１において、受光部２０は表面に多数の受光素子２１を配置した基板２２を有して構成され、発光部３０は受光部２０の基板２２上に複数の発光素子３１をアレイ状に配置することにより受光部２０と一体的に構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のホログラムが形成された記録媒体に対し、上記各ホログラムに光を照射する発光部と、上記各ホログラムからの出射光を受光する受光部とを有するホログラム装置において、
上記受光部は表面に多数の受光素子を配置した基板を有して構成され、上記発光部は上記受光部の基板上に複数の発光素子をアレイ状に配置することにより上記受光部と一体的に構成してなることを特徴とするホログラム装置。
【請求項２】
複数のホログラムが形成された記録媒体に対し、上記各ホログラムに光を照射する発光部と、上記各ホログラムからの出射光を受光する受光部とを有するホログラム装置において、
上記受光部は表面に多数の受光素子を配置した基板を有して構成され、上記受光部の基板は複数の貫通孔を有し、上記発光部は上記各貫通孔と同軸上にそれぞれ発光素子を配置することにより、該発光素子から出射した光は上記貫通孔を介して上記各ホログラムに照射されることを特徴とするホログラム装置。
【請求項３】
上記受光部の基板は複数の貫通部を有し、上記発光部は上記各貫通部にそれぞれ発光素子を配置すると共に、該発光素子を上記基板の受光素子が配置された面に露出させてなることを特徴とする請求項１に記載のホログラム装置。
【請求項４】
上記受光部の基板は該基板上に配置された上記発光部の記録媒体に対する相対位置を微調整する駆動ユニットに固定されていることを特徴とする請求項１又は３に記載のホログラム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を記録媒体に入射させて情報を記録再生するホログラム装置に関し、特に発光部を受光部の基板上に配置したホログラム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からコンピュータ等に用いられる記憶装置としては、磁気や光によって情報を記録媒体に対して２次元的に書込み、読込みを行うものが広く用いられている。磁気を用いた記録媒体としては、ハードディスクなどが知られており、光を用いた記憶装置としては、ＣＤやＤＶＤなどが知られている。これら記憶装置は、大容量化の要求に応えるため、これまでに記録密度に関して著しい進歩を果たしてきたものである。そして、さらなる大容量化のための手段として、ホログラムの原理を用いた記憶装置の開発が進められている。
【０００３】
ホログラム装置は、記録媒体上に情報をページ単位で書込み、また読込んで再生するものである。記録媒体上には符号化されたページ単位の情報が屈折率変化等のパターンとして書き込む。このパターンは、記憶装置において物体光と参照光の干渉により形成されたホログラムであり、情報を記録媒体から読み込むには、発光部より参照光のみを記録媒体に入射させ、ホログラムのパターンで回折させてＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光部によって受光することにより、書き込まれた情報を再生することができる。このようなホログラム装置は、例えば特許文献１に記載されているものがある。
【特許文献１】特開２００３−４３９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来のホログラム装置は発光部と受光部とを別々に配置するためコンパクト化は困難であった。また、記録された情報を読込む際、参照光の記録媒体に対する相対位置をそれぞれのホログラムの位置に対応して移動させるため、読込みの高速化は困難であった。
【０００５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、コンパクトで読込みが高速なホログラム装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係るホログラム装置は、複数のホログラムが形成された記録媒体に対し、上記各ホログラムに光を照射する発光部と、上記各ホログラムからの出射光を受光する受光部とを有するホログラム装置において、
上記受光部は表面に多数の受光素子を配置した基板を有して構成され、上記発光部は上記受光部の基板上に複数の発光素子をアレイ状に配置することにより上記受光部と一体的に構成してなることを特徴として構成されている。
【０００７】
また、本発明に係るホログラム装置は、複数のホログラムが形成された記録媒体に対し、上記各ホログラムに光を照射する発光部と、上記各ホログラムからの出射光を受光する受光部とを有するホログラム装置において、
上記受光部は表面に多数の受光素子を配置した基板を有して構成され、上記受光部の基板は複数の貫通孔を有し、上記発光部は上記各貫通孔と同軸上にそれぞれ発光素子を配置することにより、該発光素子から出射した光は上記貫通孔を介して上記各ホログラムに照射されることを特徴として構成されている。
【０００８】
さらに、本発明に係るホログラム装置は、上記受光部の基板は複数の貫通部を有し、上記発光部は上記各貫通部にそれぞれ発光素子を配置すると共に、該発光素子を上記基板の受光素子が配置された面に露出させてなることを特徴として構成されている。
【０００９】
さらにまた、本発明に係るホログラム装置は、上記受光部の基板は該基板上に配置された上記発光部の記録媒体に対する相対位置を微調整する駆動ユニットに固定されていることを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るホログラム装置によれば、受光部の基板上に発光素子を配置することで、受光部と発光部とを一体的に構成するため装置全体をよりコンパクトにできる。また、複数の発光素子をアレイ状に配置して発光部を構成することで、発光部を各ホログラムの位置に対応して移動させる必要がないため、読込みを高速化できる。
【００１１】
また、本発明に係るホログラム装置によれば、受光部の基板に有する複数の貫通孔と同軸上にそれぞれ発光素子を配置することで、受光部と発光部とを近接配置して構成するため装置全体をよりコンパクトにできる。
【００１２】
さらに、本発明に係るホログラム装置によれば、受光部の基板の有する貫通部にそれぞれ発光素子を配置し、発光素子を受光素子が配置された面に露出させて受光部と発光部とを一体的に構成するため、受光部と発光部とを一体的に製造することが容易である。
【００１３】
さらにまた、本発明に係るホログラム装置によれば、受光部の基板は基板上に配置された発光部の記録媒体に対する相対位置を微調整する駆動ユニットに固定されているため、記録媒体の位置が微妙にずれた場合に修正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１は本実施形態におけるホログラム装置１の斜視図、図２は第１の実施形態におけるホログラム装置１の縦断面図、図３は第１の実施形態におけるホログラム装置１の平面図、図４は第１の実施形態におけるホログラム装置１と駆動ユニットとの関係を示した図である。
【００１５】
本実施形態におけるホログラム装置１は、図１に示すように、複数のホログラム１１が形成された記録媒体１０に対し、各ホログラム１１に参照光３４を照射する発光部３０と、各ホログラム１１によって回折した回折光２３を受光する受光部２０とを有する。
【００１６】
記録媒体１０は、符号化されたページ単位の情報を有する物体光と参照光３４との干渉縞をホログラム１１として記録層に形成することで、情報を書込むことができるものである。記録媒体１０に記録された情報を読込むには、ホログラム１１を形成するのに用いた参照光３４と同じ光を記録媒体１０に入射させる。入射した光は記録媒体１０に形成されているホログラム１１によって回折し、この回折光２３を受光部２０によって受光することで情報を読込むことができる。本実施形態における記録媒体１０はあらかじめホログラム装置１内に配置されていてもよく、あるいはスロット型カードとして挿入等される形式としてもよい。
【００１７】
第１の実施形態について説明する。本実施形態における受光部２０は、図２に示すように、表面に多数の受光素子２１を配置した基板２２を有して構成される。この受光部２０の基板２２上に複数の発光素子３１をアレイ状に配置して発光部３０を構成することにより、受光部２０と発光部３０とが一体的に構成される。本実施形態における受光素子２１はＣＭＯＳイメージセンサを用い、発光素子３１は面発光レーザを用いた。受光部２０と発光部３０とを一体的に構成することで、ホログラム装置１をコンパクトにすることができる。また、本実施形態における受光部と発光部とはそれぞれ一つのプロセスの中で一度に形成することができるため製造が容易である。また、各発光素子３１は出射する光を平行光にするレンズ３２をそれぞれ備えている。
【００１８】
本実施形態に用いる記録媒体１０には、各発光素子３１と対応する位置にそれぞれホログラム１１を形成し、情報が書込まれているものとする。したがって、図３に示すように、各発光素子３１と記録媒体１０に形成されたホログラム１１とは１対１の関係となる。各発光素子３１から出射した光は、それぞれ対応するホログラム１１に照射して回折光２３を出射する。このとき、回折光２３が発光素子３１に当たる部分には受光素子２１を配置していないため回折光２３を受光できない。したがって、記録媒体１０に形成されるホログラム１１は、ドーナツ形状とするか、当該発光素子３１に当たる部分には必要な情報を入れないようにする。
【００１９】
受光部２０の基板２２は、基板２２上に配置された発光部３０の記録媒体１０に対する相対位置を微調整する駆動ユニット４０に固定されている。ホログラム装置１に対する外部からの衝撃や、記録媒体１０配置時の配置誤差、あるいは埃の介入等によって、記録媒体１０の位置が所定の位置より微妙にずれる場合がある。相対位置にずれが生じたときは、駆動ユニット４０により受光部２０の基板２２を微小移動させることで修正する。
【００２０】
駆動ユニット４０について詳細に説明する。駆動ユニット４０は、図４に示すように枠形状に形成されたユニット本体４１と、ユニット本体４１の内側に納められる第１の駆動枠４２と、第１の駆動枠４２の内側に納められる第２の駆動枠４３とからなり、受光部２０の基板２２は第２の駆動枠４３の内側に納められ固定される。
【００２１】
第１の駆動枠４２は、それぞれＸ方向に直線的に伸縮する２つの微小駆動素子４４を介してユニット本体４１に対してＸ方向及びθ方向に動作自在とされると共に、Ｘ方向とＹ方向にそれぞれ弾性体４５を設けて、微小駆動素子４４の動作に対する抵抗としている。ここで、微小駆動素子４４は、電界を付加することにより伸縮するものであり、ピエゾ素子等からなる。また、弾性体４５は板バネからなり、第１の駆動枠４２をユニット本体４１に対して懸架すると共に、第１の駆動枠４２の動作を安定して行うことができるようにしている。ただし、弾性体４５は板バネには限られず、その他のバネやゴム等でもよい。
【００２２】
微小駆動素子４４はＸ方向に伸縮するように２つ設けられているので、２つを同時に同じ長さだけ伸縮させることにより、第１の駆動枠４２をユニット本体４１に対してＸ方向に直線動作させることができる。また、２つの微小駆動素子４４の伸縮に差を付けることにより、第１の駆動枠４２をユニット本体４１に対してθ方向に回転動作させることができる。
【００２３】
また、第２の駆動枠４３は、それぞれＹ方向に直線的に伸縮する２つの微小駆動素子４４を介して第１の駆動枠４２に対してＹ方向及びθ方向に動作自在とされると共に、Ｘ方向とＹ方向にそれぞれ弾性体４５を設けて、微小駆動素子４４の動作に対する抵抗としている。
【００２４】
微小駆動素子４４はＹ方向に伸縮するように２つ設けられているので、２つを同時に同じ長さだけ伸縮させることにより、第２の駆動枠４３を第１の駆動枠４２に対してＹ方向に直線動作させることができる。すなわち、第１の駆動枠４２に設けられる微小駆動素子４４に対しては、その動作と略直角方向に第２の駆動枠４３を動作させるように、第２の駆動枠４３の微小駆動素子４４が設けられる。また、２つの微小駆動素子４４の伸縮に差を付けることにより、第２の駆動枠４３を第１の駆動枠４２に対してθ方向に回転動作させることができる。弾性体４５はユニット本体４１と第１の駆動枠４２の間に設けられるものと同様で、第２の駆動枠４３を第１の駆動枠４２に対して懸架すると共に、安定して動作させることができるようにしている。
【００２５】
受光部２０の基板２２は第２の駆動枠４３の内側に挿入し固定される。よって、第１の駆動枠４２と第２の駆動枠４３とを相互に動作させることにより、受光部２０の基板２２をユニット本体４１及び記録媒体１０に対して、Ｘ方向とＹ方向及びθ方向に動作させることができる。
【００２６】
本実施形態における読込み方法について説明する。発光部３０によって出射した光は対応するホログラム１１によって回折する。この回折光２３は、図３に示すように、受光部２０の基板２２上に配置された発光素子３１を中心にそれぞれ照射される。このとき、隣接する発光素子３１が同時に発光すると、得られる回折光２３は受光部２０において重複し、受光部２０は書込まれた情報を読込むことができない。よって発光素子３１は隣接する発光素子３１とは同時に発光させず、順々に発光させることで回折光２３の重複を防止する。
【００２７】
図３に示すように、発光素子３１ａに対応するホログラム１１によって回折した回折光２３ａは、隣接する発光素子３１ｂ、３１ｄと同時に発光した場合、対応するホログラム１１によって回折した回折光２３ｂ、２３ｄと重複する。したがって、まず発光素子３１ａ、３１ｃ、３１ｅを発光させ、対応するホログラム１１によって回折した回折光２３ａ、２３ｃ、２３ｅを受光部２０によって受光する。次に発光素子３１ｂ、３１ｄ、３１ｆを発光させ、対応するホログラム１１によって回折した回折光２３ｂ、２３ｄ、２３ｆを受光することで、回折光２３が互いに重複することなく全ての情報を読込むことができる。
【００２８】
各発光素子３１とホログラム１１はそれぞれ１対１の関係であり、各発光素子３１は順次発光して各ホログラム１１に照射し、受光部２０は各ホログラム１１からの回折光２３をそれぞれ受光する。このため、発光部３０をそれぞれのホログラム１１の位置に対応させながらステップ移動する必要がなく、読込みを一括で行うことができる。また、ステップ移動のための駆動部が不要であるので装置全体をよりコンパクトにすることができ、消費電力を抑えることができる。
【００２９】
次に第２の実施形態について説明する。本実施形態における受光部２０は、図５に示すように、表面に多数の受光素子２１を配置した基板２２を有して構成され、受光部２０の基板２２は複数の貫通部２４を有する。また、発光部３０は表面に複数の発光素子３１をアレイ状に配置してなる基板３３を有して構成される。ここで、受光部２０の基板２２に有する貫通部２４は各発光素子３１と対応する位置に設ける。受光部２０の基板２２と発光部３０の基板３３とを接合して各貫通部２４にそれぞれ発光素子３１を配置し、受光素子２１が配置されている面に各発光素子３１を露出させることで、受光部２０と発光部３０とを一体的に構成することができる。これにより、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
次に第３の実施形態について説明する。本実施形態における受光部２０は、図６に示すように、表面に多数の受光素子２１を配置した基板２２を有して構成され、受光部２０の基板２２は複数の貫通孔２５を有する。発光部３０は各貫通孔２５と同軸上にそれぞれ発光素子３１を配置してなり、各発光素子３１から出射した光は貫通孔２５を介して各ホログラム１１に照射される。本実施形態における受光部２０と発光部３０とは一体的ではないが、近接配置して構成するため、第１又は第２の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用はこの実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。例えば、アレイ状に配置される発光素子３１の数は本実施形態に限られず、より多くてもよいし、より少なくてもよい。また、各発光素子３１の発光順序については、回折光が受光部において互いに重複しない方法であれば、本実施形態に限られず、どのような方法であってもよい。さらに、各発光素子３１を波長可変光源とすることによって波長多重によって記録された複数の情報を読込むことができる。
【００３２】
また、本実施形態に用いた記録媒体１０に形成された複数のホログラム１１に対して、それぞれ同じだけずらした位置に別の情報を有するホログラム１１を形成すると、元のホログラム１１は各発光素子３１に対応する位置にそれぞれ形成されているため、別の情報を有する複数のホログラム１１と各発光素子３１とは一点の位置合わせのみで１対１の関係となる。一点の位置合わせのみで複数の情報を読込むことができるため、読込みを高速で行うことができる。発光素子３１とホログラム１１との位置合わせは、駆動ユニット４０を用いる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態のおけるホログラム装置の斜視図である。
【図２】第１の実施形態におけるホログラム装置の縦断面図である。
【図３】第１の実施形態におけるホログラム装置の平面図である。
【図４】第１の実施形態におけるホログラム装置と駆動ユニットとの関係を示した図である。
【図５】第２の実施形態におけるホログラム装置の縦断面図である。
【図６】第３の実施形態におけるホログラム装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    ホログラム装置
１０    記録媒体
１１    ホログラム
２０    受光部
２１    受光素子
２２    基板
２３    回折光
２４    貫通部
２５    貫通孔
３０    発光部
３１    発光素子
３２    レンズ
３３    基板
３４    参照光
４０    駆動ユニット
４１    ユニット本体
４２    第１の駆動枠
４３    第２の駆動枠
４４    微小駆動素子
４５    弾性体
【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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【図６】
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