(57)【要約】 【課題】再生時に回折光以外の不要光が再生光光学系に入射することによる画像データのＳ／Ｎの劣化を防止でき、それにより再生画像データの品質を向上させること。【解決手段】再生モード時、閉鎖したシャッター２４を信号光光学系２１とホログラム記録メディア２３との間に配置する。これにより、照明参照光２００がホログラム記録メディア２３に照射されてその一部が反射するが、その反射光２０１はシャッター２４により遮られて信号光光学系２１内に入射されないため、信号光光学系２１から折り返されてホログラム記録メディア２３側に戻ることがなくなる。これにより、撮像装置２５には再生光光学系２２を通してホログラム記録メディア２３で発生した回折光３００だけが入射されるため、再生画像データのＳ／Ｎを向上させることができる。【選択図】図３  
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録モード時に、信号光と参照光の干渉縞をホログラム記録媒体に記録すると共に、再生モード時に、前記参照光と同一の照明参照光をホログラム記録媒体に照射することにより生じる回折光を撮像装置で受光して再生データを得るホログラム記録再生装置であって、
前記再生モード時に、前記照明参照光をホログラム記録媒体に照射した際に生じるホログラム記録媒体からの反射光が前記信号光を前記ホログラム記録媒体に集光する信号光光学系に入射されることを防止する遮光手段を具備する、
ことを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項２】
前記遮光手段は、前記信号光光学系と前記ホログラム記録媒体との間に配置された遮光部材を備えることを特徴とする請求項１記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３】
前記遮光部材は光吸収物体であることを特徴とする請求項２記載のホログラム記録再生装置。
【請求項４】
前記遮光部材は反射物体であり、この反射物体により反射された反射光が前記回折光を前記撮像装置に結像させる再生光光学系に入射されないように当該反射物体を配置することを特徴とする請求項２記載のホログラム記録再生装置。
【請求項５】
前記遮光手段は遮光部材を備えると共に、記録モード時に前記信号光の光路から前記遮光部材を移動又は除去する手段を具備することを特徴とする請求項１記載のホログラム記録再生装置。
【請求項６】
前記遮光手段は前記再生モード時に閉鎖され、記録モード時に開放されるシャッターであることを特徴とする請求項１記載のホログラム記録再生装置。
【請求項７】
記録モード時に、信号光と参照光の干渉縞をホログラム記録媒体に記録すると共に、再生モード時に、前記参照光と同一の照明参照光をホログラム記録媒体に照射することにより生じる回折光を撮像装置で受光して再生データを得るホログラム記録再生装置であって、
前記信号光を前記ホログラム記録媒体に集光する信号光光学系と、
前記回折光を前記撮像装置に結像させる再生光光学系と、
前記信号光光学系と前記再生光光学系との間に配置されたホログラム記録媒体と、
前記ホログラム記録媒体および前記再生光光学系に対する前記信号光光学系の相対位置関係を前記記録モード時と再生モード時とで異ならせる移動手段と、
を具備することを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項８】
前記移動手段は、再生モード時に前記照明参照光をホログラム記録媒体に照射した際に生じるホログラム記録媒体からの反射光が前記信号光光学系に入射されないように、前記信号光光学系をシフトすることを特徴とする請求項７記載のホログラム記録再生装置。
【請求項９】
記録モード時に、信号光と参照光の干渉縞をホログラム記録媒体に記録すると共に、再生モード時に、前記参照光と同一の照明参照光をホログラム記録媒体に照射することにより生じる回折光を撮像装置で受光して再生データを得るホログラム記録再生方法であって、
前記記録モードから前記再生モードに移行する際に、前記照明参照光をホログラム記録媒体に照射した際に生じるホログラム記録媒体からの反射光が、前記信号光を前記ホログラム記録媒体に集光する信号光光学系に入射されることを阻止する入射阻止ステップを具備する、
ことを特徴とするホログラム記録再生方法。
【請求項１０】
前記入射阻止ステップは、前記記録モードから前記再生モードに移行する際に、前記反射光の光路に遮光部材を移動又は配置するステップを具備することを特徴とする請求項９記載のホログラム記録再生方法。
【請求項１１】
前記入射阻止ステップは、前記記録モードから前記再生モードに移行する際に、前記ホログラム記録媒体および前記回折光を前記撮像装置に結像させる再生光光学系に対して前記信号光光学系の相対位置関係を変化させるステップであることを特徴とする請求項１０記載のホログラム記録再生方法。
【請求項１２】
信号光及び参照光の干渉縞を記録するホログラム記録媒体と、
前記ホログラム記録媒体を収納する筐体と、
外部から照射される前記信号光及び参照光を前記ホログラム記録媒体に入射するために、前記筐体の一部分に配設された透明部分と、
前記参照光と同一の照明参照光を前記ホログラム記録媒体に照射して記録データの再生を行う再生モード時に、前記照明参照光が前記ホログラム記録媒体に照射された時に生じる反射光が前記透明部分を透過して外部に漏れないようにする遮光手段と、
を具備することを特徴とするディスクカートリッジ。
【請求項１３】
前記遮光手段は、前記筐体の透明部分の一部又は近接した位置に移動自在に配置される遮光部材であり、前記再生モード時に、前記照明参照光が前記ホログラム記録媒体に照射された時に生じる反射光が前記透明部分を透過して外部に漏れないような位置に前記遮光部材を移動することを特徴とする請求請１２記載のディスクカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録再生装置及び方法に係り、特に再生モード時に撮像装置に入射する不要光の遮断と、前記不要光の遮断を可能にするディスクカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ホログラフィック技術は、次世代、次々世代光ディスクと競合する強力なストレージの候補として注目を集めているホログラフィックメモリの実用化へ向けて、急速に開発が進められており、ホログラム技術を利用して大容量データの記録再生を行うホログラム記録再生システムが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
このデータをホログラフィクにホログラム記録メディアに記録し、また、ホログラム記録メディアからデータを再生するホログラム記録再生装置は、図７に示すような一般的な構成を有している。レーザー光源１から出射された干渉性を持つレーザー光はシャッター２を通してビームスプリッター３に入射し、信号光１００と参照光２００に分岐される。信号光１００はミラー４を介して空間光変調器５に入射され、信号光はデータページを表示した空間光変調器５で強度変調される。変調された信号光はレンズ群６によりホログラム記録メディア７に集光される。一方、参照光２００はミラー８、レンズ１３を介してホログラム記録メディア７を照射するため、ホログラム記録メディア７内において、この信号光１００と参照光２００が重ね合わされて、その結果形成される干渉縞がホログラム記録メディア７に記録される。
【０００４】
ホログラム記録メディア７に記録されたデータを再生するには、参照光２００と同一の再生光をホログラム記録メディア７に入射させることにより、ホログラム記録メディア７に記録されている干渉縞に対応する回折光としてデータが再生され、この回折光（再生光）がレンズ群９によりＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像装置１０に結像される。撮像装置１０は受光した回折光を光電変換し、得られた受光信号は解析されて画像データとして再生される。
【０００５】
ここで、上記したホログラム記録メディア７を挟んで対向配置されているレンズ群６とレンズ群９の詳細構成は、図８に示した如くフーリエ変換レンズ群と逆フーリエ変換レンズ群とに対応し、図７では簡単化のため１個のレンズ６、９だけで示している。したがって、データはフーリエ変換ホログラムでホログラム記録メディア７に記録再生される。それは、限られたスペースにホログラムを納めることができることと、情報をフーリエ変換して逆空間に情報を分散するため、記録の冗長性を高めることができるメリットがあるからである。
【非特許文献１】IBM J.RES DEVELOP VOL 44 NO.3 MAY 2000 「Holographic data storage」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように２光束方式の記録再生装置では、再生時に図８に示すように参照光２００がホログラム記録メディア７の記録エリアを照射するが、この時、参照光（照明参照光）２００はホログラム記録メディア７を挟持するガラス又はプラスチック板（図示せず）などで一部が反射し、その反射光２０１が信号光光学系のフーリエ変換レンズ群６に入射する。このフーリエ変換レンズ群６に入射した反射光２０１はフーリエ変換レンズ群６で更に反射されて、ホログラム記録メディア７側に折り返され、この参照光２０１がホログラム記録メディア７を透過して再生光光学系のフーリエ変換レンズ群９に入射する。
【０００７】
これにより、撮像装置１０には、ホログラム記録メディア７より再生された再生光の他に参照光２０１が入射されるため、撮像装置１０により撮像された再生画像に参照光２０１による画像がノイズとして載ってしまい、再生画像のＳ／Ｎが悪化するという不具合があった。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、再生時に回折光以外の不要光が再生光光学系に入射することによる画像データのＳ／Ｎの劣化を防止でき、それにより再生画像データの品質を向上させることができるホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法及びディスクカートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するため、記録モード時に、信号光と参照光の干渉縞をホログラム記録媒体に記録すると共に、再生モード時に、前記参照光と同一の照明参照光をホログラム記録媒体に照射することにより生じる回折光を撮像装置で受光して再生データを得るホログラム記録再生装置であって、前記再生モード時に、前記照明参照光をホログラム記録媒体に照射した際に生じるホログラム記録媒体からの反射光が前記信号光を前記ホログラム記録メディアに集光する信号光光学系に入射されることを防止する遮光手段を具備することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、記録モード時に、信号光と参照光の干渉縞をホログラム記録メディアに記録すると共に、再生モード時に、前記参照光と同一の照明参照光をホログラム記録メディアに照射することにより生じる回折光を撮像装置で受光して再生データを得るホログラム記録再生装置であって、前記信号光を前記ホログラム記録媒体に集光する信号光光学系と、前記回折光を前記撮像装置に結像させる再生光光学系と、前記信号光光学系と前記再生光光学系との間に配置されたホログラム記録媒体と、前記ホログラム記録媒体及び前記再生光光学系に対する前記信号光光学系の相対位置関係を前記記録モード時と再生モード時とで異ならせる移動手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、記録モード時に、信号光と参照光の干渉縞をホログラム記録媒体に記録すると共に、再生モード時に、前記参照光と同一の照明参照光をホログラム記録媒体に照射することにより生じる回折光を撮像装置で受光して再生データを得るホログラム記録再生方法であって、前記記録モードから前記再生モード時に移行する際に、前記照明参照光をホログラム記録媒体に照射した際に生じるホログラム記録媒体からの反射光が、前記信号光を前記ホログラム記録媒体に集光する信号光光学系に入射されることを阻止する遮光ステップを具備することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、信号光及び参照光の干渉縞を記録するホログラム記録媒体と、前記ホログラム記録媒体を収納する筐体と、外部から照射される前記信号光及び参照光を前記ホログラム記録媒体に入射するために前記筐体の一部分に配設された透明部分と、前記参照光と同一の照明参照光を前記ホログラム記録媒体に照射して記録データの再生を行う再生モード時に、前記照明参照光が前記ホログラム記録媒体に照射された時に生じる反射光が前記透明部分を透過して外部に漏れないようにする遮光手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
このように本発明では、前記再生モード時に、照明参照光をホログラム記録媒体に照射した際に生じるホログラム記録媒体（ホログラム記録メディア）からの反射光が、信号光光学系に入射されることを防止するための遮光部材（遮光手段の一種）を配置したり或いは、前記反射光が信号光光学系に入射されることを防止するために例えば信号光光学系をホログラム記録媒体および再生光光学系に対してシフトすることによって、照明参照光の反射光が信号光光学系で反射されてホログラム記録媒体側に折り返されることを防止することができる。それ故、照明参照光をホログラム記録媒体に照射することにより生じる回折光だけが再生光光学系を通して撮像装置に結像するため、ホログラム記録メディアから再生された画像データのＳ／Ｎを向上させることができる。また、前記遮光部材をディスクカートリッジの筐体部に配設されている記録光と参照光が入射される透明部分に移動自在に配置し、再生モード時に前記照明参照光の反射光が外部に漏れないような位置に移動して、反射光が信号光光学系に入射されないようにすることにより、反射光が信号光光学系で反射されてホログラム記録媒体側に折り返されることを防止することができ、ホログラム記録メディアから再生された画像データのＳ／Ｎを向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、前記再生モード時に、照明参照光をホログラム記録媒体に照射した際に生じるホログラム記録媒体からの反射光が信号光光学系に入射されることを防止するための遮光部材を配置したり或いは、前記反射光が信号光光学系に入射されることを防止するために信号光光学系と再生光光学系のいずれか一方又は両方を例えば光軸に対してずらすことにより、照明参照光の反射光が信号光光学系で反射されてホログラム記録媒体側に折り返され、それがホログラム記録媒体を透過して再生光光学系に入射されることを防止することができる。それ故、照明参照光をホログラム記録媒体に照射することにより生じる回折光だけが再生光光学系を通して撮像装置に結像するため、ホログラム記録メディアから再生された画像データのＳ／Ｎを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
再生時に回折光以外の不要光が再生光光学系に入射することによる画像データのＳ／Ｎの劣化を防止でき、それにより再生画像データの品質を向上させる目的を、再生モード時に照明参照光をホログラム記録媒体に照射した際に生じるホログラム記録媒体からの反射光が、前記信号光を前記ホログラム記録媒体に集光する信号光光学系に入射されないように、反射光の光路に遮光部材を配置したり或いは、信号光光学系と再生光光学系の相対位置を変化させることによって実現される。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るホログラム記録再生装置の要部の構成を示した側面図である。ホログラム記録再生装置は、信号光光学系２１と再生光光学系２２の間にホログラム記録メディア２３が配置され、更に、ホログラム記録メディア２３と信号光光学系２１との間にシャッター２４が配置されている。また、信号光光学系２１及び再生光光学系２２はフーリエ変換レンズ群及び逆フーリエ変換レンズ群で、２１１、２２１は最も外側のレンズを示している。
【００１７】
図２は図１に示したホログラム記録メディア２３の構造を示した断面図である。透明なガラス板（又は透明プラスチック板）２３１の間に記録材（フォトポリマーなど）２３２が挟持されたサンドイッチ構造になっている。
【００１８】
次に本実施の形態の動作について説明する。シャッター２４は中央が開閉自在になっていて、ホログラム記録メディア２３にデータを記録する記録モードでは、シャッター２４は図示の如く開いている。このため、信号光光学系２１のレンズ２１１から照射されるデータに応じて強度変調された信号光１００は、シャッター２４の開口部を通ってホログラム記録メディア２３の記録エリアに到達する。信号光１００は、別途照射される参照光２００と干渉し、干渉縞がホログラム記録メディア２３の記録材２３２中に記録される。
【００１９】
再生モードでは、図３に示すようにシャッター２４は閉じており、参照光（照明参照光）２００のみがホログラム記録メディア２３の記録エリアに照射される。これにより、ホログラム記録メディア２３の記録エリアに回折光３００が発生し、この回折光３００が再生光として再生光光学系２２に入射されて撮像装置２５に結像する。その際、参照光２００の一部がホログラム記録メディア２３で反射し、反射光２０１が信号光光学系２１の方向に進行するが、これはシャッター２４により遮断されてほとんど吸収されてしまい、この反射光２０１がホログラム記録メディア２３側に折り返されることを防止している。
【００２０】
本実施の形態によれば、再生モード時に、信号光光学系２１とホログラム記録メディア２３との間に配置されたシャッター２４により、ホログラム記録メディア２３で反射された参照光２００の一部は遮断、吸収され、信号光光学系２１側に進行することを防止することができ、それ故、参照光２００の反射光２０１はホログラム記録メディア２３側に折り返され、更にこのホログラム記録メディア２３を透過して再生光光学系２２に入射されることをなくすことができる。このため、撮像装置２５には再生光しか入射されず、再生画像のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００２１】
尚、上記実施の形態では信号光光学系２１とホログラム記録メディア２３との間にシャッター２４を配置したが、これはシャッター２４に限らず、遮光部材であればよく、記録モード時には、信号光光学系２１から照射された信号光がホログラム記録メディア２３に到達するようにその光路から除外され、再生モード時に参照光２００のホログラム記録メディア２３からの反射光２０１が信号光光学系２１に入射されないように反射光２０１の光路に挿入されて遮断する機能を持つものであれば、同様の効果がある。
【００２２】
上記した遮光部材は光を吸収するものである方が好ましいが、光を散乱させる物体でもよく、この場合、ホログラム記録メディア２３からの反射光２０１が当たるとこれを散乱してホログラム記録メディア２３側にはほとんど戻らないようにすれば、上記と同様の効果がある。更に、遮光部材は光を反射させるものでもよい。この場合は、参照光２００のホログラム記録メディア２３からの反射光２０１が再生光光学系２２に侵入しないような光路を採るように遮光部材の配置角度などを設定すれば、反射光２０１がこの遮光部材に当たると反射して信号光光学系２１に侵入しないようにすることができ、同様の効果を得ることができる。
【実施例２】
【００２３】
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るディスクカートリッジをホログラム記録再生装置に装着した場合を示した図である。但し、第１の実施の形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。ディスクカートリッジ２６は平たい箱状の筐体内部にホログラム記録メディア２７が回転自在に収納されている。筐体の一部は透明で、この透明部分２６１から信号光や参照光が内部に入射してホログラム記録メディア２７の記録エリアを照射できるようになっていると共に、再生モード時に発生する参照光の反射光が外部に出射しないようにするためのシャッター２８がスライド自在に取り付けてある。また、この透明部分２６１に対向する筐体の背面も透明（図５参照）になっており、再生モード時に回折光３００を取り出せるようになっている。
【００２４】
次に本実施の形態の動作について説明する。ディスクカートリッジ２６は信号光光学系２１と再生光光学系２２の間に装着されて使用される。記録モード時には、ディスクカートリッジ２６のシャッター２８は図５（Ａ）に示したように横にスライドして透明部分２６１は全開した状態となるため、信号光１００及び参照光２００がディスクカートリッジ２６の筐体内部に入射してホログラム記録メディア２７の記録エリア４０を照射する。これにより、ホログラム記録メディア２７にデータの記録が行われる。
【００２５】
再生モード時には、ディスクカートリッジ２６のシャッター２８は図５（Ｂ）に示したように横にスライドして透明部分２６１の一部を覆うように位置する。このように透明部分２６１の一部が覆われていても、参照光（照明参照光）２００はディスクカートリッジ２６の筐体内部に入射でき、ホログラム記録メディア２７に照射される。この時、このホログラム記録メディア２７で参照光２００の一部が反射されるが、この反射光はシャッター２８により遮られ、ディスクカートリッジ２６の外部に出射されない。このため、信号光光学系２１に参照光２００の反射光が侵入し、これが折り返されてホログラム記録メディア２７側に再入射され、ホログラム記録メディア２７を透過して再生光光学系２２に入射されることを防止する。
【００２６】
本実施の形態によれば、ホログラム記録メディア２７を筐体内に収納して使用するディスクカートリッジ２６とした場合も、カードリッジ２６側にシャッター２８を取り付けることによって、ホログラム記録メディア２７からの参照光２００の反射光を外部に出射されないようにすることができ、第１の実施の形態と同様の効果がある。
【実施例３】
【００２７】
図６（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係るホログラム記録再生装置の要部の構成を示した側面図である。但し、第１の実施の形態と同様の部分には同一符号を付して説明し、適宜その説明を省略する。ホログラム記録再生装置は、信号光光学系２１と再生光光学系２２の間にホログラム記録メディア２３が配置されている。信号光光学系２１は光軸に対して垂直方向に移動可能になっている。この移動手段はトラッキング制御用のサーボ機構を用いるが、別途、専用の移動機構を設けても良い。
【００２８】
次に本実施の形態の動作について説明する。記録モード時、図６（Ａ）に示すように信号光光学系２１の光軸と再生光光学系２２の光軸が一致するように信号光光学系２１が位置している。これにより、ホログラム記録メディア２３の記録エリアに信号光１００と参照光２００が入射されてデータが記録される。
【００２９】
再生モード時、図６（Ｂ）に示すように信号光光学系２１は光軸に対して矢印８０に示すように垂直方向に移動する。このため、参照光（照明参照光）２００のホログラム記録メディア２３からの反射光２０１は信号光光学系２１に入射することなく、そのまま外部に逃げてしまう。したがって、反射光２０１が回折光３００と共に再生光光学系２２から撮像装置２５に入射されることはない。
【００３０】
本実施の形態によれば、再生モード時、信号光光学系２１を参照光２００の反射光２０１が当該信号光光学系２１に入射しない位置までずらすことにより、参照光２００のホログラム記録メディア２３からの反射光２０１が回折光３００と共に再生光光学系２２から撮像装置２５に入射されることを防止でき、それにより、再生データのＳ／Ｎを向上させることができる。
【００３１】
なお、上記実施の形態では信号光光学系２１をずらしたが、ホログラム記録メディア２３の位置も含めて再生光光学系２２を、参照光２００の反射光２０１が信号光光学系２１に入射しない位置までずらしても同様の効果がある。また、参照光２００の反射光２０１が信号光光学系２１に入射しないようにすれば良いため、信号光光学系２１のずらし方は回転移動でも何でもよく、再生光光学系２２をずらす場合も同様である。さらに、信号光光学系２１及び再生光光学系２２を同時にずらして参照光２００の反射光２０１が信号光光学系２１に入射しないようにしても同様の効果がある。
【００３２】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るホログラム記録再生装置の要部の構成を示した側面図である。
【図２】図１に示したホログラム記録メディアの構造を示した断面図である。
【図３】図１に示したホログラム記録再生装置の再生モード時の状態を示した側面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るディスクカートリッジをホログラム記録再生装置に装着した場合を示した図である。
【図５】図４に示したディスクカートリッジのシャッターの状態を示した断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るホログラム記録再生装置の要部の構成を示した側面図である。
【図７】従来のホログラム記録再生装置の構成例を示した構成図である。
【図８】図７に示したホログラム記録再生装置のホログラム記録メディアの周辺構成を示した側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
２１……信号光光学系、２２……再生光光学系、２３、２７……ホログラム記録メディア、２４、２８……シャッター、２５……撮像装置、２６……ディスクカートリッジ、２１１、２２１……レンズ、２３１……ガラス板、２３２……記録材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005285262.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005285262.tif 000007
【図６】
2005285262.tif 000008
【図７】
2005285262.tif 000009
【図８】
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