(57)【要約】【課題】  干渉ノイズ無しにホログラフィックデータを記録媒体に記録し、記録媒体に記録されているホログラフィックデータを再生することができるホログラフィックＲＯＭシステムを提供する。【解決手段】  ホログラフィックＲＯＭシステムは、参照光ＳＳ１を屈折させて記録媒体５０に第１の角度θで入射される円錐参照光ＳＳ３を生成する円錐ミラー１０と、記録媒体に記録されるホログラフィックデータに対応する予め定められたデータパターンを有しており、記録媒体を透過する一部の円錐参照光を変調、反射させて、記録媒体に第２の角度で入射される変調された円錐参照光を生成する反射型データマスク３０とを備えており、前記変調された円錐参照光と、記録媒体に入射される円錐参照光とが、互いに干渉することにより形成される干渉パターンが記録媒体に記録される。【選択図】  図４
2005346031.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媒体に記録するホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムであって、
参照光を生成する手段と、
前記参照光を屈折させて前記記録媒体に第１の角度で入射される円錐参照光を生成する円錐ミラーと、
前記記録媒体に記録されるデータに対応するデータパターンを有しており、前記記録媒体を透過する一部の前記円錐参照光を変調及び反射させて、前記記録媒体に第２の角度で入射される変調された円錐参照光を生成する反射型データマスクとを備えており、
前記変調された円錐参照光と前記記録媒体に入射される円錐参照光とが互いに干渉することにより形成される干渉パターンが前記記録媒体に記録されることを特徴とするホログラフィックＲＯＭマスタリングシステム。
【請求項２】
前記第１の角度と前記第２の角度は、前記記録媒体の垂直方向に対して余角の関係を有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ＲＯＭマスタリングシステム。
【請求項３】
前記変調された円錐参照光は、前記データを伴った信号光として使用され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ＲＯＭマスタリングシステム。
【請求項４】
前記第１及び第２の角度は、角度多重化のための角度選択度だけ変更され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ＲＯＭマスタリングシステム。
【請求項５】
前記角度選択度は、前記記録媒体の厚さ、前記参照光の波長及び前記第１の角度のサイン値であることを特徴とする請求項４に記載のホログラフィックＲＯＭマスタリングシステム。
【請求項６】
記録媒体に記録されているホログラフィックデータを再生するホログラフィックＲＯＭ読出しシステムであって、
平面波読出し光（plane-wave readout beam）を前記記録媒体に第１の角度で照射し、前記記録媒体からリアルイメージを再生する手段と、
前記記録媒体の垂直方向に対して第２の角度だけ偏向された光路上に配設され、前記平面波読出し光により再生されるリアルイメージを結像するイメージ結像手段と、
前記結像されたリアルイメージを検出し、前記記録媒体から前記ホログラフィックデータを読み出す手段とを備えることを特徴とするホログラフィックＲＯＭ読出しシステム。
【請求項７】
前記第１及び第２の角度は、前記記録媒体の垂直方向に対して余角の関係を有し、前記ホログラフィックデータを前記記録媒体に記録する際に用いられる参照光の入射角度と同一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ＲＯＭ読出しシステム。
【請求項８】
前記第１及び第２の角度は、角度多重化のための角度選択度だけ変更され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ＲＯＭ読出しシステム。
【請求項９】
前記角度選択度は、前記記録媒体の厚さ、前記参照光の波長及び前記第１の角度のサイン値であることを特徴とする請求項８に記載のホログラフィックＲＯＭ読出しシステム。
【請求項１０】
ホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムにおいて、ホログラフィックデータを記録媒体に記録する方法であって、
参照光を円錐ミラーで屈折させて円錐参照光を生成し、その円錐参照光を第１の角度で前記記録媒体に入射させるステップと、
前記記録媒体を通過する一部の円錐参照光を変調させて、その変調された一部の円錐参照光を反射させて、前記記録媒体に第２の角度で入射させるステップと、
前記変調された一部の円錐参照光と、前記記録媒体に入射される円錐参照光とが、互いに干渉することにより生成される干渉パターンを前記記録媒体に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記録方法。
【請求項１１】
前記第１及び第２の角度は、前記記録媒体の垂直方向に対して余角の関係を有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記録方法。
【請求項１２】
ホログラフィックＲＯＭ読出しシステムの記録媒体に記録されているデータを再生する方法であって、
平面波読出し光を前記記録媒体に第１の角度で照射し、前記記録媒体からリアルイメージを再生するステップと、
前記再生媒体の垂直方向に対して第２の角度だけ偏向された光経路上に前記リアルイメージを結像するステップと、
前記光路上に結像されたリアルイメージを検出し、前記記録媒体から前記ホログラフィックデータを読み出す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再生方法。
【請求項１３】
前記第１及び第２の角度は、前記記録媒体の垂直方向に対して余角の関係を有し、前記ホログラフィックデータを前記記録媒体に記録する際に用いられる参照光の入射角度と同一であることを特徴とする請求項１２に記載のホログラフィックデータ再生方法。
【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ＲＯＭ（read-only memory）システムに関し、特に、反射型データマスクを用いて干渉ノイズ無しにホログラフィックデータをホログラフィック記録媒体に記録し、且つ、ホログラフィック記録媒体に記録されているホログラフィックデータを再生することができるホログラフィックＲＯＭシステム及びこのための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報産業の発達に伴って、情報を記録する装置の大容量化、処理速度の高速化が求められている。デジタルデータを記録する装置のうち、広く知られているホログラフィックＲＯＭシステムは、体積ホログラムの原理を用いるページ向けのメモリシステムであって、ホログラフィック記録媒体に大容量の情報を記録することができる。ホログラフィックＲＯＭシステムは、情報を盛り込んだ信号光を参照光と干渉させて作られた干渉縞をホログラフィック記録媒体に記録する。また、ホログラフィックＲＯＭシステムは、参照光の入射角度を変更させる角度多重化を用いて更に多くの情報を１つのホログラフィック記録媒体にページ単位で重ねて記録することもできる。このような利点から、ホログラフィックＲＯＭシステムは、次世代の高密度の情報記録装置として脚光を浴びている。
【０００３】
図１は、従来のホログラフィックデータをホログラフィック記録媒体に記録する典型的なホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムを示す。図１に示すように、ホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムは、参照光Ｓ１と信号光Ｓ２が光源（図示せず）から誘導され、円錐ミラー１は、ホログラフィック記録媒体５に入射される参照光Ｓ１を屈折させて入射角度を調整した円錐参照光Ｓ３を生成する。円錐参照光Ｓ３は、記録媒体５に入射され、記録媒体５に記録される予め定められたデータパターンを有している透過型データマスク３を通過する信号光Ｓ２と干渉し、干渉パターンを生成する。このようにして生成された干渉パターンが、ディスク状の記録媒体５にホログラフィックデータとして記録される。
【０００４】
角度多重化を用いることにより、更に多くのデータをホログラフィック媒体５に重畳して記録することができる。そのためには、ホログラフィックデータを１回記録した後、円錐ミラー１を他のミラー、例えば、第２円錐ミラー（図示せず）に取り替え、透過データマスク３も他のマスク、例えば、第２データマスク（図示せず）に取り替える。
【０００５】
第２円錐ミラーは、円錐参照光Ｓ３と異なる入射角度で記録媒体５に入射する第２円錐参照光を生成する。同様に、第２データマスクは、データマスク３と異なるデータパターンを有しており、第２信号光を生成する。第２円錐参照光と第２信号光が互いに干渉を起こして生成された第２干渉縞は、記録媒体５に重畳して記録される。変更可能な入射角度の最大値は、角度選択度（例えば、記録媒体の厚さ、参照光の波長及びｓｉｎθ）により決定される。
【０００６】
一方、図２に示すように、図１に示す記録媒体５に記録されているホログラフィックデータを再生する場合、ホログラフィックＲＯＭ読出しシステムが用いられる。この場合、参照光Ｓ１の一種である平面波読出し光Ｓ１−１が記録媒体５に照射される。このとき、記録媒体５の垂直方向にリアルイメージＳ４が再生される。リアルイメージＳ４は、ピックアップレンズ６上に結像された後、検出器７で検出される。このことにより、記録媒体５から再生したデータを読み出すことができる。この場合、平面波読出し光Ｓ１−１は、上述した円錐参照光Ｓ３の入射角度と同じ角度で記録媒体５に照射される。同様に、上記平面波読出し光Ｓ１−１の角度を他の円錐参照光の入射角度と対応するよう調整すると、記録媒体５に重ねて記録されているデータを再生することができる。
【０００７】
【特許文献１】特願２００４−１０１０４９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述したホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムでは、図３に示すように、ホログラフィックデータを記録媒体５に記録するとき、円錐参照光Ｓ３の一部は記録媒体５を透過した後、透過型データマスク３で反射され、円錐参照光Ｓ５を生成する。この参照光Ｓ５は記録媒体５に入射され、円錐参照光Ｓ３と共に信号光Ｓ２と干渉し干渉ノイズを作成する。この干渉ノイズは、記録媒体５に記録される。
【０００９】
本発明は、こ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、その目的は干渉ノイズ無しにホログラフィックデータを記録媒体に記録し、記録媒体に記録されているホログラフィックデータを再生することができるホログラフィックＲＯＭシステムと、このための記録及び再生方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、ホログラフィックデータを記録媒体に記録するホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムは、参照光を生成する手段と、前記参照光を屈折させて前記記録媒体に第１の角度で入射される円錐参照光を生成する円錐ミラーと、前記記録媒体に記録されるデータに対応するデータパターンを有しており、前記記録媒体を透過する一部の前記円錐参照光を変調及び反射させて、前記記録媒体に第２の角度で入射される変調された円錐参照光を生成する反射型データマスクとを備えており、前記変調された円錐参照光と、前記記録媒体に入射される円錐参照光とが互いに干渉することにより形成される干渉パターンが前記記録媒体に記録されることを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、記録媒体に記録されているホログラフィックデータを再生するホログラフィックＲＯＭ読出しシステムは、平面波読出し光（plane-wave readout beam）を前記記録媒体に第１の角度で照射し、前記記録媒体からリアルイメージを再生する手段と、前記記録媒体の垂直方向に対して第２の角度だけ偏向された光路上に配設され、前記平面波読出し光により再生されるリアルイメージを結像するイメージ結像手段と、前記結像されたリアルイメージを検出し、前記記録媒体から前記ホログラフィックデータを読み出す手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の更なる他の態様によれば、ホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムにおいて、ホログラフィックデータを記録媒体に記録する方法は、参照光を円錐ミラーで屈折させて円錐参照光を生成し、その円錐参照光を第１の角度で前記記録媒体に入射させるステップと、前記記録媒体を通過する一部の円錐参照光を変調させて、その変調された一部の円錐参照光を反射させて、前記記録媒体に第２の角度で入射させるステップと、前記変調された一部の円錐参照光と、前記記録媒体に入射される円錐参照光とが、互いに干渉することにより生成される干渉パターンを前記記録媒体に記録するステップとを含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の更なる他の態様によれば、ホログラフィックＲＯＭ読出しシステムの記録媒体に記録されているデータを再生する方法は、平面波読出し光を前記記録媒体に第１の角度で照射し、前記記録媒体からリアルイメージを再生するステップと、前記再生媒体の垂直方向に対して第２の角度だけ偏向された光経路上に前記リアルイメージを結像するステップと、前記光路上に結像されたリアルイメージを検出し、前記記録媒体から前記ホログラフィックデータを読み出すステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムによれば、反射型データマスクを用いて記録媒体に干渉ノイズのないホログラフィックデータを記録することができる。更に、記録媒体に提供される信号光を別途生成せずに、反射型データマスクを用いて生成することができるので、光学システムの構成を単純化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図４は、本発明に係るホログラフィックデータをホログラフィック記録媒体に記録するためのホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムの概略構成図である。図４に示すように、本発明によるホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムは、光源８０、ディスク状のホログラフィック記録媒体５０、反射型データマスク３０及び円錐ミラー１０を備えている。
【００１６】
光源８０としては、レーザー光、例えば、５３２ｎｍの波長を有する参照光ＳＳ１を発生するレーザーを用いることができる。光源８０で発生した参照光ＳＳ１は、円錐ミラー１０に直接入射される。
【００１７】
円錐ミラー１０は、円形のベースと円錐体との間に予め定められたベース角度を有する円錐形に構成される。このような円錐ミラー１０は、記録媒体５０に入射される参照光ＳＳ１の入射角度を調整するために、参照光ＳＳ１を屈折させて、円錐参照光ＳＳ３を生成する。円錐ミラー１０により生成される円錐参照光ＳＳ３は、第１の角度θで記録媒体５０に入射される。このとき、一部の円錐参照光ＳＳ３は、記録媒体５０を透過して、反射型データマスク３０に入射される。
【００１８】
反射型データマスク３０は、記録媒体と類似したディスク状に形成されており、記録媒体５０から所定の距離だけ離間して配置されている。反射型データマスク３０は、記録媒体５０に記録される、予め定められたデータパターンを有しており、空間光変調器（ＳＬＭ：spatial light modulation）として機能する。図５に示すように、反射型データマスク３０は、記録媒体５０を透過して入射される一部の円錐参照光ＳＳ３をそのデータパターンにより変調し、データパターンにより変調された一部の円錐参照光を第２の角度−θで反射する。反射型データマスク３０により変調、反射された一部の円錐参照光は、信号光ＳＳ４として記録媒体５０に入射される。第１の角度θは、記録媒体５０の垂直方向に対して、第２の角度−θと互いに余角の関係を有する。このとき、信号光ＳＳ４は、記録媒体５０に入射される円錐参照光ＳＳ３と干渉して干渉パターンを生成する。生成された干渉パターンは、ホログラフィックデータとして記録媒体５０に記録される。
【００１９】
従って、本発明に係るホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムは、反射型データマスク３０を用いることにより、干渉ノイズ無しにホログラフィックデータを記録媒体に記録することができる。また、光源から生成される信号光を用いなくても、反射型データマスクを用いて参照光からの信号光を生成することができるので、光学システムの構造を単純化することができる。
【００２０】
また、角度多重化を用いて更に多くのデータを１つのホログラフィック記録媒体５０に記録するためには、記録が終了した後、円錐ミラー１０とデータマスク３０を他のものに取り替えなければならない。従って、第１の角度θ及び第２の角度−θも、角度選択度、すなわち、記録媒体の厚さ、参照光の波長及びｓｉｎθ（ここで、θは記録媒体に入射する参照光の入射角度）だけ変更する必要がある。
【００２１】
図６は、本発明に係る記録媒体に記録されているホログラフィックデータを再生するホログラフィックＲＯＭ読出しシステムの概略構成図であり、図４及び図５に示したホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムを用いて記録媒体に記録されているホログラフィックデータを再生する過程を示している。
【００２２】
図６に示すように、ホログラフィックＲＯＭ読出しシステムは、ピックアップレンズ６０及び光検出器７０を更に備えている。図６には詳細に示していないが、ホログラフィックＲＯＭ読出しシステムは、ディスク状のホログラフィック記録媒体５０を回転させる駆動メカニズムと参照光の一種である平面波読出し光ＳＳ１−１を発生する光源を更に備えている。平面波読出し光ＳＳ１−１は、駆動メカニズムにより回転される記録媒体５０に第１の角度θで入射される。第１の角度θは、図４に示すように、記録媒体５０にデータが記録されるときに使用されていた円錐参照光ＳＳ３の第１の角度θと同様である。
【００２３】
ピックアップレンズ６０及び光検出器７０は、記録媒体５０の垂直方向に対して第２の角度−θだけ偏向した光路上に配置されている。ここで、第２の角度−θは、記録媒体５０の垂直方向に対して、第１の角度θの余角である。
【００２４】
光検出器７０は、ピックアップレンズ６０から所定の距離だけ離間して配置されており、ピックアップレンズ６０により結像されたイメージを受信し、記録媒体５０からホログラフィックデータを読み出す。
【００２５】
上述したホログラフィックＲＯＭ読出しシステムで、記録媒体５０に記録されているホログラフィックデータを再生するために、平面波読出し光ＳＳ１−１を、第１の角度θと同じ角度θで記録媒体５０上に照射し、記録媒体５０のデータトラックを走査する。
【００２６】
平面波読出し光ＳＳ１−１を記録媒体５０に照射することにより、記録媒体５０からリアルイメージＳＳ５が再生される。このリアルイメージＳＳ５は、記録媒体５０の垂直方向に再生されるのではなく、記録媒体５０の垂直方向に対して第２の角度−θだけ偏向して再生される。このようにして再生されたリアルイメージＳＳ５は、ピックアップレンズ６０に入射される。
【００２７】
リアルイメージＳＳ５はピックアップレンズ６０に結像され、ピックアップレンズ６０に結像されるリアルイメージは、ピックアップレンズ６０を透過し、光検出器７０に入射される。光検出器７０で、ピックアップレンズ６０により結像されたリアルイメージＳＳ５を検出することにより、記録媒体５０に記録されているデータが読み出される。
【００２８】
記録媒体５０に重ねて記録されている他のデータを再生する場合は、平面波読出し光ＳＳ１−１の第１の角度θを角度選択度だけ変更する必要がある。また、それに対応して、第２の角度−θも変更される。
【００２９】
図７は、図４に示した構成を有するホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムのデータ記録方法を説明するフローチャートである。
【００３０】
まず、光源８０で生成された参照光ＳＳ１が円錐ミラー１０に入射される（ステップＳ７０１）。
【００３１】
参照光ＳＳ１は、円錐ミラー１０で屈折され、屈折された円錐参照光ＳＳ３が生成され（ステップＳ７０２）、第１の角度θで記録媒体５０に入射される（ステップＳ７０３）。
【００３２】
一方、円錐ミラー１０により屈折された円錐参照光ＳＳ３の一部は、記録媒体５０を透過して、反射型データマスク３０に入射される（ステップＳ７０４）。
【００３３】
記録媒体５０を透過した円錐参照光ＳＳ３の一部は、反射型データマスク７０で変調及び反射され、信号光ＳＳ４が生成される（ステップＳ７０５）。
【００３４】
このようにして生成された信号光ＳＳ４は、記録媒体５０に入射される（ステップＳ７０６）。
【００３５】
この後、信号光ＳＳ４と、記録媒体５０に入射される円錐参照光ＳＳ３とが、互いに干渉する。これにより、反射型データマスク３０のデータが記録媒体５０に記録される（ステップＳ７０７）。
【００３６】
図８は、図６に示した構成を有するホログラフィックＲＯＭ読出しシステムを用いて記録媒体に記録されているホログラフィックデータを再生する方法を説明するフローチャートである。
【００３７】
まず、駆動メカニズムにより記録媒体５０を回転駆動し（ステップＳ８０１）、平面波読出し光ＳＳ１−１により、第１の角度θで記録媒体５０上を走査する（ステップＳ８０２）。
【００３８】
その後、リアルイメージＳＳ５が記録媒体５０から記録媒体５０の垂直方向に対して第２の角度−θで再生され、ピックアップレンズ６０に入射される（ステップＳ８０３）。
リアルイメージＳＳ５は、ピックアップレンズ６０により結像された後、光検出器７０に入射される（ステップＳ８０４）。
【００３９】
ピックアップレンズ６０により結像されたリアルイメージＳＳ５を、光検出器７０で検出することにより、ホログラフィックデータが読み出される（ステップＳ８０５）。
【００４０】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく限りにおいて、種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来のホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムの概略構成図であり、参照光と信号光を反対方向から干渉させてデータを記録する過程を説明する図である。
【図２】従来のホログラフィックＲＯＭ読出しシステムを用いて記録媒体に記録されているデータを再生する過程を説明する図である。
【図３】一部の参照光が図１中に示した透過型データマスクで反射されて、信号光と干渉する過程を示す図である。
【図４】本発明に係る反射型データマスクを用いてホログラフィックデータを記録するホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムの概略構成図である。
【図５】図４中に示した反射型データマスクにより生成される信号光と参照光との干渉を説明する図である。
【図６】本発明に係る記録媒体に記録されたホログラフィックデータを再生するホログラフィックＲＯＭ読出しシステムの概略構成図である。
【図７】本発明に係るホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムを用いるデータ記録方法を説明するフローチャートである。
【図８】本発明に係るホログラフィックＲＯＭマスタリングシステムを用いるデータ再生方法を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１０    円錐ミラー
１３    反射型データマスク
５０    記録媒体
６０    ピックアップレンズ
７０    光検出器
８０    光源
ＳＳ１    参照光
ＳＳ１−１    平面波読出し光
ＳＳ３    円錐参照光
ＳＳ４    信号光
ＳＳ５    リアルイメージ
【図１】
2005346031.tif 000003
【図２】
2005346031.tif 000004
【図３】
2005346031.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005346031.tif 000007
【図６】
2005346031.tif 000008
【図７】
2005346031.tif 000009
【図８】
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