JP6525808B2 - ホログラム記録媒体多重記録再生方法およびホログラム記録媒体多重記録再生装置 - Google Patents
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Description
像素子の画素数の増加や画素の高精細化、さらには、撮像素子の画素数の増加や画素の高精細化に伴う高感度化やデータ転送の高速化が必要となる。
また、カメラのフレームレートを向上する場合においても、カメラの各画素の高感度化やデータ転送の高速化が必要になる。
このように従来の装置では、再生データの転送速度はカメラの性能で律速されてしまっていた。これでは、再生データの転送速度を向上させるためにはカメラ自体の機能を向上させなければならないことになる。
下してしまう。
そのため、ホログラム歪みを光学的に補償して、再生データのSNRを改善する方法が検討されている。具体的には参照光の波長や入射角度、波面を制御する方法である。
そこで、参照光の波面を最適化することにより、レンズのNAが高くなった場合でもホログラム歪みを補償し得る手法が注目されている。
ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて形成した干渉縞を、同一位置に複数重畳させて角度多重記録してなるホログラム記録媒体に対し、再生用参照光を所定角度で入射せしめて、前記ページデータ情報を再生するホログラム記録媒体多重記録再生装置において、
前記再生用参照光を、p偏光およびs偏光のいずれかである第1参照光に調整して出力する第1の参照光偏光調整手段と、
該第1の参照光偏光調整手段からの前記第1参照光について、ホログラムの歪みが減少するように波面を制御する第1の波面制御手段と、
該第1の波面制御手段からの前記第1参照光について、前記ホログラム記録媒体に所定角度で入射するように射出角度の調整を行う第1の偏向角度調整手段と、
該第1の偏向角度調整手段から出力され、前記ホログラム記録媒体に入射した前記第1参照光のうち、該ホログラム記録媒体を透過した偏光を、p偏光およびs偏光のうち、前記第1参照光とは異なる偏光である第2参照光に調整して出力する第2の参照光偏光調整手段と、
該第2の参照光偏光調整手段からの前記第2参照光について、該ホログラム記録媒体の透過による該第1参照光の波面の歪みやホログラムの歪みが減少するように前記第2参照光の波面を制御する第2の波面制御手段と、
該第2の波面制御手段からの第2参照光について、前記ホログラム記録媒体に、前記所定角度とは異なる角度で入射するように射出角度の調整を行う第2の偏向角度調整手段と、
前記第1参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第1再生光と、前記第2参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第2再生光とを分離する再生光分離手段と、
前記分離された2つの再生光に担持されたホログラム情報を、各々撮像する2つの撮像手段と、
を備えたことを特徴とするものである。
ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて形成した干渉縞を、同一位置に複数重畳させて角度多重記録してなるホログラム記録媒体に対し、再生用参照光を所定角度で入射せしめて、前記ページデータ情報を再生するホログラム記録媒体多重記録再生方法において、
前記再生用参照光を、p偏光およびs偏光のいずれかである第1参照光に調整して出力し、
ホログラムの歪みが減少するように該第1参照光の波面を制御し、
前記第1参照光について、前記ホログラムに所定角度で入射するように入射角度の調整を行い、
前記ホログラム記録媒体に入射した前記第1参照光のうち、該ホログラム記録媒体を透過した偏光を、p偏光およびs偏光のうち、前記第1参照光とは異なる偏光である第2参照光に調整して出力し、
該ホログラム記録媒体の透過による該第1参照光の波面の歪みやホログラムの歪みが減少するように該第2参照光の波面を制御し、
該第2参照光について、前記ホログラム記録媒体に、前記所定角度とは異なる角度で入射するように入射角度の調整を行い、
前記第1参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第1再生光と、前記第2参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第2再生光とを分離し、
前記分離された2つの再生光に担持されたホログラム情報を、2つの撮像手段により各々撮像する、
ことを特徴とするものである。
フレームレートを向上させたりする等の、カメラ側の特段の機能向上を図ることなく、ホログラムから再生されたデータの転送速度の向上を図ることができる。
図1に、ホログラム記録媒体の歪みや参照光波面の歪みを補償して2ページのページデータを同時に再生することが可能なホログラム記録媒体の再生原理を示す。
それぞれの参照光路中に位相変調SLMやデフォーマブルミラー等からなる、波面を制御するための波面制御器40a、40bと、ホログラム記録媒体10への入射角度を制御するためのガルバノミラー50a、50bを設ける。角度多重されたホログラムを再生する場合に、所定のページデータはp偏光の参照光を用い、この所定のページデータに隣接するページデータはs偏光の参照光を用いて、これらの2つの参照光を記録媒体10に同時に入射する。それぞれの参照光がホログラムで回折して得られる再生光は同じ光路を進む。そのため、再生光路中にPBS(偏光分離手段)を設けてp偏光の再生光とs偏光の再生光に分離し、それぞれの再生光をカメラで撮像することでデータを再生することができる。それぞれの偏光の波面は、それぞれの再生像を撮像するカメラの情報をもとに、再生像が最適になるように参照光路中の波面制御器40a、40bを制御する。
以下、2つの参考例および実施例について具体的に説明する。
この参考例1に係る、図2に示すホログラム記録媒体多重記録再生装置は、ホログラムの記録機能および再生機能を備えた記録再生装置として構成されている。
なお、ホログラム記録媒体110はフォトポリマーで構成され、位相共役型に対応した構成とされている。
ただし、参考例1、2および本発明の装置に係るホログラム記録媒体110の材料としては、フォトポリマーに限られるものではなく、また、光学系としても、必ずしも位相共役型に限られるものではない。
図2に示すように、ホログラム記録媒体110に記録されたページデータ情報を再生する場合には、半波長板122の位置を調整することで、参照光の偏光方向を(s偏光からp偏光に)変換する。この参照光は、ミラー123で反射された後、PBS124に到達するが、半波長板122によってp偏光とされているので、このPBS124を直進することになる。
光状態とされているので、このPBS135を透過する。一方、ビームスプリッタ(BS)131を透過した参照光は半波長板134でs偏光に変換され、波面制御器140bで波面が制御され、ガルバノミラー150bで角度制御されて、PBS135に到達するが、s偏光状態とされているので、このPBS135で反射される。
なお、ガルバノミラー150aとホログラム記録媒体110の間にはリレーレンズ136が配設されている。
このように、記録媒体110へ入射された、s偏光の再生用参照光、およびp偏光の再生用参照光は、記録媒体110中の信号光が照射された場所へ、その裏面側から記録用参照光の入射方向とは対向するような方向から照射される。
これら射出された2つの再生光は、互いに同一方向(図中上方向)に射出され、レンズ118を介してPBS117に照射される。このPBS117においては、p偏光である再生光は透過し、s偏光である再生光は反射されることから、p偏光である再生光に担持されたページデータ情報はカメラ120に入射して撮像され、一方、s偏光である再生光に担持されたページデータ情報はカメラ130に入射して撮像される。
なお、図5(a)は、カメラ120からのp偏光の再生データ(ページ番号003)を示すものであり、図5(b)は、カメラ130からのs偏光の再生データ(ページ番号00
4)を示すものである。このように、SNRの高い2ページデータの再生データを同時に
得ることができるので、データ転送速度を大幅に向上させることができる。
この参考例2に係る、図3に示すホログラム記録媒体多重記録再生装置は、上記参考例1のものと同様に、ホログラムの記録機能および再生機能を備えた記録再生装置として構成されている。
この参考例2のホログラム記録媒体多重記録再生装置は、大部分は参考例1のものと同様の構成とされているので、これら同様の部材については、対応する参考例1の部材の符号に100を加えた符号を付して表し、詳細な説明は省略する。
参考例2の特徴点は、BS231によって再生用参照光をp偏光とs偏光に分離する前に、波面制御器240による波面制御を行うようにしている。
ビームスプリッタ(BS)を透過した再生用参照光はp偏光のままとされているので、PBS235を透過し、ガルバノミラー250aに到達する。
一方、ビームスプリッタ(BS)231で反射された再生用参照光は、ミラー232を介して半波長板234に入射し、p偏光がs偏光に変換される。この後、s偏光に変換された再生用参照光は、ガルバノミラー250bで反射され、PBS235で反射されてガルバノミラー250aに到達する。
すなわち、ホログラム記録媒体210への再生用参照光2の入射角度は、再生用参照光1の入射角度とは異なるように(通常は、ページデータが記録されている隣接ステップの入射角度分だけ異なるように)ガルバノミラー250bの回転角度が制御される。すなわち、ガルバノミラー250bは、記録媒体210に同時に入射されるp偏光とs偏光の入射角の角度差に対応させるために設けられたものである。
この実施例に係る、図4に示すホログラム記録媒体多重記録再生装置は、上記参考例1のものと同様に、ホログラムの記録機能および再生機能を備えた記録再生装置として構成されている。
ここで、ホログラムの記録機能に係る光学構成は、参考例1、2と同様であるから、詳しい説明は省略して、再生機能に係る光学構成のみについて説明する。
本実施例では、このように透過された照射光の一部を再生用参照光2として、再度ホログラム記録媒体310に照射するようにして、ホログラム記録媒体310からのデータの再生速度を2倍程度に増大させるようにしている。
、bの回転角度制御に応じ、順次、角度多重記録の再生が行われるようにホログラム記録媒体310への入射角度が制御される。
これにより、参照光照射の長時間化または光源の高パワー化を図ることなく、角度多重記録された2つのページデータの同時再生を行うことができ、ホログラム記録媒体310からのデータの再生速度を2倍程度に増大させることができる。
ただし、この変型例においては、データを記録する際には、PBS524を矢印A方向に90度回転させて、ミラー523方向から入射するs偏光である記録用参照光がこのPBS524の偏光反射面において図中下方に反射されるように設定する必要がある。
にすればよい。
なお、上述した実施例のノイズ光トラップ手段は、ノイズ光が出力される光学素子の近傍に設けるようにしているが、この位置から光ファイバー等でノイズ光を導光して該素子とは離間した位置でノイズ光をトラップするようにしてもよい。
なお、本発明の概念を拡張して用いれば、角度多重以外のペリストロフィック多重等の種々の多重手法に適用することができる。
112、212、312、412 発散レンズ
113、213、313、413 コリメートレンズ
114、122、134、214、222、234、314、322、334、414、422、534 半波長板
115、123、132、215、223、232、315、323、332、415、423、432、523 ミラー
17、116、117、124、135、216、217、224、235、316、317、324、335、416、417、424、524
偏光ビームスプリッタ(PBS)131、231 ビームスプリッタ(BS)
118、126、136、218、226、236、318、326、336、418、426、436、518、526、536 レンズ
10、110、210、310、410、510 ホログラム記録媒体(記録媒体)20,30、120、130、220、230、320、330、420 カメラ
50a、50b、125、150a、150b、225、250a、250b、325、350a、350b、425、450、525、550 ガルバノミラー
460 振幅変調SLM
40a、40b、140a、140b、240、340a、340b、540
波面制御器
Claims (3)
- ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて形成した干渉縞を、同一位置に複数重畳させて角度多重記録してなるホログラム記録媒体に対し、再生用参照光を所定角度で入射せしめて、前記ページデータ情報を再生するホログラム記録媒体多重記録再生装置において、
前記再生用参照光を、p偏光およびs偏光のいずれかである第1参照光に調整して出力する第1の参照光偏光調整手段と、
該第1の参照光偏光調整手段からの前記第1参照光について、ホログラムの歪みが減少するように波面を制御する第1の波面制御手段と、
該第1の波面制御手段からの前記第1参照光について、前記ホログラム記録媒体に所定角度で入射するように射出角度の調整を行う第1の偏向角度調整手段と、
該第1の偏向角度調整手段から出力され、前記ホログラム記録媒体に入射した前記第1参照光のうち、該ホログラム記録媒体を透過した偏光を、p偏光およびs偏光のうち、前記第1参照光とは異なる偏光である第2参照光に調整して出力する第2の参照光偏光調整手段と、
該第2の参照光偏光調整手段からの前記第2参照光について、ホログラム記録媒体の透過による参照光の波面の歪みやホログラムの歪みが減少するように波面を制御する第2の波面制御手段と、
該第2の波面制御手段からの第2参照光について、前記ホログラム記録媒体に、前記所定角度とは異なる角度で入射するように射出角度の調整を行う第2の偏向角度調整手段と、
前記第1参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第1再生光と、前記第2参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第2再生光とを分離する再生光分離手段と、
前記分離された2つの再生光に担持されたホログラム情報を、各々撮像する2つの撮像手段と、
を備えたことを特徴とするホログラム記録媒体多重記録再生装置。 - ページデータの記録時には信号光が出射され、一方、ページデータの再生時には再生光が入射する所定の位置において、ページデータの記録時には、ページデータに基づいて光を変調する変調素子を、一方、ページデータの再生時には、再生された再生光のうち、p偏光またはs偏光のいずれかの直線偏光が担持するページデータ情報を撮像する撮像素子を、設置するように切り替える素子入れ替え機構を備えてなることを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録媒体多重記録再生装置。
- ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて形成した干渉縞を、同一位置に複数重畳させて角度多重記録してなるホログラム記録媒体に対し、再生用参照光を所定角度で入射せしめて、前記ページデータ情報を再生するホログラム記録媒体多重記録再生方法において、
前記再生用参照光を、p偏光およびs偏光のいずれかである第1参照光に調整して出力し、
ホログラムの歪みが減少するように該第1参照光の波面を制御し、
前記第1参照光について、前記ホログラムに所定角度で入射するように入射角度の調整を行い、
前記ホログラム記録媒体に入射した前記第1参照光のうち、該ホログラム記録媒体を透過した偏光を、p偏光およびs偏光のうち、前記第1参照光とは異なる偏光である第2参照光に調整して出力し、
ホログラム記録媒体の透過による参照光の波面の歪みやホログラムの歪みが減少するように該第2参照光の波面を制御し、
該第2参照光について、前記ホログラム記録媒体に、前記所定角度とは異なる角度で入射するように入射角度の調整を行い、
前記第1参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第1再生光と、前記第2参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第2再生光とを分離し、
前記分離された2つの再生光に担持されたホログラム情報を、2つの撮像手段により各々撮像することを特徴とするホログラム記録媒体多重記録再生方法。
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