▶ アメシスタム ストレージ テクノロジー カンパニー リミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-20
(45)【発行日】2022-09-29
(54)【発明の名称】高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り方法及び装置
(51)【国際特許分類】
G11B 7/0065 20060101AFI20220921BHJP
G11B 7/135 20120101ALI20220921BHJP
G11B 7/085 20060101ALI20220921BHJP
G03H 1/26 20060101ALI20220921BHJP
【ＦＩ】
G11B7/0065
G11B7/135
G11B7/085 D
G03H1/26
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2021005721
(22)【出願日】2021-01-18
(65)【公開番号】P2021118027
(43)【公開日】2021-08-10
【審査請求日】2021-01-18
(31)【優先権主張番号】202010077102.9
(32)【優先日】2020-01-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】521001294
【氏名又は名称】アメシスタム ストレージ テクノロジー カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】Ａｍｅｔｈｙｓｔｕｍ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
(74)【代理人】
【識別番号】100121728
【弁理士】
【氏名又は名称】井関 勝守
(74)【代理人】
【識別番号】100165803
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 修平
(74)【代理人】
【識別番号】100170900
【弁理士】
【氏名又は名称】大西 渉
(72)【発明者】
【氏名】ジョン ム
(72)【発明者】
【氏名】ルオ ティエウェィ
(72)【発明者】
【氏名】ティエン ジュン
(72)【発明者】
【氏名】フ ドォジァオ
(72)【発明者】
【氏名】リォウ イチョン
【審査官】中野 和彦
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１１／０６４８３８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－０４１２８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３４３７１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０４８７９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－１６２６６１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ１１Ｂ ７／００６５
Ｇ１１Ｂ ７／１３５
Ｇ１１Ｂ ７／０８５
Ｇ０３Ｈ １／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
媒体を直線移動させ、かつ各シフト位置での参照光の入射角を変化させることによりホログラムの多重記録を行い、かつ再生過程において参照光を分割して、対応する位置のホログラムに入射させて情報の高速並列読み取りを実現すること、
分割後の参照光が同じ入射角で記憶媒体に入射することを特徴とする高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り方法。
【請求項2】
各参照光の間隔を変化させることにより、多重記録ホログラムの読み取り位置を調整することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項3】
シフト方向に垂直な方向におけるホログラムシーケンス同士が互いに平行であり、並列読み取りを実現することができることを特徴とする請求項１～２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項4】
ブラッグ条件の各参照光を補正する必要がある場合に、各光の入射角及び波長を同時に一度に決定することができることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
ブラッグ条件が不整合の場合、前記複数の参照光の入射角を独立して変化させることにより信号対雑音比を向上させることができることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
角度－シフト多重を少なくとも含む記憶媒体のための、高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り方法であって、再生過程において、参照光を分割し、記憶媒体上の複数の異なる位置に入射させ、入射角は、前記複数の異なる位置での角度多重記録時の入射角であること、
分割後の複数の参照光の入射角が等角度だけ異なることを特徴とするホログラムディスク読み取り方法。
【請求項7】
参照光のセル内での入射位置を移動により変化させ、かつ異なる入射位置の記録時に対応する参照光角度に応じて、対応して全ての分割後の複数の参照光の入射角を同期して変化させることを特徴とする請求項６に記載のホログラムディスク読み取り方法。
【請求項8】
前記セルにおけるホログラム記録の法則は、ｘ方向に沿うシフト多重及びｘ方向に垂直なｙ方向に沿うシフト多重であり、前記ｘ方向のシフトステップ幅ｄｘがｙ方向のシフトステップ幅ｄｙと異なり、記録時に、距離ｄｘだけ移動すると、参照光の入射角がΔθだけ変化し、距離ｄｙだけ移動すると、参照光の入射角がａだけ変化することを特徴とする請求項７に記載のホログラムディスク読み取り方法。
【請求項9】
分割後の複数の参照光がｙ方向に沿って分布し、入射角が等角度ａだけ異なることを特徴とする請求項８に記載のホログラムディスク読み取り方法。
【請求項10】
ｘ方向に沿って移動させて参照光のセル内での入射位置を変化させ、入射位置を距離ｄｘだけ変化させ、全ての参照光の入射角をΔθだけ同期して変化させることを特徴とする請求項８又は９に記載のホログラムディスク読み取り方法。
【請求項11】
光源と、参照光路と、読み取り装置と、媒体ステージとを少なくとも含み、前記光源が発する光が、分割後に、媒体ステージに支持された記憶媒体上で信号光の再生を発生させる、参照光路に沿って伝送される参照光を形成し、読み取り装置が前記信号光を読み取る高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り装置であって、参照光を分割し、記憶媒体への記録時と同じ角度で記憶媒体上の複数の異なる位置にそれぞれ入射させ、複数の信号光を形成するためのビームスプリッタをさらに含み、読み取り装置が複数含まれ、異なる信号光をそれぞれ読み取ることを特徴とする高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り装置。
【請求項12】
シフト多重の記憶媒体の読み取りに対して、前記ビームスプリッタは、参照光を分割し、シフト多重記録時と同じ角度で記憶媒体上の複数の異なる位置にそれぞれ入射させ、前記複数の異なる位置におけるホログラムの並列読み取りを実現することを特徴とする請求項１１に記載の高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り装置。
【請求項13】
角度－シフト多重の記憶媒体の読み取りに対して、前記ビームスプリッタは、参照光を分割し、記憶媒体上の複数の異なる位置に入射させ、入射角は、前記複数の異なる位置での角度多重記録時の入射角であることを特徴とする請求項１１に記載の高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り装置。
【請求項14】
セルで記憶する記憶媒体の読み取りに対して、各セルは角度－シフト多重記憶を用い、前記ビームスプリッタは参照光を分割し、分割後の複数の参照光は、記憶媒体上の、シフトステップ幅だけ離れる複数の入射位置に対応し、入射角は、前記セルにおける異なる位置での角度多重記録時の入射角であることを特徴とする請求項１１に記載の高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り装置。
【請求項15】
前記セルにおけるホログラム記録の法則はある方向としてのｘ方向に沿うシフト多重とｘ方向に垂直なｙ方向に沿うシフト多重であり、前記ｘ方向のシフトステップ幅ｄｘはｙ方向のシフトステップ幅ｄｙと異なり、記録時に、距離ｄｘだけ移動すると、参照光の入射角がΔθだけ変化し、距離ｄｙだけ移動すると、参照光の入射角がａだけ変化することを特徴とする請求項１４に記載の高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り装置。
【請求項16】
セル重畳して記憶する記憶媒体の読み取りに対して、各セルは角度－シフト多重記憶を用い、前記ビームスプリッタは参照光を分割し、分割後の複数の参照光は、記憶媒体上の、記憶セルの重畳寸法だけ離れる複数の入射位置に対応し、入射角は前記セルにおける異なる位置での角度多重記録時の入射角であることを特徴とする請求項１１に記載の高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り装置。
【請求項17】
前記各セルにおけるホログラム記録の法則はある方向としてのｘ方向に沿うシフト多重を少なくとも含み、前記ｘ方向のシフトステップ幅がｄｘであり、記録時に、距離ｄｘだけ移動すると、参照光の入射角がΔθだけ変化し、ホログラム画像情報のｘ方向の寸法幅をＲｘとして定義すると、ｄｘ＝Ｒｘ／ｎであり、前記ｎがホログラムのｘ方向におけるシフト多重回数であり、前記セルのｘ方向の寸法が２Ｒｘであり、記憶媒体には互いに重畳する複数のセルが含まれ、重畳方向が少なくともｘ方向に沿い、互いに重畳する２つの異なるセルの重畳領域の寸法がＲｘであることを特徴とする請求項１６に記載の高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り装置。
【請求項18】
ビームスプリッタにより分割された後、複数の参照光がｘ方向に沿って分布し、入射位置がＲｘ又はＲｘの整数倍だけ異なり、媒体ステージは、記憶媒体を支持してｘ方向に沿って移動させて参照光のセル内での入射位置を変化させ、入射位置が距離ｄｘだけ変化すると、前記ビームスプリッタは、全ての参照光の入射角を調整してΔθだけ同期して変化させることを特徴とする請求項１７に記載の高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光ホログラフィック記憶の技術分野に属し、具体的には角度多重とシフト多重記録を組み合わせたホログラフィック記録／再生方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
角度多重記録方法に用いられる参照光波は平面波であり、参照光の記録媒体への入射角を変化させることにより多重／記録を実現する。該方法では、参照光の入射角を約０．１°だけ変化させれば元のホログラムを再生することができず、該角度で新たなホログラムを記録することができ、このように操作を複数回繰り返せば約１００回の多重記録を実現することができる。該方法では、角度選択性はブラッグ条件によって決まり、厚膜媒体を用いたため、再生光の強度は角度変化に非常に敏感であり、角度が０．１°だけ変化した場合に再生光の強度が大幅に低下する。しかしながら、各ホログラムの入射位置と信号光の入射角が固定値であるため、多重記録時に雑音を蓄積し、すなわち雑音のクロスライトを行うことにより、信号対雑音比の低下を引き起こす。なお、参照光の入射角の変化範囲は限られている。雑音の蓄積と入射角の変化範囲がシステムの記憶容量を同時に制限するため、これら２つの条件に制約されないシフト多重記録技術を角度多重方法に導入することで、システムの記憶容量を増大させる。一方、同一出願人の別の特許出願には、角度多重とシフト多重を組み合わせることにより記憶容量を増大させることができることが提供されており、理論計算結果から、直径が１２０ｍｍのディスクを用いて約６００ＴＢ～１．２ＰＢの記憶容量を実現できることが分かった。ディスク容量の増加に伴い、高速記録／再生が大きな問題となり、この背景の下で、本発明は、高速再生が可能なホログラムディスク読み取り方法及び装置を開示する。
【発明の概要】
【0003】
本発明は、上記従来技術における少なくとも１つの欠陥を解消するために、高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り方法及び装置を提供することを目的とする。
【0004】
高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り方法は、媒体を直線移動させ、かつ各シフト位置での参照光の入射角を変化させることによりホログラムの多重記録を行い、かつ再生過程において参照光を分割して、対応する位置のホログラムに入射させて情報の高速並列読み取りを実現することを特徴とする。
【0005】
具体的には、分割後の参照光が同じ入射角で記憶媒体に入射する。
【0006】
具体的には、各参照光の間隔を変化させることにより、多重記録ホログラムの読み取り位置を調整する。
【0007】
具体的には、シフト方向に垂直な方向におけるホログラムシーケンス同士が互いに平行であり、並列読み取りを実現することができる。
【0008】
具体的には、ブラッグ条件の各参照光を補正する必要がある場合に、各光の入射角及び波長を同時に一度に決定することができる。
【0009】
具体的には、ブラッグ条件不整合の場合、前記複数の参照光の入射角を独立して変化させることにより信号対雑音比を向上させることができる。
【0010】
本発明はまた、上記方法を実現するための、高速読み取り可能なホログラフィック記録／再生装置を提供する。
【0011】
前記高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り方法では、シフト多重を少なくとも含む記憶媒体に対して、再生過程において、参照光を分割し、シフト多重記録時と同じ角度で記憶媒体上の複数の異なる位置にそれぞれ入射させ、前記複数の異なる位置におけるホログラムの並列読み取りを実現する。
【0012】
前記高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り方法では、角度－シフト多重を少なくとも含む記憶媒体に対して、再生過程において、参照光を分割し、記憶媒体上の複数の異なる位置に入射させ、入射角は、前記複数の異なる位置での角度多重記録時の入射角である。
【0013】
前記高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り方法では、セル記憶を少なくとも含む記憶媒体に対して、各セルは角度－シフト多重記憶を用い、再生過程において、参照光を分割し、分割後の複数の参照光は、記憶媒体上の、シフトステップ幅だけ離れる複数の入射位置に対応し、入射角は、前記セルにおける異なる位置での角度多重記録時の入射角である。
【0014】
具体的には、前記分割後の複数の参照光の入射角が等角度ａだけ異なる。
【0015】
具体的には、参照光のセル内での入射位置を移動により変化させ、かつ異なる入射位置の記録時に対応する参照光角度に応じて、対応して全ての分割後の複数の参照光の入射角を同期して変化させる。
【0016】
前記セルにおけるホログラム記録の法則は、ある方向としてのｘ方向に沿うシフト多重とｘ方向に垂直なｙ方向に沿うシフト多重であり、前記ｘ方向のシフトステップ幅ｄｘがｙ方向のシフトステップ幅ｄｙと異なり、記録時に、距離ｄｘだけ移動すると、参照光の入射角がΔθだけ変化し、距離ｄｙだけ移動すると、参照光の入射角がａだけ変化する。
【0017】
さらに、再生過程において、前記分割後の複数の参照光がｙ方向に沿って分布し、入射角が等角度ａだけ異なる。
【0018】
さらに、再生過程において、ｘ方向に沿って移動させて参照光のセル内での入射位置を変化させ、入射位置が距離ｄｘだけ変化すると、全ての参照光の入射角がΔθだけ同期して変化する。
【0019】
前記高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り方法では、セルの重畳及び記憶を少なくとも含む記憶媒体に対して、各セルは角度－シフト多重記憶を用い、再生過程において、参照光を分割し、分割後の複数の参照光は、記憶媒体上の、記憶セルの重畳寸法だけ離れる複数の入射位置に対応し、入射角は、前記セルにおける異なる位置での角度多重記録時の入射角である。
【0020】
具体的には、前記分割後の複数の参照光の入射角が同じであり、入射位置の各セルにおける位置が同じである。
【0021】
具体的には、参照光のセル内での入射位置を移動により変化させ、かつ異なる入射位置の記録時に対応する参照光角度に応じて、対応して全ての分割後の複数の参照光の入射角を同期して変化させる。
【0022】
前記各セルにおけるホログラム記録の法則はある方向としてのｘ方向に沿うシフト多重を少なくとも含み、前記ｘ方向のシフトステップ幅がｄｘであり、記録時に、距離ｄｘだけ移動すると、参照光の入射角がΔθだけ変化し、ホログラム画像情報のｘ方向の寸法幅をＲｘとして定義すると、ｄｘ＝Ｒｘ／ｎであり、前記ｎがホログラムのｘ方向におけるシフト多重回数であり、前記セルのｘ方向の寸法が２Ｒｘであり、記憶媒体には互いに重畳する複数のセルが含まれ、重畳方向が少なくともｘ方向に沿い、互いに重畳する２つの異なるセルの重畳領域の寸法がＲｘである。
【0023】
さらに、再生過程において、前記分割後の複数の参照光がｘ方向に沿って分布し、入射位置がＲｘ又はＲｘの整数倍だけ異なる。
【0024】
さらに、再生過程において、ｘ方向に沿って移動させて参照光のセル内での入射位置を変化させ、入射位置が距離ｄｘだけ変化すると、全ての参照光の入射角がΔθだけ同期して変化する。
【0025】
上記原理に基づき、本発明に係るホログラムディスクへの記録過程の並列検査方法では、記録過程において、参照光を少なくとも２部分に分割し、１部分を、信号光と干渉してホログラムディスクに情報を記録するための記録用参照光とし、他部分の参照光を、ホログラムディスクに記録された情報を読み取り検査信号を形成して、記録された情報が正しいか否かを検査するための検査用参照光とする。
【0026】
具体的には、シフト多重方法を用いて前記記録を実現し、前記検査用参照光と記録用参照光は、入射角が同じであり、シフトステップ幅の整数倍だけ離れる。
【0027】
具体的には、角度－シフト多重方法を用いて前記記録を実現し、前記記録用参照光の入射位置がシフトステップ幅ｄｘだけ移動すると、入射角がΔθだけ変化し、前記検査用参照光と記録用参照光は、入射角の変化法則が同じであり、シフトステップ幅の整数ｉ倍Ｌだけ離れ、ｉ＝Ｌ／ｄｘであり、入射角が記録用参照光のものよりもΔθ×ｉだけ遅れる。
【0028】
上記読み取り方法に基づき、本発明に係る高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り装置は、光源と、参照光路と、読み取り装置と、媒体ステージとを少なくとも含み、前記光源が発する光が、分割後に、媒体ステージに支持された記憶媒体上で信号光の再生を発生させる、参照光路に沿って伝送される参照光を形成し、読み取り装置が前記信号光を読み取るホログラムディスク読み取り装置であって、参照光を分割し、記憶媒体への記録時と同じ角度で記憶媒体上の複数の異なる位置にそれぞれ入射させ、複数の信号光を形成するためのビームスプリッタをさらに含み、読み取り装置が複数含まれ、異なる信号光をそれぞれ読み取ることを特徴とする。
【0029】
具体的には、シフト多重の記憶媒体の読み取りに対して、前記ビームスプリッタは、参照光を分割し、シフト多重記録時と同じ角度で記憶媒体上の複数の異なる位置にそれぞれ入射させ、前記複数の異なる位置におけるホログラムの並列読み取りを実現する。
【0030】
具体的には、角度－シフト多重の記憶媒体の読み取りに対して、前記ビームスプリッタは、参照光を分割し、記憶媒体上の複数の異なる位置に入射させ、入射角は、前記複数の異なる位置での角度多重記録時の入射角である。
【0031】
具体的には、セルで記憶する記憶媒体の読み取りに対して、各セルは角度－シフト多重記憶を用い、前記ビームスプリッタは参照光を分割し、分割後の複数の参照光は、記憶媒体上の、シフトステップ幅だけ離れる複数の入射位置に対応し、入射角は、前記セルにおける異なる位置での角度多重記録時の入射角である。
【0032】
具体的には、前記セルにおけるホログラム記録の法則は、ある方向としてのｘ方向に沿うシフト多重とｘ方向に垂直なｙ方向に沿うシフト多重であり、前記ｘ方向のシフトステップ幅ｄｘはｙ方向のシフトステップ幅ｄｙと異なり、記録時に、距離ｄｘだけ移動すると、参照光の入射角がΔθだけ変化し、距離ｄｙだけ移動すると、参照光の入射角がａだけ変化する。
【0033】
具体的には、前記ビームスプリッタにより分割された後、複数の参照光がｙ方向に沿って分布し、入射角が等角度ａだけ異なる。
【0034】
具体的には、前記ビームスプリッタにより分割された後、媒体ステージは、記憶媒体を支持してｘ方向に沿って移動させて参照光のセル内での入射位置を変化させ、入射位置が距離ｄｘだけ変化すると、前記ビームスプリッタは、全ての参照光の入射角を調整してΔθだけ同期して変化させる。
【0035】
具体的には、セル重畳して記憶する記憶媒体の読み取りに対して、各セルは角度－シフト多重記憶を用い、前記ビームスプリッタは参照光を分割し、分割後の複数の参照光は、記憶媒体上の、記憶セルの重畳寸法だけ離れる複数の入射位置に対応し、入射角は、前記セルにおける異なる位置での角度多重記録時の入射角である。
【0036】
前記各セルにおけるホログラム記録の法則は、ある方向としてのｘ方向に沿うシフト多重を少なくとも含み、前記ｘ方向のシフトステップ幅がｄｘであり、記録時に、距離ｄｘだけ移動すると、参照光の入射角がΔθだけ変化し、ホログラム画像情報のｘ方向の寸法幅をＲｘとして定義すると、ｄｘ＝Ｒｘ／ｎであり、前記ｎがホログラムのｘ方向におけるシフト多重回数であり、前記セルのｘ方向の寸法が２Ｒｘであり、記憶媒体には互いに重畳する複数のセルが含まれ、重畳方向が少なくともｘ方向に沿い、互いに重畳する２つの異なるセルの重畳領域の寸法がＲｘである。
【0037】
さらに、前記ビームスプリッタにより分割された後、複数の参照光がｘ方向に沿って分布し、入射位置がＲｘ又はＲｘの整数倍だけ異なる。
【0038】
さらに、前記ビームスプリッタにより分割された後、媒体ステージは、記憶媒体を支持してｘ方向に沿って移動させて参照光のセル内での入射位置を変化させ、入射位置が距離ｄｘだけ変化すると、前記ビームスプリッタは、全ての参照光の入射角を調整してΔθだけ同期して変化させる。
【0039】
上記検査方法に基づき、本発明に係るホログラムディスク記録／再生装置は、光源と、参照光路と、信号光路と、読み取り装置と、媒体ステージとを含み、前記光源が発する光が、分割後に、参照光路に沿って伝送される参照光と信号光路に沿って伝送される信号光を形成し、参照光及び信号光が媒体ステージに支持された記憶媒体上で干渉してホログラフィック記憶画像情報を形成するホログラムディスク記録／再生装置であって、参照光を少なくとも２部分に分割して、１部分を、信号光と干渉してホログラムディスクに情報を記録するための記録用参照光とし、他部分の参照光を、媒体ステージに支持された記憶媒体上で信号光の再生を発生させるための検査用参照光とするビームスプリッタをさらに含み、読み取り装置が、記録された情報が正しいか否かを検査するために前記信号光を読み取ることを特徴とする。
【0040】
具体的には、シフト多重の記憶媒体の読み取りに対して、前記ビームスプリッタは参照光を分割し、前記検査用参照光と記録用参照光は、入射角が同じであり、シフトステップ幅の整数倍だけ離れる。
【0041】
具体的には、角度－シフト多重の記憶媒体の読み取りに対して、前記ビームスプリッタは参照光を分割し、ビームスプリッタは、前記記録用参照光の入射位置を制御してシフトステップ幅ｄｘだけ移動させると、入射角をΔθだけ変化させ、前記検査用参照光と記録用参照光は、入射角の変化法則が同じであり、シフトステップ幅の整数ｉ倍Ｌだけ離れ、ｉ＝Ｌ／ｄｘであり、入射角が記録用参照光のものよりもΔθ×ｉだけ遅れる。
【0042】
従来技術と比較して、本発明は、以下の有益な効果を有する。
【0043】
本発明は、仮に角度－シフト多重記録方法と呼ばれる、角度多重とシフト多重の利点を組み合わせたホログラム記録方法に関する。このような方法では、ホログラムは、固定した角度変化及びシフト量で、参照光の入射角の変化と媒体の移動を同時に行うことにより多重記録を行うものである。したがって、参照光を分割してから入射させれば、参照光として平面波を用いたため、異なるセル内のホログラムを同時に再生することができるのに対し、参照光として球面波を用いてシフト多重を行う場合に、該方法は比較的困難である。該方法を用いて多重記録を行う場合に、シフト方向に垂直な方向に、各ホログラムシーケンスにおけるホログラムの記録間隔が同じであり、異なるホログラムシーケンスにおけるそれぞれの対応する位置、すなわち参照光の入射角が同じであるホログラムの記録トラック同士が互いに平行であるため、異なるシーケンスのホログラムを同時に並列再生することにより読み取り速度をさらに向上させることができる。
【0044】
本発明に開示された方法は、さらにリードアフターライト（Ｒｅａｄ ａｆｔｅｒ Ｗｒｉｔｅ）検査機能を実現することができる。一般的な場合に、ホログラムを記録する過程において、フォトポリマー記憶媒体は、一回の記録を完了するために一定の応答時間を要し、記録すると同時に検査することができない。一般的に、媒体材料に吸収されない別の波長のレーザー光を照射し、回折光強度によって書き込み中読み出しを実現することができるが、システムの観点から、入力信号が検査されないため、該方法の信頼性に対する疑いが依然としてある。しかしながら、本発明の方法によって、書き込みの直後に読み取るという機能を実現し、媒体に必要な応答時間を満たす条件で入力信号を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【発明を実施するための形態】
【0046】
本発明の図面は、例示的な説明のためのものに過ぎず、本発明を制限するものとして理解されるべきではない。以下の実施例をよりよく説明するために、図面におけるいくつかの部品を省略、拡大又は縮小する可能性があるため、実際の製品の寸法を示すものではない。図面におけるいくつかの公知の構造及びその説明を省略する可能性があることが、当業者であれば理解されるであろう。
【0047】
従来の角度多重方法は、平面波を参照光として用いる角度多重記録の原理に基づくものであり、図１に示すように、媒体の同一位置での参照光の入射角を変化させることにより多重記録を繰り返し実現する方法である。同一位置でホログラムを所定回数記録すると、同様に、重ならない隣接位置で次のラウンドのホログラム多重記録を行う。ホログラムの再生過程において、参照光のみを媒体に照射し、ポリトピックフィルタ（ｐｏｌｙｔｏｐｉｃ ｆｉｌｔｅｒ）を設置することにより他の位置からのクロストークを防止する。
【0048】
これに対し、図２は、球面波を参照光として用いるシフト多重記録の原理を説明したものであり、ホログラムを記録した後、媒体が軸方向に沿って微小距離だけ移動すると、該ホログラムを再生することができず、この場合に新たなホログラムを記録してシフト多重を実現することができる。具体的には、媒体が数マイクロメートルだけ移動すると、信号光、参照光及び格子ベクトルにより形成されたブラッグ条件が崩れてしまい、ホログラムが再生できなくなる。ブラッグ原理から、信号光ｋｓ、参照光ｋｒ及び格子ベクトルｋｇが共に三角形を構成し、媒体が数マイクロメートルだけ移動すれば、元の三角形が破壊され、ホログラムが再生することができないことがわかる。しかしながら、軸方向に再生光を消失させるシフト量が非常に短いが、該軸方向に垂直な方向にはシフト選択性が弱く、高密度記録を行うことができない。したがって、まず、軸方向にシフト多重記録を行い、該記録方向に垂直な方向に記録トラックを平行に配列し、かつホログラムを記録し、二次元シフト多重記録のホログラムアレイを形成する。次に、媒体平面内でクロス多重記録方法を利用して多重数を増加させる。
【0049】
以前に提出された特許には、図３に示すように、上記角度多重とシフト多重方法を組み合わせてより高密度の記憶を実現することが提供されている。図３では、ホログラムは丸印で示され、その直径が５００μｍであり、光源は、短パルスレーザーを用い、ホログラムを記録すると同時に媒体を左に移動させる。理論的には、該システムは多重を８００回行うことができる。図３では、参照光は、第１のホログラムを初期入射角で記録し、次に右にｄｘ＝５μｍだけ移動するごとに参照光の入射角がΔθ＝０．１°だけ変化するとともに、一個のホログラムを記録し、合計１００個のホログラムが一列に配列された１つのシーケンスを得る。各ホログラムを記録する時に参照光の入射角が異なるため、平面波を参照光として用いてもクロストークが発生しない。該シーケンスのホログラムにおいて、参照光の入射角の範囲は０°～９．９°である。ホログラムを１００個記録した後、次のホログラムが第１のホログラムと交わらないため、次のシーケンスのホログラムを右へ再記録することができ、同様に、毎回の移動距離が５μｍであり、移動するごとに参照光の入射角が０．１°だけ変化する。すなわち、上記ｘ方向のシフトステップ幅ｄｘ＝５μｍであり、ホログラム画像情報のｘ方向におけるシフト多重回数が１００回であり、毎回多重中に参照光が等角度Δθ＝０．１°だけ変化する。
【0050】
図５に示すとおりである。本実施例では、総多重数が８００であり、各シーケンスのシフト多重数が１００であるため、上記ホログラムシーケンスを同一行上に同一方向に沿って８個記録することができる。多重数を向上させるために、二次元シフト多重記録を用いる方法は、図４に示すように、シフト多重方向に垂直な方向に６２．５μｍ移動させた後、上記ステップを繰り返して一行の新たなホログラムを右へ記録する。ホログラムの直径が５００μｍであり、移動距離が６２．５μｍであるため、このようにして８行のホログラムを記録した後、次の行のホログラムは、１行目のホログラムと完全に分離する。図６に示すように、ホログラムを１回目に記録する参照光角度は０°～９．９°であり、ホログラムを２回目に記録する参照光角度は１０°～１９．９°であり、３行目のホログラムには参照光角度が２０°～２９．９°の範囲内にある１００個のホログラムを記録し、このように類推する。したがって、垂直方向にホログラムを記録する参照光の入射角も異なるため、クロストークが発生せず、ホログラムを個別に再生することができる。すなわち、上記ｙ方向のシフトステップ幅ｄｙ＝６２．５μｍであり、ホログラム画像情報のｙ方向におけるシフト多重回数が８回であり、同様に、毎回の横方向多重において、参照光が等角度Δθ＝０．１°だけ変化し、隣接する２行のホログラムシーケンスの参照光の開始角度がａ＝１０°だけ異なる。
【0051】
図から分かるように、上記ホログラム画像情報は、円形ホログラム画像であり、すなわちＲｘ＝Ｒｙ＝５００μｍ、ｄｘ＝５μｍ、Δθ＝０．１°、ａ＝１０°である。
【0052】
図７は、参照光角度の変化方法の一例であり、システム要求を満たす参照光角度を高速で変化させることができる。ここで、超音波偏向器を用いる方法が推奨される。音響光学変調器（ＡＯＤ）は、振幅変調により、搬送波及びサイドバンドで構成されるスペクトルを発生させて、サイドバンドに対応する回折光を得るものである。該方法では、参照光の入射角は、振幅変調信号の周波数を変化させることにより実現することができる。サイドバンドの周波数帯域は、レンズＬ１の開口数（ＮＡ）により決定され、数十ＭＨｚの帯域幅を実現することができる。
【0053】
ＡＯＤの代わりにガルバノミラーを用いてもよい。
【0054】
図１１は、本発明に係る高速並列再生が可能なホログラフィック光記録／再生装置であり、従来の角度多重記録の光学システムにおいて実現することができる。図に示すように、高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り装置は、記録／再生装置の再生部であってよく、レーザー１０を含み、光源としてのレーザが発する光が、シャッタ２０、偏光板３０及びアナモルフィックプリズム群４０を順次通過し、第１偏光ビームスプリッタプリズム５１により参照光路及び信号光路に分割される。信号光は、第２のビーム拡大コリメータ１０２を通過してから第２の偏光ビームスプリッタプリズム５２により空間光変調器１１０へ反射されて信号をロードし、第２の偏光ビームスプリッタプリズム５２を再通過してリレーレンズ群１２０及び第１のフーリエレンズ１３１を順次通過し、ホログラムディスク１４０に到達する。参照光は、減衰器６０及び２分の１波長板７０を順次通過して第１の反射ミラー８１により反射され、次に音響光学変調器（ＡＯＭ）９０又はガルバノミラーに入って、図７に示すような変調原理に基づいて、角度変調を具体的に行い、その後、第２の反射ミラー８２及び第１のビーム拡大コリメータ１０１で構成されるコリメート構造によってビーム拡大及びコリメートを行った後、ホログラムディスク１４０に到達する。参照光と信号光とは、媒体ステージに支持されたホログラムディスク１４０上で干渉して、ホログラフィック記憶画像情報を形成し、上記音響光学変調器（ＡＯＭ）９０又はガルバノミラーは、参照光の入射角を制御することにより、参照光の入射角を参照光の記憶媒体上での書き込み位置に一対一に対応させる。
【0055】
上記システムは、高速並列再生が可能なホログラムディスク読み取り装置として用いられた場合、参照光を分割し、ホログラムディスク１４０への記録時と同じ角度でホログラムディスク１４０上の複数の異なる位置にそれぞれ入射させ、複数の信号光を形成するためのビームスプリッタがさらに設置され、読み取り装置は、図８に示すように異なる信号光をそれぞれ読み取るための複数のカメラ１５０を含む。
【0056】
以上は、本発明の記録／再生方法についての説明であり、別の特許には提供されており、角度－シフト多重方法と呼ばれるのに対し、本発明は、該システムに基づいて並列再生方法及び装置を開示する。本発明は、平面波光源を参照光として用いることにより、参照光の分割を容易に実現することができ、かつビームスプリッタを調整することにより各参照光を同じ角度で記憶媒体に入射させることができる。該並列再生方法及び装置では、以前に提供された角度－シフト多重方法を用いてホログラムの記録を行う。再生時に、同一行の各シーケンスのホログラムは、分割後の各参照光によりそれぞれ再生することができる。特に、多重記録時に、シフトするごとに、光学システムは、参照光の入射角を固定値で調整することができ、図８に示すように、各シーケンスに１００個のホログラムがあり、各行に８個のシーケンスがあり、各シーケンスのホログラムが分割後の参照光により個別に再生され、並列再生及び高速伝送を実現することができる。
【0057】
上述したように、上記各セルにおけるホログラム記録の法則は、ある方向としてのｘ方向に沿うシフト多重を少なくとも含み、上記ｘ方向のシフトステップ幅がｄｘであり、記録時に、距離ｄｘだけ移動すると、参照光の入射角がΔθだけ変化し、ホログラム画像情報のｘ方向の寸法幅がＲｘであり、ｄｘ＝Ｒｘ／ｎであり、上記ｎ＝１００がホログラムのｘ方向におけるシフト多重回数であり、上記セルのｘ方向の寸法が２Ｒｘであり、記憶媒体には互いに重畳する複数のセルが含まれ、重畳方向が少なくともｘ方向に沿い、互いに重畳する２つの異なるセルの重畳領域の寸法がＲｘである。
【0058】
上記複数の参照光は、ｘ方向に沿って分布し、入射位置がＲｘ＝５００μｍだけ異なり、入射角が同じである。媒体ステージは、記憶媒体を支持してｘ方向に沿って移動させて参照光のセル内での入射位置を変化させ、入射位置が距離ｄｘ＝５μｍだけ変化すると、上記ビームスプリッタは、全ての参照光の入射角を調整してΔθ＝０．１°だけ同期して変化させる。
【0059】
本発明に開示された第２の並列再生方法は、図１０に示すとおりである。シフト方向に垂直な方向に、各参照光に対応するＡＯＤは、独立した駆動周波数を有し、平行に配列された各列のホログラムを同時に再生することができる。
【0060】
上記セルにおけるホログラム記録の法則は、ある方向としてのｘ方向に沿うシフト多重とｘ方向に垂直なｙ方向に沿うシフト多重であり、上記ｘ方向のシフトステップ幅ｄｘがｙ方向のシフトステップ幅ｄｙと異なり、記録時に、距離ｄｘだけ移動すると、参照光の入射角がΔθだけ変化し、距離ｄｙだけ移動すると、参照光の入射角がａだけ変化する。
【0061】
上記ビームスプリッタにより分割された後、複数の参照光は、ｙ方向に沿って分布し、入射位置がｄｙ＝６２．５μｍだけ異なり、入射角が等角度ａ＝１０°だけ異なる。媒体ステージは、記憶媒体を支持してｘ方向に沿って移動させて参照光のセル内での入射位置を変化させ、入射位置が距離ｄｘ＝５μｍだけ変化すると、上記ビームスプリッタは、全ての参照光の入射角を調整してΔθ＝０．１°だけ同期して変化させる。
【0062】
本発明はまた、図９に示すように、並列再生が可能なホログラム検査方法を開示する。システム全体に対して、ホログラフィック記録とディスクドライブとの両方には「リードアフターライト検査」の機能が必要とされ、本発明に係る方法を用いて容易に実現できる。
【0063】
図１１を参照すると、参照光と信号光とは、媒体ステージに支持された記憶媒体上で干渉してホログラフィック記憶画像情報を形成し、ビームスプリッタは、参照光を２つに分割し、１部分を、信号光と干渉してホログラムディスクに情報を記録するための記録用参照光とし、他部分の参照光を、媒体ステージに支持された記憶媒体上で信号光の再生を発生させる検査用参照光とし、読み取り装置は、記録された情報が正しいか否かを検査するための上記信号光を読み取る。図９に示すように、角度－シフト多重の記憶媒体の読み取りに対して、上記ビームスプリッタは、参照光を分割し、ビームスプリッタは、上記記録用参照光の入射位置を制御してシフトステップ幅ｄｘ＝５μｍだけ移動させると、入射角をΔθ＝０．１°だけ変化させ、上記検査用参照光と記録用参照光は、入射角の変化法則が同じであり、シフトステップ幅の整数ｉ倍Ｌだけ離れ、ｉ＝Ｌ／ｄｘであり、入射角が記録用参照光のものよりもΔθ×ｉだけ遅れる。
【0064】
明らかに、本発明の上記実施例は、本発明の技術手段を明確に説明するための例に過ぎず、本発明の具体的な実施形態を制限するものではない。本発明の特許請求の範囲の精神及び原則内で行われるいかなる修正、同等置換及び改善などは、いずれも本発明の特許請求の範囲の保護範囲内に含まれるべきである。
【符号の説明】
【0065】
１０： レーザー
２０： シャッタ（ＡＯＭ）
３０： 偏光板
４０： アナモルフィックプリズム群
５０： 偏光ビームスプリッタプリズム
５１： 第１の偏光ビームスプリッタプリズム
５２： 第２の偏光ビームスプリッタプリズム
６０： 減衰器
７０： ２分の１波長板
８０： 反射ミラー
８１： 第１の反射ミラー
８２： 第２の反射ミラー
９０： ガルバノミラーで代替可能な音響光学変調器（ＡＯＭ）
１００： ビーム拡大コリメータ
１０１： 第１のビーム拡大コリメータ
１０２： 第２のビーム拡大コリメータ
１１０： 空間光変調器
１２０： リレーレンズ群
１３０： フーリエレンズ
１３１： 第１のフーリエレンズ
１３２： 第２のフーリエレンズ
１４０： ホログラムディスク
１５０： カメラ
２０： シャッタ（ＡＯＭ）
３０： 偏光板
４０： アナモルフィックプリズム群
５０： 偏光ビームスプリッタプリズム
５１： 第１の偏光ビームスプリッタプリズム
５２： 第２の偏光ビームスプリッタプリズム
６０： 減衰器
７０： ２分の１波長板
８０： 反射ミラー
８１： 第１の反射ミラー
８２： 第２の反射ミラー
９０： ガルバノミラーで代替可能な音響光学変調器（ＡＯＭ）
１００： ビーム拡大コリメータ
１０１： 第１のビーム拡大コリメータ
１０２： 第２のビーム拡大コリメータ
１１０： 空間光変調器
１２０： リレーレンズ群
１３０： フーリエレンズ
１３１： 第１のフーリエレンズ
１３２： 第２のフーリエレンズ
１４０： ホログラムディスク
１５０： カメラ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
