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JP2001023169A - Hologram information recording / reading method and apparatus - Google Patents

Hologram information recording / reading method and apparatus

Info

Publication number
JP2001023169A
JP2001023169A JP11188075A JP18807599A JP2001023169A JP 2001023169 A JP2001023169 A JP 2001023169A JP 11188075 A JP11188075 A JP 11188075A JP 18807599 A JP18807599 A JP 18807599A JP 2001023169 A JP2001023169 A JP 2001023169A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light beam
hologram
recording
reference light
recording medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11188075A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chuan Ernst
チュアン アーネスト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP11188075A priority Critical patent/JP2001023169A/en
Publication of JP2001023169A publication Critical patent/JP2001023169A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で高密度のホログラム蓄積、再構
築を行うこと。 【解決手段】 ホログラム・メモリ構造が、平面波と蓄
積すべきデータパターンから回折された光の干渉からホ
ログラムを記録する。読み出し用の球面ビームを使って
そのホログラムの局所化された部分を再構築することが
できる。球面ビームをホログラム・エリアの全体にわた
って走査することで蓄積されたデータの異なった部分を
検索する。異なった波長又は異なった角度の参照光ビー
ムを使って異なったパターン記録をすることで同じ体積
に多数のホログラムを記録することができる。この構造
は、ディスクベースの蓄積システムに良く適している。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To perform high-density hologram storage and reconstruction with a simple structure. A hologram memory structure records a hologram from interference between a plane wave and light diffracted from a data pattern to be stored. The localized portion of the hologram can be reconstructed using the readout spherical beam. Scanning the hologram area with a spherical beam searches for different parts of the stored data. Multiple holograms can be recorded in the same volume by recording different patterns using different wavelengths or reference light beams of different angles. This structure is well suited for disk-based storage systems.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラム・デー
タ蓄積装置に関し、特に、ホログラムを記録し読み出す
方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hologram data storage device, and more particularly to a method and a device for recording and reading holograms.

【0002】[0002]

【従来の技術】ホログラム・データ蓄積装置は、通常、
一つのホログラム蓄積媒体内の1以上の位置に多数頁の
データを記録する。異なった頁のデータは、その角度又
は波長等,記録に使われた参照光ビームの特性を変える
ことによって1つの位置に多重化されている。
2. Description of the Related Art A hologram data storage device is usually
Multiple pages of data are recorded in one or more positions in one hologram storage medium. Data of different pages are multiplexed at one position by changing the characteristics of the reference light beam used for recording, such as the angle or wavelength.

【0003】信号光ビーム上に記録すべき情報を与える
ために液晶表示パネル等の空間光変調器(SLM)が使
われる。蓄積されたホログラムを読み取るには、記録に
用いたのと同じ特性の参照光ビームを使って所望のホロ
グラムを検索し、2次元検出器を使って再構築されたデ
ータ頁が読まれる。
A spatial light modulator (SLM) such as a liquid crystal display panel is used to give information to be recorded on a signal light beam. To read the stored hologram, a desired hologram is searched using a reference light beam having the same characteristics as used for recording, and a reconstructed data page is read using a two-dimensional detector.

【0004】これらのアーキテクチャには様々な制限が
ある。各データ頁の記録密度は、SLM及び検出器アレ
イによって制限される。これを補償するためには、高密
度を達成するように各位置に数百、数千のホログラムが
多重化される必要がある。
[0004] These architectures have various limitations. The recording density of each data page is limited by the SLM and the detector array. To compensate for this, hundreds or thousands of holograms need to be multiplexed at each location to achieve high density.

【0005】読み出しに際して、大きな2次元の頁が再
構築されるということは、レーザ・パワーが多くのピク
セルに分割され、その結果、レーザ・パワーをもっと沢
山要求することになる。さらに、従来の構造では、再構
築されたデータ頁を検出器アレイ上にフォーカスするた
めに、しばしば、イメージング・レンズ・システムを要
求し、その参照光ビームを異なった方向及び位置に移動
するための複雑な機構も要求される。これらは、システ
ム及び装置の複雑さにおいてコスト高になる。
[0005] Upon readout, the reconstruction of a large two-dimensional page means that the laser power is divided into many pixels, which results in a greater demand for laser power. In addition, conventional structures often require an imaging lens system to focus the reconstructed data page on the detector array, and move the reference light beam to different directions and positions. Complex mechanisms are also required. These are costly in system and equipment complexity.

【0006】また従来の技術においては、媒体の各点で
多重化されたホログラムの有効数が変わるように、使用
された多重化の方法に依って、及びその媒体の空間的位
置の間のオーバーラップ(重複)の量に依って、各ホロ
グラムによって占められるボリューム(体積)の形が変
わる。これらのファクターは、両方とも、媒体中の異な
ったホログラムの間で不均一な強度となり、1つのホロ
グラムにおける異なったピクセルの間でも不均一な強度
となり、データを読む際に誤りを起こす確率を減らす為
に複雑な補償技術が必要である。もし空間的位置が記録
媒体中でオーバーラップしなければ、ダイナミックレン
ジは不連続位置間の不使用物質中に失われる。
Also, in the prior art, the number of multiplexed holograms at each point on the medium varies, depending on the method of multiplexing used and on the overlap between the spatial locations of the medium. Depending on the amount of wrap (overlap), the shape of the volume occupied by each hologram changes. Both of these factors result in non-uniform intensity between different holograms in the medium, and also non-uniform intensity between different pixels in one hologram, reducing the probability of making errors when reading data. Therefore, complicated compensation technology is required. If the spatial locations do not overlap in the recording medium, the dynamic range is lost in the unused material between the discrete locations.

【0007】更に、そのようなシステムを使って記録さ
れたホログラム・メモリを高速複製する方法は現在のと
ころ無い。従来法では各ホログラムは各多重化された頁
に対して、及び記録媒体中の各空間位置で順次記録され
なければならない。全ての頁において等しい強度のホロ
グラムを得るためには、全ての位置で複雑な露光が繰り
返されなければならない。
Furthermore, there is currently no method for high-speed duplication of hologram memories recorded using such a system. In the conventional method, each hologram must be recorded sequentially for each multiplexed page and at each spatial location in the recording medium. In order to obtain holograms of equal intensity on all pages, complex exposures must be repeated at all positions.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記の現状に鑑み、本
発明は、下記のことを課題とする。 (a)ピクセル・サイズが光学的解像度にのみ制限され
るようにして、高密度データ頁が記録され読み出される
ようにする。 (b)検出器のピクセル数増加を必要とせずに1つのホ
ログラムとして大データ頁を記録できるようにする。 (c)記録または回折信号路のどちらか一方に光学的素
子を必要とすることなく記録及び読み出しができるよう
にする。 (d)誤り率を増加することなく読取のための低電力レ
ーザを使えるようにする。 (e)ホログラム・メモリを複製する簡単で高速な手段
を提供する。 (f)良好な均一性をもってホログラムを記録再生でき
るようにする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above situation, the present invention has the following objects. (A) Ensure that high-density data pages are recorded and read out, with pixel size limited only to optical resolution. (B) A large data page can be recorded as one hologram without increasing the number of pixels of the detector. (C) To enable recording and reading without requiring an optical element in one of the recording and diffraction signal paths. (D) Use a low power laser for reading without increasing the error rate. (E) Provides a simple and fast means of replicating hologram memory. (F) The hologram can be recorded and reproduced with good uniformity.

【0009】ディスク型の記録媒体の特別な場合におい
ては、本発明の付加的な目的及び利点は、光学的ディス
クに対する現存の読み出し機構との共存性を提供するこ
とであり、データは、先行技術におけるホログラム・デ
ィスク構造の場合のようにディスク上の離散位置で読む
代わりに、連続的に読まれる。
In the special case of disk-type recording media, an additional object and advantage of the present invention is to provide compatibility with existing readout mechanisms for optical disks, and the data must be stored in the prior art. Instead of reading at discrete locations on the disk as in the case of the hologram disk structure in the above, it is read continuously.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、第1の観点において、下記の手段を備え
たホログラム情報記録読み出し方法を提供する。即ち、
記録媒体中のホログラムに情報を記録し読み出す方法で
あって、データで変調された信号光ビームと記録参照光
ビームを、ホログラムが記録される記録媒体のスポット
上に集光してホログラムを記録し、上記記録参照光ビー
ムとは実質的に波面形状の異なる読み出し参照光ビーム
を作成し、上記読み出し参照光ビームで上記ホログラム
を照射し、所定の倍率に拡大された再生画像情報を得、
該画像情報により上記データの一部を再生するホログラ
ム情報記録読み出し方法を提供する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a hologram information recording / reading method including the following means. That is,
A method for recording and reading information on a hologram in a recording medium, wherein a signal light beam and a recording reference light beam modulated with data are focused on a spot on a recording medium on which the hologram is recorded, and the hologram is recorded. Creating a read reference light beam having a substantially different wavefront shape from the recording reference light beam, irradiating the hologram with the read reference light beam, and obtaining reproduction image information enlarged to a predetermined magnification,
A hologram information recording / reading method for reproducing a part of the data using the image information is provided.

【0011】上記第1観点の方法において、前記読み出
し参照光ビームをほぼ前記信号光ビームの方向と同じ方
向に適用し、それによって、前記再生画像情報をほぼ前
記記録参照光ビームの方向に再現することを特徴とする
ホログラム情報記録読み出し方法も提供する。上記第1
観点の方法において、前記読み出し参照光ビームを、ほ
ぼ前記信号光ビームの進行方向と対向する方向に適用す
ることを特徴とするホログラム情報記録読み出し方法も
提供する。更にまた上記第1観点の方法において、前記
再生画像情報の倍率を前記読み出し参照光ビームの波面
形状に応じて決めるホログラム情報記録読み出し方法も
提供する。
In the method according to the first aspect, the read reference light beam is applied substantially in the same direction as the signal light beam, thereby reproducing the reproduced image information substantially in the direction of the recording reference light beam. A hologram information recording / reading method characterized by the above feature is also provided. The first
In the method according to the aspect, there is also provided a hologram information recording / reading method, wherein the read reference light beam is applied in a direction substantially opposite to a traveling direction of the signal light beam. Furthermore, in the method of the first aspect, there is also provided a hologram information recording / reading method which determines a magnification of the reproduced image information according to a wavefront shape of the read reference light beam.

【0012】更に、上記第1観点の方法において、前記
記録媒体に対する前記読み出し参照光ビームの相対位置
を移動することにより、前記データの異なった部分を再
生するホログラム情報記録読み出し方法も提供する。ま
た、上記第1観点の方法において、各ホログラムに対す
る前記記録媒体上の前記記録参照光ビームの入射角を変
えることによって記録媒体に複数のホログラムを記録
し、それによって、前記読み出し参照光ビームを適用す
ることにより対応する複数の再生画像情報を得るホログ
ラム情報記録読み出し方法も提供する。
Further, in the method of the first aspect, there is also provided a hologram information recording / reading method for reproducing a different part of the data by moving a relative position of the read reference light beam with respect to the recording medium. In the method according to the first aspect, a plurality of holograms are recorded on a recording medium by changing an incident angle of the recording reference light beam on the recording medium with respect to each hologram, thereby applying the read reference light beam. The present invention also provides a hologram information recording / reading method for obtaining a plurality of pieces of corresponding reproduced image information.

【0013】また、上記第1観点の方法において、各ホ
ログラムに対して前記信号光ビームと前記記録参照光ビ
ームの波長を変えることにより前記記録媒体に複数のホ
ログラムを記録し、前記読み出し参照光の波長を変える
ことによって異なったホログラムを再生するホログラム
情報記録読み出し方法も提供する。更に、上記第1観点
の方法において、前記記録媒体が実質的にディスク型の
記録媒体であるホログラム情報記録読み出し方法も提供
する。
In the method of the first aspect, a plurality of holograms are recorded on the recording medium by changing the wavelengths of the signal light beam and the recording reference light beam for each hologram, and A hologram information recording / reading method for reproducing a different hologram by changing a wavelength is also provided. Further, in the method according to the first aspect, there is also provided a hologram information recording / reading method, wherein the recording medium is a substantially disk-type recording medium.

【0014】本発明は、第2の観点において、下記の手
段を備えたホログラム情報記録読み出し方法を提供す
る。即ち、記録媒体中のホログラムに情報を蓄積し読み
出す方法であって、データで変調された信号光ビームと
ほぼ平面波の記録参照光ビームを記録媒体の選択された
スポットに集光し、それによってホログラムを記録し、
ほぼ球面波の読み出し参照光ビームを作成し、前記読み
出し参照光ビームで前記ホログラムを照射して、前記デ
ータの一部を予め定められた倍率を持つ画像として再構
築するホログラム情報記録読み出し方法。また、上記第
2観点の方法において、前記読み出し参照光ビームを前
記信号光ビームとほぼ同じ方向に与え、それによって、
再構築された画像がほぼ前記記録参照光ビームの方向に
伝搬するようにするホログラム情報記録読み出し方法も
提供する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a hologram information recording / reading method including the following means. That is, a method of accumulating and reading information in a hologram in a recording medium, wherein a signal light beam modulated with data and a recording reference light beam of a substantially plane wave are focused on a selected spot on the recording medium, and thereby the hologram is Record
A hologram information recording / reading method in which a readout reference light beam of a substantially spherical wave is created, the hologram is irradiated with the readout reference light beam, and a part of the data is reconstructed as an image having a predetermined magnification. In the method according to the second aspect, the read reference light beam is provided in substantially the same direction as the signal light beam.
There is also provided a hologram information recording / reading method for causing a reconstructed image to propagate substantially in the direction of the recording reference light beam.

【0015】また、上記第2観点の方法において、前記
読み出し参照光ビームを前記信号光ビームと対向する方
向に与えることを特徴とするホログラム情報記録読み出
し方法も提供する。更に、上記第2観点の方法におい
て、前記再構築された画像の倍率を前記読み出し参照光
ビームの焦点位置によって決めるホログラム情報記録読
み出し方法も提供する。更にまた、上記第2観点の方法
において、前記読み出し参照光ビームを前記記録媒体に
関係して変えて、前記データの異なった部分を再構築す
るホログラム情報記録読み出し方法も提供する。
Further, there is provided a hologram information recording / reading method according to the second aspect, wherein the read reference light beam is provided in a direction facing the signal light beam. Further, in the method according to the second aspect, there is also provided a hologram information recording / reading method in which a magnification of the reconstructed image is determined by a focal position of the read reference light beam. Still further, in the method of the second aspect, there is also provided a hologram information recording / reading method for reconstructing a different part of the data by changing the read reference light beam in relation to the recording medium.

【0016】また、上記第2観点の方法において、各ホ
ログラムに対する前記記録媒体上に前記記録参照光ビー
ムの入射角を変えて前記記録媒体に複数のホログラムを
記録し、前記読取参照光ビームを与えることにより対応
する複数の再構築された画像を並列に得るホログラム情
報記録読み出し方法も提供する。また、上記第2観点の
方法において、各ホログラムに対して前記信号光ビーム
及び前記記録参照光ビームの波長を変えることによって
前記記録媒体中に複数のホログラムを記録し、前記読み
出し参照光ビームの波長を変えることにより異なったホ
ログラムを再構築するホログラム情報記録読み出し方法
も提供する。更にまた、上記第2観点の方法において、
前記記録媒体が実質的にディスク型であるホログラム情
報記録読み出し方法も提供する。
In the method according to the second aspect, a plurality of holograms are recorded on the recording medium by changing an incident angle of the recording reference light beam on the recording medium with respect to each hologram, and the read reference light beam is provided. Accordingly, a hologram information recording / reading method for obtaining a plurality of corresponding reconstructed images in parallel is also provided. In the method according to the second aspect, a plurality of holograms are recorded in the recording medium by changing the wavelengths of the signal light beam and the recording reference light beam for each hologram, and the wavelength of the read reference light beam is changed. The hologram information recording / reading method of reconstructing a different hologram by changing the hologram information is also provided. Furthermore, in the method according to the second aspect,
A method for recording and reading hologram information wherein the recording medium is substantially a disk type is also provided.

【0017】本発明は、第3の観点において、下記の手
段を備えたデータ蓄積方法を提供する。即ち、単一連続
ホログラムとして略ディスク型の記録媒体の略全表面に
わたりデータを記録する方法であって、適正な読み出し
参照光ビームを適用することにより前記データの一部を
再構築する方法において、(a)前記記録媒体中の選択
された領域上に記録参照光ビーム及びデータで変調され
た信号光ビームを集光してホログラムを記録し、(b)
前記記録参照光ビームとは実質的に波面形状が異なった
読み出し参照光ビームを作成し、(c)前記読み出し参
照光ビームで前記ホログラムを照射して前記データの一
部を画像として再構築するデータ蓄積方法を提供する。
上記第3の観点の方法において、前記記録参照光ビーム
が前記記録媒体上に入射する各点で形が略平面波であ
り、前記読み出し参照光ビームが略球面波であるデータ
蓄積方法も提供する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a data storage method comprising the following means. That is, a method of recording data over substantially the entire surface of a substantially disk-shaped recording medium as a single continuous hologram, and a method of reconstructing a part of the data by applying an appropriate read reference light beam, (A) condensing a recording reference light beam and a signal light beam modulated with data on a selected area in the recording medium to record a hologram; (b)
(C) data for reconstructing a part of the data as an image by irradiating the hologram with the read reference light beam and creating a read reference light beam having a substantially different wavefront shape from the recording reference light beam Provide a storage method.
In the method according to the third aspect, a data storage method is also provided in which the recording reference light beam has a substantially plane wave at each point where the recording reference light beam enters the recording medium, and the read reference light beam has a substantially spherical wave.

【0018】また、上記第3観点の方法において、前記
読み出し参照光ビームを略前記信号光ビームの方向に適
用し、それによって、前記再構築された画像が略前記記
録参照光ビームの方向に伝搬するようにするデータ蓄積
方法も提供する。また、上記第3観点の方法において、
前記再構築画像の倍率を前記読み出し参照光ビームの位
置によって決定するデータ蓄積方法も提供する。更にま
た、上記第3観点の方法において、前記記録媒体に対し
て読み出し参照光ビームを変えて、前記データの異なっ
た部分を再構築するデータ蓄積方法も提供する。
In the method of the third aspect, the read reference light beam is applied substantially in the direction of the signal light beam, whereby the reconstructed image propagates substantially in the direction of the recording reference light beam. A method for storing data to be performed is also provided. In the method according to the third aspect,
A data storage method is also provided, wherein a magnification of the reconstructed image is determined by a position of the read reference light beam. Still further, in the method according to the third aspect, there is provided a data storage method for reconstructing a different part of the data by changing a read reference light beam with respect to the recording medium.

【0019】また、上記第3観点の方法において、各ホ
ログラムに対する前記記録媒体上の前記記録参照光ビー
ムの入射角度を変えることにより前記記録媒体中に複数
のホログラムを記録し、前記読み出し参照光ビームを適
用して、対応する複数の再構築された画像を並列に得る
データ蓄積方法も提供する。また、上記第3観点の方法
において、各ホログラムに対して前記信号光ビーム及び
前記記録参照光ビームの波長を変えることによって前記
記録媒体に複数のホログラムを記録し、前記読み出し参
照光ビームの波長を変えることにより異なったホログラ
ムを再構築するデータ蓄積方法も提供する。更にまた、
上記第3観点の方法において、前記データ中の情報を前
記ディスク上の実質的に円形のトラックパターン内にト
ラックの伸びる方向におけるエッジ位置の変位として符
号化し、それによって、前記ディスク型の記録媒体が実
質的に光学ディスクと同じ仕方で読めるようにするデー
タ蓄積方法も提供する。また、上記第3観点の方法にお
いて、前記光学ディスクは、コンパクト・ディスクもし
くはDVDであることを特徴とするデータ蓄積方法も提
供する。
In the method according to the third aspect, a plurality of holograms are recorded in the recording medium by changing an incident angle of the recording reference light beam on the recording medium with respect to each hologram, and the readout reference light beam is recorded. And a data storage method for obtaining a corresponding plurality of reconstructed images in parallel. In the method according to the third aspect, a plurality of holograms are recorded on the recording medium by changing the wavelengths of the signal light beam and the recording reference light beam for each hologram, and the wavelength of the read reference light beam is changed. It also provides a data storage method for reconstructing different holograms by changing. Furthermore,
In the method of the third aspect, the information in the data is encoded as a displacement of an edge position in a track extending direction in a substantially circular track pattern on the disk, whereby the disk-type recording medium is encoded. There is also provided a data storage method that allows reading in substantially the same manner as an optical disc. In the method according to the third aspect, the optical disk is a compact disk or a DVD.

【0020】本発明は、第4の観点において、下記の手
段を備えたホログラム記録装置を提供する。即ち、
(a)コヒーレント光を作る手段と、(b)ホログラム
記録に適した略ディスク型記録媒体と、(c)前記記録
媒体に光のビームを空間的に変調し、前記媒体の表面全
体にわたり連続したホログラムを作成する空間変調手段
と、(d)前記空間的光変調と参照光ビームによって変
調された光を前記記録媒体に照射する手段とを含むホロ
グラム記録装置を提供する。また、上記第4観点の装置
において、前記参照光ビームを照射する手段が前記記録
媒体上の前記参照光ビームの入射角度を変えるために調
整できるホログラム記録装置も提供する。また、上記第
4観点の装置において、前記コヒーレント光を作る手段
が波長を変えることができるように構成されたホログラ
ム記録装置も提供する。さらにまた、上記第4観点の装
置において、前記コヒーレント光を作る手段が異なった
波長の複数の光源を含むホログラム記録装置も提供す
る。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a hologram recording apparatus comprising the following means. That is,
(A) means for producing coherent light, (b) a substantially disk-shaped recording medium suitable for hologram recording, and (c) a light beam that is spatially modulated on the recording medium and is continuous over the entire surface of the medium. A hologram recording apparatus includes: a spatial modulation unit that forms a hologram; and (d) a unit that irradiates the recording medium with light modulated by the spatial light modulation and a reference light beam. Further, in the apparatus according to the fourth aspect, there is also provided a hologram recording apparatus in which the means for irradiating the reference light beam can be adjusted to change an incident angle of the reference light beam on the recording medium. In the apparatus according to the fourth aspect, the present invention also provides a hologram recording device configured such that the means for producing the coherent light can change a wavelength. Still further, in the apparatus according to the fourth aspect, there is also provided a hologram recording apparatus, wherein the means for generating the coherent light includes a plurality of light sources having different wavelengths.

【0021】本発明は、第5の観点において、下記の手
段を備えたホログラム読み出し装置を提供する。即ち、
(a)コヒーレント光を作る手段と、(b)上記コヒー
レント光を実質的に球面波ビームに変換する手段と、
(c)少なくとも1つの光検出器と、(d)ほぼ平面波
と、情報により変調された光の干渉により情報が記録さ
れたホログラム媒体と、(e)前記媒体に対する前記球
面波ビームを移動する移動手段とを含むホログラム読み
出し装置を提供する。また、上記第5観点の装置におい
て、前記コヒーレント光を作る手段が波長を選ぶことが
できるホログラム読み出し装置も提供する。また、上記
第5観点の装置において、前記コヒーレント光を作る手
段が異なった波長からなる複数の光源を含むホログラム
読み出し装置も提供する。更にまた、上記第5観点の装
置において、前記複数のホログラムの部分が前記球面波
ビームによって同時に再構築されるように前記媒体が符
号化されたホログラム読み出し装置も提供する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a hologram reading device comprising the following means. That is,
(A) means for producing coherent light; (b) means for converting the coherent light into a substantially spherical wave beam;
(C) at least one photodetector, (d) a hologram medium on which information is recorded by interference of a substantially plane wave and light modulated by the information, and (e) movement of moving the spherical wave beam with respect to the medium. And a hologram readout device comprising: Further, in the apparatus according to the fifth aspect, there is also provided a hologram readout apparatus in which the means for producing the coherent light can select a wavelength. In the apparatus according to the fifth aspect, the means for producing coherent light also includes a hologram readout apparatus including a plurality of light sources having different wavelengths. Still further, in the apparatus according to the fifth aspect, there is also provided a hologram reading device in which the medium is encoded such that portions of the plurality of holograms are simultaneously reconstructed by the spherical wave beam.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明の第1実施形態について説
明する。図1は、ホログラムを記録するための本発明の
一実施形態を示す。同図に示すとおり、空間的光変調器
又はデータ・パターン25を使って、同図の左方から同
パターン25に垂直に入射したビームを、記録しようと
する情報(即ち、パターン25に与えられる情報)で変
調し、該パターン25の右方に変調された光ビーム20
を出力する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows one embodiment of the present invention for recording a hologram. As shown in the figure, using a spatial light modulator or a data pattern 25, a beam vertically incident on the same pattern 25 from the left side of the figure is applied to information to be recorded (that is, given to the pattern 25). Information) and the light beam 20 modulated to the right of the pattern 25
Is output.

【0023】データ・パターン25で回折され変調され
た上記光ビームは信号光ビーム20として、ホログラム
媒体35に入射する。ホログラム媒体35は、データ・
パターン25に平行に配向され、光感応ポリマー又は光
回折結晶等の薄い膜で形成される。ホログラム媒体35
には図示のように平面波参照光ビーム30が印加され、
該ホログラム媒体35の内側で上記信号光ビーム20と
参照光ビーム30とが干渉して干渉縞を作る。なお、本
実施形態においては、参照光ビーム30は、ホログラム
媒体35の信号光ビーム20と対向する面に入射する。
従って、ホログラム媒体35は反射外面内に記録を行う
のに適した物質とすべきである。
The light beam diffracted and modulated by the data pattern 25 is incident on the hologram medium 35 as a signal light beam 20. The hologram medium 35 stores data
It is oriented parallel to the pattern 25 and is formed of a thin film such as a photosensitive polymer or a light diffraction crystal. Hologram medium 35
Is applied with a plane wave reference light beam 30 as shown in FIG.
The signal light beam 20 and the reference light beam 30 interfere inside the hologram medium 35 to form interference fringes. In the present embodiment, the reference light beam 30 is incident on the surface of the hologram medium 35 facing the signal light beam 20.
Therefore, the hologram medium 35 should be a material suitable for recording on the reflection outer surface.

【0024】図2は、図1の方法で記録されたホログラ
ムを再構築するための好ましい実施形態を示す。同図に
示すように、レンズ等の合焦素子45によって球面波収
束光ビーム40を作り、この光ビーム40を参照光ビー
ムとして情報が記録されたホログラム媒体35の付近に
合焦する(焦点を結ばせる)。照射の方向はホログラム
を記録するのに使われた信号光ビーム20の方向と逆の
方向である。
FIG. 2 shows a preferred embodiment for reconstructing the hologram recorded by the method of FIG. As shown in the figure, a focusing element 45 such as a lens forms a convergent spherical wave light beam 40, and focuses the light beam 40 near a hologram medium 35 on which information is recorded as a reference light beam. Tie). The direction of irradiation is opposite to the direction of the signal light beam 20 used to record the hologram.

【0025】上記参照光ビームを照射した結果ホログラ
ム媒体35から出力される再構築された情報を含む信号
光ビーム50は、該ホログラムを記録するのに使われた
参照光ビームと反対の方向に伝搬する。球面波参照光ビ
ーム40の焦点55の位置は、再構築された画像の位置
と大きさを決定する。即ち、焦点55とホログラム媒体
35の間の距離が記録中のデータ・パターン25とホロ
グラム媒体35の間の距離よりも短ければ、再構築され
た信号光ビーム50の方向に実像が形成される。さもな
ければ、再構築された信号光ビーム50と反対の方向に
虚像ができる。
The signal light beam 50 including the reconstructed information output from the hologram medium 35 as a result of irradiating the reference light beam propagates in a direction opposite to the reference light beam used to record the hologram. I do. The position of the focal point 55 of the spherical wave reference light beam 40 determines the position and size of the reconstructed image. That is, if the distance between the focal point 55 and the hologram medium 35 is shorter than the distance between the data pattern 25 being recorded and the hologram medium 35, a real image is formed in the direction of the reconstructed signal light beam 50. Otherwise, a virtual image is created in the direction opposite to the reconstructed signal light beam 50.

【0026】再構築された画像のホログラム媒体35か
らの近似距離ziは等式(1)で与えられる。 (1/zi)=(1/z0)−(1/z1)‥‥(1) ここで、z0は、記録中の、データ・パターン25とホ
ログラム媒体35の間の距離であり、z1は、読み出し
中の、焦点55とホログラム媒体35の間の距離であ
る。再構築された画像の大きさMは等式(2)で与えら
れる。 M=z1/(z1−z0)‥‥(2)
The approximate distance zi of the reconstructed image from the hologram medium 35 is given by equation (1). (1 / zi) = (1 / z0) − (1 / z1) ‥‥ (1) where z0 is the distance between the data pattern 25 and the hologram medium 35 during recording, and z1 is This is the distance between the focal point 55 and the hologram medium 35 during reading. The size M of the reconstructed image is given by equation (2). M = z1 / (z1-z0) ‥‥ (2)

【0027】再構築されたデータ・パターン25の部分
は、ホログラム媒体35上の球面波ビーム40の照射ス
ポットの中心と同じ横座標の近辺のエリアである。ホロ
グラム媒体35又は球面波ビーム40を相互に横方向に
動かすと、データ・パターン25の異なった部分が再構
築される。
The portion of the reconstructed data pattern 25 is an area near the same abscissa as the center of the irradiation spot of the spherical wave beam 40 on the hologram medium 35. Moving the hologram medium 35 or the spherical wave beam 40 laterally relative to each other reconstructs different parts of the data pattern 25.

【0028】もしホログラム媒体35が薄ければ、この
方法は最も良好に働く。厚い媒体に対しては、その再構
築された画像は或程度のボケ(blurring)及び
歪みを招くが、適用対象における許容度しだいで依然と
して使用可能である。実験として、厚さ20μmの感光
ポリマーにこの方法で2μmの繰り返しパターンを記録
した。口径数0.40を持つレンズを使ってホログラム
全体に球面波の読み出しビームを合焦することで、この
2μmのパターンが5mm以上の寸法に拡大されること
が確認された。これは、拡大率2500に相当する。
This method works best if the hologram medium 35 is thin. For thick media, the reconstructed image will cause some blurring and distortion, but can still be used depending on the tolerances of the application. As an experiment, a 2 μm repetitive pattern was recorded on a 20 μm thick photosensitive polymer by this method. It was confirmed that this 2 μm pattern was enlarged to a size of 5 mm or more by focusing a spherical wave read beam on the entire hologram using a lens having a numerical aperture of 0.40. This corresponds to an enlargement factor of 2500.

【0029】次に、本発明の第2の実施形態について下
記に説明する。第1実施形態のホログラム・メモリは、
同一のホログラム媒体内に異なったホログラムを多重化
することを許すシステムに使える。これに対して、図3
に示す第2の実施形態は記録中に多重化を許すシステム
である。コヒーレントなレーザ源65からのビームがビ
ーム・エクスパンダー及びコリメータ70によって平面
波に変換される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described below. The hologram memory according to the first embodiment includes:
It can be used in systems that allow the multiplexing of different holograms in the same hologram medium. In contrast, FIG.
The second embodiment is a system that allows multiplexing during recording. The beam from the coherent laser source 65 is converted to a plane wave by a beam expander and collimator 70.

【0030】この拡大された平面波はビームスプリッタ
ー75で信号光成分と参照光成分に分割される。信号光
成分は、データ・パターン25によって変調され、変調
された信号光ビーム20がホログラム媒体35を照射す
る。他方上記ビームスプリッター75で分割された平面
波の参照光成分は、固定ミラー80に向けて進み、該ミ
ラーで反射してミラー85に導かれる。該ミラー85は
4−F画像化システム90の前部焦点面に置かれた回転
自在ミラーである。
The expanded plane wave is split by a beam splitter 75 into a signal light component and a reference light component. The signal light component is modulated by the data pattern 25, and the modulated signal light beam 20 illuminates the hologram medium 35. On the other hand, the reference light component of the plane wave split by the beam splitter 75 travels toward the fixed mirror 80, is reflected by the mirror, and is guided to the mirror 85. The mirror 85 is a rotatable mirror located at the front focal plane of the 4-F imaging system 90.

【0031】ホログラム媒体35は、上記4−F画像化
システム90の後部焦点面の所に置かれる。このように
配置すると、回転自在ミラー85の角度を変えることに
よって、ホログラム媒体35の内側で信号光ビーム20
と干渉する参照光ビーム30の角度を変えることができ
る。図3に示す本システムは、2つの方法で多重化する
ことを許す。1つの方法は、異なったデータ・パターン
25に対してビーム30の角度を変えることである。も
う一つの方法は、異なったデータ・パターン25に対し
てレーザ源65の波長を変えることによって波長多重化
を適用することである。
The hologram medium 35 is located at the rear focal plane of the 4-F imaging system 90 described above. With this arrangement, by changing the angle of the rotatable mirror 85, the signal light beam 20 inside the hologram medium 35 is changed.
The angle of the reference light beam 30 that interferes with the angle can be changed. The system shown in FIG. 3 allows multiplexing in two ways. One way is to change the angle of beam 30 for different data patterns 25. Another method is to apply wavelength multiplexing by changing the wavelength of the laser source 65 for different data patterns 25.

【0032】図4は、図3に示されたシステムによって
記録されたホログラムを読み出すための第2の好ましい
形態を示す。この読み出し動作は図2に示す第1の実施
形態に対して説明したのと同じである。異なる点は、異
なった波長で記録された異なったホログラムを読み出す
のに、球面波ビーム40の波長が変えられることであ
る。
FIG. 4 shows a second preferred form for reading a hologram recorded by the system shown in FIG. This read operation is the same as that described for the first embodiment shown in FIG. The difference is that the wavelength of the spherical wave beam 40 is changed to read out different holograms recorded at different wavelengths.

【0033】もし、書込の間に多数の角度が使われたと
きには、再構築された信号光ビーム50は記録に使われ
た各角度と反対方向に伝搬し、その角度で記録された対
応するデータ・パターン25からのデータを搬送する。
従って、クロストークを回避するには、記録に使う角度
は読み出しに際しての画像再構築の実質的なオーバーラ
ップを避けるのに充分な大きさにすべきである。多数の
再構築されたスポットを読むのに検出器アレイ95を使
っても良い。
If multiple angles are used during writing, the reconstructed signal light beam 50 propagates in the opposite direction to each angle used for recording, and the corresponding angle recorded at that angle. Conveys data from data pattern 25.
Therefore, to avoid crosstalk, the angle used for recording should be large enough to avoid substantial overlap in image reconstruction during readout. Detector array 95 may be used to read multiple reconstructed spots.

【0034】本発明のメモリ構造の利点は、任意の大デ
ータ頁が1つのホログラムとして記録できることにある
が、ホログラム中の情報の小部分を再生するためにその
ホログラムの小部分上に読み出し光を合焦させることも
できる。これは、先行技術のホログラム・アーキテクチ
ャを使ってするよりも多くのデータを各ホログラムに蓄
積できるようにし、総記録時間を短くし、記録における
レーザ出力のプログラミングに対する複雑さを軽減し、
異なったホログラム間はもとより各ホログラム内部の一
様性を達成するのも一層容易にしている。
An advantage of the memory structure of the present invention is that any large data page can be recorded as one hologram, but in order to reproduce a small portion of the information in the hologram, read light is applied to a small portion of the hologram. It can also be focused. This allows more data to be stored in each hologram than with the prior art hologram architecture, reduces the total recording time, reduces the complexity of programming the laser output in recording,
It also makes it easier to achieve uniformity within each hologram as well as between different holograms.

【0035】このアーキテクチャは、ディスク・ベース
のメモリに特に良く適している。何故ならば、そのディ
スクの全エリアに亘って、連続ホログラムを記録するこ
とができるが、ディスクの表面に焦点合わされた読み出
しビームを動かすことによって特定のデータ位置にアク
セスすることができるからである。
This architecture is particularly well suited for disk-based memories. This is because continuous holograms can be recorded over the entire area of the disk, but specific data locations can be accessed by moving a read beam focused on the surface of the disk.

【0036】しかしながら、ディスク・ベースの構造で
は、回転中のディスクからデータを読むことに起因して
生じる一つの複雑性は、ディスクの全ての回転位置及び
読取ヘッドの半径方向位置に対して、読取ヘッドに相対
的に固定した読み出し位置を維持したいと言う要望があ
ることである。
However, with a disk-based structure, one complication that arises from reading data from a rotating disk is that for all rotational positions of the disk and radial position of the read head, There is a desire to maintain a read position relatively fixed to the head.

【0037】図5,6A及び6Bは、ホログラム・ディ
スクに情報を記録する際に第1及び第2実施形態の装置
と協動する第3の好ましい実施形態を示す。図5は、レ
ーザからの光を信号光ビーム及び参照光ビームに分割す
るための従来のシステムを示す。コヒーレント・レーザ
源65からのビームは、ビーム・エクスパンダー及びコ
リメータ70によって拡大された平面波に変えられる。
この拡大された平面波は、ビームスプリッター75で、
信号光成分110と参照光成分130に分割される。信
号光及び参照光成分は、1組のミラー80等の光学系に
よって適正な入射角で記録用サブシステムに配向され
る。この記録用サブシステムは、記録されるべきデータ
・パターンとホログラム記録媒体を含む。
FIGS. 5, 6A and 6B show a third preferred embodiment which cooperates with the devices of the first and second embodiments in recording information on a hologram disc. FIG. 5 shows a conventional system for splitting light from a laser into a signal light beam and a reference light beam. The beam from the coherent laser source 65 is converted to an expanded plane wave by a beam expander and collimator 70.
This expanded plane wave is output by the beam splitter 75.
It is split into a signal light component 110 and a reference light component 130. The signal light and reference light components are directed to the recording subsystem at an appropriate angle of incidence by an optical system such as a set of mirrors 80. The recording subsystem includes a data pattern to be recorded and a hologram recording medium.

【0038】図6Aは、1つの可能な記録サブシステム
を示す。信号光成分110は、ディスク型のデータ・パ
ターン25によって変調される。従って、変調された信
号光ビーム20は、データ・パターン25にほぼ平行に
向けられ、その変調光の大部分を捉えるため、そのデー
タ・パターンの充分近くに置かれたディスク型ホログラ
ム媒体35に入射する。
FIG. 6A shows one possible recording subsystem. The signal light component 110 is modulated by a disk-shaped data pattern 25. Accordingly, the modulated signal light beam 20 is directed substantially parallel to the data pattern 25 and impinges on a disk-type hologram medium 35 located sufficiently close to the data pattern to capture most of the modulated light. I do.

【0039】読み出しの際のホログラム再構築に対し
て、ディスクが回転している間に、読み出し参照光ビー
ムに相対的な固定位置を維持することができるようにす
るために、球面対称参照光ビームを準備しなければなら
ない。参照光成分130の行路に(レンズ、光学的回折
素子、又はホログラム等の)ビーム整形素子131を使
うことによってこれが達成できるから、その整形された
参照光ビーム132はほぼ平面波でディスクの表面に亘
って同じ半径方向角度でディスクに入射する。
For hologram reconstruction during reading, a spherically symmetric reference light beam is used to maintain a fixed position relative to the read reference light beam while the disk is rotating. Must be prepared. Because this can be achieved by using a beam shaping element 131 (such as a lens, optical diffractive element, or hologram) in the path of the reference light component 130, the shaped reference light beam 132 is substantially a plane wave across the surface of the disk. Incident on the disk at the same radial angle.

【0040】図6Bは、これに代わる記録システムを示
す。この場合、参照光成分130は、ストライプ型記録
領域134だけに沿って予め定められた角度でホログラ
ム媒体35を照射する。データ・パターン25からの変
調された信号光ビーム20もまた同じ領域134を照射
する。駆動装置を備えた回転スピンドル138は、記録
している間に全360°回転にわたり、データ・パター
ン25とホログラム媒体35を一緒に回転させるのに使
うことができ、ディスクの表面にわたって単一の連続的
なホログラムを効果的に形成する。
FIG. 6B shows an alternative recording system. In this case, the reference light component 130 irradiates the hologram medium 35 at a predetermined angle only along the stripe type recording area 134. The modulated signal light beam 20 from the data pattern 25 also illuminates the same area 134. A rotating spindle 138 with drive can be used to rotate the data pattern 25 and the hologram medium 35 together for a full 360 ° rotation during recording, and a single continuous Effective hologram is formed.

【0041】図7は、上記の方法の1つによって記録さ
れたディスク型ホログラム媒体35からデータを読み出
すための好ましい第3の実施形態を示す。読取ヘッド1
42は、ホログラム媒体35の表面上方に搭載されてい
る。ホログラム媒体35は、駆動装置を備えた回転スピ
ンドル138の上にセットされ、ヘッド142がディス
ク上の全てのトラック位置にアクセスできるようにす
る。
FIG. 7 shows a third preferred embodiment for reading data from the disk-type hologram medium 35 recorded by one of the above methods. Read head 1
Reference numeral 42 is mounted above the surface of the hologram medium 35. The hologram medium 35 is set on a rotating spindle 138 equipped with a driving device so that the head 142 can access all the track positions on the disk.

【0042】ヘッド142は、スライディング・トラッ
ク又は回転アーム等の変換機構によって保持され、ディ
スクの異なった半径方向位置にヘッドが動けるようにす
る。このヘッド142は、コヒーレント・レーザ源6
5、合焦素子45、及び1以上の検出器アレイ95を適
正位置に含み、好ましい第1及び第2実施形態で説明し
た読み出しを達成する。ディスク上の全位置は、ディス
クを回転させ、ヘッドを半径方向に動かし、又はこれら
2つの組合せにより、ヘッドでアクセスできる。
The head 142 is held by a transducing mechanism, such as a sliding track or a rotating arm, to allow the head to move to different radial positions on the disk. The head 142 has a coherent laser source 6
5, including the focusing element 45 and one or more detector arrays 95 in place to achieve the readout described in the preferred first and second embodiments. All positions on the disk can be accessed by the head by rotating the disk, moving the head radially, or a combination of the two.

【0043】以上のとおり、本発明の記録及び読み出し
装置は、高解像度情報の任意の大きさの頁をホログラム
として記録し、その記録された精細なパターンを復元す
るために容易に制御てきる倍率で蓄積されたホログラム
の複数の部分を読み出す装置を提供する。
As described above, the recording and reading apparatus of the present invention records a page of an arbitrary size of high-resolution information as a hologram and easily controls the magnification for restoring the recorded fine pattern. A device for reading out a plurality of portions of the hologram accumulated in the step (a).

【0044】上記の説明は、詳細になされているが、こ
れらは発明の技術範囲を制限するものではなく、好まし
い実施の形態を例示したものとすべきである。従って、
この他にも種々の変形が可能である。例えば、図1、
2、3は、信号光ビーム20と参照光ビーム30がホロ
グラム媒体35の反対側に入射した場合に対して描かれ
ている。しかし、本書に説明された方法は、信号光ビー
ム20と参照光ビーム30が媒体の同一側に入射した時
にも使うことができる。
Although the above description has been set forth in detail, these are not intended to limit the scope of the invention and should be taken as illustrative of the preferred embodiments. Therefore,
Various other modifications are also possible. For example, FIG.
2 and 3 illustrate the case where the signal light beam 20 and the reference light beam 30 are incident on the opposite sides of the hologram medium 35. However, the method described herein can also be used when the signal light beam 20 and the reference light beam 30 are incident on the same side of the medium.

【0045】球面波読み出しビーム40は、正確に球面
である必要は無く信号光ビーム20と反対方向である必
要もない。検出方法の許容範囲内で球面波ビーム形状の
或程度の歪みは許され、球面波読み出しビーム40はオ
フセット角度で印加することができ、再構築された信号
光ビーム50の方向への傾きの原因となる。
The spherical wave readout beam 40 need not be exactly spherical and need not be in the opposite direction to the signal light beam 20. Some distortion of the spherical wave beam shape is allowed within the permissible range of the detection method, the spherical wave readout beam 40 can be applied at an offset angle, and causes the tilt of the reconstructed signal light beam 50 in the direction. Becomes

【0046】球面波読み出しビーム40は、記録の間、
信号光ビーム20と同じ方向に印加することもでき、収
束ビームまたは発散ビームでよく、選ばれた記録面の形
態に依存する。反射型の面の場合には、記録中に直接対
向する信号光ビーム20と参照光ビーム30を使うこと
もできる。この場合、再構築された信号光ビーム50は
フォーカシング素子45を通り、他に設けるレンズ素子
のために、再構築された画像の距離と倍率が調整されな
ければならない。
The readout beam 40 for spherical waves during recording
It can be applied in the same direction as the signal light beam 20, and can be a convergent beam or a divergent beam, depending on the form of the recording surface selected. In the case of a reflective surface, a signal light beam 20 and a reference light beam 30 that directly face each other during recording can be used. In this case, the reconstructed signal light beam 50 passes through the focusing element 45 and the distance and magnification of the reconstructed image must be adjusted for the other lens elements.

【0047】図3のシステムにおいては、任意の適正手
段を使って、参照光ビーム30の角度が変えられる。同
様にして、角度の変化は図3の平面に垂直な成分を持っ
てもよい。単一波長の選択可能なコヒーレント光源又は
異なった波長の多数のレーザによって異なった波長を発
生させることができる。
In the system of FIG. 3, the angle of the reference light beam 30 is changed using any suitable means. Similarly, the change in angle may have a component perpendicular to the plane of FIG. Different wavelengths can be generated by a single wavelength selectable coherent light source or multiple lasers of different wavelengths.

【0048】データ・パターン25は、透過または反射
タイプの素子でよく、任意の好ましい情報の形をとるこ
とができる。例えば、ディスク型の媒体においては、通
常のアレイにおけるピクセルのオン又はオフ状態におけ
る代わりに、そのデータ・パターンのエッジ遷移の位置
において情報が符号化される円形トラックパターンが記
録されてもよい。
The data pattern 25 may be of a transmissive or reflective type and may take any desired form of information. For example, on a disk-type medium, instead of in the on or off state of the pixels in a normal array, a circular track pattern in which information is encoded at the edge transition of the data pattern may be recorded.

【0049】これによって、ホログラム・ディスクに蓄
積されるデータ・パターンを光学ディスク上のピットと
同じ方法で読むことができる。多数ホログラムが多重化
された時に、電気的に制御できる空間的光変調器等の適
正手段を使うか、複数の記録の間の異なった1つでデー
タ・パターンを置換することによって、データ・パター
ンを変えることができる。
Thus, the data pattern stored on the hologram disk can be read in the same manner as the pits on the optical disk. When a large number of holograms are multiplexed, the data pattern can be adjusted by using appropriate means such as an electrically controllable spatial light modulator or by replacing the data pattern with a different one between multiple recordings. Can be changed.

【0050】ホログラム媒体35は、任意の適正形状及
び寸法の蓄積媒体とすることができる。球面波ビーム4
0は、レーザ、回折光学系、又はホログラム素子等の任
意の適正手段によって発生させることができる。再構築
された画像の倍率は、任意の適正量のデータをイメージ
するように選んでよい。直列読み出しに対しては単一ビ
ットが再構築でき、並列読み出しに対しては多数ビット
が再構築される。蓄積ホログラムの異なった部分を読み
出すためのホログラム媒体35の表面全体にわたり球面
波読み出しビーム40で走査するには適正な機構を使え
ばよい。
The hologram medium 35 can be a storage medium of any appropriate shape and dimensions. Spherical wave beam 4
Zero can be generated by any suitable means, such as a laser, diffractive optics, or hologram element. The magnification of the reconstructed image may be selected to image any suitable amount of data. A single bit can be reconstructed for serial readout, and many bits are reconstructed for parallel readout. To scan the entire surface of the hologram medium 35 for reading out different parts of the storage hologram with the spherical wave readout beam 40, an appropriate mechanism may be used.

【0051】もし、適用作業のために生の画像の投射が
充分ならば、検出器60及び95は、必要ない。従っ
て、本発明の技術範囲は、図解された実施形態だけによ
って決められるべきではなく、特許請求の範囲の記載及
びそれと等価な項によって決められるべきである。
If the projection of the raw image is sufficient for the application, detectors 60 and 95 are not needed. Therefore, the technical scope of the present invention should not be determined only by the illustrated embodiments, but should be determined by the appended claims and the terms equivalent thereto.

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明のホログラム情報記録読み出し方
法及び装置は、下記の利点を有する。 ・簡単な光学系を使って記録及び読み出し動作ができ
る。記録又は読み出し用信号路に光学機構は必要ない。 ・大容量メモリの高速記録ができる。何故ならば、大き
な頁サイズで頁当たりの高データ密度によって少数のホ
ログラムに大量のデータを蓄積することができるからで
ある。 ・少数のホログラムと各データ頁にまたがる記録処理の
一様性のために一層簡単な記録計画が使える。 ・小量のデータを読み出すために利用可能なパワーをフ
ォーカシング(合焦)することによりレーザに要求され
るパワーを減らすことができる。 ・現存の光ディスク読み出し機構と互換性のあるホログ
ラム・ディスクが得られる。
The method and apparatus for recording and reading hologram information according to the present invention have the following advantages. -Recording and reading operations can be performed using a simple optical system. No optical mechanism is required in the recording or reading signal path. -High-speed recording of large-capacity memory is possible. This is because a large number of data can be stored in a small number of holograms with a large page size and a high data density per page. -A simpler recording scheme can be used for uniformity of the recording process across a small number of holograms and each data page. -The power required for the laser can be reduced by focusing the power available to read a small amount of data. -A hologram disk compatible with existing optical disk reading mechanisms is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のホログラム記録装置の一例を示す模式
図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a hologram recording device of the present invention.

【図2】本発明のホログラム読み出し装置の一例を示す
模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of the hologram reading device of the present invention.

【図3】記録中にホログラムを多重化する装置の一例を
示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of an apparatus that multiplexes a hologram during recording.

【図4】多重化されたホログラムを読み取る装置の一例
を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of an apparatus that reads a multiplexed hologram.

【図5】レーザビームを信号光ビームと参照光ビームに
分割する光学系の模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of an optical system that divides a laser beam into a signal light beam and a reference light beam.

【図6】(A)は、ディスクサイズのホログラムを記録
する記録サブシステム、(B)は、連続ホログラムを記
録する記録サブシステムを示す模式図である。
FIG. 6A is a schematic diagram showing a recording subsystem for recording a hologram of a disk size, and FIG. 6B is a schematic diagram showing a recording subsystem for recording a continuous hologram.

【図7】ホログラムの部分をディスク型ホログラム媒体
から読み出すシステムの模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram of a system for reading a hologram part from a disk-type hologram medium.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20‥‥変調された信号光ビーム、25‥‥入力データ
パターン、30‥‥参照光ビーム、35‥‥ホログラム
媒体、40‥‥球面波読み出しビーム、45‥‥フォー
カシング素子、50‥‥再構築された信号光ビーム、5
5‥‥空間的ビームの合焦、60‥‥検出器、65‥‥
コヒーレント・レーザ源、70‥‥ビーム拡大及びコリ
メータ、75‥‥ビームスプリッター、80‥‥ミラ
ー、85‥‥回転自在ミラー、90‥‥4−Fイメージ
ング・システム、95‥‥検出器アレイ、110‥‥信
号成分、130‥‥参照成分、131‥‥ビーム整形素
子、132‥‥整形された参照光ビーム、134‥‥ス
トライプ型記録領域、138‥‥駆動装置付き回転スピ
ンドル、142‥‥読取ヘッド、143‥‥半径方向変
換機構
20 ° modulated signal light beam, 25 ° input data pattern, 30 ° reference light beam, 35 ° hologram medium, 40 ° spherical wave readout beam, 45 ° focusing element, 50 ° reconstructed Signal light beam, 5
5 ° spatial beam focus, 60 ° detector, 65 °
Coherent laser source, 70 ° beam expander and collimator, 75 ° beam splitter, 80 ° mirror, 85 ° rotatable mirror, 90 ° 4-F imaging system, 95 ° detector array, 110 ° {Signal component, 130} reference component, 131} beam shaping element, 132} shaped reference light beam, 134 {striped recording area, 138} rotating spindle with drive, 142} read head, 143 ‥‥ radial direction conversion mechanism

Claims (33)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記録媒体中のホログラムに情報を記録し
読み出す方法であって、 データで変調された信号光ビームと記録参照光ビーム
を、ホログラムが記録される記録媒体のスポット上に集
光してホログラムを記録し、 上記記録参照光ビームとは実質的に波面形状の異なる読
み出し参照光ビームを作成し、 上記読み出し参照光ビームで上記ホログラムを照射し、
所定の倍率に拡大された再生画像情報を得、該画像情報
により上記データの一部を再生するホログラム情報記録
読み出し方法。
1. A method for recording and reading information on a hologram in a recording medium, comprising: condensing a signal light beam modulated by data and a recording reference light beam onto a spot on a recording medium on which a hologram is recorded. Recording a hologram, creating a read reference light beam having a substantially different wavefront shape from the recording reference light beam, irradiating the hologram with the read reference light beam,
A hologram information recording / reading method for obtaining reproduction image information enlarged to a predetermined magnification and reproducing a part of the data by the image information.
【請求項2】 請求項1に記載の方法において、前記読
み出し参照光ビームをほぼ前記信号光ビームの方向と同
じ方向に適用し、それによって、前記再生画像情報をほ
ぼ前記記録参照光ビームの方向に再現することを特徴と
するホログラム情報記録読み出し方法。
2. The method according to claim 1, wherein the read reference light beam is applied in substantially the same direction as the direction of the signal light beam, whereby the reproduced image information is applied substantially in the direction of the recording reference light beam. A hologram information recording / reading method characterized in that the hologram information is recorded and read out.
【請求項3】 請求項1に記載の方法において、前記読
み出し参照光ビームを、ほぼ前記信号光ビームの進行方
向と対向する方向に適用することを特徴とするホログラ
ム情報記録読み出し方法。
3. The hologram information recording / reading method according to claim 1, wherein the read reference light beam is applied in a direction substantially opposite to a traveling direction of the signal light beam.
【請求項4】 請求項1に記載の方法において、前記再
生画像情報の倍率を前記読み出し参照光ビームの波面形
状に応じて決めるホログラム情報記録読み出し方法。
4. The method according to claim 1, wherein a magnification of the reproduced image information is determined according to a wavefront shape of the read reference light beam.
【請求項5】 請求項1に記載の方法において、前記記
録媒体に対する前記読み出し参照光ビームの相対位置を
移動することにより、前記データの異なった部分を再生
するホログラム情報記録読み出し方法。
5. The hologram information recording / reading method according to claim 1, wherein a relative position of the read reference light beam with respect to the recording medium is moved to reproduce different portions of the data.
【請求項6】 請求項1に記載の方法において、各ホロ
グラムに対する前記記録媒体上の前記記録参照光ビーム
の入射角を変えることによって記録媒体に複数のホログ
ラムを記録し、それによって、前記読み出し参照光ビー
ムを適用することにより対応する複数の再生画像情報を
得るホログラム情報記録読み出し方法。
6. The method according to claim 1, wherein a plurality of holograms are recorded on a recording medium by changing an incident angle of the recording reference light beam on the recording medium with respect to each hologram, whereby the read-out reference is performed. A hologram information recording / reading method for obtaining a plurality of corresponding reproduced image information by applying a light beam.
【請求項7】 請求項1に記載の方法において、各ホロ
グラムに対して前記信号光ビームと前記記録参照光ビー
ムの波長を変えることにより前記記録媒体に複数のホロ
グラムを記録し、前記読み出し参照光の波長を変えるこ
とによって異なったホログラムを再生するホログラム情
報記録読み出し方法。
7. The method according to claim 1, wherein a plurality of holograms are recorded on the recording medium by changing the wavelengths of the signal light beam and the recording reference light beam for each hologram, and the read reference light is recorded. Hologram information recording and reading method for reproducing different holograms by changing the wavelength of the hologram.
【請求項8】 請求項1に記載の方法において、前記記
録媒体が実質的にディスク型の記録媒体であるホログラ
ム情報記録読み出し方法。
8. The method according to claim 1, wherein the recording medium is a substantially disk-type recording medium.
【請求項9】 記録媒体中のホログラムに情報を蓄積し
読み出す方法であって、 データで変調された信号光ビームとほぼ平面波の記録参
照光ビームを記録媒体の選択されたスポットに集光し、
それによってホログラムを記録し、 ほぼ球面波の読み出し参照光ビームを作成し、 前記読み出し参照光ビームで前記ホログラムを照射し
て、前記データの一部を予め定められた倍率を持つ画像
として再構築するホログラム情報記録読み出し方法。
9. A method for storing and reading information in a hologram in a recording medium, comprising: condensing a signal light beam modulated by data and a recording reference light beam of a substantially plane wave on a selected spot on the recording medium;
The hologram is thereby recorded, a readout reference light beam of a substantially spherical wave is created, the hologram is irradiated with the readout reference light beam, and a part of the data is reconstructed as an image having a predetermined magnification. Hologram information recording and reading method.
【請求項10】 請求項9に記載の方法において、前記
読み出し参照光ビームを前記信号光ビームとほぼ同じ方
向に与え、それによって、再構築された画像がほぼ前記
記録参照光ビームの方向に伝搬するようにするホログラ
ム情報記録読み出し方法。
10. The method of claim 9, wherein the read reference light beam is provided in substantially the same direction as the signal light beam, so that a reconstructed image propagates substantially in the direction of the recording reference light beam. Hologram information recording and reading method.
【請求項11】 請求項9に記載の方法において、前記
読み出し参照光ビームを前記信号光ビームと対向する方
向に与えることを特徴とするホログラム情報記録読み出
し方法。
11. The hologram information recording / reading method according to claim 9, wherein the read reference light beam is provided in a direction facing the signal light beam.
【請求項12】 請求項9に記載の方法において、前記
再構築された画像の倍率を前記読み出し参照光ビームの
焦点位置によって決めるホログラム情報記録読み出し方
法。
12. The hologram information recording and reading method according to claim 9, wherein a magnification of the reconstructed image is determined by a focal position of the read reference light beam.
【請求項13】 請求項9に記載の方法において、前記
読み出し参照光ビームを前記記録媒体に関係して変え
て、前記データの異なった部分を再構築するホログラム
情報記録読み出し方法。
13. The hologram information recording and reading method according to claim 9, wherein the read reference light beam is changed in relation to the recording medium to reconstruct a different part of the data.
【請求項14】 請求項9に記載の方法において、各ホ
ログラムに対する前記記録媒体上に前記記録参照光ビー
ムの入射角を変えて前記記録媒体に複数のホログラムを
記録し、前記読取参照光ビームを与えることにより対応
する複数の再構築された画像を並列に得るホログラム情
報記録読み出し方法。
14. The method according to claim 9, wherein a plurality of holograms are recorded on the recording medium by changing an incident angle of the recording reference light beam on the recording medium with respect to each hologram, and the read reference light beam is formed. A hologram information recording / reading method for obtaining a plurality of corresponding reconstructed images in parallel by giving the hologram information.
【請求項15】 請求項9に記載の方法において、各ホ
ログラムに対して前記信号光ビーム及び前記記録参照光
ビームの波長を変えることによって前記記録媒体中に複
数のホログラムを記録し、前記読み出し参照光ビームの
波長を変えることにより異なったホログラムを再構築す
るホログラム情報記録読み出し方法。
15. The method according to claim 9, wherein a plurality of holograms are recorded in the recording medium by changing the wavelengths of the signal light beam and the recording reference light beam for each hologram, and the read-out reference is performed. A hologram information recording and reading method for reconstructing a different hologram by changing the wavelength of a light beam.
【請求項16】 請求項9に記載の方法において、前記
記録媒体が実質的にディスク型であるホログラム情報記
録読み出し方法。
16. The method according to claim 9, wherein the recording medium is substantially a disk type.
【請求項17】 単一連続ホログラムとして略ディスク
型の記録媒体の略全表面にわたりデータを記録する方法
であって、適正な読み出し参照光ビームを適用すること
により前記データの一部を再構築する方法において、
(a)前記記録媒体中の選択された領域上に記録参照光
ビーム及びデータで変調された信号光ビームを集光して
ホログラムを記録し、(b)前記記録参照光ビームとは
実質的に波面形状が異なった読み出し参照光ビームを作
成し、(c)前記読み出し参照光ビームで前記ホログラ
ムを照射して前記データの一部を画像として再構築する
データ蓄積方法。
17. A method for recording data over substantially the entire surface of a substantially disk-shaped recording medium as a single continuous hologram, wherein a part of the data is reconstructed by applying an appropriate read-out reference light beam. In the method,
(A) condensing a recording reference light beam and a signal light beam modulated with data on a selected area in the recording medium to record a hologram; (b) substantially defining the recording reference light beam (C) A data storage method for creating a read reference light beam having a different wavefront shape, and (c) irradiating the hologram with the read reference light beam to reconstruct a part of the data as an image.
【請求項18】 請求項17に記載の方法において、前
記記録参照光ビームが前記記録媒体上に入射する各点で
形が略平面波であり、前記読み出し参照光ビームが略球
面波であるデータ蓄積方法。
18. The method of claim 17, wherein at each point where the recording reference light beam is incident on the recording medium, the shape is a substantially plane wave, and the readout reference light beam is a substantially spherical wave. Method.
【請求項19】 請求項17に記載の方法において、前
記読み出し参照光ビームを略前記信号光ビームの方向に
適用し、それによって、前記再構築された画像が略前記
記録参照光ビームの方向に伝搬するようにするデータ蓄
積方法。
19. The method of claim 17, wherein the read reference light beam is applied substantially in the direction of the signal light beam, so that the reconstructed image is substantially in the direction of the recorded reference light beam. A data storage method that propagates.
【請求項20】 請求項17に記載の方法において、前
記再構築画像の倍率を前記読み出し参照光ビームの位置
によって決定するデータ蓄積方法。
20. The method according to claim 17, wherein a magnification of the reconstructed image is determined by a position of the read reference light beam.
【請求項21】 請求項17に記載の方法において、前
記記録媒体に対して読み出し参照光ビームを変えて、前
記データの異なった部分を再構築するデータ蓄積方法。
21. The data storage method according to claim 17, wherein a different portion of the data is reconstructed by changing a read reference light beam with respect to the recording medium.
【請求項22】 請求項17に記載の方法において、各
ホログラムに対する前記記録媒体上の前記記録参照光ビ
ームの入射角度を変えることにより前記記録媒体中に複
数のホログラムを記録し、前記読み出し参照光ビームを
適用して、対応する複数の再構築された画像を並列に得
るデータ蓄積方法。
22. The method according to claim 17, wherein a plurality of holograms are recorded in the recording medium by changing an incident angle of the recording reference light beam on the recording medium with respect to each hologram, and the read reference light is recorded. A data storage method for applying beams to obtain a plurality of corresponding reconstructed images in parallel.
【請求項23】 請求項17に記載の方法において、各
ホログラムに対して前記信号光ビーム及び前記記録参照
光ビームの波長を変えることによって前記記録媒体に複
数のホログラムを記録し、前記読み出し参照光ビームの
波長を変えることにより異なったホログラムを再構築す
るデータ蓄積方法。
23. The method according to claim 17, wherein a plurality of holograms are recorded on the recording medium by changing the wavelengths of the signal light beam and the recording reference light beam for each hologram, and the read reference light is recorded. A data storage method that reconstructs different holograms by changing the wavelength of the beam.
【請求項24】 請求項17に記載の方法において、前
記データ中の情報を前記ディスク上の実質的に円形のト
ラックパターン内にトラックの伸びる方向におけるエッ
ジ位置の変位として符号化し、それによって、前記ディ
スク型の記録媒体が実質的に光学ディスクと同じ仕方で
読めるようにするデータ蓄積方法。
24. The method according to claim 17, wherein the information in the data is encoded as a displacement of an edge position in a track extending direction in a substantially circular track pattern on the disk, whereby the information is encoded. A data storage method that enables a disk-type recording medium to be read in substantially the same manner as an optical disk.
【請求項25】 請求項24に記載の方法において、前
記光学ディスクは、コンパクト・ディスクもしくはDV
Dであることを特徴とするデータ蓄積方法。
25. The method according to claim 24, wherein the optical disc is a compact disc or a DV.
D. A data storage method, characterized by being D.
【請求項26】 (a)コヒーレント光を作る手段と、
(b)ホログラム記録に適した略ディスク型記録媒体
と、(c)前記記録媒体に光のビームを空間的に変調
し、前記媒体の表面全体にわたり連続したホログラムを
作成する空間変調手段と、(d)前記空間的光変調と参
照光ビームによって変調された光を前記記録媒体に照射
する手段とを含むホログラム記録装置。
26. (a) means for producing coherent light;
(B) a substantially disk-type recording medium suitable for hologram recording; (c) a spatial modulation means for spatially modulating a light beam on the recording medium to create a continuous hologram over the entire surface of the medium; d) means for irradiating the recording medium with light modulated by the spatial light modulation and a reference light beam.
【請求項27】 請求項26に記載の装置において、前
記参照光ビームを照射する手段が前記記録媒体上の前記
参照光ビームの入射角度を変えるために調整できるホロ
グラム記録装置。
27. The hologram recording apparatus according to claim 26, wherein the means for irradiating the reference light beam can be adjusted to change an incident angle of the reference light beam on the recording medium.
【請求項28】 請求項26に記載の装置におて、前記
コヒーレント光を作る手段が波長を変えることができる
ように構成されたホログラム記録装置。
28. The hologram recording apparatus according to claim 26, wherein the means for producing the coherent light can change a wavelength.
【請求項29】 請求項26に記載の装置において、前
記コヒーレント光を作る手段が異なった波長の複数の光
源を含むホログラム記録装置。
29. The hologram recording apparatus according to claim 26, wherein said means for producing coherent light includes a plurality of light sources having different wavelengths.
【請求項30】 (a)コヒーレント光を作る手段と、
(b)上記コヒーレント光を実質的に球面波ビームに変
換する手段と、(c)少なくとも1つの光検出器と、
(d)ほぼ平面波と、情報により変調された光の干渉に
より情報が記録されたホログラム媒体と、(e)前記媒
体に対する前記球面波ビームを移動する移動手段とを含
むホログラム読み出し装置。
30. (a) means for producing coherent light;
(B) means for converting the coherent light into a substantially spherical wave beam; (c) at least one photodetector;
A hologram reading apparatus, comprising: (d) a hologram medium on which information is recorded by interference of a substantially plane wave and light modulated by information; and (e) a moving means for moving the spherical wave beam with respect to the medium.
【請求項31】 請求項30に記載の装置において、前
記コヒーレント光を作る手段が波長を選ぶことができる
ホログラム読み出し装置。
31. The hologram readout device according to claim 30, wherein the means for producing the coherent light can select a wavelength.
【請求項32】 請求項30に記載の装置において、前
記コヒーレント光を作る手段が異なった波長からなる複
数の光源を含むホログラム読み出し装置。
32. An apparatus according to claim 30, wherein said means for producing coherent light includes a plurality of light sources having different wavelengths.
【請求項33】 請求項30に記載の装置において、前
記複数のホログラムの部分が前記球面波ビームによって
同時に再構築されるように前記媒体が符号化されたホロ
グラム読み出し装置。
33. The apparatus according to claim 30, wherein the medium is encoded such that portions of the plurality of holograms are reconstructed simultaneously by the spherical wave beam.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100683931B1 (en) 2005-11-04 2007-02-16 엘지전자 주식회사 Hologram Storage Including DMD for Light Modulation

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