WO2007029799A1 - 検索方法 - Google Patents

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WO2007029799A1
WO2007029799A1 PCT/JP2006/317812 JP2006317812W WO2007029799A1 WO 2007029799 A1 WO2007029799 A1 WO 2007029799A1 JP 2006317812 W JP2006317812 W JP 2006317812W WO 2007029799 A1 WO2007029799 A1 WO 2007029799A1
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light
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hologram
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Hideyoshi Horimai
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Optware Corporation
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    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
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    • G—PHYSICS
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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    • G11B7/00772—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track on record carriers storing information in the form of optical interference patterns, e.g. holograms
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    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/083—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers relative to record carriers storing information in the form of optical interference patterns, e.g. holograms
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    • G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
    • G11C13/04—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam
    • G11C13/042—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam using information stored in the form of interference pattern

Definitions

  • the present invention relates to a method for retrieving information in a recording medium having a hologram recording layer in which a plurality of holograms are recorded as information.
  • Holographic recording in which information is recorded on a recording medium using holography is generally performed by superimposing information light having image information and reference light inside the recording medium, and interference that can be generated at that time. This is done by writing a fringe pattern on the recording medium.
  • the image information is reproduced by diffracting the interference fringe pattern by irradiating the recording medium with reference light.
  • volume holography is a method of writing interference fringes in three dimensions by actively utilizing the thickness direction of the recording medium.
  • Digital volume holography is a method that uses the same recording medium and recording method as volume holography.
  • the image information to be recorded is a computer-oriented holographic recording method limited to a binary digital pattern.
  • image information such as an analog picture is also digitized, developed into two-dimensional digital pattern information, and recorded as image information.
  • the digital pattern information is read and decoded to restore the original image information for display.
  • the SN ratio signal-to-noise ratio
  • An example of recording on the hologram recording layer by volume holography is that the information light carrying the information to be recorded and the recording reference light from the transparent substrate side so that interference fringes in the thickness direction are generated in the hologram recording layer.
  • Information is recorded as a three-dimensional hologram by fixing the fringe pattern in three dimensions (Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • optical information recording methods there are a method of recording information light and a recording reference light by arranging them on optical axes at different angles, and a method of recording by arranging them coaxially.
  • a method suitable for volume holography as described above a recording method in which information light and recording reference light are arranged on the same axis is attracting attention (for example, see Patent Document 3).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11 311938
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-99952
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 10-124872
  • image information and 2D digital pattern information generated by reproducing a hologram are composed of many pixel forces.
  • photodetectors such as CCD sensors and CMOS sensors that correspond to each pixel must be installed. Since the light intensity of each reconstructed pixel is weak V, it took time to obtain image information and 2D digital pattern information with a large number of photodetectors.
  • An object of the present invention is to provide a search method for efficiently searching for information in a recording medium having a hologram recording layer on which a plurality of holograms are recorded.
  • the search method of the present invention is a search method in a recording medium having a hologram recording layer in which a plurality of holograms are recorded and an address layer in which address information is recorded, and generates search light from the search conditions.
  • the hologram recorded in the hologram recording layer is irradiated with the search light and the reproduction light is generated by the search light interfering with the hologram, the address light for reading the address information is read.
  • the address information of the hologram that has generated the reproduction light is specified using and the specified address information is recorded.
  • the search light does not generate the reproduction light from the hologram, the search light is Irradiation is performed on another hologram recorded in the hologram recording layer.
  • the search light may be applied to another hologram recorded in the hologram recording layer.
  • the intensity of the reproduced light generated is detected, and the detected intensity of the reproduced light is recorded in association with the address information of the hologram that generated the reproduced light.
  • the address information with the highest intensity of the reproduction light may be output as a recognizable state, or the address information recorded in order of the intensity of the reproduction light is output as a recognizable state.
  • information on the hologram that has generated the reproduction light recorded on the recording medium may be recorded, which may record information on the hologram that has generated reproduction light on the recording medium.
  • the order of holograms that irradiate the search light may be controlled.
  • the hologram includes information light carrying information and recording.
  • the recording reference light is spatially modulated by a spatial modulation pattern including keyword information related to information carried by the information light
  • the search light is an interference fringe due to interference with reference light. It is spatially modulated by a spatial modulation pattern that includes keyword information in the search criteria!
  • the hologram is interference fringes due to interference between information light carrying image information and recording reference light
  • the search light is an image of a search condition. It may be spatially modulated by information.
  • search light is generated from the search conditions, the search light is applied to the hologram recorded in the hologram recording layer, and the search light interferes with the hologram and is reproduced.
  • the address information for reading the address information is used to identify the address information of the hologram that generated the reproduction light, and the specified address information is recorded, so the target information can be searched efficiently. Is possible.
  • FIG. 1 is a flowchart of a search method according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the operation at the time of searching according to the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram of a search device that performs the search method of the present invention.
  • FIG. 4 (A) is a schematic diagram for explaining the operation during recording, and (B) is a schematic diagram for explaining the operation during searching.
  • FIG. 5 (A) is a schematic diagram for explaining the operation during recording, and (B) is a schematic diagram for explaining the operation during searching.
  • FIG. 6 (A) is a schematic diagram for explaining the operation during recording, and (B) is a schematic diagram for explaining the operation during searching.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a search device that also serves as a hologram recording / reproducing device.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a display area in a spatial light modulator.
  • FIG. 1 is a flowchart of the search method of the present invention, and FIG. It is the schematic for demonstrating the operation
  • the recording medium 101 has an address layer 103 in which address information is recorded and a hologram recording layer 104 in which a plurality of holograms 104a and 104b are recorded.
  • a substrate 102 a wavelength selective reflection layer 105, and a protective layer 106.
  • the search light 21 passes through the protective layer 106 and is applied to the holograms 104 a and 104 b recorded in the hologram recording layer 104 of the recording medium 101.
  • the reproduction light 22 generated by the holograms 104a and 104b is reflected by the wavelength selective reflection layer 105, passes through the protective layer 106, and the surface force on the protective layer side of the recording medium 101 is also emitted.
  • the address light 23 passes through the protective layer 106, the hologram recording layer 104, and the wavelength selective reflection layer 105, and is irradiated onto the address layer 103, and carries address information recorded in the address layer. Further, in FIG. 2, the address layer 103 has a reflective layer, and the address light 23 modulated by the address information is reflected by the reflective layer of the address layer 103 and is on the protective layer side of the recording medium 101. Injected from the surface.
  • search light 21 (see FIG. 2) is generated (FIG. 1). S2). Then, the search light 21 is applied to the hologram 104a recorded in the hologram recording layer 104 of the recording medium 101 (S3 in FIG. 1).
  • the intensity of the reproduction light may be detected, and the intensity of the reproduction light may be recorded in association with the address information.
  • the stronger the correlation between the search condition and the information the greater the intensity of the reproduced light. Therefore, the degree of correlation between the search condition and the information can be grasped by the intensity of the reproduced light.
  • the threshold affects the ambiguity of the search. In other words, when the threshold value is small, information that is not very relevant is also included in the search results. However, when the threshold value is increased, only information that is strongly related becomes the search result.
  • the recorded address information is output in a recognizable state.
  • the address information may be output as it is, or a hologram corresponding to the recorded address information may be reproduced and at least a part thereof may be output.
  • the title of the data of the hologram corresponding to the recorded address information is recorded in advance on the recording medium 101 or the recording means of the search device, in which the title of the data recorded on the hologram is recorded. Etc. may be output.
  • recording means such as a semiconductor memory may be provided on the recording medium 101 and recording may be performed on the recording means.
  • the reproduction light intensity When the reproduction light intensity is recorded, the reproduction light intensity is the highest!
  • the address information may be output in a recognizable state, or the address information recorded in the order of increasing reproduction light intensity may be output in a recognizable state. For example, it is possible to rearrange and output the address information in descending order of the intensity of the reproduction light, or to reproduce and output the hologram of the address information having the highest intensity of the reproduction light.
  • the narrowed-down holograms are played back, and the played back information It may be searched whether or not the contents of the information further match the search condition. In this case, it is efficient to search the content of the information by reproducing the hologram of the address information with the highest intensity of the regenerated light.
  • the address light 23 may read the address information only when the reproduction light is generated, but it is preferable to read the address information continuously. In particular, it is preferable to read servo information for positioning with the addressing light 23 and feed it back to positioning when the search light 21 is irradiated onto the hologram.
  • Various conditions can be set for determining whether or not the search is continued (S6 in FIG. 1). For example, the search can be terminated when the reproduction light is detected, or the search can be terminated when the number of times the reproduction light is detected exceeds a certain value, and the intensity of the reproduction light is high. It can also be terminated when a certain value is exceeded.
  • information on the hologram that has generated the reproduction light during the search may be recorded on a recording medium.
  • Information related to the hologram includes the address information of the hologram that generated the reproduction light, the intensity of the reproduction light, etc. Only the hologram with the highest intensity of the reproduction light may be used, or the information about all the holograms that generated the reproduction light. But ...
  • a recording means such as a semiconductor memory can be used as a recording medium, whether it is recorded as a dedicated hologram or recorded on the recordable address layer 103. And may be recorded on the recording means.
  • the order of the holograms to which the search light is irradiated at the time of search can be controlled by using the information on the hologram that has generated the reproduction light. For example, information can be efficiently searched by first searching for a hologram with a search frequency of a certain frequency or searching for holograms in the order of high search frequency.
  • the stored search frequency information itself is useful.
  • the central force of the data contained in the recording medium can also be used to create a ranking of the number of accesses and to investigate the trend of data of interest (market needs). Then, data that has a certain frequency or more is extracted from multiple types of recording media and the data of interest is collected (for example, For example, you can create a music CD).
  • the recording medium 101 in FIG. 2 will be described.
  • a disk shape, a rectangular card shape, or the like can be adopted.
  • information can be recorded and reproduced efficiently by rotating the disk.
  • the address layer 103 may be a read-only layer in which address information is recorded in advance, or address information may be written as a layer on which information can be recorded / reproduced.
  • the address layer 103 may also be recorded with servo information other than the address information, recording medium identification information indicating the capacity and structure of the recording medium, and the like.
  • the read-only address layer 103 a layer in which pits are formed in advance may be used as shown in FIG.
  • Information can be reproduced by changes in reflectivity or transmittance due to pit irregularities. It is preferable to form a reflective layer on the recording medium 101 when information is reproduced by a change in reflectance, or in order to detect a change in transmittance on the incident surface side. Concavities and convexities are formed on the surface of the substrate 102, and if necessary, a reflective layer may be formed on the uneven surface to form pits. It is also possible to use a structure in which a reflective layer is formed on the uneven surface as necessary. In FIG. 2, the case of the reflective address layer 103 has been described. However, in the case of the transmissive address layer 103, a photodetector that detects address light is arranged on the back side of the recording medium 101.
  • an organic dye layer, a phase change layer, or the like can be used as the recording / reproducing address layer 103.
  • the address layer 103 is an organic dye layer, information can be recorded only once, and pits can be formed by decomposing the dye with laser light. The formed pits can reproduce information by changing the reflectance or transmittance of the pits as in the read-only layer.
  • the address layer 103 is a phase change layer, information can be rewritten, and the crystalline structure and the amorphous part are formed by changing the crystal structure of the phase change layer by heating with laser light, thereby forming the crystalline part and the crystalline part. Information can be recorded by the difference in reflectance or transmittance of the amorphous part.
  • the hologram recording layer 104 records holograms 104a and 104b due to interference between information light and recording reference light. Particularly preferably, the information light, the recording reference light, and the reproduction reference light are used. By changing the wavelength of the illumination and search light 21 and the wavelength of the address light 23, the information light, the recording reference light, the reproduction reference light, and the search light 21 are exposed, and the address light 23 is exposed. It is preferable to use a non-material.
  • a photopolymer material can be used as the hologram recording layer 104. If a photopolymer material having sensitivity to green and blue light is used as the material of the hologram recording layer 104, green or blue light is used as information light, recording reference light, reproduction reference light, and search light. It is sufficient to use light of other wavelengths, for example, red light as address light.
  • the hologram recording layer 104 is not limited to a photopolymer material.
  • a plastic substrate such as polycarbonate, a glass substrate, a metal substrate, or the like can be used.
  • a plastic substrate When a plastic substrate is used, pits can be easily formed as an address layer by forming irregularities on the surface by pressing.
  • the glass substrate can reduce the influence of inclination due to the stagnation of the substrate having high strength and smoothness.
  • the metal substrate can also serve as a reflection layer for the addressing light 22.
  • the shape of the substrate 102 may be a disk shape or a card shape. Further, the thickness of the substrate 102 is not particularly limited. However, if the recording medium 101 as a whole is set to 1.2 to 2.4 mm, the currently used CD (Compact Disc) or DVD is used. (Digital Versatile Disc) can be made compatible.
  • the wavelength selective reflection layer 105 is provided between the address layer 103 and the hologram recording layer 104, reflects the information light, the recording reference light, the reproduction reference light, and the search light 21, and reflects the address light 23. It is transparent.
  • a dichroic mirror layer in which a high refractive index material and a low refractive index material are alternately laminated can be used.
  • the reflection surface of the wavelength selective reflection layer 105 is preferably flat so that information can be stably recorded and reproduced.
  • the protective layer 106 is formed on the surface on the incident surface side of the recording medium 101 and protects the recording medium 101.
  • the protective layer 106 is formed by applying a resin material, such as a UV resin, on the hologram recording layer 104 by spin coating or by attaching a resin sheet such as a polycarbonate sheet to a resin substrate. .
  • FIG. 3 is an example of a block diagram of the search device 1 that performs the search method of the present invention.
  • Search device As shown in FIG. 3, 1 has a control means 2, an input means 3 connected to the control means 2, a search light generation means 4, a search light scanning means 5, an address information specifying means 6, a reproduction It has a light detection means 7, a recording means 8, and an output means 9.
  • a computer to which a hologram reproducing device is connected can be used as the search device 1, a computer to which a hologram reproducing device is connected can be used.
  • the control means 2 controls the functions of the entire search device 1.
  • a control means a CPU or the like can be used.
  • the input means 3 is for the searcher to input search conditions to the search device 1.
  • the search light generation means 4 generates search light 21 by spatially modulating light with a search spatial modulation pattern formed based on the search conditions.
  • a spatial light modulator such as a DMD (digital “micromirror” device) or a matrix type liquid crystal element can be used.
  • DMD can spatially modulate the intensity of incident light by changing the reflection direction for each pixel, and spatially modulate the phase of incident light by changing the reflection position for each pixel.
  • the liquid crystal element can spatially modulate the intensity and phase of incident light by controlling the alignment state of the liquid crystal for each pixel.
  • the phase of light can be spatially modulated by setting the phase of outgoing light for each pixel to one of two values that differ from each other by ⁇ radians.
  • the search spatial modulation pattern corresponds to the hologram 104a in which information related to or similar to the search condition is recorded, depending on the recording method of the hologram 104a recorded in the hologram recording layer 104 of the recording medium 101. Formed to interfere with each other.
  • One embodiment of the method for forming the spatial modulation pattern for search is shown in FIGS.
  • FIG. 4A illustrates the operation of recording the hologram 104 a on the hologram recording layer 104 of the recording medium 101.
  • the information light spatial modulation pattern 43 is generated using the two-dimensional pattern information 42 obtained by converting the information 41 to be recorded based on a certain conversion method.
  • FIG. 4 (A) shows a method for converting the information 41 to be recorded into a symbol unit of the two-dimensional pattern information 42 in which every 8 bits, 3 pixels out of 4 ⁇ 4 pixels are turned on pixels 42a.
  • the information light spatial modulation pattern 43 is generated by arranging the symbol units of the two-dimensional pattern information 42.
  • the method for converting the recorded information 41 into the two-dimensional pattern information 42 is not limited to the above method.
  • the information light 44 spatially modulated by the information light spatial modulation pattern 43 and the recording reference light 45 are irradiated by the objective lens 46 so as to converge on the hologram recording layer 104 of the recording medium 101.
  • interference fringes due to interference between the information beam 44 and the recording reference beam 45 are recorded on the hologram recording layer 104 as a hologram 104a.
  • FIG. 4B is an explanation of the search operation.
  • search information 47 is input as a search condition
  • the search information 47 is converted into 2D pattern information 48 by the conversion method used when generating the spatial modulation pattern 43 for information light, and the 2D pattern information 48 is included.
  • a search spatial modulation pattern 49 is generated, and search light 21 is generated by the search spatial modulation pattern 49.
  • the search spatial modulation pattern 49 is arranged in the same area as the area where the information light spatial modulation pattern 43 is arranged at the time of recording in a cross section orthogonal to the optical axis of the light. It is preferable to irradiate at the same angle as the irradiation angle of the information light 44 at the time.
  • the search light 21 is irradiated onto the hologram 104a, there is a correlation between the search spatial modulation pattern 49 of the search light 21 and the information light spatial modulation pattern 43 of the information light 44 recorded on the hologram 104a. Then, the hologram 104a and the search light 21 interfere with each other, and the reproduction light 22 having intensity corresponding to the degree of correlation is generated.
  • the same two-dimensional pattern information as the two-dimensional pattern information 48 obtained by converting the search information 47 is included in the information light spatial modulation pattern 43. Therefore, when the search light 21 is applied to the hologram 104a, the reproduction light 22 occurs. In this case, the reproduction light 22 is light corresponding to the recording reference light 45 at the time of recording.
  • the information light 44 is transferred to the recording medium 101 by the objective lens 46.
  • interference fringes are formed by the frequency component obtained by Fourier transforming the information light spatial modulation pattern 43, so that the search light modulation pattern 49 of the search light 21 is changed to the information light spatial modulation pattern 43. Even if they do not completely match, if they have similar frequency components, they interfere with each other, and reproduced light 22 having an intensity corresponding to the degree of correlation is generated.
  • the information light 54 is generated by using the image information 51 as the spatial modulation pattern 53 for information light, and the information light 54 and the recording reference light 55 are recorded by the objective lens 56. Irradiation is performed so that the hologram recording layer 104 of the medium 101 converges, and interference fringes due to interference between the information beam 54 and the recording reference beam 55 are recorded on the hologram recording layer 104 as a hologram 104a.
  • search light 21 is generated using the image information 57 as a search spatial modulation pattern 59 as shown in FIG. 5B.
  • the spatial modulation pattern 59 for search is arranged in the same area as the area where the spatial modulation pattern for information light 53 is arranged at the time of recording in the cross section orthogonal to the optical axis of the light. It is preferable to irradiate at the same angle as the irradiation angle of the information light 54.
  • the search spatial modulation pattern 59 image information 57
  • the information light spatial modulation pattern 53 image information 51 of the information light 54 recorded with the hologram 104a
  • the hologram 104a and the search light 21 interfere with each other, and the reproduction light 22 having an intensity corresponding to the degree of the correlation is generated.
  • the reproduction light 22 is light corresponding to the recording reference light 55 at the time of recording.
  • the information light spatial modulation pattern 53 interferes with the frequency component obtained by Fourier transform. Due to the formation of fringes, the search spatial modulation pattern 59 (image information 57) of the search light 21 is completely identical to the information light spatial modulation pattern 53 (image information 51). If it has frequency components, reproduced light is generated depending on the degree of correlation.
  • the case where the image information 51 is recorded and the image information 57 is searched can be used, for example, when a specific person is deceived from the video of the surveillance camera.
  • the information light spatial modulation pattern 63 is formed, and the information light 64 spatially modulated by the information light spatial modulation pattern 63a is generated.
  • a recording reference light spatial modulation pattern 63b is formed based on the keyword information 6 la to 6 Id related to the information 61 to be recorded, and the recording spatially modulated by the recording reference light spatial modulation pattern 63 b is recorded.
  • a reference beam 65 is generated.
  • the information beam 64 and the recording reference beam 65 are irradiated by the objective lens 66 so as to converge on the hologram recording layer 104 of the recording medium 101, and the interference between the information beam 64 and the recording reference beam 65 is achieved. Is recorded on the hologram recording layer 104 as a hologram 104a.
  • keyword information 61a to 61d keywords, images, data formats, and the like that are likely to be used as search conditions are determined in advance, and the corresponding information can be manually or automatically extracted from the recorded information 61. Further, keyword information 6 la to 6 Id corresponding to the information 61 to be recorded may be separately prepared.
  • the spatial modulation pattern 63b for recording reference light based on the keyword information 61a to 61d, the keyword information 61a to 61d can be carried on the recording reference light 65.
  • a method of forming the recording reference light spatial modulation pattern 63b for example, as in the information light 44 of FIG. 4A, two-dimensional pattern information obtained by converting the keyword information 61a to 61d based on a certain conversion method.
  • the key code information 61a to 61d is used for recording reference light as image information. It may be included in at least a part of the spatial modulation pattern 63b.
  • a search spatial modulation pattern 69 is generated based on the search condition 67 and the search carrying the search condition 67 is performed.
  • Produce light 21 the search condition 67 is carried on the search light 21 in the same manner as when the keyword information 61a to 61d is carried on the recording reference beam 65 during recording, and the search light 21 is used as the recording reference light during recording. Irradiation at an angle similar to the irradiation angle of 65 is preferred.
  • the search beam 21 When the search beam 21 is irradiated to the hologram 104a, there is a correlation between the search condition 67 carried by the search beam 21 and the keyword information 61a to 61d carried by the recording reference beam 65 that records the hologram 104a.
  • the hologram 104a and the search light 21 interfere with each other, and the reproduction light 22 having an intensity corresponding to the degree of correlation is generated.
  • High correlation, ie similar or search If a plurality of conditions match the keyword information 61a to 61d, they interfere strongly, so the intensity of the regenerated light 22 is strong, and those with a low degree of correlation, that is, dissimilar ones, have weak interference. The strength of will also be weakened.
  • the reproduction light 22 is light corresponding to the information light 64 at the time of recording.
  • the keyword information 61a to 61d carried by the recording reference beam 65 is changed to the full number. Interference fringes are formed by the converted frequency components, so even if the search conditions of the search light 21 do not completely match the keyword information 61a to 61d, if they have similar frequency components, Reproduced light is generated depending on the degree of correlation.
  • FIG. 6 as a method for forming the spatial modulation pattern 63 for information light based on the information 61 to be recorded, the method used in FIG. 4 (A) or FIG. 5 (A) is used. You can.
  • the search method shown in FIG. 4 (B) or FIG. 5 (B) can be used in combination.
  • the information light spatial modulation pattern 63a, the recording reference light spatial modulation pattern 63b, and the force are not superimposed on the entrance pupil plane of the objective lens 66.
  • the modulation pattern 63a and the recording reference light spatial modulation pattern 63b are displayed on one spatial light modulator, the information light 64 and the recording reference light 65 can be generated simultaneously.
  • the spatial modulation pattern 63a for information light and the spatial modulation pattern 63b for recording reference light are displayed on separate spatial light modulators, and the information light 64 and the recording reference light 65 are generated independently. Also good.
  • FIG. 3 (A) or FIG. 4 (A) the same spatial modulation pattern for recording reference light is superimposed on the spatial modulation pattern for information light when spatially modulating the recording reference light 45, 55. In this case, the information light and the recording reference light can be generated by one spatial light modulator.
  • the search light scanning means 5 (FIG. 3) irradiates the search light 21 onto the hologram recording layer 104 of the recording medium 101, and the irradiation position of the search light 21 is recorded on the hologram recording layer 104. It scans the holograms 104a and 104b.
  • the recording medium 101 may be moved and scanned, the search light 21 may be moved and scanned, or both the recording medium 101 and the search light 21 may be moved and scanned.
  • a motor for rotating the recording medium or an XY stage can be used.
  • the pickup device that emits the search light 21 may be moved, or the optical system in the pickup device may be moved. Note that it is preferable that the search light scanning means 5 can scan the irradiation position of the address light 23 beyond the search light 21 so as to specify the address information of each of the holograms 104a.
  • the address information specifying means 6 reads the address information recorded in the address layer 103 of the recording medium 101 and specifies the address information of a predetermined hologram.
  • a light source that emits the addressing light 23 a light receiving element that receives the return light, and an element that has an analysis unit can be used.
  • the light source power address light 23 is irradiated onto the address layer 103, the return light is received by the light receiving element, and the address information recorded on the address layer 103 is read by the analysis unit.
  • the address information of a predetermined hologram can be specified by reading the corresponding address information.
  • the address information of the hologram can be specified by analyzing the read address information. For example, if the location of the hologram is recorded with reference to the address information recorded in the address layer 103 in correspondence with the number of clocks, the read address information and the hologram are reproduced.
  • the number of clocks can be recorded in the memory for temporary storage at any time, and the address information and clock number power can also specify the address information of the hologram. It should be noted that a part of the function of the control means can be used as the analysis unit of the address information specifying means 6.
  • the reproduction light detection unit 7 detects the reproduction light 22 generated from the hologram recording layer 104 of the recording medium 101.
  • the reproduction light detecting means 7 a CCD solid-state image sensor or a MOS solid-state image sensor can be used as long as it can detect at least whether the force generated by the reproduction light 22 is sufficient. Furthermore, it is preferable that the reproduction light detection means 7 can also detect the intensity of the reproduction light.
  • the reproduced light 22 has a large number of light receiving pixels arranged in a lattice pattern in order to detect such a spatial modulation pattern that may carry a spatial modulation pattern as information. It must be able to detect light.
  • the detection means for detecting the spatial modulation pattern is referred to as reproduction information detection means.
  • a reproduction information detection means may be provided separately from the reproduction light detection means 7, but the reproduction light detection means 7 are arranged in a grid pattern. It is also possible to provide a large number of light receiving pixels and to also use the reproduction information detection means.
  • the recording means 8 is for recording information provided in the search device 1.
  • a semiconductor memory such as, but not limited to, SSD (node's disk drive), or the like can be used.
  • the output means 9 is for outputting search results.
  • a display, a printer, a speaker, a transmission modem that outputs data, a transmission cable, and the like can be used.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a search device 110 that also serves as a hologram recording / reproducing device.
  • the search device 110 includes a recording / reproducing light source 111, a first collimator lens 112, a polarization beam splitter 113, a spatial light modulator (information expression means) 114, a pair of relay lenses 115a and 115b, and a dichroic mirror 116 and 4 A half-wave plate 117, an objective lens 118, a light detection means 119, an address information reading element 120, and a second collimator lens 121 are provided.
  • a recording medium 101 on which information is recorded includes a substrate 102, a reflective address layer 103, a hologram recording layer 104, a wavelength selective reflection layer 105, and a protective layer 106.
  • the recording / reproducing light source 111 is used to search for information and light for forming information light for recording information, light for forming reference light, light for forming reference light for reproducing information, and information.
  • Light for forming search light is emitted.
  • the light source 111 for example, a semiconductor laser that generates a coherent linearly polarized light bundle can be used.
  • a shorter wavelength is advantageous in order to perform high-density recording, and it is preferable to employ a blue laser or a green laser. Further, a solid laser can be used as the light source 111.
  • the first collimator lens 112 converts the divergent light beam from the recording / reproducing light source 111 into a substantially parallel light beam.
  • the polarization beam splitter 113 has a semi-reflective surface 113a that reflects or transmits linearly polarized light (eg, P-polarized light) and transmits or reflects linearly polarized light (eg, S-polarized light) perpendicular to the polarized light. .
  • the polarization beam splitter 113 reflects the light beam emitted from the recording / reproducing light source 111 toward the spatial light modulator 114, and the polarization is split by the spatial light modulator 114. Transmits information light and reference light whose light direction is rotated 90 degrees.
  • Spatial light modulator 114 has a large number of pixels arranged in a lattice pattern, and is a transmissive or reflective spatial light modulator that can modulate the phase or Z and intensity of emitted light for each pixel. Can be used.
  • a DMD digital 'micromirror device
  • a matrix type liquid crystal element can be used as the spatial light modulator 114. DMD can spatially modulate the intensity by changing the reflection direction of incident light for each pixel, and spatially modulate the phase by changing the reflection position of incident light for each pixel.
  • the liquid crystal element can spatially modulate the intensity and phase of incident light by controlling the alignment state of the liquid crystal for each pixel.
  • the phase of light can be spatially modulated by setting the phase of emitted light for each pixel to one of two values that differ from each other by ⁇ radians.
  • the spatial light modulator 114 rotates the polarization direction of the outgoing light by 90 ° with respect to the polarization direction of the incident light.
  • the search light can be generated by spatially modulating the light from the light source 111 with the search spatial modulation pattern displayed on the display surface of the spatial light modulator 114. wear.
  • the information light is spatially modulated by the spatial modulation pattern for information light and the spatial modulation pattern for recording reference light displayed on the display surface of the spatial light modulator 114, so that the information light
  • a recording reference beam can be generated.
  • the spatial modulation pattern 81 for information light can be arranged on the center side, and the spatial modulation pattern 82 for recording reference light can be arranged around it.
  • the center of the spatial modulation pattern 81 for information light is the optical axis of information light
  • the center of the spatial modulation pattern 82 for reference light for recording is the optical axis for reference light for recording, as shown in FIG.
  • the center 83 is the same, in other words, the optical axis of the information light and the optical axis for the recording reference light are positioned on the same line, and the information light and the recording reference light are transmitted from the same side of the substrate.
  • a hologram having a property different from that of a general two-beam interference type Holodaram or Lippmann hologram.
  • the spatial light modulator 114 that generates the information light and the recording reference light may be provided separately.
  • the light from the light source 111 is split by a beam splitter or the like, and one light is spatially modulated by a first spatial light modulator to generate information light, and the other light is
  • the recording reference light may be generated by spatial modulation by the spatial light modulator.
  • the spatial light modulator that generates the information light and the recording is conjugated and propagated by a pair of relayrens XI 15a and 115b.
  • reproduction reference light is generated by spatially modulating light from the light source 111 with a spatial modulation pattern for reproduction reference light displayed on the display surface of the spatial light modulator 114. Can do.
  • the pair of relay lenses 115a and 115b are arranged between the spatial light modulator 114 and the objective lens 118, and the image displayed on the spatial light modulator 114 is connected to the entrance pupil plane of the objective lens 118. It is arranged to image. That is, the distance from the spatial light modulator 114 to the first relay lens 115a is the focal length fl of the first relay lens 115a, and the distance from the second relay lens 115b to the entrance pupil plane of the objective lens 118 is the second.
  • the focal length f2 of the first relay lens 115b is equal to the focal length fl of the first relay lens 115b and the focal length f2 of the second relay lens 115b. They are arranged to be summed.
  • the pair of relay lenses 115a and 115b are arranged between the objective lens 118 and the light detection means 119, and the hologram recording layer 104 of the recording medium 101 is read by the reference light for reproduction. It is arranged so that an image on the exit pupil plane of the objective lens 118 of the reproduction light generated from the image is formed again. That is, as for the exit pupil surface force of the objective lens 118, the distance to the second relay lens 115b is the focal length f2, the distance from the first relay lens 115a to the light detection means 119 is the focal length fl, and the first and first The two relay lenses 115a and 115b are arranged such that the distance between them is the sum of the focal length fl and the focal length f2.
  • the arrangement of the pair of relay lenses 115a and 115b is changed by appropriately arranging other optical elements. For example, if a magnifying lens is arranged between the first relay lens 115a and the light detection means 119, the distance from the first relay lens 115a to the entrance pupil plane of the magnifying lens is arranged to be the focal length fl.
  • the dichroic mirror 116 records and reproduces the light from the address information reading element 120. Utilizing the difference in wavelength with light, it is configured to transmit light of one wavelength and reflect light of the other wavelength. In FIG. 7, the light from the recording / reproducing light source 111 is reflected toward the objective lens 118 and the light from the address information reading element 120 is transmitted.
  • the quarter-wave plate 117 is a phase plate that changes the optical path difference of polarized light oscillating in directions perpendicular to each other by a quarter wavelength.
  • the P-polarized light is changed to circularly polarized light by the quarter-wave plate 117, and when this circularly polarized light passes through the quarter-wave plate 117, it is changed to S-polarized light.
  • reproduction reference light or retrieval light and reproduction light at the time of reproduction or retrieval can be separated by the polarization beam splitter 113.
  • the objective lens 118 irradiates the recording medium 101 with search light imaged on the entrance pupil plane at the time of search, and information light and recording reference light imaged on the entrance pupil plane at the time of recording. Is recorded on the hologram recording layer 104, and at the time of reproduction, the recording medium 101 is irradiated with reproduction reference light imaged on the entrance pupil plane. The reproduction light generated from the hologram recording layer 104 of the recording medium 101 is incident and imaged on the exit pupil plane.
  • the light detection means 119 serves as both the reproduction light detection means and the reproduction information detection means.
  • the light detection means 119 has a plurality of light receiving pixels arranged in a lattice pattern, and the intensity of the light received for each light receiving pixel. It can be detected.
  • a CCD solid-state image sensor or a MOS type solid-state image sensor can be used.
  • a smart optical sensor in which a MOS type solid-state imaging device and a signal processing circuit are integrated on one chip for example, WO plus E, September 1996, No. 202, pages 93 to 99). : Shine ,.) use! /, Techi,. Since this smart optical sensor has a high-speed calculation function with a large transfer rate, using this smart optical sensor enables high-speed search and playback. For example, a transfer rate of the order of G (giga) bits Z seconds It is possible to play back with.
  • the address information reading element 120 is an element for reading address information recorded in the address layer 103 of the recording medium 101, and includes a light source that generates address light, such as a semiconductor laser, and the recording medium 101. And a photodetector for receiving the returned light. It is preferable that the light source of the address information reading element 120 does not affect the hologram recording layer 104 of the recording medium 101. Is preferred. As a light source of the address information reading element 120, for example, an infrared laser can be used. In addition, when not only address information but also other information is recorded in the address layer 103 of the recording medium 101, the information is also read by the address information reading element 120.
  • the second collimator lens 121 converts the address light from the address information reading element 120 into a substantially parallel light beam and converges the laser light returned from the recording medium 101 to the photodetector of the servo reading element 120. Is.
  • the address light from the address information reading element 120 is converted into parallel light by the second collimator lens 121, passes through the dichroic mirror 116, and is applied to the recording medium 101 by the objective lens 118.
  • the In the recording medium 101 the address light passes through the protective layer 106, the hologram recording layer 104 and the wavelength selective reflection layer 105, and is modulated and reflected by the address information recorded in the address layer 103.
  • the reflected light of the address light passes through the wavelength selective reflection layer 105, the hologram recording layer 104, and the protective layer 106, and the address information is read by the address information reading element 120 along the reverse path.
  • the address light from the address information reading element 120 is indicated by a dotted line, and is focused on the address layer 103.
  • the reproduction light When the reproduction light also generates the hologram force recorded on the hologram recording layer 104 of the recording medium 101 by the search light, the reproduction light is transmitted from the recording medium 101 to the objective by the wavelength selective reflection layer 105 of the recording medium 101. Ejected toward lens 118, and by objective lens 118 A spatial modulation pattern for information light is formed on the exit pupil plane, and a powerful image is propagated by the pair of relay lenses 115a and 115b so as to be formed again on the light detection means 119. In the meantime, the reproduction light passes through the quarter-wave plate 117 and is reflected by the dichroic mirror 116 toward the polarization beam splitter 113.
  • the reproduction light passes through the quarter-wave plate 117 twice compared to the reference light for reproduction at the time of irradiation, so the polarization direction is shifted by 90 °. Therefore, the polarization beam splitter 113 detects the light. Reflected towards means 119.
  • the light detection means 119 identifies the address information of the hologram that generated the reproduction light from the address information read by the address information reading element 120, and records it in a memory (not shown).
  • the light detection means 119 need not be able to detect the spatial modulation pattern of the reproduction light, but only needs to be able to detect whether or not the reproduction light has been generated. Therefore, the detection time may be short.
  • the spatial modulation pattern of the reproduction light may be detected, but the spatial modulation pattern of the reproduction light reproduced by the search light may not be reproduced entirely. Further, it is preferable that the light intensity detected by the plurality of light receiving pixels of the light detection means 119 is integrated to record the intensity of the reproduction light.
  • the recording medium 101 is moved ( For example, the search light is irradiated to the adjacent hologram. By repeating this, if the search light is irradiated on the entire surface of the recording medium 101, it is possible to search for all of the information recorded on the recording medium 101.
  • the search may be terminated when regeneration light is generated and the search target becomes powerful.
  • the next search target hologram may be a hologram at a position far away from the adjacent one.
  • Light emitted from the light source 111 is converted into parallel light by the first collimator lens 112 and reflected by the polarization beam splitter 113 toward the spatial light modulator 114.
  • the information light and the recording reference light are generated by the information light spatial modulation pattern and the recording reference light spatial modulation pattern expressed in the spatial light modulator 114.
  • the information light and the recording reference light pass through the polarization beam splitter 113 and pass through the pair of relay lenses 115a and 115b, so that the spatial modulation pattern expressed by the spatial light modulator 114 on the entrance pupil surface of the objective lens 118 is obtained. Is propagated to form an image .
  • the recording medium 101 is irradiated by the objective lens 118, and interference fringes of information light and recording reference light are recorded on the hologram recording layer 104 of the recording medium 101.
  • the operation as the optical information reproducing apparatus will be described.
  • Light emitted from the light source 111 is converted into parallel light by the first collimator lens 112 and directed to the spatial light modulator 114 by the polarization beam splitter 113. Reflected.
  • the reproduction reference light is generated by the reproduction reference light spatial modulation pattern expressed in the spatial light modulator 114.
  • the spatial modulation pattern of the reference light for reproduction at the time of reproduction is a spatial modulation pattern of the reference light for recording irradiated when information recorded on the recording medium is recorded.
  • the reference light for reproduction passes through the polarization beam splitter 113, and the spatial modulation pattern for reference light expressed by the spatial light modulator 114 is formed on the entrance pupil plane of the objective lens 118 by the pair of relay lenses 115a and 115b. Propagated to form an image. On the way, it is reflected by the dichroic mirror 116 toward the objective lens 118 and passes through the quarter-wave plate 117. Then, the recording medium 101 is irradiated by the objective lens 118 and is diffracted by the interference fringes recorded on the hologram recording layer 104 of the recording medium 101 to generate reproduction light having the same information as the information light at the time of recording.
  • Reproduction light is emitted from the recording medium 101 to the objective lens 118 by the wavelength selective reflection layer 105 of the recording medium 101, and a spatial modulation pattern for information light is formed on the exit pupil plane by the objective lens 118. Then, a powerful image is propagated by the pair of relay lenses 115a and 115b so as to form an image again on the light detection means 119. In the meantime, the reproduction light passes through the quarter-wave plate 117 and is reflected by the dichroic mirror 116 toward the polarization beam splitter 113. After that, the reproduction light passes through the quarter-wave plate 117 twice compared to the reference light for reproduction at the time of irradiation, so the polarization direction is shifted by 90 °.
  • the polarization beam splitter 113 detects the light. Reflected towards means 119. Finally, the spatial modulation pattern of the reproduced light is detected by the light detection means 119, and the detected information is sent to the control means (not shown), and the control means decodes and reproduces the information.
  • positioning servo information is recorded in the address layer 103 of the recording medium 101.
  • the servo information may be read by the address information reading element 120, and positioning may be performed when the search light, the information, the recording reference light, and the reproduction reference light are irradiated.
  • Servo information can also be used as address information.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as necessary.
  • the information light and the recording reference light are irradiated from the same surface side of the recording medium so that the optical axis of the information light and the optical axis of the recording reference light are on the same line.
  • the search method of the present invention can be performed even for a Lippmann hologram that is irradiated from the opposite side of the recording medium or a two-beam interference hologram having a different optical axis.

Abstract

【課題】　効率的に情報を検索する検索方法を提供する。 【解決手段】　検索条件から検索用光２１を生成し（Ｓ１）、検索用光をホログラム記録層１０４に記録されたホログラム１０４ａに対し照射し（Ｓ２）、検索用光がホログラムと干渉することにより再生光２２を発生させた場合は、アドレス情報を読み取るアドレス用光２３を用いて再生光を発生したホログラムのアドレス情報を特定して、特定されたアドレス情報を記録し（Ｓ３）、検索用光がホログラムから再生光を発生させなかった場合は、検索用光をホログラム記録層に記録された他のホログラム１０４ｂに対し照射する。

Description

検索方法
技術分野
[0001] 本発明は、情報として複数のホログラムが記録されたホログラム記録層を有する記 録媒体における情報の検索方法に関する。
背景技術
[0002] ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録するホログラフィック記録は、一般的 に、イメージ情報を持った情報光と参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、そのと きにできる干渉縞パターンを記録媒体に書き込むことによって行われる。記録された 情報の再生時には、その記録媒体に参照光を照射することにより、干渉縞パターン による回折によりイメージ情報が再生される。
[0003] 近年、ホログラフィック記録において、超高密度のデータ密度とするために、ボリュ ームホログラフィ、特にデジタルボリュームホログラフィが実用域で開発され注目を集 めている。ボリュームホログラフィとは、記録媒体の厚み方向も積極的に活用して、 3 次元的に干渉縞を書き込む方式であり、デジタルボリュームホログラフィとは、ボリュ ームホログラフィと同様の記録媒体と記録方式を用いつつも、記録するイメージ情報 は 2値ィ匕したデジタルパターンに限定した、コンピュータ指向のホログラフィック記録 方式である。このデジタルボリュームホログラフィにおいては、例えばアナログ的な絵 のような画像情報も、ー且デジタル化して、 2次元デジタルパターン情報に展開し、こ れをイメージ情報として記録する。再生時は、このデジタルパターン情報を読み出し てデコードすることで、元の画像情報に戻して表示する。これにより、再生時に SN比 (信号対雑音比）が多少悪くても、微分検出を行ったり、 2値化データをコード化しェ ラー訂正を行ったりすることで、極めて忠実に元の情報を再現することが可能になる
[0004] ボリュームホログラフィによるホログラム記録層への記録の一例は、記録すべき情報 を担持する情報光と記録用参照光とがホログラム記録層内において厚み方向の干渉 縞を生じるように透明基板側から同時に所定時間照射し、ホログラム記録層内に干 渉縞パターンを立体的に定着せしめることによって情報を立体的なホログラムとして 記録して!/ヽる（特許文献 1および特許文献 2)。
[0005] また、光情報記録方法としては、情報光と記録用参照光とを異なる角度の光軸上に 配置して記録する方法と、同軸上に配置して記録する方法がある。前記のようなボリ ユームホログラフィにより適しているものとして情報光と記録用参照光とを同軸上に配 置した記録方法が注目されて 、る (たとえば、特許文献 3参照)。
[0006] 特許文献 1 :特開平 11 311938号公報
特許文献 2：特開 2003 - 99952号公報
特許文献 3 :特開平 10— 124872号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 上述したとおり、ホログラフィック記録再生にお!、ては、イメージ情報や 2次元デジタ ルパターン情報等の大容量の情報が一つのホログラムに記録され、更にホログラム が記録媒体に複数記録されるのであるから、記録媒体に記録される情報量は膨大な ものとなる。
[0008] 従来、この膨大な情報量が記録されて!、る記録媒体から特定の情報を検索する方 法は提案されていな力つた。このため、記録媒体力も特定の情報を検索しょうとする のであれば、再生用参照光を各ホログラムに照射して、各ホログラムからイメージ情 報や 2次元デジタルパターン情報等を再生し、 2次元デジタルパターン情報の場合 はデコードして記録した情報を再生した上で、再生された情報が検索対象であるか 否かを確認する作業を検索対象が見つ力るまで繰り返さなければならな力つた。
[0009] し力しながら、ホログラムを再生することで発生するイメージ情報や 2次元デジタル ノ ターン情報は、多数の画素力も構成されているが、イメージ情報や 2次元デジタル パターン情報を検出するために、各画素に対応させた CCDセンサーや CMOSセン サーなどの光検出器を配置しなければならな 、。再生された各画素の光の強度は弱 V、ため、多数の光検出器によってイメージ情報や 2次元デジタルパターン情報を得る のには時間がかかっていた。
[0010] このように、記録媒体力も一つのホログラムを再生するだけでも時間が力かってしま うのに、更に、上記検索方法においては、検索対象が見つ力るまで順次各ホログラム を再生しなければならない点においても非常に時間が力かるものであり、非効率的で ある。
[0011] 本発明は、複数のホログラムが記録されたホログラム記録層を有する記録媒体にお いて、効率的に情報を検索する検索方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0012] 本発明の検索方法は、複数のホログラムが記録されたホログラム記録層とアドレス 情報が記録されたアドレス層を有する記録媒体における検索方法であって、検索条 件から検索用光を生成し、前記検索用光を前記ホログラム記録層に記録されたホロ グラムに対し照射し、前記検索用光が前記ホログラムと干渉することにより再生光を 発生させた場合は、前記アドレス情報を読み取るアドレス用光を用いて前記再生光 を発生したホログラムのアドレス情報を特定して、特定されたアドレス情報を記録し、 前記検索用光が前記ホログラムから再生光を発生させなかった場合は、前記検索用 光を前記ホログラム記録層に記録された他のホログラムに対し照射することを特徴と する。
[0013] 更に、上記検索方法にお!、て、前記特定されたアドレス情報を記録した後も、前記 検索用光を前記ホログラム記録層に記録された他のホログラムに対し照射してもよい
[0014] 更に、上記検索方法において、発生した再生光の強度を検出して、当該再生光を 発生したホログラムのアドレス情報と対応づけて、検出された再生光の強度を記録す ることが好ましい。この場合、前記再生光の強度が最も大きいアドレス情報を認識可 能な状態として出力してもよいし、前記再生光の強度が大きい順に記録されたァドレ ス情報を認識可能な状態として出力してもよ 、。
[0015] 更に、上記検索方法において、前記記録媒体に再生光を発生したホログラムに関 する情報を記録してもよぐ前記記録媒体に記録された前記再生光を発生したホログ ラムに関する情報を用いて前記検索用光を照射するホログラムの順序を制御してもよ い。
[0016] 更に、上記検索方法にお!、て、前記ホログラムは、情報を担持した情報光と記録用 参照光との干渉による干渉縞であり、前記記録用参照光は、前記情報光が担持する 情報に関連するキーワード情報を含む空間変調パターンによって空間的に変調され ており、前記検索用光は、検索条件のキーワード情報を含む空間変調パターンによ つて空間的に変調されて!、てもよ 、。
[0017] 更に、上記検索方法にお!、て、前記ホログラムは、画像情報を担持した情報光と記 録用参照光との干渉による干渉縞であり、前記検索用光は、検索条件の画像情報に よって空間的に変調されて ヽてもよ ヽ。
発明の効果
[0018] 本発明の検索方法によれば、検索条件から検索用光を生成し、検索用光をホログ ラム記録層に記録されたホログラムに対し照射し、検索用光がホログラムと干渉して 再生光を発生させた場合は、アドレス情報を読み取るアドレス用光を用いて再生光を 発生したホログラムのアドレス情報を特定して、特定されたアドレス情報を記録するの で、効率よく目的の情報を検索することが可能である。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明の検索方法のフローチャート
[図 2]本発明の検索時における動作を説明するための概略図
[図 3]本発明の検索方法を行う検索装置のブロック図
[図 4] (A)は、記録時の動作を説明するための概略図、 (B)は、検索時の動作を説明 するための概略図
[図 5] (A)は、記録時の動作を説明するための概略図、 (B)は、検索時の動作を説明 するための概略図
[図 6] (A)は、記録時の動作を説明するための概略図、 (B)は、検索時の動作を説明 するための概略図
[図 7]ホログラムの記録再生装置を兼用する検索装置の実施形態を示す概略構成図 [図 8]空間光変調器における表示領域を示す概略図
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下、本発明の実施の形態を図 1〜図 8について説明する。
[0021] 図 1は、本発明の検索方法のフローチャートであり、図 2は、本発明の検索時にお ける動作を説明するための概略図である。
[0022] 図 2に示すように、記録媒体 101は、アドレス情報が記録されたアドレス層 103と複 数のホログラム 104a、 104bが記録されたホログラム記録層 104とを有し、更に、図 2 においては、基板 102、波長選択反射層 105及び保護層 106とを有している。そして 、検索用光 21は、保護層 106を通過して記録媒体 101のホログラム記録層 104に記 録されたホログラム 104a、 104bに対して照射される。ホログラム 104a、 104b力 発 生した再生光 22は、波長選択反射層 105によって反射され、保護層 106を通過して 記録媒体 101の保護層側の表面力も射出される。また、アドレス用光 23は、保護層 1 06、ホログラム記録層 104及び波長選択反射層 105を通過してアドレス層 103に照 射され、アドレス層に記録されたアドレス情報を担持する。また、図 2においては、アド レス層 103が反射層を有しており、アドレス情報によって変調されたアドレス用光 23 は、アドレス層 103の反射層で反射され、記録媒体 101の保護層側の表面から射出 される。
[0023] 本発明の検索方法は、まず、キーワード、画像、データ形式等の検索条件が入力さ れると（図 1の S1)、検索用光 21 (図 2参照）が生成される（図 1の S2)。そして、検索 用光 21を記録媒体 101のホログラム記録層 104に記録されたホログラム 104aに対し て照射する（図 1の S3)。
[0024] 次に、記録媒体 101からの再生光を検出したか否かを判断する（図 1の S4)。再生 光 22 (図 2参照）が検出された場合 (Yesの場合）は、アドレス用光 23 (図 2参照）によ つて記録媒体 101のアドレス層 103に記録されたアドレス情報を読み取って、再生光 22を発生させたホログラム 104aのアドレス情報を特定し記録する（図 1の S5)。その 後、更に検索を継続するカゝ否かを判断し（図 1の S6)、継続しない場合 (Noの場合） は終了する。
[0025] 記録媒体 101からの再生光を検出しなカゝつた場合 (S4で Noの場合)及び検索を継 続する場合（S6で Yesの場合）は、ホログラム記録層 104の別のホログラム 104bに照 射対象を変更する（図 1の S7)。そして、検索用光 21を記録媒体 101のホログラム記 録層 104に記録されたホログラム 104bに対して照射する処理（図 1の S3)に戻る。
[0026] このように、検索時において、再生光 22の有無を検出し、再生光 22を検出した場 合はそのホログラムのアドレス情報を記録することで、情報を高速で検索することがで きる。
[0027] また、再生光を検出する際に、再生光の強度を検出し、アドレス情報と対応づけて 再生光の強度を記録してもよい。検索条件と情報との相関が強い程、再生光の強度 が大きくなるので、再生光の強度によって検索条件と情報との相関の程度を把握す ることができる。なお、再生光を検出する処理 (S4)において、再生光が検出されても 、その強度がある一定の値 (以下「しきい値」と呼ぶ）以下の場合は、検出しなかった 場合とみなし、照射対象を変更する処理（図 1の S7)〖こ移行してもよい。ここで、しき い値は、検索の曖昧さに影響する。すなわち、しきい値が小さい場合は、余り関係の ない情報も検索結果として挙るが、しきい値を大きくすると、関係の強い情報だけが 検索結果となる。
[0028] 検索を終了したら、記録されたアドレス情報を認識可能な状態として出力する。アド レス情報を認識可能な状態とするには、例えば、アドレス情報をそのまま出力したり、 記録されたアドレス情報に対応するホログラムを再生して少なくともその一部を出力し てもよい。また、予め記録媒体 101又は検索装置の記録手段にアドレス情報と対応 付けてホログラムに記録されて 、るデータのタイトル等を記録しておき、記録されたァ ドレス情報に対応するホログラムのデータのタイトル等を出力してもよい。なお、ァドレ ス情報と対応付けてホログラムに記録されているデータのタイトル等を予め記録媒体 101に記録する場合は、別途専用のホログラムとして記録しても、記録可能なァドレ ス層 103に記録しても、半導体メモリー等の記録手段を記録媒体 101に設けて、その 記録手段に記録してもよい。
[0029] 再生光の強度を記録した場合は、再生光の強度が最も大き！ヽアドレス情報を認識 可能な状態として出力してもよいし、更に、再生光の強度が大きい順に記録されたァ ドレス情報を認識可能な状態として出力してもよい。例えば、再生光の強度の大きい 順にアドレス情報を並び替えて出力したり、再生光の強度が最も大きいアドレス情報 のホログラムを再生して出力することができる。
[0030] また、上記の検索方法によって、検索条件に関係する情報が記録されているホログ ラムをある程度絞り込んだ後に、絞り込んだ各ホログラムを再生して、再生された情報 の内容を更に検索条件に合致するものであるか否かを検索してもよい。この場合、再 生光の強度が最も大きいアドレス情報のホログラムを再生して、その情報の内容を検 索することが効率的である。
[0031] アドレス用光 23は、再生光が発生した時だけアドレス情報を読み取ってもよいが、 継続的にアドレス情報を読み取ることが好ましい。特に、アドレス用光 23によって、位 置決めをするためのサーボ用の情報を読み取って、検索用光 21をホログラムに照射 する際の位置決めにフィードバックさせることは好ましい。
[0032] 検索を継続する力否かの判断（図 1の S6)は、種々条件を設定することができる。例 えば、再生光を検出した場合に検索を終了とすることもできるし、再生光の検出した 回数がある一定の値を越えた場合に終了とすることもできるし、再生光の強度がある 一定の値を越えた場合に終了とすることもできる。
[0033] 更に、検索時に再生光を発生したホログラムに関する情報を記録媒体に記録しても よい。ホログラムに関する情報としては、再生光を発生したホログラムのアドレス情報、 再生光の強度等であり、再生光の強度が最も大きいホログラムだけでもよいし、再生 光を発生したホログラム全部につ 、ての情報でもよ 、。再生光を発生したホログラム に関する情報を記録媒体に記録するには、別途専用のホログラムとして記録しても、 記録可能なアドレス層 103に記録しても、半導体メモリー等の記録手段を記録媒体 1 01に設けて、その記録手段に記録してもよい。
[0034] このように、再生光を発生したホログラムに関する情報を記録することで、記録媒体 に記録された複数のホログラムの中で検索頻度の高 、ホログラムを把握することがで きる。そして、再生光を発生したホログラムに関する情報を用いて、検索時に検索用 光を照射するホログラムの順序を制御することができる。例えば、検索頻度が一定以 上のホログラムを最初に検索したり、検索頻度の高い順にホログラムを検索したりする ことで、効率的に情報を検索することができる。
[0035] 更に、蓄積された検索頻度の情報それ自体が有用なものとなる。例えば、記録媒体 中に含まれるデータの中力もアクセス回数のランキングを作成したり、関心のあるデ ータの動向（市場のニーズ)を調べたりすることができる。そして、複数種類の記録媒 体から一定頻度以上のデータを抽出して、注目のデータを集積した記録媒体 (例え ば、音楽 CDでいうべスト盤)を作成することもできる。
[0036] 図 2の記録媒体 101について説明すると、記録媒体 101の形状としては、円盤状、 矩形のカード状等を採用することができる。円盤状の場合は、回転駆動させることで 情報の記録再生を効率的に行うことができる。
[0037] アドレス層 103は、予めアドレス情報を記録しておき再生専用の層でもよいし、情報 の記録再生が可能な層として、アドレス情報を書き込んでもよい。また、アドレス層 10 3には、アドレス情報以外のサーボ用の情報、記録媒体の容量や構造などを示す記 録媒体の識別情報等も記録されて 、てもよ 、。
[0038] 再生専用のアドレス層 103としては、図 2に示されているように、予めピットを形成し た層を使用してもよい。ピットの凹凸による反射率又は透過率の変化によって情報を 再生することができる。反射率の変化によって情報を再生する場合や、透過率の変 化を入射面側にぉ ヽて検出するために、記録媒体 101に反射層を形成することが好 ましい。基板 102の表面に凹凸を形成し、必要に応じて凹凸表面に反射層を形成し てピットとしてもよいし、基板 102上にピット形成用の層を形成し、そこにエッチング処 理などで凹凸を形成し、必要に応じて凹凸表面に反射層を形成した構成等を使用す ることもできる。図 2においては、反射型のアドレス層 103の場合について説明したが 、透過型のアドレス層 103の場合は、アドレス用光を検出する光検出器を記録媒体 1 01の裏面側に配置する。
[0039] 記録再生可能なアドレス層 103としては、有機色素層や相変化層などを利用するこ とができる。アドレス層 103が有機色素層の場合は、一度だけ情報を記録することが 可能であり、レーザー光によって色素を分解することでピットを形成することができる。 形成されたピットは、再生専用層と同様にピットの反射率又は透過率の変化によって 情報を再生できる。アドレス層 103が相変化層の場合は、情報の書き換えが可能で あり、レーザー光による加熱によって相変化層の結晶構造を変更させて、結晶部分と 非結晶部分を形成することで、結晶部分と非結晶部分の反射率又は透過率の違 ヽ によって情報を記録することができる。
[0040] ホログラム記録層 104は、情報光と記録用参照光との干渉によるホログラム 104a、 104bが記録されるものである。特に好ましくは、情報光、記録用参照光、再生用参 照光及び検索用光 21の波長とアドレス用光 23の波長とを変えて、情報光、記録用 参照光、再生用参照光及び検索用光 21には感光し、アドレス用光 23には感光しな い材料とすることが好ましい。ホログラム記録層 104としては、例えば、フォトポリマー 系材料を使用することができる。ホログラム記録層 104の材料として、緑及び青色光 に感度を有するフォトポリマー系材料を使用した場合であれば、情報光、記録用参 照光、再生用参照光及び検索用光として緑又は青色光を使用し、アドレス用光として それ以外の波長の光、例えば赤色光を使用すればよい。なお、本発明において、ホ ログラム記録層 104はフォトポリマー系材料に限定されるものではない。
[0041] 基板 102としては、ポリカーボネイト等のプラスチック基板、ガラス基板、金属基板等 を使用することができる。プラスチック基板を使用すると、プレス加工によって表面に 凹凸形状を形成することで、アドレス層としてピットを容易に成型できる。また、ガラス 基板は、強度及び平滑性が高ぐ基板の橈みなどによる傾きの影響を少なくすること ができる。金属基板は、アドレス用光 22に対する反射層を兼用することができる。基 板 102の形状は、ディスク状であっても、カード状であってもよい。また、基板 102の 厚さとしては、特に限定されるものではないが、記録媒体 101全体として、 1. 2〜2. 4mmとなるようにすると、現在使用されている CD (Compact Disc)や DVD (Digital V ersatile Disc)と互換性を持たせることが可能となる。
[0042] 波長選択反射層 105は、アドレス層 103とホログラム記録層 104の間に設けられ、 情報光、記録用参照光、再生用参照光及び検索用光 21を反射し、アドレス用光 23 を透過するものである。波長選択反射層 105としては、高屈折率物質と低屈折率物 質を交互に積層させたダイクロイツクミラー層ゃコレステリック液晶層を用いることがで きる。波長選択反射層 105における反射面は、情報を安定して記録、再生できるよう に、平坦であることが好ましい。
[0043] 保護層 106は、記録媒体 101の入射面側の表面に形成されており、記録媒体 101 を保護している。保護層 106としては、榭脂材料、例えば UVレジン等の材料をホログ ラム記録層 104上にスピンコート等によって塗布したり、ポリカーボネイトシート等の榭 脂シートゃ榭脂基板を貼り付けて形成される。
[0044] 図 3は、本発明の検索方法を行う検索装置 1のブロック図の一例である。検索装置 1は、図 3に示すように、制御手段 2を有し、制御手段 2に接続された入力手段 3、検 索用光生成手段 4、検索用光走査手段 5、アドレス情報特定手段 6、再生光検出手 段 7、記録手段 8、出力手段 9を有している。検索装置 1としては、ホログラム再生装置 が接続されたコンピュータを用いることができる。
[0045] 制御手段 2は、検索装置 1全体の機能を制御するものである。制御手段としては CP U等を使用することができる。
[0046] 入力手段 3は、検索者が検索装置 1に検索条件を入力するものである。入力手段 3 としては、文字情報、画像情報または音声情報等を入力するため、キーボード、デジ タルカメラ、マウス、音声認識入力装置等を入力する情報に合わせて適宜使用するこ とがでさる。
[0047] 検索用光生成手段 4は、検索条件に基づいて形成された検索用空間変調パター ンによって光を空間的に変調して検索用光 21を生成する。検索用光生成手段 4とし て、例えば DMD (デジタル 'マイクロミラー'デバイス)やマトリクス型の液晶素子等の 空間光変調器を使用することができる。 DMDは、入射した光を画素ごとに反射方向 を変えることで強度を空間的に変調したり、入射した光を画素ごとに反射位置を変え ることで位相を空間的に変調することができる。液晶素子は、画素ごとに液晶の配向 状態を制御することで、入射した光の強度や位相を空間的に変調することができる。 例えば、各画素毎に出射光の位相を、互いに πラジアンだけ異なる 2つの値のいず れかに設定することによって、光の位相を空間的に変調することができる。
[0048] 検索用空間変調パターンは、記録媒体 101のホログラム記録層 104に記録されて いるホログラム 104aの記録方法に応じて、検索条件と関連または類似する情報が記 録されているホログラム 104aに対して干渉するように形成される。検索用空間変調パ ターンの形成方法について、図 4乃至図 6にそれぞれ一実施態様を示す。
[0049] 図 4 (A)は、記録媒体 101のホログラム記録層 104にホログラム 104aを記録する動 作の説明である。記録する情報 41をある変換方式に基づいて変換した 2次元パター ン情報 42を用いて情報光用空間変調パターン 43を生成する。図 4 (A)においては、 記録する情報 41を 8ビット毎に、 4 X 4画素のうち 3つの画素をオンの画素 42aとする 2次元パターン情報 42のシンボル単位に変換する方式を示す。各シンボル単位は、 4 X 4画素の領域における 3つのオンの画素 42aの配置によって情報を識別する。 4 X 4画素の領域における 3つのオンの画素 42aの配置は、 C = 560通りとなるため
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、 256通りの 8ビットの情報を表現することが可能である。特に、各シンボル単位にお いて、オンの画素 42aが隣接すると、フーリエ変換した際の周波数成分が少なくなる ため、 560通りの配置の中から、オンの画素 42aが隣接しない配置を各シンボル単位 として選択することが好ましい。そして、 2次元パターン情報 42のシンボル単位を配 置して情報光用空間変調パターン 43を生成する。なお、記録する情報 41を 2次元パ ターン情報 42に変換する方式は、上記の方式に限られるものではない。
[0050] 情報光用空間変調パターン 43によって空間的に変調された情報光 44と記録用参 照光 45とを対物レンズ 46によって記録媒体 101のホログラム記録層 104に対して収 束するように照射して、情報光 44と記録用参照光 45との干渉による干渉縞をホログ ラム記録層 104にホログラム 104aとして記録する。
[0051] 次に、図 4 (B)は、検索する動作の説明である。検索条件として検索情報 47が入力 されると、情報光用空間変調パターン 43を生成する際に用いた変換方式によって検 索情報 47を 2次元パターン情報 48に変換し、 2次元パターン情報 48を含む検索用 空間変調パターン 49を生成し、検索用空間変調パターン 49によって検索用光 21を 生成する。ここで、検索用空間変調パターン 49は、光の光軸に直交する断面におい て、記録時に情報光用空間変調パターン 43を配置した領域と同じ領域内に配置し、 検索用光 21は、記録時における情報光 44の照射角度と同様の角度で照射すること が好ましい。検索用光 21がホログラム 104aに照射されると、検索用光 21の検索用 空間変調パターン 49とホログラム 104aを記録した情報光 44の情報光用空間変調パ ターン 43との間に相関があれば、ホログラム 104aと検索用光 21が干渉し、相関の程 度に応じた強度の再生光 22が発生する。図 4においては、検索情報 47を変換した 2 次元パターン情報 48と同じ 2次元パターン情報が情報光用空間変調パターン 43に 含まれるので、検索用光 21がホログラム 104aに照射されると、再生光 22が発生する 。なお、この場合、再生光 22は、記録時における記録用参照光 45に対応する光であ る。
[0052] 特に、図 4 (A)に示すように、情報光 44が対物レンズ 46によって記録媒体 101に 照射されると、情報光用空間変調パターン 43がフーリエ変換された周波数成分によ つて干渉縞が形成されるため、検索用光 21の検索用空間変調パターン 49が情報光 用空間変調パターン 43と完全に一致していなくても、類似の周波数成分を有してい れば干渉し、相関の程度に応じた強度の再生光 22が発生する。
[0053] 図 5 (A)では、記録時において、画像情報 51を情報光用空間変調パターン 53とし て情報光 54を生成し、情報光 54と記録用参照光 55とを対物レンズ 56によって記録 媒体 101のホログラム記録層 104に対して収束するように照射して、情報光 54と記録 用参照光 55との干渉による干渉縞をホログラム記録層 104にホログラム 104aとして 記録する。
[0054] 次に、検索条件として画像情報 57が入力されると、図 5 (B)に示すように、画像情 報 57を検索用空間変調パターン 59として検索用光 21を生成する。ここで、検索用 空間変調パターン 59は、光の光軸に直交する断面において、記録時に情報光用空 間変調パターン 53を配置した領域と同じ領域内に配置し、検索用光 21は記録時に おける情報光 54の照射角度と同様の角度で照射することが好ましい。検索用光 21 がホログラム 104aに照射されると、検索用光 21の検索用空間変調パターン 59 (画像 情報 57)とホログラム 104aを記録した情報光 54の情報光用空間変調パターン 53 ( 画像情報 51)との間に相関があれば、ホログラム 104aと検索用光 21が干渉し、相関 の程度に応じた強度の再生光 22が発生する。相関の程度が高いもの、即ち類似し ているものは、強く干渉するため、再生光 22の強度が強くなり、相関の程度が低いも の、即ち非類似のものは干渉が弱く再生光 22の強度も弱くなる。なお、この場合、再 生光 22は、記録時における記録用参照光 55に対応する光である。
[0055] 特に、図 5 (A)に示すように、情報光 54が対物レンズ 56によって記録媒体 101に 照射されると、情報光用空間変調パターン 53がフーリエ変換された周波数成分によ つて干渉縞が形成されるため、検索用光 21の検索用空間変調パターン 59 (画像情 報 57)が情報光用空間変調パターン 53 (画像情報 51)と完全に一致して 、なくても、 類似の周波数成分を有していれば、相関の程度によって再生光が発生する。
[0056] 図 5のように画像情報 51を記録し、画像情報 57を検索する場合としては、例えば、 監視カメラの映像から、特定の人物を搜す場合などに利用することが可能である。 [0057] 図 6 (A)では、記録する情報 61に基づ 、て情報光用空間変調パターン 63を形成 し、情報光用空間変調パターン 63aによって空間的に変調された情報光 64を生成 する。また、記録する情報 61に関連するキーワード情報 6 la〜6 Idに基づいて記録 用参照光用空間変調パターン 63bを形成し、記録用参照光用空間変調パターン 63 bによって空間的に変調された記録用参照光 65を生成する。そして、情報光 64と記 録用参照光 65とを対物レンズ 66によって記録媒体 101のホログラム記録層 104に対 して収束するように照射して、情報光 64と記録用参照光 65との干渉による干渉縞を ホログラム記録層 104にホログラム 104aとして記録する。
[0058] キーワード情報 61a〜61dとしては、予め検索条件として用いられそうなキーワード 、画像、データ形式等を定め、記録する情報 61から該当する情報を手動又は自動で 抽出して得ることができる。また、記録する情報 61に対応するキーワード情報 6 la〜 6 Idを別途用意してもよい。キーワード情報 61a〜61dに基づいて記録用参照光用 空間変調パターン 63bを形成することにより、記録用参照光 65にキーワード情報 61a 〜61dを担持させることができる。記録用参照光用空間変調パターン 63bの形成方 法としては、例えば、図 4 (A)の情報光 44と同じように、キーワード情報 61a〜61dを ある変換方式に基づいて変換した 2次元パターン情報を用いて記録用参照光用空 間変調パターン 63bを形成してもよいし、図 5 (A)の情報光 54と同じように、キーヮー ド情報 61a〜61dを画像情報として記録用参照光用空間変調パターン 63bの少なく とも一部に含めてもよい。
[0059] 次に、検索条件 67が入力されると、図 6 (B)に示すように、検索条件 67に基づ 、て 検索用空間変調パターン 69を生成し、検索条件 67を担持した検索用光 21を生成 する。ここで、記録時においてキーワード情報 61a〜61dを記録用参照光 65に担持 させる時と同じ方法で検索条件 67を検索用光 21に担持させ、検索用光 21は、記録 時における記録用参照光 65の照射角度と同様の角度で照射することが好ましい。検 索用光 21がホログラム 104aに照射されると、検索用光 21が担持する検索条件 67と ホログラム 104aを記録した記録用参照光 65が担持したキーワード情報 61a〜61dと の間に相関があれば、ホログラム 104aと検索用光 21が干渉し、相関の程度に応じた 強度の再生光 22が発生する。相関の程度が高いもの、即ち類似しているものや検索 条件の複数個がキーワード情報 61a〜61dと一致したものは、強く干渉するため、再 生光 22の強度が強くなり、相関の程度が低いもの、即ち非類似のものは干渉が弱く 再生光 22の強度も弱くなる。なお、この場合、再生光 22は、記録時における情報光 64に対応する光である。
[0060] 特に、図 6 (A)に示すように、記録用参照光 65が対物レンズ 66によって記録媒体 1 01に照射されると、記録用参照光 65の担持するキーワード情報 61a〜61dがフーリ ェ変換された周波数成分によって干渉縞が形成されるため、検索用光 21の検索条 件がキーワード情報 61a〜61dと完全に一致していなくても、類似の周波数成分を有 していれば、相関の程度によって再生光が発生する。
[0061] なお、図 6において、記録する情報 61に基づいて情報光用空間変調パターン 63を 形成する方法としては、図 4 (A)または図 5 (A)で用いた方法等を使用することができ る。そして、図 4 (B)または図 5 (B)に示した検索方法を併用することもできる。
[0062] 図 6 (A)において、情報光用空間変調パターン 63aと記録用参照光用空間変調パ ターン 63bと力 対物レンズ 66の入射瞳面において、重畳していない場合は、情報 光用空間変調パターン 63aと記録用参照光用空間変調パターン 63bとを一つの空 間光変調器に表示して、情報光 64と記録用参照光 65を同時に生成することができ る。また、情報光用空間変調パターン 63aと記録用参照光用空間変調パターン 63b とを別々の空間光変調器に表示して、それぞれ独立して情報光 64と記録用参照光 6 5を生成してもよい。なお、図 3 (A)又は図 4 (A)において、記録用参照光 45, 55を 空間的に変調する場合も同じぐ記録用参照光用空間変調パターンが情報光用空 間変調パターンと重畳して 、な 、場合は、一つの空間光変調器によって情報光と記 録用参照光を生成することができる。
[0063] 検索用光走査手段 5 (図 3)は、検索用光 21を記録媒体 101のホログラム記録層 10 4に照射し、検索用光 21の照射位置をホログラム記録層 104に記録された各ホログ ラム 104a、 104bに対して走査するものである。例えば、記録媒体 101を移動させて 走査してもよいし、検索用光 21を移動させて走査してもよいし、記録媒体 101と検索 用光 21を両方とも移動させて走査してもよい。記録媒体 101を移動させる手段として は、記録媒体を回転させるモータや、 X—Yステージを使用することができる。また、 検索用光 21を移動する手段としては、検索用光 21を射出するピックアップ装置を移 動させたり、ピックアップ装置内の光学系を移動させればよい。なお、検索用光走査 手段 5によって、検索用光 21だけではなぐアドレス用光 23の照射位置も各ホロダラ ム 104aのアドレス情報を特定できるように走査できることが好ましい。
[0064] アドレス情報特定手段 6は、記録媒体 101のアドレス層 103に記録されたアドレス情 報を読み取り、所定のホログラムのアドレス情報を特定するものである。アドレス情報 特定手段 6としては、アドレス用光 23を射出する光源と、その戻り光を受光する受光 素子と、解析部を有する素子を使用することができる。例えば、光源力 アドレス光 2 3をアドレス層 103に照射し、その戻り光を受光素子によって受光し、解析部によって アドレス層 103に記録されたアドレス情報を読み取る。各ホログラム 104aに一対一に 対応してアドレス情報が記録されて!ヽる場合は、対応されたアドレス情報を読み取る ことで所定のホログラムのアドレス情報を特定することができる。また、ホログラムの位 置がアドレス情報に関連づけて記録されて 、る場合は、読み取ったアドレス情報を解 析することによってホログラムのアドレス情報を特定することができる。例えば、ホログ ラムの位置がアドレス層 103に記録されたアドレス情報を基準として、そこ力ものクロ ックの数に対応させて記録されて 、る場合は、読み取ったアドレス情報とホログラムを 再生するまでのクロック数を随時一時保存用のメモリーに記録しておき、アドレス情報 とクロック数力もホログラムのアドレス情報を特定することができる。なお、制御手段の 一部の機能を利用して、アドレス情報特定手段 6の解析部とすることができる。
[0065] 再生光検出手段 7は、記録媒体 101のホログラム記録層 104から発生した再生光 2 2を検出するものである。再生光検出手段 7としては、再生光 22が発生した力否かを 最低限検出できればよぐ CCD型固体撮像素子や MOS型固体撮像素子を用いる ことができる。更に、再生光検出手段 7は、再生光の強度も検出できることが好ましい 。再生光 22は、空間変調パターンを情報として担持していることもある力 かかる空 間変調パターンを検出するためには、格子状に配列された多数の受光画素を有し、 各受光画素毎に光を検出できなければならない。本明細書では、この空間変調バタ ーンを検出するための検出手段を再生情報検出手段と呼ぶ。再生光検出手段 7とは 別に再生情報検出手段を設けてもよいが、再生光検出手段 7として格子状に配列さ れた多数の受光画素を設け、再生情報検出手段を兼用させてもよい。
[0066] 記録手段 8は、検索装置 1に設けられた情報を記録するためのものである。記録手 段 8としては、半導体メモリや HDD (ノヽード'ディスク ·ドライブ)等を使用することがで きる。
[0067] 出力手段 9は、検索結果を出力するためのものである。出力手段 9としては、デイス プレイ、プリンタ、スピーカ、データとして出力する送信モデム、伝送ケーブル等を使 用することができる。
[0068] 図 7は、ホログラムの記録再生装置を兼用する検索装置 110の実施形態を示す概 略構成図である。検索装置 110は、記録再生用光源 111、第一のコリメータレンズ 11 2、偏光ビームスプリッタ 113、空間光変調器 (情報表現手段） 114、 1対のリレーレン ズ 115a、 115b,ダイクロイツクミラー 116、 4分の 1波長板 117、対物レンズ 118、光 検出手段 119、アドレス情報読み取り素子 120、第二のコリメータレンズ 121を備えて いる。また、図 7において、情報が記録される記録媒体 101は、基板 102、反射型の アドレス層 103、ホログラム記録層 104、波長選択反射層 105及び保護層 106とを備 えている。
[0069] 記録再生用光源 111は、情報を記録するための情報光および参照光を形成するた めの光、情報を再生するための参照光を形成するための光、情報を検索するための 検索用光を形成するための光を射出する。光源 111としては、コヒーレントな直線偏 光の光線束を発生する例えば半導体レーザを用いることができる。この記録再生用 光源 111としては、高密度記録を行うために波長が短い方が有利であり、青色レーザ やグリーンレーザを採用することが好ましい。また、光源 111として、固体レーザーを 使用することちできる。
[0070] 第一のコリメータレンズ 112は記録再生用光源 111からの発散光線束をほぼ平行 光線とするものである。
[0071] 偏光ビームスプリッタ 113は、直線偏光 (例えば P偏光）を反射または透過し、当該 偏光に垂直な直線偏光 (例えば S偏光）を透過または反射するような半反射面 113a を有している。図 7においては、偏光ビームスプリッタ 113は、記録再生用光源 111か ら射出された光線束を空間光変調器 114に向けて反射し、空間光変調器 114で偏 光方向が 90度回転された情報光および参照光を透過する。
[0072] 空間光変調器 114は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に出射光 の位相又は Zおよび強度を変調することができる透過型又は反射型の空間光変調 器を使用することができる。空間光変調器 114としては、 DMD (デジタル 'マイクロミ ラー.デバイス)やマトリクス型の液晶素子を使用することができる。 DMDは、入射し た光を画素ごとに反射方向を変えることで強度を空間的に変調したり、入射した光を 画素ごとに反射位置を変えることで位相を空間的に変調することができる。液晶素子 は、画素ごとに液晶の配向状態を制御することで、入射した光の強度や位相を空間 的に変調することができる。例えば、各画素毎に出射光の位相を、互いに πラジアン だけ異なる 2つの値のいずれかに設定することによって、光の位相を空間的に変調 することができる。図 7において空間光変調器 114は、入射光の偏光方向に対して、 出射光の偏光方向を 90° 回転させるようになつている。
[0073] そして、空間光変調器 114の表示面に表示された検索用空間変調パターンによつ て、光源 111からの光を空間的に変調することにより、検索用光を生成することがで きる。
[0074] また、空間光変調器 114の表示面に表示された情報光用空間変調パターンおよび 記録用参照光用空間変調パターンによって、光源 111からの光を空間的に変調する ことにより、情報光および記録用参照光を生成することができる。例えば、図 8に示す ように、情報光用空間変調パターン 81を中心側に配置し、その周囲に記録用参照光 用空間変調パターン 82を配置することができる。ここで、情報光用空間変調パターン 81の中心が情報光の光軸となり、記録用参照光用空間変調パターン 82の中心が記 録用参照光用の光軸となるが、図 8に示すように、中心 83が同じ、換言すれば情報 光の光軸と記録用参照光用の光軸とが同一線上に位置するように配置し、基板の同 一面側から情報光と記録用参照光を照射すると、一般的な二光束干渉型のホロダラ ムゃリップマン型ホログラムとは異なる性質のホログラムを形成することができる。
[0075] なお、情報光と記録用参照光を生成する空間光変調器 114を別々に設けることも できる。例えば、光源 111からの光をビームスプリッタ等により分割して、一方の光を 第一の空間光変調器によって空間的に変調して情報光を生成し、他方の光を第二 の空間光変調器によって空間的に変調して記録用参照光を生成してもよい。この場 合は、情報光用空間変調パターンと記録用参照光用空間変調パターンを対物レン ズ 118の入射瞳面において結像させる必要があるため、情報光を生成する空間光変 調器と記録用参照光を生成する空間光変調器を共役な関係とし、一対のリレーレン XI 15a, 115bによって伝搬させる。
[0076] 更に、空間光変調器 114の表示面に表示された再生用参照光用空間変調パター ンによって、光源 111からの光を空間的に変調することにより、再生用参照光を生成 することができる。
[0077] 一対のリレーレンズ 115a、 115bは、空間光変調器 114から対物レンズ 118までの 間に配置されており、空間光変調器 114に表示された像を対物レンズ 118の入射瞳 面に結像するように配置されている。すなわち、空間光変調器 114から第 1のリレー レンズ 115aまでの距離が第 1のリレーレンズ 115aの焦点距離 flとなり、第 2のリレー レンズ 115bから対物レンズ 118の入射瞳面までの距離が第 2のリレーレンズ 115bの 焦点距離 f 2となり、第 1および第 2のリレーレンズ 115a、 115b間の距離が第 1のリレ 一レンズ 115aの焦点距離 flと第 2のリレーレンズ 115bの焦点距離 f 2の和となるよう に配置されている。
[0078] また、図 7において、一対のリレーレンズ 115a、 115bは、対物レンズ 118から光検 出手段 119までの間に配置されており、再生用参照光によって記録媒体 101のホロ グラム記録層 104から発生した再生光の対物レンズ 118の射出瞳面における像を再 び結像するように配置されている。すなわち、対物レンズ 118の射出瞳面力も第 2のリ レーレンズ 115bまでの距離が焦点距離 f2となり、第 1のリレーレンズ 115aから光検 出手段 119までの距離が焦点距離 flとなり、第 1および第 2のリレーレンズ 115a、 11 5b間の距離が焦点距離 flと焦点距離 f2の和となるように配置されている。
[0079] なお、一対のリレーレンズ 115a、 115bの配置は、他の光学素子を適宜配置するこ とで変化する。例えば、第 1のリレーレンズ 115aから光検出手段 119までの間に拡大 レンズを配置すれば、第 1のリレーレンズ 115aと拡大レンズの入射瞳面までの距離 が焦点距離 flとなるように配置される。
[0080] ダイクロイツクミラー 116は、アドレス情報読み取り素子 120からの光を記録再生用 光との波長の違いを利用して、一方の波長の光を透過し、他方の波長の光を反射す るように構成されている。図 7においては、記録再生用光源 111からの光を対物レン ズ 118に向けて反射し、アドレス情報読み取り用素子 120からの光を透過する。
[0081] 4分の 1波長板 117は、互いに垂直な方向に振動する偏光の光路差を 4分の 1波長 変化させる位相板である。 4分の 1波長板 117によって P偏光の光は円偏光に変化さ れ、更に、この円偏光の光が 4分の 1波長板 117を通過すると S偏光に変化されること になる。この 4分の 1波長板 117によって、再生時又は検索時における再生用参照光 又は検索用光と再生光とを偏光ビームスプリッタ 113で分離することができる。
[0082] 対物レンズ 118は、検索時においては、入射瞳面に結像した検索用光を記録媒体 101に照射し、記録時においては、入射瞳面に結像した情報光および記録用参照 光を記録媒体 101に照射し、ホログラム記録層 104にお ヽて干渉させて記録するも のであり、また再生時においては、入射瞳面に結像した再生用参照光を記録媒体 1 01に照射し、記録媒体 101のホログラム記録層 104から発生した再生光を入射して 射出瞳面に結像させるものである。
[0083] 光検出手段 119は、再生光検出手段と再生情報検出手段を兼用するものであり、 格子状に配列された複数の受光画素を有し、各受光画素毎に受光した光の強度を 検出できるようになつている。光検出手段 119としては、 CCD型固体撮像素子や M OS型固体撮像素子を用いることができる。また、光検出手段 119として、 MOS型固 体撮像素子と信号処理回路とが 1チップ上に集積されたスマート光センサ (例えば、 WO plus E, 1996 9月， No. 202, 93〜99ページ」 ：照、。）を用!/、てち 、 。このスマート光センサは、転送レートが大きぐ高速な演算機能を有するので、この スマート光センサを用いることにより、高速な検索及び再生が可能となり、例えば、 G ( ギガ)ビット Z秒オーダの転送レートで再生を行うことが可能となる。
[0084] アドレス情報読み取り素子 120は、記録媒体 101のアドレス層 103に記録されたァ ドレス情報を読み取るための素子であり、アドレス用光を発生させる光源、例えば半 導体レーザと、記録媒体 101から帰ってきた光を受光する光検出器とを備えている。 アドレス情報読み取り素子 120の光源は、記録媒体 101のホログラム記録層 104に 影響を与えな 、ことが好ましく、このため記録再生用光源 111と異なる波長であること が好ましい。アドレス情報読み取り素子 120の光源として、例えば赤外線レーザを用 いることができる。なお、記録媒体 101のアドレス層 103にアドレス情報だけではなく 、他の情報も記録されている場合は、その情報もアドレス情報読み取り素子 120によ つて読み取る。
[0085] 第 2コリメータレンズ 121は、アドレス情報読み取り素子 120からのアドレス用光をほ ぼ平行光線とし、記録媒体 101から戻ってきたレーザ光をサーボ読み取り用素子 12 0の光検出器に収束させるものである。
[0086] まず、検索装置としての動作を説明すると、光源 111から射出した光は、第一のコリ メータレンズ 112によって平行光とされ、偏光ビームスプリッタ 113によって空間光変 調器 114に向けて反射される。そして、空間光変調器 114に表現された検索用空間 変調パターンによって検索用光が生成される。検索用光は、偏光ビームスプリッタ 11 3を通過して、一対のリレーレンズ 115a、 115bによって、対物レンズ 118の入射瞳面 に空間光変調器 114で表現された空間変調パターンが結像するように伝搬される。 その途中、ダイクロイツクミラー 116によって対物レンズ 118に向けて反射され、 4分の 1波長板 117を通過する。そして、対物レンズ 118によって記録媒体 101のホロダラ ム記録層 104に記録されたホログラムに照射される。
[0087] また、アドレス情報読み取り素子 120からのアドレス用光は、第二のコリメータレンズ 121によって平行光とされ、ダイクロイツクミラー 116を通過して、対物レンズ 118によ つて記録媒体 101に照射される。記録媒体 101において、アドレス用光は、保護層 1 06、ホログラム記録層 104及び波長選択反射層 105を通過し、アドレス層 103に記 録されたアドレス情報によって変調されて反射する。そして、アドレス用光の反射光は 、波長選択反射層 105、ホログラム記録層 104及び保護層 106を通過し、逆の経路 を迪つてアドレス情報読み取り素子 120によってアドレス情報が読み取られる。図 7に おいては、アドレス情報読み取り素子 120からのアドレス用光は、点線で示しており、 アドレス層 103上で焦点を結ぶようにされて 、る。
[0088] 検索用光によって、記録媒体 101のホログラム記録層 104に記録されたホログラム 力も再生光が発生した場合は、再生光は、記録媒体 101の波長選択反射層 105に よって記録媒体 101から対物レンズ 118に向かって射出し、対物レンズ 118によって その射出瞳面に情報光用空間変調パターンを結像し、力かる像を光検出手段 119 に再び結像されるように一対のリレーレンズ 115a、 115bによって伝搬される。その間 に、再生光は、 4分の 1波長板 117を通過し、ダイクロイツクミラー 116によって偏光ビ 一ムスプリッタ 113に向けて反射される。その後、再生光は、照射時の再生用の参照 光と比べて 4分の 1波長板 117を 2回通過しているので偏光方向が 90° ずれている ため、偏光ビームスプリッタ 113によって、光検出手段 119に向けて反射される。光 検出手段 119は、再生光を検出すると、アドレス情報読み取り素子 120によって読み 取られたアドレス情報から、再生光を発生させたホログラムのアドレス情報を特定し、 図示しないメモリに記録する。ここで、光検出手段 119は、再生光の空間変調パター ンを検出する必要はなぐ再生光が発生した力否かを検出できればよいので、検出 時間は短時間でよい。なお、再生光の空間変調パターンを検出してもよいが、検索 用光によって再生される再生光の空間変調パターンは、情報光用空間変調パターン の全部が再生されない場合もある。また、光検出手段 119の複数の受光画素によつ て検出された光強度を積算して、再生光の強度を記録しておくことが好ましい。
[0089] 検索用光によって、記録媒体 101のホログラム記録層 104に記録されたホログラム から再生光が発生した場合、若しくは再生光を検出しても検索を継続する場合は、 記録媒体 101を移動（例えば回転)させて、隣のホログラムに検索用光を照射する。 これを繰返すことにより、記録媒体 101の全面に検索用光を照射すれば、記録媒体 101に記録されている情報の全てに対して検索を行うことができる。なお、検索は、再 生光が発生し、検索対象が見つ力つた時点で終了してもよい。次の検索対象となる ホログラムは、隣接するものでなぐ離れた位置のホログラムであってもよい。
[0090] 光情報記録装置としての動作を説明すると、光源 111から射出した光は、第一のコ リメータレンズ 112によって平行光とされ、偏光ビームスプリッタ 113によって空間光 変調器 114に向けて反射される。そして、空間光変調器 114に表現された情報光用 空間変調パターンおよび記録用参照光用空間変調パターンによって情報光および 記録用参照光が生成される。情報光および記録用参照光は、偏光ビームスプリッタ 1 13を通過して、一対のリレーレンズ 115a、 115b〖こよって、対物レンズ 118の入射瞳 面に空間光変調器 114で表現された空間変調パターンが結像するように伝搬される 。その途中、ダイクロイツクミラー 116によって対物レンズ 118に向けて反射され、 4分 の 1波長板 117を通過する。そして、対物レンズ 118によって記録媒体 101に照射さ れ、記録媒体 101のホログラム記録層 104に情報光および記録用参照光の干渉縞 が記録される。
[0091] 更に、光情報再生装置としての動作を説明すると、光源 111から射出した光は、第 一のコリメータレンズ 112によって平行光とされ、偏光ビームスプリッタ 113によって空 間光変調器 114に向けて反射される。そして、空間光変調器 114に表現された再生 用参照光用空間変調パターンによって再生用参照光が生成される。なお、再生時に おける再生用参照光の空間変調パターンは、記録媒体に記録された情報が記録さ れる際に照射された記録用参照光の空間変調パターンである。再生用参照光は、偏 光ビームスプリッタ 113を通過して、一対のリレーレンズ 115a、 115bによって、対物 レンズ 118の入射瞳面に空間光変調器 114で表現された参照光用空間変調パター ンが結像するように伝搬される。その途中、ダイクロイツクミラー 116によって対物レン ズ 118に向けて反射され、 4分の 1波長板 117を通過する。そして、対物レンズ 118 によって記録媒体 101に照射され、記録媒体 101のホログラム記録層 104に記録さ れた干渉縞によって回折され、記録時における情報光と同じ情報を有する再生光を 発生する。
[0092] 再生光は、記録媒体 101の波長選択反射層 105によって記録媒体 101から対物レ ンズ 118に向力つて射出し、対物レンズ 118によってその射出瞳面に情報光用空間 変調パターンを結像し、力かる像を光検出手段 119に再び結像されるように一対のリ レーレンズ 115a、 115bによって伝搬される。その間に、再生光は、 4分の 1波長板 1 17を通過し、ダイクロイツクミラー 116によって偏光ビームスプリッタ 113に向けて反 射される。その後、再生光は、照射時の再生用の参照光と比べて 4分の 1波長板 117 を 2回通過しているので偏光方向が 90° ずれているため、偏光ビームスプリッタ 113 によって、光検出手段 119に向けて反射される。最後に光検出手段 119によって再 生光の空間変調パターンが検出され、検出された情報は、制御手段（図示せず）に 送られ、制御手段においてデコードされ情報を再生する。
[0093] なお、記録媒体 101のアドレス層 103に、位置決め用のサーボ情報を記録しておき 、アドレス情報読み取り素子 120によって、サーボ情報を読み取り、検索用光、情報、 記録用参照光及び再生用参照光を照射する際の位置決めを行ってもよい。サーボ 情報としては、アドレス情報と兼用することも可能である。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなぐ必要に応じて変更する ことができる。例えば、図 7の装置においては、情報光と記録用参照光が記録媒体の 同一面側から、情報光の光軸と記録用参照光の光軸が同一線上となるように照射さ れて 、るが、記録媒体の反対側から照射されるようなリップマン型ホログラムであって も、光軸が異なる二光束干渉型のホログラムであっても、本発明の検索方法を行うこ とがでさる。

Claims

請求の範囲
[1] 複数のホログラムが記録されたホログラム記録層とアドレス情報が記録されたァドレ ス層を有する記録媒体における検索方法であって、
検索条件から検索用光を生成し、
前記検索用光を前記ホログラム記録層に記録されたホログラムに対し照射し、 前記検索用光が前記ホログラムと干渉することにより再生光を発生させた場合は、 前記アドレス情報を読み取るアドレス用光を用いて前記再生光を発生したホログラム のアドレス情報を特定して、特定されたアドレス情報を記録し、
前記検索用光が前記ホログラムから再生光を発生させなかった場合は、前記検索 用光を前記ホログラム記録層に記録された他のホログラムに対し照射することを特徴 とする検索方法。
[2] 前記特定されたアドレス情報を記録した後も、前記検索用光を前記ホログラム記録 層に記録された他のホログラムに対し照射することを特徴とする請求項 1に記載の検 索方法。
[3] 発生した再生光の強度を検出して、当該再生光を発生したホログラムのアドレス情 報と対応づけて、検出された再生光の強度を記録することを特徴とする請求項 1また は 2に記載の検索方法。
[4] 前記再生光の強度が最も大きいアドレス情報を認識可能な状態として出力すること を特徴とする請求項 3に記載の検索方法。
[5] 前記再生光の強度が大きい順に記録されたアドレス情報を認識可能な状態として 出力することを特徴とする請求項 3又は 4に記載の検索方法。
[6] 前記記録媒体に再生光を発生したホログラムに関する情報を記録することを特徴と する請求項 1乃至 5のいずれ力 1項に記載の検索方法。
[7] 前記記録媒体に記録された前記再生光を発生したホログラムに関する情報を用い て前記検索用光を照射するホログラムの順序を制御することを特徴とする請求項 6に 記載の検索方法。
[8] 前記ホログラムは、情報を担持した情報光と記録用参照光との干渉による干渉縞で あり、 前記記録用参照光は、前記情報光が担持する情報に関連するキーワード情報を 含む空間変調パターンによって空間的に変調されており、
前記検索用光は、検索条件のキーワード情報を含む空間変調パターンによって空 間的に変調されていることを特徴とする請求項 1乃至 7の何れか 1項に記載の検索方 法。
前記ホログラムは、画像情報を担持した情報光と記録用参照光との干渉による干渉 縞であり、
前記検索用光は、検索条件の画像情報によって空間的に変調されていることを特 徴とする請求項 1乃至 8の何れか 1項に記載の検索方法。
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