JP2003337525A - 多重記録型のホログラム記録装置及び方法並びにホログラム再生装置及び方法 - Google Patents

多重記録型のホログラム記録装置及び方法並びにホログラム再生装置及び方法

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JP2003337525A JP2002143769A JP2002143769A JP2003337525A JP 2003337525 A JP2003337525 A JP 2003337525A JP 2002143769 A JP2002143769 A JP 2002143769A JP 2002143769 A JP2002143769 A JP 2002143769A JP 2003337525 A JP2003337525 A JP 2003337525A
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聡 杉浦
秀一 ▲やなぎ▼沢
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Satoru Tanaka
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Yoshinao Ito
善尚 伊藤
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昭弘 橘
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義久 窪田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホログラム記録及び再生において、記録密度
及び記録容量を向上させ、しかも正確且つ迅速に記録動
作や再生動作を行う。 【解決手段】 ホログラム記録装置(100)は、信号
光(L3)及び参照光(L2)の少なくとも一方に係
る、記録角度、焦点深度等の多重記録用のパラメータを
変更し且つ固定可能なパラメータ設定手段(19)と、
信号光及び参照光の集光位置をホログラム記録媒体に対
してその記録用表面に沿った方向に相対的に移動させる
移動手段(20)と、制御手段(18)とを備える。制
御手段による制御によって、第m番目の集光位置におけ
る記録時に最後に用いられた多重記録用のパラメータ
を、第m+1番目の集光位置における記録時に最初の多
重記録用のパラメータとして用いて記録が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、空間光変調器(Sp
atial Light Modulator)を介して信号光をホログラム
記録媒体に照射し、情報を記録するホログラム記録装置
及び方法並びに該ホログラム記録媒体から情報を再生す
るホログラム再生装置及び方法の技術分野に属する。特
に、参照光及び信号光のホログラム記録媒体の表面に対
する角度、焦点深度等を変えることで同一記録エリアに
異なる記録情報を多重記録し、更に複数の記録エリアに
ついてこのような多重記録を行って、これを再生する多
重記録型のホログラム記録装置及び方法並びにホログラ
ム再生装置及び方法の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】従来、ホログラム記録装置では、例えば
液晶装置等から構成され、記録すべき記録情報に応じて
変調を行う空間光変調器に、信号光たるレーザ光が照射
される。ここで特に、空間光変調器は、マトリクス状に
セルが平面配列されており、セル毎に光透過率を記録情
報に応じて変えることで、信号光を変調する。更に、変
調された信号光を、微細ピッチを持つセルにおける回折
現象によって0次光、1次光等の複数の回折光として、
異なる出射角度で出射する。この際、出射角度は、変調
単位であるセルのピッチにより規定される。そして、こ
のように構成された空間光変調器により変調された信号
光と空間光変調器を経ない参照光とが、ホログラム記録
媒体上で干渉させられる。これにより、ホログラム記録
媒体に記録情報が波面として記録されるように構成され
ている。
【0003】特に記録時に、参照光及び信号光に対する
ホログラム記録媒体の表面の角度を僅かずつ変更するこ
とによって、同一エリアに異なる記録情報を多重記録す
る角度多重型のホログラム記録装置も提案されている。
本願では、このような角度多重型の記録における、ホロ
グラム記録媒体の表面に対する信号光の角度を適宜“記
録角度”と呼ぶ。更に、例えばホログラム記録媒体の表
面の法線に一致する際の記録角度など、記録角度の基準
となる角度を適宜“基準記録角度”と呼ぶ。更にまた、
本願では、各記録角度に対応する記録面を“角度記録
面”と呼び、基準記録角度に対応する記録面を“基準角
度記録面”と呼ぶことにする。
【0004】他方、このようなホログラム記録装置と対
をなすホログラム再生装置は、再生照明光に対するホロ
グラム記録媒体の表面の角度を僅かずつ変更することに
よって、同一エリアに多重記録された記録情報を再生す
るように構成されている。本願では、このような角度多
重型の再生における、ホログラム記録媒体の表面に対す
る再生照明光の角度を適宜“再生角度”と呼ぶ。更に、
例えばホログラム記録媒体の表面の法線に一致する際の
再生角度など、再生角度の基準となる角度を適宜“基準
再生角度”と呼ぶ。
【0005】角度多重型のホログラム記録装置によれ
ば、記録角度を基準記録角度から例えば0.01度刻み
で最大数度の範囲で変更して(例えば88度〜92度の
間で僅かずつ変更して)、同一記録エリアにおける各角
度記録面に対する記録を、記録角度毎に順次行う。尚、
本願では、信号光及び参照光が一時に照射されるホログ
ラム記録媒体の表面上の領域を“記録エリア”と呼ぶこ
とにする。角度多重型の場合、同一記録エリアに、例え
ば50面といった複数の角度記録面が記録されることに
なる。
【0006】他方、角度多重型のホログラム再生装置に
よれば、再生角度を基準再生角度から、記録角度の場合
に対応して僅かに変更することによって、同一エリアに
多重記録された記録情報を、再生角度別に再生する。
【0007】このように角度多重型のホログラム記録装
置及びホログラム再生装置によれば、同一記録エリアに
記録角度別に記録される多数の角度記録面に記録情報を
夫々記録でき且つこれを夫々再生できるので、記録密度
及び記録容量を飛躍的に増大できるものとされている。
【0008】上述した角度多重方式の他にも、ホログラ
ム記録媒体に入射する信号光の焦点深度を変えて多重記
録を行う焦点深度多重方式、参照光の位相を変えて多重
記録を行う参照光位相多重方式、参照光の振幅を変えて
多重記録を行う参照光振幅多重方式、参照光の偏光を変
えて多重記録を行う参照光偏光多重方式など各種多重方
式が提案されている。これらの多重方式によっても、同
一記録エリアに多数の記録情報を多重記録できるので、
記録密度及び記録容量を飛躍的に増大できるものとされ
ている。
【0009】ところで一般には、汎用的な大きさのホロ
グラム記録媒体における記録面の面積、汎用的なレンズ
等の光学系から得られる信号光及び参照光の記録面上に
おける広がり、汎用的な空間光変調器やレンズのサイズ
或いは光学的性能などに鑑みれば、一枚のホログラム記
録媒体の全面に一度に多重記録を行うことは実用的でな
い。
【0010】このため、ホログラム記録媒体の記録面
を、信号光及び参照光で同時に照射するのに適した大き
さの複数の記録エリアに分割し、個々の記録エリア毎に
上述の如き多重記録を行い、一つの記録エリアに対する
多重記録が完了した後に、次の記録エリアに移動して多
重記録を開始し、これらの動作を繰り返すという技術も
提案されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多重記
録用のパラメータ(前述の信号光等の角度、焦点深度、
位相、偏光、振幅等)のリセットや変更及び固定は、ホ
ログラム記録装置或いはホログラム再生装置内における
機械的状態或いは光学系等の設定状態の変更を伴うもの
であり、変更の都度に無視し得ない程度の時間がかかっ
てしまう。特にこのような変更は、前述の如き角度選択
性の高さ等からも分かるように、非常に高い精度が要求
されるので、各変更動作自体を短時間で行うことは基本
的に困難である。
【0012】この結果、上述の如く一つの記録エリアに
対して、先ず多重記録用のパラメータをリセットしてそ
の基準値からパラメータを順次変更しながら多重記録を
行い、これを完了後に次の記録エリアに移動して、再び
パラメータをリセットしてその基準値からパラメータを
順次変更しながら多重記録を行うことを繰り返すという
一連の記録動作を行ったのでは、迅速なる記録動作は、
技術的に大変困難となるという問題点がある。同様に、
一つの記録エリアに対して、先ず多重記録用のパラメー
タをリセットしてその基準値からパラメータを順次変更
しながら再生を行い、これを完了後に次の記録エリアに
移動して、再びパラメータをリセットしてその基準値か
らパラメータを順次変更しながら再生を行うことを繰り
返すという一連の再生動作を行ったのでは、迅速なる再
生動作は技術的に大変困難となるという問題点がある。
【0013】本発明は上述した問題点に鑑みなされたも
のであり、記録密度及び記録容量を向上させることが可
能であり、しかも正確且つ迅速に記録動作や再生動作を
行うことが可能である多重記録型のホログラム記録装置
及び方法並びにホログラム再生装置及び方法を提供する
ことを課題とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明の多重記録型のホ
ログラム記録装置は上記課題を解決するために、光源光
を照射する光源と、該照射される光源光を信号光及び参
照光に分離する第1光学系と、前記信号光の光路に配置
されており前記信号光を変調可能な空間光変調器と、該
空間光変調器を通過した信号光と前記参照光とをホログ
ラム記録媒体上に導く第2光学系と、該第2光学系によ
り導かれる前記信号光及び前記参照光の集光位置を前記
ホログラム記録媒体に対してその記録用表面に沿った方
向に相対的に移動させる移動手段と、前記信号光及び前
記参照光の少なくとも一方に係る所定種類の多重記録用
のパラメータを変更し且つ固定可能なパラメータ設定手
段と、第m(但し、mは自然数)番目の集光位置におけ
る記録時に最後に用いられた前記パラメータを、第m+
1番目の集光位置における記録時に最初の前記パラメー
タとして用いて記録が行われるように、前記パラメータ
設定手段を制御する制御手段とを備える。
【0015】本発明のホログラム記録装置によれば、そ
の動作時には、半導体レーザ装置等の光源は、レーザ光
等の光源光を照射する。第1光学系は、この光源光を、
信号光及び参照光に分離する。ここで、信号光の光路に
配置された、例えば液晶装置等から構成される空間光変
調器は、信号光に対する変調を行う。その後、第2光学
系は、この変調された信号光と、第1光学系で分離され
た参照光とをホログラム記録媒体上に導く。この結果、
ホログラム記録媒体上では、これら信号光と参照光との
干渉により、記録情報が波面として記録される。
【0016】パラメータ設定手段は、制御手段による制
御下で、同一記録エリアにおける記録を行う際に、多重
記録用のパラメータを変更する。本発明における「多重
記録用のパラメータ」とは、角度多重方式における信号
光及び参照光若しくは再生照明光のホログラム記録媒体
の記録面に対する相対的な角度、焦点深度多重方式にお
ける焦点深度、位相多重方式における位相、振幅多重方
式における振幅、偏光多重方式における偏光など、同一
記録エリアに多重記録を可能ならしめる信号光又は参照
光若しくは再生照明光の性質或いは属性をいい、本発明
のパラメータ設定手段によって、所定値に変更し固定す
ることが可能なものである。
【0017】他方、移動手段は、記録エリアを変更する
際に、制御手段による制御下で、信号光及び参照光の集
光位置を、ホログラム記録媒体に対してその記録用表面
に沿った方向に相対的に移動させる。
【0018】ここで特に、制御手段による制御下で、第
m番目の集光位置における記録時に最後に用いられた多
重記録用のパラメータを、その後に移動手段により移動
された第m+1番目の集光位置における記録時に最初の
多重記録用のパラメータとしてそのまま用いて記録が行
われる。従って、移動手段によりホログラム記録媒体を
移動させる際に、移動後に、パラメータ設定手段によっ
て多重記録用パラメータをリセットして更にリセット後
の基準値から当該多重記録用パラメータを変更していく
動作を行なう場合と比較して、移動後にパラメータ設定
手段によりパラメータ変更をしないで済む分だけ、迅速
なる記録動作が可能となる。特に、例えば角度多重方式
においてはホログラム記録媒体の角度選択性は非常に高
いので、このようなリセット動作は高精度で行われる必
要があり、迅速なリセット動作は、技術的に困難であ
る。このため、リセット動作を行わないで済む本発明
は、迅速な記録動作を行う上で大変有利である。加え
て、このようなリセット動作はゆっくりと時間を掛けて
行ったとしても、高精度で行うこと自体が技術的に困難
であるため、リセット時にエラーが発生する可能性があ
る。例えば、角度多重における記録エリアの移動前後
で、基準角度記録面である筈の角度記録面が、実際に
は、これから若干ずれた角度記録面となってしまう可能
性があり、しかもこのような現象が記録エリアを移動す
る度に不規則に発生することも十分に考えられる。或い
は、焦点深度多重における記録エリアの移動前後で、基
準焦点深度である筈の焦点深度が、実際には、これから
若干ずれた焦点深度となってしまう可能性がある。
【0019】これに対して、本発明では、記録エリアの
移動時に多重記録用のパラメータをリセットしないた
め、このような問題も殆ど発生しないで済み、一層有利
である。
【0020】このように本発明によれば、多重記録によ
り記録密度及び記録容量を飛躍的に高めることができ、
しかも迅速なる記録動作が可能となる。
【0021】尚、本発明では、空間光変調器は、記録情
報の示す2値データに応じて2値変調してもよい。これ
により、2値データを示す記録情報を、高密度でホログ
ラム記録媒体に記録できる。或いは、記録情報の示す階
調データに応じて多値変調してもよい。これにより、階
調データを示す記録情報を、高密度でホログラム記録媒
体に記録できる。
【0022】更に、本発明では、空間光変調器から出射
される変調後の信号光は、回折による0次光及びL次光
(但し、Lは、1以上の自然数)のうち少なくとも一つ
からなる。例えば、回折光のうち0次光のみを利用して
或いは0次光と一又は複数の1次光等の高次光とを利用
して、高密度でホログラム記録が可能となる。
【0023】本発明の多重記録型のホログラム記録装置
の一態様では、前記制御手段は、前記m番目の集光位置
における記録時に、前記パラメータ設定手段により1番
目からn番目(但し、nは2以上の自然数)の順に変更
された前記パラメータを、前記m+1番目の集光位置に
おける記録時に、前記順とは逆順に変更するように、前
記パラメータ設定手段を制御する。
【0024】この態様によれば、一つの記録エリアにお
けるパラメータ設定を、1番目のパラメータ、2番目の
パラメータ、…、n−1番目のパラメータ、n番目のパ
ラメータのように設定した場合、移動手段による集光位
置の移動後における、次の記録エリアでは、n番目のパ
ラメータ、n−1番目のパラメータ、…、2番目のパラ
メータ、1番目のパラメータのように設定する。よっ
て、移動の直後にパラメータのリセット或いは変更を行
う必要が無い。しかも、この場合、一つの記録エリアに
おいては、パラメータの変更順を、例えば角度が僅かず
つ大きくなる順や焦点深度が僅かずつ深くなる順等に対
応させれば、次の記録エリアにおいては、逆にパラメー
タの変更順が、例えば角度が僅かずつ小さくなる順や焦
点深度が僅かずつ浅くなる順等に対応することになる。
即ち、移動直後にパラメータのリセットや変更をしない
で済むのみならず、移動前後の両方の記録エリアに対し
て、パラメータの変更を単調増加又は単調減少など、制
御し易いものとすることができ、且つ各変更に係る変更
量を最小限度に抑えることも可能となる。これらによ
り、パラメータの変更及び固定の精度を一層高めること
も可能となる。
【0025】加えて、記録エリアの記録順序及び各記録
エリアにおいて基準となる基準パラメータ(例えば、基
準記録角度、基準焦点深度など)に関するルールを予め
設定しておき、これに従って常時記録するのが好まし
い。例えば、角度多重方式であれば、j番目の記録エリ
アに対しては、基準記録角度−θから微小な角度Δθず
つ記録角度+θまで増加させ、j+1番目の記録エリア
に対しては、基準記録角度+θから微小な角度Δθずつ
記録角度−θまで減少させ、j+2番目の記録エリアに
対しては、基準記録角度−θから微小な角度Δθずつ記
録角度+θまで増加させるというように、予め記録順序
及び各記録エリアにおける基準記録角度に関するルール
を設定して、これに従って記録しておくとよい。或い
は、例えば、焦点深度多重方式であれば、j番目の記録
エリアに対しては、基準焦点深度−dから微小な深度Δ
dずつ焦点深度+dまで増加させ、j+1番目の記録エ
リアに対しては、基準焦点深度+dから微小な深度Δd
ずつ焦点深度−dまで減少させ、j+2番目の記録エリ
アに対しては、基準焦点深度−dから微小な深度Δdず
つ焦点深度+dまで増加させるというように、予め記録
順序及び各記録エリアにおける基準記録深度に関するル
ールを設定して、これに従って記録しておくとよい。こ
のように記録エリアの記録順序及び各記録エリアにおけ
る基準パラメータに関するルールを予め設定しておき、
これに従って常時記録しておけば、記録順序を示す情報
や記録エリア毎の基準パラメータを示す情報等を、当該
ホログラム記録媒体上に記録したり、これを読み出した
りすることは不要となる。即ち、再生時には、記録エリ
アが何番目のものであるかに基づいて、当該ルールに従
って再生すれば問題なく各記録エリアに多重記録された
記録情報を再生可能となる。
【0026】本発明の多重記録型のホログラム記録装置
の他の態様では、前記パラメータ設定手段は、前記ホロ
グラム記録媒体に入射する前記信号光の入射角度を変更
し且つ固定する手段、前記ホログラム記録媒体に入射す
る前記信号光の焦点深度を変更し且つ固定する手段、前
記参照光の位相を変更し且つ固定する手段、前記参照光
の振幅を変更し且つ固定する手段、及び前記参照光の偏
光を変更し且つ固定する手段のうち少なくとも一つを含
む。
【0027】この態様によれば、角度多重方式、焦点深
度多重方式、位相多重方式、振幅多重方式及び偏光多重
方式のうち少なくとも一つを含む多重方式により、記録
密度及び記録容量を飛躍的に高めることができる。しか
も、いずれの方式の場合にも、記録エリアの移動の際に
パラメータのリセット(即ち、再生照明光の角度、焦点
深度、位相、振幅、偏光等のリセット)を行わないの
で、迅速なる記録動作が可能となる。
【0028】本発明の多重記録型のホログラム再生装置
は上記課題を解決するために、再生照明光を多重記録型
のホログラム記録媒体に照射する光源と、前記ホログラ
ム記録媒体からの、前記再生照明光に基づく再生光を受
光する受光手段と、該受光された再生光に基づいて、前
記ホログラム記録媒体に記録された記録情報を読み取る
読取手段と、前記再生照明光の集光位置を前記ホログラ
ム記録媒体に対してその記録用表面に沿った方向に相対
的に移動させる移動手段と、前記再生照明光に係る所定
種類の多重記録用のパラメータを変更し且つ固定可能な
パラメータ設定手段と、第m(但し、mは自然数)番目
の集光位置における再生時に最後に用いられた前記パラ
メータを、第m+1番目の集光位置における再生時に最
初の前記パラメータとして用いて再生が行われるよう
に、前記パラメータ設定手段を制御する制御手段とを備
える。
【0029】本発明の多重記録型のホログラム再生装置
によれば、その動作時には、半導体レーザ装置等の光源
は、レーザ光等の再生照明光を照射する。すると、例え
ばフォトダイオードアレイ、CCD(Charge Coupled D
evice)等を含んでなる受光手段は、ホログラム記録媒
体からの、再生照明光に基づく再生光を受光する。ここ
に「再生光」とは、記録時における参照光に対応する再
生照明光がホログラム記録媒体に照射された際に生じ
る、0次光或いは1次光等の高次光などである。続い
て、この受光手段により受光された再生光に基づいて、
読取手段は、各記録エリアにおいて、パラメータ毎に記
録された複数の記録情報読み取る。
【0030】パラメータ設定手段は、制御手段による制
御下で、同一記録エリアにおける再生を行う際に、多重
記録用パラメータを変更する。
【0031】他方、移動手段は、記録エリアを変更する
際に、制御手段による制御下で、再生照明光の集光位置
を、ホログラム記録媒体に対してその記録用表面に沿っ
た方向に相対的に移動させる。
【0032】ここで特に、制御手段による制御下で、第
m番目の集光位置における再生時に最後に用いられた多
重記録用のパラメータを、その後に移動手段により移動
された第m+1番目の集光位置における再生時に最初の
多重記録用のパラメータとしてそのまま用いて再生が行
われる。従って、移動手段によりホログラム記録媒体を
移動させる際に、移動後に、パラメータ設定手段によっ
て多重記録用パラメータをリセットして更にリセット後
の基準値から当該多重記録用パラメータを変更していく
動作を行なう場合と比較して、移動後にパラメータ設定
手段によりパラメータ変更をしないで済む分だけ、迅速
なる再生動作が可能となる。特に、例えば角度多重方式
においてはホログラム記録媒体の角度選択性は非常に高
いので、このようなリセット動作は高精度で行われる必
要があり、迅速なリセット動作は、技術的に困難であ
る。このため、リセット動作を行わないで済む本発明
は、迅速な再生動作を行う上で大変有利である。加え
て、このようなリセット動作はゆっくりと時間を掛けて
行ったとしても、高精度で行うこと自体が技術的に困難
であるため、リセット時にエラーが発生する可能性があ
る。
【0033】これに対して、本発明では、記録エリアの
移動時に多重記録用のパラメータをリセットしないた
め、このような問題も殆ど発生しないで済み、一層有利
である。
【0034】このように本発明によれば、多重記録によ
り記録密度及び記録容量を飛躍的に高めることができ、
しかも迅速なる再生動作が可能となる。
【0035】本発明のホログラム再生装置の一の態様で
は、前記制御手段は、前記m番目の集光位置における再
生時に、前記パラメータ設定手段により1番目からn番
目(但し、nは2以上の自然数)の順に変更された前記
パラメータを、前記m+1番目の集光位置における再生
時に、前記順とは逆順に変更するように、前記パラメー
タ設定手段を制御する。
【0036】この態様によれば、一つの記録エリアにお
けるパラメータ設定を、1番目のパラメータ、2番目の
パラメータ、…、n−1番目のパラメータ、n番目のパ
ラメータのように設定した場合、移動手段による集光位
置の移動後における、次の記録エリアでは、n番目のパ
ラメータ、n−1番目のパラメータ、…、2番目のパラ
メータ、1番目のパラメータのように設定する。よっ
て、移動の直後にパラメータのリセット或いは変更を行
う必要が無い。しかも、この場合、一つの記録エリアに
おいては、パラメータの変更順を、例えば角度が僅かず
つ大きくなる順や焦点深度が僅かずつ深くなる順等に対
応させれば、次の記録エリアにおいては、逆にパラメー
タの変更順が、例えば角度が僅かずつ小さくなる順や焦
点深度が僅かずつ浅くなる順等に対応することになる。
即ち、移動直後にパラメータのリセットや変更をしない
で済むのみならず、移動前後の両方の記録エリアに対し
て、パラメータの変更を単調増加又は単調減少など、制
御し易いものとすることができ、且つ各変更に係る変更
量を最小限度に抑えることも可能となる。これらによ
り、パラメータの変更及び固定の精度を一層高めること
も可能となる。
【0037】本発明のホログラム再生装置の他の態様で
は、前記パラメータ設定手段は、前記ホログラム記録媒
体に入射する前記再生照明光の入射角度を変更し且つ固
定する手段、前記ホログラム記録媒体に入射する再生照
明光の焦点深度を変更し且つ固定する手段、前記再生照
明光の位相を変更し且つ固定する手段、前記再生照明光
の振幅を変更し且つ固定する手段、及び前記再生照明光
の偏光を変更し且つ固定する手段のうち少なくとも一つ
を含む。
【0038】この態様によれば、角度多重方式、焦点深
度多重方式、位相多重方式、振幅多重方式、及び偏光多
重方式のうち少なくとも一つを含む多重方式により、記
録密度及び記録容量を飛躍的に高めることができる。し
かも、いずれの方式の場合にも、記録エリアの移動の際
にパラメータのリセット(即ち、再生照明光の角度、焦
点深度、位相、振幅、偏光等のリセット)を行わないの
で、迅速なる再生動作が可能となる。
【0039】本発明の多重記録型のホログラム記録方法
は上記課題を解決するために、光源光を照射する光源
と、該照射される光源光を信号光及び参照光に分離する
第1光学系と、前記信号光の光路に配置されており前記
信号光を変調可能な空間光変調器と、該空間光変調器を
通過した信号光と前記参照光とをホログラム記録媒体上
に導く第2光学系と、該第2光学系により導かれる前記
信号光及び前記参照光の集光位置を前記ホログラム記録
媒体に対してその記録用表面に沿った方向に相対的に移
動させる移動手段と、前記信号光及び前記参照光の少な
くとも一方に係る所定種類の多重記録用のパラメータを
変更し且つ固定可能なパラメータ設定手段とを備えた多
重記録型のホログラム記録装置において、前記移動手段
により前記ホログラム記録媒体を移動させる工程と、第
m(但し、mは自然数)番目の集光位置における記録時
に最後に用いられた前記パラメータを、第m+1番目の
集光位置における記録時に最初の前記パラメータとして
用いて記録が行われるように、前記パラメータ設定手段
を制御する工程とを含む。
【0040】本発明の多重記録型のホログラム記録方法
によれば、上述した本発明のホログラム記録装置の場合
と同様に、多重記録により記録密度及び記録容量を飛躍
的に高めることができ、しかも迅速なる記録動作が可能
となる。
【0041】本発明の多重記録型のホログラム再生方法
は上記課題を解決するために、再生照明光を多重記録型
のホログラム記録媒体に照射する光源と、前記ホログラ
ム記録媒体からの、前記再生照明光に基づく再生光を受
光する受光手段と、該受光された再生光に基づいて、前
記ホログラム記録媒体に記録された記録情報を読み取る
読取手段と、前記再生照明光の集光位置を前記ホログラ
ム記録媒体に対してその記録用表面に沿った方向に相対
的に移動させる移動手段と、前記再生照明光に係る所定
種類の多重記録用のパラメータを変更し且つ固定可能な
パラメータ設定手段とを備えており、前記移動手段によ
り前記ホログラム記録媒体を移動させる工程と、第m
(但し、mは自然数)番目の集光位置における再生時に
最後に用いられた前記パラメータを、第m+1番目の集
光位置における再生時に最初の前記パラメータとして用
いて再生が行われるように、前記パラメータ設定手段を
制御する工程とを含む。
【0042】本発明の多重記録型のホログラム再生方法
によれば、上述した本発明のホログラム再生装置の場合
と同様に、多重記録により記録密度及び記録容量を飛躍
的に高めることができ、しかも迅速なる再生動作が可能
となる。
【0043】本発明のこのような作用及び他の利得は次
に説明する実施の形態から明らかにされよう。
【0044】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
【0045】(ホログラム記録装置の第1実施形態)本
発明のホログラム記録装置の第1実施形態について図1
から図4を参照して説明する。
【0046】先ず、図1及び図2を参照して、本実施形
態に係るホログラム記録装置の全体構成について説明す
る。ここに、図1は、本実施形態に係るホログラム記録
装置の全体構成を示すブロック図である。図2は、本実
施形態が備えた空間光変調器の図式的な外観斜視図であ
る。
【0047】図1に示すように、本実施形態に係るホロ
グラム記録装置100は、レーザ光からなる光源光L0
を照射する光源の一例たるレーザ装置11と、この光源
光L0を信号光L1及び参照光L2に分離する第1光学
系の一例たるビームスプリッタ12と、信号光L1の光
路に配置され、信号光L1の径を拡大する拡大光学系の
一例を構成するレンズ13と、レンズ13から出射され
た信号光L1を概ね平行光とするコリメータレンズ等の
レンズ14と、レンズ14から出射された信号光L1
を、記録すべき記録信号に応じて変調し、変調後の信号
光L3として出射する空間光変調器15と、信号光L3
の径を縮小して、ホログラム記録媒体200に向けて出
射する縮小光学系の一例たるレンズ16とを備える。
【0048】更にホログラム記録装置100は、ビーム
スプリッタ12により分離された参照光L2を、ホログ
ラム記録媒体200上における、当該参照光L2に対応
する信号光L3が集光される位置と同一位置に導く、第
2光学系の一例たるミラー17を備える。
【0049】尚、図1では、ホログラム記録媒体200
上における、空間光変調器15により回折されてなる、
0次光及び4つの1次光を含む信号光L3が集光される
表面部分C1を拡大して示してある。
【0050】図2に示すように、空間光変調器15は、
例えば液晶装置からなり、複数のセル152に分割され
ており、該セル152の単位で変調可能である。例え
ば、空間光変調器15が、アクティブマトリクス駆動型
の液晶装置であれば、マトリクス状に2次元配列された
複数の画素電極に対応して複数のセル152が規定され
る。空間光変調器15は、セル152のサイズに応じた
回折現象によって、信号光L1が入射されると、0次光
L3−0及び1次光3−1、2次光L3−2、…の高次
光を含む変調した回折光からなる信号光L3を出射する
ように構成されている。
【0051】再び図1において、ホログラム記録装置1
00は、ホログラム記録媒体200の表面に対する信号
光L3及び参照光L2の角度を、僅かずつ変更し且つ固
定可能な記録角度変更装置19と、信号光L3がホログ
ラム記録媒体200における記録すべき角度記録面に対
応する記録角度となるように記録角度変更装置19を制
御する制御装置18とを備える。尚、本実施形態では、
信号光L3の光軸がホログラム記録媒体200の表面に
対してなす角度を“記録角度”として定義する。
【0052】記録角度変更装置19は、ホログラム記録
媒体200の表面に対する信号光L3の記録角度を相対
的に変更すればよく、例えば、光学系をなすレーザ装置
11、ビームスプリッタ12、レンズ13、14及び1
6、並びに空間光変調器15の各光軸に対する角度や配
置を変更するように構成されてもよいし、この光学系に
対して、信号光L3や参照光L2の角度を変更する専用
の光学要素を追加配置してもよい。或いは、これに代え
て又は加えて、ホログラム記録媒体200の保持角度を
機械的に変更するように構成されてもよい。係る記録角
度変更装置19による角度変更動作については、制御装
置18により、後述する一連の記録動作の一部をなすよ
うに制御される。
【0053】制御装置18は、例えば、マイクロプロセ
ッサからなるコントローラ等を含んでなり、ホログラム
記録媒体200上に記録すべき記録情報等に応じて制御
信号S1を生成出力し、上述の如く記録角度変更装置1
9における記録角度の制御を行うと共に、空間光変調器
15に対して記録情報に応じた記録信号Sdを供給し、
空間光変調器15における変調の制御を行うように構成
されている。
【0054】ホログラム記録装置100は更に、ホログ
ラム記録媒体200からの、再生照明光に基づく再生光
L12を集光するレンズ24aと、該レンズ24aを介
して再生光L12を受光する受光装置25aと、該受光
された再生光L12に基づいて、即ち受光装置25aか
ら出力される受光信号Srに基づいて、ホログラム記録
媒体200に重ねて記録された複数の記録情報を夫々読
み取る読取装置26aとを備える。
【0055】本実施形態では、信号光L1又はL3をホ
ログラム記録媒体200に至る前のいずれかの段階で遮
断することによって、参照光L2を、そのまま再生照明
光として利用するように構成されている。例えば、制御
装置18による制御下で、空間光変調器15を、信号光
L1を遮断するシャッターとして用いることで、このよ
うに信号光L1又はL3を遮断できる。或いは、信号光
L1又はL3を遮断するために専用の光学要素を信号光
L1又はL3の光路に追加配置する構成や、遮光部材を
信号光L1又はL3の光路に選択的に挿入する構成を採
用してもよい。
【0056】このようにして生成される再生光L12を
レンズ24aを介して受光する受光装置25aは、例え
ばフォトダイオードアレイ、CCD(Charge Coupled D
evice)等を含んでなる。
【0057】読取装置26aは、受光された再生光L1
2の明暗パターンに対応する記録情報を特定すること
で、各記録情報を読み取る。本実施形態では特に、読取
装置26aは、ホログラム記録媒体200における複数
の角度記録面のうち、基準記録角度に対応する基準角度
記録面である旨を示す識別情報の一例としての、角度基
準信号Saが書き込まれた基準角度記録面から、当該角
度基準信号Saを読み取り可能である。そして、読取装
置26aは、このように角度基準信号Saを読み取る
と、これを制御装置18に出力するように構成されてい
る。
【0058】本実施形態では特に、制御装置18は、ホ
ログラム記録媒体200における最初の角度記録面を記
録する際の記録角度を基準記録角度として設定する。そ
して、記録角度変更装置19は、制御装置18による制
御下で、最初の角度記録面を記録した以降における記録
角度を、この設定された基準記録角度を基準として、所
定角度ずつ変更し固定するように構成されている。
【0059】更に、制御装置18は、読取装置26aか
らの角度基準信号Saの有無によってホログラム記録媒
体200が未記録であると判定される場合、最初の角度
記録面を基準角度記録面として設定するのに加えて、こ
の最初の角度記録面に対して、基準記録角度に対応する
基準角度記録面である旨を示す角度基準信号Saを記録
するように空間光変調器15を制御する。その後は、こ
の角度基準信号Saに基づいて、ホログラム記録媒体2
00に対して既に基準記録角度が設定されていることが
容易に認識できる。更に、読取装置26aを用いて、い
ずれの角度記録面が基準角度記録面であるかを、ホログ
ラム記録媒体200の異同或いはホログラム記録装置1
00の異同を問わずに容易に識別できる。
【0060】更にまた、制御装置18は、最初の角度記
録面に対して記録情報が記録された後におけるホログラ
ム記録媒体200に対しては、角度基準信号Saにより
示される基準記録角度に基づいて記録角度変更装置19
を較正する。即ち、最初の角度記録面を記録する際に
は、これを基準角度記録面として設定すると共に記録角
度変更装置19に較正をかけないものとする。そして後
に、任意の角度記録面を記録する際には、角度基準信号
Saにより示される基準角度記録面に対応する基準記録
角度に応じて、記録角度変更装置19に較正をかけるよ
うに構成されている。より具体的には例えば、今回記録
する時点での記録角度変更装置19における基準記録角
度に対応する筈の機械的状態或いは光学系等の設定条件
での記録角度と、角度基準信号Saにより示される基準
角度記録面に対応する基準記録角度との角度差を検出す
る。更に、この検出された角度差だけ、オフセットを掛
けて、記録角度変更装置19は、記録角度を変更するよ
うに構成されている。
【0061】更にまた、別のホログラム記録装置によっ
て当初からこのような角度基準信号Saがホログラム記
録媒体200に記録されている場合にも、制御装置18
は、同様に、この角度基準信号Saにより示される基準
記録角度に基づいて、記録角度変更装置19を較正する
ように構成されている。
【0062】加えて、ホログラム記録装置100は、信
号光L3及び参照光L2が集光される位置を、ホログラ
ム記録媒体200の表面に対して相対的に、その表面に
沿った方向に移動させる移動装置20を更に備えてい
る。移動装置20は、例えば、レンズ16等の光学系の
角度や配置を変更することにより、信号光L3及び参照
光2の集光位置を移動させる。或いは、レーザ装置11
等の他の光学要素の角度や配置を変更することで移動し
てもよいし、このような移動のために専用の光学要素
(例えば、設置角度が可変であるミラー等)を、信号光
L1又はL3並びに参照光L2の光路に追加配置しても
よい。更には、ホログラム記録媒体200の保持機構に
より、ホログラム記録媒体200自体をその表面に沿っ
て機械的に移動させる機構を含んでもよい。係る移動装
置20による移動動作についても、制御装置18で生成
出力される制御信号S2によって、後述する一連の記録
動作の一部をなすように制御される。
【0063】本実施形態では特に、記録角度変更装置1
9は、本発明に係る「パラメータ設定手段」の一例を構
成しており、多重記録用のパラメータの一例たる記録角
度を変更可能である。他方、移動装置20は、本発明に
係る「移動手段」の一例を構成している。そして、制御
装置18による制御下で、移動装置20により記録エリ
アを移動させる際に、移動前の記録エリアに対する最後
の記録時に用いられた記録角度を、移動後の記録エリア
に対する最初の記録時にそのまま用いて記録が行われる
ように構成されている。このような制御装置18による
記録角度変更装置19及び移動装置20の制御について
は、後に詳述する(図3及び図4参照)。
【0064】次に、図1を参照して、以上の如く構成さ
れた本実施形態のホログラム記録装置100の基本的な
記録動作について説明する。
【0065】その動作時には、レーザ装置11は、光源
光L0を照射し、ビームスプリッタ12は、光源光L0
を、信号光L1及び参照光L2に分離する。そして、信
号光L1は、レンズ13及び14により空間光変調器1
5のサイズに応じた径とされて、空間光変調器15に入
射される。すると、空間光変調器15は、制御装置18
による制御下で、記録すべき複数の記録情報の各々に応
じて、各セル152を変調単位として、信号光L1に対
する変調を行う。その後、この変調された信号光L3
は、レンズ16で集光された後、ミラー17で反射され
た参照光L2と共にホログラム記録媒体200の記録領
域に照射される。すると、これらの光は相互に干渉し
て、記録すべき記録情報が波面としてホログラム記録さ
れる。
【0066】以上の基本的な記録動作によって、信号光
L3及び参照光L2が一時に照射される一つの記録エリ
アにおける、一つの記録角度に対応する一つの角度記録
面に対する記録情報の記録が行われる。
【0067】次に、このような記録を、複数の角度記録
面に対して行い、更に複数の記録エリアに対して行う、
本実施形態のホログラム記録装置100における角度多
重型の記録動作の詳細について図3及び図4を参照して
説明する。ここに、図3は、係る記録動作を示すフロー
チャートである。また、図4は、移動前の一の記録エリ
アにおける記録角度を変更する様子を上段に示し、移動
後の他の記録エリアにおける記録角度を変更する様子を
下段に示した概念図である。
【0068】図3において、先ず信号光L3が遮断され
ると共に参照光L2が再生照明光として用いられて、再
生光L12が受光装置25aで受光される。これに応じ
て、読取装置26aから出力される角度基準信号Saが
制御装置18によりチェックされる(ステップS1
1)。そして、角度基準信号Saの存否に応じて、当該
ホログラム記録媒体200に対する最初の記録であるか
否かが制御装置18により判定される(ステップS1
2)。
【0069】ここで、最初の記録であれば(ステップS
12:Yes)、信号光L3及び参照光L2が用いられ
ると共に、角度基準信号Saを示す記録信号Sdに基づ
いて空間光変調器15による変調動作が行われて、角度
基準信号Saが記録される。この記録は、ホログラム記
録媒体200における、この時点での角度記録面、即ち
基準角度記録面に対して行われる(ステップS13)。
【0070】他方、ステップS12の判定の結果、最初
の記録でなければ(ステップS12:No)、記録角度
変更装置19により固定されている現時点における記録
角度がチェックされると共に、例えば制御装置18の内
蔵メモリに保持される(ステップS14)。更に、角度
基準信号Saにより示される基準角度記録面に対応する
基準記録角度と、この固定された状態における記録角度
との角度差に基づいて記録角度変更装置19に対する較
正が行われる(ステップS15)。この較正は、例えば
記録角度変更装置19に入力される制御信号S1に対し
て、上述の角度差に応じたオフセットをかけることで行
われる。
【0071】ステップS13又はS15の処理に続い
て、移動装置20により固定されたホログラム記録媒体
200の現時点での記録エリア(即ち、信号光L3及び
参照光L2が現時点で照射される領域)における、記録
角度変更装置19により固定された現時点の角度記録面
に対して、記録情報のデータ記録を行うか否かが制御装
置18により、判定される(ステップS16)。
【0072】ここで、データ記録を行なわない場合には
(ステップS16:No)、そのまま処理を終了する。
即ち、この場合には、角度基準信号Saのチェック(ス
テップS11)や角度基準信号Saの記録(ステップS
13)等については有効に実行されたことになる。
【0073】他方、ステップS16の判定の結果、デー
タ記録を行なう場合には(ステップS16:Yes)、
信号光L3及び参照光L2が照射されると共に、記録信
号Sdに応じて空間光変調器15により信号光L3が変
調されて、実際のデータ記録が行われる(ステップS1
7)。
【0074】続いて、移動装置20により固定されたホ
ログラム記録媒体200の現時点での記録エリアにおけ
る、記録角度変更装置19により変更可能な次の角度記
録面に対して、記録情報のデータ記録を行うか否かが制
御装置18により、判定される(ステップS18)。
【0075】ここで、次の角度記録面に対してデータ記
録を行なう場合には(ステップS18:Yes)、制御
信号S1による制御を受けて記録角度変更装置19によ
り、記録角度が所定の微小角度(例えば、0.01度)
だけ変更される(ステップS19)。この際、前述の如
く、記録角度変更装置19においては、基準記録角度を
基準とした較正が行われているので、このような記録角
度の変更を正確に行うことが可能である。そして、ステ
ップS16に戻って、以降の処理が繰り返される。
【0076】他方、ステップS18の判定の結果、次の
角度記録面に対してデータ記録を行なわない場合には
(ステップS18:No)、移動装置20により移動可
能な他の記録エリアに対して、記録情報のデータ記録を
行うか否かが制御装置18により、判定される(ステッ
プS20)。
【0077】ここで、他の記録エリアに対してデータ記
録を行なう場合には(ステップS20:Yes)、制御
信号S2による制御を受けて移動装置20により、信号
光L3及び参照光L2が照射される領域が、所定距離だ
け移動されて、他の記録エリアとされる(ステップS2
2)。そして、ステップS16に戻って、以降の処理が
繰り返される。
【0078】他方、ステップS20の判定の結果、他の
記録エリアに対してデータ記録を行なわない場合には
(ステップS20:No)、一連の記録処理を終了す
る。
【0079】以上により、複数の記録エリアにおける、
複数の角度記録面に対する記録情報の多重記録が完了す
る。
【0080】本実施形態では特に、上述のステップS2
2においては、制御装置18による制御下で、移動装置
20により記録エリアを移動させる際に、移動前の記録
エリアに対する最後の記録時に用いられた記録角度を、
移動後の記録エリアに対する最初の記録時にそのまま用
いて、即ち、移動後の記録エリアに対する基準記録角度
として用いて、記録が行われる。
【0081】より具体的には図4に示すように、上段に
示す一の記録エリアに対する記録の際には、先ず1回目
の記録時に、第1角度記録面の記録角度をθ1と設定す
る。これに続く2回目の記録時に、第2角度記録面の記
録角度をθ2と設定する。更にこれに続く3回目の記録
時に、第3角度記録面の記録角度をθ3と設定する。こ
のような一の記録エリアに対する3回の記録が終了した
後に、移動装置20により記録エリアの移動が行われ
る。そして、下段に示す他の記録エリアに対する記録の
際には、先ず1回目の記録時に、第1角度記録面の記録
角度をθ1’と設定する。これに続く2回目の記録時
に、第2角度記録面の記録角度をθ2’と設定する。更
にこれに続く3回目の記録時に、第3角度記録面の記録
角度をθ3’と設定する。このような他の記録エリアに
対する3回の記録が終了した後に、移動装置20により
記録エリアの移動が行われる。
【0082】このように記録エリアの移動の際に、記録
角度をリセットすることなく、移動後の記録エリアにお
ける最初の記録角度θ1’を、移動前の記録エリアにお
ける最後の記録角度θ3とを一致させる。
【0083】従って、記録エリアの移動後に、記録角度
変更装置19によって記録角度をリセットして更にリセ
ット後の基準記録角度から記録角度を変更していく動作
を行なう場合と比較して、迅速なる記録動作が可能とな
る。
【0084】本実施形態では更に、移動前における記録
時に、記録角度変更装置19により1番目からn番目
(但し、nは2以上の自然数)の順(図4の上段参照)
に変更された記録角度を、移動後における記録時に、こ
の順とは逆順(図4の下段参照)に変更する。よって、
記録角度の変更を制御し易いものとすることができる。
【0085】加えて、本実施形態では好ましくは、複数
の記録エリアの記録順序及び各記録エリアにおける複数
の角度記録面の記録順序に関するルールを予め設定して
おき、該ルールに従って常時記録する。これにより、記
録順序を示す情報や記録エリア毎の基準記録角度を示す
情報等を、ホログラム記録媒体200上に記録したり、
これを読み出したりすることは不要となる。
【0086】以上説明したように本実施形態によれば、
角度多重方式により記録密度及び記録容量を飛躍的に高
めることができ、しかも迅速なる記録動作が可能とな
る。
【0087】以上説明したように本実施形態のホログラ
ム記録装置100は、角度多重型のホログラム記録が可
能である。但し、本実施形態では、信号光L1又はL3
を、遮断すると共に参照光L2を再生照明光として利用
することによって、レンズ24a、受光装置25a及び
読取装置26aを用いて、ホログラム記録媒体200に
角度多重方式で多重記録された任意の記録情報を再生す
ることも可能である。即ち、図1に示した第1実施形態
の構成において、記録時と再生時とで、信号光L1又は
L3を遮断し、且つレンズ24a、受光装置25a、読
取装置26a及び制御装置18によって、後述する本発
明のホログラム再生装置と同様の再生動作を行うように
すれば、本実施形態のホログラム記録装置100は、記
録及び再生の両方が可能であるホログラム記録再生装置
として構築することができる。
【0088】以上説明した実施形態では、空間光変調器
15は、信号光L3を、記録情報の示す2値データに応
じて2値変調してもよいし、記録情報の示す階調データ
に応じて多値変調することも可能である。
【0089】尚、ホログラム記録媒体の材料としては、
公知の無機系の材料でもよいし、有機系の材料(ポリマ
ー材料)でもよい。また、ホログラム記録媒体は、カー
ド状媒体として構成してもよいし、ディスク状媒体とし
て構成してもよい。
【0090】(ホログラム記録装置の第2実施形態)本
発明のホログラム記録装置の第2実施形態について図5
を参照して説明する。ここに図5は、第2実施形態のホ
ログラム記録装置における、移動前の一の記録エリアに
おける焦点深度を変更する様子を上段に示し、移動後の
他の記録エリアにおける焦点深度を変更する様子を下段
に示した概念図である。
【0091】第2実施形態は、第1実施形態と比べて、
角度多重を行う代わりに、焦点深度多重を行うように構
成されている。より具体的には、第2実施形態に係るホ
ログラム記録装置は、記録角度変更装置19に代えて、
焦点深度変更装置を備える。ここに、焦点深度変更装置
は、本発明に係る「パラメータ設定手段」の他の一例を
構成している。焦点深度変更装置は、ホログラム記録媒
体200の表面に対する信号光L3及び参照光L2の焦
点深度を相対的に変更すればよく、例えば、光学系をな
すレーザ装置11、ビームスプリッタ12、レンズ1
3、14及び16、並びに空間光変調器15の各光軸に
対する角度や配置を変更するように構成されてもよい
し、この光学系に対して、信号光L3や参照光L2の焦
点深度を変更する専用の光学要素を追加配置してもよ
い。或いは、これに代えて又は加えて、ホログラム記録
媒体200の保持位置を光軸に対して機械的に前後移動
するように構成されてもよい。その他の構成については
上述した第1実施形態の場合と同様である。
【0092】第2実施形態では、移動装置20により記
録エリアを移動させる際に、移動前の記録エリアに対す
る最後の記録時に用いられた焦点深度を、移動後の記録
エリアに対する最初の記録時にそのまま用いて、即ち、
移動後の記録エリアに対する基準焦点深度として用い
て、記録が行われる。
【0093】より具体的には図5に示すように、上段に
示す一の記録エリアに対する記録の際には、先ず1回目
の記録時に、第1焦点深度面の焦点深度をd1と設定す
る(例えばd1=0、即ちこの焦点深度d1を基準焦点
深度とする)。これに続く2回目の記録時に、第2焦点
深度面の焦点深度をd2と設定する。更にこれに続く3
回目の記録時に、第3焦点深度面の焦点深度をd3と設
定する。このような一の記録エリアに対する3回の記録
が終了した後に、移動装置20により記録エリアの移動
が行われる。そして、下段に示す他の記録エリアに対す
る記録の際には、先ず1回目の記録時に、第1焦点深度
面の焦点深度をd1’と設定する。これに続く2回目の
記録時に、第2焦点深度面の焦点深度をd2’と設定す
る。更にこれに続く3回目の記録時に、第3焦点深度面
の焦点深度をd3’と設定する。このような他の記録エ
リアに対する3回の記録が終了した後に、移動装置20
により記録エリアの移動が行われる。
【0094】このように記録エリアの移動の際に、焦点
深度をリセットすることなく、移動後の記録エリアにお
ける最初の焦点深度d1’を、移動前の記録エリアにお
ける最後の焦点深度d3とを一致させる。
【0095】従って、記録エリアの移動後に、焦点深度
変更装置によって焦点深度をリセットして更にリセット
後の基準焦点深度から焦点深度を変更していく動作を行
なう場合と比較して、迅速なる記録動作が可能となる。
【0096】(ホログラム記録装置の変形形態)尚、上
述の実施形態において、参照光L2の位相を変えて多重
記録を行う参照光位相多重方式を、上述した実施形態に
おける角度多重方式或いは焦点深度多重方式に代えて又
は加えて用いてもよい。この場合、例えば、位相偏光用
の光学要素を参照光L2の光路に配置して、参照光L2
の位相を変更して、この位相別に同一記録領域に対して
重ねて上記同様のホログラム記録を行えばよい。
【0097】更に、上述の実施形態において、参照光L
2の振幅を変えて多重記録を行う参照光振幅多重方式
を、上述した実施形態における角度多重方式或いは焦点
深度多重方式に代えて又は加えて用いてもよい。この場
合、例えば、振幅変更用の光学要素を参照光L2の光路
に配置して、参照光L2の振幅を変更して、この振幅別
に、同一記録領域に対して重ねて上記同様のホログラム
記録を行えばよい。
【0098】更に、上述の実施形態において、参照光L
2の偏光状態を変えて多重記録を行う参照光偏光多重方
式を、上述した実施形態における角度多重方式或いは焦
点深度多重方式に代えて又は加えて用いてもよい。
【0099】これらの変形形態によれば、上述した実施
形態と比べて、より高密度のホログラム記録が可能とな
る。
【0100】(ホログラム再生装置の実施形態)本発明
のホログラム再生装置の実施形態について図6及び図7
を参照して説明する。
【0101】先ず、図6を参照して、本実施形態に係る
ホログラム再生装置の全体構成について説明する。ここ
に、図6は、本実施形態に係るホログラム再生装置の全
体構成を示すブロック図である。
【0102】本実施形態に係るホログラム再生装置30
0は、上述した実施形態のホログラム記録装置100に
より記録されたホログラム記録媒体200から記録情報
を読み出すものである。
【0103】図6に示すように、ホログラム再生装置3
00は、再生照明光L10をホログラム記録媒体200
に照射する、例えば半導体レーザ等の光源の一例たるレ
ーザ装置21と、再生照明光L10をホログラム記録媒
体200に導くミラー22及び23と、ホログラム記録
媒体200からの、再生照明光に基づく再生光L11を
集光するレンズ24と、該レンズ24を介して再生光L
11を受光する受光装置25と、該受光された再生光L
11に対応して受光装置25から出力される受光信号S
rに基づいてホログラム記録媒体200に記録された記
録情報を読み取る読取装置26とを備える。
【0104】ホログラム再生装置300は、ホログラム
記録媒体200の表面に対する再生照明光L10の角度
を、僅かずつ変更し且つ固定可能な再生角度変更装置2
9と、再生照明光L10がホログラム記録媒体200に
おける再生すべき角度記録面に対応する再生角度となる
ように再生角度変更装置29を制御する制御装置28と
を備える。尚、本実施形態では、再生照明光L10の光
軸がホログラム記録媒体200の表面に対してなす角度
を“再生角度”として定義する。
【0105】再生角度変更装置29は、ホログラム記録
媒体200の表面に対する再生照明光L10の再生角度
を相対的に変更すればよく、例えば、光学系をなすレー
ザ装置21、ミラー22及び23の各光軸に対する角度
や配置を変更するように構成されてもよいし、この光学
系に対して、再生照明L10の角度を変更する専用の光
学要素を追加配置してもよい。或いは、これに代えて又
は加えて、ホログラム記録媒体200の保持角度を機械
的に変更するように構成されてもよい。係る再生角度変
更装置29による角度変更動作については、制御装置2
8により、後述する一連の再生動作の一部をなすように
制御される。
【0106】制御装置28は、例えば、マイクロプロセ
ッサからなるコントローラ等を含んでなり、ホログラム
記録媒体200から再生すべき記録情報等に応じて制御
信号S1’を生成出力し、上述の如く再生角度変更装置
29における再生角度の制御を行うように構成されてい
る。
【0107】このようにして生成される再生光L11を
レンズ24を介して受光する受光装置25は、例えばフ
ォトダイオードアレイ、CCD(Charge Coupled Devic
e)等を含んでなる。
【0108】読取装置26は好ましくは、受光装置25
の受光される明暗パターンと、ホログラム記録媒体20
0を記録した際に空間光変調器15(図1参照)により
セル単位で変調された複数の記録情報の値との関係をテ
ーブルとしてメモリ内に格納しておく。そして、受光さ
れた再生光L11の明暗パターンを特定し、このテーブ
ルを参照して、特定された明暗パタ−ンに対応する記録
情報を特定することで、各記録情報を読み取る。従っ
て、一の記録エリアにおける一の角度記録面に記録され
た複数の記録情報を同時に読み取れることになる。
【0109】本実施形態では特に、読取装置26は、ホ
ログラム記録媒体200における複数の角度記録面のう
ち、角度基準信号Saが書き込まれた基準角度記録面か
ら、当該角度基準信号Saを読み取り可能である。そし
て、読取装置26は、このように角度基準信号Saを読
み取ると、これを制御装置28に出力するように構成さ
れている。
【0110】制御装置28は、角度基準信号Saに基づ
いて、いずれの角度記録面が基準角度記録面であるか
を、ホログラム記録媒体200の異同或いはホログラム
再生装置300の異同を問わずに容易に識別できる。
【0111】更に制御装置28は、角度基準信号Saに
より示される基準記録角度に基づいて再生角度変更装置
29を較正する。即ち、任意の角度記録面を再生する際
には、先ず角度基準信号Saにより示される基準角度記
録面に対応する基準再生角度に応じて、再生角度変更装
置29に較正をかけるように構成されている。より具体
的には例えば、今回再生する時点での再生角度変更装置
29における基準再生角度に対応する筈の機械的状態或
いは光学系等の設定条件での再生角度と、角度基準信号
Saにより示される基準角度記録面に対応する基準再生
角度との角度差を検出する。更に、この検出された角度
差だけ、オフセットを掛けて、再生角度変更装置29
は、再生角度を変更するように構成されている。
【0112】加えて、ホログラム再生装置300は、再
生照明L10が集光される位置を、ホログラム記録媒体
200の表面に対して相対的に、その表面に沿った方向
に移動させる移動装置30を更に備えている。
【0113】移動装置30は、例えば、ミラー22及び
23等の光学系の角度や配置を変更することにより、再
生照明光L10の集光位置を移動させる。或いは、レー
ザ装置21等の他の光学要素の角度や配置を変更するこ
とで移動してもよいし、このような移動のために専用の
光学要素(例えば、設置角度が可変であるミラー等)
を、再生照明光L10の光路に追加配置してもよい。更
には、ホログラム記録媒体200の保持機構により、ホ
ログラム記録媒体200自体をその表面に沿って機械的
に移動させる機構を含んでもよい。係る移動装置30に
よる移動動作についても、制御装置28で生成出力され
る制御信号S2’によって、後述する一連の再生動作の
一部をなすように制御される。
【0114】本実施形態では特に、再生角度変更装置2
9は、本発明に係る「パラメータ設定手段」の他の一例
を構成しており、多重記録用のパラメータの一例たる再
生角度を変更可能である。他方、移動装置30は、本発
明に係る「移動手段」の他の一例を構成している。そし
て、制御装置28による制御下で、移動装置30により
記録エリアを移動させる際に、移動前の記録エリアに対
する最後の再生時に用いられた再生角度を、移動後の記
録エリアに対する最初の再生時にそのまま用いて再生が
行われるように構成されている。
【0115】次に、図7を参照して、以上の如く構成さ
れた本実施形態のホログラム再生装置300の基本的な
再生動作について説明する。
【0116】その動作時には、レーザ装置21は、ミラ
ー22及び23を経て、再生照明光L10をホログラム
200に照射する。すると、受光装置25は、ホログラ
ム記録媒体200における、再生照明光L10に基づく
再生光L11を受光する。ここに再生光L11は、記録
時における参照光に対応する再生照明光L10がホログ
ラム記録媒体200に照射された際に生じる、0次光或
いは1次光等の高次光などである。ホログラム記録の性
質により、このような再生光L11は、図1に示した変
調された信号光L3と同様の明暗パターンを奏する。
【0117】続いて、この受光装置25により受光され
た再生光L11に基づいて、読取装置26は、上述の如
く高密度記録されたホログラム記録媒体200に記録さ
れた各記録情報の再生が行われる。
【0118】以上の基本的な再生動作によって、再生照
明光L10が一時に照射される一つの記録エリアにおけ
る、一つの再生角度に対応する一つの角度記録面に対す
る記録情報の再生が行われる。
【0119】次に、このような再生を、複数の角度記録
面に対して行い、更に複数の記録エリアに対して行う、
本実施形態のホログラム再生装置300における角度多
重型の再生動作の詳細について図7を参照して説明す
る。ここに、図7は、係る記録動作を示すフローチャー
トである。
【0120】図7において、先ず再生照明光L10に基
づく再生光L11が受光装置25で受光される。これに
応じて、読取装置26から出力される角度基準信号Sa
が制御装置28によりチェックされる(ステップS4
1)。そして、再生角度変更装置29により固定されて
いる現時点における再生角度と、角度基準信号Saによ
り示される基準角度記録面に対応する基準再生角度との
角度差に基づいて再生角度変更装置29に対する較正が
行われる(ステップS42)。この較正は、例えば再生
角度変更装置29に入力される制御信号S1’に対し
て、上述の角度差に応じたオフセットをかけることで行
われる。
【0121】続いて、移動装置30により固定されたホ
ログラム記録媒体200の現時点での記録エリアにおけ
る、再生角度変更装置29により固定された現時点の角
度記録面に対して、記録情報のデータ再生を行うか否か
が制御装置28により、判定される(ステップS4
3)。
【0122】ここで、データ再生を行なわない場合には
(ステップS43:No)、そのまま処理を終了する。
即ち、この場合には、角度基準信号Saのチェック(ス
テップS41)等については有効に実行されたことにな
る。
【0123】他方、ステップS43の判定の結果、デー
タ再生を行なう場合には(ステップS43:Yes)、
再生照明光L10が照射されて、受光装置25及び読取
装置26等によって、実際のデータ再生が行われる(ス
テップS44)。
【0124】続いて、移動装置30により固定されたホ
ログラム記録媒体200の現時点での記録エリアにおけ
る、再生角度変更装置29により変更可能な次の角度記
録面に対して、記録情報のデータ再生を行うか否かが制
御装置28により、判定される(ステップS45)。
【0125】ここで、次の角度記録面に対してデータ再
生を行なう場合には(ステップS45:Yes)、制御
信号S1’による制御を受けて再生角度変更装置29に
より、再生角度が所定の微小角度(例えば、0.01
度)だけ変更される(ステップS46)。この際、前述
の如く、再生角度変更装置29においては、基準再生角
度を基準とした較正が行われているので、このような再
生角度の変更を正確に行うことが可能である。そして、
ステップS43に戻って、以降の処理が繰り返される。
【0126】他方、ステップS45の判定の結果、次の
角度記録面に対してデータ再生を行なわない場合には
(ステップS45:No)、移動装置30により移動可
能な他の記録エリアに対して、記録情報のデータ再生を
行うか否かが制御装置28により、判定される(ステッ
プS47)。
【0127】ここで、他の記録エリアに対してデータ再
生を行なう場合には(ステップS47:Yes)、制御
信号S2’による制御を受けて移動装置30により、再
生照明光L10が照射される領域が、所定距離だけ移動
されて、他の記録エリアとされる(ステップS49)。
そして、ステップS16に戻って、以降の処理が繰り返
される。
【0128】他方、ステップS47の判定の結果、他の
記録エリアに対してデータ再生を行なわない場合には
(ステップS47:No)、一連の再生処理を終了す
る。
【0129】以上により、複数の記録エリアにおける、
複数の角度記録面に対する記録情報の再生が完了する。
【0130】本実施形態では特に、上述のステップS4
7においては、制御装置28による制御下で、移動装置
30により記録エリアを移動させる際に、移動前の記録
エリアに対する最後の再生時に用いられた再生角度を、
移動後の記録エリアに対する最初の再生時にそのまま用
いて、即ち、移動後の記録エリアに対する基準再生角度
として用いて、再生が行われる。
【0131】従って、記録エリアの移動後に、再生角度
変更装置29によって再生角度をリセットして更にリセ
ット後の基準再生角度から再生角度を変更していく動作
を行なう場合と比較して、迅速なる再生動作が可能とな
る。
【0132】本実施形態では更に、移動前における再生
時に、再生角度変更装置29により1番目からn番目
(但し、nは2以上の自然数)の順に変更された再生角
度を、移動後における再生時に、この順とは逆順(図4
の下段参照)に変更する。よって、再生角度の変更を制
御し易いものとすることができる。
【0133】以上説明したように本実施形態によれば、
角度多重方式により記録密度及び記録容量を飛躍的に高
めることができ、しかも迅速なる再生動作が可能とな
る。
【0134】例えば、記録角度をθ0、θ1、θ2とし
且つ焦点深度をd0、d1、d2として情報の多重記録
を行なう場合に、(1)先ず記録角度をθ0に設定し、
その後、焦点深度を順にd0、d1、d2と変化させて
記録を行い、(2)次に記録角度をθ1に変更し、その
後、焦点深度を順にd2、d1、d0と変化させて記録
を行い、(3)次に記録角度をθ2に変更し、その後、
焦点深度を順にd0、d1、d2として記録を行い、
(4)次に記録角度をθ1に変更し、その後、焦点深度
を順にd2、d1、d0として記録を行い、(5)次に
記録角度をθ0に変更し、その後、焦点深度を順にd
0、d1、d2として記録を行うといった階層構造を有
する記録手順を採用することも可能である。或いは同様
に、階層構造を有する再生手順を採用することも可能で
ある。これらの場合にも、記録角度或いは再生角度を変
更する都度に、焦点深度をリセットしないで済むという
上述の実施形態と類似の効果が得られる。
【0135】本発明は、上述した実施形態に限られるも
のではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる
発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能で
あり、そのような変更を伴うホログラム記録装置及び方
法並びにホログラム再生装置及び方法もまた本発明の技
術的範囲に含まれるものである。
【0136】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明のホロ
グラム記録装置及び方法並びにホログラム再生装置及び
方法によれば、記録密度及び記録容量を向上させること
が可能であり、しかも正確且つ迅速に記録動作や再生動
作を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のホログラム記録装置に係る第1実施形
態の全体構成を示すブロック図である。
【図2】第1実施形態が備えた空間光変調器の図式的な
外観斜視図である。
【図3】第1実施形態における角度多重型の記録動作を
示すフローチャートである。
【図4】第1実施形態における、移動前の一の記録エリ
アにおける記録角度を変更する様子を上段に示し、移動
後の他の記録エリアにおける記録角度を変更する様子を
下段に示した概念図である。
【図5】本発明のホログラム記録装置に係る第2実施形
態における、移動前の一の記録エリアにおける焦点深度
を変更する様子を上段に示し、移動後の他の記録エリア
における焦点深度を変更する様子を下段に示した概念図
である。
【図6】本発明のホログラム再生装置に係る実施形態の
全体構成を示すブロック図である。
【図7】本発明のホログラム再生装置に係る実施形態に
おける角度多重型の再生動作を示すフローチャートであ
る。
【符号の説明】
11…レーザ装置 12…ビームスプリッタ 13、14、16…レンズ 15…空間光変調器 17…ミラー 18…制御装置 19…記録角度変更装置 20…移動装置 21…レーザ装置 22、23…ミラー 24…レンズ 25…受光装置 26…読取措置 28…制御装置 29…記録角度変更装置 30…移動装置 100…ホログラム記録装置 200…ホログラム記録媒体 300…ホログラム再生装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲やなぎ▼沢 秀一 埼玉県鶴ヶ島市富士見6丁目1番1号 パ イオニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 田中 覚 埼玉県鶴ヶ島市富士見6丁目1番1号 パ イオニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 伊藤 善尚 埼玉県鶴ヶ島市富士見6丁目1番1号 パ イオニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 橘 昭弘 埼玉県鶴ヶ島市富士見6丁目1番1号 パ イオニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 窪田 義久 埼玉県鶴ヶ島市富士見6丁目1番1号 パ イオニア株式会社総合研究所内 Fターム(参考) 2K008 AA04 BB04 BB06 CC01 FF07 HH18 HH26 5B072 CC35 DD01 LL12 LL18 5D029 JB11 5D090 AA07 BB16 CC01 CC04 CC16 DD03 FF14 FF21 HH01 KK09 KK12 KK15 LL01

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源光を照射する光源と、 該照射される光源光を信号光及び参照光に分離する第1
    光学系と、 前記信号光の光路に配置されており前記信号光を変調可
    能な空間光変調器と、 該空間光変調器を通過した信号光と前記参照光とをホロ
    グラム記録媒体上に導く第2光学系と、 該第2光学系により導かれる前記信号光及び前記参照光
    の集光位置を前記ホログラム記録媒体に対してその記録
    用表面に沿った方向に相対的に移動させる移動手段と、 前記信号光及び前記参照光の少なくとも一方に係る所定
    種類の多重記録用のパラメータを変更し且つ固定可能な
    パラメータ設定手段と、 第m(但し、mは自然数)番目の集光位置における記録
    時に最後に用いられた前記パラメータを、第m+1番目
    の集光位置における記録時に最初の前記パラメータとし
    て用いて記録が行われるように、前記パラメータ設定手
    段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする多重
    記録型のホログラム記録装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記m番目の集光位置
    における記録時に、前記パラメータ設定手段により1番
    目からn番目(但し、nは2以上の自然数)の順に変更
    された前記パラメータを、前記m+1番目の集光位置に
    おける記録時に、前記順とは逆順に変更するように、前
    記パラメータ設定手段を制御することを特徴とする請求
    項1に記載の多重記録型のホログラム記録装置。
  3. 【請求項3】 前記パラメータ設定手段は、前記ホログ
    ラム記録媒体に入射する前記信号光の入射角度を変更し
    且つ固定する手段、前記ホログラム記録媒体に入射する
    前記信号光の焦点深度を変更し且つ固定する手段、前記
    参照光の位相を変更し且つ固定する手段、前記参照光の
    振幅を変更し且つ固定する手段、及び前記参照光の偏光
    を変更し且つ固定する手段のうち少なくとも一つを含む
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のホログラム記
    録装置。
  4. 【請求項4】 再生照明光を多重記録型のホログラム記
    録媒体に照射する光源と、 前記ホログラム記録媒体からの、前記再生照明光に基づ
    く再生光を受光する受光手段と、 該受光された再生光に基づいて、前記ホログラム記録媒
    体に記録された記録情報を読み取る読取手段と、 前記再生照明光の集光位置を前記ホログラム記録媒体に
    対してその記録用表面に沿った方向に相対的に移動させ
    る移動手段と、 前記再生照明光に係る所定種類の多重記録用のパラメー
    タを変更し且つ固定可能なパラメータ設定手段と、 第m(但し、mは自然数)番目の集光位置における再生
    時に最後に用いられた前記パラメータを、第m+1番目
    の集光位置における再生時に最初の前記パラメータとし
    て用いて再生が行われるように、前記パラメータ設定手
    段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする多重
    記録型のホログラム再生装置。
  5. 【請求項5】 前記制御手段は、前記m番目の集光位置
    における再生時に、前記パラメータ設定手段により1番
    目からn番目(但し、nは2以上の自然数)の順に変更
    された前記パラメータを、前記m+1番目の集光位置に
    おける再生時に、前記順とは逆順に変更するように、前
    記パラメータ設定手段を制御することを特徴とする請求
    項4に記載の多重記録型のホログラム再生装置。
  6. 【請求項6】 前記パラメータ設定手段は、前記ホログ
    ラム記録媒体に入射する前記再生照明光の入射角度を変
    更し且つ固定する手段、前記ホログラム記録媒体に入射
    する再生照明光の焦点深度を変更し且つ固定する手段前
    記再生照明光の位相を変更し且つ固定する手段、前記再
    生照明光の振幅を変更し且つ固定する手段、及び前記再
    生照明光の偏光を変更し且つ固定する手段のうち少なく
    とも一つを含むことを特徴とする請求項4又は5に記載
    のホログラム再生装置。
  7. 【請求項7】 光源光を照射する光源と、該照射される
    光源光を信号光及び参照光に分離する第1光学系と、前
    記信号光の光路に配置されており前記信号光を変調可能
    な空間光変調器と、該空間光変調器を通過した信号光と
    前記参照光とをホログラム記録媒体上に導く第2光学系
    と、該第2光学系により導かれる前記信号光及び前記参
    照光の集光位置を前記ホログラム記録媒体に対してその
    記録用表面に沿った方向に相対的に移動させる移動手段
    と、前記信号光及び前記参照光の少なくとも一方に係る
    所定種類の多重記録用のパラメータを変更し且つ固定可
    能なパラメータ設定手段とを備えた多重記録型のホログ
    ラム記録装置において、 前記移動手段により前記ホログラム記録媒体を移動させ
    る工程と、 第m(但し、mは自然数)番目の集光位置における記録
    時に最後に用いられた前記パラメータを、第m+1番目
    の集光位置における記録時に最初の前記パラメータとし
    て用いて記録が行われるように、前記パラメータ設定手
    段を制御する工程とを含むことを特徴とする多重記録型
    のホログラム記録方法。
  8. 【請求項8】 再生照明光を多重記録型のホログラム記
    録媒体に照射する光源と、前記ホログラム記録媒体から
    の、前記再生照明光に基づく再生光を受光する受光手段
    と、該受光された再生光に基づいて、前記ホログラム記
    録媒体に記録された記録情報を読み取る読取手段と、前
    記再生照明光の集光位置を前記ホログラム記録媒体に対
    してその記録用表面に沿った方向に相対的に移動させる
    移動手段と、前記再生照明光に係る所定種類の多重記録
    用のパラメータを変更し且つ固定可能なパラメータ設定
    手段とを備えており、 前記移動手段により前記ホログラム記録媒体を移動させ
    る工程と、 第m(但し、mは自然数)番目の集光位置における再生
    時に最後に用いられた前記パラメータを、第m+1番目
    の集光位置における再生時に最初の前記パラメータとし
    て用いて再生が行われるように、前記パラメータ設定手
    段を制御する工程とを含むことを特徴とする多重記録型
    のホログラム再生方法。
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