JP6525808B2 - ホログラム記録媒体多重記録再生方法およびホログラム記録媒体多重記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、ホログラム記録媒体多重記録再生方法およびホログラム記録媒体多重記録再生装置に関し、詳しくは、ホログラムに多重記録されたページデータ情報を効率的に再生し得るホログラム記録媒体多重記録再生方法およびホログラム記録媒体多重記録再生装置に関するものである。

近年、大容量かつ高速の情報記録再生システムとしてホログラム記録が注目されている。ホログラム記録は、参照光・信号光と呼ばれる同一光源からの２つのコヒーレント光を干渉させ、生じた干渉縞を記録媒体に屈折率変化として記録・保持する。信号光は「ページデータ」と呼ばれる２次元データ画像により空間的に変調され、レンズを介して記録媒体へ照射される。参照光の条件（例えば記録媒体への入射角度、波長、あるいは位相等）を変化させながら、媒体の同一箇所に複数のページデータを多重して記録することもできるため高密度化・大容量化が可能である。多重の方法はこれまで様々なものが提案されており、そのうち照射光の入射角度を変えながら多重記録再生するものを角度多重方式と称する（例えば特許文献１を参照）。

角度多重方式を用いた記録再生装置においては、例えば図７に示すように、参照光の記録媒体４１０への入射角度を、ガルバノミラー４２５によって少しずつ変えながら複数のページデータをホログラムの形態で記録する。また再生時には、記録したときと同一条件の参照光を、記録時の参照光照射方向とは逆側から記録媒体４１０へ照射する（位相共役再生）と、記録媒体４１０の内部のホログラムにより光が回折し、再生光が得られる。これをカメラ４２０等で撮影し復号化することで元の情報を読み出すことが可能である（なお、図７に示す各部材に付した符号は、対応する、図２（参考例１）の各部材に付した符号に３００を加えたものである）。

ところで、角度多重においては参照光の記録媒体４１０への入射角度に一定の範囲の制約がある。これは、信号光および参照光の記録媒体４１０への入射時に物理的干渉が起きないようにする必要から生じるものである。

この制約を考慮すると、例えば参照光の記録媒体４１０への入射角度が可変範囲30度で、角度多重のための角度間隔を0.2度きざみとした場合、151多重できることになる。記録媒体４１０の同一箇所へ、より多くのホログラムを角度多重すれば記録密度および記録容量が向上できるが、角度多重数を大幅に向上させることは、クロストーク等の問題から必ずしも容易ではない。

ところで、ホログラム記録媒体（４１０）に記録されたページデータを再生する場合、光路中に配した半波長板（４２２）等により所定の偏光角とした参照光をホログラム記録媒体（４１０）に照射する。参照光がホログラム記録媒体（４１０）に入射すると、ホログラム干渉縞によって回折され、ページデータ情報を担持した再生光が出力される。この後、再生光はカメラ（４２０）等に入射され、ページデータ情報はカメラ（４２０）等の２次元撮像素子により撮像される。

特開２００６−１５４１６３号公報

しかしながら、1ページデータ当たりのデータ量を増加させる場合、カメラにおける撮
像素子の画素数の増加や画素の高精細化、さらには、撮像素子の画素数の増加や画素の高精細化に伴う高感度化やデータ転送の高速化が必要となる。
また、カメラのフレームレートを向上する場合においても、カメラの各画素の高感度化やデータ転送の高速化が必要になる。
このように従来の装置では、再生データの転送速度はカメラの性能で律速されてしまっていた。これでは、再生データの転送速度を向上させるためにはカメラ自体の機能を向上させなければならないことになる。

一方、近年、ライトワンスの記録媒体として光感光性樹脂材料（以下、フォトポリマーと称する）が多用されている。フォトポリマーによる媒体は多重度指標が高く、長期間安定してデータを保持できるなどの利点がある。しかし、フォトポリマーの場合、記録媒体内部に屈折率差を生じさせてホログラム（干渉縞）を記録する。このとき光重合により媒体収縮が生じる。また、信号記録時と信号再生時との間で温度差が生じた場合には、温度差の影響により記録媒体が収縮したり膨張したりすることがある。記録媒体が収縮あるいは膨張すると、媒体中に記録された干渉縞が歪んだ状態となる、いわゆる干渉縞歪み（ホログラム記録情報歪：以下、ホログラム歪みと称する）が生じる。

歪んだ干渉縞に記録時と同様の参照光を入射しても、記録されたビットデータを誤りなく再生することが難しくなるため、再生データのＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）が低
下してしまう。
そのため、ホログラム歪みを光学的に補償して、再生データのＳＮＲを改善する方法が検討されている。具体的には参照光の波長や入射角度、波面を制御する方法である。

しかし、参照光の波長や入射角度に基づきホログラム歪みを補償する方法は、近年の情報記録の高密度化により信号光路中のレンズのＮＡが高くなった場合、十分に補償されない。
そこで、参照光の波面を最適化することにより、レンズのＮＡが高くなった場合でもホログラム歪みを補償し得る手法が注目されている。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、多重記録されたホログラム記録媒体において、再生データの転送速度の向上を図るとともに、参照光の波面を最適化することによりホログラム歪みを補償し得るホログラム記録媒体多重記録再生方法およびホログラム記録媒体多重記録再生装置を提供することを目的とするものである。

本発明のホログラム記録媒体多重記録再生装置は、
ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて形成した干渉縞を、同一位置に複数重畳させて角度多重記録してなるホログラム記録媒体に対し、再生用参照光を所定角度で入射せしめて、前記ページデータ情報を再生するホログラム記録媒体多重記録再生装置において、
前記再生用参照光を、ｐ偏光およびｓ偏光のいずれかである第１参照光に調整して出力する第１の参照光偏光調整手段と、
該第１の参照光偏光調整手段からの前記第１参照光について、ホログラムの歪みが減少するように波面を制御する第１の波面制御手段と、
該第１の波面制御手段からの前記第１参照光について、前記ホログラム記録媒体に所定角度で入射するように射出角度の調整を行う第１の偏向角度調整手段と、
該第１の偏向角度調整手段から出力され、前記ホログラム記録媒体に入射した前記第１参照光のうち、該ホログラム記録媒体を透過した偏光を、ｐ偏光およびｓ偏光のうち、前記第１参照光とは異なる偏光である第２参照光に調整して出力する第２の参照光偏光調整手段と、
該第２の参照光偏光調整手段からの前記第２参照光について、該ホログラム記録媒体の透過による該第１参照光の波面の歪みやホログラムの歪みが減少するように前記第２参照光の波面を制御する第２の波面制御手段と、
該第２の波面制御手段からの第２参照光について、前記ホログラム記録媒体に、前記所定角度とは異なる角度で入射するように射出角度の調整を行う第２の偏向角度調整手段と、
前記第１参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第１再生光と、前記第２参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第２再生光とを分離する再生光分離手段と、
前記分離された２つの再生光に担持されたホログラム情報を、各々撮像する２つの撮像手段と、
を備えたことを特徴とするものである。

ここで、「ホログラム記録媒体多重記録再生装置」とは、多重記録再生機能を有するもののみならず多重記録されたホログラムを再生する機能のみを有するものも含めて称するものとする。

また、前記ホログラム記録媒体を透過した前記第２参照光のうち光路外に出力されたノイズ光をトラップするノイズ光トラップ手段を備えることが好ましい。

また、上述したホログラム記録媒体多重記録再生装置において前記多重記録再生手段が、前記各直線偏光を各々偏向するガルバノミラーであることが好ましい。

また、ページデータの記録時には信号光が出射される一方、ページデータの再生時には再生光が入射する所定の位置において、ページデータの記録時には、ページデータに基づいて光を変調する変調素子を、一方、ページデータの再生時には、再生された再生光のうち、ｐ偏光またはｓ偏光のいずれかの直線偏光が担持するページデータ情報を撮像する撮像素子を、各々設置するように切り替える、素子入替え機構を備えてなることが好ましい。

さらに、本発明のホログラム記録媒体多重記録再生方法は、
ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて形成した干渉縞を、同一位置に複数重畳させて角度多重記録してなるホログラム記録媒体に対し、再生用参照光を所定角度で入射せしめて、前記ページデータ情報を再生するホログラム記録媒体多重記録再生方法において、
前記再生用参照光を、ｐ偏光およびｓ偏光のいずれかである第１参照光に調整して出力し、
ホログラムの歪みが減少するように該第１参照光の波面を制御し、
前記第１参照光について、前記ホログラムに所定角度で入射するように入射角度の調整を行い、
前記ホログラム記録媒体に入射した前記第１参照光のうち、該ホログラム記録媒体を透過した偏光を、ｐ偏光およびｓ偏光のうち、前記第１参照光とは異なる偏光である第２参照光に調整して出力し、
該ホログラム記録媒体の透過による該第１参照光の波面の歪みやホログラムの歪みが減少するように該第２参照光の波面を制御し、
該第２参照光について、前記ホログラム記録媒体に、前記所定角度とは異なる角度で入射するように入射角度の調整を行い、
前記第１参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第１再生光と、前記第２参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第２再生光とを分離し、
前記分離された２つの再生光に担持されたホログラム情報を、２つの撮像手段により各々撮像する、
ことを特徴とするものである。

ここで、「ホログラム記録媒体多重記録再生方法」とは、多重記録処理、およびその多重記録の再生処理の両者を行うもののみならず多重記録されたホログラムを再生する処理に特化して処理するものを含めて称するものとする。

本発明のホログラム再生方法および装置によれば、再生時参照光をｐ偏光とｓ偏光に分離し、これらの偏光を、各々ホログラム記録媒体の同一位置に、互いに入射角を変えて同時に入射せしめて、多重記録再生の手法を用いて、これらホログラム記録媒体に多重記録されていたページデータ情報を２ページ分ずつ順次再生しているので、多重記録されたホログラムにおいて、ページデータの1ページ当たりのデータ量を増加させたり、カメラの
フレームレートを向上させたりする等の、カメラ側の特段の機能向上を図ることなく、ホログラムから再生されたデータの転送速度の向上を図ることができる。

しかも、各ページデータの再生を行うための再生用参照光について、ホログラム記録媒体に照射する前に、その波面の歪みが少なくなるような制御を行っているので、ホログラムの歪みを補償してページデータのＳＮＲを改善することができる。

本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置の原理を説明するための概略図である。 参考例１に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置の光学系を示す概略図である。 参考例２に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置の光学系を示す概略図である。 本発明の実施例に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置の光学系を示す概略図である。 本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置により得られたデータを示す写真である。 本発明の実施例に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置の変型例の光学系の一部を示す概略図である。 従来技術に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置の光学系を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体多重記録再生方法およびホログラム記録媒体多重記録再生装置を参考例とともに、図面を参照しながら説明する。
図１に、ホログラム記録媒体の歪みや参照光波面の歪みを補償して２ページのページデータを同時に再生することが可能なホログラム記録媒体の再生原理を示す。

ホログラム記録媒体を再生するときにホログラム記録媒体に入射する参照光として、ｐ偏光とｓ偏光の２つの偏光状態を用いる。
それぞれの参照光路中に位相変調ＳＬＭやデフォーマブルミラー等からなる、波面を制御するための波面制御器４０ａ、４０ｂと、ホログラム記録媒体１０への入射角度を制御するためのガルバノミラー５０ａ、５０ｂを設ける。角度多重されたホログラムを再生する場合に、所定のページデータはｐ偏光の参照光を用い、この所定のページデータに隣接するページデータはｓ偏光の参照光を用いて、これらの２つの参照光を記録媒体１０に同時に入射する。それぞれの参照光がホログラムで回折して得られる再生光は同じ光路を進む。そのため、再生光路中にＰＢＳ（偏光分離手段）を設けてｐ偏光の再生光とｓ偏光の再生光に分離し、それぞれの再生光をカメラで撮像することでデータを再生することができる。それぞれの偏光の波面は、それぞれの再生像を撮像するカメラの情報をもとに、再生像が最適になるように参照光路中の波面制御器４０ａ、４０ｂを制御する。
以下、２つの参考例および実施例について具体的に説明する。

＜参考例１＞
この参考例１に係る、図２に示すホログラム記録媒体多重記録再生装置は、ホログラムの記録機能および再生機能を備えた記録再生装置として構成されている。
なお、ホログラム記録媒体１１０はフォトポリマーで構成され、位相共役型に対応した構成とされている。
ただし、参考例１、２および本発明の装置に係るホログラム記録媒体１１０の材料としては、フォトポリマーに限られるものではなく、また、光学系としても、必ずしも位相共役型に限られるものではない。

図２に示すように、記録時において、レーザ光源１１１から出射されたコヒーレントなレーザ光束は、図示されないシャッタを通過し、発散レンズ１１２およびコリメートレンズ１１３からなるビームエキスパンダにより光束径を拡大され、半波長板１１４を通過し、ミラー１１５により直角に偏向され、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：以下単にＰＢＳと称する）１１６により２系の光束に分岐される。

ＰＢＳ１１６から図中左方に向かう光束（信号搬送用光：ｐ偏光）は、ＰＢＳ１１７を透過して図２には示されない空間光変調器（ＳＬＭ（振幅変調器）：以下単にＳＬＭと称する：記録時には、図示するカメラ１３０と入れ替わるようにＳＬＭが配置される）に照射され、該ＳＬＭにより空間的に変調されて、デジタル画像からなるページデータ情報を担持した信号光とされる。なお、この振幅変調ＳＬＭは、丁度、図７に示す振幅変調ＳＬＭ４６０と同様にして配置される。

また、ＳＬＭから出射（反射）された信号光は、ページデータに依存して入射した状態とは偏光状態が変化してｓ偏光となり、ＰＢＳ１１７において図中下方に反射され、レンズ（ＦＴＬ）１１８によって光学的にフーリエ変換されてホログラム記録媒体１１０に照射される。

一方、ＰＢＳ１１６から図中下方に向かう光束（ｓ偏光）は、参照光（記録時参照光）とされ、半波長板１２２（半波長板１２２の光学軸が入射光の偏光方位に合致するように調整しておく）を通過し、ミラー１２３により直角に偏向されるが、ｓ偏光状態とされているためＰＢＳ１２４により反射され、ＰＢＳ１２４から図中下方に向かうことになる。この光束はガルバノミラー１２５により角度制御され、リレーレンズ１２６を介して記録媒体１１０中の信号光が照射される場所へ、信号光とは別角度で照射され、これにより、記録媒体１１０の記録材料中に干渉縞模様の光の強弱に応じた屈折率変化が誘起され、これがホログラム情報として保持される。

なお、参考例１、２および本実施形態装置においては、角度多重記録が前提とされているので、ページデータを上記ＳＬＭに表示させ、逐次、上記ＳＬＭへのページデータの表示を更新しつつ、この更新毎に、参照光の記録媒体への入射角度をガルバノミラー１２５によって少しずつ変化させることにより、互いに異なるページデータを記録媒体中の同一位置へ多重記録することが可能となり、高密度な情報格納が可能となっている。

なお、図示されない計測制御部は、記録時において、レーザ光源１１１の駆動制御、およびガルバノミラー１２５の角度制御を行うとともに、上記ＳＬＭに対してページデータを送出し、表示させるように指示する。

次に、図２を用いて、参考例１のホログラム記録媒体多重記録再生装置の再生機能について説明する。
図２に示すように、ホログラム記録媒体１１０に記録されたページデータ情報を再生する場合には、半波長板１２２の位置を調整することで、参照光の偏光方向を（ｓ偏光からｐ偏光に）変換する。この参照光は、ミラー１２３で反射された後、ＰＢＳ１２４に到達するが、半波長板１２２によってｐ偏光とされているので、このＰＢＳ１２４を直進することになる。

次に、再生用参照光路中に配設したビームスプリッタ（ＢＳ）１３１により、参照光を２つに分岐する。ビームスプリッタ（ＢＳ）１３１で反射された参照光は波面制御器１４０ａで波面が制御され、ミラー１３２により反射されてＰＢＳ１３５に到達するが、ｐ偏
光状態とされているので、このＰＢＳ１３５を透過する。一方、ビームスプリッタ（ＢＳ）１３１を透過した参照光は半波長板１３４でｓ偏光に変換され、波面制御器１４０ｂで波面が制御され、ガルバノミラー１５０ｂで角度制御されて、ＰＢＳ１３５に到達するが、ｓ偏光状態とされているので、このＰＢＳ１３５で反射される。

ＰＢＳ１３５を透過したｐ偏光と、ＰＢＳ１３５で反射されたｓ偏光は、重なるようにしてガルバノミラー１５０ａに到達し、このガルバノミラー１５０ａによって、ｐ偏光の再生用参照光とｓ偏光の再生用参照光に対して、角度多重処理を行うための入射角度の制御が行われる。

すなわち、ホログラム記録媒体１１０への再生用参照光２の入射角度は、再生用参照光１の入射角度とは異なるように（通常は、ページデータが記録されている隣接ステップの入射角度分だけ異なるように）ガルバノミラー１５０ｂの回転角度が制御される。すなわち、ガルバノミラー１５０ｂは、記録媒体１１０に同時に入射されるｐ偏光とｓ偏光の入射角の角度差に対応させるために設けられたものである。

また、上述したように、ガルバノミラー１５０ｂで、波面制御器１４０ｂからのｓ偏光の再生用参照光を角度調整することによって、ｓ偏光の記録媒体１１０への入射角度が、ｐ偏光の記録媒体１１０への入射角度に対して、角度多重記録ホログラムの隣接するページ間の角度が与えられるように制御される。
なお、ガルバノミラー１５０ａとホログラム記録媒体１１０の間にはリレーレンズ１３６が配設されている。
このように、記録媒体１１０へ入射された、ｓ偏光の再生用参照光、およびｐ偏光の再生用参照光は、記録媒体１１０中の信号光が照射された場所へ、その裏面側から記録用参照光の入射方向とは対向するような方向から照射される。

このように、ｓ偏光の再生用参照光の照射によって、ホログラム記録媒体１１０から所定のページデータの再生光が射出され、ｐ偏光の再生用参照光の照射によって、ホログラム記録媒体１１０から所定のページデータに隣接するページデータの再生光が射出される。
これら射出された２つの再生光は、互いに同一方向（図中上方向）に射出され、レンズ１１８を介してＰＢＳ１１７に照射される。このＰＢＳ１１７においては、ｐ偏光である再生光は透過し、ｓ偏光である再生光は反射されることから、ｐ偏光である再生光に担持されたページデータ情報はカメラ１２０に入射して撮像され、一方、ｓ偏光である再生光に担持されたページデータ情報はカメラ１３０に入射して撮像される。

なお、カメラ１２０で取得された再生光情報において、例えば次式で表わされる評価値を計算し、評価値が高くなるように波面制御器１４０ａを制御する。

同様にカメラ１３０で取得した再生光情報において、波面制御器１４０ｂを制御する。これによりＳＮＲの高い再生データを得ることができる。また、隣接するページデータ同士のホログラム歪みは類似しているため、補償するための波面制御器１４０ａ、１４０ｂの設定値も類似する。そのため波面制御器１４０ａ（または１４０ｂ）についてのみ制御を行い、波面制御器１４０ｂ（または１４０ａ）は波面制御器１４０ａ（または１４０ｂ）と同じ値を用いて制御してもよい。

さらには、隣接するページデータ同士のホログラム歪みは類似していることに鑑み、カメラ１２０およびカメラ１３０で各々取得した再生光情報の平均値によって、波面制御器１４０ａ、１４０ｂを制御するようにしてもよい。

これによってもＳＮＲの高い再生データが得られる。
なお、図５（ａ）は、カメラ１２０からのｐ偏光の再生データ(ページ番号００３)を示すものであり、図５（ｂ）は、カメラ１３０からのｓ偏光の再生データ(ページ番号００
４)を示すものである。このように、ＳＮＲの高い２ページデータの再生データを同時に
得ることができるので、データ転送速度を大幅に向上させることができる。

＜参考例２＞
この参考例２に係る、図３に示すホログラム記録媒体多重記録再生装置は、上記参考例１のものと同様に、ホログラムの記録機能および再生機能を備えた記録再生装置として構成されている。
この参考例２のホログラム記録媒体多重記録再生装置は、大部分は参考例１のものと同様の構成とされているので、これら同様の部材については、対応する参考例１の部材の符号に１００を加えた符号を付して表し、詳細な説明は省略する。
参考例２の特徴点は、ＢＳ２３１によって再生用参照光をｐ偏光とｓ偏光に分離する前に、波面制御器２４０による波面制御を行うようにしている。

すなわち、ＰＢＳ２２４を透過した再生用参照光は波面制御器２４０で波面が制御され、ビームスプリッタ（ＢＳ）２３１により２系に分割される。
ビームスプリッタ（ＢＳ）を透過した再生用参照光はｐ偏光のままとされているので、ＰＢＳ２３５を透過し、ガルバノミラー２５０ａに到達する。
一方、ビームスプリッタ（ＢＳ）２３１で反射された再生用参照光は、ミラー２３２を介して半波長板２３４に入射し、ｐ偏光がｓ偏光に変換される。この後、ｓ偏光に変換された再生用参照光は、ガルバノミラー２５０ｂで反射され、ＰＢＳ２３５で反射されてガルバノミラー２５０ａに到達する。

この後の再生用参照光に対する作用は、参考例１のものと同様である。
すなわち、ホログラム記録媒体２１０への再生用参照光２の入射角度は、再生用参照光１の入射角度とは異なるように（通常は、ページデータが記録されている隣接ステップの入射角度分だけ異なるように）ガルバノミラー２５０ｂの回転角度が制御される。すなわち、ガルバノミラー２５０ｂは、記録媒体２１０に同時に入射されるｐ偏光とｓ偏光の入射角の角度差に対応させるために設けられたものである。

また、波面の制御方法としては、参考例１と同様に、カメラ２２０とカメラ２３０で取得した再生情報において、上述した式（１）で表わされる評価値をそれぞれ計算し、その平均値が高くなるように波面制御器２４０を制御する。隣接するページのホログラム歪みは類似しているため、ｐ偏光およびｓ偏光の双方においてＳＮＲの高い再生データが得られる。また、参考例１と同様に、カメラ２２０のみ、あるいはカメラ２３０の再生データを用いて評価値を計算し、その値が高くなるように波面制御器２４０を制御してもよい。

＜実施例＞
この実施例に係る、図４に示すホログラム記録媒体多重記録再生装置は、上記参考例１のものと同様に、ホログラムの記録機能および再生機能を備えた記録再生装置として構成されている。
ここで、ホログラムの記録機能に係る光学構成は、参考例１、２と同様であるから、詳しい説明は省略して、再生機能に係る光学構成のみについて説明する。

図４に示すように、ホログラム記録媒体３１０に記録されたページデータ情報を再生する場合には、半波長板３２２を調整することで、参照光の偏光方向を（ｓ偏光からｐ偏光に）変換する。この参照光は、ミラー３２３で反射された後ＰＢＳ３２４に到達するが、半波長板３２２によってｐ偏光とされているので、このＰＢＳ３２４を直進することになる。次に、波面制御器３４０ａによって、図中下方向に反射され、ｐ偏光とされていることからＰＢＳ３３５を透過する。ＰＢＳ３３５を直進したｐ偏光の再生用参照光は、角度制御を行うガルバノミラー３５０ａおよびリレーレンズ３３６を介して、記録媒体３１０中の信号光が照射された場所へ、その裏面側において記録用参照光の入射方向とは対向するような方向から照射される。

ところで、ホログラム記録媒体３１０に照射された再生用参照光１は、ホログラム記録媒体３１０の内部で回折して再生光を生成するが、照射光の大部分は、再生光として寄与することなく、ホログラム記録媒体３１０をそのまま透過する。
本実施例では、このように透過された照射光の一部を再生用参照光２として、再度ホログラム記録媒体３１０に照射するようにして、ホログラム記録媒体３１０からのデータの再生速度を２倍程度に増大させるようにしている。

すなわち、ホログラム記録媒体３１０を透過したｐ偏光は再生用参照光２とされ、記録用再生光の入射経路を逆行し、リレーレンズ３２６を通過し、ガルバノミラー３２５により反射され、ＰＢＳ３２４を直進し、ミラー３３２により図中左方向に反射されて半波長板３３４に到る。この半波長板３３４では、ｐ偏光がｓ偏光に変換され、この後、再生用参照光２は、波面制御器３４０ｂ、ガルバノミラー３５０ｂを介して、ＰＢＳ３３５に到る。このときの再生用参照光２はｓ偏光であるから、ＰＢＳ３３５で図中下方に反射され、角度制御を行うガルバノミラー３５０ａおよびリレーレンズ３３６を介して、ホログラム記録媒体３１０中の信号光が照射された場所へ、その裏面側において記録用参照光の入射方向とは対向するような方向から照射される。

なお、ホログラム記録媒体３１０への再生用参照光２の入射角度は、再生用参照光１の入射角度とは異なるように（通常は、ページデータが記録されている隣接ステップの入射角度分だけ異なるように）ガルバノミラー３５０ｂの回転角度が制御される。すなわち、ガルバノミラー３５０ｂは、記録媒体３１０に同時に入射されるｐ偏光とｓ偏光の入射角の角度差に対応させるために設けられたものである。

このように、再生用参照光２の照射によってホログラム記録媒体３１０から第２の再生光が射出される。この第２の再生光は、再生用参照光１の照射によって、ホログラム記録媒体３１０から射出された第１の再生光と同一方向（図中上方向）に射出され、レンズ３１８を介してＰＢＳ３１７に照射される。このＰＢＳ３１７においては、ｐ偏光である第１の再生光は透過し、ｓ偏光である第２の再生光は反射することから、第１の再生光に担持されたページデータ情報はカメラ３２０に入射して撮像され、一方、第２の再生光に担持されたページデータ情報はカメラ３３０に入射して撮像される。

この後、２つの再生用参照光は、ガルバノミラー３２５およびガルバノミラー３５０ａ
、ｂの回転角度制御に応じ、順次、角度多重記録の再生が行われるようにホログラム記録媒体３１０への入射角度が制御される。
これにより、参照光照射の長時間化または光源の高パワー化を図ることなく、角度多重記録された２つのページデータの同時再生を行うことができ、ホログラム記録媒体３１０からのデータの再生速度を２倍程度に増大させることができる。

なお、図示されない計測制御部は、再生時において、レーザ光源３１１の駆動制御、およびガルバノミラー３２５、３５０ａ、３５０ｂの角度制御を行うとともに、カメラ３２０、３３０から出力されたページデータ情報信号を加工し、図示されないモニター上に、ページデータ画像として表示させるように指示する。

また、上述した第１の再生光と第２の再生光を比較すると、撮像時に各々のカメラで得られる光量が通常、異なることになる。これは、ホログラム記録媒体３１０に照射された再生用参照光１、２のうち、このホログラム記録媒体３１０における反射光量、回折光量、吸収光量、さらには、ミラーやＰＢＳ等の光学部品における吸収光量や反射光量により、再生用参照光１よりも再生用参照光２における再生時の参照光のパワーが低下するためである。

そこで、本実施例においては、第１の再生光が入射するカメラ３２０のレンズ前面にＮＤフィルタ等の減光手段（他の減光手段を用いることも可：図示せず）を配設して、カメラ３２０に入射する光量を調整することにより、２つのページデータの再生時間が等しくなるようにしても、両者の光量を同等とすることができるようにしている。

また、再生用参照光１と同様に、再生用参照光２についても、その大部分がホログラム記録媒体３１０を透過することになる。そこで、本実施例においては、この透過光が迷光となってノイズ光として悪影響を及ぼさないように、この透過光をトラップするノイズ光トラップ手段（図示せず）を設けている。

すなわち、ホログラム記録媒体３１０に照射された再生用参照光２のうち、このホログラム記録媒体３１０を透過したｓ偏光は、リレーレンズ３２６とガルバノミラー３２５を介して、ＰＢＳ３２４で図中右方に反射され、ミラー３２３で反射され、半波長板３２２でｐ偏光に変換される。変換されたｐ偏光はＰＢＳ３１６を透過し、外部に出力されるノイズ光となり得るので、図中でＰＢＳ３１６の上方近傍にノイズ光トラップ手段を配設してノイズ光をトラップするようにしている。これによりホログラム記録媒体３１０に光が再度戻ることがなく、再生するページデータの信号品質低下を防ぐことができる。

なお、ノイズ光トラップ手段としては、光吸収材やビームポケットを用いることが好ましいが、これに限られるものではない。

また、本実施形態に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置は、ホログラムの記録機能および再生機能を備えた記録再生装置として構成されているため、記録時において使用される上述したＳＬＭと、図４に示されている、再生時において使用されるカメラ３３０とが、切替設置可能とされており、例えば、直線的に移動する直動板上や回転移動する回転板上に、ＳＬＭとカメラ３３０を各々配設し、直動板や回転板を切替移動させることによって、該当するＳＬＭまたはカメラ３３０を光路上に配設することが好ましい。また、この切替移動の開始は、記録時／再生時の切替タイミング等に応じて自動的に行われるように構成することが好ましい。

また、波面の制御方法としては、参考例１と同様に、カメラ３２０とカメラ３３０で取得した再生データにおいて、式（１）で表わされる評価値をそれぞれ計算し、それぞれの評価値が高くなるようにそれぞれの波面制御器３４０ａ、３４０ｂを制御する。ｓ偏光の参照光波面制御は記録媒体の透過による波面の歪みも同時に制御することができるため、従来よりＳＮＲの高い再生データが得られる。

また、上記実施例において、例えば、図６に示すように、再生用参照光１の光路と再生用参照光２の光路の一部との共通化を図るようにして光学素子の数を減少させるようにしてもよい。

すなわち、図６に示すように、再生時において、ｐ偏光として入射された再生用参照光１は、ミラー５２３を介してＰＢＳ５２４に照射され、このＰＢＳ５２４において、図中左方に透過され、波面制御器５４０、さらには角度制御を行うガルバノミラー５５０およびリレーレンズ５３６を介して、ホログラム記録媒体５１０中の信号光が照射された場所へ、その裏面側において記録用参照光の入射方向とは対向するような方向から照射される。

上記ホログラム記録媒体５１０に照射された再生用参照光１のうち、ホログラム記録媒体５１０を透過したｐ偏光は再生用参照光２とされ、記録用再生光の入射経路を逆行し、リレーレンズ５２６を通過し、ガルバノミラー５２５により反射され、半波長板５３４に入射してｐ偏光からｓ偏光に変換される。ｓ偏光とされた再生用参照光２はＰＢＳ５２４において図中左方に反射され、波面制御器５４０により反射され、角度制御を行うガルバノミラー５５０およびリレーレンズ５３６を介して、ホログラム記録媒体５１０中の再生用参照光１が照射された場所へ、その裏面側において記録用参照光の入射方向とは対向するような方向から照射される。

これにより、参照光照射の長時間化または光源の高パワー化を図ることなく、また、参照光波面の歪みを補償しつつ同時に２つのページデータの角度多重記録再生を行うことができ、参考例１のものと同様に、ホログラム記録媒体５１０からのデータの再生速度を２倍程度に増大させることができる。
ただし、この変型例においては、データを記録する際には、ＰＢＳ５２４を矢印Ａ方向に９０度回転させて、ミラー５２３方向から入射するｓ偏光である記録用参照光がこのＰＢＳ５２４の偏光反射面において図中下方に反射されるように設定する必要がある。

また、上述した、実施例装置においては、記録機能と再生機能の両者を併せ有するものとされているが、本発明のホログラム記録媒体多重記録再生装置としては、再生機能のみを有するものとしてもかまわない。

なお、上述したように、角度多重の記録および再生においては、上記ガルバノミラーの角度および位置を少しずつ変化させることになるが、具体的には、例えば、信号光の軸に対して参照光入射角を55度〜75度の範囲（信号光および参照光を記録媒体に入射させる際に、光出射端構造および出射光が物理的に干渉（ケラレ）を起こさない範囲内）で、例えば0.2度ずつ変化させる度に該領域にページデータ情報の記録または再生が行なわれるよう
にすればよい。

また、上記実施例のものでは、第１の偏向角度調整手段（例えば実施例のガルバノミラー３５０ａ）と第２の偏向角度調整手段（例えば実施例のガルバノミラー３５０ａ、３５０ｂ）の一部（例えば実施例のガルバノミラー３５０ａ）とが同じ偏向角度調整手段を用いて構成されているが、これら２つの偏向角度調整手段が互いに共通要素を持たない構成とすることも可能である。
なお、上述した実施例のノイズ光トラップ手段は、ノイズ光が出力される光学素子の近傍に設けるようにしているが、この位置から光ファイバー等でノイズ光を導光して該素子とは離間した位置でノイズ光をトラップするようにしてもよい。
なお、本発明の概念を拡張して用いれば、角度多重以外のペリストロフィック多重等の種々の多重手法に適用することができる。

１１１、２１１、３１１、４１１ レーザ光源
１１２、２１２、３１２、４１２ 発散レンズ
１１３、２１３、３１３、４１３ コリメートレンズ
１１４、１２２、１３４、２１４、２２２、２３４、３１４、３２２、３３４、４１４、４２２、５３４ 半波長板
１１５、１２３、１３２、２１５、２２３、２３２、３１５、３２３、３３２、４１５、４２３、４３２、５２３ ミラー
１７、１１６、１１７、１２４、１３５、２１６、２１７、２２４、２３５、３１６、３１７、３２４、３３５、４１６、４１７、４２４、５２４
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１３１、２３１ ビームスプリッタ（ＢＳ）
１１８、１２６、１３６、２１８、２２６、２３６、３１８、３２６、３３６、４１８、４２６、４３６、５１８、５２６、５３６ レンズ
１０、１１０、２１０、３１０、４１０、５１０ ホログラム記録媒体（記録媒体）２０，３０、１２０、１３０、２２０、２３０、３２０、３３０、４２０ カメラ
５０ａ、５０ｂ、１２５、１５０ａ、１５０ｂ、２２５、２５０ａ、２５０ｂ、３２５、３５０ａ、３５０ｂ、４２５、４５０、５２５、５５０ ガルバノミラー
４６０ 振幅変調ＳＬＭ
４０ａ、４０ｂ、１４０ａ、１４０ｂ、２４０、３４０ａ、３４０ｂ、５４０
波面制御器

Claims (3)

1. ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて形成した干渉縞を、同一位置に複数重畳させて角度多重記録してなるホログラム記録媒体に対し、再生用参照光を所定角度で入射せしめて、前記ページデータ情報を再生するホログラム記録媒体多重記録再生装置において、
   前記再生用参照光を、ｐ偏光およびｓ偏光のいずれかである第１参照光に調整して出力する第１の参照光偏光調整手段と、
   該第１の参照光偏光調整手段からの前記第１参照光について、ホログラムの歪みが減少するように波面を制御する第１の波面制御手段と、
   該第１の波面制御手段からの前記第１参照光について、前記ホログラム記録媒体に所定角度で入射するように射出角度の調整を行う第１の偏向角度調整手段と、
   該第１の偏向角度調整手段から出力され、前記ホログラム記録媒体に入射した前記第１参照光のうち、該ホログラム記録媒体を透過した偏光を、ｐ偏光およびｓ偏光のうち、前記第１参照光とは異なる偏光である第２参照光に調整して出力する第２の参照光偏光調整手段と、
   該第２の参照光偏光調整手段からの前記第２参照光について、ホログラム記録媒体の透過による参照光の波面の歪みやホログラムの歪みが減少するように波面を制御する第２の波面制御手段と、
   該第２の波面制御手段からの第２参照光について、前記ホログラム記録媒体に、前記所定角度とは異なる角度で入射するように射出角度の調整を行う第２の偏向角度調整手段と、
   前記第１参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第１再生光と、前記第２参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第２再生光とを分離する再生光分離手段と、
   前記分離された２つの再生光に担持されたホログラム情報を、各々撮像する２つの撮像手段と、
   を備えたことを特徴とするホログラム記録媒体多重記録再生装置。
2. ページデータの記録時には信号光が出射され、一方、ページデータの再生時には再生光が入射する所定の位置において、ページデータの記録時には、ページデータに基づいて光を変調する変調素子を、一方、ページデータの再生時には、再生された再生光のうち、ｐ偏光またはｓ偏光のいずれかの直線偏光が担持するページデータ情報を撮像する撮像素子を、設置するように切り替える素子入れ替え機構を備えてなることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体多重記録再生装置。
3. ページデータに係る情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて形成した干渉縞を、同一位置に複数重畳させて角度多重記録してなるホログラム記録媒体に対し、再生用参照光を所定角度で入射せしめて、前記ページデータ情報を再生するホログラム記録媒体多重記録再生方法において、
   前記再生用参照光を、ｐ偏光およびｓ偏光のいずれかである第１参照光に調整して出力し、
   ホログラムの歪みが減少するように該第１参照光の波面を制御し、
   前記第１参照光について、前記ホログラムに所定角度で入射するように入射角度の調整を行い、
   前記ホログラム記録媒体に入射した前記第１参照光のうち、該ホログラム記録媒体を透過した偏光を、ｐ偏光およびｓ偏光のうち、前記第１参照光とは異なる偏光である第２参照光に調整して出力し、
   ホログラム記録媒体の透過による参照光の波面の歪みやホログラムの歪みが減少するように該第２参照光の波面を制御し、
   該第２参照光について、前記ホログラム記録媒体に、前記所定角度とは異なる角度で入射するように入射角度の調整を行い、
   前記第１参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第１再生光と、前記第２参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第２再生光とを分離し、
   前記分離された２つの再生光に担持されたホログラム情報を、２つの撮像手段により各々撮像することを特徴とするホログラム記録媒体多重記録再生方法。