JP2006004498A - ホログラムメモリ装置および記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 空間光変調器に画素潰れが生じ、あるいは、物体光の光路中に配されている光学系にゴミやホコリ等が付着したような場合にも、記録信号をエラーなく適正に記録し得るホログラムメモリ装置を提供する。
【解決手段】 空間光変調器の各画素に全て“１”の電気信号（光束を透過）を入力しながら、物体光を空間光変調器に入射させる。入射された光は、全て、空間光変調器を透過し、ＣＣＤに受光される。このとき、空間光変調器に画素潰れが生じていると、ＣＣＤからの電気信号のうち、画素潰れ位置に対応する電気信号がLow（＝０）となる。これを検出することにより、空間光変調器の画素潰れ位置を検出できる。空間光変調器の画素潰れ位置は、記録において無効化し、代わりに、予備エリアの画素を記録信号の割り当て用として設定する。無効化画素と代替画素に関する情報は、ホログラムメモリの管理領域に記録される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、物体光と参照光を干渉させながら情報が記録される記録媒体および当該記録媒体に情報を記録するホログラムメモリ装置およびに関する。

一般に、ホログラムメモリは、物体光と参照光を内部で干渉させたときの干渉縞をホログラム材料層に定着させることによって情報の記録が行われる。ここで、物体光は、記録情報に応じて空間光変調されているため、物体光と参照光をホログラムメモリに照射すると、ホログラム材料層中に、記録情報に応じた明暗の干渉縞が生じる。かかる干渉縞のうち“明”の領域に、ホログラム材料層中の光重合性の高いモノマー（高屈折率）が引き寄せられてポリマー化することで、ホログラム材料層中に、干渉縞に応じた屈折率分布が定着する。これにより、ホログラムメモリに対する情報の記録が行われる。

なお、ホログラムメモリにおいては、ホログラム材料層に対する参照光の入射角度を変更することによって、一つの記録箇所に複数種類の情報を同時に記録できることが知られている（角度多重）。すなわち、参照光の入射角度毎に、異なる情報にて物体光を空間光変調することにより、それぞれの記録情報に応じた干渉縞を、角度毎に個別に、同一の記録箇所に定着させることができる。

再生時には、記録時と同一角度にて参照光をホログラム材料層に照射する。これにより、参照光に当該角度の干渉縞に応じた干渉が生じ、これを受光素子で受光することで、当該角度の記録情報を再生することができる。

なお、以下に示す特許文献１乃至３には、角度多重によるホログラムメモリ装置が記載されている。
特開１０−１２４８７２号公報 特開１１−１６３７４号公報 特開２０００−３３８８４６号公報

上述のホログラムメモリ装置においては、物体光を変調するための空間光変調器として、液晶パネルや、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いたＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）等が用いられる。

しかしながら、かかる空間光変調器の画素位置に画素潰れが生じると、当該画素位置は、その後、誤った状態で記録が行われ続けることになってしまう。また、空間光変調器に画素潰れが生じていなくとも、物体光の光路中に配されている光学系にゴミやホコリ等が付着すると、画素潰れと同様の現象が生じ、記録信号が誤った状態で記録される事態が起こり得る。

そこで、本発明は、かかる不都合を解消し、空間光変調器に画素潰れが生じ、あるいは、物体光の光路中に配されている光学系にゴミやホコリ等が付着したような場合にも、記録信号をエラーなく適正に記録し得るホログラムメモリ装置を提供することを課題とする。

第１の発明は、物体光と参照光を干渉させながらホログラムメモリに記録を行うホログラムメモリ装置において、データ信号に基づいて前記物体光に空間的な光変調を施す空間光変調手段と、前記ホログラムメモリからの光を受光してデータ信号を出力する受光手段と、前記物体光を前記ホログラムメモリに照射したときに前記受光手段から出力されるデータ信号とこのときに前記空間光変調手段に供給されているデータ信号に基づいて前記物体光上に生じる変調エラー位置を検出するエラー位置検出手段と、前記エラー位置検出手段によって検出された変調エラー位置に基づいて前記空間光変調手段に供給するデータ信号を補正するデータ信号補正手段と、前記データ信号補正手段による補正情報を当該ホログラムメモリに関連付けて記録する補正情報記録手段とを有することを特徴とする。

第２の発明は、前記第１の発明に係るホログラムメモリ装置において、前記ホログラムメモリに対する前記物体光の照射強度を調整するパワー調整手段をさらに備え、該パワー調整手段は、前記エラー位置検出手段による検出時に、前記物体光の照射強度を誤記録を抑制できるレベルまで低下させることを特徴とする。

第３の発明は、前記第１または第２の発明に係るホログラムメモリ装置において、前記データ信号補正手段は、前記エラー位置検出手段によって検出された変調エラー位置に対応するデータ位置を無効化するとともに、予備的に準備されたデータ位置を当該無効化されたデータ位置を補うために使用して、前記空間光変調手段に供給するデータ信号を構成することを特徴とする。

第４の発明は、前記第１ないし第３の発明の内、何れか一つの発明に係るホログラムメモリ装置において、前記補正情報は、当該ホログラムメモリ内、あるいは、当該ホログラムメモリを内蔵するカートリッジに配された所定の記録手段に記録されることを特徴とする。

第５の発明は、物体光と参照光を干渉させながらデータの記録が行われる記録媒体において、データ領域における記録画素を補償するための補正情報が記録されていることを特徴とする。

第６の発明は、前記第５の発明に係る記録媒体において、前記補正情報は、無効化された画素位置を示す情報を含むことを特徴とする。

第７の発明は、前記第６の発明に係る記録媒体において、前記補正情報は、無効化された画素位置を補う代替画素の設定に関する情報をさらに含むことを特徴とする。

第８の発明は、前記第５ないし第７の発明の何れかに係る記録媒体において、前記補正情報は、当該記録媒体の記録層に記録されていることを特徴とする。

第９の発明は、前記第５ないし第７の発明の何れかに係る記録媒体において、前記補正情報は、当該記録媒体を収容するカートリッジに記録されていることを特徴とする。

本発明によれば、物体光上における変調エラー位置を検出し、その検出結果に基づいて、空間光変調手段に供給するデータ信号を適宜補正するものであるため、空間光変調器に画素潰れが生じ、あるいは、物体光の光路中に配されている光学系にゴミやホコリ等が付着したような場合にも、記録信号をエラーなく適正に記録することができる。

また、空間光変調手段に供給するデータ信号の補正情報を当該ホログラムメモリに関連付けて記録するようにしたことから、当該ホログラムメモリを異なるホログラムメモリ装置に装着した場合にも、当該補正情報を適宜再生することにより、データ信号の補正状態を把握することができ、もって、ホログラムメモリ内のデータを良好に再生することができるようになる。

さらに、上記第２の発明のようにすれば、エラー検出時における物体光の照射強度を誤記録を抑制できるレベルまで低下させるようにしたことから、かかる物体光の照射によってホログラムメモリに誤記録が生じるとの問題を同時に回避することができる。

本発明の特徴は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。但し、以下の実施の形態は、本発明の一つの実施形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に、実施の形態に係るホログラムメモリ装置の光学系の構成を示す。なお、同図に示す光学系は、反射型ホログラムメモリ（記録媒体）に対して情報を記録／再生する際に用いられるものである。

図示の如く、本光学系は、半導体レーザ１０１と、コリメータレンズ１０２と、ビームスプリッタ１０３と、シャッター１０４と、空間光変調器１０５と、ミラー１０６と、シャッター１０７と、ビームスプリッタ１０８、１０９と、ミラー１１０と、対物レンズ１１１と、ＣＣＤ（Charge Coupled Devise）１１２から構成されている。

半導体レーザ１０１は、記録媒体に適した波長のレーザ光を出射する。コリメータレンズ１０２は、半導体レーザ１０１から入射されるレーザ光を平行光に変換する。ビームスプリッタ１０３は、コリメータレンズ１０２からのレーザ光を物体光と参照光に分割する。

シャッター１０４は、メカニカルシャッター等によって構成され、制御信号に応じて、物体光の透過／遮断を行う。空間光変調器１０５は、液晶パネル等によって構成され、記録信号に応じて画素毎に光の透過／遮断を行い、物体光に記録信号に応じた空間光変調を与える。シャッター１０７は、メカニカルシャッター等によって構成され、制御信号に応じて、参照光の透過／遮断を行う。

シャッター１０４、１０７は、記録時には、共にＯＦＦ（透過）とされる。再生時には、シャッター１０４はＯＮ（遮断）とされ、シャッター１０７はＯＦＦ（透過）とされる。変調エラー位置の検出時には、シャッター１０４はＯＦＦ（透過）とされ、シャッター１０７はＯＮ（遮断）とされる。

記録時において、半導体レーザ１０１から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ１０２にて平行光に変換された後、ビームスプリッタ１０３によって物体光と参照光に分割される。このうち、物体光は、シャッター１０４を通過した後、空間光変調器１０５によって変調され、さらに、ミラー１０６によって反射されて、ビームスプリッタ１０９に入射される。また、参照光は、シャッター１０７を通過した後、ビームスプリッタ１０８によって反射され、ビームスプリッタ１０９に入射される。

ビームスプリッタ１０９を透過した物体光と、ビームスプリッタ１０９によって反射された参照光は、干渉光となってミラー１１０から対物レンズ１１１に入射される。そして、対物レンズ１１１によって収束され、記録媒体（ホログラムメモリ）のホログラム材料層に照射される。しかして、ホログラム材料層のレーザ光照射箇所に、干渉縞が生じ、高屈折率のモノマーが干渉縞に応じてポリマー化する。これにより、干渉縞に応じた屈折率分布がホログラム材料層定着し、記録媒体に対し情報が記録される。

再生時において、半導体レーザ１０１から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ１０２にて平行光に変換された後、ビームスプリッタ１０３によって物体光と参照光に分割される。このうち、物体光は、シャッター１０４によって遮断される。一方、参照光は、シャッター１０７を通過した後、ビームスプリッタ１０８、１０９、ミラー１１０を介して対物レンズ１１１に入射され、対物レンズ１１１によって収束されて、記録媒体（ホログラムメモリ）のホログラム材料層に照射される。

しかる後、参照光は、ホログラム材料層に定着されている干渉縞によって干渉され、記録媒体の反射層によって反射される。そして、入射時の光路を逆行し、ビームスプリッタ１０８からＣＣＤ１１２上に入射される。

ＣＣＤ１１２は、受光した反射光の強度分布に応じた電気信号を再生回路に出力する。ここで、ＣＣＤ１１２によって受光される反射光の強度分布は、記録時に空間光変調器１０５によって物体光に付与された空間光変調に応じたものとなっている。しかして、ＣＣＤ１１２から出力される電気信号が再生回路によって再生処理され、当該記録箇所の再生が行われる。

変調エラー位置検出時において、半導体レーザ１０１からは、ホログラム材料層のモノマーをポリマー化させない程度の強度レベルのレーザ光が出射される。出射されたレーザ光は、コリメータレンズ１０２にて平行光に変換された後、ビームスプリッタ１０３によって物体光と参照光に分割される。このうち、参照光は、シャッター１０７によって遮断される。一方、物体光は、シャッター１０４を通過した後、空間光変調器１０５によって変調される。このとき、空間光変調器１０５には、記録信号として、たとえば全ての画素位置の光束を透過させる信号（全て“１”の記録信号）が入力される。よって、空間光変調器１０５に入射された光は、全ての画素位置において透過され、ミラー１０６へと導かれる。

しかる後、物体光は、ミラー１０６、ビームスプリッタ１０９、ミラー１１０を介して対物レンズ１１１に入射され、対物レンズ１１１によって収束される。ここで、物体光の照射箇所が未記録状態にあれば、当該箇所に照射された物体光は、記録媒体の反射層によってそのまま反射される。かかる反射光は、入射時の光路を逆行し、その一部は、ビームスプリッタ１０９、１０８からＣＣＤ１１２上に入射される。

ＣＣＤ１１２は、反射光の強度分布に応じた電気信号をコントローラに出力する。ここで、ＣＣＤ１１２によって受光される反射光の強度分布は、記録時に空間光変調器１０５によって付与された空間光変調に応じたものとなっている。したがって、ＣＣＤ１１２から出力される各画素位置の電気信号は、通常であれば、空間光変調器１０５に入力された記録信号（本実施例では、全て“１”の記録信号）に整合するものとなる。

ところが、空間光変調器１０５の所定の画素位置に画素潰れが生じていると、ＣＣＤ１１２から出力される当該画素位置の電気信号は、記録信号として入力された当該画素位置の電気信号（本実施例では、“１”に対応する電気信号）を示すものとはならない。

コントローラは、記録信号として入力された各画素位置の電気信号と、ＣＣＤ１１２から入力された各画素位置の電気信号を比較する。そして、両者が整合しない場合に、その画素位置を変調エラー位置（画素潰れ位置）として検出する。なお、検出された画素位置は、記録時において、無効画素として扱われ、データの記録には用いられない。当該無効画素に代えて、空間光変調器上に代替画素が準備され、この代替画素を用いて、記録が行われる。

図２に、空間光変調器１０５における画素の配置状態を示す。

図示の如く、空間光変調器１０５は、信号エリアと予備エリアに区分されている。このうち、信号エリアの画素に対して記録信号（“１”、“０”の２値信号）が割り当てられる。

たとえば、一連の記録信号は、信号エリアのうち、左上角の画素から行方向（Ｘ方向）に順に割り当てられる。そして、その行の信号エリアの末尾に達すると、１つ下の行の左端から順に信号が割り当てられる。以下同様にして、信号エリアの右下角の画素まで記録信号が割り当てられる。

予備エリアの画素は、信号エリアの画素に画素潰れが生じている場合に、当該画素の代替画素として用いられる。たとえば、ある行のある画素に画素潰れが生じている場合には、その画素は無効画素とされ、代わりに、予備エリア中の所定の画素に記録信号が割り当てられる。

ここで、予備エリアに対する記録信号の割り当ては、たとえば、無効化された画素に対応する記録信号をそのままその行の予備エリアの画素に割り当てるようにして行うことができる。あるいは、無効化された画素をスリッピングしながら順にその行の信号エリアに記録信号を割り当てて行き、スリッピングによってその行に割り当て切れなかったその行分の記録信号を、その行の予備エリアの先頭から順に割り当てていく方法を採ることもできる。この他、無効化された画素をスリッピングしながら信号エリアの全ての行に順次記録信号を割り当てて行き、信号エリアに割り当て切れなかった当該信号エリア分の記録信号を、予備エリアの先頭行から順に割り当てていく方法を採用することもできる。

予備エリアに対する記録信号の割り当て方法は、上記の他にも種々の方法を採用することができる。また、予備エリアの配置方法も、図２に示す配置方法（行方向に予備エリアを配置）の他、列方向（Ｙ方向）に予備エリアを配置する方法等、種々の方法を採用することができる。

次に、図３を参照して、画素潰れ位置の検出方法の詳細について説明する。なお、同図は、一行分の画素に対する画素潰れの検出方法を模式的に示すものである。

まず、図３（ａ）を参照して、空間光変調器の各画素に全て“１”の電気信号（光束を透過）を入力しながら、物体光を空間光変調器に入射させると、信号エリアと予備エリアに入射された光は、全て、空間光変調器を透過し記録媒体に照射される。このとき、物体光の照射箇所が未記録状態にあれば、照射された光はそのまま反射層によって反射され、ＣＣＤに受光される。

しかして、反射光（物体光）がＣＣＤに受光されると、ＣＣＤからは、通常、全ての画素位置がHigh（＝１）となる電気信号が出力される。したがって、空間光変調器の各画素に対応して入力された電気信号と、ＣＣＤから各画素に対応して出力された電気信号は、互いに一致するようになる。

ところが、同図（ｂ）に示すように、空間光変調器の所定の画素に画素潰れが生じていると、ＣＣＤから出力される電気信号のうち、当該画素潰れ位置に対応する電気信号がLow（＝０）となり、入力された電気信号と出力された電気信号の間に不整合が生じる。かかる不整合を検出することにより、空間光変調器の画素潰れ位置が検出することができる。

かかる検出方法によれば、空間光変調器における画素潰れの他、物体光の光路上に配置された光学系の欠陥（光学系に対するゴミ、ホコリの付着等）を同時に検出することができる。

次に、図４を参照して、信号エリアの画素に画素潰れが検出された場合の記録信号の割り当て方法の一例について説明する。なお、同図中、斜線が付された画素は、記録信号が“１”（透過）に対応する画素であり、白抜きの画素は、入力信号が“０”（遮断）に対応する画素である。また、同図では、３つの画素に画素潰れが生じている。

信号エリア内の画素に画素潰れが検出された場合、当該画素は記録において無効化され、代わりに、同じ行の予備エリアに代替画素が設定される。このとき、代替画素には、画素潰れ位置に対応する記録信号がそのまま割り当てられる。あるいは、無効化された画素をスリッピングしながら順にその行の信号エリアに記録信号を割り当てて行き、スリッピングによってその行に割り当て切れなかったその行分の記録信号を、その行の代替画素に順次割り当てて行くようにすることもできる。

しかして、代替画素を用いた記録信号の割り当てがなされると、代替画素の利用状態を示す情報（補正情報）を生成し、これを当該記録媒体の管理情報記録領域に記録する。なお、補正情報は、少なくとも、無効化された画素の位置を特定する情報を含むものとされる。この他、代替画素の配置ないしこれを用いた記録信号の割り当て方（スリッピング、等）を記録装置側にて自由に設定できる場合には、代替画素の位置を特定する情報や、記録信号の割り当て方を示す情報を、補正情報に含めるようにする。

なお、管理情報記録領域は、記録層（ホログラム材料層）の所定エリアに設定される。あるいは、当該記録媒体を収容するカートリッジ上に設定するようにしても良い。管理情報記録領域をカートリッジ上に設定する場合には、記録層（ホログラム材料層）に管理情報記録領域を確保する必要がなくなるため、管理情報を記録することによる記録層の容量低下を抑制することができる。なお、管理情報記録領域をカートリッジ上に設定する場合には、磁気メモリ等、別の記録手段によって管理情報を書き換え記録できるようにすると良い。

図５に、本実施形態に係るホログラムメモリ装置の構成例を示す。

図示の如く、本ホログラムメモリ装置は、エンコーダ１１と、ＳＬＭドライバ１２と、光学ヘッド１３と、レーザ駆動回路１４と、信号増幅回路１５と、デコーダ１６と、サーボ回路１７と、ステッピングモータ１８と、コントローラ１９から構成されている。

エンコーダ１１は、記録データにエンコード処理を施しＳＬＭドライバ１２に送る。ＳＬＭドライバ１２は、エンコード処理された記録データから空間光変調器１０５を駆動するための記録信号を生成し、生成した記録信号に応じて、光学ヘッド１３中の空間光変調器１０５を駆動する。光学ヘッド１３は、上記図１の光学系を内蔵し、記録再生用の物体光、参照光をホログラムメモリ（ディスク）１０に照射する。なお、光学ヘッド１３は、送り駆動機構（図示せず）によって、ホログラムメモリ１０の径方向に移動可能に支持されている。

レーザ駆動回路１４は、コントローラ１９からの制御指令に応じて、光学ヘッド１３に内蔵された半導体レーザ１０１の出射パワーを制御する。信号増幅回路１５は、光学ヘッド１３中のＣＣＤ１１２から出力される電気信号（再生信号）を増幅し、これをデコーダ１６とコントローラ１９に送る。デコーダ１６は、信号増幅回路１５から入力された再生信号をデコードして再生データを生成し、これを後段回路に出力する。

サーボ回路１７は、コントローラ１９からの制御指令に応じて、ホログラムメモリ１０を周方向にステップ送りするためのサーボ信号を生成し、これをステッピングモータ１８に送る。また、コントローラ１９からの制御指令に応じて、光ヘッド１３をホログラムメモリ１０の径方向にステップ送りするためのサーボ信号を生成し、これを光学ヘッド１３の送り機構に送る。

ステッピングモータ１８は、サーボ回路１７からのサーボ信号に応じて、ホログラムメモリ１０を周方向にステップ送りする。コントローラ１９は、記録／再生／エラー位置検出の各動作時に、制御指令を各回路に出力する。

図６に、記録動作時におけるフローチャートを示す。

記録動作が開始されると、シャッター１０４とシャッター１０７がＯＮとされ（Ｓ１０１）、光学ヘッド１３が記録ブロック位置にアクセスされる（Ｓ１０２）。かかるアクセスは、ステッピングモータ１８によるホログラムメモリ１０のステップ送り（周方向）と、送り機構による光学ヘッド１３のステップ送り（径方向）によって行われる。

このようにして光学ヘッド１３が記録ブロック位置にアクセスされると、光学ヘッド１３に内蔵された半導体レーザ１０１の出射パワーがエラー検出レベルに設定されるとともに（Ｓ１０３）、コントローラ１９からの指令に応じて、信号エリアと予備エリアの各画素を全て“１”（透過）とする駆動信号が、ＳＬＭドライバ１２から空間光変調器１０５に供給される（Ｓ１０４）。しかる後、シャッター１０４がＯＦＦ（透過）とされ、その結果、信号エリアと予備エリアの各画素を全透過する物体光が、ホログラムメモリ１０の当該記録ブロックに照射される（Ｓ１０５）。

しかして、物体光が記録ブロックに照射されると、その反射光を受光したＣＣＤ１１２から再生信号が出力され、これを増幅した信号が信号増幅回路１５からコントローラ１９に出力される。コントローラ１９は、入力された再生信号を検証し、再生信号が“１”になっていない画素位置を、画素潰れ位置として検出する。検出された画素潰れ位置に関する情報は、適宜、コントローラ１９内のメモリに格納される（Ｓ１０６）。

しかして、画素潰れ位置が検出されると、シャッター１０４がＯＮとされ、当該記録ブロックに対する物体光の照射が中止される（Ｓ１０７）。そして、Ｓ１０６にて取得された画素潰れ位置の情報をもとに、エンコーダ１１によって、画素潰れ位置の無効化と代替画素の設定を反映した１ブロック分の記録データが生成され、エンコーダ１１からＳＬＭドライバ１２に出力される（Ｓ１０８）。

しかる後、かかる記録データをもとに、当該記録ブロックに対する記録が行われる（Ｓ１０９）。すなわち、信号エリアと予備エリアの各画素に記録データを割り当てた駆動信号がＳＬＭドライバ１２によって生成され、これが光学ヘッド１３内の空間光変調器１０５に出力され、半導体レーザ１０１の出射パワーが記録レベルに設定され、シャッター１０４とシャッター１０７が共にＯＦＦ（透過）とされる。しかして、物体光と参照光が当該記録ブロックに照射され、記録信号に応じた干渉縞が当該記録ブロックに定着される。

このようにして当該記録ブロックに対する記録が行われると、コントローラ１９はさらに記録すべきデータが存在するかを判別する（Ｓ１１０）。そして、記録すべきデータが存在する場合には、光学ヘッド１３を次の記録ブロック位置にアクセスさせ（Ｓ１１１）、Ｓ１０８以降の処理を行う。一方、記録すべきデータが存在しない場合には、画素潰れ位置の無効化と代替画素の設定を示す補正情報を生成し、これを、ホログラムメモリの管理情報記録領域に記録する（Ｓ１１２）。かかる補正情報の記録により、当該記録動作が終了する。

図７に、再生動作時におけるフローチャートを示す。

再生動作が開始されると、コントローラ１９は、まず、当該ホログラムメモリ１０の補正情報を取得する（Ｓ２０１）。ここで、補正情報を含む管理情報は、当該ホログラムメモリ１０がホログラムメモリ装置に装着された際に、あらかじめ再生手段によって再生され、コントローラ１９内のメモリに格納されている。

なお、管理情報がホログラムメモリ１０の記録層（ホログラム材料層）に記録されている場合には、管理情報はＳ２０２以降と同様の処理に従って再生される。また、管理情報がホログラムメモリ１０を収容するカートリッジ上に配された磁気メモリ等に記憶されている場合には、別途配された再生手段によって再生され、コントローラ１９のメモリに格納される。

しかして、補正情報が取得されると、次に、シャッター１０４とシャッター１０７がＯＮとされ（Ｓ２０２）、光学ヘッド１３が再生ブロック位置にアクセスされる（Ｓ２０３）。そして、半導体レーザ１０１の出射パワーが再生レベルに設定された後（Ｓ２０４）、シャッター１０７がＯＦＦ（透過）とされ（Ｓ２０５）、再生レベルの参照光が当該再生ブロックに照射される。

参照光は、当該再生ブロックの干渉縞によって干渉され、ホログラムメモリ１０の反射層によって反射される。この反射光は、ＣＣＤ１１２によって受光され、これに応じて、ＣＣＤ１１２から再生信号が出力される（Ｓ２０６）。同時に、シャッター１０７がＯＮ（遮断）とされる（Ｓ２０７）。

ＣＣＤ１１２から出力された再生信号は、信号増幅回路１５によって増幅された後、デコーダ１６に出力される。このとき、デコーダ１６には、Ｓ１０１で取得された補正信号が、コントローラ１９から供給されており、デコーダ１６は、かかる補正信号をもとに再生信号を再構成する（Ｓ２０８）。そして、再構成後の再生信号をデコードして再生データを生成し、これを後段回路に出力する（Ｓ２０９）。

このようにして当該再生ブロックに対する再生が行われると、コントローラ１９はさらに再生すべきデータが存在するかを判別する（Ｓ２１０）。そして、再生すべきデータが存在する場合には、光学ヘッド１３を次の再生ブロック位置にアクセスさせ（Ｓ２０３）、Ｓ２０４以降の処理を行う。一方、再生すべきデータが存在しない場合には、当該再生動作を終了する。

以上、本実施形態によれば、物体光上における画素潰れ位置を検出し、その検出結果に基づいて、空間光変調器１０５に供給するデータ信号を適宜補正するものであるから、空間光変調器１０５に画素潰れが生じ、あるいは、物体光の光路中に配されている光学系にゴミやホコリ等が付着したような場合にも、記録信号をエラーなく適正に記録することができる。

また、空間光変調器１０５に供給するデータ信号の補正情報をホログラムメモリの記録層あるいはカートリッジ上の磁気メモリ等に記録するようにしたことから、当該ホログラムメモリを異なるホログラムメモリ装置に装着した場合にも、補正情報を適宜再生することにより、記録データの補正状態を把握することができ、もって、ホログラムメモリ内のデータを良好に再生することができるようになる。

さらに、上記実施形態によれば、エラー検出時における半導体レーザ２０１の出射強度を、誤記録を抑制できるレベルまで低下させるようにしたことから、かかる物体光の照射によってホログラムメモリに誤記録が生じることはなく、ホログラムメモリの記録特性を良好に維持することができる。

なお、上記実施形態では、反射型のホログラムメモリに情報を記録／再生する際に用いられる光学系を示したが、これ以外の光学系に本発明を適用することも勿論可能である。

図８に、透過型ホログラムメモリ（記録媒体）に対し、角度多重にて、情報を記録／再生する際に用いられる光学系の構成例を示す。

図示の如く、この光学系は、半導体レーザ２０１と、コリメータレンズ２０２と、ビームスプリッタ２０３と、シャッター２０４と、偏光ビームスプリッタ２０５と、λ／４板２０６と、空間光変調器２０７と、対物レンズ２０８と、シャッター２０９と、ガルバノミラー２１０と、リレーレンズ２１１と、ＣＣＤ（Charge Coupled Devise）２１２から構成されている。

半導体レーザ２０１からのレーザ光は、上記図１の場合と同様、ビームスプリッタ２０３によって物体光と参照光に分割され、それぞれシャッター２０４、２０９によって透過または遮断される。なお、シャッター２０４、２０９のＯＮ／ＯＦＦ制御は、上記図１におけるシャッター１０４、１０７のＯＮ／ＯＦＦ制御と同様にして行われる。

本光学系では、空間光変調器２０７として、ＤＭＤ等を用いた反射型の空間光変調器が用いられている。

図９に、ＤＭＤを用いた空間光変調器の構成例を示す。なお、同図には、一画素分の空間光変調器の構成が示されている。

図において、梁部３０３と板状部３０４ａ、３０４ｂの上面は、ミラー面３０１となっている。また、一対の板状部３０４ａ、３０４ｂに対向して電極３０２ａ、３０２ｂが配置されている。

たとえば、一対の板状部３０４ａ、３０４ｂをマイナス電位に保ったまま電極３０２ａにプラス電位を印加すると、板状部３０４ａと電極３０２ａ間に引き合い方向のクーロン力が発生する。このとき同時に電極３０２ｂにマイナス電位を印加すると、板状部３０４ｂと電極３０２ｂ間に反発方向のクーロン力が発生する。

かかるクーロン力によって、ミラー面３０１は、梁部３０３を軸として、同図の下向き矢印方向に回動する。一対の板状部３０４ａ、３０４ｂに上記とは逆極性の電位を印加した場合には、ミラー面３０１は、梁部３０３を軸として、同図の上向き矢印方向に回動する。このようにして、ミラー面３０１を傾けることにより、ミラー面３０１上に照射される光の反射方向を側方にそらすことができる。

ミラー面３０１上に照射された光は、ミラー面３０１が傾いていないときには入射光路に逆行する方向に反射され、ミラー面３０１が傾けられているときに側方に蹴られる。ミラー面３０１の傾き制御を全ての画素に対し行うことにより、当該空間光変調器２０７に入射された全光束に対して空間光変調が行われる。なお、ＤＭＤを用いた反射型空間光変調器の構成は、たとえば、特開平５−１５０１７３号公報等に記載されている。

図８に戻り、偏光ビームスプリッタ２０５を透過した光は、λ／４板２０６にて円偏光に変換された後、空間光変調器２０７によって変調される。そして、ここで反射された光は、再びλ／４板２０６を通過することにより、入射時とは偏光面が９０度回転された直線偏光の光に変換される。この反射光は、偏光ビームスプリッタ２０５に入射され、対物レンズ２０８方向に反射される。そして、対物レンズ２０８によって収束され、記録媒体のホログラム材料層に照射される。

一方、参照光は、シャッター２０９を通過した後、ガルバノミラー２１０によって所定の角度にて反射され、記録媒体のホログラム材料層に照射される。このとき、参照光は、ホログラム材料層のうち物体光の照射箇所を透過するよう、リレーレンズ２１１によって光路調整される。

しかして、物体光と参照光がホログラム材料層に同時に照射されると、これらの光はホログラム材料層において干渉し干渉縞が生じる。これにより、ホログラム材料層中の高屈折率のモノマーが干渉縞に応じてポリマー化し、ホログラム材料層中に、干渉縞に応じた屈折率分布が定着する。しかして、記録媒体に対する情報記録が行われる。

なお、多重記録時には、ガルバノミラー２１０が所定角度だけ回転され、記録媒体に対する参照光の入射角度が変更される。このとき、空間光変調器２０７に異なる記録信号を供給すると、当該照射箇所に異なる角度にて干渉縞が生じ、干渉縞に応じた屈折率分布が定着する。しかして、当該箇所に、異なる記録信号が角度多重にて記録される。

図１０に、本光学系を用いてホログラムメモリ（ディスク）に記録を行う際の動作フローチャートを示す。

なお、ホログラムメモリ装置の構成例は、図５に示す構成と同様である。ただし、透過型であるため、光学ヘッド１３の構成は、ホログラムメモリ１０に対し物体光と参照光を照射する系と、ホログラムメモリ１０を透過した後の物体光と参照光を受光する系の２つの系に分離され、信号増幅回路１５には、後者の系の構成要素として配されたＣＣＤ２１２から再生信号が入力される。

記録時の動作フローチャートは、上記図６に示すフローチャートとほぼ同様である。本フローチャートでは、記録データが角度多重されることから、Ｓ１２０のステップが追加されている。

すなわち、記録動作が開始されると、上記図６と同様、Ｓ１０１〜Ｓ１０６のステップによって、画素潰れ位置の検出と、画素潰れ位置情報のメモリ格納処理が行われる。そして、Ｓ１０７、Ｓ１０８にて、空間光変調器２０７の駆動信号を補正する処理が行われ、Ｓ１０９にて、補正後の駆動信号をもとにした記録ブロックへの記録が行われる。このとき、記録ブロックに対する参照光の入射角度は、当該記録に適した角度に設定されている。

しかして、当該データの記録が終了すると、Ｓ１１０にて、さらに記録すべきデータが存在するかが判別され、存在すれば、次に、記録ブロックを変更すべきか、具体的には、当該記録ブロックに対する多重角度が使い尽くされたかが判別される。ここで、多重角度が使い尽くされていなければ、Ｓ１０８に戻り、次の記録データが別の多重角度にて記録される。他方、多重角度が使い尽くされていれば、光学ヘッド１３が次の記録ブロックにアクセスされ（Ｓ１１１）、Ｓ１０８以降の処理に従って、当該記録ブロックに対する記録が行われる。そして、全ての記録データに対する記録が終了すると（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１１２にて、画素潰れ位置の無効化と代替画素の設定を表示する補正情報が、ホログラムメモリの管理情報記録領域に記録される。かかる補正情報の記録により、当該記録動作が終了する。

図１１に、本光学系を用いてホログラムメモリ（ディスク）からデータ再生を行う際の動作フローチャートを示す。再生時の動作は、上記図７に示す動作フローチャートとほぼ同様である。図１１のフローチャートでは、記録データが角度多重にて記録されていることから、Ｓ２２０のステップが別途追加されている。

すなわち、再生動作が開始されると、Ｓ２０１にて補正情報が取得された後、Ｓ２０２〜Ｓ２０７にて、当該再生ブロックに対する読み取り動作が行われる。そして、Ｓ２０８にて、補正情報をもとに再生信号が再構成され、これが、デコーダ１６によってデコードされ出力される（Ｓ２０９）。

しかる後、Ｓ２１０にて、さらに再生すべきデータが存在するかが判別され、存在すれば、再生ブロックを変更すべきか、具体的には、当該再生ブロックにさらに角度多重されているデータが存在するかが判別される（Ｓ２２０）。

ここで、さらに角度多重されているデータが存在すれば、Ｓ２０４に戻り、次の多重データが、対応する入射角度の参照光を入射することによって再生される。他方、角度多重されているデータが存在しなければ、光学ヘッド１３が次の再生ブロックにアクセスされ（Ｓ２０３）、Ｓ２０４以降の処理に従って、当該再生ブロックに対する再生が行われる。そして、全ての再生データの再生が終了することにより（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、当該再生動作が終了する。

本実施形態においても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。

なお、本実施形態では、透過型の光学系が用いられているため、ホログラムメモリ１０が非装着の場合においても、物体光をＣＣＤ２１２にて受光することができる。よって、上記処理フローのように記録動作直前に記録ブロックに物体光（エラー検出レベル）を照射して画素潰れを検出する方法の他、ホログラムメモリ１０が非装着のときに、物体光（エラー検出レベル）を照射して画素潰れを検出するようにすることもできる。

この場合、ホログラムメモリ１０には、エラー検出用の物体光が照射されないことから、ホログラムメモリ１０に対する誤記録をさらに抑制することができ、ホログラムメモリ１０の記録特性をさらに良好に維持することができる。なお、この場合のエラー検出動作は、たとえば、装置本体の電源スイッチがＯＮされたタイミングや、ホログラムメモリがイジェクトされたタイミング、あるいは、内蔵タイマーが一定時間を計時したタイミング等に行うようにすれば良い。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、これら実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

実施例１に係る光学系の構成を示す図 実施例１に係る空間光変調器を説明する図 実施例１に係る画素潰れ位置の検出手順を説明する図 実施例１に係る代替画素の利用例を説明する図 実施例１に係るホログラムメモリ装置の構成を示す図 実施例１に係る記録動作時のフローチャートを示す図 実施例１に係る再生動作時のフローチャートを示す図 実施例２に係る光学系の構成を示す図 実施例２に係る空間光変調器を説明する図 実施例２に係る記録動作時のフローチャートを示す図 実施例２に係る再生動作時のフローチャートを示す図

符号の説明

１０ ホログラムメモリ
１３ 光ヘッド
１４ レーザ駆動回路
１９ コントローラ
１０１ 半導体レーザ
１０５ 空間光変調器
１１２ ＣＣＤ
２０１ 半導体レーザ
２０７ 空間光変調器
２１２ ＣＣＤ

Claims (9)

1. 物体光と参照光を干渉させながらホログラムメモリに記録を行うホログラムメモリ装置において、
   データ信号に基づいて前記物体光に空間的な光変調を施す空間光変調手段と、
   前記ホログラムメモリからの光を受光してデータ信号を出力する受光手段と、
   前記物体光を前記ホログラムメモリに照射したときに前記受光手段から出力されるデータ信号とこのときに前記空間光変調手段に供給されているデータ信号に基づいて前記物体光上に生じる変調エラー位置を検出するエラー位置検出手段と、
   前記エラー位置検出手段によって検出された変調エラー位置に基づいて前記空間光変調手段に供給するデータ信号を補正するデータ信号補正手段と、
   前記データ信号補正手段による補正情報を当該ホログラムメモリに関連付けて記録する補正情報記録手段と、
   を有することを特徴とするホログラムメモリ装置。
2. 請求項１において、
   前記ホログラムメモリに対する前記物体光の照射強度を調整するパワー調整手段をさらに備え、該パワー調整手段は、前記エラー位置検出手段による検出時に、前記物体光の照射強度を誤記録を抑制できるレベルまで低下させる、
   ことを特徴とするホログラムメモリ装置。
3. 請求項１または２において、
   前記データ信号補正手段は、前記エラー位置検出手段によって検出された変調エラー位置に対応するデータ位置を無効化するとともに、予備的に準備されたデータ位置を当該無効化されたデータ位置を補うために使用して、前記空間光変調手段に供給するデータ信号を構成する、
   ことを特徴とするホログラムメモリ装置。
4. 請求項１ないし３の何れかにおいて、
   前記補正情報は、当該ホログラムメモリ内、あるいは、当該ホログラムメモリを内蔵するカートリッジに配された所定の記録手段に記録される、
   ことを特徴とするホログラムメモリ装置。
5. 物体光と参照光を干渉させながらデータの記録が行われる記録媒体において、データ領域における記録画素を補償するための補正情報が記録されていることを特徴とする記録媒体。
6. 請求項５において、
   前記補正情報は、無効化された画素位置を示す情報を含むことを特徴とする記録媒体。
7. 請求項６において、
   前記補正情報は、無効化された画素位置を補う代替画素の設定に関する情報をさらに含むことを特徴とする記録媒体。
8. 請求項５ないし７の何れかにおいて、
   前記補正情報は、当該記録媒体の記録層に記録されていることを特徴とする記録媒体。
9. 請求項５ないし７の何れかにおいて、
   前記補正情報は、当該記録媒体を収容するカートリッジに記録されていることを特徴とする記録媒体。

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