JP2006259519A - ホログラム記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ビットエラーレートを容易に小さくすることができるホログラム記録装置を提供する。
【解決手段】 光源から出射した光ビームを平行ビームに変換するビーム平行化手段と、このビーム平行化手段を経た光ビームを拡大するビーム拡大手段３と、このビーム拡大手段３を経た光ビームをホログラム記録用の記録光と参照光とに分離するビーム分離手段と、このビーム分離手段からの上記記録光を２次元的な情報を表す光に変調する空間光変調手段５とを備えたホログラム記録装置であって、上記空間変調素子のデータパターンをいくつかの領域に分割し、時間的に分割および／または多重記録するように構成されている。
【選択図】 図５

Description

本願発明は、たとえばレーザビームを用いて記録媒体にホログラムを記録するためのホログラム記録装置に関する。

従来のホログラム記録装置としては、たとえば特許文献１に開示されたものがある。
図１は、特許文献１に開示されたホログラム記録再生装置の構成を示す図である。

図１に示されるように、このホログラム記録再生装置４００は、記録再生用の光学系として、Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分を含む所定の波長の光ビームを生成する記録再生用のレーザ光源４０１と、ビームエキスパンダ４０２と、偏光ビームスプリッタ４０３と、空間光変調器（ＳＬＭ）１０１と、１／２波長板４０５と、全反射ミラー４０６と、フーリエ変換レンズ４０７、４０８と、コリメートレンズ４０９と、ＣＣＤイメージセンサ４１０を備えている。

記録再生用のレーザ光源４０１は、ガウシアン分布をもつ光ビーム４１１を生成する。
この光ビーム４１１は、ビームエキスパンダ４０２によってビーム径が拡大され、かつ平行光にされた後、偏光ビームスプリッタ４０３に入射する。
偏光ビームスプリッタ４０３は、入射した光ビームのうちＳ偏光成分を透過しＰ偏光成分を反射することによって２つの光ビーム４１１ａ、４１１ｂに分割する。
Ｓ偏光成分からなる一方の光ビーム４１１ａは空間光変調器１０１に入射する。

空間光変調器１０１は、光ビーム４１１ａの強度を空間的に変調して、情報を担持した信号光を生成する。
記録時には、記録データに応じて空間光変調器１０１の各画素をオン状態又はオフ状態とすることによって、所定のパターンの信号光が生成される。
空間光変調器１０１は、画素全体がガウシアン分布とは反比例な光透過率分布をもつように各画素の光透過率が設定されていることから、すべての画素がオン状態であるときの光ビームの強度分布はほぼ一様とされ、所定の画素をオフ状態にすれば強度分布の一様な光ビームが空間的に変調される。
空間光変調器１０１から出射した信号光はフーリエ変換レンズ４０７によって集光されて、ホログラム記録媒体４１２に照射される。

一方、Ｐ偏光成分からなる他方の光ビーム４１１ｂは、１／２波長板４０５によって一方の光ビーム４１１ａの同じＳ偏光成分とされる。
その後、全反射ミラー４０６で反射し、フーリエ変換レンズ４０８を透過して、参照光としてホログラム記録媒体４１２に照射される。
信号光及び参照光は、ホログラム記録媒体４１２の記録層内で重ね合わされることで干渉パターンが形成されて、ホログラムが記録される。

再生時には、空間光変調器１０１の各画素をすべてオフ状態にすることによって光ビーム４１１ａの通過が遮断される。
したがって、記録再生用のレーザ光源４０１によって生成された光ビーム４１１は、ビームエキスパンダ４０２、偏光ビームスプリッタ４０３、１／２波長板４０５、全反射ミラー４０６、フーリエ変換レンズ４０８を経由して、ホログラム記録媒体４１２に参照光として照射される。
記録層内に形成された干渉パターンによって変調された参照光は、ホログラム記録媒体４１２を通過し、コリメートレンズ４０９を通過して、再生像としてＣＣＤイメージセンサ４１０に照射される。

これにより、２次元情報光によりホログラムとして記録された情報が再生される。
特開２００４−２９４７５６号公報

上記従来のホログラム記録装置では、図２に示されるように空間光変調器１０１の画素全体の光透過率分布１０１ｘを入射ビーム１０２の強度分布であるガウシアン分布１０２ｘと反比例するように、中央付近において光透過率が低く中央から離れるほど光透過率が高く設定することにより、ガウシアン分布をもつ光ビームが入射すると、空間光変調器１０１を通過した後の光ビーム１０３はほぼ一様な強度分布１０３ｘとなるようにしている。

しかしながら、中央付近において光透過率を低く設定することは、効率的にロスをする方法であり、望ましくない。
また、光路に強度分布を均一にする素子を挿入したり、光学素子に強度分布を均一にする加工を施すことが考えられるが、このような場合には、部品点数の増加、部品コストの増加、組み立て工数の増加、調整工数の増加に繋がりコストアップが避けられない。

また、ホログラム記録の別の要因として、焦点位置近傍においては各空間変調器を通過した光が位相遅れなく干渉するので、ホログラム記録媒体が感光しすぎることになり、感光可能なダイナミックレンジを不要に使ってしまう。その結果、普通に多重記録をしていくと、その焦点位置近傍のパターンはつぶれて行ってしまう。つまり、感光させている中に、やたらと強い強度の部分があると、そこはきれいに像が感光されず、歪みを生じてしまい、結果として再生信号のＳＮ比を悪くしてしまう。

その一方で、空間光変調器１０１を通過した後の光ビーム１０３は、空間光変調器１０１で生じる回折現象によって、通過した後の光ビーム同士がホログラム記録媒体内で干渉し、これが上記理由によりさらにＳＮ比を悪くしてしまう。。ゆえに、これを回避するために、多重記録可能な回数が少なくなってしまっていた。このような干渉は、空間光変調器１０１を一度に通過するビットの数が増えるほど大きくなる。

さらに別の課題として、フーリエ変換レンズ４０７、４０９の中央部分を通る光は、歪みが少なく記録再生に問題はないが、フーリエ変換レンズ４０７、４０９の周辺部分を通る光は、中央部分に比べると歪みが大きくなり記録再生特性が劣化してしまう。その結果、空間光変調器１０１の中央部分のデータは光学ノイズが少なく、周辺部分のデータは光学ノイズを生じやすくなってしまう。これに伴い、ページデータ内でのビットエラーレートの差が大きくなり、エラー訂正符号の設計が極めて複雑となり装置設計が困難となる。

本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、光効率を下げることなく、空間光変調器の中央から離れた部分のデータにおいても、ビットエラーレートを容易に小さくすることができるホログラム記録装置を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。

本願発明の第１の側面によって提供されるホログラム記録装置は、光源と、この光源から出射した光ビームを平行ビームに変換するビーム平行化手段と、このビーム平行化手段を経た光ビームをホログラム記録用の記録光と参照光とに分離するビーム分離手段と、このビーム分離手段からの上記記録光を２次元的なページデータを表す光に変調する空間光変調手段とを備え、上記参照光と上記ページデータを表す光とを干渉させて１ページデータを１単位として記録するホログラム記録装置であって、
上記ページデータを複数の領域に分割し、時間的に分割および／または多重記録するように構成されていることを特徴としている。

好ましい実施の形態としては、上記分割する領域は、空間光変調手段を通過する光強度に応じて分割されている。さらに上記多重記録する領域は、空間光変調手段を通過する光強度が弱い領域である。

このような構成によれば、ガウス分布の光が照射される光源を用いたとしても、その強度分布を補正する必要がなく、装置の製造工程を簡略化することができる。

別の好ましい実施の形態としては、上記多重記録する領域は、上記ページの認識、および、上記ページまたは関連するページのデータ再生に必要なヘッダ情報である。

各ページデータに記載されるヘッダ部の情報としては、そのページ自体のアドレス情報や、そのページ及び他ページ間にまたがるデータ管理情報が含まれていることが望ましい。また、ヘッダ情報が読み取り出来ない場合、データの読み取りは不可能となるが、ヘッダ情報が読み取り出来れば、そのページのデータが部分的に万が一読み取れなくても、ヘッダに記載されたデータ管理情報を用いてインタリーブ等を用いてデータを再生できる可能性が高まる。

別の好ましい実施の形態としては、上記分割する領域は、記録するビットが少なくなるように分割されている。

このような構成によれば、記録光同士による干渉光の生成を抑えることが可能となり、ノイズを低減することが可能となると共に、記録媒体が過剰に露光してしまうのを防止することが可能となる。

本願発明の第２の側面によって提供されるホログラム記録装置は、光源と、この光源から出射した光ビームを平行ビームに変換するビーム平行化手段と、このビーム平行化手段を経た光ビームをホログラム記録用の記録光と参照光とに分離するビーム分離手段と、このビーム分離手段からの上記記録光を２次元的な情報を表す光に変調する空間光変調手段とを備えたホログラム記録装置であって、
上記空間変調手段が反射形の空間変調素子により構成されており、
上記空間変調手段のデータパターンを複数の領域に分割し、時間的多重記録すると共に、
上記多重記録は、記録するデータが多いデータパターンから順次記録するデータが少ないデータパターンへと遷移し、それらのデータパターンを切り替える直後において、上記光源の光量を露光時よりも低くするように構成されていることを特徴としている。

このような構成によれば、データパターンの遷移状態における光の斜入射によるノイズを低減することができる。

本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本願発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。図３〜４は、本願発明に係るホログラム記録装置の実施形態を示している。なお、図３は、記録モードにおける動作状態を示し、図４は、再生モードにおける動作状態を示している。

図３および図４に示されているように、本実施形態のホログラム記録装置Ａ１は、レーザ光源１、コリメータレンズ２、ビームエキスパンダ３、第１および第２のビームスプリッタ４Ａ，４Ｂ、空間光変調器５、２次元ディテクタ６、記録光・再生光兼用の対物レンズ７、ならびに参照光用の対物レンズ８を備えて構成されている。記録媒体Ｂは、基板９０、反射膜９１、記録層９２、および保護膜９３を積層して構成されており、この記録層９２にホログラムが記録される。

レーザ光源１は、たとえば半導体レーザ素子からなり、記録モードあるいは再生モードにおいて比較的帯域が狭く干渉性の高いコヒーレント光であるレーザビームを出射する。このレーザ光源１からは、レーザビームがガウス分布状の光強度分布をもって出射する（図２参照）。なお、レーザビームの光強度は、光束密度に比例する。

コリメータレンズ２は、レーザ光源１から出射したレーザビームを平行ビームに変換する。このコリメータレンズ２から平行ビームとして出射するレーザビームもまた、ガウス分布状の光強度分布をもつ。

ビームエキスパンダ３は、入射側レンズ３０と出射側レンズ３１とを組み合わせたレンズ系からなり、コリメータレンズ２から出射したレーザビームの径を拡大し、平行ビームとして出射する。

第１のビームスプリッタ４Ａは、ビームエキスパンダ３から出射したレーザビームを受け、このレーザビームを空間光変調器５に向かうホログラム記録用の記録光と、これとは別の光路を経て対物レンズ８へと向かう参照光とに分離する。第２のビームスプリッタ４Ｂは、空間光変調器５から対物レンズ７へと記録光を透過させる一方、記録媒体Ｂから対物レンズ７を通して戻ってくる再生光を受け、この再生光を２次元ディテクタ６へと導く。

空間光変調器５は、たとえば透過型の液晶装置からなり、記録モード時にのみ使用される。なお、空間光変調器５を光路の折り返し部分に設ける場合には、反射型のＤＭＤ（Deformable Mirror Device）を用いてもよい。空間光変調器５は、ビームエキスパンダ３から第１のビームスプリッタ４Ａを経て導かれてくるレーザ光を２次元的な情報を表す記録光（２次元情報光）に変調する。この際、空間光変調器５を透過するレーザ光の強度は、図２に示すように、中心部分が強く、周辺部分が弱くなる。

２次元ディテクタ６は、たとえばＣＣＤエリアセンサあるいはＣＭＯＳエリアセンサからなり、主として再生モード時に使用される。この２次元ディテクタ６は、受光した再生光をデジタル信号に変換することにより、記録媒体Ｂの記録層９２にホログラムとして記録された２次元的な情報を取り出す。

記録光・再生光兼用の対物レンズ７および参照光用の対物レンズ８は、ヘッドユニット９に一体化されており、参照光用の対物レンズ８は、記録光・再生光兼用の対物レンズ７に対して所定角度をなすように配置されている。この参照光用の対物レンズ８には、第１のビームスプリッタ４Ａから反射ミラー８０およびプリズム８１を介して参照光が導かれてくる。ヘッドユニット９は、一方の対物レンズ７を通る記録光と他方の対物レンズ８を通る参照光とが記録媒体Ｂの記録層９２において互いに干渉するように、電磁コイルなどの駆動手段９ａによって記録媒体Ｂの厚み方向に変位させられる。記録媒体Ｂの記録層９２には、記録光と参照光とが互いに干渉するように照射されることでホログラムが記録される。

再生モード時、図４に示されているように、第１のビームスプリッタ４Ａから対物レンズ８を経て参照光のみが記録媒体Ｂの記録層９２に照射される。記録層９２の照射部位では、記録光および参照光の干渉によって記録されたホログラムに基づく再生光が生じる。再生光は記録光の延長線方向に生じるため、反射膜９１に反射して記録光・再生光兼用の対物レンズ７および第２のビームスプリッタ４Ｂを通して２次元ディテクタ６に受光される。これにより、２次元情報光によりホログラムとして記録された情報が再生される。

次に、ホログラム記録装置Ａ１の作用について説明する。

図３に示す記録モードの場合、レーザ光源１から出射したレーザビームは、コリメータレンズ２、ビームエキスパンダ３、第１のビームスプリッタ４Ａ、空間光変調器５、第２のビームスプリッタ４Ｂ、対物レンズ７を順次経ることにより、記録光として記録媒体Ｂに照射される。また、レーザ光源１から出射したレーザビームは、コリメータレンズ２、ビームエキスパンダ３、第１のビームスプリッタ４Ａ、反射ミラー８０、プリズム８１、対物レンズ８を順次経ることにより、記録媒体Ｂの記録層９２で上記記録光と干渉するように参照光として照射される。記録層９２においては、空間光変調器５により２次元情報光として変調された記録光と参照光とが光学的に干渉する結果、記録層９２が感光して屈折率の変化として記録されることにより、２次元的な情報を含むホログラムが記録される。

一方、図４に示す再生モードの場合、レーザ光源１から出射したレーザビームは、コリメータレンズ２、ビームエキスパンダ３、第１のビームスプリッタ４Ａ、反射ミラー８０、プリズム８１、対物レンズ８を順次経ることにより、参照光として記録媒体Ｂに照射される。そして、記録媒体Ｂの記録層９２では、屈折率の変化として記録されたホログラムによる再生光が生じる。この際に生じる再生光は記録光の延長線上に生じるために、記録媒体Ｂに設けられた反射膜９１に反射して、対物レンズ８および第２のビームスプリッタ４Ｂを経て２次元ディテクタ６に受光される。これにより、２次元情報光によりホログラムとして記録された情報が再生される。

図５は、本願発明に係る記録光の生成方法を示している。本実施形態のホログラム記録装置においては、１ページのデータを複数フレームで記録する。

まず、空間光変調器５に入射するレーザビームの強度分布に合わせて４フレームに分割する例を説明する。
１ページ分のデータを４フレームに分割するにあたり、図５(１)〜(４)で示した４つの領域を、レーザビームの強度に合わせて露光する時間を変更する。図５(１)に示すレーザビームの強度が低い空間光変調器５の周辺部分は、全てのフレームに同じデータを変調し、図５(４)に示すレーザビームの強度が強い空間光変調器５の中央ほど、少ない数のフレームにのみ変調する。

したがって、図５(ａ)に示す最初のフレームには１ページ分のデータの周辺部分のみが変調される。つぎに、図５(ｂ)に示す２フレーム目には図５(ａ)で変調したデータと、その内側のデータとを合わせた変調を行なう。つぎに、図５(ｃ)に示す３フレーム目には図５(ｄ)で変調したデータと、その内側のデータとを合わせた変調を行なう。最後に図５(ｄ)に示す４フレーム目には、１ページ分の全てのデータの変調を行なう。
そして、これらの４フレームのページデータを、記録媒体Ｂの記録層９２の同じ位置に同じ参照光にて順次切り替えて記録していくことで１ページ分のデータを記録する。
これにより、レーザビームの強度の強い中心部分では短い時間だけ露光される。よって、レーザビームの強度の強い記録光同士の干渉によるノイズは、露光時間が短いために減少することになる。

このようにして重書きして記録された情報は、再生の際にはそれぞれの記録パターンに応じた再生信号が元の二次元情報光として再生され、それぞれの二次元情報光が重ね合わされたパターンとして強調された再生信号が得られる。
その結果、対物レンズの歪みによる記録再生信号の劣化が生じやすい周辺部分は、中央部分とは別に露光した情報（図５(ａ)〜(ｃ)）により、中央部分よりも記録光同士の干渉によるノイズがさらに少ない情報が多重記録されていることで、周辺部分はノイズの少ない再生が可能となり、対物レンズの歪みよる記録再生信号の劣化を補うことができる。

上記図５(ａ)〜(ｄ)で示した４つのフレームによる１ページ分の露光時間の合計は、従来の１ページ分の露光時間と同じとすることが望ましい。つまり、従来の露光時間は周辺部のデータが読める程度に露光する必要があったために、露光時間が周辺部の光強度に合わせて設定する必要があった。よって、本願でも同様に４つのフレームによる１ページ分の露光時間が周辺部の光強度に合わせた露光時間とすることで適正な露光時間に設定することが可能となる。

さらに、上記図５(ａ)〜(ｄ)で示したこれらの４つのフレームは同じ時間間隔で順次切り替えるようにすれば、制御が容易となり望ましい。その際には、４つに均等に分割した時間間隔で最も光量のばらつきが少なくなるように、各フレームへの分割パターンを選択するのが望ましい。

次に図６(ａ)〜(ｉ)に別のフレーム分割をした実施例を示す。
図６(ａ)に示す最初のフレームには１ページ分のデータの周辺部分のみが変調される。つぎに、図６(ｂ)に示す２フレーム目には図６(ａ)で変調したデータと、その内側のデータとを合わせた変調を行なう。つぎに、図６(ｃ)に示す３フレーム目には図６(ｄ)で変調したデータと、その内側のデータとを合わせた変調を行なう。最後に図６(ｄ)に示す４フレーム目には、１ページ分の全てのデータの変調を行なう。ここまでは４つのフレームに分割した例と同じである。

さらに図６(ｅ)に示すフレームでは、図６(ａ)と同じ変調を行なう。図６(ｆ)のフレームでは、図６(ｂ)と同じ変調を行なう。図６(ｇ)のフレームでは、図６(ｃ)と同じ変調を行なう。図６(ｈ)のフレームでは、図６(ｃ)と同じ変調を行なう。図６(ｉ)のフレームでは、図６(ｄ)と同じ変調を行なう。

以上の９フレームを従来の１ページ分の露光時間に分割することで、図５で説明した４つのフレームに分割した場合とは、光強度の分割量に差を持たせることが可能となる。結果として、図５で説明した４つのフレームでは、周辺部分から中央部分に向かって４：３：２：１の比率で露光したことになるが、９つのフレームに分割した場合では、９：７：５：２の比率で露光することができる。このような分割方法を採用することで、中央部分と、それ以外の部分での光強度の差が大きい場合に、記録する光量のぱらつきを抑えることが可能となる。

なお、液晶シャッターの性能に応じて、さらに分割数を増やしても構わない。また、データ処理に十分な余裕があり、液晶シャッターに複雑な動作を要求できる場合には、書き込むデータの種類を４種類ではなく、分割したフレーム数と同じ数だけ用意しても構わない。また、上記分割例では矩形状に分割する例にて説明したが、矩形に限るものではない。

次に図７(ａ)〜(ｈ)に矩形以外の形状に分割した実施例を示す。
たとえば、媒体の空間分解能が悪い（干渉縞のピッチが細かい場合はきれいな干渉縞が出来にくい）場合、記録光同士の干渉がよりノイズになりやすくなる。この場合、記録光同士が形成する干渉縞のピッチが細かくならないように、図７に示すようなデータ分割を行って図５、図６と同様に異なるフレームで多重記録することで、ノイズ干渉縞（グレーティング）が出来るのを防ぐことができる。

つまり、記録光同士の干渉は直接はノイズにならないが、ピッチが細かくなるとうまく像が転写されないような場合、図７に示した分割を行って同一箇所に同一参照光で別フレーム記録することで、再生はページ データのままとしてみえるが、記録に関してはノイズを抑えたものを実現できる

次に図８(ａ)〜(ｉ)にヘッダ情報を強調記録する実施例を示す。
１ページのデータを再生するためには、そのページ自体のアドレス情報や、そのページ及び他ページ間にまたがるデータ管理情報を把握する目的で、ヘッダ情報を記録する場合がある。このヘッダ情報は、データよりも認識しやすい状態で記録する必要がある。そのために、本願発明を応用することで容易に強調記録することが可能となる。
図８(ａ)〜(ｉ)に示すように、全てのフレームに同じヘッダ情報を変調することで、ヘッダ情報が強調記録される。

以下、本願発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。図９は、本願発明に係るホログラム記録装置の他の実施形態を示している。なお、図３に示す実施形態とは実質的に同一であるが、空間光変調器５に反射形のＤＭＤを用いている点が異なる。

図９に示されているように、本実施形態のホログラム記録装置Ａ２は、レーザ光源１、コリメータレンズ２、ビームエキスパンダ３、第１および第２のビームスプリッタ４Ａ，４Ｂ、空間光変調器５、２次元ディテクタ６、記録光・再生光兼用の対物レンズ７、ならびに参照光用の対物レンズ８を備えて構成されている。記録媒体Ｂは、基板９０、反射膜９１、記録層９２、および保護膜９３を積層して構成されており、この記録層９２にホログラムが記録される。

レーザ光源１は、たとえば半導体レーザ素子からなり、記録モードあるいは再生モードにおいて比較的帯域が狭く干渉性の高いコヒーレント光であるレーザビームを出射する。このレーザ光源１からは、レーザビームがガウス分布状の光強度分布をもって出射する（図２参照）。なお、レーザビームの光強度は、光束密度に比例する。

コリメータレンズ２は、レーザ光源１から出射したレーザビームを平行ビームに変換する。このコリメータレンズ２から平行ビームとして出射するレーザビームもまた、ガウス分布状の光強度分布をもつ。
ビームエキスパンダ３は、入射側レンズ３０と出射側レンズ３１とを組み合わせたレンズ系からなり、コリメータレンズ２から出射したレーザビームの径を拡大し、平行ビームとして出射する。

第１のビームスプリッタ４Ａは、ビームエキスパンダ３から出射したレーザビームを受け、このレーザビームを空間光変調器５に向かうホログラム記録用の記録光と、これとは別の光路を経て対物レンズ８へと向かう参照光とに分離する。第２のビームスプリッタ４Ｂは、第１のビームスプリッタ４Ａから出射された光を反射して空間光変調器５へ導くと共に、空間光変調器５で反射変調された記録光を対物レンズ７へと透過させ、さらに、記録媒体Ｂから対物レンズ７を通して戻ってくる再生光を受け、この再生光を２次元ディテクタ６へと導く。

空間光変調器５は、反射型のＤＭＤを用いており、記録するビットは、対物レンズの方向へ反射し、記録しないビットは対物レンズに光が届かない方向に光を反射させることで、光のＯＮ−ＯＦＦを行なって、ビームエキスパンダ３から第１のビームスプリッタ４Ａを経て導かれてくるレーザ光を２次元的な情報を表す記録光（２次元情報光）に変調する。この際、空間光変調器５で反射されるレーザ光の強度は、図２に示すように、中心部分が強く、周辺部分が弱くなる。

２次元ディテクタ６は、たとえばＣＣＤエリアセンサあるいはＣＭＯＳエリアセンサからなり、主として再生モード時に使用される。この２次元ディテクタ６は、受光した再生光をデジタル信号に変換することにより、記録媒体Ｂの記録層９２にホログラムとして記録された２次元的な情報を取り出す。

記録光・再生光兼用の対物レンズ７および参照光用の対物レンズ８は、ヘッドユニット９に一体化されており、参照光用の対物レンズ８は、記録光・再生光兼用の対物レンズ７に対して所定角度をなすように配置されている。この参照光用の対物レンズ８には、第１のビームスプリッタ４Ａからプリズム８１を介して参照光が導かれてくる。ヘッドユニット９は、一方の対物レンズ７を通る記録光と他方の対物レンズ８を通る参照光とが記録媒体Ｂの記録層９２において互いに干渉するように、電磁コイルなどの駆動手段９ａによって記録媒体Ｂの厚み方向に変位させられる。記録媒体Ｂの記録層９２には、記録光と参照光とが互いに干渉するように照射されることでホログラムが記録される。なお、ページからページへ移動する際も不要な光がメディアに照射される可能性があるので、このとき光源をＯＦＦするようにする。

再生モード時は、第１のビームスプリッタ４Ａから対物レンズ８を経て参照光のみが記録媒体Ｂの記録層９２に照射される。記録層９２の照射部位では、記録光および参照光の干渉によって記録されたホログラムに基づく再生光が生じる。再生光は記録光の延長線方向に生じるため、反射膜９１に反射して記録光・再生光兼用の対物レンズ７および第２のビームスプリッタ４Ｂを通して２次元ディテクタ６に受光される。これにより、２次元情報光によりホログラムとして記録された情報が再生される。

このように反射形のＤＭＤを用いて、図５に示すような変調を行なうと、ＤＭＤのミラーがＯＮからＯＦＦ状態に遷移し始める瞬間だけ、記録媒体Ｂの記録領域に本来ＯＦＦとなるべき信号が入射してしまうという問題が生じる。

図１０は、ＤＭＤによる遷移状態を説明する図である。図中５１はＤＭＤのミラー面の角度を表しており、ＯＮの水平な状態からＯＦＦの傾いた状態へ移行する様子を示している。ミラー面５１が傾くに連れて、記録光は５２、５３へと順次傾いて行く。ミラー面５１が僅かに傾いた時点で、記録光は干渉が起こる領域９４を外れる。この時間は図中ΔＴ₁で表している角度まで変化する時間で、非常に僅かな時間となる。よって、この僅かな遷移時間の間、レーザ光源１をＯＦＦとすることで、記録を行なう干渉領域へノイズとなる干渉光の発生を防止することができる。

さらに、記録光５２の位置に置いても、干渉光は発生しないものの、僅かではあるが記録層９２を感光させる恐れがある。よって、記録光５３の位置へ来るまで、ミラー面５１が遷移する間、レーザ光源１をＯＦＦとすることで、さらに、ノイズを低減することが可能となる。このタイミングを図１１に示す。つまり、ＤＭＤのＯＦＦ信号と同時にレーザ光源１をＯＦＦにし、記録光５３の位置へ来るタイミングの直後にレーザ光源１をＯＮにする。

この場合、フレームの切替えはＯＮからＯＦＦにする必要があるために、図１２(ａ)〜(ｄ)に示すように、ＯＮのビットが多い変調パターンから少ない変調パターンへと遷移する必要がある。なお、これら４フレームの露光時間は、図５で説明した実施例とほぼ同一である。なぜなら、１フレームの露光時間に比べてレーザ光源１をＯＦＦにする時間が十分に短いために、１フレームの露光時間は殆ど変化しない。

このように、反射形のＤＭＤを用いてフレームを高速に切り替えるためには、ＯＦＦからＯＮへ切り替えた場合には、ミラーが安定するまでの長い時間、記録を止める必要があるが、ＯＮからＯＦＦへ切り替えるように記録する変調パターンを用いることで、ミラーの遷移時に記録を止める時間を最小限にとどめることが可能となる。
以上、レーザ光源１をＯＦＦにする例で説明したが、同一ページでパターンを切り替える際に露光しない程度に光源の光量を弱めることで、十分目的は達成できる。

なお、本願発明は、上記の各実施形態に限定されるものではない。

ホログラム記録再生装置の構成を示す図である。 光強度分布を説明する図である。 本願発明に係るホログラム記録装置の実施形態を示す全体構成図である。 図３に示すホログラム記録装置の再生モードにおける状態を示す全体構成図である。 本願発明に係る記録光の生成方法を示す図である。 本願発明に係る別のフレーム分割をした実施例を示す図である。 本願発明に係る矩形以外の形状に分割した実施例を示す図である。 本願発明に係るヘッダ情報を強調記録する実施例を示す図である。 本願発明に係るホログラム記録装置の他の実施形態を示す全体構成図である。 ＤＭＤの遷移状態を説明する図である。 レーザ光源１の点灯タイミングを示すタイミング図である。 ＤＭＤを用いた場合のフレーム分割を説明する図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２ ホログラム記録装置
１ レーザ光源
２ コリメータレンズ
３ ビームエキスパンダ
３０ 入射側レンズ
３１ 出射側レンズ
３２ 非球面レンズ（光強度分布変換手段）
４Ａ 第１のビームスプリッタ（ビーム分離手段）
４Ｂ 第２のビームスプリッタ
５ 空間光変調器（空間光変調手段）

Claims (5)

1. 光源と、この光源から出射した光ビームを平行ビームに変換するビーム平行化手段と、このビーム平行化手段を経た光ビームをホログラム記録用の記録光と参照光とに分離するビーム分離手段と、このビーム分離手段からの上記記録光を２次元的なページデータを表す光に変調する空間光変調手段とを備え、上記参照光と上記ページデータを表す光とを干渉させて１ページデータを１単位として記録するホログラム記録装置であって、
   上記ページデータを複数の領域に分割し、同一個所に記録光と参照光の同じ交差度合いで、時間的に分割および／または多重記録するように構成されていることを特徴とする、ホログラム記録装置。
2. 上記分割する領域は、空間光変調手段を通過する光強度に応じて分割されている、請求項１に記載のホログラム記録装置。
3. 上記多重記録する領域は、空間光変調手段を通過する光強度が弱い領域である、請求項１にホログラム記録装置。
4. 上記多重記録する領域は、上記ページの認識、および、上記ページまたは関連するページのデータ再生に必要なヘッダ情報である、請求項１にホログラム記録装置。
5. 上記分割する領域は、記録するビットが少なくなるように分割されている、請求項１に記載のホログラム記録装置。