JP2008096755A - ホログラム再生装置及びホログラム再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】再生参照光とホログラム記録媒体との位置合わせを精度良く行って、ホログラム記録媒体の再セット時、或いは他装置との互換再生を確実且つ安定に行うこと。
【解決手段】角度多重方式で多重記録されたホログラム記録媒体２４に再生参照光１２ｂを照射し、それにより前記ホログラム記録媒体２４から発生する再生光１３ａを撮像装置２９により受光して再生データを得る際に、前記再生光の中の必要な光を選択する絞り２７に投影される光の投影情報を光検出器３２で検出し、この検出情報に基づいて、ホログラム記録媒体２４の位置ずれを検出してこれが解消されるように前記ホログラム記録媒体２４を移動させる。その際、光検出器３２の受光素子間隔をａとし、前記ホログラム記録媒体２４にマルチブックで記録されたデータ間隔をｂとし、ｎを自然数とした場合、ａ＝２ｎｂを満たさないようにａまたはｂを設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、角度多重方式でホログラム記録媒体に多重記録したデータを再生するホログラム再生装置及び方法に係り、特に、ホログラム記録媒体を再セットまたは他装置で記録したホログラム記録媒体と交換した時などの互換性の確保に関する。

従来よりホログラムデータストレージの記録時には、信号光と参照光の２光束が干渉する領域にホログラム記録媒体を配置して、前記２光束の干渉縞をホログラム記録媒体に記録するものである。その際に、ホログラム記録媒体への記録密度を向上させるため、角度多重方式をはじめ、シフト多重方式、スペックル多重方式及び位相コード多重方式などの各種多重方式によるホログラムの多重記録が行われている。

角度多重方式によるホログラム記録装置では、信号光と参照光の２光束をホログラム記録媒体に照射するが、信号光を空間変調器（ＳＬＭ）に表示されるデータページで空間変調（強度変調）する毎に、参照光のホログラム記録媒体への入射角（記録角度）を変化させて同一記録領域に異なる記録情報を多重記録するものである。

この角度多重方式のホログラム記録装置では、参照光の記録角度の変化ピッチを例えば０．１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）、同一記録エリアの異なる記録情報（データページ）を順次多重記録すると、同一の記録エリアに例えば４０多重といった複数の異なる記録情報を記録することができる。そして、同一個所に記録されたデータページの集まりを適宜“ブック”と呼ぶ。一つのブックのみ記録したものを“シングルブック”と呼び、複数のブックを記録したものを“マルチブック”と呼ぶ。

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、再生参照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、同一記録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。ここでは、このような角度多重方式で記録されたホログラム記録媒体の再生における、ホログラム記録媒体の表面に対する再生参照光の角度を適宜“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。この角度多重方式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、再生角度に等しい記録角度で記録した記録情報を、再生角度別に再生することができる。

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、同一記録エリアに参照光の記録角度別に多数の記録情報を夫々記録でき、且つこれら多重記録された記録情報を夫々分離して再生できるので、記録密度及び記録容量を飛躍的に増大させることができる。

ところで、ホログラム記録は一般的にホログラム記録媒体の記録エリアに３次元で記録され、ホログラム記録媒体の表面では２次元の記録エリア（記録面）となるため、記録時と再生時でホログラム記録媒体のセット位置が少しでもずれると、記録面を見つけ出すことが容易ではなくなる。それはホログラム記録媒体の位置が変わると、記録時の参照光と再生時の参照光の波面情報が変わり、再生画像が得られなくなるためである。また、ホログラム記録媒体への記録密度を上げようとすると、記録エリア同士の間隔を狭くする必要があるが記録エリアが近接してくると、再生時にホログラム記録媒体が所定の位置から僅かにずれても、隣の記録場所の記録情報を再生してしまったり、違う記録角度の記録情報を再生してしまったりする可能性がある。したがって、ホログラム記録媒体を再生する際には、記録時と同一の位置にホログラム記録媒体をセットする必要があり、その位置決を厳密に行うことが求められ、これができないと、ホログラム記録媒体を再セットした時とか、或いは別の装置で再生する場合や別の装置で記録したホログラム記録媒体を再生する場合に互換性がとれず、これが本方式の実用化を妨げている一つの要因となっている。

そこで、ホログラム記録媒体における例えば最初の記録角度でデータを記録する特定の記録面にデータ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、この特定の記録面にデータ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。それ故、当該ホログラム記録装置側における記録角度変更手段及び光学系などの機械的状態或いは設定条件により規定される基準記録角度と、ホログラム記録媒体側における基準記録角度とを、最初の記録時などの特定の記録時に一致させることを可能として、上記互換性を向上させる公知例がある（特許文献１参照）。しかしながら、この公知例では、位置合わせの方法が複雑で、角度方向のみ可能であるため、ホログラム記録媒体の位置制御には適用できなかった。

そのため、装置を複雑にすることなく、再生参照光とホログラム記録媒体との位置合わせを精度良く行って、ホログラム記録媒体の再セット時、或いは他装置との互換再生を確実且つ安定に行うことができる方法が提案された（特許文献２参照）。
特開２００３−３３７５２４号公報 特願２００６−１７１５８９号公報

しかしながら、上記した後者の公知例ではホログラム記録媒体の移動方向に並ぶホログラム記録間隔と位置合わせのための情報を得るディテクタの受光素子間隔が、ある条件にあるときで、且つ、複数のブックが記録された記録媒体から再生する場合（マルチブック再生）、位置合わせのための情報が得られなくなる場合があることが判った。

本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、装置を複雑にすることなく、再生参照光とホログラム記録媒体との位置合わせをあらゆる場合において精度良く行って、ホログラム記録媒体の再セット時、或いは他装置との互換再生を確実且つ安定に行うことができるホログラム再生装置及びホログラム再生方法を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、データを多重記録されたホログラム記録媒体へ再生参照光を照射し、それにより前記ホログラム記録媒体から発生する再生光を撮像手段により受光して多重記録されたデータをそれぞれ分離して再生するホログラム再生装置であって、前記再生光に含まれる必要な光のみを前記撮像手段に受光させる不要光除去手段と、
前記ホログラム記録媒体、或いは再生光光学系を動かす駆動手段と、前記不要光除去手段によりカットされた光の当該不要光除去手段への再生光投影状態を検出する光検出手段と、前記光検出手段により検出された前記投影状態情報のなかの特定部分の情報に基づいて前記ホログラム記録媒体の位置ずれを求め、この位置ずれが解消するように前記駆動手段を制御して前記ホログラム記録媒体、或いは光学系を移動させる制御手段とを具備し、前記光検出手段の穴を挟んで対向する受光素子の間隔をａとし、前記ホログラム記録媒体にマルチブックで記録されたデータ間隔をｂとし、ｎを自然数とした場合、ａ＝２ｎｂを満たさないようにａまたはｂを設定する。

このように本発明では、ホログラム記録媒体に位置ずれがない正常セット状態では、絞りなどの不要光除去手段は、再生光の中の必要な光（０次光）を通し、隣接記録領域からのクロストーク成分等の不要光を通さず、それらは絞りの表面で投影される。しかし、ホログラム記録媒体に位置ずれがあると、必要な光が絞りを通過できなくなり、それが絞りの貫通孔の外周で且つ再生目標の記録エリアに隣接する記録エリアから発生した再生光の投影領域の内側部分の再生光投影状態情報に現れるため、それを光検出器で検出した検出情報に基づいて、位置ずれがない再生光投影状態になるようにホログラム記録媒体を移動させてホログラム記録媒体を正常セット状態にする、フィードバック制御を行なうことによって、装置を複雑にすることなく再生参照光とホログラム記録媒体との位置合わせを精度良く行って、ホログラム記録媒体の再セット時、或いは他装置との互換再生を確実且つ安定に行うことができる。さらに、前記ホログラム記録媒体にマルチブックで多重記録されたデータを再生する場合でも、前記光検出手段の穴を挟んで対向する受光素子の間隔をａとし、前記ホログラム記録媒体にマルチブックで記録されたデータ間隔をｂとし、ｎを自然数とした場合、ａ＝２ｎｂを満たさないようにａまたはｂを設定すれば、ホログラム記録媒体の位置合わせ情報を得ることができて、上記のような位置合わせを行うことができる。

本発明によれば、ホログラム記録媒体に位置ずれがあると、必要な光が絞りを通過できなくなり、それが絞りの貫通孔の外周で且つ再生目標の記録エリアに隣接する記録エリアから発生した再生光の投影領域の内側部分の再生光投影状態情報に現れるため、それを光検出器で検出した検出情報に基づいて、位置ずれがない再生光投影状態になるようにホログラム記録媒体を移動させることにより、装置を複雑にすることなく、再生参照光とホログラム記録媒体との位置合わせを精度良く行って、ホログラム記録媒体の再セット時、或いは他装置との互換再生を確実且つ安定に行うことができる。
それ故、角度多重方式において、ホログラム記録媒体の記録エリアが既知の位置からずれていた場合においても、正確に目標とする記録エリアの位置を見つけ出すことが可能であり、これにより、ホログラム記録媒体を取り外して交換しても、ホログラムの再生を円滑且つ安定に行うことができる。
また、前記光検出手段の穴を挟んで対向する受光素子の間隔をａとし、前記ホログラム記録媒体にマルチブックで記録されたデータ間隔をｂとし、ｎを自然数とした場合、ａ＝２ｎｂを満たさないようにａまたはｂを設定すれば、ホログラム記録媒体の位置合わせ情報を得ることができて、上記のような位置合わせを行うことができる。

（実施例１）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るホログラム再生装置の構成を示したブロック図である。ホログラム再生装置（本例では説明の便宜上記録系を含んでいる）は、レーザ光源２０、偏向ビームスプリッター（ＰＢＳ）２１、空間変調器２２、信号光用レンズ２３、ホログラム記録媒体２４、再生光用レンズ２５、２６、絞り２７、レンズ２８、撮像装置２９、進路変更用ミラー３０、角度可変ミラー３１、絞り２７上の投影光を受光するＣＣＤやＣＭＯＳなどの光検出器３２、ホログラム記録媒体２４の位置を制御する位置制御部３３、ホログラム記録媒体２４を移動させる駆動機構３４を有して構成されている。尚、再生機能だけ必要な場合は、偏向ビームスプリッター（ＰＢＳ）２１、空間変調器２２、信号光用レンズ２３は必要なくなる。

次に本実施形態の動作について説明する。レーザ光源２０から出射されたレーザ光１０はＰＢＳ２１によってＰ波１１ａとＳ波１２ａに分けられる。レーザ光源２０は一般的に可視光近辺の波長を発生させるものが用いられる。Ｐ波１１ａは空間変調器２２を通過し、空間変調器２２に表示されているデータページに応じて空間変調されて信号光１１ｂとなる。空間変調器２２しては一般的には透過型のＬＣＤパネルや反射型のＬＣＤパネル、或いはＤＭＤ、ＧＬＶなどの画像表示装置に用いられるデバイスを用いられる場合が多い。信号光１１ｂはレンズ２３によりホログラム記録媒体２４の記録エリアに集光される。ここで、ホログラム記録媒体２４は必ずしも信号光１１ｂの光軸と垂直に交わる必要はない。

また、Ｓ波１２ａはミラー３０にてその進路が変更され、それが参照光１２ｂとしてミラー３１に入射される。ミラー３１はその角度が変化可能で、参照光１２ｂのホログラム記録媒体２４への入射角を設定する。入射角が設定された参照光１２ｂはホログラム記録媒体２４上の信号光１１ａの照射範囲をカバーするように同ホログラム記録媒体２４に照射される。信号光１１ｂと参照光１２ｂはホログラム記録媒体２４の記録エリアで干渉を起こし、その干渉情報が同記録エリアに記録される。次に、空間変調器２２に次に記録するデータページが表示されると共に、ミラー３１により参照光の入射角が変化された後、次に記録するデータページの情報が干渉情報として上記と同様にして同一記録領域に多重記録される。

その後、記録時と同一の参照光１２ｂのみを再生参照光１２ｂとしてホログラム記録媒体２４の記録エリアに照射すると、ホログラム記録媒体２４に記録された干渉情報を反映した回折光が発生し、４ｆ系を形成するレンズ２５、２６を通って再生光１３ａとなり、絞り２７に集光される。回折光が発生する部分と絞り２７の集光部分は鏡像関係になっており、この絞り２７により０次光以外の光や隣接記録エリアからのクロストークによる光が除去され、再生情報を持っている光のみが通過し、これが更にレンズ２８により撮像装置２９に集光され、この撮像装置２９により光電変換されて再生データとなる。

ここで、絞り２７は図２で示すように、遮光板に穴２７ａが開口して形成されている。穴２７ａの大きさは一般的に絞りの限界量に設定されている。そのため、穴２７ａには目的の記録エリアから発生した再生光１３ａが通過し、隣接する記録エリアから発生した余分な光は遮光板により遮蔽され、撮像装置２９側に入射しないようになる。

図２は絞り２７の前面を示した図である。絞り２７は遮光板に穴（貫通孔）２７ａが開口して形成され、穴２７ａの大きさは一般的に絞りの限界量に設定されている。従って、絞り２７は再生目標の記録エリアから発生した再生光１３ａの０次光のみを通過させる。再生目標の記録エリアから発生した再生光１３ａの１次光以降の高次光と別のデータページの再生光、及び隣接する記録エリアから発生した再生光は上記した０次光と光束がずれ、穴２７ａを通過することはできないため、撮像装置２９には入射する光に所望しない成分が入らないようになる。記録時は１１ｂと１２ｂは記録媒体に入射して、記録を行う。再生時にはＰ波１１ｂは用いず、Ｓ波１２ｂのみを照射して波面の記録情報をレンズ２５の方向に伝達する。再生のみであれば必ずしもＰＢＳ２１，空間変調器２２，信号光用レンズ２３は必要としない。

ここで、図２に示すように、絞り２７の遮光板の前面には、再生目標の記録エリアに隣接する記録エリアから発生した再生光１３ｃと、この記録エリアの隣の記録エリアから発生する再生光１３ｄが図のように投影されるようになる。一般的に、余分な再生光には様々な成分があるが、その成分の光は、必要な光（再生目標の記録エリアから発生した再生光１３ａの０次光）の強度に比べはるかに強度が小さい。

一方、検出装置３２の受光面は、図２に示したものと同様の配置で余分な光が受光される。即ち、図２の遮光板の前面を検出装置３２の受光面と置き換えた状態と同一になる。ここで、ホログラム記録媒体２４のセット位置が記録時と全く同一である場合、再生目標の記録エリアから発生した再生光１３ａの０次光は絞り２７を通過し、その遮光板には図２に示すように、再生光の不必要な成分が投影されるが、ホログラム記録媒体２４のセット位置がずれている場合、再生目標の記録エリアがずれるため、そこから発生する再生光１３ａの０次光の進行方向がずれて、絞り２７の遮光板の前面は図３に示したような再生光の投影状態になる。

即ち、再生光１３ａの０次光８０は絞り２７の穴２７ａを通過することができず、穴２７ａの周囲のいずれかの方向に投影される。ここで、光検出装置３２の受光面を図３に示した遮光板の前面と置き換えてみた場合にも、全く同様の投影状態になり、穴２７ａの周囲に配置されている受光領域（図３の１３ｅに相当し、絞り２７の穴２７ａの外周で且つ隣接記録エリアから発生する再生光１３ｃの投影位置との間にある領域）の、図中左側にある受光領域の受光レベルが著しく大きくなる。これは先に述べたように再生光１３ａの０次光は強度が非常に強いため、どの方向にずれたのかがはっきりとわかり、それは、検出装置３２の受光領域の特定の部分の受光レベルが大きくなることによって検出される。 このように０次光のはみ出しが検出されたら、位置制御部３３に内蔵されている演算器によってどれだけずれているのか、どの方向にずれているのかを演算する。この演算及びホログラム記録媒体２４の位置制御はＰＣやＩＣに組みこまれたマイコンによって行う。また、光検出は一般的にはＣＣＤやＣＭＯＳイメージャーなどが用いられ、うまく光束を合わせることで、Ｐｉｎダイオードなども使用可能である。

位置制御部３３は光検出装置３２からの検出情報を画像処理（上記演算）することにより、再生光１３ａの０次光８０の位置ずれ、即ち、ホログラム記録媒体２４のセット位置の位置ずれを求め、ホログラム記録媒体２４の位置ずれを是正する駆動制御信号を発生し、この駆動制御信号を駆動機構３４を与えて、ホログラム記録媒体２４を上記した位置ずれが解消するように（上記した受光領域の受光レベルに偏りが生じなくなるように）、移動させて、ホログラム記録媒体２４を正規の位置に設定する。即ち、絞り２７の遮光板に投影される再生光１３ａの状態を検出する光検出器３２、位置制御部３３、駆動機構３４、ホログラム記録媒体２４の移動、絞り２７の遮光板に投影される再生光１３ａの状態変化というフィードバックループにより、ホログラム記録媒体２４が常に位置ずれのない正規の位置に来るような制御が行われる。

尚、駆動機構３４は一般的にはステッピングモーター、エアシリンダー、リニアモーターなど一般的なアクチュエーターなら何でもよい。また、光学的に成り立つのであれば、駆動機構３４が移動する対象はホログラム記録媒体２４に限らず、信号光用レンズ２３やレンズ２５、２６などの光学系を移動することでホログラム記録媒体２４を移動することと同様の効果を得ることが可能である。

図５は、光検出器３２に絞り２７を形成したものを示した平面図である。これは半導体材料上にフォトディテクタアレイを形成し、その真ん中にアパーチャとなる穴を開け、この穴の周辺部分に対して、取り囲むようにフォトディテク１〜８が並ぶ形状をしている。このフォトディテクタは通常のフォトダイオードやPinダイオードなど、光を受光すると抵抗値が変わったり、起電力を生じたりするような半導体であれば何でも良い。ここの受光部分に入ることで０次光のずれ方向が分かる。図５中のイントラック方向に対向しているディテクタ（4、5、6），（1、2、3）間の差分信号ΔXを演算増幅器４１でとり、図５中のクロストラック方向に対向しているディテクタ（1、7、4），（3、8、6）間の差分信号ΔYを演算増幅器４２でとり、これら両信号を位置制御部３３に入力して、所定の演算をすることによって、位置合わせのそれぞれの軸方向を決定することが出来る。

図６は等速移動するホログラム記録媒体２４に記録されたホログラムを再生する際の位置合わせを図５に示したフォトディテクタで行う際の原理を説明する図である。図６(A)はフォトディテクタの断面図で、穴２７ａを挟んでAとBの光電変換素子（フォトダイオード）が配置されていて、その間隔がaである。図６(B)はホログラム記録媒体２４の断面図であり、５２が記録されたホログラムである。図６(C)はホログラム記録媒体２４を等速で移動したときの光電変換素子A、Bの出力を示したグラフである。この場合、光電変換素子B‐Aの出力は図６(D)で示したようになり、位置制御部３３は５３で示した範囲でホログラム記録媒体２４の位置を修正することができる。

シングルブックの場合は上記の動作で問題は無いが、マルチブックの場合は以下に述べるような問題がある。図７(A)はフォトディテクタの断面図で、穴２７ａを挟んでAとBの光電変換素子が配置されていて、その中心間距離がaである。図７(B)はホログラム記録媒体２４の断面図であり、５２がマルチブックで記録されたホログラムで、記録間隔を示す中心間距離はbである。図７(C)は光電変換素子Ａ，Ｂそれぞれの出力波形を示した図である。ここで、nを任意の自然数とした場合、a=2nbを満たすとき、光電変換素子B‐Aの出力は図７(C)で示したようになり、図７(D)で示したように信号が出ないところが生じ、この範囲では位置制御ができないことになる。そこで、例えばa=bとしてa=2nbを満たさないようにすればよく、その場合は、光電変換素子B‐Aの出力は図７(Ｅ)で示したようになり、図７(Ｆ)で示したように位置修正信号を得ることができ、期待通りの位置修正を行うことができる。

また、図４に示すようにディテクタが８つ並ぶのはコスト的観点と、回路として計算を複雑化するので図８のように台形の形をした４個のディテクタを用いる。これにより使用するフォトディテクタの数を減らすことが出来、フォトディテクタのコストダウンと回路のコストダウンに貢献できる。この４個のディテクタを用いた場合は図９に示すような回路を用いて修正信号を取り出す。さらに、フォトディテクタの形状として、図１０、図１１、図１２に示したような１軸のみの検出の場合、アパーチャが丸型の場合、フォトダイオードを円弧状に配置する場合など各種の形状が考えられる。さらに、図１３に示すように、穴の大きさの半分ぐらいになるようなフォトディテクタを用いることで、ホログラム記録媒体２４の位置による漏れ光の出方を急峻にすることが可能になり、このために記録密度を上げても位置を検出することが可能となる。

０次光が図３に示すように１３ｅが絞り穴に対して１方向もしくは２方向のみずれている場合はその軸を検出し、それぞれの軸方向の補正を行う。しかしながら、図４に示すように、穴の周辺全域に０次光がある場合は、それはメディアが光軸方向（フォーカス方向）にずれていることを示している。

ここで、ホログラム記録媒体２４の位置がフォーカス方向（再生光の進行方向）で合っている場合は、図１４に示したとおり、穴２７ａを０次光が全て通過する。ホログラム記録媒体２４の位置がフォーカス方向（再生光の進行方向）でずれている場合、再生光１３ａの光束が広がるため、遮光板の再生光１３ａの投影状態は図１５、図１６に示すようになり、穴２７ａに再生目標の記録エリアから発生した再生光１３ａの０次光が入りきらず、穴２７ａの周囲に一様に広がった状態になる。このような位置制御部３３は光検出器３２の受光面の受光素子A、Bの受光レベルが均等で所定レベル以上ある場合は、ホログラム記録媒体２４がフォーカス方向にずれていると判定し、ホログラム記録媒体２４を駆動機構３４によりフォーカス方向に往動させて、Wobblingなどで図１７に示したディテクタＡ＋Ｂの信号の谷の位置に来るようにホログラム記録媒体をフォーカス方向に移動させて、ホログラム記録媒体２４の位置を設定する。これにより、絞り２７の再生光の投影状態は図１４に示したようになり、再生目標の記録エリアから発生した再生光１３ａの０次光は全て絞り２７を通過して撮像装置２９に集光され、再生光１３ａのフォーカスが合った状態になる。

また、再生参照光１２ｂが角度変化する面とホログラム記録媒体２４の面が交差する時にできる交差軸を中心としたホログラム記録媒体２４の傾きが、記録時のそれと異なる場合、再生参照光１２ｂのあるデータページを再生するための入射角度が正しくとも、再生参照光１２ｂの波面が記録時の参照光の波面と微妙に異なるため、撮像装置２５により得られる再生画像データが暗くなってＳ／Ｎが悪化する。そこで、絞り２７の再生光１３ａの投影状態が図４に示すようなフォーカスずれを起こしている状態の時、光検出器３２の受光面の受光領域（１３ｅに相当する部分）の受光レベルの総和が最大になるように、位置制御部３３により駆動機構３４を介してホログラム記録媒体２４の傾きを変化させることにより、上記したホログラム記録媒体２４の傾きを記録時のそれと同じにして、再生画像データのＳ／Ｎの悪化を防止することができる。

本実施形態によれば、再生時に、再生光１３ａの絞り２７の遮蔽板への再生光投影状態を検出し、その検出状態に基づいてホログラム記録媒体２４の正規の位置からのずれを検出し、このずれを無くすようにホログラム記録媒体２４の位置を移動することにより、再生参照光１２ｂの照射ビームとホログラム記録媒体２４の記録エリア（記録領域）との位置関係と、記録時の参照光の照射ビームと同記録エリアとの位置関係とを常に同一にすることができる。これは再生参照光１２ｂが照射しているホログラム記録媒体２４の範囲が、記録時の参照光と同一の範囲であり、そこに再生目標の記録エリアがあることになり、且つその時、再生光１３ａの０次光が撮像装置２９に全て入射されるため、再セットしたホログラム記録媒体、或いは他装置で記録したホログラム記録媒体を再生する時でも、再生目標の記録エリアを確実に再生できるということであり、それ故、ホログラム記録媒体２４の再セット、或いは他装置によりシフト多重されたホログラム記録媒体２４の再生を支障なく行うことができる。

また、本実施形態では、ホログラム記録媒体２４の位置ずれを検出するのに再生光を用いており、検出のために別の波長の光を用いていないため、光学系は従来通りで良く、且つ別途光学系を設ける必要もないと共に、簡単な構成の位置合わせ制御系を付加するだけであるので、装置の小型化を損なうことなく、安価に上記効果を得ることができると共に、波長の違いによる諸特性（例えば温度特性など）の差異が発生しないためホログラム記録媒体２４の位置合わせを精度よく行うことができる。

また、本実施形態では、再生目標の記録エリアから発生した再生光１３ａの再生光１３ａの０次光は全て絞り２７を通過するように制御することにより、ホログラム記録媒体２４の位置ずれをなくしているため、装置間の再生光光学系や撮像装置２９の設置位置の誤差や違いを解消して、再生光１３ａの０次光が撮像装置２９に全て入射されるようになるため、この点からも装置間の互換性を確保することができる。

さらに、ホログラム記録媒体２４にマルチブックで多重記録されたデータを再生する場合でも、前記光検出器３２の受光素子間隔をａとし、前記ホログラム記録媒体２４にマルチブックで記録されたデータ間隔をｂとし、ｎを自然数とした場合、ａ＝２ｎｂを満たさないようにａまたはｂを設定すれば、マルチブック記録ホログラム記録媒体の位置合わせ情報を得ることができて、上記のような位置合わせを確実に行うことができる。

尚、本発明は上記実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。

本発明の第１の実施形態に係るホログラム再生装置の構成を示したブロック図である。 図１に示した絞りに再生光が投影されている状態を示した図である。 図１に示した絞りに再生光が投影されている他の状態を示した図である。 図１に示した絞りに再生光が投影されている他の状態を示した図である。 図１に示した光検出器およびそこから信号を取り出す回路を示した図を示したブロック図である。 等速移動するホログラム記録媒体にシングルブック記録されたホログラムを再生する際の位置合わせをフォトディテクタで行う際の原理を説明する図である。 等速移動するホログラム記録媒体にマルチブック記録されたホログラムを再生する際の位置合わせをフォトディテクタで行う際の原理を説明する図である。 フォトディテクタを４個用いて形成される光検出器の構成例を示した平面図である。 図８に示した光検出器およびそこから信号を取り出す回路を示した図を示したブロック図である。 フォトディテクタを４個用いて形成される光検出器の構成例を示した平面図である。 フォトディテクタを４個用いて形成される光検出器の構成例を示した平面図である。 フォトディテクタを４個用いて形成される光検出器の構成例を示した平面図である。 絞りの穴のサイズとその外周部に配置されたフォトディテクタのサイズとの関係を示した図である。 図１に示した光検出器を用いてフォーカスエラーを検出する方法を説明する図である。 図１に示した光検出器を用いてフォーカスエラーを検出する方法を説明する図である。 図１に示した光検出器を用いてフォーカスエラーを検出する方法を説明する図である。 図１に示した光検出器より得られるフォーカスエラー信号の波形を示した図である。

符号の説明

２０……レーザ光源、２１……偏向ビームスプリッター（ＰＢＳ）、２２……空間変調器、２３……信号光用レンズ、２４……ホログラム記録媒体、２５、２６……再生光用レンズ、２７……絞り、２８……レンズ、２９……撮像装置、３０……進路変更用ミラー、３１……角度可変ミラー、３２……光検出器、３３……位置制御部、３４……駆動機構、３６……ビームスプリッター（ＰＢＳ）、５１……ミラー、６１……受光素子。

Claims (14)

1. データを多重記録されたホログラム記録媒体へ再生参照光を照射し、それにより前記ホログラム記録媒体から発生する再生光を撮像手段により受光して多重記録されたデータをそれぞれ分離して再生するホログラム再生装置であって、
   前記再生光に含まれる必要な光のみを前記撮像手段に受光させる不要光除去手段と、
   前記ホログラム記録媒体、或いは再生光光学系を動かす駆動手段と、
   前記不要光除去手段によりカットされた光の当該不要光除去手段への再生光投影状態を検出する光検出手段と、
   前記光検出手段により検出された前記投影状態情報のなかの特定部分の情報に基づいて前記ホログラム記録媒体の位置ずれを求め、この位置ずれが解消するように前記駆動手段を制御して前記ホログラム記録媒体、或いは光学系を移動させる制御手段とを具備し、
   前記光検出手段の受光素子間隔をａとし、前記ホログラム記録媒体にマルチブックで記録されたデータ間隔をｂとし、ｎを自然数とした場合、ａ＝２ｎｂを満たさないようにａまたはｂを設定することを特徴とするホログラム再生装置。
2. 前記光検出手段は、前記不要光除去手段が貫通孔を有する遮光板であった場合に、前記貫通孔の外周で且つ再生目標の記録エリアに隣接する記録エリアから発生した再生光の投影領域の内側に配置される複数の光電変換素子により構成されることを特徴とする請求項１記載のホログラム再生装置。
3. 前記光電変換素子は、前記貫通孔を挟んで対向した位置に配置されることを特徴とする請求項２記載のホログラム再生装置。
4. 前記対向した位置に配置された光電変換素子それぞれから得られる信号の差分信号を用いて前記ホログラム記録媒体の位置ずれを求めることを特徴とする請求項３記載のホログラム再生装置。
5. 前記対向した位置に配置された２組の光電変換素子からそれぞれ差分信号を取り出し、これら２個の差分信号から２方向の前記ホログラム記録媒体の位置ずれを求めることを特徴とする請求項３記載のホログラム再生装置。
6. 前記光電変換素子は前記貫通孔の外周部に少なくとも４個以上配置されていることを特徴とする請求項３記載のホログラム再生装置。
7. 前記光電変換素子はピンダイオードであることを特徴とする請求項２記載のホログラム再生装置。
8. 前記不要光除去手段は、貫通孔を有するフォトダイオードアレイで、このフォトダイオードアレイが前記遮光板と前記光検出手段を兼用することを特徴とする請求項１記載のホログラム再生装置。
9. 前記光検出手段は遮光板への前記再生光投影状態を受光し、前記制御手段は前記遮光板の前記貫通孔の外周で且つ再生目標の記録エリアに隣接する記録エリアから発生した再生光の投影領域の内側部分の投影状態情報に基づいて、前記ホログラム記録媒体の位置ずれを求めることを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項記載のホログラム再生装置。
10. 前記貫通孔を挟んで対向した位置に配置される複数の光電変換素子の幅は、前記貫通孔の直径のほぼ半分か、それ以下であることを特徴とする請求項３記載のホログラム再生装置。
11. 前記貫通孔を挟んで対向した位置に配置される複数の光電変換素子の形状は任意であることを特徴とする請求項３記載のホログラム再生装置。
12. 前記ホログラム記録媒体の位置ずれは、フォーカス方向を含むことを特徴とする請求項１記載のホログラム再生装置。
13. 前記ホログラム記録媒体に角度多重方式により前記データを多重記録することを特徴とする請求項１記載のホログラム再生装置。
14. データを多重記録されたホログラム記録媒体へ入射角を変化させながら再生参照光を照射し、それにより前記ホログラム記録媒体から発生する再生光を撮像手段により受光して多重記録されたデータをそれぞれ分離して再生するホログラム再生方法であって、
    前記再生光に含まれる余分な光をカットして必要な光のみを前記撮像手段に受光させる不要光除去過程でカットされた光の投影状態を検出し、検出された投影状態情報のなかの特定部分の情報に基づいて前記ホログラム記録媒体の位置ずれを求め、この位置ずれが解消するように前記ホログラム記録媒体、或いは光学系を移動させる際に、前記カットされた光の投影状態を検出する受光素子間隔をａとし、前記ホログラム記録媒体にマルチブックで記録されたデータ間隔をｂとし、ｎを自然数とした場合、ａ＝２ｎｂを満たさないようにａまたはｂを設定することを特徴とするホログラム再生方法。

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