JP3956077B2 - 光読取方法および光読取装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光記録媒体から、これにホログラムとして記録されているデータ情報を読み取る方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
相変化型や光磁気型など、書き換え可能な光ディスクは、すでに広く普及しているが、これらの光ディスクで、さらに密度密度を高めるためには、ビームスポット径を小さくして、隣接トラックまたは隣接ビットとの距離を短くするなどの必要がある。
【０００３】
このような技術の開発によって実用化されたものに、ＤＶＤがある。読み出し専用のＤＶＤ−ＲＯＭは、直径１２ｃｍのディスクに片面で４．７ＧＢｙｔｅのデータを記録することができる。また、書き込み・消去が可能なＤＶＤ−ＲＡＭは、相変化方式によって、直径１２ｃｍのディスクに両面で５．２ＧＢｙｔｅの高密度記録が可能である。
【０００４】
このように光ディスクの高密度化は年々進んでいるが、一方で、上記の光ディスクは面内にデータを記録するため、その記録密度は光の回折限界に制限され、高密度記録の物理的限界と言われる５Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２に近づいている。したがって、更なる大容量化のためには、奥行き方向を含めた３次元（体積型）の記録が必要となる。
【０００５】
そこで、次世代のコンピュータファイルメモリとして、３次元的記録領域に由来する大容量性と２次元一括記録再生方式に由来する高速性とを兼ね備えたホログラムメモリが注目されている。ホログラムメモリでは、同一体積内に多重させて複数のデータページを記録することができ、かつ各ページごとにデータを一括して記録再生することができる。
【０００６】
ホログラムメモリにおける体積多重記録は、ブラッグの選択性を利用している。そのため、記録媒体に記録されたデータを読み出すときには、記録時に使用した参照光の光学条件を再現する必要がある。特に、記録媒体の記録密度を高めるために記録媒体の厚みを大きくする場合には、この光学的な再現精度が、より厳しく要求される。
【０００７】
また、再現精度を高めるだけでは、熱的・機械的・光学的な外乱要因によって、読出光の条件が最適にならない場合もある。このため、再現精度を高めることに加えて、外乱要因を補償できる機構が必要になる。
【０００８】
このような問題を解決するため、特開平１０−９７７９２号では、以下のような方法が提案されている。この方法では、空間光変調器を用いて信号光を作成し、これを記録媒体にホログラム記録する。空間光変調器は、記録すべき情報のデータページを表す、透明および不透明の領域の１次元または２次元のパターンを含むＬＣＤ（液晶ディスプレイ）スクリーンとすることができる。
【０００９】
そして、この方法では、データページに加えて、データページ内に、またはデータページに近接して、ページインジケータを、上記の方法によってホログラム記録する。したがって、読出光を照射してホログラムを読み出すと、図６に示すように、センサ素子１３０上にはデータページ像１２０とインジケータ像１１０が投影される。
【００１０】
ページインジケータは、読み出し時のインジケータ像１１０の画質、例えば強度または鮮鋭度が、同時にセンサ素子１３０上に投影されるデータページ像１２０の画質を示すように記録される。そして、再生時には、そのインジケータ像１１０の検出信号に基づいて、必要に応じてパラメータを変化させて、データページ像１２０を読み取る。
【００１１】
データページ像１２０およびインジケータ像１１０は、インジケータ像１１０の画質が、対応するデータページ像１２０の画質を示すように記録されるので、インジケータ像１１０の検出信号は、データページ像１２０がデータを読み出すのに十分なＳＮ比でセンサ素子１３０上に投影されるようにパラメータを変化させるフィードバック制御信号として用いることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法は、データページを直接、制御に用いないで、データページ以外のインジケータを制御に用いるので、制御の精度が十分でないとともに、各ページ内にデータページとインジケータの両方が必要となるので、記録用の信号光を作成する空間光変調器は、最低でもデータページとインジケータの両方を表示できる規模にする必要がある。そのため、本来のデータページの画素数より多い画素数の空間光変調器が必要になり、空間光変調器の大型化・高コスト化を来たし、記録再生装置の高コスト化を来たす。逆にいえば、インジケータの画素数の分だけ、空間光変調器に表示できるデータページの画素数が少なくなるので、一度に記録できる情報量が減少してしまう。また、記録媒体についても、データページ以外にインジケータを記録するので、記録媒体の利用効率が低下し、実質的な記録容量が低下してしまうという問題がある。
【００１３】
そこで、この発明は、それぞれデータ情報を示す複数のホログラムが角度多重または波長多重により多重記録されている光記録媒体から各ホログラムを読み出し、各ホログラムのデータ情報を読み取る場合に、ホログラム記録時にデータページ以外にインジケータのような読み出し時の制御のための情報を記録しなくても、データ情報を十分なＳＮ比で読み取ることができ、これによって、空間光変調器の小型化・低コスト化を実現し、記録再生装置の低コスト化を図ることができるとともに、記録媒体の利用効率を上げ、実質的な記録容量を増加させることができるようにしたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明の光読取方法では、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が参照光によりホログラムとして、各ページのホログラムごとに前記参照光の当該光記録媒体への照射角度が変えられて多重記録されている光記録媒体に読出光を照射して、前記ホログラムから回折光を読み出し、その回折光の光強度を検出して、その検出強度が所定値、所定値以上または所定範囲内となるように前記読出光の前記光記録媒体への照射角度を制御し、その状態で、前記回折光から前記データ情報を読み取る。
【００１５】
第２の発明の光読取方法では、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が参照光によりホログラムとして、各ページのホログラムごとに前記信号光および前記参照光の波長が変えられて多重記録されている光記録媒体に読出光を照射して、前記ホログラムから回折光を読み出し、その回折光の光強度を検出して、その検出強度が所定値、所定値以上または所定範囲内となるように前記読出光の波長を制御し、その状態で、前記回折光から前記データ情報を読み取る。
【００１６】
【作用】
図１は、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光の一例を示す。これは、Ｓ偏光およびＰ偏光という互いに直交する２種類の偏光を利用して、データ“０”はＳ偏光、データ“１”はＰ偏光というように、２次元データの各ビットのデータに応じて、信号光の各画素の偏光を２値化したものである。
【００１７】
この信号光３を参照光によってホログラムとして光記録媒体に記録し、読み出し時、光記録媒体に読出光を照射することによって、信号光３の空間偏光分布をホログラム回折光７として読み出すことができる。
【００１８】
この場合、データの“０”“１”を、光の有無（明暗）ではなく、偏光角の違いによって区別するので、回折光７は、データ内容にかかわらず、いずれの画素でも明部分となるとともに、読出光の光記録媒体への照射角度、または読出光の波長に応じて、回折光７の光強度が変化する。したがって、回折光７の光強度を検出し、その検出強度が所定値、所定値以上または所定範囲内となるように、読出光の光記録媒体への照射角度、または読出光の波長を制御することによって、読出光の光記録媒体への照射角度を所定角度にし、または読出光の波長を所定波長にすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
〔光記録媒体の一例〕
光記録媒体としては、例えば、図２に示すように、ガラス基板などの透明基板１１の一面側に、光誘起複屈折性を示す材料からなる偏光感応層１２を形成したものを用いる。光記録媒体１０は、例えばディスク形状とする。
【００２０】
光誘起複屈折性（光誘起異方性、光誘起２色性）を示す材料は、これに入射する光の偏光状態に感応し、入射光の偏光方向を記録することができる。例えば、側鎖に光異性化する基を有する高分子または高分子液晶、または光異性化する分子を分散させた高分子は、直線偏光を照射すると、光異性化が誘起されて、直線偏光の方向に応じて屈折率の異方性を生じ、偏光方向を記録し、保存することができる。このとき、同時に参照光を照射すれば、信号光の偏光方向をホログラムとして記録することができる。
【００２１】
偏光感応層１２は、光誘起複屈折性を示し、偏光情報をホログラムとして記録し、読み出すことができるものであればよい。好ましい例として、上述した、側鎖に光異性化する基を有する高分子または高分子液晶、または光異性化する分子を分散させた高分子を用いることができる。その光異性化する基または分子としては、アゾベンゼン骨格を含むものが好適である。
【００２２】
この例では、偏光感応層１２として、図３に示す化学式で表される、側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルを用いる。ホログラムを体積的（３次元）に記録するには、偏光感応層１２の厚みは、少なくとも１０μｍ程度必要であり、この例では、４０μｍとする。
【００２３】
〔光読取方法および光読取装置の一例〕
図４は、この発明の光読取方法および光読取装置の一例を示す。
【００２４】
光学ヘッド２０の光源２１としては、光記録媒体１０の偏光感応層１２に感度のあるコヒーレント光を発するものを用いる。この例では、偏光感応層１２として側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルを用いるので、シアノアゾベンゼンが光異性化する波長域に属する波長５１５ｎｍのアルゴンイオンレーザを用いる。光源２１からの光１の偏光は、この例では、紙面に垂直なＳ偏光である。
【００２５】
この光源２１からの光１は、空間フィルタ２２を通過させて波面の乱れを除去した後、レンズ２３によって平行光とし、さらにビームスプリッタ２４によって２光束に分割する。
【００２６】
（ホログラム記録）
記録時には、シャッタ２５を開けて、ビームスプリッタ２４を透過したＳ偏光の光２を、空間光変調器２６に入射させる。
【００２７】
空間光変調器２６は、偏光変調が可能なものとする。このような空間光変調器２６としては、電圧アドレス型の液晶パネルや電気光学結晶にマトリクス電極を付けたものなどを用いることができるが、偏光子は設けない。
【００２８】
空間光変調器２６は、２次元的に複数の画素を有し、それぞれの画素が１／２波長板として機能して、システム制御部９０によって、それぞれの画素に２次元データの対応するビットのデータを電圧印加の有無として与えることによって、それぞれの画素に入射する光の偏光を変調する。
【００２９】
この例のように空間光変調器２６に入射する光２がＳ偏光である場合、空間光変調器２６の電圧が印加された画素は、１／２波長板の軸が４５度回転して、入射光２の偏光方向を９０度回転させるので、その画素を透過した信号光成分はＰ偏光となる。これに対して、空間光変調器２６の電圧が印加されない画素は、１／２波長板の軸が入射光２の偏光方向と平行となるので、その画素を透過した信号光成分はＳ偏光となる。したがって、空間光変調器２６を通過した信号光３は、空間光変調器２６に与えられた２次元データに対応した空間偏光分布を有するものとなる。
【００３０】
この空間光変調器２６を通過した信号光３を、フーリエ変換レンズ２７によってフーリエ変換し、その変換後の信号光４を、光記録媒体１０に照射する。同時に、ビームスプリッタ２４で反射したＳ偏光の光を、ミラー３１で反射させ、レンズ３２によって集光し、ミラー３３で反射させて、参照光５として、光記録媒体１０の信号光４が照射される領域に照射する。これによって、光記録媒体１０中に、２次元データに対応した信号光４の空間偏光分布が、ホログラムとして記録される。
【００３１】
ミラー３３は、これを回転させるステッピングモータ５１に支持し、ステッピングモータ５１は、駆動回路５２からの駆動パルスによって駆動する。ただし、ステッピングモータ５１の代わりに、ガルバノメータスキャナや音響光学素子などによって、ミラー３３を回転させるようにしてもよい。
【００３２】
記録時、ミラー３３を回転させて、参照光５の光記録媒体１０への照射角度を複数通りに変え、ヘッド移動機構６０により光学ヘッド２０を光記録媒体１０の径方向に移動させて、参照光５の光記録媒体１０への照射位置を複数通りに変えることによって、ホログラムの角度多重記録が可能になる。
【００３３】
また、モータ７０により光記録媒体１０を回転させることによって、光記録媒体１０の周方向に場所を変えて複数のホログラムを記録することができる。さらに、ヘッド移動機構６０により光学ヘッド２０を光記録媒体１０の径方向に移動させることによって、光記録媒体１０中に同心円状の記録トラックを形成するようにホログラムを記録することができる。
【００３４】
（読み出し時の制御）
読み出し時には、シャッタ２５を閉じて信号光４を遮断し、記録時の参照光と同じになるように設定した光を、読出光５として、光記録媒体１０のホログラムが記録されている領域に照射する。これによって、記録時の信号光４の空間偏光分布が保存されたホログラム回折光６が得られる。
【００３５】
この回折光６を、フーリエ変換レンズ４１によって平行光とし、その平行光の回折光７を、ビームサンプラー４２に入射させ、ビームサンプラー４２で反射した回折光８Ｒを、モニタ用光検出器４３に入射させる。
【００３６】
モニタ用光検出器４３としては、単一の受光部を有し、全入射光量を検出信号に変換して出力するフォトダイオードなどの素子を用いることができるが、光検出器アレイを用い、その各画素の受光量を積分して検出信号に変換するようにしてもよい。単一の受光部を有する素子を用いる場合には、回折光８Ｒを集光レンズで集光して検出することによって、受光部の小さい素子を用いることができる。
【００３７】
モニタ用光検出器４３からの、回折光８Ｒの強度検出信号は、制御回路８０に供給し、その検出強度を、制御回路８０中のメモリに記憶する。
【００３８】
ミラー３３またはステッピングモータ５１には、ミラー３３の角度を検出する角度検出部５３を設け、これからの角度検出信号を制御回路８０に取り込む。
【００３９】
また、システム制御部９０は、読み出し時、読み出そうとするホログラムを記録した時のミラー３３の設定角度、すなわち参照光５の照射角度の設定値を、制御回路８０に送出する。
【００４０】
読出光５の照射角度を、記録時の参照光５の照射角度設定値の前後に渡って変化させることができるように、この例では、読出光５の照射角度の初期値が、システム制御部９０から入力された、記録時の参照光５の照射角度設定値から１度引いた値に定まるように、制御回路８０を設定する。
【００４１】
したがって、例えば、記録時に参照光５の照射角度が２６度に設定されて記録されたホログラムを読み出す場合、読み出し開始直後には、角度検出部５３から制御回路８０に入力される角度検出信号が２５度を示すように、制御回路８０によって駆動回路５２が制御され、ミラー３３の角度が設定される。
【００４２】
この状態で、読出光５が光記録媒体１０に照射され、回折光８Ｒがモニタ用光検出器４３で検出され、その強度検出信号が制御回路８０に入力されると、制御回路８０は、この例では、読出光５の照射角度を初期値の２５度から０．１度増加させるように、駆動回路５２によるステッピングモータ５１の駆動を制御する。同時に、制御回路８０は、読出光５の光記録媒体１０への照射位置を、読み出そうとするホログラムを記録した時の参照光５の光記録媒体１０への照射位置に一致させるように、ヘッド移動機構６０を制御し、光学ヘッド２０を光記録媒体１０の径方向に移動させる。
【００４３】
この状態で、回折光８Ｒが新たにモータ用光検出器４３で検出され、強度検出信号が制御回路８０に入力されると、制御回路８０は、その新たに検出された回折光強度と、制御回路８０中に記憶している回折光強度とを比較する。
【００４４】
そして、新たな検出強度が記憶している検出強度より大きければ、制御回路８０は、新たな検出強度を記憶している検出強度に置き換えて記憶した上で、上記の制御動作を繰り返す。逆に新たな検出強度が記憶している検出強度より小さいときには、制御回路８０は、読出光５の照射角度を０．１度減少させるように、駆動回路５２によるステッピングモータ５１の駆動を制御した上で、読出光５の照射角度の制御を終了する。
【００４５】
このように制御することによって、回折光８Ｒの検出強度が極大値となるように読出光５の照射角度が制御される。
【００４６】
このように、この発明では、データページからの回折光を直接、制御に用いるので、従来のようにデータページ以外のインジケータを制御に用いる場合に比べて、制御の精度が向上する。
【００４７】
制御回路８０は、読出光５の照射角度の制御を終了すると、システム制御部９０に制御終了信号を出力し、これによって、システム制御部９０は、装置各部を制御して、データ読み取り動作を開始させる。
【００４８】
（データ読み取り）
データ読み取り時には、上述したように回折光８Ｒの検出強度が極大値となるように読出光５の照射角度が制御された状態で得られる回折光６を、フーリエ変換レンズ４１によって平行光とし、その平行光の回折光７を、ビームサンプラー４２に入射させ、ビームサンプラー４２を透過した回折光８Ｔを、偏光ビームスプリッタ４４に入射させて、Ｓ偏光成分９ＳとＰ偏光成分９Ｐとに分離し、Ｓ偏光成分９Ｓを光検出器アレイ４５Ｓに、Ｐ偏光成分９Ｐを光検出器アレイ４５Ｐに、それぞれ入射させる。
【００４９】
光検出器アレイ４５Ｓ，４５Ｐは、２次元ＣＣＤなど、２次元の光量分布を検出できるものとし、これによって、それぞれＳ偏光成分９Ｓ，Ｐ偏光成分９Ｐの強度分布を検出する。したがって、回折光７の空間偏光分布により保持された２次元データ、すなわち光記録媒体１０にホログラム記録されている２次元データを読み取ることができる。
【００５０】
Ｓ偏光成分９ＳとＰ偏光成分９Ｐはネガ像とポジ像の関係になるので、その一方を一方の光検出器アレイで検出するだけでも、２次元データを読み取ることができる。したがって、例えば、偏光ビームスプリッタ４４の代わりに、Ｓ偏光またはＰ偏光のみを透過させる偏光板を配置しても、２次元データを読み取ることができる。しかし、この例のように、Ｓ偏光成分９ＳおよびＰ偏光成分９Ｐを、それぞれ光検出器アレイ４５Ｓおよび４５Ｐで検出するとともに、回折光７のＳ偏光の画素とＰ偏光の画素の強度が等しくなるように設定すれば、それぞれの光検出器アレイ４５Ｓおよび４５Ｐの対応する画素ごとの検出信号の差分を算出することによって、回折光７の揺らぎ、外光の影響、光記録媒体１０や光学系の不完全さなどに起因するノイズをキャンセルして、より高ＳＮ比の読み取り出力を得ることができる。
【００５１】
モータ７０により光記録媒体１０を回転させることによって、光記録媒体１０の周方向に場所を変えて記録されている複数のホログラムを読み出すことができる。また、ヘッド移動機構６０により光学ヘッド２０を光記録媒体１０の径方向に移動させることによって、光記録媒体１０中に同心円状に形成されている記録トラックからホログラムを読み出すことができる。
【００５２】
〔実験による検証〕
上述した方法および装置によって、６４０×４８０ビットの２次元データの記録再生を試みた。光記録媒体１０としては、偏光感応層１２として側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルを形成したものを用い、光源２１としては、上述した波長５１５ｎｍのアルゴンイオンレーザを用いた。記録時の信号光および参照光は、約０．５Ｗ／ｃｍ２とし、読み出し時の読出光は、約０．２Ｗ／ｃｍ２とした。空間光変調器２６としては、一画素の大きさが４２μｍ×４２μｍで、６４０×４８０画素のプロジェクタ用液晶パネルを用いた。
【００５３】
角度多重記録については、参照光の照射角度を、２６度、３０度、３４度にして、それぞれ空間偏光分布により２次元データ情報を保持する信号光をホログラムとして角度多重記録した。
【００５４】
図５は、このように角度多重記録した光記録媒体１０に読出光５を照射し、読出光５の照射角度とモニタ用光検出器４３による回折光８Ｒの検出強度との関係を測定した結果である。横軸が読出光５の照射角度であり、縦軸が回折光８Ｒの検出強度を任意軸で示したものである。
【００５５】
図５からわかるように、回折光８Ｒの検出強度は、記録時に用いた参照光の照射角度である２６度、３０度、３４度の付近で極大値を持つ。また、回折光自身を検出しているので、各ホログラム間での回折強度の違いも検出できることがわかる。
【００５６】
そこで、各ホログラムからの回折光強度が極大値となるように読出光５の照射角度を決定して、回折光８Ｔから記録データを読み取ったところ、記録データを良好なＳＮ比で読み取ることができた。
【００５７】
すなわち、従来のホログラム記録再生のようにデータ内容を光の明暗で区別する場合には、データ内容によって回折光の明部分と暗部分の割合が変化し、回折光の強度が変化するので、回折光の検出強度に基づく読出光の照射状態の制御は不可能または困難であったが、これに対して、上述の実施例においては、データ内容を偏光角の違いによって区別するので、回折光の全ての画素が明部分となり、データ内容によって回折光の強度が変化しないので、回折光の検出強度に基づく読出光の照射状態の制御が可能となる。
【００５８】
ただし、この制御は、回折光の全ての画素が明部分となり、データ内容によって回折光の強度が変化しないことを利用するので、信号光および回折光は、必ずしも互いに直交する偏光が空間的に分布されたものである必要はなく、回折光の強度が等しく、偏光角の違いによってデータ情報が記録されていればよい。
【００５９】
〔他の例〕
読出光は、データを読み取れる回折光が得られるものであれば、どのようなものでもよく、任意の偏光角のものとすることができるが、上述した例のように記録時の参照光と同じものや、記録時の参照光と直交する偏光のものが望ましい。
【００６０】
読出光５の照射角度は、回折光８Ｒの検出強度が極大値となるように制御する代わりに、回折光８Ｒの検出強度が所定値（ある定められた値）となるように制御してもよく、その場合でも記録されたデータを良好なＳＮ比で読み取ることができる。
【００６１】
このように回折光８Ｒの検出強度が所定値となるように制御する場合、回折光８ＲのＳ偏光の画素とＰ偏光の画素の強度は、異なってもよいが、等しい方が望ましい。Ｓ偏光の画素とＰ偏光の画素の強度を等しくすれば、回折光８Ｒの各画素の強度は、偏光角の違い、すなわちデータ内容の違いによらず、全て等しくなり、回折光８Ｒ全体の強度は一様になるので、回折光８Ｒのどの部分でも強度が同じ値になる。したがって、回折光８Ｒを部分的にしか検出しなくても、その検出強度が所定値となるように読出光５の照射角度を制御すれば、回折光８Ｒの強度を回折光８Ｒ全体に渡って所定値にすることができる。
【００６２】
具体的に、偏光感応層１２の材料や組成、偏光感応層１２の厚み、信号光４の強度、参照光５の強度、読出光５の偏光などを調整することによって、回折光７のＳ偏光の画素とＰ偏光の画素の強度比を変え、調整することができる。なお、上述した実施例では、記録時の信号光３のＳ偏光の画素とＰ偏光の画素の強度を等しくすれば、読み出される回折光７のＳ偏光の画素とＰ偏光の画素の強度が等しくなるように、上記のパラメータが調整されている。
【００６３】
また、図示した例のようにビームサンプラー４２で反射した回折光８Ｒをモニタ用光検出器４３で検出する代わりに、データ読み取り用の光検出器アレイ４５Ｓおよび４５Ｐの出力から回折光７全体の強度を演算し、その算出値が極大値または所定値となるように読出光５の照射角度を制御してもよく、ビームサンプラー４２およびモニタ用光検出器４３はなくてもよい。
【００６４】
また、回折光の検出強度が極大値または所定値となるように、読出光５の照射角度を制御する代わりに、回折光の検出強度が所定値以上となるように、または所定の範囲内となるように、読出光５の照射角度を制御するようにしてもよい。
【００６５】
さらに、上述した例は、参照光５の照射角度を変えて角度多重記録し、読み出し時、読出光５の照射角度を制御する場合であるが、この発明は、信号光および参照光の波長を変えて波長多重記録し、読み出し時、読出光の波長を制御する場合にも適用することができる。
【００６７】
また、記録されるデータ情報は、２次元データ情報に限らず、１次元のものでもよい。
【００６８】
なお、データページに対して、読出光の照射位置の基準となる、または光記録媒体の物理的なアドレスを示すインジケータを設けてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
上述したように、この発明によれば、それぞれデータ情報を示す複数のホログラムが角度多重または波長多重により多重記録されている光記録媒体から各ホログラムを読み出し、各ホログラムのデータ情報を読み取る場合に、ホログラム記録時にデータページ以外にインジケータのような読み出し時の制御のための情報を記録しなくても、データ情報を十分なＳＮ比で読み取ることができる。したがって、空間光変調器の小型化・低コスト化を実現し、記録再生装置の低コスト化を図ることができるとともに、記録媒体の利用効率を上げ、実質的な記録容量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明で用いる信号光および回折光の一例を示す図である。
【図２】この発明で用いる光記録媒体の断面構造の一例を示す図である。
【図３】側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルの化学式を示す図である。
【図４】この発明の光読取方法および光読取装置の一例を示す図である。
【図５】読出光の照射角度と回折光の検出強度との関係を説明するための図である。
【図６】従来の方法でセンサ素子上に投影される像の様子を示す図である。
【符号の説明】
３，４…信号光
５…参照光、読出光
６，７，８Ｒ，８Ｔ…回折光
９Ｓ…Ｓ偏光成分
９Ｐ…Ｐ偏光成分
１０…光記録媒体
１２…偏光感応層
２０…光学ヘッド
２１…光源
２４…ビームスプリッタ
２５…シャッタ
２６…空間光変調器
２７…フーリエ変換レンズ
３０…読出光光学系
３３…ミラー
４１…フーリエ変換レンズ
４２…ビームサンプラー
４３…モニタ用光検出器
４４…偏光ビームスプリッタ
４５Ｓ，４５Ｐ…光検出器アレイ
５１…ステッピングモータ
５２…駆動回路
５３…角度検出部
６０…ヘッド移動機構
７０…モータ
８０…制御回路
９０…システム制御部
【発明の属する技術分野】
この発明は、光記録媒体から、これにホログラムとして記録されているデータ情報を読み取る方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
相変化型や光磁気型など、書き換え可能な光ディスクは、すでに広く普及しているが、これらの光ディスクで、さらに密度密度を高めるためには、ビームスポット径を小さくして、隣接トラックまたは隣接ビットとの距離を短くするなどの必要がある。
【０００３】
このような技術の開発によって実用化されたものに、ＤＶＤがある。読み出し専用のＤＶＤ−ＲＯＭは、直径１２ｃｍのディスクに片面で４．７ＧＢｙｔｅのデータを記録することができる。また、書き込み・消去が可能なＤＶＤ−ＲＡＭは、相変化方式によって、直径１２ｃｍのディスクに両面で５．２ＧＢｙｔｅの高密度記録が可能である。
【０００４】
このように光ディスクの高密度化は年々進んでいるが、一方で、上記の光ディスクは面内にデータを記録するため、その記録密度は光の回折限界に制限され、高密度記録の物理的限界と言われる５Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２に近づいている。したがって、更なる大容量化のためには、奥行き方向を含めた３次元（体積型）の記録が必要となる。
【０００５】
そこで、次世代のコンピュータファイルメモリとして、３次元的記録領域に由来する大容量性と２次元一括記録再生方式に由来する高速性とを兼ね備えたホログラムメモリが注目されている。ホログラムメモリでは、同一体積内に多重させて複数のデータページを記録することができ、かつ各ページごとにデータを一括して記録再生することができる。
【０００６】
ホログラムメモリにおける体積多重記録は、ブラッグの選択性を利用している。そのため、記録媒体に記録されたデータを読み出すときには、記録時に使用した参照光の光学条件を再現する必要がある。特に、記録媒体の記録密度を高めるために記録媒体の厚みを大きくする場合には、この光学的な再現精度が、より厳しく要求される。
【０００７】
また、再現精度を高めるだけでは、熱的・機械的・光学的な外乱要因によって、読出光の条件が最適にならない場合もある。このため、再現精度を高めることに加えて、外乱要因を補償できる機構が必要になる。
【０００８】
このような問題を解決するため、特開平１０−９７７９２号では、以下のような方法が提案されている。この方法では、空間光変調器を用いて信号光を作成し、これを記録媒体にホログラム記録する。空間光変調器は、記録すべき情報のデータページを表す、透明および不透明の領域の１次元または２次元のパターンを含むＬＣＤ（液晶ディスプレイ）スクリーンとすることができる。
【０００９】
そして、この方法では、データページに加えて、データページ内に、またはデータページに近接して、ページインジケータを、上記の方法によってホログラム記録する。したがって、読出光を照射してホログラムを読み出すと、図６に示すように、センサ素子１３０上にはデータページ像１２０とインジケータ像１１０が投影される。
【００１０】
ページインジケータは、読み出し時のインジケータ像１１０の画質、例えば強度または鮮鋭度が、同時にセンサ素子１３０上に投影されるデータページ像１２０の画質を示すように記録される。そして、再生時には、そのインジケータ像１１０の検出信号に基づいて、必要に応じてパラメータを変化させて、データページ像１２０を読み取る。
【００１１】
データページ像１２０およびインジケータ像１１０は、インジケータ像１１０の画質が、対応するデータページ像１２０の画質を示すように記録されるので、インジケータ像１１０の検出信号は、データページ像１２０がデータを読み出すのに十分なＳＮ比でセンサ素子１３０上に投影されるようにパラメータを変化させるフィードバック制御信号として用いることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法は、データページを直接、制御に用いないで、データページ以外のインジケータを制御に用いるので、制御の精度が十分でないとともに、各ページ内にデータページとインジケータの両方が必要となるので、記録用の信号光を作成する空間光変調器は、最低でもデータページとインジケータの両方を表示できる規模にする必要がある。そのため、本来のデータページの画素数より多い画素数の空間光変調器が必要になり、空間光変調器の大型化・高コスト化を来たし、記録再生装置の高コスト化を来たす。逆にいえば、インジケータの画素数の分だけ、空間光変調器に表示できるデータページの画素数が少なくなるので、一度に記録できる情報量が減少してしまう。また、記録媒体についても、データページ以外にインジケータを記録するので、記録媒体の利用効率が低下し、実質的な記録容量が低下してしまうという問題がある。
【００１３】
そこで、この発明は、それぞれデータ情報を示す複数のホログラムが角度多重または波長多重により多重記録されている光記録媒体から各ホログラムを読み出し、各ホログラムのデータ情報を読み取る場合に、ホログラム記録時にデータページ以外にインジケータのような読み出し時の制御のための情報を記録しなくても、データ情報を十分なＳＮ比で読み取ることができ、これによって、空間光変調器の小型化・低コスト化を実現し、記録再生装置の低コスト化を図ることができるとともに、記録媒体の利用効率を上げ、実質的な記録容量を増加させることができるようにしたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明の光読取方法では、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が参照光によりホログラムとして、各ページのホログラムごとに前記参照光の当該光記録媒体への照射角度が変えられて多重記録されている光記録媒体に読出光を照射して、前記ホログラムから回折光を読み出し、その回折光の光強度を検出して、その検出強度が所定値、所定値以上または所定範囲内となるように前記読出光の前記光記録媒体への照射角度を制御し、その状態で、前記回折光から前記データ情報を読み取る。
【００１５】
第２の発明の光読取方法では、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が参照光によりホログラムとして、各ページのホログラムごとに前記信号光および前記参照光の波長が変えられて多重記録されている光記録媒体に読出光を照射して、前記ホログラムから回折光を読み出し、その回折光の光強度を検出して、その検出強度が所定値、所定値以上または所定範囲内となるように前記読出光の波長を制御し、その状態で、前記回折光から前記データ情報を読み取る。
【００１６】
【作用】
図１は、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光の一例を示す。これは、Ｓ偏光およびＰ偏光という互いに直交する２種類の偏光を利用して、データ“０”はＳ偏光、データ“１”はＰ偏光というように、２次元データの各ビットのデータに応じて、信号光の各画素の偏光を２値化したものである。
【００１７】
この信号光３を参照光によってホログラムとして光記録媒体に記録し、読み出し時、光記録媒体に読出光を照射することによって、信号光３の空間偏光分布をホログラム回折光７として読み出すことができる。
【００１８】
この場合、データの“０”“１”を、光の有無（明暗）ではなく、偏光角の違いによって区別するので、回折光７は、データ内容にかかわらず、いずれの画素でも明部分となるとともに、読出光の光記録媒体への照射角度、または読出光の波長に応じて、回折光７の光強度が変化する。したがって、回折光７の光強度を検出し、その検出強度が所定値、所定値以上または所定範囲内となるように、読出光の光記録媒体への照射角度、または読出光の波長を制御することによって、読出光の光記録媒体への照射角度を所定角度にし、または読出光の波長を所定波長にすることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
〔光記録媒体の一例〕
光記録媒体としては、例えば、図２に示すように、ガラス基板などの透明基板１１の一面側に、光誘起複屈折性を示す材料からなる偏光感応層１２を形成したものを用いる。光記録媒体１０は、例えばディスク形状とする。
【００２０】
光誘起複屈折性（光誘起異方性、光誘起２色性）を示す材料は、これに入射する光の偏光状態に感応し、入射光の偏光方向を記録することができる。例えば、側鎖に光異性化する基を有する高分子または高分子液晶、または光異性化する分子を分散させた高分子は、直線偏光を照射すると、光異性化が誘起されて、直線偏光の方向に応じて屈折率の異方性を生じ、偏光方向を記録し、保存することができる。このとき、同時に参照光を照射すれば、信号光の偏光方向をホログラムとして記録することができる。
【００２１】
偏光感応層１２は、光誘起複屈折性を示し、偏光情報をホログラムとして記録し、読み出すことができるものであればよい。好ましい例として、上述した、側鎖に光異性化する基を有する高分子または高分子液晶、または光異性化する分子を分散させた高分子を用いることができる。その光異性化する基または分子としては、アゾベンゼン骨格を含むものが好適である。
【００２２】
この例では、偏光感応層１２として、図３に示す化学式で表される、側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルを用いる。ホログラムを体積的（３次元）に記録するには、偏光感応層１２の厚みは、少なくとも１０μｍ程度必要であり、この例では、４０μｍとする。
【００２３】
〔光読取方法および光読取装置の一例〕
図４は、この発明の光読取方法および光読取装置の一例を示す。
【００２４】
光学ヘッド２０の光源２１としては、光記録媒体１０の偏光感応層１２に感度のあるコヒーレント光を発するものを用いる。この例では、偏光感応層１２として側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルを用いるので、シアノアゾベンゼンが光異性化する波長域に属する波長５１５ｎｍのアルゴンイオンレーザを用いる。光源２１からの光１の偏光は、この例では、紙面に垂直なＳ偏光である。
【００２５】
この光源２１からの光１は、空間フィルタ２２を通過させて波面の乱れを除去した後、レンズ２３によって平行光とし、さらにビームスプリッタ２４によって２光束に分割する。
【００２６】
（ホログラム記録）
記録時には、シャッタ２５を開けて、ビームスプリッタ２４を透過したＳ偏光の光２を、空間光変調器２６に入射させる。
【００２７】
空間光変調器２６は、偏光変調が可能なものとする。このような空間光変調器２６としては、電圧アドレス型の液晶パネルや電気光学結晶にマトリクス電極を付けたものなどを用いることができるが、偏光子は設けない。
【００２８】
空間光変調器２６は、２次元的に複数の画素を有し、それぞれの画素が１／２波長板として機能して、システム制御部９０によって、それぞれの画素に２次元データの対応するビットのデータを電圧印加の有無として与えることによって、それぞれの画素に入射する光の偏光を変調する。
【００２９】
この例のように空間光変調器２６に入射する光２がＳ偏光である場合、空間光変調器２６の電圧が印加された画素は、１／２波長板の軸が４５度回転して、入射光２の偏光方向を９０度回転させるので、その画素を透過した信号光成分はＰ偏光となる。これに対して、空間光変調器２６の電圧が印加されない画素は、１／２波長板の軸が入射光２の偏光方向と平行となるので、その画素を透過した信号光成分はＳ偏光となる。したがって、空間光変調器２６を通過した信号光３は、空間光変調器２６に与えられた２次元データに対応した空間偏光分布を有するものとなる。
【００３０】
この空間光変調器２６を通過した信号光３を、フーリエ変換レンズ２７によってフーリエ変換し、その変換後の信号光４を、光記録媒体１０に照射する。同時に、ビームスプリッタ２４で反射したＳ偏光の光を、ミラー３１で反射させ、レンズ３２によって集光し、ミラー３３で反射させて、参照光５として、光記録媒体１０の信号光４が照射される領域に照射する。これによって、光記録媒体１０中に、２次元データに対応した信号光４の空間偏光分布が、ホログラムとして記録される。
【００３１】
ミラー３３は、これを回転させるステッピングモータ５１に支持し、ステッピングモータ５１は、駆動回路５２からの駆動パルスによって駆動する。ただし、ステッピングモータ５１の代わりに、ガルバノメータスキャナや音響光学素子などによって、ミラー３３を回転させるようにしてもよい。
【００３２】
記録時、ミラー３３を回転させて、参照光５の光記録媒体１０への照射角度を複数通りに変え、ヘッド移動機構６０により光学ヘッド２０を光記録媒体１０の径方向に移動させて、参照光５の光記録媒体１０への照射位置を複数通りに変えることによって、ホログラムの角度多重記録が可能になる。
【００３３】
また、モータ７０により光記録媒体１０を回転させることによって、光記録媒体１０の周方向に場所を変えて複数のホログラムを記録することができる。さらに、ヘッド移動機構６０により光学ヘッド２０を光記録媒体１０の径方向に移動させることによって、光記録媒体１０中に同心円状の記録トラックを形成するようにホログラムを記録することができる。
【００３４】
（読み出し時の制御）
読み出し時には、シャッタ２５を閉じて信号光４を遮断し、記録時の参照光と同じになるように設定した光を、読出光５として、光記録媒体１０のホログラムが記録されている領域に照射する。これによって、記録時の信号光４の空間偏光分布が保存されたホログラム回折光６が得られる。
【００３５】
この回折光６を、フーリエ変換レンズ４１によって平行光とし、その平行光の回折光７を、ビームサンプラー４２に入射させ、ビームサンプラー４２で反射した回折光８Ｒを、モニタ用光検出器４３に入射させる。
【００３６】
モニタ用光検出器４３としては、単一の受光部を有し、全入射光量を検出信号に変換して出力するフォトダイオードなどの素子を用いることができるが、光検出器アレイを用い、その各画素の受光量を積分して検出信号に変換するようにしてもよい。単一の受光部を有する素子を用いる場合には、回折光８Ｒを集光レンズで集光して検出することによって、受光部の小さい素子を用いることができる。
【００３７】
モニタ用光検出器４３からの、回折光８Ｒの強度検出信号は、制御回路８０に供給し、その検出強度を、制御回路８０中のメモリに記憶する。
【００３８】
ミラー３３またはステッピングモータ５１には、ミラー３３の角度を検出する角度検出部５３を設け、これからの角度検出信号を制御回路８０に取り込む。
【００３９】
また、システム制御部９０は、読み出し時、読み出そうとするホログラムを記録した時のミラー３３の設定角度、すなわち参照光５の照射角度の設定値を、制御回路８０に送出する。
【００４０】
読出光５の照射角度を、記録時の参照光５の照射角度設定値の前後に渡って変化させることができるように、この例では、読出光５の照射角度の初期値が、システム制御部９０から入力された、記録時の参照光５の照射角度設定値から１度引いた値に定まるように、制御回路８０を設定する。
【００４１】
したがって、例えば、記録時に参照光５の照射角度が２６度に設定されて記録されたホログラムを読み出す場合、読み出し開始直後には、角度検出部５３から制御回路８０に入力される角度検出信号が２５度を示すように、制御回路８０によって駆動回路５２が制御され、ミラー３３の角度が設定される。
【００４２】
この状態で、読出光５が光記録媒体１０に照射され、回折光８Ｒがモニタ用光検出器４３で検出され、その強度検出信号が制御回路８０に入力されると、制御回路８０は、この例では、読出光５の照射角度を初期値の２５度から０．１度増加させるように、駆動回路５２によるステッピングモータ５１の駆動を制御する。同時に、制御回路８０は、読出光５の光記録媒体１０への照射位置を、読み出そうとするホログラムを記録した時の参照光５の光記録媒体１０への照射位置に一致させるように、ヘッド移動機構６０を制御し、光学ヘッド２０を光記録媒体１０の径方向に移動させる。
【００４３】
この状態で、回折光８Ｒが新たにモータ用光検出器４３で検出され、強度検出信号が制御回路８０に入力されると、制御回路８０は、その新たに検出された回折光強度と、制御回路８０中に記憶している回折光強度とを比較する。
【００４４】
そして、新たな検出強度が記憶している検出強度より大きければ、制御回路８０は、新たな検出強度を記憶している検出強度に置き換えて記憶した上で、上記の制御動作を繰り返す。逆に新たな検出強度が記憶している検出強度より小さいときには、制御回路８０は、読出光５の照射角度を０．１度減少させるように、駆動回路５２によるステッピングモータ５１の駆動を制御した上で、読出光５の照射角度の制御を終了する。
【００４５】
このように制御することによって、回折光８Ｒの検出強度が極大値となるように読出光５の照射角度が制御される。
【００４６】
このように、この発明では、データページからの回折光を直接、制御に用いるので、従来のようにデータページ以外のインジケータを制御に用いる場合に比べて、制御の精度が向上する。
【００４７】
制御回路８０は、読出光５の照射角度の制御を終了すると、システム制御部９０に制御終了信号を出力し、これによって、システム制御部９０は、装置各部を制御して、データ読み取り動作を開始させる。
【００４８】
（データ読み取り）
データ読み取り時には、上述したように回折光８Ｒの検出強度が極大値となるように読出光５の照射角度が制御された状態で得られる回折光６を、フーリエ変換レンズ４１によって平行光とし、その平行光の回折光７を、ビームサンプラー４２に入射させ、ビームサンプラー４２を透過した回折光８Ｔを、偏光ビームスプリッタ４４に入射させて、Ｓ偏光成分９ＳとＰ偏光成分９Ｐとに分離し、Ｓ偏光成分９Ｓを光検出器アレイ４５Ｓに、Ｐ偏光成分９Ｐを光検出器アレイ４５Ｐに、それぞれ入射させる。
【００４９】
光検出器アレイ４５Ｓ，４５Ｐは、２次元ＣＣＤなど、２次元の光量分布を検出できるものとし、これによって、それぞれＳ偏光成分９Ｓ，Ｐ偏光成分９Ｐの強度分布を検出する。したがって、回折光７の空間偏光分布により保持された２次元データ、すなわち光記録媒体１０にホログラム記録されている２次元データを読み取ることができる。
【００５０】
Ｓ偏光成分９ＳとＰ偏光成分９Ｐはネガ像とポジ像の関係になるので、その一方を一方の光検出器アレイで検出するだけでも、２次元データを読み取ることができる。したがって、例えば、偏光ビームスプリッタ４４の代わりに、Ｓ偏光またはＰ偏光のみを透過させる偏光板を配置しても、２次元データを読み取ることができる。しかし、この例のように、Ｓ偏光成分９ＳおよびＰ偏光成分９Ｐを、それぞれ光検出器アレイ４５Ｓおよび４５Ｐで検出するとともに、回折光７のＳ偏光の画素とＰ偏光の画素の強度が等しくなるように設定すれば、それぞれの光検出器アレイ４５Ｓおよび４５Ｐの対応する画素ごとの検出信号の差分を算出することによって、回折光７の揺らぎ、外光の影響、光記録媒体１０や光学系の不完全さなどに起因するノイズをキャンセルして、より高ＳＮ比の読み取り出力を得ることができる。
【００５１】
モータ７０により光記録媒体１０を回転させることによって、光記録媒体１０の周方向に場所を変えて記録されている複数のホログラムを読み出すことができる。また、ヘッド移動機構６０により光学ヘッド２０を光記録媒体１０の径方向に移動させることによって、光記録媒体１０中に同心円状に形成されている記録トラックからホログラムを読み出すことができる。
【００５２】
〔実験による検証〕
上述した方法および装置によって、６４０×４８０ビットの２次元データの記録再生を試みた。光記録媒体１０としては、偏光感応層１２として側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルを形成したものを用い、光源２１としては、上述した波長５１５ｎｍのアルゴンイオンレーザを用いた。記録時の信号光および参照光は、約０．５Ｗ／ｃｍ２とし、読み出し時の読出光は、約０．２Ｗ／ｃｍ２とした。空間光変調器２６としては、一画素の大きさが４２μｍ×４２μｍで、６４０×４８０画素のプロジェクタ用液晶パネルを用いた。
【００５３】
角度多重記録については、参照光の照射角度を、２６度、３０度、３４度にして、それぞれ空間偏光分布により２次元データ情報を保持する信号光をホログラムとして角度多重記録した。
【００５４】
図５は、このように角度多重記録した光記録媒体１０に読出光５を照射し、読出光５の照射角度とモニタ用光検出器４３による回折光８Ｒの検出強度との関係を測定した結果である。横軸が読出光５の照射角度であり、縦軸が回折光８Ｒの検出強度を任意軸で示したものである。
【００５５】
図５からわかるように、回折光８Ｒの検出強度は、記録時に用いた参照光の照射角度である２６度、３０度、３４度の付近で極大値を持つ。また、回折光自身を検出しているので、各ホログラム間での回折強度の違いも検出できることがわかる。
【００５６】
そこで、各ホログラムからの回折光強度が極大値となるように読出光５の照射角度を決定して、回折光８Ｔから記録データを読み取ったところ、記録データを良好なＳＮ比で読み取ることができた。
【００５７】
すなわち、従来のホログラム記録再生のようにデータ内容を光の明暗で区別する場合には、データ内容によって回折光の明部分と暗部分の割合が変化し、回折光の強度が変化するので、回折光の検出強度に基づく読出光の照射状態の制御は不可能または困難であったが、これに対して、上述の実施例においては、データ内容を偏光角の違いによって区別するので、回折光の全ての画素が明部分となり、データ内容によって回折光の強度が変化しないので、回折光の検出強度に基づく読出光の照射状態の制御が可能となる。
【００５８】
ただし、この制御は、回折光の全ての画素が明部分となり、データ内容によって回折光の強度が変化しないことを利用するので、信号光および回折光は、必ずしも互いに直交する偏光が空間的に分布されたものである必要はなく、回折光の強度が等しく、偏光角の違いによってデータ情報が記録されていればよい。
【００５９】
〔他の例〕
読出光は、データを読み取れる回折光が得られるものであれば、どのようなものでもよく、任意の偏光角のものとすることができるが、上述した例のように記録時の参照光と同じものや、記録時の参照光と直交する偏光のものが望ましい。
【００６０】
読出光５の照射角度は、回折光８Ｒの検出強度が極大値となるように制御する代わりに、回折光８Ｒの検出強度が所定値（ある定められた値）となるように制御してもよく、その場合でも記録されたデータを良好なＳＮ比で読み取ることができる。
【００６１】
このように回折光８Ｒの検出強度が所定値となるように制御する場合、回折光８ＲのＳ偏光の画素とＰ偏光の画素の強度は、異なってもよいが、等しい方が望ましい。Ｓ偏光の画素とＰ偏光の画素の強度を等しくすれば、回折光８Ｒの各画素の強度は、偏光角の違い、すなわちデータ内容の違いによらず、全て等しくなり、回折光８Ｒ全体の強度は一様になるので、回折光８Ｒのどの部分でも強度が同じ値になる。したがって、回折光８Ｒを部分的にしか検出しなくても、その検出強度が所定値となるように読出光５の照射角度を制御すれば、回折光８Ｒの強度を回折光８Ｒ全体に渡って所定値にすることができる。
【００６２】
具体的に、偏光感応層１２の材料や組成、偏光感応層１２の厚み、信号光４の強度、参照光５の強度、読出光５の偏光などを調整することによって、回折光７のＳ偏光の画素とＰ偏光の画素の強度比を変え、調整することができる。なお、上述した実施例では、記録時の信号光３のＳ偏光の画素とＰ偏光の画素の強度を等しくすれば、読み出される回折光７のＳ偏光の画素とＰ偏光の画素の強度が等しくなるように、上記のパラメータが調整されている。
【００６３】
また、図示した例のようにビームサンプラー４２で反射した回折光８Ｒをモニタ用光検出器４３で検出する代わりに、データ読み取り用の光検出器アレイ４５Ｓおよび４５Ｐの出力から回折光７全体の強度を演算し、その算出値が極大値または所定値となるように読出光５の照射角度を制御してもよく、ビームサンプラー４２およびモニタ用光検出器４３はなくてもよい。
【００６４】
また、回折光の検出強度が極大値または所定値となるように、読出光５の照射角度を制御する代わりに、回折光の検出強度が所定値以上となるように、または所定の範囲内となるように、読出光５の照射角度を制御するようにしてもよい。
【００６５】
さらに、上述した例は、参照光５の照射角度を変えて角度多重記録し、読み出し時、読出光５の照射角度を制御する場合であるが、この発明は、信号光および参照光の波長を変えて波長多重記録し、読み出し時、読出光の波長を制御する場合にも適用することができる。
【００６７】
また、記録されるデータ情報は、２次元データ情報に限らず、１次元のものでもよい。
【００６８】
なお、データページに対して、読出光の照射位置の基準となる、または光記録媒体の物理的なアドレスを示すインジケータを設けてもよい。
【００６９】
【発明の効果】
上述したように、この発明によれば、それぞれデータ情報を示す複数のホログラムが角度多重または波長多重により多重記録されている光記録媒体から各ホログラムを読み出し、各ホログラムのデータ情報を読み取る場合に、ホログラム記録時にデータページ以外にインジケータのような読み出し時の制御のための情報を記録しなくても、データ情報を十分なＳＮ比で読み取ることができる。したがって、空間光変調器の小型化・低コスト化を実現し、記録再生装置の低コスト化を図ることができるとともに、記録媒体の利用効率を上げ、実質的な記録容量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明で用いる信号光および回折光の一例を示す図である。
【図２】この発明で用いる光記録媒体の断面構造の一例を示す図である。
【図３】側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルの化学式を示す図である。
【図４】この発明の光読取方法および光読取装置の一例を示す図である。
【図５】読出光の照射角度と回折光の検出強度との関係を説明するための図である。
【図６】従来の方法でセンサ素子上に投影される像の様子を示す図である。
【符号の説明】
３，４…信号光
５…参照光、読出光
６，７，８Ｒ，８Ｔ…回折光
９Ｓ…Ｓ偏光成分
９Ｐ…Ｐ偏光成分
１０…光記録媒体
１２…偏光感応層
２０…光学ヘッド
２１…光源
２４…ビームスプリッタ
２５…シャッタ
２６…空間光変調器
２７…フーリエ変換レンズ
３０…読出光光学系
３３…ミラー
４１…フーリエ変換レンズ
４２…ビームサンプラー
４３…モニタ用光検出器
４４…偏光ビームスプリッタ
４５Ｓ，４５Ｐ…光検出器アレイ
５１…ステッピングモータ
５２…駆動回路
５３…角度検出部
６０…ヘッド移動機構
７０…モータ
８０…制御回路
９０…システム制御部
Claims (7)
- 空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が参照光によりホログラムとして、各ページのホログラムごとに前記参照光の当該光記録媒体への照射角度が変えられて多重記録されている光記録媒体に読出光を照射して、前記ホログラムから回折光を読み出し、その回折光の光強度を検出して、その検出強度が所定値、所定値以上または所定範囲内となるように前記読出光の前記光記録媒体への照射角度を制御し、その状態で、前記回折光から前記データ情報を読み取る光読取方法。
- 空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が参照光によりホログラムとして、各ページのホログラムごとに前記信号光および前記参照光の波長が変えられて多重記録されている光記録媒体に読出光を照射して、前記ホログラムから回折光を読み出し、その回折光の光強度を検出して、その検出強度が所定値、所定値以上または所定範囲内となるように前記読出光の波長を制御し、その状態で、前記回折光から前記データ情報を読み取る光読取方法。
- 空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が参照光によりホログラムとして、各ページのホログラムごとに前記参照光の当該光記録媒体への照射角度が変えられて多重記録されている光記録媒体から、前記データ情報を読み取る光読取装置であって、
前記光記録媒体に読出光を照射して、前記ホログラムから回折光を読み出す読出光光学系と、
その回折光の光強度を検出する光検出手段と、
この光検出手段による検出強度が所定値、所定値以上または所定範囲内となるように前記読出光の前記光記録媒体への照射角度を制御する制御手段と、
を備える光読取装置。 - 空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が参照光によりホログラムとして、各ページのホログラムごとに前記信号光および前記参照光の波長が変えられて多重記録されている光記録媒体から、前記データ情報を読み取る光読取装置であって、
前記光記録媒体に読出光を照射して、前記ホログラムから回折光を読み出す読出光光学系と、
その回折光の光強度を検出する光検出手段と、
この光検出手段による検出強度が所定値、所定値以上または所定範囲内となるように前記読出光の波長を制御する制御手段と、
を備える光読取装置。 - 請求項３または４の光読取装置において、
前記回折光を互いに直交する２つの偏光成分に分離する偏光ビームスプリッタと、その分離された２つの偏光成分を別個に検出するデータ読み取り用の光検出器アレイとを備える光読取装置。 - 請求項５の光読取装置において、
前記光検出器アレイが前記光検出手段を兼ね、前記光検出器アレイの出力から前記回折光の光強度を演算する光読取装置。 - 請求項３〜６のいずれかの光読取装置において、
前記光記録媒体がディスク形状であり、当該光読取装置が、その光記録媒体を回転させる媒体駆動機構と、前記読出光光学系および前記光検出手段を含む光学ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘッド移動機構とを備える光読取装置。
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