JP4358136B2 - 光情報記録再生装置および空間光変調器ならびに光情報再生方法および光情報記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、ホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法に関する。

ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光学スポット記録再生方法では、１つの記録マークを１ビットの情報に対応させ、各記録マークを互いに離間させている。一般に、光学スポット記録方法では、波長の短い記録光を用いて記録マークの寸法を小さくすることにより記録密度を高める。しかし、この手法による記録密度の向上は限界に近づいている。

そこで、さらに記録密度を向上できる光学記録方法として、ホログラム記録再生方法が期待されている。

ホログラム記録再生方法では、まず、数値データを少なくとも２つの状態を表す画素からなる２次元の画像データに符号化する。次に、画像データを空間光変調器に表し、空間光変調器に入射された光から強度等が変調された記録光を形成する。最後に、記録光と参照光との干渉縞をホログラム記録媒体に記録する。その後、参照光がホログラム記録媒体に入射し記録情報を反映した再生光を得る。この再生光を光強度検出器にて検出する。このときの検出強度の分布から画像データを再生し、さらに、数値データに復号化する。この符号化および復号化の際には、２次元に配列された複数の単位領域で表される、画像データの最小単位（以後、シンボル）を、複数ビット分の数値データに対応させている。

これらの記録方法における、情報の符号化について説明する。

光学スポット記録方法では、記録マークに記録される信号が連続して同じ値を採ると、再生時の検出精度が低下する。そこで、記録される信号をある程度不連続とするような方法を用いて符号化される。すなわち、ｍビットの数値データを、ｍに比して大であるｎビット分の記録マークを用いて記録している（非特許文献１参照。）。

ホログラム記録方法において、媒体を透過もしくは反射し形成された再生光は散乱成分を多く持つ。このため、得られる画像データにおいて、明画素が隣接すると、個々の明画素に起因する不明瞭さが倍増し、検出精度が低下する。そこで、再生光において明画素を隣接させないように、シンボルのパターンを配置し、符号化する方法が知られている（特許文献１参照。）。
米国特許第５８０８９９８号明細書 徳丸春樹、横川文彦、入江満共著、「図解ＤＶＤ読本」、第一版、オーム社、２００３年９月２０日、ｐ．６３−７０

しかし、この方法ではシンボルに対応する像の間を跨いで隣接する明画素を回避できない。このため、検出精度を十分に向上できない。

一方、シンボルのパターンにこれを回避する制限を設けると、利用できるシンボルのパターンの数が少なくなるため、符号化の効率が落ちる。例えば、４×４の１６の単位領域のシンボルにおいて明画素に対応する単位領域を３つ配置するパターンでは、利用できるシンボルのパターンが276から70に減少し、符合化の効率が下がる。

すなわち、優れた符号化の効率と高い検出精度との両立が難しいという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、優れた符号化の効率と高い検出精度とを両立できる、光情報記録再生装置および空間光変調器ならびに光情報記録および再生方法を提供することを目的とする。

第１の発明の光情報記録再生装置は、画素を２以上有する複数の画素部と前記画素部に挟まれ前記画素に比して幅が短い非画素部とを有する第１の領域を有し、前記第１の領域を用いて、光から強度もしくは偏光が変調された情報光を形成できる空間光変調器と、結像される再生光における前記非画素部に相当する像の幅以下の幅を有する単位検出部を備える前記２次元検出器と、記録時には、前記情報光と参照光とを光情報記録媒体に入射させ、再生時には、前記参照光を光情報記録媒体に入射させ、この光情報記録媒体から得られる再生光を２次元検出器に結像する光学系と、を具備することを特徴とする。

第２の発明の空間光変調器は、画素を２以上有する複数の画素部と、画素部に挟まれた非画素部と、を有する第１の領域を備え、非画素部の幅L2と画素の幅L1とは、式（１）の関係を満たし、第１の領域は、光の強度もしくは偏光を変調できることを特徴とする。

L1/４ ≦ L2 ＜ L1 ・・・式（１）
第３の発明の光情報記録方法は、数値データを、状態２の単位領域に比して状態１の単位領域の数が少なく状態１の単位領域が互いに隣接しないシンボルからなる画像データに符号化する工程と、画素を２以上有する複数の画素部と画素部に挟まれ画素に比して幅が短い非画素部とを有する第１の領域を備える空間光変調器を用いて、状態１の単位領域を、明画素を形成しうる状態に対応させ、状態２の単位領域を、暗画素を形成しうる状態に対応させ、画素部に画像データを表示する工程と、その後、第１の領域を用いて、光から情報光を形成する工程と、情報光および参照光を光情報記録媒体に入射させ、情報を記録する工程と、を具備することを特徴とする。

第５の発明の光情報再生方法は、画素を２以上有する複数の画素部と画素部に挟まれ画素に比して幅が短い非画素部とを有する第１の領域を有する空間光変調器において、画素を、明画素を形成しうる状態とする工程と、光を空間光変調器に入射させて、画素の状態を反映した光を得る工程と、その後、画素の状態を反映した光を光情報記録媒体に入射させ、得られた光を２次元検出器に結像させる工程と、結像された光における非画素部に相当する像の、２次元検出器における位置に基づいて、空間光変調器と２次元検出器との相対位置を補正する工程と、を具備することを特徴とする。

本発明は、優れた符号化の効率と高い検出精度とを両立できる、光情報記録再生装置および空間光変調器ならびに光情報記録および再生方法を提供できる。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は発明の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。

本発明は、透過型の光情報記録媒体を用いたホログラムについても反射型の光情報記録媒体を用いたホログラムにてついても適用できる。また、本発明は、情報を記録する記録光の干渉方法として、二光束干渉法についても同軸干渉法についても適用できる。

本実施の形態では、反射型同軸干渉法を用いたホログラムを用いて本発明を説明する。

（光情報記録媒体）
光情報記録媒体１について図１を参照して説明する。

図１は、光情報記録媒体１およびその近傍での光学系を示す斜視模式図である。図１に示すように、光情報記録媒体１は、ディスク状に形成されている。光情報記録媒体１は、透明基板４を有し、透明基板４の主面上に記録層３、他方の主面上には反射層５を備えており、さらに記録層３の光入射側には保護層２を備えている。対物レンズ７によって光情報記録媒体１に入射された記録光は記録層３の中で干渉し、ホログラム６を形成する。

保護層２は、適宜、記録層３を機械的に保護するために設ける。

記録層３は、電磁波である記録光の強度に応じてその光学特性が変化するホログラム記録材料を有する。ホログラム記録材料は有機材料であっても無機材料であっても構わない。有機材料であれば、例えば、フォトポリマ、フォトリフラクティブポリマ、フォトクロミック色素分散ポリマなどが挙げられる。無機材料であれば、例えば、ニオブ酸リチウム、チタン酸バリウムなどのフォトリフラクティブ結晶が挙げられる。

透明基板４は、ガラス、またはポリカーボネート等のプラスティックにより形成されている。

反射層５は、記録光波長における反射率が高い材料、例えばアルミニウムなどにより形成されている。便宜上、図示をしていないが、反射層５における透明基板４側の面は、トラッキングサーボを行うための情報とアドレス情報とを表すための凹凸構造などを有していてもよい。なお、反射層５としてダイクロイック反射層を用いてもよい。

ここで、トラッキングサーボを行う方式としては、連続サーボ方式を用いることが好ましい。なお、反射層５の凹凸に起因する記録光の乱れが問題になる場合は、サンプルドサーボ方式を用いてもかまわない。トラッキングサーボを行うための情報としては、例えばウォブルピットを用いることが出来る。

（光情報記録媒体のサーボ）
光情報記録再生装置において、光情報記録媒体１に対するサーボを行うための機構およびサーボの方法について説明する。

図２は、反射型同軸干渉法を用いた光情報記録再生装置の概略構成図である。図２に示すように、光情報記録再生装置はおよびこれに係わる光学系であるコリメートレンズ２３、偏光ビームスプリッタ２４、旋光用光学素子２５、凸レンズ２６、シリンドリカルレンズ２７、４分割フォトディテクタ２８等を有している。

サーボ用光源装置２２は、可干渉性などから直線偏光のレーザが望ましい。レーザとしては、半導体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、アルゴンレーザ、ＹＡＧレーザなどが挙げられる。サーボ用光源装置２２のレーザは、記録用光源装置８のレーザとは異なる波長であり、記録層３の光学特性を変化させないものであることが望ましい。この要請から、記録光に青色半導体レーザを用いる場合には、波長６５０ｎｍ付近の赤色半導体レーザが好ましい。

サーボ用光源装置２２により出射されたサーボ光は、コリメートレンズ２３によって平行光束に整形され偏光ビームスプリッタ２４に入射する。ここでサーボ光は偏光ビームスプリッタ２４を透過するように、光源装置２２からの出射時点で偏光方向が調整されている。

偏光ビームスプリッタ２４を透過したサーボ光は旋光用光学素子２５を透過し、ダイクロイックプリズム１６に入射する。ダイクロイックプリズム１６はサーボ光の波長を反射するように設計されている。旋光用光学素子２５としては１／４波長板、１／２波長板などを用いることが出来る。

ダイクロイックプリズム１６によって反射されたサーボ光は、対物レンズ７によって光情報記録媒体１に入射し、光情報記録媒体１の反射層５の表面でそのビーム径が最小になるように集光する。サーボ光は反射層５によって反射され、その際、反射面上に形成されたピットによって変調される。

光情報記録媒体１からのサーボ戻り光は対物レンズ７を透過し、ダイクロイックプリズム１６によって反射され、更に旋光用光学素子２５を透過する。サーボ戻り光は、旋光用光学素子２５を透過する際に光源装置２２により射出されたサーボ光とは異なる偏光成分を含むようになり、偏光ビームスプリッタ２４によって反射される。なお、偏光ビームスプリッタ２４でのサーボ戻り光の反射率が最も高くなるように旋光用光学素子２５の回転角度が調節されていることが望ましい。

偏光ビームスプリッタ２４で反射されたサーボ戻り光は、凸レンズ２６、シリンドリカルレンズ２７を透過した後、４分割フォトディテクタ２８によって検出される。この４分割フォトディテクタの出力に基づいてアドレス信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号が生成さる。

図３は、４分割フォトディテクタ２８の出力に基づいて、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を検出するための回路を示すブロック図である。

図３に示すように、この検出回路は、４分割フォトディテクタ２８の対角の受光部２８a、２８dの各出力を加算する加算器３３と、４分割フォトディテクタ２８の対角の受光部２８ｂ、２８ｃの各出力を加算する加算器３４と、加算器３３の出力と加算器３４の出力との差を演算して、非点収差法によるフォーカスエラー信号ＦＥを生成する減算器３５と、４分割フォトディテクタのトラック方向に沿って隣り合う受光部２８a、２８bの各出力を加算する加算器３６と、４分割フォトディテクタのトラック方向に沿って隣り合う受光部２８c、２８dの各出力を加算する加算器３７と、加算器３６の出力と加算器３７の出力との差を演算して、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号ＴＥを生成する減算器３８と、加算器３６の出力と加算器３７の出力とを加算して再生信号ＲＦを生成する加算器３９と、を備えている。

なお、本実施の形態では、再生信号ＲＦは光情報記録媒体１の反射層５上に予め記録された情報を再生した信号とする。光情報記録再生装置と光情報記録媒体の位置ずれ補正は、上述のように４分割フォトディテクタ２８より得られたフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥがそれぞれ０になるように、図２に示したボイスコイルモータ１７を用いて対物レンズ７を駆動することにより行う。

（光情報記録再生装置とその記録再生方法）
光情報記録再生装置によるホログラムの記録再生方法を説明する。

まず、光軸の中心部を情報光とし、周辺部を参照光とし、一つの空間光変調器を用いて、情報光と変調された参照光とを形成するホログラム記録方法を例にし、説明する。

記録用光源装置８としては、可干渉性などから直線偏光をしたレーザが望ましい。レーザとしては、半導体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、アルゴンレーザ、ＹＡＧレーザなどが挙げられる。

ビームエキスパンダ９は光源装置８の出射光を拡張、平行光束に整形するようになっている。整形された光はミラー１０により反射され、反射型空間光変調器１１に入射する。

反射型空間光変調器１１は、格子状に２次元に配置された複数の画素を有し、画素毎に反射光の光強度もしくは偏光方向を変えることができる。この動作により、反射型空間光変調器１１は、２次元の光強度もしくは偏光パターンとして画像データを付与した情報光と、空間的に変調された参照光と、を同時に形成できる。記録時には、反射型空間光変調器１１の画素のうち、光軸の中心部が入射する箇所を、情報光を形成する領域、同周辺部が入射する箇所を、参照光を形成する領域として用いる。反射型空間光変調器１１としては、デジタルミラーデバイス、反射型液晶素子、磁気光学効果を用いた反射型変調素子などを用いることが出来る。図２では、反射型空間光変調器１１として、画素毎にミラーを用い、その反射角で光強度を変えることができるデジタルミラーデバイスを用いた。なお、空間光変調器については、後に詳細に説明する。

反射型空間光変調器１１によって反射された記録光は、結像レンズ１２、１３を介して偏光ビームスプリッタ１４に入射する。ここで記録光は偏光ビームスプリッタ１４を透過するように、光源装置８からの出射時点で偏光方向が調整されている。偏光ビームスプリッタ１４を透過した記録光は旋光用光学素子１５を透過し、ダイクロイックプリズム１６に入射する。ダイクロイックプリズム１６は記録光の波長を透過するように設計されている。ダイクロイックプリズム１６、対物レンズ７を透過した記録光は、光情報記録媒体１に入射し、光情報記録媒体１の反射層５の表面でそのビーム径が最小になるように集光する。記録層３の内部では、情報光と参照光とが干渉し、記録層３にホログラム６が形成される。なお、旋光用光学素子１５としては１／４波長板や１／２波長板などを用いることが出来る。

次に、２次元検出器において、光軸の中心部と周辺部とを分離することにより、参照光と再生光とを分割するホログラム再生方法を例にし、説明する。

再生時には、反射型空間光変調器１１の画素のうち、光軸の周辺部のみが光を透過するようにし、参照光のみが光情報記録媒体１に入射する。参照光の一部は、光情報記録媒体１を透過する際ホログラム６により回折され再生光となる。再生光は反射層５によって反射された後、対物レンズ７、ダイクロイックプリズム１６を透過し、旋光用光学素子１５を透過する際に光源装置８を出射された光とは異なる偏光成分を含むようになり、偏光ビームスプリッタ１４によって反射される。なお、偏光ビームスプリッタ１４での再生光の反射率が最も高くなるように旋光用光学素子１５の回転角度が調節されていることが望ましい。偏光ビームスプリッタ１４によって反射された再生光はミラー１８によって反射された後、結像レンズ１９により２次元光検出器２０上に再生像として結像される。

また、ホログラム６により回折されなかった参照光は記録層３を透過したのち反射層５によって反射され、再生光と同様に２次元光検出器２０上に結像される。このとき、参照光の透過像は再生像の周辺部に形成されるので、２つの像は空間的に容易に分離することができる。なお、再生信号のＳＮ比を良くするために、２次元検出器２０の前にアイリス２１を配して参照光の透過像が形成されないようにしてもよい。

なお、反射型空間光変調器１１において形成された画像データが、光の偏光方向によるパターンであっても、光情報記録媒体に到達するまでの光学系により、光強度の大小によりパターン化された画像データとなる。

（空間光変調器）
まず、反射型空間光変調器１１の光を反射する面について、図４（ａ）を参照して説明する。

図４（ａ）は、図２に示した反射型空間光変調器１１における光を反射する面の模式図である。

図４（ａ）に示すように、空間光変調器１１は、光を反射する面に第１の領域１１０及び第２の領域１１１を有する。第１の領域１１０は、光軸の中心部により照射され情報光を形成する。第２の領域１１１は、光軸の周辺部により照射され参照光を形成する。なお、図４（ａ）では、便宜上、第１の領域１１０と第２の領域１１１との境を点線で表している。第１及び第２の領域１１０・１１１には、記録する情報などに応じて画素ごとに反射方向を変えることができる略均一な形状を有するミラーが２次元的に配置されている。第１及び第２の領域１１０・１１１は、このミラーを駆動させることにより、光強度的に一様な入力された光を、任意の２次元的な光強度パターンを有する光として出力することができる。

反射型空間光変調器１１は、第１の領域１１０と第２の領域１１１との間に、画素部１１３内の画素に比して大きい画素１１７が４つ配置されている。この画素１１７は、位置基準マークとして用いる。第１及び第２の領域１１０・１１１において、画素部１１３および位置基準マーク用画素１１７以外の領域は、非画素部１１２である。

第１の領域１１０内では、画素部１１３が１２個配置され、画素部１１３は、縦横４画素ずつの計１６画素からなる。

図６は、画素部１１３と非画素部１１２とを説明するための拡大模式図である。図６に示すように、画素は、光強度の高い画素（以後、明画素）を形成する状態１１４ａもしくは光強度の低い画素（以後、暗画素）を形成する状態１１４ｂを採る。画素部１１３と画素部１１３との間には、非画素部１１２が配置されている。明画素を形成する状態１１４ａの画素は、２次元検出器に結像する再生光において、明画素に対応する。暗画素を形成する状態１１４ｂの画素は、２次元検出器に結像する再生光において、暗画素に対応する。

第２の領域１１１内では、画素は、明画素を形成する状態１１４ａもしくは暗画素を形成する状態１１４ｂを採る。これらの状態を採る画素がランダムに配置されている。

位置基準マーク用画素１１７は、反射型空間光変調器１１と２次元検出器１２９との相対位置関係を決定するために用いる。位置基準マーク用画素１１７は、少なくとも２つ必要であり、位置関係の精度を向上させるために、４つ用いるのが好ましい。

次に、画素部１１３と非画素部１１２との関係を図６を参照して説明する。

画素部１１３に含まれる画素は、一辺の長さL１である正方形である。画素部１１３と隣接する画素部１１３との間に配置された非画素部１１２は、その短辺が画素幅L1に比して短い幅L2である。

本実施の形態によれば、画素の幅L1に比して短い幅L2を有する非画素部１１２が形成されることにより、画像データにおいて明画素の隣接を低減できるため、明画素に相当する光の散乱成分に起因する不明瞭さを低減でき、検出精度を向上できる。

非画素部の幅L2と、画素幅L1とは、式（１）の関係を満たすことが望ましい。

L1/４ ≦ L2 ＜ L1 ・・・式（１）
L2は、L1/４以上であることにより、シンボル間で隣接する明画素を分離して検出することが容易になる。L1未満であることにより単位面積あたりの情報量を大きくすることが可能となる。なお、図６においては、L2＝L1/３の関係を満たしている。

画素の形状は、矩形であることが望ましい。矩形状の画素であると、２次元検出器において、非画素部の検出が容易となるためである。

図４（ａ）では、非画素部１１２は画素部１１３を囲んでいる。このため、結像された再生光においてシンボル間を跨いで明画素が隣接することはなく、検出精度を極めて向上できる。しかし、図５で例示するように、本実施の形態では、一つの画素部１１３毎に非画素部１１２が形成されていなくともかまわない。この場合、非画素部１１２は、それぞれ６以下の画素部１１３毎に形成されると好ましい。より好ましくは、２以下の画素部１１３である。これは、７以上の画素部１１３であると、非画素を設けていない画素部１１３間での明画素の隣接による検出精度の低下が顕在化するためである。

ここで、図４とは異なる第１の領域の態様を図５に示す。図５では、第１の領域１１０は、縦方向には、一つの画素部１１３毎に非画素部１１２が形成されており、横方向には、二つの画素部１１３毎に非画素部１１２が形成されている。この第１の領域では、９６の画素部が形成されている。非画素部１１２を設けない画素部と画素部との境界は、便宜上、白い点線で示した。

なお、デジタルミラーデバイスの場合、各画素に相当するミラーが動作しても接触しないために、空隙が設けられているが、ここで述べる非画素部とは、このような空隙ではなく、数画素に１つの割合で意図的に設けられた領域を示している。例えば、L1が４μｍ以上２０μｍ以下程度の場合、この空隙はL1/２０以上L1/５以下程度、L2はL1/４以上L1未満程度である。

第２の領域は、図４（ａ）に示すように、複数の画素部と画素部に挟まれ画素幅に比して短い幅を有する非画素部とを有することが望ましい。これは、参照光を構成するパターンが画素幅に比して短い非画素幅により形成されるため、情報光と参照光との干渉成分が増加し、記録多重度が向上するためである。

この作用効果について説明する。２次元的な強度分布をもつ光を対物レンズ７で集光すると、対物レンズ７の焦点位置では対物レンズ７に入射した光の強度分布をフーリエ変換した強度分布となる。入射する光が、高周波成分、つまり短い間隔で変化する成分を含む場合に、焦点位置でより広い領域に広がった強度分布を示す。したがって、第２の領域が幅の短い非画素部を有する場合、参照光は、焦点位置より手前の領域でも対物レンズ７に集光された光が広い領域に広がりながら伝播する。このため、参照光は、情報光とより広い領域で干渉し、記録多重度が向上できる。

最後に、反射型空間光変調器１１の駆動状態の例について、図４（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。

第１の駆動状態では、図４（ａ）に示すように、第１の領域では、画素部１１３に含まれる１６個の画素のうち、常に３画素が画像データにおいて明画素を形成する状態１１４ａとなり、残りの１３画素が画像データにおいて暗画素を形成する状態１１４ｂである。位置基準マーク用画素１１７は、全て明画素を形成する状態１１４ａとなる。第１の駆動状態は、例えば、記録時において情報光を形成する際に用いる。

第２の駆動状態では、図４（ｂ）に示すように、第１の領域では、画素部１１３に含まれる全ての画素及び全ての位置基準マーク用画素１１７は、暗画素を形成する状態１１４ｂとなる。第２の駆動状態は、例えば、再生時において参照光のみを形成する際に用いる。

第３の駆動状態では、第１の領域では、画素部１１３に含まれる全ての画素及び全ての位置基準マーク用画素１１７は、明画素を形成する状態１１４ａとなる。第３の駆動状態は、例えば、後述するように、反射型空間光変調器１１の位置決めを行う際に用いる。

なお、ここで、同一の情報を記録再生する折には、第１乃至第３の駆動状態を通して、第２の領域に含まれる画素は、夫々、状態１１４ａあるいは状態１１４ｂのどちらかに固定されているものとする。これは、記録時と再生時とでは、同じように変調された参照光を用いる要請があるためである。

（符合化・復号化の方法）
数値データからそれに対応する画像データへ変換する符合化及び画像データから数値データへ変換する復号化について述べる。

一般に、記録時では、反射型空間光変調器１１の第１の領域１１０にでは、単位面積あたりの情報量が多いことが好ましい。これは、ホログラム記録方式では、一般に、まず、記録用光源８から出射された記録光のビーム径をビームエクスパンダ９で広げる。これを空間光変調器１１を用いて変調する。このため、多くの画素領域を使用した場合、よりビーム径を大きくすることとなり、面積辺りの光強度が減少する。この要請から、小さい画素領域を用いてより多くの情報に対応させる符号化・復号化が重要になる。

符合化・復号化の際には、数値データと画像データとの変換を行うために変調コードを用いる。この変調コードに用いられる画像データの最小単位のことをシンボルという。シンボルは、２次元的に配列され、少なくとも２つの状態を表す複数の単位領域から構成される。

本実施の形態では、一つのシンボルは、第１の領域１１０における一つの画素部１１３に対応する。このため、シンボルは、画素部１１３に対応して、４×４の１６の単位領域で構成される。

本実施の形態では、単位領域は、状態１と状態２とを採る。状態１の単位領域は、反射型空間光変調器１１の画素においては明画素を形成する状態１１４ａ、２次元検出器上にて結像される再生光においては明画素１２４ａに対応する。状態２の単位領域（紙面黒色）は、反射型空間光変調器１１の画素においては暗画素を形成する状態１１４ｂ、２次元検出器上にて結像される再生光においては暗画素１２４ｂに対応する。このため、シンボルは、状態１の単位領域を３つ有し、状態２の単位領域を１３つ有する。

図７（ａ）に、本実施の形態で用いたシンボルの一例を示す。図７（ａ）に示すように、シンボルは、４×４の１６の単位領域を有し、状態１の単位領域（紙面白色）が３つ、状態２の単位領域が１３つであり、シンボル内において隣接した単位領域が同時に状態１を採ることはない。なお、便宜上、図７（ａ）において、シンボルは、実線で囲まれている。

図７（ｂ）は、本実施の形態のシンボルを用いた場合に、シンボル内において隣接した単位領域が同時に状態１を採らないパターンのシンボル276の内、256（２の８乗）のパターンを任意に抽出したものである。このとき、変調コードに用いられる数値データの最小単位は８ビットであり、整合性良く数値データに対応させることができる。具体的には、図７に示すシンボルのパターンを選択し、一つ一つ、０、１、２と数値に対応させることにより、８ビットの数値データとの変換を行う。

ここで、図４に示すように、各画素部１１３の上下左右に非画素部１１２が配置されている場合、シンボル間を跨いで明画素を形成する状態１１４ａが隣接することはない。したがって、結像された再生像においても明画素１２４ａが隣接することはなく、明画素の隣接に起因して検出精度が低下することはない。

一方、符合化方法に、隣接するシンボル間においても、状態１の単位領域が隣接しないという制限を設けた場合について説明する。この場合、シンボルが採りうるパターンは図１０（ｂ）に示す７０パターンに減少する。

具体的には、この制限を達成するために、各シンボル内では、図１０（ａ）に黒色で示す単位領域を必ず暗画素を形成する状態１１４ｂとして設定し、ドットのハッチングで示した単位領域から明画素を形成する状態１１４ａを３つ選択し、図１０（ａ）に示す７０パターンを抽出した。この７０パターンを整合性良く数値データに対応させる場合には、任意の６４パターンを抽出し、６ビットの数値データと対応させることとなる。このため、本実施の形態に比して符合化の効率が落ちる。

本実施の形態によれば、画素幅L1に比して短い幅L2を有する非画素部１１２が形成されることにより、２次元検出器上にて結像される再生光において明画素が隣接することを低減できる。このため、シンボルを跨いで状態１の単位領域が隣接することを考慮しない制限の少ない符号化方法を用いることができ、符号化の効率を高めることができる。

３×３の単位領域からなるシンボルでは状態１の単位領域２以上３以下、４×４の単位領域からなるシンボルでは状態１の単位領域２以上５以下により符号化されると本実施の形態を適用する効果が高い。この規定より状態１の単位領域が少ないと、情報光の光強度が小さくなるため記録により多くの時間を要し、状態１の単位領域が多いと、状態１の単位領域が隣接することを避ける符号化方法では単位シンボルあたりの情報量が減少するためである。

（２次元検出器とその検出部に映る再生像）
再生光は２次元検出器２０に入射する。このとき、画素部１１３、非画素部１１２、位置基準マーク用画素１１７等の再生像が２次元検出器に映し出される。

図８を用いて、画素部１１３および非画素部１１２の再生像と２次元光検出器２０の検出部１２９との大小関係について説明する。

図８に示すように、画素部に相当する像１２３は、明画素１２４ａを３個、暗画素１２４ｂを１３個含む。画素の像は一辺がL3で示される長さの正方形である。図８においては、便宜的に破線を用いて暗部を為す非画素部に相当する像１２２を示す。無論、実際上は、非画素部に相当する像１２２と暗画素１２４ｂとの境界は示されない。このため、非画素部に相当する像１２２の位置は、周囲にある明画素１２４ａの位置関係から定める。非画素部に相当する像１２２の幅はL4で示される。

一方、紙面上、再生像の右下に描かれているのが、検出部１２９である。検出部１２９においては、一辺がL5で示される長さの正方形をなす単位検出部が格子状に配置されている。本実施の形態では、単位検出部の幅L5は非画素部に相当する像の幅L4以下となるように設計する。非画素部に相当する像の幅L4を検出部１２９が認識できるようにするためである。

図８に示すように、非画素部に相当する像の幅L4は、単位検出部の幅L5に等しいと好ましい。非画素部の面積を必要最低限とし、単位頁あたりの情報量を増大させるためである。

ここで、「等しい」とは、０．９倍以上１．１倍以下を指すものとする。より好ましくは、０．９５倍以上１．０５倍以下を指すものとする。なお、単位検出部の幅は、３μｍ以上２０μｍ以下程度を想定している。

図８に示した、画素の幅L3と非画素部に相当する像の幅L4とは、図６に示した、画素幅L1と非画素部の幅L2との比に等しい。従って、画素の幅L3は、非画素部に相当する像の幅L4の３倍となる。

（２次元検出器に結像された再生像からの情報の再生）
再生像から情報を再生するためには、２次元検出器２０と反射型空間光変調器１１との光学的相対位置を決定した後、記録時の空間光変調器１１の状態を求める必要がある。
この方法について説明する。

まず、この相対位置は、位置基準マーク用画素１１７に相当する像の検出位置または後述するように非画素部に相当する像１２２の検出位置を用いて決定する。

次に、この相対位置の基準を基に、２次元検出部２０内の全ての単位検出部と、そこから検出されるべき反射型空間光変調器１１の画素部１１３、非画素部１１２等との関連付けが可能である。

図８では、反射型空間光変調器１１の各画素は、３×３の９個の単位検出部に結像される。これら９個の単位検出部から各画素の明画素を形成する状態１１４ａおよび暗画素を形成する状態１１４ｂを決定する計算方法としては、９個の単位検出部の最大値、平均値、分散などを求める計算方法が挙げられる。最も簡便な計算方法として、３×３の単位検出部の内、中央に備わる一つの単位検出部の出力を用いることが好ましい。

非画素部に相当する像の幅が単位検出部の幅に等しい場合、非画素部の幅L2と画素幅L1とは、次式の関係を満たすことが好ましい。画素部の中央値の検出が容易となるためである。

L2＝L1／（２×ｉ＋1）ただし、iは自然数 ・・・式（２）
このとき、ｉは１であると好ましい。

式１と式２の関係から、L2は、L1の３分の１に等しいことが好ましい。ここで、「等しい」とは、０．９倍以上１．１倍以下を指すものとする。より好ましくは、０．９５倍以上１．０５倍以下を指すものとする。

なお、上述したように、画素の幅L3と非画素部に相当する像の幅L4とは、図６に示した、画素幅L1と非画素部の幅L2との比に等しい。従って、L2とL1との関係を示した式（２）は、L4とL3との関係にも適用できる。

（再生像の局所的歪みの補正方法）
光情報記録媒体１の記録層３としてフォトポリマを用いた場合には、ホログラムの記録に起因して記録層３が収縮する。この結果、再生像は、元の画像データと比較して局所的に歪むことがある。局所的歪みによる再生像の誤認を補正するための方法について説明する。

２次元検出器２０は、あらかじめ非画素部の像１２２に対して平行な軸を有するように調整されており、この軸をＸ軸、これに垂直な軸をＹ軸とする。図９（ａ）〜（ｃ）は、横軸にＹ軸方向の単位検出部を採り、縦軸にＸ軸方向における単位検出部の出力の和を採ったものである。なお、Ｘ軸方向における単位検出部の範囲は任意に決定できる。

ここで、非画素部に相当する像１２２が照射された単位検出部１２９の出力は、基本的に暗部を為すが再生光の散乱成分の影響を受け、０もしくは０に極めて近い値を採る。一方、画素部に相当する像１２３が照射された単位検出部１２９の出力は、記録されたシンボルのパターンに応じて、夫々増減する。従って、図９（ａ）に示すように、矢印１４０で示す単位検出部を非画素部に相当する像１２２が照射された位置であると認識し、矢印１４１で示す単位検出部を画素部に相当する像１２３が照射された位置であると認識した。

しかし、図９（ｂ）に示すように、画素部に相当する像１２３の認識が誤っている場合、矢印１４０で示す単位検出部の近傍に、出力の和が矢印１４０で示す単位検出部よりも小さい単位検出部（矢印１４２で示す）が存在する。このとき、信号処理回路は、矢印１４２で示す単位検出部を非画素部に相当する像１２２が照射された位置であると補正し、それに応じて画素部に相当する像１２３が照射された位置を設定しなおす。

図９（ｃ）は、この補正の結果を示すものであり、非画素部に相当する像１２２が照射された位置と認識された単位検出部（矢印１４３で示す）と、画素部に相当する像１２３が照射された位置と認識された単位検出部（矢印１４４で示す）と、が示されている。

以上述べた方法を用いて再生像の局所的歪みを補正することにより、検出精度を向上させることができる。

なお、上述の「矢印１４０で示す単位検出部の近傍」とは、レンズなどの光学部品の収差、温度変化による光路長変化、記録層３の収縮などに起因する再生像の局所的歪みの程度、非画素部１１２がいくつの画素部１１３毎に形成されるか等を鑑みて、所定の距離に決定する。通常、この所定の距離は、その箇所の単位検出部が最近接する非画素部に相当する像１２２に位置補正できる値に設定する。すなわち、所定の距離とは、第２の像と認識された単位検出部同士の距離の半分以下の範囲で設定される。図９に示す場合では、所定の距離は、単位検出部６つ分以下の範囲で設定される。特に、所定の距離は、単位検出部１つ分以上３つ分以下であることが好ましい。

また、上述の補正方法は、単純に矢印１４０で示す単位検出部からの所定の距離のみで規定する補正方法の他、非画素部に相当する像１２２の全体像と出力結果とを照らし合わせ、全体のバランスを鑑みて補正する方法を用いてもよい。

この補正方法を用いる場合、非画素部に相当する像の幅L4は、単位検出部１２９の幅L5に対して、自然数倍であることが好ましい。非画素部に相当する像１２２の認識が容易になるためである。

（反射型空間光変調器１１の位置の調整）
ある光情報記録再生装置を用いて光情報記録媒体１に記録された情報を、同一な形状を有する別の光情報記録再生装置を用いて再生する場合には、２つの光情報記録再生装置間において、反射型空間光変調器１１の位置が１０μｍ程度以下の精度で一致することが要請される。一般に、製造段階や使用状況によりこの程度の誤差は生じうるので、光情報記録再生装置自身が、何らかの方法で反射型空間光変調器１１の位置を調整する機構を備えていることが好ましい。この反射型空間光変調器１１の位置の調整方法、換言すると、２次元検出器２０と反射型空間光変調器１１との光学的相対位置の調整方法について説明する。

上述の光情報記録媒体１に対するサーボ方法を用いて、光情報記録媒体にサーボをかける。一方、反射型空間光変調器１１を第３の駆動状態とする。

第３の駆動状態では、全ての画素に相当する像が明状態を採るため、再生像での暗い部分が非画素部に相当する像１２２に対応し、非画素部に相当する像１２２は２次元検出器上にて明確に表れる。なお、第３の駆動状態にて光を２次元検出器上に結像させる場合には、光の強度は記録層２の反応が開始しない程度に十分に下げてから行うことが好ましい。

この非画素部に相当する像１２２を位置基準マークとして用いて、反射型空間光変調器１１の位置を調整する。具体的には、２次元検出器の特定の位置に、非画素部に相当する像１２２が結像されるように、アクチュエータ２９を用いて反射型空間光変調器１１の位置を光路に対して垂直方向に調整する。

以上述べた方法を用いて反射型空間光変調器１１の位置を調整することにより、異なる記録再生装置においても、空間光変調器１１の位置を高精度で調整することができる。

この位置の調整方法を用いる場合、非画素部に相当する像の幅L4は、単位検出部１２９の幅L5に対して、自然数倍であることが好ましい。非画素部に相当する像１２２の認識が容易になるためである。

なお、無論、この位置の調整方法は、記録時と異なる光情報記録再生装置に限るものではなく、記録時と同一である光情報記録再生装置に用いてもよい。また、非画素部が、空間光変調器上にて、唯一の位置基準マークとして用いることができる場合には、位置基準マークとして用いる位置基準マーク用画素１１７は用いなくとも良い。この唯一の位置基準マークとして用いることができる場合とは、２次元検出器の精度、非画素部が何画素部毎に形成されるか等に拠る処が大きい。

以下に実施例を説明するが、本発明の主旨を超えない限り、本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものでない。

（実施例１）
＜光情報記録媒体の作製＞
実施例１では、以下の方法により図１に示す反射型光情報記録媒体１を作製した。

まず、ディスク状のガラス基板上に電子線描画用レジストをスピンコートにより塗布し、電子線描画装置を用いてトラックを描画した。電子線描画後、現像工程、ニッケルスパッタ工程、ニッケルメッキ工程を経てディスク原版をえた。次に上記で得た原版を用いてポリカーボネイトの射出成形を行い、本実施例に用いる図１に示す透明基板４を得た。次に、この透明基板４に反射層５としてスパッタにより厚さ200nmのアルミニウム層を形成した。

まず、ビニルカルバゾール３．８６ｇビニルピロリドン ２．２２ｇとを混合し、次いで、イルガキュア７８４（チバスペシャルティケミカルズ社製）０．１ｇを加えて攪拌した。すべてが溶解したのちパーブチルH（日本油脂製）０．０４ｇを混合してモノマー溶液Ａを調製した。次に、1，4−ブタンジオールジグリシジルエーテル１０．１ｇとジエチレントリアミン３．６ｇを混合してエポキシ溶液Ｂを調製した。Ａのモノマー溶液１．５ｍｌとＢのエポキシ溶液８．５ｍｌを混合、脱泡して記録層前駆体を調製した。

上記で得た基板（透明基板、反射層、トラック）の反射層とは反対側の主面上円周部にフッ素樹脂からなる厚さ２５０μｍのスペーサを載置し、その間に（記録層の調製）で得た混合溶液をキャストした。キャスト後、別途準備したディスク状ポリカーボネイト基板を対向配置し、さらに一様圧力を加えることにより、上記混合溶液を厚さ２５０μｍにまで延伸した。

最後に５０℃で１０時間加熱して厚さ２５０μmの記録領域をもつディスク状の光情報記録媒体１を作成した。本実施例で作成した光情報記録媒体１は上部ポリカーボネイト基板が保護層２を形成している。なお、実施例１では一連の作業は、記録層３が感光しないように、波長600nmより短い光が遮光されている室内で行った。

＜光情報記録再生装置＞
図２に示す光情報記録再生装置を用いた。対物レンズ７は開口数NA=0.5を用いた。光源装置８としては窒化ガリウム系の半導体レーザ素子を用いて外部共振器構造を作成した（発振波長403nm-405nm）。サーボ用光源装置２２としては直線偏光した半導体レーザ（波長650nm）を用いた。反射型空間光変調器１１してはデジタルミラーデバイスを用い、２次元光検出器２０としては正方形の単位検出部を有するＣＣＤアレイを用いた。旋光用光学素子１５としては波長405nm用の１／４波長板、旋光用光学素子２５としては波長650nm用の１／４波長板を用いた。また、旋光用光学素子１５として用いた１／４波長板は、２次元光検出器２０上で再生光と強度が最も大きくなるようにその方位を調整し、旋光用光学素子２５においてもそれぞれ、４分割フォトディテクタ２８上での光強度が最も強くなるようにその方位を調整した。

反射型空間光変調器１１は、図３に類似した構成とした。第１の領域は、縦横４画素からなる画素部が縦横３６個ずつ集まって形成される。画素部内の各画素は１辺１８μｍの正方形である。第１の領域の４隅には、１画素部分のスペース中央に位置基準マーク１１７が設けられている。位置基準マークは１辺の長さ３６μｍの正方形である。従って、第１の領域には１２９２個（＝３６×３６−４）の画素部が含まれる。

画素部と隣接する画素部の全ての境界には、非画素部が設けられており、非画素部の幅は６μｍである。記録時には、反射型空間光変調器は第１の駆動状態を採り、１６画素中３画素が明画素を形成する状態、１３画素が暗画素を形成する状態を採る。

符合化方法は、１６の単位領域の中で３つの単位領域が状態１を採るシンボルを用いた。すなわち、図７（ｂ）に示した256のパターンのシンボルを、８ビットの数値データに対応させたものを用いた。第２の領域には、２万個の固定画素を配置した。

＜情報の記録＞
光情報記録媒体１を光情報記録再生装置に搭載して、情報の記録を行った。光情報記録媒体１はスピンドルモータに固定されており、１rpmの回転数で光情報記録媒体１を回転させ、前述した、光情報記録媒体に対するサーボを行いながらアドレス信号に応じてデータ記録領域でスピンドルモータの回転を止め、記録光を入射させてホログラムの記録を行った。このとき、光情報記録媒体１表面での光強度は０．１ｍＷ、記録層３の上面でのレーザビームのスポットサイズは400μm径であった。

＜情報の再生１ 再生像の補正なし＞
光情報記録再生装置のスピンドルモータに光情報記録媒体１を固定し、1rpmの回転数で光情報記録媒体１を回転させ、前述した、光情報記録媒体に対するサーボを行いながら、アドレス信号に同期してレーザを点灯させ正方形の検出部を有するＣＣＤアレイ２０によってホログラムの再生を行った。再生の際は、反射型空間光変調器１１を第２の駆動状態とし、参照光のみを形成した。光情報記録媒体１表面での光強度は０．０５ｍＷであった。

所定の再生光強度が得られるまでの再生時間は、５０ｍｓであった。

なお、予め空間光変調器１１を第３の駆動状態として、光情報記録媒体１の反射層５で反射された透過像をＣＣＤアレイ２０に結像して非画素部の像の幅と単位検出部の幅を確認したところ、両者はほぼ同じであった。

続いて、２次元検出器で得られた再生像に対して、位置基準マークのみを用いて画像処理を行った後、明状態、暗状態の判別を行い、出力パターンを認識した。この出力パターンと、反射型空間光変調器１１に入力したパターンとを比較した。結果、判別エラーとなったシンボルは１２９２シンボル中、５シンボルであった。

＜情報の再生２ 再生像の補正あり＞
さらに、上述の再生像の補正を行い、非画素部に相当する像と認識された単位検出部の出力が、最小値を採るようにした。結果、判別エラーとなったシンボルは１２９２シンボル中、０シンボルであった。

（実施例２）
実施例１と同様にして作製した光情報記録媒体１に、情報を記録した。

参照光領域まで非画素部が配置された空間光変調器１１を用い、光情報記録媒体１を装着後、反射型空間光変調器１１を第３の駆動状態とし、非画素部に相当する像の位置が所定の位置となるように、アクチュエータ２９を用いて空間光変調器１１の位置を調整した。

その後、実施例１と同様にして情報を記録した。

実施例１と同様の方法で情報を再生した。このとき、所定の再生光強度が得られるまでの再生時間は、４０ｍｓに短縮した。判別エラーを評価したところ、再生像の補正を行わない場合で、１２９２シンボル中４シンボルでエラーとなり、再生像の補正を行う場合で、１２９２シンボル中０シンボルでエラーとなった。

（実施例３）
実施例２で記録したホログラムを、実施例２と同様の構成を有する、別の光情報記録再生装置を用いて再生した。

光情報記録媒体１を装着した後、実施例２と同様の方法により、空間光変調器１１の位置をアクチュエータ２９を用いて調整した。

実施例２と同様に情報を再生し、判別エラーを評価したところ、再生像の補正を行わない場合で、１２９２シンボル中６シンボルでエラーとなり、再生像の補正を行った結果、１２９２シンボル中０シンボルでエラーとなった。

（比較例１）
実施例１と同様にして作製した光情報記録媒体１に、情報を記録した。空間光変調器として、非画素部が設けられていない通常のデジタルミラーデバイスを用いた。符合化方法は、１６の単位領域の中で３つの単位領域が状態１を採るシンボルを用いた。

この空間光変調器を用いて実施例１と同様に情報を記録再生したところ、所定の再生光強度が得られるまでの再生時間は４０ｍｓであった。この場合、非画素部が設けられていないため、実施例１と比べて８６％の面積を用いて実施例１と同じビット数を表現することが可能である。

実施例１と同様の方法で情報を再生し、判別エラーを評価したところ、再生像の補正を行わない場合で、１２９２シンボル中１４シンボルでエラーとなり、再生像の補正を行った結果、１２９２シンボル中８シンボルでエラーとなった。

これは、非画素部が設けられていないため、実施例１と比べて小さい領域で同じビット数のデータを作成することができるものの、結像した再生光において隣接する第１の像の間では明画素が隣接することがあり、明画素が隣接した領域でエラーが多く生じたためである。

（比較例２）
実施例１と同様にして作製した光情報記録媒体１に、情報を記録した。空間光変調器として、非画素部が設けられていない通常のデジタルミラーデバイスを用いた。符合化方法は、１６の単位領域の中で３つの単位領域が状態１を採るシンボルを用いた。ただし、空間光変調器において、各シンボルに対応する画素部の境界に存在する画素列を必ず暗状態とした。従って結果的には、画素部の幅と同一の幅を有する非画素部を設けたことに匹敵する。

この空間光変調器を用いて実施例１と同様に情報を記録再生したところ、所定の再生光強度が得られるまでの記録時間は１００ｍｓであった。この場合、通常の画素を非画素部として用いているため、実施例１と比べて同じビット数を表現するのに、３２％程大きい面積が必要である。

実施例１と同様の方法で情報を再生し、判別エラーを評価したところ、再生像の補正を行わない場合で、１２９２シンボル中４シンボルでエラーとなり、再生像の補正を行った結果、１２９２シンボル中０シンボルでエラーとなった。

本比較例では、画素と同じ幅を有する非画素部を設けたことと同様であるので、エラー数は少ないものの、単位面積辺りの情報量が低下し、記録時間も長期化した。

（比較例３）
実施例１と同様にして作製した光情報記録媒体１に、情報を記録した。

空間光変調器として、非画素部が設けられていない通常のデジタルミラーデバイスを用いた。

符号化方法については、画像データおいて隣接するシンボル間においても、状態１の単位領域が隣接しないという制限を設けた。ただし、図１０（ｂ）に示した70のパターンのうち64パターンを抽出したシンボルを、６ビットの数値データに対応させたものを用いた。

具体的には、この制限を達成するために、各シンボル内では、図１０（ａ）に黒色で示す単位領域を必ず暗画素を形成する状態１１４ｂとして設定し、ドットのハッチングで示した単位領域から明画素を形成する状態１１４ａを３つ選択し、図１０（ｂ）に示す７０パターンを抽出した。その後、この７０パターンから６４パターンを抽出した。

この空間光変調器を用いて実施例１と同様に情報を記録再生したところ、所定の再生光強度が得られるまでの再生時間は５０ｍｓであった。この場合、実施例１と同じビット数を表現するためには、比較例１の４倍の面積が必要となる。

実施例１と同様の方法で情報を再生し、判別エラーを評価したところ、再生像の補正を行わない場合で、１２９２シンボル中４シンボルでエラーとなり、再生像の補正を行った結果、１２９２シンボル中０シンボルでエラーとなった。

この比較例では、隣接する第１の像の間でも明画素が隣接するのを避けるため、暗状態に固定した画素を設けたため、記録できる情報量が大幅に低下した。

（比較例４）
実施例１と同様にして作製した光情報記録媒体１に、情報を記録した。空間光変調器として、非画素部が設けられていない通常のデジタルミラーデバイスを用いた。ただし、画素と隣接する画素との間隔を、画素幅の１／２に設定した。

この空間光変調器を用いて実施例１と同様に情報を記録再生したところ、所定の再生光強度が得られるまでの再生時間は２００ｍｓであった。比較例１と同様に、実施例１と比べて８６％の面積を用いて実施例１と同じビット数を表現することが可能である。

実施例１と同様の方法で情報を再生し、判別エラーを評価したところ、検出部の座標補正を行わない場合で、１２９２シンボル中４シンボルでエラーとなり、検出部の座標補正を行った結果、１２９２シンボル中０シンボルでエラーとなった。

この比較例では、隣接する第１の像の間で明画素が隣接した場合にも高い検出精度を得るために、画素間の間隔を大きくした。このため、記録光の開口率が極めて低くなり、記録光の光強度が減少し、記録に多くの時間を要した。

（比較例５）
比較例１で記録したホログラムを、比較例１と同様の構成を有する、別の光情報記録再生装置に光情報記録媒体１を装着し情報を再生した。光情報記録媒体１と記録再生装置との位置関係の調整には、サーボ光のみを用いた。

その結果、サーボ光のみを用いた位置補正では、十分な再生時に参照光を入射させても十分な強度を有する再生光が得られず、判別エラーを評価したところ、検出部の座標補正を行わない場合で、１２９２シンボル中５２３シンボルでエラーとなり、検出部の座標補正を行った結果、１２９２シンボル中２４５シンボルでエラーとなった。

この比較例では、反射型空間光変調器１１の位置が光情報記録再生装置の間で大きくずれていたためと考えられる。

実施例１および比較例１に示すように、非画素部を設けた空間光変調器を用いると、シンボルのエラー数が低下した。したがって、本実施の形態を用いると、検出精度を向上できることが解った。

また、実施例１および比較例２〜３に示すように、非画素部を設けた空間光変調器を用いると、シンボルのパターンの数もしくは単位面積辺りの情報量が向上した。したがって、本実施の形態を用いると、符合化の効率を向上できることが解った。

また、実施例１および比較例４に示すように、隣接する明画素を削減する手段として、画素部に挟まれた非画素部を設けた空間光変調器を用いると、再生時間が短縮化した。したがって、本実施の形態を用いると、再生時間を短縮できることが解った。

また、実施例１〜２に示すように、非画素部に相当する像に基づいて、アクチュエータを駆動し、空間光変調器の位置を補正すると、再生時間が短縮化し、シンボルのエラー数が低下した。したがって、非画素部に相当する像に基づいて空間光変調器と２次元検出器との光学的相対位置を調整すると、再生時間が短縮できることが解った。

また、実施例１・３および比較例１・５に示すように、記録時と異なる光情報記録再生装置を用いた場合、非画素部に相当する像に基づいて、アクチュエータを駆動し、空間光変調器の位置を補正すると、シンボルエラー数が低下した。したがって、非画素部に相当する像に基づいて空間光変調器と２次元検出器との光学的相対位置を調整すると、記録時と異なる光情報記録再生装置を用いた場合においても、検出精度を向上できることが解った。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限られず、特許請求の範囲に記載の発明の要旨の範疇において様々に変更可能である。また、本発明は、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。

光情報記録媒体１およびその近傍での光学系を示す斜視模式図。 反射型同軸干渉法を用いた光情報記録再生装置の概略構成図。 ４分割フォトディテクタ２８の出力に基づいて、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を検出するための回路を示すブロック図。 反射型空間光変調器１１の光入射面の模式図。 図４と非画素部の設置の仕方が異なる第１の領域を示す模式図。 画素部１１３と非画素部１１２との関係を説明するための光入射面の拡大模式図。 シンボル内において隣接した画素が明画素を形成する状態を採らないシンボルのパターン276の内、任意に抽出した256のパターンを示す図。 画素部１１３および非画素部１１２の再生像と２次元光検出器２０の検出部１２９との大小関係に係る説明図。 横軸にＹ軸方向の単位検出部を採り、縦軸にＸ軸方向における単位検出部の出力の和を採った棒グラフ。 シンボル内に加え隣接シンボル間でも、明画素を形成する状態を隣接させない制限を設けたシンボルのパターンを示す図。

符号の説明

１ 光情報記録媒体
２ 保護層
３ 記録層
４ 透明基板
５ 反射層
６ ホログラム
７ 対物レンズ
８ 記録用光源装置
９ ビームエキスパンダ
１０ ミラー
１１ 反射型空間光変調器
１２ 結像レンズ
１３ 結像レンズ
１４ 偏光ビームスプリッタ
１５ 旋光用光学素子
１６ ダイクロイックプリズム
１７ ボイスコイルモータ
１８ ミラー
１９ 結像レンズ
２０ ２次元検出器
２１ アイリス
２２ サーボ用光源装置
２３ コリメートレンズ
２４ 偏光ビームスプリッタ
２５ 旋光用光学素子
２６ 凸レンズ
２７ シリンドリカルレンズ
２８ ４分割フォトディテクタ
２８a 受光部
２８b 受光部
２８c 受光部
２８d 受光部
２９ アクチュエータ
３３ 受光部２８a、２８dの各出力を加算する加算器
３４ 受光部２８ｂ、２８ｃの各出力を加算する加算器
３５ 加算器３３の出力と加算器３４の出力との差を演算して、非点収差法によるフォーカスエラー信号ＦＥを生成する減算器
３６ 受光部２８a、２８bの各出力を加算する加算器
３７ 受光部２８c、２８dの各出力を加算する加算器
３８ 加算器３６の出力と加算器３７の出力との差を演算して、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号ＴＥを生成する減算器
３９ 加算器３６の出力と加算器３７の出力とを加算して再生信号ＲＦを生成する加算器
１１０ 第１の領域
１１１ 第２の領域
１１２ 非画素部
１１３ 画素部
１１４ａ 明画素を形成する状態
１１４ｂ 暗画素を形成する状態
１１７ 位置基準マーク用画素
１２２ 非画素部に相当する像
１２３ 画素部に相当する像
１２４ａ 明画素
１２４ｂ 暗画素
１２９ 検出器
１４０ 非画素部に相当する像１２２が照射された位置であると認識された単位検出部
１４１ 画素部に相当する像１２３が照射された位置であると認識された単位検出部
１４２ 出力の和が矢印１４０で示す単位検出部よりも小さい単位検出部
１４３ 非画素部に相当する像１２２が照射された位置と補正認識された単位検出部
１４４ 画素部に相当する像１２３が照射された位置と補正認識された単位検出部
L1 画素幅
L2 非画素部の幅
L3 画素部に相当する像の幅
L4 非画素部に相当する像の幅
L5 単位検出部の一辺

Claims (7)

1. 画素を２以上有する複数の画素部と前記画素部に挟まれ前記画素に比して幅が短い非画素部とを有する第１の領域を有し、前記第１の領域を用いて、光から強度もしくは偏光が変調された情報光を形成できる空間光変調器と、
   結像される再生光における前記非画素部に相当する像の幅以下の幅を有する単位検出部を備える前記２次元検出器と、
   記録時には、前記情報光と参照光とを光情報記録媒体に入射させ、再生時には、前記参照光を光情報記録媒体に入射させ、この光情報記録媒体から得られる再生光を２次元検出器に結像する光学系と、
   を具備することを特徴とする光情報記録再生装置。
2. 前記光情報記録再生装置は、前記２次元検出器に結像された前記非画素部に相当する像の位置に基づいて、前記２次元検出器に結像された前記再生光の像の位置を補正して認識する信号処理回路を具備することを特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生装置。
3. 前記２次元検出器に結像された前記非画素部に相当する像と前記２次元検出器との位置関係に基づいて、前記空間光変調器の位置を補正する駆動機構を具備することを特徴とする請求項１または２に記載の光情報記録再生装置。
4. 画素を２以上有する複数の画素部と、前記画素部に挟まれた非画素部と、を有する第１の領域を備え、
   前記非画素部の幅L2と前記画素の幅L1とは、式（１）の関係を満たし、
   前記第１の領域は、光の強度もしくは偏光を変調できることを特徴とする空間光変調器。
   L1/４ ≦ L2 ＜ L1 ・・・式（１）
5. 前記画素の形状は、矩形であることを特徴とする請求項４記載の空間光変調器。
6. 数値データを、状態２の単位領域に比して状態１の単位領域の数が少なく状態１の単位領域が互いに隣接しないシンボルからなる画像データに符号化する工程と、
   画素を２以上有する複数の画素部と前記画素部に挟まれ前記画素に比して幅が短い非画素部とを有する第１の領域を備える空間光変調器を用いて、前記状態１の単位領域を、明画素を形成しうる状態に対応させ、前記状態２の単位領域を、暗画素を形成しうる状態に対応させ、前記画素部に前記画像データを表示する工程と、
   その後、前記第１の領域を用いて、光から情報光を形成する工程と、
   前記情報光および参照光を光情報記録媒体に入射させ、情報を記録する工程と、
   を具備することを特徴とする光情報記録方法。
7. 画素を２以上有する複数の画素部と前記画素部に挟まれ前記画素に比して幅が短い非画素部とを有する第１の領域を有する空間光変調器において、前記画素を、明画素を形成しうる状態とする工程と、
   光を前記空間光変調器に入射させて、前記画素の状態を反映した光を得る工程と、
   その後、前記画素の状態を反映した光を光情報記録媒体に入射させ、得られた光を２次元検出器に結像させる工程と、
   前記２次元検出器の特定の位置に前記非画素部に相当する像が結像されるように前記空間光変調器と前記２次元検出器との相対位置を補正する工程と、
   を具備することを特徴とする光情報再生方法。

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