JP5169860B2 - ホログラム記録再生装置及びホログラム記録再生装置におけるレーザ光の干渉性評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、ホログラム記録媒体にデータの記録を行い、ホログラム記録媒体のデータを再生するホログラム記録再生装置及びホログラム記録再生装置におけるレーザ光の干渉性評価方法に関する。

従来より、光ディスクへ記録するデータの容量を大きくするため、ホログラム記録媒体へ多重記録を行う研究が進められている。ホログラム記録媒体へ多重記録を行う際、空間光変調器（ＳＬＭやＤＭＤ等）でレーザ光を透過させるか反射させて作成した情報レーザ光と、空間光変調器を介さないレーザ光か、空間光変調器が情報を有さない状態で空間光変調器を透過させるか反射させたレーザ光である参照レーザ光をホログラム記録媒体において干渉させ、干渉縞により記録を行うことが行われている。

このため、ホログラム記録媒体へ記録を行うレーザ光は、干渉性のよい（コヒーレンシーのよい）レーザ光が必要とされる。即ち、レーザ光の波長分布が小さい単一モードのレーザ光が必要とされる。半導体レーザは、小型、省電力であるというメリットがあるが、レーザ光の波長分布が大きいため干渉性はよくない。また、ガスレーザ、ＳＨＧレーザ等は、単一モードであるため干渉性はいいが、大型で電力消費が大きい。そのため、半導体レーザを用いた外部共振器によるレーザ照射装置が使用されることがよくある。

しかしながら、外部共振器は、使用していくと干渉性が悪化することがあるため、レーザ光の干渉性を確認し、干渉性の悪化がホログラム記録媒体の記録再生に影響が出る場合は、干渉性を回復するための調整を行う必要がある。レーザ光の干渉性の確認は、例えば特許文献１に示されているように、レーザ光の光路上に上面と下面を平行から所定角度ずらせたウェッジプリズムを配置し、上面と下面でレーザ光の一部を反射させて干渉させ、受光器で作成される干渉縞を確認することで行えば端的に行うことができる。

特開２００８−１１２９４０号公報

しかしながら、特許文献１に示されるように、レーザ光の光路上にウェッジプリズムを配置したままであるとレーザ光の光量損失が起こるという問題がある。また、レーザ光の光路上でウェッジプリズムを移動させ、データの記録、再生時にはレーザ光の光量損失が起こらないようにしても、ウェッジプリズムを移動させることでウェッジプリズム以降の光路位置が変化し、ウェッジプリズム以降の光学系に影響が出る可能性があるという問題や新たに移動機構を設けるため装置のコストがＵＰするという問題がある。

さらに、ウェッジプリズム以降の光学系に影響が出ないようシャッタ等を新たに設けると、さらに装置のコストがＵＰするという問題がある。さらに、いずれの場合にも干渉縞を表すデータを出力する受光器を新たに設ける必要があるため装置のコストがＵＰするという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ウェッジプリズムによりレーザ光を反射させて形成される干渉縞によりレーザ光の干渉性を評価するようにしても、レーザ光の光量損失が生ぜず、干渉縞を形成するための受光器や移動機構といった新たな設備を設ける必要がないためコストＵＰが抑制できる、ホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生装置におけるレーザ光の干渉性評価方法を提供することにある。

請求項１記載のホログラム記録再生装置は、レーザ照射装置からのレーザ光が照射されると共に反射したレーザ光がホログラム記録媒体に記録されたデータの再生で使用される受光器にて受光されるよう、テーブル又はテーブルの近傍に配置されたウェッジプリズムと、レーザ照射装置から出射されたレーザ光をウェッジプリズムに照射したとき、受光器が出力する受光器上に生成される干渉縞を表す信号に基づいて、レーザ照射装置の干渉性を評価するレーザ照射装置評価手段とを備えたことを特徴とする。

請求項２記載のホログラム記録再生装置は、レーザ照射装置評価手段が、受光器が出力する信号から、受光器上に生成される干渉縞の明度が最も大きいラインの明度と明度が最も小さいラインの明度との比を算出し、算出した比によりレーザ照射装置の干渉性を評価することを特徴とする。

請求項３記載のホログラム記録再生装置は、レーザ照射装置評価手段が、受光器が出力する信号から、受光器上に生成される干渉縞の縞のラインの直角方向における明度の変化を示す曲線の正弦曲線からのずれの度合いを算出し、算出した度合いによりレーザ照射装置の干渉性を評価することを特徴とする。

請求項４記載のホログラム記録再生装置は、レーザ照射装置評価手段によるレーザ照射装置の評価を、データ記録手段によるホログラム記録媒体へのデータの記録又はデータ再生手段によるホログラム記録媒体に記録されたデータの再生における、開始前又は終了後において実施する制御手段を備えたことを特徴とする。

請求項５記載のホログラム記録再生装置におけるレーザ光の干渉性評価方法は、レーザ照射装置によりレーザ光を照射し、テーブル又はテーブルの近傍のウェッジプリズムにレーザ照射装置からのレーザ光が照射されると共に、反射したレーザ光がホログラム記録媒体に記録されたデータの再生で使用される受光器にて受光されるようセットし、受光器が出力する受光器上に生成される干渉縞を表す信号に基づいて、レーザ照射装置の干渉性を評価することを特徴とする。

請求項６記載のホログラム記録再生装置におけるレーザ光の干渉性評価方法は、受光器が出力する信号から、受光器上に生成される干渉縞の明度が最も大きいラインの明度と明度が最も小さいラインの明度との比を算出し、算出した比によりレーザ照射装置の干渉性を評価することを特徴とする。

請求項７記載のホログラム記録再生装置におけるレーザ光の干渉性評価方法は、受光器が出力する信号から、受光器上に生成される干渉縞の縞のラインの直角方向における明度の変化を示す曲線の正弦曲線からのずれの度合いを算出し、算出した度合いによりレーザ照射装置の干渉性を評価することを特徴とする。

請求項１及び請求項５の発明によれば、ホログラム記録媒体をセットするテーブル又はテーブルの近傍にウェッジプリズムを配置し、レーザ光がウェッジプリズムを照射したとき、ホログラム記録媒体に記録されたデータの再生で使用される受光器に形成される干渉縞によりレーザ光の干渉性を評価するようにしたことから、レーザ光の光路上にウェッジプリズムを配置しないため、レーザ光の光量損失は生せず、また、干渉縞を形成するための受光器や移動機構といった新たな設備を設ける必要がないため、コストＵＰを抑制することができる。

請求項２及び請求項６の発明によれば、レーザ光の干渉性の評価を、干渉縞の明度が最も大きいラインの明度と明度が最も小さいラインの明度との比により行うことにより、１つの数値により簡単にレーザ光の干渉性を評価することができる。

請求項３及び請求項７の発明によれば、レーザ光の干渉性の評価を、干渉縞の縞のラインの直角方向における明度の変化を示す曲線の正弦曲線からのずれの度合いにより行うことにより、１つの数値により簡単にレーザ光の干渉性を評価することができる。

請求項４の発明によれば、データ記録又はデータ再生における開始前又は終了後にレーザ光の干渉性を評価する制御手段を備えることにより、作業者は通常の記録と再生の指令の入力を行うのみで、自動でレーザ光の干渉性の評価結果を取得することができる。

本発明に係るホログラム記録再生装置の実施の形態を示す構成図である。 ウェッジプリズムでのレーザ光の反射による干渉縞の作成を示した説明図である。 干渉縞から干渉性の評価値を計算する際のプログラム処理を視覚的に示した説明図である。 干渉縞から干渉性の評価値を計算する際のプログラム処理を視覚的に示した説明図である。 干渉縞から干渉性の評価値を計算する際のプログラム処理を視覚的に示した説明図である。 本発明に係るホログラム記録再生装置によりデータの記録又は再生を行う際、コントローラが実行するプログラムのフローチャートである。 干渉縞から干渉性の評価値を計算するプログラムのフローチャートである。

以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。本発明の形態におけるホログラム記録再生装置は、ホログラム記録媒体にシフト多重方式でデータの記録を行い、又シフト多重方式でデータの記録がされたホログラム記録媒体からデータの再生を行う装置である。

図１は、本発明に係るホログラム記録再生装置の実施の形態を示す構成図である。図２は、ウェッジプリズムでのレーザ光の反射による干渉縞の作成を示した説明図である。図３ないし図５は、干渉縞から干渉性の評価値を計算する際のプログラム処理を視覚的に示した説明図である。図６は、本発明に係るホログラム記録再生装置によりデータの記録又は再生を行う際、コントローラが実行するプログラムのフローチャートである。図７は、干渉縞から干渉性の評価値を計算するプログラムのフローチャートである。

図１に示すようにホログラム記録再生装置１は、ピックアップ装置２００、表示装置３０２や入力装置３０４を備えたコントローラ３００、スピンドルモータ制御回路１０２、半径位置検出回路１０６、フィードモータ制御回路１０８、信号増幅回路１１０、トラッキングエラー信号生成回路１１２、トラッキングサーボ回路１１４、ドライブ回路１１６，１２４、スレッドサーボ回路１１８、フォーカスエラー信号生成回路１２０、フォーカスサーボ回路１２２、ターンテーブル１３０、スピンドルモータ１３２、フィードモータ１３４、記録用レーザ駆動回路２０２、記録用信号生成回路２０４、サーボ用レーザ駆動回路２１０、光量データ取得回路２１２、再生データ生成回路２１４等から構成されている。また、ターンテーブル１３０のホログラム記録媒体ＨＫがセットされる位置よりやや下の位置にウェッジプリズム２５０が配置されている。

ピックアップ装置２００は、レーザ光源１０，３０、コリメー卜レンズ１２，３２、ミラー１４，２８、空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）１６、リレーレンズ１８，２２、偏光ビームスプリッタ２０、ダイクロイックプリズム３８、集光レンズ２４，４８、フォトディテクタ２６、４分割フォトディテクタ５２、対物レンズ４０、ビームスプリッタ３４、１／４波長板３６、シリンドリカルレンズ５０、トラッキングアクチュエータ４６、フォーカスアクチュエータ４４、立上げミラー５４等から構成される。

記録用レーザ照射装置であるレーザ光源１０から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ１２で平行光になり、ミラー１４で進行方向を変えられた後、空間光変調器１６を透過する。空間光変調器１６は、透過型のＴＦＴ液晶表示装置（ＬＣＤ）のパネル等でできており、ホログラム記録媒体ＨＫへのデータ記録時には、後述する記録用信号生成回路２０４が出力する２次元の２値化データを入力し、平面上に明暗のドットパターンを形成する。空間光変調器１６は、中心領域に明暗のドットパターンを形成し、この箇所を透過した光は回折して２次元の２値化データに基づいた情報をもつ光（以下、情報レーザ光という）になる。そして、空間光変調器１６は、周辺領域に明のドットのみを形成し、この箇所を透過した光は入射前と変化せず、情報を持たない光（以下、参照レーザ光という）のままとなる。尚、ホログラム記録媒体ＨＫに記録されたデータの再生時には、空間光変調器１６は全領域に明のドットのみを形成し、入射したレーザ光をそのまま透過させる。

レーザ光は空間光変調器１６を透過し、データ記録時においては情報レーザ光と参照レーザ光の２つが生成され、データ再生時においては参照レーザ光のみであるレーザ光はリレーレンズ１８，２２により光束径が変更され、ミラー２８で進行方向を変えられてダイクロイックプリズム３８に入射する。

リレーレンズ１８，２２の間には偏光ビームスプリッタ２０があり、情報レーザ光及び参照レーザ光は偏光方向が偏光ビームスプリッタ２０の透過軸と一致しているためほとんどが透過し、後述するようにホログラム記録媒体ＨＫ側からの再生光は、偏光方向が偏光ビームスプリッタ２０の透過軸から９０度の方向にあるためほとんどが反射して進行方向を変える。この偏光ビームスプリッタ２０は、ホログラム記録媒体ＨＫに記録されたデータの再生の際、ホログラム記録媒体ＨＫからの再生光を集光レンズ２４を介してフォトディテクタ２６に入射させるために配置されている。

ダイクロイックプリズム３８は、レーザ光の波長により透過と反射が変わる特性を持っており、レーザ光源１０から出射されたレーザ光は、ダイクロイックプリズム３８を透過する波長の光であるため、情報レーザ光及び参照レーザ光は、ダイクロイックプリズム３８を透過し、対物レンズ４０によりホログラム記録媒体ＨＫの記録層に集光する。そして、データ記録時においては集光位置で情報レーザ光と参照レーザ光とが干渉し、記録層に干渉縞によりデータの記録が行われ、データ再生時においてはデータ記録位置への参照レーザ光の集光により再生光が発生する。

１／４波長板３６は、レーザ光源１０から出射されるレーザ光の波長のレーザ光において直線偏光を円偏光に変え、円偏光を直線偏光に変える。このため、参照レーザ光は直線偏光から円偏光に変えられてホログラム記録媒体ＨＫに照射され、データ記録箇所で発生する再生光も円偏光で発生する。そして、再生光が１／４波長板３６を透過すると参照レーザ光の偏光方向とは９０度偏光方向が異なる直線偏光になる。このため、再生光の偏光方向は偏光ビームスプリッタ２０の透過軸から９０度の方向にある。

レーザ光源３０は、後述するフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御のために設けられている。レーザ光源３０から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ３２で平行光になり、ビームスプリッタ３４で半分程度が透過してダイクロイックプリズム３８に入射する。レーザ光源３０から出射されたレーザ光は、ダイクロイックプリズム３８で反射する波長の光であるため、ビームスプリッタ３４側から入射したレーザ光はダイクロイックプリズム３８で反射し、立上げミラー５４で反射して対物レンズ４０によりホログラム記録媒体ＨＫの反射層に形成されたトラックに集光する。そして、集光位置からの反射光は対物レンズ４０により平行光になり、立上げミラー５４で反射して、１／４波長板３６を透過してダイクロイックプリズム３８で反射してビームスプリッタ３４で半分程度が反射し、集光レンズ４８、シリンドリカルレンズ５０により４分割フォトディテクタ５２に集光する。

１／４波長板３６は、レーザ光源１０から出射されるレーザ光の波長のレーザ光において直線偏光を円偏光に変えるように設定された複屈折材であるため、レーザ光源３０のレーザ光が透過すると直線偏光は楕円偏光に変えられ、ホログラム記録媒体ＨＫで反射した後再度透過すると楕円偏光は別の楕円偏光に変えられるが、偏光状態が変わってもビームスプリッタ３４に入射した光の透過と反射の比率は一定であるため４分割フォトディテクタ５２での受光量には影響はない。

４分割フォトディテクタ５２にレーザ光が入射する手前にシリンドリカルレンズ５０が設けられているため、ホログラム記録媒体ＨＫの反射層の位置からレーザ光の焦点がずれると、４分割フォトディテクタ５２に形成された円状のスポットは４分割フォトディテクタ５２の対角線上に長軸がある楕円光になり、４分割フォトディテクタ５２のそれぞれのフォトディテクタが出力する信号を演算することにより、反対層の位置からのレーザ光の焦点のずれを信号として検出できる。このずれがなくなるようにフォーカスサーボ制御は行われる。本実施の形態では非点収差法によるフォーカスサーボ制御を用いている。

また、ホログラム記録媒体ＨＫのトラックの溝位置からレーザ光の焦点がずれると、４分割フォトディテクタ５２に形成された円状のスポットの片側の光量が落ち、４分割フォトディテクタ５２のそれぞれのフォトディテクタが出力する信号を演算することによりレーザ光の焦点のトラックの溝位置からのずれを信号として検出できる。このずれがなくなるようにトラッキングサーボ制御は行われる。本実施の形態ではプッシュプル法によるフォーカスサーボ制御を用いている。

フォーカスアクチュエータ４４は、フォーカスサーボ制御において後述するドライブ回路１２４からの駆動信号によりフォーカス方向に対物レンズ４０を駆動する。トラッキングアクチュエータ４６は、トラッキングサーボ制御において後述するドライブ回路１１６からの駆動信号により半径方向に対物レンズ４０を駆動する。

尚、ホログラム記録媒体ＨＫがターンテーブル１３０にセットされていないとき、記録用レーザ照射装置であるレーザ光源１０から出射されたレーザ光は、ウェッジプリズム２５０に照射され、反射光は受光器であるフォトディテクタ２６で受光される。このとき、空間光変調器１６にはすべてが明のデータである２次元の２値化データが入力されており、すべてが明のピクセルになっているため、レーザ光は情報を有さないレーザ光である。従って、フォトディテクタ２６に形成される干渉縞はウェッジプリズム２５０での反射光による干渉縞である。

ウェッジプリズム２５０は、上面２５０ａと下面２５０ｂが僅かに平行からずれており、レーザ光はこの上面と下面で反射する。これを誇張して示すと図２（ａ）のようになり、上面２５０ａと下面２５０ｂで反射したレーザ光の光路差は場所により異なっている。従って、上面２５０ａと下面２５０ｂで反射したレーザ光が干渉すると図２（ｂ）に示すように干渉縞が生じる。すなわち、上面２５０ａと下面２５０ｂとの平行からのずれは、干渉縞を生じさせるのに必要なずれである必要がある。

尚、記録用レーザ照射装置であるレーザ光源１０は、半導体レーザを用いた外部共振器であり、干渉性のよいレーザ光を出射するが、時間経過すると出射するレーザ光の干渉性が悪化することがある。レーザ光源１０が出射するレーザ光の干渉性がよければ、受光器であるフォトディテクタ２６に形成される干渉縞は、明部分と暗部分の明度の差が大きくなるが、干渉性が悪化すると、即ち単一モードからマルチモードになっていくと（レーザ波長の分布が大きくなっていくと）、この干渉縞における明部分と暗部分の明度の差は小さくなっていく。

従って、フォトディテクタ２６に形成される干渉縞をフォトディテクタ２６が出力する信号を処理して評価することにより、記録用レーザ照射装置であるレーザ光源１０の干渉性を評価することができる。

受光器であるフォトディテクタ２６は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳのように複数の受光素子の集合体であり、フォトディテクタ２６が出力する信号はそれぞれの受光素子が出力する受光光量に相当する強度の信号である。

光量データ取得回路２１２は、それぞれの受光素子が出力する受光光量に相当する強度の信号を、値が強度に相当するデジタルデータに変換し、受光素子の位置を表すデータとともに再生データ生成回路２１４とコントローラ３００に出力する。

再生データ生成回路２１４は、ホログラム記録媒体ＨＫに記録されたデータの再生時においてコントローラ３００からの指令により作動し、光量データ取得回路２１２から入力したデジタルデータから、空間光変調器１６に作成された明と暗のピクセルに相当するデータ（２次元の２値化データ）を作成し、そのデータを復号（デコード）して元データを作成して出力する。再生データ生成回路２１４は、記録用レーザ照射装置であるレーザ光源１０の干渉性の評価においては作動しないため、受光器であるフォトディテクタ２６にウェッジプリズム２５０により干渉縞が形成されたとき、光量データ取得回路２１２が出力するデジタルデータはコントローラ３００のみで処理される。コントローラ３００は、入力したデジタルデータから形成された干渉縞による評価値を計算し、レーザ光源１０の干渉性の評価結果とする。データの処理の方法は後述する。

スピンドルモータ制御回路１０２は、スピンドルモータ１３２内のエンコーダから入力するパルス信号の単位時間あたりのパルス数がコントローラ３００から入力される回転速度に相当するパルス数になるよう、スピンドルモータ１３２の回転を制御する。コントローラ３００は、後述する半径位置検出回路１０６から入力される半径値から、所定の線速度になる回転速度を計算し、スピンドルモータ制御回路１０２に出力する。

半径位置検出回路１０６は、装置の電源が投入されると駆動開始し、フィードモータ１３４が内臓するエンコーダからのパルス信号の入力が停止したときを初期半径値として、それ以降入力するパルス信号のパルス数をカウントして移動距離を算出し、初期半径値に加減することで半径値を算出し、コントローラ３００及び後述するフィードモータ制御回路１０８に出力する。

フィードモータ制御回路１０８は、以下の働きをする。
・装置の電源が投入されると駆動開始し、フィードモータ１３４を駆動限界位置（初期半径値である位置）まで駆動する。
・コントローラ３００から半径値が入力すると、半径値検出回路１０６から入力する半径値から駆動方向を判定してフィードモータ１３４を駆動し、半径位置検出回路１０６から入力する半径値がコントローラ３００から入力した半径値になるとフィードモータ１３４の駆動を停止する。
・コントローラ３００からスレッドサーボ開始の指令が入力すると、フィードモータ１３４内のエンコーダから入力するパルス信号の単位時間あたりのパルス数が後述するスレッドサーボ回路１１８から入力される送り速度に相当するパルス数になるよう、フィードモータ１３４の回転を制御する。

記録用レーザ駆動回路２０２は、コントローラ３００から作動開始の指令が入力すると、レーザ光源１０から所定の強度のレーザ光が出射するための電圧及び電流の供給をレーザ光源１０に対し行う。サーボ用レーザ駆動回路２１０は、コントローラ３００から作動開始の指令が入力すると、レーザ光源３０から所定の強度のレーザ光が出射するための電圧及び電流の供給をレーザ光源３０に対し行う。

信号増幅回路１１０は、４分割フォトディテクタ５２のそれぞれのフォトディテクタが出力する信号を入力し所定の増幅率で増幅して、それぞれをトラッキングエラー信号生成回路１１２とフォーカスエラー信号生成回路１２０に出力する。

トラッキングエラー信号生成回路１１２は、４分割フォトディテクタ５２のそれぞれのフォトディテクタが出力し、信号増幅回路１１０で増幅された信号から、プッシュプル法における演算の式である（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）によりトラッキングエラー信号を生成し、生成したトラッキングエラー信号をトラッキングサーボ回路１１４に出力する。ａ，ｂ，ｃ，ｄはトラックの溝方向に４分割フォトディテクタ５２を当てはめたとき右上のフォトディテクタから右回りにａ，ｂ，ｃ，ｄである。

トラッキングサーボ回路１１４は、トラッキングエラー信号生成回路１１２からトラッキングエラー信号を入力し、入力したトラッキングエラー信号が０となるための対物レンズ４０の駆動量に相当するトラッキングサーボ信号を作成し、ドライブ回路１１６に出力する。ドライブ回路１１６は、トラッキングサーボ回路１１４からトラッキングサーボ信号を入力し、この信号に基づいて対物レンズ４０を半径方向に駆動するための信号をトラッキングアクチュエータ４６に供給する。

４分割フォトディテクタ５２，トラッキングエラー信号生成回路１１２，トラッキングサーボ回路１１４，ドライブ回路１１６，トラッキングアクチュエータ４６によりトラッキングサーボ制御が行われる。

スレッドサーボ回路１１８は、トラッキングサーボ回路１１４からトラッキングサーボ信号を入力し、信号の直流成分を検出して、この直流成分が０になるためのフィードモータ１３４の送り速度に相当する信号を作成し、フィードモータ制御回路１０８に出力する。トラッキングサーボ信号の直流成分は、対物レンズ４０の中立位置からのずれの所定時間内における平均に相当し、このずれがなくなるようフィードモータ１３４を駆動することでサーボ用レーザ光の焦点はホログラム記録媒体ＨＫのトラックの溝を追従して半径方向に移動する。

フォーカスエラー信号生成回路１２０は、４分割フォトディテクタ５２のそれぞれのフォトディテクタが出力し、信号増幅回路１１０で増幅された信号から、非点収差法における演算の式である（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）によりフォーカスエラー信号を生成し、生成したフォーカスエラー信号をフォーカスサーボ回路１２２に出力する。フォーカスサーボ回路１２２は、フォーカスエラー信号生成回路１２０からフォーカスエラー信号を入力し、入力したフォーカスエラー信号が０となるための対物レンズ４０の駆動量に相当するフォーカスサーボ信号を作成し、ドライブ回路１２４に出力する。ドライブ回路１２４は、フォーカスサーボ回路１２２からフォーカスサーボ信号を入力し、この信号に基づいて対物レンズ４０をフォーカス方向に駆動するための信号をフォーカスアクチュエータ４４に供給する。

４分割フォトディテクタ５２，フォーカスエラー信号生成回路１２０，フォーカスサーボ回路１２２，ドライブ回路１２４，フォーカスアクチュエータ４４によりフォーカスサーボ制御が行われる。

記録用信号生成回路２０４は、コントローラ３００から元データが入力すると、入力した元データを２次元の２値化データに変換し、回路内のメモリに記憶する。そして、コントローラ３００から出力指令が入力すると、所定の時間間隔で記憶した２次元の２値化データを空間光変調器１６へ出力する。尚、記録用信号生成回路２０４は、コントローラ３００からレーザ照射開始の指令が入力すると、メモリに記憶されている空間光変調器１６のドット（ピクセル）がすべて明になるデータを出力する。

このように構成されたホログラム記録再生装置１において、作業者は記録又は再生を行いたいときは、ホログラム記録媒体ＨＫをターンテーブル１３０とは異なる所定の場所にセットし、入力装置３０４から記録開始又は再生開始の指令を入力する。これにより、ホログラム記録再生装置は、図６に示すフローチャートのプログラムをスタートさせる。

まず、記録用レーザ駆動回路２０２に作動指令を出力して記録用レーザ照射装置であるレーザ光源１０からレーザ光を出射させ、記録用信号生成回路２０４に空間光変調器１６のドット（ピクセル）がすべて明になるデータを出力させる（Ｓｌ０２）。出射されたレーザ光は、ウェッジプリズム２５０に照射され、受光器であるフォトディテクタ２６には干渉縞が形成される。次に、光量データ取得回路２１２が出力するデータを入力して記憶し、図７に示すフローチャートの干渉性評価計算のプログラムをスタートさせる（Ｓｌ０４）。このプログラムは、干渉縞から干渉性を評価する処理を行うものであり、このプログラム処理を視覚的に示したものが図３，図４である。

ウェッジプリズム２５０の上面２５０ａと下面２５０ｂが精度よく平行から一定の角度だけずれていれば、図２（ｂ）に示すよう、受光器であるフォトディテクタ２６に形成される干渉縞のラインは直線になる。しかし、ウェッジプリズム２５０により干渉縞が形成されれば、レーザ光源１０の干渉性を評価することは可能であるので、精度よく加工されたウェッジプリズム２５０を用いる必要はなく、安価なウェッジプリズム２５０を用いればフォトディテクタ２６に形成される干渉縞は図３，図４に示すようにラインが曲線になることが多い。

干渉性評価計算では、まず、明部分の上端位置検出（Ｓ２０２）と明部分の下端位置検出（Ｓ２０４）を行う。方法は、明度データである光量データ取得回路２１２から入力したデジタルデータにおいて明度値が所定以上の値であるデータを抽出し、受光素子の位置が上下において最大のものを抽出する。これは図３に示す明部分の上端ａと下端ｂを検出する処理である。次に、明部分の上端位置検出（Ｓ２０２）と明部分の下端位置検出（Ｓ２０４）で抽出したデータにおける受光素子の位置の中間位置Ｍを算出する（Ｓ２０６）。これは、図３に示す中心付近の位置ｃを検出する処理である。検出した位置は完全な中心位置ではないが、中心付近であればよい。

次に、中間位置Ｍを通り、上端ａと下端ｂを結ぶラインに垂直な方向にある受光素子のデータから、明度曲線を作成する（Ｓ２０８）。これは、図３に矢印ｄで示すラインの明度曲線である。この曲線は正弦波に近い曲線になり、複数の極大点、極小点を得ることができる。そして、明度曲線において中間位置Ｍに最も近い極大点から所定範囲のラインを上端ａと下端ｂを結ぶライン方向に所定間隔ごとに移動させ、それぞれにおいて極大点となる位置を抽出する（Ｓ２１０）。その際、極大点から所定範囲のラインを移動ごとに検出する極大点で設定するようにする。これは、図３に複数の黒点で示す点を抽出することであり、この点を結ぶことで明度が最大となるラインｅを検出することができる。この処理を、明度曲線（Ｓ２０８で作成）の極大点、極小点においてすべて行う。これにより、明度が最大となるラインおよび最小となるラインが複数検出される。尚、このラインは、図３に示すように中間位置Ｍから所定の範囲内において検出すればよい。

次に、検出したラインに所定の幅をもたせたときの、このライン内にある受光素子をこのラインに垂直な方向で抽出したときに値が最大または最小となるデータを抽出することをライン方向に設定した間隔ごとに行い（Ｓ２１２）、抽出したデータを最大と最小で平均して最大明度値の平均値Ｌｍａｘ、最小明度値の平均値Ｌｍｉｎを計算する（Ｓ２１４）。これは、干渉縞の縞と縞の中間のライン部分の明度と縞の中間のライン部分の明度を取得する処理である。そして、評価値Ａ＝Ｌｍａｘ／Ｌｍｉｎを計算し、評価値Ａを干渉性の評価値（レーザ光源１０の干渉性の評価結果）とする（Ｓ２１６）。レーザ光源１０が出射するレーザ光の干渉性が悪化すると、すなわちレーザ光が単一モードからマルチモードに変わっていくと（レーザ光の波長幅が大きくなっていくと）、干渉縞の縞と縞の中間のライン部分の明度は小さくなり、縞の中間のライン部分の明度は大きくなっていく。すなわち、最大明度値は小さくなり、最小明度値は大きくなっていく。これにより、評価値Ａ＝Ｌｍａｘ／Ｌｍｉｎは小さくなっていく。従って評価値Ａ＝Ｌｍａｘ／Ｌｍｉｎによりレーザ光源１０の干渉性を評価することができる。

次に、もう１つの干渉性の評価値の計算を行う。まず、中間位置Ｍの近辺で明度曲線において明度が最大となるライン（縞と縞の中間のライン）又は最小となるライン（縞の中間のライン）（Ｓ２１０で抽出）に垂直なラインを複数作成し、そのライン上にある受光素子のデータを抽出する処理を行う（Ｓ２１８）。これは、図４に示すように矢印で示すラインにある受光素子のデータを抽出する処理である。そして、抽出したデータから最小２乗法により正弦曲線を計算する（Ｓ２２０）。

次に、正弦曲線からの各受光素子のデータのずれを計算し、平均する（Ｓ２２２）。誇張して示すと図５に示すように各データは計算された正弦曲線から、ある程度のずれがある。このずれの絶対値の平均値を評価値Ｂとして計算し、評価値Ｂを干渉性の評価値とする。尚、ずれの絶対値の２乗を平均し、ルートを開くことで平均値を評価値Ｂとして計算してもよい。レーザ光源１０が出射するレーザ光の干渉性が悪化すると、干渉縞のラインの垂直方向の明度曲線は正弦曲線からずれていく。このため、ずれの絶対値の平均値である評価値Ｂは大きくなっていく。したがって、評価値Ｂによりレーザ光源１０が出射するレーザ光の干渉性を評価することができる。評価値Ａ（Ｓ２１６で計算）、評価値Ｂ（Ｓ２２２で計算）を評価値を算出した日時とともに記憶し（Ｓ２２４）、プログラムを終了し（Ｓ２２６）、コントローラ３００は、図６のフローチャートのプログラムに戻る。

そして次に、評価値が許容限界内か否か判定し（Ｓ１０６）、許容限界内であれば（Ｓ１０６−ＹＥＳ）、評価値と評価値が許容限界内であることを表示する（Ｓ１０８）。このとき、記憶してある日時ごとの評価値を値またはグラフで表示するようにしてもよい。そして、記録用レーザ駆動回路２０２に作動停止指令を出力してレーザ光源１０のレーザ照射を停止させ（Ｓ１１０）、ホログラム記録媒体ＨＫをターンテーブル１３０にセットし（Ｓ１１２）、ホログラム記録媒体ＨＫに記録又は再生を行う際のプログラムをスタートさせ（Ｓ１１４）、そのプログラムが終了すると本プログラムを終了させる（Ｓ１２０）。ホログラム記録媒体ＨＫに記録又は再生を行う際のプログラムは、本発明とは無関係であるため省略する。

尚、評価値が許容限界外であれば（Ｓ１０６−ＮＯ）、評価値と評価値が許容限界外であることを表示し（Ｓ１１６）、レーザ照射を停止して（Ｓ１１８）プログラムを終了させる（Ｓ１２０）。このときは、ホログラム記録媒体ＨＫに記録又は再生を行う際のプログラムはスタートしない。作業者は、レーザ光源１０を干渉性がよくなるよう調整した後、再度、入力装置３０４から記録開始または再生開始の指令を入力する。

尚、上記実施形態は様々な変更が可能である。上記実施形態では、ホログラム記録媒体ＨＫの記録又は再生の前にプログラム処理により干渉縞によるレーザ照射装置であるレーザ光源１０の干渉性の評価を行ったが、ホログラム記録媒体ＨＫの記録又は再生の後で行うようにしてもよい。これによっても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、ウェッジプリズム２５０をホログラム記録媒体ＨＫがセットされる位置よりやや下の位置に配置し、ホログラム記録媒体ＨＫの記録再生の前にプログラム処理により干渉縞によるレーザ照射装置であるレーザ光源１０の干渉性の評価を行ったが、ウェッジプリズム２５０を配置せず、ホログラム記録媒体ＨＫをセットするターンテーブル１３０の半径を大きくし、作業者がウェッジプリズム２５０をターンテーブル１３０上の所定の位置に所定の向きでセットして、レーザ光源１０からレーザ照射を行い、干渉縞によるレーザ光源１０の評価を行うようにしてもよい。また、その際ターンテーブル１３０の大きさはそのままで、ホログラム記録媒体ＨＫと同じ大きさの平板にウェッジプリズム２５０を取り付け、平板をターンテーブル１３０にセットするようにしてもよい。これによっても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、上記実施形態では、ウェッジプリズム２５０を、ホログラム記録媒体ＨＫがセットされる位置よりやや下の位置に配置したが、ホログラム記録媒体ＨＫをセットするターンテーブル１３０の半径を大きく且つ厚くし、ウェッジプリズム２５０をターンテーブル１３０内に上面２５０ａがターンテーブル１３０の表面より上にならないように配置するようにしてもよい。これによっても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、上記実施形態では、干渉縞から算出する干渉性の評価値として、最大明度値と最小明度値の比および縞のラインの垂直方向における明度の各データの正弦曲線からのずれの平均値を使用したが、レーザ光の干渉性を評価することができるならば別の評価値を使用してもよい。例えば、レーザ強度に対する最大明度値の比やレーザ強度に対する最小明度値の比といった値を使用してもよい。これによっても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。以上のように本発明の目的を逸脱しなければ様々な変形が可能である。

以上のように、本実施の形態のホログラム記録再生装置１では、ホログラム記録媒体ＨＫをセットするターンテーブル１３０又はターンテーブル１３０の近傍にウェッジプリズム２５０を配置し、レーザ光がウェッジプリズム２５０を照射したとき、ホログラム記録媒体ＨＫに記録されたデータの再生で使用される受光器であるフォトディテクタ２６に形成される干渉縞によりレーザ光の干渉性を評価するようにしたことから、レーザ光の光路上にウェッジプリズム２５０を配置しないため、レーザ光の光量損失は生せず、また、干渉縞を形成するための受光器や移動機構といった新たな設備を設ける必要がないため、コストＵＰを抑制することができる。

また、レーザ光の干渉性の評価を、干渉縞の明度が最も大きいラインの明度と明度が最も小さいラインの明度との比により行うことにより、１つの数値により簡単にレーザ光の干渉性を評価することができる。

さらに、レーザ光の干渉性の評価を、干渉縞の縞のラインの直角方向における明度の変化を示す曲線の正弦曲線からのずれの度合いにより行うことにより、１つの数値により簡単にレーザ光の干渉性を評価することができる。

さらに、データ記録又はデータ再生における開始前又は終了後にレーザ光の干渉性を評価する制御手段を備えることにより、作業者は通常の記録と再生の指令の入力を行うのみで、自動でレーザ光の干渉性の評価結果を取得することができる。

以上のように、本発明によれば、
ウェッジプリズムによりレーザ光を反射させて干渉縞によりレーザ光の干渉性を評価するようにしても、レーザ光の光量損失が生ぜず、干渉縞を形成するための受光器や移動機構といった新たな設備を設ける必要がないためコストＵＰが抑制できる、ホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生装置におけるレーザ光の干渉性評価方法を提供することができる。

１・・・・・ホログラム記録再生装置
１０・・・・レーザ光源
１２・・・・コリメートレンズ
１４・・・・ミラー
１６・・・・空間光変調器
１８・・・・リレーレンズ
２０・・・・偏光ビームスプリッタ
２２・・・・リレーレンズ
２４・・・・集光レンズ
２６・・・・フォトディテクタ
２８・・・・ミラー
３０・・・・レーザ光源
３２・・・・コリメートレンズ
３４・・・・ビームスプリッタ
３６・・・・１／４波長板
３８・・・・ダイクロイックプリズム
４０・・・・対物レンズ
４４・・・・フォーカスアクチュエータ
４６・・・・トラッキングアクチュエータ
４８・・・・集光レンズ
５０・・・・シリンドリカルレンズ
５２・・・・４分割フォトディテクタ
５４・・・・立上げミラー
１０２・・・スピンドルモータ制御回路
１０６・・・半径位置検出回路
１０８・・・フィードモータ制御回路
１１０・・・信号増幅回路
１１２・・・トラッキングエラー信号生成回路
１１４・・・トラッキングサーボ回路
１１６・・・ドライブ回路
１１８・・・スレッドサーボ回路
１２０・・・フォーカスエラー信号生成回路
１２２・・・フォーカスサーボ回路
１２４・・・ドライブ回路
１３０・・・ターンテーブル
１３２・・・スピンドルモータ
１３４・・・フィードモータ
２００・・・ピックアップ装置
２０２・・・記録用レーザ駆動回路
２０４・・・記録用信号生成回路
２１０・・・サーボ用レーザ駆動回路
２１２・・・光量データ取得回路
２１４・・・再生データ生成回路
２５０・・・ウェッジプリズム
３００・・・コントローラ
３０２・・・表示装置
３０４・・・入力装置

Claims (7)

1. 単一モードのレーザ光を出射するレーザ照射装置と、ホログラム記録媒体を搭載するテーブルと、元データを２次元の２値化データに変換し、変換した２次元の２値化データに基づいて設定がされる空間光変調器において該レーザ照射装置からのレーザ光を透過又は反射させることにより情報を有する情報レーザ光を作成し、該作成した情報レーザ光を情報を有さない参照レーザ光と共に該テーブルに搭載された該ホログラム記録媒体に照射し、該ホログラム記録媒体にデータを記録するデータ記録手段と、該情報を有さない参照レーザ光を該テーブルに搭載された該ホログラム記録媒体のデータ記録箇所に照射し、該データ記録箇所からの再生光を受光器にて受光し、該受光器が出力する信号に基づいて、該データ記録箇所に記録されたデータを再生するデータ再生手段とを備えたホログラム記録再生装置において、
   該レーザ照射装置からのレーザ光が照射されると共に反射したレーザ光が該受光器にて受光されるよう、該テーブル又は該テーブルの近傍に配置されたウェッジプリズムと、
   該レーザ照射装置から出射されたレーザ光を該ウェッジプリズムに照射したとき、該受光器が出力する該受光器上に生成される干渉縞を表す信号に基づいて、該レーザ照射装置の干渉性を評価するレーザ照射装置評価手段とを備えたことを特徴とするホログラム記録再生装置。
2. 前記レーザ照射装置評価手段が、前記受光器が出力する信号から、前記受光器上に生成される干渉縞の明度が最も大きいラインの明度と明度が最も小さいラインの明度との比を算出し、該算出した比により前記レーザ照射装置の干渉性を評価することを特徴とする請求項１記載のホログラム記録再生装置。
3. 前記レーザ照射装置評価手段が、前記受光器が出力する信号から、前記受光器上に生成される干渉縞の縞のラインの直角方向における明度の変化を示す曲線の正弦曲線からのずれの度合いを算出し、該算出した度合いにより前記レーザ照射装置の干渉性を評価することを特徴とする請求項１記載のホログラム記録再生装置。
4. 前記レーザ照射装置評価手段によるレーザ照射装置の評価を、前記データ記録手段による前記ホログラム記録媒体へのデータの記録又は前記データ再生手段による該ホログラム記録媒体に記録されたデータの再生における、開始前又は終了後において実施する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
5. 単一モードのレーザ光を出射するレーザ照射装置と、ホログラム記録媒体を搭載するテーブルと、元データを２次元の２値化データに変換し、変換した２次元の２値化データに基づいて設定がされる空間光変調器において該レーザ照射装置からのレーザ光を透過又は反射させることにより情報を有する情報レーザ光を作成し、該作成した情報レーザ光を情報を有さない参照レーザ光と共に該テーブルに搭載された該ホログラム記録媒体に照射し、該ホログラム記録媒体にデータを記録するデータ記録手段と、該情報を有さない参照レーザ光を該テーブルに搭載された該ホログラム記録媒体のデータ記録箇所に照射し、該データ記録箇所からの再生光を受光器にて受光し、該受光器が出力する信号に基づいて、該データ記録箇所に記録されたデータを再生するデータ再生手段とを備えたホログラム記録再生装置におけるレーザ光の干渉性評価方法において、
   該テーブル又は該テーブルの近傍にウェッジプリズムを該レーザ照射装置からのレーザ光が照射された際に、反射したレーザ光が該受光器にて受光されるようセットし、
   該レーザ照射装置によりレーザ光を照射し、
   該受光器が出力する該受光器上に生成される干渉縞を表す信号に基づいて、該レーザ照射装置の干渉性を評価することを特徴とするホログラム記録再生装置におけるレーザ光の干渉性評価方法。
6. 前記受光器が出力する信号から、前記受光器上に生成される干渉縞の明度が最も大きいラインの明度と明度が最も小さいラインの明度との比を算出し、該算出した比により前記レーザ照射装置の干渉性を評価することを特徴とする請求項５記載のホログラム記録再生装置におけるレーザ光の干渉性評価方法。
7. 前記受光器が出力する信号から、前記受光器上に生成される干渉縞の縞のラインの直角方向における明度の変化を示す曲線の正弦曲線からのずれの度合いを算出し、該算出した度合いにより前記レーザ照射装置の干渉性を評価することを特徴とする請求項５記載のホログラム記録再生装置におけるレーザ光の干渉性評価方法。