JP5234012B2 - ホログラム記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、ホログラム記録媒体に記録されたデータを再生するホログラム記録再生装置に関する。また、本発明は、ホログラム記録媒体にデータを記録し、記録したデータを再生するホログラム記録再生装置、さらには、ホログラム記録媒体に記録したデータと再生したデータとを比較することによりホログラム記録媒体を評価する装置に関する。

光ディスクの記録容量の増大を図るために、ホログラム記録媒体への多重記録に関する研究が進められている。

ホログラム記録媒体にデータを記録する主な方法は、２光束干渉方式による記録とコリニア方式による記録である。コリニア方式は、レーザ光源から出射するレーザ光を空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）で光変調することにより生成した共通の光軸を持つ情報光と参照光とを用いてホログラム記録媒体にデータを記録する方式である。共通の光軸を持った情報光と参照光がホログラム記録媒体の記録層に集光されることにより、情報光と参照光が記録層中で干渉し、干渉の結果生じる干渉縞が記録層に記録される。また、干渉縞の記録領域を記録層に対して平行に重なり合うように移動させるシフト多重方式記録を採用することにより、ホログラム記録媒体への記録容量が格段に増加する。

通常、コリニア方式によるデータ記録時には、空間光変調器として液晶パネルやＤＭＤ（Digital Micromirror Device）が用いられる。液晶パネルを用いる場合、複数の透明電極（画素）によりドットパターンが制御された液晶パネルに１本のレーザ光を通過させることにより、情報光と参照光が生成される。ＤＭＤを用いる場合、複数のマイクロミラー（画素）の向きが制御されたＤＭＤに１本のレーザ光を反射させることにより、情報光と参照光が生成される。

ホログラム記録媒体に記録されたデータを再生する場合、参照光のみがホログラム記録媒体に照射される。参照光がホログラム記録媒体に記録されている干渉縞で回折することにより再生光（回折光）が発生する。発生した再生光は、ＣＣＤやＣＭＯＳのような複数の画素からなるフォトディテクタに受光される。そして、フォトディテクタの各画素が出力する受光信号に基づいてデータが再生される。

データ再生時にホログラム記録媒体から発生する再生光は、記録データを含む情報再生光と記録データを含まない参照再生光を含む。このうち参照再生光はデータの再生に必要無い。したがって、再生光のうち参照再生光を遮断して情報再生光のみをフォトディテクタに入射させる必要がある。特許文献１は、フォトディテクタの手前にリングマスクを設置し、このリングマスクにより参照再生光を遮断することにより、情報再生光のみをフォトディテクタに入射させるホログラム記録再生装置を開示している（特許文献１の図１および段落００６２参照）。

ホログラム記録再生装置を例えば特許文献２に示される認証装置に適用する場合、認証時には、複数のデータが記録されたホログラム記録媒体に情報を含む光が照射される。すると、ホログラム記録媒体から情報を含む光と情報を含まない光が発生する。このうち情報を含む光が遮光され、情報を含まない光がフォトディテクタに受光される。受光された情報を含まない光の強度により、情報を含む光により表される元データがホログラム記録媒体に記録されているデータと同一であるか否かが判定される。この一致性の判定によって複数のデータから特定のデータが認証される。認証装置によるこのような一致性の判定が、データの再生に相当する。この認証装置は、ホログラム記録媒体に情報を含む光を照射する点および、ホログラム記録媒体から発生する光のうち情報を含む光を遮光し、情報を含まない光をフォトディテクタに入射させる点で、データを再生するホログラム記録再生装置と異なる。しかし、照射する光の種類および遮光する光の種類がデータ再生時のそれと異なるだけである。したがって、データ再生時にフォトディテクタの手前に設置したリングマスクなどの遮光手段によって情報を含む光を遮光することができる。

以下、説明を簡単にするため、ホログラム記録再生装置を認証装置に適用した場合も、データ記録時にホログラム記録媒体に照射する光のうち情報を含む光を情報光、情報を含まない光を参照光と呼び、認証時にホログラム記録媒体から発生する光のうち、情報を含む光を情報再生光、情報を含まない光を参照再生光と呼ぶ。また、本明細書において、データ再生に「認証」が含まれる場合がある。また、混同を避けるため、通常のデータ再生を「データ再現」と呼ぶ場合がある。

ホログラム記録媒体から発生する再生光の断面形状は、データ記録時にホログラム記録媒体に照射されるレーザ光の断面形状と同一形状である。しかし、再生光は、フォトディテクタに受光されるまでに経由する光学系により拡大または縮小されるため、フォトディテクタに受光される直前での再生光の断面形状とデータ記録時にホログラム記録媒体に照射されるレーザ光の断面形状とは完全同一ではない。ただし、両者間の相似関係は維持される。したがって、この相似関係に基づいて、フォトディテクタに受光される直前位置での再生光の断面形状が把握され得る。こうして把握された再生光の断面形状から、情報再生光と参照再生光との境界位置が求められる。求めた境界位置を基準にリングマスクを設置することにより、情報再生光のみ、あるいは参照再生光のみがフォトディテクタに入射される。

特許文献３は、参照光から得られる不変データ領域中に形成された基準マークを基準として、情報光と参照光の境界位置に対応する情報再生光と参照再生光との境界位置を検出する手段と、こうして検出した境界位置に応じて上記リングマスクに相当する遮光板の位置および開口径を変化させる手段とを備えるホログラム記録再生装置を開示している。これによれば、情報光と参照光の境界位置が変動した場合であっても、基準マークを基準として情報再生光と参照再生光との境界位置を検出することにより、情報再生光のみを確実にフォトディテクタに入射させることができる。

特開２００６−３９１８１号公報 特開２００８−２３３１８６号公報 特開２００８−１９７５７５号公報

上述したように、データ再現時または認証時にホログラム記録媒体から発生するレーザ光の断面形状は、データ記録時にホログラム記録媒体に照射されるレーザ光の断面形状と相似である。したがって、データ再現時にフォトディテクタに情報再生光（認証時においては参照再生光）のみを受光させる場合、この相似関係に基づいて得られる情報再生光と参照再生光との境界位置に基づいて開口径が決定された遮光手段をフォトディテクタの手前に設置することで、参照再生光（認証時においては情報再生光）を遮断することができる。

ところで、様々なホログラム記録媒体に対してデータの記録および再生を行い、その結果を基にホログラム記録媒体を評価する機能を有するホログラム記録再生装置は、データの記録時に情報光と参照光の断面形状が様々に変化したレーザ光をホログラム記録媒体へ照射する場合がある。こうした場合、情報再生光と参照再生光の断面形状も様々に変化するため、データ再生時に、単一の遮光手段の開口径を変化させるだけでは、それぞれの断面形状に応じて遮光すべき光（データ再現においては参照再生光、認証においては情報再生光）を遮光することができない。それぞれの断面形状に応じた遮光手段を予め作製しておいて、再生時に各断面形状に対応する遮光手段を用いれば、それぞれの断面形状に応じて遮光すべき光を遮光することはできるが、不経済である。また、遮光すべき光が遮光しない光の内側に配置している場合、遮光手段を保持することができず、その結果十分に遮光すべき光を遮光することができない場合も生じる。

本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、情報再生光と参照再生光の断面形状がどのように変化しても、データ再生時に情報再生光と参照再生光のうちいずれか一方の光（データ再現時においては情報再生光、認証時においては参照再生光）をフォトディテクタに受光させ、いずれか他方の光（データ再現時においては参照再生光、認証時においては情報再生光）のみをフォトディテクに受光させないよう遮光し得るホログラム記録再生装置を提供することにある。

本発明の特徴は、レーザ光を出射するレーザ光源（１０）と、レーザ光を変調し得る複数の画素により前記レーザ光源（１０）から出射されたレーザ光を入射する入射面が形成され、入射したレーザ光から情報光および／または参照光を生成する空間光変調器（１６）と、前記空間光変調器（１６）により生成した情報光および参照光をホログラム記録媒体（ＨＫ）に照射することにより、ホログラム記録媒体（ＨＫ）にデータを記録するデータ記録手段と、前記空間光変調器（１６）により生成した情報光または参照光をホログラム記録媒体（ＨＫ）に照射することによって発生する情報再生光および参照再生光のいずれか一方の光を受光し、受光した光の強度に応じた信号を出力する受光器（４６）と、前記受光器（４６）が出力する信号に基づいて、前記ホログラム記録媒体（ＨＫ）に記録されたデータを再生する再生手段（２１６，２２０）と、を備えるホログラム記録再生装置において、前記情報再生光および前記参照再生光の光路中に介在され、前記情報再生光および前記参照再生光が入射する入射領域に配置された複数の画素を有する遮光用光学部材（４０）と、前記遮光用光学部材（４０）の各画素の光学的特性を制御する遮光用光学部材制御手段（２０８）と、データ記録時に、前記空間光変調器（１６）の前記入射面に情報光を生成する領域であるパターン領域と、参照光を生成する領域である参照光領域と、情報光も参照光も生成しない領域である遮光領域を設定する領域設定手段（２０６）と、データ記録時に、記録すべき情報を２次元データに変換し、変換した２次元データを出力する記録用データ生成手段（２０４）と、データ記録時に、前記記録用データ生成手段が出力した２次元データに基づいて前記パターン領域に配置された画素を制御するための信号を生成するとともに、生成した信号を、前記参照光領域に配置された画素を制御するための信号および前記遮光領域に配置された画素を制御するための信号とともに、前記空間光変調器に出力する記録用信号生成手段（２０６）と、を備え、前記遮光用光学部材制御手段（２０８）は、データ再生時に、前記領域設定手段（２０６）によってデータ記録時に設定された前記パターン領域および前記参照光領域に基づいて、前記入射領域内に、前記いずれか一方の光が前記遮光用光学部材（４０）に入射する第１領域および前記いずれか他方の光が前記遮光用光学部材に入射する第２領域を設定するとともに、前記第１領域に入射する光が前記受光器（４６）に入射し、前記第２領域に入射する光が前記受光器（４６）に入射しないように、前記第１領域に配置された画素の光学的特性と前記第２領域に配置された画素の光学的特性とを制御することを特徴とするホログラム記録再生装置とすることにある。

本発明のホログラム記録再生装置によれば、データ再生時に、遮光用光学部材制御手段によって、遮光用光学部材に情報再生光と参照再生光のいずれか一方の光が入射する第１領域と、いずれか他方の光が入射する第２領域が設定される。さらに、第１領域に入射した光が受光器に入射するように、第１領域に配置された画素の光学的特性が制御され、第２領域に入射した光が受光器に入射しないように、第２領域に配置された画素の光学的特性が制御される。このように遮光用光学部材の各画素の光学的特性が制御されるので、第１領域に入射した光（情報再生光と参照再生光のうちいずれか一方の光）は受光器に入射される。一方、第２領域に入射した光（情報再生光と参照再生光のうちいずれか他方の光）は受光器に入射されない。

本発明の遮光用光学部材は情報再生光と参照再生光が入射される入射領域に複数の画素が配置されているので、遮光用光学部材制御手段によって各画素の光学的特性を制御することにより、受光器に入射すべき光の入射領域である第１領域の形状と受光器に入射すべきでない光の入射領域である第２領域の形状を任意に設定することができる。よって、情報再生光と参照再生光の断面形状がどのように変化しても、入射する情報再生光と参照再生光の断面形状に応じて第１領域および第２領域を設定することができる。そして、設定した各領域に配置された画素の光学的特性を制御することで、いずれか一方の光のみを受光器に受光させ、いずれか他方の光を受光器に受光させないよう遮光することができる。

本発明において、「データ再生」とは、ホログラム記録媒体に記録されたデータから記録時のデータを作成し、このデータをデコードする通常のデータ再生（データ再現）のみならず、ホログラム記録媒体に記録された複数のデータの内の特定のデータとある一つのデータとの一致性を判断する「認証」を含むものとする。「データ再現」を実行する場合、空間光変調器により再生光のみが生成される。また、受光器には情報再生光が受光される。したがってこの場合、前記いずれか一方の光は情報再生光であり、前記いずれか他方の光は参照再生光である。一方、「認証」を実行する場合、空間光変調器により情報光のみが生成される。また、受光器には参照再生光が受光される。したがってこの場合、前記いずれか一方の光は参照再生光であり、前記いずれか他方の光は情報再生光である。

「遮光用光学部材」は、複数の画素から構成され、各画素に入射した光に光学的な変化をもたらし得るものであれば、どのようなものでもよい。例えば液晶パネルやＤＭＤなどが、遮光用光学部材として例示される。また、「光学的特性」は、画素が入射光に与える光学的な影響を表す性質である。例えば、透過率、反射角、屈折率、周波数などが、光学的特性として例示される。また、「画素」とは、２次元のデジタル画像（デジタルデータ）を構成する最小単位を言う。遮光用光学部材が液晶パネルである場合、画素は液晶パネル内に配列された透明電極であり、遮光用光学部材がＤＭＤである場合、画素はマイクロミラーである。

本発明のホログラム記録再生装置は、前記空間光変調器（１６）により生成した情報光および参照光をホログラム記録媒体（ＨＫ）に照射することにより、ホログラム記録媒体（ＨＫ）にデータを記録するデータ記録機能（データ記録手段）を有し、前記データ記録機能を用いてホログラム記録媒体（ＨＫ）に記録したデータを前記再生手段（２１６，２２０）により再生する。これによれば、データの記録と再生を一つのホログラム記録再生装置により行うことができる。

また、前記遮光用光学部材制御手段（２０８）は、データ再生時に、前記第２領域に連続して形成され且つ前記第２領域を囲む追加領域を設定するとともに、前記追加領域に入射する光が前記受光器（４６）に入射しないように、前記追加領域に配置された画素の光学的特性を制御するものであるとよい。これによれば、第２領域と、その第２領域を囲む追加領域に入射した光は、受光器に入射されない。したがって、レーザ光の光軸ぶれにより受光器に入射すべきでない光が第２領域からはみ出した場合であっても、そのはみ出し領域が追加領域に包含される限り、受光器に入射すべきでない光が受光器に入射されることはない。その結果、受光器に入射すべきでない光の遮断性能が向上する。

また、本発明のホログラム記録再生装置は、データ記録時に、前記空間光変調器（１６）の前記入射面に情報光を生成する領域であるパターン領域と、参照光を生成する領域である参照光領域と、情報光も参照光も生成しない領域である遮光領域を設定する領域設定手段（２０６）と、データ記録時に、記録すべき情報を２次元データに変換し、変換した２次元データを出力する記録用データ生成手段（２０４）と、データ記録時に、前記記録用データ生成手段が出力した２次元データに基づいて前記パターン領域に配置された画素を制御するための信号を生成するとともに、生成した信号を、前記参照光領域に配置された画素を制御するための信号および前記遮光領域に配置された画素を制御するための信号とともに、前記空間光変調器に出力する記録用信号生成手段（２０６）と、を更に備える。そして、前記遮光用光学部材制御手段（２０８）は、データ再生時に、前記領域設定手段（２０６）によって設定された前記パターン領域および前記参照光領域に基づいて、前記第１領域および前記第２領域を設定する。この場合において、遮光用光学部材制御手段が第１領域および第２領域に加え、追加領域を設定するときは、遮光用光学部材制御手段は、パターン領域および参照光領域に基づいて、第１領域，第２領域および追加領域を設定するものであるのがよい。

これによれば、遮光用光学部材制御手段は、データ記録時に領域設定手段によって設定された空間光変調器のパターン領域および参照光領域に基づいて、遮光用光学部材に第１領域と第２領域（さらに追加領域）を設定する。情報再生光は空間光変調器のパターン領域から生成される情報光が再生された光であるから、情報再生光の断面形状は、パターン領域の形状と同一または相似である。また、参照再生光は空間光変調器の参照光領域から生成される参照光が再生された光であるから、参照再生光の断面形状は、参照光領域の形状と同一または相似である。したがって、遮光用光学部材制御手段は、空間光変調器に形成されたパターン領域および参照光領域に基づいて、より適切に、遮光用光学部材に第１領域および第２領域を設定することができる。

この場合、「データ再現」を実行するときは、遮光用光学部材制御手段は、遮光用光学部材の入射領域のうち、パターン領域に対応する領域（パターン領域にて生成された情報光を再生した情報再生光が遮光用光学部材に入射すると考えられる領域）を第１領域として設定し、参照光領域に対応する領域（参照光領域にて生成された参照光を再生した参照再生光が遮光用光学部材に入射すると考えられる領域）を第２領域として設定すればよい。一方、「認証」を実行するときは、遮光用光学部材制御手段は、パターン領域に対応する領域を第２領域として設定し、参照光領域に対応する領域を第１領域として設定すればよい。なお、遮光領域に対応する領域には、原則的に遮光用光学部材に光が入射されないので、遮光用光学部材制御手段はこれらの領域に配置された画素を制御する必要は無いが、遮光領域に対応する領域に第２領域を囲む領域が存在する場合、その領域を追加領域として設定すればよい。また、遮光領域に対応する領域のうち、追加領域以外の領域であって、パターン領域に対応する領域に接する領域は、パターン領域に対応する領域と同一の光学的特性を持つ領域（データ再現であれば第１領域、認証であれば第２領域と同一の光学的特性を持つ領域）として設定するとよい。さらに、遮光領域に対応する領域のうち、追加領域以外の領域であって、パターン領域に対応する領域に接しない領域は、参照光領域に対応する領域と同一の光学的特性を持つ領域（データ再現であれば第２領域、認証であれば第１領域と同一の光学的特性を持つ領域）として設定するとよい。

なお、空間光変調器に形成される各領域に基づいて遮光用光学部材に第１領域や第２領域を設定するためには、空間光変調器の各画素位置と、遮光用光学部材の各画素位置との対応関係が明らかにされていなければならないが、この関係は、予め実験等によって把握しておくことができる。したがって、遮光用光学部材制御手段は、予め把握されている空間光変調器の各画素位置と遮光用光学部材の各画素位置との対応関係と、空間光変調器に設定されるパターン領域および参照光領域とに基づいて、第１領域および第２領域（さらには追加領域）を設定すればよい。

また、前記記録用信号生成手段（２０６）は、データ記録時に、前記パターン領域に入射した光から生成される情報光に、前記パターン領域の位置を表すための位置決めパターン画像が含まれるように、前記パターン領域に配置された画素を制御するための信号を生成するのがよい。また、前記ホログラム記録再生装置は、前記受光器（４６）が出力する信号に基づいて、データ再生時に情報再生光に含まれる位置決めパターン画像が前記受光器（４６）に入射する実位置を検出し、検出した実位置と、前記位置決めパターン画像が前記受光器（４６）に入射する正規の位置として予め定められている正規位置とを比較することにより、前記実位置と前記正規位置との間の変化量を検出する位置変化量検出手段（２１４）を備えるのがよい。そして、前記遮光用光学部材制御手段（２０８）は、前記位置変化量検出手段（２１４）が検出した変化量に基づいて、前記遮光用光学部材（４０）に設定する前記第１領域と前記遮光用光学部材（４０）に入射する前記いずれか一方の光の入射領域とのずれ、および、前記遮光用光学部材（４０）に設定する前記第２領域と前記遮光用光学部材（４０）に入射する前記いずれか他方の光の入射領域とのずれが無くなるように、設定すべき前記第１領域および前記第２領域の位置を修正するものであるのがよい。

受光器に形成される位置決めパターン画像の実位置と正規位置との間の変化量は、パターン領域と参照光領域の形成位置に基づいて遮光用光学部材に設定される第１領域と第２領域の形成位置と、実際に遮光用光学部材に入射された情報再生光と参照再生光の入射位置とのずれ量を表す。この変化量に基づいて、第１領域と情報再生光と参照再生光のいずれか一方の光（受光器に入射すべき光）の入射領域とのずれ、および、第２領域といずれか他方の光（受光器に入射すべきでない光）の入射領域とのずれが修正される。したがって、例えばホログラム記録媒体（ＨＫ）で反射したレーザ光の光軸角度が大きく変化して情報再生光および参照再生光の入射領域が設定した領域と大きく乖離した場合でも、上記の修正によって的確に第１領域および第２領域の設定位置と情報再生光および参照再生光の入射位置を合わせることができる。これにより、確実に受光器に受光すべき光を受光させ、受光すべきでない光を遮光することができる。

また、前記遮光用光学部材制御手段（２０８）は、データ記録時に前記遮光用光学部材（４０）に入射する光が前記受光器（４６）に入射しないように、前記遮光用光学部材（４０）の全ての画素の光学特性を同一の光学的特性に制御するものであるのがよい。これによれば、データ記録時にホログラム記録媒体から反射または透過して遮光用光学部材に入射したレーザ光が受光器に受光されることを防止することができ、受光器の長寿命化を図ることができる。

また、前記遮光用光学部材制御手段（２０８）により制御される前記遮光用光学部材（４０）の各画素の光学的特性は、透過率または反射角度であるのがよい。また、遮光用光学部材（４０）は液晶パネルまたはＤＭＤであるとよい。遮光用光学部材が液晶パネルである場合、遮光用光学部材制御手段（２０８）は、液晶パネルの画素の透過率を制御するものであるとよい。遮光用光学部材がＤＭＤである場合、遮光用光学部材制御手段（２０８）はＤＭＤのマイクロミラーの向き（反射角）を制御するものであるとよい。また、本発明のホログラム記録再生装置は、コリニア方式で記録されたホログラム記録媒体を再生、評価する場合に好適である。コリニア方式で記録されたホログラム記録媒体から生じる情報再生光と参照再生光は共通の光軸を持つため、フォトディテクタの手前で一方の光を遮断する必要性が高いからである。

本実施形態に係るコリニア方式のホログラム記録再生装置の全体構成図である。 条件設定プログラムの流れを示すフローチャートである。 パターン領域、非遮光領域、遮光領域の指定例を表す図である。 透過領域と非透過領域の設定例を表す図である。 パターン領域、非遮光領域、遮光領域の他の指定例を表す図である。 透過領域と非透過領域の他の設定例を表す図である。 パターン領域、非遮光領域、遮光領域の他の指定例を表す図である。 透過領域と非透過領域の他の設定例を表す図である。 位置決めパターンが形成されたパターン領域の一例を表す図である。 位置決めパターン画像の実位置と正規位置とのずれに基づいて遮光用液晶に設定される透過領域と非透過領域が修正された状態を表す図である。

以下、本発明の一実施形態に係るホログラム記録再生装置について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態に係るコリニア方式のホログラム記録再生装置の全体構成図である。このホログラム記録再生装置１は、ホログラム記録媒体ＨＫに共通の光軸を持つ情報光および参照光を照射することにより、ホログラム記録媒体ＨＫにデータを記録するデータ記録機能を有する。また、データが記録されたホログラム記録媒体ＨＫに参照光を照射することによってホログラム記録媒体ＨＫから発生する情報再生光を受光し、受光した光の強度に基づいてデータを再生（再現）するデータ再生機能を有する。さらに、記録データに対する再生データのエラー率を検出することでホログラム記録媒体ＨＫを評価する機能を有する。また、ホログラム記録再生装置１は、ホログラム記録媒体ＨＫに認証に関するデータを記録し、そのホログラム記録媒体ＨＫに情報光を照射したときに発生する参照再生光の強度を検出することで、データの一致性を判定する認証装置に適用することもできる。

図１に示されるように、ホログラム記録再生装置１は、ピックアップ装置１００と、ホログラム記録再生評価回路２００と、テーブル制御回路３００と、フォーカス・トラッキング制御回路４００と、コントローラ５００と、ターンテーブル６０１と、スピンドルモータ６０２と、フィードモータ６０３と、表示装置７０１と、入力装置７０２とを備える。コントローラ５００は、ホログラム記録再生装置１の全ての動作を制御する制御手段である。

ピックアップ装置１００は、メインレーザ光源１０およびサーボ用レーザ光源４８、コリメートレンズ１２，５０、ミラー１４，２４，３０、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）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２６、１／４波長板２８、対物レンズ３２、フォーカスアクチュエータ３４、トラッキングアクチュエータ３６、ビームスプリッタ５２、集光レンズ３８，５４、遮光用液晶パネル４０、リレーレンズ４２，４４、シリンドリカルレンズ５６、再生用フォトディテクタ４６およびサーボ用フォトディテクタ５８を備える。

メインレーザ光源１０は、ホログラム記録媒体ＨＫにデータを記録し、また、データを再生（再現）あるいは認証するためのレーザ光を出射する素子である。コリメートレンズ１２、ミラー１４、ＤＭＤ１６、リレーレンズ１８、偏光ビームスプリッタ２０、リレーレンズ２２、ミラー２４、ダイクロイックプリズム２６、１／４波長板２８、ミラー３０、対物レンズ３２により、メインレーザ光源１０から出射されたレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに照射されるまでの光学系が構成される。

メインレーザ光源１０から出射したレーザ光は、コリメートレンズ１２を通過することにより平行光になり、この平行光がミラー１４に反射して、空間光変調器であるＤＭＤ１６に入射する。ＤＭＤ１６は、入射したレーザ光を変調し得る複数のマイクロミラー（画素）により形成された入射面を持ち、この入射面にメインレーザ光源１０から出射されたレーザ光が入射する。入射面内の各マイクロミラーの向きを制御することで、ＤＭＤ１６に入射したレーザ光は空間的に変調される。このＤＭＤ１６により情報光および／または再生光（データ記録時には情報光および再生光、データ再生（再現）時または認証時には参照光または情報光）が生成される。ＤＭＤ１６で生成された光はリレーレンズ１８，偏光ビームスプリッタ２０，リレーレンズ２２を通過し、さらにミラー２４に反射して進行方向を変える。その後ダイクロイックプリズム２６に入射する。情報光および／または再生光はダイクロイックプリズム２６を透過し、１／４波長板２８、ミラー３０を経て対物レンズ３２に入射し、ホログラム記録媒体ＨＫの記録層上に集光する。

また、ホログラム記録媒体ＨＫから発生する情報再生光および参照再生光は、対物レンズ３２、ミラー３０、１／４波長板２８を経由してダイクロイックプリズム２６に入射する。このダイクロイックプリズム２６を透過した後、ミラー２４で反射し、リレーレンズ２２を経て偏光ビームスプリッタ２０に入射する。リレーレンズ２２側から偏光ビームスプリッタ２０に入射したレーザ光は、１／４波長板２８を２回通過することで偏光方向が９０°変わるため、大部分が反射する。偏光ビームスプリッタ２０で反射した光は、集光レンズ３８を介して遮光用液晶パネル４０に入射する。

遮光用液晶パネル４０は、ホログラム記録媒体ＨＫから発生した情報再生光および参照再生光の光路中に介在されており、情報再生光および参照再生光が入射する入射領域を持つ。この入射領域に複数の画素（例えば透明電極）が配置される。データ再生時には、情報再生光および参照再生光のいずれか一方の光がこの遮光用液晶パネル４０を透過し、いずれか他方の光がこの遮光用液晶パネル４０を透過しないように、後述する遮光用信号生成回路２０８により遮光用液晶パネル４０の各画素の透過率が制御される。

遮光用液晶パネル４０を透過した光は、リレーレンズ４２，４４を経て再生用フォトディテクタ４６に受光される。再生用フォトディテクタ４６は受光した光の強度に応じた信号を各画素ごとに出力する。

サーボ用レーザ光源４８はフォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御用のレーザ光を出射する素子である。コリメートレンズ５０、ビームスプリッタ５２、ダイクロイックプリズム２６、１／４波長板２８、ミラー３０、対物レンズ３２により、サーボ用レーザ光源４８から出射されたレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに照射されるまでの光学系が構成される。

サーボ用レーザ光源４８から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ５０を通過することにより平行光になり、ビームスプリッタ５２を透過した後にダイクロイックプリズム２６で反射される。ダイクロイックプリズム２６で反射されたレーザ光は１／４波長板２８、ミラー３０および対物レンズ３２を経由してホログラム記録媒体ＨＫに形成されたトラックに集光する。集光位置からの反射光は対物レンズ３２により平行光にされ、ミラー３０で反射し、さらに１／４波長板２８を通過し、ダイクロイックプリズム２６で反射された後にビームスプリッタ５２に入射する。この入射光の半分程度が反射し、半分程度が透過する。ビームスプリッタ５２で反射した反射光は集光レンズ５４、シリンドリカルレンズ５６を経由してサーボ用フォトディテクタ（例えば４分割フォトディテクタ）５８に受光される。

サーボ用レーザ光源４８から出射されたレーザ光の焦点がホログラム記録媒体ＨＫのトラック位置に合っている場合、サーボ用フォトディテクタ５８の受光面に受光される光スポットの断面形状は円形である。一方、レーザ光の焦点がホログラム記録媒体ＨＫのトラック位置から光軸方向にずれている場合、サーボ用フォトディテクタ５８の受光面に形成される光スポットの断面形状は、受光面の対角上に長軸を持つ楕円形状である。したがって、サーボ用フォトディテクタ５８の受光面を上下左右に４分割した各分割領域に受光された光の強度を比較演算することにより、焦点のずれ量を信号として検出することができる。この焦点ずれがなくなるようにフォーカスサーボ制御が行われる。本実施形態では非点収差法によるフォーカスサーボ制御が行われる。

また、サーボ用レーザ光源４８から出射されたレーザ光の焦点がホログラム記録媒体ＨＫのトラック位置からレーザ光の光軸方向に垂直な方向であって且つトラックの溝方向に垂直な方向（以下、この方向を径方向と呼ぶ）にずれている場合、すなわち焦点位置の径方向ずれが発生している場合、サーボ用フォトディテクタ５８の受光面の左側および右側のいずれか一方の分割領域に受光される光量が、いずれか他方の分割領域に受光される光量よりも少ない。焦点位置の径方向ずれが発生していない場合は、サーボ用フォトディテクタ５８の受光面の左側の分割領域に受光される光量と右側の分割領域に受光される光量は等しい。したがって、サーボ用フォトディテクタ５８の受光面の各分割領域に受光された光の強度を比較演算することにより、焦点位置の径方向ずれを信号として検出することができる。この径方向ずれがなくなるようにトラッキングサーボ制御が行われる。本実施形態ではプッシュプル法によるトラッキングサーボ制御が行われる。

フォーカスアクチュエータ３４は、フォーカスサーボ制御実行時に後述するドライブ回路４１６からの駆動信号にしたがってレーザ光の光軸方向に対物レンズ３２を駆動する。トラッキングアクチュエータ３６は、トラッキングサーボ制御実行時に後述するドライブ回路４１０からの駆動信号にしたがって径方向に対物レンズ３２を駆動する。

ターンテーブル６０１は、ホログラム記録媒体ＨＫを載置するテーブルである。スピンドルモータ６０２は、ターンテーブル６０１を回転させるためのモータである。フィードモータ６０３は、ターンテーブル６０１に載置されたホログラム記録媒体ＨＫの径方向にターンテーブル６０１を移動させるためのモータである。

テーブル制御回路３００は、スピンドルモータ制御回路３０２と、半径位置検出回路３０４と、フィードモータ制御回路３０６とを備える。スピンドルモータ制御回路３０２は、スピンドルモータ６０２内のエンコーダから入力され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５００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に、スピンドルモータ６０２の回転を制御する。

半径位置検出回路３０４は、フィードモータ６０３に内蔵されたエンコーダからパルス信号を入力する。また、半径位置検出回路３０４は、ホログラム記録再生装置１の電源が投入された直後に開始されるフィードモータ６０３の初期位置復帰動作中にそのエンコーダからのパルス信号を入力するとともに、その入力が停止した場合に、初期半径位置を設定する。そして、それ以降入力されるパルス信号のパルス数をカウントすることにより、ターンテーブル６０１の径方向への移動距離を算出するとともにこの移動距離を初期半径位置に加減することにより、ホログラム記録媒体ＨＫ上に照射されるレーザ光の径方向位置を表す実半径位置を算出し、算出した実半径位置をコントローラ５００およびフィードモータ制御回路３０６に出力する。なお、コントローラ５００は、半径位置検出回路３０４から入力される実半径位置から、所定の線速度に相当するターンテーブル６０１の回転速度を演算し、演算した回転速度をスピンドルモータ制御回路３０２に出力する。

フィードモータ制御回路３０６は、以下の働きをする。
・ホログラム記録再生装置１の電源が投入されると駆動開始し、フィードモータ６０３を駆動限界位置まで初期駆動させる（初期位置復帰動作）。
・半径位置検出回路３０４から実半径位置を入力するとともに、データ記録および再生中にコントローラ５０から入力される半径位置と実半径位置が一致する径方向にターンテーブル６０１が移動するようにフィードモータ６０３を所定の送り速度で駆動する。また、実半径位置が、コントローラ５０から入力される照射終了位置に一致した場合にフィードモータ６０３の駆動を停止する。
・コントローラ５００からスレッドサーボ開始の指令を入力するとフィードモータ６０３に内蔵されたエンコーダから入力され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４１８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に、フィードモータ６０３の回転を制御する。

フォーカス・トラッキング制御回路４００は、フォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御を実行するための回路であり、サーボ用レーザ駆動回路４０２、信号増幅回路４０４、トラッキングエラー信号（ＴＥ信号）生成回路４０６、トラッキングサーボ回路４０８、ドライブ回路４１０、フォーカスエラー信号（ＦＥ信号）生成回路４１２、フォーカスサーボ回路４１４、ドライブ回路４１６およびスレッドサーボ回路４１８を備える。

サーボ用レーザ駆動回路４０２は、コントローラ５００から作動開始の指令を入力した場合に、サーボ用レーザ光源４８から所定の強度のレーザ光が出射するように、サーボ用レーザ光源４８に電圧および電流を供給する。

信号増幅回路４０４は、サーボ用フォトディテクタ５８の受光面の各分割領域から出力された信号を入力するとともに入力した信号を増幅し、各増幅信号をトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）生成回路４０６およびフォーカスエラー信号（ＦＥ信号）生成回路４１２に出力する。

トラッキングエラー信号生成回路４０６は、信号増幅回路４０４から入力した各増幅信号をプッシュプル法による演算式（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）に当てはめること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４０８に出力する。なお、上記演算式中のａ，ｂ，ｃ，ｄは、サーボ用フォトディテクタ５８の受光面を上下左右に４分割した場合における各分割領域に配置される各フォトディテクタが出力する受光信号を表す。具体的に言えば、ターンテーブル６０１上に載置されたホログラム記録媒体ＨＫに形成されているトラックの溝方向に対応する方向を上下方向、径方向に対応する方向を左右方向と定義したサーボ用フォトディテクタ５８の受光面の右上に位置する分割領域に配置されたフォトディテクタの出力信号がａ、右下に位置する分割領域に配置されたフォトディテクタの出力信号がｂ、左下に位置する分割領域に配置されたフォトディテクタの出力信号がｃ、左上に位置する分割領域に配置されたフォトディテクタの出力信号がｄである。

トラッキングサーボ回路４０８は、入力したトラッキングエラー信号を０にするために必要な対物レンズ３２の径方向への移動量を表すトラッキングサーボ信号を作成し、作成したトラッキングサーボ信号をドライブ回路４１０に出力する。ドライブ回路４１０は、入力したトラッキングサーボ信号に基づいて対物レンズ３２を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３６に供給する。供給された信号に基づいてトラッキングアクチュエータ３６が駆動することにより、トラッキングサーボ制御が実行される。

フォーカスエラー信号生成回路４１２は、信号増幅回路４０４から入力した各増幅信号を非点収差法による演算式（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）に当てはめること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４１４に出力する。

フォーカスサーボ回路４１４は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を０にするために必要な対物レンズ３２の光軸方向への移動量を表すフォーカスサーボ信号を作成し、作成したフォーカスサーボ信号をドライブ回路４１６に出力する。ドライブ回路４１６は入力したフォーカスサーボ信号に基づいて、対物レンズ３２をレーザ光の光軸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３４に供給する。供給された信号に基づいてフォーカスアクチュエータ３４が駆動することにより、フォーカスサーボ制御が実行される。

スレッドサーボ回路４１８は、トラッキングサーボ回路４０８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、この直流成分を０にするために必要なフィードモータ６０３の送り速度を表す信号を作成し、作成した信号をフィードモータ制御回路３０６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３２の中立位置からのずれに相当する。このずれがなくなるようにフィードモータ６０３を駆動することで、サーボ用レーザ光の焦点が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。

ホログラム記録再生評価回路２００は、ピックアップ装置１００を用いてホログラム記録媒体ＨＫにデータを記録するとともに、ホログラム記録媒体ＨＫの記録データを再生（再現または認証）し、再生結果を基にホログラム記録媒体ＨＫを評価するための回路である。ホログラム記録再生評価回路２００は、メインレーザ駆動回路２０２と、記録用２値化データ生成回路２０４と、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６と、遮光用信号生成回路２０８と、輝度データ生成回路２１０と、再生用２値化データ生成回路２１２と、位置変化量検出回路２１４と、再生データ生成回路２１６と、エラー率検出回路２１８と、光量検出回路２２０とを備える。

メインレーザ駆動回路２０２は、コントローラ５００から作動開始指令を入力した場合に駆動を開始し、メインレーザ光源１０から所定の強度のレーザ光が出射するように、メインレーザ光源１０に電圧および電流を供給する。

記録用２値化データ生成回路２０４は、コントローラ５００からの指令により記録用データ（元データ）の単位数（２次元の２値化データに変換するごとのデータ量）を設定する。また、コントローラ５００から記録用データ（元データ）を入力し、設定した単位数ごとに記録用データ（元データ）を２次元の２値化データ（２次元平面に「０」，「１」を並べたデータで、そのデータ数は後述するパターン領域のマイクロミラーの数に相当する）に変換（エンコード）する。そして、変換した２値化データをＤＭＤ制御信号生成回路２０６に出力する。

ＤＭＤ制御信号生成回路２０６はメモリを持つ。そして、コントローラ５００からの指令により、ＤＭＤ１６の入射面に形成されるべきパターン領域、非遮光領域および遮光領域を設定するとともに、メモリ領域の一部を、パターン領域、非遮光領域および遮光領域にそれぞれデータを出力するメモリ領域に割り当てる。また、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６は、記録用２値化データ生成回路２０４から入力した２次元の２値化データに基づいて、パターン領域に配置されたマイクロミラーの向きを制御するための信号を作成する。そして、作成したデータを、パターン領域にデータを出力するメモリ領域に記憶する。

パターン領域、非遮光領域、遮光領域は、いずれもＤＭＤ１６の入射面上に形成される領域である。各領域に配置されるマイクロミラーの向きはＤＭＤ制御信号生成回路２０６のメモリから出力されるデータによって制御される。データ記録時には、パターン領域に配置されるマイクロミラーの向きは、この領域に配置されたマイクロミラーで反射されたレーザ光により記録用２値化データ生成回路２０４で生成された２次元の２値化データを表すパターン画像を含む情報光が形成され、且つその情報光がホログラム記録媒体ＨＫに入射するように、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６から出力されるデータにより制御される。また、非遮光領域に配置されたマイクロミラーの向きは、その領域で反射されたレーザ光により参照光が形成され、且つその参照光がホログラム記録媒体ＨＫに入射するように、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６から出力されるデータにより制御される。遮光領域に配置されたマイクロミラーの向きは、その領域で反射されたレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに入射しないように、つまり情報光も参照光も生成しないように、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６から出力されるデータにより制御される。なお、本実施形態においては、ＤＭＤ１６のパターン領域にて生成された情報光に、パターン領域の位置を表すための位置決めパターン画像が含まれるように、パターン領域に配置されたマイクロミラーの向きが制御される。この位置決めパターン画像は、データ再生時に情報再生光に含まれる。

遮光用信号生成回路２０８はメモリを持つ。そして、コントローラ５００からの指令に基づき、遮光用液晶パネル４０の入射領域に透過領域と非透過領域とを設定するとともに、メモリ領域の一部を、透過領域に配置された画素の透過率を表すデータを出力するためのメモリ領域と、非透過領域に配置された画素の透過率を表すデータを出力するためのメモリ領域に割り当てる。透過領域の透過率を表すデータを出力するためのメモリ領域には、透過率を最高値に設定するためのデータが記憶され、非透過領域の透過率を表すデータを出力するためのメモリ領域には、透過率を最低値に設定するためのデータが記憶される。記憶されたデータはデータ再生時に遮光用液晶パネル４０に出力される。また、遮光用信号生成回路２０８のメモリには、遮光用液晶パネル４０の全ての画素の透過率を最低値に設定するためのデータも記憶されている。このデータは、ホログラム記録媒体ＨＫへのデータ記録時に遮光用液晶パネル４０に出力される。

また、遮光用信号生成回路２０８には、コントローラ５００から、遮光用液晶パネル４０の各画素の位置と再生用フォトディテクタ４６の各画素の位置との対応関係を表す情報又は、遮光用液晶パネル４０の方向，距離と、再生用フォトディテクタ４６の方向，距離との関係を表す情報が入力される。遮光用信号生成回路２０８はこれらの情報をメモリに記憶する。

輝度データ生成回路２１０は、コントローラ５００から作動指令を入力した場合に作動を開始し、再生用フォトディテクタ４６が出力する画素ごとの信号の強度値を輝度に関するデジタルデータ（輝度データ）に変換し、輝度データとその輝度データに対応する画素の位置データとを対応付けて出力する。

光量検出回路２２０は、コントローラ５００から作動指令を入力した場合に作動を開始し、輝度データ生成回路２１０が出力した各画素の輝度データに基づいて、ホログラム記録媒体ＨＫの記録データごとの再生光強度を演算してコントローラ５００に出力する。コントローラ５００は、入力した再生光強度を記憶し、再生光強度が閾値以上のときの記録データと認証対象データとの一致性を判定し、データ処理により認証対象のデータが記録データと一致したときの再生光強度と認証対象のデータが記録データと一致しないときの再生光強度の平均値または最大値との比較結果を取得する。

再生用２値化データ生成回路２１２は、コントローラ５００から作動指令を入力した場合に作動を開始し、輝度データ生成回路２１０が出力した再生用フォトディテクタ４６の各画素の位置データとその画素の位置に対応する輝度データに基づいて、２次元の２値化データを生成し、出力する。この２次元の２値化データは、記録用２値化データ生成回路２０４が出力するデータに相当するデータである。

再生データ生成回路２１６は、コントローラ５００から作動指令を入力した場合に作動を開始し、再生用２値化データ生成回路２１２が出力した２次元の２値化データを、記録用データ（元データ）に相当するデータに変換（デコード）し、変換したデータを出力する。

エラー率検出回路２１８は、コントローラ５００から作動指令を入力した場合に作動を開始し、再生データ生成回路２１６が出力したデータと、コントローラ５００から入力されメモリに記憶されている記録用データ（元データ）とを比較し、誤り数をデータ数で除算したエラー率を算出する。算出したエラー率はコントローラ５００に出力される。

位置変化量検出回路２１４は、情報再生光に含まれる位置決めパターン画像が再生用フォトディテクタ４６に受光されるべき正規の位置として予め求められている位置（正規位置）をコントローラ５００から入力するとともにこの位置を記録する。そして、コントローラ５００から作動指令を入力した場合に作動を開始し、輝度データ生成回路２１０が出力する位置データとその位置データに対応する輝度データから、実際に位置決めパターン画像が再生用フォトディテクタ４６に受光された位置（実位置）を検出する。さらに、位置変化量検出回路２１４は、再生用フォトディテクタ４６の受光面をＸ方向（Ｘ軸）およびＹ方向（Ｙ軸）により定義した平面に表される正規位置と実位置とのＸ方向へのずれ量およびＹ方向へのずれ量を算出する。Ｘ方向へのずれ量はＸ方向位置変化データとして、Ｙ方向へのずれ量はＹ方向位置変化データとして、それぞれ遮光用信号生成回路２０８に出力される。遮光用信号生成回路２０８は、入力したＸ方向位置変化データおよびＹ方向位置変化データと、記憶されている遮光用液晶パネル４０の各画素の位置と再生用フォトディテクタ４６の各画素の位置との対応関係などを参照して、Ｘ方向位置変化データおよびＹ方向位置変化データを遮光用液晶パネル４０の入射領域におけるＸ方向位置変化データおよびＹ方向位置変化データに換算する。そして、換算したＸ方向位置変化データとＹ方向位置変化データにより表される変化量分だけ透過領域と非透過領域が移動するように、設定した透過領域と非透過領域とを修正する。

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、作業者がホログラム記録媒体ＨＫを評価するときは、まずホログラム記録媒体ＨＫをターンテーブル６０１にセットし、入力装置７０２に条件設定を行う旨の指令を入力する。これによりコントローラ５００は、図２に示す条件設定プログラムを開始する。条件設定プログラムが開始されると、まずコントローラ５００は、図２のステップ（以下、ステップ番号をＳと略記する）１０２にて、「データ再生」の評価を行うか「認証」の評価を行うかの質問を表示装置７０１に表示させ、いずれかを選択するように作業者による入力を促す。その後、入力が完了するまで表示を繰り返す（Ｓ１０４）。作業者は、「データ再生」の評価を行う場合は「データ再生」を選択し、「認証」の評価を行う場合は「認証」を選択する。

「データ再生」または「認証」のいずれか一方が選択された後に、コントローラ５００は、Ｓ１０６にて、パターン領域、非遮光領域、遮光領域の領域指定画面を表示装置７０１に表示させ、作業者による領域指定を促す。その後、作業者による領域指定が完了するまで表示を繰り返す（Ｓ１０８）。作業者は、表示装置７０１により各領域を指定する。各領域の指定方式は、「図形」，「位置」，「直径」等を言語や数値で指定する方式でも良いし、表示装置７０１にＤＭＤ１６を表示させておいて、表示されたＤＭＤ１６に各領域を指定する方式でも良い。

なお、パターン領域からは情報光が生成され、非遮光領域からは参照光が生成されるのであるから、パターン領域と非遮光領域はＤＭＤ１６に入射するレーザ光の入射範囲の外側に指定することはできない。したがって、ＤＭＤ１６に入射するレーザ光の断面の大きさと位置を、「直径」，「位置」等の数値か、図形表示等で表示装置７０１に表示して作業者にレーザ光の入射範囲を認識させておくことにより、レーザ光の入射範囲の外側にパターン領域や非遮光領域が指定されることを防止することができる。

図３は、指定されるパターン領域、非遮光領域、遮光領域の一例を示す図である。図において斜線で示される領域が遮光領域（内側遮光領域および外側遮光領域）、ドットにより示される領域がパターン領域、無模様の領域が非遮光領域である。また、点線で囲まれた領域によりレーザ光の入射範囲が表される。この例によれば、パターン領域Ｒ１がレーザ光の入射範囲のほぼ中央に形成されていて、その周りを取り囲むようにリング状の非遮光領域Ｒ２が形成される。リング状の非遮光領域Ｒ２とパターン領域Ｒ１との間には、内側遮光領域Ｒ３が形成される。非遮光領域Ｒ２の外周側に外側遮光領域Ｒ４が形成される。非遮光領域Ｒ２が、本発明の参照光領域に相当する。

また、パターン領域Ｒ１には、その領域の位置を表すための位置決めパターンが形成されている。図９は、パターン領域Ｒ１に位置決めパターンが形成された様子を表す図である。図９に示されるように、単純形状を呈する位置決めパターンが暗部分（その部分で反射したレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに入射しない部分）となるように、パターン領域Ｒ１に位置決めパターンが形成される。この位置決めパターンの形状や形成位置は、作業者が指定してもよいし、予め設定されていてコントローラ５００のメモリに記憶されていてもよい。

作業者による各領域の指定が完了すると（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、コントローラ５００は、Ｓ１１０にて、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６に領域設定指令を出力する。これによりＤＭＤ制御信号生成回路２０６は、作業者が指定したパターン領域、非遮光領域、遮光領域に基づいて、ＤＭＤ１６の入射面内でのパターン領域、非遮光領域、遮光領域の位置を演算し、ＤＭＤ１６の入射面に形成されるべきパターン領域、非遮光領域、遮光領域を設定する。また、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６は、メモリ領域の一部を各領域にデータを出力するメモリ領域に割り当てる。さらに、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６は、パターン領域にデータを出力するメモリ領域を空状態にする。また、非遮光領域にデータを出力メモリ領域は、この領域に配置されたマイクロミラーに反射されたレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに参照光として照射するように、この領域に配置されたマイクロミラーの向きを制御するための一定のデータで埋められる。遮光領域にデータを出力するメモリ領域は、この領域に配置されたマイクロミラーで反射されたレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに照射されないように、この領域に配置されたマイクロミラーの向きを制御するための一定のデータで埋められる。

次いで、コントローラ５００は、Ｓ１１２にて、記録用２値化データ生成回路２０４に単位数の設定指令を出力する。これにより、記録用２値化データ生成回路２０４は、コントローラ５００から入力されるパターン領域に配置されるマイクロミラーの個数に基づき、記録用データ（元データ）を２次元の２値化データに変換する単位数を設定する。

続いて、コントローラ５００は、Ｓ１１４にて、遮光用信号生成回路２０８に透過・非透過領域設定指令を出力する。これにより、遮光用信号生成回路２０８は、遮光用液晶パネル４０の入射領域に形成すべき透過領域および非透過領域を設定する。具体的には、遮光用液晶パネル４０の各画素を透過領域に配置される画素と非透過領域に配置される画素とに区別する。これとともに、遮光用信号生成回路２０８は、メモリ領域の一部を、透過領域に配置された画素の透過率を表すデータを出力するためのメモリ領域と、非透過領域に配置された画素の透過率を表すデータを出力するためのメモリ領域とに割り当てる。さらに、遮光用信号生成回路２０８は、透過領域に配置された画素の透過率を表すデータを出力するためのメモリ領域を画素の透過率を最高値に設定するためのデータで埋め、非透過領域に配置された画素の透過率を表すデータを出力するためのメモリ領域を画素の透過率を最低値に設定するためのデータで埋める。

透過領域および非透過領域は、ＤＭＤ１６に設定されたパターン領域、非遮光領域、遮光領域に基づいて定められる。ＤＭＤ１６の各マイクロミラーの位置と遮光用液晶パネル４０の各画素の位置との対応関係は、予めコントローラ５００に記憶されている。したがって、遮光用信号生成回路２０８は、コントローラ５００からこれらの対応関係および、パターン領域、非遮光領域、遮光領域の位置情報を入力し、これらの入力情報に基づいて、透過領域および非透過領域を設定することができる。

図４（ａ）および図４（ｂ）は、Ｓ１０２にて「データ再生」が選択され、且つパターン領域、非遮光領域および遮光領域が図３のように設定された場合に、遮光用信号生成回路２０８により遮光用液晶パネル４０の入射領域に設定される透過領域および非透過領域を表した図である。図４（ａ），（ｂ）において斜線で示される領域が非透過領域、それ以外の領域（無模様の領域）が透過領域である。また、点線で示される２つの円で囲まれた領域は、ＤＭＤ１６に形成される非遮光領域Ｒ２に対応する領域（非遮光対応領域）であり、この非遮光対応領域Ｓ２には、データ再生時にホログラム記録媒体ＨＫにて発生する参照再生光が入射する。さらに、図の中央付近に形成される点線で囲まれた領域は、ＤＭＤ１６に形成されるパターン領域Ｒ１に対応する領域（パターン対応領域）であり、このパターン対応領域Ｓ１には、データ再生時にホログラム記録媒体ＨＫにて生じる情報再生光が入射する。

図４（ａ）および（ｂ）からわかるように、非透過領域は、非遮光対応領域Ｓ２と、追加非透過領域Ｓ４とからなる。非遮光対応領域Ｓ２は上述のように参照再生光が入射する領域である。追加非透過領域Ｓ４は、非遮光対応領域Ｓ２に連続して形成され且つ非遮光対応領域Ｓ２を囲む領域である。具体的には、追加非透過領域Ｓ４は、ＤＭＤ１６に形成される外側遮光領域Ｒ４に対応する領域（外側遮光対応領域）と、ＤＭＤ１６に形成される内側遮光領域Ｒ３に対応する領域の一部であって、非遮光対応領域Ｓ２の内側境界から連続した所定の領域である。したがって、図に示されるように非遮光対応領域Ｓ２がリング状に形成される場合、追加非透過領域Ｓ４は、非遮光対応領域Ｓ２の内側境界から連続する領域と、外側境界から連続する領域とに分けられる。図４では、非遮光対応領域Ｓ２の外側境界から連続する追加非透過領域Ｓ４は、非遮光対応領域Ｓ２の外側に設けられる外側遮光対応領域の全域に設定されている。しかし、参照再生光が入射する領域の外側には光は入射しないので、このように全域に追加非透過領域Ｓ４を設定する必要はなく、非遮光対応領域Ｓ２の外側境界から連続する所定の領域に追加非透過領域Ｓ４を設定してもよい。

また、非透過領域以外の領域は透過領域に設定される。したがって、透過領域は、パターン対応領域Ｓ１と、パターン対応領域Ｓ１に連続し、且つパターン対応領域Ｓ１の全域を囲む領域である追加透過領域Ｓ３からなる。

遮光用信号生成回路２０８は、コントローラ５００から透過・非透過領域設定指令を入力した場合、まず、遮光用液晶パネル４０の入射領域中、データ再生時に情報再生光が入射する領域であるパターン対応領域Ｓ１と、データ再生時に参照再生光が入射する領域である非遮光対応領域Ｓ２とを設定する。次に、パターン対応領域Ｓ１を囲む追加透過領域Ｓ３および非遮光対応領域Ｓ２を囲む追加非透過領域Ｓ４を設定する。そして、パターン対応領域Ｓ１および追加透過領域Ｓ３を透過領域に設定し、非遮光対応領域Ｓ２および追加非透過領域Ｓ４を非透過領域に設定する。

ちなみに、追加非透過領域Ｓ４を非透過領域として設定する理由は以下による。ホログラム記録媒体ＨＫのデータを再生する際にホログラム記録媒体ＨＫが回転するが、回転時の面ぶれにより、ホログラム記録媒体ＨＫの回転周面の法線方向が変化する。法線方向が変化すると、ホログラム記録媒体ＨＫから発生する再生光の光軸位置が変化する。再生光の光軸位置が変化した場合、余分な光が再生用フォトディテクタ４６に入射するおそれがある。このため、このような光軸位置の変化があっても余分な光が再生用フォトディテクタ４６に入射しないように、追加非透過領域Ｓ４が設定される。

追加非透過領域Ｓ４は、ＤＭＤ１６に形成される遮光領域に対応する領域の一部であって、非遮光対応領域Ｓ２と連続的な領域であり、非遮光対応領域Ｓ２の全域を外側および／または内側から囲む領域であれば、どのような形状でもよい。追加非透過領域Ｓ４と透過領域（追加透過領域Ｓ３）との境界は、例えば図４（ａ）に示されるように、非遮光対応領域Ｓ２の内側の境界を表す円に沿って設定されてもよいし、図４（ｂ）のように、パターン対応領域Ｓ１の境界を表す線に沿って設定されてもよい。

本例において、透過領域であるパターン対応領域Ｓ１が本発明の第１領域に相当し、非透過領域である非遮光対応領域Ｓ２が本発明の第２領域に相当する。また、非透過領域である追加非透過領域Ｓ４が本発明の追加領域に相当する。

なお、Ｓ１０２にて「認証」が選択されている場合、遮光用信号生成回路２０８は、図４に示されている透過領域（パターン対応領域Ｓ１および追加透過領域Ｓ３）を非透過領域に、非透過領域（非遮光対応領域Ｓ２および追加非透過領域Ｓ４）を透過領域に設定する。したがってこの場合、透過領域である非遮光対応領域Ｓ２が本発明の第１領域に相当し、非透過領域であるパターン対応領域Ｓ１が本発明の第２領域に相当し、非透過領域である追加透過領域Ｓ３が本発明の追加領域に相当する。

ＤＭＤ１６の入射面に配置されたマイクロミラーの位置と、遮光用液晶パネル４０の入射領域に配置された画素の位置との対応関係は、以下のようにして予め定めておくことができる。まず、ＤＭＤ１６を反射したレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫ上で特定の模様を形成するように、ＤＭＤ１６の各マイクロミラーが制御される。そのように制御されたＤＭＤ１６にレーザ光を照射することにより、ホログラム記録媒体ＨＫにその模様が干渉縞として記憶される。さらに、そのホログラム記録媒体ＨＫから発生する再生光（参照再生光と情報再生光）を遮光用液晶パネル４０のある一点を非透過状態にして再生用フォトディテクタ４６に受光させる。すると、受光された光により形成される模様には、遮光用液晶パネル４０のある一点が非透過状態にされたことにより生じる暗点が形成される。この暗点に対応するＤＭＤ１６の入射面内の特定位置と、遮光用液晶パネル４０の入射領域内で遮光状態とされた位置とを対応付けることにより、ＤＭＤ１６のマイクロミラーの位置と遮光用液晶パネル４０の画素位置とが対応付けられる。また、再生用フォトディテクタ４６に形成される特定の模様の特定の位置と、その特定の位置に対応するＤＭＤ１６の入射面内の位置とを対応付けることにより、ＤＭＤ１６のマイクロミラーの位置と再生用フォトディテクタ４６の受光面に配置された画素の各位置とが対応付けられる。ＤＭＤ１６の各マイクロミラーの位置と遮光用液晶パネル４０の各画素位置との対応関係、ＤＭＤ１６の各マイクロミラーの位置と再生用フォトディテクタ４６の各画素位置との対応関係は、予めコントローラ５００に記憶されている。

なお、図３に示した領域指定の例はあくまで一例であり、ＤＭＤ１６により生成される情報光と参照光がホログラム記録媒体ＨＫにて干渉することによりデータが干渉縞として記録され得る限り、どのように各領域を指定してもよい。例えば、図５のように各領域を指定してもよい。これによれば、矩形状のパターン領域Ｒ１が入射面のほぼ中央に形成されていて、その周りを取り囲むように外形四角形状の非遮光領域Ｒ２が形成される。遮光領域は内側遮光領域Ｒ３と外側遮光領域Ｒ４とからなり、パターン領域Ｒ１と非遮光領域Ｒ２との間に内側遮光領域Ｒ３が、非遮光領域Ｒ２の外側に外側遮光領域Ｒ４が、それぞれ形成される。図６は、ＤＭＤ１６の各領域が図５のように指定および設定された場合に遮光用液晶パネル４０に設定される非透過領域（斜線部分）と透過領域（斜線部分以外の部分）を示す図である。

また、ＤＭＤ１６に形成するパターン領域、遮光領域、非遮光領域は、図７のように指定することもできる。図７によれば、矩形状に形成されたパターン領域Ｒ１の横に、円形状の非遮光領域Ｒ２が形成されている。つまり、非遮光領域Ｒ２がパターン領域Ｒ１を取り囲んでいない。このため遮光領域Ｒ５は非遮光領域Ｒ２によって分断されることなく、一つのまとまった領域として表される。図８は、ＤＭＤ１６の各領域指定および設定が図７のようになされた場合に遮光用液晶パネル４０に設定される非透過領域（斜線部分）と透過領域（斜線部分以外の部分）を示す図である。図８からわかるように、非透過領域は、円形状の非遮光対応領域Ｓ２および、その非遮光対応領域Ｓ２に連続し、且つ非遮光対応領域を囲むリング状の追加非透過領域Ｓ４により形成される。なお、図８においては、パターン対応領域Ｓ１を除いた非透過領域外の領域の全てを追加透過領域Ｓ３にしているが、追加透過領域Ｓ３と追加非透過領域Ｓ４の境界は、パターン対応領域Ｓ１と非遮光対応領域Ｓ２の間のどの位置に設定してもよく、例えば図４（ｂ）と同様に、パターン対応領域Ｓ１の近傍に設定してもよい。

コントローラ５００は、Ｓ１１４にて透過・非透過領域設定指令を出力した後に、Ｓ１１６に進み、他の条件を入力するように表示装置７０１に条件入力画面を表示させる。作業者は、条件入力画面にしたがって必要な条件を入力する。入力する条件として、例えば以下に示す条件が挙げられる。
（１）記録するデータの種類
（２）照射開始半径位置
（３）照射終了半径位置
（４）ターンテーブル６０１上に載置されたホログラム記録媒体ＨＫの回転速度
（５）ＤＭＤ１６に形成されるパターンの変化速度
（６）「認証」を行う場合における、認証対象のデータ

上記した条件の入力が完了すると（Ｓ１１８：Ｙｅｓ）、コントローラ５００は条件設定プログラムを終了する。なお、このプログラムは、Ｓ１０２，Ｓ１０６およびＳ１１６にて入力すべき条件を設定する必要がある場合に実行される。これらの条件がすでにコントローラ５００のメモリ内に記憶されているのであれば、その記憶されている条件を使用することで、このプログラムの実行を省略することができる。

上述の条件設定プログラムの実行後に、作業者は、入力装置７０２から「データ記録」を表す指令をコントローラ５００に入力する。すると、コントローラ５００は、記録用２値化データ生成回路２０４に記録データを出力する。これにより、記録用２値化データ生成回路２０４は入力した記録データを２次元の２値化データに変換（エンコード）し、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６に２次元の２値化データを出力する。ＤＭＤ制御信号生成回路２０６は入力した２次元の２値化データに基づいて、ＤＭＤ１６のパターン領域Ｒ１に配置されるマイクロミラーの向きを制御するデータを作成する。この場合において、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６は、パターン領域内の２値化データに影響を及ぼさない部分に位置決めパターンが形成されるようにデータを作成する。こうして作成したデータをパターン領域にデータを出力するメモリ領域に記憶する。

なお、上述のように、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６のメモリのうち非遮光領域にデータを出力するメモリ領域は一定のデータ（非遮光領域に配置されたマイクロミラーで反射されたレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに参照光として照射するようにマイクロミラーの向きが制御されるデータ）で埋められ、遮光領域にデータを出力するメモリ領域も一定のデータ（遮光領域に配置されたマイクロミラーで反射されたレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに照射しないようにマイクロミラーの向きが制御されるデータ）で埋められる。

次いで、コントローラ５００は、遮光用信号生成回路２０８に「データ記録」を表す指令を出力する。遮光用信号生成回路２０８は、「データ記録」を表す指令を入力した場合は、遮光用液晶パネル４０の各画素に、透過率を最低値にするためのデータを出力する。これにより、遮光用液晶パネル４０の入射領域が全て非透過領域に設定される。したがってデータ記録時には、偏光ビームスプリッタ２０側から遮光用液晶パネル４０に入射した光は遮光用液晶パネル４０に遮られ、再生用フォトディテクタ４６に入射しない。

次に、コントローラ５００は、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６に記録データを出力する時間間隔を設定する。この時間間隔は、条件設定プログラムの実行時に入力されたＤＭＤ１６のパターン変化速度に基づいて演算される。その後、コントローラ５００はスピンドルモータ制御回路３０２に回転指令を、フィードモータ制御回路３０６に駆動指令を出力する。これにより、レーザ光の照射位置が照射開始半径位置から照射終了半径位置まで移動するようにフィードモータ６０３の駆動が制御されるとともに、ターンテーブル６０１上に載置されたホログラム記録媒体ＨＫが所定の回転速度で回転するように、スピンドルモータ６０２の回転駆動が制御される。さらに、コントローラ５００はサーボ用レーザ駆動回路４０２に作動開始の指令を出力する。これによりサーボ用レーザ光源４８からサーボ用のレーザ光が出射する。サーボ用レーザ光は光学系を経てホログラム記録媒体ＨＫに照射され、その反射光がサーボ用フォトディテクタ５８に受光される。サーボ用フォトディテクタ５８に受光される光の強度に基づいて、フォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御が行われる。

また、コントローラ５００は、メインレーザ駆動回路２０２に駆動指令を出力する。これによりメインレーザ光源１０からレーザ光が出射する。また、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６に「データ記録」を表す指令を出力する。これにより、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６は、ＤＭＤ１６のパターン領域に配置されたマイクロミラーの向きを制御するデータを単位ごとに、非遮光領域に配置されたマイクロミラーの向きを制御するデータおよび遮光領域に配置されたマイクロミラーの向きを制御するデータとともに、設定された時間間隔でＤＭＤ１６に出力する。ＤＭＤ１６は、入力したデータに基づいて各マイクロミラーの向きが制御されることにより、その入射面にパターン領域、非遮光領域および遮光領域を形成する。

メインレーザ光源１０を出射したレーザ光は、コリメートレンズ１２、ミラー１４を経てＤＭＤ１６に入射する。ＤＭＤ１６のパターン領域に入射した光により、記録データを表す情報光が生成され、ＤＭＤ１６の非遮光領域に入射した光により参照光が生成される。情報光には位置決めパターン画像が含まれる。ＤＭＤ１６により生成された情報光および参照光は光学系を経由して、ターンテーブル６０１に載置されたホログラム記録媒体ＨＫに入射する。ホログラム記録媒体ＨＫの記録層上で情報光と参照光が干渉する。干渉時に発生する干渉縞がホログラム記録媒体ＨＫの記録層に記録される。ＤＭＤ制御信号生成回路２０６からは、設定時間間隔ごとに２値化された記録用のデータがＤＭＤ１６に順次出力されるので、ホログラム記録媒体ＨＫには、順次、記録データを表す情報光と参照光との干渉により生じる干渉縞がシフト多重記録される。また、データ記録時にフィードモータ６０３が駆動することにより、ターンテーブル６０１上でのレーザ光の照射半径位置が照射開始半径位置から照射終了半径位置に近づく。そして、レーザ光の照射半径位置が照射終了半径位置に達したときに、データ記録が完了する。データ記録が完了すると、記録用のレーザ光の出射が停止される。

ホログラム記録媒体ＨＫへのデータの記録が完了した場合、表示装置７０１に「記録完了」という表示がなされる。その後、作業者は「再生」を表す指令を入力装置７０２からコントローラ５００に入力する。このとき条件設定プログラムで「データ再生」が選択されている場合には、コントローラ５００はＤＭＤ制御信号生成回路２０６に「データ再生」を表す指令を出力する。ＤＭＤ制御信号生成回路２０６は、「データ再生」を表す指令を入力すると、データ記録時にＤＭＤ１６に形成された各領域のうち非遮光領域に配置されたマイクロミラーに反射されたレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに入射し、それ以外の領域に配置されたマイクロミラーに反射されたレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに入射しないように、ＤＭＤ１６の各マイクロミラーを制御するデータを出力する。この場合、データは１度だけ出力される。

また、コントローラ５００は、遮光用信号生成回路２０８に、「データ再生」を表す指令を出力する。遮光用信号生成回路２０８は、「データ再生」を表す信号を入力すると、メモリに記憶されたデータを遮光用液晶パネル４０に出力する。これにより、遮光用液晶パネル４０の入射領域に配置された画素のうち、条件設定プログラムのＳ１１４にて設定された透過領域に配置された画素の透過率が最高値に設定され、非透過領域に配置された画素の透過率が最低値に設定される。

また、コントローラ５００は、輝度データ生成回路２１０、位置変化量検出回路２１４、再生データ生成回路２１６、エラー率検出回路２１８に作動指令を出力する。そして、メインレーザ光の照射位置を照射開始半径位置に戻し、メインレーザ光源１０からレーザ光を出射させてデータの再生を開始する。

再生時にメインレーザ光源１０から出射されたレーザ光は、ＤＭＤ１６に入射する。このときＤＭＤ１６の非遮光領域に配置されたマイクロミラーにより反射されたレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに入射し、それ以外の領域に配置されたマイクロミラーにより反射されたレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに入射しないように、各領域に配置されたマイクロミラーの向きが制御されている。したがって、ＤＭＤ１６に入射したレーザ光のうち、非遮光領域で反射した参照光のみが、光学系を経由してホログラム記録媒体ＨＫに入射する。

データ記録済みのホログラム記録媒体ＨＫに参照光が照射されると、この参照光がホログラム記録媒体ＨＫの記録層中に形成された干渉縞で回折することにより、情報再生光および参照再生光が生成される。情報再生光の断面形状は情報光の断面形状と同一または相似であり、参照再生光の断面形状は参照光の断面形状と同一または相似である。生成された情報再生光および参照再生光は、対物レンズ３２、ミラー３０、１／４波長板２８、ダイクロイックプリズム２６、ミラー２４、リレーレンズ２２、偏光ビームスプリッタ２０、集光レンズ３８を経由して遮光用液晶パネル４０に入射する。

遮光用液晶パネル４０は、遮光用信号生成回路２０８から入力したデータに基づいて、透過領域および非透過領域を形成している。したがって、透過領域に入射したレーザ光は遮光用液晶パネル４０を透過するが、非透過領域に入射したレーザ光は遮光用液晶パネル４０を透過しない。参照再生光は遮光用液晶パネル４０の非遮光対応領域Ｓ２に入射するが、非遮光対応領域Ｓ２は非透過領域であるので、参照再生光は遮光用液晶パネル４０を透過しない。一方、情報再生光は遮光用液晶パネル４０のパターン対応領域Ｓ１に入射する。パターン対応領域Ｓ１は透過領域であるので、情報再生光は遮光用液晶パネル４０を透過する。つまり、遮光用液晶パネル４０により参照再生光が遮光され、情報再生光のみが遮光用液晶パネル４０を通過する。この場合において、遮光用液晶パネル４０の非遮光対応領域Ｓ２の周りを囲むように連続して設けられる追加非透過領域Ｓ４も非透過領域に設定されているので、遮光用液晶パネル４０に入射するレーザ光の光軸位置の変化により参照再生光が遮光用液晶パネル４０に入射する位置が多少変化した場合でも、その光は追加非透過領域Ｓ４に入射することにより遮光される。

遮光用液晶パネル４０を通過した情報再生光は、再生用フォトディテクタ４６に受光される。再生用フォトディテクタ４６は、受光強度に応じた信号を輝度データ生成回路２１０に出力する。輝度データ生成回路２１０は、入力した信号を輝度データに変換し、輝度データとその輝度データに対応する位置データとを対応付けて２値化データ生成回路２１２に出力する。

２値化データ生成回路２１２は、輝度データ生成回路２１０から入力した再生用フォトディテクタ４６の各画素の位置データとその画素の位置に対応する輝度データに基づいて、２次元の２値化データを作成し、作成した２値化データを位置変化量検出回路２１４および再生データ生成回路２１６に出力する。再生データ生成回路２１６は、２値化データ生成回路２１２から入力した２次元の２値化データをデコードし、デコードしたデータをコントローラ５００およびエラー率検出回路２１８に出力する。エラー率検出回路２１８は、再生データ生成回路２１６から入力したデータと、コントローラ５００から入力されている元データとを比較し、誤り数をデータ数で除算したエラー率を算出する。算出したエラー率がコントローラ５００に出力される。コントローラ５００は、エラー率に基づいて再生の評価結果を算出し、評価結果を表示装置７０１に出力する。これによりデータ再生の評価が完了する。

また、ホログラム記録媒体ＨＫへのデータ記録が終了し、作業者が「再生」を表す指令を入力装置７０２からコントローラ５００に入力した場合において、条件設定プログラムで「認証」が選択されている場合、コントローラ５００はＤＭＤ制御信号生成回路２０６に「認証」を表す指令を出力する。これによりＤＭＤ制御信号生成回路２０６は、データ記録時にＤＭＤ１６に形成された各領域のうちパターン領域に配置されたマイクロミラーで反射されたレーザ光が認証対象のデータによる情報光となってホログラム記録媒体ＨＫに入射し、それ以外の領域に配置されたマイクロミラーで反射されたレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに入射しないように、ＤＭＤ１６の各マイクロミラーを制御するデータを出力する。

また、コントローラ５００は、遮光用信号生成回路２０８に、「認証」を表す指令を出力する。遮光用信号生成回路２０８は、「認証」を表す信号を入力すると、遮光用液晶パネル４０の各画素の透過率を制御するためのデータを遮光用液晶パネル４０に出力する。この場合において、遮光用信号生成回路２０８は、遮光用液晶パネル４０の非遮光対応領域Ｓ２および追加非透過領域Ｓ４を透過領域に設定し、それ以外の領域（パターン対応領域Ｓ１および追加透過領域Ｓ３）を非透過領域に設定するとともに、透過領域に配置された画素の透過率が最高値となり、非透過領域に配置された画素の透過率が最低値となるように、各画素の透過率を制御するためのデータを遮光用液晶パネル４０に出力する。

また、コントローラ５００は、輝度データ生成回路２１０、光量検出回路２２０に作動指令を出力する。そして、メインレーザ光の照射位置を照射開始半径位置に戻し、メインレーザ光源１０からレーザ光を出射させて認証を開始する。

認証時にメインレーザ光源１０から出射されたレーザ光は、ＤＭＤ１６に入射する。ＤＭＤ１６のパターン領域に配置されたマイクロミラーに反射された光により情報光のみが生成される。生成された情報光は光学系を経由してデータ記録済みのホログラム記録媒体ＨＫに照射される。情報光がホログラム記録媒体ＨＫの記録層中に形成された干渉縞で回折することにより、情報再生光および参照再生光が生成される。生成された情報再生光および参照再生光は、遮光用液晶パネル４０に入射する。

遮光用液晶パネル４０には上述のように透過領域および非透過領域が形成されている。透過領域は非遮光対応領域Ｓ２および追加非透過領域Ｓ４からなり、非透過領域はパターン対応領域Ｓ１および追加透過領域Ｓ３からなる。したがって、非遮光対応領域Ｓ２に入射する参照再生光が遮光用液晶パネル４０を透過し、パターン対応領域Ｓ１に入射する情報再生光は遮光用液晶パネル４０を透過しない。すなわち、参照再生光のみが遮光用液晶パネル４０を通過する。遮光用液晶パネル４０を通過した参照再生光は、再生用フォトディテクタ４６に受光される。

参照再生光を受光した再生用フォトディテクタ４６は、受光強度に応じた信号を輝度データ生成回路２１０に出力する。輝度データ生成回路２１０は、入力した信号を輝度データに変換し、輝度データとその輝度データに対応する位置データとを対応付けて光量検出回路２２０に出力する。光量検出回路２２０は入力した信号に基づいてホログラム記録媒体ＨＫの記録データごとの再生光強度を演算してコントローラ５００に出力する。コントローラ５００は、入力した再生光強度を記憶し、再生光強度が閾値以上のときの記録データと認証対象データとの一致性を判定し、データ処理により認証対象データが記録データと一致したときの再生光強度と認証対象のデータが記録データと一致しないときの再生光強度の平均値または最大値との比較結果を取得する。そしてコントローラ５００は取得した一致性の判定結果と比較結果に基づいて、ホログラム記録媒体ＨＫの評価結果を表示装置７０１に出力する。これにより認証の評価が完了する。このように、認証時には、光量検出回路２２０およびコントローラ５００が、認証手段（再生手段）に相当する。

データ記録時にホログラム記録媒体ＨＫに照射される情報光には、パターン領域の位置を表す位置決めパターン画像が含まれているので、データ再生時に発生する情報再生光にも位置決めパターン画像が含まれる。よって、「データ再生」が選択されている場合に再生用フォトディテクタ４６の受光面には位置決めパターン画像が形成される。この位置決めパターン画像の形成位置に基づいて、遮光用液晶パネル４０に形成される透過領域と非透過領域の位置が、以下のように修正される。

「データ再生」が行われるとき、位置変化量検出回路２１４は、再生用２値化データ生成回路２１２から入力した２値化データに基づいて、再生用フォトディテクタ４６の受光面に位置決めパターン画像が形成される位置（実位置）を演算する。そして、この実位置と、位置決めパターン画像が再生用フォトディテクタ４６の受光面に形成されるべき正規の位置（正規位置）とのずれ量を演算する。このずれ量は、再生用フォトディテクタ４６の受光面をＸ方向とＹ方向とで定義した場合におけるＸ方向位置変化データおよびＹ方向位置変化データとして表される。そして、位置変化量検出回路２１４は、演算したＸ方向位置変化データとＹ方向位置変化データを遮光用信号生成回路２０８に出力する。

遮光用信号生成回路２０８は、遮光用液晶パネル４０の各画素位置と再生用フォトディテクタ４６の各画素位置との対応関係、又は、遮光用液晶パネル４０の方向、距離と再生用フォトディテクタ４６の方向、距離との関係に基づいて、位置変化量検出回路２１４から入力したＸ方向位置変化データおよびＹ方向位置変化データを、遮光用液晶パネル４０の入射領域をＸ方向とＹ方向とで定義した場合における、遮光用液晶パネル４０の入射領域内でのＸ方向位置変化データおよびＹ方向位置変化データに換算する。換算した位置変化データにより表される位置変化量は、遮光用液晶パネル４０に設定されたパターン対応領域Ｓ１と実際に遮光用液晶パネル４０に入射する情報再生光の入射領域とのずれ量、および、遮光用液晶パネル４０に設定された非遮光対応領域Ｓ２と実際に遮光用液晶パネル４０に入射する参照再生光の入射領域とのずれ量を表す。よって、遮光用信号生成回路２０８は、換算した位置変化量だけ、透過領域（パターン対応領域Ｓ１および追加透過領域Ｓ３）および非透過領域（非遮光対応領域Ｓ２および追加非透過領域Ｓ４）の位置が移動するように、メモリに記憶したデータを修正する。こうして修正されたデータが遮光用液晶パネル４０に出力されることにより、遮光用液晶パネル４０への参照再生光の入射領域と非遮光対応領域Ｓ２とのずれ、および、遮光用液晶パネル４０への情報再生光の入射領域とパターン対応領域Ｓ１とのずれが修正される。

図１０は、上記のずれが修正された透過領域および非透過領域が遮光用液晶パネル４０に設定された状態を表す図である。図において、Ｇ１は、ずれを修正する前に遮光用液晶パネル４０に実際に位置決めパターン画像が形成される位置（実位置に対応する位置）を表し、Ｇ２は、位置決めパターン画像の正規位置に対応する遮光用液晶パネル４０上でのパターン画像の正規位置を表す。図からわかるようにＧ１とＧ２は、Ｘ方向およびＹ方向にずれている。したがって、パターン対応領域のＧ１に該当する位置がＧ２になるように、つまりずれ量が無くなるように、パターン対応領域Ｓ１および非遮光対応領域Ｓ２の形成位置が修正され、これに伴い追加透過領域Ｓ３および追加非透過領域Ｓ４の形成位置も修正される。このようにして各領域の位置を修正することにより、ホログラム記録媒体ＨＫから発生する再生光の光軸位置が所定の範囲以上変化した場合（つまり、参照再生光が追加非透過領域をはみ出す程度に光軸位置が変化した場合）でも、的確に情報再生光のみを再生用フォトディテクタ４６に入射させることができる。

本実施形態によれば、再生用フォトディテクタ４６の手前に遮光用光学部材としての遮光用液晶パネル４０が配置される。この遮光用液晶パネル４０は情報再生光と参照再生光が入射される入射領域を持ち、入射領域には複数の画素が配置される。また、各画素の光学的特性の一つである透過率は、遮光用信号制御回路２０８によって制御される。遮光用信号制御回路２０８は、遮光用液晶パネル４０の入射領域内に情報再生光が入射するパターン対応領域Ｓ１および参照再生光が入射する非遮光対応領域Ｓ２を設定するとともに、データ再現時にパターン対応領域Ｓ１に入射する情報再生光が再生用フォトディテクタ４６に入射するように（認証時は入射しないように）パターン対応領域Ｓ１に配置された画素の透過率を最高値（認証時は最低値）に設定し、非遮光対応領域Ｓ２に入射する参照再生光が再生用フォトディテクタ４６に入射しないように（認証時は入射するように）非遮光対応領域Ｓ２に配置された画素の透過率を最低値（認証時は最高値）に設定する。したがって、情報再生光と参照再生光の断面形状がどのように変化しても、入射する情報再生光と参照再生光の断面形状に応じてパターン対応領域Ｓ１および非遮光対応領域Ｓ２を設定することで、いずれか一方の光（データ再現時であれば情報再生光、認証時であれば参照再生光）のみを再生用フォトディテクタ４６に受光させ、いずれか他方の光（データ再現時であれば参照再生光、認証時であれば情報再生光）を再生用フォトディテクタ４６に受光させないよう遮光することができる。

また、ホログラム記録再生装置１は、ＤＭＤ１６により生成した情報光および参照光をホログラム記録媒体ＨＫに照射することにより、ホログラム記録媒体ＨＫにデータを記録するデータ記録機能を有し、このデータ記録機能を用いてホログラム記録媒体ＨＫに記録したデータを再生することができる。このためデータの記録と再生を一つのホログラム記録再生装置により行うことができる。

また、遮光用信号制御回路２０８は、データ再生時に、非遮光対応領域Ｓ２に連続して形成され且つ非遮光対応領域Ｓ２を囲む追加非透過領域Ｓ４および、パターン対応領域Ｓ１に連続して形成され且つパターン対応領域Ｓ１を囲む追加透過領域Ｓ３を設定する。そして、データ再現時であれば、追加非透過領域Ｓ４に入射する光が再生用フォトディテクタ４６に入射しないように、追加非透過領域Ｓ４に配置された画素の透過率を最低値に設定し、認証時であれば、追加透過領域Ｓ３に入射する光が再生用フォトディテクタ４６に入射しないように、追加透過領域Ｓ３に配置された画素の透過率を最低値に設定する。このため、レーザ光の光軸ぶれにより再生用フォトディテクタ４６に入射すべきでない光が非遮光対応領域Ｓ２（あるいはパターン対応領域Ｓ１）からはみ出した場合であっても、そのはみ出し領域が追加非透過領域Ｓ４（あるいは追加透過領域Ｓ３）に包含される限り、再生用フォトディテクタ４６に入射すべきでない光が入射されることはない。その結果、再生用フォトディテクタ４６に入射すべきでない光の遮断性能が向上する。

また、データ記録時には、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６によって、ＤＭＤ１６の入射面に情報光を生成する領域であるパターン領域と、参照光を生成する領域である非遮光領域と、情報光も参照光も生成しない領域である遮光領域が設定される。また、データ記録時に、２値化データ生成回路２０４により、記録すべき情報が２次元の２値化データに変換され、変換された２次元の２値化データがＤＭＤ制御信号生成回路２０６に出力される。そして、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６は、入力した２次元の２値化データに基づいて、ＤＭＤ１６のパターン領域に配置されたマイクロミラーを制御するための信号を生成するとともに、生成した信号を、非遮光領域に配置されたマイクロミラーを制御するための信号および遮光領域に配置されたマイクロミラーを制御するための信号とともに、ＤＭＤ１６に出力する。これにより、データ記録時に、ＤＭＤ１６のパターン領域から情報光が、非遮光領域から参照光が生成される。

情報再生光はＤＭＤ１６のパターン領域から生成される情報光が再生された光であるから、情報再生光の断面形状は、パターン領域の形状と同一または相似である。また、参照再生光はＤＭＤ１６の非遮光領域から生成される参照光が再生された光であるから、参照再生光の断面形状は、非遮光領域の形状と同一または相似である。したがって、遮光用信号生成回路２０８は、ＤＭＤ１６に形成されたパターン領域および非遮光領域に基づいて、データ再生時に遮光用液晶パネル４０に設定すべきパターン対応領域および非遮光対応領域を、より適切に設定することができる。

また、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６は、データ記録時に、ＤＭＤ１６のパターン領域に入射した光から生成される情報光に、パターン領域の位置を表すための位置決めパターン画像が含まれるように、パターン領域に配置されたマイクロミラーを制御するための信号を生成する。また、位置変化量検出回路２１４は、再生用フォトディテクタ４６が出力する信号に基づいて、データ再生時（再現時）に情報再生光に含まれる位置決めパターン画像が再生用フォトディテクタ４６に形成される実位置を検出し、検出した実位置と、位置決めパターン画像が再生用フォトディテクタ４６に形成されるべき正規の位置として予め定められている正規位置とを比較することにより、再生用フォトディテクタ４６に形成された位置決めパターン画像の実位置と正規位置との間の変化量を検出する。遮光用信号生成回路２０８は、位置変化量検出回路２１４が検出した変化量に基づいて、遮光用液晶パネル４０に設定するパターン対応領域Ｓ１と遮光用液晶パネル４０に入射する情報再生光の入射領域とのずれ、および、遮光用液晶パネル４０に設定する非遮光対応領域Ｓ２と遮光用液晶パネル４０に入射する参照再生光の入射領域とのずれが無くなるように、設定すべきパターン対応領域Ｓ１および非遮光対応領域Ｓ２の位置を修正する。このため、ホログラム記録媒体ＨＫで反射したレーザ光の光軸角度が大きく変化して情報再生光および参照再生光の入射領域が設定した領域と大きく乖離した場合でも、上記の修正によって的確にパターン対応領域Ｓ１の形成位置と情報再生光の入射位置、および、非遮光対応領域Ｓ２の形成位置と参照再生光の入射位置を合わせることができる。これにより、確実に再生用フォトディテクタ４６が受光すべきでない光を遮光することができる。

また、遮光用信号生成回路２０８は、データ記録時に遮光用液晶パネル４０に入射する光が再生用フォトディテクタ４６に入射しないように、遮光用液晶パネル４０の全ての画素の透過率を最低値に設定する。このため、データ記録時にホログラム記録媒体ＨＫから反射または透過して遮光用液晶パネル４０に入射したレーザ光が再生用フォトディテクタ４６に受光されることを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるべきものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態では、空間光変調器としてＤＭＤを用いたが、これに換えてレーザ光を透過させる液晶パネルを用いても良い。液晶パネルの場合は、各画素の透過率を最高値または最低値に設定することによって、パターン領域、非遮光領域、遮光領域が形成される。また、上記実施形態では、パターン領域中に位置決めパターンが形成され、この位置決めパターンの位置変化を再生用フォトディテクタ４６に形成されるパターン画像の実位置と正規位置とのずれにより検出することで、遮光用液晶パネル４０へのレーザ光の入射位置のずれに応じて遮光用液晶パネル４０に形成すべきパターン対応領域、非遮光対応領域の位置を修正しているが、ホログラム記録媒体ＨＫからの再生光の光軸変化が所定の範囲内になるように、ホログラム記録媒体ＨＫをターンテーブル６０１にセットするような機構が設けられていれば、このような修正は必要はない。この場合、遮光用液晶パネル４０に追加非透過領域を形成するのみで、レーザ光の光軸ずれによる余分な光が再生用フォトディテクタ４６に入射することを防止することができる。これによれば、装置のコストを抑制することができる。

また、上記実施形態によれば、ホログラム記録媒体ＨＫから発生する再生光のうち、不要な光を遮光するために遮光用液晶パネル４０が用いられているが、複数の画素を持ち、各画素の光学的特性を制御することにより再生用フォトディテクタ４６に入射すべき光の入射領域と入射すべきでない光の入射領域とを設定できるものであればどのような手段を用いても良い。例えばＤＭＤを用いても良い。

また、上記実施形態では、ＤＭＤ１６に形成された非遮光領域に配置されたマイクロミラーの向きが同一のデータにより制御されるため、この領域に配置されたマイクロミラーの向きが同じ向きとなり、この領域から発生する参照光の光量分布はレーザ光源から出射されたレーザ光と同一のままとなる。つまり参照光は通常のレーザ光である。しかし、ＤＭＤ制御信号生成回路２０６は、非遮光領域に所定のパターン（参照光を表すパターン）が形成されるように、この領域に配置されたマイクロミラーの向きを制御するデータをＤＭＤ１６に出力するものでもよい。また、上記実施形態では、スピンドルモータ６０２およびターンテーブル６０１をフィードモータ６０３により移動することによって、ホログラム記録媒体ＨＫにおけるレーザ光の光スポットが半径方向に移動される構成であるが、ピックアップ装置１００をフィードモータ６０３により移動させる構成にしてもよい。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。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、様々な変形が可能である。

１…ホログラム記録再生装置、１０…メインレーザ光源、１６…ＤＭＤ（空間光変調器）、４０…遮光用液晶パネル（遮光用光学部材）、４６…再生用フォトディテクタ（受光器）、１００…ピックアップ装置、２００…ホログラム記録再生評価回路、２０２…メインレーザ駆動回路、２０４…記録用２値化データ生成回路（記録用データ生成手段）、２０６…ＤＭＤ制御信号生成回路（領域設定手段、記録用信号生成手段）、２０８…遮光用信号生成回路（遮光用光学部材制御手段）、２１０…輝度データ生成回路、２１２…再生用２値化データ生成回路、２１４…位置変化量検出回路（位置変化量検出手段）、２１６…再生データ生成回路（再生手段）、２１８…エラー率検出回路、２２０…光量検出回路（再生手段）、３００…テーブル制御回路、４００…フォーカス・トラッキング制御回路、５００…コントローラ、６０１…ターンテーブル、６０２…スピンドルモータ、６０３…フィードモータ、７０１…表示装置、７０２…入力装置、Ｒ１…パターン領域、Ｒ２…非遮光領域、Ｒ３…内側遮光領域、Ｒ４…外側遮光領域、Ｒ５…遮光領域、Ｓ１…パターン対応領域、Ｓ２…非遮光対応領域、Ｓ３…追加透過領域、Ｓ４…追加非透過領域

Claims (4)

1. レーザ光を出射するレーザ光源（１０）と、
   レーザ光を変調し得る複数の画素により前記レーザ光源（１０）から出射されたレーザ光を入射する入射面が形成され、入射したレーザ光から情報光および／または参照光を生成する空間光変調器（１６）と、
   前記空間光変調器（１６）により生成した情報光および参照光をホログラム記録媒体（ＨＫ）に照射することにより、ホログラム記録媒体（ＨＫ）にデータを記録するデータ記録手段と、
   前記空間光変調器（１６）により生成した情報光または参照光をホログラム記録媒体（ＨＫ）に照射することによって発生する情報再生光および参照再生光のいずれか一方の光を受光し、受光した光の強度に応じた信号を出力する受光器（４６）と、
   前記受光器（４６）が出力する信号に基づいて、前記ホログラム記録媒体（ＨＫ）に記録されたデータを再生する再生手段（２１６，２２０）と、
   を備え、前記データ記録手段を用いてホログラム記録媒体（ＨＫ）に記録したデータを前記再生手段（２１６，２２０）により再生するホログラム記録再生装置において、
   前記情報再生光および前記参照再生光の光路中に介在され、前記情報再生光および前記参照再生光が入射する入射領域に配置された複数の画素を有する遮光用光学部材（４０）と、
   前記遮光用光学部材（４０）の各画素の光学的特性を制御する遮光用光学部材制御手段（２０８）と、
   データ記録時に、前記空間光変調器（１６）の前記入射面に情報光を生成する領域であるパターン領域と、参照光を生成する領域である参照光領域と、情報光も参照光も生成しない領域である遮光領域を設定する領域設定手段（２０６）と、
   データ記録時に、記録すべき情報を２次元データに変換し、変換した２次元データを出力する記録用データ生成手段（２０４）と、
   データ記録時に、前記記録用データ生成手段が出力した２次元データに基づいて前記パターン領域に配置された画素を制御するための信号を生成するとともに、生成した信号を、前記参照光領域に配置された画素を制御するための信号および前記遮光領域に配置された画素を制御するための信号とともに、前記空間光変調器に出力する記録用信号生成手段（２０６）と、を備え、
   前記遮光用光学部材制御手段（２０８）は、データ再生時に、前記領域設定手段によって設定された前記パターン領域および前記参照光領域に基づいて、前記入射領域内に、前記いずれか一方の光が前記遮光用光学部材（４０）に入射する第１領域および前記いずれか他方の光が前記遮光用光学部材に入射する第２領域を設定するとともに、前記第１領域に入射する光が前記受光器（４６）に入射し、前記第２領域に入射する光が前記受光器（４６）に入射しないように、前記第１領域に配置された画素の光学的特性と前記第２領域に配置された画素の光学的特性とを制御することを特徴とする、ホログラム記録再生装置。
2. 請求項１に記載のホログラム記録再生装置において、
   前記領域設定手段（２０６）は、データ記録時に、パターン領域と参照光領域との間にも遮光領域が存在するよう遮光領域を設定し、
   前記遮光用光学部材制御手段（２０８）は、データ再生時に、前記領域設定手段（２０６）によって設定された遮光領域に基づいて、前記第２領域に連続して形成され且つ前記第２領域を囲む追加領域を設定するとともに、前記追加領域に入射する光が前記受光器（４６）に入射しないように、前記追加領域に配置された画素の光学的特性を制御することを特徴とする、ホログラム記録再生装置。
3. 請求項１または２に記載のホログラム記録再生装置において、
   前記記録用信号生成手段（２０６）は、データ記録時に、前記パターン領域に入射した光から生成される情報光に、前記パターン領域の位置を表すための位置決めパターン画像が含まれるように、前記パターン領域に配置された画素を制御するための信号を生成し、
   前記ホログラム記録再生装置は、前記受光器（４６）が出力する信号に基づいて、データ再生時に情報再生光に含まれる位置決めパターン画像が前記受光器（４６）に入射する実位置を検出し、検出した実位置と、前記位置決めパターン画像が前記受光器（４６）に入射する正規の位置として予め定められている正規位置とを比較することにより、前記実位置と前記正規位置との間の変化量を検出する位置変化量検出手段（２１４）を備え、
   前記遮光用光学部材制御手段（２０８）は、前記位置変化量検出手段（２１４）が検出した変化量に基づいて、前記遮光用光学部材（４０）に設定する前記第１領域と前記遮光用光学部材（４０）に入射する前記いずれか一方の光の入射領域とのずれ、および、前記遮光用光学部材（４０）に設定する前記第２領域と前記遮光用光学部材（４０）に入射する前記いずれか他方の光の入射領域とのずれが無くなるように、設定すべき前記第１領域および前記第２領域の位置を修正することを特徴とする、ホログラム記録再生装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のホログラム記録再生装置において、
   前記遮光用光学部材制御手段（２０８）は、データ記録時に前記遮光用光学部材（４０）に入射する光が前記受光器（４６）に入射しないように、前記遮光用光学部材（４０）の全ての画素の光学特性を同一の光学的特性に制御することを特徴とする、ホログラム記録再生装置。

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