(57)【要約】【課題】ホログラム記録媒体に多重記録する場合の記録再生性能の向上を図る。【解決手段】相互に相関がないとされる複数の光強度変調パターンによる参照光を利用してホログラムページを記録再生する。これにより、ホログラムページの多重記録を可能とする基本的な必要条件を満たしている。そのうえで、参照光については、所定の位相パターンが与えられるようにして位相変調を施すことで、記録媒体内での強度、位相分布の相関の発生を抑制する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録に際しては、光源からの光を入射して光強度変調を施すことにより、出射光として、記録データに応じて画素単位で光強度変調された信号光と、上記信号光との干渉縞を形成することでホログラムページ単位によりホログラム記録媒体にデータを記録するための参照光とを生成し、再生に際しては、上記ホログラム記録媒体から再生光を得るための上記参照光を生成する光生成／強度変調手段と、
記録に際しては、上記ホログラムページ単位でデータが記録されるタイミングごとに応じて、相互に無相関とされる第１光強度変調パターン〜第ｎ光強度変調パターンの間で光強度変調パターンが変更される上記参照光が生成されるようにして上記光生成／強度変調手段を制御し、再生に際しては、再生すべきホログラムページを記録したときと同じ光強度変調パターンの上記参照光が生成されるようにして上記光生成／強度変調手段を制御する光強度変調制御手段と、
上記参照光について予め定めた位相パターンを与える位相変調手段と、
を備える記録再生装置。
【請求項２】
上記光強度変調制御手段は、相互に完全な無相関とされる第１光強度変調パターンの上記参照光と、第２光強度変調パターンの上記参照光とを生成する、
請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項３】
上記位相変調手段は、
上記参照光に対して予め設定された固定の位相パターンを与えるようにされた位相変調素子を備えて構成される、
請求項１又は請求項２に記載の記録再生装置。
【請求項４】
上記位相変調手段は、
上記参照光に対して与える位相パターンを変更可能に構成される、
請求項１又は請求項２に記載の記録再生装置。
【請求項５】
光源からの光を入射して光強度変調を施すことにより、出射光として、記録データに応じて画素単位で光強度変調された信号光と、上記信号光との干渉縞を形成することでホログラムページ単位によりホログラム記録媒体にデータを記録するための参照光とを生成する光生成／強度変調手段と、
上記ホログラムページ単位でデータが記録されるタイミングごとに応じて、相関がないとされる第１光強度変調パターン〜第ｎ光強度変調パターンの間で光強度変調パターンが変更される参照光が生成されるようにして上記光生成／強度変調手段を制御する光強度変調制御手段と、
上記参照光について予め定めた位相パターンを与える位相変調手段と、
を備える記録装置。
【請求項６】
光源からの光を入射して光強度変調を施すことにより、出射光として、上記ホログラム記録媒体から再生光を得るための上記参照光を生成する光生成／強度変調手段と、
相互に無相関とされる第１光強度変調パターン〜第ｎ光強度変調パターンのうちで、再生すべきホログラムページを記録したときと同じ光強度変調パターンの上記参照光が生成されるようにして上記光生成／強度変調手段を制御する光強度変調制御手段と、
上記参照光について予め定めた位相パターンを与える位相変調手段と、
を備える再生装置。
【請求項７】
記録に際しては、光源からの光を入射して光強度変調を施すことにより、出射光として、記録データに応じて画素単位で光強度変調された信号光と、上記信号光との干渉縞を形成することでホログラムページ単位によりホログラム記録媒体にデータを記録するための参照光とを生成し、再生に際しては、上記ホログラム記録媒体から再生光を得るための上記参照光を生成する光生成／強度変調手順と、
記録に際しては、上記ホログラムページ単位でデータが記録されるタイミングごとに応じて、相互に無相関とされる第１光強度変調パターン〜第ｎ光強度変調パターンの間で光強度変調パターンが変更される上記参照光が生成されるようにして上記光生成／強度変調手順による光強度変調を制御し、再生に際しては、再生すべきホログラムページを記録したときと同じ光強度変調パターンの上記参照光が生成されるようにして上記光生成／強度変調手順による光強度変調を制御する光強度変調制御手順と、
上記参照光について予め定めた位相パターンを与える位相変調手順と、
を実行する記録再生方法。
【請求項８】
光源からの光を入射して光強度変調を施すことにより、出射光として、記録データに応じて画素単位で光強度変調された信号光と、上記信号光との干渉縞を形成することでホログラムページ単位によりホログラム記録媒体にデータを記録するための参照光とを生成する光生成／強度変調手手順と、
上記ホログラムページ単位でデータが記録されるタイミングごとに応じて、相関がないとされる第１光強度変調パターン〜第ｎ光強度変調パターンの間で光強度変調パターンが変更される参照光が生成されるようにして上記光生成／強度変調手順による光強度変調を制御する光強度変調制御手段と、
上記参照光について予め定めた位相パターンを与える位相変調手順と、
を実行する記録方法。
【請求項９】
光源からの光を入射して光強度変調を施すことにより、出射光として、上記ホログラム記録媒体から再生光を得るための上記参照光を生成する光生成／強度変調手順と、
相互に無相関とされる第１光強度変調パターン〜第ｎ光強度変調パターンのうちで、再生すべきホログラムページを記録したときと同じ光強度変調パターンの上記参照光が生成されるようにして上記光生成／強度変調手順による光強度変調を制御する光強度変調制御手順と、
上記参照光について予め定めた位相パターンを与える位相変調手順と、
を実行する再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号光と参照光との干渉縞によってデータが記録されるホログラム記録媒体に対する記録再生を行う記録再生装置とその方法に関する。また、ホログラム記録媒体に対して記録を行う記録装置とその方法、及び再生を行う再生装置とその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００６−１６４４８０号公報
【特許文献２】特開２００７−２８０５８３号公報
【０００３】
例えば上記特許文献１,２に記載されるように、信号光と参照光との干渉縞によりホログラムを形成してデータ記録を行うホログラム記録再生方式が知られている。このホログラム記録再生方式において、記録時には、記録データに応じた空間光変調（例えば空間光強度変調）を与えた信号光と、この信号光とは別の参照光とをホログラム記録媒体に対して照射し、それらの干渉縞（ホログラム）を記録媒体に形成することでデータ記録を行う。
また再生時には、記録媒体に対して上記参照光を照射する。このように参照光が照射されることで、上記のようにして形成された干渉縞に応じた回折光が得られる。すなわち、これによって記録データに応じた再生像（再生信号光）が得られる。このようにして得られた再生像を例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどのイメージセンサで検出することで、記録されたデータの再生を行う。
【０００４】
図１１、図１２を参照して、コアキシャル方式によるホログラム記録再生のための基本構成について説明する。図１１は記録に対応した構成を示し、図１２は再生に対応した構成を示す。
なお、これらの図では、反射膜を備える反射型のホログラム記録媒体１００が用いられる場合を例示している。
【０００５】
先ず、これら図１１、図１２に示されるようにして、ホログラム記録再生方式においては、記録時において信号光と参照光、再生時において参照光を生成するために、ＳＬＭ（空間光変調器）１０１が設けられる。このＳＬＭ１０１としては入射光に対し画素単位で空間光強度変調（光強度変調）を行う光強度変調器を備える。この光強度変調器としては、例えば液晶パネルなどで構成することができる。
【０００６】
先ず、図１１に示す記録時には、ＳＬＭ１０１の光強度変調により、記録データに応じた強度パターンを与えた信号光と、予め定められた所定の強度パターンを与えた参照光とを生成する。コアキシャル方式では、図のように信号光と参照光とが同一光軸上に配置されるようにして入射光についての光強度変調を行う。このとき、図のように信号光は内側、参照光はその外側に配置するのが一般的とされている。
【０００７】
ＳＬＭ１０１にて生成された信号光・参照光は、対物レンズ１０２を介してホログラム記録媒体１００に照射される。これによりホログラム記録媒体１００には、上記信号光と上記参照光との干渉縞により、記録データを反映したホログラムが形成される。つまり、このホログラムの形成によりデータの記録が行われる。
【０００８】
一方、再生時においては、図１２（ａ）に示されるようにして、ＳＬＭ１０１にて参照光を生成する。そして、この参照光を、対物レンズ１０２を介してホログラム記録媒体１００に照射する。
【０００９】
このように参照光がホログラム記録媒体１００に照射されることに応じては、図１２（ｂ）に示すようにして、ホログラム記録媒体１００に形成されたホログラムによる回折作用により、記録されたデータに応じた再生像が得られる。この場合、再生像はホログラム記録媒体１００からの反射光として、図示するように対物レンズ１００を介してイメージセンサ１０３に対して導かれる。
【００１０】
イメージセンサ１０３は、上記のようにして導かれた再生像を画素単位で受光し、画素ごとに受光光量に応じた電気信号を得ることで、上記再生像についての検出画像を得る。このようにイメージセンサ１０３にて検出された画像信号が、記録されたデータの読み出し信号となる。
【００１１】
なお、確認のために述べておくと、図１１、図１２の説明からも理解されるように、ホログラム記録再生方式では、記録データを信号光の単位で記録／再生するようにされている。つまり、ホログラム記録再生方式では、信号光と参照光との１度の干渉により形成される１枚のホログラム（ホログラムページと呼ばれる）が、記録／再生の最小単位となる。
【００１２】
また、特許文献１，２においては、上記したコアキシャル方式によるホログラム記録再生の構成において、光情報（ホログラムページ）を多重化して記録できるようにするために、互いに相関性が無い、第１の参照光パターンと第２の参照光パターンを形成して記録再生しようとする構成が記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記のようにして、参照光パターンを変化させて記録することは、ホログラム記録媒体へのホログラムページの多重記録を実現するための基本技術となるものであるが、本願発明としては、現実に対応させて、多重化されたホログラムページの記録再生がより良好に行われるようにすることを、その課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そこで本発明は上記した課題を考慮して、記録再生装置として次のように構成する。
つまり、記録に際しては、光源からの光を入射して光強度変調を施すことにより、出射光として、記録データに応じて画素単位で光強度変調された信号光と、上記信号光との干渉縞を形成することでホログラムページ単位によりホログラム記録媒体にデータを記録するための参照光とを生成し、再生に際しては、上記ホログラム記録媒体から再生光を得るための上記参照光を生成する光生成／強度変調手段と、記録に際しては、上記ホログラムページ単位でデータが記録されるタイミングごとに応じて、相互に無相関とされる第１光強度変調パターン〜第ｎ光強度変調パターンの間で光強度変調パターンが変更される上記参照光が生成されるようにして上記光生成／強度変調手段を制御し、再生に際しては、再生すべきホログラムページを記録したときと同じ光強度変調パターンの上記参照光が生成されるようにして上記光生成／強度変調手段を制御する光強度変調制御手段と、上記参照光について予め定めた位相パターンを与える位相変調手段とを備えることとした。
【００１５】
また、記録装置として次のように構成する。
つまり、光源からの光を入射して光強度変調を施すことにより、出射光として、記録データに応じて画素単位で光強度変調された信号光と、上記信号光との干渉縞を形成することでホログラムページ単位によりホログラム記録媒体にデータを記録するための参照光とを生成する光生成／強度変調手段と、上記ホログラムページ単位でデータが記録されるタイミングごとに応じて、相関がないとされる第１光強度変調パターン〜第ｎ光強度変調パターンの間で光強度変調パターンが変更される参照光が生成されるようにして上記光生成／強度変調手段を制御する光強度変調制御手段と、上記参照光について予め定めた位相パターンを与える位相変調手段とを備えることとした。
【００１６】
また、再生装置としては次のように構成することとした。
光源からの光を入射して光強度変調を施すことにより、出射光として、上記ホログラム記録媒体から再生光を得るための上記参照光を生成する光生成／強度変調手段と、相互に無相関とされる第１光強度変調パターン〜第ｎ光強度変調パターンのうちで、再生すべきホログラムページを記録したときと同じ光強度変調パターンの上記参照光が生成されるようにして上記光生成／強度変調手段を制御する光強度変調制御手段と、上記参照光について予め定めた位相パターンを与える位相変調手段とを備えることとした。
【００１７】
上記各構成によっては、先ず、相互に相関がないとされる複数の光強度変調パターンによる参照光を利用してホログラムページを記録再生する。これにより、ホログラムページの多重記録を可能とする基本的な必要条件を満たしている。そのうえで、参照光については、所定の位相パターンが与えられるようにして位相変調を施すこととしている。これにより、異なる光強度変調パターンにより記録されたホログラムページ間での、記録媒体内での強度、位相分布の相関の発生を抑制できる。
【発明の効果】
【００１８】
これにより、本願発明では、多重化されたホログラムページの選択性が高められることとなって、記録再生性能が大幅に向上されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本願発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）としては、ホログラム記録再生方式として、コアキシャル方式を採用する。コアキシャル方式は、信号光と参照光とを同一軸上に配置し、それらを共に所定位置にセットされたホログラム記録媒体に照射して干渉縞によるデータ記録を行い、また再生時には参照光をホログラム記録媒体に対して照射することで干渉縞により記録されたデータの再生を行う方式である。
【００２０】
図１は、本実施形態に対応するホログラム記録媒体ＨＭの断面構造を模式的に示している。
この図に示されるログラム記録媒体ＨＭは、上層から順に反射防止膜Ｒ-1、カバー層Ｒ-2、記録層Ｒ-3、反射膜Ｒ-4、基板Ｒ-5が形成されている。
なお確認のために述べておくと、ここでいう「上層」「下層」は、記録／再生のための光が入射される面を上面、この上面とは逆側の面を下面として、上記上面側を上層、上記下面側を下層とするものである。
【００２１】
上記反射防止膜Ｒ-1は、ＡＲ（Anti Reflection）コーティングが施されることで形成され、不要な光の反射を防止する機能を有する。また、上記カバー層Ｒ-2は、例えばプラスチック基板やガラス板などで構成され、記録層Ｒ-3の保護のために設けられている。
【００２２】
記録層Ｒ-3は、その材料として例えばフォトポリマーなどが選定され、後の図４に示す第１レーザ２を光源とするレーザ光による記録／再生が行われることになる。
また、反射膜Ｒ-4は、再生時において上記レーザ光による参照光が照射されたことに応じ、上記記録層Ｒ-3に記録された干渉縞（ホログラム）に応じた再生像が得られた際に、これを反射光として記録再生装置側に戻すために設けられる。
【００２３】
ここで、上記反射膜Ｒ-4の下層には、基板Ｒ-5が設けられている。この基板Ｒ-5に対しては、スパイラル状、又は同心円状に、上記記録層Ｒ-3におけるホログラムの記録／再生位置を案内するためのトラックＴＲが形成されている。この場合、トラックＴＲは、後述するようにしてピット列によるアドレス情報等の情報記録が行われることにより形成されたものとなる。
【００２４】
この基板Ｒ-5における上記トラックＴＲが形成された面（表面）に対し、上記反射膜Ｒ-4が例えばスパッタリングや蒸着などによって成膜される。このことで反射膜Ｒ-4には、上記基板Ｒ-5上に形成されたトラックＴＲを反映した凹凸断面形状が与えられている。
なお、この点から、以下では反射膜Ｒ-4にトラックＴＲが形成されたもとして扱う。
【００２５】
図２、図３は、ホログラム記録媒体ＨＭの平面図である。なお、これら図２、図３では、ホログラム記録媒体ＨＭの反射膜Ｒ-4よりも上層側を剥離した状態での断面を示している。
先ず、これら図２、図３を参照して分かるように、本実施形態のホログラム記録媒体ＨＭは、円盤状（ディスク状）とされるものである。
【００２６】
そして、このホログラム記録媒体ＨＭにおいて、トラックＴＲは、例えば図２に示されるようにしてスパイラル状に形成される。
或いは、図３に示されるように、トラックＴＲとしては同心円状に複数本形成することもできる。
【００２７】
なお確認のために述べておくと、スパイラル状の場合、トラックＴＲは連続した１本と見ることもできるが、半径方向で見れば、同心円状の場合と同様に、トラックＴＲは複数本形成されていると見ることができる。スパイラル状の場合、連続する１本のトラックには１周回ごとに記録開始位置（回転角）が定められており、該回転角を境に１トラック単位が区切られることになる。
【００２８】
ここで、本実施形態の場合、トラックＴＲは、アドレス情報等を記録したピット列によって形成されている。
例えば、ピット列により記録されるアドレス情報（位置情報）としては、トラック番号情報、及びセクター番号情報を挙げることができる。
この場合のホログラム記録媒体ＨＭでは、例えば各トラックＴＲにそれぞれ通し番号が付されており、その番号情報がトラック番号情報となる。
また本実施形態の場合、記録／再生の単位として所定長のセクターが定められており、ホログラム記録媒体ＨＭは複数のセクターで分割されている。このセクターについても通し番号が付されており、その番号情報が上記セクター番号情報である。
【００２９】
上記トラック番号情報は、各セクターにおいて、例えばその先頭位置に格納されている。また、セクター番号情報は、各セクターにおいて、例えば上記トラック番号情報に続く位置に対して格納されている。
【００３０】
また、本実施形態の場合、トラックＴＲは、半径方向におけるピッチがディスク全面にわたり一定となるようにして形成されている。すなわち、半径方向におけるトラックＴＲの形成間隔（ピッチ）は一定である。
【００３１】
次に、本実施形態のホログラム記録再生装置１の構成例について、図４を参照して説明する。このホログラム記録再生装置１は、上記図１〜図３により説明したホログラム記録媒体ＨＭに対応してデータ記録、データ再生を行う。
先ず、本実施形態では、ホログラム記録再生方式として、いわゆるコアキシャル方式を採用するものとしている。すなわち、信号光と参照光とを同一軸上に配置し、それらを共に所定位置にセットされたホログラム記録媒体ＨＭに照射して干渉縞によるホログラムの形成を行ってデータ記録を行い、また再生時には参照光をホログラム記録媒体ＨＭに対して照射することでホログラムの再生像（再生信号光）を得て記録されたデータの再生を行うものである。
【００３２】
図４において、記録再生装置１内には、ここでは図示していないが、ホログラム記録媒体ＨＭを保持する媒体保持部が設けられている。記録再生装置内にホログラム記録媒体ＨＭが装填されると、当該媒体保持部により、ホログラム記録媒体ＨＭを、スピンドルモータ２１によって回転駆動可能な状態に保持される。記録再生装置１では、このように回転駆動されるホログラム記録媒体ＨＭに対し、第１レーザ２を光源とするレーザ光が照射されることによってホログラムページの記録／再生が行われる。
【００３３】
第１レーザ２は、例えば外部共振器付きレーザダイオードとされ、例えば波長λ＝４０５nm程度のいわゆる青紫色レーザ光を出力する。以下、当該第１レーザ１を光源とするレーザ光を、第１レーザ光と称する。
第１レーザ２から出射された第１レーザ光は、コリメータレンズ３を介した後、シャッター４に導かれる。
【００３４】
シャッター４は、後述する制御部２９によってその開閉動作が制御され、入射光を遮断／通過させる。
【００３５】
シャッター４を介した第１レーザ光は、図示するようにしてガルバノミラー５に導かれる。このガルバノミラー５は、いわゆるイメージスタビライズ機能を実現するために設けられている。
【００３６】
ここで、本実施形態の記録再生装置１は、回転駆動されるホログラム記録媒体ＨＭに対し信号光と参照光の照射を行ってホログラムの記録を行うものである。
このとき、上記信号光と上記参照光との干渉縞としてのホログラムを記録するためには、記録層Ｒ-3における記録材料の反応時間を或る程度要することになる。このために、ホログラム記録媒体ＨＭについて回転記録を行うシステムでは、信号光と参照光との照射位置をホログラム記録媒体ＨＭ上の一定位置で一定時間にわたって静止させるために、レーザビームをスキャンするようにされている。具体的には、ホログラム記録媒体ＨＭの回転速度（スピンドルモータ２１の回転速度）と同期した速度でレーザビームの出射角度を変化させることで、信号光・参照光の照射スポットがホログラム記録媒体ＨＭ上の一定位置に一定時間留まるようにするものである。
【００３７】
ガルバノミラー５は、制御部２９による制御に基づき、入射された光の反射光の出射角度を変化させる。
【００３８】
上記ガルバノミラー５からの出射光は、ミラー６にて反射されて光強度変調器７Ａに入射される。
光強度変調器７Ａは、一般にはＳＬＭ(Spatial Light Modulator)ともいわれ、入射光に対する空間光変調として、例えば光強度変調を施す。この図に示される光強度変調器７Ａとしては反射型とされ、例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device：登録商標）や反射型液晶パネルなどの空間光変調器が採用される。
この光強度変調器７Ａは、図示する変調制御部２６から供給される駆動信号に基づき各強度変調素子で光強度を変化させることで、入射光に対し画素単位で強度変調を施す。
【００３９】
先に述べたように、本実施形態では、ホログラム記録再生方式としてコアキシャル方式を採る。コアキシャル方式が採用される場合、光強度変調器７Ａにおいては、信号光と参照光とを同一光軸上に配置するために、次の図５に示すような各エリアが設定されることになる。
図５に示されるようにして、光強度変調器７Ａにおいては、その中心を含む略円形の所定範囲のエリアが、信号光エリアＡ２として設定される。そして、この信号光エリアＡ２の外側には、ギャップエリアＡ３を隔てて、略輪状の参照光エリアＡ１が設定されている。
これら信号光エリアＡ２、参照光エリアＡ１の設定により、信号光と参照光とを同一光軸上に配置するようにして照射することができる。
なお、上記ギャップエリアＡ３は、上記参照光エリアＡ１にて生成される参照光が信号光エリアＡ２に漏れ込んで信号光に対するノイズになることを避けるための領域として定められている。
【００４０】
図４に説明を戻す。
変調制御部２６は、上記光強度変調器７Ａに対する駆動制御を行うことで、記録時には信号光と参照光を、また再生時には参照光のみを生成させる。
具体的に、記録時において上記変調制御部２６は、上記光強度変調器７Ａにおける信号光エリアＡ２の画素は供給される記録データに応じたオン／オフパターンとし、参照光エリアＡ１の画素は予め定められた所定のオン／オフパターンとし、且つそれ以外の画素はすべてオフとするための駆動信号を生成し、これを光強度変調器７Ａに供給する。この駆動信号に基づき光強度変調器７Ａによる強度変調が行われることで、光強度変調器７Ａからの出射光として、それぞれが同一光軸を有するようにして配置され、かつ、特定の光強度変調パターンが与えられた信号光及び参照光が得られる。
また、再生時において上記変調制御部２６は、上記参照光エリアＡ１内の画素を上記所定のオン／オフパターンとし、それ以外の画素は全てオフとする駆動信号により光強度変調器７Ａを駆動制御する。これにより、例えば記録時と同じ光強度変調パターンによる参照光のみを生成させる。
【００４１】
なお、記録時において上記変調制御部２６は、入力される記録データ列の所定単位ごとに上記信号光エリア内のオン／オフパターン（光強度変調パターン）を生成し、これによって上記記録データ列の所定単位ごとのデータを格納した信号光が順次生成されるように動作する。これにより、ホログラム記録媒体ＨＭに対しホログラムページ単位（信号光と参照光の１度の干渉により記録することのできるデータ単位）によるデータの記録が順次行われるようになっている。
【００４２】
また、本実施形態においては、ホログラムページの多重記録に対応させて、変調制御部２６は、参照光についても異なる光強度変調パターンが与えられるように光強度変調器７Ａを駆動制御する。
【００４３】
上記光強度変調器７Ａにて空間光変調が施された光は、位相マスク７Ｂに対して入射される。
この場合の位相マスク７Ｂは、信号光、参照光としての入射光のうち、少なくとも参照光に対して位相変調を行うべきものとして設けられる。
【００４４】
ここで、位相マスク７Ｂによる位相変調は、入射光に対して１画素を最小変調単位として変調をかけることが一般的とされている。具体的には、例えば位相＝０を与える画素と、位相＝πを与える画素とが、参照光領域全体においては半々となるようにして、１画素ごとに０又はπの位相（位相変調度）をランダムに設定する。これにより、１画素を最小変調単位として位相＝０，πの２値によるランダムな位相パターンを形成する。
このような位相変調を可能とする位相マスク７Ｂの具体的な構成例としては、例えば位相マスクをガラス等の光学材料により構成することとしたうえで、画素ごとに対応する面部分について、上記光学材質の厚みを異ならせるようにしたものが一般的に知られている。これにより、光学物質の厚さの違いによる光路長差に応じて、０の位相（位相＝０）が与えられる画素とπの位相（位相＝π）が与えられる画素とが設定される。
具体的に、位相＝πを与える場合には、入射光の波長をλ、用いる部材の屈折率をｎとしたとき、その厚さの違いｔをｔ＝λ／{２(ｎ−１)}に設定すればよい。
なお、本実施形態において、位相マスク７Ｂにより参照光について位相変調を施すことの理由については、後述する。
【００４５】
位相マスク７Ｂから出射された信号光、参照光は、偏光ビームスプリッタ８に導かれる。偏光ビームスプリッタ８は上記光強度変調器７Ａより導かれた第１レーザ光を透過する。
【００４６】
偏光ビームスプリッタ８を透過した第１レーザ光は、ダイクロイックミラー９に導かれる。ダイクロイックミラー９は、第１レーザ光を透過し、また後述する第２レーザ光（第２レーザ１５を光源とする光）は反射するように構成されている。このため、上記偏光ビームスプリッタ８を透過した第１レーザ光は、当該ダイクロイックミラー９を透過するようにされ、図示するようにしてミラー１０で反射されて１／４波長板１１を介した後、２軸機構１３に保持された対物レンズ１２を介してホログラム記録媒体ＨＭに照射される。
【００４７】
２軸機構１３は、上記対物レンズ１２を、ホログラム記録媒体ＨＭに対して接離する方向（フォーカス方向）及び、ホログラム記録媒体ＨＭの半径方向（上記フォーカス方向と直交する方向：トラッキング方向）に対して変位可能に保持する。また、対物レンズ１２を上記フォーカス方向に駆動するためのフォーカスコイル及び、上記トラッキング方向に駆動するためのトラッキングコイルを備えている。
【００４８】
ここで、上記により説明した光路によると、光強度変調器７Ａにて空間光変調を受けたレーザ光は、対物レンズ１２を介してホログラム記録媒体ＨＭに対して照射されることになるが、上述した光強度変調器７Ａによる記録時の空間光変調によっては、信号光と参照光とが生成される。従って記録時においてホログラム記録媒体ＨＭには、上記信号光と上記参照光とが照射され、この結果、記録層Ｒ-3にこれらの光の干渉縞によってホログラムが形成され、データの記録が行われる。
【００４９】
ここで確認のために、ホログラム記録媒体ＨＭに記録されたホログラムページの形状を、図６に示しておく。なお、この図ではホログラムページが記録される記録層Ｒ-3の一部を抜き出して示している。
この図６に示されるように、ホログラムページは、記録層Ｒ-3に照射された信号光の形状に応じた形状で記録される。具体的に、この場合は信号光が記録層Ｒ-3の下面（反射膜Ｒ-4との界面）を集光面として集光されることに伴い、ホログラムページは、その上面よりも底面（下面）の方が小さくなるようにされている。このとき、ホログラムページの上面の形状は、記録層Ｒ-3の上面にて形成される信号光のスポット形状に応じて略円形となり、ホログラムページの底面の形状は、光強度変調器７Ａのピクセル形状に応じた略正方形状となる。
【００５０】
説明を図４に戻す。
再生時において、第１レーザ２から照射されたレーザ光からは、光強度変調器７Ａにより、参照光のみが生成される。なお、この際において、参照光は、例えばホログラムページ単位に対応させて、記録時と同じ光強度変調パターンを有するようにして光強度変調が行われる。
そして、このように生成された参照光としても、上述した記録時の光路と同様の光路によってホログラム記録媒体ＨＭに対して照射されることになる。
このようにホログラム記録媒体ＨＭに対して参照光が照射されることに応じては、記録層Ｒ-3に記録されたホログラムに応じた回折作用により、再生像が得られる。このようにして得られた再生像は、ホログラム記録媒体ＨＭの反射膜Ｒ-4からの反射光として装置側に戻されることになる。
【００５１】
上記再生像は、対物レンズ１２→１／４波長板１１→ミラー１０を介した後、ダイクロイックミラー９を透過した上で、偏光ビームスプリッタ８に入射する。偏光ビームスプリッタ８は、上記のようにして１／４波長板１１を介して入射された上記再生像を反射するようにされる。そして、偏光ビームスプリッタ８にて反射された再生像は、図示するようにしてイメージセンサ１４に対して導かれる。
【００５２】
イメージセンサ１４は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどとされ、上記のようにして導かれたホログラム記録媒体ＨＭからの再生像を受光し、これを電気信号に変換して画像信号を得る。このようにして得られた画像信号は、記録時に信号光に対して与えたオン／オフパターン（つまり「０」「１」のデータパターン）を反映したものとなっている。すなわち、このようにしてイメージセンサ１４で検出される画像信号が、ホログラム記録媒体ＨＭに対して記録されたデータの読み出し信号に相当する。
【００５３】
データ再生部２７は、上記イメージセンサ１４によって検出された画像信号中に含まれる光強度変調器７Ａの画素単位の値ごとに、「０」「１」のデータ識別、及び必要に応じて記録変調符号の復調処理等を行って、記録データを再生する。
【００５４】
また、この図４に示す記録再生装置１には、上述のようにして第１レーザ光を用いて行われるホログラムの記録／再生動作について、その記録／再生位置の制御を行うための光学系として、上記第１レーザ２とは異なる別途の光源を用いた光学系が設けられる。具体的には、図中の第２レーザ１５、コリメータレンズ１６、偏光ビームスプリッタ１７、集光レンズ１８、及びフォトディテクタ１９から成る光学系が設けられる。
【００５５】
第２レーザ１５は、第１レーザ光とは異なる波長によるレーザ光を出射する。具体的には、例えば波長６５０nm程度の赤色レーザ光を出力する。
なお、この場合の第１レーザ２と第２レーザ１２の波長差はおよそ２５０nm程度である。このように充分な波長差が与えられていることで、第２レーザ１５を光源とするレーザ光（第２レーザ光）は、ホログラム記録媒体ＨＭの記録層Ｒ-4に対する感度がほぼ無いに等しいものとなる。
【００５６】
上記第２レーザ１５から出射された第２レーザ光は、コリメータレンズ１６を介し、偏光ビームスプリッタ１７を透過した後、ダイクロイックミラー９に導かれる。
上述もしたようにダイクロイックミラー９は、第１レーザ光を透過し第２レーザ光は反射するという、波長選択性を有して構成される。従って上記偏光ビームスプリッタ１７を透過した第２レーザ光は、図のようにミラー１０側に導かれる。
このようにミラー１０側に導かれた第２レーザ光としても、先の第１レーザ光の場合と同様の経路でホログラム記録媒体ＨＭに対して照射される。
なお、このことからも理解されるように、上記ダイクロイックミラー９は、第１レーザ光と第２レーザ光とを合成して同じ対物レンズ１２を介してホログラム記録媒体ＨＭに照射させる機能を有している。また、その波長選択性から、ホログラムの再生像はイメージセンサ１４に、また第２レーザ光（位置制御光）はフォトディテクタ１９にそれぞれ独立して戻すという機能も有する。
【００５７】
ここで、上記のようにホログラム記録媒体ＨＭに第２レーザ光が照射されることに応じては、ホログラム記録媒体ＨＭにおける反射膜Ｒ-4上の凹凸断面形状（ピット列によるトラックＴＲ）を反映した反射光が得られる。この反射膜Ｒ-4からの反射光についても、先の第１レーザ光の場合と同様に、対物レンズ１２→１／４波長板１１→ミラー１０を介してダイクロイックミラー９に入射する。
【００５８】
ダイクロイックミラー９では、このような第２レーザ光についての反射光が反射され、この反射光は偏光ビームスプリッタ１７側に導かれる。偏光ビームスプリッタ１７は上記ホログラム記録媒体ＨＭからの第２レーザ光の反射光を反射し、その反射光は集光レンズ１８を介してフォトディテクタ１９の検出面上に集光するようにして照射される。
【００５９】
フォトディテクタ１９は、複数の受光素子を備え、上記のように集光レンズ１８を介して照射されたホログラム記録媒体ＨＭからの反射光を受光し、受光結果に応じた電気信号を得る。つまり、これによって反射膜Ｒ-4に形成された凹凸断面形状を反映した反射光情報が検出される。
このフォトディテクタ１９により検出された反射光情報（反射光信号）は、マトリクス回路２０に対して供給される。
【００６０】
マトリクス回路２０は、上記フォトディテクタ１９からの反射光信号としての、上記複数の受光素子による出力信号に対するマトリクス演算・増幅回路等を備え、マトリクス演算処理により必要な信号を生成する。
例えば、ホログラム記録媒体ＨＭに形成されたピット列についての再生信号に相当する信号（再生信号ＲＦ）、及びサーボ制御のためのフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥなどを生成する。
【００６１】
マトリクス回路２０から出力された再生信号ＲＦはアドレス検出・クロック生成回路２８に供給される。また、上記フォーカスエラー信号ＦＥ及びトラッキングエラー信号ＴＥはサーボ回路２５に供給される。
【００６２】
アドレス検出・クロック生成回路２８は、再生信号ＲＦに基づきアドレス情報の検出を行うと共に、クロックの生成動作を行う。
アドレス情報の検出（再生）については、トラック番号情報、及びセクター番号情報の検出を行う。
また、クロック生成動作としては、例えばＰＬＬ回路などを利用して上記再生信号ＲＦから再生クロックを生成する。
アドレス検出・クロック生成回路２８にて検出（再生）されたアドレス情報は、制御部２９に対して供給される。また、図示は省略したが、クロック情報は必要な各部の動作クロックとして供給されることになる。
【００６３】
スピンドル制御回路２２は、スピンドルモータ２１の回転制御を行う。スピンドルモータ２１の回転制御（ホログラム記録媒体ＨＭの回転制御）方式としては、例えばＣＡＶ(Constant Angular Velocity：角速度一定）方式、又はＣＬＶ(Constant Linear Velocity)方式を採用することができる。
確認のために述べておくと、ＣＬＶ方式が採用される場合、スピンドル制御回路２２は、上述したアドレス検出・クロック生成回路２８が出力する再生クロックの情報を回転制御情報として入力し、該再生クロックの周期が所定の一定周期となるようにしてスピンドルモータ２１の回転制御を行うことになる。
【００６４】
スライド機構２４は、図中の光学ユニットＵＮをトラッキング方向（ホログラム記録媒体ＨＭの半径方向）にスライド移動可能に保持する。図示するように光学ユニットＵＮとしては、第１レーザ２、コリメータレンズ３、シャッター４、ガルバノミラー５、ミラー６、光強度変調器７Ａ、偏光ビームスプリッタ８、ダイクロイックミラー９、ミラー１０、１／４波長板１１、対物レンズ１２、２軸機構１３、イメージセンサ１４、第２レーザ１５、コリメータレンズ１６、偏光ビームスプリッタ１７、集光レンズ１８、及びフォトディテクタ１９を含む。
また、スライド駆動部２３は、上記スライド機構２４を駆動するためのモータを備え、上記スライド機構２４は、上記モータによる駆動力に基づき上記光学ユニットＵＮをスライド移動させるように構成されている。
【００６５】
サーボ回路２５は、上述したマトリクス回路２０からのフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥに基づき、フォーカス、トラッキング、スレッドの各種サーボ信号を生成しサーボ動作を行う。
即ち、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥに応じてフォーカスサーボ信号、トラッキングサーボ信号を生成し、これらを２軸機構１３のドライブ信号（フォーカスドライブ信号、トラッキングドライブ信号）として供給することで、２軸機構１３のフォーカスコイル、トラッキングコイルを上記各サーボ信号に応じたドライブ信号により駆動制御する。これによって、フォトディテクタ１９、マトリクス回路２０、サーボ回路２５、２軸機構１３によるトラッキングサーボループ及びフォーカスサーボループが形成される。
また、サーボ回路２５は、制御部２９からの指示に応じてトラッキングサーボループをオフとし、上記トラッキングドライブ信号としてジャンプパルスを出力することで、トラックジャンプ動作を実行させる。
【００６６】
また、サーボ回路２５は、トラッキングエラー信号ＴＥの低域成分として得られるスレッドエラー信号や、制御部２９からのアクセス動作制御などに基づき、スライド駆動部２３によりスライド機構２４をスライド駆動させ、光学ユニットＵＮ全体をスライド移動させる。
【００６７】
また、サーボ回路２５は、制御部２９からの指示に基づき、スピンドルモータ２１の起動、停止などについての制御も行う。
【００６８】
上記のようなサーボ系の各種動作は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えたマイクロコンピュータで構成された制御部２９により制御される。
この制御部２９は、例えば上記ＲＯＭ等の所要のメモリに格納されたプログラムに基づく各演算処理・制御処理を実行することで、記録再生装置１の全体制御を行う。
【００６９】
例えば、制御部２９は、上述したサーボ系の動作を制御することで、ホログラムの記録／再生位置の制御を行う。
具体的に、ホログラム記録媒体ＨＭに記録されている或るデータの再生を行うべき状態となったことに応じては、先ず、目標アドレスへのアクセス動作制御を行う。ここで、先の説明によれば、ホログラム記録媒体ＨＭに記録されたデータ（ホログラム）の再生時には、参照光が照射される必要がある。このため再生時には、上記アクセス動作制御と共に、変調制御部２６により先に説明した再生時に対応した光強度変調器７Ａの駆動制御動作を実行させて、光強度変調器７Ａに参照光を生成させる。
【００７０】
また、例えばホログラム記録媒体ＨＭ上の或る位置にデータを記録するとした場合は、サーボ回路２５に対する指示を行って目標アドレスへのアクセス動作を実行させると共に、変調制御部２６に対し、記録データに応じた光強度変調器７Ａの駆動制御を開始するように指示を行うことで、参照光と共に、信号光を生成させる。
この際において、本実施形態では、後述するようにして、参照光について、例えば相互に完全な無相関の関係にあるとされる第１光強度変調パターンと、第２光強度変調パターンとを、ホログラムページ単位に対応させて交互に与えるようにされる。制御部２９は、このための光強度変調器７Ａに対する駆動制御も実行する。
【００７１】
また、本実施形態の記録時においては、高密度記録を推し進めるためにホログラムページの多重記録を行うものとしたうえで、多重記録の方式としては、いわゆるシフト多重記録方式を採用する。
シフト多重記録方式によりホログラム記録媒体ＨＭの記録層R-3において記録されるホログラムページの態様例を、図７に示す。なお、この図においては、記録層R-3の底面において形成されるホログラム底面（図６参照）を平面的に見た状態によりホログラムページの記録状態を示すものとしている。
この図に示す例では、トラック方向（線方向）に沿った記録方向に従い、記録順がｉ番目〜ｉ+n番目となるホログラムページ（ホログラム底面）が示されている。そして、これらのホログラムページとして、先ず、ｉ番目のホログラムページｉの次に記録されるべきホログラムページｉ＋１は、その一部領域がホログラムページｉの一部領域と重複するようにして記録される。さらに、同様にして、ホログラムページi+2は、その一部領域がホログラムページｉ＋１の一部領域と重複するようにして記録される。
【００７２】
シフト多重記録は、上記のようにして順次記録されていくホログラムページの一部領域を重複させていく記録方式である。このシフト多重記録を採用することにより、例えば記録順的に前後となるホログラムページ間で重複する領域を設けないようにした場合と比較して、トラック方向における単位長あたりに記録できるホログラムページ数が増加することとなり、それだけ記録密度が高められることになる。
【００７３】
上記シフト多重記録としてのデータ記録に対応して、例えば制御部２９は、先に説明したシャッター４の開閉制御を実行する。また、これに伴って、イメージスタビライズ機能としてのレーザビームのスキャンが行われるように、ガルバノミラー５に対する駆動制御を実行する。
ガルバノミラー５に対するイメージスタビライズの制御としては、所要速度でレーザビームの出射角が所定方向（ディスク回転方向と一致する方向）に変化されるようにミラーの角度を変化させ、その後、ミラーを逆方向に戻す、という制御を繰り返し行う。
一方、シャッター４に対する制御としては、上記ビームの出射角制御期間（つまり媒体上でスポットが静止する期間：１ホログラムページについての記録が行われる記録期間）にシャッター４が開き、それ以外の期間はシャッター５が閉じるように制御を行う。
上記の動作により、先ずは、図７に例示したように、トラック方向に沿ってホログラムページの一部領域が重複していくようにされた記録状態が得られる。そのうえで、上記動作によっては、各ホログラムの記録期間の間にはビームが非照射となる期間が設けられることになるが、このことで、ホログラム記録媒体ＨＭ上に記録される各ホログラムページの間に、不要な反応部分が形成されることなく、図７にて示したように、適切にホログラムページ単位で重複記録されていく状態を得ることができる。
【００７４】
また、コアキシャル方式では、ホログラムページは、再生時における参照光の光強度変調パターンについて、記録時に照射した参照光の光強度変調パターンに対して或る程度以上の相関を与えて照射しなければ、記録時と同じデータを再生できないとされている。多重記録方式では、このことを利用して、多重記録されたホログラムページの再生を行うものとしている。
【００７５】
つまり、先ず、参照光の光強度変調パターンとしては、全画素が１となるベタパターン（ホワイトレート＝１のパターン）とするのではなく、１（白）の画素と０（黒）の画とが混在された、ホワイトレートが１未満の光強度変調パターンとする。
なお、ホワイトレートとは、参照光を形成する全画素（ピクセル）数に対する１のピクセルの数の割合をいう。
【００７６】
そのうえで、記録に際しては、先ず、領域が重複し合うホログラムページに対応する参照光については、それぞれ、異なる光強度変調パターンを与えていくようにして、ホログラムページを重ねて記録していく。そして、再生時においては、ホログラムページごとに、記録時に照射したのと同じ光強度変調パターンの参照光を照射する。これにより、ホログラムページの領域が重複しているとしても、対応する光強度変調パターンにより記録されたホログラムページの回折光（再生光）のみを選択して取り出すことができる。
このような記録再生を行う場合には、ホログラムページを記録、再生していくごとに、光強度変調部によって、参照光の光強度変調パターンを変更していく必要がある。本実施形態においては、この参照光の光強度変調パターンの変更は、前述もしたように、制御部２９が変調制御部２６を制御することによって実現できる。
【００７７】
また、上記した参照光の光強度変調パターンについての記録時と再生時とでの相関についての記述は、例えば重複して記録されたホログラムページごとに対応する参照光の光強度変調パターンについての相関の度合い（相関値）が低いほど、再生するホログラムページの選択性が強くなって、重複している他のホログラムページの再生データが混入される度合いが小さくなる。つまり、再生信号のＳＮＲ（Signal to Noise Ratio：ＳＮ比）が高くなる。逆に、相関の度合い（相関値）が高くなるほど、再生するホログラムページの選択性は弱まり、重複している他のホログラムページの再生データが混入される度合いが大きくなってＳＮＲが低下する。
【００７８】
上記の点からすると、重複して記録されるホログラムページを再生するにあたっての選択性を最良とするためには、重複して記録されるホログラムページごとに対応する参照光の光強度変調パターンについては、できるだけ相関が無いようにして設定すればよいことになる。
【００７９】
本実施形態としては、上記のことに基づいて、図８（ａ）（ｂ）に示すようにして、参照光の光強度変調パターンを設定することとした。図８（ａ）（ｂ）は、それぞれ、参照光５１の全体像と、この参照光５１における同位置の部分として、水平画素数＝１０、垂直画素数＝１０（１０×１０画素）から成る領域を拡大して示している。また、図８（ａ）（ｂ）において拡大して示される領域において、白色の画素は、１の光強度が与えられている画素であることを示し、黒色の画素は、０の光強度が与えられている画素であることを示す。
【００８０】
本実施形態では、先ず、図８（ａ）に示すようにして、参照光５１について、或る特定の光強度変調パターンによる第１光強度変調パターンを設定する。これとともに、図８（ｂ）に示すようにして、第１光強度変調パターンに対して光強度＝１（白），光強度＝０（黒）が反転された第２光強度変調パターンを設定する。第１光強度変調パターンと第２光強度変調パターンとでは、同じ位置の画素について、光強度＝１（白）と光強度＝０（黒）とが必ず反転する関係となり、同じ光強度とはならない。これは、第１光強度変調パターンと第２光強度変調パターンとは、完全に相互の相関が無いものとしてみることができる。本実施形態では、この相互の相関が完全に無い状態を、「相互に完全な無相関」の状態として定義する。
また、このようにして相互に完全な無相関の光強度変調パターンとなる第１、第２光強度変調パターンは、それぞれ、参照光の全領域において、光強度＝１（白）となる画素の数と、光強度＝０（黒）となる画素の数とが同じであることになる。つまり、第１、第２光強度変調パターンの参照光は、それぞれ、ホワイトレートとしては１／２になる。
【００８１】
そして、記録時においては、ホログラムページごとに、第１光強度変調パターンと第２光強度変調パターンとを交互に参照光に与えながらシフト多重記録していくようにする。また、再生時には、記録時に対応させて、第１光強度変調パターンの参照光を照射して記録されたホログラムページについては、同じ第１光強度変調パターンの参照光の照射により再生し、第２光強度変調パターンの参照光を照射して記録されたホログラムページについては、同じ第２光強度変調パターンの参照光の照射により再生する。
【００８２】
例えば図７に示したホログラムページの重複のさせ方は、参照光について、上記図８のようにして、２つの光強度変調パターンを設定して記録再生を行うこととした場合に対応している。
つまり図７では、ホログラムページ（ホログラム底面）が重なり合うのは、隣り合って連続する２つのホログラム底面との間だけであって、例えば３以上の連続するホログラムページは重なり合わないようにされている。２つの光強度変調パターンを設定した場合に、３以上の連続するホログラムページが重なり合うと、同じ光強度変調パターンの参照光により記録されたホログラムページが重なり合う部分が生じることになって、これらのホログラムページの間での選択性が著しく低下するからである。
【００８３】
これまでに説明してきたように、ホログラムページ単位に応じて、参照光について異なる複数の光強度変調パターンを順次与えて記録再生することで、ホログラムページの多重記録再生は可能になる。
しかし、本願発明者等が試験等を行った結果、現実には、参照光について異なる複数の光強度変調パターンを与えたとしても、ホログラムページの多重記録再生は良好に行われないことを確認した。
【００８４】
例として、図９は、図８（ａ）に示した第１光強度変調パターンの参照光を利用してホログラム記録媒体ＨＭに記録したホログラムページを、図８（ｂ）に示した第２光強度変調パターンの参照光により再生した場合に得られる、再生光としての実像面（イメージセンサにより検出される再生光に相当する）の一部領域を示している。図９において白がかってみえる像部分は、光量が検出されている、即ち、何らかのデータとしての信号が再生されているのに相当する状態であることを示す。
【００８５】
理想的には、第１光強度変調パターンの参照光を利用してホログラム記録媒体ＨＭに記録したホログラムページを第２光強度変調パターンの参照光により再生した場合、再生光としてはデータに相当する信号成分の像は全く再生されないことが好ましい。この場合、上記検出光として像部分の領域は、光量が検出されないために一様に暗くなる。
しかし、実際の試験によっては、図９に示されるようにして、一様に暗くは成らずに、或る程度の光量が検出されている。データとして有効な信号成分が再生されてしまっており、想定しているほどに良好な記録再生特性が得られないことが分かった。これは、例えば現実にホログラムページの多重記録再生を行った場合には、本来検出されるべきでない他のホログラムページのデータも再生してしまうために、先に述べた選別性が低下することを意味している。即ち大きなクロストークが発生する状態となることを意味している。
【００８６】
このような現象は、例えば参照光について無相関とされる光強度変調パターンを与えたとしても、画素間で与えられる位相は同じであるために、ホログラム記録媒体の記録層における波面の強度（振幅）、位相の分布について、一定以上の相関が発生してしまうことが原因であると考えられる。
【００８７】
そこで、本願発明者等は、上記したことに着目し、参照光について、例えばこれまでの説明のようにして、例えば無相関とみなされる複数の光強度変調パターンを使用することとを前提とした上で、さらに位相変調を施すことで、例えば画素間での位相条件も付与する構成を与えることとした。
【００８８】
ここで、第１光強度変調パターン（図８（ａ）参照）が与えられると共に、或る特定の1画素単位による２値ランダムの位相パターンが与えられた参照光を第１参照光といい、第２光強度変調パターン（図８（ｂ）参照）が与えられると共に、同じく或る特定の1画素単位による２値ランダムの位相パターンが与えられた参照光を第２参照光ということにする。
図１０（ａ）は、上記第１参照光を利用してホログラム記録媒体ＨＭに記録したホログラムページについて、同じ第１参照光を照射して再生した場合に得られる、再生光としての実像面（イメージセンサにより検出される再生光（検出光）に相当する）の一部領域を示している。
これに対して図１０（ｂ）は、第１参照光を利用してホログラム記録媒体ＨＭに記録したホログラムページについて、第２参照光を照射して再生した場合に得られる、再生光としての実像面（イメージセンサにより検出される再生光（検出光）に相当する）の一部領域を示している。
図１０（ａ）に示される検出光の領域は、全体としてみた場合において、多くの光量が得られている状態である。これは、適正に再生信号が得られていることを示している。
一方、図１０（ｂ）に示される検出光の領域は一様に暗くなっている。つまり、ほぼ全く再生信号が得られていないことを示す。
【００８９】
このようにして、参照光について相関が無いとされる複数の光強度変調パターンを与えることとしたうえで、位相パターンも与えることにより、光強度変調パターンのみを変更した場合において発生する、記録層における波面の強度（振幅）、位相の分布についての相関の度合いを大幅に低くすることができる。これにより、図１０（ｂ）に示すようにして、再生時の参照光の光強度変調パターンが記録時と異なる場合には、データに応じた光はほとんど検出されないようにすることができる。
確認のために述べておくと、この図１０（ａ）（ｂ）の結果は、上記の場合とは逆に、第２参照光を利用してホログラムページを記録したうえで、同じ第２参照光を照射して再生した場合と、第１参照光を照射した場合とで同様に得られる。
【００９０】
上記図１０に示される結果は、例えば、第１参照光と第２参照光とを交互に利用してホログラムページの多重記録再生を行うようにすれば、クロストークの発生がほとんどなくなってＳＮ比が向上し、ホログラムページ単位でのデータ再生についての選択性能が大幅に高められることを意味している。これにより、例えば多重記録再生方式を採る場合の記録再生性能が向上されることになり、多重記録再生方式が本来目的とする高密度記録の効果をより高めていくことが可能になる。
【００９１】
そして、本実施形態のホログラム記録再生装置１においては、上記した第１参照光及び第２参照光を利用しての記録再生を実現するために、図４に示したように、参照光（及び信号光）が実像面として存在する光路上において、位相マスク７Ｂを設けている。
先に図４にて述べたように、この位相マスク７Ｂは、少なくとも参照光に対して位相変調を施して予め定めた固定の位相パターンを与えるもので、一例としてではあるが、１画素を最小変調単位とする２値ランダムによる位相パターンを与えるようにされている。
【００９２】
このような構成により、本実施形態のホログラム記録再生装置１では、先ず、記録時において、参照光については、ホログラムページ単位の記録タイミングに応じて、光強度変調器７Ａにより、第１光強度変調パターンと第２光強度変調パターンが交互に与えられるようにされる。また、これらの参照光は、位相マスク７Ｂも通過することで、予め定められた位相パターンも与えられる。そして、このようにして生成された参照光と信号光とをホログラム記録媒体ＨＭに照射することによって、ホログラムページをシフト多重記録していくことになる。
また、再生時においては、第１光強度変調パターンの参照光により記録されたホログラムページの再生タイミングでは、同じく光強度変調器７Ａにより第１光強度変調パターンを与えた参照光を生成し、第２光強度変調パターンの参照光により記録されたホログラムページの再生タイミングでは、同じく光強度変調器７Ａにより第２光強度変調パターンを与えた参照光を生成することになる。そのうえで、これらの参照光は、再生時においても、位相マスク７Ｂを通過することで、さらに予め定められた位相パターンが与えられる。このようにして生成される参照光をホログラム記録媒体ＨＭに照射して再生光を得ることになる。
そして、このようにして得られ、イメージセンサ１４により検出される再生光は、これまでの説明からも理解されるようにして、クロストークが大幅に軽減され、高いＳ／Ｎ比の信号となっている。即ち、本実施形態のホログラム記録再生装置１は、参照光に対して位相マスクを備えない構成と比較して、より正確な再生データを得ることが可能とされている。
【００９３】
なお、本実施形態の目的からすれば、信号光については、必ずしも位相変調を行って位相パターンを付与する必要性はない。しかし、信号光について、できるだけランダムとなる位相パターンを与えることで、信号光のスペクトルが拡散されてＤＣ（直流）成分が抑圧される、また、信号光と参照光との干渉効率が向上するなどの作用効果が生じ、高記録密度化が促進される。
【００９４】
また、これまでの説明では、位相マスク７Ｂによって参照光に与えられる位相パターンは、１画素を最小変調単位とする２値ランダムのパターンであると述べた。しかし、参照光に与える位相パターンは、２値以外にも、３値、４値（０，１／２π，π，３／２π）などをはじめとする多値による変調が行われる場合においても適用できる。
また、位相変調における最小変調単位についても、必要に応じて、例えば、２画素以上の所定の画素配列を最小変調単位として位相変調を行うようにしてよい。
【００９５】
また、これまでの実施形態の説明では、記録再生時において参照光に与えるべき光強度変調パターンとしては、相互に完全な無相関の関係にある第１、第２光強度変調パターンの２パターンであるとして述べてきた。
このようにして２パターンの例を挙げたのは、先にも述べたように、多重記録を異なる光強度変調パターンにより可能とする、という側面では、完全に無相関となる関係の２つの光強度変調パターンを使用することが、ホログラムページの選別性能は最も高くなるからである。
しかし、本願発明者等は、必要なだけのホログラムページの選別性能（例えば、再生データのＳ／Ｎ比、エラーレートなどとして評価できる）を得るのには、必ずしも複数の異なる光強度変調パターンについて、全く相関のない関係とする必要が無いことを確認している。つまり、複数の異なる光強度変調パターンの間での相関値が一定以下（未満）であれば、必要なだけのホログラムページの選別性能を得ることができる。
特に、本実施形態のようにして位相パターンを与えるという構成を併用することとした場合には、必要な上記ホログラムページの選別性能を得るに足る相関値の上限は、より高くなると考えられる。また、再生信号についてのエラー訂正処理の能力などによっても、上記相関値の上限の条件はより緩いものとすることができる。
【００９６】
これは、逆にいえば、多重記録などを行う場合において、複数の異なる光強度変調パターンの間で一定以下の相関値を有することは許される、ということを意味する。つまり、一定数以下の条件であれば、複数の異なる光強度変調パターンの間で、参照光全体において同じ光強度が設定される画素の位置が複数存在していてもよいということになる。
なお、本実施形態では、例えば図８に示した全く相関のない２つの光強度変調パターンの関係を含み、複数の異なる参照光の光強度変調パターンについて、必要とするホログラムページの選別性能が維持できるとする一定以下の相関値を有する状態を「無相関とされる」状態として扱う。
【００９７】
そして、上記したことからすると、参照光については、相関値が一定以下となる条件のもとで、３以上の異なる光強度変調パターン（第１〜第ｎ光強度変調パターン  ｎ≧３）を設定できることになる。このようにして３以上の異なる光強度変調パターンを設定すれば、例えばシフト多重記録のもとで多重するホログラムページの間隔をより短くすることが可能になる。
例えば図７では、参照光の光強度変調パターンが２パターンであることに対応して、領域を重複させることのできるホログラムページは、前後において連続する２つに限定した場合を示している。しかし、例えば参照光の光強度変調パターンを３パターンとすれば、連続する３つのホログラムページを重複させて記録していくことができる。
【００９８】
また、ホログラムページを多重記録する方式としては、図７に示したトラック方向（線方向）に沿ってホログラムページをシフト多重していく以外の方式も考えられる。例えば、同一とされる記録位置に対して複数のホログラムページを多重記録する方式である。また、ホログラム記録媒体ＨＭの半径方向に沿って連続することとなるホログラムページを多重して記録する方式も考えられる。本実施形態では、これらの方式による多重記録も対応可能であり、いずれの方式においても、これまでの説明と同様に、例えば重複するホログラムページからの選別性能が向上される。
【００９９】
また、上記実施形態においては、ホログラム記録媒体を対象とする記録及び再生が可能な記録再生装置を例に挙げているが、本実施形態としての構成は、ホログラム記録媒体に対する再生のみが可能に構成された再生装置、さらには、記録のみが可能とされる記録装置にも適用して有効である。
【０１００】
また、これまでの説明では、円形とされる信号光エリアの外側に輪状の参照光エリアが設けられる場合を例示したが、信号光エリア、参照光エリアの形状は、これら円形や輪状に限定されるものではない。また、参照光エリアを内側、信号光エリアを外側に配置することもできる。
【０１０１】
また、図４においては、光強度変調器７Ａの出射側に対して位相マスク７Ｂを設けることとしているが、これら光強度変調器７Ａ、位相マスク７Ｂは、記録再生光学系において実像光が得られる光路内に設けられればよい。従って、光強度変調器７Ａの入射側に対して位相マスク７Ｂを設ける光学系の構造としてもよい。また、光強度変調器７Ａと位相マスクなどの位相変調素子とを一体化して形成することもできる。
また、位相変調素子としては、例えば液晶パネルにより、位相パターンを可変できるようにした構成も考えることができる。
【０１０２】
また、これまでの説明では、光強度変調器として、駆動電圧レベルに応じて可変的に光強度変調が可能となる液晶パネルを用いるものとしたが、このような光強度変調器としては、実施形態で例示した反射型の液晶パネルとする以外にも、例えば光学系の構造に応じては、透過光に対して光り強度変調を行う透過型の液晶パネルとすることもできる。
【０１０３】
また、記録再生対象であるホログラム記録媒体としては、反射型とともに透過型も知られているが、本実施形態としては、いずれにも対応して適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】実施形態としてのホログラム記録媒体（反射型）の断面構造を示した図である。
【図２】ホログラム記録媒体に対する案内トラックの形成例を示した図である。
【図３】ホログラム記録媒体に対する案内トラックの他の形成例を示した図である。
【図４】第１の実施形態としての記録再生装置の内部構成を示したブロック図である。
【図５】空間光変調器に設定される信号光エリア、参照光エリア、ギャップエリアの各エリアについて説明するための図である。
【図６】ホログラム記録媒体に記録されたホログラムの形状について説明するための図である。
【図７】シフト多重記録により形成されるホログラムページ（ホログラム底面）を模式的に示す図である。
【図８】実施形態において設定する参照光の光強度変調パターン例を示す図である。
【図９】参照光を位相変調しない場合の検出光の状態を示す図である。
【図１０】参照光を位相変調した場合の検出光の状態を示す図である。
【図１１】ホログラム記録媒体に対するデータの記録手法について説明するための図である。
【図１２】ホログラム記録媒体に記録されたデータの再生手法について説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０５】
ＨＭ  ホログラム記録媒体、１  記録再生装置、２  第１レーザ、３,１６  コリメータレンズ、４  シャッター、５  ガルバノミラー、６  ミラー、７Ａ  光強度変調器、７Ｂ  位相マスク、８,１７  偏光ビームスプリッタ、９  ダイクロイックミラー、１１  １／４波長板、１２  対物レンズ、１３  ２軸機構、１４  イメージセンサ、１５  第２レーザ、１８  集光レンズ、１９  フォトディテクタ、２０  マトリクス回路、２１  スピンドルモータ、２２  スピンドル制御回路、２３  スライド駆動部、２４  スライド機構、２５  サーボ回路、２６  変調制御部、２７  データ再生部、２８  アドレス検出・クロック生成回路、２９  制御部、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１１】
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【図１２】
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【図９】
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【図１０】
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