(57)【要約】      （修正有）【課題】ホログラム多重記録の際のレーザービームの照射時間の設定を適切に行う。【解決手段】記録すべきデータを反映したデータビームと、記録用参照ビームとを、少なくとも一方のホログラム媒体に対する入射角を変更して同一領域へと照射させて複数のホログラムを形成する多重記録を行うとともに、記録用参照ビームの各入射角と同一入射角で再生用参照ビームを同一領域へと照射させて得られる回折光に基づき多重記録された複数の再生を行うホログラム装置において、前記ホログラム媒体に予め設定された一括再生可能なテスト領域に、前記記録用参照ビーム及び前記データビームの照射時間を互いに異ならせて形成された複数のマークが記録された上で、前記テスト領域から一括再生された前記複数のマーク夫々の回折効率に基づき、任意の多重数で実際のホログラム記録を行う際における当該任意の多重数に応じた前記照射時間を設定する照射時間設定部を、有する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各多重数ごとの記録すべきデータを反映した可干渉性のデータビームと、可干渉性の記録用参照ビームとを、少なくともいずれか一方のホログラム媒体に対する入射角を変更しつつ、ホログラム媒体の同一領域へと照射させて複数のホログラムを形成すべくホログラム多重記録を行うとともに、前記記録用参照ビームの各入射角と同一入射角で可干渉性の再生用参照ビームを前記同一領域へと照射させて得られる回折光に基づき多重記録された前記複数のホログラムの再生を行うホログラム装置において、
前記ホログラム媒体に予め設定された一括再生可能なテスト領域に、前記記録用参照ビーム及び前記データビームの照射時間を互いに異ならせて形成された複数のマークが記録された上で、前記テスト領域から一括再生された前記複数のマーク夫々の回折効率に基づき、任意の多重数で実際のホログラム記録を行う際における当該任意の多重数に応じた前記照射時間を設定する照射時間設定部を、有することを特徴とするホログラム装置。
【請求項２】
記録すべきデータをもとに、明点又は暗点を示す一画素を二次元配置した二次元画像パターンを設定するとともに、当該二次元画像パターンを反映した前記データビームを生成する空間光変調器を有しており、
前記照射時間設定部は、
前記複数のマークの一つを順に明点とするとともに先順の明点をそのまま明点とした、前記複数のマークの個数分の前記二次元画像パターンを、前記空間光変調器に対して順次設定させること、を特徴とする請求項１に記載のホログラム装置。
【請求項３】
前記ホログラム媒体から得られる前記回折光に基づき前記二次元画像パターンを再生するイメージセンサを有しており、
前記照射時間設定部は、
前記イメージセンサより一括再生された前記テスト領域に対応する前記二次元画像パターン中の前記複数のマークの各光量に基づき、前記複数のマーク夫々の回折効率を得ること、を特徴とする請求項２に記載のホログラム装置。
【請求項４】
前記照射時間設定部は、
前記複数のマークのうち所定の下限値以上の回折効率が得られたいずれか一つの前記マークに対応する前記照射時間を、当該任意の多重数に応じた前記照射時間として設定すること、を特徴とする請求項３に記載のホログラム装置。
【請求項５】
前記照射時間設定部は、
前記回折効率の大きさに応じて配置される前記複数のマークのうち、回折効率の変化が線形的な範囲内にあるいずれか一つの前記マークに対応した前記照射時間を、当該任意の多重数に応じた前記照射時間として設定すること、を特徴とする請求項４に記載のホログラム装置。
【請求項６】
前記照射時間設定部は、
前記複数のマーク夫々の回折効率をもとに所定の特性式を算定し、当該算定した特性式によって当該任意の多重数に応じた前記照射時間を設定すること、を特徴とする請求項３に記載のホログラム装置。
【請求項７】
各多重数ごとの記録すべきデータを反映した可干渉性のデータビームと、可干渉性の記録用参照ビームとを、少なくともいずれか一方のホログラム媒体に対する入射角を変更しつつ、ホログラム媒体へと照射させて複数のホログラムを形成すべくホログラム多重記録を行うとともに、前記記録用参照ビームと同一入射角で可干渉性の再生用参照ビームを前記ホログラム媒体へ照射させて得られる回折光に基づきホログラム再生を行うホログラム装置の制御方法において、
前記ホログラム媒体に予め設定された一括再生可能なテスト領域に、前記記録用参照ビーム及び前記データビームの照射時間を互いに異ならせて形成された複数のマークを記録し、前記テスト領域から前記複数のマークを一括再生し、前記一括再生した複数のマーク夫々の回折効率に基づき、任意の多重数で実際のホログラム記録を行う際における当該任意の多重数に応じた前記照射時間を設定すること、を特徴とするホログラム装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルデータがホログラムとして記録されるホログラム媒体としては、例えばガラス基板で光感受性樹脂（例えば、フォトポリマー）を封止して設けられたものがある。このホログラム媒体にデジタルデータをホログラムとして記録させる場合、まず、レーザー装置からの可干渉性のレーザービームをＰＢＳ（Polarization Beam Splitter）にて２つのレーザービームに分離する。そして、一方のレーザービーム（以下、『参照ビーム』と称する。）と、デジタルデータが二次元画像パターンとして形成されたＳＬＭ（Spatial Light Modulator；空間光変調器）に他方のレーザービームを照射させることで当該二次元画像パターンの情報が反映されたレーザービーム（以下、『データビーム』と称する。）と、をホログラム媒体に対して所定角度で入射させる。この結果、記録すべきデジタルデータがホログラム媒体に記録される。
【０００３】
ホログラム媒体からデジタルデータを再生する場合、当該デジタルデータを示す干渉縞に、当該干渉縞が形成されたときと同じ入射角で参照ビームを入射し、当該干渉縞にて回折された参照ビーム（以下、再生ビームという）を、イメージセンサ等で受光する。イメージセンサ等で受光した再生ビームは、前述したデジタルデータを示す二次元画像パターンとなる。そして、二次元画像パターンからデジタルデータをデコーダ等で復号化することで、デジタルデータを再生できる。
【０００４】
なお、このように、ホログラム媒体に対してホログラムの記録再生を行うホログラム記録再生装置としては、例えば、以下の特許文献１の図１に開示される。
【０００５】
ところで、ホログラム媒体を構成する光感受性樹脂は、有限数のモノマー（Monomer）を有しており、レーザービームのパワーと照射時間の積に応じたエネルギーに基づき、内部の分子構造が化学的に変化することになる。このとき、モノマーは、単純に、化学的に変化するだけではなく、エネルギー密度の低い領域から高い領域への移動が同時に行われることで、干渉縞としてのホログラムが形成される。すなわち、ホログラム媒体に、デジタルデータに対応したホログラムが記録される。なお、このエネルギー密度の高い領域は、ポリマー（Polymer）と呼ばれ、媒体内部に分子として存在する。また、モノマーの移動量は、エネルギー密度に密接に関係する。図７は、ホログラム媒体中において、モノマーがポリマーへと変化するときの様子を模式的に示す。
【０００６】
ここで、前述したようなホログラム媒体の特性に基づいて、ホログラム記録の際に、つぎの点に留意すべきである。  
第１に、媒体内部に存在するモノマーは有限であるため、一度に数多くのモノマーを消費してしまうと、媒体内部に数多くのホログラムを作成することが出来なくなる。例えば、図９に示すように、ホログラム記録の際にエネルギーを与え続けると、媒体内のほとんどのモノマーを消費してしまい、その結果、ホログラム再生の際の回折効率は殆ど変化せずに飽和状態へと陥ることになる。よって、数多くのホログラムを記録し、且つ、媒体全域に渡って均一な記録特性を得るためには、モノマーの消費量を正確に制御する必要がある。このモノマーの消費量は、レーザービームのパワーと照射時間の積、つまり、エネルギーによって制御される。通常、レーザービームのパワーは一定となるように設定されるので、モノマーを効率よく消費させるためには、レーザービームの照射時間の方を制御していく必要がある。
【０００７】
第２に、ホログラム記録させるデジタルデータが大量の場合、媒体への参照ビームの入射角を変えることによって多数のホログラムを形成する、所謂、ホログラム多重記録を行うことが可能である。なお、ホログラム多重記録の場合、一般的に、１多重数分のホログラムはページと称され、所定数のページで構成される複多重数分のホログラムはブックと称される。図８は、ホログラム多重記録の場合におけるブックとページの例を模式的に示した図である。ここで、ホログラム多重記録の場合、各多重数ごとの干渉縞の回折効率は、全多重数をとおして一定にすることが好ましい。しかし、各多重数ごとに一定のエネルギーを与えた場合では、多重数を増加していくたびに、媒体内のモノマーが消費されるため、全多重数に渡って均一な特性を得ることができない。例えば、図１０に示すように、各多重数ごとに一定のエネルギーを与えた場合、多重数を増加させる毎に、回折効率が低下する。したがって、全多重数をとおして均一な特性を得るためには、データビーム及び参照ビームの照射時間を、例えば、図１１に示すように、多重数を増加させる毎に長くさせる必要がある。
【０００８】
このように、ホログラム多重記録の際には、データビーム及び参照ビームの照射時間の制御を適切に行う必要がある。そこで、従来の場合、まず、同一の照射時間という条件下で、複数ページに渡ってホログラム多重記録を行う。その後、各多重数毎の記録状態を評価すべく、再生対象のページを変えつつ各多重数ごとのホログラムを再生する。そして、再生された各ホログラムの記録状態に基づき、レーザービームの照射時間が適切か否かを評価していた。
【特許文献１】特開２００４−１７７９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来、レーザービームの照射時間の評価に際して、各多重記録状態をその都度再生して、レーザービームの照射時間が適切か否かを評価しなければならず、多くの時間を必要とするという問題があった。また、各多重記録状態を再生する場合、再生対象のページを変えていく必要があり、その都度、チルト補正等の調整を行わなければならない。このため、同一条件下で、各多重記録状態の再生が行われず、レーザービームの照射時間の評価が適切に行われないという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した課題を解決するための主たる本発明は、各多重数ごとの記録すべきデータを反映した可干渉性のデータビームと、可干渉性の記録用参照ビームとを、少なくともいずれか一方のホログラム媒体に対する入射角を変更しつつ、ホログラム媒体の同一領域へと照射させて複数のホログラムを形成すべくホログラム多重記録を行うとともに、前記記録用参照ビームの各入射角と同一入射角で可干渉性の再生用参照ビームを前記同一領域へと照射させて得られる回折光に基づき多重記録された前記複数のホログラムの再生を行うホログラム装置において、前記ホログラム媒体に予め設定された一括再生可能なテスト領域に、前記記録用参照ビーム及び前記データビームの照射時間を互いに異ならせて形成された複数のマークが記録された上で、前記テスト領域から一括再生された前記複数のマーク夫々の回折効率に基づき、任意の多重数で実際のホログラム記録を行う際における当該任意の多重数に応じた前記照射時間を設定する照射時間設定部を、有することとする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ホログラム多重記録の際のレーザービームの照射時間の設定を適切に行うことが可能なホログラム装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜ホログラム装置の全体構成＞
図１をもとに、本発明の一実施形態に係るホログラム装置の構成について説明する。  
インタフェース３は、接続端子４を介して接続されるホスト機器（パーソナルコンピュータ等）と、ホログラム装置と、の間のデータ授受を行う。
【００１３】
記憶部５は、ホログラム媒体２２に記録されているホログラムを再生するためのホスト機器からの再生指示データが記憶される。また、記憶部５は、ホスト機器からのビット列データをホログラム媒体２２に記録させるための記録指示データが記憶される。更に、記憶部５は、ホログラム媒体２２に記録させるビット列データが記憶される。
【００１４】
再生・記録判別部６は、記憶部５に再生指示信号又は記録指示信号が記録されているか否かを所定のタイミングで判別する。再生・記録判別部６は、記憶部５に再生指示データが記憶されていると判別すると、ホログラム装置にて再生処理を実行するための指示信号をＣＰＵ１に送信する。また、再生・記録判別部６は、記憶部５に記録指示データが記憶されていると判別すると、ホログラム装置にて記録処理を実行するための指示信号をＣＰＵ１に送信し、ホスト機器からのホログラム媒体２２に記憶させるデータをエンコーダ７に送信させる。さらに、再生・記録判別部６は、ホログラム媒体２２に記録させるデータ量の情報をＣＰＵ１に送信する。
【００１５】
エンコーダ７は、まず、記憶部５から転送されたビット列データを、ＳＲＡＭやＤＲＡＭ等のエンコーダ７がアクセス可能なメモリ（不図示）へと記憶する。そして、エンコーダ７は、そのメモリに記憶されたビット列データに対して誤り訂正符号の付与等の符号化処理を施した後、マッピング処理部８へと供給する。ここで、符号化処理が施された単位ビット列データのことを、変調コードと称する。  
マッピング処理部８は、エンコーダ７から供給された変調コードを、変調画像データ（例えば、縦１２８０ビット×横１２８０ビット≒１．６メガビット）へと変換して、その変調画像データをＳＬＭ９へと供給する。
【００１６】
ＳＬＭ９は、本発明に係る『空間光変調器』に該当する。ＳＬＭ９は、エンコーダ７より供給された変調画像データを二次元配置することで二次元画像パターンを形成する。ここで、二次元画像パターンとは、例えば、変調画像データを構成する各ビットの一方のビット値（例えば、“１”）を明点（濃）に、他方のビット値（例えば、“０”）を暗点（淡）に設定したものである。なお、当該明点を反映したデータビームはモノマーを消費させる光強度を有しており、当該暗点を反映したデータビームはモノマーの消費には至らない光強度を有する。
【００１７】
ＳＬＭ９は、例えば、約１．６メガビットの変調画像データを、縦１２８０ピクセル×横１２８０ピクセルのドットパターンとして表現する。また、ＳＬＭ９は、レーザー装置１０からのレーザービームが入射されるとフーリエ変換レンズ２１へと反射する。この反射されたレーザービームは、ＳＬＭ９にて形成された二次元画像パターンの情報が反映されたレーザービーム（以下、『データビーム』と称する。）となる。なお、図１に示すように、ＰＢＳ１３からの他方のレーザービームが直接的にＳＬＭ９に入射される場合に限定するものではない。例えば、第２シャッター１４とＳＬＭ９との光路上にＰＢＳ（不図示）を設けて、そのＰＢＳから分離したレーザービームがＳＬＭ９に入射される場合であってもよい。
【００１８】
レーザー装置１０は、時間的コヒーレンス、空間的コヒーレンスに優れた可干渉性のレーザービームを第１シャッター１１に出射する。レーザー装置１０としては、ホログラムをホログラム媒体２２に形成すべく、例えば、ヘリウムネオンレーザー、アルゴンネオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、半導体レーザー、色素レーザー、ルビーレーザー等が用いられる。
【００１９】
ＣＰＵ１は、ホログラム装置全体（システム）を統括制御するものである。まず、ＣＰＵ１は、再生・記録判別部６からの記録指示データに基づく指示信号を受信すると、ホログラム媒体２２に形成されているピットからアドレス情報を読出す。そして、ＣＰＵ１は、サーボレーザー装置１９からのレーザービーム（以下、『サーボレーザービーム』と称する。）を、次のアドレス情報を示すホログラム媒体２２に設けられたピットに入射させるべく、ホログラム媒体２２を回転させるための指示信号をディスク制御部２４に送信する。
【００２０】
また、ＣＰＵ１は、ガルボミラー制御部１７に対して、ガルボミラー１６の傾き角を調整させるための指示信号を送信する。また、ＣＰＵ１は、再生・記録判別部６からのデータ量の情報に基づいて、ホログラム媒体２２に形成させるホログラムの数（つまり、ページ数）を算出する。また、ＣＰＵ１は、第１シャッター制御部１２、第２シャッター制御部１５に、第１シャッター１１、第２シャッター１４を夫々開状態とするための指示信号を送信する。この結果、ホログラム媒体２２へのホログラム記録が開始される。そして、ＣＰＵ１は、記録指示データに基づく記録処理が終了した場合、第１シャッター制御部１２と第２シャッター制御部１５に対して、第１シャッター１１と第２シャッター１４を夫々閉状態とするための指示信号を送信する。この結果、ホログラム媒体２２へのホログラム記録が終了する。
【００２１】
一方、ＣＰＵ１は、再生・記録判別部６からの再生指示データに基づく指示信号を受信すると、ホログラム媒体２２に形成されている当該再生指示信号に応じたアドレス情報を示すピットに対して、サーボレーザー装置１９からのサーボレーザービームを照射させるべく、ホログラム媒体２２を回転させるための指示信号をディスク制御部２４に送信する。
【００２２】
また、ＣＰＵ１は、再生指示データに基づく指示信号を受信すると、第１シャッター制御部１２に第１シャッター１１を開状態とするための指示信号を送信するとともに、第２シャッター制御部１５に第２シャッター１４を閉状態とするための指示信号を送信する。また、ＣＰＵ１は、ガルボミラー制御部１７に対して、ガルボミラー１６の傾き角を調整させるための指示信号を送信する。この結果、ホログラム媒体２２からのホログラム再生が開始される。そして、ＣＰＵ１は、再生指示データに基づく再生処理において所定時間が経過したと判別すると、第１シャッター制御部１２に第１シャッター１１を閉状態とするための指示信号を送信する。この結果、ホログラム媒体２２からのホログラム再生が終了する。
【００２３】
第１シャッター制御部１２は、ＣＰＵ１からの指示信号に基づいて、第１シャッター１１を開状態又は閉状態とするための制御を行う。また、第１シャッター制御部１２は、イメージセンサ制御部２８からの指示信号に基づいて、第１シャッター１１を閉状態とするための制御を行う。第１シャッター制御部１２は、第１シャッター１１を開状態とするとき、第１シャッター１１に開状態指示信号を送信する。また、第１シャッター制御部１２は、第１シャッター１１を閉状態とするとき、第１シャッター１１に閉状態指示信号を送信する。
【００２４】
第１シャッター１１は、第１シャッター制御部１２からの開状態指示信号に基づいて開状態となる。あるいは、第１シャッター１１は、第１シャッター制御部１２からの閉状態指示信号に基づいて閉状態となる。第１シャッター１１が閉状態となると、レーザー装置１０からのレーザービームの１／２波長板３１への照射が遮断される。
【００２５】
１／２波長板３１は、レーザー装置１０からのレーザービームがＰＢＳ１３へ入射される角度を定めるために、所定の傾きで設けられる。なお、１／２波長板３１の所定の傾きは、ＰＢＳ１３において２つのレーザービームに分離される割合を所望の割合とすべく、定められる。  
ＰＢＳ１３は、１／２波長板３１からのレーザービームを２つのレーザービームに分離する。ＰＢＳ１３にて分離された一方のレーザービームは、第２シャッター１４に入射される。また、他方のレーザービーム（以下、『参照ビーム』と称する。）は、ガルボミラー１６に入射される。
【００２６】
ガルボミラー１６は、ＰＢＳ１３からの参照ビームをダイクロックミラー１８へ反射する。ガルボミラー制御部１７は、ＣＰＵ１からの指示信号に基づいて、ガルボミラー１６にて反射された参照ビームが、ダイクロックミラー１８やスキャナレンズ２０を介してホログラム媒体２２に入射される角度を調整すべく、ガルボミラー１６の傾き角を調整する。ホログラム記録時において、ガルボミラー制御部１７によるガルボミラー１６の傾き角調整は、ホログラム媒体２２に二次元画像パターンの情報をホログラムとして記録させるために行われる。
【００２７】
詳述すると、データビームと参照ビームがホログラム媒体２２内で干渉されることにより三次元の干渉縞（ホログラム）が形成される。つまり、このホログラム媒体２２にホログラムが形成されることで、ＳＬＭ９で設定された二次元画像パターンの情報が記録される。また、ガルボミラー制御部１７は、ガルボミラー１６の傾き角を調整、すなわち、参照ビームのホログラム媒体２２への入射角を調整することで、ホログラム多重記録を可能としている。
【００２８】
また、ホログラム再生時において、ガルボミラー制御部１７は、ホログラム媒体２２に形成されたホログラムに参照ビームを入射させるべく、ガルボミラー１６の傾き角を調整する。なお、ホログラム再生時のガルボミラー１６の傾き角調整は、ホログラム記録時の参照ビームと同一入射角で当該参照ビームをホログラムに入射させるべく実行される。
【００２９】
このように、ホログラム装置は、各多重数ごとの記録すべきデータを反映した可干渉性のデータビームと、可干渉性の記録用参照ビームとを、少なくともいずれか一方のホログラム媒体２２に対する入射角を変更しつつ、ホログラム媒体２２の同一領域へと照射させて複数のホログラムを形成すべくホログラム多重記録を行うとともに、記録用参照ビームの各入射角と同一入射角で可干渉性の再生用参照ビームを当該同一領域へと照射させて得られる回折光に基づき、多重記録された複数のホログラムの再生を行う。
【００３０】
サーボレーザー装置１９は、ホログラム媒体２２に設けられたピットを照射することによって、当該ピットが示すアドレス情報に基づいて、当該ホログラム媒体２２に形成されたホログラムの位置を検出すべく、サーボレーザービームをダイクロックミラー１８に出射する。サーボレーザー装置１９から出射されるサーボレーザービームは、ホログラム媒体２２に形成されたホログラムに影響ない所定波長のビームである。なお、本実施形態においては、レーザー装置１０から出射されるレーザービームに青色レーザービームを使用し、当該青色レーザービームよりも長い波長である赤色レーザービームをサーボレーザービームとして使用するものとする。
【００３１】
サーボレーザー装置１９からのサーボレーザービームの出射は、例えば、ホログラム装置が起動開始するとともにサーボレーザービームの出射を開始し、当該ホログラム装置が起動している間、サーボレーザービームを出射し続けるものである。しかし、サーボレーザー装置１９はサーボレーザービームを出射し続けるものとしているが、これに限定するものではない。例えば、ホログラム装置によるホログラム媒体２２へのデータの記録時には、当該ホログラム媒体２２は停止状態となる。そのため、サーボレーザービームのピットへの照射が必ずしも必要とされない期間では、サーボレーザー装置１９によるサーボレーザービームの照射を停止するようにしても良い。この結果、サーボレーザー装置１９のサーボレーザービームの出射に係る負荷を減じることができる。
【００３２】
ダイクロックミラー１８は、ガルボミラー１６にて反射された参照ビームを透過してスキャナレンズ２０へと入射させるものである。また、ダイクロックミラー１８は、サーボレーザー装置１９から出射されたサーボレーザービームを反射してスキャナレンズ２０へと入射させるものである。
【００３３】
スキャナレンズ２０は、ダイクロックミラー１８を介して入射されるガルボミラー制御部１７にて傾き角が調整されたガルボミラー１６からの参照ビームを、ホログラム媒体２２に確実に照射させるべく当該参照ビームを屈折させる。また、スキャナレンズ２０は、ダイクロックミラー１８にて反射させたサーボレーザー装置１９からのサーボレーザービームを、ホログラム媒体２２に入射させる。
【００３４】
第２シャッター制御部１５は、ＣＰＵ１からの指示信号に基づいて、第２シャッター１４を開状態又は閉状態とするための制御を行う。第２シャッター制御部１５は、第２シャッター１４を開状態とするとき、第２シャッター１４に開状態指示信号を送信する。また、第２シャッター制御部１５は、第２シャッター１４を閉状態とするとき、第２シャッター１４に閉状態指示信号を送信する。
【００３５】
第２シャッター１４は、第２シャッター制御部１５からの開状態指示信号に基づいて開状態となる。或いは、第２シャッター１４は、第２シャッター制御部１５からの閉状態指示信号に基づいて閉状態となる。第２シャッター１４が閉状態となると、ＰＢＳ１３にて分離された一方のレーザービームのＳＬＭ９への入射が遮断される。なお、第２シャッター１４は、ＳＬＭ９からフーリエ変換レンズ２１を介してホログラム媒体２２へ入射されるデータビームの光路上に設けてもよい。  
フーリエ変換レンズ２１は、ＳＬＭ９からのデータビームを集光しつつ、当該データビームに対してフーリエ変換処理を施した後にホログラム媒体２２に入射させるものである。
【００３６】
ホログラム媒体２２は、データをホログラムとして記憶可能な光感受性樹脂（例えば、フォトポリマー・銀塩乳剤・重クロム酸ゼラチン・フォトレジスト等）が用いられ、当該光感受性樹脂をガラス基板で封止して構成されている。ホログラム媒体２２には、フーリエ変換レンズ２１からの二次元画像パターンを示すフーリエ変換されたデータビームと、スキャナレンズ２０からの参照ビームとの干渉からホログラムが形成される。そして、ホログラム媒体２２は、ガルボミラー制御部１７によるガルボミラー１６の傾き角の調整が行われる。また、傾き角調整後のガルボミラー１６からの参照ビームとデータビームとの干渉によってホログラム多重記録が行われ、ブックが形成される。
【００３７】
また、ホログラム媒体２２を構成するガラス基板には、例えば予めウォブル（Wobble）が形成されており、当該ホログラム媒体２２に形成されるホログラムの位置を定めるためのアドレス情報が、ピットとして当該ウォブルに予め形成されている。そして、スキャナレンズ２０から入射されるサーボレーザー装置１９からのサーボレーザービームがアドレス情報を示すピットに照射される。アドレス情報を示すピットを照射した後のサーボレーザービームは、ディテクタ２３に入射される。
【００３８】
フーリエ変換レンズ２６は、ホログラム再生時において、ホログラム媒体２２に対して参照ビームが入射された際に、ホログラム媒体２２に記録されたホログラムによって回折されたビーム（以下、再生ビームという）が入射される。なお、ホログラム再生時の参照ビームの入射角は、その再生対象となるホログラム記録時の参照ビームの入射角と同一であることが要求される。そして、フーリエ変換レンズ２６は、逆フーリエ変換が施された再生ビームを、イメージセンサ２７へと出射する。
【００３９】
イメージセンサ２７は、本発明に係る『イメージセンサ』に該当する。イメージセンサ２７は、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサから構成されており、フーリエ変換レンズ２６より逆フーリエ変換された再生ビームが入射され、当該再生ビームからＳＬＭ９において設定された二次元画像パターンを再生させる。ここで、この再生された二次元画像パターンのことを、キャプチャ画像パターンと称する。イメージセンサ２７は、イメージセンサ制御部２８からの指示信号に基づいて、キャプチャ画像パターンの明暗（濃淡）レベルを電気信号の強弱レベルへと変換する。そして、キャプチャ画像パターンの明暗の光量に応じたアナログ量の変調画像データをフィルタ２９へと供給する。なお、本実施形態において、イメージセンサ制御部２８においてイメージセンサ２７に所定の光量以上の再生ビームが照射された旨が判別された場合、イメージセンサ制御部２８は、第１シャッター制御部１２に第１シャッター１１を閉状態とするための指示信号を送信することとする。
【００４０】
また、本実施形態においては、ＳＬＭ９とイメージセンサ２７は、同一画像サイズ（例えば、１２８０ピクセル×１２８０ピクセル）のパターンを形成可能とする。なお、本実施形態においては、ＳＬＭ９とイメージセンサ２７は、同一画像サイズのパターンを形成可能とするがこれに限るものではない。例えば、イメージセンサ２７の画像サイズをＳＬＭ９の画像サイズより大きく設定してもよい。イメージセンサ２７の画像サイズをＳＬＭ９の画像サイズより大きく設定することによって、フーリエ変換レンズ２６からの再生ビームが、イメージセンサ２７に確実に照射されることとなり、ＳＬＭ９において設定された二次元画像パターンの再現を確実に行うことが可能となる。また、イメージセンサ制御部２８によるイメージセンサ２７の所定位置への移動処理が、高精度で要求されることを軽減することが可能となる。
【００４１】
フィルタ２９は、デコーダ３０による２値化処理の分離性を高めるべく、イメージセンサ２７から供給されたアナログ量の変調画像データに対してフィルタ処理を行う。つまり、イメージセンサ２７にて取り込まれたキャプチャ画像パターンは、データビームや再生ビーム等が受けるノイズなどにより、ＳＬＭ９において設定された二次元画像パターンと比較して、明点と暗点の分離性が悪化する場合がある。この場合、アナログ量の変調画像データが、明点を示すレベルであるか、暗点を示すレベルであるかをデコーダ３０にて適切に判別できず、２値化処理が適切に行われないこととなる。そこで、フィルタ２９は、自身のフィルタ処理として、アナログ量の変調画像データのレベル補正を行う。
【００４２】
なお、本実施形態においては、フィルタ２９とデコーダ３０の間に２値化処理部（不図示）が設けられ、フィルタ２９においてフィルタ処理が施された変調画像データの２値化処理が行われることとする。そして、２値化されたデジタル量の変調画像データが、デコーダ３０へと供給されるものとする。  
デコーダ３０は、フィルタ２９からの変調画像データに対して誤り訂正等の復号化処理を行う。
【００４３】
ディテクタ２３は、サーボレーザー装置１９からのサーボレーザービームが、ホログラム媒体２２に形成されたアドレス情報を示すピットを照射した後の当該サーボレーザービームが入射される。ディテクタ２３は、例えば、４分割フォトダイオードから構成され、当該４分割フォトダイオードが検出するサーボレーザービームの光量情報をディスク制御部２４に送信する。また、ディテクタ２３は、アドレス情報を示すピットを照射したサーボレーザービームに基づいて、当該アドレス情報をＣＰＵ１に送信する。
【００４４】
ディスク制御部２４は、ディテクタ２３からのサーボレーザービームの光量情報に基づいて、ディスク駆動部２５をサーボ制御する。また、ディスク制御部２４は、再生又は記録時において、ＣＰＵ１からの指示信号に基づいて、ホログラム媒体２２の所望のアドレス情報を示すピットにサーボレーザービームを照射させるべく、ホログラム媒体２２を回転させるための指示信号をディスク駆動部２５に送信する。また、ディスク制御部２４は、前述したブックがホログラム媒体２２に形成されたとき、ホログラム媒体２２のその他の位置にホログラムを形成させるべく、当該ホログラム媒体２２を回転させるための指示信号をディスク駆動部２５に送信する。
【００４５】
メモリ２は、例えば、不揮発性メモリが採用され、ＣＰＵ１が前述した処理を行うためのプログラムデータが予め記憶される。また、メモリ２は、ホログラム媒体２２に形成されているピットから読み出されたアドレス情報が記憶される。
【００４６】
ＤＳＰ（Digital Signal Processor）３２は、本発明に係る『照射時間設定部』の一実施形態である。すなわち、ＤＳＰ３２は、ホログラム媒体２２に予め設定された一括再生可能なテスト領域（例えば、所定の１ページ全体もしくはその一部）に、記録用参照ビーム及びデータビームの照射時間を互いに異ならせて形成された複数のマークが記録された上で、当該テスト領域から一括再生された複数のマーク夫々の回折効率に基づき、任意の多重数で実際のホログラム記録を行う際に、当該任意の多重数に応じた照射時間を設定する。なお、本発明に係る『照射時間設定部』は、ＣＰＵ１の一つの機能として実施しても良いが、ＣＰＵ１の処理負荷を軽減すべく、本実施形態のように、ＤＳＰ３２などの専用Ｈ／Ｗを設ける方が好適である。
【００４７】
＜マーク画像＞
本発明に係るマーク画像とは、ＳＬＭ９で設定される全二次元画像パターン（例えば、縦１２８０ピクセル×横１２８０ピクセル）中に含まれる、ホログラム媒体２２に予め設定された一括再生可能なテスト領域に対応した画像のことである。また、マーク画像は明点を示す複数のマークで構成され、各マークは、夫々、多重数（重ね書き回数）を異ならせてある。この結果、各マークは、レーザービームの照射時間が互いに異なっている。  
図２は、本発明に係るマーク画像がＳＬＭ９に設定されるときの流れを示す図である。
【００４８】
まず、一回目のマーク＃１が、マーク画像中の所定位置に設定され、且つ、レーザービームの照射時間が１Ｔに設定され、且つ、当該テスト領域に応じた参照ビームの所定入射角が設定された上で、当該テスト領域にマーク＃１が記録される。なお、レーザービームの照射時間の設定は、ＤＳＰ３２の指令を受けたＣＰＵ１若しくはＤＳＰ３２自体が、第１シャッター制御部１２及び第２シャッター制御部１５を介して、第１シャッター１１及び第２シャッター１４の開閉時間の制御で行うことで実施できる。また、参照ビームの所定入射角の設定は、ＤＳＰ３２の指令を受けたＣＰＵ１若しくはＤＳＰ３２自体が、ガルボミラー制御部１７を介して、ガルボミラー１６の傾き角の制御を行うことで実施できる。なお、本実施形態以外に、参照ビームのみに限らず、参照ビームとデータビームの少なくともいずれか一方の入射角を制御するようにしてもよい。
【００４９】
つぎに、一回目のマーク＃１が一回目と同一の位置にそのまま設定された上で、二回目のマークとしてのマーク＃２が、同一のマーク画像中のマーク＃１とは異なる所定位置に設定される。そして、レーザービームの照射時間が一回目と同一の１Ｔに設定され、且つ、参照ビームを一回目と同一の所定入射角に設定した上で、当該テスト領域にマーク＃１ならびにマーク＃２が記録される。この結果、マーク＃１は、２多重数の記録となり、マーク＃２と比較して、レーザービームの照射時間は２倍の２Ｔとなる。また、マーク＃２は、１多重数の記録であり、レーザービームの照射時間は１Ｔである。
【００５０】
つぎに、二回目のマーク＃１及びマーク＃２が二回目と同一の位置にそのまま設定された上で、三回目のマーク＃３が、同一のマーク画像中のマーク＃１及びマーク＃２とは異なる所定位置に設定される。そして、レーザービームの照射時間が一回目ならびに二回目と同一の１Ｔに設定され、且つ、参照ビームを一回目と同一の所定入射角に設定した上で、当該テスト領域にマーク＃１、マーク＃２及びマーク＃３が記録される。この結果、マーク＃１は、３多重数の記録となり、マーク＃３と比較して、レーザービームの照射時間は３倍の３Ｔとなる。また、マーク＃２は、２多重数の記録となり、マーク＃３と比較して、レーザービームの照射時間は２倍の２Ｔとなる。さらに、マーク＃３は、１多重数の記録であり、レーザービームの照射時間は１Ｔである。
【００５１】
このように、ＤＳＰ３２は、複数のマークの一つを順に明点とするとともに先順の明点をそのまま明点とした、複数のマークの個数分の二次元画像パターンを、ＳＬＭ９に順次設定させる。この結果、最終的なマーク画像が、ホログラム媒体２２のテスト領域に記録される。なお、前述したマークの設定／記録の過程において、レーザービームの照射時間を同一の１Ｔに設定し続ける必要はない。また、前述したマークの設定／記録の過程において、各マークは、夫々重ならないように異なる位置に設定しさえすればよく、等間隔に設定してもよいし、ランダム位置に設定してもよい。ただし、制御の簡略化の観点から、各レーザービームの照射時間を夫々同一に設定するとともに、各マークを等間隔な位置に設定する方が好ましい。
【００５２】
図３は、本発明に係るマーク画像がイメージセンサ２７において一括再生されたときの様子を示す図である。
【００５３】
マーク画像を記録した際と同一の入射角で参照ビームをホログラム媒体２２に対して照射した際、ホログラム媒体２２から得られる再生ビームによって、ＳＬＭ９において設定された最終的なマーク画像を含む二次元画像パターンが、イメージセンサ２７において一括再生される。図３に示すように、マーク画像は、マーク＃１からマーク＃ｎまでの合計ｎ個のマークで構成される場合、マーク＃ｎ、マーク＃ｎ−１、・・・、マーク＃１の順に、レーザービームの照射時間は１Ｔずつ増加する。
【００５４】
このように、マーク画像を一括再生した際に、当該マーク画像を構成する各マークの回折効率は、マーク夫々のレーザービームの照射時間を反映する。そこで、ＤＳＰ３２は、イメージセンサ２７より一括再生されたテスト領域に対応する二次元画像パターン中の複数のマークの各光量に基づき、マーク夫々の回折効率を得る。なお、このとき、ＤＳＰ３２は、イメージセンサ２７の再生情報をそのまま用いてもよいし、フィルタ２９で処理された再生情報を用いてもよい。そして、ＤＳＰ３２は、この得られたマーク夫々の回折効率を、ＤＳＰ３２が任意の多重数に応じたレーザービームの照射時間を設定する際の評価基準として用いる。
【００５５】
＜照射時間の設定＞
図４は、一括再生されたマーク画像中の各マークの特性の一例を示す図である。  
図４において、例えば、マーク＃１２は、レーザービームの照射時間が１Ｔに設定されて記録されたマークを示し、マーク＃１は、レーザービームの照射時間が、マーク＃１２の１２倍の１２Ｔに設定されて記録されたマークを示す。
【００５６】
図４中に示す下限値は、ホログラム多重記録を実施する上で最低限必要な回折効率の下限値を示す。図４に示す例では、マーク＃１２の回折効率は、この下限値に到達していないため、マーク＃１２に対応するレーザービームの照射時間１Ｔは、ホログラム多重記録を実施する上で不適切であることが分かる。この場合、ＤＳＰ３２は、レーザービームの照射時間は、２Ｔより長く設定する必要がある。このように、ＤＳＰ３２は、複数のマークのうち所定の下限値以上の回折効率が得られたいずれか一つのマークに対応するレーザービームの照射時間を、任意の多重数に応じたレーザービームの照射時間として設定する。
【００５７】
図４中に示す上限値は、レーザービームの照射時間をこれ以上長くしても回折効率の変化が殆ど変化しない回折効率の上限値を示す。図４に示す例では、レーザービームの照射時間を、マーク＃５に対応したレーザービームの照射時間８Ｔよりも長くしたとしても、回折効率が飽和状態に陥ってしまう。すなわち、ホログラム多重記録の上で、レーザービームの照射時間を８Ｔよりも長くしても、新たなホログラムが作成できず無意味である。よって、ＤＳＰ３２は、回折効率の大きさに応じて配置される複数のマークのうち、回折効率の変化が線形的な範囲内にあるいずれか一つの前マークに対応した、レーザービームの照射時間を、任意の多重数に応じたレーザービームの照射時間として設定する。
【００５８】
このように、本発明によれば、テスト領域からの一回の再生で、ホログラム多重記録の際の、任意の多重数に応じたレーザービームの適切な照射時間を設定することが可能となる。この結果、レーザービームの照射時間の設定後に、実際のホログラム多重記録が速やかに実施される。また、本発明によれば、一回の再生で済むため、チルト補正等の再生条件の変化がなく、レーザービームの照射時間の設定精度が向上する。
【００５９】
＜特性式を用いた照射時間の設定＞
ホログラム媒体２２にホログラム多重記録を繰り返した場合、図１０に示したように、各多重数ごとのレーザービームが一定の照射時間の場合、多重数が増加するに従ってモノマーが消費されるので回折効率が低下する。よって、全多重数をとおして均一な特性を得るためには、図１１に示したように、多重数が増加するに従ってレーザービームの照射時間を長くする必要がある。なお、その照射時間は、一般的に、二次関数や指数関数等で表現される曲線的な特性を示す。つぎの式（１）は、その曲線的な特性が、指数関数で表現される場合を示すものである。  
Ｔ＝Ａ×ｅｘｐ（ｂ×ｎ）            ・・・（１）
但し、Ｔ：レーザービームの照射時間
Ａ、ｂ：係数
ｎ：多重数
【００６０】
以下に、式（１）の特性式を算定するまでのホログラム装置の処理の流れを、図５を適宜参照しつつ、図６のフローチャートをもとに説明する。  
まず、イメージセンサ２７においてマーク画像がキャプチャされる（Ｓ６００）。そして、ＤＳＰ３２は、マーク画像中の各マークの回折効率Ｍ（ｎ＃）を夫々求める（Ｓ６０１）。つぎに、ＤＳＰ３２は、マーク順が隣り合う２つのマーク間の回折効率の変化率Δが、第１変化率ΔＳ（図５参照）を初めて越えるマーク番号ｎｓ＊を検出する（Ｓ６０２〜Ｓ６０４）。すなわち、ＤＳＰ３２は、マーク番号ｎｓ＊以前のマークは、ホログラム多重記録において無意味なデータとみなす。
【００６１】
ＤＳＰ３２は、この検出されたマーク番号ｎｓ＊を用いて、ホログラム多重記録において最低限必要とするレーザービームの照射時間ＴＳを、つぎの式（２）で求める。また、ＤＳＰ３２は、このマーク番号ｎｓ＊を“０”基準に置き換え、式（１）において、“ｎ”に“０”を代入し、且つ、“Ｔ”に式（２）の“ＴＳ”を代入することで、“Ａ”をつぎの式（３）のように求める（Ｓ６０５）。  
ＴＳ  ＝  ｎｓ×ｔ（基準時間）      ・・・（２）
Ａ  ＝  ＴＳ                        ・・・（３）
【００６２】
つぎに、ＤＳＰ３２は、マーク番号ｎｓ＊以降のマークに対して、マーク順が隣り合う２つのマーク間の回折効率の変化率Δが、第２変化率ΔＥ（図５参照）よりも初めて低くなるマーク番号ｎｅ＊を検出する（Ｓ６０６〜Ｓ６０８）。すなわち、ＤＳＰ３２は、マーク番号ｎｓ＊〜マーク番号ｎｅ＊の範囲を線形領域とみなし、マーク番号ｎｅ＊以降のマークを飽和領域とみなす。
【００６３】
ＤＳＰ３２は、この検出されたマーク番号ｎｅ＊を用いて、そのマーク番号ｎｅ＊のマークに対応するレーザービームの照射時間ＴＥを、つぎの式（４）のように求める（Ｓ６０９）。また、ＤＳＰ３２は、式（１）において、“Ｔ”に式（４）の“ＴＥ”を代入し、“Ａ”に式（３）の“ＴＳ”を代入し、“ｎ”にホログラム多重記録すべきトータページ数“Ｎ”を代入することで、“ｂ”をつぎの式（５）のように求める（Ｓ６１０）。  
ＴＥ  ＝  ｎｅ＊×ｔ                ・・・（４）
ｂ  ＝  ｌｏｇ（ＴＥ÷（Ｎ×ＴＳ））・・・（５）
【００６４】
このように、ＤＳＰ３２は、式（１）における係数Ａ、ｂの値を算定することができ、式（１）の特定式の内容を確定することができる。すなわち、ＤＳＰ３２は、複数のマーク夫々の回折効率をもとに式（１）のような所定の特性式を算定し、この算定した特性式によって当該任意の多重数に応じたレーザービームの照射時間を設定する。この結果、特性式を一度算定しておけば、次回のホログラム多重記録の際に、同様のマークの記録/評価を実施する必要がなくなる。また、たとえ多重数が変更となっても、それに対応することができる。さらに、マークの再生情報を生で評価すればノイズ等の影響を受けて正確な記録状態を再現できない恐れがあるため、式（１）のような特性式を算定した上、この特性式を用いてレーザービームの照射時間を設定する方が、その設定精度が向上する。
【００６５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、前述した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施形態に係るホログラム装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るマーク画像がＳＬＭに設定されるときの流れを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るマーク画像がイメージセンサにおいて一括再生されたときの各マークの状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る一括再生されたマーク画像中の各マークの特性を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る特性式を算定する際の処理の流れを説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る特性式を算定する際の処理の流れを説明するフローチャートである。
【図７】ホログラム媒体中においてモノマーがポリマーへと変化するときの様子を模式的に示した図である。
【図８】ホログラム媒体の記録フォーマットを説明する図である。
【図９】ホログラム媒体のエネルギーに応じた回折効率の一般的な特性を示す図である。
【図１０】各多重数毎にレーザービームの照射時間を一定とした場合のホログラム媒体の多重数に応じた回折効率の一般的な特性を示す図である。
【図１１】各多重数毎に回折効率を一定とさせる場合のレーザービームの照射時間の設定方法を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１    ＣＰＵ                      ２    メモリ
３    インタフェース              ４    接続端子
５    記憶部                      ６    再生・記録判別部
７    エンコーダ                  ８    マッピング処理部
９    ＳＬＭ                      １０  レーザー装置
１１  第１シャッター              １２  第１シャッター制御部
１３  ＰＢＳ                      １４  第２シャッター
１５  第２シャッター制御部        １６  ガルボミラー
１７  ガルボミラー制御部          １８  ダイクロックミラー
１９  サーボレーザー装置          ２０  スキャナレンズ
２１、２６  フーリエ変換レンズ    ２２  ホログラム媒体
２３  ディテクタ                  ２４  ディスク制御部
２５  ディスク駆動部              ２７  イメージセンサ
２８  イメージセンサ制御部        ２９  フィルタ
３０  デコーダ                    ３１  １／２波長板
３２  ＤＳＰ
【図１】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図２】
2006349859.tif 000010
【図３】
2006349859.tif 000011
【図４】
2006349859.tif 000012
【図７】
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