(57)【要約】  【課題】  液晶の各画素について、ＨｉとＬｏの時間を同じにするホログラムシステムを提供する。  【解決手段】  ホログラム記録の際に、データの出現頻度に基づいて、液晶素子からなる空間変調器のＨｉ（レーザ光透過状態）とＬｏ（レーザ光遮断状態）の時間がほぼ等しくなるよう制御する。データ「１」を記録する場合、空間変調器は期間ａと期間ＥでＨｉにされ、期間ｂではＬｏにされる。レーザ光源は、期間ｂから期間Ｅにかけて発光し、そのうち、期間ｂに属する不安定な光は排除され、期間Ｅにおける光のみが記録メディアに照射される。一方、データ「０」の記録では、記録メディアに光が照射されない。空間変調器は、レーザ光源が発光していない期間ａでＨｉにされる。ここで、ＨｉとＬｏが同じ時間になるように、記録データにおけるデータ「１」の出現頻度をもとに、期間ａおよび期間ｂの時間が決定される。【選択図】  図６
2006106050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を射出するレーザ光射出手段と、
それぞれが１つのデータに関連付けられた複数の画素を含み、
前記画素がそれぞれ前記レーザ光を透過または反射する透過・反射状態または前記レーザ光を遮断する遮断状態のいずれかに設定され、
前記透過・反射状態の場合に、前記レーザ光が前記画素を透過し、または前記画素に反射してホログラム記録メディアに照射されるよう構成される空間変調手段と、
前記データを前記ホログラム記録メディアに記録するために、
特定の値のデータに関連付けられた第１画素群を、前記データの記録サイクルのうちの第１期間で前記透過・反射状態に設定し、前記特定の値以外のデータに関連付けられた第２画素群を、前記第１期間で前記遮断状態に設定するよう前記空間変調手段を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、
前記第１画素群および前記第２画素群をそれぞれ、前記記録サイクルのうち前記第１期間以外の第２期間で、必要に応じ一定期間、透過・反射状態に設定することによって、前記記録サイクルにおいて、各画素の透過・反射状態の時間と遮断状態の時間がほぼ等しくなるように前記空間変調手段を制御し、
さらに、前記第１期間で前記レーザ光が射出され、
前記第２期間で、前記第１画素群および前記第２画素群の少なくともいずれかが透過・反射状態の場合に、前記レーザ光が射出されないように前記レーザ光射出手段を制御することを特徴とするホログラムシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のホログラムシステムにおいて、
前記制御手段は、
前記レーザ光射出手段が、前記ホログラム記録メディアに照射するのに適さないレーザ光を射出するタイミングでは、前記第１画素群および前記第２画素群を、前記遮断状態に設定するように、前記空間変調手段を制御することを特徴とするホログラムシステム。
【請求項３】
請求項１に記載のホログラムシステムにおいて、
前記データの前記ホログラム記録メディアへの記録が、
コーリニア光学系の方式で行われることを特徴とするホログラムシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のホログラムシステムにおいて、
前記データの前記ホログラム記録メディアへの記録が、
２光束方式で行われることを特徴とするホログラムシステム。
【請求項５】
レーザ光を射出するレーザ光射出手段と、
それぞれが１つのデータに関連付けられた複数の画素を含み、
前記画素がそれぞれ前記レーザ光を透過または反射する透過・反射状態または前記レーザ光を遮断する遮断状態のいずれかに設定され、
前記透過・反射状態の場合に、前記レーザ光が前記画素を透過し、または前記画素に反射してホログラム記録メディアに照射されるよう構成される空間変調手段を有するホログラムシステムの記録制御方法であって、
特定の値のデータに関連付けられた第１画素群を、前記データの記録サイクルのうちの第１期間で前記透過・反射状態に設定するように前記空間変調手段を制御するステップと、
前記特定の値以外のデータに関連付けられた第２画素群を、前記第１期間で前記遮断状態に設定するように前記空間変調手段を制御するステップと、
前記第１画素群および前記第２画素群をそれぞれ、前記記録サイクルのうち前記第１期間以外の第２期間で、必要に応じ一定期間、透過・反射状態に設定することによって、前記記録サイクルにおいて、各画素の透過・反射状態の時間と遮断状態の時間がほぼ等しくなるように前記空間変調手段を制御するステップと、
前記第１期間で前記レーザ光が射出されるように前記レーザ光射出手段を制御するステップと、
前記第２期間で、前記第１画素群および前記第２画素群の少なくともいずれかが透過・反射状態の場合に、前記レーザ光が射出されないように前記レーザ光射出手段を制御するステップを含むことを特徴とする記録制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の記録制御方法において、
前記レーザ光射出手段が、前記ホログラム記録メディアに照射するのに適さないレーザ光を射出するタイミングでは、前記第１画素群および前記第２画素群を、前記遮断状態に設定するように、前記空間変調手段を制御するステップを含むことを特徴とする記録制御方法。
【請求項７】
請求項５に記載の記録制御方法において、
前記データの前記ホログラム記録メディアへの記録が、
コーリニア光学系の方式で行われることを特徴とする記録制御方法。
【請求項８】
請求項５に記載の記録制御方法において、
前記データの前記ホログラム記録メディアへの記録が、
２光束方式で行われることを特徴とする記録制御方法。
【請求項９】
レーザ光を射出するレーザ光射出手段と、
それぞれが１つのデータに関連付けられた複数の画素を含み、
前記画素がそれぞれ前記レーザ光を透過または反射する透過・反射状態または前記レーザ光を遮断する遮断状態のいずれかに設定され、
前記透過・反射状態の場合に、前記レーザ光が前記画素を透過し、または前記画素に反射してホログラム記録メディアに照射されるよう構成される空間変調手段と、
前記データを前記ホログラム記録メディアに記録するために、
特定の値のデータに関連付けられた第１画素群を、前記データの記録サイクルのうちの第１期間で前記透過・反射状態に設定し、前記特定の値以外のデータに関連付けられた第２画素群を、前記第１期間で前記遮断状態に設定するよう前記空間変調手段を制御する制御手段を有し、
前記記録サイクルは、前記第１期間、第２期間、および第３期間で構成され、
前記制御手段は、
前記第１画素群および前記第２画素群を、前記記録サイクルのうち、前記第２期間で透過・反射状態に設定し、前記第３期間で遮断状態に設定するように前記空間変調手段を制御し、
前記第２期間の長さと前記第３期間の長さを、前記特定の値のデータの出現確率に基づいた、前記第１期間の長さの期待値を用いて、各画素の透過・反射状態の時間と遮断状態の時間が、データ全体の記録を通して、ほぼ等しくなるように決定し、
さらに、前記第１期間で前記レーザ光が射出され、前記第２期間で前記レーザ光が射出されないように前記レーザ光射出手段を制御することを特徴とするホログラムシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のホログラムシステムにおいて、
前記制御手段は、
前記レーザ光射出手段が、前記ホログラム記録メディアに照射するのに適さないレーザ光を射出するタイミングでは、前記第１画素群および前記第２画素群を、前記遮断状態に設定するように、前記空間変調手段を制御することを特徴とするホログラムシステム。
【請求項１１】
請求項９に記載のホログラムシステムにおいて、
前記第２期間の長さと前記第３期間の長さは、
前記第２期間の長さ＋（前記特定の値のデータの出現確率×前記第１期間の長さ）＝前記第３期間の長さ＋（１−前記特定の値のデータの出現確率）×前記第１期間の長さ
を満たすように決定されることを特徴とするホログラムシステム。
【請求項１２】
請求項９に記載のホログラムシステムにおいて、
前記データの前記ホログラム記録メディアへの記録が、
コーリニア光学系の方式で行われることを特徴とするホログラムシステム。
【請求項１３】
請求項９に記載のホログラムシステムにおいて、
前記データの前記ホログラム記録メディアへの記録が、
２光束方式で行われることを特徴とするホログラムシステム。
【請求項１４】
レーザ光を射出するレーザ光射出手段と、
それぞれが１つのデータに関連付けられた複数の画素を含み、
前記画素がそれぞれ前記レーザ光を透過または反射する透過・反射状態または前記レーザ光を遮断する遮断状態のいずれかに設定され、
前記透過・反射状態の場合に、前記レーザ光が前記画素を透過し、または前記画素に反射してホログラム記録メディアに照射されるよう構成される空間変調手段を有するホログラムシステムの記録制御方法であって、
特定の値のデータに関連付けられた第１画素群を、第１期間、第２期間、および第３期間からなる、前記データの記録サイクルのうち前記第１期間で前記透過・反射状態に設定するように前記空間変調手段を制御するステップと、
前記特定の値以外のデータに関連付けられた第２画素群を、前記第１期間で前記遮断状態に設定するように前記空間変調手段を制御するステップと、
前記第１画素群および前記第２画素群を、前記記録サイクルのうち、前記第２期間で透過・反射状態に設定し、前記第３期間で遮断状態に設定するように前記空間変調手段を制御し、さらに、前記第２期間の長さと前記第３期間の長さを、前記特定の値のデータの出現確率に基づいた、前記第１期間の長さの期待値を用いて、各画素の透過・反射状態の時間と遮断状態の時間が、データ全体の記録を通して、ほぼ等しくなるように決定するステップと、
前記第１期間で前記レーザ光が射出され、前記第２期間で前記レーザ光が射出されないように前記レーザ光射出手段を制御するステップを含むことを特徴とする記録制御方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の記録制御方法において、
前記レーザ光射出手段が、前記ホログラム記録メディアに照射するのに適さないレーザ光を射出するタイミングでは、前記第１画素群および前記第２画素群を、前記遮断状態に設定するように、前記空間変調手段を制御するステップを含むことを特徴とする記録制御方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の記録制御方法において、
前記第２期間の長さと前記第３期間の長さは、
前記第２期間の長さ＋（前記特定の値のデータの出現確率×前記第１期間の長さ）＝前記第３期間の長さ＋（１−前記特定の値のデータの出現確率）×前記第１期間の長さ
を満たすように決定されることを特徴とする記録制御方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の記録制御方法において、
前記データの前記ホログラム記録メディアへの記録が、
コーリニア光学系の方式で行われることを特徴とする記録制御方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載の記録制御方法において、
前記データの前記ホログラム記録メディアへの記録が、
２光束方式で行われることを特徴とする記録制御方法。
【請求項１９】
レーザ光を射出するレーザ光射出手段と、
複数の画素を有し、前記画素がそれぞれ前記レーザ光を透過または反射する透過・反射状態または前記レーザ光を遮断する遮断状態のいずれかに設定される空間変調手段と、
ホログラム記録メディアに記録されたデータを再生するために、
前記画素のうち第１画素群を前記透過・反射状態に設定し、前記第１画素群以外の第２画素群を前記遮断状態に設定した第１パターンの前記空間変調手段を通してレーザ光を前記ホログラム記録メディアに照射するよう前記空間変調手段を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、
前記第１パターンを、再生サイクルのうち前記第１期間で用い、
前記第１パターンに対し前記透過・反射状態および前記遮断状態が逆転した第２パターンを、前記再生サイクルのうち前記第１期間以外で、前記第１期間と同じ長さの第２期間で用いるように前記空間変調手段を制御し、
さらに、前記第１期間で前記レーザ光が射出されるように前記レーザ光射出手段を制御することを特徴とするホログラムシステム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のホログラムシステムにおいて、
前記再生光を前記ホログラム記録メディアに照射した際に得られる光を受光する受光手段を有し、
前記受光手段は、前記ホログラム記録メディアに記録されたデータの再生に関して、前記第１期間において前記ホログラム記録メディアから得られた光のみを有効とするよう制御されることを特徴とするホログラムシステム。
【請求項２１】
請求項１９に記載のホログラムシステムにおいて、
前記データの前記ホログラム記録メディアへの記録が、
コーリニア光学系の方式で行われることを特徴とするホログラムシステム。
【請求項２２】
レーザ光を射出するレーザ光射出手段と、
複数の画素を有し、前記画素がそれぞれ前記レーザ光を透過または反射する透過・反射状態または前記レーザ光を遮断する遮断状態のいずれかに設定される空間変調手段を有するホログラムシステムの再生制御方法であって、
前記画素のうち第１画素群を前記透過・反射状態に設定し、前記第１画素群以外の第２画素群を前記遮断状態に設定した第１パターンの前記空間変調手段を通してレーザ光を前記ホログラム記録メディアに照射するように前記空間変調手段を制御するステップと、
前記第１パターンを、再生サイクルのうち前記第１期間で用いるように前記空間変調手段を制御するステップと、
前記第１パターンに対し前記透過・反射状態および前記遮断状態が逆転した第２パターンを、前記再生サイクルのうち前記第１期間以外で、前記第１期間と同じ長さの第２期間で用いるように前記空間変調手段を制御するステップと、
前記第１期間で前記レーザ光が射出されるように前記レーザ光射出手段を制御するステップを含むことを特徴とする再生制御方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の再生制御方法において、
前記ホログラムシステムが、前記再生光を前記ホログラム記録メディアに照射した際に得られる光を受光する受光手段を有し、
前記受光手段は、前記ホログラム記録メディアに記録されたデータの再生に関して、前記第１期間において前記ホログラム記録メディアから得られた光のみを有効とするよう制御されることを特徴とする再生制御方法。
【請求項２４】
請求項２２に記載の再生制御方法において、
前記データの前記ホログラム記録メディアへの記録が、
コーリニア光学系の方式で行われることを特徴とする再生制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ホログラムシステムにおける空間変調器およびレーザ光源の制御方法に関し、より詳しくは、空間変調器の各画素の状態を所定の条件で切り替える方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フォトリフラクティブ材料は、当該分野における技術の発展に伴い、光学素子、３次元像ディスプレイ、印刷、光メモリデバイス等に広く利用されるようになってきている。また、ホログラム記録は、高解像力・高回折効率である性能を持ちながらも安価であるために広く用いられている。
【０００３】
ホログラム記録の方法の一つとして、光源の入射角を変えることでホログラム記録メディア内に形成される干渉縞のピッチや方向を変化させ、同一位置で複数のホログラムを形成する多重記録がある。また、多重ホログラフィーの記録材料としては、フォトポリマーホログラム記録材料が主流となってきている。
【０００４】
一方、フォトポリマーホログラム記録材料を使用してホログラムの多重記録をする場合、再生時にすべてのホログラムが同等の回折効率を得られるように記録するには、スケジュール記録（スケジューリング）と呼ばれる方法でホログラム記録を行わなければならない。スケジュール記録とは、多重記録をする場合、記録回数が多くなるにしたがって、徐々にレーザ・パワーを変化させる（たとえば、徐々に大きくする）等して、回折効率の安定化を図る記録方法である。
【０００５】
多重記録を行うホログラム記録装置として、たとえば、一定出力・一定周期のパルス上のレーザ光を射出する半導体レーザ光源を用いた装置が開示されている（特許文献１参照）。この装置によれば、ホログラム記録メディアに照射されるレーザ光の出力のオン・オフがレーザ光源によって行われるので、メカニカルシャッター等の遮光シャッターを用いる必要がなく、そのことによって、装置内の振動が抑制され、高精度の記録を行うことができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２３６４４１号公報
【０００７】
ホログラムシステムでは、レーザ光源から射出されたレーザ光のビーム径がビームエキスパンダによって拡大され、こうして拡大されたレーザ光が、液晶素子等で構成される空間変調器によって変調されることにより信号光が生成される。さらに、生成された信号光は、参照光がホログラム記録メディア上に照射される場所と同じ場所に照射され、これにより、ホログラム記録メディアにホログラムパターンが記録される。
【０００８】
代表的なホログラムシステムには、信号光と参照光を分離し、別の経路でホログラム記録メディアに提供する２光束方式のものと、信号光と参照光を同じ経路でホログラム記録メディアに提供するコーリニア光学系の方式のものとがあるが、これらの方式のいずれもが、上述した方法により、ホログラム記録メディアにホログラムパターンを記録する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このようなホログラムシステムでよく使われる空間変調器は、応答速度の速い、強誘電体の反射型（または透過型）液晶素子である。しかしながら、このタイプの液晶素子は、各々の画素において、Ｈｉの状態（レーザ光を透過する状態）の時間とＬｏの状態（レーザ光を遮断する状態）の時間を同じにしないと画素の焼きつきを起こしてしまうという問題点がある。
【００１０】
液晶素子の各画素は、本来記録すべきデータに対応付ける表示となるべきものであるため、このような、画素の状態に関する制限（Ｈｉの状態となる時間とＬｏの状態となる時間に関する制限）は、効率的かつ簡単なホログラム記録を実現させるための障壁となる。
【００１１】
したがって、この発明の目的は、液晶素子の各画素について、Ｈｉとなる時間とＬｏとなる時間をほぼ同等にするホログラムシステムホログラム記録制御方法、およびホログラム再生制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の第１の実施態様は、レーザ光を射出するレーザ光射出手段と、それぞれが１つのデータに関連付けられた複数の画素を含み、画素がそれぞれレーザ光を透過または反射する透過・反射状態またはレーザ光を遮断する遮断状態のいずれかに設定され、透過・反射状態の場合に、レーザ光が画素を透過し、または画素に反射してホログラム記録メディアに照射されるよう構成される空間変調手段と、データをホログラム記録メディアに記録するために、特定の値のデータに関連付けられた第１画素群を、データの記録サイクルのうちの第１期間で透過・反射状態に設定し、特定の値以外のデータに関連付けられた第２画素群を、第１期間で遮断状態に設定するよう空間変調手段を制御する制御手段を有し、制御手段は、第１画素群および第２画素群をそれぞれ、記録サイクルのうち第１期間以外の第２期間で、必要に応じ一定期間、透過・反射状態に設定することによって、記録サイクルにおいて、各画素の透過・反射状態の時間と遮断状態の時間がほぼ等しくなるように空間変調手段を制御し、さらに、第１期間でレーザ光が射出され、第２期間で、第１画素群および第２画素群の少なくともいずれかが透過・反射状態の場合に、レーザ光が射出されないようにレーザ光射出手段を制御するように構成されたホログラムシステムである。
【００１３】
ここで、画素がレーザ光を透過するのは、透過型の空間変調手段（空間変調器）を用いた場合であり、このときは透過状態となる。一方、画素がレーザ光を反射するのは、反射型の空間変調手段（空間変調器）を用いた場合であり、このときは反射状態となる。
【００１４】
この発明の第２の実施態様は、レーザ光を射出するレーザ光射出手段と、それぞれが１つのデータに関連付けられた複数の画素を含み、画素がそれぞれレーザ光を透過または反射する透過・反射状態またはレーザ光を遮断する遮断状態のいずれかに設定され、透過・反射状態の場合に、レーザ光が画素を透過し、または画素に反射してホログラム記録メディアに照射されるよう構成される空間変調手段を有するホログラムシステムの記録制御方法であって、特定の値のデータに関連付けられた第１画素群を、データの記録サイクルのうちの第１期間で透過・反射状態に設定するように空間変調手段を制御するステップと、特定の値以外のデータに関連付けられた第２画素群を、第１期間で遮断状態に設定するように空間変調手段を制御するステップと、第１画素群および第２画素群をそれぞれ、記録サイクルのうち第１期間以外の第２期間で、必要に応じ一定期間、透過・反射状態に設定することによって、記録サイクルにおいて、各画素の透過・反射状態の時間と遮断状態の時間がほぼ等しくなるように空間変調手段を制御するステップと、第１期間でレーザ光が射出されるようにレーザ光射出手段を制御するステップと、第２期間で、第１画素群および第２画素群の少なくともいずれかが透過・反射状態の場合に、レーザ光が射出されないようにレーザ光射出手段を制御するステップを含むように構成される記録制御方法である。
【００１５】
この発明の第３の実施態様は、レーザ光を射出するレーザ光射出手段と、それぞれが１つのデータに関連付けられた複数の画素を含み、画素がそれぞれレーザ光を透過または反射する透過・反射状態またはレーザ光を遮断する遮断状態のいずれかに設定され、透過・反射状態の場合に、レーザ光が画素を透過し、または画素に反射してホログラム記録メディアに照射されるよう構成される空間変調手段と、データをホログラム記録メディアに記録するために、特定の値のデータに関連付けられた第１画素群を、データの記録サイクルのうちの第１期間で透過・反射状態に設定し、特定の値以外のデータに関連付けられた第２画素群を、第１期間で遮断状態に設定するよう空間変調手段を制御する制御手段を有し、記録サイクルは、第１期間、第２期間、および第３期間で構成され、制御手段は、第１画素群および第２画素群を、記録サイクルのうち、第２期間で透過・反射状態に設定し、第３期間で遮断状態に設定するように空間変調手段を制御し、第２期間の長さと第３期間の長さを、特定の値のデータの出現確率に基づいた、第１期間の長さの期待値を用いて、各画素の透過・反射状態の時間と遮断状態の時間が、データ全体の記録を通して、ほぼ等しくなるように決定し、さらに、第１期間でレーザ光が射出され、第２期間でレーザ光が射出されないようにレーザ光射出手段を制御するように構成されるホログラムシステムである。
【００１６】
この発明の第４の実施態様は、レーザ光を射出するレーザ光射出手段と、それぞれが１つのデータに関連付けられた複数の画素を含み、画素がそれぞれレーザ光を透過または反射する透過・反射状態またはレーザ光を遮断する遮断状態のいずれかに設定され、透過・反射状態の場合に、レーザ光が画素を透過し、または画素に反射してホログラム記録メディアに照射されるよう構成される空間変調手段を有するホログラムシステムの記録制御方法であって、特定の値のデータに関連付けられた第１画素群を、第１期間、第２期間、および第３期間からなる、データの記録サイクルのうち第１期間で透過・反射状態に設定するように空間変調手段を制御するステップと、特定の値以外のデータに関連付けられた第２画素群を、第１期間で遮断状態に設定するように空間変調手段を制御するステップと、第１画素群および第２画素群を、記録サイクルのうち、第２期間で透過・反射状態に設定し、第３期間で遮断状態に設定するように空間変調手段を制御し、さらに、第２期間の長さと第３期間の長さを、特定の値のデータの出現確率に基づいた、第１期間の長さの期待値を用いて、各画素の透過・反射状態の時間と遮断状態の時間が、データ全体の記録を通して、ほぼ等しくなるように決定するステップと、第１期間でレーザ光が射出され、第２期間でレーザ光が射出されないようにレーザ光射出手段を制御するステップを含むように構成される記録制御方法である。
【００１７】
この発明の第５の実施態様は、レーザ光を射出するレーザ光射出手段と、複数の画素を有し、画素がそれぞれレーザ光を透過または反射する透過・反射状態またはレーザ光を遮断する遮断状態のいずれかに設定される空間変調手段と、ホログラム記録メディアに記録されたデータを再生するために、画素のうち第１画素群を透過・反射状態に設定し、第１画素群以外の第２画素群を遮断状態に設定した第１パターンの空間変調手段を通してレーザ光をホログラム記録メディアに照射するよう空間変調手段を制御する制御手段を有し、制御手段は、第１パターンを、再生サイクルのうち第１期間で用い、第１パターンに対し透過・反射状態および遮断状態が逆転した第２パターンを、再生サイクルのうち第１期間以外で、第１期間と同じ長さの第２期間で用いるように空間変調手段を制御し、さらに、第１期間でレーザ光が射出されるようにレーザ光射出手段を制御するように構成されるホログラムシステムである。
【００１８】
この発明の第６の実施態様は、レーザ光を射出するレーザ光射出手段と、複数の画素を有し、画素がそれぞれレーザ光を透過または反射する透過・反射状態またはレーザ光を遮断する遮断状態のいずれかに設定される空間変調手段を有するホログラムシステムの再生制御方法であって、画素のうち第１画素群を透過・反射状態に設定し、第１画素群以外の第２画素群を遮断状態に設定した第１パターンの空間変調手段を通してレーザ光をホログラム記録メディアに照射するように空間変調手段を制御するステップと、第１パターンを、再生サイクルのうち第１期間で用いるように空間変調手段を制御するステップと、第１パターンに対し透過・反射状態および遮断状態が逆転した第２パターンを、再生サイクルのうち第１期間以外で、第１期間と同じ長さの第２期間で用いるように空間変調手段を制御するステップと、第１期間でレーザ光が射出されるようにレーザ光射出手段を制御するステップを含むように構成される再生制御方法である。
【発明の効果】
【００１９】
この発明に係るホログラムシステム、ホログラム記録制御方法、およびホログラム再生制御方法によって、液晶素子の各画素について、Ｈｉとなる時間とＬｏとなる時間をほぼ同等にでき、空間変調器の使用条件を満たした適正な使用を実現させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
最初に、２光束方式のホログラムシステムの構成について、図１を参照して説明する。図１に示すホログラムシステム１０は、レーザ光源１１、ビームエキスパンダ１２、ビームスプリッタ１３、ミラー１４、レンズ１５、空間変調器１６、ミラー１７、レンズ１８、およびコントローラ１９から構成される。
【００２１】
レーザ光源１１としては、シングルモードの光源であるガスレーザやＳＨＧレーザが用いられることが多い。しかしながら、マルチモード発振である、レーザ・ダイオード（ＬＤ）のような半導体レーザでも、これを外部共振器と組み合わせて外部共振器型半導体レーザとすることによってシングルモード化することができ、ホログラム記録再生用の光源として使用することが可能である。
【００２２】
ホログラムの記録においては、所定の最適な時間だけ、所定のパワーのレーザ光をホログラム記録メディアに照射する必要があるが、上述の外部共振器型半導体レーザをレーザ光源１１とする場合、そのような照射は、外部共振器型半導体レーザ内の半導体レーザに提供する電流（電圧）を制御することによって可能となる。そのような制御ができないレーザ光源１１（たとえば、グリーンレーザ（ＹＡＧの２次高調波））を用いるような場合は、レーザ光源１１の隣にシャッターを設け、そのシャッターによってレーザ光を照射するタイミングを制御するように構成することができる。もちろん、外部共振器型半導体レーザに、こうしたシャッターを設けることもできる。
【００２３】
レーザ光源１１から射出されたレーザ光２５は、ビームエキスパンダ１２に向けて射出され、そこでビーム径の拡大されたレーザ光２６となる。レーザ光２６は次に、ビームスプリッタ１３に入射され、２つのレーザ光（２７、２８）に分けられる。
【００２４】
直進したレーザ光２７は、ミラー１４で反射され、さらにレンズ１５で集光され、参照光としてホログラム記録メディア２０に照射される。ビームスプリッタ１３により反射された他方のレーザ光２８は、液晶素子等で構成される空間変調器１６で変調された信号光２９となる。ここで、空間変調器としては、液晶素子以外のものも考えられる。ホログラム記録に関連するものではないが、空間変調器の一種であるプラズマディスプレイでは、直流駆動方式の代わりにプラスとマイナスの時間が同じである交流駆動方式が採用されるようになった。これは、一方向のみに電流を流すと、一方の電極側の劣化が早いからである。
【００２５】
信号光２９は、ミラー１７で反射され、レンズ１８で集光され、ホログラム記録メディア２０上に照射される。このとき、信号光２９は、レーザ光２７（参照光）がホログラム記録メディア２０上に照射される場所と同じ場所に照射され、これにより、ホログラム記録メディア２０にホログラムパターンが記録される。ホログラム記録メディア２０は、たとえば、ディスク形状のものやカード型のもの等、様々な形態のものがある。
【００２６】
空間変調器１６としては、一般に、複数画素を有する液晶素子が用いられるが、入射されるそれぞれのレーザ光２８に対して異なる透過・遮断パターンの画素を用意することによって、ホログラム記録メディア２０に記録する様々なホログラムパターンを生成する。コントローラ１９は、液晶素子の各画素について透過または遮断を指定し、それによって、各画素に１ビットのデータが対応付けられる。また、コントローラ１９は、レーザ光源１１がレーザ光を射出するタイミングの制御も行う。
【００２７】
透過状態とされた画素では入射光がそのまま透過して、ホログラム記録メディア２０上の対応する位置が露光し、これがたとえば、データ「１」を表すことになる。逆に、遮断状態とされた画素では、入射光が遮断され、ホログラム記録メディア２０上の対応する位置が露光せず、これがたとえば、データ「０」を表すことになる。本明細書では、上述の液晶素子における透過状態を「Ｈｉ」と称し、遮断状態を「Ｌｏ」と称することにする。
【００２８】
次に、コーリニア光学系の方式によるホログラムシステムの構成について、図２を参照して説明する。図２に示すホログラムシステム４０は、レーザ光源４１、ビームエキスパンダ４２、空間変調器４３、ビームスプリッタ４４、ファラデー素子４５、レンズ４６、コントローラ４７、およびＣＣＤ（Charge Coupled Device）４８から構成される。
【００２９】
レーザ光源４１の種類や照射タイミングの制御については、図１のレーザ光源１１と同様である。レーザ光源４１から射出されたレーザ光５５は、ビームエキスパンダ４２に向けて射出され、そこでビーム径の拡大されたレーザ光５６となる。レーザ光５６は次に、液晶素子等で構成される空間変調器４３を通過し、変調された光５７となる。ここでは、空間変調器４３を透過型の空間変調器（液晶素子）として示しているが、反射型の空間変調器（液晶素子）を用いて同様のシステムを構成することもできる。液晶素子の透過・遮断パターンによってデータ「１」、「０」がホログラム記録メディア５０に記録され、これらの透過・遮断パターンは、コントローラ４７によって制御される。また、コントローラ４７は、レーザ光源４１がレーザ光を射出するタイミングの制御も行う。
【００３０】
その後、光５７はビームスプリッタ４４を通過し（光５８）、ファラデー素子４５に入射される。ここで、直線偏光の光５８は、４５度回転された直線偏光の光５９となり、レンズ４６を介してホログラム記録メディア５０に照射される。
【００３１】
ホログラムシステム４０は、図１のホログラムシステム１０と比較すると、信号光と参照光が１つの経路でホログラム記録メディア５０に提供される。したがって、光５９には、信号光と参照光とが含まれる。参照光によってホログラム記録メディア５０から読み出された光６０は、レンズ４６を介してファラデー素子４５に入射され、そこでさらに４５度回転され、光６１となる。このように回転された光６１は、ビームスプリッタ４４を通過してファラデー素子４５に入射された光５８からは９０度回転されたものとなっている。
【００３２】
その後、光６１は、ビームスプリッタ４４で反射し（光６２）、ＣＣＤ４８に入射される。ＣＣＤ４８は、受光した光６２を電気信号に変換し、最終的には、ホログラム記録メディア５０に記録されたデータが読み取られる。
【００３３】
次に、図２のホログラムシステム４０の空間変調器４３として用いられる液晶素子の透過・遮断パターンの一例について、図３を参照して説明する。
【００３４】
図３に示された液晶素子８０は、２０×１８の画素から構成される。ここでは、説明を簡単にするために２０×１８といった小さな液晶素子を例に挙げているが、実際に用いられる液晶素子の画素数は通常、これよりも大きい。
【００３５】
中央の複数の画素群８１が信号光に透過・遮断部分に対応し、画素群８１の周辺のドーナツ型の画素群８２が参照光の透過・遮断部分に対応する。画素群８１と画素群８２を分離する部分（画素群８３）と、画素群８２の外側の部分（画素群８４）は、光を透過さない遮断状態となっている。また、信号光を透過・遮断する画素群８１は、対応するデータが「１」か「０」かに基づいて、透過状態（Ｈｉ）または遮断状態（Ｌｏ）となる。
【００３６】
次に、図４のタイミングチャートを参照して、この発明の第１の実施形態における空間変調器駆動制御方法について説明する。上述のように、この発明では、液晶素子の焼きつきを防止するために、各画素について、透過状態（Ｈｉ）の時間と遮断状態（Ｌｏ）の時間とをほぼ同じになるように、空間変調器の駆動を制御する。
【００３７】
この第１の実施形態では、一連のデータを記録する期間（ここでは「記録サイクル」と称する）内でＨｉとＬｏの時間を同等にするよう制御する。図４には、レーザ光源の発光パターン、データ「１」を記録する場合の空間変調器のＨｉ・Ｌｏパターンと記録メディアに提供される信号光、およびデータ「０」を記録する場合の空間変調器のＨｉ・Ｌｏパターンと記録メディアに提供される信号光が、上から順に、それぞれパルスで示されている。横軸は時間である。
【００３８】
レーザ光源の発光パターンでは、レーザの発光がされている状態がパルスの高レベルに対応し、発光が行われていない状態が低レベルに対応する。空間変調器のＨｉ・Ｌｏパターンでは、Ｈｉの状態がパルスの高レベルに対応し、Ｌｏの状態が低レベルに対応する。また、記録メディアに提供される信号光では、信号光がホログラム記録メディアに照射されている状態をパルスの高レベルに対応付け、信号光が提供されていない状態を低レベルに対応付けている。したがって、図４のパルスパターンにおいて、レーザ光源の発光パターンが高レベルで、かつ、空間変調器のＨｉ・Ｌｏパターンが高レベルの場合に、記録メディアに提供される信号光が高レベルとなり、ホログラム記録メディアに信号光が提供されて、データ「１」がホログラム記録メディアに記録される。
【００３９】
また、実際には、複数のデータが、液晶素子の異なる画素を用いて、同じ記録サイクルで記録される。図４は、それらのデータのうち、代表的な２つのデータについて示すものである（すなわち、ある部分について、データ「１」が記録され（ホログラム記録メディアに信号光が照射される）、異なる別の部分について、データ「０」が記録される（ホログラム記録メディアに信号光が照射されない））。また、このような記録は、時間の経過に伴い、連続する記録サイクルで順次行われる。
【００４０】
また、外部共振器型半導体レーザのようなレーザでは、発光直後の波長が不安定な場合があり、そのような状態の領域を、領域１０１として図４に示した。たとえば、あるタイプの外部共振器型半導体レーザでは、１００Ｈｚで射出光のオン・オフを繰り返した場合（オンが５ｍｓ、オフが５ｍｓ）、発光直後の約１ｍｓの間、波長が不安定になる。この例では、こうした不安定な時期のレーザ光がホログラム記録に用いられないようにするため、このタイミングの空間変調器を遮断状態にしている。
【００４１】
最初に、データ「１」を記録する場合について説明する。記録サイクルは、期間Ａないし期間Ｅからなる。ここで期間Ｅは、レーザ光源から好適なレーザ光が提供され、ホログラム記録がされる期間であり、この期間、液晶素子はＨｉとなる。期間Ｄは、前述した発光直後の不安定なレーザ光を避けるために設けられた期間であり、期間Ｃは、より確実に不安定なレーザ光を避けるための、期間Ｄの余裕期間である。期間Ｃと期間Ｄにおいては、液晶素子はＬｏとなる。また、ここでは、期間Ａにおいて液晶素子をＬｏとし、期間Ｂにおいて液晶素子をＨｉとするものと仮定する。
【００４２】
そうすると、この場合、液晶素子のＨｉの時間（期間Ｂの時間＋期間Ｅの時間）とＬｏの時間（期間Ａの時間＋期間Ｃの時間＋期間Ｄの時間）を同じにするには、以下の式１が成り立つように、各期間の時間を定めればよい。
Ａ＋Ｃ＋Ｄ＝Ｂ＋Ｅ          ・・・（式１）
ただし、ＡないしＥは、それぞれ期間Ａないし期間Ｅの時間を表す。
【００４３】
ここで、たとえば、Ｃ、Ｄ、Ｅが既に決まっているときは、ＡとＢを調整することによって式１を満たすようにすることができる（ただし、Ｅについては、多重記録を行うために変化する可能性がある）。たとえば、図４では、ＡないしＥの比率が、「４０：１５：３：７：３５」で示されている。このように各期間の長さを構成すると、４０＋３＋７＝１５＋３５となり、式１を満たすことがわかる。液晶素子がＨｉとなる期間、すなわち期間Ｂと期間Ｅは、符号１０２と符号１０３によって表されており、これらの期間の合計が、上記記録サイクルの期間のちょうど半分となる。
【００４４】
次に、データ「０」を記録する場合について説明する。記録サイクルは、データ「１」を記録する場合で説明した記録サイクルと同じ時間であり、同様に、期間Ａないし期間Ｅからなる。ここで期間Ｅは、レーザ光源から好適なレーザ光が提供され、ホログラム記録がされる期間であり、この期間、液晶素子はＬｏとなる。期間Ｄは、前述した発光直後の不安定なレーザ光を避けるために設けられた期間であり、期間Ｃは、より確実に不安定なレーザ光を避けるための、期間Ｄの余裕期間である。期間Ｃと期間Ｄにおいては、液晶素子はＬｏとなる。また、ここでは、期間Ａにおいて液晶素子がＬｏとなり、期間Ｂにおいて液晶素子がＨｉとなるとする。
【００４５】
そうすると、この場合、液晶素子のＨｉの時間（期間Ｂの時間）とＬｏの時間（期間Ａの時間＋期間Ｃの時間＋期間Ｄの時間＋期間Ｅの時間）を同じにするには、以下の式２が成り立つように、各期間の時間を定めればよい。
Ａ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＝Ｂ          ・・・（式２）
ただし、ＡないしＥは、それぞれ期間Ａないし期間Ｅの時間を表す。
【００４６】
ここで、たとえば、Ｃ、Ｄ、Ｅが既に決まっているときは、ＡとＢを調整することによって式２を満たすようにすることができる。たとえば、図４は、ＡないしＥの比率が、「５：５０：３：７：３５」で示されている。このように各期間の長さを構成すると、５＋３＋７＋３５＝５０となり、式２を満たすことがわかる。液晶素子がＨｉとなる期間、すなわち期間Ｂは、符号１０４によって表されており、この期間は、記録サイクルの期間のちょうど半分となる。また、データ「１」を記録する場合のＡおよびＢは、データ「０」を記録する場合のＡおよびＢと異なることに注意すべきである。
【００４７】
このように、どのデータをホログラム記録するかによって（すなわち、期間Ｅにおいて、液晶素子をＨｉにするかＬｏにするかによって）、期間Ａと期間Ｂの時間を決定することにより、それぞれの記録サイクル、およびそれぞれの（液晶素子の）画素において、Ｈｉとなる時間とＬｏとなる時間を１対１に保つことができる。
【００４８】
また、Ｃをゼロとすることもでき、その場合、式１は式３のように、式２は式４のようになり、これらが、それぞれの場合に対する新たな条件となる。
Ａ＋Ｄ＝Ｂ＋Ｅ      ・・・（式３）
Ａ＋Ｄ＋Ｅ＝Ｂ      ・・・（式４）
【００４９】
さらに、ＡまたはＢのいずれかをゼロとすることもでき、その場合、式３は式５のように、式４は式６のようになる。
Ａ＋Ｄ＝Ｅ      ・・・（式５）
Ｄ＋Ｅ＝Ｂ      ・・・（式６）
【００５０】
またさらに、発光直後に、安定したレーザ光が得られるレーザが提供されれば、Ｄ＝０とすることができ、その場合は、式５は式７に、式６は式８になる。
Ａ＝Ｅ      ・・・（式７）
Ｅ＝Ｂ      ・・・（式８）
【００５１】
したがって、期間Ｅ（記録期間）の時間と同じ時間の調整期間（期間Ａまたは期間Ｂ）が必要であるということが言える。この調整期間は、液晶素子の焼きつきを防止するために必要であるとともに、多重記録のための各構成要素の移動や位置決めのために必要となる。
【００５２】
図４では、記録サイクルの最後に記録期間がとられているが、この期間を最初に設定するようにしてもよい。図４は、１つの記録サイクルのうちの２つの画素に着目したものであり、実際には、全画素について、それぞれ上述したような処理が行われ、その画素に対応するホログラム記録メディアに「１」が記録されるのか「０」が記録されるのかによって、液晶素子のＨｉ・Ｌｏをどのように制御するかが決まる。
【００５３】
また、この例では、データ「１」を記録する場合に、ホログラム記録メディアにレーザ光を照射し、データ「０」を記録する場合に、ホログラム記録メディアにレーザ光があたらないように制御しているが、データ「１」と「０」で、この関係を逆にしてもよい。
【００５４】
この実施形態では、レーザの発光タイミングが決められているので、細かな発光タイミングを制御可能な上述の外部共振器型半導体レーザを用いることが好ましい。コントローラ１９は、レーザ光源１１のレーザ光射出タイミングを制御し、期間Ｅにおいてレーザ光を射出するようにし、期間Ａおよび期間Ｂにおいて、液晶素子がＨｉになっている場合は少なくともレーザ光が射出されないようにする。このような制御は、グリーンレーザ等のレーザ光源とシャッターを組み合わせることによっても可能である。
【００５５】
これまで説明してきた第１の実施形態は、上述したコーリニア光学系の方式によるホログラムシステム、および２光束方式のホログラムシステムの両方に適用することができる。
【００５６】
次に、この発明の実施形態における空間変調器駆動制御方法でのスケジューリングの例について説明する。ホログラム記録においては、多重を重ねるにしたがってメディア内の反応物質が減少する。そこで、スケジューリングによって、記録のたびに照射光量を徐々に増大させるよう制御する。従来のグリーンレーザ（５３２ｎｍ，ＹＡＧの２次高調波）は、パワーを変えると、しばらくの間不安定になるので、パワーを一定に保った上で、シャッター等により照射時間を変えてスケジューリングを行う。
【００５７】
このような構成の場合、図４に示す、データ記録のための期間Ｅの時間が徐々に増加することになるが、第１の実施形態においては、その記録サイクル内で液晶素子のＨｉ・Ｌｏの時間が動的に１対１に調整されるので、問題は生じない。
【００５８】
また、外部共振器型半導体レーザ等のなかには、容易にパワーを変えることができ、このようなレーザ光源を用いることにより、図５に示すように、期間Ｅを一定にすることができる。
【００５９】
図５Ａないし図５Ｄにそれぞれグラフが示されており、期間Ｅにおけるレーザ・パワーと時間の関係が表されている。それぞれのグラフの縦軸はレーザ・パワー、横軸は時間である。
【００６０】
多重記録の初期は、図５Ａないし図５Ｃのように、期間Ｅ内で、段階的にレーザの発光時間を長くしていくことによって、照射光量を徐々に増加させていく（照射光量１２１〜１２３）。図５Ｃに示すように、発光時間と期間Ｅの時間が等しくなったら、その後は、図５Ｄに示すように、レーザ・パワーを増加させることによって全体の照射光量を増加させる（照射光量１２４）。
【００６１】
すなわち、照射光量＝レーザ・パワー×照射時間であり、期間Ｅのなかで、レーザ・パワーと照射時間を選択することによって、照射光量を徐々に変化させる。また、レーザ・パワーと照射時間を複雑に組み合わせてスケジューリングを行うこともできる。
【００６２】
なお、図５に関する上記の説明においては、外部共振器型半導体レーザ等が有する、発光直後の不安定なレーザ光については考慮せず、当初から、好適なレーザ光が得られることを前提とした。
【００６３】
次に、図６のタイミングチャートを参照して、この発明の第２の実施形態における空間変調器駆動制御方法について説明する。上述の第１の実施形態では、記録サイクルごとに、各画素について、透過状態（Ｈｉ）の時間と遮断状態（Ｌｏ）の時間がほぼ同じになるように制御されたが、第２の実施形態は、ある程度長い時間が経過すると、ＨｉとＬｏの時間がほぼ同じになるような制御方法である。
【００６４】
図６には、レーザ光源の発光パターン、データ「１」を記録する場合の空間変調器のＨｉ・Ｌｏパターンと記録メディアに提供される信号光、およびデータ「０」を記録する場合の空間変調器のＨｉ・Ｌｏパターンと記録メディアに提供される信号光が、上から順に、それぞれパルスで示されている。横軸は時間である。
【００６５】
レーザ光源の発光パターンでは、レーザの発光がされている状態がパルスの高レベルに対応し、発光が行われていない状態が低レベルに対応する。空間変調器のＨｉ・Ｌｏパターンでは、Ｈｉの状態がパルスの高レベルに対応し、Ｌｏの状態が低レベルに対応する。また、記録メディアに提供される信号光では、信号光がホログラム記録メディアに照射されている状態をパルスの高レベルに対応付け、信号光が提供されていない状態を低レベルに対応付けている。したがって、図６のパルスパターンにおいて、レーザ光源の発光パターンが高レベルで、かつ、空間変調器のＨｉ・Ｌｏパターンが高レベルの場合に、記録メディアに提供される信号光が高レベルとなり、ホログラム記録メディアに信号光が提供されて、データ「１」がホログラム記録メディアに記録される。
【００６６】
また、図６では、図４と同様に、複数のデータの記録が、液晶素子の異なる画素を用いて、同じ記録サイクルで行われることを表している。また、このような記録は、連続する記録サイクルで順次行われる。この例では、ある部分について、データ「１」が記録され（すなわち、ホログラム記録メディアに信号光が照射され）、異なる別の部分について、データ「０」が記録される（すなわち、ホログラム記録メディアに信号光が照射されない）。
【００６７】
また、外部共振器型半導体レーザのようなレーザでは、発光直後の波長が不安定な場合があり、そのような状態の領域を、領域１４１として図６に示している。この例では、こうした不安定な状態のレーザ光がホログラム記録に用いられないようにするため、このタイミングの空間変調器を遮断状態にしている。
【００６８】
最初に、データ「１」を記録する場合について説明する。記録サイクルは、期間ａ、期間ｂ、および期間Ｅからなる。ここで期間Ｅは、レーザ光源から好適なレーザ光が提供され、ホログラム記録がされる期間であり、この期間、液晶素子はＨｉとなる。期間ｂには、前述した発光直後の不安定なレーザ光が射出される期間が含まれており、この期間ｂにおいては、液晶素子がＬｏとなる。また、期間ａにおいては、液晶素子がＨｉとなる。
【００６９】
一方、データ「０」を記録する場合、記録サイクルは、同様に、期間ａ、期間ｂ、および期間Ｅからなる。ここで期間Ｅは、レーザ光源から好適なレーザ光が提供され、ホログラム記録がされる期間であり、この期間、液晶素子はＬｏとなる。期間ｂには、前述した発光直後の不安定なレーザ光が射出される期間が含まれており、この期間ｂにおいては、液晶素子がＬｏとなる。また、期間ａにおいては、液晶素子がＨｉとなる。
【００７０】
したがって、この実施形態では、期間ａにおいて、液晶素子の信号光に関する画素のすべてがＨｉとなり、期間ｂにおいては、その画素のすべてがＬｏになる。
【００７１】
ホログラム記録の対象データを変調する方法等によっては、記録データの「１」と「０」が同じ頻度で出現しない場合がある。ここで、データ「１」の出現確率をｆとすると、期間Ｅに関して液晶素子がＨｉとなる時間の期待値はｆ×Ｅ（ただし、Ｅは期間Ｅの時間）であり、Ｌｏとなる時間の期待値は（１−ｆ）×Ｅである。よって、液晶素子の焼きつきを防止するために、Ｈｉとなる時間とＬｏとなる時間を等しくするには、以下の式９を満たす必要がある。
ａ＋ｆ×Ｅ＝ｂ＋（１−ｆ）×Ｅ      ・・・（式９）
ただし、ａは期間ａの時間、ｂは期間ｂの時間である。
【００７２】
ｆが０．５以上の場合は、変調方式においてデータ「１」とデータ「０」を入れ替えることによって、０．５以下とすることができるため、ここでは、ｆが０．５以下の場合のみ検討することにする。
【００７３】
式９はさらに、以下の式１０のように変形することができる。
ａ＋ｂ＝２ｂ＋（１−２ｆ）×Ｅ      ・・・（式１０）
ここで、式１０の左辺（ａ＋ｂ）は、液晶素子（空間変調器）が、記録信号を表示していない時間の合計であり、それを右辺にしたがって解釈すると、不安定なレーザ光が射出される期間を含む期間ｂと、データ「１」の出現確率ｆに基づいて決定されることが分かる。
【００７４】
仮に、不安定なレーザ光が射出される期間をゼロとでき、かつ、ｆがちょうど０．５となる変調方式を採用すれば、ａ＋ｂをゼロとすることができる。このことは、第１の実施形態で、記録期間である期間Ｅの時間と同じ時間の調整期間が必要であった（すなわち、全体としては記録期間の２倍）のとは対照的である。第２の実施形態では、記録データにおいて特定の値が出現する確率をもとに、最終的に全体として液晶素子のＨｉとＬｏの時間を１対１にするものである。このような１対１の関係は、たとえば、数秒間、ホログラム記録を行えば得られるものである。
【００７５】
ただし、ａ＋ｂという時間のなかには、ホログラム記録メディアを移動させる時間（角度多重方式を採用した光学系の場合は、レーザの角度を調整する時間）が含まれることになるので、現実的には、ゼロにならない。また、変調方式についても、ｆ＝０．５となるということは稀である。しかしながら、第１の実施形態に比べ、極めて短時間であり、ホログラム記録メディアの移動や角度調整の時間が、今後、技術の進歩等によって短縮された場合には、その短縮分がそのままａ＋ｂの短縮に繋がることになる。
【００７６】
第１の実施形態では、毎回、記録データが「１」であるか「０」であるかを判断し、その記録サイクル内で液晶素子のＨｉの時間とＬｏの時間を同じになるように調整していたために、処理が複雑であり、液晶素子の各画素のＨｉ、Ｌｏを制御するコントローラの負荷も大きい。それに対して、第２の実施形態では、記録データに関する統計上のデータ分布が分かっていれば、毎回記録するデータが、何であろうと、所定の期間ａをＨｉとし、所定の期間ｂをＬｏとするよう制御するだけであるため、処理が単純化され、コントローラの負荷も小さい。
【００７７】
また、コントローラ４７は、レーザ光源４１のレーザ光射出タイミングを制御し、期間Ｅにおいてレーザ光を射出するようにし、少なくとも期間ａにおいては、レーザ光が射出されないようにする。
【００７８】
また、これまで説明してきた第２の実施形態は、第１の実施形態と同様、上述したコーリニア光学系の方式によるホログラムシステム、および２光束方式のホログラムシステムの両方に適用することができる。
【００７９】
次に、この発明の実施形態における空間変調器駆動制御方法でのスケジューリングについて説明する。上述した第１の実施形態における期間Ｅ（図４参照）が可変の場合と固定の場合についてそれぞれ考える。期間Ｅが可変である場合に、上述した第２の実施形態に係る制御方法を適用すると、Ｈｉの時間とＬｏの時間が多少異なる可能性がある。こうして生じた差異が、空間変調器（液晶素子）の許容範囲内であれば、この制御方法は可変の期間Ｅに適用することができる。
【００８０】
一方、期間Ｅが固定である場合、第２の実施形態に係る制御方法の適用は極めて好都合である。ａ、ｂ、およびＥのそれぞれが変数ではなく、定数となるので、空間変調器の駆動制御方式がシンプルになるからである。
【００８１】
次に、再生の際の空間変調器の駆動制御方法について説明する。コーリニア光学系の場合は、再生光も空間変調器を通るので、このときも、Ｈｉとなる時間とＬｏとなる時間の比率を１対１に保つ必要がある。
【００８２】
図７は、再生時における、液晶素子の透過・遮断パターンの一例について示したものである。図７に示された液晶素子１６０内のドーナツ型の画素群１６２をＨｉ(レーザ透過状態)にして再生光とし、残りの画素群１６１、および画素群１６３をＬｏ（レーザ遮断状態）とする。画素群１６１および画素群１６３のなかにＨｉの部分があると、光学的なノイズとなってしまう。
【００８３】
ここでは、このような再生光のための透過・遮断パターンを「正パターン」と呼ぶことにする。そして、図８に示すように、再生サイクルのうち、非再生中(メディア移動中)の期間アは、正パターンとＨｉ、Ｌｏが逆となった「逆パターン」を表示し、再生サイクルのあいだ（すなわち、期間ア＋時間Ｅ）で、正パターンと逆パターンの表示時間の比率が１対１になるようにする。このとき、再生光を透過させない画素に対応するホログラム記録メディアの部分には、逆パターン表示中に、不安定なレーザ光が射出され（符号１８２参照）、ノイズのみの光が発生する可能性がある。
【００８４】
一方、ディテクタ（たとえば、図２のＣＣＤ４８）は、再生光を透過させる画素に対応したホログラム記録メディアの部分から、正パターンに対応した再生信号光を受光し、再生光を透過させない画素に対応したホログラム記録メディアの部分から、逆パターンに対応したノイズのみの光を受光する。これらの受光は交互に行われる。また、上述のように、このノイズのみの光は、液晶素子のＨｉ、Ｌｏの時間を等しくするために逆パターンを表示した際に生じるものであり、再生データとしての意味はない。
【００８５】
そこで、このノイズのみの光を排除するため、逆パターンから正パターンに変わったときに、このディテクタをリフレッシュしてノイズ相当のチャージを捨て、次に逆パターンに変わったときに、その状態をホールドし、データを取り込むようにする。ディテクタによっては、ホールド機能がないものもあるが、他の既知の方法によって正パターンのときの信号のみを取り込むように制御することが可能である。
【００８６】
また、位相相関多重をする際、図７の再生光に位相フィルタを入れる方法のほかに、図７の画素群１６２の中にもレーザ遮断状態の画素を設定するというアイデアが公表されている。その場合にも、そのパターンとＨｉ、Ｌｏを入れ替えたパターンを逆パターンとし、正パターンと逆パターンの表示時間の比率が１対１となるようにすれば、上述の再生方法を用いることができる。
【００８７】
一方、２光束方式の場合は、空間変調器に参照光 (再生光)を通す必要は必ずしもない。しかしながら、位相相関記録のために空間変調器で参照光 (再生光)の位相を乱す場合等、参照光専用の空間変調器を使用することがある。その空間変調器がやはりＨｉとＬｏの表示時間の比率を１対１に保たなければならないものであれば、これについても上述の再生方法を用いることができる。
【００８８】
さらに、ＨｉとＬｏの２値ではなく、多値の場合も同様に考えることができる。すなわち、参照光 (再生光)として使う正パターンと、それに対する逆パターンを使用して、焼きつきを防止することができる。２光束方式の場合の参照光は、図７に示すようなドーナツ型ではなく、円形になるのが普通である。
【００８９】
本明細書では、ホログラムシステムを、必ずしもホログラムの記録および再生の両方の機能を有するものと定義するものではない。必要に応じて記録のみ、または再生のみを行うシステムであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】２光束方式のホログラムシステムの構成を説明するための略線図である。
【図２】コーリニア光学系の方式によるホログラムシステムの構成を説明するための略線図である。
【図３】データ記録時における、液晶素子の透過・遮断パターンの一例を示した略線図である。
【図４】この発明の第１の実施形態における空間変調器駆動制御方法を説明するためのタイミングチャートである。
【図５】この発明の第１の実施形態における空間変調器駆動制御方法のスケジューリングを説明するための略線図である。
【図６】この発明の第２の実施形態における空間変調器駆動制御方法を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】データ再生時における、液晶素子の透過・遮断パターンの一例を示す略線図である。
【図８】この発明の、再生時における空間変調器駆動制御方法を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１０・・・ホログラムシステム、１１・・・レーザ光源、１２・・・ビームエキスパンダ、１３・・・ビームスプリッタ、１４・・・ミラー、１５・・・レンズ、１６・・・空間変調器、１７・・・ミラー、１８・・・レンズ、１９・・・コントローラ、２０・・・ホログラム記録メディア、４０・・・ホログラムシステム、４１・・・レーザ光源、４２・・・ビームエキスパンダ、４３・・・空間変調器、４４・・・ビームスプリッタ、４５・・・ファラデー素子、４６・・・レンズ、４７・・・コントローラ、４８・・・ＣＣＤ、５０・・・ホログラム記録メディア
【図１】
2006106050.tif 000003
【図２】
2006106050.tif 000004
【図３】
2006106050.tif 000005
【図４】
2006106050.tif 000006
【図５】
2006106050.tif 000007
【図６】
2006106050.tif 000008
【図７】
2006106050.tif 000009
【図８】
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