(57)【要約】【課題】平均データ転送レートを低下させることなくホログラム記録媒体のダイナミックレンジの低下を防止し、かつ記録感度の安定化を図る。【解決手段】スケジューリング部２６は、任意の記録領域において少なくとも一部が重なるように多重記録される複数のホログラムのうちの任意のホログラムを記録するための光照射から次のホログラムを記録するための光照射までの記録インターバル時間を決定し、記録インターバル時間制御部２７は、スケジューリング部２６によって決定された記録インターバル時間に応じて光源から照射される光を制御する。【選択図】図８
2008065313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
任意の二次元データ情報を含む信号光と、前記信号光と同一光源から発せられた参照光とにより形成されるホログラムをホログラム記録媒体の任意の記録領域に複数回多重記録し、前記参照光を照射することにより記録された前記ホログラムを再生するホログラム記録再生装置であって、
任意の記録領域において少なくとも一部が重なるように多重記録される複数のホログラムのうちの任意のホログラムを記録するための光照射から次のホログラムを記録するための光照射までの記録インターバル時間を決定する記録インターバル時間決定部と、
前記記録インターバル時間決定部によって決定された前記記録インターバル時間に応じて前記光源から照射される光を制御する制御部とを備えることを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項２】
前記記録インターバル時間決定部は、前記複数のホログラムに対するそれぞれの記録エネルギー量を決定し、
前記制御部は、前記記録インターバル時間決定部によって決定された前記記録エネルギー量に応じて前記光源から照射される光を制御することを特徴とする請求項１記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３】
光照射に対して所望の回折効率を有するホログラムが前記ホログラム記録媒体に記録形成されるまでの反応速度を表す反応速度情報を取得する反応速度情報取得部をさらに備え、
前記記録インターバル時間決定部は、前記反応速度情報取得部によって取得された前記反応速度情報に基づいて前記記録インターバル時間を決定することを特徴とする請求項１又は２記載のホログラム記録再生装置。
【請求項４】
前記反応速度情報取得部は、前記ホログラム記録媒体への多重記録の初期段階から後期段階への時系列的な反応速度を表す反応速度情報を取得することを特徴とする請求項３記載のホログラム記録再生装置。
【請求項５】
前記ホログラム記録媒体の任意の記録領域にホログラムが記録された回数を表す多重度情報を取得する多重度情報取得部をさらに備え、
前記記録インターバル時間決定部は、前記多重度情報取得部によって取得された前記多重度情報に基づいて前記記録インターバル時間を決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項６】
前記記録インターバル時間決定部は、任意のホログラムを記録するための光照射開始から次のホログラムを記録するための光照射開始までの時間を記録インターバル時間として決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項７】
前記記録インターバル時間決定部は、任意のホログラムを記録するための光照射が終了してから次のホログラムを記録するための光照射を開始するまでの時間を前記記録インターバル時間として決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項８】
前記複数のホログラムのうち、Ｎ個目のホログラムを記録してから（Ｎ＋１）個目のホログラムを記録するまでの記録インターバル時間をｔ（Ｎ）とし、（Ｎ＋１）個目のホログラムを記録してから（Ｎ＋２）個目のホログラムを記録するまでの記録インターバル時間をｔ（Ｎ＋１）としたとき、前記記録インターバル時間決定部は、ｔ（Ｎ）≦ｔ（Ｎ＋１）の関係を満たすように前記記録インターバル時間を決定することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項９】
前記ホログラム記録媒体は、前記ホログラム記録媒体を識別するための識別情報を予め記憶しており、
前記識別情報と、前記ホログラム記録媒体の前記反応速度情報とを予め対応付けて記憶する反応速度情報記憶部をさらに備え、
前記反応速度情報取得部は、前記ホログラム記録媒体から前記識別情報を読み出し、読み出した前記識別情報に対応付けられている前記反応速度情報を前記反応速度情報記憶部から取得することを特徴とする請求項３記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１０】
前記識別情報は、前記ホログラム記録媒体に記録されていることを特徴とする請求項９記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１１】
前記識別情報は、前記ホログラム記録媒体を格納するカートリッジに記録されていることを特徴とする請求項９記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１２】
前記識別情報は、前記ホログラム記録媒体を格納するカートリッジに配置されたメモリに記録されていることを特徴とする請求項９記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１３】
前記識別情報は、前記ホログラム記録媒体に配置されたメモリに記録されていることを特徴とする請求項９記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１４】
前記ホログラム記録媒体は、前記ホログラム記録媒体を識別するための識別情報を予め記憶しており、
前記識別情報と、前記ホログラム記録媒体の任意の記録領域にホログラムが記録される回数に応じて異なり、前記ホログラム記録媒体に前記記録インターバル時間を表す記録インターバル時間情報とを予め対応付けて記憶する記録インターバル時間情報記憶部をさらに備え、
前記記録インターバル時間決定部は、前記ホログラム記録媒体から前記識別情報を読み出し、読み出した前記識別情報に対応付けられている前記記録インターバル時間情報を前記記録インターバル時間情報記憶部から取得し、取得した前記記録インターバル時間情報に基づいて、前記記録インターバル時間を決定することを特徴とする請求項１記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１５】
前記ホログラム記録媒体の前記記録領域は、複数のホログラムを記録する複数の領域に分割され、分割された各領域は、ホログラムが重ねて記録される多重回数に応じた論理的な複数のブロックに分割され、前記記録インターバル時間が短い前記ブロックと、前記記録インターバル時間が長い前記ブロックとを混在させて前記ブロックごとにホログラムが記録されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１６】
前記複数の領域のうちの第１の領域における前記多重回数の最も少ない第１のブロック内のホログラムが記録され、続いて前記第１の領域に隣接する第２の領域における前記多重回数の最も少ない第２のブロック内のホログラムが記録され、続いて前記第１の領域における前記第１のブロックの次に前記多重回数の少ない第３のブロック内のホログラムが記録されることを特徴とする請求項１５記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１７】
前記ブロック内において、ホログラムを記録する記録方向に沿って連続して複数のホログラムが記録され、連続した複数のホログラムが複数回数重ねて記録されることを特徴とする請求項１５又は１６記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１８】
前記ブロック内における各ホログラムの前記記録インターバル時間は同一であることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１９】
任意の二次元データ情報を含む信号光と、前記信号光と同一光源から発せられた参照光とにより形成されるホログラムをホログラム記録媒体の任意の記録領域に複数回多重記録するホログラム多重記録方法であって、
任意の記録領域において少なくとも一部が重なるように多重記録される複数のホログラムのうちの任意のホログラムを記録するための光照射から次のホログラムを記録するための光照射までの記録インターバル時間を決定する記録インターバル時間決定ステップと、
前記記録インターバル時間決定ステップにおいて決定された前記記録インターバル時間に応じて前記光源から照射される光を制御する制御ステップとを含むことを特徴とするホログラム多重記録方法。
【請求項２０】
記録層を具備し、前記記録層に対して参照光及び信号光を照射してホログラムを形成することにより情報を記録するホログラム記録媒体であって、
前記ホログラム記録媒体に、光照射に対して所望の回折効率を有するホログラムが前記記録層に形成される際の前記記録層を構成する材料の反応速度に関する反応速度情報、又は任意の記録領域において少なくとも一部が重なるように多重記録される複数のホログラムのうちの任意のホログラムを記録するための光照射から次のホログラムを記録するための光照射までの記録インターバル時間情報が予め記録されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録媒体の任意の記録領域に複数のホログラムを多重記録するホログラム記録再生装置、ホログラム多重記録方法及びホログラム記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報のデジタル化をはじめとする情報技術の急速な発展に伴い、映像や音声等の様々なコンテンツ情報を高品位のまま高速で配信しユーザが活用するといったスタイルが浸透してきている。ユーザ側では一時的に上記の配信データを例えばハードディスク等に保存し、長期的に保管したい情報を選択・編集しながら別の記録媒体に蓄積するという情報活用形態が多く見られるようになってきた。このような高品位の情報における情報量の爆発的な増大と情報活用スタイルの変化に対応するため、超高速記録再生と超大容量が実現可能なシステムが望まれている。
【０００３】
上記の要求を満たす有望な手段の一つとして、フォトンモード光情報記録を利用したホログラム光情報記録再生装置（ホログラム記録再生装置、ホログラムメモリ、ホログラフィックメモリとも言う）が提案されている。ホログラム記録再生方式は、記録すべきデータに応じて変調された信号光と参照光とをホログラム記録媒体中に干渉縞として記録し、データ記録されたホログラム記録媒体に対して参照光と同等の読み出し光（以下、再生用参照光と称す。一般には記録時に用いた参照光を用いる）を入射することにより、上記ホログラム記録媒体に記録されたデータを再生する方式である。
【０００４】
ホログラム光情報記録システムとして、例えばＰｓａｌｔｉｓらによって提案されたシフト多重記録方式のホログラムメモリ光学系においては、レーザ光源からの光がビームエキスパンダでビーム径を拡大された後ハーフミラーで分割される。分割された一方のビームは空間光変調器を通過し、フーリエ変換レンズでホログラム記録媒体上に集光され、信号光となる。他方のビームはホログラム記録媒体上の信号光と同一位置を照射する参照光となる。ホログラム記録媒体は例えば２枚のガラス基板間にフォトポリマーなどのホログラム媒質が封止された形態をしており、信号光と参照光とにより形成される干渉縞が記録される。
【０００５】
空間光変調器は例えば液晶パネルやＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）等の二次元に配列された光スイッチ列からなり、記録される入力信号に対応してそれぞれの光スイッチが独立にオンオフされる。例えば１０２４セル×１０２４セルの空間光変調器を用いた場合には１Ｍビットの情報を同時に表示することができる。信号光が空間光変調器を通過する際に、空間光変調器に表示される１Ｍビットの情報は二次元の光ビーム列に変換されホログラム記録媒体上に干渉縞として記録される。記録された信号を再生する際には、ホログラム記録媒体に参照光のみを照射し、ホログラムからの回折光（再生光とも言う）をＣＭＯＳセンサーやＣＣＤ素子等の二次元画像取得手段によって受光する。
【０００６】
上述のホログラム光情報記録システムの特長は、ホログラム媒質の厚みが約１ｍｍ程度と厚く、干渉縞が厚いグレーティング、いわゆるブラッググレーティングとして記録されるため、多重記録が可能となり大容量の光記録システムが実現されることである。多重記録はホログラム記録再生における最大の特長の一つであり、多重記録再生方式の開発も精力的に進められている。例えば、上述のシフト多重記録方式においては、ホログラム記録時に球面波を用いているため、ホログラム記録を行った領域と次のホログラム記録領域とを、それぞれを選択的に再生できる量だけシフトさせて重なりを持つ範囲で多重記録することができる。
【０００７】
また、多重記録方式の他の例としては、参照光及び信号光の一方もしくは両方のホログラム記録媒体への入射角度を記録するホログラムごとに変化させて同一領域に多重記録・再生を行う角度多重方式や、参照光と信号光との入射方向を、記録媒体の法線に対して回転させて多重記録するペリストロフィック多重方式などが挙げられる。
【０００８】
上述の角度多重方式においては、ガルバノミラーなどの機械的手段や、音響光学素子又は電気光学素子による偏向器などの電気的手段により上記の入射角度の変化が実現される。また多重記録されたホログラムのクロストークを除去する方法として、同時に再生される隣接して多重化された複数のホログラムに対して開口等によりフィルタリングして実質的に１つのホログラムによる再現光のみを取り出すことを特徴とするポリトピック多重方式が提案されている。また、楔形プリズムとそれを回転させる回転操作手段とにより光束偏向手段及び偏向制御手段を構成し、角度多重記録とペリストロフィック多重記録とを組み合わせて行う方法なども提案されている。また、参照光入射角度変化に変えて、球面参照波を用いることで角度多重記録を行う方式も提案されている。
【０００９】
本構成においては、ディスク状のホログラム記録媒体をわずかに回転させ記録位置をシフトした際に、媒体各部が感じる参照光入射角がわずかに変化することを利用する。ホログラム媒質の厚みが１ｍｍのときには、再生信号強度で規定される波長選択性は半値全幅０．０１４度となり、参照光ＮＡ０．５、ホログラムサイズ２ｍｍφのとき、約２０ミクロン間隔でホログラムを多重記録すると、記録密度は６００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２となり、１２ｃｍディスク容量に換算して７３０ＧＢが実現される。
【００１０】
他の多重記録方式として、例えば、一つの二次元データをホログラム記録するごとに参照光の入射角度や参照光の位相分布を変えるなどの手段により、ホログラム記録媒体の一つの記録領域に対して複数のホログラムを多重記録することも可能である。これらの多重記録方式により、非常に高密度にデータ記録することができ、従来の光ディスク（コンパクトディスク：ＣＤ、ディジタルバーサタイルディスク：ＤＶＤなど）に比べて飛躍的に記録容量を向上することができるという特長を有している。
【００１１】
また、本方式により、上記空間光変調器に表示された二次元データを一度に記録再生することが可能となるため、ＣＤやＤＶＤに比べ、非常に高速なデータアクセスが実現できる。上記の多重記録方式を含むホログラム記録再生方法の提案は、主として多重度の増加による記録容量の向上を実現するものであり、ホログラム記録媒体への多重記録原理・方式を提供するものである。
【００１２】
一般に、ホログラムの多重記録とは、ホログラム記録媒体の同一領域に複数のホログラムを有する状態を形成することであり、従来、記録又は再生において角度、波長、位相コード等を変化することにより実現される。上記の同一領域とは複数のホログラムの少なくとも一部が重なっている体積領域（媒体の面内方向及び厚み方向を含む領域）である。多重記録の方法の多くは、複数のホログラムを分離して記録再生するために、Ｂｒａｇｇ条件による光の回折現象を利用している。
【００１３】
例えば、角度多重記録方式の場合、任意の２次元データ情報を含む信号光と、信号光と同一光源から発せられた参照光とにより形成される干渉縞パターンを屈折率分布として記録する。このパターンがホログラムとなっており、読み出し光の入射角度が、記録時の記録媒体に対する信号光又は参照光の入射角度とほぼ同じ場合にのみ、所望のホログラムに対する回折光が得られる。
【００１４】
従って、多重記録方法として、信号光及び参照光の少なくとも一方の媒体に対する入射角度を変化させることにより、同一体積領域に独立読み出し可能なホログラムを多重記録することが可能となる。ここで例えば、同一領域でのホログラムの分離再生が可能な角度変化量を（Δθ）とし、信号光及び参照光の入射角変化量のトータルをθとすると、θ／（Δθ）個のホログラムを多重化することができる。
【００１５】
ところで、例えばフォトポリマー等のホログラム記録材料においては、エムナンバー（以後、Ｍ／＃と表記する）と呼ばれる性能指数が用いられる。Ｍ／＃は回折効率（百分率表記ではなく入射光に対する回折光の比で表した値、無次元数）の平方根に比例し、屈折率変化に比例する量である。Ｍ／＃が大きい程トータルの回折効率が大きくなる。Ｍ／＃を、再生時に必要な最小の回折効率の平方根で割った値が材料性能として可能な多重度数になる。
【００１６】
ここでホログラム記録再生装置における機械的な制約又は記録方式による多重度限界の考え方について説明する。図１５は、一般的な角度多重記録方式を説明するための概略図である。図１５は、ホログラム記録媒体の厚さ方向の断面と、信号光及び参照光の配置関係とを示したものである。図１５の例において、信号光２０４はホログラム記録媒体２００に対して一定の入射角度を維持しており、一方、第１の参照光２０１、第２の参照光２０２及び第３の参照光２０３はホログラム記録媒体２００に対してそれぞれ異なる入射角度で照射されるものとする。
【００１７】
このとき例えば、信号光２０４と第１の参照光２０１とにより記録されたホログラムは、第１の参照光２０１とほぼ同じ角度配置で読み出し光を入射することにより再生することができる。なお、上述の“ほぼ同じ角度配置”という表記は、記録媒体の収縮や、記録／再生時の熱的要因等により、記録時の第１の参照光２０１の入射角度と完全に一致しない場合が生じる可能性を示している。これらの要因も考慮して、第１の参照光２０１、第２の参照光２０２及び第３の参照光２０３の角度を、それぞれに対応する読み出し光により再生されるホログラムが十分に分離可能であるようにすることにより、ホログラム記録媒体２００のほぼ同じ領域に対してホログラムの多重記録を行うことができる。
【００１８】
上述した、他のホログラムとの分離可能な角度範囲を以後、角度選択性と称す。具体的な例として、例えば角度選択性が０．０１゜であり、参照光角度範囲が機械的制約から例えば記録媒体の法線方向に対して６０゜の範囲で可能であるとすると、３０００多重が可能となる。従って、実質的には上述の記録材料に依存する多重度数限界（Ｍ／＃により決まる）と、多重記録方式に依存する角度分解能や波長分解能、あるいは位相コード数等に依存する多重度数限界により、可能な多重度数すなわち記録容量が決定されると言える。
【００１９】
また、ホログラム記録媒体としては、フォトポリマーなどの有機材料やフォトリフラクティブ結晶と呼ばれる無機材料など多種の材料が提案されており、記録感度や記録容量、情報の保持性能などの材料基本特性から、製造方法、コスト等の観点も含めて様々な研究開発が進められている。ホログラム記録再生は一般には光のフォトンモードを用いた情報記録再生方式である。従ってホログラム記録媒体は、記録方式の性格上、いわゆる感光体であり、可視光領域以下の波長の光に対して感度を有する。
【００２０】
一般的なホログラム材料として、例えばフォトポリマー材料を用いたホログラム記録においては、光照射によりモノマーが重合して形成されるポリマーと、マトリックス材料又はバインダーと呼ばれる材料との屈折率差を利用してホログラム記録がなされる。またこれらを記録媒体として用いる際には、わずかな不要光（例えば迷光など）により反応が開始しないように反応抑制剤と呼ばれる物質や、記録用の光波長に対する感度を上げるための色素等が含まれている。
【００２１】
従って実際には、たとえばラジカル重合性のフォトポリマーを用いた場合には、干渉パターン情報を含む光エネルギーが記録媒体に照射されてから、色素による光の吸収、ラジカル発生、重合、及び拡散・定着といったプロセスを辿る。この一連の化学的・構造的変化による干渉パターン形成（以下、ホログラム形成とも記述する）が終了するまでには一定の時間を要することが知られている。
【００２２】
ここで、上述のホログラム形成過程について説明する。図１６は、ホログラム形成過程を説明するための概念図である。図１６Ａは、ホログラム記録媒体への光照射過程を示す図であり、図１６Ｂは、光照射によるモノマーの重合過程を示す図であり、図１６Ｃは、図１６Ｂにおいて記録媒体中に発現した相対的なモノマー濃度分布を緩和する現象として考えられるモノマー及びバインダーの移動・拡散過程を示す図である。
【００２３】
例えば、図１６Ａに示すように、モノマー１０２とバインダー１０３とが混在しているホログラム記録媒体１０１に光１０５を照射する。なお、モノマー１０２の屈折率ｎは１．４５であり、バインダー１０３の屈折率ｎは１．５８である。光重合性のホログラム記録媒体１０１の場合、図１６Ｂにおいて光照射により重合したポリマー１０４は他の部分（バインダー１０３とモノマー１０２とが混在している領域）に対して相対的に屈折率ｎが大きくなる。なお、ポリマー１０４の屈折率ｎは１．４８である。
【００２４】
また、重合により形成されたポリマー１０４の存在に起因してモノマー１０２及びバインダー１０３の濃度分布が発生する。従って、図１６Ｃにおいては、上記濃度分布を緩和するようなモノマー１０２及びバインダー１０３の移動・拡散が起こり、最終的には光照射によりポリマー化した部分の屈折率ｎが光照射されていない周辺部分よりも低くなるような屈折率分布が形成される。従来示されているホログラム記録材料においては上記の干渉パターン形成時間の短縮には限界があり、干渉パターン形成時間には記録用参照光及び信号光の照射時間に比べて長い時間が必要である。
【００２５】
また、別のホログラム記録材料として研究・開発が進められている有機フォトリフラクティブ材料や強誘電液晶材料等においても、参照光及び信号光照射による化学的及び／又は構造的変化を利用して干渉パターン形成、すなわちホログラム記録をするため、干渉パターン形成時間が光照射時間より長い材料が多い。また、採用する材料成分によっては、例えばホログラムを記録するための信号光及び参照光の照射が終了した後に上記の干渉パターン形成過程が進行する場合もある。これは、一般に暗反応と呼ばれる。
【００２６】
暗反応の有無あるいは大小を含めた干渉パターン形成時間は、目論見とする記録媒体の基本性能を考慮した上記材料成分の配分比率等に起因する。そのため、材料感度や拡散速度を上げる等の材料設計プロセスにより形成時間を短縮することは可能であるが、大容量ストレージを目標とする多重記録可能な記録媒体の他の特性（収縮の発生を抑制する、ホログラム毎の回折効率の制御性をよくする等）を考慮する必要がある。
【００２７】
また、一般的な知見として、記録感度と呼ばれる性能指数がある。これは単位面積あたりに照射される記録エネルギー量（単位は例えばｍＪ／ｃｍ２で表される）に対する回折効率（百分率表記ではなく入射光に対する回折光の比で表した値、無次元数）の平方根の値で示される。記録感度は、例えば光重合性フォトポリマー材料では残留モノマー（ポリマー化していない状態のモノマー）量に関係する量と考えられる。すなわち、未記録状態の記録媒体は残留モノマーが十分に存在するため記録感度が高く、少ない照射エネルギー量で所望の回折効率を得ることができる。
【００２８】
しかしながら、多重記録が進むにつれ残留モノマー量が減少するため、記録感度は低下する。これを補うため照射エネルギー量を増大させることにより同程度の回折効率を確保する方法がとられる。この方法は、例えば特許文献１及び特許文献２に示される。
【００２９】
また、上述の議論からすると、記録感度はモノマー消費量に影響されるため、与えられた照射エネルギー量の積算により決定される。従って、ホログラム記録媒体の任意の領域に与えられた照射エネルギー量を把握することによりその領域での現在の記録感度を算出することが可能である。
【００３０】
ところで、ホログラム記録、特に多重記録を前提としたホログラム記録においては、記録のスケジューリングと呼ばれる考え方がある。これはホログラム記録媒体に記録感度変化がある場合に、多重記録回数に応じて記録エネルギー量を制御することにより、多重記録された複数のホログラムそれぞれの回折効率を一定の値にする手法として知られている。
【００３１】
例えば、特許文献１においては、シフト多重記録方式において、多重度特定ステップにより記録層にすでに記録されているホログラムの多重度数を特定し、照射条件決定ステップにより記録光（＝信号光＋参照光）の照射エネルギー量を決定して記録光を照射する方法が提案されている。なお上記特許文献１において、より具体的には記録光の照射時間又は記録光パワーを変化させて上記照射エネルギー量を制御する方法が開示されている。
【００３２】
また、特許文献２では、多重記録過程においてデータページあたりの記録時間、すなわち、ホログラム記録媒体への光照射時間を一定にし、ホログラム記録媒体の記録感度の低下に応じて記録光パワーを増大させる方法が提案されている。また、上記特許文献２においては、記録時間及び記録光パワーを一定とし、ホログラム記録媒体の記録感度の低下に応じてページあたりのデータ情報量を低下させる方法もあわせて提案されている。上記の特許文献１及び特許文献２のいずれにおいても、ホログラム記録媒体の感度低下に伴う記録時間の増大、すなわちデータ転送レートの低下や変動を低減防止することを目的としている。
【特許文献１】特開２００５−３２７３９３号公報
【特許文献２】特開２００５−１８９７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
しかしながら、上記の提案も含めた従来の多重記録方法を用いて、一般的なホログラム記録媒体であるフォトポリマーに対してホログラム多重記録再生の検討を行ったところ、ダイナミックレンジの低下、すなわちホログラム記録媒体が本来有すると予想される、あるいは媒体メーカより提示されている記録容量ポテンシャルに対して少ない記録容量で記録不可能な状態になる現象が認められた。そこで、ホログラム記録再生の大きな特長である高密度・大容量記録を実現するためには、このようなダイナミックレンジの低下を防止する必要があるという課題があった。
【００３４】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、平均データ転送レートを低下させることなくホログラム記録媒体のダイナミックレンジの低下を防止することができ、かつ記録感度の安定化を図ることができる多重記録方法、ホログラム記録媒体及びホログラム記録再生装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明の一局面に係るホログラム記録再生装置は、任意の二次元データ情報を含む信号光と、前記信号光と同一光源から発せられた参照光とにより形成されるホログラムをホログラム記録媒体の任意の記録領域に複数回多重記録し、前記参照光を照射することにより記録された前記ホログラムを再生するホログラム記録再生装置であって、任意の記録領域において少なくとも一部が重なるように多重記録される複数のホログラムのうちの任意のホログラムを記録するための光照射から次のホログラムを記録するための光照射までの記録インターバル時間を決定する記録インターバル時間決定部と、前記記録インターバル時間決定部によって決定された前記記録インターバル時間に応じて前記光源から照射される光を制御する制御部とを備える。
【００３６】
本発明の他の局面に係るホログラム多重記録方法は、任意の二次元データ情報を含む信号光と、前記信号光と同一光源から発せられた参照光とにより形成されるホログラムをホログラム記録媒体の任意の記録領域に複数回多重記録するホログラム多重記録方法であって、任意の記録領域において少なくとも一部が重なるように多重記録される複数のホログラムのうちの任意のホログラムを記録するための光照射から次のホログラムを記録するための光照射までの記録インターバル時間を決定する記録インターバル時間決定ステップと、前記記録インターバル時間決定ステップにおいて決定された前記記録インターバル時間に応じて前記光源から照射される光を制御する制御ステップとを含む。
【００３７】
これらの構成によれば、任意の記録領域において少なくとも一部が重なるように多重記録される複数のホログラムのうちの任意のホログラムを記録するための光照射から次のホログラムを記録するための光照射までの記録インターバル時間が決定され、決定された記録インターバル時間に応じて光源から照射される光が制御される。
【００３８】
したがって、任意のホログラムを記録するための光照射から次のホログラムを重ねて記録するための光照射までの記録インターバル時間を変化させることにより、所望の回折効率を有するホログラムが形成されるので、平均データ転送レートを低下させることなくホログラム記録媒体のダイナミックレンジの低下を防止することができ、記録感度の安定化を図ることができる。
【００３９】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記記録インターバル時間決定部は、前記複数のホログラムに対するそれぞれの記録エネルギー量を決定し、前記制御部は、前記記録インターバル時間決定部によって決定された前記記録エネルギー量に応じて前記光源から照射される光を制御することが好ましい。
【００４０】
この構成によれば、複数のホログラムに対するそれぞれの記録エネルギー量が決定され、決定された記録エネルギー量に応じて光源から照射される光が制御される。したがって、記録インターバル時間だけでなく、記録エネルギー量も変化させることにより、適切な記録エネルギー量でホログラムを記録することができる。
【００４１】
また、上記のホログラム記録再生装置において、光照射に対して所望の回折効率を有するホログラムが前記ホログラム記録媒体に記録形成されるまでの反応速度を表す反応速度情報を取得する反応速度情報取得部をさらに備え、前記記録インターバル時間決定部は、前記反応速度情報取得部によって取得された前記反応速度情報に基づいて前記記録インターバル時間を決定することが好ましい。
【００４２】
この構成によれば、光照射に対して所望の回折効率を有するホログラムがホログラム記録媒体に記録形成されるまでの反応速度を表す反応速度情報が取得され、取得された反応速度情報に基づいて記録インターバル時間が決定される。
【００４３】
したがって、光照射に対して所望の回折効率を有するホログラムがホログラム記録媒体に記録形成されるまでの反応速度に基づいて記録インターバル時間が決定されるので、ホログラム記録媒体を構成する材料固有の反応速度に応じた最適な記録インターバル時間を決定することができる。
【００４４】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記反応速度情報取得部は、前記ホログラム記録媒体への多重記録の初期段階から後期段階への時系列的な反応速度を表す反応速度情報を取得することが好ましい。
【００４５】
この構成によれば、ホログラム記録媒体への多重記録の初期段階から後期段階への時系列的な反応速度を表す反応速度情報が取得されるので、記録インターバル時間を決定するプロセスを簡単にすることができる。
【００４６】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記ホログラム記録媒体の任意の記録領域にホログラムが記録された回数を表す多重度情報を取得する多重度情報取得部をさらに備え、前記記録インターバル時間決定部は、前記多重度情報取得部によって取得された前記多重度情報に基づいて前記記録インターバル時間を決定することが好ましい。
【００４７】
この構成によれば、ホログラム記録媒体の任意の記録領域にホログラムが記録された回数を表す多重度情報が取得され、取得された多重度情報に基づいて記録インターバル時間が決定される。したがって、ホログラム記録媒体の任意の記録領域にホログラムが記録された回数が増えるに従って、記録インターバル時間を長くすることにより、Ｍ／＃の劣化を防止した上でさらに平均のデータ転送レートを従来と同等か、より短くすることができる。
【００４８】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記記録インターバル時間決定部は、任意のホログラムを記録するための光照射開始から次のホログラムを記録するための光照射開始までの時間を記録インターバル時間として決定することが好ましい。
【００４９】
この構成によれば、任意のホログラムを記録するための光照射開始から次のホログラムを記録するための光照射開始までの時間が記録インターバル時間として決定される。したがって、任意のホログラムを記録するための光照射開始から次のホログラムを記録するための光照射開始までの時間を変化させることにより、所望の回折効率を有するホログラムを形成することができる。
【００５０】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記記録インターバル時間決定部は、任意のホログラムを記録するための光照射が終了してから次のホログラムを記録するための光照射を開始するまでの時間を前記記録インターバル時間として決定することが好ましい。
【００５１】
この構成によれば、任意のホログラムを記録するための光照射が終了してから次のホログラムを記録するための光照射を開始するまでの時間が記録インターバル時間として決定される。したがって、任意のホログラムを記録するための光照射が終了してから次のホログラムを記録するための光照射を開始するまでの時間を変化させることにより、所望の回折効率を有するホログラムを形成することができる。
【００５２】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記複数のホログラムのうち、Ｎ個目のホログラムを記録してから（Ｎ＋１）個目のホログラムを記録するまでの記録インターバル時間をｔ（Ｎ）とし、（Ｎ＋１）個目のホログラムを記録してから（Ｎ＋２）個目のホログラムを記録するまでの記録インターバル時間をｔ（Ｎ＋１）としたとき、前記記録インターバル時間決定部は、ｔ（Ｎ）≦ｔ（Ｎ＋１）の関係を満たすように前記記録インターバル時間を決定することが好ましい。
【００５３】
この構成によれば、複数のホログラムのうち、Ｎ個目のホログラムを記録してから（Ｎ＋１）個目のホログラムを記録するまでの記録インターバル時間をｔ（Ｎ）とし、（Ｎ＋１）個目のホログラムを記録してから（Ｎ＋２）個目のホログラムを記録するまでの記録インターバル時間をｔ（Ｎ＋１）としたとき、ｔ（Ｎ）≦ｔ（Ｎ＋１）の関係を満たすように記録インターバル時間が決定される。したがって、例えば記録インターバル時間の変化割合又は変化量のみをホログラム記録媒体に応じて定義することにより、容易に記録インターバル時間を決定することができる。
【００５４】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記ホログラム記録媒体は、前記ホログラム記録媒体を識別するための識別情報を予め記憶しており、前記識別情報と、前記ホログラム記録媒体の前記反応速度情報とを予め対応付けて記憶する反応速度情報記憶部をさらに備え、前記反応速度情報取得部は、前記ホログラム記録媒体から前記識別情報を読み出し、読み出した前記識別情報に対応付けられている前記反応速度情報を前記反応速度情報記憶部から取得することが好ましい。
【００５５】
この構成によれば、ホログラム記録媒体には、ホログラム記録媒体を識別するための識別情報が予め記憶されている。また、反応速度情報記憶部には、識別情報と、ホログラム記録媒体の反応速度情報とが予め対応付けて記憶されている。そして、ホログラム記録媒体から識別情報が読み出され、読み出された識別情報に対応付けられている反応速度情報が反応速度情報記憶部から取得される。
【００５６】
したがって、識別情報に対応付けた反応速度情報を予めホログラム記録再生装置内に記憶しておくことにより、反応速度情報をホログラム記録媒体に記憶する必要が無くなり、ホログラム記録媒体の識別情報から反応速度を容易に特定することができる。
【００５７】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記識別情報は、前記ホログラム記録媒体に記録されていることが好ましい。この構成によれば、ホログラム記録媒体の内部又は表面から識別情報を読み出すことができる。
【００５８】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記識別情報は、前記ホログラム記録媒体を格納するカートリッジに記録されていることが好ましい。この構成によれば、ホログラム記録媒体を格納するカートリッジの内部又は表面から識別情報を読み出すことができる。
【００５９】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記識別情報は、前記ホログラム記録媒体を格納するカートリッジに配置されたメモリに記録されていることが好ましい。この構成によれば、ホログラム記録媒体を格納するカートリッジの表面又は内部に配置されたメモリから識別情報を読み出すことができる。
【００６０】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記識別情報は、前記ホログラム記録媒体に配置されたメモリに記録されていることが好ましい。この構成によれば、ホログラム記録媒体の表面又は内部に配置されたメモリから識別情報を読み出すことができる。
【００６１】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記ホログラム記録媒体は、前記ホログラム記録媒体を識別するための識別情報を予め記憶しており、前記識別情報と、前記ホログラム記録媒体の任意の記録領域にホログラムが記録される回数に応じて異なり、前記ホログラム記録媒体に前記記録インターバル時間を表す記録インターバル時間情報とを予め対応付けて記憶する記録インターバル時間情報記憶部をさらに備え、前記記録インターバル時間決定部は、前記ホログラム記録媒体から前記識別情報を読み出し、読み出した前記識別情報に対応付けられている前記記録インターバル時間情報を前記記録インターバル時間情報記憶部から取得し、取得した前記記録インターバル時間情報に基づいて、前記記録インターバル時間を決定することが好ましい。
【００６２】
この構成によれば、ホログラム記録媒体には、ホログラム記録媒体を識別するための識別情報が予め記憶されている。また、記録インターバル時間情報記憶部には、識別情報と、ホログラム記録媒体の任意の記録領域にホログラムが記録される回数に応じて異なり、ホログラム記録媒体に記録インターバル時間を表す記録インターバル時間情報とが予め対応付けて記憶されている。そして、ホログラム記録媒体から識別情報が読み出され、読み出された識別情報に対応付けられている記録インターバル時間情報が記録インターバル時間情報記憶部から取得され、取得された記録インターバル時間情報に基づいて、記録インターバル時間が決定される。
【００６３】
したがって、記録インターバル時間情報を予めホログラム記録再生装置内に記憶しておくことにより、ホログラム記録媒体の識別情報から記録インターバル時間を容易に特定することができる。
【００６４】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記ホログラム記録媒体の前記記録領域は、複数のホログラムを記録する複数の領域に分割され、分割された各領域は、ホログラムが重ねて記録される多重回数に応じた論理的な複数のブロックに分割され、前記記録インターバル時間が短い前記ブロックと、前記記録インターバル時間が長い前記ブロックとを混在させて前記ブロックごとにホログラムが記録されることが好ましい。
【００６５】
この構成によれば、ホログラム記録媒体の記録領域は、複数のホログラムを記録する複数の領域に分割され、分割された各領域は、ホログラムが重ねて記録される多重回数に応じた論理的な複数のブロックに分割される。そして、記録インターバル時間が短いブロックと、記録インターバル時間が長いブロックとを混在させてブロックごとにホログラムが記録される。
【００６６】
例えば、任意の記録領域においてホログラムを重ねて記録する場合、あるホログラムを記録してから次のホログラムを同一領域に記録するまでに一定の時間間隔を必要とする。この時、例えば多重記録の初期段階から後期段階にかけて徐々に反応速度が低下するようなホログラム記録媒体では、多重記録の後期段階のデータ転送レートが非常に遅くなり、最終的にその記録領域の記録容量に達するまでに非常に長い時間がかかる。したがって、記録インターバル時間が短いブロック又は記録インターバル時間が長いブロックに連続してホログラムを記録するのではなく、記録インターバル時間が短いブロックと、記録インターバル時間が長いブロックとを混在させてホログラムを記録することにより、平均的なホログラムの記録速度をほぼ一定に保つことが可能となり、データ転送レートを一定とすることができる。
【００６７】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記複数の領域のうちの第１の領域における前記多重回数の最も少ない第１のブロック内のホログラムが記録され、続いて前記第１の領域に隣接する第２の領域における前記多重回数の最も少ない第２のブロック内のホログラムが記録され、続いて前記第１の領域における前記第１のブロックの次に前記多重回数の少ない第３のブロック内のホログラムが記録されることが好ましい。
【００６８】
この構成によれば、まず、複数の領域のうちの第１の領域における多重回数の最も少ない第１のブロック内のホログラムが記録される。続いて第１の領域に隣接する第２の領域における多重回数の最も少ない第２のブロック内のホログラムが記録される。その後、第１の領域における第１のブロックの次に多重回数の少ない第３のブロック内のホログラムが記録される。
【００６９】
したがって、記録インターバル時間が異なるブロックを混在させることができ、平均的なホログラムの記録速度をほぼ一定に保つことが可能となり、データ転送レートを一定とすることができる。
【００７０】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記ブロック内において、ホログラムを記録する記録方向に沿って連続して複数のホログラムが記録され、連続した複数のホログラムが複数回数重ねて記録されることが好ましい。
【００７１】
この構成によれば、ブロック内において、ホログラムを記録する記録方向に沿って連続して複数のホログラムが記録され、連続した複数のホログラムが複数回数重ねて記録されるので、記録インターバル時間が短く多重回数の少ないホログラムから順番に記録することができる。
【００７２】
また、上記のホログラム記録再生装置において、前記ブロック内における各ホログラムの前記記録インターバル時間は同一であることが好ましい。この構成によれば、ブロック内における各ホログラムの記録インターバル時間は同一であるので、同一ブロック内のホログラムを記録するたびに記録インターバル時間を変更する必要が無くなり、記録インターバル時間を決定するための処理時間を短縮することができる。
【００７３】
本発明の他の局面に係るホログラム記録媒体は、記録層を具備し、前記記録層に対して参照光及び信号光を照射してホログラムを形成することにより情報を記録するホログラム記録媒体であって、前記ホログラム記録媒体に、光照射に対して所望の回折効率を有するホログラムが前記記録層に形成される際の前記記録層を構成する材料の反応速度に関する反応速度情報、又は任意の記録領域において少なくとも一部が重なるように多重記録される複数のホログラムのうちの任意のホログラムを記録するための光照射から次のホログラムを記録するための光照射までの記録インターバル時間情報が予め記録されている。
【００７４】
この構成によれば、ホログラム記録媒体には、光照射に対して所望の回折効率を有するホログラムが記録層に形成される際の記録層を構成する材料の反応速度に関する反応速度情報、又は任意の記録領域において少なくとも一部が重なるように多重記録される複数のホログラムのうちの任意のホログラムを記録するための光照射から次のホログラムを記録するための光照射までの記録インターバル時間情報が予め記録されている。
【００７５】
したがって、ホログラム記録媒体から反応速度情報又は記録インターバル時間情報が読み出されるので、反応速度情報を用いて、ホログラム記録媒体を構成する材料固有の反応速度に応じた最適な記録インターバル時間を決定することができ、記録インターバル時間情報を用いて、容易に記録インターバル時間を決定することができる。
【００７６】
また、上記のホログラム記録媒体において、前記反応速度情報又は前記記録インターバル時間情報は、前記ホログラム記録媒体の内部又は表面に記録されていることが好ましい。この構成によれば、ホログラム記録媒体の内部又は表面から反応速度情報又は記録インターバル時間情報を読み出すことができる。
【００７７】
また、上記のホログラム記録媒体において、カートリッジをさらに具備し、前記反応速度情報又は前記記録インターバル時間情報は、前記カートリッジの表面又は内部に記録されていることが好ましい。この構成によれば、カートリッジの内部又は表面から反応速度情報又は記録インターバル時間情報を読み出すことができる。
【００７８】
また、上記のホログラム記録媒体において、カートリッジと、前記カートリッジの表面又は内部、もしくは前記ホログラム記録媒体の表面又は内部に配置されたメモリとをさらに具備し、前記反応速度情報又は前記記録インターバル時間情報は、前記メモリに記録されていることが好ましい。
【００７９】
この構成によれば、カートリッジの表面又は内部、もしくはホログラム記録媒体の表面又は内部に配置されたメモリから反応速度情報又は記録インターバル時間情報を読み出すことができる。
【発明の効果】
【００８０】
本発明によれば、任意のホログラムを記録するための光照射から次のホログラムを重ねて記録するための光照射までの記録インターバル時間を変化させることにより、所望の回折効率を有するホログラムが形成されるので、平均データ転送レートを低下させることなくホログラム記録媒体のダイナミックレンジの低下を防止することができ、記録感度の安定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８１】
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００８２】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に関わるホログラム多重記録方法について、ホログラム記録媒体のダイナミックレンジの低下を防止することができた点について説明する。
【００８３】
図１は、実施の形態１におけるホログラム多重記録方法を模式的に示す図であり、図１Ａは、ホログラムの多重数と記録エネルギー量との関係を模式的に示す図であり、図１Ｂは、実施の形態１におけるホログラム多重記録スケジューリングの概念の一例を模式的に示す図であり、図１Ｃは、実施の形態１におけるホログラム多重記録スケジューリングの概念の他の例を模式的に示す図である。
【００８４】
また、図２は、一般的な多重記録方法の例として上述の従来技術において提案されているホログラム多重記録方法を模式的に示す図であり、図２Ａは、ホログラムの多重数と記録エネルギー量との関係を模式的に示す図であり、図２Ｂは、従来技術におけるホログラム多重記録スケジューリングの概念を模式的に示す図であり、図２Ｃは、従来技術におけるホログラム多重記録スケジューリングの概念の他の例を模式的に示す図である。
【００８５】
図１Ａ及び図２Ａにおいて、横軸はホログラムの多重数、縦軸は照射される記録エネルギー量（＝照射光強度×時間）を示す。また、図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ｂ及び図２Ｃにおいて、横軸は時間、縦軸は記録に必要な信号光及び参照光のパワーを合算した記録光パワーを示す。
【００８６】
従来のホログラム多重記録方法における記録スケジューリングとしては、図１Ａ及び図２Ａに示されるように多重数に応じた記録エネルギー量の変化が提案されており、ホログラム記録媒体に照射する光のエネルギーを記録光パワー（＝参照光強度＋信号光強度）あるいは照射時間により制御している。またこの時、図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、任意のホログラムを記録するために必要な記録光の照射が終了してから次のホログラムを同一領域の少なくとも一部に記録するための光照射を開始するまでの時間（以下、記録インターバル時間と称す）は一定とすることが通例である。
【００８７】
一方、本発明のポイントは、図１Ｂ及び図１Ｃに示すように、多重記録における各ホログラム記録時の記録エネルギー量の変化に加えて、上記記録インターバル時間をホログラム媒質の反応速度（光照射よって所望の回折効率を有するホログラムが記録形成されるまでの時間）に応じて積極的に変化させる点にある。より具体的には、多重度が一定以上増加するのに応じて（すなわち多重記録初期に比べ多重記録後期に）上記インターバルを増大させる点にある。
【００８８】
発明者らは、ホログラム記録媒体の材料性能であるＭ／＃を計測するために、二光束干渉による単純グレーティングホログラムの多重記録実験を行った。具体的な実験系パラメータとしては、ホログラム記録媒体としてＡｐｒｉｌｉｓ社製のＨＭＣ−０５０−Ｇ−１２−Ｄ−４００（厚み４００ミクロン）を用い、図３に示す光学系配置にて多重記録を行った。図３は、実験に用いたホログラム記録装置の光学系配置を模式的に示す図である。
【００８９】
図３に示すホログラム記録装置は、レーザ光源１、レーザ光源１からのレーザ光を２つのビームに分岐するための偏光ビームスプリッタ（以下ＰＢＳと称す）２、ミラー３ａ，３ｂ、ホログラム記録媒体４を回転させる回転ステージ５及びシャッター８を備える。なお、本構成は変調された信号データを含まない二光束干渉系であるが、便宜上、ミラー３ａによって反射された光を信号光６とし、ミラー３ｂによって反射された光を参照光７とする。
【００９０】
上記構成により、まずレーザ光源１から出射したレーザ光は拡大光学系と空間フィルタ及びコリメートレンズ（いずれも図示せず）により直径５ｍｍの平行光に変換される。その後ＰＢＳ２により２つの平行ビームに分岐され、それぞれ信号光６及び参照光７となる。なお、ＰＢＳ２では偏光によりビームを分岐するため、分岐後のビームの偏光方向が直交している。従って２ビームの偏光方向を合わせるため、参照光７の経路中に１／２波長板４１が挿入されている。
【００９１】
信号光６はミラー３ａにより、また参照光７はミラー３ｂにより反射され、ホログラム記録媒体４の同一領域に照射される。このとき信号光６と参照光７とが空間的に形成する干渉縞がホログラム記録媒体４の照射領域にホログラムとして記録される。ホログラムを記録するための記録エネルギー量はシャッター８の開放時間及びレーザ光源１の出射パワーにより制御される。また、信号光６と参照光７とのなす角度は一定とし、ホログラム記録媒体４を回転ステージ５により回転させることにより角度多重記録を実現することができる。
【００９２】
なお、上記シャッター８の開放時間、開放タイミング及び回転ステージ５の回転角度、回転タイミングの制御はコンピュータ（図示せず）により制御されている。本検討において、まず、記録光強度及び記録時間により変化可能な記録エネルギー量をパラメータとしてＭ／＃の比較を行った。このときの記録インターバル時間は一定値（例えば５秒）とし、２度刻みで回転ステージ５（すなわちホログラム記録媒体４）を回転させることにより３１多重の角度多重記録を行った。
【００９３】
図４は、ホログラム記録エネルギー量を変化させたときの多重記録実験結果を示すグラフである。図４において、横軸は積算記録エネルギー量を表し、縦軸は多重記録されたホログラムそれぞれの回折効率の平方根を積算した値を表している。なお、縦軸の飽和到達点がＭ／＃である。また、図４中の条件Ａ、条件Ｂ及び条件Ｃは、同一ホログラム記録媒体内の異なる領域に対して、ホログラムの記録エネルギー量が条件Ａ＜条件Ｂ＜条件Ｃの関係となるように記録光強度及び照射時間を変化させて記録エネルギー量を変化させて多重記録した場合の結果である。
【００９４】
より具体的には、記録に用いる照射光パワー密度を約２３ｍＷ／ｃｍ２で一定とし、条件Ａ、条件Ｂ及び条件Ｃにおいて、記録エネルギー量が条件Ａ：条件Ｂ：条件Ｃ＝１：２：４、すなわち、ホログラムの強さ（回折効率）が条件Ａ：条件Ｂ：条件Ｃ＝１：４：１６となるように照射時間をスケジューリングした。またこの時、条件Ａにおける一つのホログラムの回折効率が０．０１となる記録エネルギー量を基準として検討を行った。但し、３１個のホログラムを記録するまでの積算記録エネルギー量がほぼ同一になるように、３１多重目の記録エネルギー量は上記の照射時間の制約（記録エネルギー量比が条件Ａ：条件Ｂ：条件Ｃ＝１：２：４となる照射時間）から外れている。
【００９５】
図４に示すグラフから、発明者らは、ホログラムあたりの記録エネルギー量が少ない、すなわちホログラムあたりの回折効率が小さいほどＭ／＃が向上することを見出した。上記の結果に注目し、さらに考察を進める中で、従来知られている記録感度の変化とは別に、多重記録の進行に伴いホログラム記録媒体の反応速度（光照射によるホログラム記録開始から回折効率が所望の値に達するまでの速度）が変化するということを想定した。すなわち、ホログラム記録におけるホログラム形成速度（＝反応速度）が照射する記録エネルギー量及び／又は記録間隔に関連しているのではないかという仮定に思い至った。
【００９６】
発明者らは、この仮定を実験的に確かめるために、上記多重記録におけるＭ／＃の記録インターバル時間依存性を調査した。記録エネルギー量を同一条件とし、３１個のホログラムの角度多重記録を行った。より具体的には、ホログラム記録媒体の記録感度特性から、多重度数に応じた露光エネルギーを算出し、記録パワー密度を約２３ｍＷ／ｃｍ２で一定として照射時間による記録エネルギー量の制御を行った。このとき記録インターバル時間をパラメータとして、１ｓｅｃ、２ｓｅｃ、５ｓｅｃ及び１０ｓｅｃの場合の記録特性を比較した。
【００９７】
図５は、記録インターバル時間を変化させたときの多重記録実験結果を示すグラフである。図５において、横軸は３１多重ホログラムにおける積算記録エネルギー量を示し、縦軸は多重記録されたホログラムそれぞれの回折効率の平方根の和を示している。なお、縦軸の飽和到達点がＭ／＃である。
【００９８】
図５に示すグラフから明らかなように、記録インターバル時間が大きいほどＭ／＃が向上することが発見された。これは、ホログラムを記録するための信号光及び参照光の照射が終了した後に干渉パターン形成過程が進行する、いわゆる暗反応が大きく影響していることを示している。上記暗反応の大きさ、及び暗反応が終了するまでの時間（反応時間すなわち反応速度）は、残留モノマー量及び励起される反応開始剤（ラジカル）の量、すなわち積算記録エネルギー量に依存していると考えられる。
【００９９】
つまり、多重記録の初期段階においては、図１６に示したような反応過程を辿る際に、重合反応もしくは移動拡散可能なモノマーが多く存在する。また、重合していないモノマーは粘性が低く記録媒体中を容易に移動することができる。従って、多重記録の初期段階において暗反応を含めた屈折率分布形成速度（＝反応速度）は速く、反応時間は短い。また逆に、多重記録の多重度が増加するのに伴い、モノマー量及びモノマーの密度が減少するため、モノマーの近接による重合反応が進みにくい。
【０１００】
また、重合反応によりポリマー化した分子は記録媒体中に定着されるため、見かけ上の粘性が高くなるので実質的に屈折率分布形成に必要なモノマーの移動・拡散速度が遅くなる。従って、多重記録の後期では反応速度が遅くなり反応時間が長くなる。このことから、図５のグラフにおいて、積算記録エネルギー量の少ない多重記録の初期段階、例えば、図５では積算記録エネルギー量が５０ｍＪ／ｃｍ２以下の領域におけるグラフの傾きの差異は殆どなく、多重記録の中期以降のホログラムの回折効率の差異が記録特性の優劣、すなわちＭ／＃の大小を決定付けていると読み取ることができる。
【０１０１】
ここで、記録インターバル時間、Ｍ／＃及び記録感度の関係についてさらに詳しく説明する。例えば、任意のホログラムＡを記録するための光照射を行い、暗反応の進行中に別のホログラムＢを記録するための光照射が行われると、ホログラムＡの干渉縞パターン形成途中のモノマーが新たに励起されたラジカルによりトラップされホログラムＡの干渉縞パターン形成に寄与できなくなる。これにより、ホログラムＡに対して所望の回折効率を得るためには、最終的に暗反応が終了した時点で得られる回折効率よりも小さい回折効率を想定して過剰に記録エネルギー量を与えておく必要がある。
【０１０２】
これにより、本来不要なラジカルの励起及びモノマーの消費が発生し、ホログラム記録媒体が本来有している記録容量を無駄に消費する（情報記録に使用されない形で消費する）こととなってしまう。また、干渉縞パターン形成に寄与しないモノマー消費であっても残留モノマー量としては減少するため、上述したような多重記録の進行に伴う記録感度の低下が生じることになる。
【０１０３】
これに対し、例えば記録インターバル時間を十分大きくとることにより、十分に暗反応が進行したときの回折効率が所望の値になるように記録エネルギー量と記録インターバル時間とをスケジューリングすれば、より小さい照射エネルギーで同等の回折効率が得られることになる。また、モノマー消費を少なくすることもできるため、記録感度の低下も抑えることができる。また、例えば、材料開発・製造を行うメーカ等によりホログラム記録材料の基礎特性が明らかにされることにより、材料固有の反応速度を把握することができるため、記録エネルギー量依存性及び記録光強度依存性などの暗反応特性も含めたスケジューリングは容易に可能であるといえる。
【０１０４】
しかしながら、ただ記録インターバル時間を大きく取り上述のＭ／＃の向上を図る場合には、データ転送レートを大幅に低下させることになりホログラム記録システム上、記録時間の増大といった問題が発生することになる。これに対し、本発明は、記録エネルギー量の変化に加えて、ホログラム記録媒体の反応速度変化に応じて記録インターバル時間を変化させるものである。発明者らの検討した材料においては、大別して下記の２段階の状態が存在した。
【０１０５】
多重記録初期：記録感度が高いので、任意の回折効率を有するホログラムを形成するための記録エネルギー量を小さくすることができる。このとき、残留モノマー量は豊富であるが、暗反応も小さい。従って、記録光照射からホログラム形成までの時間（反応時間）は短く、反応速度は大きくなる。
【０１０６】
多重記録後期：記録感度が低下してきているので、任意の回折効率を有するホログラムを形成するための記録エネルギー量が大きくなる。残留モノマー量が少なくなってくるので回折効率を得るために必要な記録エネルギー量も大きいため暗反応が進行する時定数が長くなり反応時間は長くなり、反応速度は小さくなる。
【０１０７】
上記に示すように、発明者らは、任意の記録領域において、多重記録の初期には反応速度が大きく、多重度の増加に伴い反応速度が小さくなることを見出した。具体的には、上述の３１多重記録において、例えば照射光パワー密度が２０ｍＷ／ｃｍ２の条件下で回折効率０．０１（＝回折光パワー／参照光パワー）のホログラムを形成するには１番目のホログラムに対して記録光照射終了から１秒程度、１０多重目のホログラムに対して５秒程度、２０多重目以降のホログラムに対しては３０秒から３５秒程度の時間を要した。つまり、一定の記録インターバル時間（例えば５秒）で記録スケジューリングを行った場合には、多重記録初期から中期において必要以上の記録インターバル時間を取っており、また多重記録中期から後期においてはホログラム形成に必要な記録インターバル時間が確保できていなかったことになる。
【０１０８】
なお、本実施の形態において示した多重度数と反応速度との関係は、より一般化すると積算記録エネルギー量と反応速度という捉え方ができる。すなわち、多重記録が行われている間の記録領域の反応速度は、本質的には多重度数に依存しているものではなく、ホログラム記録媒体の任意の記録領域に存在する残留モノマー量や光重合反応のきっかけとなる色素の量（＝与えられた積算記録エネルギー量）に依存している。
【０１０９】
上記のような、検討結果及び考察に基づき、本発明の効果であるデータ転送レートを低下させずに記録媒体の容量（Ｍ／＃）を向上できること確認するため、記録インターバル時間を含むトータルの多重記録時間を一定として、反応速度に応じて記録インターバル時間を変化させた場合（多重記録初期の記録インターバル時間を短く、多重記録後期の記録インターバル時間を長くした場合）と、全ての記録インターバル時間を均等にした場合とを比較した。この結果を図６に示す。
【０１１０】
図６Ａは、記録インターバル時間の条件を変えたときの記録特性を示すグラフであり、図６Ｂは、ホログラムの多重度数と記録インターバル時間との関係を模式的に示すグラフである。図６Ａにおいて、横軸は積算記録エネルギー量を表し、縦軸は多重記録されたホログラムそれぞれの回折効率の平方根を積算した値を表している。なお、縦軸の飽和到達点がＭ／＃である。図６Ｂにおいて、横軸はホログラムの多重数を表し、縦軸は記録インターバル時間を表している。ホログラム記録条件としては、記録インターバル時間制御の効果がより顕著に現れることを想定して、回折効率０．０５程度の非常に弱いホログラム（すなわち記録エネルギー量が少ない）の多重記録を実施した。
【０１１１】
図６Ａ中に示す条件Ａ、条件Ｂ及び条件Ｃにおいて、記録インターバル時間をパラメータとしてそれぞれ３５ホログラムを角度多重により記録した。３条件ともに照射エネルギースケジューリングは同一である。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、条件Ａは、記録インターバル時間を一定（５ｓｅｃ）とした。条件Ｂは、多重数１から１９（積算記録エネルギー量が約３５ｍＪ／ｃｍ２となるところ）までの記録インターバル時間を１ｓｅｃとし、多重数２０から３５までの記録インターバル時間を１０ｓｅｃとし、２段階に記録インターバル時間を変化させた。また、条件Ｃは、多重数１から９（積算記録エネルギー量が約７ｍＪ／ｃｍ２となるところ）までの記録インターバル時間を１ｓｅｃとし、多重数１０から２８（積算記録エネルギー量が約９０ｍＪ／ｃｍ２となるところ）までの記録インターバル時間を５ｓｅｃとし、多重数２０から３５までの記録インターバル時間を１０ｓｅｃとし、３段階に記録インターバル時間を変化させた。この時、条件Ａ、条件Ｂ及び条件Ｃのそれぞれにおいて３５個のホログラムを多重記録し終えるまでの時間は１７５ｓｅｃ前後でほぼ一定とすることができている。
【０１１２】
図６Ａのグラフからわかるように、記録インターバル時間を一定値とした条件Ａに比べて、記録インターバル時間を段階的に変化させた条件Ｂ及び条件Ｃの方がＭ／＃が向上していることがわかる。また、多重記録の初期段階、すなわち積算記録エネルギー量の少ない段階においては記録インターバル時間を１ｓｅｃとした場合（条件Ｂ及び条件Ｃ）と、記録インターバル時間を５ｓｅｃとした場合（条件Ａ）との間に大きな差は見られていない。これは前述したように、ホログラム記録媒体中の残留モノマー量が豊富であるが、暗反応が記録エネルギー量依存性を有しているため、暗反応が小さく、従って、記録光照射からホログラム形成までの反応時間が短いことを示している。
【０１１３】
また、多重記録の後半において、条件Ａではホログラム毎の回折効率が低下し、グラフの傾きが徐々に小さくなっており、最後のホログラムの回折効率は０．００５程度であるのに対し、条件Ｂ及び条件Ｃではホログラム毎の回折効率は０．０３５までにしか低下していない。このことは、今回検討に用いたサンプルにおいて、積算記録エネルギー量が約９０ｍＪ／ｃｍ２程度となる多重記録において反応時間・反応速度に応じた十分な記録インターバル時間を与えることにより、ホログラム毎の回折効率を十分に確保できることを意味している。
【０１１４】
このようにして、ホログラム記録媒体の反応速度に応じた記録スケジューリングを行うことでＭ／＃の向上が見られた。すなわち、本発明のポイントである反応速度に応じた記録インターバル時間の制御を行うことにより、例えば多重記録の初期では記録インターバル時間を短くし、多重記録の後期では記録インターバル時間を長くすることにより、Ｍ／＃の劣化を防止した上でさらに平均のデータ転送レートを従来と同等か、より短くすることが可能となった。
【０１１５】
これまで述べてきたように、発明者らは、ホログラム多重記録における記録スケジューリングとして、複数のホログラムに対するそれぞれの記録エネルギー量と、複数のホログラムのうちの任意のホログラムを記録するための光照射開始から次のホログラムを記録するための光照射開始までの時間（記録インターバル時間）とを変化させることを提案した。特に、記録インターバル時間を変化させる手法として、従来から用いられていたホログラムを記録するための記録エネルギー量（＝記録光強度×照射時間）のスケジューリングにおける照射時間変化に加え、新たにホログラム記録媒体の反応速度に応じた記録インターバル時間を含めたホログラム記録間隔のスケジューリングを行うことを提案し、ホログラム記録の大きな特長である高データ転送レートを損なうことなく大容量の記録を実現することを可能にした。
【０１１６】
なお、本実施の形態においては、記録インターバル時間を多重記録の進行度合いを初期及び後期の２段階、又は初期、中期及び後期の３段階に変化させる場合を例に説明してきたが、記録インターバル時間の変化はこれに限定されるものではなく、例えば記録インターバル時間が多重度の増加に連動して変化しても同様の効果が得られる。
【０１１７】
例えば、多重記録の初期段階から後期段階に向けて、常に記録インターバル時間が大きくなるようにスケジューリングしてもよい。すなわち、多重記録を行う複数のホログラムのうち、Ｎ個目のホログラムを記録してから（Ｎ＋１）個目のホログラムを記録するまでの時間をｔ（Ｎ）とし、（Ｎ＋１）個目のホログラムを記録してから（Ｎ＋２）個目のホログラムを記録するまでの時間をｔ（Ｎ＋１）としたとき、ｔ（Ｎ）≦ｔ（Ｎ＋１）の関係を満たすように時間を決定することができ、例えば記録インターバル時間の変化割合又は変化量のみをホログラム記録媒体に応じて定義することによりホログラム記録システムの構築が容易に可能となる。
【０１１８】
これにより、本実施の形態で示したように、データ転送レートを低下させることなく記録スケジューリングによるＭ／＃の劣化を防止することができ、ホログラム記録媒体が本来有している記録容量ポテンシャルを有効に活用し大容量かつ高速なホログラム記録が実現可能となる。
【０１１９】
なお、本実施の形態において、Ｎ個目のホログラムを記録してから（Ｎ＋１）個目のホログラムを記録するまでの時間とは、Ｎ個目のホログラムを記録するための光照射開始から（Ｎ＋１）個目のホログラムを記録するための光照射開始までの時間を表しているが、本発明は特にこれに限定されない。Ｎ個目のホログラムを記録するための光照射が終了してから（Ｎ＋１）個目のホログラムを記録するための光照射を開始するまでの時間であってもよい。
【０１２０】
なお、本検討では、前述のＡｐｒｉｌｉｓ社製のフォトポリマーを用いて多重記録を行った。しかしながら、実際のホログラム記録システムとしては、様々な記録材料を用いてホログラム記録再生システムが構築されることが想定される。このような場合にも、ホログラム記録媒体を構成する材料特性により前述のような複数の段階的な記録インターバル時間変化を用いて同様の効果を得ることが期待できる。
【０１２１】
なお、本実施の形態においては上述してきたように多重記録の初期段階から後期段階に向かって反応速度が遅くなる材料について述べてきたが、本発明のポイントである記録エネルギー量の変化に加えて、反応速度に応じて記録インターバル時間を変化させる多重記録スケジューリングという考え方はこれに限定されるものではない。例えば、材料開発による感度特性や反応速度の制御により、多重記録の初期段階から後期段階に向かって反応速度が速くなるような材料設計が可能である。このような場合には、例えば多重記録の初期段階から後期段階に向けて、段階的又は連続的（多重度が増大するたび）に記録インターバル時間が小さくなるようにスケジューリングしてもよい。
【０１２２】
また、本実施の形態においては、簡単のため二光束干渉による検討結果を例に説明してきたが、２次元データ情報を有する信号光と参照光とを用いた２次元データホログラム記録においても同様の効果が得られる。また、本実施の形態においては、多重方式として角度多重方式を例に取り説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、波長多重、位相コード多重、ペリストロフィック多重、及びポリトピック多重等、様々なホログラム記録の多重方式に適用可能である。
【０１２３】
また、本実施の形態では角度多重記録の検討において３１多重ホログラム記録について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ホログラム記録媒体の特性や厚みにより、また記録エネルギー量と記録インターバル時間を適切にスケジューリングすることにより、所望の回折効率を有するホログラムを数１００〜数１０００多重で記録再生することが可能である。
【０１２４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２として、実際に記録スケジューリングを行いホログラムの多重記録を行うホログラム多重記録方法を明示する。図７は、本発明の実施の形態１において述べてきたホログラム多重記録方法を実現するためのホログラム記録再生装置の構成を示す図である。図７に示すホログラム記録再生装置は、レーザ光源９、シャッター１０、ミラー１１，１６、拡大光学系１２、１／２波長板１３，１５、偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳと略す）１４、液晶パネル１７、入力信号制御部１８、集光レンズ１９、再生光学系２３、２次元受光素子アレイ２４、再生信号取得部２５及び制御部１００を備える。
【０１２５】
レーザ光源９はレーザ光を出射する。シャッター１０は、開閉されることにより、レーザ光源９から出射したレーザ光がホログラム記録媒体２２に照射する時間を変更する。ミラー１１は，レーザ光源９から出射したレーザ光を拡大光学系１２に向けて反射させる。拡大光学系１２は、レーザ光を所望のビーム径を有する平行光に変換する。１／２波長板１３は、レーザ光の偏光方向を変化させる。
【０１２６】
ＰＢＳ１４は、レーザ光の一部を透過させるとともに他部を反射させ、レーザ光を２つに分岐させる。１／２波長板１５は、ＰＢＳ１４によって反射されたレーザ光の偏光方向を変化させる。ミラー１６は、１／２波長板１５によって偏光方向が変化したレーザ光をホログラム記録媒体２２に向けて反射させる。このミラー１６によって反射されたレーザ光が、参照光２０となる。
【０１２７】
液晶パネル１７は、空間光変調器の一例であり、所望の２次元パターンを表示し、ＰＢＳ１４によって透過されたレーザ光を２次元データを有する信号光２１に変調する。入力信号制御部１８は、表示すべき２次元データ情報に基づき液晶パネル１７を制御する。集光レンズ１９は、液晶パネル１７を通過した信号光２１をホログラム記録媒体２２に集光させる。
【０１２８】
再生光学系２３は、再生光をほぼ平行な光ビームにする。２次元受光素子アレイ２４は再生光を受光する。再生信号取得部２５は、２次元受光素子アレイ２４によって取得されたデータを再生信号として取り込む。
【０１２９】
制御部１００は、任意のホログラムを記録するための光照射開始から次のホログラムを記録するための光照射開始までの記録インターバル時間を決定し、決定した記録インターバル時間に基づいてシャッター１０の開閉を制御し、レーザ光が照射される記録インターバル時間を変化させる。なお、制御部１００の構成については図８を用いて後述する。
【０１３０】
レーザ光源９から出射されたレーザ光はミラー１１を経て拡大光学系１２に入射され、所望のビーム径を有する平行光となる。この平行光はＰＢＳ１４により２つのビームに分岐される。この時、１／２波長板１３によりＰＢＳ１４に入射されるビームの偏光状態を制御することで、分岐されるビームの強度比率が調整可能である。ＰＢＳ１４からミラー１６に向かう経路のビームは、１／２波長板１５を通過することにより偏光変換され、ＰＢＳ１４から液晶パネル１７に向かうビームの偏光状態と同じ偏光状態を持つ参照光２０となりホログラム記録媒体２２の所望の記録領域に照射される。
【０１３１】
一方、ＰＢＳ１４から液晶パネル１７に向かうビームは、入力信号制御部１８により所望の２次元パターンが表示された液晶パネル１７を通過することにより、２次元データを有する信号光２１となる。信号光２１は、集光レンズ１９により集光されホログラム記録媒体２２の参照光２０の照射領域と同じ領域に照射される。このようにして、ホログラム記録媒体２２上で重なった参照光２０と信号光２１との干渉縞がホログラムとして記録されることになる。
【０１３２】
なお、照射される記録エネルギー量はシャッター１０の開放時間及びレーザ光源９の出射光パワーで制御される。また、制御部１００により、任意のホログラムを記録するための光照射開始から次のホログラムを記録するための光照射開始までの記録インターバル時間が算出され、例えば次のホログラムを多重記録するためのシャッター１０の開放開始動作が時間的に制御される。
【０１３３】
また、ホログラム記録媒体２２に記録されたホログラムの再生時には、例えば１／２波長板１３を制御してＰＢＳ１４を通過して液晶パネル１７に向かう光ビームをなくすなどの方法により、参照光２０のみが、ホログラムが記録された領域に照射されるようにする。ホログラムにより回折された再生光は、再生光学系２３を経て２次元受光素子アレイ２４に入射される。２次元受光素子アレイ２４は、入射した再生光を２次元画像データに変換し、再生信号取得部２５へ出力する。再生信号取得部２５は、２次元受光素子アレイ２４によって出力された２次元画像データを取り込み、２次元データ情報を再生する。
【０１３４】
次に、図７に示す制御部１００の具体的な構成について説明する。図８は、図７に示す制御部の具体的な構成を示す図である。図８に示す制御部１００は、スケジューリング部２６、記録インターバル時間制御部２７、多重度情報取得部２８、反応速度情報取得部２９、記録インターバル時間記憶部３０及び記録制御部３１を備える。
【０１３５】
多重度情報取得部２８は、ホログラムを記録する記録領域における多重度数を表す多重度情報を取得する。具体的には、多重度情報はホログラム記録媒体に記録されており、参照光を多重度情報が記録されている領域に照射することにより、２次元受光素子アレイ２４及び再生信号取得部２５によって多重度情報が読み出され、読み出された多重度情報が多重度情報取得部２８へ出力される。
【０１３６】
反応速度情報取得部２９は、光照射に対して所望の回折効率を有するホログラムがホログラム記録媒体に記録形成される反応速度を表す反応速度情報を取得する。具体的には、反応速度情報はホログラム記録媒体に記録されており、参照光を反応速度情報が記録されている領域に照射することにより、２次元受光素子アレイ２４及び再生信号取得部２５によって反応速度情報が読み出され、読み出された反応速度情報が反応速度情報取得部２９へ出力される。
【０１３７】
記録インターバル時間記憶部３０は、ホログラム記録媒体の反応速度と、ホログラムを記録する記録領域における多重度数とに対応付けた記録インターバル時間を記憶する。なお、本実施の形態における記憶インターバルは、任意のホログラムを記録するための光照射開始から次のホログラムを記録するための光照射開始までの時間を表す。
【０１３８】
スケジューリング部２６は、任意のホログラムを記録するための光照射開始から次のホログラムを記録するための光照射開始までの記録インターバル時間を決定する。具体的に、スケジューリング部２６は、多重度情報取得部２８によって取得された多重度情報と、反応速度情報取得部２９によって取得された反応速度情報とに対応付けられている記録インターバル時間を記録インターバル時間記憶部３０から読み出すことにより記録インターバル時間を決定する。記録インターバル時間制御部２７は、スケジューリング部２６によって決定された記録インターバル時間に基づいてシャッター１０の開閉を制御し、レーザ光が照射される時間を変化させる。
【０１３９】
記録制御部３１は、レーザ光源９の記録光パワーを制御するとともに、ミラー１６を移動させてホログラム記録媒体に照射する参照光の角度を制御し、ホログラム記録媒体にホログラムを記録する。
【０１４０】
なお、本実施の形態において、スケジューリング部２６が記録インターバル時間決定部の一例に相当し、記録インターバル時間制御部２７が制御部の一例に相当し、反応速度情報取得部２９が反応速度情報取得部の一例に相当し、多重度情報取得部２８が多重度情報取得部の一例に相当する。
【０１４１】
また、本実施の形態におけるスケジューリング部２６は、任意のホログラムを記録するための光照射開始から次のホログラムを記録するための光照射開始までの時間を記録インターバル時間として決定しているが、本発明は特にこれに限定されない。スケジューリング部２６は、任意のホログラムを記録するための光照射が終了してから次のホログラムを記録するための光照射を開始するまでの時間を記録インターバル時間として決定してもよい。また、スケジューリング部２６は、任意のホログラムを記録するための光照射が終了してから次のホログラムを記録するための光照射が終了するまでの時間を記録インターバル時間として決定してもよい。
【０１４２】
図９は、図７及び図８に示すホログラム記録再生装置において多重記録を行う際の制御の流れを示すフローチャートである。
【０１４３】
図９に示すように、まずホログラムの記録開始前に、ホログラム記録媒体２２の任意の記録領域における多重度情報とホログラム記録媒体２２の反応速度情報とを取得する。まず、ステップＳ１において、反応速度情報取得部２９は、光照射に対して所望の回折効率を有するホログラムがホログラム記録媒体２２に記録形成される反応速度を表す反応速度情報を取得する。ホログラム記録媒体２２には、データ記録領域とは別の領域に反応速度情報が記録された領域Ｘが設けられており、領域Ｘにおいてホログラムの再生と同様の方法で２次元受光素子アレイ２４及び再生信号取得部２５により反応速度情報を得ることができる。
【０１４４】
次に、ステップＳ２において、多重度情報取得部２８は、任意の記録領域におけるホログラムの多重度数を表す多重度情報を取得する。ホログラム記録媒体２２の多重度情報は、例えばあらかじめホログラム記録媒体２２に記録されており、上記の反応速度情報取得と同様の手法にて得ることができる。すなわち、例えばホログラム記録媒体２２には、データ記録領域とは別の領域に多重度情報が記録された領域Ｙが設けられており、領域Ｙにおいてホログラムの再生と同様の方法で２次元受光素子アレイ２４及び再生信号取得部２５により多重度情報を得ることができる。
【０１４５】
このようにして得られた多重度情報及び反応速度情報をスケジューリング部２６にフィードバックすることにより、記録エネルギー量及び記録インターバル時間を含めた記録スケジューリングの算出が実行される。
【０１４６】
すなわち、ステップＳ３において、スケジューリング部２６は、多重度情報取得部２８によって取得された多重度情報及び反応速度情報取得部２９によって取得された反応速度情報に基づいて記録インターバル時間を決定する。具体的に、スケジューリング部２６は、多重度情報及び反応速度情報に対応付けられている記録インターバル時間を記録インターバル時間記憶部３０から読み出すことにより、記録インターバル時間を決定する。
【０１４７】
このスケジューリングデータを基に、記録インターバル時間制御部２７がシャッター１０の開放動作を例えば電気的に制御し、同一記録領域において所望のスケジューリングに従ったホログラム多重記録が行われる。
【０１４８】
すなわち、ステップＳ４において、記録インターバル時間制御部２７は、シャッター１０を開放し、ホログラムを記録する。次に、ステップＳ５において、記録インターバル時間制御部２７は、記録すべき全てのデータの記録が完了し、ホログラムの記録を終了するか否かを判断する。ここで、ホログラムの記録を終了しないと判断された場合（ステップＳ５でＮＯ）、ステップＳ６において、記録インターバル時間制御部２７は、同一の記録領域にホログラムを記録するか否かを判断する。同一の記録領域にホログラムを記録しないと判断された場合（ステップＳ６でＮＯ）、ステップＳ７において、記録インターバル時間制御部２７は、移動先の他の記録領域がホログラムを記録した記録領域であるか否かを判断する。そして、移動先の他の記録領域がホログラムを記録した記録領域ではないと判断された場合（ステップＳ７でＮＯ）、ステップＳ２の処理へ戻り、他の記録領域にホログラムを記録するべく、他の記録領域における多重度情報が取得される。
【０１４９】
一方、同一の記録領域にホログラムを記録すると判断された場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、又は移動先の他の記録領域がホログラムを記録した記録領域であると判断された場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、ステップＳ８において、記録制御部３１は、参照光がホログラム記録媒体２２に入射する角度を変更する。
【０１５０】
次に、ステップＳ９において、記録インターバル時間制御部２７は、スケジューリング部２６によって決定された記録インターバル時間を経過したか否かを判断する。ここで、記録インターバル時間を経過していないと判断された場合（ステップＳ９でＮＯ）、記録インターバル時間を経過するまでステップＳ９の判断が繰り返し行われる。
【０１５１】
なお、スケジューリング部２６は、ホログラムの記録インターバル時間だけでなく、ホログラムが記録される記録領域のホログラム記録媒体における位置情報と、ホログラムを記録するためのレーザ光の照射開始時刻とを決定する。これらの情報は、ＲＡＭに記憶される。そのため、記録インターバル時間制御部２７は、位置情報に基づいて、同一の記録領域にホログラムを記録するか否かを判断することができるとともに、移動先の他の記録領域がホログラムを記録した記録領域であるか否かを判断することができる。また、記録インターバル時間制御部２７は、照射開始時刻と現在の時刻とに基づいて、記録インターバル時間が経過したか否かを判断することができる。
【０１５２】
一方、記録インターバル時間を経過したと判断された場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、記録インターバル時間制御部２７は、シャッター１０を閉じてホログラムの記録を終了し、ステップＳ３の処理へ戻る。そして、記録インターバル時間制御部２７は、次のホログラムを記録するべく、記録インターバル時間を決定する。なお、本実施の形態では、１つのホログラムを記録するたびに記録位置、照射開始時刻及び記録インターバル時間を決定しているが、本発明は特にこれに限定されない。複数のホログラムの記録位置、照射開始時刻及び記録インターバル時間を決定した後、決定した記録位置、照射開始時刻及び記録インターバル時間に応じて複数のホログラムを順番に記録してもよい。この場合、ステップ３において複数のホログラムの記録インターバル時間が決定され、ステップＳ９において記録インターバル時間を経過したと判断された場合、ステップＳ４の処理に戻り、次のホログラムの記録が行われる。
【０１５３】
ステップＳ５でホログラムの記録を終了すると判断された場合（ステップＳ５でＹＥＳ）、ステップＳ１０において、記録制御部３１は、多重度情報を更新する。すなわち、記録制御部３１は、今回、データを記録するに当たって多重記録した記録領域の多重度情報を変更する。
【０１５４】
なお、図９に示すように、記録インターバル時間として同一記録領域への多重記録が制限されている状況（時間帯）において、他の記録領域への移動及びホログラム記録や、記録領域における参照光角度調整といった次の多重記録のための準備動作が行われても良く、上記記録領域への記録インターバル時間制御を含む記録スケジューリング及び制御動作は、記録インターバル時間内における記録領域への多重記録を制限する以外のあらゆる装置動作を妨げるものではない。
【０１５５】
また、本実施の形態では、記録エネルギー量は一定であり、記録インターバル時間のみを変化させているが、本発明は特にこれに限定されず、記録エネルギー量も変化させてもよい。すなわち、スケジューリング部２６は、記録インターバル時間を決定するとともに、複数のホログラムに対するそれぞれの記録エネルギー量を決定する。この場合、ホログラム記録再生装置の制御部１００は、ホログラム記録媒体の反応速度と、ホログラムを記録する記録領域における多重度数とに対応付けた記録エネルギー量を記憶する記録エネルギー量記憶部をさらに備える。具体的に、スケジューリング部２６は、多重度情報取得部２８によって取得された多重度情報と、反応速度情報取得部２９によって取得された反応速度情報とに対応付けられている記録エネルギー量を記録エネルギー量記憶部から読み出すことにより記録エネルギー量を決定する。そして、記録インターバル時間制御部２７は、スケジューリング部２６によって決定された記録エネルギー量に応じてレーザ光源９から照射される光を制御する。
【０１５６】
なお、本実施の形態においては、ホログラム記録媒体２２の反応速度情報がホログラム記録媒体２２に記録されている場合について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばホログラム記録媒体２２の反応速度情報が既知の情報としてホログラム記録再生装置内に保持されていても良い。
【０１５７】
図１０は、本実施の形態の変形例におけるホログラム記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。図１０に示す制御部１００は、スケジューリング部２６、記録インターバル時間制御部２７、多重度情報取得部２８、反応速度情報取得部２９、記録インターバル時間記憶部３０、記録制御部３１、識別情報取得部３２及び反応速度情報記憶部３３を備える。なお、図８に示すホログラム記録再生装置の制御部１００と同じ構成については説明を省略する。
【０１５８】
識別情報取得部３２は、ホログラム記録媒体を識別するための識別情報を取得する。具体的には、識別情報はホログラム記録媒体の所定領域に記録されており、参照光を識別情報が記録されている領域に照射することにより、２次元受光素子アレイ２４及び再生信号取得部２５によって識別情報が読み出され、読み出された識別情報が識別情報取得部３２へ出力される。
【０１５９】
反応速度情報記憶部３３は、識別情報と反応速度情報とを対応付けて記憶する。反応速度情報取得部２９は、識別情報取得部３２によって取得された識別情報に対応付けられている反応速度情報を反応速度情報記憶部３３から読み出し、反応速度情報を取得する。なお、本実施の形態において、反応速度情報記憶部３３が反応速度情報記憶部の一例に相当する。
【０１６０】
これにより、例えばホログラム記録媒体２２の内部又は表面などに、簡単なホログラム記録媒体の識別情報のみを記録保持しておけば良く、ホログラム記録媒体の製造コストの低減及び製造スループットの向上を図ることができる。
【０１６１】
なお、ホログラム記録媒体の反応速度情報、多重度情報、記録インターバル時間情報及び識別情報はホログラム記録媒体を格納するカートリッジの表面に記録されていても良く、また、反応速度情報、多重度情報、記録インターバル時間情報及び識別情報が記憶されたメモリ等をホログラム記録媒体の表面やカートリッジの表面又は内部に貼り付けたものであっても良い。
【０１６２】
図１１Ａは、カートリッジ内に格納されたホログラム記録媒体の外観を示す図であり、図１１Ｂは、表面にメモリを備えるホログラム記録媒体の外観を示す図である。図１１Ａにおいて、ホログラム記録媒体１１１は、カートリッジ１１２内に格納されており、カートリッジ１１２は、その表面にメモリ１１３と、開閉可能なシャッター１１４とを備える。
【０１６３】
例えば、メモリ１１３には、ホログラム記録媒体１１１の反応速度情報又はホログラム記録媒体１１１の種類が識別可能な識別情報が記録されている。なお、メモリ１１３に記録されている情報は、電気的又は光学的に取得することができるものであっても良く、例えばホログラム記録再生装置内に備えられた読み出し用光源を含む光学系等により、光学的に取得可能である。
【０１６４】
また、メモリ１１３は、カートリッジ１１２の内部、又はカートリッジ１１２内に収納されているホログラム記録媒体１１１の表面の任意の場所に配置されていても良く、例えばホログラム情報記録装置内に備えられた情報読み取り用光学系又は機構等に応じて適宜配置可能である。
【０１６５】
さらに、図１１Ｂに示すように、メモリ１１３は、ホログラム記録媒体１１１の表面の任意の場所に配置されていても良い。図１１Ｂの例では、メモリ１１３は、ホログラム記録媒体１１１の内周部分のクランプ領域１２１に貼り付けられている。また、ホログラム記録媒体１１１のＢＣＡ（バースト・カッティング・エリア）領域に反応速度情報、多重度情報及び識別情報を記録してもよく、バーコード等でこれらの情報を記録してもよい。
【０１６６】
なお、上述したホログラム記録媒体の反応速度情報は、多重記録の初期段階から後期段階への時系列的な反応速度であっても良く、この場合には、例えばスケジューリングの算出プロセスを簡単にすることが可能となるため、反応速度が異なる複数種類のホログラム記録媒体への多重記録が容易に実現可能となるという利点がある。
【０１６７】
また、本実施の形態において、記録インターバル時間記憶部３０は、ホログラム記録媒体の反応速度と、ホログラムを記録する記録領域における多重度数とに対応付けた記録インターバル時間を記憶しているが、本発明は特にこれに限定されず、記録インターバル時間記憶部３０は、ホログラム記録媒体を識別するための識別情報と、ホログラム記録媒体の任意の記録領域にホログラムが記録される回数に応じて異なり、ホログラム記録媒体に最適な記録インターバル時間を表す記録インターバル時間情報とを予め対応付けて記憶してもよい。
【０１６８】
図１２は、本実施の形態の別の変形例におけるホログラム記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。図１２に示す制御部１００は、スケジューリング部２６、記録インターバル時間制御部２７、多重度情報取得部２８、記録インターバル時間記憶部３０、記録制御部３１及び識別情報取得部３２を備える。なお、図８及び図１０に示すホログラム記録再生装置の制御部１００と同じ構成については説明を省略する。
【０１６９】
記録インターバル時間記憶部３０は、ホログラム記録媒体を識別するための識別情報と、ホログラム記録媒体の任意の記録領域にホログラムが記録される回数に応じて異なり、ホログラム記録媒体に最適な記録インターバル時間を表す記録インターバル時間情報とを予め対応付けて記憶する。具体的に、記録インターバル時間記憶部３０は、ホログラム記録媒体を識別するための識別情報と、ホログラム記録媒体の任意の記録領域にホログラムが記録される回数を表す多重度情報とに、ホログラム記録媒体に最適な記録インターバル時間を表す記録インターバル時間情報を予め対応付けて記憶する。なお、本実施の形態において、記録インターバル時間記憶部３０が記録インターバル時間情報記憶部の一例に相当する。
【０１７０】
スケジューリング部２６は、識別情報取得部３２によって取得された識別情報に対応付けられている記録インターバル時間情報を記録インターバル時間記憶部３０から取得し、取得した記録インターバル時間情報に基づいて、記録インターバル時間を決定する。具体的に、スケジューリング部２６は、識別情報取得部３２によって取得された識別情報と、多重度情報取得部２８によって取得された多重度情報とに対応付けられている記録インターバル時間情報を記録インターバル時間記憶部３０から取得し、記録インターバル時間を決定する。
【０１７１】
これにより、例えばホログラム記録媒体２２の内部又は表面などに、簡単なホログラム記録媒体の識別情報のみを記録保持しておけば良く、ホログラム記録媒体の製造コストの低減及び製造スループットの向上を図ることができる。
【０１７２】
また、本実施の形態において、記録インターバル時間記憶部３０は、ホログラム記録媒体の反応速度と、ホログラムを記録する記録領域における多重度数とに対応付けた記録インターバル時間を記憶しているが、本発明は特にこれに限定されず、ホログラム記録媒体の反応速度と、ホログラムを記録する記録領域における多重度数とに記録インターバル時間を対応付けた記録インターバル時間情報をホログラム記録媒体に記録しておき、ホログラム記録媒体から記録インターバル時間情報を取得してもよい。
【０１７３】
図１３は、本実施の形態のさらに別の変形例におけるホログラム記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。図１３に示す制御部１００は、スケジューリング部２６、記録インターバル時間制御部２７、多重度情報取得部２８、反応速度情報取得部２９、記録制御部３１及び記録インターバル時間情報取得部３４を備える。なお、図８に示すホログラム記録再生装置の制御部１００と同じ構成については説明を省略する。
【０１７４】
記録インターバル時間情報取得部３４は、ホログラム記録媒体の反応速度と、ホログラムを記録する記録領域における多重度数とに記録インターバル時間を対応付けた記録インターバル時間情報をホログラム記録媒体から取得する。具体的には、記録インターバル時間情報はホログラム記録媒体に記録されており、参照光を記録インターバル時間情報が記録されている領域に照射することにより、２次元受光素子アレイ２４及び再生信号取得部２５によって記録インターバル時間情報が読み出され、読み出された記録インターバル時間情報が記録インターバル時間情報取得部３４へ出力される。
【０１７５】
スケジューリング部２６は、記録インターバル時間情報取得部３４によって取得された記録インターバル時間情報を参照し、多重度情報取得部２８によって取得された多重度情報と、反応速度情報取得部２９によって取得された反応速度情報とに対応付けられている記録インターバル時間を決定する。
【０１７６】
なお、記録インターバル時間情報は、上記のように、ホログラム記録媒体の内部に記録されているだけでなく、ホログラム記録媒体の表面、カートリッジの表面又は内部、あるいはホログラム記録媒体又はカートリッジに設けられたメモリに記録されていてもよい。
【０１７７】
これにより、ホログラム記録再生装置内に反応速度情報、多重度情報及び記録インターバル時間情報を予め記憶しておく必要が無くなり、ホログラム記録再生装置の構成を簡略化することができる。
【０１７８】
（実施の形態３）
前述の実施の形態１及び実施の形態２において、記録データ転送レートを低下させることなくＭ／＃の向上を実現することができるホログラム記録再生装置及びホログラム多重記録方法について説明してきた。ここでは、本発明の実施の形態３としてこれらを応用したホログラム多重記録方法の例について説明する。
【０１７９】
ホログラム多重記録において、記録すべき情報のデータ転送レートを一定にすることは有用である。ホログラム記録材料に特有の性質として、反応速度変化に起因する記録感度の変化があるため、同一の記録条件（記録エネルギー量＝照射光パワー×照射時間）で多重記録を行うことは困難である。また、実施の形態１で示したような、多重記録数の増大に伴うホログラム形成速度の変化が存在しているため、例えば数１００多重〜数１０００多重という膨大な多重度を想定した場合、多重記録の初期段階のホログラム記録に要する時間と後期段階のホログラム記録に要する時間とが数桁程度違ってくることが予想される。
【０１８０】
これにより、例えば上記の多重記録の初期段階には非常に高速なデータ転送レート（例えば数１０ギガｂｐｓ程度）が得られるが、多重記録の後期段階にはそのデータ転送レートが数桁低く（例えば数メガｂｐｓ程度）なる。このような何桁にも変化するデータ転送レートは、ホログラム記録再生装置としての使い勝手が悪くなるとともにホログラム記録再生装置の安定性を低下させる要因となるため、システムとして構成することは困難である。また、ホログラム記録再生の特徴である高データ転送レートに対応するために高性能・高速のデータ転送機能、例えば高速データ転送のための情報処理半導体デバイスやワイドチャネルなどを用いたとしても、その性能が必要とされる記録段階はわずかであり、コストパフォーマンスが悪い。
【０１８１】
そこで、本発明者らは、ホログラム記録媒体への情報の記録方法として、多重記録時の記録インターバル時間変化と記録領域及び記録順序を組み合わせた、任意の記録領域における多重度積み上げ方法により平均的なホログラムの記録速度をほぼ一定にすることが可能である構成を見出した。
【０１８２】
図１４は、ホログラム記録媒体の任意の隣接した記録領域において、各記録領域に記録されるホログラムの多重度とホログラムを記録する際の記録インターバル時間とを模式的に示した概念図である。なお、記録領域は、それぞれが物理的又は論理的に領域分割されているものとする。また、横軸は、ホログラム記録媒体における記録位置を表し、縦軸は、ホログラムを重ね合わせた回数（多重度数）を表す。なお、多重度数が増えるにつれて、記録インターバル時間は大きくなり、多重度数が減るにつれて、記録インターバル時間は小さくなる。
【０１８３】
図１４には本実施の形態３である、記録インターバル時間制御とホログラム記録媒体中の記録位置及び記録領域をまたぐ記録順序（多重度積み上げ方法）を組み合わせることにより、大面積の記録領域を有するホログラム記録媒体において平均記録速度（＝記録情報転送レート）を一定にすることができる構成を示す。
【０１８４】
ホログラム記録媒体は、記録領域が所定数のホログラムを記録する複数の領域に分割される。図１４では、簡単のため、横軸方向に連続して複数の領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに分割され、各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは、互いに重なることのない連続した４つの微小ホログラム記録領域ＨＲで構成される。また、図１４中の縦軸は上記微小ホログラム記録領域ＨＲで行われるホログラムの多重記録の多重度数を模式的に示している。また、図１４中に示されるように、多重度数の増加、すなわち実施の形態１で示したようにホログラム記録媒体の反応速度変化に伴うように記録インターバル時間が制御される。
【０１８５】
例えば、上記の領域Ａ〜Ｅの各記録領域において、多重度数毎に論理的な複数のブロック（図１４中の点線で示される）Ａ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ２，Ｅ１に分割する。この時、ブロック毎に多重度数が異なっていてもよい。各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅにおける各多重度数ブロックＡ１〜Ａ５，Ｂ１〜Ｂ４，Ｃ１〜Ｃ３，Ｄ１〜Ｄ２，Ｅ１は記録インターバル時間が異なるものとし、例えば実施の形態１で示したようなホログラム記録媒体においては大きい多重度数のブロックになるほど記録インターバル時間を長くする。
【０１８６】
なお、多重度数ブロック内での各ホログラム記録間の記録インターバル時間は変化させてもよいが、簡単のため本実施の形態においては各多重度数ブロック内では記録インターバル時間は一定とする。このように、多重度数ブロック内における各ホログラムの記録インターバル時間は同一であるので、同一多重度数ブロック内のホログラムを記録するたびに記録インターバル時間を変更する必要が無くなり、記録インターバル時間を決定するための処理時間を短縮することができる。
【０１８７】
また、多重度数ブロックＡ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１は、隣接する４つのホログラムを４回重ねて記録し、多重度数ブロックＡ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２は、隣接する４つのホログラムを３回重ねて記録し、多重度数ブロックＡ３，Ｂ３，Ｃ３は、隣接する４つのホログラムを２回重ねて記録し、多重度数ブロックＡ４，Ａ５，Ｂ４は、隣接する４つのホログラムを１回だけ記録している。
【０１８８】
このような構成において、複数の記録領域をまたいで連続的にホログラム記録を行う。この際、任意の記録領域間に存在している記録インターバル時間の短い多重度数ブロックと記録インターバル時間の長い多重度数ブロックとを混在させながら多重記録を行うことにより、平均的なホログラム記録速度をほぼ一定に保つことが可能となり、データ転送レートを一定とすることができる。
【０１８９】
具体的には、まず、多重度数ブロックＡ１内にホログラムを記録し、続いて多重度数ブロックＢ１内にホログラムを記録する。そして、多重度数ブロックＡ２内にホログラムを記録した後、多重度数ブロックＣ１内にホログラムを記録する。その後、多重度数ブロックＢ２，Ａ３，Ｄ１，Ｃ２，Ｂ３，Ａ４，Ｅ１，Ｄ２，Ｃ３，Ｂ４，Ａ５の順にホログラムが記録される。このように、多重度数の小さいブロックと、多重度数の大きいブロックとを混在させてホログラムが記録される。
【０１９０】
なお、矢印Ｙ１に示すように、各ブロック内では、隣接する複数のホログラムが連続して記録された後、再度、隣接する複数のホログラムが連続して記録され、この動作が各ブロックの多重度数に応じた回数だけ行われる。このように、多重度数ブロック内において、ホログラムを記録する記録方向に沿って連続して複数のホログラムが記録され、連続した複数のホログラムが複数回数重ねて記録されるので、記録インターバル時間が短く多重回数の少ないホログラムから順番に記録することができる。
【０１９１】
本実施の形態３のホログラム多重記録方法を用いた場合のメリットとして、以下のことがあげられる。例えば、任意の記録領域においてホログラムを重ねて記録する場合、前述したように、あるホログラム記録を行ってから次のホログラムを同一領域に記録するまでに一定の時間間隔を必要とする。この時、例えば多重記録の初期段階から後期段階にかけて徐々に反応速度が低下するようなホログラム記録媒体では、多重記録の後期段階のデータ転送レートが非常に遅くなり、最終的にその記録領域の記録容量に達するまでに非常に長い時間がかかる。これは、任意の複数の記録領域において各記録領域間の多重度をほぼ一定となるように、記録領域を変化させて順番に多重度を積み上げていく場合であっても同様である。
【０１９２】
一方、本実施の形態３で示したホログラム多重記録方法では、任意の記録領域において多重度数ブロック（本質的には記録媒体の反応速度に応じて）と記録インターバル時間との間に相関を持たせて記録インターバル時間を変化させるとともに記録領域と記録順序とを制御する。これによれば、例えば、任意の記録領域における多重度数が大きくなってきた、すなわち次の多重記録までに長い記録インターバル時間を確保しなければならない場合には、他の記録領域に存在する、記録インターバル時間の短い多重度数ブロックへ複数個のホログラム記録を行うことによりシステム全体としてのデータ転送レートを維持することが可能である。
【０１９３】
また、まず、複数の領域Ａ〜Ｅのうちの領域Ａにおける平均多重回数の最も少ない多重度数ブロックＡ１内のホログラムが記録される。続いて、領域Ａに隣接する領域Ｂにおける平均多重回数の最も少ない多重度数ブロックＢ１内のホログラムが記録される。その後、領域Ａにおける多重度数ブロックＡ１の次に平均多重回数の少ない多重度数ブロックＡ２内のホログラムが記録される。したがって、記録インターバル時間が異なる多重度数ブロックを混在させることができ、平均的なホログラムの記録速度をほぼ一定に保つことが可能となり、データ転送レートを一定とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１９４】
本発明に係るホログラム記録再生装置、ホログラム多重記録方法及びホログラム記録媒体は、平均データ転送レートを低下させることなくホログラム記録媒体のダイナミックレンジの低下を防止することができ、かつ記録感度の安定化を図ることができ、任意の二次元データ情報を含む信号光と、信号光と同一光源から発せられた参照光とにより形成されるホログラムをホログラム記録媒体の任意の記録領域に複数回多重記録し、参照光を照射することにより記録されたホログラムを再生するホログラム記録再生装置、ホログラム多重記録方法及びホログラム記録媒体として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１９５】
【図１】図１（Ａ）は、ホログラムの多重数と記録エネルギー量との関係を模式的に示す図であり、図１（Ｂ）は、実施の形態１におけるホログラム多重記録スケジューリングの概念の一例を模式的に示す図であり、図１（Ｃ）は、実施の形態１におけるホログラム多重記録スケジューリングの概念の他の例を模式的に示す図である。
【図２】図２（Ａ）は、ホログラムの多重数と記録エネルギー量との関係を模式的に示す図であり、図２（Ｂ）は、従来技術におけるホログラム多重記録スケジューリングの概念を模式的に示す図であり、図２（Ｃ）は、従来技術におけるホログラム多重記録スケジューリングの概念の他の例を模式的に示す図である。
【図３】実験に用いたホログラム記録装置の光学系配置を模式的に示す図である。
【図４】ホログラム記録エネルギー量を変化させたときの多重記録実験結果を示すグラフである。
【図５】記録インターバル時間を変化させたときの多重記録実験結果を示すグラフである。
【図６】図６（Ａ）は、記録インターバル時間の条件を変えたときの記録特性を示すグラフであり、図６（Ｂ）は、ホログラムの多重度数と記録インターバル時間との関係を模式的に示すグラフである。
【図７】実施の形態２におけるホログラム記録再生装置の構成を示す図である。
【図８】図７に示す制御部の具体的な構成を示す図である。
【図９】図７及び図８に示すホログラム記録再生装置において多重記録を行う際の制御の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本実施の形態の変形例におけるホログラム記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、カートリッジ内に格納されたホログラム記録媒体の外観を示す図であり、図１１（Ｂ）は、表面にメモリを備えるホログラム記録媒体の外観を示す図である。
【図１２】本実施の形態の別の変形例におけるホログラム記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】本実施の形態のさらに別の変形例におけるホログラム記録再生装置の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】ホログラム記録媒体の任意の隣接した記録領域において、各記録領域に記録されるホログラムの多重度とホログラムを記録する際の記録インターバル時間とを模式的に示した概念図である。
【図１５】一般的な角度多重記録方式を説明するための概略図である。
【図１６】図１６（Ａ）は、ホログラム記録媒体への光照射過程を示す図であり、図１６（Ｂ）は、光照射によるモノマーの重合過程を示す図であり、図１６（Ｃ）は、図１６（Ｂ）において記録媒体中に発現した相対的なモノマー濃度分布を緩和する現象として考えられるモノマー及びバインダーの移動・拡散過程を示す図である。
【符号の説明】
【０１９６】
９    レーザ光源
１０    シャッター
１１，１６    ミラー
１２    拡大光学系
１３，１５    １／２波長板
１４    偏光ビームスプリッタ
１７    液晶パネル
１８    入力信号制御部
１９    集光レンズ
２０    参照光
２１    信号光
２２    ホログラム記録媒体
２３    再生光学系
２４    ２次元受光素子アレイ
２５    再生信号取得部
２６    スケジューリング部
２７    記録インターバル時間制御部
２８    多重度情報取得部
２９    反応速度情報取得部
３０    記録インターバル時間記憶部
３１    記録制御部
３２    識別情報取得部
３３    反応速度情報記憶部
３４    記録インターバル時間情報取得部
１００    制御部
【図１】
2008065313.tif 000003
【図２】
2008065313.tif 000004
【図３】
2008065313.tif 000005
【図４】
2008065313.tif 000006
【図５】
2008065313.tif 000007
【図６】
2008065313.tif 000008
【図７】
2008065313.tif 000009
【図８】
2008065313.tif 000010
【図９】
2008065313.tif 000011
【図１０】
2008065313.tif 000012
【図１１】
2008065313.tif 000013
【図１２】
2008065313.tif 000014
【図１３】
2008065313.tif 000015
【図１４】
2008065313.tif 000016
【図１５】
2008065313.tif 000017
【図１６】
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