(57)【要約】【課題】記録時と再生時の温度変化があっても、読出エラーが発生しにくいホログラフィック記録装置を提供する。【解決手段】基板８１、記録層８２を有し、反射層を有さない透過型のホログラフィック記録媒体８０に対し、情報光ＩＢおよび参照光ＲＢを照射して干渉縞Ｓを形成し、情報を記録するホログラフィック記録装置１である。光源３１、情報光に光情報を入力する光情報入力手段としてのＤＭＤ素子３３、情報光ＩＢおよび参照光ＲＢが共に通過して、これらの各光を記録層８２に対し垂直に照射し、記録層８２中で集束させる対物レンズ３６とを備え、対物レンズ３６は、実効開口数ＮＡが、2008216689.tif 000010（但し、ｔは記録層の厚み（ｍｍ））を満たすように構成する。【選択図】図１
2008216689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも基板および記録層を有する透過型ホログラフィック記録媒体に対し、情報光および参照光を照射して干渉縞を形成し、情報を記録するホログラフィック記録装置であって、
前記情報光および前記参照光を出射する光源と、
前記情報光に光情報を入力する光情報入力手段と、
前記情報光および前記参照光が共に通過して、これらの各光を前記記録層に対し垂直に照射し、当該記録層中で集束させる対物レンズとを備え、
前記対物レンズは、実効開口数ＮＡが、
【数１】
2008216689.tif 000008
（但し、ｔは記録層の厚み（ｍｍ））
を満たすことを特徴とするホログラフィック記録装置。
【請求項２】
少なくとも基板、記録層および反射層を有する反射型ホログラフィック記録媒体に対し、情報光および参照光を照射して干渉縞を形成し、情報を記録するホログラフィック記録装置であって、
前記情報光および前記参照光を出射する光源と、
前記情報光に光情報を入力する光情報入力手段と、
前記情報光および前記参照光が共に通過して、これらの各光を前記記録層に対し垂直に照射し、当該記録層中で集束させる対物レンズとを備え、
前記対物レンズは、実効開口数ＮＡが、
【数２】
2008216689.tif 000009
（但し、ｔは記録層の厚み（ｍｍ））
を満たすことを特徴とするホログラフィック記録装置。
【請求項３】
前記光情報入力手段は、前記情報光の横断面にマトリクス状の情報を入力する装置であり、
前記記録層に一つの記録スポットを記録する際に、前記光情報記録手段で１ｋＢ以下の情報を記録するように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のホログラフィック記録装置。
【請求項４】
シフト多重方式、コード多重方式または位相コード多重方式により前記光情報を記録するように構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のホログラフィック記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィック記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報を高密度に記録する技術として、ホログラフィを利用した光情報記録装置（ホログラフィック記録装置）が開発されている（特許文献１）。ホログラフィック記録は、情報が入力された情報光と、この情報光と同じ波長の参照光とを記録媒体中の記録層で重ね合わせ、そのときにできる干渉縞を記録することによって行われる。記録された情報を再生するときには、記録時の参照光と同じ波長の光を同じ角度で干渉縞に照射することで、干渉縞において情報光と同等の光を反射させる。
【０００３】
ホログラフィック記録装置は、従来のＣＤやＤＶＤなどのビット記録方式の光記録方式と異なり、１つの記録スポットあたりの情報量が大きく、記録再生速度の向上が期待されている。また、ホログラムの鋭い位置・角度選択性から、同一の記録材料部分に角度や位置を変えることで複数の異なる情報を記録する多重記録が可能であり、この特性を活かし記憶容量を大幅に高めることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１０７１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、記録層を構成するフォトポリマは、熱膨張係数が樹脂基板などに比較しても大きい。そのため、情報を記録層に記録した後、温度が変化すると、記録層は膨張または収縮して、干渉縞の間隔および基板に対する角度が変化するという問題がある。一方、記録スポットに読出光を当てて光情報を読み出す際には、上述したホログラムの鋭い位置・角度選択性から、干渉縞の間隔および角度が記録時と僅かにずれているだけで読み出しが不可能になるという問題がある。
【０００６】
例えば、厚さ５００μｍのフォトポリマに平面波二光束干渉によって情報を記録した干渉縞からその記録した情報を読み出す場合、記録時の参照光と干渉縞の関係と比較して、読出光と干渉縞の関係（向き）が相対的に０．０５度ずれると、回折光（反射光）の強度は約２分の１になり、０．１度ずれると、回折光の強度はほぼ０になる。
【０００７】
このように、あまりに熱膨張または熱収縮の影響が大きいと、ホログラフィック記録装置内の温度を一定にしたり、読出光の照射角度の補正または読出光の波長の補正をすることが考えられるが、これらの制御を実際に行うのは困難であり実用上の不都合が生じる。
【０００８】
本発明は、以上のような背景に鑑みてなされたものであり、記録時と再生時の温度変化があっても、読出エラーが発生しにくいホログラフィック記録装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した課題を解決するための本発明は、少なくとも基板および記録層をする透過型ホログラフィック記録媒体に対し、情報光および参照光を照射して干渉縞を形成し、情報を記録するホログラフィック記録装置であって、前記情報光および前記参照光を出射する光源と、前記情報光に光情報を入力する光情報入力手段と、前記情報光および前記参照光が共に通過して、これらの各光を前記記録層に対し垂直に照射し、当該記録層中で集束させる対物レンズとを備え、前記対物レンズは、実効開口数ＮＡが、
【数１】
2008216689.tif 000003
（但し、ｔは記録層の厚み（ｍｍ））
を満たすことを特徴とする。
【００１０】
ここで、本発明における実効開口数ＮＡは、対物レンズを通過して、焦点に集まる光の光軸に対する最大角をθとして、ＮＡ＝ｓｉｎθにより定まる値である。実際の記録媒体中でのθは記録媒体の屈折率により変化するが、ここで定義するＮＡは媒体および記録層の屈折率を１．０とした空気長換算で定義した値である。
また、透過型ホログラフィック記録媒体とは、反射層を有さない記録媒体である。この反射層は、正面から入射した情報光や参照光を反射する金属層などである。
本発明のホログラフィック記録装置を実施するにあたって、実効開口数ＮＡを調整するには、対物レンズ自体の焦点距離を変えてもよいし、対物レンズに入れる情報光および参照光の直径を変えてもよい。
【００１１】
このようなホログラフィック記録装置によると、情報光と参照光の干渉により記録される干渉縞が、およそ記録媒体の厚み方向に沿った分布を持つ干渉縞を主成分とし、かつその分布がより記録層に対して垂直な成分に制限された状態で記録を行うことが可能となる。
ところで、記録後の温度変化によりホログラフィック記録媒体の記録層が熱膨張または熱収縮した場合、記録層は基板に平面方向が拘束されていることから、ほぼ厚み方向のみにおいて膨張または収縮する。そうすると、厚み方向に沿って干渉縞が形成されている場合、厚み方向のみの膨張または収縮があっても、縞の間隔は変化しないことになる。そのため、本発明のホログラフィック記録装置で記録されたホログラフィック記録媒体は、再生時に読出エラーが起こりにくいという特性を有する。
【００１２】
また、反射層を有する反射型ホログラフィック記録媒体に対し、情報光および参照光を照射して干渉縞を形成し、情報を記録するホログラフィック記録装置の場合には、前記した実効開口数ＮＡが、
【数２】
2008216689.tif 000004
（但し、ｔは記録層の厚み（ｍｍ））
を満たすように構成する。
【００１３】
前記したホログラフィック記録装置においては、前記光情報入力手段は、前記情報光の横断面にマトリクス状の情報を入力する装置であり、前記記録層に一つの記録スポットを記録する際に、前記光情報記録手段で１ｋＢ以下の情報を記録するように構成することができる。このような情報量でマトリクス状の情報を入力することにより、対物レンズに入る情報光および参照光の直径を制限でき、前記した対物レンズの実効開口数を実現しやすくなる。
【００１４】
前記したホログラフィック記録装置においては、シフト多重方式、コード多重方式または位相コード多重方式により前記光情報を記録するように構成することで、一つの記録媒体に記録できる情報量を十分確保することができる。
【発明の効果】
【００１５】
上述したように、本発明のホログラフィック記録装置によれば、記録後の温度変化があっても読出エラーが発生しにくいという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、本発明のホログラフィック記録装置および記録方法について図面を参照しながら説明する。参照する図において、図１は、実施形態に係るホログラフィック記録装置を示す構成図である。
図１に示すように、ホログラフィック記録装置１は、ホログラフィック記録媒体８０（以下、単に「記録媒体８０」とする）に干渉縞を記録するものである。記録媒体８０は、基板８１と、記録層８２と、保護層８３とを順に有し、反射層を有していない。すなわち、記録媒体８０は、透過型のホログラフィック記録媒体である。
なお、記録層８２は、光の照射により屈折率など光学的特性が変化する色素材料などが含まれる層である。
【００１７】
ホログラフィック記録装置１は、光源３１、ミラー３２、ＤＭＤ素子３３、対物レンズ３６a、３６ｂ、データ読取装置３７、台座３９および制御装置４０を主に備えて構成されている。
【００１８】
光源３１は、コヒーレントな光を出射する光源であり、その光をミラー３２に向けて出射する向きで配置されている。
【００１９】
ミラー３２は、光源３１からの光をＤＭＤ素子３３へ向けて反射させる向きで配置されている。
【００２０】
ＤＭＤ素子３３は、マトリクス状に配置された複数の微小なミラー３３ａと、各ミラー３３ａの向きを切り替える切替装置３３ｂとを備えて構成されており、ミラー３２側から出射されてくる光を所定のミラー３３ａで反射させることで情報光ＩＢと参照光ＲＢを生成している。例えば、外周付近のリング状領域に配置された複数のミラー３３ａの一部を一定パターンで対物レンズ３６ａ側に向け、この一部のミラー３３ａで反射されたリング状の光を参照光ＲＢとする（図４（ａ），（ｂ）参照）。また、参照光ＲＢを形成する一部のミラー３３ａの内側に配置された複数のミラー３３ａの向きを、制御装置４０から入力されたデータに基づき対物レンズ３６ａ側の向きとそれ以外の向きに適宜設定し、この内側領域のミラー３３ａで反射された光を情報光ＩＢとする（図４（ａ），（ｂ）参照）。すなわち、ＤＭＤ素子３３により、情報光ＩＢの横断面にマトリクス状に光情報が配置されることになる。
【００２１】
対物レンズ３６aは、ＤＭＤ素子３３からきた参照光ＲＢおよび情報光ＩＢを集束させ、これらの光を記録媒体８０の記録層８２中で干渉させるものである。そして、対物レンズ３６aにより集束した光の光軸が、記録層８２に垂直に（平面方向Ｐに垂直で、厚み方向Ｎに沿った方向。図５参照）なるように、対物レンズ３６aと、台座３９および記録媒体８０が配置されている。
【００２２】
データ読取装置３７は、記録層８２に記録した干渉縞に参照光ＲＢと同等の読出光を当てることで、干渉縞で回折して対物レンズ３６ｂを通った光をデータとして読み取るものである。具体的には、データ読取装置３７に入ってくる光には、記録時の情報光ＩＢと同じマトリクス状の光情報が含まれているので、このマトリクス状の光情報を読み取るためＣＭＯＳ，ＣＣＤなどを利用することができる。
【００２３】
台座３９は、記録媒体８０を支持するとともに、記録媒体８０における記録位置を変えるため、記録媒体８０に入射される光の光軸と直交した方向へ、この光に対して相対移動可能となっており、これにより、記録媒体８０の全面に情報を記録することが可能となっている。例えば、台座３９は、回転ステージとして構成することができる。また、詳細は図示しないが、対物レンズ３６を台座３９に対し相対的に移動可能としてもよい。
【００２４】
制御装置４０は、光源３１、ＤＭＤ素子３３および台座３９をデジタル制御する装置である。
制御装置４０は、ホログラフィック記録装置１へ情報記録を指示する装置、例えばパソコン端末や、録画装置などと接続され、情報の記録の際にはこれらの装置から情報が入力され、情報の読出の際には、読み出した情報をこれらの装置へ出力する。
情報を記録する場合、制御装置４０は、記録する情報に応じてＤＭＤ素子３３のミラー３３ａの向きを変えるとともに、光源３１から光を出射して、情報光ＩＢおよび参照光ＲＢを生成する。また、記録媒体８０の適切な位置に記録スポット（干渉縞）を記録するため、台座３９を駆動する。
【００２５】
また、情報を記録媒体８０から読み取る場合、制御装置４０は、ＤＭＤ素子３３の情報光ＩＢに相当する領域のミラー３３ａを、光が対物レンズ３６ａへ向かないように制御し、かつ参照光ＲＢに相当する領域のミラー３３ａを、記録時と同じパターンの向きに制御することで、記録媒体８０に参照光ＲＢのみを照射するようになっている。また、記録媒体８０のうち、読み取るべき記録スポット（干渉縞）に参照光ＲＢが照射されるように台座３９を駆動するようになっている。そして、データ読取装置３７に入射された情報光ＩＢを取得して、読取を指示した装置へ出力するようになっている。
【００２６】
以上のような基本構成を有する本実施形態のホログラフィック記録装置１において、本発明は、対物レンズＯＬの実効開口数ＮＡを規定した点に特徴を有する。
図２に示すように、対物レンズＯＬは、記録層８２中またはその近傍に焦点Ｆを形成する。そして、対物レンズＯＬを通過する光（情報光ＩＢおよび参照光ＲＢ）のうち、最も外側を通過する光が、光軸に対してなす角をθとしたとき、実効開口数ＮＡはＮＡ＝ｓｉｎθで定義される。
本実施形態においては、実効開口数ＮＡは、記録層８２の厚みをｔ（ｍｍ）として、
【数３】
2008216689.tif 000005
を満たすようにする。このような実効開口数ＮＡを実現するためには、対物レンズＯＬとして焦点距離が長いものを選択するか、焦点距離が短いものを選択しつつ、対物レンズＯＬを通過する光の直径ＲＬを小さくすればよい。光の直径ＲＬを小さくする方法としては、例えば、ＤＭＤ素子３３で記録媒体８０に向けて反射する光の直径を小さくする、言い換えれば、一度に入力する情報の量を少なくする方法や、対物レンズＯＬの前または後に絞りを設ける方法がある。
【００２７】
一度に入力する情報の量を少なくする場合、情報光ＩＢにマトリクス状に入力する情報の量を１ｋＢ（キロバイト）以下にするのが望ましい。情報光ＩＢに１ｋＢ程度の情報を入力する場合とは、ＤＭＤ素子３３で各マトリクスを構成するミラー３３ａで反射する場合に、適切な反射を実現しつつ最大限の情報を入力する場合である。すなわち、１ｋＢより多い情報をレーザ光の横断面に入力しようとする場合には、ＤＭＤ素子３３の各ミラー３３ａの大きさが小さくなりすぎ、各ミラー３３ａで反射するというよりは回折してしまうからである。
【００２８】
本実施形態では、実効開口数ＮＡを調整する方法の一例として、ＤＭＤ素子３３に入力する情報の量を調整して、情報光ＩＢおよび参照光ＲＢの直径ＲＬを調整する方法を採用する。
例えば、従来、ＤＭＤ素子３３において図４（ａ）に示すような直径で、中央に情報光ＩＢのマトリクスを配置し、情報光ＩＢの周囲に参照光ＲＢを配置していたとすると、本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、情報光ＩＢの直径を小さくして情報量を減らし、参照光ＲＢの直径も情報光ＩＢの大きさおよび光量に合わせて小さくする形態とする。
【００２９】
以上のような本実施形態のホログラフィック記録装置１の作用効果を説明する。
【００３０】
光源３１から光を出射すると、この光は、ミラー３２で反射されてＤＭＤ素子３３に照射される。このＤＭＤ素子３３は、制御装置４０により適宜制御されることで、ミラー３２からの光を情報光ＩＢと参照光ＲＢとに分けて、対物レンズ３６ａ側へ出射させる。
【００３１】
その後、参照光ＲＢと情報光ＩＢは、記録媒体８０に出射され、その記録層８２中で干渉することで所定の干渉縞を形成する。そして、干渉縞の形成が終わった後は、台座３９が制御装置４０によって適宜制御されることで、記録媒体８０の位置が順次切り替わり、記録媒体８０の全体にわたってデータ記録が行われる。
【００３２】
このような過程で記録媒体８０に記録される干渉縞は、例えば図５に示す干渉縞Ｓのように記録される。なお、実際に図５のような角度で干渉縞Ｓが記録されるというわけではなく、図５は、説明の便宜のために概念的に示したものである。
干渉縞Ｓは、記録層８２の厚み方向Ｎ（記録層８２の平面方向Ｐに直交する方向）に対し角度φをなした干渉縞となっている。この干渉縞Ｓが記録された記録層が、記録後の温度低下により収縮した場合、平面方向Ｐは、基板８１と保護層８３に拘束されてほとんど寸法が変化しないが、厚み方向Ｎは自由であるので、ほとんど厚み方向Ｎにのみ収縮する。すると、角度Δφだけ干渉縞Ｓの向きが変わって干渉縞Ｓ′のようになる。干渉縞Ｓ′は、厚み方向Ｎに対し、角度φ＊をなす。
【００３３】
このような角度φ＊は、ＦＰＲ（Fringe Plane Rotation）モデルによれば、αを、記録層８２の熱膨張係数として、
φ＊＝φ＋Δφ＝ａｒｃｔａｎ｛ｔａｎφ／（１−α）｝
で求められる。なお、厚みｔは、記録層８２の屈折率の変化も含めた光学的な厚みｔの変化として定義している。
また、記録層８２に体積的に記録されたホログラムの再生角度依存性は、Kogelnikによるブラッグ回折格子の角度依存性に関する次式（２）が知られている。
【数４】
2008216689.tif 000006
但し、
Φ＝πΔｎｔ／λcosθＢ
χ＝Δθπｔ／Λ
とする。
【００３４】
ここで、Δｎは媒体に記録された正弦波状の屈折率変調の振幅、θＢはブラッグ角、λは記録再生波長、ｔは記録層の厚み、Δθは記録時と再生時の参照光照射角度の差分、Λは干渉縞の格子間隔である。Φは変調パラメータとして知られており、角度ずれがない状態（χ＝０）では回折効率η＝sin２φとして表される。
【００３５】
例えば、厚さ５００μｍのフォトポリマに平面波二光束干渉によって記録した干渉縞の角度依存性は、図６のようになる。
図６に示すように、記録時の参照光ＲＢの光照射角度と、再生時の読出光の角度が０．０５度ずれても回折効率（再生光の強度）は、最大値の５０％程度に変化してしまう。
【００３６】
そこで、図５における干渉縞Ｓの角度φが小さい場合には、記録層８２が厚み方向に膨張・収縮しても、角度変化Δφが小さいことに着目し、本実施形態では、対物レンズＯＬの実効開口数ＮＡの大きさを規定している。
実効厚みがどの程度変化したときに、回折効率（再生光の強度）がどの程度低下するかを検討すると、図７から図９のようになる。
【００３７】
図７は、横軸に情報光ＩＢの中心からの距離を、ミラー３３ａの画素数でとり、縦軸に回折効率を規格化して示している。各プロファイルは、実効厚みの変化率αを０．１〜０．４に変化させてプロットしたものである。
この場合の計算条件は、以下の通りである。
記録回折効率ＤＥ    ２．５％
記録層の厚さｔ      ５００μｍ
屈折率              １．５
実効開口数ＮＡ      ０．５
【００３８】
図７に示すように、例えば、変化率αが０．１で、光軸中心からの距離が０、つまり、光軸上では、回折効率が約０．９５である。光軸上では、変化率αが大きくなるほど、飛躍的に回折効率が低下（再生光の強度が低下）し、光軸から８５画素目程度の位置で、最も回折効率が低下しにくいことが分かる。
【００３９】
図８は、図７と同様に回折効率をプロットしたものであり、図７の場合に対し、変化率αを０．３に固定し、実効開口数ＮＡを０．３〜０．５に変化させてプロットしたものである。実効開口数ＮＡを変化させる手法としては、レンズの焦点距離を変更した。図８に示すように、実効開口数ＮＡが小さいほど、光軸上においても、回折効率の低下が小さいことが分かる。
【００４０】
図９は、図８と同様に実効開口数ＮＡを変化させてプロットしたものであるが、その変化をさせる手法として、ＤＭＤ素子３３で入力するデータの半径ＲＬを小さくしたものである。図において、データの半径Ｒ＝１５６（ピクセル）は、実効開口数ＮＡが０．５に相当する。図９に示すように、データの半径Ｒが小さくなるほど、光軸中心における回折効率の低下が小さいことが分かる。
【００４１】
このように、実効開口数ＮＡが小さい場合には、記録層８２に入るレーザ光は、記録層８２に入射する光がより垂直に近く、またそれらの分布も少なくなる。そのため、記録層に形成される干渉縞の厚みｔの変化による干渉縞の角度変化、および干渉角度（記録光と参照光の交差角度）が小さくなることによるΛの増大が功を奏し、厚みｔの変化があっても、干渉縞の回折効率の変化が少なくなる。一方、実効開口数ＮＡが大きい場合には、レーザ光が記録層８２に斜めに入る成分が多いことから、逆の効果により光軸中心付近において、特に回折効率が低下しやすくなることを見出した。
【００４２】
以上の検討より、本実施形態のホログラフィック記録装置１においては、実効開口数ＮＡの値を小さく制限することにより、再生時（読出時）において、記録時からの温度変化があっても、光軸中心付近においても高い回折効率を実現し、再生時のエラーレートを低下させることができる。ホログラフィック記録再生システムを実用的に実施するためには、最低でも、記録時と再生時の温度変化が１０℃程度あっても、再生に支障が無いエラーレートにしなければならないから、後述する実施例において示されるように、式（１）を満たすように実効開口数ＮＡを規定すべきことを見い出した。本実施形態のホログラフィック記録装置１は、そのような実効開口数ＮＡを設定することで、実用的なホログラフィック記録および再生を可能にしている。式（１）を満たす範囲を図示すると、図１０のようになる。図１０は、横軸に記録層の厚みｔをとり、縦軸に実効開口数ＮＡをとって、式（１）を満たす範囲を示したもので、斜線部分が式（１）を満たす。
【００４３】
なお、前記実施形態においては、記録媒体８０として、反射層を有さない、透過型のホログラフィック記録媒体８０としたが、例えば、基板８１と記録層８２の間に反射層を有する反射型のホログラフィック記録媒体に記録・再生する場合には、ホログラフィック記録装置１に偏向ビームスプリッタ３４、ならびに1/4波長板３５を追加したホログラフィック記録装置２に示す構成によって記録再生を行うことができる。
【００４４】
ホログラフィック記録装置２は、光源３１、ミラー３２、ＤＭＤ素子３３、スプリッタ３４、波長板３５、対物レンズ３６、データ読取装置３７、台座３９および制御装置４０を主に備えて構成されている。
【００４５】
光源３１は、コヒーレントな光を出射する光源であり、その光をミラー３２に向けて出射する向きで配置されている。
【００４６】
ミラー３２は、光源３１からの光をＤＭＤ素子３３へ向けて反射させる向きで配置されている。
【００４７】
ＤＭＤ素子３３は、マトリクス状に配置された複数の微小なミラー３３ａと、各ミラー３３ａの向きを切り替える切替装置３３ｂとを備えて構成されており、ミラー３２側から出射されてくる光を所定のミラー３３ａで反射させることで情報光ＩＢと参照光ＲＢを生成している。例えば、外周付近のリング状領域に配置された複数のミラー３３ａの一部を一定パターンでスプリッタ３４側に向け、この一部のミラー３３ａで反射されたリング状の光を参照光ＲＢとする（図４（ａ），（ｂ）参照）。また、参照光ＲＢを形成する一部のミラー３３ａの内側に配置された複数のミラー３３ａの向きを、制御装置４０から入力されたデータに基づきスプリッタ３４側の向きとそれ以外の向きに適宜設定し、この内側領域のミラー３３ａで反射された光を情報光ＩＢとする（図４（ａ），（ｂ）参照）。すなわち、ＤＭＤ素子３３により、情報光ＩＢの横断面にマトリクス状に光情報が配置されることになる。
【００４８】
スプリッタ３４は、ＤＭＤ素子３３側から出射されてくる光を波長板３５側に透過させるとともに、波長板３５側から出射されてくる光をデータ読取装置３７側へ反射させるものである。
【００４９】
波長板３５は、いわゆる１／４波長板であり、直線偏向を円偏向に変換するとともに、円偏向を直線偏向に変換する機能を有している。
【００５０】
対物レンズ３６は、ＤＭＤ素子３３側からスプリッタ３４および波長板３５を通ってきた参照光ＲＢおよび情報光ＩＢを集束させ、これらの光を記録媒体８０の記録層８２中で干渉させるものである。そして、対物レンズ３６により集束した光の光軸が、記録層８２に垂直に（平面方向Ｐに垂直で、厚み方向Ｎに沿った方向。図５参照）なるように、対物レンズ３６と、台座３９および記録媒体８０が配置されている。
【００５１】
データ読取装置３７は、記録層８２に記録した干渉縞に参照光ＲＢと同等の読出光を当てることで、干渉縞側から対物レンズ３６、波長板３５およびスプリッタ３４を順次通過・反射してくる光をデータとして読み取るものである。具体的には、データ読取装置３７に入ってくる光には、記録時の情報光ＩＢと同じマトリクス状の光情報が含まれているので、このマトリクス状の光情報を読み取るためＣＭＯＳ，ＣＣＤなどを利用することができる。
【００５２】
台座３９は、記録媒体８０を支持するとともに、記録媒体８０における記録位置を変えるため、記録媒体８０に入射される光の光軸と直交した方向へ、この光に対して相対移動可能となっており、これにより、記録媒体８０の全面に情報を記録することが可能となっている。例えば、台座３９は、回転ステージとして構成することができる。また、詳細は図示しないが、対物レンズ３６を台座３９に対し相対的に移動可能としてもよい。
【００５３】
制御装置４０は、光源３１、ＤＭＤ素子３３および台座３９をデジタル制御する装置である。
制御装置４０は、ホログラフィック記録装置１へ情報記録を指示する装置、例えばパソコン端末や、録画装置などと接続され、情報の記録の際にはこれらの装置から情報が入力され、情報の読出の際には、読み出した情報をこれらの装置へ出力する。
情報を記録する場合、制御装置４０は、記録する情報に応じてＤＭＤ素子３３のミラー３３ａの向きを変えるとともに、光源３１から光を出射して、情報光ＩＢおよび参照光ＲＢを生成する。また、記録媒体８０の適切な位置に記録スポット（干渉縞）を記録するため、台座３９を駆動する。
【００５４】
また、情報を記録媒体８０から読み取る場合、制御装置４０は、ＤＭＤ素子３３の情報光ＩＢに相当する領域のミラー３３ａを、光が対物レンズ３６へ向かないように制御し、かつ参照光ＲＢに相当する領域のミラー３３ａを、記録時と同じパターンの向きに制御することで、記録媒体８０に参照光ＲＢのみを照射するようになっている。また、記録媒体８０のうち、読み取るべき記録スポット（干渉縞）に参照光ＲＢが照射されるように台座３９を駆動するようになっている。そして、データ読取装置３７に入射された情報光ＩＢを取得して、読取を指示した装置へ出力するようになっている。
このとき、実効開口数ＮＡは、記録層８２の厚みをｔ（ｍｍ）として、
【数５】
2008216689.tif 000007
を満たす必要がある。反射型のホログラフィック記録媒体においては、反射層で反射した光が再度記録層８２を通過するため、疑似的に厚みｔが２倍になっていると考えることができるからである。
【００５５】
以上のような本実施形態のホログラフィック記録装置によれば、実効開口数ＮＡを式（１）または式（３）の範囲にすることで、温度変化があったとしても、読み出しエラーを低く抑えることができ、実用的な記録装置とすることができる。
【００５６】
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、適宜変形して実施することができる。例えば、複数の異なる情報を有する記録スポットを、従来公知のシフト多重方式、コード多重方式または位相コード多重方式の多重方式を用いて重ねて記録することで、より多くの情報を記録することも可能である。また、記録媒体８０の構成は、例示したものに限定されるものではなく、別途サーボ層など他の層を有していても良い。
【実施例】
【００５７】
次に、本発明の効果を確認した実施例について説明する。
既存のコリニアホログラム記録再生装置を用い、図４（ａ），（ｂ）のような情報光ＩＢおよび参照光ＲＢをレーザ光の横断面に入力して、データの記録および再生を試みた。
なお、図４（ａ），（ｂ）は、入力したデータを厳密に示すものではなく、情報光ＩＢおよび参照光ＲＢの領域を参考に示すものである。
記録時の温度を３５℃として、図４（ａ），（ｂ）相当のデータをレーザ光の横断面に入力し、反射型の記録媒体に干渉縞を記録した。
この記録媒体を温度を変えた上で複数回再生を試み、エラーレートを測定した。
【００５８】
実験条件は、以下の通りとした。
・使用装置
パルステック工業（株）製  コロニアホログラム記録再生装置  ＳＨＯＴ１０００
・記録層厚さ
５００μｍ
・反射層
有り
・実効開口数ＮＡ
従来例（図４（ａ））    ０．３３
実施例（図４（ｂ））    ０．２
・記録時の温度
３５℃
【００５９】
図１１に示す結果のように、サンプルの温度が記録時から変化するほど再生エラーレート（ＢＥＲ(Bit Error Rate)）が増加することが確認された。
比較例においては、実用的な記録再生システムとして基準となるＢＥＲ＜１０−３の範囲は、約±６℃の範囲であった。
一方、実施例においては、比較例に比べて温度変化があってもＢＥＲの値が小さく、約±１４℃の温度変化の範囲でＢＥＲ＜１０−３を満たした。すなわち、比較例に比べて再生温度マージンを約２．３倍に拡大できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】実施形態に係るホログラフィック記録装置を示す構成図である。
【図２】実効開口数ＮＡを説明する図である。
【図３】反射型のホログラフィック記録媒体に本発明を適用したホログラフィック記録装置を示す構成図である。
【図４】マトリクス状の情報光および参照光のパターンを例示する図であり、（ａ）は開口数が大きい場合、（ｂ）は開口数が小さい場合を示す。
【図５】温度変化による干渉縞の角度変化を説明する図である。
【図６】再生時における角度のずれと回折効率の関係を示すグラフである。
【図７】光軸中心からの距離と、回折光の強度の関係を、変化率αを変えて示したグラフである。
【図８】光軸中心からの距離と、回折光の強度の関係を、レンズの実効開口数ＮＡを変えて示したグラフである。
【図９】光軸中心からの距離と、回折光の強度の関係を、入力するデータの半径を変えて示したグラフである。
【図１０】式（１）を満たす、記録層の厚みｔと実効開口数ＮＡの範囲を示す図である。
【図１１】実施例におけるエラーレートの測定結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１      ホログラフィック記録装置
３１    光源
３２    ミラー
３３    ＤＭＤ素子
３６    対物レンズ
４０    制御装置
８０    ホログラフィック記録媒体
８１    基板
８２    記録層
８３    保護層
ＩＢ    情報光
ＯＬ    対物レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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