(57)【要約】【課題】光源から出射される光ビームパワーを適切に制御してホログラムの多重記録を行えるホログラム記録装置を提供する。【解決手段】ホログラム記録装置は、レーザ装置と、光検出器と、相関関数導出部４１と、第１の記録パワー決定部４２と、相関関数補正部４３と、第２の記録パワー決定部４４と、レーザパワー制御部４６と、を備えている。相関関数導出部４１は、多重度Ｎ＝１の記録パワーを第１の記録パワー決定部４２で決定するために必要な相関関数を導出する。相関関数補正部４３は、多重度Ｎ（Ｎ＞１）の記録時の記録パワーを第２の記録パワー決定部４４で決定するために必要な相関関数を、多重度Ｎ−１で記録パワーを決定するために用いた相関関数を所定の測定結果に基づいて補正することにより得る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照光と信号光との干渉によって形成される干渉縞をホログラム記録媒体に多重記録するホログラム記録装置において、
前記参照光と前記信号光となる光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射される光ビームの光ビームパワーを制御する光ビームパワー制御手段と、
前記参照光を前記干渉縞に照射することにより得られる再生光を受光して再生光の光強度情報を検出する光検出手段と、
測定値を用いて、ホログラム記録時の前記光ビームパワーである記録パワーと、前記ホログラム記録が行われた場所に前記参照光を所定の光ビームパワーで照射した場合に得られる前記再生光の光強度情報と、の相関関数を導出する相関関数導出手段と、
多重記録の多重度Ｎ（Ｎ＝１、２、３、・・・）がＮ＝１の記録を行う場合における前記記録パワーを、前記相関関数導出手段によって導出された相関関数を用いて決定する第１の記録パワー決定手段と、
多重度Ｎ（Ｎ＞１）の記録を行う前に、予め目標値として設定される光強度情報の値と、多重度Ｎ−１の記録時に記録された前記干渉縞に前記参照光を前記所定の光ビームパワーで照射して得られる前記再生光の光強度情報の値と、の差又は比を得て、得られた差又は比に基づいて前記多重度Ｎ−１の記録時に前記記録パワーを決定するために用いた相関関数を補正して新たな相関関数を導出する相関関数補正手段と、
多重度Ｎ（Ｎ＞１）の記録を行う場合における前記記録パワーを、前記相関関数補正手段によって新たに導出された相関関数を用いて決定する第２の記録パワー決定手段と、
を備えることを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項２】
参照光と信号光との干渉によって形成される干渉縞をホログラム記録媒体に多重記録するホログラム記録装置において、
前記参照光と前記信号光となる光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射される光ビームの光ビームパワーを制御する光ビームパワー制御手段と、
前記参照光を前記干渉縞に照射することにより得られる再生光を受光して再生光の光強度情報を検出する光検出手段と、
測定値を用いて、ホログラム記録時の前記光ビームパワーである記録パワーと、前記ホログラム記録が行われた場所に前記参照光を所定の光ビームパワーで照射した場合に得られる前記再生光の光強度情報と、の相関関数を導出する相関関数導出手段と、
多重記録の多重度Ｎ（Ｎ＝１、２、３、・・・）がＮ＝１の記録を行う場合における前記記録パワーを、前記相関関数導出手段によって導出された相関関数を用いて決定する第１の記録パワー決定手段と、
多重度Ｎ（Ｎ＞１）の記録を行う前に、多重度Ｎ−１の記録時に記録された前記干渉縞に前記参照光を前記所定の光ビームパワーで照射して得られる前記再生光の光強度情報に基づいて、前記多重度Ｎ−１の記録時に前記記録パワーを決定するために用いた相関関数を補正して新たな相関関数を導出する相関関数補正手段と、
多重度Ｎ（Ｎ＞１）の記録を行う場合における前記記録パワーを、前記相関関数補正手段によって新たに導出された相関関数を用いて決定する第２の記録パワー決定手段と、
を備えることを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項３】
前記相関関数補正手段は、予め目標値として設定される光強度情報の値と、前記多重度Ｎ−１の場合における前記再生光の光強度情報の値と、の差を得て、得られた差に基づいて前記新たな相関関数を導出することを特徴とする請求項２に記載のホログラム記録装置。
【請求項４】
前記相関関数補正手段は、予め目標値として設定される光強度情報の値と、前記多重度Ｎ−１の場合における前記再生光の光強度情報の値と、の比を得て、得られた比に基づいて前記新たな相関関数を導出することを特徴とする請求項２に記載のホログラム記録装置。
【請求項５】
前記ホログラム記録媒体が装置外に排出される前に、少なくとも最後の多重記録後に前記相関関数補正手段によって導出された新たな相関関数を、前記ホログラム記録媒体の所定の領域に記録処理する記録パワー情報記録処理手段を更に有することを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のホログラム記録装置。
【請求項６】
参照光と信号光との干渉によって形成される干渉縞をホログラム記録媒体に多重記録するホログラム記録方法であって、
前記ホログラム記録媒体の所定の領域を用いて、ホログラム記録時の光ビームパワーである記録パワーと、前記ホログラム記録が行われた場所に前記参照光を所定の光ビームパワーで照射した場合に得られる前記再生光の光強度情報と、の相関関数を導出する第１のステップと、
多重記録の多重度Ｎ（Ｎ＝１、２、３、・・・）がＮ＝１の記録を行う場合における前記記録パワーを、前記第１のステップで導出された前記相関関数を用いて決定する第２のステップと、
多重度Ｎ（Ｎ＞１）の記録を行う前に、多重度Ｎ−１の記録時に記録された前記干渉縞に前記参照光を前記所定の光ビームパワーで照射して得られる前記再生光の光強度情報に基づいて、前記多重度Ｎ−１の記録時に前記記録パワーを決定するために用いた相関関数を補正して新たな相関関数を導出する第３のステップと、
多重度Ｎ（Ｎ＞１）の記録を行う場合における前記記録パワーを、前記第３のステップで新たに導出された相関関数を用いて決定する第４のステップと、
を具備することを特徴とするホログラム記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、参照光と信号光との干渉縞をホログラム記録媒体に多重記録するホログラム記録装置及びその記録方法に関し、詳細には多重記録時に光源から出射される光ビームの光ビームパワーを制御しながら多重記録を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィーを利用して記録媒体に情報を記録するホログラム記録が従来提案されている。ホログラム記録は、イメージ情報を持った信号光と、参照光と、を記録媒体の内部で重ね合わせ、そのときにできる干渉縞を記録媒体に書き込むことによって行われる。このホログラム記録は、記録媒体の同一位置（又は互いに重なる領域）に情報を多重に記録できるために、超高密度光記録が可能になるとされ、注目を集めている。
【０００３】
ホログラム記録における多重記録の方式は、角度多重方式、シフト多重方式、位相コード多重方式等の種々の方式が提案されている。これらいずれの多重方式の場合においても、多重記録における多重度が増すにつれてホログラム記録媒体の情報記録層の記録感度が低下する。これは、多重度が増すにつれて、情報記録層が有する光感光性樹脂の消費量が増加することと関係する。
【０００４】
上述の情報記録層の記録感度が低下することから、記録時の光ビームの照射パワーを一定としてホログラムを多重記録した場合には、そのホログラム記録媒体を再生する際に、再生光の光強度が不十分となる。そして、この場合、例えばＢＥＲ（ビットエラーレート）を常に許容範囲に収めることができない等の問題が発生する。
【０００５】
このような問題を解消するために、従来、スケジュール記録と呼ばれる方法でホログラム記録が行われている。これは、多重記録する場合に、多重度が高くなるに従ってホログラム記録媒体に照射する光ビームの照射パワーを徐々に変化させて記録する方法である。このスケジュール記録によってホログラム記録媒体に多重記録する方式については、例えば、特許文献１に紹介されている。なお、特許文献１においては、スケジュール記録で多重記録を行う場合において、安定したレーザパワーによってホログラム記録を行う技術が紹介されている。
【０００６】
しかし、スケジュール記録を行ったとしても、例えば単に記録時の光ビームの照射パワーを予め設定しておいた値となるように変化させるだけでは、十分でない。これは、ホログラム記録装置における、装置内の光源の特性や光学部品の配置などにバラつきが存在するために、ホログラム記録する際の光ビームの照射パワーが本来の条件からずれるという問題が発生するからである。
【０００７】
この点、特許文献２において、ホログラム記録を以下に示す方法で行うことにより、上記問題を解消できるとしている。特許文献２によると、まず、デフォルト値を用いて記録時の参照光の光強度を制御して、ホログラムを多重記録する。そして、先に記録したデータページを再生して輝度平均値などの特徴量を抽出し、この特徴量に基づいて記録時の参照光の多重順の光強度を求めて記憶する。その後、記憶領域にホログラムを多重記録する際に、多重順に先程記憶された記録時の参照光と同一の光強度となるようにして、ホログラムを多重記録する。
【特許文献１】特開２００５−３２６７１０号公報
【特許文献２】特開２００６−１５４０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２においては、特徴量に基づいて参照光の多重順の光強度をどのように求めるかについて具体的に示されていない。このため、特許文献２に示される方法を実施するのは必ずしも容易ではない。この点、参照光の多重順の光強度を、求めた抽出量（輝度平均値）と予め作製したテーブルに基づいて求めるものと考えることができる。
【０００９】
しかし、現状、ホログラム記録媒体の製造ばらつきが大きいといった問題がある。このため、予め作製したテーブル（輝度分布−半波長板角度対応テーブル）に基づいて参照光の多重順の光強度を求める方式の場合、テーブルを作製した場合の記録媒体と実際に記録する記録媒体との差により、必ずしも適切な光強度とならない場合が発生する。そして、この場合には、ホログラム記録媒体を再生する際に、再生光の光強度が不十分となる場合が発生し、ＢＥＲを常に許容範囲に収めることができないといった問題が発生する。
【００１０】
なお、特許文献２には、ホログラム記録媒体の再生時に、再生画像データから特徴量を抽出することでフィードバック制御を行い、再生時のＢＥＲを常に許容範囲に収める技術も紹介されている。しかし、再生時における参照光の光強度の調整で、再生時の光強度を適切なものとする方式は限界がある。そのため、ホログラム記録時において、適切な光強度でホログラム記録する必要がある。
【００１１】
以上の問題点を鑑みて、本発明の目的は、光源から出射される光ビームパワーを適切に制御してホログラムの多重記録を行えるホログラム記録装置及びホログラム記録方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、参照光と信号光との干渉によって形成される干渉縞をホログラム記録媒体に多重記録するホログラム記録装置において、前記参照光と前記信号光となる光ビームを出射する光源と、前記光源から出射される光ビームの光ビームパワーを制御する光ビームパワー制御手段と、前記参照光を前記干渉縞に照射することにより得られる再生光を受光して再生光の光強度情報を検出する光検出手段と、測定値を用いて、ホログラム記録時の前記光ビームパワーである記録パワーと、前記ホログラム記録が行われた場所に前記参照光を所定の光ビームパワーで照射した場合に得られる前記再生光の光強度情報と、の相関関数を導出する相関関数導出手段と、多重記録の多重度Ｎ（Ｎ＝１、２、３、・・・）がＮ＝１の記録を行う場合における前記記録パワーを、前記相関関数導出手段によって導出された相関関数を用いて決定する第１の記録パワー決定手段と、多重度Ｎ（Ｎ＞１）の記録を行う前に、予め目標値として設定される光強度情報の値と、多重度Ｎ−１の記録時に記録された前記干渉縞に前記参照光を前記所定の光ビームパワーで照射して得られる前記再生光の光強度情報の値に所定の補正を加えて得られる値と、の差又は比を得て、得られた差又は比に基づいて前記多重度Ｎ−１の記録時に前記記録パワーを決定するために用いた相関関数を補正して新たな相関関数を導出する相関関数補正手段と、多重度Ｎ（Ｎ＞１）の記録を行う場合における前記記録パワーを、前記相関関数補正手段によって新たに導出された相関関数を用いて決定する第２の記録パワー決定手段と、を備えることを特徴としている。
【００１３】
また、上記目的を達成するために本発明は、参照光と信号光との干渉によって形成される干渉縞をホログラム記録媒体に多重記録するホログラム記録装置において、前記参照光と前記信号光となる光ビームを出射する光源と、前記光源から出射される光ビームの光ビームパワーを制御する光ビームパワー制御手段と、前記参照光を前記干渉縞に照射することにより得られる再生光を受光して再生光の光強度情報を検出する光検出手段と、測定値を用いて、ホログラム記録時の前記光ビームパワーである記録パワーと、前記ホログラム記録が行われた場所に前記参照光を所定の光ビームパワーで照射した場合に得られる前記再生光の光強度情報と、の相関関数を導出する相関関数導出手段と、多重記録の多重度Ｎ（Ｎ＝１、２、３、・・・）がＮ＝１の記録を行う場合における前記記録パワーを、前記相関関数導出手段によって導出された相関関数を用いて決定する第１の記録パワー決定手段と、多重度Ｎ（Ｎ＞１）の記録を行う前に、多重度Ｎ−１の記録時に記録された前記干渉縞に前記参照光を前記所定の光ビームパワーで照射して得られる前記再生光の光強度情報に基づいて、前記多重度Ｎ−１の記録時に前記記録パワーを決定するために用いた相関関数を補正して新たな相関関数を導出する相関関数補正手段と、多重度Ｎ（Ｎ＞１）の記録を行う場合における前記記録パワーを、前記相関関数補正手段によって新たに導出された相関関数を用いて決定する第２の記録パワー決定手段と、を備えることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明は、上記構成のホログラム記録装置において、前記相関関数補正手段は、予め目標値として設定される光強度情報の値と、前記多重度Ｎ−１の場合における前記再生光の光強度情報の値と、の差を得て、得られた差に基づいて前記新たな相関関数を導出することを特徴としている。
【００１５】
また、本発明は、上記構成のホログラム記録装置において、前記相関関数補正手段は、予め目標値として設定される光強度情報の値と、前記多重度Ｎ−１の場合における前記再生光の光強度情報の値と、の比を得て、得られた比に基づいて前記新たな相関関数を導出することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明は、上記構成のホログラム記録装置において、前記ホログラム記録媒体が装置外に排出される前に、少なくとも最後の多重記録後に前記相関関数補正手段によって導出された新たな相関関数を、前記ホログラム記録媒体の所定の領域に記録処理する記録パワー情報記録処理手段を更に有することを特徴としている。
【００１７】
また、上記目的を達成するために本発明は、参照光と信号光との干渉によって形成される干渉縞をホログラム記録媒体に多重記録するホログラム記録方法であって、前記ホログラム記録媒体の所定の領域を用いて、ホログラム記録時の光ビームパワーである記録パワーと、前記ホログラム記録が行われた場所に前記参照光を所定の光ビームパワーで照射した場合に得られる前記再生光の光強度情報と、の相関関数を導出する第１のステップと、多重記録の多重度Ｎ（Ｎ＝１、２、３、・・・）がＮ＝１の記録を行う場合における前記記録パワーを、前記第１のステップで導出された前記相関関数を用いて決定する第２のステップと、多重度Ｎ（Ｎ＞１）の記録を行う前に、多重度Ｎ−１の記録時に記録された前記干渉縞に前記参照光を前記所定の光ビームパワーで照射して得られる前記再生光の光強度情報に基づいて、前記多重度Ｎ−１の記録時に前記記録パワーを決定するために用いた相関関数を補正して新たな相関関数を導出する第３のステップと、多重度Ｎ（Ｎ＞１）の記録を行う場合における前記記録パワーを、前記第３のステップで新たに導出された相関関数を用いて決定する第４のステップと、を具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１の構成によれば、記録時に光ビームパワーを適切とするために行われる処理が複雑となることなく、光源から出射される光ビームパワーを適切に制御してホログラムの多重記録を行うことが可能となる。このため、本発明のホログラム記録装置によって多重記録を行ったホログラム記録媒体を再生する場合、ＢＥＲを常に許容範囲に収めることが可能となる。
【００１９】
また、本発明の第２の構成によれば、光源から出射される光ビームパワーを適切に制御してホログラムの多重記録を行うことが可能となる。このため、本発明のホログラム記録装置によって多重記録を行ったホログラム記録媒体を再生する場合、ＢＥＲを常に許容範囲に収めることが可能となる。
【００２０】
また、本発明の第３及び第４の構成によれば、上記第２の構成のホログラム記録装置において、記録時に光ビームパワーを適切とするために行われる処理が複雑とならない。
【００２１】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第２から第４のいずれかの構成のホログラム記録装置において、装置外にホログラム記録媒体を一旦排出した後においても、先の多重記録の続きから多重記録可能である。このため、ホログラム記録媒体を装置外に排出する度に新たな位置で多重度Ｎ＝１から多重記録する必要がなくなり、ホログラム記録媒体を効率的に使用できる。
【００２２】
また、本発明の第６の構成によれば、光源から出射される光ビームパワーを適切に制御してホログラムの多重記録を行える。このため、本発明のホログラム記録装置によって多重記録を行ったホログラム記録媒体を再生する場合、ＢＥＲを常に許容範囲に収めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の内容について実施形態を挙げ、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、ここで示す実施形態は一例であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、本発明のホログラム記録方法を実施することができるホログラム装置の実施形態を示す図で、その構成をブロック図で示している。なお、図１に示すホログラム装置１は、ホログラム記録媒体への記録のみならず再生も可能な装置で、ホログラム記録装置とホログラム再生装置とが一体となった装置である。
【００２５】
ホログラム装置１は、信号光と参照光とが同一の光軸となるように構成されており、同時に１つの空間光変調器からホログラム記録媒体へ導くようにしている。いわゆるコリニア方式のホログラム装置である。また、ホログラム装置１において多重記録する方式は、ホログラム記録媒体を少しずつ回転させ、記録すべきページデータの一部分をオーバラップさせながら多重記録するシフト多重方式である。なお、ページデータとは１つの２次元データのことを指し、このページデータを同一位置又は互いに重なる領域に重ね合わせて記録することを多重記録と言っている。
【００２６】
ホログラム装置１は、大きくは、光源から出射された光をホログラム記録媒体１００に照射して、ホログラム記録媒体１００への情報の書き込みと、ホログラム記録媒体１００からの情報の読み取りと、を可能とする光学系２と、外部からの記録情報をホログラム記録媒体１００に書き込み可能となるように処理する記録情報処理部３と、ホログラム記録媒体１００から読み出された再生情報を処理する再生情報処理部４と、各部を構成する要素の制御を適宜行い、システム全体を制御するシステム制御部５と、から成る。なお、メモリ６は各種データやプログラムを記憶しており、ホログラム装置１を駆動時に記録する必要が発生したデータの記憶も適宜行う。
【００２７】
光学系２には、レーザ装置１１と、シャッタ１２と、空間光変調器（ＳＬＭ）１３と、対物レンズ１４と、集光レンズ１５と、ビームスプリッタ１６と、光検出器（フォトディテクタ）１７と、ＣＣＤイメージセンサ１８と、が備えられる。レーザ装置１１は、Ｎｄ−ＹＡＧレーザであり、波長５３２ｎｍのレーザ光を出射する。なお、レーザ装置１１は、これに限らず、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。すなわち、例えばレーザ装置を半導体レーザ等としても構わず、使用する波長についても適宜変更しても構わない。シャッタ１２は、レーザ装置１１から出射されたレーザ光の透過と遮光を適宜切り換えるものである。
【００２８】
空間光変調器１３は、記録時においては、入射光の中心部の光を、ページデータに応じて光強度変調された２次元の光強度変調パターンを有する信号光として取り出す。そして、入射光の外周部については、ページデータに応じた光強度変調を行わず、所定の光強度パターンを有する参照光として取り出す。図２は、空間光変調器１３を経たレーザ光の構成を模式的に示した図である。図２に示すように、空間光変調器１３を経たレーザ光は、その中心部に信号光１９が存在し、その周囲に参照光２０が存在する構成となる。
【００２９】
一方、空間光変調器１３は、再生時においては、上述した信号光１９は消光し、レーザ光を取り出さないようにする。また、上述した参照光２０は、記録時と同一のレーザ光を取り出すようにする。すなわち、再生時においては、光空間変調器１３によってドーナツ形状を有する参照光のみが取り出されることとなる。
【００３０】
なお、空間光変調器１３としては、磁気光学素子や液晶を用いて制御するデバイスや、いわゆるＤＭＤ（Digital Micromirror Device;登録商標）等が用いられる。
【００３１】
対物レンズ１４は、空間光変調器１３より送られてきた信号光及び参照光（記録時）、又は参照光のみ（再生時）をホログラム記録媒体１００に集光する。そして、記録時においては、対物レンズ１４によってホログラム記録媒体１００に集光された信号光と参照光との干渉によって形成される干渉縞を、ホログラム記録媒体１００の情報記録層に書き込む。一方、再生時においては、対物レンズ１４によってホログラム記録媒体１００に集光された参照光は、情報記録層に書き込まれた干渉縞によって回折作用を受け、ホログラム記録媒体１００から再生光として出射される。再生光の像が、レンズ１５により、ＣＣＤイメージセンサ１８上に結像される。
【００３２】
ＣＣＤイメージセンサ１８は、再生光を受光して、再生光の光強度の空間分布を検出する。ＣＣＤイメージセンサ１８で検出された画像信号は再生情報処理部４へと送られる。なお、本実施形態においては、ＣＣＤイメージセンサ１８を用いているが、これに限定されず２次元イメージセンサであればよく、例えばＣＭＯＳイメージセンサ等でも良い。
【００３３】
また、本実施形態においては、ＣＣＤイメージセンサ１８の手前にビームスプリッタ１６を配置している。このため、集光レンズ１５を透過したレーザ光の一部はＣＣＤイメージセンサ１８へ、他の一部はフォトディテクタ１７へ、と入射する構成となっている。このフォトディテクタ１７は、再生光の光強度に関する情報（光強度情報）を高速に検出するためのもので、ホログラム記録媒体１００への多重記録を良好とするために使用される。この点については後述する。
【００３４】
記録情報処理部３は、エンコーダ部２１と、ＳＬＭドライバ２２と、を備える。エンコーダ部２１は、外部から入力されたメインデータを所定のエンコーディング方式によってエラー訂正符号化する。また、エンコーダ部２１は、所定の変調コードに従って変調処理を行い、ページデータの生成を行う。
【００３５】
図３は、本実施形態のエンコーダ部２１によるページデータ生成時の変調処理を説明するための図である。エンコーダ部２１は、データが０である場合にはページデータ生成時にその部分が図３（ａ）に示すような黒／白となるようにデータ変調を行う。また、データが１である場合にはページデータ生成時にその部分が図３（ｂ）に示すような白／黒となるようにデータ変調を行う。このため、エンコーダ部２１によって形成されたページデータの黒と白の比率は常に１：１となる。従って、生成されたページデータをホログラム記録後に所定のレーザパワーを有する参照光を照射して得られる再生光の全体輝度（或いは輝度平均値）は、ページデータのデータ内容によらず一定となる。
【００３６】
なお、エンコーダ部２１による変調方式は本実施形態の構成に限定される趣旨ではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。すなわち、変調方式とあいて、例えば２−４変換、３−１６変換などの方式を用いても良い。いずれの方式場合も、エンコード部２１で生成されたページデータをホログラム記録後に所定のレーザパワーを有する参照光を照射して得られる再生光の全体輝度（或いは輝度平均値）は、ページデータのデータ内容によらず一定となる。
【００３７】
ＳＬＭドライバ２２は、エンコーダ部２１から送られてきたページデータに応じて空間光変調器（ＳＬＭ）１３を駆動する。なお、上述のように、空間光変調器１３はホログラム記録媒体１００を再生する場合にも使用されるので、ＳＬＭドライバ２４は、記録時のみならず再生時にも空間光変調器１３を適宜駆動する。
【００３８】
再生情報処理部４は、画像信号処理部３１とデコーダ部３２と、から成る。画像信号処理部３１は、ＣＣＤイメージセンサ１８の像のＸＹ方向のずれ補正と、ＣＣＤイメージセンサ１８から送られてきた画像信号の２値化処理を行う。デコーダ部３２は、２値化処理された信号データの復調及びエラー訂正復号化処理を行う。
【００３９】
ホログラム装置１の全体構成は以上のようであるが、ホログラム装置１は、ホログラム記録媒体１００に情報を多重記録する際に、レーザ装置１１から出射されるレーザ光のレーザパワーを適宜制御しながら記録できる点を特徴としている。ホログラム記録媒体１００にページデータを多重記録する場合、上述のように記録するページデータの多重度が増すにつれて光感光性樹脂が消費されて減少してくるため、ホログラム記録媒体１００の情報記録層の記録感度が低下する。このため、レーザ装置１１から出射されるレーザ光のレーザパワーを多重度にあわせて適宜増大できるようにし、多重度が増しても適切に多重記録が行えるように構成している。これについて以下説明する。
【００４０】
なお、多重度とは、多重記録されるページデータの数を表す指標として用いている。多重度Ｎ（Ｎ＝１、２、３、・・・）であれば、多重記録されたページデータの数がＮページであることを指す。
【００４１】
図４は、システム制御部５の中で、ホログラム記録媒体１００に多重記録を行う場合に記録パワーの制御に関わる要素を示したブロック図である。相関関数導出部４１は、測定によって得られた値を基に、ホログラム記録時にレーザ装置１１から出射されるレーザ光のレーザパワーである記録パワーと、ホログラム記録が行われた場所に所定のレーザパワーを有する参照光を照射することによってフォトディテクタ１７で検出される再生光の光強度情報と、の相関関数を導出する。第１の記録パワー決定部４２は、多重度ＮがＮ＝１の記録を行う場合における記録パワーを、相関関数導出部４１によって導出された相関関数を用いて決定する。なお、当該関数は記録材料により、固有の傾向を示すものである。
【００４２】
相関関数補正部４３は、多重度Ｎ（Ｎ＞１）の記録を行う前に、多重度Ｎ−１の記録時にホログラム記録媒体１００に記録された干渉縞に所定のレーザパワーを有する参照光を照射することによってフォトディテクタ１７で検出される再生光の光強度情報に基づいて、多重度Ｎ−１の記録時に記録パワーを決定するために用いた相関関数を補正して新たな相関関数を導出する。第２の記録パワー決定部４４は、多重度Ｎ（Ｎ＞１）の記録を行う場合における記録パワーを、相関関数補正部４３によって導出された新たな相関関数を用いて決定する。
【００４３】
レーザパワー制御部４５は、レーザ装置１１から出射されるレーザ光のレーザパワーを適宜制御する。例えば、多重記録を行う場合に、多重度に応じて第１の記録パワー決定部４２や第２の記録パワー決定部４４によって決定された記録パワーとなるようにレーザパワーを制御する。また、再生光を得るために必要となる参照光のレーザパワーを予め決められた所定のレーザパワーとなるように制御する。
【００４４】
なお、レーザパワーを制御するにあたってのレーザパワー値の判断は、レーザ装置１１の設定値を基準に判断してもよい。また、レーザパワー値を適宜判断できるように、レーザ装置１１から出射されるレーザ光を受光する受光モニタを設けて、受光モニタで得られる値に基づいてレーザパワー値を判断する構成としても良い。後者の方が適切なレーザパワー値を得られるために好ましい。
【００４５】
次に、ホログラム装置１でホログラム記録媒体１００に多重記録する際に、レーザ装置１１から出射されるレーザ光のレーザパワーを制御するフローを、具体例を挙げて説明する。図５は、ホログラム装置１でホログラム記録媒体１００に多重記録する際に、レーザ装置１１から出射されるレーザ光のレーザパワー（記録パワー）を制御する動作の一例を示したフローチャートである。図６は、記録時の記録パワーを変化させた場合に、所定のレーザパワーを有する参照光を記録された干渉縞に照射することによって得られる再生輝度が変化する様子を示したグラフである。以下、図５と図６を参照しながら説明する。
【００４６】
なお、ここで再生輝度とは、ホログラム記録媒体１００に記録された干渉縞に所定のレーザパワーを有する参照光を照射した場合に得られる再生光の光強度に関する指標で、再生光の光強度情報の１つである。本実施形態では、光強度情報の指標として輝度を用いているが必ずしもこれに限定される趣旨ではない。例えば光量等の他の指標を用いても構わない。
【００４７】
ホログラム記録媒体１００への多重記録が開始されると、まず、相関関数導出部４１によって記録パワーと再生輝度との相関関数Ｉ＝ｆ（Ｐ）が導出される（ステップＳ１）。相関関数Ｉ＝ｆ（Ｐ）が導出は、例えば、以下の手順によって行われる。
【００４８】
ホログラム記録媒体１００の相関関数導出用に使用される所定の領域に信号光と参照光とを照射してホログラム記録を行う。この際、レーザ装置１１から出射されるレーザ光のレーザパワー（記録パワー）を予め決められた複数のレーザパワーに変化させ、それぞれのレーザパワーの場合について記録領域が重ならないようにホログラム記録を行う（すなわち多重記録を行わない）。なお、ホログラム記録されるページデータは各記録パワーの場合で同一である。また、記録領域の移動はホログラム記録媒体の回転によって行われる。
【００４９】
その後、各位置のホログラム記録に対して所定のレーザパワーを有する参照光を照射して再生光を得て、フォトディテクタ１７で再生輝度を検出する。これにより、図５にプロットされる、記録時の記録パワーと、各記録パワーで記録したホログラム記録の再生輝度と、の関係が得られる。そして、測定によって得られた両者の関係をフィッティングして、相関関数Ｉ＝ｆ（Ｐ）が導出される。
【００５０】
なお、フィッティングの手法は、最小二乗法や直線補完等、適宜都合の良い方法を選択すれば良い。また、本実施形態では、記録パワーを７点変化させて相関関数Ｉ＝ｆ（Ｐ）を得る構成としているが、この数は適宜変更して構わない。
【００５１】
相関関数Ｉ＝ｆ（Ｐ）が導出されると、導出した相関関数と予め設定されている目標再生輝度値Ｉ0と、から、図６に示すように第１の記録パワー決定部４２によって多重度Ｎ＝１の場合の記録パワーＰ0が決定される（ステップＳ２）。次に、決定された記録パワー（ここではＰ0）で、多重度Ｎ（ここではＮ＝１）のホログラム記録が行われる（ステップＳ３）。ホログラム記録が行われると、ホログラム記録媒体１００に所定のレーザパワーを有する参照光が照射されて再生光の輝度値（再生輝度値）Ｉmがフォトディテクタ１７によって検出される（ステップＳ４）。
【００５２】
その後、相関関数補正部４３によって、目標再生輝度値Ｉ0と再生輝度値Ｉmとの差ΔＩが算出される（ステップＳ５）。そして、先に記録パワーを決定する際に用いた相関関数（ここではＩ＝ｆ（Ｐ））からΔＩを差し引いた新たな相関関数（ここではＩ＝ｆ（Ｐ）−ΔＩ）が導出される（ステップＳ６）。
【００５３】
なお、上述のように、ホログラム記録媒体１００に記録されたページデータに所定のレーザパワーを有する参照光を照射して得られる再生光は、ページデータの内容によらず一定となるはずである。従って、Ｉ0とＩmの差であるΔＩを求め、この差ΔＩを多重度の増加によるホログラム記録媒体の記録感度の低下を示すものとして扱い、先に得た相関関数の補正を行う構成としている。
【００５４】
新たな相関関数が導出されると、第２の記録パワー決定部４４によって、導出された新たな相関関数と予め設定されている目標再生輝度値Ｉ0と、から次の多重度Ｎ（Ｎ＝２）の場合の記録パワーＰnextが決定される（ステップＳ７）。その後、多重記録が行われるか否かが確認される（ステップＳ８）。
【００５５】
多重記録を終了しない場合には、次の多重度Ｎ（Ｎ＝２）の記録が、先に決定した記録パワー（Ｐnext）で行われる。その後、先と同様に相関関数の補正が相関関数補正部４３によって行われる。なお、ここでは、相関関数補正部４３によって補正される相関関数の対象は、先に相関関数Ｉ＝ｆ（Ｐ）を補正して得た新たな相関間関数Ｉ＝ｆ（Ｐ）−ΔＩである。このように、相関関数補正部４による補正対象となる相関関数は順次変化する。
【００５６】
相関関数補正部４３によって新たな相関関数が導出されると、第２の記録パワー決定部４４によって、新たな相関関数と予め設定されている目標再生輝度値Ｉ0と、から次の多重度Ｎ（Ｎ＝３）の記録パワーが決定される。このように、多重記録が終了とされるまで、ステップＳ２からステップＳ７が繰り返される。
【００５７】
以上のように記録パワーを多重度に合せて適宜変更することにより、多重度の増大によって生じるホログラム記録媒体１００の記録感度低下の影響を抑制して多重記録ができる。このため、ホログラム装置１によって情報の記録を行ったホログラム記録媒体１００について再生する場合には、ＢＥＲを常に許容範囲に収めることが可能となる。
【００５８】
なお、多重記録する位置が変更され、新たに多重度Ｎ＝１から多重記録する場合には、既に相関関数導出部４１によって相関関数を得ているために、ステップＳ１の作業を省いて、ステップＳ２以降を行っても良い。又は、各多重度において決定された記録パワーをメモリ６（図１参照）に記憶して適宜これを使用するようにし、各多重度における記録パワーの決定は一度きりとしても良い。後者の場合には、ホログラム記録媒体への記録効率を向上できる。
【００５９】
また、本実施形態では、多重度が一つ増える毎に次の記録パワーの決定を行う構成としているが、これに限らず、多重度が所定の複数増える毎に次の記録パワーの決定を行う構成としても構わない。この場合、記録パワーが決定されてから次の記録パワーが決定されるまでは、異なる多重度の記録を行う場合でも同じ記録パワーを用いることになる。従って、再生光の光強度の低下が許容できる範囲で、記録パワーの決定作業を行う周期を決める必要がある。
【００６０】
また、以上に示した方法の場合、多重度Ｎを記録する場合に、多重度Ｎ−１の再生輝度を参考に多重度Ｎの記録パワーを決定することとなっている（ただし、Ｎ＝１の記録の場合には当てはまらない）。このため、多重度Ｎの記録時に、多重度Ｎの増加によるホログラム記録媒体１００の記録感度低下の影響を完全に除去できず、多重度Ｎの再生輝度は常に目標再生輝度を下回る結果となる可能性がある。このため、場合によっては、複数の多重記録を行った後に、目標再生輝度値とのずれがどの程度であるかを求め、その結果を基に、上述の相関関数補正部４３で補正して得られる新たな相関関数に、例えば係数γを乗じる等して更なる補正を加えた相関関数を導出し、その相関関数を利用して記録パワーを決定する構成としても良い。
【００６１】
また、相関関数補正部４３による新たな相関関数の導出方法は、本実施形態の構成に限らず、種々の変形が可能である。その例を、図７を用いて説明する。図７は、相関関数補正部４３による新たな相関関数の導出方法について、図５に示すフローチャートの一部を変更したフローチャートである。図７では、ステップＳ５において、目標再生輝度値Ｉ0と再生輝度値Ｉmとの差を求めるのではなく、その比（ｋ＝Ｉm／Ｉ0）を求め、ステップＳ６で、先に記録パワーを決定する際に用いた相関関数に、ステップ５で得たｋを乗じて新たな相関関数を導出するように構成されている。このように変更しても、多重度の増大によって生じるホログラム記録媒体１００の記録感度低下の影響を抑制して多重記録を行うことが可能となる。
【００６２】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態のホログラム装置について説明する。第２実施形態のホログラム装置は、基本的に第１実施形態で説明したホログラム装置１とその構成は同様である。このため、重複する部分については特に必要がない場合はその説明を省略し、重複する構成要素については、同一の符号を付して説明する。
【００６３】
第２実施形態のホログラム装置においては、多重記録されたホログラム記録媒体１００を装置外に一旦出した後に再度ホログラム記録を行う場合にも、先に多重記録した時の記録パワーに関する情報を用いて多重記録できるように構成されている。図８は、第２実施形態のホログラム装置が備えるシステム制御部５において、ホログラム記録媒体１００に多重記録を行う場合に記録パワーの制御に関わる要素を示したブロック図である。第１実施形態の場合と比べて、記録パワー情報記録処理部４６が新たに設けられる点が異なっている。
【００６４】
第２実施形態においても、多重記録時の記録パワーの制御方法は第１実施形態と同様である。記録パワー情報記録処理部４６は、ホログラム記録媒体１００に多重記録が行われてホログラム記録媒体１００が装置外に排出される前に、多重記録時に得た記録パワーに関する情報の一部をホログラム記録媒体１００に記録するように指令を出す。この指定により、ホログラム記録媒体１００の管理情報を記録する領域等の所定の領域に、多重記録時の記録パワーに関する情報が記録されることとなる。
【００６５】
本実施形態においては、記録パワー情報記録処理部４６が記録する記録パワーに関する情報は、多重記録時に最終的に多重記録した多重度の記録後に相関関数補正部４３によって導出された新たな相関関数である。なお、この相関関数は、導出された後に一旦メモリ６に記録されており、ホログラム記録媒体１００を装置外に排出する前にホログラム記録媒体１００に書き込み可能である。
【００６６】
この相関関数をホログラム記録媒体１００に記録しておくと、装置外にホログラム記録媒体１００を装置外に排出した場合でも先の多重記録の続きから多重記録可能である。すなわち、先の続きで多重記録する場合に、この相関関数を読み出すことにより、先の多重記録の続きで多重記録するための記録パワーを第２の記録パワー決定部４４によって決定できる。そして、相関関数補正部４３で、読み出した相関関数を補正することにより新たな相関関数を導出できる。これにより、ホログラム記録媒体１００を装置外に排出する度に新たな位置で多重度Ｎ＝１から多重記録する必要がなくなり、ホログラム記録媒体１００を効率的に使用できる。
【００６７】
なお、本実施形態では、記録パワー情報記録処理部４６によってホログラム記録媒体１００に記録される記録パワーに関する情報を、多重記録時に最終的に多重記録した多重度の記録後に相関関数補正部４３によって導出された新たな相関関数のみとしている。しかし、これに限定されず、更に相関関数導出部４１によって導出された相関関数や、各多重度について上述のように決定された記録パワーの全てをホログラム記録媒体１００に記録する構成等としても構わない。
【００６８】
この場合、装置外にホログラム記録媒体１００を排出後に、再度このホログラム記録媒体１００の新たな位置に多重記録する場合でも、記録された相関関数を読み出すだけで相関関数導出部４１によって導出された相関関数を得ることができる。このため、相関関数導出部４１による相関関数の導出作業を省略でき、多重記録の記録効率を向上できる。また、各多重度で適切な記録パワーが既にわかっている位置については記録パワーの決定作業を省略できるので、多重記録の記録効率を向上可能である。
【００６９】
（その他）
なお、以上の示した第１及び第２実施形態においては、再生光の光強度情報を得るためにフォトディテクタ１７を用いる構成としている。しかし、これに限らず、再生光を受光して再生情報を得るために配置される２次元イメージセンサ（ホログラム装置１ではＣＣＤイメージセンサ１８）を用いて再生光の光強度情報を得る構成としても、もちろん構わない。
【００７０】
また、以上に示したホログラム記録装置（ホログラム装置１）では、ホログラム記録媒体１００に参照光を照射した場合に得られる再生光を、ホログラム記録媒体１００を透過した位置で得る透過型のホログラム装置として説明した。しかし、これに限定されず、ホログラム記録媒体１００に参照光を照射した場合に得られる再生光を、ホログラム記録媒体１００で反射して得る反射型のホログラム装置としても、本発明は適用可能である。
【００７１】
また、以上では、コリニア方式のホログラム装置を実施形態として示した。これは、コリニア方式のホログラム装置は装置の簡素化及び小型化等が可能であるという利点を有するためである。しかし、本発明のホログラム記録方法は、例えば、信号光と再生光とを２つの光路に分け、それぞれを別々の対物レンズでホログラム記録媒体に集光し、信号光と参照光とを干渉させてホログラムを記録する光学系を有するホログラム装置等に対しても、もちろん適用可能である。
【００７２】
また、以上においては、多重記録の方式としてシフト多重方式の場合について説明したが、これに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明は、たとえば、角度多重方式や位相コード多重方式など、他の多重記録方式の場合でも広く適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明によれば、記録パワーを多重度に合せて適宜変更することにより、多重度の増大によって生じるホログラム記録媒体の記録感度低下の影響を抑制して多重記録ができる。このため、ホログラム記録を行うホログラム記録装置の分野において、本発明は有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】は、第１実施形態のホログラム装置の構成を示すブロック図である。
【図２】は、第１実施形態のホログラム装置が備える空間光変調器を経たレーザ光の構成を模式的に示した図である。
【図３】は、第１施形態のホログラム装置が備えるエンコーダ部によるページデータ生成時の変調処理を説明するための図である。
【図４】は、第１実施形態のホログラム装置が備えるシステム制御部において、ホログラム記録媒体に多重記録を行う場合に記録パワーの制御に関わる要素を示したブロック図である。
【図５】は、第１実施形態のホログラム装置で、ホログラム記録媒体に多重記録する際に、レーザ装置から出射されるレーザ光のレーザパワーを制御する動作の一例を示したフローチャートである。
【図６】は、記録時の記録パワーを変化させた場合に、所定のレーザパワーを有する参照光を記録された干渉縞に照射することによって得られる再生輝度が変化する様子を示したグラフである。
【図７】は、第１実施形態のホログラム装置の変形例を説明するための図である。
【図８】は、第２実施形態のホログラム装置が備えるシステム制御部において、ホログラム記録媒体に多重記録を行う場合に記録パワーの制御に関わる要素を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００７５】
１          ホログラム装置（ホログラム記録装置）
１７        光検出器（光検出手段）
４１        相関関数導出部
４２        第１の記録パワー決定部
４３        相関関数補正部
４４        第２の記録パワー決定部
４５        レーザパワー制御部（光ビームパワー制御手段）
４６        記録パワー情報記録処理部
１００      ホログラム記録媒体
【図１】
2008139608.tif 000003
【図３】
2008139608.tif 000004
【図４】
2008139608.tif 000005
【図５】
2008139608.tif 000006
【図６】
2008139608.tif 000007
【図７】
2008139608.tif 000008
【図８】
2008139608.tif 000009
【図２】
2008139608.tif 000010