(57)【要約】【課題】位相マスクによりホログラム記録媒体上での信号光のスペクトル拡散を図ることでの高記録密度化と、符号間干渉を抑制することによりアパーチャーによる信号光の径の縮小化を可能とすることによる高記録密度化との双方が図られるようにする。【解決手段】記録データに応じて画素単位による光強度変調を行う強度変調器と、この強度変調器の各画素と１対１の関係となる各画素を有し、画素単位で可変的に光位相変調を行うことが可能な位相変調器とを備えるようにしておく。このとき、信号光内のデータパターンに応じて位相変調器の位相変調パターンを順次設定することで、従来のような固定の位相変調パターンによる位相マスクとされる場合とは異なり、符号間干渉を考慮した位相変調パターンをデータに応じて逐次設定して位相変調を行うことができる。【選択図】図５
2008107599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラム記録媒体に対する少なくとも記録を行う記録装置であって、
所定位置にセットされた上記ホログラム記録媒体に対して照射されるべき光を発光する発光手段と、
入射光について画素単位による空間光強度変調を施すことで、上記ホログラム記録媒体に記録されるべき記録データに応じた光強度パターンを与えた信号光と、この信号光と共に上記ホログラム記録媒体に照射されるべき参照光とを生成可能に構成された光強度変調手段と、
上記記録データに応じて生成した位相変調パターンに基づき、上記光強度変調手段からの上記信号光に対し空間光位相変調を施す光位相変調手段と、
上記発光手段により発光された光を上記光強度変調手段と上記光位相変調手段とを介して上記ホログラム記録媒体に対して導くように構成された光学系と、
を備えることを特徴とする記録装置。
【請求項２】
上記光位相変調手段は、
各画素の駆動電圧のON/OFFに応じて入射光の位相を変化させるように構成された液晶パネルを備え、この液晶パネルの各画素を上記記録データに応じて生成した位相変調パターンに応じて駆動制御することで、上記信号光に対する空間光位相変調を施す、
ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
上記光位相変調手段は、
上記液晶パネルの液晶分子の水平配向時の屈折率をｎh、垂直配向時の屈折率をｎv、上記液晶分子を内包する液晶素子の厚さをｄとしたとき、当該液晶素子を透過する光に対し与えることのできる位相差Δｎｄが、
ｎh×ｄ−ｎv×ｄ＝Δｎｄ
となる関係に基づき、上記位相差Δｎｄが所定値となるようにして上記厚さｄが設定されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
上記光強度変調手段は、
上記記録データが所定の記録フォーマットに従って上記信号光の範囲内にマッピングされるようにして生成したデータパターンに基づき、入射光に対する空間光強度変調を施して上記信号光を生成し、
上記光位相変調手段は、
上記光強度変調手段によって生成された上記データパターンについて、ビット「１」が隣接している部分について領域分けを行って、それら各領域内に同じ位相の値が配列されるようにして上記位相変調パターンを生成し、この位相変調パターンに基づき上記信号光に対する空間光位相変調を施す、
ことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項５】
上記光位相変調手段は、
上記光強度変調手段において上記参照光が生成される参照光エリアの各画素についても所要の位相変調パターンに基づく駆動制御を行うことで、上記光強度変調手段からの上記参照光についても空間光位相変調を施す、
ことを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
【請求項６】
ホログラム記録媒体に対する少なくとも記録を行うための記録方法であって、
入射光について画素単位による空間光強度変調を施すことで、上記ホログラム記録媒体に記録されるべき記録データに応じた光強度パターンを与えた信号光と、この信号光と共に上記ホログラム記録媒体に照射されるべき参照光とを生成する光強度変調手順と、
上記記録データに応じて生成した位相変調パターンに基づき、上記光強度変調手順で生成した上記信号光に対し空間光位相変調を施す光位相変調手順と
上記光位相変調手順による空間光位相変調を施した上記信号光と上記参照光とを上記ホログラム記録媒体に対して照射することで上記記録データを上記ホログラム記録媒体に対して記録する記録手順と、
を備えることを特徴とする記録方法。
【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に対する少なくとも記録を行う記録装置とその方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００６−１０７６６３号公報
【特許文献２】特開２００６−１０７６６３号公報
【特許文献３】特開２００６−１５４０１２号公報
【０００３】
ホログラム記録再生方式において、特に光ストレージ系の分野におけるホログラム記録再生方式では、光強度変調として例えば透過型液晶パネルやＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）などのＳＬＭ（空間光変調器）が使用され、信号光にbit１（例えば光強度＝強）、bit0（例えば光強度＝弱）のパターン配列が得られるような強度変調をかけるようにされる。
このとき、ＳＬＭにおいては、例えば図２に示されるようにしてその中心部において記録データに応じて光強度変調を与えて信号光を生成すると共に、その周りに輪状に光を透過させることで参照光を生成するようにされている。そして、記録データに応じて変調された信号光は、上記参照光と共にホログラム記録媒体に対して照射され、これにより、これら信号光と参照光との干渉縞がデータとしてホログラム記録媒体に記録される。
【０００４】
また、データの再生時においては、ＳＬＭにおいて上記参照光のみを生成してこれをホログラム記録媒体に対して照射することで、上記干渉縞に応じた回折光を得るようにされる。この回折光に応じた像を例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Oxide Semiconductor）センサなどのイメージセンサ上に結像させ、記録ビットの各値を得てデータ再生を行う。
このようにして信号光と参照光とを同一光軸上で照射するホログラム記録再生方式は、コアキシャル方式として知られている。
【０００５】
例えばこのようなコアキシャル方式が採られる場合、従来では、上記特許文献１に記載されるように、ＳＬＭにおける空間光強度変調が与えられた後の光について、その実像面にさらに位相マスクによる位相変調を与えるということが行われている。
このような位相マスクによる位相変調は、信号光と参照光との双方に対して行われる。参照光に対して位相変調を与えるのは、特許文献１にも記載されるように、ホログラム記録媒体への多重記録が可能となるようにするためである。すなわち、或る位相構造を有する参照光を用いて記録した信号光（データ）は、再生時において同一の位相構造による参照光を照射することによってのみ読み出すことができるので、これを応用し、記録時にそれぞれ異なる位相構造による参照光を用いてデータを記録し、再生時にはそれらの各位相構造による参照光を択一的に照射することで、多重記録されたデータを選択的に読み出すことができるといったものである。
【０００６】
そして、信号光に対し位相変調を与えるのは、信号光と参照光との干渉効率の向上や、信号光のスペクトルの拡散を図ることでＤＣ成分を抑圧し、高記録密度化を図るためである。
このような信号光に対する位相変調パターンとしては、例えば２値のランダムパターンを設定するものとしていた。すなわち、例えば位相をπだけ変調するピクセルと、位相変調を行わないピクセル（つまり位相＝０）とが半々となるようにして設定したランダムな位相変調パターンを設定するものである。
このような２値のランダムパターンにより、参照光と信号光との干渉効率の向上を図ることができる。また、同時にフーリエ面（メディア上での像）において均質にスペクトルをばらまくことができ、これによって信号光内のＤＣ成分の抑圧を図ることができる。
ここで、ＤＣ成分が記録された部分は、他のホログラムページを記録する際に使用できなくなる部分となるので、ＤＣ成分の抑圧が図られることで各ホログラムページの間隔をその分詰めて記録することが可能となる。換言すれば、記録時にメディアを均質に使用することが可能となり、その面で高記録密度化が達成されるものである。
【０００７】
なお、従来において、このように信号光と参照光とに位相変調を与える位相マスクとしては、上記各特許文献にも示されるように、透過性を有するガラス材などにエッチング等によって物理的な加工を施して、所要の位相変調パターンを形成することで実現するものとしていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、従来においては、上述のようにして位相マスクにより信号光に所定の位相変調を施すことで、ＤＣ成分を抑圧してメディアの均質な使用を図り、高記録密度化を達成するようにされているが、ホログラム記録再生の技術において、高記録密度化を図る上でのアプローチとしては、このようにＤＣ成分の抑圧によるメディアの均質な使用を図るという以外にも、アパーチャーによって信号光の径の縮小化を図るということも挙げられる。すなわち、ホログラムページのサイズ自体を小さくしてページ当たりのメディアの占有面積を縮小化することで、高記録密度化を達成するというものである。
【０００９】
理想的には、上記による双方の高記録密度化が達成されることが望ましい。
しかしながら、位相マスクを用いてＤＣ成分を抑圧することによる高記録密度化を図る手法は、上述のようにスペクトルを均質に分散させるという性質上、信号光のフーリエ面における像の空間周波数を拡大する傾向となるので、アパーチャーにより信号光の径を狭める、すなわち空間周波数の高域を制限するようなフィルタを通した場合に大きな歪みを生じさせる。このことによって符号間干渉が助長される傾向となり、この結果、読み出し信号のアイパターンとしてはそのアイが潰れる傾向となって、記録データを適正に再生することが困難となってしまう。
【００１０】
この際、アイパターンのアイを広げるにあたっては、従来より読み出し信号に対し空間周波数特性を改善するためのフィルタリング処理を行うようにされているが、信号光に対する位相変調パターンとして、例えば上述した２値ランダムパターンのような固定のパターンを設定した場合には、このような周波数特性改善のためのフィルタリング処理を行ってもアイを開かせることができず、符号間干渉の低減が図られないものとなってしまう。
【００１１】
このようなことから、従来において高記録密度化を図る上での選択肢としては、
・位相マスク設けない
→スペクトル拡散による高記録密度化は図られない。但しメディアの占有面積縮小化の面での高記録密度化は図ることができる。
・位相マスクを設けるがアパーチャーによる信号光の径の縮小化は行わない
→スペクトル拡散による高記録密度化は達成されるが、メディアの占有面積縮小化の面での高記録密度化は図られない。
ということになる。
【００１２】
このようにして従来では、位相マスクを設けてスペクトルを拡散させる意味での高記録密度化を達成することと、アパーチャーによる信号光の径の制御によってメディア占有面積を縮小化させるという面での高記録密度化を達成することとは、それぞれトレードオフの関係となっている。
有効な高記録密度化を図るにあたっては、これらの双方を両立することが要請される。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上のような課題に鑑み、本発明としては記録装置として以下のように構成することとした。
つまり、本発明の記録装置は、ホログラム記録媒体に対する少なくとも記録を行う記録装置であって、所定位置にセットされた上記ホログラム記録媒体に対して照射されるべき光を発光する発光手段を備える。
また、入射光について画素単位による空間光強度変調を施すことで、上記ホログラム記録媒体に記録されるべき記録データに応じた光強度パターンを与えた信号光と、この信号光と共に上記ホログラム記録媒体に照射されるべき参照光とを生成可能に構成された光強度変調手段を備える。
また、上記記録データに応じて生成した位相変調パターンに基づき、上記光強度変調手段からの上記信号光に対し空間光位相変調を施す光位相変調手段を備える。
そして、上記発光手段により発光された光を上記光強度変調手段と上記光位相変調手段とを介して上記ホログラム記録媒体に対して導くように構成された光学系を備えるようにしたものである。
【００１４】
このような本発明としても、信号光に対し位相変調を施すことに変わりはないので、従来の位相マスクの場合と同様にスペクトルを拡散させることができ、従って従来と同様に、記録時のメディア（ホログラム記録媒体）の均質な使用という面での高記録密度化を図ることができる。
その上で、上記のようにして信号光に対し記録データに応じた位相変調パターンに基づく空間光位相変調を施すものとしていることで、実際の信号光内における記録データ配列に応じて、符号間干渉を考慮した位相変調パターンを設定して位相変調を施すことができる。
【発明の効果】
【００１５】
上記のようにして本発明によれば、従来の位相マスクの場合と同様にスペクトルを拡散させることができ、記録時のメディアの均質な使用という面での高記録密度化を図ることができると共に、信号光に対し記録データに応じた位相変調を施すようにしたことで、実際の信号光内における記録データ配列に応じて符号間干渉を考慮した位相変調パターンの設定が可能となる。
この結果、上記本発明によれば、記録時のメディアの均質な使用という面での高記録密度化と、アパーチャーによる信号光の径の制御によってメディア占有面積の縮小化を図るという面での高記録密度化との双方を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明していく。
図１は、本発明の一実施形態としての、記録再生装置１の内部構成について示したブロック図である。なお、図１では主に記録再生装置１の光学系、記録データの変調系、及び再生系の構成のみを抽出して示しており、他の部分については省略している。
【００１７】
先ず、本実施の形態では、ホログラム記録再生方式として、いわゆるコアキシャル方式が採用される。すなわち、信号光と参照光とを同一軸上に配置し、それらを共に所定位置にセットされたホログラム記録媒体２２に照射して干渉縞によるデータ記録を行い、また再生時には参照光のみをホログラム記録媒体２２に対して照射することで干渉縞により記録されたデータの再生を行うものである。
またこの場合、図中のホログラム記録媒体２２としては、反射膜を備えたいわゆる反射型のホログラム記録媒体とされ、記録再生装置１はこのような反射型のホログラム記録媒体２２に対応した構成が採られる。
【００１８】
図１において、先ずレーザダイオード（ＬＤ）２は、記録再生のためのレーザ光を得るための光源として設けられる。このレーザダイオード２からの出射光はシャッター３を介してアナモプリズム４を透過した後、空間フィルタ５に入射する。この空間フィルタ５内においては、上記アナモプリズム４側から順に集光レンズ５ａ、アパーチャー５ｂ、コリメータレンズ５ｃが備えられ、これらの構成によってレーザ光の中心部分（例えば光強度がピーク値（１００％）〜８０％程度となる２０％程度の範囲）の光を抽出して出力する。
【００１９】
空間フィルタ５からの出射光は１／２波長板６を介してミラー７で反射された後、図示するようにしてミラー８→ミラー９→アパーチャー１０を介し、さらにミラー１１で反射されレンズ１２→アパーチャー１３→レンズ１４を介した後、ミラー１５にて反射されて空間光変調部１６に入射する。
【００２０】
空間光変調部１６は、入射光に対する空間光変調として、空間光強度変調（以下単に光強度変調とも呼ぶ）と空間光位相変調（光位相変調とも呼ぶ）との双方を施す。
この空間光変調部１６における空間光強度変調、空間光位相変調の各動作は、ホログラム記録媒体２２に対して記録されるべき記録データに応じ、図示するデータ変調・位相変調制御部２９の制御に基づき行われる。
ここで、これらの空間光変調部１６及びデータ変調・位相変調制御部２９による本実施の形態としての具体的な空間光変調動作やその内部構成については後述するが、この場合の空間光変調部１６内において、空間光強度変調を行う部分については、従来より採用されている透過型の液晶パネルを用いるものとしている。すなわち、このような液晶パネルの各画素のON/OFF駆動によって、入射光の光強度変調を行うようにしているものである。
【００２１】
上記空間光変調部１６にて空間光変調が施された光は、ビームスプリッタ１７を透過した後、リレーレンズ部１８に入射する。このリレーレンズ部１８には、図示するようにして上記ビームスプリッタ１７からの入射光を集光するリレーレンズ１８ａと、このリレーレンズ１８ａからの光の径を制限するアパーチャー１８ｂと、アパーチャー１８ｂからの出射光を平行光に変換するリレーレンズ１８ｃとを備えている。
【００２２】
そして、上記リレーレンズ部１８を介した光は、ミラー１９にて反射されて１／４波長板２０を透過した後、対物レンズ２１で集光されてホログラム記録媒体２２上に照射される。
【００２３】
ここで、記録時においては、後述するようにして空間光変調部１６において記録データに応じた空間光強度変調を受けた信号光と、この信号光と同心円となる輪状の参照光とが生成され、これら信号光と参照光とが上記により説明した経路を経ることによって上記ホログラム記録媒体２２上に集光するようにされる。
【００２４】
一方、再生時においては、レーザダイオード２からの光が記録時の経路と同様の経路により空間光変調部１６に入射し、ここにおいて再生用の空間光強度変調を受けて参照光のみが生成される。すなわち再生時においては参照光のみがホログラム記録媒体２２に照射される。
この参照光の照射に応じては、後述するようにしてホログラム記録媒体２２上の記録データに応じた回折光が得られ、この回折光は、ホログラム記録媒体２２からの反射光として、対物レンズ２１を介して平行光とされた後、１／４波長板２０→ミラー１９→リレーレンズ部１８を介してビームスプリッタ１７に導かれる。
【００２５】
ビームスプリッタ１７では、上記のようにして導かれたホログラム記録媒体２２からの反射光が反射されて、この反射光は図示するようにしてアパーチャー２３→レンズ２４→ミラー２５を介した後、レンズ２６→レンズ２７を介してイメージセンサ２８上に導かれる。
【００２６】
イメージセンサ２８は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Oxide Semiconductor）センサなどとされ、上記のようにして導かれるホログラム記録媒体２２からの反射光（回折光）を受光し、電気信号に変換する。
【００２７】
次の図２、図３は、上記により説明した光学系によるホログラム記録媒体２２へのデータの記録／再生手法についてそれぞれ示している。図２は記録手法、図３は再生手法について示している。
なお、図２では、図１に示す光学系のうち空間光変調部１６、対物レンズ２１のみを抽出して示している。また図３において、図３（ａ）は同様に空間光変調部１６、対物レンズ２１のみを示し、図３（ｂ）では対物レンズ２１とイメージセンサ２８のみを抽出して示している。
【００２８】
先ず、図２に示される記録時においては、空間光変調部１６が入射光に対し、上述した参照光と、記録データに基づき「０」「１」のデータパターンに基づく光強度パターンが与えられた光（これを信号光と呼んでいる）とが同心円上に配置されるようにするための強度変調を行うようにされる。
この強度変調された光（つまり参照光と信号光）を、対物レンズ２１によりホログラム記録媒体２２上に集光し、これにより形成される参照光と信号光の干渉縞をデータとしてホログラム記録媒体２２に記録するようにされる。
【００２９】
そして、再生時においては、先ず図３（ａ）に示すようにして、空間光変調部１６が入射光について空間光強度変調を施すことで参照光のみを生成し、これをホログラム記録媒体２２上に集光するようにされる。その際、集光した光は、ホログラム記録媒体２２に記録されたデータパターンに応じた干渉縞により回折を受け、ホログラム記録媒体２２からの反射光として出力される。すなわち、この回折光は、図示するようにして記録データを反映した光強度パターンを有しており、この回折光の有する強度パターンをイメージセンサ２８で検出した結果に基づき、データ再生を行うようにされる。
【００３０】
ここで、上記のように空間光変調部１６においては、記録／再生時に対応して参照光、信号光を生成するようにされる。このため、空間光変調部１６においては、次の図４に示すような参照光エリアＡ１、信号光エリアＡ２、及びギャップエリアＡ３とが規定されている。すなわち、図示するようにして空間光変調部１６の中心部分を含む所定の円形のエリアが、信号光エリアＡ２として定められている。そして、その外周部分に対しては、ギャップエリアＡ３を隔てて、信号光エリアＡ２と同心円となる輪状の参照光エリアＡ１が定められている。
なお、上記ギャップエリアＡ３は、参照光が信号光エリアＡ２に漏れ込んでノイズになることを避けるための領域として定められている。
【００３１】
記録時においては、参照光エリアＡ１内の予め定められた画素を「１」（光強度＝強）、それ以外の画素を「０」（光強度＝弱）とし、且つギャップエリアＡ３と上記参照光エリアＡ１より外周部分とを全て「０」とした上で、信号光エリアＡ２内の各画素を記録データに応じた「０」「１」のパターンとすることで、先の図２に示したような参照光と信号光とを生成・出力することができる。
また、再生時には、参照光エリアＡ１のみを記録時と同じ「０」「１」のパターンとし、他の領域はすべてビット「０」とすることで、図３（ａ）に示したようにして参照光のみを生成・出力することができる。
【００３２】
説明を図１に戻す。
記録再生装置１には、これまでで説明した光学系に加え、上述したような空間光変調部１６の動作を制御するためのデータ変調・位相変調制御部２９と、さらに再生時においてイメージセンサ２８の各画素で得られる信号に基づき記録データの再生を行うためのデータ再生部３０とが設けられる。
先ず、上記データ変調・位相変調制御部２９は、予め定められた記録フォーマットに従って、入力される記録データの変調・信号光エリアＡ２内へのマッピングを行って、光強度変調パターン（「０」「１」のデータパターン）を生成する。そして、このパターンに基づき空間光変調部１６での光強度変調を実行させる。これによりホログラム記録媒体２２に対しては、所定のフォーマットに従って変調・マッピングされたデータが記録される。
なお、先にも述べたが、このデータ変調・位相変調制御部２９の内部構成については後述する。
【００３３】
また、データ再生部３０は、上記のようにしてホログラム記録媒体２２に対し所定のフォーマットに従って変調・マッピングされたデータが記録されることを前提とした再生動作を行う。具体的には、イメージセンサ２８の各画素の受光信号に基づき各画素位置の記録ビットの値を検出した後、それら各画素位置のビット値について上記所定のフォーマットに従った復調処理を行うことによって記録データを再生するものである。
【００３４】
ここで、これまでで説明した本実施の形態の記録再生装置１には、ホログラム記録媒体２２に対して照射されるべき信号光・参照光を生成するための光強度変調と、生成された信号光・参照光に所要の位相変調を与えるための光位相変調との、双方を行うようにされた空間光変調部１６が備えられている。
この空間光変調部１６において、先にも触れたように信号光・参照光の生成のための光強度変調を行う部分については、従来から採用されている透過型の液晶パネルを用いており、これによって特に信号光について記録データに応じた光強度変調（具体的には光のON/OFF）を施すことができる。
【００３５】
一方で、光位相変調を行うための部分については、本実施の形態の場合、従来の位相マスクのように固定の位相変調パターンを設定するものとはせず、記録データに応じた位相変調パターンにより可変的に光位相変調を行うことができるように構成するものとしている。
【００３６】
図５は、図１に示される空間光変調部１６とデータ変調・位相変調制御部２９の内部構成について主に示している。なおこの図では、レーザダイオード２とホログラム記録媒体２２と共に、さらにレーザダイオード２から出射され空間光変調部１６に導かれる光と、空間光変調部１６を透過してホログラム記録媒体２２に対して導かれる光についても併せて示している。
【００３７】
この図５に示されるようにして、空間光変調部１６としては、上述した信号光・参照光の生成のための光強度変調を行う部分として強度変調器１６ａを有すると共に、この強度変調器１６ａにより生成された信号光・参照光に対し光位相変調を行う位相変調器１６ｂを有する。
本実施の形態の場合、上記位相変調器１６ｂとしては、画素単位で位相変調が可能な透過型の液晶パネルを用いるものとしている。
【００３８】
ここで、このように画素単位で位相変調が可能な液晶パネルとしては、内部の液晶素子を以下の図６に示す考えに基づき構成することで実現することができる。
図６（ａ）では、液晶パネル内の液晶素子に駆動電圧を印加していない状態（つまり駆動電圧OFFの状態）での液晶分子の様子を示し、図６（ｂ）では液晶素子に駆動電圧を印加した状態（駆動電圧ONの状態）での液晶分子の様子を示している。
図示するようにして図６（ａ）の駆動電圧OFFの状態では、液晶分子は水平配向となり、また図６（ｂ）に示す駆動電圧ONの状態では液晶分子は垂直配向に変化することになる。
このとき、液晶素子の屈折率ｎについて、駆動電圧OFFによる上記水平配向時の屈折率をｎh、駆動電圧ONによる上記垂直配向時の屈折率をｎvとすると、液晶素子の厚さをｄとした場合、駆動電圧OFF時に与えられる位相変化量は「ｄ×ｎh」となり、駆動電圧ON時に与えられる位相変化量は「ｄ×ｎv」となる。従ってこのことから、駆動電圧のON/OFFによって与えることのできる位相差Δｎｄとしては、
Δｎｄ＝ｄ×ｎh−ｄ×ｎv
により表されるものとなる。
この関係式より、画素単位で所要の位相差を与えるにあたっては、液晶素子の厚さｄを調整すればよいことがわかる。
本実施の形態の位相変調器１６ｂとしては、液晶素子の厚さｄを調整することで、例えば位相差Δｎｄ＝πとなるように設定している。すなわち、これによって各画素ごとに「０」と「π」の２値による光位相変調を施すことが可能とされているものである。
【００３９】
説明を図５に戻す。
空間光変調部１６は、このように画素ごとに「０」か「π」の２値の可変的な位相変調を行うことが可能な位相変調器１６ｂが、信号光・参照光の生成のための強度変調器１６ａに対して一体的に形成されて成る。すなわち、強度変調器１６ａの各画素と位相変調器１６ｂの各画素とが１対１の位置関係で対応するように位置決めされてこれら強度変調器１６ａと位相変調器１６ｂとが一体的に形成されているものである。
このような構造とされることで、強度変調器１６ａで得られた信号光、参照光のそれぞれに対し、画素単位で厳密に一致させた位相変調パターンにより光位相変調を行うことが可能となっている。
【００４０】
そして、このような空間光変調部１６について、データ変調・位相変調制御部２９は、上記強度変調器１６ａ、位相変調器１６ｂのそれぞれの変調動作を制御することができるように構成される。
図示するようにしてデータ変調・位相変調制御部２９内には、符号化部３１、マッピング部３２、強度変調ドライバ３３、位相変調パターン生成部３４、位相変調ドライバ３５が備えられる。
【００４１】
先ず、符号化部３１に対しては、図１にも示した記録データが入力され、当該記録データについて記録フォーマットに従った所定の符号化処理を施す。例えば、ホログラム記録再生方式にて一般的とされるスパース符号化として、記録データの１バイト（＝８ビット）を４×４＝１６ビットの正方形によるブロック形状のデータ配列に変換する。この４×４＝１６ビットのデータ配列はシンボルと呼ばれ、記録符号化の最小単位とされる。
【００４２】
マッピング部３２は、上記符号化部３１にて符号化されたデータを、記録フォーマットに従って１枚のホログラムページ内に配列する。このホログラムページとは、信号光エリアＡ２内に敷き詰められるデータ配列全体を指す。すなわち、信号光と参照光との干渉で一度に記録することのできるデータ単位をホログラムページと呼ぶものである。
また、マッピング部３２は、このような信号光エリアＡ２内へのデータのマッピングと共に、参照光エリアＡ１の所定の画素を「１」、それ以外の画素を「０」とし、且つギャップエリアＡ３と参照光エリアＡ１より外周部分とを全てビット「０」としたデータパターンを生成し、このデータパターンと上記信号光エリアＡ２内のデータパターンとを併せて強度変調器１６ａの全有効画素分のデータパターンを生成する。
このようにして生成された強度変調器１６ａの全有効画素分のデータパターンは、強度変調ドライバ３３に供給され、当該強度変調ドライバ３３はこのデータパターンに基づき強度変調器１６ａの各画素を駆動制御する。
これによりホログラム記録媒体２２に対しては、記録データに応じたパターンにより光強度変調の施された信号光と共に、さらに所定パターンで光強度変調された参照光を照射することができ、これら信号光と参照光とを干渉させてデータ記録を行うことができる。
【００４３】
なお、確認のために述べておくと、記録時においては、上記マッピング部３２は符号化部３１にて符号化されたデータについてのホログラムページごとのマッピングを順次行うものとされ、これによって強度変調ドライバ３３に対しては、信号光エリアＡ２内のデータパターンのみが記録データ内容に応じて順次変化するようにされたデータパターンが供給される。すなわち、強度変調ドライバ３３は、このようなホログラムページ単位ごとのデータパターンに基づき強度変調器１６ａの各画素を順次駆動制御するようにされる。
これによってホログラム記録媒体２２に対しホログラムページ単位ごとにデータを記録することができる。
【００４４】
また、再生時においては、上記マッピング部３３は、参照光エリアＡ１のみが記録時の同様の「０」「１」のパターンとされ、他の領域はすべてビット「０」とされたデータパターンを生成し、これを強度変調ドライバ３３に対して供給する。この再生時のデータパターンに基づき強度変調ドライバ３３が強度変調器１６ａの各画素を駆動制御することで、ホログラム記録媒体２２に対しては先の図３（ａ）に示したようにして参照光のみを照射することができる。
【００４５】
また、データ変調・位相変調制御部２９では、このような強度変調器１６ａに対する駆動制御のための動作と共に、位相変調器１６ｂに対する駆動制御のための動作も行う。
先ず、記録時において、上記マッピング部３３は、上述のようにして記録データに応じて生成したデータパターンのうち、信号光エリアＡ２内のデータパターンを、位相変調パターン生成部３４に対しても供給するようにされている。
【００４６】
位相変調パターン生成部３４は、上記マッピング部３３から供給される信号光エリアＡ２内のデータパターンに基づき、空間光変調部１６内の位相変調器１６ｂの信号光エリアＡ２内に設定すべき位相変調パターンを生成する。
また、これと共に位相変調パターン生成部３４は、位相変調器１６ｂの参照光エリアＡ１に設定すべき位相変調パターンとして、所要の位相変調パターンを生成する。
そして位相変調パターン生成部３４は、このようにして生成した信号光エリアＡ２と参照光エリアＡ１についてのそれぞれの位相変調パターン（対応する各画素のON/OFF制御パターンとなる）を併せて、位相変調器１６ｂの全有効画素分の位相変調パターンを生成する。このとき、信号光エリアＡ２と参照光エリアＡ１以外の画素については、例えば位相「０」に対応した値を設定するものとすればよい。
そして、このようにして生成した位相変調パターンを位相変調ドライバ３５に供給する。
【００４７】
位相変調ドライバ３５は、位相変調パターン生成部３４から供給される位相変調パターンに基づき、位相変調器１６ｂの各画素を駆動制御する。これによって強度変調器１６ａから出力される信号光に対しては、そこに内包される記録データに基づくデータパターンに応じて生成した位相変調パターンによる光位相変調を施すことができる。
また、参照光については所要の位相変調パターンによる光位相変調を施すことができる。
【００４８】
また、上記位相変調パターン生成部３４は、再生時においては、位相変調器１６ｂの参照光エリアＡ１についての所要の変調パターンを生成し、この変調パターンを位相変調ドライバ３５に対して供給する。これにより、再生時に対応して強度変調器１６ａにて生成される参照光に対しては、上記所要の位相変調パターンによる光位相変調を施すことができる。
なお、確認のために述べておくと、先にも述べたように記録時と再生時とで参照光の位相変調パターンが一致していないと、記録データを適正に読み出すことができないことになる。ここで説明した再生時の参照光について設定されるべき位相変調パターンとしては、記録時に実際に照射した参照光について設定した位相変調パターンと同一のパターンを設定することになる。
【００４９】
上記のようにして本実施の形態によれば、信号光に対して記録データに応じて生成した位相変調パターンに基づく光位相変調を施すことができる。つまり、このようにすることで、実際の信号光内における記録データ配列に応じて、符号間干渉を考慮した位相変調パターンを逐次可変的に設定して位相変調を行うことが可能となる。
これにより、アパーチャーによる信号光の径の制御によってメディア占有面積の縮小化を図った場合に、従来の２値ランダムなどの固定パターンによる位相マスクを用いる場合では抑制することのできなかった符号間干渉を効果的に抑制することができる。
この結果、本実施の形態によれば、アパーチャーによる信号光の径の制御によってメディア占有面積の縮小化を図るという面での高記録密度化を達成することができる
【００５０】
また、本実施の形態としても、信号光に対し２値の異なる光位相変調を施すことに変わりはないので、従来の位相マスクの場合と同様にホログラム記録媒体２２上での信号光のスペクトル拡散を図ることができる。つまり、従来と同様に、記録時のメディアの均質な使用という面での高記録密度化を図ることができる。
【００５１】
以上より本実施の形態によれば、記録時のメディアの均質な使用という面での高記録密度化と、アパーチャーによる信号光の径の制御によってメディア占有面積の縮小化を図るという面での高記録密度化との双方を達成することができる。
【００５２】
また、本実施の形態において、記録データに応じた位相変調を行う位相変調器１６ｂとしては、強度変調器１６ａの各画素と１対１の関係となる各画素を備えた液晶パネルにより実現する場合を例示したが、このような構成とすることで、従来のエッチングにより位相変調パターンを形成する位相マスクの場合に生じていたような作製精度の問題は大幅に緩和することができる。
つまり、位相マスクとしてＤＣ成分の抑圧、信号光と参照光との干渉効率の向上を図る上では、予め画素単位で定められた位相変調パターンと厳密に一致させた位相変調パターンを形成する必要があるが、エッチングによる物理的な加工によって位相変調パターンを形成する従来の位相マスクでは、その精度をどこまで再現できるか信頼性が問われるものであった。これに対し本実施の形態の位相マスクによれば、従来のような画素単位でのエッチングは不要とすることができるので、その面で精度の問題の緩和を図ることができるものである。
【００５３】
ところで、上記もしているように本実施の形態によれば、信号光に対して記録データに応じて生成した位相変調パターンに基づく光位相変調を施すことができるので、実際の信号光内における記録データ配列に応じ符号間干渉を考慮した位相変調パターンを逐次可変的に設定して位相変調を行うことが可能となるが、ここで一例として、このように記録データに応じて符号間干渉を考慮した位相変調パターンを設定するための具体的な手法について例示しておく。
【００５４】
先ず、信号光に対し光位相変調が施されることによって符号間干渉が助長されてしまう要因としては、対象とする画素とこれに隣接する画素とでそれぞれ位相の値が反転していることが挙げられる。
そこで本実施の形態では、信号光内のデータ中において、ビット「１」が隣接する領域内ではそこに設定される位相の値が反転しないように位相変調パターンを設定するものとする。すなわち、ビット「１」が隣接する領域内においては、位相が「０」と「π」とで分断されないようにするというものである。
【００５５】
このとき、対象とするビットの横又は縦に隣接するビットで位相の値が反転した場合には、符号間干渉を助長することは容易に想定できるが、対象とするビットに対し斜め方向に隣接するビットで生じた位相値の反転が符号間干渉を助長するか否かは不明であり、このような斜め方向の隣接までを考慮すべきか否かが問題となる。
この点について、下記に挙げる非特許文献では、対象とするビットとこれと横及び縦に隣接するビットとに与える位相の値と符号間干渉との関係について実験を行った結果から、斜め方向に隣接するビットにおける位相反転が符号間干渉に与える影響は極めて低いことを導き出している。
・John Hong,Ian McMichael,and Jian Ma"Influence of Phase masks on cross talk in holographic memory"：Optical Society of America OPTICS LETTERS / Vol.21,No.20 / October 15,1996
【００５６】
本実施の形態としてもこのような考えに基づき、符号間干渉の抑制にあたっては同じビット「１」が縦横に隣接する領域の位相の値についてのみ考慮すればよいものとして取り扱う。具体的には、ビット「１」が縦横に隣接する個々の領域内では、それぞれ位相の値がすべて同じ値となるようにするというものである。
【００５７】
ところで、上記のような考えに基づき位相変調パターンを設定するにあたっては、先ずは信号光エリアＡ２内のデータパターンにおいて「１」が縦横に隣接する領域をそれぞれ見つけ出す必要がある。
このような「１」が隣接する領域の分割手法の一例として、本実施の形態では、例えば画像処理の分野などで既に知られている「ラベル付け」と呼ばれる手法を採用する。
【００５８】
図７は、このようなラベル付けの手法による領域分割の具体的な手順について示している。なお、図７において、（ａ）〜（ｄ）の各図に示される四角の枠のそれぞれは信号光エリアＡ２内のデータパターン中のビット「１」の部分を示している。
このラベル付けの具体的な手順としては、図７（ａ）〜（ｄ）に示される４つの手順に分けることができる。
先ず、図７（ａ）に示されるラベル１の付与を行う。
つまり、例えばテレビジョン方式の走査と同様に、信号光エリアＡ２内のデータパターンを左上端から右下端まで順にスキャンし、ビット「１」が左又は上と繋がっていたら同じラベル番号のラベル１のラベルを付す（ラベル１−１、ラベル１−２、ラベル１−３・・・ラベル１−ｎ）。このとき、仮に対象とするビットの左と上の双方がビット「１」であった場合（例えば図中の２段目左から２番目を参照）には、対象とするビットに付すべきラベル番号の値としては、左のビットのラベル番号を優先する。
なお図７（ａ）では、既にラベル１の付与が終了した状態を示している。
【００５９】
続いて、図７（ｂ）に示すラベル２の付与を行う。
このラベル２の付与としては、同様に左上端から右下端まで順にスキャンし、左と繋がっていて且つ上と異なるラベル番号となっているところに、順次ラベル２としてのラベル番号を付していく。
このように左と繋がっていて且つ上と異なるラベル番号となっているところは、後にそれらを同じ島（領域）として扱わなければならないので、これをマークしてラベル２としてのラベル番号を付すものである。例えば図７（ｂ）の例では丸印で囲ったビットの位置がラベル２としてのラベル番号が付される部分となる。図中ではそれらに付されるラベル２のラベル番号を、走査順にラベル２−１、ラベル２−２と示している。
【００６０】
さらに、図７（ｃ）に示すラベル３の付与を行う。
すなわち、再びスキャンし、ラベル２を見つけるごとに、その上の島と繋がっていることをマークするためのラベル３の付与を行う。
図中の例では、先のラベル２−１の付与によって、ラベル１のラベル番号が４（ラベル１−４）とされる４つのビットと、その上のラベル１−１とされるビットとが同じ島となるべきことが示されているので、先ずはこのラベル２−１に従って上記ラベル１−４の付された４つのビットとラベル１−１が付された１つのビットとの全てにラベル３−１を付与する。そして、走査が進み、次のラベル２−２の存在によって、ラベル１−５が付与された３つのビットとその上の領域に当たる上記ラベル３−１が付与された計５つのビットとが同じ島となるべきことが示されることになる。これに応じラベル１−５が付された３つのビットと、ラベル３−１が付された５つのビットとの全てにラベル３−２を付与する。これにより、１つの島となるべき図中の斜線部が、正しく１つの島として分割されたことになる。
このラベル３の付与が行われることで、データパターン内で「１」が縦横に隣接する領域の全てが確定することになる。
【００６１】
最後に、図７（ｄ）に示されるラベル４の付与を行う。
例えば図中の例のようにラベル１の付与の段階で既にその島の範囲が確定している部分もある（例えばラベル番号「２」「３」の島）ことからも理解されるように、上記のようなラベル３の付与で確定された領域は、全体においてまばらに存在することが予想されるので、このラベル３で最終的にその範囲が定まった島と、ラベル１の付与の段階で既にその範囲が定まっている島も含めて、左上端から順に改めてラベル番号を付し直す。このように改めて付し直されるラベルがラベル４となる。
【００６２】
例えば上記のような手法により、信号光エリアＡ２内にてビット「１」が縦横に隣接する部分を分割することができる。
そして、このようにして分割した「１」が隣接する各領域に対して、それぞれ位相「０」「π」の値を割り振って位相変調パターンの設定を行うものとなる。このとき、先にも述べたように本実施の形態では、同一の領域内において位相の値が反転しないように各領域への位相の値の割り振りを行う。
【００６３】
図８は、ビット「１」が隣接する各領域に対する位相の値の割り振りについての具体的を示している。なお図８では便宜上、円形の信号光エリアＡ２を四角形状により示している。
ここで、本実施の形態の場合、上記のように同じ領域内には必ず同じ位相の値を割り振ることを前提とした上で、ページ全体としてなるべく位相「０」と「π」とが均質に配置されるような割り振りの手法を採用する。具体的には、各領域に順に位相の値を割り振っていく過程において、新たな領域に位相の値を割り振る際に、それまでに割り振った個数の少ない方の値を割り振るようにしている。
【００６４】
図８の例では、例えば左上端から順に各領域に位相の値を割り振る場合において、先ず始めの領域に位相「０」を割り振る場合の例を示している。この場合、最初の領域は５つのビットで構成されるので位相「０」を５個割り振ることになる。そして、次の１つのビットで構成される領域については、この時点で割り振った数の少ない方となる位相「π」を割り振り、さらにその次の２つのビットで構成される領域に対してもその時点で割り振った数の少ない方となる位相「π」を割り振ることになる。そして、同様に次の１６個のビットで構成される領域に対しても、この時点で割り振った数の少ない方の位相「π」を割り振り、さらに次の１つのビットで構成される領域にはこの時点で少ない方となる位相「０」を割り振り、さらにその次の１２個のビットで構成される領域にもその時点で少ない方の位相「０」を割り振ることになる。
例えばこのようにして新たな領域に位相の値を設定する際にそれまでに割り振った数の少ない方の値を割り振るようにすることで、ページ全体での位相「０」と「π」との配置を均質化することができる。
このようにページ全体として位相「０」と「π」との配置が均質化されることで、信号光のスペクトルの拡散、つまりはＤＣ成分の抑圧を効果的に図ることができる。
【００６５】
なお、確認のために述べておくと、先に説明した記録再生装置１の構成において上記の手法による位相変調パターンの設定を行うにあたっては、図５に示した位相変調パターン生成部３４が、図７、図８にて説明した手順に従った動作を行うように構成すればよい。
【００６６】
ここで、次の図９〜図１１には、本実施の形態の有効性を実証するための図を示す。
図９は、本実施の形態の位相マスクの場合の実験結果を示し、図１０、図１１は本例との比較として、位相マスクなしの場合、従来の２値ランダム位相マスクとした場合の実験結果をそれぞれ示している。
なお、図９の本実施の形態の位相マスクの場合としては、図７、図８にて説明した手法による位相変調パターンの設定を行った場合での実験結果を示している。
また、図９〜図１１の各（ａ）図では、ホログラムページの中心部における画像を示し、各（ｂ）図ではイメージセンサの受光信号に補正フィルタを通した後のホログラムページ中心部の画像の絶対値を示している。さらに各（ｃ）図ではホログラムページ中心部の空間周波数特性を示し、（ｄ）図、（ｅ）図では、縦方向の絶対値アイパターン、横方向の絶対値アイパターンをそれぞれ示している。なお、ここで言う縦方向、横方向の絶対値アイパターンとは、イメージセンサ２８上の各画素の受光信号について縦方向、横方向に順次サンプリングした結果得られる絶対値アイパターンのことを指している。
【００６７】
先ず、各（ａ）図に示すホログラムページ中心部の画像について着目してみる。
図１０（ａ）は、位相マスクなしとした場合のホログラムページ中心部の画像について示しているが、この図１０（ａ）では、白色部分がビット「１」（光強度＝強）を示し、黒塗り部分がビット「０」（光強度＝弱）を示している。
【００６８】
ここで、この図１０（ａ）に示す位相マスクなしの場合のページ中心部の画像と比較して、図９（ａ）、図１１（ａ）に示す位相変調を行う場合の画像では、図１０（ａ）に示すビット「１」の部分が、白色部分とグレー部分とに分かれて示されていることがわかる。これは、位相マスクを設けて信号光に対する光位相変調を行った場合には、ビット「１」の部分が「０」「π」の位相変調を受けることでそれぞれ「１」と「−１」の２値に分けられることが示されているものである。具体的には、ビット「１」と位相「０」の組み合わせは通常の「１」の値となり、ビット「１」と位相「π」の組み合わせは「−１」の値となる。なお、当然のことながらビット「０」の部分については、光強度＝弱（つまりOFF）であるので、位相変調による影響を受けることはない。つまりビット「０」についてはビット「０」のままとなる。
このようにして信号光に対する位相変調を施すことで、ホログラム記録媒体２２に対しては「０」と「１」と共に、さらに「−１」による計３値を記録していることに相当するものとなる。
【００６９】
このことを踏まえると、位相マスクを設けず単にビット「０」「１」の２値による記録を行った場合には、ビット「１」はビット「１」でしかないため、ホログラムページの空間周波数としては低くなる傾向となり、このことでスペクトルの拡散が図られず、ＤＣ成分の発生を助長することになる。
これに対し、位相変調を行ってビット「１」を「１」と「−１」の２値で分けることが可能となれば、その分空間周波数としては高域側が広がるようにしてその帯域が拡大されることになるので、この結果としてスペクトルの拡散を図ることができ、ＤＣ成分の抑圧が図られるものである。
【００７０】
なお、これらのことは、図１０（ｃ）に示す位相マスクなしの場合の周波数特性と比較して、図９（ｃ）、図１１（ｃ）の位相変調を行う場合の周波数特性の方がスペクトルが拡散していることからも明らかである。
【００７１】
ここで、図９（ｃ）の本例の場合については、図１１（ｃ）の従来の２値ランダム位相マスクの場合との比較ではスペクトルの拡散は比較的小さいものとなっているが、図１０（ｃ）の位相マスクなしの場合との比較では充分にスペクトルが拡散しており、ＤＣ成分も抑制されていることがわかる。
この点から、本例によってもスペクトルの拡散によるＤＣ成分の抑圧が図られていることが理解できる。
【００７２】
また、各（ｄ）図、（ｅ）図では、符号間干渉の評価指標として縦方向、横方向の絶対値アイパターンをそれぞれ示しているが、先にも述べたように位相マスクを設けないのであれば、符号間干渉は抑圧されるので、図１０（ｄ）（ｅ）に示すように縦方向・横方向共にアイパターンの「アイ」が開いた状態となる。一方、従来の２値ランダム位相マスクの場合には、図１１（ｄ）（ｅ）にも示されているように縦方向・横方向で共に「アイ」が潰れた状態となる。
これに対し、図９（ｄ）（ｅ）に示す本例の場合には、縦方向・横方向で共に、図１０の位相マスクなしの場合とほぼ同等に「アイ」が開いていることがわかる。この点からも本例によれば符号間干渉を効果的に抑制できていることが理解される。
【００７３】
また、各（ｂ）図の画像の絶対値特性を比較して、図１１（ｂ）の従来の２値ランダム位相マスクの場合では、図１０（ｂ）の位相マスクなしの場合と特性がかけ離れたものとなっているのに対し、図９（ｂ）の本例の場合は、図１０（ｂ）の位相マスクなしの場合と近い特性が得られていることがわかる。
このことからも、本例では符号間干渉が効果的に抑制されることが理解できる。
【００７４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明としてはこれまでに説明した実施の形態に限定されるべきものではない。
例えば、実施の形態では、信号光・参照光の生成のための空間光強度変調を行う強度変調器と、信号光・参照光に対する空間光位相変調を行う位相変調器とを一体的に形成する場合を例示したが、例えば次の図１２、図１３に示すようにして、これらを別体として構成することもできる。
図１２は、強度変調器として反射型の変調器を用いる場合の記録再生装置４０の構成例、図１３は強度変調器として透過型の変調器を用いる場合の記録再生装置４５の構成例をそれぞれ示している。なおこれらの図において、既に図１で説明した部分と同様となる部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
先ず、図１２の記録再生装置４０の場合、先の図１の場合でミラー１１が配置されていた部分に、反射型の強度変調器４１が設けられる。この反射型の強度変調器４１としては、例えば反射型の液晶パネルやＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）を用いるものとすればよい。
また、図１の場合で空間光変調部１６が設けられていた位置に対し、位相変調器４２を設ける。この位相変調器４２としては、強度変調器と一体的に形成されないという点以外は、先の位相変調器１６ｂと同様の構成とされる。
その上で、この場合のデータ変調・位相変調制御部２９は、強度変調器４１に対し、先の強度変調器１６ａに対する場合と同様の駆動制御を行う。また、位相変調器４２に対しては先の位相変調器１６ｂに対する場合と同様の駆動制御を行う。
【００７６】
また、図１３の記録再生装置４５の場合、先ずは図１の場合においてミラー８とミラー１１との間に挿入されていたミラー９、アパーチャー１０が省略され、ミラー８の反射光をミラー１１が反射してレンズ１２側に導くように構成される。
その上で、透過型の強度変調器４６が、上記ミラー１１とレンズ１２との間に挿入されるようにして設けられる。この透過型の強度変調器４６としては、先の強度変調器１６ａと同様に透過型の液晶パネルが用いられる。そして、この場合も先の図１２の場合と同様の位置に位相変調器４２が設けられる。
この場合もデータ変調・位相変調制御部２９は、強度変調器４６に対しては先の強度変調器１６ａに対する場合と同様の駆動制御を行い、位相変調器４２に対しては先の位相変調器１６ｂに対する場合と同様の駆動制御を行う。
【００７７】
なお、これら図１２、図１３に示したようにして強度変調器と位相変調器とを別体で構成した場合としても、それらの各画素が１対１に厳密に対応するようにされている必要がある。つまり、このようにして別体で構成される場合には、強度変調器と位相変調器との各画素が１対１に厳密に対応するように、それらの位置決めと光学的な倍率との調整が行われる必要がある。
【００７８】
また、光強度変調器としては、これまでに例示した透過型の液晶パネルや反射型の液晶パネル、或いはＤＭＤのように、駆動電圧のON/OFFに応じて直接的に光強度変調を行う素子を適用する以外にも、例えば駆動電圧の印加に応じ偏光方向を変化させる偏光型の液晶パネルを用いることによっても実現することができる。
【００７９】
図１４は、このような偏光型の液晶パネルとして反射型の液晶パネル（偏光型液晶パネル５０）を用いた場合の構成を示している。
図示するようにして反射型の偏光型液晶パネル５０を用いる場合は、ビームスプリッタ５１を組み合わせて光強度変調を実現することができる。この場合、偏光型液晶パネル５０に対しては、ビームスプリッタ５１で反射された直線偏光による入射光が導かれるようにその位置関係を設定しておく。さらに、ホログラム記録媒体２２に対しては、偏光型液晶パネル５０の反射光がビームスプリッタ５１を透過して導かれるように位置関係を設定しておく。
【００８０】
図１４（ａ）に示す駆動電圧OFFの場合、偏光型液晶パネル５０は、ビームスプリッタ５１からの入射光を直線偏光のまま反射することになり、この反射光はビームスプリッタ５１で反射され、入射側に戻ることになる。
一方、図１４（ｂ）に示す駆動電圧ONの場合、偏光型液晶パネル５０は、ビームスプリッタ５１からの入射光をその偏光方向を例えばπ／２などの所定分変化させた直線偏光として反射することができ、この場合の反射光はビームスプリッタ５１を透過し、ホログラム記録媒体２２側に導かれるものとなる。
このような構成において偏光型液晶パネル５０の各画素を駆動制御すれば、ホログラム記録媒体２２に導かれる光について結果的にそのON/OFF制御を行うことができる。すなわちこのような構成によって光強度変調器として機能させることができる。
【００８１】
また、図１５は、偏光型の液晶パネルとして透過型の液晶パネル（偏光型液晶パネル５５）を用いた場合の構成を示している。
透過型の偏光型液晶パネル５５を用いる場合は、２枚の偏光板を組み合わせて光強度変調を実現できる。この場合、光の入射側から順に第１偏光板５６（直線偏光のみを透過）→偏光型液晶パネル５５→第２偏光板５７（例えばπ／２など所定分偏光方向が変化した直線偏光のみを透過）→ホログラム記録媒体２２の順となるようにそれらの配置関係を設定しておく。
透過型の偏光型液晶パネル５５としても、図１５（ａ）に示す駆動電圧OFFの場合は、第１偏光板５６からの直線偏光による入射光を直線偏光のまま透過する。これにより当該透過光は第２偏光板５７を透過することはなく、ホログラム記録媒体２２には導かれないようになる。
また、図１５（ｂ）に示す駆動電圧ONの場合、偏光型液晶パネル５５は、第１偏光板５６からの直線偏光による入射光をその偏光方向を例えばπ／２などの所定分変化させて透過することになり、この結果当該透過光は第２偏光板５７を透過することになり、ホログラム記録媒体２２側に導かれるものとなる。
このような構成においても、偏光型液晶パネル５５の各画素を駆動制御することで、ホログラム記録媒体２２に導かれる光についてその光強度変調を行うことができる。
【００８２】
また、先に説明した実施の形態において、位相変調器１６ｂとしては、各画素を駆動制御することによって可変的なパターンにより光位相変調を行うことができるものとされている。
この点を利用して、参照光についても可変的なパターンによる位相変調を行うものとし、これによって例えば以下のような暗号化機能を付加することもできる。
先ず、前提として、ホログラム記録再生方式においては、記録時と同じパターンで位相変調された参照光を用いなければ、記録データを適正に読み出すことはできないものとなっている。そこで、通常の記録時には、他の再生機器と互換性ある通常の位相変調パターンで変調した参照光を照射して記録を行い、この一方で暗号化記録時には、他の再生機器と互換性のない特殊な位相変調パターンで変調した参照光を照射して記録するものとしておく。
このようにすることで、上記のようにして通常記録として記録されたデータについてはどの機器でもその再生が可能となるようにできる一方で、暗号化記録されたデータについては、専用の位相変調パターンを用いなければ再生できないようにすることができる。
このとき、暗号化記録されたデータの再生にあたっては、例えばアクセスキーやパスワードなどを入力しないと、記録時と同じ位相変調パターンでの参照光の照射は行わないように制限機能を与えておく。これによって暗号化機能を実現することができる。
【００８３】
また、実施の形態では、符号間干渉の抑制とスペクトルの拡散（ＤＣ成分の抑圧）とを図る位相変調パターンの設定のために、データ中のビット「１」が縦横に隣接する領域を分けるものとして、その領域分けについてはラベル付けの手法を採用するものとしたが、もちろん他の手法によって領域分けを行うこともできる。
【００８４】
また、実施の形態では、データ中のビット「１」が縦横に隣接する部分について位相が反転した場合に符号間干渉を助長するとの前提に立ち、縦横が隣接する部分の領域分けを行って、それらの領域内で位相の値が反転しないように位相変調パターンの設定を行うものとしたが、例えば斜め方向に隣接するビットの位相が反転した場合も符号間干渉にとって悪影響を与える可能性があるとの前提に立つ場合は、斜め方向に隣接する部分も含めてビット「１」が繋がる部分の領域分けを行い、各領域内で位相の値が反転しないように位相変調パターンの設定を行うものとすればよい。
この場合も、実施の形態の場合のようにページ全体での位相「０」と「π」との配置が均質になるようにすることで、信号光のスペクトルの拡散、つまりはＤＣ成分の抑圧を効果的に図ることができる。
【００８５】
また、実施の形態では、記録データに応じて符号間干渉の抑圧とスペクトルの拡散（ＤＣ成分の抑圧）とを図る位相変調パターンの設定を行うための具体的な手法として、上記のようなビット「１」が隣接する部分の領域分け、及び各領域内で位相が反転しないような位相変調パターンの設定を行う場合を例示したが、このように記録データに応じて符号間干渉の抑圧とＤＣ成分の抑圧とを図る位相変調パターンを設定するための手法としては、他の手法を採ることもできる。
【００８６】
また、実施の形態では、可変的なパターンによる位相変調を施すことのできる位相変調器として、透過型の液晶パネルを用いる場合を例示したが、各画素の駆動状態を変化させることで画素単位で位相を変調できる素子であれば、他の素子を用いることもできる。
【００８７】
また、実施の形態では、本発明が記録・再生の双方が可能な記録再生装置に適用される場合を例示したが、本発明としては記録のみが可能な記録専用装置に対しても好適に適用することができる。
【００８８】
また、実施の形態では、本発明の記録装置が反射膜を備える反射型のホログラム記録媒体に対応する場合を例示したが、反射膜を備えない透過型のホログラム記録媒体に対応する場合にも好適に適用できる。
その場合、再生系においては、照射した参照光に応じて反射光として得られる回折光をイメージセンサ側に導くためのビームスプリッタ（１７）は省略することができる。変わりにこの場合は、参照光の照射に応じて得られる回折光がホログラム記録媒体自体を透過することになるので、レーザ光の出射点側から見てホログラム記録媒体の反対側にさらに対物レンズを設けておき、透過光としての回折光を当該対物レンズを介してイメージセンサ側に導くように構成すればよい。
【００８９】
また、実施の形態では、参照光と信号光とを同一軸上に配置して記録を行うコアキシャル方式が採用される場合を例示したが、本発明としては、信号光と参照光とを別々に照射するいわゆる２光方式の場合にも好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施の形態の記録装置の内部構成を示すブロック図である。
【図２】ホログラム記録媒体への記録手法ついて説明するための図である。
【図３】ホログラム記録媒体の再生手法について説明するための図である。
【図４】空間光変調部において規定される参照光エリア、信号光エリア、ギャップエリアの各エリアについて説明するための図である。
【図５】実施の形態の記録装置が備える空間光変調部とデータ変調・位相変調制御部の内部構成について主に示したブロック図である。
【図６】画素単位で２値の位相変調が可能な液晶素子の構造について説明するための図である。
【図７】実施の形態としての領域分割手法について説明するための図である。
【図８】実施の形態としての位相変調パターンの設定手法について説明するための図である。
【図９】本実施の形態の位相マスクを備える場合の実験結果について示した図である。
【図１０】位相マスクを備えない場合の実験結果について示した図である。
【図１１】従来の２値ランダム位相マスクを備える場合の実験結果について示した図である。
【図１２】変形例としての記録装置の内部構成について示すブロック図である。
【図１３】他の変形例としての記録装置の内部構成について示すブロック図である。
【図１４】偏光型液晶パネルを用いて光強度変調を実現する場合の例について説明するための図である。
【図１５】偏光型液晶パネルを用いて光強度変調を実現する場合の他の例について説明するための図である。
【符号の説明】
【００９１】
１，４０，４５  記録再生装置、２  レーザダイオード（ＬＤ）、３  シャッター、４  アナモプリズム、５  空間フィルタ、６  １／２波長板、７、８，９，１１，１５，１９，２５  ミラー、１０，１３  アパーチャー、１２，１４，２４，２６，２７  レンズ、１６  空間光変調部、１６ａ  強度変調器、１６ｂ  位相変調器、１７  ビームスプリッタ、１８  リレーレンズ部、１８ａ，１８ｃ  リレーレンズ、１８ｂ  アパーチャー、２０  １／４波長板、２１  対物レンズ、２２  ホログラム記録媒体、２８  イメージセンサ、２９  データ変調・位相変調制御部、３０  データ再生部、３１  符号化部、３２  マッピング部、３３  強度変調ドライバ、３４  位相変調パターン生成部、３５  位相変調ドライバ、４１  強度変調器（反射型）、４２  位相変調器、４６  強度変調器（透過型）、５０  偏光型液晶パネル（反射型）、５１  ビームスプリッタ、５５  偏光型液晶パネル（透過型）、５６  第１偏光板、５７  第２偏光板
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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