(57)【要約】【課題】ｙ方向のシフト多重記録に位相コード多重記録を併用することによって、ｙ方向の選択性を向上させる。【解決手段】信号光と参照光を記録媒体に照射することによって光の位相情報として情報を記録するホログラム記録方法であって、前記信号光及び前記参照光の光軸を含む前記記録媒体の記録面に垂直な入射平面と当該記録面との交線の方向をｘ方向、前記入射平面に垂直な方向をｙ方向とする場合に、少なくとも前記ｙ方向にホログラムをシフト多重記録するとともに、前記ｙ方向のシフト多重記録に位相コード多重記録を併用する。【選択図】  図１
2004227658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光と参照光を記録媒体に照射することによって光の位相情報として情報を記録するホログラム記録方法であって、
前記信号光及び前記参照光の光軸を含む前記記録媒体の記録面に垂直な入射平面と当該記録面との交線の方向をｘ方向、前記入射平面に垂直な方向をｙ方向とする場合に、
第１の位相コードによって変調された前記参照光を用いて所定の記録位置に第１のホログラムを記録し、
前記第１のホログラムと一部が重なるように前記ｙ方向にシフトされた記録位置に、前記第１の位相コードとパターンが異なる第２の位相コードによって変調された前記参照光を用いて第２のホログラムを記録することを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項２】
前記第１及び第２のホログラムと一部が重なるように前記ｙ方向にシフトされた記録位置に、前記第１及び第２の位相コードとパターンが異なる第３の位相コードによって変調された前記参照光を用いて第３のホログラムを記録し、
前記第３の位相コードと前記第２の位相コードとの相関を、前記第３の位相コードと前記第１の位相コードとの相関よりも低くすること特徴とする請求項１に記載のホログラム記録方法。
【請求項３】
前記第１のホログラムと一部が重なるように前記ｘ方向にシフトされた記録位置に、前記第１の位相コードによって変調された前記参照光を用いて第４のホログラムを記録することを特徴とする請求項１又は２に記載のホログラム記録方法。
【請求項４】
信号光と参照光を記録媒体に照射することによって光の位相情報として情報を記録するホログラム記録方法であって、
前記信号光及び前記参照光の光軸を含む前記記録媒体の記録面に垂直な入射平面と当該記録面との交線の方向をｘ方向、前記入射平面に垂直な方向をｙ方向とする場合に、少なくとも前記ｙ方向にホログラムをシフト多重記録するとともに、前記ｙ方向のシフト多重記録に位相コード多重記録を併用することを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項５】
前記ｙ方向にシフト多重記録される２つのホログラムの重なりが大きいほど前記位相コード多重記録において相関の低い位相コードを用いることを特徴とする請求項４に記載のホログラム記録方法。
【請求項６】
前記ｙ方向に隣接するホログラムに対して互いに直交する位相コードを用いることを特徴とする請求項４又は５に記載のホログラム記録方法。
【請求項７】
前記ｘ方向及び前記ｙ方向の両方にホログラムをシフト多重記録することを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載のホログラム記録方法。
【請求項８】
前記ｘ方向に記録されるホログラムに同一の位相コードを用いることを特徴とする請求項７に記載のホログラム記録方法。
【請求項９】
前記ｘ方向に記録されるホログラムに複数の異なる位相コードを用いることを特徴とする請求項７に記載のホログラム記録方法。
【請求項１０】
前記記録媒体はディスクであり、前記ｘ方向及び前記ｙ方向をそれぞれ前記ディスクのトラック方向及び半径方向とする請求項４乃至９のいずれか１項に記載のホログラム記録方法。
【請求項１１】
信号光と参照光を記録媒体に照射することによって光の位相情報として情報を記録するホログラム記録装置であって、
レーザ光源と、前記レーザ光源から照射された光ビームを分割するビームスプリッタと、前記分割された一方の光ビームを強度変調することにより情報を担持した信号光を生成する空間光変調器と、前記分割された他方の光ビームの位相を所定の位相コードで変調することによって参照光を生成する位相空間光変調器と、前記信号光及び前記参照光の記録媒体への照射位置を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記信号光及び前記参照光の光軸を含む前記記録媒体に垂直な入射平面と当該記録面との交線の方向をｘ方向、前記入射平面に垂直な方向をｙ方向とする場合に、
少なくとも前記ｙ方向にホログラムをシフト多重記録するとともに、前記ｙ方向のシフト多重記録に位相コード多重記録を併用することを特徴とするホログラム記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラム記録方法及び装置に関し、より詳細には、信号光及び参照光の光軸に基づいて定義されるｙ方向の選択性を向上させて記録密度の増大を図ることが可能なホログラム記録方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体に記録する情報の高密度化を実現する方法の一つとしてホログラム記録方式が知られている。一般的なホログラム記録方式では、情報が二次元的に付加された信号光と参照光をホログラム記録媒体の内部で重ね合わせて、そのとき形成される干渉縞を書き込むことによって情報が記録される。こうして記録媒体に記録された情報は、参照光を照射することによって再生することができる。記録媒体に照射された参照光が干渉縞の格子により回折することで二次元情報が浮かび上がり情報が再生される。このような記録媒体においては、信号光に付加されたイメージ情報が参照光の入射で一度に再生されるため、高速再生を実現することが可能である。
【０００３】
ホログラム記録方式では、通常、記録容量を高めるために、媒体の厚み方向も積極的に活用して、三次元的に干渉縞を記録することが行われている。記録媒体を厚くすることで回折効率を高めるとともに、多重記録を行って、記録容量の増大を図ることができる。多重記録の方式としては、角度多重記録、波長多重記録、シフト多重記録、位相コード多重記録、ペリストロフィック多重記録、空間多重記録など、種々の方式が知られている。
【０００４】
シフト多重記録は、隣接するホログラムが部分的に重なり合うようにホログラムを多重記録する方式である。シフト多重では、信号光と参照光の光軸を含む平面（以下、入射平面という）と記録媒体の記録面とが交差する線（交線）の方向をｘ方向とし、この交線と直交する入射平面の法線の方向をｙ方向と定義した場合に、ｙ方向のＢｒａｇｇ選択性が低いため、ｙ方向にシフト多重記録する場合に、その多重度を高めることが困難であった。なお、記録媒体に記録された情報を再生する際、所望の再生像（回折光）を得るために再生光パラメータ（再生光の入射角、照射位置、波長など）が満たすべき条件を「Ｂｒａｇｇ条件」といい、Ｂｒａｇｇ条件を満足する再生光パラメータの範囲が狭いときに、「Ｂｒａｇｇ選択性が高い」と表現され、逆のときに、「Ｂｒａｇｇ選択性が低い」と表現される。そのため、シフト多重と開口多重を併用する発明も知られている（特許文献１参照）。これは、参照光の光路に制限開口（アパーチャ）を設け、フーリエ空間でフィルタリングすることで、ｙ方向の選択性を向上させ、二次元多重化を可能にするものである。
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−３３９１５７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、ホログラムのシフト多重記録ではｙ方向のＢｒａｇｇ選択性が低いため、開口選択性をもたせてｙ方向の選択性を向上させている。しかし、この方法では参照光を整形することによって干渉領域を変形させているため、ホログラム材料のダイナミックレンジを必要以上に消費してしまうという問題がある。そのため、他の方法によってｙ方向の選択性の向上を図ることが望まれている。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、ｙ方向の選択性を向上させて記録密度の増大を図ることが可能なホログラム記録方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、信号光と参照光を記録媒体に照射することによって光の位相情報として情報を記録するホログラム記録方法であって、前記信号光及び前記参照光の光軸を含む前記記録媒体の記録面に垂直な入射平面と当該記録面との交線の方向をｘ方向、前記入射平面に垂直な方向をｙ方向とする場合に、第１の位相コードによって変調された前記参照光を用いて所定の記録位置に第１のホログラムを記録し、前記第１のホログラムと一部が重なるように前記ｙ方向にシフトされた記録位置に、前記第１の位相コードとパターンが異なる第２の位相コードによって変調された前記参照光を用いて第２のホログラムを記録することを特徴とするホログラム記録方法によって達成される。
【０００９】
本発明によれば、ｙ方向の選択性を向上させることができる。したがって、ｙ方向への多重度を高めて記録密度を増大させることができる。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１及び第２のホログラムと一部が重なるように前記ｙ方向にシフトされた記録位置に、前記第１及び第２の位相コードとパターンが異なる第３の位相コードによって変調された前記参照光を用いて第３のホログラムを記録し、前記第３の位相コードと前記第２の位相コードとの相関を、前記第３の位相コードと前記第１の位相コードとの相関よりも低くする。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態によれば、ｙ方向の選択性をさらに向上させることができる。
【００１２】
本発明のさらに好ましい実施形態においては、前記第１のホログラムと一部が重なるように前記ｘ方向にシフトされた記録位置に、前記第１の位相コードによって変調された前記参照光を用いて第４のホログラムを記録する。
【００１３】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、ｘｙ方向への多重度を高めて記録密度をさらに増大させることができる。
【００１４】
本発明の前記目的はまた、信号光と参照光を記録媒体に照射することによって光の位相情報として情報を記録するホログラム記録方法であって、前記信号光及び前記参照光の光軸を含む前記記録媒体の記録面に垂直な入射平面と当該記録面との交線の方向をｘ方向、前記入射平面に垂直な方向をｙ方向とする場合に、少なくとも前記ｙ方向にホログラムをシフト多重記録するとともに、前記ｙ方向のシフト多重記録に位相コード多重記録を併用することを特徴とするホログラム記録方法によっても達成される。
【００１５】
本発明によれば、ｙ方向のシフト多重記録に位相コード多重記録を併用することによって、ｙ方向の選択性を向上させることができる。したがって、ｙ方向への多重度を高めて記録密度を増大させることができる。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ｙ方向にシフト多重記録される２つのホログラムの重なりが大きいほど前記位相コード多重記録において相関の低い位相コードを用いる。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、ｙ方向の選択性をさらに向上させることができる。
【００１８】
本発明のさらに好ましい実施形態においては、前記ｙ方向に隣接するホログラムに対して互いに直交する位相コードを用いる。
【００１９】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、ｙ方向の選択性をより一層向上させることができる。
【００２０】
本発明のさらに好ましい実施形態においては、前記ｘ方向及び前記ｙ方向の両方にホログラムをシフト多重記録する。
【００２１】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、ｘｙ方向への多重度を高めて記録密度をさらに増大させることができる。
【００２２】
本発明のさらに好ましい実施形態においては、前記ｘ方向に記録されるホログラムに同一の位相コードを用いる。
【００２３】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、少ない位相コードで効率よく位相コードシフト多重記録の多重度を高めることができる。
【００２４】
本発明のさらに好ましい実施形態においては、前記ｘ方向に記録されるホログラムに複数の異なる位相コードを用いる。
【００２５】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、ｘ方向にも位相コード多重記録を実現することができる。
【００２６】
本発明のさらに好ましい実施形態において、前記記録媒体はディスクであり、前記ｘ方向及び前記ｙ方向をそれぞれ前記ディスクのトラック方向及び半径方向とする。
【００２７】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、ディスクの半径方向のシフト多重記録に位相コード多重記録を併用することによって、半径方向の選択性を向上させることができる。したがって、半径方向への多重度を高めて記録密度を増大させることができる。
【００２８】
本発明の前記目的はまた、信号光と参照光を記録媒体に照射することによって光の位相情報として情報を記録するホログラム記録装置であって、レーザ光源と、前記レーザ光源から照射された光ビームを分割するビームスプリッタと、前記分割された一方の光ビームを強度変調することにより情報を担持した信号光を生成する空間光変調器と、前記分割された他方の光ビームの位相を所定の位相コードで変調することによって参照光を生成する位相空間光変調器と、前記信号光及び前記参照光の記録媒体への照射位置を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、前記信号光及び前記参照光の光軸を含む前記記録媒体に垂直な入射平面と当該記録面との交線の方向をｘ方向、前記入射平面に垂直な方向をｙ方向とする場合に、少なくとも前記ｙ方向にホログラムをシフト多重記録するとともに、前記ｙ方向のシフト多重記録に位相コード多重記録を併用することを特徴とするホログラム記録装置によっても達成される。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明にかかるホログラム記録方法の原理を概略的に示す模式図である。
【００３１】
図１に示されるように、このホログラム記録方法では、図示のホログラム記録装置１００を用いて記録媒体１９０にホログラムを記録する。ホログラム記録装置１００は、少なくとも、記録媒体１９０に照射するための光ビームを生成する光ピックアップ１１０を備えている。
【００３２】
光学ピックアップ１１０は、記録用又は再生用のレーザ光源１１１と、レーザ光源１１１からの光ビーム１１９のビーム径を拡大するビームエキスパンダ１１２と、ビーム径が拡大された光ビーム１１９を二分割するビームスプリッタ１１３と、分割された一方の光ビーム１１９ａの光強度を空間的に変調して、情報を担持した信号光を生成する空間光変調器（ＳＬＭ）１１４と、分割された他方の光ビーム１１９ｂの光路を変更させるミラー１１５と、ミラー１１５で反射した光ビーム１１９ｂの位相を空間的に変調する位相空間光変調器（位相ＳＬＭ）１１６と、フーリエ変換レンズ１１７、１１８を備えている。
【００３３】
レーザ光源１１１としては例えば固体レーザが用いられ、コヒーレントな直線偏光の光ビームが出射される。レーザ光源１１１から出射した光ビーム１１９は、ビームエキスパンダ１１２でビーム径が拡大されかつ平行光にされた後、ビームスプリッタ１１３に入射する。
【００３４】
ビームスプリッタ１１３によって分割された一方の光ビーム１１９ａは、空間光変調器１１４に入射する。空間光変調器１１４は格子状に配列された多数の画素を有し、画素ごとに光の透過状態と遮断状態とを選択することによって光強度を空間的に変調する。空間光変調器１１４としては、例えば液晶素子を用いることができる。
【００３５】
また、ビームスプリッタ１１３によって分割された他方の光ビーム１１９ｂは、ミラー１１５を介して位相空間光変調器１１６に入射する。位相空間光変調器１１６も格子状に配列された多数の画素を有し、出射光の位相を画素ごとに選択することによって光の位相を空間的に変調する。例えば、所定の位相を基準として位相差０（ｒａｄ）又はπ（ｒａｄ）を画素ごとに選択する。そのため、位相空間光変調器１１６には、そのような変調の際に用いる複数の変調パターンの情報（位相コード）が所定の条件に従って供給される。位相空間光変調器１１６としては、例えば液晶素子を用いることができる。
【００３６】
変調後の光ビーム１１９ａ及び光ビーム１１９ｂは、信号光及び参照光として、それぞれフーリエ変換レンズ１１７、１１８を介して別方向から記録媒体上の同一位置に同時に照射される。このように信号光及び参照光を重ねて照射したした結果、スポット位置には干渉縞が形成され、情報を担持したホログラム１９９が記録される。
【００３７】
記録媒体１９０上に照射される信号光及び参照光の光路は、これらの光軸が記録媒体１９０の記録面に対して直角な「入射平面」内に含まれ、しかも記録面に対してそれぞれの入射角がともに等しくなるように設定されている。ここで、入射平面と記録媒体の記録面との交線の方向をｘ方向、この交線と直交する入射平面の法線の方向をｙ方向とすると、図示のように、記録媒体１９０上へのホログラム１９９の記録はｙ方向に順次行われる。
【００３８】
記録媒体１９０に対する光ピックアップ１１０の相対的な位置をｙ方向に移動させることによって、信号光及び参照光の照射はｙ方向に順次行われ、ホログラムの記録位置はｙ方向に進行していく。このとき、ｙ方向への記録にはシフト多重記録が行われ、少なくとも隣接するホログラムの一部が互いに重なるように次の記録位置へのシフト量が小さく設定される。
【００３９】
さらに、位相コード多重記録も併用され、ｙ方向へのＢｒａｇｇ選択性が低いシフト多重記録の欠点が補償される。ホログラムを位相コード多重記録する際に用いる位相コードとしては、ホログラムどうしの重なりが大きければ大きいほど相関の低いものが用いられ、好ましくは、互いに直交するパターンの位相コードが用いられる。
【００４０】
例えば図示のように、隣接するホログラムどうしのみが重なり合う多重度“２”のシフト多重記録を行う場合には、第１の位相コードＣ１を使用して最初のホログラムＨ１を記録した後、信号光及び参照光の照射位置をｙ方向にシフトし、ホログラムＨ１の一部と重なる位置に第２の位相コードＣ２を使用して次のホログラムを記録する。このとき、第２の位相コードＣ２には、第１の位相コードＣ１と直交するパターンのものが用いられる。ホログラムＨ２を記録した後、信号光及び参照光の照射位置をさらにｙ方向にシフトし、ホログラムＨ２の一部と重なる位置に再び第１の位相コードＣ１を使用してホログラムＨ３を記録する。このようにすれば、ｙ方向のＢｒａｇｇ選択性が低いシフト多重記録の欠点が補償され、ｙ方向の記録密度を向上させることができる。
【００４１】
なお、位相コードＣ１及びＣ２を交互に使用しなくてもよく、例えば、３つの位相コードＣ１、Ｃ２及びＣ３を順番に繰り返して使用してもよい。さらに、ｙ方向のシフト量をさらに少なくし、次隣接のホログラムまで重なり合う多重度“３”の場合には、それぞれに異なる位相コードを付与する。その際、重なりの度合いが大きいほど相関の小さい位相コードを用いることが好ましい。例えば、位相コードＣ１とＣ２、位相コードＣ２とＣ３、位相コードＣ３とＣ１がそれぞれ直交関係にある３つの位相コードＣ１、Ｃ２及びＣ３を順番に繰り返して使用する。
【００４２】
図２（ａ）乃至（ｃ）は、ホログラムの記録位置と位相コードとの関係を説明する模式図であって、（ａ）は多重度“２”で、（ｂ）は多重度“３”で、（ｃ）は多重度“４”でそれぞれｙ方向にシフト多重記録される場合を示している。
【００４３】
図２（ａ）に示されるように、ホログラムがｙ方向に多重度“２”でシフト多重記録される場合には、中央のホログラムＨ０の両側に隣接するホログラムＨ１に用いる位相コードとして、ホログラムＨ０の位相コードとはパターンの異なる位相コードを用いる。好ましくは、ホログラムＨ０の位相コードと直交するパターンの位相コードを用いる。
【００４４】
また図２（ｂ）に示されるように、ホログラムがｙ方向に多重度“３”でシフト多重記録される場合には、中央のホログラムＨ０の両側に隣接するホログラムＨ１に用いる位相コードとして、ホログラムＨ０の位相コードとはパターンの異なる位相コードを用いる。好ましくは、ホログラムＨ０の位相コードと直交するパターンの位相コードを用いる。また、好ましくは、ホログラムＨ０とホログラムＨ１を介して重なり合う、ホログラムＨ０と次隣接のホログラムＨ２にも、ホログラムＨ０の位相コードとはパターンの異なる位相コードを用いる。より好ましくは、ホログラムの重なりが大きいほど相関度の低い位相コードを設定する。すなわち、ホログラムＨ０の位相コードに対するホログラムＨ１及びＨ２それぞれの位相コードの相関度が、Ｈ１＜Ｈ２となるように設定する。
【００４５】
また図２（ｃ）に示されるように、ホログラムがｙ方向に多重度“４”でシフト多重記録される場合には、中央のホログラムＨ０の両側に隣接するホログラムＨ１に用いる位相コードとして、ホログラムＨ０の位相コードとはパターンの異なる位相コードを用いる。好ましくは、ホログラムＨ０の位相コードと直交するパターンの位相コードを用いる。また、好ましくは、ホログラムＨ０とホログラムＨ１を介して重なり合う、ホログラムＨ０と次隣接のホログラムＨ２にも、ホログラムＨ０の位相コードとはパターンの異なる位相コードを用いる。より好ましくは、ホログラムＨ０とホログラムＨ１及びＨ２を介して重なり合うホログラムＨ３にも、ホログラムＨ０の位相コードとはパターンの異なる位相コードを用いる。さらに好ましくは、ホログラムの重なりが大きいほど相関度の低い位相コードを設定する。すなわち、ホログラムＨ０の位相コードに対するホログラムＨ１、Ｈ２及びＨ３それぞれの位相コードの相関度が、Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３となるように設定する。
【００４６】
図３は、上述した多重記録を行う手順を示すフローチャートである。
【００４７】
図３に示されるように、まず初期設定において、最初の記録位置や位相コードの最初のパターンを選択した後（Ｓ３０１）、この位相コードを用いて所定の記録位置にホログラムを記録する（Ｓ３０２）。次いで、記録終了でなければ（Ｓ３０３Ｎ）、記録位置をｙ方向にシフトし（Ｓ３０４）、位相コードを次のパターンに変更した後（Ｓ３０５）、この位相コードを用いて次のホログラムをシフト多重記録する（Ｓ３０２）。以上の繰り返しにより、第１のパターンから第ｎのパターンまでの位相コードが順番に繰り返し使用されて、ホログラムがｙ方向に順次記録される（Ｓ３０２〜Ｓ３０５）。上述したように、位相コードのパターンの変更は、シフト多重記録の多重度などの条件に基づき設定されるが、位相パターンは毎回変更されるので、少なくとも隣接するホログラムどうしで同じパターンの位相コードが使用されることはない。そして、ホログラムの記録は、記録すべき情報がなくなった時点で終了する（Ｓ３０３Ｙ）。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態によれば、ｙ方向のシフト多重記録に位相コード多重記録を併用することによって、ｙ方向の選択性を向上させることができる。したがって、ｙ方向への多重度を高めて記録密度を増大させることができる。
【００４９】
図４は、本発明の好ましい実施形態にかかるホログラム記録方法を概略的に示す模式図である。なお、図１と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
図４に示されるように、このホログラム記録方法では、ディスク状の記録媒体（以下、ディスクという）４９０が用いられる。そのため、ホログラム記録装置４００は、ディスク４９０上に照射するための光ビームを生成する光ピックアップ１１０と、光ピックアップ１１０のフォーカス及びトラッキングを制御するフォーカス・トラッキングサーボ機構４２０と、光ピックアップ１１０からの信号を処理する信号処理部４３０と、ディスク４９０の回転を制御するスピンドルサーボ機構４４０と、各部を制御するコントローラ４５０を備えている。
【００５１】
光ピックアップ１１０は、ディスク４９０のトラック方向がｘ方向、半径方向がｙ方向となるように配置される。そして、スピンドルサーボ機構４４０の駆動によってディスク４９０が回転し、光ピックアップ１１０がフォーカス・トラッキングサーボ機構４２０によって半径方向（ｙ方向）に駆動されることにより、ホログラムはトラック方向（ｘ方向）に順次記録され、最終的には内周から外周、あるいは外周から内周へ螺旋状に記録される。このとき、少なくともトラック方向に隣接するホログラムどうしが一部重ね合わされることで、トラック方向のシフト多重記録が実現されるとともに、トラックピッチが狭く設定され、少なくとも隣接トラック間に記録されるホログラムどうしも一部重ね合わされることで、半径方向（ｙ方向）のシフト多重記録も実現される。なお、トラックピッチをさらに狭く設定すれば、隣接トラックのみならず次隣接トラック以降のトラックに記録されるホログラムとの間でシフト多重記録を実現することができ、多重度の設定は自由である。
【００５２】
このように、トラック方向及び半径方向にホログラムがシフト多重記録されるとともに、半径方向にはシフト多重記録と位相コード多重記録が併用される。すなわち、同一トラック内では同一パターンの位相コードを用いてトラック方向に位相コード多重記録し、次のトラックでは、前のトラックで用いたパターンとは異なるパターンの位相コードを用いて位相コード多重記録することによって、半径方向に重なり合うホログラムの記録に用いる位相コードのパターンを異ならせる。位相コードとしては、ホログラムどうしの重なりが大きければ大きいほど相関の低いものが用いられ、好ましくは、互いに直交する位相コードが用いられる。
【００５３】
図５は、ディスクに記録されるホログラムの配列を示す略平面図である。
【００５４】
図５に示されるように、例えばトラック方向に多重度“３”、半径方向に多重度“２”のシフト多重記録を行う場合には、第１の位相コードＣ１を使用して最初のトラックＴ１にホログラムを順次シフト多重記録した後、信号光及び参照光の照射位置を半径方向（ｙ方向）にシフトし、次のトラックＴ２に第２の位相コードＣ２を使用してホログラムを順次記録する。このとき、第２の位相コードＣ２には、第１の位相コードＣ１と直交するパターンのものが用いられる。トラックＴ２にホログラムを記録した後、信号光及び参照光の照射位置をさらにｙ方向にシフトし、次のトラックＴ３に再び第１の位相コードＣ１を使用してホログラムを記録する。このようにすれば、半径方向のＢｒａｇｇ選択性が低いシフト多重記録の欠点が補償され、半径方向の記録密度を向上させることができる。
【００５５】
なお、トラック方向の多重記録でも位相コードを付与したホログラムを記録しているが、同一パターンの位相コードが用いられるため実質的に位相コード多重記録として機能しておらず、シフト多重記録のみが実現されている。Ｂｒａｇｇ選択性が高いトラック方向の多重記録では、このようなシフト多重記録のみで記録密度を向上させることができる。一方、Ｂｒａｇｇ選択性が低い半径方向の多重記録では、トラック間で位相コードのパターンを異ならせることによってシフト多重記録と位相コード多重記録が併用されるので、選択性の向上によりシフト多重記録の多重度を高めることができる。
【００５６】
図６は、ホログラムの記録に使用される位相コードのディスク上の分布の一例を示す模式図である。
【００５７】
図６に示されるように、ディスク４９０には内周から外周へ向けて螺旋状にホログラムが記録されるが、最内周の第１トラックでは位相コードＣ１で情報を記録し、第２トラックでは位相コードＣ１と直交関係にある別の位相コードＣ２に変更して情報を記録し、第３トラックでは再び位相コードＣ１を使用してホログラムを記録する。その後のトラックでも、位相コードＣ１及びＣ２を交互に繰り返し用いてホログラムを記録する。このようにすれば、半径方向に重なり合うホログラムどうしで同一の位相コードが使用されることはない。したがって、Ｂｒａｇｇ選択性が低い半径方向のシフト多重記録の多重度を高めることができるため、トラックピッチを狭くして記録密度の向上を図ることができる。
【００５８】
図７は、位相コード分布の他の例を示す模式図である。
【００５９】
図７に示されるように、ディスク４９０には内周から外周へ向けて螺旋状にホログラムが記録されるが、最内周の第１トラックでは位相コードＣ１を使用して情報を記録し、第２トラックでは位相コードＣ１と直交関係にある別の位相コードＣ２を使用して情報を記録し、第３トラックでは位相コードＣ１、Ｃ２の両方と直交関係にあるさらに別の位相コードＣ３を使用してホログラムを記録する。その後のトラックでも、位相コードＣ１〜Ｃ３を繰り返し用いてホログラムを記録する。このようにしても、半径方向に重なり合うホログラムどうしで同一の位相コードが使用されることはない。したがって、Ｂｒａｇｇ選択性が低い半径方向のシフト多重記録の多重度を高めることができ、トラックピッチを狭くして記録密度の向上を図ることができる。
【００６０】
図８は、位相コード分布のさらに他の例を示す模式図である。
【００６１】
図８に示されるように、ディスク４９０には内周から外周へ向けて螺旋状にホログラムが記録されるが、この例では、同一トラック内で複数パターンの位相コードを使用している。すなわち、第１トラックでは位相コードＣ１〜Ｃ３を使用して情報を記録し、第２トラックでは別の位相コードＣ４〜Ｃ６を使用して情報を記録し、第３トラックではさらに別の位相コードＣ７〜Ｃ９を使用してホログラムを記録する。その後のトラックでも、以上の繰り返しによってホログラムが多重記録される。このようにしても、半径方向に重なり合うホログラムどうしで同一の位相コードが使用されることはない。したがって、Ｂｒａｇｇ選択性が低い半径方向のシフト多重記録の多重度を高めることができ、トラックピッチを狭くして記録密度の向上を図ることができる。
【００６２】
さらに、トラック毎に位相コードを変更する方法のほかに、所定数量のホログラムを記録する度に、あるいはホログラムを所定回数記録する度に位相コードを変更しても構わない。
【００６３】
図９は、位相コード分布のさらに他の例を示す模式図である。
【００６４】
図９に示されるように、ディスク４９０上には内周から外周へ向けて螺旋状にホログラムが記録され、所定の多重度でシフト多重記録した場合に、例えば最外周の第ｎトラック目に記録可能なホログラムの記録数量が、最内周の第１トラックに記録可能なホログラムの記録数量の５倍であるディスクに対し、１０パターンの位相コードＣ１〜Ｃ１０を使用してホログラムを多重記録する。また最内周の第１トラックの最大記録数量（ｋ個）を位相コードの切り替えの区切りとし、ｋ個のホログラムが記録される毎に順番に切り替えて使用される。
【００６５】
したがって、第１トラックでは位相コードＣ１を用いてホログラムを多重記録し、第２トラックでは位相コードＣ２を用いてホログラムを多重記録する。続けて、第２トラックの終わりから第３トラックにかけて位相コードＣ３を用いてホログラムを多重記録し、第３トラックの終わりから第４トラックかけて位相コードＣ４を用いてホログラムを多重記録する。さらに続けてホログラムを順次記録していき、第（ｎ−１）トラックに例えば位相コードＣ１〜Ｃ５を用いてホログラムを記録すると、第ｎトラックには位相コードＣ６〜Ｃ１０を用いてホログラムが記録される。このようにしても、半径方向に重なり合うホログラムどうしで同一の位相コードが使用されることはない。したがって、Ｂｒａｇｇ選択性が低い半径方向のシフト多重記録の多重度を高めることができ、トラックピッチを狭くして記録密度の向上を図ることができる。
【００６６】
以上のように、所定数量のホログラムを記録する毎に位相コードを切り替える方式であっても、直交関係にある複数の位相コードを繰り返し用いてホログラムを順次記録した場合には、Ｂｒａｇｇ選択性が低い半径方向のシフト多重記録の多重度を高めることができるため、トラックピッチを狭くして記録密度の向上を図ることができる。
【００６７】
図１０は、上述したディスクに多重記録を行う手順を示すフローチャートである。
【００６８】
図１０に示されるように、まず初期設定において、最初の記録位置や位相コードのパターンを選択した後（Ｓ９０１）、この位相コードを用いて所定の記録位置にホログラムを記録する（Ｓ９０２）。次いで、記録終了でなければ（Ｓ９０３Ｎ）、記録位置をトラック方向にシフトし（Ｓ９０４Ｎ、Ｓ９０５）、直前のホログラムと同一パターンの位相コードを用いて次のホログラムをシフト多重記録する（Ｓ９０２）。以上の繰り返しにより、ホログラムをトラック方向に順次記録した後（Ｓ９０２〜Ｓ９０５）、位相コードを変更すべき所定のタイミングで位相コードを次のパターンに変更する（Ｓ９０４Ｙ、Ｓ９０６）。所定のタイミングとしては、上述したように、ホログラムが所定数量記録された時点、ホログラムが所定回数記録された時点、あるいは１トラックにホログラムが記録された時点である。このように、複数パターンの位相コードを順番に繰り返し使用してホログラムを記録し、記録すべき情報がなくなった時点でホログラムの記録は終了する（Ｓ９０３Ｎ）。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態によれば、ディスクの半径方向（ｙ方向）へのシフト多重記録に位相コード多重記録を併用することによって、半径方向の選択性を向上させることができる。したがって、トラックピッチを狭くすることによって半径方向への多重度を高めて、記録密度を増大させることができる。
【００７０】
図１１は、本発明の他の好ましい実施形態にかかるホログラム記録方法を概略的に示す模式図である。なお、図１と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
図１１に示されるように、このホログラム記録方法では、カード型の記録媒体９９０が用いられる。そのため、ホログラム記録装置９００は、光ピックアップ１１０と、フォーカス・トラッキングサーボ機構３２０と、信号処理部３３０と、コントローラ３５０を備えている。
【００７２】
光ピックアップ１１０は、カード型記録媒体９９０の長手方向であるトラック方向がｘ方向、これと直交する幅方向がｙ方向となるように配置される。そして、光ピックアップ１１０がフォーカス・トラッキングサーボ機構３２０によってｘｙ方向に駆動されることにより、ホログラムもｘｙ方向に二次元的に記録される。このとき、少なくともトラック方向に隣接するホログラムどうしが一部重ね合わされることで、トラック方向（ｘ方向）のシフト多重記録が実現されるとともに、少なくとも幅方向（ｙ方向）に隣接するホログラムどうしも一部重ね合わされることで、幅方向のシフト多重記録も実現される。なお、上述したように多重度の設定は自由である。
【００７３】
このように、トラック方向及び幅方向にホログラムがシフト多重記録されるとともに、幅方向にはシフト多重記録と位相コード多重記録が併用される。すなわち、トラック方向には同一パターンの位相コードを用いてホログラムを位相コード多重記録し、次のトラックでは、前のトラックで用いたパターンとは異なるパターンの位相コードを用いてホログラムを位相コード多重記録することによって、幅方向に重なり合うホログラムの記録に用いる位相コードのパターンを異ならせる。位相コードとしては、ホログラムどうしの重なりが大きければ大きいほど相関の低いものが用いられ、好ましくは、互いに直交する位相コードが用いられる。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態によれば、カード型記録媒体の幅方向（ｙ方向）へのシフト多重記録に位相コード多重記録を併用することによって、幅方向の選択性を向上させることができる。したがって、幅方向への多重度が高まり、記録密度を増大させることができる。
【００７５】
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。
【００７６】
例えば、前記実施形態においては、記録媒体としてディスク状やカード型の記録媒体を例に説明したが、これらに限定されるものではなく、記録媒体の形状は自由に選択することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ｙ方向の選択性を向上させて記録密度の増大を図ることが可能なホログラム記録方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明にかかるホログラム記録方法の原理を概略的に示す模式図である。
【図２】図２（ａ）乃至（ｃ）は、ホログラムの記録位置と位相コードとの関係を説明する模式図であって、（ａ）は多重度“２”で、（ｂ）は多重度“３”で、（ｃ）は多重度“４”でそれぞれｙ方向にシフト多重記録される場合を示している
【図３】図３は、上述した多重記録を行う手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の好ましい実施形態にかかるホログラム記録方法を概略的に示す模式図である。
【図５】図５は、ディスクに記録されるホログラムの配列を示す略平面図である。
【図６】図６は、ホログラムの記録に使用される位相コードのディスク上の分布の一例を示す模式図である。
【図７】図７は、位相コード分布の他の例を示す模式図である。
【図８】図８は、位相コード分布のさらに他の例を示す模式図である。
【図９】図９は、位相コード分布のさらに他の例を示す模式図である。
【図１０】図１０は、上述したディスクに多重記録を行う手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本発明の他の好ましい実施形態にかかるホログラム記録方法を概略的に示す模式図である。
【符号の説明】
１００  ホログラム記録装置
１１０  光ピックアップ
１１１  レーザ光源
１１２  ビームエキスパンダ
１１３  ビームスプリッタ
１１４  空間光変調器（ＳＬＭ）
１１５  ミラー
１１６  位相空間光変調器（位相ＳＬＭ）
１１７，１１８  フーリエ変換レンズ
１１９  光ビーム
１１９ａ，１１９ｂ  分割された光ビーム
１９０  記録媒体
１９９  ホログラム
４２０  フォーカス・トラッキングサーボ機構
４３０  信号処理部
４４０  スピンドルサーボ機構
４５０  コントローラ
４９０  ディスク
９００  ホログラム記録装置
９９０  カード型の記録媒体
【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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