(57)【要約】【課題】ランダムアクセス性を向上させることが可能なホログラム記録手法を提供する。【解決手段】情報記録装置は、１つのレーザ光源から信号光と参照光を生成し、それらを記録媒体に照射して干渉縞により情報を記録するいわゆるホログラム記録を行う。レーザ光を記録情報により空間変調することにより信号光が生成されるが、本発明では１次元の空間変調を行う。空間変調を１次元とすることにより、その空間変調と略垂直な方向に記録媒体が移動していても情報の記録が可能となる。これにより、信号光や参照光の照射位置が記録媒体に対して相対的に移動している状態、例えばディスク状の記録媒体の回転中でもホログラム記録が可能となる。よって、記録情報へのランダムアクセス性が向上するとともに、装置の構造を簡素化することができる。【選択図】      図１
2004310956.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
前記光源から出射されたレーザ光を２つに分割する分割手段と、
分割された２つのレーザ光の一方に対して、記録情報に基づいて１次元の空間変調を施す１次元空間変調器と、
前記空間変調されたレーザ光を信号光として記録媒体に照射するとともに、前記２つのレーザ光の他方を参照光として前記記録媒体に照射して、前記記録媒体に前記記録情報を記録する記録光学系と、
前記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録媒体上を相対的に移動するように、前記記録媒体を前記記録光学系に対して移動させる移動手段と、を備え、
前記記録光学系は、前記移動手段が前記記録媒体を移動させている間に前記記録情報を記録することを特徴とする情報記録装置。
【請求項２】
前記１次元空間変調器は、複数の格子を有する格子構造を備え、前記複数の格子による照射像の整列方向が前記移動手段による前記記録媒体の移動方向と垂直な方向となるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の情報記録装置。
【請求項３】
前記記録媒体はディスクであり、前記移動手段は前記ディスクを回転させ、前記１次元空間変調器は前記複数の格子による照射像の整列方向が前記ディスクの半径方向と一致するように配置されることを特徴とする請求項２に記載の情報記録装置。
【請求項４】
前記１次元空間変調器は、複数の格子を有する格子構造を備え、前記複数の格子による照射像の整列方向が前記移動手段による前記記録媒体の移動方向と垂直な方向に対して所定角度を有するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の情報記録装置。
【請求項５】
前記記録媒体はディスクであり、前記移動手段は前記ディスクを回転させ、前記１次元空間変調器は前記複数の格子による照射像の整列方向が前記ディスクの半径方向に対して前記所定角度を有するように配置されることを特徴とする請求項４に記載の情報記録装置。
【請求項６】
前記記録情報に基づいて、前記レーザ光源からの前記レーザ光の光量を制御する手段を備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の情報記録装置。
【請求項７】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を参照光として記録媒体に照射し、前記記録媒体を透過又は反射したレーザ光に基づいて前記記録媒体に記録された記録情報を再生する再生手段と、
前記参照光の照射位置が前記記録媒体上を相対的に移動するように、前記記録媒体を前記記録光学系に対して移動させる移動手段と、を備え、
前記再生手段は前記移動手段が前記記録媒体を移動させている間に前記記録情報を再生することを特徴とする情報再生装置。
【請求項８】
レーザ光源から出射されたレーザ光を２つに分割する分割工程と、
分割された２つのレーザ光の一方に対して、記録情報に基づいて１次元の空間変調を施す変調工程と、
前記空間変調されたレーザ光を信号光として記録媒体に照射するとともに、前記２つのレーザ光の他方を参照光として前記記録媒体に照射して、前記記録媒体に前記記録情報を記録する記録工程と、
前記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録媒体上を相対的に移動するように、前記記録媒体を前記記録光学系に対して移動させる移動工程と、を有し、
前記記録工程は、前記移動工程により前記記録媒体が移動している間に実行されることを特徴とする情報記録方法。
【請求項９】
レーザ光源から出射されたレーザ光を参照光として記録媒体に照射し、前記記録媒体を透過又は反射したレーザ光に基づいて前記記録媒体に記録された記録情報を再生する再生工程と、
前記参照光の照射位置が前記記録媒体上を相対的に移動するように、前記記録媒体を前記記録光学系に対して移動させる移動工程と、を備え、
前記再生工程は、前記移動工程により前記記録媒体を移動している間に実行されることを特徴とする情報再生方法。
【請求項１０】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の情報記録装置により、前記記録情報が記録された情報記録媒体。
【請求項１１】
レーザ光源と、
記録情報に基づいて、前記レーザ光源から出射されたレーザ光に１次元の空間変調を施す１次元空間変調器と、
前記空間変調されたレーザ光の主に輝度成分からなる光を参照光として記録媒体に照射するとともに、前記空間変調されたレーザ光の主に位相成分を有する光を信号光として記録媒体に照射して、前記記録媒体に前記記録情報を記録する記録光学系と、
前記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録媒体上を相対的に移動するように、前記記録媒体を前記記録光学系に対して移動させる移動手段と、を備え、
前記記録光学系は、前記移動手段が前記記録媒体を移動させている間に前記記録情報を記録することを特徴とする情報記録装置。
【請求項１２】
前記１次元空間変調器は、複数の格子を有する格子構造を備え、前記複数の格子による照射像の整列方向が前記移動手段による前記記録媒体の移動方向と垂直な方向となるように配置されることを特徴とする請求項１１に記載の情報記録装置。
【請求項１３】
前記１次元空間変調器は、複数の格子を有する格子構造を備え、前記複数の格子による照射像の整列方向が前記移動手段による前記記録媒体の移動方向と垂直な方向に対して所定角度を有するように配置されることを特徴とする請求項１１に記載の情報記録装置。
【請求項１４】
前記記録情報に基づいて、前記レーザ光源からの前記レーザ光の光量を制御する手段を備えることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の情報記録装置。
【請求項１５】
記録情報に基づいて、レーザ光源から出射されたレーザ光に１次元の空間変調を施す変調工程と、
前記空間変調されたレーザ光の主に輝度成分からなる光を参照光として記録媒体に照射するとともに、前記空間変調されたレーザ光の主に位相成分を有する光を信号光として記録媒体に照射して、前記記録媒体に前記記録情報を記録する記録工程と、
前記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録媒体上を相対的に移動するように、前記記録媒体を前記記録光学系に対して移動させる移動工程と、を有し、
前記記録工程は、前記移動工程により前記記録媒体が移動している間に実行されることを特徴とする情報記録方法。
【請求項１６】
請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載の情報記録装置により、前記記録情報が記録された情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラムを用いた情報の記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録媒体上に高密度で情報を記録・再生する方法として、ホログラムを用いる方法が知られている。ホログラム記録は、一般的には、レーザ光源から出射されるレーザ光に基づいて、参照光と、記録信号に対応するパターンで変調した信号光とを生成し、それらを記録媒体に照射する。記録媒体はホログラム媒質を封止してなり、参照光と信号光とにより形成される干渉縞が記録媒体内に記録される。情報の再生時には、記録媒体に参照光のみを照射し、記録された干渉縞により発生する回折光を光検出器などで受光して記録情報を得る。従来のホログラムを用いた記録再生装置は、例えば特許文献１、特許文献２などに記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２１６３５９号公報
【特許文献２】
特開平６−３３３２３３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献に見られるように、従来のホログラム記録は、２次元の空間変調器を用いて、相対的に静止した記録媒体上に情報を２次元の像として記録している。そのため、記録光（即ち、信号光及び参照光）の照射時には、記録媒体を空間変調器に対して相対的に静止させなければならない。例えば、ピックアップなどの記録光学系側を固定する場合、記録媒体を駆動して記録媒体上の記録位置を記録光の照射位置に静止させた後、記録光を照射して記録を行い、また、記録媒体を駆動して記録媒体上の次の記録位置を記録光の照射位置に静止させて記録を行う、という動作を繰り返し行う。また、記録媒体側を固定する場合は、記録光学系の移動及び静止を繰り返して、記録媒体上の記録位置に記録を行う。
【０００５】
しかし、記録時や再生時に記録媒体の駆動及び停止を繰り返すことが必要となると、いわゆるランダムアクセス性が低下する。ディスクなどの記録媒体の場合、ディスクのイナーシャが大きいため、短時間にディスクの駆動及び停止を行うことは難しい。また、頻繁にディスクを停止させるためには回転速度を小さくしなければならず、そのためランダムアクセス時のスピードを早くすることができない。
【０００６】
一方、上記特許文献１では、ディスクを回転させると同時にピックアップも移動させ、記録光と記録媒体とを相対的に静止した状態とする手法を提案している。しかし、記録光学系とディスクの両方を駆動する制御は複雑なものとなり、装置の複雑化、大型化などにもつながる。さらに、ピックアップなどの光学系を移動させる場合は、ディスクのフォーカス方向及びトラッキング方向の制御に加えて、ディスクの接線方向への移動制御が必要となるため、ピックアップを３軸方向へ制御する必要が生じる。これにより、ピックアップの軸が傾いてしまい、記録光を正しくディスクに照射できないなどの不具合が生じることもある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題としては上記のようなものが例として挙げられる。本発明は、ランダムアクセス性を向上させることが可能なホログラム記録手法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、情報記録装置において、レーザ光源と、前記光源から出射されたレーザ光を２つに分割する分割手段と、分割された２つのレーザ光の一方に対して、記録情報に基づいて１次元の空間変調を施す１次元空間変調器と、前記空間変調されたレーザ光を信号光として記録媒体に照射するとともに、前記２つのレーザ光の他方を参照光として前記記録媒体に照射して、前記記録媒体に前記記録情報を記録する記録光学系と、前記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録媒体上を相対的に移動するように、前記記録媒体を前記記録光学系に対して移動させる移動手段と、を備え、前記記録光学系は、前記移動手段が前記記録媒体を移動させている間に前記記録情報を記録することを特徴とする。
【０００９】
請求項７に記載の発明は、情報再生装置において、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を参照光として記録媒体に照射し、前記記録媒体を透過又は反射したレーザ光に基づいて前記記録媒体に記録された記録情報を再生する再生手段と、前記参照光の照射位置が前記記録媒体上を相対的に移動するように、前記記録媒体を前記記録光学系に対して移動させる移動手段と、を備え、前記再生手段は前記移動手段が前記記録媒体を移動させている間に前記記録情報を再生することを特徴とする。
【００１０】
請求項８に記載の発明は、情報記録方法において、レーザ光源から出射されたレーザ光を２つに分割する分割工程と、分割された２つのレーザ光の一方に対して、記録情報に基づいて１次元の空間変調を施す変調工程と、前記空間変調されたレーザ光を信号光として記録媒体に照射するとともに、前記２つのレーザ光の他方を参照光として前記記録媒体に照射して、前記記録媒体に前記記録情報を記録する記録工程と、前記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録媒体上を相対的に移動するように、前記記録媒体を前記記録光学系に対して移動させる移動工程と、を有し、前記記録工程は、前記移動工程により前記記録媒体が移動している間に実行されることを特徴とする。
【００１１】
請求項９に記載の発明は、情報再生方法において、レーザ光源から出射されたレーザ光を参照光として記録媒体に照射し、前記記録媒体を透過又は反射したレーザ光に基づいて前記記録媒体に記録された記録情報を再生する再生工程と、前記参照光の照射位置が前記記録媒体上を相対的に移動するように、前記記録媒体を前記記録光学系に対して移動させる移動工程と、を備え、前記再生工程は、前記移動工程により前記記録媒体を移動している間に実行されることを特徴とする。
【００１２】
請求項１１に記載の発明は、情報記録装置において、レーザ光源と、記録情報に基づいて、前記レーザ光源から出射されたレーザ光に１次元の空間変調を施す１次元空間変調器と、前記空間変調されたレーザ光の主に輝度成分からなる光を参照光として記録媒体に照射するとともに、前記空間変調されたレーザ光の主に位相成分を有する光を信号光として記録媒体に照射して、前記記録媒体に前記記録情報を記録する記録光学系と、記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録媒体上を相対的に移動するように、前記記録媒体を前記記録光学系に対して移動させる移動手段と、を備え、前記記録光学系は、前記移動手段が前記記録媒体を移動させている間に前記記録情報を記録することを特徴とする。
【００１３】
請求項１５に記載の発明は、情報記録方法において、記録情報に基づいて、レーザ光源から出射されたレーザ光に１次元の空間変調を施す変調工程と、前記空間変調されたレーザ光の主に輝度成分からなる光を参照光として記録媒体に照射するとともに、前記空間変調されたレーザ光の主に位相成分を有する光を信号光として記録媒体に照射して、前記記録媒体に前記記録情報を記録する記録工程と、前記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録媒体上を相対的に移動するように、前記記録媒体を前記記録光学系に対して移動させる移動工程と、を有し、前記記録工程は、前記移動工程により前記記録媒体が移動している間に実行されることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１５】
まず、本発明のホログラム記録再生方式の基本原理を説明する。本発明のホログラム記録再生方式では、信号光に対して１次元の空間変調を行い、光ディスクなどの記録媒体を移動させながら記録再生を行う点を特徴とする。先に述べた従来技術のホログラム記録では、信号光を２次元の空間変調器を用いて変調し、記録媒体と記録光とを相対的に静止させた状態で記録を行っていた。これに対し、本発明のホログラム記録再生方式では、信号光を１次元の空間変調器により変調する。光ディスクなどの記録媒体を移動させるが、記録光の照射位置、即ち光学系は固定とする。つまり、光ディスク上における記録光の照射位置は、ディスク上を相対的に移動することになる。そして、１次元の空間変調は、記録媒体上における記録光の相対的な移動方向に対して垂直又はそれに近い方向に行う。これにより、光ディスクなどの記録媒体を動かしながら記録及び再生が可能となり、ランダムアクセス性が向上する。
【００１６】
具体的には、本発明の好適な実施形態による情報記録装置は、レーザ光源と、前記光源から出射されたレーザ光を２つに分割する分割手段と、分割された２つのレーザ光の一方に対して、記録情報に基づいて１次元の空間変調を施す１次元空間変調器と、前記空間変調されたレーザ光を信号光として記録媒体に照射するとともに、前記２つのレーザ光の他方を参照光として前記記録媒体に照射して、前記記録媒体に前記記録情報を記録する記録光学系と、前記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録媒体上を相対的に移動するように、前記記録媒体を前記記録光学系に対して移動させる移動手段と、を備え、前記記録光学系は、前記移動手段が前記記録媒体を移動させている間に前記記録情報を記録する。
【００１７】
上記の情報記録装置は、１つのレーザ光源から信号光と参照光を生成し、それらを記録媒体に照射して干渉縞により情報を記録するいわゆるホログラム記録を行う。レーザ光を記録情報により空間変調することにより信号光が生成されるが、本発明では１次元の空間変調を行う。空間変調を１次元とすることにより、その空間変調と略垂直な方向に記録媒体が移動していても情報の記録が可能となる。これにより、信号光や参照光の照射位置が記録媒体に対して相対的に移動している状態、例えばディスク状の記録媒体の回転中でもホログラム記録が可能となる。よって、記録情報へのランダムアクセス性が向上するとともに、装置の構造を簡素化することができる。
【００１８】
１つの好適な実施例では、１次元空間変調器は複数の格子を有する格子構造を備え、１次元空間変調器を、前記複数の格子の整列方向が前記移動手段による前記記録媒体の移動方向と垂直な方向となるように配置することができる。また、記録媒体としてディスクを使用する場合は、１次元空間変調器を、前記複数の格子の整列方向が前記ディスクの半径方向と一致するように配置することができる。
【００１９】
他の好適な実施例では、１次元空間変調器は複数の格子を有する格子構造を備え、１次空間変調器を、前記複数の格子の整列方向が前記移動手段による前記記録媒体の移動方向と垂直な方向に対して所定角度を有するように配置することができる。また、記録媒体としてディスクを使用する場合は、１次空間変調器を、前記複数の格子の整列方向が前記ディスクの半径方向に対して前記所定角度を有するように配置することができる。これにより、ディスク半径方向への傷や損傷などが生じた場合でも、記録情報の再生を確保することが可能となる。
【００２０】
さらに、上記の情報記録装置では、記録情報に基づいて、前記レーザ光源からの前記レーザ光の光量を制御する手段を備えることができる。記録情報に基づいてレーザ出射のオン／オフを制御することにより、記録媒体の移動方向に情報を変調し、記録することが可能となる。よって、１次元空間変調により記録情報を記録媒体の移動方向に垂直な方向に変調することに加え、記録媒体の移動方向にも記録情報を変調して記録することが可能となり、情報記録密度の向上が可能となる。
【００２１】
また、上記の記録装置に対して、前記参照光のみを前記記録媒体に照射し、前記記録媒体から反射される反射光に基づいて前記記録情報を再生する再生手段を設け、前記移動手段が前記記録媒体を移動させている間に前記記録情報を再生することにより、情報記録再生装置を構成することができる。
【００２２】
また、本発明の他の実施形態による情報記録装置は、レーザ光源と、記録情報に基づいて、前記レーザ光源から出射されたレーザ光に１次元の空間変調を施す１次元空間変調器と、前記空間変調されたレーザ光の主に輝度成分からなる光を参照光として記録媒体に照射するとともに、前記空間変調されたレーザ光の主に位相成分を有する光を信号光として記録媒体に照射して、前記記録媒体に前記記録情報を記録する記録光学系と、記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録媒体上を相対的に移動するように、前記記録媒体を前記記録光学系に対して移動させる移動手段と、を備え、前記記録光学系は、前記移動手段が前記記録媒体を移動させている間に前記記録情報を記録する。
【００２３】
上記の情報記録装置は、レーザ光に対して１次元空間変調を施す。そして、空間変調されたレーザ光の０次光などの主に輝度成分からなる光を参照光とし、１次光やそれ以上の高次光などの主に位相成分を有する光を信号光として記録媒体に照射することにより情報を記録する。空間変調を１次元とすることにより、その空間変調と略垂直な方向に記録媒体が移動していても情報の記録が可能となる。これにより、信号光や参照光の照射位置が記録媒体に対して相対的に移動している状態、例えばディスク状の記録媒体の回転中でもホログラム記録が可能となる。よって、記録情報へのランダムアクセス性が向上するとともに、装置の構造を簡素化することができる。
【００２４】
１つの好適な実施例では、１次元空間変調器は複数の格子を有する格子構造を備え、１次元空間変調器を、前記複数の格子の整列方向が前記移動手段による前記記録媒体の移動方向と垂直な方向となるように配置することができる。また、記録媒体としてディスクを使用する場合は、１次元空間変調器を、前記複数の格子の整列方向が前記ディスクの半径方向と一致するように配置することができる。
【００２５】
他の好適な実施例では、１次元空間変調器は複数の格子を有する格子構造を備え、１次空間変調器を、前記複数の格子の整列方向が前記移動手段による前記記録媒体の移動方向と垂直な方向に対して所定角度を有するように配置することができる。また、記録媒体としてディスクを使用する場合は、１次空間変調器を、前記複数の格子の整列方向が前記ディスクの半径方向に対して前記所定角度を有するように配置することができる。これにより、ディスク半径方向への傷や損傷などが生じた場合でも、記録情報の再生を確保することが可能となる。
【００２６】
さらに、上記の情報記録装置では、記録情報に基づいて、前記レーザ光源からの前記レーザ光の光量を制御する手段を備えることができる。記録情報に基づいてレーザ出射のオン／オフを制御することにより、記録媒体の移動方向に情報を変調し、記録することが可能となる。
【００２７】
［実施例］
次に、本発明の好適な実施例について説明する。
【００２８】
図１に、本発明の実施例にかかるホログラムディスク記録再生装置（以下、単に「記録再生装置」とも呼ぶ。）の構成を示す。図示のように、記録再生装置１００は、ホログラムディスク（以下、単に「ディスク」とも呼ぶ。）８に対して情報を記録し、再生する。ディスク８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を封入してなり、先に挙げた従来技術のホログラム記録において使用されるディスクと同一のものを使用することができる。ディスク８は、スピンドルモータ７により回転される。なお、スピンドルモータ７の回転は、通常の光ディスクの記録再生において行われるスピンドルサーボ方法などにより回転制御される。
【００２９】
外部から入力される記録情報は、バッファ１２に一旦保持された後、フォーマッタ１１へ送られる。フォーマッタ１１は記録情報に対してＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  Ｃｏｄｅ）の付加などの必要な処理を行い、所定の記録フォーマットに従ったデータを生成して変調器９へ供給する。変調器９は２種類の変調を実行する。１つは後述の１次元空間変調器３による信号光の変調であり、もう１つはレーザ光源１から出射されるレーザ光の変調である。なお、これらについては、また後述する。
【００３０】
記録光（信号光及び参照光）を生成し、ディスク８に照射するレーザ光学系は、レーザ光源１、エキスパンダー２、１次元空間変調器３、フーリエ変換レンズ４及び逆フーリエ変換レンズ５、受光素子６、ハーフミラー１４、反射ミラー１５及び集光レンズ１６を備える。ディスク８はフーリエ変換レンズ４と逆フーリエ変換レンズ５の間に配置される。
【００３１】
レーザ光源１から出射されたレーザ光線はエキスパンダー２によりビームの太さを拡大され、ハーフミラー１４により２系統、即ち信号光と参照光に分割される。ハーフミラー１４を通過したレーザ光線は、１次元空間変調器３を通過することにより、変調器９から与えられたパターンに従って変調されてフーリエ変換レンズ４に入射し、さらにフーリエ変換レンズ４を通過することにより信号光Ｌｓとしてディスク８に照射される。
【００３２】
ハーフミラー１４により分割された他方のレーザ光線は、反射ミラー１５により反射され、集光レンズ１６を介してディスク８の記録面上に参照光Ｌｒとして照射される。ディスク８の記録面上では、信号光Ｌｓと参照光Ｌｒとはディスク８上の同一位置に同時に照射される。これにより、ディスク８上で信号光Ｌｓと参照光Ｌｒとが干渉し、干渉縞が生成され、それがフーリエ像としてディスク８内部のホログラム媒質に記録される。
【００３３】
一方、情報の再生時には、信号光Ｌｓを遮断してディスク８に照射されないようにし、記録時と同一の参照光Ｌｒのみをディスク８に照射する。照射された参照光Ｌｒは、ディスク８に記録された干渉縞により回折され、回折光が生成される。回折光は逆フーリエ変換レンズ５を介して受光素子６へ入射し、再生信号が得られる。再生信号は再生処理系２０へ供給される。
【００３４】
図２は、図１に示す記録再生装置１００により信号光Ｌｓがディスクに照射される様子を模式的に示す。レーザ光源１から出射されたレーザ光線はエキスパンダ２により拡大され、１次元空間変調器３へ入射する。１次元空間変調器３は、図示のように格子構造３ａを有する。図２の例では、図中の縦方向（矢印Ｖの方向）に連続する格子構造３ａが形成されている。
【００３５】
１次元空間変調器３を通過したレーザ光はフーリエ変換レンズ４によりディスク８の記録面上に照射される。ディスク８の記録面上には、図示のように、１つの０次回折光Ｌ０と２つの１次回折光Ｌ１を含むフーリエ像Ｆが形成される。図２の例では、１次元空間変調器３の格子構造３ａが図中のＶ方向に形成されているので、２つの１次回折光Ｌ１はＶ方向に整列して、０次回折光Ｌ０の両側（上下）に形成されることになる。なお、ディスク８上における０次回折光Ｌ０と１次回折光Ｌ１との距離は、１次元空間変調器３の格子構造３ａの格子間距離および波長により定まる。このフーリエ像Ｆが干渉縞としてディスク８に記録される。
【００３６】
本発明では記録光学系に対して記録媒体を相対的に移動させながら記録媒体上にフーリエ像Ｆを記録する。本実施例では記録媒体はディスクであるので、ディスク８の回転によりディスク８の記録面上に形成されるフーリエ像Ｆはディスク８の接線方向へ移動する。
【００３７】
図３に、ディスク上に形成されたフーリエ像Ｆの例を模式的に示す。なお、図３の例は、図２に示す８ビットの１次元空間変調器３を使用した場合の例である。ディスク８上の、記録光が照射された部分２１を拡大して円２２内に示している。
【００３８】
ディスク８が静止している状態では図２に示すようなフーリエ像Ｆがディスク８上に記録されるのであるが、ディスクが記録光に対して相対的に移動するので、実際に記録されるフーリエ像Ｆは図３に示すように、記録方向（ディスクの接線方向）に引き伸ばされたような横長の形状となる（以下、ディスク８に記録されたフーリエ像Ｆを「ホログラムマーク」とも呼ぶ。）。
【００３９】
図３に示すホログラムマークは、図中の縦方向（Ｖ方向）及び横方向（Ｈ方向）の２方向にそれぞれ変調されている。なお、図３のＶ方向はディスク８の半径方向であり、図２に示すＶ方向、即ち、１次元空間変調器３の格子が形成される方向に対応する。また、図３のＨ方向はディスク８の接線方向である。
【００４０】
２方向の変調のうちの１つは、１次元空間変調器３の格子構造３ａによる変調である。本例では、図２に示すように８ビットの１次元空間変調器３を使用しており、ディスク８に記録されるフーリエ像、即ちホログラムマークはＶ方向に８ビットの情報を有している。
【００４１】
これに加えて、本実施例では、記録方向、即ち図３におけるＨ方向にレーザ光線の照射の有無（即ち、レーザ光源１のオン／オフ）を制御することにより、ホログラムマーク長による変調を施している。なお、レーザ光をオン／オフする代わりに、光量をニ値の間で制御するようにしても良い。図３では、このマーク長の変調による記録情報例を「１」及び「０」の数値列により示している。図３の例では、レーザ光源１がオンの期間では、ホログラムマークが形成されており、その期間は記録情報「１」に対応している。一方、レーザ光源１がオフの期間では、ホログラムマークが形成されず、その期間は記録情報は「０」に対応している。
【００４２】
図３の例では、１次元空間変調器によりＶ方向に８ビットの情報が記録され、かつ、レーザ光源のオン／オフ制御によりＨ方向にもホログラムマークのマーク長による変調が施されている。このように、本実施例では、１次元空間変調器による変調と、レーザ光源のオン／オフによる変調の２種類の変調を組み合わせているので、より多くの情報を記録することができる。
【００４３】
図４は、受光素子６の構成例を示す。再生時には、参照光Ｌｒのみをディスク８に照射し、記録したフーリエ像により生成される回折光を逆フーリエ変換レンズ５で逆フーリエ変換し、受光素子６へ入射する。図示の例は８ビットの受光素子であり、図６（ａ）に示すように、上から「１０１１０１０１」の８ビットデータに対応する回折光を受光している状態を示している。
【００４４】
［変形例］
本発明では、ホログラム記録を行っているため、記録条件を変えることにより、記録媒体上の同一位置に異なる情報を多重記録することができる。例えば、フーリエ像の０次光の中心をＶ方向又はＨ方向にずらして記録した場合のホログラムマークの例を図５（ａ）に模式的に示す。また、この他に、信号光及び参照光のいずれか一方の照射角度を変えることによっても、記録媒体上の同一位置に異なる情報を多重記録することができる。さらに、空間変調器による変調により、信号光の性質自体を変えることにより多重記録を行うこともできる。一般的に、ホログラムディスクの同一位置に多重記録可能な量は、Ｍナンバーで示されており、その範囲内であれば情報の多重記録が可能である。例えば、Ｍナンバー＝１６であるホログラムディスクに対しては、同じ領域に異なる１６の情報を多重記録することができる。
【００４５】
また、上記の実施例では、フーリエ像の軸方向（即ち、０次光と１次光がなす直線の方向）を、ディスクの回転方向に対して９０度（即ち、ディスクの半径方向であるＶ方向に対して０度）とした場合を示しているが、フーリエ像の軸方向をディスクの半径方向からずらして記録することもできる。図５（ｂ）はその一例を示しており、ディスクの半径方向５１に対して、フーリエ像の軸５２の方向を角度αだけずらしている。
【００４６】
ディスク状記録媒体の場合、利用者がディスクを取り扱う最中などに生じる傷などの損傷はディスクの半径方向に生じる場合が比較的多い。この様子を図６（ａ）に模式的に示す。従って、図６（ａ）に示すようにディスク半径方向に傷４１が入った場合、同一半径方向におけるホログラムマークが全て読み取り不能となるので、その部分の情報が再生不能となる。これに対し、図５（ｂ）に示すように、ディスク半径方向に対して所定角度αだけずらした方向にフーリエ像を形成すれば、ディスク半径方向に傷が入ったとしても、同一の時間軸に対応する部分が全て読み取り不能となることはなく、エラー訂正などの手法により傷が入った部分に対応するデータを復元できる可能性が高くなる。従って、フーリエ像の軸方向をずらすことにより、ディスク半径方向の傷に強い記録が可能となる。なお、フーリエ像の軸方向をずらして記録するためには、図６（ｂ）に示すように、１次元空間変調器３の格子構造３ａの方向をディスク半径方向に対して角度αだけ回転させてやればよい。なお、図６（ｂ）はディスクと１次元空間変調器３の相対位置関係を模式的に示す平面図である。
【００４７】
エキスパンダー２及びフーリエ変換レンズ４にシリンドリカルレンズを使用することも可能である。その場合の光学系の構成を図７に示す。
【００４８】
また、上記実施例では１次元空間変調器を使用した例を示したが、２次元空間変調器を使用することも可能である。但し、その場合には記録光に対して記録媒体が相対的に移動するときでも、再生時に記録媒体の移動方向に再生データが混ざらないことが条件となる。例えば、２次元空間変調器であるが、記録媒体の移動方向に対応する方向においては全ての同一の値を有するようなものであれば、適用が可能である。
【００４９】
図１に示す記録再生装置は、再生時に再生光をディスクの裏側で検出する、いわゆる透過型の記録再生装置であるが、本発明は記録光の照射と再生光の検出をディスクの一方の面側で行う、いわゆる反射型の記録再生装置に対しても適用可能である。
【００５０】
また、図１に示す記録再生装置は、レーザ光線を分離して生成した信号光と参照光とを異なる方向から記録媒体上の同一位置に照射する光学系を備えているが、信号光と参照光とを同軸状に照射するタイプの記録再生装置にも同様に適用が可能である。
【００５１】
以上のように、上記の実施例及び変形例では、フーリエ像を記録媒体の移動方向と異なる方向にのみ空間変調して記録を行うことにより、フーリエ像を記録媒体に対して相対的に移動させても、再生光のパターンを区別できるようにした。よって、情報の記録、再生時に記録媒体を停止させる必要がなくなり、ランダムアクセス性が向上する。また、記録媒体の移動方向にも情報をマーク長による変調を行うことにより、記録容量の増大が可能となる。
【００５２】
また、上記の実施例では記録媒体としてホログラムディスクを挙げているが、本発明の適用はディスク状の記録媒体には限定されず、例えばカード型の記録媒体など各種の形状の記録媒体に適用することができる。
【００５３】
カード型記録媒体に対する記録、再生の例を図８に模式的に示す。図８において、記録再生装置の基本的構成は図１に示すディスク状記録媒体の場合と同様である。但し、ディスク８の保持、回転機構の代わりに、カード型記録媒体３０を保持し、移動させる機構が設けられる点が異なっている。
【００５４】
具体的には、図８に示すように、カード型記録媒体３０は、ホルダー３１上に保持される。ホルダー３１には、カード型記録媒体３０をそのＸ方向（図８における左右方向）に移動させるＸ方向モータ３２と、Ｙ方向（図８の紙面に対して垂直な方向）に移動させるＹ方向モータ３３とを備える。Ｘ方向モータ３２及びＹ方向モータ３３を駆動して、カード型記録媒体３０をＸ方向又はＹ方向に移動させつつ、情報記録及び再生を行う。
【００５５】
また、上記の実施例では、レーザ光源からの光ビームを分割して信号光と参照光と生成しているが、レーザ光を分割せず、空間変調器を通すことで主に輝度成分の０次光と位相成分を有する高次光が生じる事を利用して、０次光と高次光を干渉させる場合にも、本発明を適用することができる。図９に、その場合の記録再生装置の構成例を示す。この例では、レーザ光を分割せずに空間変調器へ入射させ、入射光の０次光と高次光との干渉により干渉縞を生成する。
【００５６】
図９において、レーザ光源１１１からの光ビーム１１２の光路上には、シャッタＳＨｓ、ビームエキスパンダＢＸ、１次元空間変調器１０３、フーリエ変換レンズ１１６が配置されている。レーザ光源１１１、ビームエキスパンダＢＸ、１次元空間変調器１０３及びフーリエ変換レンズ１１６は基本的に図１に示した実施例の対応する各構成要素と同様に構成することができる。また、シャッタＳＨｓは図示しないコントローラにより制御され、記録媒体への光ビームの照射時間を制御する。
【００５７】
一方、記録媒体１１０は可動ステージ６０により移動可能に保持される。可動ステージ６０は図示しないコントローラにより制御され、情報の記録及び再生時に記録媒体１１０を所定の方向へ移動する。
【００５８】
ビームエキスパンダＢＸはシャッタＳＨｓを通過した光ビーム１１２の径を拡大して平行光線とし、１次元空間変調器１０３へ垂直に入射させる。図１に示した実施例と同様に、記録情報はバッファ１２、フォーマッタ１１を介して変調器９へ送られる。変調器９はＣＰＵ１０により制御され、レーザ光源１１１から出射されるレーザ光の変調と、１次元空間変調器１０３による信号光の変調を行う。１次元空間変調器１０３を通過した信号光１１２ａはフーリエ変換レンズ１１６により記録媒体１１０に照射される。
【００５９】
図１０に記録媒体１１０の近傍における光ビームの状態を示す。記録媒体１１０には、信号光１１２ａの入射側と反対側の面に入射光処理部Ｒが設けられている。入射光処理部Ｒは、記録媒体１１０に入射光の０次光と高次光とを分離して一部の光を記録媒体１１０に戻す機能を有する。具体的には、入射光処理部Ｒは、信号光１１２ａの０次光のみを記録媒体１１０の内部へ反射させる０次光反射部ＲＲと、その範囲を規定する部分Ｔとを備える。０次光反射部ＲＲは、信号光１１２ａの０次光を記録媒体１１０内に反射させる。０次光反射部ＲＲにより記録媒体１１０内に反射された０次光と、高次光とにより干渉縞が形成され、記録媒体１１０内に記録される。この原理により、図１に示す実施例のようにレーザ光源からの光ビームを分割して参照光を作成する必要がなくなる。
【００６０】
再生時には、図１０に示すように、参照光１１２ｂのみを照射する、記録時と同様に、記録媒体１１０を通過した参照光１１２ｂを記録媒体１１０に垂直入射させる。参照光１１２ｂが記録媒体１１０を通過すると、参照光１１２ｂが照射される記録媒体１１０の反対側には、記録された干渉縞を再現した再生光が得られる。この再生光を逆フーリエ変換レンズ１１６ａにより逆フーリエ変換し、受光素子１０６へ導く。受光素子１０６からは再生光に対応する電気信号が再生処理系１２０へ供給され、再生処理系１２０から再生データが出力される。
【００６１】
また、本実施例では±１次光で説明したが、プラス１次光もマイナス１次光も同じ性質を有するので、一方だけでも同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかるホログラムディスク記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すホログラムディスク記録再生装置により信号光がディスクに照射される様子を模式的に示す。
【図３】ディスク上に形成されたフーリエ像の例を模式的に示す。
【図４】図１に示す受光素子の構成例を示す。
【図５】変形例によるホログラムマークの形成例を示す。
【図６】フーリエ像の軸方向をディスク半径方向からずらして記録する方法を説明する例を示す。
【図７】シリンドリカルレンズを利用したホログラムディスク記録再生装置により信号光がディスクに照射される様子を模式的に示す。
【図８】カード型記録媒体に対する記録再生装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】レーザ光を分割しない記録方法を採用する場合の記録再生装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す記録再生装置の記録媒体近傍における光ビームの様子を示す図である。
【符号の説明】
１  レーザ光源
２  エキスパンダー
３  １次元空間変調器
４、５  フーリエ変換レンズ
６  受光素子
７  スピンドルモータ
８  ホログラムディスク
９  変調器
１０  ＣＰＵ
１１  フォーマッタ
１２  バッファ
【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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