(57)【要約】【課題】効率的により精度の高い再生像を得ることのできる光情報再生装置を提供する。【解決手段】記録媒体にホログラムとして記録された情報を再生する情報再生装置１００であって、記録媒体１から情報を読み出すべき参照光１２０を照射する参照光照射手段と、参照光照射手段によって照射された参照光１２０のうち、記録媒体１に形成されたホログラム２００により回折した回折光１４０を受光する回折光受光手段と、参照光１２０のうち、記録媒体１を透過した透過光１１０を受光する透過光受光手段と、回折光受光手段が受光した回折光１４０と、透過光受光手段が受光した透過光１１０とに基づいて、情報を再生する再生手段とを備えた。【選択図】        図１
2005310330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にホログラムとして記録された情報を再生する情報再生装置であって、
前記記録媒体から前記情報を読み出すべき再生光を照射する再生光照射手段と、
前記再生光照射手段によって照射された前記再生光のうち、前記記録媒体に形成されたホログラムにより回折された回折光を受光する回折光受光手段と、
前記再生光のうち、前記記録媒体を透過した透過光を受光する透過光受光手段と、
前記回折光受光手段が受光した前記回折光の光強度と、前記透過光受光手段が受光した透過光の光強度とに基づいて、前記情報を再生する再生手段と
を備えたことを特徴とする情報再生装置。
【請求項２】
前記回折光受光手段が受光した前記回折光の光強度と、前記透過光受光手段が受光した前記透過光の光強度の差を算出する第１演算手段をさらに備え、
前記再生手段は、前記第１演算手段によって得られた前記光強度の差に基づいて情報を再生することを特徴とする請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項３】
前記回折光受光手段が受光した前記回折光の光強度と、前記透過光受光手段が受光した前記透過光の光強度の和を算出する第２演算手段と、
前記第２演算手段によって得られた前記光強度の和に基づいて前記回折光の光強度および前記透過光の光強度のうち少なくとも一方の光強度の値を修正する第３演算手段と
をさらに備え、
前記再生手段は、前記第３演算手段によって修正された前記光強度に基づいて情報を再生することを特徴とする請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項４】
前記第３演算手段は、前記回折光の光強度および前記透過光の光強度のうち少なくとも一方の光強度を前記第２演算手段によって得られた前記光強度の和の値で除することを特徴とする請求項３に記載の情報再生装置。
【請求項５】
前記回折光受光手段が受光した前記回折光の光強度と、前記透過光受光手段が受光した前記透過光の光強度の差を算出する第１演算手段と、
前記回折光受光手段が受光した前記回折光の光強度と、前記透過光受光手段が受光した前記透過光の光強度の和を算出する第２演算手段と、
前記第２演算手段によって得られた前記光強度の和に基づいて前記第１演算手段によって得られた前記光強度の差の値を修正する第４演算手段と
をさらに備え、
前記再生手段は、前記第４演算手段によって修正された前記光強度の差に基づいて情報を再生することを特徴とする請求項１に記載の情報再生装置。
【請求項６】
前記第４演算手段は、前記第１演算手段によって得られた前記光強度の差の値を、前記第２演算手段によって得られた前記光強度の和の値で除することを特徴とする請求項５に記載の情報再生装置。
【請求項７】
前記記録媒体から出射された前記回折光と前記透過光とをネガポジの関係にすべく制御する制御手段をさらに備え、
前記再生手段は、前記制御手段によって処理された後の前記回折光と前記透過光とに基づいて、前記情報を再生することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の情報再生装置。
【請求項８】
前記再生手段は、ネガポジの関係にある前記回折光と前記透過光とに基づいて前記情報を再生することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の情報再生装置。
【請求項９】
ホログラフィーを利用して記録媒体に記録された情報を再生する情報再生方法であって、
前記情報が記録された前記記録媒体からの回折光を受光する回折光受光ステップと、
前記情報が記録された前記記録媒体からの透過光を受光する透過光ステップと、
前記回折光受光ステップにおいて受光した前記回折光と、前記透過光受光ステップにおいて受光した透過光とに基づいて、前記情報を再生する再生ステップと
を有することを特徴とする情報再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体にホログラムとして記録された情報を再生する情報再生装置および情報再生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高密度画像など容量の大きなデータを記録可能な情報記録装置として、光情報記録装置が知られている。光情報記録装置としては、光磁気情報記録装置や光相変化型情報記録装置、ＣＤ−Ｒなどが実用化されており、光記録媒体に記録する情報量の高容量化に対する要求はなお高まる一方である。
【０００３】
このような高容量の光情報記録を実現するためにホログラフィー、特にデジタルボリュームホログラフィーを用いたホログラム型光情報記録装置が提案されている。
【０００４】
ホログラム型光情報記録装置とは、一般的に、２次元パターンとして情報を付与された情報光と参照光とを光記録媒体の内部で重ね合わせ、情報を干渉パターンとして記録する装置である。
【０００５】
例えば、堀米らは、反射型偏光同軸干渉方法により、精度よく情報を再生することのできる技術を開示している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
記録された情報の再生時には、光記録媒体内部の情報を記録された領域に、記録時と同じ空間的配置によって参照光のみを照射することにより、干渉パターンからの回折光として情報光に付与された情報を再生像として得ることができる。
【０００７】
特にデジタルボリュームホログラフィーを用いたホログラム型光情報記録装置では光情報記録媒体の厚み方向を積極的に活用して３次元的に干渉パターンを記録することにより、回折効率を高め、光情報記録媒体内部の同一領域に多重記録を可能にし、記録容量を増大できるという特徴がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１２３９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ホログラフィーを用いた光記録装置は、２次元パターンの情報を記録光に付与して光記録媒体に記録する。そして、再生時には、２次元像として情報を取り出す。このように２次元的に情報の記録再生を行うことができるので、情報の入出力を高速に行うことができるという利点がある。
【００１０】
しかし、この利点を生かすためには、高いコントラストで情報光を２次元的に変調する手法と、再生像として得られた２次元像を正確に処理しデジタルデータに変換する手法を有することが不可欠である。
【００１１】
現在、ホログラフィーを用いた光記録装置で再生に用いられている光検出器としては、ＣＣＤイメージセンサーやＣＭＯＳイメージセンサーなどが知られている。これらの光検出器で得られた２次元像をデジタルデータに変換する際には、一般的に、２次元像に対して横軸明度、縦軸画素数というヒストグラムを作成する。その後、所定の明度を閾値として設定し、明度が閾値以上の画素を「１」、閾値以下の画素を「０」と判断するといった演算を行う。
【００１２】
しかし、元々、記録光（情報光、参照光）や再生光は、そのビームの断面内において中心部が明るく周辺部が暗いといった明度の分布を持つ。このため、ヒストグラムを作成したときには広がりが生じてしまう。さらに、明度に対して閾値を設定しデータの「１」，「０」を決定した場合には、読み取りエラーが多発するという問題がある
【００１３】
また、ホログラフィーを用いた光記録媒体においては、光の干渉を利用して情報を記録再生する。しかし、記録媒体や記録再生装置は、個体毎に光学的な特性が異なる。従って、光の干渉は、記録媒体や記録再生装置の特性に起因して値が変動してしまう。これは、可搬性や互換性を考える上で大きな問題になっている。
【００１４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、効率的により精度の高い再生像を得ることのできる情報再生装置および情報再生方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、記録媒体にホログラムとして記録された情報を再生する情報再生装置であって、前記記録媒体から前記情報を読み出すべき再生光を照射する再生光照射手段と、前記再生光照射手段によって照射された前記再生光のうち、前記記録媒体に形成されたホログラムにより回折した回折光を受光する回折光受光手段と、前記再生光のうち、前記記録媒体を透過した透過光を受光する透過光受光手段と、前記回折光受光手段が受光した前記回折光と、前記透過光受光手段が受光した透過光とに基づいて、前記情報を再生する再生手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、ホログラフィーを利用して記録媒体に記録された情報を再生する情報再生方法であって、前記情報が記録された前記記録媒体からの回折光を回折光受光ステップと、前記記録された前記記録媒体からの透過光を受光する透過光ステップと、前記回折光受光ステップにおいて受光した前記回折光と、前記透過光受光ステップにおいて受光した透過光とに基づいて、前記情報を再生する再生ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる情報再生装置および情報再生方法は、回折光のみならず透過光を利用するので、効率的により精度の高い再生像を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明にかかる情報再生装置および情報再生方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１にかかる光記録再生装置において、光記録媒体１に情報を記録する処理を説明するための図である。ここで、光記録再生装置は、特許請求の範囲に記載の情報再生装置に相当する。本実施の形態１にかかる光記録再生装置は、反射型同軸干渉法により光記録媒体１に対して情報を記録する。
【００２０】
図１に示すように、光記録媒体１に対して情報光１１０と参照光１２０とを光記録媒体１の平面に対して対称となる方向から照射する。これにより、反射型のホログラム２００が形成される。空間的に情報変調された情報光と、参照光(特に情報変調されていない平面波もしくは球面波)を光記録媒体１に同時に照射すると、光記録媒体１のうち情報光と参照光が干渉して光強度が強め合った部分に光学変化が生じる。この光学変化は情報信号に従った干渉パターンとして、光記録媒体１に三次元的に記録される。この方式によれば、光記録媒体１の同一の領域に対して多重に複数の干渉パターンを記録することができる。
【００２１】
図２は、当該情報を再生する処理を説明するための図である。再生時には参照光１２０のみを照射することにより、透過光１３０および回折光１４０を得る。
【００２２】
具体的には、参照光１２０のうちホログラム２００が形成されている位置に照射された光は、ホログラム２００によって回折され、回折光１４０として光記録媒体１から出射される。一方、参照光１２０のうちホログラム２００が形成されていない位置に照射された光は、回折することなくそのまま透過光１３０として光記録媒体１を透過する。
【００２３】
本実施の形態１にかかる光記録再生装置は、透過光１３０および回折光１４０に基づいて情報を読み出す。図３、図４−１および図４−２を参照しつつこの処理について説明する。
【００２４】
図３は、光記録媒体１に照射した情報光１１０に付与した変調パターン２５の概略を示している。また、図４−１および図４−２は、それぞれ図３に示した変調パターン２５に対して得られる回折像２６および透過像２７の概略を示している。
【００２５】
図３に示す変調パターン２５は、明画素２８と暗画素２９とを含んでいる。また、３０は、情報光１１０または参照光１２０のビームの輪郭を示している。
【００２６】
反射型同軸干渉法を用いたホログラム記録では、情報光１１０および参照光１２０は、それぞれ光記録媒体１に対して対照的に入射する。また、透過光１３０および回折光１４０は、それぞれ光記録媒体１に対して対照的に出射する。このため、図４−１および図４−２に示すように、回折像２６における明部３１ａが透過像２７では暗部３１ｂに、回折像２６における暗部３２ａが透過像２７では明部３２ｂになる。すなわち、回折像２６と透過像２７とは、ポジ、ネガの関係にある。
【００２７】
本実施の形態１にかかる光記録再生装置は、回折像２６の光強度分布および透過像２７の光強度分布の両方を用いて、データの判別を行う。具体的には、回折像２６の光強度と透過像２７の光強度の和を算出する。そして、回折像２６の光強度を回折像２６の光強度と透過像２７の光強度の和で除する。これにより得られた結果に対して、閾値を設定して、明部および暗部を判別する。
【００２８】
同様に、透過像２７の光強度を回折像２６の光強度と透過像２７の光強度の和で除してもよい。この場合も、これにより得られた結果に対して、閾値を設定して、明部および暗部を判別する。
【００２９】
図５−１は、図４−１に示した回折像２６のうち、ビーム中心４２を通る直線４１上における光強度分布を示すグラフを示している。また、図５−２は、図４−２に示した透過像２７のうち、ビーム中心４４を通る直線４３上における光強度分布を示すグラフを示している。
【００３０】
図５−１および図５−２に示す各グラフから、回折像２６および透過像２７のいずれにおいてもビーム中心に近いほど光強度が強いことがわかる。
【００３１】
図６は、回折像２６の光強度と透過像２７の光強度の和を示すグラフを示している。回折像２６および透過像２７が照射した変調パターンを正確に再現している場合には、これらの光強度の和は一定値を示すと予想される。
【００３２】
これに反して、図６に示すように、光強度は、ビーム中心に近づくにつれて強くなる傾向を示している。このような光強度の傾向は、情報を再生するときに照射する参照光１２０の光強度分布を反映したものと推測される。すなわち、参照光１２０の影響を除くことにより、より正確なパターンを得ることができると推測される。
【００３３】
図７−１は、回折像２６の光強度を回折像２６の光強度と透過像２７の光強度の和で除した結果を示すグラフを示している。また、図７−２は、透過像２７の光強度を回折像２６の光強度と透過像２７の光強度の和で除した結果を示すグラフを示している。
【００３４】
このように、回折像２６の光強度を回折像２６の光強度と透過像２７の光強度の和で除することにより、参照光１２０の光強度の影響等を取り除いた回折像２６を得ることができる。また、同様に、透過像２７の光強度を回折像２６の光強度と透過像２７の光強度の和で除することにより、参照光１２０の光強度の影響等を取り除いた透過像２７を得ることができる。
【００３５】
本実施の形態１においては、以上のように参照光１２０の光強度の影響等を除いた後の回折光または透過光に対して閾値を設定し、この閾値に基づいて明部および暗部の判別を行う。従って、光強度の影響等による読み取りエラーを低減することができる。
【００３６】
従来においては、透過像２７を利用せず、回折像２６のみを用いてパターンの明部および暗部を判別していた。具体的には、図８に示すように、ある一定の閾値５０を設定する。そして、閾値５０を境界として、情報として記録されたパターンの明部および暗部を判別していた。
【００３７】
しかし、上述のように、ビーム中心に近いほど光強度が強いなど、装置の影響や測定環境の影響により記録される情報パターンが変化する。このため、書き込んだ情報パターンと再生された情報パターンとの不一致が生じる。すなわち、明画素に対応する部分であるにもかかわらず、暗部と判別されるなど、読み取りエラーが多発するという問題があった。
【００３８】
また、ホログラム記録再生では、光学素子や光記録媒体での光の乱れがホログラムに反映される。このため、一度光記録媒体１を取り外し、その後再び取り付けて再生を行う場合には、光記録媒体１の位置がずれるためこの位置ずれの影響により光強度が変化し、読み取りエラーが多発するという問題があった。
【００３９】
これに対して、本実施の形態１においては、このような光強度の誤差も修正することができるので、より精度よく記録媒体に記録された情報を再生することができる。また、記録媒体等の特性に起因した光強度の変化を修正することができる。従って、本実施の形態にかかる光記録再生装置は、可搬性や装置間での互換性にも優れている。
【００４０】
次に、図９を参照しつつ実施の形態１にかかる光記録媒体１について詳述する。図９は、ディスク状に形成された光記録媒体１を示している。なお、本実施の形態１にかかる光記録媒体１は、反射型同軸干渉法により光記録および再生が行われる。
【００４１】
光記録媒体１は、ガラス、ポリカーボネート等によって形成された透明基板４を有する。また、透明基板４の主面上に記録層３、他方の主面上には反射層５を備えている。さらに記録層３の光入射側に保護層２を備えている。なお保護層２は、光記録媒体１の使用環境によっては設けなくともよい。
【００４２】
記録層３は電磁波を照射したとき、その強度に応じて吸光係数、屈折率などの光学特性が変化する材料により形成されている。記録層３に用いられるホログラム記録材料は、有機材料であってもよい。また無機材料であってもよい。
【００４３】
有機材料としては、例えばフォトポリマー、フォトリフラクティブポリマー、フォトクロミック色素分散ポリマーなどが挙げられる。また、無機材料としては、例えばニオブ酸リチウム、チタン酸バリウムなどが挙げられる。
【００４４】
反射層５は記録光波長における反射率が高い材料、例えばアルミニウムなどによって形成されている。
【００４５】
対物レンズ７によって光記録媒体１に照射された記録光は、反射層５表面で反射され、入射光と反射光の干渉によって反射型のホログラム２００を形成する。
【００４６】
なお、実施の形態１にかかる光記録媒体１は、円盤状に設けられているが、光記録媒体１の形状は、本実施の形態に限定されるものではなく、カード状、ブロック状などであってもよい。
【００４７】
次に反射型偏光同軸ホログラフィーを用いた光記録再生装置について説明する。従来の反射型同軸ホログラフィーは、再生時に参照光を照射した場合、再生光としての回折光と回折されなった残りの透過光とが同軸で光検出器に入射するためにＳＮ比が悪く再生が困難であるという問題があった。反射型偏光同軸干渉方式では、このような問題を解決することができる。（詳しくは、特開２００２−１２３９４９号公報参照）。
【００４８】
図１０は、反射型偏光同軸干渉法を用いた光記録再生装置１００の概略図である。光源装置８としては、可干渉性などから直線偏光を出力するレーザが望ましい。レーザとしては具体的には半導体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、アルゴンレーザ、ＹＡＧレーザなどが挙げられる。ビームエキスパンダ９は、光源装置８の出射光を拡張、平行光束にして出射するように設置されている。
【００４９】
旋光用光学素子１０はビームエキスパンダ９の出射光を旋光してＳ偏光成分とＰ偏光成分を含む光を生成するようになっている。旋光用光学素子１０は、例えば１／２波長板、１／４波長板などである。旋光用光学素子１０を透過してきた光のうちＰ偏光成分は偏光ビームスプリッタ１１を透過して情報光となる。また、Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッタ１１によって反射され参照光となる。
【００５０】
偏光ビームスプリッタ１１を透過した情報光は、電磁シャッター１２及び偏光ビームスプリッタ１３を透過した後、反射型空間光変調器１４に入射する。反射型空間光変調器１４は格子状に２次元に配置された複数の画素を有する。反射型空間光変調器１４は、画素毎に反射光を偏光させて、Ｐ偏光若しくはＳ偏光にすることにより、情報光に２次元パターンとして情報を付与する。
【００５１】
反射型空間光変調器１４によって反射された情報光は再びビームスプリッタ１３に入射する。情報光は反射型空間光変調器１４で付与された偏光変調パターンに応じて偏光ビームスプリッタ１３によって反射される。これにより、２次元的に強度変調される。
【００５２】
偏光ビームスプリッタ１３によって反射された情報光は１／２波長板１５によってその偏光方向を回転させられる。その後、偏光ビームスプリッタ１６を透過し、２分割旋光用光学素子１７に入射する。２分割旋光用光学素子１７に入射した情報光は、その光束の半分の偏光方向が＋４５°、残りの半分の偏光方向が−４５°回転させられる。その後、対物レンズ７によって光記録媒体１に照射され、光記録媒体１の反射層５の表面でそのビーム径が最小になるように集光する。
【００５３】
一方、偏光ビームスプリッタ１１によって反射された参照光は電磁シャッター１８を透過した後、偏光ビームスプリッタ１９で反射される。偏光ビームスプリッタ１９で反射された参照光は１／２波長板２０を透過し偏光ビームスプリッタ１６で反射され、２分割旋光用光学素子１７に入射する。２分割旋光用光学素子１７に入射した参照光は、その光束の半分の偏光方向が＋４５°、残りの半分の偏光方向が−４５°回転させられる。その後、情報光と同様に対物レンズ７によって光記録媒体１に照射され、光記録媒体１の反射層５の表面でそのビーム径が最小になるように集光する。
【００５４】
このように、２分割旋光用光学素子１７を介して情報光と参照光が光記録媒体１に照射されることにより、記録層３の内部では情報光の反射光と参照光、参照光の反射光と情報光が同一偏光方向になり、光記録媒体１に反射型ホログラム２００が形成される。
【００５５】
記録された情報の再生する際は、電磁シャッター１２を閉じることにより情報光を遮断する。そして、参照光のみを光記録媒体１に記録されたホログラム２００に照射する。参照光の一部は光記録媒体１に入射し、ホログラム２００により回折されて回折光となる。
【００５６】
回折光は２分割旋光用光学素子１７を透過した後、偏光ビームスプリッタ１６により反射され、１／２波長板２０によって、その偏光を回転させられる。さらにその一部が偏光ビームスプリッタ１９を透過し結像レンズ２１により２次元光検出器２２上に回折像として結像される。
【００５７】
また、ホログラム２００により回折されなかった透過光は、再び２分割旋光用光学素子１７を透過することにより結果的に偏光方向が９０°回転し偏光ビームスプリッタ１６を透過する。したがって透過光は２次元光検出器２２に入射することはない。さらに、１／２波長板１５によって、その偏光方向を回転させられ、２次光検出器２４に入射する。これにより、透過光と回折光とを完全に分離することができる。
【００５８】
２次元検出器２２によって検出された光強度分布と２次元検出器２４によって検出された光強度分布に対して、図５−１から図８を参照しつつ説明した演算を施す。そして、演算の結果得られた光強度を電気信号へと変換し、これにより、情報の再生が行われる。
【００５９】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２にかかる光記録再生装置について説明する図１１は、実施の形態２にかかる光記録再生装置において、光記録媒体４１に対して情報を記録する処理を説明するための図である。
【００６０】
実施の形態２にかかる光記録再生装置は、透過型二光束干渉法により光記録媒体４１に対して情報を記録する。透過型二光束干渉法を用いたホログラム記録においても、実施の形態１において説明した反射型偏光同軸ホログラフィーと同様に回折像と透過像がポジ、ネガの関係になるように構成することが可能である。
【００６１】
図１１に示すように光記録媒体４１に対して情報光１１０と参照光１２０とを異なる方向から照射する。これにより、透過型のホログラム３００が形成される。
【００６２】
図１２は、実施の形態２にかかる光記録再生装置において、情報を再生する処理を説明するための図である。再生時には、参照光１２０のみを光記録媒体４１に照射することにより、透過光１３０および回折光１４０を得る。
【００６３】
具体的には、参照光１２０のうちホログラム３００が形成されている位置に照射された光は、ホログラム３００によって回折され、回折光１４０として光記録媒体１から出射される。一方、参照光１２０のうちホログラム３００が形成されていない位置に照射された光は、回折されることなくそのまま透過光１３０として光記録媒体４１を通過する。
【００６４】
なお、実施の形態２にかかる光再生記録装置において情報を読み出す処理は、実施の形態１にかかる光再生記録装置において情報を読み出す処理と同様であるので説明を省略する。
【００６５】
次に、図１３を参照しつつ実施の形態２にかかる光記録媒体４１について詳述する。図１３は、ディスク状に形成された光記録媒体４１を示している。
【００６６】
透過型光記録媒体４１はガラス、ポリカーボネート等によって形成された透明基板４を備えている。また、透明基板４の主面上に記録層３を有している。さらに記録層３の主面上には保護層２を備えている。なお保護層２は光記録媒体１の使用環境によっては設けなくともよい。記録層３は、実施の形態１にかかる光記録媒体１における記録層３と同様の材料により形成されている。
【００６７】
図１４は、透過型の光記録再生装置１０２の概略図である。光源装置８としては、直線偏光を出力するレーザが望ましい。ビームエキスパンダ９は光源装置８の出射光を拡張、平行光束にして出射する。旋光用光学素子１０はビームエキスパンダ９の出射光を旋光してＳ偏光成分とＰ偏光成分を含む光を生成する。
【００６８】
旋光用光学素子１０は、例えば１／２波長板、１／４波長板などである。旋光用光学素子１０を透過してきた光のうちＰ偏光成分は偏光ビームスプリッタ１１を透過して情報光となり、Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッタ１１によって反射され参照光となる。
【００６９】
偏光ビームスプリッタ１１を透過した情報光は、電磁シャッター１２及び偏光ビームスプリッタ１３を透過した後、反射型空間光変調器１４に入射する。反射型空間光変調器１４は格子状に２次元に配置された複数の画素を有する。反射型空間光変調器１４は、画素毎に反射光を偏光させてＰ偏光若しくはＳ偏光にすることにより、情報光に２次元パターンとして情報を付与する。
【００７０】
反射型空間光変調器１４によって反射された情報光は再びビームスプリッタ１３に入射する。情報光は反射型空間光変調器１４で付与された偏光変調パターンに応じて偏光ビームスプリッタ１３によって反射される。これにより、２次元的に強度変調される。偏光ビームスプリッタ１３によって反射された情報光は対物レンズ３３によって透過型光記録媒体４１に照射される。
【００７１】
一方、偏光ビームスプリッタ１１によって反射された参照光は電磁シャッター１８を透過した後ミラー３６によって反射され、対物レンズ３７によって透過型光記録媒体４１の記録層中で情報光と重なるように照射される。
【００７２】
記録された情報の再生する際は、電磁シャッター１２を閉じることにより情報光を遮断し、参照光のみを透過型光記録媒体４１に記録されたホログラムに照射する。参照光の一部は透過型光記録媒体４１を透過する際、記録されたホログラムにより回折され結像レンズ３４に向かう回折光となる。回折光は結像レンズ３４により２次元光検出器３５上に回折像として結像される。
【００７３】
一方、再生時、透過型光記録媒体４１に照射された参照光のうち、ホログラムにより回折されなかった透過光は、結像レンズ３８により２次元光検出器３９に透過像として結像される。
【００７４】
透過型二光束干渉法を用いたホログラム記録において２次元光検出器３５で得られる回折像と２次元光検出器３９で得られる透過像を、ポジ、ネガの関係にする観点からは、情報光と参照光が対称に等しい波面の曲率をもつ光として入射するのが望ましい。
【００７５】
また、再生像と透過像とをポジ、ネガの関係にする観点からは、図１４に示した実施の形態２にかかる光記録再生装置１０２においては対物レンズ３３と対物レンズ３７は等しい形状であることが望ましい。また結像光学系において回折像と透過像を等しい大きさにするためには、結像レンズ３４と結像レンズ３８は等しい形状であることが望ましい。さらに、光記録媒体１の厚みが大きいと、ポジ、ネガの関係が対称にならない。したがって、光記録媒体１は、ポジ、ネガの関係が形成される程度の厚みに設けられることが望ましい。
【００７６】
実施の形態２にかかる光記録再生装置１０２において得られる回折像、透過像は、実施の形態１において図４−１および図４−２を参照しつつ説明したのと同様にポジ、ネガの関係になっている。
【００７７】
なお、反射型同軸干渉法、透過型二光束干渉法のいずれにおいても、光学素子や光記録媒体の配置によっては回折像、透過像が正確にポジ、ネガの関係にならない場合がある。しかし、この場合には、透過像に対して任意の回転、反転や拡大、縮小を行うことにより、ポジ、ネガの関係にすればよい。
【００７８】
このように、ポジ、ネガの関係に調整する制御機能を有してもよく、また他の例としては、製造時にポジ、ネガの関係に設定してもよい。
【００７９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができる。
【００８０】
そうした第１の変更例としては、回折像２６および透過像２７の光強度の差に基づいて、情報を算出してもよい。図１５は、回折像２６および透過像２７の光強度の差を示すグラフを示している。このように、回折像２６および透過像２７の光強度の差をとることにより明部および暗部における光強度の差を大きくすることができる。すなわち、明部と暗部におけるコントラストを大きくすることができる。また、差をとることにより、誤差の影響を小さくすることができる。したがって、図１５に示すように回折像２６および透過像２７の光強度の差として得られた光強度に基づいて情報を再生することにより、より精度よく情報を再生することができる。
【００８１】
さらに、第２の変更例としては、回折像２６および透過像２７の光強度の差の値を、回折像２６および透過像２７の光強度の和の値で除してもよい。図１６は、回折像２６および透過像２７の光強度の差を、回折像２６および透過像２７の光強度の和で除した結果を示すグラフを示している。
【００８２】
図１６に示すように、回折像２６および透過像２７の光強度の差をさらに回折像２６および透過像２７の光強度の和で除することにより、参照光１２０の光強度の影響等を取り除いた光強度を得ることができる。従って、この光強度を利用して情報を再生することにより、より精度よく情報を再生することができる。
【００８３】
なお、回折像２６および透過像２７の光強度の差として得られた光強度が負の値を含む場合には、差として得られた光強度が総て正の値となるように平行移動させてもよい。この場合、平行移動させた後の光強度を、回折像２６および透過像２７の光強度の和で除する。これにより、回折像２６および透過像２７の光強度の差として得られた光強度が負の値を含む場合であっても、光強度の差と光強度の和を利用することにより、より精度よく情報を再生することができる。
【００８４】
以上のように、回折光および透過光の両者に基づいて、得られた回折光および透過光を修正すればよく、そのために利用する演算方法等は本実施の形態に限定されるものではない。
【００８５】
また、第３の変更例としては、本実施の形態においては、ポジ、ネガの関係が精度よく保たれるよう調整が行われるが、再生像と透過像とを得るためには必ずしもポジ、ネガの関係が精度よく保たれるよう調整する必要はない。
【実施例１】
【００８６】
１．光記録媒体の作製
実施例１においては、以下の方法により図１に示す実施の形態１にかかる反射型光記録媒体１を作製した。まず、ビニルカルバゾール３．８６ｇビニルピロリドン  ２．２２ｇとを混合した。次いで、イルガキュア７８４（チバスペシャルティケミカルズ社製）０．１９ｇを加えて攪拌した。
【００８７】
すべてが溶解したのちパーブチルH（日本油脂製）０．０４ｇを混合し、モノマー溶液Ａを調製した。次に、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル１０．１ｇとジエチレントリアミン３．６ｇを混合してエポキシ溶液Ｂを調製した。Ａのモノマー溶液１．５ｍｌとＢのエポキシ溶液８．５ｍｌを混合、脱泡して光記録媒体前駆体を調製した。
【００８８】
次に、厚さ０．５ｍｍで、一辺が５ｃｍの正方形状の石英ガラス基板４を準備した。ガラス基板４の片面には、スパッタにより厚さ２００ｎｍのアルミニウム層が反射層５として形成されている。準備した石英ガラス基板４のアルミニウム層５とは反対の面にフッ素樹脂からなる厚さ２５０μｍのスペーサを載置した。そして、その間に前記混合溶液をキャストした。
【００８９】
キャスト後、別途準備した石英ガラス基板２を対向配置し、さらに一様圧力を加えることにより、上記混合溶液を厚さ２５０μｍにまで延伸した。最後に５０℃で１０時間加熱して厚さ２５０μmの記録領域をもつ光記録媒体１を作成した。本実施例で作成した光記録媒体１は上部石英ガラス基板が保護層２を形成している。
【００９０】
なお、本実施例では一連の作業は、記録領域が感光しないように、波長６００ｎｍより短い光が遮光されている室内で行った。
【００９１】
２．情報の記録
次に、上記の方法で作製した光記録媒体１を図１０に示す反射型光記録再生装置１００に搭載して、実際に情報の記録を行った。
【００９２】
光源８から出力するコヒーレント光として、ネオジウムＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）を使用した。旋光用光学素子１０として、１／２波長板を使用した。反射型空間光変調器１４として、液晶光変調器を使用した。
【００９３】
また、旋光用光学素子１０として用いた１／２波長板は、光記録媒体１の表面で情報光と参照光の強度が等しくなるように、その方位を調整した。さらに、ここでは、光記録媒体１表面での情報光及び参照光の光強度は何れも０．１ｍＷとした。
【００９４】
この場合の記録層３の上面でのレーザビームのスポットサイズは５００μｍ径であった。液晶光変調器１４としては１５０×１５０の２２５００画素の領域を用い、図１７に示すように隣接する３×３の９画素を単位パネルとし、全２５００パネルを用いた。情報の入力としては３×３の９パネルのうち５パネルを明パネル（光を透過する）とする９：５変調方法を用いた。
【００９５】
３．情報の再生
次に、前述の方法により光記録媒体１に記録した情報を、図１０に示す記録再生装置１００を用いて読み出した。読み出しのときには、旋光用光学素子１０として用いた１／２波長板の方位を調整した。具体的には、光記録媒体１の表面における参照光の強度を０．０２ｍＷとした。また、二次元光検出器２２、２４としては、ＣＣＤアレイを使用した。
【００９６】
４．情報の判別
次に、上記光記録再生装置の記録再生性能を以下のような手法により評価した。上記「３．情報の再生」の手法で得られた回折像と透過像を用い、ＣＣＤで得られた各画素に対して、以下に示す（式１）の演算を行った。
演算後再生像強度＝回折像強度／（回折像強度＋透過像強度）・・・（式１）
【００９７】
図１７は、（式１）により得られた各画素の演算後再生像強度と画素数との関係を示すヒストグラムを示している。
【００９８】
図１７に示すように、画素数のピーク間の谷間に閾値を設定した。閾値を基準として、明パネルおよび暗パネルの判別を行った。そして、閾値により決定した明パネルおよび暗パネルの出力パターンと、液晶光変調器１４に入力したパターンとを比較した。結果、判別エラーとなったパネルは２５００パネル中、０パネルであった。
【００９９】
（比較例１）
比較例１として、実施例１と同様の手法で反射型光記録媒体を作製し、情報の記録を行った。
【０１００】
１．情報の再生
次に記録された情報の再生を行った。実施例１と同様の手法で再生を行ったが、二次元光検出器としてはＣＣＤアレイ２２のみを用いた。
【０１０１】
２．情報の判別
次に、上記光記録再生装置の記録再生性能を以下のような手法により評価した。上記、ＣＣＤアレイ２２から得られた回折像のみを用い、ＣＣＤによる各画素の出力を得た。図１９は、ＣＣＤによる各画素の出力と画素数との関係を示すヒストグラムを示している。
【０１０２】
次に、図１９に示すように、画素数のピークの谷間に閾値を設定した。閾値をもとに、明パネルおよび暗パネルの判別を行った。すなわち、閾値により決定した明パネルおよび暗パネルの出力パターンと、液晶光変調器１４に入力したパターンとを比較した。結果、判別エラーとなったパネルは２５００パネル中、１２０パネルであった。
【０１０３】
このように、回折像に加え透過像もデータ判別に用いることによって、従来のように回折像のみから情報を読み取る場合に比べてエラーの少ない情報の読み取りを行うことができた。
【実施例２】
【０１０４】
１．光記録媒体の作製
本実施例では以下の方法により、図１３に示す実施の形態２にかかる透過型光記録媒体４１を作製した。
【０１０５】
実施例１で説明したのと同様の方法により記録領域を形成する混合溶液を作成した。次に、この混合溶液を図１３に示した厚さが０．５ｍｍ、一辺が５ｃｍの正方形状の石英ガラス基板４上に載置したフッ素樹脂からなる厚さ２５０μｍのスペーサの間にキャストした。
【０１０６】
キャスト後、別途準備した石英ガラス基板４を対向配置し、さらに一様圧力を加えることにより、上記混合溶液を厚さ２５０μｍにまで延伸した。最後に室温で２４時間静置して厚さ２５０μmの記録領域をもつ光記録媒体４１を作製した。本実施例で作成した光記録媒体は上部石英ガラス基板が図１３に示す保護層２を形成している。
【０１０７】
なお、本実施例では一連の作業は、記録領域が感光しないように、波長６００ｎｍより短い光が遮光されている室内で行った。
【０１０８】
２．情報の記録
次に、上記の方法で作製した光記録媒体４１を図１４に示す透過型光記録再生装置１０２に搭載して、実際に情報の記録を行った。ここでは、光源８から出力するコヒーレント光として、ネオジウムＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）を使用した。旋光用光学素子１０として、１／２波長板を使用した。反射型空間光変調器１４として、液晶光変調器を使用した。
【０１０９】
また、旋光用光学素子１０として用いた１／２波長板は、光記録媒体４１の表面で情報光と参照光の強度が等しくなるように、その方位を調整した。さらに、ここでは、光記録媒体４１表面での情報光及び参照光の光強度は何れも０．１ｍＷとした。この場合の記録層３の上面でのレーザビームのスポットサイズは２ｍｍ径であった。
【０１１０】
液晶光変調器１４としては１５０×１５０の２２５００画素の領域を用い、隣接する３×３の９画素を単位パネルとし、全２５００パネルを用いた。情報の入力としては３×３の９パネルのうち５パネルを明パネル（光を透過する）とする９：５変調方法を用いた。
【０１１１】
３．情報の再生
次に、先の方法により光記録媒体４１に記録した情報を、図１４に示す透過型光記録再生装置１０２を用いて読み出した。この読み出しの際、旋光用光学素子１０として用いた１／２波長板の方位を調整することにより、光記録媒体４１の表面における参照光の強度を０．０２ｍＷとした。また、二次元光検出器３５、３９としては、ＣＣＤアレイを使用した。
【０１１２】
４．情報の判別
次に、上記光記録再生装置の記録再生性能を以下のような手法により評価した。上記「３．情報の再生」の手法で得られた回折像と透過像を用い、ＣＣＤで得られた各画素に対して、実施例１における（式１）の演算を行った。
【０１１３】
演算の結果得られた演算後回折像強度に対して、図１７に示したのと同様に閾値を設定した。そして、閾値を基準に、演算後回折像強度に対して閾値を設定し、その閾値をもとに、明パネル、暗パネルの判別を行った。そして、閾値により決定した明パネルおよび暗パネルの出力パターンと、液晶光変調器１４に入力したパターンとを比較した。結果、判別エラーとなったパネルは２５００パネル中、０パネルであった。
【０１１４】
（比較例２）
本比較例では実施例２と同様の手法で透過型光記録媒体４１を作製し、情報の記録を行った。
【０１１５】
１．情報の再生
次に記録された情報の再生を行った。実施例１と同様の手法で再生を行ったが、二次元光検出器としてはＣＣＤアレイ３５のみを用いた。
【０１１６】
２．情報の判別
次に、上記光記録再生装置の記録再生性能を以下のような手法により評価した。上記、ＣＣＤアレイ３５から得られた回折像のみを用い、ＣＣＤの出力に対してと閾値を設定し、その閾値をもとに、明パネル、暗パネルの判別を行い出力パターンとし、液晶光変調器１４に入力したパターンと比較した。結果、判別エラーとなったパネルは２５００パネル中、２５パネルであった。
【０１１７】
このように、透過型光記録再生においても、回折像、透過像をデータ判別に用いることによって、エラーの少ない情報の読み取りが可能であることが示された。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
以上のように、本発明にかかる情報再生装置および情報再生方法は、光記録媒体に記録された情報を読み出すのに有用であり、特に、精度よく情報を読み出すのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本実施の形態１にかかる光記録再生装置において、光記録媒体１に情報を記録する処理を説明するための図である。
【図２】当該情報を再生する処理を説明するための図である。
【図３】光記録媒体１に照射した情報光１１０に付与した変調パターン２５の概略を示す図である。
【図４−１】図３に示した変調パターン２５に対して得られる回折像２６の概略を示す図である。
【図４−２】図３に示した変調パターン２５に対して得られる透過像２７の概略を示す図である。
【図５−１】図４−１に示した回折像２６のうち、ビーム中心４２を通る直線４１上における光強度分布を示すグラフを示す図である。
【図５−２】図４−２に示した透過像２７のうち、ビーム中心４４を通る直線４３上における光強度分布を示すグラフを示す図である。
【図６】回折像２６の光強度と透過像２７の光強度の和を示すグラフを示す図である。
【図７−１】回折像２６の光強度を回折像２６の光強度と透過像２７の光強度の和で除した結果を示すグラフを示す図である。
【図７−２】透過像２７の光強度を回折像２６の光強度と透過像２７の光強度の和で除した結果を示すグラフを示す図である。
【図８】閾値５０を示す図である。
【図９】実施の形態１にかかる光記録媒体１を示す図である。
【図１０】反射型偏光同軸干渉法を用いた光記録再生装置１００の概略図である。
【図１１】実施の形態２にかかる光記録再生装置において、光記録媒体４１に対して情報を記録する処理を説明するための図である。
【図１２】実施の形態２にかかる光記録再生装置において、情報を再生する処理を説明するための図である。
【図１３】実施の形態２にかかる光記録媒体４１を示す図である。
【図１４】透過型の光記録再生装置１０２の概略図である。
【図１５】回折像２６および透過像２７の光強度の差を示すグラフを示す図である。
【図１６】回折像２６および透過像２７の光強度の差を、回折像２６および透過像２７の光強度の和で除した結果を示すグラフを示す図である。
【図１７】単位パネルを説明するための図である。
【図１８】演算後再生像強度と画素数との関係を示すヒストグラムを示す図である。
【図１９】ＣＣＤによる各画素の出力と画素数との関係を示すヒストグラムを示す図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１，４１  光記録媒体
２  保護層
３  記録層
４  透明基板
５  反射層
７  対物レンズ
８  光源装置
９  ビームエキスパンダ
１０  旋光用光学素子
１１  偏光ビームスプリッタ
１２  電磁シャッター
１３  偏光ビームスプリッタ
１４  反射型空間光変調器
１５  １／２波長板
１６  偏光ビームスプリッタ
１７  分割旋光用光学素子
１８  電磁シャッター
１９  偏光ビームスプリッタ
２０  １／２波長板
２１  結像レンズ
２２  ２次元光検出器
２５  変調パターン
２６  回折像
２７  透過像
２８  明画素
２９  暗画素
３１  暗部
３３  対物レンズ
３４  結像レンズ
３５  二次元光検出器
３６  ミラー
３７  対物レンズ
３８  結像レンズ
３９  ２次元光検出器
１００，１０２  光記録再生装置
１１０  情報光
１２０  参照光
１３０  透過光
１４０  回折光
２００，３００  ホログラム
【図１】
2005310330.tif 000003
【図２】
2005310330.tif 000004
【図３】
2005310330.tif 000005
【図４−１】
2005310330.tif 000006
【図４−２】
2005310330.tif 000007
【図５−１】
2005310330.tif 000008
【図５−２】
2005310330.tif 000009
【図６】
2005310330.tif 000010
【図７−１】
2005310330.tif 000011
【図７−２】
2005310330.tif 000012
【図８】
2005310330.tif 000013
【図９】
2005310330.tif 000014
【図１０】
2005310330.tif 000015
【図１１】
2005310330.tif 000016
【図１２】
2005310330.tif 000017
【図１３】
2005310330.tif 000018
【図１４】
2005310330.tif 000019
【図１５】
2005310330.tif 000020
【図１６】
2005310330.tif 000021
【図１７】
2005310330.tif 000022
【図１８】
2005310330.tif 000023
【図１９】
2005310330.tif 000024