(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ２値強度分布により２次元データを保持する２ページ分の信号光が、ページごとに参照光または信号光の偏光角が変えられて、それぞれホログラムとして、１ページ目のホログラムの明部および暗部からの回折光強度をＩａおよびＩｂ、２ページ目のホログラムの明部および暗部からの回折光強度をＩｃおよびＩｄとするとき、Ｉａ＋Ｉｃ≠Ｉｂ＋Ｉｃ≠Ｉａ＋Ｉｄ≠Ｉｂ＋Ｉｄとなる状態で、同一領域に記録されている光記録媒体に読み出し光を照射して、前記２ページ分のホログラムから同時に回折光を再生し、
その回折光の各画素部分の光強度Ｉが、Ｉ１＝Ｉａ＋Ｉｃ，Ｉ２＝Ｉｂ＋Ｉｃ，Ｉ３＝Ｉａ＋Ｉｄ，Ｉ４＝Ｉｂ＋Ｉｄのうちのいずれであるかを検出することによって、各ページの２次元データを分離して読み取る光再生方法。
【請求項２】
それぞれ２値強度分布により２次元データを保持する２ページ分の信号光が、ページごとに参照光または信号光の偏光角が変えられて、それぞれホログラムとして、１ページ目のホログラムの明部および暗部からの回折光強度をＩａおよびＩｂ、２ページ目のホログラムの明部および暗部からの回折光強度をＩｃおよびＩｄとするとき、Ｉａ＋Ｉｃ≠Ｉｂ＋Ｉｃ≠Ｉａ＋Ｉｄ≠Ｉｂ＋Ｉｄとなる状態で、同一領域に記録されている光記録媒体に読み出し光を照射して、前記２ページ分のホログラムを同時に読み出す読み出し光光学系と、
その２ページ分のホログラムからの回折光の光強度を検出する光検出器と、
この光検出器の検出信号から、前記回折光の各画素部分の光強度Ｉが、Ｉ１＝Ｉａ＋Ｉｃ，Ｉ２＝Ｉｂ＋Ｉｃ，Ｉ３＝Ｉａ＋Ｉｄ，Ｉ４＝Ｉｂ＋Ｉｄのうちのいずれであるかを検出することによって、各ページの２次元データを分離して読み取る信号処理手段と、
を備える光再生装置。
【請求項３】
請求項２の光再生装置において、
前記光記録媒体がディスク形状であり、当該光再生装置が、前記光記録媒体を回転させる媒体駆動機構と、前記読み出し光光学系および光検出器を含む再生ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘッド移動機構とを備えることを特徴とする光再生装置。
【請求項４】
光誘起複屈折性を示す材料からなる偏光感応層を有し、この偏光感応層の膜厚が、それぞれ２値強度分布により２次元データを保持する２ページ分の信号光を、ページごとに参照光または信号光の偏光角を変えて、それぞれホログラムとして前記偏光感応層に記録した場合における、１ページ目のホログラムの明部および暗部からの回折光強度をＩａおよびＩｂ、２ページ目のホログラムの明部および暗部からの回折光強度をＩｃおよびＩｄとするとき、Ｉａ＋Ｉｃ≠Ｉｂ＋Ｉｃ≠Ｉａ＋Ｉｄ≠Ｉｂ＋Ｉｄとなる膜厚とされた光記録媒体。
【請求項５】
請求項４の光記録媒体において、
前記偏光感応層の材料が、側鎖に光異性化する基を有する高分子または高分子液晶である光記録媒体。
【請求項６】
請求項４の光記録媒体において、
前記偏光感応層の材料が、光異性化する分子を分散させた高分子である光記録媒体。
【請求項７】
請求項５または６の光記録媒体において、
前記光異性化する基または分子がアゾベンゼン骨格を含むものである光記録媒体。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかの光記録媒体において、
前記高分子または高分子液晶が、ポリエステル群から選ばれた少なくとも１種のモノマー重合体である光記録媒体。
【請求項９】
請求項４〜８のいずれかの光記録媒体において、
当該光記録媒体がディスク形状である光記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホログラムとして記録された２次元データを読み取る方法および装置、および２次元データのホログラム記録再生に用いる光記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
相変化型や光磁気型など、書き換え可能な光ディスクは、すでに広く普及している。これらの光ディスクは、一般の磁気ディスクに比べれば、記録密度が高いが、さらに記録密度を高めるためには、ビームスポット径を小さくして、隣接トラックまたは隣接ビットとの距離を短くするなどの必要がある。
【０００３】
このような技術の開発によって実用化されたものに、ＤＶＤがある。読み出し専用のＤＶＤ−ＲＯＭは、直径１２ｃｍのディスクに片面で４．７ＧＢｙｔｅのデータを記録することができる。また、書き込み・消去が可能なＤＶＤ−ＲＡＭは、相変化方式によって、直径１２ｃｍのディスクに両面で５．２ＧＢｙｔｅの高密度記録が可能である。
【０００４】
このように光ディスクの高密度化は年々進んでいるが、一方で、上記の光ディスクは面内にデータを記録するため、その記録密度は光の回折限界に制限され、高密度記録の物理的限界と言われる５Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ２に近づいている。したがって、更なる大容量化のためには、奥行き方向を含めた３次元（体積型）の記録が必要となる。
【０００５】
そこで、次世代のコンピュータファイルメモリとして、３次元的記録領域に由来する大容量性と２次元一括記録再生方式に由来する高速性とを兼ね備えたホログラムメモリが注目されている。
【０００６】
ホログラムメモリでは、同一体積内に多重させて複数のデータページを記録することができ、かつ各ページごとにデータを一括して読み出すことができる。アナログ画像ではなく、２値のデジタルデータ「０，１」を「明、暗」としてデジタル画像化し、ホログラムとして記録再生することによって、デジタルデータの記録再生も可能となる。最近では、このデジタルホログラムメモリシステムの具体的な光学系や、体積多重記録方式に基づくＳＮ比やビット誤り率の評価、または２次元符号化についての提案がなされ、光学系の収差の影響など、より光学的な観点からの研究も進展している。
【０００７】
図７に、文献「Ｄ．Ｐｓａｌｔｉｓ，Ｍ．Ｌｅｖｅｎｅ，Ａ．Ｐｕ，Ｇ．Ｂａｒｂａｓｔａｔｈｉｓ  ａｎｄ  Ｋ．Ｃｕｒｔｉｓ；Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．２０（１９９５）７８２」に示された、体積多重記録方式の一例であるシフト多重記録方式を示す。
【０００８】
この文献に示されたシフト多重記録方式では、ホログラム記録媒体９１をディスク形状とし、空間光変調器９２を介して得られた物体光９３を、レンズ９４によってフーリエ変換して、ホログラム記録媒体９１に照射すると同時に、対物レンズ９５を介して得られた球面波の参照光９６を、ホログラム記録媒体９１に照射して、ホログラム記録媒体９１の回転によって同じ領域に複数のホログラムを重ね書きする。例えば、ビーム径を１．５ｍｍφとすると、ホログラム記録媒体９１を数十μｍ移動させるだけで、ほぼ同じ領域に別のホログラムを、クロストークを生じることなく記録することができる。これは、参照光９６が球面波であるため、ホログラム記録媒体９１の移動によって参照光９６の角度が変化したのと等価になることを利用したものである。
【０００９】
この球面参照波シフト多重記録の移動距離、すなわち互いのホログラムを独立に分離できる距離δは、上記文献にも示されているように、
δspherical ＝δBragg ＋δNA
≒（λｚｏ／（Ｌｔａｎθｓ））＋λ／（２ＮＡ）…（１）
で表される。ここで、λは信号光（物体光）の波長、ｚｏは球面参照波を形成する対物レンズと記録媒体との距離、Ｌは記録媒体の膜厚、θｓは信号光と球面参照波の交差角、ＮＡは上記対物レンズの開口数である。
【００１０】
この式（１）から、記録媒体の膜厚Ｌが大きいほど、シフト量δが小さくなって、多重度を増すことができ、記録容量を増大させることができる。さらに、シフト多重記録で、より効果的に記録容量の増大を図るには、記録領域を微小化すればよい。微小領域に多重記録することによって、より高密度の体積多重記録を実現することができる。
【００１１】
そのため、ホログラムメモリシステムでは、信号光をレンズによってフーリエ変換して記録媒体に照射する。信号光の画像が細かいピッチ（高い空間周波数）を有する場合、このとき、記録媒体面での信号光の広がりζは、
ζ＝ｋλｆωｘ  …（２）
で表される。ｋは比例定数、λは信号光の波長、ｆはフーリエ変換用のレンズの焦点距離、ωｘは信号光の空間周波数である。したがって、フーリエ変換用のレンズとして焦点距離ｆが小さいものを用いれば、記録領域の微小化が可能である。
【００１２】
さらに、記録媒体の前方にアパーチャーを配して、フーリエ変換後の信号光の必要な空間周波数成分のみを取り出して記録することによって、記録領域を微小化することも考えられている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
また、１ページ内に、より多くのビットデータを詰め込めば、高密度の記録に加えて、高速の記録再生を実現することができる。さらに、同一体積内に多重記録された複数のデータページを同時に再生できれば、より高速の再生を実現することができる。
【００１４】
しかしながら、従来のホログラム記録再生方法では、それぞれ２値画像化された複数ページのデータを、光記録媒体の同一領域に多重記録して、同時に再生し、互いに分離して読み取ることは困難である。
【００１５】
そこで、この発明は、それぞれ２値画像化された２ページ分のデータを、光記録媒体の同一領域に多重記録して、同時に再生し、互いに分離して読み取ることができるようにし、高速の再生を実現できるようにしたものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明の光再生方法では、
それぞれ２値強度分布により２次元データを保持する２ページ分の信号光が、ページごとに参照光または信号光の偏光角が変えられて、それぞれホログラムとして、１ページ目のホログラムの明部および暗部からの回折光強度をＩａおよびＩｂ、２ページ目のホログラムの明部および暗部からの回折光強度をＩｃおよびＩｄとするとき、Ｉａ＋Ｉｃ≠Ｉｂ＋Ｉｃ≠Ｉａ＋Ｉｄ≠Ｉｂ＋Ｉｄとなる状態で、同一領域に記録されている光記録媒体に読み出し光を照射して、前記２ページ分のホログラムから同時に回折光を再生し、
その回折光の各画素部分の光強度Ｉが、Ｉ１＝Ｉａ＋Ｉｃ，Ｉ２＝Ｉｂ＋Ｉｃ，Ｉ３＝Ｉａ＋Ｉｄ，Ｉ４＝Ｉｂ＋Ｉｄのうちのいずれであるかを検出することによって、各ページの２次元データを分離して読み取る。
【００１８】
【作用】
光誘起複屈折性（光誘起異方性、光誘起２色性）を示す材料は、これに入射する光の偏光状態に感応し、入射光の偏光方向を記録することができる。例えば、側鎖に光異性化する基を有する高分子または高分子液晶、または光異性化する分子を分散させた高分子は、直線偏光を照射すると、光異性化が誘起されて、直線偏光の方向に応じて屈折率の異方性を生じ、偏光方向を記録し、保存することができる。このとき、同時に参照光を照射すれば、信号光の偏光方向をホログラムとして記録することができる。
【００１９】
通常のホログラムは、信号光（物体光）と参照光の偏光方向を同一（平行）にして記録する。このように記録される、または記録されたホログラムを、この明細書では強度変調型ホログラムと称する。
【００２０】
これに対して、上記の光誘起複屈折性を示す材料は、信号光と参照光の偏光方向を直交させて、信号光をホログラムとして記録することができる。このように記録される、または記録されたホログラムを、この明細書では偏光変調型ホログラムと称する。ただし、偏光変調型ホログラムも、強度変調型ホログラムと同様に、２次元データに応じて空間的に２値に強度変調されたものとすることができる。
【００２１】
例えば、Ｐ偏光の信号光を、Ｐ偏光の参照光によって、強度変調型ホログラムとして記録することができるとともに、Ｓ偏光の参照光によって、偏光変調型ホログラムとして記録することができる。強度変調型ホログラムとして記録されたＰ偏光の信号光は、Ｓ偏光の読み出し光によって、Ｓ偏光の回折光として再生することができ、偏光変調型ホログラムとして記録されたＰ偏光の信号光は、Ｓ偏光の読み出し光によって、Ｐ偏光の回折光として再生することができる。記録時、参照光の偏光角を変える代わりに、信号光の偏光角を変えてもよい。
【００２２】
この場合、強度変調型ホログラムでの回折効率と偏光変調型ホログラムでの回折効率は、互いに異なるとともに、それぞれ光誘起複屈折性を示す材料層（以下、偏光感応層と称する）の膜厚によって変化する。したがって、偏光感応層の膜厚によって、強度変調型ホログラムからの回折強度と偏光変調型ホログラムからの回折強度との比を調整することができ、例えば、偏光変調型ホログラムからの回折強度を強度変調型ホログラムからの回折強度の約２倍にすることができる。
【００２３】
これを利用して、この発明の光再生方法が前提とする光記録方法では、最初に、２値強度分布により２次元データを保持する第１の信号光を、第１のホログラム、例えば強度変調型ホログラムとして、光記録媒体に記録し、次に、２値強度分布により２次元データを保持する第２の信号光を、第１のホログラムの記録時とは参照光または信号光の偏光角を変えて、第２のホログラム、例えば偏光変調型ホログラムとして、光記録媒体の第１のホログラム、例えば強度変調型ホログラムが記録されている領域に記録する。
【００２４】
このように多重記録した後、光記録媒体の強度変調型ホログラムと偏光変調型ホログラムが多重記録されている領域に読み出し光を照射することによって、強度変調型ホログラムと偏光変調型ホログラムを互いに偏光方向が直交する回折光成分として同時に読み出すことができる。例えば、強度変調型ホログラムが、Ｐ偏光の信号光がＰ偏光の参照光によって記録されたものであり、偏光変調型ホログラムが、Ｐ偏光の信号光がＳ偏光の参照光によって記録されたものであるときには、Ｓ偏光の読み出し光を照射することによって、強度変調型ホログラムからはＳ偏光の回折光成分が、偏光変調型ホログラムからはＰ偏光の回折光成分が、それぞれ得られる。
【００２５】
このとき、強度変調型ホログラムからの回折光成分と偏光変調型ホログラムからの回折光成分は、合成されて得られるが、その回折光中における強度変調型ホログラムからの回折光成分と偏光変調型ホログラムからの回折光成分の強度は、１：２というように異なる。すなわち、強度変調型ホログラムからの回折光成分の明暗比を１：０とすれば、例えば、偏光変調型ホログラムからの回折光成分の明暗比は２：０となる。
【００２６】
したがって、回折光の各画素部分の強度は、強度変調型ホログラムからの回折光成分の明暗、すなわち強度変調型ホログラムとして記録された信号光の明暗と、偏光変調型ホログラムからの回折光成分の明暗、すなわち偏光変調型ホログラムとして記録された信号光の明暗との組み合わせによって、例えば、３，２，１，０の４値のうちのいずれかになり、各画素部分につき、いずれの値であるかを検出することによって、強度変調型ホログラムとして記録されたデータと偏光変調型ホログラムとして記録されたデータとを分離して読み取ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
（光記録媒体の例）
図１は、この発明の方法に用いる光記録媒体の一例を示し、ガラス基板などの透明基板１１の一面側に偏光感応層１２を形成したものである。
【００２８】
偏光感応層１２は、光誘起複屈折性を示し、偏光情報をホログラムとして記録できる材料であれば、どのようなものでもよいが、好ましい例として、側鎖に光異性化する基を有する高分子または高分子液晶、または光異性化する分子を分散させた高分子を用いることができる。また、その光異性化する基または分子としては、例えば、アゾベンゼン骨格を含むものが好適である。
【００２９】
偏光感応層１２の好ましい材料の一つとして、図２に示す化学式で表される、側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルを用いることができる。この材料は、特願平１０−３２８３４号に詳細に記載されているように、側鎖のシアノアゾベンゼンの光異性化による光誘起異方性によって、偏光情報を有するホログラムの記録、再生、消去が可能である。
【００３０】
ホログラムを体積的（３次元）に記録するには、偏光感応層１２の厚みは、少なくとも１０μｍ程度必要であり、厚みを大きくするほど、記憶容量を大きくすることができる。なお、光記録媒体１０全体を光誘起複屈折性を示す材料からなる偏光感応層としてもよい。
【００３１】
偏光感応層１２の材料として、側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルを用いた場合につき、偏光感応層１２の膜厚と、これに記録した強度変調型ホログラムおよび偏光変調型ホログラムでの回折効率との関係を調べたところ、図３に示すような結果が得られた。強度変調型ホログラムおよび偏光変調型ホログラムは、それぞれ信号光および参照光の強度を約５Ｗ／ｃｍ２にして記録し、再生用の読み出し光の強度を０．２Ｗ／ｃｍ２としたものである。
【００３２】
これから明らかなように、強度変調型ホログラムでの回折効率と偏光変調型ホログラムでの回折効率は、偏光感応層１２の膜厚によって変化し、偏光感応層１２の膜厚によって、強度変調型ホログラムからの回折強度と偏光変調型ホログラムからの回折強度との比を調整することができる。この例の、側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルの場合、偏光感応層１２の膜厚を約１１μｍにすれば、偏光変調型ホログラムからの回折強度を強度変調型ホログラムからの回折強度の約２倍にすることができる。すなわち、強度変調型ホログラムからの回折光成分の明暗比を１：０とすれば、偏光変調型ホログラムからの回折光成分の明暗比を２：０とすることができる。
【００３３】
このように、強度変調型ホログラムからの回折光成分の明暗比が１：０、偏光変調型ホログラムからの回折光成分の明暗比が２：０となる光記録媒体に、強度変調型ホログラムと偏光変調型ホログラムを多重記録した後、同時に再生すると、得られる回折光は、強度変調型ホログラムからの回折光成分と偏光変調型ホログラムからの回折光成分とが合成されたものになるので、回折光の各画素部分の強度は、図４に示すように、強度変調型ホログラムからの回折光成分の明暗、すなわち強度変調型ホログラムとして記録された信号光の明暗と、偏光変調型ホログラムからの回折光成分の明暗、すなわち偏光変調型ホログラムとして記録された信号光の明暗との組み合わせによって、３，２，１，０の４値のうちのいずれかになり、各画素部分につき、いずれの値であるかを検出することによって、強度変調型ホログラムとして記録されたデータと偏光変調型ホログラムとして記録されたデータとを分離して読み取ることができる。
【００３４】
（光記録方法および光再生方法の例）
図５は、この発明の光記録方法および光再生方法の一例を示し、光記録媒体として、上述したように偏光変調型ホログラムからの回折強度が強度変調型ホログラムからの回折強度の約２倍になるものを用いる場合である。
【００３５】
データのコーディング方法としては、ページ全体の信号光強度が一定に保持されるように、同図（Ａ）に示すように、データ“０”を「明暗」で表し、データ“１”を「暗明」で表す差分コーディング法を用いる。
【００３６】
記録時、まず、差分コーディング法によって１ページ目の２次元データをコーディングして、Ｐ偏光の信号光として、同図（Ｂ）のパターンＡのような２値画像を得て、これを、Ｐ偏光の参照光によって、強度変調型ホログラムとして、光記録媒体に記録する。
【００３７】
次に、差分コーディング法によって２ページ目の２次元データをコーディングして、Ｐ偏光の信号光として、同図（Ｃ）のパターンＢのような２値画像を得て、これを、Ｓ偏光の参照光によって、偏光変調型ホログラムとして、光記録媒体の強度変調型ホログラムが記録されている領域に、強度変調型ホログラムに多重させて記録する。
【００３８】
再生時には、このように多重記録された強度変調型ホログラムと偏光変調型ホログラムを、Ｓ偏光の読み出し光によって同時に再生する。このとき、強度変調型ホログラムからのＳ偏光の回折光成分と偏光変調型ホログラムからのＰ偏光の回折光成分とが合成された回折光が得られるとともに、強度変調型ホログラムからの回折強度と偏光変調型ホログラムからの回折強度との比が１：２であるので、その回折光は、図５（Ｄ）にパターンＣとして示すように、強度変調型ホログラムと偏光変調型ホログラムが、ともに「明」の画素部分では、強度が３となり、強度変調型ホログラムが「暗」で、偏光変調型ホログラムが「明」の画素部分では、強度が２となり、強度変調型ホログラムが「明」で、偏光変調型ホログラムが「暗」の画素部分では、強度が１となり、強度変調型ホログラムと偏光変調型ホログラムが、ともに「暗」の画素部分では、強度が０となる。
【００３９】
したがって、２次元アレイ構成の光検出器の各画素で、回折光の各画素部分の強度を検出し、信号処理手段で、光検出器の各画素の検出信号が、それぞれ上記の３，２，１，０の４値のうちのいずれであるかを検出することによって、図５（Ｅ）（Ｆ）に示すように、強度変調型ホログラムのパターンＡと偏光変調型ホログラムのパターンＢとを、すなわち強度変調型ホログラムとして記録された２次元データと偏光変調型ホログラムとして記録された２次元データとを、分離して読み取ることができる。
【００４０】
（光記録装置および光再生装置の例）
図６は、この発明の光記録装置および光再生装置の一例を示し、光記録媒体１０として、ディスク形状で、かつ偏光変調型ホログラムからの回折強度が強度変調型ホログラムからの回折強度の約２倍になるものを用いる場合である。
【００４１】
記録再生ヘッド２０の光源２１としては、光記録媒体１０の偏光感応層に感度のあるコヒーレント光を発するものを用いる。例えば、偏光感応層として、上述した側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルを用いる場合には、これに感度のある波長５１５ｎｍのアルゴンイオンレーザを用いる。
【００４２】
光源２１からの光１の偏光は、例えば紙面に垂直なＳ偏光で、この光源２１からの光１を、空間フィルタ２２を通過させて波面の乱れを除去した後、レンズ２３によって平行光とし、さらにビームスプリッタ２４によって２光束に分割する。
【００４３】
そして、記録時には、シャッタ２５を開けて、ビームスプリッタ２４を透過したＰ偏光の光２を、信号光形成用の空間光変調器２６に入射させる。図では省略した制御回路によって、空間光変調器２６には、２次元データを差分コーディング法によってコーディングした、図５（Ｂ）（Ｃ）のパターンＡ，Ｂのような２値画像を表示する。これによって、空間光変調器２６を透過した光４は、パターンＡ，Ｂのような２値画像の、Ｐ偏光の信号光となる。このような空間光変調器２６としては、液晶パネルなどを用いることができる。
【００４４】
この空間光変調器２６からのＰ偏光の信号光４を、レンズ２７によってフーリエ変換し、その変換後のＰ偏光の信号光５を、光記録媒体１０に照射する。
【００４５】
同時に、ビームスプリッタ２４で反射したＳ偏光の光３を、偏光回転素子２８に入射させ、図では省略した制御回路からの制御信号に応じて、偏光回転素子２８を透過する光の偏光角を回転させる。このように透過光の偏光角を回転させることができる偏光回転素子２８としては、液晶バルブ、ポッケルス素子、ファラデー素子、１／２波長板などを用いることができる。
【００４６】
記録時には、この偏光回転素子２８を透過した光６として、Ｐ偏光またはＳ偏光の参照光を得る。そして、そのＰ偏光またはＳ偏光の参照光６を、ミラー２９ａで反射させ、レンズ２９ｂによって集光し、ミラー２９ｃで反射させて、光記録媒体１０の信号光５が照射される領域に照射する。
【００４７】
これによって、光記録媒体１０中に、Ｐ偏光の信号光５の２値画像が、参照光６がＰ偏光のときには強度変調型ホログラムとして、参照光６がＳ偏光のときには偏光変調型ホログラムとして、それぞれ記録される。この発明の光記録方法では、強度変調型ホログラムと偏光変調型ホログラムが順次、光記録媒体１０の同一領域に記録される。
【００４８】
この場合、モータ４０により光記録媒体１０を回転させることによって、光記録媒体１０の周方向に場所を変えて複数のホログラムを記録することができる。このとき、参照光６として球面波を用いることによって、シフト多重記録を行うことができる。さらに、記録再生ヘッド２０を光記録媒体１０の径方向に移動させることによって、光記録媒体１０中に同心円状の記録トラックを形成するようにホログラムを記録することができる。
【００４９】
再生時には、シャッタ２５を閉じて信号光５を遮断し、偏光回転素子２８を透過した光６として、Ｓ偏光の読み出し光を得て、これを光記録媒体１０の強度変調型ホログラムと偏光変調型ホログラムが多重記録されている領域に照射する。照射された読み出し光６は、強度変調型ホログラムおよび偏光変調型ホログラムによって回折されて、信号光５の光路上に、強度変調型ホログラムからのＳ偏光の回折光成分と偏光変調型ホログラムからのＰ偏光の回折光成分とが合成された回折光７が得られる。
【００５０】
この回折光７を、レンズ５１で平行光として、光検出器５３上に結像させ、光検出器５３の各画素で、回折光７の各画素部分の強度を検出する。さらに、再生信号処理回路７０で、光検出器５３の各画素の検出信号が、それぞれ上記の３，２，１，０の４値のうちのいずれであるかを検出することによって、強度変調型ホログラムとして記録された２次元データと偏光変調型ホログラムとして記録された２次元データとを分離して読み取る。
【００５１】
モータ４０により光記録媒体１０を回転させることによって、光記録媒体１０の周方向に場所を変えて記録されている複数のホログラムを読み出すことができる。また、記録再生ヘッド２０を光記録媒体１０の径方向に移動させることによって、光記録媒体１０中に同心円状に形成されている記録トラックからホログラムを読み出すことができる。
【００５２】
回折光７は、強度変調型ホログラムからのＳ偏光の回折光成分と偏光変調型ホログラムからのＰ偏光の回折光成分とが合成されたものであるので、その回折光７を、レンズ５１によって平行光にした後、偏光ビームスプリッタに入射させて、偏光ビームスプリッタで反射したＳ偏光の回折光成分と、偏光ビームスプリッタを透過したＰ偏光の回折光成分とに分離し、Ｓ偏光の回折光成分を第１の光検出器で検出し、Ｐ偏光の回折光成分を第２の光検出器で検出するようにすれば、強度変調型ホログラムからの回折強度と偏光変調型ホログラムからの回折強度との比が１：２というような所定の比でなくても、強度変調型ホログラムとして記録されたデータと偏光変調型ホログラムとして記録されたデータとを分離して読み取ることができる。
【００５３】
しかし、その場合には、２次元アレイ構成の光検出器を２個必要とし、光再生装置のコストアップを来たす。これに対して、この発明の方法によれば、１個の光検出器でよく、光再生装置の低コスト化を図ることができる。
【００５４】
図６の例は、一つの装置で記録と再生を行えるようにした場合であるが、記録専用または再生専用の装置とすることもできる。記録専用の装置では、レンズ５１、光検出器５３および再生信号処理回路７０は不要であり、これらを除外することによって、記録ヘッドの小型軽量化および記録装置の低コスト化を実現することができる。再生専用の装置では、シャッタ２５、空間光変調器２６およびレンズ２７、さらに構成によってはビームスプリッタ２４および偏光回転素子２８は不要であり、これらを除外することによって、再生ヘッドの小型軽量化および再生装置の低コスト化を実現することができる。
【００５５】
【発明の効果】
上述したように、この発明によれば、それぞれ２値画像化された２ページ分のデータを、光記録媒体の同一領域に多重記録して、同時に再生し、互いに分離して読み取ることができ、高速の再生を実現することができる。また、１個の光検出器でよいので、光再生装置の低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方法に用いる光記録媒体の一例を示す図である。
【図２】光記録媒体の偏光感応層の材料の一例の化学式を示す図である。
【図３】図２の材料を用いた偏光感応層の膜厚と２種のホログラムでの回折効率との関係を示す図である。
【図４】２種のホログラムの明暗と回折光強度との関係を示す図である。
【図５】この発明の光記録方法および光再生方法の一例を示す図である。
【図６】この発明の光記録装置および光再生装置の一例を示す図である。
【図７】シフト多重記録方式を説明するための図である。
【符号の説明】
４，５…信号光
６…参照光、読み出し光
７…回折光
１０…光記録媒体
１２…偏光感応層
２０…記録再生ヘッド
２１…光源
２４…ビームスプリッタ
２５…シャッタ
２６…空間光変調器
２８…偏光回転素子
４０…モータ
５３…光検出器
６０…ヘッド移動機構
７０…再生信号処理回路
【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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