(57)【要約】【課題】液晶シャッタの駆動電圧のＯＮ/ＯＦＦ電圧が均等でない場合、長時間平均すると直流電圧が印加された状態となり、液晶シャッタは理想的な動作ができなくなる。【解決手段】光ビームを分離して生成された信号光と参照光を照射し干渉縞パターンを形成してホログラム媒体に書き込むことで情報を記録するホログラム記録方法であって、光ビームの透過と遮断を切替える遮断部を構成する液晶シャッタを有しており、液晶シャッタは、参照光のホログラム媒体への入射角度を変化させながらホログラム媒体の同一の領域に複数のページを記録する際に、第１の参照光角度で第１のページをホログラム媒体に記録する際はＯＮ状態で、第１の参照光角度から第２の参照光角度に参照光角度を変化させる際はＯＦＦ状態で駆動され、液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦを駆動する駆動電圧のＤＵＴＹに応じて駆動電圧の電圧を変える。【選択図】図１０
2016201157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを分離して生成された信号光と参照光を照射し干渉縞パターンを形成してホログラム媒体に書き込むことで情報を記録するホログラム記録方法であって、
前記光ビームの透過と遮断を切替える遮断部を構成する液晶シャッタを有しており、
前記液晶シャッタは、前記参照光の前記ホログラム媒体への入射角度を変化させながら前記ホログラム媒体の同一の領域に複数のページを記録する際に、第１の参照光角度で第１のページを前記ホログラム媒体に記録する際はＯＮ状態で、前記第１の参照光角度から第２の参照光角度に参照光角度を変化させる際はＯＦＦ状態で駆動され、
前記液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦを駆動する駆動電圧のＤＵＴＹに応じて前記駆動電圧の電圧を変えることを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項２】
請求項１に記載のホログラム記録方法であって、
前記液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦを駆動する駆動電圧のＤＵＴＹが変化する場合、直前のＤＵＴＹに応じて前記駆動電圧の電圧を変えることを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項３】
請求項１に記載のホログラム記録方法であって、
前記液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦを駆動する駆動電圧の電圧を、所定時期で変えることを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載のホログラム記録方法であって、
前記液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦを駆動する駆動電圧の電圧に、キック電圧を印加することを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項５】
請求項１に記載のホログラム記録方法であって、
前記液晶シャッタのＯＮ状態はＰ偏光出力であり、前記液晶シャッタのＯＦＦ状態はＳ偏光出力であることを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項６】
信号光と参照光を照射し、干渉縞パターンを形成してホログラム媒体に書き込むことで情報を記録するホログラム記録装置であって、
光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射した光ビームの透過と遮断を切替可能な遮光部と、
前記遮光部の出力を信号光と参照光に分岐する分岐部と、
前記信号光に２次元データを付加するための空間光変調器と、
ホログラム媒体に照射する前記参照光の入射角度を変えるためのガルバノミラーと、を備え、
前記遮光部は、メカシャッタと液晶シャッタを有しており、
前記液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦを駆動する駆動電圧の電圧を該駆動電圧のＤＵＴＹに応じて変えることを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項７】
請求項６に記載のホログラム記録装置であって、
前記液晶シャッタは、前記参照光の前記ホログラム媒体への入射角度を変化させながら前記ホログラム媒体の同一の領域に複数のページを記録する際に、第１の参照光角度で第１のページを前記ホログラム媒体に記録する際はＯＮ状態で、前記第１の参照光角度から第２の参照光角度に参照光角度を変化させる際はＯＦＦ状態で駆動される
ことを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項８】
請求項６に記載のホログラム記録装置であって、
前記液晶シャッタの液晶面を所定角度回転させて配置した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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィを用いてホログラム媒体へ情報を記録するホログラム記録装置、及び、それに用いるホログラム記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラム記録技術は、空間光変調器により２次元的に変調されたページの情報を有する信号光を、記録媒体の内部で参照光と重ね合わせ、その時に生じる干渉縞パターンによって記録媒体内に屈折率変調を生じさせることで情報を記録媒体に記録する技術である。情報の再生時には、記録時に用いた参照光を記録媒体に照射すると、記録媒体中に記録されているホログラムが回折格子のように作用して回折光を生じる。この回折光が記録した信号光と位相情報を含めて同一の光として再生される。再生された信号光は、撮像素子を用いて２次元的に高速に検出される。このようにホログラム記録技術は、１つのホログラムによって２次元的な情報を光記録媒体に記録、再生することを可能とする。
【０００３】
例えば、角度多重方式のホログラム記録では、光情報記録媒体上の同一位置に参照光の入射角度を変えてホログラムの角度多重記録を行う。そして、所定多重数になった場合には、光情報記録媒体の記録位置を移動し、別の位置で角度多重記録を行なう。再生時には、参照光を記録時と同じ入射角度で光情報記録媒体の記録位置に入射し、ホログラムから回折した再生光を撮像素子で検出することで光情報記録媒体に記録された情報を再生する。
【０００４】
なお、光記録媒体に照射する参照光と信号光の照射時間はレーザー光源から出射した光ビームをシャッタで開閉時間をコントロールすることで調整する。
【０００５】
本技術分野の背景技術として、ＷＯ２０１４/０９１５７１号公報（特許文献１）がある。特許文献１には、「ホログラムを利用した光記録再生装置において、液晶素子は、レーザーからの光ビームを受けていると液晶が劣化してしまう、等の課題がある。また、機械的なメカニカルシャッタを用いた場合では、メカニカルシャッタ自身がイナーシャ（慣性）を持つため高速動作には適さない、という課題があった。ホログラフィを用いて、情報を記録媒体に記録および／または記録媒体から情報を再生する光情報記録再生装置であって、レーザー光を照射するレーザー光源と、前記レーザー光源から発せられたレーザー光の透過と遮断を切替可能な、第１の遮光部と、前記第１の遮光部の透過または遮断の切替を駆動する駆動回路と、前記第１の遮光部を移動させる第１の移動部と、を備えた構成とする。」と記載されている。
【０００６】
また、特開２０１１−２５３０３３号公報（特許文献２）がある。特許文献２には、駆動電源の基準電圧値の変動に応じて駆動パルス信号を調整することで、ドライバ回路の製造ばらつきや経時変化を吸収し、安定した液晶駆動を実現する液晶駆動装置を提供することを目的として、駆動パルス信号は、駆動パルス信号のパルス幅と基準電圧の積が略一定となるようにパルス幅が調整されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２０１４/０９１５７１号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５３０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
液晶の駆動電圧のＯＮ電圧、ＯＦＦ電圧が均等でない場合、長時間平均すると直流電圧が印加された状態となり、不純物イオンが電極側に集まり電圧を発生する。この不純物イオンによる電圧は外部から印加した電圧を打ち消してしまうので、液晶分子に印加する駆動電圧が結果として低下してしまう。低下すると液晶分子を理想的な角度に回転させる事が出来ず、液晶は理想的に動作ができなくなる。これは一般的には焼き付きと呼ばれている。
【０００９】
特許文献１、２も液晶の不純物イオンの影響による異常動作への対応について記載がなく、それらについて考慮されていない。
【００１０】
本発明の目的は、液晶を用いた液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦ性能を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、光ビームを分離して生成された信号光と参照光を照射し干渉縞パターンを形成してホログラム媒体に書き込むことで情報を記録するホログラム記録方法であって、光ビームの透過と遮断を切替える遮断部を構成する液晶シャッタを有しており、液晶シャッタは、参照光のホログラム媒体への入射角度を変化させながらホログラム媒体の同一の領域に複数のページを記録する際に、第１の参照光角度で第１のページをホログラム媒体に記録する際はＯＮ状態で、第１の参照光角度から第２の参照光角度に参照光角度を変化させる際はＯＦＦ状態で駆動され、液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦを駆動する駆動電圧のＤＵＴＹに応じて駆動電圧の電圧を変える構成とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦ性能を向上できるホログラム記録装置、及びそれに用いるホログラム記録方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１におけるホログラム記録再生装置の光学系の基本構成を示した図である。
【図２】実施例１における記録時の信号光、参照光の流れを示した模式図である。
【図３】実施例１における記録時ではあるが、ホログラム媒体に信号光や参照光を照射したくない場合の光ビームの流れを示した模式図である。
【図４】実施例１における再生時の信号光、参照光の流れを示した模式図である。
【図５】実施例１における駆動電圧を均等印加した場合の液晶シャッタを横から見た模式図である。
【図６】実施例１における駆動電圧の平均直流電圧がプラスの場合の液晶シャッタを横から見た模式図である。
【図７】実施例１における駆動電圧の平均直流電圧がマイナスの場合の液晶シャッタを横から見た模式図である。
【図８】実施例１における駆動電圧を均等印加した場合の液晶シャッタを正面から見た模式図である。
【図９】実施例１における駆動電圧の平均直流電圧が印加された状態の液晶シャッタを正面から見た模式図である。
【図１０】実施例１における液晶シャッタの駆動電圧とホログラム媒体に当たる光ビームの関係を示した図である。
【図１１】実施例１における液晶シャッタが連続で動作中に駆動電圧のＤＵＴＹが変化する場合の液晶シャッタの駆動電圧とホログラム媒体に当たる光ビームの関係を示した図である。
【図１２】実施例１における液晶シャッタの駆動電圧のＯＮ／ＯＦＦ周期が極端に長い場合での液晶シャッタの駆動電圧とホログラム媒体に当たる光ビームの関係を示した図である。
【図１３】実施例１における液シャッタの駆動電圧のＤＵＴＹによらず連続駆動中の所定時期に駆動電圧を変える例を説明する図である。
【図１４】実施例１における具体的な記録動作における液晶シャッタの駆動電圧とホログラム媒体に当たる光ビームの関係を示した図である。
【図１５】実施例１におけるキック電圧を液晶シャッタの駆動電圧に印加してＯＮ／ＯＦＦを素早く行う方法を説明した図である。
【図１６】実施例２における一般的に作られた液晶シャッタを正面から見た模式図である。
【図１７】実施例２における液晶シャッタの液晶面を回転させて取り付けることで、長時間ＯＮ／ＯＦＦ性能を保つ例について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本実施例におけるホログラム記録再生装置１１の光学系の基本構成を示したものである。図１において、まず、記録動作について説明する。光源３０１を出射した光ビームは、コリメートレンズ３０２を透過しシャッタ３０３に入射する。シャッタ３０３が開いている時は、光ビームはシャッタ３０３を通過した後、例えば２分の１波長板などで構成される偏光可変素子３０４に入射する。偏光可変素子３０４は記録または再生に応じて所定の偏光に変換する素子である。本実施例の偏光可変素子３０４は、出射光を記録時にはＰ偏光成分とＳ偏光成分を含む偏光に変換し、再生時にはＳ偏光に変換する。
【００１６】
偏光可変素子３０４を出射した光ビームはＰＢＳ（Polarization Beam Splitter）プリズム３０５に入射し、Ｐ偏光成分は透過、Ｓ偏光成分は反射する。
【００１７】
ＰＢＳプリズム３０５は、光源から出射した光ビームを信号光と参照光に分岐する分岐部として働き、ＰＢＳプリズム３０５を透過した光ビームは、信号光３０６として、ビームエキスパンダ３０８によって光ビーム径が拡大された後、位相マスク３０９、リレーレンズ３１０、ＰＢＳプリズム３１１を透過して空間光変調器３１２に入射する。空間光変調器３１２によって情報が付加された信号光は、ＰＢＳプリズム３１１を反射し、リレーレンズ３１３ならびに空間フィルタ３１４を伝播する。その後、信号光は対物レンズ３１５によってホログラム媒体１に集光する。
【００１８】
一方、ＰＢＳプリズム３０５を反射した光ビームは参照光３０７として働き、偏光方向変換素子３１６によって記録時または再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー３１７ならびにミラー３１８を経由し、ガルバノミラー３１９に入射する。ガルバノミラー３１９はアクチュエータ３２０によって角度を調整可能なため、レンズ３２１とレンズ３２２を通過した後にホログラム媒体１に入射する参照光の入射角度を、所望の角度に設定することができる。
【００１９】
このように信号光と参照光とを、ホログラム媒体１において互いに重ね合うように入射させることで、ホログラム媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンをホログラム媒体に書き込むことで情報を記録する。
【００２０】
そして、ホログラム媒体１内に情報が記録された後、シャッタ３０３が閉じ、次にホログラム媒体１内に記録される情報が空間光変調器３１２によって表示される。同時に、ガルバノミラー３１９が微小量回転し、ホログラム媒体１への参照光の入射角度が変更される。その後、シャッタ３０３が開くと、ホログラム媒体１内の略同じ位置に、次の２次元データが記録される。これを繰り返して角度多重記録が行なわれる。そして、所定多重数になった場合には、ホログラム媒体１の位置を移動し、さらに記録を行なう。ここで、略同じ位置に角度多重で記録されたそれぞれの情報をページと呼び、角度多重で記録された領域をブックと呼ぶ。
【００２１】
なお、図には示していないが、ホログラム記録再生装置１１は、光学系から出射する参照光と信号光をホログラム媒体の所定の位置に位置付けるためのシーク動作を行うアクセス制御回路と、光学系の動作を制御するサーボ制御回路を備えている。
【００２２】
次に、液晶シャッタを用いた記録の概要について説明する。前記した、ページ記録間の参照光の入射角度変更期間や、ブック間での記録位置移動期間などは、光ビームの照射によるホログラム媒体１上の干渉縞形成を防止する必要があるために、その期間は、光ビームを遮断する必要がある。ここで光ビームを遮断するためのシャッタとして、メカシャッタは開閉時に振動が発生する可能性があり、また、駆動速度も限界があるので、特に、高速で頻繁に開閉させる必要があるページ間の開閉には適さない。よって、ページ間の開閉は、振動が発生せず、しかも高速駆動が可能な液晶シャッタが用いられる。液晶シャッタは駆動電圧に応じてＰ偏光又はＳ偏光又はＰ偏光Ｓ偏光が混じった光を出力する光学素子である。なお、スタンバイ状態等の、高速駆動による開閉を必要とせず、かつ、光ビームを遮断する必要がある場合は、メカシャッタで遮断することで、低消費電力化や、液晶シャッタの長寿命化をはかることができる。よって、メカシャッタと液晶シャッタとを組合せたシャッタが有効である。
【００２３】
図２は、記録時の信号光、参照光の流れを示した模式図である。すなわち、図２は、ページ記録時のホログラム媒体１上にホログラム記録を行う場合の光ビームの流れを示している。図２において、３５０は、上記したシャッタ３０３と偏光可変素子３０４の部分の詳細構成を示しており、２分の１波長板４０１、メカシャッタ４０２、メカシャッタ駆動回路４０３、液晶シャッタ４０４、液晶シャッタ駆動回路４０５、ＰＢＳプリズム４０６、２分の１波長板４０７を有している。まず光源３０１を出射した光ビームは、Ｓ偏光であり、２分の１波長板４０１を通過した光ビームは、メカシャッタ４０２が開状態になっており、液晶シャッタ４０４に入射する。図２の記録時の場合は、液晶シャッタ４０４によりＰ偏光に変換されることで、後段のＰＢＳプリズム４０６を通過する。図中、ハッチングした矢印がＰ偏光の光ビーム、白抜きの矢印がＳ偏光の光ビームを表している。ＰＢＳプリズム４０６の出力は２分の１波長板４０７でＰ偏光とＳ偏光の合成の光に変換され、ＰＢＳプリズム３０５により、前記したように、信号光と参照光に分岐され、ホログラム媒体１上に照射され、ホログラム５０１を形成する。なお、３５０は、種々の構成が考えられるが、例えば、２分の１波長板４０１とメカシャッタ４０２の配置を入れ替えても良い。
【００２４】
図３は、記録時ではあるが、ホログラム媒体１に信号光や参照光を照射したくない場合の光ビームの流れを示した模式図である。すなわち、上記したように、ページ記録間の参照光の入射角度変更期間や、ブック間での記録位置移動期間などの、光ビームを遮断する期間の光ビームの流れを示している。図３において、図２と異なる点は、液晶シャッタ４０４により光ビームがＳ偏光に変換されることである。これにより、後段のＰＢＳプリズム４０６でＳ偏光は反射され、次段の２分の１波長板４０７やＰＢＳプリズム３０５への光ビームが遮断されることになる。これにより、ホログラム媒体１への光ビームの照射を遮断することができる。この際、液晶シャッタ４０４により光ビームをＳ偏光に高速で変換することで、ページ記録間での光ビームの遮断を行うことが可能となる。
【００２５】
次に再生時について説明する。図１において、光源３０１を出射した光ビームはコリメートレンズ３０２を透過し、所望のビーム径に変換された後、シャッタ３０３を経て、偏光可変素子３０４に入射する。そして、光ビームは偏光可変素子３０４によってＳ偏光に変換され、ＰＢＳプリズム３０５を反射する。ＰＢＳプリズム３０５を反射した参照光は、ミラー３１７、３１８、ガルバノミラー３１９、レンズ３２１、３２２、ホログラム媒体１を経てガルバノミラー３２４に入射する。ガルバノミラー３２４は、入射した参照光がガルバノミラー３２４に対して略垂直となるよう制御されており、入射した参照光は略反対方向に反射され、再度ホログラム媒体１に入射する。ここで、参照光がホログラム媒体１内の所定ブックに入射するとホログラム媒体１内のホログラムから回折光である再生光が発生する。
【００２６】
再生光は、対物レンズ３１５、リレーレンズ３１３、リレーレンズ内の空間フィルタ３１４、ＰＢＳプリズム３１１を経て、光検出器３２５に入射する。そして光検出器３２５に入射した再生光に基づいて、２次元データが再生される。次にガルバノミラー３１９、３２４が微小量回転して、ホログラム媒体１への参照光の入射角度が変更される。これにより、同じブック内の異なるページの２次元データが光検出器３２５によって再生される。そして、所定のページ数を再生し終わった場合には、ホログラム媒体１の位置を移動し、次のブックの再生を行う。
【００２７】
図４は、再生時の信号光、参照光の流れを示した模式図である。すなわち、図４において、まず光源３０１を出射した光ビームは、Ｓ偏光であり、２分の１波長板４０１でＰ偏光を変換される。メカシャッタ４０２および液晶シャッタ４０４は開状態になっており、２分の１波長板４０１の出力は直接後段のＰＢＳプリズム４０６に入射する。すなわち、液晶シャッタに光が当たらないように液晶シャッタ駆動回路４０５で光ビームの光路から移動させることで、液晶シャッタの寿命を延ばすように構成している。ＰＢＳプリズム４０６の入力はＰ偏光であるので、光ビームはＰＢＳプリズム４０６を通過し、２分の１波長板４０７でＳ偏光に変換され、ＰＢＳプリズム３０５により参照光として分岐され、ホログラム媒体１上に参照光が照射され、ホログラム５０１からの再生光を再生する。
【００２８】
以上のように、液晶シャッタの駆動電圧を制御することで、光ビームをＰ偏光又はＳ偏光に変換し、光ビームの通過/遮断（ＯＮ/ＯＦＦ）を高速に行うことが可能となる。
【００２９】
ここで、液晶シャッタの特性について説明する。図５は、液晶シャッタを横から見た模式図であり、ガラス５０１、透明電極５０２で封止された空間に液晶分子５０３が封入された状態を示している。図５は、液晶シャッタの駆動電圧のＯＮ電圧、ＯＦＦ電圧を、例えばＤＵＴＹ５０％で均等に印加した場合の、液晶分子５０３と、不純物−イオン５０４、不純物＋イオン５０５の状態を示しており、それらがランダムに混在している状態を示している。図６は、駆動電圧のＤＵＴＹが５０％でない場合、長時間平均すると直流電圧が印加された状態となり、例えば、平均直流電圧がプラスの場合は、上端の透明電極５０２側に不純物−イオン５０４が集まり、下端の透明電極５０２側に不純物＋イオン５０５が集まり、電圧を発生する。この状態で、上端の透明電極５０２に＋電位、下の透明電極５０２に−電位を印加した場合、不純物イオンによる電圧は外部から印加した電圧を打ち消してしまうので、液晶分子に印加する電圧が結果として低下してしまう。図７は、駆動電圧のＤＵＴＹが５０％でなく、平均がマイナスの直流電圧が印加された状態の場合、上端の透明電極５０２側に不純物＋イオン５０５が集まり、下端の透明電極５０２側に不純物−イオン５０４が集まった場合を示しており、この状態で、上端の透明電極５０２に−電位、下の透明電極５０２に＋電位を印加した状態は、同様に、不純物イオンによる電圧が、駆動電圧を実質下げてしまう。
【００３０】
図８は、液晶シャッタを正面から見た模式図であり、駆動電圧による液晶分子５０３の回転の様子を説明する図である。図８は、駆動電圧のＯＮ電圧、ＯＦＦ電圧をＤＵＴＹ５０％で均等に印加した場合で、長い時間平均すると直流電圧が印加されていない状態を示しており、駆動電圧を印加する極性に応じて液晶分子が５０６や５０７のように回転する角度が変わる。図８では、上述した図５に対応した場合であり、長時間平均すると直流電圧が印加されていないので不純物イオンによる電圧が発生せず、従って外部から印加した駆動電圧どおりに液晶分子は回転する。
【００３１】
これに対して、図９に示すように、長時間平均すると直流電圧がゼロではなく直流電圧が印加された状態の時は、不純物イオンによる電圧が、駆動電圧を実質下げてしまう方向の回転方向５０８では、正常時の図８の５０６に比べて、同じ電圧を外部から印加した時の液晶分子の回転角度が小さくなる。なお、長時間平均の直流電圧の極性が逆の場合は、駆動電圧を印加された時の液晶分子の回転角度は逆方向の回転方向５０９が小さくなる。したがって、長時間平均すると直流電圧が印加された状態の場合、液晶シャッタは、ＯＮ（Ｐ偏光出力）、ＯＦＦ（Ｓ偏光出力）を１００％実施できなくなり、理想的なＰ偏光、Ｓ偏光出力ができなくなる。よって、液晶シャッタの性能悪化につながる。
【００３２】
本実施例では、この問題を解決する為に、不純物イオンによる電圧を打ち消す駆動電圧を印加するようにする。以下、図１０を用いて説明する。
【００３３】
図１０は、液晶シャッタの駆動電圧とホログラム媒体に当たる光ビームの関係を示した図である。図１０（Ａ）は、駆動電圧をＤＵＴＹ５０％で均等に印加した場合を示しており、ＯＮ電圧＋Ｖ０、ＯＦＦ電圧−Ｖ０を印加している状態で長時間平均すると０ボルトとなり、直流電圧が印加されていない状態となる。よって、この場合は、液晶シャッタのＯＮ（露光）、ＯＦＦ（遮断）を１００％実施できる。これに対し、図１０（Ｂ）は、駆動電圧をＤＵＴＹ比３０：７０で印加した場合を示している。この場合は、ＯＦＦとなる期間が長いので、ＯＮ電圧、ＯＦＦ電圧が＋Ｖ０、−Ｖ０であると平均がマイナスの直流電圧が印加された状態となってしまうので、ＯＦＦとなる期間に多めの電圧を印加して、不純物イオンによる電圧を打ち消して液晶分子に意図する電圧を印加させる。一方でＯＮ期間では不純物イオンが発生する電圧に助けられるので少な目の電圧を印加すれば良い。すなわち、ＯＮ電圧：＋Ｖ１、ＯＦＦ電圧：−Ｖ２として、Ｖ１＜Ｖ０、Ｖ２＞Ｖ０とする。これにより、液晶シャッタは、ホログラム媒体に当たる光ビームのＯＮ（Ｐ偏光出力）、ＯＦＦ（Ｓ偏光出力）を１００％実施できる。
【００３４】
図１１は、液晶シャッタが連続で動作中に、その駆動電圧のＤＵＴＹが変化する場合の液晶シャッタの駆動電圧とホログラム媒体に当たる光ビームの関係を示した図である。図１１（Ａ）は、駆動電圧をＤＵＴＹ５０％で均等に印加した場合であり、図１０（Ａ）と同じである。図１１（Ｂ）は、液晶シャッタをＤＵＴＹ５０％で駆動する前に長いＯＦＦ期間である区間Ａが存在する場合を示している。図１１（Ｂ）において、長時間のＯＦＦにより端子に貯まった不純物イオンの電圧を打ち消す駆動電圧を長時間のＯＦＦ期間中は印加しなければならない。すなわち、ＯＦＦ電圧：−Ｖ３として、Ｖ３＞Ｖ０とする。長時間ＯＦＦ直後のＯＮ時は、長時間のＯＦＦで端子に貯まった不純物イオンがＯＮ時の駆動電圧を助けるので、ＯＮする側の駆動電圧は小さくてすむ。例えば、ＯＮ電圧：＋Ｖ４、Ｖ４＜Ｖ０とする。その後のＯＦＦ時の駆動電圧は、長時間ＯＦＦ時の駆動電圧よりも小さい電圧がベストの電圧となる。その理由は、このＯＦＦ直前のＯＮ期間中に端子に貯まった不純物イオンが多少解消されるからである。その後ＯＮ／ＯＦＦを繰り返すうちに不純物イオンは両端子から離れ、通常のＤＵＴＹ５０％で印加すべきＯＮ／ＯＦＦ電圧と同じ駆動電圧Ｖ０が最適の電圧となる。
【００３５】
図１２は、駆動電圧のＤＵＴＹが５０％であっても、ＯＮ／ＯＦＦ周期が極端に長い場合での液晶シャッタの駆動電圧とホログラム媒体に当たる光ビームの関係を示した図である。図１２（Ａ）は、駆動電圧をＤＵＴＹ５０％で均等に印加した場合であり、図１０（Ａ）と同じである。図１２（Ｂ）は、駆動電圧のＯＮ／ＯＦＦ周期が長い場合を示している。この場合も不純物イオンによる電圧が発生するため、不純物イオンの電圧を打ち消す駆動電圧を印加することで、液晶シャッタの光ビームのＯＮ/ＯＦＦ性能を確保することができる。
【００３６】
次に、駆動電圧のＤＵＴＹによらず連続駆動中の所定時期で駆動電圧を変える事でＯＮ／ＯＦＦ性能を長時間最良に保つ例を説明する。図１３は、所定タイミングで液晶シャッタの駆動電圧を変える場合の液晶シャッタの駆動電圧とホログラム媒体に当たる光ビームの関係を示した図である。図１３において、図１３（Ａ）は、１ブック目の１ページ目から、ホログラム媒体に記録を行う場合を示しており、液晶シャッタの駆動電圧をＤＵＴＹ比３０：７０で印加し、媒体に当たる光ビームを露光することでページ記録を行い、１ページ記録後に光ビームを遮光し参照光の入射角度を変更し、その後、次のページ記録を行うために光ビームを露光する。これを繰り返してブック内の所定ページを記録する。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の処理を繰り返し１０ブック目の１ページ目からの記録状態を示しており、前記したように、液晶シャッタに印加された駆動電圧のアンバランスにより直流電圧が印加された状態となり不純物イオンが電極に集まり電圧を発生する。この不純物イオンによる電圧は外部から印加した電圧を打ち消してしまうので、液晶分子に印加する電圧が結果として低下してしまう。低下すると液晶分子を理想的な角度に回転させる事が出来ず、液晶シャッタはＰ偏光出力、Ｓ偏光出力を理想的に出力する事ができなくなる。これは一般的には焼き付きと呼ばれている。すなわち、図１３（Ｂ）に示すように、主に遮光（Ｓ偏光）が十分行えなくなる。焼き付きの一般的な解消方法は、所定周期でＤＵＴＹ５０％上下対称の駆動電圧で液晶シャッタを駆動しリフレッシュを行う方法であるが、リフレッシュする際、ホログラム媒体に光ビームを当てないためメカシャッタを閉じる必要がある。
【００３７】
本実施例では、リフレッシュする時期であってもリフレッシュをする事なく、液晶シャッタのＰ偏光出力、Ｓ偏光出力を理想的にするものである。具体的には、リフレッシュ時期が来たら、図１３（Ｃ）に示すように、主に遮光（Ｓ偏光）の駆動電圧を大きくする。具体的には、当初の駆動電圧−Ｖ０に対して、−Ｖ１１、Ｖ１１＞Ｖ０とする。また、次の１０ブックごとに、図１３（Ｄ）に示すように、遮光（Ｓ偏光）の駆動電圧を−Ｖ２１、Ｖ２１＞Ｖ０と大きくしてもよい。これにより光応答を改善する事ができる。結果として長時間ＯＮ／ＯＦＦ性能を最良に保つ事が出来る。
【００３８】
また、リフレッシュと併用し、通常リフレッシュする時期の２回に１回、本実施例を実施すれば、メカシャッタの開閉回数が半分となりメカシャッタの寿命を２倍に延ばす事ができる。
【００３９】
次に、図１４を用いて具体的な記録動作を説明する。図１４は、ブック１、２、３の３ブックを記録する場合で、各ブックは６ページで構成される場合を示している。各ブックは物理的に異なる位置に配置されている。また、各ブック内のページは同一の場所にガルバノミラーによって光ビームの角度を変えて記録される。
【００４０】
図１４（Ａ）は、ブック１の記録シーケンスを示している。図１４（Ａ）において、タイミングａでメカシャッタを閉じる。そして、タイミングａとほぼ同じタイミングで、ブック１の位置に対物レンズが来るようにホログラム媒体を移動させる。そして、ページ１に合った参照光角度となるようにガルバノミラーを傾ける。次に、タイミングａ２で光源を点灯させる。この際、メカシャッタが閉じているのでホログラム媒体に光は当たらない。次に、タイミングｂで液晶シャッタに駆動電圧をかけて液晶シャッタ出力をＳ偏光（遮光）にする。この時、液晶シャッタへの駆動電圧は長時間Ｓ偏光（遮光、ＯＦＦ）に適した駆動電圧を選択する。例えば、＋Ｖ０、−Ｖ０とする。次に、液晶シャッタで光路が閉じられたのでタイミングｃでメカシャッタを開く。そして、メカシャッタの振動が納まった後、タイミングｄで１ページ目を記録する。この時の液晶シャッタ駆動信号は、この記録のＤＵＴＹに適した駆動電圧を選択する。例えば、＋Ｖ０、−Ｖ１（Ｖ１＜Ｖ０）とする。その後、１ぺージ目の記録（露光）が終了し遮光となったタイミングでガルバノミラーの角度を２ページ目に最適な角度に変更する。露光時間と遮光時間が必ずしも一致しないのは、ガルバノミラー角度静定時間とそのページの記録露光時間が必ずしも一致しない為である。このようにして、１ページ目と同様に４ページ目まで記録する。
【００４１】
タイミングｅで５ページ目の記録を開始する。ここで、５ページ目、６ページ目の露光時間は１ページ目から４ページ目とは異なった例を示している。例えば、参照光の角度によってホログラムを形成するのに必要なトータルの光照射パワーが異なる可能性があり、その  トータルパワーを露光時間で制御する場合等に対応するものである。よって、ガルバノミラーの角度静定時間は１ページ目から４ページ目と概ね同じとすると、５ページ目、６ページ目の駆動電圧のＤＵＴＹは１ページ目から４ページ目とは異なり、５ページ目、６ページ目の駆動電圧は、そのＤＵＴＹに合った駆動電圧を選択し記録を行う。例えば、＋Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ０）、−Ｖ３（Ｖ３＜Ｖ１）とする。なお、タイミングｄ、タイミングｅで駆動電圧を切り替えるとしたが、直前の駆動電圧との中間の駆動電圧から徐々に駆動電圧を変化させると、よりよい露光／遮光性能が得られる。
【００４２】
図１４（Ｂ）は、ブック２の記録シーケンスを示している。図１４（Ｂ）において、タイミングｆで液晶シャッタが長時間遮光となる駆動電圧、例えば、−Ｖ４を印加し、遮光している間にホログラム媒体を移動させて２ブック目の位置に対物レンズが来るようにする。その後、ブック１と同様に、１ページ目から６ページ目までを記録する。
【００４３】
図１４（Ｃ）は、ブック３の記録シーケンスを示している。図１４（Ｃ）において、ブック３の記録は、ブック２と同様に記録する。そして、タイミングｇでメカシャッタを閉じて３ブックの記録を終了する。
【００４４】
図１４（Ｄ）は、リフレッシュの記録シーケンスを示している。図１４（Ｄ）において、メカシャッタが閉じている時間を利用して、ＤＵＴＹ５０％、ＯＮとＯＦＦで同じ駆動電圧を印加してリフレッシュを行う。１ブックから３ブックを記録するにつれて徐々に液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦ性能は悪化しているため、リフレッシュする事により液晶シャッタの端子に吸い寄せられた不純物イオンが均一に分散して元の性能を取り戻すことができる。
【００４５】
図１５は、キック電圧と呼ばれる電圧を液晶シャッタの駆動電圧に印加してＯＮ／ＯＦＦを素早く行う方法を説明した図である。図１５において６００がキック電圧であり、通常の駆動電圧Ｘ、Ｙに対して、ＡおよびＢ電圧としている。図１５（Ｂ）、（Ｃ）にキック電圧有無による光応答の違いを示す。図１５（Ｂ）はキック電圧がある場合のホログラム媒体に当たる光ビームを示しており、図１５（Ｃ）はキック電圧がない場合のホログラム媒体に当たる光ビームを示している。図１５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、キック電圧は通常の電圧よりも高い電圧であり、液晶分子を素早く回転させる事により、急峻に光ビームを立上がらせることができる。なお、キック電圧も上記した駆動電圧と同様に変化させることで、最適な光応答を得る事が出来る。
【００４６】
以上のように、本実施例は、光ビームを分離して生成された信号光と参照光を照射し干渉縞パターンを形成してホログラム媒体に書き込むことで情報を記録するホログラム記録方法であって、光ビームの透過と遮断を切替える遮断部を構成する液晶シャッタを有しており、液晶シャッタは、参照光のホログラム媒体への入射角度を変化させながらホログラム媒体の同一の領域に複数のページを記録する際に、第１の参照光角度で第１のページをホログラム媒体に記録する際はＯＮ状態で、第１の参照光角度から第２の参照光角度に参照光角度を変化させる際はＯＦＦ状態で駆動され、液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦを駆動する駆動電圧のＤＵＴＹに応じて駆動電圧の電圧を変える構成とする。
【００４７】
また、液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦを駆動する駆動電圧のＤＵＴＹが変化する場合、直前のＤＵＴＹに応じて前記駆動電圧の電圧を変えるように構成する。
【００４８】
また、液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦを駆動する駆動電圧の電圧を、所定時期で変えるように構成する。
【００４９】
また、液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦを駆動する駆動電圧の電圧に、キック電圧を印加するように構成する。
【００５０】
また、信号光と参照光を照射し、干渉縞パターンを形成してホログラム媒体に書き込むことで情報を記録するホログラム記録装置であって、光ビームを出射する光源と、光源から出射した光ビームの透過と遮断を切替可能な遮光部と、遮光部の出力を信号光と参照光に分岐する分岐部と、信号光に２次元データを付加するための空間光変調器と、ホログラム媒体に照射する参照光の入射角度を変えるためのガルバノミラーと、を備え、遮光部は、メカシャッタと液晶シャッタを有しており、液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦを駆動する駆動電圧の電圧を該駆動電圧のＤＵＴＹに応じて変えるように構成する。
【００５１】
よって、本実施例によれば、液晶シャッタのＯＮ／ＯＦＦ性能を最良に保つことができる。
【実施例２】
【００５２】
本実施例では、液晶シャッタの液晶面を所定角度回転させて配置することで、長時間ＯＮ／ＯＦＦ性能を保つ例について説明する。
【００５３】
図１６は、一般的に作られたラビング角２２．５°の液晶シャッタを正面から見た模式図である。ここで、ラビング角とは、電圧を印加していない時の液晶分子の角度である。図１６（Ａ）は電圧を印加していない時の液晶分子の並びを示している。図１６（Ａ）に示すように、一般的な液晶シャッタの使い方は、液晶シャッタ４０４の外形と、液晶シャッタ４０４直後のＰＢＳプリズム４０６のＳ偏光の方向は平行となるようにして使用される。すなわち、液晶シャッタの液晶分子の角度と液晶シャッタ直後のＰＢＳのＳ偏光方向との角度ずれは２２．５°（＝４５°／２）となるように、ラビング角２２．５°で作られた液晶シャッタをその外形がＰＢＳプリズム４０６のＳ偏光の方向と平行となるように設置される。そして、図１６（Ｂ）に示すように、液晶シャッタがＯＦＦ状態、すなわち、出力がＳ偏光となる駆動電圧を印加した状態では、液晶分子の角度と液晶シャッタ直後のＰＢＳプリズムのS偏光方向との角度ずれは０°が理想となる。図１６（Ｃ）は、液晶シャッタがＯＮ状態、すなわち、出力がＰ偏光となる駆動電圧を印加した状態を示している。図に示すように、液晶分子の角度と液晶シャッタ直後のＰＢＳプリズムのS偏光方向との角度ずれは４５°が理想となる。
【００５４】
図１７は、図１６に示した液晶シャッタを液晶面に対して左回転させて取り付けた図を示している。図１７において、図１７（Ａ）は、図１６に対して液晶シャッタを左回転させて配置して、電圧を印加していない時の液晶分子の並びを示している。また、図１７（Ｂ）は、液晶シャッタがＯＦＦ状態、すなわち、出力がＳ偏光となる駆動電圧を印加した状態での液晶分子を示し、図１７（Ｃ）は、液晶シャッタがＯＮ状態、すなわち、出力がＰ偏光となる駆動電圧を印加した状態での液晶分子を示している。図１７（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、Ｓ偏向出力（ＯＦＦ）時の液晶分子の回転した状態５１０と、Ｐ偏向出力（ＯＮ）時の液晶分子の回転した状態５１１では、液晶シャッタが左回転して設置されているので、５１１のＰ偏向（ＯＮ）時の角度に液晶分子を回転させるためには大きな電圧が必要であるが、５１０のＳ偏向（ＯＦＦ）の角度に液晶分子を回転させるためには小さい駆動電圧を印加すれば良い。したがって、液晶シャッタのＤＵＴＹは一般的にＯＮがＯＦＦに比べて短いので、ＤＵＴＹと駆動電圧の組み合わせにより、長い時間で見た時の直流電圧は概ね０Ｖとする事が出来る。すなわち、ＯＦＦ時間が長いＤＵＴＹ、例えば、ＯＮ：ＯＦＦ＝４５：５５であっても、時間×駆動電圧で不純物イオンの蓄積が決まるので、大きな電圧（ＯＮ時）×小さな時間＝小さな電圧（ＯＦＦ時）×大きな時間とすることができ、実質ＤＵＴＹを５０％と出来る。よって、不純物イオンが貯まることを防ぐことができ、長時間ＯＮ／ＯＦＦ性能を保つ事が出来る。結果として、リフレッシュするまでの時間を長くする事が出来、リフレッシュする回数が減るのでメカシャッタ寿命を延ばす事が出来る。
【００５５】
液晶面を回転配置する角度は、記録する時のＤＵＴＹとの兼ね合いで決める。長い時間で見た時に駆動電圧に直流電圧が発生しないような液晶面の回転角度を選ぶ。例えば、図１７では、電圧が印加されていない時の液晶分子の角度と液晶シャッタ直後のＰＢＳプリズムのＳ偏光方向との角度ずれが、ＤＵＴＹの関係で例えば１８°が最適である場合、かつ、ラビング角２２．５°の液晶シャッタを用いる場合には、２２．５−１８＝４．５°液晶シャッタを左回転させればよいことを示している。直流電圧が発生する量が少なければ、不純物イオンが端子に貯まりにくいので、より長時間に渡りＯＮ／ＯＦＦ性能を維持する事ができる。
【００５６】
なお、液晶面を回転させる代わりに、光ビームを回転させても良い。また、ＤＵＴＹが変化するような場合は回転角度を可変に制御するようにしても良い。
【００５７】
また、駆動電圧の値を一定にして、液晶シャッタに入射する光ビームの偏光方向を液晶面と相対的に回転させることで、ＯＮ／ＯＦＦ性能を良くすることもできる。
【００５８】
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１…ホログラム媒体、１１…ホログラム記録再生装置、３０１…光源、３０２…コリメートレンズ、３０３…シャッタ、３０４…偏光可変素子、３０５、３１１、４０６…ＰＢＳプリズム、３０６…信号光、３０７…参照光、３０８…ビームエキスパンダ、３０９…位相マスク、３１０…リレーレンズ、３１２…空間変調器、３１３…リレーレンズ、３１４…空間フィルタ、３１５…対物レンズ、３１６…偏光方向変換素子、３１７、３１８…ミラー、３１９…ガルバノミラー、３２０…アクチュエータ、３２１、３２２…レンズ、３２３…アクチュエータ、３２４…ガルバノミラー、３２５…光検出器、３５０…シャッタ３０３と偏光可変素子３０４、４０１、４０７…２分の１波長板、４０２…メカシャッタ、４０３…メカシャッタ駆動回路、４０４…液晶シャッタ、４０５…液晶シャッタ駆動回路、５００…ホログラム、５０１…ガラス、５０２…透明電極で、５０３、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０、５１１、…液晶分子、５０４…不純物−イオン、５０５…不純物＋イオン、６００…キック電圧
【図１】
2016201157.tif 000003
【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】
2016201157.tif 000015
【図１４】
2016201157.tif 000016
【図１５】
2016201157.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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