(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源光を照射する光源と、
該照射される光源光を信号光及び参照光に分離する第１光学系と、
前記信号光の光路に配置されており前記信号光を変調可能な空間光変調器と、
該空間光変調器を通過した信号光と前記参照光とをホログラム記録媒体上に導く第２光学系と、
該第２光学系により導かれる前記信号光及び前記参照光の集光位置を前記ホログラム記録媒体に対してその記録用表面に沿った方向に相対的に移動させる移動手段と、
前記信号光及び前記参照光の少なくとも一方に係る所定種類の多重記録用のパラメータを変更し且つ固定可能なパラメータ設定手段と、
第ｍ（但し、ｍは自然数）番目の集光位置における記録時に最後に用いられた前記パラメータを、第ｍ＋１番目の集光位置における記録時に最初の前記パラメータとして用いて記録が行われるように、前記パラメータ設定手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする多重記録型のホログラム記録装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ｍ番目の集光位置における記録時に、前記パラメータ設定手段により１番目からｎ番目（但し、ｎは２以上の自然数）の順に変更された前記パラメータを、前記ｍ＋１番目の集光位置における記録時に、前記順とは逆順に変更するように、前記パラメータ設定手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の多重記録型のホログラム記録装置。
【請求項３】
前記パラメータ設定手段は、前記ホログラム記録媒体に入射する前記信号光の入射角度を変更し且つ固定する手段、前記ホログラム記録媒体に入射する前記信号光の焦点深度を変更し且つ固定する手段、前記参照光の位相を変更し且つ固定する手段、前記参照光の振幅を変更し且つ固定する手段、及び前記参照光の偏光を変更し且つ固定する手段のうち少なくとも一つを含む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装置。
【請求項４】
再生照明光を多重記録型のホログラム記録媒体に照射する光源と、
前記ホログラム記録媒体からの、前記再生照明光に基づく再生光を受光する受光手段と、
該受光された再生光に基づいて、前記ホログラム記録媒体に記録された記録情報を読み取る読取手段と、
前記再生照明光の集光位置を前記ホログラム記録媒体に対してその記録用表面に沿った方向に相対的に移動させる移動手段と、
前記再生照明光に係る所定種類の多重記録用のパラメータを変更し且つ固定可能なパラメータ設定手段と、
第ｍ（但し、ｍは自然数）番目の集光位置における再生時に最後に用いられた前記パラメータを、第ｍ＋１番目の集光位置における再生時に最初の前記パラメータとして用いて再生が行われるように、前記パラメータ設定手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする多重記録型のホログラム再生装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記ｍ番目の集光位置における再生時に、前記パラメータ設定手段により１番目からｎ番目（但し、ｎは２以上の自然数）の順に変更された前記パラメータを、前記ｍ＋１番目の集光位置における再生時に、前記順とは逆順に変更するように、前記パラメータ設定手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の多重記録型のホログラム再生装置。
【請求項６】
前記パラメータ設定手段は、前記ホログラム記録媒体に入射する前記再生照明光の入射角度を変更し且つ固定する手段、前記ホログラム記録媒体に入射する再生照明光の焦点深度を変更し且つ固定する手段前記再生照明光の位相を変更し且つ固定する手段、前記再生照明光の振幅を変更し且つ固定する手段、及び前記再生照明光の偏光を変更し且つ固定する手段のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項４又は５に記載のホログラム再生装置。
【請求項７】
光源光を照射する光源と、該照射される光源光を信号光及び参照光に分離する第１光学系と、前記信号光の光路に配置されており前記信号光を変調可能な空間光変調器と、該空間光変調器を通過した信号光と前記参照光とをホログラム記録媒体上に導く第２光学系と、該第２光学系により導かれる前記信号光及び前記参照光の集光位置を前記ホログラム記録媒体に対してその記録用表面に沿った方向に相対的に移動させる移動手段と、前記信号光及び前記参照光の少なくとも一方に係る所定種類の多重記録用のパラメータを変更し且つ固定可能なパラメータ設定手段とを備えた多重記録型のホログラム記録装置において、
前記移動手段により前記ホログラム記録媒体を移動させる工程と、
第ｍ（但し、ｍは自然数）番目の集光位置における記録時に最後に用いられた前記パラメータを、第ｍ＋１番目の集光位置における記録時に最初の前記パラメータとして用いて記録が行われるように、前記パラメータ設定手段を制御する工程と
を含むことを特徴とする多重記録型のホログラム記録方法。
【請求項８】
再生照明光を多重記録型のホログラム記録媒体に照射する光源と、前記ホログラム記録媒体からの、前記再生照明光に基づく再生光を受光する受光手段と、該受光された再生光に基づいて、前記ホログラム記録媒体に記録された記録情報を読み取る読取手段と、前記再生照明光の集光位置を前記ホログラム記録媒体に対してその記録用表面に沿った方向に相対的に移動させる移動手段と、前記再生照明光に係る所定種類の多重記録用のパラメータを変更し且つ固定可能なパラメータ設定手段と
を備えており、
前記移動手段により前記ホログラム記録媒体を移動させる工程と、
第ｍ（但し、ｍは自然数）番目の集光位置における再生時に最後に用いられた前記パラメータを、第ｍ＋１番目の集光位置における再生時に最初の前記パラメータとして用いて再生が行われるように、前記パラメータ設定手段を制御する工程と
を含むことを特徴とする多重記録型のホログラム再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間光変調器（Spatial Light Modulator）を介して信号光をホログラム記録媒体に照射し、情報を記録するホログラム記録装置及び方法並びに該ホログラム記録媒体から情報を再生するホログラム再生装置及び方法の技術分野に属する。特に、参照光及び信号光のホログラム記録媒体の表面に対する角度、焦点深度等を変えることで同一記録エリアに異なる記録情報を多重記録し、更に複数の記録エリアについてこのような多重記録を行って、これを再生する多重記録型のホログラム記録装置及び方法並びにホログラム再生装置及び方法の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ホログラム記録装置では、例えば液晶装置等から構成され、記録すべき記録情報に応じて変調を行う空間光変調器に、信号光たるレーザ光が照射される。ここで特に、空間光変調器は、マトリクス状にセルが平面配列されており、セル毎に光透過率を記録情報に応じて変えることで、信号光を変調する。更に、変調された信号光を、微細ピッチを持つセルにおける回折現象によって０次光、１次光等の複数の回折光として、異なる出射角度で出射する。この際、出射角度は、変調単位であるセルのピッチにより規定される。そして、このように構成された空間光変調器により変調された信号光と空間光変調器を経ない参照光とが、ホログラム記録媒体上で干渉させられる。これにより、ホログラム記録媒体に記録情報が波面として記録されるように構成されている。
【０００３】
特に記録時に、参照光及び信号光に対するホログラム記録媒体の表面の角度を僅かずつ変更することによって、同一エリアに異なる記録情報を多重記録する角度多重型のホログラム記録装置も提案されている。本願では、このような角度多重型の記録における、ホログラム記録媒体の表面に対する信号光の角度を適宜“記録角度”と呼ぶ。更に、例えばホログラム記録媒体の表面の法線に一致する際の記録角度など、記録角度の基準となる角度を適宜“基準記録角度”と呼ぶ。更にまた、本願では、各記録角度に対応する記録面を“角度記録面”と呼び、基準記録角度に対応する記録面を“基準角度記録面”と呼ぶことにする。
【０００４】
他方、このようなホログラム記録装置と対をなすホログラム再生装置は、再生照明光に対するホログラム記録媒体の表面の角度を僅かずつ変更することによって、同一エリアに多重記録された記録情報を再生するように構成されている。本願では、このような角度多重型の再生における、ホログラム記録媒体の表面に対する再生照明光の角度を適宜“再生角度”と呼ぶ。更に、例えばホログラム記録媒体の表面の法線に一致する際の再生角度など、再生角度の基準となる角度を適宜“基準再生角度”と呼ぶ。
【０００５】
角度多重型のホログラム記録装置によれば、記録角度を基準記録角度から例えば０．０１度刻みで最大数度の範囲で変更して（例えば８８度〜９２度の間で僅かずつ変更して）、同一記録エリアにおける各角度記録面に対する記録を、記録角度毎に順次行う。尚、本願では、信号光及び参照光が一時に照射されるホログラム記録媒体の表面上の領域を“記録エリア”と呼ぶことにする。角度多重型の場合、同一記録エリアに、例えば５０面といった複数の角度記録面が記録されることになる。
【０００６】
他方、角度多重型のホログラム再生装置によれば、再生角度を基準再生角度から、記録角度の場合に対応して僅かに変更することによって、同一エリアに多重記録された記録情報を、再生角度別に再生する。
【０００７】
このように角度多重型のホログラム記録装置及びホログラム再生装置によれば、同一記録エリアに記録角度別に記録される多数の角度記録面に記録情報を夫々記録でき且つこれを夫々再生できるので、記録密度及び記録容量を飛躍的に増大できるものとされている。
【０００８】
上述した角度多重方式の他にも、ホログラム記録媒体に入射する信号光の焦点深度を変えて多重記録を行う焦点深度多重方式、参照光の位相を変えて多重記録を行う参照光位相多重方式、参照光の振幅を変えて多重記録を行う参照光振幅多重方式、参照光の偏光を変えて多重記録を行う参照光偏光多重方式など各種多重方式が提案されている。これらの多重方式によっても、同一記録エリアに多数の記録情報を多重記録できるので、記録密度及び記録容量を飛躍的に増大できるものとされている。
【０００９】
ところで一般には、汎用的な大きさのホログラム記録媒体における記録面の面積、汎用的なレンズ等の光学系から得られる信号光及び参照光の記録面上における広がり、汎用的な空間光変調器やレンズのサイズ或いは光学的性能などに鑑みれば、一枚のホログラム記録媒体の全面に一度に多重記録を行うことは実用的でない。
【００１０】
このため、ホログラム記録媒体の記録面を、信号光及び参照光で同時に照射するのに適した大きさの複数の記録エリアに分割し、個々の記録エリア毎に上述の如き多重記録を行い、一つの記録エリアに対する多重記録が完了した後に、次の記録エリアに移動して多重記録を開始し、これらの動作を繰り返すという技術も提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多重記録用のパラメータ（前述の信号光等の角度、焦点深度、位相、偏光、振幅等）のリセットや変更及び固定は、ホログラム記録装置或いはホログラム再生装置内における機械的状態或いは光学系等の設定状態の変更を伴うものであり、変更の都度に無視し得ない程度の時間がかかってしまう。特にこのような変更は、前述の如き角度選択性の高さ等からも分かるように、非常に高い精度が要求されるので、各変更動作自体を短時間で行うことは基本的に困難である。
【００１２】
この結果、上述の如く一つの記録エリアに対して、先ず多重記録用のパラメータをリセットしてその基準値からパラメータを順次変更しながら多重記録を行い、これを完了後に次の記録エリアに移動して、再びパラメータをリセットしてその基準値からパラメータを順次変更しながら多重記録を行うことを繰り返すという一連の記録動作を行ったのでは、迅速なる記録動作は、技術的に大変困難となるという問題点がある。同様に、一つの記録エリアに対して、先ず多重記録用のパラメータをリセットしてその基準値からパラメータを順次変更しながら再生を行い、これを完了後に次の記録エリアに移動して、再びパラメータをリセットしてその基準値からパラメータを順次変更しながら再生を行うことを繰り返すという一連の再生動作を行ったのでは、迅速なる再生動作は技術的に大変困難となるという問題点がある。
【００１３】
本発明は上述した問題点に鑑みなされたものであり、記録密度及び記録容量を向上させることが可能であり、しかも正確且つ迅速に記録動作や再生動作を行うことが可能である多重記録型のホログラム記録装置及び方法並びにホログラム再生装置及び方法を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の多重記録型のホログラム記録装置は上記課題を解決するために、光源光を照射する光源と、該照射される光源光を信号光及び参照光に分離する第１光学系と、前記信号光の光路に配置されており前記信号光を変調可能な空間光変調器と、該空間光変調器を通過した信号光と前記参照光とをホログラム記録媒体上に導く第２光学系と、該第２光学系により導かれる前記信号光及び前記参照光の集光位置を前記ホログラム記録媒体に対してその記録用表面に沿った方向に相対的に移動させる移動手段と、前記信号光及び前記参照光の少なくとも一方に係る所定種類の多重記録用のパラメータを変更し且つ固定可能なパラメータ設定手段と、第ｍ（但し、ｍは自然数）番目の集光位置における記録時に最後に用いられた前記パラメータを、第ｍ＋１番目の集光位置における記録時に最初の前記パラメータとして用いて記録が行われるように、前記パラメータ設定手段を制御する制御手段とを備える。
【００１５】
本発明のホログラム記録装置によれば、その動作時には、半導体レーザ装置等の光源は、レーザ光等の光源光を照射する。第１光学系は、この光源光を、信号光及び参照光に分離する。ここで、信号光の光路に配置された、例えば液晶装置等から構成される空間光変調器は、信号光に対する変調を行う。その後、第２光学系は、この変調された信号光と、第１光学系で分離された参照光とをホログラム記録媒体上に導く。この結果、ホログラム記録媒体上では、これら信号光と参照光との干渉により、記録情報が波面として記録される。
【００１６】
パラメータ設定手段は、制御手段による制御下で、同一記録エリアにおける記録を行う際に、多重記録用のパラメータを変更する。本発明における「多重記録用のパラメータ」とは、角度多重方式における信号光及び参照光若しくは再生照明光のホログラム記録媒体の記録面に対する相対的な角度、焦点深度多重方式における焦点深度、位相多重方式における位相、振幅多重方式における振幅、偏光多重方式における偏光など、同一記録エリアに多重記録を可能ならしめる信号光又は参照光若しくは再生照明光の性質或いは属性をいい、本発明のパラメータ設定手段によって、所定値に変更し固定することが可能なものである。
【００１７】
他方、移動手段は、記録エリアを変更する際に、制御手段による制御下で、信号光及び参照光の集光位置を、ホログラム記録媒体に対してその記録用表面に沿った方向に相対的に移動させる。
【００１８】
ここで特に、制御手段による制御下で、第ｍ番目の集光位置における記録時に最後に用いられた多重記録用のパラメータを、その後に移動手段により移動された第ｍ＋１番目の集光位置における記録時に最初の多重記録用のパラメータとしてそのまま用いて記録が行われる。従って、移動手段によりホログラム記録媒体を移動させる際に、移動後に、パラメータ設定手段によって多重記録用パラメータをリセットして更にリセット後の基準値から当該多重記録用パラメータを変更していく動作を行なう場合と比較して、移動後にパラメータ設定手段によりパラメータ変更をしないで済む分だけ、迅速なる記録動作が可能となる。特に、例えば角度多重方式においてはホログラム記録媒体の角度選択性は非常に高いので、このようなリセット動作は高精度で行われる必要があり、迅速なリセット動作は、技術的に困難である。このため、リセット動作を行わないで済む本発明は、迅速な記録動作を行う上で大変有利である。加えて、このようなリセット動作はゆっくりと時間を掛けて行ったとしても、高精度で行うこと自体が技術的に困難であるため、リセット時にエラーが発生する可能性がある。例えば、角度多重における記録エリアの移動前後で、基準角度記録面である筈の角度記録面が、実際には、これから若干ずれた角度記録面となってしまう可能性があり、しかもこのような現象が記録エリアを移動する度に不規則に発生することも十分に考えられる。或いは、焦点深度多重における記録エリアの移動前後で、基準焦点深度である筈の焦点深度が、実際には、これから若干ずれた焦点深度となってしまう可能性がある。
【００１９】
これに対して、本発明では、記録エリアの移動時に多重記録用のパラメータをリセットしないため、このような問題も殆ど発生しないで済み、一層有利である。
【００２０】
このように本発明によれば、多重記録により記録密度及び記録容量を飛躍的に高めることができ、しかも迅速なる記録動作が可能となる。
【００２１】
尚、本発明では、空間光変調器は、記録情報の示す２値データに応じて２値変調してもよい。これにより、２値データを示す記録情報を、高密度でホログラム記録媒体に記録できる。或いは、記録情報の示す階調データに応じて多値変調してもよい。これにより、階調データを示す記録情報を、高密度でホログラム記録媒体に記録できる。
【００２２】
更に、本発明では、空間光変調器から出射される変調後の信号光は、回折による０次光及びＬ次光（但し、Ｌは、１以上の自然数）のうち少なくとも一つからなる。例えば、回折光のうち０次光のみを利用して或いは０次光と一又は複数の１次光等の高次光とを利用して、高密度でホログラム記録が可能となる。
【００２３】
本発明の多重記録型のホログラム記録装置の一態様では、前記制御手段は、前記ｍ番目の集光位置における記録時に、前記パラメータ設定手段により１番目からｎ番目（但し、ｎは２以上の自然数）の順に変更された前記パラメータを、前記ｍ＋１番目の集光位置における記録時に、前記順とは逆順に変更するように、前記パラメータ設定手段を制御する。
【００２４】
この態様によれば、一つの記録エリアにおけるパラメータ設定を、１番目のパラメータ、２番目のパラメータ、…、ｎ−１番目のパラメータ、ｎ番目のパラメータのように設定した場合、移動手段による集光位置の移動後における、次の記録エリアでは、ｎ番目のパラメータ、ｎ−１番目のパラメータ、…、２番目のパラメータ、１番目のパラメータのように設定する。よって、移動の直後にパラメータのリセット或いは変更を行う必要が無い。しかも、この場合、一つの記録エリアにおいては、パラメータの変更順を、例えば角度が僅かずつ大きくなる順や焦点深度が僅かずつ深くなる順等に対応させれば、次の記録エリアにおいては、逆にパラメータの変更順が、例えば角度が僅かずつ小さくなる順や焦点深度が僅かずつ浅くなる順等に対応することになる。即ち、移動直後にパラメータのリセットや変更をしないで済むのみならず、移動前後の両方の記録エリアに対して、パラメータの変更を単調増加又は単調減少など、制御し易いものとすることができ、且つ各変更に係る変更量を最小限度に抑えることも可能となる。これらにより、パラメータの変更及び固定の精度を一層高めることも可能となる。
【００２５】
加えて、記録エリアの記録順序及び各記録エリアにおいて基準となる基準パラメータ（例えば、基準記録角度、基準焦点深度など）に関するルールを予め設定しておき、これに従って常時記録するのが好ましい。例えば、角度多重方式であれば、ｊ番目の記録エリアに対しては、基準記録角度−θから微小な角度Δθずつ記録角度＋θまで増加させ、ｊ＋１番目の記録エリアに対しては、基準記録角度＋θから微小な角度Δθずつ記録角度−θまで減少させ、ｊ＋２番目の記録エリアに対しては、基準記録角度−θから微小な角度Δθずつ記録角度＋θまで増加させるというように、予め記録順序及び各記録エリアにおける基準記録角度に関するルールを設定して、これに従って記録しておくとよい。或いは、例えば、焦点深度多重方式であれば、ｊ番目の記録エリアに対しては、基準焦点深度−ｄから微小な深度Δｄずつ焦点深度＋ｄまで増加させ、ｊ＋１番目の記録エリアに対しては、基準焦点深度＋ｄから微小な深度Δｄずつ焦点深度−ｄまで減少させ、ｊ＋２番目の記録エリアに対しては、基準焦点深度−ｄから微小な深度Δｄずつ焦点深度＋ｄまで増加させるというように、予め記録順序及び各記録エリアにおける基準記録深度に関するルールを設定して、これに従って記録しておくとよい。このように記録エリアの記録順序及び各記録エリアにおける基準パラメータに関するルールを予め設定しておき、これに従って常時記録しておけば、記録順序を示す情報や記録エリア毎の基準パラメータを示す情報等を、当該ホログラム記録媒体上に記録したり、これを読み出したりすることは不要となる。即ち、再生時には、記録エリアが何番目のものであるかに基づいて、当該ルールに従って再生すれば問題なく各記録エリアに多重記録された記録情報を再生可能となる。
【００２６】
本発明の多重記録型のホログラム記録装置の他の態様では、前記パラメータ設定手段は、前記ホログラム記録媒体に入射する前記信号光の入射角度を変更し且つ固定する手段、前記ホログラム記録媒体に入射する前記信号光の焦点深度を変更し且つ固定する手段、前記参照光の位相を変更し且つ固定する手段、前記参照光の振幅を変更し且つ固定する手段、及び前記参照光の偏光を変更し且つ固定する手段のうち少なくとも一つを含む。
【００２７】
この態様によれば、角度多重方式、焦点深度多重方式、位相多重方式、振幅多重方式及び偏光多重方式のうち少なくとも一つを含む多重方式により、記録密度及び記録容量を飛躍的に高めることができる。しかも、いずれの方式の場合にも、記録エリアの移動の際にパラメータのリセット（即ち、再生照明光の角度、焦点深度、位相、振幅、偏光等のリセット）を行わないので、迅速なる記録動作が可能となる。
【００２８】
本発明の多重記録型のホログラム再生装置は上記課題を解決するために、再生照明光を多重記録型のホログラム記録媒体に照射する光源と、前記ホログラム記録媒体からの、前記再生照明光に基づく再生光を受光する受光手段と、該受光された再生光に基づいて、前記ホログラム記録媒体に記録された記録情報を読み取る読取手段と、前記再生照明光の集光位置を前記ホログラム記録媒体に対してその記録用表面に沿った方向に相対的に移動させる移動手段と、前記再生照明光に係る所定種類の多重記録用のパラメータを変更し且つ固定可能なパラメータ設定手段と、第ｍ（但し、ｍは自然数）番目の集光位置における再生時に最後に用いられた前記パラメータを、第ｍ＋１番目の集光位置における再生時に最初の前記パラメータとして用いて再生が行われるように、前記パラメータ設定手段を制御する制御手段とを備える。
【００２９】
本発明の多重記録型のホログラム再生装置によれば、その動作時には、半導体レーザ装置等の光源は、レーザ光等の再生照明光を照射する。すると、例えばフォトダイオードアレイ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等を含んでなる受光手段は、ホログラム記録媒体からの、再生照明光に基づく再生光を受光する。ここに「再生光」とは、記録時における参照光に対応する再生照明光がホログラム記録媒体に照射された際に生じる、０次光或いは１次光等の高次光などである。続いて、この受光手段により受光された再生光に基づいて、読取手段は、各記録エリアにおいて、パラメータ毎に記録された複数の記録情報読み取る。
【００３０】
パラメータ設定手段は、制御手段による制御下で、同一記録エリアにおける再生を行う際に、多重記録用パラメータを変更する。
【００３１】
他方、移動手段は、記録エリアを変更する際に、制御手段による制御下で、再生照明光の集光位置を、ホログラム記録媒体に対してその記録用表面に沿った方向に相対的に移動させる。
【００３２】
ここで特に、制御手段による制御下で、第ｍ番目の集光位置における再生時に最後に用いられた多重記録用のパラメータを、その後に移動手段により移動された第ｍ＋１番目の集光位置における再生時に最初の多重記録用のパラメータとしてそのまま用いて再生が行われる。従って、移動手段によりホログラム記録媒体を移動させる際に、移動後に、パラメータ設定手段によって多重記録用パラメータをリセットして更にリセット後の基準値から当該多重記録用パラメータを変更していく動作を行なう場合と比較して、移動後にパラメータ設定手段によりパラメータ変更をしないで済む分だけ、迅速なる再生動作が可能となる。特に、例えば角度多重方式においてはホログラム記録媒体の角度選択性は非常に高いので、このようなリセット動作は高精度で行われる必要があり、迅速なリセット動作は、技術的に困難である。このため、リセット動作を行わないで済む本発明は、迅速な再生動作を行う上で大変有利である。加えて、このようなリセット動作はゆっくりと時間を掛けて行ったとしても、高精度で行うこと自体が技術的に困難であるため、リセット時にエラーが発生する可能性がある。
【００３３】
これに対して、本発明では、記録エリアの移動時に多重記録用のパラメータをリセットしないため、このような問題も殆ど発生しないで済み、一層有利である。
【００３４】
このように本発明によれば、多重記録により記録密度及び記録容量を飛躍的に高めることができ、しかも迅速なる再生動作が可能となる。
【００３５】
本発明のホログラム再生装置の一の態様では、前記制御手段は、前記ｍ番目の集光位置における再生時に、前記パラメータ設定手段により１番目からｎ番目（但し、ｎは２以上の自然数）の順に変更された前記パラメータを、前記ｍ＋１番目の集光位置における再生時に、前記順とは逆順に変更するように、前記パラメータ設定手段を制御する。
【００３６】
この態様によれば、一つの記録エリアにおけるパラメータ設定を、１番目のパラメータ、２番目のパラメータ、…、ｎ−１番目のパラメータ、ｎ番目のパラメータのように設定した場合、移動手段による集光位置の移動後における、次の記録エリアでは、ｎ番目のパラメータ、ｎ−１番目のパラメータ、…、２番目のパラメータ、１番目のパラメータのように設定する。よって、移動の直後にパラメータのリセット或いは変更を行う必要が無い。しかも、この場合、一つの記録エリアにおいては、パラメータの変更順を、例えば角度が僅かずつ大きくなる順や焦点深度が僅かずつ深くなる順等に対応させれば、次の記録エリアにおいては、逆にパラメータの変更順が、例えば角度が僅かずつ小さくなる順や焦点深度が僅かずつ浅くなる順等に対応することになる。即ち、移動直後にパラメータのリセットや変更をしないで済むのみならず、移動前後の両方の記録エリアに対して、パラメータの変更を単調増加又は単調減少など、制御し易いものとすることができ、且つ各変更に係る変更量を最小限度に抑えることも可能となる。これらにより、パラメータの変更及び固定の精度を一層高めることも可能となる。
【００３７】
本発明のホログラム再生装置の他の態様では、前記パラメータ設定手段は、前記ホログラム記録媒体に入射する前記再生照明光の入射角度を変更し且つ固定する手段、前記ホログラム記録媒体に入射する再生照明光の焦点深度を変更し且つ固定する手段、前記再生照明光の位相を変更し且つ固定する手段、前記再生照明光の振幅を変更し且つ固定する手段、及び前記再生照明光の偏光を変更し且つ固定する手段のうち少なくとも一つを含む。
【００３８】
この態様によれば、角度多重方式、焦点深度多重方式、位相多重方式、振幅多重方式、及び偏光多重方式のうち少なくとも一つを含む多重方式により、記録密度及び記録容量を飛躍的に高めることができる。しかも、いずれの方式の場合にも、記録エリアの移動の際にパラメータのリセット（即ち、再生照明光の角度、焦点深度、位相、振幅、偏光等のリセット）を行わないので、迅速なる再生動作が可能となる。
【００３９】
本発明の多重記録型のホログラム記録方法は上記課題を解決するために、光源光を照射する光源と、該照射される光源光を信号光及び参照光に分離する第１光学系と、前記信号光の光路に配置されており前記信号光を変調可能な空間光変調器と、該空間光変調器を通過した信号光と前記参照光とをホログラム記録媒体上に導く第２光学系と、該第２光学系により導かれる前記信号光及び前記参照光の集光位置を前記ホログラム記録媒体に対してその記録用表面に沿った方向に相対的に移動させる移動手段と、前記信号光及び前記参照光の少なくとも一方に係る所定種類の多重記録用のパラメータを変更し且つ固定可能なパラメータ設定手段とを備えた多重記録型のホログラム記録装置において、前記移動手段により前記ホログラム記録媒体を移動させる工程と、第ｍ（但し、ｍは自然数）番目の集光位置における記録時に最後に用いられた前記パラメータを、第ｍ＋１番目の集光位置における記録時に最初の前記パラメータとして用いて記録が行われるように、前記パラメータ設定手段を制御する工程とを含む。
【００４０】
本発明の多重記録型のホログラム記録方法によれば、上述した本発明のホログラム記録装置の場合と同様に、多重記録により記録密度及び記録容量を飛躍的に高めることができ、しかも迅速なる記録動作が可能となる。
【００４１】
本発明の多重記録型のホログラム再生方法は上記課題を解決するために、再生照明光を多重記録型のホログラム記録媒体に照射する光源と、前記ホログラム記録媒体からの、前記再生照明光に基づく再生光を受光する受光手段と、該受光された再生光に基づいて、前記ホログラム記録媒体に記録された記録情報を読み取る読取手段と、前記再生照明光の集光位置を前記ホログラム記録媒体に対してその記録用表面に沿った方向に相対的に移動させる移動手段と、前記再生照明光に係る所定種類の多重記録用のパラメータを変更し且つ固定可能なパラメータ設定手段とを備えており、前記移動手段により前記ホログラム記録媒体を移動させる工程と、第ｍ（但し、ｍは自然数）番目の集光位置における再生時に最後に用いられた前記パラメータを、第ｍ＋１番目の集光位置における再生時に最初の前記パラメータとして用いて再生が行われるように、前記パラメータ設定手段を制御する工程とを含む。
【００４２】
本発明の多重記録型のホログラム再生方法によれば、上述した本発明のホログラム再生装置の場合と同様に、多重記録により記録密度及び記録容量を飛躍的に高めることができ、しかも迅速なる再生動作が可能となる。
【００４３】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされよう。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００４５】
（ホログラム記録装置の第１実施形態）
本発明のホログラム記録装置の第１実施形態について図１から図４を参照して説明する。
【００４６】
先ず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係るホログラム記録装置の全体構成について説明する。ここに、図１は、本実施形態に係るホログラム記録装置の全体構成を示すブロック図である。図２は、本実施形態が備えた空間光変調器の図式的な外観斜視図である。
【００４７】
図１に示すように、本実施形態に係るホログラム記録装置１００は、レーザ光からなる光源光Ｌ０を照射する光源の一例たるレーザ装置１１と、この光源光Ｌ０を信号光Ｌ１及び参照光Ｌ２に分離する第１光学系の一例たるビームスプリッタ１２と、信号光Ｌ１の光路に配置され、信号光Ｌ１の径を拡大する拡大光学系の一例を構成するレンズ１３と、レンズ１３から出射された信号光Ｌ１を概ね平行光とするコリメータレンズ等のレンズ１４と、レンズ１４から出射された信号光Ｌ１を、記録すべき記録信号に応じて変調し、変調後の信号光Ｌ３として出射する空間光変調器１５と、信号光Ｌ３の径を縮小して、ホログラム記録媒体２００に向けて出射する縮小光学系の一例たるレンズ１６とを備える。
【００４８】
更にホログラム記録装置１００は、ビームスプリッタ１２により分離された参照光Ｌ２を、ホログラム記録媒体２００上における、当該参照光Ｌ２に対応する信号光Ｌ３が集光される位置と同一位置に導く、第２光学系の一例たるミラー１７を備える。
【００４９】
尚、図１では、ホログラム記録媒体２００上における、空間光変調器１５により回折されてなる、０次光及び４つの１次光を含む信号光Ｌ３が集光される表面部分Ｃ１を拡大して示してある。
【００５０】
図２に示すように、空間光変調器１５は、例えば液晶装置からなり、複数のセル１５２に分割されており、該セル１５２の単位で変調可能である。例えば、空間光変調器１５が、アクティブマトリクス駆動型の液晶装置であれば、マトリクス状に２次元配列された複数の画素電極に対応して複数のセル１５２が規定される。空間光変調器１５は、セル１５２のサイズに応じた回折現象によって、信号光Ｌ１が入射されると、０次光Ｌ３−０及び１次光３−１、２次光Ｌ３−２、…の高次光を含む変調した回折光からなる信号光Ｌ３を出射するように構成されている。
【００５１】
再び図１において、ホログラム記録装置１００は、ホログラム記録媒体２００の表面に対する信号光Ｌ３及び参照光Ｌ２の角度を、僅かずつ変更し且つ固定可能な記録角度変更装置１９と、信号光Ｌ３がホログラム記録媒体２００における記録すべき角度記録面に対応する記録角度となるように記録角度変更装置１９を制御する制御装置１８とを備える。尚、本実施形態では、信号光Ｌ３の光軸がホログラム記録媒体２００の表面に対してなす角度を“記録角度”として定義する。
【００５２】
記録角度変更装置１９は、ホログラム記録媒体２００の表面に対する信号光Ｌ３の記録角度を相対的に変更すればよく、例えば、光学系をなすレーザ装置１１、ビームスプリッタ１２、レンズ１３、１４及び１６、並びに空間光変調器１５の各光軸に対する角度や配置を変更するように構成されてもよいし、この光学系に対して、信号光Ｌ３や参照光Ｌ２の角度を変更する専用の光学要素を追加配置してもよい。或いは、これに代えて又は加えて、ホログラム記録媒体２００の保持角度を機械的に変更するように構成されてもよい。係る記録角度変更装置１９による角度変更動作については、制御装置１８により、後述する一連の記録動作の一部をなすように制御される。
【００５３】
制御装置１８は、例えば、マイクロプロセッサからなるコントローラ等を含んでなり、ホログラム記録媒体２００上に記録すべき記録情報等に応じて制御信号Ｓ１を生成出力し、上述の如く記録角度変更装置１９における記録角度の制御を行うと共に、空間光変調器１５に対して記録情報に応じた記録信号Ｓｄを供給し、空間光変調器１５における変調の制御を行うように構成されている。
【００５４】
ホログラム記録装置１００は更に、ホログラム記録媒体２００からの、再生照明光に基づく再生光Ｌ１２を集光するレンズ２４ａと、該レンズ２４ａを介して再生光Ｌ１２を受光する受光装置２５ａと、該受光された再生光Ｌ１２に基づいて、即ち受光装置２５ａから出力される受光信号Ｓｒに基づいて、ホログラム記録媒体２００に重ねて記録された複数の記録情報を夫々読み取る読取装置２６ａとを備える。
【００５５】
本実施形態では、信号光Ｌ１又はＬ３をホログラム記録媒体２００に至る前のいずれかの段階で遮断することによって、参照光Ｌ２を、そのまま再生照明光として利用するように構成されている。例えば、制御装置１８による制御下で、空間光変調器１５を、信号光Ｌ１を遮断するシャッターとして用いることで、このように信号光Ｌ１又はＬ３を遮断できる。或いは、信号光Ｌ１又はＬ３を遮断するために専用の光学要素を信号光Ｌ１又はＬ３の光路に追加配置する構成や、遮光部材を信号光Ｌ１又はＬ３の光路に選択的に挿入する構成を採用してもよい。
【００５６】
このようにして生成される再生光Ｌ１２をレンズ２４ａを介して受光する受光装置２５ａは、例えばフォトダイオードアレイ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等を含んでなる。
【００５７】
読取装置２６ａは、受光された再生光Ｌ１２の明暗パターンに対応する記録情報を特定することで、各記録情報を読み取る。本実施形態では特に、読取装置２６ａは、ホログラム記録媒体２００における複数の角度記録面のうち、基準記録角度に対応する基準角度記録面である旨を示す識別情報の一例としての、角度基準信号Ｓａが書き込まれた基準角度記録面から、当該角度基準信号Ｓａを読み取り可能である。そして、読取装置２６ａは、このように角度基準信号Ｓａを読み取ると、これを制御装置１８に出力するように構成されている。
【００５８】
本実施形態では特に、制御装置１８は、ホログラム記録媒体２００における最初の角度記録面を記録する際の記録角度を基準記録角度として設定する。そして、記録角度変更装置１９は、制御装置１８による制御下で、最初の角度記録面を記録した以降における記録角度を、この設定された基準記録角度を基準として、所定角度ずつ変更し固定するように構成されている。
【００５９】
更に、制御装置１８は、読取装置２６ａからの角度基準信号Ｓａの有無によってホログラム記録媒体２００が未記録であると判定される場合、最初の角度記録面を基準角度記録面として設定するのに加えて、この最初の角度記録面に対して、基準記録角度に対応する基準角度記録面である旨を示す角度基準信号Ｓａを記録するように空間光変調器１５を制御する。その後は、この角度基準信号Ｓａに基づいて、ホログラム記録媒体２００に対して既に基準記録角度が設定されていることが容易に認識できる。更に、読取装置２６ａを用いて、いずれの角度記録面が基準角度記録面であるかを、ホログラム記録媒体２００の異同或いはホログラム記録装置１００の異同を問わずに容易に識別できる。
【００６０】
更にまた、制御装置１８は、最初の角度記録面に対して記録情報が記録された後におけるホログラム記録媒体２００に対しては、角度基準信号Ｓａにより示される基準記録角度に基づいて記録角度変更装置１９を較正する。即ち、最初の角度記録面を記録する際には、これを基準角度記録面として設定すると共に記録角度変更装置１９に較正をかけないものとする。そして後に、任意の角度記録面を記録する際には、角度基準信号Ｓａにより示される基準角度記録面に対応する基準記録角度に応じて、記録角度変更装置１９に較正をかけるように構成されている。より具体的には例えば、今回記録する時点での記録角度変更装置１９における基準記録角度に対応する筈の機械的状態或いは光学系等の設定条件での記録角度と、角度基準信号Ｓａにより示される基準角度記録面に対応する基準記録角度との角度差を検出する。更に、この検出された角度差だけ、オフセットを掛けて、記録角度変更装置１９は、記録角度を変更するように構成されている。
【００６１】
更にまた、別のホログラム記録装置によって当初からこのような角度基準信号Ｓａがホログラム記録媒体２００に記録されている場合にも、制御装置１８は、同様に、この角度基準信号Ｓａにより示される基準記録角度に基づいて、記録角度変更装置１９を較正するように構成されている。
【００６２】
加えて、ホログラム記録装置１００は、信号光Ｌ３及び参照光Ｌ２が集光される位置を、ホログラム記録媒体２００の表面に対して相対的に、その表面に沿った方向に移動させる移動装置２０を更に備えている。移動装置２０は、例えば、レンズ１６等の光学系の角度や配置を変更することにより、信号光Ｌ３及び参照光２の集光位置を移動させる。或いは、レーザ装置１１等の他の光学要素の角度や配置を変更することで移動してもよいし、このような移動のために専用の光学要素（例えば、設置角度が可変であるミラー等）を、信号光Ｌ１又はＬ３並びに参照光Ｌ２の光路に追加配置してもよい。更には、ホログラム記録媒体２００の保持機構により、ホログラム記録媒体２００自体をその表面に沿って機械的に移動させる機構を含んでもよい。係る移動装置２０による移動動作についても、制御装置１８で生成出力される制御信号Ｓ２によって、後述する一連の記録動作の一部をなすように制御される。
【００６３】
本実施形態では特に、記録角度変更装置１９は、本発明に係る「パラメータ設定手段」の一例を構成しており、多重記録用のパラメータの一例たる記録角度を変更可能である。他方、移動装置２０は、本発明に係る「移動手段」の一例を構成している。そして、制御装置１８による制御下で、移動装置２０により記録エリアを移動させる際に、移動前の記録エリアに対する最後の記録時に用いられた記録角度を、移動後の記録エリアに対する最初の記録時にそのまま用いて記録が行われるように構成されている。このような制御装置１８による記録角度変更装置１９及び移動装置２０の制御については、後に詳述する（図３及び図４参照）。
【００６４】
次に、図１を参照して、以上の如く構成された本実施形態のホログラム記録装置１００の基本的な記録動作について説明する。
【００６５】
その動作時には、レーザ装置１１は、光源光Ｌ０を照射し、ビームスプリッタ１２は、光源光Ｌ０を、信号光Ｌ１及び参照光Ｌ２に分離する。そして、信号光Ｌ１は、レンズ１３及び１４により空間光変調器１５のサイズに応じた径とされて、空間光変調器１５に入射される。すると、空間光変調器１５は、制御装置１８による制御下で、記録すべき複数の記録情報の各々に応じて、各セル１５２を変調単位として、信号光Ｌ１に対する変調を行う。その後、この変調された信号光Ｌ３は、レンズ１６で集光された後、ミラー１７で反射された参照光Ｌ２と共にホログラム記録媒体２００の記録領域に照射される。すると、これらの光は相互に干渉して、記録すべき記録情報が波面としてホログラム記録される。
【００６６】
以上の基本的な記録動作によって、信号光Ｌ３及び参照光Ｌ２が一時に照射される一つの記録エリアにおける、一つの記録角度に対応する一つの角度記録面に対する記録情報の記録が行われる。
【００６７】
次に、このような記録を、複数の角度記録面に対して行い、更に複数の記録エリアに対して行う、本実施形態のホログラム記録装置１００における角度多重型の記録動作の詳細について図３及び図４を参照して説明する。ここに、図３は、係る記録動作を示すフローチャートである。また、図４は、移動前の一の記録エリアにおける記録角度を変更する様子を上段に示し、移動後の他の記録エリアにおける記録角度を変更する様子を下段に示した概念図である。
【００６８】
図３において、先ず信号光Ｌ３が遮断されると共に参照光Ｌ２が再生照明光として用いられて、再生光Ｌ１２が受光装置２５ａで受光される。これに応じて、読取装置２６ａから出力される角度基準信号Ｓａが制御装置１８によりチェックされる（ステップＳ１１）。そして、角度基準信号Ｓａの存否に応じて、当該ホログラム記録媒体２００に対する最初の記録であるか否かが制御装置１８により判定される（ステップＳ１２）。
【００６９】
ここで、最初の記録であれば（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、信号光Ｌ３及び参照光Ｌ２が用いられると共に、角度基準信号Ｓａを示す記録信号Ｓｄに基づいて空間光変調器１５による変調動作が行われて、角度基準信号Ｓａが記録される。この記録は、ホログラム記録媒体２００における、この時点での角度記録面、即ち基準角度記録面に対して行われる（ステップＳ１３）。
【００７０】
他方、ステップＳ１２の判定の結果、最初の記録でなければ（ステップＳ１２：Ｎｏ）、記録角度変更装置１９により固定されている現時点における記録角度がチェックされると共に、例えば制御装置１８の内蔵メモリに保持される（ステップＳ１４）。更に、角度基準信号Ｓａにより示される基準角度記録面に対応する基準記録角度と、この固定された状態における記録角度との角度差に基づいて記録角度変更装置１９に対する較正が行われる（ステップＳ１５）。この較正は、例えば記録角度変更装置１９に入力される制御信号Ｓ１に対して、上述の角度差に応じたオフセットをかけることで行われる。
【００７１】
ステップＳ１３又はＳ１５の処理に続いて、移動装置２０により固定されたホログラム記録媒体２００の現時点での記録エリア（即ち、信号光Ｌ３及び参照光L２が現時点で照射される領域）における、記録角度変更装置１９により固定された現時点の角度記録面に対して、記録情報のデータ記録を行うか否かが制御装置１８により、判定される（ステップＳ１６）。
【００７２】
ここで、データ記録を行なわない場合には（ステップＳ１６：Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。即ち、この場合には、角度基準信号Ｓａのチェック（ステップＳ１１）や角度基準信号Ｓａの記録（ステップＳ１３）等については有効に実行されたことになる。
【００７３】
他方、ステップＳ１６の判定の結果、データ記録を行なう場合には（ステップＳ１６：Ｙｅｓ）、信号光Ｌ３及び参照光Ｌ２が照射されると共に、記録信号Ｓｄに応じて空間光変調器１５により信号光Ｌ３が変調されて、実際のデータ記録が行われる（ステップＳ１７）。
【００７４】
続いて、移動装置２０により固定されたホログラム記録媒体２００の現時点での記録エリアにおける、記録角度変更装置１９により変更可能な次の角度記録面に対して、記録情報のデータ記録を行うか否かが制御装置１８により、判定される（ステップＳ１８）。
【００７５】
ここで、次の角度記録面に対してデータ記録を行なう場合には（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、制御信号Ｓ１による制御を受けて記録角度変更装置１９により、記録角度が所定の微小角度（例えば、０．０１度）だけ変更される（ステップＳ１９）。この際、前述の如く、記録角度変更装置１９においては、基準記録角度を基準とした較正が行われているので、このような記録角度の変更を正確に行うことが可能である。そして、ステップＳ１６に戻って、以降の処理が繰り返される。
【００７６】
他方、ステップＳ１８の判定の結果、次の角度記録面に対してデータ記録を行なわない場合には（ステップＳ１８：Ｎｏ）、移動装置２０により移動可能な他の記録エリアに対して、記録情報のデータ記録を行うか否かが制御装置１８により、判定される（ステップＳ２０）。
【００７７】
ここで、他の記録エリアに対してデータ記録を行なう場合には（ステップＳ２０：Ｙｅｓ）、制御信号Ｓ２による制御を受けて移動装置２０により、信号光Ｌ３及び参照光Ｌ２が照射される領域が、所定距離だけ移動されて、他の記録エリアとされる（ステップＳ２２）。そして、ステップＳ１６に戻って、以降の処理が繰り返される。
【００７８】
他方、ステップＳ２０の判定の結果、他の記録エリアに対してデータ記録を行なわない場合には（ステップＳ２０：Ｎｏ）、一連の記録処理を終了する。
【００７９】
以上により、複数の記録エリアにおける、複数の角度記録面に対する記録情報の多重記録が完了する。
【００８０】
本実施形態では特に、上述のステップＳ２２においては、制御装置１８による制御下で、移動装置２０により記録エリアを移動させる際に、移動前の記録エリアに対する最後の記録時に用いられた記録角度を、移動後の記録エリアに対する最初の記録時にそのまま用いて、即ち、移動後の記録エリアに対する基準記録角度として用いて、記録が行われる。
【００８１】
より具体的には図４に示すように、上段に示す一の記録エリアに対する記録の際には、先ず１回目の記録時に、第１角度記録面の記録角度をθ１と設定する。これに続く２回目の記録時に、第２角度記録面の記録角度をθ２と設定する。更にこれに続く３回目の記録時に、第３角度記録面の記録角度をθ３と設定する。このような一の記録エリアに対する３回の記録が終了した後に、移動装置２０により記録エリアの移動が行われる。そして、下段に示す他の記録エリアに対する記録の際には、先ず１回目の記録時に、第１角度記録面の記録角度をθ１’と設定する。これに続く２回目の記録時に、第２角度記録面の記録角度をθ２’と設定する。更にこれに続く３回目の記録時に、第３角度記録面の記録角度をθ３’と設定する。このような他の記録エリアに対する３回の記録が終了した後に、移動装置２０により記録エリアの移動が行われる。
【００８２】
このように記録エリアの移動の際に、記録角度をリセットすることなく、移動後の記録エリアにおける最初の記録角度θ１’を、移動前の記録エリアにおける最後の記録角度θ３とを一致させる。
【００８３】
従って、記録エリアの移動後に、記録角度変更装置１９によって記録角度をリセットして更にリセット後の基準記録角度から記録角度を変更していく動作を行なう場合と比較して、迅速なる記録動作が可能となる。
【００８４】
本実施形態では更に、移動前における記録時に、記録角度変更装置１９により１番目からｎ番目（但し、ｎは２以上の自然数）の順（図４の上段参照）に変更された記録角度を、移動後における記録時に、この順とは逆順（図４の下段参照）に変更する。よって、記録角度の変更を制御し易いものとすることができる。
【００８５】
加えて、本実施形態では好ましくは、複数の記録エリアの記録順序及び各記録エリアにおける複数の角度記録面の記録順序に関するルールを予め設定しておき、該ルールに従って常時記録する。これにより、記録順序を示す情報や記録エリア毎の基準記録角度を示す情報等を、ホログラム記録媒体２００上に記録したり、これを読み出したりすることは不要となる。
【００８６】
以上説明したように本実施形態によれば、角度多重方式により記録密度及び記録容量を飛躍的に高めることができ、しかも迅速なる記録動作が可能となる。
【００８７】
以上説明したように本実施形態のホログラム記録装置１００は、角度多重型のホログラム記録が可能である。但し、本実施形態では、信号光Ｌ１又はＬ３を、遮断すると共に参照光Ｌ２を再生照明光として利用することによって、レンズ２４ａ、受光装置２５ａ及び読取装置２６ａを用いて、ホログラム記録媒体２００に角度多重方式で多重記録された任意の記録情報を再生することも可能である。即ち、図１に示した第１実施形態の構成において、記録時と再生時とで、信号光Ｌ１又はＬ３を遮断し、且つレンズ２４ａ、受光装置２５ａ、読取装置２６ａ及び制御装置１８によって、後述する本発明のホログラム再生装置と同様の再生動作を行うようにすれば、本実施形態のホログラム記録装置１００は、記録及び再生の両方が可能であるホログラム記録再生装置として構築することができる。
【００８８】
以上説明した実施形態では、空間光変調器１５は、信号光Ｌ３を、記録情報の示す２値データに応じて２値変調してもよいし、記録情報の示す階調データに応じて多値変調することも可能である。
【００８９】
尚、ホログラム記録媒体の材料としては、公知の無機系の材料でもよいし、有機系の材料（ポリマー材料）でもよい。また、ホログラム記録媒体は、カード状媒体として構成してもよいし、ディスク状媒体として構成してもよい。
【００９０】
（ホログラム記録装置の第２実施形態）
本発明のホログラム記録装置の第２実施形態について図５を参照して説明する。ここに図５は、第２実施形態のホログラム記録装置における、移動前の一の記録エリアにおける焦点深度を変更する様子を上段に示し、移動後の他の記録エリアにおける焦点深度を変更する様子を下段に示した概念図である。
【００９１】
第２実施形態は、第１実施形態と比べて、角度多重を行う代わりに、焦点深度多重を行うように構成されている。より具体的には、第２実施形態に係るホログラム記録装置は、記録角度変更装置１９に代えて、焦点深度変更装置を備える。ここに、焦点深度変更装置は、本発明に係る「パラメータ設定手段」の他の一例を構成している。焦点深度変更装置は、ホログラム記録媒体２００の表面に対する信号光Ｌ３及び参照光Ｌ２の焦点深度を相対的に変更すればよく、例えば、光学系をなすレーザ装置１１、ビームスプリッタ１２、レンズ１３、１４及び１６、並びに空間光変調器１５の各光軸に対する角度や配置を変更するように構成されてもよいし、この光学系に対して、信号光Ｌ３や参照光Ｌ２の焦点深度を変更する専用の光学要素を追加配置してもよい。或いは、これに代えて又は加えて、ホログラム記録媒体２００の保持位置を光軸に対して機械的に前後移動するように構成されてもよい。その他の構成については上述した第１実施形態の場合と同様である。
【００９２】
第２実施形態では、移動装置２０により記録エリアを移動させる際に、移動前の記録エリアに対する最後の記録時に用いられた焦点深度を、移動後の記録エリアに対する最初の記録時にそのまま用いて、即ち、移動後の記録エリアに対する基準焦点深度として用いて、記録が行われる。
【００９３】
より具体的には図５に示すように、上段に示す一の記録エリアに対する記録の際には、先ず１回目の記録時に、第１焦点深度面の焦点深度をｄ１と設定する（例えばｄ１＝０、即ちこの焦点深度ｄ１を基準焦点深度とする）。これに続く２回目の記録時に、第２焦点深度面の焦点深度をｄ２と設定する。更にこれに続く３回目の記録時に、第３焦点深度面の焦点深度をｄ３と設定する。このような一の記録エリアに対する３回の記録が終了した後に、移動装置２０により記録エリアの移動が行われる。そして、下段に示す他の記録エリアに対する記録の際には、先ず１回目の記録時に、第１焦点深度面の焦点深度をｄ１’と設定する。これに続く２回目の記録時に、第２焦点深度面の焦点深度をｄ２’と設定する。更にこれに続く３回目の記録時に、第３焦点深度面の焦点深度をｄ３’と設定する。このような他の記録エリアに対する３回の記録が終了した後に、移動装置２０により記録エリアの移動が行われる。
【００９４】
このように記録エリアの移動の際に、焦点深度をリセットすることなく、移動後の記録エリアにおける最初の焦点深度ｄ１’を、移動前の記録エリアにおける最後の焦点深度ｄ３とを一致させる。
【００９５】
従って、記録エリアの移動後に、焦点深度変更装置によって焦点深度をリセットして更にリセット後の基準焦点深度から焦点深度を変更していく動作を行なう場合と比較して、迅速なる記録動作が可能となる。
【００９６】
（ホログラム記録装置の変形形態）
尚、上述の実施形態において、参照光Ｌ２の位相を変えて多重記録を行う参照光位相多重方式を、上述した実施形態における角度多重方式或いは焦点深度多重方式に代えて又は加えて用いてもよい。この場合、例えば、位相偏光用の光学要素を参照光Ｌ２の光路に配置して、参照光Ｌ２の位相を変更して、この位相別に同一記録領域に対して重ねて上記同様のホログラム記録を行えばよい。
【００９７】
更に、上述の実施形態において、参照光Ｌ２の振幅を変えて多重記録を行う参照光振幅多重方式を、上述した実施形態における角度多重方式或いは焦点深度多重方式に代えて又は加えて用いてもよい。この場合、例えば、振幅変更用の光学要素を参照光Ｌ２の光路に配置して、参照光Ｌ２の振幅を変更して、この振幅別に、同一記録領域に対して重ねて上記同様のホログラム記録を行えばよい。
【００９８】
更に、上述の実施形態において、参照光Ｌ２の偏光状態を変えて多重記録を行う参照光偏光多重方式を、上述した実施形態における角度多重方式或いは焦点深度多重方式に代えて又は加えて用いてもよい。
【００９９】
これらの変形形態によれば、上述した実施形態と比べて、より高密度のホログラム記録が可能となる。
【０１００】
（ホログラム再生装置の実施形態）
本発明のホログラム再生装置の実施形態について図６及び図７を参照して説明する。
【０１０１】
先ず、図６を参照して、本実施形態に係るホログラム再生装置の全体構成について説明する。ここに、図６は、本実施形態に係るホログラム再生装置の全体構成を示すブロック図である。
【０１０２】
本実施形態に係るホログラム再生装置３００は、上述した実施形態のホログラム記録装置１００により記録されたホログラム記録媒体２００から記録情報を読み出すものである。
【０１０３】
図６に示すように、ホログラム再生装置３００は、再生照明光Ｌ１０をホログラム記録媒体２００に照射する、例えば半導体レーザ等の光源の一例たるレーザ装置２１と、再生照明光Ｌ１０をホログラム記録媒体２００に導くミラー２２及び２３と、ホログラム記録媒体２００からの、再生照明光に基づく再生光Ｌ１１を集光するレンズ２４と、該レンズ２４を介して再生光Ｌ１１を受光する受光装置２５と、該受光された再生光Ｌ１１に対応して受光装置２５から出力される受光信号Ｓｒに基づいてホログラム記録媒体２００に記録された記録情報を読み取る読取装置２６とを備える。
【０１０４】
ホログラム再生装置３００は、ホログラム記録媒体２００の表面に対する再生照明光Ｌ１０の角度を、僅かずつ変更し且つ固定可能な再生角度変更装置２９と、再生照明光Ｌ１０がホログラム記録媒体２００における再生すべき角度記録面に対応する再生角度となるように再生角度変更装置２９を制御する制御装置２８とを備える。尚、本実施形態では、再生照明光Ｌ１０の光軸がホログラム記録媒体２００の表面に対してなす角度を“再生角度”として定義する。
【０１０５】
再生角度変更装置２９は、ホログラム記録媒体２００の表面に対する再生照明光Ｌ１０の再生角度を相対的に変更すればよく、例えば、光学系をなすレーザ装置２１、ミラー２２及び２３の各光軸に対する角度や配置を変更するように構成されてもよいし、この光学系に対して、再生照明Ｌ１０の角度を変更する専用の光学要素を追加配置してもよい。或いは、これに代えて又は加えて、ホログラム記録媒体２００の保持角度を機械的に変更するように構成されてもよい。係る再生角度変更装置２９による角度変更動作については、制御装置２８により、後述する一連の再生動作の一部をなすように制御される。
【０１０６】
制御装置２８は、例えば、マイクロプロセッサからなるコントローラ等を含んでなり、ホログラム記録媒体２００から再生すべき記録情報等に応じて制御信号Ｓ１’を生成出力し、上述の如く再生角度変更装置２９における再生角度の制御を行うように構成されている。
【０１０７】
このようにして生成される再生光Ｌ１１をレンズ２４を介して受光する受光装置２５は、例えばフォトダイオードアレイ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等を含んでなる。
【０１０８】
読取装置２６は好ましくは、受光装置２５の受光される明暗パターンと、ホログラム記録媒体２００を記録した際に空間光変調器１５（図１参照）によりセル単位で変調された複数の記録情報の値との関係をテーブルとしてメモリ内に格納しておく。そして、受光された再生光Ｌ１１の明暗パターンを特定し、このテーブルを参照して、特定された明暗パタ−ンに対応する記録情報を特定することで、各記録情報を読み取る。従って、一の記録エリアにおける一の角度記録面に記録された複数の記録情報を同時に読み取れることになる。
【０１０９】
本実施形態では特に、読取装置２６は、ホログラム記録媒体２００における複数の角度記録面のうち、角度基準信号Ｓａが書き込まれた基準角度記録面から、当該角度基準信号Ｓａを読み取り可能である。そして、読取装置２６は、このように角度基準信号Ｓａを読み取ると、これを制御装置２８に出力するように構成されている。
【０１１０】
制御装置２８は、角度基準信号Ｓａに基づいて、いずれの角度記録面が基準角度記録面であるかを、ホログラム記録媒体２００の異同或いはホログラム再生装置３００の異同を問わずに容易に識別できる。
【０１１１】
更に制御装置２８は、角度基準信号Ｓａにより示される基準記録角度に基づいて再生角度変更装置２９を較正する。即ち、任意の角度記録面を再生する際には、先ず角度基準信号Ｓａにより示される基準角度記録面に対応する基準再生角度に応じて、再生角度変更装置２９に較正をかけるように構成されている。より具体的には例えば、今回再生する時点での再生角度変更装置２９における基準再生角度に対応する筈の機械的状態或いは光学系等の設定条件での再生角度と、角度基準信号Ｓａにより示される基準角度記録面に対応する基準再生角度との角度差を検出する。更に、この検出された角度差だけ、オフセットを掛けて、再生角度変更装置２９は、再生角度を変更するように構成されている。
【０１１２】
加えて、ホログラム再生装置３００は、再生照明Ｌ１０が集光される位置を、ホログラム記録媒体２００の表面に対して相対的に、その表面に沿った方向に移動させる移動装置３０を更に備えている。
【０１１３】
移動装置３０は、例えば、ミラー２２及び２３等の光学系の角度や配置を変更することにより、再生照明光Ｌ１０の集光位置を移動させる。或いは、レーザ装置２１等の他の光学要素の角度や配置を変更することで移動してもよいし、このような移動のために専用の光学要素（例えば、設置角度が可変であるミラー等）を、再生照明光Ｌ１０の光路に追加配置してもよい。更には、ホログラム記録媒体２００の保持機構により、ホログラム記録媒体２００自体をその表面に沿って機械的に移動させる機構を含んでもよい。係る移動装置３０による移動動作についても、制御装置２８で生成出力される制御信号Ｓ２’によって、後述する一連の再生動作の一部をなすように制御される。
【０１１４】
本実施形態では特に、再生角度変更装置２９は、本発明に係る「パラメータ設定手段」の他の一例を構成しており、多重記録用のパラメータの一例たる再生角度を変更可能である。他方、移動装置３０は、本発明に係る「移動手段」の他の一例を構成している。そして、制御装置２８による制御下で、移動装置３０により記録エリアを移動させる際に、移動前の記録エリアに対する最後の再生時に用いられた再生角度を、移動後の記録エリアに対する最初の再生時にそのまま用いて再生が行われるように構成されている。
【０１１５】
次に、図７を参照して、以上の如く構成された本実施形態のホログラム再生装置３００の基本的な再生動作について説明する。
【０１１６】
その動作時には、レーザ装置２１は、ミラー２２及び２３を経て、再生照明光Ｌ１０をホログラム２００に照射する。すると、受光装置２５は、ホログラム記録媒体２００における、再生照明光Ｌ１０に基づく再生光Ｌ１１を受光する。ここに再生光Ｌ１１は、記録時における参照光に対応する再生照明光Ｌ１０がホログラム記録媒体２００に照射された際に生じる、０次光或いは１次光等の高次光などである。ホログラム記録の性質により、このような再生光Ｌ１１は、図１に示した変調された信号光Ｌ３と同様の明暗パターンを奏する。
【０１１７】
続いて、この受光装置２５により受光された再生光Ｌ１１に基づいて、読取装置２６は、上述の如く高密度記録されたホログラム記録媒体２００に記録された各記録情報の再生が行われる。
【０１１８】
以上の基本的な再生動作によって、再生照明光Ｌ１０が一時に照射される一つの記録エリアにおける、一つの再生角度に対応する一つの角度記録面に対する記録情報の再生が行われる。
【０１１９】
次に、このような再生を、複数の角度記録面に対して行い、更に複数の記録エリアに対して行う、本実施形態のホログラム再生装置３００における角度多重型の再生動作の詳細について図７を参照して説明する。ここに、図７は、係る記録動作を示すフローチャートである。
【０１２０】
図７において、先ず再生照明光Ｌ１０に基づく再生光Ｌ１１が受光装置２５で受光される。これに応じて、読取装置２６から出力される角度基準信号Ｓａが制御装置２８によりチェックされる（ステップＳ４１）。そして、再生角度変更装置２９により固定されている現時点における再生角度と、角度基準信号Ｓａにより示される基準角度記録面に対応する基準再生角度との角度差に基づいて再生角度変更装置２９に対する較正が行われる（ステップＳ４２）。この較正は、例えば再生角度変更装置２９に入力される制御信号Ｓ１’に対して、上述の角度差に応じたオフセットをかけることで行われる。
【０１２１】
続いて、移動装置３０により固定されたホログラム記録媒体２００の現時点での記録エリアにおける、再生角度変更装置２９により固定された現時点の角度記録面に対して、記録情報のデータ再生を行うか否かが制御装置２８により、判定される（ステップＳ４３）。
【０１２２】
ここで、データ再生を行なわない場合には（ステップＳ４３：Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。即ち、この場合には、角度基準信号Ｓａのチェック（ステップＳ４１）等については有効に実行されたことになる。
【０１２３】
他方、ステップＳ４３の判定の結果、データ再生を行なう場合には（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）、再生照明光Ｌ１０が照射されて、受光装置２５及び読取装置２６等によって、実際のデータ再生が行われる（ステップＳ４４）。
【０１２４】
続いて、移動装置３０により固定されたホログラム記録媒体２００の現時点での記録エリアにおける、再生角度変更装置２９により変更可能な次の角度記録面に対して、記録情報のデータ再生を行うか否かが制御装置２８により、判定される（ステップＳ４５）。
【０１２５】
ここで、次の角度記録面に対してデータ再生を行なう場合には（ステップＳ４５：Ｙｅｓ）、制御信号Ｓ１’による制御を受けて再生角度変更装置２９により、再生角度が所定の微小角度（例えば、０．０１度）だけ変更される（ステップＳ４６）。この際、前述の如く、再生角度変更装置２９においては、基準再生角度を基準とした較正が行われているので、このような再生角度の変更を正確に行うことが可能である。そして、ステップＳ４３に戻って、以降の処理が繰り返される。
【０１２６】
他方、ステップＳ４５の判定の結果、次の角度記録面に対してデータ再生を行なわない場合には（ステップＳ４５：Ｎｏ）、移動装置３０により移動可能な他の記録エリアに対して、記録情報のデータ再生を行うか否かが制御装置２８により、判定される（ステップＳ４７）。
【０１２７】
ここで、他の記録エリアに対してデータ再生を行なう場合には（ステップＳ４７：Ｙｅｓ）、制御信号Ｓ２’による制御を受けて移動装置３０により、再生照明光Ｌ１０が照射される領域が、所定距離だけ移動されて、他の記録エリアとされる（ステップＳ４９）。そして、ステップＳ１６に戻って、以降の処理が繰り返される。
【０１２８】
他方、ステップＳ４７の判定の結果、他の記録エリアに対してデータ再生を行なわない場合には（ステップＳ４７：Ｎｏ）、一連の再生処理を終了する。
【０１２９】
以上により、複数の記録エリアにおける、複数の角度記録面に対する記録情報の再生が完了する。
【０１３０】
本実施形態では特に、上述のステップＳ４７においては、制御装置２８による制御下で、移動装置３０により記録エリアを移動させる際に、移動前の記録エリアに対する最後の再生時に用いられた再生角度を、移動後の記録エリアに対する最初の再生時にそのまま用いて、即ち、移動後の記録エリアに対する基準再生角度として用いて、再生が行われる。
【０１３１】
従って、記録エリアの移動後に、再生角度変更装置２９によって再生角度をリセットして更にリセット後の基準再生角度から再生角度を変更していく動作を行なう場合と比較して、迅速なる再生動作が可能となる。
【０１３２】
本実施形態では更に、移動前における再生時に、再生角度変更装置２９により１番目からｎ番目（但し、ｎは２以上の自然数）の順に変更された再生角度を、移動後における再生時に、この順とは逆順（図４の下段参照）に変更する。よって、再生角度の変更を制御し易いものとすることができる。
【０１３３】
以上説明したように本実施形態によれば、角度多重方式により記録密度及び記録容量を飛躍的に高めることができ、しかも迅速なる再生動作が可能となる。
【０１３４】
例えば、記録角度をθ０、θ１、θ２とし且つ焦点深度をｄ０、ｄ１、ｄ２として情報の多重記録を行なう場合に、（１）先ず記録角度をθ０に設定し、その後、焦点深度を順にｄ０、ｄ１、ｄ２と変化させて記録を行い、（２）次に記録角度をθ１に変更し、その後、焦点深度を順にｄ２、ｄ１、ｄ０と変化させて記録を行い、（３）次に記録角度をθ２に変更し、その後、焦点深度を順にｄ０、ｄ１、ｄ２として記録を行い、（４）次に記録角度をθ１に変更し、その後、焦点深度を順にｄ２、ｄ１、ｄ０として記録を行い、（５）次に記録角度をθ０に変更し、その後、焦点深度を順にｄ０、ｄ１、ｄ２として記録を行うといった階層構造を有する記録手順を採用することも可能である。或いは同様に、階層構造を有する再生手順を採用することも可能である。これらの場合にも、記録角度或いは再生角度を変更する都度に、焦点深度をリセットしないで済むという上述の実施形態と類似の効果が得られる。
【０１３５】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うホログラム記録装置及び方法並びにホログラム再生装置及び方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【０１３６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明のホログラム記録装置及び方法並びにホログラム再生装置及び方法によれば、記録密度及び記録容量を向上させることが可能であり、しかも正確且つ迅速に記録動作や再生動作を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のホログラム記録装置に係る第１実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態が備えた空間光変調器の図式的な外観斜視図である。
【図３】第１実施形態における角度多重型の記録動作を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態における、移動前の一の記録エリアにおける記録角度を変更する様子を上段に示し、移動後の他の記録エリアにおける記録角度を変更する様子を下段に示した概念図である。
【図５】本発明のホログラム記録装置に係る第２実施形態における、移動前の一の記録エリアにおける焦点深度を変更する様子を上段に示し、移動後の他の記録エリアにおける焦点深度を変更する様子を下段に示した概念図である。
【図６】本発明のホログラム再生装置に係る実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図７】本発明のホログラム再生装置に係る実施形態における角度多重型の再生動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１…レーザ装置
１２…ビームスプリッタ
１３、１４、１６…レンズ
１５…空間光変調器
１７…ミラー
１８…制御装置
１９…記録角度変更装置
２０…移動装置
２１…レーザ装置
２２、２３…ミラー
２４…レンズ
２５…受光装置
２６…読取措置
２８…制御装置
２９…記録角度変更装置
３０…移動装置
１００…ホログラム記録装置
２００…ホログラム記録媒体
３００…ホログラム再生装置
【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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