(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録データを２次元の２値化データに変換するデータ変換手段と、該データ変換手段により変換された２次元の２値化データに基づき、２次元空間上に２値化された状態を作成する２次元情報作成手段と、該２次元情報作成手段により作成された２値化された状態に、レーザ光を透過又は反射させることにより情報レーザ光を生成する情報レーザ光生成手段と、該情報レーザ光と波長及び光路長が同程度の参照レーザ光を生成する参照レーザ光生成手段と、該情報レーザ光と該参照レーザ光とを異なった角度でホログラム記録媒体に照射して、該ホログラム記録媒体にデータを記録するデータ記録手段とを備えたホログラム記録装置において、
該情報レーザ光又は該参照レーザ光の光路上に、該情報レーザ光又は該参照レーザ光の光路長を変える光路長可変手段と、
該参照レーザ光と同じ光路で再生用レーザ光を該ホログラム記録媒体のデータ記録箇所に照射し、該ホログラム記録媒体のデータ記録領域からの回折光をフォトセンサにて受光し、該フォトセンサが出力する信号から該回折光の強度を算出すると共に、該ホログラム記録媒体のデータ記録領域の透過光を別のフォトセンサにて受光し、該別のフォトセンサが出力する信号から該透過光の強度を算出し、算出した該回折光の強度と該透過光の強度とから回折効率を算出する回折効率測定手段と、
該光路長可変手段により該情報レーザ光又は該参照レーザー光の光路長を変えるごとに該ホログラム記録媒体の記録箇所を変えてデータ記録を行い、該回折効率測定手段により該ホログラム記録媒体のそれぞれの記録箇所の回折効率を測定し、測定した回折効率に基づき該情報レーザ光又は該参照レーザ光に最適な光路長が設定されるよう該光路長可変手段を制御する最適光路長設定手段とを設けたことを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項２】
記録データを２次元の２値化データに変換するデータ変換手段と、該データ変換手段により変換された２次元の２値化データに基づき、２次元空間上に２値化された状態を作成する２次元情報作成手段と、該２次元情報作成手段により作成された２値化された状態に、レーザ光を透過又は反射させることにより情報レーザ光を生成する情報レーザ光生成手段と、該情報レーザ光と波長及び光路長が同程度の参照レーザ光を生成する参照レーザ光生成手段と、該情報レーザ光と該参照レーザ光とを異なった角度でホログラム記録媒体に照射して、該ホログラム記録媒体にデータを記録するデータ記録手段とを備えたホログラム記録装置において、
該情報レーザ光又は該参照レーザ光の光路上に、該情報レーザ光又は該参照レーザ光の光路長を変える光路長可変手段と、
該参照レーザ光と同じ光路で再生用レーザ光を該ホログラム記録媒体のデータ記録箇所に照射し、該ホログラム記録媒体のデータ記録領域からの回折光をフォトセンサにて受光し、該フォトセンサが出力する信号から該回折光の強度を算出すると共に、該ホログラム記録媒体のデータ記録領域の透過光を別のフォトセンサにて受光し、該別のフォトセンサが出力する信号から該透過光の強度を算出し、算出した該回折光の強度と該透過光の強度とから回折効率を算出する回折効率測定手段と、
該データ記録手段により該ホログラム記録媒体にデータを記録する際、設定された時間ごとに該情報レーザ光の照射を停止することによりデータの記録を中断しつつ該回折効率測定手段により該ホログラム記録媒体の記録箇所の回折効率を測定し、測定した回折効率が設定した回折効率に到達するまでに要するレーザ照射時間を測定する所定回折効率到達時間測定手段と、
該光路長可変手段により該情報レーザ光又は該参照レーザ光の光路長を変えるごとに該ホログラム記録媒体に記録箇所を変えてデータ記録を行い、該所定回折効率到達時間測定手段により該ホログラム記録媒体のそれぞれの記録箇所が設定した回折効率に到達するまでに要するレーザ照射時間を測定し、測定した回折効率が設定した回折効率に到達するまでに要するレーザ照射時間に基づき該情報レーザ光又は該参照レーザ光に最適な光路長が設定されるよう該光路長可変手段を制御する第２の最適光路長設定手段とを備えたことを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項３】
前記再生用レーザ光を前記ホログラム記録媒体のデータ記録箇所に照射した際に、該ホログラム記録媒体のデータ記録領域からの回折光を受光するフォトセンサが出力する信号から該ホログラム記録媒体に記録を行った際の前記記録データを再生するデータ再生手段と、
該データ再生手段により再生された記録データ又は該記録データを再生する過程での２次元の２値化データと、元の記録データ又は元の記録データから変換された２次元の２値化データとを比較して、違っているデータの割合である再生データエラー率を計算する再生データエラー率計算手段と、
該データ再生手段により記録データを再生する過程で作成される２次元の２値化データの単位である明暗のピクセルにおける明のピクセル領域において、該明のピクセル領域を分割し、中心部分の明度と周辺部分の明度との比としてピクセル形状評価値を計算するピクセル形状評価手段と、
前記光路長可変手段により前記情報レーザ光又は前記参照レーザ光の光路長を変えるごとに該ホログラム記録媒体に記録箇所を変えてデータ記録を行い、該データ再生手段、該再生データエラー率計算手段及び該ピクセル形状評価手段により該ホログラム記録媒体のそれぞれの記録箇所における該再生データエラー率及び該ピクセル形状評価値を計算し、計算した値に基づき該情報レーザ光又は該参照レーザ光に最適な光路長が設定されるよう該光路長可変手段を制御する第３の最適光路長設定手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のホログラム記録装置。
【請求項４】
前記光路長可変手段が、
空気とは屈折率の異なったレーザ光を透過させる物体で、前記情報レーザ光又は前記参照レーザ光の進行方向に対する厚みが該進行方向と垂直な方向の位置で異なる物体を該垂直な方向に回転又は直線駆動させることで、該物体における該情報レーザ光又は該参照レーザ光が透過する箇所の厚さを変化させる手段であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のホログラム記録装置。
【請求項５】
記録データを２次元の２値化データに変換するデータ変換手段と、該データ変換手段により変換された２次元の２値化データに基づき、２次元空間上に２値化された状態を作成する２次元情報作成手段と、該２次元情報作成手段により作成された２値化された状態に、レーザ光を透過又は反射させることにより情報レーザ光を生成する情報レーザ光生成手段と、該情報レーザ光と波長及び光路長が同程度の参照レーザ光を生成する参照レーザ光生成手段と、該情報レーザ光と該参照レーザ光とを異なった角度でホログラム記録媒体に照射して、該ホログラム記録媒体にデータを記録するデータ記録手段とを備えたホログラム記録装置におけるレーザ光の光路長調整方法において、
該情報レーザ光又は該参照レーザ光の光路上で、該情報レーザ光又は該参照レーザ光の光路長を変えるようにした状態で、
該情報レーザ光又は該参照レーザ光の光路長を変えるごとに該ホログラム記録媒体のデータ記録箇所を変えてデータ記録を行い、
該参照レーザ光と同じ光路で再生用レーザ光を該ホログラム記録媒体のそれぞれのデータ記録箇所に照射し、該それぞれのデータ記録箇所からの回折光をフォトセンサにて受光し、該フォトセンサが出力する信号から該回折光の強度を算出し、
該それぞれのデータ記録箇所の透過光を別のフォトセンサにて受光し、該別のフォトセンサが出力する信号から該透過光の強度を算出し、
算出した該回折光の強度と該透過光の強度とから回折効率を算出した後、
該算出した回折効率に基づき該情報レーザ光又は該参照レーザ光に最適な光路長を設定するようにすることを特徴とするホログラム記録装置のレーザ光の光路長調整方法。
【請求項６】
記録データを２次元の２値化データに変換するデータ変換手段と、該データ変換手段により変換された２次元の２値化データに基づき、２次元空間上に２値化された状態を作成する２次元情報作成手段と、該２次元情報作成手段により作成された２値化された状態に、レーザ光を透過又は反射させることにより情報レーザ光を生成する情報レーザ光生成手段と、該情報レーザ光と波長及び光路長が同程度の参照レーザ光を生成する参照レーザ光生成手段と、該情報レーザ光と該参照レーザ光とを異なった角度でホログラム記録媒体に照射して、該ホログラム記録媒体にデータを記録するデータ記録手段とを備えたホログラム記録装置におけるレーザ光の光路長調整方法において、
該情報レーザ光又は該参照レーザ光の光路上で、該情報レーザ光又は該参照レーザ光の光路長を変えるようにした状態で、
該情報レーザ光又は該参照レーザ光の光路長を変えるごとに該ホログラム記録媒体にデータ記録箇所を変えてデータ記録を行い、
該ホログラム記録媒体のそれぞれのデータ記録箇所にデータを記録する際、設定された時間ごとに該情報レーザ光の照射を停止することによりデータの記録を中断しつつ該参照レーザ光と同じ光路で再生用レーザ光を該ホログラム記録媒体のそれぞれのデータ記録箇所に照射し、該それぞれのデータ記録箇所からの回折光をフォトセンサにて受光し、該フォトセンサが出力する信号から該回折光の強度を算出し、
該それぞれのデータ記録箇所の透過光を別のフォトセンサにて受光し、該別のフォトセンサが出力する信号から該透過光の強度を算出し、
算出した該回折光の強度と該透過光の強度とからそれぞれのデータ記録箇所の回折効率を算出し、
該算出した回折効率が設定した回折効率に到達するまでに要するレーザ照射時間を測定した後、
該測定したレーザ照射時間に基づき該情報レーザ光又は該参照レーザ光に最適な光路長を設定するようにすることを特徴とするホログラム記録装置のレーザ光の光路長調整方法。
【請求項７】
前記情報レーザ光又は前記参照レーザ光の光路長を変えるごとに前記ホログラム記録媒体にデータ記録箇所を変えてデータ記録を行い、
前記再生用レーザ光をそれぞれの該データ記録箇所に照射した際に、該ホログラム記録媒体のデータ記録領域からの回折光を受光するフォトセンサが出力する信号から該ホログラム記録媒体に記録を行った際の前記記録データを再生し、
再生された該記録データ又は該記録データを再生する過程での２次元の２値化データと、元の記録データ又は元の記録データから変換された２次元の２値化データとを比較して、違っているデータの割合である再生データエラー率を計算し、
該記録データを再生する過程で作成される２次元の２値化データの単位である明暗のピクセルにおける明のピクセル領域において、該明のピクセル領域を分割し、中心部分の明度と周辺部分の明度との比としてピクセル形状評価値を計算し、
該ホログラム記録媒体のそれぞれの記録箇所における該再生データエラー率及び該ピクセル形状評価値に基づき該情報レーザ光又は該参照レーザ光に最適な光路長を設定するようにすることを特徴とする請求項５又は請求項６記載のホログラム記録装置のレーザ光の光路長調整方法。
【請求項８】
前記情報レーザ光又は前記参照レーザ光の光路長の変更を、
空気とは屈折率の異なったレーザ光を透過させる物体で、該情報レーザ光又は該参照レーザ光の進行方向に対する厚みが該進行方向と垂直な方向の位置で異なる物体を該垂直な方向に回転又は直線駆動させることで、該物体における該情報レーザ光又は該参照レーザ光が透過する箇所の厚さを変化させて行うことを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれかに記載のホログラム記録装置のレーザ光の光路長調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録媒体に情報レーザ光と参照レーザ光とを照射することによりデータの記録を行うホログラム記録装置及び前記ホログラム記録装置のレーザ光の光路長調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクへ記録するデータの容量を大きくするため、ホログラム記録媒体へ多重記録を行う研究が進められている。現在、ホログラム記録媒体へのデータ記録方法には大きく分けて２光束干渉法とコリニア方式の２つがある。２光束干渉法によるホログラム記録は、例えば特許文献１に示されているように、記録データを２次元の２値化データに変換したデータにより空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）に明部と暗部とからなる２次元情報を表示させ、この空間光変調器にレーザ光を透過させることで情報を含んだレーザ光（以下、情報レーザ光という）を作成し、この情報レーザ光と波長及び光路長が情報レーザ光と同程度で情報を含まないレーザ光（以下、参照レーザ光という）とを、互いに異なった角度でホログラム記録媒体のデータ記録箇所へ照射することにより、データ記録箇所で干渉させて干渉縞により記録を行う方法である。
【０００３】
この２光束干渉法によるホ口グラム記録においては、情報レーザ光と参照レーザ光とが交錯する箇所であるホログラム記録媒体のデータ記録箇所において、情報レーザ光と参照レーザ光が充分に干渉する必要がある。言い換えると、情報レーザ光と参照レーザ光とは波長が同一である上、光路差をレーザ光の可干渉距離（コヒーレント長）より充分短くする必要がある。
【０００４】
ホ口グラム記録に使用するレーザは、通常半導体レーザであるが、近年半導体レーザは進歩しているとはいえ、ガスレーザと比較するとコヒーレント長は短く、経時的にコヒーレン卜長が変化しやすい。また近年、ホログラム記録において使用するレーザ波長が短くなる傾向にあり、短波長化によってコヒーレント長はさらに短くなっている。そのため、情報レーザ光と参照レーザ光との光路差が充分小さくなるよう装置内のレーザ光源や光学部品の配置の設計及び調整を行わないと、記録精度のよいホログラム記録装置を得ることができない。
【特許文献１】特開２００４−６９７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、光路差を充分小さくするようレーザ光源や光学部品の配置を調整するには限界があり、安価な半導体レーザはコヒーレント長が短いためこのような半導体レーザを使用したホログラム記録装置は調整が非常に困難である。この問題に対処する方法として、コヒーレント長が充分長い半導体レーザを使用する方法が考えられるが、このような半導体レーザは高額のため装置のコストＵＰを招くという問題がある。また、安価でコヒーレント長が短い半導体レーザを共振器によりコヒーレント長を長くする方法が試みられているが、共振器を用いてもコヒーレント長を充分長くすることはできないという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ホログラム記録装置にコヒーレント長が短い半導体レーザを使用した場合であっても、容易に情報レーザ光と参照レーザ光との光路差をコヒーレント長より充分小さくするよう調整することができるホログラム記録装置及びホログラム記録装置のレーザ光の光路長調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載のホログラム記録装置は、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路上に、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長を変える光路長可変手段と、参照レーザ光と同じ光路で再生用レーザ光をホログラム記録媒体のデータ記録箇所に照射し、ホログラム記録媒体のデータ記録領域からの回折光をフォトセンサにて受光し、フォトセンサが出力する信号から回折光の強度を算出すると共に、ホログラム記録媒体のデータ記録領域の透過光を別のフォトセンサにて受光し、別のフォトセンサが出力する信号から透過光の強度を算出し、算出した回折光の強度と透過光の強度とから回折効率を算出する回折効率測定手段と、光路長可変手段により情報レーザ光又は参照レーザー光の光路長を変えるごとにホログラム記録媒体の記録箇所を変えてデータ記録を行い、回折効率測定手段によりホログラム記録媒体のそれぞれの記録箇所の回折効率を測定し、測定した回折効率に基づき情報レーザ光又は参照レーザ光に最適な光路長が設定されるよう光路長可変手段を制御する最適光路長設定手段とを設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載のホログラム記録装置は、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路上に、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長を変える光路長可変手段と、参照レーザ光と同じ光路で再生用レーザ光をホログラム記録媒体のデータ記録箇所に照射し、ホログラム記録媒体のデータ記録領域からの回折光をフォトセンサにて受光し、フォトセンサが出力する信号から回折光の強度を算出すると共に、ホログラム記録媒体のデータ記録領域の透過光を別のフォトセンサにて受光し、別のフォトセンサが出力する信号から透過光の強度を算出し、算出した回折光の強度と透過光の強度とから回折効率を算出する回折効率測定手段と、データ記録手段によりホログラム記録媒体にデータを記録する際、設定された時間ごとに情報レーザ光の照射を停止することによりデータの記録を中断しつつ回折効率測定手段によりホログラム記録媒体の記録箇所の回折効率を測定し、測定した回折効率が設定した回折効率に到達するまでに要するレーザ照射時間を測定する所定回折効率到達時間測定手段と、光路長可変手段により情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長を変えるごとにホログラム記録媒体に記録箇所を変えてデータ記録を行い、所定回折効率到達時間測定手段によりホログラム記録媒体のそれぞれの記録箇所が設定した回折効率に到達するまでに要するレーザ照射時間を測定し、測定した回折効率が設定した回折効率に到達するまでに要するレーザ照射時間に基づき情報レーザ光又は参照レーザ光に最適な光路長が設定されるよう光路長可変手段を制御する第２の最適光路長設定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載のホログラム記録装置は、再生用レーザ光をホログラム記録媒体のデータ記録箇所に照射した際に、ホログラム記録媒体のデータ記録領域からの回折光を受光するフォトセンサが出力する信号からホログラム記録媒体に記録を行った際の記録データを再生するデータ再生手段と、データ再生手段により再生された記録データ又は記録データを再生する過程での２次元の２値化データと、元の記録データ又は元の記録データから変換された２次元の２値化データとを比較して、違っているデータの割合である再生データエラー率を計算する再生データエラー率計算手段と、データ再生手段により記録データを再生する過程で作成される２次元の２値化データの単位である明暗のピクセルにおける明のピクセル領域において、明のピクセル領域を分割し、中心部分の明度と周辺部分の明度との比としてピクセル形状評価値を計算するピクセル形状評価手段と、光路長可変手段により情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長を変えるごとにホログラム記録媒体に記録箇所を変えてデータ記録を行い、データ再生手段、再生データエラー率計算手段及びピクセル形状評価手段によりホログラム記録媒体のそれぞれの記録箇所における再生データエラー率及びピクセル形状評価値を計算し、計算した値に基づき情報レーザ光又は参照レーザ光に最適な光路長が設定されるよう光路長可変手段を制御する第３の最適光路長設定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載のホログラム記録装置は、光路長可変手段が、空気とは屈折率の異なったレーザ光を透過させる物体で、情報レーザ光又は参照レーザ光の進行方向に対する厚みが進行方向と垂直な方向の位置で異なる物体を垂直な方向に回転又は直線駆動させることで、物体における情報レーザ光又は参照レーザ光が透過する箇所の厚さを変化させる手段であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載のホログラム記録装置のレーザ光の光路長調整方法は、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路上で、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長を変えるようにした状態で、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長を変えるごとにホログラム記録媒体のデータ記録箇所を変えてデータ記録を行い、参照レーザ光と同じ光路で再生用レーザ光をホログラム記録媒体のそれぞれのデータ記録箇所に照射し、それぞれのデータ記録箇所からの回折光をフォトセンサにて受光し、フォトセンサが出力する信号から回折光の強度を算出し、それぞれのデータ記録箇所の透過光を別のフォトセンサにて受光し、別のフォトセンサが出力する信号から透過光の強度を算出し、算出した回折光の強度と透過光の強度とから回折効率を算出した後、算出した回折効率に基づき情報レーザ光又は参照レーザ光に最適な光路長を設定するようにすることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載のホログラム記録装置のレーザ光の光路長調整方法は、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路上で、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長を変えるようにした状態で、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長を変えるごとにホログラム記録媒体にデータ記録箇所を変えてデータ記録を行い、ホログラム記録媒体のそれぞれのデータ記録箇所にデータを記録する際、設定された時間ごとに情報レーザ光の照射を停止することによりデータの記録を中断しつつ参照レーザ光と同じ光路で再生用レーザ光をホログラム記録媒体のそれぞれのデータ記録箇所に照射し、それぞれのデータ記録箇所からの回折光をフォトセンサにて受光し、フォトセンサが出力する信号から回折光の強度を算出し、それぞれのデータ記録箇所の透過光を別のフォトセンサにて受光し、別のフォトセンサが出力する信号から透過光の強度を算出し、算出した回折光の強度と透過光の強度とからそれぞれのデータ記録箇所の回折効率を算出し、算出した回折効率が設定した回折効率に到達するまでに要するレーザ照射時間を測定した後、測定したレーザ照射時間に基づき情報レーザ光又は参照レーザ光に最適な光路長を設定するようにすることを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載のホログラム記録装置のレーザ光の光路長調整方法は、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長を変えるごとにホログラム記録媒体にデータ記録箇所を変えてデータ記録を行い、再生用レーザ光をそれぞれのデータ記録箇所に照射した際に、ホログラム記録媒体のデータ記録領域からの回折光を受光するフォトセンサが出力する信号からホログラム記録媒体に記録を行った際の記録データを再生し、再生された記録データ又は記録データを再生する過程での２次元の２値化データと、元の記録データ又は元の記録データから変換された２次元の２値化データとを比較して、違っているデータの割合である再生データエラー率を計算し、記録データを再生する過程で作成される２次元の２値化データの単位である明暗のピクセルにおける明のピクセル領域において、明のピクセル領域を分割し、中心部分の明度と周辺部分の明度との比としてピクセル形状評価値を計算し、ホログラム記録媒体のそれぞれの記録箇所における再生データエラー率及びピクセル形状評価値に基づき情報レーザ光又は参照レーザ光に最適な光路長を設定するようにすることを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載のホログラム記録装置のレーザ光の光路長調整方法は、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長の変更を、空気とは屈折率の異なったレーザ光を透過させる物体で、情報レーザ光又は参照レーザ光の進行方向に対する厚みが進行方向と垂直な方向の位置で異なる物体を垂直な方向に回転又は直線駆動させることで、物体における情報レーザ光又は参照レーザ光が透過する箇所の厚さを変化させて行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１及び請求項５の発明によれば、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路上で、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長を変えることで、高価なレーザ光源を用いなくても又はレーザ光源や光学部品の位置の調整を精密に行わなくても情報レーザ光と参照レーザ光との光路差をコヒーレント長より充分小さくすることができ、装置のコストを抑えることができる。また、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長を調整するごとにデータ記録を行い、記録箇所の回折効率を測定し、測定した回折効率に基づき、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長が最適な光路長になるよう設定するようにしたことから、光路差がコヒーレント長より十分短い場合はそうでない場合よりホログラム記録媒体へ記録を行ったときの記録箇所の回折効率が大きいので、回折効率に基づいて調整を行えば容易に情報レーザ光又は参照レーザ光を適切な光路長に調整することができる。
【００１８】
請求項２、請求項３、請求項６及び請求項７の発明によれば、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路上で、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長を変えることで、高価なレーザ光源を用いなくても又はレーザ光源や光学部品の位置の調整を精密に行わなくても情報レーザ光と参照レーザ光との光路差をコヒーレント長より充分小さくすることができ、装置のコストを抑えることができる。また、回折効率の代わりに所定回折効率到達時間又はこれらに加えて再生データエラー率及びピクセル形状評価値に基づいて情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長が適切な光路長になるよう設定するようにしたことから、光路差がコヒーレント長より十分短い場合はそうでない場合よりホログラム記録媒体へ記録を行ったときの記録箇所の所定回折効率到達時間が短く再生データエラー率及びピクセル形状評価値がよいので、これらの値に基づいて調整を行っても容易に情報レーザ光又は参照レーザ光を適切な光路長に調整することができる。また、複数の項目に基づいて調整を行えば、レーザ光をより適切な光路長に調整することができる。
【００１９】
請求項４及び請求項８の発明によれば、光路長を変える手段や方法が、空気とは屈折率の異なる物体のレーザ光が透過する箇所の厚さを変化させることであることから、装置に光路長を変える手段や方法を追加しても装置が大型化せず、大きなコストＵＰも招かないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。本発明の形態におけるホログラム記録装置は、ホログラム記録媒体にデータを書き込むものである。
【００２２】
図１は、本発明のホログラム記録装置の一例を示す構成図である。図２は、光路長可変器の実施例を示す説明図である。図３は、光路長可変器の別の実施例を示す概念図である。図４は、同別の実施例の光路長可変器の構造を示す説明図である。図５は、同別の実施例の光路長可変器の別の構造を示す説明図である。
【００２３】
図１において、ホログラム記録媒体５に記録データを書き込むホログラム記録装置１は、レーザ光源１２、各種光学系素子１４〜２２，４０及び４２、空間光変調器２４、フーリエ変換レンズ２６、逆フーリエ変換レンズ２８、フォトセンサ３０，４４及び４６、ミラー３２及び３４、ステージ３６、モーター３８、光路長可変器５０、レーザ駆動回路１００、記録用信号生成回路１０２、レーザ光強度制御回路１０４、再生データ生成回路１０６、再生データエラー率計算回路１０８、透過光量検出回路１１０、ピクセル明度データ生成回路１１８、回転制御回路１２０、開閉制御回路１３０、角度制御回路１５４、位置制御回路１５６、光路長調整回路１６０、コントローラ２００、入力装置２０２、表示装置２０４から構成されている。尚、図１は、本発明に関係するデータ記録手段、データ再生手段、回折効率測定手段及び記録精度評価手段に該当する回路や装置と、それらの回路や装置を制御するコントローラ２００及びその周辺装置のみを示し、それ以外の回路や装置は省いてある。
【００２４】
次に、各種回路、装置の作動について説明する。まず、コントローラ２００は、ホログラム記録装置１の全体の制御を行うもので、データや各種設定等を入力するための入力装置２０２及び評価結果や各種設定等を表示する表示装置２０４が接続されている。そして、コントローラ２００は、後述するレーザ駆動回路１００、記録用信号生成回路１０２、レーザ光強度制御回路１０４、再生データ生成回路１０６，再生データエラー率計算回路１０８、透過光量検出回路１１０、ピクセル明度データ生成回路１１８、光路長調整回路１６０等が接続され、それらの制御を行うことで全体の制御が行われる。
【００２５】
レーザ駆動回路１００は、コントローラ２００から照射開始と照射停止の指令を受けて後述するレーザ光源１２を駆動してレーザ光照射を行う。その際、レーザ光源１２への出力は後述するレーザ光強度制御回路１０４により制御される。記録用信号生成回路１０２は、コントローラ２００から記録するための元データ（以下、記録データという）が入力され、空間光変調器２４（ＳＬＭ：Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）の表示用データである２次元の２値化データに変換して空間光変調器２４に出力する。空間光変調器２４は、２光束干渉法であれば透過型のＴＦＴ液晶表示装置（ＬＣＤ）のパネルなどでできている。
【００２６】
レーザ光源１２は、レーザ駆動回路１００により駆動されてレーザ光を照射する。照射されたレーザ光は、コリメートレンズ１４で平行光にされ、偏光ビームスプリッタ４０で２つに分割される。
【００２７】
偏光ビームスプリッタ４０は、大部分のレーザ光を透過し微量（例えば全体の５％程度）のレーザ光を反射する。フォトセンサ４４は、偏光ビームスプリッタ４０で反射した微量のレーザ光を受光し、受光光量に相当する信号をレーザ光強度制御回路１０４に出力する。レーザ光強度制御回路ｌ０４は、コントーラ２００から入力したレーザ光強度を記憶し、フォトセンサ４４から入力された信号から現在出力しているレーザ光の強度を算出してその強度がコントローラ２００から入力したレーザ光強度になるよう、レーザ駆動回路１００の出力を制御する。偏光ビームスプリッタ４０を透過した大部分のレーザ光はビームスプリッタ１６で２つに分割され、反射したレーザ光はミラー３２，３４で反射して参照レーザ光としてホログラム記録媒体５に入射する。ミラー３４の角度及び位置は角度制御回路１５４及び位置制御回路１５６により変化し、これにより参照レーザ光のホログラム記録媒体５への入射位置は一定のまま入射角度が変化する。角度制御回路１５４及び位置制御回路１５６は、コントローラ２００により制御され、コントローラ２００から参照レーザ光の入射角度が入力するごとにミラー３４の角度及び位置を変化させる。
【００２８】
ビームスプリッタ１６を透過したレーザ光は、後述するシャッタ１８をそのまま通過し、ビームエキスパンダ２０とレンズ２２により光束径が大きくされて空間光変調器２４を透過することで２次元の２値化データに基づく情報を含んだ情報レーザ光となる。そして、フーリエ変換レンズ２６によりホログラム記録媒体５に集光し、参照レーザ光との干渉によりホログラム記録媒体５にデータの記録を行う。
【００２９】
回転制御回路１２０は、コントローラ２００から入力する指令によりモーター３８を駆動し、これによりステージ３６を回転させてホログラム記録媒体５におけるデータ記録位置を変更する。開閉制御回路１３０は、コントローラ２００から入力する指令により、シャッタ１８の開閉を行う。ホログラム記録媒体５に記録されたデータの再生時には、コントローラ２００の指令により開閉制御回路１３０がシャッタ１８を閉じる。これにより、データの再生時にホログラム記録媒体５に照射されるレーザ光はビームスプリッタ１６で反射したレーザ光のみとなる。従って再生用レーザ光は、参照レーザ光と同波長で同光路のレーザ光である。
【００３０】
再生用レーザ光がホログラム記録媒体５の記録領域に照射されると、記録領域で回折された光がフォトセンサ３０に入射する。フォトセンサ３０は、例えばＣＣＤなどで構成されており、フォトセンサ３０には空間光変調器２４に表示される画像に相当する画像が形成される。そして、フォトセンサ３０の各画素は受光光量×受光時間（すなわち、受光エネルギー）に相当する強度の信号を後述する再生データ生成回路１０６に出力する。出力は後述する再生データ生成回路１０６から出力の指令がされたときであり、再生用レーザ光が照射されてからこの出力の指令が出されるまでの時間を変更することで、フォトセンサ３０の各画素が出力する信号の強度を変更することができる。
【００３１】
再生データ生成回路１０６は、コントローラ２００からデータ入力の指令を受けるとフォトセンサ３０に信号出力の指令を出し、フォトセンサ３０から入力した信号から２次元の２値化データ（記録用信号生成回路１０２が出力するデータに相当する）を生成し、復号して記録データに相当するデータ（以下、再生データという）にする。
【００３２】
ピクセル明度データ生成回路１１８は、コントローラ２００からデータ入力の指令を受けると、フォトセンサ３０の各画素が出力する信号を入力し、２次元の２値化データの単位である明暗のピクセルにおける明のピクセル領域において、分割した各領域ごと（例えば縦横３分割により９分割した領域ごと）の明度を算出して平均し、コントローラに出力する。この場合フォトセンサ３０から入力するすべてのデータを用いてもよいし、フォトセンサ３０における設定された領域のデータのみを用いてもよい。
【００３３】
フォトセンサ４６は、再生用レーザ光がホログラム記録媒体５を透過した光を受光し、受光光量に相当する信号強度の信号を出力する。透過光量検出回路１１０は、入力した受光光量に相当する信号強度の信号から透過光量に相当するデジタルデータを作成し、コントローラ２００に出力する。再生データエラー率計算回路１０８は、コントローラ２００から記録データ又は記録用信号生成回路１０２から２次元の２値化データ（空間光変調器２４に出力するデータ）を入力してメモリに記憶し、再生データ生成回路１０６から再生データ又は再生データに復号する前の２次元の２値化データが入力するごとにメモリしているデータと比較して、データが違っている数（エラー数）をカウントし、データ総数で除算したエラー率をデジタルデータとしてコントローラ２００に出力する。
【００３４】
光路長可変器５０は、後述する光路長調整回路１６０に制御されてレーザ光の光路長を変化させる。光路長可変器５０（５２，５４）の構造には、図２〜図５に示すように、いくつかの形態がある。例えば図２に示すように、レーザ光を反射させるミラー５０４，５０６を取り付けた基台５１０をモーター５１２の回転によりシャフト５１４の軸方向に移動させることにより光路長を変化させる構造のものが使用される。
【００３５】
また、例えば図３に示すように、ガラスのような屈折率が空気より大きいレーザ透過物体５２０（言い換えると、光路長を長くすることができる物体）のレーザ光が透過する箇所の厚さを段階的に異ならせておき、このレーザ透過物体５２０をレーザ光の進行方向と垂直方向に移動させることでレーザ光が透過する箇所の厚さを変化させ、光路長を変化させる構造のものも使用できる。具体的には図４に示すように、直線方向でレーザ透過物体５２０の厚さを変えておき、このレーザ透過物体５２０をモーターにより回転されたプーリー５２４によりレール５２２上を移動させることでレーザ光が透過する箇所の厚さを変化させる構造のものや、図５に示すように円周方向にレーザ透過物体５４０の厚さを変えておき、このレーザ透過物体５４０をモーターにより回転されたプーリー５４４により基台５４２上で回転させることでレーザ光が透過する箇所の厚さを変化させる構造のものが使用できる。
【００３６】
光路長調整回路１６０は、光路長可変器５０（５２，５４）のモーター５１２を駆動制御し、レーザ光の光路長を変化させる。光路長調整回路１６０は、ホログラム記録装置が作動開始した後、コントロ−ラ２００から光路長の設定値ｔが入力すると、初期位置に移動した後、その設定値ｔに相当する分モーター５１２を駆動する。その後に設定値ｔが入力すると現在の設定値ｔとの差分でモーター５１２を駆動する。初期位置は、図２の光路長可変器５０であれば、モーター５１２の駆動限界位置であり、図４、図５の光路長可変器５２，５４であれば、ストッパーにより移動又は回転が停止する位置である。
【００３７】
設定値ｔは０，１，２・・・といった数字であればよい。図２、図４の光路長可変器５０、５２であれば、光路長調整回路１６０内にその数字に対応する駆動距離がメモリされており、図５の光路長可変器５４であれば、その数字に対応する回転角度がメモリされている。尚、図４、図５の光路長可変器５０であれば、レーザ光が透過する物体の厚さごとに設定値ｔの数字がついていると見なすことができる。尚、本実施形態では参照レーザ光の光路上に光路長可変器５０を設けたが、光路長可変器５０は情報レーザ光の光路上であってもよいし、両方の光路上にあってもよい。
【００３８】
以上のように、本実施の形態のホログラム記録装置１によれば、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路上で、情報レーザ光又は参照レーザ光の光路長を変えるので、高価なレーザ光源を用いなくても又はレーザ光源１２や光学部品の位置の調整を精密に行わなくても情報レーザ光と参照レーザ光との光路差を充分小さくすることができ、装置のコストを抑えることができる。
【００３９】
また、光路長可変器５２，５４が、空気とは屈折率の異なる物体のレーザ光が透過する箇所の厚さを変化させる手段であることから、装置に光路長可変器５２，５４を追加しても装置が大型化せず、大きなコストＵＰも招かないようにすることができる。
【実施例１】
【００４０】
このように構成されたホログラム記録装置１において、作業者はホログラム記録媒体５をステージ３６にセットした後、図６に示すフローのブログラムをスタートさせることにより、情報レーザ光と参照レーザ光との光路差が十分小さくなるよう参照レーザ光の光路長を調整することができる。以下、図６に示すフローに従って説明する。尚、以後の本実施例の説明において、括弧内の符号は図６の符号に対応している。
【００４１】
まず、表示装置２０４にレーザ光強度を設定するよう指示が出るので、作業者は入力装置２０２から適切な値を入力するかコントローラ２００内のメモリに記憶されている値から適切な値を選択する（Ｓ１０２）。レーザ光がビームスプリッタ１６で２つに分けられるので、情報レーザ光および参照レーザ光（再生用レーザ光）の強度は設定値の半分である。
【００４２】
次に、光路長の設定値ｔを０にし（Ｓ１０４）、光路長調整回路１６０に設定値ｔを入力する（Ｓ１０６）。これにより、光路長可変器５０は参照レーザ光の光路長が最大又は最小となるよう駆動する。具体的には、図２の光路長可変器５０であればミラー５０２，５０８とミラー５０４，５０６との距離が最大又は最小となる位置へ基台５１０を駆動し、図４、図５の光路長可変器５２，５４であれば、レーザ光を透過させるレーザ透過物体５２０，５４０の厚さが最も厚い位置又は最も薄い位置に移動する。
【００４３】
そして、記録データを記録用信号生成回路１０２に出力する（Ｓ１０８）。この記録データは、記録データが記録用信号生成回路１０２で変換されて作成された２次元の２値化データがすべて明のピクセルからなるデータであるようにすれば、後述する回折効率の計算の際、フォトセンサ３０の受光領域に存在する全画素の明度データを平均すればよいので計算が行いやすい。次に、ホログラム記録媒体５に情報レーザ光と参照レーザ光の照射が開始され（Ｓ１１０）、レーザ光照射時間の計測がされ（Ｓ１１２）、照射時間がＴｋになると（Ｓ１１４−ＹＥＳ）、情報レーザ光が遮断され（Ｓ１１６）、ホログラム記録媒体５に再生用レーザ光（参照レーザ光と実質的に同一）が照射される。ここで、照射時間Ｔｋはホログラム記録媒体５が所定の回折効率になるおおよその時間がわかっており、その時間Ｔｋがコントロ−ラ２００内のメモリに記憶されているとする。
【００４４】
続いて、再生用レーザ光の照射時間（言い換えるとフォトセンサ３０の画素が受光エネルギー０の状態から信号を出力するまでの時間）の計測が開始され（Ｓ１１８）、照射時間がＴｓになると（Ｓ１２０−ＹＥＳ）、透過光量検出回路１１０が出力する信号を取り込み、再生データ生成回路１０６にフォトセンサ３０に信号を出力させる指令を出力してピクセル明度データ生成回路１１８が出力するピクセル領域の明度データを入力する（Ｓ１２２）。ここで、照射時間Ｔｓはホログラム記録媒体５が所定の回折効率の時、フォトセンサ３０に形成される明のピクセルが所定の明度になるまでのおおよその時間がわかっており、その時間Ｔｓがコントーラ２００内のメモリに記憶されているとする。
【００４５】
次に、レーザ光の照射を停止させ（Ｓ１２４）、回折効率η（ｔ）を計算し、表示装置２０４に表示する（Ｓ１２６）。回折効率η（ｔ）は、透過光量検出回路１１０が出力するデータから透過光量Ｉｔを算出し、ピクセル明度データ生成回路１１８が出力するピクセル領域の明度データから回折光量Ｉｄを計算しη＝Ｉｄ／（Ｉｔ＋Ｉｄ）の計算式で計算される。
【００４６】
表示装置２０４に継続するかと問い合わせが表示されるので（Ｓ１２８）、作業者は光路長可変器５０の設定値ｔごとの回折効率η（ｔ）が十分測定されるまではＹｅｓを入力する。設定値ｔが最後までいっていないことを確認し（Ｓ１３０）、回転制御回路１２０に指令を出して、所定角度モーター３８を回転させ、ホログラム記録媒体５へのレーザ光の照射位置（すなわち記録場所）を変更する（Ｓ１３２）。そして、ｔをインクリメントした後（Ｓ１３４）、光路長調整回路１６０に設定値ｔを入力するところ（Ｓ１０６）に戻り、光路長調整回路１６０に新たな設定値ｔを入力する。後は上述した処理（Ｓ１０６〜Ｓ１２６）が繰り返し実行される。
【００４７】
そして、作業者が光路長可変器５０の設定値ｔごとの回折効率η（ｔ）が光路長可変器５０に最適なｔを設定することができるまで測定されたと判断し（Ｓ１２８）、Ｎｏを入力するか、設定値ｔが最大までいったと判定した段階（Ｓ１３０−ＹＥＳ）で、光路長可変器５０に最適な設定値ｔを人力することで光路長可変器５０が最適な光路長（すなわち情報レーザ光と参照レーザ光との光路差がレーザ光のコヒーレント長より十分小さい光路長）に設定される（Ｓ１３６）。最適な設定値ｔは回折効率η（ｔ）が最大になるときの設定値ｔとすればよい。又は設定値と回折効率η（ｔ）の関係曲線を作成し、極大点に最も近い設定値ｔを最適な設定値ｔとしてもよい。その際、図２の光路長可変器５０であれば、光路長を連続で変化させることができるので極大点における設定値ｔからモ−ター５１２の駆動距離を算出するようにしてもよい。
【００４８】
以上のように、本実施例によれば、参照レーザ光の光路長を調整するごとにデータ記録を行い、記録箇所の回折効率を測定し、測定した回折効率に基づき、光路長調整回路１６０が参照レーザ光に最適な光路長を設定するようにしたことから、光路差がコヒーレント長より十分短い場合は、そうでない場合よりホログラム記録媒体５へ記録を行ったときの記録箇所の回折効率が大きいので、回折効率に基づいて調整を行えば容易に参照レーザ光を適切な光路長に調整することができる。
【実施例２】
【００４９】
上記実施例１は、ホログラム記録媒体５の記録箇所における回折効率η（ｔ）により最適な光路長を設定する方法であるが、別の実施例として所定回折効率ηに到達するまでの時間により最適な光路長を設定する方法がある。
【００５０】
作業者はホログラム記録媒体５をステージ３６にセットした後、図７に示すフローのプログラムをスター卜させることにより、所定の回折効率ηに到達するまでの時間Ｔ（ｔ）を基に、参照レーザ光の光路長を調整することができる。以下、図７に示すフローに従って説明する。尚、以後の本実施例の説明において、括弧内の符号は図７の符号に対応している。
【００５１】
まず、表示装置２０４にレーザ光強度を設定するよう指示が出るので、作業者は入力装置２０２から適切な値を入力するかコントローラ２００内のメモリに記憶されている値から適切な値を選択する（Ｓ２０２）。レーザ光がビームスプリッタ１６で２つに分けられるので、情報用レーザ光および参照レーザ光（再生用レーザ光）の強度は設定値の半分である。
【００５２】
次に、光路長の設定値ｔを０にし（Ｓ２０４）、光路長調整回路１６０に設定値ｔを入力する（Ｓ２０６）。これにより、光路長可変器５０は参照レーザ光の光路長が最大又は最小となるよう駆動する。具体的には、図２の光路長可変器５０であればミラー５０２，５０８とミラー５０４，５０６との距離が最大又は最小となる位置へ基台５１０を駆動し、図４、図５の光路長可変器５２，５４であれば、レーザ光を透過させるレーザ透過物体５２０，５４０の厚さが最も厚い位置又は最も薄い位置に移動する。次に、ｎを０にセットする（Ｓ２０８）。ｎはデータ記録のためのレーザ照射を時間Ｔｋ＋ｎ・Ｔｂ行った際のデータ記録箇所の回折効率η（ｎ）に付けられる番号と見なせばよい。尚、この場合時間Ｔｋはホログラム路録媒体５が所定の回折効率になるおおよその時間よりやや小さめに設定される。
【００５３】
そして、記録データを記録用信号生成回路１０２に出力する（Ｓ２１０）。この記録データは、記録データが記録用信号生成回路１０２で変換されて作成された２次元の２値化データがすべて明のピクセルからなるデータであるようにすれば、後述する回折効率の計算の際、フォトセンサ３０の受光領域に存在する全画素の明度データを平均すればよいので計算が行いやすい。次に、ホログラム記録媒体５に情報レーザ光と参照レーザ光の照射が開始され（Ｓ２１２）、レーザ光照射時間の計測がされ（Ｓ２１４）、照射時間がＴｋになると（Ｓ２１６−ＹＥＳ）、情報レーザ光が遮断され（Ｓ２１８）、ホログラム記録媒体５に再生用レーザ光（参照レーザ光と実質的に同一）が照射される。ここで、照射時間Ｔｋはホログラム記録媒体５が所定の回折効率になるおおよその時間がわかっており、その時間よりやや小さめの時間Ｔｋがコントロ−ラ２００内のメモリに記憶されているとする。
【００５４】
続いて、再生用レーザ光の照射時間（言い換えるとフォトセンサ３０の画素が受光エネルギー０の状態から信号を出力するまでの時間）の計測が開始され（Ｓ２２０）、照射時間がＴｓになると（Ｓ２２２−ＹＥＳ）、透過光量検出回路１１０が出力する信号を取り込み、再生データ生成回路１０６にフォトセンサ３０に信号を出力させる指令を出力してピクセル明度データ生成回路１１８が出力するピクセル領域の明度データを入力する（Ｓ２２４）。ここで、照射時間Ｔｓはホログラム記録媒体５が所定の回折効率の時、フォトセンサ３０に形成される明のピクセルが所定の明度になるまでのおおよその時間がわかっており、その時間Ｔｓがコントーラ２００内のメモリに記憶されているとする。
【００５５】
次に、回折効率η（ｔ）を計算する（Ｓ２２６）。回折効率η（ｔ）は、透過光量検出回路１１０が出力するデータから透過光量Ｉｔを算出し、ピクセル明度データ生成回路１１８が出力するピクセル領域の明度データから回折光量Ｉｄを計算しη＝Ｉｄ／（Ｉｔ＋Ｉｄ）の計算式で計算される。回折効率η（ｎ）が所定の回折効率に到達しているか判定し（Ｓ２２８）、到達していなければ（Ｓ２２８−ＮＯ）、ｎをインクリメントし（Ｓ２３０）、さらにデータ記録のためのレーザ照射を時間Ｔｂ分行った後（Ｓ２３２〜Ｓ２３６）、情報レーザ光の遮断（Ｓ２１８）に戻って、上述の処理（Ｓ２１８〜Ｓ２２６）で再び回折効率η（ｎ）を計算し、回折効率η（ｎ）が所定の回折効率に到達しているか判定する（Ｓ２２８）。この処理を回析効率η（ｎ）が所定の回折効率以上と判定するまで（Ｓ２２８−ＹＥＳ）繰り返し、所定の回折効率以上と判定した段階で（Ｓ２２８−ＹＥＳ）、レーザ光照射を停止し（Ｓ２３８）、所定の回折効率に到達するまでの時間Ｔ（ｔ）を計算し、表示装置２０４に表示する（Ｓ２４０）。時間Ｔ（ｔ）の計算は、ｎとｎー１のときの時間Ｔｋ＋ｎ・Ｔｂとη（ｎ）の値から補間法により計算すればよい。または、時間Ｔｋ＋ｎ・Ｔｈとη（ｎ）の関係曲線を作成し、所定の回折効率のときの時間を時間Ｔ（ｔ）としてもよい。
【００５６】
表示装置２０４に継続するか問い合わせが表示されるので（Ｓ２４２）、作業者は光路長可変器５０の設定値ｔごとの所定回折効率到達時間Ｔ（ｔ）が十分測定されるまでは、Ｙｅｓを入力する。この後、設定値ｔが最後までいっていないことを確認し（Ｓ２４４）、レーザ光の照射位置（すなわち記録場所）を変更し（Ｓ２４６）、ｔをインクリメン卜した後（Ｓ２４８）、光路長調整回路１６０に設定値ｔを入力するところ（Ｓ２０６）に戻り、光路長調整回路１６０に新たな設定値ｔを入力する。後は上述した処理（Ｓ２０６〜Ｓ２４０）が繰り返し実行される。
【００５７】
そして、作業者が光路長可変器５０の設定値ｔごとの所定回折効率到達時間Ｔ（ｔ）が光路長可変器５０に最適なｔを設定することができるまで測定されたと判断し（Ｓ２４２）、Ｎｏを入力するか、Ｓ２４４で設定値ｔが最大までいったと判定した段階（Ｓ２４４−ＹＥＳ）で、光路長可変器５０に最適な設定値ｔを入力することで光路長可変器５０が最適な光路長に設定される（Ｓ２５０）。
【００５８】
最適な設定値は所定回折効率到達時間Ｔ（ｔ）が最短になるときの設定値ｔとすればよい。又は設定値ｔと所定回折効率到達時間Ｔ（ｔ）の関係曲線を作成し、極小点に最も近い設定値ｔを最適な設定値ｔとしてもよい。その際、図２の光路長可変器５０であれば、光路長を連続で変化させることができるので極小点における設定値ｔからモーター５１２の駆動距離を算出するようにしてもよい。
【００５９】
以上のように、本実施例によれば、回折効率の代わりに所定回折効率到達時間に基づいて光路長調整回路１６０が参照レーザ光に適切な光路長を設定するようにしたことから、光路差がコヒーレント長より十分短い場合は、そうでない場合よりホログラム記録媒体５へ記録を行ったときの記録箇所の所定回折効率に到達するまでの時間が短いので、所定回折効率到達時間に基づいて調整を行えば容易にレーザ光を適切な光路長に調整することができる。また、実施例１で示した方法と合わせて調整を行えば、レーザ光をより適切な光路長に調整することができる。
【実施例３】
【００６０】
上記実施例は、ホログラム記録媒体５の記録箇所における回折効率η（ｔ）や所定回折効率到達時間Ｔ（ｔ）により最適な光路長を設定する方法であるが、これらの値に加えて、データの記録精度も加味したうえで、最適な光路長を設定する方法がある。
【００６１】
作業者はホログラム記録媒体５をステージ３６にセットした後、図８に示すフローのプログラムをスタートさせることにより、所定の回折効率ηに到達するまでの時間Ｔ（ｔ）に加えて、データの記録精度を表す値としてピクセル形状評価値Ｐ（ｔ）、再生データエラー率Ｅ（ｔ）を基に参照レーザ光の光路長を調整することができる。以下、図８に示すフローに従って説明する。尚、以後の本実施例の説明において、括弧内の符号は図８の符号に対応している。
【００６２】
まず、表示装置２０４にレーザ光強度を設定するよう指示が出るので、作業者は入力装置２０２から適切な値を入力するかコントローラ２００内のメモリに記憶されている値から適切な値を選択する（Ｓ３０２）。レーザ光がビームスプリッタ１６で２つに分けられるので、情報用レーザ光および参照レーザ光（再生用レーザ光）の強度は設定値の半分である。
【００６３】
次に、光路長の設定値ｔを０にし（Ｓ３０４）、光路長調整回路１６０に設定値ｔを入力する（Ｓ３０６）。これにより、光路長可変器５０は参照レーザ光の光路長が最大又は最小となるよう駆動する。具体的には、図２の光路長可変器５０であればミラー５０２，５０８とミラー５０４，５０６との距離が最大又は最小となる位置へ基台５１０を駆動し、図４、図５の光路長可変器５２，５４であれば、レーザ光を透過させるレーザ透過物体５２０，５４０の厚さが最も厚い位置又は最も薄い位置に移動する。
【００６４】
次に、ｎとｍを０にセットする（Ｓ３０８）。ｎはデータ記録のためのレーザ照射を時間Ｔｋ＋ｎ・Ｔｂ行った際のデータ記録箇所の回折効率η（ｎ）に付けられる番号と見なせばよい。尚、この場合時間Ｔｋはホログラム路録媒体５が所定の回折効率になるおおよその時間よりやや小さめに設定される。ｍはデータ再生のためのレーザ光照射を時間Ｔｓ＋ｍ・Ｔｉ行った際のフォトセンサ３０に形成される明のピクセルの明度平均Ｌ（ｍ）に付けられる番号と見なせばよい。
【００６５】
そして、記録データを記録用信号生成回路１０２に出力する（Ｓ３１０）。但し、この場合は、記録用信号生成回路１０２に出力する記録データは、記録データが記録用信号生成回路１０２で変換されて作成された２次元の２値化デ−タが明と暗のピクセルからなるデータであるようにする必要がある。次に、ホログラム記録媒体５に情報レーザ光と参照レーザ光の照射が開始され（Ｓ３１２）、レーザ光照射時間の計測がされ（Ｓ３１４）、照射時間がＴｋになると（Ｓ３１６−ＹＥＳ）、情報レーザ光が遮断され（Ｓ３１８）、ホログラム記録媒体５に再生用レーザ光（参照レーザ光と実質的に同一）が照射される。ここで、照射時間Ｔｋはホログラム記録媒体５が所定の回折効率になるおおよその時間がわかっており、その時間よりやや小さめの時間Ｔｋがコントロ−ラ２００内のメモリに記憶されているとする。
【００６６】
続いて、再生レーザ光の照射時間がＴｓ＋ｍ・Ｔｉ経過するのを待ち（Ｓ３２２）、透過光量検出回路１１０が出力する信号を取り込み、再生データ生成回路１０６にフォトセンサ３０に信号を出力させる指令を出力してピクセル明度データ生成回路１１８が出力するピクセル領域の明度データを入力する（Ｓ３２４）。明のピクセルの明度平均Ｌ（ｍ）が所定明度以上になっているか確認し（Ｓ３２８）、なっていなければ（Ｓ３２８−ＮＯ）、透過光量データやピクセル明度データをクリアし（Ｓ３３０）、ｍをインクリメントしたうえで（Ｓ３３２）、再度処理（Ｓ３２０〜Ｓ３２６）を行う。これを、明のピクセルの明度平均Ｌ（ｍ）が所定明度以上になっていると判定するまで（Ｓ３２８−ＹＥＳ）繰り返し実行する。ｍがインクリメン卜されるごとに再生レーザ光の照射時間はＴｉごとに増えるため、明のピクセルの明度平均Ｌ（ｍ）は上昇し、繰り返し実行すれば必ずＳ３２６で所定明度以上になっていると判定されることになる。これを行うのは、後述するピクセル形状評価値Ｐ（ｔ），再生データエラー率Ｅ（ｔ）を明のピクセルの明度を揃えたうえで測定するためである。
【００６７】
次に、回折効率η（ｎ）を計算する（Ｓ３３４）。回折効率η（ｔ）は、透過光量検出回路１１０が出力するデータから透過光量Ｉｔを算出し、ピクセル明度データ生成回路１１８が出力するピクセル領域の明度データから回折光量Ｉｄを計算しη＝Ｉｄ／（Ｉｔ＋Ｉｄ）の計算式で計算される。回折効率η（ｎ）が所定の回折効率に到達しているか判定し（Ｓ３３６）、到達していなければ（Ｓ３３６−ＮＯ）、ｎをインクリメントし（Ｓ３３８）、さらにデータ記録のためのレーザ照射を時間Ｔｂ分行った後（Ｓ３４０〜Ｓ３４４）、情報レーザ光の遮断（Ｓ３１８）に戻って、上述の処理（Ｓ３１８〜Ｓ３３４）で再び回折効率η（ｎ）を計算し、回折効率η（ｎ）が所定の回折効率に到達しているか判定する（Ｓ３３６）。この処理を、回析効率η（ｎ）が所定の回折効率以上と判定するまで（Ｓ３３６−ＹＥＳ）繰り返し、所定の回折効率以上と判定した段階で（Ｓ３３６−ＹＥＳ）、レーザ光照射を停止し（Ｓ３４６）、所定の回折効率に到達するまでの時間Ｔ（ｔ）を計算し、表示装置２０４に表示する（Ｓ３４８）。時間Ｔ（ｔ）の計算は、ｎとｎー１のときの時間Ｔｋ＋ｎ・Ｔｂとη（ｎ）の値から補間法により計算すればよい。または、時間Ｔｋ＋ｎ・Ｔｈとη（ｎ）の関係曲線を作成し、所定の回折効率のときの時間を時間Ｔ（ｔ）としてもよい。
【００６８】
その後、所定の回折効率に到達するまでの時間Ｔ（ｔ）とピクセル形状評価値Ｐ（ｔ）の計算、再生データエラー率Ｅ（ｔ）の再生データエラー率計算回路１０８からの入力を行い、表示装置２０４にこれらの値を表示する（Ｓ３５０，Ｓ３５２）。ピクセル形状評価値Ｐ（ｔ）は、明のピクセル領域を分割した各領域において中心部分の明度と周辺部分の明度の比として算出するもので、例えば明のピクセル領域を縦横３分割で９分割した領域に分割したとすると、中心部分にある１つの領域の明度で周辺部分にある８つの領域における明度の平均を除算した値である。
【００６９】
表示装置２０４に継続するか間い合わせが表示されるので（Ｓ３５４）、作業者は光路長可変器５０の設定値ｔごとのＴ（ｔ），Ｐ（ｔ），Ｅ（ｔ）が十分測定されるまではＹｅｓを入力する。この後、設定値ｔが最後までいっていないことを確認し（Ｓ３５６）、レーザ光の照射位置（すなわち記録場所）を変更し（Ｓ３５８）、ｔをインクリメン卜した後（Ｓ３６０）、光路長調整回路１６０に設定値ｔを入力するところ（Ｓ３０６）に戻り、光路長調整回路１６０に新たな設定値ｔを入力する。後は上述した処理（Ｓ３０６〜Ｓ３５２）が繰り返し実行される。そして、作業者が光路長可変器５０の設定値ｔごとのＴ（ｔ），Ｐ（ｔ），Ｅ（ｔ）が光路長可変器５０に最適なｔを設定することができるまで測定されたと判断し（Ｓ３５４）、Ｎｏを入力するか、設定値ｔが最大までいったと判定した段階で（Ｓ３５６−ＹＥＳ）、光路長可変器５０に最適な設定値ｔを入力する（Ｓ３６２）ことで光路長可変器５０が最適な光路長に設定される。
【００７０】
最適な設定値ｔは所定回折効率到達時間Ｔ（ｔ）が最短のものから測定ばらつきの範囲内と判断されるものを抽出し、抽出したＴ（ｔ）の設定値ｔにおけるＰ（ｔ）の中でＰ（ｔ）が最大のものから測定ばらつきの範囲内と判断されるものを抽出し、抽出したＰ（t）の設定値ｔにおけるＥ（ｔ）の中でＥ（ｔ）が最小のものから測定ばらつきの範囲内と判断されるものを抽出し、抽出したＥ（ｔ）のｔの中で最もＴ（ｔ）が最短のｔを選択するというようにすればよい。また、この方法は最適な設定値ｔを定めるときＴ（ｔ），Ｐ（ｔ），Ｅ（ｔ）の順に優先度を定めた場合であるが、Ｔ（ｔ），Ｐ（ｔ），Ｅ（ｔ）の何を優先させるかは適宜設定すればよい。また、Ｔ（ｔ），Ｐ（ｔ），Ｅ（ｔ）ごとに点数を割り振って総合点で最大の設定値ｔを選択するようにしてもよいし、ｔとＴ（ｔ），Ｐ（ｔ），Ｅ（ｔ）のそれぞれの関係曲線の極大点のｔの平均に最も近い設定値ｔを選択するようにしてもよく。色々な方法が考えられる。
【００７１】
尚、図８のフローにおいて、所定の回折効率以上と判定した段階で（Ｓ３３６−ＹＥＳ）、所定の回折効率ηに到達するまでの時間Ｔ（ｔ）を計算するようにしたが（Ｓ３４８）、これに代えてレーザ照射時間Ｔｋのときの回折効率η（０）を表示するようにし、η（ｔ），Ｐ（ｔ），Ｅ（ｔ）を基に参照レーザ光の光路長を調整するようにしてもよい。
【００７２】
以上のように、本実施例によれば、回折効率又は所定回折効率到達時間にデータの記録精度に加え、これらの値に基づいて光路長調整回路１６０が参照レーザ光に適切な光路長を設定するようにしたことから、回折効率及び所定回折効率到達時間の場合と同様光路差がコヒーレント長より十分短い場合は、そうでない場合よりホログラム記録媒体５へ記録を行ったときの記録箇所のデータの記録精度が高いのでデータの記録精度に基づいて調整を行えば容易にレーザ光を適切な光路長に調整することができる。また、複数の項目に基づいて調整を行うことで、レーザ光をより適切な光路長に調整することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上のように、本発明によれば、ホログラム記録装置にコヒーレント長が短い半導体レーザを使用した場合であっても、容易に情報レーザ光と参照レーザ光との光路差をコヒーレント長より充分小さくするよう調整することができるホログラム記録装置及びホログラム記録装置のレーザ光の光路長調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明のホログラム記録装置の一例を示す構成図である。
【図２】光路長可変器の実施例を示す説明図である。
【図３】光路長可変器の別の実施例を示す概念図である。
【図４】同別の実施例の光路長可変器の構造を示す説明図である。
【図５】同別の実施例の光路長可変器の別の構造を示す説明図である。
【図６】実施例１に係る回折効率に基づいてレーザ光の光路長を最適に設定する際にコントローラが実行するプログラムのフローチャートである。
【図７】実施例２に係る所定回折効率到達時間に基づいてレーザ光の光路長を最適に設定する際にコントローラが実行するプログラムのフローチャートである。
【図８】実施例３に係る所定回折効率到達時間とピクセル形状評価値と再生データエラー率とに基づいてレーザ光の光路長を最適に設定する際にコントローラが実行するプログラムのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７５】
１・・・・・ホログラム記録装置
５・・・・・ホログラム記録媒体
１２・・・・レーザ光源
１４・・・・コリメートレンズ
１６・・・・ビームスプリッタ
１８・・・・シャッタ
２０・・・・ビームエキスパンダ
２２・・・・レンズ
２４・・・・空間光変調器（ＳＬＭ）
２６・・・・フーリエ変換レンズ
２８・・・・逆フーリエ変換レンズ
３０・・・・フォトセンサ
３２・・・・ミラー
３４・・・・ミラー
３６・・・・ステージ
３８・・・・モーター
４０・・・・偏光ビームスプリッタ
４２・・・・レンズ
４４・・・・フォトセンサ
４６・・・・フォトセンサ
５０・・・・光路長可変器
５２・・・・光路長可変器
５４・・・・光路長可変器
１００・・・レーザ駆動回路
１０２・・・記録用信号生成回路
１０４・・・レーザ光強度制御回路
１０６・・・再生データ生成回路
１０８・・・再生データエラー率計算回路
１１０・・・透過光量検出回路
１１８・・・ピクセル明度データ生成回路
１２０・・・回転制御回路
１３０・・・開閉制御回路
１５４・・・角度制御回路
１５６・・・位置制御回路
１６０・・・光路長調整回路
２００・・・コントローラ
２０２・・・入力装置
２０４・・・表示装置
５０２・・・ミラー
５０４・・・ミラー
５０６・・・ミラー
５０８・・・ミラー
５１０・・・基台
５１２・・・モーター
５１４・・・シャフト
５２０・・・レーザ透過物体
５２２・・・レール
５２４・・・プーリー
５４０・・・レーザ透過物体
５４２・・・基台
５４４・・・プーリー
【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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