(57)【要約】【課題】ホログラム記録の光学系を用いて光記録媒体に非感光領域を形成する場合に、形成される非感光領域の範囲を小さくできるホログラム記録装置を提供する。【解決手段】入射光を変調する空間光変調器を経由した光から所定の空間周波数成分を除去し、所定の空間周波数成分が除去された光を光記録媒体に照射して、当該光記録媒体に非感光領域を形成するホログラム記録装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を変調する空間光変調器と、
前記空間光変調器を経由した光から所定の空間周波数成分を除去する除去手段と、
前記所定の空間周波数成分が除去された光を光記録媒体に照射して、当該光記録媒体に非感光領域を形成する非感光領域形成手段と、
を含むことを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項２】
前記除去手段は、前記空間光変調器を経由した光のフーリエ変換像の０次成分以外の成分を遮断することにより、前記所定の空間周波数成分を除去する
ことを特徴とする請求項１記載のホログラム記録装置。
【請求項３】
前記空間光変調器は、前記非感光領域を形成する際に、入射光のビーム径より細いビーム径の光を出力するように、前記入射光を変調する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のホログラム記録装置。
【請求項４】
空間光変調器を経由した光から所定の空間周波数成分を除去するステップと、
前記所定の空間周波数成分が除去された光を光記録媒体に照射して、当該光記録媒体に非感光領域を形成するステップと、
を含むことを特徴とする光記録媒体の非感光領域形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録装置及び光記録媒体の非感光領域形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラム記録・再生の技術としては、デジタルデータを明暗のパターンとして符号画像化し、この符号画像に応じた信号光を参照光とともに光記録媒体に照射することで、ホログラムとして記録する技術がある。この場合の信号光は、例えば空間光変調器による変調によって生成される。また、ホログラム記録に用いられる光記録媒体は、例えば光に反応して高分子化するフォトポリマー等の感光材料を含んで形成される。
【０００３】
このようなホログラム記録を行う装置によって、光記録媒体内部に設けられた複数の記録領域のいずれか一つに符号画像を記録する場合、信号光や参照光の照射範囲は当該記録領域内に収まるように制御される。しかし、このような制御を行ったとしても、光の照射による反応が感光材料の内部で光の照射されていない部分にまで拡散進行し、当該記録領域を超えて他の記録領域に影響を及ぼすおそれがある。そこで、このような問題を防ぐため、光記録媒体内部の各記録領域が互いに接触しないように、光の照射による反応を起こさない非感光領域によって記録領域を分割する方法が提案されている。
【０００４】
このような非感光領域を光記録媒体内部に形成する方法の一つとして、光記録媒体内に形成された感光材料の層に対して、その中の非感光領域としたい部分に光を照射して光重合を生じさせ、それ以上感光しない非感光領域を生成する方法がある（例えば特許文献１参照）。このような方法によれば、光記録媒体内部の非感光領域は、必ずしも光記録媒体の製造出荷時に形成されている必要はなく、ホログラム記録装置が、ホログラム記録に用いる光学系を利用して光記録媒体に光を照射することによって、非感光領域を形成することができる。
【特許文献１】特開２００６‐２５９２７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光記録媒体内部において、上述した非感光領域の占める体積の割合が増加すると、その分記録可能な領域は減少し、記録密度の低下を招く原因となる。そこで、上述した方法によって非感光領域を形成する場合には、なるべく光の照射範囲を狭くすることで、光の照射により形成される非感光領域の範囲を小さくすることが要請される。しかしながら、上述したようにホログラム記録装置の光学系が空間光変調器を経由した光を光記録媒体に照射する場合、空間光変調器の画素ピッチによる影響で、空間光変調器を経由した光は完全に空間的に一様な強度の光にはならない。そのため、空間光変調器を経由した後の光は、光記録媒体上の一点に収束させ難く、光の照射範囲を狭くする際の障害となる場合がある。
【０００６】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的の一つは、ホログラム記録の光学系を用いて光記録媒体に非感光領域を形成する場合に、形成される非感光領域の範囲を小さくできるホログラム記録装置及び光記録媒体の非感光領域形成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記載の発明は、ホログラム記録装置であって、入射光を変調する空間光変調器と、前記空間光変調器を経由した光から所定の空間周波数成分を除去する除去手段と、前記所定の空間周波数成分が除去された光を光記録媒体に照射して、当該光記録媒体に非感光領域を形成する非感光領域形成手段と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のホログラム記録装置であって、前記除去手段は、前記空間光変調器を経由した光のフーリエ変換像の０次成分以外の成分を遮断することにより、前記所定の空間周波数成分を除去することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のホログラム記録装置であって、前記空間光変調器は、前記非感光領域を形成する際に、入射光のビーム径より細いビーム径の光を出力するように、前記入射光を変調することを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、光記録媒体の非感光領域形成方法であって、空間光変調器を経由した光から所定の空間周波数成分を除去するステップと、前記所定の空間周波数成分が除去された光を光記録媒体に照射して、当該光記録媒体に非感光領域を形成するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１及び４記載の発明によれば、ホログラム記録の光学系を用いて光記録媒体に非感光領域を形成する場合に、空間光変調器を経由した光から空間光変調器の画素ピッチによる影響を取り除くことで、光記録媒体内のより小さな範囲に光を集光することができ、形成される非感光領域の範囲を小さくすることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、空間光変調器を経由した光から０次成分以外の成分を取り除くことで、光記録媒体内の小さな範囲に光を集光することができ、光記録媒体内に形成される非感光領域の範囲を小さくすることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、光記録媒体に入射する光の入射角の最大値を小さくすることで、光記録媒体内に形成される非感光領域の範囲を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係るホログラム記録装置を含むホログラム記録再生装置１の構成例を示す図である。ホログラム記録再生装置１は、図１に示すように、光源１０、レンズ１２，１４，１８，２２，２４及び２６、空間光変調器１６、フィルタ２０、光検出器２８、並びに制御部４０を含んで構成されており、光記録媒体５０に対する情報の記録及び再生を行う。また、本実施形態において、ホログラム記録再生装置１は、光記録媒体５０の内部に非感光領域を形成するためにも用いられる。
【００１６】
光源１０は、コヒーレント光を出射する。このコヒーレント光は、例えば光記録媒体５０に含まれる感光材料に感度のある波長のレーザ光であってよい。以下では、光源１０が出射する光の波長をλとする。光源１０から発せられた光は、レンズ１２及びレンズ１４によってビーム径の広い平行光に変換され、空間光変調器１６に入射する。
【００１７】
空間光変調器１６は、例えばドットマトリクスの液晶（ＬＣＤ）デバイスであって、縦方向及び横方向のそれぞれに所定の画素ピッチｄで二次元的に配列された複数の画素を含んでいる構成される。ここで画素ピッチは、互いに隣接する画素同士の距離である。光記録媒体５０に対して情報の記録を行う場合、空間光変調器１６は、制御部４０の制御に応じて、光記録媒体５０に記録する対象となる符号画像（２値画像）を表示する。この符号画像は、記録対象のデジタルデータを所定の手順で明暗のパターンに変換することによって生成される。光源１０からの入射光は、空間光変調器１６の符号画像が表示された領域を透過する際に、空間光変調器１６の各画素の透過率に応じて強度変調され、信号光Ｓとなる。なお、図１の例においては、空間光変調器１６は、入射光が透過する際に変調を行う透過型空間光変調器であるが、これに限らず入射光を変調して反射する反射型空間光変調器であってもよい。
【００１８】
レンズ１８は、フーリエ変換レンズとして機能し、空間光変調器１６を経由した光に対して光学的なフーリエ変換を行う。その結果、レンズ１８から距離ｆ（ここで、距離ｆはレンズ１８の焦点距離である）だけ離れた焦点面に、空間光変調器１６を経由した光のフーリエ変換像が結像する。本実施形態においては、光記録媒体５０に非感光領域を形成する際には、レンズ１８の焦点面に、フィルタ２０が配置される。
【００１９】
フィルタ２０は、空間光変調器１６を経由した光のフーリエ変換像の所定の成分を遮断する遮光体によって構成される。フィルタ２０の具体例については、後述する。なお、光記録媒体５０に対して情報の記録を行う際には、フィルタ２０は使用されない。そのため、フィルタ２０は、制御部４０の制御に応じて移動することによって、空間光変調器１６から光記録媒体５０までの光路上に配置されたり、光路上から外れたりする。また、光記録媒体５０に対して情報の記録を行う際には、フィルタ２０とは異なるフィルタ（不図示）がレンズ１８の焦点面に配置され、信号光Ｓのフーリエ変換像からフィルタ２０とは異なる成分を遮断することとしてもよい。
【００２０】
レンズ１８によってフーリエ変換された光は、レンズ２２によって再び平行光に変換され、レンズ２４に入射する。レンズ２４は、この平行光をフーリエ変換し、光記録媒体５０上に集光する。なお、光記録媒体５０は、レンズ２４の焦点面に配置される。信号光Ｓをフーリエ変換して得られるフーリエ変換像が、参照光Ｒとともに光記録媒体５０に照射されることによって、フーリエ変換後の信号光Ｓと参照光Ｒとが干渉し、光記録媒体５０に信号光Ｓがホログラムとして記録される。
【００２１】
参照光Ｒは、上記信号光Ｓと光軸を共通にして、信号光Ｓの外側から光記録媒体５０に照射される。具体的に、光源１０からの光のうち、空間光変調器１６の外周領域を透過した光が、レンズ１８，２２，及び２４を経由して、参照光Ｒとして光記録媒体５０に照射される。なお、ここでは参照光Ｒは信号光Ｓと同軸で光記録媒体に照射されることとしたが、これに限らず、ホログラム記録再生装置１は、参照光Ｒを信号光Ｓとは異なる方向から照射する二光波型であってもよい。
【００２２】
光記録媒体５０に記録された情報を再生する場合には、空間光変調器１６の外周領域のみが光源１０からの光を透過し、情報の記録時に符号画像を表示した中央の領域については光源１０からの光を遮断するように、空間光変調器１６が制御される。これによって、参照光Ｒのみが、光記録媒体５０に照射される。参照光Ｒの照射によって、光記録媒体５０からホログラムの回折光が発生する。この回折光は、フーリエ変換レンズとして機能するレンズ２６によって逆フーリエ変換され、情報記録時の信号光Ｓに応じた平行光となる。
【００２３】
光検出器２８は、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductors）カメラ等によって構成され、レンズ２６からの平行光を受光し、受光した光の明暗パターンを示す信号を制御部４０に出力する。光検出器２８が出力する信号を制御部４０が復号することによって、光記録媒体５０に記録されているデジタルデータが再生される。
【００２４】
なお、以上説明した光源１０、レンズ１２，１４，１８，２２，２４，及び２６、空間光変調器１６、並びに光検出器２８からなる記録再生光学系と、光記録媒体５０と、のいずれか少なくとも一方は、制御部４０の制御により、光記録媒体５０の表面に平行な方向に沿って移動する。これにより、記録再生光学系は光記録媒体５０に対して相対的に移動し、光記録媒体５０上において光源１０からの光が照射される照射位置が変化する。こうすれば、ホログラム記録再生装置１は、光記録媒体５０上の任意の位置に対して情報の記録及び再生を行うことができる。
【００２５】
制御部４０は、例えばコンピュータ等によって構成され、空間光変調器１６や光源１０など、ホログラム記録再生装置１各部の制御を行う。また、制御部４０は、光記録媒体５０への情報の記録時には、記録対象となるデジタルデータを符号画像化し、空間光変調器１６に表示させる処理を行い、光記録媒体５０に記録されている情報の再生時には、光検出器２８が出力する信号を受け入れて、信号の復号処理を行う。
【００２６】
次に、ホログラム記録再生装置１が、制御部４０の制御によって、光記録媒体５０内部に非感光領域を形成する手順について、説明する。
【００２７】
まず、本実施形態において非感光領域を形成する対象となる光記録媒体５０の構造の具体例について、説明する。光記録媒体５０は板状の媒体であって、複数の層を含んで構成される。図２は、この光記録媒体５０を、その厚み方向に沿って切断した断面の一部を示す図である。図２の例では、光記録媒体５０は、中心部の記録層５２と、その両側に配置され、光記録媒体５０の表面及び裏面を覆う基板５４及び５６と、を含んでいる。記録層５２は、光源１０から発せられる光に反応する感光材料を含んで形成されており、この記録層５２の所定の範囲に光を照射することにより、光の照射された範囲が非感光領域５８となる。
【００２８】
この光記録媒体５０に非感光領域５８を形成する場合、光記録媒体５０に情報を記録する場合と同様に、光源１０から発せられたコヒーレント光が、レンズ１２及び１４によってビーム径の広い平行光に変換され、空間光変調器１６に入射する。
【００２９】
ここで空間光変調器１６は、入射光のビーム径より細いビーム径の光を出力するように、空間光変調器１６に対する入射光を変調する。図３は、このような制御を実現するために、空間光変調器１６が表示するパターンの具体例である。このようなパターンが表示されることによって、空間光変調器１６に入射する入射光は、中央領域Ａ１を透過する一方で、外周領域Ａ２で遮断される。ここで、光を透過する中央領域Ａ１の幅は、レンズ１２及び１４によって拡大されて得られる平行光のビーム径より小さくなっている。これにより、空間光変調器１６から出力される光は、入射光のビーム径より細いビーム径の平行光となる。
【００３０】
さらに、空間光変調器１６を透過した光は、レンズ１８によりフーリエ変換されて、レンズ１８の焦点面にフーリエ変換像として結像する。ここで、フーリエ変換像が結像するレンズ１８の焦点面には、前述したようにフィルタ２０が配置される。フィルタ２０は、空間光変調器１６を経由した光から、所定の空間周波数成分を除去する除去手段として機能する。具体的に、本実施形態において、フィルタ２０は、レンズ１８によって得られるフーリエ変換像の０次成分以外の成分を遮断し、０次成分を透過させるローパスフィルタになっている。ここでの次数は、レンズ１８の焦点面においてフーリエ変換像の中心（すなわち、レンズ１８の焦点Ｐ）からξ＝ｆλ／ｄの距離ごとに現れる輝点の順位であり、０次成分は、レンズ１８の焦点Ｐに集光される空間周波数が０の成分である。
【００３１】
図４は、フィルタ２０の一例を示す図である。フィルタ２０は、フーリエ変換像の０次成分を透過させる光透過部２０ａと、光を吸収又は反射してフーリエ変換像の０次成分以外の成分を遮断する遮光体２０ｂと、からなる。光透過部２０ａは、例えばガラス等の光透過材料で構成される。図４の例においては、円形の光透過部２０ａがフィルタ２０の中心位置（すなわち、レンズ１８の焦点Ｐに応じた位置）に形成されており、その半径は、フーリエ変換像の１次成分以上の成分を含まないように、ｆλ／ｄより小さな値となっている。
【００３２】
フィルタ２０の光透過部２０ａを通過し、レンズ２２によって再び平行光となった光は、空間光変調器１６の画素ピッチに応じた空間周波数成分が除去されて、その強度が空間的に一様な光となっている。この平行光をレンズ２４で集光することにより、記録層５２内の十分小さな範囲に光が収束する。この記録層５２に対する光の照射が所定時間行われることによって、光が照射された領域内で感光材料の光重合反応が進行し、当該領域は非感光領域５８に変化する。非感光領域５８となった部分は、これ以上光の照射によって反応しないため、記録領域を分割する隔壁として機能することとなる。
【００３３】
なお、以上説明したように、レンズ２４により集光される光がフィルタ２０の作用で十分小さな範囲に収束したとしても、記録層５２に厚みがあるために、記録層５２内の光が照射される範囲は広がりを持つ。この広がりは、記録層５２に入射する光の入射角の最大値が大きくなるほど、大きくなる。図５は、図２と同様に光記録媒体５０の断面を示しており、レンズ２４によって集光される光が記録層５２に入射する様子を示している。図５に示すように、記録層５２に入射する光の入射角の最大値θは、レンズ２４に入射する平行光のビーム径が細くなるにつれて小さくなり、これに応じて記録層５２内における光の照射範囲も小さくなる。そのため、前述したように、空間光変調器１６が入射光のビーム径を細くするように入射光の変調を行うことで、記録層５２内における光の照射範囲は小さくなる。図５の例では、記録層５２内において斜線で示される領域が、光の照射によって非感光領域５８となる。
【００３４】
ホログラム記録再生装置１は、以上説明したような光の照射による記録層５２に対する非感光領域５８の形成を、光記録媒体５０上における光の照射位置を順次変化させながら実行する。これによって、非感光領域５８は記録層５２内に一定のパターンで形成され、この非感光領域５８によって記録層５２内に複数の記録領域が画定される。具体的に、例えばホログラム記録再生装置１は、光記録媒体５０の表面から見て格子状となるように、互いに交差する複数の直線状の非感光領域を形成する。こうすれば、光記録媒体５０内には、四辺を非感光領域によって囲まれた矩形の記録領域が複数個形成される。
【００３５】
なお、本発明の実施の形態は以上説明したものに限られない。例えば以上の説明においては、フィルタ２０の光透過部２０ａは円形であることとしたが、例えば矩形など他の形状であってもよい。また、０次成分以外の成分を全て遮断するのではなく、空間光変調器１４を経由した光のうち所定値以上の空間周波数成分を除去することとしてもよい。また、光記録媒体５０に非感光領域を形成する際に空間光変調器１６が表示する明暗パターンも、図３の例に限られず、例えば中央領域Ａ１は矩形でなく他の形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係るホログラム記録装置を含んだホログラム記録再生装置の概略の構成例を表す概要図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るホログラム記録装置により非感光領域を形成する対象となる光記録媒体の一例を示す断面図である。
【図３】光記録媒体に非感光領域を形成する際の空間光変調器の明暗パターンの一例を示す図である。
【図４】光記録媒体に非感光領域を形成する際に用いられるフィルタの一例を示す図である。
【図５】レンズによって集光される光が光記録媒体の記録層に入射する際の入射角を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ホログラム記録再生装置、１０  光源、１２，１４，１８，２２，２４，２６  レンズ、１６  空間光変調器、２０  フィルタ、２８  光検出器、４０  制御部、５０  光記録媒体、５２  記録層、５４，５６  基板、５８  非感光領域。
【図１】
2009122142.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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