JP4548762B2 - Optical information recording medium - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のアドレス・サーボ領域並びに情報記録領域を有する光情報記録媒体に、ホログラフィを利用して情報を超高密度で記録するための光情報記録装置、光情報記録方法および光情報記録媒体に関し、さらに詳細には、低出力の光ビームを用いて、情報記録領域の各情報記録位置にホログラフィによる干渉縞パターンを位置合わせして高密度、高精度で情報を記録した光情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホログラムによって光情報記録媒体に情報を超高密度で記録するホログラフイツク記録は、イメージ情報を担持する情報光と記録用参照光とを光情報記録媒体の内部で重ね合わせて干渉縞パターン生成し、この干渉縞パターンを光情報記録媒体中に固定することによって書込が行われる。記録された干渉縞パターンから情報を再生するに際しては、その光情報記録媒体中の干渉縞パターンに再生用参照光を照射し、干渉縞パターンによって回折を生じさせてイメージ情報を再生するようにしている。
【０００３】
超高密度光記録を行う為に、最近では、光情報記録媒体内に情報光と記録用参照光との干渉縞パターンを立体的に生ぜしめて情報記録を行う様にしたボリュームホログラフイ、特にデジタルボリュームホログラフイの開発が注目されている。ボリュームホログラフィとは、光情報記録媒体の厚み方向も積極的に活用して、ホログラフィによる干渉縞パターンを、光情報記録媒体の記録層に３次元的即ち立体的に書き込む方式であり、記録層の厚みを増し干渉縞パターンを立体的に記録することによって回折効率を高め、また、多重記録を行うことによって情報の記録容量を飛躍的に増大することができる特徴がある。
【０００４】
さらに、デジタルボリュームホログラフィとは、原理的にボリュームホログラフィと同様の光情報記録媒体と記録方法を採用するものであるが、光情報記録媒体に記録するイメージ情報はコンピュータ処理によって２値化してデジタルパターン化した後ホログラフィを利用して記録される。従って、デジタルボリュームホログラフィでは、アナログ画像情報も、一旦、２値化してデジタルパターン情報に変換した後、デジタルイメージ情報として光情報記録媒体にホログラフィを利用して記録される。
【０００５】
このような従来型のボリュームホログラフィによる記録再生系を、移動（回転）する光情報記録媒体への記録再生に適用し、光情報記録媒体の情報記録領域に複数の干渉縞パターンとして順次多重記録することにより飛躍的に記録密度を高めることが可能である。図１６は、このような光情報記録媒体の一例を示すもので、光情報記録媒体１の周方向に隣り合うアドレス・サーボ領域６の間には、情報記録領域７が設けられている。アドレス・サーボ領域６には、フォーカス・サーボ及びトラッキング・サーボを行うための情報及び情報記録領域７に対するアドレス情報が、予めエンボスピットによって記録してある。ボリュームホログラフィック記録は、光情報記録媒体の情報記録領域７の記録層の厚み方向の干渉縞パターンの変化を積極的に利用して、光情報記録媒体１の記録層に３次元的に干渉縞パターンを書き込む方式であり、厚みを増すことによって回折効率を高め、且つ、多重記録を行うことによって記録容量を飛躍的に増大させることができるという特徴がある。
【０００６】
ボリュームホログラフィによる光情報記録媒体への情報記録及び再生にかかる装置及びその方法が、国際公開番号ＷＯ９９／４４１９５号に開示されている。本発明を理解するためのに、同公開公報に記載のボリュームホログラフィを利用した記録再生装置の構成について簡単に説明すると、図１７は本発明の実施の対象となる光情報記録媒体１の一例の概略を示すもので、光情報記録媒体１は、円形透明基板２上に、ホログラム記録層３、反射膜５，基板４を備え、ホログラム記録層３と基板４との境界面には、半径方向に複数のアドレス・サーボ領域６が所定の角度間隔で配列され、周方向に隣り合うアドレス・サーボ領域６間には、情報記録領域７が設けられている。アドレス・サーボ領域６には、フォーカス・サーボ制御及びトラッキング・サーボ制御を行うための情報及び情報記録領域７に対するアドレス情報とが、予めエンボスピットによって記録してある。トラッキング・サーボ制御を行うための情報としては、例えば、ウォブルピットを使用することができる。
【０００７】
光情報記録媒体１の具体的な構成は、透明基板２が、例えば、０．６mm以下の適宜の厚みををを有し、ホログラム記録層３が、例えば１０μｍ以上の適宜の厚みを有している。ホログラム記録層３はレーザビームで所定時間照射された時にレーザービームの強度に応じて屈折率、誘電率、反射率等の光学特性が変化するホログラム記録材料によって形成されており、例えば、デュポン（Dupont)社製のフォトポリマ（Photopolymers) ＨＲＦ−６００（製品名）等が使用される。
【０００８】
ボリュームホログラフィによるホログラム記録層への記録の一例は、記録すべき情報を担持する情報光と記録用参照光とがホログラム記録層内において厚み方向の干渉縞を生じるように透明基板２側から同時に所定時間照射し、ホログラム記録層内に干渉縞パターンを立体的に定着せしめることによって情報を立体的なホログラムとして記録している。
【０００９】
即ち、ボリュームホログラフィは、光情報記録媒体のホログラム記録層の厚み方向の干渉縞パターンの変化をも積極的に利用して、光情報記録媒体のホログラム記録層に３次元的に干渉縞パターンを書き込む方式であり、厚みを増すことによって回折効率を高め、また、多重記録を行うことによって記録容量を飛躍的に増大させることができるという特徴がある。
【００１０】
そして、デジタルボリュームホログラフィは、ボリュームホログラフィにおけると同様の光情報記録媒体と記録方式によってイメージ情報を２値データ化し、光情報記録媒体にデジタル干渉縞パターンとして記録するもので、コンピュータを使用してデジタルイメージ情報の干渉縞パターンを光情報記録媒体の記録層に立体的に記録するようにしたコンピュータ指向のホログラム記録方式である
【００１１】
このデジタルボリュームホログラフィによれば、例えば絵のようなアナログ画像情報も、一旦２値情報に変換し、次いで、デジタルパターン情報に展開してイメージ情報として記録する。再生時は、このデジタルパターン情報を読み出してデコードすることで、元のアナログ画像情報に戻して表示する。このホログラム記録方式によれば、記録に際し２値化したデータをコード化しエラー訂正符号を付加したり、再生時に信号対雑音比（ＳＮ比）が多少悪くても、微分検出を行ったりすることで、極めて忠実に元の情報を再生することが可能となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、円板状の光情報記録媒体に情報を光学的に記録する一般的な記録装置では、回転する光情報記録媒体に対しで情報記録用の光ビームを照射する光ヘッドを備えている。そして、このような記録装置では、光情報記録媒体を回転させながら、光ヘッドより光情報記録媒体に情報記録用の光ビームを照射して、光情報記録媒体に情報の記録が行われるようになっている。また、この様な記録装置にあっては、情報記録用の光ビームを生成するための光源としては、一般的に半導体レーザが用いられている。
【００１３】
ホログラフィック記録においても、上記のような一般的な光学的記録装置と同様に、光情報記録媒体を回転させながら、光情報記録媒体に対して情報光と記録用参照光とを照射して、光情報記録媒体における複数の情報記録領域の所定の情報記録位置に順次情報をホログラムとして記録するようになっている。このようなホログラフィを利用した記録に際しても、一般的な光学的記録装置におけると同様に、情報光および記録用参照光用の光源としては、実用的な半導体レーザの使用が望ましい。
【００１４】
すなわち、現用されているホログラム用の光感応材料をホログラフィック記録用の光情報記録媒体の記録層に採用し、この光情報記録媒体を回転させながら、半導体レーザビームによって情報光および記録用参照光を光情報記録媒体上に照射し、干渉縞パターンを記録層に記録しようとする場合、半導体レーザビームのエネルギーでは、移動する光情報記録媒体の情報記録領域の所定の情報記録位置に、干渉縞パターンを瞬時に記録するには露光エネルギーが不足し、満足な記録が行えないという問題点があった。そこで、情報記録領域の情報記録位置の記録層に十分な露光エネルギーを与えるためには、出力の大きいレーザビームをを使用するか、露光時間を長くして露光量を積分することが考えられる。
【００１５】
しかし、前者の場合、その設備が大がかりなものとなってその設備投資に費用が嵩み、また、後者の場合、レーザビームによる露光時間中に情報記録領域の情報記録位置が露光位置からずれてしまって鮮鋭な干渉縞パターンを記録層に定着させることが不可能となり、情報の精度が低下する。即ち、光源として半導体レーザではなく、パルスレーザのような高出力の光源を使用して光情報記録媒体の記録層に情報をホログラムとして記録しようとすれば、最大出力が５００Ｗで、２０nsの露光時間で情報の記録が可能であるが、このような大出力のパルスレーザを使用することは実用的でない。
【００１６】
一方、最大出力２０ｍＷの半導体レーザによって光情報記録媒体の記録層に情報をホログラムとして記録しようとすれば、露光量の積分のため２００μsecの露光時間を必要とする。しかしながら、回転する光情報記録媒体の情報記録位置に、光情報記録媒体の移動方向には移動しない半導体レーザビーム源から発射されるレーザビームによってホログラムを記録しようとすると、光情報記録媒体が２ｍ／ｓの周速度で移動していることから、情報記録領域の情報記録位置が、半導体レーザビームの当初の照射位置から露光時間中に４００μｍも移動してしまい、低出力の半導体レーザビームによって情報をホログラムとして回転する光情報記録媒体の情報記録位置に記録することができない。
【００１７】
本発明の目的は、このような記録時の問題点を解決する技術を提供するもので、半導体レーザ等の低出力のレーザビーム源からのレーザビームを用いて、移動する光情報記録媒体の情報記録領域の所定の情報記録位置に、露光に十分な量の照射が行われるまでレーザービームを正確に照射し続けることができる手段を設けることによって、ホログラムによる情報を所定の情報記録位置の記録層に記録することができるようにした光情報記録装置および方法を提供し、且つ、かかる装置及び方法によって情報をホログラムとして高密度記録した光情報記録媒体を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手投】
本発明を実施する記録装置は、複数のアドレス・サーボ領域並びに情報記録領域を有する光情報記録媒体の情報記録領域内の各情報記録位置に、ホログラムを記録するための光情報記録装置であって、光情報記録媒体の各情報記録位置に情報光と記録用参照光との干渉縞パターンによるホログラムが形成されるように、光情報記録媒体に対しで情報光と記録用参照光とを照射する照射手段と、光情報記録媒体を移動させる光情報記録媒体移動手段と、移動する光情報記録媒体の各情報記録位置と前記情報光および記録用参照光の照射位置との光情報記録媒体の移動方向における位置ずれ検出のために設けた少なくとも一つの位置決め用情報（ロックアップピット）を設けた位置ずれ検出手段と、各情報記録位置を前記照射位置が所定時間正確に追従するように、位置ずれ検出手段の出力に基づいて前記照射手段を光情報記録媒体が移動する方向の前後に追従移動させる照射位置移動手段とを備えたものである。
【００１９】
本発明では、光情報記録媒体移動手段によって光情報記録媒体が移動され、この光情報記録媒体に対して、照射手段によっで情報光と記録用参照光とが照射され、照射位置移動手段によって、移動する情報記録領域の各情報記録位置を情報光および記録用参照光の照射位置が所定の時間正確に追従するように、情報光および記録用参照光の照射位置が移動せしめられ、これにより、光情報記録媒体の情報記録領域の各情報記録位置を、情報光および記録用参照光が記録のための露光に充分な時間、位置ずれを生ずることなく照射し続けてホログラムによる情報の記録が行われる。
【００２０】
本発明では、光情報記録媒体の情報記録領域には、移動する各情報記録位置を情報光および記録用参照光の照射位置が追従して移動するようにするために、各情報記録領域に少なくとも一つのロックアップピットが設けられており、光情報記録装置には、各ロックアップピットと位置検出用光ビームの照射位置との光情報記録媒体の移動方向における位置ずれを検出する手段を備えている。
【００２１】
本発明の光情報記録媒体を得るための光情報記録装置の一例では、光ビーム照射手段は、情報光および記録用参照光を、光情報記録媒体の情報記録層に対して同一面側より同軸的に且つ光情報記録媒体の厚み方向の異なる位置で最も小径となるようにそれぞれ収束させながら照射される。
【００２２】
本発明の光情報記録媒体にホログラムを記録する記録方法は、複数のアドレス・サーボ領域並びに情報記録領域を有する光情報記録媒体における各情報記録領域の複数の情報記録位置に、ホログラムによって情報を記録する光情報記録方法であって、光情報記録媒体を移動させ、情報記録領域の各情報記録位置に情報光と記録用参照光との干渉縞パターンによって情報が記録されるように、光情報記録媒体に対して情報光と記録用参照光とを照射し、移動する情報記録領域の各情報記録位置と情報光および記録用参照光の照射位置とが所定の時間ずれないように、光情報記録媒体の移動に照射手段を追従して移動させるようにしたものである。
【００２３】
本発明では、移動する光情報記録媒体に対しで情報光と記録用参照光とを照射し、移動する情報記録領域の各情報記録位置に情報光および記録用参照光の照射位置が所定時間ずれることなく追従するように、情報光および記録用参照光の照射位置が移動せしめられる。これにより、情報記録領域の一つの情報記録位置にホログラムが記録される間、当該情報記録位置と情報光および記録用参照光の照射位置との間に位置ずれを生じることがなく、従って、情報記録領域の一つの情報記録位置をホログラムの記録に十分な時間情報光および記録用参照光によって露光し続けることができることから、低出力の半導体レーザビーム源を採用しても、ホログラムによる情報の光情報記録媒体への記録が可能となる。
【００２４】
【発明の実施の態様】
以下、本発明の実施の態様についてする。本発明が実施される光情報記録媒体は、図１及びその一部拡大図である図２に示す様に、円板状の光情報記録媒体１と、その記録面上の複数の記録トラックＴＲ中の一トラックの一部を示すもので、各トラックＴＲには、等間隔に設けられた複数のアドレス・サーボ領域６と、光情報記録媒体の移動方向において隣り合うアドレス・サーボ領域６間の情報記録領域７とが設けられている。
【００２５】
各アドレス・サーボ領域６には、光情報記録再生装置における各種の動作のタイミングの基準となる基本クロック情報、サンプルド・サーボ方式によってフオーカス・サーボを行うための情報、サンプルド・サーボ方式によってトラッキング・サーボを行うための情報および情報記録領域に対するアドレス情報が、予めエンボスピット等によって記録されている。
【００２６】
アドレス・サーボ領域に記録される基本クロック情報は、光情報記録再生装置の基本クロックを提供する情報であり、フォーカス・サーボを行うための情報およびトラッキング・サーボを行うための情報は、後続する各情報記録領域７に対する情報光、記録用参照光および再生用参照光のフォーカシング及びトラックに対する照射位置の正確なトラックキングを行わせるための情報であって、一度アドレス・サーボ領域６内でフォーカス・サーボとトラッキング・サーボが行われると、その状態が、情報記録領域を経て次のアドレス・サーボ領域６に至るまで維持される。
【００２７】
さらに、アドレス・サーボ領域６には、後続する各情報記録領域７を識別するためのアドレス情報が記録されており、また、ホログラムの記録にあたっては、アドレス・サーボ領域に記録されている情報を利用して、各情報記録領域７の情報記録位置に対する情報光、記録用参照光及び再生用参照光の照射位置の位置合わせのための位置決め情報としての利用が行われており、光情報記録再生装置は、アドレス・サーボ領域６に記録されたアドレス情報を検出して各情報記録領域７を識別すると共に、アドレス・サーボ領域６に記録されている情報を検出して、各情報記録領域７における情報光、記録用参照光及び再生用参照光の照射位置を合わせていた。従って、各情報記録領域７の情報記録位置に対する情報光、記録用参照光及び再生用参照光の照射位置の位置合わせにおいても、アドレス・サーボ領域でのサーボ制御の状態が、情報記録領域を経て次のアドレス・サーボ領域６に至るまで維持されていた。
【００２８】
図１及び図２の本発明を実施した光情報記録媒体の特徴とする構成は、その記録面上の各トラックＴＲの情報記録領域７には少なくとも一個のロックアップピット８が予めエンボスピット等によって記録され、光ヘッドが情報記録領域７を走査中であっても、このロックアップピット８と追跡サーボ用光ビームの照射位置との位置ずれを検出して、各情報記録領域７の情報記録位置７’と、同情報記録位置７’を追跡する情報光、記録用参照光及び再生用参照光の照射位置との位置合わせを追跡サーボ制御によって行うことができるようにした点にある。
【００２９】
このロックアップピット８は、各情報記録位置７’に対応して少なくとも一個設け、情報記録位置７’へのホログラム記録中は常に追跡サーボが行われるようにすることにより、情報記録位置７’とホログラム形成用のレーザー光の照射位置との間に位置ずれが生じることなく、極めて品質の高いホログラムの記録が可能となる。勿論、光情報記録媒体７上に照射されるホログラム形成用のレーザー光の照射位置を、各情報記録位置７’へホログラムの記録が終了する毎に、ロックアップピットから周方向に所定距離変位させて照射せしめることにより。一つのロックアップピットによって複数の情報記録位置７’に対する追跡サーボを行うことも可能である。
【００３０】
即ち、本発明の光情報記録媒体１の情報記録領域７の情報記録位置７’にホログラムによる情報を低出力の半導体レーザビームを用いて記録する際には、例えば、図２において記号Ｒで示した方向に移動（回転）する光情報記録媒体の情報記録領域７の各情報記録位置７’に、情報光と記録用参照光との干渉によるホログラムを記録するためには、ホログラム形成用のレーザビームによる露光量が積分されて十分な露光量となるように、光情報記録媒体１の情報記録位置７’と情報光と記録用参照光の照射位置との相対位置が互いにずれないように正確に維持し続けることが必要とされる。
【００３１】
しかしながら、従来の光情報記録方法では、アドレス・サーボ領域に記録された情報を検出して、後続する情報記録領域７の情報記録位置に光ヘッドによるビーム照射位置を合わせるための位置制御が行われていたが、情報記録領域７の複数の情報記録位置７’の各々と情報光および記録用参照光の照射位置との正確な位置合わせを維持しながら順次露光に必要な所定の時間追従せしめ、ホログラムによる情報を光情報記録媒体の情報記録領域７の各情報記録位置７’に順次記録して行く為の位置制御手段としては不十分であったため、本発明では、移動する光情報記録媒体の情報記録領域７の各情報記録位置７’と情報光および記録用参照光の照射位置との光情報記録媒体の移動方向における相対的な位置ずれ検出のために特に指標（ロックアップピット）を設け、該指標部で検出した位置ずれ信号に基づいて、光ヘッドに対する光情報記録媒体の移動方向における追跡サーボ制御を、ホログラムの記録中であっても常に情報記録領域において行っている。
【００３２】
即ち、本発明では、光情報記録媒体１の移動方向における光ヘッドの移動を、情報記録領域７であっても常に正確に追跡サーボ制御することが、図２に示した様に少なくとも一個のロックアップピット８を設けることによって可能となるため、情報記録領域７の各情報記録位置７’を、情報光及び記録用参照光の照射位置が位置ずれなく追従することができ、ホログラムを記録するのに必要な露光時間を確保することができる。
【００３３】
さらに具体的には、本発明では、光ヘッドによる追跡サーボ制御を実施するための指標として設けられたロックアップピット８をホログラム形成用のレーザビームの波長λ2とは異なる波長λ1のサーボ用のレーザビームで照射することによって、たとえ両レーザービームの照射位置が光記録媒体上で重なっても混信を避けることができ、ロックアップピットによる光情報記録媒体１の情報記録位置７’とホログラム形成用のレーザビームの照射位置との相対的な位置ずれの検出に支障を来すことがなく、検出された光情報記録媒体１の移動方向における位置ずれ検出信号を後述する追跡サーボ回路に供給して、情報光及び記録用参照光の照射位置を光情報記録媒体１の情報記録位置７’上にホログラムの記録中正確に追跡せしめるサーボ制御を行うことを特徴としている。
【００３４】
本発明では、情報記録領域７の各情報記録位置７’に情報光および記録用参照光、即ち、ホログラム形成用のレーザビームを正確に所定の時間照射し続けることによって、たとえ、低出力の半導体レーザビーム源からのレーザビームであっても、ホログラムを光情報記録媒体１の情報記録領域７の各情報記録位置７’に確実に記録することが可能である。即ち、本発明によれば、ホログラムの記録中、情報記録領域７の各情報記録位置７’と情報光および記録参照光の照射位置との間にずれを生じることがなく、しかも、情報記録領域７の情報記録位置７’にホログラムを記録するのに十分な光量（積分値）に達するまで、情報光および記録用参照光を照射し続けることが可能となる。
【００３５】
図３は、本発明の光情報記録媒体にホログラムを記録するための光情報記録再生装置１０の概略を示すもので、光情報記録再生装置１０は、光情報記録媒体１が取り付けられるスピンドル８１と、このスピンドル８１を回転させるスピンドルモータ８２と、光情報記録媒体１の回転数を所定の値に保つようにスピンドルモータ８２を制御するスピンドル・サーボ回路８３とを備えている。光情報記録再生装置１０は、更に、光情報記録媒体１に対して情報光と記録用参照光とを照射してホログラムを記録すると共に、ホログラムが記録された光情報記録媒体１に再生用参照光を照射し、再生光を検出して、光情報記録媒体１に記録されているホログラムから元の情報をを再生するための光ヘッド４０と、この光ヘッド４０を光情報記録媒体１の半径方向に駆動する駆動装置８４とを備えている。
【００３６】
光情報記録再生装置１０は、光ヘッド４０の出力信号よりフオーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥ、追跡エラー信号ＣＥ、及び再生信号ＲＦを検出するための検出回路８５と、この検出回路８５によって検出されるフオーカスエラー信号ＦＥ及びコントローラ９０からの指令に基づいて、光ヘッド４０がアドレス・サーボ領域を通過する間、後述する光ヘッド本体を光情報記録媒体１の面に垂直な方向に移動させてフォーカス・サーボ制御を行うフオーカス・サーボ回路８６と、検出回略８５によって検出されるトラッキングエラー信号ＴＥ及びコントローラ９０からの指令に基づいて、光ヘッド４０がアドレス・サーボ領域を通過する間、光ヘッド本体を光情報記録媒体１の半径方向に移動させてトラッキング・サーボ制御を行うトラッキング・サーボ回路８７と、検出回略８５によって検出される追跡エラー信号ＣＥ及びコントローラ９０からの指令にに基づいて、光ヘッド４０が情報記録領域を通過する間、光ヘッド本体を光情報記録媒体１の移動方向に移動させて、情報記録領域の情報記録位置を情報光および記録用参照光の照射位置が所定時間位置ずれなく追従するように追跡サーボ制御を行う追跡サーボ回路９５と、トラッキングエラー信号ＴＥおよびコントローラ９０からの指令に基づいて、駆動装置８４を制御して光ヘッド４０を光情報記録媒体１の半径方向に移動させるスライド・サーボ制御を行うスライド・サーボ回路８８と、コントローラ９０からの指令に基づいて、光ヘッド４０がアドレス・サーボ領域を通過する間、光ヘッドを所望の記録位置へ追従せしめる追従制御回路とを備えている。
【００３７】
光情報記録再生装置１０は、また、光ヘッド４０内の後述するＣＣＤアレイの出力データをデコードして、光情報記録媒体１の情報記録領域７の各情報記録位置７’に記録されたホログラムを再生したり、検出回路８５からの再生信号ＲＦより基本クロックを再生したり、アドレスを判別したりする信号処理回路８９と、光情報記録再生装置１０の全体の動作を制御するコントローラ９０と、このコントローラ９０に対して種々の指示を与える操作部９１とを備えている。
【００３８】
さらに、光情報記録再生装置１０は、信号処理回路８９の出力信号に基づいて、光情報記録媒体１と光ヘッド本体との相対的な傾きを検出する傾き検出回路９２と、この傾き検出回路９２の出力信号に基づいて光情報記録媒体１の面に対する光ヘッド本体の傾きが変化する方向に光ヘッド本体の位置を変化させることによって、光情報記録媒体１と光ヘッド本体との相対的な傾きを補正する傾き補正回路９３とを備えている。
【００３９】
光情報記録再生装置１０では、ホログラムの記録時において、光ヘッド４０がアドレス・サーボ領域を通過する間、光ヘッド本体をほぼトラックに沿う方向に移動させることによって、所定の時間、移動する情報記録領域７の１つの情報記録位置７’を情報光および記録用参照光の照射位置が追従するように、情報光および記録用参照光の照射位置を制御する追従制御回路９４を備えているが、本発明では、情報光および記録用参照光の照射位置が情報記録位置７’をさらに精密に且つ正確に追跡するように追跡サーボ制御を行うために、検出回略８５によって情報記録領域７の各情報記録位置７’と情報光および記録用参照光の照射位置との光情報記録媒体１の移動方向における位置ずれを、ロックアップピットを追跡サーボ用のレーザービームで照射して追跡エラー信号CEとして検出し、この追跡エラー信号CEに基づいて情報記録領域内であっても光ヘッド本体を光情報記録媒体１の移動方向において移動させて、追跡サーボ（Asking Servo)を行うための追跡サーボ回路９５が設けられている。
【００４０】
コントローラ９０は、信号処理回路８９より出力される基本クロックやアドレス情報を入力すると共に、光ヘッド４０、スピンドル・サーボ回路８３、スライド・サーボ回路８８、フォーカス・サーボ回路、トラッキング・サーボ回路、追跡サーボ回路および追従制御回路９４等を制御するようになっている。スピンドル・サーボ回路８３には、信号処理回路８９より出力される基本クロックが入力される。コントローラ９０は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）およびＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を有し、ＣＰＵが、ＲＡＭを作業領域として、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによって、コントローラ９０の機能を実現するようになっている。
【００４１】
次に、光ヘッド４０の平面図を示す図４を参照して、本発明の光情報記録媒体にホログラムを記録する光情報記録再生装置において使用される光ヘッド４０の一例について説明する。光ヘッド４０は、光情報記録媒体１に対する情報の記録と光情報記録媒体１からの情報の再生を行う光ヘッド本体４１を有し、光ヘッド本体４１は、光情報記録媒体１に対向する対物レンズ１１を有している。光ヘッド本体４１におけるトラックの接線方向（図４における左右方向）の両端部には弾性アーム固定部１４０ａ，１４０ｂが設けられている。この弾性アーム固定部１４０ａ，１４０ｂには、それぞれ、ゴム、板ばね、コイルスプリング、ワイヤ等の弾性部材で形成された弾性アーム１４９の一端が固定されている。各弾性アーム１４９の他端は、アーム支持部１５０に固定されている。アーム支持部１５０は、このアーム支持部１５０を、所定の範囲内で光情報記録媒体１の半径方向（図４における上下方向）に移動可能な圧電アクチュエータ１７０に取り付けられている。
【００４２】
光ヘッド本体４１における光情報記録媒体１の半径方向の一方の端部には、フォーカス・サーボおよび傾き調整用のコイル１５１，１５２と、照射位置追従用のコイル１５５，１５６が取り付けられている。同様に、光ヘッド本体４１における光情報記録媒体１の半径方向の他方の端部には、フォーカス・サーボおよび傾き調整用のコイル１５３、１５４と、照射位置追従用のコイル１５７，１５８が取り付けられている。
【００４３】
光ヘッド４０は、更に、それぞれコイル１５１，１５２，１５３，１５４を貫通するように設けられた磁石１６１，１６２，１６３，１６４と、コイル１５５、１５６に対向する位置に配置された磁石１６５と、コイル１５７，１５８に対向する位置に配置された磁石１６６とを備えている。
【００４４】
光ヘッド４０では、上記コイル１５１〜１５４および磁石１６１〜１６４によって、光情報記録媒体１の面に垂直な方向（図４における紙面に垂直な方向）および光情報記録媒体１の面に対する光ヘッド本体４１の傾きが変化する方向に、光ヘッド本体４１の位置を変化させることができる。また、光ヘッド４０では、圧電アクチュエータ１７０によって、光情報記録媒体１の半径方向に、光ヘッド本体４１の位置を変化させることができる。また、光ヘッド４０では、弾性アーム１４９、コイル１５５〜１５８および磁石１６５，１６６によって、光情報記録媒体の移動方向に、光ヘッド本体４１の位置を変化させることができる。弾性アーム１４９、コイル１５５〜１５８および磁石１６５，１６６は、本発明における照射位置移動手段に対応する。
【００４５】
コイル１５１〜１５４は、図３におけるフォーカス・サーボ回路８６および傾き補正回路９３によって駆動され、また、コイル１５５〜１５８は、図３における追従制御回路９４によって駆動されるようになっている。さらに、本発明では、コイル１５５〜１５８に付加コイル１６０を併設し、付加コイル１６０に、検出回路８５によって検出された追跡エラー信号ＣＥが供給された追跡サーボ回路９５の出力信号を供給し、付加コイル１６０と磁石１６５，１６６とによって、光情報記録媒体１の移動方向、即ち、トラックＴＲに沿って光ヘッド本体４１による精密な追跡サーボを行っている。光情報記録媒体１の半径方向に光ヘッド本体４１の位置を変化させることができる圧電アクチュエータ１７０は、図３におけるトラッキング・サーボ回路８７の出力によって駆動されるようになっている。
【００４６】
図４に示した光ヘッド４０では、光ヘッド本体４１を、光情報記録媒体１の半径方向に位置変化させるために圧電アクチュエータ１７０を使用し、コイル１５５、１５６及び付加コイル１６０に対向する位置に配置された磁石１６５と、コイル１５７，１５８及び付加コイル１６０に対向する位置に配置された磁石１６６とによって、光情報記録媒体の移動方向に、光ヘッド本体４１の位置を変化させる場合を示したが、図５に示すように、図４に示した光ヘッド４０を９０゜回転させた関係位置に光ヘッド４０を配置し、光情報記録媒体１の移動方向に位置変化させるために圧電アクチュエータ１７０を使用し、付加コイル１６０を付加しないでコイル１５５、１５６に対向する位置に配置された磁石１６５と、コイル１５７，１５８に対向する位置に配置された磁石１６６とによって、光情報記録媒体の半径方向に位置変化させるように構成することができる。
【００４７】
図５に示す光ヘッド４０では、圧電アクチュエータによる光ヘッド本体４１の位置変化は、コイルと磁石の組み合わせによるヘッド本体４１の位置変化よりも応答速度が速いため、追跡サーボ制御の応答速度を速めることができるため、本発明にとっては、図５に示す光ヘッドの配置の方が図４の配置よりも好ましい構成である。
【００４８】
次に、図６を参照して、本発明が実施される光情報記録媒体及び記録再生のための光ヘッドの光学系１１の一例について説明する。本発明が実施される光情報記録媒体１は、ボリカーボネート等から成る円板状の透明基板２と、透明基板２から順に積層された情報記録層３、透明基板２’、及び、反射膜５を有する基板４とから構成されている。情報記録層３と基板４との境界面には、半径方向に整列する複数のアドレス・サーボ領域６が所定の角度間隔で予めエンボスピットとして設けられており、アドレス・サーボ領域６間には、扇形の情報記録領域７が設けられ、該情報記録領域７の複数の情報記録位置に順次ホログラムが記録される様になっており、本発明では、各情報記録領域７に、本発明の特徴とする追跡サーボ制御のための少なくとも一個のロックアップピットが、一例では、各情報記録位置７’に対応して、それぞれ光情報記録媒体の半径方向に整列するように予めエンボスピットとして設けられる（図１及び２参照）。
【００４９】
透明基板２上に積層された情報記録層３は、ホログラムが三次元的に記録される層であり、レーザビームが照射されたときにレーザビームの強度に応じて屈折率、誘電率、反射率等の光学的特性が変化する材料によって形成され、この情報記録層３上には、透明基板２’が設けられ、さらに透明基板２’上には、例えば、アルミニウム膜が反射膜５として形成されたプラスティック等から成る基板４が設けられている。
【００５０】
光情報記録媒体１へのホログラムの記録は、レーザ源２５から発射される発散レーザ光をレンズ２４によって収束してレーザービームを形成し、このレーザービームをハーフミラーを用いて二本のレーザービームに分割して、一方を記録情報によって変調された情報光に、他方を干渉パターンを形成するための記録用参照光として利用する。即ち、ホログラムの記録は、情報記録層３内に情報光と記録用参照光との干渉による三次元干渉縞パターンを形成せしめるように、情報光と記録用参照光とを光情報記録媒体１の情報記録層３に所定の時間照射することによって行われる。情報光と記録用参照光とを光情報記録媒体１の情報記録層３の情報記録位置の一つを所定の時間照射するためには、光情報記録媒体１の移動と光ヘッドによる照射位置の移動とを所定の時間同期させる。
【００５１】
即ち、露光に必要な時間正確に同期して移動させることが必要である。そのため、本発明では、情報記録領域に少なくとも一つのロックアップピット８を設け、このロックアップピット８を、ホログラム記録のためのレーザビームの波長とは異なる波長の追跡レーザビームで照射することによって、情報記録位置と情報光と記録用参照光の照射位置との位置ずれを検出し、ホログラムの記録時に、情報記録領域７の情報記録位置７’と情報光と記録用参照光の照射位置とを所定の時間正確に位置あわせして移動させるための追跡サーボ制御を行っている。また、記録されたホログラムの再生は、干渉パターンを形成するための記録用参照光に替えて再生用参照光を情報記録層３に照射することによって行われる。
【００５２】
さらに、図６に示す光学系の一例は、本発明用の光情報記録再生装置において使用する光ヘッドの光学部分の原理を示す概略図であって、この例における記録再生光学系即ち光ヘッド１１は、光情報記録媒体１に対向する対物レンズ１２と、この対物レンズ１２を光情報記録媒体１の厚み方向及び半径方向に移動するためのアクチュエータ１３と、対物レンズ１２の光源側には、対物レンズから順に２分割旋光板１４及びプリズムブロック１５が配置され、２分割旋光板１４は、光軸の左側部分に配置された旋光板１４Ｌと、同光軸の右側部分に配置された旋光板１４Ｒとから成り立っている。旋光板１４Ｌは、レーザビームの偏光方向を＋４５゜旋光させ、旋光板１４Ｒはレーザビームの偏光方向を−４５゜旋光させる。プリズムブロック１５は、２分割旋光板１４側から順にハーフミラー１５ａと全反射ミラー１５ｂとを有している。これらハーフミラー１５ａと全反射ミラー１５ｂとは共にその法線方向が対物レンズ１２の光軸に対して同一方向に４５゜傾けて配置されている。
【００５３】
プリズムブロック１５の側方には、さらに、別のプリズムブロック１９が平行に配設され、プリズムブロック１５のハーフミラー１５ａに対向して、プリズムブロック１９の全反射ミラー１９ａが平行に配置される。同様に、プリズムブロック１５の全反射ミラー１５ｂに対向して、プリズムブロック１９のハーフミラー１９ｂが平行に配置されている。プリズムブロック１９の側方には、さらに、ハーフミラー２３ａを有するプリズムブロック２３及びハーフミラー３０ａを有するプリズムブロック３０がそれぞれ配置される。
【００５４】
プリズムブロック１５のハーフミラー１５ａとプリズムブロック１９の全反射ミラー１９ａとの間には、凸レンズ１６と光変調器１７が配置され、プリズムブロック１５の全反射ミラー１５ｂとプリズムブロック１９のハーフミラー１９ｂとの間には、光変調器１８が配置されている。光変調器１７は、格子状に配列された多数の微少区画を有し、各微少区画毎に通過するレーザビームの位相を変化させ、通過するレーザビームの位相を空間的に変調できる構成となっており、ホログラム形成時或いはホログラム読取時の参照光を生成するもので、液晶素子を使用することにより容易に実現することができる。
【００５５】
一方、光変調器１８は、情報光生成手段として機能し、その構造は、光変調器１７と同じく格子状に配列された多数の微少区画からなり、各微少区画毎にレーザビームの通過状態と遮断状態とを記録する情報に応じて選択することによって、レーザビームの強度を空間的に変調し、情報を担持した情報光を生成することができるようになっている。この光変調器１８にも光変調器１７と同様に液晶素子を採用することができる。
【００５６】
光ヘッド１１の光源は、ホログラム記録再生用のレーザ光源２５並びに追跡サーボ用のレーザ光源３３、及びレーザ光源２５、３３からのコヒーレントな発散レーザ光を平行光束に収束してレーザビームを形成するコリメータレンズ２４、３２をそれぞれ備え、プリズムブロック２３、３０にそれぞれ設けられたハーフミラー２３ａ、３０ａは、その法線方向がコリメータレンズ２４、３２の光軸に対して４５゜傾けられている。このハーフミラー２３ａ、３０ａを透過するレーザ光源２５、３３からの投射光の一部は、フォトディテクタ２６、３１に指向され、フォトディテクタ２６、３１の出力は光源２５、３３からの光出力を自動調整する。
【００５７】
光情報記録媒体１からの戻りビームは、ハーフミラー２３ａによって反射され、フォトディテクタ２６とは反対の側に設けられた凸レンズ２７、シリンドリカルレンズ２８を経て、４分割フォトディテクタ２９に達し、光ヘッドがアドレス・サーボ領域を通過する間に、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥがそれぞれ検出されると共に、再生信号ＲＦが導出される。検出されたフォーカスエラー信号ＦＥは、光ヘッドのフォーカス・サーボ制御のために使用され、トラッキングエラー信号ＴＥは、光ヘッドのトラッキング・サーボ制御を行うために使用される。
【００５８】
本発明では、光ヘッドが情報記録領域をを通過する際に、追跡エラー信号ＣＥを検出して、光ヘッドの追跡サーボ制御を行うために、ロックアップピットに対する追跡サーボ用のレーザビームの照射位置は、追跡サーボ用のレーザー光源の出射位置を、ホログラムの記録態様に応じて、コリメータレンズ３２の光軸から変位させることによって移動させることができる。従って、追跡サーボ用のレーザービームでロックアップピット上を照射して追跡エラー信号ＣＥを検出し、追跡サーボ制御を行いながら、ホログラム記録用のレーザービームで情報記録位置を照射して、ホログラムの記録が行えるように構成されている。
【００５９】
さらに、本発明では、一つのロックアップピットによって一個または複数の情報記録位置に対する追跡サーボ制御を実施することが可能であり、複数の情報記録位置に対する追跡サーボ制御を実施するためには、各情報記録位置７’へのホログラムの記録が終了する度に、ロックアップピットと新規にホログラムの記録を行う記録位置との距離に応じて、追跡サーボ用のレーザー光源の位置をコリメータレンズ３２の光軸から順次変位せしめるよう構成すればよい。
【００６０】
情報再生時のサーボ制御時には、光変調器１８の全微少区画が光通過状態にされ、ホログラム記録再生用のレーザ光源２５からのレーザビームは再生用の低出力に設定される。コントローラ９０は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、光情報記録媒体上に投射されるレーザビームがアドレス・サーボ領域６を通過するタイミングを予測し、レーザビームがアドレス・サーボ領域６を通過する間、上記サーボ制御時の設定が行われる。
【００６１】
光ヘッド内を通過するレーザビームの経路について説明すると、図６の構成において、ビームスプリッタ３０のハーフミラー３０ａは、レーザ光源２５から発射される波長のレーザビームは透過し、レーザ光源３３から発射される波長のレーザビームに対しては、ハーフミラーとして機能するダイクロイックミラーで形成するのが望ましい。レーザ光源２５から発射された発散レーザ光は、コリメータレンズ２４によって平行光束のレーザビームに収束されてビームスプリッタ３０に入射し、ハーフミラー３０ａを透過してビームスプリッタ２３に入射する。
ハーフミラー２３ａでは、光量の一部が透過し、一部が反射される。
【００６２】
ハーフミラー２３ａで反射された光はフォトディテクタ２６によつて受光され、光源の自動光量調節が行われる。ハーフミラー２３ａを透過したレーザビームは、プリズムブロック１９に入射し、光量の一部がハーフミラー１９ｂを透過する。ハーフミラー１９ｂを透過したれレーザビームは、空間光変調器１８を通過し、プリズムブロック１５の全反射ミラー１５ｂで全反射された後、ハーフミラー１５ａを透過し、更に２分割旋光板１４を通過し、対物レンズ１２によって、光情報記録媒体１におけるホログラム記録層３に接する透明基板２’と基板４との境界面上で収束するように、情報記象媒体１に照射される。この照射されたレーザビームは、光情報記録媒体１の反射膜５によって反射され、アドレス・サーボ領域６におけるエンボスビットによって変調されて、対物レンズ１２側に戻ってくる。
【００６３】
光情報記録媒体１の反射膜５によって反射された戻りのレーザービームは、対物レンズ１２によって平行光束とされ、再度２分割旋光板１４を通過し、プリズムブロック１５に再び入射して光量の一部がハーフミラー１５ａを透過する。ハーフミラー１５ａを透過した戻りのレーザビームは、全反射ミラー１５ｂで反射され、空間光変調器１８を通過してプリズムブロック１９に入射する。プリズムブロック１９に入射したレーザビームの一部がハーフミラー１９ｂを透過する。ハーフミラー１９ｂを透過した戻りのレーザビームは、再度ビームスブリッタ２３に入射し、光量の一部がハーフミラー２３ａで反射され、凸レンズ２７およびシリンドリカルレンズ２８を順に通過した後、４分割フォトディテクタ２９によって個々にその強度が検出され、後述する検出回路によって演算されて所期の目的のエラー信号が検出回路から出力される。
【００６４】
情報記録時の追跡サーボ制御時には、光変調器１７の全微少区画を実質的に光遮断状態にすると共に光変調器１８の全微少区画が光通過状態にされ、レーザ光源３３からのレーザビームはハーフミラー３０ａで反射され、光変調器１８を経て全反射ミラー１５ｂで反射され、対物レンズ１２によってホログラム記録層３と基板４との境界面部分に設けたロックアップピット８を照射する。このロックアップピット８上への照射によって、照射スポットとロックアップピットとの位置ずれ、即ち、追跡エラー信号ＣＥを検出し、検出した追跡エラー信号ＣＥに基づいて、精密な追跡サーボ制御を行うことができるため、本発明では、光情報記録媒体のホログラム記録位置とホログラム形成用レーザビームの照射位置とを、ホログラムの記録に要する間、位置ずれを生じさせないように追跡サーボ制御を行うことによって維持することができるため、半導体レーザ等の低出力のレーザ光源を採用しても、極めて精密にホログラムを光情報記録媒体に書き込むことが可能となる。
【００６５】
情報記録時の追跡サーボ制御時において、光情報記録媒体１のロックアップピット上に照射され、反射膜５によって反射された戻りの追跡レーザービームは、対物レンズ１２によって平行光束とされ、再度２分割旋光板１４を通過し、プリズムブロック１５に再び入射して光量の一部がハーフミラー１５ａを透過する。ハーフミラー１５ａを透過した戻りのレーザビームは、全反射ミラー１５ｂで反射され、空間光変調器１８を通過してプリズムブロック１９に入射する。
【００６６】
プリズムブロック１９に入射した追跡レーザビームの一部がハーフミラー１９ｂを透過する。ハーフミラー１９ｂを透過した戻りの追跡レーザビームは、再度ビームスブリッタ２３に入射し、光量の一部がハーフミラー２３ａで反射され、凸レンズ２７およびシリンドリカルレンズ２８を順に通過した後、４分割フォトディテクタ２９によって個々にその強度が検出され、後述する検出回路によって演算されて所期の目的のエラー信号が検出回路から出力される。
【００６７】
４分割フォトディテクタ２９の各検出出力は、図７に示した検出回路８５で演算することによって、フォーカスエラー信号ＦＥ，トラッキングエラー信号ＴＥ、追跡エラー信号ＣＥおよび再生信号ＲＦが生成され、これらの信号に基づいて、フォーカス・サーボ、トラッキング・サーボ及び追跡サーボ制御が行われると共に、基本クロックの再生およびアドレスの判別が行われる。
【００６８】
なお、アドレス・サーボ領域での上記のサーボ制御時における設定は、ピックアップ１１の構成自体が、ＣＤ（コンパクト・ディスク）やＤＶＤ（ディジタル・ビデオ・ディスクまたはディジタル・バーサタイル・ディスク）やＨＳ（ハイパー・ストレージ・ディスク）等の通常の光ディスクに対する記録、再生用のピックアップの構成と同様になることから、本発明を実施する光情報記録再生装置１０では、通常の光ディスク装置とのアドレスサーボ領域の構成に関しては互換性を持たせるように構成することも可能である。
【００６９】
従って、誤って通常の光ディスク装置に本発明の光ディスクを装填してもアドレスサーボ領域の情報を読み取った後は、情報記録領域に通常の光ディスクとは異なった形式でホログラムが記録されているため、ホログラムの再生が行われることなく通常の光ディスク装置からはエジェクトされ、通常の光ディスク装置に損傷を与えることはない。
【００７０】
次に、ホログラムを記録する際の動作の概略を図３及び図６を参照して説明する。図６において、ホログラム記録時には、空間光変調器１８は、記録する情報に応じて各画素毎に透過状態（以下、「オン」ともいう。）と遮断状態（以下、「オフ」ともいう。）を選択して、通過するレーザビームを空間的に変調し、情報光を生成する。本発明の実施態様では、２画素で１ビットの情報を表現し、必ず、１ビットの情報に対応する２画素のうちの一方をオン、他方をオフとする。
【００７１】
また、位相空間光変調器17は、通過するレーザビームに対して、所定の変調パターンに従って、画素毎に、所定の位相を基準にして位相差０（rad）かπ（rad）を選択的に付与することによって、レーザビームの位相を空間的に変調して、レーザビームの位相が空間的に変調された記録用参照光を生成する。コントローラ９０（図３参照）は、所定の条件に従って自らが選択した変調パターンまたは操作部９１（図３参照）によって選択された変調パターンの情報を位相空間光変調器１７に与え、位相空間光変調器１７は、コントローラ９０より与えられた、または操作部９１によって選択された変調パターンの情報に従って、通過するレーザビームの位相を空間的に変調する。
【００７２】
レーザ光源２５から出力されるレーザビームは、パルス状の記録用高出力にされる。なお、コントローラ９０は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、対物レンズ１２の出射レーザビームが情報記録領域７を通過するタイミングを予測し、対物レンズ１２の出射光が情報記録領域７を通過する間、上記の設定のままとする。さらに、対物レンズ１２からのレーザビームが情報記録領域７を通過する間は、フォーカス・サーボ制御およびトラッキング・サーボ制御は行われず追跡サーボ制御のみが行われる。また、以下の説明では、レーザ光源２５がＰ偏光の光を出射するものとする。
【００７３】
図６に示したように、レーザ光源２５から出射されたＰ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ２４によって平行光束のレーザビームとされ、ビームスプリッタ３０を通過してビームスプリッタ２３に入射し、光量の一部がハーフミラー２３ａを透過し、プリズムブロック１９に入射する。プリズムブロック１９に入射したレーザビームは、光量の一部がハーフミラー１９ｂを透過して空間光変調器１８を通過し、その際に、記録する情報に従って、空間的に変調されて、情報光となる。
【００７４】
この情報光は、プリズムブロック１５の全反射面１５ｂで反射され、光量の一部がハーフミラー１５ａを透過して、２分割旋光板１４を通過する。ここで、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過したレーザビームは偏光方向が＋４５゜回転されてＡ偏光のレーザビームとなり、旋光板１４Ｒを通過した光は偏光方向が−４５゜回転されてＢ偏光のレーザビームとなる。２分割旋光板１４を通過したＡ偏光及びＢ偏光の情報光は、光情報記録媒体１のホログラム記録層３と基板４の境界面、すなわち、反射膜５上で収束するように、対物レンズ１２によつて光情報記録媒体１に照射される。
【００７５】
一方、プリズムブロック１９のハーフミラー１９ｂで反射されたレーザビームは、全反射ミラー１９ａで反射され、位相空間光変調器１７を通過し、その際に、所定の変調パターンに従って、光の位相が空間的に変調されて記録用参照光となる。この記録用参照光は、凸レンズ１６を通過して収束され、その光量の一部がプリズムブロック１５のハーフミラー１５ａで反射され、２分割旋光板１４を通過する。
【００７６】
ここで、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過したレーザビームは偏光方向が＋４５゜回転されてＡ偏光のレーザビームとなり、旋光板１４Ｒを通過したレーザビームは偏光方向が−４５゜回転されてＢ偏光のレーザビームとなる。２分割旋光板１４を通過したＡ偏光及びＢ偏光の記録用参照光は、光情報紀録媒体１に照射され、ホログラム記録層３と基板４との境界面よりも手前側で対物レンズ１２によって一旦収束された後、発散しながらホログラム記録層３内を通過する。
【００７７】
ここで理解を容易にするために、光の偏光について簡単に説明しておくと、Ａ偏光とは、Ｓ偏光を−４５゜回転させるか、或いはＰ偏光を＋４５゜回転させた直線偏光であり、Ｂ偏光とは、Ｓ偏光を＋４５゜回転させるか、或いはＰ偏光を−４５゜回転させた直線偏光である。従って、Ａ偏光とＢ偏光とは互いに偏光方向が直交している。
【００７８】
図８及び図９は記録時におけるレーザビームの状態を示す説明図である。図において、符号６１で示した記号はＰ偏光を表し、符号６３で示した記号はＡ偏光を表し、符号６４で示した記号はＢ偏光を表している。図８において、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過した情報光５１Ｌは、Ａ偏光の光となり、対物レンズ１２によって光情情報録媒体１に照射され、ホログラム記録層３内を通過し、反射膜５上に収束すると共に反射膜５で反射されて、再度ホログラム記録層３内を逆行する。
【００７９】
また、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過した記録用参照光５２Ｌは、Ａ偏光の光となり、対物レンズ１２によって光情報記録媒体１に照射され、ホログラム記録層３への入射面上で一旦収束した後、発散しながらホログラム記録層３内を通過する。そして、ホログラム記録層３内において、反射膜５で反射されたＡ偏光の情報光５１Ｌと反射膜５に向かって進むＡ偏光の記録用参照光５２Ｌとが干渉して干渉パターンをホログラム記録層内に三次元的に形成する。従って、レーザ光源２５の出射光の出力が高出力になったとき、その干渉パターンがホログラム記録層３内に立体的に記録されることになる。
【００８０】
また、図９に示したように、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｒを通過した情報光５１Ｒは、Ｂ偏光の光となり、対物レンズ１２によって光情報記録媒体１に照射され、ホログラム記録層３内を通過し、反射膜５上に収束すると共に反射膜５で反射されて、再度ホログラム記録層３内を逆方向に進行する。また、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｒを通過した記録用参照光５２Ｒは、Ｂ偏光の光となり、対物レンズ１２によって光情報記録媒体１に照射され、ホログラム記録層３の入射面上で一旦収束した後、発散しながらホログラム記録層３内を通過する。そして、ホログラム記録層３内において、反射膜５で反射されたＢ偏光の情報光５１Ｒと反射膜５に向かって進むＢ偏光の記録用参照光５２Ｒとが干渉して三次元干渉パターンを形成し、レーザ光源２５の出射光の出力が高出力になったとき、その干渉パターンがホログラム記録層３内に立体的に記録される。
【００８１】
図８および図９に示した、本発明の光情報記録媒体へのホログラム記録態様では、情報光の光軸と記録用参照光の光軸が同一線上に配置されるように、情報光と記録用参照光とがホログラム記録層３に対して同一面側より照射される。また、情報記録領域の同一記録位置のホログラム記録層３に、記録用参照光の変調パターンを変えて複数回の記録動作を行うことで、位相符号化多重により、情報を多重記録することが可能である。
【００８２】
このようにして、本発明の光情報記録媒体にホログラムを記録するための記録装置では、ホログラム記録層３内に反射型（リップマン型）のホログラムが形成される。なお、Ａ偏光の情報光５１ＬとＢ偏光の記録用参照光５２Ｒとは、偏光方向が直交するため干渉せず、同様に、Ｂ偏光の情報光５１ＲとＡ偏光の記録用参照光５２Ｌとは、偏光方向が直交するため干渉しない。即ち、ホログラムの記録に際して、余分な干渉縞の発生が防止され、ＳＮ（信号対雑音）比の低下を防止することができる利点がある。
【００８３】
さらに、上記記録装置では、情報光は、上述のように、光情報記録媒体１におけるホログラム記録層３と基板４の境界面で収束するように照射され、光情報記録媒体１の反射膜５で反射されて対物レンズ１２側に戻ってくる。この戻り光は、サーボ時と同様にして、４分割フォトディテクタ２９に入射する。従って、この４分割フォトデイテクタ２９に入射する情報光を利用して、記録時にも、アドレスサーボ領域において、フォーカス・サーボを行うことが可能である。
【００８４】
なお、記録用参照光の方は、光情報記録媒体１におけるホログラム記録層３の入射面上で収束してアドレスサーボ領域のエンボスピットには発散光が照射されるため、光情報記録媒体１の反射膜５で反射されて対物レンズ１２側に戻ってきても４分割フォトディテクタ２９上では結像しないため、フォーカス・サーボに利用することはできない。
【００８５】
なお、上記記録装置では、凸レンズ１６を前後に動かしたり、その倍率を変更したりすることで、ホログラム記録層３において情報光と参照光による一つの干渉パターンが立体的に記録される領域（ホログラム形成領域）の大きさを任意に選ぶこともできる。
【００８６】
次に、記録情報再生時の作用について再度図６を参照して説明する。再生時には、空間光変調器１８の全画素がオンにされる。また、コントローラ９０（図３参照）は、再生しようとする情報の記録時における記録用参照光の変調パターンと同じ情報を位相空間光変調器１７に与え、位相空間光変調器１７は、コントローラ９０より与えられた情報記録時の変調パターンと同じ情報に従って、通過するレーザビームの位相を空間的に変調して、レーザビームの位相が空間的に変調され、再生用参照光が生成される。
【００８７】
レーザ光源２５から発射されるレーザ光の出力は、再生用の低出力に切り替えられ、コントローラ９０は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、対物レンズ１２を通過したレーザビームが情報記録領域７を通過するタイミングを予測し、対物レンズ１２からのレーザビームが情報記録領域７を通過する間、上記の再生時の設定とする。従って、対物レンズ１２からのレーザビームが情報記録領域７を通過する間は、フォーカス・サーボ制御およびトラッキング・サーボ制御は行われず、追跡サーボ制御のみが行われる。
【００８８】
図５に示したように、レーザ光源２５から出射されたＰ偏光のレーザビームは、コリメータレンズ２４によって平行光束のレーザビームとされ、ビームスプリッタ３０を透過してビームス２３に入射し、光量の一部はハーフミラー２３ａによって反射されてフォトディテクタ２６に入射して自動光量調節が行われ、ハーフミラー２３ａを透過したレーザビームはプリズムブロック１９に入射する。プリズムブロック１９に入射した光の一部がハーフミラー１９ｂで反射され、この反射された光は、全反射ミラー１９ａで反射され、位相空間光変調器１７を通過し、その際に、所定の変調パターンに従って、光の位相が空間的に変調されて、再生用参照光となる。
【００８９】
この再生用参照光は、凸レンズ１６を通過して収束する光となる。この再生用参照光は、一部がプリズムブロック１５のハーフミラー１５ａで反射され、２分割旋光板１４を通過する。ここで、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過した光は偏光方向が＋４５゜回転されて、Ａ偏光の光となり、また、旋光板１４Ｒを通過した光は偏光方向が−４５゜回転されて、Ｂ偏光の光となる。２分割旋光板１４を通過した再生用参照光は、対物レンズ１２を経て光情報記録媒体１に照射され、ホログラム記録層３の手前側で収束した後、発散しながらホログラム記録層３内を通過する。
【００９０】
図１０および図１１において、符号６１で示した記号はＰ偏光を表し、符号６２で示した記号はＳ偏光を表し、符号６３で示した記号はＡ偏光を表し、符号６４で示した記号はＢ偏光を表している。図１０において、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過した再生用参照光５３ＬはＡ偏光の光となり、対物レンズ１２によって光情報記録媒体１に照射され、ホログラム記録層３の手前側収束した後、発散しながらホログラム記録層３内を通過する。その結果、ホログラム記録層３より、記録時における情報光５１Ｌに対応する再生光５４Ｌが発生する。この再生光５４Ｌは、対物レンズ１２側に進み、対物レンズ１２で平行光束のレーザビームとされ、再度２分割旋光板１４を通過してＳ偏光の光となる。
【００９１】
また、図１１に示したように、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｒを通過した再生用参照光５３ＲはＢ偏光の光となり、対物レンズ１２によって光情報記録媒体１に照射され、ホログラム記録層３の手前側で収束した後、発散しながらホログラム記録層３内を通過する。その結果、ホログラム記録層３より、記録時における情報光５１Ｒに対応する再生光５４Ｒが発生する。この再生光５４Ｒは、対物レンズ１２に向かって進み、対物レンズ１２で平行光束のレーザビームとされ、再度２分割旋光板１４を通過してＳ偏光の光となる。
【００９２】
２分割旋光板１４を通過した再生光は、プリズムブロック１５に入射し、その一部がハーフミラー１５ａを透過する。ハーフミラー１５ａを透過した再生光は、全反射ミラー１５ｂで反射され、全画素がオンにされた空間光変調器１８を通過し、光量の一部がプリズムブロック１９のハーフミラー１９ｂで反射されて、ＣＣＤアレイ２０に入射し、ＣＣＤアレイ２０上には、記録時における空間光変調器１８によるオン、オフのパターンが結像され、このパターンを検出することで、光情報記録媒体１に記録されていた情報が再生される。
【００９３】
なお、記録用参照光の変調パターンを変えて、ホログラム記録層３に複数の情報が多重記録されている場合には、複数の情報のうち、記録用参照光の変調パターンと同じ変調パターンの再生用参照光によって読み取られた情報のみが再生される。図１０および図１１では、再生用参照光の光軸と再生光の光軸が同一線上に配置され、再生用参照光の照射と再生光の収集とが、ホログラム記録層３の同一側より行われている例である。
【００９４】
さらに、再生光の一部は、記録時のサーボ時における戻り光と同様に、４分割フォトディテクタ２９に入射する。従って、この４分割フォトディテクタ２９に入射する光を用いて、再生時にもアドレスサーボ領域においてフォーカス・サーボを行うことが可能である。なお、再生用参照光の方は、光情報記録媒体１におけるホログラム記録層３の手前側で一旦収束してホログラム記録層内で発散光となるため、光情報記録喋体１の反射膜５で反射されて対物レンズ１２側に戻ってきても４分割フォトディテクタ２９上では結像しない。
【００９５】
４分割フォトディテクタの動作の概略について述べると、図７は、４分割フォトディテクター２９及び同ディテクター２９に接続される検出回路８５の一具体例を示すもので、検出回路８５は、４分割フォトディテクタ２９の対角線上の受光部２９ａ、２９ｄの各出力を加算する加算器３１と、４分割フォトディテクタ２９のもう一方の対角線上の受光部２９ｂ、２９ｃの各出力を加算する加算器３２と、加算器３１の出力と加算器３２の出力との差を求めて非点収差法によるフォーカスエラー信号ＦＥを生成する減算器３３と、４分割フォトディテクタ２９のトラック方向に隣り合う受光部２９ａ、２９ｂの各出力を加算する加算器３４と、同様に４分割フォトディテクタ２９のトラック方向に隣り合う受光部２９ｃ、２９ｄの各出力を加算する加算器３５と、加算器３４の出力と加算器３５の出力との差を求めて、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号ＴＥを生成する減算器３６と、４分割フォトディテクタ２９のトラック方向に直角な方向に隣り合う受光部２９ａ、２９ｃの各出力を加算する加算器３８と、同様に４分割フォトディテクタ２９のトラック方向に直角な方向に隣り合う受光部２９ｂ、２９ｄの各出力を加算する加算器３９と、加算器３８の出力と加算器３９の出力との差を求めて、プッシュプル法による追跡エラー信号ＣＥを生成する減算器４０と、及び、加算器３４の出力と加算器３５の出力とを加算して再生信号ＲＦを生成する加算器３７とを備えている。
【００９６】
本発明を実施するにあたっては、光ヘッドから光情報記録媒体を照射するレーザビームとして、レーザ光源２５から発射されるホログラム形成用の波長λ2のレーザビームと、移動する光情報記録媒体の情報記録位置をホログラム形成用のレーザビームの照射位置が、露光に必要な時間、位置ずれなく追従するように、光ヘッドに対して追跡サーボ制御を行うために、情報記録領域に設けたロックアップピットを追跡レーザービームで照射して、情報記録位置とホログラム形成用のレーザービームの照射位置との光情報記録媒体の移動方向における位置ずれを検出する、レーザ光源３３から発射される波長λ1の追跡レーザビームとを必要とすることから、本発明の光情報記録媒体に対する光ヘッド１１は、例えば、波長λ1、波長λ2の複数波長のコヒーレントなレーザビームを出射できるよう構成されている。
【００９７】
波長λ1、波長λ2の複数波長の組み合わせとしては、λ1＝７８０nm、λ2＝５３２nmの組み合わせ、λ1＝７８０nm、λ2＝６５０nmの組み合わせ、λ1＝６５０nm、λ2＝５２５nmの組み合わせ、λ1＝６５０nm、λ2＝４０５nmの組み合わせ、λ1＝７８０nm、λ2＝３９０nmの組み合わせ等がある。図６の装置では、波長の異なる二つのレーザー光源２５，３３を設けた装置を例示したが、かかる２種レーザ光源に替えて、単一のレーザ光源と、プリズム又は回折格子等による波長選択素子との組み合わせから成る複数波長のレーザビームが出射可能な波長可変レーザ光源装置、或いは、レーザビーム源及び該レーザビーム源からの出射光の波長を変換する非線形光学系を使用した波長可変レーザ光源装置等を使用することもできる。
【００９８】
光情報記録媒体の情報記録領域へのホログラムの記録は（図１及びその一部拡大図、図１２参照）、０．８μｍのピッチで光情報記録媒体の径方向に離隔するスパイラル状の記録可能な各トラックは、周方向にヘッダーを介して情報記録領域が整列し、各情報記録領域の複数の情報記録位置に順次ホログラムを記録するにあたって、ホログラム形成用のレーザビームで、光情報記録媒体が距離にして少なくとも２００μｍ移動する間、位置ずれを起こすことなく情報記録位置を追従せしめ、照射し続けることによってホログラム記録層にホログラムを定着させることが必要である。
【００９９】
そして、光情報記録媒体が２００μｍ移動し、ホログラムの記録が完了した時点で、光ヘッドは、光情報記録媒体の移動方向とは逆の方向に２００μｍ−α（但し、αは隣接する情報記録位置間の距離）急激に戻され、同様の記録態様で新たなホログラムを光記録媒体の次の情報記録位置に記録するために、ホログラム形成用のレーザビームで次の情報記録位置への照射を開始し、光情報記録媒体が２００μｍ移動する間、当該情報記録位置をホログラム形成用のレーザビームで追従しながら情報記録位置へ正確なホログラム記録を行う。
【０１００】
このようなホログラム記録動作が、次のアドレス・サーボ領域に達するまで順次繰り返される。光ヘッドがアドレスサーボ領域を通過する間は、前述の如くフォーカス・サーボ制御及びトラッキング・サーボ制御が行われ、次セクタの情報記録領域に移ると、追跡サーボ制御を行いながら上記と同様のホログラムの記録動作を繰り返し、次セクタの情報記録領域の情報記録位置にホログラムが順次記録されて行く。
【０１０１】
本発明の光情報記録媒体の物理的構造は、アドレス・サーボ領域、即ち、ヘッダ部にエンボスピットとしてアドレス情報がランドトラック、グローブトラック毎にそれぞれ設けられ、各アドレス情報に続いてランドトラック及びグローブトラックから成る情報記録領域が設けられる。本発明の光情報記録媒体の一例では、対物レンズで集光したレーザー光で光情報記録媒体を照射し、反射膜によって反射されて戻って来たレーザー光を同じ対物レンズで集めることから、この光学系の伝達関数ＯＴＦ(Optical Transfer Function)は、二つの円形開口の自己相関を求めればよいことになり、収差のない円形の開口を持つ光学系の場合には、図１３に示すように振幅の伝達関数、即ち、変調度ＭＴＦ(Modulation Transfer Function)と空間周波数の波長との関係を示す図から、変調度が無くなるピット長の限界を求めることができる。これを、波長７８０nmの追跡レーザー光について計算してみると、λ／２ＮＡ＝７８０／２ｘ０．５＝７８０nm＝０．７８μｍ≒０．８μｍと成り、０．８μｍ間隔で０．４μｍφのロックアップピットを整列させると、整列するロックアップピットによる変調度がなくなるので、見かけ上繋がった線と同等に見立てることができる。
【０１０２】
従って、例えば、情報記録領域の各ランドトラック及びグローブトラック線上にそれぞれ直径約０．４μｍφのロックアップピットをプリフォーマットによって設けるにあたり、ロックアップピットの両側の各トラック上に１．２μｍの幅のミラー領域を設けることによって、ロックアップピットと隣接するグルーブとの近接によって変調度がなくなり見かけ上の接続されたと同等になるのを回避することができ、追跡レーザービームでロックアップピットを単独に検知することが可能となる。
【０１０３】
一方、光情報記録媒体の径方向に隣接するランドトラックとグルーブトラックとは、その中心線の間隔が０．８μｍであることから、直径約０．４μｍφのロックアップピットが夫々のトラックに設けられた場合、光情報記録媒体の径方向に隣接するロックアップピットの周縁部の間隔は０．４μｍとなり、ロックアップピットの光情報記録媒体の径方向における変調度はなくなり、径方向に整列するロックアップピットは、見かけ上連続する線と同等に見立てることができるため、光情報記録媒体の移動方向における光ヘッドの追跡サーボ制御を極めて精度良く行うことができる。従って、移動する光情報記録媒体の情報記録位置と光ヘッドからのホログラム形成用のレーザビームの照射位置とを、位置ずれを生じることなく露光に要する時間固定することができ、低出力のレーザ光源を採用しても、ホログラムの記録を精度良く行うことができる。
【０１０４】
さらに、本発明のロックアップピットは、その深さを記録用レーザービームの波長λ2の約１／２に選ぶことにより、記録用レーザービームに対しては、ロックアップピットと、その周辺部からの反射光との往復の光路差をλ2と等しくして同相になるようにして照射波の影響をなくし、波長λ1の追跡レーザビームに対しては、位相差を生じるようにして追跡サーボエラーを、例えば、プッシュプル法によって検出出来るようにすることにより、追跡サーボ制御に必要な位置ずれ検出が良好に行えるようにしている。そのために、例えば、ロックアップピット向けて照射される追跡レーザ光の波長を、波長λ1＝７８０nm（赤色光）に選び、ホログラムの記録再生に使用するレーザー光の波長を、波長λ2＝５３２nm（緑色光）とは異ならせ、ロックアップピットの深さを５３２／２nm＝２６６nmに選んでいる。このような波長の選択は、照射されるレーザービームが、ロックアップピットによって回折された場合、追跡レーザビームについては、入射する追跡レーザビームと回折光との間に位相差を生じプッシュプル法等によって追跡サーボエラーの検出を可能としているが、ホログラム形成用のレーザビームの場合には、ロックアップピットによる回折光と入射するホログラム形成用のレーザビームの位相関係を同相になるようして、情報記録用のレーザビームによって、追跡サーボ制御が影響されることがないようにしている。
【０１０５】
図１４は、本発明のロックアップピットと、その両側の各トラックに設けた、ランドトラックのランド面と等高の平滑な幅１．２μｍのミラーゾーンとの関係を示している。本発明では、このように、ロックアップピットの両側に幅広のミラーゾーンを設けることによって、位置ずれ検出の際に隣接するグルーブによってエラー成分が導入される余地を無くしている。さらに、光情報記録媒体の情報記録領域に予めプレフォーマットとして設けるロックアップピットは、必ずしも情報記録領域の各情報記録位置と１対１の関係にある必要はなく、一個のロックアップピットを複数の情報記録位置に対応せしめて追跡サーボ制御を行いうるように構成する等の改変を行うことができるのは勿論である。
【０１０６】
本発明におけるホログラムの光情報記録媒体への記録は、それぞれランドトラック及びグローブトラック上にｄ＝５μsecｘＳ（但し、Ｓ光情報記録媒体が移動する速度）間隔で、順次ホログラムが記録されることになる。このような光情報記録媒体へのホログラムの記録は、移動する光情報記録媒体の各情報記録位置を、ホログラム形成用のレーザビームで照射、即ち、一具体例では、直径約５００μｍφに収束された１５０ｘ１５０＝２２２５ビットの画素情報を持つ情報光及び同数の画素毎に位相変調された記録用参照光によるホログラム形成用レーザビーム照射スポットによって照射して行われるが、ホログラムを光記録媒体の各ランドトラック及びグローブトラック上の情報記録位置に順次正確に記録するためには、情報記録位置が、光情報記録媒体の移動に伴って少なくとも２００μｍ動する間、当該情報記録位置をホログラム形成用のレーザビームスポットが位置ずれなく追従し、照射し続けることが必要である。
【０１０７】
そのため、本発明では、情報記録領域に、予めエンボスピットとして形成された直径約０．４μｍのロックアップピットを、追跡レーザビームで照射し、光情報記録媒体の動きと追跡レーザビームの照射スポットとの間に位置ずれが生じた場合、ホログラム記録位置とホログラム形成用レーザビームによる照射スポットとの間に、同量の位置ずれが生じていると判断し、その位置ずれをロックアップピットと追跡レーザビームの照射スポットとの相対位置関係から検出し、検出された位置ずれに基づいて、光記録媒体とホログラム形成用レーザビーム照射位置を、光情報記録媒体の情報記録領域の情報記録位置に位置合わせし、即ち、光情報記録媒体の移動方向における追跡サーボ制御を行って、低出力レーザ光源を使用したホログラム記録時に要求される前述の条件を満たしている。
【０１０８】
図１５は、プッシュプル法によるロックアップピットと追跡レーザビームの照射スポットとの相対位置関係をを示し、追跡エラー信号ＣＥの検出は、上述の図７に示したサーボ制御用のエラー検出回路によって行われる。図１５において、追跡レザービームがロックアップピット上に投射されると、追跡レーザービームはロックアップピットのエッジ部において回折が起こる。追跡レーザービームがロックアップピット上に正しく照射されていると、ロックアップピットのエッジ部において生じた回折による戻りビームは前後等しくなるが（図１５（ｂ）参照）、追跡レーザービームがロックアップピットの前部に照射された場合（光情報記録媒体の移動が遅れた場合）には、図１５（ａ）に示すように、ロックアップピットのエッジ部によって回折されて戻ってくる戻りビームは前方に偏り、また、追跡レーザービームがロックアップピットの後部に照射された場合（光ヘッドの移動が遅れた場合）には、図１５（ｃ）に示すように、ロックアップピットのエッジ部によって回折されて戻ってくる戻りビームは後方に偏ることになるから、そのずれを図６の４分割フォトディテクタ２９によって検出し、図７に示した検出回路８５によって演算し、追跡エラー信号ＣＥが導出される。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光情報記録媒体では、移動する光情報記録媒体の情報記録領域における情報記録位置に、所定の区間、情報光及び記録用参照光の照射位置を正確に追従移動させるサーボ制御手段を設け、情報記録位置を位置ずれを生じることなく情報光及び記録用参照光で所定の区間正確に照射し続けることができることから、低出力のレーザ光源からのレーザ光による照射光量を所定の区間積分することができるため、高出力のレーザ光源からのレーザ光によるホログラムの記録と同等の記録が可能となり、極めて実用的なホログラムの記録媒体を提供することができる。
【０１１０】
さらに、本発明の光情報記録媒体は、従来のＤＶＤ記録装置の光ヘッド、及びサーボ制御回路の一部を変更するのみで、容易に正確なホログラムの記録が可能となり、誤って、本発明の光情報記録媒体を通常の光ディスク装置に装填しても、アドレス・サーボ領域の情報を読み取った後に、本発明の光情報記録媒体は、情報記録領域にホログラムが記録されていることから、通常の光ディスク装置からはエジェクトされ、通常の光ディスク装置に損傷を与えることはないため、実用上も問題を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したトラックの一部を示す光情報記録媒体。
【図２】本発明を実施したトラック部分を拡大して示した光情報記録媒体。
【図３】本発明を実施するための光情報記録再生装置の構成を示すブロック図。
【図４】本発明を実施するための光情報記録再生装置の光ヘッドの一例を示す平面図。
【図５】本発明を実施するための光情報記録再生装置の光ヘッドの他の例を示す平面図。
【図６】本発明を実施するための光情報記録再生装置の光ヘッドの光学系の説明図。
【図７】本発明を実施するための光情報記録再生装置の検出回路の概略図。
【図８】図６に示した光ヘッドによるホログラム記録時の光の状態を示す説明図。
【図９】図６に示した光ヘッドによるホログラム記録時の光の状態を示す説明図。
【図１０】図６に示した光ヘッドによるホログラム再生時の光の状態を示す説明図。
【図１１】図６に示した光ヘッドによるホログラム再生時の光の状態を示す説明図。
【図１２】本発明を実施した光情報記録媒体のトラック部分を拡大して示した説明図。
【図１３】レーザービームでピットを照射した場合の振幅の伝達関数(MTF)と解像度の限界を図式的に示す図。
【図１４】本発明を実施した光情報記録媒体のトラックのロックアップピット部分を拡大して示した説明図。
【図１５】本発明を実施した光情報記録媒体のトラックのロックアップピット部分と追跡レーザビームスポットの関係を拡大して示した説明図。
【図１６】従来のホログラムを記録したトラックの一部を示す光情報記録媒体。
【図１７】従来の光情報記録再生装置の光ヘッドの光学系の説明図。
【符号の説明】
１ 記録媒体
２ 透明基板
３ 情報記録層
４ 基板
５ 反射膜
６ アドレスサーボ領域
７ 情報記録領域
７’ 情報記録位置
８ ロックアップピット
１０ 光情報記録再生装置
１１ 光ヘッド
１２ 対物レンズ
１３ サーボ機構
１４ 旋光板
１５ プリズムブロック
１６ 凸レンズ
１７ 位相空間光変調器
１８ 空間光変調器
１９ プリズムブロック
２０ ＣＣＤアレイ
２３ ビームスプリッタ
２４ コリメータレンズ
２５ レーザ光源
２６ フォトディテクタ
２７ 凸レンズ
２８ シリンドリカルレンズ
２９ 受光部
３０ ビームスプリッタ
３１ フォトディテクタ
３２ 凸レンズ
３３ レーザ光源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical information recording apparatus, an optical information recording method, and an optical information recording for recording information at an ultra-high density using holography on an optical information recording medium having a plurality of address / servo areas and information recording areas. More specifically, the optical information recording medium in which information is recorded with high density and high accuracy by aligning an interference fringe pattern by holography at each information recording position in the information recording area using a low-power light beam. About.
[0002]
[Prior art]
Holographic recording, in which information is recorded on an optical information recording medium at a very high density by means of a hologram, an information fringe pattern is generated by superimposing information light carrying image information and recording reference light inside the optical information recording medium, Writing is performed by fixing the interference fringe pattern in the optical information recording medium. When reproducing information from the recorded interference fringe pattern, the reproduction fringe pattern is irradiated to the interference fringe pattern in the optical information recording medium, and diffraction is caused by the interference fringe pattern to reproduce the image information. Yes.
[0003]
In order to perform ultra-high-density optical recording, recently, volume holography, especially digital recording, has been proposed in which interference fringe patterns of information light and recording reference light are three-dimensionally generated in an optical information recording medium. The development of volume holography is drawing attention. Volume holography is a method of actively writing in the thickness direction of an optical information recording medium and writing an interference fringe pattern by holography three-dimensionally or three-dimensionally on the recording layer of the optical information recording medium. The diffraction efficiency can be improved by increasing the thickness and recording the interference fringe pattern in three dimensions, and the information recording capacity can be dramatically increased by performing multiple recording.
[0004]
In addition, digital volume holography employs in principle the same optical information recording medium and recording method as volume holography, but the image information recorded on the optical information recording medium is binarized by computer processing to form a digital pattern. Is recorded using holography. Therefore, in digital volume holography, analog image information is also binarized and converted into digital pattern information, and then recorded as digital image information on an optical information recording medium using holography.
[0005]
Such a conventional volume holographic recording / reproducing system is applied to recording / reproducing on a moving (rotating) optical information recording medium, and sequentially multiplex-records a plurality of interference fringe patterns on the information recording area of the optical information recording medium. Thus, it is possible to dramatically increase the recording density. FIG. 16 shows an example of such an optical information recording medium. An information recording area 7 is provided between the address / servo areas 6 adjacent to each other in the circumferential direction of the optical information recording medium 1. In the address servo area 6, information for performing focus servo and tracking servo and address information for the information recording area 7 are recorded in advance by embossed pits. In the volume holographic recording, the interference fringes are three-dimensionally formed on the recording layer of the optical information recording medium 1 by actively utilizing the change in the interference fringe pattern in the thickness direction of the recording layer in the information recording area 7 of the optical information recording medium. This is a method of writing a pattern, and has the characteristics that the diffraction efficiency can be increased by increasing the thickness, and the recording capacity can be dramatically increased by performing multiple recording.
[0006]
An apparatus and a method for recording and reproducing information on and from an optical information recording medium by volume holography are disclosed in International Publication No. WO99 / 44195. In order to understand the present invention, the configuration of a recording / reproducing apparatus using volume holography described in the publication will be briefly described. FIG. 17 shows an example of an optical information recording medium 1 that is an object of the present invention. In general, an optical information recording medium 1 includes a hologram recording layer 3, a reflection film 5, and a substrate 4 on a circular transparent substrate 2, and the boundary surface between the hologram recording layer 3 and the substrate 4 is arranged in the radial direction. A plurality of address / servo areas 6 are arranged at predetermined angular intervals, and an information recording area 7 is provided between the address / servo areas 6 adjacent in the circumferential direction. In the address / servo area 6, information for performing focus / servo control and tracking / servo control and address information for the information recording area 7 are recorded in advance by embossed pits. As information for performing tracking servo control, for example, a wobble pit can be used.
[0007]
The specific configuration of the optical information recording medium 1 is that the transparent substrate 2 has an appropriate thickness of, for example, 0.6 mm or less, and the hologram recording layer 3 has an appropriate thickness of, for example, 10 μm or more. Yes. The hologram recording layer 3 is formed of a hologram recording material whose optical characteristics such as refractive index, dielectric constant, and reflectance change according to the intensity of the laser beam when irradiated with a laser beam for a predetermined time. For example, Dupont (Dupont ) Photopolymers HRF-600 (product name) manufactured by the company are used.
[0008]
An example of recording on the hologram recording layer by volume holography is that the information light carrying the information to be recorded and the recording reference light are simultaneously determined from the transparent substrate 2 side so that interference fringes in the thickness direction are generated in the hologram recording layer. Information is recorded as a three-dimensional hologram by irradiating with time and fixing the interference fringe pattern three-dimensionally in the hologram recording layer.
[0009]
That is, in volume holography, the interference fringe pattern is three-dimensionally written in the hologram recording layer of the optical information recording medium by actively utilizing the change of the interference fringe pattern in the thickness direction of the hologram recording layer of the optical information recording medium. This method is characterized in that the diffraction efficiency can be increased by increasing the thickness, and the recording capacity can be dramatically increased by performing multiple recording.
[0010]
In digital volume holography, image information is converted into binary data using the same optical information recording medium and recording method as in volume holography, and is recorded as a digital interference fringe pattern on the optical information recording medium. This is a computer-oriented hologram recording system in which an interference fringe pattern of image information is recorded three-dimensionally on a recording layer of an optical information recording medium.
[0011]
According to this digital volume holography, analog image information such as a picture, for example, is once converted into binary information, then developed into digital pattern information and recorded as image information. At the time of reproduction, the digital pattern information is read and decoded so that the original analog image information is restored and displayed. According to this hologram recording method, binarized data is encoded and an error correction code is added at the time of recording, or differential detection is performed even if the signal-to-noise ratio (S / N ratio) is somewhat poor during reproduction. It is possible to reproduce the original information very faithfully.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, a general recording apparatus that optically records information on a disk-shaped optical information recording medium includes an optical head that irradiates a rotating optical information recording medium with an information recording light beam. In such a recording apparatus, information is recorded on the optical information recording medium by irradiating the optical information recording medium with the light beam for information recording while rotating the optical information recording medium. It has become. In such a recording apparatus, a semiconductor laser is generally used as a light source for generating a light beam for information recording.
[0013]
In holographic recording, as in the general optical recording apparatus as described above, the optical information recording medium is irradiated with information light and recording reference light while rotating the optical information recording medium. Information is sequentially recorded as holograms at predetermined information recording positions in a plurality of information recording areas in the optical information recording medium. In recording using such holography, it is desirable to use a practical semiconductor laser as a light source for information light and recording reference light, as in a general optical recording apparatus.
[0014]
That is, the currently used photosensitive material for holograms is used for the recording layer of the optical information recording medium for holographic recording, and the information light and the recording reference light are rotated by the semiconductor laser beam while rotating the optical information recording medium. When the interference fringe pattern is to be recorded on the recording layer, the interference fringe pattern is formed at a predetermined information recording position in the information recording area of the moving optical information recording medium with the energy of the semiconductor laser beam. In order to record the pattern instantaneously, there is a problem that the exposure energy is insufficient and satisfactory recording cannot be performed. Thus, in order to give sufficient exposure energy to the recording layer at the information recording position in the information recording area, it is conceivable to use a laser beam with a large output or to integrate the exposure amount by extending the exposure time.
[0015]
However, in the former case, the equipment becomes large and the capital investment is expensive, and in the latter case, the information recording position of the information recording area is shifted from the exposure position during the exposure time by the laser beam. As a result, it becomes impossible to fix a sharp interference fringe pattern on the recording layer, and the accuracy of information decreases. That is, if information is recorded as a hologram on a recording layer of an optical information recording medium using a high output light source such as a pulse laser instead of a semiconductor laser as a light source, the maximum output is 500 W and the exposure time is 20 ns. However, it is not practical to use such a high-power pulse laser.
[0016]
On the other hand, if information is to be recorded as a hologram on the recording layer of the optical information recording medium by a semiconductor laser having a maximum output of 20 mW, an exposure time of 200 μsec is required for integrating the exposure dose. However, if a hologram is recorded at the information recording position of the rotating optical information recording medium by a laser beam emitted from a semiconductor laser beam source that does not move in the moving direction of the optical information recording medium, the optical information recording medium is 2 m / The information recording position of the information recording area is moved by 400 μm during the exposure time from the initial irradiation position of the semiconductor laser beam, and the information is recorded by the low-power semiconductor laser beam. It cannot be recorded at the information recording position of the optical information recording medium rotating as a hologram.
[0017]
An object of the present invention is to provide a technique for solving such a problem at the time of recording. Information on a moving optical information recording medium using a laser beam from a low-power laser beam source such as a semiconductor laser is provided. By providing means capable of accurately irradiating a laser beam at a predetermined information recording position in a recording area until a sufficient amount of light is irradiated for exposure, information on the hologram is recorded at a predetermined information recording position. It is an object of the present invention to provide an optical information recording apparatus and method capable of recording information on the recording medium, and to provide an optical information recording medium on which information is recorded as a hologram with high density by such an apparatus and method.
[0018]
[Hand throws to solve problems]
A recording apparatus for carrying out the present invention is an optical information recording apparatus for recording a hologram at each information recording position in an information recording area of an optical information recording medium having a plurality of address / servo areas and an information recording area. The optical information recording medium is irradiated with the information light and the recording reference light so that a hologram having an interference fringe pattern of the information light and the recording reference light is formed at each information recording position of the optical information recording medium. Irradiation means, optical information recording medium moving means for moving the optical information recording medium, movement of the optical information recording medium between each information recording position of the moving optical information recording medium and the irradiation position of the information light and the recording reference light Displacement detection means provided with at least one positioning information (lock-up pit) provided for detecting displacement in the direction, and each irradiation position of each information recording position is accurate for a predetermined time So as to follow, in which a irradiation position moving means to follow the movement in the longitudinal direction the optical information recording medium moves said irradiation means based on an output of the displacement detection means.
[0019]
In the present invention, the optical information recording medium is moved by the optical information recording medium moving means, and the optical information recording medium is irradiated with the information light and the recording reference light by the irradiating means, and by the irradiation position moving means. The irradiation position of the information light and the recording reference light is moved so that the irradiation position of the information light and the recording reference light accurately follows the information recording position of the moving information recording area for a predetermined time. The information recording position of the information recording area of the optical information recording medium is continuously irradiated with the information light and the recording reference light for a time sufficient for exposure for recording without causing a positional shift, and information recording by the hologram is performed. Done.
[0020]
In the present invention, in the information recording area of the optical information recording medium, at least each information recording area is moved so that the irradiation position of the information light and the recording reference light follows each information recording position to be moved. One lockup pit is provided, and the optical information recording apparatus includes means for detecting a positional shift in the moving direction of the optical information recording medium between each lockup pit and the irradiation position of the position detection light beam. Yes.
[0021]
In an example of the optical information recording apparatus for obtaining the optical information recording medium of the present invention, the light beam irradiating means coaxially transmits the information light and the recording reference light from the same surface side to the information recording layer of the optical information recording medium. In addition, the light is irradiated while being converged so as to have the smallest diameter at different positions in the thickness direction of the optical information recording medium.
[0022]
The recording method for recording a hologram on the optical information recording medium of the present invention records information by a hologram at a plurality of information recording positions of each information recording area in the optical information recording medium having a plurality of address / servo areas and information recording areas. An optical information recording method for moving an optical information recording medium so that information is recorded by an interference fringe pattern of information light and recording reference light at each information recording position in an information recording area. Optical information recording is performed so that the information recording position of the moving information recording area and the irradiation position of the information light and the recording reference light are not shifted by a predetermined time by irradiating the medium with the information light and the recording reference light. The irradiation unit is moved following the movement of the medium.
[0023]
In the present invention, the information light and the recording reference light are irradiated to the moving optical information recording medium, and the irradiation positions of the information light and the recording reference light are shifted by a predetermined time at each information recording position of the moving information recording area. The irradiation positions of the information light and the recording reference light are moved so as to follow without any problems. Thereby, while the hologram is recorded at one information recording position of the information recording area, there is no positional deviation between the information recording position and the irradiation position of the information light and the recording reference light. Since one information recording position in the recording area can be continuously exposed to the information light and recording reference light sufficient for recording the hologram, the information light by the hologram can be obtained even if a low-power semiconductor laser beam source is used. Recording on an information recording medium becomes possible.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The optical information recording medium in which the present invention is implemented includes a disk-shaped optical information recording medium 1 and a plurality of recording tracks TR on the recording surface, as shown in FIG. A part of one track is shown, and each track TR has a plurality of address / servo areas 6 provided at equal intervals and an address / servo area 6 adjacent in the moving direction of the optical information recording medium. An information recording area 7 is provided.
[0025]
Each address / servo area 6 includes basic clock information which is a reference for timing of various operations in the optical information recording / reproducing apparatus, information for performing focus servo by the sampled servo method, and tracking by the sampled servo method. Information for performing servo and address information for the information recording area are recorded in advance by embossed pits or the like.
[0026]
The basic clock information recorded in the address / servo area is information that provides the basic clock of the optical information recording / reproducing apparatus. The information for performing the focus servo and the information for performing the tracking servo are as follows. Information for focusing the information light on the information recording area 7, the recording reference light and the reproduction reference light and accurately tracking the irradiation position on the track. Once in the address servo area 6, the focus servo When tracking servo is performed, the state is maintained until the next address / servo area 6 passes through the information recording area.
[0027]
Further, address information for identifying each subsequent information recording area 7 is recorded in the address / servo area 6, and information recorded in the address / servo area is used for recording the hologram. The optical information recording / reproducing apparatus is used as positioning information for aligning the irradiation positions of the information light, the recording reference light, and the reproduction reference light with respect to the information recording position of each information recording area 7. Detects the address information recorded in the address / servo area 6 to identify each information recording area 7 and also detects the information recorded in the address / servo area 6 to obtain information in each information recording area 7. The irradiation positions of the light, the recording reference light, and the reproduction reference light were matched. Therefore, in the alignment of the irradiation positions of the information light, the recording reference light, and the reproduction reference light with respect to the information recording position of each information recording area 7, the servo control state in the address / servo area passes through the information recording area. It was maintained until the next address / servo area 6 was reached.
[0028]
1 and 2, the optical information recording medium embodying the present invention is characterized in that at least one lockup pit 8 is previously formed by an embossed pit or the like in the information recording area 7 of each track TR on the recording surface. Even when the optical head is recording and scanning the information recording area 7, a positional deviation between the lock-up pit 8 and the tracking servo light beam irradiation position is detected, and the information recording position of each information recording area 7 is detected. 7 'and the alignment position of the information light for tracking the information recording position 7', the recording reference light and the reproduction reference light can be aligned by tracking servo control.
[0029]
At least one lockup pit 8 is provided corresponding to each information recording position 7 ', and tracking servo is always performed during hologram recording to the information recording position 7', thereby providing the information recording position 7 '. It is possible to record a hologram with extremely high quality without causing any positional deviation from the irradiation position of the laser beam for forming the hologram. Of course, the irradiation position of the laser beam for forming the hologram irradiated on the optical information recording medium 7 is displaced by a predetermined distance from the lockup pit in the circumferential direction every time recording of the hologram is finished at each information recording position 7 ′. By irradiating with. It is also possible to perform tracking servo for a plurality of information recording positions 7 'by one lockup pit.
[0030]
That is, when recording information by a hologram using a low-power semiconductor laser beam at the information recording position 7 ′ of the information recording area 7 of the optical information recording medium 1 of the present invention, for example, it is indicated by the symbol R in FIG. In order to record a hologram due to the interference between the information light and the recording reference light at each information recording position 7 ′ of the information recording area 7 of the optical information recording medium moving (rotating) in a different direction, a hologram forming laser Accurate so that the relative positions of the information recording position 7 ′ of the optical information recording medium 1 and the irradiation position of the information light and the recording reference light do not deviate from each other so that the exposure amount by the beam is integrated to obtain a sufficient exposure amount. It is necessary to continue to maintain.
[0031]
However, in the conventional optical information recording method, position control is performed to detect information recorded in the address / servo area and align the beam irradiation position by the optical head with the information recording position of the information recording area 7 that follows. However, each of the plurality of information recording positions 7 ′ in the information recording area 7 and the irradiation position of the information light and the recording reference light are kept in precise alignment, and sequentially followed for a predetermined time required for exposure, Since the information by the hologram is insufficient as a position control means for sequentially recording information at each information recording position 7 ′ of the information recording area 7 of the optical information recording medium, the present invention is not limited to a moving optical information recording medium. In order to detect a relative displacement in the moving direction of the optical information recording medium between each information recording position 7 ′ of the information recording area 7 and the irradiation position of the information light and the recording reference light, an index (lock lock The tracking servo control in the direction of movement of the optical information recording medium with respect to the optical head is always performed in the information recording area even during hologram recording based on the positional deviation signal detected by the indicator section. .
[0032]
In other words, in the present invention, the tracking of the optical head in the moving direction of the optical information recording medium 1 is always accurately controlled by the tracking servo even in the information recording area 7, as shown in FIG. Since the uppit 8 is provided, the information recording position 7 ′ of the information recording area 7 can follow the irradiation position of the information light and the recording reference light without any positional deviation, and a hologram is recorded. It is possible to ensure the exposure time necessary for the above.
[0033]
More specifically, in the present invention, the lock-up pit 8 provided as an index for performing the tracking servo control by the optical head is changed to the wavelength λ of the laser beam for forming the hologram. 2 A wavelength different from λ 1 By irradiating with the laser beam for servo, interference can be avoided even if the irradiation positions of both laser beams overlap on the optical recording medium, and the information recording position 7 ′ of the optical information recording medium 1 by the lock-up pit is avoided. A tracking servo circuit to be described later with respect to a detected position shift signal in the moving direction of the optical information recording medium 1 without hindering the detection of the relative position shift between the irradiation position of the laser beam for forming the hologram and the laser beam. And the servo control is performed to accurately track the irradiation position of the information light and the recording reference light on the information recording position 7 ′ of the optical information recording medium 1 during recording of the hologram.
[0034]
In the present invention, by continuously irradiating each information recording position 7 ′ of the information recording area 7 with information light and recording reference light, ie, a laser beam for forming a hologram, for a predetermined time, even a low-power semiconductor Even with the laser beam from the laser beam source, the hologram can be reliably recorded at each information recording position 7 ′ of the information recording area 7 of the optical information recording medium 1. That is, according to the present invention, there is no deviation between each information recording position 7 ′ of the information recording area 7 and the irradiation position of the information light and the recording reference light during the recording of the hologram. It is possible to continue to irradiate the information light and the recording reference light until the light quantity (integral value) sufficient to record the hologram at the information recording position 7 ′ 7 is reached.
[0035]
FIG. 3 schematically shows an optical information recording / reproducing apparatus 10 for recording a hologram on the optical information recording medium of the present invention. The optical information recording / reproducing apparatus 10 includes a spindle 81 to which the optical information recording medium 1 is attached. A spindle motor 82 for rotating the spindle 81 and a spindle servo circuit 83 for controlling the spindle motor 82 so as to keep the rotational speed of the optical information recording medium 1 at a predetermined value are provided. The optical information recording / reproducing apparatus 10 further records the hologram by irradiating the optical information recording medium 1 with the information light and the recording reference light, and also reproduces the information on the optical information recording medium 1 on which the hologram is recorded. An optical head 40 for reproducing the original information from the hologram recorded on the optical information recording medium 1 by irradiating light, detecting the reproduction light, and the radius of the optical information recording medium 1 And a driving device 84 for driving in the direction.
[0036]
The optical information recording / reproducing apparatus 10 includes a detection circuit 85 for detecting a focus error signal FE, a tracking error signal TE, a tracking error signal CE, and a reproduction signal RF from the output signal of the optical head 40, and the detection circuit 85. Based on the detected focus error signal FE and the command from the controller 90, the optical head body to be described later is moved in a direction perpendicular to the surface of the optical information recording medium 1 while the optical head 40 passes through the address / servo area. Based on the focus servo circuit 86 for performing focus servo control, the tracking error signal TE detected by the detection circuit 85 and the command from the controller 90, while the optical head 40 passes through the address servo area, Tracking servo control by moving the optical head body in the radial direction of the optical information recording medium 1 On the basis of the tracking servo circuit 87 for performing the tracking, the tracking error signal CE detected by the detection circuit 85 and the command from the controller 90, the optical head main body is subjected to the optical information while the optical head 40 passes through the information recording area. A tracking servo circuit 95 which performs tracking servo control so that the irradiation position of the information light and the recording reference light follows the information recording position of the information recording area by moving in the moving direction of the recording medium 1 without a positional deviation for a predetermined time; Based on the tracking error signal TE and the command from the controller 90, a slide servo circuit 88 that performs slide servo control for controlling the driving device 84 to move the optical head 40 in the radial direction of the optical information recording medium 1, and a controller Based on the command from 90, while the optical head 40 passes through the address servo area, the optical head is And a tracking control circuit allowed to follow the recording position.
[0037]
The optical information recording / reproducing apparatus 10 also decodes output data of a later-described CCD array in the optical head 40 and records holograms recorded at the information recording positions 7 ′ of the information recording area 7 of the optical information recording medium 1. A signal processing circuit 89 for reproducing, reproducing a basic clock from the reproduction signal RF from the detection circuit 85, and determining an address; a controller 90 for controlling the overall operation of the optical information recording / reproducing apparatus 10; An operation unit 91 for giving various instructions to the controller 90 is provided.
[0038]
Further, the optical information recording / reproducing apparatus 10 includes an inclination detection circuit 92 that detects a relative inclination between the optical information recording medium 1 and the optical head main body based on an output signal of the signal processing circuit 89, and the inclination detection circuit 92. The relative tilt between the optical information recording medium 1 and the optical head main body is changed by changing the position of the optical head main body in the direction in which the tilt of the optical head main body with respect to the surface of the optical information recording medium 1 changes based on the output signal. And an inclination correction circuit 93 for correcting.
[0039]
In the optical information recording / reproducing apparatus 10, at the time of recording a hologram, while the optical head 40 passes through the address / servo area, the optical head body is moved in a direction substantially along the track, thereby moving the information recording for a predetermined time. A tracking control circuit 94 is provided for controlling the irradiation position of the information light and the recording reference light so that the irradiation position of the information light and the recording reference light follows the one information recording position 7 ′ of the region 7. In the present invention, in order to perform tracking servo control so that the irradiation positions of the information light and the recording reference light track the information recording position 7 ′ more precisely and accurately, each detection area 85 is used to control each of the information recording areas 7 ′. Laser beam for servo tracking tracking the lock-up pit in the movement direction of the optical information recording medium 1 between the information recording position 7 ′ and the irradiation position of the information light and the recording reference light. Is detected as a tracking error signal CE, and the optical head body is moved in the moving direction of the optical information recording medium 1 even within the information recording area based on the tracking error signal CE, and a tracking servo (Asking Servo ) Is provided.
[0040]
The controller 90 inputs the basic clock and address information output from the signal processing circuit 89, and at the same time, the optical head 40, spindle servo circuit 83, slide servo circuit 88, focus servo circuit, tracking servo circuit, tracking servo. The circuit and the follow-up control circuit 94 are controlled. A basic clock output from the signal processing circuit 89 is input to the spindle servo circuit 83. The controller 90 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory), and the CPU executes a program stored in the ROM using the RAM as a work area. Thus, the function of the controller 90 is realized.
[0041]
Next, an example of the optical head 40 used in the optical information recording / reproducing apparatus for recording a hologram on the optical information recording medium of the present invention will be described with reference to FIG. 4 showing a plan view of the optical head 40. The optical head 40 includes an optical head body 41 that records information on the optical information recording medium 1 and reproduces information from the optical information recording medium 1, and the optical head body 41 is an objective that faces the optical information recording medium 1. A lens 11 is provided. Elastic arm fixing portions 140a and 140b are provided at both ends of the optical head main body 41 in the track tangential direction (left and right direction in FIG. 4). One end of an elastic arm 149 formed of an elastic member such as rubber, a leaf spring, a coil spring, or a wire is fixed to the elastic arm fixing portions 140a and 140b. The other end of each elastic arm 149 is fixed to the arm support portion 150. The arm support 150 is attached to a piezoelectric actuator 170 that can move the arm support 150 in the radial direction (vertical direction in FIG. 4) of the optical information recording medium 1 within a predetermined range.
[0042]
At one end in the radial direction of the optical information recording medium 1 in the optical head main body 41, coils 151 and 152 for focus / servo and tilt adjustment and coils 155 and 156 for tracking the irradiation position are attached. Similarly, focus servo and tilt adjustment coils 153 and 154 and irradiation position tracking coils 157 and 158 are attached to the other end in the radial direction of the optical information recording medium 1 in the optical head main body 41. ing.
[0043]
The optical head 40 further includes magnets 161, 162, 163, and 164 provided so as to penetrate the coils 151, 152, 153, and 154, and a magnet 165 that is disposed at a position facing the coils 155 and 156, respectively. And a magnet 166 disposed at a position facing the coils 157 and 158.
[0044]
In the optical head 40, the optical head main body with respect to the direction perpendicular to the surface of the optical information recording medium 1 (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 4) and the surface of the optical information recording medium 1 by the coils 151 to 154 and the magnets 161 to 164. The position of the optical head body 41 can be changed in the direction in which the inclination of 41 changes. In the optical head 40, the position of the optical head main body 41 can be changed in the radial direction of the optical information recording medium 1 by the piezoelectric actuator 170. In the optical head 40, the position of the optical head body 41 can be changed in the moving direction of the optical information recording medium by the elastic arm 149, the coils 155 to 158 and the magnets 165 and 166. The elastic arm 149, the coils 155 to 158, and the magnets 165 and 166 correspond to the irradiation position moving means in the present invention.
[0045]
The coils 151 to 154 are driven by the focus servo circuit 86 and the inclination correction circuit 93 in FIG. 3, and the coils 155 to 158 are driven by the follow-up control circuit 94 in FIG. Further, in the present invention, the additional coil 160 is provided in addition to the coils 155 to 158, and the output signal of the tracking servo circuit 95 supplied with the tracking error signal CE detected by the detection circuit 85 is supplied to the additional coil 160. The coil 160 and the magnets 165 and 166 perform precise tracking servo by the optical head body 41 along the moving direction of the optical information recording medium 1, that is, along the track TR. The piezoelectric actuator 170 capable of changing the position of the optical head main body 41 in the radial direction of the optical information recording medium 1 is driven by the output of the tracking servo circuit 87 in FIG.
[0046]
In the optical head 40 shown in FIG. 4, the piezoelectric actuator 170 is used to change the position of the optical head main body 41 in the radial direction of the optical information recording medium 1, so that the optical head main body 41 is positioned opposite the coils 155 and 156 and the additional coil 160. The case where the position of the optical head main body 41 is changed in the moving direction of the optical information recording medium by the magnet 165 arranged and the magnet 166 arranged at a position facing the coils 157 and 158 and the additional coil 160 is shown. However, as shown in FIG. 5, the optical head 40 is arranged at a related position obtained by rotating the optical head 40 shown in FIG. 4 by 90 °, and the piezoelectric actuator 170 is used to change the position in the moving direction of the optical information recording medium 1. The magnet 165 disposed at a position facing the coils 155 and 156 without adding the additional coil 160 and the coils 157 and 158 are paired with each other. By a magnet 166 disposed at a position, it may be configured to position change in the radial direction of the optical information recording medium.
[0047]
In the optical head 40 shown in FIG. 5, since the position change of the optical head main body 41 by the piezoelectric actuator has a faster response speed than the position change of the head main body 41 by the combination of the coil and the magnet, the response speed of the tracking servo control is increased. Therefore, for the present invention, the arrangement of the optical head shown in FIG. 5 is more preferable than the arrangement of FIG.
[0048]
Next, an example of an optical information recording medium in which the present invention is implemented and an optical system 11 of an optical head for recording / reproducing will be described with reference to FIG. An optical information recording medium 1 in which the present invention is implemented includes a disc-shaped transparent substrate 2 made of polycarbonate or the like, an information recording layer 3, a transparent substrate 2 ′, and a reflective film 5 that are stacked in order from the transparent substrate 2. And a substrate 4 having On the boundary surface between the information recording layer 3 and the substrate 4, a plurality of address / servo areas 6 aligned in the radial direction are provided in advance as embossed pits at predetermined angular intervals, and between the address / servo areas 6, A sector-shaped information recording area 7 is provided, and holograms are sequentially recorded at a plurality of information recording positions of the information recording area 7. In the present invention, each information recording area 7 has the features of the present invention and In an example, at least one lock-up pit for tracking servo control to be performed is provided as an emboss pit in advance so as to be aligned in the radial direction of the optical information recording medium, corresponding to each information recording position 7 ′ (FIG. 1 and 2).
[0049]
The information recording layer 3 laminated on the transparent substrate 2 is a layer on which a hologram is recorded three-dimensionally. When the laser beam is irradiated, the refractive index, the dielectric constant, and the reflectivity according to the intensity of the laser beam. For example, an aluminum film is formed as a reflective film 5 on the transparent substrate 2 ′, and a transparent substrate 2 ′ is provided on the information recording layer 3. A substrate 4 made of plastic or the like is provided.
[0050]
In recording the hologram on the optical information recording medium 1, the diverging laser beam emitted from the laser source 25 is converged by the lens 24 to form a laser beam, and this laser beam is converted into two laser beams using a half mirror. One is divided into information light modulated by recording information and the other is used as recording reference light for forming an interference pattern. That is, in recording the hologram, the information light and the reference light for recording are recorded on the optical information recording medium 1 so that a three-dimensional interference fringe pattern is formed in the information recording layer 3 by the interference between the information light and the reference light for recording. This is performed by irradiating the information recording layer 3 for a predetermined time. In order to irradiate one of the information recording positions of the information recording layer 3 of the optical information recording medium 1 with the information light and the recording reference light for a predetermined time, the movement of the optical information recording medium 1 and the irradiation position of the optical head are determined. The movement is synchronized for a predetermined time.
[0051]
That is, it is necessary to move in synchronism precisely with the time required for exposure. Therefore, in the present invention, at least one lockup pit 8 is provided in the information recording area, and the lockup pit 8 is irradiated with a tracking laser beam having a wavelength different from the wavelength of the laser beam for hologram recording, A positional shift between the information recording position and the irradiation position of the information light and the recording reference light is detected, and when the hologram is recorded, the information recording position 7 ′ of the information recording area 7 and the irradiation position of the information light and the recording reference light are determined. Tracking servo control is performed to accurately align and move for a predetermined time. The recorded hologram is reproduced by irradiating the information recording layer 3 with a reproduction reference light instead of the recording reference light for forming the interference pattern.
[0052]
Further, an example of the optical system shown in FIG. 6 is a schematic diagram showing the principle of the optical part of the optical head used in the optical information recording / reproducing apparatus for the present invention. The recording / reproducing optical system in this example, that is, the optical head 11 is shown. Are an objective lens 12 facing the optical information recording medium 1, an actuator 13 for moving the objective lens 12 in the thickness direction and the radial direction of the optical information recording medium 1, and an objective lens 12 on the light source side. The two-divided optical rotatory plate 14 and the prism block 15 are arranged in order from the lens. The two-divided optical rotatory plate 14 includes an optical rotatory plate 14L disposed on the left side portion of the optical axis and an optical rotatory plate 14R disposed on the right side portion of the optical axis. It consists of. The optical rotation plate 14L rotates the polarization direction of the laser beam by + 45 °, and the optical rotation plate 14R rotates the polarization direction of the laser beam by −45 °. The prism block 15 includes a half mirror 15a and a total reflection mirror 15b in this order from the two-divided optical rotation plate 14 side. Both the half mirror 15a and the total reflection mirror 15b are arranged such that the normal direction is inclined by 45 ° in the same direction with respect to the optical axis of the objective lens 12.
[0053]
Further, another prism block 19 is disposed in parallel to the side of the prism block 15, and the total reflection mirror 19 a of the prism block 19 is disposed in parallel to face the half mirror 15 a of the prism block 15. Similarly, the half mirror 19b of the prism block 19 is disposed in parallel to face the total reflection mirror 15b of the prism block 15. On the side of the prism block 19, a prism block 23 having a half mirror 23a and a prism block 30 having a half mirror 30a are further arranged.
[0054]
A convex lens 16 and an optical modulator 17 are arranged between the half mirror 15a of the prism block 15 and the total reflection mirror 19a of the prism block 19, and the total reflection mirror 15b of the prism block 15 and the half mirror 19b of the prism block 19 Between these, an optical modulator 18 is arranged. The optical modulator 17 has a large number of minute sections arranged in a lattice pattern, and is configured to change the phase of the laser beam passing through each minute section and spatially modulate the phase of the passing laser beam. It generates reference light when forming a hologram or reading a hologram, and can be easily realized by using a liquid crystal element.
[0055]
On the other hand, the optical modulator 18 functions as an information light generating means, and its structure is composed of a large number of minute sections arranged in a lattice shape like the optical modulator 17, and the laser beam passing state for each minute section. By selecting the cutoff state according to the information to be recorded, the intensity of the laser beam can be spatially modulated to generate information light carrying the information. As with the optical modulator 17, a liquid crystal element can be adopted for the optical modulator 18.
[0056]
The light source of the optical head 11 is a collimator that converges the coherent divergent laser light from the laser light source 25 for hologram recording and reproduction, the laser light source 33 for tracking servo, and the laser light sources 25 and 33 into a parallel light beam to form a laser beam. The half mirrors 23 a and 30 a provided with the lenses 24 and 32 and respectively provided in the prism blocks 23 and 30 are inclined at 45 ° with respect to the optical axis of the collimator lenses 24 and 32. Part of the projection light from the laser light sources 25 and 33 that passes through the half mirrors 23a and 30a is directed to the photodetectors 26 and 31, and the outputs of the photodetectors 26 and 31 automatically adjust the light output from the light sources 25 and 33. .
[0057]
The return beam from the optical information recording medium 1 is reflected by the half mirror 23a, passes through the convex lens 27 and the cylindrical lens 28 provided on the side opposite to the photodetector 26, and reaches the quadrant photo detector 29. While passing through the servo area, a focus error signal FE and a tracking error signal TE are detected and a reproduction signal RF is derived. The detected focus error signal FE is used for focus / servo control of the optical head, and the tracking error signal TE is used for tracking / servo control of the optical head.
[0058]
In the present invention, when the optical head passes through the information recording area, the tracking error signal CE is detected, and the tracking servo control of the optical head is performed. Can be moved by displacing the emission position of the laser light source for tracking servo from the optical axis of the collimator lens 32 in accordance with the hologram recording mode. Accordingly, the tracking error signal CE is detected by irradiating the lockup pit with the tracking servo laser beam, and the information recording position is irradiated with the hologram recording laser beam while performing the tracking servo control to record the hologram. It is comprised so that it can do.
[0059]
Furthermore, in the present invention, tracking servo control for one or a plurality of information recording positions can be performed by one lockup pit, and in order to perform tracking servo control for a plurality of information recording positions, each information Each time the recording of the hologram at the recording position 7 'is completed, the position of the tracking servo laser light source is changed to the optical axis of the collimator lens 32 according to the distance between the lock-up pit and the recording position for newly recording the hologram. What is necessary is just to comprise so that it may displace sequentially.
[0060]
At the time of servo control at the time of information reproduction, all the minute sections of the optical modulator 18 are set in a light passing state, and the laser beam from the laser light source 25 for hologram recording / reproduction is set to a low output for reproduction. The controller 90 predicts the timing at which the laser beam projected on the optical information recording medium passes through the address / servo area 6 based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF. The setting during the servo control is performed while passing through.
[0061]
The path of the laser beam passing through the optical head will be described. In the configuration of FIG. 6, the half mirror 30 a of the beam splitter 30 transmits the laser beam having the wavelength emitted from the laser light source 25 and is emitted from the laser light source 33. It is desirable to form a laser beam having a wavelength that is a dichroic mirror that functions as a half mirror. The divergent laser light emitted from the laser light source 25 is converged into a parallel laser beam by the collimator lens 24, enters the beam splitter 30, passes through the half mirror 30a, and enters the beam splitter 23.
In the half mirror 23a, a part of the light amount is transmitted and a part is reflected.
[0062]
The light reflected by the half mirror 23a is received by the photodetector 26, and automatic light quantity adjustment of the light source is performed. The laser beam that has passed through the half mirror 23a enters the prism block 19, and a part of the light quantity passes through the half mirror 19b. After passing through the half mirror 19b, the laser beam passes through the spatial light modulator 18, is totally reflected by the total reflection mirror 15b of the prism block 15, passes through the half mirror 15a, and further passes through the two-divided optical rotatory plate 14. Then, the information recording medium 1 is irradiated by the objective lens 12 so as to converge on the boundary surface between the transparent substrate 2 ′ in contact with the hologram recording layer 3 in the optical information recording medium 1 and the substrate 4. The irradiated laser beam is reflected by the reflection film 5 of the optical information recording medium 1, is modulated by the emboss bit in the address / servo area 6, and returns to the objective lens 12 side.
[0063]
The returning laser beam reflected by the reflective film 5 of the optical information recording medium 1 is converted into a parallel light beam by the objective lens 12, passes through the two-divided optical rotatory plate 14 again, enters the prism block 15 again, and part of the light quantity. Is transmitted through the half mirror 15a. The returning laser beam transmitted through the half mirror 15 a is reflected by the total reflection mirror 15 b, passes through the spatial light modulator 18, and enters the prism block 19. A part of the laser beam incident on the prism block 19 is transmitted through the half mirror 19b. The returning laser beam transmitted through the half mirror 19b is incident on the beam splitter 23 again, a part of the light quantity is reflected by the half mirror 23a, passes through the convex lens 27 and the cylindrical lens 28 in order, and then individually divided by the four-divided photodetector 29. The intensity is detected and calculated by a detection circuit, which will be described later, and an intended error signal is output from the detection circuit.
[0064]
At the time of tracking servo control at the time of information recording, all the minute sections of the optical modulator 17 are substantially made into a light blocking state, and all the minute sections of the optical modulator 18 are made to pass through the light. The light is reflected by the half mirror 30 a, passes through the light modulator 18, is reflected by the total reflection mirror 15 b, and is irradiated by the objective lens 12 to the lockup pit 8 provided at the boundary surface portion between the hologram recording layer 3 and the substrate 4. By irradiating the lock-up pit 8, the position deviation between the irradiation spot and the lock-up pit, that is, the tracking error signal CE is detected, and precise tracking servo control is performed based on the detected tracking error signal CE. Therefore, according to the present invention, the hologram recording position of the optical information recording medium and the irradiation position of the laser beam for forming the hologram are maintained by performing tracking servo control so as not to cause a positional shift while recording the hologram. Therefore, even when a low-power laser light source such as a semiconductor laser is used, it is possible to write a hologram on an optical information recording medium with extremely high precision.
[0065]
At the time of tracking servo control at the time of information recording, the return tracking laser beam irradiated onto the lockup pit of the optical information recording medium 1 and reflected by the reflecting film 5 is converted into a parallel light beam by the objective lens 12 and divided into two again. The light passes through the optical rotatory plate 14, enters the prism block 15 again, and part of the light quantity passes through the half mirror 15a. The returning laser beam transmitted through the half mirror 15 a is reflected by the total reflection mirror 15 b, passes through the spatial light modulator 18, and enters the prism block 19.
[0066]
A part of the tracking laser beam incident on the prism block 19 is transmitted through the half mirror 19b. The return tracking laser beam transmitted through the half mirror 19b is incident on the beam splitter 23 again, a part of the light amount is reflected by the half mirror 23a, passes through the convex lens 27 and the cylindrical lens 28 in order, and then is divided by the four-divided photodetector 29. The intensity is individually detected and calculated by a detection circuit described later, and an intended error signal is output from the detection circuit.
[0067]
Each detection output of the quadrant photodetector 29 is calculated by the detection circuit 85 shown in FIG. 7 to generate a focus error signal FE, a tracking error signal TE, a tracking error signal CE, and a reproduction signal RF. Based on this, focus servo, tracking servo, and tracking servo control are performed, and basic clock reproduction and address discrimination are performed.
[0068]
The setting at the time of the servo control in the address / servo area is such that the configuration of the pickup 11 itself is CD (compact disc), DVD (digital video disc or digital versatile disc), HS (hyper / hyper disk). In the optical information recording / reproducing apparatus 10 embodying the present invention, the configuration of the address servo area with the ordinary optical disk apparatus is the same as the structure of the pickup for recording and reproduction on the ordinary optical disk such as a storage disk). Can be configured to be compatible.
[0069]
Therefore, even after loading the optical disk of the present invention in a normal optical disk device by mistake, after reading the information in the address servo area, a hologram is recorded in the information recording area in a format different from that of a normal optical disk. The hologram is ejected without being reproduced, and the normal optical disk device is not damaged.
[0070]
Next, an outline of an operation when recording a hologram will be described with reference to FIGS. In FIG. 6, at the time of hologram recording, the spatial light modulator 18 is in a transmission state (hereinafter also referred to as “on”) and a blocking state (hereinafter also referred to as “off”) for each pixel in accordance with information to be recorded. Is selected to spatially modulate the passing laser beam to generate information light. In the embodiment of the present invention, 1-bit information is expressed by 2 pixels, and one of the 2 pixels corresponding to 1-bit information is always turned on and the other is turned off.
[0071]
In addition, the phase spatial light modulator 17 selectively selects a phase difference of 0 (rad) or π (rad) for each pixel based on a predetermined phase according to a predetermined modulation pattern with respect to the passing laser beam. By applying, the phase of the laser beam is spatially modulated to generate recording reference light in which the phase of the laser beam is spatially modulated. The controller 90 (see FIG. 3) supplies the phase spatial light modulator 17 with the modulation pattern selected by the controller 90 (see FIG. 3) or the information of the modulation pattern selected by the operation unit 91 (see FIG. 3). The device 17 spatially modulates the phase of the passing laser beam according to the modulation pattern information given from the controller 90 or selected by the operation unit 91.
[0072]
The laser beam output from the laser light source 25 is set to a high output for pulse recording. The controller 90 predicts the timing at which the laser beam emitted from the objective lens 12 passes through the information recording area 7 based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF, and the light emitted from the objective lens 12 is reflected in the information recording area 7. Keep the above settings while passing through. Further, while the laser beam from the objective lens 12 passes through the information recording area 7, focus servo control and tracking servo control are not performed, and only tracking servo control is performed. In the following description, it is assumed that the laser light source 25 emits P-polarized light.
[0073]
As shown in FIG. 6, the P-polarized laser light emitted from the laser light source 25 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 24, passes through the beam splitter 30, and enters the beam splitter 23. A part of the light passes through the half mirror 23 a and enters the prism block 19. The laser beam incident on the prism block 19 is partly transmitted through the half mirror 19b and passes through the spatial light modulator 18. At that time, the laser beam is spatially modulated according to the information to be recorded, Become.
[0074]
This information light is reflected by the total reflection surface 15 b of the prism block 15, and a part of the light quantity passes through the half mirror 15 a and passes through the two-part optical rotation plate 14. Here, the laser beam that has passed through the optical rotatory plate 14L of the two-part optical rotatory plate 14 has its polarization direction rotated by + 45 ° to become an A-polarized laser beam, and the light that has passed through the optical rotatory plate 14R has its polarization direction rotated by −45 °. It becomes a B-polarized laser beam. The objective lens 12 so that the A-polarized light and the B-polarized information light having passed through the two-divided optical rotatory plate 14 converge on the boundary surface between the hologram recording layer 3 and the substrate 4 of the optical information recording medium 1, that is, on the reflective film 5. Is applied to the optical information recording medium 1.
[0075]
On the other hand, the laser beam reflected by the half mirror 19b of the prism block 19 is reflected by the total reflection mirror 19a, passes through the phase spatial light modulator 17, and the light phase is spatially changed according to a predetermined modulation pattern. Modulated to become reference light for recording. The recording reference light passes through the convex lens 16 and is converged. A part of the light amount is reflected by the half mirror 15 a of the prism block 15 and passes through the two-part optical rotation plate 14.
[0076]
Here, the polarization direction of the laser beam that has passed through the optical rotation plate 14L of the two-part optical rotation plate 14 is rotated by + 45 ° to become an A-polarized laser beam, and the polarization direction of the laser beam that has passed through the optical rotation plate 14R is rotated by −45 °. Thus, a B-polarized laser beam is obtained. The A-polarized light and B-polarized recording reference light that has passed through the two-divided optical rotatory plate 14 is applied to the optical information recording medium 1 and is temporarily emitted by the objective lens 12 before the boundary surface between the hologram recording layer 3 and the substrate 4. After being converged, the light passes through the hologram recording layer 3 while diverging.
[0077]
Here, for easy understanding, the polarization of light is briefly explained. The A polarization is a linear polarization obtained by rotating the S polarization by −45 ° or by rotating the P polarization by + 45 °. , B-polarized light is linearly polarized light obtained by rotating S-polarized light by + 45 ° or rotating P-polarized light by −45 °. Therefore, the polarization directions of A-polarized light and B-polarized light are orthogonal to each other.
[0078]
8 and 9 are explanatory diagrams showing the state of the laser beam during recording. In the figure, the symbol 61 indicates P-polarized light, the symbol 63 indicates A-polarized light, and the symbol 64 indicates B-polarized light. In FIG. 8, the information light 51L that has passed through the optical rotatory plate 14L of the two-divided optical rotatory plate 14 becomes A-polarized light, is irradiated onto the optical information recording medium 1 by the objective lens 12, passes through the hologram recording layer 3, The light converges on the reflection film 5 and is reflected by the reflection film 5, and travels backward in the hologram recording layer 3 again.
[0079]
The recording reference light 52L that has passed through the optical rotatory plate 14L of the two-divided optical rotatory plate 14 becomes A-polarized light, which is irradiated onto the optical information recording medium 1 by the objective lens 12, and on the incident surface on the hologram recording layer 3 After convergence once, it passes through the hologram recording layer 3 while diverging. Then, in the hologram recording layer 3, the A-polarized information light 51L reflected by the reflective film 5 interferes with the A-polarized recording reference light 52L traveling toward the reflective film 5, and an interference pattern is formed in the hologram recording layer. To form three-dimensionally. Therefore, when the output of the emitted light from the laser light source 25 becomes high, the interference pattern is recorded three-dimensionally in the hologram recording layer 3.
[0080]
Further, as shown in FIG. 9, the information light 51 </ b> R that has passed through the optical rotatory plate 14 </ b> R of the two-divided optical rotatory plate 14 becomes B-polarized light, and is irradiated onto the optical information recording medium 1 by the objective lens 12. The light passes through the inside, converges on the reflection film 5 and is reflected by the reflection film 5, and travels in the hologram recording layer 3 in the opposite direction again. The recording reference light 52R that has passed through the optical rotatory plate 14R of the two-divided optical rotatory plate 14 becomes B-polarized light, which is irradiated onto the optical information recording medium 1 by the objective lens 12, and once on the incident surface of the hologram recording layer 3 After convergence, the light passes through the hologram recording layer 3 while diverging. In the hologram recording layer 3, the B-polarized information light 51R reflected by the reflective film 5 interferes with the B-polarized recording reference light 52R traveling toward the reflective film 5 to form a three-dimensional interference pattern. When the output of the light emitted from the laser light source 25 becomes high, the interference pattern is recorded three-dimensionally in the hologram recording layer 3.
[0081]
In the hologram recording mode on the optical information recording medium of the present invention shown in FIGS. 8 and 9, the information light and the recording are so arranged that the optical axis of the information light and the optical axis of the recording reference light are arranged on the same line. The reference light for irradiation is applied to the hologram recording layer 3 from the same surface side. In addition, information can be multiplexed and recorded by phase encoding multiplexing by performing multiple recording operations on the hologram recording layer 3 at the same recording position in the information recording area by changing the modulation pattern of the recording reference light. It is.
[0082]
Thus, in the recording apparatus for recording a hologram on the optical information recording medium of the present invention, a reflection (Lippmann) hologram is formed in the hologram recording layer 3. The A-polarized information light 51L and the B-polarized recording reference light 52R do not interfere with each other because the polarization directions are orthogonal, and similarly, the B-polarized information light 51R and the A-polarized recording reference light 52L Because the polarization directions are orthogonal, there is no interference. That is, there is an advantage that, when recording a hologram, generation of extra interference fringes is prevented, and a decrease in the SN (signal-to-noise) ratio can be prevented.
[0083]
Furthermore, in the recording apparatus, the information light is irradiated so as to converge at the boundary surface between the hologram recording layer 3 and the substrate 4 in the optical information recording medium 1 as described above, and is reflected by the reflective film 5 of the optical information recording medium 1. It is reflected and returns to the objective lens 12 side. This return light is incident on the quadrant photodetector 29 in the same manner as in the servo operation. Accordingly, it is possible to perform focus servo in the address servo area using the information light incident on the four-divided photo detector 29 even during recording.
[0084]
The recording reference light converges on the incident surface of the hologram recording layer 3 in the optical information recording medium 1 and diverges light is applied to the embossed pits in the address servo area. Even if the light is reflected by the reflective film 5 and returns to the objective lens 12 side, no image is formed on the four-divided photodetector 29, so that it cannot be used for focus servo.
[0085]
In the recording apparatus, by moving the convex lens 16 back and forth or changing its magnification, an area (hologram) in which one interference pattern by the information light and the reference light is recorded in the hologram recording layer 3 in a three-dimensional manner. The size of the (formation region) can be arbitrarily selected.
[0086]
Next, the operation at the time of reproducing recorded information will be described again with reference to FIG. At the time of reproduction, all the pixels of the spatial light modulator 18 are turned on. Further, the controller 90 (see FIG. 3) gives the same information as the modulation pattern of the recording reference light at the time of recording the information to be reproduced to the phase spatial light modulator 17, and the phase spatial light modulator 17 According to the same information as the modulation pattern at the time of recording information, the phase of the laser beam passing therethrough is spatially modulated, the phase of the laser beam is spatially modulated, and reproduction reference light is generated.
[0087]
The output of the laser light emitted from the laser light source 25 is switched to a low output for reproduction, and the controller 90 records information on the laser beam that has passed through the objective lens 12 based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF. The timing of passing through the area 7 is predicted, and the above-described setting for reproduction is performed while the laser beam from the objective lens 12 passes through the information recording area 7. Therefore, while the laser beam from the objective lens 12 passes through the information recording area 7, focus servo control and tracking servo control are not performed, and only tracking servo control is performed.
[0088]
As shown in FIG. 5, the P-polarized laser beam emitted from the laser light source 25 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 24, passes through the beam splitter 30 and enters the beam 23, and the amount of light is reduced. The light is reflected by the half mirror 23 a and incident on the photodetector 26 to perform automatic light quantity adjustment, and the laser beam transmitted through the half mirror 23 a enters the prism block 19. Part of the light incident on the prism block 19 is reflected by the half mirror 19b, and this reflected light is reflected by the total reflection mirror 19a and passes through the phase spatial light modulator 17, and at that time, a predetermined modulation is performed. According to the pattern, the phase of the light is spatially modulated to become reproduction reference light.
[0089]
The reproduction reference light is light that passes through the convex lens 16 and converges. A part of the reproduction reference light is reflected by the half mirror 15 a of the prism block 15 and passes through the two-divided optical rotatory plate 14. Here, the light passing through the optical rotatory plate 14L of the two-part optical rotator 14 is rotated by + 45 ° in the polarization direction to become A-polarized light, and the light passing through the optical rotatory plate 14R is rotated by −45 ° in the polarization direction. Thus, it becomes B-polarized light. The reproduction reference light that has passed through the two-divided optical rotatory plate 14 is irradiated to the optical information recording medium 1 through the objective lens 12, converges on the front side of the hologram recording layer 3, and then passes through the hologram recording layer 3 while diverging. To do.
[0090]
10 and 11, the symbol 61 indicates P-polarized light, the symbol 62 indicates S-polarized light, the symbol 63 indicates A-polarized light, and the symbol 64 indicates B polarization is shown. In FIG. 10, the reproduction reference light 53 </ b> L that has passed through the optical rotatory plate 14 </ b> L of the two-divided optical rotatory plate 14 becomes A-polarized light, which is irradiated onto the optical information recording medium 1 by the objective lens 12 and converges on the front side of the hologram recording layer 3. Thereafter, it passes through the hologram recording layer 3 while diverging. As a result, the reproduction light 54L corresponding to the information light 51L at the time of recording is generated from the hologram recording layer 3. The reproduction light 54L travels toward the objective lens 12, is converted into a parallel light beam by the objective lens 12, and passes through the two-divided optical rotator 14 again to become S-polarized light.
[0091]
Further, as shown in FIG. 11, the reproduction reference light 53R that has passed through the optical rotatory plate 14R of the two-divided optical rotatory plate 14 becomes B-polarized light, which is irradiated onto the optical information recording medium 1 by the objective lens 12, and the hologram recording layer After converging on the near side of 3, it passes through the hologram recording layer 3 while diverging. As a result, the reproduction light 54R corresponding to the information light 51R at the time of recording is generated from the hologram recording layer 3. The reproduction light 54R travels toward the objective lens 12, is converted into a parallel light beam by the objective lens 12, and passes through the two-split optical rotator 14 again to become S-polarized light.
[0092]
The reproduction light that has passed through the two-divided optical rotatory plate 14 enters the prism block 15, and part of it passes through the half mirror 15a. The reproduction light transmitted through the half mirror 15a is reflected by the total reflection mirror 15b, passes through the spatial light modulator 18 in which all pixels are turned on, and a part of the light amount is reflected by the half mirror 19b of the prism block 19. The light is incident on the CCD array 20, and an on / off pattern is formed on the CCD array 20 by the spatial light modulator 18 at the time of recording, and is recorded on the optical information recording medium 1 by detecting this pattern. The information that was stored is played back.
[0093]
When a plurality of pieces of information are recorded in the hologram recording layer 3 by changing the modulation pattern of the reference light for recording, the same modulation pattern as the modulation pattern of the reference light for recording is reproduced. Only the information read by the reference light is reproduced. 10 and 11, the optical axis of the reproduction reference light and the optical axis of the reproduction light are arranged on the same line, and the irradiation of the reproduction reference light and the collection of the reproduction light are performed from the same side of the hologram recording layer 3. This is an example.
[0094]
Further, a part of the reproduction light is incident on the quadrant photodetector 29 as in the case of the return light at the time of servo during recording. Therefore, it is possible to perform focus servo in the address servo area using the light incident on the quadrant photodetector 29 even during reproduction. The reproducing reference light is once converged on the front side of the hologram recording layer 3 in the optical information recording medium 1 and becomes divergent light in the hologram recording layer. Even if the light is reflected and returned to the objective lens 12 side, no image is formed on the quadrant photodetector 29.
[0095]
An outline of the operation of the four-divided photodetector will be described. FIG. 7 shows a specific example of the four-divided photodetector 29 and the detection circuit 85 connected to the detector 29. An adder 31 for adding the outputs of the light receiving units 29a and 29d on the diagonal line, an adder 32 for adding the outputs of the light receiving units 29b and 29c on the other diagonal line of the quadrant photodetector 29, and The difference between the output and the output of the adder 32 is obtained to generate the focus error signal FE by the astigmatism method, and the outputs of the light receiving portions 29a and 29b adjacent to each other in the track direction of the quadrant photodetector 29 are added. Similarly, the outputs of the light receiving sections 29c and 29d adjacent to each other in the track direction of the quadrant photodetector 29 are added. The subtractor 36 for generating the tracking error signal TE by the push-pull method and the track direction of the quadrant photodetector 29, which is obtained by calculating the difference between the output of the adder 35 and the output of the adder 35. An adder 38 for adding the outputs of the light receiving units 29a and 29c adjacent in the direction, and an adder 39 for adding the outputs of the light receiving units 29b and 29d adjacent to each other in the direction perpendicular to the track direction of the quadrant photodetector 29. And a subtracter 40 for determining a difference between the output of the adder 38 and the output of the adder 39 to generate a tracking error signal CE by the push-pull method, and the output of the adder 34 and the output of the adder 35 And an adder 37 for generating a reproduction signal RF.
[0096]
In carrying out the present invention, a wavelength λ for forming a hologram emitted from a laser light source 25 as a laser beam for irradiating an optical information recording medium from an optical head. 2 Tracking servo control to the optical head so that the irradiation position of the laser beam for forming the hologram follows the laser beam and the information recording position of the moving optical information recording medium for the time required for exposure, without positional deviation. For this purpose, a lock-up pit provided in the information recording area is irradiated with a tracking laser beam to detect a positional shift in the moving direction of the optical information recording medium between the information recording position and the irradiation position of the hologram forming laser beam. The wavelength λ emitted from the laser light source 33 1 Therefore, the optical head 11 for the optical information recording medium of the present invention has a wavelength λ, for example. 1 , Wavelength λ 2 Are configured to emit a coherent laser beam having a plurality of wavelengths.
[0097]
Wavelength λ1, wavelength λ 2 As a combination of a plurality of wavelengths, λ 1 = 780 nm, λ 2 = 532 nm combination, λ 1 = 780 nm, λ 2 = 650 nm combination, λ 1 = 650 nm, λ 2 = 525 nm combination, λ 1 = 650 nm, λ 2 = 405 nm combination, λ 1 = 780 nm, λ 2 = 390 nm combination. In the apparatus of FIG. 6, an apparatus provided with two laser light sources 25 and 33 having different wavelengths is illustrated. However, instead of the two kinds of laser light sources, a single laser light source and a wavelength selection element such as a prism or a diffraction grating are used. Tunable laser light source apparatus capable of emitting a laser beam having a plurality of wavelengths comprising a combination thereof, or a tunable laser light source apparatus using a laser beam source and a nonlinear optical system for converting the wavelength of the emitted light from the laser beam source Etc. can also be used.
[0098]
Hologram recording on the information recording area of the optical information recording medium (see FIG. 1 and a partially enlarged view thereof, FIG. 12) is possible in a spiral recording with a pitch of 0.8 μm separated in the radial direction of the optical information recording medium. Each track has an information recording area aligned via a header in the circumferential direction, and when recording holograms sequentially at a plurality of information recording positions in each information recording area, the optical information recording medium is It is necessary to fix the hologram on the hologram recording layer by keeping track of the information recording position without causing a positional shift and continuing irradiation while moving at least 200 μm in distance.
[0099]
When the optical information recording medium is moved by 200 μm and hologram recording is completed, the optical head is 200 μm−α in the direction opposite to the moving direction of the optical information recording medium (where α is an adjacent information recording position) In order to record a new hologram at the next information recording position of the optical recording medium in the same recording mode, the irradiation to the next information recording position is started with the laser beam for forming the hologram. While the optical information recording medium moves by 200 μm, accurate hologram recording is performed at the information recording position while following the information recording position with the hologram forming laser beam.
[0100]
Such hologram recording operation is sequentially repeated until the next address / servo area is reached. While the optical head passes through the address servo area, focus servo control and tracking servo control are performed as described above. When the optical head moves to the information recording area of the next sector, the same hologram as described above is performed while performing tracking servo control. The recording operation is repeated, and holograms are sequentially recorded at information recording positions in the information recording area of the next sector.
[0101]
In the physical structure of the optical information recording medium of the present invention, address information is provided for each land track and globe track as an emboss pit in an address / servo area, that is, a header portion. An information recording area consisting of tracks is provided. In an example of the optical information recording medium of the present invention, the optical information recording medium is irradiated with the laser light condensed by the objective lens, and the laser light reflected and returned by the reflecting film is collected by the same objective lens. The transfer function OTF (Optical Transfer Function) of the optical system may be obtained by obtaining the autocorrelation of two circular apertures. In the case of an optical system having a circular aperture with no aberration, the amplitude as shown in FIG. , That is, the relationship between the modulation degree MTF (Modulation Transfer Function) and the spatial frequency wavelength, the limit of the pit length at which the modulation degree disappears can be obtained. When this is calculated for a tracking laser beam having a wavelength of 780 nm, λ / 2NA = 780/2 × 0.5 = 780 nm = 0.78 μm≈0.8 μm, and a lockup pit of 0.4 μmφ at intervals of 0.8 μm Since the modulation degree due to the aligned lock-up pits is eliminated, the lines can be regarded as equivalent to the lines that are apparently connected.
[0102]
Accordingly, for example, when a lockup pit having a diameter of about 0.4 μmφ is provided by preformat on each land track and globe track line in the information recording area, a mirror having a width of 1.2 μm is provided on each track on both sides of the lockup pit. By providing an area, it is possible to prevent the modulation degree from being lost due to the proximity of the lockup pit and the adjacent groove and to be equivalent to the apparent connection, and the lockup pit is detected by the tracking laser beam alone. It becomes possible.
[0103]
On the other hand, a land track and a groove track adjacent to each other in the radial direction of the optical information recording medium have a center line distance of 0.8 μm, so that a lockup pit having a diameter of about 0.4 μmφ is provided in each track. In this case, the distance between the peripheral portions of the lockup pits adjacent in the radial direction of the optical information recording medium is 0.4 μm, and the degree of modulation of the lockup pit in the radial direction of the optical information recording medium disappears, and the locks aligned in the radial direction Since the uppit can be regarded as an apparently continuous line, tracking servo control of the optical head in the moving direction of the optical information recording medium can be performed with extremely high accuracy. Therefore, the information recording position of the moving optical information recording medium and the irradiation position of the laser beam for forming the hologram from the optical head can be fixed for the time required for exposure without causing a positional shift, and a low-power laser light source Even if is adopted, hologram recording can be performed with high accuracy.
[0104]
Further, the lock-up pit of the present invention has the depth of the wavelength λ of the recording laser beam. 2 By selecting approximately 1/2 of the above, for the recording laser beam, the reciprocal optical path difference between the lock-up pit and the reflected light from the periphery thereof is λ. 2 To eliminate the influence of the irradiation wave, 1 For tracking laser beams, tracking servo errors can be detected by, for example, the push-pull method so as to produce a phase difference, so that the misalignment detection necessary for tracking servo control can be performed satisfactorily. ing. For this purpose, for example, the wavelength of the tracking laser light emitted toward the lockup pit is changed to the wavelength λ. 1 = 780 nm (red light) is selected, and the wavelength of the laser beam used for hologram recording / reproduction is set to the wavelength λ 2 = 532 nm (green light), and the lockup pit depth is selected to be 532/2 nm = 266 nm. Such a wavelength is selected when the irradiated laser beam is diffracted by the lock-up pit, the tracking laser beam has a phase difference between the incident tracking laser beam and the diffracted light, and the push-pull method. The tracking servo error can be detected by this method, but in the case of a hologram forming laser beam, the phase relationship between the diffracted light from the lock-up pit and the incident hologram forming laser beam is made in-phase so that information can be obtained. The tracking servo control is not affected by the recording laser beam.
[0105]
FIG. 14 shows the relationship between the lock-up pit according to the present invention and the smooth zone of 1.2 μm in width, which is the same height as the land surface of the land track, provided on each track on both sides thereof. In the present invention, by providing wide mirror zones on both sides of the lockup pit in this way, there is no room for error components to be introduced by adjacent grooves when detecting misalignment. Furthermore, the lock-up pits provided in advance in the information recording area of the optical information recording medium as a preformat need not necessarily have a one-to-one relationship with each information recording position in the information recording area. Of course, it is possible to make a modification such that the tracking servo control can be performed in correspondence with the information recording position.
[0106]
In the recording of the hologram on the optical information recording medium according to the present invention, the hologram is sequentially recorded on the land track and the globe track at intervals of d = 5 μsec × S (where the S optical information recording medium moves). . Hologram recording on such an optical information recording medium was performed by irradiating each information recording position of the moving optical information recording medium with a laser beam for forming a hologram, that is, in one specific example, converged to a diameter of about 500 μmφ. 150 × 150 = 2225-bit information information having a pixel information and a hologram forming laser beam irradiation spot by a recording reference light phase-modulated for each of the same number of pixels are used to irradiate the hologram with each land track of the optical recording medium. In order to sequentially and accurately record information at the information recording position on the glove track, the information recording position moves at least 200 μm with the movement of the optical information recording medium. It is necessary to follow the irradiation without misalignment and to continue irradiation.
[0107]
Therefore, in the present invention, a lock-up pit having a diameter of about 0.4 μm previously formed as an embossed pit in the information recording area is irradiated with the tracking laser beam, and the movement of the optical information recording medium and the irradiation spot of the tracking laser beam are If a misalignment occurs between the hologram recording position and the irradiation spot by the hologram forming laser beam, it is determined that the same amount of misalignment has occurred, and the misalignment is detected by the lockup pit and the tracking laser. Detecting from the relative positional relationship with the beam irradiation spot, and aligning the optical recording medium and the laser beam irradiation position for hologram formation with the information recording position of the information recording area of the optical information recording medium based on the detected positional deviation In other words, hologram recording using a low-power laser light source by performing tracking servo control in the moving direction of the optical information recording medium It satisfies the aforementioned conditions required for.
[0108]
FIG. 15 shows the relative positional relationship between the lock-up pit by the push-pull method and the irradiation spot of the tracking laser beam, and the tracking error signal CE is detected by the error detection circuit for servo control shown in FIG. Done. In FIG. 15, when the tracking laser beam is projected onto the lockup pit, the tracking laser beam is diffracted at the edge of the lockup pit. When the tracking laser beam is correctly irradiated on the lockup pit, the return beams due to diffraction generated at the edge of the lockup pit are equal in the front and rear directions (see FIG. 15B), but the tracking laser beam is in the lockup pit. When the front part of the optical information recording medium is irradiated (when the movement of the optical information recording medium is delayed), the return beam diffracted and returned by the edge part of the lockup pit is forward as shown in FIG. When the tracking laser beam is irradiated to the rear part of the lockup pit (when the movement of the optical head is delayed), as shown in FIG. 15C, the diffraction is caused by the edge part of the lockup pit. Since the returning beam that is returned is biased backward, the deviation is detected by the quadrant photodetector 29 of FIG. 6 and shown in FIG. Calculated by the detection circuit 85, the tracking error signal CE is derived.
[0109]
【The invention's effect】
As described above, in the optical information recording medium according to the present invention, the information recording position in the information recording area of the moving optical information recording medium is accurately moved to follow the predetermined section, the irradiation position of the information light and the recording reference light. Servo control means is provided, and the information recording position can be continuously irradiated with the information light and the recording reference light with a predetermined interval without causing a positional shift. Therefore, the amount of light irradiated by the laser light from the low-power laser light source Can be integrated in a predetermined interval, so that recording equivalent to hologram recording with a laser beam from a high-power laser light source can be performed, and an extremely practical hologram recording medium can be provided.
[0110]
Furthermore, the optical information recording medium of the present invention can easily record an accurate hologram only by changing a part of the optical head and servo control circuit of a conventional DVD recording apparatus. Even if the optical information recording medium is loaded into a normal optical disk device, after reading the address / servo area information, the optical information recording medium of the present invention has a hologram recorded in the information recording area. Since it is ejected from the optical disk device and does not damage a normal optical disk device, there is no practical problem.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an optical information recording medium showing a part of a track embodying the present invention.
FIG. 2 is an enlarged optical information recording medium showing a track portion embodying the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an optical information recording / reproducing apparatus for carrying out the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing an example of an optical head of an optical information recording / reproducing apparatus for carrying out the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing another example of the optical head of the optical information recording / reproducing apparatus for carrying out the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an optical system of an optical head of an optical information recording / reproducing apparatus for carrying out the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram of a detection circuit of an optical information recording / reproducing apparatus for carrying out the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the state of light during hologram recording by the optical head shown in FIG.
9 is an explanatory diagram showing a state of light during hologram recording by the optical head shown in FIG.
10 is an explanatory diagram showing a state of light during hologram reproduction by the optical head shown in FIG.
11 is an explanatory diagram showing a state of light during hologram reproduction by the optical head shown in FIG. 6. FIG.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing an enlarged track portion of an optical information recording medium embodying the present invention.
FIG. 13 is a diagram schematically showing an amplitude transfer function (MTF) and a resolution limit when a pit is irradiated with a laser beam.
FIG. 14 is an explanatory view showing, on an enlarged scale, a lockup pit portion of a track of an optical information recording medium embodying the present invention.
FIG. 15 is an explanatory view showing, in an enlarged manner, the relationship between a track lock-up pit portion of a track and a tracking laser beam spot of an optical information recording medium embodying the present invention.
FIG. 16 is an optical information recording medium showing a part of a track on which a conventional hologram is recorded.
FIG. 17 is an explanatory diagram of an optical system of an optical head of a conventional optical information recording / reproducing apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Recording medium
2 Transparent substrate
3 Information recording layer
4 Substrate
5 Reflective film
6 Address servo area
7 Information recording area
7 'Information recording position
8 Lock-up pit
10 Optical information recording / reproducing device
11 Optical head
12 Objective lens
13 Servo mechanism
14 Optical rotation plate
15 Prism block
16 Convex lens
17 Phase spatial light modulator
18 Spatial light modulator
19 Prism block
20 CCD array
23 Beam splitter
24 Collimator lens
25 Laser light source
26 Photodetector
27 Convex lens
28 Cylindrical lens
29 Light receiver
30 Beam splitter
31 Photodetector
32 Convex lens
33 Laser light source

Claims (7)

情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンがホログラムとして記録され、再生用参照光の照射によって、ホログラム再生光を発生する円板上の周方向に設けられた所定幅の第１の情報記録領域と、隣接する前記所定幅の第１の情報記録領域間に設けられた第２の情報記録領域とを備えた光情報記録媒体であって、
前記第１の情報記録領域には、前記情報記録位置を情報光と記録用参照光の照射位置が追従するのに必要な位置ずれ情報を発生するための少なくとも一つの、直径は約λ 1 ／４ＮＡのロックアップピットが、光情報記録媒体の径方向に整列して各トラック毎に設けられたことを特徴とする光情報記録媒体。
但し、
λ 1 ：位置ずれ検出用の光ビームの波長
ＮＡ：対物レンズの開口数 An interference pattern resulting from interference between the information light and the recording reference light is recorded as a hologram, and the first information having a predetermined width provided in the circumferential direction on the disc that generates the hologram reproduction light by irradiation of the reproduction reference light. An optical information recording medium comprising a recording area and a second information recording area provided between adjacent first information recording areas having a predetermined width ,
The first information recording area has at least one diameter of about λ 1 / diameter for generating positional deviation information necessary for the information light recording position and the recording reference light irradiation position to follow the information recording position. 4. An optical information recording medium, wherein 4NA lock-up pits are provided for each track in alignment with the radial direction of the optical information recording medium.
However,
λ 1 : wavelength of light beam for detecting misalignment
NA: Numerical aperture of the objective lens 前記第２の情報記録領域には、前記第１の情報記録領域に対するアドレス情報、クロック情報、及びサーボ制御のための情報が記録されていることを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒体。  2. The optical information recording medium according to claim 1, wherein address information, clock information, and servo control information for the first information recording area are recorded in the second information recording area. . 前記径方向に整列するロックアップピットは、約λ1／２ＮＡの間隔で設けられていることを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒体。Lockup pits aligned in the radial direction, the optical information recording medium according to claim 1, characterized in that provided at intervals of about lambda 1 / 2NA. 前記第１の情報記録領域には、所定幅のミラー領域がロックアップピットの両側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の光情報記録媒体。Wherein the first information recording area, the optical information recording medium of any one of claims 1 to 3, characterized in that the mirror region having a predetermined width are provided on both sides of the lock-up pit. 前記所定幅のミラー領域の幅は、約３λ1／２ＮＡであることを特徴とする請求項４記載の光情報記録媒体。5. The optical information recording medium according to claim 4, wherein the predetermined width of the mirror region is about 3λ 1/2 NA. 前記第１の情報記録領域に記録されるホログラムは、記録層の厚み方向の３次元干渉パターンであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。The hologram to be recorded on the first information recording area, the optical information recording medium according to any one of claims 1 to 5, characterized in that a three-dimensional interference pattern in the thickness direction of the recording layer. 前記ロックアップピットの深さが、記録用光ビームの波長λ2の約１／２であり、各ピット及びその周辺部に照射され反射する波長λ2の記録用光ビームに対してはその往復光路差が波長λ2と等しく同相となり、波長λ1の位置ずれ検出用光ビームに対しては位相差が生じてサーボエラーが検出されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光情報記録媒体。The depth of the lock-up pits is about half of the wavelength lambda 2 of the recording light beam, the round trip for each pit and the recording light beam of wavelength lambda 2 which reflects irradiated to the periphery becomes equal in phase optical path difference is the wavelength lambda 2, to any one of claims 1 to 6 for the positional shift detection light beam of wavelength lambda 1, characterized in that the phase difference servo error is detected occurs The optical information recording medium described.
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