JP2003178456A - 光ディスク記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホログラムを超高密度で連続的に記録・再生
することができる光ディスク記録媒体を提供する。 【解決手段】 ホログラム記録領域７にホログラムを記
録する場合、ホログラム記録領域７の１つのトラック上
に記録されるホログラム記録スポットＨＳＰと、これに
隣接するトラック上に記録されるホログラム記録スポッ
トＨＳＰとを、周方向の異なる位置に記録する。各トラ
ックには少なくとも１つのホログラム記録スポットＨＳ
Ｐが形成され、連続的な処理となる。ホログラム記録ス
ポットＨＳＰの直径をＤとし、ホログラム記録スポット
ＨＳＰの多重数をｍとした場合、隣接するホログラム記
録スポットＨＳＰ間のピッチＰがＰ＝Ｄ／ｍとなるよう
に記録する。このため、光ディスク記録媒体１のホログ
ラム記録領域７に高密度に効率良くホログラムを記録す
ることができ、ホログラム記録容量の高密度化を図るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、周方向に所定の
間隔で複数のサーボ領域及び各サーボ領域間にホログラ
ム記録領域を有する光ディスク記録媒体に関し、特にホ
ログラフィを利用して情報を超高密度で連続的に記録・
再生するための光ディスク記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ホログラムによって光ディス
ク記録媒体に情報を超高密度で記録するホログラフィッ
ク記録方式が知られている。このホログラフィック記録
方式では、イメージ情報を担持する情報光と記録用参照
光とを光ディスク記録媒体の内部で重ね合わせて干渉縞
パターンを生成し、この干渉縞パターンを光ディスク記
録媒体中に記録することによってイメージ情報の書き込
みが行われる。記録された干渉縞パターンから情報を再
生する場合には、その光ディスク記録媒体中に記録され
た干渉縞パターンに書込時と同様の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。

【０００３】近年では、光ディスク記録媒体の記録層の
厚み方向も利用して、干渉縞パターンを３次元的に書き
込むことにより、記録密度を更に増加させるようにした
ボリュームホログラフィの開発が注目されている。この
ボリュームホログラフィによる記録方式を利用し、更に
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
増大させることができる。

【０００４】このようなボリュームホログラフィによる
光ディスク記録媒体への情報記録及び再生に係る装置及
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。図１９に示すよう
に、光ディスク記録媒体１０１は、円形の透明基板１０
１ａ，１０１ｂの間にホログラム記録層１０１ｃを設け
ると共に、透明基板１０１ｂの記録層１０１ｃとは反対
側の面に反射膜１０１ｄを形成し、これらを基板１０１
ｅと貼り合わせて構成され、反射膜１０５には、光ディ
スク記録媒体１０１の半径方向に複数のアドレスサーボ
領域が所定の角度間隔で配列され、周方向に並ぶこれら
アドレスサーボ領域間には、情報記録領域が設けられて
いる。アドレスサーボ領域には、フォーカスサーボ制御
や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。

【０００５】光ディスク記録媒体の具体的な構成として
は、透明基板１０１ａ，１０１ｂが、例えば０．６ｍｍ
以下の適宜の厚みを有し、ホログラム記録層１０１ｃ
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１０１ｃは、レーザ光で所定時間照射さ
れたときに、レーザ光の強度に応じて屈折率、誘電率及
び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。

【０００６】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としては、図示のように、記録す
べき情報を担持する情報光１１１と記録用参照光１１２
とがホログラム記録層１０３内において、厚み方向の干
渉縞を生成するように、透明基板１０２側から情報光１
１１と記録用参照光１１２とを同時に所定時間照射し
て、ホログラム記録層内１０３に干渉縞パターンを立体
的に定着させることにより情報を立体的なホログラムと
して記録する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、円板状の光
ディスク記録媒体に情報を光学的に記録する一般的な記
録装置を用いて高密度記録を実現するためには、光ディ
スク記録媒体の情報記録領域のトラックピッチを狭める
ことで高密度化を図ることができるが、ホログラム記録
の場合は、トラックピッチ（例えば０．８μｍ）に対し
て、ホログラム記録層におけるホログラムの干渉領域
（ホログラム記録スポット）の面積（例えばφ５００μ
ｍ）が大きいため、高密度化を図るためには、上述した
ような多重記録を行う必要がある。通常は、図１９に示
すように、光ディスク記録媒体１０１に対してホログラ
ム記録スポットを、隣接スポットに一部重なるように、
水平方向に少しずつずらして記録することがなされる。
このような多重記録においては、ホログラム記録スポッ
トの直径をＤ、ホログラム記録スポット間のピッチをＰ
とすると、多重数ｍはｍ＝Ｄ／Ｐとなる。

【０００８】しかしながら、上述した多重記録において
は、ホログラムの多重数ｍの２乗に比例して回折効率
（再生光強度）が低下するため、記録密度の向上と再生
光強度の確保とを勘案し、予め最適な多重数を求めてそ
れに基づく記録層へのホログラム記録スポットのピッチ
を決定する必要がある。この場合でも、決定したホログ
ラム記録スポットのピッチ（Ｐ）自体は、光ディスク記
録媒体の情報記録領域のトラックピッチに対して大きく
なる（例えば２０μｍ）。このため、そのまま決定した
ホログラム記録スポットのピッチＰでホログラムをホロ
グラム記録層１０３に連続書き込みすると、あるトラッ
クでは記録できたが他のトラックでは記録できなくなる
というようなバースト的な記録が行われることとなる。
このようにしてバースト的な記録が行われたホログラム
は、連続的に再生することも困難である。

【０００９】この発明は、このような事情を鑑みてなさ
れたもので、ホログラムを超高密度で連続的に記録・再
生することができる光ディスク記録媒体を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明に係る第１の光
ディスク記録媒体は、周方向に所定の間隔で光ヘッドの
トラッキングサーボ、フォーカスサーボ及びクロック生
成のためのサーボ領域が離散的に形成され、各サーボ領
域の間には、前記光ヘッドから出射される情報光と記録
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
て記録されるミラー領域であるホログラム記録領域が形
成されていることを特徴とする。

【００１１】この発明の第１の光ディスク記録媒体によ
れば、周方向に所定の間隔で離散的に形成された各サー
ボ領域間に、情報光と記録用参照光との干渉パターンが
ホログラムとして記録されるミラー領域（ホログラム記
録領域）が形成されているため、光ディスク記録媒体の
ホログラム記録領域を最も効率的に広く確保することが
できると共に、自由なフォーマットでのホログラムの記
録が可能になる。

【００１２】この発明に係る第２の光ディスク記録媒体
は、周方向に所定の間隔で光ヘッドのトラッキングサー
ボ、フォーカスサーボ及びクロック生成のためのサーボ
領域が離散的に形成され、各サーボ領域の間には、前記
光ヘッドから出射される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たホロ
グラム記録領域が形成され、前記ホログラム記録領域
は、１つのトラック上に記載されるホログラム記録スポ
ットと、これに隣接するトラック上に記録されるホログ
ラム記録スポットとが、周方向の異なる位置に記録さ
れ、且つ隣接するホログラム記録スポット間のピッチＰ
が、前記ホログラム記録スポットの直径をＤ、予め設定
されたホログラム記録スポットの多重数をｍとすると、
Ｐ＝Ｄ／ｍとなるように前記ホログラムが記録されてい
ることを特徴とする。

【００１３】この発明の第２の光ディスク記録媒体によ
れば、ホログラム記録領域に、１つのトラック上に記録
されるホログラム記録スポットと、これに隣接するトラ
ック上に記録されるホログラム記録スポットとが、周方
向の異なる位置に記録されることにより、各トラックに
は少なくとも１つのホログラム記録スポットが形成され
ることになるので、ホログラムの記録動作及び再生動作
がバースト的にならず、連続的な処理となる。しかも、
隣接するホログラム記録スポットは、それらの間のピッ
チＰがＰ＝Ｄ／ｍとなるように記録されている。このた
め、光ディスク記録媒体のホログラム記録領域に高密度
に効率良くホログラムを記録することが可能となる。

【００１４】なお、サーボ領域には、クロック生成のた
めのピットと、トラッキングサーボのためのピットとが
形成され、クロック生成のためのピットは、ＭＴＦ（Mo
dulation Transfer Function：変調度）が０となる空間
周波数で径方向に配列されていることが好ましい。これ
により、どのトラックにトラッキングしても確実にクロ
ックを生成することができる。

【００１５】また、一部の隣接するサーボ領域間には、
アクセス位置を示すアドレス情報が記録されたアドレス
領域が形成されていることが好ましく、この場合、周方
向に複数のフレームに分割され、各フレームには１つの
アドレス領域が設けられ、アドレス情報は、フレーム番
号とトラック番号を特定する情報であり、トラック番号
が奇数であるときには奇数フレームだけに記録され、ト
ラック番号が偶数であるときには偶数フレームだけに記
録されるものであることが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明
の一実施形態に係る光ディスク記録媒体を説明するため
の図、図２Ａ及び図２Ｂは、図１の一部拡大図である。
図１に示すように、円板状の光ディスク記録媒体１は、
周方向に分割された複数のフレーム２（この例では、フ
レーム＃００〜＃９７）を備え、これら各フレーム２
は、更に周方向に分割された複数のセグメント３（この
例では、セグメント＃００〜＃１３）から構成されてい
る。各セグメント３は、サーボ領域６と、一部の隣接す
るサーボ領域６間を除いてはホログラム記録領域７とを
備え、一部の隣接するサーボ領域６間（この例では、セ
グメント＃００のサーボ領域６とセグメント＃０１のサ
ーボ領域６間）には、アクセス位置を示すアドレス情報
が記録されたアドレス領域８が形成されている。

【００１７】図２Ａ，２Ｂに示すように、各サーボ領域
６には、光ディスク記録・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サーボクロックピットＳＣＫ
１，２，３と、例えばサンプルド・サーボ方式によって
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
サーボピットＡ，Ｂ，Ｃとが予めエンボスピット等によ
り記録されている。アドレス領域８は、プリ・アンブル
８ａ、同期マーク８ｂ、アドレスパート８ｃ、エンドア
ドレスマーク８ｄ、ポスト同期マーク８ｅ及びポスト・
アンブル８ｆから構成されている。

【００１８】アドレスパート８ｃには、ホログラム記録
領域７を識別するためのアドレス情報が１トラックおき
に記録されており、ホログラムの記録の際には、このア
ドレス領域８に記録されている情報を利用して、各ホロ
グラム記録領域７の情報記録位置に対する光ヘッドから
の情報光、記録用参照光及び再生用参照光の照射位置の
位置合わせを行う。光ディスク記録・再生装置は、サー
ボ領域６に記録されているサーボクロックピットＳＣＫ
１〜３及びサーボピットＡ，Ｂ，Ｃを利用してフォーカ
シングやトラッキングを行うと共に、アドレス領域８に
記録されているアドレス情報を検出して各ホログラム記
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る。ホログラム記録領域７
は、エンボスビットによる物理フォーマットが施されて
いないミラー領域である。

【００１９】図３は、この光ディスク記録媒体１の拡大
した部分断面図である。光ディスク記録媒体１は、円形
の透明基板１ａ，１ｂの間にホログラム記録層１ｃを設
けると共に、透明基板１ｂの記録層１ｃとは反対側の面
に反射膜１ｄを形成し、これらを基板１ｅと貼り合わせ
て構成される。反射膜１ｄには、セグメント＃００で
は、サーボ領域６及びアドレス領域８のエンボスピット
が物理フォーマットとしてプリフォーマットされ、セグ
メント＃０１〜＃１３では、サーボ領域６のエンボスピ
ットのみが物理フォーマットとしてプリフォーマットさ
れている。このように１４個のセグメントのうちの１つ
のセグメントのみをアドレス情報の物理フォーマットの
ために使用することにより、ホログラムの記録に利用で
きるミラー領域の面積を極力大きく確保することができ
る。ホログラム記録領域７では、直径Ｄのホログラム記
録スポットＨＳＰが隣接スポットＨＳＰと一部重なるよ
うに水平方向にピッチＰずつずらして記録され、これに
より多重記録を実現する。

【００２０】光ディスク記録媒体の具体的な構成として
は、透明基板１ａ，１ｂの厚みｔ１，ｔ３が、例えば
０．６ｍｍ以下で、ホログラム記録層１ｃの厚みｔ２
が、例えば１０μｍ以上に設定されている。ホログラム
記録層１ｃは、レーザ光で所定時間照射されたときに、
レーザ光の強度に応じて屈折率、誘電率及び反射率等の
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。

【００２１】次に、サーボ領域６及びアドレス領域８の
物理フォーマットについて詳細に説明する。図２Ａ及び
図２Ｂに示すように、サーボクロックピットは、サーボ
ピットＡ，Ｂ，Ｃ形成領域の両端部に形成されており、
一方の端部に形成されるサーボクロックピットＳＣＫ１
はトラック方向に１つ、他方の端部に形成されるサーボ
クロックピットＳＣＫ２，ＳＣＫ３はトラック方向に連
続して２つ形成されている。これは、トラック方向への
双方向読み出しを可能にするために、方向性を決定付け
るようサーボクロックピットＳＣＫ１とＳＣＫ２，ＳＣ
Ｋ３の形成数を異ならせたものである。このようにサー
ボクロックピットＳＣＫ１，ＳＣＫ２，ＳＣＫ３を形成
することにより、読み出す方向の違いによるサーボクロ
ック情報が異なるため、読み出し方向を識別することが
できる。これは、後述する追跡サーボ処理を実行する上
で必要な機能となる。

【００２２】この実施形態の光ディスク記録媒体１で
は、これらエンボスピットの間にトラックを形成する。
サーボクロックピットＳＣＫ１〜３の径方向の配列ピッ
チは、トラックピッチ（例えば０．８μｍ）に等しく、
これは図４に示すＭＴＦ＝０の空間周波数（λ／２Ｎ
Ａ）となるように設定されている。これにより、サーボ
クロックピットは、径方向に関して光学的に１本の溝に
見え、トラッキング開始時に光ビームがどのような位置
にあっても、これを検出することができる。なお、この
点は、アドレス領域８のプリ・アンブル８ａ、同期マー
ク８ｂ、エンドアドレスマーク８ｄ、ポスト同期マーク
８ｅ及びポスト・アンブル８ｆについても同様である。

【００２３】サーボピットＡ，Ｂ，Ｃは、サンプルド・
サーボを実現するものである。即ち、図５に示すよう
な、オントラック位置に形成されたサーボピットＡ′
と、トラックの進行方向左右に配置されたサーボピット
Ｂ′，Ｃ′とによりサンプルド・サーボを行おうとする
と、ピットＡ′，Ｂ′，Ｃ′を１／２トラックピッチ
（ＴＰ）で形成しなくてはならず、製造コストが上昇す
るのに対し、本実施例の方式は、図６（ａ）に示すよう
に、全てのピットがトラックとトラックの間に形成され
ており、２つの隣接するピットのペアで、オントラック
位置の検出を行っているので、ピットの形成精度はトラ
ックピッチ（ＴＰ）であり、その分、製造コストを低減
することができる。

【００２４】同図（ａ）において、光ビームスポットＳ
ＰがＡトラック（Ａ−Ｔｒ）にオントラックしていると
きには、光ビームスポットＳＰは、まず最初に２つのピ
ットＡを検出し、次にピットＢ，Ｃをそれぞれ１つずつ
検出するので、同図（ｂ）に示すように、最初の検出信
号ＲＦＡが最大、続く２番目と３番目の検出信号ＲＦ
Ｂ，ＲＦＣがＲＦＡよりも小さい振幅でほぼ等しい振幅
となる。したがって、この場合には、小さい振幅の検出
信号ＲＦＢ，ＲＦＣのピーク値をサンプルホールドとし
て両者を減算することにより、トラッキングエラー信号
ＴＥが得られる。

【００２５】次に、アドレスパート８ｃについて説明す
る。アドレスパート８ｃには、アドレス情報が１トラッ
クおきに記録されている。図７には、各トラック及び各
フレームとアドレス情報との配置関係が示されている。
この図に示すように、アドレス情報は、奇数トラック
（正確には奇数トラックの外側）の場合、奇数フレーム
に記録され、偶数トラック（正確には偶数トラックの外
側）の場合、偶数フレームに記録される。アドレス情報
は、例えば２バイトのトラック番号情報と、１バイトの
フレーム番号情報とからなる。奇数トラックのアクセス
中には、奇数フレームのアドレス領域８からトラック情
報とフレーム情報を参照するが、偶数フレームのアドレ
ス情報８からはフレーム情報のみを参照して、トラック
情報は参照しない。同様に、偶数トラックのアクセス中
には、偶数フレームのアドレス領域８からトラック情報
とフレーム情報を参照するが、奇数フレームのアドレス
情報８からはフレーム情報のみを参照して、トラック情
報は参照しない。このようなアドレス参照を行うことに
より、トラック密度がＭＴＦ＝０の空間周波数に達して
いても、径方向の空間周波数を低下させることができ、
アドレス参照を支障無く行うことが可能になる。

【００２６】次に、ホログラム記録領域７へのホログラ
ム記録フォーマット（論理フォーマット）について説明
する。図８は、ホログラム記録フォーマットを説明する
ための図である。なお、図に示す円は、説明の便宜上、
ホログラム記録スポットの記録位置の中心部を示したも
ので、ホログラム記録スポットを表したものではない点
に注意を要する。図３にも示したように、ホログラム記
録スポットＨＳＰの半径Ｄは、トラックピッチＴＰ（こ
の例では０．８μｍ）に比べて非常に大きい。いま、ホ
ログラム記録スポットＨＳＰの半径Ｄを５００μｍと
し、多重数ｍを２５とすると、ホログラム記録スポット
ＨＳＰの記録ピッチＰは、Ｄ／ｍ＝２０μｍとなる。し
たがって、１つのトラックに２０μｍピッチで連続的に
ホログラム記録スポットＨＳＰを形成すると、次に記録
可能なトラックは、２５トラック先のトラックとなる。
この場合には、連続的な記録・再生が不可能になる。

【００２７】そこで、この実施形態では、１つのトラッ
クにホログラム記録スポットＨＳＰを形成したら、次の
トラックでは、ピッチＰ（＝２０μｍ）だけトラック方
向にずれた位置にホログラム記録スポットＨＳＰを記録
する。これを順次繰り返し、ｍ（＝２５）トラック先の
トラックで、最初のトラックと同じ径方向位置にホログ
ラム記録スポットＨＳＰを形成する。これにより、各ト
ラックでは、必ず少なくとも１つのホログラム記録スポ
ットの記録又は再生が行われるので、連続的な処理が可
能になる。

【００２８】図９は、記録時のタイミングを与える記録
パルスを示している。サーボ領域６のサーボクロックピ
ットＳＣＫ１から再生されたサーボクロックＣＫを基準
とし、トラック＃００，＃０１，…，＃ｎでそれぞれ書
込タイミングをずらすようにする。このずれ量は、ピッ
チＰに相当する。

【００２９】図１０は、ホログラム記録フォーマットの
他の実施形態を示す図である。この実施形態では、半径
方向に隣接するホログラム記録スポット列を約Ｐ／２だ
けずらして配置している。このように配置することによ
り、ホログラム記録スポットの更に高密度な配置が可能
になる。

【００３０】なお、図１１に示すように、光ディスク記
録媒体１は、例えば半径方向に複数のゾーンＺＡ，Ｚ
Ｂ，ＺＣが形成され、各ゾーンＺＡ，ＺＢ，ＺＣで記録
されるホログラム記録スポットＨＳＰの数を、外周ほど
多くなるように、ｎ１，ｎ２，ｎ３（但し、ｎ１＜ｎ２
＜ｎ３）のように変えるようにしても良い。このような
配置を行うことにより、更に記録密度が向上する。

【００３１】図１２は、この発明の一実施形態に係る光
ディスク記録媒体の記録・再生装置の構成を概略的に示
すブロック図である。光ディスク記録・再生装置１０
は、光ディスク記録媒体１が取り付けられるスピンドル
４１と、このスピンドル４１を回転させるスピンドルモ
ータ４２と、光ディスク記録媒体１の回転数を所定の値
に保つようにスピンドルモータ４２を制御するスピンド
ルサーボ回路４３とを備えている。また、光ディスク記
録・再生装置１０は、光ディスク記録媒体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記録領域７
にホログラムを記録すると共に、ホログラムが記録され
た光ディスク記録媒体１に対して再生用参照光を照射し
再生光を検出して、光ディスク記録媒体１のホログラム
記録領域７に記録されているホログラムから元の情報を
再生するための光ヘッド４０と、この光ヘッド４０を光
ディスク記録媒体１の半径方向に駆動する駆動装置４４
とを備えている。

【００３２】光ディスク記録・再生装置１０は、光ヘッ
ド４０の出力信号からフォーカスエラー信号ＦＥと、ト
ラッキングエラー信号ＴＥと、追跡エラー信号ＣＥと、
再生信号ＲＦとを検出するための検出回路４５と、この
検出回路４５により検出されるフォーカスエラー信号Ｆ
Ｅ及びコントローラ５０からのコマンドに基づいて光ヘ
ッド４０がサーボ領域６を通過する間、後述する光ヘッ
ド本体を光ディスク記録媒体１の板面に対して垂直方向
に移動させフォーカスサーボ制御を行うフォーカスサー
ボ回路４６とを備えている。また、検出回路４５により
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５０からのコマンドに基づいて光ヘッド４０がサーボ
領域６を通過する間、光ヘッド本体を光ディスク記録媒
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４７と、検出回路４５によ
り検出される追跡エラー信号ＣＥ及びコントローラ５０
からのコマンドに基づいて光ヘッド４０がホログラム記
録領域７を通過する間、光ヘッド本体を光ディスク記録
媒体１の移動方向に移動させてホログラム記録領域７の
情報記録位置を情報光及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追跡サーボ制御を
行う追跡サーボ回路５５とを備えている。更に、トラッ
キングエラー信号ＴＥ及びコントローラ５０からのコマ
ンドに基づいて駆動装置４４を制御して光ヘッド４０を
光ディスク記録媒体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４８と、コントロ
ーラ５０からのコマンドに基づいて光ヘッド４０がサー
ボ領域６を通過する間、光ヘッド４０を所望の情報記録
位置へ追従させる追従制御回路５４とを備えている。

【００３３】また、光ディスク記録・再生装置１０は、
光ヘッド４０内の後述するＣＣＤアレイの出力データを
デコードして光ディスク記録媒体１のホログラム記録領
域７の各情報記録位置に記録されたホログラムを再生し
たり、検出回路４５からの再生信号ＲＦにより基本クロ
ックを再生してコントローラ５０にクロック信号を供給
したり、アドレス領域８のアドレス情報を判別したりす
る信号処理回路４９と、光ディスク記録・再生装置１０
の全体の動作を制御するコントローラ５０と、このコン
トローラ５０に対して様々な指示を与えるための操作部
５１とを備えている。

【００３４】更に、光ディスク記録・再生装置１０は、
信号処理回路４９の出力信号に基づいて光ディスク記録
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５２と、この傾き検出回路５２の出力信号に基
づいて光ディスク記録媒体１の板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、光ディスク記録媒体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５３とを備えている。

【００３５】信号処理回路４９のうち、トラッキングエ
ラー検出回路に関する部分は、例えば図１３に示すよう
に構成されている。サーボクロックＣＫを基準として検
出回路４５からのＲＦ信号のＡ，Ｂ，Ｃの時点でのピー
ク値をサンプル／ホールドして得られた値ＲＦＡ，ＲＦ
Ｂ，ＲＦＣの互いの差分をそれぞれ差動増幅器６１ａ，
６１ｂ，６１ｃで求める。これら差動増幅器６１ａ，６
１ｂ，６１ｃの各出力ＴＰＡ，ＴＰＢ，ＴＰＣをマルチ
プレクサ６２で選択してトラックキングエラー信号ＴＥ
を出力する。差動増幅器６１ａ，６１ｂ，６１ｃの各出
力の極性をそれぞれコンパレータ６３ａ，６３ｂ，６３
ｃで検出し、これらコンパレータ６３ａ，６３ｂ，６３
ｃの各出力ＰＡ，ＰＢ，ＰＣに基づいて、論理演算回路
６４がマルチプレクサ６２を切替制御する。これによ
り、図６（ｂ）に示した、小さい２つのピーク値の差分
がトラッキングエラー信号ＴＥとして出力される。な
お、これらのトラッキングエラー信号ＴＲＡ，ＴＲＢ，
ＴＲＣのダイナミックレンジは、図２Ａに示すように、
２つのサーボピット６５での回折によるものであり、従
来の光ディスクに比べて大きな値とすることができ、換
言するとＳ／Ｎ比（信号対雑音比）が良好なトラッキン
グエラー信号ＴＥを得ることができる。

【００３６】光ディスク記録再生装置１０では、ホログ
ラムの記録時において、光ヘッド４０がサーボ領域６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、移動するホログ
ラム記録領域７の１つの情報記録位置を情報光及び記録
用参照光の照射位置が追従するように、情報光及び記録
用参照光の照射位置を制御する追従制御回路５４を備え
ているが、本実施形態では、情報光及び記録用参照光の
照射位置が情報記録位置を更に精密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、検出回路４５によ
ってホログラム記録領域７の各情報記録位置と情報光及
び記録用参照光の照射位置との光ディスク記録媒体１の
移動方向における位置ずれを、サーボクロックピットＳ
ＣＫ１〜３を追跡サーボ用のレーザ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Ｃ
Ｅに基づいてホログラム記録領域７内であっても光ヘッ
ド本体を光ディスク記録媒体１の移動方向において移動
させて、追跡サーボを行うための追跡サーボ回路５５が
設けられている。

【００３７】コントローラ５０は、信号処理回路４９よ
り出力されるサーボクロックＣＫ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４
３、スライドサーボ回路４８、フォーカスサーボ回路４
６、トラッキングサーボ回路４７、追跡サーボ回路５５
及び追従制御回路５４等を制御するようになっている。
スピンドルサーボ回路４３には、信号処理回路４９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５
０は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（リード・オン
リ・メモリ）及び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、ＲＯ
Ｍ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５０の機能を実現するようになっている。

【００３８】次に、図１４を参照して、本実施形態に係
る光ディスク記録媒体の記録・再生装置の光ヘッド４０
の光学系１１の一例について説明する。光ディスク記録
媒体１へのホログラム記録は、レーザ源２５から発射さ
れる発散レーザ光をレンズ２４によって集束してレーザ
ビームを形成し、このレーザビームをハーフミラー３０
ａを用いて二本のレーザビームに分割して、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、ホログラム記録層１ｃ内に情報光
と記録用参照光との干渉による３次元的干渉縞パターン
を形成せしめるように、情報光と記録用参照光とを光デ
ィスク記録媒体１のホログラム記録層１ｃ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
とを光ディスク記録媒体１のホログラム記録層１ｃの情
報記録位置の一つを所定の時間照射するためには、光デ
ィスク記録媒体１の移動と光ヘッド４０による照射位置
の移動とを所定の時間同期させる。

【００３９】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、本実施形態で
は、サーボ領域６にサーボクロックピットＳＣＫ１〜３
を設け、このサーボクロックピットＳＣＫ１〜３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、ホログラム記録領域
７の情報記録位置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合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ホログラム記録層１ｃに照射
することによって行われる。

【００４０】更に、図１４に示す光学系の一例は、本実
施形態の光ディスク記録媒体の記録・再生装置に使用す
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、光デ
ィスク記録媒体１に対向する対物レンズ１２と、この対
物レンズ１２を光ディスク記録媒体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１２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１
４Ｌ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。

【００４１】プリズムブロック１５の側方には、更に、
別のプリズムブロック１９が平行に配置され、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１５
ｂに対向して、プリズムブロック１９のハーフミラー１
９ｂ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、更に、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。

【００４２】プリズムブロック１５のハーフミラー１５
ａ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と位相空間光変調器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、空
間光変調器１８が配置されている。位相空間光変調器１
７は、格子状に配列された多数の微小区画を有し、各微
小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。

【００４３】一方、空間光変調器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小区画からなり、各微小区画
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。この空間光変調器１８に
も位相空間光変調器１７と同様に液晶素子を採用するこ
とができる。

【００４４】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を通過するレーザ光源２
５，３３からの投射光の一部は、フォトディテクタ２
６，３１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。

【００４５】光ディスク記録媒体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４０がアドレスサーボ領域６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４０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
４０のトラッキングサーボ制御を行うために使用され
る。

【００４６】本実施形態では、光ヘッド４０がホログラ
ム記録領域７を通過する際に、追跡エラー信号ＣＥを検
出して、光ヘッド４０の追跡サーボ制御を行うために、
サーボクロック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ビームでサ
ーボクロックピットＳＣＫ１〜３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。

【００４７】次に、ホログラムを記録する際の動作の概
略を説明する。図１４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。

【００４８】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５０は、所定の条件に従って自らが選択した変
調パターン又は操作部５１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５０により与えられた、又
は操作部５１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。

【００４９】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５０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ホ
ログラム記録領域７を通過するタイミングを予測し、対
物レンズ１２の出射光がホログラム記録領域７を通過す
る間、上記設定のままとする。更に、対物レンズ１２か
らのレーザビームがホログラム記録領域７を通過する間
は、フォーカスサーボ制御及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。

【００５０】図１４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２
４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。

【００５１】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１
５ａ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、
光ディスク記録媒体１のホログラム記録層１ｃと基板４
の境界面、即ち、反射膜１ｄ上で収束するように、対物
レンズ１２によって光ディスク記録媒体１に照射され
る。

【００５２】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１
９ａ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。

【００５３】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、光ディスク記録媒体１
に照射され、ホログラム記録層１ｃと基板４との境界面
よりも手前で対物レンズ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１ｃ内を通過する。

【００５４】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。

【００５５】図１５及び図１６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８
１で示した記号はＰ偏光を表し、符号８３で示した記号
はＡ偏光を表し、符号８４で示した記号はＢ偏光を表し
ている。図１５において、２分割旋光板１４の旋光板１
４Ｌを通過した情報光７１Ｌは、Ａ偏光の光となり、対
物レンズ１２によって光ディスク記録媒体１に照射さ
れ、ホログラム記録層１ｃ内を通過し、反射膜１ｄ上に
収束すると共に反射膜１ｄで反射されて、再度ホログラ
ム記録層１ｃ内を逆行する。

【００５６】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７２Ｌは、Ａ偏光の光となり、対
物レンズ１２によって光ディスク記録媒体１に照射さ
れ、ホログラム記録層１ｃ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１ｃ内を通過する。
そして、ホログラム記録層１ｃ内において、反射膜１ｄ
で反射されたＡ偏光の情報光７１Ｌと反射膜１ｄに向か
って進むＡ偏光の記録用参照光７２Ｌとが干渉して干渉
パターンをホログラム記録層内に３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１ｃ内に
立体的に記録されることになる。

【００５７】また、図１６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７１Ｒは、Ｂ偏
光の光となり、対物レンズ１２によって光ディスク記録
媒体１に照射され、ホログラム記録層１ｃ内を通過し、
反射膜１ｄ上に収束すると共に反射膜１ｄで反射され
て、再度ホログラム記録層１ｃ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７２Ｒは、Ｂ偏光の光となり、対物レンズ１２
によって光ディスク記録媒体１に照射され、ホログラム
記録層１ｃ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１ｃ内を通過する。そして、ホログラ
ム記録層１ｃ内において、反射膜１ｄで反射されたＢ偏
光の情報光７１Ｒと反射膜１ｄに向かって進むＢ偏光の
記録用参照光７２Ｒとが干渉して３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１ｃ内に
立体的に記録される。

【００５８】図１５及び図１６に示した、本発明の光デ
ィスク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１ｃ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１ｃ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。

【００５９】このようにして、本発明の光ディスク記録
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１ｃ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７１ＬとＢ偏
光の記録用参照光７２Ｒ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７１ＲとＡ偏光の記
録用参照光７２Ｌ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。

【００６０】更に、上記記録装置では、情報光は、上述
のように、光ディスク記録媒体１におけるホログラム記
録層１ｃと基板１ｅの境界面で収束するように照射さ
れ、光ディスク記録媒体１の反射膜１ｄ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分割フォトディテクタ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
６において、フォーカスサーボを行うことが可能であ
る。

【００６１】なお、記録用参照光の方は、光ディスク記
録媒体１におけるホログラム記録層１ｃの入射面上で収
束してサーボ領域６のエンボスピットには発散光が照射
されるため、光ディスク記録媒体１の反射膜１ｄ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。

【００６２】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１ｃ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。

【００６３】次に、記録情報再生時の作用について再度
図１４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５０
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５０によ
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。

【００６４】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
５０は、再生信号ＲＦより再生されたサーボクロックＣ
Ｋに基づいて、対物レンズ１２を通過したレーザビーム
がホログラム記録領域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ホログラム記
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ホログラム
記録領域７を通過する間は、フォーカスサーボ制御及び
トラッキングサーボ制御は行われず、追跡サーボ制御の
み行われる。

【００６５】図１４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プリッタ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を通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。

【００６６】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１
４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を経て光ディスク記録媒体１に照射さ
れ、ホログラム記録層１ｃの手前で収束した後、発散し
ながらホログラム記録層１ｃ内を通過する。

【００６７】図１７及び図１８において、符号８１で示
した記号はＰ偏光を表し、符号８２で示した記号はＳ偏
光を表し、符号８３で示した記号はＡ偏光を表し、符号
８４で示した記号はＢ偏光を表している。図１７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７３ＬはＡ偏光の光となり、対物レンズ１２によ
って光ディスク記録媒体１に照射され、ホログラム記録
層１ｃの手前側収束した後、発散しながらホログラム記
録層１ｃ内を通過する。その結果、ホログラム記録層１
ｃより、記録時における情報光７１Ｌに対応する再生光
７４Ｌが発生する。この再生光７４Ｌは、対物レンズ１
２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。

【００６８】また、図１８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７３Ｒは
Ｂ偏光の光となり、対物レンズ１２によって光ディスク
記録媒体１に照射され、ホログラム記録層１ｃの手前側
で収束した後、発散しながらホログラム記録層１ｃ内を
通過する。その結果、ホログラム記録層１ｃより、記録
時における情報光７１Ｒに対応する再生光７４Ｒが発生
する。この再生光７４Ｒ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。

【００６９】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、Ｃ
ＣＤ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、光デ
ィスク記録媒体１に記録されていた情報が再生される。

【００７０】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１ｃ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１７及び図１８
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１ｃの同一側より行われている例であ
る。

【００７１】更に、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、再生時にもサーボ領域６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、光ディスク記録媒体１におけるホロ
グラム記録層１ｃの手前側で一旦収束してホログラム記
録層１ｃ内で発散光となるため、光ディスク記録媒体１
の反射膜１ｄ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。

【００７２】本発明を実施するにあたっては、光ヘッド
から光ディスク記録媒体１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、移動する光ディスク記録媒
体１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、サーボ領域６に設けたサーボクロックピットＳＣＫ
１〜３を追跡レーザビームで照射して、情報記録位置と
ホログラム形成用のレーザビームの照射位置との光ディ
スク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、本発明の光ディスク記録
媒体１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。

【００７３】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＝６５０
nm、λ₂＝４０５nmの組み合わせ、λ₁＝７８０nm、λ₂
＝３９０nmの組み合わせ等がある。図１４の装置では、
波長の異なる２つのレーザ光源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な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交換す
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。

【００７４】光ディスク記録媒体１のホログラム記録領
域７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、光ディスク
記録媒体１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。

【００７５】そして、光ディスク記録媒体１が２００μ
ｍ移動し、ホログラムの記録が完了した時点で、光ヘッ
ドは、光ディスク記録媒体１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、光ディスク記録媒体１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。

【００７６】このようなホログラム記録動作が、次のサ
ーボ領域に達するまで順次繰り返される。光ヘッドがサ
ーボ領域６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
されていく。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ホログラム記録領域にホログラムを記録するに際して、
ホログラム記録領域の１つのトラック上に記録されるホ
ログラム記録スポットと、これに隣接するトラック上に
記録されるホログラム記録スポットとが、周方向の異な
る位置に記録されるので、各トラックには少なくとも１
つのホログラム記録スポットが形成されることになり、
ホログラムの記録動作及び再生動作がバースト的になら
ず、連続的な処理となる。しかも、本発明の記録方法に
よれば、ホログラム記録スポットの直径をＤとし、ホロ
グラム記録スポットの多重数をｍとした場合に隣接する
ホログラム記録スポット間のピッチＰがＰ＝Ｄ／ｍとな
るように記録する。このため、光ディスク記録媒体のホ
ログラム記録領域に高密度に効率良くホログラムを記録
することができ、ホログラム記録容量の高密度化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態に係る光ディスク記録
媒体を説明するための図である。

【図２Ａ】 図１の一部拡大図である。

【図２Ｂ】 図１の一部拡大図である。

【図３】 同光ディスク記録媒体の拡大した部分断面図
である。

【図４】 ピットの空間周波数と伝達関数（ＭＴＦ）と
の関係を示すグラフである。

【図５】 従来のサーボピットを説明するための図であ
る。

【図６】 同光ディスク記録媒体に形成されたサーボピ
ットを説明するための図である。

【図７】 同光ディスク記録媒体の各トラック及び各フ
レームとアドレス情報との配置関係を示す図である。

【図８】 ホログラム記録フォーマットを説明するため
の図である。

【図９】 記録時のタイミングを与える記録パルスを示
すタイミングチャートである。

【図１０】 ホログラム記録フォーマットの他の実施形
態を説明するための図である。

【図１１】 同光ディスク記録媒体に形成されたゾーン
を示す図である。

【図１２】 この発明の一実施形態に係る光ディスク記
録媒体の記録・再生装置の構成を概略的に示すブロック
図である。

【図１３】 同装置の信号処理回路のうちのトラッキン
グエラー検出回路に関する部分の構成を示す図である。

【図１４】 同装置の光ヘッドの光学系の一例を示すと
共に同装置に使用する光ヘッドの光学部分の原理を示す
概略図である。

【図１５】 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１６】 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１７】 再生時におけるレーザビームの状態を示す
説明図である。

【図１８】 再生時におけるレーザビームの状態を示す
説明図である。

【図１９】 従来のボリュームホログラフィを利用した
光ディスク記録媒体の一部を拡大した部分断面図であ
る。

【符号の説明】 １…光ディスク記録媒体、１ａ，１ｂ…透明基板、１ｃ
…記録層、１ｄ…反射膜、１ｅ…基板、２…フレーム、
３…セグメント、４…、５…、６…サーボ領域、７…ホ
ログラム記録領域、８…アドレス領域、８ａ…プリ・ア
ンブル、８ｂ…同期マーク、８ｃ…アドレスパート、８
ｄ…エンドアドレスマーク、８ｅ…ポスト同期マーク、
８ｆ…ポスト・アンブル、１０…光ディスク記録・再生
装置、１１…光ヘッド、１２…対物レンズ、１３…アク
チュエータ、１４…２分割旋光板、１５，１９，２３，
３０…プリズムブロック、１５ａ，１９ｂ，２３ａ，３
０ａ…ハーフミラー、１５ｂ，１９ａ…全反射ミラー、
１６，２７…凸レンズ、１７…位相空間光変調器、１８
…空間光変調器、２４，３２…コリメータレンズ、２
５，３３…レーザ光源、２６，３１…フォトディテク
タ、２８…シリンドリカルレンズ、２９…４分割フォト
ディテクタ、３０ａ…ハーフミラー、４０…光ヘッド、
４１…スピンドル、４２…スピンドルモータ、４３…ス
ピンドルサーボ回路、４４…駆動装置、４５…検出回
路、４６…フォーカスサーボ回路、４７…トラッキング
サーボ回路、４８…スライドサーボ回路、４９…信号処
理回路、５０…コントローラ、５１…操作部、５２…傾
き検出回路、５３…傾き補正回路、５４…追従制御回
路、５５…追跡サーボ回路、６１…差動増幅器、６２…
マルチプレクサ、６３…コンパレータ、６４…論理演算
回路。

フロントページの続き (72)発明者 堀米 秀嘉 神奈川県横浜市港北区新横浜２−５−１ 日総第13ビル７階 株式会社オプトウェア 内 (72)発明者 木下 昌治 神奈川県横浜市港北区新横浜２−５−１ 日総第13ビル７階 株式会社オプトウェア 内 (72)発明者 田中 穂積 神奈川県横浜市港北区新横浜２−５−１ 日総第13ビル７階 株式会社オプトウェア 内 (72)発明者 山本 隆夫 神奈川県横浜市港北区新横浜２−５−１ 日総第13ビル７階 株式会社オプトウェア 内 Ｆターム(参考） 2K008 AA04 BB06 DD01 EE04 HH01 HH06 HH12 HH14 HH18 HH28 5D044 BC04 CC04 DE02 DE38 DE57 DE75 5D090 AA01 BB20 CC01 CC14 FF07 GG26 GG27

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周方向に所定の間隔で光ヘッドのトラッ
   キングサーボ、フォーカスサーボ及びクロック生成のた
   めのサーボ領域が離散的に形成され、各サーボ領域の間
   には、前記光ヘッドから出射される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
   されるミラー領域であるホログラム記録領域が形成され
   ていることを特徴とする光ディスク記録媒体。
2. 【請求項２】 周方向に所定の間隔で光ヘッドのトラッ
   キングサーボ、フォーカスサーボ及びクロック生成のた
   めのサーボ領域が離散的に形成され、各サーボ領域の間
   には、前記光ヘッドから出射される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
   されたホログラム記録領域が形成され、 前記ホログラム記録領域は、１つのトラック上に記録さ
   れるホログラム記録スポットと、これに隣接するトラッ
   ク上に記録されるホログラム記録スポットとが、周方向
   の異なる位置に記録され、且つ隣接するホログラム記録
   スポット間のピッチＰが、前記ホログラム記録スポット
   の直径をＤ、予め設定されたホログラム記録スポットの
   多重数をｍとすると、Ｐ＝Ｄ／ｍとなるように前記ホロ
   グラムが記録されていることを特徴とする光ディスク記
   録媒体。
3. 【請求項３】 前記サーボ領域には、クロック生成のた
   めのピットと、トラッキングサーボのためのピットが形
   成され、 前記クロック生成のためのピットは、ＭＴＦ（変調度）
   が０となる空間周波数で径方向に配列されていることを
   特徴とする請求項２記載の光ディスク記録媒体。
4. 【請求項４】 一部の隣接する前記サーボ領域間には、
   アクセス位置を示すアドレス情報が記録されたアドレス
   領域が形成されていることを特徴とする請求項２又は３
   記載の光ディスク記録媒体。
5. 【請求項５】 周方向に複数のフレームに分割され、各
   フレームには１つ前記アドレス領域が設けられ、 前記アドレス情報は、フレーム番号とトラック番号とを
   特定する情報であり、トラック番号が奇数であるときに
   は奇数フレームだけに記録され、トラック番号が偶数で
   あるときには偶数フレームだけに記録されるものである
   ことを特徴とする請求項４記載の光ディスク記録媒体。