JP2005228416A - ホログラム記録媒体並びに記録再生方法及び記録再生装置 - Google Patents

ホログラム記録媒体並びに記録再生方法及び記録再生装置 Download PDF

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Abstract

【課題】
複数回の多重記録を正確に行えるとともに安定的に記録又は再生を行うことを可能にする記録媒体を提供する。
【解決手段】
光照射により情報の記録又は再生が行われるホログラム記録媒体であって、光感応材料からなる記録層と、記録層の光照射面の反対側に配置された反射層と、各々が第１ピッチで離れて交わることなく延在して反射層上に配置されるトラックと、トラックの伸長方向において各々が第２ピッチで離間しかつ第２ピッチが第１ピッチの関数となるように反射層上に形成された位置決めマークと、を有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は光ディスク、光カードなどの光学的に情報記録又は情報再生が行われる記録媒体に関し、特に光ビームの照射により情報の記録又は再生可能な記録層を有するホログラム記録媒体並びに記録再生方法及び記録再生装置に関する。
高密度情報記録のために、２次元データを高密度記録できるホログラムが注目されている。このホログラムの特徴は、記録情報を担持する光の波面を、フォトリフラクティブ材料などの光感応材料からなる記録媒体に体積的に屈折率の変化として記録することにある。ホログラム記録媒体に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。多重記録には、角度多重や位相符号化多重などがあり、重畳したホログラム領域でも、干渉する光波の入射角度や位相を変えることにより、情報を多重記録することが可能である。
複数回のシフト多重記録により記録密度を高めるホログラム記録方法には、図１に示すように、ホログラムが隣り合って順次重なるように記録する方法がある（特許文献１参照）。これによれば、ホログラムは、それらの中心がその直径の２〜５０％離れるように配列した組の列となるように、記録される。この記録方法では、第１組のホログラムはそれぞれが接するように記録され（図１A）、第２組のホログラムは第１組のホログラムの上にそれぞれから直径の５０％変位するように重ねて記録され（図１B）、第３及び第４組のホログラムは第１及び第２組のホログラム列の隣に接して第１及び第２組のホログラム列と同様に重ねて記録され（図１C）、第５及び第６組のホログラムは第１及び第２組並びに第３及び第４組のホログラム列の間の境に第１及び第２組のホログラム列と同様に重ねて記録される（図１D）。
この従来のホログラム記録方法では、ホログラム径５０％にあわせた狭いピッチで重ねて記録すると、ホログラムの重なり部分が多くなり過ぎ、重ね書き込み回数を重ねると、物理変化問題を低減する目的にもかかわらず、隣接ホログラムの信号を消去してしまったり、読み出し時にクロストークが発生することがある。ホログラムの上書きによりデーターがうまく再生されない可能性もあり得る。さらに、ホログラムの記録を繰り返して正確に行うことができないため、ホログラムのピッチが異なりそれによって、各ホログラムの回折効率が異なる結果となる。
一方、ホログラム記録媒体をディスクとして利用し、情報を超高密度で記録する光情報記録装置が開発されている（特許文献２参照）。ホログラムの干渉縞パターンを記録するには記録媒体と書き込み光との相対的静止状態での適度な露光の時間とエネルギが必要であるので、かかる従来技術は、移動する記録媒体の記録位置に、正確に露光し続ける方法を提供している。
かかる従来のホログラム記録媒体には、図２に示すように、半径方向に線状に配列されたサーボエリア６が所定の角度間隔で設けられている。隣り合うサーボエリア６間の扇形の区間がデータエリア７になっている。トラッキングサーボ制御を行うため、サーボエリア６及びデータエリア７には、ガイドとして機能する各トラック毎にグルーブが形成されている。データエリア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などによって記録され、光ヘッドがデータエリア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いる。
この光情報記録装置でも、例えばホログラム径５０％にあわせた狭いピッチで重ねて記録すると、重ね書き込み回数を重ねると、隣接ホログラムの信号を消去してしまったり、読み出し時にクロストークが発生することがある。
特開２００２−４０９０８号公報。 特開２００３−８５７６８号公報。
従来は、ホログラムの記録位置を逐次、重なるように変位させて列状に記録し、次のホログラムの列を重ねて記録するので、先のホログラムの重なりの影響により、次の入射光の到達強度が変化し、一定の記録パワーでの最適な記録を妨げることが懸念される。
特に、ホログラム列の伸長方向に垂直な方向の隣接ホログラム列における再生信号品質の低下は問題である。また、通常のシフト多重式のホログラム記録では記録する各ホログラムで記録時間を精密に制御する必要があった。そのため、回折効率を保つために記録のスケジューリングを記録媒体全体で行うなど制御が複雑であった。
そこで、本発明の解決しようとする課題には、複数回の多重記録を正確に行えるとともに安定的に記録又は再生を行うことを可能にする記録媒体並びに記録再生方法及び記録再生装置を提供することが一例として挙げられる。
請求項１記載のホログラム記録媒体は、光照射により情報の記録又は再生が行われるホログラム記録媒体であって、
光感応材料からなる記録層と、
前記記録層の光照射面の反対側に配置された反射層と、
各々が第１ピッチで離れて交わることなく延在して前記反射層上に配置されるトラックと、
前記トラックの伸長方向において各々が第２ピッチで離間しかつ前記第２ピッチが前記第１ピッチの関数となるように前記反射層上に形成された位置決めマークと、を有することを特徴とする。
請求項１１記載の記録再生装置は、基板に担持されかつ光照射により情報の記録又は再生可能な記録層を有するホログラム記録媒体の記録再生装置であって、
前記記録媒体は、光感応材料からなる記録層、前記記録層の光照射面の反対側に配置された反射層、各々が第１ピッチで離れて交わることなく延在して前記反射層上に配置されるトラック、並びに、前記トラックの伸長方向において各々が第２ピッチで離間しかつ前記第２ピッチが前記第１ピッチの関数となるように前記反射層上に形成された位置決めマークと、を有すること、並びに
光ビームを照射して前記位置決めマークを検出する手段と、前記光ビームの照射位置を前記トラックの伸長方向の成分を有する方向へ移動せしめる手段と、を含むことを特徴とする。
請求項１３記載の再生装置は、基板に担持されかつ光照射により情報の記録又は再生可能な記録層を有するホログラム記録媒体の再生装置であって、
前記記録媒体は、光感応材料からなる記録層、前記記録層の光照射面の反対側に配置された反射層、各々が第１ピッチで離れて交わることなく延在して前記反射層上に配置されるトラック、並びに、前記トラックの伸長方向において各々が第２ピッチで離間しかつ前記第２ピッチが前記第１ピッチの関数となるように前記反射層上に形成された位置決めマークと、を有すること、並びに
光ビームを照射して前記位置決めマークを検出する手段と、前記光ビームの照射位置を前記トラックの伸長方向の成分を有する方向へ移動せしめる手段と、を含むことを特徴とする。
請求項１４記載のホログラム記録媒体の記録方法は、基板に担持されかつ光照射により情報の記録又は再生可能な記録層を有するホログラム記録媒体の記録方法であって、各々が複数のホログラムを含む１以上のレイヤを、時間的に重ね合わせ、当該レイヤ毎にホログラムの一群を記録する工程を含み、前記レイヤごとに、最大の記録密度よりも低い密度でホログラムを記録することを特徴とする。
以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
＜ホログラム記録媒体＞
図３は、本実施形態の一例であるディスク形状のホログラム記録媒体を示す。
ホログラムディスク２は、光透過性材料からなる円板状の基板３と、基板の主面に担持された光感応材料からなる記録層４とからなる。
記録層４を通過する光により情報の記録又は再生可能となるように、光学干渉パターンを保存する記録層４を構成する光感応材料としてフォトリフラクティブ材料や、ホールバーニング材料、フォトクロミック材料などが用いられる。
基板３の記録層４が積層された反対側には反射層５が積層され、基板３は記録層４と反射層５の間に配置された分離層として機能する。透明基板は光の入射を妨げず、ホログラム記録媒体に適当な強度を付与し得るものであることが適当である。これにより、光が記録層４側から基板３、反射層５へ入射する型の光学記録媒体を構成することができる。基板を構成する材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、ガラス、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳなどのプラスチック、紫外線硬化型アクリル樹脂などが挙げられる。基板は、通常、０．１〜１．２ｍｍ程度の厚みを有することが適当である。この基板は、その両面又は片面に、アドレス情報などに対応した凹凸形状のピット及び／又は案内用の溝などが形成されていてもよい。それらのピッチは０．３〜１．６μｍ程度、高低差は３０〜２００ｎｍ程度が挙げられる。
反射層５の材料としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ又はそれらの合金が挙げられる。反射層５の膜厚は、例えば、３０〜１００ｎｍ程度が挙げられる。なお、これらの材料による膜は、スパッタリング法、蒸着法などの公知の方法により形成することができる。
また、記録層４の外側面には光透過性カバー層（図示せず）が設けられ得る。
基板３の反射層５との界面には、第１ピッチで離れて交わることなく延在する複数のトラックＴとしてグルーブが形成されている。トラッキングサーボ制御を行うため、トラックＴは基板の中心に関してその上に螺旋状又は同心円状、或いは複数の分断された螺旋弧状に形成されている。当該界面はトラックが配置されたガイド層として機能する。トラッキングサーボは、記録及び再生時において、記録用の光ビーム（参照光及び信号光）ＬＳを反射層５の隣接トラックＴ間に追従させる。図３に示すように、例えば、直線上に並ぶ４つのサーボビームＳＢの光スポットの中央に記録用光ビームＬＳが位置するように、当該記録用光ビームＬＳの光軸を配置して、トラッキングサーボ制御し、隣接トラック間の鏡面部の上方の記録層４にてホログラム記録を実行する。
トラッキングサーボは、光ビームを射出する光源、光ビームを反射層５に光スポットとして集光させその反射光を光検出器へ導く対物レンズを含む光学系などを備えたピックアップを用いて、検出された信号に応じて対物レンズをアクチュエータで駆動することにより、行われる。反射層上の光スポットの直径は、光ビーム波長と対物レンズの開口数(numerical aperture：NA)により決まる値 (いわゆる回折限界で、例えば０．８２λ/NAである（λ＝波長）が、収差が波長に比較して十分小さい場合は、光の波長と開口数だけで決定される)まで、絞り込まれるように設定される。すなわち、対物レンズから照射される光ビームは、そのビームウエストの位置に反射層が位置するときに合焦となるように、使用される。グルーブの幅は、光スポットからの反射光を受光する光検出器の出力、例えばプッシュプル信号に応じて適宜設定される。
図４に示すように、反射層５のトラックＴの第１ピッチすなわちトラックピッチＰｘ（ｘ方向）は、光ビームＬＳのスポット上方に記録されるホログラムＨＧの多重度から決まる所定距離として設定される。ホログラムの多重度は、記録媒体の性質や対物レンズのＮＡなどによって決まる。例えば、文献「D. Psaltis, M. Levene, A. Pu, G. Barbastathis and K. Curtis; "Holographic storage using shift multiplexing" OPTICS LETTERS Vol. 20, No. 7 (April 1, 1995) pp.782-784」は、球面参照波を用いた場合に隣接ホログラムを独立に分離できる理論上の最小距離、すなわちシフト多重記録方式における最小移動距離は、信号光の波長、対物レンズと記録媒体との距離、記録媒体の膜厚、信号光と球面参照波の交差角、対物レンズの開口数で決定されることを示している。現実の記録媒体では、ほぼ同一位置に前記録ホログラムと後記録ホログラムを重ねた場合、前記録ホログラムの一部が後記録ホログラムにより消去される現象が発生する。実際のシフト多重記録方式ホログラムシステムにおける最大多重度すなわち記録媒体中の同一体積中に最大で幾つの独立したホログラムが記録可能であるかを示す値（回数）は、上記のように媒体や装置構成で決定される。最小のトラックピッチＰｘ（すなわち最小シフト距離）は、記録されるホログラム領域の差し渡しを最大多重度で除したもので設定される。トラックピッチＰｘは、最小シフト距離以上で設定される。トラックピッチＰｘは、最小シフト距離以上で設定される。すなわち、トラックピッチＰｘは、記録層に形成されるべき複数のホログラムの内の最も近接するホログラム対の中心間距離から決まる値に設定されている。ここで、「近接するホログラム対」とは双方の空間的存在範囲が互いに隣り合って各々の周縁が互いに接近しているか、接しているか、もしくは部分的に重複している状態のホログラム対を意味する。
本実施形態における記録用光ビームＬＳの正確な位置決めを行うために、ｙ方向位置決めマークＭを、反射層５上に形成する。ｙ方向位置決めマークＭは、トラックＴの伸長方向（ｙ方向）において各々がマークピッチＰｙ１（第２ピッチ）で離間しかつ、マークピッチＰｙ１がトラックピッチＰｘの関数となるように配置されている。
例えば、同一トラック上のｙ方向位置決めマークＭのマークピッチＰｙ１は、トラックピッチＰｘの略整数倍の大きさとする。一方、隣接トラックでのｙ方向位置決めマークＭ同士のｙ方向の隣接ピッチＰｙ２をトラックピッチＰｘと略同一長さとする。このホログラムディスクのトラック構造により、記録すべき隣接トラック間へ光スポットを正確に移動させることができる。通常の光ディスクにおいてはトラックの伸長方向（ｙ方向）に垂直な方向（ｘ方向）の位置決め（トラッキングサーボ）だけなので、ｘ及びｙ方向における位置を正確に決めることはできないが、本実施形態ではトラック構造にｙ方向の位置決めに用いるｙ方向位置決めマークＭを設けることによって正確な複数回の多重記録を達成できる。
＜記録方法＞
本発明のホログラムの記録は、ホログラム記録媒体を、時間的に重ね合わせることができるレイヤに分け、当該レイヤ毎に記録シーケンスが行われる。記録シーケンスはホログラムを記録し、その一群を形成する工程である。各レイヤにおいては、最大多重度の記録密度よりも低い密度でホログラムを記録する。さらに、記録層において最も光照射履歴回数の最も少ない部位から、順次、記録を行うこととする。
例えば、図４に示す特定エリアを１６回の記録シーケンス（１６レイヤ）により最大多重度の記録密度まで記録する場合を説明する。なお、特定エリアとは記録層全面、或いは部分的に決まった記録エリア、セクタ、アドレス領域などのブロックであってもよい。この場合、記録用のレーザパワー、もしくは記録時間は所定の一定値とする。この記録時間は図５に示すようなホログラムの多重記録時間と変調度との関係から決めることができる。各レイヤ毎のホログラムの記録時間は媒体の性能を考慮して決める。
図６に示すトラックピッチよりも大きなホログラム記録ピッチ（４つのトラックＴのピッチ分）Ｇ上で、各レイヤの記録シーケンスにおいて、ホログラムの列を記録する。各レイヤの記録が完了するまでは個々のホログラムを記録する記録時間は一定でよい。
先ず、図７に示すように、第１レイヤの記録シーケンスではホログラム記録ピッチＧ上で重なり部分が最小となるようにホログラム（中心Ｃ１）を順次記録して、レイヤが敷き詰められるまで繰り返す。そして、最小多重部分がホログラム（中心Ｃ１）間に残る。
次に、図８に示すように、第２レイヤの記録シーケンスでも第１レイヤ同様にホログラム記録ピッチでホログラム（中心Ｃ２）の列を順次記録して、レイヤが敷き詰められるまで繰り返す。すでに第１レイヤの記録が行われた部分に第２レイヤの記録を行う場合、第１レイヤのホログラム記録のちょうど中間（最小多重部分）で、第１レイヤと第２レイヤの多重部分が略同一になるように記録する。第２レイヤのホログラム記録時間は第１レイヤのホログラム記録の変調度低下と第２レイヤのホログラムの変調度から図５のグラフを参考に決めることができる。この記録時間の決定方法は、ホログラムの一般的な多重記録方式と同様に、各ページの回折効率が一定になるようにスケジューリング記録を行うが、レイヤごとに記録時間を設定すればよいため制御が簡便になる。
次に、図９に示すように、第３レイヤの記録シーケンスでも第１、２レイヤ同様にホログラム記録ピッチでホログラム（中心Ｃ３）の列を順次記録して、レイヤが敷き詰められるまで繰り返す。ここでも最も光照射履歴回数の最も少ない部位から、順次、記録を開始する。
次に、図１０に示すように、第４レイヤの記録シーケンスも第１、２、３レイヤ同様にホログラム記録ピッチでホログラム（中心Ｃ４）の列を順次記録して、レイヤが敷き詰められるまで繰り返す。ここでも最も光照射履歴回数の最も少ない部位から、順次、記録を開始する。
第４レイヤ以降の記録も同様に行い、最大多重度となるまで記録を行う。
この実施形態では、マークピッチＰｙ１と隣接ピッチＰｙ２との割合Ｐｙ１／Ｐｙ２はｙ方向の多重回数いわゆる総レイヤ数を示すことになる。ｘ方向においても同様なことがいえる（Ｐｘ≒Ｐｙ２）ため、何順の記録で最大多重度を実現するかは、（Ｐｙ１／Ｐｘ）2＝総レイヤ数で求められる。
ｙ方向位置決めマークＭの形状はいくつかの形態が考えられるが、サーボ用ビームによって検知可能な形状であればよい。例えば、図３及び図４に示すように、トラックの欠落部分とした鏡面部とするほかに、図１１に示すように、ｙ方向位置決めマークＭの形状は、トラックの幅の拡大部分Ｍ１としたり、図１２に示すように、トラックの側面を一部欠落させた切欠部Ｍ２としたり、図１３に示すように、互いに隣接するトラックＴ間に配置されたピットＭ３として構成できる。
ｙ方向位置決めマークＭは凹凸部のピット形状であっても良いし、明暗パターンのマークであってもよい。サーボビームＳＢのスポットによりｙ方向位置決めマークＭの情報を読み出すことができるので、トラック伸張方向とその垂直方向とのマークピッチ及びトラックピッチを識別することができるのと同時に同期信号も得ることができる。
トラック全体は何重かのスパイラル構造を持つ場合と同心円構造を持つ場合がある。
図１４に示すように媒体が何重かのスパイラル構造トラックを持つ場合は、ｙ方向のホログラム記録ピッチはｙ方向位置決めマークＭで定まる。ｘ方向のホログラム記録はスパイラル構造トラックであればトラックを追従し続ければ実現できる。スパイラルの本数はＰｙ１／Ｐｙ２となる。例えば１レイヤでのホログラム記録ピッチがトラックピッチＰｘの４倍である場合には４トラック（線種を変えて示してある）１組のスパイラル構造トラックとなる。
図１５Ａに示すように媒体が同心円構造トラックを持つ場合は、それぞれトラックを判別しホログラム記録回数によってトラックを切り替えることでｘ方向のホログラム記録ピッチを決めることができる。例えば、１レイヤでのホログラム記録ピッチがトラックピッチＰｘの４倍である場合には、図１５Ｂに示すように４本のトラックＴ１〜Ｔ４それぞれに所定角度位置に判別マーク領域を設ける。
上記実施形態では、ガイド層（反射層５）と記録層４とが分離層（基板３）を介して積層された構造のホログラム記録媒体を示したが、図１６に示すように、更なる実施形態のホログラム記録媒体では、分離層を設けずに、トラックＴ、ｙ方向位置決めマークＭなどを形成した基板３ａの上に、反射層５、記録層４及び光透過性カバー層６を順次積層した構造とすることもできる。また、この例の変形例として、反射層５及び記録層４間に分離層を設けたホログラム記録媒体も得られる。
＜ホログラム記録再生装置＞
図１７は本発明を適用したホログラム記録媒体の情報を記録又は再生する記録再生装置の概略構成の例を示す。
図１７のホログラム記録再生装置は、ホログラム記録媒体のディスク２をターンテーブルを介して回転させるスピンドルモータ２２、ホログラムディスク２から光ビームによって信号を読み出すピックアップ２３、該ピックアップを保持し半径方向（ｘ方向）に移動させるピックアップ駆動部２４、第１レーザ光源駆動回路２５、空間変調器駆動回路２６、再生信号検出処理回路２７、サーボ信号処理回路２８、フォーカスサーボ回路２９、ｘ方向移動サーボ回路３０ｘ、ｙ方向移動サーボ回路３０ｙ、ピックアップ駆動部２４に接続されピックアップの位置信号を検出するピックアップ位置検出回路３１、ピックアップ駆動部２４に接続されこれに所定信号を供給するスライダサーボ回路３２、スピンドルモータ２２に接続されスピンドルモータの回転数信号を検出する回転数検出部３３、該回転数検出部に接続されホログラムディスク２の回転位置信号を生成する回転位置検出回路３４、並びにスピンドルモータ２２に接続されこれに所定信号を供給するスピンドルサーボ回路３５を備えている。
ホログラム記録再生装置は制御回路３７を有しており、制御回路３７は第１レーザ光源駆動回路２５、空間変調器駆動回路２６、再生信号検出処理回路２７、サーボ信号処理回路２８、フォーカスサーボ回路２９、ｘ方向移動サーボ回路３０ｘ、ｙ方向移動サーボ回路３０ｙ、ピックアップ位置検出回路３１、スライダサーボ回路３２、回転数検出部３３、回転位置検出回路３４、並びにスピンドルサーボ回路３５に接続されている。制御回路３７はこれら回路からの信号に基づいて、これら駆動回路を介してピックアップに関するフォーカスサーボ制御、ｘ及びｙ方向移動サーボ制御、再生位置（ｘ及びｙ方向の位置）の制御などを行う。制御回路３７は、各種メモリを搭載したマイクロコンピュータからなり装置全体の制御をなすものであり、操作部（図示せず）からの使用者による操作入力及び現在の装置の動作状況に応じて各種の制御信号を生成するとともに、使用者に動作状況などを表示する表示部（図示せず）に接続されている。また、制御回路３７は外部から入力された記録すべきデータの符号化などの処理をし所定信号を空間変調器駆動回路２６に供給して記録シーケンスを制御する。更にまた、制御回路３７は、再生信号検出処理回路２７からの信号に基づいて復調及び誤り訂正処理をなすことにより、ホログラムディスクに記録されていたデータを復元する。更に、制御回路３７は、復元したデータに対して復号処理を施すことにより、情報データの再生を行いこれを再生情報データとして出力する。
図１８及び図１９は当該記録再生装置のピックアップの概略構成に示す。ピックアップ２３は、ホログラムの記録及び再生用の第１レーザ光源ＬＤ１、第１コリメータレンズＣＬ１、第１ハーフミラープリズムＨＰ１、第２ハーフミラープリズムＨＰ２、空間変調器ＳＬＭ、ＣＣＤや相補型金属酸化膜半導体装置などのアレイからなる像検出センサＣＭＯＳを含む再生信号検出部、第３ハーフミラープリズムＨＰ３及び第４ハーフミラープリズムＨＰ４の記録再生光学系と、ホログラムディスク２に対する光ビームの位置をサーボ制御（ｘｙｚ方向移動）するための第２レーザ光源ＬＤ２、第２コリメータレンズＣＬ２、サーボ用光ビームのマルチビームを生成するグレーティングなど回折光学素子ＧＲ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、１／４波長板１／４λ、カップリングレンズＡＳ、及び光検出器ＰＤを含むサーボ信号検出部のサーボ系と、ダイクロイックプリズムＤＰ及び対物レンズＯＢの共通系と、からなり、これらの系は対物レンズＯＢを除いてほぼ共通の平面上に配置されている。
図１８及び図１９に示すように、第１、第３及び第４ハーフミラープリズムＨＰ１、ＨＰ３、ＨＰ４のハーフミラー面は平行となるように配置されるとともに、これらハーフミラー面の法線方向において第２ハーフミラープリズムＨＰ２、ダイクロイックプリズムＤＰ及び偏光ビームスプリッタＰＢＳのハーフミラー面、分離面が平行となるように配置されている。これら光学部品は、第１及び第２レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２からの光ビームの光軸（一点鎖線）がそれぞれ記録及び再生光学系並びにサーボ系に延在し、共通系でほぼ一致するように配置されている。
第１レーザ光源ＬＤ１は第１レーザ光源駆動回路２５に接続され、射出する光ビームの強度を記録時には強く再生時には弱くするように、同回路によりその出力を調整がされる。
空間変調器ＳＬＭはマトリクス状に分割された複数の画素電極を有する液晶パネルなどで電気的に入射光の一部を反射する機能、又はすべて透過して無反射状態とする機能を有する。空間変調器ＳＬＭは第１レーザ光源駆動回路２５に接続され、空間変調器駆動回路２６からの記録すべきページデータ（平面上の明暗ドットパターンなどの２次元データの情報パターン）に基づいた分布を有するように光ビームを変調かつ反射して、信号光を生成する。
像検出センサＣＭＯＳを含む再生信号検出部は再生信号検出処理回路２７に接続されている。
更に、ピックアップ２３には、対物レンズＯＢを自身の光軸に平行な方向（ｚ方向）、トラックに平行方向（ｙ方向）及び垂直な方向（ｘ方向）に移動させる対物レンズ駆動部３６が備えられている。
光検出器ＰＤはサーボ信号処理回路２８に接続され、フォーカスサーボ用並びにｘ及びｙ方向移動サーボ用にそれぞれが４分割された４つの受光素子を有する。光検出器ＰＤのフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号などの出力信号はサーボ信号処理回路２８に供給される。
サーボ信号処理回路２８においては、フォーカスエラー信号からフォーカシング駆動信号が生成され、これが制御回路３７を介してフォーカスサーボ回路２９に供給される。フォーカスサーボ回路２９は駆動信号に応じて、ピックアップ２３に搭載されている対物レンズ駆動部３６のフォーカシング部分を駆動し、そのフォーカシング部分はホログラムディスクに照射される光スポットの焦点位置を調整するように動作する。
更に、サーボ信号処理回路２８においては、ｘ及びｙ方向移動駆動信号が発生され、これらがｘ方向移動サーボ回路３０ｘ及びｙ方向移動サーボ回路３０ｙにそれぞれ供給される。ｘ方向移動サーボ回路３０ｘ及びｙ方向移動サーボ回路３０ｙは、ｘ及びｙ方向移動駆動信号に応じてピックアップ２３に搭載されている対物レンズ駆動部３６を駆動する。よって、対物レンズはｘ、ｙ及びｚ方向の駆動信号による駆動電流に応じた分だけ駆動され、ホログラムディスクに照射される光スポットの位置が変位する。
制御回路３７は、操作部又はピックアップ位置検出回路３１からの位置信号及びサーボ信号処理回路２８からのｘ方向移動エラー信号に基づいてスライダ駆動信号を生成し、これをスライダサーボ回路３２に供給する。スライダサーボ回路３２はピックアップ駆動部２４を介して、そのスライダ駆動信号による駆動電流に応じピックアップ２３をディスク半径方向に移送せしめる。
回転数検出部３３は、ホログラムディスク２をターンテーブルで回転させるスピンドルモータ２２の現回転周波数を示す周波数信号を検出し、これに対応するスピンドル回転数を示す回転数信号を生成し、回転位置検出回路３４に供給する。回転位置検出回路３４は回転数位置信号を生成し、それを制御回路３７に供給する。制御回路３７はスピンドル駆動信号を生成し、それをスピンドルサーボ回路３５に供給し、スピンドルモータ２２を制御して、ホログラムディスク２を回転駆動する。
図２０に本実施形態のホログラム記録再生装置用のピックアップの対物レンズ駆動部３６を示す。本実施形態では記録用の光ビームを記録媒体のｘ及びｙ方向に正確に位置決めする必要がある。従来の光ピックアップに用いられている対物レンズアクチュエータは、通常、２軸方向の自由度しかないため本実施形態では用いることができない。そこで３軸に自由度を持つ３軸アクチュエータを使用して対物レンズのｘ及びｙ方向の位置決めを行う。
対物レンズ駆動部３６は、ピックアップボディ（図示せず）に固設された支持部３８に結合したピエゾ素子３９によってｙ方向に振動自在なアクチュエータベース４２を有している。ピックアップボディ内にはレーザ光源からの光ビームを直角に反射して対物レンズＯＢに導く立ち上げプリズム４５など、ピックアップを形成するための上記した所要の光学部品が設けられている。なお、該光ビームは開口４２ｃ、対物レンズＯＢを経ることにより、ターンテーブル上の媒体の情報記録面にスポット光として集束照射される。
図２０に示すように、対物レンズＯＢは筒状に形成されて該対物レンズと共に可動光学系を構成するレンズホルダ４８の上端突出部に取り付けられている。レンズホルダ４８の外周にはコイル中心軸が対物レンズＯＢの光軸と平行となるようにフォーカシングコイル５０が巻装されている。フォーカシングコイル５０の外側にはコイル中心軸が対物レンズＯＢの光軸に対して直角となるように例えば４つのトラッキングコイル５１が取り付けられている。各トラッキングコイル５１は、予め各々環状に巻回されたものをフォーカシングコイル５０上に貼付してなる。対物レンズＯＢ及びレンズホルダ４８からなる可動光学系は、互いに対物レンズＯＢの光軸方向において離隔して配置されかつ該光軸方向に対して直角なｙ方向に延在する２対、合計４本の長手支持部材５３の一端部により支持されている。但し、図２０には支持部材５３は３本のみが示されている。各支持部材５３は、アクチュエータベース４２上に固着された張出部４２ａに、その他端部において、片持梁状に取り付けられている。各支持部材５３はコイル材料などからなり可撓性を有している。４本の長手支持部材５３と上記ピエゾ素子３９によって対物レンズＯＢ及びレンズホルダ４８からなる可動光学系は、ｘｙｚ方向において移動自在となっている。
レンズホルダ４８は一対の磁気回路に離間しつつ挟まれている。各磁気回路はレンズホルダ４８に面する磁石５５とこれを支持する金属プレート５６からなり、アクチュエータベース４２上に固着されている。レンズホルダ４８には一対の貫通孔が形成され、一対の貫通孔は長手支持部材５３の伸長方向におけるレンズホルダ４８のフォーカシングコイル５０の内側にはコイル中心軸及び対物レンズＯＢの光軸と平行となり対物レンズＯＢを挟む位置にある。各貫通孔内に磁気回路の金属プレート５６から伸長するヨーク５７が非接触で挿入されている。よって、フォーカシングコイル５０及びトラッキングコイル５１は、磁石５５及びヨーク５７からなる磁気回路の磁気ギャップ内に位置している。
フォーカシングコイル５０、トラッキングコイル５１及びピエゾ素子３９がそれぞれフォーカスサーボ回路２９、ｘ方向移動サーボ回路３０ｘ及びｙ方向移動サーボ回路３０ｙによって、制御されている。磁気ギャップには該各コイルと直角に鎖交する平行磁束が発生し得るので、該各コイルに所定電流を供給することによりｘｚ方向の駆動力が発生して該各方向に上記の可動光学系を駆動することができる。
このように、対物レンズＯＢのｘ及びｙ方向の駆動はボイスコイルモータを使用したものであり、ｙ方向の駆動はピエゾ素子などを用いてアクチュエータベースごと駆動するようにする。なお、駆動部はこの構造の他に、すべての軸についてボイスコイルモータを使用することもできる。
＜ホログラム記録再生方法＞
上記ホログラム記録再生装置を用いた、ホログラムディスクに光ビームを照射して情報を記録又は再生する記録再生方法を説明する。
記録時には、図２１に示すように、第１レーザ光源ＬＤ１からの所定強度のコヒーレント光は第１ハーフミラープリズムＨＰ１により、参照光ビームと信号光ビームに分離される（両ビームは破線で示し、光路説明のために図１９の光軸からずらして示してある）。
信号光ビームは第２ハーフミラープリズムＨＰ２を透過し、空間変調器ＳＬＭの反射面の法線に沿って入射する。空間変調器ＳＬＭで所定変調され反射された信号光は、再び第２ハーフミラープリズムＨＰ２に入射し反射して、第４ハーフミラープリズムＨＰ４へ向かう。
参照光ビームは第３ハーフミラープリズムＨＰ３で反射され、第４ハーフミラープリズムＨＰ４へ向かう。
参照光と信号光は第４ハーフミラープリズムＨＰ４にて合流する。合流した２つの光ビームはダイクロイックプリズムＤＰを通過し、対物レンズＯＢによってホログラムディスク２に集光されホログラムが記録される。
一方、再生時には、図２２に示すように、記録時と同様に光は第１ハーフミラープリズムＨＰ１により参照光ビームと信号光ビームに分離されるが、ホログラムの再生は参照光ビームのみで行う。空間変調器ＳＬＭを無反射状態（透過状態）にすることで、第３ハーフミラープリズムＨＰ３からの参照光だけが、ダイクロイックプリズムＤＰ及び対物レンズＯＢを通過し、ホログラムディスク２に入射される。
ホログラムディスク２から発生する再生光（二点鎖線）は、対物レンズＯＢ、ダイクロイックプリズムＤＰ、第４ハーフミラープリズムＨＰ４及び第３ハーフミラープリズムＨＰ３を透過し、像検出センサＣＭＯＳに入射する。像検出センサＣＭＯＳはその出力を再生信号検出処理回路２７に送出して、そこで生成した再生信号を制御回路３７に供給して記録されていたページデータを再生する。なお、第３ハーフミラープリズムＨＰ３及び像検出センサＣＭＯＳ間に結像レンズを設けることもできる。
＜対物レンズのサーボ制御＞
本実施形態では、複数ビームの内のいくつかを用いてｘ方向のトラックに対物レンズを追従させるｘ方向サーボを行い、複数ビームの１つを用いてｙ方向位置決めマークＭに追従するｙ方向サーボを行い上記のホログラムの記録及び再生を実行する。位置決めサーボ制御において、回折光学素子ＧＲにより第２レーザ光源ＬＤ２からの光を複数のサーボ用サブビーム（サーボビーム）に分割し、それぞれのサーボビームからの戻り光を受光するそれぞれの受光面を含む４分割光検出器ＰＤの出力を元に演算して、ｘ、ｙ及びｚの３軸に対物レンズを駆動できる３軸アクチュエータ（対物レンズ駆動部３６）を駆動する信号を生成する。
記録及び再生時ともに、図２１及び図２２に示すように、サーボ制御のための第２レーザ光源ＬＤ２は第１レーザ光源ＬＤ１とは別の波長のコヒーレント光を射出する。第２レーザ光源ＬＤ２からのサーボビーム（細実線）はＰ偏光（紙面平行を示す双方向矢印）として、第２コリメータレンズＣＬ２、回折光学素子ＧＲ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ及び１／４波長板１／４λのサーボ検出用光路に導かれるが、対物レンズＯＢの直前でダイクロイックプリズムＤＰにより信号光ビーム及び参照光ビームに合流される。サーボビームはダイクロイックプリズムＤＰで反射された後、対物レンズＯＢで集光されホログラムディスク２に入射する。ホログラムディスク２からの反射したサーボビームの対物レンズＯＢへの戻り光は１／４波長板１／４λを通過してＳ偏光（紙面垂直を示す中黒波線丸）となり、偏光ビームスプリッタＰＢＳ及びカップリングレンズＡＳを経て、サーボ用光検出器ＰＤの受光面の法線に沿って入射する。
図２３は、第１レイヤのホログラム記録を行う場合のホログラム記録ピッチが最小シフト距離の４倍である場合（図４と同様）のホログラムディスクの反射層上のサーボビームの状態を示す。サーボビームは例えば４ビーム（ＳＢａ，ＳＢｂ，ＳＢｃ，ＳＢｄ）とし記録用ビームＬＳはサーボビームＳＢａ，ＳＢｂ間に照射する。記録用光ビームＬＳを含めサーボビームＳＢａ，ＳＢｂ，ＳＢｃ，ＳＢｄはそれぞれトラックＴ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ１上にかつ直線上に並ぶように照射する。サーボビームのスポット間隔はｘ方向においてはそれぞれＰｘとし、ｙ方向においてはＰｙ２の２倍とする。記録用光ビームＬＳのスポットはトラックＴ３，Ｔ４間に配置されることになり、隣接トラックからの回折の影響が少なくなる。
一方、サーボビームＳＢａ，ＳＢｂ，ＳＢｃ，ＳＢｄを受光する光検出器ＰＤは、例えば図２４に示すように４個の４等分割受光面を有した受光素子ＰＤａ，ＰＤｂ，ＰＤｃ，ＰＤｄから構成される。４分割線の方向は媒体のトラックのｘ及びｙ方向に対応している。合焦時の各光スポットが各受光素子の分割交差中心を中心とするほぼ円形となるように設定されている。
光検出器の受光素子の各出力信号に応じて、サーボ信号処理回路２８はｘ及びｙ方向のエラー信号を生成する。サーボエラー信号の演算方法はｙ方向サーボ制御を実行するトラックに集光されているビームを受光している受光素子でｙ方向のプッシュプル信号が検出されるように演算し、同時に、その他のビームはｘ方向サーボ制御が実行できるようにｘ方向のプッシュプル信号を出力が検出されるように演算する。例えば、受光素子ＰＤａ，ＰＤｂ，ＰＤｃ及びＰＤｄの各出力信号をその順に（Ａ１〜Ａ４）（Ｂ１〜Ｂ４）（Ｃ１〜Ｃ４）（Ｄ１〜Ｄ４）とすると、図２３に示す場合、サーボビームＳＢｄでトラックＴ１のｙ方向位置決めマークＭを検出し、他のビームでｘ方向のサーボエラー信号を検出する場合では、ｘ方向のサーボエラー信号はサーボビームＳＢａ，ＳＢｂ，ＳＢｃのｘ方向プッシュプル信号を検出することで算出ができる。これらエラー信号は制御回路３７に供給される。演算式はｘ方向サーボエラー信号＝（Ａ１＋Ａ４＋Ｂ１＋Ｂ４＋Ｃ１＋Ｃ４）−（Ａ２＋Ａ３＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｃ２＋Ｃ３）である。また、ｙ方向のサーボエラー信号はサーボビームＳＢｄのｙ方向プッシュプル信号を検出することで得る。演算式はｙ方向サーボエラー信号＝（Ｄ１＋Ｄ２）−（Ｄ３＋Ｄ４）である。なお、ｘ方向のサーボエラー信号はサーボビームＳＢａ，ＳＢｂ，ＳＢｃまでのいずれか１つのみ、または複数を用いてもよい。
別のトラックのｙ方向位置決めマークＭを用いる場合にはｙ方向のサーボエラー信号を演算する受光素子を変更すればよい。
また特に図示しないが、ｚ方向のサーボ（フォーカスサーボ）は通常の光ピックアップで用いられている方式が用いられる。サーボ用の光検出器ＰＤが４分割受光面を有していることから非点収差法などを用いることができる。すなわち、サーボ方式はプッシュプル法を混在して用い、非点収差法も用い得る。
＜実施例＞
図２３に本実施形態のトラック構造を用いた記録媒体にホログラムを記録する方法を示す。図中の丸内番号はホログラムを記録する多重順を示している。すなわち第１レイヤで記録されるホログラムは丸内番号１で示される位置に記録され、第２レイヤで記録されるホログラムは丸内番号２で示される位置に記録される。
まず第１レイヤのホログラム記録を行う場合（丸内番号１のホログラムを記録する場合）には、ｘ方向サーボで記録ビームがトラックＴ３、Ｔ４間になるようにする。ｘ方向のサーボエラー信号はサーボビームＳＢａ，ＳＢｂ，ＳＢｃのｘ方向プッシュプル信号により得ることができる（ｘ方向サーボエラー信号＝（Ａ１＋Ａ４＋Ｂ１＋Ｂ４＋Ｃ１＋Ｃ４）−（Ａ２＋Ａ３＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｃ２＋Ｃ３））。ｙ方向のサーボエラー信号はサーボビームＳＢｄのｙ方向プッシュプル信号により得ることができる（（ｙ方向サーボエラー信号＝（Ｄ１＋Ｄ２）−（Ｄ３＋Ｄ４））。これらのサーボエラー信号によって対物レンズアクチュエータを駆動すれば、記録媒体が動いていても対物レンズが常に丸内番号１のホログラムを記録したい場所に留めておくことができる。例えば記録媒体がディスク形状をしており、一定の回転数もしくは一定の線速度で回転している場合でもピックアップの対物レンズをｘ，ｙ方向に駆動し、光ビームＬＳをホログラム記録したい領域に留めておくことができるので、ホログラムの記録が記録媒体の特定の箇所に正確に行うことができる。
１つのホログラムを記録し終わった後、次のホログラムを記録するには、ｙ方向のサーボをいったんオープンにし、次のｙ方向位置決めマークＭが検知されるまでアクチュエータを駆動する。記録媒体がｙ方向に常に移動している場合はアクチュエータを停止させることができる。この状態でもｘ方向のサーボはクローズしているのでサーボビームＳＢｄのｙ方向プッシュプル信号を観察していれば次のｙ方向位置決めマークＭを検出できなくなることはない。そしてサーボビームＳＢｄのｙ方向プッシュプル信号が検知された時点でサーボをクローズし記録ビームの位置決めを行う。
例えばホログラムの記録時間が多少かかる場合においてもこの方法を用いることで十分な回折効率をもつホログラム記録が可能である。
トラックＴ１上に配置されたｙ方向位置決めマークＭはレイヤ毎の多重度（最大多重度より低い）になるよう決められたピッチになっているので、予め定めた規則によって等間隔にホログラムを記録することができる。
また、ｘ方向の記録間隔は、４重スパイラル構造トラックであれば、トラックにビームを追従させるｘ方向サーボを行うだけで自動的に定められる。トラック構造が同心円上であればアドレス領域などで次のトラック（記録ビームがトラックＴ３、Ｔ４トラックの間になるような）に移動すればよい。
次に第２レイヤのホログラム記録を行う場合（丸内番号２のホログラムを記録する場合）はｘ方向サーボで記録ビームがトラックＴ１、Ｔ２間になるようにする。ｘ方向のサーボエラー信号はサーボビームＳＢａ，ＳＢｂ，ＳＢｃのｘ方向プッシュプル信号により得ることができる。（ｘ方向サーボエラー信号＝（Ａ１＋Ａ４＋Ｂ１＋Ｂ４＋Ｃ１＋Ｃ４）−（Ａ２＋Ａ３＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｃ２＋Ｃ３））ｙ方向のサーボエラー信号はサーボビームＳＢｄのｙ方向プッシュプル信号により得ることができる。（ｙ方向サーボエラー信号＝（Ｄ１＋Ｄ２）−（Ｄ３＋Ｄ４）このサーボエラー信号によって対物レンズアクチュエータを駆動すれば、記録媒体が動いていても対物レンズが常に丸内番号２のホログラムを記録したい場所に留めておくことができる。
同様にして第３レイヤ、第４レイヤの記録を行う。
このように、実施例によれば、隣接トラック間にホログラムを記録することでトラックからの回折光の影響を避けることができるので読み出しを良好に行うことができる。ホログラムの記録時間を多重回数（レイヤ）ごとに設定し、その各記録回（各レイヤ）ではホログラム記録時間を一定にする
＜他の実施形態＞
また、上記実施形態においては、記録媒体として図２５に示すようなホログラムディスク２を例に説明したが、ホログラム媒体の形状は円盤状に限定されるものではなく、例えば、図２６に示すようなプラスチックなどからなる矩形状平行平板の光カード２０ａであっても良い。かかる光カードにおいても、トラックは基板の例えば重心に関してその上に螺旋状もしくは螺旋弧状又は同心円状に形成されもよいし、トラックが基板上に平行に形成されていよい。また、記録媒体の形態はディスク、カードなど種々の形状で構成できるが、図２７に示すように、記録層を含むディスク型ホログラム記録媒体２０ｃをカートリッジＣＲに収納して、その開閉自在のシャッタ（図示せず）を取り付けた開口部からアクセス可能とすることもできる。
なお、本発明の記録方法では、記録に使わないレイヤがある場合は、そのレイヤを飛ばして記録してもよい。つまり、４つのレイヤで記録が可能であっても、例えば第３のレイヤは使用せず、第１、第２及び第４のレイヤのみ使用し、第４レイヤから記録を開始し、次いで、第２、第１レイヤを記録する、あるいは第１レイヤから記録を開始し、次に、第２、第４レイヤを記録する。これにより、上記と同様に高い信号品質を維持することができる。
本発明のホログラム記録媒体の記録方法では、上述したように、ホログラム記録媒体の全面に対して行ってもよいし、例えば、ブロックごとに行ってもよい。つまり、媒体を複数のブロックごとに分画しておき、１つのブロックにおいて、レイヤ毎に順次記録を行い、続いて、異なるブロックに対して、同様に記録を行い、さらに異なるブロックに対して行っていってもよい。
なお、本発明のような記録方法を行うために、ホログラム記録媒体に、記録層への記録順序を識別し得る情報識別領域を設けておくことができる。この情報識別領域は、媒体のどのような位置に形成されていてもよく、水平方向（中央、端部、外周部、内周部など）のどのような位置に形成されていてもよい。例えば、ホログラム記録媒体の外周又は内周部に情報ピットとして、基板に凹凸をエンボス状に設けてもよいし、記録層自体に記録情報として記録していてもよい。さらに、ホログラム記録媒体がカートリッジに収納されているタイプのものであって、そのカートリッジに凹凸、情報識別孔などが設けられたものであってもよい。これにより、記録を始める前に、予め情報識別領域からの情報を読み取って記録手順を選択し、この情報に応じて、最適の記録方法を選択することができる。
さらに、本発明の記録方法を行うために、記録再生装置において、上記のようなホログラム記録媒体から識別情報を読み取り、記録手順を判別し得る記録方法識別手段を備えることができる。記録方式識別手段としては、媒体の所定の領域に光を入射し、その光の透過率、反射率など又は基板に形成されたエンボス状などの情報ピットを認識し得る手段（例えば、光検出器など）、カートリッジなどに形成された凹凸又は識別孔を認識し得る手段などを利用することができる。これにより、ホログラム記録媒体から識別情報を読み取り、記録手順を判別し、最適の記録方法を選択することができる。
本実施形態によれば、ホログラムの最小シフト距離以上に設定された第１ピッチのトラックにおいてｙ方向位置決めマークＭを設け、隣接トラック上に設置されたｙ方向位置決めマークＭの間隔がホログラムの最小シフト距離の関数として設定されているので、複数のレイヤの設定が可能となり、レイヤごとにホログラム記録を行うことによって、記録しようとする隣接トラック間又は記録マーク間において記録マークの中心が存在しないこととなり、一定の記録パワーで常に最適の記録条件で記録することができる。よって、十分な再生信号強度を確保することができる。しかも、ブロックごとに記録を行う場合には、より迅速に記録を行うことができる。さらに、ホログラム記録媒体が、記録層への記録順序を識別し得る情報識別領域を備えている場合には、予め情報識別領域からの情報を読み取って記録手順を選択することができ、最適な記録条件を容易に選択することが可能となる。
従来のホログラムの記録方法を示す概略図。 従来のホログラム記録媒体のトラック構造を示す概略部分平面図。 本発明による実施形態のホログラムディスクのトラック構造を示す概略部分斜視図。 本発明による実施形態のホログラムディスクのトラック構造を示す概略部分平面図。 本発明による実施形態のホログラムの多重記録時間と変調度との関係を示すグラフ。 本発明による実施形態のホログラム記録媒体のトラックと記録手順を示す平面図。 本発明による実施形態のホログラム記録媒体のトラックと記録手順を示す平面図。 本発明による実施形態のホログラム記録媒体のトラックと記録手順を示す平面図。 本発明による実施形態のホログラム記録媒体のトラックと記録手順を示す平面図。 本発明による実施形態のホログラム記録媒体のトラックと記録手順を示す平面図。 本発明による他の実施形態のホログラムディスクのトラック構造を示す概略部分平面図。 本発明による他の実施形態のホログラムディスクのトラック構造を示す概略部分平面図。 本発明による他の実施形態のホログラムディスクのトラック構造を示す概略部分平面図。 本発明による他の実施形態のホログラムディスクのトラック構造を示す概略部分平面図。 本発明による他の実施形態のホログラムディスクのトラック構造を示す概略部分平面図。 本発明による他の実施形態のホログラムディスクを示す概略部分断面図。 本発明による実施形態のホログラムディスクの情報を記録又は再生する記録再生装置の概略構成を示すブロック図。 本発明による実施形態のホログラムディスクの情報を記録再生する記録再生装置のピックアップの概略を示す概略斜視図。 本発明による実施形態のホログラムディスクの情報を記録再生する記録再生装置のピックアップの概略を示す構成図。 本発明による実施形態のホログラムディスクの情報を記録再生する記録再生装置のピックアップにおける対物レンズのための３軸アクチュエータの概略を示す概略斜視図。 本発明による実施形態のホログラムディスクの情報を記録再生する記録再生装置のピックアップの概略を示す構成図。 本発明による実施形態のホログラムディスクの情報を記録再生する記録再生装置のピックアップの概略を示す構成図。 本発明による実施例のホログラム記録媒体のトラックと記録手順を示す平面図。 本発明による実施形態のホログラムディスクの情報を記録再生する記録再生装置のピックアップにおける光検出器を示す平面図。 本発明による実施形態のホログラムディスクを示す斜視図。 本発明による他の実施形態のホログラム光カードを示す斜視図を示す斜視図。 本発明による他の実施形態の光ディスクを示す斜視図。
符号の説明
２…ホログラムディスク
３…基板
４…記録層
５…ガイド層（反射層）
６…カバー層
２０ａ…光カード
２２…スピンドルモータ
２３…ピックアップ
２４…ピックアップ駆動部
２５…第１レーザ光源駆動回路
２６…空間変調器駆動回路
２７…再生信号検出処理回路
２８…サーボ信号処理回路
２９…フォーカスサーボ回路
３０ｘ…ｘ方向移動サーボ回路
３０ｙ…ｙ方向移動サーボ回路
３１…ピックアップ位置検出回路
３２…スライダサーボ回路
３３…回転数検出部
３４…回転位置検出回路
３５…スピンドルサーボ回路
３６…対物レンズ駆動部
３７…制御回路
３８…支持部
３９…ピエゾ素子
４２…アクチュエータベース
４２ｃ…開口
４５…立ち上げプリズム
４８…レンズホルダ
５０…フォーカシングコイル
５１…トラッキングコイル
５３…長手支持部材
４２ａ…張出部
５５…磁石
５６…金属プレート
５７…ヨーク
ＨＧ…ホログラム
Ｔ…トラック
ＬＳ…光ビーム
Ｍ…ｙ方向位置決めマーク
ＬＤ１…第１レーザ光源
ＣＬ１…第１コリメータレンズ
ＨＰ１…第１ハーフミラープリズム
ＳＬＭ…空間変調器
ＨＰ２…第２ハーフミラープリズム
ＨＰ３…第３ハーフミラープリズム
ＨＰ４…第４ハーフミラープリズム
ＣＭＯＳ…像検出センサ
ＬＤ２…第２レーザ光源
ＣＬ２…第２コリメータレンズ
ＰＢＳ…偏光ビームスプリッタ
１／４λ…１／４波長板
ＡＳ…カップリングレンズ
ＰＤ…光検出器
ＤＰ…ダイクロイックプリズム
ＯＢ…対物レンズ

Claims (16)

  1. 光照射により情報の記録又は再生が行われるホログラム記録媒体であって、
    光感応材料からなる記録層と、
    前記記録層の光照射面の反対側に配置された反射層と、
    各々が第１ピッチで離れて交わることなく延在して前記反射層上に配置されるトラックと、
    前記トラックの伸長方向において各々が第２ピッチで離間しかつ前記第２ピッチが前記第１ピッチの関数となるように前記反射層上に形成された位置決めマークと、を有することを特徴とするホログラム記録媒体。
  2. 前記位置決めマークが前記トラック上に配置されたことを特徴とする請求項１記載のホログラム記録媒体。
  3. 前記位置決めマークが前記トラック間に配置されたことを特徴とする請求項１記載のホログラム記録媒体。
  4. 前記位置決めマークの前記第２ピッチが前記第１ピッチの略整数倍であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のホログラム記録媒体。
  5. 前記トラックの隣接する対におけるそれそれの前記位置決めマークが前記第１ピッチとなるように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のホログラム記録媒体。
  6. 対物レンズから前記記録層を通過して前記トラックに合焦される光ビームのスポット径は前記光ビームの波長と前記対物レンズの開口数により決まる回折限界であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のホログラム記録媒体。
  7. 前記基板は円板であり、前記トラックは前記基板の中心に関してその上に螺旋状もしくは螺旋弧状又は同心円状に形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のホログラム記録媒体。
  8. 前記トラックは前記基板上に平行に形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のホログラム記録媒体。
  9. 前記第１ピッチは、前記記録層に形成されるべき複数のホログラムの内の最も近接する対の中心間距離から決まる値に設定されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のホログラム記録媒体。
  10. 前記反射層と前記記録層とが分離層を介して積層されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のホログラム記録媒体。
  11. 基板に担持されかつ光照射により情報の記録又は再生可能な記録層を有するホログラム記録媒体の記録再生装置であって、
    前記記録媒体は、光感応材料からなる記録層、前記記録層の光照射面の反対側に配置された反射層、各々が第１ピッチで離れて交わることなく延在して前記反射層上に配置されるトラック、並びに、前記トラックの伸長方向において各々が第２ピッチで離間しかつ前記第２ピッチが前記第１ピッチの関数となるように前記反射層上に形成された位置決めマークと、を有すること、並びに
    光ビームを照射して前記位置決めマークを検出する手段と、前記光ビームの照射位置を前記トラックの伸長方向の成分を有する方向へ移動せしめる手段と、を含むことを特徴とする記録再生装置。
  12. 前記ホログラム記録媒体を装着自在に保持する支持部と、
    可干渉性の参照光ビームを発生する光源と、
    記録情報に応じて参照光ビームを空間的に変調して信号光ビームを生成する空間光変調器を含む信号光生成部と、
    信号光ビーム及び参照光ビームをホログラム記録媒体の反射層へ向け照射して、ホログラム記録媒体の記録層の内部に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成し、並びに、参照光ビームを回折格子の領域へ向け照射して信号光ビームに対応する再生波を生ぜしめる干渉部と、
    参照光ビームの反射層から反射して干渉部へ戻る戻り光と再生波とを分離する分離部と、
    再生波により結像された記録情報を検出する検出部と、を有することを特徴とする請求項１１記載の記録再生装置。
  13. 基板に担持されかつ光照射により情報の記録又は再生可能な記録層を有するホログラム記録媒体の再生装置であって、
    前記記録媒体は、光感応材料からなる記録層、前記記録層の光照射面の反対側に配置された反射層、各々が第１ピッチで離れて交わることなく延在して前記反射層上に配置されるトラック、並びに、前記トラックの伸長方向において各々が第２ピッチで離間しかつ前記第２ピッチが前記第１ピッチの関数となるように前記反射層上に形成された位置決めマークと、を有すること、並びに
    光ビームを照射して前記位置決めマークを検出する手段と、前記光ビームの照射位置を前記トラックの伸長方向の成分を有する方向へ移動せしめる手段と、を含むことを特徴とする再生装置。
  14. 基板に担持されかつ光照射により情報の記録又は再生可能な記録層を有するホログラム記録媒体の記録方法であって、各々が複数のホログラムを含む１以上のレイヤを、時間的に重ね合わせ、当該レイヤ毎にホログラムの一群を記録する工程を含み、前記レイヤごとに、最大の記録密度よりも低い密度でホログラムを記録することを特徴とするホログラム記録媒体の記録方法。
  15. 前記記録媒体は、光感応材料からなる記録層、前記記録層の光照射面の反対側に配置された反射層、各々が第１ピッチで離れて交わることなく延在して前記反射層上に配置されるトラック、並びに、前記トラックの伸長方向において各々が第２ピッチで離間しかつ前記第２ピッチが前記第１ピッチの関数となるように前記反射層上に形成された位置決めマークと、を有すること、並びに
    光ビームを照射して前記位置決めマークを検出する工程と、前記光ビームの照射位置を前記トラックの伸長方向の成分を有する方向へ移動せしめる工程と、を含み、前記記録層において最も光照射履歴回数の少ない部位から、順次、ホログラムの記録を行うことを特徴とする請求項１４記載のホログラム記録媒体の記録方法。
  16. 前記ホログラム記録媒体が、前記記録層への記録順序を示す情報を含む情報識別領域を有し、前記情報識別領域からの情報を予め読み取って記録手順を選択する工程を含むことを特徴とする請求項１４又は１５のいずれかに記載のホログラム記録媒体の記録方法。
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