JP2007226908A - ホログラム記録方法、ホログラム再生方法、ホログラム再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ホログラム記録媒体上でメイン情報に対する記録条件を示すためのヘッダ情報を信頼性良く確実に記録する。
【解決手段】参照光Ｌｓと、複数の画素（液晶セル）５１ａが二次元的に配列された空間光変調器４８により記録信号Ｒｓに応じて光変調された記録光Ｌｒとを、ホログラム記録媒体１Ａのホログラム記録層４の記録トラック上の同一位置に照射して、両光Ｌｓ，Ｌｒにより情報をホログラム記録層４に干渉縞の形態で記録するホログラム記録方法において、情報は、記録条件を示すヘッダ情報Ｈと、このヘッダ情報Ｈに続いて記録されるメイン情報Ｍとからなり、ヘッダ情報Ｈをメイン情報Ｍよりも低密度に記録する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ホログラム記録媒体に情報を記録するホログラム記録方法、及び、ホログラム記録媒体に記録された情報を再生するホログラム再生方法、ホログラム再生装置に関する。

レーザー光を光源に用いた光ディスクとして、コンパクトディスク（ＣＤ）は、波長が７８０ｎｍ程度のレーザー光源と開口数（ＮＡ）が０．４５程度の対物レンズとを用いて、音楽情報７４分の録音やデジタルデータ６４０ＭＢの記録を可能とした。

また、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）は波長が６５０ｎｍ程度のレーザー光源と開口数（ＮＡ）が０．６程度の対物レンズとを用いて、２時間１５分のＭＰＥＧ２の動画やデジタルデータ４．７ＧＢの記録を可能とした。

また、最近、ＤＶＤよりも高密度、大容量の光ディスクとしてＢｌｕ−ｒａｙ ＤｉｓｃやＨＤ−ＤＶＤが提案されており、波長が４００ｎｍ前後のレーザー光源と開口数（ＮＡ）が０．８５程度の対物レンズとを組み合わせて、片面で２５ＧＢを超える容量が実現されようとしている。

このように光ディスクは、より短波長のレーザー光源と、より開口数（ＮＡ）が大きい対物レンズとを用いることで高密度化を実現してきた。しかしながら上記のような短波長のレーザー光源と高い開口数（ＮＡ）の対物レンズとによるアプローチには限界が近づいている。

即ち、波長が４００ｎｍ前後の領域では、対物レンズや光ディスクに用いられるガラス材料やプラスチック材料の波長分散が大きくなるためにその収差を制御することが困難となるからである。

この様な中、更に高密度化ができ、且つ、情報の高速転送を可能とする記録技術として、ホログラム記録媒体を用いて映像情報とか音楽情報などの各種の情報を記録再生するホログラム記録再生方法が大きな注目を集めている。

この種のホログラム記録再生方法は、液晶表示パネル（ＬＣＤ）などを用いた空間光変調器に表示された１画面分の情報に応じて光変調された記録光（信号光）と、参照光とによりホログラム記録媒体のホログラム記録層に各種の情報を干渉縞の形態で記録し、この後、各種の情報が記録されたホログラム記録媒体に参照光のみを入射させて、この参照光がホログラム記録層で回折された再生光を用いてＣＣＤなどの撮像素子により各種の情報を再生しているが、高密度に記録する場合にホログラム記録層中の同一位置（同一領域）に複数のホログラムを角度多重して記録する角度多重型のホログラム記録装置が下記の特許文献１に開示されている。

上記した特許文献１（特開２００３−３３７５２４号公報）によると、ここでの図示を省略するものの、ホログラム記録装置は、信号光及び参照光に対するホログラム記録媒体の記録角度を相対的に変更可能な記録角度変更手段と、制御手段とを備えている。この際、制御手段は、ホログラム記録媒体における複数の角度記録面のうち特定の角度記録面を記録する際の基準記録角度として設定し、更に、以降における記録角度を、この設定された基準記録角度を基準として所定角度ずつ変更するように記録角度変更手段を制御している。この角度多重記録により、記録する情報の記録密度及び記録容量を飛躍的に高めることができ、迅速なる記録動作が可能となる旨が開示されている。

また、ホログラム記録再生方法では、通常、波長安定性及び可干渉性（コヒーレンシー）を維持するためにガスレーザーや固体レーザーがレーザー光源として用いられているが、これらのレーザー光源は装置が大きく、且つ、製造コストが高くなるという問題点がある。

これに対して、半導体レーザーを光源とすれば、装置の小型化及び製造コストの低減が可能となるが、半導体レーザーは、ガスレーザーや固体レーザーと比較して、波長安定性とコヒーレンシーが劣るという問題点がある。

この半導体レーザーの波長安定性の課題を解決する手段として下記の特許文献２が開示されている。

この特許文献２（特開２００５−１１６０６３号公報）によると、ホログラム記録媒体に、記録時のレーザー光の波長情報が波長アドレスホログラムとして予め記録されていて、情報再生時に波長アドレスホログラムからの信号光に応じて、波長制御装置により温度調節装置を制御して、半導体レーザーの発振ピーク波長が、記録時のレーザー光の波長と一致するようにしている。これにより、ホログラム記録媒体ごとのばらつきや、ホログラム記録媒体の温度変化によって生じる最適な光源波長の変化を検出して光源波長を最適に制御し、安定な信号再生を行うことができる旨が開示されている。

更に、ホログラムディスクの使用温度環境の変化により、再生光の回折条件が変化し、情報が正しく再生できなくなる課題を解決する手段として下記の特許文献３が開示されている。

この特許文献３（特開２００２−２１６３５９号公報）によると、ホログラフィック記録再生装置は、２つのコーヒレントビームの干渉縞の形態でデジタルデータを記録したホログラムディスク上に参照コーヒレントビームを照射し、回折された再生信号光を２次元光検出器アレイで受光することにより再生している。この際、参照コーヒレントビームを出射する波長可変コーヒレント光源と、再生信号光の２次元光検出器アレイ上での位置情報に基づいて波長可変コーヒレント光源の波長を最適に制御する波長制御回路とを備えている。これにより、特許文献２と同様に、ホログラムディスクごとのばらつきや、ホログラムディスクの温度変化によって生じる最適な光源波長の変化を検出して光源波長を最適に制御し、安定な信号再生を行うことができる旨が開示されている。

特開２００３−３３７５２４号公報 特開２００５−１１６０６３号公報 特開２００２−２１６３５９号公報

ところで、上記した特許文献１によれば、ホログラム記録媒体に対して映像情報や音楽情報などを記録する場合に、１画面分の情報をホログラム記録層の記録トラック上の同一位置に角度多重記録することにより、記録する情報の記録密度及び記録容量を飛躍的に高めることができ、迅速なる記録動作が可能であるものの、通常、映像情報や音楽情報などのメイン情報の前にこのメイン情報に対する記録条件を示すためのヘッダ情報を記録する必要がある。

この場合に、ヘッダ情報はメイン情報を再生する際に重要な記録条件情報であるために確実に読み出す必要があり、上記した特許文献１にはヘッダ情報を信頼性良く確実に読み出す技術的思想について何等の開示もなく、且つ、示唆すらされていない。

また、上記した特許文献２，３によれば、ホログラムディスクごとのばらつきや、ホログラムディスクの温度変化に対応して、最適な光源波長を制御できるものの、とくに、ホログラムディスクに反りが発生した時に、ホログラムディスクに記録した情報を良好に再生することについては何等の開示もなく、且つ、示唆すらされていない。

そこで、映像情報や音楽情報などのメイン情報に対する記録条件を示すためのヘッダ情報を信頼性良く確実に記録できるホログラム記録方法、及び、ホログラム記録媒体に反りが発生した時にこのホログラム記録媒体に記録した情報を良好に再生できるホログラム再生方法、ホログラム再生装置が望まれている。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、請求項１記載の発明は、参照光と、複数の画素が二次元的に配列された空間光変調器で記録信号に応じて光変調された記録光とを、ホログラム記録媒体のホログラム記録層の記録トラック上の同一位置に照射して、両光により情報を前記ホログラム記録層に干渉縞の形態で記録するホログラム記録方法において、
前記情報は、記録条件を示すヘッダ情報と、このヘッダ情報に続いて記録されるメイン情報とからなり、
前記空間光変調器で前記記録光を生成する際に、前記ヘッダ情報を形成する画素の面積を、前記メイン情報を形成する画素の面積よりも大きく設定して、前記ヘッダ情報を前記ホログラム記録層の記録トラック上に記録するか、及び／又は、前記ホログラム記録媒体上で角度多重して記録する際に、前記ヘッダ情報の角度多重度を、前記メイン情報の角度多重度よりも少なく設定して、前記ヘッダ情報を前記ホログラム記録層の記録トラック上に記録することを特徴とするホログラム記録方法である。

また、請求項２記載の発明は、情報がホログラム記録層に記録されたホログラム記録媒体を再生するホログラム再生方法において、
前記ホログラム記録媒体のホログラム記録層の記録トラック上に参照光のみを出射する参照光出射ステップと、
前記参照光出射ステップで出射された前記参照光が前記ホログラム記録層で回折された再生光を、複数のフォトディテクタが二次元的に配列された撮像素子（ＣＣＤ）で光電変換して再生するホログラム再生ステップと、
再生時に前記ホログラム記録媒体の反りを検出する反り検出ステップと、
前記ホログラム記録媒体の反りに応じて前記撮像素子の傾き角度を制御するＣＣＤ傾き角度制御ステップと、
を有することを特徴とするホログラム再生方法である。

更に、請求項３記載の発明は、情報がホログラム記録層に記録されたホログラム記録媒体を再生するホログラム再生装置において、
前記ホログラム記録媒体のホログラム記録層の記録トラック上に参照光のみを出射する参照光用ヘッドと、
前記参照光用ヘッドから出射された前記参照光が前記ホログラム記録層で回折された再生光を、二次元的に配列された複数のフォトディテクタで光電変換して再生する撮像素子（ＣＣＤ）と、
再生時に前記ホログラム記録媒体の反りを検出する反り検出手段と、
前記ホログラム記録媒体の反りに応じて前記撮像素子の傾き角度を制御するＣＣＤ傾き角度制御手段と、
を備えたことを特徴とするホログラム再生装置である。

請求項１記載のホログラム記録方法によると、参照光と、複数の画素が二次元的に配列された空間光変調器で記録信号に応じて光変調された記録光とを、ホログラム記録媒体のホログラム記録層の記録トラック上の同一位置に照射して、両光により情報をホログラム記録層に干渉縞の形態で記録するにあたって、とくに、情報は、記録条件を示すヘッダ情報と、このヘッダ情報に続いて記録されるメイン情報とからなり、空間光変調器で記録光を生成する際に、ヘッダ情報を形成する画素の面積を、メイン情報を形成する画素の面積よりも大きく設定して、ヘッダ情報をホログラム記録層の記録トラック上に記録するか、及び／又は、ホログラム記録媒体上で角度多重して記録する際に、ヘッダ情報の角度多重度を、メイン情報の角度多重度よりも少なく設定して、ヘッダ情報をホログラム記録層の記録トラック上に記録しているので、ヘッダ情報はメイン情報よりも低密度に記録することになり、この結果、ヘッダ情報をホログラム記録媒体上に信頼性良く確実に記録でき、これに伴って、ホログラム記録媒体上に記録したヘッダ情報を再生する時に重要となるヘッダ情報を信頼性良く確実に再生できる。

また、請求項２及び請求項３載のホログラム再生方法及びホログラム再生装置によると、情報がホログラム記録層に記録されたホログラム記録媒体の記録トラック上に参照光のみを照射して、参照光がホログラム記録層で回折された再生光を、複数のフォトディテクタが二次元的に配列された撮像素子（ＣＣＤ）で光電変換して再生する際に、とくに、ホログラム記録媒体の反りを検出し、このホログラム記録媒体の反りに応じて撮像素子（ＣＣＤ）の傾き角度を制御しているので、ホログラム記録媒体の反りが生じていてもホログラム記録層に記録された情報を信頼性良く確実に再生することができる。

以下に本発明に係るホログラム記録方法、ホログラム再生方法、ホログラム再生装置の一実施例を図１〜図１０を参照して詳細に説明する。

図１は本発明に係るホログラム記録方法、ホログラム再生方法、ホログラム再生装置に適用されるホログラム記録媒体を説明するために断面して示した縦断面図であり、（ａ）は光透過型のホログラム記録媒体を示し、（ｂ）は光反射型のホログラム記録媒体を示した図、
図２は図１（ａ），（ｂ）に示した基板の一方の面上に形成した凸状のランドと凹状のグルーブとを平面的に示した平面図であり、（ａ）は凸状のランドと凹状のグルーブとを略直線的に形成した場合を示し、（ｂ）は凸状のランドと凹状のグルーブとをウォブリングさせて形成した場合を示した図、
図３は本発明に係るホログラム記録方法及びホログラム再生方法に適用されるホログラム記録再生装置を示した構成図、
図４は図３に示した空間光変調器及び記録信号出力部を拡大して示した図、
図５は図３に示したホログラム記録再生装置において、記録用光ヘッドを用いて、光透過型のホログラムディスク上に角度多重記録を行う状態を示した斜視図、
図６は本発明に係るホログラム記録再方法において、角度多重記録を説明するために摸式的に示した図であり、（ａ）は０°の場合、（ｂ）は４５°の場合、（ｃ）は９０°の場合、（ｄ）は０°＋４５°＋９０°の場合をそれぞれ示した平面図、
図７は本発明に係るホログラム記録方法において、空間光変調器の液晶部内を摸式的にした図であり、（ａ）はヘッダ情報を低密度で記録する場合を示し、（ｂ）はメイン情報を高密度で記録する場合を示した図、
図８は角度多重記録したホログラムディスクを再生した時の信号特性を模式的に示した図であり、（ａ）は２０°ごとに角度多重（１８角度多重）した場合を示し、（ｂ）は５°ごとに角度多重（７２角度多重）した場合を示した図、
図９はホログラムディスクの反り状態を説明するための図であり、（ａ）はホログラムディスクの反りを模式的に示し、（ｂ）はディスクの反りによる光検出器上での受光状態を模式的に示した図、
図１０は低密度記録したヘッダ情報及び高密度記録したメイン情報に対して、ディスク傾き角度に対する再生出力を示した図である。

本発明に係るホログラム記録方法、ホログラム再生方法、ホログラム再生装置を説明する前に、ここで用いられるホログラム記録媒体について図１（ａ），（ｂ）及び図２を用いて説明する。

尚、この実施例で用いられるホログラム記録媒体は、外形が円盤状又はカード状に形成されて、光透過型又は光反射型として形成されており、ホログラム記録再生装置が光透過型に構成されている場合には光透過型のホログラム記録媒体を用い、一方、ホログラム記録再生装置が光反射型に構成されている場合には光反射型のホログラム記録媒体を用いるようになっているが、以下の説明では円盤状のホログラムディスクとして構成した例について説明する。

まず、図１（ａ）に示した如く、光透過型のホログラムディスク１Ａは、基板２Ａが光透過性を有するポリカーボネートやポリスチレンなどの透明な樹脂材を用いてディスク直径が１２０ｍｍ程度に円盤状に形成されており、且つ、中心部に孔径が１５ｍｍの中心孔２ａが貫通して穿設されている共に、基板厚さは０．５ｍｍから１．２ｍｍの間から選択されている。

また、基板２Ａは、一方の面２ｂ側が、後述の図３で説明するようにホログラム記録再生装置１０の記録用光ヘッド２０内に設けた光ピックアップ部３０から出射された第１基準波長λ１として例えば５３０ｎｍ程度の制御用レーザービームＬｂと、記録用光ヘッド２０内に設けたホログラム記録部４０から出射された第２基準波長λ２として例えば４００ｎｍ程度の記録光Ｌｒ及び参照光Ｌｓとが入射する側に設定され、且つ、一方の面２ｂと対向する他方の面２ｃ側が、上記した参照光Ｌをホログラム記録層４で回折した後に透過させた再生光Ｌｐを出射させる側に設定されているので、光透過型として構成されている。

また、基板２Ａは、一方の面２ｂ上に記録トラックと対応するランド２ｂ１が凸状に形成され、この左右に隣り合せてグルーブ（溝）２ｂ２が凹状に形成されており、且つ、凸状のランド２ｂ１と凹状のグルーブ２ｂ２とがディスク径方向に対して交互に繰り返しながら中心孔２ａを中心にして内周から外周にかけて螺旋状（又は同心円状）に形成されている。そして、基板２Ａの一方の面２ｂ上に半透過金属反射膜３Ａとホログラム記録層４と保護層５とが順に成膜されている。

この際、基板２Ａの一方の面２ｂ上に成膜した半透過金属反射膜３Ａは、第１基準波長λ１として例えば５３０ｎｍ程度の制御用レーザービームＬｂを反射させ、且つ、第２基準波長λ２として例えば４００ｎｍ程度の再生光Ｌｐを透過させるように波長選択性を有している。

また、半透過金属反射膜３Ａ上に成膜したホログラム記録層４は、紫外線硬化樹脂などが使用され、ホログラム媒質の厚みが約１ｍｍ程度と厚く成膜されているので、保護層５側から入射させた記録光Ｌｒ及び参照光Ｌｓにより紫外線硬化樹脂が硬化することで干渉縞が厚いグレーティング、いわゆるブラックグレーティングとして記録されるために、後述するように角度多重記録が可能となり、大容量の情報がホログラム記録できるようになっている。

また、ホログラム記録層４上に成膜した保護層５は、ホログラム記録層４を保護すると共に、記録光Ｌｒ及び参照光Ｌｓによる各レーザー光に対して充分な光透過性を有するプラスチック樹脂の中から選定されると共に、温度や湿度によっても膨張収縮や変形が少ないものが選定されており、基板２Ａと同じ材料を用いることで実質的に基板厚さが厚くなり、温度や湿度に対して反りが生じにくい構造とすることができる。

また、基板２Ａの他方の面２ｃは平坦に形成されており、この他方の面２ｃ側が後述の図３で説明するようにホログラム記録再生装置１０内に回転自在に設けたターンテーブル１２上に載置されるようになっている。

次に、図１（ｂ）に示した如く、光反射型のホログラムディスク１Ｂは、基板２Ｂがポリカーボネートやポリスチレンなどの透明又は不透明な樹脂材を用いて上記した基板２Ａと同様な形状に形成されており、この基板２Ｂでは再生光Ｌｐが透過しないために樹脂材中にガラス繊維などの無機充填材を混合させることができるので、温度や湿度に対して反りが生じにくい構造とすることができる。

また、基板２Ｂは、一方の面２ｂ側が光透過型の場合と同様に制御用レーザービームＬｂと記録光Ｌｒ及び参照光Ｌｓとが入射するものの、光透過型の場合と異なって制御用レーザービームＬｂと、参照光Ｌをホログラム記録層４で回折した後に反射させた再生光Ｌｐとが出射する側に設定されているので、光反射型として構成されている。

また、基板２Ｂは、一方の面２ｂ上に記録トラックと対応するランド２ｂ１が凸状に形成され、この左右に隣り合わせてグルーブ２ｂ２が凹状に形成されており、且つ、凸状のランド２ｂ１と凹状のグルーブ２ｂ２とがディスク径方向に対して交互に繰り返しながら中心孔２ａを中心にして内周から外周にかけて螺旋状（又は同心円状）に形成されている。そして、基板２Ｂの一方の面２ｂ上に金属反射層３Ｂとホログラム記録層４と保護層５とが順に成膜されており、基板２Ｂの一方の面２ｂとホログラム記録層４との間にアルミとか銀や金などの金属反射層３Ｂを成膜することで制御用レーザービームＬｂ及び再生光Ｌｐを反射さることができる点が光透過型に対して異なっているだけである。

ここで、基板２Ａ又は基板２Ｂの一方の面２ｂ上に形成される凸状のランド２ｂ１と凹状のグルーブ２ｂ２のうちで、記録トラックと対応する凸状のランド２ｂ１に対してアドレス情報が必要となるものであり、このアドレス情報を予め記録しておく方法として図２（ａ）に示した形態と、図２（ｂ）に示した形態のいずれか一方を採用している。

即ち、図２（ａ）に拡大して示した如く、基板２Ａ又は基板２Ｂ上で記録トラックと対応する凸状のランド２ｂ１と、記録トラックに対してガードバンドとして機能する凹状のグルーブ２ｂ２とがそれぞれ所定の幅Ｗを持って所定のピッチＰで交互に略直線的に形成されている時に、凸状のランド２ｂ１が一部切断された部位に記録トラックへのアドレス情報を示すアドレスピット列２ｂ３が予め形成されている。

尚、この実施例では、凸状のランド２ｂ１を情報を記録する記録トラックとして以下説明するが、凹状のグルーブ２ｂ２を記録トラックとすることも可能であり、この場合には凸状のランド２ｂ１を記録トラックに対してガードバンドとして機能させれば良い。

上記したアドレスピット列２ｂ３は、ピットの長さ及び周期，ピットの位置の組み合わせにより記録トラックのアドレス情報を示し、更に、ピットの位置の違いによる相対的な位置の差や後述する光ピックアップ部３０（図３）内の光検出器３７に入射するアドレスピット列２ｂ３の相対的な光強度の差を利用して、ホログラムディスク１Ａの傾きが検出できるような工夫が盛り込まれている。

また、凸状のランド２ｂ１及び凹状のグルーブ２ｂ２の各幅Ｗは、凸状のランド２ｂ１と対応した記録トラック上に記録光Ｌｒと参照光Ｌｓとによりスポット状に記録される情報量と、後述するホログラム記録部４０（図３）内の第２半導体レーザー４１の第２基準波長λ２と、第１，第２集光レンズ４６，５３の各開口数（ＮＡ）とによって設定されている。

また、凸状のランド２ｂ１を記録トラックと対応させた時に、凸状のランド２ｂ１上に成膜したホログラム記録層部位が記録トラックとなり、この記録トラック上にメイン情報Ｍに対する記録条件を示すヘッダ情報Ｈと、このヘッダ情報Ｈに続いてメイン情報Ｍとが記録されるようになっている。

この際、上記したヘッダ情報Ｈは、メイン情報Ｍに対応して、記録日時，記録時の気温，記録時のレーザー光の波長情報，記録容量，角度多重記録時の記録角度情報などの記録条件を示す記録条件情報が記録されるものであり、このヘッダ情報Ｈは後述するようにメイン情報Ｍよりも記録密度を低密度に設定することで、ヘッダ情報Ｈを信頼性良く確実に記録することができ、これに伴って、記録済みのヘッダ情報Ｈを信頼性良く確実に再生できるようになっている。

また、ヘッダ情報Ｈの後に記録されるメイン情報Ｍは、映像情報とか音楽情報であり、このメイン情報Ｍは後述するように角度多重して高密度に記録されている。

一方、図２（ｂ）に拡大して示した如く、基板２Ａ又は基板２Ｂの一方の面２ｂ上で記録トラックと対応する凸状のランド２ｂ１と、記録トラックに対してガードバンドとして機能する凹状のグルーブ２ｂ２とがそれぞれ所定の幅Ｗを持って所定のピッチＰで交互に周波数変調によりウォブリングされている時に、ウォブリングにより記録トラックへのアドレス情報を示すことが可能となるものであり、この場合にも凸状のランド２ｂ１上に成膜したホログラム記録層部位が記録トラックとなり、この記録トラック上にメイン情報Ｍに対する記録条件を示すヘッダ情報Ｈと、このヘッダ情報Ｈに続いてメイン情報Ｍとが記録されるようになっている。尚、この場合でも、凹状のグルーブ２ｂ２を記録トラックとすることも可能である。

次に、本発明に係るホログラム記録方法及びホログラム再生方法に適用されるホログラム記録再生装置１０について図３を用いて説明する。

図３に示したホログラム記録再生装置１０は、先に図１（ａ）を用いて説明した光透過型のホログラムディスク１Ａに対して記録時にこのホログラムディスク１Ａの基板２Ａの一方の面２ｂ側に設けた記録用光ヘッド２０により図２に示したヘッダ情報Ｈ及びメイン情報Ｍをホログラム記録可能に構成され、再生時に光透過型のホログラムディスク１Ａの基板２Ａの他方の面２ｃ側に設けた再生用光ヘッド６０により光透過型のホログラムディスク１Ａに記録されたヘッダ情報Ｈ及びメイン情報Ｍを再生可能に構成されている。

尚、先に図１（ｂ）を用いて説明した光反射型のホログラムディスク１Ｂを適用する場合には、再生用光ヘッド６０を記録用光ヘッド２０と同じように基板２Ｂの一方の面２ｂ｛図１（ｂ）｝側に配置すれば良いものであり、光反射型のホログラムディスク１Ｂへの記録動作及び再生動作は光透過型のホログラムディスク１Ａと基本的に同じであるので説明を省略する。

また、ホログラムディスク１Ａ（又は１Ｂ）に対して記録のみを行う場合には、記録用光ヘッド２０のみを備えてホログラム記録装置として構成すれば良い。

更に、ホログラムディスク１Ａ（又は１Ｂ）に対して再生のみを行う場合には、参照光のみをホログラムディスク１Ａ（又は１Ｂ）上に照射する参照光用ヘッド（図示せず）と、参照光をホログラムディスク１Ａ（又は１Ｂ）内のホログラム記録層４で回折させた再生光Ｌｐを再生する再生用光ヘッド６０とを備えてホログラム再生装置として構成すれば良い。

ここで、上記したホログラム記録再生装置１０では、光透過型のホログラムディスク１Ａの基板２Ａの他方の面２ｃ側がスピンドルモータ１１の軸に取り付けたターンテーブル１２上に載置され、且つ、中心孔２ａ内にターンテーブル１２のチャッキング部１２ａが嵌合することで、ホログラムディスク１Ａがターンテーブル１２と一体に回転自在になっている。

また、光透過型のホログラムディスク１Ａの基板２Ａの一方の面２ｂ上に半透過金属反射膜３Ａとホログラム記録層４と保護層５とが順に成膜された状態で、保護層５の上方に記録用光ヘッド２０が不図示の第１送り機構部によってホログラムディスク１Ａの径方向に移動自在に設けられている。

また、ホログラムディスク１Ａの基板２Ａの他方の面２ｃの下方に再生用光ヘッド６０がホログラムディスク１Ａを挟んで記録用光ヘッド２０と対向してこの記録用光ヘッドと送り方向の位相を合わせながら不図示の第２送り機構部によって記録用光ヘッド２０と同じ方向に移動自在に設けられている。

ここで、上記した記録用光ヘッド２０は、箱状に形成された記録用ヘッド筺体２１の下面２１ａの中央部位が開口されており、且つ、この記録用ヘッド筺体２１の内部に、記録トラックと対応する凸状のランド２ｂ１のアドレス情報を読み取ると共に、この記録トラックに対してトラッキング制御とフォーカス制御とを行うための光ピックアップ部３０と、ホログラムディスク１Ａのホログラム記録層４に情報を記録するためのホログラム記録部４０とが設けられている。

また、記録用ヘッド筺体２１の外部上面２１ｂには、不図示の制御部からの指令に基づいてこの記録用ヘッド筺体２１の回転中心Ｏを中心にして記録用光ヘッド２０を回転させるための回転駆動部２２が取り付けられ、且つ、記録用ヘッド筺体２１の外部側面２１ｃ，２１ｄにトラッキングコイル２３とフォーカスコイル２４とが取り付けられている。

まず、記録用光ヘッド２０の内部の中心部位に設けられた光ピックアップ部３０では、第１半導体レーザー３１から第１基準波長λ１として例えば５３０ｎｍ程度の第１レーザー光Ｌ１が出射されている。

そして、第１半導体レーザー３１から出射された第１レーザー光Ｌ１は直線偏光の発散光であり、この発散光がコリメーターレンズ３２で平行光に変換された後に偏光ビームスプリッタ３３に入射される。ここで、第１半導体レーザー３１から出射された第１レーザー光Ｌ１の偏光方向を例えばＰ偏光光としているために、偏光ビームスプリッタ３３内に入射された第１レーザー光Ｌ１は偏光分離特性を有する半透過反射膜３３ａを透過してλ／４位相板３４に入射され、このλ／４位相板３４を透過して円偏光となる。この際、λ／４位相板３４は第１基準波長λ１の第１レーザー光Ｌ１を透過させる時にλ１／４の位相差を与えるものである。

更に、λ／４位相板３４を透過した第１レーザー光Ｌ１は、対物レンズ３５に入射され、この対物レンズ３５で第１レーザー光Ｌ１を絞って得た制御用レーザービームＬｂをホログラムディスク１Ａの保護層５側から入射させて、凸状のランド２ｂ１上の記録トラック部位にスポット状に照射している。

この後、ホログラムディスク１Ａの基板２Ａの一方の面２ｂに成膜した凸状のランド２ｂ１上の半透過金属反射膜３Ａで反射された制御用レーザービームＬｂの戻り光は、上記とは逆に、対物レンズ３５，λ／４位相板３４を順に通過し、このλ／４位相板３４を通過する時に９０°偏光面が変わったＳ偏光光となり、偏光ビームスプリッタ３３内の偏光分離特性を有する半透過反射膜３３ａで反射されて略９０°方向を転じられた後に、制御用レーザービームＬｂの戻り光が検出レンズ３６を経て複数の検出領域を有する光検出器３７で受光され、この光検出器３７で検出された検出信号３７ａを不図示のサーボ回路で演算して、トラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号と凸状のランド２ｂ１に対応したアドレス情報とを得ている。

そして、トラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号とをトラッキングコイル２３とフォーカスコイル２４とに供給することで、記録用光ヘッド２０をトラッキング方向とフォーカス方向とに制御すると共に、アドレス情報を読み取って記録用光ヘッド２０をアドレス情報と対応した記録トラック部位に移動させている。

次に、記録用光ヘッド２０の内部に設けられたホログラム記録部４０では、第２半導体レーザー４１から第２基準波長λ２として例えば４００ｎｍ程度の第２レーザー光Ｌ２が出射されている。尚、第２半導体レーザー４１から出射される第２レーザー光Ｌ２の第２基準波長λ２はホログラム記録層４の材質に応じて選択すれば良いものである。

また、第２半導体レーザー４１の近傍には、過熱／冷却器４２が設けられており、この過熱／冷却器４２は、後述する再生用光ヘッド６０を用いてホログラムディスク１Ａを再生した時に、ヘッダ情報Ｈ（図２）に記録された記録時の気温や記録時のレーザー光の波長情報を解読して、解読した情報に基づいて第２半導体レーザー４１を加熱又は冷却することで、第２レーザー光Ｌ２の第２基準波長λ２を記録時と同じ波長に制御するようになっている。

そして、第２半導体レーザー４１から出射された第２レーザー光Ｌ２も直線偏光の発散光であり、この発散光がコリメーターレンズ４３で平行光に変換された後に半透過反射ミラー４４に入射されて、この半透過反射ミラー４４により第２レーザー光Ｌ２が２分割され、半透過反射ミラー４４で反射された一方の光線Ｌ２ａは参照光用となり、且つ、半透過反射ミラー４４を透過した他方の光線Ｌ２ｂは信号光用となる。

そして、参照光用となる一方の光線Ｌ２ａは、第１反射ミラー４５で記録用ヘッド筺体２１内の中心部に向かうように反射された後に、第１集光レンズ４６で絞られて参照光Ｌｓとして、光透過型のホログラムディスク１Ａ上に入射される。

また、信号光用となる他方の光線Ｌ２ｂは、第２反射ミラー４７で記録用ヘッド筺体２１内の中心部に向かうように反射された後に、液晶表示パネル（ＬＣＤ）などを用いた空間光変調器４８の裏面に入射される。

上記した空間光変調器４８は、図４に拡大して示した如く、２枚の透明電極４９，５０との間に、画素と対応する小さな液晶セル５１ａを複数縦横に二次元的に配列した液晶部５１が介装されており、光透過型に構成されている。従って、空間光変調器４８内には、複数の液晶セル５１ａによって複数の画素が二次元的に配列されていることになる。

また、空間光変調器４８の裏面側に配置された透明電極４９と記録信号出力部５２との間には水平方向の信号線Ｈｓが接続され、且つ、空間光変調器４８の表面側に配置された透明電極５０と記録信号出力部５２との間には垂直方向の信号線Ｖｓが接続されており、記録信号出力部５２からの記録信号Ｒｓ（図３）を信号線Ｈｓ，Ｖｓを介して各透明電極４９，５０に供給することで、二次元的に配列した各液晶セル５１ａに記録信号Ｒｓに応じた各電圧が印加され、各液晶セル５１ａの間の各電位差により各液晶セル５１ａの液晶の分子配列が生じて光透過率が変化するので、液晶部５１に１画面分の情報が濃淡でオンオフ表示されようになっている。

この際、液晶部５１内の各液晶セル５１ａは、例えば縦横１ｍｍ×１ｍｍの面積内に１０００セル×１０００セルが配列されていれば、１画面分の情報として１Ｍビットの情報を同時に二次元的に表示できる。また、空間光変調器４８に印加される記録信号Ｒｓ（図３）は、ヘッダ情報Ｈとメイン情報Ｍであり、両情報Ｈ，Ｍ共に空間光変調器４８で光変調されている。

図３に戻り、空間光変調器４８の裏面に入射した信号光用となる他方の光線Ｌ２ｂは、記録信号Ｒｓに応じて光変調されて、空間光変調器４８の表面から出射された後に、第２集光レンズ５３で絞られて記録光（信号光）Ｌｒとして、光透過型のホログラムディスク１Ａ上に入射される。

この際、参照光Ｌｓと記録光Ｌｒは、記録用ヘッド筺体２１の回転中心Ｏを中心にして略左右対称の入射角を持って光透過型のホログラムディスク１Ａの基板２Ａ上に成膜した保護層５を介してホログラム記録層４に入射され、且つ、参照光Ｌｓと記録光Ｌｒは、ホログラムディスク１Ａの基板２Ａに形成したランド２ｂ１と対応する記録トラック部位上の同一位置（同一領域）に集光されて、参照光Ｌｓと、１画面分の記録光Ｌｒとにより１画面分の情報が干渉縞の形態でホログラム記録層４に記録される。

ここで、上記した記録用光ヘッド２０を用いて光透過型のホログラムディスク１Ａ上に各種の情報を記録する本発明に係るホログラム記録方法について図５及び図６を用いて説明する。

図５に示した如く、上記した記録用光ヘッド２０は、前述したように、不図示の制御部からの指令に基づいて記録用ヘッド筺体２１の上面２１ｂに取り付けた回転機構部２２により記録用ヘッド筺体２１の回転中心Ｏを中心にして回転自在になっている。

この際、記録用光ヘッド２０は、前述したように、記録用ヘッド筺体２１内に設けた光ピックアップ部３０（図３）により、光透過型のホログラムディスク１Ａの基板２Ａ上に形成されたランド２ｂ１と対応した記録トラック部位に対してトラッキング制御とフォーカス制御とが行われた状態で、記録用光ヘッド２０から出射された参照光Ｌｓと記録光Ｌｒとが記録トラック部位の点Ｐ上に照射されていると共に、記録用光ヘッド２０の回転に伴って記録用光ヘッド２０から出射された参照光Ｌｓ及び記録光Ｌｒも、記録トラック部位の点Ｐを中心にして一体的に回転自在になっている。

そして、記録用光ヘッド２０により角度多重記録を行う場合に、光透過型のホログラムディスク１Ａの基板２Ａ上に成膜したホログラム記録層４は、前述したようにホログラム媒質の厚みが約１ｍｍ程度と厚く成膜されているので、記録トラック部位にスポット状に照射した参照光Ｌｓと記録光Ｌｒとによる光スポットの面積内で各種の情報がホログラム媒質の厚み方向に向かって微小な回折格子の集合体として記録でき、且つ、同一位置（同一領域）で記録角度を変えることで多量の情報が記録できる。

具体的に説明すると、まず、図６（ａ）に示した如く、基準記録角度となる０°で示されている位置でランド２ｂ１と対応した記録トラック部位の点Ｐ上にホログラム記録を行う。

次の動作として、図６（ｂ）に示した如く、記録用光ヘッド２０を現在の位置を中心として例えば４５°回転させて、上記したランド２ｂ１と対応した記録トラック部位の点Ｐ上に４５°の角度でホログラム記録する。この時、記録用光ヘッド２０全体が回転するので、光ピックアップ部３０（図３）からの制御用レーザービームＬｂと、ホログラム記録部４０（図３）からの参照光Ｌｓ及び記録光Ｌｒとからなる３つの光束の相対位置は変化しない。

更に、次の動作として、図６（ｃ）に示した如く、記録用光ヘッド２０を現在の位置を中心として例えば４５°回転させることで、記録用光ヘッド２０を図６（ａ）に示した初めの位置より９０°回転させることになり、上記したランド２ｂ１と対応した記録トラック部位の点Ｐ上に９０°の角度でホログラム記録を行う。

上記の様にして同一位置で記録角度を順次違えて記録をすると、図６（ｄ）に示した如く、上記したランド２ｂ１と対応した記録トラック部位の点Ｐ上に、０°＋４５°＋９０°からなる３多重の情報が記録されたこととなる。角度多重記録はこの様にしてなされるが、今回の説明は記録用光ヘッド２０全体が回転するように説明をしたが、これに限ることなく、例えば光ピックアップ部３０（図３）を中心にしてホログラム記録部４０（図３）が回転することにより記録が行われる構造であっても同様な多重記録がなされることは自明である。

ここで、記録用光ヘッド２０を用いて光透過型のホログラムディスク１Ａの基板２Ａに形成したランド２ｂ１と対応する記録トラック部位にヘッダ情報Ｈをメイン情報Ｍよりも前方に記録する場合には、先に説明したように、ヘッダ情報Ｈは、記録日時，記録時の気温，記録時のレーザー光の波長情報，記録容量，角度多重記録時の記録角度情報などの記録条件情報であるので、ヘッダ情報Ｈに対する１画面分の情報量が後述するメイン情報Ｍに比べて大幅に少ない。このヘッダ情報Ｈは、再生時に重要な記録条件情報であるので信頼性を高める必要がある。

そこで、本発明に係るホログラム記録方法では、空間光変調器４８で記録光Ｌｒを生成する際に、ヘッダ情報Ｈを形成する一つの画素の面積を、メイン情報Ｈを形成する一つの画素の面積よりも大きく設定して、ヘッダ情報Ｈをホログラム記録層４の記録トラック上に記録するか、及び／又は、ホログラムディスク１Ａ（又は１Ｂ）上で角度多重して記録する際に、ヘッダ情報Ｈの角度多重度を、メイン情報Ｍの角度多重度よりも少なく設定して、ヘッダ情報Ｈをホログラム記録層４の記録トラック上に記録することを特徴としていおり、これにより、ヘッダ情報Ｈをメイン情報Ｍよりも低密度で記録することができる。

具体的に説明すると、図７（ａ）に模式的に示した如く、空間光変調器４８の液晶部５１は、前述したように、例えば縦横１ｍｍ×１ｍｍの面積内に１０００セル×１０００セルが配列されているので、ヘッダ情報Ｈに対する一つの画素を１０セル×１０セルをまとめて１ドットとして割り当てれば、縦横が１０ドット×１０ドットとなり、ヘッダ情報Ｈを形成する一つの画素の面積が液晶セル５１ａを１００個集めて大きくなったことと等価になり、後述するように、ヘッダ情報Ｈを形成する一つの画素の面積は、メイン情報Ｍを形成する一つの画素の面積よりも大きく設定されることになる。

そして、この状態で記録するようにヘッダ情報Ｈを記録信号出力部５２（図４）を介して空間光変調器４８に供給して、ヘッダ情報Ｈに対応する記録信号Ｒｓにより液晶部５１内の複数の液晶セル５１ａを駆動すれば、空間光変調器４８により光変調されたヘッダ情報Ｈをホログラム記録層４に低密度で信頼性を持って記録できるので、再生時にヘッダ情報Ｈを信頼性良く確実に再生できる。

この際、ヘッダ情報Ｈを低密度で記録する時に、このヘッダ情報Ｈに対しては角度多重記録を行わずに基準記録角度となる０°の位置のみで記録すれば、再生時にヘッダ情報Ｈをクロストークなく確実に再生できるので、より一層信頼性を高めることができる。

尚、上記とは異なって、ヘッダ情報Ｈを角度多重して記録する場合には、ヘッダ情報Ｈの角度多重度を、メイン情報Ｍの角度多重度よりも少なく設定すれば良い。

一方、記録用光ヘッド２０を用いて光透過型のホログラムディスク１Ａの基板２Ａに形成したランド２ｂ１と対応する記録トラック部位にメイン情報Ｍをヘッダ情報Ｈの後に続いて記録する場合には、先に説明したように、メイン情報Ｍは、映像情報とか音楽情報であるので、メイン情報Ｍに対する１画面分の情報量がヘッダ情報Ｈに比べて大幅に多い。

従って、図７（ｂ）に模式的に示した如く、メイン情報Ｍを空間光変調器４８に供給する時には、液晶部５１内に例えば縦横１ｍｍ×１ｍｍの面積内に１０００セル×１０００セルが配列されているので、メイン情報Ｍに対する一つの画素を各セルを１ドットとすれば、縦横が１０００ドッド×１０００ドットとなり、メイン情報Ｍを形成する一つの画素の面積は一つの液晶セル５１ａの面積と等価になる。

そして、この状態で記録するようにメイン情報Ｍを記録信号出力部５２（図４）を介して空間光変調器４８に供給して、メイン情報Ｍに対応する記録信号Ｒｓにより液晶部５１内の複数の液晶セル５１ａを駆動すれば、空間光変調器４８により光変調されたメイン情報Ｍを高密度で記録できる。

この際、メイン情報Ｍを高密度に記録する時に、このメイン情報Ｍに対しては角度多重記録を行うことで多量の情報を記録できる。

再び図３に戻り、光透過型のホログラムディスク１Ａの基板２Ａの他方の面２ｃの下方に設けた再生用光ヘッド６０は、再生用ヘッド筺体６１の内部に、基板２Ａを透過した再生光Ｌｐを平行光に変換する対物レンズ６２と、この対物レンズ６２を通過した平行光を受光するＣＣＤなどによる撮像素子６３とが設けられている。

上記した撮像素子（ＣＣＤ）６３は、空間光変調器４８の液晶部５１の液晶セル５１ａの数量と対応して、内部に画素数が少なくとも１０００個×１０００個のフォトディテクタを縦横に二次元的に配列したものであり、各フォディテクタで検出した各光量を光電変換した撮像信号６３ａを再生信号処理部６４に送っている。この際、撮像素子６３は、再生光Ｌｐにより角度多重して記録された１画面分の情報を検出できる面積を有していれば、再生用光ヘッド６０を回転させる必要はない。

更に、再生用光ヘッド６０の外部には、ＣＣＤ傾き角度可変駆動部６５が取り付けられており、後述するようにホログラムディスク１Ａに反りが発生していてもＣＣＤ傾き角度可変駆動部６５で再生光Ｌｐが最良の状態で検出できるように撮像素子（ＣＣＤ）６３の傾き角度を再生用ヘッド筺体６１ごと制御している。尚、ＣＣＤ傾き角度可変駆動部６５は、再生用ヘッド筺体６１を介して撮像素子６３の傾き角度を制御することなく、撮像素子６３に対して直接傾き制御するように取り付けても良い。

次に、上記のように構成した再生用光ヘッド６０を用いて光透過型のホログラムディスク１Ａを再生する場合には、参照光Ｌｓと再生光Ｌｐとを用いているものの、記録光Ｌｒは必要ないので、空間光変調器４８の液晶部５１が有するシャッタ機能を動作させるか、記録光Ｌｒの出射側に不図示のシャッタ機構を取り付けて動作させることで、記録光Ｌｒを遮断すれば良い。

そして、再生時には、記録用光ヘッド２０と再生用光ヘッド６０とが光透過型のホログラムディスク１Ａを介して互いに同一位置で対向するように両ヘッド２０，６０に対して位置制御した上で、記録用光ヘッド２０内に設けたホログラム記録部４０から出射された参照光Ｌｓのみを光透過型のホログラムディスク１Ａ上に照射する。

この後、参照光Ｌｓは、ホログラム記録層４内に記録された微小な回折格子の集合体によりブラック回折されて再生光Ｌｐとなり、この再生光Ｌｐが半透過金属反射膜３Ａ，光透過性基板２Ａを順に透過した後に、再生用光ヘッド６０内の対物レンズ６２に入射され、この対物レンズ６２で平行光に変換された後に撮像素子６３で受光されて、撮像素子６３で光電変換して出力された撮像信号６３ａが再生信号処理部６４で処理されている。

この際、ホログムディスク１Ａ上で記録トラックに記録したヘッダ情報Ｈをメイン情報Ｍよりも先に読み取っており、このヘッダ情報Ｈは前述したようにメイン情報Ｍよりも低密度に記録されているので、これに対応して撮像素子６３内の各フォディテクタでも低密度で受光するので、ヘッダ情報Ｈを信頼性良く確実に読み取ることができる。

更に、このヘッダ情報Ｈ内に記録された記録時の気温や記録時のレーザー波長を解読し、解読した情報を基にしてホログラム記録部４０内の加熱／冷却器４２で第２半導体レーザー４１を加熱又は冷却して、この第２半導体レーザー４１の第２基準波長λ２が記録時の波長と同じ値になるように参照光Ｌｓを制御している。この際、第２半導体レーザー４１の温度に対する第２基準波長λ２との関係は、ホログラム記録再生装置１０内に予め記憶させておけば良いものである。

ここで、先に説明したように、ヘッダ情報Ｈは角度多重記録を行っていないが、メイン情報Ｍは記録トラック部位の同一位置（同一領域）で角度多重記録を行っている。

この際、角度多重した光透過型のホログラムディスク１Ａを再生する場合に、記録時の記録用光ヘッド２０と再生時の再生用光ヘッド６０との間で位置の差がない場合、記録時の信号は１００％再生時の信号として検出することができる。

しかしながら、例えばＡさんの記録装置で記録をしたホログラムディスク１Ａを、Ｂさんの再生装置で再生するというように記録装置と再生装置とが異なっていたりすると、記録用光ヘッド２０の記録位置と再生用光ヘッド６０の再生位置との相対関係は正しく同一でなく、少し異なっているのが一般的である。また、ホログラムディスク１Ａの偏心度合いも影響してくる。

この様に、記録時に記録した位置で正しく信号が再生されず、記録位置と再生位置の相対位置が少しずれた場合に再生出力の変化が生じる。即ち、記録時に比べて再生時に再生位置が少しずれていたとすると、記録されていた信号の再生出力は減少する。再生出力がある程度減少した後には隣の角度で記録した信号の再生出力が増加してくることとなる。

つまり、記録時に記録した角度位置に再生用光ヘッド６０が一致しないと、再生信号出力が減少したり、又は、隣の角度で記録した情報を読み取ってしまう現象が生じてくる。読み取りたい再生信号にその隣の再生信号が混入してくる減少は、一般的にクロストークと呼ばれ、再生信号品質を劣化させる因子として、取り扱われている。

そして、再生信号とクロストーク信号との関係は、図８（ａ），（ｂ）でもわかるとおり、角度多重度の増加により著しく劣化してくる。つまり角度多重度が増すに従い、記録時と再生時との再生光線位置が正しく一致をしないと正しい信号の再生が困難となり、悪い場合は隣の角度の再生信号を読み取ってとってしまう事態も生じてしまう。

具体的に説明すると、図８（ａ），（ｂ）において、横軸に記録時の回転角度を示し、縦軸に再生出力を示した場合に、図８（ａ）は２０°ごとに角度多重して記録をした場合のメイン情報Ｍの再生出力特性であり、つまり３６０°を１８分割した１８角度多重に相当する。この図８（ａ）において、再生時の角度が５°ずれると、メイン情報Ｍの再生出力は１／２に低下するが、隣の角度に記録してあるメイン情報Ｍの出力は１／１０以下なので、充分にメイン情報Ｍの再生が行われることが理解される。

一方、図８（ｂ）は５°ごとに角度多重して記録をした場合の再生出力特性であり、つまり３６０°を７２分割した７２角度多重に相当する。この図８（ｂ）において、再生角度が５°ずれた場合にメイン情報Ｍの再生出力は図８（ａ）の場合と同様に１／２となるが、角度５°の所に記録してあるメイン情報Ｍと再生が重なってしまう。このことは、記録時に比べ回転角度が５°変動したら、隣のメイン情報Ｍを読み取ってしまい、必要なメイン情報Ｍを得ることができなくなってしまうことを示している。この場合にメイン情報Ｍの再生出力を正しく再生するためには、隣のメイン情報Ｍからの漏れ光がメイン情報Ｍの１／１０となる角度はおおよそ、１°程度であることがわかる。

つまり、７２角度多重を行った場合、記録されたメイン情報Ｍをたとえば他の再生装置で再生をしようとした場合、その再生用光ヘッド６０の読み取り誤差は１°以下の精度で再現していないといけないこととなる。これより、記録時の角度多重度が増加すればするほど、ホログラムディスク１Ａと再生装置間の取り付け誤差量を減少させなければならないことを示している。

この様な角度多重度の数とクロストークとの関係は、ホログラムディスク１Ａの感度曲線や、ホログラム記録再生装置１０（図３）に使用する対物レンズ６２の開口数（ＮＡ）などに依存する。また、角度に対して急峻な再生出力変化量を示すことの出来るシステムであれば、角度多重度を増加させることが可能であるが、反対に、充分な再生出力の得られる回転角度が狭くなるために、角度多重度の何番目の多重データなのかを瞬時に判別することは困難となる。

しかしながら、この実施例では、記録トラック上でメイン情報Ｍよりも先に再生されるヘッダ情報Ｈを低密度に記録し、且つ、このヘッダ情報Ｈに対しては角度多重記録を行わないようにしておけば、ヘッダ情報Ｈはクロストークなく確実に信頼性良く読み取り易くなることは理解される。各種の実験によると、メイン情報Ｍの角度多重度に対し、先頭部分のヘッダ情報Ｈは、角度多重記録しないか、あるいは、角度多重記録した場合にメイン情報Ｍの角度多重度に対して角度多重度を１／１０以下となるようにヘッダ情報の角度多重度をメイン情報の角度多重度よりも少なく設定しておけば、ホログラム記録再生装置１０（図３）が変わっても先頭部分のヘッダ情報Ｈの読み取り誤差は、１／３以下となる効果が生じる。

次に、光透過型のホログラムディスク１Ａの再生時に、このホログラムディスク１Ａが記録時に比べて反りが生じていることがある。

即ち、図９（ａ）に示したように、回転自在なターンテーブル１２上に載置した光透過型のホログラムディスク１Ａに反りがない時を０°とすると、上反りした場合にはディスク傾きがα°となる一方、下反りした場合にはディスク傾きが−α°となる。

この際、光透過型のホログラムディスク１Ａの上方から参照光Ｌｓを入射させて、下方から再生光Ｌｐを取り出した時に、この再生光Ｌｐはディスク傾きに応じて曲げられてしまう。

この様に、ホログラムディスク１Ａはその構成上微少ではあるが、記録再生時の周囲の温度湿度状況や保管時の保管方法、例えばホログラムディスク１Ａを水平に保持していたか、垂直に保持していたかと言うような保管形態により、時々刻々とホログラムディスク１Ａの反り状態が変化している。反りの状態によって、ホログラムディスク１Ａを再生した時に、再生光Ｌｐの出射方向は、再生用光ヘッド６０内に設けた撮像素子６３に対してホログラムディスク１Ａが近づいているか遠ざかっているかで、ホログラムディスク１Ａが「上反り」「下反り」と呼称する状態となっている。

そして、再生用光ヘッド６０を用いて、再生光Ｌｐを再生用ヘッド筺体６１内に設けた対物レンズ６２を介して撮像素子６３で受光した時に、図９（ｂ）に拡大して示した如く、ホログラムディスク１Ａに反りがなければ撮像素子６３内の各フォトディテクタ６３ｂのうちで正規な位置となる例えばＢの位置で受光できるものの、上反りがある場合には正規な位置からずれた斜め上方のＡの位置で受光する一方、下反りがある場合には正規な位置からずれた斜め下方のＣの位置で受光することになるので、上反り又は下反りがある場合に再生エラーを引き起こしてしまう。

このようにホログラムディスク１Ａに反りが生じている時に、低密度で記録されたヘッダ情報Ｈは、先に図７（ａ）を用いて説明したように、空間光変調器４８の液晶部５１が例えば１ｍｍ×１ｍｍ内で１０００セル×１０００セルからなっていても、同一面積内で１ドットが１０セル×１０セルの情報に割り当てられているので、この空間光変調器４８の液晶部５１と対応した再生用光ヘッド６０内の撮像素子６３でも１０×１０のフォトディテクタのどこかに１ドットの再生光Ｌｐが照射されれば正しい情報が出力されることとなるので、ヘッダ情報Ｈを信頼性良く確実に読み取ることができる。

一方、高密度で記録されたメイン情報は、ホログラムディスク１Ａに反りが生じている時には再生エラーを引き起こしてしまう。

ここで、図１０には、低密度記録したヘッダ情報Ｈ及び高密度記録したメイン情報Ｍに対して、ディスク傾き角度に対する再生出力を示している。

この図１０において、低密度記録したヘッダ情報Ｈは、ホログラムディスク１Ａが０．０６°程度傾いても再生出力の低下が６０％程度に抑えることができるものの、高密度記録したメイン情報Ｍは、ホログラムディスク１Ａが０．０４°程度傾くと再生出力が２０％程度まで低下してしまい、つまり残りの８０％の光は隣接したフォトディテクタに到達していることになり、その結果として正しいメイン情報Ｍが検出できなく、正しく再生されない欠点が存在していた。

そこで、この実施例では、ホログラムディスク１Ａの反りに対応して、再生用光ヘッド６０内に設けた撮像素子６３からの撮像信号６３ａを再生信号処理部６４に入力した時に、この撮像信号６３ａの値が最大となるようにＣＣＤ傾き角度可変駆動部６５で撮像素子（ＣＣＤ）６３の傾き角度を制御している。この際、上記した再生信号処理部６４から再生信号を不図示の比較回路により比較して撮像信号６３ａの最大値を検出しており、再生信号処理部６４及び不図示の比較回路がホログラムディスク１Ａの反りを検出する反り検出手段となっている。

また、上記とは異なって、光ピックアップ部３０内に設けた光検出器３７によりアドレスピット列２ｂ３を検出して、光検出器３７からの検出信号３７ａを不図示のサーボ回路で読み込むことで、この光検出器３７に入射するアドレスピット列２ｂ３の相対的な光強度の差を利用して、ホログラムディスク１Ａの傾きを検出することが可能になり、このホログラムディスク１Ａの傾きに応じてＣＣＤ傾き角度可変駆動部６５で撮像素子（ＣＣＤ）６３の傾き角度を制御するようにしても良い。この場合には、光ピックアップ部３０及び不図示のサーボ回路がホログラムディスク１Ａの反りを検出する反り検出手段となっている。

このように、ホログラムディスク１Ａの反りの発生程度に応じてＣＣＤ傾き角度可変駆動部６５で撮像素子（ＣＣＤ）６３の傾き角度を制御することにより、とくに、高密度記録したメイン情報Ｍを撮像素子（ＣＣＤ）６３で正確に読み取ることができる。

尚、ヘッダ情報Ｈは、情報記録時に自動的に形成されるようにホログラム記録再生装置１０内にシーケンス動作を組み込んで置いても良いし、ホログラムディスク１Ａ内にヘッダ領域としての領域を予め指定して置いても良い。

更に尚、ヘッダ情報Ｈとメイン情報Ｍとの記録密度差は、この実施例では、１対１００の割合に設定した場合を説明したが、これに限ることなく、記録密度差が多ければ多いほど、ホログラムディスク１Ａの反りにより、ヘッダ情報Ｈが読み取れなくなることが無くなる。

また、ホログラムディスク１Ａ（又は１Ｂ）中で、凸状のランド２ｂ１と、凹状のグルーブ２ｂ２とについては、凸状のランド２ｂ１に記録トラックのアドレス情報が記録してある場合について述べたが、これに限らず、凹状のグルーブ２ｂ２に記録してあって等価である。また、凸状のランド２ｂ１及び凹状のグルーブ２ｂ２は、フォーカス，トラッキング用のレーザービームＬｂが入射する方向に対しての溝の形状を述べている。

また、角度多重内容について、本発明では、記録トラックのある定位置において、記録用光学ヘッド２０を回転させ記録した場合を述べたが、これに限ることなく、記録トラック上での記録再生光学スポット径以下のステップで、記録トラック上を走査し記録することも可能であり、本発明の技術的思想はどちらの方法に対しても有効に作用する。

本発明に係るホログラム記録方法、ホログラム再生方法、ホログラム再生装置に適用されるホログラム記録媒体を説明するために断面して示した縦断面図であり、（ａ）は光透過型のホログラム記録媒体を示し、（ｂ）は光反射型のホログラム記録媒体を示した図である。 図１（ａ），（ｂ）に示した基板の一方の面上に形成した凸状のランドと凹状のグルーブとを平面的に示した平面図であり、（ａ）は凸状のランドと凹状のグルーブとを略直線的に形成した場合を示し、（ｂ）は凸状のランドと凹状のグルーブとをウォブリングさせて形成した場合を示した図である。 本発明に係るホログラム記録方法及びホログラム再生方法に適用されるホログラム記録再生装置を示した構成図である。 図３に示した空間光変調器及び記録信号出力部を拡大して示した図である。 図３に示したホログラム記録再生装置において、記録用光ヘッドを用いて、光透過型のホログラムディスク上に角度多重記録を行う状態を示した斜視図である。 本発明に係るホログラム記録再方法において、角度多重記録を説明するために摸式的に示した図であり、（ａ）は０°の場合、（ｂ）は４５°の場合、（ｃ）は９０°の場合、（ｄ）は０°＋４５°＋９０°の場合をそれぞれ示した平面図である。 本発明に係るホログラム記録方法において、空間光変調器の液晶部内を摸式的にした図であり、（ａ）はヘッダ情報を低密度で記録する場合を示し、（ｂ）はメイン情報を高密度で記録する場合を示した図である。 角度多重記録したホログラムディスクを再生した時の信号特性を模式的に示した図であり、（ａ）は２０°ごとに角度多重（１８角度多重）した場合を示し、（ｂ）は５°ごとに角度多重（７２角度多重）した場合を示した図である。 ホログラムディスクの反り状態を説明するための図であり、（ａ）はホログラムディスクの反りを模式的に示し、（ｂ）はディスクの反りによる光検出器上での受光状態を模式的に示した図である。 低密度記録したヘッダ情報及び高密度記録したメイン情報に対して、ディスク傾き角度に対する再生出力を示した図である。

符号の説明

１Ａ…光透過型のホログラムディスク、
１Ｂ…光反射型のホログラムディスク、
２Ａ，２Ｂ…基板、２ａ…中心孔、
２ｂ…一方の面、２ｂ１…ランド、２ｂ２…グルーブ、２ｂ３…アドレスピット列、
２ｃ…他方の面、
３Ａ…半透過金属反射膜、３Ｂ…金属反射層、４…ホログラム記録層、５…保護層、
１０…ホログラム記録再生装置、
１１…スピンドルモータ、１２…ターンテーブル、
２０…記録用光ヘッド、
２１…記録用ヘッド筺体、２２…回転駆動部、
２３…トラッキングコイル、２４…フォーカスコイル、
３０…光ピックアップ部、
３１…第１半導体レーザー、３２…コリメーターレンズ、
３３…偏光ビームスプリッタ、３４…λ／４位相板、３５…対物レンズ、
３６…検出レンズ、３７…光検出器、３７ａ…検出信号、
４０…ホログラム記録部、
４１…第２半導体レーザー、４２…過熱／冷却器、４３…コリメーターレンズ、
４４…半透過反射ミラー、４５…第１反射ミラー、４６…第１集光レンズ、
４７…第２反射ミラー、４８…空間光変調器、４９，５０…透明電極、
５１…液晶部、５１ａ…液晶セル（画素）、５２…記録信号出力部、
５３…第２集光レンズ、
６０…再生用光ヘッド、
６１…再生用ヘッド筺体、６２…対物レンズ、
６３…撮像素子（ＣＣＤ）、６３ａ…撮像信号、６３ｂ…フォトディテクタ、
６４…再生信号処理部、６５…ＣＣＤ傾き角度可変駆動部、
Ｈ…ヘッダ情報、Ｍ…メイン情報、
Ｌ１…第１半導体レーザーから出射された第１レーザー光、
Ｌ２…第２半導体レーザーから出射された第２レーザー光、
Ｌｒ…記録光（信号光）、Ｌｓ…参照光、Ｌｐ…再生光、
Ｏ…記録用ヘッド筺体の回転中心、Ｐ…記録トラック上の点、
Ｒｓ…記録信号。

Claims (3)

1. 参照光と、複数の画素が二次元的に配列された空間光変調器で記録信号に応じて光変調された記録光とを、ホログラム記録媒体のホログラム記録層の記録トラック上の同一位置に照射して、両光により情報を前記ホログラム記録層に干渉縞の形態で記録するホログラム記録方法において、
   前記情報は、記録条件を示すヘッダ情報と、このヘッダ情報に続いて記録されるメイン情報とからなり、
   前記空間光変調器で前記記録光を生成する際に、前記ヘッダ情報を形成する画素の面積を、前記メイン情報を形成する画素の面積よりも大きく設定して、前記ヘッダ情報を前記ホログラム記録層の記録トラック上に記録するか、及び／又は、前記ホログラム記録媒体上で角度多重して記録する際に、前記ヘッダ情報の角度多重度を、前記メイン情報の角度多重度よりも少なく設定して、前記ヘッダ情報を前記ホログラム記録層の記録トラック上に記録することを特徴とするホログラム記録方法。
2. 情報がホログラム記録層に記録されたホログラム記録媒体を再生するホログラム再生方法において、
   前記ホログラム記録媒体のホログラム記録層の記録トラック上に参照光のみを出射する参照光出射ステップと、
   前記参照光出射ステップで出射された前記参照光が前記ホログラム記録層で回折された再生光を、複数のフォトディテクタが二次元的に配列された撮像素子（ＣＣＤ）で光電変換して再生するホログラム再生ステップと、
   再生時に前記ホログラム記録媒体の反りを検出する反り検出ステップと、
   前記ホログラム記録媒体の反りに応じて前記撮像素子の傾き角度を制御するＣＣＤ傾き角度制御ステップと、
   を有することを特徴とするホログラム再生方法。
3. 情報がホログラム記録層に記録されたホログラム記録媒体を再生するホログラム再生装置において、
   前記ホログラム記録媒体のホログラム記録層の記録トラック上に参照光のみを出射する参照光用ヘッドと、
   前記参照光用ヘッドから出射された前記参照光が前記ホログラム記録層で回折された再生光を、二次元的に配列された複数のフォトディテクタで光電変換して再生する撮像素子（ＣＣＤ）と、
   再生時に前記ホログラム記録媒体の反りを検出する反り検出手段と、
   前記ホログラム記録媒体の反りに応じて前記撮像素子の傾き角度を制御するＣＣＤ傾き角度制御手段と、
   を備えたことを特徴とするホログラム再生装置。

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