JP2013064810A - ホログラフィックメモリ再生装置、ホログラフィックメモリ再生方法およびホログラム記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】
情報が記録された記録媒体を装置から取り外し、再度取り付けた場合に再生品質を確保するために、記録時と再生時とで記録媒体の取り付け角度を一致させなければならないという課題があった。
【解決手段】
ホログラム記録媒体から情報を再生する光情報記録再生装置において、光検出器によりホログラム記録媒体から反射した参照光の光検出器上の位置を検出し、検出した位置情報を基に前記ホログラム記録媒体の傾きを検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ホログラフィを用いて記録媒体から情報を再生する装置および方法、およびホログラム記録媒体に関する。

現在、青紫色半導体レーザを用いた、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（ＴＭ）規格により、民生用においても５０ＧＢ程度の記録密度を持つ光ディスクの商品化が可能となってきた。今後は、光ディスクでも１００ＧＢ〜１ＴＢというＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）容量と同程度まで大容量化が望まれる。

しかしながら、このような超高密度を光ディスクで実現するためには、短波長化と対物レンズ高ＮＡ化による高密度化技術とは異なる新しい方式による高密度化技術が必要である。

次世代のストレージ技術に関する研究が行われる中、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録するホログラム記録技術が注目を集めている。

ホログラム記録技術とは、空間光変調器により２次元的に変調されたページデータの情報を有する信号光を、記録媒体の内部で参照光と重ね合わせ、その時に生じる干渉縞パターンによって記録媒体内に屈折率変調を生じさせることで情報を記録媒体に記録する技術である。

情報の再生時には、記録時に用いた参照光を記録媒体に照射すると、記録媒体中に記録されているホログラムが回折格子のように作用して回折光を生じる。この回折光が記録した信号光と位相情報を含めて同一の光として再生される。

再生された信号光は、ＣＭＯＳやＣＣＤなどの光検出器を用いて２次元的に高速に検出される。このようにホログラム記録技術は、１つのホログラムによって２次元的な情報を一気に光記録媒体に記録し、さらにこの情報を再生することを可能とするものであり、そして、記録媒体のある場所に複数のページデータを重ね書きすることができるため、大容量かつ高速な情報の記録再生を果たすことができる。

特開２００７−２５６９４９（特許文献１）には「ホログラフィックメモリ媒体に、ラジアルチルト方向の基準入射角度を規定するための基準チルトホログラムを記録しておく。記録／再生動作時には、まず、基準チルトホログラムの記録位置に参照光を照射し、その受光状態から、ラジアルチルト方向における参照光の基準入射角度（基準角度Ｓｒ）を検出する。そして、ホログラフィックメモリ媒体をラジアルチルト方向に変位させるチルトアクチュエータ１９を駆動制御して、参照光のラジアルチルト方向の入射角度を基準角度Ｓｒに整合させる。しかる後、ホログラフィックメモリ媒体に信号光および参照光を照射して、記録／再生動作を実行する。」（要約）が記載されている。

特開２００７−２５６９４９

情報が記録された記録媒体を装置から取り外し、再度取り付けた場合に再生品質が劣化するという問題があった。原因の一つとして記録媒体を再度取り付けた場合に記録時の記録媒体の取り付け角度からずれてしまっていることが挙げられる。このため、記録時と再生時とで記録媒体の取り付け角度を一致させなければならないという課題があった。

しかしながら、特許文献１の従来技術の場合、基準チルトホログラムを記録する必要があり、これを記録媒体の製造業者で行う場合はコストの増大のおそれがある。また、ユーザが行う場合は基準チルトのホログラムが記録される際に記録媒体に傾きがあると傾いた状態が基準となるおそれがある。

本発明の目的は、基準となるホログラムや追加の装置構成を用いずとも記録媒体の傾きを検出する手段を提供することにより、一度装置から取り外した記録媒体を再度取り付けた場合に良好な品質で再生可能とすることにある。

上記課題は、例えば請求項の範囲に記載の発明により解決される。

本発明によれば、基準となるホログラムや追加の装置構成を用いずに記録媒体の傾きを検出することが可能となり、一度装置から取り外した記録媒体を再度取り付けた場合に良好な品質で再生可能となる。

ホログラム記録媒体の傾きを検出するための原理を示した図 光情報記録再生装置の実施例を表す概略図 光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図 光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図 光情報記録再生装置の動作フローの実施例を表す概略図 ホログラム記録媒体の傾きを検出するために用いる参照光がホログラム記録媒体で反射する位置を示した図 第１の実施例におけるホログラム記録媒体の傾き検出を行うための動作フローの一例を示した図 第２の実施例におけるホログラム記録媒体の傾き検出を行うための動作フローの一例を示した図 第３の実施例におけるピックアップの構成を示した図 第３の実施例におけるホログラム記録媒体の傾きを検出するための原理を示した図 第４の実施例において参照光の基準となる角度をオフセットさせるための動作フローの一例を示した図 基準となる角度をオフセットさせる量を示した図

以下、本発明の実施例について説明する。

本発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。図２はホログラフィを利用してデジタル情報を記録および／または再生するホログラム記録媒体の記録再生装置を示すブロック図である。

光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、再生用参照光光学系１２、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４、回転モータ５０、およびディスクチルト機構９０を備えており、ホログラム記録媒体１は回転モータ５０によって回転することと、ディスクチルト機構９０によって傾きを補正することが可能な構成となっている。

ピックアップ１１は、参照光と信号光をホログラム記録媒体１に出射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録媒体に記録する役割を果たす。この際、記録する情報信号はコントローラ８９によって信号生成回路８６を介してピックアップ１１内の空間光変調器に送り込まれ、信号光は空間光変調器によって変調される。

ホログラム記録媒体１に記録した情報を再生する場合は、ピックアップ１１から出射された参照光を記録時とは逆の向きにホログラム記録媒体に入射させる光波を再生用参照光光学系１２にて生成する。再生用参照光によって再生される再生光をピックアップ１１内の後述する光検出器によって検出し、信号処理回路８５によって信号を再生する。

ホログラム記録媒体１に照射する参照光と信号光の照射時間は、ピックアップ１１内のシャッタの開閉時間をコントローラ８９によってシャッタ制御回路８７を介して制御することで調整できる。

キュア光学系１３は、ホログラム記録媒体１のプリキュアおよびポストキュアに用いる光ビームを生成する役割を果たす。プリキュアとは、ホログラム記録媒体１内の所望の位置に情報を記録する際、所望位置に参照光と信号光を照射する前に予め所定の光ビームを照射する前工程である。ポストキュアとは、ホログラム記録媒体１内の所望の位置に情報を記録した後、該所望の位置に追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程である。

ディスク回転角度検出用光学系１４は、ホログラム記録媒体１の回転角度を検出するために用いられる。ホログラム記録媒体１を所定の回転角度に調整する場合は、ディスク回転角度検出用光学系１４によって回転角度に応じた信号を検出し、検出された信号を用いてコントローラ８９によってディスク回転モータ制御回路８８を介してホログラム記録媒体１の回転角度を制御する事が出来る。

ホログラム記録媒体１を所定の傾きに調整するために、後述する記録媒体の角度検出を行い、検出した信号を用いてコントローラ８９によってディスクチルト制御回路９１を介してディスクチルト機構９０を駆動することでホログラム記録媒体１の傾きを制御することができる。

光源駆動回路８２からは所定の光源駆動電流がピックアップ１１、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４内の光源に供給され、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光することができる。

また、ピックアップ１１、そして、ディスクキュア光学系１３は、ホログラム記録媒体１の半径方向に位置をスライドできる機構が設けられており、アクセス制御回路８１を介して位置制御がおこなわれる。

ところで、ホログラフィの角度多重の原理を利用した記録技術は、参照光角度のずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。

従って、ピックアップ１１内に、参照光角度のずれ量を検出する機構を設けて、サーボ信号生成回路８３にてサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御回路８４を介して該ずれ量を補正するためのサーボ機構を光情報記録再生装置１０内に備えることが必要となる。

また、ピックアップ１１、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４は、いくつかの光学系構成または全ての光学系構成をひとつに纏めて簡素化しても構わない。

図３は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における記録原理を示したものである。光源２０１を出射した光ビームはコリメートレンズ２０２を透過し、シャッタ２０３に入射する。シャッタ２０３が開いている時は、光ビームはシャッタ２０３を通過した後、例えば２分の１波長板などで構成される光学素子２０４によってｐ偏光とｓ偏光の光量比が所望の比になるようになど偏光方向が制御された後、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）プリズム２０５に入射する。

ＰＢＳプリズム２０５を透過した光ビームは、信号光２０６として働き、ビームエキスパンダ２０８によって光ビーム径が拡大された後、位相マスク２０９、リレーレンズ２１０、ＰＢＳプリズム２１１を透過して空間光変調器２１２に入射する。

空間光変調器２１２によって情報が付加された信号光は、ＰＢＳプリズム２１１を反射し、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。その後、信号光は対物レンズ２１５によってホログラム記録媒体１に集光する。

一方、ＰＢＳプリズム２０５を反射した光ビームは参照光２０７として働き、偏光方向変換素子２１６によって記録時または再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー２１７ならびにミラー２１８を経由してガルバノミラー２１９に入射する。ガルバノミラー２１９はアクチュエータ２２０によって角度を調整可能のため、レンズ２２１とレンズ２２２を通過した後にホログラム記録媒体１に入射する参照光の入射角度を、所望の角度に設定することができる。なお、参照光の入射角度を設定するために、ガルバノミラーに代えて、参照光の波面を変換する素子を用いても構わない。

このように信号光と参照光とをホログラム記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。また、ガルバノミラー２１９によってホログラム記録媒体１に入射する参照光の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。

以降、同じ領域に参照光角度を変えて記録されたホログラムにおいて、１つ１つの参照光角度に対応したホログラムをページと呼び、同領域に角度多重されたページの集合をブックと呼ぶことにする。

図４は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における再生原理を示したものである。記録した情報を再生する場合は、前述したように参照光をホログラム記録媒体１に入射し、ホログラム記録媒体１を透過した光ビームを、アクチュエータ２２３によって角度調整可能なガルバノミラー２２４にて反射させることで、その再生用参照光を生成する。

この再生用参照光によって再生された再生光は、対物レンズ２１５、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。その後、再生光はＰＢＳプリズム２１１を透過して光検出器２２５に入射し、記録した信号を再生することができる。

図５は、光情報記録再生装置１０における記録、再生の動作フローを示したものである。ここでは、特にホログラフィを利用した記録再生に関する動作フローを説明する。

図５（ａ）は、光情報記録再生装置１０にホログラム記録媒体１を挿入した後、記録または再生の準備が完了するまでの動作フローを示し、図５（ｂ）は準備完了状態からホログラム記録媒体１に情報を記録するまでの動作フロー、図５（ｃ）は準備完了状態からホログラム記録媒体１に記録した情報を再生するまでの動作フローを示したものである。

図５（ａ）に示すように媒体を挿入すると（５０１）、光情報記録再生装置１０は、例えば挿入された媒体がホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する媒体であるかどうかディスク判別を行う（５０２）。

ディスク判別の結果、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生するホログラム記録媒体であると判断されると、光情報記録再生装置１０はホログラム記録媒体に設けられたコントロールデータを読み出し（５０３）、例えばホログラム記録媒体に関する情報や、例えば記録や再生時における各種設定条件に関する情報を取得する。

コントロールデータの読み出し後は、コントロールデータに応じた各種調整やピックアップ１１に関わる学習処理（５０４）を行い、光情報記録再生装置１０は、記録または再生の準備が完了する（５０５）。

準備完了状態から情報を記録するまでの動作フローは図５（ｂ）に示すように、まず記録するデータを受信して（５１１）、該データに応じた情報をピックアップ１１内の空間光変調器に送り込む。

その後、ホログラム記録媒体に高品質の情報を記録できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行い（５１２）、シーク動作（５１３）によりピックアップ１１ならびにキュア光学系１３の位置をホログラム記録媒体の所定の位置に配置する。

その後、キュア光学系１３から出射する光ビームを用いて所定の領域をプリキュアし（５１４）、ピックアップ１１から出射する参照光と信号光を用いてデータを記録する（５１５）。

データを記録した後は、必要に応じてデータをベリファイし（５１６）、キュア光学系１３から出射する光ビームを用いてポストキュアを行う（５１７）。

準備完了状態から記録された情報を再生するまでの動作フローは図５（ｃ）に示すように、ホログラム記録媒体から高品質の情報を再生できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行う（５２１）。その後、シーク動作（５２２）によりピックアップ１１ならびに再生用参照光光学系１２の位置をホログラム記録媒体の所定の位置に配置する。

その後、ピックアップ１１から参照光を出射し、ホログラム記録媒体に記録された情報を読み出す（５２３）。

本発明のホログラム記録媒体の傾き検出は学習処理５０４、もしくはデータ記録５１５、もしくはデータ再生５２３の中で行うことが可能である。

なお、データ再生の場合には本発明のホログラム記録媒体の傾き検出によりホログラム記録媒体の傾き調整を行った後に、さらにホログラムから回折される光を用いてホログラム記録媒体の傾きもしくはガルバノミラー２１９およびガルバノミラー２２４の傾きの微調整を行っても構わない。

図１はピックアップ１１において、ホログラム記録媒体の傾きを検出するための原理を示した図である。ここで、図３および図４におけるリレーレンズ２１３、空間フィルタ２１４、およびＰＢＳプリズム２１１は省略して図示しているが、これらの光学部品があった場合には、以降の説明において光検出器２２５で検出される像が反転するものとして考えれば問題ない。

図１（ａ）はホログラム記録媒体１に傾きが無い基準の状態を示す。参照光の角度がレンズ２２２の光軸と同一である場合に、ホログラム記録媒体１の表面で反射した参照光の角度が対物レンズ２１５の光軸と同一となる関係にあるものとする。この関係の場合、ホログラム記録媒体１で反射した参照光は対物レンズ２１５により光検出器２２５に集光し、集光する位置は対物レンズ２１５の光軸位置となる。

図１（ｂ）はホログラム記録媒体１に傾きがある場合の状態を示す。図１（ｂ）ではホログラム記録媒体の角度が図１（ａ）の基準状態からΔθだけずれているものとする。このとき、レンズ２２２の光軸を通る参照光はホログラム記録媒体１で反射した際に２Δθだけ対物レンズの光軸から傾く。対物レンズ２１５の焦点距離をｆとして光軸から２Δθだけ傾いた参照光が光検出器で光軸からΔｘだけずれて集光する場合に、一例としてΔｘ＝ｆ・ｓｉｎ２Δθの関係となっているものとする。このとき、Δθ＝｛ｓｉｎ^-１（Δｘ／ｆ）｝／２であるため、集光した光の位置を光検出器２２５で検出して算出したΔｘを用いて、ホログラム記録媒体１の基準状態からの角度ずれ量を算出することができる。

なお、ここでは、ホログラム記録媒体の傾きが無い場合に反射した参照光の角度が対物レンズ２１５の光軸と同一であるものとして説明を行ったが、必ずしも同一である必要は無く、ホログラム記録媒体の傾きが無い場合に光検出器２２５に集光する位置を基準とすれば同様の傾き検出が可能である。

なお、光検出器２２５に集光した参照光は光検出器２２５の複数の画素に跨った輝点となる場合には、輝点の重心を用いてΔｘを算出すれば良い。

なお、図５ではホログラム記録媒体１を透過する参照光は図示していないが、透過する参照光があっても構わなく、参照光の一部が反射すれば傾き検出が可能である。

図６はホログラム記録媒体の傾きを検出するために用いる参照光がホログラム記録媒体で反射する位置をホログラム記録媒体の断面で示した図である。ホログラム記録媒体１は透明保護層６０１、記録層６０２、透明保護層６０３から構成され、参照光は透明保護層６０１、記録層６０２、透明保護層６０３の順に透過するものとする。

図６（ａ）は透明保護層６０１の表面で反射した参照光をホログラム記録媒体の傾き検出に利用する例である。通常、不要反射を防止するためＡＲ（Ａｎｔｉ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コートを透明保護層６０１の表面に付けるが、僅かに参照光は反射するため、この参照光を用いてホログラム記録媒体１の傾き検出を行うことができる。また、記録再生には用いない領域に位置する透明保護層６０１の表面に反射膜を付ける、もしくはＡＲコートを付けないことによって反射させた参照光を用いて傾き検出を行っても良い。

図６（ｂ）は記録層６０２の中央の一部に反射膜６０４を配置し、反射膜６０４で反射した参照光をホログラム記録媒体の傾き検出に利用する例である。ホログラム記録媒体１の製造コストが上がるものの、ホログラム記録位置に近い領域を用いた検出が行えるため、より効果の高い傾き検出を行うことができる。

なお、この他にも透明保護層６０１と記録層６０２との界面、記録層６０２と透明保護層６０３との界面、もしくは透明保護層６０３の表面等を用いてホログラム記録媒体１の傾き検出を行うことも可能である。

図７は第１の実施例におけるホログラム記録媒体の傾き検出を行うための動作フローの一例を示した図である。処理が開始されると、まずホログラム記録媒体１の傾き検出の対象となる領域が対物レンズ２１５の光軸とレンズ２２２の光軸の交差する位置の近傍に配置されるようにディスク回転モータ制御回路８８とアクセス制御回路８１を用いて制御する（７０１）。次にディスクチルト制御回路９１により設定可能な下限の角度にホログラム記録媒体１の角度を設定する（７０２）。次に参照光をレンズ２２２の光軸と一致する角度でホログラム記録媒体１に照射する（７０３）。次にホログラム記録媒体１で反射した参照光を光検出器２２５で受光する（７０４）。次に受光した情報を基に、第１の実施例で記述した方法でホログラム記録媒体の傾きを算出する（７０５）。次にディスクチルト制御回路９１の設定角度が設定可能な上限の角度より大きいか判断を行う（７０６）。７０６で上限の角度以下であれば、ホログラム記録媒体１の傾きをディスクチルト制御回路により所定量増加させる（７０７）。７０６で上限の角度より大きい場合は、設定したホログラム記録媒体１の角度と算出されたホログラム記録媒体１の傾きとの関係からホログラム記録媒体１の傾きが最小となる設定角度を算出し、ディスクチルト制御回路９１により設定し処理を終了する（７０８）。

本実施例によれば、光情報記録再生装置１０において記録再生に必要な基本的な構成のみでホログラム記録媒体１の傾きを検出することが可能であり、一度装置から取り外した記録媒体を再度取り付けた場合に良好な品質で再生可能となる。

第２の実施例における装置構成は第１の実施例と同様である。

図８は第２の実施例におけるホログラム記録媒体の傾き検出を行うための動作フローの一例を示した図である。処理が開始されると、まずホログラム記録媒体１の傾き検出の対象となる領域が対物レンズ２１５の光軸とレンズ２２２の光軸の交差する位置の近傍に配置されるようにディスク回転モータ制御回路８８とアクセス制御回路８１を用いて制御する（８０１）。次に参照光がレンズ２２２の光軸と一致する角度でホログラム記録媒体１に照射する（８０２）。次にホログラム記録媒体１で反射した参照光を光検出器２２５で受光する（８０３）。次に受光した情報を基に、ホログラム記録媒体１の傾きを算出する（８０４）。次にホログラム記録媒体１の傾きが所定の範囲に入っているか判断を行う（８０５）。所定の範囲に入っていれば処理を終了し、入っていなければ、検出された傾きの量に応じてホログラム記録媒体の傾きをディスクチルト制御回路９１により調整する（８０６）。その後再度８０２〜８０５の処理を繰り返し、ホログラム記録媒体１の傾きが所定の範囲内に入るようにする。

本実施例によれば、光情報記録再生装置１０において記録再生に必要な基本的な構成のみでホログラム記録媒体１の傾きを検出することが可能であり、一度装置から取り外した記録媒体を再度取り付けた場合に良好な品質で再生可能となる。また、所定回数の傾き検出を行う必要が無いため、第１の実施例と比べて短時間で処理を終えられる利点がある。

図９は第３の実施例におけるピックアップ１１の構成を示した図である。図９において、光源９０１を出射した光ビームはコリメートレンズ９０２を透過し、シャッタ９０３に入射する。シャッタ９０３が開いている時は、光ビームはシャッタ９０３を通過した後、例えば１／２波長板などで構成される光学素子９０４によってｐ偏光とｓ偏光の光量比が所望の比になるように偏光方向を制御された後、偏光ビームスプリッタ９０５に入射する。

偏光ビームスプリッタ９０５を透過した光ビームは、偏光ビームスプリッタ９０７を経由して空間光変調器９０８に入射する。空間光変調器９０８によって情報を付加された信号光９０６は偏光ビームスプリッタ９０７を反射し、所定の入射角度の光ビームのみを通過させるアングルフィルタ９０９を伝播する。その後、信号光ビームは対物レンズ９１０によってホログラム記録媒体１に集光する。

一方、偏光ビームスプリッタ９０５を反射した光ビームは参照光９１２として働き、偏光方向変換素子９１９によって記録時又は再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー９１３ならびにミラー９１４を経由してレンズ９１５に入射する。レンズ９１５は参照光９１２を対物レンズ９１０のバックフォーカス面に集光させる役割を果たしており、対物レンズ９１０のバックフォーカス面にて一度集光した参照光は、対物レンズ９１０によって再度、平行光となってホログラム記録媒体１に入射する。

ここで、対物レンズ９１０又は光学ブロック９２１は、例えば符号９２０に示す方向に駆動可能であり、対物レンズ９１０又は光学ブロック９２１の位置を駆動方向９２０に沿ってずらすことにより、対物レンズ９１０と対物レンズ９１０のバックフォーカス面における集光点の相対位置関係が変化するため、ホログラム記録媒体１に入射する参照光の入射角度を所望の角度に設定することができる。
なお、対物レンズ９１０又は光学ブロック９２１を駆動する代わりに、ミラー９１４をアクチュエータにより駆動することで参照光の入射角度を所望の角度に設定しても構わない。

このように、信号光と参照光をホログラム記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。また対物レンズ９１０又は光学ブロック９２１の位置を駆動方向９２０に沿ってずらすことによって、ホログラム記録媒体１に入射する参照光の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。

記録した情報を再生する場合は、前述したように参照光をホログラム記録媒体１に入射し、ホログラム記録媒体１を透過した光ビームをガルバノミラー９１６にて反射させることで、その再生用参照光を生成する。この再生用参照光によって再生された再生光は、対物レンズ９１０、アングルフィルタ９０９を伝播する。その後、再生光は偏光ビームスプリッタ９０７を透過して光検出器９１８に入射し、記録した信号を再生することができる。

図９で示した光学系は、信号光と参照光を同一の対物レンズに入射させる構成とすることで、図２で示した光学系構成に比して、大幅に小型化できる利点を有する。

図１０はピックアップ１１において、第３の実施例におけるホログラム記録媒体の傾きを検出するための原理を示した図である。図１０（ａ）はホログラム記録媒体１に傾きが無い基準の状態を示す。参照光のホログラム記録媒体１への入射角をθ_０とする。ホログラム記録媒体１に傾きが無い場合は反射した参照光と対物レンズ９１０の光軸とがなす角はθ_０となる。反射した参照光は対物レンズ９１０により集光しアングルフィルタ９０９と偏光ビームスプリッタ９０７を透過して光検出器９１８に入射する。集光した光が光検出器９１８に入射する位置と対物レンズ９１０の光軸との距離をｘ_０とする。対物レンズ９１０の焦点距離をｆとして光軸からθだけ傾いた参照光が光検出器で光軸からｘだけずれて集光する場合に、一例としてｘ＝ｆ・ｓｉｎθの関係となっているものとすると、ｘ_０＝ｆ・ｓｉｎθ_０となる。

図１０（ｂ）はホログラム記録媒体１に傾きがある場合の状態を示す。図１０（ｂ）ではホログラム記録媒体の角度が図１０（ａ）の基準状態からΔθだけずれているものとする。このとき、角度θ_０の参照光はホログラム記録媒体１で反射した際にθ_０＋２Δθだけ対物レンズの光軸から傾くため、反射した参照光が光検出器９１８に集光する位置の基準状態からのずれをΔｘとすると、ｘ＋Δｘ＝ｆ・ｓｉｎ（θ_０＋２Δθ）の関係となる。これより、Δθ＝｛ｓｉｎ^-１（（ｘ_０＋Δｘ）／ｆ）−θ_０｝／２であるため、ホログラム記録媒体１の基準状態からの角度ずれ量を算出することができる。

第３の実施例におけるホログラム記録媒体の傾き検出を行うための動作フローとしては第１の実施例や第２の実施例で用いた動作フローを適用することができる。

第４の実施例における装置構成は第１の実施例と同様である。

図１１は第４の実施例において参照光の基準となる角度をオフセットさせるための動作フローの一例を示した図である。処理が開始されると、まずホログラム記録媒体１の傾き検出の対象となる領域が対物レンズ２１５の光軸とレンズ２２２の光軸の交差する位置の近傍に配置されるようにディスク回転モータ制御回路８８とアクセス制御回路８１を用いて制御する（１１０１）。次に参照光がレンズ２２２の光軸と一致する角度でホログラム記録媒体１に照射する（１１０２）。次にホログラム記録媒体１で反射した参照光を光検出器２２５で受光する（１１０３）。次に受光した情報を基に、ホログラム記録媒体１の傾きを算出する（１１０４）。１１０２では参照光がレンズ２２２の光軸と一致する角度を基準としていたが、算出したホログラム記録媒体１の傾きの情報を基に、基準となる角度をオフセットさせて終了する（１１０５）。

図１２は図１と同様の構成において、ホログラム記録媒体の傾きの情報を基に基準となる角度をオフセットさせる量を示した図である。光情報記録媒体に傾きΔθがある場合には、図１（ｂ）で示したように参照光が光検出器で光軸からΔｘ＝ｆ・ｓｉｎ２Δθだけずれて検出される。このとき、１１０４でΔθ＝｛ｓｉｎ^-１（Δｘ／ｆ）｝／２としてホログラム記録媒体の傾きを算出することができる。１１０５で参照光の基準となる角度を図１２に示すようにΔθオフセットさせることで、ホログラム記録媒体と参照光の基準となる角度との関係を適正に保つことができる。

なお、このようにして基準となる角度をオフセットさせた場合、ホログラム記録媒体で反射した参照光は対物レンズ２１５の光軸からΔθだけずれているため、光検出器２２５上で参照光はΔｘ１＝ｆ・ｓｉｎΔθだけずれて検出される。１１０５の後にΔｘ１を検出し、意図した通りに参照光がオフセットしているかを確認しても構わない。

本実施例によれば、一度装置から取り外した記録媒体を再度取り付けた場合に良好な品質で再生可能となるだけでなく、ホログラム記録媒体の角度を制御する機構が不要となるため、低コストで光情報記録再生装置１０を構成することができる。

以上の説明では検出したホログラム記録媒体１の傾きの情報を用いてホログラム記録媒体１の傾きを補正するものとして説明を行ったが、必ずしもホログラム記録媒体１の傾き補正のために利用しなくても良く、例えば検出されたホログラム記録媒体の傾きの情報を基に光検出器における再生像の位置検出に利用しても構わない。

なお、以上の説明では参照光の多重方向と同じ方向の角度のホログラム記録媒体の傾きについて説明を行ったが、これと垂直な方向のホログラム記録媒体の傾きについても同様の原理を用いて検出可能である。

また、以上の説明では記録や再生に先立って行う学習処理における動作として説明を行ったが、記録中や再生中に同様のホログラム記録媒体の傾き検出を行い、適宜、ホログラム記録媒体の角度を制御しても構わない。記録中の場合には、通常光検出器は利用していないため、参照光の偏光状態を制御することで、ホログラム記録媒体１で反射した参照光の一部を光検出器で検出することができる。再生中の場合には、再生されたデータとホログラム記録媒体１で反射した参照光が同時に光検出器で検出されるが、反射した参照光は高い輝度で検出されるため、例えば閾値を設けて、光検出器において検出された光強度が閾値以上の画素の情報を参照光の情報と考えて傾き検出を行えば良い。

１・・・ホログラム記録媒体、１０・・・光情報記録再生装置、１１・・・ピックアップ、
１２・・・再生用参照光光学系、１３・・・ディスクＣｕｒｅ光学系、
１４・・・ディスク回転角度検出用光学系、５０・・・回転モータ、
８１・・・アクセス制御回路、８２・・・光源駆動回路、８３・・・サーボ信号生成回路、
８４・・・サーボ制御回路、８５・・・信号処理回路、８６・・・信号生成回路、
８７・・・シャッタ制御回路、８８・・・ディスク回転モータ制御回路、
８９・・・コントローラ、
２０１・・・光源、２０２・・・コリメートレンズ、２０３・・・シャッタ、
２０４・・・１／２波長板、２０５・・・偏光ビームスプリッタ、
２０６・・・信号光、２０７・・・参照光、
２０８・・・ビームエキスパンダ、２０９・・・フェーズ（位相）マスク、
２１０・・・リレーレンズ、２１１・・・偏光ビームスプリッタ、
２１２・・・空間光変調器、２１３・・・リレーレンズ、２１４・・・空間フィルタ、
２１５・・・対物レンズ、２１６・・・偏光方向変換素子、２１７・・・ミラー、
２１８・・・ミラー、２１９・・・ミラー、２２０・・・アクチュエータ、
２２１・・・レンズ、２２２・・・レンズ、２２３・・・アクチュエータ、
２２４・・・ミラー、２２５・・・光検出器
９０１・・・光源、９０２・・・コリメートレンズ、９０３・・・シャッタ、
９０４・・・偏光方向変換素子、９０５・・・偏光ビームスプリッタ、
９０６・・・信号光、９０７・・・偏光ビームスプリッタ、９０８・・・空間光変調器、
９０９・・・アングルフィルタ、９１０・・・対物レンズ、
９１１・・・アクチュエータ、９１２・・・参照光、
９１３・・・ミラー、９１４・・・ミラー、９１５・・・レンズ、
９１６・・・ミラー、９１７・・・アクチュエータ、９１８・・・光検出器、
９１９・・・偏光方向変換素子、９２０・・・駆動方向、９２１・・・光学ブロック

Claims (8)

1. 信号光と参照光との干渉パターンがページデータとして記録されているホログラム記録媒体から情報を再生するホログラフィックメモリ再生装置であって、
   レーザ光を出射するレーザ光源と、
   前記レーザ光を参照光と信号光に分離する光学素子と、
   前記参照光により再生されたページデータと前記ホログラム記録媒体で反射した参照光の強度分布とを検出する光検出器と、を備え、
   前記光検出器により前記反射した参照光の前記光検出器上の位置を検出し、検出した位置情報を基に前記ホログラム記録媒体の傾きを検出することを特徴とするホログラフィックメモリ再生装置。
2. 前記反射した参照光はホログラム記録媒体の表面で反射することを特徴とする請求項１に記載のホログラフィックメモリ再生装置。
3. 前記反射した参照光はホログラム記録媒体の記録材料の厚み方向における中央近傍で反射することを特徴とする請求項１に記載のホログラフィックメモリ再生装置。
4. 請求項１記載のホログラフィックメモリ再生装置であって、
   ホログラム記録媒体の傾きを補正するアクチュエータを備え、
   前記検出したホログラム記録媒体の傾きの情報を基に前記ホログラム記録媒体の傾きを前記アクチュエータにより補正することを特徴とする請求項１に記載のホログラフィックメモリ再生装置。
5. 請求項１記載のホログラフィックメモリ再生装置であって、
   参照光角度を調整するミラーを備え、
   前記検出したホログラム記録媒体の傾きの情報を基に前記ホログラム記録媒体の傾きを前記ミラーにより補正することを特徴とする請求項１に記載のホログラフィックメモリ再生装置。
6. 信号光と参照光とを用いたホログラフィを利用して、ホログラム記録媒体から情報を再生するホログラフィックメモリ再生方法において、
   前記ホログラム記録媒体に参照光を照射する工程と、
   前記ホログラム記録媒体において反射した参照光の強度分布を検出する工程と、
   前記検出した強度分布に基づいて前記ホログラム記録媒体の傾きを検出する工程と、を含むことを特徴とするホログラフィックメモリ再生方法。
7. 信号光と参照光との干渉パターンをページデータとして記録するホログラム記録媒体であって、
   表面の少なくとも一部に参照光を反射させるための領域を設けていることを特徴とするホログラム記録媒体。
8. 信号光と参照光との干渉パターンをページデータとして記録するホログラム記録媒体であって、
   記録材料の厚み方向の中央近傍の少なくとも一部に参照光を反射させるための領域を設けていることを特徴とするホログラム記録媒体。

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