JP2016091572A - ホログラム再生装置、ホログラム再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２つの光学素子を組み合わせて参照光角度を変更するホログラム光情報再生装置において、両光学素子に取付け誤差などに起因する直交角度のずれが生じていても、高い転送速度を維持しつつ、かつ高品質な再生を実現する。
【解決手段】信号光の光軸と記録媒体の法線を含む面内で参照光の記録媒体への照射角度を変更する第一の光角度変更部と、信号光の光軸と記録媒体の法線を含む面に対して略垂直方向の面内で参照光の照射角度を変更する第二の光角度変更部と、第一の光角度制御部の制御目標値に対して補間処理を行い、補間処理した制御目標値を第二の光角度制御部へ出力することで、第二の光角度制御部の制御目標値を制御する光角度補間処理部とを備える。
【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に関する。

ホログラムの再生では温度や吸湿によりホログラム記録媒体は膨張および収縮し、記録された回折格子の角度や間隔が変化するため、再生光の信号品質が劣化する。これを補償するためには記録媒体へと照射する参照光の入射角度を調整する必要がある。特許文献１には「本発明によれば、再生された情報光から特徴抽出量を検出して、参照光の波長及び照射角度をフィードバック制御する情報再生装置が提供される。」と記載されている。

ＷＯ２０１１／０１８８３６号公報

ホログラム光情報再生装置では再生光の信号品質を確保するためには多重記録した複数のページデータ全てにおいて再生可能な範囲内までに参照光の角度を調整しなくてはならない。１つのホログラムにおける記録の多重数を増やし、記録容量をテラバイト級に増加させることを鑑みると該参照光の入射角度の調整は数ミリ度という非常に高精度な静定精度での制御技術が必要となる。また、ホログラム光情報再生装置として再生時の転送速度の低下を防ぐためには参照光の入射角度の調整に要する時間は出来る限り短縮しなくてはならない。すなわち、ホログラム光情報再生装置では参照光の入射角度の調整を高精度かつ短時間に実施する必要がある。

ここで、参照光の記録媒体への入射角度において、図４のように参照光のページデータの多重角度を担う入射角度をブラッグ角度θ、信号光の光軸と記録媒体の法線を含む面に対して略垂直方向の面での参照光の入射角度をピッチ角度φとする。特許文献１に記載されているように、入射角度の変更をθおよびφ方向の角度にそれぞれ可動する２つの光学素子を組み合わせて実現する場合、ホログラム光情報再生装置の量産を鑑みると両光学素子の幾何学的配置に起因する直交角度のずれが生じる。例えば、図５に示すように参照光角度θを変更する光学素子の回転中心の軸が直交角度のずれがない理想的な状態の（ａ）に比較して直交角度としてΔφだけ角度ずれをもった状態の（ｂ）になった場合、図６に示すようにブラッグ角度θに応じて理想状態である状態（ａ）に対してピッチ角度φの角度ずれ量は幾何学的配置により線形的に変化することが分かっている。先述のように再生光の信号品質を確保するためには参照光の入射角度を最適な角度へと調整する必要がある。特許文献１に記載された参照光の入射角度の調整方法では入射した参照光の光記録媒体での回折により得られる再生光をＣＣＤなどの光検出器で再生画像として検出した後に輝度信号へと変換して誤差検出が行われる。解析可能な再生画像を得るためには十分な露光時間が必要となるため、転送速度を鑑みるとＣＣＤによる画像取得の回数は出来る限り少なければならない。しかし、多重記録箇所においてページごとにブラッグ角度θを変化させる度に特許文献１に記載された光検出器による調整を行う場合、転送速度が著しく低下してしまう。

そこで、本発明の目的は、２つの光学素子を組み合わせて参照光角度を変更するホログラム光情報再生装置において、両光学素子に取付け誤差などに起因する直交角度のずれがある場合であっても、高い転送速度を維持しつつ、かつ高品質な再生品質を実現することにある。

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。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、信号光と参照光を干渉させることで情報の記録が行われた記録媒体から情報を再生するホログラム再生装置であって、前記信号光の光軸と前記記録媒体の法線を含む面内で前記参照光の前記記録媒体への照射角度を変更する第一の光角度変更部と、前記信号光の光軸と前記記録媒体の法線を含む面に対して略垂直方向の面内で前記参照光の照射角度を変更する第二の光角度変更部と、前記記録情報媒体からの再生光を検出する光検出器と、前記第一の光角度変更部の駆動信号を出力する第一の光角度駆動信号出力部と、前記光検出器の出力に基づいて前記光角度駆動信号出力部を介して前記第一の光角度変更部を制御する第一の光角度制御部と、前記第二の光角度変更部の駆動信号を出力する第二の光角度駆動信号出力部と、前記第二の光角度駆動信号出力部を介して前記第二の光角度変更部を制御する第二の光角度制御部と、前記第一の光角度制御部の制御目標値に対して補間処理を行い、該補間処理した制御目標値を第二の光角度制御部へ出力することで、前記第二の光角度制御部の制御目標値を制御する光角度補間処理部と、を備える。

本発明によれば、多重記録箇所において高い転送速度を維持しつつ、かつ高品質な再生品質を実現することができる。

ホログラム光情報再生装置を示すブロック図 ホログラム光情報再生装置の記録時のピックアップを表す概略図 ホログラム光情報再生装置の再生時のピックアップを表す概略図 ホログラム記録媒体に対する参照光角度の入射角度を示す概略図 理想状態および直交角度ずれをもった場合のアクチュエータの平面図および正面図 直交角度ずれをもった場合のブラッグ角度に対するピッチ角度ずれ量を示す概略図 アクチュエータにプリズムを取り付けた場合の平面図および正面図 最適ピッチ角度調整処理を示したフローチャート 図８のステップＳ８０３におけるブラッグ角度の駆動量を示した概略図 図８のステップＳ８０４におけるブラッグ角度駆動時の光量の分布を示した概略図 図８のステップＳ８０７における最適ピッチ角度導出のためのピッチ角度に対するＩｍａｘの分布を示した概略図 ピッチ角度補正量の導出処理を示したフローチャート 図１２のステップＳ１２０６における近似直線を導出するためのブラッグ角度に対する最適ピッチ角度の分布を示した概略図 ピッチ角度離散駆動量の導出処理を示したフローチャート 図１４のステップＳ１４０７における近似曲線を導出するためのピッチ角度に対するＳＮＲの分布を示す概略図 φｍａｒｇｉｎを基にした離散駆動時の駆動目標角度を表した概略図 媒体がピッチ方向に対する面振れをもつ場合の面振れ量を示した概略図 実施例２における媒体面振れ中心角度の導出処理を示したフローチャート 図１８のステップＳ１８０６およびステップＳ１８０７でφｄｍａｘ、φｄｍｉｎおよびφｄｃｅｎｔｅｒを導出するための媒体回転角度に対する媒体ピッチ方向面振れ検出量の分布を示す概略図 φｄｃｅｎｔｅｒへチルト角度を設定した理想状態におけるピッチ角度調整範囲を示した概略図 φｄｃｅｎｔｅｒ以外へチルト角度を設定した状態におけるピッチ角度調整範囲を示した概略図 ピッチ角度補正量の導出処理の契機を示したフローチャート

以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

本発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。図１はホログラフィを利用してデジタル情報を再生するホログラム記録媒体の光情報再生装置を示すブロック図である。

ホログラム光情報再生装置１０は、入出力制御回路９０を介して外部制御装置９１と接続されている。ホログラム記録媒体１に情報を記録する場合には、ホログラム再生装置１０は外部制御装置９１から記録する情報信号を入出力制御回路９０により受信する。ホログラム記録媒体１から情報を再生する場合には、ホログラム再生装置１０は再生した情報信号を入出力制御回路９０により外部制御装置９１に送信する。

ホログラム光情報再生装置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センサ１４、半径位置検出センサ１５及びスピンドルモータ５０、半径方向搬送部５１を備えている。

スピンドルモータ５０は、その回転軸に対してホログラム記録媒体１を着脱可能な媒体着脱部（図示しない）を有しており、ホログラム記録媒体１はスピンドルモータ５０によって回転可能な構成となっている。同時にホログラム記録媒体１は半径方向搬送部５１によって、ピックアップ１１の位置を基準として、半径方向に移動可能な構成となっている。

信号光及び／または参照光が照射される位置は後述するピックアップ１１の位置によって決まり、装置に固定された位置である。本実施例においては、スピンドルモータ５０及び半径方向搬送部５１の可動部及び移動ステージ５１が、信号光及び／または参照光が照射されるホログラム記録媒体１上の位置を変更する手段として機能する。

回転角度検出センサ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。回転角度検出センサ１４は例えばホログラム記録媒体１に設けられた角度検出用マークを用いて、ホログラム記録媒体１の回転角度を検出する。回転角度検出センサ１４の出力信号は回転角度制御回路２１に入力される。信号光及び参照光の照射される回転角度を変更する場合には、回転角度制御回路２１が回転角度検出センサ１４の出力信号及びコントローラ８０からの指令信号に基づいて駆動信号を生成し、スピンドル駆動回路２２を介してスピンドルモータ５０を駆動する。これにより、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。

また、半径位置検出センサ１５は、半径方向搬送部５１の可動部の位置を検出するために用いられる。半径位置検出センサ１５は例えば所定パターンを有するスケールが固定されている位置検出パターンを用いて半径方向搬送部５１の可動部の位置を検出する。半径位置検出センサ１５の出力信号は半径位置制御回路２３に入力される。信号光及び参照光の照射される半径位置を変更する場合は、半径位置制御回路２３が半径位置検出センサ１５の出力信号及びコントローラ８０からの指令信号に基づいて駆動信号を生成し、半径位置駆動回路２４を介して半径方向搬送部５１を駆動する。これにより、ホログラム記録媒体１が半径方向に搬送され、信号光及び参照光の照射される半径位置を制御する事が出来る。
チルト角度検出センサ１６は、ホログラム記録媒体１のピッチ方向の傾きを検出するために用いられる。チルト角度検出センサ１６は例えばチルト角度検出センサの照射部からホログラム記録媒体１に光を照射してそれを検出部で受光することでホログラム記録媒体１のピッチ方向の傾きを検出する。チルト角度検出センサ１６の出力信号はチルト角度制御回路２５に入力される。ピックアップ１１に対するホログラム記録媒体１のピッチ角度を変更する場合にはチルト角度制御回路２５がチルト角度検出センサ１６の出力信号及びコントローラ８０からの指令信号に基づいて駆動信号を生成し、チルト角度駆動回路２６を介してチルト角度変更部５２を駆動する。これにより、ホログラム記録媒体のピックアップ１１に対するホログラム記録媒体１のピッチ角度を変更することが出来る。

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に照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８０によって信号生成回路８１を介してピックアップ１１内の後述する空間光変調器に送られ、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１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８２によって信号を再生する。

参照光の角度は、参照光のページデータの多重角度を担う入射角度をブラッグ角度θについてはブラッグ角度制御回路３２により駆動信号を生成し、ブラッグ角度駆動回路３３を介してピックアップ１１内の後述するアクチュエータ２２２を、信号光の光軸と記録媒体の法線を含む面に対して略垂直方向の面での参照光の入射角度をピッチ角度φについてはピッチ角度制御回路３５により駆動信号を生成し、ピッチ角度駆動回路３６を介してピックアップ１１内の後述するアクチュエータ２２０を、そして再生用参照光光学系１２内の後述するアクチュエータ２２５を駆動することで制御される。ブラッグ角度制御信号生成回路３１ではピックアップ１１及び再生用参照光光学系１２の少なくとも一方の出力信号からブラッグ角度の制御に用いるための信号を生成する。ブラッグ角度制御回路３２は、コントローラ８０からの指示に従ってブラッグ角度制御信号生成回路３１の出力信号を用いて制御を行う。同様にピッチ角度制御信号生成回路３４ではピックアップ１１及び再生用参照光光学系１２の少なくとも一方の出力信号からピッチ角度の制御に用いるための信号を生成する。ピッチ角度制御回路３４は、コントローラ８０からの指示に従ってブラッグ角度制御信号生成回路３１の出力信号を用いて制御を行う。

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２０３の開閉時間をコントローラ８０によってシャッタ制御回路３７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のプリキュア及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。プリキュア及びポストキュアに用いる光ビームは、インコヒーレントな光、即ち可干渉性（コヒーレンス）の低い光である必要があることが好ましい。

光源駆動回路３８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、キュア光学系１３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２は、ホログラム再生装置１０におけるピックアップ１１及び再生用参照光光学系１２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。再生用参照光光学系１２は、アクチュエータ２２５とミラー２２６から成る。アクチュエータ２２５は例えばガルバノメータを用いることができる。

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。

信号光２０６は位相マスク２０９を通過することによって位相情報が付加される。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を経由して光学素子２１９に入射する。光学素子２１９はアクチュエータ２２０によってピッチ角度方向に反射角度を調整可能である。光学素子２１９により反射された光ビームは光学素子２２１に入射する。光学素子２２１はアクチュエータ２２２によってブラッグ角度方向に反射角度を調整可能である。光学素子２２１により反射された光ビームは、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。例えば光学素子２２１は反射型プリズムを用いる。

なお、参照光の角度を変更する光学素子としてはミラーが一般的であるが、静定精度の向上を狙ってミラーの代わりに例えば図７のようなプリズムを用いる方法が知られている。ミラーでは全反射を利用するため、ミラー駆動部の駆動量の倍の角度の光軸角度が変化するが、プリズムでは光学設計次第で同一駆動量においてミラーよりも少ない光軸変化量とすることができる。先述のように参照光の入射角度の調整では高精度な静定精度が求められるため、静定精度の向上のためにはミラーではなくプリズムによる制御を行うことが望ましい。しかし、プリズムは厚みをもつため、その駆動を考えた場合、駆動軸周りの慣性モーメントはミラーに比較して大きくなる。一般的に慣性モーメントが大きくなるほど静定までに要する時間は長くなるので、参照光角度の調整に要する時間が長時間化し、再生時の転送速度が低下してしまう。そのため、本実施例は、光学素子２２１にプリズムを用いる場合に、とりわけ効果が大きくなる。但し、光学素子２２１にミラーを用いても構わない。

アクチュエータ２２０およびアクチュエータ２２２はガルバノメータを用いることができる。なお、参照光の入射角度を設定する目的である光学素子およびアクチュエータは参照光の波面を変換する素子を代わりに用いても構わない。

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、アクチュエータ２２２によってホログラム記録媒体１に入射する参照光のブラッグ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つのブラッグ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３は、ホログラム光情報再生装置１０におけるピックアップ１１及び再生用参照光光学系１２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２２５によって角度調整可能な光学素子２２６にて反射させることで、その再生用参照光を生成する。一方でホログラム記録媒体１に入射し、再生用参照光とは逆側に回折した光ビームは光検出器２２７によって検出される。光検出器２２７は再生用参照光を検出する光検出器２２８の光量が最大となるブラッグ角度のときに光検出器２２７で検出する光量も最大となるように位置付けされている。検出器２２７としては例えばフォトダイオードなどの光検出素子を用いることができるが、光検出器２２７側に回折した光量を検出可能であればどのような素子であっても構わない。

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２２８に入射し、記録した信号を再生することができる。光検出器２２８としては例えばＣＭＯＳイメージセンサーやＣＣＤイメージセンサーなどの撮像素子を用いることができるが、ページデータを再生可能であれば、どのような素子であっても構わない。

なお本実施例において、ブラッグ角度制御信号生成回路３２はアクチュエータ２２０に備え付けられた角度検出センサ（図示しない）の出力信号を入力として、光学素子２１９で反射したブラッグ角度を検出し、ブラッグ角度の制御に用いるための信号を生成する。同様にピッチ角度制御信号生成回路３４はアクチュエータ２２２に備え付けられた角度検出センサ（図示しない）の出力信号を入力として、光学素子２２１反射したピッチ角度を検出し、ピッチ角度の制御に用いるための信号を生成する。再生用参照光光学系１２に関しては、ブラッグ角度制御信号生成回路３１はアクチュエータ２２５に備え付けられた角度検出センサ（図示しない）の出力信号を入力として、光学素子２２６が反射した参照光の角度を検出し、参照光角度の制御に用いるための信号を生成する。アクチュエータ２２０、アクチュエータ２２２およびアクチュエータ２２５に備え付けられた角度検出センサは、例えば、光学式エンコーダを用いることができる。

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。そのため、アクチュエータ２２０に備え付けられた角度検出センサを用いずに、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別に設けて、ブラッグ角度制御信号生成回路８５が該機構の出力信号を入力として参照光角度の制御に用いるための信号を生成する構成としても構わない。

図６で示した、量産による光学素子２１９と光学素子２２１の両光学素子の幾何学的配置に起因する回転軸の直交角度のずれにより生じるブラッグ角度変化に応じたピッチ角度ずれの線形的な変化の感度を調べるために、ホログラム光情報再生装置１０は記録済みのホログラム記録媒体１がローディングされると再生の前に最適ピッチ角度の調整を行う。

本実施例における最適ピッチ角度の調整方法について図８を用いて詳細に説明する。図８は最適ピッチ角度の調整方法のフローチャートを示したものである。最適ピッチ角度調整を開始すると（ステップＳ９０１）、ホログラム光情報再生装置１０はアクチュエータ２２０を駆動してピッチ角度を調整レンジのピッチ角度の１つであるφ（ｉ）に設定する。次に図９に示すようにアクチュエータ２２２を駆動してブラッグ角度を調整レンジの最小角度から調整レンジの最大角度まで一定の角速度で駆動させる（ステップＳ８０３）。該ブラッグ角度の駆動時に光検出器２２７の検出光量を一定のサンプリング周期で取得すると、ブラッグ角度θに対して図１０における白丸のようなグラフになる。該グラフをもとにピッチ角度φ（ｉ）においてブラッグ角度を駆動させた際の光量の最大値をＩｍａｘ（ｉ）が取得できる（ステップＳ８０４）。ステップＳ８０３におけるブラッグ角度の駆動時の角速度は必ずしも一定でなくてよいが、光検出器２２７のサンプリング周期を鑑みて、十分にＩｍａｘ（ｉ）が取得可能な速度とする。また、ステップＳ８０３において取得する値は必ずしも光量最大値でなくてもよく、例えば半値幅の値等のブラッグ角度に対して光検出器が相関をもつ値であればよい。また、Ｉｍａｘ（ｉ）の値は実際のサンプリング値を基に導出した多項式等による補間から算出した値でもよい。なお、ステップＳ８０３でＩｍａｘ（ｉ）に相当するブラッグ角度θｐｅａｋは光量を最大とする最適ブラック゛角度を意味し、ｉの値に依らず、ほぼ同じ値となる。次にステップＳ８０５では現在のｉの値が最適ピッチ角度調整レンジにおける最終値のＮｉｍａｘかどうか判定する。ｉがＮｉｍａｘと等しくない場合（Ｓ８０５におけるＮｏ）はステップＳ８０６に移行し、ｉの値は１だけインクリメントされ、再度ステップＳ８０２が実施され、ｉがＮｉｍａｘと等しくなるまでステップＳ８０２からステップＳ８０５が繰り返される。ｉがＮｉｍａｘと等しい場合（Ｓ８０５におけるＹｅｓ）は、ステップＳ８０７に移行する。ステップＳ８０７移行時までに行ったＩｍａｘ（ｉ）の値を各ピッチ角度φ（ｉ）に対してプロットすると、図１１の白丸のようなグラフになる。ステップＳ８０７では該プロット点を二次関数近似し、導出した関数から二次関数の頂点におけるピッチ角度φｐｅａｋを導出する。次にステップＳ８０８ではステップＳ８０８で導出した最適ピッチ角度φｐｅａｋにアクチュエータ２２０を設定し、最適ピッチ角度調整の処理は終了する（ステップＳ８０９）。なお、最適ピッチ角度の調整は図８を用いて説明した方法に限定されるものではなく、例えば特許文献１に記載されている再生光の特徴を基にした調整方法を行っても構わない。

次に本実施例におけるピッチ角度補正量の導出処理について図１２を用いて詳細に説明する。図１２はピッチ角度補正量の導出方法のフローチャートを示したものである。ピッチ角度補正量の導出処理が開始すると（ステップＳ１２０１）、ホログラム光情報再生装置１０はアクチュエータ２２２を駆動してブラッグ角度を調整レンジのブラッグ角度の１つであるθ（ｊ）に設定する（ステップＳ１２０２）。次に図８で示した最適ピッチ角度調整処理を該ブラッグ角度θ（ｊ）において実施する（ステップＳ１２０３）。次にステップＳ１２０４では現在のｊの値がピッチ角度補正量導出処理レンジにおける最終値のＮｊｍａｘかどうか判定する。ｊがＮｊｍａｘと等しくない場合（Ｓ１２０４におけるＮｏ）はステップＳ１２０５に移行し、ｊの値は１だけインクリメントされ、再度ステップＳ１２０２が実施され、ｊがＮｊｍａｘと等しくなるまでステップＳ１２０２からステップＳ１２０４が繰り返される。ｊがＮｊｍａｘと等しい場合（Ｓ１２０４におけるＹｅｓ）は、ステップＳ１２０６に移行する。ステップＳ１２０４における判定基準であるＮｊｍａｘは少なくとも２以上の値であり、各ｊの値では対応するブラッグ角度θの最小角度から最大角度の複数の角度の値が設定される。これらステップＳ１２０６移行時までに行った複数の最適ピッチ角度φｐｅａｋの調整結果を各ブラッグ角度θ（ｊ）に対してプロットすると、例えば図１３の白丸に示す分布が得られる。ステップＳ１２０６では該白丸の分布結果から線形近似する。導出した近似直線の傾きａおよび切片ｂがブラッグ角度を変更させたときのピッチ角度補正量の設定パラメータを表す。ステップＳ１２０７では傾きａおよび切片ｂをコントローラ８０に設定し、ピッチ角度補正量導出の処理は完了する（ステップＳ１２０８）。

図１２で示したピッチ角度補正量の導出処理は、例えばホログラム記録媒体１をホログラム光情報再生装置１０にローディングした契機で行われる。該処理について図２２を用いて説明する。記録媒体ローディング時調整が開始されると（ステップＳ２２０１）、ホログラム光情報再生装置１０にホログラム記録媒体１がローディングされる（ステップＳ２２０２）、次に図１２で示したピッチ角度補正量導出処理が実施され（ステップＳ２２０３）、記録媒体ローディング時調整は終了する（ステップＳ２２０４）。なお、ピッチ角度補正量導出処理の契機は必ずしも図２２のフローチャートに限定されるものではなく、例えばホログラム光情報再生装置１０の出荷時に実施し、導出した傾きａおよび切片ｂの値をコントローラ８０に保持してもよい。

上述のようにホログラム光情報再生装置１０では再生光の信号品質を確保するためには多重記録した複数のページデータ全てにおいて再生可能な範囲内までに参照光の角度を調整しなくてはならない。再生可能な範囲とはホログラム光情報再生装置１０におけるメカ的な位置付け精度、媒体の温度変化や吸湿特性および再生ページデータの信号処理等で決定される装置固有の値である。ホログラム光情報再生装置における再生可能な最低のＳＮＲをＳＮＲｍｉｎとする。ここでＳＮＲとは記録品質を表す指標であり、値が大きいほど高い記録品質であることを表す。

ピッチ角度の制御は数ミリ度という微小な静定精度が要求されるので、本実施例におけるピッチ角度を偏光する光学素子２１９はプリズムを用いる。プリズムの駆動軸周りの慣性モーメントはミラーに比べて大きいため、ピッチ角度の調整に要する時間が長時間化し、再生時の転送速度が低下してしまう。

そこで、本実施例では図１２に基づいて導出したピッチ角度補正量φ＝ａθ＋ｂに対して常に補正は行わず、離散的に駆動することで再生時の転送速度の低下を抑える。

本実施例におけるピッチ角度の離散駆動量の導出処理について図１４を用いて詳細に説明する。図１４はピッチ角度離散駆動量の導出方法のフローチャートを示したものである。ピッチ角度離散駆動量の導出処理が開始されると（ステップＳ１４０１）、ホログラム光情報再生装置１０はアクチュエータ２２２を駆動してブラッグ角度を再生ページの最適ブラッグ角度θｐｅａｋに設定する（ステップＳ１４０２）。次にアクチュエータ２２０を駆動してピッチ角度を調整レンジのピッチ角度の１つであるφ（ｋ）に設定する（ステップＳ１４０３）。ステップＳ１４０４では該参照光角度におけるカメラ画像を光検出器２２８により取得し、該カメラ画像をコントローラ８０により信号処理し、解析結果からＳＮＲを取得する。次にステップＳ１４０５では現在のｋの値がピッチ角度離散駆動量導出処理レンジにおける最終値のＮｋｍａｘかどうか判定する。ｋがＮｋｍａｘと等しくない場合（Ｓ１４０５におけるＮｏ）はステップＳ１４０６に移行し、ｋの値は１だけインクリメントされ、再度ステップＳ１４０３が実施され、ｋがＮｋｍａｘと等しくなるまでステップＳ１４０３からステップＳ１４０５が繰り返される。ｋがＮｋｍａｘと等しい場合（Ｓ１４０５におけるＹｅｓ）は、ステップＳ１４０７に移行する。ステップＳ１４０７移行時までに行った複数のＳＮＲの導出結果を各ピッチ角度φ（ｋ）に対してプロットすると、例えば図１５の白丸に示す分布が得られる。ステップＳ１４０７では該分布をもとに該プロット点を二次関数近似し、関数を導出する。次にステップＳ１４０８ではＳＮＲｍｉｎと該二次関数の交点からピッチ角度離散駆動量φｍａｒｇｉｎを計算する。ここでφｍａｒｇｉｎは図１５に示すように二次関数の頂点におけるピッチ角度からＳＮＲｍｉｎの交点におけるピッチ角度の差を表す。次にステップＳ１４０９ではφｍａｒｇｉｎをコントローラ８０に設定し、ピッチ角度離散駆動量導出の処理は完了する（ステップＳ１４１０）。

導出したピッチ角度離散駆動量φｍａｒｇｉｎを基に本実施例ではピッチ角度を図１６に示すような離散駆動を行う。すなわち、図１２に基づいて導出したピッチ角度補正量φ＝ａθ＋ｂに対して±φｍａｒｇｉｎ以上ピッチ角度がずれるブラッグ角度になった場合にのみ、アクチュエータ２２２を駆動してブラッグ角度を変更する。

以上本実施例によれば、高い転送速度を維持しつつ、かつ高品質な再生品質を実現出来る。

実施例１では、最適ピッチ角度の調整はピッチ角度とブラッグ角度を二次元的に変更させながら光検出器２２７の検出光量が最大となるピッチ角度を探すことで行った。しかし、該最適ピッチ角度の調整は調整時に変更するピッチ角度の最少から最大までの角度範囲に最適ピッチ角度が入っていない場合、図１１で示す近似曲線が本来の正しい形状と異なり、図８のステップＳ８０７で導出されるφｐｅａｋの値が本当に最適なピッチ角度と乖離してしまう可能性がある。この場合、最適ピッチ角度の調整角度範囲を広げることで最適ピッチ角度を調整範囲内に入れることも可能だが、なんの指標もなくただ大幅に調整角度を広げてしまうと最適ピッチ角度調整に必要とする時間が長くなり、転送速度の低下につながってしまう。

最適ピッチ角度の調整に必要な調整範囲が大きくなる原因として、図１７に示すようなホログラム記録媒体１の回転角度に対する媒体のピッチ方向の面振れ量が考えられる。図１７の横軸はホログラム記録媒体１のスピンドル軸を中心とした媒体回転角度を、縦軸は媒体回転角度に対するホログラム記録媒体１の面振れ量のピッチ方向成分をそれぞれ表す。媒体の平面性は理想的にはゼロであることが望ましいがホログラム記録媒体の製造工程上、該面振れは少なからず生じてしまう。ホログラム記録媒体１の量産を鑑みた場合、該面振れ量を製造仕様として規定することで面振れ量を制限することができる。

本実施例ではホログラム記録媒体１の面振れ量を製造仕様としてφｄｍａｒｇｉｎ以内として規定しているものとする。本実施例では最適ピッチ角度の調整範囲φａｄを、少なくともφｄｍａｒｇｉｎの値以上、かつ転送速度が維持できる最小値とする、あるいは（ホログラム記録媒体１の量産を鑑みた上で可能ならば）φｄｍａｒｇｉｎの値を最適ピッチ角度の調整範囲φａｄ以下の値とすることで最適ピッチ角度調整に必要とする時間を短縮し、転送速度をできる限り維持することを前提とする。

本実施例における媒体面振れ中心角度の導出処理について図１８を用いて詳細に説明する。図１８は媒体面振れ中心角度の導出方法のフローチャートを示したものである。媒体面振れ中心角度の導出処理が開始すると（ステップＳ１８０１）、ホログラム光情報再生装置１０はスピンドルモータ５０を駆動して媒体回転角度を測定角度の１つであるω（ｌ）に設定する（ステップＳ１８０２）。ステップＳ１８０３では該媒体回転角度におけるピッチ角度検出センサ１６の出力を取得する。次にステップＳ１８０４では現在のｌの値が媒体面振れ中心角度導出処理レンジにおける最終値のＮｌｍａｘかどうか判定する。ｌがＮｌｍａｘと等しくない場合（Ｓ１８０４におけるＮｏ）はステップＳ１８０５に移行し、ｌの値は１だけインクリメントされ、再度ステップＳ１８０２が実施され、ｌがＮｌｍａｘと等しくなるまでステップＳ１８０２からステップＳ１８０４が繰り返される。ｌがＮｌｍａｘと等しい場合（Ｓ１８０４におけるＹｅｓ）は、ステップＳ１８０６に移行する。ステップＳ１８０６移行時までに行った複数のピッチ角度検出センサ１６の出力値を各媒体回転角度ω（ｌ）に対してプロットすると、例えば図１９の白丸に示す分布が得られる。該分布におけるピッチ角度検出センサ１６の出力値の最大値をφｄｍａｘ、最小値をφｄｍｉｎとして、ステップＳ１８０６ではφｄｍａｘおよびφｄｍｉｎを導出する。次にステップＳ１８０７では媒体面振れ中心角度φｄｃｅｎｔｅｒをφｄｃｅｎｔｅｒ＝（φｄｍａｘ＋φｄｍｉｎ）／２として算出する。ステップＳ１８０８では導出したφｄｃｅｎｔｅｒをチルト角度変更部５２に設定し、媒体面振れ中心角度導出処理は終了する（ステップＳ１８０９）。

図１８で示した処理で導出したφｄｃｅｎｔｅｒにチルト角度 が設定されている場合、ピッチ角度調整範囲は図２０の斜線で示した範囲になり、媒体回転角度がどの角度でもピッチ角度調整範囲内に収まっており、図８で示した最適ピッチ角度の調整を行うことが可能である。一方で、図２１に示すように設定チルト角度が媒体面振れ中心角度φｄｃｅｎｔｅｒと異なる場合、図中の二重丸で囲った一部の媒体回転角度においてはピッチ角度調整範囲外になる。

以上本実施例によれば、記録媒体に面振れがある場合であっても高い転送速度を維持しつつ、かつ高品質な再生品質を実現出来る。

なお、上述した実施例は、本発明を分り易くするために詳細に説明したものであり、そのため、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれ、例えば、必ずしも上記で説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。更に、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１・・・ホログラム記録媒体
１０・・・ホログラム光情報再生装置
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
１５・・・半径位置検出光学系
１６・・・ディスクチルト角度検出用光学系
２１・・・回転角度制御回路
２２・・・スピンドル駆動回路
２３・・・半径位置制御回路
２４・・・半径位置駆動回路
２５・・・チルト角度制御回路
２６・・・チルト角度駆動回路
３１・・・ブラッグ角度制御信号生成回路
３２・・・ブラッグ角度制御回路
３３・・・ブラッグ角度駆動回路
３４・・・ピッチ角度制御信号生成回路
３５・・・ピッチ角度制御回路
３６・・・ピッチ角度駆動回路
３７・・・シャッタ制御回路
３８・・・光源駆動回路
８０・・・コントローラ
８１・・・信号生成回路
８２・・・信号処理回路
９０・・・入出力制御回路
９１・・・外部制御装置

Claims (12)

1. 信号光と参照光を干渉させることで情報の記録が行われた記録媒体から情報を再生するホログラム再生装置であって、
   前記信号光の光軸と前記記録媒体の法線を含む面内で前記参照光の前記記録媒体への照射角度を変更する第一の光角度変更部と、
   前記信号光の光軸と前記記録媒体の法線を含む面に対して略垂直方向の面内で前記参照光の照射角度を変更する第二の光角度変更部と、
   前記記録情報媒体からの再生光を検出する光検出器と、
   前記第一の光角度変更部の駆動信号を出力する第一の光角度駆動信号出力部と、
   前記光検出器の出力に基づいて前記光角度駆動信号出力部を介して前記第一の光角度変更部を制御する第一の光角度制御部と、
   前記第二の光角度変更部の駆動信号を出力する第二の光角度駆動信号出力部と、
   前記第二の光角度駆動信号出力部を介して前記第二の光角度変更部を制御する第二の光角度制御部と、
   前記第一の光角度制御部の制御目標値に対して補間処理を行い、該補間処理した制御目標値を第二の光角度制御部へ出力することで、前記第二の光角度制御部の制御目標値を制御する光角度補間処理部と、を備えることを特徴とするホログラム再生装置。
2. 請求項１に記載のホログラム再生装置であって、
   前記補間処理とは、前記第一の光角度制御部の制御目標値に対して多項式近似で補間する処理であることを特徴とするホログラム再生装置。
3. 請求項２に記載のホログラム再生装置であって、
   前記多項式近似とは一次関数近似であることを特徴とするホログラム再生装置。
4. 請求項１に記載のホログラム再生装置であって、
   前記補間処理は、前記光検出器の出力に基づいて決定した前記第一の光角度制御部の制御目標値および前記第二の光角度制御部の制御目標値で指定可能な少なくとも２点以上の分布を基に行うことを特徴とするホログラム再生装置。
5. 請求項１に記載のホログラム再生装置であって、
   前記光角度補間処理部は、前記補間した制御目標値に対して離散的な角度間隔で前記第二の光角度制御部の制御目標値を制御することを特徴とするホログラム再生装置。
6. 請求項４に記載のホログラム再生装置であって、
   前記記録媒体を回転させる第一の媒体角度変更部と、
   前記第一の媒体角度変更部の駆動信号を出力する第一の媒体角度駆動信号出力部と、
   前記第一の媒体角度駆動信号出力部を介して前記第一の媒体角度変更部を制御する第一の媒体角度制御部と、
   前記第一の光角度変更部および前記第二の光角度変更部とは独立して固定され、前記信号光の光軸と前記記録媒体の法線を含む面に対して略垂直方向の面内で前記記録媒体の角度を変更する第二の媒体角度変更部と、
   前記第二の媒体角度変更部の駆動信号を出力する第二の媒体角度駆動信号出力部と、
   前記信号光の光軸と前記記録媒体の法線を含む面に対して略垂直方向の面内で前記記録媒体の角度を検出する第二の媒体角度検出部と、
   前記第二の媒体角度検出部の出力に基づいて前記第二の媒体角度駆動信号出力部を介して前記第二の媒体角度変更部を制御する第二の媒体角度制御部と、
   前記記録媒体を前記第一の媒体角度変更部により少なくとも一回転以上回転させた際の前記第二の媒体角度検出部の出力の最大角度と最小角度を基に中心角度を算出し、該中心角度へと前記記録媒体の第二の媒体角度変更部を制御する制御部と、を備えることを特徴とするホログラム再生装置。
7. 請求項６に記載のホログラム再生装置であって、
   前記制御部は、前記補間処理の前に、前記中心角度へと前記記録媒体の角度を制御することを特徴とするホログラム再生装置。
8. 信号光と参照光を干渉させることで情報の記録が行われた記録媒体から情報を再生するホログラム再生方法であって、
   前記記録情報媒体からの再生光を検出する光検出ステップと、
   前記信号光の光軸と前記記録媒体の法線を含む面内で前記参照光の前記記録媒体への照射角度である第一の光角度を、前記光検出ステップで検出した再生光に基づいて変更する第一の光角度変更ステップと、
   前記信号光の光軸と前記記録媒体の法線を含む面に対して略垂直方向の面内で前記参照光の照射角度である第二の光角度を変更する第二の光角度変更ステップと、
   前記第一の光角度変更ステップの制御目標値に対して補間処理を行い、該補間処理した際の前記第二の光角度変更ステップの制御目標値を用いて、前記第二の光角度を変更する光角度補間処理ステップと、
   を備えることを特徴とするホログラム再生方法。
9. 請求項８に記載のホログラム再生方法であって、
   前記補間処理とは、前記第一の光角度制御部の制御目標値に対して多項式近似で補間する処理であることを特徴とするホログラム再生方法。
10. 請求項９に記載のホログラム再生方法であって、
    前記多項式近似とは一次関数近似であることを特徴とするホログラム再生方法。
11. 請求項８に記載のホログラム再生方法であって、
    前記補間処理は、前記光検出器の出力に基づいて決定した前記第一の光角度制御部の制御目標値および前記第二の光角度制御部の制御目標値で指定可能な少なくとも２点以上の分布を基に行うことを特徴とするホログラム再生方法。
12. 請求項８に記載のホログラム再生方法であって、
    前記光角度補間処理ステップでは、前記補間した前記第一の光角度変更ステップの制御目標値に対して離散的な角度間隔で前記第二の光角度制御ステップの制御目標値を制御することを特徴とするホログラム再生方法。

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