JP4181027B2 - ホログラム記録再生装置 - Google Patents

ホログラム記録再生装置 Download PDF

Info

Publication number
JP4181027B2
JP4181027B2 JP2003422219A JP2003422219A JP4181027B2 JP 4181027 B2 JP4181027 B2 JP 4181027B2 JP 2003422219 A JP2003422219 A JP 2003422219A JP 2003422219 A JP2003422219 A JP 2003422219A JP 4181027 B2 JP4181027 B2 JP 4181027B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target value
servo
focus servo
focus
recording
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2003422219A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2005182910A (ja
Inventor
潔 立石
道一 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pioneer Corp filed Critical Pioneer Corp
Priority to JP2003422219A priority Critical patent/JP4181027B2/ja
Priority to US11/013,797 priority patent/US7492692B2/en
Publication of JP2005182910A publication Critical patent/JP2005182910A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4181027B2 publication Critical patent/JP4181027B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
    • G11B7/00772—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track on record carriers storing information in the form of optical interference patterns, e.g. holograms
    • G11B7/00781—Auxiliary information, e.g. index marks, address marks, pre-pits, gray codes
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0938—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following servo format, e.g. guide tracks, pilot signals

Landscapes

  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

本発明は、ホログラフィック記録媒体に対して情報の記録及び再生を行うホログラム記録再生装置に関する。
記録すべき情報を干渉縞としてホログラフィック記録媒体（以下、単に「記録媒体」とも呼ぶ。）に記録するホログラム記録技術が知られている。１つの方法では、記録すべき情報により光源からの光を空間変調して物体光を生成し、その物体光と参照光を記録媒体に照射する。物体光と参照光は記録媒体上で干渉縞を形成し、その干渉縞が記録媒体の記録層に記録される。一方、再生時には、記録媒体に記録された干渉縞に参照光のみを照射し、記録媒体からの検出光を２次元センサにより検出して記録情報を再生する。
光ディスクなどの情報記録と同様に、ホログラム記録においても、物体光や参照光は対物レンズなどにより記録媒体上に集光される。従って、情報の記録及び再生を正しく行うためには、記録媒体に対する対物レンズの位置を制御するいわゆるフォーカスサーボ制御が必要となる。ホログラム記録再生装置において、フォーカスエラー信号を生成し、これに基づいて対物レンズを駆動制御するフォーカスサーボ制御の例が特許文献１に記載されている。正確なフォーカスサーボを実現するためにはフォーカスサーボの目標値を適切に設定することが重要であるが、特許文献１には、フォーカスサーボの目標値の決定方法については開示されていない。
なお、ホログラム記録について記載した他の文献として、例えば特許文献２及び３などがある。
特開２００２−１２３９４９号公報 特開２００２−６３７３３号公報 特開２０００−１２２０１２号公報
本発明が解決しようとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発明は、適切なフォーカスサーボ目標値を決定することにより、正確なフォーカスサーボ制御が可能なホログラム記録再生装置を提供することを課題とする。
請求項１に記載の発明は、ホログラム記録再生装置において、参照光と、記録情報に対応する物体光とを照射して形成した干渉縞を記録することによりホログラフィック記録媒体に情報を記録する記録手段と、前記ホログラフィック記録媒体からの検出光に基づいて、検出情報データ及びフォーカスエラー信号を生成する再生手段と、前記フォーカスエラー信号に基づいてフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ手段と、を備え、前記フォーカスサーボ手段は、前記検出情報データに基づいてフォーカスサーボの目標値を設定するサーボ目標値設定手段を有し、前記サーボ目標値設定手段は、前記検出情報データに含まれる複数のマーカーの位置関係に基づいて前記フォーカスサーボの目標値を設定することを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、参照光と、記録情報に対応する物体光とを照射して形成した干渉縞が記録されたホログラフィック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、前記ホログラフィック記録媒体からの検出光に基づいて、検出情報データ及びフォーカスエラー信号を生成する再生手段と、前記フォーカスエラー信号に基づいてフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ手段と、を備え、前記フォーカスサーボ手段は、前記検出情報データに基づいてフォーカスサーボの目標値を設定するサーボ目標値設定手段を有し、前記サーボ目標値設定手段は、前記検出情報データに含まれる複数のマーカーの位置関係に基づいて前記フォーカスサーボの目標値を設定することを特徴とする。
本発明の好適な実施形態では、ホログラム再生装置は、参照光と、記録情報に対応する物体光とを照射して形成した干渉縞を記録することによりホログラフィック記録媒体に情報を記録する記録手段と、前記ホログラフィック記録媒体からの検出光に基づいて、検出情報データ及びフォーカスエラー信号を生成する再生手段と、前記フォーカスエラー信号に基づいてフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ手段と、を備え、前記フォーカスサーボ手段は、前記検出情報データに基づいてフォーカスサーボの目標値を設定するサーボ目標値設定手段を有し、前記サーボ目標値設定手段は、前記検出情報データに含まれる複数のマーカーの位置関係に基づいて前記フォーカスサーボの目標値を設定する。
上記のホログラム記録再生装置は、参照光と、記録情報に対応する物体光とをホログラフィック記録媒体に照射して干渉縞を生成し、その干渉縞を記録層に記録する。また、情報の再生時には、参照光のみを記録媒体に照射し、得られた再生光に基づいて記録した情報を再生する。干渉縞を記録媒体の厚さ方向にも形成して高密度記録を行うためには、記録媒体に対するフォーカス制御の精度が要求される。フォーカス制御とは、記録媒体に参照光や物体光を照射する対物レンズなどの位置と、記録媒体との相対的位置を調整する制御である。
再生時に参照光を照射するなどにより記録媒体から得られる検出光に基づいて、記録情報に対応する検出情報データと、フォーカスエラー信号とが生成される。フォーカスサーボ手段は、フォーカスエラー信号に基づいてフォーカスサーボを実行する。ここで、記録情報に対応する検出情報データに基づいてフォーカスサーボの目標値を決定する。検出情報データにも、記録媒体と参照光などとの位置関係を示す情報が含まれているので、検出情報データを利用してフォーカスサーボの目標値を設定することにより、温度変化などの環境変化や記録媒体の厚みばらつきなどによるフォーカスサーボ目標値の変動に対応し、より精度の高いフォーカスサーボが実行可能となる。
なお、本実施形態では、参照光と物体光の生成方法には特に制限はない。また、フォーカスサーボ信号は、信号再生用の参照光に対応する検出光から生成してもよいし、フォーカスサーボ専用の光ビームを照射して得られた検出光から生成してもよい。
上記のホログラム記録再生装置では、前記サーボ目標値設定手段は、前記検出情報データに含まれる複数のマーカーの位置関係に基づいて前記フォーカスサーボの目標値を設定する。記録媒体に情報を記録する際には、記録情報の一単位を特定するために、例えば記録情報の１ページ分に相当する領域ごとに、所定位置に複数のマーカーが記録される。記録情報の再生時には、このマーカーを検出することにより、記録情報の一単位を検出し、検出情報データを生成する。フォーカスサーボが正しく行われている状態では、検出光に基づく検出データ中の複数のマーカーは所定位置に存在するが、フォーカス制御が正しく行われていない状態では複数のマーカーは所定位置からずれる。よって、検出光から得られた検出データ中における複数のマーカーの位置関係に基づいてフォーカスサーボの目標値を設定することにより、フォーカスサーボの目標値を常に正確に設定することが可能となる。
１つの好適な例では、前記サーボ目標値設定手段は、前記検出情報データに含まれる２つのマーカー間の距離を検出する手段と、前記マーカー間の距離と所定の距離基準値とを比較した結果に基づいて前記フォーカスサーボの目標値を設定する手段と、を備える。フォーカスサーボ目標値の設定に用いる複数のマーカーの位置関係としては、２つのマーカー間の距離を用いることができる。この場合、前記記録手段は、光源からの光を前記記録情報に基づいて空間変調して前記物体光を生成する空間変調器を有し、前記距離基準値は、前記空間変調器上における前記２つのマーカーの距離となる。フォーカスサーボが正しく行われていれば、検出光から得た検出データに含まれる２つのマーカー間距離は、空間変調器上に表示した２つのマーカー間距離と一致するはずである。よって、それらを比較した結果に基づいてフォーカスサーボ目標値を設定すればよい。
他の好適な例では、前記サーボ目標値設定手段は、前記検出情報データに含まれる複数のマーカーにより規定されるマーカー領域の面積を検出する手段と、前記マーカー領域の面積を所定の面積基準値と比較した結果に基づいて前記フォーカスサーボの目標値を設定する手段と、を備える。フォーカスサーボ目標値の設定に用いる複数のマーカーの位置関係としては、複数のマーカーにより規定されるマーカー領域の面積を用いることができる。この場合、前記記録手段は、光源からの光を前記記録情報に基づいて空間変調して前記物体光を生成する空間変調器を有し、前記面積基準値は、前記空間変調器上における前記マーカー領域の面積となる。フォーカスサーボが正しく行われていれば、検出光から得た検出データに含まれるマーカー領域の面積は、空間変調器上に表示したマーカー領域の面積と一致するはずである。よって、それらを比較した結果に基づいてフォーカスサーボ目標値を設定すればよい。
上記のホログラム記録再生装置の他の一態様では、前記サーボ目標値設定手段は、前記検出情報データに含まれる複数のマーカーの位置関係に基づいて第１のフォーカスサーボの目標値を決定する第１の決定手段と、前記検出情報データのエラーレートに基づいて第２のフォーカスサーボの目標値を決定する第２の決定手段と、を備え、前記フォーカスサーボ手段は、前記第１及び第２のフォーカスサーボの目標値を用いてフォーカスサーボを実行する。
この態様では、サーボ目標値設定手段は、検出情報データ中の複数のマーカーの位置関係、及び、検出情報データ中のエラーレートの両方に基づいてフォーカスサーボ目標値を決定できるように構成される。そして、それらを用いてフォーカスサーボを実行する。
この場合の好適な例では、前記フォーカスサーボ手段は、１つのホログラフィック記録媒体に対してフォーカスサーボを開始した後の所定期間内は前記第１のフォーカスサーボの目標値を用い、前記所定期間の経過後は前記第２のフォーカスサーボの目標値を用いてフォーカスサーボを実行する。これにより、記録媒体挿入後の初期設定期間などにおいてはマーカー位置に基づいてフォーカスサーボ目標値を設定し、その後の再生開始後などにおいてはエラーレートを検出してフォーカスサーボ目標値を設定する。こうして、状況に応じて適切なフォーカスサーボ目標値を設定することが可能となる。また、記録媒体挿入後の初期設定中には第１のフォーカスサーボの目標値を用い、実際の記録情報の再生中には第２のフォーカスサーボの目標値を用いてフォーカスサーボを実行するように構成してもよい。
本発明の他の観点では、参照光と、記録情報に対応する物体光とを照射して形成した干渉縞が記録されたホログラフィック記録媒体から情報を再生するホログラム再生装置は、前記ホログラフィック記録媒体からの検出光に基づいて、検出情報データ及びフォーカスエラー信号を生成する再生手段と、前記フォーカスエラー信号に基づいてフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ手段と、を備え、前記フォーカスサーボ手段は、前記検出情報データに基づいてフォーカスサーボの目標値を設定するサーボ目標値設定手段を有し、前記サーボ目標値設定手段は、前記検出情報データに含まれる複数のマーカーの位置関係に基づいて前記フォーカスサーボの目標値を設定する。
上記のホログラム再生装置においても、検出情報データに記録媒体と参照光などとの位置関係を示す情報が含まれているので、検出情報データを利用してフォーカスサーボの目標値を設定することにより、温度変化などの環境変化や記録媒体の厚みばらつきなどによるフォーカスサーボ目標値の変動に対応し、より精度の高いフォーカスサーボが実行可能となる。また、このホログラム再生装置も、上記のホログラム記録再生装置と同様の各種の態様で構成することができる。
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
［第１実施例］
図１に本発明の第１実施例に係るホログラム記録再生装置のピックアップ内に配置される光学系の構成を示す。図１において、ピックアップ１０は、情報の記録、再生のためのレーザ光を生成する記録再生用レーザ１１と、フォーカスサーボ制御のための赤色レーザ光を生成するサーボ用レーザ２１とを備える。
情報記録時においては、記録再生用レーザ１１から出射した光ビームＬｏは、レンズ１２及び１３により構成されるビームエキスパンダによりビーム径が拡大され、空間変調器１４に入力される。空間変調器１４は、例えば液晶素子により構成することができ、格子状に配置された複数の画素を有する。
空間変調器１４は、記録すべき信号を２次元デジタル変調して得られる白画素と黒画素のパターンを表示し、そのパターンにより光ビームを空間変調する。空間変調器１４による２次元デジタル変調の一例を図２に示す。この例では、図２（ａ）に示すように、デジタルの入力情報データ、即ち記録媒体１に記録すべき情報データの「０」と「１」をそれぞれ白画素と黒画素の組み合わせにより表現する。上下方向に白画素、黒画素を並べた配列が入力情報データ「０」に対応し、上下方向に黒画素、白画素を並べた配列が入力情報データ「１」に対応する。この例は、１ビットの入力情報データを２ビット（２画素）の２次元変調データに変換するので、１：２差分変調と呼ばれる。
この変調方式により、入力情報データ「００１０１１０１」を２次元デジタル変換して得られる２次元変調データが図２（ｂ）に出力変調データとして示されている。即ち、この白画素と黒画素により構成される変調画像パターンが出力変調データとして空間変調器１４上に表示される。空間変調器１４に入射した光ビームＬｏは、空間変調画像パターンの白画素部分では透過し、黒画素部分では遮断されるため、空間変調器１４から空間変調画像パターンにより光学的に変調された光ビームＬｏが出射され。なお、上記の例は空間変調の一例であり、本発明の適用は上記の変調方式に限定されるものではない。例えば２ビットの入力情報データを４ビットの２次元変調データに変換する、いわゆる２：４変調方式など、入力情報データを２次元の変調画像パターンに変換し、空間変調器を駆動して光束を空間変調することができれば、いかなる２次元デジタル変調方式を用いてもよい。
空間変調器１４により空間変調された光ビームＬｏはハーフミラー１５及びダイクロイックミラー１７を通過し、対物レンズ１８により集光されてホログラフィック記録媒体１に照射される。ダイクロイックミラー１７は波長選択性を有し、記録再生用レーザ１１からの光ビームＬｏを透過するが、サーボ用レーザ２１からの光ビームＬｓは反射する性質を有する。
記録媒体１の背後（対物レンズ１８と反対側）にはミラー１９が設けられており、対物レンズ１８により集光された光ビームＬｏは記録媒体１を透過した後、ミラー１９により反射されて再度記録媒体内に入射する。従って、対物レンズ１８から直接入射した光ビームと、ミラー１９により反射された入射した光ビームとは記録媒体１内で干渉縞を形成し、これが記録媒体１に記録される。
ミラー１９により反射されて記録媒体１に入射した光ビームＬｏはダイクロイックミラー１７を通過し、ハーフミラー１５により反射されて２次元センサ１６により受光される。２次元センサ１６は例えばＣＣＤアレイやＣＭＯＳセンサなどとすることができ、入射光量に応じた電気信号を出力する。
一方、情報再生時においては、空間変調器１４は無変調状態（即ち、全光透過状態）に制御される。よって、記録再生用レーザ１１から出射された光ビームＬｏは空間変調器１４により変調されることなく、ハーフミラー１５、ダイクロイックミラー１７、対物レンズ１８を通り、記録媒体１に照射される。この光が再生用参照光となる。記録媒体１内では、再生用参照光と記録媒体１に記録された干渉縞により検出光が発生し、これが対物レンズ１８及びダイクロイックミラー１７を通過し、ハーフミラー１５で反射されて２次元センサ１６に入射する。こうして、２次元センサ１６上には記録時に空間変調器１４により生成された白黒画素の空間変調画像パターンが結像され、このパターンを検出することにより記録情報に対応する再生情報データが得られる。
一方、サーボ用レーザ２１から出射した光ビームＬｓ（以下、「サーボ用ビーム」と呼ぶ。）は、ハーフミラー２２を通過し、ミラー２３により反射され、さらにダイクロイックミラー１７により反射されて対物レンズ１８へ入射する。対物レンズ１８は記録再生用レーザ１１からの光ビームとともに、サーボ用ビームＬｓを記録媒体１に集光する。サーボ用ビームは記録媒体１の裏面に設けられた反射層で反射され、さらにダイクロイックミラー１７、ミラー２３及びハーフミラー２２で反射される。そして、サーボ用ビームＬｓには、シリンドリカルレンズ２４により焦点位置からのずれ量に応じた非点収差が発生し、４分割フォトディテクタ２５により受光される。４分割フォトディテクタ２５は受光量に応じた電気信号を出力するので、４分割フォトディテクタ２５で生じた非点収差の量を検出することにより、焦点位置からのずれ量を示すフォーカスエラーが得られる。
次に、本実施例のホログラム記録再生装置における信号処理系について説明する。図３は、第１実施例のホログラム記録再生装置の信号処理系の概略構成を示すブロック図である。
ホログラム記録再生装置の信号処理系は、大別して、記録した情報を再生して再生情報データを出力する再生系と、フォーカスサーボ、トラッキングサーボ、スピンドルサーボなどのサーボ制御を行うサーボ系とに分けられる。図３には、再生系の概略構成と、サーボ系のうちフォーカスサーボ系の概略構成とが示されている。図３においては、マーカー位置検出器４２及びデータ復調部４６が再生系を構成している。また、Ｉ−Ｖ変換器３１、フォーカスエラー（ＦＥ）生成部３２、加算器３３、制御回路３４、マーカー位置関係検出部４３、加算器４４及びサーボ目標値設定部４５がフォーカスサーボ系を構成している。
なお、本実施例に係るホログラム記録再生装置では、トラッキングサーボやスピンドルサーボが実行されるが、その方法は本発明とは直接の関連を有しないので図示及び説明を省略する。トラッキングサーボやスピンドルサーボには既知の手法を適用することができる。
図３において、記録媒体１はディスク形状であり、スピンドルモータ６によりその回転が制御される。スピンドルモータ６により回転制御された記録媒体１に対して、ピックアップ１０から記録用及び再生用の光ビームＬｏが照射される。ピックアック１０は図１に例示した光学系を備えている。図１に示すように、ピックアップ１０内では、記録再生用レーザ１１から出射された光ビームが記録媒体１に照射され、その戻り光ビームが２次元センサ１６により受光される。２次元センサ１６からの出力データは主として再生系で処理される。また、サーボ用レーザ２１から出射された光ビームＬｓも記録媒体１に照射され、その戻り光ビームが４分割フォトディテクタ２５により受光される。４分割フォトディテクタ２５からの出力信号はフォーカスサーボ系で処理される。
まず、再生系の動作について説明する。図３において、ピックアップ１０内の２次元センサ１６は、受光光量に対応する２次元の画像信号（以下、「検出画像データＤdet」と呼ぶ。）を出力する。前述のように、検出画像データＤdetは、記録時に記録情報に基づいて生成され空間変調器１４に表示された空間変調画像パターンに応じた「０」、「１」のデジタル値を有している。
マーカー位置検出器４２は、検出画像データＤdetからマーカー位置を検出する。マーカーとは、記録媒体１に記録された情報の１単位（１ページ）を識別するための情報であり、通常は所定の形状の画像部分として構成される。マーカーは、情報の記録時に記録情報に付加されて記録媒体１に記録される。再生時には、マーカーを検出することにより、記録情報の１単位（１ページ）を特定し、その１ページ内に含まれている記録情報を再生する。
具体的には、マーカーは空間変調器１４に表示される空間変調画像パターンに付加される。図４に、マーカーを含む空間変調画像パターンの例を示す。図４（ａ）の例では、空間変調器１４の表示領域内の略中央に空間変調画像パターン５０が表示されている。また、空間変調画像パターン５０の外側であって、空間変調器１４の表示領域内の四隅にＴ字型のマーカー５２が表示されている。空間変調器１４は、図示しない記録信号処理系から受け取った記録情報を前述のように空間変調して空間変調画像パターン５０を生成し、図４（ａ）に示すように空間変調器１４の表示領域内に表示する。さらに、空間変調器１４は、予め決められているマーカー５２を表示領域の所定位置に表示する。こうして、図４（ａ）に模式的に示すように、空間変調画像パターン５０とマーカー５２とを含む表示画像５４が空間変調器１４の表示領域に表示される。
記録情報の再生時において、２次元センサ１６が出力する検出画像データＤdetは、記録時に空間変調器１４に表示された表示画像５４に対応するデジタル値を有している。よって、マーカー位置検出器４２は、検出画像データＤdetをメモリなどに展開し、マーカー位置を検出することにより、記録情報の１ページを抽出する。
マーカー位置の検出は、テンプレートマッチングにより行われる。テンプレートマッチングとは、検出画像データＤdetを構成する画像データとマーカーを構成する画像データとのマッチングを行い、検出画像データＤdet内におけるマーカー位置を検出する方法である。テンプレートマッチングの例を図５（ａ）に示す。図５において、再生データ画像６１は記録時に空間変調器１４に表示された表示画像５４に対応する検出画像データＤdetの画像である（但し、図示の便宜上、再生データ画像の領域のみを示し、画像の内容は図示を省略している）。これに対し、テンプレート画像６２は記録時に使用したマーカー５２に対応する画像である。
テンプレートマッチングでは、図５（ａ）に示すように、再生データ画像６１上でテンプレート画像６２をＸ方向及びＹ方向に移動し、両者の差分値を算出する。Ｘ方向とＹ方向について算出した差分値を示すグラフの例を図６に示す。図６（ａ）はテンプレート画像６２を再生画像データ６１上でＸ方向に移動したときの、テンプレート画像６２とそれに対応する領域内の再生データ画像６１の差分値を示す。なお、Ｘ方向の座標値は図５（ａ）に示すように、テンプレート画像６２の左上の座標点（a,b）を用いている。差分値が最小となる点Ｘｍが再生データ画像６１上におけるマーカー５２に対応する画像部分の座標となる。図６（ｂ）は、同様にテンプレート画像６２を再生画像データ６１上でＹ方向に移動したときの、テンプレート画像６２とそれに対応する領域内の再生データ画像６１の差分値を示す。なお、Ｙ方向の座標値は図５（ａ）に示すように、テンプレート画像６２の左上の座標点（a,b）を用いている。差分値が最小となる点Ｙｍが再生データ画像６１上におけるマーカー５２に対応する画像部分の座標となる。よって、再生データ画像６１上におけるマーカー５２の位置座標は（Ｘm、Ｙm）と検出される。
こうして、マーカー位置検出器４２は、空間変調器１４に表示された表示画像５４に含まれる全てのマーカー５２の位置座標を検出し、マーカー位置データＭｐとしてデータ復調部４６へ供給する。
データ復調部４６は、マーカー位置データＭｐに基づいて図４に示すマーカー５２の位置を特定して記録情報の１ページを特定する。また、マーカー５２の位置に基づいて空間変調画像パターン５０の位置を特定し、記録情報に対応する検出情報データを復調する。
この際、データ復調部４６は幾何補正を行う。幾何補正とは、情報記録時と再生時における画素位置のずれを補正することをいう。記録時には空間変調器１４から記録媒体１へ、再生時には記録媒体１から２次元センサ１６へ光学系を等して画像が転写されることになる。記録時と再生時とで、光学系の倍率違いやひずみ、媒体の収縮など生じるため、記録時における空間変調器１４上の画素と再生時における２次元センサ１６上の画素の位置を完全に一致させることは不可能に近い。このため、記録情報の１ページ毎に、マーカー位置を基準として幾何補正が行われる。即ち、空間変調器１４上における本来のマーカー５２の位置と、再生画像データ６１において検出されたマーカー５２の位置とのずれに基づいて、空間変調画像パターン５０に含まれる各画素位置を補正し、検出情報データを取得する。
こうして、データ復調部４６は、幾何補正後の検出情報データに対して、記録時に空間変調器１４において適用した２次元デジタル変調方式に対応する復調方式でデータ復調を行い、記録データに対応する再生情報データＤｒを出力する。なお、再生情報データＤｒは、その後、誤り訂正、デインターリーブ、デスクランブルなどを含む後処理が施される。
次に、フォーカスサーボ系の動作について説明する。図７にフォーカスサーボの概念を示す。記録媒体１は、記録層３と、記録層３の上下に設けられた透明保護層２及び４と、透明保護層４の下方に設けられた反射層５とを積層して構成される。記録層３にはホログラフィック光記録媒体であるニオブ酸リチウムやフォトポリマーなどが用いられる。また、反射層５は波長選択性を有し、記録再生用レーザ１１から出射した記録再生用ビームＬｏは透過させるが、サーボ用レーザ２１から出射したサーボ用光ビームＬｓは反射する性質を有する。
フォーカスサーボとは、記録再生用光ビームＬｏが適切な状態で記録層３に照射されるように対物レンズ１８を図７の上下方向Ｄｆに移動させることをいう。より具体的には、サーボ用光ビームＬｓが記録媒体１の反射層５上に正確に焦点を結ぶように対物レンズ１８の位置を制御する。
図１に示したように、空間変調器１４により空間変調された記録再生用光ビームＬｏが対物レンズ１８により記録媒体１に集光される。光ビームＬｏの一部はミラー１９により反射され、再度記録媒体１内に入射するので、ミラー１９により反射される前の光ビームＬｏと反射された後の光ビームＬｏにより記録層３に干渉縞７が記録される。
対物レンズ１８を図７の上下方向Ｄｆに移動すると、対物レンズ１８により集光され記録層３に入射する光ビームＬｏの径が変化し、記録層３に記録される干渉縞７の体積が変化する。本実施例によるホログラム記録は、記録媒体の厚さ方向にも３次元的に干渉縞を記録する、ボリュームホログラム記録である。ボリュームホログラム記録におけるフォーカスサーボは、記録媒体１の記録層３に記録される３次元の干渉縞の垂直方向の記録位置を合わせる目的、及び、３次元の干渉縞の体積を一定にする目的を有する。３次元の干渉縞の垂直方向位置や体積が変化すると、それぞれの干渉縞同士のクロストーク特性が劣化し、記録密度向上の妨げとなる。従って、フォーカスサーボを正確に動作させることにより記録密度の向上が可能となる。
図１に示すように、本実施例では、記録再生用光ビームＬｏに加えて、サーボ用レーザ２１が出射したサーボ用光ビームＬｓが記録媒体１に入射する。サーボ用光ビームＬｓは反射層５により反射され、ダイクロイックミラー１７、ミラー２３及びハーフミラー２２により反射され、さらにシリンドリカルレンズ２４を通って４分割フォトディテクタ２５に入射する。４分割フォトディテクタ２５に入射したサーボ用光ビームＬｓはシリンドリカルレンズ２４により導入された焦点位置からのずれ量に応じた非点収差を含んでいるので、４分割フォトディテクタ２５の出力信号の演算により非点収差量を示すフォーカスエラー信号ＦＥが得られる。
即ち、図３において４分割フォトディテクタ２５の出力電流はＩ−Ｖ変換器３１により出力電圧に変換され、ＦＥ生成部３２に供給される。ＦＥ生成部３２は、Ｉ−Ｖ変換器３１から供給される、４分割フォトディテクタ２５の各受光素子の受光量に対応する電圧値に基づき、いわゆる非点収差法によりフォーカスエラー信号ＦＥを生成して加算器３３へ入力する。
加算器３３には、サーボ目標値設定部４５からフォーカスサーボの目標値（以下、「サーボ目標値」と呼ぶ。）Ｆrefが入力されている。加算器３３は、サーボ目標値Ｆrefからフォーカスエラー信号ＦＥを減算して、その結果を制御回路３４に供給する。制御回路３４は、サーボ目標値Ｆrefと実際のフォーカスエラー信号ＦＥとの差に応じて、制御信号Ｓｃをピックアップ１０に供給する。ピックアップ１０内では、対物レンズ１８を駆動する図示しないアクチュエータなどに制御信号Ｓｃが供給され、制御信号Ｓｃに応じて対物レンズ１８の上下方向Ｄf（図７参照）の位置が変化する。こうして、サーボ用光ビームＬｓを用いてフォーカスサーボが実行される。即ち、本実施例では、Ｉ−Ｖ変換器３１、ＦＥ生成部３２、加算器３３、制御回路３４及びピックアップ１０内によりフォーカスサーボループが形成されている。
次に、サーボ目標値の決定方法について説明する。本実施例は、フォーカスサーボの目標値を、マーカー位置の検出結果を利用して決定する点に特徴を有する。前述のように、マーカー位置検出器４２は、２次元センサ１６からの検出画像データＤdetに基づいてマーカー位置を検出し、マーカー位置データＭｐをデータ復調部４６のみならず、マーカー位置関係検出部４３へも供給する。マーカー位置関係検出部４３は、検出された複数のマーカー間の位置関係を検出する。
マーカー位置関係の１つの例は２つのマーカー間距離である。例えば、図４（ａ）に示すように、空間変調器１４が表示する表示画像５４中に４つのマーカー５２が含まれる場合、マーカー間距離は図４（ｂ）に示すように対角位置にある２つのマーカー５２の距離ＭＤとする。
フォーカスサーボにより記録媒体１に対する対物レンズ１８の位置が正しく制御されている場合には、２次元センサ１６により得られる検出画像データＤdetにおけるマーカー５２の位置は、空間変調器１４上に表示されたマーカー５２の位置と一致する。しかし、対物レンズ１８の位置が正しく制御されていない場合には、検出画像データＤdetにおけるマーカー５２の位置は空間変調器１４上に表示されたマーカー５２の位置からずれる。つまり、フォーカスサーボが正しく行われていれば、検出画像データＤdetにおける複数のマーカー間の位置関係（即ち、マーカー間距離ＭＤ）は、空間変調器１４上に表示された対応するマーカーの位置関係と一致するはずである。逆に、フォーカスエラーが大きいほど空間変調器１４上に表示された複数のマーカー５２の位置関係と、検出画像データＤdetにおける複数のマーカー５２の位置関係は大きくずれていることになる。
よって、本実施例では、検出画像データＤdetに含まれるマーカー５２の位置関係と、空間変調器１４上に表示された状態の正しいマーカー５２の位置関係との差に応じて、サーボ目標値Ｆrefを更新する。これにより、サーボ用光ビームＬｓに基づいて検出されたフォーカスエラー信号ＦＥのみならず、情報の記録、再生に使用する記録再生用光ビームＬｏを併用してフォーカスサーボをより正確に行うことが可能となる。
次に、マーカー位置関係を用いたサーボ目標値の決定方法について具体的に説明する。マーカー位置関係をマーカー間距離ＭＤとした場合、マーカー位置関係検出部４３は、図５（ｂ）に模式的に示すように、マーカー位置検出器４２により検出された４つのマーカー５２の位置座標から、対角に位置する２つのマーカー５２の距離ＭＤdetを算出する。図５（ｂ）の例では、マーカー間距離ＭＤdetは下記の式で算出される。
ＭＤdet ＝ ｛(x1-x4)2＋(y1-y4)2｝1/2 式（１）
マーカー位置関係としてマーカー間距離ＭＤを使用する場合、その基準値、即ち空間変調器１４上に表示した際のマーカー間距離ＭＤrefは既知である。よって、マーカー位置関係検出部４３はマーカー間距離ＭＤdetと基準マーカー間距離ＭＤrefとを比較し、その結果に応じてサーボ目標値Ｆrefを更新する。例えば、
Ｆref ＝ Ｆref0＋（ＭＤref−ＭＤdet）×α 式（２）
の式でサーボ目標値Ｆrefを更新する。なお、“Ｆre0”はサーボ目標値の初期値又は前回の更新後の値であり、“α”は光学系のゲインなどに応じて決まる定数である。
以上の処理がマーカー位置関係検出器４３、加算器４４及びサーボ目標値設定部４５により行われる。即ち、マーカー位置関係検出器４３が、式（１）によりマーカー位置関係情報として、マーカー間距離ＭＤdetを算出する。加算器４４は、基準マーカー間距離ＭＤrefからマーカ間距離ＭＤdetを減算し、その結果をサーボ目標値設定部４５へ供給する。サーボ目標値設定部４５は、式（２）に従って、サーボ目標値Ｆrefを更新してフォーカスサーボループ内の加算器３３へ供給する。
マーカー位置関係の他の例は、図４（ｃ）に示すように、４つのマーカー５２により規定される領域（以下、「マーカー領域」と呼ぶ。）の面積ＭＳである。マーカー位置関係をマーカー領域面積ＭＳとした場合、検出画像データＤdetに基づいて得られるマーカー領域面積ＭＳdetは下記の式で算出される。
ＭＳdet ＝ ｛(x2+x4)/2−(x1+x3)/2｝×｛(y3+y4)−(y1+y2)｝ 式（３）
マーカー位置関係としてマーカー領域面積ＭＳを使用する場合でも、その基準値、即ち空間変調器１４上に表示した際のマーカー領域面積ＭＳrefは既知である。よって、マーカー位置関係検出部４３はマーカー領域面積ＭＳdetと基準マーカー領域面積ＭＳrefとを比較し、その結果に応じてサーボ目標値Ｆrefを更新する。例えば、
Ｆref ＝ Ｆref0＋（ＭＳref−ＭＳdet）×α 式（４）
の式でサーボ目標値Ｆrefを更新する。なお、“Ｆre0”はサーボ目標値の初期値又は前回の更新後の値であり、“α”は光学系のゲインなどに応じて決まる定数である。
図８（ａ）に対物レンズ位置と再生された情報データのエラーレートとの関係を示す。図８（ａ）において、横軸は、ある位置を基準とした対物レンズ１８の位置を、それを駆動するアクチュエータの変位量により示している。縦軸は再生情報データＤｒのエラーレートを示す。図８（ａ）のグラフから、対物レンズ位置、即ちフォーカス状態に依存して再生された情報データのエラーレートは変化し、エラーレートが最小となる対物レンズ位置が存在することが理解される。
図８（ｂ）に対物レンズ位置とデータエリア面積の関係を示す。なお、図８（ａ）と同様に、対物レンズ位置は横軸にアクチュエータの変位量として示されている。また、縦軸はデータエリアの面積を示し、データエリアは図４に示す空間変調画像パターン５０の領域、即ち記録データの領域に相当する。図示のように、フォーカス位置とデータエリア面積とはほぼ線形の相関関係があることがわかる。なお、このグラフは、図４（ｃ）に示すように、マーカー５２が空間変調画像パターン５０の４隅に設けられた場合のものであり、データエリア面積はマーカー領域面積ＭＳと一致する。また、空間変調画像パターン５０が縦横１２０×１２０画素の領域である場合のグラフであるので、基準マーカー領域面積ＭＤref＝１４４００（ピクセル２）である。よって、マーカー領域面積ＭＳdet＝１４４００（ピクセル２）であるとき、即ちアクチュエータ変位量＝−２０のときにフォーカス状態はほぼ合焦状態となる。
そして、図８（ａ）により、アクチュエータ変位量＝−２０のとき、即ちフォーカス状態がほぼ合焦状態のときにはエラーレートが最小となることがわかる。このように、マーカー領域面積などのマーカー位置関係とフォーカス状態とは相関関係があるので、本実施例ではマーカー位置関係に基づいてフォーカスサーボの目標値を決定することにより、正確なサーボ制御が可能となる。
次に、フォーカスサーボ目標値の設定処理について図９を参照して説明する。図９は、フォーカスサーボ目標値の設定処理のフローチャートである。なお、このフローチャートは、マーカー位置関係としてマーカー間距離ＭＤを使用した場合の例である。また、この処理は、主としてマーカー位置検出器４２、マーカー位置関係検出器４３及びサーボ目標値設定部４５により実行される。
図９において、まず、マーカー位置検出器４２が所定量の検出画像データＤdetを取得したか否かを判断し（ステップＳ１））、取得した場合には、それに含まれるマーカー位置を検出する（ステップＳ２）。本例では、図５（ｂ）に示すように、マーカー間距離ＭＤを規定するマーカー位置Ｍ１及びＭ４を検出することになる。そして、マーカーＭ１が検出されると、その位置を保存し（ステップＳ４）、さらに次のマーカー位置を検出する（ステップＳ５）。そして、同様にマーカーＭ４を検出すると（ステップＳ６；Yes）、その位置を保存する（ステップＳ７）。マーカー位置検出部４２はこうして保存したマーカーＭ１とＭ４の位置座標をマーカー位置データＭｐとしてマーカー位置関係検出部４３へ供給する。
マーカー位置関係検出部４３は、前述の式（１）に従ってマーカー間距離ＭＤdetを検出し（ステップＳ８）、加算器４４へ供給する。加算器４４には基準マーカー間距離ＭＤrefが入力されており、その差がサーボ目標値設定部４５に入力される。
サーボ目標値設定部４５は、例えば前述の式（２）に従ってサーボ目標値Ｆrefを設定する（ステップＳ９）。こうしてサーボ目標値が設定される。
こうして設定、更新されたサーボ目標値Ｆrefはフォーカスサーボループ内の加算器３３へ供給される。フォーカスサーボループは、このサーボ目標値Ｆrefを目標値としてサーボ制御を行う。
一方、マーカー位置関係として、マーカー間距離ＭＤではなく、マーカー領域面積ＭＳを使用する場合のサーボ目標値設定処理を図１０に示す。まず、マーカー位置検出器４２は所定量の検出画像データＤdetを取得し（ステップＳ１１）、マーカー位置を検出し（ステップＳ１２）、検出されると（ステップＳ１３）、その位置を保存する（ステップＳ１４）。こうして、マーカー領域を規定する全てのマーカー位置が検出されると（ステップＳ１５；Yes）、マーカー位置関係検出部４３は例えば前述の式（３）によりマーカー領域面積ＭＳdetを検出する（ステップＳ１６）。そして、加算器４４は入力されたマーカー領域面積ＭＳdetを基準マーカー位置関係ＭＳrefと比較し、その結果を用いて例えば上記の式（４）に従ってサーボ目標値Ｆrefを設定する（ステップＳ１７）。
こうして設定、更新されたサーボ目標値Ｆrefはフォーカスサーボループ内の加算器３３へ供給される。フォーカスサーボループは、このサーボ目標値Ｆrefを目標値としてサーボ制御を行う。
次に、情報データの復調処理について図１１を参照して説明する。図１１は情報データの復調処理のフローチャートである。この処理は、図３に示すマーカー位置検出器４２及びデータ復調部４６により実行される。
まず、マーカー位置検出器４２は所定量の検出画像データＤdetが得られたか否かを判定する（ステップＳ２１）。検出画像データが得られると、マーカー位置検出器４２はマーカー位置を検出し、保存する（ステップＳ２２）。そして、データ復調部４６は、検出されたマーカー位置を利用して検出画像データＤdetを幾何補正し（ステップＳ２３）、幾何補正後のデータを用いて情報データを復調し、出力する（ステップＳ２４）。こうして、記録媒体１から情報データが再生される。
なお、上記の例では、図４（ａ）に示すように４つのマーカー５２は空間変調画像パターン５０と離隔してその外側に設けられているので、マーカー領域は空間変調画像パターン５０の領域、即ち記録情報の領域（データエリア）とは一致しない。しかし、図４（ｃ）に示すように、４つのマーカーを空間変調画像パターンの４隅に設けた場合、マーカー領域は空間変調画像パターン５０の領域、即ちデータエリアと一致する。
本発明では、マーカー５２の形状は図４に示したＴ字型のものに限られない。また、空間変調器１４上に表示される表示画像５４に含められるマーカー５２の位置や数も図４（ａ）や図４（ｃ）に示す例に限定されない。マーカー位置関係を特定するためにマーカー５２の数は最低２個以上あればよい。また、図４（ａ）の例では４個のマーカーの形状が同一であったが、異なる形状のマーカーを配置するようにしても構わない。
以上のように、第１実施例では、２次元センサにより検出したマーカー間距離又はマーカー領域面積をその基準値と一致させるようにフォーカスサーボの目標値を微調整するので、記録系における空間変調器の画像サイズと再生系における２次元センサ上の画像サイズとを一致させることが可能となる。よって、いわゆるピクセルマッチング特性が向上し、再生すべき情報データに対応する空間変調パターンを正確に再生することが可能となる。
また、情報データの再生系で得られるマーカー位置関係情報を利用してサーボ目標値を微調整してフォーカスサーボ系を常に最適化するので、例えば温度変化などの環境変化や、記録媒体の収縮などが生じた場合でも、サーボ目標値を適切に更新することができ、正確なフォーカスサーボを継続することが可能となる。
また、マーカー位置の検出結果を、情報データ再生のための幾何補正と、フォーカスサーボ目標値の微調整の両方に使用することができる。一般的にマーカー位置検出のためのテンプレートマッチング処理は計算量が多く時間を要するが、この処理結果を共有することができるので、処理時間を増大させることなく、フォーカスサーボの安定化と情報データの再生精度の改善を同時に図ることができる。
なお、上記では空間変調器の画素数と２次元センサの画素数が同一の場合を示したが、例えば空間変調器の画素数が６０×６０、２次元センサの画素数が１２０×１２０という具合に、両者が異なっていても構わない。
［第２実施例］
次に、本発明の第２実施例について説明する。第１実施例では、フォーカスサーボのサーボ目標値を、検出画像データＤdetに基づいて検出されたマーカー位置に基づいて設定、更新した。これに対し、第２実施例は、検出画像データＤdetに基づいて、再生情報データのエラーレートを測定し、そのエラーレートに基づいてフォーカスサーボのサーボ目標値を設定、更新する。なお、この点以外は、第２実施例は第１実施例と同様である。
図１２に第２実施例に係るホログラム記録再生装置の概略構成を示す。なお、図３に示した第１実施例に係るホログラム記録再生装置と同一の構成要素に対しては同一の符号を付し、説明は適宜省略する。
図１２に示す第２実施例に係るホログラム記録再生装置において、ピックアップ１０が有する光学系の構成は図１に示す第１実施例のものと同一である。また、Ｉ−Ｖ変換器３１、ＦＥ生成部３２、加算器３３及び制御回路３４から構成されるフォーカスサーボループも第１実施例と同一である。
第２実施例では、ピックアップ１０内の２次元センサ１６から出力された検出画像データＤdetはデータ復調器５２により復調され、再生情報データＤｒとして出力される。データ復調部５２は第１実施例と同様に、記録時に空間変調器１４により行われた２次元デジタル変調に対応する復調方式により、情報データを復調する。また、データ復調部５２により復調された情報データはエラーレート測定部５３へ送られる。エラーレート測定部５３はエラーレートを測定し、サーボ目標値設定部５５に供給する。
サーボ目標値設定部５５は、エラーレートに基づいてサーボ目標値Ｆrefを決定する。具体的には、サーボ目標値設定部５５は、エラーレートが最小になるように、サーボ目標値Ｆrefを決定する。対物レンズ位置とエラーレートとの関係の一例が図８（ａ）に示されている。サーボ目標値設定部５５は、例えば図８（ａ）の関係に基づいて、エラーレートが最小となるアクチュエータ変位量（即ち、対物レンズ位置）となるように、フォーカスサーボループのサーボ目標値Ｆrefを設定する。先に図８（ａ）及び（ｂ）を参照して説明したように、光ビームが合焦状態にあるときにはエラーレートは最小になる。よって、エラーレートが最小になるようにサーボ目標値を設定することにより、適切なサーボ目標値を設定することが可能となる。
以上のように、第２実施例では、フォーカスサーボ系で得られるフォーカスエラー信号を利用してサーボ制御を行うことに加え、情報データの再生系で得られるエラーレートに基づいてサーボ目標値を決定するので、例えば温度変化などの環境変化や、記録媒体の収縮などが生じた場合でも、サーボ目標値を適切に更新することができ、正確なフォーカスサーボを継続することが可能となる。
［変形例］
上記の第１実施例と第２実施例を組み合わせて適用することも可能である。即ち、第１実施例のようにマーカー位置に基づいて設定したサーボ目標値と、第２実施例のようにエラーレートに基づいて設定したサーボ目標値とを組み合わせて使用することができる。
情報データの実際の再生手順としては、まず、第１段階でマーカー位置を検出し、第２段階でマーカー位置により２次元データの幾何補正を行い、第３段階で幾何補正後の情報データに対して復調及びエラー訂正を行う。第３段階においてエラー率を得ることができる。よって、エラー率を得るためにマーカー位置検出を行い、マーカー位置検出結果に基づいてサーボ目標値を調整する。
具体的には、初期化処理として、まず、マーカーの位置検出を行いつつその結果に基づいてサーボの目標値を調整し、第１のサーボ目標値を決定する。このときには、マーカー領域面積（第１のマーカー領域面積）は予め決定された初期値を用いる。
次に、第１のサーボ目標値を中心として所定範囲内でサーボ目標値を変更しつつエラー率を測定する。この際、同時にマーカー領域面積を測定しておき、エラー率対マーカー領域面積の関係を記憶しておく。そして、エラー率が最小となるマーカー領域面積（第２のマーカー領域面積）及びサーボ目標値（第２のサーボ目標値）を決定する。こうして、初期化処理が終了する。この初期化処理は、記録再生装置へディスクが挿入されたとき、ディスクが交換されたときなどに実行される。
初期化処理の終了後の通常再生時では、フォーカスサーボの制御方法としては幾通りかの方法が考えられる。
第１の方法では、第２のサーボ目標値を使用してフォーカスサーボを実行する。この場合、初期設定以後にサーボ目標値を変更しないこととする。
第２の方法では、通常再生時は初期値を第２のサーボ目標値としてフォーカスサーボを開始する。そして、エラー率を測定し、エラー率が規定値より低下したときには、上述の第２のマーカー領域面積を用いてマーカー位置検出によるサーボ目標値の調整を再度行う。
第３の方法では、通常再生時は初期値を第２のサーボ目標値としてフォーカスサーボを開始し、上述の第２のマーカー領域面積を目標としてマーカー位置検出によるサーボ目標値の調整を常時実行する。この方法では、エラー率が最小となる第２のマーカー領域面積を目標マーカー領域面積としてサーボ目標値の調整を常時実行するので、温度変化などの外的要因に対して安定なフォーカスサーボが実行可能となる。また、最適マーカー領域面積が設計値からずれている場合でも、前述のように第２のマーカー領域面積は初期化処理において最適化されるので、そのずれ分を修正することができる。
また、上記の実施例では、光学系において記録時の物体光と参照光を同一の光源からの光ビームを用いて生成しているが、本発明の適用はこれには限られない。即ち、物体光と参照光が別々の光束として記録媒体に照射される構成であっても本発明の適用が可能である。
また、上記の実施例では、参照光と、記録情報に対応する物体光とを照射して形成した干渉縞を記録することによりホログラフィック記録媒体に情報を記録するとともに、記録した情報を再生するホログラム記録再生装置に本発明を適用している。その代わりに、本発明を参照光と記録情報に対応する物体光とを照射して形成した干渉縞が記録されたホログラフィック記録媒体から情報を再生するホログラム再生装置に適用することも可能である。
本発明の実施例に係るホログラム記録再生装置の光学系の構成を示す。 記録情報の２次元デジタル変調方式の一例を示す。 第１実施例のホログラム記録再生装置の信号処理系の概略構成を示すブロック図である。 空間変調器上に表示されたマーカーの例、並びにマーカー間距離及びマーカー領域面積を示す。 マーカー位置の検出方法、並びに、マーカー間距離及びマーカー領域面積の算出方法の説明図である。 テンプレート画像データ位置と、その検出画像データとの差分を示すグラフである。 フォーカス制御の概念を説明する図である。 対物レンズ位置とエラーレートの関係、及び、対物レンズ位置とデータエリア面積の関係を示すグラフである。 フォーカスサーボ目標値の設定処理のフローチャートである。 フォーカスサーボ目標値の設定処理のフローチャートである。 情報データの復調処理のフローチャートである。 第２実施例のホログラム記録再生装置の信号処理系の概略構成を示すブロック図である。
符号の説明
１ ホログラフィック記録媒体
１０ ピックアップ
１４ 空間変調器
１６ ２次元センサ
１１ 記録再生用レーザ
２１ サーボ用レーザ
２４ シリンドリカルレンズ
２５ ４分割フォトディテクタ
３２ フォーカスエラー生成部
３４ 制御回路
４２ マーカー位置検出器
４３ マーカー位置関係検出部
４５、５５ サーボ目標値設定部
４６、５２ データ復調部
５３ エラーレート測定部

Claims (12)

  1. 参照光と、記録情報に対応する物体光とを照射して形成した干渉縞を記録することによりホログラフィック記録媒体に情報を記録する記録手段と、
    前記ホログラフィック記録媒体からの検出光に基づいて、検出情報データ及びフォーカスエラー信号を生成する再生手段と、
    前記フォーカスエラー信号に基づいてフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ手段と、を備え、
    前記フォーカスサーボ手段は、前記検出情報データに基づいてフォーカスサーボの目標値を設定するサーボ目標値設定手段を有し、
    前記サーボ目標値設定手段は、前記検出情報データに含まれる複数のマーカーの位置関係に基づいて前記フォーカスサーボの目標値を設定することを特徴とするホログラム記録再生装置。
  2. 前記サーボ目標値設定手段は、
    前記検出情報データに含まれる２つのマーカー間の距離を検出する手段と、
    前記マーカー間の距離と所定の距離基準値とを比較した結果に基づいて前記フォーカスサーボの目標値を設定する手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録再生装置。
  3. 前記記録手段は、光源からの光を前記記録情報に基づいて空間変調して前記物体光を生成する空間変調器を有し、
    前記距離基準値は、前記空間変調器上における前記２つのマーカーの距離であることを特徴とする請求項２に記載のホログラム記録再生装置。
  4. 前記サーボ目標値設定手段は、
    前記検出情報データに含まれる複数のマーカーにより規定されるマーカー領域の面積を検出する手段と、
    前記マーカー領域の面積を所定の面積基準値と比較した結果に基づいて前記フォーカスサーボの目標値を設定する手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録再生装置。
  5. 前記記録手段は、光源からの光を前記記録情報に基づいて空間変調して前記物体光を生成する空間変調器を有し、
    前記面積基準値は、前記空間変調器上における前記マーカー領域の面積であることを特徴とする請求項４に記載のホログラム記録再生装置。
  6. 前記サーボ目標値設定手段は、
    前記検出情報データに含まれる複数のマーカーの位置関係に基づいて第１のフォーカスサーボの目標値を決定する第１の決定手段と、
    前記検出情報データのエラーレートに基づいて第２のフォーカスサーボの目標値を決定する第２の決定手段と、を備え、
    前記フォーカスサーボ手段は、前記第１及び第２のフォーカスサーボの目標値を用いてフォーカスサーボを実行することを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録再生装置。
  7. 前記フォーカスサーボ手段は、１つのホログラフィック記録媒体に対してフォーカスサーボを開始した後の所定期間内は前記第１のフォーカスサーボの目標値を用い、前記所定期間の経過後は前記第２のフォーカスサーボの目標値を用いてフォーカスサーボを実行することを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録再生装置。
  8. 参照光と、記録情報に対応する物体光とを照射して形成した干渉縞が記録されたホログラフィック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、
    前記ホログラフィック記録媒体からの検出光に基づいて、検出情報データ及びフォーカスエラー信号を生成する再生手段と、
    前記フォーカスエラー信号に基づいてフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ手段と、を備え、
    前記フォーカスサーボ手段は、前記検出情報データに基づいてフォーカスサーボの目標値を設定するサーボ目標値設定手段を有し、
    前記サーボ目標値設定手段は、前記検出情報データに含まれる複数のマーカーの位置関係に基づいて前記フォーカスサーボの目標値を設定することを特徴とするホログラム再生装置。
  9. 前記サーボ目標値設定手段は、
    前記検出情報データに含まれる２つのマーカー間の距離を検出する手段と、
    前記マーカー間の距離と所定の距離基準値とを比較した結果に基づいて前記フォーカスサーボの目標値を設定する手段と、を備えることを特徴とする請求項８に記載のホログラム再生装置。
  10. 前記サーボ目標値設定手段は、
    前記検出情報データに含まれる複数のマーカーにより規定されるマーカー領域の面積を検出する手段と、
    前記マーカー領域の面積を所定の面積基準値と比較した結果に基づいて前記フォーカスサーボの目標値を設定する手段と、を備えることを特徴とする請求項８に記載のホログラム再生装置。
  11. 前記サーボ目標値設定手段は、
    前記検出情報データに含まれる複数のマーカーの位置関係に基づいて第１のフォーカスサーボの目標値を決定する第１の決定手段と、
    前記検出情報データのエラーレートに基づいて第２のフォーカスサーボの目標値を決定する第２の決定手段と、を備え、
    前記フォーカスサーボ手段は、前記第１及び第２のフォーカスサーボの目標値を用いてフォーカスサーボを実行することを特徴とする請求項８に記載のホログラム再生装置。
  12. 前記フォーカスサーボ手段は、１つのホログラフィック記録媒体に対してフォーカスサーボを開始した後の所定期間内は前記第１のフォーカスサーボの目標値を用い、前記所定期間の経過後は前記第２のフォーカスサーボの目標値を用いてフォーカスサーボを実行することを特徴とする請求項１１に記載のホログラム再生装置。
JP2003422219A 2003-12-19 2003-12-19 ホログラム記録再生装置 Expired - Fee Related JP4181027B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003422219A JP4181027B2 (ja) 2003-12-19 2003-12-19 ホログラム記録再生装置
US11/013,797 US7492692B2 (en) 2003-12-19 2004-12-17 Hologram recording and reproducing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003422219A JP4181027B2 (ja) 2003-12-19 2003-12-19 ホログラム記録再生装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005182910A JP2005182910A (ja) 2005-07-07
JP4181027B2 true JP4181027B2 (ja) 2008-11-12

Family

ID=34675311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003422219A Expired - Fee Related JP4181027B2 (ja) 2003-12-19 2003-12-19 ホログラム記録再生装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7492692B2 (ja)
JP (1) JP4181027B2 (ja)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8275216B2 (en) * 2004-06-28 2012-09-25 Inphase Technologies, Inc. Method and system for equalizing holographic data pages
US7672209B2 (en) * 2004-07-08 2010-03-02 Pioneer Corporation Hologram recording/reproducing apparatus, hologram reproducing apparatus and method, and computer program
WO2006092998A1 (ja) * 2005-03-01 2006-09-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 光記憶媒体及び光情報装置
JP4664354B2 (ja) * 2005-03-03 2011-04-06 パイオニア株式会社 マーカ選択方法、マーカ選択装置、マーカ、ホログラム記録装置及び方法、ホログラム再生装置及び方法、並びにコンピュータプログラム
JP2007087561A (ja) * 2005-08-24 2007-04-05 Fujifilm Corp 光記録方法、光記録装置、光記録媒体及び光再生方法
US7990829B2 (en) 2005-08-24 2011-08-02 Fujifilm Corporation Optical recording method, optical recording apparatus, optical recording medium, and optical reproducing method
JP2007058992A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Fujifilm Corp 光記録方法、光記録装置、光記録媒体及び光記録再生方法
TW200745799A (en) * 2006-02-14 2007-12-16 Koninkl Philips Electronics Nv Method of reading information from a holographic data storage medium and holographic data read out device
JP4741000B2 (ja) * 2006-03-31 2011-08-03 パイオニア株式会社 ２次元復調方法、２次元復調装置及びホログラム装置
JP4837502B2 (ja) * 2006-09-06 2011-12-14 シャープ株式会社 位置ずれ量測定方法、光学装置調整方法、および位置ずれ量測定装置
KR20080087311A (ko) * 2007-03-26 2008-10-01 삼성전자주식회사 데이터 복원 방법 및 홀로그래픽 저장 매체 기록 재생 장치
JP2009151841A (ja) * 2007-12-18 2009-07-09 Fuji Xerox Co Ltd 光情報再生方法、光情報再生装置、及びプログラム
KR20090076103A (ko) * 2008-01-07 2009-07-13 삼성전자주식회사 홀로그래픽 정보 기록/재생 시스템의 서보 제어 장치 및방법
JP2009187635A (ja) * 2008-02-07 2009-08-20 Sony Corp 情報記録媒体初期化装置及び情報記録媒体初期化方法、情報記録装置及び情報記録方法、並びに情報記録媒体
JP5081741B2 (ja) 2008-06-20 2012-11-28 株式会社日立製作所 光情報記録装置、光情報記録方法、光情報記録再生装置および光情報記録再生方法
JP2010231850A (ja) * 2009-03-27 2010-10-14 Sony Corp 光照射装置、制御方法
JP2011198427A (ja) * 2010-03-23 2011-10-06 Sony Corp 記録装置、記録方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5504596A (en) * 1992-12-21 1996-04-02 Nikon Corporation Exposure method and apparatus using holographic techniques
JP3473057B2 (ja) * 1993-10-05 2003-12-02 ソニー・プレシジョン・テクノロジー株式会社 変位検出装置
AU2300099A (en) * 1998-02-09 1999-08-23 Nikon Corporation Method of adjusting position detector
US6729541B1 (en) * 1998-07-01 2004-05-04 Nippon Telegraph & Telephone Corporation Information reading apparatus and information recording medium
US6728008B1 (en) * 1998-09-04 2004-04-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Method for diagnosing optical devices installed in image reading apparatus and image forming apparatus
JP3737292B2 (ja) 1998-10-13 2006-01-18 パイオニア株式会社 光変調装置及び光学的情報処理システム
JP3655819B2 (ja) 2000-08-07 2005-06-02 株式会社オプトウエア 光情報記録装置および方法、光情報再生装置および方法、ならびに光情報記録再生装置および方法
JP3574054B2 (ja) 2000-08-18 2004-10-06 日本電信電話株式会社 ホログラフィック光記録媒体、記録装置及び再生装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20050135217A1 (en) 2005-06-23
US7492692B2 (en) 2009-02-17
JP2005182910A (ja) 2005-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4181027B2 (ja) ホログラム記録再生装置
US9076464B2 (en) Optical information recording apparatus, optical information recording method, optical information reproducing apparatus and optical information reproducing method
US7031038B2 (en) Hologram apparatus capable of detecting and correcting distortion of hologram image
US20070206255A1 (en) Hologram recorder
JP2010250908A (ja) ホログラム装置、チルト検出方法、チルト補正方法
JP4315256B2 (ja) ホログラム記録再生装置及び、ホログラム再生装置及び方法、並びにコンピュータプログラム
JPWO2007111139A1 (ja) 記録再生方法、記録媒体及び記録再生装置
JP4300121B2 (ja) 光再生装置
US20070121433A1 (en) Optical information recording and reproducing apparatus
US8787136B2 (en) Holographic memory apparatus and method for adjusting incident angle of reference beam
US8638646B2 (en) Optical information processing method and optical information processing apparatus
US8391119B2 (en) Apparatus and method for recording/reproducing optical information, and data fetching by reference to optical information recording medium
US9087522B2 (en) Optical information reproducing device and reference beam adjusting method
WO2011108105A1 (ja) ホログラム再生方法
US6882605B1 (en) Focusing method, method of detecting focal point deviation, method of forming master of data storage medium, focusing control unit, unit for detecting focal point deviation, and unit for forming master of data storage medium
KR20070006443A (ko) 정보 저장매체 및 이를 재생하는 장치
US8897110B2 (en) Method and apparatus for recording/reproducing on/from a recording medium
JP2009288428A (ja) ホログラム情報記録再生装置
JP2009288429A (ja) ホログラム記録再生装置
JP2004227660A (ja) 露光装置及びフォーカス調整方法
JP2004047115A (ja) 焦点制御方法と焦点位置ずれ検出方法と情報記録媒体原盤作成方法と焦点制御装置と焦点位置ずれ検出装置と情報記録媒体原盤作成装置
JP2001209951A (ja) 焦点制御方法と焦点位置ずれ検出方法と情報記録媒体原盤作成方法と焦点制御装置と焦点位置ずれ検出装置と情報記録媒体原盤作成装置
JP2009146564A (ja) 光再生装置、光再生方法及び光記録再生装置
JP2008139608A (ja) ホログラム記録装置およびホログラム記録方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061120

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080513

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080714

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080826

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080828

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110905

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees