JP4539766B2 - ホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法およびホログラム記録媒体 - Google Patents

ホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法およびホログラム記録媒体 Download PDF

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Description

本発明は、ホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法およびホログラム記録媒体に関する。
近年ホログラム記録媒体をメモリとして用いるホログラムメモリが大容量の記録媒体として注目されている。ホログラムメモリでは、記録時と再生時とで、例えば、ホログラム記録媒体のチルト量が0.05°異なると、回折像の明るさが非一様となるうえに、回折効率が67％に減衰する。エラーレートの悪化を起こさないためのチルト許容度はさらに狭く、例えば、0.01°程度である。従来の光ディスク、例えば、ＤＶＤディスクのチルト許容量に対して、この値は数十分の1であり、極端に狭い。ここで、記録時と再生時とで、チルト量が異なるとは、記録時と再生時の両時点におけるチルト量の異なりを意味するのであり、記録時のチルトが0.数°程度であっても、再生時のチルトがそれに対して、例えば、0.01°内であれば再生が可能である。つまり、ホログラムメモリの場合、記録時と再生時の相対的なチルト量の差が問題となる。
このため、ホログラムメモリを用いるホログラム記録再生装置（ホログラムメモリシステム）では、チルト量を検出して、チルト量を小さくするようにチルト補正を行う必要がある。このような技術としては、例えば、対物レンズに入射する記録用光、再生用光の光線束を平行移動させる技術が提案されている（特許文献１を参照）。また、２光束法を採用する場合において、ラジアル方向、タンジェンシャル方向に再生光を移動させ、ＳＮＲが最も良好なる状態で再生を行う技術が提案されている（特許文献２を参照）。また、２光束法とコアキシャル法とはホログラムを記録再生する基本技術として知られている。
特開２００５−３２３０９号公報 特開２００７−１４１４２６号公報
しかしながら、特許文献１には、チルト量をどのように検出するかについては、具体的に記載がされていない。また、特許文献２には、２光束法を前提とする技術が記載されており、コアキシャル法には採用し難い。また、繰り返して再生をすることがこの技術の特徴であるために、結果として、転送レートが低下するという問題も生じる。
本発明は、上述した課題を解決して、コアキシャル法に適したホログラム記録媒体のチルトを検出する技術を提供し、チルト補正の技術を提供し、チルト検出を容易とするホログラム記録媒体を提供するものである。
本発明のホログラム記録再生装置は、ホログラム記録媒体に対して光ビームを照射するための光学部と、前記光学部を制御する制御部と、を備え、前記光学部は、光ビームを出射するレーザ光源と、前記光ビームに変調を施す空間変調器と、を具備し、前記制御部は、前記空間変調器を制御することによって、チルト基準参照光画素と、前記チルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第１チルト基準信号光画素および第２チルト基準信号光画素と、前記チルト基準参照光画素と前記第１チルト基準信号光画素と前記第２チルト基準信号光画素を結ぶ線上とは異なる線上に前記チルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第３チルト基準信号光画素および第４チルト基準信号光画素と、を表示して、前記チルト基準参照光画素と前記第１チルト基準信号光画素とで第１チルト基準ホログラムを記録し、前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第２チルト基準信号光画素とで第２チルト基準ホログラムを記録し、前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第３チルト基準信号光画素とで第３チルト基準ホログラムを記録し、前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第４チルト基準信号光画素とで第４チルト基準ホログラムを記録する。
本発明のホログラム記録再生装置では、チルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第１チルト基準信号光画素および第２チルト基準信号光画素と、チルト基準参照光画素と第１チルト基準信号光画素と第２チルト基準信号光画素を結ぶ線上とは異なる線上にチルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第３チルト基準信号光画素および第４チルト基準信号光画素と、を空間変調器に表示して、第１チルト基準ホログラム、第２チルト基準ホログラム、第３チルト基準ホログラム、第４チルト基準ホログラムホログラムを同一領域に記録する。再生時においては、このようにして記録されたホログラムから、チルト補正のための信号を得ることができる。
本発明のホログラム記録再生方法は、レーザ光源から光ビームを出射し、
空間変調器に、チルト基準参照光画素と、前記チルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第１チルト基準信号光画素および第２チルト基準信号光画素と、前記チルト基準参照光画素と前記第１チルト基準信号光画素と前記第２チルト基準信号光画素を結ぶ線上とは異なる線上に前記チルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第３チルト基準信号光画素および第４チルト基準信号光画素と、を表示して、前記チルト基準参照光画素と前記第１チルト基準信号光画素とで第１チルト基準ホログラムを記録し、前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第２チルト基準信号光画素とで第２チルト基準ホログラムを記録し、前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第３チルト基準信号光画素とで第３チルト基準ホログラムを記録し、前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第４チルト基準信号光画素とで第４チルト基準ホログラムを記録する。
本発明のホログラム記録再生方法では、チルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第１チルト基準信号光画素および第２チルト基準信号光画素と、チルト基準参照光画素と第１チルト基準信号光画素と第２チルト基準信号光画素を結ぶ線上とは異なる線上にチルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第３チルト基準信号光画素および第４チルト基準信号光画素と、を空間変調器に表示して、第１チルト基準ホログラム、第２チルト基準ホログラム、第３チルト基準ホログラム、第４チルト基準ホログラムホログラムを同一領域に記録する。再生時においては、このようにして記録されたホログラムから、チルト補正のための信号を得ることができる。
本発明のホログラム記録媒体は、レーザ光源から光ビームを出射し、空間変調器に、チルト基準参照光画素と、前記チルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第１チルト基準信号光画素および第２チルト基準信号光画素と、前記チルト基準参照光画素と前記第１チルト基準信号光画素と前記第２チルト基準信号光画素を結ぶ線上とは異なる線上に前記チルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第３チルト基準信号光画素および第４チルト基準信号光画素と、を表示して、前記チルト基準参照光画素と前記第１チルト基準信号光画素とで第１チルト基準ホログラムが記録され、前記第１チルト基準ホログラムが記録されたと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第２チルト基準信号光画素とで第２チルト基準ホログラムが記録され、前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第３チルト基準信号光画素とで第３チルト基準ホログラムが記録され、前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第４チルト基準信号光画素とで第４チルト基準ホログラムが記録されている。
本発明のホログラム記録媒体では、記録媒体は、以下のようにして製造される。チルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第１チルト基準信号光画素および第２チルト基準信号光画素と、チルト基準参照光画素と第１チルト基準信号光画素と第２チルト基準信号光画素を結ぶ線上とは異なる線上にチルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第３チルト基準信号光画素および第４チルト基準信号光画素と、を空間変調器に表示して、第１チルト基準ホログラム、第２チルト基準ホログラム、第３チルト基準ホログラム、第４チルト基準ホログラムホログラムを同一領域に記録する。このようなホログラム記録媒体を用いることによって、記録時と再生時とにおけるチルト量の差を補正することができる。
本発明の別のホログラム記録再生装置は、ホログラム記録媒体に対して光ビームを照射するための光学部と、機構部と、前記光学部および前記機構部を制御する制御部と、を備え、前記光学部は、光ビームの波長を変化させることができる可変波長レーザ光源と、前記光ビームに変調を施す空間変調器と、前記ホログラム記録媒体からの回折光を受光する撮像器と、を具備し、前記機構部は、前記ホログラム記録媒体の記録面が、前記光学部の取り付け基準面に対して有するチルト量を制御するチルト制御機構を具備し、前記制御部は、前記空間変調器を制御することによって、チルト基準参照光画素と、前記チルト基準参照光画素を囲むようにドーナツ状に配置されるチルト基準信号光画素と、を表示して、前記チルト基準参照光画素と前記チルト基準参照光画素とでチルト基準ホログラムを記録し、前記空間変調器を制御することによって、前記チルト基準参照光画素を表示し、前記撮像器の回折光を受光した画素の位置から、前記ホログラム記録媒体の記録面が、前記光学部の取り付け基準面に対して有するチルトの大きさであるチルト角度と、チルトが生じた方向であるチルト方向と、を演算によって求め、前記チルト角度と、前記チルト方向とに応じて前記チルト制御機構を制御する。
本発明の別のホログラム記録再生装置では、チルト基準参照光画素と、チルト基準参照光画素を囲むようにドーナツ状に配置されるチルト基準信号光画素と、を空間変調器に表示して、チルト基準ホログラムを記録する。再生時には、このチルト基準ホログラムからの回折光から、チルト角度と、チルト方向と、を演算によって求め
チルト制御機構を制御して、記録時と再生時とのチルト量の差を補正することができる。
本発明のさらに別のホログラム記録再生装置は、ホログラム記録媒体に対して光ビームを照射するための光学部と、前記光学部を制御する制御部と、を備え、前記光学部は、光ビームを出射するレーザ光源と、前記光ビームに変調を施す空間変調器と、を具備し、前記制御部は、前記空間変調器を制御することによって、チルト基準参照光画素と、チルト基準信号光画素と、を表示して、前記チルト基準参照光画素と前記チルト基準参照光画素とでチルト基準ホログラムを記録する。
本発明のさらに別のホログラム記録再生装置では、チルト基準参照光画素と、チルト基準信号光画素と、を空間変調器に表示して、チルト基準ホログラムを記録する。再生時においては、このようにして記録されたホログラムから、チルト補正のための信号を得ることができる。
本発明によれば、チルト基準ホログラムの記録再生をおこない、記録時におけるチルト量と再生時におけるチルト量との差を検出して、チルト量を補正する技術を提供する。また、チルト基準ホログラムが記録されたホログラム記録媒体を提供する。そして、ホログラム記録再生の特性の向上を図ることができる。
（実施形態のチルト検出原理の概要）
実施形態のチルト検出原理について以下に説明をする。実施形態のチルトを検出する技術では、チルト検出をおこなうための特殊な情報を記録したホログラム記録媒体を用いる。このホログラム記録媒体は、ホログラムを記録するホログラム記録層については従来の一般的なホログラム記録層が用いられている。また、ホログラム記録媒体の形状としては、円盤状、または、四方形のカード状の形状とされ、ホログラム記録媒体の一般的な形状が採用される。しかしながら、このホログラム記録媒体が製造された後、ホログラム記録媒体の出荷前に、専用のホログラム記録再生装置によってチルトの基準となるチルト基準情報の記録がおこなわれる。
以下、どのようにして、チルト基準情報の記録をおこない、どのようにして、チルト基準情報を再生するかについて説明する。それに先立ち、ホログラム記録媒体にホログラムを記録し、ホログラム記録媒体に記録されたホログラムを再生するホログラム記録再生装置の概要を簡単に説明する。
（実施形態のホログラム記録再生装置の概要）
図１は、実施形態のホログラム記録再生装置１の概要を示す図である。ここで、ホログラム記録再生装置１は、ホログラムを記録するホログラム記録装置としての機能と、ホログラムを再生するホログラム再生装置としての機能との両方を有するものである。以下においては、ホログラム記録再生装置の用語は、ホログラム記録装置と、ホログラム再生装置と、ホログラム記録装置および再生装置と、を総称するものとして用いるものである。また、ホログラム記録再生方法の用語は、ホログラム記録方法と、ホログラム再生方法と、ホログラム記録方法および再生方法と、を総称するものとして用いるものである。
図１に示すホログラム記録再生装置１は、以下の光学部品を有して構成されている。外部共振型ダイオードレーザ（ECDL）１０は、レーザ光である光ビームの波長が変えられる可変波長光源であり、青色の光ビームを発光する。アイソレータ１１は、外部共振型ダイオードレーザ１０にレーザ光が戻るのを防止する光学素子である。シャッタ１２はアイソレータ１１からの光ビームの透過と遮断とを制御する素子である。ガルバノミラー１３は回動するミラーによって光ビームの方向を制御する光学素子である。偏光ビームスプリッタ(PBS)１７は光ビームの偏光方向に応じて透過、反射をする光学部材である。空間変調器１４は強誘電体液晶等によって形成され、光ビームに変調を施す光学部材である。位相マスク１５は空間変調器１４に接近して配され、光ビームがホログラム記録媒体の特定の位置に集中することを防止するものである。レンズ１８とレンズ２０との間にピンホール１９が配されている。また、偏光ビームスプリッタ(PBS)２１、レンズ２２、レンズ２３を備えている。また、波長選択膜を有するダイクロイックプリズム２５、１／４波長板（λ／４板）２６、対物レンズ２７を備えている。また、レンズ３５、ミラー３６、レンズ３７、シーモスカメラ（CMOSカメラ）３８を備えている。
また、サーボのための光学部材として、ビームスプリッタ２８、フォトディテクタ（PD）２９、グレーティング３０、赤色の光ビームを発光する、赤のLD（赤のレーザダイオード）３１を備えている。
図１には、円盤状のホログラム記録媒体であるディスク６０を平板側から見た図が上方に記載され、ディスク６０を断面側から見た図が下方に記載されているが、この両者は同一物である。上方に記載されたディスク６０は、ホログラム記録再生装置１を構成する光学部との関係を明示するために記載されており、下方に記載されたディスク６０は、サーボのための機構部材との関係を明示するために記載されている。
ホログラム記録再生装置１を構成する機構部材としては、従来のホログラム記録再生装置と同様な、以下のものを備えている。ディスク６０を回転させるスピンドルモータ４１を備えている。ディスク６０のホログラム記録層（図４を参照）と対物レンズ２７とのフォーカス方向の離間距離を制御するピエゾ素子４２を備えている。ディスク６０のホログラム記録層と対物レンズ２７とのトラッキング方向の大きな離間距離を制御するスライドモータ４３、トラッキング方向の小さな離間距離を制御するトラッキングアクチュエータ４４を備えている。その他、スピンドルモータ４１の回転軸とディスク６０の回転中心とを一致させるようにして、回転軸に対してディスク６０を着脱するチャッキング機構を備えているが、その記載は省略されている。このチャッキング機構は、ＤＶＤディスクを着脱するチャッキング機構と同様の構造を有している。
また、実施形態の特徴的な機構部材として、直交する２方向について角度を変えられる２段のゴニオステージと、このゴニオステージの角度を変えるモータとをチルト制御機構部材として備えている。ゴニオステージとしては、Ｘ軸ステージ４５とＹ軸ステージ４７とを備えている。Ｘ軸ステージ４５はＸ軸方向（紙面の左右方向）へ自由に滑らかに傾くようになされ、Ｙ軸ステージ４７はＹ軸方向（紙面の手前奥方向）へ自由に滑らかに傾くようになされている。Ｘ軸ステージ４５はＸ軸モータ４６によって傾きの駆動力を与えられ、Ｙ軸ステージ４７はＹ軸モータ４８によって傾きの駆動力を与えられる。
また、Ｘ軸モータ４６の対面にはＸ軸軸受け（図示せず）が配され、Ｘ軸モータ４６の外囲部とＸ軸軸受けの外囲部とは、Ｙ軸ステージ４７に固着されている。また、Ｙ軸モータ４８の対面にはＹ軸軸受け４９が配され、Ｙ軸モータ４８の外囲部とＹ軸軸受け４９の外囲部とは、スライド可動部５１に固着されている。スライド可動部５１に設けられたラックとスライドモータ４３の回転軸に設けられたピニオンとは噛み合うようになされている。また、スライドモータ４３の外囲部とスライド軸受け５０の外囲部とは、ホログラム記録再生装置１の基準面に固着されている。
また、上述した光学部材は、すべて、ホログラム記録再生装置１の基準面に固着されている。このような、チルト制御機構部材を備えることによって、ディスク６０の、光学部材に対するチルト量を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に独立して制御することができる。
制御部４０は、図示しない、中央演算装置（CPU）、ラム（RAM）、ロム（ROM）、アナログデジタル（A/D）変換器、デジタルアナログ（D/A）変換器、インターフェイス回路を有している。また、制御部４０は、外部共振型ダイオードレーザ１０、シャッタ１２、ガルバノミラー１３、空間変調器１４、赤のLD３１、スピンドルモータ４１、ピエゾ素子４２、スライドモータ４３、トラッキングアクチュエータ４４を駆動する。そのために、制御部４０はこれらの構成部品を駆動するためのドライバーを有している。また、制御部４０は、CMOSカメラ３８からの信号を処理して外部装置に出力するための信号処理回路を有している。また、制御部４０はPD２９から検出される信号によってサーボの動作をおこなうためのサーボ処理回路を有している。また、制御部４０は外部装置からの指令によって、ホログラム記録再生装置１の全体の動作を制御するコントロール部を有している。
さらに、制御部４０は、チルト制御機構部材である、Ｘ軸モータ４６、Ｙ軸モータ４８を制御する。そして、直交する２方向である、Ｘ軸方向のチルトとＹ軸方向のチルトとを制御して、結果として、ホログラム記録再生装置１の基準面に対して、２次元面における、ディスク６０の全方向のチルト量を制御することができる。
（記録の動作について）
ディスク６０にホログラムを記録する場合の記録の動作の説明をおこなう。
記録の動作をおこなうに際しては、青色の光ビームが、ホログラム記録層（図４のホログラム記録層６２を参照）の所定位置に、光スポットを形成するようにサーボ系を動作させる必要がある。サーボ系の動作についての詳細な説明は省略をするが、赤色の光ビームを用いてサーボ系は動作するようになされている。例えば、フォーカスサーボに関しては、アスティグマ法、トラッキングサーボに関しては、プッシュプル法が用いられている。また、基板（図４の基板６４を参照）には、ピットまたはグルーブ（図示せず）が形成されており、ディスク６０の位置を特定するアドレス情報がピットまたはグルーブから得られる。赤色の光ビームを用いてサーボ系を動作させ、青色の光ビームを用いて記録、再生系を動作させることは、ホログラム記録再生装置では、慣用技術である。
記録に際しては、ディスク６０のホログラム記録再生装置１の基準面に対する全方向のチルト量が、0°（度）となる状態において記録をおこなうのが基本である（変形例として、0°ではない例についても後述する）。したがって、記録に際しては、例えば、定盤の上に、上述した各光学部材を配置し、スライド可動部５１の上に直接にピエゾ素子４２を配置することによって、このような記録が可能である。すなわち、チルト制御機構部材は再生の動作のために設けられている。ただし、後述するような記録時において積極的にチルト量を制御する方式では、記録時にもチルト制御機構が用いられる。ここで、ホログラム記録再生装置１では、チルト制御機構部材を備えているので、制御部４０は、記録時においては、全方向のチルト量が、0°と、自らが、判断する状態に、Ｘ軸モータ４６とＹ軸モータ４８とを制御する。また、記録時における、外部共振型ダイオードレーザ１０からの光ビームの波長は、所定の波長とされ、405nm(ナノメートル)であるとして説明をする。なお、外部共振型ダイオードレーザ１０からの光ビームの波長は制御部４０からの制御信号によって制御することができる。外部共振型ダイオードレーザ１０は、光ビームの波長を、約40pm（ピコメートル）刻みで、6nm程度変化させることができる。
また、記録再生に際しては、上述したように、赤のLD３１を発光させ、赤色の光ビームのディスク６０からの戻り光をPD２９で受光することによって、フォーカスサーボ、トラッキングサーボ、スライドサーボを各々動作させる。なお、赤色の光ビームによっては、ホログラム記録層（図４を参照）にホログラムが形成されることはないので、記録されているホログラムに影響を与えることなく、常時、安定して、サーボ系を動作させることができる。
図２は、空間変調器１４の画素（ピクセル）領域を示す概念図である。画素は、例えば、1000画素×1000画素とされている。通常の記録データを記録再生する場合には、参照光領域１４ａが参照光を発生させる画素であり、信号光領域１４ｂが信号光を発生させる画素である。
図３は、チルト検出のための記録（チルト基準記録）をおこなう場合の、参照光（チルト基準参照光）と信号光（チルト基準信号光）とを発生させる空間変調器１４に表示されるパターンを示す図である。図３に示す破線は、図２に示す通常の記録再生における参照光領域１４ａ、信号光領域１４ｂとの関係が分かるように示すものである。最内周の破線の内部が信号光領域１４ｂであり、最内周から次の円周の間は、画素にパターンを表示しない部分であり、次の円周から最外周の間は、参照光領域１４ａである。チルト基準記録では、参照光を発生させる画素は、通常の記録および再生における参照光領域に限定されない。また、信号光を発生させる画素は、通常の記録における信号光領域に限定されない。
図３において、参照光（チルト基準参照光）を発生する画素が画素R（チルト基準参照光画素）であり、信号光を発生する画素が画素SA（第１チルト基準信号光画素）、画素SB（第３チルト基準信号光画素）、画素SC（第２チルト基準信号光画素）、画素SD（第４チルト基準信号光画素）である。画素SAと画素SCとは、同一線上に配置され、画素Rに関して互いに対称な位置に配置されている。つまり、画素Rから画素SAまでの距離と画素Rから画素SCまでの距離とは等しくされている。また、画素SBと画素SDとは、同一線上に配置され、画素Rに関して互いに対称な位置に配置されている。つまり、画素Rから画素SBまでの距離と画素Rから画素SDまでの距離とは等しくされている。
また、図３では、画素R、画素SA、画素SB、画素SC、画素SDが、通常の記録再生における信号光領域１４ｂに配されているが、これに限られるものではない。例えば、画素R、画素SA、画素SB、画素SC、画素SDが配置される位置は、参照光領域１４ａの範囲としても良い。また、画素R、画素SA、画素SB、画素SC、画素SDが配置される位置は、参照光領域１４ａおよび信号光領域１４ｂの範囲としても良い。
図４は、図３に示すような画素のパターンを空間変調器１４に表示する場合にホログラムがどのように記録されるかを模式的に示す図である。図４は、画素SA、画素R、画素SCを通過する光ビームの断面（図７に示すＸ軸を含む断面）を模式的に示す図である。画素SA、画素R、画素SCからの１本の線は、代表する１本の光線を示すものである。画素Rからの光ビーム（チルト基準参照光）と画素SAからの光ビーム（第１チルト基準信号光）とにより１点鎖線で表す干渉縞がホログラム（第１チルト基準ホログラム）としてホログラム記録層６２に記録される。また、画素Rからのチルト基準参照光と画素SCからの光ビーム（第２チルト基準信号光）とにより破線で表す干渉縞がホログラム（第２チルト基準ホログラム）としてディスク６０のホログラム記録層６２に記録される。
π/2異なる方向（Ｙ軸方向）についても同様にして、画素Rからのチルト基準参照光と画素SBからのチルト基準信号光（第３チルト基準信号光）とにより干渉縞がホログラム（第３チルト基準ホログラム）としてホログラム記録層６２に記録される。また、画素Rからのチルト基準参照光と画素SDからのチルト基準信号光（第４チルト基準信号光）とにより干渉縞がホログラム（第４チルト基準ホログラム）としてホログラム記録層６２に記録される。これらのホログラム（第１チルト基準ホログラム〜第４チルト基準ホログラム）はホログラム記録層の同一領域に形成される。記録後、再生の際の光ビームによって、ノイズが増加しないように、この部分のモノマーを消費してしまうための後露光をおこなう。このような、チルト基準ホログラムの記録は、理想的には、ディスク６０の複数個所におこなうようことが望ましい。ここで、画素R、画素SA、画素SB、画素SC、画素SDの各々は、空間変調器１４の１画素（ピクセル）とされている。
ここで、図４に示されるホログラム記録媒体であるディスク６０の構造を、簡単に説明する。ホログラム記録層６２は透明な基板６１と基板６４とに挟まれて形成されている。反射膜６３は、波長選択膜とされ、青色の光ビームは反射し、赤色の光ビームは透過する。波長選択膜を透過した赤色の光ビームは基板６４に配されたピットまたはグルーブ（いずれも図示せず）で反射されサーボに必要な情報、ホログラム記録層の位置情報を持ち帰るようになされている。
上述した説明は、チルト基準ホログラムをどの様にしてホログラム記録媒体に記録するかについての説明であった。このようにして、チルト基準ホログラムが記録されたホログラム記録媒体は、そのまま、市場にて拡販することができる。この場合には、以後の記録再生の動作は、チルト基準ホログラムを再生することによっておこなわれ、チルト補正を採用することによって記録再生の性能を向上させることができる。この場合のホログラム記録再生装置は、専ら、チルト基準ホログラムを記録する機能を有するものとされる。
しかしながら、ホログラム記録再生装置はチルト基準ホログラムのみを記録するのではなく、外部装置から供給される記録データを記録するようにしても良い。ホログラム記録媒体にチルト基準ホログラムを記録するとともに、外部装置からの記録データをホログラム記録媒体に記録する場合にもチルト基準ホログラムを記録した効果が得られる。すなわち、後に、そのホログラム記録媒体に記録された記録データを再生するに際しては、チルト基準ホログラムからチルト検出信号を得て、そのチルト検出信号に応じて、チルト制御機構を制御することによって、当該データの記録をおこなったホログラム記録再生装置、他のホログラム記録再生装置で記録データを再生する場合において、記録データの良好なる再生が可能とできる。
（再生の動作について）
このようにして、予め、チルト基準ホログラムが記録されたディスク６０をユーザーが購入し、あるいは、他のホログラム記録再生装置でチルト基準ホログラムとともに記録データに応じた記録データホログラムが記録されたディスク６０をホログラム記録再生装置１で再生する場合における動作について説明をする。
ホログラム記録再生装置１では、画素Rを明（画素が光ビームを反射する状態）、画素SA、画素SCは暗（画素が光ビームを反射しない状態）として、ディスク６０のチルト基準ホログラムに405nmの光ビームを照射する。このとき、記録時と再生時との相対的なチルト量が0であれば、画素Rと画素SAとの干渉縞、画素Rと画素SBとの干渉縞、画素Rと画素SCとの干渉縞、画素Rと画素SDとの干渉縞の４種類の干渉縞（チルト基準ホログラム）のいずれもがブラッグ条件を満たすので、空間変調器１４の画素SA、画素SB、画素SC、画素SDに対応するCMOSカメラ３８の画素に回折光が受光される。
図５は、ディスク６０が角度ΔΓだけチルトしていた場合にホログラムがどのように再生されるかを模式的に示す図である。この場合には、405nmの光ビームを照射しても、画素Rと画素SAとの干渉縞、画素Rと画素SCとの干渉縞はブラッグ条件を満たさないので、回折光を生じない。しかしながら、光ビームの波長を、例えば、402nmから408nmまで連続的（実際には、外部共振型ダイオードレーザ１０の特性として、例えば、40pm（ピコメータ）毎に離散的）に変化させると、ある特定の波長の光ビームによって回折光が生じる。
図６は、光ビームの波長と回折光強度との関係を示す図である。グラフAが画素Rと画素SAとの干渉縞に対応する回折光の回折光強度であり、グラフCが画素Rと画素SCとの干渉縞に対応する回折光の回折光強度である。当然、CMOSカメラ３８で得られる各々の回折光の受光される位置は異なり、それらは空間変調器１４の画素SAと画素SCに対応する位置である。図６（ａ）は、チルト角度が大きい場合のグラフを示し、図６（ｂ）は、チルト角度が小さい場合のグラフを示すものである。以下に、チルト角度がどのようなものであるかを説明した後に、さらに、説明を続ける。
図７は、チルト角度θの定義を図によって表すものである。図７では、Ｘ軸、Ｙ軸、Z軸の３方向の軸を模式的に示す。Ｘ軸、Ｙ軸は光学系の基準面に含まれ、Z軸は、光学系の基準面に直交する軸である。チルト角度（θで表す）は、ホログラム記録層６２のなす平面が、光学系の基準面となす角度である。なお、図７では、チルト角度が0の場合が示されている。
図６にグラフAとグラフCで示すような、２つのピークが表れる現象は次のように説明できる。干渉縞の周期をdとすると、回折光を生じさせる参照光の入射角Γと波長λの関係は、数式(１)で表される。
Figure 0004539766
ここで入射角がΓ±ΔΓに変わると数式(２)の関係が成立する。
Figure 0004539766
つまり、数式(２)に示すように、回折光を生じる波長がλ±Δλに変わる。ΔΓ<<1の条件が成立する場合には、数式(２)は数式(３)に示すように展開される。
Figure 0004539766
数式(３)−数式(１)の演算より、数式(４)が得られる。
Figure 0004539766
数式(１)と数式(４)より、d を消去すると数式(５)、または、数式(６)が得られる。
Figure 0004539766
Figure 0004539766
数式(５)をみると、tanΓの項のために、画素SAが空間変調器１４の中心から離れれば離れるほど、感度（チルト検出精度）が悪くなることが分かる。すなわち、以下の理由によってチルト検出精度が悪くなるのである。画素SAが空間変調器１４の中心から離れれば離れるほど、数式(５)で示す波長変化が小さくなる。一方、波長の変化は、例えば、40pm毎に離散的にしか変化しない。従って、数式(５)で示す波長変化が小さいと、その分、分解能が悪くなるのである。
ここで典型的な場合について数式(５)におけるΔλとΔΓの比例係数の値を調べる。対物レンズ２７のN.A.を0.6とし、画素SAを信号光領域１４ｂの一番端（参照光領域１４ａに最も近い位置）に配置した場合について検討する。この場合に、空気中での入射角ψは数式(７)で表される。
Figure 0004539766
ディスクの屈折率nを1.5とすると、ディスク中の入射角Ψはスネル（Snell）の法則によって数式(８)で表される。
Figure 0004539766
数式(８)より、Ψ＝0.41radである。グレーティング角Γは、画素Rからの入射角0radとΨからの入射角の平均になるから、Γ＝0.21radとなる。λに405nm、Δλに外部共振型ダイオードレーザ１０の波長の精度0.04nm(40pm)を代入すると、ΔΓ＝2.1E-5rad＝0.0012°に対応することとなる。すなわち、チルト検出の必要精度である0.01°に対して1桁高い精度で、ディスク６０のホログラム記録層６２の記録面と光学系の基準面との間のチルト量を測定できることが分かる。
ここまでの説明は、記録された干渉縞が再生時にも全く変わっていないとしておこなったので、Δλは記録時の波長405nmからのずれと考えてもよかった。実際には、記録時に記録層の収縮が起き、かつ記録時と再生時の温度が異なって記録層の熱収縮、熱膨張が起きるので、最適な再生波長は405nmからずれる。この場合の、Δλは数式(９)で表される。
Figure 0004539766
ここで、λ peak_of_C は、図６に示すグラフCのピークに対応する波長である。また、λ peak_of_A は、図６に示すグラフAのピークに対応する波長である。実施形態では、数式(９)によってΔλを求め、数式(６)によってそれをチルト量ΔΓに換算し、ゴニオステージ、この場合には、Ｘ軸ステージ４５の調整によってチルトを0°にする。この場合のチルト量は記録時におけるチルト量と再生時におけるチルト量との差である。ここで、画素SAと画素Rと画素SCとを結ぶ線の方向とＸ軸ステージ４５によって調整できる傾き方向とは一致するようにしている。すなわち、画素SAと画素Rと画素SCとによって形成されるホログラムから検出できるチルトの方向と、チルトの制御可能な方向とは一致するようにされている。なお、Ｘ軸ステージ４５の調整は、フィードフォワード方式によってなされる。制御部４０は、CMOSカメラ３８を用いて検出するチルト量（チルト角度）の大きさに応じて、Ｘ軸モータ４６の回転角度を制御してＸ軸ステージ４５の傾き角度を適正に調整する。
同様にして、画素SBと画素R、画素SDと画素Rとによって形成されるホログラムから検出できるチルトの方向と、チルトの制御可能な方向とは一致するようにされている。すなわち、制御部４０は、CMOSカメラ３８を用いて検出するＹ軸方向のチルト量の大きさに応じて、Ｙ軸モータ４８の回転角度を制御してＹ軸ステージ４７の傾き角度を適正に調整する。
図８は、チルト方向角度φの定義を図によって表すものである。チルト方向角度は、例えば、Ｘ軸方向の角度を0°として表される。すなわち、図７に示すチルト角度（θで表す）はチルト量（チルト角度）の大きさを示し、図８に示すチルト方向角度（φで表す）は、チルトが生じている方向を、Ｘ軸を基準として示すものである。
制御部４０は、CMOSカメラ３８の所定の画素から検出する回折光強度に基づき、チルト方向角度を含むチルト検出信号を検出する。そして、制御部４０は、チルト検出信号をＸ軸方向、Ｙ軸方向のチルト成分信号に分解する。そして、Ｘ軸モータ４６は、Ｘ軸方向のチルト成分信号によって制御され、Ｙ軸モータ４８は、Ｙ軸方向のチルト成分信号によって制御される。
具体的には、制御部４０は、以下で示すように、各部を制御してチルト量を補正する。まず、Ｘ軸方向のチルト補正について説明をする。
（１）制御部４０は、外部共振型ダイオードレーザ１０を制御して、光ビームの波長を例えば、402nmに設定する。
（２）制御部４０は、CMOSカメラ３８の、空間変調器１４の画素SAに対応する画素である画素CSA（図示しない）から得られる回折光（第１回折光）のレベル（回折光強度）と、空間変調器１４の画素SCに対応する画素である画素CSC（図示しない）から得られる回折光（第２回折光）のレベル（回折光強度）と、を検出する。ここで、第１回折光は第１チルト基準ホログラムから得られる回折光であり、第２回折光は第２チルト基準ホログラムから得られる回折光である。
（３）制御部４０は、ラムに第１回折光のレベルと第２回折光のレベルとを記憶する。
（４）制御部４０は、外部共振型ダイオードレーザ１０を制御して、光ビームの波長を微少量、より長くなるように設定する。
（５）制御部４０は、以上の（２）から（４）までの処理を、光ビームの波長が408nmとなるまで繰り返して、制御部４０は、図６に示すような、波長と回折光強度との関係をラムに記憶する。
（６）制御部４０は、第１回折光のレベルが最大となる光ビームの波長である、λ peak_of_A と第２回折光のレベルが最大となる光ビームの波長である、λ peak_of_C との各々を求める。
（７）制御部４０は、数式（９）の演算をおこない、Δλの値を求める。
（８）制御部４０は、Δλの値に対応したチルト補正量であるΔΓを数式（６）から求める。そして、Ｘ軸ステージ４５を何度傾ければ良いかを、ラムのテーブルから読み取り、所望の角度にＸ軸ステージ４５が傾くようにＸ軸モータ４６を制御する。
以上によってＸ軸方向のチルト補正の動作は完了する。
Ｙ軸方向のチルト補正についても同様におこなうことができる。
（１）制御部４０は、外部共振型ダイオードレーザを制御して、光ビームの波長を例えば、402nmに設定する。
（２）制御部４０は、CMOSカメラ３８の、空間変調器１４の画素SBに対応する画素である画素CSB（図示しない）から得られる回折光（第３回折光）と、空間変調器１４の画素SDに対応する画素である画素CSD（図示しない）から得られる回折光（第４回折光）と、を検出する。ここで、第３回折光は第３チルト基準ホログラムから得られる回折光であり、第４回折光は第４チルト基準ホログラムから得られる回折光である。
（３）制御部４０は、ラムに第３回折光のレベルと第４回折光のレベルとを記憶する。
（４）制御部４０は、外部共振型ダイオードレーザを制御して、光ビームの波長を微少量、より長くなるように設定する。
（５）制御部４０は、以上の（２）から（４）までの処理を、光ビームの波長が408nmとなるまで繰り返して、制御部４０は、図６に示すような、波長と回折光強度との関係をラムに記憶する。
（６）制御部４０は、第３回折光のレベルが最大となる光ビームの波長である、λpeak_of_Bと第４回折光のレベルが最大となる光ビームの波長である、λpeak_of_Dとの各々を求める。
（７）制御部４０は、数式（９）の演算をおこない、Δλの値を求める。
（８）制御部４０は、制御部４０は、Δλの値に対応したチルト補正量であるΔΓを数式（６）から求める。そして、Ｙ軸ステージ４７を何度傾ければ良いかを、ラムのテーブルから読み取り、所望の角度にＹ軸ステージ４７が傾くようにＹ軸モータ４８を制御する。以上によってＹ軸方向のチルト補正の動作は完了する。
上述した実施形態では、空間変調器１４に配されるチルト基準信号光画素は、チルト基準参照光画素に関して対称に設けるようにした。この理由は、記録時と再生時のチルト量の変化を検出して、これを補正するのみならず、記録時と再生時における温度の差によって生じるホログラムの変形を原因とする等価的なチルト量の変化も同時に補正するためであった。しかしながら、温度変化が生じない場合には、図３に示す空間変調器１４のパターンにおいて、画素Rに関して、対称点に配置された画素SAと画素SCの中でいずれか一方を設けないようにしても良い。また、同様にして、画素SBと画素SDの中でいずれか一方を設けないようにしても良い。このようにしても、ホログラムの形に変化が生じない場合にはチルト量の検出が可能である。
Ｘ軸方向のチルト量を検出する場合には、画素Rと画素SAと画素SCの中でいずれか一方と、を用いて形成されるホログラムからの回折光の回折光強度のみを用いる。つまり、再生時において、数式（９）に示す、差を得る演算をおこなうことなく、記録時における回折強度のピーク点に対応する光ビームの波長と、再生時における回折強度のピーク点に対応する光ビームの波長と、の差からチルト量を検出することができる。Ｙ軸方向のチルト量の検出についても同様にしておこなうことができる。さらに、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の一方のみしかチルトが生じない場合には、画素Rと、画素SAまたは画素SCのいずれか一方のみを空間変調器１４に表示してＸ軸方向のチルト量をキャンセルすることができる。また、画素Rと、画素SBまたは画素SDのいずれか一方のみを空間変調器１４に表示することによって、Ｙ軸方向のチルト量をキャンセルすることができる。
（チルト基準量を0°とする場合の変形例）
上述した、チルト基準量を0°とする場合の実施形態の変形例について、図９〜図１２を参照して説明をする。チルト基準量を0°とする場合とは、記録時においては、チルト角度（図７を参照）を0°として記録する場合を言うものである。
図９は、チルト基準ホログラムを記録するためのチルト基準参照光を発生させるチルト基準参照光画素、チルト基準信号光を発生させるチルト基準信号光画素の各々が、複数個の画素から形成される場合の空間変調器１４の表示のパターンを示す図である。図９に示す実施形態では、空間変調器１４に表示される、画素Rと画素SAと画素SBと画素SCと画素SDとの各々は複数の画素から構成されている。例えば、画素Rと画素SAと画素SBと画素SCと画素SDとは同じ大きさとされ、m画素×n画素の大きさとされていても良い(m,nは整数である)。しかしながら、すべての画素が等しい大きさである必要はなく、例えば、画素Rは4画素×4画素、画素SA、画素SB、画素SC、画素SDは1画素×10画素の大きさとするものでも良い。この場合でも、画素SAと画素SBと画素SCと画素SDとは同じ大きさとするのが好ましい。その理由は、画素の大きさが異なると、図６に示す山型のグラフA、グラフCの高さ、半値幅が異なって多少扱いづらくなるからである。
図１０は、チルト基準ホログラムを記録するための複数個の画素からなるチルト基準参照光画素、複数個の画素からなるチルト基準信号光画素が各々十字の形態で形成される場合の空間変調器１４の表示のパターンを示す図である。図１０に示す実施形態では、空間変調器１４に表示される、各画素は、十字形の形態をしている。このように、各画素の形態は方形ではなく、十字形、３角形、５角形の形態をしていても良い。
図１１はチルト基準ホログラムを記録するためのチルト基準参照光画素を複数個の領域に設ける場合の空間変調器１４の表示のパターンを示す図である。図１１に示す実施形態では、空間変調器１４に表示されるチルト基準参照光を発生させる参照光画素は、１個ではなく、複数個設けている。画素RA、画素RB、画素RC、画素RDが参照光に対応する画素である。つまり、記録時においては、画素RAと画素SAとで干渉縞を形成し、画素RBと画素SBとで干渉縞を形成し、画素RCと画素SCとで干渉縞を形成し、画素RDと画素SDとで干渉縞を形成するようにしている。そして、再生時においては、同時に、画素RAと画素RBと画素RCと画素RDとから参照光を発生させて、チルト検出信号を得る。
ここで、記録時において、同時にすべての画素に対応した参照光と信号光とを発生させる場合には、例えば、画素RAと画素SBとの干渉縞も形成され、一の軸からのチルト検出信号に他の軸からのチルト検出信号が混入してしまうので好ましくない。よって、上述したように、１の参照光画素からの参照光と１の信号光画素からの信号光とで干渉縞を形成するようにしている。また、上述したように、チルト基準参照光画素とチルト基準信号光画素との位置関係に制約はない。従って、図１０において、参照光に対応する画素と信号光に対応する画素を入れ替え、再生時において、画素SA、画素SB、画素SC、画素SDから参照光を発生させるようにしても同様に動作させることができる。
図１２は、チルト基準ホログラムを記録するためのチルト基準信号光画素を、各軸方向に２個以上の複数個設ける場合の空間変調器１４の表示のパターンを示す図である。図１２に示す例では、画素SRと画素SA1とで干渉縞を形成し、画素SRと画素SA2とで干渉縞を形成し、画素SRと画素SA3とで干渉縞を形成するようにしている。また、同様にして、画素SRと画素SB1とで干渉縞を形成し、画素SRと画素SB2とで干渉縞を形成し、画素SRと画素SB3とで干渉縞を形成するようにしている。また、同様にして、画素SRと画素SC1とで干渉縞を形成し、画素SRと画素SC2とで干渉縞を形成し、画素SRと画素SC3とで干渉縞を形成するようにしている。また、同様にして、画素SRと画素SD1とで干渉縞を形成し、画素SRと画素SD2とで干渉縞を形成し、画素SRと画素SD3とで干渉縞を形成するようにしている。
このようにして、干渉縞（ホログラム）を形成して、再生時には、画素SRから参照光を発生させることによって、チルト検出に必要な光ビームの可変範囲とチルト検出精度とをバランスさせることができる。つまり、CMOSカメラ３８の、外周部に像を結ぶ回折光から検出されるチルト検出信号の精度は低いが、レーザ波長の可変範囲が小さくても検出が可能である。一方、CMOSカメラ３８の、内周部（中心部）に像を結ぶ回折光から検出されるチルト検出信号の精度は高いが、チルト量が大きい場合には、レーザ波長の可変範囲が大きくなければ検出が可能とはならない。
具体的には、画素SRと画素SA3で形成されるホログラム、画素SRと画素SB3で形成されるホログラム、画素SRと画素SC3で形成されるホログラム、画素SRと画素SD3で形成されるホログラムの各々から得られるチルト検出信号の精度は、最も低い。一方、画素SRと画素SA1で形成されるホログラム（第１チルト基準ホログラム）、画素SRと画素SB1で形成されるホログラム（第３チルト基準ホログラム）、画素SRと画素SC1で形成されるホログラム（第２チルト基準ホログラム）、画素SRと画素SD1で形成されるホログラム（第４チルト基準ホログラム）の各々から得られるチルト検出信号の精度は、最も高い。また、画素SRと画素SA2で形成されるホログラム（第５チルト基準ホログラム）、画素SRと画素SB2で形成されるホログラム（第７チルト基準ホログラム）、画素SRと画素SC2で形成されるホログラム（第６チルト基準ホログラム）、画素SRと画素SD2で形成されるホログラム（第８チルト基準ホログラム）の各々から得られるチルト検出信号の精度は、両者の中間である。
これを利用して、以下のようにして、チルト検出に必要な光ビームの可変範囲とチルト検出精度とをバランスさせ、高精度にチルト検出信号を検出し、高精度にチルト補正をすることができる。まず、Ｘ軸方向のチルト補正について説明をする。チルト補正は３段階の工程を経て、正確な補正がおこなわれる。
第１段階では、まず、制御部４０は、画素SRと画素SA3で形成される干渉縞からの回折光、画素SRと画素SC3で形成される干渉縞からの回折光の両方から、チルト検出信号を得る。次に、制御部４０は、このチルト検出信号によってＸ軸モータ４６を制御して、記録時と再生時とにおけるチルト量の差が、0となるようにＸ軸ステージ４５の傾きを変化させる。ここで、チルト検出に必要な光ビームの可変範囲は狭くても良いのであるから、チルト量が大きくずれている場合であっても、チルト検出信号が得られることとなる。このようにして、最も精度が低い第１段階のチルトの補正をおこなう。
第２段階では、まず、制御部４０は、画素SRと画素SA2（第５チルト基準信号光画素）で形成される干渉縞からの回折光、画素SRと画素SC2（第６チルト基準信号光画素）で形成される干渉縞からの回折光の両方から、チルト検出信号を得る。ここで、第１段階で粗く補正がおこなわれているので、第２段階でのチルト検出信号が得られることとなる。次に、制御部４０は、このチルト検出信号によってＸ軸モータ４６を制御して、チルト量が0となるようにＸ軸ステージ４５の傾きを変化させる。このようにして、精度がより高い第２段階のチルトの補正をおこなう。
第３段階では、まず、制御部４０は、画素SRと画素SA1（第１チルト基準信号光画素）で形成される干渉縞からの回折光、画素SRと画素SC1（第２チルト基準信号光画素）で形成される干渉縞からの回折光の両方から、チルト検出信号を得る。ここで、第２段階で、より精度良くチルト補正がおこなわれているので、第３段階でのチルト検出信号が得られることとなる。次に、制御部４０は、このチルト検出信号によってＸ軸モータ４６を制御して、チルト量が0となるようにＸ軸ステージ４５の傾きを変化させる。このようにして、精度が最も高い第３段階のチルトの補正をおこなう。
以上のようにして、複数の段階を経て、異なる干渉縞から、より、精度の高いチルト検出信号を得て、順次、精度のより高いチルト補正をおこなうことによって、外部共振型ダイオードレーザ１０からの光ビームの可変幅が小さい場合、可変とできる波長のステップ数が小さい場合であっても、精度が高いチルト補正が可能である。上述した例では、３段階でチルトを補正する例を挙げて説明をしたが、３段階に限られず、任意の複数段階を経て精度の高いチルト補正が可能となる。
次に、Ｙ軸方向のチルト補正について説明をする。チルト補正は３段階の工程を経て、正確な補正がおこなわれる。
第１段階では、まず、制御部４０は、画素SRと画素SB3で形成される干渉縞からの回折光、画素SRと画素SD3で形成される干渉縞からの回折光の両方から、チルト検出信号を得る。次に、制御部４０は、このチルト検出信号によってＹ軸モータ４８を制御して、記録時と再生時とにおけるチルト量の差が、0となるようにＹ軸ステージ４７の傾きを変化させる。ここで、チルト検出に必要な光ビームの可変範囲は狭くても良いのであるから、チルト量が大きくずれている場合であっても、チルト検出信号が得られることとなる。このようにして、最も精度が低い第１段階のチルトの補正をおこなう。
第２段階では、まず、制御部４０は、画素SRと画素SB2（第７チルト基準信号光画素）で形成される干渉縞からの回折光、画素SRと画素SD2（第８チルト基準信号光画素）で形成される干渉縞からの回折光の両方から、チルト検出信号を得る。ここで、第１段階で粗く補正がおこなわれているので、第２段階でのチルト検出信号が得られることとなる。次に、制御部４０は、このチルト検出信号によってＹ軸モータ４８を制御して、チルト量が0となるようにＹ軸ステージ４７の傾きを変化させる。このようにして、精度がより高い第２段階のチルトの補正をおこなう。
第３段階では、まず、制御部４０は、画素SRと画素SB1（第３チルト基準信号光画素）で形成される干渉縞からの回折光、画素SRと画素SD1（第４チルト基準信号光画素）で形成される干渉縞からの回折光の両方から、チルト検出信号を得る。ここで、第２段階で、より精度良くチルト補正がおこなわれているので、第３段階でのチルト検出信号が得られることとなる。次に、制御部４０は、このチルト検出信号によってＹ軸モータ４８を制御して、チルト量が0となるようにＹ軸ステージ４７の傾きを変化させる。このようにして、精度が最も高い第３段階のチルトの補正をおこなう。
以上のようにして、複数の段階を経て、異なる干渉縞から、より、精度の高いチルト検出信号を得て、順次、精度のより高いチルト補正をおこなうことによって、外部共振型ダイオードレーザ１０からの光ビームの可変幅が小さい場合、可変とできる波長のステップ数が小さい場合であっても、精度が高いチルト補正が可能である。上述した例では、３段階でチルトを補正する例を挙げて説明をしたが、３段階に限られず、任意の複数段階を経て精度の高いチルト補正が可能となる。
また、図示はしないが、空間変調器１４における、チルト信号検出のための参照光を発生させる画素、チルト信号検出のための信号光を発生させる画素、の各々は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の２方向に配置されている例を挙げて説明をした。しかしながら、参照光を発生させる画素、信号光を発生させる画素、の各々は、Ｘ軸方向の正側、Ｘ軸方向の負側、Ｙ軸方向の正側、Ｙ軸方向の負側の４方向に配置するのみならず、例えば、６方向、８方向など、より多くの方向に配置されたチルト量検出のための参照光画素と信号光画素とによって、干渉縞（ホログラム）を形成するようにしても良い。
このように、多方向に干渉縞を形成する場合においては以下の利点がある。例えば、４方向の場合には、チルト方向がＸ軸方向とＹ軸方向の中間であり、かつ記録した回折格子が薄いとき（S/Nの大きい回折光が得られるような良好な干渉縞が形成されないとき）には、良好なチルト検出信号が得られない。つまり、空間変調器１４のチルト基準信号光画素に対応する、CMOSカメラ３８の画素で検出する回折光の受光量が小さく、チルト検出信号の大きさも小さくなるのである。このような場合でも、Ｘ軸方向とＹ軸方向との間の中間方向に対応する、チルト基準参照光画素とチルト基準信号光画素とがあればチルト検出信号は容易に得られることとなる。
上述した実施形態では、チルト基準ホログラムの記録に際して、光ビームの波長を405nmで記録する例について説明をした。しかしながら、チルト基準ホログラムの記録時に405nmで記録しても、再生時の温度が異なれば、図６に示すグラフAのピーク点の波長とグラフCのピーク点の中間の波長が405nmではなくなる。このため、記録時に波長405nmの光ビームを用いた場合には、再生時において波長を402nmから408nmまで振っても、例えば、図６にグラフAで示す信号しか得られないことが起きうる。この対処として、チルト基準ホログラムの記録をたとえば402nm、403nm、404nm、405nm、406nm、407nm、408nmという具合に複数でおこなうことが効果的である。
再生時において、例えば、光ビームの波長を再生時において波長を402nmから408nmまで振った場合においては、図６にグラフAで示す信号とグラフCで示す信号の両方が得られることとなる。コアキシャル方式ではシフト多重記録が可能であるから、このようにして、記録をおこなってもチルト基準ホログラムの記録のために使用するエリア面積はほとんど変わらない。
図１３は、チルト基準ホログラムを記録するためのチルト基準信号光画素の領域をドーナツ状とする場合の空間変調器１４の表示のパターンを示す図である。この例も上述したと同一の技術思想に基づく、チルト検出のための参照光を発生させる画素Rと、チルト検出のための信号光を発生させる画素Sとの配置の別の例である。図１３に示す例は、極限まで方向を増やし、無限の検出方向を有する場合と等価である。このように、チルト検出のための参照光を発生させる画素（チルト基準参照光画素）と、チルト検出のための信号光を発生させる画素（チルト基準信号光画素）との配置は、様々な変形例が考えられる。さらに、上述した原理的な変形例を様々に組みあわせることも可能である。基本的な考え方は、チルト検出信号が検出できるように画素を配置し、チルトを制御する機構が、チルト検出信号の大きさを減ずるように制御できるように、制御部４０においてチルト検出信号を処理することができれば良いものである。
（チルト基準量を0°とはしない場合の例）
上述した、種々の実施形態では、記録時におけるチルト基準量を0°として、種々の態様のチルト基準参照光画素とチルト基準信号光画素を用いて、干渉縞（ホログラム）の記録をおこなった、その後、再生時においては、このようにして記録された干渉縞からの回折光からチルト検出信号を得て、再生時におけるチルト量を0とするようにした。しかしながら、光学系の基準面とディスク６０とのなす角度（チルト角度）の大きさは、ホログラム記録再生装置の装置間における、ばらつきに大きく左右される。さらに、ホログラム記録再生装置とディスクの組み合わせによって生じるばらつきによっても大きく左右される。このようにして、チルト量がさらに大きくなる場合には、記録時におけるチルト基準量を0°だけでなく、-0.2°、-0.1°、0.1°、0.2°等の複数で記録することが有効である。
図１４は、チルト基準量が0°以外に対応する画素を含む場合の、チルト基準参照光画素とチルト基準信号光画素とを空間変調器１４に表示するパターンを示す図である。例えば、記録時において、チルト基準量が、-0.2°の場合の信号光を発生させる画素を、画素SA1、画素SB1、画素SC1、画素SD1として記録をおこなう。また、チルト基準量が、-0.1°の場合の信号光を発生させる画素を、画素SA2、画素SB2、画素SC2、画素SD2として記録をおこなう。また、チルト基準量が、0°の場合の信号光を発生させる画素を、画素SA3、画素SB3、画素SC3、画素SD3として記録をおこなう。また、チルト基準量が、0.1°の場合の信号光を発生させる画素を、画素SA4、画素SB4、画素SC4、画素SD4として記録をおこなう。また、チルト基準量が、0.2°の場合の信号光を発生させる画素を、画素SA5、画素SB5、画素SC5、画素SD5として記録をおこなう。
このようにして、-0.2°、-0.1°、0°、0.1°、0.2°の５種類の干渉縞を多重記録（例えば、シフト多重記録）しておき、再生時に最も良好なる回折光が得られる画素の位置から、再生時におけるチルト基準量を求めるようにすることができる。例えば、チルト基準量が0.2°によって記録された干渉縞からの回折光の量が最も大きく、それに対して0.03°ずれていることを検出したら、実際のチルト量は0.23°だから、-0.23°補正すれば、チルトを0°にできる。ここで、再生時における最適なチルト角度の大きさは、上述したようにして、CMOSカメラ３８の回折光を検出する画素の位置として得ることができる。
図１５は、チルト基準量が0°以外を含む場合のチルト基準ホログラムを記録するための、チルト基準参照光画素とチルト基準信号光画素とを空間変調器１４に表示する別のパターンを示す図である。例えば、記録時において、チルト基準量が、-0.2°の場合の信号光を発生させる画素を画素SA1、参照光を発生させる画素を画素SR1として記録をおこなう。また、チルト基準量が、-0.1°の場合の信号光を発生させる画素を画素SA2、参照光を発生させる画素を画素SR2として記録をおこなう。また、チルト基準量が、0°の場合の信号光を発生させる画素を画素SA3、参照光を発生させる画素を画素SR3として記録をおこなう。また、チルト基準量が、0.1°の場合の信号光を発生させる画素を画素SA4、参照光を発生させる画素を画素SR4として記録をおこなう。このような記録をおこなえば、再生時におけるCMOSカメラ３８における回折光によって得られる像が、信号光を発生させる空間変調器１４の画素の円周に沿った広がりに対応して広がりを有することとなるので、チルト検出信号の検出がより容易になると言う利点を有する。
（チルト基準量を0°とする場合と、0°としない場合とを組み合わせる例）
複数のチルト基準量で記録した干渉縞からの回折光によって、再生時におけるチルト量を検出する技術と、チルト基準量を0°として記録した干渉縞からの回折光を、再生時に光ビームの波長を変化させて、チルト量を検出する技術とを組み合わせて、チルト補正をするようにしても当然に良いものである。
（チルト量を0にする、別のチルト補正の技術）
図６（ｂ）に示すように、チルト量が小さく、グラフAとグラフCとが重なる場合に良好なる特性を有するチルト補正の技術を説明する。この場合は、フィードバック制御系の作用によって、チルト補正をおこなうことができる。数式(１０)、数式(１１)で表される数式に基づいてチルト補正はおこなわれる。ここで、AはグラフAのピーク値、CはグラフCのピーク値を各々示すものである。
Figure 0004539766
Figure 0004539766
チルト量の補正は、以下のようにおこなわれる。
まず、T1が0となるように外部共振型ダイオードレーザ１０からの光ビームの波長を変える。具体的には、グラフAとグラフCとの裾が重なっている範囲で以下のフィードバック制御をおこなうこととなる。制御部４０は、光ビームの波長を制御する波長制御信号を得るために、CMOSカメラ３８の、グラフAを検出するための画素からの回折光のレベルと、グラフCを検出するための画素からの回折光のレベルとを引き算する演算をおこなう。この引き算の結果である波長制御信号を外部共振型ダイオードレーザ１０に対してフィードバックする。フィードバック制御の作用によって、最終的に、波長制御信号を0とすることができる。すなわち、グラフAのピーク値Aと、グラフCのピーク値Cとを等しくすることができる。
次に、T2(あるいはA、またはCのいずれか)が最大になるようにチルト量を調整する。具体的には、Ｘ軸モータ４６を微少量動かして（つまり、Ｘ軸ステージ４５のチルト量を微少量動かして）、その時のT2(あるいはA、またはCのいずれか)が増加しているか否かを判断して、増加している場合には、同方向に、再び、Ｘ軸モータ４６を微少量動かす。この操作は、山登り法と呼ばれる、一種のフィードバック制御法である。同様にして、Ｙ軸方向についても、Ｙ軸モータ４８を微少量動かして、T2(あるいはA、またはCのいずれか)の最大となる点を見つけ出す。以上のようにして、フィードバック制御系の作用により、チルト角度の最適点（再生時において、回折効率が最大となる点）を見つけ出すことができる。このような、フィードバック制御の作用によって、最終的に、グラフAのピーク値Aと、グラフCのピーク値Cとを両方とも最大とすることができる。
上述したようにして、T1を0として、T2を最大とするようフィードバック制御をおこなった後、Ｘ軸ステージの位置、Ｙ軸ステージの位置を固定する。そして、再生の動作をすることによって、記録時と再生時におけるチルト量の差を0に近くすることができる。ここで、上述した２つのフィードバック系の動作と非動作の切替は例えば、以下のようにしておこなう。再生を開始する時点でフィードバック系を動作させ、ピーク値Aとピーク値Cとが略等しくなり、値Aまたは値Cが略ピーク値となったときにフィードバック系を停止させて、その状態を維持する。その後、再生信号のエラーレートが所定範囲以下である場合には、そのままの状態で再生を続行する。再生信号のエラーレートが所定範囲以上となった場合には、再び、フィードバック系を動作させて、最適なチルト角度を見つけ出す。
（チルト量を0とする場合の、また、別のチルト補正の技術）
図１３に示すようなパターンを空間変調器１４に表示して、記録されたチルト基準ホログラムを用いて、チルト角度θとチルト方向角度φとを直接に検出する技術について説明をする。
チルト角度θとチルト方向角度φとが検出された後においては、フィードフォワードによってこの両者を補正することができる。ここで、チルト角度θの大きさは、Ｘ軸ステージ４５の傾き角度とＹ軸ステージ４７の傾き角度のベクトル和として得られる。また、チルト方向角度φの大きさは、Ｘ軸ステージ４５の傾き角度とＹ軸ステージ４７の傾き角度との比として得られる。このようにすれば、制御部４０は、記録時と再生時におけるチルト角度の差であるチルト角度θと、記録時と再生時におけるチルト方向角度の差であるチルト方向角度φを検出して、フィードフォワード制御によって容易に、これらの差を0とすることができる。また、例えば、Ｘ軸ステージ４５の傾き角度とＹ軸ステージ４７の傾き角度の各々をセンサ（図示せず）によって検出するようにしておく。この場合には、制御部４０は、センサからの信号を見ながら、フィードバック制御によって、これらの差を0とすることもできる。
以上述べた原理を、図７、図８に示す、チルト角度θ、チルト方向角度φを参照して説明をする。ここで、この実施形態において、採用するホログラム記録媒体に予め記録されているチルト基準ホログラムは、図１３に示すようなチルト基準参照光画素とチルト基準信号光画素とを空間変調器１４に表示して、記録されたものである。また、ディスク６０の光学系基準面に対するチルト角度（チルト量）が0のとき、Ｘ軸はディスク６０の半径方向、Ｙ軸はディスク６０の回転する方向、Ｚ軸はディスク６０のホログラム記録層６２の面に垂直な方向であるとして説明を進める。ディスク法線の単位ベクトルをnとおくと、数式(１２)が得られる。
Figure 0004539766
nがＺ軸からＸ軸方向へ倒れた角をεx、Ｙ軸方向へ倒れた角をεyとおくと、数式(１３)、数式(１４)が得られる。
Figure 0004539766
Figure 0004539766
εx <<1、εy <<1、θ <<1の関係を用いて、近似式として、数式(１５)、数式(１６)を得ることができる。
Figure 0004539766
Figure 0004539766
図１６は、チルト角度θとチルト方向角度φとを得るためのCMOSカメラ３８の回折光によって得られる像を示す図である。図１６は、記録時において、図１３に示すようなパターンを空間変調器１４に表示して、記録されたチルト基準ホログラムからの回折像をCMOSカメラ３８で検出した像である。具体的には、チルト角度θとチルト方向角度φとは次のようにして決定できる。
制御部４０は、外部共振型ダイオードレーザ１０を制御して、光ビームの波長をスイープする。光ビームの波長を変化させるに従って、図１６に示すようにCMOSカメラ３８に回折光が生じる。CMOSカメラ３８の画素SAと画素SBとで、同時に回折光を受光するのではなく、光ビームの波長のスイープに従って、画素SAと画素SBとに照射される回折光の強度は、各々変化する。そして、画素SAで受光する回折光の強度と画素SBで受光する回折光の強度とが等しくなる光ビームの波長を見出して、この光ビームの波長に固定して、次のステップに移る。
制御部４０は、回折光を受けた画素の位置を光量で重みづけして平均し、回折光を受光している画素SAと画素SBとを特定する。そして、制御部４０は、画素SAと画素SBを結ぶ線分とＸ軸との角度を演算してチルト方向角度φを求める。また、チルト角度θは式(５)で表すΔΓそのものであり、Δλからも求めることができる。このようにして求めたチルト角度θとチルト方向角度φとから数式(１５)と数式(１６)とによってεx とεyを計算し、Ｘ軸ステージ４５とＹ軸ステージ４７（ゴニオメータ）を傾けてチルト量を0にすることができる。
次に、実施形態のホログラム記録媒体について説明をする。以上述べたように、チルト基準参照光画素とチルト基準信号光画素とを空間変調器に表示して、チルト基準ホログラムが記録されたホログラム記録媒体を用いることによって、記録時と再生時とにおけるチルト量の差を原理的に0とすることができる。ここで、通常の記録再生は、記録データを記録再生するための参照光領域（通常の参照光領域の画素）と、記録データを記録するための、信号光領域（通常の信号光領域の画素）とを用いて干渉縞（記録データホログラム）を形成しておこなわれる。一方、チルト量の検出は、チルト基準参照光画素とチルト基準信号光画素とを用いて干渉縞（チルト基準ホログラム）を形成しておこなわれる。ここで、良好なチルト検出信号を得るためには、チルト基準参照光画素とチルト基準信号光画素との位置関係に制約が課される。つまり、チルト基準参照光画素とチルト基準信号光画素とは、空間変調器の全面の最も適切な位置に配置される。
このために、記録データホログラムとチルト基準ホログラムとの両方を記録するホログラム記録媒体は、従来のホログラム記録媒体とは異なる特徴を有するものとなる。ここで、考慮すべき事項は２つある。第１は、チルト基準ホログラムと記録データホログラムとが同一領域に形成されている場合には、精度が良いチルト検出信号を得ることが困難となる点である。第２は、このようなホログラム記録媒体を再生する場合においては、撮像器としてのCMOSカメラで回折光を受光する領域が、記録データホログラムを再生する場合と、チルト検出信号を検出する場合とは異なる点である。
上述した第１の点から生ずる問題を処理するために、実施形態のホログラム記録媒体では、記録データホログラムが形成されるホログラム記録層の位置とチルト基準ホログラムが形成されるホログラム記録層の位置とを明確に分離して、同一の領域には、いずれか一方のホログラムしか形成されないようになされている。また、上述した第２の点から生ずる問題を処理するために、実施形態のホログラム記録媒体では、チルト基準ホログラムが形成されるホログラム記録層の位置を特定している。逆に記録データホログラムが形成されるホログラム記録層の位置を特定するようにしても良いが、チルト基準ホログラムの形成領域の方が、記憶容量において、より少ないので、特定が楽である。このホログラム位置の特定は、基板に形成されるピット、グルーブに含まれる情報に基づいておこなわれる。
すなわち、実施形態のホログラム記録媒体は、予め設けられたチルト基準ホログラムの形成領域に、チルト基準ホログラムが形成されていることを特徴とするものである。ここで、チルト基準ホログラムは、記録時におけるチルト量を0°として記録するものでも良く、記録時におけるチルト量を0°以外の所定量として記録するものでも良いものである。
このような、実施形態のホログラム記録媒体を用いることによって、記録時と再生時とのチルト量が異なる場合においても、実施形態のホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法を用い、良好なる記録再生特性を得ることができる。また、実施形態のホログラム記録媒体を用いることによって、記録時と再生時の温度が異なる場合においても、実施形態のホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法を用い、良好なる記録再生特性を得ることができる。
実施形態のホログラム記録再生装置の概要を示す図である。 空間変調器の画素部分を示す概念図である。 チルト検出のための記録をおこなう場合の、チルト基準参照光とチルト基準信号光とを発生させる空間変調器の各領域を示す図である。 ホログラムがどのように記録されるかを模式的に示す図である。 ディスクがチルトしていた場合にホログラムがどのように再生されるかを模式的に示す図である。 光ビームの波長と回折光強度との関係を示す図である。 チルト角度の定義を図によって表すものである。 チルト方向角度の定義を図によって示すものである。 チルト基準ホログラムを記録するためのチルト基準参照光画素、チルト基準信号光画素が各々複数個の画素から形成される場合の空間変調器の表示のパターンを示す図である。 チルト基準ホログラムを記録するためのチルト基準参照光画素、チルト基準信号光画素が各々十字の形態で形成される場合の空間変調器の表示のパターンを示す図である。 チルト基準ホログラムを記録するためのチルト基準参照光画素を複数個の領域に設ける場合の空間変調器の表示のパターンを示す図である。 チルト基準ホログラムを記録するためのチルト基準信号光画素を複数個の領域に設ける場合の空間変調器の表示のパターンを示す図である。 チルト基準ホログラムを記録するためのチルト基準信号光画素の領域をドーナツ状とする場合の空間変調器の表示のパターンを示す図である。 チルト基準ホログラムを記録するためのチルト基準信号光画素を、異なるチルト基準量ごとに異なる領域に配する場合の空間変調器に表示するパターンを示す図である。 チルト基準ホログラムを記録するためのチルト基準信号光画素を、異なるチルト基準量ごとに異なる領域に配する場合の空間変調器に表示する別のパターンを示す図である。 チルト角度とチルト方向角度とを得るためのCMOSカメラの像を示す図である。
符号の説明
１ ホログラム記録再生装置、 １０ 外部共振型ダイオードレーザ、 １１ アイソレータ、 １２ シャッタ、 １３ ガルバノミラー、 １４ 空間変調器、 １４ａ 参照光領域、 １４ｂ 信号光領域、 １５ 位相マスク、 １７、２８、 偏光ビームスプリッタ（PBS）、 １８、２０、２２、２３、３５ 凸ンズ、 １９ ピンホール、 ２５ ダイクロイックプリズム、 ２６ １／４波長板、 ２７ 対物レンズ、 ３０ グレーティング、 ３６ ミラー、 ３８ CMOSカメラ（撮像器）、 ４０ 制御部、 ４１ スピンドルモータ、 ４２ ピエゾ素子、 ４３ スライドモータ、 ４４ トラッキングアクチュエータ、 ４５ Ｘ軸ステージ、 ４６ Ｘ軸モータ、 ４７ Ｙ軸ステージ、 ４８ Ｙ軸モータ、 ５１ スライド可動部、 ６０ ディスク（ホログラム記録媒体）、 ６１、６４ 基板、 ６２ ホログラム記録層、 ６３ 反射膜、 R、RA、RB、RC、RD、S、SA、SA1、SA2、SA3、SA4、SA5、SB、SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SC、SC1、SC2、SC3、SC4、SC5、SD、SD1、SD2、SD3、SD4、SD5、SR、SR1、SR2、SR3、SR4 画素

Claims (8)

  1. ホログラム記録媒体に対して光ビームを照射するための光学部と、前記光学部を制御する制御部と、を備え、
    前記光学部は、
    光ビームを出射するレーザ光源と、
    前記光ビームに変調を施す空間変調器と、を具備し、
    前記制御部は、
    前記空間変調器を制御することによって、チルト基準参照光画素と、
    前記チルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第１チルト基準信号光画素および第２チルト基準信号光画素と、
    前記チルト基準参照光画素と前記第１チルト基準信号光画素と前記第２チルト基準信号光画素を結ぶ線上とは異なる線上に前記チルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第３チルト基準信号光画素および第４チルト基準信号光画素と、を表示して、
    前記チルト基準参照光画素と前記第１チルト基準信号光画素とで第１チルト基準ホログラムを記録し、
    前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第２チルト基準信号光画素とで第２チルト基準ホログラムを記録し、
    前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第３チルト基準信号光画素とで第３チルト基準ホログラムを記録し、
    前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第４チルト基準信号光画素とで第４チルト基準ホログラムを記録する、ホログラム記録再生装置。
  2. さらに、前記レーザ光源として、光ビームの波長を変化させることができる可変波長レーザ光源と、
    前記ホログラム記録媒体の記録面が、前記光学部の取り付け基準面に対して有するチルト量を制御するチルト制御機構と、
    前記ホログラム記録媒体からの回折光を受光する撮像器と、を具備し、
    前記制御部は、
    前記空間変調器を制御することによって、前記チルト基準参照光画素を表示し、
    前記撮像器から、前記第１チルト基準ホログラムからの第１回折光、前記第２チルト基準ホログラムからの第２回折光、前記第３チルト基準ホログラムからの第３回折光、および、前記第４チルト基準ホログラムからの第４回折光、の各々の回折光強度を検出し、
    前記可変波長レーザ光源を制御することによって、光ビームの波長を変化させて、前記第１回折光強度が最大となる光ビームの波長である第１波長、前記第２回折光強度が最大となる光ビームの波長である第２波長、前記第３回折光強度が最大となる光ビームの波長である第３波長、および、前記第４回折光強度が最大となる光ビームの波長である第４波長、の各々を検出し、
    前記第１波長と前記第２波長との差、および、前記第３波長と前記第４波長との差、に対応する補正チルト量に基づき前記チルト制御機構を制御する、請求項１に記載のホログラム記録再生装置。
  3. さらに、前記レーザ光源として、光ビームの波長を変化させることができる可変波長レーザ光源と、
    前記ホログラム記録媒体の記録面が、前記光学部の取り付け基準面に対して有するチルト量を制御するチルト制御機構と、
    前記ホログラム記録媒体からの回折光を受光する撮像器と、を具備し、
    前記制御部は、
    前記空間変調器を制御することによって、前記チルト基準参照光画素を表示し、
    前記撮像器から、前記第１チルト基準ホログラムからの第１回折光、前記第２チルト基準ホログラムからの第２回折光、前記第３チルト基準ホログラムからの第３回折光、および、前記第４チルト基準ホログラムからの第４回折光、の各々の回折光強度を検出し、
    前記可変波長レーザ光源を制御することによって、光ビームの波長を変化させて、前記第１回折光強度が最大となる光ビームの波長である第１波長、前記第２回折光強度が最大となる光ビームの波長である第２波長、前記第３回折光強度が最大となる光ビームの波長である第３波長、および、前記第４回折光強度が最大となる光ビームの波長である第４波長、の各々を検出し、
    前記第１回折光強度と、前記第２回折光強度とが等しくなる波長の光ビームを出射して、
    前記第１回折光または前記第２回折光の回折光強度が最大となるように、前記チルト制御機構を制御し、
    前記第３回折光強度と、前記第４回折光強度とが等しくなる波長の光ビームを出射して、
    前記第３回折光または前記第４回折光の回折光強度が最大となるように、前記チルト制御機構を制御する、請求項１に記載のホログラム記録再生装置。
  4. レーザ光源から光ビームを出射し、
    空間変調器に、チルト基準参照光画素と、
    前記チルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第１チルト基準信号光画素および第２チルト基準信号光画素と、
    前記チルト基準参照光画素と前記第１チルト基準信号光画素と前記第２チルト基準信号光画素を結ぶ線上とは異なる線上に前記チルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第３チルト基準信号光画素および第４チルト基準信号光画素と、を表示して、
    前記チルト基準参照光画素と前記第１チルト基準信号光画素とで第１チルト基準ホログラムを記録し、
    前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第２チルト基準信号光画素とで第２チルト基準ホログラムを記録し、
    前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第３チルト基準信号光画素とで第３チルト基準ホログラムを記録し、
    前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第４チルト基準信号光画素とで第４チルト基準ホログラムを記録する、ホログラム記録再生方法。
  5. レーザ光源から光ビームを出射し、
    空間変調器に、チルト基準参照光画素と、
    前記チルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第１チルト基準信号光画素および第２チルト基準信号光画素と、
    前記チルト基準参照光画素と前記第１チルト基準信号光画素と前記第２チルト基準信号光画素を結ぶ線上とは異なる線上に前記チルト基準参照光画素に関して互いに対称な位置に配置される第３チルト基準信号光画素および第４チルト基準信号光画素と、を表示して、
    前記チルト基準参照光画素と前記第１チルト基準信号光画素とで第１チルト基準ホログラムが記録され、
    前記第１チルト基準ホログラムが記録されたと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第２チルト基準信号光画素とで第２チルト基準ホログラムが記録され、
    前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第３チルト基準信号光画素とで第３チルト基準ホログラムが記録され、
    前記第１チルト基準ホログラムを記録したと同一の領域に、前記チルト基準参照光画素と前記第４チルト基準信号光画素とで第４チルト基準ホログラムが記録されている、ホログラム記録媒体。
  6. ホログラム記録媒体に対して光ビームを照射するための光学部と、機構部と、前記光学部および前記機構部を制御する制御部と、を備え、
    前記光学部は、
    光ビームの波長を変化させることができる可変波長レーザ光源と、
    前記光ビームに変調を施す空間変調器と、
    前記ホログラム記録媒体からの回折光を受光する撮像器と、を具備し、
    前記機構部は、
    前記ホログラム記録媒体の記録面が、前記光学部の取り付け基準面に対して有するチルト量を制御するチルト制御機構を具備し、
    前記制御部は、
    前記空間変調器を制御することによって、チルト基準参照光画素と、
    前記チルト基準参照光画素を囲むようにドーナツ状に配置されるチルト基準信号光画素と、を表示して、
    前記チルト基準参照光画素と前記チルト基準信号光画素とでチルト基準ホログラムを記録し、
    前記空間変調器を制御することによって、前記チルト基準参照光画素を表示し、
    前記撮像器の回折光を受光した画素の位置から、前記ホログラム記録媒体の記録面が、前記光学部の取り付け基準面に対して有するチルトの大きさであるチルト角度と、チルトが生じた方向であるチルト方向とを演算によって求め、
    前記チルト角度と、前記チルト方向とに応じて前記チルト制御機構を制御する、ホログラム記録再生装置。
  7. ホログラム記録媒体に対して光ビームを照射するための光学部と、前記光学部を制御する制御部と、を備え、
    前記光学部は、
    光ビームを出射するレーザ光源と、
    前記光ビームに変調を施す空間変調器と、を具備し、
    前記制御部は、
    前記空間変調器を制御することによって、チルト基準参照光画素と、
    チルト基準信号光画素と、を表示して、
    前記チルト基準参照光画素と前記チルト基準参照光画素とでチルト基準ホログラムを記録する、ホログラム記録再生装置。
  8. さらに、前記レーザ光源として、光ビームの波長を変化させることができる可変波長レーザ光源と、
    前記ホログラム記録媒体の記録面が、前記光学部の取り付け基準面に対して有するチルト量を制御するチルト制御機構と、
    前記ホログラム記録媒体からの回折光を受光する撮像器と、を具備し、
    前記制御部は、
    前記空間変調器を制御することによって、前記チルト基準参照光画素を表示し、
    前記撮像器から、回折光の回折光強度を検出し、
    前記可変波長レーザ光源を制御することによって、光ビームの波長を変化させて、前記回折光強度が最大となる光ビームの波長を検出し、
    記録時における光ビームの波長と再生時における前記回折光強度が最大となる光ビームの波長との差、に対応する補正チルト量に基づき前記チルト制御機構を制御する、請求項７に記載のホログラム記録再生装置。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011044460A1 (en) 2009-10-09 2011-04-14 Massachusetts Institute Of Technology System, method and apparatus for phase contrast enhanced multiplexing of images
TWI412031B (zh) * 2010-03-29 2013-10-11 Univ Nat Chiao Tung 同軸全像儲存裝置及其方法
US9256202B2 (en) * 2011-05-20 2016-02-09 Massachusetts Institute Of Technology System, method and apparatus for phase-coded multi-plane microscopy
US20140362676A1 (en) * 2011-12-28 2014-12-11 Electronics And Telecommunications Research Institute Optical information processing apparatus and method for controlling same
JP2014026706A (ja) * 2012-07-30 2014-02-06 Hitachi-Lg Data Storage Inc ホログラフィックメモリ装置および参照光入射角度調整方法
ES2965929T3 (es) * 2013-07-30 2024-04-17 Dolby Laboratories Licensing Corp Sistemas de visualización de proyector que tienen direccionamiento no-mecánico de haz de espejo
JP2015103265A (ja) 2013-11-27 2015-06-04 株式会社日立エルジーデータストレージ 光情報記録再生装置および光情報記録再生方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005182975A (ja) * 2003-12-15 2005-07-07 Daewoo Electronics Corp チルトサーボ装置
JP2006349831A (ja) * 2005-06-14 2006-12-28 Sony Corp ホログラム記録再生媒体、ホログラム記録装置、ホログラム再生装置、ホログラム記録再生媒体の記録方法およびホログラム記録再生媒体の再生方法
JP2007149250A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Canon Inc 光学式情報記録再生装置
JP2007240820A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Sony Corp ホログラム記録再生装置
JP2008097752A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Sony Corp 光ディスク装置及びディスクチルト補正方法、並びに光ディスク
JP2008097701A (ja) * 2006-10-11 2008-04-24 Sony Corp 光ディスク装置及びディスクチルト補正方法、並びに光ディスク

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4258625B2 (ja) 2003-07-08 2009-04-30 新オプトウエア株式会社 光情報記憶装置および光情報再生装置
JP2006155831A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Fujitsu Ltd ホログラム記録媒体及びホログラム記録再生装置
US20070115523A1 (en) 2005-11-22 2007-05-24 Sanyo Electric Co., Ltd. Holographic memory device
US7773276B2 (en) * 2006-03-07 2010-08-10 Inphase Technologies, Inc. Method for determining media orientation and required temperature compensation in page-based holographic data storage systems using data page Bragg detuning measurements

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005182975A (ja) * 2003-12-15 2005-07-07 Daewoo Electronics Corp チルトサーボ装置
JP2006349831A (ja) * 2005-06-14 2006-12-28 Sony Corp ホログラム記録再生媒体、ホログラム記録装置、ホログラム再生装置、ホログラム記録再生媒体の記録方法およびホログラム記録再生媒体の再生方法
JP2007149250A (ja) * 2005-11-29 2007-06-14 Canon Inc 光学式情報記録再生装置
JP2007240820A (ja) * 2006-03-08 2007-09-20 Sony Corp ホログラム記録再生装置
JP2008097701A (ja) * 2006-10-11 2008-04-24 Sony Corp 光ディスク装置及びディスクチルト補正方法、並びに光ディスク
JP2008097752A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Sony Corp 光ディスク装置及びディスクチルト補正方法、並びに光ディスク

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