(57)【要約】【課題】ホログラム記録再生装置に用いるに好適なるチルト制御機構を提供する。【解決手段】チルト制御機構４５は、記録媒体を装着するためのチャッキング部材７４と、チャッキング部材の反対面は球面の一部をなす形状を有する可動部４５Ａとを備える。また、球面の一部をなす面から等距離にある可動中心点を中心として２方向に可動部４５Ａを回転させるように駆動するピエゾレッグズ４７ａ、４７ｂを有する固定部４５Ｂを備える。また、可動部４５Ａを固定部４５Ｂに保持するマグネット４６ａ〜４６ｄを備える。また、固定部４５Ｂを回転させるスピンドルモータ４１を備える。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体を装着するためのチャッキング部材と、
前記記録媒体が装着される前記チャッキング部材の反対面は球面の一部をなす形状を有する可動部と、
前記球面の一部をなす面から等距離にある可動中心点を中心として２方向に前記可動部を回転させるように駆動する駆動素子を有する固定部と、
前記可動部を前記固定部に保持する保持部材と、
前記可動中心点を回転中心として前記固定部を回転させるスピンドルモータと、を備えるチルト制御機構。
【請求項２】
さらに、前記可動部の前記固定部に対する回転量を検出するセンサを備える請求項１に記載のチルト制御機構。
【請求項３】
前記可動部の前記球面は凸球面とされる請求項１または請求項２の１項に記載のチルト制御機構。
【請求項４】
前記可動部の前記球面は凹球面とされる請求項１または請求項２の１項に記載のチルト制御機構。
【請求項５】
ホログラム記録媒体に記録されたチルト基準ホログラムに光ビームを照射して得られる回折光を受光する撮像器と、
前記撮像器からの信号に基づきチルト検出信号を検出する制御部と、
前記制御部からのチルト制御信号によって駆動されるチルト制御機構と、を備え、
前記チルト制御機構は、
前記ホログラム記録媒体を装着するためのチャッキング部材と、
前記ホログラム記録媒体が装着される前記チャッキング部材の反対面は球面の一部をなす形状を有する可動部と、
前記球面の一部をなす面から等距離にある可動中心点を中心として２方向に前記可動部を回転させるように駆動する駆動素子と、を有する固定部と、
前記可動部を前記固定部に保持する保持部材と、
前記可動中心点を回転中心として前記固定部を回転させるスピンドルモータと、を具備する、ホログラム記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チルト制御機構およびホログラム記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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が異なるという意味であり、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、チルト量を制御する機構部によってチルト補正をおこなう技術に対する要望が近年益々強くなっている。
【０００３】
従来の光ディスクにおいても同様な観点からチルト量を制御する技術が検討されている。例えば、光ディスクを回転させるために光ディスクが装着されたスピンドルモータの全体を機構部によって移動させる技術が提案されている（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００２−２８８８６０号公報
【特許文献２】特開２００５−３２３０９号公報
【特許文献３】特開２００７−１４１４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、光ディスクが装着された状態で、光ディスクとスピンドルモータとを一体として、その全体のチルト量を変化させるのである。このような構成は、比較的高速度で回転する光ディスクを対象とする場合には好適であっても、格段に低速度で回転するホログラム記録媒体を記録再生するホログラム記録再生装置では、好適な構成ではない。特許文献１に記載の技術では、チルト量を変化させる機構部の構成は、複雑であり、また、大型のものとなった。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決して、ホログラム記録媒体に対して記録再生をおこなうホログラム記録再生装置に用いるに好適なるチルト制御機構を提供するものである。また、このようなチルト制御機構を用いたホログラム記録再生装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のチルト制御機構は、記録媒体を装着するためのチャッキング部材と、前記記録媒体が装着される前記チャッキング部材の反対面に配され、球面の一部をなし、磁性体で形成される可動部と、前記球面の一部をなす面から等距離にある可動中心点を中心として２方向に前記可動部を回転させるように駆動する駆動素子を有する固定部と、前記可動部を前記固定部に保持する保持部材と、前記可動中心点を回転中心として前記固定部を回転させるスピンドルモータと、を備える。
【０００７】
本発明のチルト制御機構では、チャッキング部材の反対面に可動部を配し、スピンドルモータによって固定部が回転される。また、保持部材によって可動部が固定部に保持される。また、固定部の駆動素子によって可動部が２方向に回転させられる。これによって、記録媒体のチルトの制御ができる。
【０００８】
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記録されたチルト基準ホログラムに光ビームを照射して得られる回折光を受光する撮像器と、前記撮像器からの信号に基づきチルト検出信号を検出する制御部と、前記制御部からのチルト制御信号によって駆動されるチルト制御機構と、を備え、前記チルト制御機構は、前記ホログラム記録媒体を装着するためのチャッキング部材と、前記ホログラム記録媒体が装着される前記チャッキング部材の反対面は球面の一部をなす形状を有する可動部と、前記球面の一部をなす面から等距離にある可動中心点を中心として２方向に前記可動部を回転させるように駆動する駆動素子を有する固定部と、前記可動部を前記固定部に保持する保持部材と、前記可動中心点を回転中心として前記固定部を回転させるスピンドルモータと、を具備する。
【０００９】
本発明のホログラム記録再生装置では、撮像器と、制御部とを備えて、チルト検出信号を得る。また、チルト制御機構を備える。チルト制御機構は、チャッキング部材の反対面に可動部を配している。また、スピンドルモータによって固定部が回転される。また、保持部材によって可動部が固定部に保持される。固定部の駆動素子によって可動部が２方向に回転させられる。これによって、ホログラム記録のチルトの制御ができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スピンドルモータとチャッキング部材との間にチルト制御機構を備えて、このチルト制御機構を用いてチルト量を補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下において、（１）実施形態のホログラム記録再生装置の概要、（２）記録の動作について、（３）再生の動作について、（４）チルト検出の具体例、（５）チルト制御機構の説明、（６）チルト検出信号からチルト制御信号を得るための処理、（７）チルト制御機構の別の実施形態、の順で、最良の実施形態についての説明をおこなう。以下の説明におけるチルト量を検出するための技術では、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ている。しかしながら、チルト量検出の技術は、実施形態の技術に限られるものではない。また、ホログラム記録媒体の形状としては、円盤状であるとして説明をしている。しかしながら、実施形態のチルト制御機構が適用されるホログラム記録媒体の形状は、四方形のカード状の形状とされても良いものである。
【００１２】
（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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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であるチャッキング部材７４を備えている。
【００１７】
ピエゾ素子４２はスライド可動部に固着されている。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。
【００１８】
また、実施形態の特徴的な機構部材として、チルト制御機構４５を備えている。チルト制御機構４５は、上述した光学部の基準面とホログラム記録媒体であるディスク６０のホログラム記録層の平面とがなす角度であるチルト量を制御するための機構部である。ここで、Ｚ軸をスピンドルモータ４１の回転軸４１ａの延びる方向とした場合の、Ｚ軸に対するディスク６０の回転軸の傾きでチルト量は表される（図７を参照）。また、Ｚ軸に直交する平面上の２つの直交する座標軸がＸ軸とＹ軸として定義される。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は相互に直交する直交座標軸である。ここで、Ｘ軸の正方向は、対物レンズ２７がディスク６０の内周側から外周側へ移動する方向とされている（図７を参照）。
【００１９】
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。実施形態のホログラム記録再生装置では、チルト制御機構４５を備えることによって、対物レンズ２７を通過して照射される光ビームとディスク６０との間におけるＺ軸に対する傾きを任意に制御できることとなる。つまり、ディスク６０のホログラム記録層の平面の傾きを自由に調整して、基準面から出射される光ビームの入射方向を制御できることとなる。チルト制御機構４５は、スピンドルモータの回転軸４１ａに固着された固定部とチャッキング部材７４に固着された可動部とから構成されている。チルト制御機構４５については、より詳細に後述する。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
また、制御部４０は、スピンドルモータ４１の回転軸４１ａの回転角度を検出する回転角度検出器７３からの回転角度信号αを受け取り、スピンドルモータ４１の回転軸４１ａの回転の制御の演算処理をおこなう。さらに、回転角度信号αと、ホログラム記録媒体から検出するチルト検出信号とに基づき、チルト制御機構４５の制御の演算処理をおこなう。制御部４０は、この演算処理の後、チルト制御機構４５に対して、Ｘｆ軸方向のチルトを制御するためのチルト制御信号Ｘｆｄと、Ｙｆ軸方向のチルトを制御するためのチルト制御信号Ｙｆｄとを供給する。そして、制御部４０が、ホログラム記録再生装置１の基準面に対する、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ようにしている。
【００２３】
（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簡単な説明をおこなう。
【００２４】
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。
【００２５】
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。したがって、記録に際しては、例えば、チルト制御機構４５を設けないで、定盤の上に、上述した各光学部材を配置して、チルト量が、0°となる状態での記録をおこなうようにしても良い。すなわち、チルト制御機構４５は、基本的には、再生の動作において用いるために設けられている。ただし、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４５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、チルト制御機構４５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、所定の波長は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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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および信号光領域１４ｂの範囲としても良い。
【００３１】
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。このようにして、Ｘ軸方向のチルト量を検出するための、第１チルト基準ホログラムと第２チルト基準ホログラムとが記録される。
【００３２】
また、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ことが望ましい。
【００３３】
図４はホログラム記録媒体であるディスク６０の断面構造を示す図である。図４を参照してディスク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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
（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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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（第１チルト基準ホログラム）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（第２チルト基準ホログラム）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。
【００４０】
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。上述したように、対物レンズ２７の可動方向をＸ軸方向とすれば、これと直交する方向であるトラックに沿った方向がＹ軸方向とされる。ここで、トラックは、ＤＶＤディスクと同様にスパイラル状に設けられている。なお、図７では、チルト角度が0の場合が示されている。
【００４１】
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。
【００４２】
【数１】
2010049756.tif 000003
【００４３】
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。
【００４４】
【数２】
2010049756.tif 000004
【００４５】
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。
【００４６】
【数３】
2010049756.tif 000005
【００４７】
数式(３)−数式(１)の演算より、数式(４)が得られる。
【００４８】
【数４】
2010049756.tif 000006
【００４９】
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。
【００５０】
【数５】
2010049756.tif 000007
【数６】
2010049756.tif 000008
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
【数７】
2010049756.tif 000009
【００５４】
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。
【００５５】
【数８】
2010049756.tif 000010
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
【数９】
2010049756.tif 000011
【００５９】
ここで、λpeak_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。また、λpeak_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。実施形態では、画素SAと画素R、画素SC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はＸ軸方向とされている。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、チルト制御機構４５をチルト制御信号Ｘによって制御してＸ軸方向のチルト量を補正する。ここで、チルト制御機構４５が制御できるチルトの方向は、Ｘｆ軸とＹｆ軸であるので、数式（６）から求めたチルト量ΔΓを用いて、直接にＸ軸方向のチルト量を制御することはできない。しかしながら、制御部４０において、Ｘ、Ｙ座標系をＸｆ、Ｙｆ座標系に変換する演算をおこなって、チルト制御機構４５をチルト制御信号Ｘｆｄと、チルト制御信号Ｙｆｄとによって制御してＸ軸方向のチルト量を補正することができる。これについては、後述する。
【００６０】
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、チルト制御機構４５をチルト制御信号Ｘｆｄと、チルト制御信号Ｙｆｄとによって制御してＹ軸方向のチルト量を補正することができる。これについては、後述する。
【００６１】
（チルト検出の具体例）
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検出する。まず、Ｘ軸方向のチルト検出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、λpeak_of_Aとλpeak_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軸方向にディスク６０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Ｘ軸方向のチルト成分である、Ｘ軸方向チルト成分Ａを求める。以上によってＸ軸方向のチルト検出信号を得る制御部４０の処理は完了する。
【００６２】
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１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λpeak_of_Dとの各々を求める。
（７）制御部４０は、数式（９）と同様の演算をおこない、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）と同様の演算から求める。そして、Ｙ軸方向にディスク６０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Ｙ軸方向のチルト成分である、後述するＹ軸方向チルト成分Ｂを求める。以上によってＹ軸方向のチルト検出信号を得る制御部４０の処理は完了する。
【００６３】
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る。
【００６４】
（チルト制御機構の説明）
チルト制御機構４５について図８〜図１７を参照して説明をする。図８は、チルト制御機構４５の外観を斜視図として示す図である。図９は、チルト制御機構４５の内部を斜視図として示す図である。図１０は、チルト制御機構４５の可動部４５Ａを斜視図として示す図である。図１１は、チルト制御機構４５の固定部４５Ｂを斜視図として示す図である。図１２は、チルト制御機構４５の原理を示す図である。図１３は、チルト制御機構４５の固定部４５Ｂに配置されるピエゾレッグズの動作原理を示す図である。図１４は、チャッキング部材７４の構造を斜視図として示す図である。図１５は制御部４０でおこなわれるチルト補正のための演算を説明するための図である。図１６は、チルト制御機構の別の実施形態を斜視図として示す図である。図１７は、別の実施形態のチルト制御機構１４５の固定部４５Ｄを斜視図として示す図である。図１８は、別の実施形態のチルト制御機構１４５の可動部４５Ｃを斜視図として示す図である。
【００６５】
図８は第１実施形態のチルト制御機構４５の外観を示す模式図である。チルト制御機構４５は、スピンドルモータ４１の回転軸４１ａとチャッキング部材７４との間に設けられている。チルト制御機構４５は、可動部４５Ａと固定部４５Ｂとを有して構成されている。可動部４５Ａはチャッキング部材７４に固着され、固定部４５Ｂはスピンドルモータ４１の回転軸４１ａと固着されている。集電電極７１が固定部４５Ｂの外周を囲むようにして形成されており、この集電電極７１に接触するブラシ７０によって、各種信号の入出力がなされている。
【００６６】
固定部４５Ｂは回転軸４１ａに固着され、回転軸４１ａから見ると固定された部分である。一方、ホログラム記録再生装置１の基準面に対しては、固定部４５Ｂは回転する部分である。ブラシ７０と集電電極７１とは、ホログラム記録再生装置１の基準面に対して固着される制御部４０と固定部４５Ｂとの間での信号のやり取りをおこなうために設けられている。やり取りされる信号は、固定部４５Ｂに対する可動部４５Ａの相対傾きを検出するセンサ信号Ｘｆｓ、センサ信号Ｙｆｓと、固定部４５Ｂに対する可動部４５Ａの相対位置を制御するためのチルト制御信号Ｘｆｄと、チルト制御信号Ｙｆｄとである。また、接地（ＧＮＤ）電位の信号も制御部４０と固定部４５Ｂとの間で送受される。
【００６７】
図９は、集電電極７１が配される固定部４５Ｂのカバーを取り除いた状態での可動部４５Ａと固定部４５Ｂとを示す模式図である。スピンドルモータ４１の回転軸４１ａの回転中心は、一点鎖線で表されている。この一点鎖線で示す線上に可動中心点Ｏは位置するようになされている。可動中心点Ｏはチルトが変化する中心となる点であり、ホログラム記録再生装置１の基準面に対する位置は常に変化しない点とされている。また、円盤状の形状とされたディスク６０の重心位置に設定されたディスク６０の回転中心点は、可動中心点Ｏと一致するように装着がなされており、可動中心点Ｏを移動することがない点として、ディスク６０はチルト制御に際してその傾きが制御される。つまり、この可動中心点Ｏを基準点として、ディスク６０のチルト量は変化させられて、対物レンズ２７からの光ビームに対するチルト量の制御がなされる。
【００６８】
図１０は、可動部４５Ａの外観を示す模式図である。可動部４５Ａはチャッキング部材７４に固着されている。可動部４５Ａの表面部は、鉄、ステンレス等の磁性体を材料として形成されている。また、可動部４５Ａの表面は、球の表面（凸球面）の一部を形成するようされている。この凸球面から等距離にある点である球面の中心が、上述した可動中心点Ｏである。可動部４５Ａのチャッキング部材７４を固着した面側から見た場合に、センサ用磁石４９ａとセンサ用磁石４９ｂとは、ディスク６０の面と球の中心を通る直線（中心線）との交点から伸びる放射状の線上に、相互に９０°（度）の角度をなすように配置されている。
【００６９】
図１１は、固定部４５Ｂの外観を示す模式図である。固定部４５Ｂは、マグネット４６ａ、マグネット４６ｂ、マグネット４６ｃおよびマグネット４６ｄで可動部４５Ａを磁力によって吸引して保持するようになされている。マグネット４６ａ〜マグネット４６ｄは保持部材として機能する。センサ４８ａは可動部４５Ａのセンサ用磁石４９ａと対面するように設けられ、センサ４８ｂは可動部４５Ａのセンサ用磁石４９ｂと対面するように設けられている。
【００７０】
ピエゾレッグズ４７ａとセンサ４８ａとを結ぶ直線が、上述した中心線と交差するように、ピエゾレッグズ４７ａとセンサ４８ａとは配置されている。ピエゾレッグズ４７ｂとセンサ４８ｂとを結ぶ直線が、上述した中心線と交差するように、ピエゾレッグズ４７ｂとセンサ４８ｂとは配置されている。ピエゾレッグズ４７ａ、ピエゾレッグズ４７ｂは、駆動素子として機能する。
【００７１】
このような配置は、センサ４８ａ、センサ４８ｂ、ピエゾレッグズ４７ａ、ピエゾレッグズ４７ｂ、マグネット４６ａ、マグネット４６ｂ、マグネット４６ｃおよびマグネット４６ｄを無理なく配置するための一態様であり、チルト制御の動作を生じさせ機構部を構成するものであれば、上述した各構成部の配置はこれに限られるものではない。
【００７２】
図１２は、チルト制御機構４５の動作原理を示す図である。図１２（ａ）は可動中心点Ｏを中心としてチルト量が変化させられるディスク６０を模式的に示す図である。図１２（ｂ）は、可動部４５Ａとディスク６０とチャッキング部材７４との位置関係を示す図である。図１２（ｃ）は、可動部４５Ａを形成する球の一部をなす部分の元となる球（仮想的な球である）の半径が、図１２（ｂ）に示すよりも大きい場合の、可動部４５Ａとディスク６０とチャッキング部材７４との位置関係を示す図である。図１２（ａ）〜図１２（ｃ）を貫く一点鎖線は可動中心点Ｏを通過する線である。図１２（ｂ）、図１２（ｃ）では、マグネット４６ｂは図面の紙面背面に配置されているので、記載が省略されている。
【００７３】
図１２（ｂ）を参照して、チルト制御機構４５の動作原理を説明する。可動中心点Ｏの位置と球の中心の位置とは一致させられているので、可動部４５Ａをどの様に回転させても、可動中心点Ｏの位置と球の中心の位置との相互の位置はずれることがない。つまり、光ビームのディスク６０に対する角度（チルト）を変化させたとしても、ディスク６０に照射される光ビームの位置（トラッキング方向の位置、ラジアル方向の位置）をほとんど変化させないようにできることとなる。また、可動中心点Ｏの位置がディスク６０の回転中心の位置となるので、偏芯ずれ（トラッキング方向の位置ずれ）が生じることもない。
【００７４】
また、図１２（ｃ）に示すように、球の半径がより大きくなる場合にも、球の中心と可動中心点Ｏの位置とを一致させれば、この関係は維持される。つまり、可動部４５Ａの部材が形成する球の一部の半径の大きさは、チルト制御機構４５の動作原理に影響を与えない。ここで、可動部４５Ａがその一部を形成する球の半径のばらつき、可動部４５Ａを支えるマグネット４６ａ〜マグネット４６ｄの高さ方向のばらつき等を抑えて、チルト制御機構４５の精度を向上させている。
【００７５】
図１３は、ピエゾレッグズ４７ａおよびピエゾレッグズ４７ｂの動作の原理を示す模式図である。ピエゾレッグズ４７ａおよびピエゾレッグズ４７ｂは、ピエゾレッグズモータとして構成されている。ピエゾレッグズモータは２枚のピエゾ素子を貼り合わせたものである。図１３に示す左側のピエゾ素子（左側ピエゾ素子）と右側のピエゾ素子（右側ピエゾ素子）に印加する電圧がともに0V（ボルト）のときはピエゾ素子が縮んでいるので、図１３のaの状態である。この状態では、ピエゾレッグズ４７ａおよびピエゾレッグズ４７ｂは、可動部４５Ａには接していない。右側ピエゾ素子のみに電圧を印加すると図１３のbのように反り、右側ピエゾ素子の上部が可動部４５Ａに接する。さらに左側ピエゾ素子にも同じ電圧を印加すると図１３のcに示すようになり、可動部４５Ａを右側に回転させる。
【００７６】
次に、右側ピエゾ素子の電圧を0Vにすると図１３のdのようになり、さらに球を右側に回転させる。そして、左側ピエゾ素子の電圧を0Vにすると図１３のaに戻る。これを繰り返すことによって必要なだけ可動部４５Ａを右回転させることができる。同様にして、可動部４５Ａを左回転させる場合には、右側ピエゾ素子と左側ピエゾ素子に印加する電圧を入れ替えて、順次上述したと同様に電圧を印加すれば、可動部４５Ａを左側に回転させることができるようになる。ここで、ピエゾレッグズ４７ａおよびピエゾレッグズ４７ｂの駆動力は、マグネット４６ａ〜マグネット４６ｄが可動部４５Ａを吸引する磁気的な吸引力よりも大きく、吸引力に打ち勝って駆動力が作用するようになされている。
【００７７】
上述した原理に基づき、ピエゾレッグズ４７ａは、可動部４５ＡをＸｆ軸方向に回転させ、ピエゾレッグズ４７ｂは、可動部４５ＡをＹｆ軸方向に回転させる。ピエゾレッグズ４７ａを駆動するためには、４本の制御線が必要となる。また、ピエゾレッグズ４７ａを駆動するために、チルト制御信号Ｙｆｄが４本の信号線によって送出される。
【００７８】
センサ４８ａおよびセンサ４８ｂについて説明をする。上述したようにしてＸｆ軸方向およびＹｆ軸方向に回転される可動部４５Ａの傾きをセンサ４８ａおよびセンサ４８ｂは検出する。可動部４５Ａの底面に埋め込まれたセンサ用磁石４９ａからの磁束はセンサ４８ａによって検出され可動部４５ＡのＸｆ軸方向の回転量である回転角度（チルト量）を検出する。また、可動部４５Ａの底面に埋め込まれたセンサ用磁石４９ｂからの磁束はセンサ４８ｂによって検出され可動部４５ＡのＹｆ軸方向の回転量である回転角度（チルト量）を検出する。上述したように、センサ４８ａは、中心線を挟んでピエゾレッグズ４７ａに対面し、ピエゾレッグズ４７ａが回転力を生じさせる回転面上に配置されている。また、センサ４８ｂは、中心線を挟んでピエゾレッグズ４７ｂに対面し、ピエゾレッグズ４７ｂが回転力を生じさせる回転面上に配置されている。
【００７９】
センサ４８ａおよびセンサ４８ｂは、２つのホール素子で形成されており、センサ４８ａは、センサ用磁石４９ａとの相対位置の変化に応じたセンサ信号Ｘｆｓを制御部４０に対して出力する。また、センサ４８ｂは、センサ用磁石４９ｂとの相対位置の変化に応じたセンサ信号Ｙｆｓを制御部４０に対して出力する。つまり、Ｘｆ軸方向のチルト量に応じた信号がセンサ信号Ｘｆｓであり、Ｙｆ軸方向のチルト量に応じた信号がセンサ信号Ｙｆｓである。
【００８０】
図１４はチャッキング部材７４の構造をディスク６０の装着面の側から示す図である。チャッキング部材７４にはマグネット７５が埋め込まれており、ディスク６０に設けられた磁性体のハブ６５を吸引するようにされている。チャッキング部材７４の中心部の突起部は、ディスク６０の中心に配された孔部（図示せず）に密着して嵌め合わせられるようになされている。
【００８１】
ここで、固定部４５Ｂを基準とした軸であるＸｆ軸およびＹｆ軸と、ホログラム記録再生装置１の基準面を基準とするＸ軸およびＹ軸との関係について説明をする。通常、チルト制御機構４５における制御可能な軸方向であるＸｆ軸およびＹｆ軸と、チルト基準ホログラムからチルト量を検出可能であるＸ軸およびＹ軸とは、一致しない。チルト検出に際しては、制御部４０はスピンドルモータ４１にスピンドルモータ信号を送出してディスク６０を回転制御するので、Ｘｆ軸、Ｙｆ軸のＸ軸、Ｙ軸に対する関係は回転に応じて変化する。
【００８２】
そして、記録、再生をおこなう時点で、Ｘｆ軸およびＹｆ軸のホログラム記録再生装置１を基準とするＸ軸、Ｙ軸に対する相対位置が初めて決定される。同時に、制御部４０は、トラッキングアクチュエータ４４とスライドモータ４３とを制御してディスク６０のチルト基準ホログラムが記録されたホログラム記録層６２に対して光ビームが照射されるようにする。この操作によって、チルト基準信号から検出される光ディスク６０のチルト基準ホログラムに記録されたＸ軸およびＹ軸と、ホログラム記録再生装置のＸ軸およびＹ軸とが一致する。
【００８３】
上述したようにして、Ｘｆ軸およびＹｆ軸は、チルト基準ホログラムが記録されたディスク６０の回転位置（ディスク６０の中心から放射状に伸びる線上の位置は、回転位置が同位置とされる）に応じて変化するとともに、最初にチャッキングがされた位置に応じて変化する。一方、上述したように、チルト検出信号は、Ｘ軸とＹ軸とを基準として、チルト検出信号のＸ軸方向チルト成分ＡとＹ軸方向チルト成分Ｂとが検出されている。このＸ軸方向チルト成分ＡとＹ軸方向チルト成分Ｂとどのように使用して、チルト制御機構４５をどのようにして制御するかが問題となる。以下にこの制御をおこなうための具体例を示す。
【００８４】
（チルト検出信号からチルト制御信号を得るための処理）
図１５を参照して、制御部４０でおこなわれるチルト検出信号からチルト制御信号を得るための処理について簡単に説明をする。図１５は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｘｆ軸、Ｙｆ軸の相互の関係を示す図である。チルト検出信号から得られる、Ｘ軸方向のチルト量であるＸ軸方向チルト成分の大きさをＡで示す。また、Ｙ軸方向のチルト量であるＹ軸方向チルト成分の大きさをＢで示す。この場合には、チルトが生じた方向はＸ軸を基準として角度φの方向である。図１５から明らかなように、Ｘｆ軸方向チルト成分をＣとし、Ｙｆ軸方向チルト成分をＤとする場合には、数式（１０）、数式（１１）の関係が成立する。Ｘｆ軸とＹｆ軸とは、π/2（ラジアン）＝90°の角度の差を有している。
【００８５】
【数１０】
2010049756.tif 000012
【数１１】
2010049756.tif 000013
【００８６】
数式（１０）〜数式（１１）を用いて、回転角度信号の大きさα（回転角度信号α）、Ｘ軸方向チルト成分の大きさＡ（Ｘ軸方向チルト成分Ａ）、Ｙ軸方向チルト成分の大きさＢ（Ｙ軸方向チルト成分Ｂ）を既知数として代入して、Ｘｆ軸方向チルト成分の大きさＣ（Ｘｆ軸方向チルト成分Ｃ）、Ｙｆ軸方向チルト成分の大きさＤ（Ｙｆ軸方向チルト成分Ｄ）を求めることができる。
【００８７】
制御部４０は、以下のようにして制御をおこなう。
（１）制御部４０は、回転角度信号αを回転角度検出器７３から検出する。
なお、回転角度信号αは、Ｘ軸とＸｆ軸とが一致するときに出力が0となるように、予め、スピンドルモータ４１の回転軸４１ａと固定部４５Ｂとの位置合わせが予めおこなわれている。
（２）制御部４０は、既に説明した手続きによって、Ｘ軸方向チルト成分Ａ、Ｙ軸方向チルト成分Ｂを、チルト基準ホログラムを再生することによって求める。
（３）制御部４０は、数式（１０）、数式（１１）より、Ｘｆ軸方向チルト成分Ｃ、Ｙｆ軸方向チルト成分Ｄ、を求める。
（４）制御部４０は、チルト制御信号Ｘｆｄを出力して、可動部４５ＡをＸｆ軸方向に微少量回転させる。
（５）制御部４０は、センサ信号Ｘｆｓを検出する。
（６）制御部４０は、センサ信号Ｘｆｓの値を見て、Ｘｆｓ軸方向の回転量がＸｆ軸方向チルト成分Ｃに対応する量になったか否かを判断する。Ｘｆ軸方向チルト成分Ｃに対応する量に達していれば、以下の（７）に処理は移り、Ｘｆ軸方向チルト成分Ｃに対応する量に達していなければ、処理は再び（４）へ移る。
（７）制御部４０は、チルト制御信号Ｙｆｄを出力して、可動部４５ＡをＹｆ軸方向に微少量回転させる。
（８）制御部４０は、センサ信号Ｙｆｓを検出する。
（９）制御部４０は、センサ信号Ｙｆｓを見て、Ｙｆｓ軸方向の回転量がＹｆ軸方向チルト成分Ｄに対応する量になったか否かを判断する。Ｙｆ軸方向チルト成分Ｄに対応する量に達していれば、以下の（１０）に処理は移り、Ｙｆ軸方向チルト成分Ｄに対応する量に達していなければ、処理は再び（７）へ移る。
（１０）処理は終了する。
【００８８】
上述した、チルト検出信号からチルト制御信号を得るための処理では、（５）、（８）の処理において、制御部４０は、センサ信号Ｘｆｓ、センサ信号Ｙｆｓを検出して、（６）、（９）において、これを用いるようにした。しかしながら、センサを用いないでもチルトの制御は可能である。この場合には、処理は以下のようにすることができる。
【００８９】
制御部４０は、以下のようにして制御をおこなう。
（１）制御部４０は、回転角度信号αを回転角度検出器７３から検出する。
なお、回転角度信号αは、Ｘ軸とＸｆ軸とが一致するときに出力が0となるように、予め、スピンドルモータ４１の回転軸４１ａと固定部４５Ｂとの位置合わせが予めおこなわれている。
（２）制御部４０は、既に説明した手続きによって、Ｘ軸方向チルト成分Ａを、チルト基準ホログラムを再生することによって求める。
（３）制御部４０は、数式（１０）、数式（１１）より、Ｘｆ軸方向チルト成分Ｃを求める。
（４）制御部４０は、チルト制御信号Ｘｆｄを出力して、可動部４５ＡをＸｆ軸方向に微少量回転させる。
（５）制御部４０は、Ｘｆ軸方向チルト成分Ｃが０となったか否かを判断する。Ｘｆ軸方向チルト成分Ｃが０に達していれば、以下の（６）に処理は移り、Ｘｆ軸方向チルト成分Ｃが０に達していなければ、処理は再び（２）へ移る。
（６）制御部４０は、既に説明した手続きによって、Ｙ軸方向チルト成分Ｂをチルト基準ホログラムを再生することによって求める。
（７）制御部４０は、数式（１０）、数式（１１）より、Ｙｆ軸方向チルト成分Ｄを求める。
（８）制御部４０は、チルト制御信号Ｙｆｄを出力して、可動部４５ＡをＹｆ軸方向に微少量回転させる。
（９）制御部４０は、Ｙｆ軸方向チルト成分Ｄが０となったか否かを判断する。Ｙｆ軸方向チルト成分Ｄが０に達していれば、以下の（１０）に処理は移り、Ｙｆ軸方向チルト成分Ｄが０に達していなければ、処理は再び（６）へ移る。
（１０）処理は終了する。
【００９０】
（チルト制御機構の別の実施形態）
実施形態のチルト制御機構の要部の一つは、球状の窪みを有する面（凹球面）と、突起状の球面（凸球面）とを組み合わせることによって、可動部と固定部が接して相対的な回転運動をする点である。これにより、連続的に、かつ容易にディスク６０のチルト量を変えられることとなる。したがって、上述した基本的な構成を有するものであれば、以下のような別の実施形態とすることができる。
【００９１】
図１６はチルト制御機構の別の実施形態の斜視図である。チルト制御機構１４５は可動部４５Ｃと固定部４５Ｄとを有している。他の部材については、上述したチルト制御機構４５におけると同一符号を付して、その説明は省略する。また、ディスク６６の形状は、可動部４５Ｃとの関係で、ディスク６０とは異なる形状とされている。
【００９２】
図１７はチルト制御機構１４５の固定部４５Ｄの斜視図である。固定部４５Ｄの球面の一部をなす面（凸球面）にセンサ４８ｃ、センサ４８ｄ、ピエズレッグズ４７ｃ、ピエズレッグズ４７ｄ、が、配置されている。凸球面の全体が磁化されている。センサ４８ｃ、センサ４８ｄ、ピエズレッグズ４７ｃ、ピエズレッグズ４７ｄのいずれもが、上述した実施形態と同様に作用する。センサ４８ｃとピエズレッグズ４７ｃとは同一直線上に配置され、センサ４８ｄとピエズレッグズ４７ｄとは同一直線上に配置されている。また、センサ４８ｃとセンサ４８ｄとは９０°の角度を有して配置され、ピエズレッグズ４７ｃとピエズレッグズ４７ｄとは９０°の角度を有して配置されている。
【００９３】
図１８は、チルト制御機構１４５の可動部４５Ｄの斜視図である。可動部４５Ｄはチャッキング部材としても同時に機能するようにされている。そして、可動部４５Ｄの反対面側（図１８においてディスク６６に接している側）は、ディスク６６に固着されたハブ（図示せず）に密着するようにマグネット（図示せず）を備えている。可動部４５Ｄは球状の窪み（凹球面）を有する円部分７２を有しており、円部分７２は磁性体で形成されている。また、円部分７２の内面の一部には、センサ用マグネットが２個配置され、固定部４５Ｄのセンサ４８ｃとセンサ４８ｄとの各々に対面するようになされている。また、チルト制御機構１４５の凹球面から等距離にある点である可動中心点とディスク６６の回転中心点との、両方の位置は一致するようになされている。つまり、チャッキング部材７４に装着されたディスク６６のホログラム記録層を含む平面は可動中心点を通過するようになされている。
【００９４】
本実施形態のチルト制御機構を用いれば、２つの軸方向に対するチルト量の大きさを制御して、その結果、任意のチルト方向の任意の大きさのチルト量を制御することができる。
【００９５】
このような、チルト制御機構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、チルト補正をおこなって、記録時におけるホログラム記録媒体のチルト量と、再生時におけるホログラム記録媒体のチルト量とを一致させて良好なる記録再生特性を得ることができる。
【００９６】
本発明のチルト制御機構は、記録媒体を装着するためのチャッキング部材と、記録媒体が装着されるチャッキング部材の反対面は球面の一部をなす形状を有する可動部を備える。また、球面の一部をなす面から等距離にある可動中心点を中心として２方向に可動部を回転させるように駆動する駆動素子を有する固定部を備える。また、可動部を保持する保持部材を備える。また、可動中心点を回転中心として固定部を回転させるスピンドルモータと、を備えるものである。
【００９７】
したがって、以下のようなものも、当然に、本発明の範囲に含まれる。例えば、記録媒体としては、ホログラム記録媒体を用いることは、好適であるが、これに限られるものではない。他の記録媒体、ＤＶＤディスク、ＣＤディスク等であっても良い。また、可動部を保持する保持部材は、固定部に設けるものとするのみならず、チャッキング部材を板ばね等で押さえつけるものであっても良く、記録媒体ごと上から押さえつけるものであっても良い。さらに、磁性体で形成された可動部を磁石によって吸引して可動部を保持するのみならず、固定部から空気を吸引するようにして可動部を保持するようにしても良い。また、駆動素子としては、ピエゾレッグズに限らず、リニアモータを用いるようにしても良い。さらに、センサを用いて回転量を検出する場合には、ホール素子に限らず光学素子を用いるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】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。
【図２】空間変調器の画素部分を示す概念図である。
【図３】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。
【図４】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５】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。
【図６】光ビームの波長と回折光強度との関係を示す図である。
【図７】チルト角度の定義を図によって表すものである。
【図８】チルト制御機構の外観を斜視図として示す図である。
【図９】チルト制御機構の内部を斜視図として示す図である。
【図１０】チルト制御機構の可動部を斜視図として示す図である。
【図１１】チルト制御機構の固定部を斜視図として示す図である。
【図１２】チルト制御機構の原理を示す図である。
【図１３】チルト制御機構の固定部に配置されるピエゾレッグズの動作原理を示す図である。
【図１４】チャッキング部材の構造を斜視図として示す図である。
【図１５】制御部でおこなわれるチルト補正のための演算を説明するための図である。
【図１６】チルト制御機構の別の実施形態を斜視図として示す図である。
【図１７】別の実施形態のチルト制御機構の固定部を斜視図として示す図である。
【図１８】別の実施形態のチルト制御機構の可動部を斜視図として示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
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、  １８、２０、２２、２３、３５、３７  レンズ、  １９  ピンホール、  ２５  ダイクロイックプリズム、  ２７  対物レンズ、  ２８  ビームスプリッタ、  ３０  グレーティング、  ３６  ミラー、  CMOSカメラ（撮像器）、４０  制御部、  ４１  スピンドルモータ、  ４１ａ  回転軸、  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、  ４５．１４５  チルト制御機構、  ４５Ａ、４５Ｃ  可動部、  ４５Ｂ、４５Ｄ  固定部、  ４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄ  マグネット、  ４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄ  ピエズレッグズ、  ４８ａ、４８ｂ、４８ｃ、４８ｄ  センサ、  ４９ａ、４９ｂ  センサ用磁石、  ５１  スライド可動部、  ６０、６６  ディスク、  ６１  基板、  ６２  ホログラム記録層、  ６３  反射膜、  ６４  基板、  ６５  ハブ、  ７０  ブラシ、  ７１  集電電極、  ７２  円部分、  ７３  回転角度検出器、  ７４  チャッキング部材、  ７５  マグネット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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