(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元方向に配置された複数画素の空間偏光分布により２次元データ情報をページ情報として保持する信号光がホログラムとして記録されている光記録媒体に読み出し光を照射して、前記ホログラムからの回折光ページ情報部分については所定値以上の光強度で、前記回折光ページ情報部分の外側の非情報部分については前記所定値に満たない光強度の光束を得、
その光束を、その光束の前記回折光ページ情報部分の少なくとも対角方向の２隅の画素に該当する所定位置に配置された位置合わせ用光検出器によって検出し、
その検出結果によって、その検出結果が規定値となるように、前記読み出し光と前記光記録媒体の相対位置を制御し、
その相対位置が制御された状態で得られた前記光束を、データ読み取り用光検出器によって検出して、前記回折光ページ情報部分の２次元データ情報を読み取る光再生方法。
【請求項２】
２次元方向に配置された複数画素の空間偏光分布により２次元データ情報をページ情報として保持する信号光がホログラムとして記録されている光記録媒体に読み出し光を照射して、前記ホログラムからの回折光ページ情報部分については所定値以上の光強度で、前記回折光ページ情報部分の外側の非情報部分については前記所定値に満たない光強度の光束を得る読み出し光光学系と、
前記光束を検出する、その光束の前記回折光ページ情報部分の少なくとも対角方向の２隅の画素に該当する所定位置に配置された位置合わせ用光検出器と、
この位置合わせ用光検出器の検出結果によって、その検出結果が規定値となるように、前記読み出し光光学系および前記位置合わせ用光検出器を含む再生ヘッドと前記光記録媒体の相対位置を制御する制御手段と、
この制御手段によって前記相対位置が制御された状態で得られた前記光束を、互いに直交する２つの偏光成分に分離する、前記再生ヘッドの一部を構成する回折光光学系と、
その２つの偏光成分を検出して前記２次元データ情報を読み取る、前記再生ヘッドの一部を構成するデータ読み取り用光検出器と、
を備える光再生装置。
【請求項３】
請求項２の光再生装置において、
前記光記録媒体がディスク形状であり、当該光再生装置が、前記光記録媒体を回転させる媒体駆動機構と、前記再生ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘッド移動機構とを備えることを特徴とする光再生装置。
【請求項４】
コヒーレント光を発する光源と、
２次元データ情報に応じて前記光源からの光を偏光変調して、２次元方向に配置された複数画素の空間偏光分布により前記２次元データ情報をページ情報として保持する信号光を得る空間光変調器と、
その信号光を光記録媒体に照射する結像光学系と、
前記光源からの光から参照光を得る参照光光学系と、
この参照光光学系から得られた参照光が読み出し光として、前記信号光がホログラムとして記録されている光記録媒体に照射されることによって得られた、前記ホログラムからの回折光ページ情報部分については所定値以上の光強度で、前記回折光ページ情報部分の外側の非情報部分については前記所定値に満たない光強度の光束を検出する、その光束の前記回折光ページ情報部分の少なくとも対角方向の２隅の画素に該当する所定位置に配置された位置合わせ用光検出器と、
この位置合わせ用光検出器の検出結果によって、その検出結果が規定値となるように、前記光源、前記空間光変調器、前記結像光学系、前記参照光光学系および前記位置合わせ用光検出器を含む記録再生ヘッドと前記光記録媒体の相対位置を制御する制御手段と、
この制御手段によって前記相対位置が制御された状態で得られた前記光束を、互いに直交する２つの偏光成分に分離する、前記記録再生ヘッドの一部を構成する回折光光学系と、
その２つの偏光成分を検出して前記２次元データ情報を読み取る、前記記録再生ヘッドの一部を構成するデータ読み取り用光検出器と、
を備える光記録再生装置。
【請求項５】
請求項４の光記録再生装置において、
前記光記録媒体がディスク形状であり、当該光記録再生装置が、前記光記録媒体を回転させる媒体駆動機構と、前記記録再生ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘッド移動機構とを備えることを特徴とする光記録再生装置。
【請求項６】
２次元方向に配置された複数画素の空間偏光分布により２次元データ情報をページ情報として保持する信号光がホログラムとして記録されている光記録媒体に読み出し光を照射して、前記ホログラムからの回折光ページ情報部分については所定値以上の光強度で、前記回折光ページ情報部分の外側の非情報部分については前記所定値に満たない光強度の光束を得、
その光束を、その光束の前記回折光ページ情報部分の少なくとも対角方向の２隅の画素に該当する所定位置に配置された位置合わせ用光検出器によって検出し、
その検出結果によって、その検出結果が規定値となるように、前記読み出し光と前記光記録媒体の相対位置を制御し、
その相対位置が制御された状態で、２次元方向に配置された複数画素の空間偏光分布により２次元データ情報をページ情報として保持する新たな信号光をホログラムとして前記光記録媒体に記録する光記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２次元データ情報をホログラムとして光記録媒体に記録し、光記録媒体から再生する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
相変化型や光磁気型など、書き換え可能な光ディスクは、すでに広く普及している。これらの光ディスクは、一般の磁気ディスクに比べれば、記録密度が高いが、さらに記録密度を高めるためには、ビームスポット径を小さくして、隣接トラックまたは隣接ビットとの距離を短くするなどの必要がある。
【０００３】
このような技術の開発によって実用化されたものに、ＤＶＤがある。読み出し専用のＤＶＤ−ＲＯＭは、直径１２ｃｍのディスクに片面で４．７ＧＢｙｔｅのデータを記録することができる。また、書き込み・消去が可能なＤＶＤ−ＲＡＭは、相変化方式によって、直径１２ｃｍのディスクに両面で５．２ＧＢｙｔｅの高密度記録が可能である。
【０００４】
このように光ディスクの高密度化は年々進んでいるが、一方で、上記の光ディスクは面内にデータを記録するため、その記録密度は光の回折限界に制限され、高密度記録の物理的限界と言われる５Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2に近づいている。したがって、更なる大容量化のためには、奥行き方向を含めた３次元（体積型）の記録が必要となる。
【０００５】
そこで、次世代のコンピュータファイルメモリとして、３次元的記録領域に由来する大容量性と２次元一括記録再生方式に由来する高速性とを兼ね備えたホログラムメモリが注目されている。
【０００６】
ホログラムメモリでは、同一体積内に多重させて複数のデータページを記録することができ、かつ各ページごとにデータを一括して読み出すことができる。アナログ画像ではなく、二値のデジタルデータ「０，１」を「明、暗」としてデジタル画像化し、ホログラムとして記録再生することによって、デジタルデータの記録再生も可能となる。最近では、このデジタルホログラムメモリシステムの具体的な光学系や、体積多重記録方式に基づくＳＮ比やビット誤り率の評価、または２次元符号化についての提案がなされ、光学系の収差の影響など、より光学的な観点からの研究も進展している。
【０００７】
図６に、文献「Ｄ．Ｐｓａｌｔｉｓ，Ｍ．Ｌｅｖｅｎｅ，Ａ．Ｐｕ，Ｇ．Ｂａｒｂａｓｔａｔｈｉｓ  ａｎｄ  Ｋ．Ｃｕｒｔｉｓ；Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．２０（１９９５）７８２」に示された、体積多重記録方式の一例であるシフト多重記録方式を示す。
【０００８】
この文献に示されたシフト多重記録方式では、ホログラム記録媒体９１をディスク形状とし、空間光変調器９２を介して得られた物体光９３を、レンズ９４によってフーリエ変換して、ホログラム記録媒体９１に照射すると同時に、対物レンズ９５を介して得られた球面波の参照光９６を、ホログラム記録媒体９１に照射して、ホログラム記録媒体９１の回転によって同じ領域に複数のホログラムを重ね書きする。例えば、ビーム径を１．５ｍｍφとすると、ホログラム記録媒体９１を数十μｍ移動させるだけで、ほぼ同じ領域に別のホログラムを、クロストークを生じることなく記録することができる。これは、参照光９６が球面波であるため、ホログラム記録媒体９１の移動によって参照光９６の角度が変化したのと等価になることを利用したものである。
【０００９】
このように光記録媒体をディスク形状として回転させることによって、媒体表面の２次元方向にホログラムを記録再生することができ、記憶容量の増加とデータ転送速度の向上を図ることができる。
【００１０】
しかし、このように媒体表面の２次元方向にホログラムを記録再生する場合には、媒体表面に水平なトラッキング方向と媒体表面に垂直なフォーカシング方向の両方向で、記録再生のための光学系と光記録媒体の相対位置を正確に合わせないと、記録再生のＳＮ比が低下する。特に、記録再生される信号は、図７（Ａ）に示すような２次元データ情報であり、その各画素が大きくても数１０μｍ程度のサイズであるので、高精度の位置合わせが必要となる。
【００１１】
そのため、図７（Ｂ）に示すように、各ページのＭ×Ｎ画素の信号光中の、四隅のそれぞれｍ×ｎ画素の部分に位置合わせ用パターンＰａを付加して、ホログラムを記録し、読み出し時のホログラム回折光中の、この位置合わせ用パターンＰａの部分の検出信号によって、光学系と光記録媒体の相対位置を制御する方法が考えられている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、各ページ内の利用可能なＭ×Ｎ画素のうち、４×ｍ×ｎ画素は、データ情報の記録再生に利用できなくなり、記憶容量の減少およびデータ転送速度の低下を来たす。また、記録時の信号光形成用の２次元空間光変調器、および再生時の回折光検出用の２次元光検出器としても、（Ｍ×Ｎ−４×ｍ×ｎ）画素分のデータ情報の記録再生のためにＭ×Ｎ画素のものが必要となり、空間光変調器および光検出器のコストアップを来たし、ひいては記録再生装置のコストアップを来たす。
【００１３】
そこで、この発明は、信号光中に位置合わせ用パターンを付加しなくても、光学系と光記録媒体の位置合わせをすることができ、これによって、記録容量の増加およびデータ転送速度の向上を図ることができるとともに、記録再生装置の低コスト化を図ることができるようにしたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明の光再生方法では、
２次元方向に配置された複数画素の空間偏光分布により２次元データ情報をページ情報として保持する信号光がホログラムとして記録されている光記録媒体に読み出し光を照射して、前記ホログラムからの回折光ページ情報部分については所定値以上の光強度で、前記回折光ページ情報部分の外側の非情報部分については前記所定値に満たない光強度の光束を得、
その光束を、その光束の前記回折光ページ情報部分の少なくとも対角方向の２隅の画素に該当する所定位置に配置された位置合わせ用光検出器によって検出し、
その検出結果によって、その検出結果が規定値となるように、前記読み出し光と前記光記録媒体の相対位置を制御し、
その相対位置が制御された状態で得られた前記光束を、データ読み取り用光検出器によって検出して、前記回折光ページ情報部分の２次元データ情報を読み取る。
【００１５】
【作用】
光誘起複屈折性（光誘起異方性、光誘起２色性）を示す材料は、これに入射する光の偏光状態に感応し、入射光の偏光方向を記録することができる。例えば、側鎖に光異性化する基を有する高分子または高分子液晶、または光異性化する分子を分散させた高分子は、直線偏光を照射すると、光異性化が誘起されて、直線偏光の方向に応じて屈折率の異方性を生じ、偏光方向を記録し、保存することができる。このとき、同時に参照光を照射すれば、信号光の偏光方向をホログラムとして記録することができる。
【００１６】
この点に着目して、出願人は先に、特願平１０−３２８３４号（整理番号ＦＮ９７−００６９３）によって、２次元データ情報に応じた空間的な偏光分布をホログラムとして記録再生する方法を提案した。
【００１７】
これは、図１に示すように、例えば、データ“０”はＳ偏光、データ“１”はＰ偏光、というように、２次元データの各ビットのデータに応じて、信号光３の各画素の光の偏光方向を空間的に２値化し、その信号光３を参照光によってホログラムとして記録するものである。記録したホログラムは、読み出し光を照射することによって、信号光３の空間偏光分布が保存されたホログラム回折光７として再生することができる。
【００１８】
この場合、ページ内の信号光３および回折光７は、それぞれページ情報部分３ａおよび７ａとして示すように、Ｓ偏光の画素であるとＰ偏光の画素であるとを問わず、すなわちデータの“０”“１”にかかわらず、光強度の大きい明部分であり、逆に、ページ外の信号光、回折光でない部分は、非情報部分３ｂ，７ｂとして示すように、暗部分となる。
【００１９】
この発明では、この回折光と回折光外の非情報部分との強度の違いから、回折光の空間的位置を検出して、その検出信号により読み出し光と光記録媒体の相対位置を制御する。したがって、この発明によれば、信号光中に位置合わせ用パターンを付加しなくても、光学系と光記録媒体の位置合わせをすることができ、これによって、記録容量の増加およびデータ転送速度の向上を図ることができるとともに、記録再生装置の低コスト化を図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
〔位置合わせ方法の一例〕
図１と同様に便宜上、ページ内の画素数を５×４画素として示すと、例えば、図２（Ａ）に示すように、位置合わせ用光検出器５５として、図１に示し、かつ図２（Ｂ）に示すような回折光ページ情報部分７ａの四隅の画素に対応させて、四隅の画素の回折光成分の強度を検出する４つの光検出器５５ａ〜５５ｄを配置し、これら光検出器５５ａ〜５５ｄに回折光ページ情報部分７ａを入射させる。
【００２１】
位置合わせ用光検出器５５全体のサイズは、データ読み取り用の光検出器アレイと同じである。例えば、実際上、データ読み取り用の光検出器アレイを、６４０×４８０ドットの画素を水平方向および垂直方向に１０μｍピッチで配列したものとする場合には、光検出器５５ａ〜５５ｄの一つの大きさを１０μｍ×１０μｍとし、光検出器５５ａ（５５ｂ）と光検出器５５ｃ（５５ｄ）の間隔を（６４０−２）×１０μｍ、光検出器５５ａ（５５ｃ）と光検出器５５ｂ（５５ｄ）の間隔を（４８０−２）×１０μｍとする。
【００２２】
回折光ページ情報部分７ａは、図１に示したように、空間的に偏光変調されているが、強度は全ての画素部分で一定である。その強度を「１」とし、図１に示したページ外の非情報部分７ｂの強度を「０」とする。実際上、非情報部分７ｂの強度がゼロでなくても、回折光ページ情報部分７ａに比べて十分「暗」であれば、以下の位置検出および位置合わせに影響しない。
【００２３】
したがって、読み出し光が光記録媒体に対して正しい位置にあり、図２（Ｃ）に示すように、回折光ページ情報部分７ａが光検出器５５ａ〜５５ｄに対して正しい位置にあるときには、光検出器５５ａ〜５５ｄの検出強度は、全て最大値１となる。
【００２４】
これに対して、図２（Ｄ）に示すように、回折光ページ情報部分（図２（Ｂ）と同様に画素を実線で示す）が光検出器５５ａ〜５５ｄに対して水平方向にずれた場合には、光検出器５５ａおよび５５ｂの検出強度と光検出器５５ｃおよび５５ｄの検出強度とが相違するようになり、図のように回折光ページ情報部分が右側にずれたときには、光検出器５５ｃおよび５５ｄの検出強度は、それぞれ最大値１となるが、光検出器５５ａおよび５５ｂの検出強度は、それぞれ１より小さくなる。図は、画素ピッチの１／２ずれて、光検出器５５ａおよび５５ｂの検出強度が、それぞれ０．５となる場合である。
【００２５】
また、図２（Ｅ）に示すように、回折光ページ情報部分が光検出器５５ａ〜５５ｄに対して垂直方向にずれた場合には、光検出器５５ａおよび５５ｃの検出強度と光検出器５５ｂおよび５５ｄの検出強度とが相違するようになり、図のように回折光ページ情報部分が下側にずれたときには、光検出器５５ｂおよび５５ｄの検出強度は、それぞれ最大値１となるが、光検出器５５ａおよび５５ｃの検出強度は、それぞれ１より小さくなる。図は、画素ピッチの１／４ずれて、光検出器５５ａおよび５５ｃの検出強度が、それぞれ０．７５となる場合である。
【００２６】
さらに、図２（Ｆ）に示すように、回折光ページ情報部分が光検出器５５ａ〜５５ｄに対して斜め方向にずれた場合には、そのずれの方向（右上、右下、左上、左下）に応じて、光検出器５５ａ〜５５ｄのうちのいずれか一つの検出強度は、最大値１となるが、他の３つの検出強度は、それぞれ１より小さくなる。図は、右方向および下方向に、それぞれ画素ピッチの１／２ずれて、光検出器５５ｄの検出強度が最大値１となり、光検出器５５ｂおよび５５ｃの検出強度が０．５となり、光検出器５５ａの検出強度が０．２５となる場合である。
【００２７】
以上のように、４つの光検出器５５ａ〜５５ｄの検出強度は、回折光ページ情報部分７ａの光検出器５５ａ〜５５ｄに対する位置ずれの方向および量に応じて変化し、読み出し光が光記録媒体に対して正しい位置にあり、回折光ページ情報部分７ａが光検出器５５ａ〜５５ｄに対して正しい位置にあるときにのみ、光検出器５５ａ〜５５ｄの検出強度が全て最大値１となる。
【００２８】
したがって、４つの光検出器５５ａ〜５５ｄの検出信号から、読み出し光と光記録媒体の相対位置を検出することができ、その検出結果により、４つの光検出器５５ａ〜５５ｄの検出強度が全て最大値１となるように読み出し光と光記録媒体の相対位置を制御することによって、読み出し光を光記録媒体に対して正しい位置にすることができる。
【００２９】
このように、この発明によれば、信号光中に位置合わせ用パターンを付加しなくても、光学系と光記録媒体の位置合わせをすることができ、これによって、記録容量の増加およびデータ転送速度の向上を図ることができるとともに、記録再生装置の低コスト化を図ることができる。
【００３０】
例えば、データページのＭ×Ｎ画素中の、四隅のそれぞれｍ×ｎ画素の部分に位置合わせ用パターンを付加する従来の方法と比較すると、この発明の方法では、光記録媒体の同じ面積の領域に、従来の方法より４×ｍ×ｎ画素分多くデータ情報を記録することができる。逆に、従来の方法と同量のデータ情報を記録する場合には、従来の方法より、その分の記録領域の面積を小さくすることができるとともに、信号光形成用の空間光変調器およびデータ読み取り用の光検出器アレイの画素数を少なくすることができる。
【００３１】
〔記録再生の装置および方法）
図３は、この発明の光記録再生装置の一例を示す。
【００３２】
光記録媒体１０としては、例えば、図４に示すように、ガラス基板などの透明基板１１の一面側に偏光感応層１２を形成したものを用いる。偏光感応層１２は、光誘起複屈折性を示し、偏光情報をホログラムとして記録できる材料であれば、どのようなものでもよいが、好ましい例として、上述した側鎖に光異性化する基を有する高分子または高分子液晶、または光異性化する分子を分散させた高分子を用いることができる。その光異性化する基または分子としては、例えば、アゾベンゼン骨格を含むものが好適である。
【００３３】
この例では、偏光感応層１２として、図５に示す化学式で表される、側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルを用いる。ホログラムを体積的（３次元）に記録するには、偏光感応層１２の厚みは、少なくとも１０μｍ程度必要であり、この例では、２０μｍとする。
【００３４】
図３に示すように、光記録媒体１０はディスク形状とし、モータ４０によって回転駆動する。
【００３５】
記録再生ヘッド２０の光源２１としては、光記録媒体１０の偏光感応層に感度のあるコヒーレント光を発するものを用いる。この例では、偏光感応層として側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルを用いるので、シアノアゾベンゼンが光異性化する波長域に属する波長５１５ｎｍのアルゴンイオンレーザを用いる。光源２１からの光１の偏光は、例えば、紙面に垂直なＳ偏光である。
【００３６】
この光源２１からの光１は、空間フィルタ２２を通過させて波面の乱れを除去した後、レンズ２３によって平行光とし、さらにビームスプリッタ２４によって２光束に分割する。
【００３７】
そして、記録時には、シャッタ２５を開けて、ビームスプリッタ２４を透過したＰ偏光の光２を、空間光変調器２６に入射させる。
【００３８】
空間光変調器２６は、偏光変調が可能なものとする。このような空間光変調器２６としては、電圧アドレス型の液晶パネルや電気光学結晶にマトリクス電極を付けたものなどを用いることができるが、偏光子は設けない。
【００３９】
空間光変調器２６は、２次元的に複数の画素を有し、それぞれの画素を１／２波長板として機能させて、図では省略した制御回路によって、それぞれの画素に２次元データの対応するビットのデータを電圧印加の有無として与えることによって、それぞれの画素に入射する光の偏光を変調するものとする。
【００４０】
この例のように空間光変調器２６に入射する光２がＰ偏光である場合、空間光変調器２６の電圧が印加された画素は、１／２波長板の軸が４５度回転して、入射光２の偏光方向を９０度回転させるので、その画素を透過した信号光成分はＳ偏光となる。これに対して、空間光変調器２６の電圧が印加されない画素は、１／２波長板の軸が入射光２の偏光方向と平行となるので、その画素を透過した信号光成分はＰ偏光となる。したがって、空間光変調器２６を通過した信号光３は、空間光変調器２６に与えられた２次元データに対応した空間偏光分布を有するものとなる。
【００４１】
この空間光変調器２６を通過した信号光３を、レンズ２７によってフーリエ変換し、その変換後の信号光４を、光記録媒体１０に照射する。同時に、ビームスプリッタ２４で反射したＳ偏光の光５を、参照光として、ミラー２９ａで反射させ、レンズ２９ｂによって集光し、ミラー２９ｃで反射させて、光記録媒体１０の信号光４が照射される領域に照射する。これによって、光記録媒体１０中に、２次元データに対応した信号光４の空間偏光分布が、ホログラムとして記録される。
【００４２】
この場合、光記録媒体１０を回転させることによって、光記録媒体１０の周方向に場所を変えて複数のホログラムを記録することができる。このとき、参照光５として球面波を用いることによって、シフト多重記録を行うことができる。さらに、記録再生ヘッド２０を光記録媒体１０の径方向に移動させることによって、光記録媒体１０中に同心円状の記録トラックを形成するようにホログラムを記録することができる。
【００４３】
再生時には、シャッタ２５を閉じて信号光４を遮断し、記録時の参照光と同じ光５を、読み出し光として、光記録媒体１０のホログラムが記録されている領域に照射する。これによって、記録時の信号光４の空間偏光分布が保存されたホログラム回折光６が得られる。
【００４４】
この回折光６を、レンズ５１で平行光とし、その平行光の回折光７を、ハーフミラー５４で反射させて、位置合わせ用光検出器５５の図２に示したような４つの光検出器５５ａ〜５５ｄに入射させる。
【００４５】
この例では、データ読み取り用の光検出器アレイ５３ｓおよび５３ｐとして、画素ピッチが９．９μｍ、画素形状が正方形、画素数が６４０×４８０ドットのものを用い、この光検出器アレイ５３ｓおよび５３ｐのサイズで決定されるページの四隅に、それぞれの光検出器５５ａ〜５５ｄを配置する。
【００４６】
そして、この４つの光検出器５５ａ〜５５ｄの検出信号を制御回路７０に供給し、制御回路７０によってヘッド移動機構６０およびモータ４０を制御して、図２において上述したように、この４つの光検出器５５ａ〜５５ｄの検出強度が全て最大値１となるように、記録再生ヘッド２０と光記録媒体１０の位置合わせをする。
【００４７】
さらに、再生時には、このように位置合わせをした状態で、レンズ５１によって平行光とした回折光７を、ハーフミラー５４を透過させ、偏光ビームスプリッタ５２に入射させて、Ｓ偏光成分８とＰ偏光成分９とに分離し、そのＳ偏光成分８の強度を光検出器アレイ５３ｓで検出し、Ｐ偏光成分９の強度を光検出器アレイ５３ｐで検出する。これによって、回折光７の空間偏光分布により保持された２次元データ、すなわち光記録媒体１０に記録された２次元データを読み取ることができる。
【００４８】
Ｓ偏光成分８とＰ偏光成分９はネガ像とポジ像の関係になるので、その一方を一方の光検出器アレイで検出するだけでも、２次元データを読み取ることが可能である。しかし、このように、それぞれの偏光成分８および９を、それぞれの光検出器アレイ５３ｓおよび５３ｐで検出する場合には、それぞれの光検出器アレイ５３ｓおよび５３ｐの検出信号の差分を算出することによって、回折光７の揺らぎ、外光の影響、光記録媒体１０や光学系の不完全さなどに起因するノイズをキャンセルして、より高いＳＮ比の読み取り出力を得ることができる。
【００４９】
モータ４０により光記録媒体１０を回転させることによって、光記録媒体１０の周方向に場所を変えて記録されている複数のホログラムを読み出すことができる。また、記録再生ヘッド２０を光記録媒体１０の径方向に移動させることによって、光記録媒体１０中に同心円状に形成されている記録トラックからホログラムを読み出すことができる。
【００５０】
上述した装置で、６４０×４８０ビットの２次元データの記録再生を試みた。光記録媒体１０としては、偏光感応層として側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルを形成したものを用い、光源２１としては、上述した波長５１５ｎｍのアルゴンイオンレーザを用いた。記録時の信号光および参照光は、約０．５Ｗ／ｃｍ2、再生時の読み出し光は、約０．２Ｗ／ｃｍ2とした。空間光変調器２６としては、一画素の大きさが４２μｍ×４２μｍで６４０×４８０画素のプロジェクタ用液晶パネルを用い、光検出器アレイ５３ｓ，５３ｐおよび位置合わせ用の光検出器５５ａ〜５５ｄとしては、上述した例のものを用いた。
【００５１】
光検出器５５ａ〜５５ｄの検出強度が全て最大となるように調整したところ、光検出器アレイ５３ｓおよび５３ｐの検出強度の変動が１０％以下に抑えられる程度に、位置合わせをすることができた。この変動量であれば、他の光変動分を加味しても、記録されたデータ情報の２値再生に対して十分なマージンを確保することができ、画素単位の高精度の位置合わせを実現することができる。
【００５２】
〔他の例〕
上述した例は、媒体表面に水平なトラッキング方向の位置合わせをする場合であるが、制御回路７０の出力により、記録再生ヘッド２０の光記録媒体１０に対する距離も併せて制御することによって、同時に媒体表面に垂直なフォーカシング方向の位置合わせもすることができる。
【００５３】
上述した例は、位置合わせ用光検出器として４つの光検出器５５ａ〜５５ｄを用いる場合であるが、対角方向の２つの光検出器のみを用いるようにしてもよい。また、各光検出器の検出強度が最大となるように位置合わせする代わりに、対角方向の２つの光検出器の検出信号の差分を算出して、その差分がゼロとなるように、または各光検出器の検出信号を演算して、その演算結果が所定値となるように、位置合わせすることもできる。
【００５４】
上述した位置合わせ方法は、ホログラムを記録する場合にも用いることができる。例えば、信号光の空間偏光分布をホログラムとして記録した後、そのホログラムを再生して、上述したように位置合わせをし、その状態で、新たな信号光の空間偏光分布を新たなホログラムとして、前のホログラムに多重させて、または前のホログラムに対して上書きするように、記録することができる。
【００５５】
図３の例は、一つの装置で記録と再生を行えるようにした場合であるが、記録専用（上記の記録の場合で、位置合わせのためのホログラム再生は含む）または再生専用の装置とすることもできる。記録専用の装置では、偏光ビームスプリッタ５２および光検出器アレイ５３ｓ，５３ｐは不要であり、これらを除外することによって、記録ヘッドの小型軽量化および記録装置の低コスト化を実現することができる。再生専用の装置では、シャッタ２５、空間光変調器２６およびレンズ２７、さらに構成によってはビームスプリッタ２４は不要であり、これらを除外することによって、再生ヘッドの小型軽量化および再生装置の低コスト化を実現することができる。
【００５６】
【発明の効果】
上述したように、この発明によれば、信号光中に位置合わせ用パターンを付加しなくても、光学系と光記録媒体の位置合わせをすることができ、これによって、記録容量の増加およびデータ転送速度の向上を図ることができるとともに、記録再生装置の低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の方法の信号光および回折光の例を示す図である。
【図２】この発明の方法の位置合わせの説明に供する図である。
【図３】この発明の光記録再生装置の一例を示す図である。
【図４】この発明の方法に用いる光記録媒体の一例を示す図である。
【図５】図４の光記録媒体の偏光感応層の材料の一例の化学式を示す図である。
【図６】シフト多重記録方式を説明するための図である。
【図７】従来の方法の信号光の例を示す図である。
【符号の説明】
３，４…信号光
５…参照光、読み出し光
６，７…回折光
１０…光記録媒体
１２…偏光感応層
２０…記録再生ヘッド
２１…光源
２４…ビームスプリッタ
２５…シャッタ
２６…空間光変調器
４０…モータ
５２…偏光ビームスプリッタ
５３ｓ，５３ｐ…光検出器アレイ
５４…ハーフミラー
６０…ヘッド移動機構
７０…制御回路
【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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