(57)【要約】【課題】  ホログラム記録媒体に対する参照光のチルト状態についてサーボ制御を行うことにより、再生エラーをなくすことができるホログラム記録再生装置を提供する。【解決手段】  ホログラム記録再生装置Ａは、再生信号変換用の光検出器３０とは別に設けられたサーボ制御用の光検出器４０と、記録すべき情報に対応する離散分布状の記録画素パターンと、サーボ制御用の定形かつ定位的なサーボ画素パターンとを、記録光の波面に形成する画素パターン形成手段１３と、ホログラム記録媒体Ｂからの戻り光を再生信号変換用の光検出器３０に向かう再生光とサーボ制御用の光検出器４０に向かうサーボ光とに分離する戻り光分離手段２０と、サーボ制御用の光検出器４０からの出力信号に基づき、ホログラム記録媒体Ｂに対する参照光のチルト状態についてサーボ制御を行うサーボ制御手段５０とを備えている。【選択図】  図１
2006268960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射したコヒーレント光を記録光と参照光とに分離し、これら記録光および参照光を重ね合わすようにホログラム記録媒体に照射することにより、当該ホログラム記録媒体にホログラムを記録する一方、上記ホログラムに基づく記録情報を再生する場合、上記参照光を上記ホログラム記録媒体に照射し、その照射状態をサーボ制御により補正しながら当該ホログラム記録媒体からの戻り光を再生信号変換用の光検出器で検出するホログラム記録再生装置であって、
上記再生信号変換用の光検出器とは別に設けられたサーボ制御用の光検出器と、
上記ホログラム記録媒体にホログラムを記録する際、記録すべき情報に対応する離散分布状の記録画素パターンと、サーボ制御用の定形かつ定位的なサーボ画素パターンとを、上記記録光の波面に形成する画素パターン形成手段と、
上記ホログラム記録媒体からの戻り光を、上記記録画素パターンを再現するものとして上記再生信号変換用の光検出器に向かう再生光と、上記サーボ画素パターンを再現するものとして上記サーボ制御用の光検出器に向かうサーボ光とに分離する戻り光分離手段と、
上記サーボ制御用の光検出器からの出力信号に基づき、上記ホログラム記録媒体に対する上記参照光のチルト状態についてサーボ制御を行うサーボ制御手段と、
を備えていることを特徴とする、ホログラム記録再生装置。
【請求項２】
上記ホログラム記録媒体は、回転ディスクとして回転させられるとともに、上記サーボ画素パターンは、上記波面の中央領域においてディスク回転方向に延びるストライプ状の第１セグメント、および当該第１セグメントの両側に離隔して上記波面の周辺領域を占める一対の第２セグメントの少なくともいずれか一方を有する形態からなり、上記記録画素パターンは、上記波面の上記サーボ画素パターンを除いた領域に形成される、請求項１に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３】
上記サーボ制御用の光検出器は、上記第１セグメントに対応する光を２分割して受光するための一対の第１分割受光部を有し、上記サーボ制御手段は、上記第１分割受光部による受光量の差分に基づき、上記ホログラム記録媒体に対する上記参照光のディスク径方向に沿う軸周りについてのチルトを検出する、請求項２に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項４】
上記サーボ制御手段は、上記第１分割受光部による受光量の総和と所定の基準量とを比較し、その比較結果に基づいて再生エラーを判定する、請求項３に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項５】
上記サーボ制御用の光検出器は、上記一対の第２セグメントに対応する光を２分割して受光するための一対の第２分割受光部を有し、上記サーボ制御手段は、上記第２分割受光部による受光量の差分に基づき、上記ホログラム記録媒体に対する上記参照光のディスク回転方向に沿う軸周りについてのチルトを検出する、請求項２ないし４のいずれかに記載の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、ホログラム記録媒体にホログラムを記録し、当該ホログラムに記録された情報を再生するためのホログラム記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のホログラム記録再生装置としては、たとえば特許文献１に開示されたものがある。このホログラム記録再生装置は、レーザ光源から出射したレーザ光を記録光と参照光とに分離し、これら記録光および参照光を重ね合わすようにホログラム記録媒体としての回転ディスクに照射するように構成されている。記録光は、記録情報に基づく光変調によって離散分布状の画素パターンが波面に形成されたものであり、このような記録光が参照光と干渉することにより、上記回転ディスクにはホログラムが記録される。ホログラムに基づく記録情報を再生する場合には、参照光を回転ディスクに照射し、当該回転ディスクからの戻り光を再生信号変換用の光検出器で検出している。当該光検出器は、記録光と同一の画素パターンを含む戻り光を検出することにより、記録情報を再生することができる。
【０００３】
ホログラム記録媒体としての回転ディスクには、トラックに沿うようにエンボスピットが予め形成されている。ホログラム記録再生装置は、上記戻り光からエンボスピットに対応する光をサーボ光として分離し、当該サーボ光をサーボ制御用の４分割光検出器で検出している。すなわち、ホログラム記録再生装置は、エンボスピットを用いたトラック制御やフォーカス制御により、回転ディスクに対して参照光を正確に照射しながら記録や再生を行うように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３０５９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のホログラム記録再生装置では、回転ディスクに対する参照光の照射状態として、記録時の照射角度と再生時の照射角度とが異なるといったチルト状態になることがある。チルト状態になると、ホログラム記録再生装置においては、再生時に十分な光量の戻り光が得られず、正しい画素パターンの戻り光が得られないため、記録情報を正常に再生できずに再生エラーが発生するという難点があった。
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ホログラム記録媒体に対する参照光のチルト状態についてサーボ制御を行うことにより、再生エラーをなくすことができるホログラム記録再生装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明により提供されるホログラム記録再生装置は、光源から出射したコヒーレント光を記録光と参照光とに分離し、これら記録光および参照光を重ね合わすようにホログラム記録媒体に照射することにより、当該ホログラム記録媒体にホログラムを記録する一方、上記ホログラムに基づく記録情報を再生する場合、上記参照光を上記ホログラム記録媒体に照射し、その照射状態をサーボ制御により補正しながら当該ホログラム記録媒体からの戻り光を再生信号変換用の光検出器で検出するホログラム記録再生装置であって、上記再生信号変換用の光検出器とは別に設けられたサーボ制御用の光検出器と、上記ホログラム記録媒体にホログラムを記録する際、記録すべき情報に対応する離散分布状の記録画素パターンと、サーボ制御用の定形かつ定位的なサーボ画素パターンとを、上記記録光の波面に形成する画素パターン形成手段と、上記ホログラム記録媒体からの戻り光を、上記記録画素パターンを再現するものとして上記再生信号変換用の光検出器に向かう再生光と、上記サーボ画素パターンを再現するものとして上記サーボ制御用の光検出器に向かうサーボ光とに分離する戻り光分離手段と、上記サーボ制御用の光検出器からの出力信号に基づき、上記ホログラム記録媒体に対する上記参照光のチルト状態についてサーボ制御を行うサーボ制御手段とを備えていることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、記録時に形成されたサーボ画素パターンに対応するサーボ光を再生時に検出し、当該サーボ光に基づいてホログラム記録媒体に対する参照光のチルト状態を補正しながら再生を行うため、再生時に正しい記録画素パターンを含む戻り光を十分な光量をもって検出することができ、これによりチルト状態による再生エラーをなくすことができる。
【００１０】
好ましい実施の形態としては、上記ホログラム記録媒体は、回転ディスクとして回転させられるとともに、上記サーボ画素パターンは、上記波面の中央領域においてディスク回転方向に延びるストライプ状の第１セグメント、および当該第１セグメントの両側に離隔して上記波面の周辺領域を占める一対の第２セグメントの少なくともいずれか一方を有する形態からなり、上記記録画素パターンは、上記波面の上記サーボ画素パターンを除いた領域に形成される。
【００１１】
他の好ましい実施の形態としては、上記サーボ制御用の光検出器は、上記第１セグメントに対応する光を２分割して受光するための一対の第１分割受光部を有し、上記サーボ制御手段は、上記第１分割受光部による受光量の差分に基づき、上記ホログラム記録媒体に対する上記参照光のディスク径方向に沿う軸周りについてのチルトを検出する。
【００１２】
他の好ましい実施の形態としては、上記サーボ制御手段は、上記第１分割受光部による受光量の総和と所定の基準量とを比較し、その比較結果に基づいて再生エラーを判定する。
【００１３】
他の好ましい実施の形態としては、上記サーボ制御用の光検出器は、上記一対の第２セグメントに対応する光を２分割して受光するための一対の第２分割受光部を有し、上記サーボ制御手段は、上記第２分割受光部による受光量の差分に基づき、上記ホログラム記録媒体に対する上記参照光のディスク回転方向に沿う軸周りについてのチルトを検出する。
【００１４】
他の好ましい実施の形態としては、上記画素パターン形成手段は、上記記録画素パターンおよびサーボ画素パターンに加え、記録状態を検証するためのベリファイ画素パターンを上記記録光の波面に形成するとともに、上記サーボ制御用の光検出器には、上記ベリファイ画素パターンに対応する光を分割して受光するための第３分割受光部が含まれており、上記サーボ制御手段は、上記第３分割受光部からの受光信号に基づいて記録エラーを判定するようにしてもよい。
【００１５】
他の好ましい実施の形態としては、上記ホログラム記録媒体としては、トラックに沿うように反射ゾーンが形成された回転ディスクが用いられるとともに、上記サーボ制御用の光検出器には、上記反射ゾーンで反射した光を４分割して受光するための第４分割受光部が含まれており、上記サーボ制御手段は、上記第４分割受光部からの受光信号に基づいてトラック制御およびフォーカス制御を行うようにしてもよい。
【００１６】
他の好ましい実施の形態としては、上記記録画素パターンに対応する光と上記サーボ画素パターンに対応する光とを互いに直角の方向に偏光させる偏光手段を備えている構成としてもよい。
【００１７】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。図１〜６は、本発明に係るホログラム記録再生装置の一実施形態を示している。
【００１９】
図１に示されているように、本実施形態のホログラム記録再生装置Ａは、光源１０、コリメータレンズ１１、第１および第２のビームスプリッタ１２Ａ，１２Ｂ、記録光変調多分割ミラー（画素パターン形成手段）１３、第１および第２の分割プリズム１４Ａ，１４Ｂ、λ／４板１５、偏光板１６、参照光２次元制御ミラー１７、対物レンズ１８、戻り光分離用のビームスプリッタ（戻り光分離手段）２０、集光レンズ２１、シリンドリカルレンズ２２、再生信号変換用の光検出器３０、サーボ制御用の光検出器４０、およびサーボ制御部（サーボ制御手段）５０を備えて構成されている。図示しないその他の構成要素としては、ホログラム記録媒体Ｂを回転ディスクとして回転させるための回転機構や、ホログラム記録媒体Ｂの径方向に対物レンズ１８などの光学系を移動させるための移動機構を備えている。これら回転機構および移動機構、ならびに参照光２次元制御ミラー１７および対物レンズ１８は、サーボ制御部５０によって制御されるように構成されている。
【００２０】
ホログラム記録媒体Ｂは、図２によく示されているように、支持基板層９１、第１の誘電体層９２、ホログラム記録層９３、第２の誘電体層９４、および透明基板層９５をその順に積層した構造をもつものが用いられる。このホログラム記録媒体Ｂには、円周方向の記録単位領域としてのトラックに沿うように、エンボスピット状の反射ゾーン９６が予め形成されており、この反射ゾーン９６に記録光および参照光の照射位置が合わせられる。このような反射ゾーン９６は、記録時や再生時にアドレス信号を生成するように幅に変化が付けられたアドレス部９６Ａと、クロック信号（ＣＬＯＣＫ）を生成するように一定間隔に形成された記録部９６Ｂによって構成されており、これらの多数組が各トラックに沿って連続するように形成されている。
【００２１】
光源１０は、たとえば半導体レーザ素子からなり、記録時あるいは再生時に比較的帯域が狭く干渉性の高いコヒーレント光としてのレーザ光を出射する。コリメータレンズ１１は、光源１０から出射したレーザ光を平行光に変換する。コリメータレンズ１１から出射したレーザ光は、第１のビームスプリッタ１２Ａへと導かれ、この第１のビームスプリッタ１２Ａは、入射したレーザ光を記録光変調多分割ミラー１３に向かう記録光と、これとは別の光路を経て参照光２次元制御ミラー１４へと向かう参照光とに分離する。
【００２２】
記録光変調多分割ミラー１３は、たとえば画素ごとに光を変調可能なデフォーマブルミラーデバイスからなる。この記録光変調多分割ミラー１３によって変調された記録光は、図２および図３に示すような波面をもつ。つまり、記録光変調多分割ミラー１３は、記録すべき情報に応じて離散分布状となった記録画素パターンＰｒを記録光の波面に形成するとともに、その同一波面にサーボ制御用として定形かつ定位的に決められたサーボ画素パターン（図２および図３において部分的にまとまった白抜き部分）Ｐｓを形成する。図３によく示されているように、サーボ画素パターンＰｓは、波面の中央領域においてディスク回転方向Ｆに延びる第１セグメントＰｓ１と、この第１セグメントＰｓ１の両側に離隔して波面の周辺領域を占める一対の第２セグメントＰｓ２とからなる。第１セグメントＰｓ１は、記録光変調多分割ミラー１３の中央部に設けられた分割ミラー１３ａによって記録時および再生時に形成される一方、第２セグメントＰｓ２は、分割ミラー１３ａに遮られない記録光変調多分割ミラー１３の周辺部によって記録時にのみ形成される。記録画素パターンＰｒは、記録光の波面において、上記サーボ画素パターンＰｓの第１セグメントＰｓ１および第２セグメントＰｓ２を除いた領域（第１セグメントＰｓ１と第２セグメントＰｓ２との間の領域）に形成されるようになっている。なお、第１セグメントＰｓ１に対応する光は、ホログラム記録媒体Ｂ上において反射ゾーン９６から若干はみ出るように照射される。
【００２３】
第１および第２の分割プリズム１４Ａ，１４Ｂは、記録光のうち、第２セグメントＰｓ２や記録画素パターンＰｒに対応する光をそのまま通過させる一方、第１セグメントＰｓ１に対応する光についてはパワーをもつように変調し、これらの光を第２のビームスプリッタ１２Ｂへと導く。第２のビームスプリッタ１２Ｂは、記録光を対物レンズ１８に向けて進行させる一方、ホログラム記録媒体Ｂから対物レンズ１８を通って戻ってくる光（戻り光）を戻り光分離用のビームスプリッタ２０へと導く。λ／４板１５は、透過する光に位相差π／２を与える。偏光板１６は、たとえば透過する光に位相差πを与える半波長板からなり、第１セグメントＰｓ１および第２セグメントＰｓ２に対応する光が通る部分に設けられている。これにより、記録画素パターンＰｒに対応する光とサーボ画素パターンＰｓに対応する光とは、偏光板１６によって互いに直角の方向に偏光された状態でホログラム記録媒体Ｂに照射される。そのため、記録画素パターンＰｒに対応する光とサーボ画素パターンＰｓに対応する光とは、ホログラム記録媒体Ｂ上において干渉しにくい。
【００２４】
参照光２次元制御ミラー１７は、入射したレーザ光を参照光として反射し、この参照光をλ／４板１５や対物レンズ１８に向けて進行させる。このような参照光２次元制御ミラー１７は、サーボ制御部５０からの信号に応じてチルト制御用のサーボコイル１７ａが動作することにより、ホログラム記録媒体Ｂに対する参照光の照射角度を機敏に変化させるように構成されている。対物レンズ１８は、ホログラム記録媒体Ｂ上で記録光と参照光とが重なるように集束させる。この対物レンズ１８は、サーボ制御部５０からの信号に応じてトラック制御およびフォーカス制御用のサーボコイル１８ａが動作することにより、ホログラム記録媒体Ｂに対する参照光や記録光の照射位置をトラックに対して機敏に合わせるように構成されている。このような対物レンズ１８は、ホログラム記録媒体Ｂからの戻り光を透過光として第２のビームスプリッタ１２Ｂへと向かわせる。
【００２５】
戻り光分離用のビームスプリッタ２０は、ホログラム記録媒体Ｂからの戻り光を受け、記録画素パターンＰｒを再現するものとして再生信号変換用の光検出器３０に向かう再生光と、サーボ画素パターンＰｓを再現するものとしてサーボ制御用の光検出器４０に向かうサーボ光とに分離する。再生光は、集光レンズ２１を通して再生信号変換用の光検出器３０に受光される。サーボ光は、集光レンズ２１およびシリンドリカルレンズ２２を通してサーボ制御用の光検出器４０に受光される。再生信号変換用の光検出器３０は、たとえばＣＣＤセンサあるいはＣＭＯＳセンサからなる。サーボ制御用の光検出器４０は、たとえばピンフォトダイオードからなり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサに比べて高い応答性をもつ。サーボ制御部５０は、ハードウェア回路からなり、サーボ制御用の光検出器４０からの信号に応じてサーボ制御を行う。
【００２６】
具体的には図４に示されているように、サーボ制御用の光検出器４０は、第１セグメントＰｓ１に対応して戻ってくる光Ｐｓ１’をディスク回転方向Ｆの前後に２分割して受光可能な一対の第１分割受光部４１ａ，４１ｂ、第２セグメントＰｓ２に対応して戻ってくる光Ｐｓ２’をディスク径方向の内外に２分割して受光可能な一対の第２分割受光部４２ａ，４２ｂ、および反射ゾーン９６で反射した光（反射光）Ｐｓ３’をディスク回転方向Ｆおよびディスク径方向に４分割して受光可能な第４分割受光部Ｓａ〜Ｓｄを有して構成されている。第１分割受光部４１ａ，４１ｂからの受光量に応じた信号（受光信号）は、サーボ制御部５０の作動アンプ５１に入力され、この作動アンプ５１は、第１分割受光部４１ａ，４１ｂによる受光量の差分に応じた信号を出力する。第１分割受光部４１ａ，４１ｂの受光量に差分があると、ホログラム記録媒体Ｂに対する参照光の照射状態としては、ディスク径方向に沿う軸周りについての参照光の照射角度が記録時よりずれた状態（以下、「タンジェンシャルチルト」と称する）となる。このようなタンジェンシャルチルトを補正するために、サーボ制御部５０は、作動アンプ５１からの出力信号に基づき、再生時の参照光が記録時と同一の照射角度となるようにチルト制御用のサーボコイル１７ａを制御する。
【００２７】
第２分割受光部４２ａ，４２ｂからの受光量に応じた信号は、サーボ制御部５０の作動アンプ５２に入力され、この作動アンプ５２は、第２分割受光部４２ａ，４２ｂによる受光量の差分に応じた信号を出力する。第２分割受光部４２ａ，４２ｂの受光量に差分があると、ホログラム記録媒体Ｂに対する参照光の照射状態としては、ディスク回転方向Ｆに沿う軸周りについての参照光の照射角度が記録時よりずれた状態（以下、「ラジアルチルト」と称する）となり、このようなラジアルチルトを補正するために、サーボ制御部５０は、作動アンプ５２の出力信号に基づき、再生時の参照光が記録時と同一の照射角度となるようにチルト制御用のサーボコイル１７ａを制御する。
【００２８】
また、第１分割受光部４１ａ，４１ｂからの受光量に応じた信号は、サーボ制御部５０の作動アンプ５３に入力され、この作動アンプ５３は、第１分割受光部４１ａ，４１ｂによる受光量の総和を示す信号を出力する。第１分割受光部４１ａ，４１ｂの受光量の総和は、サーボ制御部５０により予め設定された所定の基準量と比較される。これらの受光量の総和が所定の基準量に満たない場合、サーボ制御部５０は、十分な光量の戻り光が得られないと判断して再生エラーと判定する。
【００２９】
第４分割受光部Ｓａ〜Ｓｄからの受光量に応じた信号を処理する回路については、図４に論理式で示されるような回路構成となっている。すなわち、対角に位置する２つの第４分割受光部Ｓａ，Ｓｃの受光量と他の２つの第４分割受光部Ｓｂ，Ｓｄの受光量については、これらの差分がフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）として得られる。このようなフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）に基づき、サーボ制御部５０は、フォーカス制御用のサーボコイル１８ａを制御する。また、ディスク径方向の一方側に片寄る２つの第４分割受光部Ｓａ，Ｓｄの受光量と他の２つの第４分割受光部Ｓｂ，Ｓｃの受光量については、これらの差分がトラックエラー信号（ＴＥＳ）として得られる。このようなトラックエラー信号（ＴＥＳ）に基づき、サーボ制御部５０は、トラック制御用のサーボコイル１８ａを制御する。さらに、ディスク回転方向Ｆの一方側に片寄る２つの第４分割受光部Ｓａ，Ｓｂの受光量と他の２つの第４分割受光部Ｓｃ，Ｓｄの受光量については、これらの差分がクロック信号（ＣＬＯＣＫ）として得られる。このようなクロック信号（ＣＬＯＣＫ）は、記録時や再生時の動作タイミングをとるための基準として用いられる。
【００３０】
次に、上記ホログラム記録再生装置Ａの動作について説明する。
【００３１】
ホログラム記録媒体Ｂにホログラムを記録する場合、図２に示されるように、記録画素パターンＰｒとサーボ画素パターンＰｓとを波面に含む記録光が反射ゾーン９６に位置決めされた状態で照射される。このような記録光の位置決めは、フォーカス信号（ＦＥＳ）やトラック信号（ＴＥＳ）、アドレス信号に基づいてリアルタイムに制御される。このようにして記録光が照射される際、当該記録光と所定の角度で重なり合うように参照光（図２においては図示略）がクロック信号（ＣＬＯＣＫ）に基づく所定のタイミングに応じて照射される。これにより、ホログラム記録媒体Ｂのホログラム記録層９３には、記録画素パターンＰｒやサーボ画素パターンＰｓに応じたホログラムが記録される。ただし、サーボ画素パターンＰｓの第１セグメントＰｓ１に対応する光については、部分的に反射ゾーン９６で反射するため、反射ゾーン９６に対応するホログラム記録層９３の領域にはホログラムが記録されない。また、記録画素パターンＰｒに対応する光とサーボ画素パターンＰｓに対応する光とは、偏光板１６によって互いに直角の方向に偏光されて干渉しにくいため、記録画素パターンＰｒに対応するホログラムとサーボ画素パターンＰｓに対応するホログラムとが明確に区別される。これにより、記録すべき情報は、記録画素パターンＰｒに対応するホログラムによって確実に記録される。
【００３２】
上記のようにしてホログラムが記録されたホログラム記録媒体Ｂから記録情報を再生する場合には、分割ミラー１３ａによる光を反射ゾーン９６に照射位置を合わせるように照射しつつ、参照光が照射される。分割ミラー１３ａによる光は、記録時においては記録光の一部としてフォーカス制御およびトラック制御用に照射されるが、再生時においてもフォーカス制御およびトラック制御用に照射される。すなわち、反射ゾーン９６からの反射光Ｐｓ３’が第４分割受光部Ｓａ〜Ｓｄによって受光されることでフォーカス信号（ＦＥＳ）やトラック信号（ＴＥＳ）、さらにはアドレス信号が得られる。これらの信号に基づき、分割ミラー１３ａによる光は、その照射位置が反射ゾーン９６に正確に位置決めされた状態となり、ひいては、参照光も反射ゾーン９６に対して正確に位置決めされた状態で照射される。
【００３３】
このとき、参照光の照射状態としては、図５に示すようなタンジェンシャルチルトの３パターンをとりうるとともに、図６に示すようなラジアルチルトの３パターンをとりうる。なお、各図に示す矢印の軸は、ディスク回転方向Ｆとともに時間軸を示している。また、実線で示される三角形は、記録されたホログラムの状態を模式的に表したものであり、破線で示される三角形は、参照光の照射状態を模式的に表したものである。
【００３４】
図５を参照してタンジェンシャルチルトについて考察すると、図５の（ａ）のパターンでは、既に記録されたホログラムに対して記録時と同じ照射角度で参照光が重なり合う。ホログラムに対して参照光がちょうど重なったとき（中央に示す状態のとき）、第１セグメントＰｓ１に対応する光Ｐｓ１’が最も強く再生され、この光Ｐｓ１’が第１分割受光部４１ａ，４１ｂにより検出される。すなわち、２つの第１分割受光部４１ａ，４１ｂによる受光量の総和が基準量以上になった時点でこれらの受光量の差分が検出される。この時点における差分としては、たとえば予め設定された所定値に満たない程度でほとんど０に近い値となる。そのため、サーボ制御部５０は、タンジェンシャルチルトのない状態で参照光が照射されていると判断する。すなわち、図５の（ａ）に示されるパターンの場合、参照光は、タンジェンシャルチルトについて補正されることなく記録時と同じ照射角度で照射される。
【００３５】
一方、図５の（ｂ）や（ｃ）に示されるパターンでは、既に記録されたホログラムに対して記録時とは異なる照射角度で参照光が照射される。このような状態では、第１分割受光部４１ａ，４１ｂによる受光量の総和が基準量以上となり（（ｂ）の右側に示す状態や（ｃ）の左側に示す状態）、その時点でこれらの受光量の差分を検出すると、当該差分が予め設定された所定値以上の正の値（第１分割受光部４１ａに片寄った（ｂ）の場合）あるいは負の値（第１分割受光部４１ｂに片寄った（ｃ）の場合）となる。そのため、サーボ制御部５０は、上記受光量の差分に関する正負の符号とその絶対量からタンジェンシャルチルトの方向とそのチルト量とをリアルタイムに検出し、これらについて補正を行う。すなわち、図５の（ｂ）や（ｃ）に示されるパターンの場合であっても、参照光は、タンジェンシャルチルトについて補正されることにより、記録時とほとんど同じ照射角度をなすように照射される。
【００３６】
次に、図６を参照してラジアルチルトについて考察する。なお、図６の（ａ）〜（ｃ）に示す全てのチルトパターンは、タンジェンシャルチルトが発生していない状態とする。したがって、ラジアルチルトについても、２つの第１分割受光部４１ａ，４１ｂによる受光量の総和が基準量以上になったとき（（ａ）〜（ｃ）の各パターンで中段に示す状態のとき）、第２分割受光部４２ａ，４２ｂによる受光量の差分が検出される。
【００３７】
図６の（ｂ）のパターンでは、既に記録されたホログラムに対して記録時と同じ照射角度で参照光が重なり合う。ホログラムに対して参照光がちょうど重なったとき（中段に示す状態のとき）、第２セグメントＰｓ２に対応する光Ｐｓ２’が最も強く再生され、この光Ｐｓ２’が第２分割受光部４２ａ，４２ｂにより検出される。すなわち、２つの第２分割受光部４２ａ，４２ｂによる受光量の差分が検出される。この時点における差分としては、たとえば予め設定された所定値に満たない程度でほとんど０に近い値となる。そのため、サーボ制御部５０は、ラジアルチルトのない状態で参照光が照射されていると判断する。すなわち、図６の（ｂ）に示されるパターンの場合、参照光は、ラジアルチルトについて補正されることなく記録時と同じ照射角度で照射される。
【００３８】
一方、図６の（ａ）や（ｃ）に示されるパターンでは、既に記録されたホログラムに対して記録時とは異なる照射角度で参照光が照射される。このような状態では、第１分割受光部４１ａ，４１ｂによる受光量の総和が基準量以上となった時点でも、ホログラムの一部に参照光と重ならない部分が生じ（（ａ）では左端の部分、（ｃ）では右端の部分）、第２セグメントＰｓ２に対応する光Ｐｓ２’が部分的に欠けてしまう。そのため、この時点で第２分割受光部４２ａ，４２ｂによる受光量の差分を検出すると、当該差分が予め設定された所定値以上の負の値（第２分割受光部４２ｂに片寄った（ａ）の場合）あるいは正の値（第２分割受光部４２ａに片寄った（ｃ）の場合）となる。そのため、サーボ制御部５０は、上記受光量の差分に関する正負の符号とその絶対量からラジアルチルトの方向とそのチルト量とをリアルタイムに検出し、これらについても補正を行う。すなわち、図６の（ａ）や（ｃ）に示されるパターンの場合であっても、参照光は、ラジアルチルトについて補正されることにより、記録時とほとんど同じ照射角度をなすように照射される。
【００３９】
要するに、再生時には、参照光についてタンジェンシャルチルトやラジアルチルトが発生しても、上記のように第１セグメントＰｓ１や第２セグメントＰｓ２に対応する光Ｐｓ１’，Ｐｓ２’に基づいてリアルタイムにチルト補正を行う結果、戻り光に含まれる再生光としては、記録時の記録画素パターンＰｒに対応するものが再生信号変換用の光検出器３０によって検出され、ひいては記録情報が正常に読み出されることとなる。
【００４０】
したがって、上記ホログラム記録再生装置Ａによれば、再生時における参照光のタンジェンシャルチルトやラジアルチルトをリアルタイムに補正しながら再生を行うことにより、記録時の記録画素パターンＰｒと同じパターンを含む再生光を再生信号変換用の光検出器３０によって確実に検出することができる。すなわち、タンジェンシャルチルトやラジアルチルトによる再生エラーのない状態でホログラムに基づく記録情報を正確に再生することができる。
【００４１】
図７および図８は、本発明に係るホログラム記録再生装置の他の実施形態を示している。なお、先述した実施形態と同一または類似のものについては、同一符号を付してその図示説明を省略する。
【００４２】
本実施形態においては、図７に示されているように、記録光変調多分割ミラー１３によって変調された記録光の波面には、記録画素パターンＰｒやサーボ画素パターンＰｓに加え、記録状態を検証するための簡易ベリファイ画素パターンＰｖが形成される。この簡易ベリファイ画素パターンＰｖは、サーボ画素パターンＰｓの第１セグメントＰｓ１と第２セグメントＰｓ２との間の領域、すなわち記録画素パターンＰｒの中央部に相当する所定画素数の領域に形成される。この簡易ベリファイ画素パターンＰｖは、記録画素パターンＰｒとともに記録光変調多分割ミラー１３によって記録時に形成され、ホログラム記録媒体Ｂのホログラム記録層９３には、記録画素パターンＰｒなどに対応するホログラムに含めて簡易ベリファイ画素パターンＰｖに対応するホログラムが記録される。このような簡易ベリファイ画素パターンＰｖでは、たとえば１ビットのベリファイ情報が少なくとも４画素分以上のセグメントに割り当てられ、記録すべき情報に応じて異なるセグメントパターンを形成するようになっている。
【００４３】
また、サーボ制御用の光検出器４０には、上記簡易ベリファイ画素パターンＰｖに対応して戻ってくる光Ｐｖ’を４分割して受光するための第３分割受光部４３Ａ〜４３Ｄが含まれている。第３分割受光部４３Ａ〜４３Ｄからの各受光信号は、サーボ制御部５０において上記ベリファイ情報に対応する信号と一致するか否か判定されるようになっており、少なくとも一つの受光信号がベリファイ情報に対応する信号と異なる場合、サーボ制御部５０は、記録エラーと判定する。記録エラーが発生した場合、サーボ制御部５０は、たとえば他のエリアにホログラムを再び記録するように動作を制御する。
【００４４】
具体的には、ホログラム記録媒体Ｂにホログラムを記録する場合、サーボ制御部５０は、先述した実施形態と同様の手順で記録画素パターンＰｒやサーボ画素パターンＰｓに応じたホログラムを記録するように制御し、それと同時に簡易ベリファイ画素パターンＰｖに対応するホログラムを記録するように制御する。
【００４５】
ホログラムを記録した直後、サーボ制御部５０は、ホログラム記録媒体Ｂに参照光を照射するように制御する。このとき、簡易ベリファイ画素パターンＰｖに対応する光Ｐｖ’がサーボ制御用の光検出器４０の第３分割受光部４３Ａ〜４３Ｄによって受光される。また、第１セグメントＰｓ１に対応する光Ｐｓ１’についても、第１分割受光部４１ａ，４１ｂによって受光される。これら第３分割受光部４３Ａ〜４３Ｄからの各受光信号については、第１分割受光部４１ａ，４１ｂによる受光量の総和に基づいて２値化される。こうして２値化された信号をベリファイ情報とは異なるものとして検出すると、サーボ制御部５０は、記録エラーと即時に判断する。
【００４６】
記録エラーが発生した場合、サーボ制御部５０は、アドレス信号に基づいて他の記録エリアとなる交代エリアを探し、当該交代エリアに再びホログラムを記録するように制御する。
【００４７】
したがって、この実施形態によるホログラム記録再生装置によれば、ラジアルチルトやタンジェンシャルチルトを補正しながら再生を行うことができるのに加え、記録時に速やかにベリファイ処理を行うことができ、記録エラーの低減をも図ることができる。
【００４８】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
【００４９】
ラジアルチルトおよびタンジェンシャルチルトについては、いずれか一方のチルトのみを検出するような構成としてもよい。
【００５０】
ホログラム記録媒体としては、回転ディスクに限らず、たとえば矩形平板状の平行移動可能なものでもよい。
【００５１】
上記の各実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００５２】
（付記１）
光源から出射したコヒーレント光を記録光と参照光とに分離し、これら記録光および参照光を重ね合わすようにホログラム記録媒体に照射することにより、当該ホログラム記録媒体にホログラムを記録する一方、上記ホログラムに基づく記録情報を再生する場合、上記参照光を上記ホログラム記録媒体に照射し、その照射状態をサーボ制御により補正しながら当該ホログラム記録媒体からの戻り光を再生信号変換用の光検出器で検出するホログラム記録再生装置であって、
上記再生信号変換用の光検出器とは別に設けられたサーボ制御用の光検出器と、
上記ホログラム記録媒体にホログラムを記録する際、記録すべき情報に対応する離散分布状の記録画素パターンと、サーボ制御用の定形かつ定位的なサーボ画素パターンとを、上記記録光の波面に形成する画素パターン形成手段と、
上記ホログラム記録媒体からの戻り光を、上記記録画素パターンを再現するものとして上記再生信号変換用の光検出器に向かう再生光と、上記サーボ画素パターンを再現するものとして上記サーボ制御用の光検出器に向かうサーボ光とに分離する戻り光分離手段と、
上記サーボ制御用の光検出器からの出力信号に基づき、上記ホログラム記録媒体に対する上記参照光のチルト状態についてサーボ制御を行うサーボ制御手段と、
を備えていることを特徴とする、ホログラム記録再生装置。
【００５３】
（付記２）
上記ホログラム記録媒体は、回転ディスクとして回転させられるとともに、上記サーボ画素パターンは、上記波面の中央領域においてディスク回転方向に延びるストライプ状の第１セグメント、および当該第１セグメントの両側に離隔して上記波面の周辺領域を占める一対の第２セグメントの少なくともいずれか一方を有する形態からなり、上記記録画素パターンは、上記波面の上記サーボ画素パターンを除いた領域に形成される、付記１に記載のホログラム記録再生装置。
【００５４】
（付記３）
上記サーボ制御用の光検出器は、上記第１セグメントに対応する光を２分割して受光するための一対の第１分割受光部を有し、上記サーボ制御手段は、上記第１分割受光部による受光量の差分に基づき、上記ホログラム記録媒体に対する上記参照光のディスク径方向に沿う軸周りについてのチルトを検出する、付記２に記載のホログラム記録再生装置。
【００５５】
（付記４）
上記サーボ制御手段は、上記第１分割受光部による受光量の総和と所定の基準量とを比較し、その比較結果に基づいて再生エラーを判定する、付記３に記載のホログラム記録再生装置。
【００５６】
（付記５）
上記サーボ制御用の光検出器は、上記一対の第２セグメントに対応する光を２分割して受光するための一対の第２分割受光部を有し、上記サーボ制御手段は、上記第２分割受光部による受光量の差分に基づき、上記ホログラム記録媒体に対する上記参照光のディスク回転方向に沿う軸周りについてのチルトを検出する、付記２ないし４のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【００５７】
（付記６）
上記画素パターン形成手段は、上記記録画素パターンおよびサーボ画素パターンに加え、記録状態を検証するためのベリファイ画素パターンを上記記録光の波面に形成するとともに、上記サーボ制御用の光検出器には、上記ベリファイ画素パターンに対応する光を分割して受光するための第３分割受光部が含まれており、上記サーボ制御手段は、上記第３分割受光部からの受光信号に基づいて記録エラーを判定する、付記１ないし５のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【００５８】
（付記７）
上記ホログラム記録媒体としては、トラックに沿うように反射ゾーンが形成された回転ディスクが用いられるとともに、上記サーボ制御用の光検出器には、上記反射ゾーンで反射した光を４分割して受光するための第４分割受光部が含まれており、上記サーボ制御手段は、上記第４分割受光部からの受光信号に基づいてトラック制御およびフォーカス制御を行う、付記１ないし６のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【００５９】
（付記８）
上記記録画素パターンに対応する光と上記サーボ画素パターンに対応する光とを互いに直角の方向に偏光させる偏光手段を備えている、付記１ないし７のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係るホログラム記録再生装置の一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】図１のホログラム記録再生装置における記録状態を示す要部斜視図である。
【図３】図２の記録状態における記録光の波面を示す平面図である。
【図４】図１に示すサーボ制御用の光検出器およびサーボ制御部の構成図である。
【図５】図１のホログラム記録再生装置の動作を説明するための説明図である。
【図６】図１のホログラム記録再生装置の動作を説明するための説明図である。
【図７】他の実施形態での記録状態における記録光の波面を示す平面図である。
【図８】他の実施形態によるサーボ制御用の光検出器およびサーボ制御部の構成図である。
【符号の説明】
【００６１】
Ａ              ホログラム記録再生装置
Ｂ              ホログラム記録媒体
Ｐｒ            記録画素パターン
Ｐｓ            サーボ画素パターン
Ｐｓ１          第１セグメント
Ｐｓ２          第２セグメント
Ｐｖ            簡易ベリファイ画素パターン
１０            光源
１３            記録光変調多分割ミラー（画素パターン形成手段）
１６            偏光板（偏光手段）
２０            戻り光分離用のビームスプリッタ（戻り光分離手段）
３０            再生信号変換用の光検出器
４０            サーボ制御用の光検出器
４１ａ，４１ｂ  第１分割受光部
４２ａ，４２ｂ  第２分割受光部
４３Ａ〜４３Ｄ  第３分割受光部
Ｓａ〜Ｓｄ      第４分割受光部
５０            サーボ制御部（サーボ制御手段）
９６            反射ゾーン
【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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