(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光と参照光との干渉パターンがページデータとして角度多重により記録されている光情報記録媒体から情報を再生する光情報再生装置であって、
光を出射する光源と、
前記光を参照光と信号光に分離する光学素子と、
前記光情報記録媒体に入射する前記参照光を角度多重方向と垂直な方向に制御する角度制御素子と、
前記参照光により再生された再生像を検出する光検出器と、
前記参照光と前記光情報記録媒体との位置関係を制御する位置制御回路と、を備え、
前記角度制御素子により前記参照光の角度多重方向と垂直な方向の角度をページデータの再生に適正な角度からずらした状態で前記参照光を前記光情報記録媒体に照射し、前記光情報記録媒体からの再生光の光量を前記光検出器により検出し、検出した光量の情報を基に前記参照光が照射された位置におけるホログラムの有無を検出することを特徴とする光情報再生装置。
【請求項２】
前記光量が所定の閾値以下の場合にはホログラムが未記録の領域と判定し、前記光量が所定の閾値よりも大きい場合にはホログラムが記録済みの領域と判定することを特徴とする請求項１に記載の光情報再生装置。
【請求項３】
前記位置制御回路により前記参照光と前記光情報記録媒体との位置関係を変化させながら前記光量を検出し、光量がピークとなる位置を記録されているホログラムの中心位置として判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の光情報再生装置。
【請求項４】
信号光と参照光とを用いたホログラフィを利用して、角度多重によりホログラムが記録されている光情報記録媒体から情報を再生する光情報再生方法において、
前記光情報記録媒体に照射する参照光の多重方向と垂直な方向の角度を再生像の再生に適正な角度からずらす工程と、
前記光情報記録媒体から再生された再生光の光量を検出する工程と、
前記検出した光量の情報を基に前記参照光が照射された位置におけるホログラムの有無を検出する工程と、を含むことを特徴とする光情報再生方法。
【請求項５】
信号光と参照光との干渉パターンがページデータとして角度多重により記録されている光情報記録媒体から情報を記録または再生する光情報記録再生装置であって、
光を出射する光源と、
前記光を参照光と信号光に分離する光学素子と、
前記光情報記録媒体に入射する前記参照光を角度多重方向と垂直な方向に制御する角度制御素子と、
前記参照光により再生された再生像を検出する光検出器と、
前記信号光をページデータに変調する空間光変調器と、
前記参照光と前記光情報記録媒体との位置関係を制御する位置制御回路と、を備え、
前記角度制御素子により前記参照光の角度多重方向と垂直な方向の角度をページデータの再生に適正な角度からずらした状態で前記参照光を前記光情報記録媒体に照射し、前記光情報記録媒体からの再生光の光量を前記光検出器により検出し、検出した光量の情報を基に前記光情報記録媒体の記録済み領域の終端を検出し、隣接する未記録の領域から追記することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項６】
信号光と参照光とを用いたホログラフィを利用して、角度多重によりホログラムが記録されている光情報記録媒体から情報を再生する光情報再生方法において、
前記光情報記録媒体に照射する参照光の多重方向と垂直な方向の角度を再生像の再生に適正な角度からずらす工程と、
前記光情報記録媒体から再生された再生光の光量を検出する工程と、
前記検出した光量の情報を基に前記参照光が照射された位置におけるホログラムの記録済み領域の終端を検出する工程と、
前記検出した終端に隣接する未記録の領域から追記する工程と、を含むことを特徴とする光情報記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィを用いて、記録媒体から情報を記録または再生する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、青紫色半導体レーザを用いた、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（ＴＭ）規格により、民生用においても５０ＧＢ程度の記録密度を持つ光ディスクの商品化が可能となってきた。今後は、光ディスクでも１００ＧＢ〜１ＴＢというＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）容量と同程度まで大容量化が望まれる。
【０００３】
しかしながら、このような超高密度を光ディスクで実現するためには、短波長化と対物レンズ高ＮＡ化による高密度化技術とは異なる新しい方式による高密度化技術が必要である。
【０００４】
次世代のストレージ技術に関する研究が行われる中、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録するホログラム記録技術が注目を集めている。
【０００５】
ホログラム記録技術とは、空間光変調器により２次元的に変調されたページデータの情報を有する信号光を、記録媒体の内部で参照光と重ね合わせ、その時に生じる干渉縞パターンによって記録媒体内に屈折率変調を生じさせることで情報を記録媒体に記録する技術である。
【０００６】
情報の再生時には、記録時に用いた参照光を記録媒体に照射すると、記録媒体中に記録されているホログラムが回折格子のように作用して回折光を生じる。この回折光が記録した信号光と位相情報を含めて同一の光として再生される。
【０００７】
再生された信号光は、ＣＭＯＳやＣＣＤなどの光検出器を用いて２次元的に高速に検出される。このようにホログラム記録技術は、１つのホログラムによって２次元的な情報を一気に光記録媒体に記録し、さらにこの情報を再生することを可能とするものであり、そして、記録媒体のある場所に複数のページデータを重ね書きすることができるため、大容量かつ高速な情報の記録再生を果たすことができる。
【０００８】
ホログラム記録技術として、例えば特開２００４−２７２２６８号公報（特許文献１）がある。本公報にはホログラムを多重して記録する技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２７２２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、角度多重方式のホログラフィを利用した再生装置においては、少なくとも一部が記録された光情報記録媒体を再生する場合に、光情報記録媒体の所定の箇所にホログラムが記録されているかどうかを判別するための有効な手段が無いという課題があった。
【００１１】
そこで本発明は、ホログラフィを利用した記録または再生における制御速度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、その一例として角度多重方向と垂直な方向に参照光を照射することで達成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ホログラフィを利用した記録または再生における制御速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】記録済みの領域と未記録の領域との境界を判別するフローを示す図
【図２】光情報記録再生装置の実施例を表す概略図
【図３】光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図
【図４】光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図
【図５】光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図
【図６】光情報記録再生装置の動作フローの実施例を表す概略図
【図７】光情報記録再生装置内の信号生成回路の実施例を表す概略図
【図８】光情報記録再生装置内の信号処理回路の実施例を表す概略図
【図９】信号生成回路及び信号処理回路の動作フローの実施例を表す概略図
【図１０】反射層を有する光情報記録媒体の層構造の実施例を示す概略図
【図１１】多重記録した箇所での参照光の角度ずれの有無と再生像との関係を示す図
【図１２】多重方向と垂直な方向の角度ずれの有無と再生光量走査時の光量との関係を示す図で
【図１３】記録済みおよび未記録の領域の箇所と走査時に検出される光量との関係を示した図
【図１４】目標とするアドレス位置へ再生光量の情報を基に位置づけを行うフローを示す図
【図１５】角度多重方向と角度多重と垂直な方向を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明の第１の実施例を添付図面にしたがって説明する。図２はホログラフィを利用してデジタル情報を記録および／または再生する光情報記録媒体の記録再生装置を示すブロック図である。
【００１７】
光情報記録再生装置１０は、入出力制御回路９０を介して外部制御装置９１と接続されている。記録する場合には、光情報記録再生装置１０は外部制御装置９１から記録する情報信号を入出力制御回路９０により受信する。再生する場合には、光情報記録再生装置１０は再生した情報信号を入出力制御回路９０により外部制御装置９１に送信する。
【００１８】
光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、再生用参照光光学系１２、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４、及び回転モータ５０を備えており、光情報記録媒体１は回転モータ５０によって回転可能な構成となっている。
【００１９】
ピックアップ１１は、参照光と信号光を光情報記録媒体１に出射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録媒体に記録する役割を果たす。この際、記録する情報信号はコントローラ８９によって信号生成回路８６を介してピックアップ１１内の空間光変調器に送り込まれ、信号光は空間光変調器によって変調される。
【００２０】
光情報記録媒体１に記録した情報を再生する場合は、ピックアップ１１から出射された参照光を記録時とは逆の向きに光情報記録媒体に入射させる光波を再生用参照光光学系１２にて生成する。再生用参照光によって再生される再生光をピックアップ１１内の後述する光検出器によって検出し、信号処理回路８５によって信号を再生する。
【００２１】
光情報記録媒体１に照射する参照光と信号光の照射時間は、ピックアップ１１内のシャッタの開閉時間をコントローラ８９によってシャッタ制御回路８７を介して制御することで調整できる。
【００２２】
キュア光学系１３は、光情報記録媒体１のプリキュアおよびポストキュアに用いる光ビームを生成する役割を果たす。プリキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録する際、所望位置に参照光と信号光を照射する前に予め所定の光ビームを照射する前工程である。ポストキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録した後、該所望の位置に追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程である。
【００２３】
ディスク回転角度検出用光学系１４は、光情報記録媒体１の回転角度を検出するために用いられる。光情報記録媒体１を所定の回転角度に調整する場合は、ディスク回転角度検出用光学系１４によって回転角度に応じた信号を検出し、検出された信号を用いてコントローラ８９によってディスク回転モータ制御回路８８を介して光情報記録媒体１の回転角度を制御する事が出来る。
【００２４】
光源駆動回路８２からは所定の光源駆動電流がピックアップ１１、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４内の光源に供給され、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光することができる。
【００２５】
また、ピックアップ１１、そして、ディスクキュア光学系１３は、光情報記録媒体１の半径方向に位置をスライドできる機構が設けられており、アクセス制御回路８１を介して位置制御がおこなわれる。
【００２６】
ところで、ホログラフィの角度多重の原理を利用した記録技術は、参照光角度のずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。
【００２７】
従って、ピックアップ１１内に、参照光角度のずれ量を検出する機構を設けて、サーボ信号生成回路８３にてサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御回路８４を介して該ずれ量を補正するためのサーボ機構を光情報記録再生装置１０内に備えることが必要となる。
【００２８】
また、ピックアップ１１、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４は、いくつかの光学系構成または全ての光学系構成をひとつに纏めて簡素化しても構わない。
【００２９】
図３は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における記録原理を示したものである。光源３０１を出射した光ビームはコリメートレンズ３０２を透過し、シャッタ３０３に入射する。シャッタ３０３が開いている時は、光ビームはシャッタ３０３を通過した後、例えば２分の１波長板などで構成される光学素子３０４によってｐ偏光とｓ偏光の光量比が所望の比になるようになど偏光方向が制御された後、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）プリズム３０５に入射する。
【００３０】
ＰＢＳプリズム３０５を透過した光ビームは、信号光３０６として働き、ビームエキスパンダ３０８によって光ビーム径が拡大された後、位相マスク３０９、リレーレンズ３１０、ＰＢＳプリズム３１１を透過して空間光変調器３１２に入射する。
【００３１】
空間光変調器３１２によって情報が付加された信号光は、ＰＢＳプリズム３１１を反射し、リレーレンズ３１３ならびに空間フィルタ３１４を伝播する。その後、信号光は対物レンズ３１５によって光情報記録媒体１に集光する。
【００３２】
一方、ＰＢＳプリズム３０５を反射した光ビームは参照光３０７として働き、偏光方向変換素子３１６によって記録時または再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー３１７ならびにミラー３１８を経由し、角度制御素子３２６を透過してガルバノミラー３１９に入射する。ガルバノミラー３１９はアクチュエータ３２０によって角度を調整可能のため、レンズ３２１とレンズ３２２を通過した後に光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を、所望の角度に設定することができる。なお、参照光の入射角度を設定するために、ガルバノミラーに代えて、参照光の波面を変換する素子を用いても構わない。
【００３３】
角度制御素子３２６はガルバノミラー３１９で制御する角度多重方向と垂直な方向に角度を制御可能な素子であり、例えば液晶素子により構成することができる。ただし、ガルバノミラーやデフォーマブルミラー等を用いて制御しても構わないし、再生用参照光光学系１２の中に同様の機構を持たせても構わない。図１５に制御する角度について示す。図１５は光情報記録媒体中で信号光と参照光が重なり合う様子を示しており、参照光と信号光とで構成される面内で参照光の角度をガルバノミラー３１９で制御することにより角度多重を行う。この角度多重方向に対して垂直な方向の角度を角度制御素子３２６で制御する。
【００３４】
このように信号光と参照光とを光情報記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。また、ガルバノミラー３１９によって光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。
【００３５】
以降、同じ領域に参照光角度を変えて記録されたホログラムにおいて、１つ１つの参照光角度に対応したホログラムをページと呼び、同領域に角度多重されたページの集合をブックと呼ぶことにする。
【００３６】
図４は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における再生原理を示したものである。記録した情報を再生する場合は、前述したように参照光を光情報記録媒体１に入射し、光情報記録媒体１を透過した光ビームを、アクチュエータ３２３によって角度調整可能なガルバノミラー３２４にて反射させることで、その再生用参照光を生成する。
【００３７】
この再生用参照光によって再生された再生光は、対物レンズ３１５、リレーレンズ３１３ならびに空間フィルタ３１４を伝播する。その後、再生光はＰＢＳプリズム３１１を透過して光検出器３２５に入射し、記録した信号を再生することができる。光検出器３２５としては例えばＣＭＯＳイメージセンサーやＣＣＤイメージセンサーなどの撮像素子を用いることができるが、ページデータを再生可能であれば、どのような素子であっても構わない。
【００３８】
図９は、記録、再生時のデータ処理フローを示したものであり、図９（ａ）は、入出力制御回路９０において記録データ受信６１１後、空間光変調器３１２上の２次元データに変換するまでの信号生成回路８６での記録データ処理フローを示しており、図９（ｂ）は光検出器３２５で２次元データを検出後、入出力制御回路９０における再生データ送信６２４までの信号処理回路８５での再生データ処理フローを示している。
【００３９】
図９（ａ）を用いて記録時のデータ処理について説明する。ユーザデータを受信（９０１）すると、複数のデータ列に分割、再生時エラー検出が行えるように各データ列をＣＲＣ化（９０２）し、オンピクセル数とオフピクセル数をほぼ等しくし、同一パターンの繰り返しを防ぐことを目的にデータ列に擬似乱数データ列を加えるスクランブル（９０３）を施した後、再生時エラー訂正が行えるようにリード・ソロモン符号等の誤り訂正符号化（９０４）を行う。次にこのデータ列をＭ×Ｎの２次元データに変換し、それを１ページデータ分繰返すことで１ページ分の２次元データ（９０５）を構成する。このように構成した２次元データに対して再生時の画像位置検出や画像歪補正での基準となるマーカーを付加（９０６）し、空間光変調器３１２にデータを転送（９０７）する。
【００４０】
次に図９（ｂ）を用いて再生時のデータ処理フローについて説明する。光検出器３２５で検出された画像データが信号処理回路８５に転送（９１１）される。この画像データに含まれるマーカーを基準に画像位置を検出（９１２）し、画像の傾き・倍率・ディストーションなどの歪みを補正（９１３）した後、２値化処理（９１４）を行い、マーカーを除去（９１５）することで１ページ分の２次元データを取得（９１６）する。このようにして得られた２次元データを複数のデータ列に変換した後、誤り訂正処理（９１７）を行い、パリティデータ列を取り除く。次にスクランブル解除処理（９１８）を施し、ＣＲＣによる誤り検出処理（９１９）を行ってＣＲＣパリティを削除した後にユーザデータを入出力制御回路９０経由で送信（９２０）する。
【００４１】
図７は、光情報記録再生装置１０の信号生成回路８６のブロック図である。
【００４２】
入出力制御回路９０にユーザデータの入力が開始されると、入出力制御回路９０はコントローラ８９にユーザデータの入力が開始されたことを通知する。コントローラ８９は本通知を受け、信号生成回路８６に入出力制御回路９０から入力される１ページ分のデータを記録処理するよう命ずる。コントローラ８９からの処理命令は制御用ライン７０８を経由し、信号生成回路８６内サブコントローラ７０１に通知される。本通知を受け、サブコントローラ７０１は各信号処理回路を並列に動作させるよう制御用ライン７０８を介して各信号処理回路の制御を行う。先ずメモリ制御回路７０３に、データライン７０９を介して入出力制御回路９０から入力されるユーザデータをメモリ７０２に格納するよう制御する。メモリ７０２に格納したユーザデータが、ある一定量に達すると、ＣＲＣ演算回路７０４でユーザデータをＣＲＣ化する制御を行う。次にＣＲＣ化したデータに、スクランブル回路７０５で擬似乱数データ列を加えるスクランブル化を施し、誤り訂正符号化回路７０６でパリティデータ列を加える誤り訂正符号化する制御を行う。最後にピックアップインターフェース回路７０７にメモリ７０２から誤り訂正符号化したデータを空間光変調器３１２上の２次元データの並び順で読み出させ、再生時に基準となるマーカーを付加した後、ピックアップ１１内の空間光変調器３１２に２次元データを転送する。
【００４３】
図８は、光情報記録再生装置１０の信号処理回路８５のブロック図である。
【００４４】
コントローラ８９はピックアップ１１内の光検出器３２５が画像データを検出すると、信号処理回路８５にピックアップ１１から入力される１ページ分のデータを再生処理するよう命ずる。コントローラ８９からの処理命令は制御用ライン８１１を経由し、信号処理回路８５内サブコントローラ８０１に通知される。本通知を受け、サブコントローラ８０１は各信号処理回路を並列に動作させるよう制御用ライン８１１を介して各信号処理回路の制御を行う。先ず、メモリ制御回路８０３に、データライン８１２を介して、ピックアップ１１からピックアップインターフェース回路８１０を経由して入力される画像データをメモリ８０２に格納するよう制御する。メモリ８０２に格納されたデータがある一定量に達すると、画像位置検出回路８０９でメモリ８０２に格納された画像データ内からマーカーを検出して有効データ範囲を抽出する制御を行う。次に検出されたマーカーを用いて画像歪み補正回路８０８で、画像の傾き・倍率・ディストーションなどの歪み補正を行い、画像データを期待される２次元データのサイズに変換する制御する。サイズ変換された２次元データを構成する複数ビットの各ビットデータを、２値化回路８０７において“０”、“１”判定する２値化し、メモリ８０２上に再生データの出力の並びでデータを格納する制御を行う。次に誤り訂正回路８０６で各データ列に含まれる誤りを訂正し、スクランブル解除回路８０５で擬似乱数データ列を加えるスクランブルを解除した後、ＣＲＣ演算回路８０４でメモリ８０２上のユーザデータ内に誤りが含まれない確認を行う。その後、入出力制御回路９０にメモリ８０２からユーザデータを転送する。
【００４５】
図１１は多重記録した箇所での参照光の角度ずれの有無と再生像との関係を示す図である。
【００４６】
図１１（ａ）は多重方向と垂直な角度のずれが無く、多重方向の角度ずれが無い場合の再生像の例である。再生像全体が明るくなっていることが分かる。図１１（ｂ）は多重方向と垂直な角度のずれが無く、多重方向の角度ずれが０．１度有る場合の再生像の例である。再生像全体が暗くなっていることが分かる。つまり、多重方向と垂直な角度のずれが無い場合には、再生像全体の光量は多重方向に角度のずれが有る場合には大きく変化することが分かる。
【００４７】
図１１（ｃ）は多重方向と垂直な角度のずれが有り、多重方向の角度ずれが無い場合の再生像の例である。再生像は明暗の縞となっていることが分かる。図１１（ｄ）は多重方向と垂直な角度のずれが有り、多重方向の角度ずれが０．１度有る場合の再生像の例である。図１１（ｃ）と同様に再生像は明暗の縞となっていることが分かる。つまり、多重方向と垂直な角度のずれが有る場合には、再生像全体の光量は多重方向に角度をずらしてもほぼ変化しないことが分かる。
【００４８】
図１２は多重方向と垂直な方向の角度ずれの有無と再生光量走査時の光量との関係を示す図である。図１２ではブックが連続的に隣接して記録されている箇所を、参照光を照射しながら光情報記録媒体の半径方向もしくは回転方向に走査して再生光の総光量を検出しているものとする。
【００４９】
図１２（ａ）は多重方向と垂直な角度ずれが無い場合である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）で示したように、僅かでも多重方向に角度ずれが発生すると再生光の光量は大きく変化するため、記録時の多重角度のばらつきや再生時の多重方向の角度制御ばらつきにより各ブック位置における再生光量の最大値は安定しない。
【００５０】
図１２（ｂ）は多重方向と垂直な角度ずれが有る場合である。図１１（ｃ）および図１１（ｄ）で示したように、多重方向に角度ずれが発生していても再生光の光量は安定しているため、記録時の多重角度のばらつきや再生時の多重方向の角度制御ばらつきがあったとしても、各ブック位置における再生光量の最大値は安定して検出することができる。
【００５１】
図１３は記録済みおよび未記録の領域の箇所と走査時に検出される光量との関係を示した図である。
【００５２】
図１３（ａ）は光情報記録媒体における光情報記録媒体における記録済みの領域と未記録の領域とを示す。光情報記録媒体の内周から外周に向かって同心円状に記録済み領域があり、記録済みの領域の最外周は回転角度の途中で記録が終了しているものとする。
【００５３】
図１３（ｂ）は角度多重と垂直な方向に参照光角度をずらした後に半径方向に光量を走査して記録済みの領域の最外周を決定する際に得られる光量について示している。記録済みの領域を走査している場合には常に閾値よりも大きい光量が検出され、ブックを通過するたびに光量のピークが得られる。記録済み領域の最外周を超えると閾値以下の光量となるため、これを検出し、最後の光量のピークの位置が記録済みの領域の最外周であると判断する。
【００５４】
図１３（ｃ）は回転方向に光量を走査して記録済みの領域の終端を決定する際に得られる光量について示している。記録済みの領域を走査している場合には常に閾値よりも大きい光量が検出され、ブックを通過するたびに光量のピークが得られる。記録済み領域の最外周を超えると閾値以下の光量となるため、これを検出し、最後の光量のピークの位置が記録済みの領域の終端であると判断する。
【００５５】
以上の説明によれば、角度多重と垂直な方向に参照光角度をずらして光量を走査することにより、記録済みの領域と未記録の領域との境界を安定的に検出することができる。
【００５６】
図１は記録済みの領域と未記録の領域との境界を判別するフローを示す図である。ここで、光情報記録媒体１は円形であり、内周から外周に向かって同心円状に記録されているものとして説明を行う。
【００５７】
まず、角度制御素子３２６を駆動し、角度多重と垂直な方向に参照光の角度をずらす（１０１）。
【００５８】
次にアクセス制御回路８１を制御してピックアップ１１を光情報記録媒体１の半径方向に内周から外周に向かって駆動するとともに、参照光を光情報記録媒体１に照射しながら再生光を光検出器３２５で連続的に検出して走査する（１０２）。前述したとおり、光情報記録媒体１の記録済みの領域では再生光が得られ、未記録の領域では再生光が得られないため、光検出器３２５で得られる光量が所定の閾値以下で無ければ走査を継続し、閾値以下になれば走査を終了する（１０３）。走査した際の半径位置と光量との関係から半径方向の記録済みの領域の最外周の位置を算出し、アクセス制御回路８１を制御してピックアップ１１を位置づける（１０４）。
【００５９】
次にディスク回転モータ制御回路８８を制御して回転モータ５０を駆動し、光情報記録媒体１の回転方向に参照光を光情報記録媒体１に照射しながら再生光を光検出器３２５で連続的に検出して走査する（１０５）。光検出器３２５で得られる光量が所定の閾値以下で無ければ走査を継続し、閾値以下になれば走査を終了する（１０６）。１０６で光量が閾値以下で無い場合には走査を継続するが、光情報記録媒体が一周しても閾値以下にならない場合は、一周全てが記録済みであると判断できるため、走査を終了する（１０７）。走査した際の回転角度と光量との関係から回転方向の記録済みの領域の終端位置を算出する（１０８）。
【００６０】
最後に角度制御素子３２６を駆動し、角度多重と垂直な方向の参照光の角度を記録再生に適正な角度に設定する（１０９）。
【００６１】
なお、光情報記録媒体１は円形であり、内周から外周に向かって同心円状に記録されているものとして説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、外周から内周に向かって記録されていても構わないし、螺旋状に記録されていても構わないし、光情報記録媒体が例えば矩形であっても構わない。いずれの場合でも、光情報記録媒体の形状と記録順序に適した走査を行うことにより、記録済みの領域と未記録の領域の境界を判別することが可能である。
【００６２】
また、記録済みの領域が連続的である必要もなく、例えば記録済みの領域が光情報記録媒体１で分離されていたとしても、光情報記録媒体の走査を行うことによって、記録済みの領域と未記録の領域とを判断することが可能である。
【００６３】
なお、未記録の領域の感光を防ぐため、プリキュアに必要なエネルギーよりも小さいエネルギーとなるように光源３０１を制御しても構わないし、別途設けた光情報記録媒体１が感光しないような波長の光源を用いても構わない。
【００６４】
なお、処理の高速化のために、光検出器３２５の検出領域を制限して検出しても構わないし、光検出器３２５とは別に高速な光検出器を設けて光量の検出を用いても構わない。
【００６５】
図６は、光情報記録再生装置１０における記録、再生の動作フローを示したものである。ここでは、特にホログラフィを利用した記録再生に関するフローを説明する。
【００６６】
図６（ａ）は、光情報記録再生装置１０に光情報記録媒体１を挿入した後、記録または再生の準備が完了するまでの動作フローを示し、図６（ｂ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に情報を記録するまでの動作フロー、図６（ｃ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に記録した情報を再生するまでの動作フローを示したものである。
【００６７】
図６（ａ）に示すように媒体を挿入すると（６０１）、光情報記録再生装置１０は、例えば挿入された媒体がホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する媒体であるかどうかディスク判別を行う（６０２）。
【００６８】
ディスク判別の結果、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する光情報記録媒体であると判断されると、光情報記録再生装置１０は光情報記録媒体に設けられたコントロールデータを読み出し（６０３）、例えば光情報記録媒体に関する情報や、例えば記録や再生時における各種設定条件に関する情報を取得する。
【００６９】
コントロールデータの読み出し後は、コントロールデータに応じた各種調整やピックアップ１１に関わる学習処理（６０４）を行い、光情報記録再生装置１０は、記録または再生の準備が完了する（６０５）。
【００７０】
本発明ではコントロールデータに記録済み箇所の情報が無い場合やコントロールデータを読み出さない場合でも、光情報記録媒体で記録済みの領域と未記録の領域とを判別することができる。また、コントロールデータが記録済みの領域の終端にあるような場合、またはコントロールデータが記録済み領域の最後のブックの最終ページにあるような場合でも、角度多重と垂直な方向に参照光角度をずらして光量の走査を行うことで、記録済みの領域と未記録の領域の境界を判別できるため、コントロールデータに高速にアクセスすることができる。ここで、判別する情報としてはユーザデータであっても構わないし、コントロールデータであっても構わない。
【００７１】
準備完了状態から情報を記録するまでの動作フローは図６（ｂ）に示すように、まず記録するデータを受信して（６１１）、該データに応じた情報をピックアップ１１内の空間光変調器３１２に送り込む。
【００７２】
その後、光情報記録媒体に高品質の情報を記録できるように、必要に応じて例えば光源３０１のパワー最適化やシャッタ３０３による露光時間の最適化等の各種記録用学習処理を事前に行う（６１２）。記録用学習処理において、角度多重と垂直な方向に参照光角度をずらして光量の走査を行うことで、光情報記録媒体上の記録学習領域において記録済みの領域と未記録の領域との判別を行うこともできる。
【００７３】
その後、シーク動作（６１３）ではアクセス制御回路８１を制御して、ピックアップ１１ならびにキュア光学系１３の位置を光情報記録媒体の所定の位置に位置づけする。光情報記録媒体１がアドレス情報を持つ場合には、アドレス情報を再生し、目的の位置に位置づけされているか確認し、目的の位置に配置されていなければ、所定の位置とのずれ量を算出し、再度位置づけする動作を繰り返す。ここで、光情報記録媒体１がアドレス情報を持たない場合には、光情報記録媒体上のユーザデータ領域において、角度多重と垂直な方向に参照光角度をずらして光量の走査を行うことで、記録済みの領域と未記録の領域との判別を行い、記録済みの領域の終端を探索し、隣接する領域から追記を行うことができる。
【００７４】
その後、キュア光学系１３から出射する光ビームを用いて所定の領域をプリキュアし（６１４）、ピックアップ１１から出射する参照光と信号光を用いてデータを記録する（６１５）。
【００７５】
データを記録した後は、キュア光学系１３から出射する光ビームを用いてポストキュアを行う（６１６）。必要に応じてデータをベリファイしても構わない。
【００７６】
なお、角度多重と垂直な方向に参照光角度をずらして光量の走査を行うことで、判断した記録済みの領域と未記録の領域の情報をコントロールデータとして光情報記録媒体に記録することで、次回の記録時に高速に記録済みの領域と未記録の領域との境界にアクセスして追記動作を行うこともできる。
【００７７】
準備完了状態から記録された情報を再生するまでの動作フローは図６（ｃ）に示すように、まずシーク動作（６２１）で、アクセス制御回路８１を制御して、ピックアップ１１ならびに再生用参照光光学系１２の位置を光情報記録媒体の所定の位置に位置づけする。光情報記録媒体１がアドレス情報を持つ場合には、アドレス情報を再生し、目的の位置に位置づけされているか確認し、目的の位置に配置されていなければ、所定の位置とのずれ量を算出し、再度位置づけする動作を繰り返す。
【００７８】
その後、ピックアップ１１から参照光を出射し、光情報記録媒体に記録された情報を読み出し（６２２）、再生データを送信する（６１３）。
【００７９】
従来、角度多重方式のホログラフィを利用した再生装置においては、少なくとも一部が記録された光情報記録媒体を再生する場合に、光情報記録媒体の所定の箇所にホログラムが記録されているかどうかを判別するためには、記録時にどこの箇所に記録を行ったかを示すコントロールデータを光情報記録媒体の所定の箇所に記録するか、別途設けた外部記録媒体に記録しておく必要があった。このようなコントロールデータが無い場合には、逐一各ブック位置で参照光の角度を多重方向に走査しなければ、ホログラムが記録されているかどうかを判別することができなかった。したがって、光情報記録媒体の所定の箇所にホログラムが記録されているかどうかを高速に判別するための有効な手段が無いという課題があった。しかしながら、以上の第１の実施例によれば、コントロールデータが無い場合でも、光情報記録媒体の記録済みの領域と未記録の領域との境界を高速に判別することができるため、使い勝手の良い光情報再生装置を提供することができる。
【実施例２】
【００８０】
本発明の第２の実施例を添付図面にしたがって説明する。光情報再生装置の構成は第１の実施例と同様であるため説明を省略する。
【００８１】
図１４は目標とするアドレス位置へ再生光量の情報を基に位置づけを行うフローを示す図である。ここで、光情報記録媒体１は円形であり、内周から外周に向かって同心円状に記録されているものとして説明を行う。
【００８２】
まず、目標とするアドレスの光情報記録媒体１の半径位置と回転角度を算出し、最内周から目標とするアドレスの半径位置までに記録されているブックの数と、目標とする半径位置において基準となる回転角度から目標とするアドレスの回転角度までに記録されているブックの数を算出する（１４０１）。次に角度制御素子３２６を駆動し、角度多重と垂直な方向に参照光の角度をずらす（１４０２）。
【００８３】
次にアクセス制御回路８１を制御してピックアップ１１を光情報記録媒体１の半径方向に内周から外周に向かって駆動するとともに、参照光を光情報記録媒体１に照射しながら再生光を光検出器３２５で連続的に検出して走査する（１４０３）。走査していくと図１２（ｂ）で説明したように、ブックを走査する度にブック中央の位置で光量のピークが得られるため、光量のピーク数をカウントしていく。カウントが１４０１で算出した半径方向のブック数に到達すれば、半径方向の走査を終了し、到達していない場合は走査を継続する（１４０４）。半径方向の走査が終了したら、目標の半径位置にアクセス制御回路８１を制御してピックアップ１１を位置づける（１４０５）。この際に目標の半径位置は走査時の半径位置と光量との関係から算出しても構わないし、目標となる半経位置の近傍で光量が最大となるようにフィードバック制御しても構わない。
【００８４】
次にディスク回転モータ制御回路８８を制御して回転モータ５０を駆動し、光情報記録媒体１の回転方向に参照光を光情報記録媒体１に照射しながら再生光を光検出器３２５で連続的に検出して走査する（１４０６）。走査していくとブックの位置で光量のピークが得られるため、光量のピーク数をカウントしていく。カウントが１４０１で算出した回転方向のブック数に到達すれば、回転方向の走査を終了し、到達していない場合は走査を継続する（１４０７）。回転方向の走査が終了したら、目標の回転角度に回転モータ制御回路８８を制御して回転モータ５０を駆動し、ピックアップ１１を位置づける（１４０８）。この際に目標の回転角度は走査時の回転角度と光量との関係から算出しても構わないし、目標となる回転角度の近傍で光量が最大となるようにフィードバック制御しても構わない。
【００８５】
最後に角度制御素子３２６を駆動し、角度多重と垂直な方向の参照光の角度を記録再生に適正な角度に設定する（１４０９）。
【００８６】
なお、光情報記録媒体１は円形であり、内周から外周に向かって同心円状に記録されているものとして説明を行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、外周から内周に向かって記録されていても構わないし、螺旋状に記録されていても構わないし、光情報記録媒体が例えば矩形であっても構わない。いずれの場合でも、光情報記録媒体の形状と記録順序に適した走査を行うことにより、目標のアドレスに位置づけすることが可能である。
【００８７】
なお、未記録の領域の感光を防ぐため、プリキュアに必要なエネルギーよりも小さいエネルギーとなるように光源３０１を制御しても構わないし、別途設けた光情報記録媒体１が感光しないような波長の光源を用いても構わない。
【００８８】
なお、処理の高速化のために、光検出器の検出領域を制限して検出しても構わないし、光検出器３２５とは別に高速な光検出器を設けて光量の検出を用いても構わない。
【００８９】
以上の第２の実施例によれば、記録されているホログラムの位置に高速に位置づけできるため、使い勝手の良い光情報再生装置を提供することができる。
【実施例３】
【００９０】
本発明の第３の実施例を添付図面にしたがって説明する。光情報再生装置の構成は第１の実施例と同様であるため説明を省略する。
【００９１】
図５はピックアップ１１の構成の一例を示した図である。図５において、光源５０１を出射した光ビームはコリメートレンズ５０２を透過し、シャッタ５０３に入射する。シャッタ５０３が開いている時は、光ビームはシャッタ５０３を通過した後、例えば１／２波長板などで構成される光学素子５０４によってｐ偏光とｓ偏光の光量比が所望の比になるように偏光方向を制御された後、偏光ビームスプリッタ５０５に入射する。
【００９２】
偏光ビームスプリッタ５０５を透過した光ビームは、偏光ビームスプリッタ５０７を経由して空間光変調器５０８に入射する。空間光変調器５０８によって情報を付加された信号光５０６は偏光ビームスプリッタ５０７を反射し、所定の入射角度の光ビームのみを通過させるアングルフィルタ５０９を伝播する。その後、信号光ビームは対物レンズ５１０によって光情報記録媒体１に集光する。
【００９３】
一方、偏光ビームスプリッタ５０５を反射した光ビームは参照光５１２として働き、偏光方向変換素子５１９によって記録時又は再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー５１３、角度制御素子５２２、ならびにミラー５１４を経由してレンズ５１５に入射する。レンズ５１５は参照光５１２を対物レンズ５１０のバックフォーカス面に集光させる役割を果たしており、対物レンズ５１０のバックフォーカス面にて一度集光した参照光は、対物レンズ５１０によって再度、平行光となって光情報記録媒体１に入射する。
【００９４】
ここで、対物レンズ５１０又は光学ブロック５２１は、例えば符号５２０に示す方向に駆動可能であり、対物レンズ５１０又は光学ブロック５２１の位置を駆動方向５２０に沿ってずらすことにより、対物レンズ５１０と対物レンズ５１０のバックフォーカス面における集光点の相対位置関係が変化するため、光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を所望の角度に設定することができる。なお、対物レンズ５１０又は光学ブロック５２１を駆動する代わりに、ミラー５１４をアクチュエータにより駆動することで参照光の入射角度を所望の角度に設定しても構わない。
【００９５】
角度制御素子５２２は駆動方向５２０と垂直な方向に角度を制御可能な素子であり、例えば液晶素子により構成することができる。ただし、ガルバノミラーやデフォーマブルミラー等を用いて制御しても構わないし、再生用参照光光学系１２の中に同様の機構を持たせても構わない。
【００９６】
このように、信号光と参照光を光情報記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。また対物レンズ５１０又は光学ブロック５２１の位置を駆動方向５２０に沿ってずらすことによって、光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。
【００９７】
記録した情報を再生する場合は、前述したように参照光を光情報記録媒体１に入射し、光情報記録媒体１を透過した光ビームをガルバノミラー５１６にて反射させることで、その再生用参照光を生成する。この再生用参照光によって再生された再生光は、対物レンズ５１０、アングルフィルタ５０９を伝播する。その後、再生光は偏光ビームスプリッタ５０７を透過して光検出器５１８に入射し、記録した信号を再生することができる。
【００９８】
図５で示した信号光と参照光とを同一の対物レンズに入射させる光学系を用いた場合でも、図１に示した光情報記録媒体の記録済みの領域と未記録の領域との境界の高速な判別を行うこともできるし、図１４に示した記録されているホログラムへの高速な位置づけを行うこともできる。
【００９９】
以上の第３の実施例によれば、信号光と参照光を同一の対物レンズに入射させる構成とすることで、図３で示した光学系構成に比して、大幅に小型化できる利点を有した光情報再生装置を提供することができる。
【実施例４】
【０１００】
本発明の第４の実施例を添付図面にしたがって説明する。光情報再生装置の構成は第１の実施例と同様であるため説明を省略する。
【０１０１】
図１０は、反射層を有する光情報記録媒体の層構造を示す図である。（１）は光情報記録媒体へ情報を記録している状態を示し、（２）は光情報記録媒体から情報を再生している状態を示している。
【０１０２】
光情報記録媒体１は、光ピックアップ１１側から、透明カバー層１０００、記録層１００２、光吸収/光透過層１００６、光反射層１０１０、そして第３透明保護層１０１２と、を備えている。参照光１０Ａと信号光１０Ｂとの干渉パターンは、記録層１００２に記録される。
【０１０３】
光吸収／光透過層１００６は、情報記録時には参照光１０Ａと信号光１０Ｂとを吸収し、情報再生時には参照光を透過するように物性が変換する。例えば、光記録媒体１に電圧を印加することによって光吸収／光透過層１００６の着色、消色状態が変化し、すなわち、情報記録時には光吸収／光透過層１００６は着色状態となって、記録層１００２を通過した参照光１０Ａと信号光１０Ｂとを吸収し、情報再生時には消色状態になって参照光を透過させる。光吸収／光透過層１００６を通過した参照光１０Ａは光反射層１０１０で反射されて再生用参照光１０Ｃとなる。
【０１０４】
また、エレクトロクロミック（ＥＣ）材料としてのＷＯ３を光吸収／光透過層１００６に用いることができる。
【０１０５】
この材料に電圧を加えることにより可逆的に着色、消色を生じさせ、情報記録時には着色させて光を吸収し、情報再生時には消色させて光を透過させる。
【０１０６】
図１０で示した光情報記録媒体は、図３および図５で示したピックアップにおいて再生用参照光光学系を省略して用いることができる。
【０１０７】
図１０で示した光情報記録媒体を用いた場合でも、図１に示した光情報記録媒体の記録済みの領域と未記録の領域との境界の高速な判別を行うこともできるし、図１４に示した記録されているホログラムへの高速な位置づけを行うこともできる。
【０１０８】
以上の第４の実施例によれば、再生用参照光が不要となり、小型の光情報再生装置を提供することができる。
【０１０９】
また、以上の実施例は以下のように言い換えることもできる。すなわち、信号光と参照光との干渉パターンがページデータとして角度多重により記録されている光情報記録媒体から情報を再生する光情報再生装置において、参照光を生成する光源と、参照光が前記光情報記録媒体に入射する角度を、角度多重方向と垂直な方向に制御する角度制御素子と、参照光により再生された再生像を検出する光検出器と、を備え、この光検出器からの出力に応じてページデータの再生を制御する構成であっても、もちろん良い。
【０１１０】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【０１１１】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【０１１２】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１・・・光情報記録媒体、１０・・・光情報記録再生装置、１１・・・ピックアップ、
１２・・・再生用参照光光学系、１３・・・ディスクＣｕｒｅ光学系、
１４・・・ディスク回転角度検出用光学系、５０・・・回転モータ、
８１・・・アクセス制御回路、８２・・・光源駆動回路、８３・・・サーボ信号生成回路、
８４・・・サーボ制御回路、８５・・・信号処理回路、８６・・・信号生成回路、
８７・・・シャッタ制御回路、８８・・・ディスク回転モータ制御回路、
８９・・・コントローラ、９０…入出力制御回路、９１…外部制御装置、
２０１・・・光源、２０２・・・コリメートレンズ、２０３・・・シャッタ、
２０４・・・１／２波長板、２０５・・・偏光ビームスプリッタ、
２０６・・・信号光、２０７・・・参照光、
２０８・・・ビームエキスパンダ、２０９・・フェーズ（位相）マスク、
２１０・・・リレーレンズ、２１１・・・偏光ビームスプリッタ、
２１２・・・空間光変調器、２１３・・・リレーレンズ、２１４・・・空間フィルタ、
２１５・・・対物レンズ、２１６・・・偏光方向変換素子、２１７・・・ミラー、
２１８・・・ミラー、２１９・・・ミラー、２２０・・・アクチュエータ、
２２１・・・レンズ、２２２・・・レンズ、２２３・・・アクチュエータ、
２２４・・・ミラー、２２５・・・光検出器
４０１・・・光源、４０２・・・コリメートレンズ、４０３・・・シャッタ、
４０４・・・光学素子、４０５・・・偏光ビームスプリッタ、
４０６・・・信号光、４０７・・・偏光ビームスプリッタ、４０８・・・空間光変調器、
４０９・・・ビームエキスパンダ、４１０・・・リレーレンズ、
４１１・・・フェーズ（位相）マスク、４１２・・・リレーレンズ、
４１３・・・空間フィルタ、４１４・・・ミラー、４１５・・・ミラー、
４１６・・・ミラー、４１７・・・アクチュエータ、４１８・・・光検出器、
４１９・・・レンズ、４２０・・・レンズ、４２１・・・ミラー、
４２２・・・アクチュエータ、４２３・・・参照光、４２４・・・偏光方向変換素子、
４２５・・・対物レンズ
【図１】
0005677272.tif 000002
【図２】
0005677272.tif 000003
【図３】
0005677272.tif 000004
【図４】
0005677272.tif 000005
【図５】
0005677272.tif 000006
【図６】
0005677272.tif 000007
【図７】
0005677272.tif 000008
【図８】
0005677272.tif 000009
【図９】
0005677272.tif 000010
【図１０】
0005677272.tif 000011
【図１１】
0005677272.tif 000012
【図１２】
0005677272.tif 000013
【図１３】
0005677272.tif 000014
【図１４】
0005677272.tif 000015
【図１５】
0005677272.tif 000016