(57)【要約】  ホログラム記録媒体に対する好適な記録再生を実現することである。  前記ホログラム記録媒体を所定の回転軸の周りに回転させる媒体回転部と、  媒体回転部の位置を前記回転軸に垂直な面内に移動可能な移動部と、  前記信号光の光軸と前記ホログラム記録媒体の法線とを含む入射面と直交する方向に、前記参照光が前記ホログラム記録媒体に入射する、直交入射角度を変更可能な直交入射角度変更部と、  前記媒体回転部を制御してホログラム記録媒体を回転させる媒体回転制御部と、  前記移動部の位置決め制御を行う偏芯補償部と、  前記直交入射角度変更部を制御する直交入射角度制御部と、  前記直交入射角度を算出する直交入射角度算出部を備え、  前記媒体回転制御部が媒体回転部を制御して前記ホログラム記録媒体を回転させる際に、前記偏芯補償部による前記移動部の位置決め制御を行った後に、前記直交入射角度算出部の算出結果に基づいて前記直交入射角度制御部が前記直交入射角度変更部を制御して前記参照光の前記直交入射角度を変更する。
2014167619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光と参照光を照射してホログラム記録媒体に情報の記録または再生を行うホログラム記録再生装置であって、
前記ホログラム記録媒体を所定の回転軸の周りに回転させる媒体回転部と、
媒体回転部の位置を前記回転軸に垂直な面内に移動可能な移動部と、
前記信号光の光軸と前記ホログラム記録媒体の法線とを含む入射面と直交する方向に、前記参照光が前記ホログラム記録媒体に入射する、直交入射角度を変更可能な直交入射角度変更部と、
前記媒体回転部を制御してホログラム記録媒体を回転させる媒体回転制御部と、
前記移動部の位置決め制御を行う偏芯補償部と、
前記直交入射角度変更部を制御する直交入射角度制御部と、
前記直交入射角度を算出する直交入射角度算出部を備え、
前記媒体回転制御部が媒体回転部を制御して前記ホログラム記録媒体を回転させる際に、前記偏芯補償部による前記移動部の位置決め制御を行った後に、前記直交入射角度算出部の算出結果に基づいて前記直交入射角度制御部が前記直交入射角度変更部を制御して前記参照光の前記直交入射角度を変更することを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載のホログラム記録再生装置であって、
情報の再生時にホログラムから回折される回折光の強度を計測可能な回折光強度計測部を備え、
前記直交入射角度算出部は、前記回折光強度計測部の計測結果を用いて、前記回折光の強度が最大となる前記直交入射角度を算出することを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項３】
請求項１に記載のホログラム記録再生装置であって、
情報の再生時にホログラムから回折される回折光の強度を計測可能な回折光強度計測部と、
前記入射面内において前記参照光が前記ホログラム記録媒体に入射する、入射角度を変更可能な入射角度変更部と、
前記入射角度変更部を制御する入射角度制御部を備え、
前記媒体回転制御部が媒体回転部を制御して前記ホログラム記録媒体を回転させる際に、前記偏芯補償部による前記移動部の位置決め制御を行った後に、
前記入射角度制御部が前記入射角度を所定のオフセットずらして前記入射角度変更部を制御し、
その状態で前記直交入射角度算出部は、前記回折光強度計測部の計測結果を用いて、前記回折光の強度が最大となる前記直交入射角度を算出した後に、
前記直交入射角度算出部の算出結果に基づいて前記直交入射角度制御部が前記直交入射角度変更部を制御して前記参照光の前記直交入射角度を変更する動作と、前記入射角度制御部が前記入射角度に与えられた前記所定のオフセットを解消するように前記入射角度変更部を制御する動作を行うことを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項４】
請求項１に記載のホログラム記録再生装置であって、
情報の再生時にホログラムから回折される回折光の強度を計測可能な回折光強度計測部を備え、
前記回折光強度計測部は、前記回折光の強度を計測可能であると同時に、前記回折光の輝度重心の、光軸からずれを検出可能であることを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項５】
請求項１に記載のホログラム記録再生装置であって、
情報の再生時にホログラムから回折される回折光の強度を計測可能な回折光強度計測部を備え、
前記媒体回転制御部が媒体回転部を制御して前記ホログラム記録媒体を回転させる際に、前記偏芯補償部による前記移動部の位置決め制御を行った後に、
前記直交入射角度制御部が前記直交入射角度変更部を制御して前記参照光の前記直交入射角度を複数の角度に変更して、該複数の角度において前記回折光強度計測部が回折光の強度の計測を行い、
前記直交入射角度算出部が複数回の前記動作による計測結果を用いて、前記直交入射角度を算出するホログラム記録再生装置。
【請求項６】
請求項１に記載のホログラム記録再生装置であって、
情報の再生時にホログラムから回折される回折光の強度を計測可能な回折光強度計測部と、
前記入射面内において前記参照光が前記ホログラム記録媒体に入射する、入射角度を変更可能な入射角度変更部と、
前記入射角度変更部を制御する入射角度制御部と、
前記入射角度を算出する入射角度算出部を備え、
前記媒体回転制御部が媒体回転部を制御して前記ホログラム記録媒体を回転させる際に、前記偏芯補償部による前記移動部の位置決め制御を行った後に、
前記直交入射角度算出部の算出結果に基づいて前記直交入射角度制御部が前記直交入射角度変更部を制御して前記参照光の前記直交入射角度を変更する動作と
前記入射角度算出部の算出結果に基づいて前記入射角度制御部が前記入射角度変更部を制御して前記参照光の前記入射角度を変更する動作を行うことを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項７】
請求項１に記載のホログラム記録再生装置であって、
情報の再生時にホログラムから回折される回折光の強度を計測可能な回折光強度計測部と、
前記入射面内において前記参照光が前記ホログラム記録媒体に入射する、入射角度を変更可能な入射角度変更部と、
前記入射角度変更部を制御する入射角度制御部と、
前記入射角度を算出する入射角度算出部を備え、
前記媒体回転制御部が媒体回転部を制御して前記ホログラム記録媒体を回転させる際に、前記偏芯補償部による前記移動部の位置決め制御を行った後に、
前記直交入射角度制御部が前記直交入射角度変更部を制御して前記参照光の前記直交入射角度を複数の角度に変更して、該複数の角度において前記回折光強度計測部による計測を行う第一の計測動作と、
前記直交入射角度算出部が前記第一の計測動作の結果を用いて前記直交入射角度を算出する動作と、
前記直交入射角度算出部の算出結果に基づいて前記直交入射角度制御部が前記直交入射角度変更部を制御して前記参照光の前記直交入射角度を変更する動作と、
前記入射角度制御部が前記入射角度変更部を制御して前記参照光の前記入射角度を複数の角度に変更して、該複数の角度において前記回折光強度計測部による計測を行う第二の計測動作と、
前記入射角度算出部が前記第二の計測動作の結果を用いて前記入射角度を算出する動作と、
前記入射角度算出部の算出結果に基づいて前記入射角度制御部が前記入射角度変更部を制御して前記参照光の前記入射角度を変更する動作を行うことを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項８】
請求項１に記載のホログラム記録再生装置であって、
情報の再生時にホログラムから回折される回折光を用いて前記参照光の前記入射角度のずれ量を検出する入射角度ずれ検出部と、
前記入射面内において前記参照光が前記ホログラム記録媒体に入射する、入射角度を変更可能な入射角度変更部と、
前記入射角度変更部を制御する入射角度制御部を備え、
前記入射角度制御部は前記入射角度ずれ検出部の出力信号に基づいて制御を行うことを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項９】
請求項１に記載のホログラム記録再生装置であって、
情報の再生時にホログラムから回折される回折光の強度を計測可能な回折光強度計測部と、
前記入射面内において前記参照光が前記ホログラム記録媒体に入射する、入射角度を変更可能な入射角度変更部と、
前記入射角度の指令値を出力する入射角度指令値出力部と、
前記入射角度に加える入射角度オフセットを出力する入射角度オフセット出力部と、
前記入射角度指令値出力部の出力値と前記入射角度オフセットの出力値を加算する加算器と、
前記加算器の出力値が所定の値となるように前記入射角度変更部を制御する入射角度制御部を備え、
前記媒体回転制御部が媒体回転部を制御して前記ホログラム記録媒体を回転させる際に、前記偏芯補償部による前記移動部の制御を行った後に、前記入射角度オフセット出力部が所定の入射角度オフセットを出力し、
その状態で前記直交入射角度算出部は、前記回折光強度計測部の計測結果を用いて、前記回折光の強度が最大となる前記直交入射角度を算出した後に、
前記直交入射角度算出部の算出結果に基づいて前記直交入射角度制御部が前記直交入射角度変更部を制御して前記参照光の前記直交入射角度を変更する動作と、前記入射角度オフセットをゼロにする動作を行うことを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のホログラム記録再生装置であって、
前記ホログラム記録媒体の偏芯の影響を補正した位置に、前記信号光と前記参照光の照射位置の位置決めが行われるように、前記偏芯補償部及び前記媒体回転部が制御を行うことを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のホログラム記録再生装置であって、
前記ホログラム記録媒体に設けられた偏芯検出用マークを用いて前記ホログラム記録媒体の位置を検出する位置検出部を備え、
前記偏芯補償部は前記位置検出部の出力信号に基づき前記移動部を制御し、
前記偏芯検出用マークの幾何学的な中心を基準として前記信号光と前記参照光の照射位置の位置決めが行われるように、前記偏芯補償部及び前記媒体回転部が制御を行うことを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の記録再生装置であって、
前記ホログラム記録媒体に設けられた偏芯検出用マークを用いて前記ホログラム記録媒体の位置を検出する位置検出部を備え、
前記偏芯補償部は前記位置検出部の出力信号に基づき前記移動部を制御し、
前記位置検出部は少なくとも２つのセンサからなり、
前記センサは前記偏芯検出用マークとの相対位置関係に応じた値を出力することを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項１３】
請求項１に記載のホログラム記録再生装置であって、
前記ホログラム記録媒体に設けられた偏芯検出用マークを用いて前記ホログラム記録媒体の位置を検出する位置検出部を備え、
前記移動部は第一の駆動軸及び第二の駆動軸を有し、
前記位置検出部は第一のセンサと第二のセンサから成り、
前記第一のセンサ及び前記第二のセンサは前記偏芯検出用マークとの相対位置関係に応じた値を出力し、
前記第一のセンサは前記移動部の駆動基準位置を基準とした第一の駆動軸上に位置するように前記所定の部材に固定され、
前記第二のセンサは前記移動部の駆動基準位置を基準とした第二の駆動軸上に位置するように前記所定の部材に固定され、
前記偏芯補償部は前記第一のセンサの出力信号が所定値となるように前記第一の駆動軸を駆動すると共に、前記第二のセンサの出力信号が所定値となるように前記第二の駆動軸を駆動することを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の記録再生装置であって、
前記ホログラム記録媒体に設けられた偏芯検出用マークを用いて前記ホログラム記録媒体の位置を検出する位置検出部を備え、
前記位置検出部は前記参照光の波長とは異なる波長の光を前記ホログラム記録媒体に照射することで検出を行うことを特徴とする記録再生装置。
【請求項１５】
信号光と参照光を照射してホログラム記録媒体に情報の記録または再生を行うホログラム記録再生装置におけるホログラム再生方法であって、
前記ホログラム記録媒体を所定の回転軸の周りに回転させる媒体回転部と、
媒体回転部の位置を前記回転軸に垂直な面内に移動可能な移動部と、
前記信号光の光軸と前記ホログラム記録媒体の法線とを含む入射面と直交する方向に、前記参照光が前記ホログラム記録媒体に入射する、直交入射角度を変更可能な直交入射角度変更部と、
前記媒体回転部を制御してホログラム記録媒体を回転させる媒体回転制御部と、
前記移動部の位置決め制御を行う偏芯補償部と、
前記直交入射角度変更部を制御する直交入射角度制御部と、
前記直交入射角度を算出する直交入射角度算出部を備え、
前記媒体回転制御部が媒体回転部を制御して前記ホログラム記録媒体を回転させるステップと、
前記偏芯補償部による前記移動部の位置決め制御を行うステップと、
前記直交入射角度算出部の算出結果に基づいて前記直交入射角度制御部が前記直交入射角度変更部を制御して前記参照光の前記直交入射角度を変更するステップを有することを特徴とするホログラム再生方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のホログラム再生方法であって、
情報の再生時にホログラムから回折される回折光の強度を計測可能な回折光強度計測部と、
前記入射面内において前記参照光が前記ホログラム記録媒体に入射する、入射角度を変更可能な入射角度変更部と、
前記入射角度変更部を制御する入射角度制御部を備え、
前記媒体回転制御部が媒体回転部を制御して前記ホログラム記録媒体を回転させるステップと、
前記偏芯補償部による前記移動部の位置決め制御を行うステップと、
前記入射角度制御部が前記入射角度を所定のオフセットずらして前記入射角度変更部を制御するステップと、
前記直交入射角度算出部が、前記回折光強度計測部の計測結果を用いて、前記回折光の強度が最大となる前記直交入射角度を前記直交入射角度として算出するステップと、
前記直交入射角度算出部の算出結果に基づいて前記直交入射角度制御部が前記直交入射角度変更部を制御して前記参照光の前記直交入射角度を変更するステップと、
前記入射角度制御部が前記入射角度に与えられた前記所定のオフセットを解消するように前記入射角度変更部を制御するステップを有することを特徴とするホログラム再生方法。
【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た記録または再生を行う装置及びホログラム再生方法に関する。
【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程度の記録容量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】
ホログラム記録再生装置の構成としては、例えば特許文献１に記載がある。本文献には、「記録媒体１の形状は、例えばディスク状であり、スピンドルモータ２００にクランプ機構によって固定されており、スピンドルモータ２００が回転駆動することより記録媒体上の可干渉性ビームの照射位置をタンジェンシャル方向に移動することができるようになっている。スピンドルモータ２００は、スレッドモータ２０１に固定されており、スレッドモータ２０１が回転送りを行うことにより記録媒体上の可干渉性ビームの照射位置をラジアル方向にも移動することができるようになっている。」との記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許４９６３５０９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ホログラム記録の一つの大きな利点は大容量のデータを記録できる点である。しかしながら記録容量の増大を追求した場合には、信号光や参照光を照射する位置の位置決め制御の精度を従来以上に向上させる必要が生じる。【００１１】
特許文献１の構成のように、スピンドルモータにホログラム記録媒体を固定する構成の場合、一例として、偏芯が問題となる。偏芯とは、スピンドルモータの回転中心と、円盤状ホログラム記録媒体の中心とが一致しないことを指す。偏芯の原因は、ホログラム記録媒体自体の偏芯と、スピンドルモータの回転軸に取り付けられたホログラム記録媒体固定部の偏芯の組み合わせで発生し、いずれも製造工程において生じるものに起因している。そのため、ホログラム記録媒体をホログラム記録再生装置に挿入するごとに、偏芯の具合は変化するという特徴がある。【００１２】
特許文献１の構成では、スレッドモータによって半径ｒを、スピンドルモータによって回転角θをそれぞれ制御することによりホログラム記録媒体上を移動して、信号光や参照光を照射する位置を変更する。【００１３】
偏芯が存在する場合の課題を、図２５を用いて説明する。ここでは簡単のため、記録時には偏芯は存在せずに記録され、再生時に偏芯が存在した場合を考える。図２５（ａ）は偏芯がない場合の理想的な参照光照射位置を示したもので、半径ｒ及び回転角θで記録されたホログラムを再生する場合を考える。点Ｏは円盤状ホログラム記録媒体の中心であり、点Ｐは理想的な参照光照射位置である。ここでは記録時には偏芯は存在せずに記録されるとしたため、点Ｐにホログラムが記録されている。【００１４】
一方、図２５（ｂ）は偏芯が存在する場合のホログラム再生位置を示している。偏芯により、円盤状ホログラム記録媒体の中心Ｏに対して、スピンドルモータの回転中心ｓｐ０が一致していない状態を示している。このとき、スピンドルモータの回転中心ｓｐ０を基準として半径ｒを決定する機構構造である場合、参照光照射位置はＰ’の位置となる。実際のホログラムが記録されているのは点Ｐであるので、再生時に参照光が適切な位置に照射されない。このように、参照光照射位置Ｐ’は、偏芯の分Δｐだけずれてしまう。【００１５】
従来技術においては、製造工程に起因して生じる偏芯の量Δｐを制御することによって、この差異Δｐが生じても問題が起こらないようにしていた。即ち、偏芯の量Δｐを小さくして、参照光照射位置がΔｐだけずれてもホログラムが再生可能であるようにしていた。このためには、偏芯量を参照光照射位置の位置決め許容量Δｐ＿ｔｈより小さくしなければならない。【００１６】
このように、偏芯が存在する場合の課題の一点目は、参照光照射位置がΔｐだけずれることによるホログラム再生品質の劣化である。【００１７】
しかしながら一方で、ホログラムにおいても高密度記録の要求がある。高密度記録を実現する場合、参照光照射位置の位置決め許容量Δｐ＿ｔｈが小さくなる。この結果、偏芯の量Δｐを参照光照射位置の位置決め許容量Δｐ＿ｔｈより小さくなるように製造することが困難となる。【００１８】
この場合、参照光照射位置がＰ’ではホログラムが適切に再生できない。このため、目的のホログラムを再生するために再度、シークと呼ばれる位置決め動作を行う必要が生じる。偏芯が存在する場合の課題の二点目は、ホログラム再生失敗による再生転送レートの低下である。【００１９】
以上では記録時には偏芯は存在せずに記録され、再生時に偏芯が存在した場合で説明したが、実際には記録時にも偏芯は存在しうる。図２５（ｂ）を記録時に置き換えて説明すれば、点Ｐは理想的なホログラム記録位置、点Ｐ’は実際のホログラム記録位置となる。記録時に偏芯が存在する場合には、半径ｒ及び回転角θで記録したつもりのホログラムの記録位置がずれることになる。当初の再生時の説明ではホログラムは理想的な位置である点Ｐに記録されているものとして説明したが、記録時に偏芯が存在しそれが再生時の偏芯と異なる場合、図２５（ｂ）において実際にホログラムが記録されている位置は、点Ｐでなく別の位置となる。即ち、記録時の偏芯も考慮すれば、上述した第一及び第二の課題がより顕著になる。しかし、特許文献１は媒体の偏芯について一切考慮されていない。【００２０】
このように、ホログラムの高密度記録を行う上で参照光照射位置の位置決め許容量Δｐ＿ｔｈの要求が厳しくなることにより、従来技術ではホログラム記録媒体に対する好適な記録再生を実現することが困難となる。【００２１】
そこで本発明の目的は、ホログラム記録媒体に対する好適な記録および／または再生を実現するホログラム記録再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題は、例えば請求項の範囲に記載の発明により解決される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ホログラム記録媒体に対する好適な記録および／または再生を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１のホログラム記録再生装置を示すブロック図である。
【図２】ホログラム記録再生装置の記録原理を説明する図である。
【図３】ホログラム記録再生装置の再生原理を説明する図である。
【図４（ａ）】ホログラム記録再生装置における記録または再生の準備が完了するまでのフローチャートである。
【図４（ｂ）】ホログラム記録再生装置における記録処理のフローチャートである。
【図４（ｃ）】ホログラム記録再生装置における再生処理のフローチャートである。
【図５】実施例１におけるシーク処理のフローチャートである。
【図６】実施例１における直交入射角度最適化処理のフローチャートである。
【図７（ａ）】参照光の直交入射角度が最適値からマイナス方向にずれている場合の光検出器の輝度分布を示している。
【図７（ｂ）】参照光の直交入射角度が最適値である場合の光検出器の輝度分布を示している。
【図７（ｃ）】参照光の直交入射角度が最適値からプラス方向にずれている場合の光検出器の輝度分布を示している。
【図８（ａ）】本明細書における入射角度及び直交入射角度を説明する図である。
【図８（ｂ）】本明細書における入射角度及び直交入射角度を説明する図である。
【図８（ｃ）】本明細書における入射角度及び直交入射角度を説明する図である。
【図９】実施例１における第一の入射角度制御回路２１を説明する図である。
【図１０（ａ）】偏芯補償制御系が理想的に動作した場合を説明する図である。
【図１０（ｂ）】本発明を用いない場合の課題を説明する図である。
【図１１（ａ）】ブラッグの回折条件をホログラムの再生に当てはめた場合の図である。
【図１１（ｂ）】参照光の波数ベクトルＫｒとグレーティングベクトルの合成を示す図である。
【図１２（ａ）】Ｅｗａｌｄ球を説明する図である。
【図１２（ｂ）】ホログラムの回転が発生した場合の補償方法について説明する図である。
【図１３】実施例１におけるホログラム記録媒体を説明する図である。
【図１４】実施例１における各センサの固定位置を説明するための図である。
【図１５】実施例１における角度検出用マークと、回転角度検出センサから出力される信号を説明するための図である。
【図１６（ａ）】実施例１における偏芯検出用マークを説明するための図である。
【図１６（ｂ）】実施例１における第一の偏芯検出センサの出力信号を説明する図である。
【図１７】実施例１におけるスピンドル制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１８】実施例１における半径方向搬送制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１９】実施例１における偏芯補償回路及び移動ステージ駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図２０（ａ）】第一の偏芯検出センサの固定位置を変更した場合を説明するための図である。
【図２０（ｂ）】第一の偏芯検出センサの固定位置を変更した場合の第一の偏芯検出センサの出力信号を説明するための図である。
【図２１（ａ）】実施例１の制御方法を用いない場合を説明するための図である。
【図２１（ｂ）】実施例１の制御方法を用いない場合の課題を説明するための図である。
【図２２（ａ）】記録時のデータ処理フローである。
【図２２（ｂ）】再生時のデータ処理フローである。
【図２３】ホログラム記録再生装置内の信号生成回路のブロック図である。
【図２４】ホログラム記録再生装置内の信号処理回路のブロック図である。
【図２５（ａ）】偏芯が存在しない場合を説明するための図である。
【図２５（ｂ）】偏芯が存在する場合を説明するための図である。
【図２６】実施例２における直交入射角度最適化処理のフローチャートである。
【図２７】実施例２における最適な直交入射角度の算出方法を説明する図である。
【図２８】実施例３におけるシーク処理のフローチャートである。
【図２９】実施例３における直交入射角度最適化処理のフローチャートである。
【図３０】実施例４のホログラム記録再生装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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】
【００２６】
本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。図１はホログラフィを利用してデジタル情報を記録及び／または再生するホログラム記録媒体の記録再生装置を示すブロック図である。【００２７】
ホログラム記録再生装置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。ホログラム記録媒体１に情報を記録する場合には、ホログラム記録再生装置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。ホログラム記録媒体１から情報を再生する場合には、ホログラム記録再生装置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。【００２８】
本実施例におけるホログラム記録媒体１は、円盤状である。更に、本実施例におけるホログラム記録媒体１は、所定パターンのマークを２種類、有している。１つは角度検出用マークであり、ホログラム記録媒体の回転角度を検出するためのマークである。もう１つは偏芯検出用マークであり、前記ホログラム記録媒体１の位置を検出するためのマークである。これらのマークの詳細については後述する。【００２９】
ホログラム記録再生装置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、回転角度検出センサ１４、第一の偏芯検出センサ１５、第二の偏芯検出センサ１６、半径位置検出センサ１７及びスピンドルモータ５０、移動ステージ５１、半径方向搬送部５２を備えている。【００３０】
スピンドルモータ５０は、その回転軸に対してホログラム記録媒体１を着脱可能な媒体着脱部（図示しない）を有しており、ホログラム記録媒体１はスピンドルモータ５０によって回転可能な構成となっている。同時にホログラム記録媒体１は半径方向搬送部５２によって、ピックアップ１１の位置を基準として、半径方向に移動可能な構成となっている。【００３１】
移動ステージ５１及び回転角度検出センサ１４及び第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６は、いずれも、半径方向搬送部５２の可動部に固定されている。更にスピンドルモータ５０は、移動ステージ５１の可動部に固定されている。【００３２】
この結果、ピックアップ１１が固定された所定のベース部材（図示しない）に対して、半径方向に駆動可能な半径方向搬送部５２が搭載される。半径方向搬送部５２の可動部の上に、移動ステージ５１及び第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６及び回転角度検出センサ１４が固定される。移動ステージ５１の可動部の上に、スピンドルモータ５０が固定される。スピンドルモータ５０の回転軸に、所定のマークを有するホログラム記録媒体１が固定可能である。【００３３】
可動部に着目して機構的な搭載順序を記載すれば、次のようになる。即ち、ピックアップ１１が固定された所定のベース部材、可動部に移動ステージ５１及び第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６及び回転角度検出センサ１４が固定された半径方向搬送部５２、スピンドルモータ５０、所定のマークを有するホログラム記録媒体１の順に搭載した機構である。【００３４】
本実施例における移動ステージ５１は、直交する２軸の可動ステージであり、ホログラム記録媒体１の記録面と略平行な平面内を移動可能である。本実施例においては、一方の可動軸を半径方向搬送部５２の搬送方向と同一方向に取ってＹ軸とし、それと直交する他方の可動軸をＸ軸とする。【００３５】
信号光及び／または参照光が照射される位置は後述するピックアップ１１の位置によって決まり、装置に固定された位置である。本実施例においては、スピンドルモータ５０及び半径方向搬送部５２の可動部及び移動ステージ５１が、信号光及び／または参照光が照射されるホログラム記録媒体１上の位置を変更する手段として機能する。【００３６】
回転角度検出センサ１４は、ホログラム記録媒体１に設けられた角度検出用マークを用いて、ホログラム記録媒体１の回転角度を検出する。回転角度検出センサ１４の出力信号はスピンドル制御回路４２に入力される。信号光及び参照光の照射される回転角度を変更する場合には、スピンドル制御回路４２が回転角度検出センサ１４の出力信号及びコントローラ８０からの指令信号に基づいて駆動信号を生成し、スピンドル駆動回路４３を介してスピンドルモータ５０を駆動する。これにより、ホログラム記録媒体１の回転角度を制御する事が出来る。【００３７】
また、半径方向搬送部５２の可動部には、所定パターンを有するスケール１８が固定されている。半径位置検出センサ１７は、スケール１８を用いて半径方向搬送部５２の可動部の位置を検出する。信号光及び参照光の照射される半径位置を変更する場合は、半径方向搬送制御回路４４が半径位置検出センサ１７の出力信号及びコントローラ８０からの指令信号に基づいて駆動信号を生成し、半径方向搬送駆動回路４５を介して半径方向搬送部５２を駆動する。これにより、ホログラム記録媒体１が半径方向に搬送される。これにより、信号光及び参照光の照射される半径位置を制御する事が出来る。【００３８】
第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６は、ホログラム記録媒体１に設けられた偏芯検出用マークを用いて、ホログラム記録媒体１の位置を検出する。第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６の出力信号は偏芯補償回路４０に入力される。偏芯補償回路４０は偏芯を補償するための駆動信号を生成し、移動ステージ駆動回路４１を介して移動ステージ５１を駆動する。第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６及び偏芯補償回路４０の詳細は後述するが、この構成により本実施例のホログラム記録再生装置１０は、偏芯検出用マークを基準としてホログラム記録媒体１の位置決めが行われるように動作する。【００３９】
ピックアップ１１は、参照光と信号光をホログラム記録媒体１に照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８０によって信号生成回路８１を介してピックアップ１１内の後述する空間光変調器に送られ、信号光は空間光変調器によって変調される。【００４０】
ホログラム記録媒体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ホログラム記録媒体１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回折光をピックアップ１１内の後述する光検出器２２６によって検出し、信号処理回路８２によって信号を再生する。【００４１】
また、再生用参照光によって再生される回折光の光強度を回折光強度計測回路８３にて計測する。本実施例による回折光強度計測回路８３は、光検出器２２６からの信号を元に、回折光の強度を輝度として計測可能であり、光検出器２２６で受光した回折光の輝度重心を計測可能である。本明細書においてはこのように、光検出器２２６で検出される輝度は、回折光の強度と読み変えることができる。【００４２】
更に、参照光がホログラム記録媒体１に入射する角度は、第一の入射角度制御回路２１及び第二の入射角度制御回路２４、及び直交入射角度制御回路２９により制御される。ここで、参照光がホログラム記録媒体１に入射する角度に関して、本明細書においては「入射角度」及び「直交入射角度」を定義する。以下、図７を用いて説明する。【００４３】
図８（ａ）は記録時の信号光の波数ベクトルＫｓ及び参照光の波数ベクトルＫｒ及びホログラム記録媒体１の媒体面を示す図である。信号光の入射面は、信号光の波数ベクトルＫｓと、ホログラム記録媒体１の法線ベクトルとを含む平面として規定される。装置が理想的な状態の場合、参照光の波数ベクトルＫｒは信号光の入射面内に存在し、図８（ａ）はその状態を示している。このとき図８（ａ）に示すように、信号光の入射面内において、参照光の波数ベクトルＫｒの角度を変更することができる。この、参照光の入射面内における角度の変更を、本明細書では「入射角度の変更」と称する。【００４４】
続いて、「直交入射角度の変更」について説明する。図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、それを説明するための図である。図８（ｂ）は図８（ａ）の状態から、直交入射角度を変更した状態を示している。また、図８（ｂ）を横から見た状態を示しているのが図８（ｃ）である。【００４５】
図８（ｂ）からわかるように、参照光の直交入射角度を変更すると、参照光の波数ベクトルＫｒは、信号光の入射面上ではなく、図８（ｂ）の平面Ａ上に存在する。即ち、「直交角度の変更」とは、信号光の入射面と直交する方向に、参照光がホログラム記録媒体１に入射する角度を変更することを意味する。【００４６】
なお、図８（ｂ）のように直交入射角度を変更した状態において、「入射角度の変更」は、参照光の平面Ａ内における角度の変更のことを指す。【００４７】
なお、図８（ｃ）から明らかなように、入射角度の変更する方向（即ち平面Ａに含まれる方向）と、直交入射角度の変更する方向（図８（ｃ）の矢印の方向）は、必ず直交する。【００４８】
コントローラ８０は、制御すべき参照光の入射角度の指令値Ｔｇｔφ、及び直交入射角度の指令値Ｔｇｔρを出力する。入射角度オフセット出力回路２６はコントローラ８０からの指示に従って、所定の値φｏｆｓを出力する。入射角度オフセット加算器２７は、コントローラ８０からの入射角度の指令値Ｔｇｔφと、入射角度オフセット出力回路２６の出力する値φｏｆｓを加算する。【００４９】
第一の入射角度信号生成回路２０は、ピックアップ１１の出力信号から、参照光の入射角度の制御に用いるための信号を生成する。第一の入射角度制御回路２１は第一の入射角度信号生成回路２０の出力信号及び入射角度オフセット加算器２７の出力信号を用いて駆動信号を生成する。第一の入射角度制御回路２１から出力された駆動信号は第一の入射角度駆動回路２２を介して、ピックアップ１１内の後述するアクチュエータ２２１に供給される。【００５０】
ここで第一の入射角度制御回路２１の動作について、図９を用いて説明する。第一の入射角度信号生成回路２０の出力信号はガルバノミラー２２０を反射した参照光の入射角度を示す信号であり、その入射角度をＤｅｔφとする。入射角度オフセット加算器２７においては、指令値Ｔｇｔφと入射角度オフセットφｏｆｓの加算が行われる。【００５１】
第一の入射角度制御回路２１は２つの入力を持つ。第一の入力は検出された参照光の入射角度Ｄｅｔφであり、第二の入力は入射角度オフセット加算器２７の出力信号である。第一の入射角度制御回路２１では、第一の入力の値が、第二の入力の値と一致するように、駆動信号を生成する。【００５２】
この動作により、例えば入射角度オフセット出力回路２６の出力する入射角度オフセットφｏｆｓがゼロであれば、ガルバノミラー２２０を反射した参照光の入射角度が指令値Ｔｇｔφとなるように制御が行われる。また入射角度オフセットφｏｆｓがゼロ以外であれば、ガルバノミラー２２０を反射した参照光の入射角度が（Ｔｇｔφ＋φｏｆｓ）となるように制御を行う。このことから、微小な入射角度オフセットを設定することで、入射角度オフセット出力回路２６によって参照光の入射角度を微調整することが可能な構成となっている。【００５３】
また第二の入射角度信号生成回路２３は、再生用参照光光学系１２の出力信号から、参照光の入射角度の制御に用いるための信号を生成する。第二の入射角度制御回路２４は第二の入射角度信号生成回路２３の出力信号及び入射角度オフセット加算器２７の出力信号を用いて駆動信号を生成する。第二の入射角度制御回路２４から出力された駆動信号は第二の入射角度駆動回路２５を介して、再生用参照光光学系１２内の後述するアクチュエータ２２４に供給される。【００５４】
このようにアクチュエータ２２１及びアクチュエータ２２４を駆動することで、ホログラム記録媒体１に入射する参照光の入射角度が制御される。【００５５】
直交入射角度信号生成回路２８は、ピックアップ１１の出力信号から、参照光の直交入射角度の制御に用いるための信号を生成する。直交入射角度制御回路２９は直交入射角度信号生成回路２８の出力信号及びコントローラ８０からの直交入射角度の指令値Ｔｇｔρを用いて駆動信号を生成する。直交入射角度制御回路２９から出力された駆動信号は直交入射角度駆動回路３０を介して、ピックアップ１１内の後述するアクチュエータ２１９に供給される。このようにアクチュエータ２１９を駆動することで、ホログラム記録媒体１に入射する参照光の直交入射角度が制御される。【００５６】
第二の入射角度制御回路２４及び直交入射角度制御回路２９の動作については、図９を用いて説明した第一の入射角度制御回路２１と同様である。【００５７】
コントローラ８０から直交入射角度制御回路２９へ指示される角度が基準位置の場合（直交入射角度の指令値Ｔｇｔρ＝０）には、参照光は信号光の入射面と同一の面内を通過し、図８（ａ）で示した状態となる。他方、コントローラ８０から直交入射角度制御回路２９へ指示される角度が基準位置以外の場合には、参照光は信号光の入射面と直交する方向に傾いて入射し、一例として、図８（ｂ）で示した状態となる。【００５８】
ホログラム記録媒体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８０によってシャッタ制御回路８４を介して制御することで調整できる。【００５９】
キュア光学系１３は、ホログラム記録媒体１のプリキュア及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、ホログラム記録媒体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、ホログラム記録媒体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。プリキュア及びポストキュアに用いる光ビームは、インコヒーレントな光、即ち可干渉性（コヒーレンス）の低い光である必要があることが好ましい。【００６０】
光源駆動回路８３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。【００６１】
また、ピックアップ１１、キュア光学系１３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。また、回転角度検出センサ１４、第一の偏芯検出センサ１５、第二の偏芯検出センサ１６に関して、このうちのいくつかのセンサまたは全てのセンサを一体化し、単一のセンサとして構成しても構わない。【００６２】
図２は、ホログラム記録再生装置１０におけるピックアップ１１及び再生用参照光光学系１２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。再生用参照光光学系１２は、アクチュエータ２２４とガルバノミラー２２５から成る。【００６３】
光源２０１を出射した光ビームはコリメートレンズ２０２を透過し、シャッタ２０３に入射する。シャッタ２０３が開いている時は、光ビームはシャッタ２０３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２０４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２０５に入射する。【００６４】
ＰＢＳプリズム２０５を透過した光ビームは、信号光２０６として働き、ビームエキスパンダ２０８によって光ビーム径が拡大された後、位相マスク２０９、リレーレンズ２１０、ＰＢＳプリズム２１１を透過して空間光変調器２１２に入射する。【００６５】
空間光変調器２１２によって情報が付加された信号光は、ＰＢＳプリズム２１１を反射し、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。その後、信号光は対物レンズ２１５によってホログラム記録媒体１に集光する。【００６６】
一方、ＰＢＳプリズム２０５を反射した光ビームは参照光２０７として働き、偏光方向変換素子２１６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２１７ならびにガルバノミラー２１８を経由してガルバノミラー２２０に入射する。ガルバノミラー２２０はアクチュエータ２２１によって紙面内における角度を調整可能であり、レンズ２２２とレンズ２２３を通過した後にホログラム記録媒体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。【００６７】
更にガルバノミラー２１８はアクチュエータ２１９によって紙面垂直方向における角度を調整可能であり、レンズ２２２とレンズ２２３を通過した後にホログラム記録媒体１に入射する参照光の直交入射角度を、所望の角度に設定することができる。【００６８】
このように信号光と参照光とをホログラム記録媒体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２２０によってホログラム記録媒体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。【００６９】
以降、同じ領域に参照光の入射角度を変えて記録されたホログラムにおいて、１つ１つの入射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。【００７０】
図３は、ホログラム記録再生装置１０におけるピックアップ１１及び再生用参照光光学系１２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ホログラム記録媒体１に入射し、ホログラム記録媒体１を透過した光ビームを、アクチュエータ２２４によって角度調整可能なガルバノミラー２２５にて反射させることで、その再生用参照光を生成する。【００７１】
この再生用参照光によって再生された回折光は、対物レンズ２１５、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。その後、回折光はＰＢＳプリズム２１１を透過して光検出器２２６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２２６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。【００７２】
なお本実施例において、第一の入射角度信号生成回路２０はアクチュエータ２２１に備え付けられた角度検出センサ（図示しない）の出力信号を入力として、ガルバノミラー２２０を反射した参照光の入射角度を示す信号を生成し、入射角度の制御に用いるための信号として生成する。同様に再生用参照光光学系１２に関しては、第二の入射角度信号生成回路２３はアクチュエータ２２４に備え付けられた角度検出センサ（図示しない）の出力信号を入力として、ガルバノミラー２２５を反射した参照光の入射角度を示す信号を生成し、入射角度の制御に用いるための信号として生成する。【００７３】
直交入射角度信号生成回路２８はアクチュエータ２１９に備え付けられた角度検出センサ（図示しない）の出力信号を入力として、ガルバノミラー２２０を反射した参照光の直交入射角度を示す信号を生成し、直交入射角度の制御に用いるための信号として生成する。アクチュエータ２２１及びアクチュエータ２２４及びアクチュエータ２１９に備え付けられた角度検出センサは、例えば、光学式エンコーダを用いることができる。【００７４】
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、参照光の入射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。そのため、アクチュエータ２２１に備え付けられた角度検出センサを用いずに、ピックアップ１１内に参照光の入射角度のずれ量を検出する機構を別に設けて、第一の入射角度信号生成回路２０が該機構の出力信号を入力として参照光の入射角度の制御に用いるための信号を生成する構成としても構わない。第二の入射角度信号生成回路２３、直交入射角度信号生成回路２８についても同様である。【００７５】
図４は、ホログラム記録再生装置１０における記録、再生のフローチャート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処理について説明する。なお本明細書では、ホログラム記録再生装置１０にホログラム記録媒体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処理をセットアップ処理と称する。準備完了状態からホログラム記録媒体１に情報を記録する処理を記録処理、準備完了状態からホログラム記録媒体１に記録した情報を再生する処理を再生処理と称する。【００７６】
図４（ａ）は、セットアップ処理のフローチャートを示し、図４（ｂ）は記録処理のフローチャート、図４（ｃ）は再生処理のフローチャートを示したものである。【００７７】
図４（ａ）に示すようにセットアップ処理を開始すると（ステップＳ４０１）、ホログラム記録再生装置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を判別する、媒体判別を行う（ステップＳ４０２）。【００７８】
媒体判別の結果、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ホログラム記録媒体１であると判断されると、ホログラム記録再生装置１０はホログラム記録媒体１に設けられたコントロールデータを読み出し（ステップＳ４０３）、例えばホログラム記録媒体１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。【００７９】
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（ステップＳ４０４）を行う。これによりホログラム記録再生装置１０は記録または再生の準備が完了し、セットアップ処理を終了する（ステップＳ４０５）。【００８０】
なお本実施例においては、ステップＳ４０４の学習処理は後述する偏芯補償制御をオンする処理を含み、以降、偏芯補償制御は常時オンされているものとする。【００８１】
次に、準備完了状態から情報を記録するまでの処理について、図４（ｂ）のフローチャートを用いて説明する。記録処理を開始すると（ステップＳ４１１）、ホログラム記録再生装置１０は記録データを受信して（ステップＳ４１２）、該データに応じた２次元データをピックアップ１１内の空間光変調器２１２に送る。【００８２】
その後、ホログラム記録媒体１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２０１のパワー最適化やシャッタ２０３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（ステップＳ４１３）。【００８３】
その後、シーク動作（ステップＳ４１４）ではスピンドル制御回路４２及び半径方向搬送制御回路４４及び偏芯補償回路４０を用いて、スピンドルモータ５０及び半径方向搬送部５２及び移動ステージ５１を制御する。これによってピックアップ１１ならびにキュア光学系１３から照射される光ビームがホログラム記録媒体１の所定の位置に照射されるように、ホログラム記録媒体１を位置決めする。ホログラム記録媒体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、目的の位置に位置決め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、再度位置決めする動作を繰り返す。本実施例におけるシーク動作のフローチャートについては後述する。【００８４】
その後、記録するデータをホログラム記録媒体１にホログラムとして記録するデータ記録処理を行う（ステップＳ４１５）。このデータ記録処理の詳細については、後述する。データ記録処理が完了すると、記録処理を終了する（ステップＳ４１６）。なお、必要に応じてデータをベリファイしても構わない。【００８５】
準備完了状態から記録された情報を再生するまでの処理にについて、図４（ｃ）のフローチャートを用いて説明する。再生処理を開始すると（ステップＳ４２１）、ホログラム記録再生装置１０はまずシーク動作（ステップＳ４２２）で、スピンドル制御回路４２及び半径方向搬送制御回路４４及び偏芯補償回路４０を用いて、ピックアップ１１ならびに再生用参照光光学系１２から照射される光ビームがホログラム記録媒体１の所定の位置に照射されるように、ホログラム記録媒体１を位置決めする。ホログラム記録媒体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、目的の位置に位置決め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、再度位置決めする動作を繰り返す。【００８６】
その後、ピックアップ１１から参照光を出射し、光検出器２２６で検出した２次元データからホログラム記録媒体１に記録された情報を読み出し（ステップＳ４２３）、再生データを送信する（ステップＳ４２４）。再生データの送信が完了すると、再生処理を終了する（ステップＳ４２５）。【００８７】
図２２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２２（ａ）は、入出力制御回路９０において記録データ受信処理Ｓ４１２後、空間光変調器２１２上の２次元データに変換するまでの信号生成回路８１での記録データ処理フローを示しており、図２２（ｂ）は光検出器２２６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処理Ｓ４２４までの信号処理回路８２での再生データ処理フローを示している。【００８８】
図２２（ａ）を用いて、記録時のデータ処理フローについて説明する。記録時のデータ処理を開始すると（ステップＳ８１０１）、信号生成回路８１は記録データを受信する（ステップＳ８１０２）。続いて、記録データを複数のデータ列に分割し、再生時にエラー検出が行えるように各データ列に対しＣＲＣ化する（ステップＳ８１０３）。続いて、オンピクセル数とオフピクセル数をほぼ等しくすることと、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化を施す（ステップＳ８１０４）。その後、再生時に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を行う（ステップＳ８１０５）。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次元データを構成する（ステップＳ８１０６）。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し（ステップＳ８１０７）、空間光変調器２１２にデータを転送する（ステップＳ８１０８）。以上により、記録時のデータ処理が完了する。（ステップＳ８１０９）。【００８９】
次に図２２（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。再生時のデータ処理を開始すると（ステップＳ８２０１）、光検出器２２６で検出された再生画像データを信号処理回路８２に転送する（ステップＳ８２０２）。続いて、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し（ステップＳ８２０３）、更に、画像の傾き・倍率・ディストーションなどの歪みを補正する（ステップＳ８２０４）。その後、２値化を行い（ステップＳ８２０５）、マーカーを除去（ステップＳ８２０６）する。続いて、１ページ分の２次元データを取得する（ステップＳ８２０７）。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、誤り訂正処理を行い、パリティデータ列を取り除く（ステップＳ８２０８）。次にスクランブルを解除し（ステップＳ８２０９）、ＣＲＣによる誤り検出処理を行う（ステップＳ８２１０）。最後に、ＣＲＣパリティを削除して生成される再生データを入出力制御回路９０経由で送信する（ステップＳ８２１１）。以上により、再生時のデータ処理が完了する（ステップＳ８２１２）。【００９０】
図２３は、ホログラム記録再生装置１０の信号生成回路８１のブロック図である。【００９１】
入出力制御回路９０に記録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８０に記録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８０は本通知を受け、信号生成回路８１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８０からの処理命令は制御用ライン８１０８を経由し、信号生成回路８１内サブコントローラ８１０１に通知される。本通知を受け、サブコントローラ８１０１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８１０８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８１０３に、データライン８１０９を介して入出力制御回路９０から入力される記録データをメモリ８１０２に格納するよう制御する。メモリ８１０２に格納した記録データが、ある一定量に達すると、ＣＲＣ演算回路８１０４で記録データを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８１０５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８１０６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８１０７にメモリ８１０２から誤り訂正符号化したデータを空間光変調器２１２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２１２に２次元データを転送する。【００９２】
図２４は、ホログラム記録再生装置１０の信号処理回路８２のブロック図である。【００９３】
コントローラ８０はピックアップ１１内の光検出器２２６が画像データを検出すると、信号処理回路８２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８０からの処理命令は制御用ライン８２１１を経由し、信号処理回路８２内サブコントローラ８２０１に通知される。本通知を受け、サブコントローラ８２０１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８２１１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８２０３に、データライン８２１２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８２１０を経由して入力される画像データをメモリ８２０２に格納するよう制御する。メモリ８２０２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８２０９でメモリ８２０２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８２０８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８２０７において“０”、“１”判定して２値化し、メモリ８２０２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８２０６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８２０５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８２０４でメモリ８２０２上の再生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８２０２から再生データを転送する。【００９４】
次に、本実施例のホログラム記録媒体１に設けられた２種類のマークについて、図１３を用いて説明する。図１３はホログラム記録媒体１を示しており、円Ｒ１は媒体の最内周を、円Ｒ２は媒体の最外周を示している。図１３における点Ｏはホログラム記録媒体１の幾何学的な中心を示している。また以降の説明においては、変数ｒを、点Ｏから測った半径を示す変数とする。【００９５】
図１３に示されるように、ホログラム記録媒体１の内周側の領域には、ｒ１≦ｒ≦ｒ２の領域にＭ２で示す所定マークが、また、ｒ３≦ｒ≦ｒ４の領域にＭ１で示す所定マークが設けられている。また、ホログラム記録媒体１においてユーザデータをホログラムとして記録する領域は、ｒ５≦ｒ≦ｒ６である。即ち、マークＭ１及びＭ２は、ユーザデータをホログラムとして記録する領域よりも内周側に設けられている。【００９６】
マークＭ１は角度検出用マークであり、マークＭ２は偏芯検出用マークである。次に、図１４を用いて、これら２つのマークを検出するセンサの固定位置について説明する。【００９７】
図１で説明したように、移動ステージ５１及び回転角度検出センサ１４、第一の偏芯検出センサ１５、第二の偏芯検出センサ１６は、いずれも半径方向搬送部５２の可動部に固定されている。図１４は半径方向搬送部５２の可動部を基準とした場合の、これら各センサの固定位置を説明するための図である。【００９８】
点ｘｙ０は、移動ステージ５１の駆動基準位置を示している。例えば移動ステージ５１のＸ方向及びＹ方向の可動範囲がともに±１ｍｍであるとき、Ｘ軸に関してマイナス方向の可動端からプラス方向に０．５ｍｍ移動し、Ｙ軸に関してマイナス方向の可動端からプラス方向に０．５ｍｍ移動した点が点ｘｙ０である。即ち、移動ステージ５１の可動部が駆動基準位置ｘｙ０にあるとき、ｘｙ０の真上にスピンドルモータ５０の回転軸が位置するものとする。【００９９】
図示しているように、図の横方向がＹ軸、縦方向がＸ軸となる。点Ｐ１４は回転角度検出センサ１４のセンサ中心を示している。同様に、点Ｐ１５は第一の偏芯検出センサ１５のセンサ中心を、点Ｐ１６は第二の偏芯検出センサ１６のセンサ中心を示している。Ｐ１５及びＰ１６は点ｘｙ０を中心とする半径ｒ２の円Ｃｘｙ上に存在する。ここで本実施例においては、「センサ中心」とはセンサが照射する光スポットの中心位置を示すものとする。また例えば、回転角度検出センサ１４が照射する光スポットの中心位置が点Ｐ１４と一致するように回転角度検出センサ１４を配置することを、「回転角度検出センサ１４を点Ｐ１４に配置する」と表現する。【０１００】
図１４及び図１３より、移動ステージ５１の可動部が駆動基準位置ｘｙ０にあり、かつホログラム記録媒体１に偏芯がないとき、回転角度検出センサ１４はｒ３≦ｒ≦ｒ４の領域に設けられた角度検出用マークＭ１の中心に位置する。また移動ステージ５１の可動部が駆動基準位置ｘｙ０にあり、かつホログラム記録媒体１に偏芯がないとき、第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６は、ｒ１≦ｒ≦ｒ２の領域に設けられた偏芯検出用マークＭ２の外周の縁に位置する。【０１０１】
続いて、各マークの特徴と、各センサから出力される信号について説明する。【０１０２】
図１５は、角度検出用マークＭ１の模式図と、回転角度検出センサ１４から出力される信号を示す図である。図１５に示すように角度検出用マークＭ１は、反射部と非反射部が所定の周期ｐで繰り返されるマークＭｐと、媒体の一回転に一回だけ設けられているマークＭｚから成る。マークＭｚは後述するＺ相信号を生成するためのマークであり、マークＭｐは後述するＡ相信号及びＢ相信号を生成するためのマークである。【０１０３】
図１５で模式的に示したように、回転角度検出センサ１４からは所定の波長の検出光が照射され、マークＭｐ上に光スポットを生じる。回転角度検出センサ１４はマークＭｐで反射された光を検出することで、回転角度を検出する。回転角度検出センサ１４からマークＭｐに照射された光スポットが図の右方向に進んだ場合には、回転角度検出センサ１４の出力信号として図に示すような３種類の信号が得られる。Ａ相信号及びＢ相信号はマークＭｐの周期ｐを移動する間に８周期が出力される矩形波である。Ａ相信号とＢ相信号は位相が９０度異なり、更にマークＭｐに照射された光スポットの移動方向によって位相の大小が変化する。即ち、マークＭｐに照射された光スポットが図１５の右方向に進んだ場合にはＡ相信号に対してＢ相信号の方が９０度だけ位相の進んだ出力となる。逆に、マークＭｐに照射された光スポットが図１５の左方向に進んだ場合には、Ａ相信号に対してＢ相信号の方が９０度だけ位相の遅れた出力となる。更に、Ｚ相信号はマークＭｚに照射された光スポット（図示しない）から生成され、媒体を一回転させた場合に一回だけ、Ａ相信号と同一の幅のパルスを出力する。【０１０４】
このＡ相信号及びＢ相信号、Ｚ相信号はインクリメンタル型エンコーダの出力信号として一般的な出力の形式であり、本実施例の構成ではこれらの３つの信号から媒体の回転角度を得ることができる。一例として、Ｚ相信号によって０度となる角度を決定し、Ａ相信号とＢ相信号とから、回転角度の増減を積み上げていくことにより、現在の角度が演算される。なおＡ相信号とＢ相信号の位相差が９０度であるため、本実施例の回転角度検出センサ１４の最小分解能は、Ａ相信号の周期の１／４に相当する量であり、マークＭｐ上の距離換算でｐ／３２となる。マークＭｐ上の距離を回転角度に換算するには、扇形における円弧と半径が既知であるので、円弧の中心角を計算により求めればよい。【０１０５】
なおここでは回転角度検出センサ１４の説明として図１５の構成としたが、本発明はこれに限られるものではない。たとえば、アブソリュート型エンコーダの検出原理を用いたセンサであってもよい。または、回転角度検出センサ１４の出力信号であるＡ相信号などはロジカルな信号（矩形波）であるとしたが、角度に相当する情報を得ることができるアナログ信号（例えば正弦波）を出力するセンサであってもよい。【０１０６】
なお図１５で示したインクリメンタル型エンコーダの構成は、マークＭｐが円形状に並べばロータリエンコーダとなるが、一直線に並べばラインエンコーダとなる。即ちこの方式は、回転角度だけでなく、一方向の変位を計測するセンサとしても使用可能である。本実施例における半径位置検出センサ１７は、インクリメンタル型のラインエンコーダである。即ち、以上の説明において、回転角度検出センサ１４を半径位置検出センサ１７に置き換え、更に、ホログラム記録媒体１に設けられた角度検出用マークＭ１を、半径方向搬送部５２の可動部に固定されたスケール１８の所定パターンに置き換えればよい。半径位置検出センサ１７からの同様に、Ａ相信号、Ｂ相信号、Ｚ相信号が出力される。【０１０７】
続いて、偏芯検出用マークＭ２の特徴と、第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６のから出力される信号について説明する。第一の偏芯検出センサ１５と第二の偏芯検出センサ１６は取り付け位置が異なるだけでセンサとしては同一種類のものである。そのため以下では第一の偏芯検出センサ１５に関して説明する。【０１０８】
図１６（ａ）は、偏芯検出用マークＭ２の模式図である。偏芯検出用マークＭ２はｒ１≦ｒ≦ｒ２の領域に渡って金属の膜が蒸着され、反射部として機能する。即ち、図中の斜線部が反射部、そうでない箇所非反射部である。また第一の偏芯検出センサ１５からは所定の波長の検出光が照射され、マークＭ２上に光スポットを生じる。第一の偏芯検出センサ１５はマークＭ２で反射された光を検出する。【０１０９】
第一の偏芯検出センサ１５のセンサ中心は半径ｒ２の位置に固定されている。そのため、移動ステージ５１の可動部が駆動基準位置ｘｙ０にあり、かつホログラム記録媒体１に偏芯がない場合には、図１６（ａ）に示すように第一の偏芯検出センサ１５の照射する光スポットは、ｒ１≦ｒ≦ｒ２の領域に設けられた偏芯検出用マークＭ２の外周の縁に位置する。【０１１０】
図１６（ｂ）は第一の偏芯検出センサ１５の出力信号を説明する図である。第一の偏芯検出センサ１５からの出力信号は１つであり、検出光によって生じた光スポットと偏芯検出用マークＭ２との相対位置関係に応じた電圧を出力する。【０１１１】
移動ステージ５１の可動部が駆動基準位置ｘｙ０にない場合、またはホログラム記録媒体１に偏芯が存在する場合には、図１６（ｂ）の（１）や（３）に示すように、第一の偏芯検出センサ１５の照射する光スポットと、偏芯検出用マークＭ２の外周の縁は半径方向にずれ得る。第一の偏芯検出センサ１５の照射する光スポットと、偏芯検出用マークＭ２の外周の縁の、半径方向の相対位置の差をΔｒｓで表す。Δｒｓが存在する場合には、偏芯検出用マークＭ２に反射して第一の偏芯検出センサ１５に戻ってくる光の光量が変化する。これを検出することで、光スポットと偏芯検出用マークＭ２との相対位置関係に応じた電圧を出力するセンサを実現できる。【０１１２】
半径方向の相対位置の差Δｒｓと、第一の偏芯検出センサ１５からの出力電圧Ｖｓの関係は、図１６（ｂ）のようになる。即ち、所定の検出範囲ｒｓ＿ｖの間において、出力電圧Ｖｓは第一の偏芯検出センサ１５と偏芯検出用マークＭ２の半径方向の相対位置の差Δｒｓに比例した電圧となる。また、出力電圧Ｖｓがゼロとなるとき、第一の偏芯検出センサ１５の照射する光スポットは、偏芯検出用マークＭ２の外周の縁に位置する。なお、第一の偏芯検出センサ１５に関しては、Δｒｓを取る方向はＸ軸の負方向である。【０１１３】
図１４で図示されているように、第一の偏芯検出センサ１５は駆動基準位置ｘｙ０を原点とする直交座標軸においてＸ軸上に配置されている。また第二の偏芯検出センサ１６は駆動基準位置ｘｙ０を原点とする直交座標軸においてＹ軸上に配置されている。偏芯検出用マークＭ２との相対位置を検出可能なセンサを直交して配置することにより、偏芯検出用マークＭ２の位置を検出することができる。更に、両方のセンサの出力電圧をゼロになるように移動ステージ５１を制御することができれば、両方のセンサの真上に偏芯検出用マークＭ２の縁が位置（即ち、両方のセンサが照射する光スポットの中心が偏芯検出用マークＭ２の縁に位置）するようにホログラム記録媒体１の位置を制御することができることになる。【０１１４】
なお回転角度検出センサ１４及び第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６はいずれもマークを検出するための検出光として光スポットをホログラム記録媒体１に照射するが、この検出光の波長は、参照光の波長とは異なることが好ましい。なお、信号光の波長と参照光の波長は同一であるので、信号光の波長と異なると表現しても良い。これは、参照光の波長と近い波長の光が未記録のホログラム記録媒体に照射されると、その後にその照射位置にホログラムを記録した場合の再生品質が劣化することが知られているためである。例えば信号光の波長及び参照光の波長がともに４０５ｎｍである場合、検出光としては例えば、参照光の波長と１００ｎｍ以上異なる、波長６５０ｎｍの光を用いることができる。【０１１５】
続いて、本実施例の各制御回路の構成について説明する。【０１１６】
本実施例のスピンドル制御回路４２の構成について、図１７を用いて説明する。スピンドル制御回路４２は、回転角度演算回路４２０１、スピンドル制御器４２０２、スピンドル出力制御スイッチ４２０３、スピンドル制御判定回路４２０４から成る。スピンドル制御回路４２はコントローラ８０からの指令信号に基づいて、ホログラム記録媒体１の回転角度が、コントローラ８０からの角度指令値Ｔｇｔθとなるようにスピンドルモータ５０を制御する。この制御のことを本明細書ではスピンドル制御と称する。【０１１７】
回転角度演算回路４２０１は、回転角度検出センサ１４の出力するＡ相信号及びＢ相信号及びＺ相信号を入力とし、上記３つの信号から現在のホログラム記録媒体１の回転角度Ｄｅｔθを演算してＤｅｔθ信号として出力する。スピンドル制御器４２０２は、Ｄｅｔθ信号と、コントローラ８０からの角度指令Ｔｇｔθ信号を入力とし、スピンドルモータ５０を制御するための駆動信号を出力する。【０１１８】
スピンドル出力制御スイッチ４２０３はスピンドル制御器４２０２の出力信号を入力とし、コントローラ８０からの制御信号ＳＰＯＮに従い、スピンドル制御器４２０２の出力信号を出力するかどうかを制御する。ＳＰＯＮ信号がＨｉｇｈのときは、スピンドル出力制御スイッチ４２０３は端子ａを選択し、スピンドル制御器４２０２の出力信号をＳＰＤ信号として出力する。一方、ＳＰＯＮ信号がＬｏｗのときは、スピンドル出力制御スイッチ４２０３は端子ｂを選択し、基準電位をＳＰＤ信号として出力し、スピンドル制御器４２０２の出力信号を出力しない。この結果、ＳＰＯＮ信号はスピンドル制御のオン・オフを指示する信号となる。またスピンドル出力制御スイッチ４２０３は、スピンドル制御のオン・オフを切り替えるスイッチとして機能する。スピンドル出力制御スイッチ４２０３から出力されたＳＰＤ信号はスピンドル駆動回路４３によって増幅され、スピンドルモータ５０が制御される。【０１１９】
スピンドル制御判定回路４２０４はＤｅｔθ信号とＴｇｔθ信号を入力とし、ホログラム記録媒体１の回転角度が角度指令値Ｔｇｔθ近傍の値である否かを判定し、ＳＰＯＫ信号として出力する。なお、ホログラム記録媒体１の回転角度が角度指令値Ｔｇｔθ近傍の値である場合に、ＳＰＯＫ信号はＨｉｇｈとなるものとする。スピンドル制御判定回路４２０４は例えば、回転角度検出センサ１４によって検出された現在角度Ｄｅｔθと角度指令値Ｔｇｔθとの差分が所定の閾値以下となってからの経過時間を計測し、その計測時間が所定時間以上続くことで判定を行う回路とすることで実現できる。判定結果であるＳＰＯＫ信号はコントローラ８０へと入力される。そのためコントローラ８０はＳＰＯＫ信号によって、ホログラム記録媒体１の回転角度が角度指令値Ｔｇｔθ近傍の値であるか否かを判定可能である。即ちスピンドル制御判定回路４２０４は、スピンドル制御の収束を判定する回路として機能する。【０１２０】
本実施例における半径方向搬送制御回路４４の構成について、図１８を用いて説明する。半径方向搬送制御回路４４は、半径位置演算回路４４０１、半径位置制御器４４０２、半径位置出力制御スイッチ４４０３、半径位置制御判定回路４４０４から成る。半径方向搬送制御回路４４はコントローラ８０からの指令信号に基づいて、半径方向搬送部５２の可動部の位置が、コントローラ８０からの位置指令値ＴｇｔＲとなるように半径方向搬送部５２を制御する。この制御のことを本明細書では半径位置制御と称する。図１７と図１８を見比べてわかるように、半径方向搬送制御回路４４の構成はスピンドル制御回路４２の構成と類似している。【０１２１】
半径位置演算回路４４０１は、半径位置検出センサ１７の出力するＡ相信号及びＢ相信号及びＺ相信号を入力とし、上記３つの信号から現在のホログラム記録媒体１の半径位置ＤｅｔＲを演算してＤｅｔＲ信号として出力する。半径位置制御器４４０２は、ＤｅｔＲ信号と、コントローラ８０からの半径位置指令ＴｇｔＲ信号を入力とし、半径方向搬送部５２を制御するための駆動信号を出力する。【０１２２】
半径位置出力制御スイッチ４４０３は半径位置制御器４４０２の出力信号を入力とし、コントローラ８０からの制御信号ＲＤＯＮに従い、半径位置制御器４４０２の出力信号を出力するかどうかを制御する。ＲＤＯＮ信号がＨｉｇｈのときは、半径位置出力制御スイッチ４４０３は端子ｃを選択し、半径位置制御器４４０２の出力信号をＲＤＤ信号として出力する。一方、ＲＤＯＮ信号がＬｏｗのときは、半径位置出力制御スイッチ４４０３は端子ｄを選択し、基準電位をＲＤＤ信号として出力し、半径位置制御器４４０２の出力信号を出力しない。この結果、ＲＤＯＮ信号は半径位置制御のオン・オフを指示する信号となる。また半径位置出力制御スイッチ４４０３は、半径位置制御のオン・オフを切り替えるスイッチとして機能する。半径位置出力制御スイッチ４４０３から出力されたＲＤＤ信号は半径方向搬送駆動回路４５によって増幅され、半径方向搬送部５２が制御される。【０１２３】
半径位置制御判定回路４４０４はＤｅｔＲ信号とＴｇｔＲ信号を入力とし、ホログラム記録媒体１の半径位置が半径位置指令値ＴｇｔＲ近傍の値であるか否かを判定し、ＲＤＯＫ信号として出力する。なお、ホログラム記録媒体１の半径位置が半径位置指令値ＴｇｔＲ近傍の値である場合に、ＲＤＯＫ信号はＨｉｇｈとなるものとする。半径位置制御判定回路４４０４は例えば、半径位置検出センサ１７によって検出された現在の半径位置ＤｅｔＲと半径位置指令値ＴｇｔＲとの差分が所定の閾値以下となってからの経過時間を計測し、その計測時間が所定時間以上続くことで判定を行う回路とすることで実現できる。判定結果であるＲＤＯＫ信号はコントローラ８０へと入力される。そのためコントローラ８０はＲＤＯＫ信号によって、ホログラム記録媒体１の半径位置が半径位置指令値ＴｇｔＲ近傍の値であるか否かを判定可能である。即ち半径位置制御判定回路４４０４は、半径位置制御の収束を判定する回路として機能する。【０１２４】
なお本実施例におけるスピンドル制御判定回路４２０４は、現在角度Ｄｅｔθと角度指令値Ｔｇｔθとの差分が所定の閾値以下となってからの経過時間を計測し、その計測時間が所定時間以上続くことで判定を行う構成とした。しかしスピンドル制御判定回路４２０４はホログラム記録媒体１の回転角度が角度指令値Ｔｇｔθ近傍の値であるか否かを判定できれば、別の構成であってもよい。例えば、現在角度Ｄｅｔθが一度でも角度指令値Ｔｇｔθと等しくなったら、その時点でＳＰＯＫ信号をＨｉｇｈにする構成としてもよい。半径位置制御判定回路４４０４についても同様である。【０１２５】
本実施例における偏芯補償回路４０及び移動ステージ駆動回路４１の構成について、図１９を用いて説明する。偏芯補償回路４０はＸ軸補償器４００１、Ｘ軸出力制御スイッチ４００２、Ｙ軸補償器４００３、Ｙ軸出力制御スイッチ４００４、偏芯補償判定回路４００５から成る。また、移動ステージ駆動回路４ｓ１はＸ軸駆動回路４１０１とＹ軸駆動回路４１０２から成る。偏芯補償回路４０はコントローラ８０からの指令信号に基づいて、偏芯検出用マークを基準としてホログラム記録媒体１の位置決めが行われるように移動ステージ５１を制御する。この制御のことを本明細書では偏芯補償制御と称する。【０１２６】
Ｘ軸補償器４００１には第一の偏芯検出センサ１５の出力信号が入力され、移動ステージ５１のＸ軸を駆動するための駆動信号を生成する。Ｘ軸出力制御スイッチ４００２はＸ軸補償器４００１の出力信号を入力とし、コントローラ８０からの制御信号ＸＹＯＮに従い、Ｘ軸補償器４００１の出力信号を出力するかどうかを制御する。ＸＹＯＮ信号がＨｉｇｈのときは、Ｘ軸出力制御スイッチ４００２は端子ａを選択し、Ｘ軸補償器４００１の出力信号をＸＤ信号として出力する。一方、ＸＹＯＮ信号がＬｏｗのときは、Ｘ軸出力制御スイッチ４００２は端子ｂを選択し、基準電位をＸＤ信号として出力し、Ｘ軸補償器４００１の出力信号を出力しない。Ｘ軸出力制御スイッチ４００２から出力されたＸＤ信号はＸ軸駆動回路４１０１によって増幅され、移動ステージ５１のＸ軸が制御される。【０１２７】
Ｙ軸補償器４００３には第二の偏芯検出センサ１６の出力信号が入力され、移動ステージ５１のＹ軸を駆動するための駆動信号を生成する。Ｙ軸出力制御スイッチ４００４はＹ軸補償器４００３の出力信号を入力とし、コントローラ８０からの制御信号ＸＹＯＮに従い、Ｙ軸補償器４００３の出力信号を出力するかどうかを制御する。ＸＹＯＮ信号がＨｉｇｈのときは、Ｙ軸出力制御スイッチ４００４は端子ａを選択し、Ｙ軸補償器４００３の出力信号をＹＤ信号として出力する。一方、ＸＹＯＮ信号がＬｏｗのときは、Ｙ軸出力制御スイッチ４００４は端子ｂを選択し、基準電位をＹＤ信号として出力し、Ｙ軸補償器４００３の出力信号を出力しない。Ｙ軸出力制御スイッチ４００４から出力されたＹＤ信号はＹ軸駆動回路４１０２によって増幅され、移動ステージ５１のＹ軸が制御される。【０１２８】
偏芯補償判定回路４００５は第一の偏芯検出センサ１５の出力信号及び第二の偏芯検出センサ１６の出力信号を入力とし、偏芯検出用マークを基準としたホログラム記録媒体１の位置決めが完了したかどうかを判定し、ＸＹＯＫ信号として出力する。なお、偏芯検出用マークを基準としたホログラム記録媒体１の位置決めが完了した場合に、ＸＹＯＫ信号はＨｉｇｈとなるものとする。ＸＹＯＫ信号はコントローラ８０へと入力される。そのためコントローラ８０はＸＹＯＫ信号によって、偏芯検出用マークを基準としたホログラム記録媒体１の位置決めが完了したか否かを判定可能である。即ち偏芯補償判定回路４００５は、偏芯補償制御の収束を判定する回路として機能する。【０１２９】
ここで、Ｘ軸補償器４００１及びＹ軸補償器４００３において行われる制御について説明する。まず偏芯補償判定回路４００５は付属的な回路である。そのため図１９からわかるように、偏芯補償回路４０及び移動ステージ駆動回路４１に関わる制御系は、破線（Ａ）で示すＸ軸に関する制御系と、破線（Ｂ）で示すＹ軸に関する制御系が独立している。即ち、偏芯補償回路４０には第一の偏芯検出センサ１５の出力信号及び第二の偏芯検出センサ１６の出力信号が入力されるが、移動ステージ５１のＸ軸の制御に用いられるのは第一の偏芯検出センサ１５の出力信号のみであり、同様に移動ステージ５１のＹ軸の制御に用いられるのは第二の偏芯検出センサ１６の出力信号のみである。【０１３０】
Ｘ軸補償器４００１においては、入力される第一の偏芯検出センサ１５の出力信号の電圧がゼロとなるように制御を行う。Ｙ軸補償器４００３においては、入力される第二の偏芯検出センサ１６の出力信号の電圧がゼロとなるように制御を行う。これらは一般的なフィードバック制御であり、Ｘ軸補償器４００１やＹ軸補償器４００３は、一例として一般的なＣＰＵによって実現できる。【０１３１】
図１６や図１４を用いて説明したように、第一の偏芯検出センサ１５の出力電圧及び第二の偏芯検出センサ１６の出力電圧をともにゼロとすることは、両方のセンサの真上に偏芯検出用マークＭ２の縁が位置するようにホログラム記録媒体１の位置を制御していることと等価である。したがって、上述したＸ軸補償器４００１及びＹ軸補償器４００３の動作によって、両方のセンサの真上に偏芯検出用マークＭ２の縁が位置するようにホログラム記録媒体１の位置を制御することができる。【０１３２】
ホログラム記録媒体１に偏芯がある場合とは、図１３を用いて説明をすれば、媒体の最内周の円Ｒ１の幾何学的な中心がＯと一致しない場合である。その場合であっても、移動ステージ５１が偏芯検出用マークＭ１を用いてホログラム記録媒体１の位置を制御する。具体的には、偏芯検出用マークＭ１の幾何学的な中心Ｏが、移動ステージ５１の駆動基準位置に一致するように制御される。【０１３３】
ここで信号光及び／または参照光が照射される位置は装置に固定された位置である。そのためこの動作は、偏芯があった場合であっても、偏芯検出用マークを基準としてホログラム記録媒体１の位置決めが行われるように動作させることになる。これは、偏芯をキャンセルした位置に信号光及び／または参照光が照射されるように制御できると言い換えることもできる。【０１３４】
しかしながら、図１９において説明したように、Ｘ軸とＹ軸を独立して制御を行うためには、センサの配置に関する制限がある。本実施例においては第一の偏芯検出センサ１５と第二の偏芯検出センサ１６を、駆動基準位置ｘｙ０に関して直交して配置し、かつその直交する方向を移動ステージ５１の駆動軸の方向と同一とした。次に、このような構成を取る理由について説明する。【０１３５】
一例として、図２０（ａ）に示すように、第一の偏芯検出センサ１５の固定位置がＰ１５’と変更した場合を考える。図１４の場合と異なるのは第一の偏芯検出センサ１５の固定位置のみである。Ｐ１５’は、Ｙ軸負方向と４５度をなす直線上にあるものとする。図２０（ａ）において、Ｙ軸負方向と４５度をなす方向をＸ’軸として示している。【０１３６】
また以降の説明の前提として、スピンドル制御回路４２、半径方向搬送制御回路４４、偏芯補償回路４０は、これまでの説明と共通の構成とする。即ち、第一の偏芯検出センサ１５の出力信号に基づいて、偏芯補償回路４０は移動ステージ５１のＸ軸を駆動する構成であるとする。【０１３７】
第一の偏芯検出センサ１５をＰ１５’の位置に配置した場合の、第一の偏芯検出センサ１５の出力信号は、図２０（ｂ）に示すようになる。即ち、Δｒｓを取る方向をＸ軸方向とせずに、Ｘ’軸方向とする。Δｒｓの取り方をこのように変更すれば、Δｒｓと出力電圧Ｖｓの関係は図１６（ｂ）の場合と同一となる。【０１３８】
しかしながら、実際に制御を行う上では、制御の目標点近傍において制御系が独立している必要がある。具体的には、図２０（ａ）の場合に、ホログラム記録媒体１が左に微小距離、移動した状況を考える。この場合、移動ステージ５１による移動が必要なのはＹ軸のみである。しかしながら、図２０（ａ）の場合には、点Ｐ１５’近傍において偏芯検出用マークＭ２の縁が４５度傾いている。そのため、ホログラム記録媒体１が左に微小距離、移動した場合に、第一の偏芯検出センサ１５の出力も変動する。この結果、偏芯補償回路４０による制御は収束しない可能性がある。更に最悪の場合には、移動ステージ５１によるＸ軸とＹ軸の２軸の制御が発振してしまう可能性もある。この問題は特に、Ｘ軸の制御系の応答速度とＹ軸の制御系の応答速度が等しい場合に問題となる。【０１３９】
一方、本実施例の構成のように第一の偏芯検出センサ１５をＰ１５の位置に配置した場合について、同様に、ホログラム記録媒体１が左に微小距離、移動した状況を考える。この場合に、点Ｐ１５近傍における偏芯検出用マークＭ２の縁のＸ軸方向の変位はほぼゼロであることは、点Ｐ１５において円Ｃｘｙの接線がＹ軸と平行になることから明らかである。そのため本実施例の構成の場合には、Ｘ軸はほぼ駆動されず、Ｙ軸のみが駆動される。このため、本実施例の構成であれば問題は起こらない。【０１４０】
このような動作がＸ軸及びＹ軸について同時に行われる結果、移動ステージ５１による２軸の制御は発振することなく、好ましい位置へと収束する。以上から、第一の偏芯検出センサ１５と第二の偏芯検出センサ１６を、駆動基準位置ｘｙ０に関して直交して配置する構成とすることが好適である。【０１４１】
なお、以上の説明からわかるように、センサの配置に関する制限としては、偏芯検出センサを配置する点である点Ｐ１５及び点Ｐ１６における円Ｃｘｙの接線が、移動ステージ５１の駆動軸と平行であることである。【０１４２】
続いて本実施例におけるシーク処理Ｓ４１４について、図５のフローチャートを用いて説明する。なお、シーク処理Ｓ４２２に関しても同一のフローチャートである。ここで、本実施例のようにホログラム記録媒体１が円盤状である場合のシークにおいては、半径ｒ及び回転角θがパラメータとなる。以降、半径ｒの駆動軸をｒ軸、回転角θの駆動軸をθ軸と称する。【０１４３】
なお本実施例においては、シーク処理Ｓ４１４より以前に行われる学習処理ステップＳ４０４においてＸＹＯＮ信号をＨｉｇｈとすることで偏芯補償制御が開始されている。そのため、シーク処理Ｓ４１４を開始する時点で偏芯補償制御はオンされた状態である。【０１４４】
シーク処理を開始すると（ステップＳ５０１）、目標アドレスのホログラムが位置する座標（ｒ、θ）と現在位置との差分を計算して、ｒ軸及びθ軸について移動量を計算する（ステップＳ５０２）。次に、ｒ軸の移動量がゼロ以外であるかを判断する（ステップＳ５０３）。ｒ軸の移動量がゼロ以外であれば（ステップＳ５０３にてＹｅｓの場合）、ＲＤＯＮ信号をＨｉｇｈにすることで半径位置制御をオンにするとともに指令値ＴｇｔＲを変更して、ｒ軸の移動を開始する（ステップＳ５０４）。ステップＳ５０４に続いては、後述するステップＳ５０５に移行する。またｒ軸の移動量がゼロであれば（ステップＳ５０３にてＮｏの場合）、ステップＳ５０４を行わずにステップＳ５０５に移行する。【０１４５】
ステップＳ５０５においては、θ軸の移動量がゼロ以外であるかを判断する。θ軸の移動量がゼロ以外であれば（ステップＳ５０５にてＹｅｓの場合）、ＳＰＯＮ信号をＨｉｇｈにすることでスピンドル制御をオンにするとともに指令値Ｔｇｔθを変更して、θ軸の移動を開始する（ステップＳ５０６）。ステップＳ５０６に続いては、後述するステップＳ５０７に移行する。またθ軸の移動量がゼロであれば（ステップＳ５０５にてＮｏの場合）、ステップＳ５０６を行わずにステップＳ５０７に移行する。【０１４６】
ステップＳ５０７においては、移動が完了したかの判定を行う。ここで、ＲＤＯＫ信号及びＳＰＯＫ信号及びＸＹＯＫ信号がすべてＨｉｇｈレベルであることをもって、移動が完了したと判定する。【０１４７】
移動が完了していないと判定された場合（ステップＳ５０７でＮｏの場合）には、再びステップＳ５０７に戻る。即ち、ＲＤＯＫ信号及びＳＰＯＫ信号及びＸＹＯＫ信号のうちのいずれか１つでもＬｏｗレベルであれば、移動が完了したとは判定せずに、上記３つの信号全てが同時にＨｉｇｈレベルとなるまで待機する動作となる。【０１４８】
移動が完了したと判定された場合（ステップＳ５０７でＹｅｓの場合）、ＲＤＯＮ信号及びＳＰＯＮ信号をともにＬｏｗとすることで、半径位置制御及びスピンドル制御をオフして移動を終了する（ステップＳ５０８）。【０１４９】
続いて、コントローラ８０が参照光の入射角度の指令値Ｔｇｔφを出力することで、参照光の入射角度を変更する（ステップＳ５０９）。ここで出力する指令値Ｔｇｔφは、シーク処理にて位置決めするホログラムのページに対応した入射角度である。【０１５０】
次に、再生時のシーク処理であるかを判断する（ステップＳ５１０）。再生時のシークでない場合（ステップＳ５１０でＮｏの場合）、後述するステップＳ５１８に進み、シーク処理を終了する。再生時のシークである場合は（ステップＳ５１０でＹｅｓの場合）、これでシーク処理を終了せず、最終的には記録されたホログラムを再生して得られるアドレス情報で目標アドレスに正しく位置決めされるまでシーク処理を続行する。これは、記録時のシークでは未記録部へのシークとなり、アドレス情報が得られないためである。【０１５１】
再生時のシークである場合は（ステップＳ５１０でＹｅｓの場合）、直交入射角度最適化処理を行う（ステップＳ５１１）。直交入射角度最適化処理の詳細については、後述する。【０１５２】
ステップＳ５１１の後、回折光の光量が閾値L_ｔｈより大きいかを判断する（ステップＳ５１２）。回折光の光量が閾値L_ｔｈより大きい場合（ステップＳ５１２でＹｅｓの場合）、ホログラムが再生可能であるかを判断する（ステップＳ５１３）。【０１５３】
回折光の光量が閾値L_ｔｈより小さい場合（ステップＳ５１２でＮｏの場合）及び回折光の光量が閾値L_ｔｈより大きいがホログラムが再生ＮＧの場合（ステップＳ５１３でＮｏの場合）には、位置決めが正確に行えなかったことを意味する。そのため、所定のリトライパラメータに基づいて、ｒ軸及びθ軸リトライ値を計算し（ステップＳ５１４）、ステップＳ５０２に戻る。これにより、位置決めした近傍に移動するリトライのシークが行われる。【０１５４】
ホログラムが再生可能であった場合（ステップＳ５１３にてＹｅｓの場合）、再生されたホログラムに含まれるアドレス情報を取得する（ステップＳ５１５）。続いて、取得したアドレスが目標アドレスであるか否かを判断する（ステップＳ５１６）。取得したアドレスが目標アドレスでなかった場合（ステップＳ５１６にてＮｏの場合）には、位置決めが正確に行えなかったことを意味する。そのため、取得したアドレスの座標（ｒ、θ）と目標アドレスの座標（ｒ、θ）の差分を計算し（ステップＳ５１７）、ステップＳ５０２に戻る。これにより、ホログラムのアドレス情報に基づいたリトライのシークが行われる。【０１５５】
取得したアドレスが目標アドレスである場合（ステップＳ５１６にてＹｅｓの場合）、シーク処理を終了する（ステップＳ５１８）。【０１５６】
ここで本実施例のフローチャートにおいて、例えばｒ軸の移動量がゼロでθ軸のみを駆動するシークの場合に、スピンドル制御が角度指令値Ｔｇｔθ近傍にまで収束してＳＰＯＫ信号がＨｉｇｈとなっていても、偏芯補償判定回路４００５の出力するＸＹＯＫ信号がＨｉｇｈとなっていなければ、スピンドル制御をオフしない（即ちＳＰＤ信号としてスピンドル制御器４２０２の出力信号を出力し続ける）点に特徴がある。本実施例の偏芯補償回路４０に相当する回路を持たない従来技術の構成においては、ＳＰＯＫ信号はスピンドル制御の収束判定回路として機能し、ＳＰＯＫ信号がＨｉｇｈとなれば純粋にスピンドル制御をオフしてよい。しかしながら本実施例においては、これを行わない。この理由については後述する。【０１５７】
続いて、本実施例における直交入射角度最適化処理について図６のフローチャートを用いて説明する。【０１５８】
直交入射角度最適化処理を開始すると（ステップＳ６０１）、コントローラ８０は入射角度オフセット出力回路２６に指示して入射角度オフセットφｏｆｓを所定の値に設定する。【０１５９】
これにより、シーク処理のフローチャートである図５のステップＳ５０８において変更した参照光の入射角度に対して、更にφｏｆｓだけずれた状態になる。即ち、入射角度オフセット出力回路２６がゼロ以外の値を入射角度オフセットφｏｆｓとして出力することで、入射角度をφｏｆｓだけ、ずらして制御することができる。【０１６０】
続いて、回折光強度計測回路８３を用いて、回折光の輝度重心の、光軸からのずれを計測する（ステップＳ６０３）。続いてコントローラ８０は回折光の輝度重心のずれから、最適な直交入射角度を算出する（ステップＳ６０４）。このように、本実施例においてはコントローラ８０が直交入射角度を算出する手段として機能する。【０１６１】
ステップＳ６０４においては、参照光の入射角度が既知の値φｏｆｓだけずれた状態である。参照光の入射角度がずれている状態で直交入射角度にずれがあると、本実施例における光検出器２２６において輝度重心がずれる現象として観測される。これについて、図７を用いて説明する。【０１６２】
図７は参照光の入射角度を変更した際の光検出器２２６の輝度分布を模式的に示したものである。図７の（ａ）乃至（ｃ）は参照光の入射角度が最適値からプラス方向にφｏｆｓだけずれた状態で、直交入射角度が変化した際の光検出器２２６の輝度分布を示している。【０１６３】
図７（ａ）は参照光の直交入射角度が最適値からマイナス方向にずれている場合を示している。また、図７（ｂ）は参照光の直交入射角度が最適値である場合を示しており、図７（ｃ）は参照光の直交入射角度が最適値からプラス方向にずれている場合を示している。なお直交入射角度の最適値とは、回折光の強度が最大となる直交入射角度を意味する。【０１６４】
図７（ｂ）のとき、ホログラム記録媒体１から生成される回折光は、図３で示した光軸に沿って、対物レンズ２１５などを通過して光検出器２２６に伝播する。そのため、光検出器２２６における輝度重心は、光検出器２２６の受光面の中心と一致する。【０１６５】
一方、図７（ａ）や図７（ｃ）のように、参照光の直交入射角度が最適値からずれた場合には、ホログラム記録媒体１から生成される回折光は、図３で示した光軸からずれて、対物レンズ２１５などを通過して光検出器２２６に伝播する。この結果、光検出器２２６上では、輝度がずれる現象として観測される。即ち、光検出器２２６での輝度重心がずれる現象は、回折光が光学系の光軸からずれて伝播する現象と言い換えることができる。【０１６６】
参照光の入射角度に加えた入射角度オフセットφｏｆｓは既知であるので、例えば入射角度オフセットφｏｆｓの場合の直交入射角度のずれと輝度重心のずれを実験的に求めておく。これにより、輝度重心のずれから直交入射角度の最適値からのずれを算出可能である。このことを利用して、直交入射角度の最適値を算出することができる。【０１６７】
ステップＳ６０４の後、コントローラ８０が参照光の直交入射角度の指令値Ｔｇｔρを、ステップＳ６０４で算出した最適な直交入射角度に設定する（ステップＳ６０５）。これにより、参照光の直交入射角度がステップＳ６０４で算出した値に変更するようにアクチュエータ２１９が駆動される。その結果、参照光の直交入射角度がステップＳ６０４で算出した最適な直交入射角度に変更される。【０１６８】
ステップＳ６０５の後、コントローラ８０は入射角度オフセット出力回路２６に指示して入射角度オフセットφｏｆｓをゼロに設定し（ステップＳ６０６）、直交入射角度最適化処理を終了する（ステップＳ６０７）。【０１６９】
なお、ステップＳ６０５の最適な直交入射角度の設定と、ステップＳ６０６の入射角度オフセットφｏｆｓへのゼロの設定の順番は、逆であっても構わない。ステップＳ６０５の最適な直交入射角度の設定と、ステップＳ６０６の入射角度オフセットφｏｆｓへのゼロ、の設定の両方が完了した状態で、シーク処理に引き続き行われる、ホログラムからの情報の再生が行われればよい。【０１７０】
次に、本実施例による効果について説明する。【０１７１】
ホログラムの再生においては、ホログラム記録媒体１を搬送する際のホログラムに対する「位置決め」と、位置決めが完了した上で「回折条件」を満足するように参照光に関する調整の２点が重要である。【０１７２】
本実施例のホログラム記録再生装置は、偏芯の課題を解決するために偏芯補償制御系を有している。この偏芯補償制御は、第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６に基づき移動ステージ５１を駆動する構成である。もともとの用途はホログラム再生時の位置決めにおいて偏芯を補償するための検出センサであり、その観点からは十分な検出分解能を持つセンサが存在する。【０１７３】
しかしながら、第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６の検出分解能には限界があり、検出分解能が不足することによってホログラム記録再生装置に特有の課題が発生することを本発明者は見出した。即ち、ホログラムに対する位置決め精度が向上できたとしても、回折条件を満足できないという課題が存在する。この課題について説明する。
【０１７４】
本発明を用いない場合の偏芯補償制御系の課題について、図１０を説明する。【０１７５】
図１０（ａ）は偏芯補償制御系が理想的に動作した場合を示している。円Ｃｓｐは偏芯補償制御系が理想的に動作した場合の、角度検出用マークＭ１の中心線を示したものである。このとき、偏芯検出用マークＭ１の幾何学的な中心は、移動ステージ５１の駆動基準位置に一致する。【０１７６】
また点ＰＬは、信号光と参照光が照射される位置を示しており、対物レンズの真下の位置である。図中の信号光ベクトルと参照光ベクトルは紙面に投影した射影を図示したものであり、実際には図８で説明したように、図１０の紙面に対して垂直な平面内において、所定の入射角度をもって入射する。四角形Ｈ０は、偏芯補償制御系が理想的に動作した場合のホログラム形状を模式的に示したものである。【０１７７】
これに対し図１０（ｂ）は、第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６の出力分解能が不足した場合を示している。この場合、角度検出用マークＭ１の中心線は一例として、円Ｃｓｐ’のようになる。即ち、偏芯補償制御が不十分な状態となり、ホログラム記録媒体１の中心Ｏは移動ステージ５１の駆動基準位置ｘｙ０と完全には一致しない状態となりうる。図１０（ｂ）はホログラム記録媒体１の中心ＯがＸ軸方向に微小量ｄだけずれた状態を示している。【０１７８】
ここでは、偏芯補償制御系が理想的に動作してホログラムが記録されたホログラム記録媒体１を考え、図１０（ｂ）のように偏芯補償制御が不十分な状態で、そのホログラムに対して参照光を照射して情報の再生を行う場合を考える。【０１７９】
図１０（ａ）で説明したように、ホログラムは偏芯補償制御系が理想的に動作した状態、即ち偏芯の影響を完全にキャンセルした位置に記録されている。これに対し、図１０（ｂ）の状態ではホログラム記録媒体１の中心ＯがＸ軸方向に微小量ｄだけずれている。このとき、ホログラムは四角形Ｈ１のように、紙面上で回転する。図１０（ｂ）に図示しているように、ホログラムの回転の量をψで表す。【０１８０】
ホログラムの高密度再生を行う上では、ホログラムの回転ψの許容量Δψ＿ｔｈが小さくなることを、本発明者は見出した。そのため、本発明を用いない場合にはホログラムの回転ψが許容量Δψ＿ｔｈを越えて、ホログラムが適切に再生できないという課題が生じる。【０１８１】
これに対し本発明によれば、直交入射角度最適化処理を行うことによりこの課題を解決し、ホログラムの高密度再生を実現できる。次に、直交入射角度最適化処理によってホログラムの回転という課題を解決できる理由を説明する。【０１８２】
ホログラムの再生が適切に行われるかどうかは、ブラッグの回折条件やＥｗａｌｄ球として知られている。図１１はブラッグの回折条件をホログラムの再生に当てはめた場合の図である。ベクトルＫｒは参照光の波数ベクトル、ベクトルＫｓ１及びベクトルＫｓ２は信号光の波数ベクトル、ベクトルＫｇ１及びベクトルＫｇ２はグレーティングベクトルである。信号光の波数ベクトルという表現はホログラムの記録時に照射される信号光に着目した表現だが、向きを逆転させれば再生時の回折光の波数ベクトルとなる。【０１８３】
図２で示したように信号光は対物レンズ２１５によって収束光としてホログラム記録媒体１に照射されるので、信号光の波数ベクトルは無数に存在し、グレーティングベクトルも同様に無数に存在する。また、信号光と参照光の波長は同一であるため、図１１（ａ）のように参照光の波数ベクトルの始点と信号光の波数ベクトルの始点を共通にしたとき、ベクトルの先端は円Ｃ上に乗る。【０１８４】
ここで、本明細書における「信号光の光軸」について定義する。図８においては信号光を一つの矢印で示したが、ホログラム記録媒体近傍の信号光は収束光となっている。「信号光の光軸」とは、光学系の構成図である図２を使用すれば対物レンズ２１５の光軸と定義する。また図１１（ａ）で説明すれば無数の信号光の波数ベクトルの中心軸である。【０１８５】
ホログラム再生におけるブラッグの回折条件は、参照光の波数ベクトル、信号光の波数ベクトル、グレーティングベクトルが閉じた三角形を形成すること、と言い換えることができる。ここで図１０（ｂ）に示すように、参照光の波数ベクトルＫｒとグレーティングベクトルを合成することを考える。図１１（ｂ）に示すように、合成ベクトルの先端の集合は、Ａで示す円弧を形成する。ブラッグの回折条件は、成ベクトルの先端の集合であるＡが、円Ｃの円弧に一致すること、と言い換えることができる。【０１８６】
次に、この考え方を３次元に拡張したＥｗａｌｄ球を考える。図１２はＥｗａｌｄ球を示し、円弧Ｐ１は信号光の入射面とＥｗａｌｄ球の交差する円弧を示している。図示しているように、図１１（ｂ）にて円弧Ａで示した部分は、図１２（ａ）においてＢで示した領域に対応する。グレーティングベクトルによって、領域Ｂを底面とする四角錐形状の立体が形成される。回折条件は、図１２（ａ）においてＢで示した領域が、Ｅｗａｌｄ球の球面と一致すること、と言い換えることができる。【０１８７】
続いて図１２（ｂ）のＥｗａｌｄ球を用いて、ホログラムの回転が発生した場合の補償方法について説明する。ホログラムの回転が発生した場合、媒体中に存在するグレーティングベクトルが、図１２（ｂ）に示すように回転する。このとき、前記四角錐の頂点と、参照光の波数ベクトルＫｒの先端は乖離する。従って、参照光の波数ベクトルＫｒとグレーティングベクトルの合成により形成される領域は、Ｅｗａｌｄ球の球面から乖離する。即ち、ブラッグの回折条件は満たさず、ホログラムから適切に回折光が発生しない。【０１８８】
ここで、直交入射角度を変更することを考える。直交入射角度の変更とは、図８（ｂ）で説明したように、信号光の入射面と直交する方向に、参照光がホログラム記録媒体１に入射する角度を変更することである。これはＥｗａｌｄ球において、例えば、円弧Ｐ２を含む平面上に参照光の波数ベクトルが存在するようにすることに相当する。【０１８９】
前記四角錐はもともとＥｗａｌｄ球に内接していたものが回転したものであるので、図１２（ｂ）のように底面ＢがＥｗａｌｄ球の球面に接した状態のまま回転させたとき、四角錘の頂点は必ずＥｗａｌｄ球の球面状に乗る。【０１９０】
この理論的な考察から、例えば図１２（ｂ）のような場合、参考光の角度を変更して参照光の波数ベクトルがＫｒ’で図示する矢印となるように変更できたとする。これにより、参照光の波数ベクトルとグレーティングベクトルの合成により形成される領域（四角錘の底面）をＥｗａｌｄ球の球面と一致させることができる。即ち、ブラッグの回折条件が満足され、ホログラムから適切に回折光が発生する。【０１９１】
図１２（ｂ）から、参照光の波数ベクトルがＫｒ’で図示する矢印となるように変更することは、直交入射角度を変更して、円弧Ｐ２を含む平面上に参照光の波数ベクトルが存在するようにすることとほぼ等しい。【０１９２】
直交入射角度を変更することで、参照光波数ベクトルの先端である点Ｔ０は、平面Ｐ３上を移動することができるため、参照光波数ベクトルの先端は点Ｔ１の位置に移動可能である。これにより、直交入射角度の変更前と比較してブラッグの回折条件に近づき、ホログラムからの回折光の光量が増加する。【０１９３】
ここで更に考察を進めれば、ホログラムの回転が発生したことで四角錘の頂点の高さも変化している。即ち、三角錐の頂点である点Ｔ２は、平面Ｐ３上にはない。そのため、ホログラムの回転を最も良好に補償するには、直交入射角度だけでなく入射角度も変更することが望ましい。これについては、後述する別の実施例にて説明する。【０１９４】
このように、ホログラムの回転は、参照光の直交入射角度を変更することによって、補償することが可能である。【０１９５】
本発明においてはまず、ホログラム記録媒体１の偏芯の影響をキャンセルして「位置決め」を行うには偏芯補償制御系が必要であるので、それに適した構成を有する。これによりホログラムに対する「位置決め」精度は向上するが、単に偏芯補償制御系を設けただけでは、ホログラム特有の課題としてホログラムの回転が発生し、「回折条件」を満足できない。そこで本発明では、それを解決するための手段として、偏芯補償制御を実行した後に、直交入射角度の最適化を行う。【０１９６】
本実施例によれば、偏芯補償制御系を設けた場合に、「位置決め」精度を向上することができるたけでなく、「回折条件」も満足するようにすることが可能になる。このように、本実施例の第一の効果は、偏芯のキャンセルする制御系と回折条件の両立を実現できる点である。【０１９７】
また、ホログラム記録再生装置の偏芯補償制御系に用いるに当たって第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６の検出分解能が不足する課題を解決できる。このため、第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６として大型かつ高価なセンサを必要としない。本実施例の第二の効果は、装置の小型化及び低コスト化を実現できる点である。【０１９８】
また、偏芯をキャンセルするための構成として、可動部に移動ステージ５１及びセンサが固定された半径方向搬送部５２、スピンドルモータ５０、所定のマークを有するホログラム記録媒体１の順に搭載した機構とした。偏芯をキャンセルするための好適な構成はこの搭載順となる。【０１９９】
装置の実現しやすさを考えなければ、偏芯をキャンセルするための最善の構成は、この搭載順と異なり、スピンドルモータの上に移動ステージを搭載する構成である。これにより最も簡易的な方法で、偏芯をキャンセルすることができる。図１８（ｂ）を用いて説明すれば、偏芯が存在する場合であっても、ホログラム記録媒体の中心Ｏをスピンドルモータの回転中心ｓｐ０に一致させることができる。しかしながら、この構成は移動ステージを実現するのが非常に困難である。なぜなら、回転するスピンドルモータの回転軸の上に移動ステージを搭載する関係上、移動ステージの制御系の電気配線（本実施例における、移動ステージ駆動回路４１と移動ステージ５１を結ぶ配線）を、回転軸に沿って設置する必要がある。この実現には高価な機構が必要になり、更に装置の寿命としても長期化が困難である。【０２００】
そのため、スピンドルモータ５０と移動ステージ５１の搭載順としては、本実施例の構成のように、移動ステージ５１の可動部の上にスピンドルモータ５０を搭載する順序となる。また、ホログラム記録媒体１に設けたマークが内周側に寄った構造であるため、センサは移動ステージ５１と同一の部材に固定し、半径方向搬送部５２によってホログラム記録媒体１と一体となって半径方向に移送されるのが好ましい。この結果、半径方向搬送部５２の可動部の上に移動ステージ５１及びセンサを搭載する順序となる。【０２０１】
このように、本実施例の第三の効果は、偏芯のキャンセルと装置の実現しやすさの両立を、機構的な搭載順の工夫により解決できる点である。【０２０２】
次に、第四の効果について説明する。上述したように、スピンドルモータの回転軸の上に移動ステージを搭載することはできず、移動ステージの上にスピンドルモータを搭載する構成となる。この構成の場合には、制御の側面においても特徴的な制御が必要となる。【０２０３】
スピンドルモータの回転軸の上に移動ステージを搭載できた場合には、図１８（ｂ）を用いて説明すれば、ホログラム記録媒体の中心Ｏをスピンドルモータの回転中心ｓｐ０と一致させることができた。しかし本実施例の構成の場合には、偏芯が存在する場合であっても、ホログラム記録媒体の中心Ｏをスピンドルモータの回転中心ｓｐ０に一致させることができない。本実施例の場合には、ホログラム記録媒体の中心Ｏとスピンドルモータの回転中心ｓｐ０はずれた状態のまま、ホログラム記録媒体１の中心Ｏを移動ステージ５１の駆動基準位置ｘｙ０に一致させる。これにより、偏芯をキャンセルした位置に信号光及び／または参照光が照射されるように制御できる。【０２０４】
本実施例の構成のように、好適な機構の搭載順を実現する上で、特徴的な制御が必要となることを、図１４を用いて説明する。図１４（ａ）はホログラム記録媒体１と、各種センサの位置関係を示した模式図である。円Ｒ２はホログラム記録媒体１の最外周を、円Ｃｘｙは偏芯検出用マークＭ２の外周の縁を、円Ｃｓｐは角度検出用マークＭ１の中心線を、それぞれ示している。【０２０５】
本実施例によれば、ホログラム記録媒体の中心Ｏは移動ステージ５１の駆動基準位置ｘｙ０と一致するため、図１４（ａ）ではそのように図示している。図１４（ａ）においては、偏芯があるものとする。即ち、スピンドルモータ回転中心ｓｐ０は、移動ステージ５１の駆動基準位置ｘｙ０と一致しない位置として図示されている。【０２０６】
通常、光ディスク装置におけるシーク動作においては、スピンドル制御と半径位置制御を独立に行う。この２つの制御は同時に行ってもよいし、順番に行ってもよい。この従来の制御手法を踏襲すれば、本実施例におけるスピンドル制御及び半径位置制御及び偏芯補償制御は、独立に行ってもよいことになる。しかしながら本実施例の構成を取る場合には、スピンドル制御と偏芯補償制御を独立に制御を行うことができない。【０２０７】
今、点Ｐで示す位置に目的のホログラムが記録されており、そのホログラムを再生するためにスピンドルモータ５０を回転させるシークを行うとする。なおここでは、半径位置制御は既に完了しているものとする。点Ｐの移動先を点ＴｇｔＰで図示している。点ＴｇｔＰは参照光が照射されている位置である。通常、参照光は対物レンズ２１５のほぼ真下に照射されるため、点ＴｇｔＰの真上に対物レンズがあると読み替えてもよい。偏芯がない場合のシーク動作が、スピンドルモータ５０を−θ回転させる場合のシークを考える。【０２０８】
仮に、偏芯補償制御を行う前にスピンドル制御を行った場合を考える。この場合、ホログラム記録媒体１は、スピンドルモータ５０の回転中心である点ｓｐ０を中心に、−θ回転する。説明のため、点ｓｐ０と点Ｐ１４を結ぶ直線をＬ０とし、その直線を点ｓｐ０の周りに＋θ回転させた直線をＬ１とする。回転角度を検出するのは、点Ｐ１４に設置された回転角度検出センサ１４であるので、点ｓｐ０を中心に−θ回転することは、点ｓｐ０を中心に、Ｌ１がＬ０に重なるように回転させることを意味する。【０２０９】
回転後の様子を示したのが図１４（ｂ）である。この回転の結果、点Ｐは点Ｐ’に移動される。また、ホログラム記録媒体１の中心Ｏは移動ステージ５１の駆動基準位置ｘｙ０から点Ｏ’に移動する。円Ｒ２、円Ｃｘｙについても同様に、回転後の円を「’（ダッシュ）」を付けて図示している。【０２１０】
図からわかるように、単にスピンドルモータ５０を−θ回転させただけでは、目的のホログラムを目標の位置ＴｇｔＰに移動させることはできない。また、この回転に続いて偏芯補償制御を行えば点Ｏ’を点ｘｙ０と一致させることができるが、その偏芯補償制御による移動で点Ｐ’が点ＴｇｔＰに一致する訳ではない。何故なら、本実施例の構成においては、スピンドルモータ５０の回転中心ｓｐ０が駆動基準位置ｘｙ０と一致しないので、スピンドルモータ５０を回すのに必要な回転量は、もはや−θではないためである。【０２１１】
また、以上の説明では偏芯補償制御を行う前にスピンドル制御を行った場合を説明したが、スピンドル制御を行う前に偏芯補償制御を行うこともできない。何故なら、図１４（ａ）のシーク前の図において、既に２つの偏芯検出センサの真上には偏芯検出用マークＭ２の外周の縁が位置しており、本実施例の偏芯補償制御は動作しない。これは、スピンドルモータ５０を−θ回転させたシーク後の状態に移行する際にどれだけ移動ステージ５１を駆動すべきかが、シーク前の段階においてはわからないためである。【０２１２】
そのため、スピンドルモータ５０を回転させるシーク動作においては、例えば本実施例のように、スピンドル制御と偏芯補償制御を同時に動作させる必要がある。【０２１３】
スピンドル制御と偏芯補償制御を同時に動作させた場合には、図１４（ｂ）のような状態になっても、図１４（ｂ）の（Ａ）で示す部分において点Ｐ１５と円Ｃｘｙ’が一致しないので、第一の偏芯検出センサ１５の出力はゼロ以外の値となる。同様に、図１４（ｂ）の（Ｂ）で示す部分に関して、第二の偏芯検出センサ１６の出力もゼロ以外の値となる。このため、偏芯補償制御によってホログラム記録媒体１の中心Ｏ’が駆動基準位置ｘｙ０と一致するように制御が行われる。このとき点Ｐ’は再度、移動し、かつ、この偏芯補償制御によって回転角度検出センサ１４の検出角度も変化する。２つの制御が同時に動作した結果、シークの最終状態では、ホログラム記録媒体１の中心Ｏ’が駆動基準位置ｘｙ０と一致した位置に制御される。【０２１４】
同時に、この間もスピンドル制御は行われ続けているので、点Ｐ１４の位置に固定された回転角度検出センサ１４において、シーク期間中に検出された回転角の変化分は、正確に−θとなる。このことは、シークの最終状態において、ホログラム記録媒体１の中心Ｏ’と点Ｐ１４を結ぶ直線上に、図１４（ａ）に図示した点Ｑが来ることを意味する。点Ｑは、点ｘｙ０の周りに点Ｐ１４を＋θ回転させた点である。シークの最終状態では、ホログラム記録媒体１の中心Ｏ’が駆動基準位置ｘｙ０と一致した位置に制御されることを考慮すれば、図１４（ａ）の点ＱがＸ軸上に来ることを意味する。これは即ち、点ＰがＸ軸上に来ることを意味し、点Ｐが目標の位置ＴｇｔＰに移動されることを意味する。これにより、本実施例の構成であっても高精度な位置決め動作を実現可能である。【０２１５】
この動作は、本実施例のフローチャートである図５において、ステップＳ５０７にてＳＰＯＫ信号及びＸＹＯＫ信号の両方がＨｉｇｈレベルであることをもって、ステップＳ５０８のスピンドル制御のオフを行うことで実現されている。【０２１６】
このように、スピンドル制御が角度指令値Ｔｇｔθ近傍にまで収束してＳＰＯＫ信号がＨｉｇｈとなっていても、偏芯補償判定回路４００５の出力するＸＹＯＫ信号がＨｉｇｈとなっていなければ、スピンドル制御をオフしてはいけない。本実施例のように、ＳＰＯＫ信号とＸＹＯＫ信号の両方の判定結果がＯＫとなるまで、スピンドル制御と偏芯補償制御を同時に動作させ続ける必要がある。【０２１７】
以上で説明したように、スピンドル制御と偏芯補償制御を同時に動作させることにより、本実施例の構成においても適切にシーク動作を行うことができる。本実施例の第二の効果は、本実施例の機構的な搭載順の場合でも高精度な位置決めを実現する制御手法を有する点である。【０２１８】
以上で説明した２点、即ち、偏芯をキャンセルするための好適な搭載順と、その場合に必要となる制御とを実現することにより、スピンドルモータの回転中心と円盤状ホログラム記録媒体１の幾何学的な中心との間にずれ、即ち偏芯が存在する場合であっても、偏芯をキャンセルした位置に位置決め制御を行うことができる。より具体的には、偏芯補償回路４０及びスピンドル制御回路４２が本実施例に従い動作することにより、偏芯検出マークの幾何学的な中心を基準としてホログラム記録媒体１の位置決めが行われる。これにより、偏芯が存在する場合であっても、偏芯をキャンセルした位置に信号光や参照光を照射してホログラムの記録もしくは再生を行うことができる。【０２１９】
また、半径ｒ、回転角度θ、偏芯の制御のうち、回転角度θ及び偏芯の制御に関してはホログラム記録媒体１にマークを設け、該マークを検出して制御する構成とした。媒体に設けられたマークを基準に位置決めを行うことで、装置間のばらつきに依存しない、高精度な位置決め制御が可能になる。即ち、スピンドルモータの回転軸に取り付けられたホログラム記録媒体固定部の偏芯具合は装置間でばらつくが、このばらつきに依存しない高精度な位置決め制御が可能になる。【０２２０】
このように、本実施例の第五の効果は、ホログラム記録媒体１に角度検出用マークと偏芯検出用マークを設けたことによって、媒体を基準とした高精度な位置決めを実現できる点である。【０２２１】
以上で説明したように本実施例の効果は複数挙げられるが、本実施例の構成によって、ホログラム記録媒体に対する好適な記録再生を実現できる。【０２２２】
なお本実施例においては、ステップＳ５０８においてシーク処理にて位置決めするホログラムのページに対応した入射角度に変更し、その後ステップＳ６０２で入射角度をφｏｆｓずらすフローチャートとした。しかしステップＳ５０８にて最初からφｏｆｓずらしても構わない。【０２２３】
本実施例の構成を取った場合の特徴的な動作は、ステップＳ６０３にて回折光の輝度重心を計測する際の参照光の入射角度が、ステップＳ５１８にてシーク処理を終了する際の参照光の入射角度と異なる点である。【０２２４】
以上の動作により、偏芯をキャンセルした位置に位置決めを行い、更にブラッグの回折条件を満足してホログラムの再生を行うことができる。また同時に、機構的な搭載順の最適化を行っているため、装置の低コスト化や長寿命化を実現できる。【０２２５】
このように本実施例によれば、ホログラム記録媒体に対する好適な記録再生を実現できる。
【実施例２】
【０２２６】
実施例１における直交入射角度最適化処理Ｓ５１１は、入射角度オフセットを加えた状態での回折光の輝度重心から、最適な直交入射角度を算出した。直交入射角度最適化処理Ｓ５１１の実現形態は他にも考えられ、本実施例はその一例である。【０２２７】
本実施例のホログラム記録再生装置のブロック図は、実施例１のブロック図である図１と共通である。またホログラム記録再生装置１０を構成する各種部品も、実施例１と共通である。【０２２８】
本実施例は、実施例１と動作フローの一部のみが異なる。実施例１のシーク処理のフローチャートである図５における各処理のうち、直交入射角度最適化処理Ｓ５１１における具体的な処理内容が異なる。以降、実施例１との差異を説明する。【０２２９】
本実施例における直交入射角度最適化処理について図２６のフローチャートを用いて説明する。【０２３０】
直交入射角度最適化処理を開始すると（ステップＳ７０１）、カウンタｋの値をゼロにする（ステップＳ７０２）。続いてコントローラ８０は、予め設けられた配列ρ［ｋ］に従って、直交入射角度の指令値Ｔｇｔρをρ［ｋ］に変更する（ステップＳ７０３）。これにより、直交入射角度の値がρ［ｋ］に変更される。【０２３１】
続いてコントローラ８０は、回折光強度計測回路８３を用いて回折光の強度を計測し、Ｉ［ｋ］として記憶する（ステップＳ７０４）。ステップＳ７０３の後、カウンタｋの値に１を加算し（ステップＳ７０５）、続いてカウンタｋが値Ｎ以上であるかを判断する（ステップＳ７０６）。カウンタｋが値Ｎ以上でない場合（ステップＳ７０６でＮｏの場合）、ステップＳ７０３に戻る。これにより、直交入射角度の変更（ステップＳ７０３）と、その状態での回折光強度の計測（ステップＳ７０４）が合計Ｎ回、行われる。【０２３２】
カウンタｋが値Ｎ以上である場合（ステップＳ７０６でＹｅｓの場合）、コントローラ８０はＮ回の回折光強度の計測結果から最適な直交入射角度を算出する（ステップＳ７０７）。ステップＳ７０７においては、例えば、ステップＳ７０４におけるＮ回の輝度が図２７に示すような値となっていれば、輝度の計測データに対して図２７の太線で示すような２次関数で近似し、輝度が最大となる直交入射角度を算出する。このように、本実施例においてはコントローラ８０が直交入射角度を算出する手段として機能する。【０２３３】
ステップＳ７０７の後、コントローラ８０が参照光の直交入射角度の指令値Ｔｇｔρを、ステップＳ７０７で算出した最適な直交入射角度に設定する（ステップＳ７０８）。これにより、参照光の入射角度がステップＳ７０７で算出した値に変更するようにアクチュエータ２１９が駆動される。その結果、参照光の直交入射角度がステップＳ７０７で算出した最適な直交入射角度に変更される。ステップＳ７０８の後、直交入射角度最適化処理を終了する（ステップＳ７０９）。【０２３４】
本実施例は実施例１と比較して、最適な直交入射角度を算出する方法が異なるのみであり、直交入射角度最適化処理において最適な直交入射角度を算出して設定する点は共通である。そのため、本実施例は実施例１と同様の効果を有する。【０２３５】
このように本実施例によれば、ホログラム記録媒体に対する好適な記録再生を実現できる。
【実施例３】
【０２３６】
実施例１及び実施例２においては、半径ｒ及び回転角θによる位置決め完了後に直交入射角度を最適化する動作とした。これは図１２（ｂ）を用いた考察の結果、ホログラムの回転は、参照光の直交入射角度を変更することによって、補償することが可能であるためである。しかし更に考察を進めれば、ホログラムの回転が発生したことで四角錘の頂点の高さも変化している。即ち、ホログラムの回転を最も良好に補償するには、直交入射角度だけでなく入射角度も変更することが望ましい。  更には、実施例１及び実施例２においては、半径ｒ及び回転角θによる位置決め完了時にＲＤＯＮ信号及びＳＰＯＮ信号をともにＬｏｗとすることで、半径位置制御及びスピンドル制御をオフする動作とした。しかしながら、制御をオフせずにシーク処理を終了しても構わない。即ち、半径位置制御及びスピンドル制御に関して制御は常時オンとする。【０２３７】
本実施例は、上記のように、ホログラム回転の補償及びホログラムへの位置決めに関して、精度を向上する実施の形態である。【０２３８】
本実施例のホログラム記録再生装置のブロック図は、実施例１のブロック図である図１と共通である。またホログラム記録再生装置１０を構成する各種部品も、実施例１と共通である。【０２３９】
本実施例は、実施例１と比較して、シーク処理における動作フローの一部のみが異なる。本実施例におけるシーク処理Ｓ４１４について、図２８のフローチャートを用いて説明する。なお、実施例１のフローチャートである図５と同一の処理内容であるステップに関しては同一の番号を付し、処理内容の説明を省略する。【０２４０】
実施例１のフローチャートである図５との差異は、４点である。まず、ｒ軸の移動量がゼロ以外であれば（ステップＳ５０３にてＹｅｓの場合）、指令値ＴｇｔＲを変更してｒ軸の移動を開始し（ステップＳ５１９）、ステップＳ５０５に進む。本実施例においてはＲＤＯＮ信号を常時Ｈｉｇｈとするため、ＲＤＯＮ信号をＨｉｇｈとする処理が不必要となる点が異なる。【０２４１】
また、θ軸の移動量がゼロ以外であれば（ステップＳ５０５にてＹｅｓの場合）、指令値Ｔｇｔθを変更してθ軸の移動を開始し（ステップＳ５２０）、ステップＳ５０７に進む。本実施例においてはＳＰＯＮ信号を常時Ｈｉｇｈとするため、ＳＰＯＮ信号をＨｉｇｈとする処理が不必要となる点が異なる。【０２４２】
更に、ステップＳ５０７において移動が完了したと判定した場合（ステップＳ５０７でＹｅｓの場合）、ステップＳ５０９に移行する。実施例１と比較してステップＳ５０８を行わない点が異なり、以上の３つの差異は、いずれも半径位置制御及びスピンドル制御に関して制御を常時オンとすることによる変更点である。【０２４３】
最後に、ステップＳ５１０において再生時のシークであると判断された場合は（ステップＳ５１０でＹｅｓの場合）、参照光角度最適化処理を行う（ステップＳ５２１）。ステップＳ５２１の後は、実施例１と同様にステップＳ５１２に移行する。【０２４４】
続いて、本実施例における参照光角度最適化処理について図２９のフローチャートを用いて説明する。なお、実施例２の直交入射角度最適化処理のフローチャートである図２６と同一の処理内容であるステップに関しては同一の番号を付し、処理内容の説明を省略する。実施例２のフローチャートである図２６と比較して、ステップＳ７０１乃至ステップＳ７０８までは共通である。【０２４５】
ステップＳ７０８において最適な直交入射角度に変更した後、カウンタｋの値をゼロにする（ステップＳ７０９）。続いてコントローラ８０は、予め設けられた配列φｏｆｓ［ｋ］に従って、入射角度オフセットの値φｏｆｓをφｏｆｓ［ｋ］に変更する（ステップＳ７１０）。これにより、入射角度オフセットの値がφｏｆｓ［ｋ］に変更される。【０２４６】
続いてコントローラ８０は、回折光強度計測回路８３を用いて回折光の強度を計測し、Ｉ２［ｋ］として記憶する（ステップＳ７１１）。ステップＳ７１１の後、カウンタｋの値に１を加算し（ステップＳ７１２）、続いてカウンタｋが値Ｍ以上であるかを判断する（ステップＳ７１３）。カウンタｋが値Ｍ以上でない場合（ステップＳ７１３でＮｏの場合）、ステップＳ７１０に戻る。これにより、入射角度オフセットの変更（ステップＳ７１０）と、その状態での回折光強度の計測（ステップＳ７１１）が合計Ｍ回、行われる。【０２４７】
カウンタｋが値Ｍ以上である場合（ステップＳ７１３でＹｅｓの場合）、コントローラ８０はＭ回の回折光強度の計測結果から最適な入射角度オフセットを算出する（ステップＳ７１４）。ステップＳ７１４においては、ステップＳ７０７と同様の方法で最適値を算出する。このように、本実施例においてはコントローラ８０が入射角度を算出する手段として機能する。【０２４８】
ステップＳ７１４の後、コントローラ８０が入射角度オフセット出力回路２６に指示して、入射角度オフセットφｏｆｓをステップＳ７１４で算出した最適な入射角度オフセットに設定する（ステップＳ７１５）。これにより、参照光の入射角度がステップＳ７１４で算出した値に変更するようにアクチュエータ２２１及びアクチュエータ２２４が駆動される。その結果、参照光の入射角度がステップＳ７１４で算出した最適な入射角度に変更される。ステップＳ７１５の後、参照光角度最適化処理を終了する（ステップＳ７１６）。【０２４９】
以上のフローチャートにより、ホログラムからの回折光の強度を指標として、参照光の直交入射角の最適化に続いて、参照光の入射角の最適化を行う。【０２５０】
次に本実施例による効果を説明する。まず、本実施例では半径位置制御及びスピンドル制御に関して制御は常時オンとした。これにより、装置に振動などの外乱が加わったとしても制御が行われるため、ホログラムへの位置決め精度が向上する。【０２５１】
更に本実施例では、参照光角度最適化処理Ｓ５２１において、直交入射角度の最適化のみでなく、入射角度についても最適化を行っている。具体的には、直交入射角度を変更して輝度が最大となる直交入射角度を求めた後、入射角度を変更して輝度が最大となる入射角度を求める。これにより、ホログラムの回転が発生した場合のＥｗａｌｄ球である図１２（ｂ）において、参照光波数ベクトルＫｒの近傍で横方向及び縦方向に参照光の角度を変更し、最も回折光の光量が大きい条件を探索していることに相当する。そのため、実施例１及び実施例２においては参照光の波数ベクトルの先端を図１２（ｂ）の点Ｔ１までしか移動できなかったのに対し、本実施例では図１２（ｂ）の点Ｔ２まで移動できる。この結果、ブラッグの回折条件を完全に満足させることができ、ホログラムからの情報再生をより適正に行うことが可能となる。但し参照光の波数ベクトルの先端を図１２（ｂ）の点Ｔ１までしか移動できなかったとしても、回折光の強度が情報の再生に問題ないだけの強度を持っていれば、実施例１の構成でも問題ない。【０２５２】
また本実施例では、直交入射角度の最適化と行った後に入射角度の最適化を行う順序としたが、この順序は逆であっても構わない。【０２５３】
更には、直交入射角度の最適値算出のための計測を行った後に最適な直交入射角度への変更を行い、その後に入射角度の最適値算出のための計測を行った後に最適な入射角度への変更を行ったが、これらの順序を入れ替えても構わない。例えば、直交入射角度の最適値算出のための計測に続いて、入射角度の最適値算出のための計測を行い、その後に最適な直交入射角度への変更及び直交入射角度への変更を行う動作としても、本実施例の場合と同等の効果を達成できる。【０２５４】
このように本実施例によれば、ホログラム記録媒体に対する好適な記録再生を実現できる。
【実施例４】
【０２５５】
以上の実施例においては、第一の入射角度信号生成回路２０はアクチュエータ２２１に備え付けられた角度検出センサの出力信号を入力として、ガルバノミラー２２０を反射した参照光の入射角度を示す信号を生成し、入射角度の制御に用いるための信号として生成する構成とした。しかしながら、アクチュエータ２２１に備え付けられた角度検出センサを用いない構成も可能である。【０２５６】
本実施例においては、情報の再生時にホログラムから回折される回折光を用いて参照光の入射角度のずれ量を光学的に検出する機構を、ピックアップ１１内に、角度検出センサとは別に設ける。そして該機構の出力信号を元に参照光の入射角度の制御に用いるための信号を生成する構成とする。【０２５７】
図３０は本実施例におけるホログラム記録再生装置を示すブロック図である実施例１のブロック線図である図１と共通の構成要素については同一の番号を付し、説明を省略する。【０２５８】
本実施例におけるホログラム記録再生装置１４は、実施例１における第一の入射角度信号生成回路２０及び第二の入射角度信号生成回路２３を設けず、代わりに入射角度エラー信号生成回路３１を有する。【０２５９】
入射角度エラー信号生成回路３１は、ピックアップ１１内の光検出器２２６からの出力信号を入力として、ホログラム記録媒体１に対する参照光の入射角度のずれ量を示す信号（以降、入射角度エラー信号と称する）を生成し、入射角度の制御に用いるための信号として生成する。【０２６０】
第一の入射角度制御回路３２は３つの入力を持つ。第一の入力は入射角度エラー信号生成回路３１により出力された入射角度エラー信号であり、第二の入力はコントローラ８０の出力する参照光の入射角度の指令値Ｔｇｔφ、第三の入力は入射角度オフセット出力回路２６の出力する入射角度オフセットφｏｆｓである。第一の入射角度制御回路３２では、第一の入力及び第二の入力に基づいて、参照光の入射角度のずれ量がゼロになるように制御を行う。また入射角度オフセットφｏｆｓがゼロ以外であれば、入射角度オフセットφｏｆｓの分だけ、制御角度をオフセットさせて制御を行う。第一の入射角度制御回路３２から出力された駆動信号は第一の入射角度駆動回路２２を介して、ピックアップ１１内のアクチュエータ２２１に供給される。【０２６１】
第二の入射角度制御回路３３は３つの入力を持つ。第一の入力は入射角度エラー信号生成回路３１により出力された入射角度エラー信号であり、第二の入力はコントローラ８０の出力する参照光の入射角度の指令値Ｔｇｔφ、第三の入力は入射角度オフセット出力回路２６の出力する入射角度オフセットφｏｆｓである。第二の入射角度制御回路３３では、第一の入力及び第二の入力に基づいて、参照光の入射角度のずれ量がゼロになるように制御を行う。また入射角度オフセットφｏｆｓがゼロ以外であれば、入射角度オフセットφｏｆｓの分だけ、制御角度をオフセットさせて制御を行う。第二の入射角度制御回路３３から出力された駆動信号は第二の入射角度駆動回路２５を介して、再生用参照光光学系１２内のアクチュエータ２２４に供給される。【０２６２】
本実施例においては、光検出器２２６の出力信号を用いて光学的に検出された参照光の入射角度のずれ量をゼロにするような制御系を有する。【０２６３】
本実施例のフローチャートは、実施例２と同様である。即ち、シーク処理のフローチャートは図５であり、また、直交入射角度最適化処理のフローチャートは図２６である。【０２６４】
このように本実施例のフローチャートは実施例２と同様であるが、本実施例の効果は実施例２よりも効果が大きく、実施例３と同等となる。以下、この理由を説明する。【０２６５】
実施例２においては、ホログラムの回転が発生した場合のＥｗａｌｄ球である図１２（ｂ）において、参照光波数ベクトルＫｒの先端Ｔ０を、平面Ｐ３内でしか変更できなかった。これに対し、実施例３においては最適位置である点Ｔ２まで変更することが可能であった。【０２６６】
本実施例においては、光学的な検出により、参照光の入射角度のずれ量を検出可能であり、参照光の入射角度のずれ量がゼロとなるように制御可能である。また、第一の入射角度制御回路３２の出力段及び第二の入射角度制御回路３３の出力段にスイッチは設けていないので、この制御は常時行われている。これは即ち、図１２（ｂ）において、参照光の波数ベクトルを平面Ｐ１上から平面Ｐ２上になるように参照光の直交入射角度を変更した場合、参照光の波数ベクトルの先端は点Ｔ１となる。しかし同時に、参照光の入射角度に関して見れば、最適点Ｔ２に対してずれた位置にある。そのため、入射角度エラー信号生成回路３１は参照光の入射角度のずれ量を示す入射角度エラー信号を出力する。この入射角度エラー信号に基づいて第一の入射角度制御回路３２及び第二の入射角度制御回路３３が動作することで、参照光の入射角度は自動的に最適化される。即ち、参照光の波数ベクトルの先端は最適点Ｔ２となる。【０２６７】
即ち、本実施例のように光学的な検出により参照光の入射角度のずれ量を検出し、そのずれ量をゼロにするような制御系を有する場合には、実施例２のように参照光の入射角度の方向の探索が不要になる。これは、シーク処理にかかる時間を短縮する効果がある。【０２６８】
また本実施例では、実施例３との対比のため、実施例２の構成を元として、直交入射角の最適化処理として図２６を用いて説明した。しかしながら、実施例１における直交入射角の最適化処理である図６のフローチャートの場合であっても、同様に適用可能である。【０２６９】
このように本実施例によれば、ホログラム記録媒体に対する好適な記録再生を実現できる。【０２７０】
以上の実施例においては、シーク処理が行われると毎回、ｒ軸及びθ軸の移動の最中は偏芯補償制御が動作するとした。しかしながら、シーク処理で毎回、偏芯制御を行わず、例えば数回のシーク処理に１回のみ、偏芯補償制御が行われる動作としてもよい。この場合、実施例１の場合で説明すれば、直交入射角度最適化処理は、偏芯補償制御を行ったシーク処理においてのみ行うことが望ましい。これは、直交入射角度最適化処理が、偏芯補償制御をするが故に発生する課題を解決するものであるためである。【０２７１】
従って本発明は、再生時の偏芯補償制御を伴うホログラムの位置決め動作の後には必ず、直交入射角度を最適値に変更する処理を行うことと言い換えることもできる。なお、実施例３の場合では、以上の説明における直交入射角度最適化処理を参照光角度最適化処理と置き換えればよい。【０２７２】
更に本発明は、記録時には偏芯補償制御を伴うホログラムの位置決め動作のみを行い、再生時の偏芯補償制御を伴うホログラムの位置決め動作の後には必ず、直交入射角度を最適値に変更する処理を行うという特徴がある。即ち、記録時の偏芯補償制御と再生時の偏芯補償制御には差異がある。本発明を用いれば、再生時には回折光を利用してホログラムの回転の影響を判断できることを利用して、直交入射角度を変更してホログラムの回折条件を最適化した上で情報の再生を行うことができる。【０２７３】
以上の実施例においては、ホログラム記録媒体１には角度検出用マークと偏芯検出用マークが異なるマークとして設けられている構成とした。しかし角度検出用マークと偏芯検出用マークを同一のマークで共用化することも可能である。一例として、ホログラム記録媒体には角度検出用マークのみしか存在せず、第一の偏芯検出センサ及び第二の偏芯検出センサが角度検出用マークの内周側もしくは外周側のエッジを用いて検出を行う構成でもよい。【０２７４】
以上の実施例においては偏芯検出用マークＭ２の外周の縁が、偏芯補償制御を行う上で用いられるエッジとなる。偏芯補償制御を行う上で用いられるエッジは、媒体上に設けられた所定マークの内周側のエッジを検出してもよいし、所定マークの外周側のエッジを検出してもよい。【０２７５】
以上の実施例においては偏芯検出用マークＭ２の外周の縁が、偏芯補償制御を行う上で用いられるエッジとなる。この偏芯補償制御で用いられるエッジに関しては、真円度が所定の基準によって管理されていることが好ましい。例えば規格によって真円度が保証されていれば、本発明の偏芯補償制御を用いることによる位置決め性能を保証することができる。【０２７６】
また以上の実施例における第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６からは所定の波長の光が照射され、反射部において反射した光を検出する構成とした。しかし偏芯検出センサは図９（ｂ）で示したように、偏芯検出用マークＭ２との相対位置関係に応じた電圧を出力すればよく、光を照射しないセンサを用いてもよい。例えば、カメラのような受光素子で偏芯検出用マークＭ２を撮影し、撮影された結果から偏芯検出用マークＭ２との相対位置関係に応じた電圧を出力するようなセンサであってもよい。【０２７７】
第一の偏芯検出センサ１５としてカメラを用いる場合、本明細書における「センサ中心」は、カメラが撮影する領域の中心位置を示すものと読み替えることができる。即ち、本明細書における「センサ中心」とは、センサが検出を行う領域の中心位置を示す。また、センサを点Ｓに配置するとは、センサが検出を行う領域の中心位置を点Ｓに一致させることを意味する。【０２７８】
更には、第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６は検出光によって生じた光スポットと偏芯検出用マークＭ２との相対位置関係に応じた電圧を出力する構成として説明したが、例えば相対位置関係に応じた電流を出力する構成でも構わない。即ち、偏芯検出用マークＭ２との相対位置関係に応じた値を出力するセンサであればよい。【０２７９】
なお、以上の実施例では最も好適な構成として、センサを駆動基準位置ｘｙ０に関して直交して配置し、偏芯補償回路４０をＸ軸とＹ軸で独立に構成した。更に、Ｘ軸の制御とＹ軸の制御は、同一の制御信号ＸＹＯＮによって同時に開始される構成とした。しかしながら、別の実現形態も可能である。【０２８０】
例えば、Ｘ軸の制御とＹ軸の制御を同時でなく、交互に行う構成でもよい。この場合には、Ｘ軸の制御とＹ軸の制御を１回ずつ行うだけでは不十分であり、Ｘ軸の制御とＹ軸の制御を複数回、繰り返す動作となる。【０２８１】
また、センサを駆動基準位置ｘｙ０に関して直交した位置に配置せず、例えば図１３（ａ）のように第一の偏芯検出センサ１５の固定位置をＰ１５’とする形態も可能である。この構成の一つの実現形態は、移動ステージ５１の駆動軸を直交させない構成である。上述したように、センサの配置に関する制限は、偏芯検出センサを配置する点である点Ｐ１５及び点Ｐ１６における円Ｃｘｙの接線が、移動ステージ５１の駆動軸と平行であることであった。そのため、例えば、移動ステージ５１のＸ軸が図１３（ａ）におけるＸ’軸である場合にこの制約を満足するには、第一の偏芯検出センサ１５の固定位置はＰ１５’でなければならない。このように、移動ステージ５１の駆動軸を直交させない構成も可能である。【０２８２】
第一の偏芯検出センサ１５の固定位置をＰ１５’とする形態の別の実現形態としては、Ｘ軸の制御系の応答速度とＹ軸の制御系の応答速度に差を付けることである。通常ＸＹステージは片方の可動軸（説明のためＸ軸とする）の機構の上に、他方の可動軸の機構が搭載されている。そのためＸ軸の制御系とＹ軸の制御系を比較したとき、Ｘ軸の制御系にはＹ軸の駆動部（例えばステッピングモータとリードスクリュー）の重量が余分にかかっている。この重量によって、Ｘ軸の制御系の応答速度がＹ軸の制御系の応答速度より遅くなるように設計することが可能である。但しこの場合には機構設計に制約がかかることに加えて、必要以上にＸ軸の応答速度が遅くなる側面があるため、実施例１の構成の方が好適である。【０２８３】
第一の偏芯検出センサ１５の固定位置をＰ１５’とする形態の、更に別の実現形態としては、偏芯補償回路４０においてＸ軸とＹ軸を独立で制御しない構成である。第一の偏芯検出センサ１５の出力電圧と、第二の偏芯検出センサ１６の出力電圧とから、偏芯検出用マークＭ２の幾何学な中心Ｏの位置を計算によって算出することが可能である。偏芯補償回路４０においてはこの算出を行い、その算出量に基づいてＸ軸及びＹ軸を制御する。この構成の場合には、偏芯検出用マークＭ２が完全な円であることを前提とした計算となる。この結果、要求される真円度の精度が上がって、ホログラム記録媒体１の製造コストが高くなる側面がある。このため、実施例１の構成の方が好適である。【０２８４】
以上で説明したように、偏芯補償回路４０の内部の構成や、偏芯補償回路４０に入力される信号を出力する偏芯検出センサの配置に関しては、様々な変形例が考えられる。【０２８５】
以上の実施例における制御器、例えば実施例１におけるスピンドル制御器４２０２、半径位置制御器４４０２、Ｘ軸補償器４００１、Ｙ軸補償器４００３は、例えばデジタルフィルタにより構成できる。デジタルフィルタによりゲインと位相の補償が行われることで、各制御系の安定性が確保される。【０２８６】
なお以上の実施例では、ピックアップ１１ならびにキュア光学系１３から照射される光ビームがホログラム記録媒体の所定の位置に照射されるように制御する機構として、例えば実施例１における半径方向搬送部５２のように、ホログラム記録媒体１を搬送する構成とした。しかし光ビームの照射位置を兼行するための機構としては、これに限定されるものではない。例えば、ホログラム記録媒体は固定されており、ピックアップ１１やキュア光学系１３を搬送する構成であってもよい。この場合、半径方向搬送部５２を用いる必要は無く、移動ステージ５１及び第一の偏芯検出センサ１５及び第二の偏芯検出センサ１６及び回転角度検出センサ１４は位置が固定された部材に対して固定される。 
以上の実施例では参照光の入射角度を変化させて角度多重による記録を行う構成としたが、角度多重以外の多重方法を用いた場合にも、本発明は同様に適用可能である。更に、多重記録を行わないホログラム記録の場合にも、本発明は同様に適用可能である。【０２８７】
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、また上述した変形例の他にも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。【０２８８】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、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。【０２８９】
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】
【０２９０】
１…ホログラム記録媒体
１０…ホログラム記録再生装置
１１…ピックアップ
１４…回転角度検出センサ
１５…第一の偏芯検出センサ
１６…第二の偏芯検出センサ
１７…半径位置検出センサ
２０…第一の入射角度信号生成回路
２１…第一の入射角度制御回路
２３…第二の入射角度信号生成回路
２４…第二の入射角度制御回路
２６…入射角度オフセット出力回路
２７…入射角度オフセット加算器
２８…直交入射角度信号生成回路
２９…直交入射角度制御回路
３１…入射角度エラー信号生成回路
３２…第一の入射角度制御回路
３３…第二の入射角度制御回路
４０…偏芯補償回路
４２…スピンドル制御回路
４４…半径方向搬送制御回路
５０…スピンドルモータ
５１…移動ステージ
５２…半径方向搬送部
８０…コントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図４（ｃ）】
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【図５】
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【図６】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図７（ｃ）】
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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図８（ｃ）】
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【図９】
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【図１０（ａ）】
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【図１０（ｂ）】
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【図１１（ａ）】
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【図１１（ｂ）】
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【図１２（ａ）】
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【図１２（ｂ）】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６（ａ）】
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【図１６（ｂ）】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０（ａ）】
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【図２０（ｂ）】
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【図２１（ａ）】
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【図２１（ｂ）】
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【図２２（ａ）】
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【図２２（ｂ）】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５（ａ）】
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【図２５（ｂ）】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【国際調査報告】
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