(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体であって、
サーボパターンが形成されたサーボ面を有する基板と、
前記基板の前記サーボ面側に積層され、情報を担持する情報光と参照光との干渉によって生じる干渉縞によって、前記情報をホログラムとして記録可能な情報記録層と、
前記サーボパターンとして前記サーボ面のトラック方向に形成され、トラッキングサーボのためのトラッキング情報が記録されたトラッキングサーボ領域と、
前記サーボパターンとして前記サーボ面のトラック方向に形成され、前記情報記録層に前記情報を記録する光情報記録装置から出射される照射光を前記光情報記録媒体の回転に追尾させるために前記照射光が照射される追尾サーボ領域と、を備え、
前記トラッキングサーボ領域と前記追尾サーボ領域は、前記光情報記録媒体の径方向に並列配置されていることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】
前記追尾サーボ領域には、前記情報のシフト多重記録時のシフト距離の間隔で配された複数の追尾用ピットが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項３】
前記トラッキングサーボ領域は、前記光情報記録媒体のトラック方向に延在して波形状に形成され、前記照射光を前記情報記録層の目標位置に位置決めするためのアドレス情報およびクロック情報が記録されたウォブル案内パターンを有することを特徴とする請求項２に記載の光情報記録媒体。
【請求項４】
前記追尾サーボ領域と前記トラッキングサーボ領域は、前記光情報記録媒体の径方向に、前記情報のシフト多重記録時のシフト距離と同一距離の範囲内で並列配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項５】
前記サーボパターンとして前記サーボ面のトラック方向に形成され、前記照射光を前記情報記録層の目標位置に位置決めするためのアドレス情報およびクロック情報が記録されたアドレスサーボ領域をさらに備え、
前記追尾サーボ領域および前記トラッキングサーボ領域と前記アドレスサーボ領域は、前記光情報記録媒体の径方向に並列配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項６】
前記トラッキングサーボ領域は、前記光情報記録媒体のトラック方向に延在して形成された案内パターンを有し、
前記アドレスサーボ領域は、前記アドレス情報および前記クロック情報が記録された複数のアドレス用ピットを有することを特徴とする請求項５に記載の光情報記録媒体。
【請求項７】
前記サーボパターンとして前記サーボ面のトラック方向に形成され、前記照射光を前記情報記録層の目標位置に位置決めするためのアドレス情報およびクロック情報が記録されたアドレスサーボ領域をさらに備え、
前記トラッキングサーボ領域は、前記アドレス情報および前記クロック情報が記録され、
前記追尾サーボ領域および前記トラッキングサーボ領域と前記アドレスサーボ領域は、前記光情報記録媒体の径方向に並列配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【請求項８】
前記トラッキングサーボ領域は、前記光情報記録媒体のトラック方向に延在して波形状に形成され、前記アドレス情報および前記クロック情報が記録されたウォブル案内パターンを有し、
前記アドレスサーボ領域は、前記アドレス情報および前記クロック情報が記録された複数のアドレス用ピットを有することを特徴とする請求項７に記載の光情報記録媒体。
【請求項９】
前記追尾サーボ領域と前記トラッキングサーボ領域と前記アドレスサーボ領域は、前記光情報記録媒体の径方向に、前記情報のシフト多重記録時のシフト距離と同一距離の範囲内で並列配置されていることを特徴とする請求項５に記載の光情報記録媒体。
【請求項１０】
光情報記録媒体を回転させるためのモータと、
記録用照射光を出射する記録用光源と、
サーボ用照射光を出射するサーボ用光源と、
前記記録用照射光を、情報を担持する情報光と参照光に変換する空間光変調器と、
前記サーボ用照射光を回折して、少なくとも第１の回折光と第２の回折光に分割する回折光学素子と、
サーボパターンが形成されたサーボ面を有する基板と、前記基板の前記サーボ面側に積層され、情報を担持する情報光と参照光との干渉によって生じる干渉縞によって、前記情報をホログラムとして記録可能な情報記録層と、前記サーボパターンとして前記サーボ面のトラック方向に形成され、トラッキングサーボのためのトラッキング情報が記録されたトラッキングサーボ領域と、前記サーボパターンとして前記サーボ面のトラック方向に形成され、照射光を前記光情報記録媒体の回転に追尾させるために前記照射光が照射される追尾サーボ領域と、を備えた光情報記録媒体であって、前記トラッキングサーボ領域と前記追尾サーボ領域は、前記光情報記録媒体の径方向に並列配置された前記光情報記録媒体に、前記情報光と前記参照光とを集光させるとともに、前記第1の回折光を前記追尾サーボ領域に集光させ、前記第２の回折光を前記トラッキングサーボ領域に集光させる集光部と、
前記第1の回折光の前記追尾サーボ領域からの反射光である第1の反射光と、前記第２の回折光の前記トラッキングサーボ領域からの反射光である第２の反射光とを検出するサーボ用光検出器と、
前記集光部を移動して、前記第１の回折光と前記第２の回折光の前記光情報記録媒体への照射位置を移動させる照射位置移動部と、
前記サーボ用光検出器によって検出された前記第1の反射光に基づいて、前記光情報記録媒体の回転に追従して前記第1の回折光と前記第２の回折光の照射位置を移動させて前記光情報記録媒体の回転と前記照射位置の移動の相対速度が略０になるように前記照射位置移動部を制御する追尾サーボを実行し、前記追尾サーボの実行中に、前記記録用照射光を出射するように前記記録用光源を制御する追尾制御部と、
を備えたことを特徴とする光情報記録装置。
【請求項１１】
前記光情報記録媒体のトラック方向に延在して波形状に形成され、前記照射光を前記情報記録層の目標位置に位置決めするためのアドレス情報およびクロック情報が記録されたウォブル案内パターンが形成された前記トラッキングサーボ領域からの前記第２の反射光に基づいて、前記目標位置の前記アドレス情報を読み取って位置決め制御を行うとともに、トラッキングサーボを行うトラッキング制御部、を更に備えたことを特徴とする請求項１０に記載の光情報記録装置。
【請求項１２】
トラッキングサーボを行うトラッキング制御部を更に備え、
前記回折光学素子は、前記サーボ用照射光を回折して、少なくとも前記第１の回折光と前記第２の回折光と第３の回折光に分割し、
前記集光部は、前記情報記録層と、前記追尾サーボ領域と、前記トラッキングサーボ領域と、前記サーボパターンとして前記サーボ面のトラック方向に形成され、前記照射光を前記情報記録層の目標位置に位置決めするためのアドレス情報およびクロック情報が記録されたアドレスサーボ領域とを備えた光情報記録媒体であって、前記追尾サーボ領域と前記トラッキングサーボ領域と前記アドレスサーボ領域が径方向に並列配置された前記光情報記録媒体に前記情報光と前記参照光とを集光させるとともに、前記第1の回折光を前記追尾サーボ領域に集光させ、前記第２の回折光を前記トラッキングサーボ領域に集光させ、前記第３の回折光を前記アドレスサーボ領域に集光させ、
前記サーボ用光検出器は、前記第1の反射光と、前記第２の反射光と、前記第３の回折光の前記アドレスサーボ領域からの反射光である第３の反射光とを検出し、
前記トラッキング制御部は、前記第３の反射光に基づいて前記目標位置の前記アドレス情報を読み取って位置決め制御を行うことを特徴とする請求項１０に記載の光情報記録装置。
【請求項１３】
前記トラッキング制御部は、前記追尾制御部による前記追尾サーボの実行中の期間と前記追尾サーボを実行していない期間とで、トラッキングサーボの方式を切り換えることを特徴とする請求項１２に記載の光情報記録装置。
【請求項１４】
前記トラッキング制御部は、前記追尾制御部による前記追尾サーボの実行中の期間では、前記光情報記録媒体のトラック方向に延在して形成された案内パターンを有する前記トラッキングサーボ領域からの前記第２の反射光に基づいてトラッキングサーボを行い、前記追尾サーボを実行していない期間では、複数のアドレス用ピットが形成された前記アドレスサーボ領域からの前記第３の反射光に基づいてトラッキングサーボを行うことを特徴とする請求項１３に記載の光情報記録装置。
【請求項１５】
前記サーボ用光検出器は、前記第１の反射光を受光する第１の受光部と、前記第２の反射光を受光する複数面に分割された第２の受光部と、前記第３の反射光を受光する複数面に分割された第３の受光部を備え、
前記トラッキング制御部は、前記追尾制御部による前記追尾サーボの実行中の期間では、前記第２の受光部で複数に分割されて受光した前記第２の反射光から変換された信号によりプッシュプル法によるトラッキングサーボを行い、前記追尾サーボを実行していない期間では、前記第３の受光部で複数に分割されて受光した前記第３の反射光から変換された信号によりＤＰＤ（Differential Phase Detection）法によるトラッキングサーボを行うことを特徴とする請求項１４に記載の光情報記録装置。
【請求項１６】
トラッキングサーボを行うトラッキング制御部を更に備え、
前記回折光学素子は、前記サーボ用照射光を回折して、少なくとも前記第１の回折光と前記第２の回折光と第３の回折光に分割し、
前記集光部は、前記情報記録層と、前記追尾サーボ領域と、前記サーボパターンとして前記サーボ面のトラック方向に形成され、前記照射光を前記情報記録層の目標位置に位置決めするためのアドレス情報およびクロック情報が記録された前記トラッキングサーボ領域と、前記サーボパターンとして前記サーボ面のトラック方向に形成され、前記アドレス情報および前記クロック情報が記録されたアドレスサーボ領域とを備えた光情報記録媒体であって、前記追尾サーボ領域と前記トラッキングサーボ領域と前記アドレスサーボ領域が径方向に並列配置された前記光情報記録媒体に前記情報光と前記参照光とを集光させるとともに、前記第1の回折光を前記追尾サーボ領域に集光させ、前記第２の回折光を前記トラッキングサーボ領域に集光させ、前記第３の回折光を前記アドレスサーボ領域に集光させ、
前記サーボ用光検出器は、前記第1の反射光と、前記第２の反射光と、前記アドレスサーボ領域からの前記第３の回折光の反射光である第３の反射光とを検出し、
前記トラッキング制御部は、前記第２の反射光または前記第３の反射光に基づいて目標位置の前記アドレス情報を読み取って位置決め制御を行うことを特徴とする請求項１０に記載の光情報記録装置。
【請求項１７】
前記追尾制御部は、前記サーボ用光検出器によって、前記追尾サーボ領域に配された複数の追尾用ピットの端部からの前記第1の反射光を検出した時に前記追尾サーボを実行することを特徴とすることを特徴とする請求項１０に記載の光情報記録装置。
【請求項１８】
前記追尾制御部は、前記サーボ用光検出器により検出された前記第1の反射光を変換した電気信号の交流成分である追尾信号が略０になった場合に、前記追尾用ピットの端部からの前記第1の反射光を検出したと判断し、前記追尾信号が略０になるように前記追尾サーボを実行することを特徴とすることを特徴とする請求項１７に記載の光情報記録装置。
【請求項１９】
記録用光源から記録用照射光を出射する工程と、
サーボ用光源からサーボ用照射光を出射する工程と、
前記記録用照射光を、情報を担持する情報光と参照光に変換する工程と、
前記サーボ用照射光を回折して、少なくとも第１の回折光と第２の回折光に分割する工程と、
サーボパターンが形成されたサーボ面を有する基板と、前記基板の前記サーボ面側に積層され、情報を担持する情報光と参照光との干渉によって生じる干渉縞によって、前記情報をホログラムとして記録可能な情報記録層と、前記サーボパターンとして前記サーボ面のトラック方向に形成され、トラッキングサーボのためのトラッキング情報が記録されたトラッキングサーボ領域と、前記サーボパターンとして前記サーボ面のトラック方向に形成され、照射光を前記光情報記録媒体の回転に追尾させるために前記照射光が照射される追尾サーボ領域と、を備えた光情報記録媒体であって、前記トラッキングサーボ領域と前記追尾サーボ領域は、前記光情報記録媒体の径方向に並列配置された前記光情報記録媒体に、前記情報光と前記参照光とを集光部によって集光させるとともに、前記第1の回折光を集光部によって前記追尾サーボ領域に集光させ、前記第２の回折光を集光部によって前記トラッキングサーボ領域に集光させる工程と、
前記第1の回折光の前記追尾サーボ領域からの反射光である第1の反射光と、前記第２の回折光の前記トラッキングサーボ領域からの反射光である第２の反射光とを、サーボ用光検出器によって検出する工程と、
照射位置移動部によって前記集光部を移動して、前記第１の回折光と前記第２の回折光の前記光情報記録媒体への照射位置を移動させる工程と、
前記サーボ用光検出器によって検出された前記第1の反射光に基づいて、前記光情報記録媒体の回転に追従して前記第1の回折光と前記第２の回折光の照射位置を移動させて前記光情報記録媒体の回転と前記照射位置の移動の相対速度が略０になるように前記照射位置移動部を制御する追尾サーボを実行し、前記追尾サーボの実行中に、前記記録用照射光を出射するように前記記録用光源を制御する工程と、
を含むことを特徴とする光情報記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報をホログラムとして記録した光情報記録媒体、このような光情報記録媒体に情報をホログラムとして記録する光情報記録装置および光情報記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ホログラフィを用いた体積記録型の高密度光ディスク（以下、「ホログラフィック光ディスク」という。）およびホログラフィック光ディスクの記録再生装置の開発が実用化に向けて行われている。ホログラフィック光ディスクの記録方式は、イメージを担持する情報光と記録用の参照光を感光材料中で干渉させることで情報を記録するものであり、液晶素子やデジタル・マイクロミラー・デバイス等の空間光変調器によりデジタル符号化された２次元イメージを一括記録する。情報は、情報記録層の厚み方向への記録が可能な３次元記録であり、かつ情報記録層の同一位置または重なり合う位置に、情報を多重記録することができる。このため、ＨＤ  ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ等に代表される平面内に記録する現行の光ディスクの記録方式より格段の大容量化を図ることができる。また、情報の再生は２次元イメージ単位で読み出すことができるため、情報の高い転送速度が可能となるという利点を有している。
【０００３】
ホログラフィ光ディスクの記録再生装置に関しては、従来から種々の技術が開発されている。このような技術の中で、情報光と参照光を同軸上に配置したコリニア・ホログラム記録方式がＨＤ  ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙの光ディスク記録再生装置の後継として脚光を浴びている。
【０００４】
コリニア・ホログラム記録方式の技術は、例えば、下記の非特許文献１、非特許文献２および特許文献１等に開示されている。コリニア・ホログラム記録方式は、記録再生用サーザとして緑色あるいは青紫色レーザ光を空間光変調器で光強度変調して情報光と参照光を生成し、対物レンズで情報光と参照光を光ディスクの情報記録層に集光する。そして、情報記録層中で情報光と参照光とを重ね合わせて干渉縞パターンを生成し、この干渉縞パターンを情報記録層中に固定することにより、情報をホログラムとして記録する方式である。
【０００５】
このコリニア・ホログラム記録方式では、多重記録方式として、ホログラフィック光ディスクを回転駆動させて、即ち、ホログラフィック光ディスクの位置をシフトさせながら記録するシフト多重記録方式を採用している。また、ホログラフィック光ディスクの情報を再生する場合には、再生用の参照光のみを対物レンズで情報記録層に集光させて、情報記録層中の干渉縞パターンからの回折光をＣＭＯＳまたはＣＣＤ固体撮像素子で受光し、受光した２次元イメージを復号化処理することにより行われる。
【０００６】
ホログラフィック光ディスクに対するフォーカシング・サーボおよびトラッキングサーボには、記録再生用レーザ光（緑色あるいは青紫色レーザ光）とは波長の異なる赤色レーザ光を使用し、サーボ方式は、ＨＤ  ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ等の現行の光ディスク記録再生方式と同様に行われる。
【０００７】
このようなホログラフィック光ディスクの記録再生装置では、従来の光ディスク技術を流用する場合において、記録時に高速なディスク回転ができず、このため記録動作から再生動作に移行する際にオーバーヘッド時間を要し、高速なシークタイムを実現できないという問題がある。
【０００８】
すなわち、情報光と参照光により情報記録層に屈折率変調を書き込むには所定の露光時間が必要である。このため、光ディスクを高速回転させながら情報を記録すると露光位置が移動してしまい、先鋭な干渉縞パターンを形成することができない。ホログラム記録は空間分解能が高い感光材料を用いて微細な屈折率変調を書き込む方式であるため、露光中の位置ずれはシステム構築上極めて深刻な問題となる。
【０００９】
露光中の位置ずれを回避するために、光ディスクを低速で回転した場合には、記録動作から再生動作に移行する際に高速アクセスを実現できないという問題が生じる。
【００１０】
このため、特許文献２には、照射光をホログラフィック光ディスクの回転に追従させる追尾機構を導入し、露光中、光ディスクとの相対速度が０となるように、情報光と参照光をディスク回転に追尾させながら照射する技術が開示されている。
【００１１】
この従来技術は、記録再生用のレーザ光とサーボ用のレーザ光を同一面に集光する構成であり、光ディスクには、アドレスサーボ用ピット、情報記録領域、追尾に使用するロックアップピットが同一トラック上に間歇的に配置されている。そして、サーボ用のレーザ光がロックアップピットに追尾するように照射することで、ディスク移動量を検値し、その値から記録再生用レーザ光を移動させてホログラム記録を行っている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−２６５４７２号公報
【特許文献２】特開２００３−８５７６８号公報
【非特許文献１】“Advanced Collinear Holography”, Optical Review, Vol.12, No.2,90-92 (2005).
【非特許文献２】“A Novel Collinear Optical Setup for Holographic Data Storage System”, Proceedings of SPIE of Optical Data Storage 2004, pp.297-303 (2004).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、この特許文献２に開示されている技術では、記録位置に応じて追尾用レーザ光源の位置をコリメータレンズの光軸から順次変位させている。すなわち、光源自体を機械的に駆動させており、光源の取付け精度は高精度である必要があるため、追尾の精度が低下し、装置を実用化することが困難であるという問題がある。
【００１４】
また、この従来技術では、追尾中は記録用光ビームの移動と光ディスクの回転の相対速度が０になるため、追尾させながら正確なトラッキングサーボを行うことは困難であり、追尾サーボは可能であっても正確なトラッキングサーボを行うことができず、目標となる記録位置に対する高精度な位置決めを行いことが困難であるという問題がある。
【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、追尾サーボとトラッキングサーボをともに正確に行うことができ、目標となる記録位置に対する高精度に位置決めを行って、情報をホログラムとして高品質に記録することができる光情報記録媒体、光情報記録装置および光情報記録方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、光情報記録媒体であって、サーボパターンが形成されたサーボ面を有する基板と、前記基板の前記サーボ面側に積層され、情報を担持する情報光と参照光との干渉によって生じる干渉縞によって、前記情報をホログラムとして記録可能な情報記録層と、前記サーボパターンとして前記サーボ面のトラック方向に形成され、トラッキングサーボのためのトラッキング情報が記録されたトラッキングサーボ領域と、前記サーボパターンとして前記サーボ面のトラック方向に形成され、前記情報記録層に前記情報を記録する光情報記録装置から出射される照射光を前記光情報記録媒体の回転に追尾させるために前記照射光が照射される追尾サーボ領域と、を備え、前記トラッキングサーボ領域と前記追尾サーボ領域は、前記光情報記録媒体の径方向に並列配置されていることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、光情報記録媒体を回転させるためのモータと、記録用照射光を出射する記録用光源と、サーボ用照射光を出射するサーボ用光源と、前記記録用照射光を、情報を担持する情報光と参照光に変換する空間光変調器と、前記サーボ用照射光を回折して、少なくとも第１の回折光と第２の回折光に分割する回折光学素子と、サーボパターンが形成されたサーボ面を有する基板と、前記基板の前記サーボ面側に積層され、情報を担持する情報光と参照光との干渉によって生じる干渉縞によって、前記情報をホログラムとして記録可能な情報記録層と、前記サーボパターンとして前記サーボ面のトラック方向に形成され、トラッキングサーボのためのトラッキング情報が記録されたトラッキングサーボ領域と、前記サーボパターンとして前記サーボ面のトラック方向に形成され、照射光を前記光情報記録媒体の回転に追尾させるために前記照射光が照射される追尾サーボ領域と、を備えた光情報記録媒体であって、前記トラッキングサーボ領域と前記追尾サーボ領域は、前記光情報記録媒体の径方向に並列配置された前記光情報記録媒体に、前記情報光と前記参照光とを集光させるとともに、前記第1の回折光を前記追尾サーボ領域に集光させ、前記第２の回折光を前記トラッキングサーボ領域に集光させる集光部と、前記第1の回折光の前記追尾サーボ領域からの反射光である第1の反射光と、前記第２の回折光の前記トラッキングサーボ領域からの反射光である第２の反射光とを検出するサーボ用光検出器と、前記集光部を移動して、前記第１の回折光と前記第２の回折光の前記光情報記録媒体への照射位置を移動させる照射位置移動部と、前記サーボ用光検出器によって検出された前記第1の反射光に基づいて、前記光情報記録媒体の回転に追従して前記第1の回折光と前記第２の回折光の照射位置を移動させて前記光情報記録媒体の回転と前記照射位置の移動の相対速度が略０になるように前記照射位置移動部を制御する追尾サーボを実行し、前記追尾サーボの実行中に、前記記録用照射光を出射するように前記記録用光源を制御する追尾制御部と、を備えたことを特徴とする光情報記録装置である。
また、本発明は、上記光情報記録装置で実行される光情報記録方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、サーボ用照射光から回折された第１の回折光の追尾サーボ領域への照射と第２の回折光のトラッキングサーボ領域への照射を同時に行うことができ、追尾サーボとトラッキングサーボをともに正確に行って、目標位置に対する高精度な位置決めを可能とし、高品質なホログラム記録を実現することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光情報記録媒体、光情報記録装置および光情報記録方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１にかかる光情報記録媒体であるホログラフィック光ディスクについて説明する。ホログラフィック光ディスクは、情報光と参照光の干渉によって生成される光の明暗からなる干渉縞パターンをホログラムとして記録可能な記録媒体である。図１は、実施の形態１にかかるホログラフィック光ディスクの断面図である。本実施の形態のホログラフィック光ディスクは、図１に示すように、ポリカーボネート製の基板１０１上に、透明なギャップ層１０３と、ダイクロックミラー層１０４と、透明なギャップ層１０５と、情報記録層としてのホログラム記録媒体層１０６と、保護層１０７が積層された構造となっている。そして、基板１０１のホログラム記録媒体層１０６側の面に、フォーカシングサーボ、トラッキングサーボ、追尾サーボの各サーボ用の案内溝（または凸部、以降溝または凸部を「パターン」と呼ぶ）やピットが形成されたサーボ面１０２が形成された構造となっている。
【００２１】
また、図１では、第１の波長のサーボ用レーザ光１０８が対物レンズ３１０によってサーボ面に集光し、第１の波長と異なる第２の波長の記録再生用レーザ光１０９が対物レンズ３１０によってダイクロックミラー層１０４に集光した状態を示している。
【００２２】
ここで、本実施の形態では、第１の波長のサーボ用レーザ光１０８としては、波長６５０ｎｍ帯もしくは７８０ｎｍ帯の赤色レーザ光や赤外レーザを用い、第２の波長の記録再生用レーザ光１０９としては、入手可能な半導体レーザやホログラム記録媒体層の設計自由度の観点から波長４０５ｎｍ帯の青紫色レーザ光を用いるものとする。このほか、記録再生用レーザ光１０９として、波長５３２ｎｍ帯の緑色レーザ光を用いてもよい。
【００２３】
透明なギャップ層１０３，１０５は、サーボ用レーザ光１０８と記録再生用レーザ光１０９を透過する。ギャップ層１０３は、ＵＶレンジ等の材料を基板１０１上にスピンコート等によって塗布して形成され、ギャップ層１０５は、ＵＶレンジ等の材料をダイクロックミラー層１０４上にスピンコート等によって塗布して形成される。ギャップ層１０３，１０５は、ホログラム記録媒体層１０６とサーボ面との間にギャップを設けて、ホログラム記録媒体層１０６において、情報光と参照光との干渉領域をある程度の大きさに形成して、生成されるホログラムの大きさを調整するために設けられている。
【００２４】
ダイクロックミラー層１０４は、波長分離フィルターをギャップ層１０３，１０５上に誘電体多層膜コーティング（スパッタリング）することによって形成されている。このダイクロックミラー層１０４は、サーボ用レーザ光１０８を透過する一方、記録再生用レーザ光１０９を反射する性質を有している。このため、記録再生用レーザ光１０９の情報光と参照光がホログラム記録媒体層１０６内で干渉して情報をホログラムとして記録されるようになっている。
【００２５】
ホログラム記録媒体層１０６は、記録再生用レーザ光の情報光と参照光とを干渉させてホログラムが形成される層である。ホログラム記録媒体層１０６の材料としては、第２の波長の記録再生用レーザ光１０９で感光し、かつ第１の波長のサーボ用レーザ光１０８では感光しない記録媒体、例えば、フォトポリマーが使用される。フォトポリマーは、重合性化合物（モノマー）の光重合を利用した感光材料であり、主成分としてモノマー、光重合開始剤、及び記録前後での体積保持の役割を担う多孔質状のマトリクスを含有するのが一般的である。また、ホログラム記録媒体の膜厚は、信号再生に十分な回折効率を得るために数１００μｍ程度とする。
【００２６】
ホログラム記録媒体層１０６へのホログラム記録は、次のように行われる。まず、情報光と参照光をホログラム記録媒体中で重ね合わせて干渉縞を形成する。この時、フォトポリマー中の光重合開始剤がフォトンを吸収して活性化し、干渉縞明部のモノマーの重合を発動・促進させる。モノマーの重合が進行して干渉縞明部に存在するモノマーが消費されると、干渉縞暗部から明部にモノマーが移動供給され、結果、干渉縞パターンの明部と暗部に密度差が生じる。これにより、干渉縞パターンの強度分布に応じた屈折率変調が形成されホログラム記録が行われる。
【００２７】
サーボ用レーザ光１０８は、対物レンズ３１０によりサーボ面１０２に集光される。また、記録再生用レーザ光１０９は対物レンズ３１０によりダイクロイックミラー層１０４に集光される。対物レンズ３１０は、サーボ制御に対する負荷を軽減するために両面非球面の単玉レンズにして軽量化を図っている。また、対物レンズ３１０は、サーボ用レーザ光１０８の波長と記録再生用レーザ光１０９の波長の二つの波長に最適化させるため、レーザ光入射側の面に回折格子３１１を掘り込んで色収差補正をしたハイブリッド対物レンズを用いている。記録再生用レーザ光１０９は、回折格子３１１により回折された０次光を用い、サーボ用レーザ光１０８は、回折格子３１１により回折された１次光を用いて集光するように構成している。このような構成は、現行のＤＶＤ／ＣＤ互換レンズに使用されている技術を流用することにより容易に実現することができる。また、サーボ用レーザ光１０８と記録再生用レーザ光１０９とで異なる対物レンズ開口数とする場合には、波長選択フィルタによる開口制限フィルタを対物レンズ３１０の直前に設置すればよい。
【００２８】
次に、サーボ面１０２の詳細について説明する。図２は、実施の形態１にかかるサーボ面１０２の構造を示す模式図である。図２では、図１で示したサーボ面１０２をトラックを含む断面図で示している。
【００２９】
サーボ面１０２は、図２に示すように、トラッキングサーボに使用されるトラッキングサーボ領域としてのウォブル連続案内パターン２０２のトラックと、追尾サーボに使用されるピット列２０３のトラックをホログラフィック光ディスクの径方向に並列配置して、この２トラックを一単位として径方向に配列されている。ウォブル連続案内パターン２０２とピット列２０３の２トラックの一単位は内周側を始点、外周側を終点として、らせん状に設けられている。
【００３０】
追尾用のピット列２０３は、ホログラムをシフト多重記録する際のシフト距離を一周期２０６として複数のピットが配されて単周期ピット列となっている。
【００３１】
トラッキング用のウォブル連続案内パターン２０２は、径方向にわずかに正弦波形状に蛇行して形成されており、トラック方向に延在して設けられている。この蛇行部分であるウォブルにアドレス信号及び各種動作タイミングの基本となる基本クロック情報等が埋め込まれている。
【００３２】
ウォブル連続案内パターン２０２のパターン深さ（または高さ）は、トラッキング誤差信号であるプッシュプル信号の信号振幅が最大になるλ／８／ｎ程度にすることが好ましい。ここで、λはサーボ用レーザ波長、ｎは基板屈折率である。ＤＶＤ−ＲＡＭなどのランド・グルーブ記録方式の記録媒体では、記録マークの隣接クロストークまでを考慮して溝深さ（または高さ）をλ／６／ｎ程度に設定しているが、本実施の形態では、サーボ用信号のみに特化したサーボ面であるため、パターン深さ（または高さ）はλ／８／ｎ程度とするのが好ましい。
【００３３】
また、ディスク径方向に隣り合うウォブル連続案内パターン２０２の間の距離２０７も、シフト多重記録する際のシフト距離と同一距離とし、かかるシフト距離の範囲内で、ウォブル連続案内パターン２０２のトラックと追尾用のピット列２０３のトラックが並列配置されるように構成している。なお、シフト距離は隣接したホログラムからのクロストークを十分に低減できる距離にする必要があり、少なくとも３μm程度以上は必要である。この距離は、例えばＤＶＤ−ＲＯＭのトラックピッチ０．７４μmと比較すると十分広い距離であるため、この距離の範囲のスペースにサーボ信号、アドレス信号、ディスク情報等の様々なプリフォーマット信号を埋め込めることが可能である。本実施の形態では、この広いスペースを積極的に活用し、トラッキング用のウォブル連続案内パターン２０２、追尾用のピット列２０３を光ディスクの径方向に並列配置し、１トラック上に種々のプリフォーマット信号を間歇的に直列配置する構成としている。
【００３４】
また、情報光と参照光によりホログラム記録媒体層１０６中に屈折率変調を記録する場合には、所定の露光時間が必要である。このため、ホログラフィック光ディスクを高速回転させながら記録すると露光位置が移動してしまい先鋭な干渉縞を形成することが困難となる。ホログラム記録は、空間分解能が高い感光材料を用いて微細な屈折率変調を書き込む方式であるため、露光中の位置ずれはシステム構築上極めて深刻な問題となる。
【００３５】
ここで、図１６は、露光している時間内の許容位置ずれ、即ち、ディスク回転に伴う位置ずれを1μmとした場合における、対物レンズの出射パワーに対する許容可能なディスク回転数の関係を示す説明図である。露光に必要なエネルギーは記録媒体に依存するが、図１６では、５μJとし、ディスク上でのレーザ光の照射位置を半径４０ｍｍして計算した結果である。光ディスク記録再生装置が民生品として流通することを考慮すると、記録再生用レーザ光としては、小型で低消費電力の半導体レーザを使用することが望ましい。記録再生用レーザ光として半導体レーザを想定し、対物レンズの出射パワーを妥当な値として１００ｍＷとした場合、図１６からわかるように、許容可能なディスク回転数はおよそ４．８ｒｐｍとなり、極めて低速な回転になってしまう。このような低速回転の場合、記録動作から再生動作に移行する際に高速アクセスを実現できない。
【００３６】
このため、本実施の形態にかかるホログラフィック光ディスクでは、上述したようにトラッキング用のウォブル連続案内パターン２０２のトラックと追尾用のピット列２０３のトラックとをディスク径方向に並列配置して、光ディスク記録再生装置からの照射光のトラッキング用ウォブル連続案内パターン２０２への照射と、照射光の追尾用のピット列２０３への照射を同時に行うことを可能として、光ディスク記録再生装置によって追尾サーボを実行しながらホログラム記録を行っている。ここで、追尾サーボとは、ホログラフィック光ディスク３３０の回転に追従して回折光２０４、２０５および記録再生用レーザ光１０９の照射位置を移動させてホログラフィック光ディスク３３０の回転と回折光２０４、２０５および記録再生用レーザ光１０９の照射位置の移動の相対速度が略０になるように照射位置の制御を行うことである。ここで「相対速度が略０」とは、相対速度がホログラム記録媒体層１０６への記録に対する許容値以下であることを意味し、以下特に注記しない限り同様の意味を指す。
【００３７】
フォーカシングサーボ、トラッキングサーボ、追尾サーボは、後述するように、サーボ用レーザ光１０８を回折格子により＋１次光である回折光２０４と−１次光である回折光２０５に分割し、回折光２０４をトラッキング用のウォブル連続案内パターン２０２に、回折光２０５を追尾用のピット列２０３に同時にそれぞれ照射することによって行う。また、追尾用のピット列２０３は、ディスク回転に追従する追尾サーボが行われて各ピットの端部にサーボ用レーザ光の回折光２０５が到達した場合に、ホログラム記録媒体層１０６へのホログラム記録を行うようになっている。ここで、「各ピットの端部にサーボ用レーザ光の回折光２０５が到達した場合」とは、回折光２０５がサーボ面１０２を照射した際の照射エリアの中心が、各ピットの端部に到達した場合を意味する。
【００３８】
次に、実施の形態１にかかるホログラフィック光ディスクの記録再生装置について説明する。本実施の形態にかかる光ディスク記録再生装置は、図１および２に示した構造のホログラフィック光ディスクの記録再生を行うものであり、ホログラム記録の方式として、情報光と参照光を同軸上に配置したコリニア・ホログラム記録方式を採用している。図３は、実施の形態１にかかるホログラフィック光ディスク記録再生装置の光学系の構成を示す模式図である。
【００３９】
本実施の形態にかかる光ディスク記録再生装置は、その光学系として図３に示すように、記録再生用レーザ光を出射する記録再生用半導体レーザ３０１と、サーボ用レーザ光を出射するサーボ用半導体レーザ３１５と、コリメータレンズ３０２ａ、３０２ｂと、外部共振器用回折格子３０３と、空間光変調器３０４と、空間フィルタ３０５と、偏光ビームスプリッタ３０６ａ、３０６ｂ、回折格子３１６と、ビームスプリッタ３１７と、ダイクロックプリズム３０７と、１／４波長板３０８と、立ち上げミラー３０９と、対物レンズ３１０と、集光レンズ３１３ａ，３１３ｂ、３１３ｃと、シリンドリカルレンズ３１８と、光検出器３１９，３２０と、ＣＭＯＳ型固体撮像素子３１４とを備えた構成となっている。なお、図３では、サーボ機構の一部として、アクチュエータ３１２と追尾アクチュエータ３４０も図示している。アクチュエータ３１２と追尾アクチュエータ３４０については後述する。
【００４０】
まず、記録再生用の光学系について説明する。記録再生用半導体レーザ３０１は、第２の波長としての波長４０５ｎｍ帯の青紫色レーザ光を記録再生用レーザ光として出射するものである。記録再生用半導体レーザ３０１から出射した直線偏光のレーザ光はコリメータレンズ３０２ａにより発散光束から平行光束に変換される。半導体レーザ３０１は、稼動温度や注入電流の変化により発振波長が変動するモードホッピング特性があるが、波長シフトに対するマージンが極めて厳しいホログラフィック光ディスクにとっては好ましい特性ではない。このため、本実施の形態では、コリメータレンズ３０２の直後に外部共振器用回折格子３０３を配置し、回折格子３０３での回折光をレーザ素子に帰還させて共振器を構成し、所望の波長で発振させる構成としている。本実施の形態では、簡便なＬｉｔｔｒｏｗ型共振器を使用し、１次回折光をレーザ素子に帰還させ、波長安定化した０次回折光を取り出して利用している。なお、外部共振器用回折格子３０３としては、Ｌｉｔｔｒｏｗ型共振器の他Ｌｉｔｔｍａｎ型共振器を用いてもよい。なお、将来的に、波長シフトが殆どなく、かつコヒーレンス長が長いＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ−Ｆｅｅｄ−Ｂａｃｋ）レーザが実用化された場合には、半導体レーザ３０１としてＤＦＢレーザを使用することにより外部共振器用回折格子３０３を設ける必要がなくなる。
【００４１】
外部共振器用回折格子３０３から出射された記録再生用レーザ光の０次光は空間光変調器３０４に入射し、空間光変調器３０４によって光強度変調を受けて参照光と情報光に変換されて出射される。空間光変調器３０４としては液晶素子を用いる他、デジタル・マイクロミラー・デバイスや、応答速度が数１０μｓ等のように応答速度が速い強誘電性液晶等を用いることも可能である。
【００４２】
図４−１および図４−２は、空間光変調器３０４による参照光と情報光の変調パターンを示す説明図である。図４−１は記録用のパターンであり、図４−２は再生用のパターンである。
【００４３】
情報光は、記録すべき情報をデジタル符号化してエラー訂正符号を織り込んだ２値化パターンの情報を担持する光である。情報光領域のデータ量は、空間光変調器、受光撮像素子の画素数や符号化方式に依存するが、１フレーム当たり約１０〜２０ｋｂｉｔ程度である。なお、本実施の形態では、記録すべき情報として、「０」，「１」の２値パターンを想定しているが、この他、多値パターンとすることもできる。この場合には、１フレーム当たりのデータ量を飛躍的に向上させることができる。
【００４４】
空間フィルタ３０５は、レンズ２枚とピンホールで構成されており、空間光変調器３０４から出射した参照光と情報光を入射して、入射した参照光と情報光から不要な高次回折光を除去して出射する。
【００４５】
空間フィルタ３０５により不要な高次回折光が除去されて出射された情報光と参照光は、偏光ビームスプリッタ３０６ａとダイクロイックプリズム３０７とをそれぞれ透過して、１／４波長板３０８により円偏光に変換された後、立上げミラー３０９で反射されて、対物レンズ３１０によりホログラフィック光ディスク３３０に収束して照射される。
【００４６】
ホログラフィック光ディスク３３０で反射された情報光と参照光は、対物レンズ３１０を往路とは逆方向に進行し、１／４波長板３０８により往路の直線偏光と直交する直線偏光に変換される。直線偏光に変換された反射光は、偏光ビームスプリッタ３０６ａで反射され、集光レンズ３１３ｃで集光された後、ＣＭＯＳ型固体撮像素子３１４で２次元イメージとして受光される。
【００４７】
次に、サーボ用の光学系について説明する。ここで、本実施の形態では、サーボ制御として、フォーカシングサーボ、トラッキングサーボおよび追尾サーボを行っている。
【００４８】
サーボ用半導体レーザ３１５は、第１の波長としての波長６５０ｎｍ帯もしくは７８０ｎｍ帯の赤色レーザ光や赤外レーザを出射するものである。サーボ用半導体レーザ３１５から出射した直線偏光のレーザ光は、コリメータレンズ３０２ｂにより発散光束から平行光束に変換される。そしてこの平行光束は、偏光ビームスプリッタ３０６ｂを透過し、回折格子３１６に入射して回折され、０次光と±１次光の３つの回折光に分割される。そして、この３つの回折光のうち、＋１次光が上述した回折光２０４としてホログラフィック光ディスク３３０のサーボ面１０２のウォブル連続案内パターン２０２に照射され、−１次光が回折光２０５として追尾用のピット列２０３に照射されることになる。
【００４９】
回折格子３１６としては、一般的な格子断面形状が矩形の回折格子を用い、回折効率が所望の値となるように格子パターン深さ（または高さ）が設計されている。なお、図３では、説明の都合上、回折格子３１６からの３つの回折光を１本の光束で示している。また、回折格子３１６を偏光回折格子とすれば往路のみ回折させることができ、光利用効率を向上させることが可能である。
【００５０】
回折格子３１６で分割された３つの回折光は、ダイクロイックプリズム３０７で反射され、１／４波長板３０８により円偏光に偏光された後、立上げミラー３０９で反射されて、対物レンズ３１０によりホログラフィック光ディスク３３０のサーボ面１０２に収束して照射される。ここで、１／４波長板３０８は、記録再生用レーザ光の波長とサーボ用レーザ光波長の両方の波長に１／４波長板として機能する素子としている。ホログラフィック光ディスク３３０のサーボ面１０２で反射されたサーボ用レーザ光（回折光）の反射光は、対物レンズ３１０を往路とは逆方向に進行し、１／４波長板３０８により往路の直線偏光とは直交する直線偏光に変換される。そして、直線偏光された反射光は、ダイクロイックプリズム３０７、偏光ビームスプリッタ３０６ｂで反射され、ビームスプリッタ３１７により所定の光量比で、ビームスプリッタ３１７で反射した光とビームスプリッタ３１７を透過した光に分割される。
【００５１】
ビームスプリッタ３１７により反射された光は集光レンズ３１３ａにより平行光束から収束光束に変換され、シリンドリカルレンズ３１８を屈折して透過後、光検出器３１９に集光される。光検出器３１９は、集光した光の光パワーを電気信号に変換するものであり、光検出器３１９に集光したビームスポットにより、フォーカシングサーボが行われてアクチュエータ３１２が駆動される。
【００５２】
一方、ビームスプリッタ３１７を透過した透過光は、集光レンズ３１３ｂで平行光束から収束光束に変換され、光検出器３２０に集光される。この光検出器３２０に集光した反射光のビームスポットにより、トラッキングサーボが行われてアクチュエータ３１２が駆動され、さらに追尾サーボが行われて追尾アクチュエータ３４０が駆動される。なお、フォーカシングサーボ、トラッキングサーボおよび追尾サーボの詳細については後述する。
【００５３】
次に、実施の形態１にかかる光ディスク記録再生装置のサーボ機構について説明する。図５は、実施の形態１にかかる光ディスク記録再生装置のサーボ機構を主体的に示した構成図である。実施の形態１にかかる光ディスク記録再生装置のサーボ機構は、図５に示すように、スピンドルモータ５２０と、スピンドル制御回路５０５と、アクチュエータ３１２と、フォーカシング制御部５０２と、トラッキング制御部５０３と、追尾アクチュエータ３４０と、追尾制御部５１０と、システムコントローラ５０４とを備えた構成となっている。
【００５４】
スピンドルモータ５２０は、ホログラフィック光ディスク３３０を回転駆動するモータであり、スピンドル制御回路５０５はスピンドルモータ５２０に対してホログラフィック光ディスク３３０の回転駆動制御を行うものである。
【００５５】
アクチュエータ３１２は、フォーカシング制御部５０２、トラッキング制御部５０３からの指令により対物レンズ３１０をディスク径方向およびトラック方向（図３の左右方向）、ディスク径方向と垂直な方向（図３の上下方向）に移動させるものである。フォーカシング制御部５０２は、光検出器３１９で受光した反射光のビームスポットに基づいてアクチュエータ３１２を駆動して対物レンズ３１２のフォーカシングサーボを行うものである。トラッキング制御部５０３は、光検出器３２０で受光した反射光のビームスポットに基づいてアクチュエータ３１２を駆動してトラッキングサーボを行うものである。追尾アクチュエータ３４０は、追尾制御部５１０の指令により対物レンズ３１２と立ち上げミラーを一体としてディスクのトラック方向に移動させるものである。
【００５６】
追尾制御部５１０は、光検出器３２０で受光した反射光のビームスポットに基づいて、ホログラフィック光ディスク３３０の回転に追従してサーボ用レーザ光である回折光２０４および２０５、および記録再生用レーザ光１０９が照射位置を移動するように、すなわちホログラフィック光ディスク３３０の回転に追従して回折光２０４、２０５および記録再生用レーザ光１０９の照射位置を移動させてホログラフィック光ディスク３３０の回転と回折光２０４、２０５および記録再生用レーザ光１０９の照射位置の移動の相対速度が略０になるように追尾アクチュエータ３４０を駆動する追尾サーボを行うものである。システムコントローラ５０４は、スピンドル制御回路５０５、フォーカシング制御部５０２、トラッキング制御部５０３および追尾制御部５１０に各種指令を与えるものである。
【００５７】
フォーカシング制御部５０２によるフォーカシングサーボは、非点収差法により次のように行われる。光検出器３１９に集光した反射光は、ホログラフィック光ディスク３３０に集光されたビームスポットの焦点誤差に応じて楕円形状となる。この楕円形状は、焦点ずれの方向によって楕円長軸の方向が異なって変化する。このため、本実施の形態では、この性質を利用して、フォーカシング制御部５０２により焦点誤差信号を生成し、この焦点誤差信号に基づいてアクチュエータ３１２に指令を送出して、アクチュエータ３１２により対物レンズ３１０をホログラフィック光ディスク３３０に対して垂直方向に駆動させてサーボ面１０２に合焦させる。なお、本実施の形態では、焦点誤差検出法として代表的な非点収差法を採用しているが、これに限るものではなく、ナイフエッジ法、ビームサイズ法等の他の焦点誤差検出法を採用してもよい。
【００５８】
次に、トラッキング制御部５０３によるトラッキングサーボおよび追尾制御部５１０による追尾サーボについて説明する。トラッキングサーボと追尾サーボは、光検出器３２０で受光した反射光のビームスポットに基づいて行われる。
【００５９】
図６は、光検出器３２０の受光面の構成、各受光面上のビームスポット配置および受光した各反射光からトラッキング誤差信号および追尾信号生成の信号回路を示す模式図である。図２のサーボ面１０２におけるサーボ用レーザ光の回折光２０４の反射光が図６における受光面６０１に入射され、図２におけるサーボ用レーザ光の回折光２０５の反射光が図６における受光面６０２に入射されてそれぞれビームスポットを形成する。
【００６０】
本実施の形態では、トラッキングサーボの方式としてプッシュプル法を採用している。受光面６０１は、図６に示すように２分割されており、２つの受光面で分割されたビームスポットを形成する。２分割された各面でのビームスポットから変換された２つの電気信号がトラッキング制御部５０３の差動回路６０７に入力され、差動回路６０７から出力される差信号がトラッキング誤差信号であるプッシュプル信号６０３として出力される。トラッキング制御部５０３は、このプッシュプル信号６０３を利用してプッシュプル法によるトラッキングサーボを実行する。
【００６１】
また、２分割された各面でのビームスポットから変換された２つの電気信号がトラッキング制御部５０３の差動回路６０８に入力されて、バンドパスフィルタ６０９を通してから出力された和信号がウォブル連続案内パターン２０２のウォブルによる高周波出力信号６０４として出力される。トラッキング制御部５０３は、この高周波出力信号６０４からアドレス信号を取得し、取得したアドレス信号により目標トラックの目標位置への記録再生用レーザ光の位置決めを行う。
【００６２】
また、光検出器３２０の受光面６０２に集光したビームスポットから変換された電気信号６０５は、追尾制御部５１０のコンデンサ５１１によりＡＣカップリングされ、これによって交流成分の追尾信号６０６が出力される。この追尾信号６０６は、図５に示すように、追尾制御部５１０の増幅器５１２によって増幅されて追尾信号検出回路５１３により検出される。そして、検出された追尾信号６０６は、位相補償回路５１４によって位相を制御して発振が防止された後、さらに増幅器５１５によって増幅されて、追尾アクチュエータ３４０に出力される。
【００６３】
図７−１および図７−２は、追尾用のピット列２０３へ照射したサーボ用レーザ光の回折光２０５の反射光から得られる信号の状態を示す説明図である。図７−１、７−２は、計算機シミュレーションによって回折光２０５の反射光から得られる信号の状態をグラフにしており、横軸はホログラフィック光ディスクに固定した座標に対する回折光２０５の位置であり、縦軸は信号強度である。図７−１における出力信号は、受光面６０２で受光したビームスポットから得られる出力信号６０５であり、図７−２における出力信号は、出力信号６０５をＡＣカップリングすることにより得られる追尾信号６０６を示している。
【００６４】
サーボ用レーザ光の回折光２０５の波長を６５０ｎｍ、ピット長を5μm、繰返し周期を10μmとし、ピット幅、ピット深さはＤＶＤ−ＲＯＭでの値に準じて解析した。最大値は照射位置がピットが存在しないミラーの領域の時でほぼ１００％、最小値は照射位置がピット中央部の時で約１６％である周期的な信号が得られる。図７−１および図７−２では、追尾用のピット列２０３の３周期分を示している。図７−２からわかるように、出力信号のゼロクロス点の時点が、回折光２０５がピット端部を照射した位置に相当する。
【００６５】
従って、図７−２のゼロクロス点（矢印位置）において、追尾制御部５１０によって、追尾サーボを実行してホログラフィック光ディスクの回転に回折光２０４，２０５の照射を追従させ、この間に記録再生用半導体レーザ３０１から記録再生用レーザ光を出射させ、ホログラフィック光ディスク３３０のホログラム記録媒体層１０６にホログラム記録を行えばよい。
【００６６】
より具体的には、トラッキング用のウォブル連続案内パターン２０２、追尾用のピット列２０３のそれぞれにサーボ用レーザ光の回折光２０４，２０５を同時に照射させ、トラッキング制御部５０３によって回折光２０４の反射光に基づきトラッキング制御を行い、アドレス信号を取得して、このアドレス信号から記録位置を読み出す。そして、追尾制御部５１０によって、追尾用のピット列２０３からの回折光２０５の反射光による追尾信号がゼロになるように、追尾アクチュエータ３４０を駆動して対物レンズ３１０と立ち上げミラー３０９を移動して回折光２０４，２０５および記録再生用レーザ光（情報光と参照光）の照射位置を移動させる制御を行っている。
【００６７】
ここで、計算機シミュレーションの解析によると、サーボ信号感度は０．９８/μmであり、高感度の信号が得られる。なお、ここでは信号感度を、信号量を鏡面反射時で規格化した時の、ビームスポットのトラック方向トレース距離に対する信号変化量と定義した。この高感度の信号を使用することで、記録位置に高精度に位置合わせを行ってホログラム記録することが可能になる。
【００６８】
図８−１は、追尾アクチュエータ３４０による回折光２０４，２０５および記録再生用レーザ光（情報光と参照光）のホログラフィック光ディスク照射位置の移動方式について説明するための模式図である。実施の形態１の光ディスク記録再生装置では、図８−１に示すように、立上げミラー３０９と対物レンズ３１０を一体で光ディスク３３０のトラック方向（図８−１における左右方向）に駆動する構成としている。なお、図８−１では、説明の都合上、記録再生用レーザ光とサーボ用レーザ光の２つの光束を、ともにビーム８０１で示している。
【００６９】
なお、本実施の形態では、追尾アクチュエータ３４０によって、立上げミラー３０９と対物レンズ３１０を一体で光ディスク３３０のトラック方向に移動することにより照射位置を移動させているが、この移動方式に限定されるものではない。例えば、図８−２に示すように、立上げミラー３０９に代えてガルバノミラー８０９を用い、対物レンズ３１０を移動せずにガルバノミラー８０９を回転させることによりホログラフィック光ディスク３３０上の照射位置を移動させる構成としてもよい。この方式は、照射位置の移動量が小さく、対物レンズ３１０に斜めに光が入射することにより生じる収差が許容値以下の場合に使用可能である。
【００７０】
次に、このように構成された実施の形態１にかかる光ディスク記録再生装置によるホログラム記録再生処理について説明する。図９は、実施の形態１にかかる光ディスク記録再生装置によるホログラム記録再生処理の手順を示すローチャートである。まず、システムコントローラ５０４の指示により、フォーカシング制御部５０２によってフォーカシングサーボをＯＮとし、光検出器３１９で受光したサーボ用レーザ光の反射光に基づいて非点収差法によるフォーカシングサーボを開始する（ステップＳ９０１）。具体的には、フォーカシング制御部５０２は、光検出器３１９で受光したサーボ用レーザ光の反射光から得られるフォーカシング誤差信号によってアクチュエータ３１２を駆動してフォーカシングサーボを行う。
【００７１】
次いで、システムコントローラ５０４の指示により、トラッキング制御部５０３によってトラッキングサーボをＯＮとし、光検出器３２０の受光面６０１で受光したサーボ用レーザ光（回折光２０４）の反射光に基づいてプッシュプル法によるトラッキングサーボを開始する（ステップＳ９０２）。具体的には、受光面６０１で受光したサーボ用レーザ光の反射光から得られるプッシュプル信号によってアクチュエータ３１２を駆動してトラッキングサーボを行う。
【００７２】
そして、指示された処理がホログラフィック光ディスクに対する記録指示か否かを判断し（ステップＳ９０３）、記録指示でない場合（ステップＳ９０３：Ｎｏ）、すなわち再生指示の場合には、ホログラフィック光ディスクのホログラム記録媒体層１０６に記録された情報の再生処理を行う（ステップＳ９１１）。具体的には、記録再生用半導体レーザ３０１から記録再生用レーザ光を出射して、図４−２に示す空間光変調器３０４のパターンで再生用参照光をホログラフィック光ディスク３３０に照射して、その反射光をＣＭＯＳ型固体撮像素子３１４で受光することによりホログラフィック記録媒体層１０６に記録されたホログラムの情報を２次元イメージとして再生する。
【００７３】
一方、ステップＳ９０３において、指示された処理がホログラフィック光ディスクに対する記録指示である場合には（ステップＳ９０３：Ｙｅｓ）、トラッキング制御部５０３によって、目標トラックへ照射位置を移動する（ステップＳ９０４）。そして、光検出器３２０の受光面６０１で受光したサーボ用レーザ光の反射光（回折光２０４）からアドレス信号を取得し、取得したアドレス信号から記録すべき目標位置を読み取る（ステップＳ９０５）。
【００７４】
次に、システムコントローラ５０４の指示により、追尾制御部５１０によって追尾サーボをＯＮとして追尾サーボを開始する（ステップＳ９０６）。追尾サーボは次のように実行される。すなわち、光検出器３２０の受光面６０２で受光したサーボ用レーザ光（回折光２０５）の反射光から追尾信号を取得してこの追尾信号の値が略０になるように、追尾アクチュエータ３４０を駆動し、対物レンズ３１０および立ち上げミラーをトラック方向に移動する（ステップＳ９０７）。これにより、追尾用のピット列２０３のピット端部にサーボ用レーザ光の回折光２０５が照射されることになる。
【００７５】
そして、追尾制御部５１０は、追尾アクチュエータ３４０を駆動して追尾信号の値を略０に維持している間に、記録再生用半導体レーザ３０１から記録再生用レーザ光を出射させるように制御する（ステップＳ９０８）。これにより、記録再生用半導体レーザ３０１から記録再生用レーザ光が出射し、記録再生用レーザ光から空間光変調器３０４によって生成された情報光と参照光がホログラフィック光ディスク３３０のホログラム記録媒体層１０６内で干渉して、ホログラムによる情報の記録動作が行われることになる。ここで、「追尾信号の値が略０になるように」とは、追尾信号の値が０に近づくようにということを指し、「追尾信号の値を略０に維持」とは、追尾信号の値がホログラム記録媒体層１０６への記録に対する許容値以下を維持することを指す。すなわち、必ずしも追尾信号の値が０となる必要はなく、また以下特に注記しない限り同様の意味を指す。
【００７６】
かかる情報記録動作が完了した場合には、システムコントローラ５０４の指示によって、追尾制御部５１０は追尾サーボをＯＦＦとし、追尾サーボを終了する（ステップＳ９０９）。そして、追尾制御部５１０は、追尾アクチュエータ３４０に対し、対物レンズ３１０と立ち上げミラー３０９の位置を中立位置に戻すように駆動させ、これにより、対物レンズ３１０と立ち上げミラー３０９は、元の中立位置に復帰する（ステップＳ９１０）。そして、ステップＳ９０３以降の処理を繰り返し実行する。
【００７７】
図１０は、実施の形態１にかかる光ディスク記録再生装置によるホログラム記録動作とサーボ用レーザ光の回折光２０４，２０５の照射位置との関係を示す説明図である。図１０のグラフにおいて、横軸は時間ｔ、縦軸はホログラフィック光ディスクに固定した座標に対する回折光２０４，２０５の照射位置を示している。また、グラフの縦軸の座標が示す照射位置に対応して、追尾用のピット列２０３とトラッキング用のウォブル連続案内パターン２０２の位置を表示している。図１０において、１００１は、本実施の形態のホログラフィック光ディスクに対し本実施の形態の光ディスク記録再生装置で記録動作を実行した場合における追尾用のピット列２０３に照射するサーボ用レーザ光の回折光２０５の照射位置の時間的経過を示している。また、１００２は、本実施の形態の追尾制御を行わない従来の光ディスク記録再生装置で記録動作を実行した場合の照射位置の時間的経過を示している。
【００７８】
図１０からわかるように、Ｔ２≦ｔ≦Ｔ３およびＴ５≦ｔ≦Ｔ６の期間は、追尾信号が略０になるように追尾制御されて、回転するホログラフィック光ディスクの追尾用のピット列２０３のピット端部を追尾して移動し、この間にホログラム記録動作が実行される。
【００７９】
また、Ｔ３≦ｔ≦Ｔ４およびＴ６≦ｔ≦Ｔ７の期間は追尾制御時の動作から追尾制御を行わない通常動作に移行する時間を示す。また、Ｔ１≦ｔ≦Ｔ２、Ｔ４≦ｔ≦Ｔ５およびＴ７≦ｔの期間はホログラム記録動作を行っていない期間であり、従って１００１はディスク回転数に応じた傾きの直線となる。
【００８０】
これに対し、従来の光ディスク記録再生装置では、追尾制御を行っていないので、所定の露光時間中の位置ずれを許容値以下に抑えるために、１００２の直線の傾きからわかるように極めて低速な回転が必要となってくる。
【００８１】
ホログラム記録動作時のＴ２≦ｔ≦Ｔ３、Ｔ５≦ｔ≦Ｔ６の期間は、追尾制御によりディスク回転とディスク上の回折光２０４，２０５の相対速度がゼロになるが、本実施の形態では、トラッキング用のトラックをウォブル連続案内パターン２０２としてトラッキングサーボを行う連続サーボ方式を採用しているため、回折光２０４により常に安定したトラッキング誤差信号（プッシュプル信号）を取得することが可能となる。このため、ホログラム記録動作時、未記録動作時を問わず、安定したトラッキング制御を維持することができ、また、連続サーボ方式を採用している現行の光ディスクとの親和性が高いという利点を有している。
【００８２】
以上説明したようなホログラム記録処理によりホログラフィック光ディスクにホログラム記録を行った場合のホログラフィック記録媒体層１０６の状態について説明する。図１１は、追尾用のピット列２０３とホログラム記録媒体層１０６に記録されたホログラムの位置関係を示す模式図である。図１１の左右方向はトラック方向である。図１１に示すように、追尾用のピット列２０３のピット端１１０１にサーボ用レーザ光の回折光２０５を照射しながら、記録再生用レーザ光１０９でホログラム記録媒体層１０６にホログラム１１０３が記録される。このようにあらかじめホログラフィックディスクのサーボ面１０２にプリフォーマットされた追尾用のピット列２０３のピット端部１１０１に回折光２０５が照射された時点のホログラム記録媒体層１０６内部の位置を記録ポイントとすることにより高品位のホログラム記録を行うことができる。
【００８３】
このように実施の形態１にかかるホログラフィック光ディスクでは、照射光をディスク回転に追尾させるための追尾用のピット列２０３とトラッキングサーボを行うためのウォブル連続案内パターン２０２とがディスク径方向に並列配置されており、光ディスク記録再生装置において、サーボ用レーザ光の回折光２０５の追尾用のピット列２０３への照射とサーボ用レーザ光の回折光２０４のウォブル連続案内パターン２０２への照射を同時に行って、追尾用のピット列２０３のピット端部を回折光２０５が照射するようにサーボ用レーザ光の照射をディスク回転に追従させる追尾制御を行って追尾制御中にと記録再生用レーザ光によるホログラム記録を行っているので、追尾サーボとトラッキングサーボをともに正確に行って、目標となる記録位置に対する高精度な位置決めが可能となり、高品質なホログラム記録を行うことができる。
【００８４】
（実施の形態２）
実施の形態１にかかるホログラフィック光ディスクでは、サーボ面のトラッキング用の案内パターンをアドレス情報や基本クロック情報をウォブルに埋め込んだウォブル連続案内パターンとし、光ディスク記録再生装置によりこのウォブル連続案内パターンからの反射光によってアドレス信号を取得して目標位置への位置決めを行っていたが、この実施の形態２にかかるホログラフィック光ディスクでは、サーボ面にトラッキング用の案内パターンを蛇行状とせず、基本クロックやアドレス情報を埋め込んだアドレス用のピット列のトラックを別途設け、光ディスク記録再生装置によりこのアドレス用のピット列からの反射光によってアドレス信号を取得して目標位置への位置決めを行っている。
【００８５】
図１２は、実施の形態２にかかるサーボ面１０２の構造を示す模式図である。なお、本実施の形態にかかるホログラフィック光ディスクの断面の構造は、図１で示した実施の形態１のホログラフィック光ディスクの断面の構造と同様である。
【００８６】
サーボ面１０２は、図１２に示すように、トラッキングサーボに使用されるトラッキングサーボ領域としての連続案内パターン１２０２のトラックと、追尾サーボに使用されるピット列２０３のトラックと、アドレス情報や基本クロック情報を格納したアドレス用ピット列１２０７のトラックとをホログラフィック光ディスクの径方向に並列配置して、この３トラックを一単位として径方向に配列されている。連続案内パターン１２０２とピット列２０３とアドレス用ピット列１２０７の３トラックの一単位は内周側を始点、外周側を終点として、らせん状に設けられている。追尾用のピット列２０３の構成については、実施の形態１と同様である。
【００８７】
トラッキング用の連続案内パターン１２０２は、蛇行状とせずに形成されており、トラック方向に延在して設けられている。この連続案内パターン１２０２には、実施の形態１と異なり、アドレス信号及び基本クロック情報等は埋め込まれていない。アドレス信号及び基本クロック情報等は、アドレス用のピット列１２０７に格納されている。
【００８８】
また、ディスク径方向に隣り合う連続案内パターン１２０２の間の距離２０７は、シフト多重記録する際のシフト距離と同一距離とし、かかるシフト距離の範囲内で、追尾用のピット列２０３のトラックと連続案内パターン１２０２のトラックとアドレス用のピット列１２０７のトラックが並列配置されるように構成している。
【００８９】
実施の形態２におけるフォーカシングサーボ、トラッキングサーボ、追尾サーボは、回折格子３１６によって、サーボ用レーザ光１０８を、０次光である回折光１２０４と−１次光である回折光２０５と＋１次光である回折光１２０６に３分割し、回折光１２０４をトラッキング用の連続案内パターン１２０２に、回折光２０５を追尾用のピット列２０３に、回折光１２０６をアドレス用のピット列１２０７に同時にそれぞれ照射することによって行う。また、追尾用のピット列２０３は、実施の形態１と同様に、各ピットの端部に回折光２０５が到達した場合にディスク回転に追従させる追尾サーボを行って、ホログラム記録媒体層１０６へのホログラム記録を行うようになっている。
【００９０】
実施の形態２にかかる光ディスク記録再生装置の光学系の構成は、図３で説明した実施の形態１の光学系の構成と同様である。実施の形態２の光ディスク記録再生装置では、サーボ用レーザ光の回折光を受光する光検出器３２０の受光面の構成が実施の形態１と異なっている。
【００９１】
図１３は、光検出器３２０の受光面の構成、各受光面上のビームスポット配置および受光した各ビームからトラッキング誤差信号および追尾信号生成の信号回路を示す模式図である。図１２のサーボ面１０２におけるサーボ用レーザ光の回折光１２０４の反射光が図６における受光面６０１に入射され、図１２における回折光２０５の反射光が図１３における受光面６０２に入射されて、それぞれビームスポットを形成する。さらに、本実施の形態では、図１２における回折光１２０６の反射光が図１３における受光面１３０１に入射されてビームスポットを形成する。
【００９２】
本実施の形態では、トラッキング制御部５０３によるトラッキングサーボの方式として、ＤＶＤ−ＲＯＭ等で使用されているＤＰＤ（Differential Phase Detection）法とプッシュプル法とを切り換えて使用している。具体的には、追尾制御部５１０によって、ホログラフィック光ディスク３３０の回転に追従して回折光１２０４、２０５、１２０６の照射位置を移動させてホログラフィック光ディスク３３０の回転と回折光１２０４、２０５、１２０６の照射位置の移動の相対速度が略０になるように追尾アクチュエータ３４０を駆動するという追尾サーボ実行中は、トラッキング制御部５０３によってプッシュプル法によるトラッキングサーボが行われる。一方、追尾サーボを実行していない期間は、トラッキング制御部５０３によって、ＤＰＤ法によるトラッキングサーボが行われる。
【００９３】
受光面６０１は、実施の形態１と同様に２分割光検出器となっており、２分割された各面でのビームスポットから変換された２つの電気信号がトラッキング制御部５０３の差動回路１３０５に入力され、差動回路１３０５から出力される差信号がトラッキング誤差信号であるプッシュプル信号１３０２として出力される。
【００９４】
一方、受光面１３０１は、１３０１ａ〜１３０１ｄの４つの受光面からなる４分割光検出器となっており、回折光１２０６の反射光はこの４つの受光面１３０１ａ〜１３０１ｄで分割されたビームスポットを形成する。そして、受光面１３０１ａで受光したビームスポットからの信号と受光面１３０１ｃで受光したビームスポットからの信号の対角和信号と、受光面１３０１ｂで受光したビームスポットからの信号と受光面１３０１ｄで受光したビームスポットからの信号の対角和信号がトラッキング制御部５０３の位相比較器１３０６に入力され、両者の対角和信号の位相差を示すＤＰＤ信号１３０３が出力される。
【００９５】
追尾サーボ実行中は、トラッキング制御部５０３は、システムコントローラ５０４からの指令を受けて、切替スイッチ１３０８を差動回路１３０５側に切り替え、プッシュプル信号１３０２を入力してプッシュプル法によるトラッキングサーボを実行する。
【００９６】
一方、追尾サーボを実行していない期間は、トラッキング制御部５０３は、システムコントローラ５０４からの指令を受けて、切替スイッチ１３０８を位相比較器１３０６側に切り替え、ＤＰＤ信号１３０３を入力してＤＰＤ法によるトラッキングサーボを実行する。
【００９７】
このように追尾サーボ実行中と実行していない間とで、トラッキングサーボの方式を切り替えているのは、以下の理由による。プッシュプル法によるトラッキングサーボでは、対物レンズ３１０がディスク径方向へシフト移動する際、プッシュプル信号にオフセットが生じるという欠点がある。また、追尾サーボ実行中は、ホログラフィック光ディスクと照射光との相対速度が略０になるため、トラッキングずれが生じていても各受光面１３０１ａ〜１３０１ｄで受光した回折光１２０６の反射光のビームスポットから生成される２つの対角和信号に位相差が生じず、トラッキング誤差信号としてのＤＰＤ信号を生成できなくなり、トラッキングサーボを行うことができない。このため、本実施の形態のトラッキング制御部５０３では、対物レンズ３１０がディスク径方向へシフトする場合がない追尾サーボ実行中は、プッシュプル法によるトラッキングサーボを行い、追尾サーボを実行していない期間は、対物レンズ３１０がディスク径方向へシフトする場合があるため、ＤＰＤ法によるトラッキングサーボを行っている。これによって、追尾サーボ実行中であるか否かを問わず、安定したトラッキングサーボを行うことが可能となる。
【００９８】
なお、本実施の形態では、追尾サーボ実行中と実行していない間とで、トラッキングサーボの方式を切り替えているが、これに限定されるものではなく、追尾サーボの実行中か否かにかかわらず常にＤＰＤ法によるトラッキングサーボを実行するように構成してもよい。
【００９９】
また、光検出器３２０の受光面６０２に集光したビームスポットから変換された電気信号６０５は、実施の形態１と同様に、追尾制御部５１０のＡＣカップリング５１１によりＡＣカップリングされた交流成分の追尾信号６０６として出力される。追尾制御部５１０は、この追尾信号６０６によって追尾サーボを行う。追尾サーボの具体的な処理については、実施の形態１の光ディスク記録再生装置と同様に行われる。
【０１００】
また、受光面１３０１ａで受光したビームスポットからの信号と受光面１３０１ｃで受光したビームスポットからの信号の対角和信号と、受光面１３０１ｂで受光したビームスポットからの信号と受光面１３０１ｄで受光したビームスポットからの信号の対角和信号がトラッキング制御部５０３の和演算回路１３０７に入力され、両者の対角和信号の和信号がアドレス信号１３０４として和演算回路１３０７から出力される。トラッキング制御部５０３は、このアドレス信号により目標トラックの目標位置への記録再生用レーザ光の位置決めを行う。
【０１０１】
次に、このように構成された実施の形態２にかかる光ディスク記録再生装置によるホログラム記録再生処理について説明する。図１４は、実施の形態２にかかる光ディスク記録再生装置によるホログラム記録再生処理の手順を示すローチャートである。まず、実施の形態１と同様に、システムコントローラ５０４の指示により、フォーカシング制御部５０２によってフォーカシングサーボをＯＮとし、光検出器３１９で受光したサーボ用レーザ光の反射光に基づいて非点収差法によるフォーカシングサーボを開始する（ステップＳ１４０１）。
【０１０２】
次いで、システムコントローラ５０４の指示により、トラッキング制御部５０３によってトラッキングサーボをＯＮとし、切替スイッチ１３０８を位相比較器１３０６側に切り替えることにより、ＤＰＤ信号入力に切り換える（ステップＳ１４０２）。これにより、アドレス用のピット列１２０６を照射する回折光１２０４の反射光から得られるＤＰＤ信号１３０３を入力してＤＰＤ法によるトラッキングサーボを開始する。具体的には、受光面１３０１で受光したサーボ用レーザ光の反射光から得られるＤＰＤ信号によってアクチュエータ３１２を駆動してトラッキングサーボを行う。
【０１０３】
そして、指示された処理がホログラフィック光ディスクに対する記録指示か否かを判断し（ステップＳ１４０３）、記録指示でない場合（ステップＳ１４０３：Ｎｏ）、すなわち再生指示の場合には、実施の形態１と同様に、ホログラフィック光ディスクのホログラム記録媒体層１０６に記録された情報の再生処理を行う（ステップＳ１４１３）。
【０１０４】
一方、ステップＳ１４０３において、指示された処理がホログラフィック光ディスクに対する記録指示である場合には（ステップＳ１４０３：Ｙｅｓ）、トラッキング制御部５０３によって、目標トラックへ照射位置を移動する（ステップＳ１４０４）。そして、光検出器３２０の受光面１３０１で受光したサーボ用レーザ光（回折光１２０６）の反射光からアドレス信号を取得し、取得したアドレス信号から記録すべき位置を読み取る（ステップＳ１４０５）。
【０１０５】
次に、システムコントローラ５０４の指示により、追尾制御部５１０によって追尾サーボをＯＮとして追尾サーボを開始する（ステップＳ１４０６）。そして、トラッキング制御部５０３は、切替スイッチ１３０８を差動回路１３０５側に切り換えることにより、プッシュプル信号入力に切り換える（ステップＳ１４０７）。これにより、追尾サーボ実行中は、連続案内パターン１２０２を照射した回折光１２０４の反射光から得られるプッシュプル信号１３０２を入力してプッシュプル法によるトラッキングサーボが行われることになる。そして、実施の形態１と同様に、光検出器３２０の受光面６０２で受光したサーボ用レーザ光（回折光２０５）の反射光から追尾信号を取得してこの追尾信号の値が略０になるように、追尾アクチュエータ３４０を駆動し、対物レンズ３１０および立ち上げミラーをトラック方向に移動する（ステップＳ１４０８）。これにより、追尾用のピット列２０３のピット端部にサーボ用レーザ光の回折光２０４が照射されることになる。
【０１０６】
そして、追尾制御部５１０は、追尾アクチュエータ３４０を駆動して追尾信号の値を略０に維持している間に、記録再生用半導体レーザ３０１から記録再生用レーザ光を出射させるように制御する（ステップＳ１４０９）。これにより、記録再生用半導体レーザ３０１から記録再生用レーザ光が出射し、記録再生用レーザ光から空間光変調器３０４によって生成された情報光と参照光がホログラフィック光ディスク３３０のホログラム記録媒体層１０６内で干渉して、ホログラムによる情報の記録動作が行われることになる。
【０１０７】
かかる情報記録動作が完了した場合には、システムコントローラ５０４の指示によって、追尾制御部５１０は追尾サーボをＯＦＦとし、追尾サーボを終了する（ステップＳ１４１０）。そして、トラッキング制御部５０３は、切替スイッチ１３０８を位相比較器１３０６側に切り替えることにより、ＤＰＤ信号入力に切り換える（ステップＳ１４１１）。これにより、追尾サーボを実行していない期間は、ＤＰＤ信号１３０３を入力してＤＰＤ法によるトラッキングサーボが行われることになる。
【０１０８】
次に、追尾制御部５１０は、追尾アクチュエータ３４０に対し、対物レンズ３１０と立ち上げミラー３０９の位置を中立位置に戻すように駆動させ、これにより、対物レンズ３１０と立ち上げミラー３０９は、元の中立位置に復帰する（ステップＳ１４１２）。そして、ステップＳ９０３以降の処理を繰り返し実行する。
【０１０９】
このように実施の形態２にかかるホログラフィック光ディスクでは、照射光をディスク回転に追尾させるための追尾用のピット列２０３とトラッキングサーボを行うための連続案内パターン１２０２とアドレス用のピット列１２０７がディスク径方向に並列配置されており、光ディスク記録再生装置において、サーボ用レーザ光の回折光２０５の追尾用のピット列２０３への照射と回折光１２０４の連続案内パターン１２０２への照射と回折光１２０６のアドレス用のピット列１２０７への照射を同時に行って、追尾用のピット列２０２のピット端部を回折光２０５が照射するようにサーボ用レーザ光の照射をディスク回転に追従させる追尾制御を行って追尾制御中に記録再生用レーザ光によるホログラム記録を行っているので、追尾サーボとトラッキングサーボをともに正確に行って、目標となる記録位置に対する高精度な位置決めが可能となり、高品質なホログラム記録を行うことができる。
【０１１０】
また、実施の形態２にかかる光ディスク記録再生装置では、追尾サーボ実行中には、プッシュプル法によるトラッキングサーボを行い、追尾サーボを実行していない間は、ＤＰＤ法によるトラッキングサーボを行っているので、追尾サーボ実行中、実行していない間のいずれにおいても、安定したトラッキングサーボを行うことができる。
【０１１１】
（実施の形態３）
実施の形態２にかかるホログラフィック光ディスクは、サーボ面に追尾用のピット列の他、トラッキング用の案内パターンを直線状として、基本クロックやアドレス情報を埋め込んだアドレス用のピット列のトラックを別途設けていたが、この実施の形態３にかかるホログラフィック光ディスクは、トラッキング用の案内パターンをアドレス情報や基本クロック情報をウォブルに埋め込んだウォブル連続案内パターンのトラックとし、さらに基本クロックやアドレス情報を埋め込んだアドレス用のピット列のトラックを設けたものである。
【０１１２】
図１５は、実施の形態３にかかるサーボ面１０２の構造を示す模式図である。なお、本実施の形態にかかるホログラフィック光ディスクの断面の構造は、図１で示した実施の形態１のホログラフィック光ディスクの断面の構造と同様である。
【０１１３】
サーボ面１０２は、図１５に示すように、トラッキングサーボに使用されるトラッキングサーボ領域としてのウォブル連続案内パターン２０２のトラックと、追尾サーボに使用されるピット列２０３のトラックと、アドレス情報や基本クロック情報を格納したアドレス用ピット列１２０７のトラックとをホログラフィック光ディスクの径方向に並列配置して、この３トラックを一単位として径方向に配されている。ウォブル連続案内パターン２０２とピット列２０３とアドレス用ピット列１２０７の３トラックの一単位は内周側を始点、外周側を終点として、らせん状に設けられている。
【０１１４】
追尾用のピット列２０３の構成については実施の形態１と同様であり、アドレス用のピット列１２０７の構成については実施の形態２と同様である。
【０１１５】
トラッキング用のウォブル連続案内パターン２０２は、実施の形態１と同様に、径方向にわずかに正弦波形状に蛇行して形成されており、トラック方向に延在して設けられている。この蛇行部分であるウォブルにアドレス信号及び各種動作タイミングの基本となる基本クロック情報等が埋め込まれている。
【０１１６】
また、ディスク径方向に隣り合うウォブル連続案内パターン２０２の間の距離２０７は、シフト多重記録する際のシフト距離と同一距離とし、かかるシフト距離の範囲内で、追尾用のピット列２０３のトラックとウォブル連続案内パターン２０２のトラックとアドレス用のピット列１２０７のトラックが並列配置されるように構成している。
【０１１７】
すなわち、本実施の形態にかかるホログラフィック光ディスクでは、トラッキング用のウォブル連続案内パターン２０２とアドレス用のピット列１２０７の双方にアドレス情報や基本クロック情報が格納されている。
【０１１８】
実施の形態３におけるフォーカシングサーボ、トラッキングサーボ、追尾サーボは、実施の形態２と同様に、回折格子３１６によって、サーボ用レーザ光１０８を０次光の回折光２０４と−１次光の回折光２０５と＋１次光の回折光１２０６に３つの回折光に分割し、回折光２０４をトラッキング用のウォブル連続案内パターン２０２に、回折光２０５を追尾用のピット列２０３に、回折光１２０６をアドレス用のピット列１２０７に同時にそれぞれ照射することによって行う。また、追尾用のピット列２０３は、実施の形態１と同様に、各ピットの端部に回折光２０５が到達した場合にディスク回転に追従させる追尾サーボを行って、ホログラム記録媒体層１０６へのホログラム記録を行うようになっている。
【０１１９】
実施の形態３にかかる光ディスク記録再生装置の光学系の構成は、実施の形態１の光ディスク記録再生装置と同様である。また、実施の形態３にかかる光ディスク記録再生装置のサーボ機構の構成は、実施の形態２の光ディスク記録再生装置と同様である。また、フォーカシングサーボ、トラッキングサーボおよび追尾サーボの処理については、実施の形態２の光ディスク記録再生装置と同様に行われる。なお、追尾サーボ実行中と実行していない期間とで、トラッキングサーボの方式を切り換えないように構成してもよい。
【０１２０】
さらに、本実施の形態のトラッキング制御部５０３では、トラッキング用のウォブル連続案内パターン２０２とアドレス用のピット列１２０７のいずれかのトラックからアドレス信号を読み取ることができなかった場合に、他方のトラックからアドレス信号を読み取って目標位置への位置決めを行うように構成する。これにより、トラッキング用のウォブル連続案内パターン２０２とアドレス用のピット列１２０７のいずれかのトラックに微小欠陥が存在する場合でも、欠陥が存在しない方のトラックのアドレス信号を取得することができるので、ホログラフィック光ディスクの微少欠陥が存在する場合でも位置決めの信頼性を向上させることが可能となる。
【０１２１】
このように実施の形態３にかかるホログラフィック光ディスクでは、トラッキング用の案内パターンをアドレス情報や基本クロック情報をウォブルに埋め込んだウォブル連続案内パターンのトラックとし、さらに基本クロックやアドレス情報を埋め込んだアドレス用のピット列のトラックを設けているので、ホログラフィック光ディスクに微小欠陥が存在する場合でも、位置決めの信頼性を向上させることが可能となる。
【０１２２】
なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】実施の形態１にかかるホログラフィック光ディスクの断面図である。
【図２】実施の形態１にかかるサーボ面１０２の構造を示す模式図である。
【図３】実施の形態１にかかるホログラフィック光ディスク記録再生装置の光学系の構成を示す模式図である。
【図４−１】空間光変調器３０４による参照光と情報光の記録用の変調パターンを示す説明図である。
【図４−２】空間光変調器３０４による参照光と情報光の再生用の変調パターンを示す説明図である。
【図５】実施の形態１にかかる光ディスク記録再生装置のサーボ機構を主体的に示した構成図である。
【図６】光検出器３２０の受光面の構成、各受光面上のビームスポット配置および受光した各反射光からトラッキング誤差信号および追尾信号生成の信号回路を示す模式図である。
【図７−１】追尾用のピット列２０３へ照射したサーボ用レーザ光の回折光２０５の反射光から得られる信号の状態を示す説明図である。
【図７−２】追尾用のピット列２０３へ照射したサーボ用レーザ光の回折光２０５の反射光から得られる信号の状態を示す説明図である。
【図８−１】追尾アクチュエータ３４０による回折光２０４，２０５および記録再生用レーザ光（情報光と参照光）のホログラフィック光ディスク照射位置の移動方式について説明するための模式図である。
【図８−２】追尾アクチュエータ３４０による回折光２０４，２０５および記録再生用レーザ光（情報光と参照光）のホログラフィック光ディスク照射位置の他の移動方式について説明するための模式図である。
【図９】実施の形態１にかかる光ディスク記録再生装置によるホログラム記録再生処理の手順を示すローチャートである。
【図１０】実施の形態１にかかる光ディスク記録再生装置によるホログラム記録動作とサーボ用レーザ光の回折光２０４，２０５の照射位置との関係を示す説明図である。
【図１１】追尾用のピット列２０３とホログラム記録媒体層１０６に記録されたホログラムの位置関係を示す模式図である。
【図１２】実施の形態２にかかるサーボ面１０２の構造を示す模式図である。
【図１３】光検出器３２０の受光面の構成、各受光面上のビームスポット配置および受光した各ビームからトラッキング誤差信号および追尾信号生成の信号回路を示す模式図である。
【図１４】実施の形態２にかかる光ディスク記録再生装置によるホログラム記録再生処理の手順を示すローチャートである。
【図１５】実施の形態３にかかるサーボ面１０２の構造を示す模式図である。
【図１６】対物レンズの出射パワーに対する許容可能なディスク回転数の関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０１  基板
１０２  サーボ面
１０３，１０５  ギャップ層
１０４  ダイクロックミラー層
１０６  ホログラム記録媒体層
１０８  サーボ用レーザ光
１０９  記録再生用レーザ光
２０４，２０５，１２０４，１２０６  回折光
２０２  ウォブル連続案内パターン
３０１，３１５  半導体レーザ
３０２ａ，３０２ｂ  コリメータレンズ
３０３  外部共振器用回折格子
３０５  空間フィルタ
３０６ａ，３０６ｂ  偏光ビームスプリッタ
３０８  １／４波長板
３１１，３１６  回折格子
３１２  アクチュエータ
３１３ａ，３１３ｂ，３１３ｃ  集光レンズ
３１７  ビームスプリッタ
３１８  シリンドリカルレンズ
３１９，３２０  光検出器
３３０  ホログラフィック光ディスク
５０２  フォーカシング制御部
５０３  トラッキング制御部
５０５  スピンドル制御回路
５１０  追尾制御部
５１１  ＡＣカップリング
５１２  増幅器
５１４  位相補償回路
５２０  スピンドルモータ
６０１，６０２，１３０１，１３０１ａ〜１３０１ｄ      受光面
６０３  プッシュプル信号
６０４  高周波出力信号
６０６  追尾信号
６０７，６０８，１３０５  差動回路
６０９  バンドパスフィルタ
１３０７  和演算回路
８０９  ガルバノミラー
１１０３  ホログラム
１２０２  連続案内パターン
１３０２  プッシュプル信号
１３０３  ＤＰＤ信号
１３０４  アドレス信号
１３０８  切替スイッチ
【図１】
0004686391.tif 000002
【図２】
0004686391.tif 000003
【図３】
0004686391.tif 000004
【図４−１】
0004686391.tif 000005
【図４−２】
0004686391.tif 000006
【図５】
0004686391.tif 000007
【図６】
0004686391.tif 000008
【図７−１】
0004686391.tif 000009
【図７−２】
0004686391.tif 000010
【図８−１】
0004686391.tif 000011
【図８−２】
0004686391.tif 000012
【図９】
0004686391.tif 000013
【図１０】
0004686391.tif 000014
【図１１】
0004686391.tif 000015
【図１２】
0004686391.tif 000016
【図１３】
0004686391.tif 000017
【図１４】
0004686391.tif 000018
【図１５】
0004686391.tif 000019
【図１６】
0004686391.tif 000020