(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンがホログラムとして記録され、再生用参照光の照射によって、ホログラム再生光を発生する円板上の周方向に設けられた所定幅の第１の情報記録領域と、隣接する前記所定幅の第１の情報記録領域間に設けられた第２の情報記録領域とを備えた光情報記録媒体であって、
前記第１の情報記録領域には、前記情報記録位置を情報光と記録用参照光の照射位置が追従するのに必要な位置ずれ情報を発生するための少なくとも一つの、直径は約λ1／４ＮＡのロックアップピットが、光情報記録媒体の径方向に整列して各トラック毎に設けられたことを特徴とする光情報記録媒体。
但し、
λ1：位置ずれ検出用の光ビームの波長
ＮＡ：対物レンズの開口数
【請求項２】
前記第２の情報記録領域には、前記第１の情報記録領域に対するアドレス情報、クロック情報、及びサーボ制御のための情報が記録されていることを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒体。
【請求項３】
前記径方向に整列するロックアップピットは、約λ1／２ＮＡの間隔で設けられていることを特徴とする請求項１記載の光情報記録媒体。
【請求項４】
前記第１の情報記録領域には、所定幅のミラー領域がロックアップピットの両側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の光情報記録媒体。
【請求項５】
前記所定幅のミラー領域の幅は、約３λ1／２ＮＡであることを特徴とする請求項４記載の光情報記録媒体。
【請求項６】
前記第１の情報記録領域に記録されるホログラムは、記録層の厚み方向の３次元干渉パターンであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光情報記録媒体。
【請求項７】
前記ロックアップピットの深さが、記録用光ビームの波長λ2の約１／２であり、各ピット及びその周辺部に照射され反射する波長λ2の記録用光ビームに対してはその往復光路差が波長λ2と等しく同相となり、波長λ1の位置ずれ検出用光ビームに対しては位相差が生じてサーボエラーが検出されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の光情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のアドレス・サーボ領域並びに情報記録領域を有する光情報記録媒体に、ホログラフィを利用して情報を超高密度で記録するための光情報記録装置、光情報記録方法および光情報記録媒体に関し、さらに詳細には、低出力の光ビームを用いて、情報記録領域の各情報記録位置にホログラフィによる干渉縞パターンを位置合わせして高密度、高精度で情報を記録した光情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホログラムによって光情報記録媒体に情報を超高密度で記録するホログラフイツク記録は、イメージ情報を担持する情報光と記録用参照光とを光情報記録媒体の内部で重ね合わせて干渉縞パターン生成し、この干渉縞パターンを光情報記録媒体中に固定することによって書込が行われる。記録された干渉縞パターンから情報を再生するに際しては、その光情報記録媒体中の干渉縞パターンに再生用参照光を照射し、干渉縞パターンによって回折を生じさせてイメージ情報を再生するようにしている。
【０００３】
超高密度光記録を行う為に、最近では、光情報記録媒体内に情報光と記録用参照光との干渉縞パターンを立体的に生ぜしめて情報記録を行う様にしたボリュームホログラフイ、特にデジタルボリュームホログラフイの開発が注目されている。ボリュームホログラフィとは、光情報記録媒体の厚み方向も積極的に活用して、ホログラフィによる干渉縞パターンを、光情報記録媒体の記録層に３次元的即ち立体的に書き込む方式であり、記録層の厚みを増し干渉縞パターンを立体的に記録することによって回折効率を高め、また、多重記録を行うことによって情報の記録容量を飛躍的に増大することができる特徴がある。
【０００４】
さらに、デジタルボリュームホログラフィとは、原理的にボリュームホログラフィと同様の光情報記録媒体と記録方法を採用するものであるが、光情報記録媒体に記録するイメージ情報はコンピュータ処理によって２値化してデジタルパターン化した後ホログラフィを利用して記録される。従って、デジタルボリュームホログラフィでは、アナログ画像情報も、一旦、２値化してデジタルパターン情報に変換した後、デジタルイメージ情報として光情報記録媒体にホログラフィを利用して記録される。
【０００５】
このような従来型のボリュームホログラフィによる記録再生系を、移動（回転）する光情報記録媒体への記録再生に適用し、光情報記録媒体の情報記録領域に複数の干渉縞パターンとして順次多重記録することにより飛躍的に記録密度を高めることが可能である。図１６は、このような光情報記録媒体の一例を示すもので、光情報記録媒体１の周方向に隣り合うアドレス・サーボ領域６の間には、情報記録領域７が設けられている。アドレス・サーボ領域６には、フォーカス・サーボ及びトラッキング・サーボを行うための情報及び情報記録領域７に対するアドレス情報が、予めエンボスピットによって記録してある。ボリュームホログラフィック記録は、光情報記録媒体の情報記録領域７の記録層の厚み方向の干渉縞パターンの変化を積極的に利用して、光情報記録媒体１の記録層に３次元的に干渉縞パターンを書き込む方式であり、厚みを増すことによって回折効率を高め、且つ、多重記録を行うことによって記録容量を飛躍的に増大させることができるという特徴がある。
【０００６】
ボリュームホログラフィによる光情報記録媒体への情報記録及び再生にかかる装置及びその方法が、国際公開番号ＷＯ９９／４４１９５号に開示されている。本発明を理解するためのに、同公開公報に記載のボリュームホログラフィを利用した記録再生装置の構成について簡単に説明すると、図１７は本発明の実施の対象となる光情報記録媒体１の一例の概略を示すもので、光情報記録媒体１は、円形透明基板２上に、ホログラム記録層３、反射膜５，基板４を備え、ホログラム記録層３と基板４との境界面には、半径方向に複数のアドレス・サーボ領域６が所定の角度間隔で配列され、周方向に隣り合うアドレス・サーボ領域６間には、情報記録領域７が設けられている。アドレス・サーボ領域６には、フォーカス・サーボ制御及びトラッキング・サーボ制御を行うための情報及び情報記録領域７に対するアドレス情報とが、予めエンボスピットによって記録してある。トラッキング・サーボ制御を行うための情報としては、例えば、ウォブルピットを使用することができる。
【０００７】
光情報記録媒体１の具体的な構成は、透明基板２が、例えば、０．６mm以下の適宜の厚みををを有し、ホログラム記録層３が、例えば１０μｍ以上の適宜の厚みを有している。ホログラム記録層３はレーザビームで所定時間照射された時にレーザービームの強度に応じて屈折率、誘電率、反射率等の光学特性が変化するホログラム記録材料によって形成されており、例えば、デュポン（Dupont)社製のフォトポリマ（Photopolymers)  ＨＲＦ−６００（製品名）等が使用される。
【０００８】
ボリュームホログラフィによるホログラム記録層への記録の一例は、記録すべき情報を担持する情報光と記録用参照光とがホログラム記録層内において厚み方向の干渉縞を生じるように透明基板２側から同時に所定時間照射し、ホログラム記録層内に干渉縞パターンを立体的に定着せしめることによって情報を立体的なホログラムとして記録している。
【０００９】
即ち、ボリュームホログラフィは、光情報記録媒体のホログラム記録層の厚み方向の干渉縞パターンの変化をも積極的に利用して、光情報記録媒体のホログラム記録層に３次元的に干渉縞パターンを書き込む方式であり、厚みを増すことによって回折効率を高め、また、多重記録を行うことによって記録容量を飛躍的に増大させることができるという特徴がある。
【００１０】
そして、デジタルボリュームホログラフィは、ボリュームホログラフィにおけると同様の光情報記録媒体と記録方式によってイメージ情報を２値データ化し、光情報記録媒体にデジタル干渉縞パターンとして記録するもので、コンピュータを使用してデジタルイメージ情報の干渉縞パターンを光情報記録媒体の記録層に立体的に記録するようにしたコンピュータ指向のホログラム記録方式である
【００１１】
このデジタルボリュームホログラフィによれば、例えば絵のようなアナログ画像情報も、一旦２値情報に変換し、次いで、デジタルパターン情報に展開してイメージ情報として記録する。再生時は、このデジタルパターン情報を読み出してデコードすることで、元のアナログ画像情報に戻して表示する。このホログラム記録方式によれば、記録に際し２値化したデータをコード化しエラー訂正符号を付加したり、再生時に信号対雑音比（ＳＮ比）が多少悪くても、微分検出を行ったりすることで、極めて忠実に元の情報を再生することが可能となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、円板状の光情報記録媒体に情報を光学的に記録する一般的な記録装置では、回転する光情報記録媒体に対しで情報記録用の光ビームを照射する光ヘッドを備えている。そして、このような記録装置では、光情報記録媒体を回転させながら、光ヘッドより光情報記録媒体に情報記録用の光ビームを照射して、光情報記録媒体に情報の記録が行われるようになっている。また、この様な記録装置にあっては、情報記録用の光ビームを生成するための光源としては、一般的に半導体レーザが用いられている。
【００１３】
ホログラフィック記録においても、上記のような一般的な光学的記録装置と同様に、光情報記録媒体を回転させながら、光情報記録媒体に対して情報光と記録用参照光とを照射して、光情報記録媒体における複数の情報記録領域の所定の情報記録位置に順次情報をホログラムとして記録するようになっている。このようなホログラフィを利用した記録に際しても、一般的な光学的記録装置におけると同様に、情報光および記録用参照光用の光源としては、実用的な半導体レーザの使用が望ましい。
【００１４】
すなわち、現用されているホログラム用の光感応材料をホログラフィック記録用の光情報記録媒体の記録層に採用し、この光情報記録媒体を回転させながら、半導体レーザビームによって情報光および記録用参照光を光情報記録媒体上に照射し、干渉縞パターンを記録層に記録しようとする場合、半導体レーザビームのエネルギーでは、移動する光情報記録媒体の情報記録領域の所定の情報記録位置に、干渉縞パターンを瞬時に記録するには露光エネルギーが不足し、満足な記録が行えないという問題点があった。そこで、情報記録領域の情報記録位置の記録層に十分な露光エネルギーを与えるためには、出力の大きいレーザビームをを使用するか、露光時間を長くして露光量を積分することが考えられる。
【００１５】
しかし、前者の場合、その設備が大がかりなものとなってその設備投資に費用が嵩み、また、後者の場合、レーザビームによる露光時間中に情報記録領域の情報記録位置が露光位置からずれてしまって鮮鋭な干渉縞パターンを記録層に定着させることが不可能となり、情報の精度が低下する。即ち、光源として半導体レーザではなく、パルスレーザのような高出力の光源を使用して光情報記録媒体の記録層に情報をホログラムとして記録しようとすれば、最大出力が５００Ｗで、２０nsの露光時間で情報の記録が可能であるが、このような大出力のパルスレーザを使用することは実用的でない。
【００１６】
一方、最大出力２０ｍＷの半導体レーザによって光情報記録媒体の記録層に情報をホログラムとして記録しようとすれば、露光量の積分のため２００μsecの露光時間を必要とする。しかしながら、回転する光情報記録媒体の情報記録位置に、光情報記録媒体の移動方向には移動しない半導体レーザビーム源から発射されるレーザビームによってホログラムを記録しようとすると、光情報記録媒体が２ｍ／ｓの周速度で移動していることから、情報記録領域の情報記録位置が、半導体レーザビームの当初の照射位置から露光時間中に４００μｍも移動してしまい、低出力の半導体レーザビームによって情報をホログラムとして回転する光情報記録媒体の情報記録位置に記録することができない。
【００１７】
本発明の目的は、このような記録時の問題点を解決する技術を提供するもので、半導体レーザ等の低出力のレーザビーム源からのレーザビームを用いて、移動する光情報記録媒体の情報記録領域の所定の情報記録位置に、露光に十分な量の照射が行われるまでレーザービームを正確に照射し続けることができる手段を設けることによって、ホログラムによる情報を所定の情報記録位置の記録層に記録することができるようにした光情報記録装置および方法を提供し、且つ、かかる装置及び方法によって情報をホログラムとして高密度記録した光情報記録媒体を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手投】
本発明を実施する記録装置は、複数のアドレス・サーボ領域並びに情報記録領域を有する光情報記録媒体の情報記録領域内の各情報記録位置に、ホログラムを記録するための光情報記録装置であって、光情報記録媒体の各情報記録位置に情報光と記録用参照光との干渉縞パターンによるホログラムが形成されるように、光情報記録媒体に対しで情報光と記録用参照光とを照射する照射手段と、光情報記録媒体を移動させる光情報記録媒体移動手段と、移動する光情報記録媒体の各情報記録位置と前記情報光および記録用参照光の照射位置との光情報記録媒体の移動方向における位置ずれ検出のために設けた少なくとも一つの位置決め用情報（ロックアップピット）を設けた位置ずれ検出手段と、各情報記録位置を前記照射位置が所定時間正確に追従するように、位置ずれ検出手段の出力に基づいて前記照射手段を光情報記録媒体が移動する方向の前後に追従移動させる照射位置移動手段とを備えたものである。
【００１９】
本発明では、光情報記録媒体移動手段によって光情報記録媒体が移動され、この光情報記録媒体に対して、照射手段によっで情報光と記録用参照光とが照射され、照射位置移動手段によって、移動する情報記録領域の各情報記録位置を情報光および記録用参照光の照射位置が所定の時間正確に追従するように、情報光および記録用参照光の照射位置が移動せしめられ、これにより、光情報記録媒体の情報記録領域の各情報記録位置を、情報光および記録用参照光が記録のための露光に充分な時間、位置ずれを生ずることなく照射し続けてホログラムによる情報の記録が行われる。
【００２０】
本発明では、光情報記録媒体の情報記録領域には、移動する各情報記録位置を情報光および記録用参照光の照射位置が追従して移動するようにするために、各情報記録領域に少なくとも一つのロックアップピットが設けられており、光情報記録装置には、各ロックアップピットと位置検出用光ビームの照射位置との光情報記録媒体の移動方向における位置ずれを検出する手段を備えている。
【００２１】
本発明の光情報記録媒体を得るための光情報記録装置の一例では、光ビーム照射手段は、情報光および記録用参照光を、光情報記録媒体の情報記録層に対して同一面側より同軸的に且つ光情報記録媒体の厚み方向の異なる位置で最も小径となるようにそれぞれ収束させながら照射される。
【００２２】
本発明の光情報記録媒体にホログラムを記録する記録方法は、複数のアドレス・サーボ領域並びに情報記録領域を有する光情報記録媒体における各情報記録領域の複数の情報記録位置に、ホログラムによって情報を記録する光情報記録方法であって、光情報記録媒体を移動させ、情報記録領域の各情報記録位置に情報光と記録用参照光との干渉縞パターンによって情報が記録されるように、光情報記録媒体に対して情報光と記録用参照光とを照射し、移動する情報記録領域の各情報記録位置と情報光および記録用参照光の照射位置とが所定の時間ずれないように、光情報記録媒体の移動に照射手段を追従して移動させるようにしたものである。
【００２３】
本発明では、移動する光情報記録媒体に対しで情報光と記録用参照光とを照射し、移動する情報記録領域の各情報記録位置に情報光および記録用参照光の照射位置が所定時間ずれることなく追従するように、情報光および記録用参照光の照射位置が移動せしめられる。これにより、情報記録領域の一つの情報記録位置にホログラムが記録される間、当該情報記録位置と情報光および記録用参照光の照射位置との間に位置ずれを生じることがなく、従って、情報記録領域の一つの情報記録位置をホログラムの記録に十分な時間情報光および記録用参照光によって露光し続けることができることから、低出力の半導体レーザビーム源を採用しても、ホログラムによる情報の光情報記録媒体への記録が可能となる。
【００２４】
【発明の実施の態様】
以下、本発明の実施の態様についてする。本発明が実施される光情報記録媒体は、図１及びその一部拡大図である図２に示す様に、円板状の光情報記録媒体１と、その記録面上の複数の記録トラックＴＲ中の一トラックの一部を示すもので、各トラックＴＲには、等間隔に設けられた複数のアドレス・サーボ領域６と、光情報記録媒体の移動方向において隣り合うアドレス・サーボ領域６間の情報記録領域７とが設けられている。
【００２５】
各アドレス・サーボ領域６には、光情報記録再生装置における各種の動作のタイミングの基準となる基本クロック情報、サンプルド・サーボ方式によってフオーカス・サーボを行うための情報、サンプルド・サーボ方式によってトラッキング・サーボを行うための情報および情報記録領域に対するアドレス情報が、予めエンボスピット等によって記録されている。
【００２６】
アドレス・サーボ領域に記録される基本クロック情報は、光情報記録再生装置の基本クロックを提供する情報であり、フォーカス・サーボを行うための情報およびトラッキング・サーボを行うための情報は、後続する各情報記録領域７に対する情報光、記録用参照光および再生用参照光のフォーカシング及びトラックに対する照射位置の正確なトラックキングを行わせるための情報であって、一度アドレス・サーボ領域６内でフォーカス・サーボとトラッキング・サーボが行われると、その状態が、情報記録領域を経て次のアドレス・サーボ領域６に至るまで維持される。
【００２７】
さらに、アドレス・サーボ領域６には、後続する各情報記録領域７を識別するためのアドレス情報が記録されており、また、ホログラムの記録にあたっては、アドレス・サーボ領域に記録されている情報を利用して、各情報記録領域７の情報記録位置に対する情報光、記録用参照光及び再生用参照光の照射位置の位置合わせのための位置決め情報としての利用が行われており、光情報記録再生装置は、アドレス・サーボ領域６に記録されたアドレス情報を検出して各情報記録領域７を識別すると共に、アドレス・サーボ領域６に記録されている情報を検出して、各情報記録領域７における情報光、記録用参照光及び再生用参照光の照射位置を合わせていた。従って、各情報記録領域７の情報記録位置に対する情報光、記録用参照光及び再生用参照光の照射位置の位置合わせにおいても、アドレス・サーボ領域でのサーボ制御の状態が、情報記録領域を経て次のアドレス・サーボ領域６に至るまで維持されていた。
【００２８】
図１及び図２の本発明を実施した光情報記録媒体の特徴とする構成は、その記録面上の各トラックＴＲの情報記録領域７には少なくとも一個のロックアップピット８が予めエンボスピット等によって記録され、光ヘッドが情報記録領域７を走査中であっても、このロックアップピット８と追跡サーボ用光ビームの照射位置との位置ずれを検出して、各情報記録領域７の情報記録位置７’と、同情報記録位置７’を追跡する情報光、記録用参照光及び再生用参照光の照射位置との位置合わせを追跡サーボ制御によって行うことができるようにした点にある。
【００２９】
このロックアップピット８は、各情報記録位置７’に対応して少なくとも一個設け、情報記録位置７’へのホログラム記録中は常に追跡サーボが行われるようにすることにより、情報記録位置７’とホログラム形成用のレーザー光の照射位置との間に位置ずれが生じることなく、極めて品質の高いホログラムの記録が可能となる。勿論、光情報記録媒体７上に照射されるホログラム形成用のレーザー光の照射位置を、各情報記録位置７’へホログラムの記録が終了する毎に、ロックアップピットから周方向に所定距離変位させて照射せしめることにより。一つのロックアップピットによって複数の情報記録位置７’に対する追跡サーボを行うことも可能である。
【００３０】
即ち、本発明の光情報記録媒体１の情報記録領域７の情報記録位置７’にホログラムによる情報を低出力の半導体レーザビームを用いて記録する際には、例えば、図２において記号Ｒで示した方向に移動（回転）する光情報記録媒体の情報記録領域７の各情報記録位置７’に、情報光と記録用参照光との干渉によるホログラムを記録するためには、ホログラム形成用のレーザビームによる露光量が積分されて十分な露光量となるように、光情報記録媒体１の情報記録位置７’と情報光と記録用参照光の照射位置との相対位置が互いにずれないように正確に維持し続けることが必要とされる。
【００３１】
しかしながら、従来の光情報記録方法では、アドレス・サーボ領域に記録された情報を検出して、後続する情報記録領域７の情報記録位置に光ヘッドによるビーム照射位置を合わせるための位置制御が行われていたが、情報記録領域７の複数の情報記録位置７’の各々と情報光および記録用参照光の照射位置との正確な位置合わせを維持しながら順次露光に必要な所定の時間追従せしめ、ホログラムによる情報を光情報記録媒体の情報記録領域７の各情報記録位置７’に順次記録して行く為の位置制御手段としては不十分であったため、本発明では、移動する光情報記録媒体の情報記録領域７の各情報記録位置７’と情報光および記録用参照光の照射位置との光情報記録媒体の移動方向における相対的な位置ずれ検出のために特に指標（ロックアップピット）を設け、該指標部で検出した位置ずれ信号に基づいて、光ヘッドに対する光情報記録媒体の移動方向における追跡サーボ制御を、ホログラムの記録中であっても常に情報記録領域において行っている。
【００３２】
即ち、本発明では、光情報記録媒体１の移動方向における光ヘッドの移動を、情報記録領域７であっても常に正確に追跡サーボ制御することが、図２に示した様に少なくとも一個のロックアップピット８を設けることによって可能となるため、情報記録領域７の各情報記録位置７’を、情報光及び記録用参照光の照射位置が位置ずれなく追従することができ、ホログラムを記録するのに必要な露光時間を確保することができる。
【００３３】
さらに具体的には、本発明では、光ヘッドによる追跡サーボ制御を実施するための指標として設けられたロックアップピット８をホログラム形成用のレーザビームの波長λ2とは異なる波長λ1のサーボ用のレーザビームで照射することによって、たとえ両レーザービームの照射位置が光記録媒体上で重なっても混信を避けることができ、ロックアップピットによる光情報記録媒体１の情報記録位置７’とホログラム形成用のレーザビームの照射位置との相対的な位置ずれの検出に支障を来すことがなく、検出された光情報記録媒体１の移動方向における位置ずれ検出信号を後述する追跡サーボ回路に供給して、情報光及び記録用参照光の照射位置を光情報記録媒体１の情報記録位置７’上にホログラムの記録中正確に追跡せしめるサーボ制御を行うことを特徴としている。
【００３４】
本発明では、情報記録領域７の各情報記録位置７’に情報光および記録用参照光、即ち、ホログラム形成用のレーザビームを正確に所定の時間照射し続けることによって、たとえ、低出力の半導体レーザビーム源からのレーザビームであっても、ホログラムを光情報記録媒体１の情報記録領域７の各情報記録位置７’に確実に記録することが可能である。即ち、本発明によれば、ホログラムの記録中、情報記録領域７の各情報記録位置７’と情報光および記録参照光の照射位置との間にずれを生じることがなく、しかも、情報記録領域７の情報記録位置７’にホログラムを記録するのに十分な光量（積分値）に達するまで、情報光および記録用参照光を照射し続けることが可能となる。
【００３５】
図３は、本発明の光情報記録媒体にホログラムを記録するための光情報記録再生装置１０の概略を示すもので、光情報記録再生装置１０は、光情報記録媒体１が取り付けられるスピンドル８１と、このスピンドル８１を回転させるスピンドルモータ８２と、光情報記録媒体１の回転数を所定の値に保つようにスピンドルモータ８２を制御するスピンドル・サーボ回路８３とを備えている。光情報記録再生装置１０は、更に、光情報記録媒体１に対して情報光と記録用参照光とを照射してホログラムを記録すると共に、ホログラムが記録された光情報記録媒体１に再生用参照光を照射し、再生光を検出して、光情報記録媒体１に記録されているホログラムから元の情報をを再生するための光ヘッド４０と、この光ヘッド４０を光情報記録媒体１の半径方向に駆動する駆動装置８４とを備えている。
【００３６】
光情報記録再生装置１０は、光ヘッド４０の出力信号よりフオーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥ、追跡エラー信号ＣＥ、及び再生信号ＲＦを検出するための検出回路８５と、この検出回路８５によって検出されるフオーカスエラー信号ＦＥ及びコントローラ９０からの指令に基づいて、光ヘッド４０がアドレス・サーボ領域を通過する間、後述する光ヘッド本体を光情報記録媒体１の面に垂直な方向に移動させてフォーカス・サーボ制御を行うフオーカス・サーボ回路８６と、検出回略８５によって検出されるトラッキングエラー信号ＴＥ及びコントローラ９０からの指令に基づいて、光ヘッド４０がアドレス・サーボ領域を通過する間、光ヘッド本体を光情報記録媒体１の半径方向に移動させてトラッキング・サーボ制御を行うトラッキング・サーボ回路８７と、検出回略８５によって検出される追跡エラー信号ＣＥ及びコントローラ９０からの指令にに基づいて、光ヘッド４０が情報記録領域を通過する間、光ヘッド本体を光情報記録媒体１の移動方向に移動させて、情報記録領域の情報記録位置を情報光および記録用参照光の照射位置が所定時間位置ずれなく追従するように追跡サーボ制御を行う追跡サーボ回路９５と、トラッキングエラー信号ＴＥおよびコントローラ９０からの指令に基づいて、駆動装置８４を制御して光ヘッド４０を光情報記録媒体１の半径方向に移動させるスライド・サーボ制御を行うスライド・サーボ回路８８と、コントローラ９０からの指令に基づいて、光ヘッド４０がアドレス・サーボ領域を通過する間、光ヘッドを所望の記録位置へ追従せしめる追従制御回路とを備えている。
【００３７】
光情報記録再生装置１０は、また、光ヘッド４０内の後述するＣＣＤアレイの出力データをデコードして、光情報記録媒体１の情報記録領域７の各情報記録位置７’に記録されたホログラムを再生したり、検出回路８５からの再生信号ＲＦより基本クロックを再生したり、アドレスを判別したりする信号処理回路８９と、光情報記録再生装置１０の全体の動作を制御するコントローラ９０と、このコントローラ９０に対して種々の指示を与える操作部９１とを備えている。
【００３８】
さらに、光情報記録再生装置１０は、信号処理回路８９の出力信号に基づいて、光情報記録媒体１と光ヘッド本体との相対的な傾きを検出する傾き検出回路９２と、この傾き検出回路９２の出力信号に基づいて光情報記録媒体１の面に対する光ヘッド本体の傾きが変化する方向に光ヘッド本体の位置を変化させることによって、光情報記録媒体１と光ヘッド本体との相対的な傾きを補正する傾き補正回路９３とを備えている。
【００３９】
光情報記録再生装置１０では、ホログラムの記録時において、光ヘッド４０がアドレス・サーボ領域を通過する間、光ヘッド本体をほぼトラックに沿う方向に移動させることによって、所定の時間、移動する情報記録領域７の１つの情報記録位置７’を情報光および記録用参照光の照射位置が追従するように、情報光および記録用参照光の照射位置を制御する追従制御回路９４を備えているが、本発明では、情報光および記録用参照光の照射位置が情報記録位置７’をさらに精密に且つ正確に追跡するように追跡サーボ制御を行うために、検出回略８５によって情報記録領域７の各情報記録位置７’と情報光および記録用参照光の照射位置との光情報記録媒体１の移動方向における位置ずれを、ロックアップピットを追跡サーボ用のレーザービームで照射して追跡エラー信号CEとして検出し、この追跡エラー信号CEに基づいて情報記録領域内であっても光ヘッド本体を光情報記録媒体１の移動方向において移動させて、追跡サーボ（Asking Servo)を行うための追跡サーボ回路９５が設けられている。
【００４０】
コントローラ９０は、信号処理回路８９より出力される基本クロックやアドレス情報を入力すると共に、光ヘッド４０、スピンドル・サーボ回路８３、スライド・サーボ回路８８、フォーカス・サーボ回路、トラッキング・サーボ回路、追跡サーボ回路および追従制御回路９４等を制御するようになっている。スピンドル・サーボ回路８３には、信号処理回路８９より出力される基本クロックが入力される。コントローラ９０は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）およびＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を有し、ＣＰＵが、ＲＡＭを作業領域として、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによって、コントローラ９０の機能を実現するようになっている。
【００４１】
次に、光ヘッド４０の平面図を示す図４を参照して、本発明の光情報記録媒体にホログラムを記録する光情報記録再生装置において使用される光ヘッド４０の一例について説明する。光ヘッド４０は、光情報記録媒体１に対する情報の記録と光情報記録媒体１からの情報の再生を行う光ヘッド本体４１を有し、光ヘッド本体４１は、光情報記録媒体１に対向する対物レンズ１１を有している。光ヘッド本体４１におけるトラックの接線方向（図４における左右方向）の両端部には弾性アーム固定部１４０ａ，１４０ｂが設けられている。この弾性アーム固定部１４０ａ，１４０ｂには、それぞれ、ゴム、板ばね、コイルスプリング、ワイヤ等の弾性部材で形成された弾性アーム１４９の一端が固定されている。各弾性アーム１４９の他端は、アーム支持部１５０に固定されている。アーム支持部１５０は、このアーム支持部１５０を、所定の範囲内で光情報記録媒体１の半径方向（図４における上下方向）に移動可能な圧電アクチュエータ１７０に取り付けられている。
【００４２】
光ヘッド本体４１における光情報記録媒体１の半径方向の一方の端部には、フォーカス・サーボおよび傾き調整用のコイル１５１，１５２と、照射位置追従用のコイル１５５，１５６が取り付けられている。同様に、光ヘッド本体４１における光情報記録媒体１の半径方向の他方の端部には、フォーカス・サーボおよび傾き調整用のコイル１５３、１５４と、照射位置追従用のコイル１５７，１５８が取り付けられている。
【００４３】
光ヘッド４０は、更に、それぞれコイル１５１，１５２，１５３，１５４を貫通するように設けられた磁石１６１，１６２，１６３，１６４と、コイル１５５、１５６に対向する位置に配置された磁石１６５と、コイル１５７，１５８に対向する位置に配置された磁石１６６とを備えている。
【００４４】
光ヘッド４０では、上記コイル１５１〜１５４および磁石１６１〜１６４によって、光情報記録媒体１の面に垂直な方向（図４における紙面に垂直な方向）および光情報記録媒体１の面に対する光ヘッド本体４１の傾きが変化する方向に、光ヘッド本体４１の位置を変化させることができる。また、光ヘッド４０では、圧電アクチュエータ１７０によって、光情報記録媒体１の半径方向に、光ヘッド本体４１の位置を変化させることができる。また、光ヘッド４０では、弾性アーム１４９、コイル１５５〜１５８および磁石１６５，１６６によって、光情報記録媒体の移動方向に、光ヘッド本体４１の位置を変化させることができる。弾性アーム１４９、コイル１５５〜１５８および磁石１６５，１６６は、本発明における照射位置移動手段に対応する。
【００４５】
コイル１５１〜１５４は、図３におけるフォーカス・サーボ回路８６および傾き補正回路９３によって駆動され、また、コイル１５５〜１５８は、図３における追従制御回路９４によって駆動されるようになっている。さらに、本発明では、コイル１５５〜１５８に付加コイル１６０を併設し、付加コイル１６０に、検出回路８５によって検出された追跡エラー信号ＣＥが供給された追跡サーボ回路９５の出力信号を供給し、付加コイル１６０と磁石１６５，１６６とによって、光情報記録媒体１の移動方向、即ち、トラックＴＲに沿って光ヘッド本体４１による精密な追跡サーボを行っている。光情報記録媒体１の半径方向に光ヘッド本体４１の位置を変化させることができる圧電アクチュエータ１７０は、図３におけるトラッキング・サーボ回路８７の出力によって駆動されるようになっている。
【００４６】
図４に示した光ヘッド４０では、光ヘッド本体４１を、光情報記録媒体１の半径方向に位置変化させるために圧電アクチュエータ１７０を使用し、コイル１５５、１５６及び付加コイル１６０に対向する位置に配置された磁石１６５と、コイル１５７，１５８及び付加コイル１６０に対向する位置に配置された磁石１６６とによって、光情報記録媒体の移動方向に、光ヘッド本体４１の位置を変化させる場合を示したが、図５に示すように、図４に示した光ヘッド４０を９０゜回転させた関係位置に光ヘッド４０を配置し、光情報記録媒体１の移動方向に位置変化させるために圧電アクチュエータ１７０を使用し、付加コイル１６０を付加しないでコイル１５５、１５６に対向する位置に配置された磁石１６５と、コイル１５７，１５８に対向する位置に配置された磁石１６６とによって、光情報記録媒体の半径方向に位置変化させるように構成することができる。
【００４７】
図５に示す光ヘッド４０では、圧電アクチュエータによる光ヘッド本体４１の位置変化は、コイルと磁石の組み合わせによるヘッド本体４１の位置変化よりも応答速度が速いため、追跡サーボ制御の応答速度を速めることができるため、本発明にとっては、図５に示す光ヘッドの配置の方が図４の配置よりも好ましい構成である。
【００４８】
次に、図６を参照して、本発明が実施される光情報記録媒体及び記録再生のための光ヘッドの光学系１１の一例について説明する。本発明が実施される光情報記録媒体１は、ボリカーボネート等から成る円板状の透明基板２と、透明基板２から順に積層された情報記録層３、透明基板２’、及び、反射膜５を有する基板４とから構成されている。情報記録層３と基板４との境界面には、半径方向に整列する複数のアドレス・サーボ領域６が所定の角度間隔で予めエンボスピットとして設けられており、アドレス・サーボ領域６間には、扇形の情報記録領域７が設けられ、該情報記録領域７の複数の情報記録位置に順次ホログラムが記録される様になっており、本発明では、各情報記録領域７に、本発明の特徴とする追跡サーボ制御のための少なくとも一個のロックアップピットが、一例では、各情報記録位置７’に対応して、それぞれ光情報記録媒体の半径方向に整列するように予めエンボスピットとして設けられる（図１及び２参照）。
【００４９】
透明基板２上に積層された情報記録層３は、ホログラムが三次元的に記録される層であり、レーザビームが照射されたときにレーザビームの強度に応じて屈折率、誘電率、反射率等の光学的特性が変化する材料によって形成され、この情報記録層３上には、透明基板２’が設けられ、さらに透明基板２’上には、例えば、アルミニウム膜が反射膜５として形成されたプラスティック等から成る基板４が設けられている。
【００５０】
光情報記録媒体１へのホログラムの記録は、レーザ源２５から発射される発散レーザ光をレンズ２４によって収束してレーザービームを形成し、このレーザービームをハーフミラーを用いて二本のレーザービームに分割して、一方を記録情報によって変調された情報光に、他方を干渉パターンを形成するための記録用参照光として利用する。即ち、ホログラムの記録は、情報記録層３内に情報光と記録用参照光との干渉による三次元干渉縞パターンを形成せしめるように、情報光と記録用参照光とを光情報記録媒体１の情報記録層３に所定の時間照射することによって行われる。情報光と記録用参照光とを光情報記録媒体１の情報記録層３の情報記録位置の一つを所定の時間照射するためには、光情報記録媒体１の移動と光ヘッドによる照射位置の移動とを所定の時間同期させる。
【００５１】
即ち、露光に必要な時間正確に同期して移動させることが必要である。そのため、本発明では、情報記録領域に少なくとも一つのロックアップピット８を設け、このロックアップピット８を、ホログラム記録のためのレーザビームの波長とは異なる波長の追跡レーザビームで照射することによって、情報記録位置と情報光と記録用参照光の照射位置との位置ずれを検出し、ホログラムの記録時に、情報記録領域７の情報記録位置７’と情報光と記録用参照光の照射位置とを所定の時間正確に位置あわせして移動させるための追跡サーボ制御を行っている。また、記録されたホログラムの再生は、干渉パターンを形成するための記録用参照光に替えて再生用参照光を情報記録層３に照射することによって行われる。
【００５２】
さらに、図６に示す光学系の一例は、本発明用の光情報記録再生装置において使用する光ヘッドの光学部分の原理を示す概略図であって、この例における記録再生光学系即ち光ヘッド１１は、光情報記録媒体１に対向する対物レンズ１２と、この対物レンズ１２を光情報記録媒体１の厚み方向及び半径方向に移動するためのアクチュエータ１３と、対物レンズ１２の光源側には、対物レンズから順に２分割旋光板１４及びプリズムブロック１５が配置され、２分割旋光板１４は、光軸の左側部分に配置された旋光板１４Ｌと、同光軸の右側部分に配置された旋光板１４Ｒとから成り立っている。旋光板１４Ｌは、レーザビームの偏光方向を＋４５゜旋光させ、旋光板１４Ｒはレーザビームの偏光方向を−４５゜旋光させる。プリズムブロック１５は、２分割旋光板１４側から順にハーフミラー１５ａと全反射ミラー１５ｂとを有している。これらハーフミラー１５ａと全反射ミラー１５ｂとは共にその法線方向が対物レンズ１２の光軸に対して同一方向に４５゜傾けて配置されている。
【００５３】
プリズムブロック１５の側方には、さらに、別のプリズムブロック１９が平行に配設され、プリズムブロック１５のハーフミラー１５ａに対向して、プリズムブロック１９の全反射ミラー１９ａが平行に配置される。同様に、プリズムブロック１５の全反射ミラー１５ｂに対向して、プリズムブロック１９のハーフミラー１９ｂが平行に配置されている。プリズムブロック１９の側方には、さらに、ハーフミラー２３ａを有するプリズムブロック２３及びハーフミラー３０ａを有するプリズムブロック３０がそれぞれ配置される。
【００５４】
プリズムブロック１５のハーフミラー１５ａとプリズムブロック１９の全反射ミラー１９ａとの間には、凸レンズ１６と光変調器１７が配置され、プリズムブロック１５の全反射ミラー１５ｂとプリズムブロック１９のハーフミラー１９ｂとの間には、光変調器１８が配置されている。光変調器１７は、格子状に配列された多数の微少区画を有し、各微少区画毎に通過するレーザビームの位相を変化させ、通過するレーザビームの位相を空間的に変調できる構成となっており、ホログラム形成時或いはホログラム読取時の参照光を生成するもので、液晶素子を使用することにより容易に実現することができる。
【００５５】
一方、光変調器１８は、情報光生成手段として機能し、その構造は、光変調器１７と同じく格子状に配列された多数の微少区画からなり、各微少区画毎にレーザビームの通過状態と遮断状態とを記録する情報に応じて選択することによって、レーザビームの強度を空間的に変調し、情報を担持した情報光を生成することができるようになっている。この光変調器１８にも光変調器１７と同様に液晶素子を採用することができる。
【００５６】
光ヘッド１１の光源は、ホログラム記録再生用のレーザ光源２５並びに追跡サーボ用のレーザ光源３３、及びレーザ光源２５、３３からのコヒーレントな発散レーザ光を平行光束に収束してレーザビームを形成するコリメータレンズ２４、３２をそれぞれ備え、プリズムブロック２３、３０にそれぞれ設けられたハーフミラー２３ａ、３０ａは、その法線方向がコリメータレンズ２４、３２の光軸に対して４５゜傾けられている。このハーフミラー２３ａ、３０ａを透過するレーザ光源２５、３３からの投射光の一部は、フォトディテクタ２６、３１に指向され、フォトディテクタ２６、３１の出力は光源２５、３３からの光出力を自動調整する。
【００５７】
光情報記録媒体１からの戻りビームは、ハーフミラー２３ａによって反射され、フォトディテクタ２６とは反対の側に設けられた凸レンズ２７、シリンドリカルレンズ２８を経て、４分割フォトディテクタ２９に達し、光ヘッドがアドレス・サーボ領域を通過する間に、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥがそれぞれ検出されると共に、再生信号ＲＦが導出される。検出されたフォーカスエラー信号ＦＥは、光ヘッドのフォーカス・サーボ制御のために使用され、トラッキングエラー信号ＴＥは、光ヘッドのトラッキング・サーボ制御を行うために使用される。
【００５８】
本発明では、光ヘッドが情報記録領域をを通過する際に、追跡エラー信号ＣＥを検出して、光ヘッドの追跡サーボ制御を行うために、ロックアップピットに対する追跡サーボ用のレーザビームの照射位置は、追跡サーボ用のレーザー光源の出射位置を、ホログラムの記録態様に応じて、コリメータレンズ３２の光軸から変位させることによって移動させることができる。従って、追跡サーボ用のレーザービームでロックアップピット上を照射して追跡エラー信号ＣＥを検出し、追跡サーボ制御を行いながら、ホログラム記録用のレーザービームで情報記録位置を照射して、ホログラムの記録が行えるように構成されている。
【００５９】
さらに、本発明では、一つのロックアップピットによって一個または複数の情報記録位置に対する追跡サーボ制御を実施することが可能であり、複数の情報記録位置に対する追跡サーボ制御を実施するためには、各情報記録位置７’へのホログラムの記録が終了する度に、ロックアップピットと新規にホログラムの記録を行う記録位置との距離に応じて、追跡サーボ用のレーザー光源の位置をコリメータレンズ３２の光軸から順次変位せしめるよう構成すればよい。
【００６０】
情報再生時のサーボ制御時には、光変調器１８の全微少区画が光通過状態にされ、ホログラム記録再生用のレーザ光源２５からのレーザビームは再生用の低出力に設定される。コントローラ９０は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、光情報記録媒体上に投射されるレーザビームがアドレス・サーボ領域６を通過するタイミングを予測し、レーザビームがアドレス・サーボ領域６を通過する間、上記サーボ制御時の設定が行われる。
【００６１】
光ヘッド内を通過するレーザビームの経路について説明すると、図６の構成において、ビームスプリッタ３０のハーフミラー３０ａは、レーザ光源２５から発射される波長のレーザビームは透過し、レーザ光源３３から発射される波長のレーザビームに対しては、ハーフミラーとして機能するダイクロイックミラーで形成するのが望ましい。レーザ光源２５から発射された発散レーザ光は、コリメータレンズ２４によって平行光束のレーザビームに収束されてビームスプリッタ３０に入射し、ハーフミラー３０ａを透過してビームスプリッタ２３に入射する。
ハーフミラー２３ａでは、光量の一部が透過し、一部が反射される。
【００６２】
ハーフミラー２３ａで反射された光はフォトディテクタ２６によつて受光され、光源の自動光量調節が行われる。ハーフミラー２３ａを透過したレーザビームは、プリズムブロック１９に入射し、光量の一部がハーフミラー１９ｂを透過する。ハーフミラー１９ｂを透過したれレーザビームは、空間光変調器１８を通過し、プリズムブロック１５の全反射ミラー１５ｂで全反射された後、ハーフミラー１５ａを透過し、更に２分割旋光板１４を通過し、対物レンズ１２によって、光情報記録媒体１におけるホログラム記録層３に接する透明基板２’と基板４との境界面上で収束するように、情報記象媒体１に照射される。この照射されたレーザビームは、光情報記録媒体１の反射膜５によって反射され、アドレス・サーボ領域６におけるエンボスビットによって変調されて、対物レンズ１２側に戻ってくる。
【００６３】
光情報記録媒体１の反射膜５によって反射された戻りのレーザービームは、対物レンズ１２によって平行光束とされ、再度２分割旋光板１４を通過し、プリズムブロック１５に再び入射して光量の一部がハーフミラー１５ａを透過する。ハーフミラー１５ａを透過した戻りのレーザビームは、全反射ミラー１５ｂで反射され、空間光変調器１８を通過してプリズムブロック１９に入射する。プリズムブロック１９に入射したレーザビームの一部がハーフミラー１９ｂを透過する。ハーフミラー１９ｂを透過した戻りのレーザビームは、再度ビームスブリッタ２３に入射し、光量の一部がハーフミラー２３ａで反射され、凸レンズ２７およびシリンドリカルレンズ２８を順に通過した後、４分割フォトディテクタ２９によって個々にその強度が検出され、後述する検出回路によって演算されて所期の目的のエラー信号が検出回路から出力される。
【００６４】
情報記録時の追跡サーボ制御時には、光変調器１７の全微少区画を実質的に光遮断状態にすると共に光変調器１８の全微少区画が光通過状態にされ、レーザ光源３３からのレーザビームはハーフミラー３０ａで反射され、光変調器１８を経て全反射ミラー１５ｂで反射され、対物レンズ１２によってホログラム記録層３と基板４との境界面部分に設けたロックアップピット８を照射する。このロックアップピット８上への照射によって、照射スポットとロックアップピットとの位置ずれ、即ち、追跡エラー信号ＣＥを検出し、検出した追跡エラー信号ＣＥに基づいて、精密な追跡サーボ制御を行うことができるため、本発明では、光情報記録媒体のホログラム記録位置とホログラム形成用レーザビームの照射位置とを、ホログラムの記録に要する間、位置ずれを生じさせないように追跡サーボ制御を行うことによって維持することができるため、半導体レーザ等の低出力のレーザ光源を採用しても、極めて精密にホログラムを光情報記録媒体に書き込むことが可能となる。
【００６５】
情報記録時の追跡サーボ制御時において、光情報記録媒体１のロックアップピット上に照射され、反射膜５によって反射された戻りの追跡レーザービームは、対物レンズ１２によって平行光束とされ、再度２分割旋光板１４を通過し、プリズムブロック１５に再び入射して光量の一部がハーフミラー１５ａを透過する。ハーフミラー１５ａを透過した戻りのレーザビームは、全反射ミラー１５ｂで反射され、空間光変調器１８を通過してプリズムブロック１９に入射する。
【００６６】
プリズムブロック１９に入射した追跡レーザビームの一部がハーフミラー１９ｂを透過する。ハーフミラー１９ｂを透過した戻りの追跡レーザビームは、再度ビームスブリッタ２３に入射し、光量の一部がハーフミラー２３ａで反射され、凸レンズ２７およびシリンドリカルレンズ２８を順に通過した後、４分割フォトディテクタ２９によって個々にその強度が検出され、後述する検出回路によって演算されて所期の目的のエラー信号が検出回路から出力される。
【００６７】
４分割フォトディテクタ２９の各検出出力は、図７に示した検出回路８５で演算することによって、フォーカスエラー信号ＦＥ，トラッキングエラー信号ＴＥ、追跡エラー信号ＣＥおよび再生信号ＲＦが生成され、これらの信号に基づいて、フォーカス・サーボ、トラッキング・サーボ及び追跡サーボ制御が行われると共に、基本クロックの再生およびアドレスの判別が行われる。
【００６８】
なお、アドレス・サーボ領域での上記のサーボ制御時における設定は、ピックアップ１１の構成自体が、ＣＤ（コンパクト・ディスク）やＤＶＤ（ディジタル・ビデオ・ディスクまたはディジタル・バーサタイル・ディスク）やＨＳ（ハイパー・ストレージ・ディスク）等の通常の光ディスクに対する記録、再生用のピックアップの構成と同様になることから、本発明を実施する光情報記録再生装置１０では、通常の光ディスク装置とのアドレスサーボ領域の構成に関しては互換性を持たせるように構成することも可能である。
【００６９】
従って、誤って通常の光ディスク装置に本発明の光ディスクを装填してもアドレスサーボ領域の情報を読み取った後は、情報記録領域に通常の光ディスクとは異なった形式でホログラムが記録されているため、ホログラムの再生が行われることなく通常の光ディスク装置からはエジェクトされ、通常の光ディスク装置に損傷を与えることはない。
【００７０】
次に、ホログラムを記録する際の動作の概略を図３及び図６を参照して説明する。図６において、ホログラム記録時には、空間光変調器１８は、記録する情報に応じて各画素毎に透過状態（以下、「オン」ともいう。）と遮断状態（以下、「オフ」ともいう。）を選択して、通過するレーザビームを空間的に変調し、情報光を生成する。本発明の実施態様では、２画素で１ビットの情報を表現し、必ず、１ビットの情報に対応する２画素のうちの一方をオン、他方をオフとする。
【００７１】
また、位相空間光変調器17は、通過するレーザビームに対して、所定の変調パターンに従って、画素毎に、所定の位相を基準にして位相差０（rad）かπ（rad）を選択的に付与することによって、レーザビームの位相を空間的に変調して、レーザビームの位相が空間的に変調された記録用参照光を生成する。コントローラ９０（図３参照）は、所定の条件に従って自らが選択した変調パターンまたは操作部９１（図３参照）によって選択された変調パターンの情報を位相空間光変調器１７に与え、位相空間光変調器１７は、コントローラ９０より与えられた、または操作部９１によって選択された変調パターンの情報に従って、通過するレーザビームの位相を空間的に変調する。
【００７２】
レーザ光源２５から出力されるレーザビームは、パルス状の記録用高出力にされる。なお、コントローラ９０は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、対物レンズ１２の出射レーザビームが情報記録領域７を通過するタイミングを予測し、対物レンズ１２の出射光が情報記録領域７を通過する間、上記の設定のままとする。さらに、対物レンズ１２からのレーザビームが情報記録領域７を通過する間は、フォーカス・サーボ制御およびトラッキング・サーボ制御は行われず追跡サーボ制御のみが行われる。また、以下の説明では、レーザ光源２５がＰ偏光の光を出射するものとする。
【００７３】
図６に示したように、レーザ光源２５から出射されたＰ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ２４によって平行光束のレーザビームとされ、ビームスプリッタ３０を通過してビームスプリッタ２３に入射し、光量の一部がハーフミラー２３ａを透過し、プリズムブロック１９に入射する。プリズムブロック１９に入射したレーザビームは、光量の一部がハーフミラー１９ｂを透過して空間光変調器１８を通過し、その際に、記録する情報に従って、空間的に変調されて、情報光となる。
【００７４】
この情報光は、プリズムブロック１５の全反射面１５ｂで反射され、光量の一部がハーフミラー１５ａを透過して、２分割旋光板１４を通過する。ここで、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過したレーザビームは偏光方向が＋４５゜回転されてＡ偏光のレーザビームとなり、旋光板１４Ｒを通過した光は偏光方向が−４５゜回転されてＢ偏光のレーザビームとなる。２分割旋光板１４を通過したＡ偏光及びＢ偏光の情報光は、光情報記録媒体１のホログラム記録層３と基板４の境界面、すなわち、反射膜５上で収束するように、対物レンズ１２によつて光情報記録媒体１に照射される。
【００７５】
一方、プリズムブロック１９のハーフミラー１９ｂで反射されたレーザビームは、全反射ミラー１９ａで反射され、位相空間光変調器１７を通過し、その際に、所定の変調パターンに従って、光の位相が空間的に変調されて記録用参照光となる。この記録用参照光は、凸レンズ１６を通過して収束され、その光量の一部がプリズムブロック１５のハーフミラー１５ａで反射され、２分割旋光板１４を通過する。
【００７６】
ここで、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過したレーザビームは偏光方向が＋４５゜回転されてＡ偏光のレーザビームとなり、旋光板１４Ｒを通過したレーザビームは偏光方向が−４５゜回転されてＢ偏光のレーザビームとなる。２分割旋光板１４を通過したＡ偏光及びＢ偏光の記録用参照光は、光情報紀録媒体１に照射され、ホログラム記録層３と基板４との境界面よりも手前側で対物レンズ１２によって一旦収束された後、発散しながらホログラム記録層３内を通過する。
【００７７】
ここで理解を容易にするために、光の偏光について簡単に説明しておくと、Ａ偏光とは、Ｓ偏光を−４５゜回転させるか、或いはＰ偏光を＋４５゜回転させた直線偏光であり、Ｂ偏光とは、Ｓ偏光を＋４５゜回転させるか、或いはＰ偏光を−４５゜回転させた直線偏光である。従って、Ａ偏光とＢ偏光とは互いに偏光方向が直交している。
【００７８】
図８及び図９は記録時におけるレーザビームの状態を示す説明図である。図において、符号６１で示した記号はＰ偏光を表し、符号６３で示した記号はＡ偏光を表し、符号６４で示した記号はＢ偏光を表している。図８において、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過した情報光５１Ｌは、Ａ偏光の光となり、対物レンズ１２によって光情情報録媒体１に照射され、ホログラム記録層３内を通過し、反射膜５上に収束すると共に反射膜５で反射されて、再度ホログラム記録層３内を逆行する。
【００７９】
また、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過した記録用参照光５２Ｌは、Ａ偏光の光となり、対物レンズ１２によって光情報記録媒体１に照射され、ホログラム記録層３への入射面上で一旦収束した後、発散しながらホログラム記録層３内を通過する。そして、ホログラム記録層３内において、反射膜５で反射されたＡ偏光の情報光５１Ｌと反射膜５に向かって進むＡ偏光の記録用参照光５２Ｌとが干渉して干渉パターンをホログラム記録層内に三次元的に形成する。従って、レーザ光源２５の出射光の出力が高出力になったとき、その干渉パターンがホログラム記録層３内に立体的に記録されることになる。
【００８０】
また、図９に示したように、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｒを通過した情報光５１Ｒは、Ｂ偏光の光となり、対物レンズ１２によって光情報記録媒体１に照射され、ホログラム記録層３内を通過し、反射膜５上に収束すると共に反射膜５で反射されて、再度ホログラム記録層３内を逆方向に進行する。また、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｒを通過した記録用参照光５２Ｒは、Ｂ偏光の光となり、対物レンズ１２によって光情報記録媒体１に照射され、ホログラム記録層３の入射面上で一旦収束した後、発散しながらホログラム記録層３内を通過する。そして、ホログラム記録層３内において、反射膜５で反射されたＢ偏光の情報光５１Ｒと反射膜５に向かって進むＢ偏光の記録用参照光５２Ｒとが干渉して三次元干渉パターンを形成し、レーザ光源２５の出射光の出力が高出力になったとき、その干渉パターンがホログラム記録層３内に立体的に記録される。
【００８１】
図８および図９に示した、本発明の光情報記録媒体へのホログラム記録態様では、情報光の光軸と記録用参照光の光軸が同一線上に配置されるように、情報光と記録用参照光とがホログラム記録層３に対して同一面側より照射される。また、情報記録領域の同一記録位置のホログラム記録層３に、記録用参照光の変調パターンを変えて複数回の記録動作を行うことで、位相符号化多重により、情報を多重記録することが可能である。
【００８２】
このようにして、本発明の光情報記録媒体にホログラムを記録するための記録装置では、ホログラム記録層３内に反射型（リップマン型）のホログラムが形成される。なお、Ａ偏光の情報光５１ＬとＢ偏光の記録用参照光５２Ｒとは、偏光方向が直交するため干渉せず、同様に、Ｂ偏光の情報光５１ＲとＡ偏光の記録用参照光５２Ｌとは、偏光方向が直交するため干渉しない。即ち、ホログラムの記録に際して、余分な干渉縞の発生が防止され、ＳＮ（信号対雑音）比の低下を防止することができる利点がある。
【００８３】
さらに、上記記録装置では、情報光は、上述のように、光情報記録媒体１におけるホログラム記録層３と基板４の境界面で収束するように照射され、光情報記録媒体１の反射膜５で反射されて対物レンズ１２側に戻ってくる。この戻り光は、サーボ時と同様にして、４分割フォトディテクタ２９に入射する。従って、この４分割フォトデイテクタ２９に入射する情報光を利用して、記録時にも、アドレスサーボ領域において、フォーカス・サーボを行うことが可能である。
【００８４】
なお、記録用参照光の方は、光情報記録媒体１におけるホログラム記録層３の入射面上で収束してアドレスサーボ領域のエンボスピットには発散光が照射されるため、光情報記録媒体１の反射膜５で反射されて対物レンズ１２側に戻ってきても４分割フォトディテクタ２９上では結像しないため、フォーカス・サーボに利用することはできない。
【００８５】
なお、上記記録装置では、凸レンズ１６を前後に動かしたり、その倍率を変更したりすることで、ホログラム記録層３において情報光と参照光による一つの干渉パターンが立体的に記録される領域（ホログラム形成領域）の大きさを任意に選ぶこともできる。
【００８６】
次に、記録情報再生時の作用について再度図６を参照して説明する。再生時には、空間光変調器１８の全画素がオンにされる。また、コントローラ９０（図３参照）は、再生しようとする情報の記録時における記録用参照光の変調パターンと同じ情報を位相空間光変調器１７に与え、位相空間光変調器１７は、コントローラ９０より与えられた情報記録時の変調パターンと同じ情報に従って、通過するレーザビームの位相を空間的に変調して、レーザビームの位相が空間的に変調され、再生用参照光が生成される。
【００８７】
レーザ光源２５から発射されるレーザ光の出力は、再生用の低出力に切り替えられ、コントローラ９０は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、対物レンズ１２を通過したレーザビームが情報記録領域７を通過するタイミングを予測し、対物レンズ１２からのレーザビームが情報記録領域７を通過する間、上記の再生時の設定とする。従って、対物レンズ１２からのレーザビームが情報記録領域７を通過する間は、フォーカス・サーボ制御およびトラッキング・サーボ制御は行われず、追跡サーボ制御のみが行われる。
【００８８】
図５に示したように、レーザ光源２５から出射されたＰ偏光のレーザビームは、コリメータレンズ２４によって平行光束のレーザビームとされ、ビームスプリッタ３０を透過してビームス２３に入射し、光量の一部はハーフミラー２３ａによって反射されてフォトディテクタ２６に入射して自動光量調節が行われ、ハーフミラー２３ａを透過したレーザビームはプリズムブロック１９に入射する。プリズムブロック１９に入射した光の一部がハーフミラー１９ｂで反射され、この反射された光は、全反射ミラー１９ａで反射され、位相空間光変調器１７を通過し、その際に、所定の変調パターンに従って、光の位相が空間的に変調されて、再生用参照光となる。
【００８９】
この再生用参照光は、凸レンズ１６を通過して収束する光となる。この再生用参照光は、一部がプリズムブロック１５のハーフミラー１５ａで反射され、２分割旋光板１４を通過する。ここで、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過した光は偏光方向が＋４５゜回転されて、Ａ偏光の光となり、また、旋光板１４Ｒを通過した光は偏光方向が−４５゜回転されて、Ｂ偏光の光となる。２分割旋光板１４を通過した再生用参照光は、対物レンズ１２を経て光情報記録媒体１に照射され、ホログラム記録層３の手前側で収束した後、発散しながらホログラム記録層３内を通過する。
【００９０】
図１０および図１１において、符号６１で示した記号はＰ偏光を表し、符号６２で示した記号はＳ偏光を表し、符号６３で示した記号はＡ偏光を表し、符号６４で示した記号はＢ偏光を表している。図１０において、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過した再生用参照光５３ＬはＡ偏光の光となり、対物レンズ１２によって光情報記録媒体１に照射され、ホログラム記録層３の手前側収束した後、発散しながらホログラム記録層３内を通過する。その結果、ホログラム記録層３より、記録時における情報光５１Ｌに対応する再生光５４Ｌが発生する。この再生光５４Ｌは、対物レンズ１２側に進み、対物レンズ１２で平行光束のレーザビームとされ、再度２分割旋光板１４を通過してＳ偏光の光となる。
【００９１】
また、図１１に示したように、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｒを通過した再生用参照光５３ＲはＢ偏光の光となり、対物レンズ１２によって光情報記録媒体１に照射され、ホログラム記録層３の手前側で収束した後、発散しながらホログラム記録層３内を通過する。その結果、ホログラム記録層３より、記録時における情報光５１Ｒに対応する再生光５４Ｒが発生する。この再生光５４Ｒは、対物レンズ１２に向かって進み、対物レンズ１２で平行光束のレーザビームとされ、再度２分割旋光板１４を通過してＳ偏光の光となる。
【００９２】
２分割旋光板１４を通過した再生光は、プリズムブロック１５に入射し、その一部がハーフミラー１５ａを透過する。ハーフミラー１５ａを透過した再生光は、全反射ミラー１５ｂで反射され、全画素がオンにされた空間光変調器１８を通過し、光量の一部がプリズムブロック１９のハーフミラー１９ｂで反射されて、ＣＣＤアレイ２０に入射し、ＣＣＤアレイ２０上には、記録時における空間光変調器１８によるオン、オフのパターンが結像され、このパターンを検出することで、光情報記録媒体１に記録されていた情報が再生される。
【００９３】
なお、記録用参照光の変調パターンを変えて、ホログラム記録層３に複数の情報が多重記録されている場合には、複数の情報のうち、記録用参照光の変調パターンと同じ変調パターンの再生用参照光によって読み取られた情報のみが再生される。図１０および図１１では、再生用参照光の光軸と再生光の光軸が同一線上に配置され、再生用参照光の照射と再生光の収集とが、ホログラム記録層３の同一側より行われている例である。
【００９４】
さらに、再生光の一部は、記録時のサーボ時における戻り光と同様に、４分割フォトディテクタ２９に入射する。従って、この４分割フォトディテクタ２９に入射する光を用いて、再生時にもアドレスサーボ領域においてフォーカス・サーボを行うことが可能である。なお、再生用参照光の方は、光情報記録媒体１におけるホログラム記録層３の手前側で一旦収束してホログラム記録層内で発散光となるため、光情報記録喋体１の反射膜５で反射されて対物レンズ１２側に戻ってきても４分割フォトディテクタ２９上では結像しない。
【００９５】
４分割フォトディテクタの動作の概略について述べると、図７は、４分割フォトディテクター２９及び同ディテクター２９に接続される検出回路８５の一具体例を示すもので、検出回路８５は、４分割フォトディテクタ２９の対角線上の受光部２９ａ、２９ｄの各出力を加算する加算器３１と、４分割フォトディテクタ２９のもう一方の対角線上の受光部２９ｂ、２９ｃの各出力を加算する加算器３２と、加算器３１の出力と加算器３２の出力との差を求めて非点収差法によるフォーカスエラー信号ＦＥを生成する減算器３３と、４分割フォトディテクタ２９のトラック方向に隣り合う受光部２９ａ、２９ｂの各出力を加算する加算器３４と、同様に４分割フォトディテクタ２９のトラック方向に隣り合う受光部２９ｃ、２９ｄの各出力を加算する加算器３５と、加算器３４の出力と加算器３５の出力との差を求めて、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号ＴＥを生成する減算器３６と、４分割フォトディテクタ２９のトラック方向に直角な方向に隣り合う受光部２９ａ、２９ｃの各出力を加算する加算器３８と、同様に４分割フォトディテクタ２９のトラック方向に直角な方向に隣り合う受光部２９ｂ、２９ｄの各出力を加算する加算器３９と、加算器３８の出力と加算器３９の出力との差を求めて、プッシュプル法による追跡エラー信号ＣＥを生成する減算器４０と、及び、加算器３４の出力と加算器３５の出力とを加算して再生信号ＲＦを生成する加算器３７とを備えている。
【００９６】
本発明を実施するにあたっては、光ヘッドから光情報記録媒体を照射するレーザビームとして、レーザ光源２５から発射されるホログラム形成用の波長λ2のレーザビームと、移動する光情報記録媒体の情報記録位置をホログラム形成用のレーザビームの照射位置が、露光に必要な時間、位置ずれなく追従するように、光ヘッドに対して追跡サーボ制御を行うために、情報記録領域に設けたロックアップピットを追跡レーザービームで照射して、情報記録位置とホログラム形成用のレーザービームの照射位置との光情報記録媒体の移動方向における位置ずれを検出する、レーザ光源３３から発射される波長λ1の追跡レーザビームとを必要とすることから、本発明の光情報記録媒体に対する光ヘッド１１は、例えば、波長λ1、波長λ2の複数波長のコヒーレントなレーザビームを出射できるよう構成されている。
【００９７】
波長λ1、波長λ2の複数波長の組み合わせとしては、λ1＝７８０nm、λ2＝５３２nmの組み合わせ、λ1＝７８０nm、λ2＝６５０nmの組み合わせ、λ1＝６５０nm、λ2＝５２５nmの組み合わせ、λ1＝６５０nm、λ2＝４０５nmの組み合わせ、λ1＝７８０nm、λ2＝３９０nmの組み合わせ等がある。図６の装置では、波長の異なる二つのレーザー光源２５，３３を設けた装置を例示したが、かかる２種レーザ光源に替えて、単一のレーザ光源と、プリズム又は回折格子等による波長選択素子との組み合わせから成る複数波長のレーザビームが出射可能な波長可変レーザ光源装置、或いは、レーザビーム源及び該レーザビーム源からの出射光の波長を変換する非線形光学系を使用した波長可変レーザ光源装置等を使用することもできる。
【００９８】
光情報記録媒体の情報記録領域へのホログラムの記録は（図１及びその一部拡大図、図１２参照）、０．８μｍのピッチで光情報記録媒体の径方向に離隔するスパイラル状の記録可能な各トラックは、周方向にヘッダーを介して情報記録領域が整列し、各情報記録領域の複数の情報記録位置に順次ホログラムを記録するにあたって、ホログラム形成用のレーザビームで、光情報記録媒体が距離にして少なくとも２００μｍ移動する間、位置ずれを起こすことなく情報記録位置を追従せしめ、照射し続けることによってホログラム記録層にホログラムを定着させることが必要である。
【００９９】
そして、光情報記録媒体が２００μｍ移動し、ホログラムの記録が完了した時点で、光ヘッドは、光情報記録媒体の移動方向とは逆の方向に２００μｍ−α（但し、αは隣接する情報記録位置間の距離）急激に戻され、同様の記録態様で新たなホログラムを光記録媒体の次の情報記録位置に記録するために、ホログラム形成用のレーザビームで次の情報記録位置への照射を開始し、光情報記録媒体が２００μｍ移動する間、当該情報記録位置をホログラム形成用のレーザビームで追従しながら情報記録位置へ正確なホログラム記録を行う。
【０１００】
このようなホログラム記録動作が、次のアドレス・サーボ領域に達するまで順次繰り返される。光ヘッドがアドレスサーボ領域を通過する間は、前述の如くフォーカス・サーボ制御及びトラッキング・サーボ制御が行われ、次セクタの情報記録領域に移ると、追跡サーボ制御を行いながら上記と同様のホログラムの記録動作を繰り返し、次セクタの情報記録領域の情報記録位置にホログラムが順次記録されて行く。
【０１０１】
本発明の光情報記録媒体の物理的構造は、アドレス・サーボ領域、即ち、ヘッダ部にエンボスピットとしてアドレス情報がランドトラック、グローブトラック毎にそれぞれ設けられ、各アドレス情報に続いてランドトラック及びグローブトラックから成る情報記録領域が設けられる。本発明の光情報記録媒体の一例では、対物レンズで集光したレーザー光で光情報記録媒体を照射し、反射膜によって反射されて戻って来たレーザー光を同じ対物レンズで集めることから、この光学系の伝達関数ＯＴＦ(Optical Transfer Function)は、二つの円形開口の自己相関を求めればよいことになり、収差のない円形の開口を持つ光学系の場合には、図１３に示すように振幅の伝達関数、即ち、変調度ＭＴＦ(Modulation Transfer Function)と空間周波数の波長との関係を示す図から、変調度が無くなるピット長の限界を求めることができる。これを、波長７８０nmの追跡レーザー光について計算してみると、λ／２ＮＡ＝７８０／２ｘ０．５＝７８０nm＝０．７８μｍ≒０．８μｍと成り、０．８μｍ間隔で０．４μｍφのロックアップピットを整列させると、整列するロックアップピットによる変調度がなくなるので、見かけ上繋がった線と同等に見立てることができる。
【０１０２】
従って、例えば、情報記録領域の各ランドトラック及びグローブトラック線上にそれぞれ直径約０．４μｍφのロックアップピットをプリフォーマットによって設けるにあたり、ロックアップピットの両側の各トラック上に１．２μｍの幅のミラー領域を設けることによって、ロックアップピットと隣接するグルーブとの近接によって変調度がなくなり見かけ上の接続されたと同等になるのを回避することができ、追跡レーザービームでロックアップピットを単独に検知することが可能となる。
【０１０３】
一方、光情報記録媒体の径方向に隣接するランドトラックとグルーブトラックとは、その中心線の間隔が０．８μｍであることから、直径約０．４μｍφのロックアップピットが夫々のトラックに設けられた場合、光情報記録媒体の径方向に隣接するロックアップピットの周縁部の間隔は０．４μｍとなり、ロックアップピットの光情報記録媒体の径方向における変調度はなくなり、径方向に整列するロックアップピットは、見かけ上連続する線と同等に見立てることができるため、光情報記録媒体の移動方向における光ヘッドの追跡サーボ制御を極めて精度良く行うことができる。従って、移動する光情報記録媒体の情報記録位置と光ヘッドからのホログラム形成用のレーザビームの照射位置とを、位置ずれを生じることなく露光に要する時間固定することができ、低出力のレーザ光源を採用しても、ホログラムの記録を精度良く行うことができる。
【０１０４】
さらに、本発明のロックアップピットは、その深さを記録用レーザービームの波長λ2の約１／２に選ぶことにより、記録用レーザービームに対しては、ロックアップピットと、その周辺部からの反射光との往復の光路差をλ2と等しくして同相になるようにして照射波の影響をなくし、波長λ1の追跡レーザビームに対しては、位相差を生じるようにして追跡サーボエラーを、例えば、プッシュプル法によって検出出来るようにすることにより、追跡サーボ制御に必要な位置ずれ検出が良好に行えるようにしている。そのために、例えば、ロックアップピット向けて照射される追跡レーザ光の波長を、波長λ1＝７８０nm（赤色光）に選び、ホログラムの記録再生に使用するレーザー光の波長を、波長λ2＝５３２nm（緑色光）とは異ならせ、ロックアップピットの深さを５３２／２nm＝２６６nmに選んでいる。このような波長の選択は、照射されるレーザービームが、ロックアップピットによって回折された場合、追跡レーザビームについては、入射する追跡レーザビームと回折光との間に位相差を生じプッシュプル法等によって追跡サーボエラーの検出を可能としているが、ホログラム形成用のレーザビームの場合には、ロックアップピットによる回折光と入射するホログラム形成用のレーザビームの位相関係を同相になるようして、情報記録用のレーザビームによって、追跡サーボ制御が影響されることがないようにしている。
【０１０５】
図１４は、本発明のロックアップピットと、その両側の各トラックに設けた、ランドトラックのランド面と等高の平滑な幅１．２μｍのミラーゾーンとの関係を示している。本発明では、このように、ロックアップピットの両側に幅広のミラーゾーンを設けることによって、位置ずれ検出の際に隣接するグルーブによってエラー成分が導入される余地を無くしている。さらに、光情報記録媒体の情報記録領域に予めプレフォーマットとして設けるロックアップピットは、必ずしも情報記録領域の各情報記録位置と１対１の関係にある必要はなく、一個のロックアップピットを複数の情報記録位置に対応せしめて追跡サーボ制御を行いうるように構成する等の改変を行うことができるのは勿論である。
【０１０６】
本発明におけるホログラムの光情報記録媒体への記録は、それぞれランドトラック及びグローブトラック上にｄ＝５μsecｘＳ（但し、Ｓ光情報記録媒体が移動する速度）間隔で、順次ホログラムが記録されることになる。このような光情報記録媒体へのホログラムの記録は、移動する光情報記録媒体の各情報記録位置を、ホログラム形成用のレーザビームで照射、即ち、一具体例では、直径約５００μｍφに収束された１５０ｘ１５０＝２２２５ビットの画素情報を持つ情報光及び同数の画素毎に位相変調された記録用参照光によるホログラム形成用レーザビーム照射スポットによって照射して行われるが、ホログラムを光記録媒体の各ランドトラック及びグローブトラック上の情報記録位置に順次正確に記録するためには、情報記録位置が、光情報記録媒体の移動に伴って少なくとも２００μｍ動する間、当該情報記録位置をホログラム形成用のレーザビームスポットが位置ずれなく追従し、照射し続けることが必要である。
【０１０７】
そのため、本発明では、情報記録領域に、予めエンボスピットとして形成された直径約０．４μｍのロックアップピットを、追跡レーザビームで照射し、光情報記録媒体の動きと追跡レーザビームの照射スポットとの間に位置ずれが生じた場合、ホログラム記録位置とホログラム形成用レーザビームによる照射スポットとの間に、同量の位置ずれが生じていると判断し、その位置ずれをロックアップピットと追跡レーザビームの照射スポットとの相対位置関係から検出し、検出された位置ずれに基づいて、光記録媒体とホログラム形成用レーザビーム照射位置を、光情報記録媒体の情報記録領域の情報記録位置に位置合わせし、即ち、光情報記録媒体の移動方向における追跡サーボ制御を行って、低出力レーザ光源を使用したホログラム記録時に要求される前述の条件を満たしている。
【０１０８】
図１５は、プッシュプル法によるロックアップピットと追跡レーザビームの照射スポットとの相対位置関係をを示し、追跡エラー信号ＣＥの検出は、上述の図７に示したサーボ制御用のエラー検出回路によって行われる。図１５において、追跡レザービームがロックアップピット上に投射されると、追跡レーザービームはロックアップピットのエッジ部において回折が起こる。追跡レーザービームがロックアップピット上に正しく照射されていると、ロックアップピットのエッジ部において生じた回折による戻りビームは前後等しくなるが（図１５（ｂ）参照）、追跡レーザービームがロックアップピットの前部に照射された場合（光情報記録媒体の移動が遅れた場合）には、図１５（ａ）に示すように、ロックアップピットのエッジ部によって回折されて戻ってくる戻りビームは前方に偏り、また、追跡レーザービームがロックアップピットの後部に照射された場合（光ヘッドの移動が遅れた場合）には、図１５（ｃ）に示すように、ロックアップピットのエッジ部によって回折されて戻ってくる戻りビームは後方に偏ることになるから、そのずれを図６の４分割フォトディテクタ２９によって検出し、図７に示した検出回路８５によって演算し、追跡エラー信号ＣＥが導出される。
【０１０９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光情報記録媒体では、移動する光情報記録媒体の情報記録領域における情報記録位置に、所定の区間、情報光及び記録用参照光の照射位置を正確に追従移動させるサーボ制御手段を設け、情報記録位置を位置ずれを生じることなく情報光及び記録用参照光で所定の区間正確に照射し続けることができることから、低出力のレーザ光源からのレーザ光による照射光量を所定の区間積分することができるため、高出力のレーザ光源からのレーザ光によるホログラムの記録と同等の記録が可能となり、極めて実用的なホログラムの記録媒体を提供することができる。
【０１１０】
さらに、本発明の光情報記録媒体は、従来のＤＶＤ記録装置の光ヘッド、及びサーボ制御回路の一部を変更するのみで、容易に正確なホログラムの記録が可能となり、誤って、本発明の光情報記録媒体を通常の光ディスク装置に装填しても、アドレス・サーボ領域の情報を読み取った後に、本発明の光情報記録媒体は、情報記録領域にホログラムが記録されていることから、通常の光ディスク装置からはエジェクトされ、通常の光ディスク装置に損傷を与えることはないため、実用上も問題を生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したトラックの一部を示す光情報記録媒体。
【図２】本発明を実施したトラック部分を拡大して示した光情報記録媒体。
【図３】本発明を実施するための光情報記録再生装置の構成を示すブロック図。
【図４】本発明を実施するための光情報記録再生装置の光ヘッドの一例を示す平面図。
【図５】本発明を実施するための光情報記録再生装置の光ヘッドの他の例を示す平面図。
【図６】本発明を実施するための光情報記録再生装置の光ヘッドの光学系の説明図。
【図７】本発明を実施するための光情報記録再生装置の検出回路の概略図。
【図８】図６に示した光ヘッドによるホログラム記録時の光の状態を示す説明図。
【図９】図６に示した光ヘッドによるホログラム記録時の光の状態を示す説明図。
【図１０】図６に示した光ヘッドによるホログラム再生時の光の状態を示す説明図。
【図１１】図６に示した光ヘッドによるホログラム再生時の光の状態を示す説明図。
【図１２】本発明を実施した光情報記録媒体のトラック部分を拡大して示した説明図。
【図１３】レーザービームでピットを照射した場合の振幅の伝達関数(MTF)と解像度の限界を図式的に示す図。
【図１４】本発明を実施した光情報記録媒体のトラックのロックアップピット部分を拡大して示した説明図。
【図１５】本発明を実施した光情報記録媒体のトラックのロックアップピット部分と追跡レーザビームスポットの関係を拡大して示した説明図。
【図１６】従来のホログラムを記録したトラックの一部を示す光情報記録媒体。
【図１７】従来の光情報記録再生装置の光ヘッドの光学系の説明図。
【符号の説明】
１    記録媒体
２    透明基板
３    情報記録層
４    基板
５    反射膜
６    アドレスサーボ領域
７    情報記録領域
７’  情報記録位置
８    ロックアップピット
１０  光情報記録再生装置
１１  光ヘッド
１２  対物レンズ
１３  サーボ機構
１４  旋光板
１５  プリズムブロック
１６  凸レンズ
１７  位相空間光変調器
１８  空間光変調器
１９  プリズムブロック
２０  ＣＣＤアレイ
２３  ビームスプリッタ
２４  コリメータレンズ
２５  レーザ光源
２６  フォトディテクタ
２７  凸レンズ
２８  シリンドリカルレンズ
２９  受光部
３０  ビームスプリッタ
３１  フォトディテクタ
３２  凸レンズ
３３  レーザ光源
【図１】
0004548762.tif 000002
【図２】
0004548762.tif 000003
【図３】
0004548762.tif 000004
【図４】
0004548762.tif 000005
【図５】
0004548762.tif 000006
【図６】
0004548762.tif 000007
【図７】
0004548762.tif 000008
【図８】
0004548762.tif 000009
【図９】
0004548762.tif 000010
【図１０】
0004548762.tif 000011
【図１１】
0004548762.tif 000012
【図１２】
0004548762.tif 000013
【図１３】
0004548762.tif 000014
【図１４】
0004548762.tif 000015
【図１５】
0004548762.tif 000016
【図１６】
0004548762.tif 000017
【図１７】
0004548762.tif 000018