(57)【要約】【課題】  ホログラム記録媒体の回転による面ぶれがあっても、レーザ光のホログラム記録媒体の表面に対する照射角度を常に垂直にする。【解決手段】  回転するホログラム記録媒体ＨＫに照射されたサーボ用レーザ光が反射層に焦点が合うようフォーカスサーボ制御を行ったうえで、ターンテーブル６０１の回転角度に対する対物レンズ４０の光軸方向の駆動量を検出し、ターンテーブル６０１の回転軸に垂直な平面に対してホログラム記録媒体ＨＫが傾いている角度および傾いている方向を、ホログラム記録媒体ＨＫの面ぶれ特性として検出する。そして、検出された面ぶれ特性を基に、ホログラム記録媒体ＨＫの回転に対応させて、対物レンズ４０の光軸に対してレーザ光の光軸位置を変化させ、対物レンズ４０から出射したレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫの表面に対して垂直に照射されるようにする。【選択図】  図１
2013211071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラム記録媒体を搭載するターンテーブルと、
前記ターンテーブルを回転するテーブル回転手段と、
前記ターンテーブルの回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記テーブル回転手段による回転が行われている間、元データを２次元の２値化データに変換し、変換した２次元の２値化データに基づいて情報レーザ光を作成し、前記作成した情報レーザ光を情報を有さない参照レーザ光と共に対物レンズを介して前記ホログラム記録媒体に照射し、前記ホログラム記録媒体にデータをシフト多重方式で記録するデータ記録手段と、
前記テーブル回転手段による回転が行われている間、前記情報レーザ光および前記参照レーザ光の前記ホログラム記録媒体における照射位置を、前記ホログラム記録媒体の半径方向に移動するレーザ光照射位置移動手段と、
前記テーブル回転手段による回転が行われている間、前記ホログラム記録媒体に形成された反射層に対して、前記対物レンズを介して前記情報レーザ光と同じ光軸でサーボ用レーザ光を照射し、前記反射層からの反射光に基づいて作成された信号により、前記サーボ用レーザ光の前記対物レンズによる焦点位置が前記反射層に合うように、前記対物レンズを前記対物レンズの光軸方向に駆動するフォーカスサーボ制御手段とを備えたホログラム記録装置において、
前記フォーカスサーボ制御手段による、前記対物レンズの光軸方向における中立位置からの駆動量を検出する縦方向対物レンズ駆動量検出手段と、
前記サーボ用レーザ光のホログラム記録媒体における照射半径位置を検出するレーザ光照射半径位置検出手段と、
前記回転角度検出手段により前記ターンテーブルの回転角度と、前記縦方向対物レンズ駆動量検出手段により前記対物レンズの光軸方向の駆動量とを同じタイミングで複数検出するとともに、前記レーザ光照射半径位置検出手段により、前記サーボ用レーザ光のホログラム記録媒体における照射半径位置を検出し、検出したデータを処理して、前記回転角度検出手段により検出される回転角度が定まった回転角度にあるとき、前記ターンテーブルの回転軸に垂直な平面に対してホログラム記録媒体が傾いている角度および傾いている方向を、ホログラム記録媒体の面ぶれ特性として検出する面ぶれ特性検出手段と、
前記面ぶれ特性検出手段により検出された面ぶれ特性を基に、前記サーボ用レーザ光および情報レーザ光がホログラム記録媒体の表面に対して垂直に照射されるよう、前記対物レンズの光軸位置に対する前記サーボ用レーザ光および情報レーザ光の光軸位置を、前記ターンテーブルの回転角度に対応させて変化させるレーザ光光軸位置制御手段とを備えたことを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項２】
データがシフト多重方式で記録されたホログラム記録媒体を搭載するターンテーブルと、
前記ターンテーブルを回転するテーブル回転手段と、
前記ターンテーブルの回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記テーブル回転手段による回転が行われている間、再生用レーザ光を対物レンズを介して、前記ホログラム記録媒体のデータ記録箇所に照射し、前記データ記録箇所からの再生光を受光器で受光し、前記受光器が出力する信号に基づいて、前記ホログラム記録媒体に記録されたデータを再生するデータ再生手段と、
前記テーブル回転手段による回転が行われている間、前記再生用レーザ光の前記ホログラム記録媒体における照射位置を、前記ホログラム記録媒体の半径方向に移動するレーザ光照射位置移動手段と、
前記テーブル回転手段による回転が行われている間、前記ホログラム記録媒体に形成された反射層に対して、前記対物レンズを介して前記再生用レーザ光と同じ光軸でサーボ用レーザ光を照射し、前記反射層からの反射光に基づいて作成された信号により、前記サーボ用レーザ光の前記対物レンズによる焦点位置が前記反射層に合うように、前記対物レンズを前記対物レンズの光軸方向に駆動するフォーカスサーボ制御手段とを備えたホログラム再生装置において、
前記フォーカスサーボ制御手段による、前記対物レンズの光軸方向における中立位置からの駆動量を検出する縦方向対物レンズ駆動量検出手段と、
前記サーボ用レーザ光のホログラム記録媒体における照射半径位置を検出するレーザ光照射半径位置検出手段と、
前記回転角度検出手段により前記ターンテーブルの回転角度と、前記縦方向対物レンズ駆動量検出手段により前記対物レンズの光軸方向の駆動量とを同じタイミングで複数検出するとともに、前記レーザ光照射半径位置検出手段により、前記サーボ用レーザ光のホログラム記録媒体における照射半径位置を検出し、検出したデータを処理して、前記回転角度検出手段により検出される回転角度が定まった回転角度にあるとき、前記ターンテーブルの回転軸に垂直な平面に対してホログラム記録媒体が傾いている角度および傾いている方向を、ホログラム記録媒体の面ぶれ特性として検出する面ぶれ特性検出手段と、
前記面ぶれ特性検出手段により検出された面ぶれ特性を基に、前記サーボ用レーザ光および再生用レーザ光がホログラム記録媒体の表面に対して垂直に照射されるよう、前記対物レンズの光軸位置に対する前記サーボ用レーザ光および再生用レーザ光の光軸位置を、前記ターンテーブルの回転角度に対応させて変化させるレーザ光光軸位置制御手段とを備えたことを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項３】
前記テーブル回転手段による回転が行われている間、前記照射されたサーボ用レーザ光の前記反射層からの反射光に基づいて作成された信号により、前記サーボ用レーザ光の前記対物レンズによる焦点位置が前記反射層に形成されたトラックに合うように、前記対物レンズを駆動するトラッキングサーボ手段と、
前記トラッキングサーボ手段による、前記対物レンズの前記ホログラム記録媒体の半径方向における中立位置からの駆動量を検出する横方向対物レンズ駆動量検出手段とを備え、
前記レーザ光光軸位置制御手段は、前記面ぶれ特性と前記横方向対物レンズ駆動量検出手段により検出された駆動量とを基に、前記サーボ用レーザ光と前記情報レーザ光又は前記再生用レーザ光とがホログラム記録媒体の表面に対して垂直に照射されるよう、前記サーボ用レーザ光と前記情報レーザ光又は前記再生用レーザ光の光軸位置を、前記ターンテーブルの回転角度に対応させて変化させることを特徴とする、請求項１記載のホログラム記録装置又は請求項２に記載のホログラム再生装置。
【請求項４】
前記レーザ光光軸位置変化手段は、前記サーボ用レーザ光と前記情報レーザ光又は前記再生用レーザ光の光路上であって、前記対物レンズの入射瞳面の手前に設置された、屈折率が空気とは異なり、前記サーボ用レーザ光と前記情報レーザ光又は前記再生用レーザ光の光軸と表面の垂線とを含む平面が互いに略直角である２つの板状物体を、屈折角度が変化するよう駆動させる手段であり、
前記２つの板状物体の１つを駆動させる信号は、前記面ぶれ特性を基に作成された前記サーボ用レーザ光と前記情報レーザ光又は前記再生用レーザ光の光軸位置の時間に対する変化が正弦波状になる駆動信号であり、
前記２つの板状物体の他の１つを駆動させる信号は、前記正弦波状になる駆動信号に、前記横方向対物レンズ駆動量検出手段により検出された駆動量を基に作成された駆動信号を加算した信号であることを特徴とする、請求項３に記載のホログラム記録装置又はホログラム再生装置。
【請求項５】
前記情報レーザ光又は前記再生用レーザ光の光路上であって、前記対物レンズの入射瞳面の手前に設置された、駆動により前記情報レーザ光の光路長又は前記再生用レーザ光によるホログラム記録媒体からの再生光の光路長を可変する光路長可変用光学部品と、
前記情報レーザ光により結像する２次元の２値化データに相当するパターンの位置、又は前記受光器の面で前記パターンが形成されるための、ホログラム記録媒体からの再生光により結像する前記パターンの位置と、前記対物レンズの入射瞳面の位置とが合致するよう、前記縦方向対物レンズ駆動量検出手段により検出された対物レンズの駆動量と、前記２つの板状物体のそれぞれを屈折角度が変化するよう駆動させる駆動信号とに基づいて作成した駆動信号により、前記光路長可変用光学部品を駆動する光路長可変手段とを備えたことを特徴とする、請求項４に記載のホログラム記録装置又はホログラム再生装置。
【請求項６】
前記面ぶれ特性検出手段は、前記サーボ用レーザ光がホログラム記録媒体の複数の半径位置にあるときに、それぞれ前記ターンテーブルの回転角度と前記対物レンズの光軸方向の駆動量とを同じタイミングで検出するとともに、前記サーボ用レーザ光のホログラム記録媒体における照射半径位置を検出し、検出したデータを処理して、前記ホログラム記録媒体が傾いている角度および傾いている方向と、それぞれの半径位置におけるホログラム記録媒体の反りによる傾き角度とをホログラム記録媒体の面ぶれ特性として検出することを特徴とする、請求項１乃至請求項５に記載のホログラム記録装置又はホログラム再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録媒体にシフト多重方式でデータの記録を行うホログラム記録装置、およびシフト多重方式でデータの記録がされたホログラム記録媒体からデータの再生を行うホログラム再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクへ記録するデータの容量を大きくするため、ホログラム記録媒体へ多重記録を行う研究が進められている。ホログラム記録媒体へ多重記録を行う方法としては、現時点では主に2光束干渉方式とコリニア方式があるが、この内コリニア方式は、情報レーザ光と参照レーザ光とからなる記録用のレーザ光の焦点を記録層に合わせた上で、記録層と平行に移動してシフト多重方式でホログラム記録媒体にデータの記録を行う方式である。通常コリニア方式は、これまでの光ディスクと同様、ホログラム記録媒体を回転させて記録用のレーザ光をホログラム記録媒体に対して垂直に照射している。そして、これまでの光ディスクと同様、回転によりホログラム記録媒体は縦方向変動（面ぶれ）と横方向変動（偏心回転）を起こす。このため、コリニア方式におけるデータの記録においては、特許文献１に示されているように、記録用のレーザ光とは別にサーボ用のレーザ光を照射してホログラム記録媒体に形成されたトラックからの反射光に基づく信号により、サーボ用のレーザ光の焦点がトラックの位置に合った上でトラックの溝を追従するよう、フォーカスサーボ制御とトラッキングサーボ制御とを行っている。これらのサーボ制御により、記録用のレーザ光の焦点は常に記録層の所定位置に合った上で、ホログラム記録媒体を螺旋状に移動するようになっている。また、ホログラム記録媒体に記録されたデータの再生においては、同様にフォーカスサーボ制御とトラッキングサーボ制御とを行うことで、再生用のレーザ光（記録時の参照レーザ光と同一）の焦点は、常に記録層のデータ記録箇所に合った上で、ホログラム記録媒体を螺旋状に移動するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１１９３７号公報
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、ホログラム記録媒体が面ぶれを起こすと、フォーカスサーボ制御により対物レンズを駆動させて、記録用レーザ光又は再生用レーザ光の焦点位置を常にホログラム記録媒体の所定位置に合致させるようにしても、レーザ光のホログラム記録媒体の表面に対する照射角度は垂直からずれる。そして、レーザ光のホログラム記録媒体の表面に対する照射角度が垂直からずれると、照射角度が垂直の場合に比べて、ホログラム記録媒体へのデータの記録精度、およびホログラム記録媒体に記録したデータの再生精度が悪くなることを発明者は見出した。よって、たとえフォーカスサーボ制御を行っても、ホログラム記録媒体の面ぶれが大きい場合は、データの記録精度および記録したデータの再生精度は悪くなるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するためなされたもので、その目的は、ホログラム記録媒体にシフト多重方式でデータの記録を行うホログラム記録装置、およびシフト多重方式でデータの記録がされたホログラム記録媒体からデータの再生を行うホログラム再生装置において、比較的容易にレーザ光のホログラム記録媒体の表面に対する照射角度を常に垂直にすることができる、ホログラム記録装置およびホログラム再生装置を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、ホログラム記録媒体を搭載するターンテーブルと、ターンテーブルを回転するテーブル回転手段と、ターンテーブルの回転角度を検出する回転角度検出手段と、テーブル回転手段による回転が行われている間、元データを２次元の２値化データに変換し、変換した２次元の２値化データに基づいて情報レーザ光を作成し、作成した情報レーザ光を情報を有さない参照レーザ光と共に対物レンズを介してホログラム記録媒体に照射し、ホログラム記録媒体にデータをシフト多重方式で記録するデータ記録手段と、テーブル回転手段による回転が行われている間、情報レーザ光および参照レーザ光のホログラム記録媒体における照射位置を、ホログラム記録媒体の半径方向に移動するレーザ光照射位置移動手段と、テーブル回転手段による回転が行われている間、ホログラム記録媒体に形成された反射層に対して、対物レンズを介して情報レーザ光と同じ光軸でサーボ用レーザ光を照射し、反射層からの反射光に基づいて作成された信号により、サーボ用レーザ光の対物レンズによる焦点位置が反射層に合うように、対物レンズを対物レンズの光軸方向に駆動するフォーカスサーボ制御手段とを備えたホログラム記録装置において、フォーカスサーボ制御手段による、対物レンズの光軸方向における中立位置からの駆動量を検出する縦方向対物レンズ駆動量検出手段と、サーボ用レーザ光のホログラム記録媒体における照射半径位置を検出するレーザ光照射半径位置検出手段と、回転角度検出手段によりターンテーブルの回転角度と、縦方向対物レンズ駆動量検出手段により対物レンズの光軸方向の駆動量とを同じタイミングで複数検出するとともに、レーザ光照射半径位置検出手段により、サーボ用レーザ光のホログラム記録媒体における照射半径位置を検出し、検出したデータを処理して、回転角度検出手段により検出される回転角度が定まった回転角度にあるとき、ターンテーブルの回転軸に垂直な平面に対してホログラム記録媒体が傾いている角度および傾いている方向を、ホログラム記録媒体の面ぶれ特性として検出する面ぶれ特性検出手段と、面ぶれ特性検出手段により検出された面ぶれ特性を基に、サーボ用レーザ光および情報レーザ光がホログラム記録媒体の表面に対して垂直に照射されるよう、対物レンズの光軸位置に対するサーボ用レーザ光および情報レーザ光の光軸位置を、ターンテーブルの回転角度に対応させて変化させるレーザ光光軸位置制御手段とを備えたことにある。
【０００７】
これによれば、面ぶれ特性検出手段がターンテーブルにセットしたホログラム記録媒体を回転させ、サーボ用レーザ光を照射してフォーカスサーボ制御手段によりサーボ用レーザ光の焦点がホログラム記録媒体の反射層に合うよう対物レンズを駆動させたときの、回転角度と対物レンズの光軸方向の駆動量との関係、およびサーボ用レーザ光の照射半径位置を検出し、検出したデータを処理して、ターンテーブルが定まった回転角度にあるときにターンテーブルの回転軸に垂直な平面に対してホログラム記録媒体がどの方向にどれだけ傾いているかを面ぶれ特性として検出する。そして、レーザ光光軸位置制御手段が、検出された面ぶれ特性に基づいて、サーボ用レーザ光および情報レーザ光がホログラム記録媒体の表面に対して垂直に照射されるよう、対物レンズの光軸位置に対してサーボ用レーザ光および情報レーザ光の光軸位置を、ターンテーブルの回転角度に対応させて変化させる。すなわち、データ記録を行う前にホログラム記録媒体の面ぶれ特性を検出し、データ記録時に検出した面ぶれ特性を基に、回転角度に対応させてサーボ用レーザ光および情報レーザ光の光軸位置を変化させるのみで、サーボ用レーザ光および情報レーザ光のホログラム記録媒体の表面に対する照射角度を常に垂直にすることができる。
【０００８】
また、本発明の他の特徴は、データがシフト多重方式で記録されたホログラム記録媒体を搭載するターンテーブルと、ターンテーブルを回転するテーブル回転手段と、ターンテーブルの回転角度を検出する回転角度検出手段と、テーブル回転手段による回転が行われている間、再生用レーザ光を対物レンズを介して、ホログラム記録媒体のデータ記録箇所に照射し、データ記録箇所からの再生光を受光器で受光し、受光器が出力する信号に基づいて、ホログラム記録媒体に記録されたデータを再生するデータ再生手段と、テーブル回転手段による回転が行われている間、再生用レーザ光のホログラム記録媒体における照射位置を、ホログラム記録媒体の半径方向に移動するレーザ光照射位置移動手段と、テーブル回転手段による回転が行われている間、ホログラム記録媒体に形成された反射層に対して、対物レンズを介して再生用レーザ光と同じ光軸でサーボ用レーザ光を照射し、反射層からの反射光に基づいて作成された信号により、サーボ用レーザ光の前記対物レンズによる焦点位置が前記反射層に合うように、対物レンズを前記対物レンズの光軸方向に駆動するフォーカスサーボ制御手段とを備えたホログラム再生装置において、フォーカスサーボ制御手段による、対物レンズの光軸方向における中立位置からの駆動量を検出する縦方向対物レンズ駆動量検出手段と、サーボ用レーザ光のホログラム記録媒体における照射半径位置を検出するレーザ光照射半径位置検出手段と、回転角度検出手段によりターンテーブルの回転角度と、縦方向対物レンズ駆動量検出手段により対物レンズの光軸方向の駆動量とを同じタイミングで複数検出するとともに、レーザ光照射半径位置検出手段により、サーボ用レーザ光のホログラム記録媒体における照射半径位置を検出し、検出したデータを処理して、回転角度検出手段により検出される回転角度が定まった回転角度にあるとき、ターンテーブルの回転軸に垂直な平面に対してホログラム記録媒体が傾いている角度および傾いている方向を、ホログラム記録媒体の面ぶれ特性として検出する面ぶれ特性検出手段と、面ぶれ特性検出手段により検出された面ぶれ特性を基に、サーボ用レーザ光および再生用レーザ光がホログラム記録媒体の表面に対して垂直に照射されるよう、対物レンズの光軸位置に対するサーボ用レーザ光および再生用レーザ光の光軸位置を、ターンテーブルの回転角度に対応させて変化させるレーザ光光軸位置制御手段とを備えたことにある。
【０００９】
これによれば、ホログラム再生装置においても、上記ホログラム記録装置における発明の場合と同様、データ再生を行う前にホログラム記録媒体の面ぶれ特性を検出し、データ再生時に検出した面ぶれ特性を基に、回転角度に対応させてサーボ用レーザ光および再生用レーザ光の光軸位置を変化させるのみで、サーボ用レーザ光および再生用レーザ光のホログラム記録媒体の表面に対する照射角度を常に垂直にすることができる。
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、上記ホログラム記録装置における発明又は上記ホログラム再生装置における発明において、テーブル回転手段による回転が行われている間、照射されたサーボ用レーザ光の前記反射層からの反射光に基づいて作成された信号により、サーボ用レーザ光の対物レンズによる焦点位置が反射層に形成されたトラックに合うように、対物レンズを駆動するトラッキングサーボ手段と、トラッキングサーボ手段による、対物レンズのホログラム記録媒体の半径方向における中立位置からの駆動量を検出する横方向対物レンズ駆動量検出手段とを備え、レーザ光光軸位置制御手段は、面ぶれ特性と横方向対物レンズ駆動量検出手段により検出された駆動量とを基に、サーボ用レーザ光と情報レーザ光又は前記再生用レーザ光とがホログラム記録媒体の表面に対して垂直に照射されるよう、サーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光の光軸位置を、ターンテーブルの回転角度に対応させて変化させるようにしたことにある。
【００１１】
これによれば、トラッキングサーボ手段により対物レンズがホログラム記録媒体の半径方向に駆動しても、その駆動に見合う分、サーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光の光軸位置を変化させたうえで、サーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光のホログラム記録媒体の表面に対する照射角度が常に垂直になるよう、ターンテーブルの回転角度に対応させてレーザ光の光軸位置を変化させることができるので、トラッキングサーボが行われる場合であっても、サーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光のホログラム記録媒体の表面に対する照射角度を常に垂直にすることができる。
【００１２】
また、本発明の他の特徴は、上記ホログラム記録装置における発明又は上記ホログラム再生装置における発明において、レーザ光光軸位置変化手段は、サーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光の光路上であって、対物レンズの入射瞳面の手前に設置された、屈折率が空気とは異なり、サーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光の光軸と表面の垂線とを含む平面が互いに略直角である２つの板状物体を、屈折角度が変化するよう駆動させる手段であり、２つの板状物体の１つを駆動させる信号は、面ぶれ特性を基に作成されたサーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光の光軸位置の時間に対する変化が正弦波状になる駆動信号であり、２つの板状物体の他の１つを駆動させる信号は、正弦波状になる駆動信号に、横方向対物レンズ駆動量検出手段により検出された駆動量を基に作成された駆動信号を加算した信号であるようにしたことにある。
【００１３】
これによれば、２つの板状物体の１つを、サーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光の光軸位置の時間に対する変化が正弦波状になる駆動信号で駆動し、２つの板状物体の他の１つを、この正弦波状になる駆動信号に対物レンズの横方向駆動量を基に作成された駆動信号を加算した駆動信号で駆動させるのみで、サーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光のホログラム記録媒体の表面に対する照射角度を常に垂直にすることができる。よって、ホログラム記録装置又はホログラム再生装置への部品や回路の付加が少なく、装置のコストUPを抑制することができる。
【００１４】
また、本発明の他の特徴は、上記ホログラム記録装置における発明又は上記ホログラム再生装置における発明において、情報レーザ光又は再生用レーザ光の光路上であって、対物レンズの入射瞳面の手前に設置された、駆動により情報レーザ光の光路長又は再生用レーザ光によるホログラム記録媒体からの再生光の光路長を可変する光路長可変用光学部品と、情報レーザ光により結像する２次元の２値化データに相当するパターンの位置、又は前記受光器の面で前記パターンが形成されるための、ホログラム記録媒体からの再生光により結像する前記パターンの位置と、前記対物レンズの入射瞳面の位置とが合致するよう、縦方向対物レンズ駆動量検出手段により検出された対物レンズの駆動量と、２つの板状物体のそれぞれを屈折角度が変化するよう駆動させる駆動信号とに基づいて作成した駆動信号により、光路長可変用光学部品を駆動する光路長可変手段とを備えたことを特徴とする、請求項４に記載のホログラム記録装置又はホログラム再生装置とを備えたことにある。
【００１５】
これによれば、対物レンズの対物レンズにおける光軸方向への駆動、および２つの板状物体の駆動があっても、情報レーザ光により結像する２次元の２値化データに相当するパターンの位置と対物レンズの入射瞳面とのずれ、又は受光器の面でパターンが形成されるための、ホログラム記録媒体からの再生光により結像するパターンの位置と対物レンズの入射瞳面とのずれ、が発生しないようにすることができるので、ホログラム記録媒体へのデータの記録精度又はホログラム記録媒体に記録されたデータの再生精度を良くすることができる。
【００１６】
また、本発明の他の特徴は、上記ホログラム記録装置における発明又は上記ホログラム再生装置における発明において、面ぶれ特性検出手段は、サーボ用レーザ光がホログラム記録媒体の複数の半径位置にあるときに、それぞれターンテーブルの回転角度と対物レンズの光軸方向の駆動量とを同じタイミングで検出し、サーボ用レーザ光のホログラム記録媒体における照射半径位置を検出し、検出したデータを処理して、ホログラム記録媒体が傾いている角度および傾いている方向と、それぞれの半径位置におけるホログラム記録媒体の反りによる傾き角度とをホログラム記録媒体の面ぶれ特性として検出するようにしたことにある。
【００１７】
これによれば、ホログラム記録媒体の反りによる傾き角度を含めて面ぶれ特性を検出することができるので、この面ぶれ特性に基づいて２次元の２値化データを基に作成されるパターンの位置を変化させれば、ホログラム記録媒体の反りが大きいときでも、この面ぶれ特性に基づいてサーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光の光軸位置を変化させれば、サーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光のホログラム記録媒体の表面に対する照射角度を常に垂直にすることができる。
【００１８】
さらに、本発明の実施にあたっては、本発明は、ホログラム記録装置およびホログラム再生装置の発明に限定されることなく、ホログラム記録媒体への記録方法およびホログラム記録媒体の再生方法の発明としても実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係るホログラム記録再生装置の全体構成図である。
【図２】レーザ光の光軸を対物レンズの光軸からずらすことにより、ホログラム記録媒体の表面に対してレーザ光が垂直に照射されるようにすることを説明する図である。
【図３】ホログラム記録媒体の表面と回転軸に垂直な面とがなす角度を検出する方法を説明する図である。
【図４】ホログラム記録媒体の面ぶれ特性を、トラッキングサーボ信号の瞬時値のデジタルデータから検出する方法を視覚的に示した図である。
【図５】対物レンズの光軸方向から対物レンズを見た場合の、レーザ光の光軸位置の変化を示した図である。
【図６】ガラス板を回転させることでレーザ光の光軸位置を２方向に変化させる様子を示した図である。
【図７】ガラス板の回転角度とレーザ光の光軸位置の変化量との関係を示した図である。
【図８】図１のコントローラによって実行されるデータ記録プログラムのフローチャートである。
【図９】図１のコントローラによって実行される面ぶれ特性検出プログラムのフローチャートである。
【図１０】図１のコントローラによって実行されるレーザ光光軸位置制御プログラムのフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るホログラム記録再生装置の全体構成図である。
【図１２】ホログラム記録媒体の反りによる各半径位置でのホログラム記録媒体表面の垂線に対するレーザ光の照射角度を検出する方法を説明する図である。
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係るホログラム記録再生装置について図面を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るホログラム記録再生装置の全体構成図である。このホログラム記録再生装置は、ホログラム記録媒体ＨＫに共通の光軸を持つ情報レーザ光および参照レーザ光を照射することにより、ホログラム記録媒体ＨＫにデータを記録するデータ記録機能を有する。また、データが記録されたホログラム記録媒体ＨＫに再生用レーザ光（記録時の参照レーザ光と同一）を照射することによって、ホログラム記録媒体ＨＫから発生する再生光を受光し、受光箇所に形成されるパターンに基づいてデータを再生するデータ再生機能を有する。
【００２１】
ピックアップ装置１００は、メインレーザ光源１０およびサーボ用レーザ光源５２、コリメートレンズ１２，５４、ミラー１４，２４，３８、空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）１６、リレーレンズ１８，２２，４８、偏光ビームスプリッタ２０、ダイクロイックプリズム２６、ガラス板２８，３２、モータ３０，３４、１／４波長板３６、対物レンズ４０、フォーカスアクチュエータ４２、トラッキングアクチュエータ４４、ビームスプリッタ５６、集光レンズ５８、シリンドリカルレンズ６０、再生用フォトディテクタ５０およびサーボ用フォトディテクタ６２を備える。
【００２２】
メインレーザ光源１０は、ホログラム記録媒体ＨＫにデータを記録し、また、データを再生するためのレーザ光を出射する素子である。コリメートレンズ１２、ミラー１４、空間光変調器１６、リレーレンズ１８、偏光ビームスプリッタ２０、リレーレンズ２２、ミラー２４、ダイクロイックプリズム２６、ガラス板２８，３２、１／４波長板３６、ミラー３８、対物レンズ４０により、メインレーザ光源１０から出射されたレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに照射されるまでの光学系が構成される。
【００２３】
メインレーザ光源１０から出射したレーザ光は、コリメートレンズ１２を通過することにより平行光になり、この平行光がミラー１４に反射して、空間光変調器１６である液晶パネルに入射する。ホログラム記録媒体ＨＫへのデータ記録時においては、空間光変調器１６である液晶パネルには、各ピクセルの透過率を高低に制御することでドットパターンが形成されている領域と、その周囲に各ピクセルの透過率が高のみの領域が形成されている。そして、この液晶パネルのドットパターンが形成されている領域を透過したレーザ光は空間的に変調され、情報を有するレーザ光である情報レーザ光となる。また、この液晶パネルの透過率が高のみの領域を透過したレーザ光は減衰フィルタを透過した場合と同様であり、情報を有さないレーザ光である参照レーザ光となる。その後、情報レーザ光および参照レーザ光となったレーザ光はリレーレンズ１８，偏光ビームスプリッタ２０，リレーレンズ２２を通過し、さらにミラー２４に反射して進行方向を変え、ダイクロイックプリズム２６に入射する。ダイクロイックプリズム２６はメインレーザ光源１０から出射したレーザ光の波長の光を透過させるものが選択されているため、レーザ光はダイクロイックプリズム２６を透過し、ガラス板２８，３２を透過する。ガラス板２８，３２は回転軸がレーザ光軸と垂直になっているモータ３０，３４により回転され、これによりレーザ光軸は進行方向は変化せず、位置が変化する。ガラス板２８の回転によりレーザ光軸は図１の上下方向に変化し、ガラス板３２の回転によりレーザ光軸は図１の紙面の垂直方向に変化する。ガラス板２８，３２は本発明の主要な構成要素であるので後で詳細に説明する。ガラス板２８，３２を透過したレーザ光は、１／４波長板３６を透過することで円偏光になり、ミラー３８を経て対物レンズ４０に入射し、ホログラム記録媒体ＨＫの記録層に集光する。これにより、ホログラム記録媒体ＨＫの記録層には情報レーザ光および参照レーザ光が干渉することによる干渉縞が形成される。
【００２４】
また、ホログラム記録媒体ＨＫに記録したデータの再生時においては、空間光変調器１６である液晶パネルには、データ記録時においてドットパターンが形成される領域（以下、パターン形成領域という）は、全て低の透過率となってレーザ光を遮光し、データ記録時に各ピクセルの透過率が高のみの領域は、そのまま高のみの領域でありレーザ光を透過する。そして、メインレーザ光源１０から出射したレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに照射されるまでの経路は、データ記録時と同一である。すなわち、データ再生時においては、参照レーザ光のみが再生用レーザ光としてホログラム記録媒体ＨＫに集光して照射される。ホログラム記録媒体ＨＫのデータ記録箇所（干渉縞が形成された箇所）に再生用レーザ光が照射されると、再生光が発生する。この再生光は、対物レンズ４０、ミラー３８、１／４波長板３６、ガラス板３２，２８を経由してダイクロイックプリズム２６に入射する。再生光の波長はメインレーザ光源１０から出射したレーザ光の波長と同一であるので、再生光はダイクロイックプリズム２６を透過し、ミラー２４で反射し、リレーレンズ２２を経て偏光ビームスプリッタ２０に入射する。再生光は円偏光が１／４波長板３６を透過することで直線偏光になっているが、この偏光方向はメインレーザ光源１０から出射したレーザ光と９０°異なっている。よって、再生光の大部分は偏光ビームスプリッタ２０で反射し、リレーレンズ４８を経て再生用フォトディテクタ５０で受光される。このとき、再生用フォトディテクタ５０の面には、空間光変調器１６に形成されたドットパターンと同一のパターンが形成される。
【００２５】
サーボ用レーザ光源５２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用のレーザ光を出射する素子である。コリメートレンズ５４、ビームスプリッタ５６、ダイクロイックプリズム２６、ガラス板２８，３２、１／４波長板３６、ミラー３８、対物レンズ４０により、サーボ用レーザ光源５２から出射されたレーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに照射されるまでの光学系が構成される。
【００２６】
サーボ用レーザ光源５２から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ５４を通過することにより平行光になり、ビームスプリッタ５６を透過した後にダイクロイックプリズム２６に入射する。ダイクロイックプリズム２６は、サーボ用レーザ光源５２から出射したレーザ光の波長の光を反射させるものが選択されているため、サーボ用レーザ光はダイクロイックプリズム２６で反射し、情報レーザ光および参照レーザ光の光軸と同一になる。そして、その後、情報レーザ光および参照レーザ光と同じ光路でホログラム記録媒体ＨＫに照射される。ホログラム記録媒体ＨＫに照射されたサーボ用レーザ光は、ホログラム記録媒体ＨＫの反射層に形成されたトラックに集光し、集光位置からの反射光は、再生光と同じ光路でダイクロイックプリズム２６に入射する。反射光の波長はサーボ用レーザ光の波長のままであるので、反射光はダイクロイックプリズム２６で反射し、ビームスプリッタ５６に入射して半分程度が反射し、半分程度が透過する。ビームスプリッタ５６で反射した反射光は集光レンズ５８、シリンドリカルレンズ６０を経由してサーボ用フォトディテクタ（例えば４分割フォトディテクタ）６２に受光される。
【００２７】
サーボ用レーザ光源５２から出射されたサーボ用レーザ光の焦点がホログラム記録媒体ＨＫの反射層のトラック位置に合っている場合、サーボ用フォトディテクタ６２の受光面に形成される光スポットの形状は円形である。一方、サーボ用レーザ光の焦点がホログラム記録媒体ＨＫの反射層のトラック位置から光軸方向にずれている場合、サーボ用フォトディテクタ６２の受光面に形成される光スポットの形状は、受光面の対角上に長軸を持つ楕円形状である。したがって、サーボ用フォトディテクタ６２の受光面を上下左右に４分割した各分割領域が出力する、受光した光の強度に相当する信号を比較演算することにより、焦点のずれ量を信号として検出することができる。この焦点のずれ量がなくなるようにフォーカスサーボ制御が行われる。本実施形態では非点収差法によるフォーカスサーボ制御が行われる。
【００２８】
また、サーボ用レーザ光源５２から出射されたレーザ光の焦点が、ホログラム記録媒体ＨＫのトラック位置からレーザ光の光軸方向に垂直な方向であって且つトラックの溝方向に垂直な方向（以下、この方向を径方向と呼ぶ）にずれている場合、すなわち焦点位置の径方向ずれが発生している場合、サーボ用フォトディテクタ６２の受光面の左側および右側のいずれか一方の分割領域に受光される光量が、いずれか他方の分割領域に受光される光量よりも少ない。逆に焦点位置の径方向ずれが発生していない場合は、サーボ用フォトディテクタ６２の受光面の左側の分割領域に受光される光量と右側の分割領域に受光される光量は等しい。したがって、サーボ用フォトディテクタ６２の受光面の各分割領域が出力する、受光された光の強度に相当する信号を比較演算することにより、焦点位置の径方向ずれ量を信号として検出することができる。この径方向ずれ量がなくなるようにトラッキングサーボ制御が行われる。本実施形態ではプッシュプル法によるトラッキングサーボ制御が行われる。
【００２９】
フォーカスアクチュエータ４２は、フォーカスサーボ制御実行時に後述するドライブ回路４１６からの駆動信号にしたがってレーザ光の光軸方向に対物レンズ４０を駆動する。トラッキングアクチュエータ４４は、トラッキングサーボ制御実行時に後述するドライブ回路４１０からの駆動信号にしたがって径方向に対物レンズ４０を駆動する。
【００３０】
ターンテーブル６０１は、ホログラム記録媒体ＨＫを載置するテーブルである。スピンドルモータ６０２は、ターンテーブル６０１を回転させるためのモータである。フィードモータ６０３は、ターンテーブル６０１に載置されたホログラム記録媒体ＨＫの径方向にターンテーブル６０１を移動させるためのモータである。
【００３１】
スピンドルモータ制御回路３０２は、スピンドルモータ６０２内のエンコーダから入力されるパルス信号の単位時間あたりのパルス数が、コントローラ５００から入力される回転速度に相当するパルス数になるように、スピンドルモータ６０２の回転を制御する。
【００３２】
半径位置検出回路３０４は、ホログラム記録再生装置の電源が投入された直後に開始されるフィードモータ６０３の初期位置復帰動作中に、フィードモータ６０３に内臓されたエンコーダからのパルス信号を入力し、その入力が停止したときに、初期半径位置を設定するとともに、後述するフィードモータ制御回路３０６に駆動停止のための信号を出力する。そして、それ以降フィードモータ６０３に内蔵されたエンコーダから入力されるパルス信号のパルス数をカウントすることにより、ターンテーブル６０１の径方向への移動距離を算出するとともに、この移動距離を初期半径位置に加減することにより、ホログラム記録媒体ＨＫ上に照射されるレーザ光の径方向位置を表す実半径位置を算出し、算出した実半径位置をコントローラ５００およびフィードモータ制御回路３０６に出力する。なお、コントローラ５００は、半径位置検出回路３０４から入力される実半径位置から、設定された線速度になるためのターンテーブル６０１の回転速度を算出し、算出した回転速度をスピンドルモータ制御回路３０２に出力する。
【００３３】
フィードモータ制御回路３０６は、以下の働きをする。
・ホログラム記録再生装置の電源が投入されると駆動開始し、フィードモータ６０３を駆動限界位置まで初期駆動させ、半径位置検出回路３０４から駆動停止のための信号が入力すると、フィードモータ６０３の駆動を停止する（初期位置復帰動作）。
・コントローラ５００から半径位置が入力すると、半径位置検出回路３０４から入力される実半径位置がコントローラ５００から入力した半径位置に一致する径方向に、ターンテーブル６０１が移動するようにフィードモータ６０３を所定の送り速度で駆動する。そして、実半径位置がコントローラ５００から入力した半径位置に一致するとフィードモータ６０３の駆動を停止する。
・コントローラ５００からスレッドサーボ開始の指令を入力するとフィードモータ６０３に内蔵されたエンコーダから入力されるパルス信号の単位時間あたりのパルス数が、後述するスレッドサーボ回路４１８から入力される送り速度に相当するパルス数になるように、フィードモータ６０３の回転を制御する。
【００３４】
フォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御を実行するための回路として、サーボ用レーザ駆動回路４０２、信号増幅回路４０４、トラッキングエラー信号（ＴＥ信号）生成回路４０６、トラッキングサーボ回路４０８、ドライブ回路４１０、フォーカスエラー信号（ＦＥ信号）生成回路４１２、フォーカスサーボ回路４１４、ドライブ回路４１６およびスレッドサーボ回路４１８を備える。
【００３５】
サーボ用レーザ駆動回路４０２は、コントローラ５００から作動開始の指令を入力した場合に、サーボ用レーザ光源５２から所定の強度のレーザ光が出射するように、サーボ用レーザ光源５２に電圧および電流を供給する。
【００３６】
信号増幅回路４０４は、サーボ用フォトディテクタ６２の受光面の各分割領域から出力された信号を入力するとともに入力した信号を増幅し、各増幅信号をトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）生成回路４０６およびフォーカスエラー信号（ＦＥ信号）生成回路４１２に出力する。
【００３７】
トラッキングエラー信号生成回路４０６は、信号増幅回路４０４から入力した各増幅信号をプッシュプル法による演算式（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）に当てはめることによりトラッキングエラー信号を生成し、生成したトラッキングエラー信号をトラッキングサーボ回路４０８に出力する。なお、上記演算式中のａ，ｂ，ｃ，ｄは、サーボ用フォトディテクタ６２の受光面を上下左右に４分割した場合における各分割領域に配置される各フォトディテクタが出力する受光信号を表す。具体的に言えば、ターンテーブル６０１上に載置されたホログラム記録媒体ＨＫに形成されているトラックの溝方向に対応する方向を上下方向、径方向に対応する方向を左右方向と定義したサーボ用フォトディテクタ６２の受光面の右上に位置する分割領域に配置されたフォトディテクタの出力信号がａ、右下に位置する分割領域に配置されたフォトディテクタの出力信号がｂ、左下に位置する分割領域に配置されたフォトディテクタの出力信号がｃ、左上に位置する分割領域に配置されたフォトディテクタの出力信号がｄである。
【００３８】
トラッキングサーボ回路４０８は、入力したトラッキングエラー信号を０にするために必要な対物レンズ４０の径方向への移動量を表すトラッキングサーボ信号を作成し、作成したトラッキングサーボ信号をドライブ回路４１０に出力する。ドライブ回路４１０は、入力したトラッキングサーボ信号に基づいて対物レンズ４０を径方向に駆動するための信号をトラッキングアクチュエータ４４に供給する。供給された信号に基づいてトラッキングアクチュエータ４４が駆動することにより、トラッキングサーボ制御が実行される。
【００３９】
フォーカスエラー信号生成回路４１２は、信号増幅回路４０４から入力した各増幅信号を非点収差法による演算式（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）に当てはめることによりフォーカスエラー信号を生成し、生成したフォーカスエラー信号をフォーカスサーボ回路４１４に出力する。
【００４０】
フォーカスサーボ回路４１４はフォーカスエラー信号を入力し、入力したフォーカスエラー信号を０にするために必要な対物レンズ４０の光軸方向への移動量を表すフォーカスサーボ信号を作成し、作成したフォーカスサーボ信号をドライブ回路４１６に出力する。ドライブ回路４１６は入力したフォーカスサーボ信号に基づいて、対物レンズ４０をレーザ光の光軸方向に駆動するための信号をフォーカスアクチュエータ４２に供給する。供給された信号に基づいてフォーカスアクチュエータ４２が駆動することにより、フォーカスサーボ制御が実行される。
【００４１】
スレッドサーボ回路４１８は、トラッキングサーボ回路４０８からトラッキングサーボ信号を入力し、信号の直流成分を検出して、この直流成分を０にするために必要なフィードモータ６０３の送り速度を表す信号を作成し、作成した信号をフィードモータ制御回路３０６に出力する。トラッキングサーボ信号の直流成分は対物レンズ４０の中立位置からのずれに相当する。このずれがなくなるようにフィードモータ６０３を駆動することで、サーボ用レーザ光の焦点がホログラム記録媒体ＨＫのトラックの溝を追従して半径方向に移動する。
【００４２】
ピックアップ装置１００を用いてホログラム記録媒体ＨＫにデータを記録するとともに、ホログラム記録媒体ＨＫに記録したデータを再生するための回路として、メインレーザ駆動回路２０２、記録用信号生成回路２０４および再生データ生成回路２１０を備える。
【００４３】
メインレーザ駆動回路２０２は、コントローラ５００から作動開始指令を入力すると駆動を開始し、メインレーザ光源１０から所定の強度のレーザ光が出射するように、メインレーザ光源１０に電圧および電流を供給する。
【００４４】
記録用信号生成回路２０４は、コントローラ５００からの指示により記録用データ（元データ）の単位数（２次元の２値化データに変換するごとのデータ量）が設定されており、コントローラ５００から記録用データ（元データ）が入力されると、設定した単位数ごとに記録用データ（元データ）を２次元の２値化データ（２次元平面に「０」，「１」を並べたデータで、そのデータ数はパターン形成領域のピクセルの数に相当する）に変換（エンコード）し、メモリに記憶する。また、記録用信号生成回路２０４は、コントローラ５００からデータ記録開始の指令が入力すると、変換した２値化データに基づいて空間光変調器１６の各ピクセルに出力する信号を作成し出力する。この信号は空間光変調器１６の各ピクセルが高または低の透過率になる信号であり、設定された時間間隔でこの信号を空間光変調器１６のパターン形成領域の各ピクセルに出力する。これにより空間光変調器１６のパターン形成領域には、設定された時間間隔で異なるドットパターンが形成される。そして、メモリに記憶した２値化データがすべて出力されると、出力完了を意味する信号をコントローラ５００に対して出力する。また、記録用信号生成回路２０４のメモリにはパターン形成領域の各ピクセルがすべて低の透過率になるデータが記憶されており、コントローラ５００からデータ再生開始の指令が入力すると、メモリに記憶されているこのデータから作成した信号を、空間光変調器１６のパターン形成領域の各ピクセルに出力する。これにより空間光変調器１６のパターン形成領域には遮光領域が形成される。なお、記録用信号生成回路２０４は、コントローラ５００からデータ記録開始およびデータ再生開始の指令が入力すると、空間光変調器１６のパターン形成領域の外側の領域にあるピクセルには常時、低の透過率になる信号を出力する。
【００４５】
再生データ生成回路２１０は、コントローラ５００から作動指令を入力した場合に作動を開始し、再生用フォトディテクタ５０の各画素から入力する信号の強度（受光光量に相当する）から再生用フォトディテクタ５０に形成されているドットパターンを算出し、このドットパターンから２次元の２値化データを作成する。この２次元の２値化データは、前述した記録用信号生成回路２０４が記録用データ（元データ）を変換（エンコード）して作成した２次元の２値化データに相当するデータである。そして、この２次元の２値化データを記録用データ（元データ）に相当するデータに変換（デコード）し、変換したデータをコントローラ５００に出力する。
【００４６】
Ａ／Ｄ変換器４２０は、コントローラ５００から作動指令を入力すると作動を開始し、設定された時間間隔で、フォーカスサーボ回路４１４が出力する信号の瞬時値をデジタルデータに変換し、このデジタルデータをコントローラ５００に出力する。そして、コントローラ５００から作動停止指令を入力すると作動を停止する。
【００４７】
回転駆動回路Ｔ２０８は、コントローラ５００から周期と振幅の値が入力すると、この値を記憶する。そして、コントローラ５００から出力指令が入力すると、記憶されている周期と振幅の正弦波信号を、位相０°から出力する。また、それまでに出力している正弦波信号があるときは、コントローラ５００から周期と振幅が入力した時点では出力している信号は変更せず、記憶のみを行い、コントローラ５００から出力指令が入力すると、それまでに出力している正弦波信号を新たな正弦波信号に変更する。ガラス板３２を回転させるモータ３４はサーボモータであり、ガラス板３２がレーザ光軸に垂直であるときの回転角度を０とした回転角度に相当する強度の信号であり、回転駆動回路Ｔ２０８が出力する信号とは極性が反対である信号を回転駆動回路Ｔ２０８に出力する。回転駆動回路Ｔ２０８は、前述した正弦波信号にこの信号を加算してモータ３４に出力する。これにより、正弦波信号の強度とモータ３４が出力する信号が等しくなったとき回転は停止し、ガラス板３２は前述した正弦波信号の強度に相当する分回転することになる。よって、モータ３４の回転角度に対して出力する信号の強度が、回転駆動回路Ｔ２０８が出力する信号の強度（モータ３４からの信号を加算する前の信号の強度）とガラス板３２の回転角度との関係になる。
【００４８】
回転駆動回路Ｒ２０６は、入力したトラッキングサーボ信号（対物レンズ４０の中立位置からの移動量を表す）を、ガラス板２８を回転させるモータ３０の駆動信号に変換する回路を備える。この回路は、対物レンズ４０の中立位置からの移動分だけガラス板２８を回転させることでレーザ光軸を移動させて、対物レンズ４０とレーザ光軸の相対的位置関係を一定にするためのものである。そして、回転駆動回路Ｒ２０６は、コントローラ５００から周期と振幅の値が入力すると、この値を記憶し、コントローラ５００から出力指令が入力すると、記憶されている周期と振幅の正弦波信号に、トラッキングサーボ信号から変換した駆動信号を加算し、位相９０°から出力する。また、それまでに出力している正弦波信号があるときは、コントローラ５００から周期と振幅が入力した時点では出力している信号は変更せず、記憶のみを行い、コントローラ５００から出力指令が入力すると、それまでに出力している正弦波信号を新たな正弦波信号に変更する。ガラス板２８を回転させるモータ３０もサーボモータであり、ガラス板２８がレーザ光軸に垂直であるときの回転角度を０とした回転角度に相当する強度の信号であり、回転駆動回路Ｒ２０６が出力する信号とは極性が反対である信号を回転駆動回路Ｒ２０６に出力する。回転駆動回路Ｒ２０６は、前述した正弦波信号にトラッキングサーボ信号から変換した駆動信号を加算した信号に、この信号を加算してモータ３０に出力する。これにより、正弦波信号にトラッキングサーボ信号から変換した駆動信号を加算した信号の強度とモータ３０が出力する信号が等しくなったとき回転は停止し、ガラス板２８は前述した正弦波信号にトラッキングサーボ信号から変換した駆動信号を加算した信号に相当する分回転することになる。よって、モータ３０の回転角度に対応して出力する信号の強度が、回転駆動回路Ｒ２０６が出力する信号の強度（モータ３０からの信号を加算する前の信号の強度）とガラス板２８の回転角度との関係になる。
【００４９】
このように構成されたホログラム記録再生装置において、レーザ光のホログラム記録媒体ＨＫの表面に対する照射角度を常に垂直にする方法について説明する。なお、ダイクロイックプリズム２６からホログラム記録媒体ＨＫまでのレーザ光の光路においては、情報レーザ光、参照レーザ光およびサーボ用レーザ光の光軸は同一であるので、これ以降、レーザ光と記載した箇所は、情報レーザ光、参照レーザ光およびサーボ用レーザ光のすべてのレーザ光を意味するものとする。このホログラム記録再生装置は、ホログラム記録媒体ＨＫの面ぶれにより対物レンズ４０の光軸に対してホログラム記録媒体ＨＫの表面が傾くと、図２に示すように、レーザ光の光軸を対物レンズの光軸と平行を保ったまま対物レンズの光軸からずらすことにより、ホログラム記録媒体ＨＫに照射されるレーザ光の光軸をホログラム記録媒体ＨＫの表面に対して垂直にする。対物レンズ４０から出射されるレーザ光の光軸の対物レンズ４０の光軸に対する角度Θｂは、対物レンズ４０のＮＡが一定であるので、レーザ光の光軸の対物レンズ４０の光軸からのずれ量Ａｍと１対１の関係にある。そして、ホログラム記録媒体ＨＫに照射されるレーザ光の光軸が、ホログラム記録媒体ＨＫの表面に対して垂直であるための、対物レンズ４０から出射されるレーザ光の光軸の対物レンズ４０の光軸に対する角度Θｂは、ホログラム記録媒体ＨＫの表面のスピンドルモータ６０２の回転軸に垂直な平面に対する角度Θｂ（以下、面ぶれ角度Θｂという）である。この面ぶれ角度Θｂは、図３に示すように、ホログラム記録媒体ＨＫの面ぶれにおける最大変位量ｄ（上方向の最大変位位置と下方向の最大変位位置の間隔の１／２）を、レーザ光の照射位置の半径ｒで除算した値をＢとすると、ｔａｎ−１Ｂで算出することができる。よって、ｔａｎ−１Ｂで求めた角度Θｂから、レーザ光の光軸がホログラム記録媒体ＨＫの表面に対して垂直であるための、レーザ光の光軸の対物レンズ４０の光軸からのずれ量Ａｍを求めることができる。
【００５０】
ホログラム記録媒体ＨＫの面ぶれにおける最大変位量ｄは、フォーカスサーボ制御が行われていれば、図３に示すように、対物レンズ４０の最大変位量ｄから求めることができる。そして、対物レンズ４０の最大変位量ｄはフォーカスサーボ回路４１４が出力するフォーカスサーボ信号の強度から得ることができる。すなわち、Ａ／Ｄ変換器４２０が出力するフォーカスサーボ信号の瞬時値であるデジタルデータを演算処理することにより、対物レンズ４０の最大変位量ｄを求めることができる。ホログラム記録媒体ＨＫの１回転におけるフォーカスサーボ信号の瞬時値を回転角度に対応させて示すと図４に示すようになる。ホログラム記録媒体ＨＫの１回転は、スピンドルモータ６０２に内臓されるエンコーダがインデックス信号を発生してから次にインデックス信号を発生するまでであり、回転角度はインデックス信号の発生時点からのデータにつけた番号を全体のデータ数で除算して３６０°を乗算すれば、インデックス信号の発生時点を回転角度０°として計算できる。フォーカスサーボ信号の瞬時値は、対物レンズ４０の変位位置に対応するので、予めその関係を求めて記憶しておき、フォーカスサーボ信号の瞬時値における極大値と極小値をそれぞれ対物レンズ４０の変位位置に変換し、極大値と極小値の差を２で除算すれば対物レンズ４０の最大変位量ｄを求めることができる。
【００５１】
前述のように、ｔａｎ−１Ｂで求めた角度Θｂから、レーザ光の光軸の対物レンズ４０の光軸からのずれ量Ａｍを求めることができる。ただし、角度Θｂは、ホログラム記録媒体ＨＫが回転しても変化しないが、ホログラム記録媒体ＨＫの表面の垂線の方向は変化するので、レーザ光の光軸がホログラム記録媒体ＨＫの表面に対して垂直であるようにするには、レーザ光の光軸を対物レンズ４０の光軸からずらす方向は変化させる必要がある。ホログラム記録媒体ＨＫ表面の対物レンズ４０の光軸と交わる点における垂線が、スピンドルモータ６０２の回転軸方向（対物レンズ４０の光軸方向と同）に垂直な平面Ｓと交わる点は、対物レンズ４０の光軸が前記平面Ｓと交わる点を中心として円を描くように変化する。よって、ホログラム記録媒体ＨＫに照射されるレーザ光の光軸がホログラム記録媒体ＨＫの表面に対して垂直であるようにするには、レーザ光の光軸を対物レンズ４０の光軸からずらす方向も、前記平面Ｓ上で見ると、対物レンズ４０の光軸が前記平面Ｓと交わる点を中心として円を描くように変化させる必要がある。すなわち、誇張すると、図５に示すように平面Ｓ上で見て（対物レンズ４０の光軸方向から見て）、レーザ光の光軸位置を円を描くように変化させる必要がある。これは図５に示すように、レーザ光の光軸を光軸に垂直かつ互いに垂直な２方向に、時間に対して位相が９０°異なるように正弦波状に変化させることで行うことができる。
【００５２】
レーザ光の光軸を時間対して正弦波状に変化させるには、図６に示すように、ガラス板２８，３２を、ガラス板２８，３２の平面に平行でレーザ光の光軸に対して垂直な回転軸周りに回転させればよい。すなわち、回転軸がレーザ光の光軸に垂直かつ互いに垂直である２つのガラス板を、レーザ光の光軸の時間に対する変化が、位相が９０°異なる正弦波状になるように回転させれば、対物レンズ４０の光軸方向から見て、レーザ光の光軸位置を円を描くように変化させることができる。そして、この場合、レーザ光の光軸の変化開始位置において、レーザ光の光軸がホログラム記録媒体ＨＫの表面に対して垂直であるように、レーザ光の光軸の変化開始位置とホログラム記録媒体ＨＫの回転角度とを設定する必要がある。これは、図５に示すように、対物レンズ４０の光軸方向から見て、ホログラム記録媒体ＨＫの回転方向（溝方向）のレーザ光軸の変化を位相０°から開始し、ホログラム記録媒体ＨＫの径方向のレーザ光軸の変化を位相９０°から開始する場合は、対物レンズ４０が下方向の最大変位位置にあるときのホログラム記録媒体ＨＫの回転角度を設定すればよい。すなわち、図４に示すように、フォーカスサーボ信号の瞬時値の極小値における回転角度Θｓを求めればよい。
【００５３】
ガラス板２８，３２の回転角度Θに対するレーザ光の光軸の変化量Ａｒは、以下の式で計算することができる。
（数１）
Ａｒ  ＝  ｔ×ｓｉｎ（Θ−Θｇ）／ｃｏｓΘｇ            ｔ：ガラス板の厚さ
Θｇ ＝ 
ｓｉｎ−１（ｓｉｎΘ／ｎ）                    ｎ：ガラス板の屈折率
この式から回転角度Θに対するレーザ光の光軸の変化量Ａｒを計算すると、図７に示すようになる。図７を見るとわかるように、回転角度Θが３０°程度までならば、回転角度Θとレーザ光の光軸の変化量Ａｒとはほぼ比例の関係がある。すなわち、回転角度Θが３０°程度までならば、回転角度Θを時間に対して正弦波状に変化させれば、レーザ光の光軸位置も時間に対して正弦波状に変化させることができる。また、上記式を見るとわかるように、板状物体の厚さｔを大きくすれば、レーザ光の光軸の変化量Ａｒは大きくなるので、ホログラム記録媒体ＨＫの予想される面ぶれ量の最大からレーザ光の対物レンズ５０の光軸からのずれ量Ａｍの最大を求め、これが回転角度Θが３０°以内で達成できるよう、板状物体の厚さｔを設定すればよい。
【００５４】
ここまでの説明を整理すると、ホログラム記録媒体ＨＫに照射されるレーザ光の光軸がホログラム記録媒体ＨＫの表面に対して垂直であるための、対物レンズ４０から出射されるレーザ光の光軸の対物レンズの光軸に対する角度Θbを、ホログラム記録媒体の面ぶれによる最大変位量ｄと最大変位量を測定したときの半径位置ｒから求め、角度Θbと対物レンズ４０のＮＡからレーザ光の光軸の対物レンズ４０の光軸からのずれ量Ａｍを求める。そして、ずれ量Ａｍに対応する回転角度Θmを図７の関係から求め、レーザ光照射位置の半径をｒ、レーザ光照射位置の線速度をｖとすると、ガラス板２８の回転角度Θを時間ｔに対して、以下の式で変化させる。
（数２）
Θ＝Θm・sin｛３６０°・（ｔ・ｖ／２πｒ）＋９０°｝
また、ガラス板３２の回転角度Θを時間ｔに対して、以下の式で変化させる。
（数３）
Θ＝Θm・sin｛３６０°・（ｔ・ｖ／２πｒ）｝
２πｒ／ｖは、ホログラム記録媒体ＨＫが１回転する時間であり、正弦波の周期である。このとき、時間ｔ＝０、すなわち、レーザ光の光軸位置変化を開始するタイミングを、対物レンズ４０が下方向の最大変位位置にあるときのホログラム記録媒体ＨＫの回転角度Θｓとする。
【００５５】
上述のように、ガラス板２８，３２の回転角度Θと、回転駆動回路Ｒ２０６，回転駆動回路Ｔ２０８が出力する信号強度は対応関係にある。そして、この関係はほぼ比例関係である。コントローラ５００には、この関係が記憶されており、回転角度Θmから回転駆動回路Ｒ２０６，回転駆動回路Ｔ２０８が出力する正弦波信号の振幅値Ｆｍを求め、周期２πｒ／ｖと共に回転駆動回路Ｒ２０６と回転駆動回路Ｔ２０８に出力する。上述のように、回転駆動回路Ｒ２０６と回転駆動回路Ｔ２０８は、コントローラ５００から入力した振幅と周期の正弦波信号を出力するので、これにより、ガラス板２８，３２の回転角度Θは、数２および数３に従って変化する。また、コントローラ５００は、ホログラム記録媒体ＨＫの回転角度が回転角度Θｓになったタイミングで、回転駆動回路Ｒ２０６と回転駆動回路Ｔ２０８に出力開始を指示することで、レーザ光の光軸位置変化開始タイミングは、対物レンズ４０が下方向の最大変位位置にあるときになる。なお、ホログラム記録媒体ＨＫに照射されるレーザ光の半径位置ｒは変化するので、正弦波信号の周期２πｒ／ｖも変化することになる。よって、設定した間隔で半径位置ｒを検出し、回転駆動回路Ｒ２０６および回転駆動回路Ｔ２０８に周期２πｒ／ｖを出力して、回転駆動回路Ｒ２０６および回転駆動回路Ｔ２０８が出力する正弦波信号の周期２πｒ／ｖを変更すればよい。
【００５６】
ガラス板２８，３２の回転角度Θを、数２および数３に従って変化させる方法は、ホログラム記録媒体ＨＫの記録再生時に行われるトラッキングサーボ制御による対物レンズ４０の径方向の変動は考慮されていない。実際は、ホログラム記録媒体ＨＫに形成されたトラックには偏心があり、トラッキングサーボ制御を実施した場合は、対物レンズ４０の径方向の変動がある。よって、ホログラム記録媒体ＨＫに照射されるレーザ光の光軸を径方向に変化させるガラス板２８を回転させる信号には、対物レンズ４０が径方向に移動した分を加算する。すなわち、回転駆動回路Ｒ２０６が出力する正弦波信号には、対物レンズ４０の径方向移動量と同じだけレーザ光軸が移動する、ガラス板２８の回転角度に相当する強度の信号を加算する。これは、図５に示される正弦波信号を対物レンズが移動した分オフセットさせると見なせばよい。上述したように、回転駆動回路Ｒ２０６には、トラッキングサーボ回路４０８からトラッキングサーボ信号を入力し、この信号強度（対物レンズ４０の径方向移動量に相当する）に見合うだけガラス板２８を回転させる信号を出力する回路が備えられている。なお、この場合も、対物レンズ４０の径方向の変動量を加えてもガラス板２８の最大回転角度は３０°以内になるようにガラス板２８の厚さを設定し、トラッキングサーボ信号の強度に対応するガラス板２８の回転角度が、正弦波信号の強度によらないようにする。
【００５７】
次に、ホログラム記録再生装置のコントローラ５００が、ホログラム記録媒体ＨＫに照射されるレーザ光の光軸が、ホログラム記録媒体ＨＫの表面に対して垂直になるようにするために実行するプログラムについて説明する。図８はホログラム記録媒体ＨＫにデータを記録する際、コントローラ５００が実行するプログラムのフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って説明する。作業者はホログラム記録再生装置のターンテーブル６０１にホログラム記録媒体ＨＫをセットすると、入力装置５０２から予めコントローラ５００に記憶されているデータの記録の指令を入力する。これにより、コントローラ５００はステップＳ１００にてプログラムをスタートさせ、ステップＳ１０２にてスピンドルモータ制御回路３０２に回転開始を指示し、ホログラム記録媒体ＨＫを回転させる。なお、コントローラ５００はホログラム記録媒体ＨＫを回転させたときは、図８に示すプログラムとは別のプログラムをスタートさせ、半径位置検出回路３０４から半径値を入力し、予め設定されているレーザ光照射位置の線速度になる回転速度を算出し、スピンドルモータ制御回路３０２に出力することを繰り返す。
【００５８】
次に、コントローラ５００はステップＳ１０４にて、面ぶれ特性検出を指令する。この指令に応答してコントローラ５００は図９に示す面ぶれ特性検出プログラムをスタートさせる。このプログラムはステップＳ２００にてスタートされ、ステップＳ２０２にて後述する測定回数を意味する変数ｎを１にし、ステップＳ２０４にてフィードモータ制御回路３０６に予め設定されている半径値を出力する。これにより、フィードモータ６０３が駆動し、ホログラム記録媒体ＨＫにレーザ光が照射されたときの半径位置が設定された半径位置になる。
【００５９】
次に、コントローラ５００はステップＳ２０６にて、サーボ用レーザ駆動回路４０２に作動開始の指令を出力し、ステップＳ２０８にてフォーカスサーボ回路４１４に制御開始の指令を出力し、ステップＳ２１０にて、トラッキングサーボ回路４０８とフィードモータ制御回路３０６に制御開始の指令を出力する。これにより、対物レンズ４０からサーボ用レーザ光が回転しているホログラム記録媒体ＨＫに照射され、レーザ光の焦点が常に反射層に合ったうえで、レーザ光の焦点位置が反射層に形成されたトラックを追従するようになる。
【００６０】
次に、コントローラ５００はステップＳ２１２にて、スピンドルモータ６０２にあるエンコーダからインデックス信号が入力するのを待ち、インデックス信号が入力するとステップＳ２１４へ行き、Ａ／Ｄ変換器４２０に作動開始を指令を出力する。これにより、コントローラ５００にはＡ／Ｄ変換器４２０から設定された時間間隔で、トラッキングサーボ回路４０８が出力するトラッキングサーボ信号の瞬時値がデジタルデータで入力し、メモリに記憶される。そして、コントローラ５００はステップＳ２１６〜ステップＳ２２０の処理でインデックス信号がｋ回発生するのを待ち、インデックス信号がｋ回発生するとステップＳ２２２へ行き、Ａ／Ｄ変換器４２０の作動を停止する。これにより、コントローラ５００には、ホログラム記録媒体ＨＫの１回転におけるトラッキングサーボ信号の瞬時値データ群がｋ組記憶される。すなわち、図４に打点で示すデータ群がｋ組記憶される。なおｋの値は適切な値を設定すればよく、例えば５である。
【００６１】
次に、コントローラ５００はステップＳ２２４にて、回転駆動回路Ｒ２０６と回転駆動回路Ｔ２０８に出力する正弦波信号の振幅値Ｆｍと、レーザ光の光軸位置変化を開始する回転角度Θｓを計算する。具体的には、トラッキングサーボ信号の瞬時値データ群のそれぞれごとに、極大値と極小値を対物レンズ変位位置の値に換算し、その差の１／２をステップＳ２０４で移動した半径位置の値で除算することで、対物レンズ４０から出射されるレーザ光の光軸の対物レンズの光軸に対する角度Θbを求める。また、瞬時値データ群のそれぞれごとに、インデックス信号が入力したタイミングで入力されるデータ（最初のデータ）から極小値のデータになるまでのデータ数をデータ群のデータ数で除算し、３６０°を乗算することでレーザ光の光軸位置変化を開始する回転角度Θｓを求める。瞬時値データ群はｋ個あり、角度Θｂと回転角度Θｓはｋ個得られるので、平均値の角度Θｂと回転角度Θｓを計算する。そして、角度Θｂと対物レンズのNAからレーザ光の光軸の対物レンズ４０の光軸からのずれ量Ａｍを計算し、ずれ量Ａｍに対応する回転角度Θmを予め記憶されている図７の関係テーブルから求め、ガラス板２８，３２を角度Θm回転させるときの信号強度を振幅値Ｆｍとして予め記憶されている関係テーブルから求める。
【００６２】
次に、コントローラ５００はステップＳ２２６にて、ステップＳ２２４にて計算した振幅値Ｆｍを、回転駆動回路Ｒ２０６と回転駆動回路Ｔ２０８に出力する。そして、ステップＳ２２８、ステップＳ２３０にて、フォーカスサーボ回路４１４、トラッキングサーボ回路４０８およびフィードモータ制御回路３０６に制御停止の指令を出力し、ステップＳ２３２にて面ぶれ特性検出プログラムを終了する。これにより、対物レンズ４０からサーボ用レーザ光が回転しているホログラム記録媒体ＨＫに照射されるが、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは実施されていない状態になる。
【００６３】
面ぶれ特性検出プログラムが終了すると、コントローラ５００は図８に示すデータ記録プログラムに戻り、ステップＳ１０６にて記録用信号生成回路２０４にメモリに記憶されている記録用データ（元データ）の出力を開始する。これにより記録用信号生成回路２０４には記録用データが入力して記憶されるとともに、次々に変換（エンコード）されて２次元の２値化データとなって記憶される。次に、ステップＳ１０８にてフィードモータ制御回路３０６に記録を開始する半径値を出力し、ステップＳ１１０、Ｓ１１２にてフォーカスサーボ回路４１４、トラッキングサーボ回路４０８およびフィードモータ制御回路３０６に制御開始の指令を出力する。これにより、サーボ用レーザ光の照射位置は記録を開始する半径位置に移動し、サーボ用レーザ光の焦点が常に反射層に合ったうえで、サーボ用レーザ光の焦点位置が反射層に形成されたトラックを追従するようになる。
【００６４】
次に、コントローラ５００はステップＳ１１４にて、レーザ光光軸位置制御の開始を指令する。この指令に応答してコントローラ５００は図１０に示すレーザ光光軸位置制御プログラムをスタートさせる。このプログラムは図８に示すデータ記録プログラムと並行して行われるもので、このプログラムが行われている間も図８に示すデータ記録プログラムは行われている。レーザ光光軸位置制御プログラムはステップＳ３００にてスタートされ、ステップＳ３０２にて後述するインデックス信号入力回数（ホログラム記録媒体ＨＫの回転回数）を意味する値である変数ｎを１にする。そして、ステップＳ３０４にて半径位置検出回路３０４から入力する半径値ｒを取り込み、ステップＳ３０６にて、その半径値ｒから前述した２πｒ／ｖの式で信号周期Ｔを求め、回転駆動回路Ｒ２０６と回転駆動回路Ｔ２０８に出力する。これで回転駆動回路Ｒ２０６と回転駆動回路Ｔ２０８には信号振幅Ｆｍと信号周期Ｔが記憶される。
【００６５】
次に、コントローラ５００はステップＳ３０８にて、開始時間ｔｓを計算する。開始時間ｔｓはインデックス信号が入力してから、回転角度がΘｓになるまでの時間であり、ステップＳ３０４にて取り込んだ半径値ｒと回転角度Θｓとから、（２πｒ／ｖ）・（Θｓ／３６０°）の式で計算される。
【００６６】
次に、コントローラ５００はステップＳ３１０にて、インデックス信号が入力するのを待ち、インデックス信号が入力するとステップＳ３１２へ行き、ステップＳ３１２にて時間計測を開始する。そして、ステップＳ３１４にて、時間がステップＳ３０８にて計算した開始時間ｔｓになるまで待ち、時間が開始時間ｔｓになると、ステップＳ３１６にて回転駆動回路Ｒ２０６と回転駆動回路Ｔ２０８に信号出力の指令を出力する。これにより、ホログラム記録媒体ＨＫの回転角度がΘｓになったタイミングで、回転駆動回路Ｒ２０６は振幅Ｆｍ、周期Ｔの正弦波信号にトラッキングサーボ信号から変換した駆動信号を加算した信号の出力を開始し、回転駆動回路Ｔ２０８は振幅Ｆｍ、周期Ｔの正弦波信号の出力を開始する。これにより、ホログラム記録媒体ＨＫに照射されるレーザ光の光軸が、ホログラム記録媒体ＨＫの表面に垂直になるようレーザ光の光軸位置を変化させる制御が開始される。
【００６７】
次に、コントローラ５００はステップＳ３１８〜Ｓ３２４により、インデックス信号の入力回数がＭになるのを待ち、インデックス信号の入力回数がＭになると、ステップＳ３０２へ戻り、再びステップＳ３０２〜Ｓ３１６の処理を行う。これにより、レーザ光照射位置の半径を取込むごとに周期Ｔが計算され、回転駆動回路Ｒ２０６と回転駆動回路Ｔ２０８が出力する正弦波信号の周期Ｔが変更される。なおＭの値は適切な値を設定すればよく、例えば５〜２０の値である。そして、コントローラ５００はステップＳ３１８〜Ｓ３２４の処理中に、並行して行われている図８に示すデータ記録プログラムでレーザ光光軸位置制御停止の指令が出力されると、ステップＳ３２０からステップＳ３２６へ行き、レーザ光光軸位置制御プログラムを終了する。
【００６８】
前述のように、図１０に示すレーザ光光軸位置制御プログラムは図８に示すデータ記録プログラムと並行して行われるものであるので、コントローラ５００はステップＳ１１４にてレーザ光光軸位置制御プログラムをスタートさせた後、すぐにステップＳ１１６にてメインレーザ駆動回路２０２に作動開始の指令を出力し、ステップＳ１１８にて記録用信号生成回路２０４に２次元の２値化データの出力開始を指示する。これにより、空間光変調器のパターン形成領域には設定された時間間隔で異なるドットパターンが形成され続け、情報レーザ光と参照レーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに照射されて、ホログラム記録媒体ＨＫにシフト多重方式でデータの記録が行われる。そして、データの記録が行われている間、レーザ光光軸位置制御プログラムが実行され続け、回転駆動回路Ｒ２０６と回転駆動回路Ｔ２０８がガラス板２８，３２を回転駆動させる信号を出力し続けるので、対物レンズ４０から出射されるレーザ光の光軸は、常にホログラム記録媒体ＨＫの表面と垂直になる。
【００６９】
そして、コントローラ５００はステップＳ１２０〜Ｓ１２４の処理を繰り返し、レーザ光の照射半径位置がホログラム記録媒体ＨＫにデータを記録できない半径位置になるか、記録用信号生成回路２０４から記録データ出力完了の信号が入力すると、ステップＳ１２６へ行き、データ記録終了の処理を行う。すなわち、ステップＳ１２６にてフォーカスサーボ回路４１４、トラッキングサーボ回路４０８およびフィードモータ制御回路３０６にサーボ制御停止の指令を出力し、ステップＳ１２８で回転駆動回路Ｒ２０６と回転駆動回路Ｔ２０８に出力停止の指令を出力し、並行して実行しているレーザ光光軸位置制御プログラムを終了させる。そして、ステップＳ１３０にてサーボ用レーザ駆動回路４０２とメインレーザ駆動回路２０２に作動停止の指令を出力し、ステップＳ１３２にてスピンドルモータ制御回路３０２に作動停止の指令を出力し、ステップＳ１３４にてデータ記録プログラムを終了する。これにより、レーザ光の照射は停止し、ホログラム記録媒体ＨＫの回転は停止し、ホログラム記録再生装置のターンテーブル６０１にホログラム記録媒体ＨＫをセットした状態に戻る。作業者はターンテーブル６０１からホログラム記録媒体ＨＫを取り除き、次にデータ記録を行いたいホログラム記録媒体ＨＫがあるときは、そのホログラム記録媒体ＨＫをターンテーブル６０１にセットし、入力装置５０２からデータ記録の指令を入力すれば、再度上述した作動と同じ作動が行われる。
【００７０】
上記のように動作するホログラム記録再生装置の実施形態によれば、ターンテーブル６０１にセットしたホログラム記録媒体ＨＫを回転させ、サーボ用レーザ光を照射してフォーカスサーボ制御によりサーボ用レーザ光の焦点がホログラム記録媒体ＨＫの反射層に合うよう対物レンズ４０を駆動させたときの、Ａ／Ｄ変換器４２０からコントローラ５００に入力し、記憶されるトラッキングサーボ信号の瞬時値のデジタルデータと、半径位置検出回路３０４が検出する半径位置を用いて設定した半径位置にしたサーボ用レーザ光の照射半径位置とを演算処理することで、ターンテーブル６０１が定まった回転角度にあるときに、ターンテーブル６０１の回転軸に垂直な平面に対してホログラム記録媒体ＨＫがどの方向にどれだけ傾いているかを面ぶれ特性として検出する。そして、検出された面ぶれ特性に基づいて、サーボ用レーザ光および情報レーザ光がホログラム記録媒体ＨＫの表面に対して垂直に照射されるよう、対物レンズ４０の光軸位置に対してサーボ用レーザ光と情報レーザ光の光軸位置を、ターンテーブル６０１の回転角度に対応させて変化させる。すなわち、データ記録を行う前にホログラム記録媒体ＨＫの面ぶれ特性を検出し、データ記録時に検出した面ぶれ特性を基に、回転角度に対応させてサーボ用レーザ光および情報レーザ光の光軸位置を変化させるのみで、サーボ用レーザ光および情報レーザ光のホログラム記録媒体ＨＫの表面に対する照射角度を常に垂直にすることができる。
【００７１】
また、上記の図８〜図１０のプログラムにおける説明は、ホログラム記録再生装置のデータ記録時における説明であったが、データ再生時においては、図８に示すデータ記録プログラムのステップＳ１１８を「データ再生開始」にし、ステップＳ１２４を「再生データ出力完了？」にするのみで、上記の説明をそのまま適用することができる。すなわち、ホログラム記録媒体ＨＫに記録したデータの再生においても、サーボ用レーザ光および再生用レーザ光のホログラム記録媒体ＨＫの表面に対する照射角度を常に垂直にすることができる。なお、「データ再生開始」は、記録用信号生成回路２０４にデータ再生の指令を出力して、空間光変調器１６のパターン形成領域を遮光領域にし、再生データ生成回路２１０にデータ再生の指令を出力して、再生データ生成回路２１０から入力するデータの記憶を開始する処理である。また、「再生データ出力完了？」は、再生データ生成回路２１０から再生データの入力がなくなったかを判定する処理である。
【００７２】
また、上記のように動作するホログラム記録再生装置の実施形態によれば、トラッキングサーボにより対物レンズ４０がホログラム記録媒体ＨＫの径方向に変動しても、その変動に見合う分、サーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光の光軸位置を変化させたうえで、サーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光のホログラム記録媒体ＨＫの表面に対する照射角度が、常に垂直になるようターンテーブル６０１の回転角度に対応させてレーザ光の光軸位置を変化させている。よって、トラッキングサーボが行われる場合であっても、サーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光のホログラム記録媒体ＨＫの表面に対する照射角度を常に垂直にすることができる。
【００７３】
また、上記のように動作するホログラム記録再生装置の実施形態によれば、ガラス板３２を、サーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光の光軸位置の時間に対する変化が正弦波状になる駆動信号で回転駆動し、ガラス板２８を、この正弦波状になる駆動信号に対物レンズ４０の横方向駆動量を基に作成された駆動信号を加算した駆動信号で回転駆動させるのみで、サーボ用レーザ光と情報レーザ光又は再生用レーザ光のホログラム記録媒体ＨＫの表面に対する照射角度を常に垂直にさせている。よって、ホログラム記録再生装置への部品や回路の付加が少なく、装置のコストUPを抑制することができる。
【００７４】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、ガラス板２８，３２を回転させることでレーザ光の光軸位置を変化させているが、ガラス板２８，３２を回転させるとレーザ光の光軸位置が変化するとともに、レーザ光の光路長も変化する。これは、ガラス板２８，３２の内部におけるレーザ光の光路長が、ガラス板２８，３２に対するレーザ光の入射角度により変化するためである。レーザ光の光路長が変化すると、情報レーザ光により結像するドットパターンの結像位置と対物レンズ４０の入射瞳面の位置がずれる。また、再生用レーザ光がホログラム記録媒体ＨＫに照射されたとき発生する再生光により結像するドットパターンの、再生用フォトディテクタ５０の面でドットパターンを結像させるための結像位置と対物レンズ４０の入射瞳面の位置がずれる。そして、このずれは、対物レンズ４０がフォーカスサーボ制御により光軸方向に駆動することでも発生する。以下、このずれを、結像位置と入射瞳面のずれと呼ぶ。結像位置と入射瞳面のずれが発生すると、ホログラム記録媒体ＨＫへのデータの記録精度およびホログラム記録媒体ＨＫに記録されたデータの再生精度が悪くなる。レーザ光の光軸位置の制御およびフォーカスサーボ制御が行われても、結像位置と入射瞳面のずれが発生しないようにし、データの記録精度およびデータの再生精度を良くするものが、第２実施形態におけるホログラム記録再生装置である。以下、本発明の第２実施形態に係るホログラム記録再生装置について図面を用いて説明する。
【００７５】
図１１は、本発明の第２実施形態に係るホログラム記録再生装置の全体構成図である。この全体構成図において、第１実施形態に係るホログラム記録再生装置と同一のものは、同じ符号を付してある。ピックアップ装置１００は、ガラス板７０とこのガラス板７０を回転駆動するモータ７２，ガラス板７４とこのガラス板７４を回転駆動するモータ７６が新たに追加されている。ピックアップ装置１００のそれ以外の構成は、第１実施形態と同じである。回転駆動回路Ｃ２１２は、対物レンズ４０の中立位置からの光軸方向の移動量に相当する信号であるフォーカスサーボ回路４１４が出力する信号と、ガラス板２８の回転角度に相当する信号である回転駆動回路Ｒ２０６が出力する信号と、ガラス板３２の回転角度に相当する信号である回転駆動回路Ｔ２０８が出力する信号とを入力し、これらの信号から、結像位置と入射瞳面のずれが発生しないためのガラス板７０，７４の回転角度に相当する駆動信号を作成し、モータ７２およびモータ７６に出力する。モータ７２およびモータ７６はモータ３０，３４と同様サーボモータであり、回転角度に比例して大きくなる信号が回転駆動回路Ｃ２１２が出力する駆動信号に加算された上で、モータ７２およびモータ７６に供給される。これにより、回転駆動回路Ｃ２１２が出力する駆動信号強度に相当する回転角度分、モータ７２およびモータ７６は回転する。このとき、モータ７２およびモータ７６に出力する駆動信号はそれぞれ極性を反対にし、モータ７２およびモータ７６をそれぞれ反対方向に等しい回転角度だけ回転させる。すなわち、ガラス板７０，７４は反対方向に等しい角度だけ回転することで光路長は変化するが、光軸位置は変化しないようにする。なお、ガラス板７０，７４の基準回転位置は、ガラス板７０，７４の平面がレーザ光の光軸に垂直になる位置から設定された角度だけそれぞれ反対方向に回転した位置である。これ以外は、第１実施形態と装置の構成は同じである。
【００７６】
結像位置と入射瞳面のずれと、ガラス板７０，７４の回転についてさらに説明すると、フォーカスサーボ制御による対物レンズ４０の光軸方向への移動量をΔＸとし、ガラス板２８の回転による光路長の増加分をΔＺ１とし、ガラス板３２の回転による光路長の増加分をΔＺ２とすると、結像位置と入射瞳面のずれは、ΔＸ−（ΔＺ１＋ΔＺ２）である。なお、ΔＸはレーザ光のホログラム記録媒体ＨＫへの照射方向（図１１の下方向）を正としている。ガラス板２８，３２は、どちらの方向に回転しても光路長は増加するのでΔＺ１およびΔＺ２は常に正である。そして、ΔＸは、フォーカスサーボ回路４１４が出力する信号の強度から計算でき、ΔＺ１およびΔＺ２は、ガラス板２８，３２の回転角度から計算することができるので、回転駆動回路Ｃ２１２は、フォーカスサーボ回路４１４が出力する信号の強度と、回転駆動回路Ｒ２０６が出力する信号の強度と、回転駆動回路Ｔ２０８が出力する信号の強度とから、結像位置と入射瞳面のずれを計算する。そして、結像位置と入射瞳面のずれを発生しないためには、結像位置と入射瞳面のずれと同じだけ光路長を増減させればよい。そして、ガラス板７０，７４の回転角度から光路長の増減を計算することができるので、反対にこの光路長の増減からガラス板７０，７４の回転角度を計算することができる。すなわち、回転駆動回路Ｃ２１２は、フォーカスサーボ回路４１４が出力する信号の強度と、回転駆動回路Ｒ２０６が出力する信号の強度と、回転駆動回路Ｔ２０８が出力する信号の強度とから、ガラス板７０，７４の回転角度を計算する。回転駆動回路Ｃ２１２には、入力した３つの信号からガラス板７０，７４を回転させるモータ７２，７６の回転駆動信号を３つの信号の入力とほぼ同時に作成する回路が組まれており、対物レンズ４０の光軸方向への変動とガラス板２８，３２の回転により発生する結像位置と入射瞳面のずれを瞬時に打ち消すように、ガラス板７０，７４を回転させている。なお、ガラス板の回転角度に対する光路長の増減に関する数式は、特開２０１０−１２９１３４号公報に詳細に説明されているのでそちらを参照する。
【００７７】
上記のように動作するホログラム記録再生装置の実施形態によれば、対物レンズ４０の光軸方向への駆動、および２つのガラス板２８，３２の駆動があっても、情報レーザ光により結像するドットパターンの位置と対物レンズ４０の入射瞳面とのずれ、又は再生フォトディテクタ５０の面でドットパターンが形成されるための、ホログラム記録媒体ＨＫからの再生光により結像するドットパターンの位置と対物レンズ４０の入射瞳面とのずれ、が発生しないようにすることができるので、ホログラム記録媒体ＨＫへのデータの記録精度、又はホログラム記録媒体ＨＫに記録されたデータの再生精度を良くすることができる。
【００７８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形も可能である。
【００７９】
上記実施形態では、設定された１つの半径位置で対物レンズ４０の光軸方向の変動量を検出することで面ぶれ特性を検出するようにした。これは、殆どのホログラム記録媒体ＨＫにおいて反りは無視できるほど小さいと考えられるためである。しかし、製造精度の悪いホログラム記録媒体ＨＫは反りが大きい可能性がある。よって、これに代えて複数の半径位置で対物レンズ４０の光軸方向の変動量を検出し、図１２に誇張して示すように、ホログラム記録媒体ＨＫに無視できない反りがある場合は、対物レンズ４０の変動範囲から、各半径位置でのホログラム記録媒体ＨＫの反りによるレーザ光軸に対するホログラム記録媒体ＨＫ表面の垂線の角度（反りによるホログラム記録媒体ＨＫ表面の傾き角度）Θｗを前述した角度Θｂと回転角度Θｓに加えて検出し、各半径位置ごとに、この角度Θｗをレーザ光軸の移動量に変換し、さらにこの移動量をガラス板の回転角度に変換して、この回転角度分の信号強度を上述のように計算される正弦波信号に加算した信号を、上記実施形態の正弦波信号に代えて回転駆動回路R２０６から出力させるようにすればよい。これは、図５に示すレーザ光の光軸位置の回転における回転中心を、反りによるホログラム記録媒体ＨＫ表面の傾き角度Θｗ分移動させる処置である。厳密にはレーザ光の光軸位置の回転を円から変化させる必要があるが、反りによるレーザ光軸に対するホログラム記録媒体ＨＫの表面の角度が、面ぶれ角度Θbに比べて小さければ、レーザ光の光軸位置の回転は円のままであってよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、トラッキングサーボ回路４０８およびフォーカスサーボ回路４１４が出力する信号の強度から、対物レンズ４０の径方向および光軸方向の変動量を得るようにしたが、対物レンズ４０の径方向および光軸方向の変動量を得ることができれば、どのような信号を用いてもよい。例えば、図１、図１１に示すように、フォーカスアクチュエータ４２、トラッキングアクチュエータ４４にポジションセンサ４６を備え、このポジションセンサ４６が出力する信号から縦方向駆動量信号生成回路４２２および横方向駆動量信号生成回路４２４により、対物レンズ４０の光軸方向および径方向の変動量に相当する信号を作成するようにしてもよい。ポジションセンサ４６としては、例えば、フォーカスアクチュエータ４２、トラッキングアクチュエータ４４と共に変動する４分割フォトディテクタに、中立位置で光スポットが中心に形成されるようＬＥＤ光を照射するような構造のものを用いることができる。
【００８１】
また、上記実施形態では、ホログラム記録媒体の径方向にレーザ光の光軸が変化するようガラス板を回転させる正弦波信号に、トラッキングサーボによる対物レンズの径方向変動量に相当する分の信号を加算したが、ホログラム記録媒体がターンテーブルに固定されており、ホログラム記録媒体の反射層に形成されたトラックの偏心が小さい場合は、これに代えて、対物レンズの径方向変動量に相当する分の信号は加算せず、ガラス板は正弦波信号のみで回転させるようにしてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では、２つのガラス板を回転させることでレーザ光の光軸位置を変化させたが、レーザ光の光軸位置を上記実施形態のように変化させることができ、コスト面を重要視しなければ、これに代えて別の方法を用いてもよい。例えば、２つのガラス板のそれぞれを取り付けた支持部材が円弧状になっているレールにセットされ、このレール上を移動するような構成にしてもよい。この場合、ガラス板を大きくし、ガラス板を支持部材に移動方向におけるガラス板の中心線より移動方向側の位置に取り付け、ガラス板が移動してもレーザ光の光軸がガラス板のいずれかの箇所と重なるようにすればよい。また、レーザ光を９０度に反射させる２つのミラーをそれぞれ光軸方向に変化させて、レーザ光の光軸位置を２方向に変化させてもよい。また、レーザ光源の位置をレーザ光の光軸に垂直な平面内で移動させてもよい。
【００８３】
また、上記実施形態では、レーザ光の光軸位置を変化させる部材としてガラス板を用いたが、屈折率が空気と異なる部材であり、透過率が大きく、レーザ光の光軸位置を所定の範囲内で変化させることができれば、どのような部材を用いてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１０…メインレーザ光源、１６…空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）、１８，２２，４８…リレーレンズ、２０…偏光ビームスプリッタ、２６…ダイクロイックプリズム、２８，３２…ガラス板、３０，３４…モータ、３６…１／４波長板、４０…対物レンズ、４２…フォーカスアクチュエータ、４４…トラッキングアクチュエータ、５０…再生用フォトディテクタ、５２…サーボ用レーザ光源、５６…ビームスプリッタ、６２…サーボ用フォトディテクタ、１００…ピックアップ装置、２０２…メインレーザ駆動回路、２０４…記録用信号生成回路、２０６…回転駆動回路Ｒ、２０８…回転駆動回路Ｔ、２１０…再生データ生成回路、３０２…スピンドルモータ制御回路、３０４…半径位置検出回路、３０６…フィードモータ制御回路、４０２…サーボ用レーザ駆動回路、４０４…信号増幅回路、４０６…トラッキングエラー信号生成回路、４０８…トラッキングサーボ回路、４１０…ドライブ回路、４１２…フォーカスエラー信号生成回路、４１４…フォーカサーボ回路、４１６…ドライブ回路、４１８…スレッドサーボ回路、４２０…Ａ／Ｄ変換器、４２２…縦方向変位量信号生成回路、４２４…横方向変位量信号生成回路、５００…コントローラ、５０２…入力装置、５０４…表示装置、６０１…ターンテーブル、６０２…スピンドルモータ、６０３…フィードモータ、ＨＫ…ホログラム記録媒体
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１１】
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【図１２】
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