(57)【要約】【課題】光情報記録媒体の厚み方向の軸回転の正確な位置決め制御が可能で、高精度な情報の記録再生を実現すること。【解決手段】参照光のホログラフィックメモリ記録媒体１１１への入射面と交差する線分を境界とした情報記録層の第１領域と第２領域のそれぞれから出射される各再生光を受光し、第１領域の再生信号である第１再生信号と第２領域の再生信号である第２再生信号を出力する２次元撮像素子１１７と、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１を媒体厚み方向周りに回転駆動する駆動部と、第１再生信号と第２再生信号の差動演算によりサーボ信号を生成する差動演算器１１０１と、サーボ信号に基づいて媒体厚み方向周りの回転角度を調整して駆動部の回転駆動を制御しながら、光源からレーザ光を出射させ、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１に情報の角度多重記録を行うシステムコントローラ１３０とを備えた。【選択図】        図１
2009266342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射光を出射する光源と、
前記照射光を、情報を担持する情報光に変換する空間光変調器と、
前記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を有する光情報記録媒体に前記情報光を集光させるとともに、前記参照光を前記光情報記録媒体に照射させる光学機構と、
前記参照光の前記情報記録層への入射面と前記情報記録層の面と交差する線分を境界とした前記情報記録層の第１領域と第２領域のそれぞれから出射される前記情報の各再生光を受光し、受光した各再生光から前記第１領域の再生信号である第１再生信号と前記第２領域の再生信号である第２再生信号を出力する受光部と、
前記光情報記録媒体を、前記光情報記録媒体の厚み方向周りと前記光情報記録媒体の面方向周りに回転駆動する駆動部と、
前記第１再生信号と前記第２再生信号の差動演算によりサーボ信号を生成する差動演算部と、
前記サーボ信号に基づいて前記光情報記録媒体の厚み方向周りの回転角度を調整して前記駆動部の回転駆動を制御しながら、前記光源から前記照射光を出射させ、前記情報記録層に前記情報の角度多重記録を行う記録制御部と、
を備えたことを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項２】
前記各再生光を、前記情報の再生のための情報再生用再生光と、前記サーボ信号の生成のためのサーボ用再生光とに分割する分割部をさらに備え、
前記受光部は、前記情報再生用再生光を受光する情報再生光受光部と、前記サーボ用再生光を受光するサーボ光受光部とを備え、
前記差動演算部は、前記第１領域および前記第２領域からのそれぞれの前記サーボ用再生光による前記第１再生信号と前記第２再生信号の差動演算によりサーボ信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生装置。
【請求項３】
前記第１領域および前記第２領域からの前記サーボ用再生光を回折して、前記サーボ用再生光を前記サーボ光受光部に集光する回折素子をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の光情報記録再生装置。
【請求項４】
前記サーボ光受光部は、前記サーボ用再生光を受光する検知領域が、前記第１領域および前記第２領域からのそれぞれの前記サーボ用再生光を受光する領域に分割されたフォトディテクタであることを特徴とする請求項２に記載の光情報記録再生装置。
【請求項５】
前記光源は、記録再生用の照射光を出射する記録再生用光源と、前記記録再生用の照射光の波長と異なる波長のサーボ用の照射光を出射するサーボ用光源とを備え、
前記光学機構は、前記記録再生用の照射光と前記サーボ用の照射光とを前記情報記録層に導入し、
前記受光部は、前記記録再生用の照射光を前記情報記録層に照射することにより前記情報記録層から出射される情報再生用再生光を受光する情報再生光受光部と、前記サーボ用の照射光を前記情報記録層に照射することにより前記情報記録層から出射されるサーボ用再生光を受光するサーボ光受光部とを備え、
前記第１領域および前記第２領域からの前記サーボ用再生光のみを回折して前記サーボ光受光部に集光する回折素子、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生装置。
【請求項６】
前記空間光変調器は、デジタルマイクロデバイスであること請求項１〜５のいずれか一つに記載の光情報記録再生装置。
【請求項７】
前記空間光変調器は、強誘電性液晶素子であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の光情報記録再生装置。
【請求項８】
光源から出射された照射光を、情報を担持する情報光に変換する工程と、
前記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を有する光情報記録媒体に前記情報光を集光させるとともに、前記参照光を前記光情報記録媒体に照射させる工程と、
前記参照光の前記情報記録層への入射面と前記情報記録層の面と交差する線分を境界とした前記情報記録層の第１領域と第２領域のそれぞれから出射される前記情報の各再生光を受光し、受光した各再生光から前記第１領域の再生信号である第１再生信号と前記第２領域の再生信号である第２再生信号を出力する工程と、
駆動部が、前記光情報記録媒体を、前記光情報記録媒体の厚み方向周りと前記光情報記録媒体の面方向周りに回転駆動する工程と、
前記第１再生信号と前記第２再生信号の差動演算によりサーボ信号を生成する工程と、
前記サーボ信号に基づいて前記光情報記録媒体の厚み方向周りの回転角度を調整して前記駆動部の回転駆動を制御しながら、前記光源から前記照射光を出射させ、前記情報記録層に前記情報の角度多重記録を行う工程と、
を含むことを特徴とする光情報記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録媒体の情報記録層に情報をホログラムとして角度多重方式で記録する光情報記録再生装置および光情報記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）の登場以降、レーザの短波長化と対物レンズの高開口数化によって大容量化を遂げてきた光ディスクは、波長４０５ｎｍ帯の青紫色半導体レーザを用いるＨＤ  ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、Ｂｌｕ−ｒａｙでほぼ方式限界に近づくと言われている。さらなる大容量化を実現するには、新機軸の記録再生方式を確立する必要がある。かかる状況の中、ホログラフィを用いた体積記録型の高密度光記録媒体（以下、「ホログラフィックメモリ記録媒体」という。）およびホログラフィックメモリの記録再生装置によるホログラム記録再生方式が脚光を浴び、実用化を視野に入れた研究開発が産学連携のもと推進されている。
【０００３】
ホログラム記録再生方式の記録原理は、情報光と参照光をホログラフィックメモリ記録媒体中で干渉させることで、情報を微細な干渉縞として３次元的に記録することにある。また、ホログラフィックメモリ記録媒体の情報記録層の同一場所に複数の情報を多重記録することが可能である。そのため、ＨＤ  ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙに代表される、ピットやマークで平面内に情報を記録する２次元記録より格段の大容量化を実現することが可能である。
【０００４】
ホログラム記録再生の多重方式として、これまで種々の方式が提案されており、記録密度を高める方式の一つとして、２軸角度多重方式が挙げられる。２軸角度多重方式とは、以下のような方式である。ホログラフィックメモリ記録媒体に固定したｘｙｚ直交座標系を考え、ホログラフィックメモリ記録媒体の厚み方向にｚ軸、それに直交する方向、すなわち、ホログラフィックメモリ記録媒体の面方向に互いに直交するｘ軸とｙ軸をとる。このとき、参照光と情報光２０２の入射面がｘ−ｚ平面となる。
【０００５】
２軸角度多重方式は、ホログラフィックメモリ記録媒体に参照光と情報光を照射して、ｙ軸回りにホログラフィックメモリ記録媒体を回転させながらの角度多重記録と、ｚ軸回りにホログラフィックメモリ記録媒体を回転させながらの角度多重記録とを行う方式である。ここで、ｙ軸回りにホログラフィックメモリ記録媒体を回転させながら角度多重記録を行うことをθy角度多重記録といい、ｚ軸回りにホログラフィックメモリ記録媒体を回転させながら角度多重記録を行うことをθz角度多重記録という。このようなθz角度多重記録については、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。なお、特許文献１では、θz角度多重記録は「ｐｅｒｉｓｔｒｏｐｈｉｃ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ」と呼称されている。
【０００６】
ホログラフィック記録の角度多重では、θy角度多重記録が最も一般的であるが、θy角度多重記録に加えてθz角度多重記録を行い、ホログラフィックメモリ記録媒体の情報記録層の同一場所に多重記録するので、高密度化に対して有効な方式である。
【０００７】
２軸角度多重方式の具体的な記録方法と再生方法は、以下のとおりである。情報記録時には、レーザ光を液晶やＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）等の空間光変調器に照射し、明点／暗点の強度変調パターンである２次元変調パターンをエンコードした、ホログラムを記録する単位のデータ（以下、「ページ」という。）を含む情報光を生成する。
【０００８】
次いで、情報光を対物レンズによりホログラフィックメモリ記録媒体の情報記録層に集光し、情報光とは別光路でホログラフィックメモリ記録媒体の情報記録層に入射させた参照光と上記情報光とを干渉させて情報記録層に干渉縞としてページを記録する。次いで、ホログラフィックメモリ記録媒体をアクチュエータによりにｙ軸回りに回転（以下、「θy回転」という）あるいはｚ軸回りに回転（以下、「θz回転」という。）させて、別のページを情報記録層の同一場所に多重記録する。
【０００９】
再生時には、参照光のみを情報記録層に照射し、ホログラフィックメモリ記録媒体をθy回転あるいはθz回転させることで、情報記録層に記録されたページが再生される。この再生光を対物レンズで略平行光とし、ＣＭＯＳあるいはＣＣＤの２次元撮像素子等の光検出器で２次元画像として受光し、ページをデコードしてデータを取得する。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５，４８３，３６５号公報
【特許文献２】特開２０００−３３８８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このような２軸角度多重方式で情報の記録再生を行うホログラフィックメモリ記録媒体記録再生装置では、アクチュエータによりホログラフィックメモリ記録媒体を回転駆動して正確に位置決めサーボを行うことが必要となってくる。位置決めサーボは、θy回転の位置決めサーボのためのサーボ信号とθz回転の位置決めサーボのためのサーボ信号に基づいて行う。
【００１２】
θz回転の位置決めサーボは、最も単純には角度センサを用いるサーボ光学系を記録再生光学系とは別に組み込むことにより実現することができるが、温度や湿度などの使用環境の変化により、情報記録層に記録されているホログラムが変形あるいは変質し、情報再生の最適位置が情報記録時と異なる場合も想定しなければならない。この場合、角度センサによる位置決めサーボでは、ずれが生じるという問題があり、高精度な情報の記録再生を実現することができないという問題がある。
【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、情報記録層のホログラムの再生信号自体から光情報記録媒体の厚み方向の軸回転の位置決め制御のためのサーボ信号を生成して、このサーボ信号に基づいて位置決め制御を行うことにより、光情報記録媒体の厚み方向の軸回転の正確な位置決め制御が可能で、高精度な情報の記録再生を実現することができる光情報記録再生装置および光情報記録再生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】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光情報記録再生装置は、照射光を出射する光源と、前記照射光を、情報を担持する情報光に変換する空間光変調器と、前記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を有する光情報記録媒体に前記情報光を集光させるとともに、前記参照光を前記光情報記録媒体に照射させる光学機構と、前記参照光の前記情報記録層への入射面と前記情報記録層の面と交差する線分を境界とした前記情報記録層の第１領域と第２領域のそれぞれから出射される前記情報の各再生光を受光し、受光した各再生光から前記第１領域の再生信号である第１再生信号と前記第２領域の再生信号である第２再生信号を出力する受光部と、前記光情報記録媒体を、前記光情報記録媒体の厚み方向周りと前記光情報記録媒体の面方向周りに回転駆動する駆動部と、前記第１再生信号と前記第２再生信号の差動演算によりサーボ信号を生成する差動演算部と、前記サーボ信号に基づいて前記光情報記録媒体の厚み方向周りの回転角度を調整して前記駆動部の回転駆動を制御しながら、前記光源から前記照射光を出射させ、前記情報記録層に前記情報の角度多重記録を行う記録制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかる光情報記録再生方法は、光源から出射された照射光を、情報を担持する情報光に変換する工程と、前記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を有する光情報記録媒体に前記情報光を集光させるとともに、前記参照光を前記光情報記録媒体に照射させる工程と、前記参照光の前記情報記録層への入射面と前記情報記録層の面と交差する線分を境界とした前記情報記録層の第１領域と第２領域のそれぞれから出射される前記情報の各再生光を受光し、受光した各再生光から前記第１領域の再生信号である第１再生信号と前記第２領域の再生信号である第２再生信号を出力する工程と、駆動部が、前記光情報記録媒体を、前記光情報記録媒体の厚み方向周りと前記光情報記録媒体の面方向周りに回転駆動する工程と、前記第１再生信号と前記第２再生信号の差動演算によりサーボ信号を生成する工程と、前記サーボ信号に基づいて前記光情報記録媒体の厚み方向周りの回転角度を調整して前記駆動部の回転駆動を制御しながら、前記光源から前記照射光を出射させ、前記情報記録層に前記情報の角度多重記録を行う工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光情報記録媒体の厚み方向の軸回転の正確な位置決め制御が可能で、高精度な情報の記録再生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】
【００１７】
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再生装置および光情報記録再生方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１および図２は、実施の形態１にかかるホログラフィックメモリ記録再生装置の光学系の構成を示す模式図である。図１では、情報記録時の光束の状態を示し、図２は情報再生時の光束の状態を示している。本実施の形態では、情報光と参照光は、別々のレンズ等を経てホログラフィックメモリ記録媒体１１１で重なるようにホログラフィックメモリ記録媒体１１１に入射させる方式である二光束方式の光学系を採用している。ただし、光学系は、二光束方式に限定されるものではなく、情報光と参照光を同一の対物レンズ等を経て同一方向から同一の中心軸を共有するようにホログラフィックメモリ記録媒体１１１に入射させる同軸方式（コリニア方式）を光学系として採用してもよい。
【００１９】
半導体レーザ装置１０１は、レーザ光を出射するレーザ光源であり、半導体レーザ装置１０１から出射したレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１０２に入射する。ここで、半導体レーザ装置１０１は、記録媒体の設計自由度の観点から４０５ｎｍ帯の青紫色レーザを出射することが好ましい。
【００２０】
偏光ビームスプリッタ１０２に入射したレーザ光は波面分割される。レーザ光のうち偏光ビームスプリッタ１０２を反射したレーザ光はＳ偏光となってリレーレンズ１０４ａ，１０４ｂによりミラー１０５に入射し、このミラー１０５で反射して空間光変調器１０６に入射する。ここで、記録時にはシャッター１０３は開状態としている。
【００２１】
空間光変調器１０６に入射したレーザ光は、空間変調器１０６により、２次元的に強度変調されて情報光１０７に変換される。本実施の形態では、空間光変調器１０６として、米Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製のＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を用いている。
【００２２】
空間光変調器１０６のＤＭＤパターンは、多数の明点と暗点から構成され、記録すべき情報をデジタル符号化し、エラー訂正を織り込んだ２値化パターンである。なお、ＤＭＤの配置には、シリコンチップ上に形成されたＤＭＤの微小可動ミラーの回転軸はピクセルの対角線方向であることに留意する必要がある。
【００２３】
図１に示すように、ξηζ直交座標系を考えた場合、この微小可動ミラーの回転軸をξ軸方向にする必要があり、そのため、ＤＭＤは、図３に示すように、ＤＭＤパターンを４５度傾けて配置している。
【００２４】
図１に戻り、空間光変調器１０６で強度変調された情報光１０７は、リレーレンズ１０８ａ，１０８ｂを通過し、虹彩絞り１０９で不要な回折光を除去された後、対物レンズ１１０によりホログラフィックメモリ記録媒体１１１の情報記録層に集光して収束照射される。ホログラフィックメモリ記録媒体１１１は、駆動部としてのステッピングモータ１２３で駆動するステージ（図示せず）に固定されている。
【００２５】
一方、偏光ビームスプリッタ１０２に入射したレーザ光のうち偏光ビームスプリッタ１０２を透過したレーザ光はＰ偏光となり、参照光１１５として用いられる。この参照光１１５は、１／２波長板１１２により、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１に入射する情報光１０７と同じＳ偏光に変換される。そして、参照光１１５は、リレーレンズ１１３ａ，１１３ｂ、ミラー１１８、リレーレンズ１１４ａ，１１４ｂを伝達してビーム径を縮小されて平行光束としてホログラフィックメモリ記録媒体１１１を照射し、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１の情報記録層で情報光１０７と干渉して情報が記録される。
【００２６】
本実施の形態にかかるホログラフィックメモリ記録媒体１１１は、透過型の記録媒体であり、対向する２つの基板と、２つの基板との間に挟持されたホログラム記録層とを含んでいる。
【００２７】
基板は、ガラス、ポリカーボネート、アクリル樹脂等の光透過性を有する材質で形成される。ただし、基板の材質は、これらに限定されるものではなく、例えば、全波長のレーザ光に対して透過性を有する必要はなく、使用するレーザ光の波長に対する透過性を有する材質で形成されていればよい。
【００２８】
情報記録層は、ホログラム記録材料から形成されている。ホログラム記録材料は、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材料である。ホログラム記録材料としては、フォトポリマーが代表的である。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構造を持つマトリクスを含有するのが一般的である。また、記録材料の厚さは信号再生に十分な回折効率と、角度多重の際に十分な角度分解能を得るために１００μｍ程度以上とすることが望ましい。ホログラム記録材料としてはその他、重クロム酸ゼラチンやフォトリフラクティブ結晶などの材料を用いることもできる。
【００２９】
このような光学系により、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１のホログラム記録層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層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。
【００３０】
本実施の形態のホログラム記録方式としては、システムコントローラ１３０からの指令によりステッピングモータ１２３がホログラフィックメモリ記録媒体１１１を、媒体の厚み方向を回転軸とした回転（θz回転）と媒体の面方向を回転軸とした回転（θy回転）とを行わせ、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１への入射角を変化させて、別のページをホログラフィックメモリ記録媒体１１１の情報記録層の同一場所に順次多重記録していく２軸角度多重方式を採用している。
【００３１】
図４は、２軸角度多重方式の概略を示す模式図である。図５は、２軸角度多重方式における情報記録時の説明のための模式図であり、図６は、２軸角度多重方式における情報再生時の説明のための模式図である。
【００３２】
図４に示すように、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１に固定したｘｙｚ直交座標系を考え、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１の厚み方向にｚ軸、それに直交する媒体の面方向にｘ軸、ｙ軸をとる。図４では、参照光１１５・情報光１０７の入射面４０４をｘｚ面としている。
【００３３】
２軸角度多重方式では、図４に示したように、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１に参照光１１５と情報光１０７を照射して、ｙ軸回りにホログラフィックメモリ記録媒体１１１を回転させながらの角度多重記録を行い、さらに、ｚ軸回りにホログラフィックメモリ記録媒体１１１を回転させながら角度多重記録を行う。
【００３４】
より具体的には、図５に示すように、情報光１０７を対物レンズ１１０によりホログラフィックメモリ記録媒体１１１の情報記録層に集光し、参照光１１５と干渉させて干渉縞としてページを記録する。次いで、システムコントローラ１３０がステッピングモータ１２３の駆動を制御して、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１をｙ軸周りに回転（θy回転）させ、あるいはｚ軸周りに回転（θz回転）させて、別のページをホログラフィックメモリ記録媒体１１１の情報記録層の同一場所に多重記録していく。
【００３５】
情報の再生時は、図２に示すように、シャッタ１０３を閉状態として情報光１０７を遮断し、図６に示すように、参照光１１５のみをホログラフィックメモリ記録媒体１１１に照射する。そして、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１をθy回転あるいはθz回転させることにより情報記録層に記録されたページを再生する。具体的には、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１に照射された参照光１１５がホログラフィックメモリ記録媒体１１１により回折透過されて出射してくる再生光を対物レンズ１１６で略平行光束とし、ＣＭＯＳもしくはＣＣＤで構成された２次元撮像素子１１７でこの再生光を２次元画像として受光する。そして、この再生光を電気信号に変換した再生信号からページをデコードしてデータを取得する。
【００３６】
システムコントローラ１３０は、上述のようにステッピングモータ１２３の駆動を制御してホログラフィックメモリ記録媒体１１１をθy回転あるいはθz回転させ、２軸多重記録の制御を行う記録制御部としての機能を有する。また、システムコントローラ１３０は、２次元撮像素子１１７から再生信号を取得して、再生信号から後述するサーボ信号を生成する差動演算器（後述）を備え、さらに、このサーボ信号に基づいてホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転の位置決め制御を行う。
なお、詳細は後述するが、本実施の形態では、２次元撮像素子１１７で受光した再生光の再生画像１１８において、周辺領域Ｂからの再生信号１２０と周辺領域Ｃからの再生信号１２１とをシステムコントローラ１３０内の差動演算器１１０１により差動演算を行う。そして、差動演算器１１０１の出力端子１２２から出力される差動信号をサーボ信号として用いている。
【００３７】
以下においては、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転の位置決め制御について説明する。図７−１から図７−３は、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１を最適な再生位置から微小角だけθz回転させた場合の再生信号の強度分布を示す模式図である。図７−１から図７−３において、ξη軸は図１に示したξη軸に対応している。また、再生画像は、図３に示したＤＭＤパターン（入力画像）に対応して、４５度傾斜している。
【００３８】
図７−１は、最適な再生位置における再生信号の強度分布を示す模式図である。正確には再生画像は多数の明点・暗点から構成される２次元パターンであるが、図７−１では、説明の都合上、全て明点で示している。図７−２は、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１を、最適な再生位置（図７−１）から微小角度−δdegだけθz回転させた場合の再生信号の強度分布を示す模式図である。図７−３は、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１を、最適な再生位置（図７−１）から微小角度＋δdegだけθz回転させた場合の再生信号の強度分布を示す模式図である。
【００３９】
図７−１から図７−３における点線７０１は、参照光１１５の入射面と再生画像（ホログラフィックメモリ記録媒体１１１の面）が交差する線分である。ホログラフィックメモリ記録媒体１１１を微小角度だけθz回転させると、図７−２、図７−３に示すように、この線分（点線）７０１を境界とした左右２つの領域が明領域と暗領域に別れるという強度むらが生じる特性がある。また、図７−２、図７−３に示すように、微小角度のθz回転の回転方向が逆転すると強度むらの特性も逆転し、図７−２で明領域となる領域は、図７−３においては暗領域となり、図７−２で暗領域となる領域は、図７−３においては明領域となる。このホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転に伴う再生画像の強度むらはθy回転の場合は顕著に発生せず、θz回転特有の特性である。
【００４０】
次に、このようにホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転に伴って再生画像に強度むらが発生する物理的理由を説明する。図８は、情報記録時における光学部品とホログラフィックメモリ記録媒体１１１の光学的配置を示す模式図である。図９−１、図９−２、図１０−１、図１０−２は、情報再生時におけるホログラフィックメモリ記録媒体１１１の光学的配置を示す模式図である。
【００４１】
参照光１１５は平行光束、情報光１０７は対物レンズ１１０でホログラフィックメモリ記録媒体１１１に集光する集光光束である。図８、図９−１、図９−２、図１０−１、図１０−２に示すように、情報記録時には、参照光１１５と情報光１０７の光軸を含む入射面をｘｚ面とし、座標系固定として考える。
【００４２】
参照光１１５と、入力画像の入射面にない軸外領域からの情報光１０７とによって記録される回折格子は、図８に示したように格子ベクトルＫ＝（Ｋx，Ｋy，Ｋz）のｙ成分Ｋyが非零の斜格子となる。ここで、格子ベクトルＫをｘｙ面に射影したベクトルＫ//とｘ軸とのなす角を角度βとすると、（１）式が成立する。
【００４３】
【数１】
2009266342.tif 000003
再生条件をｋ空間で考える。図９−１および図９−２に示すように、情報再生時にθz＝０ｄｅｇとして、この斜格子に参照光１１５を照射する場合は、各光学部品とホログラフィックメモリ記録媒体１１１は情報記録時と同一の光学的配置であるため、ブラッグ条件を満足し再生光が発生する。このときのホログラフィックメモリ記録媒体１１１中での再生光波数ベクトルｋsig(θz＝０)の大きさは、（２−１）、（２−２）式で与えられる。
【００４４】
【数２】
2009266342.tif 000004
ここで、図１０−１及び図１０−２に示すように、情報再生時にホログラフィックメモリ記録媒体１１１をθz＝−２βｄｅｇ回転して、参照光１１５を照射する場合を考える。この場合、格子ベクトルは、Ｋ’＝（Ｋx，−Ｋy，Ｋz）となるので、再生光波数ベクトルｋsig(θz＝−２β)の大きさは、（３−１）、（３−２）式で与えられる。
【００４５】
【数３】
2009266342.tif 000005
ここで、（２−１）式は（３−１）式と同値のため、ブラッグ条件を満足し再生光が強く発生することになる。このため、再生強度は、θz回転の正方向、負方向に偏り、ピークが二つ存在する波形となって、再生画像の強度むらが生じてしまう（後述する図１２−２、１２−３参照）。
【００４６】
本実施の形態では、この再生画像の強度むらを利用して、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転の位置決め制御のためのサーボ信号を生成している。以下にサーボ信号の生成の詳細について説明する。
【００４７】
図１１は、再生画像中の各領域Ａ，Ｂ，Ｃを示す模式図である。ここで、領域Ａは、再生画像の中心領域であり、参照光１１５の入射面と再生画像（ホログラフィックメモリ記録媒体１１１の面）が交差する線分上に位置する領域である。また、領域Ｂ，Ｃは再生画像の周辺領域である。図１１において、領域Ａと領域Ｂの距離と領域Ａと領域Ｃの距離は等しいものとなっている。
【００４８】
図１２−１〜図１２−３は、図１１の各領域Ａ，Ｂ，Ｃのθz回転に対する再生画像中の再生強度を示すグラフである。図１２−１は、再生画像の領域Ａにおけるθz回転角度に対する再生信号の強度（再生強度）を示し、図１２−２は、再生画像の領域Ｂにおけるθz回転に対する再生強度を示し、図１２−３は、再生画像の領域Ｃにおけるθz回転に対する再生強度を示している。図１２−１〜図１２−３において、横軸はθz回転角度、縦軸は２次元撮像素子１１７で受光した再生光の再生信号の強度である再生強度（相対値）を示している。
【００４９】
図１２−１〜図１２−３は、理論・実験において実証されている特性であるが、本図では電磁場解析での計算結果を示している。また、光学パラメータは、図１に示した光学構成おいて、参照光１１５の入射角θrを２２．５度、情報光の入射角θsを２２．５度、空間光変調器１０６でのピクセル長を１５μｍ、画像サイズ２００×２００ピクセル、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１の厚みを２００μｍとし、レンズ１０８ａ，１０８ｂ、対物レンズ１１０の焦点距離をそれぞれ１００ｍｍ、１５０ｍｍ、３０ｍｍとした。
【００５０】
再生画像の中心領域Ａの再生強度は、図１２−１に示すように、θz回転の正負の回転に対して対称的な出力波形となる。これは周知の光学特性であり、出力信号がｆｉｒｓｔ  ｎｕｌｌとなる角度は、例えば（４）式で示される。なお、（４）式は、文献”Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｕｓｉｎｇ  ｐｅｒｉｓｔｒｏｐｈｉｃ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ”，Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．１３（１９９４）”で示されている算出式である。
【００５１】
【数４】
2009266342.tif 000006
一方、再生画像の周辺領域Ｂ，Ｃの再生強度は、図１２−２、１２−３に示すように、非対称な波形となる。すなわち、再生画像の周辺領域Ｂでは、ｆｉｒｓｔ  ｎｕｌｌとなるθz回転角度は約−５ｄｅｇと約１３ｄｅｇであり、負方向のθz回転時に再生画像が消失しやすい特性である。再生画像の周辺領域Ｃでは、ｆｉｒｓｔ  ｎｕｌｌとなるθz回転角度は約−１３ｄｅｇと約５ｄｅｇであり、正方向のθz回転時に再生画像が消失しやすい特性である。この特性は、上記文献には言及されておらず、未知の特性である。本発明者は、このような再生画像中の領域による再生強度の相違の特性を見いだして、システムコントローラ１３０において、この特性を用いて、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転における回転ずれに対するサーボ信号を生成し、θz回転の位置決め制御を行っている。すなわち、システムコントローラ１３０は、図１２−２に示す再生画像の周辺領域Ａの再生信号と、図１２−３に示す再生画像の周辺領域Ｃの再生信号を差動演算して、θz回転に対する位置決め制御のためのサーボ信号を生成している。
【００５２】
図１３は、サーボ信号の生成手法を示すための模式図である。図１３に示すように２次元撮像素子１１７で受光した再生光の再生画像１１８において、図１２−２に示す上記周辺領域Ｂからの再生信号１２０と図１２−３に示す上記周辺領域Ｃからの再生信号１２１とを、システムコントローラ１３０内で生成部として機能する差動演算器１１０１により差動演算を行う。そして、差動演算器１１０１の出力端子１２２から出力される差動信号をサーボ信号として用いる。
【００５３】
すなわち、領域Ｂからの再生信号１２０をＳＢ、領域Ｃからの再生信号１２１をＳＣで示した場合、θz回転の位置決め制御のためのサーボ信号Ｓｒは、差動演算器１１０１によって（５）式により生成される。
【００５４】
【数５】
2009266342.tif 000007
上述したように再生画像は明点と暗点で構成されるため、領域Ｂと領域Ｃは、入力画像が変化してもデータ変調方式が同一であれば、再生信号の値があまり変動しない程度に充分多数の明点、暗点を含む領域とすることが好ましい。
【００５５】
図１４は、差動演算器１１０１により生成されたθz回転の位置決め制御のためのサーボ信号の波形を示すグラフである。図１４に示すように、サーボ信号は、正帰還領域以外の領域では、正方向のθz回転に対して正の値となり、負方向のθz回転に対して負の値となるいわゆるＳ字曲線が得られる。このため、正帰還領域以外の領域において、このサーボ信号を、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転に対するサーボ信号として使用することができる。本実施の形態では、システムコントローラ１３０は、ステッピングモータ１２３を駆動してホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転の粗位置決め調整を行った後、（５）式で領域Ｂからの再生信号ＳＢと領域Ｃからの再生信号ＳＣの差動演算を行って、光学特性を利用した上記サーボ信号Ｓｒを求め、このサーボ信号Ｓｒを用いてθz回転の位置決め制御を行っている。
【００５６】
一方、図１４に示す正帰還領域では、サーボ信号は、正負方向のθz回転のそれぞれ対応して正負の値をとらないため、θz回転の正確な位置決め制御を行うことができない。このため、本実施の形態のシステムコントローラ１３０は、正帰還領域でのθz回転の位置決め制御を回避するために、再生画像の中心領域Ａの再生信号をサーボＯＮ／ＯＦＦの閾値判定として利用している。
【００５７】
すなわち、再生画像の中心領域Ａからの再生信号をＳＡとした場合、システムコントローラ１３０は、再生信号ＳＡが所定の閾値以上の場合に、正帰還領域以外の領域であると判断し、（５）式より算出されたサーボ信号を用いてθz回転の位置決め制御を行う。一方、システムコントローラ１３０は、再生信号ＳＡが所定の閾値より小さい場合には正帰還領域であると判断し、θz回転の位置決め制御を行わない。これにより、ロバスト安定性を向上させたθz回転の位置決め制御を行うことができる。
【００５８】
なお、所定の閾値は、正帰還領域におけるθz回転の位置決め制御を回避することができるような値であれば任意に定めることができる。
【００５９】
次に、このような本実施の形態によるホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転の位置決め制御処理の手順について説明する。図１５は、実施の形態によるホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転の位置決め制御処理の手順を示すフローチャートである。
【００６０】
まず、システムコントローラ１３０は、ステッピングモータ１２３に駆動指令を行って、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１をθz回転させ、位置決めの粗調整を行う（ステップＳ１１）。
【００６１】
次に、システムコントローラ１３０は、２次元撮像素子１１７で受光した再生光による再生信号から中心領域Ａの再生信号ＳＡを入力し（ステップＳ１２）、この再生信号ＳＡが所定の閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。そして、再生信号ＳＡが所定の閾値より小さい場合には（ステップＳ１３：Ｎｏ）、システムコントローラ１３０は再生信号はまだ正帰還領域の範囲にあると判断し、ステップＳ１１へ戻って位置決めの粗調整を行い、サーボ信号Ｓｒを用いたθz回転の位置決め制御は行わない。
【００６２】
一方、ステップＳ１３において、再生信号ＳＡが所定の閾値以上である場合には（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、システムコントローラ１３０は、以下のように、サーボ信号Ｓｒを用いたθz回転の位置決め制御を行う。
【００６３】
すなわち、まず、システムコントローラ１３０は、２次元撮像素子１１７で受光した再生光による再生信号から周辺領域Ｂの再生信号ＳＢと周辺領域Ｃの再生信号ＳＣを入力する（ステップＳ１４）。そして、システムコントローラ１３０の差動演算器１１０１は、（５）式により両再生信号の差動演算を行うことにより、サーボ信号Ｓｒを生成する（ステップＳ１５）。
【００６４】
そして、システムコントローラ１３０は、生成したサーボ信号Ｓｒに従ってホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転角度を求める（ステップＳ１６）。そして、システムコントローラ１３０は、求めたθz回転角度だけホログラフィックメモリ記録媒体１１１を回転するようにステッピングモータ１２３に対して回転駆動指令を送出する（ステップＳ１７）。これにより、ステッピングモータ１２３は、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１を指定されたθz回転角度だけθz回転させ、これにより、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転の位置決め制御が行われる。
【００６５】
このように実施の形態１のホログラフィックメモリ記録再生装置では、２次元撮像素子１１７で受光した再生信号のうち、参照光１１５の入射面と再生画像（ホログラフィックメモリ記録媒体１１１の面）が交差する線分で分割された２つの領域のそれぞれの領域中の周辺領域Ｂ，Ｃの再生信号に対して差動演算を行ってサーボ信号を生成し、このサーボ信号を用いてホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転の位置決め制御を行っているので、正確なθz回転位置決め制御ができ、これにより、高精度な情報の記録再生を実現することができる。
【００６６】
（実施の形態２）
実施の形態１のホログラフィックメモリ記録再生装置では、空間光変調器としてＤＭＤを用いていたが、この実施の形態２のホログラフィックメモリ記録再生装置では、空間光変調器として強誘電性液晶素子を用いている。
【００６７】
図１６は、実施の形態２にかかるホログラフィックメモリ記録再生装置の光学系の構成を示す模式図である。本実施の形態では、図１６に示すように、空間光変調器として、強誘電性液晶素子１６０１を配置している。強誘電性液晶素子１６０１は、応答速度が数１０μｓと高速であり、ホログラム記録再生方式に適した強度変調素子である。
【００６８】
また、本実施の形態では、強誘電液晶素子１６０１を用いているため、実施の形態１のＤＭＤの配置と異なり、強誘電液晶素子１６０１を４５度傾ける必要がない。このため、半導体レーザ装置１０１からのレーザ光は、ビームスプリッタ１６０２を透過して、強誘電液晶素子１６０１に入射して光強度変調されて情報光に変換され、再度、ビームスプリッタ１６０２に入射してビームスプリッタ１６０２で反射して、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１に集光される。この他の光学的構成は、実施の形態１と同様である。
【００６９】
図１７−１から図１７−３は、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１を最適な再生位置から微小角だけθz回転させた場合の再生信号の強度分布を示す模式図である。図１７−１から図１７−３において、ξη軸は図１６に示したξη軸に対応している。
【００７０】
図１７−１は、最適な再生位置における再生信号の強度分布を示す模式図である。正確には再生画像は多数の明点・暗点から構成される２次元パターンであるが、図１７−１では、説明の都合上、全て明点で示している。図１７−２は、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１を、最適な再生位置（図１７−１）から微小角度−δdegだけθz回転させた場合の再生信号の強度分布を示す模式図である。図１７−３は、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１を、最適な再生位置（図１７−１）から微小角度＋δdegだけθz回転させた場合の再生信号の強度分布を示す模式図である。
【００７１】
図１７−１から図１７−３における点線１７０１は、参照光１１５の入射面と再生画像（ホログラフィックメモリ記録媒体１１１の面）が交差する線分である。ホログラフィックメモリ記録媒体１１１を微小角度だけθz回転させると、実施の形態１と同様に、図１７−２、図１７−３に示すように、この線分１７０１を境界とした左右２つの領域が明領域と暗領域に別れるという強度むらが生じ、また、微小角度のθz回転の回転方向が逆転すると強度むらの特性も逆転する。
【００７２】
従って、本実施の形態においても、かかる２つの領域の再生信号の差動演算を（５）式で行ってサーボ信号を生成し、このサーボ信号をθz回転の位置決め制御に用いる。なお、θz回転の位置決め制御の処理については実施の形態１と同様に行われる。
【００７３】
このように実施の形態２のホログラフィックメモリ記録再生装置では、実施の形態１と同様に、正確なθz回転位置決め制御ができ、これにより、高精度な情報の記録再生を実現することができる。また、実施の形態２のホログラフィックメモリ記録再生装置では、空間光変調器として強誘電性液晶素子１６０１を用いているので、強誘電性液晶素子１６０１を傾斜させずに配置することができ、光学配置の自由度を高めることができる。
【００７４】
（実施の形態３）
実施の形態３のホログラフィックメモリ記録再生装置は、再生光をサーボ用再生光と情報再生用の再生光に分割し、サーボ用再生光の受光部として、受光面が２分割されたフォトディテクタを用いたものである。
【００７５】
図１８は、実施の形態３のホログラフィックメモリ記録再生装置の光学系の構成を示す模式図である。本実施の形態において、半導体レーザ装置１０１から出射したレーザ光が情報光１０７、参照光１１５となってホログラフィックメモリ記録媒体１１１に照射されるまでの光路における光学的構成は、実施の形態１または２と同様である。
【００７６】
図１９は、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１から出射された再生光の光路側の光学構成の斜視図である。
【００７７】
図１８および図１９に示すように、実施の形態３では、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１と２次元撮像素子１１７との間には、記録媒体側から順に、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１から出射した再生光を平行光束にする対物レンズ１１６、再生光を回折するとともに分割するＤＯＥ（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）１８０１、さらに再生光を分割するビームスプリッタ１８０２が配置されている。
【００７８】
ＤＯＥ１８０１は、参照光１１５の入射面（ηζ面）で分割されるξ＞０とξ＜０にそれぞれ再生光を回折するグレーティング１８０１ａ、１８０１ｂが形成されている。このグレーティング１８０１ａ，１８０１ｂは、参照光１１５の入射面と再生画像とが交差する線分で再生画像を分割した２つの領域からの再生光がＤＯＥ１８０１を透過する位置に形成されている。このため、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１から出射した再生光は、グレーティング１８０１ａ，１８０１ｂによって、参照光１１５の入射面と再生画像とが交差する線分で分割された２つの領域のそれぞれからの再生光に分割されることになる。そして、これらの各再生光は、グレーティング１８０１ａ，１８０１ｂによって、回折されて集光光束となり、光束を所定の光量比で分割するビームスプリッタ１８０２で反射して、サーボ用再生光としてフォトディテクタ１８０３に集光する。
【００７９】
一方、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１から出射した再生光のうち、グレーティング１８０１ａ，１８０１ｂ以外の領域を通過した再生光は、平行光束のまま、ビームスプリッタ１８０２を透過し、情報再生用の再生光として２次元撮像素子１１７で受光される。
【００８０】
フォトディテクタ１８０３は、θz回転の位置決め制御の速度の向上のために設けられており、受光面が２分割されている。すなわち、受光面は、グレーティング１８０１ａからのサーボ用再生光を受光する受光面１８０３ａと、グレーティング１８０１ｂからのサーボ用再生光を受光する受光面１８０３ｂとから形成される。従って、これらの各受光面からのサーボ用再生光による再生信号に対し差動演算器１１０１によって差動演算を行うことによってサーボ信号を生成する。そして、このサーボ信号を、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転の位置決め制御に用いる。θz回転の位置決め制御処理については実施の形態１と同様に行われる。
【００８１】
このように実施の形態３のホログラフィックメモリ記録再生装置では、実施の形態１と同様に、正確なθz回転位置決め制御ができ、これにより、高精度な情報の記録再生を実現することができる。また、実施の形態３のホログラフィックメモリ記録再生装置では、再生光をサーボ用再生光と情報再生用の再生光に分割し、サーボ用再生光の受光部として、受光面が２分割されたフォトディテクタを用いているので、θz回転の位置決め制御の速度を向上させることができる。
【００８２】
（実施の形態４）
実施の形態１〜３のホログラフィックメモリ記録再生装置では、単一の半導体レーザ装置からの照射光からサーボ信号を生成する再生光と情報再生用の再生光を取得していたが、この実施の形態４のホログラフィックメモリ記録再生装置では、サーボ用の半導体レーザ装置と記録再生用の半導体レーザ装置の二つの光源を備え、サーボ用の半導体レーザ装置から出射されたレーザ光による再生光からサーボ信号を生成し、このサーボ信号を用いてθz回転の位置決め制御処理を行っている。
【００８３】
図２０は、実施の形態４のホログラフィックメモリ記録再生装置の光学系の構成を示す模式図である。本実施の形態では、図２０に示すように、記録再生用のレーザ光を出射する半導体レーザ装置１０１と、サーボ用のレーザ光を出射する半導体レーザ装置２００１とを備えている。
【００８４】
半導体レーザ装置１０１は、記録再生用のレーザ光として、実施の形態１〜３と同様に、波長４０５ｎｍ帯の青紫色レーザ光を出射する。一方、半導体レーザ装置２００１は、サーボ用のレーザ光として、記録再生用のレーザ光の波長と異なる波長６５０ｎｍ帯の赤色半導体レーザ光を出射する。
【００８５】
図２０に示すように、半導体レーザ装置２００１から出射したサーボ用レーザ光は、ダイクロイックプリズム２００２で参照光の光路に合成され、データを記録したホログラフィックメモリ記録媒体１１１に入射する。なお、半導体レーザ装置１０１から出射した記録再生用のレーザ光が情報光１０７、参照光１１５となってホログラフィックメモリ記録媒体１１１に照射されるまでの光路における光学的構成は、実施の形態２と同様である。
【００８６】
ホログラフィックメモリ記録媒体１１１から出射される再生光としては、記録再生用の青紫色レーザ光が参照光としてホログラフィックメモリ記録媒体１１１に照射された後の情報再生用の再生光と、サーボ用の赤色レーザ光がホログラフィックメモリ記録媒体１１１に照射された後のサーボ用の再生光とがある。
【００８７】
ホログラフィックメモリ記録媒体１１１と２次元撮像素子１１７との間には、記録媒体側から順に対物レンズ１１６、赤色用ＤＯＥ（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）２００３、ビームスプリッタ１８０２が配置されている。ここで、ビームスプリッタ１８０２の機能は実施の形態３と同様である。
【００８８】
ホログラフィックメモリ記録媒体１１１から出射される再生光、すなわち、情報再生用の再生光とサーボ用の再生光は、対物レンズ１１６で平行光束とされた後、赤色用ＤＯＥ２００３に入射する。赤色ＤＯＥ２００３は、波長４０５ｎｍ帯の青紫色レーザ光は回折せずに、波長６５０ｎｍ帯の赤色レーザ光を回折するように設計された素子である。従って、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１から出射される再生光のうち、情報再生用の再生光は波長４０５ｎｍ帯の青紫色レーザ光であるため、赤色ＤＯＥ２００３で回折されずに平行光束のままビームスプリッタ１８０２に入射し、実施の形態３と同様に、ビームスプリッタ１８０２を透過して２次元撮像素子１１７で受光される。
【００８９】
一方、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１から出射される再生光のうち、サーボ用の再生光は波長６５０ｎｍ帯の赤色レーザ光であるため、赤色ＤＯＥ２００３で回折されて集光光束となり、ビームスプリッタ１８０２で反射し、フォトディテクタ１８０３に集光する。ここで、フォトディテクタ１８０３は、実施の形態３と同様に受光面が２分割されている。このため、実施の形態３と同様に、フォトディテクタ１８０３の各受光面からのサーボ用の再生光による再生信号に対し差動演算器１１０１によって差動演算を行うことによって、サーボ信号を生成する。そして、このサーボ信号を、ホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転の位置決め制御に用いる。θz回転の位置決め制御処理については実施の形態１と同様に行われる。
【００９０】
このように実施の形態４のホログラフィックメモリ記録再生装置では、実施の形態１と同様に、正確なθz回転位置決め制御ができ、これにより、高精度な情報の記録再生を実現することができる。また、実施の形態４のホログラフィックメモリ記録再生装置では、記録再生用のレーザ光の波長とは異なる波長のレーザ光をサーボ用の再生光として使用することにより、記録再生用のレーザ光の光利用効率向上が見込まれる。さらに、実施の形態４のホログラフィックメモリ記録再生装置では、サーボ用のレーザ光の波長でホログラフィックメモリ記録媒体１１１の感度を実質的にゼロとして設計することができる。すなわち、上述の例では、波長６５０ｎｍ帯のレーザ光で感光しないようにホログラフィックメモリ記録媒体１１１を設計することができ、これにより、サーボ用のレーザ光の照射に起因するホログラフィックメモリ記録媒体１１１の劣化を防止することができる。
【００９１】
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。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施の形態１にかかるホログラフィックメモリ記録再生装置の光学系の構成および情報記録時の光束の状態を示す模式図である。
【図２】実施の形態１にかかるホログラフィックメモリ記録再生装置の光学系の構成および情報再生時の光束の状態を示す模式図である。
【図３】ＤＭＤパターンの配置構成を示す説明図である。
【図４】２軸角度多重方式の概略を示す模式図である。
【図５】２軸角度多重方式における情報記録時の説明のための模式図である。
【図６】２軸角度多重方式における情報再生時の説明のための模式図である。
【図７−１】最適な再生位置における再生信号の強度分布を示す模式図である。
【図７−２】ホログラフィックメモリ記録媒体１１１を、最適な再生位置から微小角度−δdegだけθz回転させた場合の再生信号の強度分布を示す模式図である。
【図７−３】ホログラフィックメモリ記録媒体１１１を、最適な再生位置から微小角度＋δdegだけθz回転させた場合の再生信号の強度分布を示す模式図である。
【図８】情報記録時における光学部品とホログラフィックメモリ記録媒体の光学的配置を示す模式図である。
【図９−１】情報再生時におけるホログラフィックメモリ記録媒体の光学的配置を示す模式図である。
【図９−２】情報再生時におけるホログラフィックメモリ記録媒体の光学的配置を示す模式図である。
【図１０−１】情報再生時におけるホログラフィックメモリ記録媒体の光学的配置を示す模式図である。
【図１０−２】情報再生時におけるホログラフィックメモリ記録媒体の光学的配置を示す模式図である。
【図１１】再生画像中の各領域Ａ，Ｂ，Ｃを示す模式図である。
【図１２−１】再生画像の領域Ａにおけるθz回転角度に対する再生強度を示すグラフである。
【図１２−２】再生画像の領域Ｂにおけるθz回転に対する再生強度を示すグラフである。
【図１２−３】再生画像の領域Ｃにおけるθz回転に対する再生強度を示すグラフである。
【図１３】サーボ信号の生成手法を示すための模式図である。
【図１４】差動演算器１１０１により生成されたθz回転の位置決め制御のためのサーボ信号の波形を示すグラフである。
【図１５】実施の形態によるホログラフィックメモリ記録媒体１１１のθz回転の位置決め制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図１６】実施の形態２にかかるホログラフィックメモリ記録再生装置の光学系の構成を示す模式図である。
【図１７−１】最適な再生位置における再生信号の強度分布を示す模式図である。
【図１７−２】ホログラフィックメモリ記録媒体１１１を、最適な再生位置から微小角度−δdegだけθz回転させた場合の再生信号の強度分布を示す模式図である。
【図１７−３】ホログラフィックメモリ記録媒体１１１を、最適な再生位置から微小角度＋δdegだけθz回転させた場合の再生信号の強度分布を示す模式図である。
【図１８】実施の形態３のホログラフィックメモリ記録再生装置の光学系の構成を示す模式図である。
【図１９】ホログラフィックメモリ記録媒体１１１から出射された再生光の光路側の光学構成の斜視図である。
【図２０】実施の形態４のホログラフィックメモリ記録再生装置の光学系の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０１，２００１  半導体レーザ装置
１０２  偏光ビームスプリッタ
１０３  シャッター
１０４ａ，１０４ｂ，１０８ａ，１０８ｂ，１１３ａ,１１３ｂ,１１４ａ,１１４ｂ  リレーレンズ
１０６  空間光変調器（ＤＭＤ）
１０７  情報光
１１０  対物レンズ
１１１  ホログラフィックメモリ記録媒体
１１２  １／２波長板
１１５  参照光
１１７  ２次元撮像素子
１１８  受光面
１２０，１２１  再生信号
１２２  出力端子
１２３  ステッピングモータ
４０４  入射面
１１０１  差動演算器
１６０１  強誘電性液晶素子
１６０２  ビームスプリッタ
１８０１ａ，１８０１ｂ  グレーティング
１８０２  ビームスプリッタ
１８０３ａ，１８０３ｂ  受光面
【図１】
2009266342.tif 000008
【図２】
2009266342.tif 000009
【図３】
2009266342.tif 000010
【図４】
2009266342.tif 000011
【図５】
2009266342.tif 000012
【図６】
2009266342.tif 000013
【図７−１】
2009266342.tif 000014
【図７−２】
2009266342.tif 000015
【図７−３】
2009266342.tif 000016
【図８】
2009266342.tif 000017
【図９−１】
2009266342.tif 000018
【図９−２】
2009266342.tif 000019
【図１０−１】
2009266342.tif 000020
【図１０−２】
2009266342.tif 000021
【図１１】
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【図１２−１】
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【図１２−２】
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【図１２−３】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７−１】
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【図１７−２】
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【図１７−３】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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