ホログラム記録媒体及びホログラム記録再生装置
【課題】
記憶容量を向上させつつ、高精度のサーボ及びアドレス管理を行うことができるホログラム記録媒体及びホログラム記録再生装置の提供。
【解決手段】
グルーブ１０は、このグルーブに正確にトレースするための無変調のトラックグルーブ１２とディスク状のホログラム記録媒体１０１上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有するアドレスグルーブ１１で構成されており、例えばトラックグルーブ１２が３本続いた後にアドレスグルーブ１１を１本配置し、以下この組み合わせを繰り返した構成となっている。
記憶容量を向上させつつ、高精度のサーボ及びアドレス管理を行うことができるホログラム記録媒体及びホログラム記録再生装置の提供。
【解決手段】
グルーブ１０は、このグルーブに正確にトレースするための無変調のトラックグルーブ１２とディスク状のホログラム記録媒体１０１上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有するアドレスグルーブ１１で構成されており、例えばトラックグルーブ１２が３本続いた後にアドレスグルーブ１１を１本配置し、以下この組み合わせを繰り返した構成となっている。
【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及びホログラム記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィを使ってデータを記録するホログラム記録再生装置の開発が進められている。
【０００３】
ホログラム記録再生装置では、変調された（データが重畳された）信号光、変調されない参照光の２つをレーザ光から生成し、これらをホログラム記録媒体の同一場所に照射する。その結果、ホログラム記録媒体上で信号光と参照光が干渉して照射点に回折格子（ホログラム）が形成され、ホログラム記録媒体にデータが記録される。
【０００４】
記録済みのホログラム記録媒体に参照光を照射することで、記録時に形成された回折格子から回折光（再生光）が発生する。この再生光は記録時の信号光に重畳されたデータを含んでいるので、これを受光素子で受光して記録した信号を再生できる。
【０００５】
特許文献１には、このようなホログラム記録再生装置に用いられるホログラム記録媒体の一例が開示されている。この特許文献１に開示されたホログラム記録媒体は、記録層と反射層とを備え、反射層にはエンボスビットによるサーボ領域とそれに続くアドレス領域が物理的に形成されている。アドレス領域には、レーザ光の照射位置を合わせるためのアドレス情報が記録されている。そして、このアドレス領域の後にはエンボスビットによる物理フォーマットが施されていないミラー領域が形成され、このミラー領域に対応する記録層にホログラムが記録されるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−１７８４５６号公報（段落[００１６]〜[００１９]、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されたホログラム記録媒体では、サーボ領域及びアドレス領域に対応する記録層にはホログラムを記録できないことから、この領域が冗長な領域となり、記録容量が低下する、という課題がある。その一方、ミラー領域では、フォーカシングやトラッキングが行えなえず、またアドレスの管理も精密に行えない、という課題がある。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、記憶容量を向上させつつ、高精度のサーボ及びアドレス管理を行うことができるホログラム記録媒体及びホログラム記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
Ａ．かかる課題を解決するため、本発明に係るホログラム記録媒体は、ディスク状のホログラム記録媒体であって、ホログラムが記録されるホログラム記録層と、無変調の第１のグルーブ及びディスク上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有する第２のグルーブが同心円状又はスパイラル状に設けられた反射層とを具備するものである。
【０００９】
本発明では、反射層に無変調の第１のグルーブ及びディスク上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有する第２のグルーブが同心円状又はスパイラル状に設けられているので、第１のグルーブを用いて常にサーボをかけることができ、しかも第２のグルーブを用いて常にディスク上の位置を示すアドレス情報を得ることができる。従って、高精度のサーボ及びアドレス管理を行うことができる。
【００１０】
また、反射層とは光学的に独立してホログラム記録層にホログラムを記録することで、第１のグルーブ及び第２のグルーブに対応するホログラム記録層の位置にホログラムを記録することができる。従って、ホログラム記録層に冗長な領域をなくし、記憶容量を向上させることができる。「反射層とは光学的に独立してホログラム記録層にホログラムを記録する」ことは、例えば反射層に対しては赤色レーザを用い、ホログラム記録層に対しては青色レーザを用い、かつ、ホログラム記録層を赤色レーザによって感光しない材料を用いることで実現することができる。
（１）前記反射層には、隣接する２本の前記第２のグルーブの間に３本の前記第１のグルーブが設けられていることが好ましい。
【００１１】
３本の第１のグルーブによりトラッキングエラーに応じたトラッキングエラー信号を正確に得ることができ、トラキングサーボを高精度に行うことができる。
【００１２】
特に、ホログラムの記録においては、ホログラムの直径に比べてグルーブ間の間隔が非常に小さいことから、このようにホログラムに対して多数のグルーブを対応させることが容易である。よって、上記の技術の適用が好ましい記録方式といえる。
（２）前記アドレス情報には、ディスク上の半径位置を示す第１の情報及びディスク上の円周位置を示す第２の情報が含まれるのが好ましい。
【００１３】
これにより、アドレス管理を高精度に行うことができる。
（３）前記アドレス情報ごとに、シンクパターン及びクロックパターンが付加されるようにするのが好ましい。
【００１４】
これにより、クロック生成用のグルーブを別に設ける必要がなくなる。
（４）前記ホログラム記録層と前記反射層との間には、前記ホログラム記録層に対して照射するための第１の波長のレーザ光は反射し、前記反射層に対して照射するための第２の波長のレーザ光は透過する波長選択反射層を具備することが好ましい。
【００１５】
ホログラム記録層に対して照射される第１の波長のレーザ光が反射層に達して反射層で反射して再びホログラム記録層に戻りこれによりノイズが発生する。このノイズは記録再生信号を乱す。波長選択反射層を設けることで、このようなノイズの発生を防止することができる。
Ｂ．本発明の別の観点に係るホログラム記録再生装置は、ホログラムが記録されるホログラム記録層と、無変調の第１のグルーブ及びディスク上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有する第２のグルーブが同心円状又はスパイラル状に設けられた反射層とを有するディスク状のホログラム記録媒体に対してホログラムの記録及び／又はホログラムの再生を行うホログラム記録再生装置であって、前記ホログラム記録層に対して第１の波長のレーザ光を照射し、その反射光を受光するための第１の光学系と、前記反射層に対して前記ホログラム記録層では感光しない波長である第２の波長のレーザ光を照射し、その反射光を受光するための第２の光学系とが一体的に設けられ、前記ホログラム記録媒体に対する対物レンズが前記第１の光学系と前記第２の光学系とで共通の光学ユニットと、前記ホログラム記録媒体を回転駆動する第１の駆動系と、前記光学ユニットを半径方向に駆動する第２の駆動系と、前記第２の光学系を介して得られた前記アドレス情報に基づき前記第１及び第２の駆動系を制御する制御手段とを具備するものである。
【００１６】
本発明では、第１の光学系と第２の光学系とが一体的に設けられ、ホログラム記録媒体に対する対物レンズが第１の光学系と前記第２の光学系とで共通の光学ユニットを有することで、第１の波長のレーザ光と第２の波長のレーザ光とが共通の光路を通ってホログラム記録媒体に対して照射されるので、所望のアドレスに対応するホログラム記録層に対してホログラムを高精度に記録することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、ホログラム記録層とは別の反射層に無変調の第１のグルーブ及びディスク上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有する第２のグルーブが同心円状又はスパイラル状に設けられているので、記憶容量を向上させつつ、高精度のサーボ及びアドレス管理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
（ホログラム記録媒体）
【００１９】
図１は本発明に一実施形態に係るホログラム記録媒体の平面図、図２は図１に示したホログラム記録媒体の半径方向の一部断面図である。
【００２０】
図１に示すように、ホログラム記録媒体１０１はディスク状であり、後述する反射層には同心円状にグルーブ１０が例えば１．２５μｍ間隔で設けられている。なお、このようなグルーブ１０がスパイラル状に設けられていてもよい。
【００２１】
図２に示すように、ホログラム記録媒体１０１は、反射防止膜層１０２、保護層１０３、記録層１０４、ギャップ層１０５、波長選択反射層１０６、ギャップ層１０７、反射層１０８をこの順番で積層した構造を有する。
【００２２】
反射防止膜層１０２は、媒体１０１の表面から不要な反射光を減少させるために用いられる。
【００２３】
保護層１０３は、記録層１０４を外界から保護するための層であり、例えばプラスチックからなる。
【００２４】
記録層１０４は、この干渉縞を屈折率（あるいは、透過率）の変化として記録するものであり、光の強度に応じて屈折率（あるいは、透過率）の変化が行われる材料であれば、有機材料、無機材料の別を問うことなく利用可能である。但し、サーボ用の赤色レーザ光には感光しないものが用いられる。なお、無機材料として、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）のような電気光学効果によって露光量に応じ屈折率が変化するフォトリフラクティブ材料を用いることができる。有機材料として、例えば、光重合型フォトポリマを用いることができる。光重合型フォトポリマは、その初期状態では、モノマがマトリクスポリマに均一に分散している。これに光が照射されると、露光部でモノマが重合する。なお、ポリマ化するにつれて周囲からモノマが移動してモノマの濃度が場所によって変化する。以上のように、記録層１０４の屈折率（あるいは透過率）が露光量に応じて変化することで、符号Ｂで示すホログラム記録再生用の青色レーザ光（波長４１０ｎｍ）又は緑色レーザ光（波長５３２ｎｍ）の参照光と信号光との干渉によって生じる干渉縞を屈折率（あるいは透過率）の変化としてホログラム記録媒体１０１に記録できる。
【００２５】
ギャップ層１０５、１０７は、記録層１０４と反射層１０８との間で所定の間隔を維持するための層であり、例えばプラスチックからなる。
【００２６】
波長選択反射層１０６は、サーボ用の赤色レーザ光Ｒを通過させるが、記録再生用の青色又は緑色レーザ光Ｂは反射するようにされている。波長選択反射層１０６と用いることで、ホログラム記録再生用の青色又は緑色のレーザ光Ｂが波長選択反射層１０６より下の層に届かないために記録再生信号を乱す反射層１０８からの反射光が発生しないようにされており、青色又は緑色のレーザ光Ｂは記録層１０４のみに作用してホログラムの記録再生が行われる。
【００２７】
反射層１０８は、例えばプラスチックの表面（ギャップ層１０７側の面）にアルミニウムの薄膜を形成して構成され、この反射層１０８を通過した赤色レーザ光Ｒがギャップ層反射層１０８の表面で反射される。反射層１０８の表面には、上述したグルーブ１０が同心円状に形成されている。
（グルーブ１０の構成）
【００２８】
図３は図２に示した反射層１０８のグルーブ１０を示す平面的模式図である。
【００２９】
図３に示すように、グルーブ１０は、このグルーブに正確にトレースするための無変調のトラックグルーブ１２とディスク状のホログラム記録媒体１０１上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有するアドレスグルーブ１１で構成されており、例えばトラックグルーブ１２が３本続いた後にアドレスグルーブ１１を１本配置し、以下この組み合わせを繰り返した構成となっている。
（アドレスグルーブ１１の詳細）
【００３０】
図４はアドレスグルーブ１１の情報の内容を示した図である。
【００３１】
図４に示すように、この実施形態では、ディスク状のホログラム記録媒体１０１の１周を２４の領域２０に分け、その領域は円周方向に「０」〜「２３」の番号が付けられている。
【００３２】
各領域２０には、領域２０の先頭からシンクパターン２１、ブロックナンバー２２（トラックナンバーに相当する。）、角度位置２３（セクターに相当する。）、クロックパターン２４の各情報が配置されている。
【００３３】
図５（ａ）〜（ｅ）はアドレスグルーブ１１の各領域２０の情報の詳細を示す図である。
【００３４】
シンクパターン２１は、それ以降の信号の同期を取るためのもので、その他の場所には存在しないユニークなパターンとしてある。図５（ａ）に示すように、例えばＨレベル３ビット、Ｌレベル３ビットの構成となっている。
【００３５】
ブロックナンバー２２は、例えば最内周のアドレスグルーブを「０」とし、そこから外周に向かって存在するアドレスグルーブを「１」「２」「３」・・・と連続番号を付けてあり、この番号を例えば図５（ｃ）に示すようにディジタルデータの１４ビットで配置してある。このときのディジタルデータは、図５（ｂ）に示すように、「０」はＨＬＬの３ビットセルからなり、「１」はＨＨＬの３ビットセルからなる。
【００３６】
角度位置２３は、ディスク１周を２４の領域に分割した番号で、例えば図５（ｄ）に示すように５ビットで構成されている。この部分のディジタルデータの「０」と「１」は上記ブロックナンバーと同じパターンである。
【００３７】
クロックパターン２４は、１ビットずつＨ、Ｌの繰り返しパターンで構成されている。
【００３８】
なお、これらの構成については単に一例を示したもので、様々な例があることは勿論のことである。
（ホログラム記録再生装置）
【００３９】
図６はホログラム記録再生装置の構成を示す模式図である。
【００４０】
図１に示すように、ホログラム記録再生装置１０００は、上記のホログラム記録媒体１０１への情報の記録、再生を行うものであり、光学ユニット１００、光学ユニット１００を駆動制御する駆動制御系２００を備える。
【００４１】
光学ユニット１００は、記録再生用光源１１１，コリメートレンズ１１２，偏光ビームスプリッタ１１３，ミラー１２１，ピンホール１２２，空間光変調器１２３，ミラー１２４，ダイクロイックミラー１２５，凹レンズ１２６，対物レンズ１２７，ファラデー素子１３１、１３２，偏光ビームスプリッタ１３３，撮像素子１３４，ミラー１４１，遮蔽板１４２，位相変調素子１４３，サーボ用光源１５１，コリメートレンズ１５２，グレーティング１５３，ビームスプリッタ１５４，集光用レンズ１５５，シリンドリカルレンズ１５６，受光素子１５７，サーボ駆動ユニット１５８を有する。
【００４２】
なお、ここでは、記録再生用光源１１１，コリメートレンズ１１２，偏光ビームスプリッタ１１３，ミラー１２１，ピンホール１２２，空間光変調器１２３，ミラー１２４，ダイクロイックミラー１２５，凹レンズ１２６，ファラデー素子１３１、１３２，偏光ビームスプリッタ１３３，撮像素子１３４，ミラー１４１，遮蔽板１４２，位相変調素子１４３が第１の光学系であり、サーボ用光源１５１，コリメートレンズ１５２，グレーティング１５３，ビームスプリッタ１５４，集光用レンズ１５５，シリンドリカルレンズ１５６，受光素子１５７が第２の光学系である。
【００４３】
記録再生用光源１１１は、レーザ光源であり、例えば、波長４０５[ｎｍ]（青色）のレーザダイオード（ＬＤ）や波長５３２[ｎｍ]（緑色）のＮｄ−ＹＡＧレーザを用いることができる。
【００４４】
コリメートレンズ１１２は、記録再生用光源１１１から照射されたレーザ光を平行光に変換する光学素子である。
【００４５】
偏光ビームスプリッタ１１３は、コリメートレンズ１１２から入射した平行光を信号光と参照光に分割する光学素子である。偏光ビームスプリッタ１１３からは、ミラー１２１に向かうs波の信号光とミラー１４１に向かうp波の参照光が出射される。
【００４６】
ミラー１２１、１２４、１４１は、入射光を反射してその方向を変更する光学素子である。
【００４７】
ピンホール１２２は、信号光のビーム径を絞る光学素子である。
【００４８】
空間光変調器１２３は、信号光を空間的に（ここでは、２次元的に）変調して、データを重畳する光学素子である。空間光変調器１２３は、透過型の素子である透過型液晶素子を用いることができる。なお、空間光変調器に反射型の素子であるDMD (Digital micro mirror) や反射型液晶、GLV (Grating Light Value)素子を用いることが可能である。
【００４９】
ダイクロイックミラー１２５は、記録再生に用いる光（記録再生用光源１１１からのレーザ光）とサーボに用いる光（サーボ用光源１５１からのレーザ光）とを同一の光路にするための光学素子である。ダイクロイックミラー１２５は、記録再生用光源１１１とサーボ用光源１５１とでレーザ光の波長が異なることに対応して、記録再生用光源１１１からの記録再生光を透過し、サーボ用光源１５１からのサーボ光を反射する。ダイクロイックミラー１２５は記録再生用の光は全透過し、サーボ用に用いる光は全反射するような薄膜処理がその表面に施されている。
【００５０】
凹レンズ１２６は、信号光の収束性を参照光と異ならせるためのレンズである。信号光のみが凹レンズ１２６を通過することで、信号光と参照光のホログラム記録媒体１０１での集光深さが異なってくる。
【００５１】
対物レンズ１２７は、信号光および参照光の双方をホログラム記録媒体１０１に集光するための光学素子である。
【００５２】
ファラデー素子１３１、１３２は、偏光面を回転するための光学素子である。ファラデー素子１３１に入射したｓ偏光は偏光面が４５°回転され、ファラデー素子１３２で元のｓ偏光に戻される。
【００５３】
偏光ビームスプリッタ１３３は、ファラデー素子１３１から入射した偏光を透過し、ホログラム記録媒体１０１で反射されてファラデー素子１３２から戻ってきた戻り光（再生光）を反射するための光学素子である。これは、ファラデー素子１３１、１３２、と偏光ビームスプリッタ１３３との組み合わせにより実現される。
【００５４】
撮像素子１３４は、再生光の画像を入力するための素子である。
【００５５】
遮蔽板１４２は、参照光の一部を遮蔽して、記録光と重ならないようにするための光学素子である。
【００５６】
位相変調素子１４３は、参照光にランダム位相またはある一定の位相パターンを持たせるための光学素子であり、位相マスクといってもよい。位相変調素子１４３には、すりガラスやデフューザ、空間位相変調器を用いても良い。また、位相パターンを記録したホログラム素子を用いることも可能である。ホログラム素子からの再生によって位相パターンを有する光が発生する。
【００５７】
サーボ用光源１５１は、トラッキングサーボ、フォーカスサーボ等のサーボ制御やアドレスドレス情報の読み取りを行うための光源であり、記録再生用光源１１１とは波長の異なるレーザ光を出射する。サーボ用光源１５１は、例えば、レーザーダイオードであり、発振波長としてホログラム記録媒体１０１に対して感度が小さい、例えば、６６０ｎｍ（赤色）を使用する。
【００５８】
コリメートレンズ１５２は、サーボ用光源１５１から照射されたレーザ光を平行光に変換する光学素子である。
【００５９】
グレーティング１５３は、コリメートレンズ１５２から出射されたレーザ光を３つのビームに分割するための光学素子である。サーボ制御やアドレスドレス情報の読み取りのためにレーザ光の分割が行われる。
【００６０】
ビームスプリッタ１５４は、グレーティング１５３から出射されたレーザ光を透過し、ホログラム記録媒体１０１から反射されて戻ってきた戻り光を反射するための光学素子である。
【００６１】
集光用レンズ１５５は、ビームスプリッタ１５４からの戻り光を受光素子１５７に集光するための光学素子である。
【００６２】
シリンドリカルレンズ１５６は、集光用レンズ１５５から出射されたレーザ光のビーム形状を円形から楕円形に変換するための光学素子である。
【００６３】
受光素子１５７は、戻り光を受光し、トラッキングサーボ制御のためのトラッキングエラー信号とフォーカスサーボ制御のためのフォーカスエラー信号とアドレスドレス情報の読み取り信号を出力するための素子、例えば、フォトディテクタである。
【００６４】
サーボ駆動ユニット１５８は、受光素子１５７からのトラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号により対物レンズ１２７を駆動し、トラッキング制御およびフォーカス制御を行うための駆動機構であり、駆動用のコイル１６１，１６２を有する。
【００６５】
図７は受光素子１５７の構成を示す平面図である。
【００６６】
図７に示すように、受光素子１５７は、にＡ〜Ｈの８素子で構成され、素子Ａ〜Ｄには３つのレーザービームの中央のスポットであるトラックグルーブ１２からの反射光１２ａが、素子ＥとＦにはアドレスグルーブ１１からの反射光１１ａが、素子ＧとＨにはもう一つのアドレスグルーブ１１からの反射光１１ａが受光されるようになっている。
【００６７】
受光素子１５７からの出力信号は信号演算回路２０１に入力され、ここでフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号が以下のように演算される。
【００６８】
フォーカスエラー信号＝(Ａ＋Ｃ)−(Ｂ＋Ｄ)
【００６９】
トラッキングエラー信号＝(Ａ＋Ｄ)−(Ｂ＋Ｃ)
【００７０】
これらのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号は、それぞれフォーカスサーボ回路２０２、トラッキングサーボ回路２０３に入力される。
【００７１】
フォーカスサーボ回路２０２及びトラッキングサーボ回路２０３は、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号に基づき、それぞれフォーカスコイル１６２、トラッキングコイル１６１に電流を流し、対物レンズ１２７を最適な位置に制御する。
【００７２】
信号演算回路２０１はアドレス信号を以下のように演算する。
【００７３】
アドレス信号＝Ｅ＋Ｆ又はＧ＋Ｈ
【００７４】
アドレス信号は、アドレスデコーダ２０４へ入力されディスク上の位置データとして次のコントローラ２０５へ入力される。
【００７５】
コントローラ２０５は上記アドレスデータやトラッキングサーボ回路２０３からの信号に基づいて、光学ユニット１００をホログラム記録媒体１０１の半径方向へ移動させるための信号をスライドサーボ回路２０６に出力し、スライドサーボ回路２０６はスライドモータ２０７により光学ユニット１００を最適な位置に制御する。
【００７６】
コントローラ２０５からの信号はスピンドルサーボ回路２０８にも入力される。
【００７７】
ホログラム記録媒体１０１はスピンドルモータ２０９に装着されておりスピンドルサーボ回路２０８により最適な回転数となるよう制御される。
【００７８】
このような制御を行うことで、ホログラム記録媒体１０１上の所望の位置に良好なホログラムの記録再生が可能となる。
（ホログラム記録再生装置１０００の動作）
【００７９】
以下、ホログラム記録再生装置１０００の動作の概要を説明する。
Ａ．記録時
【００８０】
記録時におけるホログラム記録再生装置１０００の動作の概要を説明する。
【００８１】
記録再生用光源１１１から出射されたレーザ光がコリメートレンズ１１２によって平行光になり偏光ビームスプリッタ１１３によってs波の信号光とp波の参照光とに分割される。
【００８２】
信号光はミラー１２１によって反射され、ピンホール１２２によって所望のビーム径にされ、空間光変調器１２３によって空間的に強度変調される。空間光変調器１２３で光変調されたレーザ光はファラデー素子１３１、偏光ビームスプリッタ１３３，ファラデー素子１３２を通過し、ミラー１２４によって反射され、ホログラム記録媒体１０１上での焦点を調節する凹レンズ１２６を通過する。
【００８３】
また偏光ビームスプリッタ１１３を透過した参照光はミラー１４１で反射され、遮蔽板１４２によってビームの中心部分のみが遮断され所望のビームの形にされる。このため、ミラー１２４では反射されず信号光と同一の光路となる。
【００８４】
対物レンズ１２７が記録光と参照光とをホログラム記録媒体１０１上の略同一の箇所に集光することで、ホログラム記録媒体１０１上に干渉縞が形成される。この結果、空間光変調器１２３によって空間変調された情報をホログラム記録媒体１０１上にホログラムとして記録する。
【００８５】
なお、受光素子１５７からサーボ信号及びアドレス信号が駆動制御系２００に出力され、駆動制御系２００はこのサーボ信号に基づきサーボ駆動ユニット１５８が動作することで、トラッキングおよびフォーカスのずれが解消される。また、駆動制御系２００はこのアドレス信号に基づき光学ユニット１００を動作することで、ホログラム記録媒体１０１上の所望の位置にホログラムの記録が可能となる。
Ｂ．再生時
【００８６】
再生時におけるホログラム記録再生装置１０００の動作の概要を説明する。
【００８７】
再生時には信号光を遮断し、参照光のみをホログラム記録媒体１０１に入射させる。
【００８８】
記録再生用光源１１１から出射し、偏光ビームスプリッタ１１３を透過した参照光がミラー１４１によって反射され、遮蔽板１４２によってビームの中心部分のみが遮断される。その後、参照光はダイクロイックミラー１２５を通過し、位相変調素子１４３によって記録時と同様の位相パターンを有する参照光となりホログラム記録媒体１０１に入射する。
【００８９】
記録時と同じ位相パターンを持った参照光がホログラム記録媒体１０１に入射することにより、ホログラム記録媒体１０１に記録されたホログラムから回折光（再生光）が発生する。
【００９０】
発生した再生光は信号光と逆の光路をたどり、対物レンズ１２７、凹レンズ１２６，ダイクロイックミラー１２５を透過して、ミラー１２４で反射される。
【００９１】
ミラー１２４で反射された再生光は、ファラデー素子１３２によって偏光方向が回転される。その結果、ファラデー素子１３２を出射した再生光は、偏光ビームスプリッタ１３３で反射され、撮像素子１３４によって空間光変調器１２３での空間的な２次元データに対応する電気信号に変換される。撮像素子１３４からの出力は、図示しない信号処理部によって２値化され、時系列２値化データに変換される。
（ビームスポットの配置の例）
【００９２】
図８はホログラム記録媒体１０１の反射層１０８上に照射される赤色レーザ光のビームスポットを示したものである。
【００９３】
グレーティング１５３により３つに分離された赤色レーザ光のビームは、図８に示すように、それぞれホログラム記録媒体１０１の反射層１０８上の異なる３箇所に照射される（ビームスポット１１ｂ、１２ｂ、１１ｂ）。
【００９４】
ビームスポット１１ｂ、１２ｂの間隔はトラック１０の間隔の２倍に相当し、ビームスポット１１ｂを先頭として、ビームスポット１２ｂ、ビームスポット１１ｂの順番で円周方向にずれている。
【００９５】
ビームスポット１２ｂは、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成するために用いられる。また、ビームスポット１１ｂ（図８の２つの１１ｂのうち一方のスポット）は、アドレス信号を生成するために用いられる。
【００９６】
図８の例は、トラッキングサーボが正常にかかっている状態を示している。すなわち、ビームスポット１２ｂは、３本のトラックグルーブ１２のうち中央のトラックグルーブ１２に位置し、ビームスポット１１ｂは、アドレスグルーブ１１に位置している。
【００９７】
ビームスポット１２ｂが中央のトラックグルーブ１２からずれていくと、フォトディテクタ１２ａの出力（トラッキングエラー信号）が弱くなっていき、その出力が強まる方向にトラッキングサーボをかければよい。また、ビームスポット１２ｂが中央のトラックグルーブ１２からさらにずれて隣のトラックグルーブ１２に位置すると、ビームスポット１１ｂがアドレスグルーブ１１ではなく、トラックグルーブ１２に位置することとなり、アドレス信号が得られなくなる。この場合には、ビームスポット１２ｂが中央のトラックグルーブ１２に位置するようにトラッキングサーボをかければよい。
（ホログラム記録媒体の他の例）
【００９８】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で様々に変形して実施することが可能である。
（１）図９に示すように、グルーブ１０を「１本のアドレスグルーブ１１、３本のトラックグルーブ１２、１本のクロックグルーブ１３」の組み合わせを繰り返した構造としてもよい。そして、この場合には、アドレスグルーブ１１からクロックパターンをなくし、クロックグルーブ１３からクロックを得ればよい。このような構成とすることで、アドレスグルーブ１１のアドレスに関する冗長性をなくし、より細やかなアドレス管理が可能となる。
（２）上記の実施形態では、３本のトラックグルーブ１２を１組とするものであったが、１本或いは２本であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に一実施形態に係るホログラム記録媒体の平面図である。
【図２】図２は図１に示したホログラム記録媒体の半径方向の一部断面図である。
【図３】図２に示した反射層のグルーブを示す平面的模式図である。
【図４】アドレスグルーブの情報の内容を示した図である。
【図５】アドレスグルーブの各領域の情報の詳細を示す図である。
【図６】ホログラム記録再生装置の構成を示す模式図である。
【図７】図６に示した受光素子の構成を示す平面図である。
【図８】ホログラム記録媒体の反射層上に照射される赤色レーザ光のビームスポットを示した平面的模式図である。
【図９】反射層のグルーブの他の例を示す平面的模式図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０ グルーブ
１１ アドレスグルーブ
１２ トラックグルーブ
１００ 光学ユニット
１０１ ホログラム記録媒体
１０２ 反射防止膜層
１０３ 保護層
１０４ 記録層
１０５ ギャップ層
１０６ 波長選択反射層
１０７ ギャップ層
２００ 駆動制御系
１０００ ホログラム記録再生装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録媒体及びホログラム記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィを使ってデータを記録するホログラム記録再生装置の開発が進められている。
【０００３】
ホログラム記録再生装置では、変調された（データが重畳された）信号光、変調されない参照光の２つをレーザ光から生成し、これらをホログラム記録媒体の同一場所に照射する。その結果、ホログラム記録媒体上で信号光と参照光が干渉して照射点に回折格子（ホログラム）が形成され、ホログラム記録媒体にデータが記録される。
【０００４】
記録済みのホログラム記録媒体に参照光を照射することで、記録時に形成された回折格子から回折光（再生光）が発生する。この再生光は記録時の信号光に重畳されたデータを含んでいるので、これを受光素子で受光して記録した信号を再生できる。
【０００５】
特許文献１には、このようなホログラム記録再生装置に用いられるホログラム記録媒体の一例が開示されている。この特許文献１に開示されたホログラム記録媒体は、記録層と反射層とを備え、反射層にはエンボスビットによるサーボ領域とそれに続くアドレス領域が物理的に形成されている。アドレス領域には、レーザ光の照射位置を合わせるためのアドレス情報が記録されている。そして、このアドレス領域の後にはエンボスビットによる物理フォーマットが施されていないミラー領域が形成され、このミラー領域に対応する記録層にホログラムが記録されるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−１７８４５６号公報（段落[００１６]〜[００１９]、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されたホログラム記録媒体では、サーボ領域及びアドレス領域に対応する記録層にはホログラムを記録できないことから、この領域が冗長な領域となり、記録容量が低下する、という課題がある。その一方、ミラー領域では、フォーカシングやトラッキングが行えなえず、またアドレスの管理も精密に行えない、という課題がある。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、記憶容量を向上させつつ、高精度のサーボ及びアドレス管理を行うことができるホログラム記録媒体及びホログラム記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
Ａ．かかる課題を解決するため、本発明に係るホログラム記録媒体は、ディスク状のホログラム記録媒体であって、ホログラムが記録されるホログラム記録層と、無変調の第１のグルーブ及びディスク上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有する第２のグルーブが同心円状又はスパイラル状に設けられた反射層とを具備するものである。
【０００９】
本発明では、反射層に無変調の第１のグルーブ及びディスク上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有する第２のグルーブが同心円状又はスパイラル状に設けられているので、第１のグルーブを用いて常にサーボをかけることができ、しかも第２のグルーブを用いて常にディスク上の位置を示すアドレス情報を得ることができる。従って、高精度のサーボ及びアドレス管理を行うことができる。
【００１０】
また、反射層とは光学的に独立してホログラム記録層にホログラムを記録することで、第１のグルーブ及び第２のグルーブに対応するホログラム記録層の位置にホログラムを記録することができる。従って、ホログラム記録層に冗長な領域をなくし、記憶容量を向上させることができる。「反射層とは光学的に独立してホログラム記録層にホログラムを記録する」ことは、例えば反射層に対しては赤色レーザを用い、ホログラム記録層に対しては青色レーザを用い、かつ、ホログラム記録層を赤色レーザによって感光しない材料を用いることで実現することができる。
（１）前記反射層には、隣接する２本の前記第２のグルーブの間に３本の前記第１のグルーブが設けられていることが好ましい。
【００１１】
３本の第１のグルーブによりトラッキングエラーに応じたトラッキングエラー信号を正確に得ることができ、トラキングサーボを高精度に行うことができる。
【００１２】
特に、ホログラムの記録においては、ホログラムの直径に比べてグルーブ間の間隔が非常に小さいことから、このようにホログラムに対して多数のグルーブを対応させることが容易である。よって、上記の技術の適用が好ましい記録方式といえる。
（２）前記アドレス情報には、ディスク上の半径位置を示す第１の情報及びディスク上の円周位置を示す第２の情報が含まれるのが好ましい。
【００１３】
これにより、アドレス管理を高精度に行うことができる。
（３）前記アドレス情報ごとに、シンクパターン及びクロックパターンが付加されるようにするのが好ましい。
【００１４】
これにより、クロック生成用のグルーブを別に設ける必要がなくなる。
（４）前記ホログラム記録層と前記反射層との間には、前記ホログラム記録層に対して照射するための第１の波長のレーザ光は反射し、前記反射層に対して照射するための第２の波長のレーザ光は透過する波長選択反射層を具備することが好ましい。
【００１５】
ホログラム記録層に対して照射される第１の波長のレーザ光が反射層に達して反射層で反射して再びホログラム記録層に戻りこれによりノイズが発生する。このノイズは記録再生信号を乱す。波長選択反射層を設けることで、このようなノイズの発生を防止することができる。
Ｂ．本発明の別の観点に係るホログラム記録再生装置は、ホログラムが記録されるホログラム記録層と、無変調の第１のグルーブ及びディスク上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有する第２のグルーブが同心円状又はスパイラル状に設けられた反射層とを有するディスク状のホログラム記録媒体に対してホログラムの記録及び／又はホログラムの再生を行うホログラム記録再生装置であって、前記ホログラム記録層に対して第１の波長のレーザ光を照射し、その反射光を受光するための第１の光学系と、前記反射層に対して前記ホログラム記録層では感光しない波長である第２の波長のレーザ光を照射し、その反射光を受光するための第２の光学系とが一体的に設けられ、前記ホログラム記録媒体に対する対物レンズが前記第１の光学系と前記第２の光学系とで共通の光学ユニットと、前記ホログラム記録媒体を回転駆動する第１の駆動系と、前記光学ユニットを半径方向に駆動する第２の駆動系と、前記第２の光学系を介して得られた前記アドレス情報に基づき前記第１及び第２の駆動系を制御する制御手段とを具備するものである。
【００１６】
本発明では、第１の光学系と第２の光学系とが一体的に設けられ、ホログラム記録媒体に対する対物レンズが第１の光学系と前記第２の光学系とで共通の光学ユニットを有することで、第１の波長のレーザ光と第２の波長のレーザ光とが共通の光路を通ってホログラム記録媒体に対して照射されるので、所望のアドレスに対応するホログラム記録層に対してホログラムを高精度に記録することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、ホログラム記録層とは別の反射層に無変調の第１のグルーブ及びディスク上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有する第２のグルーブが同心円状又はスパイラル状に設けられているので、記憶容量を向上させつつ、高精度のサーボ及びアドレス管理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
（ホログラム記録媒体）
【００１９】
図１は本発明に一実施形態に係るホログラム記録媒体の平面図、図２は図１に示したホログラム記録媒体の半径方向の一部断面図である。
【００２０】
図１に示すように、ホログラム記録媒体１０１はディスク状であり、後述する反射層には同心円状にグルーブ１０が例えば１．２５μｍ間隔で設けられている。なお、このようなグルーブ１０がスパイラル状に設けられていてもよい。
【００２１】
図２に示すように、ホログラム記録媒体１０１は、反射防止膜層１０２、保護層１０３、記録層１０４、ギャップ層１０５、波長選択反射層１０６、ギャップ層１０７、反射層１０８をこの順番で積層した構造を有する。
【００２２】
反射防止膜層１０２は、媒体１０１の表面から不要な反射光を減少させるために用いられる。
【００２３】
保護層１０３は、記録層１０４を外界から保護するための層であり、例えばプラスチックからなる。
【００２４】
記録層１０４は、この干渉縞を屈折率（あるいは、透過率）の変化として記録するものであり、光の強度に応じて屈折率（あるいは、透過率）の変化が行われる材料であれば、有機材料、無機材料の別を問うことなく利用可能である。但し、サーボ用の赤色レーザ光には感光しないものが用いられる。なお、無機材料として、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）のような電気光学効果によって露光量に応じ屈折率が変化するフォトリフラクティブ材料を用いることができる。有機材料として、例えば、光重合型フォトポリマを用いることができる。光重合型フォトポリマは、その初期状態では、モノマがマトリクスポリマに均一に分散している。これに光が照射されると、露光部でモノマが重合する。なお、ポリマ化するにつれて周囲からモノマが移動してモノマの濃度が場所によって変化する。以上のように、記録層１０４の屈折率（あるいは透過率）が露光量に応じて変化することで、符号Ｂで示すホログラム記録再生用の青色レーザ光（波長４１０ｎｍ）又は緑色レーザ光（波長５３２ｎｍ）の参照光と信号光との干渉によって生じる干渉縞を屈折率（あるいは透過率）の変化としてホログラム記録媒体１０１に記録できる。
【００２５】
ギャップ層１０５、１０７は、記録層１０４と反射層１０８との間で所定の間隔を維持するための層であり、例えばプラスチックからなる。
【００２６】
波長選択反射層１０６は、サーボ用の赤色レーザ光Ｒを通過させるが、記録再生用の青色又は緑色レーザ光Ｂは反射するようにされている。波長選択反射層１０６と用いることで、ホログラム記録再生用の青色又は緑色のレーザ光Ｂが波長選択反射層１０６より下の層に届かないために記録再生信号を乱す反射層１０８からの反射光が発生しないようにされており、青色又は緑色のレーザ光Ｂは記録層１０４のみに作用してホログラムの記録再生が行われる。
【００２７】
反射層１０８は、例えばプラスチックの表面（ギャップ層１０７側の面）にアルミニウムの薄膜を形成して構成され、この反射層１０８を通過した赤色レーザ光Ｒがギャップ層反射層１０８の表面で反射される。反射層１０８の表面には、上述したグルーブ１０が同心円状に形成されている。
（グルーブ１０の構成）
【００２８】
図３は図２に示した反射層１０８のグルーブ１０を示す平面的模式図である。
【００２９】
図３に示すように、グルーブ１０は、このグルーブに正確にトレースするための無変調のトラックグルーブ１２とディスク状のホログラム記録媒体１０１上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有するアドレスグルーブ１１で構成されており、例えばトラックグルーブ１２が３本続いた後にアドレスグルーブ１１を１本配置し、以下この組み合わせを繰り返した構成となっている。
（アドレスグルーブ１１の詳細）
【００３０】
図４はアドレスグルーブ１１の情報の内容を示した図である。
【００３１】
図４に示すように、この実施形態では、ディスク状のホログラム記録媒体１０１の１周を２４の領域２０に分け、その領域は円周方向に「０」〜「２３」の番号が付けられている。
【００３２】
各領域２０には、領域２０の先頭からシンクパターン２１、ブロックナンバー２２（トラックナンバーに相当する。）、角度位置２３（セクターに相当する。）、クロックパターン２４の各情報が配置されている。
【００３３】
図５（ａ）〜（ｅ）はアドレスグルーブ１１の各領域２０の情報の詳細を示す図である。
【００３４】
シンクパターン２１は、それ以降の信号の同期を取るためのもので、その他の場所には存在しないユニークなパターンとしてある。図５（ａ）に示すように、例えばＨレベル３ビット、Ｌレベル３ビットの構成となっている。
【００３５】
ブロックナンバー２２は、例えば最内周のアドレスグルーブを「０」とし、そこから外周に向かって存在するアドレスグルーブを「１」「２」「３」・・・と連続番号を付けてあり、この番号を例えば図５（ｃ）に示すようにディジタルデータの１４ビットで配置してある。このときのディジタルデータは、図５（ｂ）に示すように、「０」はＨＬＬの３ビットセルからなり、「１」はＨＨＬの３ビットセルからなる。
【００３６】
角度位置２３は、ディスク１周を２４の領域に分割した番号で、例えば図５（ｄ）に示すように５ビットで構成されている。この部分のディジタルデータの「０」と「１」は上記ブロックナンバーと同じパターンである。
【００３７】
クロックパターン２４は、１ビットずつＨ、Ｌの繰り返しパターンで構成されている。
【００３８】
なお、これらの構成については単に一例を示したもので、様々な例があることは勿論のことである。
（ホログラム記録再生装置）
【００３９】
図６はホログラム記録再生装置の構成を示す模式図である。
【００４０】
図１に示すように、ホログラム記録再生装置１０００は、上記のホログラム記録媒体１０１への情報の記録、再生を行うものであり、光学ユニット１００、光学ユニット１００を駆動制御する駆動制御系２００を備える。
【００４１】
光学ユニット１００は、記録再生用光源１１１，コリメートレンズ１１２，偏光ビームスプリッタ１１３，ミラー１２１，ピンホール１２２，空間光変調器１２３，ミラー１２４，ダイクロイックミラー１２５，凹レンズ１２６，対物レンズ１２７，ファラデー素子１３１、１３２，偏光ビームスプリッタ１３３，撮像素子１３４，ミラー１４１，遮蔽板１４２，位相変調素子１４３，サーボ用光源１５１，コリメートレンズ１５２，グレーティング１５３，ビームスプリッタ１５４，集光用レンズ１５５，シリンドリカルレンズ１５６，受光素子１５７，サーボ駆動ユニット１５８を有する。
【００４２】
なお、ここでは、記録再生用光源１１１，コリメートレンズ１１２，偏光ビームスプリッタ１１３，ミラー１２１，ピンホール１２２，空間光変調器１２３，ミラー１２４，ダイクロイックミラー１２５，凹レンズ１２６，ファラデー素子１３１、１３２，偏光ビームスプリッタ１３３，撮像素子１３４，ミラー１４１，遮蔽板１４２，位相変調素子１４３が第１の光学系であり、サーボ用光源１５１，コリメートレンズ１５２，グレーティング１５３，ビームスプリッタ１５４，集光用レンズ１５５，シリンドリカルレンズ１５６，受光素子１５７が第２の光学系である。
【００４３】
記録再生用光源１１１は、レーザ光源であり、例えば、波長４０５[ｎｍ]（青色）のレーザダイオード（ＬＤ）や波長５３２[ｎｍ]（緑色）のＮｄ−ＹＡＧレーザを用いることができる。
【００４４】
コリメートレンズ１１２は、記録再生用光源１１１から照射されたレーザ光を平行光に変換する光学素子である。
【００４５】
偏光ビームスプリッタ１１３は、コリメートレンズ１１２から入射した平行光を信号光と参照光に分割する光学素子である。偏光ビームスプリッタ１１３からは、ミラー１２１に向かうs波の信号光とミラー１４１に向かうp波の参照光が出射される。
【００４６】
ミラー１２１、１２４、１４１は、入射光を反射してその方向を変更する光学素子である。
【００４７】
ピンホール１２２は、信号光のビーム径を絞る光学素子である。
【００４８】
空間光変調器１２３は、信号光を空間的に（ここでは、２次元的に）変調して、データを重畳する光学素子である。空間光変調器１２３は、透過型の素子である透過型液晶素子を用いることができる。なお、空間光変調器に反射型の素子であるDMD (Digital micro mirror) や反射型液晶、GLV (Grating Light Value)素子を用いることが可能である。
【００４９】
ダイクロイックミラー１２５は、記録再生に用いる光（記録再生用光源１１１からのレーザ光）とサーボに用いる光（サーボ用光源１５１からのレーザ光）とを同一の光路にするための光学素子である。ダイクロイックミラー１２５は、記録再生用光源１１１とサーボ用光源１５１とでレーザ光の波長が異なることに対応して、記録再生用光源１１１からの記録再生光を透過し、サーボ用光源１５１からのサーボ光を反射する。ダイクロイックミラー１２５は記録再生用の光は全透過し、サーボ用に用いる光は全反射するような薄膜処理がその表面に施されている。
【００５０】
凹レンズ１２６は、信号光の収束性を参照光と異ならせるためのレンズである。信号光のみが凹レンズ１２６を通過することで、信号光と参照光のホログラム記録媒体１０１での集光深さが異なってくる。
【００５１】
対物レンズ１２７は、信号光および参照光の双方をホログラム記録媒体１０１に集光するための光学素子である。
【００５２】
ファラデー素子１３１、１３２は、偏光面を回転するための光学素子である。ファラデー素子１３１に入射したｓ偏光は偏光面が４５°回転され、ファラデー素子１３２で元のｓ偏光に戻される。
【００５３】
偏光ビームスプリッタ１３３は、ファラデー素子１３１から入射した偏光を透過し、ホログラム記録媒体１０１で反射されてファラデー素子１３２から戻ってきた戻り光（再生光）を反射するための光学素子である。これは、ファラデー素子１３１、１３２、と偏光ビームスプリッタ１３３との組み合わせにより実現される。
【００５４】
撮像素子１３４は、再生光の画像を入力するための素子である。
【００５５】
遮蔽板１４２は、参照光の一部を遮蔽して、記録光と重ならないようにするための光学素子である。
【００５６】
位相変調素子１４３は、参照光にランダム位相またはある一定の位相パターンを持たせるための光学素子であり、位相マスクといってもよい。位相変調素子１４３には、すりガラスやデフューザ、空間位相変調器を用いても良い。また、位相パターンを記録したホログラム素子を用いることも可能である。ホログラム素子からの再生によって位相パターンを有する光が発生する。
【００５７】
サーボ用光源１５１は、トラッキングサーボ、フォーカスサーボ等のサーボ制御やアドレスドレス情報の読み取りを行うための光源であり、記録再生用光源１１１とは波長の異なるレーザ光を出射する。サーボ用光源１５１は、例えば、レーザーダイオードであり、発振波長としてホログラム記録媒体１０１に対して感度が小さい、例えば、６６０ｎｍ（赤色）を使用する。
【００５８】
コリメートレンズ１５２は、サーボ用光源１５１から照射されたレーザ光を平行光に変換する光学素子である。
【００５９】
グレーティング１５３は、コリメートレンズ１５２から出射されたレーザ光を３つのビームに分割するための光学素子である。サーボ制御やアドレスドレス情報の読み取りのためにレーザ光の分割が行われる。
【００６０】
ビームスプリッタ１５４は、グレーティング１５３から出射されたレーザ光を透過し、ホログラム記録媒体１０１から反射されて戻ってきた戻り光を反射するための光学素子である。
【００６１】
集光用レンズ１５５は、ビームスプリッタ１５４からの戻り光を受光素子１５７に集光するための光学素子である。
【００６２】
シリンドリカルレンズ１５６は、集光用レンズ１５５から出射されたレーザ光のビーム形状を円形から楕円形に変換するための光学素子である。
【００６３】
受光素子１５７は、戻り光を受光し、トラッキングサーボ制御のためのトラッキングエラー信号とフォーカスサーボ制御のためのフォーカスエラー信号とアドレスドレス情報の読み取り信号を出力するための素子、例えば、フォトディテクタである。
【００６４】
サーボ駆動ユニット１５８は、受光素子１５７からのトラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号により対物レンズ１２７を駆動し、トラッキング制御およびフォーカス制御を行うための駆動機構であり、駆動用のコイル１６１，１６２を有する。
【００６５】
図７は受光素子１５７の構成を示す平面図である。
【００６６】
図７に示すように、受光素子１５７は、にＡ〜Ｈの８素子で構成され、素子Ａ〜Ｄには３つのレーザービームの中央のスポットであるトラックグルーブ１２からの反射光１２ａが、素子ＥとＦにはアドレスグルーブ１１からの反射光１１ａが、素子ＧとＨにはもう一つのアドレスグルーブ１１からの反射光１１ａが受光されるようになっている。
【００６７】
受光素子１５７からの出力信号は信号演算回路２０１に入力され、ここでフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号が以下のように演算される。
【００６８】
フォーカスエラー信号＝(Ａ＋Ｃ)−(Ｂ＋Ｄ)
【００６９】
トラッキングエラー信号＝(Ａ＋Ｄ)−(Ｂ＋Ｃ)
【００７０】
これらのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号は、それぞれフォーカスサーボ回路２０２、トラッキングサーボ回路２０３に入力される。
【００７１】
フォーカスサーボ回路２０２及びトラッキングサーボ回路２０３は、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号に基づき、それぞれフォーカスコイル１６２、トラッキングコイル１６１に電流を流し、対物レンズ１２７を最適な位置に制御する。
【００７２】
信号演算回路２０１はアドレス信号を以下のように演算する。
【００７３】
アドレス信号＝Ｅ＋Ｆ又はＧ＋Ｈ
【００７４】
アドレス信号は、アドレスデコーダ２０４へ入力されディスク上の位置データとして次のコントローラ２０５へ入力される。
【００７５】
コントローラ２０５は上記アドレスデータやトラッキングサーボ回路２０３からの信号に基づいて、光学ユニット１００をホログラム記録媒体１０１の半径方向へ移動させるための信号をスライドサーボ回路２０６に出力し、スライドサーボ回路２０６はスライドモータ２０７により光学ユニット１００を最適な位置に制御する。
【００７６】
コントローラ２０５からの信号はスピンドルサーボ回路２０８にも入力される。
【００７７】
ホログラム記録媒体１０１はスピンドルモータ２０９に装着されておりスピンドルサーボ回路２０８により最適な回転数となるよう制御される。
【００７８】
このような制御を行うことで、ホログラム記録媒体１０１上の所望の位置に良好なホログラムの記録再生が可能となる。
（ホログラム記録再生装置１０００の動作）
【００７９】
以下、ホログラム記録再生装置１０００の動作の概要を説明する。
Ａ．記録時
【００８０】
記録時におけるホログラム記録再生装置１０００の動作の概要を説明する。
【００８１】
記録再生用光源１１１から出射されたレーザ光がコリメートレンズ１１２によって平行光になり偏光ビームスプリッタ１１３によってs波の信号光とp波の参照光とに分割される。
【００８２】
信号光はミラー１２１によって反射され、ピンホール１２２によって所望のビーム径にされ、空間光変調器１２３によって空間的に強度変調される。空間光変調器１２３で光変調されたレーザ光はファラデー素子１３１、偏光ビームスプリッタ１３３，ファラデー素子１３２を通過し、ミラー１２４によって反射され、ホログラム記録媒体１０１上での焦点を調節する凹レンズ１２６を通過する。
【００８３】
また偏光ビームスプリッタ１１３を透過した参照光はミラー１４１で反射され、遮蔽板１４２によってビームの中心部分のみが遮断され所望のビームの形にされる。このため、ミラー１２４では反射されず信号光と同一の光路となる。
【００８４】
対物レンズ１２７が記録光と参照光とをホログラム記録媒体１０１上の略同一の箇所に集光することで、ホログラム記録媒体１０１上に干渉縞が形成される。この結果、空間光変調器１２３によって空間変調された情報をホログラム記録媒体１０１上にホログラムとして記録する。
【００８５】
なお、受光素子１５７からサーボ信号及びアドレス信号が駆動制御系２００に出力され、駆動制御系２００はこのサーボ信号に基づきサーボ駆動ユニット１５８が動作することで、トラッキングおよびフォーカスのずれが解消される。また、駆動制御系２００はこのアドレス信号に基づき光学ユニット１００を動作することで、ホログラム記録媒体１０１上の所望の位置にホログラムの記録が可能となる。
Ｂ．再生時
【００８６】
再生時におけるホログラム記録再生装置１０００の動作の概要を説明する。
【００８７】
再生時には信号光を遮断し、参照光のみをホログラム記録媒体１０１に入射させる。
【００８８】
記録再生用光源１１１から出射し、偏光ビームスプリッタ１１３を透過した参照光がミラー１４１によって反射され、遮蔽板１４２によってビームの中心部分のみが遮断される。その後、参照光はダイクロイックミラー１２５を通過し、位相変調素子１４３によって記録時と同様の位相パターンを有する参照光となりホログラム記録媒体１０１に入射する。
【００８９】
記録時と同じ位相パターンを持った参照光がホログラム記録媒体１０１に入射することにより、ホログラム記録媒体１０１に記録されたホログラムから回折光（再生光）が発生する。
【００９０】
発生した再生光は信号光と逆の光路をたどり、対物レンズ１２７、凹レンズ１２６，ダイクロイックミラー１２５を透過して、ミラー１２４で反射される。
【００９１】
ミラー１２４で反射された再生光は、ファラデー素子１３２によって偏光方向が回転される。その結果、ファラデー素子１３２を出射した再生光は、偏光ビームスプリッタ１３３で反射され、撮像素子１３４によって空間光変調器１２３での空間的な２次元データに対応する電気信号に変換される。撮像素子１３４からの出力は、図示しない信号処理部によって２値化され、時系列２値化データに変換される。
（ビームスポットの配置の例）
【００９２】
図８はホログラム記録媒体１０１の反射層１０８上に照射される赤色レーザ光のビームスポットを示したものである。
【００９３】
グレーティング１５３により３つに分離された赤色レーザ光のビームは、図８に示すように、それぞれホログラム記録媒体１０１の反射層１０８上の異なる３箇所に照射される（ビームスポット１１ｂ、１２ｂ、１１ｂ）。
【００９４】
ビームスポット１１ｂ、１２ｂの間隔はトラック１０の間隔の２倍に相当し、ビームスポット１１ｂを先頭として、ビームスポット１２ｂ、ビームスポット１１ｂの順番で円周方向にずれている。
【００９５】
ビームスポット１２ｂは、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成するために用いられる。また、ビームスポット１１ｂ（図８の２つの１１ｂのうち一方のスポット）は、アドレス信号を生成するために用いられる。
【００９６】
図８の例は、トラッキングサーボが正常にかかっている状態を示している。すなわち、ビームスポット１２ｂは、３本のトラックグルーブ１２のうち中央のトラックグルーブ１２に位置し、ビームスポット１１ｂは、アドレスグルーブ１１に位置している。
【００９７】
ビームスポット１２ｂが中央のトラックグルーブ１２からずれていくと、フォトディテクタ１２ａの出力（トラッキングエラー信号）が弱くなっていき、その出力が強まる方向にトラッキングサーボをかければよい。また、ビームスポット１２ｂが中央のトラックグルーブ１２からさらにずれて隣のトラックグルーブ１２に位置すると、ビームスポット１１ｂがアドレスグルーブ１１ではなく、トラックグルーブ１２に位置することとなり、アドレス信号が得られなくなる。この場合には、ビームスポット１２ｂが中央のトラックグルーブ１２に位置するようにトラッキングサーボをかければよい。
（ホログラム記録媒体の他の例）
【００９８】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で様々に変形して実施することが可能である。
（１）図９に示すように、グルーブ１０を「１本のアドレスグルーブ１１、３本のトラックグルーブ１２、１本のクロックグルーブ１３」の組み合わせを繰り返した構造としてもよい。そして、この場合には、アドレスグルーブ１１からクロックパターンをなくし、クロックグルーブ１３からクロックを得ればよい。このような構成とすることで、アドレスグルーブ１１のアドレスに関する冗長性をなくし、より細やかなアドレス管理が可能となる。
（２）上記の実施形態では、３本のトラックグルーブ１２を１組とするものであったが、１本或いは２本であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に一実施形態に係るホログラム記録媒体の平面図である。
【図２】図２は図１に示したホログラム記録媒体の半径方向の一部断面図である。
【図３】図２に示した反射層のグルーブを示す平面的模式図である。
【図４】アドレスグルーブの情報の内容を示した図である。
【図５】アドレスグルーブの各領域の情報の詳細を示す図である。
【図６】ホログラム記録再生装置の構成を示す模式図である。
【図７】図６に示した受光素子の構成を示す平面図である。
【図８】ホログラム記録媒体の反射層上に照射される赤色レーザ光のビームスポットを示した平面的模式図である。
【図９】反射層のグルーブの他の例を示す平面的模式図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０ グルーブ
１１ アドレスグルーブ
１２ トラックグルーブ
１００ 光学ユニット
１０１ ホログラム記録媒体
１０２ 反射防止膜層
１０３ 保護層
１０４ 記録層
１０５ ギャップ層
１０６ 波長選択反射層
１０７ ギャップ層
２００ 駆動制御系
１０００ ホログラム記録再生装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク状のホログラム記録媒体であって、
ホログラムが記録されるホログラム記録層と、
無変調の第１のグルーブ及びディスク上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有する第２のグルーブが同心円状又はスパイラル状に設けられた反射層と
を具備することを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項２】
請求項１に記載のホログラム記録媒体であって、
前記反射層には、隣接する２本の前記第２のグルーブの間に３本の前記第１のグルーブが設けられている
ことを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項３】
請求項１に記載のホログラム記録媒体であって、
前記アドレス情報には、ディスク上の半径位置を示す第１の情報及びディスク上の円周位置を示す第２の情報が含まれる
ことを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項４】
請求項３に記載のホログラム記録媒体であって、
前記アドレス情報ごとに、シンクパターン及びクロックパターンが付加されている
ことを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項５】
請求項１に記載のホログラム記録媒体であって、
前記ホログラム記録層と前記反射層との間には、前記ホログラム記録層に対して照射するための第１の波長のレーザ光は反射し、前記反射層に対して照射するための第２の波長のレーザ光は透過する波長選択反射層
を具備することを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項６】
ホログラムが記録されるホログラム記録層と、無変調の第１のグルーブ及びディスク上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有する第２のグルーブが同心円状又はスパイラル状に設けられた反射層とを有するディスク状のホログラム記録媒体に対してホログラムの記録及び／又はホログラムの再生を行うホログラム記録再生装置であって、
前記ホログラム記録層に対して第１の波長のレーザ光を照射し、その反射光を受光するための第１の光学系と、前記反射層に対して前記ホログラム記録層では感光しない波長である第２の波長のレーザ光を照射し、その反射光を受光するための第２の光学系とが一体的に設けられ、前記ホログラム記録媒体に対する対物レンズが前記第１の光学系と前記第２の光学系とで共通の光学ユニットと、
前記ホログラム記録媒体を回転駆動する第１の駆動系と、
前記光学ユニットを半径方向に駆動する第２の駆動系と、
前記第２の光学系を介して得られた前記アドレス情報に基づき前記第１及び第２の駆動系を制御する制御手段と
を具備することを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項１】
ディスク状のホログラム記録媒体であって、
ホログラムが記録されるホログラム記録層と、
無変調の第１のグルーブ及びディスク上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有する第２のグルーブが同心円状又はスパイラル状に設けられた反射層と
を具備することを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項２】
請求項１に記載のホログラム記録媒体であって、
前記反射層には、隣接する２本の前記第２のグルーブの間に３本の前記第１のグルーブが設けられている
ことを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項３】
請求項１に記載のホログラム記録媒体であって、
前記アドレス情報には、ディスク上の半径位置を示す第１の情報及びディスク上の円周位置を示す第２の情報が含まれる
ことを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項４】
請求項３に記載のホログラム記録媒体であって、
前記アドレス情報ごとに、シンクパターン及びクロックパターンが付加されている
ことを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項５】
請求項１に記載のホログラム記録媒体であって、
前記ホログラム記録層と前記反射層との間には、前記ホログラム記録層に対して照射するための第１の波長のレーザ光は反射し、前記反射層に対して照射するための第２の波長のレーザ光は透過する波長選択反射層
を具備することを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項６】
ホログラムが記録されるホログラム記録層と、無変調の第１のグルーブ及びディスク上の位置を示すアドレス情報により変調されたピット列を有する第２のグルーブが同心円状又はスパイラル状に設けられた反射層とを有するディスク状のホログラム記録媒体に対してホログラムの記録及び／又はホログラムの再生を行うホログラム記録再生装置であって、
前記ホログラム記録層に対して第１の波長のレーザ光を照射し、その反射光を受光するための第１の光学系と、前記反射層に対して前記ホログラム記録層では感光しない波長である第２の波長のレーザ光を照射し、その反射光を受光するための第２の光学系とが一体的に設けられ、前記ホログラム記録媒体に対する対物レンズが前記第１の光学系と前記第２の光学系とで共通の光学ユニットと、
前記ホログラム記録媒体を回転駆動する第１の駆動系と、
前記光学ユニットを半径方向に駆動する第２の駆動系と、
前記第２の光学系を介して得られた前記アドレス情報に基づき前記第１及び第２の駆動系を制御する制御手段と
を具備することを特徴とするホログラム記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−１７１４１６（Ｐ２００６−１７１４１６Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３６４３８４（Ｐ２００４−３６４３８４）
【出願日】平成１６年１２月１６日（２００４．１２．１６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１６日（２００４．１２．１６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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