光情報再生方法および光情報再生装置
【課題】
角度多重記録方式のホログラフィックメモリにおいてはブラッグ選択性を利用しているため、記録媒体に記録したデータを読み出すときには、記録時に使用した参照光の光学的条件を精度良く再現する必要がある。また、熱的・機械的・光学的な外乱要因によって、最適な光学的条件が変化する場合があるため、外乱要因を補償する機構が必要である。
【解決手段】
参照光を光情報記録媒体に照射し、回折された回折光の強度を光検出器により検出し、検出した回折光の強度を参照光角度で微分した値に基づいてエラー信号を生成し、参照光角度制御素子にフィードバック制御をかけることで解決できる。
角度多重記録方式のホログラフィックメモリにおいてはブラッグ選択性を利用しているため、記録媒体に記録したデータを読み出すときには、記録時に使用した参照光の光学的条件を精度良く再現する必要がある。また、熱的・機械的・光学的な外乱要因によって、最適な光学的条件が変化する場合があるため、外乱要因を補償する機構が必要である。
【解決手段】
参照光を光情報記録媒体に照射し、回折された回折光の強度を光検出器により検出し、検出した回折光の強度を参照光角度で微分した値に基づいてエラー信号を生成し、参照光角度制御素子にフィードバック制御をかけることで解決できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィを用いて、記録媒体から情報を再生する、装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、青紫色半導体レーザを用いた、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（ＢＤ）規格により、民生用においても５０ＧＢ程度の記録密度を持つ光ディスクの商品化が可能となってきた。今後は、光ディスクでも１００ＧＢ〜１ＴＢというＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）容量と同程度まで大容量化が望まれる。
【０００３】
しかしながら、このような超高密度を光ディスクで実現するためには、短波長化と対物レンズ高ＮＡ化による高密度化技術とは異なる新しい方式による高密度化技術が必要である。
【０００４】
次世代のストレージ技術に関する研究が行われる中、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録するホログラム記録技術が注目を集めている。
【０００５】
ホログラム記録技術とは、空間光変調器により２次元的に変調されたページデータの情報を有する信号光を、記録媒体の内部で参照光と重ね合わせ、その時に生じる干渉縞パターンによって記録媒体内に屈折率変調を生じさせることで情報を記録媒体に記録する技術である。
【０００６】
情報の再生時には、記録時に用いた参照光を記録媒体に照射すると、記録媒体中に記録されているホログラムが回折格子のように作用して回折光を生じる。この回折光が記録した信号光と位相情報を含めて同一の光として再生される。
【０００７】
再生された信号光は、ＣＭＯＳやＣＣＤなどの光検出器を用いて２次元的に高速に検出される。このようにホログラム記録技術は、１つのホログラムによって２次元的な情報を一気に光記録媒体に記録し、さらにこの情報を再生することを可能とするものであり、そして、記録媒体のある場所に複数のページデータを重ね書きすることができるため、大容量かつ高速な情報の記録再生を果たすことができる。
【０００８】
ホログラム記録技術として、例えば特開２００４−２７２２６８号公報（特許文献１）がある。本公報には、信号光束をレンズで光情報記録媒体に集光すると同時に、平行光束の参照光を照射して干渉させてホログラムの記録を行い、さらに参照光の光記録媒体への入射角度を変えながら異なるページデータを空間光変調器に表示して多重記録を行う、いわゆる角度多重記録方式が記載されている。さらに本公報には、信号光をレンズで集光してそのビームウエストに開口（空間フィルタ）を配することにより、隣接するホログラムの間隔を短くすることができ、従来の角度多重記録方式に比べて記録密度／容量を増大させる技術が記載されている。
【０００９】
また、角度多重記録方式において、参照光の入射角度を制御する技術として、例えば特開２００１−１１８２５３号公報（特許文献２）がある。本公報には、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が参照光によりホログラムとして記録されている光記録媒体に読出光を照射して、前記ホログラムから回折光を読み出し、その回折光を検出して、その検出信号に基づいて、前記読出光の前記光記録媒体への照射状態を制御し、その状態で、前記回折光から前記データ情報を読み取る技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２７２２６８号公報
【特許文献２】特開２００１−１１８２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献２に記載されているように、角度多重記録方式のホログラフィックメモリにおいてはブラッグ選択性を利用しているため、記録媒体に記録したデータを読み出すときには、記録時に使用した参照光の光学的条件を精度良く再現する必要がある。また、熱的・機械的・光学的な外乱要因によって、最適な光学的条件が変化する場合があるため、外乱要因を補償する機構が必要である。
【００１２】
特許文献２は２種類の偏光を利用することで、全ての画素を明部分として記録を行う。つまり空間偏光分布によりデータを記録することで、読出光を照射した際に回折される回折光の強度を一定にしている。しかしながら、この方法の場合、明部分のピクセルと暗部分のピクセルの２値により記録を行う方式と比較して、記録媒体の消費が大きく、大容量化に課題が残る。
【００１３】
また、回折光が極大となるように読出光の角度を制御するために、読出光の角度の設定、回折光の強度検出、検出した回折光強度と制御回路に記憶している回折光の強度との比較、比較結果に応じた再度読出光の角度設定、といった一連の動作を繰り返し行うために、高速化にも課題が残る。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の目的は、その一例として参照光を光情報記録媒体に照射し、回折された回折光の強度を光検出器により検出し、検出した回折光の強度を参照光角度で微分した値に基づいてエラー信号を生成し、参照光角度制御素子にフィードバック制御をかけることで解決できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、再生時において適切な参照光の入射角度を高精度かつ高速に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】光情報記録再生装置の実施例を表す概略図
【図２】光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図
【図３】光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図
【図４】光情報記録再生装置の動作フローの実施例を表す概略図
【図５】参照光角度と回折光の強度の関係を表す概略図
【図６】回折光の強度を用いた参照光角度のサーボ制御の構成を表す概略図
【図７】ガルバノミラーのサーボ制御を表す概略図
【図８】回折光の強度を用いた参照光角度のサーボ制御ブロックを表す概略図
【図９】実施例１における参照光角度制御の様子を表す概略図
【図１０】実施例２における参照光角度制御の様子を表す概略図
【図１１】実施例２の動作フローを表す概略図
【図１２】実施例３のピックアップの構成を表す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。図１はホログラフィを利用してデジタル情報を記録および／または再生する光情報記録媒体の記録再生装置を示すブロック図である。
【００１９】
光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、位相共役光学系１２、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４、及び回転モータ５０を備えており、光情報記録媒体１は回転モータ５０によって回転可能な構成となっている。
【００２０】
ピックアップ１１は、参照光と信号光を光情報記録媒体１に出射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録媒体に記録する役割を果たす。この際、記録する情報信号はコントローラ８９によって信号生成回路８６を介してピックアップ１１内の空間光変調器に送り込まれ、信号光は空間光変調器によって変調される。
【００２１】
光情報記録媒体１に記録した情報を再生する場合は、ピックアップ１１から出射された参照光の位相共役光を位相共役光学系１２にて生成する。ここで位相共役光とは、入力光と同一の波面を保ちながら逆方向に進む光波のことである。位相共役光によって再生される再生光をピックアップ１１内の後述する光検出器によって検出し、信号処理回路８５によって信号を再生する。
【００２２】
光情報記録媒体１に照射する参照光と信号光の照射時間は、ピックアップ１１内のシャッタの開閉時間をコントローラ８９によってシャッタ制御回路８７を介して制御することで調整できる。
【００２３】
ディスクＣｕｒｅ光学系１３は、光情報記録媒体１のプリキュアおよびポストキュアに用いる光ビームを生成する役割を果たす。プリキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録する際、所望位置に参照光と信号光を照射する前に予め所定の光ビームを照射する前工程である。ポストキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録した後、該所望の位置に追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程である。
【００２４】
ディスク回転角度検出用光学系１４は、光情報記録媒体１の回転角度を検出するために用いられる。光情報記録媒体１を所定の回転角度に調整する場合は、ディスク回転角度検出用光学系１４によって回転角度に応じた信号を検出し、検出された信号を用いてコントローラ８９によってディスク回転モータ制御回路８８を介して光情報記録媒体１の回転角度を制御する事が出来る。
【００２５】
光源駆動回路８２からは所定の光源駆動電流がピックアップ１１、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４内の光源に供給され、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光することができる。
【００２６】
また、ピックアップ１１、そして、ディスクＣｕｒｅ光学系１３は、光情報記録媒体１の半径方向に位置をスライドできる機構が設けられており、アクセス制御回路８１を介して位置制御がおこなわれる。
【００２７】
ところで、ホログラフィの角度多重の原理を利用した記録技術は、参照光角度のずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。従って、ピックアップ１１内に、参照光角度のずれ量を検出する機構を設けて、サーボ信号生成回路８３にてサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御回路８４を介して該ずれ量を補正するためのサーボ機構を光情報記録再生装置１０内に備えることが必要となる。
【００２８】
また、ピックアップ１１、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４は、いくつかの光学系構成または全ての光学系構成をひとつに纏めて簡素化しても構わない。
【００２９】
図２は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における記録原理を示したものである。光源２０１を出射した光ビームはコリメートレンズ２０２を透過し、シャッタ２０３に入射する。シャッタ２０３が開いている時は、光ビームはシャッタ２０３を通過した後、例えば２分の１波長板などで構成される光学素子２０４によってＰ偏光とＳ偏光の光量比が所望の比になるように偏光方向が制御された後、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）プリズム２０５に入射する。
【００３０】
ＰＢＳプリズム２０５を透過した光ビームは、信号光２０６として働き、ビームエキスパンダ２０８によって光ビーム径が拡大された後、位相マスク２０９、リレーレンズ２１０、ＰＢＳプリズム２１１を透過して空間光変調器２１２に入射する。
【００３１】
空間光変調器２１２によって情報が付加された信号光は、ＰＢＳプリズム２１１を反射し、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。その後、信号光は偏光方向変換素子２３０によってＰ偏光に制御され、記録時には常に開いているシャッタ２２９、ＰＢＳプリズム２２６を透過し、対物レンズ２１５によって光情報記録媒体１に集光する。
【００３２】
一方、ＰＢＳプリズム２０５を反射した光ビームは参照光２０７として働き、偏光方向変換素子２１６によって記録時または再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー２１７ならびにミラー２１８を経由してガルバノミラー２１９に入射する。ガルバノミラー２１９はミラー２１９−ａとアクチュエータ２１９−ｂで構成され、アクチュエータ２１９−ｂによってミラー２１９−ａの角度を調整可能のため、レンズ２２１とレンズ２２２を通過した後に光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を、所望の角度に設定することができる。なお、参照光の入射角度を設定するために、ガルバノミラーに代えて、参照光の波面を変換する素子を用いても構わない。
【００３３】
このように信号光と参照光とを光情報記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。また、ガルバノミラー２１９によって光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。
【００３４】
以降、同じ領域に参照光角度を変えて記録されたホログラムにおいて、１つ１つの参照光角度に対応したホログラムをページと呼び、同領域に角度多重されたページの集合をブックと呼ぶことにする。
【００３５】
なお、空間光変調器２１２によって情報を付加する際に、データに変調を施し、明ピクセルと暗ピクセルとの比率をおおよそ一定にしておくことで、各ページの再生時の回折光の強度をほぼ一定にすることが可能である。
【００３６】
図３は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における再生原理を示したものである。記録した情報を再生する場合は、前述したように参照光を光情報記録媒体１に入射し、光情報記録媒体１を透過した光ビームを、ガルバノミラー２２３のアクチュエータ２２３−ｂによって角度調整可能なミラー２２３−ａにて反射させることで、その位相共役光を生成する。再生時にはシャッタ２０３は常に開いた状態とし、シャッタ２２９により光検出器２２５への回折光入射の制御を行う。
【００３７】
この位相共役光によって再生された信号光は、シャッタ２２９が開いている場合には、対物レンズ２１５、ＰＢＳプリズム２２６、偏光方向変換素子２３０、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。ここで、偏光方向変換素子２３０は偏光を変換せずＰ偏光のまま伝播させる。その後、信号光はＰＢＳプリズム２１１を透過して光検出器２２５に入射し、記録した信号を再生することができる。光検出器２２５としては、ＣＣＤもしくはＣＭＯＳに代表されるような撮像素子を用いて構成することができる。
【００３８】
また、偏光方向制御素子２０４によってＰ偏光とＳ偏光の光量比が所望の比になるようにしておくことで、再生された信号光の一部をＰＢＳプリズム２２６で反射させることができる。ＰＢＳプリズム２２６で反射した信号光はレンズ２２７により集光し、光検出器２２８に入射し、回折光の強度が検出される。光検出器２２８により検出される回折光はシャッタ２２９の手前でＰＢＳプリズム２２６により反射するため、常にモニタすることができる。光検出器２２８はＣＣＤやＣＭＯＳである必要は無く、例えばＢＤドライブで用いる光ピックアップが信号検出用に備えるフォトダイオード等を光検出器２２８として用いることができるため、高速に光量を検出でき、回折光の強度が最大値となる入射角度を高速に検出できることが期待できる。
【００３９】
図４は、光情報記録再生装置１０における記録、再生の動作フローを示したものである。ここでは、特にホログラフィを利用した記録再生に関するフローを説明する。
【００４０】
図４（ａ）は、光情報記録再生装置１０に光情報記録媒体１を挿入した後、記録または再生の準備が完了するまでの動作フローを示し、図４（ｂ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に情報を記録するまでの動作フロー、図４（ｃ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に記録した情報を再生するまでの動作フローを示したものである。
【００４１】
図４（ａ）に示すように媒体を挿入すると（S401）、光情報記録再生装置１０は、例えば挿入された媒体がホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する媒体であるかどうかディスク判別を行う（S402）。
【００４２】
ディスク判別の結果、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する光情報記録媒体であると判断されると、光情報記録再生装置１０は光情報記録媒体に設けられたコントロールデータを読み出し（S403）、例えば光情報記録媒体に関する情報や、例えば記録や再生時における各種設定条件に関する情報を取得する。
【００４３】
コントロールデータの読み出し後は、コントロールデータに応じた各種調整やピックアップ１１に関わる学習処理（S404）を行い、光情報記録再生装置１０は、記録または再生の準備が完了する（S405）。
【００４４】
準備完了状態から情報を記録するまでの動作フローは図４（ｂ）に示すように、まず記録するデータを受信して（S411）、該データに応じた情報をピックアップ１１内の空間光変調器に送り込む。
【００４５】
その後、光情報記録媒体に高品質の情報を記録できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行い（S412）、シーク動作（S413）によりピックアップ１１ならびにディスクＣｕｒｅ光学系１３の位置を光情報記録媒体の所定の位置に配置する。
【００４６】
その後、ディスクＣｕｒｅ光学系１３から出射する光ビームを用いて所定の領域をプリキュアし（S414）、ピックアップ１１から出射する参照光と信号光を用いてデータを記録する（S415）。
【００４７】
データを記録した後は、必要に応じてデータをベリファイし（S416）、ディスクＣｕｒｅ光学系１３から出射する光ビームを用いてポストキュアを行う（S417）。
【００４８】
準備完了状態から記録された情報を再生するまでの動作フローは図４（ｃ）に示すように、光情報記録媒体から高品質の情報を再生できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行う（S421）。その後、シーク動作（S422）によりピックアップ１１ならびに位相共役光学系１２の位置を光情報記録媒体の所定の位置に配置する。
【００４９】
その後、ピックアップ１１から参照光を出射し、光情報記録媒体に記録された情報を読み出す（S423）。本発明はこの情報を読み出す動作において適用される。
【００５０】
図５は参照光角度と光検出器２２８で検出される回折光の強度との関係を模式的に表した図である。一般的に適切な参照光角度φ０近傍で回折光の強度は最大となり、φ０からのずれ量に応じて回折光の強度は低下する。したがって、回折光の強度がほぼ最大となるよう参照光角度を制御することにより適切な参照光角度に設定することができる。回折光の強度がほぼ最大となるように参照光角度を制御するには、例えば検出した回折光の強度を参照光角度で微分した値がφ０近傍で０となる単調増加の直線もしくは曲線となることを利用して、この微分した値を指標として微分した値が０近傍となるように参照光角度を制御すれば良い。また、微分した値を指標とすることによって、ページ毎に回折光の強度がばらついても、常に当該ページの適切な角度に制御が可能である。一般的には回折光の強度が最大となる参照光角度と信号品質が最良となる参照光角度はおおよそ一致するが、一致しないことが予め分かっている場合には、その角度ずれの分だけオフセットするように制御をしても構わない。
【００５１】
図６は回折光の強度を用いて参照光角度のサーボ制御を行う構成について示した図である。光検出器２２８で検出した信号を角度制御素子サーボ機構６０１に入力し、角度制御素子サーボ機構６０１で生成した駆動信号をアクチュエータ２１９−ｂに出力することにより、参照光の角度制御を行う。位相共役光を生成するためのミラー２２３−ａを駆動するためのアクチュエータ２２３−ｂはミラー２１９−ａの角度に連動して駆動するようにしておく。
【００５２】
図７は角度制御素子としてガルバノミラーを用いたサーボ機構の一般的な構成を示すブロック図である。ガルバノミラー２１９はミラー２１９−ａ、ミラーを駆動するためのアクチュエータ２１９−ｂ、およびミラーの角度を検出するための角度センサー２１９−ｃにより構成される。角度センサー２１９−ｃからはミラー２１９−ａの角度が絶対値で出力されるため、コントローラ８７から出力される角度指令値との差分を取り、これをエラー信号（以降、角度センサーエラー信号と呼ぶ）として制御回路７０５に入力し、演算した制御量を基に駆動回路７０６によってアクチュエータ２１９−ｂを駆動することでフィードバック制御を行うことができる。このような構成の場合、例えば記録時のように角度指令値が予め既知である場合には有用であるが、再生時のように適切な参照光角度が記録時とずれており、補償が必要な場合には、回折光を検出した結果に基づいて再度指令値を演算する必要が生じ、高速な制御は難しい。
【００５３】
図８は図６に示した角度制御素子サーボ機構６０１の構成の一例を示したブロック図である。図８では図７の構成に加えて、角度センサーエラー信号と角度センサー２１９−ｃおよび光検出器２２８から生成したエラー信号（以降、回折光エラー信号と呼ぶ）とを切換可能な構成としている。エラー信号生成回路８０１にて光検出器２２８により検出した回折光の強度に角度センサー２１９−ｃの値に基づいた微分演算を施し回折光エラー信号を生成する。なお、エラー信号生成回路は適宜フィルタ回路を追加して回折光の強度のノイズ成分や変動成分を除去したり、ゲイン補正回路を追加して角度センサーエラー信号と感度を合わせたりすることにより使い勝手を良くしても良い。このようにして生成された信号は図５にて説明したように信号量が０になるように制御をかければ適切な角度に近づくため、指令値は不要となり直接エラー信号として用いることができる。ただし、回折光は各ページの適切な参照光角度の近傍でしか発生しないため、回折光エラー信号も各ページの適切な参照光角度の近傍でしか利用することができない。このため、通常は角度センサーエラー信号により制御しながら、光検出器により検出した回折光の強度を比較回路８０２にて常にモニタしておき、回折光エラー信号を生成可能となる強度に対応した電圧値以上になった場合に、マルチプレクサ８０３によって回折光エラー信号に切換えることにより、高速かつ高精度に参照光角度を制御することが可能となる。図９に回折光エラー信号と角度センサーエラー信号との切換えの様子を示す。
【００５４】
なお、回折光エラー信号に切換えた後、エラー量が十分小さくなったと判断できた時点でシャッタ２２９を開き再生信号を光検出器２２５により検出し、再生信号処理を行う。再生信号を得るために十分な露光時間が得られた後、シャッタ２２９を閉じ、次ページの再生動作へと移行する。
【００５５】
なお、本実施例においてはエラー信号生成回路８０１にて角度情報に基づいた微分演算を行うために角度センサー２１９−ｃの出力値を用いているが、アクチュエータ２１９−ｂを既知の角度量だけ高速に微小振動させて、その微小振動の最大値、最小値となる位置に同期して光検出器２２８の出力値を取り込み、微小振動させている角度量に基づいて微分演算を施すことで、角度センサーの値を用いずとも、エラー信号を生成することも可能である。
【００５６】
本実施例の構成によれば、回折光の強度を微分した値に基づいてエラー信号を生成し、参照光角度のフィードバック制御を行うため、高速かつ適切に参照光角度を制御できるメリットがある。
【実施例２】
【００５７】
本実施例ではブック内の全ページについて再生前に一括して適切な参照光角度を取得する方法について説明する。本実施例における光学構成は図２および図３と共通のため説明は省略する。
【００５８】
図１０に本実施例における参照光角度制御の様子を、図１１に本実施例の角度走査の動作フローを示す。ブック内のページデータ再生前に、参照光を角度多重している角度範囲の最大角度から最小角度まで連続的に角度走査しながら、光検出器２２８により回折光の強度を検出すると、角度多重している各ページの適切な参照光角度位置でそれぞれ回折光の強度が最大となるような波形が得られる（Ｓ１００１）。次に、取得した波形から各ページで回折光の強度が最大となる参照光角度位置φ０〜φｎを算出する（Ｓ１００２）。ここでは、例えば微分演算を行い、各ページで微分値が０となる参照光角度を適切な参照光角度とすることができる。次に、最小角度側より、Ｓ１００２において算出した回折光の強度が最大となる参照光角度に逐次設定し（Ｓ１００３）、データを再生する（Ｓ１００４）。再生したページが最終ページであるか判断し（Ｓ１００５）、最終ページでなければ、次のページへと設定を変え（Ｓ１００６）、Ｓ１００３へと戻る。最終ページであれば、次に最終ブックであるか判断し（Ｓ１００７）、最終ブックでなければ、次のブックへと設定を変え（Ｓ１００８）、Ｓ１００１へと戻る。最終ブックであれば再生を終了する。Ｓ１００１の回折光の強度の検出は通常の再生動作と異なり連続的に角度走査を行うため、全ページの再生に要する時間に対して十分に短い時間で終了することができる。また、回折光の強度の検出のための角度走査方向と通常の再生のための角度走査方向を逆にすることで、処理時間の増加を最小限に抑えることができる。
【００５９】
なお、本実施例の説明では、参照光角度の最大角度から最小角度に向かって回折光の強度の走査を行うものとして説明したが、最小角度から最大角度に向かって捜査を行っても構わない。また、全ページの回折光の強度の検出を行わず、再生に必要なページのみ検出を行っても構わない。
【００６０】
本実施例の構成によれば、直接回折光の強度をエラー信号として用いないため、回折光の強度を用いたサーボ制御回路を構成する必要が無く、簡易な構成で実現することができるメリットがある。
【実施例３】
【００６１】
図１２は実施例３における光学系の構成を示したものである。図３の構成と比較して、ミラー２１８を角度可変ミラー２３２に変更しており、角度可変ミラー２３２はミラー２３２−ａとアクチュエータ２３２−ｂで構成され、アクチュエータ２３２−ｂによってミラー２３２−ａの角度を調整可能としている。一例として、角度可変ミラー２３２にガルバノミラーと比較して角度走査範囲は小さいが高速な駆動が可能なＭＥＭＳミラーを用いてガルバノミラーと組み合わせて動作させることができる。このような構成によって、角度走査範囲が大きく、高速な角度制御が可能となり、高速な記録再生が実現できる。
【００６２】
実施例１においては、ＰＢＳプリズム２２６で反射した信号光はレンズ２２７により集光し、光検出器２２８に入射し、回折光の強度が検出される構成としていたが、本実施例ではＰＢＳプリズム２２６とレンズ２２７との間に領域分割型の回折素子２３１を配置している。領域分割型の回折素子２３１によって、再生像を領域毎に分割して光検出器上に集光させることが可能となるため、再生像の領域に応じた回折光量を検出することが可能となる。波長やディスクの傾き等が変化した場合に、回折光が最大となる参照光角度が再生像の領域毎にずれることが知られているため、再生像の領域に応じた回折光量を検出することで、最適な参照光角度を求めるだけでなく、波長やディスクの傾きに対する補償も同時に行うことが可能である。なお、回折素子２３１は再生像の像面と等価な位置に配置することが好適である。
【符号の説明】
【００６３】
１・・・光情報記録媒体、１０・・・光情報記録再生装置、１１・・・ピックアップ、
１２・・・位相共役光学系、１３・・・ディスクＣｕｒｅ光学系、
１４・・・ディスク回転角度検出用光学系、５０・・・回転モータ、
８１・・・アクセス制御回路、８２・・・光源駆動回路、８３・・・サーボ信号生成回路、
８４・・・サーボ制御回路、８５・・・信号処理回路、８６・・・信号生成回路、
８７・・・シャッタ制御回路、８８・・・ディスク回転モータ制御回路、
８９・・・コントローラ、
２０１・・・光源、２０２・・・コリメートレンズ、２０３・・・シャッタ、
２０４・・・１／２波長板、２０５・・・偏光ビームスプリッタ、
２０６・・・信号光、２０７・・・参照光、
２０８・・・ビームエキスパンダ、２０９・・フェーズ（位相）マスク、
２１０・・・リレーレンズ、２１１・・・偏光ビームスプリッタ、
２１２・・・空間光変調器、２１３・・・リレーレンズ、２１４・・・空間フィルタ、
２１５・・・対物レンズ、２１６・・・偏光方向変換素子、２１７・・・ミラー、
２１８・・・ミラー、２１９・・・ミラー、２２０・・・アクチュエータ、
２２１・・・レンズ、２２２・・・レンズ、２２３・・・アクチュエータ、
２２４・・・ミラー、２２５・・・光検出器、２２６・・・偏光ビームスプリッタ、
２２７・・・レンズ、２２８・・・光検出器、２２９・・・シャッタ、
２３０・・・偏光方向変換素子、２３１・・・回折素子、２３２・・・ガルバノミラー
６０１・・・角度制御素子サーボ機構
７０１・・・角度制御素子、７０２・・・ミラー、７０３・・・アクチュエータ
７０４・・・角度センサー、７０５・・・制御回路、７０６・・・駆動回路
８０１・・・エラー信号生成回路、８０２・・・比較回路、８０３・・・マルチプレクサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィを用いて、記録媒体から情報を再生する、装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、青紫色半導体レーザを用いた、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（ＢＤ）規格により、民生用においても５０ＧＢ程度の記録密度を持つ光ディスクの商品化が可能となってきた。今後は、光ディスクでも１００ＧＢ〜１ＴＢというＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）容量と同程度まで大容量化が望まれる。
【０００３】
しかしながら、このような超高密度を光ディスクで実現するためには、短波長化と対物レンズ高ＮＡ化による高密度化技術とは異なる新しい方式による高密度化技術が必要である。
【０００４】
次世代のストレージ技術に関する研究が行われる中、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録するホログラム記録技術が注目を集めている。
【０００５】
ホログラム記録技術とは、空間光変調器により２次元的に変調されたページデータの情報を有する信号光を、記録媒体の内部で参照光と重ね合わせ、その時に生じる干渉縞パターンによって記録媒体内に屈折率変調を生じさせることで情報を記録媒体に記録する技術である。
【０００６】
情報の再生時には、記録時に用いた参照光を記録媒体に照射すると、記録媒体中に記録されているホログラムが回折格子のように作用して回折光を生じる。この回折光が記録した信号光と位相情報を含めて同一の光として再生される。
【０００７】
再生された信号光は、ＣＭＯＳやＣＣＤなどの光検出器を用いて２次元的に高速に検出される。このようにホログラム記録技術は、１つのホログラムによって２次元的な情報を一気に光記録媒体に記録し、さらにこの情報を再生することを可能とするものであり、そして、記録媒体のある場所に複数のページデータを重ね書きすることができるため、大容量かつ高速な情報の記録再生を果たすことができる。
【０００８】
ホログラム記録技術として、例えば特開２００４−２７２２６８号公報（特許文献１）がある。本公報には、信号光束をレンズで光情報記録媒体に集光すると同時に、平行光束の参照光を照射して干渉させてホログラムの記録を行い、さらに参照光の光記録媒体への入射角度を変えながら異なるページデータを空間光変調器に表示して多重記録を行う、いわゆる角度多重記録方式が記載されている。さらに本公報には、信号光をレンズで集光してそのビームウエストに開口（空間フィルタ）を配することにより、隣接するホログラムの間隔を短くすることができ、従来の角度多重記録方式に比べて記録密度／容量を増大させる技術が記載されている。
【０００９】
また、角度多重記録方式において、参照光の入射角度を制御する技術として、例えば特開２００１−１１８２５３号公報（特許文献２）がある。本公報には、空間偏光分布によりデータ情報を保持する信号光が参照光によりホログラムとして記録されている光記録媒体に読出光を照射して、前記ホログラムから回折光を読み出し、その回折光を検出して、その検出信号に基づいて、前記読出光の前記光記録媒体への照射状態を制御し、その状態で、前記回折光から前記データ情報を読み取る技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２７２２６８号公報
【特許文献２】特開２００１−１１８２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献２に記載されているように、角度多重記録方式のホログラフィックメモリにおいてはブラッグ選択性を利用しているため、記録媒体に記録したデータを読み出すときには、記録時に使用した参照光の光学的条件を精度良く再現する必要がある。また、熱的・機械的・光学的な外乱要因によって、最適な光学的条件が変化する場合があるため、外乱要因を補償する機構が必要である。
【００１２】
特許文献２は２種類の偏光を利用することで、全ての画素を明部分として記録を行う。つまり空間偏光分布によりデータを記録することで、読出光を照射した際に回折される回折光の強度を一定にしている。しかしながら、この方法の場合、明部分のピクセルと暗部分のピクセルの２値により記録を行う方式と比較して、記録媒体の消費が大きく、大容量化に課題が残る。
【００１３】
また、回折光が極大となるように読出光の角度を制御するために、読出光の角度の設定、回折光の強度検出、検出した回折光強度と制御回路に記憶している回折光の強度との比較、比較結果に応じた再度読出光の角度設定、といった一連の動作を繰り返し行うために、高速化にも課題が残る。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の目的は、その一例として参照光を光情報記録媒体に照射し、回折された回折光の強度を光検出器により検出し、検出した回折光の強度を参照光角度で微分した値に基づいてエラー信号を生成し、参照光角度制御素子にフィードバック制御をかけることで解決できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、再生時において適切な参照光の入射角度を高精度かつ高速に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】光情報記録再生装置の実施例を表す概略図
【図２】光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図
【図３】光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図
【図４】光情報記録再生装置の動作フローの実施例を表す概略図
【図５】参照光角度と回折光の強度の関係を表す概略図
【図６】回折光の強度を用いた参照光角度のサーボ制御の構成を表す概略図
【図７】ガルバノミラーのサーボ制御を表す概略図
【図８】回折光の強度を用いた参照光角度のサーボ制御ブロックを表す概略図
【図９】実施例１における参照光角度制御の様子を表す概略図
【図１０】実施例２における参照光角度制御の様子を表す概略図
【図１１】実施例２の動作フローを表す概略図
【図１２】実施例３のピックアップの構成を表す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１８】
本発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。図１はホログラフィを利用してデジタル情報を記録および／または再生する光情報記録媒体の記録再生装置を示すブロック図である。
【００１９】
光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、位相共役光学系１２、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４、及び回転モータ５０を備えており、光情報記録媒体１は回転モータ５０によって回転可能な構成となっている。
【００２０】
ピックアップ１１は、参照光と信号光を光情報記録媒体１に出射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録媒体に記録する役割を果たす。この際、記録する情報信号はコントローラ８９によって信号生成回路８６を介してピックアップ１１内の空間光変調器に送り込まれ、信号光は空間光変調器によって変調される。
【００２１】
光情報記録媒体１に記録した情報を再生する場合は、ピックアップ１１から出射された参照光の位相共役光を位相共役光学系１２にて生成する。ここで位相共役光とは、入力光と同一の波面を保ちながら逆方向に進む光波のことである。位相共役光によって再生される再生光をピックアップ１１内の後述する光検出器によって検出し、信号処理回路８５によって信号を再生する。
【００２２】
光情報記録媒体１に照射する参照光と信号光の照射時間は、ピックアップ１１内のシャッタの開閉時間をコントローラ８９によってシャッタ制御回路８７を介して制御することで調整できる。
【００２３】
ディスクＣｕｒｅ光学系１３は、光情報記録媒体１のプリキュアおよびポストキュアに用いる光ビームを生成する役割を果たす。プリキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録する際、所望位置に参照光と信号光を照射する前に予め所定の光ビームを照射する前工程である。ポストキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録した後、該所望の位置に追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程である。
【００２４】
ディスク回転角度検出用光学系１４は、光情報記録媒体１の回転角度を検出するために用いられる。光情報記録媒体１を所定の回転角度に調整する場合は、ディスク回転角度検出用光学系１４によって回転角度に応じた信号を検出し、検出された信号を用いてコントローラ８９によってディスク回転モータ制御回路８８を介して光情報記録媒体１の回転角度を制御する事が出来る。
【００２５】
光源駆動回路８２からは所定の光源駆動電流がピックアップ１１、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４内の光源に供給され、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光することができる。
【００２６】
また、ピックアップ１１、そして、ディスクＣｕｒｅ光学系１３は、光情報記録媒体１の半径方向に位置をスライドできる機構が設けられており、アクセス制御回路８１を介して位置制御がおこなわれる。
【００２７】
ところで、ホログラフィの角度多重の原理を利用した記録技術は、参照光角度のずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。従って、ピックアップ１１内に、参照光角度のずれ量を検出する機構を設けて、サーボ信号生成回路８３にてサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御回路８４を介して該ずれ量を補正するためのサーボ機構を光情報記録再生装置１０内に備えることが必要となる。
【００２８】
また、ピックアップ１１、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４は、いくつかの光学系構成または全ての光学系構成をひとつに纏めて簡素化しても構わない。
【００２９】
図２は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における記録原理を示したものである。光源２０１を出射した光ビームはコリメートレンズ２０２を透過し、シャッタ２０３に入射する。シャッタ２０３が開いている時は、光ビームはシャッタ２０３を通過した後、例えば２分の１波長板などで構成される光学素子２０４によってＰ偏光とＳ偏光の光量比が所望の比になるように偏光方向が制御された後、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）プリズム２０５に入射する。
【００３０】
ＰＢＳプリズム２０５を透過した光ビームは、信号光２０６として働き、ビームエキスパンダ２０８によって光ビーム径が拡大された後、位相マスク２０９、リレーレンズ２１０、ＰＢＳプリズム２１１を透過して空間光変調器２１２に入射する。
【００３１】
空間光変調器２１２によって情報が付加された信号光は、ＰＢＳプリズム２１１を反射し、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。その後、信号光は偏光方向変換素子２３０によってＰ偏光に制御され、記録時には常に開いているシャッタ２２９、ＰＢＳプリズム２２６を透過し、対物レンズ２１５によって光情報記録媒体１に集光する。
【００３２】
一方、ＰＢＳプリズム２０５を反射した光ビームは参照光２０７として働き、偏光方向変換素子２１６によって記録時または再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー２１７ならびにミラー２１８を経由してガルバノミラー２１９に入射する。ガルバノミラー２１９はミラー２１９−ａとアクチュエータ２１９−ｂで構成され、アクチュエータ２１９−ｂによってミラー２１９−ａの角度を調整可能のため、レンズ２２１とレンズ２２２を通過した後に光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を、所望の角度に設定することができる。なお、参照光の入射角度を設定するために、ガルバノミラーに代えて、参照光の波面を変換する素子を用いても構わない。
【００３３】
このように信号光と参照光とを光情報記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。また、ガルバノミラー２１９によって光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。
【００３４】
以降、同じ領域に参照光角度を変えて記録されたホログラムにおいて、１つ１つの参照光角度に対応したホログラムをページと呼び、同領域に角度多重されたページの集合をブックと呼ぶことにする。
【００３５】
なお、空間光変調器２１２によって情報を付加する際に、データに変調を施し、明ピクセルと暗ピクセルとの比率をおおよそ一定にしておくことで、各ページの再生時の回折光の強度をほぼ一定にすることが可能である。
【００３６】
図３は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における再生原理を示したものである。記録した情報を再生する場合は、前述したように参照光を光情報記録媒体１に入射し、光情報記録媒体１を透過した光ビームを、ガルバノミラー２２３のアクチュエータ２２３−ｂによって角度調整可能なミラー２２３−ａにて反射させることで、その位相共役光を生成する。再生時にはシャッタ２０３は常に開いた状態とし、シャッタ２２９により光検出器２２５への回折光入射の制御を行う。
【００３７】
この位相共役光によって再生された信号光は、シャッタ２２９が開いている場合には、対物レンズ２１５、ＰＢＳプリズム２２６、偏光方向変換素子２３０、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。ここで、偏光方向変換素子２３０は偏光を変換せずＰ偏光のまま伝播させる。その後、信号光はＰＢＳプリズム２１１を透過して光検出器２２５に入射し、記録した信号を再生することができる。光検出器２２５としては、ＣＣＤもしくはＣＭＯＳに代表されるような撮像素子を用いて構成することができる。
【００３８】
また、偏光方向制御素子２０４によってＰ偏光とＳ偏光の光量比が所望の比になるようにしておくことで、再生された信号光の一部をＰＢＳプリズム２２６で反射させることができる。ＰＢＳプリズム２２６で反射した信号光はレンズ２２７により集光し、光検出器２２８に入射し、回折光の強度が検出される。光検出器２２８により検出される回折光はシャッタ２２９の手前でＰＢＳプリズム２２６により反射するため、常にモニタすることができる。光検出器２２８はＣＣＤやＣＭＯＳである必要は無く、例えばＢＤドライブで用いる光ピックアップが信号検出用に備えるフォトダイオード等を光検出器２２８として用いることができるため、高速に光量を検出でき、回折光の強度が最大値となる入射角度を高速に検出できることが期待できる。
【００３９】
図４は、光情報記録再生装置１０における記録、再生の動作フローを示したものである。ここでは、特にホログラフィを利用した記録再生に関するフローを説明する。
【００４０】
図４（ａ）は、光情報記録再生装置１０に光情報記録媒体１を挿入した後、記録または再生の準備が完了するまでの動作フローを示し、図４（ｂ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に情報を記録するまでの動作フロー、図４（ｃ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に記録した情報を再生するまでの動作フローを示したものである。
【００４１】
図４（ａ）に示すように媒体を挿入すると（S401）、光情報記録再生装置１０は、例えば挿入された媒体がホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する媒体であるかどうかディスク判別を行う（S402）。
【００４２】
ディスク判別の結果、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する光情報記録媒体であると判断されると、光情報記録再生装置１０は光情報記録媒体に設けられたコントロールデータを読み出し（S403）、例えば光情報記録媒体に関する情報や、例えば記録や再生時における各種設定条件に関する情報を取得する。
【００４３】
コントロールデータの読み出し後は、コントロールデータに応じた各種調整やピックアップ１１に関わる学習処理（S404）を行い、光情報記録再生装置１０は、記録または再生の準備が完了する（S405）。
【００４４】
準備完了状態から情報を記録するまでの動作フローは図４（ｂ）に示すように、まず記録するデータを受信して（S411）、該データに応じた情報をピックアップ１１内の空間光変調器に送り込む。
【００４５】
その後、光情報記録媒体に高品質の情報を記録できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行い（S412）、シーク動作（S413）によりピックアップ１１ならびにディスクＣｕｒｅ光学系１３の位置を光情報記録媒体の所定の位置に配置する。
【００４６】
その後、ディスクＣｕｒｅ光学系１３から出射する光ビームを用いて所定の領域をプリキュアし（S414）、ピックアップ１１から出射する参照光と信号光を用いてデータを記録する（S415）。
【００４７】
データを記録した後は、必要に応じてデータをベリファイし（S416）、ディスクＣｕｒｅ光学系１３から出射する光ビームを用いてポストキュアを行う（S417）。
【００４８】
準備完了状態から記録された情報を再生するまでの動作フローは図４（ｃ）に示すように、光情報記録媒体から高品質の情報を再生できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行う（S421）。その後、シーク動作（S422）によりピックアップ１１ならびに位相共役光学系１２の位置を光情報記録媒体の所定の位置に配置する。
【００４９】
その後、ピックアップ１１から参照光を出射し、光情報記録媒体に記録された情報を読み出す（S423）。本発明はこの情報を読み出す動作において適用される。
【００５０】
図５は参照光角度と光検出器２２８で検出される回折光の強度との関係を模式的に表した図である。一般的に適切な参照光角度φ０近傍で回折光の強度は最大となり、φ０からのずれ量に応じて回折光の強度は低下する。したがって、回折光の強度がほぼ最大となるよう参照光角度を制御することにより適切な参照光角度に設定することができる。回折光の強度がほぼ最大となるように参照光角度を制御するには、例えば検出した回折光の強度を参照光角度で微分した値がφ０近傍で０となる単調増加の直線もしくは曲線となることを利用して、この微分した値を指標として微分した値が０近傍となるように参照光角度を制御すれば良い。また、微分した値を指標とすることによって、ページ毎に回折光の強度がばらついても、常に当該ページの適切な角度に制御が可能である。一般的には回折光の強度が最大となる参照光角度と信号品質が最良となる参照光角度はおおよそ一致するが、一致しないことが予め分かっている場合には、その角度ずれの分だけオフセットするように制御をしても構わない。
【００５１】
図６は回折光の強度を用いて参照光角度のサーボ制御を行う構成について示した図である。光検出器２２８で検出した信号を角度制御素子サーボ機構６０１に入力し、角度制御素子サーボ機構６０１で生成した駆動信号をアクチュエータ２１９−ｂに出力することにより、参照光の角度制御を行う。位相共役光を生成するためのミラー２２３−ａを駆動するためのアクチュエータ２２３−ｂはミラー２１９−ａの角度に連動して駆動するようにしておく。
【００５２】
図７は角度制御素子としてガルバノミラーを用いたサーボ機構の一般的な構成を示すブロック図である。ガルバノミラー２１９はミラー２１９−ａ、ミラーを駆動するためのアクチュエータ２１９−ｂ、およびミラーの角度を検出するための角度センサー２１９−ｃにより構成される。角度センサー２１９−ｃからはミラー２１９−ａの角度が絶対値で出力されるため、コントローラ８７から出力される角度指令値との差分を取り、これをエラー信号（以降、角度センサーエラー信号と呼ぶ）として制御回路７０５に入力し、演算した制御量を基に駆動回路７０６によってアクチュエータ２１９−ｂを駆動することでフィードバック制御を行うことができる。このような構成の場合、例えば記録時のように角度指令値が予め既知である場合には有用であるが、再生時のように適切な参照光角度が記録時とずれており、補償が必要な場合には、回折光を検出した結果に基づいて再度指令値を演算する必要が生じ、高速な制御は難しい。
【００５３】
図８は図６に示した角度制御素子サーボ機構６０１の構成の一例を示したブロック図である。図８では図７の構成に加えて、角度センサーエラー信号と角度センサー２１９−ｃおよび光検出器２２８から生成したエラー信号（以降、回折光エラー信号と呼ぶ）とを切換可能な構成としている。エラー信号生成回路８０１にて光検出器２２８により検出した回折光の強度に角度センサー２１９−ｃの値に基づいた微分演算を施し回折光エラー信号を生成する。なお、エラー信号生成回路は適宜フィルタ回路を追加して回折光の強度のノイズ成分や変動成分を除去したり、ゲイン補正回路を追加して角度センサーエラー信号と感度を合わせたりすることにより使い勝手を良くしても良い。このようにして生成された信号は図５にて説明したように信号量が０になるように制御をかければ適切な角度に近づくため、指令値は不要となり直接エラー信号として用いることができる。ただし、回折光は各ページの適切な参照光角度の近傍でしか発生しないため、回折光エラー信号も各ページの適切な参照光角度の近傍でしか利用することができない。このため、通常は角度センサーエラー信号により制御しながら、光検出器により検出した回折光の強度を比較回路８０２にて常にモニタしておき、回折光エラー信号を生成可能となる強度に対応した電圧値以上になった場合に、マルチプレクサ８０３によって回折光エラー信号に切換えることにより、高速かつ高精度に参照光角度を制御することが可能となる。図９に回折光エラー信号と角度センサーエラー信号との切換えの様子を示す。
【００５４】
なお、回折光エラー信号に切換えた後、エラー量が十分小さくなったと判断できた時点でシャッタ２２９を開き再生信号を光検出器２２５により検出し、再生信号処理を行う。再生信号を得るために十分な露光時間が得られた後、シャッタ２２９を閉じ、次ページの再生動作へと移行する。
【００５５】
なお、本実施例においてはエラー信号生成回路８０１にて角度情報に基づいた微分演算を行うために角度センサー２１９−ｃの出力値を用いているが、アクチュエータ２１９−ｂを既知の角度量だけ高速に微小振動させて、その微小振動の最大値、最小値となる位置に同期して光検出器２２８の出力値を取り込み、微小振動させている角度量に基づいて微分演算を施すことで、角度センサーの値を用いずとも、エラー信号を生成することも可能である。
【００５６】
本実施例の構成によれば、回折光の強度を微分した値に基づいてエラー信号を生成し、参照光角度のフィードバック制御を行うため、高速かつ適切に参照光角度を制御できるメリットがある。
【実施例２】
【００５７】
本実施例ではブック内の全ページについて再生前に一括して適切な参照光角度を取得する方法について説明する。本実施例における光学構成は図２および図３と共通のため説明は省略する。
【００５８】
図１０に本実施例における参照光角度制御の様子を、図１１に本実施例の角度走査の動作フローを示す。ブック内のページデータ再生前に、参照光を角度多重している角度範囲の最大角度から最小角度まで連続的に角度走査しながら、光検出器２２８により回折光の強度を検出すると、角度多重している各ページの適切な参照光角度位置でそれぞれ回折光の強度が最大となるような波形が得られる（Ｓ１００１）。次に、取得した波形から各ページで回折光の強度が最大となる参照光角度位置φ０〜φｎを算出する（Ｓ１００２）。ここでは、例えば微分演算を行い、各ページで微分値が０となる参照光角度を適切な参照光角度とすることができる。次に、最小角度側より、Ｓ１００２において算出した回折光の強度が最大となる参照光角度に逐次設定し（Ｓ１００３）、データを再生する（Ｓ１００４）。再生したページが最終ページであるか判断し（Ｓ１００５）、最終ページでなければ、次のページへと設定を変え（Ｓ１００６）、Ｓ１００３へと戻る。最終ページであれば、次に最終ブックであるか判断し（Ｓ１００７）、最終ブックでなければ、次のブックへと設定を変え（Ｓ１００８）、Ｓ１００１へと戻る。最終ブックであれば再生を終了する。Ｓ１００１の回折光の強度の検出は通常の再生動作と異なり連続的に角度走査を行うため、全ページの再生に要する時間に対して十分に短い時間で終了することができる。また、回折光の強度の検出のための角度走査方向と通常の再生のための角度走査方向を逆にすることで、処理時間の増加を最小限に抑えることができる。
【００５９】
なお、本実施例の説明では、参照光角度の最大角度から最小角度に向かって回折光の強度の走査を行うものとして説明したが、最小角度から最大角度に向かって捜査を行っても構わない。また、全ページの回折光の強度の検出を行わず、再生に必要なページのみ検出を行っても構わない。
【００６０】
本実施例の構成によれば、直接回折光の強度をエラー信号として用いないため、回折光の強度を用いたサーボ制御回路を構成する必要が無く、簡易な構成で実現することができるメリットがある。
【実施例３】
【００６１】
図１２は実施例３における光学系の構成を示したものである。図３の構成と比較して、ミラー２１８を角度可変ミラー２３２に変更しており、角度可変ミラー２３２はミラー２３２−ａとアクチュエータ２３２−ｂで構成され、アクチュエータ２３２−ｂによってミラー２３２−ａの角度を調整可能としている。一例として、角度可変ミラー２３２にガルバノミラーと比較して角度走査範囲は小さいが高速な駆動が可能なＭＥＭＳミラーを用いてガルバノミラーと組み合わせて動作させることができる。このような構成によって、角度走査範囲が大きく、高速な角度制御が可能となり、高速な記録再生が実現できる。
【００６２】
実施例１においては、ＰＢＳプリズム２２６で反射した信号光はレンズ２２７により集光し、光検出器２２８に入射し、回折光の強度が検出される構成としていたが、本実施例ではＰＢＳプリズム２２６とレンズ２２７との間に領域分割型の回折素子２３１を配置している。領域分割型の回折素子２３１によって、再生像を領域毎に分割して光検出器上に集光させることが可能となるため、再生像の領域に応じた回折光量を検出することが可能となる。波長やディスクの傾き等が変化した場合に、回折光が最大となる参照光角度が再生像の領域毎にずれることが知られているため、再生像の領域に応じた回折光量を検出することで、最適な参照光角度を求めるだけでなく、波長やディスクの傾きに対する補償も同時に行うことが可能である。なお、回折素子２３１は再生像の像面と等価な位置に配置することが好適である。
【符号の説明】
【００６３】
１・・・光情報記録媒体、１０・・・光情報記録再生装置、１１・・・ピックアップ、
１２・・・位相共役光学系、１３・・・ディスクＣｕｒｅ光学系、
１４・・・ディスク回転角度検出用光学系、５０・・・回転モータ、
８１・・・アクセス制御回路、８２・・・光源駆動回路、８３・・・サーボ信号生成回路、
８４・・・サーボ制御回路、８５・・・信号処理回路、８６・・・信号生成回路、
８７・・・シャッタ制御回路、８８・・・ディスク回転モータ制御回路、
８９・・・コントローラ、
２０１・・・光源、２０２・・・コリメートレンズ、２０３・・・シャッタ、
２０４・・・１／２波長板、２０５・・・偏光ビームスプリッタ、
２０６・・・信号光、２０７・・・参照光、
２０８・・・ビームエキスパンダ、２０９・・フェーズ（位相）マスク、
２１０・・・リレーレンズ、２１１・・・偏光ビームスプリッタ、
２１２・・・空間光変調器、２１３・・・リレーレンズ、２１４・・・空間フィルタ、
２１５・・・対物レンズ、２１６・・・偏光方向変換素子、２１７・・・ミラー、
２１８・・・ミラー、２１９・・・ミラー、２２０・・・アクチュエータ、
２２１・・・レンズ、２２２・・・レンズ、２２３・・・アクチュエータ、
２２４・・・ミラー、２２５・・・光検出器、２２６・・・偏光ビームスプリッタ、
２２７・・・レンズ、２２８・・・光検出器、２２９・・・シャッタ、
２３０・・・偏光方向変換素子、２３１・・・回折素子、２３２・・・ガルバノミラー
６０１・・・角度制御素子サーボ機構
７０１・・・角度制御素子、７０２・・・ミラー、７０３・・・アクチュエータ
７０４・・・角度センサー、７０５・・・制御回路、７０６・・・駆動回路
８０１・・・エラー信号生成回路、８０２・・・比較回路、８０３・・・マルチプレクサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光と参照光とで生じる干渉パターンが記録されている媒体から情報を再生する再生装置であって、
参照光を前記記録媒体に照射することにより回折された光の強度を検出する光検出器と、
前記光検出器から得られた情報に基づいて参照光の前記記録媒体への入射角度を調節する角度調節部と、を備え、
前記記録媒体から情報を再生する場合は、前記角度調節部で調節された参照光を前記記録媒体に照射することにより情報を再生することを特徴とする再生装置。
【請求項２】
前記回折光の強度が略最大となるように前記参照光の入射角度を制御する請求項１の再生装置。
【請求項３】
前記回折光の強度が略最大となる角度から所定量オフセットさせて前記参照光の入射角度を制御する請求項１の再生装置。
【請求項４】
前記回折光の強度を前記角度調節部の角度情報に基づいて微分した信号をエラー信号として前記参照光の入射角度をフィードバック制御する請求項１の再生装置。
【請求項５】
前記回折光の強度をモニタしておき、前記回折光の強度が所定量を超えた場合に、前記参照光の角度制御を角度調節部の角度に基づいた制御から前記回折光の強度に基づいた制御に切換えて前記参照光の入射角度を制御する請求項１の再生装置。
【請求項６】
当該ブックの再生前に前記参照光を照射しながら前記参照光の角度の走査を行い、得られた回折光の強度に基づき前記参照光の入射角度を制御して、当該ブックの再生を行う請求項１の再生装置。
【請求項７】
参照光と信号光とを干渉させ、得られた干渉縞をページデータとしてホログラム記録媒体に記録した記録情報を再生するホログラフィックメモリ装置における参照光の入射角度制御方法であって、
該ホログラム記録媒体の記録済の領域に参照光を照射し、該ホログラム記録媒体から回折される回折光の強度を検出し、検出した情報に基づいて前記参照光の入射角度を制御するようにしたことを特徴とする参照光の入射角度制御方法。
【請求項１】
信号光と参照光とで生じる干渉パターンが記録されている媒体から情報を再生する再生装置であって、
参照光を前記記録媒体に照射することにより回折された光の強度を検出する光検出器と、
前記光検出器から得られた情報に基づいて参照光の前記記録媒体への入射角度を調節する角度調節部と、を備え、
前記記録媒体から情報を再生する場合は、前記角度調節部で調節された参照光を前記記録媒体に照射することにより情報を再生することを特徴とする再生装置。
【請求項２】
前記回折光の強度が略最大となるように前記参照光の入射角度を制御する請求項１の再生装置。
【請求項３】
前記回折光の強度が略最大となる角度から所定量オフセットさせて前記参照光の入射角度を制御する請求項１の再生装置。
【請求項４】
前記回折光の強度を前記角度調節部の角度情報に基づいて微分した信号をエラー信号として前記参照光の入射角度をフィードバック制御する請求項１の再生装置。
【請求項５】
前記回折光の強度をモニタしておき、前記回折光の強度が所定量を超えた場合に、前記参照光の角度制御を角度調節部の角度に基づいた制御から前記回折光の強度に基づいた制御に切換えて前記参照光の入射角度を制御する請求項１の再生装置。
【請求項６】
当該ブックの再生前に前記参照光を照射しながら前記参照光の角度の走査を行い、得られた回折光の強度に基づき前記参照光の入射角度を制御して、当該ブックの再生を行う請求項１の再生装置。
【請求項７】
参照光と信号光とを干渉させ、得られた干渉縞をページデータとしてホログラム記録媒体に記録した記録情報を再生するホログラフィックメモリ装置における参照光の入射角度制御方法であって、
該ホログラム記録媒体の記録済の領域に参照光を照射し、該ホログラム記録媒体から回折される回折光の強度を検出し、検出した情報に基づいて前記参照光の入射角度を制御するようにしたことを特徴とする参照光の入射角度制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１５４９７９（Ｐ２０１２−１５４９７９Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５１１（Ｐ２０１１−１１５１１）
【出願日】平成２３年１月２４日（２０１１．１．２４）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２４日（２０１１．１．２４）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
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