JP4949101B2 - 光情報再生装置、及びこれを用いた光情報再生方法 - Google Patents

Description

本発明は光情報再生装置に関するものである。より詳しくは、光情報の再生時、参照光及び一対の補助光を用いてチルトエラーを感知でき、チルトエラーが発生する場合、これを補正できるようにした光情報再生装置、光情報記録再生装置及びこれを用いた光情報再生方法に関するものである。

光学的なデータ処理処置はＤＶＤ、ＨＤ-ＤＶＤ、ブルーレイディスク(ＢＤ)、近接場光情報処理処置、ホログラフィック光情報処理処置などがある。

ホログラフィック光情報処理処置は、光変調された信号光と、この信号光と交差して格納媒体に干渉パターンを作る参照光とを格納媒体に照射してデータを格納する。

データの再生は参照光だけを格納媒体に照射し、格納媒体で再生された再生光を検出器により検出した後、検出された情報を処理して入力されたデータを得る。

ホログラムを用いた光情報処理処置は、多様な多重化方法を用いて光情報記録媒体の同一位置にデータを重畳させて格納することができる。これにより、同じ面積を有する光情報記録媒体でも格納される容量を飛躍的に増加させることができる。公知の多重化方法には、角度多重化、位相コード多重化、波長多重化、フラクタル多重化(fractalmultiplexing)、シフト多重化、ぺリストロフィック多重化(peristrophic multiplexing)などがある。

光情報は格納媒体の一位置にだけ格納されない。すなわち、格納媒体の複数の位置に多様な情報が格納される。従って、格納媒体に入力された光情報を再生するためには格納媒体を光情報再生位置に移動させなければならない。例えば、ディスクタイプの格納媒体はディスクを回転させつつ光情報を再生させる。

格納媒体を移動させる方法に対する先行技術としてPsaltisなどが出願した米国登録特許５,９７８,１１２号“NON-VOLATILE READOUT OF SHIFT MULTIPLEXED HOLOGRAMS”がある。

同特許では、格納媒体をティルティングする構造と方法に関して開示している。すなわち、光情報格納時の格納媒体に対する光情報の格納位置に従って、格納媒体をシフトサーボを用いて移動させるようにしている。

上記特許のように、光情報の再生のために継続的に位置が変動される格納媒体は、必然的に回転運動又は直線運動のような機械的動作を伴う。これに伴い参照光及び格納媒体のチルト状態が継続して変化する。

上記特許のように、ボリュームホログラム(volume hologram)の場合は、参照光が大きな角選択度(angular selectivity)を有するボリュームホログラフィック領域に入射されてこそ再生光の再生効率が向上する。

光情報が格納された格納媒体に入射される参照光の入射角がブラッグ角(Bragg angular)の範囲で入射される場合には、参照光により再生される再生光の再生効率が高まる。

参照光の入射角は、格納媒体のチルト角度に従って決定される。格納媒体に入射される参照光の回折効率は参照光の入射角(すなわち、格納媒体のチルト状態)によって大きく左右される。格納媒体のチルト角度に従って変化する参照光の入射角がブラッグ角から外れる場合、再生光の再生効率が顕著に低下されるという問題点がある。

これに伴い、格納媒体にデータを記録し、又は格納媒体のデータを再生する時、参照光と格納媒体との間にチルトエラーが発生するか否かを検出してこれを補正する必要がある。
米国登録特許第５９７８１１２号

本発明は上記のような問題点を解決するためのものであり、本発明の目的は光情報の再生時、格納媒体に補助光を入射させて格納媒体のチルト角を検出し、格納媒体のチルトエラーを補正できる光情報再生装置、光情報再生装置及び光情報再生方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための光情報再生装置は、光源と、光源から放出される光を参照光と一時光とに分離するビームスプリッターと、一時光を分離して一対の補助光を形成する一時ビームスプリッターと、参照光及び補助光を光情報が格納された格納媒体に入射させる入射光学系と、参照光により再生される再生光を読み取る再生光検出器と、光情報により回折される補助光の光強度を検出して格納媒体のチルト状態を読み取る補助光検出器を備える。

上記の目的を達成するための光情報再生方法は、参照光及び補助光を、多重化された光情報が格納された格納媒体に入射させる光入射ステップと、光情報により回折される補助光を感知して格納媒体のチルト角を測定する感知ステップと、測定された格納媒体のチルト角を既設定値と比較する比較ステップと、既設定値と比較された格納媒体のチルト角を判断する判断ステップと、格納媒体のチルト角によって参照光の入射角を設定する入射角設定ステップと、設定された参照光の入射角に基づいて参照光の入射角を補正する補正ステップとを含む。

上記の目的を達成するための光情報再生方法は、参照光を多重化された光情報が格納された格納媒体に入射させる光入射ステップと、参照光をチルトさせ光情報をスキャンするスキャンステップと、スキャンされる光情報から参照光に応じて最大光量を放出する光情報を検出し、検出された光情報の位置を基準位置に設定する基準位置設定ステップと、基準位置を基準にシグナル領域を設定するシグナル領域設定ステップと、基準位置を基準とするシグナル領域内における光情報の位置によって参照光の入射角を制御する入射角制御ステップとを含む。

上記の目的を達成するための光情報再生方法は、複数の補助光を光情報が格納された格納媒体に入射させる光入射ステップと、格納媒体により回折される各補助光を検出する補助光検出ステップと、検出された各補助光と補助光の設定値を比較する補助光比較ステップと、比較された補助光と補助光の設定値によって、格納媒体のチルト角を算出するステップとを含む。

以上の通り、光情報再生装置、光情報記録再生装置及びこれを用いた光情報再生方法によれば、格納媒体に参照光と一対の補助光を通過させ、格納媒体を通過する参照光及び各補助光を感知して格納媒体のチルト状態を読取ってチルトエラーが発生するか否かを検出してこれを補正できる効果がある。

以下、添付された図面を参照して光情報再生装置、光情報記録再生装置及びこれを用いた光情報再生方法の実施形態を詳細に説明する。

実施形態を説明することにおいて、定義される各構成要素の名称はそれぞれの機能を考慮して定義したたのである。従って、技術的構成要素を限定する意味で理解してはいけなく、当分野では他の名称でも呼称できる。

まず、図１を参照して光情報再生装置の実施形態を説明する。図示した通り光情報再生装置１００は、光源１１０と、偏光ビームスプリッター１２０と、一時ビームスプリッター１３０と、重畳光学系１４０と、焦点光学系１６０と、読取部１７０とを具備する。

上記光源１１０は、所定波長の光Ｌを発生させるものである。光源１１０で発生される光Ｌは平行光束化されたものであり、優れたコーヒレント(coherent)を有する平面波形態のレーザ光であることが望ましい。例えば、ホログラフィックデータ格納に要求される波長を有することが望ましい。

上記偏光ビームスプリッター１２０は、光源１１０で発生された光Ｌを、光情報の再生のための参照光Ｒと、第１、２補助光Ａ１、Ａ２の生成のための一時光Ａに分離するものである。偏光ビームスプリッター１２０は光Ｌを偏光分割させる偏光分割面１２０ａを有する。偏光分割面１２０ａは、一時光(Ｐ偏光)Ａを透過させて参照光(Ｓ偏光)Ｒを反射させる役割を果たす。

偏光ビームスプリッター１２０で分離される参照光Ｒ及び第１、２補助光Ａ１、Ａ２を調節するための別途の光源調節部材１２４が備えられていても良い。光源調節部材１２４として、偏光板、感光フィルタなどが備えられることが可能である。光源調節部材１２４は参照光Ｒ及び第１、２補助光Ａ１、Ａ２の強度、均一度等に精密な調節が必要な場合設けられるものであり、参照光Ｒ及び一時光Ａの特性が保障されれば設けられないこともある。

偏光ビームスプリッター１２０は、非偏光ビームスプリッター(non-Polarizer Beam Splitter)(不図示)に置き換えられても良い。このような場合、光源調節部材１２４は、非偏光ビームスプリッターで分割される参照光Ｒ及び一時光Ａを、各々Ｓ偏光及びＰ偏光に偏光させるためのＳ偏光板及びＰ偏光板に置き換えられることもある。

上記一時ビームスプリッター１３０は、偏光ビームスプリッター１２０で分離された一時光Ａを第１、２補助光Ａ１、Ａ２に分離するためのものである。一時ビームスプリッター１３０は一時光Ａが通過する光路に備えられる。一時ビームスプリッター１３０として、一時光Ａを第１、２補助光Ａ１、Ａ２に分離するためのプリズム分光器、ホログラム分光器などが備えられることも可能である。

偏光ビームスプリッター１２０で分離された参照光Ｒの光路には、参照光Ｒを重畳光学系１４０に導くための複数の反射ミラー１２６がさらに備えられる。反射ミラー１２６は参照光Ｒの光路を調節するためのガルバノミラーが望ましい。

上記重畳光学系１４０は、第１、２補助光Ａ１、Ａ２と、光軸に平行な参照光Ｒを重畳させるためのものである。重畳光学系１４０は光重畳器１４２と、屈折ミラー１５０と、フォーカシングレンズ１４６を具備する。

光重畳器１４２は、第１、２補助光Ａ１、Ａ２を通過させ、参照光Ｒを反射させる重畳面１４２ａが形成される。重畳面１４２ａを第１、２補助光Ａ１、Ａ２が通過すると共に、重畳面１４２ａにより参照光Ｒが反射されて重畳される。

光重畳器１４２で重畳された参照光Ｒと第１、２補助光Ａ１、Ａ２は、屈折ミラー１５０により焦点光学系１６０に入射される。屈折ミラー１５０はガルバノミラーが望ましい。

上記焦点光学系１６０は、重畳された参照光Ｒと第１、２補助光Ａ１、Ａ２を格納媒体Ｄに入射させるものである。第１、２補助光Ａ１、Ａ２は互いに異なる位置から参照光に対して所定の傾き角度で格納媒体Ｄに入射される。焦点光学系１６０は複数の焦点レンズ１６２を備える。焦点光学系１６０を通過する第１、２補助光Ａ１、Ａ２の光路はできる限り同じ長さを有するようにすることが望ましい。格納媒体Ｄに入射される第１、２補助光Ａ１、Ａ２の強度はできる限り一致するか、又は誤差範囲内で同一にすべきである。

上記読取部１７０は、格納媒体Ｄに入射された参照光Ｒ及び第１、２補助光Ａ１、Ａ２を読取るためのものである。読取部１７０は読取光ビームスプリッター１７２と、再生光検出器１７４と、補助光検出器１７６を具備する。

読取光ビームスプリッター１７２は、第１、２補助光Ａ１、Ａ２と参照光Ｒが格納媒体Ｄを通過している間に再生される再生光を分離するためのものである。読取光ビームスプリッター１７２は、第１、２補助光Ａ１、Ａ２は通過させて補助光検出器１７６に入射させ、参照光Ｒは反射させて再生光検出器１７４に入射させる。

再生光検出器１７４は、格納媒体Ｄで参照光Ｒにより再生される再生光を検出するためのものである。再生光検出器１７４はＣＣＤ(charge-coupled device)、ＣＭＯＳ(complementary metal-oxide semiconductor)のようなピクセルアレイ(pixel array)を有する画像撮像装置(image sensing device)が採択されることができる。

補助光検出器１７６は、参照光により光情報が再生される時、参照光Ｒと共に回折される第１、２補助光Ａ１、Ａ２の強度及び位置を感知する。補助光検出器１７６は感知された結果によって参照光Ｒと格納媒体Ｄのチルトエラーを判断する。補助光検出器１７６には、格納媒体Ｄを通過する第１、２補助光Ａ１、Ａ２の移動領域に対応するように配列される複数のフォトダイオードＰ１，…，Ｐｎが使われる(図９乃至図１０参照)。

フォトダイオードＰ１，…，Ｐｎの配列は、少なくとも、第１、２補助光Ａ１、Ａ２の入射点間の距離ｄと、ティルティング制御時の第１、２補助光Ａ１、Ａ２の入射点の移動距離を合せた長さより長くなければならない。また、フォトダイオードＰ１，…，Ｐｎは少なくとも数個〜数十個以上が組合わされ、配列されていれば良い。補助光検出器１７６としてはＣＣＤ又はＣＭＯＳが採択されることができる。いかなるものも実施に適合した形態に変形して採択できる。

このような、補助光検出器１７６により検出される第１、２補助光Ａ１、Ａ２の強度及び位置は、第１、２補助光Ａ１、Ａ２が通過する格納媒体Ｄのチルト角(tilt angle、傾斜角)を判断するために使われる。

第１、２補助光Ａ１、Ａ２が格納媒体Ｄを通過している間に参照光Ｒと共に回折される時、第１、２補助光Ａ１、Ａ２の光量及び位置を測定して格納媒体Ｄのチルト角を読み取ることができる。

以下、光情報再生装置の光情報再生を簡単に説明する。

光情報の再生のために光源１１０で光Ｌが放出される。放出される光Ｌは偏光ビームスプリッター１２０により参照光Ｒと、一時光Ａに分離される。分離された参照光Ｒ及び一時光Ａは、光源調節部材１２４によりその特性(例えば、強度、均一度、偏光など)が調節される。調節された一時光Ａは一時ビームスプリッター１３０により第１、２補助光Ａ１、Ａ２に分離される。

分離された第１、２補助光Ａ１、Ａ２は参照光Ｒとの重畳のために重畳光学系１４０に入射される。重畳光学系１４０に入射される第１、２補助光Ａ１、Ａ２は、光軸に平行な参照光Ｒに重畳されて屈折ミラー１５０側に進行される。屈折ミラー１５０により、参照光Ｒ、及び参照光Ｒに重畳された第１、２補助光Ａ１、Ａ２は、格納媒体Ｄに入射される。

格納媒体Ｄに入射される参照光Ｒは、格納媒体Ｄに形成された干渉パターンにより回折されて再生光が形成される。再生光は再生光検出器１７４で読み取られる。

第１、２補助光Ａ１、Ａ２は、格納媒体Ｄにおいて参照光Ｒが入射される位置と同じ位置に入射される。この時、第１、２補助光Ａ１、Ａ２と共に参照光Ｒを入射させることもあり、第１、２補助光Ａ１、Ａ２だけを入射させることもある。また、入射される第１、２補助光Ａ１、Ａ２は、入射時の光の強度が互いに一致し、又は誤差範囲内で同一になるべきである。

格納媒体Ｄに入射された第１、２補助光Ａ１、Ａ２は格納媒体Ｄを透過して補助光検出器１７６で感知される。補助光検出器１７６は感知された第１、２補助光Ａ１、Ａ２の強度及び位置を感知する。

補助光検出器１７６で感知される第１、２補助光Ａ１、Ａ２の強度及び位置情報は、参照光Ｒの入射角と格納媒体Ｄのチルト角を読取るためのデータとして使われる。

以下、図２乃至図３を参照して光情報記録再生装置の実施形態を説明する。光情報記録再生装置２００は、上述した光情報再生装置１００に、光情報の記録のための信号光Ｓを生成する光学系が追加されたのである。光情報再生装置１００と同じ構成に対してはその詳細な説明を省略する。

図２乃至図３に図示した通り光情報記録再生装置２００は、光源２１０と、非偏光ビームスプリッター２２０ａと、偏光ビームスプリッター２２０ｂと、一時ビームスプリッター２３０と、重畳光学系２４０と、屈折ミラー２５０と、焦点光学系２６０と、読取部２７０を具備する。

光源２１０、偏光ビームスプリッター２２０ｂと、一時ビームスプリッター２３０と、重畳光学系２４０と、屈折ミラー２５０と、焦点光学系２６０と、読取部２７０は、上述した光情報再生装置と同じ構成であるので、詳細な説明を省略する。

上記非偏光ビームスプリッター２２０ａは、信号光Ｓと参照光Ｒを形成するために光源２１０で放出された光Ｌを分離するものである。分離された一方の光は、光源調節部材２２２ａにより偏光されて信号光Ｓとして形成される。分離された他方の光は偏光ビームスプリッター２２０ｂに入射されて参照光Ｒと一時光Ａとに分離される。

非偏光ビームスプリッター２２０ａで分離された光のうち一方の光は、光源調節部材２２２ａによりＰ偏光に偏光されて信号光Ｓとして形成される。信号光Ｓの光路にはシャッタ２２４ａと、空間光変調器２２８と、フーリエ変換レンズ２２９が設けられる。

シャッタ２２４ａは格納媒体Ｄの再生時、信号光Ｓの光路を遮光する。空間光変調器２２８は信号光Ｓにデータをロードする。フーリエ変換レンズ２２９は信号光Ｓをフーリエ変換させて格納媒体Ｄに入射させる。

空間光変調器２２８はアクティブマトリクスの代表的なＴＦＴＬＣ(thin film transistor liquid crystal)、パッシブマトリクスのＳＴＮＬＣ(super twisted nematic liquid crystal)、強誘電性ＬＣ(ferro liquid crystal)、高分子分散型ＬＣ(ＰＤＬＣ ：Polymer Dispersed Liquid Crystal)、そしてプラズマアドレスＬＣ(ＰＡＬＣ：plasma address liquid crystal)などが採用できる。

以下、光情報記録再生装置で光情報の記録及び再生を説明する。

光情報を記録する場合を説明する。光源２１０で光Ｌが放出される。放出される光Ｌは非偏光ビームスプリッター２２０ａで信号光Ｓと参照光Ｒを生成するための一対の光に分離される。分離された一方の光は光源調節部材２２２ａによりＰ偏光に偏光されて信号光Ｓに変換される。

信号光Ｓは、空間光変調器２２８を通過するとき、空間光変調器２２８によりデータがロードされる。データがロードされた信号光Ｓはフーリエレンズ２２９により格納媒体Ｄに入射される。

同時に非偏光ビームスプリッター２２０ａで分離された他方の光は、偏光ビームスプリッター２２０ｂに入射されて参照光Ｒと一時光Ａとに分離される。分離される一時光Ａは光情報記録時には不要であるため、シャッタ２２４ｂにより遮光される。

偏光ビームスプリッター２２０ｂで分離される参照光Ｒは複数の反射ミラー２２６により重畳光学系２４０に入射される。重畳光学系２４０に入射された参照光Ｒは屈折ミラー２５０と焦点光学系２６０とにより格納媒体Ｄに入射される。

格納媒体Ｄに入射される信号光Ｓと参照光Ｒにより、格納媒体Ｄにホログラフィック干渉パターンが形成される。このようなホログラフィック干渉パターンが格納媒体Ｄの再生のためのデータとなる。

光情報を再生する場合を説明する。光源２１０で光Ｌが放出される。放出される光Ｌは、非偏光ビームスプリッター２２０ａで信号光Ｓと参照光Ｒとを生成するための一対の光に分離される。信号光Ｓ生成のための光はシャッタ２２４ａにより遮光される。

非偏光ビームスプリッター２２０ａで分離された一方の光は、偏光ビームスプリッター２２０ｂに入射されて参照光Ｒと一時光Ａとに分離される。参照光Ｒは複数の反射ミラー２２６により重畳光学系２４０に入射される。

一時光Ａは、補助光分離光学系２３０により第１、２補助光Ａ１、Ａ２に分離される。第１、２補助光Ａ１、Ａ２は重畳光学系２４０に入射されて参照光Ｒと重畳される。重畳された第１、２補助光Ａ１、Ａ２と参照光Ｒは、屈折ミラー２５０により焦点光学系２６０に導かれる。

参照光Ｒと第１、２補助光Ａ１、Ａ２は焦点光学系２６０により格納媒体Ｄに入射される。格納媒体Ｄに入射された参照光Ｒは、格納媒体Ｄに形成された干渉パターンにより再生光に変換される。再生光と、格納媒体Ｄを通過した第１、２補助光Ａ１、Ａ２は読取光学系２７０に入射される。

読取光学系２７０に入射された再生光と第１、２補助光Ａ１、Ａ２は読取光ビームスプリッター２７２により各々分離される。再生光は再生光検出器２７４により読み取られ、第１、２補助光Ａ１、Ａ２は補助光検出器２７６により読み取られる。

補助光検出器２７６で感知される第１、２補助光Ａ１、Ａ２の強度及び位置情報は、格納媒体Ｄに入射される参照光Ｒの入射角度と格納媒体Ｄのチルト角を読取るためのデータとして使われる。

以下、上述した光情報再生装置、光情報記録再生装置において、格納媒体のチルトエラーを補正する方法を説明する。各構成部は詳述した光情報再生装置の構成と符号を参照する。然しながら、光情報記録再生装置の構成も参照しても良い。また、これらの変形された実施形態によっても実施が可能である。

以下、図４を参照して光情報再生方法の実施形態を説明する。

図４に図示した通り光情報再生方法では、まず参照光Ｒを格納媒体Ｄに入射させる。但し、格納媒体Ｄに入射される参照光Ｒと共に、第１補助光Ａ１と第２補助光Ａ２が入射されることもある(光入射ステップ、Ｓ１１０)。

格納媒体Ｄには光の回折が発生するようにホログラフィック干渉パターンが角度多重化により形成されている。第１、２補助光Ａ１、Ａ２は、各々が格納媒体Ｄの同じ位置に入射される。第１、２補助光Ａ１、Ａ２は、入射時の光の強度が互いに一致し、又は誤差範囲内で同一になるべきである。

格納媒体Ｄに入射されたそれぞれの第１、２補助光Ａ１、Ａ２は、格納媒体Ｄを透過するとき格納媒体Ｄに形成された干渉パターンによって回折される。回折された第１、２補助光Ａ１、Ａ２は補助光検出器１７６により感知される(感知ステップ、Ｓ１２０)。第１、２補助光Ａ１、Ａ２を感知するとき、第１、２補助光Ａ１、Ａ２の光強度及び位置を測定する。第１、２補助光Ａ１、Ａ２は、補助光検出器１７６に備えられた多数のフォトダイオードＰ１，…，Ｐｎにより感知される(図９乃至図１０参照)。

第１、２補助光Ａ１、Ａ２の読取が完了すれば、読取られた第１、２補助光Ａ１、Ａ２の情報と、既設定された第１、２補助光の情報とを比較して、その比較値が設定誤差値以内かを判断する(比較ステップ、Ｓ１３０)。設定誤差値は多様な条件に対して最適な動作条件を満たす値であって、設定誤差値以外の比較値に関連する動作条件については予めルックアップテーブルに格納されていても良い。

比較値が設定誤差値以内の場合、参照光Ｒを格納媒体１１０に入射させて光情報を再生する過程を実施する。比較値が設定誤差値より大きい場合、格納媒体Ｄのチルト角によって定まる参照光Ｒの入射角が“Bragg Angular(ブラッグ角)”でないと判断して、格納媒体Ｄのチルト角が不良であると判断する(判断ステップ、Ｓ１４０)。

第１、２補助光Ａ１、Ａ２を同じ位置に繰り返し入射させ、この時、感知される感知値と既設定された誤差値を繰り返し比較して格納媒体Ｄのチルト角をより正確に判断しても良い。

読取られる第１、２補助光Ａ１、Ａ２の感知値と既設定値が比較されることによって、参照光Ｒの入射角度を設定する(入射角設定ステップ、Ｓ１５０)。参照光Ｒと共に入射される第１、２補助光Ａ１、Ａ２の光量を比較して参照光Ｒの入射角が算出できる。第１、２補助光Ａ１、Ａ２の比較により、第１、２補助光Ａ１、Ａ２の差がないか、若しくは差が最も少ない位置を基に参照光Ｒの入射角を設定できる。

設定された参照光Ｒの入射角を形成するために、格納媒体Ｄのチルトエラーを補正する(補正ステップ、Ｓ１６０)。格納媒体Ｄのチルトエラー補正は、格納媒体Ｄのチルト角を補正し、あるいは参照光Ｒの入射角を補正することによって行うことができる。

以下、図５を参照して光情報再生方法における光入射ステップ(Ｓ１１０)を詳細に説明する。

光入射ステップ(Ｓ１１０)では、格納媒体Ｄに入射される参照光Ｒ(又は第１、２補助光Ａ１、Ａ２)をチルトさせ、参照光Ｒが入射される位置に、角度多重化により格納された光情報をスキャンする(スキャンステップ、Ｓ１１２)。

格納媒体Ｄに入射される参照光Ｒ及び第１、２補助光はその強度が同じであると仮定する。‘θ’は第１、２補助光Ａ１、Ａ２が格納媒体Ｄに入射されるときの参照光Ｒに対する傾き角度を表示したものである。

スキャンされる光情報の光強度-角選択度曲線は図６乃至図７のように示すことができる。

図６は格納媒体に格納された光情報が多重化されなかった場合の光強度-角選択度曲線である。図示されたように、参照光Ｒに対して同じ傾き角度で入射された第１補助光Ａ１と第２補助光Ａ２の光の強度がピーク曲線の両側傾斜面の同じ位置に位置すれば、格納媒体Ｄのチルト角が格納媒体Ｄに入射される参照光Ｒの回折効率が最も大きいように形成され、すなわち格納媒体Ｄのチルト角により定まる参照光Ｒの入射角が“Bragg Angular”であることを意味する。

図７は格納媒体に格納された光情報が角度多重化された場合の光強度-角選択度曲線である。図示した通り、参照光Ｒに対して同じ傾き角度で入射された第１補助光Ａ１と第２補助光Ａ２の光量が所定の差ｔを有する状態にある場合には、格納媒体Ｄのチルト角により定まる参照光Ｒの入射角が“Bragg Angular”ではなく、参照光Ｒの回折効率が低下されたということを意味する。

以下、図７を参考として説明する。格納媒体Ｄに角度多重化により格納された光情報を角度多重化によりスキャンする(スキャンステップ、Ｓ１１２)。そして、スキャンされる光情報中で最大光量を放出する光情報を基準位置Ｒｍａｘに設定する(基準位置設定ステップ、Ｓ１１４)。

基準位置Ｒｍａｘは、スキャンされる角度多重化された光情報から基準となる光情報を設定するために使用される。基準位置Ｒｍａｘは角度多重化された光情報から他の光情報を再生するための基準位置となる。

光情報の基準位置Ｒｍａｘを設定した後には、基準位置Ｒｍａｘを基準に再生光のシグナル領域ｌを設定する(シグナル領域設定ステップ、Ｓ１１６)。シグナル領域ｌは基準位置Ｒｍａｘを基準に角度多重化された光情報間に発生されるノイズなどを除外して角度多重化された光情報間の移動を容易にするためのものである。

シグナル領域ｌは基準位置Ｒｍａｘを基準に既設定された定数値ｋにより決定されることもできる。定数値ｋは０と１との間の値であって、シグナル領域ｌに位置する再生光の位置は常に基準位置Ｒｍａｘより低い。定数値ｋは装置の設定状態によって変更でき、スキャンされる光情報の平均光量によって可変的に設定されることができる。

上述したような基準位置Ｒｍａｘを設定する場合、基準位置Ｒｍａｘに対応する第１、２補助光Ａ１、Ａ２の最大光量位置（すなわち、第１、２補助光基準位置Ａ１ｍａｘ、Ａ２ｍａｘ)を用いて基準位置Ｒｍａｘを逆に設定することもできる。

第１補助光基準位置Ａ１ｍａｘと第２補助光基準位置Ａ２ｍａｘとの間隔は常に同一であるため、第１補助光基準位置Ａ１ｍａｘと第２補助光基準位置Ａ２ｍａｘを読み取って基準位置Ｒｍａｘを逆に算出できる。

第１、２補助光基準位置Ａ１ｍａｘ、Ａ２ｍａｘを用いて基準位置Ｒｍａｘを設定する場合、Ｒ＞ｋ×Ｒｍａｘと、Ａ１＞ｋ×Ａ１ｍａｘと、Ａ２＞ｋ×Ａ２ｍａｘを同時に満たし、Ｒｍａｘ＞Ａ１ｍａｘと、Ｒｍａｘ＞Ａ２ｍａｘと、Ａ１ｍａｘ＝Ａ２ｍａｘを同時に満たす位置が基準位置Ｒｍａｘとなる。

基準位置Ｒｍａｘを逆に設定することは、光情報再生時の各種エラーや外部衝撃により、光情報を再生する参照光Ｒが特定の光情報から離脱した時、再生されていた光情報をさがし出すために用いられることができる。

上述したような過程が完了すれば、光情報のシグナル領域ｌに参照光Ｒを入射させる光入射ステップ(Ｓ１１０)が完了する。

以下、図８乃至図９を参照して上述した光情報再生方法における、感知ステップ(Ｓ１２０)について詳細に説明する。

格納媒体Ｄを通過した第１、２補助光Ａ１、Ａ２を補助光検出器１７６で感知する。補助光検出器１７６は多数個のフォトダイオードＰ１，…，Ｐｎで構成されており、各フォトダイオードＰ１，…，Ｐｎを多数個の感知単位Ｕ１，…，Ｕｎに区画して、第１、２補助光Ａ１、Ａ２を感知する(感知単位区画ステップ、Ｓ１２２、図９乃至図１０参照)。

感知単位Ｕ１，…，Ｕｎは、格納媒体Ｄを通過した第１、２補助光Ａ１、Ａ２を感知し、感知単位Ｕ１，…，Ｕｎ中、最も大きい感知値を有する感知単位Ｕ１と、２番目に大きい感知値を有する感知単位Ｕ２をさがす。そして、最も大きい感知値を有する感知単位Ｕ１と２番目に大きい感知値を有する感知単位Ｕ２をさがした後、感知単位Ｕ１、Ｕ２の値を互いに比較する(感知単位比較ステップ、Ｓ１２４)。

感知単位Ｕｎの設定が必要な理由は、第１、２補助光Ａ１、Ａ２が正確に各々一つのフォトダイオードＰｎに入射される場合と、一つの補助光Ａ１又はＡ２が２つのフォトダイオードＰｎ、Ｐｎ＋１にオーバーラップして入射される場合が発生するためである。

図９に図示した通り、第１、２補助光Ａ１、Ａ２が各々一つのフォトダイオードＰｎに感知される場合と、図１０に図示した通り、第１、２補助光Ａ１、Ａ２のうち一つ以上の補助光が複数のフォトダイオードＰｎ、Ｐｎ＋１にオーバーラップして感知される場合が発生しても良い。

第１、２補助光Ａ１、Ａ２のうち一つの補助光が一つのフォトダイオードで感知される場合、まず補助光検出器１７６に配列されたフォトダイオードＰ１，…，Ｐｎのうち最も大きい感知値を有するフォトダイオード(以下“Ｐ２”という)をさがす。そして、このＰ２と、このＰ２を基準に両側に位置した２つのフォトダイオードを第１の感知単位Ｕ１に設定し、これを基準に周辺のフォトダイオードを３個ずつ一つの単位で、感知単位Ｕ２，…，Ｕｎに単位化する。

それぞれの感知単位Ｕ２，…，Ｕｎでの光量値を算出し、このうち最も大きい光量値を有する感知単位Ｕ１と２番目に大きい光量値を有する感知単位Ｕ２をさがす。次いで、最も大きい光量値を有する感知単位Ｕ１と２番目に大きい光量値を有する感知単位Ｕ２の光量値を比較する。

図１０に示されるように、補助光Ａ１、Ａ２がフォトダイオードＰ１，…，Ｐｎのうち２つ以上にオーバーラップして結像される場合にも、補助光Ａ１、Ａ２が一つのフォトダイオードに結像された時と同じ方法でフォトダイオードＰ１，…，Ｐｎを感知単位Ｕ２，…，Ｕｎ化すれば、第１、２補助光Ａ１、Ａ２の正確な光の強度を測定できる。

補助光検出器１７６で感知される第１、２補助光Ａ１、Ａ２間の距離Ｄを測定する。第１、２補助光Ａ１、Ａ２間の距離は最も大きい光強度を検出するフォトダイオードと、その次の大きさの光強度を検出するフォトダイオードの距離を算出して得ることができる。検出された第１、２補助光Ａ１、Ａ２間の距離は、既設定されている第１、２補助光Ａ１、Ａ２間の距離よりも正確な距離に設定できる。

第１、２補助光Ａ１、Ａ２間の距離を測定する理由は、格納媒体Ｄのチルト角が過度に大きい場合、第１、２補助光Ａ１、Ａ２のうちいずれか一方の補助光が、補助光検出器１７６の領域から離脱する場合があるからである。このような場合、補助光検出器１７６はいずれか一方の補助光と共に、他の光(例えば、回折時発生するノイズ光)を補助光として感知するおそれがある。

詳述したような過程を通し参照光Ｒ及び第１、２補助光Ａ１、Ａ２により再生される光を用いて、格納媒体Ｄに入射される参照光Ｒの入射角又は参照光Ｒが入射される格納媒体Ｄのチルト角を算出できる。

格納媒体Ｄに入射される参照光Ｒの算出された入射角、又は参照光Ｒが入射される格納媒体Ｄの算出されたチルト角に基づく、参照光Ｒの入射角又は格納媒体Ｄのティルティング制御によって、参照光Ｒの入射角又は格納媒体Ｄのチルト角を制御できる。

本発明の一実施例による光情報再生装置を示す構成図である。 本発明の他の実施形態による光情報記録再生装置を示す構成図であり、光情報記録時の光路を示す簡略図である。 本発明の他の実施形態による光情報記録再生装置を示す構成図であり、光情報再生時の光路を示す簡略図である。 本発明の一実施例による光情報再生方法を示すフローチャートである。 本発明の一実施例による光情報再生方法における光入射ステップのフローチャートである。 本発明による光情報再生方法でチルトエラーを補正するための光強度-角選択度曲線を示す簡略図である。 本発明による光情報再生方法でチルトエラーを補正するための光強度-角選択度曲線を示す簡略図である。 本発明の一実施例による光情報再生方法における感知ステップを示すフローチャートである。 本発明による光情報再生方法における補助光検出を示す例示図である。 本発明による光情報再生方法における補助光検出を示す例示図である。

符号の説明

１００：光情報再生装置
１１０：光源
１２０：偏光ビームスプリッター
１３０：一時ビームスプリッター
１４０：重畳光学系
１６０：焦点光学系
１７０：読取部
１７２：読取光ビームスプリッター
１７４：再生光検出器
１７６：補助光検出器

Claims (14)

1. 光源と、
   前記光源から放出される光を参照光と一時光とに分離するビームスプリッターと、
   前記一時光を一対の補助光に分離する一時ビームスプリッターと、
   角度多重化された光情報がホログラフィック干渉パターンを用いることによって格納された格納媒体に、前記参照光及び前記補助光を重畳させて入射させる入射光学系と、
   前記格納媒体で回折された前記補助光から、前記参照光により前記記録媒体で再生された再生光を分離する読取光ビームスプリッターと、
   前記参照光により再生される再生光を読み取る再生光検出器と、
   前記格納媒体に形成された前記ホログラフィック干渉パターンによって回折される前記補助光の光強度を検出して、前記格納媒体のチルト角を読み取る補助光検出器と
   を備えることを特徴とする光情報再生装置。
2. 請求項１に記載の光情報再生装置において、
   前記再生光検出器は、角度多重化された複数の光情報間に発生するノイズを除外するために、前記再生光の最大光量と、前記再生光の最大光量と所定の値を乗じて得た値との間の数値範囲からなるシグナル領域を設定することを特徴とする光情報再生装置。
3. 請求項２に記載の光情報再生装置において、
   前記補助光検出器は、前記シグナル領域の範囲内の強度を有する、前記一対の補助光の光強度を互いに比較して前記参照光の入射角を設定することを特徴とする光情報再生装置。
4. 請求項３に記載の光情報再生装置において、
   前記参照光の入射角は、比較される前記各補助光の光量差が少なくなるように設定されることを特徴とする光情報再生装置。
5. 請求項１に記載の光情報再生装置において、
   前記補助光は互いに異なる位置から前記参照光に対して所定の傾き角度で前記格納媒体に入射されることを特徴とする光情報再生装置。
6. 請求項５に記載の光情報再生装置において、
   前記補助光は前記参照光が入射される位置に入射されて前記参照光と共に回折されることを特徴とする光情報再生装置。
7. 請求項１に記載の光情報再生装置において、
   前記参照光と前記補助光は、前記格納媒体の同じ地点に入射されることを特徴とする光情報再生装置。
8. 請求項７に記載の光情報再生装置において、
   前記補助光検出器は、前記参照光が制御されるチルト方向に合うように配列された複数個のフォトダイオードを含むことを特徴とする光情報再生装置。
9. 請求項８に記載の光情報再生装置において、
   前記フォトダイオードが配列される長さは、前記補助光の入射点間の距離と、ティルティング制御時の前記入射点の移動距離を合せた長さより大きいことを特徴とする光情報再生装置。
10. 光を参照光と一対の補助光とに分離するステップと、
    前記参照光及び補助光を重畳させて、角度多重化された光情報がホログラフィック干渉パターンを用いることによって格納された格納媒体に入射させるステップと、
    前記格納媒体で回折された前記補助光から、前記参照光により前記記録媒体で再生された再生光を分離するステップと、
    前記格納媒体に形成された前記ホログラフィック干渉パターンによって回折された前記補助光を感知して前記格納媒体のチルト角を測定するステップと、
    測定された前記格納媒体のチルト角を既設定値と比較するステップと、
    前記格納媒体の前記チルト角を判断するステップと、
    判断された前記格納媒体のチルト角に基づいて前記参照光の入射角を設定するステップと
    を含むことを特徴とする光情報再生方法。
11. 請求項１０に記載の光情報再生方法において、さらに、
    前記参照光を用いて前記格納媒体の光情報をスキャンするステップと、
    角度多重化された複数の光情報間に発生するノイズを除外するために、前記参照光に応じた前記スキャンされた光情報からの最大光量と、前記参照光に応じた前記スキャンされた光情報からの最大光量と所定の値を乗じて得た値との間の数値範囲からなる、シグナル領域を設定するステップとを備えることを特徴とする光情報再生方法。
12. 請求項１０に記載の光情報再生方法において、
    前記補助光を感知するステップは、
    複数の前記補助光を感知するステップと、
    最も大きい感知値を有する補助光と、２番目に大きい感知値を有する補助光を比較するステップと、
    比較された結果に基づき前記格納媒体のチルト角を算出するステップをさらに含むことを特徴とする光情報再生方法。
13. 請求項１２に記載の光情報再生方法において、
    比較される前記補助光の光量差が少なくなるように、前記参照光の入射角設定に基づき、前記参照光の入射角を補正するステップをさらに含むことを特徴とする光情報再生方法。
14. 請求項１１に記載の光情報再生方法において、
    前記参照光を用いて前記格納媒体の光情報をスキャンするステップは、前記参照光をチルトさせ前記光情報をスキャンすることを備える点を特徴とする光情報再生方法。

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