WO2006006488A1 - ホログラム記録再生装置及び、ホログラム再生装置及び方法、並びにコンピュータプログラム - Google Patents

ホログラム記録再生装置及び、ホログラム再生装置及び方法、並びにコンピュータプログラム Download PDF

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hologram
recording
recording medium
light
reference light
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PCT/JP2005/012566
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Kiyoshi Tateishi
Michikazu Hashimoto
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Pioneer Corporation
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    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
    • G11B7/00772—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track on record carriers storing information in the form of optical interference patterns, e.g. holograms
    • G11B7/00781—Auxiliary information, e.g. index marks, address marks, pre-pits, gray codes

Definitions

  • the present invention relates to a hologram recording / reproducing apparatus and method for recording and reproducing information on a holographic recording medium, a hologram reproducing apparatus and method, and a computer program used for these hologram recording / reproducing apparatus and hologram reproducing apparatus
  • a hologram recording / reproducing apparatus and method for recording and reproducing information on a holographic recording medium
  • a hologram reproducing apparatus and method for reproducing information on a holographic recording medium
  • a hologram reproducing apparatus and method and a computer program used for these hologram recording / reproducing apparatus and hologram reproducing apparatus
  • Hologram recording technology is known in which information to be recorded is recorded as interference fringes on a holographic recording medium (hereinafter also simply referred to as “recording medium”).
  • object light is generated by spatially modulating light of light source power according to information to be recorded, and the object light and reference light are irradiated onto the recording medium.
  • the object light and the reference light form interference fringes on the recording medium, and the interference fringes are recorded on the recording layer of the recording medium.
  • only interference light recorded on the recording medium is irradiated with reference light, and detection light from the recording medium is detected by a two-dimensional sensor to reproduce information.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-273650
  • Patent Document 2 JP 2002-63733 A
  • Patent Document 3 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-122012 Disclosure of the invention
  • the present invention provides a hologram recording / reproducing apparatus and method capable of performing more appropriate tracking servo control, a hologram reproducing apparatus and method, and a computer program that causes a computer to be executed as the hologram recording / reproducing apparatus and hologram reproducing apparatus. Let it be an issue.
  • a hologram reproducing apparatus of the present invention reproduces the recorded information from a holographic recording medium on which interference fringes formed from reference light and object light corresponding to the recorded information are recorded.
  • An irradiating means for irradiating the holographic recording medium with the reference light; a data generating means for generating detection data including the recording information based on detection light generated by the irradiation of the reference light; Setting means for setting a target irradiation position of the reference light on the surface of the holographic recording medium based on the detection data; and the irradiation means for irradiating the reference light to the target irradiation position.
  • Moving means for moving relative to the holographic recording medium and along the surface.
  • the detection light can be obtained by irradiating the hologram recording medium with the reference light by the operation of the irradiating means. And the operation of the data generation means By the operation, detection data including recorded information is acquired based on the detection light. If this detection data is demodulated, for example, as will be described later, it is possible to reproduce desired recording information.
  • the target irradiation position indicating the position where the reference light should be irradiated is set based on the detection data by the operation of the setting means. Since the detection data also includes information indicating the positional relationship between the recording medium and the reference light, the target irradiation position can be set using the detection data. In particular, a target irradiation position on the surface of the holographic recording medium (or in a direction along the surface) is set.
  • This “target irradiation position” may indicate a position where the reference light should be directly irradiated, or indirectly, for example, by indicating a position where the irradiation means should move. It may indicate the position to be done.
  • the irradiation means is moved relative to the holographic recording medium (for example, tracking servo control is performed). As a result, the irradiation means irradiates the target irradiation position with the reference light. It becomes possible.
  • the target irradiation position of the reference light can be set based on the detection data including the recording information actually recorded on the holographic recording medium, the state of the actual recording information (for example, the relative positional relationship between the irradiation means and the holographic recording medium can be adjusted (for example, tracking servo control is performed) corresponding to the recording information recording position on the holographic recording medium. . Even if the relative positional relationship between the irradiation means and the holographic recording medium is adjusted according to the guide groove indicating the reference position irradiation position, the recorded information (interference fringes) is actually along the guide groove. If is not recorded, the reference beam is not irradiated at the appropriate position.
  • the reference light is not irradiated at an appropriate position due to the temperature change, the environmental change, and the shrinkage of the recording medium after the recording information is recorded. It can happen.
  • the target irradiation position can be set to the real time based on the actually reproduced detection data. For this reason, the relative positional relationship between the irradiation means and the holographic recording medium can be adjusted more accurately or with high accuracy, and the reference light is irradiated to an appropriate position regardless of the above-mentioned problems. Is possible.
  • the detection data is used for the tracking.
  • Servo control can be performed. Therefore, the recording medium after recording the environmental change and recording information such as a temperature change, as compared with the conventional mode using only the tracking servo control signal (for example, TE signal described later) like the conventional tracking servo control. It is possible to adjust the relative positional relationship between the irradiating means and the hologram recording medium (with tracking servo control) more accurately or with high accuracy regardless of variations in state due to shrinkage of the recording medium.
  • the setting unit sets the target irradiation position based on a positional relationship among a plurality of markers included in the detection data.
  • each region corresponding to one page of the recorded information is placed at a predetermined position.
  • Multiple markers are recorded.
  • a plurality of markers are detected to detect one unit of recorded information and generate detection data.
  • the relative position adjustment between the irradiation means and the holographic recording medium that is, the position adjustment of the irradiated reference light
  • a plurality of powers in the detection data based on the detection light are used.
  • the markers are displaced by a predetermined position. Therefore, it is possible to set the target irradiation position accurately by setting the target irradiation position based on the positional relationship of the plurality of markers in the detection data obtained from the detection light.
  • the setting means determines the target irradiation position based on a result of comparing at least one position of the plurality of markers with a predetermined reference position. Set.
  • the position of the marker included in the detection data obtained by the detection light power becomes a reference. It should match the position of the marker (ie the reference position). Therefore, if the target irradiation position is set based on the comparison result, the relative positional relationship between the irradiation means and the holographic recording medium can be adjusted more accurately or with high accuracy. .
  • the setting means moves the position irradiated with the reference light by a difference in distance between the position of the at least one marker and the reference position. It may be configured to set a target irradiation position
  • the target irradiation position that can appropriately irradiate the reference position with the reference light that should originally be irradiated to the reference position (for example, the position where the interference fringes are actually recorded). It is possible to set the position relatively easily.
  • the reference position uses light from a light source as the recording information.
  • the position of the at least one marker on the spatial modulator that generates the object light by performing spatial modulation based on the above may be used.
  • the position of the single force recorded together with the recording information when the recording information is recorded can be used as a reference. Therefore, it is possible to adjust the relative positional relationship between the irradiation means and the holographic recording medium more accurately or with high accuracy by comparing with the position of the marker when reproducing the recorded information.
  • the setting means sets the target irradiation position based on an error rate of the detection data.
  • the setting means determines the target irradiation position based on each of a positional relationship between a plurality of markers included in the detection data and an error rate of the detection data.
  • the moving unit is configured to irradiate the reference light to the target irradiation position set based on the positional relationship of the plurality of markers within a predetermined period after the operation of the data generating unit is started.
  • the reference light is irradiated to the target irradiation position set based on the error rate.
  • the irradiating means is moved as described above.
  • the target irradiation position can be set based on the positional relationship between the plurality of markers in the detection data and the error rate in the detection data. It is possible to adjust the relative positional relationship with the graphic recording medium.
  • Another aspect of the hologram reproducing apparatus of the present invention includes a guide position that is formed in advance on the holographic recording medium and that indicates a reference irradiation position of the reference light, and a position where the reference light is actually irradiated. And an error signal generating means for generating an error signal indicating the deviation, and the moving means moves the irradiation means based on the target irradiation position and the error signal.
  • the irradiation means is more accurately or highly accurate based on each of the error signal (for example, a tracking error signal generated based on a guide or the like as described later) and the target irradiation position.
  • the relative positional relationship between the holographic recording medium and the holographic recording medium can be adjusted.
  • the irradiation unit is movable along the surface, and the moving unit moves the irradiation unit with respect to the holographic recording medium.
  • the irradiation unit and the holographic recording medium can be relatively easily and accurately obtained.
  • the relative positional relationship can be adjusted.
  • the holographic recording medium is supported by supporting means capable of moving in a direction along the surface, and the moving means includes the holographic recording medium. Is moved relative to the irradiation means.
  • the driving means including a motor or the like is inserted into the supporting means such as a stage, for example, so that the irradiation means and the holographic recording medium can be relatively easily and accurately obtained. It is possible to adjust the relative positional relationship between the two.
  • the hologram reproducing method of the present invention uses reference light and recorded information.
  • An irradiating means for irradiating the reference light a data generating step for generating detection data including the recording information based on the detection light generated by the irradiation of the reference light; and A setting step for setting a target irradiation position of the reference light on the surface of the holographic recording medium; and the irradiation means for the holographic recording medium so that the reference light is irradiated to the target irradiation position.
  • the hologram reproducing method according to the present invention can also adopt various aspects.
  • the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention records the recording information on a holographic recording medium by recording interference fringes formed from reference light and object light corresponding to the recording information.
  • Setting means for setting a target irradiation position of the reference light on the surface of the holographic recording medium based on the detection data; and the irradiation means so that the reference light is irradiated to the target irradiation position.
  • recording information can be suitably recorded on the holographic recording medium by recording interference fringes on the holographic recording medium by the operation of the recording means. it can. Further, similarly to the hologram reproducing apparatus of the present invention described above, irradiation is performed with higher accuracy or higher accuracy regardless of environmental changes such as temperature changes and variations in the state due to the shrinkage of the recording medium after recording information is recorded. Means and holographic writing Position control relative to the recording medium (for example, tracking servo control) can be performed.
  • the hologram recording / reproducing apparatus according to the present invention can also adopt various aspects, whereby the various benefits described above can be obtained. It is possible to enjoy.
  • the hologram recording / reproducing method of the present invention records the recording information on a holographic recording medium by recording interference fringes formed from reference light and object light corresponding to the recording information.
  • a hologram reproducing method in a hologram recording / reproducing apparatus for reproducing the recorded information wherein the hologram recording / reproducing apparatus includes irradiation means for irradiating the holographic recording medium with the reference light, and the interference Recording means for recording the recording information on the holographic recording medium by recording fringes, and data generation for generating detection data including the recording information based on detection light generated by irradiation of the reference light And a target irradiation position of the reference light on the surface of the holographic recording medium based on the detection data Comprising setting means for constant for the as the reference light to a target irradiation position is irradiated, and a moving means for moving said irradiation means along relatively and the surface relative to the holographic recording medium
  • the hologram recording / reproducing method according to the present invention can also adopt various aspects.
  • a first computer program of the present invention is a computer program for hologram reproduction control for controlling a computer provided in the hologram reproduction apparatus of the present invention described above (including various aspects thereof). Then, the computer is caused to function as at least a part of the data generating means, the setting means, and the moving means.
  • the second computer program of the present invention is a hologram for controlling a computer provided in the above-described hologram recording / reproducing apparatus of the present invention (including various aspects thereof).
  • a computer program for reproduction control which causes the computer to function as at least a part of the recording unit, the data generation unit, the setting unit, and the adjustment unit.
  • the computer program is read into a computer from a recording medium such as a ROM, CD-ROM, DVD-ROM, or hard disk that stores the computer program. If executed, or if the computer program is downloaded to a computer via communication means and then executed, the hologram reproducing apparatus or hologram recording / reproducing apparatus of the present invention described above can be realized relatively easily. it can.
  • a recording medium such as a ROM, CD-ROM, DVD-ROM, or hard disk that stores the computer program.
  • the computer program of the present invention can also take various aspects in response to the various aspects of the hologram reproducing apparatus or hologram recording / reproducing apparatus of the present invention described above.
  • a first computer program product of the present invention is for hologram reproduction control for controlling a converter provided in the hologram reproduction apparatus of the present invention described above (including various aspects thereof).
  • the computer program product causes the computer to function as at least part of the data generating means, the setting means, and the moving means.
  • a second computer program product of the present invention is a hologram for controlling a computer provided in the above-described hologram recording / reproducing apparatus of the present invention (including various aspects thereof).
  • a computer program product for reproduction control which causes the computer to function as at least a part of the recording means, the data generating means, the setting means, and the adjusting means.
  • the computer program product is stored in a computer from a recording medium such as a ROM, CD-ROM, DVD-ROM, or hard disk that stores the computer program. Read and executed In other words, if the computer program product is downloaded to a computer via communication means and then executed, the hologram reproducing apparatus or hologram recording / reproducing apparatus of the present invention described above can be realized relatively easily.
  • the computer program product of the present invention can also adopt various aspects in response to the various aspects of the hologram reproducing apparatus or hologram recording / reproducing apparatus of the present invention described above.
  • the irradiation means, the data generation means, the setting means and the movement means, or the data generation process, the setting process and the movement process are provided. Therefore, the relative relationship between the irradiation means and the holographic recording medium can be determined more accurately or with high accuracy regardless of environmental changes such as temperature changes and variations in the state due to the shrinkage of the recording medium after recording information is recorded.
  • Position control for example, tracking servo control
  • FIG. 1 shows a configuration of an optical system of a hologram recording / reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows an example of a two-dimensional digital modulation system for recorded information.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a signal processing system of the hologram recording / reproducing apparatus in the first embodiment.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of a marker position detection method.
  • FIG. 6 is a graph showing the difference between the template image data position and the detected image data.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the concept of tracking control.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the objective lens position and the amount of marker shift, and the relationship between the objective lens position and the error rate.
  • FIG. 9 is a flowchart of tracking servo target value setting processing.
  • FIG. 10 is a flowchart of reproduction data demodulation processing.
  • FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of a signal processing system of the hologram recording / reproducing apparatus in the second embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the state of shift multiplex recording.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of a signal processing system of a hologram recording / reproducing apparatus in a third embodiment.
  • FIG. 1 shows the configuration of an optical system arranged in the pickup of the hologram recording / reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • a pickup 10 includes a recording / reproducing laser 11 that generates laser light for recording and reproducing information, and a servo laser 21 that generates red laser light for tracking servo control.
  • the beam diameter of the light beam Lo emitted from the recording / reproducing laser 11 is expanded by a beam expander constituted by the lenses 12 and 13 and is input to the spatial modulator 14.
  • the spatial modulator 14 can be constituted by, for example, a liquid crystal element, and has a plurality of pixels arranged in a lattice pattern.
  • the spatial modulator 14 displays a pattern of white pixels and black pixels obtained by two-dimensional digital modulation of input data to be recorded, and spatially modulates the light beam using the pattern.
  • Figure 2 shows an example of two-dimensional digital modulation by the spatial modulator 14.
  • digital input data that is, “0” and “1” of input data to be recorded on the recording medium 1 are expressed by a combination of white pixels and black pixels, respectively.
  • an array in which black and white pixels are arranged vertically corresponds to input data “1”.
  • This example is called 1: 2 differential modulation because it converts 1-bit input data into 2-bit (2-pixel) 2-dimensional modulation data.
  • Two-dimensional modulation data obtained by two-dimensional digital conversion of the input data "00101101" by this modulation method is shown as output modulation data in Fig. 2 (b). That is, the modulation image pattern formed by the white pixels and the black pixels is used as output modulation data as a spatial modulator.
  • the light beam Lo incident on the spatial modulator 14 is transmitted through the white pixel portion of the spatially modulated image pattern and blocked at the black pixel portion, and thus is optically modulated from the spatial modulator 14 by the spatially modulated image pattern.
  • Light beam Lo is emitted.
  • 2-bit input data is converted into 4-bit 2D modulation data, such as the so-called 2: 4 modulation method, the input data is converted into a 2D modulation image pattern, and the spatial light modulator is driven to spatially distribute the light flux.
  • V or any other two-dimensional digital modulation method may be used.
  • the light beam Lo spatially modulated by the spatial modulator 14 passes through the half mirror 15 and the dichroic mirror 17, is condensed by the objective lens 18, and is applied to the holographic recording medium 1.
  • the dichroic mirror 17 has wavelength selectivity, and has a property of reflecting the light beam Ls from the servo laser 21 that transmits the light beam Lo from the recording / reproducing laser 11.
  • a mirror 19 is provided behind the recording medium 1 (opposite to the objective lens 18), and the light beam Lo collected by the objective lens 18 passes through the recording medium 1 and then passes through the mirror 19. It is reflected and enters the recording medium again. Therefore, the light beam directly incident from the objective lens 18 and the incident light beam reflected by the mirror 19 form interference fringes in the recording medium 1 and are recorded on the recording medium 1.
  • the light beam Lo reflected by the mirror 19 and incident on the recording medium 1 passes through the dichroic mirror 17, is reflected by the half mirror 15, and is received by the two-dimensional sensor 16.
  • the two-dimensional sensor 16 can be a CCD array or a CMOS sensor, for example, and outputs an electrical signal corresponding to the amount of incident light.
  • the spatial modulator 14 is controlled to a non-modulation state (that is, a total light transmission state). Therefore, the light beam Lo emitted from the recording / reproducing laser 11 passes through the half mirror 15, the dichroic mirror 17, and the objective lens 18 without being modulated by the spatial modulator 14 and is irradiated onto the recording medium 1.
  • This light becomes reproduction reference light.
  • detection light is generated by the reproduction reference light and the interference fringes recorded on the recording medium 1, which passes through the objective lens 18 and the dichroic mirror 17 and is reflected by the half mirror 15.
  • the light enters the dimension sensor 16. In this way, a spatially modulated image pattern of monochrome pixels generated by the spatial modulator 14 at the time of recording is formed on the two-dimensional sensor 16, and reproduction data corresponding to the recorded input data is obtained by detecting this pattern. It is done.
  • the light beam Ls emitted from the servo laser 21 (hereinafter referred to as “servo beam”). . ) Passes through the half mirror 22, is reflected by the mirror 23, is further reflected by the dichroic mirror 17 and enters the objective lens 18.
  • the objective lens 18 condenses the servo beam Ls on the recording medium 1 together with a light beam of 11 recording / reproducing laser power.
  • the servo beam is reflected by the reflective layer provided on the back surface of the recording medium 1 and reflected by the smooth dichroic mirror 17, the mirror 23 and the noise mirror 22.
  • the servo beam Ls is received by the quadrant photodetector 25 via the cylindrical lens 24.
  • the 4-split photo detector 25 Since the 4-split photo detector 25 outputs an electrical signal corresponding to the amount of received light, it is installed on the recording medium 1, for example, based on the difference in the amount of light in each light receiving area of the 4-split photo detector 25 (for example, a push-pull signal). A tracking error signal indicating how much tracking servo control is being performed is obtained from the tracking servo control guide groove.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a signal processing system of the hologram recording / reproducing apparatus in the first embodiment.
  • the signal processing system of the hologram recording / reproducing apparatus is roughly divided into a reproducing system that reproduces recorded information and outputs reproduction data, and a servo that performs servo control such as focus servo, tracking servo, and spindle servo. Divided into systems.
  • Figure 3 shows the schematic configuration of the playback system and the schematic configuration of the tracking servo system among the servo systems.
  • the marker position detector 42 and the data demodulator 46 constitute a reproduction system.
  • I-V change 31, tracking error (TE) generation unit 32, adder 33, control circuit 34, tracking character controller control circuit 35, slider control circuit 36, X direction marker position extraction unit 43, adder 44 and servo target value setting unit 45 constitute a tracking servo system.
  • focus servo control and the like are also performed.
  • the method is not directly related to the present invention, illustration and description thereof are omitted.
  • a known method can be applied to the focus servo control or the like.
  • the recording medium 1 has a disk shape, and its rotation is controlled by a spindle motor 8.
  • the recording medium 1 whose rotation is controlled by the spindle motor 8 is irradiated with a light beam Lo for recording and reproduction from the pickup 10.
  • the pickup 10 includes the optical system illustrated in FIG. As shown in Fig. 1, recording and playback within the pickup 10
  • the recording medium 1 is irradiated with the light beam emitted from the laser 11 for use, and the return light beam is received by the two-dimensional sensor 16.
  • Output data from the two-dimensional sensor 16 is mainly processed in the reproduction system.
  • the recording medium 1 is also irradiated with the light beam Ls emitted from the servo laser 21 and received by the return light beam force splitting photodetector 25.
  • the output signal from the quadrant detector 25 is processed by the tracking servo system.
  • the two-dimensional sensor 16 in the pickup 10 outputs a two-dimensional image signal (hereinafter referred to as “detected image data Ddet”) corresponding to the amount of received light.
  • the detected image data Ddet has image information corresponding to the spatial modulation image pattern generated based on the recording information at the time of recording and displayed on the spatial modulator 14.
  • the marker position detector 42 detects the marker position from the detected image data Ddet.
  • the marquee is information for identifying one unit (one page) of the recording data recorded on the recording medium 1, and is usually configured as an image portion having a predetermined shape.
  • the marker is added to the recording information and recorded on the recording medium 1 when recording data is recorded. During playback, a marker is detected to identify one unit (one page) of recorded data, and the recorded data contained in that page is played back.
  • the marker is added to the spatially modulated image pattern displayed on the spatial modulator 14.
  • Figure 4 shows an example of a spatially modulated image pattern that includes markers.
  • the spatial modulation image pattern 50 is displayed at the approximate center in the display area of the spatial modulator 14.
  • T-shaped markers 52 are displayed at the four corners in the display area of the spatial modulator 14 outside the spatial modulation image pattern 50.
  • the spatial modulator 14 spatially modulates input data received from a recording signal processing system (not shown) as described above to generate a spatially modulated image pattern 50.
  • the spatial modulator 14 displays a predetermined marker 52 at a predetermined position in the display area.
  • the display image 54 including the spatial modulation image pattern 50 and the marker 52 is displayed in the display area of the spatial modulator 14.
  • the detected image data Ddet output from the two-dimensional sensor 16 has a digital value corresponding to the display image 54 displayed on the spatial modulator 14 at the time of recording. Yes. Therefore, the marker position detector 42 expands the detected image data Ddet in a memory or the like, and extracts one page of the recording data by detecting the marker position.
  • the marker position is detected by template matching, for example.
  • Template matching is a method for detecting the marker position in the detected image data Ddet by matching the image data constituting the detected image data Ddet with the image data constituting the marker.
  • Figure 5 shows an example of template matching.
  • a reproduction data image 61 is an image of detection image data Ddet corresponding to the display image 54 displayed on the spatial modulator 14 at the time of recording (however, for convenience of illustration, only the area of the reproduction data image is shown, The content of the reproduction data image itself is not shown).
  • the template image 62 is an image corresponding to the marker 52 used at the time of recording.
  • FIG. 5 shows an example of a graph showing the difference values calculated for the X and Y directions.
  • FIG. 6A shows a difference value between the template image 62 and the reproduction data image 61 in the corresponding area when the template image 62 is moved on the reproduction image data 61 in the X direction.
  • the coordinate value in the X direction uses the coordinate point (a, b) at the upper left of the template image 62 as shown in FIG.
  • the point Xo at which the difference value is minimum becomes the coordinates of the image portion corresponding to the marker 52 on the reproduction data image 61.
  • FIG. 6A shows a difference value between the template image 62 and the reproduction data image 61 in the corresponding area when the template image 62 is moved on the reproduction image data 61 in the X direction.
  • the coordinate value in the X direction uses the coordinate point (a, b) at the upper left of the template image 62 as shown in FIG.
  • the point Xo at which the difference value is minimum becomes the coordinates of the image portion corresponding
  • FIG. 6 (b) shows the difference value between the template image 62 and the reproduction data image 61 in the corresponding area when the template image 62 is similarly moved in the Y direction on the reproduction data image 61.
  • the coordinate value in the Y direction uses the upper left coordinate point (a, b) of the template image 62 as shown in FIG.
  • the point Yo where the difference value is the minimum becomes the coordinates of the image portion corresponding to the marker 52 on the reproduction data image 61. Therefore, the position coordinates of the marker 52 on the reproduction data image 61 are detected as ( ⁇ , ⁇ ).
  • the marker position detector 42 detects the position coordinates of all the markers 52 included in the display image 54 displayed on the spatial modulator 14, and supplies the position coordinates ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ to the data demodulator 46.
  • the X direction and the ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ direction in the template matching described with reference to FIGS. 4 and 5 correspond to the radial direction and the rotational direction with reference to the recording medium 1, respectively. That is, recording In order to reproduce a page recorded with a flat spread on the medium 1, a spatially modulated image pattern 50 (or reproduced image data 61) having a spread in the X and Y directions shown in FIGS. To be acquired.
  • the data demodulator 46 specifies one page of the recorded data recorded by specifying the position of the marker 52 shown in FIG. 4 based on the marker position data Mp. Further, the position of the spatial modulation image pattern 50 is specified based on the position of the marker 52, and the detection information data corresponding to the recorded data is demodulated.
  • Geometric correction is correction of pixel position deviation during information recording and playback.
  • An image is transferred from the spatial modulator 14 to the recording medium 1 during recording and from the recording medium 1 to the two-dimensional sensor 16 during reproduction through the optical system. Because the optical system magnification difference, distortion, and medium shrinkage occur during recording and playback, the positions of the pixels on the spatial modulator 14 during recording and the pixels on the two-dimensional sensor 16 during playback are completely It is almost impossible to match. For this reason, geometric correction is performed with respect to the marker position for each page of recorded data.
  • each pixel position included in the spatially modulated image pattern 50 is determined based on the difference between the original position of the marker 52 on the spatial modulator 14 and the position of the primary force 52 detected in the reproduced data image 61. It correct
  • the data demodulator 46 performs data demodulation on the detected information data after geometric correction by a demodulation method corresponding to the two-dimensional digital modulation method applied in the spatial modulator 14 at the time of recording. Outputs playback data Dr corresponding to the data. The playback data Dr is then post-processed including error correction, dinter leave, and descrambling.
  • the recording medium 1 is configured by laminating a recording layer 3, transparent protective layers 2 and 4 provided above and below the recording layer 3, and a reflective layer 5 provided below the transparent protective layer 4.
  • the recording layer 3 is made of a holographic optical recording medium such as lithium niobate or a photopolymer.
  • the reflective layer 5 has wavelength selectivity, and the recording / reproducing beam Lo emitted from the recording / reproducing laser 11 transmits the servo light emitted from the servo laser 21.
  • the beam Ls has a reflecting property.
  • Tracking servo control refers to moving the objective lens 18 in the left-right direction in FIG. 7 so that the recording / reproducing light beam Lo is applied to a desired position on the recording layer 3. More specifically, the servo light beam Ls is formed in the guide groove 6 formed on the reflective layer 5 of the recording medium 1 (more preferably, a page that is recording information recorded so as to correspond to the guide groove 6). ) To control the horizontal position (ie, tracking position) of the objective lens 18 (ie, pickup 10).
  • the position control of the objective lens 18 in the X direction that is the radial direction of the recording medium 1 will be described. Note that the X direction and the Y direction coincide with the X direction and the Y direction described in the template matching described above.
  • the recording / reproducing light beam Lo spatially modulated by the spatial modulator 14 is condensed on the recording medium 1 by the objective lens 18. Since a part of the light beam Lo is reflected by the mirror 19 and enters the recording medium 1 again, it interferes with the recording layer 3 by the light beam Lo before being reflected by the mirror 19 and the light beam Lo after being reflected. Stripe 7 is recorded.
  • the servo light beam Ls emitted from the servo laser 21 enters the recording medium 1 in addition to the recording / reproducing light beam Lo.
  • the servo light beam Ls is reflected by the reflecting layer 5, reflected by the dichroic mirror 17, the mirror 23, and the noise mirror 22, and further enters the quadrant photodetector 25 through the cylindrical lens 24.
  • the tracking error signal TE is obtained by calculating the output signal of the quadrant photodetector 25. That is, the tracking error signal TE indicating how far the servo light beam Ls is irradiated from the guide groove 6 provided in the reflective layer is obtained.
  • the output current of the quadrant photodetector 25 is converted into an output voltage by the I-V converter 31 and supplied to the TE generation unit 32.
  • the TE generation unit 32 generates a tracking error signal TE based on the voltage value corresponding to the amount of light received by each light receiving element of the four-divided photodetector 25 supplied from the IV variation, and inputs the tracking error signal TE to the adder 33.
  • the target value for tracking servo control (hereinafter referred to as “servo target value”) Tref is input from the servo target value setting unit 45 to the calculator 33.
  • the adder 33 subtracts the tracking error signal TE from the servo target value T ref and supplies the result to the control circuit 34.
  • the control circuit 34 supplies the control signal Sc to the tracking actuator control circuit 35 and the slider control circuit 36 according to the difference between the servo target value Tref and the actual tracking error signal TE.
  • the position of the objective lens 18 in the X direction (see Fig. 7) changes according to Sc.
  • tracking servo is performed using the servo light beam Ls. That is, in this embodiment, a tracking servo loop is formed by the IV converter 31, the TE generator 32, the adder 33, the control circuit 34, the tracking actuator control 35, and the slider control circuit 36.
  • the target value for tracking servo control is determined using the detection result of the marker position.
  • the marker position detector 42 detects the marker position based on the detected image data Ddet from the two-dimensional sensor 16, and uses the marker position data Mp not only in the data demodulator 46 but also in the X direction marker position. Also supplied to the extraction unit 43.
  • the X-direction marker position extraction unit 43 extracts X-direction positions (that is, X coordinates) Xm of the plurality of detected markers.
  • the position of the marker 52 in the detected image data Ddet obtained by the two-dimensional sensor 16 is the spatial modulator. 14 Matches the position of marker 52 displayed above.
  • the position of the objective lens 18 is not correctly controlled, the position of the marker 52 in the detected image data D det is deviated from the position of the marker 52 displayed on the spatial modulator 14.
  • the difference between the position of the marker 52 (particularly the position in the X direction) included in the detected image data Ddet and the position of the correct marker 52 displayed on the spatial modulator 14 The servo target value Tref is updated accordingly.
  • tracking servo control can be performed more accurately by using not only the tracking error signal TE detected based on the servo light beam Ls but also the recording / reproducing light beam Lo used for recording and reproducing information. Is possible.
  • the X direction marker position extraction unit 43 extracts each X coordinate Xm from the position coordinates of the four markers 52 detected by the marker position detector 42.
  • the X coordinate Xm of the marker is xl, x2, x3, and x4, respectively.
  • the Karo arithmetic unit 44 compares (adds) the X coordinate Xref that is the reference for each of the four markers 52 and the actual X coordinate of each of the four markers 52 in the X direction.
  • the deviation amount Xe is calculated.
  • the X coordinate Xref which is the reference for the four markers 52 is known because it is the correct X coordinate of the marker 52 displayed on the spatial modulator 14.
  • the average value of the shift amounts in the X direction of the markers 52 is calculated as the shift amount Xe.
  • the deviation amount Xe is output to the servo target value setting unit 45.
  • the servo target value setting unit 45 updates the servo target value Tref according to the result of the deviation amount Xe input from the adder 44.
  • TrefO is the initial value of the servo target value or the value after the previous update
  • ⁇ is a constant determined according to the gain of the optical system or tracking servo system.
  • the above processing is performed by the X direction marker position extraction unit 43, the adder 44, and the servo target value setting unit 45. That is, the X direction marker position extraction unit 43 extracts the position in the X direction of the marker 52 included in the detected image data Ddet.
  • the adder 44 calculates the amount of deviation Xe from the position of each marker in the X direction, and supplies the result to the servo target value setting unit 45.
  • the servo target value setting unit 45 updates the servo target value Tref according to, for example, the above formula and supplies it to the adder 33 in the tracking servo loop.
  • FIG. 8 (a) shows the relationship between the position of the objective lens and the detected position of the marker 52.
  • the horizontal axis represents the reference track (specifically, the recording
  • the amount of displacement of the track position where the objective lens 18 where the power is recorded) is present is indicated by the amount of displacement of the objective lens 18.
  • the vertical axis indicates the difference between the X coordinate of each marker 52 and the reference X coordinate Xref by the amount of pixels on the spatial modulation data 50. This graph is obtained when the markers 52 are provided at the four corners of the spatial modulation image pattern 50 as shown in FIG. From the graph in FIG.
  • the amount of deviation of the track position of the objective lens 18 and the amount of deviation of the marker 52 have a substantially linear correlation. Then, it can be seen that the deviation of the merging force 52 is eliminated (that is, 0) according to the position of the objective lens 18. In other words, calculated by the adder 44 If the amount of deviation Xe indicated indicates a predetermined pixel value, if the objective lens 18 is moved by an amount corresponding to the pixel value, the positional deviation of the marker 52 is eliminated, and the correct position (that is, recorded data) When a page is recorded, the light beam Lo can be irradiated onto the recording area.
  • FIG. 8B shows the relationship between the objective lens position and the error rate of the reproduced data that has been reproduced.
  • the horizontal axis indicates the amount of deviation of the track position of the reference lens force of the objective lens 18 by the amount of displacement of the objective lens 18.
  • the vertical axis shows the error rate of the playback data Dr. From the graph in Fig. 8 (b), it is understood that the error rate of the reproduced data that is reproduced depends on the objective lens position, that is, the tracking state, and there is an objective lens position that minimizes the error rate. .
  • the displacement of the track position of the objective lens 18 is eliminated when the displacement amount of the marker 52 is ⁇ , that is, when the tracking state is suitable. It can also be seen that the error rate is minimized. In this way, since the marker position and the tracking state are correlated, in this embodiment, the tracking servo control target value is determined based on the marker position, thereby enabling accurate tracking servo control. .
  • the deviation of the track position of the objective lens 18 and the deviation of the position of the marker 52 have a linear relationship that decreases almost monotonically. ing. For this reason, when tracking servo control is performed based on the marker position, there is a great advantage that not only the displacement amount for moving the objective lens 18 but also the moving direction can be determined simultaneously.
  • FIG. 9 is a flowchart of the tracking servo target value setting process. This process is mainly executed by the marker position detector 42, the X direction marker position extraction unit 43, and the servo target value setting unit 45.
  • step S11 it is determined whether or not the marker position detector 42 has acquired a predetermined amount (for example, one page) of detected image data Ddet (step S11).
  • the marker position included in it is detected (step S12).
  • the positions Ml and M2 of two markers 52 out of the four forces 52 shown in FIG. 4 are detected.
  • step S13: Yes the position is stored (step S14), and the next marker M2 is detected (step S15).
  • the marker M2 is detected (step S15: Yes)
  • step S16 the position is stored (step S16).
  • the marker position detection unit 42 supplies the position coordinates of the markers Ml and M2 thus saved to the X direction marker position extraction unit 43 as marker position data Mp.
  • the X-direction marker position extraction unit 43 extracts the respective X coordinates Xm of the markers Ml and M2 from the marker position data Mp and supplies them to the adder 44.
  • the adder 44 receives the X coordinate Xref serving as the reference for the marker 52, and the difference (that is, the shift amount Xe) is calculated (step S17).
  • the deviation amount Xe is input to the servo target value setting unit 45.
  • the servo target value setting unit 45 sets the servo target value Tref in accordance with, for example, the aforementioned mathematical formula (step S18). Thus, the servo target value is set.
  • the servo target value Tref set and updated in this way is supplied to the adder 33 in the tracking servo loop.
  • the tracking servo loop performs tracking servo control using this servo target value Tref as the target value.
  • FIG. 10 is a flowchart of the reproduction data demodulation process. This process is executed by the marker position detector 42 and the data demodulator 46 shown in FIG.
  • the marker position detector 42 determines whether or not there is a force with which a predetermined amount of detected image data Ddet has been obtained (step S21). When the detected image data is obtained, the marker position detector 42 detects the position of the best force and stores it. Then, the data demodulator 46 geometrically corrects the detected image data Ddet using the detected marker position (step S22), and demodulates and outputs the reproduction data using the data after geometric correction (step S23). . Thus, the reproduction data is reproduced from the recording medium 1.
  • the four markers 52 are spaced apart from the spatially modulated image pattern 50, and thus are provided outside the spatially modulated image pattern 50. This area does not coincide with the recording information area (data area). However, for example, when four markers are provided at the four corners of the spatially modulated image pattern, the marker region coincides with the region of the spatially modulated image pattern 50, that is, the data area.
  • the shape of the marker 52 is not limited to the T-shape shown in FIG.
  • the position and number of the markers 52 included in the display image 54 displayed on the spatial modulator 14 are not limited to the example shown in FIG. In the example of FIG. 4, the four markers have the same shape, but markers of different shapes may be arranged.
  • the tracking servo control target value is finely adjusted so that the marker position detected by the two-dimensional sensor matches the reference value. It is possible to match the position of the image and the position of the image on the 2D sensor in the playback system. Therefore, so-called pixel matching characteristics are improved, and the spatial modulation pattern corresponding to the reproduction data to be reproduced can be accurately reproduced.
  • the tracking servo system is always optimized by finely adjusting the servo target value using the marker position obtained in the reproduction system of the reproduction data, for example, environmental changes such as temperature changes and the recording medium Even if contraction occurs, the servo target value can be updated appropriately, and accurate tracking servo control can be continued.
  • the detection result of the marker position can be used for both geometric correction for reproduction data reproduction and fine adjustment of the target value for tracking servo control.
  • template matching processing for marker position detection is computationally intensive and time consuming. Since this processing result can be shared, tracking servo control can be stabilized and reproduced without increasing processing time. Data reproduction accuracy can be improved at the same time.
  • tracking servo control is executed based on the recording page.
  • Appropriate tracking servo control can be executed regardless of variations in the wavelength of the light beam.
  • FIG. 11 shows a schematic configuration of a hologram recording / reproducing apparatus according to the second embodiment.
  • the configuration of the optical system of the pickup 10 is the same as that in the first example shown in FIG.
  • the Y-axis servo loop composed of the IV converter 31, the TE generator 32, the adder 33, and the control circuit 34 is also the same as in the first embodiment.
  • the X direction marker position extraction of the first embodiment is performed.
  • a Y-direction marker position extracting unit 48 is provided.
  • the Y coordinate Yref serving as a reference for each marker 52 is input to the adder 44.
  • a servo target value setting unit 47 for setting a servo target value (particularly, a servo target value in the Y direction) based on the shift amount Ye output from the adder 44 is provided.
  • a Y-axis modulation mirror actuator control circuit 37 is provided to move the light beam Lo of the laser beam LB converged by the objective lens 18 in the Y direction.
  • Other configurations are the same as those of the hologram recording / reproducing apparatus of the first embodiment.
  • the Y-axis modulation mirror is moved (or the angle, position, etc. with respect to the laser beam LB is changed) in the Y direction (ie, recording)
  • the light flux Lo can be moved (in the direction of rotation of the medium 1).
  • the Y-axis servo system is always optimized by finely adjusting the servo target value using the marker position obtained in the reproduction system of the reproduction data. Therefore, similar to the first embodiment, the servo target value can be appropriately updated even when an environmental change such as a temperature change or a shrinkage of the recording medium occurs, and accurate Y-axis servo control can be performed. It is possible to continue.
  • the hologram recording / reproducing apparatus can improve the recording density of the recording data by performing the shift multiplex recording as shown in FIG. That is, one page force shown in FIG. 12A is recorded in a state where another page overlaps with another page, as shown in FIG. 12B.
  • the position of the objective lens 18 (or the position of the light flux Lo) is preferably finely adjusted. There is a need.
  • Y-axis servo control can be suitably performed even with respect to the rotation direction of the recording medium 1, so that, for example, in the rotation direction of the recording medium 1
  • a plurality of pages can be irradiated with the light beam L0 for each page, and can be appropriately reproduced for each page.
  • the position of the objective lens 18 is controlled in each of the X and Y directions. May be.
  • the position of the objective lens 18 (or the light flux Lo) can be controlled along the surface of the recording medium 1 without controlling the position of the objective lens 18 (or the light flux Lo) in the directions along the two orthogonal axes described in the first and second embodiments.
  • the position of the objective lens 18 (or the light flux Lo) may be controlled in one or more arbitrary directions.
  • the recording medium 1 is not limited to a disk-shaped recording medium, and may be a flat recording medium including an XY drive circuit, for example. Further, for example, if the recording medium 1 is a disk-shaped recording medium, the position control in the Y direction (that is, the rotation direction of the recording medium 1) may be performed by the operation of the spindle motor 8.
  • the spindle servo system employs a configuration in which the servo target value is finely adjusted using the marker position obtained in the reproduction data reproduction system as in the first and second embodiments described above.
  • the third embodiment the error rate of the reproduction data is measured based on the detected image data Dd et, and the servo target value of the tracking servo is set and updated based on the error rate. Except for this point, the third embodiment is the same as the first embodiment.
  • FIG. 13 shows a schematic configuration of the hologram recording / reproducing apparatus in the third example.
  • the same components as those in the hologram recording / reproducing apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
  • the configuration of the optical system of the pickup 10 is substantially the same as that in the first example shown in FIG. Unlike the first embodiment, the IV variation and the TE generator 32 are not included.
  • the components of the adder 33 and the control circuit 34 are the same as those in the first embodiment as a tracking servo loop.
  • the detected image data Ddet output from the two-dimensional sensor 16 in the pickup 10 is demodulated by the data demodulator 52 and output as reproduction data Dr.
  • the data demodulator 52 demodulates the reproduction data by a demodulation method corresponding to the two-dimensional digital modulation performed by the spatial modulator 14 during recording.
  • the information data demodulated by the data demodulating unit 52 is sent to the error rate measuring unit 53.
  • the error rate measuring unit 53 measures the error rate Er and supplies it to the servo target value setting unit 55.
  • the servo target value setting unit 55 determines the servo target value Tref based on the error rate. Specifically, the servo target value setting unit 55 determines the servo target value Tref so that the error rate is minimized.
  • An example of the relationship between the objective lens position and the error rate is shown in Fig. 8 (b).
  • the servo target value setting unit 55 sets the servo target value Tref of the tracking servo loop so that the error rate is minimized based on the relationship of FIG. 8B, for example. As described above with reference to FIGS. 8A and 8B, the error rate is minimized when the tracking state of the objective lens 18 is in a suitable state. Therefore, it is possible to set an appropriate servo target value by setting the servo target value so that the error rate is minimized.
  • the servo target value is determined based on the error rate obtained in the reproduction system of the reproduction data, and therefore, for example, environmental changes such as temperature changes and shrinkage of the recording medium. Even if this occurs, the servo target value can be updated appropriately, and accurate tracking servo control can be continued.
  • the servo laser 21 is not necessarily provided in the pickup 10. Therefore, the configuration of the optical system such as the pickup 10 can be made relatively simple.
  • the deviation amount Xe output from the adder 44 is further calculated as a tracking error. Used as signal TE. Even with this configuration, tracking control can be performed appropriately. However, it goes without saying that the TE signal acquired in the configuration as in the first and second embodiments may be used.
  • the first embodiment or the second embodiment and the third embodiment may be applied in combination.
  • the servo target value set based on the marker position as in the first embodiment and the second embodiment is combined with the servo target value set based on the error rate as in the third embodiment. Can be used.
  • initialization processing first, the position of the marker is detected, the servo target value is adjusted based on the result, and the first servo target value is determined. Next, the error rate is measured while changing the servo target value according to the above-described operation within a predetermined range around the first servo target value. At this time, the X-direction marker position Xm or the Y-direction marker position is extracted at the same time, and the relationship between the error rate and the marker position is stored. Then, the marker position and servo target value that minimize the error rate are determined. Thus, the initialization process is completed. This initialization process is executed when a disc is inserted into the recording / reproducing apparatus or when a disc is replaced.
  • tracking servo control is executed using the second servo target value.
  • the servo target value is not changed after the initial setting.
  • tracking servo control is started with the initial value as the second servo target value. Then, the error rate is measured, and when the error rate is worse than the specified value, tracking servo control is performed using the first servo target value based on the marker position detection described above. If the error rate is improved from the specified value, the error is Tracking servo control is performed using a servo target value based on one rate.
  • the optical system generates the object light and the reference light at the time of recording using a light beam having the same light source force.
  • the application of the present invention is not limited to this. I can't. That is, the present invention can be applied even when the recording medium is irradiated with the object light and the reference light as separate light beams.
  • the information is recorded on the holographic recording medium by recording the interference fringes formed by irradiating the reference light and the object light corresponding to the recorded information.
  • the present invention is applied to a hologram recording / reproducing apparatus that reproduces the image.
  • the present invention can also be applied to a hologram reproducing apparatus that reproduces information on the holographic recording medium in which interference fringes formed by irradiating reference light and object light corresponding to recorded information are recorded. is there.
  • the hologram recording / reproducing apparatus and method and the hologram reproducing apparatus and method according to the present invention can be used in the technical field of an apparatus and method for recording and reproducing information on a holographic recording medium.
  • the computer program according to the present invention or the product according to the program can be used in the technical fields of these hologram recording / reproducing apparatuses and hologram reproducing apparatuses.

Landscapes

  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

　ホログラム記録再生装置は、参照光と記録情報に対応する物体光とから形成される干渉縞が記録されたホログラフィック記録媒体（１）から記録情報を再生するホログラム再生装置であって、ホログラフィック記録媒体へ前記参照光を照射する照射手段（１０）と、参照光の照射により発生する検出光に基づいて、検出情報データ（Ｄｄｅｔ）を生成するデータ生成手段と、検出情報データに基づいて、ホログラフィック記録媒体の表面上における参照光の目標照射位置を設定する設定手段（４５）と、目標照射位置に参照光が照射されるように、照射手段をホログラフィック記録媒体に対して相対的に且つ表面に沿って移動させる移動手段（３５、３６）とを備える。

Description

ホログラム記録再生装置及び、ホログラム再生装置及び方法、並びにコン ピュータプログラム
技術分野
[0001] 本発明は、ホログラフィック記録媒体に対して情報の記録及び再生を行うホログラム 記録再生装置及び方法、ホログラム再生装置及び方法、並びにこれらのホログラム 記録再生装置及びホログラム再生装置に用いられるコンピュータプログラムに関する 背景技術
[0002] 記録すべき情報を干渉縞としてホログラフィック記録媒体 (以下、単に「記録媒体」と も呼ぶ。）に記録するホログラム記録技術が知られている。 1つの方法では、記録す べき情報により光源力 の光を空間変調して物体光を生成し、その物体光と参照光 を記録媒体に照射する。物体光と参照光は記録媒体上で干渉縞を形成し、その干 渉縞が記録媒体の記録層に記録される。一方、再生時には、記録媒体に記録された 干渉縞に参照光のみを照射し、記録媒体からの検出光を 2次元センサにより検出し て情報を再生する。
[0003] 光ディスクなどの情報記録と同様に、ホログラム記録にぉ 、ても、物体光や参照光 は、対物レンズなどにより記録媒体上に集光される。従って、情報の記録及び再生を 正しく行うためには、記録媒体に対する対物レンズの位置を制御するいわゆるトラッ キングサーボ制御が必要となる。ホログラム記録再生装置においては、予め記録媒 体に形成されているガイド溝にレーザ光を照射することでトラッキングエラー信号を生 成し、これに基づ!/、て対物レンズを駆動制御するトラッキングサーボ制御の例が特許 文献 1に記載されている。なお、ホログラム記録について記載した他の文献として、例 えば特許文献 2及び 3などがある。
[0004] 特許文献 1：特開 2001— 273650号公報
特許文献 2 :特開 2002— 63733号公報
特許文献 3 :特開 2000— 122012号公報 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] し力しながら、情報の記録時におけるトラッキングサーボ制御の精度によっては、上 述の特許文献 1に記載されて ヽる構成のようにガイド溝に対して好適な位置関係を 有して (即ち、ずれることなく）情報が記録されるとは必ずしも言えない。このような記 録再生装置等に起因する内的要因のみならず、例えば情報を記録した後の記録媒 体の収縮や温度変化'光の照射等による記録媒体の収縮や膨張等の外的要因によ つても、ガイド溝と記録される情報の位置とがずれてしまうことがある。このような場合、 特許文献 1の如くガイド溝を参照しながらトラッキングサーボ制御を行っても、適切に 情報を再生することが困難或いは不可能であるという技術的な問題点が存在する。
[0006] 本発明が解決しょうとする課題には上記のようなものが一例として挙げられる。本発 明は、より適切なトラッキングサーボ制御が可能なホログラム記録再生装置及び方法 、ホログラム再生装置及び方法、並びにコンピュータを該ホログラム記録再生装置及 びホログラム再生装置として実行させるコンピュータプログラムを提供することを課題 とする。
課題を解決するための手段
[0007] (ホログラム再生装置）
本発明のホログラム再生装置は上記課題を解決するために、参照光と記録情報に 対応する物体光とから形成される干渉縞が記録されたホログラフィック記録媒体から 前記記録情報を再生するホログラム再生装置であって、前記ホログラフィック記録媒 体へ前記参照光を照射する照射手段と、該参照光の照射により発生する検出光に 基づいて、前記記録情報を含む検出データを生成するデータ生成手段と、前記検出 データに基づいて、前記ホログラフィック記録媒体の表面上における前記参照光の 目標照射位置を設定する設定手段と、前記目標照射位置に前記参照光が照射され るように、前記照射手段を前記ホログラフィック記録媒体に対して相対的に且つ前記 表面に沿って移動させる移動手段とを備える。
[0008] 本発明のホログラム再生装置によれば、照射手段の動作により、参照光をホロダラ フィック記録媒体へ照射することで検出光が得られる。そして、データ生成手段の動 作により、検出光に基づいて、記録情報が含まれている検出データが取得される。こ の検出データに対して、例えば後述の如く復調等を行えば、所望の記録情報を再生 することが可能となる。
[0009] 本発明では特に、設定手段の動作により、検出データに基づいて参照光を照射す べき位置を示す目標照射位置が設定される。検出データにも、記録媒体と参照光な どとの位置関係を示す情報が含まれているので、検出データを利用して目標照射位 置を設定することができる。特に、ホログラフィック記録媒体の表面上における（或い は、表面に沿った方向における）目標照射位置が設定される。なお、この「目標照射 位置」は、直接的に参照光が照射されるべき位置を示してもよいし、或いは、例えば 照射手段が移動すべき位置を示すことで、間接的に参照光が照射されるべき位置を 示してもよい。そして、移動手段の動作により、照射手段がホログラフィック記録媒体 に対して相対的に移動され (例えば、トラッキングサーボ制御が行われ）、その結果、 照射手段は、参照光を目標照射位置に照射することが可能となる。
[0010] 特に、実際にホログラフィック記録媒体上に記録されている記録情報を含んだ検出 データに基づいて、参照光の目標照射位置を設定することができるため、実際の記 録情報の状態 (例えば、ホログラフィック記録媒体上における記録情報の記録位置等 )に対応して、照射手段とホログラフィック記録媒体との相対的な位置関係を調整す る（例えば、トラッキングサーボ制御を行う）ことができる。仮に参照光の照射位置の基 準を示すガイド溝等に従って、照射手段とホログラフィック記録媒体との相対的な位 置関係を調整しても、実際にガイド溝に沿って記録情報 (干渉縞）が記録されて ヽな ければ、適切な位置に参照光は照射されない。また、本来ガイド溝に沿って記録情 報が記録されているにも係わらず、温度変化や環境変化や記録情報を記録した後の 記録媒体の収縮によっては、適切な位置に参照光が照射されないこともありえる。し 力るに本発明によれば、実際に再生している検出データに基づいて、いわばリアルタ ィムに目標照射位置を設定することができる。このため、より正確に或いは高精度に 照射手段とホログラフィック記録媒体との相対的な位置関係を調整することができ、 上述の如き問題点にかかわらず、適切な位置に参照光を照射することが可能となる。
[0011] 以上の結果、本発明のホログラム再生装置によれば、検出データを用いてトラツキ ングサーボ制御等を行うことができる。このため、従来のトラッキングサーボ制御等の 如くトラッキングサーボ制御用の信号 (例えば、後述の TE信号)のみを用いる態様と 比較して、温度変化などの環境変化や記録情報を記録した後の記録媒体の収縮等 による状態のばらつきなどによらず、より正確に或いは高精度に照射手段とホロダラ フィック記録媒体との相対的な位置関係を調整する（トラッキングサーボ制御を行う） ことが可能となる。
[0012] 本発明のホログラム再生装置の一の態様は、前記設定手段は、前記検出データに 含まれる複数のマーカの位置関係に基づいて前記目標照射位置を設定する。
[0013] この態様によれば、ホログラフィック記録媒体に情報を記録する際には、記録情報 の一単位を特定するために、例えば記録情報の 1ページ分に相当する領域ごとに、 所定位置に複数のマーカが記録される。記録情報の再生時には、この複数のマーカ を検出することにより、記録情報の一単位を検出し、検出データを生成する。照射手 段とホログラフィック記録媒体との相対的な位置調整 (即ち、照射される参照光の位 置調整）が正しく行われている状態では、検出光に基づく検出データ中の複数のマ 一力は所定位置に存在するが、照射される参照光の位置調整が正しく行われていな い状態では複数のマーカは所定位置力 ずれる。よって、検出光から得られた検出 データ中における複数のマーカの位置関係に基づ 、て目標照射位置を設定するこ とにより、目標照射位置を正確に設定することが可能となる。
[0014] 本発明のホログラム再生装置の他の態様は、前記設定手段は、前記複数のマーカ のうち少なくとも 1つの位置と所定の基準位置とを比較した結果に基づいて、前記目 標照射位置を設定する。
[0015] この態様によれば、照射手段とホログラフィック記録媒体との相対的な位置調整が 正しく行われていれば、検出光力 得た検出データに含まれるマーカの位置は、基 準となるマーカの位置 (即ち、基準位置）と一致するはずである。よって、それらを比 較した結果に基づいて目標照射位置を設定すれば、より正確に或いは高精度に照 射手段とホログラフィック記録媒体との相対的な位置関係を調整することが可能とな る。
[0016] 上述の如く少なくとも 1つのマーカの位置と基準位置とを比較した結果に基づいて 目標照射位置を設定するホログラム再生装置の態様では、前記設定手段は、前記 参照光が照射されている位置が前記少なくとも 1つのマーカの位置と前記基準位置 との距離の差だけ移動するように前記目標照射位置を設定するように構成してもよい
[0017] このように構成すれば、本来基準位置 (例えば、実際に干渉縞が記録されている位 置）に照射されるべき参照光を、適切にこの基準位置に照射できるような目標照射位 置を比較的容易に設定することが可能となる。
[0018] 上述の如く少なくとも 1つのマーカの位置と基準位置とを比較した結果に基づいて 目標照射位置を設定するホログラム再生装置の態様では、前記基準位置は、光源か らの光を前記記録情報に基づいて空間変調することで前記物体光を生成する空間 変調器上における前記少なくとも 1つのマーカの位置であるように構成してもよい。
[0019] このように構成すれば、記録情報を記録した時の該記録情報と共に記録されるマ 一力の位置を基準とすることができる。従って、記録情報を再生する際のマーカの位 置と比較することで、より正確に或いは高精度に照射手段とホログラフィック記録媒体 との相対的な位置関係を調整することが可能となる。
[0020] 本発明のホログラム再生装置の他の態様は、前記設定手段は、前記検出データの エラーレートに基づいて前記目標照射位置を設定する。
[0021] この態様によれば、照射手段とホログラフィック記録媒体との相対的な位置調整が 正しく行われていれば、検出データのエラーレートは低くなる。よって、検出データの エラーレートに基づいて目標照射位置を設定することにより、より正確に或いは高精 度に照射手段とホログラフィック記録媒体との相対的な位置関係を調整することが可 能となる。
[0022] 本発明のホログラム再生装置の他の態様は、前記設定手段は、前記検出データに 含まれる複数のマーカの位置関係及び前記検出データのエラーレートの夫々に基 づいて前記目標照射位置を設定し、前記移動手段は、前記データ生成手段の動作 が開始した後の所定期間内は、前記複数のマーカの位置関係に基づいて設定され る前記目標照射位置に前記参照光が照射されるように、前記所定期間の経過後は、 前記エラーレートに基づいて設定される前記目標照射位置に前記参照光が照射さ れるように、前記照射手段を移動させる。
[0023] この態様によれば、検出データ中の複数のマーカの位置関係及び検出データ中の エラーレートの夫々に基づいて目標照射位置を設定できるため、より正確に或いは 高精度に照射手段とホログラフィック記録媒体との相対的な位置関係を調整すること が可能となる。
[0024] 本発明のホログラム再生装置の他の態様は、前記ホログラフィック記録媒体に予め 形成され且つ前記参照光の基準照射位置を示すガイドの位置と前記参照光が実際 に照射されている位置とのズレを示すエラー信号を生成するエラー信号生成手段を 更に備え、前記移動手段は、前記目標照射位置及び前記エラー信号に基づいて、 前記照射手段を移動させる。
[0025] この態様によれば、エラー信号 (例えば、後述するようにガイド等に基づいて生成さ れるトラッキングエラー信号）と目標照射位置との夫々に基づいて、より正確に或いは 高精度に照射手段とホログラフィック記録媒体との相対的な位置関係を調整すること ができる。
[0026] 本発明のホログラム再生装置の他の態様は、前記照射手段は、前記表面に沿って 移動可能であり、前記移動手段は、前記照射手段を前記ホログラフィック記録媒体に 対して移動させる。
[0027] この態様によれば、例えば光ピックアップ等の照射手段に、例えばモータ等を含ん でなる駆動回路を み込むことで、比較的容易に且つ高精度に照射手段とホロダラ フィック記録媒体との相対的な位置関係を調整することが可能となる。
[0028] 本発明のホログラム再生装置の他の態様は、前記ホログラフィック記録媒体を前記 表面に沿った方向へ移動可能な支持手段に支持されており、前記移動手段は、前 記ホログラフィック記録媒体を前記照射手段に対して移動させる。
[0029] この態様によれば、例えばステージ等の支持手段に、例えばモータ等を含んでなる 駆動回路を^ aみ込むことで、比較的容易に且つ高精度に照射手段とホログラフィック 記録媒体との相対的な位置関係を調整することが可能となる。
[0030] (ホログラム再生方法）
本発明のホログラム再生方法は上記課題を解決するために、参照光と記録情報に 対応する物体光とから形成される干渉縞が記録されたホログラフィック記録媒体から 前記記録情報を再生するホログラム再生装置におけるホログラム再生方法であって、 前記ホログラム再生装置は、前記ホログラフィック記録媒体へ前記参照光を照射する 照射手段を備えており、該参照光の照射により発生する検出光に基づいて、前記記 録情報を含む検出データを生成するデータ生成工程と、前記検出データに基づい て、前記ホログラフィック記録媒体の表面上における前記参照光の目標照射位置を 設定する設定工程と、前記目標照射位置に前記参照光が照射されるように、前記照 射手段を前記ホログラフィック記録媒体に対して相対的に且つ前記表面に沿って移 動させる移動工程とを備える。
[0031] 本発明のホログラム再生方法によれば、上述した本発明のホログラム再生装置が有 する各種利益と同様の利益を享受することが可能となる。
[0032] 尚、上述した本発明のホログラム再生装置における各種態様に対応して、本発明 に係るホログラム再生方法も各種態様を採ることが可能である。
[0033] (ホログラム記録再生装置）
本発明のホログラム記録再生装置は上記課題を解決するために、参照光と記録情 報に対応する物体光とから形成される干渉縞を記録することによりホログラフィック記 録媒体に前記記録情報を記録する記録手段と、前記ホログラフィック記録媒体へ前 記参照光を照射する照射手段と、該参照光の照射により発生する検出光に基づいて 、前記記録情報を含む検出データを生成するデータ生成手段と、前記検出データに 基づいて、前記ホログラフィック記録媒体の表面上における前記参照光の目標照射 位置を設定する設定手段と、前記目標照射位置に前記参照光が照射されるように、 前記照射手段を前記ホログラフィック記録媒体に対して相対的に且つ前記表面に沿 つて移動させる移動手段とを備える。
[0034] 本発明のホログラム記録再生装置によれば、記録手段の動作によりホログラフィック 記録媒体に対して干渉縞を記録することで、該ホログラフィック記録媒体に好適に記 録情報を記録することができる。また、上述した本発明のホログラム再生装置と同様 に、温度変化などの環境変化や記録情報を記録した後の記録媒体の収縮等による 状態のばらつき等によらず、より正確に或いは高精度に照射手段とホログラフィック記 録媒体との相対的な位置制御 (例えば、トラッキングサーボ制御）を行うことが可能と なる。
[0035] 尚、上述した本発明のホログラム再生装置における各種態様に対応して、本発明 に係るホログラム記録再生装置も各種態様を採ることが可能であり、それによつて、上 述した各種利益を享受することが可能である。
[0036] (ホログラム記録再生方法）
本発明のホログラム記録再生方法は上記課題を解決するために、参照光と記録情 報に対応する物体光とから形成される干渉縞を記録することによりホログラフィック記 録媒体に前記記録情報を記録し、また前記記録情報を再生するホログラム記録再生 装置におけるホログラム再生方法であって、前記ホログラム記録再生装置は、前記ホ ログラフィック記録媒体へ前記参照光を照射する照射手段を備えており、前記干渉 縞を記録することにより前記ホログラフィック記録媒体に前記記録情報を記録する記 録手段と、前記参照光の照射により発生する検出光に基づいて、前記記録情報を含 む検出データを生成するデータ生成手段と、前記検出データに基づいて、前記ホロ グラフィック記録媒体の表面上における前記参照光の目標照射位置を設定する設定 手段と、前記目標照射位置に前記参照光が照射されるように、前記照射手段を前記 ホログラフィック記録媒体に対して相対的に且つ前記表面に沿って移動させる移動 手段とを備える。
[0037] 本発明のホログラム記録再生方法によれば、上述した本発明のホログラム記録再 生装置が有する各種利益と同様の利益を享受することが可能となる。
[0038] 尚、上述した本発明のホログラム記録再生装置における各種態様に対応して、本 発明に係るホログラム記録再生方法も各種態様を採ることが可能である。
[0039] (コンピュータプログラム）
本発明の第一のコンピュータプログラムは上記課題を解決するために、上述した本 発明のホログラム再生装置 (但し、その各種態様を含む）に備えられたコンピュータを 制御するホログラム再生制御用のコンピュータプログラムであって、該コンピュータを 、前記データ生成手段、前記設定手段及び前記移動手段のうち少なくとも一部とし て機能させる。 [0040] また、本発明の第二のコンピュータプログラムは上記課題を解決するために、上述 した本発明のホログラム記録再生装置 (但し、その各種態様を含む）に備えられたコ ンピュータを制御するホログラム再生制御用のコンピュータプログラムであって、該コ ンピュータを、前記記録手段、前記データ生成手段、前記設定手段及び前記調整手 段のうち少なくとも一部として機能させる。
[0041] 本発明に係る第一及び第二のコンピュータプログラムによれば、当該コンピュータ プログラムを格納する ROM、 CD-ROM, DVD-ROM,ハードディスク等の記録 媒体から、当該コンピュータプログラムをコンピュータに読み込んで実行させれば、或 いは、当該コンピュータプログラムを、通信手段を介してコンピュータにダウンロードさ せた後に実行させれば、上述した本発明のホログラム再生装置又はホログラム記録 再生装置を比較的簡単に実現できる。
[0042] 尚、上述した本発明のホログラム再生装置又はホログラム記録再生装置における各 種態様に対応して、本発明のコンピュータプログラムも各種態様を採ることが可能で ある。
[0043] (コンピュータプログラム製品）
本発明の第一のコンピュータプログラム製品は上記課題を解決するために、上述し た本発明のホログラム再生装置 (但し、その各種態様を含む）に備えられたコンビュ ータを制御するホログラム再生制御用のコンピュータプログラム製品であって、該コン ピュータを、前記データ生成手段、前記設定手段及び前記移動手段のうち少なくとも 一部として機能させる。
[0044] また、本発明の第二のコンピュータプログラム製品は上記課題を解決するために、 上述した本発明のホログラム記録再生装置 (但し、その各種態様を含む）に備えられ たコンピュータを制御するホログラム再生制御用のコンピュータプログラム製品であつ て、該コンピュータを、前記記録手段、前記データ生成手段、前記設定手段及び前 記調整手段のうち少なくとも一部として機能させる。
[0045] 本発明に係る第一及び第二のコンピュータプログラム製品によれば、当該コンビュ ータプログラムを格納する ROM、 CD-ROM, DVD-ROM,ハードディスク等の 記録媒体から、当該コンピュータプログラム製品をコンピュータに読み込んで実行さ せれば、或いは、当該コンピュータプログラム製品を、通信手段を介してコンピュータ にダウンロードさせた後に実行させれば、上述した本発明のホログラム再生装置又は ホログラム記録再生装置を比較的簡単に実現できる。
[0046] 尚、上述した本発明のホログラム再生装置又はホログラム記録再生装置における各 種態様に対応して、本発明のコンピュータプログラム製品も各種態様を採ることが可 能である。
[0047] 本発明のこのような作用及び他の利得は、以下に説明する実施をするための最良 の形態を、添付の図面と共に参照することにより明らかにされる。
[0048] 以上説明したように、本発明のホログラム再生装置又は方法によれば、照射手段、 データ生成手段、設定手段及び移動手段、又はデータ生成工程、設定工程及び移 動工程を備える。従って、温度変化などの環境変化や記録情報を記録した後の記録 媒体の収縮等による状態のばらつき等によらず、より正確に或いは高精度に照射手 段とホログラフィック記録媒体との相対的な位置制御（例えば、トラッキングサーボ制 御）を行うことが可能となる。
図面の簡単な説明
[0049] [図 1]本発明の実施例に係るホログラム記録再生装置の光学系の構成を示す。
[図 2]記録情報の 2次元デジタル変調方式の一例を示す。
[図 3]第 1実施例のホログラム記録再生装置の信号処理系の概略構成を示すブロック 図である。
[図 4]空間変調器上に表示されたマーカの例を示す。
[図 5]マーカ位置の検出方法の説明図である。
[図 6]テンプレート画像データ位置と、その検出画像データとの差分を示すグラフであ る。
[図 7]トラッキング制御の概念を説明する図である。
[図 8]対物レンズ位置とマーカのズレ量と関係、及び、対物レンズ位置とエラーレート との関係を示すグラフである。
[図 9]トラッキングサーボ目標値の設定処理のフローチャートである。
[図 10]再生データの復調処理のフローチャートである。 [図 11]第 2実施例のホログラム記録再生装置の信号処理系の概略構成を示すブロッ ク図である。
[図 12]シフト多重記録の様子を説明する図である。
[図 13]第 3実施例のホログラム記録再生装置の信号処理系の概略構成を示すブロッ ク図である。
符号の説明
1 ホログラフィック記録媒体
10 ピックアップ
14 空間変調器
16 2次元センサ
11 記録再生用レーザ
21 サーボ用レーザ
25 4分割フォトディテクタ
32 トラッキングエラー生成部
34 制御回路
35 トラッキングァクチユエータ制御回路
36 スライダ制御回路
37 Y軸変調ミラーァクチユエータ制御回路
42 マーカ位置検出器
43 X方向マーカ位置抽出部
45、 47、 55 サーボ目標値設定部
48 Y方向マーカ位置抽出部
46、 52 データ復調部
53 エラーレート測定部
発明を実施するための最良の形態
以下、発明を実施するための最良の形態として、本発明のホログラム再生装置及び 方法、ホログラム記録再生装置及び方法、並びにコンピュータプログラムの夫々に係 る実施例について図面を参照しつつ順に説明する。 [0052] (実施例）
以下、図 1から図 15を参照して、本発明の好適な実施例を説明する。
[0053] (第 1実施例）
先ず、図 1から図 10を参照して、本発明のホログラム再生装置の第 1実施例につい て説明する。
[0054] 図 1に本発明の第 1実施例に係るホログラム記録再生装置のピックアップ内に配置 される光学系の構成を示す。図 1において、ピックアップ 10は、情報の記録、再生の ためのレーザ光を生成する記録再生用レーザ 11と、トラッキングサーボ制御のため の赤色レーザ光を生成するサーボ用レーザ 21とを備える。
[0055] 情報記録時においては、記録再生用レーザ 11から出射した光ビーム Loは、レンズ 12及び 13により構成されるビームエキスパンダによりビーム径が拡大され、空間変調 器 14に入力される。空間変調器 14は、例えば液晶素子により構成することができ、 格子状に配置された複数の画素を有する。
[0056] 空間変調器 14は、記録すべき入力データを 2次元デジタル変調して得られる白画 素と黒画素のパターンを表示し、そのパターンにより光ビームを空間変調する。空間 変調器 14による 2次元デジタル変調の一例を図 2に示す。この例では、図 2 (a)に示 すように、デジタルの入力データ、即ち記録媒体 1に記録すべき入力データの「0」と「 1」をそれぞれ白画素と黒画素の組み合わせにより表現する。上下方向に白画素、黒 画素を並べた配列が入力データ「0」に対応し、上下方向に黒画素、白画素を並べた 配列が入力データ「1」に対応する。この例は、 1ビットの入力データを 2ビット（2画素） の 2次元変調データに変換するので、 1： 2差分変調と呼ばれる。
[0057] この変調方式により、入力データ「00101101」を 2次元デジタル変換して得られる 2次元変調データが図 2 (b)に出力変調データとして示されている。即ち、この白画 素と黒画素により構成される変調画像パターンが出力変調データとして空間変調器
14上に表示される。空間変調器 14に入射した光ビーム Loは、空間変調画像パター ンの白画素部分では透過し、黒画素部分では遮断されるため、空間変調器 14から 空間変調画像パターンにより光学的に変調された光ビーム Loが出射され。なお、上 記の例は空間変調の一例であり、本発明の適用は上記の変調方式に限定されるも のではな!/、。例えば 2ビットの入力データを 4ビットの 2次元変調データに変換する、 いわゆる 2 :4変調方式など、入力データを 2次元の変調画像パターンに変換し、空 間変調器を駆動して光束を空間変調することができれば、 V、かなる 2次元デジタル変 調方式を用いてもよい。
[0058] 空間変調器 14により空間変調された光ビーム Loはハーフミラー 15及びダイクロイ ックミラー 17を通過し、対物レンズ 18により集光されてホログラフィック記録媒体 1に 照射される。ダイクロイツクミラー 17は波長選択性を有し、記録再生用レーザ 11から の光ビーム Loを透過する力 サーボ用レーザ 21からの光ビーム Lsは反射する性質 を有する。
[0059] 記録媒体 1の背後（対物レンズ 18と反対側）にはミラー 19が設けられており、対物レ ンズ 18により集光された光ビーム Loは記録媒体 1を透過した後、ミラー 19により反射 されて再度記録媒体内に入射する。従って、対物レンズ 18から直接入射した光ビー ムと、ミラー 19により反射された入射した光ビームとは記録媒体 1内で干渉縞を形成 し、これが記録媒体 1に記録される。
[0060] ミラー 19により反射されて記録媒体 1に入射した光ビーム Loはダイクロイツクミラー 1 7を通過し、ハーフミラー 15により反射されて 2次元センサ 16により受光される。 2次 元センサ 16は例えば CCDアレイや CMOSセンサなどとすることができ、入射光量に 応じた電気信号を出力する。
[0061] 一方、情報再生時においては、空間変調器 14は無変調状態 (即ち、全光透過状 態）に制御される。よって、記録再生用レーザ 11から出射された光ビーム Loは空間 変調器 14により変調されることなぐハーフミラー 15、ダイクロイツクミラー 17、対物レ ンズ 18を通り、記録媒体 1に照射される。この光が再生用参照光となる。記録媒体 1 内では、再生用参照光と記録媒体 1に記録された干渉縞により検出光が発生し、こ れが対物レンズ 18及びダイクロイツクミラー 17を通過し、ハーフミラー 15で反射され て 2次元センサ 16に入射する。こうして、 2次元センサ 16上には記録時に空間変調 器 14により生成された白黒画素の空間変調画像パターンが結像され、このパターン を検出することにより記録された入力データに対応する再生データが得られる。
[0062] 一方、サーボ用レーザ 21から出射した光ビーム Ls (以下、「サーボ用ビーム」と呼ぶ 。）は、ハーフミラー 22を通過し、ミラー 23により反射され、さらにダイクロイツクミラー 1 7により反射されて対物レンズ 18へ入射する。対物レンズ 18は記録再生用レーザ 11 力もの光ビームとともに、サーボ用ビーム Lsを記録媒体 1に集光する。サーボ用ビー ムは記録媒体 1の裏面に設けられた反射層で反射され、さら〖こダイクロイツクミラー 17 、ミラー 23及びノヽーフミラー 22で反射される。そして、サーボ用ビーム Lsには、シリン ドリカルレンズ 24を介して 4分割フォトディテクタ 25により受光される。 4分割フォトディ テクタ 25は受光量に応じた電気信号を出力するので、 4分割フォトディテクタ 25の夫 々の受光領域の光量の差 (例えば、プッシュプル信号)より、例えば記録媒体 1に設 けられているトラッキングサーボ制御用のガイド溝からどれだけずれてトラッキングサ ーボ制御が行われているかを示すトラッキングエラー信号が得られる。
[0063] 次に、本実施例のホログラム記録再生装置における信号処理系について説明する 。図 3は、第 1実施例のホログラム記録再生装置の信号処理系の概略構成を示すブ ロック図である。
[0064] ホログラム記録再生装置の信号処理系は、大別して、記録した情報を再生して再 生データを出力する再生系と、フォーカスサーボ、トラッキングサーボ、スピンドルサ ーボなどのサーボ制御を行うサーボ系とに分けられる。図 3には、再生系の概略構成 と、サーボ系のうちトラッキングサーボ系の概略構成とが示されている。図 3において は、マーカ位置検出器 42及びデータ復調部 46が再生系を構成している。また、 I- V変 31、トラッキングエラー (TE)生成部 32、加算器 33、制御回路 34、トラツキ ングァクチユエータ制御回路 35、スライダ制御回路 36、 X方向マーカ位置抽出部 43 、加算器 44及びサーボ目標値設定部 45がトラッキングサーボ系を構成している。
[0065] なお、本実施例に係るホログラム記録再生装置では、他にフォーカスサーボ制御等 が実行されるが、その方法は本発明とは直接の関連を有しないので図示及び説明を 省略する。フォーカスサーボ制御等には既知の手法を適用することができる。
[0066] 図 3において、記録媒体 1はディスク形状であり、スピンドルモータ 8によりその回転 が制御される。スピンドルモータ 8により回転制御された記録媒体 1に対して、ピックァ ップ 10から記録用及び再生用の光ビーム Loが照射される。ピックアツク 10は図 1に 例示した光学系を備えている。図 1に示すように、ピックアップ 10内では、記録再生 用レーザ 11から出射された光ビームが記録媒体 1に照射され、その戻り光ビームが 2 次元センサ 16により受光される。 2次元センサ 16からの出力データは主として再生系 で処理される。また、サーボ用レーザ 21から出射された光ビーム Lsも記録媒体 1に 照射され、その戻り光ビーム力 分割フォトディテクタ 25により受光される。 4分割フォ トディテクタ 25からの出力信号はトラッキングサーボ系で処理される。
[0067] まず、再生系の動作について説明する。図 3において、ピックアップ 10内の 2次元 センサ 16は、受光光量に対応する 2次元の画像信号 (以下、「検出画像データ Ddet 」と呼ぶ。）を出力する。前述のように、検出画像データ Ddetは、記録時に記録情報 に基づいて生成され空間変調器 14に表示された空間変調画像パターンに応じた画 像情報を有している。
[0068] マーカ位置検出器 42は、検出画像データ Ddetからマーカ位置を検出する。マー 力とは、記録媒体 1に記録された記録データの 1単位（1ページ)を識別するための情 報であり、通常は所定の形状の画像部分として構成される。マーカは、記録データの 記録時に記録情報に付加されて記録媒体 1に記録される。再生時には、マーカを検 出することにより、記録データの 1単位（1ページ)を特定し、その 1ページ内に含まれ て 、る記録データを再生する。
[0069] 具体的には、マーカは空間変調器 14に表示される空間変調画像パターンに付カロ される。図 4に、マーカを含む空間変調画像パターンの例を示す。図 4の例では、空 間変調器 14の表示領域内の略中央に空間変調画像パターン 50が表示されている。 また、空間変調画像パターン 50の外側であって、空間変調器 14の表示領域内の四 隅に T字型のマーカ 52が表示されている。空間変調器 14は、図示しない記録信号 処理系から受け取った入力データを前述のように空間変調して空間変調画像パター ン 50を生成し、図 4に示すように空間変調器 14の表示領域内に表示する。さらに、 空間変調器 14は、予め決められているマーカ 52を表示領域の所定位置に表示する 。こうして、図 4に模式的に示すように、空間変調画像パターン 50とマーカ 52とを含 む表示画像 54が空間変調器 14の表示領域に表示される。
[0070] 記録情報の再生時において、 2次元センサ 16が出力する検出画像データ Ddetは 、記録時に空間変調器 14に表示された表示画像 54に対応するデジタル値を有して いる。よって、マーカ位置検出器 42は、検出画像データ Ddetをメモリなどに展開し、 マーカ位置を検出することにより、記録データの 1ページを抽出する。
[0071] マーカ位置の検出は、例えばテンプレートマッチングにより行われる。テンプレート マッチングとは、検出画像データ Ddetを構成する画像データとマーカを構成する画 像データとのマッチングを行い、検出画像データ Ddet内におけるマーカ位置を検出 する方法である。テンプレートマッチングの例を図 5に示す。図 5において、再生デー タ画像 61は記録時に空間変調器 14に表示された表示画像 54に対応する検出画像 データ Ddetの画像である（但し、図示の便宜上、再生データ画像の領域のみを示し 、該再生データ画像自身の内容は図示を省略している）。これに対し、テンプレート 画像 62は記録時に使用したマーカ 52に対応する画像である。
[0072] テンプレートマッチングでは、図 5に示すように、再生データ画像 61上でテンプレー ト画像 62を X方向及び Y方向に移動し、両者の差分値を算出する。 X方向と Y方向 について算出した差分値を示すグラフの例を図 6に示す。図 6 (a)はテンプレート画 像 62を再生画像データ 61上で X方向に移動したときの、テンプレート画像 62とそれ に対応する領域内の再生データ画像 61の差分値を示す。なお、 X方向の座標値は 図 5に示すように、テンプレート画像 62の左上の座標点（a, b)を用いている。差分値 が最小となる点 Xoが再生データ画像 61上におけるマーカ 52に対応する画像部分 の座標となる。図 6 (b)は、同様にテンプレート画像 62を再生データ画像 61上で Y方 向に移動したときの、テンプレート画像 62とそれに対応する領域内の再生データ画 像 61の差分値を示す。なお、 Y方向の座標値は図 5に示すように、テンプレート画像 62の左上の座標点（a, b)を用いている。差分値が最小となる点 Yoが再生データ画 像 61上におけるマーカ 52に対応する画像部分の座標となる。よって、再生データ画 像 61上におけるマーカ 52の位置座標は (Χο、 Υο)と検出される。
[0073] こうして、マーカ位置検出器 42は、空間変調器 14に表示された表示画像 54に含ま れる全てのマーカ 52の位置座標を検出し、マーカ位置データ Μρとしてデータ復調 部 46へ供給する。
[0074] 尚、図 4及び図 5を参照して説明したテンプレートマッチングにおける X方向及び Υ 方向は、夫々記録媒体 1を基準とする径方向及び回転方向に相当する。即ち、記録 媒体 1上に平面的な広がりを有して記録されるページを再生するため、図 4や図 5に 示す X方向及び Y方向に広がりを有する空間変調画像パターン 50 (又は再生画像 データ 61)が取得される。
[0075] データ復調部 46は、マーカ位置データ Mpに基づいて図 4に示すマーカ 52の位置 を特定して記録された記録データの 1ページを特定する。また、マーカ 52の位置に 基づ 、て空間変調画像パターン 50の位置を特定し、記録された記録データに対応 する検出情報データを復調する。
[0076] この際、データ復調部 46は幾何補正を行う。幾何補正とは、情報記録時と再生時 における画素位置のずれを補正することを 、う。記録時には空間変調器 14から記録 媒体 1へ、再生時には記録媒体 1から 2次元センサ 16へ光学系を通して画像が転写 されることになる。記録時と再生時とで、光学系の倍率違いやひずみ、媒体の収縮な ど生じるため、記録時における空間変調器 14上の画素と再生時における 2次元セン サ 16上の画素の位置を完全に一致させることは不可能に近い。このため、記録デー タの 1ページ毎に、マーカ位置を基準として幾何補正が行われる。即ち、空間変調器 14上における本来のマーカ 52の位置と、再生データ画像 61において検出されたマ 一力 52の位置とのずれに基づいて、空間変調画像パターン 50に含まれる各画素位 置を補正し、検出情報データを取得する。
[0077] こうして、データ復調部 46は、幾何補正後の検出情報データに対して、記録時に 空間変調器 14において適用した 2次元デジタル変調方式に対応する復調方式でデ ータ復調を行い、記録データに対応する再生データ Drを出力する。なお、再生デー タ Drは、その後、誤り訂正、ディンターリーブ、デスクランブルなどを含む後処理が施 される。
[0078] 次に、トラッキングサーボ系の動作について説明する。図 7にトラッキングサーボ制 御の概念を示す。記録媒体 1は、記録層 3と、記録層 3の上下に設けられた透明保護 層 2及び 4と、透明保護層 4の下方に設けられた反射層 5とを積層して構成される。記 録層 3にはホログラフィック光記録媒体であるニオブ酸リチウムやフォトポリマーなどが 用いられる。また、反射層 5は波長選択性を有し、記録再生用レーザ 11から出射した 記録再生用ビーム Loは透過させる力 サーボ用レーザ 21から出射したサーボ用光 ビーム Lsは反射する性質を有する。
[0079] トラッキングサーボ制御とは、記録再生用光ビーム Loが記録層 3の所望の位置に 照射されるように対物レンズ 18を図 7の左右方向に移動させることを 、う。より具体的 には、サーボ用光ビーム Lsが記録媒体 1の反射層 5上に形成されるガイド溝 6 (より好 ましくは、ガイド溝 6に対応するように記録された記録情報であるページ）に正確に照 射されるように対物レンズ 18 (即ち、ピックアップ 10)の水平方向の位置（即ち、トラッ キング位置）を制御する。
[0080] 第 1実施例では、記録媒体 1の径方向である X方向への対物レンズ 18の位置制御 に関して説明する。尚、この X方向及び Y方向は、上述のテンプレートマッチング等 において説明した X方向及び Y方向と当然に一致するものである。
[0081] 図 1に示したように、空間変調器 14により空間変調された記録再生用光ビーム Lo が対物レンズ 18により記録媒体 1に集光される。光ビーム Loの一部はミラー 19により 反射され、再度記録媒体 1内に入射するので、ミラー 19により反射される前の光ビー ム Loと反射された後の光ビーム Loにより記録層 3に干渉縞 7が記録される。
[0082] 本実施例では、記録再生用光ビーム Loにカ卩えて、サーボ用レーザ 21が出射した サーボ用光ビーム Lsが記録媒体 1に入射する。サーボ用光ビーム Lsは反射層 5によ り反射され、ダイクロイツクミラー 17、ミラー 23及びノヽーフミラー 22により反射され、さ らにシリンドリカルレンズ 24を通って 4分割フォトディテクタ 25に入射する。そして、 4 分割フォトディテクタ 25の出力信号の演算によりトラッキングエラー信号 TEが得られ る。即ち、サーボ用光ビーム Lsが反射層に設けられたガイド溝 6からどれだけずれた 位置に照射されているかを示すトラッキングエラー信号 TEが得られる。
[0083] 具体的には、図 3において 4分割フォトディテクタ 25の出力電流は I—V変換器 31 により出力電圧に変換され、 TE生成部 32に供給される。 TE生成部 32は、 I V変 から供給される、 4分割フォトディテクタ 25の各受光素子の受光量に対応す る電圧値に基づき、トラッキングエラー信号 TEを生成して加算器 33へ入力する。
[0084] 力！]算器 33には、サーボ目標値設定部 45からトラッキングサーボ制御の目標値 (以 下、「サーボ目標値」と呼ぶ。）Trefが入力されている。加算器 33は、サーボ目標値 T refからトラッキングエラー信号 TEを減算して、その結果を制御回路 34に供給する。 制御回路 34は、サーボ目標値 Trefと実際のトラッキングエラー信号 TEとの差に応じ て、制御信号 Scをトラッキングァクチユエータ制御回路 35及びスライダ制御回路 36 に制御信号 Scが供給され、制御信号 Scに応じて対物レンズ 18の X方向（図 7参照） の位置が変化する。こうして、サーボ用光ビーム Lsを用いてトラッキングサーボが実 行される。即ち、本実施例では、 I V変換器 31、 TE生成部 32、加算器 33、制御回 路 34、トラッキングァクチユエータ制御 35及びスライダ制御回路 36によりトラッキング サーボループが形成されて 、る。
[0085] 次に、サーボ目標値の決定方法について説明する。本実施例は、トラッキングサー ボ制御の目標値を、マーカ位置の検出結果を利用して決定する点に特徴を有する。 前述のように、マーカ位置検出器 42は、 2次元センサ 16からの検出画像データ Dde tに基づいてマーカ位置を検出し、マーカ位置データ Mpをデータ復調部 46のみな らず、 X方向マーカ位置抽出部 43へも供給する。 X方向マーカ位置抽出部 43は、検 出された複数のマーカの X方向の位置 (即ち、 X座標) Xmを抽出する。
[0086] トラッキングサーボ制御により記録媒体 1に対する対物レンズ 18の位置が正しく制 御されている場合には、 2次元センサ 16により得られる検出画像データ Ddetにおけ るマーカ 52の位置は、空間変調器 14上に表示されたマーカ 52の位置と一致する。 他方、対物レンズ 18の位置が正しく制御されていない場合には、検出画像データ D detにおけるマーカ 52の位置は空間変調器 14上に表示されたマーカ 52の位置から ずれる。
[0087] よって、本実施例では、検出画像データ Ddetに含まれるマーカ 52の位置 (特に、 X方向の位置）と、空間変調器 14上に表示された状態の正しいマーカ 52の位置との 差に応じて、サーボ目標値 Trefを更新する。これにより、サーボ用光ビーム Lsに基 づいて検出されたトラッキングエラー信号 TEのみならず、情報の記録、再生に使用 する記録再生用光ビーム Loを併用してトラッキングサーボ制御をより正確に行うこと が可能となる。
[0088] 次に、マーカの位置を用いたサーボ目標値の決定方法について具体的に説明す る。 X方向マーカ位置抽出部 43は、マーカ位置検出器 42により検出された 4つのマ 一力 4つのマーカ 52の位置座標から、夫々の X座標 Xmを抽出する。ここでは、 4つ のマーカの X座標 Xmを夫々、 xl、 x2、 x3、 x4とする。
[0089] 続いて、カロ算器 44において、夫々 4つのマーカ 52の基準となる X座標 Xrefと、夫 々の 4つのマーカ 52の実際の X座標とが比較 (加算）されて、 X方向におけるズレ量 Xeが算出される。そして、 4つのマーカ 52の基準となる X座標 Xrefは、空間変調器 1 4上に表示された状態の正しいマーカ 52の X座標であるため既知である。具体的に は、各マーカ 52の X方向におけるズレ量の平均値がズレ量 Xeとして算出される。ズ レ量 Xeは、各マーカ 52の基準となる X座標 Xrefを夫々、 xrl、 xr2、 xr3、 xr4とする と、 Xe= ( (xl—xrl) + (x2— r2) + (x3— xr3) + (x4—xr4) ) Z4にて示される。そ して、このズレ量 Xeがサーボ目標値設定部 45へ出力される。
[0090] サーボ目標値設定部 45では、加算器 44より入力されるズレ量 Xeの結果に応じて、 サーボ目標値 Trefを更新する。例えば、 Tref=TefO+Xe X aなる式でサーボ目標 値 Trefを更新する。尚、 "TefO"はサーボ目標値の初期値又は前回の更新後の値で あり、" α "は光学系やトラッキングサーボ系のゲインなどに応じて決まる定数である。
[0091] 以上の処理が X方向マーカ位置抽出部 43、加算器 44及びサーボ目標値設定部 4 5により行われる。即ち、 X方向マーカ位置抽出部 43が、検出画像データ Ddetに含 まれるマーカ 52の X方向の位置を抽出する。加算器 44は、各マーカの X方向の位置 より、そのズレ量 Xeを算出し、その結果をサーボ目標値設定部 45へ供給する。サー ボ目標値設定部 45は、例えば上述の数式に従って、サーボ目標値 Trefを更新して トラッキングサーボループ内の加算器 33へ供給する。
[0092] 図 8 (a)に対物レンズ位置と検出されたマーカ 52の位置のズレとの関係を示す、図 8 (a)において、横軸は、基準となるトラック (具体的には、記録情報が記録されている トラック）力もの対物レンズ 18が存在するトラック位置のズレ量を、対物レンズ 18の変 位量で示している。縦軸は、各マーカ 52の X座標と基準となる X座標 Xrefとの差を空 間変調データ 50上のピクセル量により示している。尚、このグラフは、図 4に示すよう に、マーカ 52が空間変調画像パターン 50の 4隅に設けられた場合のものである。図 8 (a)のグラフから、対物レンズ 18のトラック位置のズレ量とマーカ 52のズレ量とはほ ぼ線形の相関関係があることが分かる。そして、対物レンズ 18の位置に応じて、マー 力 52のズレが無くなる（即ち、 0になる）ことが分かる。つまり、加算器 44において算出 されたズレ量 Xeが所定のピクセル値を示して ヽれば、該ピクセル値に相当するだけ、 対物レンズ 18を移動すれば、マーカ 52の位置ズレが解消され、正しい位置に（即ち 、記録データであるページが記録されて 、る記録領域に)光ビーム Loを照射すること ができる。
[0093] 図 8 (b)に対物レンズ位置と再生された再生データのエラーレートとの関係を示す。
図 8 (b)において、横軸は、対物レンズ 18の、基準となるトラック力ものトラック位置の ズレ量を、対物レンズ 18の変位量により示している。縦軸は再生データ Drのエラー レートを示す。図 8 (b)のグラフから、対物レンズ位置、即ちトラッキング状態に依存し て再生された再生データのエラーレートは変化し、エラーレートが最小となる対物レ ンズ位置が存在することが理解される。
[0094] そして、図 8 (a)及び図 8 (b)〖こより、マーカ 52のズレ量力^)のとき、即ちトラッキング 状態が好適な状態の時には、対物レンズ 18のトラック位置のズレが解消され且つェ ラーレートが最小となることがわかる。このように、マーカ位置とトラッキング状態とは相 関関係があるので、本実施例ではマーカ位置に基づ 、てトラッキングサーボ制御の 目標値を決定することにより、正確なトラッキングサーボ制御が可能となる。
[0095] 加えて、図 8 (a)に示すように、対物レンズ 18のトラック位置のズレとマーカ 52の位 置のズレ量とは、ほぼ単調に減少する 1次線形の相関関係を有している。このため、 マーカ位置に基づいてトラッキングサーボ制御を行えば、対物レンズ 18を移動させる 変位量のみならず、その移動させる方向も同時に決定することができるという大きな 利点を有している。
[0096] 次に、トラッキングサーボ目標値の設定処理について図 9を参照して説明する。図 9 は、トラッキングサーボ目標値の設定処理のフローチャートである。尚、この処理は、 主としてマーカ位置検出器 42、 X方向マーカ位置抽出部 43及びサーボ目標値設定 部 45により実行される。
[0097] 図 9において、まず、マーカ位置検出器 42が所定量の（例えば、 1ページの）検出 画像データ Ddetを取得した力否かを判断し (ステップ S11) )、取得した場合には、そ れに含まれるマーカ位置を検出する（ステップ S12)。本例では、図 4に示す 4つのマ 一力 52のうち、 2つのマーカ 52の位置 Ml及び M2を検出する一例について説明す る。そして、マーカ Mlが検出されると (ステップ S13 :Yes)、その位置を保存し (ステ ップ S14)、さらに次のマーカ M2を検出する（ステップ S15)。そして、同様にマーカ M2を検出すると (ステップ S 15 : Yes)、その位置を保存する（ステップ S 16)。マーカ 位置検出部 42はこうして保存したマーカ Mlと M2の位置座標をマーカ位置データ Mpとして X方向マーカ位置抽出部 43へ供給する。
[0098] X方向マーカ位置抽出部 43は、マーカ位置データ Mpより、マーカ Mlとマーカ M2 との夫々の X座標 Xmを抽出し、加算器 44へ供給する。加算器 44にはマーカ 52の 基準となる X座標 Xrefが入力されており、その差 (即ち、ズレ量 Xe)が算出される (ス テツプ S17)。そして、ズレ量 Xeはサーボ目標値設定部 45に入力される。
[0099] サーボ目標値設定部 45は、例えば前述の数式に従ってサーボ目標値 Trefを設定 する (ステップ S 18)。こうしてサーボ目標値が設定される。
[0100] こうして設定、更新されたサーボ目標値 Trefはトラッキングサーボループ内の加算 器 33へ供給される。トラッキングサーボループは、このサーボ目標値 Trefを目標値と してトラッキングサーボ制御を行う。
[0101] 次に、再生データの復調処理について図 10を参照して説明する。図 10は再生デ ータの復調処理のフローチャートである。この処理は、図 3に示すマーカ位置検出器 42及びデータ復調部 46により実行される。
[0102] まず、マーカ位置検出器 42は所定量の検出画像データ Ddetが得られた力否かを 判定する (ステップ S21)。検出画像データが得られると、マーカ位置検出器 42はマ 一力位置を検出し、保存する。そして、データ復調部 46は、検出されたマーカ位置を 利用して検出画像データ Ddetを幾何補正し (ステップ S22)、幾何補正後のデータ を用いて再生データを復調し、出力する (ステップ S23)。こうして、記録媒体 1から再 生データが再生される。
[0103] なお、上記の例では、図 4に示すように 4つのマーカ 52は空間変調画像パターン 5 0と離隔してその外側に設けられて 、るので、マーカ領域は空間変調画像パターン 5 0の領域、即ち記録情報の領域 (データエリア）とは一致しない。しかし、例えば 4つの マーカを空間変調画像パターンの 4隅に設けた場合、マーカ領域は空間変調画像 パターン 50の領域、即ちデータエリアと一致する。 [0104] 本発明では、マーカ 52の形状は図 4に示した T字型のものに限られない。また、空 間変調器 14上に表示される表示画像 54に含められるマーカ 52の位置や数も図 4に 示す例に限定されない。また、図 4の例では 4個のマーカの形状が同一であつたが、 異なる形状のマーカを配置するようにしても構わな 、。
[0105] 以上のように、第 1実施例では、 2次元センサにより検出したマーカ位置をその基準 値と一致させるようにトラッキングサーボ制御の目標値を微調整するので、記録系に おける空間変調器の画像位置と再生系における 2次元センサ上の画像位置とを一致 させることが可能となる。よって、いわゆるピクセルマッチング特性が向上し、再生す べき再生データに対応する空間変調パターンを正確に再生することが可能となる。
[0106] また、再生データの再生系で得られるマーカ位置を利用してサーボ目標値を微調 整してトラッキングサーボ系を常に最適化するので、例えば温度変化などの環境変 化や、記録媒体の収縮などが生じた場合でも、サーボ目標値を適切に更新すること ができ、正確なトラッキングサーボ制御を継続することが可能となる。
[0107] また、マーカ位置の検出結果を、再生データ再生のための幾何補正と、トラツキン ダサーボ制御の目標値の微調整の両方に使用することができる。一般的にマーカ位 置検出のためのテンプレートマッチング処理は計算量が多く時間を要する力 この処 理結果を共有することができるので、処理時間を増大させることなぐトラッキングサー ボ制御の安定化と再生データの再生精度の改善を同時に図ることができる。
[0108] 更に、当該記録媒体 1に対して、他の記録再生装置により記録データが記録された 場合であっても、記録ページに基づいてトラッキングサーボ制御を実行するため、記 録再生装置毎の光ビームの波長のバラツキ等によらず、適切なトラッキングサーボ制 御を実行することが可能となる。
[0109] (第 2実施例）
続いて、図 11及び図 12を参照して、本発明の第 2実施例について説明する。第 2 実施例では、記録媒体 1の回転方向である Y方向への対物レンズ 18の位置制御に 関して説明する。
[0110] 図 11に第 2実施例に係るホログラム記録再生装置の概略構成を示す。なお、図 3 に示した第 1実施例に係るホログラム記録再生装置と同一の構成要素に対しては同 一の符号を付し、説明は適宜省略する。
[0111] 図 11に示す第 2実施例に係るホログラム記録再生装置において、ピックアップ 10が 有する光学系の構成は図 1に示す第 1実施例のものと同一である。また、 I— V変換 器 31、 TE生成部 32、加算器 33及び制御回路 34から構成される Y軸サーボループ も第 1実施例と同一である。
[0112] 第 2実施例では、各マーカの Y方向における位置 (即ち、 Y座標) Ymから、 Y方向 におけるマーカ 52のズレ量 Yeを算出するため、第 1実施例の X方向マーカ位置抽 出部 43に代えて、 Y方向マーカ位置抽出部 48を備えている。また、加算器 44には、 各マーカ 52の基準となる Y座標 Yrefが入力される。そして、加算器 44より出力される ズレ量 Yeに基づ 、てサーボ目標値 (特に、 Y方向におけるサーボ目標値)を設定す るためのサーボ目標値設定部 47を備えている。更に、対物レンズ 18により収束され るレーザ光 LBの光束 Loを Y方向へ移動させるために、 Y軸変調ミラーァクチユエ一 タ制御回路 37を備える。その他の構成については、第 1実施例のホログラム記録再 生装置と同一である。
[0113] 第 2実施例では、これらの構成に基づいて、例えば Y軸変調ミラーを移動させる（或 いは、レーザ光 LBに対する角度や位置等を変化させる）ことで Y方向へ (即ち、記録 媒体 1の回転方向へ)光束 Loを移動させることができる。そして、第 1実施例と同様に 、再生データの再生系で得られるマーカ位置を利用してサーボ目標値を微調整して Y軸サーボ系を常に最適化する。従って、第 1実施例と同様に、例えば温度変化など の環境変化や、記録媒体の収縮などが生じた場合でも、サーボ目標値を適切に更 新することができ、正確な Y軸サーボ制御を継続することが可能となる。
[0114] 特に、ホログラム記録再生装置は、図 12に示すようなシフト多重記録を行なうことで 、記録データの記録密度の向上が図られる。即ち、図 12 (a)に示す 1つのページ力 図 12 (b)に示すように、他のページとその一部が重なった状態で記録される。このと き、該シフト多重されて記録されている複数のページを、夫々のページ毎に好適に再 生するには、対物レンズ 18の位置（或いは、光束 Loの位置）を好適に微調整する必 要がある。この場合であっても、第 2実施例によれば、記録媒体 1の回転方向に対し ても Y軸サーボ制御を好適に行うことができるため、例えば記録媒体 1の回転方向に 向かって複数のページに対して、夫々のページ毎に光ビーム L0を照射し、夫々のぺ ージ毎に適切に再生することができる。また、スピンドルモータ 6による記録媒体 1の 回転制御と組み合わせることで、夫々のページ毎により適切に再生することができる
[0115] 尚、第 1実施例と第 2実施例とを組み合わせることで、 X方向及び Y方向の夫々の 方向に対して対物レンズ 18の（或いは、光束 Loの)位置制御を行うように構成しても よい。或いは、第 1及び第 2実施例において説明した、直交する 2軸に沿った方向に 対して対物レンズ 18の（或いは、光束 Loの)位置制御を行わなくとも、記録媒体 1の 表面に沿った (或いは、平行な)方向であれば、一又は複数の任意の方向に対する 対物レンズ 18の（或いは、光束 Loの)位置制御を行うように構成してもよい。
[0116] また、記録媒体 1もディスク状の記録媒体に限らず、例えば X— Y駆動回路を備える 平板状の記録媒体であってもよい。更に、例えば記録媒体 1がディスク状の記録媒体 であれば、 Y方向（即ち、記録媒体 1の回転方向）への位置制御は、スピンドルモータ 8の動作により行ってもよい。即ち、スピンドルサーボ系に対しても、上述した第 1実施 例や第 2実施例の如ぐ再生データの再生系で得られるマーカ位置を利用してサー ボ目標値を微調整する構成を採用してもよ!ヽ。
[0117] また、 I— V変 31、 TE生成部 32及び加算器 33により構成されるトラッキングサ ーボループの一部がなくとも（即ち、 TE信号がなくとも）、例えばマーカ位置に基づ V、て設定されるサーボ目標値 Trefを用いてトラッキングサーボ制御を行うように構成 してちよい。
[0118] (第 3実施例）
次に、本発明の第 3実施例について説明する。第 3実施例は、検出画像データ Dd etに基づいて、再生データのエラーレートを測定し、そのエラーレートに基づいてトラ ッキングサーボのサーボ目標値を設定、更新する。なお、この点以外は、第 3実施例 は第 1実施例と同様である。
[0119] 図 13に第 3実施例に係るホログラム記録再生装置の概略構成を示す。なお、図 3 に示した第 1実施例に係るホログラム記録再生装置と同一の構成要素に対しては同 一の符号を付し、説明は適宜省略する。 [0120] 図 13に示す第 3実施例に係るホログラム記録再生装置において、ピックアップ 10が 有する光学系の構成は図 1に示す第 1実施例のものとほぼ同様である。第 1実施例と 異なり、 I— V変 と TE生成部 32は含まれない。加算器 33及び制御回路 34の 構成要素はトラッキングサーボループとして第 1実施例と同一の要素となる。
[0121] 第 3実施例では、ピックアップ 10内の 2次元センサ 16から出力された検出画像デー タ Ddetはデータ復調部 52により復調され、再生データ Drとして出力される。データ 復調部 52は第 1実施例と同様に、記録時に空間変調器 14により行われた 2次元デ ジタル変調に対応する復調方式により、再生データを復調する。また、データ復調部 52により復調された情報データはエラーレート測定部 53へ送られる。エラーレート測 定部 53はエラーレート Erを測定し、サーボ目標値設定部 55に供給する。
[0122] サーボ目標値設定部 55は、エラーレートに基づいてサーボ目標値 Trefを決定する 。具体的には、サーボ目標値設定部 55は、エラーレートが最小になるように、サーボ 目標値 Trefを決定する。対物レンズ位置とエラーレートとの関係の一例が図 8 (b)に 示されている。サーボ目標値設定部 55は、例えば図 8 (b)の関係に基づいて、エラ 一レートが最小となるように、トラッキングサーボループのサーボ目標値 Trefを設定 する。先に図 8 (a)及び (b)を参照して説明したように、対物レンズ 18のトラッキング状 態が好適な状態にあるときにはエラーレートは最小になる。よって、エラーレートが最 小になるようにサーボ目標値を設定することにより、適切なサーボ目標値を設定する ことが可能となる。
[0123] 以上のように、第 3実施例では、再生データの再生系で得られるエラーレートに基 づいてサーボ目標値を決定するので、例えば温度変化などの環境変化や、記録媒 体の収縮などが生じた場合でも、サーボ目標値を適切に更新することができ、正確な トラッキングサーボ制御を継続することが可能となる。
[0124] カロえて、また、 I— V変翻31、 TE生成部 32及び加算器 33により構成されるトラッ キングサーボループの一部の構成要素を備えている必要がない。このため、ピックァ ップ 10内においてサーボ用レーザ 21を必ずしも備えている必要がない。従って、ピ ックアップ 10等の光学系の構成を比較的簡易なものとすることができる。
[0125] 尚、第 3実施例では更に、加算器 44から出力されるズレ量 Xeをトラッキングエラー 信号 TEとして用いている。このように構成しても、適切にトラッキング制御を行うことが できる。但し、第 1及び第 2実施例の如き構成において取得される TE信号を用いても よいことはいうまでもない。
[0126] また、上記の第 1実施例又は第 2実施例と第 3実施例とを組み合わせて適用するこ とも可能である。即ち、第 1実施例や第 2実施例のようにマーカ位置に基づいて設定 したサーボ目標値と、第 3実施例のようにエラーレートに基づ 、て設定したサーボ目 標値とを組み合わせて使用することができる。
[0127] この場合、再生データの実際の再生手順としては、まず、第 1段階でマーカ位置を 検出し、第 2段階でマーカ位置により 2次元データの幾何補正を行い、第 3段階で幾 何補正後の再生データに対して復調及びエラー訂正を行う。第 3段階においてエラ 一レートを得ることができる。よって、エラーレートを得るためにマーカ位置検出を行 V、、マーカ位置検出結果に基づ!/、てサーボ目標値を調整する。
[0128] 具体的には、初期化処理として、まず、マーカの位置検出を行いつつその結果に 基づいてサーボの目標値を調整し、第 1のサーボ目標値を決定する。次に、第 1のサ ーボ目標値を中心として所定範囲内でサーボ目標値を上述した動作に従って変更 しつつ、エラーレートを測定する。この際、同時に X方向マーカ位置 Xm或いは Y方 向マーカ位置を抽出しておき、エラーレート対マーカ位置の関係を記憶しておく。そ して、エラーレートが最小となるマーカ位置及びサーボ目標値を決定する。こうして、 初期化処理が終了する。この初期化処理は、記録再生装置へディスクが挿入された とき、ディスクが交換されたときなどに実行される。
[0129] 初期化処理の終了後の通常再生時では、トラッキングサーボ制御方法としては幾 通りかの方法が考えられる。
[0130] 第 1の方法では、第 2のサーボ目標値を使用してトラッキングサーボ制御を実行す る。この場合、初期設定以後にサーボ目標値を変更しないこととする。
[0131] 第 2の方法では、通常再生時は初期値を第 2のサーボ目標値としてトラッキングサ ーボ制御を開始する。そして、エラーレートを測定し、エラーレートが規定値より悪ィ匕 したときには、上述のマーカ位置検出による第 1のサーボ目標値を用 、てトラッキング サーボ制御を行う。そして、エラーレートが規定値より改善された場合には、再度エラ 一レートに基づくサーボ目標値を用いてトラッキングサーボ制御を行う。
[0132] また、上記の実施例では、光学系にお 、て記録時の物体光と参照光を同一の光源 力 の光ビームを用いて生成している力 本発明の適用はこれには限られない。即ち 、物体光と参照光が別々の光束として記録媒体に照射される構成であっても本発明 の適用が可能である。
[0133] また、上記の実施例では、参照光と、記録情報に対応する物体光とを照射して形成 した干渉縞を記録することによりホログラフィック記録媒体に情報を記録するとともに、 記録した情報を再生するホログラム記録再生装置に本発明を適用している。その代 わりに、本発明を参照光と記録情報に対応する物体光とを照射して形成した干渉縞 が記録されたホログラフィック記録媒体力 情報を再生するホログラム再生装置に適 用することも可能である。
産業上の利用分野
[0134] 本発明に係るホログラム記録再生装置及び方法並びにホログラム再生装置及び方 法は、ホログラフィック記録媒体に対して情報の記録及び再生を行う装置及び方法の 技術分野に利用可能である。また本発明に係るコンピュータプログラム又は該プログ ラムに係る製品は、これらのホログラム記録再生装置及びホログラム再生装置の技術 分野に利用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 参照光と記録情報に対応する物体光とから形成される干渉縞が記録されたホロダラ フィック記録媒体力 前記記録情報を再生するホログラム再生装置であって、 前記ホログラフィック記録媒体へ前記参照光を照射する照射手段と、
該参照光の照射により発生する検出光に基づいて、前記記録情報を含む検出デ ータを生成するデータ生成手段と、
前記検出データに基づいて、前記ホログラフィック記録媒体の表面上における前記 参照光の目標照射位置を設定する設定手段と、
前記目標照射位置に前記参照光が照射されるように、前記照射手段を前記ホログ ラフィック記録媒体に対して相対的に且つ前記表面に沿って移動させる移動手段と を備えることを特徴とするホログラム再生装置。
[2] 前記設定手段は、前記検出データに含まれる複数のマーカの位置関係に基づい て前記目標照射位置を設定することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のホログ ラム再生装置。
[3] 前記設定手段は、前記複数のマーカのうち少なくとも 1つの位置と所定の基準位置 とを比較した結果に基づ 、て、前記目標照射位置を設定することを特徴とする請求 の範囲第 1項に記載のホログラム再生装置。
[4] 前記設定手段は、前記少なくとも 1つのマーカの位置と前記基準位置との距離の差 だけ、前記参照光が照射されて！ヽる位置が移動するように前記目標照射位置を設定 することを特徴とする請求の範囲第 3項に記載のホログラム再生装置。
[5] 前記基準位置は、光源からの光を前記記録情報に基づ!、て空間変調して前記物 体光を生成する空間変調器上における前記少なくとも 1つのマーカの位置であること を特徴とする請求の範囲第 3項に記載のホログラム再生装置。
[6] 前記設定手段は、前記検出データのエラーレートに基づいて前記目標照射位置を 設定することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のホログラム再生装置。
[7] 前記設定手段は、前記検出データに含まれる複数のマーカの位置関係及び前記 検出データのエラーレートの夫々に基づいて前記目標照射位置を設定し、
前記移動手段は、前記生成手段の動作が開始した後の所定期間内は、前記複数 のマーカの位置関係に基づいて設定される前記目標照射位置に前記参照光が照射 されるように、前記所定期間の経過後は、前記エラーレートに基づいて設定される前 記目標照射位置に前記参照光が照射されるように、前記照射手段を移動させること を特徴とする請求の範囲第 1項に記載のホログラム再生装置。
[8] 前記ホログラフィック記録媒体に予め形成され且つ前記参照光の基準照射位置を 示すガイドの位置と前記参照光が実際に照射されている位置とのズレを示すエラー 信号を生成するエラー信号生成手段を更に備え、
前記移動手段は、前記目標照射位置及び前記エラー信号に基づいて、前記照射 手段を移動させることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のホログラム再生装置。
[9] 前記照射手段は、前記表面に沿って移動可能であり、
前記移動手段は、前記照射手段を前記ホログラフィック記録媒体に対して移動させ ることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のホログラム再生装置。
[10] 前記ホログラフィック記録媒体を前記表面に沿った方向へ移動可能な支持手段に 支持されており、
前記移動手段は、前記ホログラフィック記録媒体を前記照射手段に対して移動させ ることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のホログラム再生装置。
[11] 参照光と記録情報に対応する物体光とから形成される干渉縞が記録されたホロダラ フィック記録媒体力 前記記録情報を再生するホログラム再生装置におけるホロダラ ム再生方法であって、
前記ホログラム再生装置は、前記ホログラフィック記録媒体へ前記参照光を照射す る照射手段を備えており、
該参照光の照射により発生する検出光に基づいて、前記記録情報を含む検出デ ータを生成するデータ生成工程と、
前記検出データに基づいて、前記ホログラフィック記録媒体の表面上における前記 参照光の目標照射位置を設定する設定工程と、
前記目標照射位置に前記参照光が照射されるように、前記照射手段を前記ホログ ラフィック記録媒体に対して相対的に且つ前記表面に沿って移動させる移動工程と を備えることを特徴とするホログラム再生方法。
[12] 参照光と記録情報に対応する物体光とから形成される干渉縞を記録することにより ホログラフィック記録媒体に前記記録情報を記録する記録手段と、
前記ホログラフィック記録媒体へ前記参照光を照射する照射手段と、
該参照光の照射により発生する検出光に基づいて、前記記録情報を含む検出デ ータを生成するデータ生成手段と、
前記検出データに基づいて、前記ホログラフィック記録媒体の表面上における前記 参照光の目標照射位置を設定する設定手段と、
前記目標照射位置に前記参照光が照射されるように、前記照射手段を前記ホログ ラフィック記録媒体に対して相対的に且つ前記表面に沿って移動させる移動手段と を備えることを特徴とするホログラム記録再生装置。
[13] 前記設定手段は、前記検出データに含まれる複数のマーカの位置関係に基づい て前記目標照射位置を設定することを特徴とする請求の範囲第 12項に記載のホロ グラム記録再生装置。
[14] 前記設定手段は、前記複数のマーカのうち少なくとも 1つの位置と所定の基準位置 とを比較した結果に基づ 、て、前記目標照射位置を設定することを特徴とする請求 の範囲第 12項に記載のホログラム記録再生装置。
[15] 前記基準位置は、光源からの光を前記記録情報に基づいて空間変調して前記物 体光を生成する空間変調器上における前記少なくとも 1つのマーカの位置であること を特徴とする請求の範囲第 14項に記載のホログラム記録再生装置。
[16] 前記設定手段は、前記検出データのエラーレートに基づいて前記目標照射位置を 設定することを特徴とする請求の範囲第 12項に記載のホログラム記録再生装置。
[17] 前記設定手段は、前記検出データに含まれる複数のマーカの位置関係及び前記 検出データのエラーレートの夫々に基づいて前記目標照射位置を設定し、
前記移動手段は、前記生成手段の動作が開始した後の所定期間内は、前記複数 のマーカの位置関係に基づいて設定される前記目標照射位置に前記参照光が照射 されるように、前記所定期間の経過後は、前記エラーレートに基づいて設定される前 記目標照射位置に前記参照光が照射されるように、前記照射手段を移動させること を特徴とする請求の範囲第 12項に記載のホログラム記録再生装置。
[18] 参照光と記録情報に対応する物体光とから形成される干渉縞を記録することにより ホログラフィック記録媒体に前記記録情報を記録し、また前記記録情報を再生するホ ログラム記録再生装置におけるホログラム記録再生方法であって、
前記ホログラム記録再生装置は、前記ホログラフィック記録媒体へ前記参照光を照 射する照射手段を備えており、
前記干渉縞を記録することにより前記ホログラフィック記録媒体に前記記録情報を 記録する記録手段と、
前記参照光の照射により発生する検出光に基づいて、前記記録情報を含む検出 データを生成するデータ生成手段と、
前記検出データに基づいて、前記ホログラフィック記録媒体の表面上における前記 参照光の目標照射位置を設定する設定手段と、
前記目標照射位置に前記参照光が照射されるように、前記照射手段を前記ホログ ラフィック記録媒体に対して相対的に且つ前記表面に沿って移動させる移動手段と を備えることを特徴とするホログラム記録再生方法。
[19] 請求の範囲第 1項に記載のホログラム再生装置に備えられたコンピュータを制御す るホログラム再生制御用のコンピュータプログラムであって、該コンピュータを、前記 データ生成手段、前記設定手段及び前記移動手段のうち少なくとも一部として機能 させることを特徴とするコンピュータプログラム。
[20] 請求の範囲第 12項に記載のホログラム記録再生装置に備えられたコンピュータを 制御するホログラム再生制御用のコンピュータプログラムであって、該コンピュータを 、前記記録手段、前記データ生成手段、前記設定手段及び前記移動手段のうち少 なくとも一部として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
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