JP2012113779A - 初期化方法、初期化装置、記録媒体、再生方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】干渉縞を消去又は変化させてマーク記録を行う方式において再生時に適切な再生信号が得られるようにする。
【解決手段】記録媒体表面に平行に形成された干渉縞が、集光された光の照射部分において消去又は変化されることで情報が記録され、また集光された光の照射に対する反射光によって情報が再生される記録層を備える記録媒体において、その干渉縞を、λｒ／２Ｎよりも広いピッチとする。但し、λｒは再生時に上記記録層に照射される再生光の波長、Ｎは上記記録層の平均屈折率である。例えば初期化の際に、再生光波長λｒよりも長波長である波長λｆの平面波の初期化光を用いて干渉縞を形成する。これにより波長λｒの再生光で再生したときの再生信号として好適な変調度が得られるようにする。
【選択図】図８
【解決手段】記録媒体表面に平行に形成された干渉縞が、集光された光の照射部分において消去又は変化されることで情報が記録され、また集光された光の照射に対する反射光によって情報が再生される記録層を備える記録媒体において、その干渉縞を、λｒ／２Ｎよりも広いピッチとする。但し、λｒは再生時に上記記録層に照射される再生光の波長、Ｎは上記記録層の平均屈折率である。例えば初期化の際に、再生光波長λｒよりも長波長である波長λｆの平面波の初期化光を用いて干渉縞を形成する。これにより波長λｒの再生光で再生したときの再生信号として好適な変調度が得られるようにする。
【選択図】図８
Description
本発明は、記録媒体表面に平行に形成された干渉縞が、集光された光の照射部分において消去又は変化されることで情報が記録され、また集光された光の照射に対する反射光によって情報が再生される記録層を備えた記録媒体、及びその初期化方法、初期化装置、再生方法に関する。
R.R. Mcleod , A.J.Daiber , T.Honda , M.E.McDonald , T.L.Robertson , T.Slagle , S.L.Sochava , and L.Hesselink "Three-dimensional optical disk data storage via the localized alteration of a format hologram," Appl. Opt., Vol. 47,(2008) pp2696-2707
Kimihiro Saito and Seiji Kobayashi "Analysis of Micro-Reflector 3-D optical disc recording" Proceedings of SPIE , Vol.6282,628213 (2007)
ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））のような光ディスクシステムは、顕微鏡の対物レンズのように非接触でディスクの片面に形成された微少な反射率変化を読み取っている。よく知られているようにディスク上の光スポットの大きさはおよそ λ／ＮＡ（λ：照明光の波長、ＮＡ：開口数）で与えられ、解像度もこの値に比例する。例えばＢＤでは、直径１２ｃｍのディスクでおよそ２５ＧＢの容量を実現している。
また、記録層を複数重ねて１枚のディスクの容量を上げることも知られている。
また、記録層を複数重ねて１枚のディスクの容量を上げることも知られている。
一方、定在波を記録する方式も提案されている。
照射された光強度によって屈折率が変化する光ディスク等の記録媒体中に、一旦光を集光し、その後、記録媒体の裏面に設けられた反射装置を用いてもう一度逆方向から光を同一焦点位置に集光する。これにより光スポットサイズの小さなホログラムを形成することにより、情報を記録する。
再生時には、同じようにディスク表面から照射した光の反射光を読み取ることにより情報を判別する。また、光記録媒体中に層状に情報を記録することで多層記録を行うことも可能である。
しかしながらこの方式では、光ディスク等の記録媒体の上面側と下面側の両面に光学系を配置する必要があり、光学系全体あるいはドライブシステムが大きく複雑になるという問題点があった。
照射された光強度によって屈折率が変化する光ディスク等の記録媒体中に、一旦光を集光し、その後、記録媒体の裏面に設けられた反射装置を用いてもう一度逆方向から光を同一焦点位置に集光する。これにより光スポットサイズの小さなホログラムを形成することにより、情報を記録する。
再生時には、同じようにディスク表面から照射した光の反射光を読み取ることにより情報を判別する。また、光記録媒体中に層状に情報を記録することで多層記録を行うことも可能である。
しかしながらこの方式では、光ディスク等の記録媒体の上面側と下面側の両面に光学系を配置する必要があり、光学系全体あるいはドライブシステムが大きく複雑になるという問題点があった。
また、上記非特許文献１では、一旦、光ディスク中全面に干渉縞を記録しておき（プリフォーマット）、マークの記録はその干渉縞に一部分を消去／変化させる事で行う方法が提案されている。
この非特許文献１に記載されたような干渉縞を消去又は変化させてマーク記録を行う方式は、記録再生用のピックアップにディスク両面の光路を配置する必要がなくなる点で有用である。
しかしながら、この方式において、干渉縞と再生光の関係で常に良好な再生信号が得られるわけではない。
そこで本発明では記録媒体に形成された干渉縞を消去又は変化させてマーク記録を行う方式において、十分な変調度の良好な再生信号が得られるようにすることを目的とする。
しかしながら、この方式において、干渉縞と再生光の関係で常に良好な再生信号が得られるわけではない。
そこで本発明では記録媒体に形成された干渉縞を消去又は変化させてマーク記録を行う方式において、十分な変調度の良好な再生信号が得られるようにすることを目的とする。
本発明の初期化方法は、記録媒体表面に平行に形成された干渉縞が、集光された光の照射部分において消去又は変化されることで情報が記録され、また集光された光の照射に対する反射光によって情報が再生される記録層を備える記録媒体を形成するために、上記記録層に干渉縞を形成する初期化方法である。そして、上記記録媒体の上記記録層に対して、一方の面と他方の面の両側から波長λｆの平面波の初期化光を照射して干渉縞を形成する際に、干渉縞を、λｒ／２Ｎよりも広いピッチで形成する。なお、λｒは再生時に上記記録層に照射される再生光の波長、Ｎは上記記録層の平均屈折率である。
この場合、上記初期化光の波長λｆを、λｆ＞λｒとすることで、形成される干渉縞のピッチをλｒ／２Ｎよりも広いピッチとすることができる。特にλｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内とされることが適切である。
或いは、上記初期化光の波長λｆを、λｆ≧λｒとし、上記一方の面から照射する初期化光の上記記録層への入射角度と、上記他方の面から照射する初期化光の上記記録層への入射角度を異なる角度とすることで、形成される干渉縞のピッチをλｒ／２Ｎよりも広いピッチとすることができる。
この場合、上記初期化光の波長λｆを、λｆ＞λｒとすることで、形成される干渉縞のピッチをλｒ／２Ｎよりも広いピッチとすることができる。特にλｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内とされることが適切である。
或いは、上記初期化光の波長λｆを、λｆ≧λｒとし、上記一方の面から照射する初期化光の上記記録層への入射角度と、上記他方の面から照射する初期化光の上記記録層への入射角度を異なる角度とすることで、形成される干渉縞のピッチをλｒ／２Ｎよりも広いピッチとすることができる。
本発明の初期化装置は、記録媒体表面に平行に形成された干渉縞が、集光された光の照射部分において消去又は変化されることで情報が記録され、また集光された光の照射に対する反射光によって情報が再生される記録層を備える記録媒体を形成するために、上記記録層に干渉縞を形成する初期化装置である。そして、波長λｆの平面波の初期化光を、上記記録媒体の上記記録層に対して一方の面から照射する第１の照射光学系と、波長λｆの平面波の初期化光を、上記記録媒体の上記記録層に対して他方の面から照射する第２の照射光学系とを備える。ここで、再生時に上記記録層に照射される再生光の波長をλｒとしたとき、上記初期化光の波長λｆは、λｆ＞λｒであって、λｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内である。
また本発明の初期化装置は、波長λｆの平面波の初期化光を、上記記録媒体の上記記録層に対して一方の面から第１の入射角度で照射する第１の照射光学系と、波長λｆの平面波の初期化光を、上記記録媒体の上記記録層に対して他方の面から上記第１の入射角度とは異なる第２の入射角度で照射する第２の照射光学系とを備える。但しこの場合、再生時に上記記録層に照射される再生光の波長をλｒとしたとき、上記初期化光の波長λｆは、λｆ≧λｒである。
本発明の記録媒体は、記録媒体表面に平行に形成された干渉縞が、集光された光の照射部分において消去又は変化されることで情報が記録され、また集光された光の照射に対する反射光によって情報が再生される記録層を備え、上記干渉縞のピッチが、上記記録層に照射される再生光の波長をλｒ、上記記録層の平均屈折率をＮとしたときの、λｒ／２Ｎよりも広いピッチとされている。特に上記干渉縞のピッチは、（λｒ・１．００５）／２Ｎから（λｒ・１．０９）／２Ｎの範囲内である。
本発明の再生方法は、記録媒体表面に平行に形成された干渉縞が、集光された光の照射部分において消去又は変化されることで情報が記録され、また集光された光の照射に対する反射光によって情報が再生される記録層を備えた記録媒体に対し、上記干渉縞のピッチをλｆ／２Ｎとあらわしたときに、λｆ＞λｒとなる波長λｒの再生光を上記記録層に照射して、その反射光から情報を再生する再生方法である。但し、λｆは、上記記録媒体の記録層に干渉縞を形成する初期化の際に、上記記録層に対して、一方の面と他方の面の両側から平面波の初期化光を照射してピッチがλｆ／２Ｎの干渉縞を形成したとする場合の上記初期化光の波長であり、Ｎは上記記録層の平均屈折率である。特に、上記記録層に、λｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内となる波長λｒの再生光を照射して、その反射光から情報を再生する。
これらの本発明は、記録媒体の記録層に形成する干渉縞を、λｒ／２Ｎよりも広いピッチとする。
記録媒体の上下両面から波長λｆの平面波の初期化光を照射して干渉縞を形成する場合、その干渉縞のピッチはλｆ／２Ｎとなる。記録時には、この干渉縞が、集光された光により消去又は変化されてマークが形成される。マーク部分は屈折率の異なる領域として形成される。
ここで、仮に再生光の波長λｒをλｒ＝λｆとして再生を行うと、最適な再生信号が得られない。
ところが、干渉縞のピッチをλｆ／２Ｎを、λｒ／２Ｎよりも広いピッチとすると、波長λｒの再生光で再生したときに十分な変調度の再生信号が得られる。
この干渉縞のピッチを得るためには、初期化光の波長λｆを、λｆ＞λｒとすればよい。或いは、λｆ＝λｒであっても、初期化時に上下両面から照射する初期化光の入射角度を異なるようにすればよい。
再生装置側からみれば、干渉縞のピッチをλｆ／２Ｎとあらわしたときに、λｆ＞λｒとなる波長λｒの再生光を用いればよいことになる。
記録媒体の上下両面から波長λｆの平面波の初期化光を照射して干渉縞を形成する場合、その干渉縞のピッチはλｆ／２Ｎとなる。記録時には、この干渉縞が、集光された光により消去又は変化されてマークが形成される。マーク部分は屈折率の異なる領域として形成される。
ここで、仮に再生光の波長λｒをλｒ＝λｆとして再生を行うと、最適な再生信号が得られない。
ところが、干渉縞のピッチをλｆ／２Ｎを、λｒ／２Ｎよりも広いピッチとすると、波長λｒの再生光で再生したときに十分な変調度の再生信号が得られる。
この干渉縞のピッチを得るためには、初期化光の波長λｆを、λｆ＞λｒとすればよい。或いは、λｆ＝λｒであっても、初期化時に上下両面から照射する初期化光の入射角度を異なるようにすればよい。
再生装置側からみれば、干渉縞のピッチをλｆ／２Ｎとあらわしたときに、λｆ＞λｒとなる波長λｒの再生光を用いればよいことになる。
本発明によれば、干渉縞を消去又は変化させてマーク記録を行う方式において、再生時に適切な変調度の再生信号が得られるようにすることができる。
以下、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。
＜１．初期化及び記録＞
＜２．記録再生装置＞
＜３．初期化波長、干渉縞ピッチ、再生波長の関係＞
＜４．他の初期化装置例＞
＜１．初期化及び記録＞
＜２．記録再生装置＞
＜３．初期化波長、干渉縞ピッチ、再生波長の関係＞
＜４．他の初期化装置例＞
＜１．初期化及び記録＞
本発明の実施の形態は、ホログラムディスクとしての記録媒体に対して、初期化処理（プリフォーマット）として干渉縞を形成しておく。
情報の記録時には、初期化の済んだホログラムディスクに対して、片面側から光を集光して照射することにより、干渉縞を消去又は変化させてマーク記録を行う。
本発明の実施の形態は、ホログラムディスクとしての記録媒体に対して、初期化処理（プリフォーマット）として干渉縞を形成しておく。
情報の記録時には、初期化の済んだホログラムディスクに対して、片面側から光を集光して照射することにより、干渉縞を消去又は変化させてマーク記録を行う。
まず初期化処理を行うための実施の形態の初期化装置１０の構成例を図１で説明する。
図１においてホログラムディスク１００は、例えば所定の厚みを持ったディスク型の記録媒体とされている。ホログラムディスク１００の厚み方向の所定の範囲が体積型の記録層とされている。例えばホログラムディスク１００は後述の図５に示す構造とされて、記録層１０３を備える。
図１においてホログラムディスク１００は、例えば所定の厚みを持ったディスク型の記録媒体とされている。ホログラムディスク１００の厚み方向の所定の範囲が体積型の記録層とされている。例えばホログラムディスク１００は後述の図５に示す構造とされて、記録層１０３を備える。
レーザ光源１は、波長λｆの初期化光を出力する。本実施の形態の場合、初期化光の波長λｆとして、再生光との関係で適切な波長が設定される。これについては後述する。
この初期化光は、レンズ２，３によるエキスパンダにより光径が拡大される。エキスパンダを構成するレンズ２，３の焦点面位置には空間フィルタ４が配置されている。
さらに初期化光は、レンズ５，６により光径が拡大される。そしてレンズ６から得られる平面波の平行光がホログラムディスク１００の一方の面側から一様に照射される。
さらに、この平面波の初期化光は、ホログラムディスク１００を通過した後、ミラー７で反射される。これによって、ホログラムディスク１００の他方の面（反対面）側からも同時に平面波が照射される構成とされている。
従ってこの初期化装置１０は、波長λｆの平面波の初期化光を、ホログラムディスク１００の記録層に対して一方の面から垂直に照射する第１の照射光学系（レーザ光源１からレンズ６）と、波長λｆの平面波の初期化光を、ホログラムディスク１００の記録層に対して他方の面から照射する第２の照射光学系（レーザ光源１からミラー７）とを備える。
なお、この初期化装置１０の構成は一例であり、他の構成もあり得る。例えば第２の照射光学系を第１の照射光学系とは独立した光路で形成することもできる。
この初期化光は、レンズ２，３によるエキスパンダにより光径が拡大される。エキスパンダを構成するレンズ２，３の焦点面位置には空間フィルタ４が配置されている。
さらに初期化光は、レンズ５，６により光径が拡大される。そしてレンズ６から得られる平面波の平行光がホログラムディスク１００の一方の面側から一様に照射される。
さらに、この平面波の初期化光は、ホログラムディスク１００を通過した後、ミラー７で反射される。これによって、ホログラムディスク１００の他方の面（反対面）側からも同時に平面波が照射される構成とされている。
従ってこの初期化装置１０は、波長λｆの平面波の初期化光を、ホログラムディスク１００の記録層に対して一方の面から垂直に照射する第１の照射光学系（レーザ光源１からレンズ６）と、波長λｆの平面波の初期化光を、ホログラムディスク１００の記録層に対して他方の面から照射する第２の照射光学系（レーザ光源１からミラー７）とを備える。
なお、この初期化装置１０の構成は一例であり、他の構成もあり得る。例えば第２の照射光学系を第１の照射光学系とは独立した光路で形成することもできる。
このような初期化装置１０によるプリフォーマット動作を図２に示す。
図２（ａ）は、例えば上記のような初期化装置１０により、ホログラムディスク１００の一方の面及び他方の面から、波長λｆの平面波の初期化光が一様に照射されている様子を模式的に示している。
このようにホログラムディスク１００の上下から波長λｆの平面波を入射することで、ホログラムディスク１００の記録層として、図２（ｂ）のようにピッチλｆ／２Ｎの平面状の干渉縞を一様に形成する。なおＮは記録媒体材料の屈折率である。
即ち、ホログラムディスク１００の内部に、記録層として、厚み方向に屈折率分布が変化するグレーティングが形成される。ベースとなる屈折率をＮ、屈折率変化分をΔＮとする。
図２（ａ）は、例えば上記のような初期化装置１０により、ホログラムディスク１００の一方の面及び他方の面から、波長λｆの平面波の初期化光が一様に照射されている様子を模式的に示している。
このようにホログラムディスク１００の上下から波長λｆの平面波を入射することで、ホログラムディスク１００の記録層として、図２（ｂ）のようにピッチλｆ／２Ｎの平面状の干渉縞を一様に形成する。なおＮは記録媒体材料の屈折率である。
即ち、ホログラムディスク１００の内部に、記録層として、厚み方向に屈折率分布が変化するグレーティングが形成される。ベースとなる屈折率をＮ、屈折率変化分をΔＮとする。
記録時には、このように干渉縞が形成されたホログラムディスク１００に対して、片面から集光した光を照射することによりマークを形成する。例えばＢＤ等の光ディスク用のピックアップなどを用いることができる。
図３（ａ）はホログラムディスク１００の深さ方向（＝厚み方向）に一様に干渉縞が形成された記録層を示している。
ある深さ位置に合焦するように記録光を集光して照射することで、その部分で干渉縞が消失又は変化して、図示のようにマークが形成される。
一点鎖線で示す断面で屈折率分布を示すと図３（ｂ）のようになる。
即ち初期化状態の一様なグレーティングの状態では、深さ方向にみて、屈折率がＮからＮ＋ΔＮの範囲で変動しているが、マークが形成された部分は、連続して屈折率がＮ＋ΔＮとなっている。このように屈折率変化が異なる部分が生じることで、当該箇所が再生可能なマークとなる。
再生時には、再生光を、このマーク列が形成された深さ位置に合わせてフォーカスし、照射していく。すると、マーク部分（干渉縞消失部分）と、干渉縞が残っている部分での屈折率の違いによって、再生光の反射光を検出した際に、マーク列に応じた再生信号が得られる。
図３（ａ）はホログラムディスク１００の深さ方向（＝厚み方向）に一様に干渉縞が形成された記録層を示している。
ある深さ位置に合焦するように記録光を集光して照射することで、その部分で干渉縞が消失又は変化して、図示のようにマークが形成される。
一点鎖線で示す断面で屈折率分布を示すと図３（ｂ）のようになる。
即ち初期化状態の一様なグレーティングの状態では、深さ方向にみて、屈折率がＮからＮ＋ΔＮの範囲で変動しているが、マークが形成された部分は、連続して屈折率がＮ＋ΔＮとなっている。このように屈折率変化が異なる部分が生じることで、当該箇所が再生可能なマークとなる。
再生時には、再生光を、このマーク列が形成された深さ位置に合わせてフォーカスし、照射していく。すると、マーク部分（干渉縞消失部分）と、干渉縞が残っている部分での屈折率の違いによって、再生光の反射光を検出した際に、マーク列に応じた再生信号が得られる。
なお、図３（ａ）では、或る深さ位置にマークが並ぶように形成された例を示しているが、記録光のフォーカス位置を深さ方向に変化させることで、他の深さ位置にもマーク列を形成していくことができる。
即ち、干渉縞が形成された記録層内には、記録光のフォーカス位置制御によって、多層的にマーク列を形成していくことも可能である。
当然再生時にも、再生光のフォーカス位置を、再生目的にマーク列にあわせて制御すれば、目的の層の情報を再生できる。
即ち、干渉縞が形成された記録層内には、記録光のフォーカス位置制御によって、多層的にマーク列を形成していくことも可能である。
当然再生時にも、再生光のフォーカス位置を、再生目的にマーク列にあわせて制御すれば、目的の層の情報を再生できる。
＜２．記録再生装置＞
初期化されたホログラムディスク１００に対して記録再生を行う実施の形態の記録再生装置の構成を図４，図５で説明する。
図４に実施の形態の記録再生装置６０の全体構成を示す。この記録再生装置６０は、初期化済みのホログラムディスク１００に対し、一般のユーザが家庭等において情報を記録し、また当該ホログラムディスク１００から情報を再生する際に利用されることが想定されている。
初期化されたホログラムディスク１００に対して記録再生を行う実施の形態の記録再生装置の構成を図４，図５で説明する。
図４に実施の形態の記録再生装置６０の全体構成を示す。この記録再生装置６０は、初期化済みのホログラムディスク１００に対し、一般のユーザが家庭等において情報を記録し、また当該ホログラムディスク１００から情報を再生する際に利用されることが想定されている。
図４に示すように、記録再生装置６０は制御部６１、駆動制御部６２、信号処理部６３、スピンドルモータ６４、スレッドモータ６５、光ピックアップ６６を備える。
制御部６１は、記録再生装置６０の全体を統括制御する。
この制御部６１は、図示しないＣＰＵを中心に構成されており、図示しないＲＯＭから基本プログラムや情報記録プログラム等の各種プログラムを読み出し、これらを図示しないＲＡＭに展開することにより、情報記録処理等の各種処理を実行する。
この制御部６１は、図示しないＣＰＵを中心に構成されており、図示しないＲＯＭから基本プログラムや情報記録プログラム等の各種プログラムを読み出し、これらを図示しないＲＡＭに展開することにより、情報記録処理等の各種処理を実行する。
駆動制御部６２は、供給される信号に対する処理や、後述するアクチュエータに供給すべき供給信号の生成等を行う。
また駆動制御部６２は、各種の駆動制御処理を実行する。
信号処理部６３は、符号化処理や復号化処理、或いは変調処理や復調処理等の種々の信号処理を行う。
また駆動制御部６２は、各種の駆動制御処理を実行する。
信号処理部６３は、符号化処理や復号化処理、或いは変調処理や復調処理等の種々の信号処理を行う。
スピンドルモータ６４は、駆動制御部６２の制御に基づきホログラムディスク１００を回転駆動する。
光ピックアップ６６は、駆動制御部６２から供給される記録信号に基づいてレーザ出力を行い、ホログラムディスク１００に対して記録を行う。また再生時にはレーザ光のホログラムディスク１００からの反射光情報を検出する。
光ピックアップ６６は、スレッドモータ６５によって移動軸６５上でスライド移動される。即ち光ピックアップ６６は、ホログラムディスク１００の半径方向に移動可能とされる。
光ピックアップ６６は、駆動制御部６２から供給される記録信号に基づいてレーザ出力を行い、ホログラムディスク１００に対して記録を行う。また再生時にはレーザ光のホログラムディスク１００からの反射光情報を検出する。
光ピックアップ６６は、スレッドモータ６５によって移動軸６５上でスライド移動される。即ち光ピックアップ６６は、ホログラムディスク１００の半径方向に移動可能とされる。
また光ピックアップ６６は、駆動制御部６２の制御に基づいてフォーカス制御及びトラッキング制御等の位置制御を行うことにより、レーザ光を所望の位置に集光し得るように構成されている。
なおフォーカス方向とは、ホログラムディスク１００に対し近接又は離隔する方向を表し、トラッキング方向とはホログラムディスク１００の径方向（すなわち内周側又は外周側へ向かう方向）を表している。
なおフォーカス方向とは、ホログラムディスク１００に対し近接又は離隔する方向を表し、トラッキング方向とはホログラムディスク１００の径方向（すなわち内周側又は外周側へ向かう方向）を表している。
記録時には、例えば制御部６１は、ホログラムディスク１００が装填された状態で、図示しない外部機器等から情報記録命令、記録すべき情報及び当該情報を記録すべきアドレスを受け付けると、情報記録プログラム等に従い駆動命令を駆動制御部６２へ供給する。
駆動制御部６２は、駆動命令に従ってスピンドルモータ６４を駆動制御することにより、ホログラムディスク１００を例えば線速度一定とするよう回転させる。また駆動制御部６２は、駆動命令に従ってスレッドモータ６５を駆動制御することにより、光ピックアップ６６を移動軸６５に沿って移動させる。
信号処理部６３は、記録すべき情報に対して所定の符号化処理や変調処理等を施すことにより、例えば値「０」及び「１」の符号で表される記録信号を生成する。駆動制御部６２は、信号処理部６３から供給される記録信号を基にレーザ駆動信号を生成し、これを光ピックアップ６６へ供給する。
光ピックアップ６６は、後述するフォーカス制御及びトラッキング制御を行いながら、ホログラムディスク１００の一面側から記録信号に基づいた光ビームを照射し、記録信号に基づいたマーク列を形成していくことで情報を記録する。
駆動制御部６２は、駆動命令に従ってスピンドルモータ６４を駆動制御することにより、ホログラムディスク１００を例えば線速度一定とするよう回転させる。また駆動制御部６２は、駆動命令に従ってスレッドモータ６５を駆動制御することにより、光ピックアップ６６を移動軸６５に沿って移動させる。
信号処理部６３は、記録すべき情報に対して所定の符号化処理や変調処理等を施すことにより、例えば値「０」及び「１」の符号で表される記録信号を生成する。駆動制御部６２は、信号処理部６３から供給される記録信号を基にレーザ駆動信号を生成し、これを光ピックアップ６６へ供給する。
光ピックアップ６６は、後述するフォーカス制御及びトラッキング制御を行いながら、ホログラムディスク１００の一面側から記録信号に基づいた光ビームを照射し、記録信号に基づいたマーク列を形成していくことで情報を記録する。
再生時には、例えば制御部６１は、ホログラムディスク１００が装填された状態で、図示しない外部機器等から情報再生命令、再生すべきアドレスを受け付けると、情報再生プログラム等に従い駆動命令を駆動制御部６２へ供給する。
駆動制御部６２は、駆動命令に従ってスピンドルモータ６４を駆動制御することにより、ホログラムディスク１００を例えば線速度一定とするよう回転させる。また駆動制御部６２は、駆動命令に従ってスレッドモータ６５を駆動制御することにより、光ピックアップ６６を移動軸６５に沿って移動させる。
また駆動制御部６２は光ピックアップ６６に、フォーカス制御及びトラッキング制御を行いながら、ホログラムディスク１００の一面側から光ビームを照射させる。この反射光の検出情報は信号処理部６３に供給されて２値化処理、デコード処理、エラー訂正処理等が行われ、ホログラムディスク１００に記録されていたデータが再生される。
駆動制御部６２は、駆動命令に従ってスピンドルモータ６４を駆動制御することにより、ホログラムディスク１００を例えば線速度一定とするよう回転させる。また駆動制御部６２は、駆動命令に従ってスレッドモータ６５を駆動制御することにより、光ピックアップ６６を移動軸６５に沿って移動させる。
また駆動制御部６２は光ピックアップ６６に、フォーカス制御及びトラッキング制御を行いながら、ホログラムディスク１００の一面側から光ビームを照射させる。この反射光の検出情報は信号処理部６３に供給されて２値化処理、デコード処理、エラー訂正処理等が行われ、ホログラムディスク１００に記録されていたデータが再生される。
このように記録再生装置６０は、フォーカス制御及びトラッキング制御等の位置制御を行いながら、初期化済みのホログラムディスク１００に対して情報を記録し、また情報が記録されたホログラムディスク１００から情報を再生するように構成されている。
光ピックアップ６６の構成について説明する。光ピックアップ６６は、図５に模式的に示すように、ホログラムディスク１００の一方の面から光ビーム（記録再生光）を照射する。
なお、ホログラムディスク１００は、上述した初期化処理により干渉縞が一様に形成された記録層１０３を有する。
またここでは、ホログラムディスク１００として、サーボ制御の基準を得るための基準面１０２が形成されている構造を例に挙げている。基準面１０２はフォーカスサーボ基準面となると共に、トラッキングガイドとしてのスパイラル状又は同心円状のグルーブ（又はピット列）が形成されている。
またここでは、ホログラムディスク１００として、サーボ制御の基準を得るための基準面１０２が形成されている構造を例に挙げている。基準面１０２はフォーカスサーボ基準面となると共に、トラッキングガイドとしてのスパイラル状又は同心円状のグルーブ（又はピット列）が形成されている。
光ピックアップ６６は、大きく分けてサーボ光学系７０及び記録再生光学系８０により構成されている。
サーボ光学系７０は、ホログラムディスク１００に対してサーボ光Ｌ１を照射し、またホログラムディスク１００により当該サーボ光Ｌ１が反射されて得られる反射サーボ光Ｌ２を受光する構成とされている。
サーボ光学系７０は、ホログラムディスク１００に対してサーボ光Ｌ１を照射し、またホログラムディスク１００により当該サーボ光Ｌ１が反射されて得られる反射サーボ光Ｌ２を受光する構成とされている。
サーボ光学系７０のサーボ用レーザ２１は、例えば半導体レーザでなる。サーボ用レーザ２１は、図４の制御部６１の制御に基づいて発散光でなる所定光量のサーボ光Ｌ１を出射する。サーボ光Ｌ１はコリメータレンズ２２で発散光から平行光に変換されてビームスプリッタ２３へ入射される。
ビームスプリッタ２３は、光ビームの波長により反射率が異なる波長選択性（ダイクロイック性）を有しており、例えば波長＝λｓのサーボ光をほぼ１００％の割合で反射する。なお、後述する記録再生用レーザ８１が出力する記録再生光Ｌ１１は、波長λｒとすると、ビームスプリッタ２３は波長λｒの光はほぼ１００％の割合で透過するものとされている。
サーボ光Ｌ１の波長λｓは、記録再生光Ｌ１１の波長λｒより長波長とされる。一例として、サーボ光Ｌ１の波長λｓ＝６５０ｎｍ、記録再生光Ｌ１１の波長λｒ＝４０５ｎｍなどとされる。
ビームスプリッタ２３は、光ビームの波長により反射率が異なる波長選択性（ダイクロイック性）を有しており、例えば波長＝λｓのサーボ光をほぼ１００％の割合で反射する。なお、後述する記録再生用レーザ８１が出力する記録再生光Ｌ１１は、波長λｒとすると、ビームスプリッタ２３は波長λｒの光はほぼ１００％の割合で透過するものとされている。
サーボ光Ｌ１の波長λｓは、記録再生光Ｌ１１の波長λｒより長波長とされる。一例として、サーボ光Ｌ１の波長λｓ＝６５０ｎｍ、記録再生光Ｌ１１の波長λｒ＝４０５ｎｍなどとされる。
ビームスプリッタ２３で反射されたサーボ光Ｌ１は、次のビームスプリッタ２４へ入射する。ビームスプリッタ２４は、サーボ光Ｌ１を約５０％の割合で透過すると共にその残りを反射する。
ビームスプリッタ２４を透過したサーボ光Ｌ１は対物レンズ２５によって集光され、ホログラムディスク１００の一方の面に照射される。このときサーボ光Ｌ１は、ホログラムディスク１００の基準面１０２に合焦され、この基準面１０２で反射される。
基準面１０２で反射された反射サーボ光Ｌ２は、サーボ光Ｌ１が収束光であったために発散光となり、対物レンズ２５により平行光に変換され、ビームスプリッタ２４へ入射される。そしてビームスプリッタ２４により約５０％の割合で反射され、集光レンズ２６へ入射される。
集光レンズ２６は、反射サーボ光Ｌ２を収束させ、フォトディテクタ２７へ照射する。
フォトディテクタ２７には、例えば非点収差方式でのフォーカスエラー信号や、プッシュプル方式でのトラッキングエラー信号などを得るために必要な検出領域を有し、それらの検出領域の光電変換信号をサーボ制御回路２９に供給する。
ビームスプリッタ２４を透過したサーボ光Ｌ１は対物レンズ２５によって集光され、ホログラムディスク１００の一方の面に照射される。このときサーボ光Ｌ１は、ホログラムディスク１００の基準面１０２に合焦され、この基準面１０２で反射される。
基準面１０２で反射された反射サーボ光Ｌ２は、サーボ光Ｌ１が収束光であったために発散光となり、対物レンズ２５により平行光に変換され、ビームスプリッタ２４へ入射される。そしてビームスプリッタ２４により約５０％の割合で反射され、集光レンズ２６へ入射される。
集光レンズ２６は、反射サーボ光Ｌ２を収束させ、フォトディテクタ２７へ照射する。
フォトディテクタ２７には、例えば非点収差方式でのフォーカスエラー信号や、プッシュプル方式でのトラッキングエラー信号などを得るために必要な検出領域を有し、それらの検出領域の光電変換信号をサーボ制御回路２９に供給する。
サーボ制御回路２９は、フォトディテクタ２７からの光電変換信号を用いてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を生成し、これらに基づいてアクチュエータ２８にフォーカスサーボ駆動信号、トラッキングサーボ駆動信号を供給する。
アクチュエータ２８は、対物レンズ２５を保持するレンズホルダ（図示せず）と光ピックアップ１６との間に設けられており、フォーカス駆動信号に基づき、対物レンズ２５をフォーカス方向へ駆動する。
またアクチュエータ２８は、トラッキング駆動信号に従い対物レンズ２５をトラッキング方向へ駆動する。
これによりサーボ光Ｌ１がホログラムディスク１００の基準面１０２におけるグルーブ（基準目標トラック）に合焦するよう、対物レンズ２５がフィードバック制御される。
またアクチュエータ２８は、トラッキング駆動信号に従い対物レンズ２５をトラッキング方向へ駆動する。
これによりサーボ光Ｌ１がホログラムディスク１００の基準面１０２におけるグルーブ（基準目標トラック）に合焦するよう、対物レンズ２５がフィードバック制御される。
なお、基準面１０２におけるグルーブがアドレス情報に基づいてウォブリングされていたり、或いはピット列等としてアドレス情報が記録されている場合、サーボ制御回路２９は、反射サーボ光Ｌ２の検出情報からアドレス情報を抽出し、図４の制御部６１等に供給することができる。例えば記録時には、このアドレス情報を用いて記録動作を実行制御可能となる。
なお、再生時には、この基準面１０２からのアドレス情報だけでなく、記録層１０３に形成されたマーク列から記録データとともに読み出されるアドレス情報も制御に用いることができる。
なお、再生時には、この基準面１０２からのアドレス情報だけでなく、記録層１０３に形成されたマーク列から記録データとともに読み出されるアドレス情報も制御に用いることができる。
記録再生光学系８０は、記録再生光Ｌ１１をホログラムディスク１００の一方の面に照射し、また反射記録再生光Ｌ１２を検出する構成とされている。
記録再生光学系８０の記録再生用レーザ８１は、例えば半導体レーザでなり、波長λｒのレーザ光を出射する。ホログラムディスク１００に情報を記録する場合、記録再生用レーザ８１は、制御部６１（図４）の制御に基づき、発散光でなる記録再生光Ｌ１１を比較的高い強度で出射し、コリメータレンズ８２へ入射させる。
記録再生光学系８０の記録再生用レーザ８１は、例えば半導体レーザでなり、波長λｒのレーザ光を出射する。ホログラムディスク１００に情報を記録する場合、記録再生用レーザ８１は、制御部６１（図４）の制御に基づき、発散光でなる記録再生光Ｌ１１を比較的高い強度で出射し、コリメータレンズ８２へ入射させる。
コリメータレンズ８２は、記録再生光Ｌ１１を発散光から平行光に変換し、ビームスプリッタ８３へ入射させる。ビームスプリッタ８３は、記録再生光Ｌ１１を所定の割合で透過し、リレーレンズ８４へ入射させる。
リレーレンズ８４は、可動レンズ８４Ａにより記録再生光Ｌ１１を平行光から収束光又は発散光に変換し、さらに固定レンズ８４Ｂにより当該記録再生光Ｌ１１の収束状態を変化させて、ビームスプリッタ２３へ入射させる。
リレーレンズ８４は、可動レンズ８４Ａにより記録再生光Ｌ１１を平行光から収束光又は発散光に変換し、さらに固定レンズ８４Ｂにより当該記録再生光Ｌ１１の収束状態を変化させて、ビームスプリッタ２３へ入射させる。
ビームスプリッタ２３は、上述のように波長λｒの記録再生光Ｌ１１を透過し、ビームスプリッタ２４へ入射させる。ビームスプリッタ２４は、記録再生光Ｌ１１を所定の割合で透過し、対物レンズ２５へ入射させる。対物レンズ２５は、記録再生光Ｌ１１を集光し、ホログラムディスク１００へ照射する。
ここで記録再生光Ｌ１１の焦点位置は、リレーレンズ８４の固定レンズ８４Ｂから出射される際の収束状態により定められることになる。すなわち記録再生光Ｌ１１の焦点は、制御部６１の制御の下で、可動レンズ８４Ａの位置に応じて記録層１０３内の或る深さ位置となる。
つまりサーボ光Ｌ１が基準面１０２に合焦するように対物レンズ２５がフォーカス制御されている状態において、サーボ光Ｌ１よりも所定のオフセット分だけホログラムディスク１００の深さ方向の位置に、記録再生光Ｌ１１が合焦される。
従って、可動レンズ８４Ａの制御により、記録再生光Ｌ１１は、記録層１０３内の任意の深さ位置にフォーカス制御できることとなる。
つまりサーボ光Ｌ１が基準面１０２に合焦するように対物レンズ２５がフォーカス制御されている状態において、サーボ光Ｌ１よりも所定のオフセット分だけホログラムディスク１００の深さ方向の位置に、記録再生光Ｌ１１が合焦される。
従って、可動レンズ８４Ａの制御により、記録再生光Ｌ１１は、記録層１０３内の任意の深さ位置にフォーカス制御できることとなる。
記録時においては、記録層１０３内の或る深さ位置に記録再生光Ｌ１１が合焦されることで、マーク記録が行われる。即ち記録再生光Ｌ１１の光エネルギー及び熱エネルギー等が焦点位置に収束されることで、その焦点位置近傍において干渉縞が熱的若しくは光化学反応的に破壊又は変化され、局所的にホログラムとしての性質を失った記録マークが形成される。
従って、記録再生装置６０は、記録すべき情報に対して信号処理部６３により所定の変調処理等を施した記録信号に基づいて変調された記録再生光Ｌ１１が出力することで、記録信号に基づいたマーク列を形成することができる。
なお、未だマーク列が形成されていない記録時においては、先に述べた反射サーボ光Ｌ２によるトラッキング制御が行われる。従って、記録層１０３の或る深さ位置に形成されるマーク列は、平面的に見れば、基準面１０２に形成されたスパイラル状又は同心円状のグルーブ（又はピット列）に沿った、スパイラル状又は同心円状とすることができる。
従って、記録再生装置６０は、記録すべき情報に対して信号処理部６３により所定の変調処理等を施した記録信号に基づいて変調された記録再生光Ｌ１１が出力することで、記録信号に基づいたマーク列を形成することができる。
なお、未だマーク列が形成されていない記録時においては、先に述べた反射サーボ光Ｌ２によるトラッキング制御が行われる。従って、記録層１０３の或る深さ位置に形成されるマーク列は、平面的に見れば、基準面１０２に形成されたスパイラル状又は同心円状のグルーブ（又はピット列）に沿った、スパイラル状又は同心円状とすることができる。
また、上記のように記録再生光Ｌ１１の合焦位置は可動レンズ８４Ａにより制御できる。従って、合焦位置となる深さ位置を変化させていくことで、記録層１０３内に深さ位置の異なるマーク列を形成できる。つまり多層的なマーク記録も可能である。図５では、記録層１０３において、基準面１０２に近い位置にマーク列が形成された後に、第２層目としてのマーク列を記録している状態を模式的に示している。
一方、ホログラムディスク１００から情報を再生する場合、制御部６１は、記録再生用レーザ８１から記録再生光Ｌ１１を比較的低い強度で出射させる。
また可動レンズ８４Ａの制御により、記録再生光Ｌ１１の合焦位置を、再生目的とする所定のマーク列の層に相当する深さ位置とする。
これにより記録再生光Ｌ１１は、再生目的のマーク列形成部分に照射される。このときマーク列からの反射光は、マーク有無に応じた反射光成分を有する反射記録再生光Ｌ１２が得られる。
また可動レンズ８４Ａの制御により、記録再生光Ｌ１１の合焦位置を、再生目的とする所定のマーク列の層に相当する深さ位置とする。
これにより記録再生光Ｌ１１は、再生目的のマーク列形成部分に照射される。このときマーク列からの反射光は、マーク有無に応じた反射光成分を有する反射記録再生光Ｌ１２が得られる。
反射記録再生光Ｌ１２は、記録再生光Ｌ１１の光路を反対方向へ辿る。即ち対物レンズ２５、ビームスプリッタ２４、ビームスプリッタ２３及びリレーレンズ８４を順次介し、ビームスプリッタ８３へ入射される。
ビームスプリッタ８３は、反射記録再生光Ｌ１２の一部を反射することにより集光レンズ８６へ入射させる。集光レンズ８６は、反射記録再生光Ｌ１２を収束させ、フォトディテクタ８７へ照射する。
ビームスプリッタ８３は、反射記録再生光Ｌ１２の一部を反射することにより集光レンズ８６へ入射させる。集光レンズ８６は、反射記録再生光Ｌ１２を収束させ、フォトディテクタ８７へ照射する。
フォトディテクタ８７は、反射記録再生光Ｌ１１を受光して検出した光量に応じた電気信号（再生信号）を発生させる。これを信号処理部６３へ送出する。
信号処理部６３は、フォトディテクタ８７からの再生信号に対し２値化、デコード処理、エラー訂正処理等を施すことにより、ホログラムディスク１００に記録されている情報を再生し、これを制御部６１へ供給する。
これに応じて制御部６１は、再生された情報を外部機器へ送出する。
信号処理部６３は、フォトディテクタ８７からの再生信号に対し２値化、デコード処理、エラー訂正処理等を施すことにより、ホログラムディスク１００に記録されている情報を再生し、これを制御部６１へ供給する。
これに応じて制御部６１は、再生された情報を外部機器へ送出する。
このように記録再生装置６０は、ホログラムディスク１００に情報を記録する際には、記録すべき情報に応じて初期ホログラムを破壊（変化）又は維持する。またホログラムディスク１００から情報を再生する際には、記録再生光Ｌ１１のマーク列からの反射光（反射記録再生光Ｌ１２）を検出して、その検出結果を基に情報を再生する。
なお、ここでは記録再生装置６０について説明したが、記録機能を持たない再生専用装置も、略同様の構成で実現可能である。
なお、ここでは記録再生装置６０について説明したが、記録機能を持たない再生専用装置も、略同様の構成で実現可能である。
＜３．初期化波長、干渉縞ピッチ、再生波長の関係＞
以上のように、本実施の形態の場合、まずホログラムディスク１００に一様に干渉縞を形成する初期化を行う。
そして初期化されたホログラムディスク１００に対しては、記録情報に応じて変調された記録レーザ光（高パワーの記録再生光Ｌ１１）を記録層１０３に集光し、干渉縞が消失又は変化されたマークを有するマーク列形成を行う。
情報記録されたホログラムディスク１００に対しては、再生光（低パワーの記録再生光Ｌ１１）の、マーク列からの反射光を検出して、その再生信号を得、再生情報を得る。
以下では、この場合において、好適な再生信号を得ることができるようにするための、初期化波長、干渉縞ピッチ、再生波長の関係について述べる。
以上のように、本実施の形態の場合、まずホログラムディスク１００に一様に干渉縞を形成する初期化を行う。
そして初期化されたホログラムディスク１００に対しては、記録情報に応じて変調された記録レーザ光（高パワーの記録再生光Ｌ１１）を記録層１０３に集光し、干渉縞が消失又は変化されたマークを有するマーク列形成を行う。
情報記録されたホログラムディスク１００に対しては、再生光（低パワーの記録再生光Ｌ１１）の、マーク列からの反射光を検出して、その再生信号を得、再生情報を得る。
以下では、この場合において、好適な再生信号を得ることができるようにするための、初期化波長、干渉縞ピッチ、再生波長の関係について述べる。
上記のように初期化装置１０では、波長λｆの初期化光で初期化を行う。
一方、記録再生装置６０では、波長λｒの再生光で再生を行う。
この場合に、初期化光波長λｆと再生光波長λｒの関係（λｆ／λｒ）を変化させて再生信号特性を検討した。
一方、記録再生装置６０では、波長λｒの再生光で再生を行う。
この場合に、初期化光波長λｆと再生光波長λｒの関係（λｆ／λｒ）を変化させて再生信号特性を検討した。
なお検討の際の検出系は、図６に模式的に示すように、ピンホール２０１を通した後で行い、ピンホール２０１の大きさ（直径Ｄ）は集光系２００のＮＡに対して、直径λ／ＮＡと４・λ／ＮＡの２種類で計算した。集光系２００とは、例えば上記図５のような記録再生装置６０における反射記録再生光Ｌ１２の光学系を表しており、ピンホール２０１を通した後にフォトディテクタ８７で検出していると考えればよい。
またホログラムディスク１００には、ＲＬＬ（１−７）変調（ＲＬＬ；Run Length Limited）による記録信号に基づき、１Ｔ＝１１２ｎｍのマーク列が形成されているものとした。ホログラムディスク１００の記録層の厚みは４０λとした。
対物レンズ２５のＮＡは０．８５、再生光波長λｒ＝４０５ｎｍとした。
またホログラムディスク１００には、ＲＬＬ（１−７）変調（ＲＬＬ；Run Length Limited）による記録信号に基づき、１Ｔ＝１１２ｎｍのマーク列が形成されているものとした。ホログラムディスク１００の記録層の厚みは４０λとした。
対物レンズ２５のＮＡは０．８５、再生光波長λｒ＝４０５ｎｍとした。
図７（ａ）に（λｆ／λｒ）に対する再生信号レベルの特性を示し、また図８に（λｆ／λｒ）に対する再生信号の変調度の特性を示している。
なお、再生信号の計算方法としては、上記非特許文献２に示される例などがある。
なお、再生信号の計算方法としては、上記非特許文献２に示される例などがある。
図７（ａ）では、（λｆ／λｒ）の値を０．９９〜１．１の範囲で変化させて再生信号レベルを求めた。
例えば再生光波長λｒを４０５ｎｍに固定するとした場合、（λｆ／λｒ）の値を０．９９〜１．１の範囲で変化させるということは、初期化光の波長λｆを４００．９５ｎｍ〜４４５．５ｎｍに変化させたということである。
つまり、波長λｆの異なる初期化光で初期化した多数のホログラムディスク１００に対して、データ記録を行い、それを波長λｒ＝４０５ｎｍの再生光を用いて再生した場合の再生信号特性である。
例えば再生光波長λｒを４０５ｎｍに固定するとした場合、（λｆ／λｒ）の値を０．９９〜１．１の範囲で変化させるということは、初期化光の波長λｆを４００．９５ｎｍ〜４４５．５ｎｍに変化させたということである。
つまり、波長λｆの異なる初期化光で初期化した多数のホログラムディスク１００に対して、データ記録を行い、それを波長λｒ＝４０５ｎｍの再生光を用いて再生した場合の再生信号特性である。
図１、図２で説明したように平面波をホログラムディスク１００に対して垂直に両面からあてた場合、形成される干渉縞のピッチは、λｆ／２Ｎとなる。（Ｎは記録層１０３の材料の屈折率）
従って、（λｆ／λｒ）の値を０．９９〜１．１の範囲で変化させて得られる再生信号レベルの特性は、干渉縞のピッチがそれぞれ異なる場合の特性と考えることができる。
従って、（λｆ／λｒ）の値を０．９９〜１．１の範囲で変化させて得られる再生信号レベルの特性は、干渉縞のピッチがそれぞれ異なる場合の特性と考えることができる。
図７（ａ）に実線で示す特性Ａｓｌは、上記ピンホール径Ｄ＝λｒ／ＮＡの場合の再生信号のボトムレベルＩ１とピークレベルＩ２である。
また図７（ａ）の破線で示す特性Ｂｓｌは、上記ピンホール径Ｄ＝４・λｒ／ＮＡの場合の再生信号のボトムレベルＩ１とピークレベルＩ２である。
ボトムレベルＩ１とピークレベルＩ２は、例えば図１０に示すような再生信号波形におけるボトムレベルとピークレベルの値である。
再生信号にはＤＣ成分が加わることから、ボトムレベルＩ１はほぼＤＣ成分のレベルと考えることができ、ピークレベルＩ２−ボトムレベルＩ１が変調度となる。
また図７（ａ）の破線で示す特性Ｂｓｌは、上記ピンホール径Ｄ＝４・λｒ／ＮＡの場合の再生信号のボトムレベルＩ１とピークレベルＩ２である。
ボトムレベルＩ１とピークレベルＩ２は、例えば図１０に示すような再生信号波形におけるボトムレベルとピークレベルの値である。
再生信号にはＤＣ成分が加わることから、ボトムレベルＩ１はほぼＤＣ成分のレベルと考えることができ、ピークレベルＩ２−ボトムレベルＩ１が変調度となる。
図７の特性Ａｓｌ，Ｂｓｌに対応する再生信号の変調度を、図８において特性Ａｍｏｄ，Ｂｍｏｄとして示している。図８の縦軸は変調度（Ｉ２−Ｉ１）、横軸は図７（ａ）と同じく（λｆ／λｒ）である。
図９，図１０，図１１は、図７（ａ）の特性Ｂｓｌの測定時のサンプル点ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３のそれぞれでの再生信号のアイパターンと再生信号波形を示している。
サンプル点ＳＰ１はλｆ／λｒ＝０．９９の場合、サンプル点ＳＰ２はλｆ／λｒ＝１．０１の場合、サンプル点ＳＰ３はλｆ／λｒ＝１．０４の場合である。
このサンプル点ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３の各アイパターン、及び各再生信号波形を、比較のために、縮小し、縦軸を揃えて同一スケールで示したのが図７（ｂ）である。
また図１２，図１３，図１４は、図７（ａ）の特性Ｂｓ２の測定時のサンプル点ＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ１３のそれぞれでの再生信号のアイパターンと再生信号波形を示している。
サンプル点ＳＰ１１はλｆ／λｒ＝０．９９の場合、サンプル点ＳＰ１２はλｆ／λｒ＝１．０１の場合、サンプル点ＳＰ１３はλｆ／λｒ＝１．０４の場合である。
このサンプル点ＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ１３の各アイパターン、及び各再生信号波形を、比較のために、縮小し、縦軸を揃えて同一スケールで示したのが図７（ｃ）である。
サンプル点ＳＰ１はλｆ／λｒ＝０．９９の場合、サンプル点ＳＰ２はλｆ／λｒ＝１．０１の場合、サンプル点ＳＰ３はλｆ／λｒ＝１．０４の場合である。
このサンプル点ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３の各アイパターン、及び各再生信号波形を、比較のために、縮小し、縦軸を揃えて同一スケールで示したのが図７（ｂ）である。
また図１２，図１３，図１４は、図７（ａ）の特性Ｂｓ２の測定時のサンプル点ＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ１３のそれぞれでの再生信号のアイパターンと再生信号波形を示している。
サンプル点ＳＰ１１はλｆ／λｒ＝０．９９の場合、サンプル点ＳＰ１２はλｆ／λｒ＝１．０１の場合、サンプル点ＳＰ１３はλｆ／λｒ＝１．０４の場合である。
このサンプル点ＳＰ１１，ＳＰ１２，ＳＰ１３の各アイパターン、及び各再生信号波形を、比較のために、縮小し、縦軸を揃えて同一スケールで示したのが図７（ｃ）である。
図７（ａ）及び図８に示す再生信号レベル及び変調度の測定結果から、次のことがわかる。
まずλｆ／λｒ＝１の場合とは、初期化光波長λｆ＝再生光波長λｒとした場合である。
これを基準に考えると、初期化光波長λｆを再生光波長λｒより長い波長とした場合に、変調度が大きくなっていることが図８から見てとれる。
なお変調度に関して特にいえば、λｆ／λｒの値が１．０１や１．０２あたりで十分な変調度が得られ、再生信号として最も適しているが、図８に範囲Ｗとして示す範囲、具体的にはλｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内にあるときに、変調度はλｆ／λｒ＝１の場合以上となって好適である。
まずλｆ／λｒ＝１の場合とは、初期化光波長λｆ＝再生光波長λｒとした場合である。
これを基準に考えると、初期化光波長λｆを再生光波長λｒより長い波長とした場合に、変調度が大きくなっていることが図８から見てとれる。
なお変調度に関して特にいえば、λｆ／λｒの値が１．０１や１．０２あたりで十分な変調度が得られ、再生信号として最も適しているが、図８に範囲Ｗとして示す範囲、具体的にはλｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内にあるときに、変調度はλｆ／λｒ＝１の場合以上となって好適である。
また、サンプル点ＳＰ１、ＳＰ１１のようにλｆ／λｒが１未満となる場合に比べて、λｆ／λｒが１より大きいサンプル点ＳＰ２，ＳＰ３，ＳＰ１２、ＳＰ１３などでは、再生信号振幅が大きくなり、アイパターンも比較的綺麗に見えるようになっている。（図７（ｂ）（ｃ）及び図９〜図１４参照）
このことからも、初期化光波長λｆを再生光波長λｒより長い波長とした場合に、好適な再生信号が得られていることがわかる。
このことからも、初期化光波長λｆを再生光波長λｒより長い波長とした場合に、好適な再生信号が得られていることがわかる。
なお、サンプル点ＳＰ２，ＳＰ１２など、λｆ／λｒの値が１．０１，１．０２あたりで再生信号レベルが最も高くなっているが、再生信号レベル自体はＤＣ成分の影響が大きいため、直接的にレベルが高いことが好適であるとはいえない。
上記のように変調度が高くなることが、最も再生信号として重要である。
上記のように変調度が高くなることが、最も再生信号として重要である。
これらのことから、以下のことが導かれる。
まず、再生光波長λｒが或る波長（例えば４０５ｎｍ）に固定されると考えた場合、波長λｆの平面波でホログラムディスク１００の初期化の際には、干渉縞を、λｒ／２Ｎよりも広いピッチで形成することが好適である。
このためには、初期化光の波長λｆを、λｆ＞λｒとすることで、形成される干渉縞のピッチをλｒ／２Ｎよりも広いピッチとすればよい。例えば図１の初期化装置１０のレーザ光源１としてλｆ＞λｒである波長λｆの初期化光を出力するようにする。
特に変調度の観点からλｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内とされるように、初期化光波長λｒを選択するとよい。仮に再生光波長λｒ＝４０５ｎｍとするとした場合、初期化装置１０のレーザ光源１からの初期化光波長λｒを、４０７．０２５ｎｍ〜４４１．４５ｎｍの範囲で選択するとよい。
まず、再生光波長λｒが或る波長（例えば４０５ｎｍ）に固定されると考えた場合、波長λｆの平面波でホログラムディスク１００の初期化の際には、干渉縞を、λｒ／２Ｎよりも広いピッチで形成することが好適である。
このためには、初期化光の波長λｆを、λｆ＞λｒとすることで、形成される干渉縞のピッチをλｒ／２Ｎよりも広いピッチとすればよい。例えば図１の初期化装置１０のレーザ光源１としてλｆ＞λｒである波長λｆの初期化光を出力するようにする。
特に変調度の観点からλｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内とされるように、初期化光波長λｒを選択するとよい。仮に再生光波長λｒ＝４０５ｎｍとするとした場合、初期化装置１０のレーザ光源１からの初期化光波長λｒを、４０７．０２５ｎｍ〜４４１．４５ｎｍの範囲で選択するとよい。
ホログラムディスク１００から考えると、記録層１０３に形成されている干渉縞のピッチが、再生光波長λｒに対してλｒ／２Ｎよりも広いピッチとされていることが好適である。
特に変調度の観点からλｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内とすることを考慮すると、ホログラムディスク１００の干渉縞のピッチは、（λｒ・１．００５）／２Ｎから（λｒ・１．０９）／２Ｎの範囲内であることが好適である。
特に変調度の観点からλｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内とすることを考慮すると、ホログラムディスク１００の干渉縞のピッチは、（λｒ・１．００５）／２Ｎから（λｒ・１．０９）／２Ｎの範囲内であることが好適である。
また記録再生装置６０の再生方法に関して考えれば、ホログラムディスク１００の干渉縞のピッチを、初期化光波長λｆを用いてλｆ／２Ｎとあらわしたときに、λｆ＞λｒとなる波長λｒの再生光を上記記録層に照射して、その反射光から情報を再生することが適切である。特には、λｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内となる波長λｒの再生光を照射して、その反射光から情報を再生することが適切である。
仮に、初期化装置１０において、初期化光波長λ＝４０５ｎｍで初期化を行った場合を考えると、λｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内とするには、記録再生装置６０は、記録再生用レーザ８１から出力する記録再生光Ｌ１１の波長（再生光波長）λｒを、４０２．９８５〜３７１．５６の範囲で設定すればよい。
仮に、初期化装置１０において、初期化光波長λ＝４０５ｎｍで初期化を行った場合を考えると、λｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内とするには、記録再生装置６０は、記録再生用レーザ８１から出力する記録再生光Ｌ１１の波長（再生光波長）λｒを、４０２．９８５〜３７１．５６の範囲で設定すればよい。
以上のように、λｆ＞λｒとすることでアイパターン品質のよい再生信号が得られ、またさらにはλｆ／λｒが１．００５〜１．０９の範囲とされることで十分な変調度の再生信号が得られる。
このためには、上記のように平行光で初期化する場合に、再生光波長λｒに比べて長めの波長λｆの初期化光を用いるとよい。
或いは、逆に、再生光波長λｒを、初期化光波長λｆに比べて短めの波長とすればよい。
このためには、上記のように平行光で初期化する場合に、再生光波長λｒに比べて長めの波長λｆの初期化光を用いるとよい。
或いは、逆に、再生光波長λｒを、初期化光波長λｆに比べて短めの波長とすればよい。
ところで、集光光学系で形成したマイクロホログラムのピッチ（光軸上）は、
λ／２Ｎ・（１−（ＮＡ2／４Ｎ2））
となる。
図１５（ａ）（ｂ）に記録再生参照光と記録情報光を両側から集光して記録媒体に照射して形成したマイクロホログラムを示している。図１５（ｃ）は、このマイクロホログラムの屈折率分布を示している。
このように集光系でマイクロホログラムを形成した場合のピッチは、上記例のように平行光で干渉縞を形成する場合のピッチ（λ／２Ｎ）より広くなる。
λ／２Ｎ・（１−（ＮＡ2／４Ｎ2））
となる。
図１５（ａ）（ｂ）に記録再生参照光と記録情報光を両側から集光して記録媒体に照射して形成したマイクロホログラムを示している。図１５（ｃ）は、このマイクロホログラムの屈折率分布を示している。
このように集光系でマイクロホログラムを形成した場合のピッチは、上記例のように平行光で干渉縞を形成する場合のピッチ（λ／２Ｎ）より広くなる。
これを説明する。
記録媒体中の平均屈折率をＮ、記録光（記録再生参照光ｕ（ｒ，ｚ）と記録情報光ｖ（ｒ，ｚ））は上下から一様開口、ＮＡで集光する場合を考える。
ｕ，ｖは次のように表される（平面波展開、上下方向はｚの符号）
記録媒体中の平均屈折率をＮ、記録光（記録再生参照光ｕ（ｒ，ｚ）と記録情報光ｖ（ｒ，ｚ））は上下から一様開口、ＮＡで集光する場合を考える。
ｕ，ｖは次のように表される（平面波展開、上下方向はｚの符号）
なお、ｒ＝（ｘ，ｙ）は記録媒体内の座標、ｐ＝（ｐx，Ｐy）は対物レンズ上の座標（開口：｜ｐ｜≦ＮＡ）、ｋ0＝２π／λ、λは真空波長である。
ここでピッチのみを考えるために、ｒ＝（ｘ，ｙ）＝（０，０）とし、ｚ軸上（光軸上）の分布を考える。
ここで、
としてｐについて積分する。
としてｐについて積分する。
強度分布｜ｕ（０，ｚ）＋ｖ（０，ｚ）｜2 は、
となる。
この中で、ｋ0ｚＮに対して（１−ＮＡ2／４Ｎ2）が加わっていることで、マイクロホログラムのピッチは、λ／２Ｎ・（１−（ＮＡ2／４Ｎ2））となる。
つまりλ／２Ｎより広がっている。
となる。
この中で、ｋ0ｚＮに対して（１−ＮＡ2／４Ｎ2）が加わっていることで、マイクロホログラムのピッチは、λ／２Ｎ・（１−（ＮＡ2／４Ｎ2））となる。
つまりλ／２Ｎより広がっている。
このことを考えると、本実施の形態の場合のように、平面波で、ホログラムディスク１００の表面に平行な干渉縞を形成するように初期化する場合でも、上述のように初期化光波長λｆ、再生光波長λｒの関係を設定することで、集光系でマイクロホログラムを形成する方式の場合と同程度の再生信号を得られるようになる。
換言すれば、初期化で一様に干渉縞を形成する本実施の形態の方式でも、集光系でマイクロホログラムを形成する記録方式と同様の品質の再生信号を得ることができる。
特に初期化光波長λｆの設定により、ホログラムディスク１００の干渉縞のピッチをλ／２Ｎ・（１−（ＮＡ2／４Ｎ2））とすることも好適である。
換言すれば、初期化で一様に干渉縞を形成する本実施の形態の方式でも、集光系でマイクロホログラムを形成する記録方式と同様の品質の再生信号を得ることができる。
特に初期化光波長λｆの設定により、ホログラムディスク１００の干渉縞のピッチをλ／２Ｎ・（１−（ＮＡ2／４Ｎ2））とすることも好適である。
＜４．他の初期化装置例＞
実施の形態のとしての他の初期化装置１０Ａの構成例を図１６で説明する。
レーザ光源１は、波長λｆの初期化光を出力する。レンズ２，３、空間フィルタ４、レンズ５，６の構成は、図１と同様である。
この場合、平面波の初期化光を得るレンズ６に対して、ホログラムディスク１００は角度θだけ傾いて配置されている。
またミラー７もレンズ６に対して、角度θだけ傾いて配置されている。
従って、レンズ６から得られる平面波の平行光がホログラムディスク１００の一方の面側から光軸に対して角度＋θの入射角で、一様に照射される。
さらに、この平面波の初期化光は、ホログラムディスク１００を通過した後、ミラー７で反射される。従って、ホログラムディスク１００の他方の面（反対面）側からも同時に平面波が、光軸に対して角度−θの入射角で照射される。
実施の形態のとしての他の初期化装置１０Ａの構成例を図１６で説明する。
レーザ光源１は、波長λｆの初期化光を出力する。レンズ２，３、空間フィルタ４、レンズ５，６の構成は、図１と同様である。
この場合、平面波の初期化光を得るレンズ６に対して、ホログラムディスク１００は角度θだけ傾いて配置されている。
またミラー７もレンズ６に対して、角度θだけ傾いて配置されている。
従って、レンズ６から得られる平面波の平行光がホログラムディスク１００の一方の面側から光軸に対して角度＋θの入射角で、一様に照射される。
さらに、この平面波の初期化光は、ホログラムディスク１００を通過した後、ミラー７で反射される。従って、ホログラムディスク１００の他方の面（反対面）側からも同時に平面波が、光軸に対して角度−θの入射角で照射される。
即ちホログラムディスク１００の記録層１０３に対して、一方の面から照射する初期化光の入射角度と、他方の面から照射する初期化光の入射角度が異なる角度とされている。
言い換えれば、初期化装置１０Ａは、波長λｆの平面波の初期化光を、ホログラムディスク１００の記録層に対して一方の面から第１の入射角度＋θで照射する第１の照射光学系と、他方の面から第２の入射角度−θで照射する第２の照射光学系を備える。
なお、この初期化装置１０Ａの構成は一例であり、他の構成もあり得る。例えば第２の照射光学系を第１の照射光学系とは独立した光路で形成したうえで、第１，第２の入射角度が異なるように構成することも可能である。
言い換えれば、初期化装置１０Ａは、波長λｆの平面波の初期化光を、ホログラムディスク１００の記録層に対して一方の面から第１の入射角度＋θで照射する第１の照射光学系と、他方の面から第２の入射角度−θで照射する第２の照射光学系を備える。
なお、この初期化装置１０Ａの構成は一例であり、他の構成もあり得る。例えば第２の照射光学系を第１の照射光学系とは独立した光路で形成したうえで、第１，第２の入射角度が異なるように構成することも可能である。
このように異なる入射角度で上下両面から初期化光を入射した場合、形成される干渉縞のピッチは広くなる。この場合、干渉縞のピッチはλｆ／２Ｎよりも、１／ｃｏｓθ分だけ広くなる。
つまり、このように上下両面からの初期化光の入射角度を設定することでも、ホログラムディスク１００の干渉縞のピッチをコントロールできる。
すると、必ずしも初期化光波長λｆ＞再生光波長λｒとしなくても、再生光波長λｒに対して適切な干渉縞ピッチを形成できる。例えばλｆ＝λｒとし、ホログラムディスク１００に対して、一方の面と他方の面の両側から波長λｆの平面波の初期化光を照射して干渉縞を形成する際に、干渉縞を、λｒ／２Ｎよりも広いピッチで形成できる。
このようにすれば、再生光波長λｒ（＝λｆ）を用いた再生時に、好適な再生信号を得ることができる。
従って、初期化光波長λｆと再生光波長λｒを同一にしなければならない事情がある場合であっても、品質の良い再生信号の得られるシステムを実現できる。
もちろん、λｆ＞λｒとする場合にも、このような初期化装置１０Ａを用いることもできる。
つまり、このように上下両面からの初期化光の入射角度を設定することでも、ホログラムディスク１００の干渉縞のピッチをコントロールできる。
すると、必ずしも初期化光波長λｆ＞再生光波長λｒとしなくても、再生光波長λｒに対して適切な干渉縞ピッチを形成できる。例えばλｆ＝λｒとし、ホログラムディスク１００に対して、一方の面と他方の面の両側から波長λｆの平面波の初期化光を照射して干渉縞を形成する際に、干渉縞を、λｒ／２Ｎよりも広いピッチで形成できる。
このようにすれば、再生光波長λｒ（＝λｆ）を用いた再生時に、好適な再生信号を得ることができる。
従って、初期化光波長λｆと再生光波長λｒを同一にしなければならない事情がある場合であっても、品質の良い再生信号の得られるシステムを実現できる。
もちろん、λｆ＞λｒとする場合にも、このような初期化装置１０Ａを用いることもできる。
なお、以上の実施の形態における図１や図１６のような初期化装置１０，１０Ａで初期化を行うが、ホログラム記録媒体の材料によっては、初期化後に体積収縮を起こすものもある。その場合、干渉縞のピッチが狭まることが生ずる。
そのような体積収縮を起こす材料のホログラムディスク１００を用いる場合は、予め体積収縮により干渉縞が狭まる度合いを見越しておき、その分に応じて、初期化光波長λｆや再生光波長λｒを調整設定するという対応をとることが可能である。
そのような体積収縮を起こす材料のホログラムディスク１００を用いる場合は、予め体積収縮により干渉縞が狭まる度合いを見越しておき、その分に応じて、初期化光波長λｆや再生光波長λｒを調整設定するという対応をとることが可能である。
１ レーザ光源、２，３，５，６ レンズ、４ 空間フィルタ、７ ミラー、１０，１０Ａ 初期化装置、２５ 対物レンズ、６０ 記録再生装置、６１ 制御部、６６ 光ピックアップ、８１ 記録再生用レーザ、１００ ホログラムディスク
Claims (10)
- 記録媒体表面に平行に形成された干渉縞が、集光された光の照射部分において消去又は変化されることで情報が記録され、また集光された光の照射に対する反射光によって情報が再生される記録層を備える記録媒体を形成するために、上記記録層に干渉縞を形成する初期化方法として、
上記記録媒体の上記記録層に対して、一方の面と他方の面の両側から波長λｆの平面波の初期化光を照射して干渉縞を形成する際に、干渉縞を、λｒ／２Ｎよりも広いピッチで形成する初期化方法。
但し、λｒは再生時に上記記録層に照射される再生光の波長、Ｎは上記記録層の平均屈折率である。 - 上記初期化光の波長λｆを、λｆ＞λｒとすることで、形成される干渉縞のピッチをλｒ／２Ｎよりも広いピッチとする請求項１に記載の初期化方法。
- λｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内とされる請求項２に記載の初期化方法。
- 上記初期化光の波長λｆを、λｆ≧λｒとし、上記一方の面から照射する初期化光の上記記録層への入射角度と、上記他方の面から照射する初期化光の上記記録層への入射角度を異なる角度とすることで、形成される干渉縞のピッチをλｒ／２Ｎよりも広いピッチとする請求項１に記載の初期化方法。
- 記録媒体表面に平行に形成された干渉縞が、集光された光の照射部分において消去又は変化されることで情報が記録され、また集光された光の照射に対する反射光によって情報が再生される記録層を備える記録媒体を形成するために、上記記録層に干渉縞を形成する初期化装置として、
波長λｆの平面波の初期化光を、上記記録媒体の上記記録層に対して一方の面から照射する第１の照射光学系と、
波長λｆの平面波の初期化光を、上記記録媒体の上記記録層に対して他方の面から照射する第２の照射光学系と、
を備えた初期化装置。
但し、再生時に上記記録層に照射される再生光の波長をλｒとしたとき、上記初期化光の波長λｆは、λｆ＞λｒであって、λｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内である。 - 記録媒体表面に平行に形成された干渉縞が、集光された光の照射部分において消去又は変化されることで情報が記録され、また集光された光の照射に対する反射光によって情報が再生される記録層を備える記録媒体を形成するために、上記記録層に干渉縞を形成する初期化装置として、
波長λｆの平面波の初期化光を、上記記録媒体の上記記録層に対して一方の面から第１の入射角度で照射する第１の照射光学系と、
波長λｆの平面波の初期化光を、上記記録媒体の上記記録層に対して他方の面から上記第１の入射角度とは異なる第２の入射角度で照射する第２の照射光学系と、
を備えた初期化装置。
但し、再生時に上記記録層に照射される再生光の波長をλｒとしたとき、上記初期化光の波長λｆは、λｆ≧λｒである。 - 記録媒体表面に平行に形成された干渉縞が、集光された光の照射部分において消去又は変化されることで情報が記録され、また集光された光の照射に対する反射光によって情報が再生される記録層を備え、
上記干渉縞のピッチが、上記記録層に照射される再生光の波長をλｒ、上記記録層の平均屈折率をＮとしたときの、λｒ／２Ｎよりも広いピッチとされている記録媒体。 - 上記干渉縞のピッチは、
（λｒ・１．００５）／２Ｎから（λｒ・１．０９）／２Ｎの範囲内である請求項７に記載の記録媒体。 - 記録媒体表面に平行に形成された干渉縞が、集光された光の照射部分において消去又は変化されることで情報が記録され、また集光された光の照射に対する反射光によって情報が再生される記録層を備えた記録媒体に対し、
上記干渉縞のピッチをλｆ／２Ｎとあらわしたときに、λｆ＞λｒとなる波長λｒの再生光を上記記録層に照射して、その反射光から情報を再生する再生方法。
但し、λｆは、上記記録媒体の記録層に干渉縞を形成する初期化の際に、上記記録層に対して、一方の面と他方の面の両側から平面波の初期化光を照射してピッチがλｆ／２Ｎの干渉縞を形成したとする場合の上記初期化光の波長であり、Ｎは上記記録層の平均屈折率である。 - 上記記録層に、λｆ／λｒの値が１．００５〜１．０９の範囲内となる波長λｒの再生光を照射して、その反射光から情報を再生する請求項９に記載の再生方法。
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