WO2002031822A1 - Appareil et procede d'enregistrement d'information optique, appareil et procede de reproduction d'information optique, appareil et procede d'enregistrement/reproduction d'information optique, et support d'enregistrement d'information optique - Google Patents

Appareil et procede d'enregistrement d'information optique, appareil et procede de reproduction d'information optique, appareil et procede d'enregistrement/reproduction d'information optique, et support d'enregistrement d'information optique Download PDF

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Definitions

  • Holographic recording in which information is recorded on a recording medium using holography, is generally performed by superimposing light having image information and reference light inside the recording medium, and forming an interference pattern formed at that time on the recording medium. This is done by writing.
  • reproducing the recorded information by irradiating the recording medium with the reference light, the image information is reproduced by diffraction by the interference pattern.
  • the optical information recording method of the present invention is a method for recording information on an optical information recording medium having an information recording layer on which information is recorded by using holography,
  • Information light generating means for generating an information light carrying information to be recorded; Recording reference light generating means for generating a recording reference light,
  • the information light generating means spatially modulates and reflects the recording reference light after passing through the information recording layer based on the information to be recorded. Light may be generated.
  • the optical information recording / reproducing method of the present invention records information on an optical information recording medium provided with an information recording layer on which information is recorded using holography, and reproduces information from the optical information recording medium.
  • the method A procedure for generating an information light carrying information to be recorded;
  • FIG. 13 is a plan view of a thin-film coil in the phase spatial light modulator shown in FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing another example of the configuration of the phase spatial light modulator according to the first embodiment of the present invention.
  • the photodetector 34 has a large number of pixels arranged in a lattice pattern, and can detect the intensity of light received for each pixel.
  • a CCD type solid-state image sensor or a MOS type solid-state image sensor can be used.
  • a smart photosensor in which a MOS solid-state imaging device and a signal processing circuit are integrated on one chip for example, see “ ⁇ plus E, September 1996, September 1996, No. 202, pp. 93-99 ”). Since this smart optical sensor has a large transfer rate and a high-speed calculation function, high-speed reproduction is possible by using this smart optical sensor. For example, a transfer rate on the order of G bits and Z seconds is used. Can be played back.
  • the S-polarized light component is a polarized beam splitter 4
  • the light is reflected by the six polarization beam splitter surfaces 46a and enters the spatial light modulator 27, where the light intensity is spatially modulated by the spatial light modulator 27 to generate information light.
  • the information light emitted from the spatial light modulator 27 passes through the convex lens 26, the pinhole 25, and the convex lens 24 in this order, and is reflected by the polarization beam splitter surface 23a of the polarization beam splitter 23. Then, the light enters the quarter-wave plate 22.
  • a focus error signal can be obtained by detecting a signal corresponding to a change in the diameter of the contour of the incident light on the light receiving surface of the photodetector 34 with reference to the in-focus state.
  • a focus error signal can be generated based on the number of pixels corresponding to a bright portion on the light receiving surface of the photodetector 34 with reference to the in-focus state.
  • the liquid crystal molecules 157 a in the liquid crystal layer 157 are oriented so that the major axis direction is oriented in the longitudinal direction of the orientation part 156, that is, obliquely with respect to the glass substrate 156. .
  • the liquid crystal molecule 157a has a positive dielectric anisotropy.
  • a reflection film 158 is formed on the outer surface of the glass substrate 152.
  • the liquid crystal molecules 157a have glass substrates 151, 1 It is oriented so as to be directed obliquely to 52.
  • a voltage V sufficient to change the alignment direction of the liquid crystal molecules 157a is applied between the transparent electrodes 153 and 154, at least a part thereof is obtained.
  • the alignment direction changes so that the major axis direction approaches a direction perpendicular to the glass substrates 151, 152. In this case, the liquid crystal molecules 157a closer to the glass substrate 151 where the alignment portions 156 are not formed tend to change the alignment direction.
  • the information light and the recording reference light interfere with each other to form an interference pattern, and the output of the light emitted from the light source device 42 becomes high for recording.
  • this interference pattern is volumetrically recorded in the information recording layer 3, and a reflection type (Lipman type) hologram is formed.
  • the information recording layer 3 is irradiated with the reproduction reference light, thereby generating reproduction light corresponding to the information light at the time of recording.
  • the reproduction light is a light whose phase is spatially modulated, like the information light at the time of recording.
  • the reproduction light travels toward the transparent substrate 2 while converging, and after having the smallest diameter on the boundary surface between the transparent substrate 2 and the protective layer 5, is emitted from the optical information recording medium 1 while diverging, After passing through the objective lens 31, it becomes a parallel light beam, passes through the quarter-wave plate 32 and the polarizing beam splitter surface 33 a of the polarizing beam splitter 33, and enters the photodetector 34. .
  • the information light is condensed by the objective lens 21 and converges on the boundary surface between the transparent substrate 2 and the protective layer 5 so as to have the smallest diameter. Irradiated to 1. Then, the information light passes through the information recording layer 3 while converging in the optical information recording medium 1.
  • the optical information recording / reproducing device includes the optical information recording device and the optical information reproducing device according to the present embodiment. Further, the recording / reproducing optical system in the present embodiment includes a recording optical system in the optical information recording device and a reproducing optical system in the optical information reproducing device.
  • FIG. 26 is an explanatory diagram showing a recording / reproducing optical system in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment.
  • the address and support area 6 is formed by the transparent substrate 2 and the information recording layer 3.
  • the one provided at the boundary surface is used, a structure as shown in FIG. 1 may be used.
  • focus servo is not performed.
  • the optical information recording / reproducing apparatus includes an optical head lower part 24 OA arranged to face the transparent substrate 2 of the optical information recording medium 1,
  • the optical information recording medium 1 includes an optical head upper portion 240B arranged to face the transparent substrate 4 of the optical information recording medium 1.
  • the optical head lower part 240 A and the optical head upper part 240 B are arranged at positions facing each other with the optical information recording medium 1 interposed therebetween.
  • the photodetector 245 is the same as the photodetector 34 in the first embodiment.
  • the microlens array 246 has a plurality of microphone aperture lenses arranged at positions facing the light receiving surface of each pixel of the photodetector 245.
  • the spatial light modulator 255 modulates the intensity of light
  • all the pixels of the spatial light modulator 255 are cut off, and the spatial light modulator 25 If it modulates the shirt, the shirt is shut off.
  • the output of the light emitted from the semiconductor laser 243 is set to a low output for reproduction.
  • the positioning area may be arranged on the incident side of the recording reference light and the reproduction reference light with respect to the information recording layer. In this case, the light used for positioning is disturbed by the information recording layer and For this reason, it is possible to prevent the reproduction accuracy of the information from being lowered.

Description

明 細 書
光情報記録装置および方法、 光情報再生装置および方法、 光情報記録再生装置お よび方法、 ならびに光情報記録媒体 技術分野
本発明は、 ホログラフィを利用して光情報記録媒体に情報を記録する光情報記 録装置および方法、 ホログラフィを利用して光情報記録媒体から情報を再生する 光情報再生装置および方法、 ホログラフィを利用して光情報記録媒体に情報を記 録すると共に光情報記録媒体から情報を再生する光情報記録再生装置および方法、 ならびにホログラフィを利用して情報が記録される光情報記録媒体に関する。 背景技術
ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録するホログラフィック記録は、 一般的に、 イメージ情報を持った光と参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、 そのときにできる干渉パターンを記録媒体に書き込むことによって行われる。 記 録された情報の再生時には、 その記録媒体に参照光を照射することにより、 干渉 パターンによる回折によりイメージ情報が再生される。
近年では、 超高密度光記録のために、 ボリュームホログラフィ、 特にデジタル ボリュームホログラフィが実用域で開発され注目を集めている。 ボリュームホロ グラフィとは、 記録媒体の厚み方向も積極的に活用して、 3次元的に干渉パター ンを書き込む方式であり、 厚みを増すことで回折効率を高め、 多重記録を用いて 記録容量の増大を図ることができるという特徴がある。 そして、 デジタルポリュ ームホログラフィとは、 ポリュームホログラフィと同様の記録媒体と記録方式を 用いつつも、 記録するイメージ情報は 2値化したデジタルパターンに限定した、 コンピュータ指向のホログラフィック記録方式である。 このデジタルポリユーム ホログラフィでは、 例えばアナログ的な絵.のような画像情報も、 一旦デジタイズ して、 2次元デジタルパターン情報に展開し、 これをイメージ情報として記録す る。 再生時は、 このデジタルパターン情報を読み出してデコードすることで、 元 の画像情報に戻して表示する。 これにより、 再生時に信号対雑音比 （以下、 S N 比と記す。） が多少悪くても、 微分検出を行ったり、 2値化データをコード化しェ ラー訂正を行ったりすることで、 極めて忠実に元の情報を再現することが可能に なる。
ところで、 ホログラフィを利用した従来の光情報記録再生方法では、 記録媒体 内に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンが記録されるように、 情 報光と記録用参照光とを互いに所定の角度をなすように記録媒体に入射させる場 合が多い。 これにより再生時に発生する再生光は、 再生用参照光に対して所定の 角度をなす方向に進む。
しかしながら、 上述のように、 記録時には情報光と記録用参照光とを互いに所 定の角度をなすように記録媒体に入射させ、 再生時には再生用参照光に対して所 定の角度をなす方向に進むように再生光を発生させるようにした場合には、 記録 再生のための光学系が複雑になるという問題点がある。
日本特開平 1 0— 1 2 4 8 7 2号公報には、 ホログラフィを利用して情報が記 録される情報記録層に対して、 情報光と参照光とを、 情報記録層の厚み方向につ いて互いに異なる位置で収束するように、 情報記録層に対して同一面側より照射 することによって、 情報記録層に情報光と参照光との干渉パターンを記録する技 術が開示されている。 しかしながら、 この技術では、 情報光と参照光の各収束位 置を異ならせるための特殊な光学系が必要になるという問題点がある。
また、 前記日本特開平 1 0— 1 2 4 8 7 2号公報には、 記録媒体に照射される 光束の断面の一部分を空間的に変調して情報光とし、 光束の断面の他の部分を参 照光とし、これらの干渉パターンを情報記録層に記録する技術が開示されている。 この技術では、 記録媒体として、 情報記録層における情報光と参照光の入射側と は反対側に反射面が設けられたものを用い、 反射面に入射する前の情報光と反射 面で反射された後の参照光との干渉パターンおよび反射面に入射する前の参照光 と反射面で反射された後の情報光との干渉パターンを情報記録層に記録するよう にしている。 しかしながら、 この技術では、 記録媒体に照射される光束の断面の 一部分でしか情報を担持できないので、 記録できる情報量が減少するという問題 点がある。 また、 ホログラフィを利用して、 記録媒体に対して情報を超高密度に記録する ためには、 記録媒体に対する情報光および参照光の位置決めが重要になる。 しか しながら、 ホログラフィを利用した従来の光情報記録再生方法では、 記録媒体自 体に位置決めのための情報がない場合が多い。 この場合には、 記録媒体に対する 情報光および参照光の位置決めは機械的に行うしかなく、 精度の高い位置決めは 困難である。
前記日本特開平 1 0— 1 2 4 8 7 2号公報には、 情報光および参照光の位置決 めのための情報が記録される位置決め領域を備えた記録媒体が開示されている。 しかしながら、 この記録媒体では、 位置決め領域が、 情報記録層における情報光 および参照光の入射側とは反対側に設けられた反射面上に形成されている。 その ため、位置決めのために用いられる光は、情報記録層を 2回通過することになる。 この場合には、 位置決めのために用いられる光が情報記録層によって乱されて、 位置決めのための情報の再生精度が低下するという問題点がある。 発明の開示
本発明の第 1の目的は、 ホログラフィを利用して情報の記録または再生を行う ことができると共に、 情報量を減少させることなく、 記録または再生のための光 学系の構成を簡単にすることができるようにした光情報記録装置おょぴ方法、 光 情報再生装置および方法、 光情報記録再生装置および方法、 ならびに光情報記録 媒体を提供することにある。
本発明の第 2の目的は、 上記第 1の目的に加え、 光情報記録媒体に対する記録 または再生のための光の位置決めを精度よく行うことができるようにした光情報 記録装置および方法、 光情報再生装置および方法、 光情報記録再生装置および方 法、 ならびに光情報記録媒体を提供することにある。
本発明の光情報記録装置は、 ホログラフィを利用して情報が記録される情報記 録層を備えた光情報記録媒体に対して情報を記録するための装置であって、 記録する情報を担持した情報光を生成する情報光生成手段と、
記録用参照光を生成する記録用参照光生成手段と、 情報記録層に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パ夕一ンによつて情報 が記録されるように、 情報光生成手段によって生成された情報光と記録用参照光 生成手段によって生成された記録用参照光とを情報記録層に照射する記録光学系 とを備え、
記録光学系は、 情報光および記録用参照光を、 情報記録層に対して互いに反対 の面側より同軸的に且つ同じ位置で最も小径となるように収束させながら照射す るものである。
本発明の光情報記録装置では、 情報光および記録用参照光は、 情報記録層に対 して互いに反対の面側より同軸的に照射され、 同じ位置で最も小径となるように 収束する。 情報記録層には、 情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターン によって情報が記録される。
本発明の光情報記録装置において、 光情報記録媒体として、 情報光および記録 用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域が設けられたものを 用い、 記録光学系は、 情報光および記録用参照光を、 光情報記録媒体の厚み方向 について位置決め領域が設けられた位置で最も小径となるように収束させながら 照射し、 光情報記録装置は、 更に、 位置決め領域に記録された情報を用いて、 光 情報記録媒体に対する情報光および記録用参照光の位置を制御する位置制御手段 を備えていてもよい。
また、 本発明の光情報記録装置において、 位置決め領域は、 情報記録層に対し て記録用参照光の入射側に配置されていてもよい。
また、 本発明の光情報記録装置において、 情報光生成手段は、 情報記録層を通 過した後の記録用参照光を、 記録する情報に基づいて空間的に変調し且つ反射す ることによって情報光を生成してもよい。
また、 本発明の光情報記録装置において、 情報光生成手段は、 記録する情報に 基づいて光の強度を空間的に変調してもよい。
また、 本発明の光情報記録装置において、 情報光生成手段は、 記録する情報に 基づいて光の位相を空間的に変調してもよい。
また、 本発明の光情報記録装置において、 記録用参照光生成手段は、 位相が空 間的に変調された記録用参照光を生成してもよい。
また、 本発明の光情報記録装置において、 記録用参照光生成手段は、 位相が空 間的に変調された記録用参照光を生成し、 情報光生成手段は、 記録する情報と記 録用参照光の位相の変調パターンとに基づいて決定された位相の変調パターンに 従って光の位相を空間的に変調するようにしてもよい。
本発明の光情報記録方法は、 ホログラフィを利用して情報が記録される情報記 録層を備えた光情報記録媒体に対して情報を記録する方法であって、
記録する情報を担持した情報光を生成する手順と、
記録用参照光を生成する手順と、
情報記録層に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによつて情報 が記録されるように、 情報光と記録用参照光とを情報記録層に照射する記録手順 とを備え、
記録手順は、 情報光および記録用参照光を、 情報記録層に対して互いに反対の 面側より同軸的に且つ同じ位置で最も小径となるように収束させながら照射する ものである。
本発明の光情報記録方法では、 情報光および記録用参照光は、 情報記録層に対 して互いに反対の面側より同軸的に照射され、 同じ位置で最も小径となるように 収束する。 情報記録層には、 情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターン によって情報が記録される。
本発明の光情報再生装置は、 ホログラフィを利用して情報が記録される情報記 録層を備えた光情報記録媒体より、 ホログラフィを利用して情報を再生するため の装置であって、
光情報記録媒体は、 情報記録層に対して再生用参照光の入射側に配置され、 再 生用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域を備え、 情報記録 層には、 情報記録層に対して互いに反対の面側より同軸的に照射され且つ光情報 記録媒体の厚み方向について位置決め領域が設けられた位置で最も小径となるよ うに収束する情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによつて情報が 記録されたものであり、 光情報再生装置は、
再生用参照光を生成する再生用参照光生成手段と、
再生用参照光生成手段によって生成された再生用参照光を情報記録層に対して 照射すると共に、 再生用参照光が照射されることによって情報記録層より発生さ れる再生光を収集する再生光学系と、
再生光学系によって収集された再生光を検出する検出手段とを備え、 再生光学系は、 再生用参照光の照射と再生光の収集とが、 光情報記録媒体にお ける記録用参照光の入射側より行われ、 且つ再生用参照光および再生光が同軸的 に配置されるように、 光情報記録媒体の厚み方向について位置決め領域が設けら れた位置で再生用参照光が最も小径となるように再生用参照光を照射し、 光情報再生装置は、 更に、 位置決め領域に記録された情報を用いて、 光情報記 録媒体に対する再生用参照光の位置を制御する位置制御手段を備えているもので ある。
本発明の光情報再生装置では、 光情報記録媒体の厚み方向について位置決め領 域が設けられた位置で再生用参照光が最も小径となるように、 光情報記録媒体に 対して再生用参照光が照射され、 再生用参照光の照射と再生光の収集とが、 光情 報記録媒体における記録用参照光の入射側より行われ、 且つ再生用参照光および 再生光が同軸的に配置される。 また、 位置決め領域に記録された情報を用いて、 光情報記録媒体に対する再生用参照光の位置が制御される。
本発明の光情報再生装置において、 再生光は光の強度が空間的に変調された光 であってもよい。
また、 本発明の光情報再生装置において、 再生光は光の位相が空間的に変調さ れた光であり、 再生光学系は再生光と再生用参照光とを重ね合わせて合成光を生 成し、 検出手段は合成光を検出するようにしてもよい。
また、 本発明の光情報再生装置において、 再生用参照光生成手段は、 位相が空 間的に変調された再生用参照光を生成してもよい。
本発明の光情報再生方法は、 ホログラフィを利用して情報が記録される情報記 録層を備えた光情報記録媒体より、 ホログラフィを利用して情報を再生する方法 であって、
光情報記録媒体は、 情報記録層に対して再生用参照光の入射側に配置され、 再 生用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域を備え、 情報記録 層には、 情報記録層に対して互いに反対の面側より同軸的に照射され且つ光情報 記録媒体の厚み方向について位置決め領域が設けられた位置で最も小径となるよ うに収束する情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによつて情報が 記録されたものであり、
光情報再生方法は、 ' 再生用参照光を生成する手順と、
再生用参照光を情報記録層に対して照射すると共に、 再生用参照光が照射され ることによって情報記録層より発生される再生光を収集する再生手順と、 再生光学系によって収集された再生光を検出する手順とを備え、
再生手順は、 再生用参照光の照射と再生光の収集とが、 光情報記録媒体におけ る記録用参照光の入射側より行われ、 且つ再生用参照光および再生光が同軸的に 配置されるように、 光情報記録媒体の厚み方向について位置決め領域が設けられ た位置で再生用参照光が最も小径となるように再生用参照光を照射し、
光情報再生方法は、 更に、 位置決め領域に記録された情報を用いて、 光情報記 録媒体に対する再生用参照光の位置を制御する手順を備えているものである。 本発明の光情報再生方法では、 光情報記録媒体の厚み方向について位置決め領 域が設けられた位置で再生用参照光が最も小径となるように、 光倩報記録媒体に 対して再生用参照光が照射され、 再生用参照光の照射と再生光の収集とが、 光情 報記録媒体における記録用参照光の入射側より行われ、 且つ再生用参照光および 再生光が同軸的に配置される。 また、 位置決め領域に記録された情報を用いて、 光情報記録媒体に対する再生用参照光の位置が制御される。
本発明の光情報記録再生装置は、 ホログラフィを利用して情報が記録される情 報記録層を備えた光情報記録媒体に対して情報を記録すると共に、 光情報記録媒 体より情報を再生するための装置であって、
記録する情報を担持した情報光を生成する情報光生成手段と、 記録用参照光を生成する記録用参照光生成手段と、
再生用参照光を生成する再生用参照光生成手段と、
倩報の記録時には、 情報記録層に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パ ターンによって情報が記録されるように、 情報光生成手段によって生成された情 報光と記録用参照光生成手段によって生成された記録用参照光とを情報記録層に 照射し、 情報の再生時には、 再生用参照光生成手段によって生成された再生用参 照光を情報記録層に対して照射すると共に、 再生用参照光が照射されることによ つて情報記録層より発生される再生光を収集する記録再生光学系と、
記録再生光学系によって収集された再生光を検出する検出手段とを備え、 記録再生光学系は、 情報の記録時には、 情報光および記録用参照光を、 情報記 録層に対して互いに反対の面側より同軸的に且つ同じ位置で最も小径となるよう に収束させながら照射し、 情報の再生時には、 再生用参照光の照射と再生光の収 集とが、 光情報記録媒体における記録用参照光の入射側より行われ、 且つ再生用 参照光および再生光が同軸的に配置されるように、 光情報記録媒体の厚み方向に ついて記録用参照光が最も小径となる位置で再生用参照光が最も小径となるよう に再生用参照光を照射するものである。
本発明の光情報記録再生装置では、 情報の記録時には、 情報光おょぴ記録用参 照光は、 情報記録層に対して互いに反対の面側より同軸的に照射され、 同じ位置 で最も小径となるように収束する。 情報記録層には、 情報光と記録用参照光との 干渉による干渉パターンによって情報が記録される。 情報の再生時には、 光情報 記録媒体の厚み方向について記録用参照光が最も小径となる位置で再生用参照光 が最も小径となるように、 光情報記録媒体に対して再生用参照光が照射され、 再 生用参照光の照射と再生光の収集とが、 光情報記録媒体における記録用参照光の 入射側より行われ、 且つ再生用参照光および再生光が同軸的に配置される。 本発明の光情報記録再生装置において、 光情報記録媒体として、 情報光、 記録 用参照光および再生用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域 が設けられたものを用い、 記録再生光学系は、 情報光、 記録用参照光および再生 用参照光を、 光情報記録媒体の厚み方向について位置決め領域が設けられた位置 で最も小径となるように収束させながら照射し、 光情報記録再生装置は、 更に、 情報の記録時には、 位置決め領域に記録された情報を用いて、 光情報記録媒体に 対する情報光および記録用参照光の位置を制御し、 情報の再生時には、 位置決め 領域に記録された情報を用いて、 光情報記録媒体に対する再生用参照光の位置を 制御する位置制御手段を備えていてもよい。
また、 本発明の光情報記録再生装置において、 位置決め領域は、 情報記録層に 対して記録用参照光および再生用参照光の入射側に配置されていてもよい。
また、 本発明の光情報記録再生装置において、 情報光生成手段は、 情報記録層 を通過した後の記録用参照光を、 記録する情報に基づいて空間的に変調し且つ反 射することによって情報光を生成してもよい。
また、 本発明の光情報記録再生装置において、 情報光生成手段は、 記録する情 報に基づいて光の強度を空間的に変調してもよい。
また、 本発明の光情報記録再生装置において、 情報光生成手段は、 記録する情 報に基づいて光の位相を空間的に変調し、 記録再生光学系は再生光と再生用参照 光とを重ね合わせて合成光を生成し、 検出手段は合成光を検出するようにしても よい。
また、 本発明の光情報記録再生装置において、 記録用参照光生成手段は、 位相 が空間的に変調された記録用参照光を生成し、 再生用参照光生成手段は、 位相が 空間的に変調された再生用参照光を生成してもよい。
また、 本発明の光情報記録再生装置において、 記録用参照光生成手段は、 位相 が空間的に変調された記録用参照光を生成し、 情報光生成手段は、 記録する情報 と記録用参照光の位相の変調パターンとに基づいて決定された位相の変調パター ンに従って光の位相を空間的に変調し、 再生用参照光生成手段は、 位相が空間的 に変調された再生用参照光を生成し、 記録再生光学系は再生光と再生用参照光と を重ね合わせて合成光を生成し、検出手段は合成光を検出するようにしてもよい。 本発明の光情報記録再生方法は、 ホログラフィを利用して情報が記録される情 報記録層を備えた光情報記録媒体に対して情報を記録すると共に、 光情報記録媒 体より情報を再生する方法であって、 記録する情報を担持した情報光を生成する手順と、
記録用参照光を生成する手順と、
情報記録層に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情報 が記録されるように、 情報光生成手段によって生成された情報光と記録用参照光 生成手段によって生成された記録用参照光とを情報記録層に照射する記録手順と、 再生用参照光を生成する手順と、
再生用参照光を情報記録層に対して照射すると共に、 再生用参照光が照射され ることによって情報記録層より発生される再生光を収集する再生手順と、
再生光を検出する手順とを備え、
記録手順は、 情報光および記録用参照光を、 情報記録層に対して互いに反対の 面側より同軸的に且つ同じ位置で最も小径となるように収束させながら照射し、 再生手順は、 再生用参照光の照射と再生光の収集とが、 光情報記録媒体におけ る記録用参照光の入射側より行われ、 且つ再生用参照光および再生光が同軸的に 配置されるように、 光情報記録媒体の厚み方向について記録用参照光が最も小径 となる位置で再生用参照光が最も小径となるように再生用参照光を照射するもの である。
本発明の光情報記録再生方法では、 情報の記録時には、 情報光および記録用参 照光は、 情報記録層に対して互いに反対の面側より同軸的に照射され、 同じ位置 で最も小径となるように収束する。 情報記録層には、 情報光と記録用参照光との 干渉による干渉パターンによって情報が記録される。 情報の再生時には、 光情報 記録媒体の厚み方向について記録用参照光が最も小径となる位置で再生用参照光 が最も小径となるように、 光情報記録媒体に対して再生用参照光が照射され、 再 生用参照光の照射と再生光の収集とが、 光情報記録媒体における記録用参照光の 入射側より行われ、 且つ再生用参照光および再生光が同軸的に配置される。
本発明の光情報記録媒体は、
ホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層と、
記録用参照光および再生用参照光が入射され、再生光が出射される第 1の面と、 記録する情報を担持した情報光が入射される第 2の面と、 情報記録層に対して第 1の面側に配置され、 記録用参照光、 情報光および再生 用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域とを備えたものであ る。
本発明の光情報記録媒体では、 情報の記録時には、 情報光および記録用参照光 を、 情報記録層に対して互いに反対の面側より同軸的に且つ光情報記録媒体の厚 み方向について位置決め領域が設けられた位置で最も小径となるように収束させ ながら照射して、 情報記録層に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パ夕一 ンによって情報を記録することが可能になる。 また、 情報の記録時には、 位置決 め領域に記録された情報を用いて、 光情報記録媒体に対する情報光および記録用 参照光の位置を制御することが可能になる。 情報の再生時には、 光情報記録媒体 の厚み方向について位置決め領域が設けられた位置で再生用参照光が最も小径と なるように、 光情報記録媒体に対して再生用参照光を照射することにより、 再生 用参照光の照射と再生光の収集とを、 光情報記録媒体における記録用参照光の入 射側より行い、 且つ再生用参照光おょぴ再生光が同軸的に配置されるようにする ことが可能になる。 また、 情報の再生時には、 位置決め領域に記録された情報を 用いて、 光情報記録媒体に対する再生用参照光の位置を制御することが可能にな る。
本発明のその他の目的、 特徴および利益は、 以下の説明を以つて十分明白にな るであろう。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明の第 1の実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録 再生光学系の要部を示す説明図である。
第 2図は、 本発明の第 1の実施の形態における光情報記録媒体の他の例を示す 説明図である。
第 3図は、 本発明の第 1の実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録 再生光学系の全体の構成を示す説明図である。
第 4図は、 本発明の第 1の実施の形態に係る光情報記録再生装置の構成を示す ブロック図である。
第 5図は、 本発明の第 1の実施の形態におけるサーポ時の記録再生光学系の要 部の状態を示す説明図である。
第 6図は、 本発明の第 1の実施の形態における記録時の記録再生光学系の要部 の状態を示す説明図である。
第 7図は、 本発明の第 1の実施の形態における再生時の記録再生光学系の要部 の状態を示す説明図である。
第 8図は、 本発明の第 1の実施の形態におけるフォーカスエラ一情報の生成方 法の一例を説明するための説明図である。
第 9図は、 本発明の第 1の実施の形態におけるトラッキングエラー情報の生成 方法とトラッキングサーポの方法の一例を説明するための説明図である。
第 1 0図は、 本発明の第 1の実施の形態におけるトラッキングエラ一情報の生 成方法とトラッキングサーポの方法の一例を説明するための説明図である。 第 1 1図は、 本発明の第 1の実施の形態における位相空間光変調器の要部を示 す断面図である。
第 1 2図は、 本発明の第 1の実施の形態における位相空間光変調器とその周辺 回路を示す説明図である。
第 1 3図は、 第 1 1図に示した位相空間光変調器における薄膜コイルの平面図 である。
第 1 4図は、 1次元磁性フォトニック結晶の構造を示す説明図である。
第 1 5図は、 第 1 1図に示した位相空間光変調器の作用について説明するため の説明図である。
第 1 6図は、 本発明の第 1の実施の形態における位相空間光変調器の構成の他 の例を示す断面図である。
第 1 7図は、 第 1 6図に示した位相空間光変調器の作用について説明するため の説明図である。
第 1 8図は、 第 1 6図に示した位相空間光変調器の作用について説明するため の説明図である。
第 1 9図は、 本発明の第 2の実施の形態に係る光情報記録再生装置における記 録再生光学系の全体の構成を示す説明図である。
第.2 0図は、 本発明の第 2の実施の形態において光の位相が空間的に変調され ない記録用参照光を用いる場合の記録時の記録再生光学系の要部の状態を示す説 明図である。
第 2 1図は、 本発明の第 2の実施の形態において光の位相が空間的に変調され ない再生用参照光を用いる塲合の再生時の記録再生光学系の要部の状態を示す説 明図である。
第 2 2 A図ないし第 2 2 E図は、 それぞれ本発明の第 2の実施の形態に係る光 情報記録再生装置において光の位相が空間的に変調されない再生用参照光を用い る場合の情報の再生の原理を詳しく説明するための波形図である。
第 2 3図は、 本発明の第 2の実施の形態において光の位相が空間的に変調され た記録用参照光を用いる場合の記録時の記録再生光学系の要部の状態を示す説明 図である。
第 2 4図は、 本発明の第 2の実施の形態において光の位相が空間的に変調され た再生用参照光を用いる場合の再生時の記録再生光学系の要部の状態を示す説明 図である。
第 2 5 A図ないし図 2 5 E図は、 それぞれ本発明の第 2の実施の形態に係る光 情報記録再生装置において光の位相が空間的に変調された再生用参照光を用いる 場合の情報の再生の原理を詳しく説明するための波形図である。
第 2 6図は、 本発明の第 3の実施の形態に係る光情報記録再生装置における記 録再生光学系を示す説明図である。
第 2 7図は、 本発明の第 3の実施の形態に係る光情報記録再生装置における光 へッドを示す斜視図である。
第 2 8図は、 本発明の第 3の実施の形態に係る光情報記録再生装置の外観を示 す平面図である。
第 2 9図は、 本発明の第 3の実施の形態における記録再生光学系の変形例を示 す説明図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[第 1の実施の形態]
第 1図は、 本発明の第 1の実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録 再生光学系の要部を示す説明図である。 なお、 本実施の形態に係る光情報記録再 生装置は、 本実施の形態に係る光情報記録装置および光情報再生装置を含む。 ま た、 本実施の形態における記録再生光学系は、 光情報記録装置における記録光学 系および光情報再生装置における再生光学系を含む。
始めに、 第 1図を参照して、 本実施の形態に係る光情報記録媒体の構成につい て説明する。 本実施の形態に係る光情報記録媒体 1は、 ポリカーボネート等によ つて形成された円板状の 2枚の透明基板 2， 4と、 これらの透明基板 2， 4の間 に設けられた情報記録層 3と、 透明基板 2における情報記録層 3とは反対側の面 に隣接するように設けられた保護層 5とを備えている。
情報記録層 3は、 ホログラフィを利用して情報が記録される層であり、 光が照 射されたときに光の強度に応じて屈折率、 誘電率、 反射率等の光学的特性が変化 するホログラム材料によって形成されている。ホログラム材料としては、例えば、 デュポン （D u p ο n t ) 社製フォトポリマ （p h o t o p o l y m e r s ) H F - 6 0 0 (製品名） や、 アプリリス （A p r i 1 s ) 社製フォトポリマ U L S H - 5 0 0 (製品名） 等が使用される。
この光情報記録媒体 1では、 保護層 5の透明基板 2とは反対側の面 （第 1図に おける下側の面） が、 記録用参照光および再生用参照光が入射され、 再生光が出 射される第 1の面 1 aとなり、 透明基板 4の情報記録層 3とは反対側の面 （第 1 図における上側の面） が、 記録する情報を担持した情報光が入射される第 2の面 1 bとなっている。
透明基板 2と保護層 5との境界面には、 半径方向に線状に延びる複数のァドレ ス ·サーポェリア 6が所定の角度間隔で設けられている。情報記録層 3において、 隣り合うアドレス ·サ一ポエリァ 6間の扇形の区間がデータエリァ 7になってい る。 アドレス 'サーポエリア 6には、 サンプルドサーポ方式によってフォーカス サ一ポおよびトラッキングサーポを行うための情報とァドレス情報とが、 予めェ ンポスピット等によって記録されている。 なお、 フォーカスサーポは、 透明基板 2と保護層 5との境界面を用いて行うこともできる。
上述のように、 アドレス ·サーポエリア 6は、 情報記録層 3に対して第 1の面 1 a側に配置され、 記録用参照光、 情報光および再生用参照光の位置決めのため の情報が記録される。 ァドレス ·サーポエリァ 6は、 本発明における位置決め領 域に対応する。
なお、 第 2図に示したように、 光情報記録媒体 1は、 アドレス ·サーポエリア 6が透明基板 2と情報記録層 3との境界面に設けられたものであってもよい。 こ の場合には、 保護層 5は不要となる。
次に、 第 1図を参照して、 本実施の形態に係る光情報記録再生装置における記 録再生光学系の要部について説明する。 記録再生光学系は、 光情報記録媒体 1の 透明基板 4側に対向する対物レンズ 2 1と、 この対物レンズ 2 1における光情報 記録媒体 1とは反対側に、 対物レンズ 2 1側から順に配設された 4分の 1波長板 2 2および偏光ビームスプリッタ 2 3を有している。 偏光ビームスプリッ夕 2 3 は、 S偏光を反射し、 P偏光を透過させる偏光ビームスプリッタ面 2 3 aを有し ている。 なお、 S偏光とは偏光方向が入射面 （第 1図の紙面） に垂直な直線偏光 であり、 P偏光とは偏光方向が入射面に平行な直線偏光である。 偏光ビ一ムスプ リツ夕面 2 3 aは、 光情報記録媒体 1の面に対して 4 5 ° をなしている。 偏光ピ —ムスプリッタ 2 3では、 第 1図における右側の面が情報光入射面 2 3 bになつ ている。 記録再生光学系は、 更に、 偏光ビ一ムスプリッタ 2 3の情報光入射面 2 3 bに入射する光の光路上に配置された空間光変調器 2 7を有している。 空間光 変調器 2 7は、 格子状に配列された多数の画素を有し、 例えば、 各画素毎に光の 透過状態と遮断状態とを選択することによって、 出射光の強度を空間的に変調し て、 情報を担持した情報光を生成することができるようになつている。 この空間 光変調器 2 7としては、 例えば液晶素子を用いることができる。
記録再生光学系は、 更に、 光情報記録媒体 1の保護層 5側に対向する対物レン ズ 3 1と、 この対物レンズ 3 1における光情報記録媒体 1とは反対側に、 対物レ ンズ 3 1側から順に配設された 4分の 1波長板 3 2、 偏光ビ一ムスプリッタ 3 3 および光検出器 3 4を有している。 偏光ビ一ムスプリッタ 3 3は、 S偏光を反射 し、 P偏光を透過させる偏光ビームスプリッ夕面 3 3 aを有している。 偏光ピ一 ムスプリッタ面 3 3 aは、 光情報記録媒体 1の面に対して 4 5 ° をなしている。 偏光ビームスプリッタ 3 3では、 第 1図における右側の面が参照光入射面 3 3 b になっている。 記録再生光学系は、 更に、 偏光ビームスプリツ夕 3 3の参照光入 射面 3 3 bに入射する光の光路上に配置された位相空間光変調器 3 8を有してい る。 位相空間光変調器 3 8は、 格子状に配列された多数の画素を有し、 各画素毎 に出射光の位相を、 2値または 3つ以上の値の中から選択することによって、 光 の位相を空間的に変調することができるようになつている。
光検出器 3 4は、 格子状に配列された多数の画素を有し、 各画素毎に受光した 光の強度を検出できるようになつている。 光検出器 3 4としては、 C C D型固体 撮像素子や M O S型固体撮像素子を用いることができる。 また、 光検出器 3 4と して、 M O S型固体撮像素子と信号処理回路とが 1チップ上に集積されたスマー ト光センサ （例えば、 文献 「〇 p l u s E , 1 9 9 6年 9月， N o . 2 0 2， 第 9 3 ~ 9 9ページ」 参照。） を用いてもよい。 このスマ一ト光センサは、 転送レ —卜が大きく、 高速な演算機能を有するので、 このスマート光センサを用いるこ とにより、 高速な再生が可能となり、 例えば、 Gビット Z秒オーダの転送レート で再生を行うことが可能となる。
記録再生光学系は、 更に、 対物レンズ 2 1を光情報記録媒体 1の厚み方向およ びトラック方向に移動可能なァクチユエ一夕 2 8と、 対物レンズ 3 1を光情報記 録媒体 1の厚み方向およびトラック方向に移動可能なァクチユエ一夕 4 1とを有 している。
次に、 第 3図を参照して、 本実施の形態に係る光情報記録再生装置における記 録再生光学系の全体の構成について説明する。
まず、 記録再生光学系のうち、 情報光に関する部分について説明する。 記録再 生光学系は、 既に説明した対物レンズ 2 1、 4分の 1波長板 2 2、 偏光ビームス プリッ夕 2 3およびァクチユエ一夕 2 8を有している。記録再生光学系は、更に、 偏光ピームスプリッ夕 2 3の情報光入射面 2 3 bに入射する光の光路上に、 偏光 ビ一ムスプリッ夕 2 3側から順に配置された凸レンズ 2 4、 ピンホール 2 5、 凸 レンズ 2 6および空間光変調器 2 7を有している。
凸レンズ 2 4と凸レンズ 2 6の焦点距離は等しくなつている。 この焦点距離を f sとする。 凸レンズ 2 4の中心、 ピンホール 2 5、 凸レンズ 2 6の中心および 空間光変調器 2 7の像形成面は、 焦点距離： f sの間隔を開けて配置されている。 従って、 空間光変調器 2 7を通過した平行光束は、 凸レンズ 2 6によって集光さ れて、 ピンホール 2 5の位置で最も小径となって、 このピンホール 2 5を通過す る。 ピンホール 2 5を通過した光は拡散する光となって、 凸レンズ 2 4に入射し、 平行光束となって偏光ビームスプリッタ 2 3の情報光入射面 2 3 bに入射する。 空間光変調器 2 7の像形成面と共役な像面 5 1は、 凸レンズ 2 4と偏光ビ一ムス プリッ夕 2 3との間であって、 凸レンズ 2 4の中心から焦点距離 f sだけ離れた 位置に形成される。
偏光ビームスプリッタ 2 3の中心と像面 5 1との間の距離を f 1とし、 偏光ビ 一ムスプリッタ 2 3の中心と対物レンズ 2 1の中心との距離を f 2とし、 対物レ ンズ 2 1の焦点距離を f とすると、 f = f l + f 2となっている。 光情報記録媒 体 1における透明基板 2と保護層 5との境界面は、 対物レンズ 2 1の中心から焦 点距離 f だけ離れた位置に配置されるようになっている。 このような構成とする ことにより、 空間光変調器 2 7を対物レンズ 2 1から離れた位置に配置すること が可能になり、 光学系の設計の自由度が増す。
次に、 記録再生光学系のうち、 記録用参照光、 再生用参照光および再生光に関 する部分について説明する。 記録再生光学系は、 既に説明した対物レンズ 3 1、 4分の 1波長板 3 2、 偏光ビ一ムスプリッタ 3 3、 光検出器 3 4およびァクチュ ェ一夕 4 1を有している。 記録再生光学系は、 更に、 偏光ビームスプリッタ 3 3 の参照光入射面 3 3 bに入射する光の光路上に配置された偏光ビ一ムスプリッタ 3 5を有している。 偏光ビームスプリッタ 3 5は、 偏光ビームスプリッ夕 3 3の 偏光ビームスプリッタ面 3 3 aと平行に配置され、 S偏光を反射し、 P偏光を透 過させる偏光ビームスプリッタ面 3 5 aを有している。
記録再生光学系は、 更に、 偏光ビームスプリッタ 3 5の第 3図における下側に 偏光ビームスプリッタ 3 5側から順に配置された凸レンズ 3 6、 凹レンズ 3 7お 'よび位相空間光変調器 3 8を有している。 位相空間光変調器 3 8は反射型になつ ている。 位相空間光変調器 3 8の像形成面と共役な像面 5 2は、 偏光ビームスプ リツ夕 3 5と偏光ビームスプリッタ 3 3との間に形成されるようになっている。 偏光ビ一ムスプリッタ 3 3の中心と像面 5 2との間の距離は、 偏光ビームスプ リツ夕 2 3の中心と像面 5 1との間の距離と等しく f 1となっている。 偏光ビ一 ムスプリッタ 3 3の中心と対物レンズ 3 1の中心との距離は、 偏光ビームスプリ ッ夕 2 3の中心と対物レンズ 2 1の中心との距離と等しく ί 2となっている。 対 物レンズ 3 1の焦点距離は、対物レンズ 2 1の焦点距離と等しく f となっている。 光情報記録媒体 1における透明基板 2と保護層 5との境界面は、 対物レンズ 3 1 の中心から焦点距離 f だけ離れた位置に配置されるようになっている。 このよう な構成とすることにより、 位相空間光変調器 3 8を対物レンズ 3 1から離れた位 置に配置することが可能になり、 光学系の設計の自由度が増す。
記録再生光学系は、 更に、 偏光ビ一ムスプリッタ 3 5の第 3図における上側に おいて、 偏光ビームスプリッタ面 3 5 aに対して 9 0 ° をなすように配置された ミラ一 3 9と、 このミラ一 3 9と平行に配置されたミラ一4 0とを有している。 次に、 記録再生光学系のうち、 情報光、 記録用参照光および再生用参照光に共 通する部分について説明する。 記録再生光学系は、 コヒ一レントな直線偏光のレ 一ザ光を出射する光源装置 4 2と、 この光源装置 4 2より出射される光の光路上 に光源装置 4 2側より順に配置されたコリメータレンズ 4 3、 ミラー 4 4、 旋光 用光学素子 4 5および偏光ビームスプリッタ 4 6を有している。 旋光用光学素子 4 5としては、 例えば、 1 / 2波長板または旋光板が用いられる。 偏光ビームス プリッタ 4 6は、 S偏光を反射し、 P偏光を透過させる偏光ビームスプリッタ面 4 6 aを有している。
なお、 第 1図では、 第 3図に示した記録再生光学系の要部を分かりやすく示す ために、 空間光変調器 2 7を像面 5 1の位置に配置し、 位相空間光変調器 3 8を 透過型として表して、 像面 5 2の位置に配置している。
次に、 第 3図に示した記録再生光学系の作用の概略について説明する。 光源装 置 4 2は、 S偏光または P偏光の直線偏光の光を出射する。 コリメータレンズ 4 3は、光源装置 4 2の出射光を平行光束にして出射する。旋光用光学素子 4 5は、 コリメ一夕レンズ 4 3より出射され、 ミラ一 4 4で反射された光を旋光して、 S 偏光成分と P偏光成分とを含む光を出射する。
旋光用光学素子 4 5の出射光のうち、 S偏光成分は、 偏光ビームスプリ'ッタ 4 6の偏光ビームスプリッタ面 4 6 aで反射されて、 空間光変調器 2 7に入射し、 空間光変調器 2 7によって光の強度が空間的に変調されて情報光が生成される。 空間光変調器 2 7より出射される情報光は、 凸レンズ 2 6、 ピンホール 2 5、.凸 レンズ 2 4を順に通過し、 偏光ビームスプリッタ 2 3の偏光ピ一ムスプリッ夕面 2 3 aで反射されて、 4分の 1波長板 2 2に入射する。 4分の 1波長板 2 2を通 過した情報光は、 円偏光の光となり、 対物レンズ 2 1によって集光されて、 透明 基板 2と保護層 5との境界面上で最も小径となるように収束しながら光情報記録 媒体 1に照射される。 なお、 凸レンズ 2 6、 ピンホール 2 5および凸レンズ 2 4 からなる光学系において空間フィルタリングを行ってもよい。
一方、 旋光用光学素子 4 5の出射光のうち、 P偏光成分は、 偏光ビームスプリ ッ夕 4 6の偏光ビームスプリッ夕面 4 6 aを透過し、 ミラー 4 0， 3 9で反射さ れ、 偏光ビ一ムスプリッ夕 3 5の偏光ビームスプリッタ面 3 5 aを透過し、 凸レ ンズ 3 6および凹レンズ 3 7を経て、 平行光束として位相空間光変調器 3 8に入 射する。 位相空間光変調器 3 8は、 例えば、 各画素毎に出射光の位相を、 互いに % ( r a d ) だけ異なる 2つの値のいずれかに設定することによって、 光の位相 を空間的に変調するようになっている。 位相空間光変調器 3 8によって変調され た光は記録用参照光または再生用参照光となる。位相空間光変調器 3 8は、更に、 入射光の偏光方向に対して、 出射光の偏光方向を 9 0 ° 回転させるようになって いる。 従って、 位相空間光変調器 3 8の出射光は S偏光の光となる。 位相空間光 変調器 3 8の出射光は、 凹レンズ 3 7、 凸レンズ 3 6を経て、 偏光ビ一ムスプリ ッタ 3 5の偏光ビ一ムスプリッタ面 3 5 aで反射され、 更に偏光ビ一ムスプリッ 夕 3 3の偏光ビームスプリッタ面 3 3 aで反射されて、 4分の 1波長板 3 2に入 射する。 4分の 1波長板 3 2を通過した光は、 円偏光の光となり、 対物レンズ 3 1によって集光されて、 透明基板 2と保護層 5との境界面上で最も小径となるよ うに収束しながら光情報記録媒体 1に照射される。
対物レンズ 3 1より光情報記録媒体 1に照射された光が透明基板 2と保護層 5 との境界面で反射して生じる戻り光、 あるいは対物レンズ 3 1より光情報記録媒 体 1に照射された再生用参照光に応じて情報記録層 3より発生する再生光は、 対 物レンズ 3 1を通過して平行光束となり、 4分の 1波長板 3 2を通過して P偏光 の光となり、 偏光ビームスプリッタ 3 3の偏光ビームスプリッ夕面 3 3 aを通過 して光検出器 3 4に入射する。
なお、 光情報記録媒体 1が第 2図に示したような構成の場合には、 対物レンズ 2 1からの光および対物レンズ 3 1からの光は、 共に、 アドレス ·サーポエリア 6が設けられている位置である透明基板 2と情報記録層 3との境界面上で最も小 径となるように収束しながら光情報記録媒体 1に照射される。
次に、 第 4図を参照して、 本実施の形態に係る光情報記録再生装置の構成につ いて説明する。 この光情報記録再生装置 1 0は、 光情報記録媒体 1が取り付けら れるスピンドル 8 1と、 このスピンドル 8 1を回転させるスピンドルモータ 8 2 と、 光情報記録媒体 1の回転数を所定の値に保つようにスピンドルモータ 8 2を 制御するスピンドルサーポ回路 8 3とを備えている。光情報記録再生装置 1 0は、 更に、 光情報記録媒体 1の下側に配置され、 光情報記録媒体 1に対して記録用参 照光または再生用参照光を照射すると共に、 再生光を収集するピックアップ下部 1 1 Aと、 光情報記録媒体 1の上側に配置され、 光情報記録媒体 1に対して情報 光を照射するピックァップ上部 1 1 Bと、 ピックアツプ下部 1 1 Aとピックアツ プ上部 1 1 Bとを連結する連結部 1 1 Cと、 この連結部 1 1 Cを駆動して、 ピッ クアップ下部 1 1 Aおよびピックアップ上部 1 1 Bを光情報記録媒体 1の半径方 向に移動可能とする駆動装置 8 4とを備えている。 ピックアップ下部 1 1 Aとピ ックアップ上部 1 1 Bは、 光情報記録媒体 1を挟んで互いに対向する位置に配置 されている。
ピックアップ下部 1 1 Aには、 第 3図に示した記録再生光学系の構成要素のう ち、 対物レンズ 3 1、 4分の 1波長板 3 2、 偏光ビームスプリッタ 3 3、 光検出 器 3 4、 偏光ビームスプリッ夕 3 5、 凸レンズ 3 6、 凹レンズ 3 7、 位相空間光 変調器 3 8、 ミラ一 3 9 , 4 0およぴァクチユエ一夕 4 1が収納されている。 ピ ックアップ上部 1 1 Bには、 第 3図に示した記録再生光学系の残りの構成要素が 収納されている。 偏光ビームスプリッタ 4 6とミラー 4 0との間の光路は連結部 1 1 C内に形成されている。
光情報記録再生装置 1 0は、 更に、 ピックアップ下部 1 1 Aの出力信号よりフ ォ一カスエラ一信号 F E、 トラッキングエラ一信号 T Eおよび再生信号 R Fを検 出するための検出回路 8 5と、 フォーカスサ一ポ回路 8 6と、 トラッキングサー ポ回路 8 7と、 スライドサーポ回路 8 8とを備えている。
フォーカスサ一ポ回路 8 6は、 検出回路 8 5によって検出されるフォーカスェ ラー信号 F Eに基づいて、 ピックアップ下部 1 1 A内のァクチユエ一夕 4 1を駆 動して対物レンズ 3 1を光情報記録媒体 1の厚み方向に移動させると共に、 ピッ クアップ上部 1 1 B内のァクチユエ一夕 2 8を駆動して対物レンズ 2 1を光情報 記録媒体 1の厚み方向に移動させてフォーカスサーポを行うようになっている。 なお、 ピックァップ下部 1 1 Aとピックアツプ上部 1 1 Bとの間の距離は一定に なっているので、 ピックアップ下部 1 1 Aより出射された光を用いて検出される フォーカスエラー信号 F Eに基づいて、 ピックアップ上部 1 1 Bより出射される 光に対するフォーカスサーポを行うことが可能である。
トラッキングサーポ回路 8 7は、 検出回路 8 5によって検出されるトラツキン グエラー信号 T Eに基づいて、 ピックアップ下部 1 1 A内のァクチユエ一夕 4 1 を駆動して対物レンズ 3 1を光情報記録媒体 1の半径方向に移動させると共に、 ピックアップ上部 1 1 B内のァクチユエ一夕 2 8を駆動して対物レンズ 2 1を光 情報記録媒体 1の半径方向に移動させてトラッキングサ一ポを行うようになって いる。
スライドサーポ回路 8 8は、 トラッキングエラ一信号 T Eおよび後述するコン トローラからの指令に基づいて駆動装置 8 4を制御して、 ピックアップ下部 1 1 Aおよびピックアップ上部 1 1 Bを光情報記録媒体 1の半径方向に移動させるス ライドサーポを行うようになっている。
光情報記録再生装置 1 0は、 更に、 ピックアップ下部 1 1 A内の光検出器 3 4 の出力データをデコードして、 光情報記録媒体 1のデ一夕エリァ 7に記録された データを再生したり、 検出回路 8 5からの再生信号 R Fより基本クロックを再生 したりアドレスを判別したりする信号処理回路 8 9と、 光情報記録再生装置 1 0 の全体を制御するコントローラ 9 0と、 このコントローラ 9 0に対して種々の指 示を与える操作部 9 1とを備えている。 コントローラ 9 0は、 信号処理回路 8 9 より出力される基本クロックゃァドレス情報を入力すると共に、 ピックアップ下 部 1 1 A、 ピックアップ上部 1 1 B、 スピンドルサ一ポ回路 8 3およびスライド サーポ回路 8 8等を制御するようになっている。 スピンドルサーポ回路 8 3は、 信号処理回路 8 9より出力される基本クロックを入力するようになっている。 コ ントローラ 9 0は、 C P U (中央処理装置）、 R O M (リード ·オンリ · メモリ） および R A M (ランダム ·アクセス · メモリ） を有し、 C P Uが、 R A Mを作業 領域として、 R O Mに格納されたプログラムを実行することによって、 コント口 ーラ 9 0の機能を実現するようになっている。
なお、 ピックアップ上部 1 1 B内の光源装置 4 2および空間光変調器 2 7、 ピ ックアップ下部 1 1 A内の位相空間光変調器 3 8は、 第 4図におけるコント口一 ラ 9 0によって制御されるようになっている。 コント口一ラ 9 0は、 位相空間光 変調器 3 8において光の位相を空間的に変調するための複数の変調パターンの情 報を保持している。 また、 操作部 9 1は、 複数の変調パターンの中から任意の変 調パターンを選択することができるようになつている。 そして、 コントローラ 9 0は、 所定の条件に従って自らが選択した変調パターンまたは操作部 9 1によつ て選択された変調パターンの情報を位相空間光変調器 3 8に与え、 位相空間光変 調器 3 8は、 コントローラ 9 0より与えられる変調パターンの情報に従って、 対 応する変調パターンで光の位相を空間的に変調するようになっている。
次に、 本実施の形態に係る光情報記録再生装置の作用について、 サーポ時、 情 報の記録時、 情報の再生時に分けて、 順に説明する。 なお、 以下の説明は、 本実 施の形態に係る光情報記録方法、 光情報再生方法および光情報記録再生方法の説 明を兼ねている。
まず、 第 3図および第 5図を参照して、 サーポ時の作用について説明する。 第 5図はサーポ時における記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。 サ一 ポ時には、 空間光変調器 2 7は、 全画素が遮断状態にされる。 位相空間光変調器 3 8は、 各画素を通過する光が全て同じ位相になるように設定される。 光源装置 4 2の出射光の出力は、 再生用の低出力に設定される。 なお、 コントローラ 9 0 は、 再生信号 R Fより再生された基本クロックに基づいて、 対物レンズ 3 1の出 射光がァドレス ·サ一ポエリァ 6を通過するタイミングを予測し、 対物レンズ 3 1の出射光がァドレス ·サ一ポエリァ 6を通過する間、 上記の設定とする。
光源装置 4 2から出射された光は、 コリメ一夕レンズ 4 3によって平行光束と され、 ミラ一 4 4、 旋光用光学素子 4 5を通過して、 偏光ビームスプリツ夕 4 6 に入射する。 偏光ビームスプリッタ 4 6に入射した光のうちの S偏光成分は、 偏 光ビームスプリッタ面 4 6 aで反射され、空間光変調器 2 7によって遮断される。 偏光ビームスプリッタ 4 6に入射した光のうちの P偏光成分は、 偏光ビームス プリッタ面 4 6 aを透過し、 ミラ一 4 0 , 3 9を通過し、 偏光ビ一ムスプリッ夕 3 5の偏光ビ一ムスプリッタ面 3 5 aを透過し、 凸レンズ 3 6、 凹レンズ 3 7を 通過して、 位相空間光変調器 3 8に入射する。 位相空間光変調器 3 8は、 入射光 の偏光方向に対して、 出射光の偏光方向を 9 0 ° 回転させるので、 位相空間光変 調器 3 8の出射光は S偏光となる。 位相空間光変調器 3 8の出射光は、 凹レンズ 3 7、 凸レンズ 3 6を通過し、 偏光ビームスプリツ夕 3 5の偏光ビームスプリツ 夕面 3 5 aで反射され、 更に、 偏光ビ一ムスプリッタ 3 3の偏光ビ一ムスプリッ 夕面 3 3 aで反射されて、 4分の 1波長板 3 2に入射する。 4分の 1波長板 3 2 を通過した光は、 円偏光の光となり、 対物レンズ 3 1によって集光されて、 透明 基板 2と保護層 5との境界面上、 すなわち、 光情報記録媒体 1の厚み方向につい てアドレス ·サーポエリア 6が設けられた位置で最も小径となるように収束しな がら光情報記録媒体 1に照射される。
対物レンズ 3 1より光情報記録媒体 1に照射された光が透明基板 2と保護層 5 との境界面で反射して生じる戻り光は、 対物レンズ 3 1を通過して平行光束とな り、 4分の 1波長板 3 2を通過して P偏光の光となり、 偏光ビームスプリッタ 3 3の偏光ビームスプリッタ面 3 3 aを通過して光検出器 3 4に入射する。 この光 検出器 3 4の出力に基づいて、 検出回路 8 5によって、 フォーカスエラー信号 F E、 トラッキングエラ一信号 T Eおよび再生信号 R Fが生成される。 そして、 こ れらの信号に基づいて、 フォーカスサ一ポおよびトラッキングサ一ポが行われる と共に、 基本クロックの再生およびァドレスの判別が行われる。
なお、 上記のサ一ポ時における設定では、 ピックアップ下部 1 1 Aの構成は、 通常の光ディスクに対する記録、 再生用のピックアップの構成と同様になる。 従 つて、 本実施の形態における光情報記録再生装置は、 通常の光ディスクを用いて 記録や再生を行うことも可能である。
次に、第 3図および第 6図を参照して、情報の記録時の作用について説明する。 第 6図は記録時における記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。 記録 時には、 空間光変調器 2 7は、 記録する情報に応じて各画素毎に透過状態 （以下、 オンとも言う。） と遮断状態 （以下、 オフとも言う。） を選択して、 通過する光の 強度を空間的に変調して情報光を生成する。 位相空間光変調器 3 8は、 通過する 光に対して、 所定の変調パターンに従って、 画素毎に、 所定の位相を基準にして 位相差 0 ( r a d ) か 7T ( r a d ) を選択的に付与することによって、 光の位相 を空間的に変調して、 位相が空間的に変調された記録用参照光を生成する。
コントローラ 9 0は、 所定の条件に従って自らが選択した変調パターンまたは 操作部 9 1によって選択された変調パターンの情報を位相空間光変調器 3 8に与 え、 位相空間光変調器 3 8は、 コントローラ 9 0より与えられる変調パターンの 情報に従って、 通過する光の位相を空間的に変調する。
光源装置 4 2の出射光の出力は、 パルス的に記録用の高出力にされる。 なお、 コントローラ 9 0は、 再生信号 R Fより再生された基本クロックに基づいて、 対 物レンズ 2 1 , 3 1の出射光がデータエリァ 7を通過するタイミングを予測し、 対物レンズ 2 1 , 3 1の出射光がデータエリア 7を通過する間、 上記の設定とす る。 対物レンズ 2 1 , 3 1の出射光がデータエリア 7を通過する間は、 フォ一力 スサ一ポおよびトラッキングサ一ポは行われず、 対物レンズ 2 1 , 3 1は固定さ れている。
光源装置 4 2から出射された光は、 コリメ一夕レンズ 4 3によって平行光束と され、 ミラー 4 4、 旋光用光学素子 4 5を通過して、 偏光ビ一ムスプリッタ 4 6 に入射する。 偏光ビ一ムスプリッタ 4 6に入射した光のうちの S偏光成分は、 偏 光ビ一ムスプリッタ面 4 6 aで反射され、空間光変調器 2 7を通過し、その際に、 記録する情報に従って、 光の強度が空間的に変調されて、 情報光となる。 この情 報光は、 凸レンズ 2 6、 ピンホール 2 5、 凸レンズ 2 4を順に通過し、 偏光ビー ムスプリッタ 2 3の偏光ビ一ムスプリッタ面 2 3 aで反射されて、 4分の 1波長 板 2 2に入射する。 4分の 1波長板 2 2を通過した情報光は、 円偏光の光となり、 対物レンズ 2 1によって集光されて、 透明基板 2と保護層 5との境界面上で最も 小径となるように収束しながら光情報記録媒体 1に照射される。 第 6図に示した ように、 情報光は、 光情報記録媒体 1内において、 収束しながら情報記録層 3を 通過する。
偏光ビームスプリッタ 4 6に入射した光のうちの P偏光成分は、 偏光ビームス プリッタ面 4 6 aを透過し、 ミラー 4 0 , 3 9を通過し、 偏光ビ一ムスプリッタ 3 5の偏光ビームスプリッ夕面 3 5 aを透過し、 凸レンズ 3 6、 凹レンズ 3 7を 通過して、 位相空間光変調器 3 8に入射して、 光の位相が空間的に変調されて、 記録用参照光となる。 位相空間光変調器 3 8より出射された記録用参照光は、 S 偏光となっているので、 凹レンズ 3 7、 凸レンズ 3 6を通過した後、 偏光ビ一ム スプリッタ 3 5の偏光ビームスプリッ夕面 3 5 aで反射され、 更に、 偏光ビーム スプリツタ 3 3の偏光ビームスプリッ夕面 3 3 aで反射されて、 4分の 1波長板 3 2に入射する。 4分の 1波長板 3 2を通過した記録用参照光は、 円偏光の光と なり、 対物レンズ 3 1によって集光されて、 透明基板 2と保護層 5との境界面上 で最も小径となるように収束しながら光情報記録媒体 1に照射される。 第 6図に 示したように、 記録用参照光は、 光情報記録媒体 1内において、 発散しながら情 報記録層 3を通過する。
このように、 記録時には、 情報光および記録用参照光は、 情報記録層 3に対し て互いに反対の面側より同軸的に照射され、 同じ位置 （透明基板 2と保護層 5と の境界面上） で最も小径となるように収束する。 情報記録層 3内には、 情報光と 記録用参照光とが干渉して干渉パターンが形成され、 光源装置 4 2の出射光の出 力が記録用の高出力になったときに、 この干渉パターンが情報記録層 3内に体積 的に記録され、 反射型 （リップマン型） のホログラムが形成される。
本実施の形態では、 記録する情報毎に、 記録用参照光の位相の変調パターンを 変えることにより、 位相符号化多重方式により、 情報記録層 3の同一箇所に複数 の情報を多重記録することができる。
また、 本実施の形態では、 シフ卜マルチプレキシング (shift multiplexing) と いう方法を用いて複数のデ一夕を多重記録することも可能である。 シフトマルチ プレキシングとは、 情報記録層 3に対して、 各情報に対応した複数のホログラム 形成領域を、 互いに水平方向に少しずつずらし、 且つ一部が重なるように形成し て、 複数の情報を多重記録する方法である。
位相符号化多重方式による多重記録とシフトマルチプレキシングによる多重記 録は、 どちらか一方のみを用いることもできるし、 併用することもできる。
次に、第 3図および第 7図を参照して、情報の再生時の作用について説明する。 第 7図は再生時における記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。 再生 時には、 空間光変調器 2 7は、 全画素が遮断状態にされる。 位相空間光変調器 3 8は、 通過する光に対して、 所定の変調パターンに従って、 画素毎に、 所定の位 相を基準にして位相差 0 ( r a d ) か π ( r a d ) を選択的に付与することによ つて、 光の位相を空間的に変調して、 位相が空間的に変調された再生用参照光を 生成する。
コントローラ 9 0は、 所定の条件に従って自らが選択した変調パターンまたは 操作部 9 1によって選択された変調パターンの情報を位相空間光変調器 3 8に与 え、 位相空間光変調器 3 8は、 コントローラ 9 0より与えられる変調パターンの 情報に従って、 通過する光の位相を空間的に変調する。
光源装置 4 2の出射光の出力は、 再生用の低出力にされる。 なお、 コント口一 ラ 9 0は、 再生信号 R Fより再生された基本クロックに基づいて、 対物レンズ 2 1， 3 1の出射光がデータエリア 7を通過するタイミングを予測し、 対物レンズ 2 1 , 3 1の出射光がデ一夕エリア 7を通過する間、 上記の設定とする。 対物レ ンズ 2 1 , 3 1の出射光がデータエリア 7を通過する間は、 フォーカスサーポお よびトラッキングサ一ポは行われず、 対物レンズ 2 1 , 3 1は固定されている。 光源装置 4 2から出射された光は、 コリメータレンズ 4 3によって平行光束と され、 ミラー 4 4、 旋光用光学素子 4 5を通過して、 偏光ビ一ムスプリッタ 4 6 に入射する。 偏光ビームスプリッタ 4 6に入射した光のうちの S偏光成分は、 偏 光ビ一ムスプリッタ面 4 6 aで反射され、空間光変調器 2 7によって遮断される。 偏光ビームスプリッタ 4 6に入射した光のうちの P偏光成分は、 偏光ビームス プリッタ面 4 6 aを透過し、 ミラ一 4 0， 3 9を通過し、 偏光ピ一ムスプリッタ 3 5の偏光ビームスプリッ夕面 3 5 aを透過し、 凸レンズ 3 6、 凹レンズ 3 7を 通過して、 位相空間光変調器 3 8に入射して、 光の位相が空間的に変調されて、 再生用参照光となる。 位相空間光変調器 3 8より出射された再生用参照光は、 S 偏光となっているので、 凹レンズ 3 7、 凸レンズ 3 6を通過した後、 偏光ビ一ム スプリツ夕 3 5の偏光ビームスプリッタ面 3 5 aで反射され、 更に、 偏光ビーム スプリッタ 3 3の偏光ピームスプリッタ面 3 3 aで反射されて、 4分の 1波長板 3 2に入射する。 4分の 1波長板 3 2を通過した再生用参照光は、 円偏光の光と なり、 対物レンズ 3 1によって集光されて、 透明基板 2と保護層 5との境界面上 で最も小径となるように収束しながら光情報記録媒体 1に照射される。 第 7図に 示したように、 再生用参照光は、 光情報記録媒体 1内において、 発散しながら情 報記録層 3を通過する。
情報記録層 3では、 再生用参照光が照射されることにより、 記録時における情 報光に対応した再生光が発生する。 この再生光は、 収束しながら透明基板 2側に 進行し、 透明基板 2と保護層 5との境界面上で最も小径となった後、 発散しなが ら、光情報記録媒体 1より出射され、対物レンズ 3 1を通過して平行光束となり、 4分の 1波長板 3 2を通過して P偏光の光となり、 偏光ビ一ムスプリッタ 3 3の 偏光ビームスプリッタ面 3 3 aを通過して光検出器 3 4に入射する。
光検出器 3 4上には、 記録時における空間光変調器 2 7によるオン、 オフのパ ターンが結像され、 このパターンを検出することで、 情報が再生される。 なお、 記録用参照光の変調パターンを変えて、 情報記録層 3に複数の情報が多重記録さ れている場合には、 複数の情報のうち、 再生用参照光の変調パターンに対応する 情報のみが再生される。
このように、 再生時には、 光情報記録媒体 1に対して、 透明基板 2と保護層 5 との境界面上で最も小径となるように収束する再生用参照光が照射される。 そし て、 再生用参照光の照射と再生光の収集とが、 光情報記録媒体 1における記録用 参照光の入射側より行われ、 且つ再生用参照光および再生光が同軸的に配置され る。
次に、 第 8図を参照して、 本実施の形態におけるフォーカスエラー情報の生成 方法の一例について説明する。 第 8図は、 光検出器 3 4の受光面における入射光 の輪郭を示す説明図である。本例におけるフォーカスエラー情報の生成方法では、 以下のようにし 、 光検出器 3 4の受光面における入射光の輪郭の大きさに基づ いてフォーカスエラ一情報を生成する。 まず、対物レンズ 3 1からの光ビームが、 光情報記録媒体 1における透明基板 2と保護層 5との境界面上で最も小径になる ように収束する合焦状態のときには、 光検出器 3 4の受光面における入射光の輪 郭は、 第 8図において符号 6 0で示した輪郭となるものとする。 対物レンズ 3 1 からの光ビームが最も小径となる位置が透明基板 2と保護層 5との境界面よりも 手前側へずれた場合には、 光検出器 3 4の受光面における入射光の輪郭は、 第 8 図において符号 6 1で示したように径が小さくなる。 逆に、 対物レンズ 3 1から の光ビームが最も小径となる位置が透明基板 2と保護層 5との境界面よりも奥側 へずれた場合には、 光検出器 3 4の受光面における入射光の輪郭は、 第 8図にお いて符号 6 2で示したように径が大きくなる。 従って、 合焦状態を基準として、 光検出器 3 4の受光面における入射光の輪郭の径の変化に応じた信号を検出する ことによってフォーカスエラー信号を得ることができる。 具体的には、 例えば、 合焦状態を基準として、 光検出器 3 4の受光面における明部に対応する画素の增 減数に基づいてフォーカスエラー信号を生成することができる。
次に、 第 9図および第 1 0図を参照して、 本実施の形態におけるトラッキング エラ一情報の生成方法とトラッキングサーポの方法の一例について説明する。 こ の例では、 光情報記録媒体 1のアドレス ·サーポエリア 6には、 トラッキングサ —ポに用いられる位置決め情報として、 第 9図 （a ) に示したように、 トラック 7 0に沿って光ビーム 7 2の進行方向の手前側から順に、 2つのピット 7 1 A、 1つのピット 7 I B、 1つのピット 7 1 Cが形成されている。 2つのピット 7 1 Aは、 第 9図において符号 Aで示した位置においてトラック 7 0を挟んで対称な 位置に配置されている。 ピット 7 1 Bは、 第 9図において符号 Bで示した位置に おいてトラック 7 0に対して片側にずれた位置に配置されている。 ピット 7 1 C は、 第 9図において符号 Cで示した位置において、 トラック 7 0に対してピット 7 1 Bとは反対側にずれた位置に配置されている。
第 9図 （a ) に示したように、 光ビーム 7 2がトラック 7 0上を正確に進行す る場合には、 光ビーム 7 2が各位置 A , B， Cを通過する際の光検出器 3 4の全 受光量は、 第 9図 （b ) に示したようになる。 すなわち、 位置 A通過時の受.光量 が最も大きく、 位置 B通過時の受光量と位置 C通過時の受光量は互いに等しく且 つ位置 A通過時の受光量よりも小さくなる。
一方、 第 1 0図 （a ) に示したように、 光ビーム 7 2がトラック 7 0に対して ピット 7 1 C寄りにずれて進行する場合には、 光ビーム 7 2が各位置 A , B， C を通過する際の光検出器 3 4の全受光量は、 第 1 0図 （b ) に示したようになる。 すなわち、 位置 A通過時の受光量が最も大きく、 次に位置 C通過時の受光量が大 きく、 位置 B通過時の受光量は最も小さくなる。 位置 B通過時の受光量と位置 C 通過時の受光量との差の絶対値は、 光ビーム 7 2のトラック 7 0からのずれ量が 大きくなるほど大きくなる。
なお、 図示しないが、 光ビーム 7 2がトラック 7 0に対してピット 7 1 B寄り にずれて進行する場合には、 位置 A通過時の受光量が最も大きく、 次に位置 B通 過時の受光量が大きく、 位置 C通過時の受光量は最も小さくなる。 位置 B通過時 の受光量と位置 C通過時の受光量との差の絶対値は、 光ビーム 7 2のトラック 7 0からのずれ量が大きくなるほど大きくなる。
以上のことから、 位置 B通過時の受光量と位置 C通過時の受光量との差から、 トラック 7 0に対する光ビーム 7 2のずれの方向および大きさが分かる。従って、 位置 B通過時の受光量と位置 C通過時の受光量との差をトラッキングエラー信号 とすることができる。 ピット 7 1 Aは、 位置 B通過時の受光量と位置 C通過時の 受光量を検出するタイミングの基準となる。
本例におけるトラッキングサーポは、具体的には、以下のようにして行われる。 まず、 光検出器 3 4の全受光量が最初にピークに達するタイミング、 すなわち位 置 A通過時のタイミングを検出する。 次に、 位置 A通過時のタイミングを基準に して、位置 B通過時のタイミングと位置 C通過時の夕イミングを予測する。次に、 予測した各タイミングで、 位置 B通過時の受光量と位置 C通過時の受光量を検出 する。 最後に、 位置 B通過時の受光量と位置 C通過時の受光量との差を検出し、 これをトラッキングエラー信号とする。 そして、 光ビーム 7 2が常にトラック 7 0に追従するように、 トラッキングエラー信号に基づいてトラッキングサーポが 行われる。 なお、 光ビーム 7 2がデータエリア 7を通過する際には、 トラツキン ダサーポは行われず、 直前のアドレス ·サーポエリア 6通過時の状態が保持され る。
なお、 本実施の形態におけるトラッキングエラ一情報の生成方法とトラツキン ダサ一ポの方法は、上記の方法に限らず、例えばプッシュプル法を用いてもよい。 この場合には、 アドレス 'サーポエリア 6には、 トラッキングサーポに用いられ る位置決め情報として、 トラック方向に沿った一列のピット列を形成しておき、 光検出器 3 4の受光面における入射光の形状の変化を検出して、 トラッキングェ ラー情報を生成する。
次に、 第 1 1図および第 1 2図を参照して、 本実施の形態における位相空間光 変調器 3 8の構成の一例について説明する。 本例における位相空間光変調器 3 8 は磁気光学効果を利用するものである。 第 1 1図は本例における位相空間光変調 器 3 8の要部を示す断面図、 第 1 2図は本例における位相空間光変調器 3 8とそ の周辺回路を示す説明図である。
第 1 1図および第 1 2図に示したように、 本例における位相空間光変調器 3 8 は、 光磁気材料よりなり、 それぞれ独立に磁化の方向が設定され、 磁気光学効果 により、 入射する光に対して磁化の方向に応じた偏光方向の回転を与える複数の 画素を含む磁化設定層 1 1 1と、 この磁化設定層 1 1 1の各画素毎に対応するよ うに設けられ、 各画素における磁化の方向を独立に設定するための磁界を発生す る複数の磁界発生素子としての薄膜コイル 1 1 2と、 磁化設定層 1 1 1と薄膜コ ィル 1 1 2との間に設けられ、 光を反射する反射層 1 1 3とを備えている。
磁化設定層 1 1 1には、 隣接する画素の境界位置に、 磁壁の移動を抑止する磁 壁移動抑止部 1 1 1 bが設けられている。 磁壁移動抑止部 1 1 1 bは、 例えば第 1 1図に示したような突起でもよい。
第 1 1図および第 1 2図において、 符号 1 1 1 a。 は磁化が下向きの画素 （以 下、 オフの画素とも言う。） を示し、 符号 1 1 1 a i は磁化が上向きの画素 （以下、 オンの画素とも言う。） を示している。
第 1 3図は、 薄膜コイル 1 1 2の平面図である。 第 1 3図において、 符号 1 1 1 Aは 1画素の領域を表している。
第 1 1図および第 1 2図において、 磁化設定層 1 1 1の上側の面が、 光の入射 する面になっている。 磁化設定層 1 1 1は、 少なくとも使用する光に対して透光 性を有している。 薄膜コイル 1 1 2は、 反射層 1 1 3を介して、 磁化設定層 1 1 1における光の入射する面とは反対側の面に隣接するように配置されている。 反射層 1 1 3は、 導電性を有している。 各薄膜コイル 1 1 2の一方の端部、 例 えば内側の端部は、 反射層 1 1 3に接続されている。 各薄膜コイル 1 1 2の他方 の端部、 例えば外側の端部には、 それぞれ端子 1 1 4が接続されている。 反射層 1 1 3は、 薄膜コイル 1 1 2に通電するための 2つの導電路のうちの一方を兼ね ている。 端子 1 1 4は、 薄膜コイル 1 1 2に通電するための 2つの導電路のうち の他方を構成する。
位相空間光変調器 3 8は、 更に、 軟磁性材料よりなり、 薄膜コイル 1 1 2にお ける磁化設定層 1 1 1とは反対側に配置され、 薄膜コイル 1 1 2によって発生さ れる磁界に対応する磁路 1 2 0の一部を形成する磁路形成部 1 1 5を備えている ( 薄膜コイル 1 1 2、 端子 1 1 4および磁路形成部 1 1 5の周囲には、 絶縁層 1 1 6が形成されている。
位相空間光変調器 3 8は、 更に、 軟磁性材料よりなり、 磁化設定層 1 1 1にお ける薄膜コイル 1 1 2とは反対側の面に隣接するように設けられ、 薄膜コイル 1 1 2によって発生される磁界に対応する磁路 1 2 0の他の一部を形成する軟磁性 層 1 1 7を備えている。 軟磁性層 1 1 7は、 少なくとも使用する光に対して透光 性を有している。
第 1 2図に示したように、 各薄膜コイル 1 1 2は、 それぞれ、 端子 1 1 4、 反 射層 1 1 3およびこれらに接続された配線によって、 各薄膜コイル 1 1 2に独立 に通電するための駆動部 1 0 2に接続されるようになっている。駆動部 1 0 2は、 例えばナノ秒オーダ一の周期で、 正または負のパルス状の電流を薄膜コイル 1 1 2に供給するようになっている。 また、 駆動部 1 0 2は制御部 1 0 3によって制 御されるようになっている。
磁化設定層 1 1 1は、 大きな保磁力 H c , — H cを有している。 そして、 磁化 設定層 1 1 1は、 正方向に磁化されているときには、 絶対値が H eを越える負の 磁界が印加されると磁化の方向が反転し、 負方向に磁化されているときには、 絶 対値が H cを越える正の磁界が印加されると磁化の方向が反転する。 薄膜コイル 1 1 2は、 絶対値が H cを越える正または負の磁界を発生する。 これに対し、 軟 磁性層 1 1 7の保磁力は極めて小さく、 軟磁性層 1 1 7では小さな印加磁界によ つて容易に磁化の方向が反転する。 磁路形成部 1 1 5の特性も、 軟磁性層 1 1 7 と同様である。
磁化設定層 1 1 1の材料としては、 磁気光学効果を有する光磁気材料であれば よいが、 特に、 磁性ガーネット薄膜または 1次元磁性フォトニック結晶を用いる のが好ましい。
磁性ガーネット薄膜の代表的なものとしては、 希土類鉄系ガーネット薄膜があ る。 磁性ガ一ネット薄膜を作製する方法としては、 例えば、 ガドリニウムガリウ ムガ一ネット （G G G ) 等の基板の上に、 液相ェピタキシャル成長法 （L P E法） またはスパッタ法によって単結晶の磁性ガーネット薄膜を形成する方法がある。 第 1 4図は、 1次元磁性フォトニック結晶の構造を示す説明図である。 この 1 次元磁性フォトニック結晶 1 3 0は、 磁性体層 1 3 1の両面側に誘電体多層膜を 形成した構造を有している。 磁性体層 1 3 1の材料には、 希土類鉄ガーネットや ビスマス置換希土類鉄ガーネット等が用いられる。 誘電体多層膜は、 例えば S i 02膜 1 3 2と T a 2 05膜 1 3 3を交互に積層して構成される。 1次元磁性フォ トニック結晶 1 3 0における層構造の周期は、使用する光の波長オーダーである。 この 1次元磁性フォトニック結晶 1 3 0では、 大きなファラデー回転角を得るこ とが可能になる。
なお、 本例における位相空間光変調器 3 8は、 全ての構成要素をモノリシック に形成して製造してもよいし、 複数の部分に分けて形成した後、 複数の部分を組 み合わせて製造してもよい。 位相空間光変調器 3 8を複数の部分に分けて形成す る場合には、 例えば、 軟磁性層 1 1 7から反射層 1 1 3までの部分と、 他の部分 とに分けてもよい。 また、 本例における位相空間光変調器 3 8の構成要素は、 全 て半導体製造プロセスを用いて製造することが可能である。
次に、 第 1 5図を参照して、 本例における位相空間光変調器 3 8の作用につい て説明する。 本例における位相空間光変調器 3 8では、 変調情報に従って選択的 に、 薄膜コイル 1 1 2に正または負のパルス電流が供給され、 その結果、 薄膜コ ィル 1 1 2によって磁化設定層 1 1 1の各画素に対して独立に磁界が印加される 簡単な計算によれば、 尖頭値 4 O m A程度のパルス電流を薄膜コイル 1 1 2に供 給することにより、 薄膜コイル 1 1 2の中心部に 1 0 O O e程度のパルス状の磁 界を発生させることができ、 この磁界によって各画素における磁化を反転させる ことができる。
各画素では、 それまでの磁化の方向と反対方向の磁界が印加されると、 印加磁 界と同じ方向の磁化の磁区が生じ、 この磁区が拡大する。 この磁区の拡大は、 磁 壁が磁壁移動抑止部 1 1 l bに達すると停止する。 その結果、 1つの画素全体が 印加磁界と同じ方向の磁化となる。 このようにして、 薄膜コイル 1 1 2によって 磁化設定層 1 1 1の各画素に対して独立に磁界を印加することにより、 磁化設定 層 1 1 1の各画素における磁化の方向が独立に設定される。
軟磁性層 1 1 7側より位相空間光変調器 3 8に入射した光は、 軟磁性層 1 1 7 を通過した後、 .磁化設定層 1 1 1を通過する。 この磁化設定層 1 1 1を通過する 光には、 ファラデー効果により、 磁化設定層 1 1 1の各画素における磁化の方向 に応じた偏光方向の回転、 すなわちファラデー回転が与えられる。 例えば、 磁化 が上向きのオンの画素 1 1 1 a ! を通過する光の偏光方向が + e F だけ回転され るとすると、 磁化が下向きのオフの画素 1 1 1 a。 を通過する光の偏光方向は— θ ¥ だけ回転される。
磁化設定層 1 1 1を通過した光は、 反射層 1 1 3で反射され、 再度、 磁化設定 層 1 1 1と軟磁性層 1 1 7を通過し、 位相空間光変調器 3 8より出射される。 反 射層 1 1 3で反射されてから磁化設定層 1 1 1を通過する光には、 反射層 1 1 3 に達する前に磁化設定層 1 1 1を通過する際と同様に、 ファラデー効果により、 磁化設定層 1 1 1の各画素における磁化の方向に応じた偏光方向の回転が与えら れる。 従って、 上述のように、 オンの画素 1 1 1 & i を通過する光の偏光方向が + θ ¥ だけ回転され、 オフの画素 1 1 1 a。 を通過する光の偏光方向が一 0 F だ け回転されるとすると、 オンの画素 1 1 1 を往復で 2回通過して位相空間光 変調器 3 8より出射される光の偏光方向は + 2 0 F だけ回転され、 オフの画素 1 1 1 a。 を往復で 2回通過して位相空間光変調器 3 8より出射される光の偏光方 向は一 2 θ ¥ だけ回転される。
位相空間光変調器 3 8では、 磁化設定層 1 1 1において、 オンの画素 1 1 1 a ！ を往復で 2回通過した光の偏光方向の回転角度 + 2 0 F を 9 0 ° とし、 オフの 画素 l l l a。 を往復で 2回通過した光の偏光方向の回転角度一 2 0 F を— 9 0 ° としている。
第 1 5図に示したように、 位相空間光変調器 3 8には、 偏光ビームスプリッタ 3 5の偏光ビームスプリッ夕面 3 5 aを透過した P偏光の光が入射する。 この光 は、 位相空間光変調器 3 8の磁化設定層 1 1 1を通過し、 反射層 1 1 3で反射さ れ、 再度、 磁化設定層 1 1 1を通過して、 偏光ビームスプリッタ 3 5に戻ってく る。 ここで、 オンの画素 1 1 1 を往復で 2回通過した光は、偏光方向が 9 0 ° 回転されて S偏光の光となり、オフの画素 1 1 1 a。 を往復で 2回通過した光は、 偏光方向が一 9 0 ° 回転されて S偏光の光（第 1 5図では符号 S一で表す。） とな る。 従って、 位相空間光変調器 3 8からの戻り光は、 全て偏光ビームスプリッタ 面 3 5 aで反射される。
位相空間光変調器 3 8からの戻り光は、 全て S偏光であるが、 オンの画素 1 1 1 a , を通過した光とオフの画素 1 1 1 a。 を通過した光とでは、 位相が ττ ( r a d ) だけ異なっている。 従って、 本例における位相空間光変調器 3 8は、 入射 光の偏光方向に対して出射光の偏光方向を 9 0 ° 回転させると共に、 各画素毎に 出射光の位相を、 互いに π ( r a d ) だけ異なる 2つの値のいずれかに設定する ことによって光の位相を空間的に変調することができる。
本例における位相空間光変調器 3 8では、 薄膜コイル 1 1 2によって磁化設定 層 1 1 1の各画素における磁化の方向を独立に設定することによって、 磁化設定 層 1 1 1に入射する光に対して各画素における磁化の方向に応じた偏光方向の回 転を与えて、 磁化設定層 1 1 1に入射する光を空間的に変調する。 磁化設定層 1 1 1の各画素における磁化の方向の切り替えは、 数ナノ秒程度で行うことができ る。 しかも、 本例における位相空間光変調器 3 8では、 各画素毎に薄膜コイル 1 1 2を設け、各画素における磁化の方向を独立に設定できるようにしているので、 全ての画素における磁化の方向の設定を同時に行うことが可能である。 従って、 本例における位相空間光変調器 3 8では、 位相空間光変調器 3 8の全体の応答時 間を、 画素単位の応答時間と同様に数ナノ秒程度とすることが可能となり、 極め て大きな動作速度を得ることが可能となる。
また、 本例における位相空間光変調器 3 8は、 機械的な駆動部分のない簡単な 構造であると共に、 液晶のような流動体を含まないので、 信頼性が高い。 また、 本例における位相空間光変調器 3 8は、 構造が簡単で、 半導体製造プロセスを用 いて量産が可能であるので、 製造コストを低減することができる。
また、 本例における位相空間光変調器 3 8では、 反射層 1 1 3が、 薄膜コイル 1 1 2に通電するための 2つの導電路のうちの一方を兼ねているので、 構造を簡 単にすることができる。
また、 本例における位相空間光変調器 3 8では、 磁化設定層 1 1 1の画素内に おける材料の状態および磁化の状態を均一にできる。 また、 本例における位相空 間光変調器 3 8では、 画素の状態を切り替えるための薄膜コイル 1 1 2が、 磁化 設定層 1 1 1における光の入射する面とは反対側の面に対して反射層 1 1 3を介 して隣接するように配置されているので、 薄膜コイル 1 1 2が変調される光に影 響を与えることがない。 これらのことから、 本例における位相空間光変調器 3 8 によれば、 変調情報以外の原因で出射光が不均一になることを防止することがで さる。
また、 本例における位相空間光変調器 3 8では、 光の経路に透明電極が配置さ れることがないため、 光の散乱による特性の劣化がなく、 特に画素の微細化に有 利である。
また、 本例における位相空間光変調器 3 8によれば、 薄膜コイル 1 1 2によつ て、 磁化設定層 1 1 1の各画素における磁化の方向を設定するための磁界を発生 するようにしたので、 画素における磁化を反転させるための電流を小さくするこ とができる。
また、 本例における位相空間光変調器 3 8では、 薄膜コイル 1 1 2によって発 生される磁界に対応する磁路 1 2 0の一部を形成する軟磁性層 1 1 7と磁路形成 部 1 1 5とを備えているので、 磁束を有効に絞ることができる。 その結果、 本例 における位相空間光変調器 3 8では、 薄膜コイル 1 1 2によって発生される起磁 力を有効に、 画素における磁化の設定のために利用することができる。
また、 本例における位相空間光変調器 3 8では、 薄膜コイル 1 1 2を駆動しな ければ、 磁化設定層 1 1 1の各画素における磁化の状態は保持されるので、 位相 空間光変調器 3 8によって変調情報を保持することができる。
上述の位相空間光変調器 3 8は、 各画素毎に出射光の位相を 2つの値のいずれ かに設定するものであつたが、本実施の形態に係る光情報記録再生装置において、 この位相空間光変調器 3 8の代りに、 各画素毎に出射光の位相を 3つ以上の値の いずれかに設定できるものを用いてもよい。 第 1 6図は、 各画素毎に出射光の位相を 3つ以上の値のいずれかに設定できる 位相空間光変調器の構成の一例を示している。 この位相空間光変調器 1 3 8は、 互いに対向するように配置された 2枚のガラス基板 1 5 1 , 1 5 2を備えている。 ガラス基板 1 5 1 , 1 5 2の互いに対向する面には、 それぞれ透明電極 1 5 3， 1 5 4が形成されている。 ガラス基板 1 5 1， 1 5 2は、 スぺ一サ 1 5 5によつ て所定の間隔で隔てられている。 ガラス基板 1 5 1， 1 5 2およびスぺーサ 1 5 5によって形成される空間には、 液晶が封入されて、 液晶層 1 5 7が形成されて いる。 また、 ガラス基板 1 5 2の液晶層 1 5 7側の面には、 斜め方向に突き出た 柱状の多数の配向部 1 5 6が形成されている。 この配向部 1 5 6は、 例えばガラ ス基板 1 5 2に対して斜め方向から蒸着物質の蒸着を行うことで形成することが できる。 液晶層 1 5 7内の液晶分子 1 5 7 aは、 その長軸方向が配向部 1 5 6の 長手方向を向くように、 すなわちガラス基板 1 5 2に対して斜め方向を向くよう に配向する。 なお、 液晶分子 1 5 7 aは、 誘電異方性が正であるものとする。 ま た、 ガラス基板 1 5 2の外側の面には反射膜 1 5 8が形成されている。
次に、 第 1 7図および第 1 8図を参照して、 第 1 6図に示した位相空間光変調 器 1 3 8の作用について説明する。 光は、 位相空間光変調器 1 3 8に対して、 ガ ラス基板 1 5 1側より入射し、 ガラス基板 1 5 1、 液晶層 1 5 7、 ガラス基板 1 5 2を通過し、 反射膜 1 5 8で反射され、 再度、 ガラス基板 1 5 2、 液晶層 1 5 7、 ガラス基板 1 5 1を通過して出射される。 透明電極 1 5 3 , 1 5 4は、 各画 素毎に独立に、 透明電極 1 5 3 , 1 5 4間に電圧を印加することができる。
第 1 7図に示したように、 透明電極 1 5 3 , 1 5 4間に電圧 Vを印加しない状 態では、 液晶分子 1 5 7 aは、 その長軸方向がガラス基板 1 5 1， 1 5 2に対し て斜め方向を向くように配向する。 これに対し、 第 1 8図に示したように、 透明 電極 1 5 3， 1 5 4間に、 液晶分子 1 5 7 aの配向方向を変えるのに十分な電圧 Vを印加すると、 少なくとも一部の液晶分子 1 5 7 aでは、 その長軸方向がガラ ス基板 1 5 1， 1 5 2に対して垂直な方向に近づくように、配向方向が変化する。 この場合、 配向部 1 5 6が形成されていないガラス基板 1 5 1に近い液晶分子 1 5 7 aほど配向方向が変化しやすい。 また、 電圧 Vが大きくなるほど配向方向が 変化する液晶分子 1 5 7 aの数および配向方向の変化量が増加する。 液晶分子 1 5 7 aの配向方向が変化すると、 入射する光の偏光方向と液晶分子 1 5 7 aの長軸方向とのなす角度が変化する。 液晶分子 1 5 7 aは、 それを通過 する光の偏光方向が液晶分子 1 5 7 aの長軸方向に平行な場合と垂直な場合とで 屈折率が異なる。 従って、 電圧 Vが印加された状態の液晶層 1 5 7を通過した光 は、 電圧 Vが印加されない状態の液晶層 1 5 7を通過した光に対して位相差を有 する。 電圧 Vの所定の範囲内では、 電圧 Vが大きいほど位相差も大きくなる。 ま た、 電圧 Vが一定の場合では、 液晶層 1 5 7の厚みが大きいほど位相差も大きく なる。 従って、 光が液晶層 1 5 7を往復で 2回通過する際の位相差の最大値が π ( r a d ) となるように液晶層 1 5 7の厚みと電圧 Vの最大値を設定すれば、 電 圧 Vを制御することによって、 位相差を 0〜； r ( r a d ) の範囲で任意に設定す ることができる。
以上の作用により、 位相空間光変調器 1 3 8は、 各画素毎に出射光の位相を 3 つ以上の値のいずれかに設定することができる。
なお、 位相空間光変調器 1 3 8は光の偏光方向を回転させないので、 位相空間 光変調器 3 8の代りに位相空間光変調器 1 3 8を用いる場合には、 第 3図におけ る偏光ビームスプリッタ 3 5 , 3 3を、 それぞれ半反射面を有するビ一ムスプリ ッ夕に変更する。 あるいは、 偏光ビームスプリッタ 3 5と位相空間光変調器 1 3 8との間に、 4分の 1波長板を設け、 偏光ビ一ムスプリッタ 3 5からの P偏光の 光を 4分の 1波長板によって円偏光の光に変換して位相空間光変調器 1 3 8に入 射させ、 位相空間光変調器 1 3 8からの円偏光の光を 4分の 1波長板によって S 偏光の光に変換して、 偏光ビ一ムスプリッ夕面 3 5 aで反射させるようにしても よい。
各画素毎に出射光の位相を 3つ以上の値のいずれかに設定できる位相空間光変 調器としては、 上述の液晶を用いた位相空間光変調器 1 3 8に限らず、 例えば、 マイクロミラーデバイスを用いて、 入射光の進行方向について、 各画素毎に反射 面の位置を調整するようにした構成したものでもよい。
以上説明したように、 本実施の形態によれば、 情報光、 記録用参照光および再 生用参照光の全てが、 同軸的に配置され、 且つ同じ位置で最も小径となるように 収束するようにしたので、 記録および再生のための光学系の構成を簡単にするこ とができる。
また、 本実施の形態では、 情報光は光束の断面の全体を用いて情報を担持する ことができ、 同様に、 再生光も光束の断面の全体を用いて情報を担持することが できる。
これらのことから、 本実施の形態によれば、 ホログラフィを利用して情報の記 録および再生を行うことができると共に、 情報量を減少させることなく記録およ び再生のための光学系の構成を簡単にすることが可能になる。
また、 本実施の形態では、 光情報記録媒体 1に、 情報光、 記録用参照光および 再生用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域 （ァドレス ·サ ーポエリア 6 ) を設け、 記録再生光学系が、 情報光、 記録用参照光および再生用 参照光を、 光情報記録媒体 1に対して、 位置決め領域が設けられた位置で最も小 径となるように収束させながら照射するようにしている。 これにより、 記録用参 照光および再生用参照光と同様に、 位置決め領域が設けられた位置で最も小径と なるように収束する光を位置決め領域に照射し、 位置決め領域からの戻り光を検 出することにより、 位置決め領域に記録された情報を用いて情報光、 記録用参照 光および再生用参照光の位置決めが可能になる。従って、本実施の形態によれば、 記録再生光学系の構成を複雑にすることなく、光情報記録媒体 1に対する情報光、 記録用参照光および再生用参照光の位置決めを精度よく行うことが可能になる。 また、 本実施の形態によれば、 位置決め領域を情報記録層 3に対して記録用参 照光の入射側に配置したので、 位置決め領域からの戻り光は情報記録層 3を通過 することがない。 従って、 位置決めのために用いられる光が情報記録層 3によつ て乱されて位置決めのための情報の再生精度が低下するということを防止できる [第 2の実施の形態]
次に、 本発明の第 2の実施の形態に係る光情報記録再生装置および方法につい て説明する。 第 1 9図は本実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録再 生光学系の全体の構成を示す説明図である。 なお、 本実施の形態に係る光情報記 録再生装置は、本実施の形態に係る光情報記録装置および光情報再生装置を含む。 また、 本実施の形態における記録再生光学系は、 光情報記録装置における記録光 学系および光情報再生装置における再生光学系を含む。 本実施の形態は、 記録する情報に基づいて光の位相を空間的に変調して情報光 を生成するようにしたものである。 本実施の形態における記録再生光学系では、 第 3図における空間光変調器 2 7の代りに位相空間光変調器 4 7が設けられ、 更 に、 この位相空間光変調器 4 7と偏光ビームスプリッタ 4 6との間に、 光の透過 状態と遮断状態とを選択するシャツ夕 4 8が設けられている。 位相空間光変調器 4 7は、 格子状に配列された多数の画素を有し、 各画素毎に出射光の位相を 2値 または 3つ以上の値の中から選択することによって、 光の位相を空間的に変調す ることができるようになつている。 この位相空間光変調器 4 7としては、 例えば 液晶素子を用いることができる。 また、 シャツ夕 4 8にも、 液晶素子を用いるこ とができる。
次に、 本実施の形態に係る光情報記録再生装置の作用について、 サ一ポ時、 情 報の記録時、 情報の再生時に分けて、 順に説明する。 なお、 以下の説明は、 本実 施の形態に係る光情報記録方法、 光情報再生方法および光情報記録再生方法の説 明を兼ねている。
まず、 サ一ポ時の作用について説明する。 サーポ時には、 シャツ夕 4 8が遮断 状態とされる。サーポ時におけるその他の作用は第 1の実施の形態と同様である。 次に、 第 2 0図を参照して、 位相が空間的に変調された情報光と位相が空間的 に変調されない記録用参照光とを用いて情報を記録する場合における記録時の作 用について説明する。 第 2 0図は記録時における記録再生光学系の要部の状態を 示す説明図である。 記録時には、 シャツ夕 4 8は透過状態とされ、 位相空間光変 調器 4 7は、 記録する情報に応じて、 各画素毎に出射光の位相を 2値または 3つ 以上の値の中から選択することによって、 光の位相を空間的に変調する。 ここで は、 説明を簡単にするために、 位相空間光変調器 4 7は、 各画素毎に出射光の位 相を、 所定の基準位相に対する位相差が + π Ζ 2 ( r a d ) となる第 1の位相と 基準位相に対する位相差が—兀ノ2 ( r a d ) となる第 2の位相のいずれかに設 定することによって、 光の位相を空間的に変調するものとする。 第 1の位相と第 2の位相との位相差は π ( r a d ) である。 このようにして、 位相が空間的に変 調された情報光が生成される。 なお、 情報光において、 第 1の位相の画素と第 2 の位相の画素との境界部分では局所的に強度が低下する。 情報光は、 第 1の実施の形態と同様に、 対物レンズ 2 1によって集光されて、 透明基板 2と保護層 5との境界面上で最も小径となるように収束しながら光情報 記録媒体 1に照射される。 そして、 情報光は、 光情報記録媒体 1内において、 収 束しながら情報記録層 3を通過する。
ここでは、 位相空間光変調器 3 8は、 光の位相を空間的に変調せず、 全ての画 素の出射光の位相を、 所定の基準位相に対する位相差が + 7T / 2 ( r a d ) とな る第 1の位相として、 記録用参照光を生成するものとする。 なお、 位相空間光変 調器 3 8は、 全ての画素の出射光の位相を第 2の位相としてもよいし、 第 1の位 相および第 2の位相のいずれとも異なる一定の位相としてもよい。
第 2 0図では、 第 1の位相を記号 " + " で表し、 第 2の位相を記号 "一" で表 している。 また、第 2 0図では、強度の最大値を " 1 "で表し、 強度の最小値 " 0 " で表している。
記録用参照光は、 第 1の実施の形態と同様に、 対物レンズ 3 1によって集光さ れて、 透明基板 2と保護層 5との境界面上で最も小径となるように収束しながら 光情報記録媒体 1に照射される。 そして、 記録用参照光は、 光情報記録媒体 1内 において、 発散しながら情報記録層 3を通過する。
第 1の実施の形態と同様に、 情報記録層 3内には、 情報光と記録用参照光とが 干渉して干渉パターンが形成され、 光源装置 4 2の出射光の出力が記録用の高出 力になったときに、 この干渉パターンが情報記録層 3内に体積的に記録され、 反 射型 （リップマン型） のホログラムが形成される。
次に、 第 2 1図を参照して、 位相が空間的に変調された情報光と位相が空間的 に変調されない記録用参照光とを用いて記録された情報の再生時の作用について 説明する。 第 2 1図は再生時における記録再生光学系の要部の状態を示す説明図 である。 再生時には、 シャツ夕 4 8は遮断状態とされる。 また、 位相空間光変調 器 3 8は、 光の位相を空間的に変調せず、 全ての画素の出射光の位相を、 所定の 基準位相に対する位相差が + π / 2 ( r a d ) となる第 1の位相として、 再生用 参照光を生成する。 なお、 第 2 1図における位相および強度の表し方は、 第 2 0 図と同様である。
再生用参照光は、 第 1の実施の形態と同様に、 対物レンズ 3 1によって集光さ れて、 透明基板 2と保護層 5との境界面上で最も小径となるように収束しながら 光情報記録媒体 1に照射される。 そして、 再生用参照光は、 光情報記録媒体 1内 において、 発散しながら情報記録層 3を通過する。
情報記録層 3では、 再生用参照光が照射されることにより、 記録時における情 報光に対応した再生光が発生する。 この再生光は、 記録時における情報光と同様 に、 光の位相が空間的に変調されたものである。 再生光は、 収束しながら透明基 板 2側に進行し、 透明基板 2と保護層 5との境界面上で最も小径となった後、 発 散しながら、 光情報記録媒体 1より出射され、 対物レンズ 3 1を通過して平行光 束となり、 4分の 1波長板 3 2および偏光ビームスプリッ夕 3 3の偏光ビ一ムス プリッタ面 3 3 aを通過して光検出器 3 4に入射する。
また、 光情報記録媒体 1に照射された再生用参照光の一部は、 透明基板 2と保 護層 5との境界面上で反射され、発散しながら、光情報記録媒体 1より出射され、 対物レンズ 3 1を通過して平行光束となり、 4分の 1波長板 3 2および偏光ビー ムスプリッタ 3 3の偏光ビームスプリッタ面 3 3 aを通過して光検出器 3 4に入 射する。
実際には、 再生光と、 透明基板 2 保護層 5との境界面上で反射された再生用 参照光とが重ね合わせられて合成光が生成され、 この合成光が光検出器 3 4によ つて受光される。 合成光は、 記録された情報に対応して、 強度が空間的に変調さ れた光となる。 従って、 光検出器 3 4によって合成光の強度の 2次元パターンが 検出され、 これにより情報が再生される。
ここで、 第 2 2 A図ないし第 2 2 E図を参照して、 上述の再生時における再生 光、 再生用参照光および合成光について詳しく説明する。 第 2 2 A図は再生光の 強度、 第 2 2 B図は再生光の位相、 第 2 2 C図は再生用参照光の強度、 第 2 2 D 図は再生用参照光の位相、 第 2 2 E図は合成光の強度を表している。 第 2 2 A図 ないし第 2 2 E図は、 情報光の各画素毎の位相を、 基準位相に対する位相差が + π / 2 ( r a d ) となる第 1の位相と基準位相に対する位相差が—兀 / 2 ( r a d ) となる第 2の位相のいずれかに設定した場合についての例を示している。 従 つて、第 2 2 A図ないし第 2 2 E図に示した例では、再生光の各画素毎の位相は、 情報光と同様に、 第 1の位相と第 2の位相のいずれかになる。 また、 再生用参照 光の各画素毎の位相は全て第 1の位相となっている。 ここで、 再生光の強度と再 生用参照光の強度が等しいとすれば、 第 2 2 E図に示したように、'再生光の位相 が第 1の位相となる画素では、 合成光の強度は再生光の強度および再生用参照光 の強度よりも大きくなり、 再生光の位相が第 2の位相となる画素では、 原理的に は合成光の強度はゼロとなる。
次に、 第 2 3図を参照して、 位相が空間的に変調された情報光と位相が空間的 に変調された記録用参照光とを用いて情報を記録する場合における記録時の作用 について説明する。 第 2 3図は記録時における記録再生光学系の要部の状態を示 す説明図である。 記録時には、 シャツ夕 4 8は透過状態とされ、 位相空間光変調 器 7は、 記録する情報に応じて、 各画素毎に出射光の位相を 2値または 3っ以 上の値の中から選択することによって、光の位相を空間的に変調する。 ここでは、 説明を簡単にするために、位相空間光変調器 4 7は、各画素毎に出射光の位相を、 第 1の位相と第 2の位相のいずれかに設定することによって、 光の位相を空間的 に変調するものとする。 このようにして、 位相が空間的に変調された情報光が生 成される。
情報光は、 第 1の実施の形態と同様に、 対物レンズ 2 1によって集光されて、 透明基板 2と保護層 5との境界面上で最も小径となるように収束しながら光情報 記録媒体 1に照射される。 そして、 情報光は、 光情報記録媒体 1内において、 収 束しながら情報記録層 3を通過する。
位相空間光変調器 3 8は、 各画素毎に出射光の位相を 2値または 3つ以上の値 の中から選択することによって、 光の位相を空間的に変調する。 ここでは、 位相 空間光変調器 3 8は、 各画素毎に出射光の位相を、 所定の基準位相と、 基準位相 に対する位相差が +兀 2 ( r a d ) となる第 1の位相と、 基準位相に対する位 相差が一 7C / 2 ( r a d ) となる第 2の位相のいずれかに設定することによって、 光の位相を空間的に変調するものとする。 第 2 3図では、 基準位相を記号 " 0 " で表している。 第 2 3図におけるその他の位相および強度の表し方は、 第 2 0図 と同様である。 なお、 記録用参照光において、 位相が変化する部分では局所的に 強度が低下する。
記録用参照光は、 第 1の実施の形態と同様に、 対物レンズ 3 1によって集光さ れて、 透明基板 2と保護層 5との境界面上で最も小径となるように収束しながら 光情報記録媒体 1に照射される。 そして、 記録用参照光は、 光情報記録媒体 1内 において、 発散しながら情報記録層 3を通過する。
第 1の実施の形態と同様に、 情報記録層 3内には、 情報光と記録用参照光とが 干渉して干渉パターンが形成され、 光源装置 4 2の出射光の出力が記録用の高出 力になったときに、 この干渉パターンが情報記録層 3内に体積的に記録され、 反 射型 （リップマン型） のホログラムが形成される。
次に、 第 2 4図を参照して、 位相が空間的に変調された情報光と位相が空間的 に変調された記録用参照光とを用いて記録された情報の再生時の作用について説 明する。 第 2 4図は再生時における記録再生光学系の要部の状態を示す説明図で ある。 再生時には、 シャツ夕 4 8は遮断状態とされる。 また、 位相空間光変調器 3 8は、 記録時と同様に、 出射光の位相を空間的に変調して、 位相が空間的に変 調された再生用参照光を生成する。 なお、 第 2 4図における位相および強度の表 し方は、 第 2 3図と同様である。
再生用参照光は、 第 1の実施の形態と同様に、 対物レンズ 3 1によって集光さ れて、 透明基板 2と保護層 5との境界面上で最も小径となるように収束しながら 光情報記録媒体 1に照射される。 そして、 再生用参照光は、 光情報記録媒体 1内 において、 発散しながら情報記録層 3を通過する。
情報記録層 3では、 再生用参照光が照射されることにより、 記録時における情 報光に対応した再生光が発生する。 この再生光は、 記録時における情報光と同様 に、 光の位相が空間的に変調されたものである。 再生光は、 収束しながら透明基 板 2側に進行し、 透明基板 2と保護層 5との境界面上で最も小径となった後、 発 散しながら、 光情報記録媒体 1より出射され、 対物レンズ 3 1を通過して平行光 束となり、 4分の 1波長板 3 2および偏光ビームスプリッタ 3 3の偏光ビームス プリッ夕面 3 3 aを通過して光検出器 3 4に入射する。
また、 光情報記録媒体 1に照射された再生用参照光の一部は、 透明基板 2と保 護層 5との境界面上で反射され、発散しながら、光情報記録媒体 1より出射され、 対物レンズ 3 1を通過して平行光束となり、 4分の 1波長板 3 2および偏光ビー ムスプリッタ 3 3の偏光ビームスプリッタ面 3 3 aを通過して光検出器 3 に入 射する。
実際には、 再生光と、 透明基板 2と保護層 5との境界面上で反射された再生用 参照光とが重ね合わせられて合成光が生成され、 この合成光が光検出器 34によ つて受光される。 合成光は、 記録ざれた情報に対応して、 強度が空間的に変調さ れた光となる。 従って、 光検出器 34によって合成光の強度の 2次元パターンが 検出され、 これにより情報が再生される。
ここで、 第 2 5 A図ないし第 2 5 E図を参照して、 上述の再生時における再生 光、 再生用参照光および合成光について詳しく説明する。 第 2 5A図は再生光の 強度、 第 2 5 B図は再生光の位相、 第 2 5 C図は再生用参照光の強度、 第 2 5 D 図は再生用参照光の位相、 第 2 5 E図は合成光の強度を表している。 第 2 5 A図 ないし第 2 5 E図は、 情報光の各画素毎の位相を、 第 1の位相と第 2の位相のい ずれかに設定し、 記録用参照光および再生用参照光の各画素毎の位相を、 基準位 相、 第 1の位相および第 2の位相のいずれかに設定した場合についての例を示し ている。 この場合、 再生光の各画素毎の位相は、 情報光と同様に、 第 1の位相と 第 2の位相のいずれかになる。 従って、 再生光と再生用参照光との位相差は、 ゼ 口、 ±ττ/2 (r a d)、 土 π ( r a d) のいずれかになる。 ここで、 再生光の強 度と再生用参照光の強度が等しいとすれば、 第 2 5 E図に示したように、 合成光 の強度は、 再生光と再生用参照光との位相差がゼロとなる画素では最も大きくな り、 再生光と再生用参照光との位相差が ±π ( r a d) なる画素では原理的には ゼロとなり、 再生光と再生用参照光との位相差が ±π/ 2 ( r a d) となる画素 では、 位相差がゼロとなる画素における強度の 1 /2となる。 第 2 5 E図では、 位相差が ± ( r a d) となる画素における強度を "0" で表し、 位相差が ±ττ / 2 (r a d) となる画素における強度を "1" で表し、 位相差がゼロとなる画 素における強度を "2" で表している。
第 2 3図、 第 24図、 および第 2 5 A図ないし第 2 5 E図に示した例では、 合 成光の画素毎の強度が 3値になる。 そして、 例えば、 第 2 5 E図に示したように、 強度 " 0 " は 2ビットのデータ " 0 0 " に対応させ、 強度 " 1 " は 2ビットのデ 一夕 "0 1" に対応させ、 強度 "2" は 2ビットのデータ "1 0" に対応させる ことができる。 このように、 第 23図、 第 24図、 および第 2 5 A図ないし 2 5 E図に示した例では、 第 2 0図、 第 2 1図および第 2 2 A図ないし第 2 2 E図に 示した例のように合成光の画素毎の強度が 2値になる場合に比べて、 再生光の強 度や位相を同様にしながら、 合成光が担持する情報量を増加させることができ、 その結果、 光情報記録媒体 1の記録密度を向上させることができる。
次に、 再生光の位相、 再生用参照光の位相および合成光の強度の関係について 詳しく説明する。
合成光は、再生光と再生用参照光という 2つの光波を重ね合わせたものである。 従って、 再生光の振幅おょぴ再生用参照光の振幅を共に a。 とし、 再生光と再生 用参照光との位相差を δとすると、 合成光の強度 Iは次の式で表される。
I = 2 a 0 2 + 2 a 0 2 c o s 5
= 2 a。2 ( 1 + c o s 5 )
= 4 a 0 2 c o s 2 ( δ / 2 )
上式より、 再生光と再生用参照光との位相差に応じて合成光の強度 Iが変化す ることが分かる。 従って、 再生光と再生用参照光との位相差の絶対値、 すなわち、 情報光と再生用参照光との位相差の絶対値が、 例えばゼロから π ( r a d ) の範 囲内で n ( nは 2以上の整数） 値になるようにすれば、 合成光の強度 Iも n値と なる。
以上説明したように、 本実施の形態に係る光情報記録再生方法では、 再生光と 再生用参照光と重ね合わせて生成される合成光の強度の 2次元パターンを検出す ることによって、 記録する情報に基づいて位相が空間的に変調された情報光と記 録用参照光との干渉による干渉パターンによつて情報記録層 3に記録された情報 を再生することができる。
ところで、 第 2 3図、 第 2 4図、 および第 2 5 A図ないし第 2 5 E図に示した ように、 位相が空間的に変調された情報光と位相が空間的に変調された記録用参 照光とを用いて、 光情報記録媒体 1の情報記録層 3に情報を記録する場合には、 記録すべき情報と、 その情報を記録する際に用いる記録用参照光の位相の変調パ ターンとに基づいて、 情報光の位相の変調パターンを決定する。 このことを、 第 2 5 A図ないし第 2 5 E図を参照して詳しく説明する。 情報記録層 3に記録され た情報は合成光の強度のパターンに基づいて再生されるので、記録すべき情報は、 第 2 5 E図に示したような所望の合成光の強度のパターンのデータに変換される c 記録用参照光の位相の変調パターンは、 第 2 5 D図に示したような再生用参照光 の位相の変調パターンと同様である。 情報光の位相の変調パターンは、 第 2 5 E 図に示したような所望の合成光の強度のパターンのデータと、 第 2 5 D図に示し たような再生用参照光および記録用参照光の位相の変調パターンのデータとを用 いた位相的な演算により、 第 2 5 B図に示したような所望の再生光の位相の変調 パターンと同じになるように決定される。
• 上述のようにして位相の変調パターンが決定された情報光と記録用参照光とを 用いて情報が記録された情報記録層 3に対して、 第 2 5 D図に示したような、 記 録用参照光と同様の位相の変調パターンを有する再生用参照光を照射すれば、 第 2 5 E図に示したような強度のパターンを有する合成光が得られ、 この合成光の 強度のパターンに基づいて、 情報記録層 3に記録された情報が再生される。
記録用参照光および再生用参照光の位相の変調パターンは、 ユーザとなる個人 の固有の情報に基づいて作成するようにしてもょレ 個人の固有の情報としては、 暗証番号、 指紋、 声紋、 虹彩のパターン等がある。 このようにした場合には、 光 情報記録媒体 1に情報を記録した特定の個人のみが、 その情報を再生することが 可能になる。
以上説明したように、 本実施の形態では、 情報の記録時には、 記録する情報に 基づいて位相が空間的に変調された情報光と記録用参照光とを、 光情報記録媒体 1の情報記録層 3に照射して、 情報光と記録用参照光との干渉による干渉パター ンによって情報記録層 3に情報を記録する。 また、 情報の再生時には、 再生用参 照光を情報記録層 3に照射し、 これによつて情報記録層 3より発生される再生光 と再生用参照光とを重ね合わせて合成光を生成し、 この合成光を検出して情報を 再生する。
従って、 本実施の形態によれば、 情報の再生時に再生光と再生用参照光とを分 離する必要がない。 そのため、 情報の記録時に、 情報光と記録用参照光とを互い に所定の角度をなすように記録媒体に入射させる必要もない。 従って、 本実施の 形態によれば、 記録および再生のための光学系を小さく構成することができる。 また、 従来の再生方法では、 再生光と再生用参照光とを分離して、 再生光のみ を検出するため、再生光を検出する光検出器に再生用参照光も入射してしまうと、 再生情報の S N比が劣化するという問題点があった。 これに対し、 本実施の形態 では、 再生光と再生用参照光とを用いて情報を再生するので、 再生用参照光によ つて再生情報の S N比が劣化するということがない。 従って、 本実施の形態によ れば、 再生情報の S N比を向上させることができる。
本実施の形態におけるその他の構成、 作用および効果は、 第 1の実施の形態と 同様である。
[第 3の実施の形態]
次に、 本発明の第 3の実施の形態に係る光情報記録再生装置および方法につい て説明する。 なお、 本実施の形態に係る光情報記録再生装置は、 本実施の形態に 係る光情報記録装置および光情報再生装置を含む。 また、 本実施の形態における 記録再生光学系は、 光情報記録装置における記録光学系および光情報再生装置に おける再生光学系を含む。
本実施の形態は、 光情報記録媒体 1の情報記録層 3を通過した後の記録用参照 光を、 記録する情報に基づいて空間的に変調し且つ反射することによって情報光 を生成するようにしたものである。
第 2 6図は本実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録再生光学系を 示す説明図である。 なお、 本実施の形態では、 第 2 6図に示したように、 光情報 記録媒体 1として、 第 2図に示したようにァドレス ·サ一ポエリア 6が透明基板 2と情報記録層 3との境界面に設けられたものを用いているが、 第 1図に示した ような構成のものを用いてもよい。 また、 後述するが、 本実施の形態ではフォ一 カスサーポは行わない。
第 2 6図に示したように、 本実施の形態に係る光情報記録再生装置は、 光情報 記録媒体 1の透明基板 2に対向するように配置される光へッド下部 2 4 O Aと、 光情報記録媒体 1の透明基板 4に対向するように配置される光へッド上部 2 4 0 Bとを備えている。 光ヘッド下部 2 4 0 Aと光ヘッド上部 2 4 0 Bは、 光情報記 録媒体 1を挟んで互いに対向する位置に配置されている。
光へッド下部 2 4 0 Aと光ヘッド上部 2 4 0 Bは、 それぞれ、 光情報記録媒体 1より浮上する浮上型ヘッド本体 2 4 1 A , 2 4 1 Bを有している。 浮上型へッ ド本体 2 4 1 A， 2 4 1 Bは、 それぞれサスペンション 2 7 2 A , 2 7 2 Bを介 して、 後述するキャリッジに接続されている。
光へッド下部 2 4 0 Aのへッド本体 2 4 1 A内の底部には、 支持台 2 4 2を介 して半導体レーザ 2 4 3が固定されていると共に、 反射型の位相空間光変調器 2 4 4と光検出器 2 4 5が固定されている。 光検出器 2 4 5の受光面には、 マイク 口レンズアレイ 2 4 6が取り付けられている。 また、 ヘッド本体 2 4 1 A内にお いて、 位相空間光変調器 2 4 4および光検出器 2 4 5の上方にはプリズムブ口ッ ク 2 4 8が設けられている。 プリズムブロック 2 4 8の半導体レーザ 2 4 3側の 端部近傍にはコリメータレンズ 2 4 7が設けられている。 また、 ヘッド本体 2 4 1 Aにおける光情報記録媒体 1に対向する面には開口部が形成され、 この開口部 に対物レンズ 2 5 0が設けられている。 この対物レンズ 2 5 0とプリズムブ口ッ ク 2 4 8との間には 4分の 1波長板 2 4 9が設けられている。
位相空間光変調器 2 4 4は、 第 1の実施の形態における反射型の位相空間光変 調器 3 8と同様のものである。
光検出器 2 4 5は、 第 1の実施の形態における光検出器 3 4と同様のものであ る。 マイクロレンズアレイ 2 4 6は、 光検出器 2 4 5の各画素の受光面に対向す る位置に配置された複数のマイク口レンズを有している。
プリズムブロック 2 4 8は、 偏光ビームスプリッタ面 2 4 8 aと反射面 2 4 8 bを有している。 偏光ピームスプリッ夕面 2 4 8 aと反射面 2 4 8 bのうち偏光 ビ一ムスプリッタ面 2 4 8 aがコリメータレンズ 2 4 7寄りに配置されている。 偏光ビームスプリッタ面 2 4 8 aと反射面 2 4 8 bは、 共にその法線方向がコリ メータレンズ 2 4 7の光軸方向に対して 4 5 ° 傾けられ、 且つ互いに平行に配置 されている。
位相空間光変調器 2 4 4は偏光ピームスプリッタ面 2 4 8 aの下方の位置に配 置され、光検出器 2 4 5は反射面 2 4 8 bの下方の位置に配置されている。 また、 4分の 1波長板 2 4 9と対物レンズ 2 5 0は、 偏光ビームスプリッタ面 2 4 8 a の上方の位置に配置されている。 コリメ一タレンズ 2 4 7や対物レンズ 2 5 0は ホログラムレンズであってもよい。
プリズムブロック 2 4 8の偏光ビームスプリッタ面 2 4 8 aは、 後で詳しく説 明するように、 偏光方向の違いによって、 4分の 1波長板 2 4 9を通過する前の 記録用参照光および再生用参照光の光路と 4分の 1波長板 2 4 9を通過した後の 光情報記録媒体 1からの戻り光の光路とを分離する。
光へッド上部 2 4 0 Bのへッド本体 2 4 1 Bにおける光情報記録媒体 1に対向 する面には開口部が形成され、この開口部に対物レンズ 2 5 1が設けられている。 対物レンズ 2 5 1はホログラムレンズやフレネルレンズであってもよい。 へッド 本体 2 4 1 B内には、 対物レンズ 2 5 1に対向するように、 反射型の空間光変調 器 2 5 2が設けられている。 空間光変調器 2 5 2は、 格子状に配列された多数の 画素を有し、 各画素毎に光の強度または位相を選択することによって、 出射光の 強度または位相を空間的に変調して、 情報を担持した情報光を生成することがで きるようになつている。 この空間光変調器 2 5 2としては、 例えば液晶素子を用 いることができる。空間光変調器 2 5 2が光の位相を空間的に変調する場合には、 対物レンズ 2 5 1と空間光変調器 2 5 2と間に、 液晶素子等を用いたシャツ夕を 設ける。
第 2 7図は光へッド下部 2 4 0 Aを示す斜視図である。 第 2 7図に示したよう に、 光へッド下部 2 4 O Aの浮上型へッド本体 2 4 1 Aは、 光情報記録媒体 1に 対向する面において突出するように設けられた 2つのレール部 2 6 1を有してい る。レール部 2 6 1の光情報記録媒体 1側の面はエアベアリング面となっている。 レ一ル部 2 6 .1における空気流入側の端部の近傍には、 端部側ほど光情報記録媒 体 1より離れるように形成されたテ一パ一部 2 6 2が設けられている。 ヘッド本 体 2 4 1 Aは、 テーパー部 2 6 2より流入する空気によって、 エアベアリング面 と光情報記録媒体 1との間に微小な空隙を形成しながら、 光情報記録媒体 1より 浮上するようになっている。 対物レンズ 2 5 0は、 2つのレール部 2 6 1の間に 配置されている。 へッド本体 2 4 1 Aの浮上時におけるエアベアリング面と光情 報記録媒体 1との間の空隙の大きさは 0 . 0 5 /z rn程度であり、 且つ安定してい る。 従って、 光ヘッド下部 2 4 0 Aでは、 ヘッド本体 2 4 1 Aの浮上時には対物 レンズ 2 5 0と光情報記録媒体 1との間の距離がほぼ一定に保たれるので、 フォ —カスサ一ポが不要になっている。
図示しないが、 光へッド上部 2 4 0 Bのヘッド本体 2 4 1 Bの構造も、 ヘッド 本体 2 4 1 Aと同様である。 従って、 光ヘッド上部 2 4 0 Bにおいても、 フォー カスサ一ポが不要になっている。
第 2 8図は本実施の形態に係る光情報記録再生装置の外観を示す平面図である 第 2 8図に示したように、 光情報記録再生装置は、 光情報記録媒体 1が取り付け られるスピンドル 2 7 1と、 このスピンドル 2 7 1を回転させる図示しないスピ ンドルモータとを備えている。 光情報記録再生装置は、 更に、 光情報記録媒体 1 を挟むように配置される 2つのアームを有するキヤリッジ 2 7 3と、 このキヤリ ッジ 2 7 3を駆動するボイスコイルモータ 2 7 4とを備えている。 アームの先端 部は、 光情報記録媒体 1のトラック横断方向に移動するようになっている。 光へ ッド上部 2 4 0 Bは、 上側のアームの先端部にサスペンション 2 7 2 Bを介して 取り付けられ、 第 2 8図には現れていないが、 光ヘッド下部 2 4 O Aは、 下側の アームの先端部にサスペンション 2 7 2 Aを介して取り付けられている。 光情報 記録再生装置では、キヤリッジ 2 7 3およびボイスコイルモータ 2 7 4によって、 光へッド下部 2 4 0 Aおよび光へッド上部 2 4 0 Bが光情報記録媒体 1のトラッ ク横断方向に移動され、 トラックの変更やトラッキングサ一ポが行われるように なっている。
次に、本実施の形態に係る光情報記録再生装置の作用について説明する。 まず、 サーポ時の作用について説明する。 サ一ポ時には、 空間光変調器 2 5 2が光の強 度を変調するものである場合には空間光変調器 2 5 2の全画素が遮断状態にされ, 空間光変調器 2 5 2が光の位相を変調するものである場合にはシャツ夕が遮断状 態にされる。 また、 位相空間光変調器 2 4 4は、 各画素を通過する光が全て同じ 位相になるように設定される。 半導体レーザ 2 4 3の出射光の出力は、 再生用の 低出力に設定される。
半導体レーザ 2 4 3は、 コヒーレントな S偏光の光を出射する。 半導体レーザ 2 4 3より出射された S偏光のレーザ光は、 コリメ一タレンズ 2 4 7によって平 行光束とされ、 プリズムブロック 2 4 8の偏光ピームスプリッタ面 2 4 8 aに入 射し、 この偏光ピ一ムスプリッ夕面 2 4 8 aで反射されて、 位相空間光変調器 2 4 4に入射する。 位相空間光変調器 2 4 4の出射光は、 偏光方向が 9 0 ° 回転さ れて P偏光の光となる。 位相空間光変調器 2 4 4の出射光は、 P偏光であるので、 プリズムブロック 2
4 8の偏光ビームスプリッタ面 2 4 8 aを透過し、 4分の 1波長板 2 4 9を通過 して円偏光の光となる。 この光は、 対物レンズ 2 5 0によって集光されて、 透明 基板 2と情報記録層 3との境界面上で最も小径となるように収束しながら光情報 記録媒体 1に照射される。 対物レンズ 2 5 0より光情報記録媒体 1に照射された 光が透明基板 2と情報記録層 3との境界面で反射して生じる戻り光は、 対物レン ズ 2 5 0によって平行光束とされ、 4分の 1波長板 2 4 9を通過して S偏光の光 となる。 この戻り光は、 プリズムブロック 2 4 8の偏光ビームスプリッタ面 2 4 8 aで反射され、 更に反射面 2 4 8 bで反射され、 マイクロレンズアレイ 2 4 6 を経て、 光検出器 2 4 5に入射する。 そして、 光検出器 2 4 5の出力に基づいて、 アドレス情報およびトラッキングエラ一情報を得ることができる。 なお、 トラッ キングエラ一情報の生成方法とトラッキングサーポの方法は、 例えば、 第 1の実 施の形態と同様である。
次に、 情報の記録時の作用について説明する。 記録時には、 半導体レーザ 2 4 3の出射光の出力は、 パルス的に記録用の高出力にされる。 記録時には、 半導体 レーザ 2 4 3より出射された S偏光のレーザ光は、 コリメ一夕レンズ 2 4 7によ つて平行光束とされ、 プリズムブロック 2 4 8の偏光ビ一ムスプリッ夕面 2 4 8 aに入射し、 この偏光ビームスプリッタ面 2 4 8 aで反射されて、 位相空間光変 調器 2 4 4に入射する。 位相符号化多重方式による多重記録を行う場合には、 位 相空間光変調器 2 4 4によって光の位相を空間的に変調して記録用参照光を生成 し、 位相符号化多重方式による多重記録を行わない場合には、 位相空間光変調器 2 4 4によって光の位相を空間的に変調せずに、 全ての画素について光の位相が 同一の記録用参照光を生成する。 位相空間光変調器 2 4 4の出射光は、 偏光方向 が 9 0 ° 回転されて P偏光の光となる。
位相空間光変調器 2 4 4の出射光である記録用参照光は、 P偏光であるので、 プリズムプロック 2 4 8の偏光ビームスプリッタ面 2 4 8 aを透過し、 4分の 1 波長板 2 4 9を通過して円偏光の光となる。 この記録用参照光は、 対物レンズ 2
5 0によって集光されて、 透明基板 2と情報記録層 3との境界面上で最も小径と なるように収束しながら光情報記録媒体 1に照射される。 記録用参照光は、 光情 報記録媒体 1内において、 発散しながら情報記録層 3を通過する。
情報記録層 3を通過した記録用参照光は、 更に透明基板 4を通過し、 光ヘッド 上部 2 4 0 Bにおける対物レンズ 2 5 1によって平行光束とされ、 空間光変調器 2 5 2に入射し、 この空間光変調器 2 5 2によって記録する情報に基づいて光の 強度または位相が空間的に変調され、 且つ反射されて、 情報光が生成される。 なお、 本実施の形態において、 位相が空間的に変調された記録用参照光と位相 が空間的に変調された情報光とを用いて情報を記録する場合には、 位相が空間的 に変調された記録用参照光に対して、 空間光変調器 2 5 2によって更に位相の変 調を加えて、 所望の位相の変調パターンを有する情報光を生成する。 情報光の位 相の変調パターンは、 記録すべき情報と、 その情報を記録する際に用いる記録用 参照光の位相の変調パターンとに基づいて決定される。
情報光は、 対物レンズ 2 5 1によって集光されて、 透明基板 2と情報記録層 3 との境界面上で最も小径となるように収束しながら光情報記録媒体 1に照射され る。 情報光は、 光情報記録媒体 1内において、 収束しながら情報記録層 3を通過 する。
第 1または第 2の実施の形態と同様に、 情報記録層 3内には、 情報光と記録用 参照光とが干渉して千渉パターンが形成され、 半導体レーザ 2 4 3の出射光の出 力が記録用の高出力になったときに、 この干渉パターンが情報記録層 3内に体積 的に記録され、 反射型 （リップマン型） のホログラムが形成される。
次に、 再生時の作用について説明する。 再生時には、 空間光変調器 2 5 2が光 の強度を変調するものである場合には空間光変調器 2 5 2の全画素が遮断状態に され、 空間光変調器 2 5 2が光の位相を変調するものである場合にはシャツ夕が 遮断状態にされる。 半導体レ一ザ 2 4 3の出射光の出力は、 再生用の低出力に設 定される。
再生時には、 半導体レーザ 2 4 3より出射された S偏光のレーザ光は、 コリメ 一夕レンズ 2 4 7によって平行光束とされ、 プリズムブ口ック 2 4 8の偏光ビ一 ムスプリッタ面 2 4 8 aに入射し、 この偏光ビ一ムスプリッタ面 2 4 8 aで反射 されて、 位相空間光変調器 2 4 4に入射する。 位相符号化多重方式による多重記 録が行われている場合には、 位相空間光変調器 2 4 4によって光の位相を空間的 に変調して再生用参照光を生成し、 位相符号化多重方式による多重記録が行われ ていない場合には、 位相空間光変調器 2 4 4によって光の位相を空間的に変調せ ずに、 全ての画素について光の位相が同一の再生用参照光を生成する。 位相空間 光変調器 2 4 4の出射光は、 偏光方向が 9 0 ° 回転されて P偏光の光となる。 位相空間光変調器 2 4 4の出射光である再生用参照光は、 P偏光であるので、 プリズムプロック 2 4 8の偏光ビ一ムスプリッ夕面 2 4 8 aを透過し、 4分の 1 波長板 2 4 9を通過して円偏光の光となる。 この再生用参照光は、 対物レンズ 2 5 0によって集光されて、 透明基板 2と情報記録層 3との境界面上で最も小径と なるように収束しながら光情報記録媒体 1に照射される。 再生用参照光は、 光情 報記録媒体 1内において、 発散しながら情報記録層 3を通過する。
情報記録層 3では、 再生用参照光が照射されることにより、 記録時における情 報光に対応した再生光が発生する。 この再生光は、 光の強度または位相が空間的 に変調されたものである。再生光は、対物レンズ 2 5 0によって平行光束とされ、 4分の 1波長板 2 4 9を通過して S偏光の光となる。 再生光は、 プリズムブロッ ク 2 4 8の偏光ビ一ムスプリッタ面 2 4 8 aで反射され、 更に反射面 2 4 8 で 反射され、 マイクロレンズアレイ 2 4 6を経て、 光検出器 2 4 5に入射する。 再 生光が、 光の強度が空間的に変調されたものである場合には、 光検出器 2 4 5に よって再生光の強度の 2次元パターンが検出されて、 情報が再生される。 再生光 が、 光の位相が空間的に変調されたものである場合には、 透明基板 2と情報記録 層 3との境界面で反射された記録用参照光が、 再生光と同様に光検出器 2 4 5に 入射するので、 再生光と記録用参照光とが重ね合わせられて合成光が生成され 、 この合成光が光検出器 2 4 5によって受光される。 合成光は、 記録された情報 に対応して、 強度が空間的に変調された光となる。 従って、 光検出器 2 4 5によ つて合成光の強度の 2次元パターンが検出され、 これにより情報が再生される。 第 2 9図は、 本実施の形態における記録再生光学系の変形例を示す説明図であ る。 この変形例では、 第 2 6図における対物レンズ 2 5 1と反射型の空間光変調 器 2 5 2の代りに、 透過型の空間光変調器 2 8 1と、 この空間光変調器 2 8 1に おける光情報記録媒体 1とは反対側に配置されたコーナ一キュープリフレクタ集 合体 2 8 2とを設けている。 コーナ一キュープリフレクタ集合体 2 8 2は、 空間 光変調器 2 8 1の各画素に対応する位置に配置された複数のコーナーキュープリ フレクタを有している。
第 2 9図に示した変形例では、 情報の記録時には、 光情報記録媒体 1を通過し た記録用参照光は、 空間光変調器 2 8 1を通過してコーナーキュープリフレクタ 集合体 2 8 2に入射する。光情報記録媒体 1側から空間光変調器 2 8 1に入射し、 空間光変調器 2 8 1の画素を通過した光は、 その画素に対応したコーナーキュー プリフレク夕によって反射されて、 コーナーキュープリフレクタ集合体 2 8 2へ の入射方向とは反対方向に進行し、 再度、 空間光変調器 2 8 1における同じ画素 を通過して光情報記録媒体 1に入射する。 このようにして、 光情報記録媒体 1の 情報記録層 3を通過した後の記録用参照光が空間光変調器 2 8 1によって空間的 に変調され、 且つコーナ一キュープリフレクタ集合体 2 8 2によって反射される ことによって情報光が生成される。 この情報光は、 透明基板 2と情報記録層 3と の境界面上で最も小径となるように収束しながら光情報記録媒体 1に照射される 情報光は、光情報記録媒体 1内において、収束しながら情報記録層 3を通過する。 以上説明したように、 本実施の形態では、 光情報記録媒体 1の情報記録層 3を 通過した後の記録用参照光を、 記録する情報に基づいて空間的に変調し且つ反射 することによって情報光を生成するようにしている。 これにより、 本実施の形態 によれば、 記録再生光学系の構成が簡単になる。 また、 本実施の形態によれば、 光へッド下部 2 4 O Aと光へッド上部 2 4 0 Bとの間に、 光情報記録媒体 1を経 由しない光路を設ける必要がなくなる。 これにより、浮上型へッド本体 2 4 1 A , 2 4 1 Bを用いることが可能になる。 また、 浮上型ヘッド本体 2 4 1 A , 2 4 1 Bを用いることにより、 フォーカスサ一ポが不要になる。
なお、 本実施の形態において、 ヘッド本体 2 4 1 A， 2 4 I Bを浮上型とせず に、 対物レンズ 2 5 0， 2 5 1またはヘッド本体 2 4 1 A , 2 4 1 Bを、 光情報 記録媒体 1の厚み方向に移動させてフォーカスサ一ポを行うようにしてもよい。 本実施の形態におけるその他の構成、 作用および効果は、 第 1または第 2の実 施の形態と同様である。
なお、 本発明は、 上記各実施の形態に限定されず、 種々の変更が可能である。 例えば、 上記実施の形態では、 光情報記録媒体 1におけるアドレス ·サ一ポエリ ァ 6に、 アドレス情報等を予めエンボスピットによって記録しておくようにした が、 予めエンボスピットを設けずに、 情報記録層 3の透明基板 2に近い部分に選 択的に高出力のレーザ光を照射して、 その部分の屈折率を選択的に変化させるこ とによってアドレス情報等を記録してフォーマッティングを行ってもよい。 また、 各実施の形態では、 位相符号化多重方式によって情報の多重記録を行う ようにしたが、 本発明は位相符号化多重方式による多重記録を行わない場合も含 む。
以上説明したように、 本発明の光情報記録装置または光情報記録方法では、 情 報光と記録用参照光は同軸的に配置され、 且つ同じ位置で最も小径となるように 収束すると共に、 情報光は光束の断面の全体を用いて情報を担持することができ る。 従って、 本発明によれば、 ホログラフィを利用して情報の記録を行うことが できると共に、 情報量を減少させることなく、 記録のための光学系の構成を簡単 にすることができる。
また、 本発明の光情報記録装置において、 光情報記録媒体として、 情報光およ び記録用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域が設けられた ものを用い、 記録光学系は、 情報光および記録用参照光を、 光情報記録媒体の厚 み方向について位置決め領域が設けられた位置で最も小径となるように収束させ ながら照射し、 光情報記録装置は、 位置決め領域に記録された情報を用いて、 光 情報記録媒体に対する情報光および記録用参照光の位置を制御する位置制御手段 を備えていてもよい。 この場合には、 光情報記録媒体に対する記録のための光の 位置決めを精度よく行うことができる。
また、 本発明の光情報記録装置において、 位置決め領域が情報記録層に対して 記録用参照光の入射側に配置されていてもよい。 この場合には、 位置決めのため に用いられる光が情報記録層によって乱されて位置決めのための情報の再生精度 が低下することを防止することができる。
また、 本発明の光情報記録装置において、 情報光生成手段は、 情報記録層を通 過した後の記録用参照光を、 記録する情報に基づいて空間的に変調し且つ反射す ることによって情報光を生成するようにしてもよい。 この場合には、 情報光生成 手段は、 記録のための光学系の構成をより簡単にすることができる。 また、 本発明の光情報再生装置または光情報再生方法では、 光情報記録媒体の 厚み方向について位置決め領域が設けられた位置で再生用参照光が最も小径とな るように、 光情報記録媒体に対して再生用参照光が照射され、 再生用参照光の照 射と再生光の収集とが、 光情報記録媒体における記録用参照光の入射側より行わ れ、 且つ再生用参照光および再生光が同軸的に配置される。 また、 再生光は光束 の断面の全体を用いて情報を担持することができる。 従って、 本発明によれば、 ホログラフィを利用して情報の再生を行うことができると共に、 情報量を減少さ せることなく、 再生のための光学系の構成を簡単にすることができる。 また、 本 発明によれば、 位置決め領域に記録された情報を用いて、 光情報記録媒体に対す る再生用参照光の位置を制御するようにしたので、 光情報記録媒体に対する再生 のための光の位置決めを精度よく行うことができる。
また、 本発明の光情報記録再生装置または光情報記録再生方法では、 情報光、 記録用参照光および再生用参照光の全てが、 同軸的に配置され、 且つ同じ位置で 最も小径となるように収束すると共に、 情報光は光束の断面の全体を用いて情報 を担持することができる。 従って、 本発明によれば、 ホログラフィを利用して情 報の記録おょぴ再生を行うことができると共に、 情報量を減少させることなく、 記録および再生のための光学系の構成を簡単にすることができる。
また、 本発明の光情報記録再生装置において、 光情報記録媒体として、 情報光、 記録用 照光および再生用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め 領域が設けられたものを用い、 記録再生光学系は、 情報光、 記録用参照光および 再生用参照光を、 光情報記録媒体の厚み方向について位置決め領域が設けられた 位置で最も小径となるように収束させながら照射し、 光情報記録再生装置は、 位 置決め領域に記録された情報を用いて、 光情報記録媒体に対する情報光、 記録用 参照光および再生用参照光の位置を制御する位置制御手段を備えていてもよい。 この場合には、 光情報記録媒体に対する記録おょぴ再生のための光の位置決めを 精度よく行うことができる。
また、 本発明の光情報記録再生装置において、 位置決め領域が情報記録層に対 して記録用参照光および再生用参照光の入射側に配置されていてもよい。 この場 合には、 位置決めのために用いられる光が情報記録層によって乱されて位置決め のための情報の再生精度が低下することを防止することができる。
また、 本発明の光情報記録再生装置において、 情報光生成手段は、 情報記録層 を通過した後の記録用参照光を、 記録する情報に基づいて空間的に変調し且つ反 射することによって情報光を生成するようにしてもよい。 この場合には、 記録の ための光学系の構成をより簡単にすることができる。
また、 本発明の光情報記録媒体は、 ホログラフィを利用して情報が記録される 情報記録層と、 記録用参照光および再生用参照光が入射され、 再生光が出射され る第 1の面と、 記録する情報を担持した情報光が入射される第 2の面と、 情報記 録層に対して第 1の面側に配置され、 記録用参照光、 情報光および再生用参照光 の位置決めのための情報が記録される位置決め領域とを備えている。 従って、 本 発明によれば、 情報光、 記録用参照光および再生用参照光を、 同軸的に配置し、 且つ光情報記録媒体の厚み方向について位置決め領域が設けられた位置で最も小 径となるように収束させながら光情報記録媒体に照射することが可能になる。 こ の場合には、 情報光は光束の断面の全体を用いて情報を担持することができる。 従って、 本発明によれば、 ホログラフィを利用して情報の記録および再生を行う ことができると共に、 情報量を減少させることなく、 記録および再生のための光 学系の構成を簡単にすることが可能になる。 また、 本発明によれば、 位置決め領 域に記録された情報を用いて、 光情報記録媒体に対する情報光、 記録用参照光お よび再生用参照光の位置を制御することが可能になるので、 光情報記録媒体に対 する記録または再生のための光の位置決めを精度よく行うことが可能になる。 以上の説明に基づき、 本発明の種々の態様や変形例を実施可能であることは明 らかである。 従って、 以下の請求の範囲の均等の範囲において、 上記の最良の形 態以外の形態でも本発明を実施することが可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . ホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録 媒体に対して情報を記録するための光情報記録装置であって、
記録する情報を担持した情報光を生成する情報光生成手段と、
記録用参照光を生成する記録用参照光生成手段と、
前記情報記録層に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって 情報が記録されるように、 前記情報光生成手段によって生成された情報光と前記 記録用参照光生成手段によって生成された記録用参照光とを前記情報記録層に照 射する記録光学系とを備え、
前記記録光学系は、 情報光および記録用参照光を、 前記情報記録層に対して互 いに反対の面側より同軸的に且つ同じ位置で最も小径となるように収束させなが ら 射することを特徴とする光情報記録装置。
2 . 前記光情報記録媒体として、 情報光および記録用参照光の位置決めのため の情報が記録される位置決め領域が設けられたものを用い、
前記記録光学系は、 情報光および記録用参照光を、 光情報記録媒体の厚み方向 について前記位置決め領域が設けられた位置で最も小径となるように収束させな がら照射し、
光情報記録装置は、 更に、 前記位置決め領域に記録された情報を用いて、 前記 光情報記録媒体に対する情報光および記録用参照光の位置を制御する位置制御手 段を備えていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光情報記録装置。
3 . 前記位置決め領域は、 前記情報記録層に対して記録用参照光の入射側に配 置されていることを特徴とする請求の範囲第 2項記載の光情報記録装置。
4 . 前記情報光生成手段は、 前記情報記録層を通過した後の記録用参照光を、 記録する情報に基づいて空間的に変調し且つ反射することによって情報光を生成 することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光情報記録装置。
5 . 前記情報光生成手段は、 記録する情報に基づいて光の強度を空間的に変調 することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光情報記録装置。
6 . 前記情報光生成手段は、 記録する情報に基づいて光の位相を空間的に変調 することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光情報記録装置。
7 . 前記記録用参照光生成手段は、 位相が空間的に変調された記録用参照光を 生成することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光情報記録装置。
8 . 前記記録用参照光生成手段は、 位相が空間的に変調された記録用参照光を 生成し、 前記情報光生成手段は、 記録する情報と記録用参照光の位相の変調パタ ーンとに基づいて決定された位相の変調パターンに従って光の位相を空間的に変 調することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光情報記録装置。
9 . ホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録 媒体に対して情報を記録する光情報記録方法であって、
記録する情報を担持した情報光を生成する手順と、
記録用参照光を生成する手順と、
前記情報記録層に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって 情報が記録されるように、 情報光と記録用参照光とを前記情報記録層に照射する 記録手順とを備え、
前記記録手順は、 情報光および記録用参照光を、 前記情報記録層に対して互い に反対の面側より同軸的に且つ同じ位置で最も小径となるように収束させながら 照射することを特徴とする光情報記録方法。
1 0 . ホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録 媒体より、 ホログラフィを利用して情報を再生するための光情報再生装置であつ て、
前記光情報記録媒体は、 前記情報記録層に対して再生用参照光の入射側に配置 され、 再生用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域を備え、 前記情報記録層には、 情報記録層に対して互いに反対の面側より同軸的に照射さ れ且つ光情報記録媒体の厚み方向について前記位置決め領域が設けられた位置で 最も小径となるように収束する情報光と記録用参照光との干渉による干渉パター ンによって情報が記録されたものであり、
光情報再生装置は、
再生用参照光を生成する再生用参照光生成手段と、
前記再生用参照光生成手段によって生成された再生用参照光を前記情報記録層 に対して照射すると共に、 再生用参照光が照射されることによって前記情報記録 層より発生される再生光を収集する再生光学系と、
前記再生光学系によって収集された再生光を検出する検出手段とを備え、 前記再生光学系は、 再生用参照光の照射と再生光の収集とが、 前記光情報記録 媒体における記録用参照光の入射側より行われ、 且つ再生用参照光および再生光 が同軸的に配置されるように、 光情報記録媒体の厚み方向について前記位置決め 領域が設けられた位置で再生用参照光が最も小径となるように再生用参照光を照 射し、
光情報再生装置は、 更に、 前記位置決め領域に記録された情報を用いて、 前記 光情報記録媒体に対する再生用参照光の位置を制御する位置制御手段を備えてい ることを特徴とする光情報再生装置。
1 1 . 前記再生光は光の強度が空間的に変調された光であることを特徴とする請 求の範囲第 1 0項記載の光情報再生装置。
1 2 . 前記再生光は光の位相が空間的に変調された光であり、
前記再生光学系は再生光と再生用参照光とを重ね合わせて合成光を生成し、 前記検出手段は前記合成光を検出することを特徴とする請求の範囲第 1 0項記 載の光情報再生装置。
1 3 . 前記再生用参照光生成手段は、 位相が空間的に変調された再生用参照光を 生成することを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の光情報再生装置。
1 4 . ホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録 媒体より、 ホログラフィを利用して情報を再生する光情報再生方法であって、 前記光情報記録媒体は、 前記情報記録層に対して再生用参照光の入射側に配置 され、 再生用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域を備え、 前記情報記録層には、 情報記録層に対して互いに反対の面側より同軸的に照射さ れ且つ光情報記録媒体の厚み方向について前記位置決め領域が設けられた位置で 最も小径となるように収束する情報光と記録用参照光との干渉による干渉パター ンによって情報が記録されたものであり、
光情報再生方法は、
再生用参照光を生成する手順と、 再生用参照光を前記情報記録層に対して照射すると共に、 再生用参照光が照射 されることによって前記情報記録層より発生される再生光を収集する再生手順と 前記再生光学系によって収集された再生光を検出する手順とを備え、 前記再生手順は、 再生用参照光の照射と再生光の収集とが、 前記光情報記録媒 体における記録用参照光の入射側より行われ、 且つ再生用参照光および再生光が 同軸的に配置されるように、 光情報記録媒体の厚み方向について前記位置決め領 域が設けられた位置で再生用参照光が最も小径となるように再生用参照光を照射 し、
光情報再生方法は、 更に、 前記位置決め領域に記録された情報を用いて、 前記 光情報記録媒体に対する再生用参照光の位置を制御する手順を備えていることを 特徴とする光情報再生方法。
1 5 . ホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録 媒体に対して情報を記録すると共に、 光情報記録媒体より情報を再生するための 光情報記録再生装置であって、
記録する情報を担持した情報光を生成する情報光生成手段と、
記録用参照光を生成する記録用参照光生成手段と、
再生用参照光を生成する再生用参照光生成手段と、
情報の記録時には、 前記情報記録層に情報光と記録用参照光との干渉による干 渉パターンによって情報が記録されるように、 前記情報光生成手段によって生成 された情報光と前記記録用参照光生成手段によって生成された記録用参照光とを 前記情報記録層に照射し、 情報の再生時には、 前記再生用参照光生成手段によつ て生成された再生用参照光を前記情報記録層に対して照射すると共に、 再生用参 照光が照射されることによって前記情報記録層より発生される再生光を収集する 記録再生光学系と、
前記記録再生光学系によって収集された再生光を検出する検出手段とを備え、 前記記録再生光学系は、 情報の記録時には、 情報光および記録用参照光を、 前 記情報記録層に対して互いに反対の面側より同軸的に且つ同じ位置で最も小径と なるように収束させながら照射し、 情報の再生時には、 再生用参照光の照射と再 生光の収集とが、 前記光情報記録媒体における記録用参照光の入射側より行われ 、 且つ再生用参照光および再生光が同軸的に配置されるように、 光情報記録媒体 の厚み方向について前記記録用参照光が最も小径となる位置で再生用参照光が最 も小径となるように再生用参照光を照射する
ことを特徴とする光情報記録再生装置。
1 6 . 前記光情報記録媒体として、 情報光、 記録用参照光および再生用参照光の 位置決めのための情報が記録される位置決め領域が設けられたものを用い、 前記記録再生光学系は、 情報光、 記録用参照光および再生用参照光を、 光情報 記録媒体の厚み方向について前記位置決め領域が設けられた位置で最も小径とな るように収束させながら照射し、
光情報記録再生装置は、 更に、 情報の記録時には、 前記位置決め領域に記録さ れた情報を用いて、 前記光情報記録媒体に対する情報光および記録用参照光の位 置を制御し、 情報の再生時には、 前記位置決め領域に記録された情報を用いて、 前記光情報記録媒体に対する再生用参照光の位置を制御する位置制御手段を備え ていることを特徴とする請求の範囲第 1 5項記載の光情報記録再生装置。
1 7 . 前記位置決め領域は、 前記情報記録層に対して記録用参照光および再生用 参照光の入射側に配置されていることを特徴とする請求の範囲第 1 6項記載の光 情報記録再生装置。
1 8 . 前記情報光生成手段は、 前記情報記録層を通過した後の記録用参照光を、 記録する情報に基づいて空間的に変調し且つ反射することによって情報光を生成 することを特徼とする請求の範囲第 1 5項記載の光情報記録再生装置。
1 9 . 前記情報光生成手段は、 記録する情報に基づいて光の強度を空間的に変調 することを特徴とする請求の範囲第 1 5項記載の光情報記録再生装置。
2 0 . 前記情報光生成手段は、 記録する情報に基づいて光の位相を空間的に変調 し、
前記記録再生光学系は再生光と再生用参照光とを重ね合わせて合成光を生成し 前記検出手段は前記合成光を検出することを特徴とする請求の範囲第 1 5項記 載の光情報記録再生装置。
2 1 . 前記記録用参照光生成手段は、 位相が空間的に変調された記録用参照光を 生成し、 前記再生用参照光生成手段は、 位相が空間的に変調された再生用参照光 を生成することを特徴とする請求の範囲第 1 5項記載の光情報記録再生装置。
2 2 . 前記記録用参照光生成手段は、 位相が空間的に変調された記録用参照光を 生成し、
前記情報光生成手段は、 記録する情報と記録用参照光の位相の変調パターンと に基づいて決定された位相の変調パターンに従って光の位相を空間的に変調し、 前記再生用参照光生成手段は、 位相が空間的に変調された再生用参照光を生成 し、
前記記録再生光学系は再生光と再生用参照光とを重ね合わせて合成光を生成し 前記検出手段は前記合成光を検出することを特徴とする請求の範囲第 1 5項記 載の光情報記録再生装置。
2 3 . ホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録 媒体に対して情報を記録すると共に、 光情報記録媒体より情報を再生する光情報 記録再生方法であって、
記録する情報を担持した情報光を生成する手順と、
記録用参照光を生成する手順と、
前記情報記録層に情報光と記録用参照光との干渉による千渉パターンによって 情報が記録されるように、 前記情報光生成手段によって生成された情報光と前記 記録用参照光生成手段によって生成された記録用参照光とを前記情報記録層に照 射する記録手順と、
再生用参照光を生成する手順と、
再生用参照光を前記情報記録層に対して照射すると共に、 再生用参照光が照射 されることによって前記情報記録層より発生される再生光を収集する再生手順と 前記再生光を検出する手順とを備え、
前記記録手順は、 情報光および記録用参照光を、 前記情報記録層に対して互い に反対の面側より同軸的に且つ同じ位置で最も小径となるように収束させながら 照射し、
前記再生手順は、 再生用参照光の照射と再生光の収集とが、 前記光情報記録媒 体における記録用参照光の入射側より行われ、 且つ再生用参照光および再生光が 同軸的に配置されるように、 光情報記録媒体の厚み方向について前記記録用参照 光が最も小径となる位置で再生用参照光が最も小径となるように再生用参照光を 照射する
ことを特徴とする光情報記録再生方法。
2 4 . ホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層と、
記録用参照光および再生用参照光が入射され、 再生光が出射される第 1の面と 記録する情報を担持した情報光が入射される第 2の面と、
前記情報記録層に対して前記第 1の面側に配置され、 記録用参照光、 情報光お よび再生用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域と を備えたことを特徴とする光情報記録媒体。
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