(57)【要約】【課題】受光部が受光すべき対象層からの反射光以外の反射光に起因する再生信号品質の劣化を抑制可能な光学ユニットを提供する。【解決手段】光記録媒体２ａは、厚さ方向の複数の位置に情報の記録が可能な記録層を有する。マイクロレンズアレイ５ａ及び空間光変調器６ａは、光記録媒体２ａに対し、記録層の面内方向に並列に記録再生を行うための複数のビームを生成する。対物レンズ１２ａ、１２ｂは、複数のビームを、記録層内の厚さ方向の複数の位置の何れかに集光する。開口アレイ１３ａは、複数のビームに対応して設けられた複数の開口を有する。開口アレイ１３ａの各開口は、入射光のうち光軸の傾き角が０°近傍の光に対する透過率が、傾き角が０°近傍以外の光に対する透過率よりも高い。光検出器１４ａは、開口アレイを介して、記録層からの複数のビームの反射光を受光する。【選択図】図１
2010250902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向の複数の位置に情報の記録が可能な記録層を有する光記録媒体に対して、記録層の面内方向に並列に記録再生を行うための複数のビームを生成するビーム生成手段と、
前記複数のビームを、前記記録層内の厚さ方向の複数の位置の何れかに集光する対物レンズと、
それぞれが、前記複数のビームに対応して設けられ、入射光のうち光軸の傾き角が０°近傍の光に対する透過率が、傾き角が０°近傍以外の光に対する透過率よりも高い複数の開口を有する開口アレイと、
前記開口アレイを介して、前記記録層からの前記複数のビームの反射光を受光する光検出器とを備える光学ユニット。
【請求項２】
前記対物レンズの開口数をＮＡとし、前記記録層から前記開口アレイまでの光学系の倍数をｍとするとき、前記複数の開口のそれぞれは、入射光のうち光軸の傾き角が０．６１×ＮＡ／４ｍ以下の光に対する透過率が、傾き角が０．６１×ＮＡ／４ｍよりも大きい光に対する透過率よりも高い、請求項１に記載の光学ユニット。
【請求項３】
前記複数の開口のそれぞれが、液晶高分子層と、該液晶高分子層の一方の側、他方の側にそれぞれ設けられた、交互に積層された、所定の屈折率を有する高屈折率層と該高屈折率層よりも屈折率が低い低屈折率層から成る第一の誘電体多層膜及び第二の誘電体多層膜とを有する、請求項１又は２に記載の光学ユニット。
【請求項４】
前記記録層の一方の側、他方の側にそれぞれ位置する第一、第二の入射面を有する光記録媒体を使用対象とし、前記複数のビームを第一のビーム群と第二のビーム群とに分割するビーム分割手段を更に有し、前記対物レンズは、前記第一のビーム群、第二のビーム群を、それぞれ前記第一の入射面、第二の入射面から前記光記録媒体へ入射し前記記録層内で集光する、請求項１乃至３の何れか一に記載の光学ユニット。
【請求項５】
前記記録層の一方の側に位置する入射面と、前記記録層の他方の側に設けられた反射層とを有する光記録媒体を使用対象とし、前記複数のビームを第一のビーム群と第二のビーム群とに分割するビーム分割手段を更に有し、前記対物レンズは、前記第一のビーム群を、前記入射面から前記光記録媒体へ入射して前記記録層内で前記反射層の側へ向かう途中の位置に集光すると共に、前記第二のビーム群を、前記入射面から前記光記録媒体へ入射して前記記録層を透過し、前記反射層で反射され、前記記録層内で前記入射面の側へ向かう途中の位置に集光する、請求項１乃至３の何れか一に記載の光学ユニット。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一に記載の光学ユニットと、
記録データに応じて前記複数のビームが選択的に生成されるように前記ビーム生成手段を駆動する記録回路と、
前記光検出器からの出力に基づいて再生データを生成する再生回路とを備える光学的情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に対して情報の記録再生を行うための光学ユニット、及び、そのような光学ユニットを含む光学的情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学的情報記録再生装置には、大容量性と高速性が求められる。光学的情報記録再生装置の大容量化方式の一つに、３次元記録再生方式がある。３次元記録再生方式では、光記録媒体の面内方向の次元に加えて厚さ方向の次元も利用し、光記録媒体に対して３次元的に情報の記録再生を行う。３次元記録再生方式の一つとして、マイクロホログラム記録方式がある。マイクロホログラム記録方式では、対向する２つのビームを光記録媒体の記録層内の同一の位置に集光して干渉させ、集光点の近傍に微小な回折格子を形成することで情報を記録する。情報の再生の際には、２つのビームのうち何れか一方を光記録媒体の記録層内に集光し、回折格子からの反射光を受光することで情報の再生を行う。
【０００３】
非特許文献１は、マイクロホログラム記録用の光学ユニットが記載された文献である。図１６は、非特許文献１に記載の光学ユニットを示している。光源であるレーザ４８から出射した光は、凹レンズ４９及び凸レンズ５０ａを透過してビーム径が拡大され、一部がビームスプリッタ５１ａを透過し、一部がビームスプリッタ５１ａで反射される。
【０００４】
光記録媒体４７への情報の記録時には、ビームスプリッタ５１ａを透過した光は、ミラー５２ａ、ミラー５２ｂで反射され、ビームスプリッタ５１ｂを透過し、１／４波長板５４ａを透過して直線偏光から円偏光へ変換され。この光は、対物レンズ５５ａを透過して平行光から収束光へ変換され、光記録媒体４７の記録層内に集光される。また、ビームスプリッタ５１ａで反射された光は、ミラー５２ｃ、ミラー５２ｄ、ミラー５２ｅで反射され、シャッタ５３を通過し、１／４波長板５４ｂを透過して直線偏光から円偏光へ変換される。この光は、対物レンズ５５ｂを透過して平行光から収束光へ変換され、光記録媒体４７の記録層内に集光される。ビームスプリッタ５１ａを透過した光とビームスプリッタ５１ａで反射された光とは、光記録媒体４７の記録層内の同一の位置に集光されて干渉し、集光点の近傍に微小な回折格子が形成される。
【０００５】
光記録媒体４７の記録層内に形成される回折格子は、ビットデータの情報を有している。レーザ４８から出射しビームスプリッタ５１ａを透過した光、及び、レーザ４８から出射しビームスプリッタ５１ａで反射された光の集光点の位置を、光記録媒体４７の記録層の厚さ方向へ移動させ、記録層の面内方向だけでなく厚さ方向へも多層に回折格子を形成することで、３次元記録再生を行うことができる。
【０００６】
光記録媒体４７からの情報の再生時には、ビームスプリッタ５１ａを透過した光は光記録媒体４７の記録層内に集光される。一方、ビームスプリッタ５１ａで反射された光はシャッタ５３で遮断され、光記録媒体４７へ向かわない。光記録媒体４７の記録層内に集光された光は、集光点の近傍に形成された回折格子で反射され、対物レンズ５５ａを逆向きに透過して発散光から平行光へ変換され、１／４波長板５４ａを透過して円偏光から直線偏光へ変換される。この光は、ビームスプリッタ５１ｂで反射され、凸レンズ５０ｂを透過して平行光から収束光へ変換され、集光点に設置された開口５６を通過し、光検出器５７で受光される。
【０００７】
情報の再生に際しては、記憶層内に集光する集光ビームの集光点の厚さ方向の位置を、情報の再生を行う層である対象層の位置に合わせる。記録層内に集光した集光ビームの対象層からの反射光は、開口５６の位置に集光される。開口５６の位置に集光された対象層からの反射光は、開口５６を通過し、光検出器５７内の対応する受光部で受光される。受光部が出力する、反射光の光量に応じた信号に基づいて、再生信号が得られる。
【０００８】
ここで、光記録媒体の記録層に集光ビームを照射すると、対象層からの反射光だけでなく、対象層とは異なる非対象層からも反射光も生じる。しかしながら、非対象層からの反射光は、開口５６から光軸方向にずれた位置に集光される。非対象層からの反射光は、開口５６の位置では大きく広がっているため、開口５６で大部分が遮断され、光検出器５７で殆んど受光されない。光検出器５７が、対象層からの反射光だけでなく、非対象層からの反射光も受光すると、再生信号の品質が低下する。開口５６は、このような再生信号の品質の低下を防ぐ働きをする。
【０００９】
また、光学的情報記録再生装置の高速化方式の一つとして、並列記録再生方式がある。並列記録再生方式では、光記録媒体に対して面内方向に並列に情報の記録再生を行う。特許文献１は、そのような並列記録再生用の光学ユニットが記載された文献である。特許文献１に記載の光学ユニットは、複数のビームを生成するレーザアレイと、光記録媒体の記録層からの複数のビームの反射光を受光する光検出器とを有している。光学ユニットは、光検出器の手前に、複数のビームのそれぞれに対応した複数の開口から成る開口アレイを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−９７６８１号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス・第４５巻・第２Ｂ号・２００６・第１２３９ページ〜第１２４５ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記載の光学ユニットを用い、光記録媒体に対して複数のビームを照射し、並列に３次元記録再生を行う場合を考える。複数のビームのうち一つのビームに着目し、着目したビームの記録層からの反射光を、対応する受光部で受光することを考える。以下では、着目したビームを自ビーム、それ以外のビームを他ビームと呼ぶことにする。情報の再生に際して、自ビームの光記録媒体からの反射光には、対象層からの反射光と非対象層からの反射光との２つがある。また、他ビームの反射光にも、対象層からの反射光と非対象層からの反射光との２つがある。
【００１３】
対象層からの自ビームの反射光は、開口アレイのうち自ビームに対応した開口の位置に集光される。この対象層からの反射光は、自ビームに対応した開口を通過し、光検出器の受光部のうち自ビームに対応した受光部で受光される。一方、非対象層からの自ビームの反射光は、開口アレイから光軸方向にずれた位置に集光され、開口アレイの位置では大きく広がっている。このため、非対象層からの自ビームの反射光は、ごく一部が自ビームに対応した開口へ入射してその開口を通過するものの、大部分は自ビームに対応した開口で遮断され、自ビームに対応した受光部で殆んど受光されない。
【００１４】
他ビームについては、対象層からの他ビームの反射光は、開口アレイのうち各々に対応した開口の位置に集光されるため、自ビームに対応した開口には入射しない。従って、対象層からの他ビームの反射光は、自ビームに対応した開口を通過せず、自ビームに対応した受光部で受光されない。一方、非対象層からの他ビームの反射光は、開口アレイから光軸方向にずれた位置に集光され、開口アレイの位置では広がりを持つため、一部が自ビームに対応した開口に入射する。このため、非対象層からの他ビームの反射光の一部は、自ビームに対応した開口を通過し、自ビームに対応した受光部で受光される。
【００１５】
自ビームに対応した光検出器の受光部が受光する非対象層からの他ビームの反射光の受光量は、ビーム１つあたりの受光量で考えれば、対象層からの自ビームの反射光の受光量に比してそれほど多くない。このため、非対象層からの他ビームの反射光の影響は大きくないといえる。しかし、他ビームの数が増えるに従って、自ビームに対応した光検出器の受光部で受光される非対象層からの他ビームの反射光の光量の和が増加し、非対象層からの反射光の影響が大きくなる。非対象層からの他ビームの反射光の影響が大きくなると、それに起因して、再生信号品質が劣化する。
【００１６】
本発明は、光記録媒体の記憶層に３次元的に記録された情報を並列的に再生する際に、受光部が受光すべき対象層からの反射光以外の反射光に起因する再生信号品質の劣化を抑制可能な光学ユニット、及び、光学的情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は、厚さ方向の複数の位置に情報の記録が可能な記録層を有する光記録媒体に対して、記録層の面内方向に並列に記録再生を行うための複数のビームを生成するビーム生成手段と、前記複数のビームを、前記記録層内の厚さ方向の複数の位置の何れかに集光する対物レンズと、それぞれが、前記複数のビームに対応して設けられ、入射光のうち光軸の傾き角が０°近傍の光に対する透過率が、傾き角が０°近傍以外の光に対する透過率よりも高い複数の開口を有する開口アレイと、前記開口アレイを介して、前記記録層からの前記複数のビームの反射光を受光する光検出器とを備える光学ユニットを提供する。
【００１８】
本発明は、本発明の光学ユニットと、記録データに応じて前記複数のビームが選択的に生成されるように前記ビーム生成手段を駆動する記録回路と、前記光検出器からの出力に基づいて再生データを生成する再生回路とを備える光学的情報記録再生装置を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の光学ユニット及び光学的情報記録再生装置は、光記録媒体の記憶層に３次元的に記録された情報を並列的に再生する際に、受光部が受光すべき対象層からの反射光以外の反射光に起因する再生信号品質の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の光学ユニットの第一の実施の形態を示すブロック図。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の光学ユニットの第一の実施の形態における光記録媒体への入射ビーム及び光記録媒体からの反射ビームの光路を示す図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、情報の記録時及び情報の再生時における空間光変調器への入射光及び空間光変調器からの出射光を示す図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、空間光変調器が含む複数の画素の平面図。
【図５】開口アレイが含む複数の開口の平面図。
【図６】光検出器が含む複数の受光部の平面図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、開口アレイが含む複数の開口の断面図。
【図８】開口アレイが含む複数の開口のうち一つの開口の詳細な断面図。
【図９】開口への入射光の光軸の傾き角が０°である場合の、開口への入射光の波長と開口の透過率との関係の計算例を示すグラフ。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、開口への入射光の光軸の傾き角を変化させた場合の、開口への入射光の波長と開口の透過率との関係の計算例を示すグラフ。
【図１１】開口への入射光の光軸の傾き角と開口の透過率との関係の計算例を示すグラフ。
【図１２】本発明の光学的情報記録再生装置の第一の実施の形態を示すブロック図。
【図１３】本発明の光学ユニットの第二の実施の形態を示すブロック図。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の光学ユニットの第二の実施の形態における光記録媒体への入射ビーム及び光記録媒体からの反射ビームの光路を示す図。
【図１５】本発明の光学的情報記録再生装置の第二の実施の形態を示すブロック図。
【図１６】非特許文献１に記載の光学ユニットを示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の光学ユニットの第一の実施の形態を示している。光学ユニットは、レーザ３ａ、凸レンズ４ａ〜４ｇ、マイクロレンズアレイ５ａ、空間光変調器６ａ、可変波長板７ａ、偏光ビームスプリッタ９ａ、ミラー１０ａ〜１０ｆ、１／４波長板１１ａ、１１ｂ、対物レンズ１２ａ、１２ｂ、開口アレイ１３ａ、及び、光検出器１４ａを有する。本発明の光学ユニットの第一の実施の形態は、記録層の一方の側、他方の側にそれぞれ位置する第一、第二の入射面を有する光記録媒体２ａを使用対象とする。
【００２２】
レーザ３ａは、光源である。レーザ３ａは、単一モード半導体レーザであり、波長が４００ｎｍの光を出射する。レーザ３ａから出射した光は、発散光として凸レンズ４ａへ入射し、凸レンズ４ａを透過して発散光から平行光へ変換され、マイクロレンズアレイ５ａを透過して平行光から複数の収束光へ変換される。空間光変調器６ａは、複数の画素を含む。マイクロレンズアレイ５ａで収束光へ変換された複数の光は、空間光変調器６ａが含む複数の画素の位置に複数の集光スポットとして集光される。複数の集光スポットのそれぞれは、複数の画素のそれぞれに対応している。ここで、マイクロレンズアレイ５ａ及び空間光変調器６ａは、ビーム生成手段に相当する。
【００２３】
空間光変調器６ａを出射する複数の光は、光記録媒体２ａの記録層の面内方向に並列に記録再生を行うための複数のビームに該当する。空間光変調器６ａを出射した複数の光は、複数の発散光として凸レンズ４ｂへ入射し、凸レンズ４ｂを透過して複数の発散光から複数の平行光へ変換され、可変波長板７ａへ入射する。可変波長板７ａは、１／４波長板又は１／２波長板として働く。可変波長板７ａは、光記録媒体２ａへの情報の記録時には入射光に対して１／４波長板の働きをし、光記録媒体２ａからの情報の再生時には入射光に対して１／２波長板の働きをする。
【００２４】
光記録媒体２ａへの情報の記録時には、可変波長板７ａへ入射した複数の光は、１／４波長板として働く可変波長板７ａを透過して複数の直線偏光から複数の円偏光へ変換される。複数の円偏光へと変換された光は、それぞれの約５０％が偏光ビームスプリッタ９ａでＳ偏光成分として反射され、それぞれの約５０％が偏光ビームスプリッタ９ａをＰ偏光成分として透過する。ここで、偏光ビームスプリッタ９ａはビーム分割手段に相当し、偏光ビームスプリッタ９ａで反射された複数の光、偏光ビームスプリッタ９ａを透過した複数の光は、それぞれ第一のビーム群、第二のビーム群に相当する。
【００２５】
偏光ビームスプリッタ９ａで反射された複数の光は、凸レンズ４ｃを透過して複数の平行光から複数の収束光へ変換され、ミラー１０ａの近傍に複数の集光スポットとして集光される。これらの複数の光は、ミラー１０ａ及びミラー１０ｃで反射され、複数の発散光として凸レンズ４ｅへ入射し、凸レンズ４ｅを透過して複数の発散光から複数の平行光へと変換される。平行光へ変換された複数の光は、ミラー１０ｅで反射され、１／４波長板１１ａを透過して複数の直線偏光から複数の円偏光へ変換され、対物レンズ１２ａを透過して複数の平行光から複数の収束光へ変換され、光記録媒体２ａの記録層内に複数の集光スポットとして集光される。
【００２６】
一方、偏光ビームスプリッタ９ａを透過した複数の光は、凸レンズ４ｄを透過して複数の平行光から複数の収束光へ変換され、ミラー１０ｂの近傍に複数の集光スポットとして集光される。これらの複数の光は、ミラー１０ｂ及びミラー１０ｄで反射され、複数の発散光として凸レンズ４ｆへ入射し、凸レンズ４ｆを透過して複数の発散光から複数の平行光へ変換される。平行光へ変換された複数の光は、ミラー１０ｆで反射され、１／４波長板１１ｂを透過して複数の直線偏光から複数の円偏光へ変換され、対物レンズ１２ｂを透過して複数の平行光から複数の収束光へ変換され、光記録媒体２ａの記録層内に複数の集光スポットとして集光される。
【００２７】
偏光ビームスプリッタ９ａで反射された複数の光のそれぞれと偏光ビームスプリッタ９ａを透過した複数の光のそれぞれとは、光記録媒体２ａの記録層内の同一の位置に集光されて干渉する。偏光ビームスプリッタ９ａで反射された複数の光のそれぞれと偏光ビームスプリッタ９ａを透過した複数の光のそれぞれとが干渉することで、複数の集光点のそれぞれの近傍に微小な回折格子が形成される。
【００２８】
光記録媒体２ａからの情報の再生時には、可変波長板７ａへ入射した複数の光は、１／２波長板として働く可変波長板７ａを透過して偏光方向が９０°変化し、偏光ビームスプリッタ９ａへＳ偏光として入射してそれぞれのほぼ１００％が反射される。偏光ビームスプリッタ９ａで反射された複数の光は、凸レンズ４ｃを透過して複数の平行光から複数の収束光へ変換され、ミラー１０ａの近傍に複数の集光スポットとして集光される。これらの複数の光は、ミラー１０ａ及びミラー１０ｃで反射され、複数の発散光として凸レンズ４ｅへ入射し、凸レンズ４ｅを透過して複数の発散光から複数の平行光へ変換される。平行光へ変換された複数の光は、ミラー１０ｅで反射され、１／４波長板１１ａを透過して複数の直線偏光から複数の円偏光へ変換され、対物レンズ１２ａを透過して複数の平行光から複数の収束光へ変換され、光記録媒体２ａの記録層内に複数の集光スポットとして集光される。
【００２９】
集光スポットとして集光された複数の光は、集光点の近傍に形成された複数の回折格子で反射され、複数の発散光として対物レンズ１２ａへ入射し、対物レンズ１２ａを逆向きに透過し、複数の発散光から複数の平行光へ変換される。平行光に変換された複数の光は、１／４波長板１１ａを透過して複数の円偏光から複数の直線偏光へ変換され、ミラー１０ｅで反射され、凸レンズ４ｅを透過して複数の平行光から複数の収束光へ変換される。これら光は、ミラー１０ｃで反射され、ミラー１０ａの近傍に複数の集光スポットとして集光される。
【００３０】
ミラー１０ａの近傍に集光された複数の光は、ミラー１０ａで反射され、複数の発散光として凸レンズ４ｃへ入射し、凸レンズ４ｃを透過して複数の発散光から複数の平行光へ変換され、偏光ビームスプリッタ９ａへＰ偏光として入射してそれぞれのほぼ１００％が透過する。偏光ビームスプリッタ９ａを透過した複数の光は、凸レンズ４ｇを透過して複数の平行光から複数の収束光へ変換される。開口アレイ１３ａは、複数の光に対応した複数の開口を有する。収束光へ変換された複数の光は、開口アレイ１３ａが含む複数の開口の位置に複数の集光スポットとして集光される。複数の集光スポットのそれぞれは、複数の開口のそれぞれに対応している。これらの複数の光は、複数の開口を通過し、光検出器１４ａが含む複数の受光部で受光される。
【００３１】
ここで、複数の回折格子のそれぞれは、ビットデータの情報を有している。ビーム生成手段で生成され偏光ビームスプリッタ９ａで反射された複数の光、及び、ビーム生成手段で生成され偏光ビームスプリッタ９ａを透過した複数の光の複数の集光点の位置を、光記録媒体２ａの記録層の厚さ方向へ移動させ、記録層の面内方向だけでなく厚さ方向へも多層に複数の回折格子を形成することで、並列に３次元記録再生を行うことができる。
【００３２】
可変波長板７ａは、２枚の基板の間に液晶層を挟んだ構成である。２枚の基板の液晶層側の面には、液晶層に電圧を印加するための電極が形成されている。液晶層は、一軸の屈折率異方性を有している。液晶層の厚さは、液晶層を透過する光に生じる光学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の位相差がπになるように定められている。液晶層に所定の電圧、例えば２．５Ｖの電圧を印加する場合、液晶層の光学軸の方向は、入射光の光軸に垂直な方向と平行な方向との中間の方向となる。このとき、可変波長板７ａは、１／４波長板の働きをする。液晶層に電圧０Ｖを印加する場合、液晶層の光学軸の方向は入射光の光軸に垂直な方向となる。このとき、可変波長板７ａは１／２波長板の働きをする。
【００３３】
図２（ａ）及び（ｂ）は、光記録媒体２ａへの情報の記録時及び光記録媒体２ａからの情報の再生時における、光記録媒体２ａへの入射ビーム及び光記録媒体２ａからの反射ビームの光路を示している。図２（ａ）は、光記録媒体２ａへの情報の記録時における光記録媒体２ａへの入射ビームの光路を示しており、図２（ｂ）は光記録媒体２ａからの情報の再生時における光記録媒体２ａへの入射ビーム及び光記録媒体２ａからの反射ビームの光路を示している。光記録媒体２ａは、基板２０ａと基板２０ｂとの間に記録層１７ａが挟まれた構成である。基板２０ａ、２０ｂの材料としては、例えばガラス等が用いられる。記録層１７ａの材料としては、例えばフォトポリマ等が用いられる。ここで、基板２０ａの対物レンズ１２ａ側の面、基板２０ｂの対物レンズ１２ｂ側の面は、それぞれ第一の入射面、第二の入射面に相当する。
【００３４】
ビーム２３ａ、２３ｃ、２３ｅは、情報の記録時に第一の入射面側から記録層１７ａに入射する光であり、ビーム２４ａ、２４ｃ、２４ｅは、第二の入射面側から記録層１７ａに入射する光である。図２（ａ）においては、ビーム２３ａ、２３ｃ、２３ｅは、平行光として対物レンズ１２ａへ入射して記録層１７ａ内に集光される。また、ビーム２４ａ、２４ｃ、２４ｅは、平行光として対物レンズ１２ｂへ入射して記録層１７ａ内に集光される。ビーム２３ａとビーム２４ａは集光点２１ａに集光され、ビーム２３ｃとビーム２４ｃは集光点２１ｂに集光され、ビーム２３ｅとビーム２４ｅは集光点２１ｃに集光されて干渉し、それぞれの集光点の近傍に微小な回折格子が形成される。回折格子が形成された状態がビットデータ１に対応し、回折格子が形成されない状態がビットデータ０に対応する。
【００３５】
ビーム２３ａ〜２３ｅは、情報の再生時に第一の入射面側から記録層１７ａに入射する光である。図２（ｂ）においては、ビーム２３ａ〜２３ｅは、平行光として対物レンズ１２ａへ入射して記録層１７ａ内に集光される。ビーム２３ａ、２３ｃ、２３ｅの集光点の近傍には、回折格子２２ａ、２２ｂ、２２ｃが形成されている。これら回折格子２２ａ〜２２ｃは、それぞれ図２（ａ）における集光点２１ａ〜２１ｃの近傍に形成された回折格子に対応する。ビーム２３ａ、２３ｃ、２３ｅは、回折格子２２ａ、２２ｂ、２２ｃで反射され、平行光として対物レンズ１２ａから出射して往路と同じ光路を逆向きに辿り、図１における光検出器１４ａが含む複数の受光部のうち対応する受光部で受光される。
【００３６】
一方、ビーム２３ｂ、２３ｄの集光点の近傍には回折格子が形成されていない。このため、ビーム２３ｂ、２３ｄは、記録層１７ａ内で反射されず、図１の光検出器１４ａが含む複数の受光部のうちの対応する受光部は、ビーム２３ｂ、２３ｄの反射光を受光しない。受光部がビームを受光する状態がビットデータ１に対応し、受光部がビームを受光しない状態がビットデータ０に対応する。
【００３７】
図３（ａ）及び（ｂ）は、情報の記録時及び情報の再生時における空間光変調器６ａへの入射光及び空間光変調器６ａからの出射光を示している。図３（ａ）は、光記録媒体２ａへの情報の記録時の空間光変調器６ａを示し、図３（ｂ）は、光記録媒体２ａからの情報の再生時の再生時における空間光変調器６ａを示している。空間光変調器６ａには、例えば液晶シャッタアレイ等が用いられる。レーザ３ａから出射した光は、平行光としてマイクロレンズアレイ５ａへ入射し、マイクロレンズアレイ５ａを透過して平行光から複数の収束光へ変換される。これら複数の収束光は、空間光変調器６ａが含む複数の画素の位置に複数の集光スポットとして集光される。複数の集光スポットのそれぞれは、複数の画素のそれぞれに対応している。図３においては、複数の画素の位置に形成される複数の集光スポットの数は５個である。
【００３８】
光記録媒体２ａへの情報の記録時には、空間光変調器６ａが含む複数の画素のうち、ビットデータ１を表す画素は入射光を通過させ、ビットデータ０を表す画素は入射光を遮断する。図３（ａ）においては、５個の集光スポットのうち、３個はビットデータ１を表す画素の位置に形成され、２個はビットデータ０を表す画素の位置に形成される。空間光変調器６ａからは、ビットデータ１を表す画素の位置に形成される３個の集光スポットのそれぞれを物点とする３つの光であるビーム１５ａ、１５ｃ、１５ｅが出射する。
【００３９】
ビーム１５ａ、１５ｃ、１５ｅは、３つの発散光として凸レンズ４ｂへ入射し、凸レンズ４ｂを透過して３つの発散光から３つの平行光へ変換される。これらビーム１５ａ、１５ｃ、１５ｅは、可変波長板７ａ（図１）を介して、偏光ビームスプリッタ９ａに入射し、約半分が透過し、約半分が反射される。図２（ａ）に示すビーム２３ａ、２３ｃ、２３ｅは、それぞれ、ビーム１５ａ、１５ｃ、１５ｅのうち偏光ビームスプリッタ９ａで反射された光に対応する。また、図２（ａ）に示すビーム２４ａ、２４ｃ、２４ｅは、ビーム１５ａ、１５ｃ、１５ｅのうち偏光ビームスプリッタ９ａを透過した光に対応する。
【００４０】
光記録媒体２ａからの情報の再生時には、空間光変調器６ａが含む全ての画素が入射光を通過させる。図３（ｂ）においては、空間光変調器６ａからは、５個の集光スポットのそれぞれを物点とする５つの光であるビーム１５ａ〜１５ｅが出射する。ビーム１５ａ〜１５ｅは、５つの発散光として凸レンズ４ｂへ入射し、凸レンズ４ｂを透過して５つの発散光から５つの平行光へ変換される。これらビーム１５ａ、１５ｃ、１５ｅは、可変波長板７ａ（図１）を介して、偏光ビームスプリッタ９ａに入射して反射される。図２（ｂ）におけるビーム２３ａ〜２３ｅは、それぞれ図３（ｂ）におけるビーム１５ａ〜１５ｅのうち偏光ビームスプリッタ９ａで反射された光に対応する。
【００４１】
図４（ａ）及び（ｂ）は、空間光変調器６ａが含む複数の画素の平面図である。図４（ａ）は光記録媒体２ａへの情報の記録時の画素の状態を示し、図４（ｂ）は光記録媒体２ａからの情報の再生時時の画素の状態を示している。図４においては、空間光変調器６ａは、５行５列の２次元状に配置された２５個の画素を有している。マイクロレンズアレイ５ａ（図１）が出射する収束光は、空間光変調器６ａが含む２５個の画素のそれぞれに集光スポットとして集光される。このようなマイクロレンズアレイ５ａ及び空間光変調器６ａを用いた場合、光記録媒体２ａの記録層１７ａの面内方向に２５チャンネルの並列記録再生を行うことができる。
【００４２】
光記録媒体２ａへの情報の記録時には、ビットデータ１を表す画素は入射光を通過させ、ビットデータ０を表す画素は入射光を遮断する。図中の斜線を施さない画素は、入射光を透過する画素であり、ビットデータ１に対応する画素である。また、図中の斜線を施した画素は、入射光を遮断する画素であり、ビットデータ０に対応する画素である。３行目の画素（１６ａ〜１６ｅ）に着目すると、画素１６ａ、１６ｃ、１６ｅの３つの画素はビットデータ１を表しており、画素１６ｂ、１６ｄの２つの画素はビットデータ０を表している。図３（ａ）におけるビーム１５ａ、１５ｃ、１５ｅは、それぞれ図４（ａ）における画素１６ａ、１６ｃ、１６ｅの位置に形成される集光スポットを物点とする光に相当する。
【００４３】
光記録媒体２ａからの情報の再生時には、全ての画素は入射光を通過させる（図４（ｂ））。図３（ｂ）におけるビーム１５ａ〜１５ｅは、それぞれ図４（ｂ）における画素１６ａ〜１６ｅの位置に形成される集光スポットを物点とする光に相当する。
【００４４】
図５は、開口アレイ１３ａが含む複数の開口の平面図である。図５においては、開口アレイ１３ａは、５行５列の２次元状に配置された２５個の開口を有する。図６は、光検出器１４ａが含む複数の受光部の平面図である。図６においては、光検出器１４ａは、５行５列の２次元状に配置された２５個の受光部を有する。
【００４５】
光記録媒体２ａからの情報の再生時には、光記録媒体２ａの記録層１７ａ内に、複数の光が集光される。集光された複数の光のうち、集光点近傍に回折格子が形成されている光は回折格子で反射され、その反射光は、開口アレイ１３ａが含む複数の開口のうち対応する開口の位置に集光スポットして集光される。開口の位置に集光された光は、その開口を通過し、光検出器１４ａが含む複数の受光部のうち対応する受光部で受光される。
【００４６】
開口２５ａ〜２５ｅは、空間光変調器６ａの画素１６ａ〜１６ｅ（図４（ｂ））に集光される光の反射光に対応する開口である。また、受光部２６ａ〜２６ｅは、開口２５ａ〜２５ｅに対応した受光部である。情報の再生時に、画素１６ａ〜１６ｅを透過した光は、図２（ｂ）に示すビーム２３ａ〜２３ｅとして、光記録媒体２ａの記録層１７ａに集光される。ビーム２３ａ〜２３ｅの記録層１７ａ内での集光点の近傍に、それぞれ回折格子が形成されていたとすると、ビーム２３ａ〜２３ｅの反射光は、開口２５ａ〜２５ｅの位置に、集光スポットとして集光される。開口２５ａ〜２５ｅの位置に集光された光は、それぞれ開口２５ａ〜２５ｅを通過し、受光部２６ａ〜２６ｅで受光される。
【００４７】
開口アレイ１３ａが含む複数の開口のそれぞれは、入射光のうち光軸の傾き角が０°近傍の光に対する透過率が、傾き角が０°近傍以外の光に対する透過率よりも高い。開口アレイ１３ａが含む複数の開口は、それぞれ、入射光のうち光軸の傾き角が０°近傍の光のみを透過させ、光軸の傾き角が０°近傍以外の光をほとんど透過させない。
【００４８】
図７（ａ）〜（ｃ）は、開口アレイ１３ａ、１３ｂが含む開口２５ａ〜２５ｅの断面図である。ビーム３３ａ〜３３ｅは、それぞれ、図２（ｂ）で記録層１７ａ内に集光されたビーム２３ａ〜２３ｅの記録層からの反射光に相当する。ビーム３３ａ〜３３ｅは、それぞれ開口２５ａ〜２５ｅに対応している。図７（ａ）〜（ｃ）では、ビーム３３ｃを実線で示し、ビーム３３ｂ、３３ｄを点線で示している。また、ビーム３３ａ、３３ｅを一点鎖線で示している。図７（ａ）は、ビーム３３ａ〜３３ｅが対象層からの反射光である場合の各ビームを示し、図７（ｂ）はビーム３３ａ〜３３ｅが対象層の奥の非対象層からの反射光である場合の各ビームを示している。また、図７（ｃ）は、ビーム３３ａ〜３３ｅが対象層の手前の非対象層からの反射光である場合の各ビームを示している。
【００４９】
図７（ａ）では、ビーム３３ａ〜３３ｅは、対象層からの反射光であり、それぞれ開口２５ａ〜２５ｅの位置に集光される。５つのビームのうち、ビーム３３ｃに着目すると、ビーム３３ｃは、開口２５ｃに光軸の傾き角０°で入射する。開口２５ｃは、光軸の傾き角０°の光を透過するので、ビーム３３ｃは、開口２５ｃを通過し、光検出器１４ａが含む受光部２６ｃ（図６）で受光される。ビーム３３ｃ以外のビーム３３ａ、３３ｂ、３３ｄ、３３ｅは、それぞれ対応する開口２５ａ、２５ｂ、２５ｄ、２５ｅの位置に集光されるので、これらビームが開口２５ｃに入射することはない。従って、対象層からの反射光であるビーム３３ａ、３３ｂ、３３ｄ、３３ｅが開口２５ｃを通過して受光部２６ｃで受光されることはない。
【００５０】
図７（ｂ）では、ビーム３３ａ〜３３ｅは、対象層の奥の非対象層からの反射光であり、それぞれ、開口アレイ１３ａの手前に集光され、開口アレイ１３ａに発散光として入射する。５つのビームのうち、ビーム３３ｃに着目すると、ビーム３３ｃは、開口アレイ１３ａの位置では大きく広がっている。このため、ビーム３３ｃのごく一部は開口２５ｃに光軸の傾き角０°で入射して開口２５ｃを通過するものの、大部分は開口２５ｃで遮断される。従って、対象層の奥の非対象層からの反射光であるビーム３３ｃは、光検出器１４ａが含む受光部２６ｃで殆んど受光されない。
【００５１】
図７（ｂ）で、ビーム３３ｃに隣接するビーム３３ｂ、３３ｄについて考えると、ビーム３３ｂ、３３ｄは、開口アレイ１３ａの位置では大きく広がっているため、それらの一部が開口２５ｃに入射する。すなわち、ビーム３３ｂのうち、図の左上から右下へ進む光が開口２５ｃへ入射し、ビーム３３ｄのうち、図の右上から左下へ進む光が開口２５ｃに入射する。しかしながら、このときの開口２５ｃへの入射光の光軸の傾き角は０°よりも大きい。開口２５ｃは、光軸の傾き角が０°近傍以外の光を遮断するので、開口２５ｃに入射したビーム３３ｂ、３３ｄは開口２５ｃを通過できない。従って、対象層の奥の非対象層からの反射光であるビーム３３ｂ、３３ｄは、光検出器１４ａが含む受光部２６ｃでほとんど受光されない。
【００５２】
図７（ｃ）では、ビーム３３ａ〜３３ｅは、対象層の手前の非対象層からの反射光であり、開口アレイ１３ａの奥に集光されるため、開口アレイ１３ａに収束光として入射する。ビーム３３ｃに着目すると、ビーム３３ｃは、開口アレイ１３ａの位置では大きく広がっている。このため、ビーム３３ｃのごく一部は開口２５ｃに光軸の傾き角０°で入射して開口２５ｃを通過するものの、大部分は開口２５ｃで遮断される。従って、対象層の手前の非対象層からの反射光であるビーム３３ｃは、光検出器１４ａが含む受光部２６ｃで殆んど受光されない。
【００５３】
図７（ｃ）で、ビーム３３ｃに隣接するビーム３３ｂ、３３ｄについて考えると、ビーム３３ｂ、３３ｄは、開口アレイ１３ａの位置では大きく広がっているため、それらの一部は開口２５ｃに入射する。すなわち、ビーム３３ｂのうち、図の右上から左下へ進む光が開口２５ｃへ入射し、ビーム３３ｄのうち、図の左上から右下へ進む光が開口２５ｃへ入射する。しなしながら、このときの開口２５ｃへの入射光の光軸の傾き角は０°よりも大きい。開口２５ｃは、光軸の傾き角が０°近傍以外の光を遮断するので、開口２５ｃに入射したビーム３３ｂ、３３ｄは開口２５ｃを通過できない。従って、対象層の手前の非対象層からの反射光であるビーム３３ｂ、３３ｄは、光検出器１４ａが含む受光部２６ｃでほとんど受光されない。
【００５４】
光検出器１４ａの受光部２６ｃは、図２（ｂ）のビーム２３ｃを対象層に集光した際の対象層からの反射光を受光するための受光部である。対象層からの反射光（図７（ａ）のビーム３３ｃ）は、開口アレイ１３ａの開口２５ｃの位置に集光され、開口２５ｃに対して光軸の傾きがほぼ０°で入射する。従って、対象層からの反射光は、開口２５ｃを透過して、受光部２６ｃで受光される。一方、非対象層からの反射光（図７（ｂ）及び図７（ｃ）のビーム３３ｃ）は、発散光又は収束光として開口アレイ１３ａに入射し、開口２５ｃの位置では広がりを持っている。このため、非対象層からの反射光は、そのほとんどが開口２５ｃで遮断され、受光部２６ｃは、非対象層からの反射光をほとんど受光しない。
【００５５】
また、図２（ｂ）のビーム２３ｃ以外の光（ビーム２３ａ、２３ｂ、２３ｄ、２３ｅ）の記録層からの反射光（図７（ａ）〜（ｃ）のビーム３３ａ、３３ｂ、３３ｄ、３３ｅ）については、対象層からの反射光（図７（ａ））はそれぞれ対応する開口の位置に集光されるので開口２５ｃに入射することはなく、非対象層からの反射光（図７（ｂ）、（ｃ））は開口２５ｃに対して斜めに入射するので、開口２５ｃで遮断される。従って、受光部２６ｃは、ビーム３３ｃ以外のビームの対象層からの反射光、及び、非対象層からの反射光をほとんど受光しない。
【００５６】
ビーム２３ｃが記録層１７ａ内に集光する位置に対応した再生信号は、受光部２６ｃの出力に基づいて生成される。受光部２６ｃは、対応するビーム２３ｃの対象層からの反射光を受光し、それ以外の光の反射光をほとんど受光しない。このため、再生信号品質の低下を抑制することができる。
【００５７】
ここで、レーザ３ａの波長をλ、対物レンズ１２ａ〜１２ｃの開口数をＮＡ、光記録媒体２ａの記録層１７ａの屈折率をｎとする。光記録媒体２ａの記録層１７ａ内における集光スポットの面内方向の直径は、１．２２λ／ＮＡで与えられ、光軸方向の長さは４ｎλ／ＮＡ２で与えられる。このとき、集光点の近傍に形成される回折格子の面内方向の間隔をｐ、光軸方向の間隔をｄとし、ｐが集光スポットの面内方向の直径の半分、ｄが集光スポットの光軸方向の長さの半分であるとすると、ｐ＝０．６１λ／ＮＡ、ｄ＝２ｎλ／ＮＡ２となる。
【００５８】
また、光記録媒体２ａの記録層１７ａから開口アレイ１３ａまでの光学系の倍率をｍとする。このとき、開口アレイ１３ａが含む複数の開口の面内方向の間隔はｐ×ｍ、開口アレイ１３ａと非対象層からの反射光が集光される位置との光軸方向の距離は２ｄ／ｎ×ｍ２で与えられる。この場合、図７におけるビーム３３ｂ、３３ｄのうち開口２５ｃへ入射する光の光軸の傾き角をθとすると、θ＝（ｐ×ｍ）／（２ｄ／ｎ×ｍ２）＝０．６１ＮＡ／４ｍとなる。例えば、ＮＡ＝０．８５、ｍ＝１０であれば、θ＝０．０１３＝０．７４°となる。この場合、開口アレイ１３ａの各開口には、入射光のうち光軸の傾き角が０°近傍の光を透過させ、光軸の傾き角が０．７４°以上の光を殆んど透過させない特性が求められる。
【００５９】
図８は、開口アレイ１３ａが含む複数の開口のうち一つの開口の詳細な断面図である。開口アレイ１３ａは、基板２７ａと基板２７ｂとの間に、第一の誘電体多層膜、液晶高分子層２８、及び、第二の誘電体多層膜を、基板２７ａ側からこの順に有する。第一の誘電体多層膜は、交互に積層された所定の屈折率の高屈折率層２９ａと、高屈折率層２９ａよりも屈折率が低い低屈折率層３０ａとから成る。第二の誘電体多層膜は、交互に積層された所定の屈折率の高屈折率層２９ｂと、高屈折率層２９ｂよりも屈折率が低い低屈折率層３０ｂとから成る。基板２７ａの第一の誘電体多層膜側の面、基板２７ｂの第二の誘電体多層膜側の面には、それぞれ円形の開口部を有する金属層３１ａ、３１ｂが形成されている。金属層３１ａ、３１ｂが有する円形の開口部には、それぞれ充填材３２ａ、３２ｂが充填されている。
【００６０】
基板２７ａ、２７ｂの材料としては、例えばガラス等が用いられる。高屈折率層２９ａ、２９ｂの材料としては、例えば二酸化チタン等が用いられる。低屈折率層３０ａ、３０ｂの材料としては、例えば二酸化ケイ素等が用いられる。金属層３１ａ、３１ｂの材料としては、例えばアルミニウム等が用いられる。充填材３２ａ、３２ｂの材料としては、例えば紫外線硬化樹脂等が用いられる。液晶高分子層２８が含む液晶高分子は、一軸の屈折率異方性を有しており、光学軸の方向が光軸に垂直な面内でランダムな方向になるように配向している。
【００６１】
以下、開口アレイ１３ａの設計例について述べる。高屈折率層２９ａ、２９ｂ、低屈折率層３０ａ、３０ｂの屈折率をそれぞれｎＨ、ｎＬとし、高屈折率層２９ａ、２９ｂ、低屈折率層３０ａ、３０ｂの厚さをそれぞれｄＨ、ｄＬとする。ｄＨ、ｄＬは、それぞれｄＨ＝λ／４ｎＨ、ｄＬ＝λ／４ｎＬで定められる。例えば、λ＝４００ｎｍ、ｎＨ＝２．３５、ｎＬ＝１．４６であるとすると、ｄＨ＝４２．６ｎｍ、ｄＬ＝６８．５ｎｍとなる。
【００６２】
高屈折率層２９ａ、２９ｂの層数は何れも１０で、低屈折率層３０ａ、３０ｂの層数は何れも９であるとする。また、液晶高分子層２８が含む液晶高分子の光学軸に平行な方向の偏光成分に対する屈折率、光学軸に垂直な方向の偏光成分に対する屈折率をそれぞれｎｅ、ｎｏとし、液晶高分子層２８の屈折率をｎＰとする。液晶高分子層２８の屈折率ｎＰは、ｎＰ＝［（ｎｅ２＋２ｎｏ２）／３］１／２で求められる。例えば、ｎｅ＝１．７３、ｎｏ＝１．５３であるとすると、ｎＰ＝１．６０となる。液晶高分子層２８の厚さは１μｍであるとする。
【００６３】
図９は、開口アレイ１３ａの開口における開口への入射光の波長と開口の透過率との計算例を示している。開口への入射光の光軸の傾き角は、０°としている。図の横軸の範囲は、２００ｎｍ〜６００ｎｍである。開口の透過率スペクトルには、液晶高分子層２８がなければ、第一、第二の誘電体多層膜の働きで、波長が約３５０ｎｍ〜約４７０ｎｍの範囲に、透過率がほぼ０％になる幅の広い反射波長帯が形成される。これに対し、液晶高分子層２８があると、液晶高分子層２８の働きで、上記の反射波長帯の内部に、透過率がほぼ１００％になる幅の狭い３本の透過波長帯が形成される。これらの透過波長帯を、中心波長が短い順に第一〜第三の透過波長帯と呼ぶことにする。第一〜第三の透過波長帯は、液晶高分子層２８を媒質とし、第一、第二の誘電体多層膜を反射鏡とする共振器で形成されたものと考えることもできる。第二の透過波長帯の中心波長は４００ｎｍである。従って、光学ユニットにおいて、開口へ光軸の傾き角０°で入射した光は、ほぼ１００％が透過する。
【００６４】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、開口アレイ１３ａの開口への入射光の光軸の傾き角を変化させた場合の、その開口への入射光の波長とその開口の透過率との関係の計算例を示している。図の横軸の範囲は、３９９ｎｍ〜４０１ｎｍである。図１０（ａ）は光軸の傾き角が０°である場合、図１０（ｂ）は光軸の傾き角が０．８°である場合、図１０（ｃ）は光軸の傾き角が１．６°である場合の入射光の波長と透過率との関係を示している。図１０（ａ）では、第二の透過波長帯の中心波長４００ｎｍであり、波長４００ｎｍの光に対する透過率がほぼ１００％になっている。これに対し、入射光の光軸の傾き角が光軸の傾き角が０°から増加するに従って、第二の透過波長帯の中心波長は４００ｎｍから短波長側へずれている（図１０（ｂ）、（ｃ））。これに伴って、波長４００ｎｍの光に対する透過率は１００％から低下する。
【００６５】
図１１は、開口アレイ１３ａの開口への入射光の光軸の傾き角と開口の透過率との関係の計算例を示している。入射光の波長は４００ｎｍとしている。開口へ入射した光の透過率は、光軸の傾き角が０°である場合はほぼ１００％である。しかし、光軸の傾き角が０°から増加するに従って１００％から低下する。図１１では、光軸の傾き角が０．７４°で、透過率は５％以下になっている。この開口は、上記で説明した特性、すなわち、入射光のうち光軸の傾き角が０°近傍の光を透過させ、光軸の傾き角が０．７４°以上の光を殆んど透過させない特性を満足している。
【００６６】
図１２は、本発明の光学的情報記録再生装置の第一の実施の形態を示している。光学的情報記録再生装置は、光学ユニット１ａ、ポジショナ３４ａ、コントローラ３５ａ、レーザ駆動回路３６ａ、変調回路３７ａ、記録信号生成回路３８ａ、空間光変調器駆動回路３９ａ、増幅回路４０ａ、再生信号処理回路４１ａ、復調回路４２ａ、可変波長板駆動回路４３ａ、対物レンズ駆動回路４４、及び、光記録媒体駆動回路４６ａを有する。
【００６７】
光学ユニット１ａは、図１に示す本発明の光学ユニットの第一の実施の形態である。光記録媒体２ａは、ポジショナ３４ａに接続されている。コントローラ３５ａは、レーザ駆動回路３６ａ、変調回路３７ａから空間光変調器駆動回路３９ａまでの回路、増幅回路４０ａから復調回路４２ａまでの回路、可変波長板駆動回路４３ａ、対物レンズ駆動回路４４、及び、光記録媒体駆動回路４６ａを制御する。ここで、変調回路３７ａから空間光変調器駆動回路３９ａまでの回路は記録回路であり、増幅回路４０ａから復調回路４２ａまでの回路は再生回路である。
【００６８】
レーザ駆動回路３６ａは、光学ユニット１ａ内のレーザ３ａを駆動する。レーザ駆動回路３６ａは、光記録媒体２ａへの情報の記録時及び光記録媒体２ａからの情報の再生時に、レーザ３ａからの出射光のパワーが所定の値になるように、レーザ３ａへ所定の値の電流を供給する。
【００６９】
変調回路３７ａは、光記録媒体２ａへの情報の記録時に、記録データとして外部から入力された信号を変調規則に従って変調する。記録信号生成回路３８ａは、変調回路３７ａで変調された信号に基づいて、光学ユニット１ａ内の空間光変調器６ａを駆動するための記録信号を生成する。空間光変調器駆動回路３９ａは、空間光変調器６ａが含む複数の画素への印加電圧を制御し、空間光変調器６ａを駆動する。空間光変調器駆動回路３９ａは、光記録媒体２ａへの情報の記録時には、記録信号生成回路３８ａで生成された記録信号に基づいて、空間光変調器６ａが含む複数の画素のうち、ビットデータ１を表す画素は入射光を通過させ、ビットデータ０を表す画素は入射光を遮断するように、それぞれの画素に記録信号に応じた電圧を供給する。また、空間光変調器駆動回路３９ａは、光記録媒体２ａからの情報の再生時には、空間光変調器６ａが含む全ての画素が入射光を通過させるように、各画素に所定の値の電圧を供給する。
【００７０】
増幅回路４０ａは、光記録媒体２ａからの情報の再生時に、光学ユニット１ａ内の光検出器１４ａが含む複数の受光部のそれぞれから出力される電圧信号を増幅する。再生信号処理回路４１ａは、増幅回路４０ａで増幅された電圧信号に基づいて、光記録媒体２ａに記録された情報である再生信号の生成、波形等化、２値化を行う。復調回路４２ａは、再生信号処理回路４１ａで２値化された信号を復調規則に従って復調し、再生データとして外部へ出力する。
【００７１】
可変波長板駆動回路４３ａは、光学ユニット１ａ内の可変波長板７ａが有する液晶層への電圧印加を制御し、可変波長板７ａを駆動する。可変波長板駆動回路４３ａは、光記録媒体２ａへの情報の記録時には、可変波長板７ａが１／４波長板の働きをするように、可変波長板７ａが有する液晶層に電圧２．５Ｖを印加する。また、可変波長板駆動回路４３ａは、光記録媒体２ａからの情報の再生時には、可変波長板７ａが１／２波長板の働きをするように、可変波長板７ａが有する液晶層に電圧０Ｖを印加する。
【００７２】
対物レンズ駆動回路４４は、光学ユニット１ａ内の対物レンズ１２ａ、１２ｂを搭載する図示しないアクチュエータに電流を供給し、対物レンズ１２ａ、１２ｂを光軸方向に駆動する。対物レンズ駆動回路４４は、光記録媒体２ａへの情報の記録時及び光記録媒体２ａからの情報の再生時に、アクチュエータに供給する電流を制御して、光記録媒体２ａの記録層１７ａ内における複数の光の複数の集光点の位置を記録層１７ａの厚さ方向へ移動させる。
【００７３】
光記録媒体駆動回路４６ａは、光記録媒体２ａが接続されているポジショナ３４ａへ電圧を供給し、光記録媒体２ａを面内方向へ駆動する。光記録媒体駆動回路４６ａは、光記録媒体２ａへの情報の記録時及び光記録媒体２ａからの情報の再生時に、光記録媒体２ａを面内方向へ駆動し、光記録媒体２ａの記録層１７ａ内における複数の光の複数の集光点の位置を、記録層１７ａの面内方向へ移動させる。
【００７４】
続いて、本発明の第二の実施の形態について説明する。図１３は、本発明の光学ユニットの第二の実施の形態を示している。本発明の光学ユニットの第二の実施の形態は、記録層の一方の側に位置する入射面と、記録層の他方の側に設けられた反射層とを有する光記録媒体２ｂを使用対象とする。
【００７５】
レーザ３ｂは、光源である。レーザ３ｂは、単一モード半導体レーザであり、波長が４００ｎｍの光を出射する。レーザ３ｂから出射した光は、発散光として凸レンズ４ｈへ入射し、凸レンズ４ｈを透過して発散光から平行光へ変換され、マイクロレンズアレイ５ｂを透過して平行光から複数の収束光へ変換される。空間光変調器６ｂは、複数の画素を含む。マイクロレンズアレイ５ｂで収束光へ変換された複数の光は、空間光変調器６ｂが含む複数の画素の位置に複数の集光スポットとして集光される。複数の集光スポットのそれぞれは、複数の画素のそれぞれに対応している。ここで、マイクロレンズアレイ５ｂ及び空間光変調器６ｂはビーム生成手段に相当する。
【００７６】
空間光変調器６ｂを出射する複数の光は、複数の発散光として凸レンズ４ｉへ入射し、凸レンズ４ｉを透過して複数の発散光から複数の平行光へ変換され、可変波長板７ｂへ入射する。可変波長板７ｂは、１／４波長板又は全波長板として働く。可変波長板７ｂは、光記録媒体２ｂへの情報の記録時には入射光に対して１／４波長板の働きをし、光記録媒体２ｂからの情報の再生時には入射光に対して全波長板の働きをする。
【００７７】
光記録媒体２ｂへの情報の記録時には、可変波長板７ｂへ入射した複数の光は、１／４波長板として働く可変波長板７ｂを透過して複数の直線偏光から複数の円偏光へ変換される。複数の円偏光に変換された光は、それぞれの約５０％がビームスプリッタ８で反射された後、それぞれの約５０％が偏光ビームスプリッタ９ｂをＰ偏光成分として透過し、それぞれの約５０％が偏光ビームスプリッタ９ｂでＳ偏光成分として反射される。ここで、偏光ビームスプリッタ９ｂは、ビーム分割手段に相当する。偏光ビームスプリッタ９ｂを透過した複数の光、偏光ビームスプリッタ９ｂで反射された複数の光は、それぞれ第一のビーム群、第二のビーム群に相当する。
【００７８】
偏光ビームスプリッタ９ｂを透過した複数の光は、凸レンズ４ｊを透過して複数の平行光から複数の収束光へ変換され、ミラー１０ｇの前で複数の集光スポットとして集光される。これらの複数の光は、ミラー１０ｇで反射され、複数の発散光として凸レンズ４ｍへ入射し、凸レンズ４ｍを透過して複数の発散光から複数の平行光に近い収束光へ変換される。その後、偏光ビームスプリッタ９ｃへＰ偏光として入射してそれぞれのほぼ１００％が透過し、対物レンズ１２ｃを透過して複数の平行光に近い収束光から複数の収束光へ変換され、光記録媒体２ｂの記録層内に複数の集光スポットとして集光される。
【００７９】
一方、偏光ビームスプリッタ９ｂで反射された複数の光は、凸レンズ４ｋを透過して複数の平行光から複数の収束光へ変換され、ミラー１０ｈで反射され、ミラー１０ｈの後ろで複数の集光スポットとして集光される。これらの複数の光は、複数の発散光として凸レンズ４ｎへ入射し、凸レンズ４ｎを透過して複数の発散光から複数の平行光に近い発散光へ変換される。その後、偏光ビームスプリッタ９ｃへＳ偏光として入射してそれぞれのほぼ１００％が反射され、対物レンズ１２ｃを透過して複数の平行光に近い発散光から複数の収束光へ変換され、光記録媒体２ｂの記録層内に複数の集光スポットとして集光される。
【００８０】
偏光ビームスプリッタ９ｂを透過した複数の光のそれぞれと偏光ビームスプリッタ９ｂで反射された複数の光のそれぞれとは、光記録媒体２ｂの記録層内の同一の位置に集光されて干渉する。偏光ビームスプリッタ９ｂを透過した複数の光のそれぞれと偏光ビームスプリッタ９ｂで反射された複数の光のそれぞれとが干渉することで、複数の集光点のそれぞれの近傍に微小な回折格子が形成される。
【００８１】
光記録媒体２ｂからの情報の再生時には、可変波長板７ｂへ入射した複数の光は、全波長板として働く可変波長板７ｂを偏光状態が変化することなく透過する。可変波長板７ｂを透過した複数の光は、それぞれの約５０％がビームスプリッタ８で反射された後、偏光ビームスプリッタ９ｂへＰ偏光として入射してそれぞれのほぼ１００％が透過する。偏光ビームスプリッタ９ｂを透過した複数の光は、凸レンズ４ｊを透過して複数の平行光から複数の収束光へ変換され、ミラー１０ｇの前で複数の集光スポットとして集光される。これらの複数の光はミラー１０ｇで反射され、複数の発散光として凸レンズ４ｍへ入射し、凸レンズ４ｍを透過して複数の発散光から複数の平行光に近い収束光へ変換される。その後、偏光ビームスプリッタ９ｃへＰ偏光として入射してそれぞれのほぼ１００％が透過し、対物レンズ１２ｃを透過して複数の平行光に近い収束光から複数の収束光へ変換され、光記録媒体２ｂの記録層内に複数の集光スポットとして集光される。
【００８２】
集光スポットとして集光された複数の光は、複数の集光点の近傍に形成された複数の回折格子で反射され、複数の発散光として対物レンズ１２ｃへ入射し、対物レンズ１２ｃを逆向きに透過して複数の発散光から複数の平行光に近い発散光へ変換される。これら複数の光は、偏光ビームスプリッタ９ｃへＰ偏光として入射してそれぞれのほぼ１００％が透過し、凸レンズ４ｍを透過して複数の平行光に近い発散光から複数の収束光へ変換され、ミラー１０ｇで反射され、ミラー１０ｇの後ろで複数の集光スポットとして集光される。
【００８３】
ミラー１０ｇの後ろで集光された複数の光は、複数の発散光として凸レンズ４ｊへ入射し、凸レンズ４ｊを透過して複数の発散光から複数の平行光へ変換され、偏光ビームスプリッタ９ｂへＰ偏光として入射してそれぞれのほぼ１００％が透過した後、それぞれの約５０％がビームスプリッタ８を透過する。ビームスプリッタ８を透過した複数の光は、凸レンズ４ｐを透過して複数の平行光から複数の収束光へ変換される。開口アレイ１３ｂは、複数の開口を含む。凸レンズ４ｐを透過した複数の光は、開口アレイ１３ｂが含む複数の開口の位置に複数の集光スポットとして集光される。複数の集光スポットのそれぞれは、複数の開口のそれぞれに対応している。これらの複数の光は複数の開口を通過し、光検出器１４ｂが含む複数の受光部で受光される。
【００８４】
ここで、複数の回折格子のそれぞれはビットデータの情報を有している。ビーム生成手段で生成され偏光ビームスプリッタ９ｂを透過した複数の光、及び、ビーム生成手段で生成され偏光ビームスプリッタ９ｂで反射された複数の光の複数の集光点の位置を、光記録媒体２ｂの記録層の厚さ方向へ移動させ、記録層の面内方向だけでなく厚さ方向へも多層に複数の回折格子を形成することで、並列に３次元記録再生を行うことができる。
【００８５】
可変波長板７ｂは、２枚の基板の間に液晶層を挟んだ構成である。２枚の基板の液晶層側の面には、液晶層に電圧を印加するための電極が形成されている。液晶層は、一軸の屈折率異方性を有している。液晶層の厚さは、液晶層を透過する光に生じる光学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の位相差がπになるように定められている。液晶層に電圧２．５Ｖを印加する場合、液晶層の光学軸の方向は、入射光の光軸に垂直な方向と平行な方向との中間の方向となる。このとき、可変波長板７ｂは、１／４波長板の働きをする。液晶層に電圧５Ｖを印加する場合、液晶層の光学軸の方向は、入射光の光軸に平行な方向となる。このとき、可変波長板７ｂは全波長板の働きをする。
【００８６】
図１４（ａ）及び（ｂ）は、光記録媒体２ｂへの情報の記録時及び光記録媒体２ｂからの情報の再生時における、光記録媒体２ｂへの入射ビーム及び光記録媒体２ｂからの反射ビームの光路を示している。図１４（ａ）は、光記録媒体２ｂへの情報の記録時における光記録媒体２ｂへの入射ビームの光路を示しており、図１４（ｂ）は光記録媒体２ｂからの情報の再生時における光記録媒体２ｂへの入射ビーム及び光記録媒体２ｂからの反射ビームの光路を示している。光記録媒体２ｂは、基板２０ｃと基板２０ｄとの間に、記録層１７ｂ、１／４波長板層１８、反射層１９がこの順に挟まれた構成である。基板２０ｃ、２０ｄの材料としては、例えばガラス等が用いられる。記録層１７ｂの材料としては、例えばフォトポリマ等が用いられる。１／４波長板層１８の材料としては、例えば液晶等が用いられる。反射層１９の材料としては、例えばアルミニウム等が用いられる。ここで、基板２０ｃの対物レンズ１２ｃ側の面は入射面に相当する。
【００８７】
ビーム２３ｆ、２３ｈ、２３ｊは、情報の記録時に、偏光ビームスプリッタ９ｂを透過した光であり、ビーム２４ｆ、２４ｈ、２４ｊは、偏光ビームスプリッタ９ｂで反射された光である。図１４（ａ）においては、ビーム２３ｆ、２３ｈ、２３ｊは、偏光方向が紙面に平行な平行光に近い収束光として対物レンズ１２ｃへ入射し、記録層１７ｂ内を反射層１９の側へ向かう途中の位置で集光される。また、ビーム２４ｆ、２４ｈ、２４ｊは、偏光方向が紙面に垂直な平行光に近い発散光として対物レンズ１２ｃへ入射し、記録層１７ｂを透過する。その後、ビーム２４ｆ、２４ｈ、２４ｊは、１／４波長板層１８を透過して円偏光へ変換され、反射層１９で反射され、１／４波長板層１８を透過して偏光方向が紙面に平行な直線偏光へ変換され、記録層１７ｂ内を反射層１９と反対の側へ向かう途中で集光される。
【００８８】
ビーム２３ｆとビーム２４ｆは集光点２１ｄに集光され、ビーム２３ｈとビーム２４ｈは集光点２１ｅで集光され、ビーム２３ｊとビーム２４ｊは集光点２１ｆに集光されて干渉し、それぞれの集光点の近傍に微小な回折格子が形成される。回折格子が形成された状態がビットデータ１に対応し、回折格子が形成されない状態がビットデータ０に対応する。
【００８９】
ビーム２３ｆ〜２３ｊは、情報の再生時に、偏光ビームスプリッタ９ｂを透過した光である。図１４（ｂ）においては、ビーム２３ｆ〜２３ｊは、偏光方向が紙面に平行な平行光に近い収束光として対物レンズ１２ｃへ入射し、記録層１７ｂ内を反射層１９の側へ向かう途中で集光される。ビーム２３ｆ、２３ｈ、２３ｊのそれぞれ集光点の近傍には、回折格子２２ｄ、２２ｅ、２２ｆが形成されている。これら回折格子２２ｄ〜２２ｆは、それぞれ図１４（ａ）における集光点２１ｄ〜２１ｆの近傍に形成された回折格子に対応する。ビーム２３ｆ、２３ｈ、２３ｊは、回折格子２１ｄ、２２ｅ、２２ｆで反射され、偏光方向が紙面に平行な平行光に近い発散光として対物レンズ１２ｃから出射して往路と同じ光路を逆向きに辿り、図１３における光検出器１４ｂが含む複数の受光部のうち対応する受光部で受光される。
【００９０】
一方、ビーム２３ｇ、２３ｉの集光点の近傍には回折格子が形成されていない。このため、ビーム２３ｇ、２３ｉは、記録層１７ａ内で反射されず、図１３に示す光検出器１４ｂが含む複数の受光部のうち対応する受光部は、ビーム２３ｂ、２３ｄの反射光を受光しない。受光部がビームを受光する状態がビットデータ１に対応し、受光部がビームを受光しない状態がビットデータ０に対応する。
【００９１】
空間光変調器６ｂは、光学ユニットの第一の実施形態における空間光変調器６ａと同様な構成である（図４（ａ）、（ｂ））。図１４（ａ）におけるビーム２３ｆ、２３ｈ、２３ｊは、それぞれ図４（ａ）における画素１６ａ、１６ｃ、１６ｅの位置に形成される集光スポットを物点とする光（図３（ａ）のビーム１５ａ、１５ｃ、１５ｅに相当）のうち偏光ビームスプリッタ９ｂを透過した光である。また、図１４（ａ）におけるビーム２４ｆ、２４ｈ、２４ｊは、それぞれ図３（ａ）のビーム１５ａ、１５ｃ、１５ｅに相当する光のうち偏光ビームスプリッタ９ｂで反射された光である。図１４（ｂ）におけるビーム２３ｆ〜２３ｊは、それぞれ図４（ｂ）における画素１６ａ〜１６ｅの位置に形成される集光スポットを物点とする光（図３（ｂ）のビーム１５ａ〜１５ｅに相当）のうち偏光ビームスプリッタ９ｂを透過した光である。
【００９２】
開口アレイ１３ｂは、光学ユニットの第一の実施の形態における開口アレイ１３ａと同様な構成である（図５）。開口アレイ１３ｂが含む複数の開口のそれぞれは、光軸に対する傾き角が０°近傍の光を透過し、傾き角が０°近傍以外の光を遮断する。開口アレイ１３ｂにおける開口の断面は、図８に示す開口アレイ１３ａにおける開口の断面と同様である。光検出器１４ｂの構成は、光学ユニットの第一の実施の形態における光検出器１４ａと同様な構成である（図６）。
【００９３】
光記録媒体１２ｂの記録層１７ｂ内に集光されたビーム２３ｆ〜２３ｊの対象層からの反射光は、開口アレイ１３ｂの対応する開口の位置に集光される。ビーム２３ｆ〜２３ｊの対象層からの反射光は、第一の実施の形態の説明で用いた図７（ａ）のビーム３３ａ〜３３ｅに相当する。ビーム３３ｃに着目すると、ビーム３３ｃは、対応する開口２５ｃに光軸の傾き０°で入射し、開口２５ｃを透過する。このとき、開口アレイ１４ｂに入射する他のビーム（ビーム３３ａ、３３ｂ、３３ｄ、３３ｅ）は、それぞれ対応する開口（開口２５ａ、２５ｂ、２５ｄ、２５ｅ）に集光されるので、開口２５ｃには入射しない。従って、光検出器１４ｂが含む受光部２６ｃは、ビーム３３ｃを受光し、それ以外のビームを受光しない。
【００９４】
光記録媒体１２ｂの記録層１７ｂ内に集光されたビーム２３ｆ〜２３ｊの対象層の奥の非対象層からの反射光は、開口アレイ１３ｂの手前に集光される。ビーム２３ｆ〜２３ｊの対象層の奥の非対象層からの反射光は、図７（ｂ）のビーム３３ａ〜３３ｅに相当する。ビーム３３ｃに着目すると、ビーム３３ｃは、開口アレイ１３ｂの位置では大きく広がっており、ごく一部は開口２５ｃに光軸の傾きが０°で入射して透過するものの、大部分は開口２５ｃで遮断される。また、ビーム３３ｃ以外のビーム（ビーム３３ａ、３３ｂ、３３ｄ、３３ｅ）は、一部が開口２５ｃに入射するものの、開口２５ｃに対して光軸の傾き角０°で入射する光はほとんどないので、これらビームも開口２５ｃで遮断される。従って、対象層の奥の非対象層からの反射光は、光検出器１４ｂが含む受光部２６ｃでほとんど受光されない。
【００９５】
光記録媒体１２ｂの記録層１７ｂ内に集光されたビーム２３ｆ〜２３ｊの対象層の手前の非対象層からの反射光は、開口アレイ１３ｂの奥に集光される。ビーム２３ｆ〜２３ｊの対象層の手前の非対象層からの反射光は、図７（ｃ）のビーム３３ａ〜３３ｅに相当する。ビーム３３ｃに着目すると、ビーム３３ｃは、開口アレイ１３ｂの位置では大きく広がっており、ごく一部は開口２５ｃに光軸の傾きが０°で入射して透過するものの、大部分は開口２５ｃで遮断される。また、ビーム３３ｃ以外のビーム（ビーム３３ａ、３３ｂ、３３ｄ、３３ｅ）は、一部が開口２５ｃに入射するものの、開口２５ｃに対して光軸の傾き角０°で入射する光はほとんどないので、これらビームも開口２５ｃで遮断される。従って、対象層の手前の非対象層からの反射光は、光検出器１４ｂが含む受光部２６ｃでほとんど受光されない。
【００９６】
光検出器１４ｂの受光部２６ｃ（図６）は、図１４（ｂ）のビーム２３ｈを対象層に集光した際の対象層からの反射光を受光するための受光部である。対象層からの反射光（図７（ａ）のビーム３３ｃ）は、開口アレイ１３ｂの開口２５ｃの位置に集光され、開口２５ｃに対して光軸の傾きがほぼ０°で入射する。従って、対象層からの反射光は、開口２５ｃを透過して、受光部２６ｃで受光される。一方、非対象層からの反射光（図７（ａ）、（ｂ）のビーム３３ｃ）は、発散光又は収束光として開口アレイ１３ｂに入射し、開口２５ｃの位置では広がりを持っている。このため、非対象層からの反射光は、そのほとんどが開口２５ｃで遮断され、受光部２６ｃは、ビーム３３ｃの非対象層からの反射光をほとんど受光しない。
【００９７】
また、図１４（ｂ）のビーム２３ｈ以外の光（ビーム２３ｆ、２３ｇ、２３ｉ、２３ｊ）の記録層からの反射光（図７（ａ）〜（ｃ）のビーム３３ａ、３３ｂ、３３ｄ、３３ｅ）については、対象層からの反射光（図７（ａ））はそれぞれ対応する開口の位置に集光されるので開口２５ｃに入射することはなく、非対象層からの反射光（図７（ｂ）、（ｃ））は開口２５ｃに対して斜めに入射するので、開口２５ｃで遮断される。従って、受光部２６ｃは、ビーム３３ｃ以外のビームの対象層からの反射光、及び、非対象層からの反射光をほとんど受光しない。
【００９８】
ビーム２３ｈが記録層１７ｂ内に集光する位置に対応した再生信号は、受光部２６ｃの出力に基づいて生成される。受光部２６ｃは、ビーム２３ｈの対象層からの反射光を受光し、それ以外の光の反射光をほとんど受光しない。このため、再生信号品質の低下を抑制することができる。
【００９９】
図１５は、本発明の光学的情報記録再生装置の第二の実施の形態を示している。光学ユニット１ｂは、図１３に示す本発明の光学ユニットの第二の実施の形態である。光記録媒体２ｂは、ポジショナ３４ｂに接続されている。コントローラ３５ｂは、レーザ駆動回路３６ｂ、変調回路３７ｂから空間光変調器駆動回路３９ｂまでの回路、増幅回路４０ｂから復調回路４２ｂまでの回路、可変波長板駆動回路４３ｂ、凸レンズ駆動回路４５、及び、光記録媒体駆動回路４６ｂを制御する。ここで、変調回路３７ｂから空間光変調器駆動回路３９ｂまでの回路は記録回路であり、増幅回路４０ｂから復調回路４２ｂまでの回路は再生回路である。
【０１００】
レーザ駆動回路３６ｂは、光学ユニット１ｂ内のレーザ３ｂを駆動する。レーザ駆動回路３６ｂは、光記録媒体２ｂへの情報の記録時及び光記録媒体２ｂからの情報の再生時に、光学ユニット１ｂ内のレーザ３ｂからの出射光のパワーが所定の値になるように、レーザ３ｂへ所定の値の電流を供給する。
【０１０１】
変調回路３７ｂは、光記録媒体２ｂへの情報の記録時に、記録データとして外部から入力された信号を変調規則に従って変調する。記録信号生成回路３８ｂは、変調回路３７ｂで変調された信号に基づいて、光学ユニット１ｂ内の空間光変調器６ｂを駆動するための記録信号を生成する。空間光変調器駆動回路３９ｂは、空間光変調器６ｂが含む複数の画素への印加電圧を制御し、空間光変調器６ｂを駆動する。空間光変調器駆動回路３９ｂは、光記録媒体２ｂへの情報の記録時には、記録信号生成回路３８ｂで生成された記録信号に基づいて、空間光変調器６ｂが含む複数の画素のうち、ビットデータ１を表す画素は入射光を通過させ、ビットデータ０を表す画素は入射光を遮断するように、それぞれの画素に記録信号に応じた電圧を供給する。また、空間光変調器駆動回路３９ｂは、光記録媒体２ｂからの情報の再生時には、空間光変調器６ｂが含む全ての画素が入射光を通過させるように、各画素に所定の値の電圧を供給する。
【０１０２】
増幅回路４０ｂは、光記録媒体２ｂからの情報の再生時に、光学ユニット１ｂ内の光検出器１４ｂが含む複数の受光部のそれぞれから出力される電圧信号を増幅する。再生信号処理回路４１ｂは、増幅回路４０ｂで増幅された電圧信号に基づいて、光記録媒体２ｂに記録された情報である再生信号の生成、波形等化、２値化を行う。復調回路４２ｂは、再生信号処理回路４１ｂで２値化された信号を復調規則に従って復調し、再生データとして外部へ出力する。
【０１０３】
可変波長板駆動回路４３ｂは、光学ユニット１ｂ内の可変波長板７ｂが有する液晶層への印加電圧を制御し、可変波長板７ｂを駆動する。可変波長板駆動回路４３ｂは、光記録媒体２ｂへの情報の記録時には、可変波長板７ｂが１／４波長板の働きをするように、可変波長板７ｂが有する液晶層に電圧２．５Ｖを印加する。また、可変長板駆動回路４３ｂは、光記録媒体２ｂからの情報の再生時には、可変波長板７ｂが全波長板の働きをするように、可変波長板７ｂが有する液晶層に電圧５Ｖを印加する。
【０１０４】
凸レンズ駆動回路４５は、光学ユニット１ｂ内の凸レンズ４ｍ、４ｎを搭載する図示しないアクチュエータに電流を供給し、凸レンズ４ｍ、４ｎを光軸方向に駆動する。凸レンズ駆動回路４５は、光記録媒体２ｂへの情報の記録時及び光記録媒体２ｂからの情報の再生時に、凸レンズ４ｍ、４ｎを搭載するアクチュエータのそれぞれに電流を供給し、光記録媒体２ｂの記録層１７ｂ内における複数の光の複数の集光点の位置を記録層１７ｂの厚さ方向へ移動させる。
【０１０５】
光記録媒体駆動回路４６ｂは、光記録媒体２ｂが接続されているポジショナ３４ｂへ電圧を供給し、光記録媒体２ｂを面内方向に駆動する。光記録媒体駆動回路４６ｂは、光記録媒体２ｂへの情報の記録時及び光記録媒体２ｂからの情報の再生時に、光記録媒体２ｂを面内方向へ駆動し、光記録媒体２ｂの記録層１７ｂ内における複数の光の複数の集光点の位置を、記録層１７ｂの面内方向へ動作させる。
【０１０６】
なお、本発明の光学ユニットおよび光学的情報記録再生装置の実施の形態は、マイクロホログラム記録用の光学ユニットおよび光学的情報記録再生装置の実施の形態である。しかし、本発明は、他の方式を用いた３次元記録再生用の光学ユニット及び光学的情報記録再生装置にも適用可能である。例えば、２光子吸収記録用の光学ユニット及び光学的情報記録再生装置にも適用することができる。
【０１０７】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の光学ユニット及び光学的情報記録再生装置は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【０１０８】
最後に、本発明の最小構成について説明する。本発明の光学ユニットは、最小構成として、ビーム生成手段と、対物レンズと、開口アレイと、光検出器とを有する。使用対象の光記録媒体は、厚さ方向の複数の位置に情報の記録が可能な記録層を有している。ビーム生成手段は、光記録媒体の記録層の面内方向に並列に記録再生を行うための複数のビームを生成する。対物レンズは、複数のビームを、記録層内の厚さ方向の複数の位置の何れかに集光する。開口アレイは、それぞれが、複数のビームに対応して設けられた複数の開口を有する。開口アレイの開口における透過率は、入射光のうち光軸の傾き角が０°近傍の光に対する透過率が、傾き角が０°近傍以外の光に対する透過率よりも高い。光検出器は、開口アレイを介して、記録層からの複数のビームの反射光を受光する。
【０１０９】
本発明の光学的情報記録再生装置は、最小構成として、本発明の最小構成の光学ユニットと、記録回路と、再生回路とを有する。記録回路は、記録データに応じて複数のビームが選択的に生成されるように光学ユニット内のビーム生成手段を駆動する。再生回路は、光学ユニット内の光検出器からの出力に基づいて、再生データを生成する。
【０１１０】
本発明の光学ユニット及び光学的情報記録再生装置においては、開口アレイが含む複数の開口のそれぞれは、光軸の傾き角が０°近傍の入射光の透過率を、光軸の傾き角が０°近傍以外の入射光の透過率よりも高くしている。透過率をこのように設定することで、各開口に入射した光のうち、光軸の傾き角が０°近傍の光は、開口に対して斜めに入射した光よりも、より多く開口を通過できる。逆にいえば、開口に対して斜めに入射した光は、光軸からの傾き角が０°近傍で入射した光に比して、開口を通過しにくくなる。
【０１１１】
光検出器は、光記録媒体に照射する複数の光のそれぞれに対応した受光部を有している。各受光部が対応するビームを自ビームと呼び、それ以外のビームを他ビームと呼ぶ。対象層からの自ビームの反射光は、開口アレイが有する開口のうち、自ビームに対応した開口の位置に集光される。対象層からの自ビームの反射光は、開口に対して光軸の傾き角がほぼ０°で入射するので、開口を透過し、光検出器内の自ビームに対応する受光部で受光される。光軸からの傾き角が０°近傍の入射光に対する透過率を１００％に近い値としておけば、開口に入射する対象層からの自ビームの反射光は、ほぼ全て開口を通過することができる。
【０１１２】
一方、非対象層からの他ビームの反射光は、開口アレイから光軸方向にずれた位置に集光されるため、開口アレイの位置では大きく広がっており、自ビームに対応した開口に光軸から傾いた角度で入射する。開口は、光軸からの傾き角が０°近傍以外の透過率が、傾き角が０°近傍の光の透過率よりも低くなっているので、光軸からの傾き角が０°近傍以外の光に対する透過率が光軸からの傾き角が０°近傍の光に対する透過率と同じ透過率の場合に比して、開口を斜め方向に通過できる光の量は減少する。従って、光検出器の自ビームに対応した受光部で受光される、非対象層からの他ビームの反射光の光量を減らすことができる。その結果、対象層からの自ビームの反射光に基づいて得られる再生信号の品質劣化を抑えることができる。
【符号の説明】
【０１１３】
１ａ、１ｂ：光学ユニット
２ａ、２ｂ：光記録媒体
３ａ、３ｂ：レーザ
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉ、４ｊ、４ｋ、４ｍ、４ｎ、４ｐ：凸レンズ
５ａ、５ｂ：マイクロレンズアレイ
６ａ、６ｂ：空間光変調器
７ａ、７ｂ：可変波長板
８：ビームスプリッタ
９ａ、９ｂ、９ｃ：偏光ビームスプリッタ
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ：ミラー
１１ａ、１１ｂ：１／４波長板
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ：対物レンズ
１３ａ、１３ｂ：開口アレイ
１４ａ、１４ｂ：光検出器
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅ：ビーム
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ：画素
１７ａ、１７ｂ：記録層
１８：１／４波長板層
１９：反射層
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ：基板
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ：集光点
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ：回折格子
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ、２３ｈ、２３ｉ、２３ｊ：ビーム
２４ａ、２４ｃ、２４ｅ、２４ｆ、２４ｈ、２４ｊ：ビーム
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ：開口
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ：受光部
２７ａ、２７ｂ：基板
２８：液晶高分子層
２９ａ、２９ｂ：高屈折率層
３０ａ、３０ｂ：低屈折率層
３１ａ、３１ｂ：金属層
３２ａ、３２ｂ：充填材
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ：ビーム
３４ａ、３４ｂ：ポジショナ
３５ａ、３５ｂ：コントローラ
３６ａ、３６ｂ：レーザ駆動回路
３７ａ、３７ｂ：変調回路
３８ａ、３８ｂ：記録信号生成回路
３９ａ、３９ｂ：空間光変調器駆動回路
４０ａ、４０ｂ：増幅回路
４１ａ、４１ｂ：再生信号処理回路
４２ａ、４２ｂ：復調回路
４３ａ、４３ｂ：可変波長板駆動回路
４４：対物レンズ駆動回路
４５：凸レンズ駆動回路
４６ａ、４６ｂ：光記録媒体駆動回路
４７：光記録媒体
４８：レーザ
４９：凹レンズ
５０ａ、５０ｂ：凸レンズ
５１ａ、５１ｂ：ビームスプリッタ
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ、５２ｅ：ミラー
５３：シャッタ
５４ａ、５４ｂ：１／４波長板
５５ａ、５５ｂ：対物レンズ
５６：開口
５７：光検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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