(57)【要約】【課題】  ホログラフィック情報記録／再生装置及び方法を提供する。【解決手段】  ホログラフィック情報記録媒体に光を照射し、照射された光を受光する光ピックアップを備えたホログラフィック情報記録／再生装置であって、光ピックアップは、記録時の開口数が再生時の開口数より低い集束光学系を持つホログラフィック情報記録／再生装置。【選択図】      図１
2010020892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィック情報記録媒体に光を照射し、照射された光を受光する光ピックアップを備えたホログラフィック情報記録／再生装置において、
前記光ピックアップは、記録時の開口数が再生時の開口数より低い集束光学系を持つことを特徴とするホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項２】
前記集束光学系は、記録時の開口数をＮＡ１、再生時の開口数をＮＡ２とする時、下記の数式を満たすことを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック情報記録／再生装置：
１／４≦ＮＡ１／ＮＡ２＜１。
【請求項３】
前記集束光学系は、
対物レンズと、
前記対物レンズに入射される光の直径を調節できるように、開口のサイズが可変される開口可変素子と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項４】
前記集束光学系は、
対物レンズと、
前記対物レンズに入射される光の直径が調節されるように倍率が調節されるビーム拡張器と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項５】
前記集束光学系は、
対物レンズと、
入射される光の直径を能動的に調節できる能動型液晶素子と、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項６】
前記集束光学系は、
記録用開口を持つ記録用光学部材と、
前記記録用光学部材の開口数より大きい開口数を持つ再生用光学部材と、を備え、記録及び再生時に前記記録用光学部材と前記再生用光学部材とを選択的に利用することを特徴とする請求項１または２に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項７】
前記集束光学系は、記録時に参照光の光路を前記記録用光学部材に向かわせ、再生時に参照光の光路を前記再生用光学部材に向かわせる光路変換部材をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項８】
前記記録用光学部材は記録用対物レンズであり、前記再生用光学部材は再生用対物レンズであることを特徴とする請求項６に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項９】
前記光ピックアップは、記録時にホログラフィック情報記録媒体の両面にそれぞれ信号光と参照光とを照射する第１及び第２集束光学系を備え、
前記第２集束光学系は、記録時の開口数が再生時の開口数より低いことを特徴とする請求項１ないし８のうちいずれか一項に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１０】
前記光ピックアップは、記録時にホログラフィック情報記録媒体の断面に信号光と参照光とを照射することを特徴とする請求項１ないし９のうちいずれか一項に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１１】
ホログラフィック情報記録媒体に照射される参照光及び信号光の焦点深度をそれぞれ制御する第１及び第２焦点制御ユニットをさらに備え、複数層で情報を記録することを特徴とする請求項１ないし１０のうちいずれか一項に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１２】
ホログラフィック情報記録媒体に情報を記録し、記録された情報を再生する方法において、
記録時に低い開口数を持つ集束光学系を利用して情報を記録し、
再生時に高い開口数を持つ集束光学系を利用して情報を読み込むことを特徴とするホログラフィック情報記録／再生方法。
【請求項１３】
前記集束光学系は、記録時の開口数は、再生時の開口数の１／４倍〜１倍であることを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック情報記録／再生方法。
【請求項１４】
前記集束光学系の対物レンズに入射される光の直径を調節することによって、開口数を調節することを特徴とする請求項１２または１３に記載のホログラフィック情報記録／再生方法。
【請求項１５】
前記集束光学系は、開口数の相対的に低い記録用光学部材と開口数の相対的に大きい再生用光学部材とを備え、
記録時に前記記録用光学部材を利用して情報を記録し、再生時に前記再生用光学部材を利用して情報を読み込むことを特徴とする請求項１２または１３に記載のホログラフィック情報記録／再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィック情報記録／再生装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ホログラムを利用した情報記録技術が注目されている。ホログラムを利用した情報記録法は、情報を光学干渉紋形態で光に鋭敏な無機質結晶あるいはポリマー材料に保存することである。光学干渉紋は、干渉性を有する二つのレーザービームを利用して形成する。すなわち、経路の異なる参照光と信号光とが互いに干渉して形成される干渉紋が、感光性情報記録媒体に化学的あるいは物理的変化を起こして記録される。このように記録された干渉パターンから情報を再生するためには、記録する時の参照光と類似した光が情報記録媒体に記録された干渉パターンに照射される。これは、干渉パターンによる回折を起こし、これにより信号光が復元されつつ情報が再生される。
【０００３】
このようなホログラム情報記録技術は、ボリュームホログラフィを利用してページ単位で記録／再生するボリュームホログラフィ方式と、マイクロホログラフィを利用して単一ビットで記録／再生するマイクロホログラフィ方式とがある。ボリュームホログラフィ方式は、大規模の情報を同時に処理するという長所があるが、光学系が非常に精密に調整されねばならないため、一般消費者向けの情報記録装置に商用化し難いという問題点がある。
【０００４】
一方、マイクロホログラフィ方式は、二つの集光された光を焦点で干渉させて微細な干渉紋を形成し、これらの干渉紋を情報記録媒体の平面上で移動させて複数を記録して記録層を形成し、これらの記録層を情報記録媒体の深さ方向に重ねて複数層で形成することによって、情報記録媒体上に情報を３次元で記録する方式である。
【０００５】
このようなマイクロホログラフィ方式において、再生時の信号品質は記録されたホログラムの回折効率によって大きく左右される。一方、ホログラムの回折効率は、ホログラムが記録された干渉紋を形成する情報記録媒体の屈折率差と、記録されたホログラムの厚さとによって決定される。回折効率が低い場合、ホログラムの回折効率は情報記録媒体の屈折率差が大きいほど大きくなり、記録されたホログラムの厚さが大きいほど大きくなる。
【０００６】
ところが、記録されたホログラムの厚さは、光ピックアップ集束光学系の開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ；ＮＡ）の自乗に反比例するので、記録容量を増加させるために開口数を増加させれば、記録されたホログラムの厚さが薄くなり、その結果、反射率が幾何級数的に小さくなるという問題点がある。すなわち、記録容量の増加のために集束光学系の開口数を増加させれば、記録されるホログラムの回折効率が減少し、このように低い記録マークの回折効率は、情報記録媒体の再生時に十分な信号品質を得難くする問題がある。これらの問題は、回折限界という光学的な最小化限界より小さなマークを記録するために、閾値反応を持つ情報記録媒体を使用する場合、記録されるホログラムの回折効率が低くなって信号品質の低下問題がさらに大きくなりうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２９２８０２号公報
【特許文献２】特開２００７−０７９４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ホログラフィック情報記録媒体内の情報が記録された記録マークでの反射率を高めることができるホログラフィック情報記録／再生装置及び方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置は、ホログラフィック情報記録媒体に光を照射し、照射された光を受光する光ピックアップを備えた装置であって、前記光ピックアップは、記録時の開口数が再生時の開口数より低い集束光学系を持つことを特徴とする。
【００１０】
前記集束光学系は、記録時の開口数をＮＡ１、再生時の開口数をＮＡ２とする時、下記の数式を満たす。
【００１１】
１／４≦ＮＡ１／ＮＡ２＜１
前記集束光学系は、対物レンズと、前記対物レンズに入射される光の直径を調節できるように、開口のサイズが可変される開口可変素子と、を備える。
【００１２】
前記集束光学系は、対物レンズと、前記対物レンズに入射される光の直径が調節されるように倍率が調節されるビーム拡張器と、を備える。
【００１３】
前記集束光学系は、対物レンズと、入射される光の直径を能動的に調節できる能動型液晶素子と、を備える。
【００１４】
前記集束光学系は、記録用開口を持つ記録用光学部材と、前記記録用光学部材の開口数より大きい開口数を持つ再生用光学部材と、を備え、記録及び再生時に前記記録用光学部材と前記再生用光学部材とを選択的に利用する。
【００１５】
前記集束光学系は、記録時に、参照光の光路を前記記録用光学部材に向かわせ、再生時に、参照光の光路を前記再生用光学部材に向かわせる光路変換部材をさらに備える。
【００１６】
前記記録用光学部材は記録用対物レンズであり、前記再生用光学部材は再生用対物レンズである。
【００１７】
ホログラフィック情報記録媒体の記録層は、閾値反応を持つ光反応性媒質で形成され、記録時に照射される信号光及び参照光の光強度はそのスポットの中心部で前記光反応性媒質の閾値より大きい値を持つことができる。
【００１８】
前記光ピックアップは、記録時にホログラフィック情報記録媒体の両面にそれぞれ信号光と参照光とを照射する第１及び第２集束光学系を備え、このとき、第２集束光学系は、記録時の開口数が再生時の開口数より低い。
【００１９】
前記光ピックアップは、記録時にホログラフィック情報記録媒体の断面に信号光と参照光とを照射する。
【００２０】
ホログラフィック情報記録媒体に照射される参照光及び信号光の焦点深度をそれぞれ制御する第１及び第２焦点制御ユニットをさらに備え、複数層で情報を記録する。
【００２１】
前記干渉紋で記録される情報は、単一ビットで記録できる。
【００２２】
本発明の他の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生方法は、ホログラフィック情報記録媒体に情報を記録し、記録された情報を再生する方法であって、記録時に低い開口数を持つ集束光学系を利用して情報を記録し、再生時に高い開口数を持つ集束光学系を利用して情報を読み込むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置及び方法は、記録時にホログラムの回折効率が低くなることを抑えて、再生時にホログラフィック情報記録媒体内の情報が記録された記録マークでの反射率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を示す構成図である。
【図２Ａ】記録時の開口可変素子の動作を示す図である。
【図２Ｂ】再生時の開口可変素子の動作を示す図である。
【図３Ａ】図１のホログラフィック情報記録装置に利用されるホログラフィック情報記録媒体の記録時の光学的構成を示す図である。
【図３Ｂ】図１のホログラフィック情報再生装置に利用されるホログラフィック情報記録媒体の再生時の光学的構成を示す図である。
【図４】開口数とホログラムの回折効率との関係を示す図である。
【図５】閾値反応を持つ光反応性媒質に対する記録マークの形成を説明する図である。
【図６】図１のホログラフィック情報記録／再生装置の回折効率向上を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を示す構成図である。
【図８Ａ】記録時のビーム拡張器の動作を示す図である。
【図８Ｂ】再生時のビーム拡張器の動作を示す図である。
【図９】本発明のさらに他の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を示す構成図である。
【図１０Ａ】記録時の液晶レンズの動作を示す図である。
【図１０Ｂ】再生時の液晶レンズの動作を示す図である。
【図１１】本発明のさらに他の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を示す構成図である。
【図１２】それぞれ記録時と再生時との記録用対物レンズと再生用対物レンズとの選択的動作を示す図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を示す構成図である。
【図１４Ａ】記録時のビーム拡張器の動作を示す図である。
【図１４Ｂ】再生時のビーム拡張器の動作を示す図である。
【図１５Ａ】図１３のホログラフィック情報記録装置に利用されるホログラフィック情報記録媒体の記録時の光学的構成を示す図である。
【図１５Ｂ】図１３のホログラフィック情報再生装置に利用されるホログラフィック情報記録媒体の再生時の光学的構成を示す図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を示す構成図である。
【図１７Ａ】記録時の液晶レンズの動作を示す図である。
【図１７Ｂ】再生時の液晶レンズの動作を示す図である。
【図１８】本発明のさらに他の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を示す構成図である。
【図１９】それぞれ記録時と再生時との記録用対物レンズと再生用対物レンズとの選択的動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。しかし、以下で例示される実施形態は本発明の範囲を限定するものではなく、本発明を当業者に十分に説明するために提供されるものである。以下の図面で同じ参照符号は同じ構成要素を示し、図面上で各構成要素の大きさは、説明の明瞭性と便宜のために誇張されている。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を概略的に示す図である。図１を参照するに、本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置は、両面に光が照射されるホログラフィック情報記録媒体１９０に情報を記録し、記録された情報を再生する装置であって、ホログラフィック情報記録媒体１９０に光を照射し、照射された光を受光する光ピックアップ１００と回路部（図示せず）とを備える。
【００２７】
光ピックアップ１００は、光を放出する光源１１０と、光源１１０から放出された光を信号光Ｌ１及び参照光Ｌ２に分岐させる光路分離素子１３０と、前記信号光Ｌ１をホログラフィック情報記録媒体１９０に集束させる第１対物レンズ１６０と、前記参照光Ｌ２をホログラフィック情報記録媒体１９０に集束させる第２対物レンズ１７０と、第２対物レンズ１７０の開口を調節する開口可変素子１７３と、ホログラフィック情報記録媒体１９０に反射された再生光Ｌ２ｒ´を検出する光検出器１８０とを備える。また、光ピックアップ１００は、焦点位置を可変させる第１及び第２焦点可変ユニット１５０、１５３をさらに備えることができる。その他に光ピックアップ１００は、光源１１０から放出された光を平行光にするコリメートレンズ１２０と、光路を適切に折り曲げる第１ないし第３反射部材１３２、１３４、１３６とをさらに備えることができる。さらに、光ピックアップ１００には、サーボ実行のためのサーボ光学系（図示せず）がさらに設けられうる。
【００２８】
光源１１０と光路分離素子１３０とは、記録／再生用光を放出する光源部をなす。
【００２９】
光源１１０として、例えば、青色光の半導体レーザーダイオードが採用できる。
【００３０】
コリメートレンズ１２０は、光源１１０から放出された記録／再生用光Ｌを平行光に整形するものであって、本実施形態では、光源１１０と偏光変換素子１２５との間に介在された例が説明されているが、設置される位置はこれに限定されるものではない。例えば、コリメートレンズ１２０は、偏光変換素子１２５と光路分離素子１３０との間またはそれ以外の光路上に配されうる。
【００３１】
光源１１０として採用される半導体レーザーダイオードは、通例的に一偏光成分のレーザー光を主に放出するので、この場合、光源１１０と光路分離素子１３０との間には偏光変換素子１２５が設けられうる。
【００３２】
偏光変換素子１２５は、例えば、１／２波長板や１／４波長板のような波長板が採用できる。たとえば、偏光変換素子１２５として１／２波長板が採用される場合、入射される所定線偏光の光は１／２波長板を通過しつつ偏光方向が回転して、互いに直交する二つの線偏光成分、すなわち、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とを持つ光に変換できる。偏光変換素子１２５として１／４波長板が採用される場合、入射される所定線偏光の光は円偏光の光に偏光変換される。このような円偏光の光は、互いに直交する二つの線偏光の偏光成分に分解できる。このように偏光変換素子１２５を経由した光のＳ偏光成分とＰ偏光分とは、記録時にそれぞれ信号光Ｌ１と参照光Ｌ２とに対応する。
【００３３】
偏光変換素子１２５は、記録動作中には偏光変換機能を行って再生動作中には偏光変換機能を行わない能動型でありうる。このように偏光変換素子１２５として能動型素子を使用する場合、再生時に光源１１０から放出される光の全部を再生光として使用できる。
【００３４】
本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置は、信号光Ｌ１と参照光Ｌ２との干渉により形成される干渉紋が各焦点ごとに単一ビットの情報を含んでいるマイクロホログラフィ方式で、光源１１０から放出される光は１ビットずつ変調されうる。したがって、前記信号光Ｌ１や参照光Ｌ２はいずれも記録情報を含んでいるので、記録過程において本質的に差はなく、その用語も互いに入れ替わりうる。便宜のため、ホログラフィック情報記録媒体１９０に入射される再生光Ｌ２ｉ´の経路を共通の光路とする光を参照光Ｌ２で表示することにする。
【００３５】
光路分離素子１３０は、互いに直交する二つの偏光成分を分岐させて、各偏光成分の光が別個の光路に沿ってホログラフィック情報記録媒体１９０に照射されるようにする。光路分離素子１３０としては、偏光方向によって光の透過と反射とが変わる偏光ビームスプリッタが採用されうる。例えば、光路分離素子１３０は、入射されるＰ偏光の光はそのまま透過させ、入射されるＳ偏光の光は反射させることができる。光路分離素子１３０は、再生時にホログラフィック情報記録媒体１９０に入射される再生光Ｌ２ｉ´と、ホログラフィック情報記録媒体１９０に反射される再生光Ｌ２ｒ´とを分離する機能も行う。
【００３６】
光検出器１８０は光路分離素子１３０の一側に配され、光路分離素子１３０で分岐された再生光Ｌ２ｒ´を検出する。
【００３７】
光路分離素子１３０で分岐された信号光Ｌ１と参照光Ｌ２とは、集束光学系を経てホログラフィック情報記録媒体１９０に入射される。本実施形態のホログラフィック情報記録媒体１９０は、両面から信号光Ｌ１と参照光Ｌ２とが照射される透過型媒体であるため、集束光学系は、信号光Ｌ１を集束させる第１集束光学系と、参照光Ｌ２を集束させる第２集束光学系とに分けられうる。シャッター１４０、第１焦点可変ユニット１５０、第１及び第２反射部材１３２、１３４、第１  １／４波長板１６５、及び第１対物レンズ１６０は、信号光Ｌ１を集束させる第１集束光学系をなし、第２焦点可変ユニット１５３、第３反射部材１３６、第２
１／４波長板１７５、開口可変素子１７３及び第２対物レンズ１７０は、参照光Ｌ２を集束させる第２集束光学系をなす。
【００３８】
第１ないし第３反射部材１３２、１３４、１３６は、光学素子が適切に配されるように光路は折り曲げる光学部材であって、ミラーや全反射プリズムなどが採用される。また、これらの反射部材の数は場合によって変わり、本発明を制限しない。
【００３９】
シャッター１４０は、入射される光を透過／遮断できる光学部材であって、記録動作中には信号光Ｌ１をそのまま通過させ、再生動作中にはホログラフィック情報記録媒体１９０に入射されるか、ホログラフィック情報記録媒体１９０に反射される光を遮断できる。
【００４０】
第１及び第２焦点可変ユニット１５０、１５３は、信号光Ｌ１及び参照光Ｌ２のホログラフィック情報記録媒体１９０内の焦点位置を可変させる。たとえば、第１焦点可変ユニット１５０は第１及び第２リレイレンズ１５１、１５２を備え、第１リレイレンズ１５１は、光軸に沿って平行移動するように機構的に駆動されて、信号光Ｌ１の焦点位置を変更させるように構成できる。また、第２焦点可変ユニット１５３は、第３及び第４リレイレンズ１５４、１５５を備え、第３リレイレンズ１５４は、光軸に沿って平行移動するように駆動されて、参照光Ｌ２の焦点位置を変更させるように構成できる。このように、第１及び第２焦点可変ユニット１５０、１５３を通じて信号光Ｌ１及び参照光Ｌ２の焦点位置を可変させることによって、ホログラフィック情報記録媒体１９０内でホログラフィック干渉紋、すなわち、記録マークを複数層で記録させる。
【００４１】
第１及び第２偏光板１６５、１７５は、ホログラフィック情報記録媒体１９０に入射される光の偏光を線偏光から円偏光を変換させ、ホログラフィック情報記録媒体１９０で反射される光を円偏光から線偏光に変換させる。
【００４２】
開口可変素子１７３は、経由する光の直径を能動的に調節できる光学部材であって、たとえば、記録中には開口サイズを狭め、再生中には開口サイズを広げることができる。開口可変素子１７３は、例えば、二つの開口が記録時と再生時に選択的に入れ替わりうる構造であるか、カメラに使われる絞りでもありうる。開口可変素子１７３の開口は円形でありうる。本実施形態では、開口可変素子１７３が参照光Ｌ２の光路上に配されているが、信号光Ｌ１の光路上にも配されうる。これらの開口可変素子１７３の動作についてのさらに詳細な説明は後述する。
【００４３】
第１及び第２対物レンズ１６０、１７０は、それぞれ信号光Ｌ１及び参照光Ｌ２を集束させる光学部材である。後述するように第２対物レンズ１７０において、再生時の開口数に比べて記録時の開口数がさらに小さい。また、記録時のみに使われる第１対物レンズ１６０の開口数も第２対物レンズ１７０の記録時の開口数のように低減させることができる。第１対物レンズ１６０は、要求される開口数が小さくなるにつれて製造がさらに容易になり、さらに、本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置に使われるホログラフィック情報記録媒体１９０は、閾値反応を持つ光反応性物質で記録層を形成するところ、このような場合、第１対物レンズ１６０の光学設計を行うに当たって、開口数に許容公差を余裕のあるように確保することができる。
【００４４】
本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置の動作を説明する。
先ず記録動作を説明する。光源１１０は、記録しようとする情報によって変調される光Ｌを放出する。放出された光Ｌは、偏光変換素子１２５を経てＳ偏光成分とＰ偏光成分とを持つ光に変換され、光路分離素子１３０でＰ偏光の光とＳ偏光の光とに離される。説明の便宜上、Ｓ偏光の光は光路分離素子１３０で反射されて信号光Ｌ１になり、Ｐ偏光の光は光路分離素子１３０を透過して参照光Ｌ２になるとする。信号光Ｌ１は、放出された光Ｌから光路分離素子１３０で分岐されてシャッター１４０と、第１焦点可変ユニット１５０と、第１及び第２反射部材１３２、１３４とを経て第１対物レンズ１６０で集束されて、ホログラフィック情報記録媒体１９０の一面に入射される。また、前記参照光Ｌ２は、放出された光Ｌから光路分離素子１３０で分岐されて、第２焦点可変ユニット１５３と、第３反射部材１３６、第２
１／４波長板１７５と、開口可変素子１７３とを経て第２対物レンズ１７０に集束されて、ホログラフィック情報記録媒体１９０の他面に入射される。このように、ホログラフィック情報記録媒体１９０の両面に入射された信号光Ｌ１と参照光Ｌ２は、ホログラフィック情報記録媒体１９０内で焦点を結び、焦点が結ばれた位置にホログラフィック干渉紋による単位ビットの情報を込めた記録マークとして記録が残る。一方、第１及び第２焦点可変ユニット１５０、１５３によって集束される信号光Ｌ１と参照光Ｌ２との焦点は可変でき、記録層１９２の深さ方向に相異なる焦点位置で相異なる干渉紋を複数形成することによって、複数層の記録ができる。
【００４５】
次いで、再生動作を説明する。光源１１０は変調されていない光Ｌを放出する。光源１１０自体が一線形偏光の光のみを放出するか、偏光変換素子１２５が能動型ならば、偏光変換素子１２５を経た光は一方向の線形偏光された光になる。説明の便宜上、偏光変換素子１２５を経た光の偏光をＰ偏光という。光路分離素子１３０を透過したＰ偏光の光、すなわち、再生光Ｌ２ｉ´は、第２焦点可変ユニット１５３、第３反射部材１３６、第２
１／４波長板１７５及び開口可変素子１７３を経て、第２対物レンズ１７０に集束されて、ホログラフィック情報記録媒体１９０に入射される。このように入射された再生光Ｌ２ｉ´は、ホログラフィック情報記録媒体１９０内の情報が記録された記録層で反射され、反射された再生光Ｌ２ｒ´は再び、第２対物レンズ１７０、開口可変素子１７３、第２
１／４波長板１７５、第３反射部材１３６、第２焦点可変ユニット１５３を経て、光路分離素子１３０に入射される。この時、ホログラフィック情報記録媒体１９０に反射された再生光Ｌ２ｒ´は、その偏光方向が変わり、したがって、光路分離素子１３０で反射されて光検出器１８０に入射される。
【００４６】
この時、開口可変素子１７３は、その開口サイズが記録時と再生時とで変わる。図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ記録時と再生時との開口可変素子１７３の動作を示す。図２Ａを参照するに、記録時開口可変素子１７３の開口サイズを小さくすることで、第２対物レンズ１７０に入射される参照光Ｌ２の直径が小さくなり、収斂光の角度θ１も小さくなる。一方、図２Ｂを参照するに、再生時に開口可変素子１７３の開口サイズを大きくすることで、第２対物レンズ１７０に入射される再生光Ｌ２ｉ´の直径が大きくなり、収斂光の角度θ２も大きくなる。
【００４７】
第２対物レンズ１７０の開口数は、収斂光の角度θ１、θ２のサイン値に比例する。収斂光の角度θ１、θ２は、レンズの光軸と、対物レンズで焦点に収斂する光線のうち最外側の光線とで形成される角度である。収斂光の角度θ１、θ２は、焦点位置が同一である場合、対物レンズ１７０に入射される光の直径に比例する。開口可変素子１７３により第２対物レンズ１７０に入射される光の直径が調節できるので、開口可変素子１７３により、第２対物レンズ１７０の開口数が変わりうる。本実施形態は、開口可変素子１７３において、再生時の開口サイズを記録時の開口サイズより大きくすることで、第２対物レンズ１７０において記録時の開口数に比べて再生時の開口数を大きくする。第１対物レンズ１６０は実質的に記録時のみに使われるので、第１対物レンズ１６０の開口数は、第２対物レンズ１７０の記録時の開口数に準じて設計されうる。一方、本実施形態は、開口可変素子１７３が参照光Ｌ２の光路にある場合を例として説明しているが、開口可変素子１７３が信号光Ｌ１の光路にあってもよい。開口可変素子１７３が信号光Ｌ１の光路にあるとしても、記録時に形成される記録マークＭの焦点深度は、開口可変素子１７３が参照光Ｌ２の光路にある場合と実質的に同一であり、その結果、回折効率が向上するという点も同一である。
【００４８】
図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ記録時と再生時とのホログラフィック情報記録媒体１９０に記録マークＭが形成されることを示す。本実施形態に適用されるホログラフィック情報記録媒体１９０は、ホログラム干渉紋が記録されうる光反応性物質で形成される記録層１９２と、記録層１９２を支持して保護する透明なカバー層１９１、１９３とを備える両面照射型媒体である。カバー層１９１、１９３と記録層１９２との間には、サーボ情報が入っているサーボ層（図示せず）がさらに設けられうる。
【００４９】
図３Ａを参照するに、記録時にホログラフィック情報記録媒体１９０の記録層１９２には、信号光Ｌ１と参照光Ｌ２との干渉によりホログラム干渉紋、すなわち、記録マークＭが形成されるということが分かる。一方、図３Ｂを参照するに、再生時にホログラフィック情報記録媒体１９０の記録層１９２に再生光Ｌ２ｉ´を照射することによって、記録された記録マークＭを読み取る。
【００５０】
一方、再生時の信号品質は、ホログラフィック情報記録媒体１９０の記録層（図３Ａの１９２）に形成された記録マークＭの回折効率と関連する。一般的に回折効率が高いほど再生時の信号品質は高くなる。現在記録層１９２として使われる光反応性物質のように回折効率が低い場合、回折効率は近似的に下記の式（１）で表現できる。
【００５１】
【数１】
2010020892.tif 000003
ここで、ηは、回折効率を、Δｎは、ホログラム干渉紋の屈折率差を、ｄは、記録されたホログラムの厚さを表す。マイクロホログラムでｄは、記録される光の焦点深度の２倍ほどに該当する値を表す。焦点深度は、閾値反応のない通例的な光反応性物質の場合、λ／ＮＡ２で与えられ、ここで、ＮＡは、対物レンズの開口数である。したがって、ホログラムの回折効率、すなわち、反射率は１／ＮＡ４に比例する。図４は、このような開口数増加によるホログラムの回折効率減少を示す。図４を参照するに、ホログラム情報記録媒体の断面記録容量を増加させるために開口数を増加させれば、幾何級数的に反射率が減少して、ホログラム情報記録／再生方式で問題になっているホログラムの低い回折効率問題をさらに悪化させうるということが分かる。
【００５２】
このために本実施形態は、光ピックアップ集束光学系において記録時の開口数を再生時の開口数に比べて小さくすることで、回折効率が低くなることを抑制する一方、閾値反応を持つ光反応性物質でホログラフィック情報記録媒体１９０の記録層１９２を形成することによって、記録密度を維持させる。
【００５３】
閾値反応を持つ光反応性物質は、所定の光強度以上の光に対しては反応をし、それ以下の光強度に対しては反応しない非線形特性を持つ物質をいう。このような閾値反応を持つ光反応性物質は当該分野で周知であるので、詳細な説明は省略する。
【００５４】
図５は、このような閾値反応を持つ光反応性物質に対する記録マークの形成を説明する。図５を参照するに、記録層１９２内への焦点に結ばれる光は、一般的にそのスポットの中心部は光強度が高くてスポットの周辺部は光強度が低い分布、例えば、ガウス分布の光強度プロファイルを持つ。この時、光強度が高いスポットの中心部のみ閾値反応を持つ光反応性物質が要求する閾値を満たすならば、結果的にスポット中心部のみ記録マークを形成するのに寄与する。一方、再生過程は、このような閾値反応と関係なく行われる。すなわち、再生過程において、ホログラフィック情報記録媒体１９０に照射される再生光Ｌ２ｉ´は、閾値反応がおきる光強度以下の強度を持つ。この時に照射される再生光Ｌ２ｉ´の回折限界を考慮すれば、記録時に形成される記録マークは回折限界のスポット直径、λ／２ＮＡと同一またはそれより大きく形成できる。
【００５５】
前述したように閾値反応を持つ光反応性物質の場合、所定閾値より大きい光強度を持つスポットの中心部のみ記録マークを形成するのに寄与するので、記録時に照射される信号光や参照光のスポット自体の大きさは、記録しようとする記録マークより大きい。言い換えれば、記録時に照射される光のスポットサイズは再生時に照射される光のスポットサイズより大きい。光のスポットサイズを規定する対物レンズの回折限界は開口数に反比例するので、対物レンズの記録時の開口数は対物レンズの再生時の開口数より小さい。
【００５６】
前述した式（１）から分かるように、ホログラムの回折効率は、ホログラムの厚さｄの自乗に比例し、ホログラムの厚さｄは、記録される光の焦点深度の２倍程度に該当する値を表す。ところが、本実施形態のように閾値反応を持つ光反応性物質を利用する場合、記録マークＭの焦点深度ｄはＤ／ＮＡ１に比例する。この時、Ｄは、記録マークＭの直径を表し、ＮＡ１は、第２対物レンズ１７０の記録時の開口数を表す。記録マークＭの直径Ｄは、第２対物レンズ１７０の記録時の開口数と関係なく、再生光の回折限界を考慮して設定される。すなわち、記録マークＭの直径Ｄは１／ＮＡ２に比例する。この時、ＮＡ２は、第２対物レンズ１７０の再生時の開口数を表す。この結果、記録マークＭの焦点深度ｄは下記の式（２）で与えられうる。
【００５７】
【数２】
2010020892.tif 000004
これを式（１）に代入すれば、本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置に使われるホログラフィック情報記録媒体の回折限界は、下記の式（３）のように与えられる。
【００５８】
【数３】
2010020892.tif 000005
前記式（３）を参照するに、本実施形態の回折限界は、第２対物レンズ１７０、すなわち、集束光学系の記録時の開口数の逆数自乗に比例することが分かる。前記式（３）は、集束光学系の記録時の開口数が小さいほど回折効率の増加が大きくなることを表しているが、記録マークＭ、すなわち、ホログラムが再生光の焦点深度より大きく記録されれば、その効果が低下する。したがって、集束光学系の記録時の開口数はあまりにも低くするのは非効率的であり、再生時の開口数と比較して、例えば、１／４倍と同一または大きく、１倍より小さな範囲とすることが効果的でありうる。すなわち、本実施形態の集束光学系は、記録時の開口数をＮＡ１、再生時の開口数をＮＡ２とする時、下記の式（４）を満たすことが効果的でありうる。
【００５９】
１／４≦ＮＡ１／ＮＡ２＜１        （４）
これらの集束光学系の記録時の開口数は記録マークＭの焦点深度と関連し、これは、ホログラム情報記録媒体１９０の記録層１９２を形成する光反応性物質の閾値や照射される光の光強度によって多少変わりうる。
【００６０】
図６は、本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置の回折効率向上を示す図である。図６を参照するに、第２対物レンズ１７０の開口数が記録時／再生時とも同じ場合に備えて、回折効率が、記録時の開口数が再生時の開口数に比べて１／３である場合に９倍上昇し、記録時の開口数が再生時の開口数に比べて１／５である場合に２５倍上昇することを示す。このような回折効率の増加は、直ちに記録マークＭでの反射率の上昇を意味するので、本実施形態は、同じ記録密度を持つ場合において再生時の信号品質の向上を期待することができる。すなわち、本実施形態は、集束光学系の再生時の開口数が従来のホログラフィック情報記録／再生装置の集束光学系の開口数と同じであり、この場合、従来のホログラフィック情報記録／再生装置で期待される記録密度をそのまま維持しつつ、記録マークＭでの反射率を高めることができる。
【００６１】
図７は、本発明の他の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を概略的に示す図であり、図８Ａ及び図８Ｂは、図７のホログラフィック情報記録／再生装置の動作を説明する図である。
【００６２】
図７を参照するに、本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置は、ホログラフィック情報記録媒体１９０に情報を記録し、かつ記録された情報を再生する装置であって、集束光学系の開口数を調節する手段であるビーム拡張器１５６を除外した残りの光学的構成は、図１ないし図６を参照して前述した実施形態と実質的に同一である。前述した実施形態と同じ参照番号は同じ構成要素を表し、説明は省略する。
【００６３】
本実施形態の光ピックアップ１０１は、第２対物レンズ１７０の開口数を調節するために、前述した実施形態の開口可変素子１７３（図１）の代わりに、ビーム拡張器１５６を採用する。ビーム拡張器１５６は、複数のリレイレンズ１５７、１５８、１５９を備える。ビーム拡張器１５６は、参照光Ｌ２や再生光Ｌ２ｉ´の倍率を調節してそのビーム直径を調節できる。したがって、ビーム拡張器１５６は、前述した実施形態の第２焦点制御ユニット１５６を代替して、参照光Ｌ２や再生光Ｌ２ｉ´の焦点位置を制御することもできる。第１対物レンズ１６０は実質的に記録時のみに利用されるので、第１対物レンズ１６０の開口数は、第２対物レンズ１７０の記録時の開口数と同じくなるように設計されうる。
【００６４】
図８Ａ及び図８Ｂを参照するに、ビーム拡張器１５６は、第１ないし第３リレイレンズ１５７、１５８、１５９を備え、たとえば、第２リレイレンズ１５８の位置をＡ方向に可変させることによって、ビーム拡張器１５６を経由する光の直径を調節できる。ビーム拡張器１５６は、記録時、経由する光の直径を相対的に小さくするので、再生時に経由する光の直径を相対的に大きくできる。前述するように、第２対物レンズ１７０に入射される光の直径が変われば、第２対物レンズ１７０の開口数が変わる。すなわち、第２対物レンズ１７０は、記録時の開口数が再生時の開口数より小さくなることができる。この場合、図６を参照して前述したように回折効率が高まり、再生時の信号品質の向上を期待することができる。
【００６５】
図９は、本発明のさらに他の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を概略的に示す図であり、図１０Ａ及び図１０Ｂは、図９のホログラフィック情報記録／再生装置の動作を説明する図である。図９を参照するに、本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置は、ホログラフィック情報記録媒体１９０に情報を記録し、かつ記録された情報を再生する装置であって、集束光学系の開口数を調節する手段である液晶レンズ１７４を除外した残りの光学的構成は、図１ないし図６を参照して前述した実施形態と実質的に同一である。前述した実施形態と同じ参照番号は同じ構成要素を表し、説明は省略する。
【００６６】
本実施形態の光ピックアップ１０２は、第２対物レンズ１７０の開口数を調節するために、前述した実施形態の開口可変素子１７３（図１）やビーム拡張器１５６（図７）の代わりに、液晶レンズ１７４を採用する。液晶レンズ１７４は、透明な１対の電極を介した液晶層を備える構成を持つことができ、電極に電圧が印加されることによって、液晶層内の液晶分子が整列されつつ屈折率が変わる構成を持つ。液晶レンズ１７４は、第２対物レンズ１７０に隣接して配され、たとえば、第２
１／４波長板１７５と第２対物レンズ１７０との間に配されうる。液晶レンズ１７４の屈折率は外部電圧によって変わるので、液晶レンズ１７４を経由して第２対物レンズ１７５に入射される光の収斂／発散程度が変わり、また第２対物レンズ１７５に入射される光の直径が変更される。このように液晶レンズ１７４をオン／オフさせることによって第２対物レンズ１７０の開口数を調節できる。
【００６７】
図１０Ａ及び図１０Ｂを参照するに、液晶レンズ１７４をオン／オフさせることによって、第２対物レンズ１７０は、記録時の開口数は第２対物レンズ１７０の再生時の開口数より小さい。このように第２対物レンズ１７０は、記録時の開口数を相対的に小さくすることで、ホログラフィック情報記録媒体１９０内に記録される記録マークＭ、すなわち、ホログラムの回折効率が高くなって、再生時の信号品質の向上を期待することができる。
【００６８】
図１１は、本発明のさらに他の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を概略的に示す図であり、図１２は、図１１のホログラフィック情報記録／再生装置の動作を説明する図である。図１１及び図１２を参照するに、本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置は、ホログラフィック情報記録媒体１９０に情報を記録し、かつ記録された情報を再生する装置であって、集束光学系の開口数を調節する手段である第２対物レンズ１７１、１７２と稼動型反射部材１３７とを除外した残りの光学的構成は、図１ないし図６を参照して前述した実施形態と実質的に同一である。前述した実施形態と同じ参照番号は同じ構成要素を表し、説明は省略する。
【００６９】
本実施形態の光ピックアップ１０３は、第２対物レンズ１７１、１７２の開口数を調節するために、前述した実施形態の開口可変素子１７３（図１）、ビーム拡張器１５６（図７）または液晶レンズ１７４（図９）の代わりに、２個の第２対物レンズ１７１、１７２を採用する。２個の第２対物レンズ１７１、１７２は、記録用の第２対物レンズ１７１と再生用の第２対物レンズ１７２とに分けることができる。この時、記録用の第２対物レンズ１７１の開口数は、再生用の第２対物レンズ１７２の開口数より小さく設計される。
【００７０】
一方、稼動型反射部材１３７は、記録時／再生時にその位置が動く反射部材であって、外部の動力源により機構的に駆動できる。記録用の第２対物レンズ１７１と再生用の第２対物レンズ１７２とは並んで配列され、稼動型反射部材１３７は、記録時に記録用の第２対物レンズ１７１で参照光Ｌ２の光路をガイドし、再生時に再生用の第２対物レンズ１７２で再生光Ｌ２ｉ´の光路をガイドするために、記録用の第２対物レンズ１７１と再生用の第２対物レンズ１７２との間でＢ方向に移動する。本実施形態は、第２対物レンズ１７１、１７２と第２
１／４波長板１７５、１７６とを記録用と再生用とに分けて配置しているが、これに限定されるものではない。たとえば、１／４波長板は参照光Ｌ２と再生光Ｌ２ｉ´との共通の光路上に配置させることができ、または第２焦点可変ユニット１５３を記録用と再生用とに分けて配置させてもよい。本実施形態は、記録時と再生時にそれぞれ別途の第２対物レンズ１７１、１７２を用意して、記録時の開口数を相対的に小さくすることで、ホログラフィック情報記録媒体１９０内に記録される記録マークＭ、すなわち、ホログラムの回折効率が高くなって、再生時の信号品質の向上を期待することができる。
【００７１】
図１３は、本発明のさらに他の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を概略的に示す図である。図１３を参照するに、本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置は、断面に光が照射されるホログラフィック情報記録媒体２９０に情報を記録し、記録された情報を再生する装置であって、ホログラフィック情報記録媒体２９０に光を照射し、照射された光を受光する光ピックアップ２００と回路部（図示せず）とを備える。
【００７２】
光ピックアップ２００は、光源１１０、コリメートレンズ１２０、偏光変換素子１２５、第１及び第２光路分離素子２３０、２３４、第１及び第２反射部材２３２、２３６、シャッター１４０、焦点制御ユニット２５０、ビーム拡張器２５６、１／４波長板１７５、対物レンズ２７０、及び光検出器１８０を備える。さらに、光ピックアップ２００には、サーボ実行のためのサーボ光学系（図示せず）がさらに設けられうる。本実施形態の光学部材のうち、図１を参照して説明したホログラフィック情報記録／再生装置の光学部材と実質的に同じ光学部材は同じ参照符号を付け、それについての詳細な説明は省略する。
【００７３】
第１光路分離素子２３０で分岐された信号光Ｌ１と参照光Ｌ２とは、相異なる光路を経て第２光路分離素子２３４で合わせられる。第１及び第２光路分離素子２３０、２３４間の信号光Ｌ１の光路には、第１反射部材２３２、シャッター２４０及び焦点制御ユニット２５０が配され、第１及び第２光路分離素子２３０、２３４間の参照光Ｌ２の光路には、ビーム拡張器２５６及び第２反射部材２３６が配される。
【００７４】
記録時、第１光路分離素子２３０で分岐された信号光Ｌ１は、第１反射部材２３２、シャッター１４０、焦点制御ユニット２５０を経て第２光路分離素子２３４に入射され、第１光路分離素子２３０で分岐された参照光Ｌ２は、ビーム拡張器２５６と第２反射部材２３６とを経て第２光路分離素子２３４に入射される。一方、再生時に第１光路分離素子２３０で分岐された再生光のうち、信号光Ｌ１の光路に沿う光はシャッター２４０により遮断され、第１光路分離素子２３０で分岐された再生光のうち、参照光Ｌ２の光路に沿う光のみホログラフィック情報記録媒体２９０に入射される。
【００７５】
図１４Ａ及び図１４Ｂを参照するに、ビーム拡張器２５６は、第１ないし第３リレイレンズ２５７、２５８、２５９を備え、たとえば、第２リレイレンズ２５８の位置をＡ方向に可変させることによってビーム拡張器２５６を経由する光の直径を調節できる。ビーム拡張器２５６は、記録時に経由する光の直径を相対的に小さくし、再生時に経由する光の直径を相対的に大きくすることができる。前述するように、対物レンズ２７０に入射される光の直径が変われば、対物レンズ２７０の開口数が変わる。すなわち、対物レンズ１７０は、記録時の開口数が再生時の開口数より小さくなり、これにより記録マークの回折効率が高くなって、再生時の信号品質の向上を期待することができる。
【００７６】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれホログラフィック情報記録媒体２９０に記録マークＭが形成されることと、形成された記録マークＭを再生することとを示す。本実施形態に適したホログラフィック情報記録媒体２９０は、基板２９１、反射層２９２、記録層２９４、及びカバー層２９５が順次に配された構成を持つ断面照射型媒体である。記録層２９４と反射層２９２との間には、スペース層２９３がさらに設けられうる。カバー層２９５は透明な媒質であって、信号光Ｌ１と参照光Ｌ２または再生光Ｌ２ｉ´が入射される。スペース層２９３は、反射層２９２に反射されて集束される信号光Ｌ１に対して焦点と反射層２９２との距離を確保するための層である。
【００７７】
記録時に信号光Ｌ１は、記録層の一焦点に直ちに焦点を結び、参照光Ｌ２は、反射層２９２に反射された後、前記信号光Ｌ１の焦点を結んだ位置と同じ位置に焦点を結ぶ。このように信号光Ｌ１と参照光Ｌ２とが焦点を結ぶ位置には干渉紋が生じて、単位ビットの情報を入れたホログラム、すなわち、記録マークＭが形成される。本実施形態のホログラフィック情報記録媒体２９０は、閾値反応を持つ光反応性物質で記録層２９４を形成する。このように閾値反応を持つ光反応性物質で記録層２９４を形成することによって、記録時の対物レンズ２７０の開口数が小さくなっても、記録マークＭの大きさ自体は再生時に照射される再生光Ｌ２ｉ´の回折限界ほどに形成できる。このように対物レンズ２７０の記録時の開口数を小さくすることで、記録マークＭの回折効率を高めることができる。一方、再生時対物レンズ２７０の開口数は前記記録マークＭの大きさに合わせて大きくすることで、記録マークＭを正しく読み込めるようにする。
【００７８】
本実施形態で、対物レンズ２７０の開口数を可変させるために、参照光Ｌ２の経路にビーム拡張器２５６を配したが、信号光Ｌ１の経路に位置した焦点制御ユニット２５０と参照光Ｌ２の経路に位置したビーム拡張器２５６との位置を入れ替えることができ、さらに、信号光Ｌ１及び参照光Ｌ２の経路にともにビーム拡張器を配してもよい。
【００７９】
図１６は、本発明のさらに他の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を概略的に示す図であり、図１７Ａ及び図１７Ｂは、図１６のホログラフィック情報記録／再生装置の動作を説明する図である。図１６を参照するに、本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置はホログラフィック情報記録媒体２９０に情報を記録し、記録された情報を再生する装置であって、集束光学系の開口数を調節する手段である液晶レンズ２７４を除外した残りの光学的構成は、図１３ないし図１５を参照して前述した実施形態と実質的に同一である。前述した実施形態と同じ参照番号は同じ構成要素を表し、説明は省略する。
【００８０】
本実施形態の光ピックアップ２０１は、対物レンズ２７０の開口数を調節するために、前述した実施形態のビーム拡張器２５６（図１３）の代わりに液晶レンズ２７４を採用する。液晶レンズ２７４は、対物レンズ２７０に隣接して配され、たとえば、１／４波長板２７５と対物レンズ２７０との間に配されうる。液晶レンズ２７４の屈折率は外部電圧によって変わるので、液晶レンズ２７４を経由して対物レンズ２７５に入射される光の収斂／発散程度が変わり、また対物レンズ２７５に入射される光の直径が変更される。このように液晶レンズ２７４をオン／オフさせることによって、対物レンズ２７０の開口数を調節できる。
【００８１】
図１７Ａ及び図１７Ｂを参照するに、液晶レンズ２７４をオン／オフさせることによって、対物レンズ２７０の記録時の開口数は、対物レンズ２７０の再生時の開口数より小さい。このように対物レンズ２７０は、記録時の開口数を相対的に小さくすることで、ホログラフィック情報記録媒体２９０内に記録される記録マークＭ、すなわち、ホログラムの回折効率が高くなって、再生時の信号品質の向上を期待することができる。
【００８２】
本実施形態は、液晶レンズ２７４を利用して対物レンズ２７０の開口数を変更させているが、これに限定されるものではない。例えば、液晶レンズ２７４の代わりに、図１を参照して説明した実施形態の開口可変素子を採用することによって、対物レンズ２７０の開口数を変更させることもできる。
【００８３】
図１８は、本発明のさらに他の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を概略的に示す図であり、図１９は、図１８のホログラフィック情報記録／再生装置の動作を説明する図である。図１８及び図１９を参照するに、本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置は、ホログラフィック情報記録媒体２９０に情報を記録し、記録された情報を再生する装置であって、集束光学系の開口数を調節する手段である対物レンズ２７１、２７２と稼動型反射部材２３７とを除外した残りの光学的構成は、図１３ないし図１５を参照して前述した実施形態と実質的に同一である。前述した実施形態と同じ参照番号は同じ構成要素を表し、説明は省略する。
【００８４】
本実施形態の光ピックアップ２０２は、対物レンズ２７１、２７２の開口数を調節するために、前述した実施形態のビーム拡張器２５６（図１３）または液晶レンズ２７４（図１６）の代わりに、２個の対物レンズ２７１、２７２を採用する。２個の対物レンズ２７１、２７２は、記録用対物レンズ２７１と再生用対物レンズ２７２とに分けることができる。この時、記録用対物レンズ２７１の開口数は、再生用対物レンズ２７２の開口数より小さく設計される。
【００８５】
一方、稼動型反射部材２３７は、記録時／再生時にその位置が動く反射部材であって、外部の動力源により機構的に駆動される。記録用対物レンズ２７１と再生用対物レンズ２７２とは並んで配列され、稼動型反射部材２３７は、記録時に記録用対物レンズ２７１で参照光Ｌ２の光路をガイドし、再生時に再生用対物レンズ２７２で再生光Ｌ２ｉ´の光路をガイドするために、記録用対物レンズ２７１と再生用対物レンズ２７２との間でＤ方向に移動する。本実施形態は、対物レンズ２７１、２７２と１／４波長板２７５、２７６とを記録用と再生用とに分けて配置しているが、これに限定されるものではない。たとえば、１／４波長板は、参照光Ｌ２と再生光Ｌ２ｉ´との共通の光路上に配置させることができる。本実施形態は、記録時と再生時とにそれぞれ別途の対物レンズ２７１、２７２を用意して記録時の開口数を相対的に小さくすることで、ホログラフィック情報記録媒体２９０内に記録される記録マークＭ、すなわち、ホログラムの回折効率が高くなって、再生時の信号品質の向上を期待することができる。
【００８６】
このような本発明のホログラフィック情報記録／再生装置及び方法は、理解を助けるために図面に示した実施形態を参考に説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。たとえば、前述した実施形態では記録時と再生時とに相異なる値の光ピックアップ集束光学系の開口数を持たせるために、開口可変部材、ビーム拡張器、または液晶レンズを採用するか、開口数の異なる別途の対物レンズを選択的に使用できる構成を例として説明したが、本発明はこれらの具体的な例に限定されるものではない。光ピックアップ集束光学系で開口数を異ならせるその他の多様な変形例が採用できる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲により定められねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、ホログラフィック情報記録／再生装置関連の技術分野に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００８８】
１００  光ピックアップ
１１０  光源
１２０  コリメートレンズ
１２５  偏光変換素子
１３０  光路分離素子
１３２、１３４、１３６  第１ないし第３反射部材
１４０  シャッター
１５０、１５３  第１及び第２焦点可変ユニット
１５１、１５２  第１及び第２リレイレンズ
１５４、１５５  第３及び第４リレイレンズ
１６０  第１対物レンズ
１６５  第１  １／４波長板
１７０  第２対物レンズ
１７３  開口可変素子
１７５  第２  １／４波長板
１８０  光検出器
１９０  ホログラフィック情報記録媒体
Ｌ１  信号光
Ｌ２  参照光
Ｌ２ｒ´  再生光
【図１】
2010020892.tif 000006
【図２Ａ】
2010020892.tif 000007
【図２Ｂ】
2010020892.tif 000008
【図３Ａ】
2010020892.tif 000009
【図３Ｂ】
2010020892.tif 000010
【図４】
2010020892.tif 000011
【図５】
2010020892.tif 000012
【図６】
2010020892.tif 000013
【図７】
2010020892.tif 000014
【図８Ａ】
2010020892.tif 000015
【図８Ｂ】
2010020892.tif 000016
【図９】
2010020892.tif 000017
【図１０Ａ】
2010020892.tif 000018
【図１０Ｂ】
2010020892.tif 000019
【図１１】
2010020892.tif 000020
【図１２】
2010020892.tif 000021
【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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