(57)【要約】【課題】コアキシャル方式によるホログラム記録再生システムにおいて、チルトによるコマ収差を抑制し、チルトトレランスの向上を図る。【解決手段】ホログラム記録媒体の表面と記録／再生光の焦点位置との離間距離（ｔ）が上記表面とホログラムの記録層の下層側面との離間距離よりも小となるようにする。従来の記録再生システムでは、記録／再生光の焦点位置は記録層の下層側面に一致させており、上記ｔの値は比較的大きかった。コマ収差の発生量は、上記ｔの値に比例するので、上記のようにｔの値を従来の「表面−記録層下層側面」の距離よりも小とする（つまり従来よりもｔの値を小とする）ことで、コマ収差を抑制することができる。つまりこれにより、チルトトレランスの向上が図られる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光と参照光との干渉縞によって情報記録が行われる記録層とその上層側にカバー層とを有するホログラム記録媒体に対し、光を照射するための光源と、
上記光源からの光に対し空間光変調を施すことで上記信号光、及び／又は上記参照光を生成する空間光変調部と、
上記空間光変調部による空間光変調の施された光を記録／再生光として対物レンズを介して上記ホログラム記録媒体に照射する光照射部と
を備える共に、
上記ホログラム記録媒体の表面から上記記録／再生光の焦点位置までの距離が、上記表面から上記記録層の下層側面までの距離よりも小となるようにして、上記記録／再生光の焦点位置が設定されている
光照射装置。
【請求項２】
上記記録／再生光の焦点位置が、上記ホログラム記録媒体の表面近傍に設定されている請求項１に記載の光照射装置。
【請求項３】
上記記録／再生光の焦点位置が、上記記録層の上層側面に設定されている請求項１に記載の光照射装置。
【請求項４】
上記ホログラム記録媒体は、上記記録層の下層側に反射膜を備えた反射型記録媒体とされ、
上記光照射部は、
上記空間光変調部が生成した往路光としての上記記録／再生光がリレーレンズ系を介して上記対物レンズに導かれると共に、上記往路光としての上記記録／再生光の照射に応じ上記ホログラム記録媒体から得られる復路光としての光が上記リレーレンズ系に対して入射するように構成されており、
上記往路光としての記録／再生光が上記リレーレンズ系を介することで形成されるフーリエ面又はその近傍となる位置において、少なくとも記録時の往路光についてのみ、その光軸中心を含む所定範囲以外の部分の光を抑圧する往路光選択抑圧部をさらに備える
請求項１に記載の光照射装置。
【請求項５】
上記往路光選択抑圧部は、
上記光軸中心を含む所定範囲内の光を透過させるための穴部が形成されたアパーチャーと、該アパーチャーを記録時にのみ上記フーリエ面又はその近傍となる位置に対して挿入する挿入駆動部とを有して構成される
請求項４に記載の光照射装置。
【請求項６】
上記復路光が上記リレーレンズ系を介することで形成される復路共役面又はその近傍となる位置において、上記往路光は透過し、上記復路光については、その光軸中心を含む所定範囲以外の部分の光のみを抑圧する復路光選択抑圧部をさらに備える
請求項４に記載の光照射装置。
【請求項７】
上記復路光選択抑圧部は、
入射光の偏光状態に応じた選択的な回折／透過特性を有する偏光選択回折素子が中心部の所定範囲を除く部分に形成された部分回折素子により、上記復路光についてのみ、その光軸中心を含む所定範囲以外の部分の光のみを抑圧する
請求項６に記載の光照射装置。
【請求項８】
上記記録／再生光の焦点位置が、上記記録層の上層側面よりも上層側に設定されている共に、
上記空間光変調部は、上記参照光を生成するための空間光変調についての最小変調単位を、１×１ピクセルよりも拡大して上記参照光を生成する
請求項１に記載の光照射装置。
【請求項９】
上記空間光変調部は、上記最小変調単位を半径方向に拡大する請求項８に記載の光照射装置。
【請求項１０】
上記空間光変調部は、上記最小変調単位を周方向に拡大する請求項８に記載の光照射装置。
【請求項１１】
上記記録／再生光の焦点位置が、上記カバー層内の所要位置に設定されている請求項８に記載の光照射装置。
【請求項１２】
上記ホログラム記録媒体には、上記カバー層と上記記録層との間にギャップ層が形成されており、
上記記録／再生光の焦点位置が、上記カバー層と上記ギャップ層との界面に設定されている
請求項８に記載の光照射装置。
【請求項１３】
上記対物レンズと上記ホログラム記録媒体との離間距離の調整により、上記記録／再生光の焦点位置が上記記録層の下層側面よりも上層側となる位置に設定されている
請求項１に記載の光照射装置。
【請求項１４】
信号光と参照光との干渉縞によって情報記録が行われる記録層とその上層側にカバー層とを有するホログラム記録媒体に対し光を照射するための光源と、上記光源からの光に対し空間光変調を施すことで上記信号光、及び／又は上記参照光を生成する空間光変調部と、上記空間光変調部による空間光変調の施された光を記録／再生光として対物レンズを介して上記ホログラム記録媒体に照射する光照射部とを備えた光照射装置における光照射方法であって、
上記ホログラム記録媒体の表面から上記記録／再生光の焦点位置までの距離が、上記表面から上記記録層の下層側面までの距離よりも小となるように上記焦点位置を設定して、上記ホログラム記録媒体に対する上記記録／再生光の照射を行う
光照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録媒体に対して光照射を行う光照射装置とその方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００７−７９４３８号公報
【０００３】
例えば上記特許文献１にあるように、ホログラムの形成によりデータ記録を行うホログラム記録再生方式が知られている。このホログラム記録再生方式において、記録時には、記録データに応じた空間光強度変調（強度変調）を与えた信号光と、予め定められた所定の光強度パターンを与えた参照光とを生成し、これらをホログラム記録媒体に照射することによって、記録媒体にホログラムを形成してデータ記録を行う。
また再生時には、記録媒体に対して上記参照光を照射する。このようにして、記録時に信号光と参照光との照射に応じて形成されたホログラムに対し、記録時と同じ参照光（記録時と同じ強度パターンを有する）が照射されることによって、記録された信号光成分に応じた回折光が得られる。すなわち、これによって記録データに応じた再生像（再生光）が得られる。このようにして得られた再生光を例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどのイメージセンサで検出することで、記録されたデータの再生を行うようにされる。
【０００４】
また、このようなホログラム記録再生方式としては、参照光と信号光とを同一光軸上に配置してこれらを共通の対物レンズを介してホログラム記録媒体に照射する、いわゆるコアキシャル方式が知られている。
【０００５】
図３２、図３３は、コアキシャル方式によるホログラム記録再生について説明するための図として、図３２は記録手法、図３３は再生手法を模式的に示している。
なお、これら図３２、図３３では、反射膜を備える反射型のホログラム記録媒体１００が用いられる場合を例示している。
【０００６】
先ず、ホログラム記録再生システムでは、図３２、図３３に示されるようにして記録時に信号光と参照光、再生時において参照光を生成するために、ＳＬＭ（空間光変調器）１０１が設けられる。このＳＬＭ１０１としては入射光に対し画素単位で光強度変調を行う強度変調器を備える。この強度変調器としては、例えば液晶パネルなどで構成することができる。
【０００７】
図３２に示す記録時には、ＳＬＭ１０１の強度変調により、記録データに応じた強度パターンを与えた信号光と、予め定められた所定の強度パターンを与えた参照光とを生成する。コアキシャル方式では、図のように信号光と参照光とが同一光軸上に配置されるようにして入射光に対する空間光変調を行う。このとき、図のように信号光は内側、参照光はその外側に配置するのが一般的とされている。
【０００８】
ＳＬＭ１０１にて生成された信号光・参照光は、対物レンズ１０２を介してホログラム記録媒体１００に照射される。これによりホログラム記録媒体１００には、上記信号光と上記参照光との干渉縞により、記録データを反映したホログラムが形成される。つまり、このホログラムの形成によりデータの記録が行われる。
【０００９】
一方、再生時においては、図３３（ａ）に示されるようにして、ＳＬＭ１０１にて参照光を生成する（このとき参照光の強度パターンは記録時と同じである）。そして、この参照光を対物レンズ１０２を介してホログラム記録媒体１００に照射する。
【００１０】
このように参照光がホログラム記録媒体１００に照射されることに応じては、図３３（ｂ）に示すようにして、ホログラム記録媒体１００に形成されたホログラムに応じた回折光が得られ、これによって記録されたデータについての再生像が得られる。この場合、再生像はホログラム記録媒体１００からの反射光として、図示するように対物レンズ１００を介してイメージセンサ１０３に対して導かれる。
【００１１】
イメージセンサ１０３は、上記のようにして導かれた再生像を画素単位で受光し、各画素ごとに受光光量に応じた電気信号を得ることで、上記再生像についての検出画像を得る。このようにイメージセンサ１０３にて検出された画像信号が、記録されたデータについての読み出し信号となる。
【００１２】
なお、図３２、図３３の説明からも理解されるように、ホログラム記録再生方式では、記録データを信号光の単位で記録／再生するようにされている。つまり、ホログラム記録再生方式では、信号光と参照光との１度の干渉により形成される１枚のホログラム（ホログラムページと呼ばれる）が、記録／再生の最小単位とされている。
【００１３】
ここで、ホログラム記録媒体１００に対して上記ホログラムページ単位で順次データを記録していくことを考えてみる。
従来のＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光ディスクシステムでは、記録媒体を円盤状（ディスク状）とし、これを回転駆動しながらマークを形成していくことで、データの記録を行うようにされている。このとき、記録媒体にはスパイラル状又は同心円状に案内溝（トラック）が形成され、このトラック上をトレースするようにビームスポット位置を制御しながらマークを形成していくことで、記録媒体上の所定の位置にデータを記録するようにされている。
【００１４】
ホログラム記録再生システムにおいても、円盤状のホログラム記録媒体１００にスパイラル状や同心円状にトラックを形成しておき、回転駆動されるホログラム記録媒体１００に順次信号光・参照光の照射によるホログラムの形成を行っていくことで、トラックに沿ってホログラムページを形成していく手法を採ることが考えられている。
【００１５】
このようにトラックに沿った位置にホログラムページを形成していく手法を採るとした場合、ビームスポットをトラック上にトレースさせるためのトラッキングサーボや、所定アドレスへのアクセス制御など、記録／再生位置の制御が行われる必要がある。
【００１６】
現状において、このような記録／再生位置の制御を行うにあたっては、専用のレーザ光を別途照射することが考えられている。すなわち、ホログラムの記録／再生のためのレーザ光（信号光・参照光を照射するためのレーザ光：記録再生用のレーザ光）と、ホログラムの記録／再生位置の制御を行うためのレーザ光（位置制御用のレーザ光）とをそれぞれ別々に照射するという手法である。
【００１７】
このように位置制御用のレーザ光を別途照射する手法に対応するべく、ホログラム記録媒体１００としては、実際には次の図３４に示すような構造とされている。
図３４に示されるように、ホログラム記録媒体１００としては、ホログラムの記録が行われる記録層１０６と、基板１１１上の凹凸断面構造により位置制御のためのアドレス情報等が記録された位置制御情報記録層とがそれぞれ別々に形成されたものとなっている。
具体的に、ホログラム記録媒体１００には、上層から順にカバー層１０５、記録層１０６、反射膜１０７、中間層１０８、反射膜１０９、基板１１０が形成されている。記録層１０６の下層に形成される反射膜１０７は、再生時において上記記録再生用のレーザ光による参照光が照射され、上記記録層１０６に記録されたホログラムに応じた再生像が得られた際に、これを反射光として装置側に戻すために設けられる。
また、上記基板１１０には、スパイラル状又は同心円状に、上記記録層１０６におけるホログラムの記録／再生位置を案内するためのトラックが形成されている。例えばトラックは、ピット列によるアドレス情報等の情報記録が行われることにより形成される。
基板１１０の上層に形成された反射膜１０９は、基板１１０に記録された情報についての反射光を得るために設けられる。なお、中間層１０８は、例えばレジンなどの接着材料とされる。
【００１８】
ここで、上記のような断面構造を有するホログラム記録媒体１００について、位置制御用のレーザ光の反射光に基づき適正に位置制御が行われるようにするためには、該位置制御用のレーザ光が、凹凸断面形状が与えられた反射膜１０９まで到達しなければならない。すなわちこの点からすると、位置制御用のレーザ光は、上記反射膜１０９よりも上層に形成される反射膜１０７を透過しなければならいことになる。
一方で、反射膜１０７としては、記録層１０６に記録されたホログラムに応じた再生像が反射光として装置側に戻されるべく、記録再生のためのレーザ光を反射する必要がある。
【００１９】
これらの点を考慮し、位置制御用のレーザ光としては、ホログラムの記録再生用のレーザ光とは異なる波長を有するレーザ光を用いるものとしている。例えばホログラム記録再生用のレーザ光としては波長λ＝４０５nm程度の青紫色レーザ光を用い、これに対し位置制御用のレーザ光としては例えば波長λ＝６５０nm程度の赤色レーザ光を用いるようにされている。
その上で、記録層１０６と位置制御情報の記録が行われた反射膜１０９との間に形成される反射膜１０７として、上記記録再生用の青紫色レーザ光は反射し、位置制御用の赤色レーザ光は透過するという、波長選択性を有する反射膜を用いるようにしている。
このような構成とすることで、記録／再生時には、位置制御用のレーザ光が反射膜１０９に到達して位置制御のための反射光情報が装置側にて適正に検出されると共に、記録層１０６に記録されたホログラムの再生像が装置側で適正に検出されるようにすることができる。
【００２０】
図３５は、上記により説明した構造を有するホログラム記録媒体１００に対応して記録再生を行う従来例としての記録再生装置の構成を簡略的に（主に光学系のみについて）示した図である。
先ず、記録再生装置には、ホログラムの記録再生のための信号光、参照光を照射するための光学系として、第１レーザ１、コリメーションレンズ２、偏光ビームスプリッタ３、ＳＬＭ４、偏光ビームスプリッタ５、リレーレンズ６、アパーチャー１０４、リレーレンズ７、ダイクロイックミラー８、部分回折素子９、１／４波長板１０、対物レンズ１０２、及びイメージセンサ１０３が設けられる。
【００２１】
上記第１レーザ１は、ホログラムの記録再生のためのレーザ光として、例えば上述した波長λ＝４０５nm程度の青紫色レーザ光を出力する。この第１レーザ１から出射されたレーザ光は、コリメーションレンズ２を介して偏光ビームスプリッタ３に入射する。
【００２２】
偏光ビームスプリッタ３は、入射するレーザ光のそれぞれ直交する直線偏光成分のうち、一方の直線偏光成分を透過、他方の直線偏光成分を反射する。例えばこの場合、ｐ偏光成分は透過しｓ偏光成分は反射するように構成される。
従って偏光ビームスプリッタ３に入射したレーザ光は、そのｓ偏光成分のみが反射されてＳＬＭ４に導かれる。
【００２３】
上記ＳＬＭ４は、例えばＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crystal：強誘電性液晶）としての反射型液晶素子を備えて構成され、入射光に対し、画素単位で偏光方向を制御するように構成されている。
このＳＬＭ４は、図中の変調制御部２０からの駆動信号に応じて、各画素ごとに入射光の偏光方向を９０°変化させる、又は入射光の偏光方向を不変とするようにして空間光変調を行う。具体的には、駆動信号がＯＮとされた画素については偏光方向の角度変化＝９０°、駆動信号がＯＦＦとされた画素については偏光方向の角度変化＝０°となるように、駆動信号に応じ画素単位で偏光方向制御を行うように構成されている。
【００２４】
図示するようにして、上記ＳＬＭ４からの出射光（ＳＬＭ４にて反射された光）は、偏光ビームスプリッタ３に再度入射する。
【００２５】
ここで、図３５に示す記録再生装置では、上記ＳＬＭ４による画素単位の偏光方向制御と、入射光の偏光方向に応じた偏光ビームスプリッタ３の選択的な透過／反射の性質とを利用して、画素単位の空間光強度変調（光強度変調、或いは単に強度変調とする）を行うようにされている。
【００２６】
図３６は、このようなＳＬＭ４と偏光ビームスプリッタ３との組み合わせにより実現される強度変調のイメージを示している。図３６（ａ）はＯＮ画素の光について、図３６（ｂ）はＯＦＦ画素の光についてそれぞれその光線状態を模式的に示している。
上述もしたように、偏光ビームスプリッタ３はｐ偏光を透過、ｓ偏光を反射するので、上記ＳＬＭ４に対してはｓ偏光が入射することになる。
この前提を踏まえると、ＳＬＭ４にて偏光方向が９０°変化された画素の光（駆動信号ＯＮの画素の光）は、偏光ビームスプリッタ３に対しｐ偏光で入射することになる。このことで、ＳＬＭ４におけるＯＮ画素の光は、偏光ビームスプリッタ３を透過することになり、ホログラム記録媒体１００側に導かれることになる（図３６（ａ））。
一方、駆動信号がＯＦＦとされ偏光方向が変化されなかった画素の光は、偏光ビームスプリッタ３にｓ偏光で入射する。つまり、ＳＬＭ４におけるＯＦＦ画素の光は偏光ビームスプリッタ３にて反射されて、ホログラム記録媒体１００側には導かれないようになっている（図３６（ｂ））。
【００２７】
このようにして、偏光方向制御型のＳＬＭ４と偏光ビームスプリッタ３との組み合わせにより、画素単位で光強度変調を施す強度変調部が形成されている。このような強度変調部により、記録時には信号光と参照光が、また再生時には参照光が生成される。
【００２８】
上記強度変調部により空間光変調が施された記録再生用レーザ光は、偏光ビームスプリッタ５に入射する。この偏光ビームスプリッタ５としてもｐ偏光を透過、ｓ偏光を反射するように構成され、従って上記強度変調部からの出射されたレーザ光（偏光ビームスプリッタ３を透過した光）は、当該偏光ビームスプリッタ５を透過することになる。
【００２９】
偏光ビームスプリッタ５を透過したレーザ光は、リレーレンズ６,アパーチャー１０４,リレーレンズ７が同順で配置されたリレーレンズ系に入射する。図示するようにリレーレンズ６によっては、偏光ビームスプリッタ５を透過したレーザ光の光束が所定の焦点位置に集光するようにされ、リレーレンズ７によっては集光後の拡散光としての上記レーザ光束が平行光となるように変換される。アパーチャー１０４は、上記リレーレンズ６による焦点位置（フーリエ面：周波数平面）に設けられ、光軸を中心とする所定範囲内の光のみを透過、それ以外の光を遮断するように構成される。
このアパーチャー１０４により、ホログラム記録媒体１００に記録されるホログラムページのサイズが制限され、ホログラムの記録密度（つまりデータ記録密度）の向上が図られる。また、後述もするように再生時には、ホログラム記録媒体１００からの再生像が当該リレーレンズ系を介してイメージセンサ１０３に対して導かれることになるが、このとき、上記アパーチャー１０４によっては、上記再生像と共にホログラム記録媒体１００から出射される散乱光成分の大部分が遮断され、イメージセンサ１０３に対して導かれてしまう散乱光の量が大幅に低減される。つまりアパーチャー１０４は、記録時におけるホログラムの記録密度の向上機能と共に、再生時における散乱光抑圧によるＳＮ比（Ｓ／Ｎ）の改善機能の双方を担うものとなっている。
【００３０】
上記リレーレンズ系を介したレーザ光は、ダイクロイックミラー８に入射する。ダイクロイックミラー８は、所定の波長帯による光を選択的に反射するように構成されている。具体的に、この場合は波長λ＝４０５nm程度による記録再生用レーザ光の波長帯の光を選択的に反射するように構成されている。
従って上記リレーレンズ系を介して入射した記録再生用レーザ光は、ダイクロイックミラー８にて反射される。
【００３１】
ダイクロイックミラー８にて反射された記録再生用レーザ光は、部分回折素子９→１／４波長板１０を介して対物レンズ１０２に入射する。
上記部分回折素子９及び１／４波長板１０は、再生時においてホログラム記録媒体１００にて反射された参照光（反射参照光）が、イメージセンサ１０３に導かれて再生光に対するノイズとなってしまうことを防止するために設けられている。
なお、これら部分回折素子９及び１／４波長板１０による反射参照光の抑圧作用については後述する。
【００３２】
対物レンズ１０２は、図示する２軸機構１２により、フォーカス方向及びトラッキング方向に移動可能に保持されている。後述する位置制御部１９が上記２軸機構１２による対物レンズ１０２の駆動動作を制御することで、レーザ光のスポット位置についての制御が行われる。
【００３３】
記録再生用レーザ光は、上記対物レンズ１０２により集光されるようにしてホログラム記録媒体１００に照射される。
ここで、先にも述べたように、記録時には、強度変調部（ＳＬＭ４及び偏光ビームスプリッタ３）による強度変調により信号光と参照光とが生成され、これら信号光・参照光が上記により説明した経路によりホログラム記録媒体１００に照射される。これにより、記録層１０６には、これら信号光と参照光との干渉縞により記録データを反映したホログラムが形成され、データ記録が実現される。
【００３４】
また、再生時には、強度変調部により参照光のみが生成され、上記した経路によりホログラム記録媒体１００に照射される。このように参照光が照射されることで、記録層１０６に形成されたホログラムに応じた再生像が反射膜１０７からの反射光として得られる。この再生像は、対物レンズ１０２を介して装置側に戻される。
【００３５】
ここで、再生時にホログラム記録媒体１００に対して照射される参照光（往路参照光とする）は、先の強度変調部の動作によれば、ｐ偏光で部分回折素子９に入射することになる。後述もするように部分回折素子９は往路の光は全て透過するように構成されているので、ｐ偏光による往路参照光は、１／４波長板１０を介することになる。このように１／４波長板１０を介したｐ偏光による往路参照光は、所定回転方向による円偏光に変換されてホログラム記録媒体１００に照射される。
ホログラム記録媒体１００に照射された参照光は、反射膜１０７にて反射され、反射参照光（復路参照光）として対物レンズ１０２に導かれる。このとき、反射膜１０７での反射により、復路参照光の円偏光回転方向は上記所定回転方向とは逆回転方向に変換されるので、復路参照光は、１／４波長板１０を介することで、ｓ偏光に変換されることになる。
【００３６】
ここで、上記のような偏光状態の遷移を踏まえた上で、部分回折素子９と１／４波長板１０とによる反射参照光の抑圧作用について説明する。
部分回折素子９は、参照光が入射する領域（中心部を除く領域）に例えば液晶回折素子などの、直線偏光の偏光状態に応じた選択回折特性（一方の直線偏光成分は回折し、他方の直線偏光成分は透過する）を有する偏光選択回折素子が形成されて成る。具体的にこの場合、部分回折素子９が備える上記偏光選択回折素子は、ｐ偏光を透過、ｓ偏光を回折するように構成されている。このことで、往路の参照光は部分回折素子９を透過し、復路の参照光のみが部分回折素子９にて回折（抑圧）されるようになっている。
この結果、復路光としての反射参照光が再生像に対するノイズ成分として検出されてＳＮ比が低下してしまうといった事態の防止が図られる。
【００３７】
なお確認のために述べておくと、部分回折素子９における信号光が入射する領域（再生像が入射する領域）は、例えば透明材料で構成される、或いは穴部とされるなどして、往路光・復路光の双方を透過するように構成されている。このことで、記録時の信号光と再生時の再生像とが当該部分回折素子９を透過するように図られている。
【００３８】
ここで、これまでの説明からも理解されるように、ホログラム記録再生システムでは、記録されたホログラムに対して参照光を照射して、回折現象を利用して再生像を得るようにされるが、この際の回折効率は、一般に数％〜１％未満とされる。このことから、上記のように反射光として装置側に戻される参照光は、再生像に対して非常に大きな強度を有することになる。つまり、上記反射光としての参照光は、再生像の検出にあたって無視できないノイズ成分となる。
従って、上記のような部分回折素子９及び１／４波長板１０によって反射参照光の抑圧が図られることで、ＳＮ比の大幅な改善が図られる。
【００３９】
上述のように再生時に得られた再生像は、部分回折素子９を透過することになる。部分回折素子９を透過した再生像は、ダイクロイックミラー８にて反射された後、先に説明したリレーレンズ系（リレーレンズ７→アパーチャー１０４→リレーレンズ６）を介し、偏光ビームスプリッタ５に入射する。これまでの説明からも理解されるように、ホログラム記録媒体１００からの反射光は、１／４波長板１０を介してｓ偏光に変換されるので、このように偏光ビームスプリッタ５に入射した再生像は、当該偏光ビームスプリッタ５にて反射され、イメージセンサ１０３に対して入射することになる。
このようにして再生時には、ホログラム記録媒体１００からの再生像がイメージセンサ１０３により検出され、図中のデータ再生部２１によるデータ再生が行われることになる。
【００４０】
また、この図３５に示す記録再生装置には、位置制御用のレーザ光の照射、及び該位置制御用のレーザ光の反射光検出を行うための光学系も設けられる。具体的には、図中の第２レーザ１４、コリメーションレンズ１５、偏光ビームスプリッタ１６、集光レンズ１７、及びフォトディテクタ（ＰＤ）１８である。
【００４１】
第２レーザ１４は、位置制御用のレーザ光として、上述した波長λ＝６５０nm程度の赤色レーザ光を出力する。この第２レーザ１４からの出射光はコリメーションレンズ１５→偏光ビームスプリッタ１６を介してダイクロイックミラー８に入射する。ここで偏光ビームスプリッタ１６としてもｐ偏光を透過、ｓ偏光を反射するように構成されている。
【００４２】
上述もしたようにダイクロイックミラー８は、記録再生用レーザ光（この場合は４０５nm）を選択的に反射するように構成されており、従って第２レーザ１４からの位置制御用レーザ光は透過することになる。
ダイクロイックミラー８を透過した位置制御用レーザ光は、記録再生用レーザ光と同様に部分回折素子９→１／４波長板１０→対物レンズ１０２を介してホログラム記録媒体１００に照射される。
【００４３】
なお、確認のために述べておくと、上記ダイクロイックミラー８が設けられることで、位置制御用レーザ光と記録再生用レーザ光とが同一光軸上で合成され、且つこの合成光が共通の対物レンズ１０２を介してホログラム記録媒体１００に照射されるようになっている。つまりこのことで、位置制御用レーザ光のビームスポットと記録再生用ビームスポットとが記録面内方向における同じ位置に形成されるように図られているものであり、この結果、以下で説明するような位置制御用レーザ光に基づく位置制御動作が行われることで、ホログラムの記録再生位置が、トラック上に位置するように制御されるものである。
【００４４】
また、フォーカス方向については、以下で説明する位置制御動作（フォーカスサーボ制御）により、位置制御用レーザ光の焦点位置が、ホログラム記録媒体１００における反射膜１０９上に位置するように制御される（図３４を参照）。
このとき、記録再生装置では、位置制御用レーザ光の焦点位置と、記録再生用レーザ光の焦点位置とが所定距離だけ離間されるように調整が行われている。具体的にこの場合、記録再生用レーザ光については、記録層１０６の直下の反射膜１０７上に集光させることになるので、当該記録再生用レーザ光の焦点位置は、位置制御用レーザ光の焦点位置に対し、反射膜１０９表面から反射膜１０７表面までの距離だけ手前側となるように調整が行われている（図３４参照）。
このことで、位置制御用レーザ光の焦点位置を反射膜１０９上とするフォーカスサーボが行われることに伴い、記録再生用レーザ光の焦点位置が、自動的に反射膜１０７上となるように図られている。
【００４５】
図３５において、位置制御用レーザ光がホログラム記録媒体１００に対して照射されることに応じては、反射膜１１０上の記録情報に応じた反射光が得られる。この反射光は、対物レンズ１０２→１／４波長板１０→部分回折素子９→ダイクロイックミラー８を介して、偏光ビームスプリッタ１６に入射する。偏光ビームスプリッタ１６は、このようにしてダイクロイックミラー８を介して入射した位置制御用レーザ光の反射光を反射することになる（ホログラム記録媒体１００で反射された位置制御用レーザ光としても１／４波長板１０のはたらきによりｓ偏光に変換される）。偏光ビームスプリッタ１６にて反射された位置制御用レーザ光の反射光は、集光レンズ１７を介してフォトディテクタ１８の検出面上に集光するようにして照射される。
【００４６】
フォトディテクタ１８は、上記のようにして照射された位置制御用レーザ光の反射光を受光し、電気信号に変換して位置制御部１９に供給する。
【００４７】
位置制御部１９は、マトリクス演算により反射膜１０９上に形成されたピット列についての再生信号（ＲＦ信号）やトラッキングエラー信号・フォーカスエラー信号など位置制御に必要な各種の信号を生成するマトリクス回路、及びサーボ信号生成のための演算回路、及び２軸機構１２など必要な各部を駆動制御する駆動制御部とを有して構成される。
【００４８】
図示は省略したが、記録再生装置には、上記再生信号に基づきアドレス情報の検出やクロックの生成を行うためのアドレス検出回路、クロック生成回路が設けられる。また、例えばホログラム記録媒体１００をトラッキング方向（半径方向）に移動可能に保持するスライド駆動部なども設けられている。
位置制御部１９は、上記アドレス情報や上記トラッキングエラー信号に基づき２軸機構１２や上記スライド駆動部を制御することで、位置制御用レーザ光のビームスポット位置の制御を行う。このようなビームスポット位置の制御により、記録再生用レーザ光のビームスポット位置を所要のアドレスに移動させたり、またトラック上に追従させる（トラッキングサーボ制御）などといったことができるようになっている。つまりこれにより、ホログラムの記録／再生位置についての制御が行われるものである。
また、位置制御部１９は、上記したフォーカスエラー信号に基づき２軸機構１２による対物レンズ１０２のフォーカス方向への駆動動作を制御することで、位置制御用レーザ光のフォーカス位置を反射膜１０９上に追従させるフォーカスサーボ制御も行う。先にも述べたように、このような位置制御用レーザ光についてのフォーカスサーボ制御が行われることで、記録再生用レーザ光のフォーカス位置が反射膜１０７上に追従するようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４９】
ここで、上記により説明したようなコアキシャル方式を採用するホログラム記録再生システムは、記録媒体の傾き（チルト）に対する耐性が低く、例えばＢＤ（Blu-ray Disc：登録商標）などの現状の高密度光ディスクについての記録再生システムと比較して、チルトトレランスは非常に狭いものとなる。従ってコアキシャル方式によるホログラム記録再生システムでは、チルトトレランスの向上を図ることが実用化にあたっての大きな課題の一つとされている。
【００５０】
一般に、光ディスクシステムにおけるチルトによる再生信号の悪化は、コマ収差によるものが大きく、ホログラム記録再生システムにおいても、チルトに伴うコマ収差の発生が再生信号の悪化に大きく影響する。
【００５１】
ここで、上述のようにＢＤなどの現状の光ディスクシステムと比較して、コアキシャル方式のホログラム記録再生システムの方がチルトトレランスが狭くなるのは、その記録／再生原理が大きく異なっていることに起因している。
【００５２】
先ずは、チルトによるコマ収差の発生について、次の図３７を参照して説明しておく。図３７は、チルトに伴うコマ収差の発生を説明するための模式図であり、図３７（ａ）（ｂ）の各図では、それぞれホログラム記録媒体１００におけるカバー層１０５、記録層１０６、反射膜１０７を抽出して示した上で、図３７（ａ）ではチルト無しの場合のホログラム記録媒体１００に入射する記録再生用レーザ光の光線（光束）の様子を示し、図３７（ｂ）はチルト発生時のホログラム記録媒体１００に入射する記録再生用レーザ光の光線の様子を示している。
【００５３】
先ず、図３７（ａ）を参照して分かるように、対物レンズ１０２を介してホログラム記録媒体１００に照射されるレーザ光は、中心の光を除き、ホログラム記録媒体１００の屈折率に応じて媒体入射時にその角度が変化される。記録再生装置では、このような媒体入射時の角度変化を考慮して、記録再生用レーザ光が反射膜１０７上に焦点を結ぶようにして光学系の調整や対物レンズ１０２と媒体設置位置との離間距離の調整などが行われている。
【００５４】
この図３７（ａ）に示されるように、チルト無しの場合には、レーザ光束の断面形状は光軸を中心として左右対称な形状となる。この状態を、位相差無しの状態とする。
【００５５】
一方、図３７（ａ）の状態からチルトが発生した場合には、図３７（ｂ）のようにして光線形状が変化する。つまり、チルトが発生した場合、光束の断面形状は左右対称にはならず、図３７（ａ）のように一点に集光することはない。この結果、コマ収差が発生するものである。
【００５６】
このようなコマ収差（チルト）の発生に伴っては、光の位相差が生じる。つまり、図中では記録再生光内の最外周部（２箇所）の光と中心の光とについて、計３本の光線を示しているが、チルトが発生した場合、記録媒体に対してレーザ光軸が相対的に傾くことになるので、中心の光についても、図のように入射時の角度変化が生じる。また、チルトの発生に伴っては、各最外周部の光についても、図３７（ａ）の場合とは異なる角度で媒体内を進むことになる。
この結果、各光には図３７（ａ）の場合と比較して位相差が生じることになる。
【００５７】
図３８は、コマ収差発生時の再生波面を比較するための図として、図３８（ａ）（ｂ）（ｃ）はＢＤの記録再生システムの場合の再生波面、図３８（ｄ）（ｅ）（ｆ）はホログラム記録再生システムの場合の再生波面を示している。
図３８（ａ）及び（ｄ）は、チルトによるコマ収差発生時の主光線中心部における再生波面を示している。
図３８（ｂ）及び（ｅ）は、コマ収差発生時のレーザスポットを、ＲＭＳ（Root Mean Square）値が最小となる位置、すなわち光強度が最も強くなる位置から見た場合の再生波面を示している。
また図３８（ｃ）及び（ｆ）は、ＲＭＳ値が０．０７λとなる、いわゆるマーシャルクライテリア（Marechal Criterion）のときの再生波面を示している。
なお各図において、再生波面は実線円によりそれぞれ表しており、破線円で表す平面は位相差ゼロの波面（基準波面）を表している。
【００５８】
ここで、図示するように、記録媒体表面から焦点位置までの距離ｔ（つまり記録媒体表面から反射面までの距離）については、ＢＤシステムの場合ｔ＝０．１mmである。これに対しホログラムシステムの場合ｔ＝０．７mmである。
なお、このｔの数値の違いは、それぞれの記録媒体の構造の違いに起因する。この図３８のシミュレーションにおいては、ＢＤの場合もホログラムの場合も、カバー層の厚みについては同じ０．１mmに設定しているが、ＢＤの場合、媒体構造はカバー層→反射膜（情報記録層）となるため、ｔの値はカバー層の厚さと同じ０．１mmとなる。これに対しホログラムシステムの場合、媒体構造はカバー層→記録層→反射膜となる。ここでは記録層の厚みを０．６mmに設定しているので、同じカバー厚０．１mmに対し、ｔの値は０．７mmとなっている。
また、対物レンズのＮＡ、記録媒体の屈折率ｎについては、ＢＤの場合・ホログラムの場合とも同じ
ＮＡ＝０．８５
記録媒体の屈折率ｎ＝１．５５
とする。
【００５９】
先ず、ＢＤの場合から説明する。
図３８（ａ）に示すように、ＢＤの場合、TILT＝１．１４°のとき、主光線中心部の再生波面が基準波面に対し＋λ〜−λの位相差を有する。
このTILT＝１．１４°のとき、光強度が最大となる位置でのレーザスポットを見たときの再生波面は、図３８（ｂ）に示すものとなり、このとき、再生波面は基準波面に対し＋０．３３λ〜−０．３３λの位相差を有する。このときのＲＭＳ値は、図示もしているように０．１１８λとなる。
【００６０】
また、ＢＤの場合、マーシャルクライテリア（ＲＭＳ＝０．０７λ：光強度的には無収差の場合のおよそ８割程度）となるチルト角度TILTは、図３８（ｃ）に示すように０．６８°となる。このときの再生波面は、図のように＋０．２０λ〜−０．２０の位相差を有する。
【００６１】
図３８（ｄ）は、ホログラムシステムの場合の再生波面として、TILT＝０．１６°のときの再生波面を示している。先ず、ホログラムシステムの場合に注目すべき点は、ホログラムシステムの場合は、図示するように再生波面が複数存在するという点である。
ここで、ホログラム記録再生において、参照光は、ＳＬＭ１０１における多数のピクセルからの光で成る。つまり、これら多数のピクセルの光が対物レンズ１０２を介してホログラム記録媒体１００に照射される。ホログラムは、同様に多数のピクセルの光で成る信号光の１つ１つが、これら参照光の多数のピクセルの光とそれぞれ干渉して形成されるものである。
そしてこのことからも理解されるように、再生時には、記録された各ピクセルの信号光は、参照光の多数のピクセルの光によってそれぞれ再生されることになる。つまり、ホログラム記録再生システムにおいて、再生波面としては、これら多数の参照光から再生された多数の再生像についての波面が存在するものとなる。
【００６２】
チルトが発生しておらず、コマ収差に伴う参照光の位相差が生じていない場合、これら多数の再生波面は一致する。しかしながらチルトによるコマ収差が生じ、参照光に位相差が生じた場合には、再生波面は、それぞれ位相の異なる複数の光で再生された複数の波面が存在するものとなり、それらの波面は一致しないものとなる。
このとき、位相の異なる複数の再生像が存在すると、それぞれの光強度が打ち消されてしまい、結果、再生像の強度は大幅に低下してしまう。つまりこの点から、ホログラム記録再生システムの場合は、チルトによるコマ収差発生時の光強度の低下が著しく、このことがチルトトレランスを大幅に狭める要因となっている。
【００６３】
説明を戻す。
図３８（ｄ）に示されるように、ホログラムシステムの場合は、TILT＝０．１６°のとき、再生波面が基準波面に対し±λ（１．０λ）の位相差を有する。先の図３８（ａ）に示したように、ＢＤの場合は、TILT＝１．１４°のときに位相差が同じ±λとなったが、これは、ＢＤがｔ＝０．１mmに対し、ホログラムがｔ＝０．７mmとなっている点が起因している。
【００６４】
図３８（ｅ）は、ＲＭＳ値が最小となる位置で見た場合であるが、ホログラムシステムの場合、ＲＭＳ最小となる位置で見ても、再生波面が有する位相差は±λとなる。このとき、ＲＭＳ＝０．７０７λと、ＢＤの同条件の場合（図３８（ｂ））よりも大きな数値となる。
【００６５】
図３８（ｆ）は、マーシャルクライテリアのときの再生波面を示しているが、ホログラムシステムの場合、上述したような再生時の参照光の位相差による強度の打ち消し合いが生じることより、マーシャルクライテリアのときのチルト角TILTは、ＢＤの場合よりも小さくなる。ホログラムの場合、マーシャルクライテリアのときのチルト角はTILT＝±０．０１６°となり、ＢＤの場合と比較しておよそ１／４２の狭さとなる。なおこのとき、再生波面は±０．１λの位相差を有する。
【００６６】
以上の説明からも理解されるように、ホログラム記録再生方式として特にコアキシャル方式を採用する場合には、その記録／再生原理より、チルトによるコマ収差の発生（参照光の位相差の発生）に伴う再生信号の悪化が、現状の光ディスクシステムの場合よりも特に大きくなる。このために、コアキシャル方式によるホログラム記録再生システムでは、その実用化にあたってチルトトレランスの向上を図ることが重要な課題とされている。
【課題を解決するための手段】
【００６７】
上記のような課題の解決を図るべく、本発明では、光照射装置として以下のように構成することとした。
つまり、本発明の光照射装置は、信号光と参照光との干渉縞によって情報記録が行われる記録層とその上層側にカバー層とを有するホログラム記録媒体に対し、光を照射するための光源を備える。
また、上記光源からの光に対し空間光変調を施すことで上記信号光、及び／又は上記参照光を生成する空間光変調部を備える。
また、上記空間光変調部による空間光変調の施された光を記録／再生光として対物レンズを介して上記ホログラム記録媒体に照射する光照射部を備える。
その上で、上記ホログラム記録媒体の表面から上記記録／再生光の焦点位置までの距離が、上記表面から上記記録層の下層側面までの距離よりも小となるようにして、上記記録／再生光の焦点位置が設定されているものである。
【００６８】
ここで、コマ収差の発生量Ｗは、上記対物レンズのＮＡ(Numerical Aperture)、上記ホログラム記録媒体の表面から上記記録／再生光の焦点位置までの距離をｔとしたとき、
Ｗ ∝ ＮＡ3・ｔ
で表すことができる。すなわち、コマ収差の発生量Ｗは、対物レンズのＮＡを小とするか、或いは表面から焦点位置までの距離であるｔの値を小とすることで抑制することができる。
ここで、先の図３４を参照して説明したように、従来において記録／再生光の焦点位置は、記録層の下層側面（反射膜１０７の上層側面、つまり反射面）とされていた。つまり上記「ｔ」の値は、記録媒体表面から記録層の下層側面までの距離となり、従ってカバー層・記録層の厚さを含む比較的大きな数値となっていた。そしてこの点より、従来のホログラム記録再生システムでは、チルトに伴うコマ収差の発生量Ｗも比較的大となる傾向にあった。
これに対し、上記本発明によれば、「ｔ」の値は、記録媒体表面から記録層の下層側面までの距離よりも小とできる。このことで、チルトによるコマ収差の発生量Ｗを従来より大幅に抑制することができる。
このようにチルトによるコマ収差を抑制できることで、チルトマージンの拡大化が図られる。
【発明の効果】
【００６９】
上記のようにして本発明によれば、従来は記録層の下層側面（反射膜の反射面）とされていた記録／再生光の焦点位置を、記録媒体表面により近い位置となるように設定したことで、チルト発生時におけるコマ収差の発生量を従来よりも抑制することができ、それによってチルトトレランスの向上を図ることができる。
【００７０】
また、本発明は、コマ収差の発生量の抑制にあたり対物レンズのＮＡを小とする手法を採るものではないので、情報の記録再生密度を低下させることなく、チルトトレランスの向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７１】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明していく。
なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．第１の実施の形態＞
[1-1.ホログラム記録再生システムの構成]
[1-2.チルトに伴うコマ収差の抑制]
（1-2-1.具体的な抑制手法）
（1-2-2.焦点位置シフトのための具体的な手法）
（1-2-3.焦点位置シフトに伴う光の振る舞いの変化）
[1-3.シミュレーション結果]
[1-4.まとめ]
＜２．第２の実施の形態＞
＜３．第３の実施の形態＞
[3-1.参照光の最小変調単位の拡大]
[3-2.ＤＣ集中抑制のための焦点位置シフト]
[3-3.シミュレーション結果]
[3-4.第３の実施の形態の変形例]
＜４．変形例＞
【００７２】
＜１．第１の実施の形態＞
[1-1.ホログラム記録再生システムの構成]
図１は、本発明の第１の実施の形態としての光照射装置の内部構成を示した図である。
本実施の形態では、本発明の光照射装置がホログラムの記録及び再生の双方を行う記録再生装置に適用される場合を例示する。この図１では、本実施の形態の記録再生装置の主に光学系の構成について示している。
【００７３】
先ずは、本実施の形態の記録再生装置の内部構成についての説明に先立ち、該記録再生装置が記録再生対象とするホログラム記録媒体ＨＭの構造について、図２の断面構造図を参照して説明しておく。
【００７４】
この図２と、先の図３４とを比較して分かるように、本実施の形態で用いるホログラム記録媒体ＨＭとしては、従来のホログラム記録媒体１００と同様の断面構造を有する。つまり、図２におけるカバー層Ｌ１は図３４におけるカバー層１０５と同様であり、記録層Ｌ２は記録層１０６と、反射膜Ｌ３は反射膜１０７と、中間層Ｌ４は中間層１０８と、反射膜Ｌ５は反射膜１０９と、基板Ｌ６は基板１１０とそれぞれ同様となる。
【００７５】
確認のために、これら各層について説明しておく。先ず、各層の配列順は、上層側から下層側にかけてカバー層Ｌ１→記録層Ｌ２→反射膜Ｌ３→中間層Ｌ４→反射膜Ｌ５→基板Ｌ６の順である。
なお、ここで言う「上層」「下層」は、記録／再生のための光が入射される面を上面、この上面とは逆側の面を下面として、上記上面側を上層、上記下面側を下層とするものである。
【００７６】
この場合のカバー層Ｌ１としても、例えばプラスチックやガラスなどで構成され、その下層に形成される記録層Ｌ２の保護のために設けられる。
また記録層Ｌ２は、その材料として、例えばフォトポリマーなどの、照射光の強度分布に応じた屈折率変化が生じることで情報記録が可能な材料が選定され、後述する記録再生用のレーザ光によるホログラムの記録／再生が行われる。
また、反射膜Ｌ３は、再生時の参照光の照射に応じて記録層Ｌ２に記録されたホログラムに応じた再生像が得られた際に、これを反射光として装置側に戻すために設けられる。この反射膜Ｌ３としては、図３４における反射膜１０７と同様、波長選択性を有するものが選定される。後述もするように本実施の形態においても、ホログラム記録再生用のレーザ光としては波長λ＝４０５nm程度の青紫色レーザ光を照射し、位置制御用のレーザ光としては例えば波長λ＝６５０nm程度の赤色レーザ光を照射するようにされている。これに応じ、上記反射膜Ｌ３には、上記記録再生用の青紫色レーザ光は反射し、位置制御用の赤色レーザ光は透過するという、波長選択性を有する反射膜が用いられる。
【００７７】
また、基板Ｌ６と反射膜Ｌ５は、ホログラムの記録／再生位置の制御のために設けられたものであり、上記基板Ｌ６には、スパイラル状又は同心円状に上記記録層Ｌ２におけるホログラムの記録／再生位置を案内するためのトラックが形成されている。例えばこの場合もトラックは、ピット列によるアドレス情報等の情報記録が行われることにより形成されたものとなる。この基板Ｌ６における上記トラックが形成された面（表面）に対し、反射膜Ｌ５が、例えばスパッタリングや蒸着などによって成膜される。確認のために述べておくと、この反射膜Ｌ５としては、位置制御光を反射するように構成されたものであればよく、特に波長選択性を有する必要性はない。
上記反射膜Ｌ５と上述した反射膜Ｌ３との間に形成される中間層Ｌ４は、例えばレジンなどの接着材料とされる。
【００７８】
或いは、ホログラム記録媒体としては、次の図３に示すような構造のものを用いることもできる。この図３に示すホログラム記録媒体は、図２に示したホログラム記録媒体ＨＭとの比較で、位置制御情報の記録層（トラック形成層）の層位置を変更したものである。具体的に、図３に示すホログラム記録媒体では、カバー層Ｌ１と記録層Ｌ２との間に、トラックの形成された基板Ｌ６と反射膜Ｌ７とによる層が挿入されたものとなっている。上記反射膜Ｌ７は、先の反射膜Ｌ５と同様、基板Ｌ６のトラック形成面上に成膜されて成る。
このような基板Ｌ６と反射膜Ｌ７との挿入により、図３に示すホログラム記録媒体には、上層側から順にカバー層Ｌ１→反射膜Ｌ７→基板Ｌ６→記録層Ｌ２→反射膜Ｌ３が形成されることになる。この場合、反射膜Ｌ３の下層には、例えばプラスチックやガラスなどによる基板Ｌ８が形成される。
【００７９】
この図３に示すホログラム記録媒体においては、位置制御光を上記反射膜Ｌ７にて選択的に反射させる。従って上記反射膜Ｌ７としては波長選択性を有するものを用いる。具体的には、位置制御用レーザ光の波長帯の光のみを選択的に反射する波長選択反射膜を用いる。
なおこの場合、記録層Ｌ２の下層に設けられた反射膜Ｌ３としては、特に波長選択性を有する必要性はなく、通常の反射膜を用いることができる。
【００８０】
説明を図１に戻す。
本実施の形態の記録再生装置内において、ホログラム記録媒体ＨＭは、図示は省略したスピンドルモータによって回転駆動可能に保持される。記録再生装置では、このように保持された状態のホログラム記録媒体ＨＭに対し、ホログラムの記録／再生のためのレーザ光、及び位置制御のためのレーザ光が照射される。
【００８１】
図１においては、先の図３５に示した記録再生装置と同様となる部分については同一を符号を付している。図３５と比較して分かるように、本実施の形態の記録再生装置は、従来の記録再生装置とほぼ同様の構成を有し、第１レーザ１を光源とする記録／再生光の照射によるホログラムの記録／再生を行うと共に、第２レーザ１４を光源とする位置制御光の照射によるホログラムの記録／再生位置の制御（フォーカスサーボも含む）を行うようにされている。
【００８２】
本実施の形態の記録再生装置としても、ホログラム記録再生方式として、コアキシャル方式を採用する。すなわち、信号光と参照光とを同一軸上に配置し、それらを共に所定位置にセットされたホログラム記録媒体に照射することでホログラムの形成によるデータ記録を行い、また再生時には上記参照光をホログラム記録媒体に対して照射することでホログラムの再生像（再生信号光）を得て記録されたデータの再生を行うものである。
【００８３】
本実施の形態の記録再生装置においては、ホログラムの記録再生のための信号光、参照光を照射するための光学系として、第１レーザ１、コリメーションレンズ２、偏光ビームスプリッタ３、ＳＬＭ４、偏光ビームスプリッタ５、リレーレンズ６、リレーレンズ７、ダイクロイックミラー８、部分回折素子９、１／４波長板１０、対物レンズ１１、及びイメージセンサ１３が設けられている。
【００８４】
この場合も第１レーザ１は、ホログラムの記録再生のためのレーザ光として、例えば波長λ＝４０５nm程度の青紫色レーザ光を出力する。第１レーザ１から出射されたレーザ光は、コリメーションレンズ２を介して偏光ビームスプリッタ３に入射する。
【００８５】
この場合も上記偏光ビームスプリッタ３とＳＬＭ４とにより、入射光に対する空間光強度変調を施す強度変調部が形成されている。
この場合の偏光ビームスプリッタとしても、例えばｐ偏光を透過、ｓ偏光を反射するように構成される。従って偏光ビームスプリッタ３に入射したレーザ光はそのｓ偏光成分のみが反射されてＳＬＭ４に導かれる。
ＳＬＭ４は、例えばＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crystal：強誘電性液晶）としての反射型液晶素子を備えて構成され、入射光に対し、画素単位で偏光方向を制御するように構成されている。
【００８６】
ＳＬＭ４は、図中の変調制御部２０からの駆動信号に応じて、各画素ごとに入射光の偏光方向を９０°変化させる、又は入射光の偏光方向を不変とするようにして空間光変調を行う。具体的には、駆動信号がＯＮとされた画素は偏光方向の角度変化＝９０°、駆動信号がＯＦＦとされた画素は偏光方向の角度変化＝０°とするように、駆動信号に応じ画素単位で偏光方向制御を行うように構成されている。
【００８７】
ＳＬＭ４からの出射光（ＳＬＭ４にて反射された光）は、偏光ビームスプリッタ３に再度入射し、これによってＳＬＭ４のＯＮ画素を介した光（ｐ偏光）は偏光ビームスプリッタ３を透過し、ＯＦＦ画素を介した光（ｓ偏光）は偏光ビームスプリッタ３にて反射されるようになり、結果、ＳＬＭ４の画素単位で、入射光に空間光強度変調（単に強度変調とも言う）を施す強度変調部が実現されている。
【００８８】
ここで、コアキシャル方式が採用される場合、ＳＬＭ４においては、信号光と参照光とを同一光軸上に配置するために、次の図４に示すような各エリアが設定されることになる。
この図４に示されるようにして、ＳＬＭ４においては、その中心（光軸中心と一致）を含む円形の所定範囲のエリアが、信号光エリアＡ２として設定される。そして、この信号光エリアＡ２の外側には、ギャップエリアＡ３を隔てて、輪状の参照光エリアＡ１が設定されている。
上記信号光エリアＡ２、参照光エリアＡ１の設定により、信号光と参照光とを同一光軸上に配置するようにして照射することができる。
なお、上記ギャップエリアＡ３は、上記参照光エリアＡ１にて生成される参照光が信号光エリアＡ２に漏れ込んで信号光に対するノイズになることを避けるための領域として定められている。
なお確認のために述べておくと、ＳＬＭ４の画素形状は矩形状であるため、信号光エリアＡ２は厳密には円形とはならい。同様に参照光エリアＡ１、ギャップエリアＡ３としても厳密には輪状にはならい。その意味で信号光エリアＡ２は略円形のエリアとなり、参照光エリアＡ１、ギャップエリアＡ３もそれぞれ略輪状のエリアとなる。
【００８９】
図１において、変調制御部２０は、上記ＳＬＭ４に対する駆動制御を行うことで、記録時には信号光と参照光を、また再生時には参照光のみを生成させる。
具体的に、記録時において上記変調制御部２０は、上記ＳＬＭ４における信号光エリアＡ２の画素は供給される記録データに応じたオン／オフパターンとし、参照光エリアＡ１の画素は予め定められた所定のオン／オフパターンとし、且つそれ以外の画素はすべてオフとするための駆動信号を生成し、これをＳＬＭ４に供給する。この駆動信号に基づきＳＬＭ４による空間光変調（偏光方向制御）が行われることで、偏光ビームスプリッタ３からの出射光として、それぞれが同じ中心（光軸）を持つように配置された信号光と参照光とが得られる。
また、再生時において上記変調制御部２０は、上記参照光エリアＡ１内の画素を上記所定のオン／オフパターンとし、それ以外の画素は全てオフとする駆動信号によりＳＬＭ４を駆動制御し、これによって上記参照光のみを生成させる。
【００９０】
なお、記録時において上記変調制御部２０は、入力される記録データ列の所定単位ごとに上記信号光エリアＡ２内のオン／オフパターンを生成し、これによって上記記録データ列の所定単位ごとのデータを格納した信号光が順次生成されるように動作する。これにより、ホログラム記録媒体ＨＭに対しホログラムページ単位（信号光と参照光の１度の干渉により記録することのできるデータ単位）によるデータの記録が順次行われるようになっている。
【００９１】
偏光ビームスプリッタ３及びＳＬＭ４による強度変調部にて強度変調が施されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ５に入射する。この偏光ビームスプリッタ５としてもｐ偏光を透過、ｓ偏光を反射するように構成される。従って上記レーザ光は、偏光ビームスプリッタ５を透過する。
【００９２】
偏光ビームスプリッタ５を透過したレーザ光は、リレーレンズ６、リレーレンズ７が同順で配置されたリレーレンズ系に入射する。図示するようにリレーレンズ６によっては、偏光ビームスプリッタ５を透過したレーザ光の光束が所定の焦点位置に集光するようにされ、リレーレンズ７によっては集光後の拡散光としての上記レーザ光束が平行光となるように変換される。
【００９３】
上記リレーレンズ系を介したレーザ光は、ダイクロイックミラー８に入射する。ダイクロイックミラー８は、所定の波長帯による光を選択的に反射するように構成されている。この場合もダイクロイックミラー８は、波長λ＝４０５nm程度による記録再生用レーザ光の波長帯の光を選択的に反射するように構成され、これにより上記リレーレンズ系を介して入射した記録再生用レーザ光は、ダイクロイックミラー８にて反射される。
【００９４】
ダイクロイックミラー８にて反射された記録再生用レーザ光は、部分回折素子９→１／４波長板１０を介して対物レンズ１１に入射する。この場合も部分回折素子９としては、参照光が入射する領域に例えば液晶回折素子など、直線偏光の偏光状態に応じた選択回折特性（一方の直線偏光成分は回折し、他方の直線偏光成分は透過する）を有する偏光選択回折素子が形成されて成る。具体的にこの場合、部分回折素子９が備える上記偏光選択回折素子は、ｐ偏光を透過、ｓ偏光を回折するように構成されている。
また、上記１／４波長板１０は、入射光（この場合はｐ偏光）の偏光方向軸に対し、その光学基準軸が４５°傾けられた状態となるように設置され、直線偏光／円偏光変換素子として機能するようにされている。
【００９５】
上記部分回折素子９及び１／４波長板１０により、ホログラム記録媒体ＨＭからの反射光として得られる復路参照光（反射参照光）によるＳＮ比（Ｓ／Ｎ）低下の防止が図られる。つまり、ｐ偏光で入射する往路の参照光は、上記部分回折素子９を透過することになる。また、ホログラム記録媒体ＨＭ（反射膜Ｌ３）→対物レンズ１１→１／４波長板１０を介してｓ偏光で入射する復路の参照光（反射参照光）は、上記部分回折素子９にて回折（抑圧）されることになる。
先にも述べたように、反射参照光は、回折現象を利用して得られるホログラムの再生像と比較して非常に強度の強い光となる。よって、反射参照光は、再生像に対する無視できないノイズ成分となり、これがイメージセンサ１３に対して導かれてしまうとＳＮ比の大幅な低下を招く。上記のような部分回折素子９及び１／４波長板１０による反射参照光の抑圧が行われることで、このようなＳＮ比の低下を効果的に防止できる。
なおこの場合も、上記部分回折素子９における信号光が入射する領域（つまり再生像が入射する領域）は、例えば透明材料で構成される、或いは穴部とされるなどして、往路光・復路光の双方を透過するように構成されている。つまりこれにより、記録時の信号光が適正にホログラム記録媒体ＨＭに照射され、且つ再生時の再生像が適正にイメージセンサ１３に対して導かれるように図られている。
【００９６】
対物レンズ１１は、図示する２軸機構１２によってホログラム記録媒体ＨＭに対して接離する方向（フォーカス方向）及びホログラム記録媒体ＨＭの半径方向（トラッキング方向）に移動可能に保持されている。後述する位置制御部１９が上記２軸機構１２による対物レンズ１１の駆動動作を制御することで、レーザ光のスポット位置についての制御が行われる。
【００９７】
記録再生用レーザ光は、上記対物レンズ１１により集光されるようにしてホログラム記録媒体ＨＭに照射される。
ここで、先にも述べたように記録時には、変調制御部２０からの制御に基づく強度変調部（ＳＬＭ４及び偏光ビームスプリッタ３）の強度変調によって信号光と参照光とが生成される。そして、これら信号光・参照光が、上記により説明した経路によりホログラム記録媒体ＨＭに照射される。これにより、記録層Ｌ２には、これら信号光と参照光との干渉縞により記録データを反映したホログラムが形成される。つまりデータ記録が行われる。
【００９８】
また、再生時には、変調制御部２０の制御に基づき、強度変調部が参照光のみを生成し、該参照光が上記による経路によってホログラム記録媒体ＨＭに照射される。このように参照光が照射されることで、記録層Ｌ２に形成されたホログラムに応じた再生像が反射膜Ｌ３からの反射光として得られる。この再生像は、対物レンズ１１を介して装置側に戻される。
【００９９】
前述のように、部分回折素子９は、信号光の入射領域が透過領域とされている。従って、上記のようにホログラム記録媒体ＨＭから得られ、対物レンズ１１→１／４波長板１０を介した再生像は、当該部分回折素子９を透過する。部分回折素子９を透過した再生像は、ダイクロイックミラー８にて反射された後、先に説明したリレーレンズ系（リレーレンズ７→リレーレンズ６）を介し、偏光ビームスプリッタ５に入射する。ホログラム記録媒体ＨＭからの反射光は１／４波長板１０のはたらきによりｓ偏光に変換されているので、このように偏光ビームスプリッタ５に入射した再生像は、当該偏光ビームスプリッタ５にて反射され、イメージセンサ１３に入射することになる。
【０１００】
イメージセンサ１３は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどとされ、上記のようにして導かれたホログラム記録媒体ＨＭからの再生像を受光し、これを電気信号に変換して画像信号を得る。このようにして得られた画像信号は、記録時に信号光に対して与えたオン／オフパターン（つまり「０」「１」のデータパターン）を反映したものとなっている。すなわち、このようにしてイメージセンサ１３で検出される画像信号が、ホログラム記録媒体ＨＭに対して記録されたデータの読み出し信号となる。
【０１０１】
イメージセンサ１３により得られた上記読み出し信号としての画像信号は、データ再生部２１に対して供給される。
データ再生部２１は、上記イメージセンサ１３からの画像信号中に含まれるＳＬＭ４の画素単位の値ごとに、「０」「１」のデータ識別、及び必要に応じて記録変調符号の復調処理等を行って、記録データを再生する。
【０１０２】
ここまでで説明した構成により、第１レーザ１を光源とする記録再生光の照射によるホログラムの記録／再生動作が実現される。
【０１０３】
また、図１に示す記録再生装置には、上記により説明したホログラムの記録再生のための光学系に加えて、ホログラムの記録／再生位置の制御を行うための光学系（位置制御光学系）として、第２レーザ１４、コリメーションレンズ１５、偏光ビームスプリッタ１６、集光レンズ１７、及びフォトディテクタ（ＰＤ）１８が設けられている。
【０１０４】
この位置制御光学系において、第２レーザ１４は、位置制御用のレーザ光として、上述した波長λ＝６５０nm程度の赤色レーザ光を出力する。この第２レーザ１４からの出射光はコリメーションレンズ１５→偏光ビームスプリッタ１６を介してダイクロイックミラー８に入射する。ここで偏光ビームスプリッタ１６としてもｐ偏光を透過、ｓ偏光を反射するように構成されている。
【０１０５】
上述もしたようにダイクロイックミラー８は、記録再生用レーザ光（この場合はλ＝４０５nm程度）の波長帯の光を選択的に反射するように構成されており、従って第２レーザ１４からの位置制御用レーザ光は透過することになる。
ダイクロイックミラー８を透過した位置制御用レーザ光は、記録再生用レーザ光と同様に部分回折素子９→１／４波長板１０→対物レンズ１１を介してホログラム記録媒体ＨＭに照射される。
【０１０６】
なお確認のために述べておくと、上記ダイクロイックミラー８が設けられることで、位置制御用レーザ光と記録再生用レーザ光とが同一光軸上で合成され、且つこの合成光が共通の対物レンズ１１を介してホログラム記録媒体ＨＭに照射されるようになっている。つまりこのことで、位置制御用レーザ光のビームスポットと記録再生用ビームスポットとが記録面内方向における同じ位置に形成されるように図られているものであり、この結果、後述するような位置制御用レーザ光に基づく位置制御動作が行われることで、ホログラムの記録再生位置が、トラックに沿った位置となるように制御されるものである。
【０１０７】
また、この場合の記録再生用のレーザ光と位置制御用レーザ光との波長差は、およそ２５０nm程度とされている。このように充分な波長差が与えられていることで、位置制御用のレーザ光は、ホログラム記録媒体ＨＭの記録層Ｌ２に対する感度がほぼ無いに等しいものとなる。
【０１０８】
上記のような位置制御用レーザ光の照射に伴い、ホログラム記録媒体ＨＭからは、反射膜Ｌ５上の記録情報に応じた反射光が得られる。この反射光（位置制御情報反映光とする）は、対物レンズ１１→１／４波長板１０→部分回折素子９→ダイクロイックミラー８を介して、偏光ビームスプリッタ１６に入射する。偏光ビームスプリッタ１６は、このようにしてダイクロイックミラー８を介して入射した位置制御用レーザ光の反射光を反射することになる（ホログラム記録媒体ＨＭで反射された位置制御用レーザ光としても１／４波長板１０のはたらきによりｓ偏光に変換される）。偏光ビームスプリッタ１６にて反射された位置制御用レーザ光の反射光は、集光レンズ１７を介してフォトディテクタ１８の検出面上に集光するようにして照射される。
【０１０９】
フォトディテクタ１８は、複数の受光素子を備え、上記のように集光レンズ１７を介して照射されたホログラム記録媒体ＨＭからの位置制御情報反映光を受光し、受光結果に応じた電気信号を得る。つまり、これによって基板Ｌ６上（反射膜Ｌ５上）に形成された凹凸断面形状を反映した反射光情報（反射光信号）が検出される。
【０１１０】
このようにフォトディテクタ１７で得られる反射光情報に基づき、フォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御、所定アドレスへのアクセス制御などのホログラムの記録／再生位置に関する各種の位置制御を行うための構成として、位置制御部１９が設けられている。
位置制御部１９は、マトリクス演算により反射膜Ｌ５上に形成されたピット列についての再生信号（ＲＦ信号）やトラッキングエラー信号・フォーカスエラー信号など位置制御に必要な各種の信号を生成するマトリクス回路、及びサーボ演算などを行うための演算回路、及び２軸機構１２など必要な各部を駆動制御する駆動制御部とを有して構成される。
【０１１１】
図示は省略したが、図１に示す記録再生装置においても、上記再生信号に基づきアドレス情報の検出やクロックの生成を行うためのアドレス検出回路、クロック生成回路が設けられる。また、例えばホログラム記録媒体ＨＭをトラッキング方向に移動可能に保持するスライド駆動部なども設けられている。
位置制御部１９は、上記アドレス情報や上記トラッキングエラー信号に基づき２軸機構１２や上記スライド駆動部を制御することで、位置制御用レーザ光のビームスポット位置の制御を行う。このようなビームスポット位置の制御により、記録再生用レーザ光のビームスポット位置を所要のアドレスに移動させたり、またトラックに沿った位置に追従させる（トラッキングサーボ制御）などといったことができるようになっている。つまりこれにより、ホログラムの記録／再生位置についての制御が行われるものである。
また、位置制御部１９は、上記したフォーカスエラー信号に基づき２軸機構１２による対物レンズ１１のフォーカス方向への駆動動作を制御することで、位置制御用レーザ光のフォーカス位置を反射膜Ｌ５上に追従させるフォーカスサーボ制御も行う。これにより、共通の対物レンズ１１を介して照射される記録再生用レーザ光のフォーカス位置（焦点位置）としても、所定位置で保たれるようになっている。
【０１１２】
[1-2.チルトに起因するコマ収差の抑制]
（1-2-1.具体的な抑制手法）
先の図３７を参照して説明したように、一般に光ディスクシステムでは、チルトの発生に伴いコマ収差が生じる。特に、コアキシャル方式を採用するホログラム記録再生システムにおいては、図３８にて説明したように、その記録／再生原理に起因して、チルトによるコマ収差発生時の再生信号の悪化が現状の光ディスクシステムの場合よりも特に大きくなる。つまりコアキシャル方式によるホログラム記録再生システムでは、従来の光ディスクシステムと比較してチルトトレランスが非常に狭くなるという点が問題となっている。
【０１１３】
ここで、コマ収差の発生量Ｗは、記録媒体に対して照射されるレーザ光の出力端となる対物レンズの開口数をＮＡ(Numerical Aperture)、上記記録媒体の表面から上記レーザ光の焦点位置までの離間距離をｔとしたとき、
Ｗ ∝ ＮＡ3・ｔ
で表される。すなわち、コマ収差の発生量Ｗは、対物レンズのＮＡを小とするか、或いは記録媒体表面から焦点位置までの離間距離ｔの値を小とすることで抑制することができる。
【０１１４】
本実施の形態では、ホログラムの記録／再生原理に鑑み、ｔの値を小さくすることでチルトに伴うコマ収差の発生量Ｗを抑制する手法を採る。
【０１１５】
ここで、先の図３４を参照して説明したように、従来における記録／再生光の焦点位置は、ホログラムの記録層に対して設けられた反射膜の反射面上（反射膜Ｌ３の上層側面：換言すれば記録層Ｌ２の下層側面）とされていた。つまり上記「ｔ」の値は、ホログラム記録媒体ＨＭ表面から反射膜Ｌ３の反射面までの距離となり、カバー層Ｌ１及び記録層Ｌ２の厚さを含む比較的大きな数値となる。このことから、従来のホログラム記録再生システムでは、チルトに伴うコマ収差の発生量Ｗも比較的大となる傾向にあり、チルトトレランスを狭める大きな要因となっていた。
この点に鑑み、本実施の形態では、従来よりもｔの値を小さくする、すなわちｔの値を従来の「ホログラム記録媒体ＨＭ表面から反射膜Ｌ３の反射面までの距離」よりも小さくするものとしている。具体的には、記録再生用レーザ光の焦点位置を、ホログラム記録媒体ＨＭの表面近傍にまでシフトさせることで、ｔの値を従来よりも大幅に小とする。
【０１１６】
図５は、本実施の形態において設定する記録再生用レーザ光の焦点位置について説明するための図として、ホログラム記録媒体ＨＭの断面構造と共に、ホログラム記録媒体ＨＭに対して照射される位置制御用レーザ光（図中の細実線）、記録再生用レーザ光（図中、太実線）を併せて示している。なお図５では比較として、従来の記録再生システムの場合の記録再生用レーザ光を太破線により示している。
【０１１７】
この図５に示されるように、本実施の形態では、記録再生用レーザ光の焦点位置を、カバー層Ｌ１と記録層Ｌ２との界面に設定するものとしている。換言すれば、記録層Ｌ２の上層側面を焦点位置に設定するものである。
この場合、距離ｔの値は、図中に「Ｄ」と示す、記録層Ｌ２の厚さ分だけ縮小化することができる。
ここで本実施の形態の場合も、従来と同様にカバー層Ｌ１の厚さは０．１mm、記録層Ｌ２の厚さは０．６mmに設定されているとすると、距離ｔの値は、焦点位置を反射膜Ｌ３の反射面上とする従来の場合のｔ＝０．７mmに対し、ｔ＝０．１mmに縮小化することができる。
【０１１８】
また、図６は、先の図３に示した構造によるホログラム記録媒体を用いる場合の焦点位置の例を示している。
なおこの図６では、図３に示したホログラム記録媒体の断面構造と併せて、位置制御用レーザ光（細実線）、記録再生用レーザ光（太実線）、従来の記録再生システムの場合における記録再生用レーザ光（太破線）を示している。
この場合も従来の記録再生用レーザ光の焦点位置は反射膜Ｌ３の反射面上とされる。これに対し本実施の形態の場合、記録再生用レーザ光の焦点位置は記録層Ｌ２の上層側面に設定する。このことで、この場合も距離ｔの値は、記録層Ｌ２の厚さ分（図中の「Ｄ」）だけ縮小化することができる。
【０１１９】
このように記録再生用レーザ光の焦点位置を従来よりも記録媒体表面側にシフトさせ、距離ｔの値を小とすることで、チルトによるコマ収差の発生量Ｗを効果的に抑制することができる。その結果、従来よりもチルトトレランスの向上（拡大化）を図ることができる。
【０１２０】
図７は、対物レンズ１１のＮＡと距離ｔの設定値と再生チルトトレランスとの関係についてシミュレーションを行った結果を示している。なおこの図７において、ホログラム記録媒体ＨＭの屈折率ｎについてはｎ＝1.55とした。
またチルトトレランスは、マーシャルクライテリア（Marechal Criterion：λ＝0.07）となるときのチルト角度で表している。
なお、チルトトレランスについては±で表記すべきであるが、図７では図示の都合上、±の表記は省略している。
【０１２１】
この図７のシミュレーション結果からも明らかなように、コアキシャル方式によるホログラム記録再生システムにおいても、ＮＡとｔが、チルトトレランス（コマ収差の発生量Ｗ）に大きく影響することになる。そしてこの図７によれば、チルトトレランスは、ＮＡの値が大、ｔの値が小となるほど拡大し（つまりコマ収差の発生量Ｗは抑制され）、逆にＮＡの値が小、ｔの値が大となるほど縮小化する（つまりコマ収差の発生量Ｗは大となる）ことが分かる。
【０１２２】
ちなみに、先の図３８で説明したように、従来のホログラム記録再生システムはＮＡ＝０．８５、ｔ＝０．７mmである。図７によれば、このときのチルトトレランスは±０．０１６°となっている。これに対し、ｔ＝０．１mmとする本実施の形態によれば、チルトトレランスは±０．１１３°となる。従って図７のシミュレーション結果によれば、本実施の形態の場合のチルトトレランスは従来よりも７倍程度拡大化されることが分かる。
【０１２３】
ここで、この図７に示すシミュレーション結果や、先に挙げた「Ｗ ∝ ＮＡ3・ｔ」の関係式からも明らかなように、コマ収差の発生量Ｗを抑制するためには、対物レンズ１１のＮＡを小さくするという手法を採ることも考えられる。しかしながらＮＡを小さくした場合は情報の記録再生密度が犠牲になる。本例のように焦点位置の調整によりｔの値を小さくする手法を採るものとすれば、情報の記録再生密度を低下させることなく、チルトトレランスの向上を図ることができる。
【０１２４】
また最も重要な点は、このように焦点位置をシフトする手法は、従来の光ディスクシステムでは採り得ない手法であるという点である。つまり、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やＢＤ（Blu-ray Disc：登録商標）などの従来の光ディスクシステムにおいて、記録再生光の焦点位置をシフトさせてしまった場合、当然のことながら適正なデータ記録再生を行うことができなくなってしまうが、ホログラム記録再生システムの場合は、その記録再生原理より、記録再生光の焦点位置をシフトさせても、記録層に対して適正にホログラムを記録することができ、またこのように記録されたホログラムを適正に再生することができる。つまり本発明は、このようなホログラム記録再生システムに特有な記録再生原理に着目して、焦点位置シフトによりコマ収差を抑制する手法を採るようにしたものである。
【０１２５】
（1-2-2.焦点位置シフトのための具体的な手法）
上記のような記録再生用レーザ光の焦点位置シフトは、対物レンズとホログラム記録媒体との離間距離を、従来よりも拡大することで実現することができる。
図８は、記録再生光の焦点位置を変化させるにあたっての対物レンズとホログラム記録媒体との離間距離の設定例について説明するための図である。この図８では、図８（ａ）において対物レンズ１０２を用いる従来の場合の例を示し、図８（ｂ）において対物レンズ１１を用いる本実施の形態の場合の例を示している。
各図では、従来の対物レンズ１０２又は本例の対物レンズ１１と、これら対物レンズを介してホログラム記録媒体に照射される記録再生用レーザ光の光線、及びホログラム記録媒体のカバー層Ｌ１、記録層Ｌ２、反射膜Ｌ３のみを抽出して示している。
【０１２６】
図８（ａ）に示すように、従来の場合、対物レンズ１０２は、光源側から順にレンズＬＺ１、レンズＬＺ2、レンズＬＺ3、レンズＬＺ4が備えられて構成される。このとき、最も曲率の大きいレンズＬＺ4については、その厚さ（図中Ｄｓｔ）がＤｓｔ＝４．２０mmとされている。
従来の記録再生装置においては、このような対物レンズ１０２を用い、該対物レンズ１０２の出射面からホログラム記録媒体（表面）までの離間距離ＬＴを図のようにＬＴ＝1.125mmに設定することで、記録再生用レーザ光の焦点位置が反射膜Ｌ３上となるようにされている。
【０１２７】
一方図８（ｂ）において、本実施の形態の場合、対物レンズ１１としては、従来の対物レンズ１０２と同様、光源側から順にレンズＬＺ1、レンズＬＺ2、レンズＬＺ3を備える点は共通であるが、対物レンズ１０２におけるレンズＬＺ4に相当する最も曲率の大きなレンズについては、その厚さＬＴをＬＴ＝４．２０mmから０．０２mm縮小した厚さＬＴ＝４．１８mmによるレンズＬＺ5を用いるようにしている。
本例において、このように厚さＬＴを縮小化しているのは、焦点位置をシフトさせたことに伴い発生する球面収差の抑制を図るためである。
【０１２８】
そして、本実施の形態の場合、対物レンズ１１の出射面からホログラム記録媒体ＨＭまでの距離Ｄｔｓは、図示するようにＤｓｔ＝１．５０mmと、従来のＤｓｔ＝１．１２５mmからおよそ０．３７５mm拡大化するものとしている。
【０１２９】
上記により説明した対物レンズ１１の構成、及び対物レンズ出射面からホログラム記録媒体までの離間距離Ｄｔｓの設定により、従来は反射膜Ｌ３上とされていた記録再生用レーザ光の焦点位置を、記録層Ｌ２の上層側面（カバー層Ｌ１と記録層Ｌ２との界面）にシフトさせることができる。具体的には、記録再生用レーザ光の焦点位置を、従来よりも０．６mmだけ上層側にシフトさせることができる。
【０１３０】
ここで、このような離間距離Ｄｓｔの調整は、例えばホログラム記録媒体を回転駆動可能に保持するスピンドルモータの媒体保持部の設置位置の調整で行うことができる。本実施の形態の記録再生装置では、このような媒体保持部の設置位置が、従来の記録再生装置の場合よりも対物レンズから遠ざかる側にオフセットされている。このことで、記録再生光の合焦位置が、上記のように記録層Ｌ２の下層側面よりも上層側となる位置に設定されている。
【０１３１】
なお、このような本例としての離間距離Ｄｔｓの調整手法によっては、記録再生用レーザ光の焦点位置がシフトされるだけでなく、位置制御用レーザ光についても同様に焦点位置がシフトされてしまうことになる。先の図５を参照して説明した如く、本例の場合、位置制御用レーザ光の焦点位置は、従来と同様に反射膜Ｌ５（図３にあっては反射膜Ｌ７）上に設定する必要がある。つまり、本例のように記録再生用レーザ光の焦点位置を記録層Ｌ２の上層側面に設定する場合には、位置制御用レーザ光の焦点位置と記録再生用レーザ光の焦点位置との離間距離は、「記録層Ｌ２の上層側面−反射膜Ｌ５（Ｌ７）の反射面」の距離となるようにする必要がある。
【０１３２】
この点を考慮し本実施の形態では、位置制御用レーザ光の対物レンズ１１への入射時のコリメーションを変化させるなどして、該位置制御用レーザ光の焦点位置と記録再生用レーザ光の焦点位置との離間距離が、上記の「記録層Ｌ２の上層側面−反射膜Ｌ５（Ｌ７）の反射面」の距離となるように予め光学系を調整しておく（例えばコリメーションレンズ１５の位置の調整など）。
【０１３３】
なお、記録再生光の焦点位置をシフトさせる手法については、上記により例示した手法以外にも多様に考えられる。例えば対物レンズ（１０２）の設計変更によって実現するといったことも可能である。本発明において、記録再生光の焦点位置をシフトさせる具体的な手法については特に限定されるものではなく、実際の実施形態などに応じて適宜最適とされる手法が採られるようにすればよい。
【０１３４】
（1-2-3.焦点位置シフトに伴う光の振る舞いの変化）
ここで、上述のように記録再生光の焦点位置を反射膜Ｌ３の反射面上からシフトさせた場合、当然のことながら光の振る舞いは従来とは異なるものとなってくる。
【０１３５】
〜記録されるホログラムの変化〜
焦点位置をシフトさせることに応じては、記録層Ｌ２に記録されるホログラムの形状が従来とは異なってくる。この点について、図９〜図１２を参照して説明する。
【０１３６】
ここで、これら図９〜図１２において共通する事項について説明しておく。
図９〜図１２の各図は、それぞれ、対物レンズ１１（図９の場合は対物レンズ１０２）と、ホログラム記録媒体ＨＭにおけるカバー層Ｌ１、記録層Ｌ２、及び反射膜Ｌ３の反射面のみを抽出して示すと共に、ホログラム記録媒体ＨＭに照射される記録／再生光の光線の様子を併せて示している。
先の図１の説明からも明らかなように、実際には、反射膜Ｌ３の反射面で反射された光（＝復路光）は、往路光が入射する側に戻っていくことになるが、図９〜図１２においては図示の都合上、復路光については、記録層Ｌ２、カバー層Ｌ１、対物レンズ１１又は１０２も併せて、上記反射面を境に往路光が入射する側とは逆側に折り返して示している。
また、図９〜図１２における平面ＳＲは、リレーレンズ系（６，７）によって形成されるＳＬＭ４の実像面（対物レンズにとっては物体面）を表す。また、図中の平面Ｓｏｂは、対物レンズ１１（図９では対物レンズ１０２）の瞳面を表す。
また、図９〜図１２において、信号光については、信号光エリアＡ２内の各ピクセルのうち光軸と一致する中央の１ピクセル分の光線と、その他の２ピクセルの光線との計３ピクセル分の光線のみを抽出して示している。また、参照光については、参照光エリアＡ１内のそれぞれ最外周部に位置する２つのピクセルの光線のみを抽出して示している。
【０１３７】
先ずは図９により、従来の記録再生システムによってホログラム記録媒体１００（ＨＭ）に形成されるホログラムの形状について説明しておく。
従来の場合、記録再生光の焦点位置は反射面上に設定される。なおこのことより、従来の記録再生装置では、対物レンズ１０２の焦点距離ｆは対物レンズの瞳面Ｓｏｂから反射面までの距離となっている。
【０１３８】
この場合、信号光の各光線、及び参照光の各光線は、図のように反射面上の一点に集光する。
このとき、信号光、参照光の各光線（ピクセルごとの光線）は、図のように実像面ＳＲで一旦集光した後、拡散光の状態で対物レンズ１０２に入射する。そして、対物レンズ１０２に入射した各光線は、平行光の状態でホログラム記録媒体１００の反射面上の一点に集光することになる。
【０１３９】
記録再生光の焦点位置を反射面上とする従来の場合、復路光と往路光の光路長は等しく、従って往路光・復路光の各光線は、図のように反射面を中心軸として対称な形状となり、これに伴い、記録層Ｌ２にて形成されるホログラムとしても、図中の太枠で囲うように、反射面を中心軸として対称な形状で形成される。
なお確認のために述べておくと、ホログラムは、信号光と参照光の干渉により形成されるものである。従ってホログラムは、記録層Ｌ２中にて信号光と参照光とが重なっている部分に形成される。コアキシャル方式では、信号光・参照光の光束は一点（この場合は反射面上）に収束するように記録媒体に照射されるので、この場合において形成されるホログラムの形状は、図のように砂時計のような形状となる。
なお、図９では、本来は往路光側に戻っていく反射光を反対側に折り返して示しているので、ホログラムの形状は上記のような砂時計の形状で示されるものとなるが、実際には、図中の右半分のホログラム（台形形状）は、図中の左半分のホログラムと重なるようにして形成されるものである。
【０１４０】
図１０は、記録再生光の焦点位置を記録層Ｌ２の上層側面とする本例の場合において、ホログラム記録媒体ＨＭに照射される信号光と参照光、及びそれらの復路光の光線の様子を示している。
先ず、焦点位置を記録層Ｌ２の上層側面とする場合、対物レンズ１１の焦点距離ｆは、図からも明らかなように瞳面Ｓｏｂから記録層Ｌ２の上層側面までの距離となる。
そして、図示するようにこの場合においては、記録層Ｌ２に対しては、集光後の拡散光としての信号光と参照光とが照射されることになる。
このことで、この場合に記録層Ｌ２中に形成されるホログラムの形状は、次の図１１において太枠で示したような形状となる。
【０１４１】
図１２は、このようにして記録されたホログラムが再生される様子を示している。
これまでの説明からも理解されるように、記録層Ｌ２に形成されたホログラムに対して参照光を照射することで、回折現象により、記録された信号光についての再生光（再生像）が出力される。この図１２では、再生時に照射した参照光（往路）、及び該参照光の照射に応じて得られた再生光、及び反射面にて反射された参照光（反射参照光：復路参照光）の各光線を示している。またこの図では、記録時に照射した信号光の各光線の軌跡も併せて示している。
【０１４２】
〜復路光の光線位置の変化〜
ここで、図９と図１０〜図１２とを比較して明らかなように、焦点位置を反射面上からシフトさせる本例の場合は、往路光と復路光とで、各光線の位置にずれが生じることになる。
図１３〜図１５を参照し、光学系全体での従来の場合と本例の場合の光振る舞いを確認する。
なおこれら図１３〜図１５においても、信号光については３ピクセル分の光線のみ、参照光については２ピクセル分の光線のみをそれぞれ代表して示している。
またこれら図１３〜図１５においては、光学系全体の構成のうち、ＳＬＭ４、リレーレンズ６,７、対物レンズ（１１又は１０２）のみを抽出して示している。またこれらの図ではホログラム記録媒体（ＨＭ又は１００）も併せて示している。なお、各図中の平面Ｓpbsは偏光ビームスプリッタ５の反射面を、また平面Ｓdimはダイクロイックミラー８の反射面を表す。
【０１４３】
図１３は、従来の場合における光の振る舞いを示している。なお、従来の場合は往路・復路とも各光線の通る位置は同じとなるので、図面は１枚に共通化している。
図示するように、ＳＬＭ４の各ピクセルから出射された光線は、拡散光の状態で平面Ｓpbs（偏光ビームスプリッタ５）を介してリレーレンズ６に入射する。このとき、各ピクセルからの出射光線は、それぞれの光軸が平行な状態にある。
【０１４４】
リレーレンズ６に入射した各ピクセルの光線は、図のように拡散光から平行光となるように変換されると共に、レーザ光軸（レーザ光束全体の光軸）上の光線を除く各光線の光軸が上記レーザ光軸側に折り曲げられる。このことで、平面ＳＦにおいては、各光線が平行光の状態でレーザ光軸上に集光されることになる。ここで、上記平面ＳＦは、対物レンズによる焦点面と同様、平行光による各ピクセルの光線がレーザ光軸上に集光する面であり、フーリエ面（周波数平面）と呼ばれる。
【０１４５】
上記のようにフーリエ面ＳＦにてレーザ光軸上に集光した各光線は、リレーレンズ７に入射するが、このとき、リレーレンズ６から出射された各光線（レーザ光軸を含む中央のピクセルの光線は除く）はフーリエ面ＳＦ上でレーザ光軸と交差することになる。このことからリレーレンズ６とリレーレンズ７とにおける各光線の入出射位置の関係は、レーザ光軸を中心として軸対称な関係となる。
【０１４６】
各光線は、リレーレンズ７を介することで図のように収束光に変換されると共に、各光線の光軸がそれぞれ平行となる。リレーレンズ７を介した各光線は、平面Ｓdim（ダイクロイックミラー８）にて反射され、図９にも示した実像面ＳＲ上のそれぞれの位置に集光することになる。このとき、リレーレンズ７を介した各光線は、上記のようにそれぞれの光軸が平行な状態とされるので、上記実像面ＳＲ上において、各光線の集光位置は重ならずそれぞれ別々の位置となる。
なお、実像面ＳＲ以降の光の振る舞いは、先の図９で説明した通りである。
【０１４７】
ここで、図１３では、平面Ｓpbsにて反射されイメージセンサ１３（１０３）に導かれる再生光の各光線を示しているが、図示するようにイメージセンサ１３に再生光のみが導かれているのは、先に説明した部分回折素子９（及び１／４波長板１０）により反射参照光が抑圧されるためである。
なお確認のために述べておくと、部分回折素子９は、実像面ＳＲ又はその近傍に設けられるものである。これは、部分回折素子９としては、先にも述べたように信号光の領域と参照光の領域とで選択的に光を透過／回折する必要があるため、ＳＬＭ４（像生成面）と同等の像が得られる位置に配置されなければ適切な選択透過／回折の作用を得ることができなくなってしまうためである。
【０１４８】
また、再生時において、再生光は、記録時に照射した信号光の各光線位置と同じ光線位置に得られる。つまり再生光の各光線は、図中の信号光の各光線と同じ位置を辿って平面Ｓpbsに到達し、該平面Ｓpbsにて反射されてイメージセンサ１３に導かれる。このとき、リレーレンズ６から平面Ｓpbs側に出射される再生光の各光線は、図のように収束光の状態で且つそれぞれの光軸が平行な状態となっており、これら各光線は、イメージセンサ１３の検出面上の別々の位置に集光するようになっている。このことで、イメージセンサ１３の検出面上では実像面ＳＲにおける再生像と同様の像が得られる。
【０１４９】
図１４は、本例の場合の光の振る舞いとして、記録時の往路光についての光の振る舞いを示している。
この場合、ＳＬＭ４から対物レンズ１１までの間の光の振る舞いは従来と同様となる。従来との相違点は、先の図１０でも説明した通り、記録再生光の焦点位置（つまり図中では対物レンズ１１を介した信号光・参照光の各光線の集光位置）が反射膜Ｌ３の反射面上ではなく、カバー層Ｌ１と記録層Ｌ２との界面にシフトされている点である。
【０１５０】
図１５は、本例の場合における再生時の復路光の光の振る舞いを示している。
なおこの図１５では、再生時に対物レンズ１１からホログラム記録媒体ＨＭに照射される往路光としての参照光と、記録時に照射した信号光（色無しの光線）の両往路光を、ホログラム記録媒体ＨＭの反射面を境に逆側に折り返して示している。
【０１５１】
先の図１０〜図１２にも示したように、焦点位置を反射面上から上層側にシフトする本例の場合は、各光線の対物レンズ１１の瞳面Ｓｏｂへの入射位置（レーザ光軸を含む中央のピクセルの光線は除く）が、往路光と復路光とで異なるものとなる。具体的には、復路光の入射位置の方が往路光の入射位置よりも外側にシフトする。このことから本例の場合は、この図１５に示す復路光と先の図１４に示した往路光とで各光線の位置は一致しないことになる。
【０１５２】
また、上記のように往路光と復路光とで対物レンズ１１の瞳面Ｓｏｂへの入射位置が異なることで、リレーレンズ７の瞳面やリレーレンズ６の瞳面における各光線の入射位置も往路光と復路光とでそれぞれ異なってくる。そしてこれに伴い、リレーレンズ６,７によるリレーレンズ系によって形成される各光線の集光面としても、往路光と復路光とでそれぞれ異なる位置となる。
具体的に、上述のように復路光の各光線の瞳面Ｓｏｂへの入射位置が外側にシフトされると、これら各光線のリレーレンズ７の瞳面への入射位置は往路光の入射位置よりもそれぞれ内側にシフトされるので、復路光の集光面（復路共役面ＳＣとする）は、往路光の集光面、すなわちフーリエ面ＳＦよりもリレーレンズ７側の位置にシフトする。
【０１５３】
但し、ここで注意すべきは、実像面ＳＲ（イメージセンサ１３の検出面も同じ）上においては、各光線の集光位置が図１３や図１４の場合と同じとなっている点である。つまり、このように実像面ＳＲ上での各光線の集光位置が一致していることで、再生時において、従来と同様に再生像をイメージセンサ１３にて適正に検出することができるものである。
【０１５４】
ここで、図１６を参照して、このように実像面ＳＲ上で往路光・復路光の各光線の位置が一致する理由について説明しておく。
なおこの図１６では先の図１０〜図１２と同様に実像面ＳＲ、対物レンズ１１の瞳面Ｓｏｂと、ホログラム記録媒体ＨＭにおけるカバー層Ｌ１、記録層Ｌ２、反射膜Ｌ３の反射面とを抽出して示すと共に、再生時にホログラム記録媒体ＨＭから出力される再生光の各光線を併せて示している。再生光の光線については、中央のピクセルの光線と、それぞれ最外周に位置する２つのピクセルの光線の計３つのみを代表して示している。また図１６では往路光として記録時に照射した信号光の各光線（図中色無しの光線：これについても中央、最外周×２の計３ピクセル分の光線のみを示す）を示し、また、先の図１０〜図１２と同様、復路光（この場合は再生光）についてはカバー層Ｌ１・記録層Ｌ２と共に反射面を境に逆側に折り返して示している。
【０１５５】
ここで、記録時に照射した信号光の各光線について、図面中において最上部に位置する光線をａ、最下部に位置する光線をｂとする。また、再生光の各光線について、最上部に位置する光線はＢ、最下部に位置する光線はＡとする。
また、実像面ＳＲ上において、信号光中における上記光線ａの集光位置（焦点位置）をＰａ、上記光線ｂの集光位置をＰｂとおき、同様に、再生光中における上記光線Ａの実像面ＳＲ上における集光位置をＰＡ、上記光線Ｂの集光位置をＰＢとおく。
【０１５６】
この図１６において、図中の光線Ａ’は、再生光における光線Ａを折り返さずに示したものである。ここで光線Ａは、光線ａに平行な光である。また、コアキシャル方式において、光線ａと光線ｂとは、光軸を境にそれぞれ同じ入射角度でホログラム記録媒体ＨＭに照射されるものとなる。従って、上記光線Ａ’は、光線ｂに平行な光となる。
【０１５７】
ここで、対物レンズ（凸レンズ）の性質より、このように平行な２つの光が対物レンズ１１を介するとき、焦点距離ｆだけ離れた焦点面（ここでは実像面ＳＲ）においては、これら２つの光の集光位置が一致することになる。つまりこのことで、光線ｂの実像面ＳＲ上における集光位置Ｐｂと、光線Ａの実像面ＳＲ上における集光位置ＰＡとが一致することになる。
またこのような関係は、当然のことながら光線ａと光線Ｂについても成り立つものであり、従って光線ａの実像面ＳＲ上における集光位置Ｐａと光線Ｂの実像面ＳＲ上における集光位置ＰＢとしてもそれぞれ一致することになる。
【０１５８】
このような原理により、記録再生光の焦点位置を反射面上からシフトした場合であっても、実像面ＳＲ上においては、復路光の各光線の集光位置が、往路光の各光線の集光位置とそれぞれ一致するようになっている。
【０１５９】
説明を図１５に戻す。
上記のように実像面ＳＲ上における復路光の各光線の集光位置が往路光の各光線の集光位置とそれぞれ一致するということは、実像面ＳＲ上における各光線の集光位置は、従来の場合と同様となることを意味する。
このことで、再生時において実像面ＳＲ上で得られる再生像は、従来の場合（つまり反射面を焦点位置とする場合）と同様となり、これによって、イメージセンサ１３においても従来通り適正な再生像を検出することができるようになる。すなわち、焦点位置のシフトによる往路光・復路光の光線位置の不一致に伴い、再生像のズレやボケなどの不具合が発生するといったことはなく、適正なデータ再生を行うことができる。
【０１６０】
なお、上記の説明からも理解されるように、焦点位置をシフトさせる手法を採る場合においても、記録再生光をホログラム記録媒体ＨＭに導き且つホログラム記録媒体ＨＭから得られた再生光をイメージセンサ１３に導くための光学系の構成としては、対物レンズ１１を除いては、従来の構成のまま変更させる必要は無いものとできる。
【０１６１】
[1-3.シミュレーション結果]
図１７に、本例の焦点位置シフトを行う場合のチルトトレランス、回折効率、及びＳＮＲ（ＳＮ比）の各項目についてのシミュレーション結果を示す。
この図１７では、本例の焦点位置シフトを行った場合のチルトトレランス、回折効率、及びＳＮＲ（ＳＮ比）の各項目についてのシミュレーション結果と共に、比較として、焦点位置を反射面上とする従来手法についての同項目のシミュレーション結果も併せて示している。
【０１６２】
ここで図１７において、本例の手法については、記録層の厚さを６００μmとした場合と、その半分の３００μmとした場合の双方の結果を示している。
このシミュレーションにあたって設定した具体的な条件として、対物レンズのＮＡ、記録再生光の波長λについては、
ＮＡ＝０．８５
λ＝０．４０５μm、
で従来の場合も本例の場合も同様である。
従来の場合、カバー層Ｌ１の厚さ＝０．１mm、記録層Ｌ２の厚さ＝０．６mmより、ｔ＝０．７mmである。一方で本例の場合、同じカバー層Ｌ１の厚さ＝０．１mmに対し、焦点位置をカバー層Ｌ１と記録層Ｌ２との界面とすることで、ｔ＝０．１mmである。
【０１６３】
先ず、チルトトレランスについては、従来の場合が「±０．０１６°」であるのに対し、本例の場合は、記録層Ｌ２の厚さ６００μm,３００μmの何れの場合も「±０．６８°」であり、従来との比較でおよそ４０倍程度のトレランス向上が図られる結果が得られた。
【０１６４】
また、回折効率については、従来の場合を「１」とすると、記録層Ｌ２の厚さ＝６００μmとする場合は「１／３」、記録層Ｌ２の厚さ＝３００μmとする場合は「１／４」となる。
【０１６５】
ここで、従来よりも本例の方が回折効率が低下する傾向となるのは、先の図９と図１１で比較したように、形成されるホログラムが異なることに起因する。例えば図９を参照して分かるように、従来の場合は、記録層Ｌ２中において信号光と参照光とが重なっている領域が比較的多いのに対し、本例の場合は、例えば図１０や図１１に示すように、信号光と参照光とが重なっている領域は比較的少ないものとなっている。特に、反射面以降の復路部分では、信号光と参照光との重なり度合いが低く、これが回折効率の低下する要因となっている。
【０１６６】
また、記録層Ｌ２の厚さを薄くすることに応じて回折効率が低下するのは、記録層Ｌ２が薄くなる分ホログラムの厚さも薄くなるためである。
【０１６７】
但し、ＳＮＲの比較では、本例は従来と同等以上の性能を有する。具体的に、従来の場合ＳＮＲは「６」であるのに対し、記録層Ｌ２の厚さ＝６００μmとする本例の場合は「７」である。また記録層Ｌ２の厚さ＝３００μmとする場合にも、ＳＮＲは「６」となり、従来と同等の数値が得られている。
【０１６８】
ここで、従来の場合は、先の図９に示したように、信号光と参照光との光束は反射面上にて集光する。そしてこのように反射面上に集光した光束が往路と同じ光線領域を戻っていくことになる。つまり従来の場合、記録層Ｌ２においては、往路／復路で同等のホログラムが形成されるものであり、それらのホログラムの奥行きは、この場合の例では０〜６００μmまでの部分で同等となる。
一方、焦点位置を記録層Ｌ２の上層側面とする本例の場合は、図１０などを参照して分かるように、信号光と参照光との光束は、記録層Ｌ２中において往路→復路で拡がり続ける。つまりこのことで、従来よりも記録されるホログラムの奥行きを拡大することができる（図９、図１１の対比）。具体的に、記録層Ｌ２を６００μmとする場合には、０〜１２００μmまでの奥行きを有するホログラムを記録できる。また、記録層Ｌ２を３００μmとする場合には０〜６００μmまでの奥行きを有するホログラムを記録することができる。
このとき、記録層に形成されたホログラムにおける焦点位置から離間した部分には、高域の情報が担持されることになる。従って、同じ記録層Ｌ２＝６００μmの条件で対比した場合、より奥行きのあるホログラムを形成できる（つまり焦点位置からより遠い部分のホログラムを形成できる）本例の場合の方が、より高域の情報を記録することができる。また、記録層Ｌ２＝３００μmとする場合は、従来と同等に高域情報を記録できる。
高域の情報を記録できるほど、再生像はより鮮明とすることができる。このため、同じ記録層厚の条件であれば、従来よりも本例の方がＳＮＲが向上するものとなり、また、記録層厚を半分としてもＳＮＲは従来と同等にできるものである。
【０１６９】
[1-4.まとめ]
以上で説明したように、第１の実施の形態によれば、「記録媒体表面から記録再生光の焦点位置までの距離」として定義されるｔの値を、従来よりも小とするようにして記録再生光の焦点位置をシフトさせたことで、チルトに伴うコマ収差の発生量Ｗの抑制を図ることができる。つまりこの結果、チルトトレランスの向上が図られる。
【０１７０】
また、本実施の形態は、チルトに伴うコマ収差の発生量Ｗの抑制にあたり、ＮＡの値を小とする手法を採るものではないので、情報の記録再生密度を犠牲にすることなく、チルトトレランスの向上を図ることができる。
【０１７１】
また、本実施の形態では、記録再生光の焦点位置をカバー層Ｌ１と記録層Ｌ２との界面（記録層Ｌ２の上層側面）としているが、このことによると、信号光と参照光の光束が最も狭まる光強度の強い部分を記録層Ｌ２中において形成することができるので、その分、回折効率的に有利とすることができる。
【０１７２】
また、先の図１７に示したシミュレーション結果によれば、本例の記録層Ｌ２の厚さ＝３００μmとするときのＳＮＲは、従来の場合と同値となる。つまり、本例の焦点位置シフトを行うことによっては、記録層Ｌ２の厚さを従来よりも薄くしたとしても（本例の場合は半分）、再生性能の低下を抑制できる。
このことからも理解されるように、本例の手法によっては、記録層Ｌ２の厚さを従来よりも薄くできる（シミュレーション結果によれば半分までは薄くできる）。記録層Ｌ２の厚さを薄くできれば、その分、ホログラム記録媒体ＨＭの製造コストを削減できる。
【０１７３】
＜２．第２の実施の形態＞
続いて、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態の記録再生装置に対し、従来の記録再生装置が備えていたアパーチャー１０４に相当する構成を付加するものである。具体的には、記録時の高記録密度化実現のためのホログラムサイズの縮小化機能と、再生時における散乱光の混入検出抑制機能との双方を実現するための構成を付加するものである。
【０１７４】
なお確認のために述べておくと、アパーチャー１０４による記録時の高記録密度化実現のためのホログラムサイズの縮小化機能は、フーリエ面ＳＦにおいて、光を透過させる領域を制限することで、焦点面のスポットサイズの縮小化によってホログラムサイズを縮小化する機能を指す。つまりこのようなホログラムサイズの縮小化により、ホログラムの記録密度の向上を図るというものである。
また、再生時における散乱光の混入検出抑制機能は、再生時にホログラム記録媒体ＨＭから発生した散乱光成分が、再生光と共にイメージセンサ１３に導かれてノイズ成分として検出されてしまうといった問題を解消すべく、イメージセンサ１３で検出される散乱光成分の抑圧化を図る機能となる。つまり従来の構成において、アパーチャー１０４によれば、フーリエ面ＳＦを通過する復路光はレーザ光軸付近の光のみ（大部分は再生光の成分である）とすることができる。つまりこれにより、ホログラム記録媒体ＨＭから発生しイメージセンサ１３に検出されてしまう散乱光の成分は、該アパーチャー１０４において大幅に抑制することができる。
【０１７５】
ここで、従来の記録再生装置においては、先の図１３に示したように、往路光と復路光とが同じ光線位置に得られるので、リレーレンズ６,７によるリレーレンズ系により形成されるフーリエ面ＳＦ・復路共役面ＳＣは往路と復路とで同じ位置となり、アパーチャー１０４としては、この共通の位置（又はその近傍）に対して挿入するのみで、記録時のホログラムサイズの縮小化機能と、再生時における散乱光の混入検出防止機能との双方を実現することができた。
【０１７６】
しかしながら焦点位置を反射面上からシフトする実施の形態の場合は、先の図１４と図１５とで対比したように、往路光と復路光の光線位置は完全には一致しないので、フーリエ面ＳＦと復路共役面ＳＣとが同位置に形成されなくなってしまう。
この場合において、例えばアパーチャー１０４を従来通りフーリエ面ＳＦに対して挿入したとする。この場合、記録時には、ホログラム記録媒体ＨＭに照射される信号光・参照光について従来通りレーザ光軸付近を除く部分の光を遮断することができるので、記録密度の向上化が図られるようにすることはできる。しかしながら、再生時には、アパーチャー１０４により再生光が遮断されてしまい（図１５における再生光とフーリエ面ＳＦとの関係を参照）、その結果、適正なデータ再生を行うことができなくなってしまう。
一方で、アパーチャー１０４を復路共役面ＳＣに対して挿入したとすると、記録時に信号光・参照光が遮断されてしまい、適正にデータ記録を行うことができなくなってしまう。また再生時においても、参照光が遮断されてしまうことで、適正なデータ再生を行うことができなくなってしまう。
このことからも理解されるように、実施の形態のように焦点位置をシフトさせる手法を採る場合には、従来のようにアパーチャー１０４を挿入した構成とするのみでは、適正な記録／再生動作を行うことができなくなってしまう。
【０１７７】
このような問題点に鑑み、第２の実施の形態では、焦点位置を反射面上からシフトさせてチルトトレランスの向上を図る手法を採る場合においても、従来のアパーチャー１０４が有していた記録時の高記録密度化実現のための帯域制限機能と、再生時における散乱光の混入検出防止機能との双方を実現化することのできる手法を提案するものである。
【０１７８】
図１８は、第２の実施の形態としての記録再生装置（光照射装置）の内部構成を示している。
なお図１８において、既にこれまでで説明した部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。
先の図１と比較して分かるように、図１８に示す第２の実施の形態の記録再生装置は、第１の実施の形態の記録再生装置に対し、アパーチャー３０、駆動部３１、制御部３２、及び部分回折素子３３を追加したものとなっている。
【０１７９】
上記アパーチャー３０は、その中心部の所定領域に穴部（光透過口）が形成された部分的遮光素子（部分的光透過素子）とされる。このアパーチャー３０は、上記駆動部３１によって光路に対して出し入れ可能に保持されている。
駆動部３１は、例えばモータなど、アパーチャー３０を光路に対して出し入れするための駆動力を発生する駆動力発生部と、該駆動力発生部による駆動力を上記アパーチャー３０に対して伝達する駆動機構部とを備えて構成される。駆動部３１は、制御部３２からの制御に基づき、上記アパーチャー３０を光路に対して出し入れするように駆動する。
【０１８０】
具体的に、上記駆動部３１は、次の図１９（ａ）（ｂ）に示されるように、アパーチャー３０を、記録時に光路に対して挿入し、再生時に光路から外されるように駆動するようにされる。
この場合、駆動部３１は、記録時におけるアパーチャー３０の挿入位置（レーザ光軸に平行な方向における挿入位置）が、フーリエ面ＳＦ（又はその近傍となる位置）となるように例えばその設置位置などが調整されている。
そしてこのような駆動部３１に対し、制御部３２がアパーチャー３０の駆動方向や駆動量についての制御を行うことで、記録／再生時のアパーチャー３０の出し入れ動作が実現される。具体的に、制御部３２は、記録時においてアパーチャー３０の中心とレーザ光軸とが一致する状態が得られるようにアパーチャー３０の駆動方向・駆動量を制御する。また再生時には、記録時の駆動方向とは逆方向にアパーチャー３０を所定量だけ駆動するように制御することで、アパーチャー３０が光路から外された状態が得られるようにする。
【０１８１】
図１９（ａ）に示すように、記録時においてアパーチャー３０をフーリエ面ＳＦ（又はその近傍）に挿入するものとすれば、従来と同様に、記録されるホログラムのサイズ（底面サイズ）を縮小化することができ、高記録密度化を図ることができる。
そして、この場合の再生時においては、図１９（ｂ）に示すようにアパーチャー３０は光路から外された状態となるので、上述したような再生時における再生光の遮断が回避され、これによって適正なデータ再生が行われるようにすることができる。
【０１８２】
このようにしてアパーチャー３０、駆動部３１、制御部３２による構成を付加することで、データ再生が適正に行われるように図りつつ、記録時におけるホログラムサイズの縮小化による高記録密度化が達成されるようにすることができる。
【０１８３】
また、第２の実施の形態の記録再生装置において、再生時における散乱光の混入検出抑制機能は、図１８に示す部分回折素子３３が担う。
この部分回折素子３３は、先に説明した部分回折素子９と同様、偏光選択回折素子が部分的に形成された素子となる。具体的に、部分回折素子３３は、次の図２０に示されるように、その中心を含む所定領域が常時透過領域３３ｂとされ、それ以外の領域が選択回折領域３３ａとされる。上記選択回折領域３３ａは、偏光選択回折素子で構成される。また上記常時透過領域３３ｂは例えば穴部などとされて、入射光の偏光状態に関わらず光を透過する領域とされる。
上記選択回折領域３３ａに形成される偏光選択回折素子としても、ｐ偏光を透過し、ｓ偏光を回折（抑圧）するように構成される。
【０１８４】
第２の実施の形態の記録再生装置において、このような部分回折素子３３は、復路共役面ＳＣ（又はその近傍となる位置）に対して固定的に挿入する。このとき、レーザ光軸に対して垂直な面内における挿入位置としては、部分回折素子３３の中心がレーザ光軸と一致するように設定される。
【０１８５】
ここで、「復路共役面ＳＣ」は、「復路において焦点面に共役となる位置」として定義される面となる。この点について、次の図２１を参照して説明しておく。
図２１は、図１８に示した構成のうち、ホログラム記録媒体ＨＭ（カバー層Ｌ１と記録層Ｌ２のみを抽出）、対物レンズ１１、部分回折素子９及び１／４波長板１０、部分回折素子３３を抽出して示すと共に、再生時における参照光・再生光の各光線の様子を併せて示している。なおこの場合、往路光（及びカバー層Ｌ１・記録層Ｌ２、対物レンズ１１も）については、先の図９〜図１２と同様にして反射面を境に逆側に折り返して示している。
【０１８６】
図中に示されるように、記録再生光の焦点面（対物レンズ１１の焦点面）からホログラム記録媒体ＨＭの反射面までの距離をＴとおく。また、記録再生光が焦点面で集光した後、反射面を介して再度対物レンズ１１に入射されるまでの距離として、焦点面から対物レンズ１１の瞳面Ｓｏｂ（対物レンズ１１の中心）までの距離をａとおく。さらに、対物レンズ１１の瞳面Ｓｏｂから復路共役面ＳＣまでの距離をｂとおく。なお、この場合も対物レンズ１１の焦点距離についてはｆである。
【０１８７】
ここで、復路共役面ＳＣは記録再生光の焦点面に共役な関係にあるので、上記のようにａ、ｂ、ｆの各値を定義したとき、次の[式１]に示すレンズの写像公式が成り立つ。
【数１】
2010164832.tif 000003
ここで、ホログラム記録媒体ＨＭの屈折率をｎとすると、図からも明らかなように、距離ａについては、
【数２】
2010164832.tif 000004
とおくことができる。
これを[数１]に代入すると、
【数３】
2010164832.tif 000005
となり、これを距離ｂについて整理すると
【数４】
2010164832.tif 000006
となる。従って距離ｂの値は
【数５】
2010164832.tif 000007
により求まる。
【０１８８】
このようにして復路共役面ＳＣは、対物レンズ１１の瞳面Ｓｏｂを基準として考えたとき、ホログラム記録媒体ＨＭの反射面から焦点位置までの距離Ｔ（つまり従来からの焦点位置シフト量）と、ホログラム記録媒体ＨＭの屈折率ｎと、焦点距離ｆとの関係において、上記[数５]によっても定義できる位置となる。
【０１８９】
ここで、図２１にも示されているように、部分回折素子３３は、その中心部に形成された常時透過領域３３ｂにより、復路共役面ＳＣにて各光線が集光する部分のみを常時透過するようにされている。つまり換言すれば、常時透過領域３３ｂのサイズは、このように復路共役面ＳＣに集光する各光線が形成するスポットサイズと同等のサイズに設定されている。
なお、部分回折素子３３を復路共役面ＳＣの近傍となる位置に配置する場合は、共役面ＳＣからの離間距離に応じて常時透過領域３３ｂのサイズを最適化すればよい。
【０１９０】
図２２は、ホログラム記録媒体ＨＭからの散乱光の発生態様を例示した図である。なおこの図２２では、先の図１８に示した対物レンズ１１、ホログラム記録媒体ＨＭ、部分回折素子９及び１／４波長板１０を抽出して示すと共に、再生時に照射される参照光と、該参照光の照射に応じて発生する散乱光の光線の様子を併せて示している。この図においても先の図２１と同様、往路光については反射面を境に逆側に折り返して示している。
【０１９１】
図２２（ａ）は、レーザ光軸を含む中心部のピクセルの再生光と同方向に進む散乱光の光線の様子について示し、図２２（ｂ）は、最外周部のピクセルの再生光と同方向に進む散乱光の光線の様子について示している。これらの図からも明らかなように、再生光の光線領域内にて生じる散乱光は、反射参照光の検出防止のための部分回折素子９によっては抑圧することができず、その結果、復路共役面ＳＣを介して、図示は省略したイメージセンサ１３側に導かれてしまうことになる。
【０１９２】
上述した部分回折素子３３によれば、このようにしてイメージセンサ１３に対して導かれてしまう散乱光の量が効果的に抑制される。
先の図１に示した記録再生装置と同様、図１８に示した記録再生装置においても、１／４波長板１０を介した復路光の偏光方向はｓ偏光となる。先にも述べたように、部分回折素子３３における選択回折領域３３ａは、ｐ偏光を透過しｓ偏光を抑圧する偏光選択回折素子で構成されている。このことで、ホログラム記録媒体ＨＭからの散乱光の大部分（つまり再生光と重なる部分以外の大部分）は、部分回折素子３３の選択回折領域３３ａによって抑圧され、イメージセンサ１３側には導かれないようにすることができる。この結果、散乱光によるノイズ成分の大幅な抑制が図られる。
【０１９３】
また、上記のように部分回折素子３３の選択回折領域３３ａは、ｐ偏光を選択透過するように構成されているので、当該部分回折素子３３は、往路の入射光については全てを透過することになる。このことで、記録時には信号光と参照光を、また再生時には参照光をホログラム記録媒体ＨＭに対して適正に照射することができ、記録／再生動作が適正に行われるようにすることができる。
【０１９４】
このようにして部分回折素子３３によれば、記録時に信号光と参照光、再生時に参照光をホログラム記録媒体ＨＭに対して適正に照射して記録／再生動作が適正に行われるようにした上で、イメージセンサ１３に対して導かれてしまう散乱光の量を効果的に抑制することができる。
【０１９５】
上記により説明したように、第２の実施の形態の記録再生装置は、焦点位置をシフトさせたことに伴い、フーリエ面ＳＦにてアパーチャー３０を記録／再生時で出し入れするようにしたことで、適正な記録／再生動作が行われるように図りつつ、ホログラムサイズの縮小化による高記録密度化が図られるようにすることができる。
【０１９６】
またこれと共に、復路共役面ＳＣ（又はその近傍）において復路光の中心部以外の光のみを選択的に抑圧する部分回折素子３３を設けるようにしたことで、散乱光に伴うノイズ成分を効果的に抑制することができ、再生性能の向上を図ることができる。
ノイズ成分の抑制が図られれば、第１レーザ１のレーザパワーは小とすることができる。これにより、消費電力の削減や、レーザの小型化による装置製造コストの削減などの効果を期待できる。
或いは、ノイズ成分の抑制により、データ転送レートの向上を図ることができる。
【０１９７】
＜３．第３の実施の形態＞
第３の実施の形態は、トレランスの更なる向上を図るものである。
ここで、第３の実施の形態の記録再生装置については、ブロック図で表される構成要素自体は先の図１に示したものと同様となるので、図示による改めての説明は省略する。
【０１９８】
[3-1.参照光の最小変調単位の拡大]
第３の実施の形態の記録再生装置では、先ず第１に、参照光生成のための空間光変調（強度変調）に関し、その最小変調単位を第１の実施の形態の場合よりも拡大するものとしている。すなわち、先の第１の実施の形態では、信号光エリアＡ２・参照光エリアＡ１で共に、画素単位でＯＮ／ＯＦＦパターン（ＳＬＭ４においては偏光方向の９０°／０°変化のパターン）を与えるものとし、空間光変調の最小変調単位は１×１ピクセルとしていたが、第３の実施の形態では、参照光エリアＡ１側についてのみ、空間光変調の最小変調単位を１×１ピクセルよりも拡大することとしている。
【０１９９】
〜拡大手法の具体例〜
図２３,図２４は、最小変調単位の拡大例を示している。
図２３は、最小変調単位を半径方向にのみ拡大する場合の例を示し、また図２４は最小変調単位を半径方向及び周方向の双方に拡大する場合の例を示している。なおこれらの図においては、ＳＬＭ４とその参照光エリアＡ１、信号光エリアＡ２を示すと共に、これら参照光エリアＡ１、信号光エリアＡ２の各エリア内における、４×４ピクセル分の領域についての拡大図を併せて示している。
【０２００】
先ずこの場合も、信号光エリアＡ２については、図２３,図２４に示されるように、空間光変調の最小変調単位は１×１ピクセルのままとする。
図２３では、参照光エリアＡ１内における空間光変調の最小変調単位を半径方向にのみ拡大する例として、半径方向ピクセル数×周方向ピクセル数＝２×１に設定する例を示している。なお確認のために述べておくと、ここで言う「半径方向」「周方向」は、ＳＬＭ４における信号光エリアＡ２から参照光エリアＡ１にかけての領域（略円形である）を変調領域として捉えたとき、該変調領域における半径方向、周方向となる方向をそれぞれ指すものである。
【０２０１】
また、図２４では、参照光エリアＡ１内における空間光変調の最小変調単位を半径方向及び周方向の双方に拡大する場合として、半径方向ピクセル数×周方向ピクセル数＝２×２に設定する例を示している。
【０２０２】
なお、もちろん、最小変調単位の拡大方向は周方向のみとすることもできる。
【０２０３】
ここで、最小変調単位の拡大を半径方向又は周方向の何れか一方にのみ行う場合には、ＳＬＭ４の画素の配列方向が「半径方向」「周方向」に一致しない領域が存在するということを考慮すべきである。
つまり、図２３では、「半径方向」「周方向」とＳＬＭ４における画素の配列方向とが一致する領域についての拡大図のみを示したが、例えばこの拡大領域から周方向に４５°進んだ位置などでは、「半径方向」「周方向」が画素配列方向と一致しないものとなる。このような部分では、図２３の拡大図で示したように縦方向に隣接する複数画素を最小変調単位としても、最小変調単位を半径方向に拡大したことにはならない。またこのことは、周方向についても同様である。
このようにＳＬＭ４の画素配列方向に対し「半径方向」「周方向」が一致しない領域においては、例えば斜め方向に隣接する画素を用いて、いわば擬似的に最小変調単位の拡大方向が「半径方向」や「周方向」と一致したものとなるようにする。
【０２０４】
例えば図２３、図２４に示したような、第３の実施の形態としての参照光の最小変調単位の拡大化は、変調制御部２０によるＳＬＭ４の駆動制御により実現される。つまり、第３の実施の形態の場合、参照光エリアＡ１に与えるＯＮ／ＯＦＦパターンとして、最小変調単位が半径方向や周方向、又は半径方向と周方向の双方に拡大されるようにして予め定められたパターンが設定されている。変調制御部２０は、このように予め設定されたパターンに基づきＳＬＭ４の参照光エリアＡ１内の各画素を駆動制御する。これにより、上記予め定められたＯＮ／ＯＦＦパターンに応じて、参照光エリアＡ１内の空間光変調の最小変調単位が半径方向や周方向又は半径方向と周方向の双方に拡大されるようになっている。
【０２０５】
〜最小変調単位拡大による作用・効果〜
続いて、上記のように空間光変調の最小変調単位を拡大することにより得られる作用について、図２５〜図２７を参照して説明する。
図２５は、参照光の最小変調単位を拡大した場合の光学系全体での光の振る舞いについて説明するための図である。この図２５において、（ａ）図では先の図１４などと同様にＳＬＭ４、リレーレンズ６,７、対物レンズ１１、ホログラム記録媒体ＨＭ（及び反射面）、イメージセンサ１３と、平面Ｓpbs,ＳＦ,Ｓbim,ＳＲを示した上で、信号光の各光線及び参照光の各光線（共に往路光）の振る舞いを示している。
また、（ｂ）図においては、ＳＬＭ４の１ピクセルから出射される光線の様子を拡大して示している。
【０２０６】
ＳＬＭ４における空間光変調の最小変調単位を１×１ピクセルから拡大すると、図２５（ｂ）に示す出射角度θが小となる。つまり最小変調単位の拡大によっては、ＳＬＭ４から出射される各光線の広がりが小となる。
ここで、図２５（ｂ）にも示されるように、上記出射角度θは、空間光変調器（この場合はＳＬＭ４）のピクセルサイズをＰ、空間光変調器への入射光の波長をλとすると、「θ＝λ／Ｐ」で表される。このため、最小変調単位を拡大すると（つまりＰの値を大とすると）、出射角度θは小となる。
【０２０７】
この結果、本例のように参照光側の最小変調単位のみを拡大することによっては、図２５（ａ）に示されるようにして、光学系中における信号光の光線の幅は第１の実施の形態の場合と同等となる一方で、参照光の各光線の幅が第１の実施の形態の場合よりも細いものとなる。
【０２０８】
図２６は、第３の実施の形態の場合においてホログラム記録媒体ＨＭに照射される信号光・参照光の各光線の様子について説明するための図であり、図２７は、これら信号光・参照光の照射に応じて形成されるホログラムについて説明するための図である。
なお、これら図２６,図２７においても先の図１０や図１１と同様にホログラム記録媒体ＨＭ（カバー層Ｌ１、記録層Ｌ２、及び反射面）、対物レンズ１１、及び実像面ＳＲ、対物レンズ１１の瞳面を示している。
また、以降の説明では、参照光の最小変調単位の拡大は、半径方向と周方向の双方に行われているものとする。
【０２０９】
先ず、図２６に示されるように、この場合は、参照光の各光線が細くなることにより、焦点面において参照光の各光線が集光するスポットのサイズが、信号光の各光線が集光するスポットのサイズよりも小となる。
また、参照光の各光線が細くなることによると、記録層Ｌ２中における信号光と参照光とが重なる領域も小となる（図１０との対比）。
【０２１０】
これらの要因により、この場合に形成されるホログラムは、図２７に示すように、第１の実施の形態の場合よりもその幅が狭いものとなる（図１１との対比）。また、上記のようにして記録層Ｌ２中における信号光と参照光とが重なる領域が小となることからも理解されるように、この場合は、ホログラムの厚さとしても第１の実施の形態の場合よりも薄くなる。
【０２１１】
ホログラムの厚さが薄くなることによっては、いわゆるブラッグ選択性が向上することになる。ブラッグ選択性が向上するということは、チルトトレランスの向上を意味する。
【０２１２】
また、ブラッグ選択性が向上すれば、温度トレランスも向上する。温度トレランスとは、メディアの温度変化に対するトレランスである。
ここで、例えば下記の参考文献１などにも記載されるように、メディアの温度変化に伴っては、記録層Ｌ２に体積変化（膨張／収縮）が生じる。このとき、体積変化は主に厚さ方向に生じるので、温度変化に伴っては、ホログラムとしての干渉縞の形成方向に変化が生じる。このため、記録時と再生時とでメディアに温度差が生じた場合には、記録時と同じ参照光を照射しても、干渉縞の形成方向と参照光の入射角度とに相対的なずれが生じることとなって、回折効率が低下し、適正な再生ができなくなる。
参考文献１・・・特開２００６−３４９８３１号公報
【０２１３】
上記のようにしてブラッグ選択性が向上すれば、このような温度変化に伴う干渉縞の形成方向と参照光の入射角度との相対的なずれを許容する範囲が拡がる。従って、第３の実施の形態によれば、温度トレランスの向上も図られる。
【０２１４】
また、特に、参照光の最小変調単位を周方向に対して拡大することによっては、偏芯に対するトレランスも向上できる。
ここで、ホログラム記録媒体ＨＭに偏芯がある場合、媒体回転駆動に伴うホログラムの回転（光軸まわりの回転）が生じる。
参照光の最小変調単位（つまり参照光内の各パターン）が周方向に拡大されれば、このようなホログラムの光軸まわりの回転に対して各パターンが追従できる範囲が拡がる。このことより、偏芯に対するトレランスの向上が図られる。
【０２１５】
なお確認のために述べておくと、チルトトレランスの向上に関しては、最小変調単位の拡大方向を半径方向と周方向の双方とする必要がある。これは、最小変調単位を半径方向又は周方向の何れか一方にしか拡大しない場合には、参照光内の一部のパターンでしか、チルトに対する追従性を向上させることができないためである。つまりこの場合は、パターンを拡大した方向と、チルトの生じる方向とが対応する部分でしかパターンの追従性が向上しないので、チルトトレランスの向上を図るにあたっては、最小変調単位を二次元方向に拡大する、すなわち半径方向と周方向の双方に拡大することが有効となるものである。
この際、半径方向と周方向の拡大倍率は同じであってもよいし異なるものであってもよい。
【０２１６】
一方、温度トレランスについては、記録時からの温度変化に伴う干渉縞形成方向の変化が光軸を中心に等方的に生じる関係から、トレランスの向上は、半径方向への最小変調単位の拡大のみで実現できる。
【０２１７】
〜拡大倍率の制限〜
ここで、上記による説明からも理解されるように、トレランスの向上を図る上では、最小変調単位の拡大倍率は大きいほど良い。しかしながら、拡大倍率を大きくし過ぎると、ホログラムの記録再生を適正に行うことができなくなってしまう。
この点について、次の図２８を参照して説明しておく。
【０２１８】
図２８は、実像面ＳＲから対物レンズ１１の瞳面Ｓｏｂを介して焦点面に至るまでの光線の様子を示しており、図２８（ａ）は、ＳＬＭ４のピクセルサイズを１０μm×１０μmに設定としたときの光線を、また図２８（ｂ）はＳＬＭ４のピクセルサイズを１００μm×１００μmに設定したときの光線の様子を示している。
【０２１９】
前述の通り、ＳＬＭ４からの各光線の出射角度θは「θ＝λ／Ｐ」で表される。従って、ピクセルサイズをより大きく設定した図２８（ｂ）の場合の方が、ピクセルサイズがより小さい図２８（ａ）の場合よりも光線が拡がらないものとなり、その結果、図２８（ｂ）の方が、対物レンズ１１（図中では瞳面Ｓｏｂ）に入射する際の光線の幅は狭いものとなる。またこれに伴い、焦点面においても、図２８（ｂ）の方が光線の幅は狭いものとなる。
【０２２０】
上記「θ＝λ／Ｐ」の関係式からも明らかなように、ピクセルサイズを表すＰの値を大きくし過ぎた場合には、光線の拡がりがほとんどなくなってしまうことになる。例えば図２８（ｂ）のように、ピクセルサイズを１００μm×１００μmなどと非常に大きくした場合には、対物レンズ１１に入射する光線が殆ど平行光に近い状態となり、これに伴って、対物レンズ１１を介して焦点面に向かう光線は、図２８（ａ）の場合のように平行光とはならず、収束してしまうことになる。
先の図１０〜図１２にも示しているように、適正な記録再生動作を得るにあたっては、対物レンズ１１を介して焦点面に集光する参照光（及び信号光）の各光線は、平行光であることが理想とされる。従って、図２８（ｂ）のようにピクセルサイズを大きくし過ぎた場合は、ホログラムを適正に記録再生することがができなくなってしまう。
【０２２１】
ここで、シミュレーションによると、対物レンズ１１を介してホログラム記録媒体ＨＭに照射される光線が平行光の状態を維持できるのは、ピクセルサイズＰの値が、波長λのおよそ１００倍程度までであることが確認された。
すなわち、本例のようにλ＝４０５nm(０．４０５μm)とする場合、ピクセルサイズＰの値はおよそ４０μm程度までが限度となる。例えば、ＳＬＭ４の１画素が１０．０μm×１０．０μmであるとすれば、このときの拡大率の限界はおよそ４倍程度である。
【０２２２】
この点を踏まえ、実際においては、参照光の最小変調単位の拡大が、「Ｐがλの１００倍程度以内」という条件を満たす範囲内で行われるようにする。つまり、第３の実施の形態において、変調制御部２０が参照光生成のために用いるＯＮ／ＯＦＦパターンは、上記条件を満たすようにして設定することになる。
【０２２３】
[3-2.ＤＣ集中抑制のための焦点位置シフト]
前述のように、参照光の最小変調単位の拡大によっては、焦点面における参照光の集光スポットサイズを第１の実施の形態の場合よりも小とすることができる。このことからも理解されるように、第３の実施の形態は、第１の実施の形態よりも回折効率の面では有利とすることができる。
【０２２４】
但し、このように集光スポットサイズが小となることによっては、記録時において、焦点面近傍に第１の実施の形態の場合よりも光強度の強い信号が記録されることになる。いわゆるＤＣ集中である。このようなＤＣ集中が生じた場合、回折効率の面では有利となるが、ＳＮ比は悪化する傾向となってしまう。これは、上記のようにして光強度の強い部分が形成されてしまうと、その再生光により、再生像にボケ（ノイズ）が生じてしまうことに起因する。
【０２２５】
このことからも理解されるように、トレランスのさらなる向上のために参照光の最小変調単位を拡大するという手法を採った場合には、回折効率の向上は図られるが、ＳＮ比が低下することで、結果として再生性能が低下してしまうものとなる。
【０２２６】
この点を考慮して、第３の実施の形態では、参照光の最小変調単位を拡大するという手法を採ると同時に、記録再生光の焦点位置を、記録層Ｌ２の上層側面よりもさらに上層側にシフトさせるという手法を採るものとしている。
【０２２７】
図２９は、このようなＤＣ集中によるＳＮ比低下の抑制のための焦点位置シフトの例を示している。
一例としては、図２９（ａ）に示すようにして、カバー層Ｌ１中における、記録層Ｌ２から所定距離Ｄ１だけ離間した位置を焦点位置とすることが挙げられる。
或いは、図２９（ｂ）に示されるようにして、ホログラム記録媒体ＨＭのカバー層Ｌ１と記録層Ｌ２との間に対し、厚さＤ１によるギャップ層Ｌｇを挿入するものとし、該ギャップ層Ｌｇとカバー層Ｌ１との界面を焦点位置に設定することもできる。
【０２２８】
なお、確認のために述べておくと、このような記録再生光の焦点位置の調整は、第１の実施の形態の場合と同様、例えば対物レンズとホログラム記録媒体ＨＭとの離間距離を調整するなどにより行うことができる。またこの場合も必要に応じ、対物レンズにおける最も曲率の大きなレンズ（図８（ｂ）においてはレンズＬＺ５）の厚さの調整により、球面収差の補正が行われるようにすればよい。
【０２２９】
例えばこれら図２９（ａ）（ｂ）のように記録再生光の焦点位置を記録層Ｌ２よりも上層側にシフトすることで、記録層Ｌ２中におけるＤＣ集中を効果的に抑制することができる。その結果、参照光の最小変調単位の拡大に伴い生じるＳＮ比の低下の抑制が図られる。
【０２３０】
ここで、このように焦点位置を記録層Ｌ２よりも上層側にシフトさせるということは、記録層Ｌ２における参照光の光強度が弱まることを意味するので、回折効率的には不利にはたらく。
但し前述のように、第３の実施の形態では、参照光の最小変調単位の拡大によって、回折効率の面では第１の実施の形態の場合よりも有利となっている。このことから、焦点位置のシフトに伴う回折効率の低下は、このような最小変調単位の拡大による回折効率の向上によって補われることになる。
【０２３１】
またこのことは、ＳＮ比についても同様となる。すなわち、前述の通り最小変調単位の拡大はＳＮ比の低下を招くが、このように低下するＳＮ比は、上記のような焦点位置のシフトによって補われることになる。
【０２３２】
このようにして最小変調単位の拡大とＤＣ集中抑制のための焦点位置シフトとを組み合わせた第３の実施の形態によれば、回折効率、ＳＮ比の面では、それぞれの低下要素が相互に補われるものとなり、結果として、回折効率・ＳＮ比については、第１の実施の形態の場合と同等に維持することができる。
すなわち、第１の実施の形態との比較においては、第３の実施の形態は、回折効率及びＳＮ比を同等に保ちつつ、参照光の最小変調単位の拡大により各種トレランスの更なる向上が図られるものである。
【０２３３】
ここで確認のために述べておくと、第３の実施の形態において、ＳＮ比及び回折効率を決定づけるのは、記録再生光の焦点位置と記録層Ｌ１との離間距離Ｄ１の値となる。つまり第３の実施の形態においては、当該Ｄ１の値により、回折効率とＳＮ比とのバランスが適切となるように設定を行う。
【０２３４】
[3-3.シミュレーション結果]
図３０は、第３の実施の形態についてのシミュレーション結果を示している。
図示するようにシミュレーションの項目は、回折効率としてそれぞれチルトなしの場合とチルトあり（TILT＝±0.112°）の場合、及びＳＮＲとして同様にチルトなしの場合とチルトありの場合の計４項目である。
また図３０では比較として、従来例についての上記各項目のシミュレーション結果も併せて示している。
また、シミュレーションにおいて設定した従来例・本例の共通のパラメータは下記の通りである。
・対物レンズのＮＡ＝０．６４
・焦点距離ｆ＝５mm
・波長λ＝０．４０５μm
また、従来例として設定したパラメータは
・信号光ピクセルサイズ＝参照光ピクセルサイズ＝１３．７μm（半径・周方向共に）
・ギャップ層Ｌｇの厚さ＝０μm
・カバー層Ｌ１の厚さ＝９００μm
・記録層Ｌ２の厚さ＝３００μm
本例で設定したパラメータは
・信号光ピクセルサイズ＝１３．７μm（半径・周方向共に）
・参照光ピクセルサイズ＝４１．１μm（半径・周方向共に）
・ギャップ層Ｌｇの厚さ＝６０μm
・カバー層Ｌ１の厚さ＝６０μm
・記録層Ｌ２の厚さ＝３００μm
である。なおこの場合、ＳＬＭ４における１画素のサイズは１３．７μmであり、従って当該シミュレーションにおける本例の場合の最小変調単位の拡大率は３×３倍となる。
また、先の図２９（ｂ）に示したように、ギャップ層Ｌｇを設ける場合、記録再生光の焦点位置はカバー層Ｌ１とギャップ層Ｌｇとの界面に設定する。従ってこの場合、記録層Ｌ２から焦点位置までの離間距離Ｄ１は６０μmとなる。
【０２３５】
図３０において、従来例の場合、チルトなしの場合の回折効率は０．３１１％であるのに対し、チルトありの場合の回折効率は０．０３８２％となり、±０．１１２°のチルトに対し回折効率は８８％低下する。
また従来例において、チルトなしの場合のＳＮＲは６．０７、チルトあり場合のＳＮＲは３．７９であり、ＳＮＲに関しては±０．１１２°のチルトに対し３８％低下する結果となった。
【０２３６】
これに対し本例の場合、チルトなしの場合の回折効率は０．０８５％と従来例よりも低い数値となるものの、チルトありの場合の回折効率は０．０６２９％であり、±０．１１２°のチルトに対する回折効率の低下は２６％に留まる。
またＳＮＲについても、チルトなしの場合は従来例よりも低い５．３７となるものの、チルトあり場合のＳＮＲは４．７２であり、±０．１１２°のチルトに対するＳＮＲの低下は１２％に留まる。
【０２３７】
このようにチルト発生時におけるＳＮＲの低下は、従来との比較でおよそ１／３程度に抑制される。
このような結果より、第３の実施の形態は、従来例との比較においてもチルトトレランスの向上が図られるということが理解できる。
【０２３８】
[3-4.第３の実施の形態の変形例]
ここで、第３の実施の形態では、参照光の最小変調単位を拡大する手法を採ると同時に、該最小変調単位の拡大に伴い発生するＤＣ集中を要因としたＳＮ比低下の抑制のため、記録再生光の焦点位置を記録層Ｌ２から離間させるようにシフトさせるという手法を、第１の実施の形態のように焦点位置を表面近傍とすることを前提とした場合に適用するものとしたが、従来のように焦点位置を反射面上とすること前提とした場合にも好適に適用することができる。
【０２３９】
図３１は、従来のように焦点位置を反射面上とすること前提とした場合に、最小変調単位の拡大と共に焦点位置を記録層Ｌ２から離間させる手法を適用した、第３の実施の形態の変形例について説明するための図である。
先ず、従来においては、図３１（ａ）に示されているように、ホログラム記録媒体としては上層側から順にカバー層Ｌ１、記録層Ｌ２、反射膜Ｌ３を形成した上で、記録再生光の焦点位置は、反射膜Ｌ３の反射面上に一致させるようにしていた。
この場合において、焦点位置を記録層Ｌ２から離間させるには、例えば図３１（ｂ）に示すように、記録層Ｌ２と反射膜Ｌ３との間にギャップ層Ｌｇを挿入することになる。このようなギャップ層Ｌｇの挿入により、記録再生光の焦点位置は反射面上としたままで、該焦点位置が、記録層Ｌ２から上記ギャップ層Ｌｇの厚さ分だけ離間されるようにできる。
【０２４０】
このように焦点位置を反射面上とする従来の記録再生装置に対し、参照光の最小変調単位の拡大と同時に焦点位置を記録層Ｌ２から離間させるという手法を適用した場合としても、回折効率やＳＮ比の低下を抑制しつつ、参照光の最小変調単位の拡大による各種トレランスの向上を図ることができる。
【０２４１】
＜４．変形例＞
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明としてはこれまでに説明した具体例に限定されるべきものではない。
例えばこれまでの説明では、記録再生光の焦点位置は、ホログラム記録媒体ＨＭの表面から反射膜Ｌ３の反射面までの範囲内に設定することを前提としたが、先のコマ収差発生量Ｗについての関係式「Ｗ ∝ ＮＡ3・ｔ」によれば、  チルトによるコマ収差の抑制にあたっては、焦点位置を、記録媒体表面よりも対物レンズ１１側となる位置（つまりｔの値が負となる位置）に設定可能であることは言うまでもない。
また上記関係式より、コマ収差の抑制の面では、ｔ＝０とするのが最良であることも言うまでもない。
何れにしても本発明としては、記録媒体表面と記録再生光の焦点位置との離間距離（|ｔ|）を、記録媒体表面と記録層下層側面との離間距離（つまり従来における表面−焦点位置間の距離）よりも小とすることで、従来よりもチルトによるコマ収差を抑制でき、チルトトレランスを向上することができる。
【０２４２】
また、これまでの説明では、本発明が反射型のホログラム記録媒体ＨＭに対する記録／再生を行う場合に適用される場合を例示したが、本発明としては、反射膜を有さない透過型のホログラム記録媒体に対し記録／再生を行う場合にも好適に適用することができる。
ここで、透過型のホログラム記録媒体についても、従来における記録再生光の焦点位置は、記録層の下層側面と一致するようにされている。このため、透過型ホログラム記録媒体を用いる場合も、上述のように、「記録媒体表面と記録再生光の焦点位置との離間距離（|ｔ|）を、記録媒体表面と記録層下層側面との離間距離よりも小とする」ことで、ｔの値は従来よりも小とでき、結果、反射型ホログラム記録媒体を用いる場合と同様にチルトによるコマ収差の抑制を図ることができる。
【０２４３】
また、これまでの説明では、本発明がホログラム記録媒体に対する記録／再生の双方を行う場合に適用される場合を例示したが、本発明は記録のみ、又は再生のみを行う場合にも好適に適用できる。
記録のみを行う場合、光照射装置としては、空間光変調部により信号光と参照光の双方を生成する。一方、再生のみを行う場合、空間光変調部によっては参照光のみが生成されるようにすればよい。
なお、第２の実施の形態に関しては、記録のみを行うとする場合には、部分回折素子３３は不要とできる。またこれと共に、アパーチャー３０については、その出し入れのための構成は不要となり、該アパーチャー３０は、従来と同様にフーリエ面ＳＦ（又はその近傍）に対し固定的に設置すればよい。
【０２４４】
また、第２の実施の形態においては、アパーチャー３０はスライド駆動により光路に対して出し入れするものとしたが、例えば跳ね上げ／下げ駆動など他の駆動手法によって光路に対する出し入れを行うように構成することもできる。
また第２の実施の形態において、フーリエ面ＳＦ（又はその近傍）に対し部分回折素子３３を光軸回りに９０°回転させた状態で配置する（つまり選択回折領域３３ａがｐ偏光のみを選択的に回折するように配置する）ものとすれば、往路の中心部以外の光のみが選択的に回折される（復路光や往路の中心部の光は透過される）ようにできるので、結果として、ホログラムのサイズ縮小化による高記録密度化を達成することができる。つまり、このような構成とすれば、高記録密度化を図るにあたり記録／再生時で素子を出し入れする構成は不要にできる。
【０２４５】
また、これまでの説明では、説明の複雑化を避けるため、信号光、参照光には空間光位相変調を施さないものとしたが、記録／再生性能の向上を図るため、記録時の信号光及び参照光、再生時の参照光に対し、例えば２値ランダム位相パターン（「π」と「０」を同数含むようなランダムな位相パターン）などのランダムな位相パターンを与えることができる。このような位相パターンの付与は、例えば凹凸断面形状が与えられて入射に光路長差を与えることで位相変調を施すいわゆる位相マスクと呼ばれる光学素子などの挿入により実現できる。
【０２４６】
また、これまでの説明では、信号光、参照光生成のための強度変調を、偏光方向制御型の空間光変調器と偏光ビームスプリッタとの組合せで実現する場合を例示したが、強度変調を実現するための構成はこれに限定されるべきではない。例えば、図３２や図３３で説明した透過型液晶パネルによるＳＬＭ１０１やＤＭＤ（Digital Micro mirror Device：登録商標）など、単体で強度変調が可能な空間光変調器を用いて実現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０２４７】
【図１】第１の実施の形態としての光照射装置の構成を示した図である。
【図２】第１の実施の形態の光照射装置が記録／再生の対象とするホログラム記録媒体の構造例を示した断面図である。
【図３】第１の実施の形態の光照射装置が記録／再生の対象とするホログラム記録媒体の他の構造例を示した断面図である。
【図４】空間光変調器に設定される参照光エリア、信号光エリア、ギャップエリアの各エリアについて説明するための図である。
【図５】本実施の形態において設定する記録再生光の焦点位置について説明するための図である。
【図６】図３に示した構造によるホログラム記録媒体を用いる場合の焦点位置の例を示した図である。
【図７】対物レンズのＮＡと距離ｔの設定値と再生チルトトレランスとの関係についてシミュレーションを行った結果を示した図である。
【図８】記録再生光の焦点位置を変化させるにあたっての対物レンズとホログラム記録媒体との離間距離の設定例について説明するための図である。
【図９】従来の記録再生システムによってホログラム記録媒体に形成されるホログラムの形状について説明するための図である。
【図１０】本実施の形態の場合においてホログラム記録媒体に照射される信号光と参照光、及びそれらの復路光の光線の様子を示した図である。
【図１１】本実施の形態の場合においてホログラム記録媒体に形成されるホログラムの形状について説明するための図である。
【図１２】本実施の形態の場合において記録されたホログラムが再生される様子を示している。
【図１３】従来の場合における光学系全体での光の振る舞いを示した図である。
【図１４】本実施の形態の場合における記録時の往路光についての光学系全体での光の振る舞いを示した図である。
【図１５】本実施の形態の場合における再生時の復路光についての光学系全体での光の振る舞いを示した図である。
【図１６】本実施の形態の場合において実像面上で往路光・復路光の各光線の位置が一致する理由について説明するための図である。
【図１７】チルトトレランス、回折効率、及びＳＮＲ（ＳＮ比）の各項目についてのシミュレーション結果を示した図である。
【図１８】第２の実施の形態としての光照射装置の内部構成を示した図である。
【図１９】第２の実施の形態の光照射装置が備えるアパーチャーの記録時／再生時の駆動状態を例示した図である。
【図２０】第２の実施の形態の光照射装置が備える部分回折素子の構造例を示した図である。
【図２１】復路共役面について説明するための図である。
【図２２】ホログラム記録媒体からの散乱光の発生態様を例示した図である。
【図２３】第３の実施の形態としての参照光の最小変調単位拡大手法の具体例について説明するための図である。
【図２４】参照光の最小変調単位拡大手法の他の例について説明するための図である。
【図２５】参照光の最小変調単位を拡大した場合の光学系全体での光の振る舞いについて説明するための図である。
【図２６】第３の実施の形態の場合においてホログラム記録媒体に照射される信号光・参照光の各光線の様子について説明するための図である。
【図２７】第３の実施の形態の場合において信号光・参照光の照射に応じて形成されるホログラムについて説明するための図である。
【図２８】ＳＬＭのピクセルサイズを変化させたときの実像面から対物レンズ瞳面を介して焦点面に至るまでの光線の様子を示した図である。
【図２９】ＤＣ集中によるＳＮ比低下の抑制のための焦点位置シフトの例を示した図である
【図３０】第３の実施の形態について、チルトなし、チルトあり（TILT＝±0.112°）のそれぞれの場合における回折効率及びＳＮＲのシミュレーション結果を示した図である。
【図３１】第３の実施の形態の変形例について説明するための図である。
【図３２】コアキシャル方式によるホログラムの記録手法について説明するための図である。
【図３３】コアキシャル方式によるホログラムの再生手法について説明するための図である。
【図３４】ホログラム記録媒体の構造例を示した断面図である。
【図３５】従来例としての記録再生装置の内部構成を示した図である。
【図３６】偏光方向制御型の空間光変調器と偏光ビームスプリッタとの組合せで実現される強度変調について説明するための図である。
【図３７】チルトによるコマ収差の発生について説明するための図である。
【図３８】ＢＤの場合とホログラムシステムの場合の再生波面を対比して示した図である。
【符号の説明】
【０２４８】
１  第１レーザ、２,１５  コリメーションレンズ、３,５,１６  偏光ビームスプリッタ、４  ＳＬＭ（空間光変調器）、６,７  リレーレンズ、８  ダイクロイックミラー、９,３３  部分回折素子、１０  １／４波長板、１１  対物レンズ、１２  ２軸機構、１３  イメージセンサ、１４  第２レーザ、１７  集光レンズ、１８  フォトディテクタ（ＰＤ）、１９  位置制御部、２０  変調制御部、２１  データ再生部、３０  アパーチャー、３１  駆動部、３２  制御部、ＨＭ  ホログラム記録媒体、Ｌ１  カバー層、Ｌ２  記録層、Ｌ３,Ｌ５,Ｌ７  反射膜、Ｌ４  中間層、Ｌ６,Ｌ８  基板
【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１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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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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【図２１】
2010164832.tif 000041
【図２２】
2010164832.tif 000042
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年3月5日(2010.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
このように位置制御用のレーザ光を別途照射する手法に対応するべく、ホログラム記録媒体１００としては、実際には次の図３４に示すような構造とされている。
図３４に示されるように、ホログラム記録媒体１００としては、ホログラムの記録が行われる記録層１０６と、基板１１０上の凹凸断面構造により位置制御のためのアドレス情報等が記録された位置制御情報記録層とがそれぞれ別々に形成されたものとなっている。
具体的に、ホログラム記録媒体１００には、上層から順にカバー層１０５、記録層１０６、反射膜１０７、中間層１０８、反射膜１０９、基板１１０が形成されている。記録層１０６の下層に形成される反射膜１０７は、再生時において上記記録再生用のレーザ光による参照光が照射され、上記記録層１０６に記録されたホログラムに応じた再生像が得られた際に、これを反射光として装置側に戻すために設けられる。
また、上記基板１１０には、スパイラル状又は同心円状に、上記記録層１０６におけるホログラムの記録／再生位置を案内するためのトラックが形成されている。例えばトラックは、ピット列によるアドレス情報等の情報記録が行われることにより形成される。
基板１１０の上層に形成された反射膜１０９は、基板１１０に記録された情報についての反射光を得るために設けられる。なお、中間層１０８は、例えばレジンなどの接着材料とされる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２８】
そして、本実施の形態の場合、対物レンズ１１の出射面からホログラム記録媒体ＨＭまでの距離Ｄｓｔは、図示するようにＤｓｔ＝１．５０mmと、従来のＤｓｔ＝１．１２５mmからおよそ０．３７５mm拡大化するものとしている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
上記により説明した対物レンズ１１の構成、及び対物レンズ出射面からホログラム記録媒体までの離間距離Ｄｓｔの設定により、従来は反射膜Ｌ３上とされていた記録再生用レーザ光の焦点位置を、記録層Ｌ２の上層側面（カバー層Ｌ１と記録層Ｌ２との界面）にシフトさせることができる。具体的には、記録再生用レーザ光の焦点位置を、従来よりも０．６mmだけ上層側にシフトさせることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３１】
なお、このような本例としての離間距離Ｄｓｔの調整手法によっては、記録再生用レーザ光の焦点位置がシフトされるだけでなく、位置制御用レーザ光についても同様に焦点位置がシフトされてしまうことになる。先の図５を参照して説明した如く、本例の場合、位置制御用レーザ光の焦点位置は、従来と同様に反射膜Ｌ５（図３にあっては反射膜Ｌ７）上に設定する必要がある。つまり、本例のように記録再生用レーザ光の焦点位置を記録層Ｌ２の上層側面に設定する場合には、位置制御用レーザ光の焦点位置と記録再生用レーザ光の焦点位置との離間距離は、「記録層Ｌ２の上層側面−反射膜Ｌ５（Ｌ７）の反射面」の距離となるようにする必要がある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１９８】
[3-1.参照光の最小変調単位の拡大]
第３の実施の形態の記録再生装置では、先の第１の実施の形態に、参照光生成のための空間光変調（強度変調）に関し、その最小変調単位を第１の実施の形態の場合よりも拡大するものとしている。すなわち、先の第１の実施の形態では、信号光エリアＡ２・参照光エリアＡ１で共に、画素単位でＯＮ／ＯＦＦパターン（ＳＬＭ４においては偏光方向の９０°／０°変化のパターン）を与えるものとし、空間光変調の最小変調単位は１×１ピクセルとしていたが、第３の実施の形態では、参照光エリアＡ１側についてのみ、空間光変調の最小変調単位を１×１ピクセルよりも拡大することとしている。