(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の情報記録領域を有する記録媒体における各情報記録領域に、情報光と参照光との干渉による干渉パターンによって情報が記録されるように、前記記録媒体に対して情報光と参照光とを照射して情報を記録するホログラフィを利用した光情報記録方法であって、
前記記録媒体を移動させる手順と、
前記情報光および参照光の照射位置を前記記録媒体における所望の情報記録領域の移動速度よりも低速で移動させる手順と、
前記照射位置が前記所望の情報記録領域に重なったら前記照射位置を前記所望の情報記録領域の移動速度と同じ速度で移動させる手順とを備えたことを特徴とする光情報記録方法。
【請求項２】
前記記録媒体を移動させる手順は、前記記録媒体を回転させることを特徴とする請求項１記載の光情報記録方法。
【請求項３】
前記照射位置の移動は、前記情報光および前記参照光を射出するヘッド本体を移動させることを特徴とする請求項１または２記載の光情報記録方法。
【請求項４】
前記記録媒体には、各情報記録領域を識別するための識別情報が記録されており、前記識別情報を検出する手順を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光情報記録方法。
【請求項５】
前記記録媒体には、各情報記録領域に対する前記情報光および参照光の照射位置を合わせるための位置決め情報が記録されており、前記位置決め情報を検出する手順を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光情報記録方法。
【請求項６】
前記情報光および参照光は、前記情報記録層に対して同一面側より同軸的に且つ同じ位置で最も小径となるように収束させながら照射することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光情報記録方法。
【請求項７】
前記情報光および参照光は、前記情報記録層に対して互いに反対の面側より同軸的に且つ同じ位置で最も小径となるように収束させながら照射することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光情報記録方法。
【請求項８】
前記照射位置の移動は、中立の位置を中心として前記照射位置を単振動させることで行うことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光情報記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の情報記録領域を有する記録媒体における各情報記録領域に、ホログラフィを利用して情報を記録するための光情報記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録するホログラフィック記録は、一般的に、イメージ情報を持った光と参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、そのときにできる干渉パターンを記録媒体に書き込むことによって行われる。記録された情報の再生時には、その記録媒体に参照光を照射することにより、干渉パターンによる回折によりイメージ情報が再生される。
【０００３】
近年では、超高密度光記録のために、ボリュームホログラフィ、特にデジタルボリュームホログラフィが実用域で開発され注目を集めている。ボリュームホログラフィとは、記録媒体の厚み方向も積極的に活用して、３次元的に干渉パターンを書き込む方式であり、厚みを増すことで回折効率を高め、多重記録を用いて記録容量の増大を図ることができるという特徴がある。そして、デジタルボリュームホログラフィとは、ボリュームホログラフィと同様の記録媒体と記録方式を用いつつも、記録するイメージ情報は２値化したデジタルパターンに限定した、コンピュータ指向のホログラフィック記録方式である。このデジタルボリュームホログラフィでは、例えばアナログ的な絵のような画像情報も、一旦デジタイズして、２次元デジタルパターン情報に展開し、これをイメージ情報として記録する。再生時は、このデジタルパターン情報を読み出してデコードすることで、元の画像情報に戻して表示する。これにより、再生時に信号対雑音比（ＳＮ比）が多少悪くても、微分検出を行ったり、２値化データをコード化しエラー訂正を行ったりすることで、極めて忠実に元の情報を再現することが可能になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光を利用して円板状の記録媒体に情報を記録する一般的な記録装置は、記録媒体に対して情報記録用の光を照射する光ヘッドを備えている。そして、この記録装置では、記録媒体を回転させながら、光ヘッドより記録媒体に対して情報記録用の光を照射して、記録媒体に情報を記録するようになっている。また、この記録装置において、情報記録用の光を生成するための光源としては、一般的に半導体レーザが用いられている。
【０００５】
ホログラフィック記録においても、上記の一般的な記録装置と同様に、記録媒体を回転させながら、記録媒体に対して情報光と参照光とを照射して、記録媒体における複数の情報記録領域に順次情報を記録することが考えられる。この場合には、一般的な記録装置と同様に、情報光および参照光用の光源としては、実用的な半導体レーザを用いることが望ましい。
【０００６】
しかしながら、現状のホログラフィ用の感光材料を用いてホログラフィック記録用の記録媒体を構成し、この記録媒体を回転させながら、半導体レーザを用いて生成された情報光および参照光を記録媒体に照射するようにした場合には、以下のような問題点がある。すなわち、この場合には、短時間で、記録媒体における１つの情報記録領域に、干渉パターンによって情報を記録するだけの十分な露光エネルギーを与えることが難しいという問題点がある。そこで、１つの情報記録領域に十分な露光エネルギーを与えるために露光時間を長くすることも考えられる。しかし、そうすると、１つの情報記録領域に対する露光時間における情報記録領域の移動距離が大きくなり、情報の精度が低下する。
【０００７】
ここで、上記の問題点について、具体例を挙げて詳しく説明する。光源として、半導体レーザではなく、パルスレーザのような高出力の光源を用いた場合には、記録媒体を回転させながら記録媒体に情報を記録することは十分可能である。例えば、光源として、最大出力が数ｋＷで、数十ｎｓのパルス光を発生可能なパルスレーザを用いた場合を考える。この場合、記録媒体上での光強度が２００Ｗになるものと仮定する。また、パルス光のパルス幅を２０ｎｓとし、情報記録領域の線速度を２ｍ／ｓとする。この場合には、１つの情報記録領域に対する露光時間における情報記録領域の移動距離は、光の波長の十分の一以下の０．０４μｍとなり、情報の精度を十分に保つことができる。しかしながら、光源として上述のようなパルスレーザを用いることは実用的ではない。
【０００８】
次に、光源として半導体レーザを用いた場合を考える。この場合、記録媒体上での光強度が２０ｍＷになるものと仮定し、情報記録領域の線速度を２ｍ／ｓとする。この場合、１つの情報記録領域に、上記のパルスレーザを用いた場合と同じだけの露光エネルギーを与えるためには、露光時間は、パルスレーザを用いた場合の１００００倍である２００μｓだけ必要となる。この露光時間における情報記録領域の移動距離は４００μｍにも達し、干渉パターンによって情報を記録することは困難になる。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、実用的な光源を用いて、複数の情報記録領域を有する記録媒体を移動させながら、各情報記録領域にホログラフィを利用して情報を記録することができるようにした光情報記録装置および方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光情報記録方法は、複数の情報記録領域を有する記録媒体における各情報記録領域に、情報光と参照光との干渉による干渉パターンによって情報が記録されるように、前記記録媒体に対して情報光と参照光とを照射して情報を記録するホログラフィを利用した方法であって、前記記録媒体を移動させる手順と、前記情報光および参照光の照射位置を前記記録媒体における所望の情報記録領域の移動速度よりも低速で移動させる手順と、前記照射位置が前記所望の情報記録領域に重なったら前記照射位置を前記所望の情報記録領域の移動速度と同じ速度で移動させる手順とを備えたものである。
【００１１】
本発明の光情報記録方法では、移動する記録媒体に対して情報光と参照光とが照射される。また、照射位置を移動させる手順によって、所定の期間、移動する１つの情報記録領域に情報光および参照光の照射位置が追従するように、情報光および参照光の照射位置が移動される。これにより、所定の期間、１つの情報記録領域に情報光および参照光が照射され続ける。従って、情報記録領域と情報光および参照光の照射位置とのずれを生じることなく、情報記録領域に情報を記録するのに十分な時間だけ、情報記録領域に情報光および参照光を照射することが可能となる。
【００１２】
本発明の光情報記録方法において、記録媒体を移動させる手順は記録媒体を回転させてもよい。
【００１３】
また、本発明の光情報記録方法において、照射位置の移動は前記情報光および前記参照光を射出するヘッド本体を移動させてもよい。
【００１４】
また、本発明の光情報記録方法において、記録媒体には、各情報記録領域を識別するための識別情報が記録されており、識別情報を検出する手順を更に備えていてもよい。
【００１５】
また、本発明の光情報記録方法において、記録媒体には、各情報記録領域に対する情報光および参照光の照射位置を合わせるための位置決め情報が記録されており、位置決め情報を検出する手順を更に備えていてもよい。
【００１６】
また、本発明の光情報記録方法において、情報光および参照光は、情報記録層に対して同一面側より同軸的に且つ同じ位置で最も小径となるように収束させながら照射してもよい。
【００１７】
また、本発明の光情報記録方法において、情報光および参照光は、情報記録層に対して互いに反対の面側より同軸的に且つ同じ位置で最も小径となるように収束させながら照射してもよい。
【００１８】
また、本発明の光情報記録方法において、照射位置の移動は、中立の位置を中心として照射位置を単振動させることで行ってもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
始めに、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態において用いられる記録媒体１の概略について説明する。図１には、記録媒体１における１つのトラックの一部を示している。記録媒体１は、円板状をなし、複数のトラックＴＲを有している。各トラックＴＲには、複数のアドレス・サーボ領域６が等間隔に設けられている。隣り合うアドレス・サーボ領域６間には、１つまたは複数の情報記録領域７が設けられている。図１には、隣り合うアドレス・サーボ領域６間に４つの情報記録領域７が等間隔に設けられている例を示す。
【００２１】
アドレス・サーボ領域６には、光情報記録再生装置における各種の動作のタイミングの基準となる基本クロックを生成するための情報、サンプルドサーボ方式によってフォーカスサーボを行うための情報、サンプルドサーボ方式によってトラッキングサーボを行うための情報およびアドレス情報が、予めエンボスピット等によって記録されている。なお、アドレス・サーボ領域６にはフォーカスサーボを行うための情報が記録されずに、フォーカスサーボは後述するエアギャップ層と反射膜の境界面を用いて行ってもよい。アドレス情報は、各情報記録領域７を識別するための情報であり、本発明における識別情報に対応する。また、基本クロックを生成するための情報、フォーカスサーボを行うための情報およびトラッキングサーボを行うための情報は、各情報記録領域７に対する情報光、記録用参照光および再生用参照光の照射位置を合わせるための情報であり、本発明における位置決め情報に対応する。
【００２２】
ここで、図１を参照して、本実施の形態に係る光情報記録方法の概略について説明する。本実施の形態において、記録媒体１の情報記録領域７に情報を記録する際には、記録媒体１は、例えば図１において記号Ｒで示した方向に回転（移動）される。これにより、アドレス・サーボ領域６および情報記録領域７は、記号Ｒで示した方向に移動する。後述する光ヘッドは、情報記録領域７に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情報が記録されるように、記録媒体１に対して情報光と記録用参照光とを照射する。また、光ヘッドは、所定の期間、移動する１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光の照射位置が追従するように、情報光および記録用参照光の照射位置を移動させる。これにより、所定の期間、１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光が照射され続ける。従って、情報記録領域７と情報光および記録参照光の照射位置とのずれを生じることなく、情報記録領域７に情報を記録するのに十分な時間だけ、情報記録領域７に情報光および記録用参照光を照射することが可能となる。
【００２３】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係る光情報記録装置を含む光情報記録再生装置の構成について説明する。この光情報記録再生装置１０は、記録媒体１が取り付けられるスピンドル８１と、このスピンドル８１を回転させるスピンドルモータ８２と、記録媒体１の回転数を所定の値に保つようにスピンドルモータ８２を制御するスピンドルサーボ回路８３とを備えている。光情報記録再生装置１０は、更に、記録媒体１に対して情報光と記録用参照光とを照射して情報を記録すると共に、記録媒体１に対して再生用参照光を照射し、再生光を検出して、記録媒体１に記録されている情報を再生するための光ヘッド４０と、この光ヘッド４０を記録媒体１の半径方向に移動可能とする駆動装置８４とを備えている。
【００２４】
光情報記録再生装置１０は、更に、光ヘッド４０の出力信号よりフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦを検出するための検出回路８５と、この検出回路８５によって検出されるフォーカスエラー信号ＦＥに基づいて、光ヘッド４０内の後述するヘッド本体を記録媒体１の面に垂直な方向に移動させてフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ回路８６と、検出回路８５によって検出されるトラッキングエラー信号ＴＥに基づいてヘッド本体を記録媒体１の半径方向に移動させてトラッキングサーボを行うトラッキングサーボ回路８７と、トラッキングエラー信号ＴＥおよび後述するコントローラからの指令に基づいて駆動装置８４を制御して光ヘッド４０を記録媒体１の半径方向に移動させるスライドサーボを行うスライドサーボ回路８８とを備えている。
【００２５】
光情報記録再生装置１０は、更に、光ヘッド４０内の後述するＣＣＤアレイの出力データをデコードして、記録媒体１の情報記録領域７に記録されたデータを再生したり、検出回路８５からの再生信号ＲＦより基本クロックを再生したりアドレスを判別したりする信号処理回路８９と、光情報記録再生装置１０の全体を制御するコントローラ９０と、このコントローラ９０に対して種々の指示を与える操作部９１とを備えている。
【００２６】
光情報記録再生装置１０は、更に、信号処理回路８９の出力信号に基づいて、記録媒体１とヘッド本体との相対的な傾きを検出する傾き検出回路９２と、この傾き検出回路９２の出力信号に基づいて記録媒体１の面に対するヘッド本体の傾きが変化する方向にヘッド本体の位置を変化させることによって、記録媒体１とヘッド本体との相対的な傾きを補正する傾き補正回路９３とを備えている。
【００２７】
光情報記録再生装置１０は、更に、情報の記録時において、ヘッド本体をほぼトラックに沿う方向に移動させることによって、所定の期間、移動する１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光の照射位置が追従するように、情報光および記録用参照光の照射位置を制御する追従制御回路９４を備えている。
【００２８】
コントローラ９０は、信号処理回路８９より出力される基本クロックやアドレス情報を入力すると共に、光ヘッド４０、スピンドルサーボ回路８３、スライドサーボ回路８８および追従制御回路９４等を制御するようになっている。スピンドルサーボ回路８３は、信号処理回路８９より出力される基本クロックを入力するようになっている。コントローラ９０は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）およびＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を有し、ＣＰＵが、ＲＡＭを作業領域として、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによって、コントローラ９０の機能を実現するようになっている。
【００２９】
次に、図３を参照して、光ヘッド４０におけるヘッド本体の駆動機構について説明する。図３は光ヘッド４０の平面図である。図３において、記号ＴＲは記録媒体１におけるトラックを表している。光ヘッド４０は、記録媒体１に対する情報の記録と記録媒体１からの情報の再生を行うヘッド本体４１を有している。ヘッド本体４１は、記録媒体１に対向する対物レンズ１１を有している。ヘッド本体４１におけるトラックの接線方向（図３における左右方向）の両端部には弾性アーム固定部１４０ａ，１４０ｂが設けられている。この弾性アーム固定部１４０ａ，１４０ｂには、それぞれ、ゴム、板ばね、コイルスプリング、ワイヤ等の弾性部材で形成された弾性アーム１４９の一端が固定されている。各弾性アーム１４９の他端は、アーム支持部１５０に固定されている。アーム支持部１５０は、このアーム支持部１５０を、所定の範囲内で記録媒体１の半径方向（図３における上下方向）に移動可能な圧電アクチュエータ１７０に取り付けられている。
【００３０】
ヘッド本体４１における記録媒体１の半径方向の一方の端部には、フォーカスサーボおよび傾き調整用のコイル１５１，１５２と、照射位置追従用のコイル１５５，１５６が取り付けられている。同様に、ヘッド本体４１における記録媒体１の半径方向の他方の端部には、フォーカスサーボおよび傾き調整用のコイル１５３，１５４と、照射位置追従用のコイル１５７，１５８が取り付けられている。
【００３１】
光ヘッド４０は、更に、それぞれコイル１５１，１５２，１５３，１５４を貫通するように設けられた磁石１６１，１６２，１６３，１６４と、コイル１５５，１５６に対向する位置に配置された磁石１６５と、コイル１５７，１５８に対向する位置に配置された磁石１６６とを備えている。
【００３２】
光ヘッド４０では、コイル１５１〜１５４および磁石１６１〜１６４によって、記録媒体１の面に垂直な方向（図３における紙面に垂直な方向）および記録媒体１の面に対するヘッド本体４１の傾きが変化する方向に、ヘッド本体４１の位置を変化させることができる。また、光ヘッド４０では、圧電アクチュエータ１７０によって、記録媒体１の半径方向に、ヘッド本体４１の位置を変化させることができる。また、光ヘッド４０では、弾性アーム１４９、コイル１５５〜１５８および磁石１６５，１６６によって、ほぼトラックＴＲに沿う方向に、ヘッド本体４１の位置を変化させることができる。弾性アーム１４９、コイル１５５〜１５８および磁石１６５，１６６は、本発明における照射位置移動手段に対応する。
【００３３】
コイル１５１〜１５４は、図２におけるフォーカスサーボ回路８６および傾き補正回路９３によって駆動されるようになっている。コイル１５５〜１５８は、図２における追従制御回路９４によって駆動されるようになっている。また、圧電アクチュエータ１７０は、図２におけるトラッキングサーボ回路８７によって駆動されるようになっている。
【００３４】
次に、図４を参照して、本実施の形態において用いられる記録媒体の構成について説明する。本実施の形態における記録媒体１は、ポリカーボネート等によって形成された円板状の透明基板２と、この透明基板２における光の入出射側とは反対側に、透明基板２から順に配置された情報記録層３、エアギャップ層４、反射膜５を備えている。情報記録層３は、ホログラフィを利用して情報が記録される層であり、光が照射されたときに光の強度に応じて屈折率、誘電率、反射率等の光学的特性が変化するホログラム材料によって形成されている。ホログラム材料としては、例えば、デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ）社製フォトポリマ（ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｓ）ＨＲＦ−６００（製品名）や、アプリリス（Ａｐｒｉｌｓ）社製フォトポリマＵＬＳＨ−５００（製品名）等が使用される。反射膜５は、例えばアルミニウムによって形成されている。なお、記録媒体１では、エアギャップ層４を設けずに、情報記録層３と反射膜５とが隣接するようにしてもよい。
【００３５】
次に、本実施の形態に係る光情報記録再生装置における情報の記録の原理について説明する。本実施の形態では、情報光と記録用参照光を生成し、情報記録層３に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情報が記録されるように、情報光と記録用参照光とを記録媒体１の情報記録層３に照射する。情報光は、記録する情報に基づいて光の位相を空間的に変調することによって生成される。
【００３６】
以下、図４を参照して、本実施の形態に係る光情報記録方法について詳しく説明する。なお、図４では、本実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録再生光学系の一例における一部を示している。この例における記録再生光学系は、記録媒体１の透明基板２側に対向する対物レンズ１１と、この対物レンズ１１における記録媒体１とは反対側に、対物レンズ１１側から順に配設されたビームスプリッタ１２および位相空間光変調器１３を有している。ビームスプリッタ１２は、その法線方向が対物レンズ１１の光軸方向に対して４５°傾けられた半反射面１２ａを有している。図４に示した記録再生光学系は、更に、記録媒体１からの戻り光がビームスプリッタ１２の半反射面１２ａで反射される方向に配置された光検出器１４を有している。位相空間光変調器１３は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に出射光の位相を選択することによって、光の位相を空間的に変調することができるようになっている。また、光検出器１４は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に受光した光の強度を検出できるようになっている。
【００３７】
図４に示した例では、位相空間光変調器１３によって、情報光と記録用参照光とを生成するようになっている。位相空間光変調器１３には、位相および強度が一定でコヒーレントな平行光が入射されるようになっている。情報の記録時において、位相空間光変調器１３は、一方の半分の領域１３Ａでは、記録する情報に基づいて画素毎に出射光の位相を選択することによって、光の位相を空間的に変調して情報光を生成し、他方の半分の領域１３Ｂでは、全ての画素について出射光の位相を同一にして記録用参照光を生成する。
【００３８】
位相空間光変調器１３は、領域１３Ａでは、画素毎に、変調後の光の位相を、所定の基準位相に対する位相差が＋π／２（ｒａｄ）となる第１の位相と基準位相に対する位相差が−π／２（ｒａｄ）となる第２の位相のいずれかに設定するようになっている。第１の位相と第２の位相との位相差はπ（ｒａｄ）である。なお、位相空間光変調器１３は、領域１３Ａにおいて、画素毎に、変調後の光の位相を３つ以上の値のいずれかに設定してもよい。また、位相空間光変調器１３は、領域１３Ｂでは、全ての画素の出射光の位相を、所定の基準位相に対する位相差が＋π／２（ｒａｄ）となる第１の位相とするようになっている。なお、位相空間光変調器１３は、領域１３Ｂにおいて、全ての画素の出射光の位相を第２の位相としてもよいし、第１の位相および第２の位相のいずれとも異なる一定の位相としてもよい。
【００３９】
図４中には、位相空間光変調器１３の入射光、位相空間光変調器１３の出射光、記録媒体１に照射される前における対物レンズ１１の入射光、およびビームスプリッタ１２の半反射面１２ａで反射された記録媒体１からの戻り光の位相および強度を示している。なお、図４では、第１の位相を記号“＋”で表し、第２の位相を記号“−”で表している。また、図４では、強度の最大値を“１”で表し、強度の最小値“０”で表している。
【００４０】
図４に示した例では、情報の記録時には、位相空間光変調器１３に、位相および強度が一定でコヒーレントな平行光２１が入射される。位相空間光変調器１３に入射した光のうち領域１３Ａを通過した光は、記録する情報に基づいて位相が空間的に変調されて情報光２２Ａとなる。なお、情報光２２Ａにおいて、第１の位相の画素と第２の位相の画素との境界部分では局所的に強度が低下する。一方、位相空間光変調器１３に入射した光のうち領域１３Ｂを通過した光は、位相が空間的に変調されず、記録用参照光２２Ｂとなる。これら情報光２２Ａおよび記録用参照光２２Ｂはビームスプリッタ１２に入射し、一部が半反射面１２ａを通過し、更に対物レンズ１１を通過して収束する情報光２３Ａおよび収束する記録用参照光２３Ｂとなって、記録媒体１に照射される。情報光２３Ａおよび記録用参照光２３Ｂは、情報記録層３を通過し、エアギャップ層４と反射膜５の境界面上で最も小径になるように収束し、反射膜５で反射される。反射膜５で反射された後の情報光２４Ａおよび記録用参照光２４Ｂは、拡散する光となって、再度、情報記録層３を通過する。
【００４１】
情報記録層３では、反射膜５で反射される前の情報光２３Ａと反射膜５で反射された後の記録用参照光２４Ｂとが干渉して干渉パターンを形成すると共に、反射膜５で反射された後の情報光２４Ａと反射膜５で反射される前の記録用参照光２３Ｂとが干渉して干渉パターンを形成する。そして、これらの干渉パターンが情報記録層３内に体積的に記録される。
【００４２】
反射膜５で反射された後の情報光２４Ａと記録用参照光２４Ｂは、記録媒体１より出射され、対物レンズ１１によって平行光の情報光２５Ａと記録用参照光２５Ｂとなる。これらの光２５Ａ，２５Ｂは、ビームスプリッタ１２に入射し、一部が半反射面１２ａで反射されて、光検出器１４によって受光される。
【００４３】
次に、本実施の形態に係る光情報記録再生装置における情報の再生の原理について説明する。本実施の形態では、再生用参照光を生成し、この再生用参照光を記録媒体１の情報記録層３に対して照射すると共に、再生用参照光が照射されることによって情報記録層３より発生される再生光を収集し、この再生光と再生用参照光とを重ね合わせて合成光を生成し、この合成光を検出する。
【００４４】
以下、図５を参照して、本実施の形態に係る光情報再生方法について詳しく説明する。なお、図５では、図４と同様に、本実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録再生光学系の一例における一部を示している。
【００４５】
また、図５中には、位相空間光変調器１３の入射光、位相空間光変調器１３の出射光、記録媒体１に照射される前における対物レンズ１１の入射光、およびビームスプリッタ１２の半反射面１２ａで反射された記録媒体１からの戻り光の位相および強度を示している。図５における位相および強度の表し方は、図４と同様である。
【００４６】
図５に示した例では、情報の再生時には、位相空間光変調器１３に、位相および強度が一定でコヒーレントな平行光３１が入射される。情報の再生時において、位相空間光変調器１３は、全ての画素について出射光の位相を、所定の基準位相に対する位相差が＋π／２（ｒａｄ）となる第１の位相にして再生用参照光３２を生成する。この再生用参照光３２はビームスプリッタ１２に入射し、一部が半反射面１２ａを通過し、更に対物レンズ１１を通過して収束する再生用参照光３３となって、記録媒体１に照射される。再生用参照光３３は、情報記録層３を通過し、エアギャップ層４と反射膜５の境界面上で最も小径になるように収束し、反射膜５で反射される。反射膜５で反射された後の再生用参照光は、拡散する光となって、再度、情報記録層３を通過する。
【００４７】
情報記録層３では、反射膜５で反射される前の再生用参照光３３によって、反射膜５とは反対側に進行する再生光が発生すると共に、反射膜５で反射された後の再生用参照光によって、反射膜５側に進行する再生光が発生する。反射膜５とは反対側に進行する再生光は、そのまま記録媒体１より出射され、反射膜５側に進行する再生光は、反射膜５で反射されて、記録媒体１より出射される。
【００４８】
このように、再生時には、記録媒体１からの戻り光３４は、再生光と、反射膜５で反射された後の再生用参照光とを含んだものとなる。戻り光３４は、対物レンズ１１によって平行光の戻り光３５とされてビームスプリッタ１２に入射し、一部が半反射面１２ａで反射されて、光検出器１４によって受光される。光検出器１４に入射する戻り光３５は、再生光３６と、反射膜５で反射された後の再生用参照光３７とを含んでいる。再生光３６は、情報記録層３に記録された情報に対応して光の位相が空間的に変調された光である。図５では、便宜上、再生光３６と再生用参照光３７とを分け、それぞれについて位相および強度を示している。しかし、実際には、再生光３６と再生用参照光３７とが重ね合わせられて合成光が生成され、この合成光が光検出器１４によって受光される。合成光は、記録された情報に対応して、強度が空間的に変調された光となる。従って、光検出器１４によって合成光の強度の２次元パターンが検出され、これにより情報が再生される。
【００４９】
図４および図５に示したように、本実施の形態に係る光情報記録再生装置では、情報光、記録用参照光、再生用参照光および再生光が同軸的に配置されるように、情報光、記録用参照光および再生用参照光の照射と再生光の収集は、情報記録層３の同一面側より行われる。また、情報光、記録用参照光および再生用参照光は、全て、同じ位置で最も小径となるように収束する。なお、図４において、情報記録層３に照射される情報光２３Ａと記録用参照光２３Ｂは、断面が半円形状の光ビームとなるが、これらは、断面が円形の光ビームの半分ずつを構成するので、同軸的である。
【００５０】
ここで、図６を参照して、上記再生光３６、再生用参照光３７および合成光について詳しく説明する。図６において、（ａ）は再生光３６の強度、（ｂ）は再生光３６の位相、（ｃ）は再生用参照光３７の強度、（ｄ）は再生用参照光３７の位相、（ｅ）は合成光の強度を表している。図６は、情報光の各画素毎の位相を、基準位相に対する位相差が＋π／２（ｒａｄ）となる第１の位相と基準位相に対する位相差が−π／２（ｒａｄ）となる第２の位相のいずれかに設定した場合についての例を示している。従って、図６に示した例では、再生光３６の各画素毎の位相は、情報光と同様に、第１の位相と第２の位相のいずれかになる。また、再生用参照光３７の各画素毎の位相は全て第１の位相となっている。ここで、再生光３６の強度と再生用参照光３７の強度が等しいとすれば、図６（ｅ）に示したように、再生光３６の位相が第１の位相となる画素では、合成光の強度は再生光３６の強度および再生用参照光３７の強度よりも大きくなり、再生光３６の位相が第２の位相となる画素では、原理的には合成光の強度はゼロとなる。
【００５１】
次に、記録時に情報光の位相を２つの値のいずれかに設定する場合と情報光の位相を３つ以上の値のいずれかに設定する場合とを含めて、再生光の位相と合成光の強度との関係について詳しく説明する。
【００５２】
合成光は、再生光と再生用参照光という２つの光波を重ね合わせたものである。従って、再生光の振幅および再生用参照光の振幅を共にａ0とし、再生光と再生用参照光との位相差をδとすると、合成光の強度Ｉは次の式（１）で表される。
【００５３】
0003639212.tif 000002
【００５４】
再生用参照光の位相は画素に依らずに一定であるから、上式より、再生光の位相に応じて合成光の強度Ｉが変化することが分かる。また、情報光の位相を、例えば＋π／２（ｒａｄ）から−π／２（ｒａｄ）の範囲内で、ｎ（ｎは２以上の整数）値のいずれかに設定すれば、合成光の強度Ｉもｎ値のいずれかになる。
【００５５】
このように、本実施の形態に係る光情報記録方法では、再生光と再生用参照光と重ね合わせて生成される合成光の強度の２次元パターンを検出することによって、記録する情報に基づいて光の位相が空間的に変調された情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情報記録層３に記録された情報を再生することができる。
【００５６】
ところで、本実施の形態では、位相が空間的に変調された記録用参照光および再生用参照光を用いて、位相符号化多重方式による多重記録と、このように多重記録された情報の再生とを行うことができるようにしてもよい。以下、図７ないし図９を参照して、位相符号化多重方式による多重記録を行う場合の情報の記録の原理と再生の原理について説明する。
【００５７】
まず、図７を参照して、位相符号化多重方式による多重記録を行う場合における情報の記録の原理について説明する。図７には、本実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録再生光学系の一例における一部を示している。図７に示した光学系の構成は図４と同様である。図７中には、位相空間光変調器１３の入射光、位相空間光変調器１３の出射光、記録媒体１に照射される前における対物レンズ１１の入射光、およびビームスプリッタ１２の半反射面１２ａで反射された記録媒体１からの戻り光の位相および強度を示している。図７における光の位相および強度の表し方は図４と同様である。
【００５８】
情報の記録時には、位相空間光変調器１３に、位相および強度が一定でコヒーレントな平行光２１が入射される。位相空間光変調器１３における一方の半分の領域１３Ａは、記録する情報に基づいて画素毎に出射光の位相を２値または３つ以上の値の中から選択することによって、位相が空間的に変調された情報光２２Ａを生成する。ここでは、説明を簡単にするために、領域１３Ａは、各画素毎に出射光の位相を、所定の基準位相に対する位相差が＋π／２（ｒａｄ）となる第１の位相と基準位相に対する位相差が−π／２（ｒａｄ）となる第２の位相のいずれかに設定することによって、光の位相を空間的に変調するものとする。一方、位相空間光変調器１３における他方の半分の領域１３Ｂは、各画素毎に出射光の位相を２値または３つ以上の値の中から選択することによって、位相が空間的に変調された記録用参照光２２Ｂを生成する。ここでは、説明を簡単にするために、領域１３Ｂは、各画素毎に出射光の位相を、基準位相と第１の位相と第２の位相のいずれかに設定することによって、光の位相を空間的に変調するものとする。
【００５９】
情報光２２Ａおよび記録用参照光２２Ｂはビームスプリッタ１２に入射し、一部が半反射面１２ａを通過し、更に対物レンズ１１を通過して収束する情報光２３Ａおよび収束する記録用参照光２３Ｂとなって、記録媒体１に照射される。情報光２３Ａおよび記録用参照光２３Ｂは、情報記録層３を通過し、エアギャップ層４と反射膜５の境界面上で最も小径になるように収束し、反射膜５で反射される。反射膜５で反射された後の情報光２４Ａおよび記録用参照光２４Ｂは、拡散する光となって、再度、情報記録層３を通過する。
【００６０】
情報記録層３では、反射膜５で反射される前の情報光２３Ａと反射膜５で反射された後の記録用参照光２４Ｂとが干渉して干渉パターンを形成すると共に、反射膜５で反射された後の情報光２４Ａと反射膜５で反射される前の記録用参照光２３Ｂとが干渉して干渉パターンを形成する。そして、これらの干渉パターンが情報記録層３内に体積的に記録される。
【００６１】
反射膜５で反射された後の情報光２４Ａと記録用参照光２４Ｂは、記録媒体１より出射され、対物レンズ１１によって平行光の情報光２５Ａと記録用参照光２５Ｂとなる。これらの光２５Ａ，２５Ｂは、ビームスプリッタ１２に入射し、一部が半反射面１２ａで反射されて、光検出器１４によって受光される。
【００６２】
次に、図８を参照して、位相符号化多重方式による多重記録を行う場合における情報の再生の原理について説明する。図８では、図７と同様に、本実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録再生光学系の一例における一部を示している。また、図８中には、位相空間光変調器１３の入射光、位相空間光変調器１３の出射光、記録媒体１に照射される前における対物レンズ１１の入射光、およびビームスプリッタ１２の半反射面１２ａで反射された記録媒体１からの戻り光の位相および強度を示している。図８における位相および強度の表し方は、図７と同様である。
【００６３】
情報の再生時には、位相空間光変調器１３に、位相および強度が一定でコヒーレントな平行光３１が入射される。位相空間光変調器１３における半分の領域１３Ｂは、画素毎に出射光の位相を２値または３つ以上の値の中から選択することによって、記録用参照光２２Ｂと同様の変調パターンで位相が空間的に変調された再生用参照光３２Ｂ1を生成する。一方、位相空間光変調器１３における半分の領域１３Ａは、画素毎に出射光の位相を２値または３つ以上の値の中から選択することによって、再生用参照光３２Ｂ1の変調パターンに対して、記録用参照光および再生用参照光を情報記録層３に照射する光学系の光軸の位置を中心として点対称なパターンで位相が空間的に変調された再生用参照光３２Ｂ2を生成する。
【００６４】
これらの再生用参照光３２Ｂ1，３２Ｂ2はビームスプリッタ１２に入射し、一部が半反射面１２ａを通過し、更に対物レンズ１１を通過して収束する再生用参照光３３Ｂ1，３３Ｂ2となって、記録媒体１に照射される。再生用参照光３３Ｂ1，３３Ｂ2は、情報記録層３を通過し、エアギャップ層４と反射膜５の境界面上で最も小径になるように収束し、反射膜５で反射される。反射膜５で反射された後の再生用参照光は、拡散する光となって、再度、情報記録層３を通過する。
【００６５】
情報記録層３では、反射膜５で反射される前の再生用参照光３３Ｂ2によって、反射膜５とは反対側に進行する再生光が発生すると共に、反射膜５で反射された後の再生用参照光３３Ｂ2によって、反射膜５側に進行する再生光が発生する。反射膜５とは反対側に進行する再生光は、そのまま記録媒体１より出射され、反射膜５側に進行する再生光は、反射膜５で反射されて、記録媒体１より出射される。これらの再生光を共に符号３４Ａ1で表す。
【００６６】
また、情報記録層３では、反射膜５で反射される前の再生用参照光３３Ｂ1によって、反射膜５とは反対側に進行する再生光が発生すると共に、反射膜５で反射された後の再生用参照光３３Ｂ1によって、反射膜５側に進行する再生光が発生する。反射膜５とは反対側に進行する再生光は、そのまま記録媒体１より出射され、反射膜５側に進行する再生光は、反射膜５で反射されて、記録媒体１より出射される。これらの再生光を共に符号３４Ａ2で表す。
【００６７】
一方、再生用参照光３３Ｂ1は、反射膜５で反射されて、再生光３４Ａ1と同じ方向に進む再生用参照光３４Ｂ1となる。また、再生用参照光３３Ｂ2は、反射膜５で反射されて、再生光３４Ａ2と同じ方向に進む再生用参照光３４Ｂ2となる。
【００６８】
これらの再生光３４Ａ1，３４Ａ2および再生用参照光３４Ｂ1，３４Ｂ2は、対物レンズ１１によって平行光の再生光３５Ａ1，３５Ａ2および再生用参照光３５Ｂ1，３５Ｂ2とされてビームスプリッタ１２に入射し、一部が半反射面１２ａで反射されて、光検出器１４によって受光される。
【００６９】
再生光３５Ａ1，３５Ａ2は、いずれも、記録時の情報光と同様に位相が空間的に変調された光となる。ただし、再生光３５Ａ1，３５Ａ2の位相の変調パターンは互いに点対称となる。
【００７０】
光検出器１４の一方の半分の領域には、再生光３５Ａ1と再生用参照光３５Ｂ1とが重ね合わせられて生成される合成光が入射する。光検出器１４の他方の半分の領域には、再生光３５Ａ2と再生用参照光３５Ｂ2とが重ね合わせられて生成される合成光が入射する。これらの２種類の合成光は、いずれも、記録された情報に対応して、強度が空間的に変調された光となる。ただし、２種類の合成光の強度の変調パターンは互いに点対称となる。従って、光検出器１４において、２種類の合成光のうちのいずれか一方の強度の２次元パターンを検出することによって情報を再生することができる。ここでは、再生光３５Ａ1と再生用参照光３５Ｂ1とが重ね合わせられて生成される合成光の強度の２次元パターンを検出することによって情報を再生するものとする。
【００７１】
次に、図９を参照して、上記再生光、再生用参照光および合成光について詳しく説明する。図９において、（ａ）は再生光の強度、（ｂ）は再生光の位相、（ｃ）は再生用参照光の強度、（ｄ）は再生用参照光の位相、（ｅ）は合成光の強度を表している。図９は、情報光の各画素毎の位相を、第１の位相と第２の位相のいずれかに設定し、記録用参照光および再生用参照光の各画素毎の位相を、基準位相、第１の位相および第２の位相のいずれかに設定した場合についての例を示している。この場合、再生光の各画素毎の位相は、情報光と同様に、第１の位相と第２の位相のいずれかになる。従って、再生光と再生用参照光との位相差は、ゼロ、±π／２（ｒａｄ）、±π（ｒａｄ）のいずれかになる。ここで、再生光の強度と再生用参照光の強度が等しいとすれば、図９（ｅ）に示したように、合成光の強度は、再生光と再生用参照光との位相差がゼロとなる画素では最も大きくなり、再生光と再生用参照光との位相差が±π（ｒａｄ）なる画素では原理的にはゼロとなり、再生光と再生用参照光との位相差が±π／２（ｒａｄ）となる画素では、位相差がゼロとなる画素における強度の１／２となる。図９（ｅ）では、位相差が±π（ｒａｄ）となる画素における強度を“０”で表し、位相差が±π／２（ｒａｄ）となる画素における強度を“１”で表し、位相差がゼロとなる画素における強度を“２”で表している。
【００７２】
図７ないし図９に示した例では、合成光の画素毎の強度が３値になる。そして、例えば、図９（ｅ）に示したように、強度“０”は２ビットのデータ“００”に対応させ、強度“１”は２ビットのデータ“０１”に対応させ、強度“２”は２ビットのデータ“１０”に対応させることができる。このように、図７ないし図９に示した例では、図４ないし図６に示した例のように合成光の画素毎の強度が２値になる場合に比べて、再生光の強度や位相を同様にしながら、合成光が担持する情報量を増加させることができ、その結果、記録媒体１の記録密度を向上させることができる。
【００７３】
再生光と再生用参照光との位相差をδとすると、合成光の強度Ｉは前出の式（１）で表される。式（１）より、再生光と再生用参照光との位相差に応じて合成光の強度Ｉが変化することが分かる。従って、再生光と再生用参照光との位相差の絶対値、すなわち、情報光と再生用参照光との位相差の絶対値が、例えばゼロからπ（ｒａｄ）の範囲内でｎ（ｎは２以上の整数）値になるようにすれば、合成光の強度Ｉもｎ値となる。
【００７４】
ところで、上述のように、位相が空間的に変調された情報光と位相が空間的に変調された記録用参照光とを用いて、記録媒体１の情報記録層３に情報を記録する場合には、記録すべき情報と、その情報を記録する際に用いる記録用参照光の位相の変調パターンとに基づいて、情報光の位相の変調パターンを決定する。このことを、図９を参照して詳しく説明する。情報記録層３に記録された情報は合成光の強度のパターンに基づいて再生されるので、記録すべき情報は、図９（ｅ）に示したような所望の合成光の強度のパターンのデータに変換される。記録用参照光の位相の変調パターンは、図９（ｄ）に示したような再生用参照光の位相の変調パターンと同様である。情報光の位相の変調パターンは、図９（ｅ）に示したような所望の合成光の強度のパターンのデータと、図９（ｄ）に示したような再生用参照光および記録用参照光の位相の変調パターンのデータとを用いた位相的な演算により、図９（ｂ）に示したような所望の再生光の位相の変調パターンと同じか、点対称な変調パターンになるように決定される。
【００７５】
上述のようにして位相の変調パターンが決定された情報光と記録用参照光とを用いて情報が記録された情報記録層３に対して、図９（ｄ）に示したような、記録用参照光と同様の位相の変調パターンを有する再生用参照光を照射すれば、図９（ｅ）に示したような強度のパターンを有する合成光が得られ、この合成光の強度のパターンに基づいて、情報記録層３に記録された情報が再生される。
【００７６】
記録用参照光および再生用参照光の位相の変調パターンは、ユーザとなる個人の固有の情報に基づいて作成するようにしてもよい。個人の固有の情報としては、暗証番号、指紋、声紋、虹彩のパターン等がある。このようにした場合には、記録媒体１に情報を記録した特定の個人のみが、その情報を再生することが可能になる。
【００７７】
以上説明したように、位相が空間的に変調された記録用参照光および再生用参照光を用いることにより、位相符号化多重方式による多重記録と、このように多重記録された情報の再生とを行うことが可能になる。
【００７８】
次に、図１０を参照して、光ヘッド４０内に設けられた記録再生光学系について説明する。図１０は光ヘッド４０を示す断面図である。図１０に示したように、光ヘッド４０は、後述する各要素を収納したヘッド本体４１を有している。このヘッド本体４１内の底部には、支持台４２を介して半導体レーザ４３が固定されていると共に、反射型の位相空間光変調器４４と光検出器４５が固定されている。光検出器４５の受光面には、マイクロレンズアレイ４６が取り付けられている。また、ヘッド本体４１内において、位相空間光変調器４４および光検出器４５の上方にはプリズムブロック４８が設けられている。プリズムブロック４８の半導体レーザ４３側の端部近傍にはコリメータレンズ４７が設けられている。また、ヘッド本体４１の記録媒体１に対向する面には開口部が形成され、この開口部に対物レンズ１１が設けられている。この対物レンズ１１とプリズムブロック４８との間には４分の１波長板４９が設けられている。
【００７９】
位相空間光変調器４４は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に出射光の位相を、互いにπ（ｒａｄ）だけ異なる２つの値のいずれかに設定することによって、光の位相を空間的に変調することができるようになっている。位相空間光変調器４４は、更に、入射光の偏光方向に対して、出射光の偏光方向を９０°回転させるようになっている。位相空間光変調器４４としては、例えば反射型の液晶素子を用いることができる。
【００８０】
光検出器４５は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に受光した光の強度を検出できるようになっている。また、マイクロレンズアレイ４６は、光検出器４５の各画素の受光面に対向する位置に配置された複数のマイクロレンズを有している。
【００８１】
光検出器４５としては、ＣＣＤ型固体撮像素子やＭＯＳ型固体撮像素子を用いることができる。また、光検出器４５として、ＭＯＳ型固体撮像素子と信号処理回路とが１チップ上に集積されたスマート光センサ（例えば、文献「Ｏ  ｐｌｕｓ  Ｅ，１９９６年９月，Ｎｏ．２０２，第９３〜９９ページ」参照。）を用いてもよい。このスマート光センサは、転送レートが大きく、高速な演算機能を有するので、このスマート光センサを用いることにより、高速な再生が可能となり、例えば、Ｇビット／秒オーダの転送レートで再生を行うことが可能となる。
【００８２】
プリズムブロック４８は、偏光ビームスプリッタ面４８ａと反射面４８ｂを有している。偏光ビームスプリッタ面４８ａと反射面４８ｂのうち偏光ビームスプリッタ面４８ａがコリメータレンズ４７寄りに配置されている。偏光ビームスプリッタ面４８ａと反射面４８ｂは、共にその法線方向がコリメータレンズ４７の光軸方向に対して４５°傾けられ、且つ互いに平行に配置されている。
【００８３】
位相空間光変調器４４は偏光ビームスプリッタ面４８ａの下方の位置に配置され、光検出器４５は反射面４８ｂの下方の位置に配置されている。また、４分の１波長板４９と対物レンズ１１は、偏光ビームスプリッタ面４８ａの上方の位置に配置されている。なお、コリメータレンズ４７や対物レンズ１１は、ホログラムレンズであってもよい。
【００８４】
プリズムブロック４８の偏光ビームスプリッタ面４８ａは、後で詳しく説明するように、偏光方向の違いによって、４分の１波長板４９を通過する前の情報光、記録用参照光および再生用参照光の光路と４分の１波長板４９を通過した後の記録媒体１からの戻り光の光路とを分離する。
【００８５】
図１０におけるプリズムブロック４８、位相空間光変調器４４、光検出器４５は、それぞれ、図４等におけるビームスプリッタ１２、位相空間光変調器１３、光検出器１４に対応する。
【００８６】
次に、情報の記録時における記録再生光学系の作用について説明する。半導体レーザ４３は、コヒーレントなＳ偏光の光を出射する。なお、Ｓ偏光とは偏光方向が入射面（図１０おける紙面）に垂直な直線偏光であり、後述するＰ偏光とは偏光方向が入射面に平行な直線偏光である。
【００８７】
半導体レーザ４３より出射されたＳ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ４７によって平行光とされ、プリズムブロック４８の偏光ビームスプリッタ面４８ａに入射し、この偏光ビームスプリッタ面４８ａで反射されて、位相空間光変調器４４に入射する。位相空間光変調器４４の出射光は、一方の半分の領域では、記録する情報に基づいて光の位相が空間的に変調された情報光となり、他方の半分の領域では、全ての画素について出射光の位相が同一の記録用参照光または位相が空間的に変調された記録用参照光となる。また、位相空間光変調器４４の出射光は、偏光方向が９０°回転されてＰ偏光の光となる。
【００８８】
位相空間光変調器４４の出射光である情報光および記録用参照光は、Ｐ偏光であるので、プリズムブロック４８の偏光ビームスプリッタ面４８ａを透過し、４分の１波長板４９を通過して円偏光の光となる。この情報光および記録用参照光は、対物レンズ１１によって集光されて記録媒体１に照射される。この情報光および記録用参照光は、情報記録層３を通過し、エアギャップ層４と反射膜５の境界面上で最も小径になるように収束し、反射膜５で反射される。反射膜５で反射された後の情報光および記録用参照光は、拡散する光となって、再度、情報記録層３を通過する。半導体レーザ４３の出力が記録用の高出力に設定されると、情報記録層３に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンが記録される。
【００８９】
記録媒体１からの戻り光は、対物レンズ１１によって平行光とされ、４分の１波長板４９を通過してＳ偏光の光となる。この戻り光は、プリズムブロック４８の偏光ビームスプリッタ面４８ａで反射され、更に反射面４８ｂで反射され、マイクロレンズアレイ４６を経て、光検出器４５に入射する。
【００９０】
情報の記録時において、対物レンズ１１からの光ビームが記録媒体１のアドレス・サーボ領域６を通過する期間では、半導体レーザ４３の出力は、再生用の低出力に設定されると共に、位相空間光変調器４４は、光の位相を変調せずに、全ての画素について位相が同一の光を出射する。このときの光検出器４５の出力に基づいて、基本クロック、アドレス情報、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー情報を得ることができる。
【００９１】
次に、情報の再生時における記録再生光学系の作用について説明する。情報の再生時には、半導体レーザ４３の出力は、再生用の低出力に設定される。半導体レーザ４３より出射されたＳ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ４７によって平行光とされ、プリズムブロック４８の偏光ビームスプリッタ面４８ａに入射し、この偏光ビームスプリッタ面４８ａで反射されて、位相空間光変調器４４に入射する。位相空間光変調器４４の出射光は、全ての画素について出射光の位相が同一の再生用参照光または位相が空間的に変調された再生用参照光となる。また、位相空間光変調器４４の出射光は、偏光方向が９０°回転されてＰ偏光の光となる。
【００９２】
位相空間光変調器４４の出射光である再生用参照光は、Ｐ偏光であるので、プリズムブロック４８の偏光ビームスプリッタ面４８ａを透過し、４分の１波長板４９を通過して円偏光の光となる。この再生用参照光は、対物レンズ１１によって集光されて記録媒体１に照射される。この再生用参照光は、情報記録層３を通過し、エアギャップ層４と反射膜５の境界面上で最も小径になるように収束し、反射膜５で反射される。反射膜５で反射された後の再生用参照光は、拡散する光となって、再度、情報記録層３を通過する。再生用参照光によって、情報記録層３より再生光が発生される。
【００９３】
記録媒体１からの戻り光は、再生光と再生用参照光とを含む。この戻り光は、対物レンズ１１によって平行光とされ、４分の１波長板４９を通過してＳ偏光の光となる。この戻り光は、プリズムブロック４８の偏光ビームスプリッタ面４８ａで反射され、更に反射面４８ｂで反射され、マイクロレンズアレイ４６を経て、光検出器４５に入射する。この光検出器４５の出力に基づいて、記録媒体１に記録された情報を再生することができる。
【００９４】
情報の再生時において、対物レンズ１１からの光ビームが記録媒体１のアドレス・サーボ領域６を通過する期間では、光検出器４５の出力に基づいて、基本クロック、アドレス情報、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー情報を得ることができる。
【００９５】
なお、位相空間光変調器４４は光の偏光方向を回転させないものであってもよい。この場合には、図１０におけるプリズムブロック４８の偏光ビームスプリッタ面４８ａを半反射面に変更する。あるいは、プリズムブロック４８と位相空間光変調器４４との間に、４分の１波長板を設け、プリズムブロック４８からのＳ偏光の光を４分の１波長板によって円偏光の光に変換して位相空間光変調器４４に入射させ、位相空間光変調器４４からの円偏光の光を４分の１波長板によってＰ偏光の光に変換して、偏光ビームスプリッタ面４８ａを透過させるようにしてもよい。また、各画素毎に出射光の位相を３つ以上の値のいずれかに設定できる位相空間光変調器としては、液晶を用いたものに限らず、例えば、マイクロミラーデバイスを用いて、入射光の進行方向について、各画素毎に反射面の位置を調整するようにした構成したものでもよい。
【００９６】
次に、図１１を参照して、本実施の形態におけるフォーカスエラー情報の生成方法の一例について説明する。図１１は、光検出器４５の受光面における入射光の輪郭を示す説明図である。本例におけるフォーカスエラー情報の生成方法では、以下のようにして、光検出器４５の受光面における入射光の輪郭の大きさに基づいてフォーカスエラー情報を生成する。まず、対物レンズ１１からの光ビームが、記録媒体１におけるエアギャップ層４と反射膜５の境界面上で最も小径になるように収束する合焦状態のときには、光検出器４５の受光面における入射光の輪郭は、図１１において符号６０で示した輪郭となるものとする。対物レンズ１１からの光ビームが最も小径となる位置がエアギャップ層４と反射膜５の境界面よりも手前側へずれた場合には、光検出器４５の受光面における入射光の輪郭は、図１１において符号６１で示したように径が小さくなる。逆に、対物レンズ１１からの光ビームが最も小径となる位置がエアギャップ層４と反射膜５の境界面よりも奥側へずれた場合には、光検出器４５の受光面における入射光の輪郭は、図１１において符号６２で示したように径が大きくなる。従って、合焦状態を基準として、光検出器４５の受光面における入射光の輪郭の径の変化に応じた信号を検出することによってフォーカスエラー信号を得ることができる。具体的には、例えば、合焦状態を基準として、光検出器４５の受光面における明部に対応する画素の増減数に基づいてフォーカスエラー信号を生成することができる。
【００９７】
本実施の形態では、光ビームが常に合焦状態となるように、フォーカスエラー信号に基づいて、記録媒体１に対して垂直な方向についての光ヘッド本体４１の位置を調整して、フォーカスサーボを行う。なお、光ビームが情報記録領域７を通過する際には、フォーカスサーボは行われず、直前のアドレス・サーボ領域６通過時の状態が保持される。
【００９８】
次に、図１２および図１３を参照して、本実施の形態におけるトラッキングエラー情報の生成方法とトラッキングサーボの方法の一例について説明する。この例では、記録媒体１のアドレス・サーボ領域６には、トラッキングサーボに用いられる位置決め情報として、図１２（ａ）に示したように、トラック７０に沿って光ビーム７２の進行方向の手前側から順に、２つのピット７１Ａ、１つのピット７１Ｂ、１つのピット７１Ｃが形成されている。２つのピット７１Ａは、図１２において符号Ａで示した位置においてトラック７０を挟んで対称な位置に配置されている。ピット７１Ｂは、図１２において符号Ｂで示した位置においてトラック７０に対して片側にずれた位置に配置されている。ピット７１Ｃは、図１２において符号Ｃで示した位置において、トラック７０に対してピット７１Ｂとは反対側にずれた位置に配置されている。
【００９９】
図１２（ａ）に示したように、光ビーム７２がトラック７０上を正確に進行する場合には、光ビーム７２が各位置Ａ，Ｂ，Ｃを通過する際の光検出器４５の全受光量は、図１２（ｂ）に示したようになる。すなわち、位置Ａ通過時の受光量が最も大きく、位置Ｂ通過時の受光量と位置Ｃ通過時の受光量は互いに等しく且つ位置Ａ通過時の受光量よりも小さくなる。
【０１００】
一方、図１３（ａ）に示したように、光ビーム７２がトラック７０に対してピット７１Ｃ寄りにずれて進行する場合には、光ビーム７２が各位置Ａ，Ｂ，Ｃを通過する際の光検出器４５の全受光量は、図１３（ｂ）に示したようになる。すなわち、位置Ａ通過時の受光量が最も大きく、次に位置Ｃ通過時の受光量が大きく、位置Ｂ通過時の受光量は最も小さくなる。位置Ｂ通過時の受光量と位置Ｃ通過時の受光量との差の絶対値は、光ビーム７２のトラック７０からのずれ量が大きくなるほど大きくなる。
【０１０１】
なお、図示しないが、光ビーム７２がトラック７０に対してピット７１Ｂ寄りにずれて進行する場合には、位置Ａ通過時の受光量が最も大きく、次に位置Ｂ通過時の受光量が大きく、位置Ｃ通過時の受光量は最も小さくなる。位置Ｂ通過時の受光量と位置Ｃ通過時の受光量との差の絶対値は、光ビーム７２のトラック７０からのずれ量が大きくなるほど大きくなる。
【０１０２】
以上のことから、位置Ｂ通過時の受光量と位置Ｃ通過時の受光量との差から、トラック７０に対する光ビーム７２のずれの方向および大きさが分かる。従って、位置Ｂ通過時の受光量と位置Ｃ通過時の受光量との差をトラッキングエラー信号とすることができる。ピット７１Ａは、位置Ｂ通過時の受光量と位置Ｃ通過時の受光量を検出するタイミングの基準となる。
【０１０３】
本例におけるトラッキングサーボは、具体的には、以下のようにして行われる。まず、光検出器４５の全受光量が最初にピークに達するタイミング、すなわち位置Ａ通過時のタイミングを検出する。次に、位置Ａ通過時のタイミングを基準にして、位置Ｂ通過時のタイミングと位置Ｃ通過時のタイミングを予測する。次に、予測した各タイミングで、位置Ｂ通過時の受光量と位置Ｃ通過時の受光量を検出する。最後に、位置Ｂ通過時の受光量と位置Ｃ通過時の受光量との差を検出し、これをトラッキングエラー信号とする。そして、光ビーム７２が常にトラック７０に追従するように、トラッキングエラー信号に基づいてトラッキングサーボが行われる。なお、光ビーム７２が情報記録領域７を通過する際には、トラッキングサーボは行われず、直前のアドレス・サーボ領域６通過時の状態が保持される。
【０１０４】
なお、本実施の形態におけるトラッキングエラー情報の生成方法とトラッキングサーボの方法は、上記の方法に限らず、例えばプッシュプル法を用いてもよい。この場合には、アドレス・サーボ領域６には、トラッキングサーボに用いられる位置決め情報として、トラック方向に沿った一列のピット列を形成しておき、光検出器４５の受光面における入射光の形状の変化を検出して、トラッキングエラー情報を生成する。
【０１０５】
次に、図１４を参照して、情報の記録時における光ヘッド４０の動作について説明する。図１４は、情報の記録時におけるトラックＴＲの動きと情報光および記録用参照光の照射位置１０１の動きとを示している。図１４において、記号Ｒは、記録媒体１の移動方向を表している。なお、図１４では、便宜上、照射位置１０１をトラックＴＲに重ならないように表しているが、実際には、照射位置１０１はトラックＴＲに重なる。
【０１０６】
本実施の形態では、図１４（ａ）に示したように、記録媒体１の情報記録領域７に情報を記録する前に、照射位置１０１は、中立の位置よりも記録媒体１の移動方向Ｒとは反対方向（以下、進み方向とも言う。）に移動される。その際、照射位置１０１はアドレス・サーボ領域６を通過し、アドレス・サーボ領域６に記録された情報が光ヘッド４０によって検出される。
【０１０７】
次に、図１４（ｂ）に示したように、照射位置１０１が進み方向の移動範囲の端Ｅ１に達したら、照射位置１０１は、今度は記録媒体１の移動方向Ｒ（以下、遅れ方向とも言う。）に移動される。照射位置１０１の遅れ方向への移動開始直後は、照射位置１０１の移動速度は、情報を記録すべき所望の情報記録領域７の移動速度よりも小さい。従って、やがて、照射位置１０１は所望の情報記録領域７に重なる。
【０１０８】
図１４（ｃ）に示したように、照射位置１０１が所望の情報記録領域７に重なったら、照射位置１０１の移動速度は、その情報記録領域７の移動速度と等しくなるように調整される。これにより、所望の情報記録領域７に照射位置１０１が追従するように照射位置１０１が移動される。
【０１０９】
次に、図１４（ｄ）に示したように、照射位置１０１が遅れ方向の移動範囲の端Ｅ２に達したら、照射位置１０１は、再び、進み方向に移動され、図１４（ａ）に示した動作が行われる。このようにして、図１４（ａ）〜（ｄ）に示した動作が繰り返し実行される。
【０１１０】
上述のように、本実施の形態では、所定の期間、移動する１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光の照射位置１０１が追従するように、照射位置１０１が移動される。これにより、所定の期間、１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光が照射され続け、この情報記録領域７に、情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情報が記録される。以下、情報記録領域７に照射位置１０１が追従する期間を追従期間と言い、他の期間をキャッチアップ期間と言う。
【０１１１】
図１５は、横軸を絶対位置とし、縦軸を時間とした座標系で、上述の照射位置１０１の動きを表したものである。図１５における記号Ｒ、Ｅ１、Ｅ２は、これまでの説明と同様に、記録媒体１の移動方向、照射位置１０１の進み方向の移動範囲の端、照射位置１０１の遅れ方向の移動範囲の端を表している。また、図１５において、記号Ｔ１は追従期間を表し、記号Ｔ２はキャッチアップ期間を表している。
【０１１２】
図１５に示したように、本実施の形態では、追従期間Ｔ１において、１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光が照射され続け、これにより、情報記録領域７に、情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターン、すなわち情報を担持したホログラムが形成される。図１５において、記号Ｈ１〜Ｈ６は、この順番に記録されるホログラムを表している。
【０１１３】
ところで、照射位置１０１の移動は、情報光および記録用参照光の出射位置である対物レンズ１１を含むヘッド本体４１を、ほぼトラックに沿う方向に移動させることによって行われる。ここで、図１６に、対物レンズ１１の位置の変化と、ヘッド本体４１をほぼトラックに沿う方向に移動させるためのコイル１５５〜１５８に対する駆動電圧の変化の一例を示す。図１６において、（ａ）は対物レンズ１１の位置の変化を示し、（ｂ）は駆動電圧の変化を示している。
【０１１４】
図１６（ａ）に示した例において、対物レンズ１１は、追従期間Ｔ１では、情報記録領域７の移動速度と等しい一定の速度で移動する。また、対物レンズ１１は、キャッチアップ期間Ｔ２では、遅れ方向の移動範囲の端の位置で一時的に停止した後、進み方向に移動を開始し、進み方向の移動範囲の端に達したら、その位置で一時的に停止した後、情報記録領域７の移動速度よりも小さいも速度で、遅れ方向に移動を開始する。
【０１１５】
図１６（ｂ）に示した例において、駆動電圧は、正の値のときにヘッド本体４１に対して進み方向へ移動する力を与え、負の値のときにヘッド本体４１に対して遅れ方向へ移動する力を与える。
【０１１６】
次に、図１７を参照して、情報光および記録用参照光の照射位置１０１を、所望の情報記録領域７の位置に合わせる方法について説明する。図１７において、（ｃ）は３本のトラックＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３を示している。各トラックにおいて、隣り合う２つのアドレス・サーボ領域６の間には、４つの情報記録領域７が設けられている。図１７（ｃ）では、これら４つの情報記録領域７の位置を記号ａ，ｂ，ｃ，ｄで表している。
【０１１７】
図１７において（ｄ），（ｅ）は、それぞれトラックＴＲ１，ＴＲ２において記録を行う際の情報光および記録用参照光の照射位置１０１の軌跡を表している。図１７（ｄ），（ｅ）において、横軸は、図１７（ｃ）に示したトラックに対する照射位置１０１の相対位置を表し、縦軸は時間を表している。本実施の形態では、キャッチアップ期間Ｔ２において、照射位置１０１はアドレス・サーボ領域６を通過し、アドレス・サーボ領域６に記録された情報が光ヘッド４０によって検出される。そして、この光ヘッド４０の検出出力に基づいて、図２におけるコントローラ９０によって、照射位置１０１が通過したアドレス・サーボ領域６と次のアドレス・サーボ領域６との間に存在する情報記録領域７のアドレスが認識される。また、照射位置１０１がアドレス・サーボ領域６を通過する際には、光ヘッド４０の検出出力に基づいて基本クロックが生成される。
【０１１８】
コントローラ９０は、隣り合う２つのアドレス・サーボ領域６の間に存在する４つの情報記録領域７の中から、情報を記録すべき情報記録領域７を選択する。隣り合う２つのアドレス・サーボ領域６の間に存在する４つの情報記録領域７の位置、すなわち図１７（ｃ）におけるａ〜ｄの位置は、上記の基本クロックを用いて表される時間で特定することができる。コントローラ９０は、情報を記録すべき情報記録領域７の位置に応じて、図１６に示したような駆動電圧のプロファイルを変更することにより、照射位置１０１を、その情報記録領域７の位置に合わせる。
【０１１９】
本実施の形態では、図１７（ｄ），（ｅ）に示したように、所定のトラックにおける情報の記録は、次のようにして行われる。まず、記録媒体１が１回転する間に、１つのトラックにおいて、図１７（ｃ）におけるａの位置に存在する各情報記録領域７に情報を記録する。次の１回転の間では、同じトラックにおいて、図１７（ｃ）におけるｂの位置に存在する各情報記録領域７に情報を記録する。以下、同様にして、次の１回転の間では、同じトラックにおいて、図１７（ｃ）におけるｃの位置に存在する各情報記録領域７に情報を記録し、更に次の１回転の間では、同じトラックにおいて、図１７（ｃ）におけるｄの位置に存在する各情報記録領域７に情報を記録する。このようにして、１つのトラックにおけるａ〜ｄの全ての位置に存在する各情報記録領域７に対する情報の記録が終了したら、次のトラックにおいて、同様の記録を行う。なお、図１７（ｄ），（ｅ）では、記録媒体１の各１回転毎の照射位置１０１の軌跡を、時間軸方向に詰めて表している。
【０１２０】
ところで、キャッチアップ期間Ｔ２では、記録媒体１（アドレス・サーボ領域６）に対する照射位置１０１の相対速度は、増加、一定、減少の順に変化する。照射位置１０１の相対速度が一定の期間でのみ、アドレス・サーボ領域６に記録された情報を検出する場合には、アドレス・サーボ領域６に記録するピットの長さや隣接する２つのピット間の長さは、例えば基準の長さの整数倍とすることができる。しかし、この場合には、アドレス・サーボ領域６の長さをあまり大きくすることはできない。
【０１２１】
照射位置１０１の相対速度が一定の期間のみならず、照射位置１０１の相対速度が増加あるいは減少する期間でも、アドレス・サーボ領域６に記録された情報を検出できるようにすれば、アドレス・サーボ領域６の長さを大きくでき、アドレス・サーボ領域６により多くの情報を記録することが可能になる。しかし、この場合には、ピットの長さや隣接する２つのピット間の長さが一定であっても、照射位置１０１の相対速度に応じて、光ヘッド４０の検出出力におけるピットの時間やピット間の時間が変化する。そのため、正確な基本クロックを生成したり、アドレス・サーボ領域６に記録された情報を正確に認識したりするためには、何らかの対策が必要となる。以下、そのような対策の２つの例について説明する。
【０１２２】
第１の対策は、図１７（ａ）に示したように、アドレス・サーボ領域６に記録するピットＰの長さや隣接する２つのピットＰ間の長さの基準となる長さを、照射位置１０１の相対速度に比例するように変えるものである。なお、図１７（ａ）において、中央のピットは、アドレス・サーボ領域６の中央の位置に表す特別なピットである。
【０１２３】
第２の対策は、図１７（ｂ）に示したように、アドレス・サーボ領域６に記録するピットＰの長さや隣接する２つのピットＰ間の長さの基準となる長さは変えずに、図２における信号処理回路８９において、光ヘッド４０の検出出力におけるピットの時間やピット間の時間を、実際のピットの長さやピット間の長さに変換するものである。
【０１２４】
図１８は、上記の第１の対策を採用した場合におけるピットの長さの変化の具体例を示したものである。図１８において、縦軸は記録媒体１（アドレス・サーボ領域６）に対する照射位置１０１の相対速度を表し、横軸は時間を表している。また、図１８において、符号Ｐ１〜Ｐ８は、各タイミングにおけるピットを表している。なお、ピットＰ１〜Ｐ８は、信号処理上は同じ長さと判断されるべきものとしている。なお、図１８において、記号ＬＰは、半導体レーザ４３の出力の変化を表している。第１の対策では、ピットＰ１〜Ｐ８の長さは、照射位置１０１の相対速度に比例する。これにより、光ヘッド４０の検出出力におけるピットＰ１〜Ｐ８の時間は一定になる。従って、第１の対策を採用した場合には、光ヘッド４０の検出出力におけるピットの時間やピット間の時間から、そのままピットの長さやピット間の長さを認識して、アドレス・サーボ領域６に記録された情報を認識することができる。
【０１２５】
図１９は、上記の第２の対策を採用した場合におけるピットの時間およびピット間の時間の変化の具体例を示したものである。図１９では、照射位置１０１の相対速度が減少する期間において、ピットの長さおよびピット間の長さが一定のピット列を、照射位置１０１が通過した場合について示している。図１９において、（ａ）は、図２における検出回路８５より出力される再生信号ＲＦを示し、（ｂ）は光情報記録再生装置で使用されるシステムクロックを示している。また、（ａ）において、ハイレベルの期間はピットの期間に対応し、ローレベルの期間は隣接する２つのピット間の期間に対応する。図１９（ａ）に示したように、照射位置１０１の相対速度が減少する期間では、ピットの長さおよびピット間の長さが一定でも、再生信号ＲＦにおけるピットの時間やピット間の時間は徐々に増加する。図２における信号処理回路８９は、コントローラ９０から照射位置１０１の相対速度の情報を得て、再生信号ＲＦにおけるピットの時間やピット間の時間に、照射位置１０１の相対速度を掛けて、ピットの長さやピット間の長さを求める。このようにして計算によって求められたピットの長さやピット間の長さは、実際のピットの長さやピット間の長さと一致する。従って、第２の対策を採用した場合には、計算によって求められたピットの長さやピット間の長さを用いて、アドレス・サーボ領域６に記録された情報を認識することができる。
【０１２６】
以上説明したように、本実施の形態では、所定の期間、移動する１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光の照射位置が追従するように、情報光および記録用参照光の照射位置を移動させる。これにより、所定の期間、１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光が照射され続ける。従って、本実施の形態によれば、情報記録領域７と情報光および記録用参照光の照射位置とのずれを生じることなく、情報記録領域７に情報を記録するのに十分な時間だけ、情報記録領域７に情報光および記録用参照光を照射することが可能となる。その結果、本実施の形態によれば、実用的な光源である半導体レーザ４３を用いて、複数の情報記録領域７を有する記録媒体１を回転移動させながら、各情報記録領域７にホログラフィを利用して情報を記録することが可能となる。
【０１２７】
また、本実施の形態では、記録媒体１にアドレス・サーボ領域６が設けられている。アドレス・サーボ領域６には、各情報記録領域７を識別するためのアドレス情報と各情報記録領域７に対する情報光、記録用参照光および再生用参照光の照射位置を合わせるための位置決め情報とが記録されている。光情報記録再生装置は、アドレス・サーボ領域６に記録されたアドレス情報を検出して各情報記録領域７を識別する。従って、本実施の形態によれば、各情報記録領域７を容易に識別することが可能になる。また、光情報記録再生装置は、アドレス・サーボ領域６に記録された位置決め情報を検出して、各情報記録領域７に対して情報光、記録用参照光および再生用参照光の照射位置を合わせる。従って、本実施の形態によれば、各情報記録領域７に対して情報光、記録用参照光および再生用参照光の照射位置を容易に合わせることが可能になる。
【０１２８】
また、本実施の形態では、情報の記録時には、記録する情報に基づいて光の位相が空間的に変調された情報光と記録用参照光とを、記録媒体１の情報記録層３に照射して、情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情報記録層３に情報を記録する。また、情報の再生時には、再生用参照光を情報記録層３に照射し、これによって情報記録層３より発生される再生光と再生用参照光とを重ね合わせて合成光を生成し、この合成光を検出して情報を再生する。
【０１２９】
従って、本実施の形態によれば、情報の再生時に再生光と再生用参照光とを分離する必要がない。そのため、情報の記録時に、情報光と記録用参照光とを互いに所定の角度をなすように記録媒体に入射させる必要もない。実際、本実施の形態では、情報光、記録用参照光、再生用参照光および再生光が同軸的に配置されるように、情報光、記録用参照光および再生用参照光の照射と再生光の収集とが情報記録層３の同一面側より行われる。従って、本実施の形態によれば、記録および再生のための光学系を小さく構成することができる。
【０１３０】
また、従来の再生方法では、再生光と再生用参照光とを分離して、再生光のみを検出するため、再生光を検出する光検出器に再生用参照光も入射してしまうと、再生情報のＳＮ比が劣化するという問題点があった。これに対し、本実施の形態では、再生光と再生用参照光とを用いて情報を再生するので、再生用参照光によって再生情報のＳＮ比が劣化するということがない。従って、本実施の形態によれば、再生情報のＳＮ比を向上させることができる。
【０１３１】
また、本実施の形態によれば、情報光、記録用参照光および再生用参照光の全てが、同軸的に配置され、且つ同じ位置で最も小径となるように収束するようにしたので、記録および再生のための光学系の構成を簡単にすることができる。
【０１３２】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る光情報記録再生装置について説明する。図２０は、本実施の形態に係る光情報記録再生装置における光ヘッドの駆動機構を示す平面図である。本実施の形態は、光ヘッドの駆動機構が第１の実施の形態とは異なるものである。
【０１３３】
本実施の形態における光ヘッド４０は、固定部２０１と、第１の可動部２０２と、第２の可動部２０３とを有している。固定部２０１は、光情報記録再生装置の本体に固定されている。光情報記録再生装置の本体には、記録媒体１の半径方向（図２０における上下方向）に延びる２本のレール２２１が取り付けられている。第１の可動部２０２は、この２本のレール２２１によって、記録媒体１の半径方向に移動可能に支持されている。また、光ヘッド４０は、第１の可動部２０２を、光情報記録再生装置の本体に対して記録媒体１の半径方向に移動させるリニアモータ２２２を有している。
【０１３４】
第１の可動部２０２には、トラックの接線方向（図２０における左右方向）に延びる２本のレール２３１が取り付けられている。第２の可動部２０３は、この２本のレール２３１によって、トラックの接線方向に移動可能に支持されている。また、光ヘッド４０は、第２の可動部２０３を、第１の可動部２０２に対してトラックの接線方向に移動させるリニアモータ２３２を有している。
【０１３５】
第２の可動部２０３には、対物レンズ１１を、記録媒体１の面に垂直な方向（図２０における紙面に直交する方向）に移動可能に支持する支持板２０４が取り付けられている。また、光ヘッド４０は、対物レンズ１１を、第２の可動部２０３に対して記録媒体１の面に垂直な方向に移動させるアクチュエータ２４１を有している。
【０１３６】
本実施の形態における光ヘッド４０では、記録再生光学系のうち、対物レンズ１１は支持板２０４に取り付けられ、他の大部分は固定部２０１に設けられている。第１の可動部２０２と第２の可動部２０３には、固定部２０１に設けられた光学系からの光ＬＢを対物レンズ１１に導くと共に、記録媒体１側から対物レンズ１１に入射した光を固定部２０１に設けられた光学系に導くための中継用光学系が設けられている。図２０には、第１の可動部２０２に固定され、中継用光学系の一部をなすミラー２２３を示している。
【０１３７】
本実施の形態における光ヘッド４０では、アクチュエータ２４１によって、記録媒体１の面に垂直な方向に、対物レンズ１１の位置を変化させることができ、これにより、フォーカスサーボを行うことができる。また、光ヘッド４０では、リニアモータ２２２によって、記録媒体１の半径方向に、対物レンズ１１の位置を変化させることができ、これにより、所望のトラックへのアクセスとトラッキングサーボとを行うことができる。また、光ヘッド４０では、リニアモータ２３２によって、トラックの接線方向、すなわち、ほぼトラックに沿う方向に、対物レンズ１１の位置を変化させることができる。これにより、情報記録領域７に対して情報光および記録用参照光の照射位置を追従させる制御を行うことができる。リニアモータ２３２は、本発明における照射位置移動手段に対応する。
【０１３８】
アクチュエータ２４１は、図２におけるフォーカスサーボ回路８６によって駆動されるようになっている。リニアモータ２２２は、図２におけるトラッキングサーボ回路８７およびスライドサーボ回路８８によって駆動されるようになっている。また、リニアモータ２３２は、図２における追従制御回路９４によって駆動されるようになっている。
【０１３９】
なお、本実施の形態では、光ヘッド４０が図２における駆動装置８４の機能を有しているので、この駆動装置８４は設けられていない。また、本実施の形態では、記録媒体１と光ヘッド４０との相対的な傾きを補正する機能は備えておらず、図２における傾き補正回路９３は設けられていない。
【０１４０】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０１４１】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録再生装置について説明する。図２１は、本実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録再生光学系の要部を示す説明図である。
【０１４２】
始めに、図２１を参照して、本実施の形態に係る記録媒体の構成について説明する。本実施の形態に係る記録媒体３０１は、第１の実施の形態における記録媒体１と同様に、円板状をなし、複数のトラックを有している。各トラックには、複数のアドレス・サーボ領域３０６が等間隔に設けられている。隣り合うアドレス・サーボ領域３０６間には、１つまたは複数の情報記録領域３０７が設けられている。
【０１４３】
記録媒体３０１は、ポリカーボネート等によって形成された円板状の２枚の透明基板３０２，３０４と、これらの透明基板３０２，３０４の間に設けられた情報記録層３０３と、透明基板３０２における情報記録層３０３とは反対側の面に隣接するように設けられた保護層３０５とを備えている。
【０１４４】
情報記録層３０３は、ホログラフィを利用して情報が記録される層であり、第１の実施の形態における記録媒体１の情報記録層３と同様のホログラム材料によって形成される。
【０１４５】
この記録媒体３０１では、保護層３０５の透明基板３０２とは反対側の面（図２１における下側の面）が、記録用参照光および再生用参照光が入射され、再生光が出射される第１の面３０１ａとなり、透明基板３０４の情報記録層３０３とは反対側の面（図２１における上側の面）が、記録する情報を担持した情報光が入射される第２の面３０１ｂとなっている。
【０１４６】
アドレス・サーボ領域３０６において、アドレス情報等を表すエンボスピットは、透明基板３０２と保護層３０５との境界面に形成されている。なお、フォーカスサーボは、透明基板３０２と保護層３０５との境界面を用いて行うこともできる。
【０１４７】
なお、図２２に示したように、記録媒体３０１は、アドレス・サーボ領域３０６において、アドレス情報等を表すエンボスピットが透明基板３０２と情報記録層３０３との境界面に設けられたものであってもよい。この場合には、保護層３０５は不要となる。
【０１４８】
次に、図２１を参照して、本実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録再生光学系の要部について説明する。記録再生光学系は、記録媒体３０１の透明基板３０４側に対向する対物レンズ３２１と、この対物レンズ３２１における記録媒体３０１とは反対側に、対物レンズ３２１側から順に配設された４分の１波長板３２２および偏光ビームスプリッタ３２３を有している。偏光ビームスプリッタ３２３は、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる偏光ビームスプリッタ面３２３ａを有している。偏光ビームスプリッタ面３２３ａは、記録媒体３０１の面に対して４５°をなしている。偏光ビームスプリッタ３２３では、図２１における右側の面が情報光入射面３２３ｂになっている。記録再生光学系は、更に、偏光ビームスプリッタ３２３の情報光入射面３２３ｂに入射する光の光路上に配置された空間光変調器３２７を有している。空間光変調器３２７は、格子状に配列された多数の画素を有し、例えば、各画素毎に光の透過状態と遮断状態とを選択することによって、出射光の強度を空間的に変調して、情報を担持した情報光を生成することができるようになっている。この空間光変調器３２７としては、例えば液晶素子を用いることができる。
【０１４９】
記録再生光学系は、更に、記録媒体３０１の保護層３０５側に対向する対物レンズ３３１と、この対物レンズ３３１における記録媒体３０１とは反対側に、対物レンズ３３１側から順に配設された４分の１波長板３３２、偏光ビームスプリッタ３３３および光検出器３３４を有している。偏光ビームスプリッタ３３３は、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる偏光ビームスプリッタ面３３３ａを有している。偏光ビームスプリッタ面３３３ａは、記録媒体３０１の面に対して４５°をなしている。偏光ビームスプリッタ３３３では、図２１における右側の面が参照光入射面３３３ｂになっている。記録再生光学系は、更に、偏光ビームスプリッタ３３３の参照光入射面３３３ｂに入射する光の光路上に配置された位相空間光変調器３３８を有している。位相空間光変調器３３８は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に出射光の位相を、２値または３つ以上の値の中から選択することによって、光の位相を空間的に変調することができるようになっている。
【０１５０】
光検出器３３４は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に受光した光の強度を検出できるようになっている。光検出器３３４としては、ＣＣＤ型固体撮像素子やＭＯＳ型固体撮像素子やスマート光センサが用いられる。
【０１５１】
次に、図２３を参照して、本実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録再生光学系の全体の構成について説明する。
【０１５２】
まず、記録再生光学系のうち、情報光に関する部分について説明する。記録再生光学系は、既に説明した対物レンズ３２１、４分の１波長板３２２および偏光ビームスプリッタ３２３を有している。記録再生光学系は、更に、偏光ビームスプリッタ３２３の情報光入射面３２３ｂに入射する光の光路上に、偏光ビームスプリッタ３２３側から順に配置された凸レンズ３２４、ピンホール３２５、凸レンズ３２６および空間光変調器３２７を有している。
【０１５３】
凸レンズ３２４と凸レンズ３２６の焦点距離は等しくなっている。この焦点距離をｆｓとする。凸レンズ３２４の中心、ピンホール３２５、凸レンズ３２６の中心および空間光変調器３２７の像形成面は、焦点距離ｆｓの間隔を開けて配置されている。従って、空間光変調器３２７を通過した平行光束は、凸レンズ３２６によって集光されて、ピンホール３２５の位置で最も小径となって、このピンホール３２５を通過する。ピンホール３２５を通過した光は拡散する光となって、凸レンズ３２４に入射し、平行光束となって偏光ビームスプリッタ３２３の情報光入射面３２３ｂに入射する。空間光変調器３２７の像形成面と共役な像面３５１は、凸レンズ３２４と偏光ビームスプリッタ３２３との間であって、凸レンズ３２４の中心から焦点距離ｆｓだけ離れた位置に形成される。
【０１５４】
偏光ビームスプリッタ３２３の中心と像面３５１との間の距離をｆ１とし、偏光ビームスプリッタ３２３の中心と対物レンズ３２１の中心との距離をｆ２とし、対物レンズ３２１の焦点距離をｆとすると、ｆ＝ｆ１＋ｆ２となっている。記録媒体３０１における透明基板３０２と保護層３０５との境界面は、対物レンズ３２１の中心から焦点距離ｆだけ離れた位置に配置されるようになっている。このような構成とすることにより、空間光変調器３２７を対物レンズ３２１から離れた位置に配置することが可能になり、光学系の設計の自由度が増す。
【０１５５】
次に、記録再生光学系のうち、記録用参照光、再生用参照光および再生光に関する部分について説明する。記録再生光学系は、既に説明した対物レンズ３３１、４分の１波長板３３２、偏光ビームスプリッタ３３３および光検出器３３４を有している。記録再生光学系は、更に、偏光ビームスプリッタ３３３の参照光入射面３３３ｂに入射する光の光路上に配置された偏光ビームスプリッタ３３５を有している。偏光ビームスプリッタ３３５は、偏光ビームスプリッタ３３３の偏光ビームスプリッタ面３３３ａと平行に配置され、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる偏光ビームスプリッタ面３３５ａを有している。
【０１５６】
記録再生光学系は、更に、偏光ビームスプリッタ３３５の図２３における下側に偏光ビームスプリッタ３３５側から順に配置された凸レンズ３３６、凹レンズ３３７および位相空間光変調器３３８を有している。位相空間光変調器３３８は反射型になっている。位相空間光変調器３３８の像形成面と共役な像面３５２は、偏光ビームスプリッタ３３５と偏光ビームスプリッタ３３３との間に形成されるようになっている。
【０１５７】
偏光ビームスプリッタ３３３の中心と像面３５２との間の距離は、偏光ビームスプリッタ３２３の中心と像面３５１との間の距離と等しくｆ１となっている。偏光ビームスプリッタ３３３の中心と対物レンズ３３１の中心との距離は、偏光ビームスプリッタ３２３の中心と対物レンズ３２１の中心との距離と等しくｆ２となっている。対物レンズ３３１の焦点距離は、対物レンズ３２１の焦点距離と等しくｆとなっている。記録媒体３０１における透明基板３０２と保護層３０５との境界面は、対物レンズ３３１の中心から焦点距離ｆだけ離れた位置に配置されるようになっている。このような構成とすることにより、位相空間光変調器３３８を対物レンズ３３１から離れた位置に配置することが可能になり、光学系の設計の自由度が増す。
【０１５８】
記録再生光学系は、更に、偏光ビームスプリッタ３３５の図２３における上側において、偏光ビームスプリッタ面３３５ａに対して９０°をなすように配置されたミラー３３９と、このミラー３３９と平行に配置されたミラー３４０とを有している。
【０１５９】
次に、記録再生光学系のうち、情報光、記録用参照光および再生用参照光に共通する部分について説明する。記録再生光学系は、コヒーレントな直線偏光のレーザ光を出射する半導体レーザ３４２と、この半導体レーザ３４２より出射される光の光路上に半導体レーザ３４２側より順に配置されたコリメータレンズ３４３、ミラー３４４、旋光用光学素子３４５および偏光ビームスプリッタ３４６を有している。旋光用光学素子３４５としては、例えば、２分の１波長板または旋光板が用いられる。偏光ビームスプリッタ３４６は、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過させる偏光ビームスプリッタ面３４６ａを有している。
【０１６０】
なお、図２１では、図２３に示した記録再生光学系の要部を分かりやすく示すために、空間光変調器３２７を像面３５１の位置に配置し、位相空間光変調器３３８を透過型として表して、像面３５２の位置に配置している。
【０１６１】
次に、図２３に示した記録再生光学系の作用の概略について説明する。半導体レーザ３４２は、Ｓ偏光またはＰ偏光の直線偏光の光を出射する。コリメータレンズ３４３は、半導体レーザ３４２の出射光を平行光束にして出射する。旋光用光学素子３４５は、コリメータレンズ３４３より出射され、ミラー３４４で反射された光を旋光して、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とを含む光を出射する。
【０１６２】
旋光用光学素子３４５の出射光のうち、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ３４６の偏光ビームスプリッタ面３４６ａで反射されて、空間光変調器３２７に入射し、空間光変調器３２７によって光の強度が空間的に変調されて情報光が生成される。空間光変調器３２７より出射される情報光は、凸レンズ３２６、ピンホール３２５、凸レンズ３２４を順に通過し、偏光ビームスプリッタ３２３の偏光ビームスプリッタ面３２３ａで反射されて、４分の１波長板３２２に入射する。４分の１波長板３２２を通過した情報光は、円偏光の光となり、対物レンズ３２１によって集光されて、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体３０１に照射される。なお、凸レンズ３２６、ピンホール３２５および凸レンズ３２４からなる光学系において空間フィルタリングを行ってもよい。
【０１６３】
一方、旋光用光学素子３４５の出射光のうち、Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ３４６の偏光ビームスプリッタ面３４６ａを透過し、ミラー３４０，３３９で反射され、偏光ビームスプリッタ３３５の偏光ビームスプリッタ面３３５ａを透過し、凸レンズ３３６および凹レンズ３３７を経て、平行光束として位相空間光変調器３３８に入射する。位相空間光変調器３３８は、例えば、各画素毎に出射光の位相を、互いにπ（ｒａｄ）だけ異なる２つの値のいずれかに設定することによって、光の位相を空間的に変調するようになっている。位相空間光変調器３３８によって変調された光は記録用参照光または再生用参照光となる。位相空間光変調器３３８は、更に、入射光の偏光方向に対して、出射光の偏光方向を９０°回転させるようになっている。従って、位相空間光変調器３３８の出射光はＳ偏光の光となる。位相空間光変調器３３８の出射光は、凹レンズ３３７、凸レンズ３３６を経て、偏光ビームスプリッタ３３５の偏光ビームスプリッタ面３３５ａで反射され、更に偏光ビームスプリッタ３３３の偏光ビームスプリッタ面３３３ａで反射されて、４分の１波長板３３２に入射する。４分の１波長板３３２を通過した光は、円偏光の光となり、対物レンズ３３１によって集光されて、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体３０１に照射される。
【０１６４】
対物レンズ３３１より記録媒体３０１に照射された光が透明基板３０２と保護層３０５との境界面で反射して生じる戻り光、あるいは対物レンズ３３１より記録媒体３０１に照射された再生用参照光に応じて情報記録層３０３より発生する再生光は、対物レンズ３３１を通過して平行光束となり、４分の１波長板３３２を通過してＰ偏光の光となり、偏光ビームスプリッタ３３３の偏光ビームスプリッタ面３３３ａを通過して光検出器３３４に入射する。
【０１６５】
なお、記録媒体３０１が図２２に示したような構成の場合には、対物レンズ３２１からの光および対物レンズ３３１からの光は、共に、透明基板３０２と情報記録層３０３との境界面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体３０１に照射される。
【０１６６】
次に、図２４を参照して、本実施の形態に係る光情報記録再生装置の構成について説明する。この光情報記録再生装置３１０は、図２に示した第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置１０における光ヘッド４０および駆動装置８４の代わりに、光ヘッド下部４０Ａと、光ヘッド上部４０Ｂと、固定部４０Ｃとを備えている。光ヘッド下部４０Ａは、記録媒体３０１の下側に配置され、記録媒体３０１に対して記録用参照光または再生用参照光を照射すると共に、再生光を収集するようになっている。光ヘッド上部４０Ｂは、記録媒体３０１の上側に配置され、記録媒体３０１に対して情報光を照射するようになっている。固定部４０Ｃは光情報記録再生装置３１０の本体に固定されている。
【０１６７】
光ヘッド下部４０Ａには、図２３に示した記録再生光学系の構成要素のうち、対物レンズ３３１、４分の１波長板３３２、偏光ビームスプリッタ３３３、光検出器３３４、偏光ビームスプリッタ３３５、凸レンズ３３６、凹レンズ３３７、位相空間光変調器３３８およびミラー３３９が収納されている。光ヘッド上部４０Ｂには、図２３に示した記録再生光学系のうち、対物レンズ３２１、４分の１波長板３２２、偏光ビームスプリッタ３２３、凸レンズ３２４、ピンホール３２５、凸レンズ３２６および空間光変調器３２７が収納されている。固定部４０Ｃには、半導体レーザ３４２、コリメータレンズ３４３、ミラー３４４、旋光用光学素子３４５、偏光ビームスプリッタ３４６およびミラー３４０が収納されている。
【０１６８】
光ヘッド下部４０Ａと光ヘッド上部４０Ｂは、それぞれ、図２０に示した光ヘッド４０の駆動機構と同様の駆動機構によって、記録媒体３０１を挟んで対向する位置関係を保ちながら駆動されるようになっている。本実施の形態では、光ヘッド下部４０Ａおよび光ヘッド上部４０Ｂは、それぞれ図２における駆動装置８４の機能を有しているので、この駆動装置８４は設けられていない。また、本実施の形態では、記録媒体３０１と光ヘッド下部４０Ａおよび光ヘッド上部４０Ｂとの相対的な傾きを補正する機能は備えておらず、図２における傾き補正回路９３は設けられていない。光情報記録再生装置３１０におけるその他の回路構成は、図２に示した光情報記録再生装置１０と同様である。
【０１６９】
本実施の形態における光ヘッド下部４０Ａおよび光ヘッド上部４０Ｂでは、図２０におけるアクチュエータ２４１によって、記録媒体３０１の面に垂直な方向に、対物レンズ３２１，３３１の位置を変化させることができ、これにより、フォーカスサーボを行うことができる。また、光ヘッド下部４０Ａおよび光ヘッド上部４０Ｂでは、図２０におけるリニアモータ２２２によって、記録媒体３０１の半径方向に、対物レンズ３２１，３３１の位置を変化させることができ、これにより、所望のトラックへのアクセスとトラッキングサーボとを行うことができる。また、光ヘッド下部４０Ａおよび光ヘッド上部４０Ｂでは、リニアモータ２３２によって、トラックの接線方向、すなわち、ほぼトラックに沿う方向に、対物レンズ３２１，３３１の位置を変化させることができる。これにより、情報記録領域３０７に対して情報光および記録用参照光の照射位置を追従させる制御を行うことができる。
【０１７０】
なお、半導体レーザ３４２、空間光変調器３２７および位相空間光変調器３３８は、図２４におけるコントローラ９０によって制御されるようになっている。コントローラ９０は、位相空間光変調器３３８において光の位相を空間的に変調するための複数の変調パターンの情報を保持している。また、操作部９１は、複数の変調パターンの中から任意の変調パターンを選択することができるようになっている。そして、コントローラ９０は、所定の条件に従って自らが選択した変調パターンまたは操作部９１によって選択された変調パターンの情報を位相空間光変調器３３８に与え、位相空間光変調器３３８は、コントローラ９０より与えられる変調パターンの情報に従って、対応する変調パターンで光の位相を空間的に変調するようになっている。
【０１７１】
次に、本実施の形態に係る光情報記録再生装置の作用について、サーボ時、情報の記録時、情報の再生時に分けて、順に説明する。
【０１７２】
まず、図２３および図２５を参照して、サーボ時の作用について説明する。図２５はサーボ時における記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。サーボ時には、空間光変調器３２７は、全画素が遮断状態にされる。位相空間光変調器３３８は、各画素を通過する光が全て同じ位相になるように設定される。半導体レーザ３４２の出射光の出力は、再生用の低出力に設定される。なお、コントローラ９０は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、対物レンズ３３１の出射光がアドレス・サーボ領域３０６を通過するタイミングを予測し、対物レンズ３３１の出射光がアドレス・サーボ領域３０６を通過する間、上記の設定とする。
【０１７３】
半導体レーザ３４２から出射された光は、コリメータレンズ３４３によって平行光束とされ、ミラー３４４、旋光用光学素子３４５を通過して、偏光ビームスプリッタ３４６に入射する。偏光ビームスプリッタ３４６に入射した光のうちのＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ面３４６ａで反射され、空間光変調器３２７によって遮断される。
【０１７４】
偏光ビームスプリッタ３４６に入射した光のうちのＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ面３４６ａを透過し、ミラー３４０，３３９を通過し、偏光ビームスプリッタ３３５の偏光ビームスプリッタ面３３５ａを透過し、凸レンズ３３６、凹レンズ３３７を通過して、位相空間光変調器３３８に入射する。位相空間光変調器３３８は、入射光の偏光方向に対して、出射光の偏光方向を９０°回転させるので、位相空間光変調器３３８の出射光はＳ偏光となる。位相空間光変調器３３８の出射光は、凹レンズ３３７、凸レンズ３３６を通過し、偏光ビームスプリッタ３３５の偏光ビームスプリッタ面３３５ａで反射され、更に、偏光ビームスプリッタ３３３の偏光ビームスプリッタ面３３３ａで反射されて、４分の１波長板３３２に入射する。４分の１波長板３３２を通過した光は、円偏光の光となり、対物レンズ３３１によって集光されて、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体３０１に照射される。
【０１７５】
対物レンズ３３１より記録媒体３０１に照射された光が透明基板３０２と保護層３０５との境界面で反射して生じる戻り光は、対物レンズ３３１を通過して平行光束となり、４分の１波長板３３２を通過してＰ偏光の光となり、偏光ビームスプリッタ３３３の偏光ビームスプリッタ面３３３ａを通過して光検出器３３４に入射する。この光検出器３３４の出力に基づいて、検出回路８５によって、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦが生成される。そして、これらの信号に基づいて、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボが行われると共に、基本クロックの再生およびアドレスの判別が行われる。
【０１７６】
なお、上記のサーボ時における設定では、光ヘッド下部４０Ａの構成は、通常の光ディスクに対する記録、再生用の光ヘッドの構成と同様になる。従って、本実施の形態における光情報記録再生装置は、通常の光ディスクを用いて記録や再生を行うことも可能である。
【０１７７】
次に、図２３および図２６を参照して、情報の記録時の作用について説明する。図２６は記録時における記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。記録時には、空間光変調器３２７は、記録する情報に応じて各画素毎に透過状態（以下、オンとも言う。）と遮断状態（以下、オフとも言う。）を選択して、通過する光の強度を空間的に変調して情報光を生成する。位相空間光変調器３３８は、通過する光に対して、所定の変調パターンに従って、画素毎に、所定の位相を基準にして位相差０（ｒａｄ）かπ（ｒａｄ）を選択的に付与することによって、光の位相を空間的に変調して、位相が空間的に変調された記録用参照光を生成する。
【０１７８】
コントローラ９０は、所定の条件に従って自らが選択した変調パターンまたは操作部９１によって選択された変調パターンの情報を位相空間光変調器３３８に与え、位相空間光変調器３３８は、コントローラ９０より与えられる変調パターンの情報に従って、通過する光の位相を空間的に変調する。
【０１７９】
半導体レーザ３４２の出射光の出力は、パルス的に記録用の高出力にされる。なお、コントローラ９０による制御の下で、対物レンズ３２１，３３１の出射光がアドレス・サーボ領域３０６以外の領域を通過する期間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われない。
【０１８０】
半導体レーザ３４２から出射された光は、コリメータレンズ３４３によって平行光束とされ、ミラー３４４、旋光用光学素子３４５を通過して、偏光ビームスプリッタ３４６に入射する。偏光ビームスプリッタ３４６に入射した光のうちのＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ面３４６ａで反射され、空間光変調器３２７を通過し、その際に、記録する情報に従って、光の強度が空間的に変調されて、情報光となる。この情報光は、凸レンズ３２６、ピンホール３２５、凸レンズ３２４を順に通過し、偏光ビームスプリッタ３２３の偏光ビームスプリッタ面３２３ａで反射されて、４分の１波長板３２２に入射する。４分の１波長板３２２を通過した情報光は、円偏光の光となり、対物レンズ３２１によって集光されて、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体３０１に照射される。図２６に示したように、情報光は、記録媒体３０１内において、収束しながら情報記録層３０３を通過する。
【０１８１】
偏光ビームスプリッタ３４６に入射した光のうちのＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ面３４６ａを透過し、ミラー３４０，３３９を通過し、偏光ビームスプリッタ３３５の偏光ビームスプリッタ面３３５ａを透過し、凸レンズ３３６、凹レンズ３３７を通過して、位相空間光変調器３３８に入射して、光の位相が空間的に変調されて、記録用参照光となる。位相空間光変調器３３８より出射された記録用参照光は、Ｓ偏光となっているので、凹レンズ３３７、凸レンズ３３６を通過した後、偏光ビームスプリッタ３３５の偏光ビームスプリッタ面３３５ａで反射され、更に、偏光ビームスプリッタ３３３の偏光ビームスプリッタ面３３３ａで反射されて、４分の１波長板３３２に入射する。４分の１波長板３３２を通過した記録用参照光は、円偏光の光となり、対物レンズ３３１によって集光されて、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体３０１に照射される。図２６に示したように、記録用参照光は、記録媒体３０１内において、発散しながら情報記録層３０３を通過する。
【０１８２】
このように、記録時には、情報光および記録用参照光は、情報記録層３０３に対して互いに反対の面側より同軸的に照射され、同じ位置（透明基板３０２と保護層３０５との境界面上）で最も小径となるように収束する。情報記録層３０３内には、情報光と記録用参照光とが干渉して干渉パターンが形成され、半導体レーザ３４２の出射光の出力が記録用の高出力になったときに、この干渉パターンが情報記録層３０３内に体積的に記録され、反射型（リップマン型）のホログラムが形成される。
【０１８３】
本実施の形態では、記録する情報毎に、記録用参照光の位相の変調パターンを変えることにより、位相符号化多重方式により、情報記録層３０３の同一箇所に複数の情報を多重記録することができる。
【０１８４】
また、本実施の形態では、シフトマルチプレキシング（shift multiplexing）という方法を用いて複数のデータを多重記録することも可能である。シフトマルチプレキシングとは、情報記録層３０３に対して、各情報に対応した複数のホログラム形成領域を、互いに水平方向に少しずつずらし、且つ一部が重なるように形成して、複数の情報を多重記録する方法である。
【０１８５】
位相符号化多重方式による多重記録とシフトマルチプレキシングによる多重記録は、どちらか一方のみを用いることもできるし、併用することもできる。
【０１８６】
次に、図２３および図２７を参照して、情報の再生時の作用について説明する。図２７は再生時における記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。再生時には、空間光変調器３２７は、全画素が遮断状態にされる。位相空間光変調器３３８は、通過する光に対して、所定の変調パターンに従って、画素毎に、所定の位相を基準にして位相差０（ｒａｄ）かπ（ｒａｄ）を選択的に付与することによって、光の位相を空間的に変調して、位相が空間的に変調された再生用参照光を生成する。
【０１８７】
コントローラ９０は、所定の条件に従って自らが選択した変調パターンまたは操作部９１によって選択された変調パターンの情報を位相空間光変調器３３８に与え、位相空間光変調器３３８は、コントローラ９０より与えられる変調パターンの情報に従って、通過する光の位相を空間的に変調する。
【０１８８】
半導体レーザ３４２の出射光の出力は、再生用の低出力にされる。なお、コントローラ９０による制御の下で、対物レンズ３２１，３３１の出射光がアドレス・サーボ領域３０６以外の領域を通過する期間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われない。
【０１８９】
半導体レーザ３４２から出射された光は、コリメータレンズ３４３によって平行光束とされ、ミラー３４４、旋光用光学素子３４５を通過して、偏光ビームスプリッタ３４６に入射する。偏光ビームスプリッタ３４６に入射した光のうちのＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ面３４６ａで反射され、空間光変調器３２７によって遮断される。
【０１９０】
偏光ビームスプリッタ３４６に入射した光のうちのＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ面３４６ａを透過し、ミラー３４０，３３９を通過し、偏光ビームスプリッタ３３５の偏光ビームスプリッタ面３３５ａを透過し、凸レンズ３３６、凹レンズ３３７を通過して、位相空間光変調器３３８に入射して、光の位相が空間的に変調されて、再生用参照光となる。位相空間光変調器３３８より出射された再生用参照光は、Ｓ偏光となっているので、凹レンズ３３７、凸レンズ３３６を通過した後、偏光ビームスプリッタ３３５の偏光ビームスプリッタ面３３５ａで反射され、更に、偏光ビームスプリッタ３３３の偏光ビームスプリッタ面３３３ａで反射されて、４分の１波長板３３２に入射する。４分の１波長板３３２を通過した再生用参照光は、円偏光の光となり、対物レンズ３３１によって集光されて、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体３０１に照射される。図２７に示したように、再生用参照光は、記録媒体３０１内において、発散しながら情報記録層３０３を通過する。
【０１９１】
情報記録層３０３では、再生用参照光が照射されることにより、記録時における情報光に対応した再生光が発生する。この再生光は、収束しながら透明基板３０２側に進行し、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となった後、発散しながら、記録媒体３０１より出射され、対物レンズ３３１を通過して平行光束となり、４分の１波長板３３２を通過してＰ偏光の光となり、偏光ビームスプリッタ３３３の偏光ビームスプリッタ面３３３ａを通過して光検出器３３４に入射する。
【０１９２】
光検出器３３４上には、記録時における空間光変調器３２７によるオン、オフのパターンが結像され、このパターンを検出することで、情報が再生される。なお、記録用参照光の変調パターンを変えて、情報記録層３０３に複数の情報が多重記録されている場合には、複数の情報のうち、再生用参照光の変調パターンに対応する情報のみが再生される。
【０１９３】
このように、再生時には、記録媒体３０１に対して、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となるように収束する再生用参照光が照射される。そして、再生用参照光の照射と再生光の収集とが、記録媒体３０１における記録用参照光の入射側より行われ、且つ再生用参照光および再生光が同軸的に配置される。
【０１９４】
本実施の形態では、情報の記録時において、光ヘッド上部４０Ｂおよび光ヘッド下部４０Ａは、所定の期間、移動する１つの情報記録領域３０７に情報光および記録用参照光の照射位置が追従するように、情報光および記録用参照光の照射位置を移動させる。これにより、所定の期間、１つの情報記録領域３０７に情報光および記録用参照光が照射され続ける。
【０１９５】
本実施の形態によれば、情報光、記録用参照光および再生用参照光の全てが、同軸的に配置され、且つ同じ位置で最も小径となるように収束するようにしたので、記録および再生のための光学系の構成を簡単にすることができる。
【０１９６】
また、本実施の形態では、情報光は光束の断面の全体を用いて情報を担持することができ、同様に、再生光も光束の断面の全体を用いて情報を担持することができる。
【０１９７】
これらのことから、本実施の形態によれば、ホログラフィを利用して情報の記録および再生を行うことができると共に、情報量を減少させることなく記録および再生のための光学系の構成を簡単にすることが可能になる。
【０１９８】
また、本実施の形態では、記録媒体３０１に、情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置を合わせるための情報が記録される位置決め領域（アドレス・サーボ領域３０６）を設け、記録再生光学系が、情報光、記録用参照光および再生用参照光を、記録媒体３０１に対して、位置決め領域が設けられた位置で最も小径となるように収束させながら照射するようにしている。これにより、記録用参照光および再生用参照光と同様に、位置決め領域が設けられた位置で最も小径となるように収束する光を位置決め領域に照射し、位置決め領域からの戻り光を検出することにより、位置決め領域に記録された情報を用いて情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置決めが可能になる。従って、本実施の形態によれば、記録再生光学系の構成を複雑にすることなく、記録媒体３０１に対する情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置決めを精度よく行うことが可能になる。
【０１９９】
また、本実施の形態によれば、位置決め領域を情報記録層３０３に対して記録用参照光の入射側に配置したので、位置決め領域からの戻り光は情報記録層３０３を通過することがない。従って、位置決めのために用いられる光が情報記録層３０３によって乱されて位置決めのための情報の再生精度が低下するということを防止できる。
【０２００】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態または第２の実施の形態と同様である。
【０２０１】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態に係る光情報記録再生装置について説明する。図２８は本実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録再生光学系の全体の構成を示す説明図である。
【０２０２】
本実施の形態は、記録する情報に基づいて光の位相を空間的に変調して情報光を生成するようにしたものである。本実施の形態における記録再生光学系では、図２３における空間光変調器３２７の代りに位相空間光変調器３４７が設けられ、更に、この位相空間光変調器３４７と偏光ビームスプリッタ３４６との間に、光の透過状態と遮断状態とを選択するシャッタ３４８が設けられている。位相空間光変調器３４７は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に出射光の位相を２値または３つ以上の値の中から選択することによって、光の位相を空間的に変調することができるようになっている。この位相空間光変調器３４７としては、例えば液晶素子を用いることができる。また、シャッタ３４８にも、液晶素子を用いることができる。
【０２０３】
次に、本実施の形態に係る光情報記録再生装置の作用について、サーボ時、情報の記録時、情報の再生時に分けて、順に説明する。
【０２０４】
まず、サーボ時の作用について説明する。サーボ時には、シャッタ３４８が遮断状態とされる。サーボ時におけるその他の作用は第３の実施の形態と同様である。
【０２０５】
次に、図２９を参照して、位相が空間的に変調された情報光と位相が空間的に変調されない記録用参照光とを用いて情報を記録する場合における記録時の作用について説明する。図２９は記録時における記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。記録時には、シャッタ３４８は透過状態とされ、位相空間光変調器３４７は、記録する情報に応じて、各画素毎に出射光の位相を２値または３つ以上の値の中から選択することによって、光の位相を空間的に変調する。ここでは、説明を簡単にするために、位相空間光変調器３４７は、各画素毎に出射光の位相を、所定の基準位相に対する位相差が＋π／２（ｒａｄ）となる第１の位相と基準位相に対する位相差が−π／２（ｒａｄ）となる第２の位相のいずれかに設定することによって、光の位相を空間的に変調するものとする。第１の位相と第２の位相との位相差はπ（ｒａｄ）である。このようにして、位相が空間的に変調された情報光が生成される。なお、情報光において、第１の位相の画素と第２の位相の画素との境界部分では局所的に強度が低下する。
【０２０６】
情報光は、第３の実施の形態と同様に、対物レンズ３２１によって集光されて、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体３０１に照射される。そして、情報光は、記録媒体３０１内において、収束しながら情報記録層３０３を通過する。
【０２０７】
ここでは、位相空間光変調器３３８は、光の位相を空間的に変調せず、全ての画素の出射光の位相を、所定の基準位相に対する位相差が＋π／２（ｒａｄ）となる第１の位相として、記録用参照光を生成するものとする。なお、位相空間光変調器３３８は、全ての画素の出射光の位相を第２の位相としてもよいし、第１の位相および第２の位相のいずれとも異なる一定の位相としてもよい。
【０２０８】
図２９では、第１の位相を記号“＋”で表し、第２の位相を記号“−”で表している。また、図２９では、強度の最大値を“１”で表し、強度の最小値“０”で表している。
【０２０９】
記録用参照光は、第３の実施の形態と同様に、対物レンズ３３１によって集光されて、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体３０１に照射される。そして、記録用参照光は、記録媒体３０１内において、発散しながら情報記録層３０３を通過する。
【０２１０】
第３の実施の形態と同様に、情報記録層３０３内には、情報光と記録用参照光とが干渉して干渉パターンが形成され、半導体レーザ３４２の出射光の出力が記録用の高出力になったときに、この干渉パターンが情報記録層３０３内に体積的に記録され、反射型（リップマン型）のホログラムが形成される。
【０２１１】
次に、図３０を参照して、位相が空間的に変調された情報光と位相が空間的に変調されない記録用参照光とを用いて記録された情報の再生時の作用について説明する。図３０は再生時における記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。再生時には、シャッタ３４８は遮断状態とされる。また、位相空間光変調器３３８は、光の位相を空間的に変調せず、全ての画素の出射光の位相を、所定の基準位相に対する位相差が＋π／２（ｒａｄ）となる第１の位相として、再生用参照光を生成する。なお、図３０における位相および強度の表し方は、図２９と同様である。
【０２１２】
再生用参照光は、第３の実施の形態と同様に、対物レンズ３３１によって集光されて、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体３０１に照射される。そして、再生用参照光は、記録媒体３０１内において、発散しながら情報記録層３０３を通過する。
【０２１３】
情報記録層３０３では、再生用参照光が照射されることにより、記録時における情報光に対応した再生光が発生する。この再生光は、記録時における情報光と同様に、光の位相が空間的に変調されたものである。再生光は、収束しながら透明基板３０２側に進行し、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となった後、発散しながら、記録媒体３０１より出射され、対物レンズ３３１を通過して平行光束となり、４分の１波長板３３２および偏光ビームスプリッタ３３３の偏光ビームスプリッタ面３３３ａを通過して光検出器３３４に入射する。
【０２１４】
また、記録媒体３０１に照射された再生用参照光の一部は、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で反射され、発散しながら、記録媒体３０１より出射され、対物レンズ３３１を通過して平行光束となり、４分の１波長板３３２および偏光ビームスプリッタ３３３の偏光ビームスプリッタ面３３３ａを通過して光検出器３３４に入射する。
【０２１５】
実際には、再生光と、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で反射された再生用参照光とが重ね合わせられて合成光が生成され、この合成光が光検出器３３４によって受光される。合成光は、記録された情報に対応して、強度が空間的に変調された光となる。従って、光検出器３３４によって合成光の強度の２次元パターンが検出され、これにより情報が再生される。
【０２１６】
ここで、図３１を参照して、上述の再生時における再生光、再生用参照光および合成光について詳しく説明する。図３１において、（ａ）は再生光の強度、（ｂ）は再生光の位相、（ｃ）は再生用参照光の強度、（ｄ）は再生用参照光の位相、（ｅ）は合成光の強度を表している。図３１は、情報光の各画素毎の位相を、基準位相に対する位相差が＋π／２（ｒａｄ）となる第１の位相と基準位相に対する位相差が−π／２（ｒａｄ）となる第２の位相のいずれかに設定した場合についての例を示している。従って、図３１に示した例では、再生光の各画素毎の位相は、情報光と同様に、第１の位相と第２の位相のいずれかになる。また、再生用参照光の各画素毎の位相は全て第１の位相となっている。ここで、再生光の強度と再生用参照光の強度が等しいとすれば、図３１（ｅ）に示したように、再生光の位相が第１の位相となる画素では、合成光の強度は再生光の強度および再生用参照光の強度よりも大きくなり、再生光の位相が第２の位相となる画素では、原理的には合成光の強度はゼロとなる。
【０２１７】
次に、図３２を参照して、位相が空間的に変調された情報光と位相が空間的に変調された記録用参照光とを用いて情報を記録する場合における記録時の作用について説明する。図３２は記録時における記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。記録時には、シャッタ３４８は透過状態とされ、位相空間光変調器３４７は、記録する情報に応じて、各画素毎に出射光の位相を２値または３つ以上の値の中から選択することによって、光の位相を空間的に変調する。ここでは、説明を簡単にするために、位相空間光変調器３４７は、各画素毎に出射光の位相を、第１の位相と第２の位相のいずれかに設定することによって、光の位相を空間的に変調するものとする。このようにして、位相が空間的に変調された情報光が生成される。
【０２１８】
情報光は、第３の実施の形態と同様に、対物レンズ３２１によって集光されて、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体３０１に照射される。そして、情報光は、記録媒体３０１内において、収束しながら情報記録層３０３を通過する。
【０２１９】
位相空間光変調器３３８は、各画素毎に出射光の位相を２値または３つ以上の値の中から選択することによって、光の位相を空間的に変調する。ここでは、位相空間光変調器３３８は、各画素毎に出射光の位相を、所定の基準位相と、基準位相に対する位相差が＋π／２（ｒａｄ）となる第１の位相と、基準位相に対する位相差が−π／２（ｒａｄ）となる第２の位相のいずれかに設定することによって、光の位相を空間的に変調するものとする。図３２では、基準位相を記号“０”で表している。図３２におけるその他の位相および強度の表し方は、図２９と同様である。なお、記録用参照光において、位相が変化する部分では局所的に強度が低下する。
【０２２０】
記録用参照光は、第３の実施の形態と同様に、対物レンズ３３１によって集光されて、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体３０１に照射される。そして、記録用参照光は、記録媒体３０１内において、発散しながら情報記録層３０３を通過する。
【０２２１】
第３の実施の形態と同様に、情報記録層３０３内には、情報光と記録用参照光とが干渉して干渉パターンが形成され、半導体レーザ３４２の出射光の出力が記録用の高出力になったときに、この干渉パターンが情報記録層３０３内に体積的に記録され、反射型（リップマン型）のホログラムが形成される。
【０２２２】
次に、図３３を参照して、位相が空間的に変調された情報光と位相が空間的に変調された記録用参照光とを用いて記録された情報の再生時の作用について説明する。図３３は再生時における記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。再生時には、シャッタ３４８は遮断状態とされる。また、位相空間光変調器３３８は、記録時と同様に、出射光の位相を空間的に変調して、位相が空間的に変調された再生用参照光を生成する。なお、図３３における位相および強度の表し方は、図３２と同様である。
【０２２３】
再生用参照光は、第３の実施の形態と同様に、対物レンズ３３１によって集光されて、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体３０１に照射される。そして、再生用参照光は、記録媒体３０１内において、発散しながら情報記録層３０３を通過する。
【０２２４】
情報記録層３０３では、再生用参照光が照射されることにより、記録時における情報光に対応した再生光が発生する。この再生光は、記録時における情報光と同様に、光の位相が空間的に変調されたものである。再生光は、収束しながら透明基板３０２側に進行し、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で最も小径となった後、発散しながら、記録媒体３０１より出射され、対物レンズ３３１を通過して平行光束となり、４分の１波長板３３２および偏光ビームスプリッタ３３３の偏光ビームスプリッタ面３３３ａを通過して光検出器３３４に入射する。
【０２２５】
また、記録媒体３０１に照射された再生用参照光の一部は、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で反射され、発散しながら、記録媒体３０１より出射され、対物レンズ３３１を通過して平行光束となり、４分の１波長板３３２および偏光ビームスプリッタ３３３の偏光ビームスプリッタ面３３３ａを通過して光検出器３３４に入射する。
【０２２６】
実際には、再生光と、透明基板３０２と保護層３０５との境界面上で反射された再生用参照光とが重ね合わせられて合成光が生成され、この合成光が光検出器３３４によって受光される。合成光は、記録された情報に対応して、強度が空間的に変調された光となる。従って、光検出器３３４によって合成光の強度の２次元パターンが検出され、これにより情報が再生される。
【０２２７】
ここで、図３４を参照して、上述の再生時における再生光、再生用参照光および合成光について詳しく説明する。図３４において、（ａ）は再生光の強度、（ｂ）は再生光の位相、（ｃ）は再生用参照光の強度、（ｄ）は再生用参照光の位相、（ｅ）は合成光の強度を表している。図３４は、情報光の各画素毎の位相を、第１の位相と第２の位相のいずれかに設定し、記録用参照光および再生用参照光の各画素毎の位相を、基準位相、第１の位相および第２の位相のいずれかに設定した場合についての例を示している。この場合、再生光の各画素毎の位相は、情報光と同様に、第１の位相と第２の位相のいずれかになる。従って、再生光と再生用参照光との位相差は、ゼロ、±π／２（ｒａｄ）、±π（ｒａｄ）のいずれかになる。ここで、再生光の強度と再生用参照光の強度が等しいとすれば、図３４（ｅ）に示したように、合成光の強度は、再生光と再生用参照光との位相差がゼロとなる画素では最も大きくなり、再生光と再生用参照光との位相差が±π（ｒａｄ）なる画素では原理的にはゼロとなり、再生光と再生用参照光との位相差が±π／２（ｒａｄ）となる画素では、位相差がゼロとなる画素における強度の１／２となる。図３４（ｅ）では、位相差が±π（ｒａｄ）となる画素における強度を“０”で表し、位相差が±π／２（ｒａｄ）となる画素における強度を“１”で表し、位相差がゼロとなる画素における強度を“２”で表している。
【０２２８】
図３２ないし図３４に示した例では、合成光の画素毎の強度が３値になる。そして、例えば、図３４（ｅ）に示したように、強度“０”は２ビットのデータ“００”に対応させ、強度“１”は２ビットのデータ“０１”に対応させ、強度“２”は２ビットのデータ“１０”に対応させることができる。このように、図３２ないし図３４に示した例では、図２９ないし図３１に示した例のように合成光の画素毎の強度が２値になる場合に比べて、再生光の強度や位相を同様にしながら、合成光が担持する情報量を増加させることができ、その結果、記録媒体３０１の記録密度を向上させることができる。
【０２２９】
以上説明したように、本実施の形態では、情報の記録時には、記録する情報に基づいて位相が空間的に変調された情報光と記録用参照光とを、記録媒体３０１の情報記録層３０３に照射して、情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情報記録層３０３に情報を記録する。また、情報の再生時には、再生用参照光を情報記録層３０３に照射し、これによって情報記録層３０３より発生される再生光と再生用参照光とを重ね合わせて合成光を生成し、この合成光を検出して情報を再生する。
【０２３０】
従って、本実施の形態によれば、情報の再生時に再生光と再生用参照光とを分離する必要がない。そのため、情報の記録時に、情報光と記録用参照光とを互いに所定の角度をなすように記録媒体に入射させる必要もない。従って、本実施の形態によれば、記録および再生のための光学系を小さく構成することができる。
【０２３１】
また、従来の再生方法では、再生光と再生用参照光とを分離して、再生光のみを検出するため、再生光を検出する光検出器に再生用参照光も入射してしまうと、再生情報のＳＮ比が劣化するという問題点があった。これに対し、本実施の形態では、再生光と再生用参照光とを用いて情報を再生するので、再生用参照光によって再生情報のＳＮ比が劣化するということがない。従って、本実施の形態によれば、再生情報のＳＮ比を向上させることができる。
【０２３２】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第３の実施の形態と同様である。
【０２３３】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態に係る光情報記録再生装置について説明する。本実施の形態は、第４の実施の形態と同様に、記録する情報に基づいて光の位相を空間的に変調して情報光を生成するようにしたものであるが、光ヘッドの駆動機構と、記録再生光学系の構成とが第４の実施の形態とは異なるものである。
【０２３４】
図３５は本実施の形態における光ヘッドおよび記録媒体を示す平面図、図３６は本実施の形態における光ヘッドの構成を示す断面図、図３７は本実施の形態における記録媒体の構成を示す断面図である。
【０２３５】
図３５および図３６に示したように、本実施の形態に係る光情報記録再生装置は、図２に示した第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置１０における光ヘッド４０および駆動装置８４の代わりに、光ヘッド４４０および駆動装置４８４を備えている。また、本実施の形態では、記録媒体４０１と光ヘッド４４０との相対的な傾きを補正する機能は備えておらず、図２における傾き補正回路９３は設けられていない。本実施の形態に係る光情報記録再生装置におけるその他の回路構成は、図２に示した光情報記録再生装置１０と同様である。
【０２３６】
光ヘッド４４０は、第１の可動部４４１と第２の可動部４４２とを有している。第１の可動部４４１は、駆動装置４８４によって、本実施の形態における記録媒体４０１の半径方向に移動されるようになっている。第２の可動部４４２は、記録媒体４０１の下側に配置される下アーム部４４２Ａと、記録媒体４０１の上側に配置される上アーム部４４２Ｂと、記録媒体４０１の外周部よりも外側の位置で下アーム部４４２Ａと上アーム部４４２Ｂとを連結する連結部４４２Ｃとを有している。下アーム部４４２Ａと上アーム部４４２Ｂの各先端部は、記録媒体４０１を挟んで対向する位置に配置されている。
【０２３７】
連結部４４２Ｃは、ボールベアリング４４３を介して、第１の可動部４４１に対して回動可能に連結されている。連結部４４２Ｃにおける下アーム部４４２Ａおよび上アーム部４４２Ｂとは反対側の端部には、照射位置追従用の２つのコイル４４４が取り付けられている。第１の可動部４４１には、各コイル４４４を挟んで対向する位置にそれぞれ２つの磁石４４５が取り付けられている。光ヘッド４４０では、コイル４４４および磁石４４５によって、第１の可動部４４１に対して第２の可動部４４２を回動させることによって、下アーム部４４２Ａおよび上アーム部４４２Ｂの各先端部の位置を、記録媒体４０１のほぼトラックに沿う方向に変化させることができるようになっている。
【０２３８】
次に、図３６を参照して、第２の可動部４４２の内部に設けられた記録再生光学系の構成について説明する。記録再生光学系は、連結部４４２Ｃの内部における下アーム部４４２Ａおよび上アーム部４４２Ｂとは反対側の端部に固定された記録再生用半導体レーザ４１１およびサーボ用半導体レーザ４１２を有している。記録再生光学系は、更に、サーボ用半導体レーザ４１２より出射される光の光路上に半導体レーザ４１２側から順に配置されたコリメータレンズ４１３、ダイクロイックミラー４１４、透過型の位相空間光変調器４１５、偏光ビームスプリッタ４１６、リレーレンズ系４１７、４分の１波長板４１８およびミラー４１９を有している。ダイクロイックミラー４１４は、所定の波長の光を反射し、他の波長の光を透過させる反射面を有している。この反射面は、記録再生用半導体レーザ４１１の出射光を反射し、サーボ用半導体レーザ４１２の出射光を透過させる。偏光ビームスプリッタ４１６は、光の偏光方向に応じて、光を反射し、または透過させる偏光ビームスプリッタ面を有している。
【０２３９】
記録再生光学系は、更に、下アーム部４４２Ａの先端部に配置され、記録媒体４０１の下側の面に対向する対物レンズ４２０と、この対物レンズ４２０を記録媒体４０１の面に垂直な方向に移動するアクチュエータ４２１とを有している。ミラー４１９は、４分の１波長板４１８側から入射した光を反射して対物レンズ４２０に導くようになっている。記録再生光学系は、更に、リレーレンズ系４１７側から偏光ビームスプリッタ４１６に入射して、その偏光ビームスプリッタ面で反射された光を受光する光検出器４２２を有している。
【０２４０】
記録再生光学系は、更に、記録再生用半導体レーザ４１１より出射される光の光路上に半導体レーザ４１１側から順に配置されたコリメータレンズ４２３、２分の１波長板４２４、偏光ビームスプリッタ４２５およびミラー４２６を有している。偏光ビームスプリッタ４２５は偏光ビームスプリッタ面を有している。ミラー４２６は、偏光ビームスプリッタ４２５側から入射した光を反射してダイクロイックミラー４１４の反射面に導くようになっている。
【０２４１】
記録再生光学系は、更に、２分の１波長板４２４側から偏光ビームスプリッタ４２５に入射して、その偏光ビームスプリッタ面で反射された光の光路上に配置された偏光ビームスプリッタ４２７を有している。記録再生光学系は、更に、偏光ビームスプリッタ４２５側から偏光ビームスプリッタ４２７に入射して、その偏光ビームスプリッタ面で反射された光の光路上に、偏光ビームスプリッタ４２７側から順に配置されたシャッタ４２８、２分の１波長板４２９、透過型の位相空間光変調器４３０、偏光ビームスプリッタ４３１、リレーレンズ系４３２、４分の１波長板４３３およびミラー４３４を有している。偏光ビームスプリッタ４３１は偏光ビームスプリッタ面を有している。
【０２４２】
記録再生光学系は、更に、上アーム部４４２Ｂの先端部に配置され、記録媒体４０１の上側の面に対向する対物レンズ４３５と、この対物レンズ４３５を記録媒体４０１の面に垂直な方向に移動するアクチュエータ４３６とを有している。ミラー４３４は、４分の１波長板４３３側から入射した光を反射して対物レンズ４３６に導くようになっている。記録再生光学系は、更に、リレーレンズ系４３２側から偏光ビームスプリッタ４３１に入射して、その偏光ビームスプリッタ面で反射された光を受光する光検出器４３７を有している。
【０２４３】
次に、図３７を参照して、本実施の形態における記録媒体４０１の構成について説明する。記録媒体４０１は、第１の実施の形態における記録媒体１と同様に、円板状をなし、複数のトラックを有している。各トラックには、複数のアドレス・サーボ領域が等間隔に設けられている。隣り合うアドレス・サーボ領域間には、１つまたは複数の情報記録領域が設けられている。
【０２４４】
記録媒体４０１は、ポリカーボネート等によって形成された円板状の２枚の透明基板４０２，４０４と、これらの透明基板４０２，４０４を所定の間隔に隔てるスペーサ４０６と、透明基板４０２，４０４の間に設けられた情報記録層４０３と、透明基板４０４における情報記録層４０３とは反対側の面に、接着層４０７を介して接着された透明基板４０５とを備えている。
【０２４５】
情報記録層４０３は、ホログラフィを利用して情報が記録される層であり、所定の波長領域の光に感度を有するホログラム材料によって形成される。記録再生用半導体レーザ４１１は、情報記録層４０３を構成するホログラム材料が感度を有する波長の光を出射し、サーボ用半導体レーザ４１２は、情報記録層４０３を構成するホログラム材料が感度を有する波長領域外の波長の光を出射するようになっている。記録再生用半導体レーザ４１１の出射光の波長とサーボ用半導体レーザ４１２の出射光の波長の組み合わせとしては、６５０ｎｍと７８０ｎｍの組み合わせ、５２３ｎｍと６５０ｎｍの組み合わせ、４０５ｎｍと６５０ｎｍの組み合わせ等がある。
【０２４６】
アドレス・サーボ領域において、アドレス情報等を表すエンボスピットは、透明基板４０５における透明基板４０４側の面に形成されている。なお、フォーカスサーボは、透明基板４０５における透明基板４０４側の面を用いて行うこともできる。
【０２４７】
記録媒体４０１において、透明基板４０２、情報記録層４０３、透明基板４０４および接着層４０７の合計の光学的な厚みと、透明基板４０５の光学的な厚みは等しくなっている。
【０２４８】
記録媒体４０１では、透明基板４０５における透明基板４０４とは反対側の面（図３７における下側の面）が、記録用参照光および再生用参照光が入射され、再生光が出射される面となり、透明基板４０２における情報記録層４０３とは反対側の面（図３７における上側の面）が、記録する情報を担持した情報光が入射される面となっている。
【０２４９】
次に、本実施の形態における光ヘッド４４０の作用について、サーボ時、情報の記録時、情報の再生時に分けて、順番に説明する。まず、サーボ時の作用について説明する。サーボ時には、サーボ用半導体レーザ４１２は光を出射し、記録再生用半導体レーザ４１１は光を出射しない。サーボ用半導体レーザ４１２はＰ偏光の光を出射する。この半導体レーザ４１２の出射光は、コリメータレンズ４１３によって平行光束にされ、ダイクロイックミラー４１４の反射面を透過し、位相空間光変調器４１５を通過し、偏光ビームスプリッタ４１６の偏光ビームスプリッタ面を透過し、リレーレンズ系４１７を通過し、４分の１波長板４１８を通過して円偏光の光となる。この光は、ミラー４１９によって反射されて対物レンズ４２０に入射し、この対物レンズ４２０によって集光されて、透明基板４０５における透明基板４０４側の面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体４０１に照射される。
【０２５０】
対物レンズ４２０より記録媒体４０１に照射された光が透明基板４０５における透明基板４０４側の面で反射して生じる戻り光は、対物レンズ４２０を通過して平行光束となり、ミラー４１９で反射され、４分の１波長板４１８を通過してＳ偏光の光となる。この光は、リレーレンズ系４１７を通過し、偏光ビームスプリッタ４１６の偏光ビームスプリッタ面で反射されて、光検出器４２２に入射する。この光検出器４２２の出力に基づいて、例えば図１１を用いて説明した方法と同様の方法によって、対物レンズ４２０についてのフォーカスエラー信号が得られる。そして、このフォーカスエラー信号に基づいてアクチュエータ４２１によって対物レンズ４２０の位置が調整されて、対物レンズ４２０についてのフォーカスサーボが行われる。
【０２５１】
また、対物レンズ４２０より記録媒体４０１に照射され、記録媒体４０１を通過した光は、対物レンズ４３５を通過して平行光束となり、ミラー４３４で反射され、４分の１波長板４３３を通過してＳ偏光の光となる。この光は、リレーレンズ系４３２を通過し、偏光ビームスプリッタ４３１の偏光ビームスプリッタ面で反射されて、光検出器４３７に入射する。この光検出器４３７の出力に基づいて、例えば図１１を用いて説明した方法と同様の方法によって、対物レンズ４３５についてのフォーカスエラー信号が得られる。そして、このフォーカスエラー信号に基づいてアクチュエータ４３６によって対物レンズ４３５の位置が調整されて、対物レンズ４３５についてのフォーカスサーボが行われる。
【０２５２】
また、光検出器４２２，４３７の少なくとも一方の出力に基づいて、例えば図１２および図１３を用いて説明した方法と同様の方法によって、トラッキングエラー信号が得られる。更に、光検出器４２２，４３７の少なくとも一方の出力に基づいて、基本クロックが生成されると共にアドレスが認識される。
【０２５３】
次に、情報の記録時の作用について説明する。記録時には、記録再生用半導体レーザ４１１は光を出射し、サーボ用半導体レーザ４１２は光を出射しない。記録時には、シャッタ４２８は透過状態とされ、位相空間光変調器４３０は、記録する情報に応じて、各画素毎に出射光の位相を２値または３つ以上の値の中から選択することによって、光の位相を空間的に変調して情報光を生成する。また、位相空間光変調器４１５は、所定の変調パターンに従って、各画素毎に出射光の位相を２値または３つ以上の値の中から選択することによって、光の位相を空間的に変調して記録用参照光を生成する。
【０２５４】
コントローラ９０は、所定の条件に従って自らが選択した変調パターンまたは操作部９１によって選択された変調パターンの情報を位相空間光変調器４１５に与え、位相空間光変調器４１５は、コントローラ９０より与えられる変調パターンの情報に従って、通過する光の位相を空間的に変調する。記録再生用半導体レーザ４１１の出射光の出力は、パルス的に記録用の高出力にされる。なお、コントローラ９０による制御の下で、対物レンズ４２０，４３５の出射光がアドレス・サーボ領域以外の領域を通過する期間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われない。
【０２５５】
記録再生用半導体レーザ４１１はＰ偏光またＳ偏光の光を出射する。この半導体レーザ４１１の出射光は、２分の１波長板４２４を通過して、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とを含む光となる。２分の１波長板４２４からのＰ偏光成分の光は、偏光ビームスプリッタ４２５の偏光ビームスプリッタ面を透過し、ミラー４２６で反射され、ダイクロイックミラー４１４の反射面で反射される。この光は、位相空間光変調器４１５を通過して記録用参照光となる。この記録用参照光は、偏光ビームスプリッタ４１６の偏光ビームスプリッタ面を透過し、リレーレンズ系４１７を通過し、４分の１波長板４１８を通過して円偏光の光となる。この記録用参照光は、ミラー４１９によって反射されて対物レンズ４２０に入射し、この対物レンズ４２０によって集光されて、透明基板４０５における透明基板４０４側の面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体４０１に照射される。そして、記録用参照光は、記録媒体４０１内において、発散しながら情報記録層４０３を通過する。
【０２５６】
一方、２分の１波長板４２４からのＳ偏光成分の光は、偏光ビームスプリッタ４２５の偏光ビームスプリッタ面で反射され、更に偏光ビームスプリッタ４２７の偏光ビームスプリッタ面で反射され、シャッタ４２８を通過し、２分の１波長板４２９を通過して、Ｐ偏光の光となる。この光は、位相空間光変調器４３０を通過して、情報光となる。この情報光は、偏光ビームスプリッタ４３１の偏光ビームスプリッタ面を透過し、リレーレンズ系４３２を通過し、４分の１波長板４３３を通過して円偏光の光となる。この情報光は、ミラー４３４によって反射されて対物レンズ４３５に入射し、この対物レンズ４３５によって集光されて、透明基板４０５における透明基板４０４側の面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体４０１に照射される。そして、情報光は、記録媒体４０１内において、収束しながら情報記録層４０３を通過する。
【０２５７】
なお、本実施の形態では、記録再生用半導体レーザ４１１から対物レンズ４２０に至る光路の光路長と、記録再生用半導体レーザ４１１から対物レンズ４３５に至る光路の光路長は等しくなっている。
【０２５８】
情報記録層４０３内には、情報光と記録用参照光とが干渉して干渉パターンが形成され、半導体レーザ４１１の出射光の出力が記録用の高出力になったときに、この干渉パターンが情報記録層４０３内に体積的に記録され、反射型（リップマン型）のホログラムが形成される。
【０２５９】
次に、情報の再生時の作用について説明する。再生時には、記録再生用半導体レーザ４１１は光を出射し、サーボ用半導体レーザ４１２は光を出射しない。再生時には、シャッタ４２８は遮断状態とされ、位相空間光変調器４１５は、所定の変調パターンに従って、各画素毎に出射光の位相を２値または３つ以上の値の中から選択することによって、光の位相を空間的に変調して再生用参照光を生成する。再生用参照光は、記録用参照光と同様の経路をたどり、透明基板４０５における透明基板４０４側の面上で最も小径となるように収束しながら記録媒体４０１に照射される。そして、再生用参照光は、記録媒体４０１内において、発散しながら情報記録層４０３を通過する。
【０２６０】
情報記録層４０３では、再生用参照光が照射されることにより、記録時における情報光に対応した再生光が発生する。この再生光は、記録時における情報光と同様に、光の位相が空間的に変調されたものである。再生光は、収束しながら透明基板４０５側に進行し、透明基板４０５における透明基板４０４側の面上で最も小径となった後、発散しながら、記録媒体４０１より出射され、対物レンズ４２０を通過して平行光束となり、ミラー４１９で反射され、４分の１波長板４１８を通過してＳ偏光の光となる。この再生光は、リレーレンズ系４１７を通過し、偏光ビームスプリッタ４１６の偏光ビームスプリッタ面で反射されて、光検出器４２２に入射する。
【０２６１】
また、記録媒体４０１に照射された再生用参照光の一部は、透明基板４０５における透明基板４０４側の面上で反射され、発散しながら、記録媒体４０１より出射され、対物レンズ４２０を通過して平行光束となり、ミラー４１９で反射され、４分の１波長板４１８を通過してＳ偏光の光となる。この再生光は、リレーレンズ系４１７を通過し、偏光ビームスプリッタ４１６の偏光ビームスプリッタ面で反射されて、光検出器４２２に入射する。
【０２６２】
実際には、再生光と、透明基板４０５における透明基板４０４側の面上で反射された再生用参照光とが重ね合わせられて合成光が生成され、この合成光が光検出器４２２によって受光される。合成光は、記録された情報に対応して、強度が空間的に変調された光となる。従って、光検出器４２２によって合成光の強度の２次元パターンが検出され、これにより情報が再生される。
【０２６３】
なお、本実施の形態における情報の記録と再生の原理は、第４の実施の形態と同様である。
【０２６４】
本実施の形態では、アクチュエータ４２１，４３６によって、記録媒体４０１の面に垂直な方向に、対物レンズ４２０，４３５の位置を変化させることができ、これにより、フォーカスサーボを行うことができる。また、本実施の形態では、図３５に示した駆動装置４８４によって、光ヘッド４４０全体を記録媒体４０１の半径方向に移動させることにより、記録媒体４０１の半径方向に、対物レンズ４２０，４３５の位置を変化させることができ、これにより、所望のトラックへのアクセスとトラッキングサーボとを行うことができる。また、本実施の形態では、コイル４４４および磁石４４５によって、第１の可動部４４１に対して第２の可動部４４２を回動させることによって、ほぼトラックに沿う方向に、対物レンズ４２０，４３５の位置を変化させることができる。これにより、情報記録領域に対して情報光および記録用参照光の照射位置を追従させる制御を行うことができる。この制御では、第１の実施の形態と同様に、図１６（ｂ）に示したような駆動電圧をコイル４４４に供給して、図１６（ａ）に示したように対物レンズ４２０，４３５の位置を変化させてもよいし、以下に示すように、より簡便な方法で対物レンズ４２０，４３５の位置を変化させてもよい。
【０２６５】
ここで、図３８を参照して、より簡便な方法で対物レンズ４２０，４３５の位置を変化させる方法について説明する。図３８は、対物レンズ４２０，４３５の位置の変化と、コイル４４４に対する駆動電圧の変化の一例を示す。図３８において、（ａ）は対物レンズ４２０，４３５の位置の変化を示し、（ｂ）は駆動電圧の変化を示している。この方法では、図３８（ａ）に示したように、対物レンズ４２０，４３５の位置を、中立の位置を中心として単振動させる。そして、この方法では、対物レンズ４２０，４３５の位置の移動速度が、記録媒体４０１における情報記録領域の移動速度とほぼ等しくなる期間を追従期間Ｔ１とし、他の期間をキャッチアップ期間Ｔ２とする。
【０２６６】
図３８（ａ）に示したように対物レンズ４２０，４３５の位置を変化させる場合には、図３８（ｂ）に示したように、正弦波状に変化する駆動電圧を用いることができる。このような駆動電圧は、発振回路および共振回路を構成することによって容易に発生させることができる。なお、隣り合う２つのアドレス・サーボ領域の間には、複数の情報記録領域を設ける場合には、駆動電圧の位相を制御することによって、対物レンズ４２０，４３５の位置を追従させる情報記録領域を選択することが可能である。
【０２６７】
なお、図３８に示したような簡便な制御方法は、第１ないし第４の実施の形態においても使用することができる。
【０２６８】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第４の実施の形態と同様である。
【０２６９】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、本発明は、回転する円板状の記録媒体に情報を記録するものに限らず、直線的に移動するカード状等の記録媒体に情報を記録するものにも適用することができる。
【０２７０】
また、上記各実施の形態では、記録媒体におけるアドレス・サーボ領域に、アドレス情報等を予めエンボスピットによって記録しておくようにしたが、予めエンボスピットを設けずに、以下のようにしてアドレス情報等を記録するようにしてもよい。この場合には、情報記録層において、その一方の面に近い部分に選択的に高出力のレーザ光を照射して、その部分の屈折率を選択的に変化させることによってアドレス情報等を記録してフォーマッティングを行う。
【０２７１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし７のいずれかに記載の光情報記録装置または請求項８記載の光情報記録方法では、所定の期間、移動する１つの情報記録領域に情報光および参照光の照射位置が追従するように、情報光および参照光の照射位置を移動させる。これにより、所定の期間、１つの情報記録領域に情報光および参照光が照射され続ける。従って、本発明によれば、情報記録領域と情報光および参照光の照射位置とのずれを生じることなく、情報記録領域に情報を記録するのに十分な時間だけ、情報記録領域に情報光および参照光を照射することが可能となる。その結果、本発明によれば、実用的な光源を用いて、複数の情報記録領域を有する記録媒体を移動させながら、各情報記録領域にホログラフィを利用して情報を記録することができるという効果を奏する。
【０２７２】
また、請求項４記載の光情報記録装置によれば、各情報記録領域を識別するための識別情報を検出する手段を備えたので、各情報記録領域を容易に識別することが可能になるという効果を奏する。
【０２７３】
また、請求項５記載の光情報記録装置によれば、各情報記録領域に対する情報光および参照光の照射位置を合わせるための位置決め情報を検出する手段を備えたので、各情報記録領域に対して情報光および参照光の照射位置を容易に合わせることが可能になるという効果を奏する。
【０２７４】
また、請求項６記載の光情報記録装置によれば、情報光および参照光を、情報記録層に対して同一面側より同軸的に且つ同じ位置で最も小径となるように収束させながら照射するようにしたので、記録のための光学系の構成を簡単にすることができるという効果を奏する。
【０２７５】
また、請求項７記載の光情報記録装置によれば、情報光および参照光を、情報記録層に対して互いに反対の面側より同軸的に且つ同じ位置で最も小径となるように収束させながら照射するようにしたので、記録のための光学系の構成を簡単にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態において用いられる記録媒体を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における光ヘッドの平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における情報の記録の原理を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における情報の再生の原理を示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における情報の再生の原理を詳しく説明するための波形図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態において位相符号化多重方式による多重記録を行う場合における情報の記録の原理を示す説明図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態において位相符号化多重方式による多重記録を行う場合における情報の再生の原理を示す説明図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態において位相符号化多重方式による多重記録を行う場合における情報の再生の原理を詳しく説明するための波形図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における光ヘッドを示す断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態におけるフォーカスエラー情報の生成方法の一例を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態におけるトラッキングエラー情報の生成方法とトラッキングサーボの方法の一例を説明するための説明図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態におけるトラッキングエラー情報の生成方法とトラッキングサーボの方法の一例を説明するための説明図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における情報の記録時における光ヘッドの動作を示す説明図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態における情報光および記録用参照光の照射位置の動きを示す説明図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態における対物レンズの位置の変化とヘッド本体をトラックの接線方向に移動させるための駆動電圧の変化の一例を示す説明図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態において情報光および記録用参照光の照射位置を所望の情報記録領域の位置に合わせる方法を説明するための説明図である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態におけるピットの長さの変化の具体例を示す説明図である。
【図１９】本発明の第１の実施の形態におけるピットの時間およびピット間の時間の変化の具体例を示す説明図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態に係る光情報記録再生装置における光ヘッドの駆動機構を示す平面図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録再生光学系の要部を示す説明図である。
【図２２】本発明の第３の実施の形態における光情報記録媒体の他の例を示す説明図である。
【図２３】本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録再生光学系の全体の構成を示す説明図である。
【図２４】本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第３の実施の形態におけるサーボ時の記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。
【図２６】本発明の第３の実施の形態における記録時の記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。
【図２７】本発明の第３の実施の形態における再生時の記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。
【図２８】本発明の第４の実施の形態に係る光情報記録再生装置における記録再生光学系の全体の構成を示す説明図である。
【図２９】本発明の第４の実施の形態において光の位相が空間的に変調されない記録用参照光を用いる場合の記録時の記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。
【図３０】本発明の第４の実施の形態において光の位相が空間的に変調されない再生用参照光を用いる場合の再生時の記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。
【図３１】本発明の第４の実施の形態に係る光情報記録再生装置において光の位相が空間的に変調されない再生用参照光を用いる場合の情報の再生の原理を詳しく説明するための波形図である。
【図３２】本発明の第４の実施の形態において光の位相が空間的に変調された記録用参照光を用いる場合の記録時の記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。
【図３３】本発明の第４の実施の形態において光の位相が空間的に変調された再生用参照光を用いる場合の再生時の記録再生光学系の要部の状態を示す説明図である。
【図３４】本発明の第４の実施の形態に係る光情報記録再生装置において光の位相が空間的に変調された再生用参照光を用いる場合の情報の再生の原理を詳しく説明するための波形図である。
【図３５】本発明の第５の実施の形態における光ヘッドおよび記録媒体を示す平面図である。
【図３６】本発明の第５の実施の形態における光ヘッドの構成を示す断面図である。
【図３７】本発明の第５の実施の形態における記録媒体の構成を示す断面図である。
【図３８】本発明の第５の実施の形態における対物レンズの位置の変化と対物レンズの位置をトラックの接線方向に移動させるための駆動電圧の変化の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…記録媒体、３…情報記録層、５…反射膜、６…アドレス・サーボ領域、７…情報記録領域、１１…対物レンズ、４０…光ヘッド、４１…ヘッド本体、４３…半導体レーザ、４４…位相空間光変調器、４５…光検出器、４７…コリメータレンズ、４８…プリズムブロック、４８ａ…偏光ビームスプリッタ面、４９…４分の１波長板。
【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１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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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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