(57)【要約】【課題】  従来の光ディスクの長所であった可搬性を損なうことなく従来よりも高密度の情報記録が可能な光メモリ装置を提供する。【解決手段】  ビームの断面強度分布が環状の強度分布であり、かつ中心軸に対して放射状の電界振動分布を有するラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームを発生させる半導体レーザ１０１、コリメートレンズ１０２、偏光変換素子１０３及び遮光素子１０４と、ラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームを記録媒体２０の記録面に集光して照射するための対物レンズ１０６と、ラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームが記録媒体２０の記録面で反射された光を、光検出器１０８へ導くビームスプリッタ１０５とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームの断面強度分布が環状の強度分布であり、かつ中心軸に対して放射状の電界振動分布を有するラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームを発生させる発光光学系と、
前記ラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームを記録媒体の記録面に集光して照射するための集光光学系と、
前記ラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームが前記記録媒体の記録面で反射された光を、光検出器へ導く検出光学系とを備えたことを特徴とする光メモリ装置。
【請求項２】
前記発光光学系に含まれ、レーザ光源から発せられる光を環状断面のドーナツビームに変換する遮光部と、
前記検出光学系に含まれ、前記ラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームが前記記録媒体の記録面で反射された光を前記検出器の方向へ反射する反射部とを一体化したビームスプリッタを備えることを特徴とする請求項１記載の光メモリ装置。
【請求項３】
前記発光光学系は、レーザ光源から発せられる光をアキシコンを用いてドーナツビームに変換することを特徴とする請求項１記載の光メモリ装置。
【請求項４】
前記発光光学系は、レーザ光源と、該レーザ光源が発せられる拡散光を平行光に変換するコリメートレンズとの間にアキシコンを配置した構成を備えていることを特徴とする請求項１記載の光メモリ装置。
【請求項５】
前記レーザ光源はケースに収納されており、該レーザ光源が発する拡散光を前記ケース外へ導く開口部に前記アキシコンが配置されていることを特徴とする請求項４記載の光メモリ装置。
【請求項６】
中心軸に対して放射状の電界振動分布を有するラジアル偏光の軸対称偏光ビームを発生させる発光光学系と、
前記ラジアル偏光の軸対称偏光ビームを環状断面のラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームに変換すると共に記録媒体の記録面に集光して照射するための変換集光光学系と、
前記ラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームが前記記録媒体の記録面で反射された光を、光検出器へ導く検出光学系とを備えたことを特徴とする光メモリ装置。
【請求項７】
前記変換集光光学系が、反射型の対物レンズを用いて構成されていることを特徴とする請求項６記載の光メモリ装置。
【請求項８】
前記記録媒体は、表面記録型の記録媒体であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の光メモリ装置。
【請求項９】
前記記録媒体を着脱自在に保持する手段を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の光メモリ装置。
【請求項１０】
前記記録媒体が装置内に組み込まれていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の光メモリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を利用して、情報記録媒体への情報の記録、情報記録媒体に記録されている情報の再生又は消去の少なくともいずれかを行う光メモリ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在実用化されている光メモリ装置（ＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤ−ＲＯＭドライブ）では、対物レンズによって集光されたレーザ光を情報記録媒体に照射して情報を記録し、また、照射した領域からの反射光を検出することによって情報を再生している。このような記録再生方式では、記録面上の集光スポットサイズが記録密度（単位面積当たりに記録される情報量）を左右する。
【０００３】
現行の光メモリ装置のように、ガウスビームを対物レンズで集光させる方式においては、光の回折限界という制限からその集光スポットの大きさは波長程度までが限界となる。
【０００４】
現在、青紫色半導体レーザ（波長４０５ｎｍ程度）を光源として、Ｎ．Ａ（開口数）０．８５の対物レンズを用いてこの光を集光する光メモリ装置が既に実現されており、ガウスビームを対物レンズで集光するといった従来の記録再生方式を踏襲した方法は、高密度記録化においてほぼ限界に達していると考えられている。
【０００５】
このような問題に対して、光メモリのさらなる高密度記録化を目指した技術が従来から検討されてきた。
【０００６】
例えば、古くには、超解像効果と呼ばれる現象を利用した光メモリ装置が特許文献１などによって提案されている。
【０００７】
図１９を例に用いて超解像効果を利用した光メモリ装置について説明する。
半導体レーザ１から発射されたレーザ光は、コリメートレンズ２で平行光となり遮光素子３へ入射される。遮光素子３では、平行光の中心部が減衰され、透過光は環状の強度分布を持ったビームとなる。その後、偏光分離のための偏光ビームスプリッタ４及び１／４波長板５を透過し、対物レンズ６によって記録媒体２０に集光される。このとき記録媒体２０の記録面上での光強度分布は、サイドローブを伴いながらも通常のガウスビームを集光させた場合よりも若干小さくなる。
【０００８】
情報信号を持った記録媒体からの反射光は、対物レンズ６及び１／４波長板５を通って偏光ビームスプリッタ４で反射され、レンズ７及び光検出器８からなる信号検出系において再生信号やサーボ信号などの検出が行われる。
【０００９】
このような超解像効果を用いた光メモリ装置は、従来の光学系に遮光素子を挿入するといった簡単な方法で構成できるという長所があるものの、光利用効率の低下やサイドローブの出現、光軸に対してスポット強度分布が非対称になるなど、スポット径を２〜３割縮小するのと引き替えとなるデメリットが多く、飛躍的な高密度化は困難である。
【００１０】
一方、回折限界そのものにとらわれない光メモリとして、近接場光メモリと呼ばれる方式が特許文献２などに提案されている。
【００１１】
図２０を用いて近接場光メモリ装置について説明する。
半導体レーザ１１から発射されたレーザ光は、レンズ１２を通ったあと、ファイバプローブ１３（近接場光を発生させるための素子）へと集光して入射される。ファイバローブ１３の先端には、金属の遮光膜で覆われた微小開口（例えば、直径５０ｎｍの円形開口）が形成されており、この開口近傍に開口径程度の広がりを持った近接場光が発生する。
【００１２】
ファイバローブ１３の先端は、記録媒体２０の表面に対して数十ｎｍの距離まで近接して配置される。このとき、ファイバローブで発生させた近接場光は、記録媒体２０の表面の記録情報に従って散乱・透過するため、この光をレンズ１４で集光し、ファイバローブと反対側に位置するフォトダイオード１５で検出することによって情報を再生できる。
【００１３】
このような近接場光を利用する方法は、光源の波長にとらわれない高密度な光メモリの実現手段として期待できるものではあるが、従来の光ディスク（ＣＤやＤＶＤなど）の長所であった記録媒体の可搬性（リムーバビリティ）を実現することが困難である。
【００１４】
ＳＩＬ（solid immersion lens）と呼ばれる半球状のレンズを用いて微小なスポットを得る方法もあるが、これについても近接場光を利用するため、可搬性の問題が同様に発生する。
【特許文献１】特開平９−２３１６０７号公報
【特許文献２】特開２００４−１７８６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記のようにＣＤやＤＶＤに代表される従来方式を踏襲しながら現行の青紫色半導体レーザを用いた光メモリ装置に対して十分優位な記録密度を達成するのは困難である。また、近接場光を用いることで高密度記録化を図る方法では、従来の光ディスクの長所であった可搬性を実現することは困難である。
【００１６】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、従来の光ディスクの長所であった可搬性を損なうことなく従来よりも高密度の情報記録が可能な光メモリ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、ビームの断面強度分布が環状の強度分布であり、かつ中心軸に対して放射状の電界振動分布を有するラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームを発生させる発光光学系と、ラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームを記録媒体の記録面に集光して照射するための集光光学系と、ラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームが記録媒体の記録面で反射された光を、光検出器へ導く検出光学系とを備えたことを特徴とする光メモリ装置を提供するものである。
【００１８】
本発明の第１の態様においては、発光光学系に含まれ、レーザ光源から発せられる光を環状断面のドーナツビームに変換する遮光部と、検出光学系に含まれ、ラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームが記録媒体の記録面で反射された光を検出器の方向へ反射する反射部とを一体化したビームスプリッタを備えることが好ましい。
または、発光光学系は、レーザ光源から発せられる光をアキシコンを用いてドーナツビームに変換することが好ましい。
若しくは、発光光学系は、レーザ光源と、該レーザ光源が発せられる拡散光を平行光に変換するコリメートレンズとの間にアキシコンを配置した構成を備えていることが好ましく、これに加えて、レーザ光源はケースに収納されており、該レーザ光源が発する拡散光をケース外へ導く開口部にアキシコンが配置されていることがより好ましい。
【００１９】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、中心軸に対して放射状の電界振動分布を有するラジアル偏光の軸対称偏光ビームを発生させる発光光学系と、ラジアル偏光の軸対称偏光ビームを環状断面のラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームに変換すると共に記録媒体の記録面に集光して照射するための変換集光光学系と、ラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームが記録媒体の記録面で反射された光を、光検出器へ導く検出光学系とを備えたことを特徴とする光メモリ装置を提供するものである。
【００２０】
本発明の第２の態様においては、変換集光光学系が、反射型の対物レンズを用いて構成されていることが好ましい。
【００２１】
上記本発明の第１の態様及び第２の態様のいずれの構成においても、記録媒体は、表面記録型の記録媒体であることが好ましい。
【００２２】
本発明の第１の態様及び第２の態様のいずれの構成においても、記録媒体を着脱自在に保持する手段を有することが好ましい。または、記録媒体が装置内に組み込まれていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、従来の光ディスクの長所であった可搬性を損なうことなく従来よりも高密度の情報記録が可能な光メモリ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
〔発明の原理〕
本発明では、従来のガウスビームの代わりにラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームを用いて情報の記録や再生を行う。
軸対称偏光ビームには、図１（ビーム伝搬方向に垂直な断面上の偏光分布を示した図）に示すように、光の電界の振動方向が半径方向となるように分布しているラジアル偏光（中心軸に対して放射状の電界振動分布を有する偏光）と、方位角方向に分布するアジミュサル偏光（磁界の振動方向が半径方向の偏光）とがあり、本発明では前者のラジアル偏光の軸対称偏光ビームをもとにしたラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームを用いる。ここで、本発明におけるラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビームとは、Maxwell方程式を円筒座標上で解いて得られる通常のラジアル偏光の軸対称偏光ビーム（ＴＥＭ01*やＲ−ＴＥＭ01*と記述されるモード）よりもビーム断面強度分布における中心付近の強度が減衰した、もしくは強度の弱い面積が広いビームのことである。
このようなラジアル偏光の軸対称偏光ドーナツビーム（以下、ラジアル偏光ドーナツビームと略す）をレンズで集光させると、ガウスビームを集光させた場合よりも格段に小さな集光スポット径が得られることが報告されている（S.Quabis,R.Dron,M.Eberier,O.Glocki,G.Leuchs：Optics Communications 179 (2000)）。この報告によると、ラジアル偏光ドーナツビームをＮ．Ａ（開口数）の大きな集光レンズで集光させた場合、ガウスビームを同じ対物レンズで集光させた場合と比較して、強度分布の半値全幅で半分以下にすることが可能であるとしている。
【００２５】
本発明は、このようなラジアル偏光ドーナツビームを集光して得られる微小スポットを利用して高密度な光メモリを実現するものである。
【００２６】
上記原理に基づく本発明の好適な実施の形態について以下に説明する。
【００２７】
〔第１の実施形態〕
本発明を好適に実施した第１の実施形態について説明する。本実施形態にかかる光メモリ装置の構成を図２に示す。本実施形態にかかる光メモリ装置は、半導体レーザ１０１、コリメートレンズ１０２、偏光変換素子１０３、遮光素子１０４、ビームスプリッタ１０５、対物レンズ１０６、レンズ１０７及び光検出器１０８を有する。この光メモリ装置は、光源としての半導体レーザ１０１（例えば、発光波長約４０５ｎｍの青紫色半導体レーザ）を備え、ここから発射されたレーザ光が、コリメートレンズ１０２で平行光へと変換された後に偏光変換素子１０３へと入射される構成である。偏光変換素子１０３へ入射された直線偏光のガウスビームは、ここでラジアル偏光の軸対称偏光ビームへと変換されて出射され、さらに遮光素子１０４においてラジアル偏光ドーナツビームへと変換される。
【００２８】
偏光変換素子１０３の構成としては、種々のものが存在するが、特定の構成に限定されることはない。構成例の一例をあげれば、文献（宮地悟代他：レーザ研究、第３２巻、第４号  ２５９頁〜）に紹介されている液晶を用いた偏光変換素子を用いることができる。
【００２９】
遮光素子１０４については、図３に示すように透明基板１０４１（ガラスや樹脂など）の中心に金属１０４２（アルミ、銀、クロムなど）を設けた構成のものを適用できる。
【００３０】
遮光素子１０４を通ったビームは、信号検出光学系との光路分岐のためのビームスプリッタ１０５（例えば、透過光と反射光との割合が７：３であるような偏光依存性のないもの）を通った後、対物レンズ１０６によって記録媒体２０へと集光される。
【００３１】
記録媒体２０からの反射光は、対物レンズ１０６を通りビームスプリッタ１０５で光検出器１０８（例えばフォトダイオード）側へと導かれ、レンズ１０７を介して光検出器１０８へと入射する。光検出器１０８においては、再生信号の検出及びフォーカスサーボ（常に記録面上に集光スポットが移動するようにするための制御）を行うための信号の検出が行われる。
【００３２】
フォーカスサーボやトラッキング動作については、例えば、文献（押上守夫他“光ディスク技術”ラジオ技術社）に紹介されている手法と同様のものを用いることができる。
【００３３】
対物レンズ１０６のＮ．Ａが高いほど集光スポット径は小さくなる。本実施形態では、Ｎ．Ａ０．８５以上の対物レンズを使用している。
【００３４】
記録媒体２０は、円盤形状の透明基板２１（例えば、ポリカーボネートやガラス材料を用いたもの）の片面に金属膜２２（金、銀、アルミなど）、さらにその上に保護膜２３（誘電体材料など）が設けられる。図４及び図５に示すように、記録情報を反映した凹凸（記録情報を表す記録ピット２４）が、透明基板２１と金属膜２２との界面に形成されている。なお、記録ピット２４は、円盤の中心に対して同心円状又は渦状に配列される。
【００３５】
透明基板２１の厚さは特に限定はされないが、厚さが増すほど対物レンズ１０６の直径を大きくとる必要がある。これは、透明基板２１の厚さが増すと対物レンズの１０６の焦点距離が長くなるためであり、長い焦点距離で同一のスポット径を得るためには、レンズ径が大きくならなければならない。従来の光ディスクと同様に、ポリカーボネートを基板に用いた直径１２ｃｍの記録媒体とするならば、記録媒体の剛性を考慮して少なくとも０．５ｍｍ以上の厚さが必要である。
【００３６】
記録ピット２４及び一連の連続したデータが並んだデータトラックの配置構成例としては、例えば、データトラック間の距離（トラックピッチ）が約２００ｎｍ、記録ピット２４の長さ（図５での紙面上下方向の長さ）が最短で約１００ｎｍといったサイズで構成される。
【００３７】
記録媒体２０全体は、情報の再生を行う際に、中心に開けられた穴を介してモータ１０に取り付けられて回転運動するようになっていて、回転状態でレーザ光が記録面（透明基板２１と金属膜２２との界面）に照射されると、連続した記録データに従った光信号強度の変化が光検出器１０８において検出される。記録媒体２０は、モータ１０に着脱自在となっていて、他の記録媒体の情報を再生する場合には、記録媒体を交換して上記動作を行う。
【００３８】
ここでは凹凸で表現される記録情報が予め記録された記録媒体２０を用いて、この情報を再生する構成を例としたが、これに限定されることはなく、従来の記録可能な光ディスク（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＭＯなど）と同様に、上記の凹凸の代わりにランドグルーブと呼ばれるガイド溝と、光単独又は光と磁気との組合せによって情報の記録が可能な層構成（透明基板に設ける記録可能な材料の膜及びそれに付随して必要となる誘電体膜や金属膜など）を設けることによって、情報の記録が可能な光メモリ装置を構成することも可能である。
【００３９】
また、本実施形態においては、透明基板２１側からレーザを入射して反対側の記録面の情報を読み出す構成を例としたが、二つの透明基板の間に情報を記録するための記録面を設ける構成や、Blue-ray Disk（青紫色半導体レーザとＮ．Ａ０．８５の対物レンズとを組み合わせた光ディスクの規格）のように、透明基板上の記録面の上に透明保護膜を設け、この透明保護膜の上からレーザを照射する構成、又は基板と反対側から記録面に照射する表面記録型の構成などであっても構わない。
さらには、従来の光ディスクのような円盤形状にとらわれることなく、角形や円筒形の記録媒体であっても構わない。
【００４０】
また、ラジアル偏光ドーナツビームを生成するための偏光変換素子１０３及び遮光素子１０４については、必ずしも別々の素子である必要はなく、これらを一体化した素子を単独で用いても良い。また、これらの素子の機能の一部又は全部をビームスプリッタ１０５が備える構成であってもよい。
【００４１】
遮光素子１０４と偏光変換素子１０３との配置に関しては、レーザ光源（半導体レーザ１０１）と対物レンズ１０６との間にあればよく、ビームスプリッタ１０５と対物レンズ１０６との間にこれらの素子を配置して構成することも可能である。また、レーザ光が先に遮光素子１０４を通ってから偏光変換素子１０３を通るように構成しても良い。
【００４２】
本実施形態にかかる光メモリ装置は、ラジアル偏光ドーナツビームを集光して得られる微小スポットを利用して高密度に記録し、再生することが可能である。
【００４３】
〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。図６に、本実施形態にかかる光メモリ装置の構成を示す。本実施形態にかかる光メモリ装置は、第１の実施形態とほぼ同様の構成であるが、ビームスプリッタ２０１に遮光素子が一体に構成されている点が相違する。なお、第１の実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付して表し、重複する説明は省略する。
【００４４】
ビームスプリッタ２０１は、第１の実施形態においては全面が誘電体多層膜２０１１からなるハーフミラーであった膜構成を、図７に示すように、その中心に金属材料など（アルミ、銀、クロムなど）による遮光・反射膜２０１２を設けた構成に変えたものである。
遮光・反射膜２０１２の部分は、偏光変換素子１０３を通ったラジアル偏光の軸対称偏光ビームが入射する際には、その中心付近を遮光してラジアル偏光ドーナツビームへと変換するように動作し、一方、記録媒体２０で反射されて対物レンズ１０６側から戻ってくる光が入射された際には、この光を光検出器１０８側に反射させる反射膜として動作するようになっている。第１の実施形態の構成においては、ビームの中心部を完全に隠蔽してしまっていた為に光量が低下するが、本実施形態の構成では、ビームの中心部分は反射率が低くはなるものの完全には隠蔽しないため、第１の実施形態の構成と比較して、反射光を検出する際の光量が増加するという特徴を備えている。
【００４５】
情報の再生を行うための動作やその他の構成については第１の実施形態と同様であるため、重複する説明は省略する。
【００４６】
〔第３の実施形態〕
本発明を好適に実施した第３の実施形態について説明する。図８に本実施形態にかかる光メモリ装置の構成を示す。この光メモリ装置は第１の実施形態とほぼ同様の構成であるが、アキシコン（ガラスなどの透明材料によって作られた円錐台形状の面を有する光学素子）を二つ（３０１、３０２）用いてドーナツビームを生成する点が第１の実施形態と相違する。なお、第１の実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付して表し重複する説明は省略する。
コリメートレンズ１０２によって平行光となった光は、第１のアキシコン３０１によって環状の発散光（伝搬とともに環が広がっていくドーナツビーム）に変換されて第２のアキシコン３０２へ入射する。第２のアキシコン３０２は、発散光であったドーナツビームを平行光へと変換し、その後、偏光変換素子１０３においてラジアル偏光へと変換されるようになっている。
【００４７】
遮光素子を用いる方法とは異なり、光源からの光の一部を排除することがないため、光の利用効率を向上させることが可能である。
【００４８】
ドーナツビームを生成するためにアキシコンを二つ用いること以外は、第１の実施形態と同様であるため、重複する説明は省略する。
【００４９】
なお、ここではアキシコンを二つ用いる構成を例としたが、図９に示すように、円錐台形状部分を二箇所に備えたアキシコン３０３を単独で用いてもドーナツビームを形成できる。この場合に生成されるドーナツビームは、アキシコンを二つ用いる場合と同様である。
【００５０】
〔第４の実施形態〕
本発明を好適に実施した第４の実施形態について説明する。本実施形態にかかる光メモリ装置の構成を図１０に示す。この光メモリ装置は第１の実施形態とほぼ同様の構成であるが、円錐面を一つ有するアキシコン４０１を用い、これを光源である半導体レーザ１０１とコリメートレンズ１０２との間に配置してドーナツビームを形成する点が相違する。なお、第１の実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付して表し重複する説明は省略する。
コリメートレンズ１０２で直線偏光の平行光となったドーナツビームは、偏光変換素子１０３においてラジアル偏光ドーナツビームへ変換され、対物レンズ１０６によって記録媒体２０に集光される。
【００５１】
第１の実施形態と同様に、本実施形態にかかる光メモリ装置も、情報の記録が可能な記録媒体や、表面記録型の記録媒体を用いることが可能であり、特定の記録媒体に限定されることなく適用可能である。
【００５２】
〔第５の実施形態〕
本発明を好適に実施した第５の実施形態について説明する。図１１及び図１２に本実施形態にかかる光メモリ装置の構成を示す。本実施形態に置いては、第４の実施形態におけるアキシコン４０１を半導体レーザ１０１と一体化して構成するようにした。図１２に示すように、半導体レーザ１０１のチップ（レーザ光の発光部）から放射されるレーザ光を外部に取り出すための透明窓１０１１を円錐形状のガラス窓とすることで発散するドーナツビームを生成している。
【００５３】
このドーナツビームは、コリメートレンズ１０２で平行光となり、偏光変換素子１０３において、ラジアル偏光ドーナツビームへと変換される。
【００５４】
第１の実施形態と同様に、本実施形態にかかる光メモリ装置も、情報の記録が可能な記録媒体や、表面記録型の記録媒体を用いることが可能であり、特定の記録媒体に限定されることなく適用可能である。
【００５５】
〔第６の実施形態〕
本発明を好適に実施した第６の実施形態について説明する。図１３に本実施形態にかかる光メモリ装置の構成を示す。この光メモリ装置は反射型の対物レンズを用いてラジアル偏光の軸対称ドーナツビームを形成する点で第１の実施形態と相違する。なお、第１の実施形態と同様の構成要素については同じ符号を付して表し、重複する説明は省略する。この光メモリ装置は、光源に半導体レーザ１０１（例えば、発光波長約４０５ｎｍの青紫色半導体レーザ）が用いられ、ここから放射された直線偏光のガウスビームは、コリメートレンズ１０２で平行光に変換された後、偏光変換素子１０３へ入力される。偏光変換素子１０３に入射された直線偏光のガウスビームは、ここでラジアル偏光の軸対称偏光ビームへと変換されて出射される。
【００５６】
偏光変換素子１０３の構成としては、種々のものが存在するが、特定の構成に限定されることはない。構成例の一例をあげれば、第１の実施形態と同様に、液晶を用いた偏光変換素子を用いることができる。
【００５７】
偏光変換素子１０３を通ったビームは、信号検出光学系との光路分岐のためのビームスプリッタ１０５（例えば、透過光と反射光との割合が７：３であるような偏光依存性のないもの）を通ったのち、反射型の対物レンズ６０１によって記録媒体へ集光される。
【００５８】
図１４及び１５に、反射型の対物レンズ６０１の構成を示す。図示するように、反射型対物レンズ６０１としては、透明部材６０１１（ガラスや樹脂など）を加工して作られた一つの屈折面６０１２と二つの反射面６０１３，６０１４（アルミや銀などの金属膜や誘電体多層反射膜など）を有する構成のものを用いる。
【００５９】
反射型対物レンズ６０１へ入射されたビームは、屈折面６０１２で第１の反射面６０１３に向けて集光し、第１の反射面６０１３において第２の反射面６０１４に向けて放射状に反射され、さらに第２の反射面６０１４で反射されて記録媒体２０の記録面に集光するようになっている。つまり、反射型対物レンズ６０１に入射されたラジアル偏光の軸対称偏光ビームは、反射型対物レンズ６０１の中でドーナツビームへ変換されて集光するようになっている。
【００６０】
このような構成の対物レンズを用いる場合でも、第１の実施形態と同様に、Ｎ．Ａが大きい方が集光スポットは小さくなる。このため、反射型対物レンズには、Ｎ．Ａ０．８５以上のものが適用される。
【００６１】
反射型対物レンズ６０１によって集光された光は、記録媒体２０で反射され、再び反射型対物レンズ６０１を通ってビームスプリッタ１０５で光検出器１０８（例えばフォトダイオード）側へと導かれる。
光検出器１０８では、再生信号の検出及びフォーカスサーボ（常に記録面上に集光スポットを形成するために行う制御）やトラッキング（一連の記録データが並ぶデータトラックに沿って集光スポットを形成するために行う制御）を行うための信号が検出される。
【００６２】
図１６及び図１７に示すように、本実施形態の記録媒体３０は、情報が記録されている記録面に対して基板と反対側からレーザ光を照射する表面記録型の記録媒体である。つまり、円盤形状の基板３１（例えばポリカーボネートやガラスを材料に用いたもの）の片面に金属膜３２（金、銀、アルミなど）、さらにその上に透明な保護膜３３（誘電体材料）が設けられている。
そして、記録情報を反映した凹凸（記録情報を表す記録ピット３４）が円盤の中心に対して同心円状又は渦状に配列されている。
【００６３】
基板３１の厚さは特には限定されないが、１ｍｍ程度のものを用いることができる。記録ピット３４及び一連の連続したデータが並んだデータトラックの配置構造例としては、例えば、データトラック間の距離（トラックピッチ）が約２００ｎｍ、記録ピット３４の長さ（図１７における紙面上下方向の長さ）が最短で１００ｎｍといったサイズで構成される。
【００６４】
透明な保護膜３３は、記録面上の凹凸を保護するためのものであり、誘電体材料を堆積させた膜や、透明な樹脂フィルムなどを貼り合わせて構成される。保護膜３３の厚さは、反射型対物レンズ６０１のＮ．Ａや装置の機械的精度、保護膜３３の均一性などの条件によって最適な値が選定される。例えば、基板３１にポリカーボネートを用いた直径１２ｃｍの記録媒体３０とＮ．Ａ０．９の反射型対物レンズ６０１との組合せに対して、数百ｎｍの保護層を設けるといった構成が適用される。記録媒体３０全体は、情報を再生する際に、中心に開けられた穴を介してモータ１０に取り付けられて回転運動するようになっている。回転状態でレーザ光を保護膜３３側から入射して記録面に照射されると、連続した記録データに従った光信号強度の変化が光検出器１０８（例えば、フォトダイオード）において検出される。
記録媒体３０は、モータ１０に着脱自在となっていて、他の記録媒体を再生する場合には、記録媒体を交換して上記同様の動作を行えばよい。
【００６５】
なお、ここでは反射型の対物レンズ６０１を用いた構成を例としたが、光源の発光強度が十分にある場合には、図１８に示すように、反射型対物レンズ６０１の代わりに対物レンズ１０６の中心に金属材料（アルミ、銀、クロムなど）からなる円形の遮光膜１０６１を設けてドーナツビームを生成する構成であっても良い。
【００６６】
また、ここでは凹凸で表現される記録情報が予め記録された記録媒体３０を用いて、この情報を再生する構成を例としたが、これに限定されることはなく、従来の記録可能な光ディスク（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＭＯなど）と同様に、上記の凹凸の代わりにランドグルーブと呼ばれるガイド溝と、光単独又は光と磁気との組合せによって情報の記録が可能な層構成（透明基板に設ける記録可能な材料の膜及びそれに付随して必要となる誘電体膜や金属膜など）を設けることによって、情報の記録が可能な光メモリ装置を構成することも可能である。
【００６７】
さらに、ここでは保護膜３３側からレーザ光を入射して反対側の記録面の情報を読み出す構成を例として説明したが、基板３１側からレーザ光を入射する構成や、二つの透明基板の間に情報を記録するための記録面を設ける構成であっても構わない。
さらには、従来の光ディスクのような円盤形状にとらわれることなく、角形や円筒形の記録媒体であっても構わない。
【００６８】
偏光変換素子１０３は、レーザ光源（半導体レーザ１０１）と対物レンズ１０６との間にあればよく、ビームスプリッタ１０５と反射型対物レンズ６０１との間に配置して構成することも可能である。
【００６９】
なお、上記各実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれらに限定されることはない。
例えば、上記各実施形態においては、記録媒体が着脱可能な構成を例に説明したが、磁気記録装置の一種であるハードディスクドライブのように、記録媒体は装置内に備え付けられていてもよい。
このように、本発明は様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】ラジアル偏光の偏光方向を示す図である。
【図２】本発明を好適に実施した第１の実施形態にかかる光メモリ装置の構成を示す図である。
【図３】遮光素子の構成を示す図である。
【図４】記録媒体の構成を示す図である。
【図５】記録ピットの形状を示す図である。
【図６】本発明を好適に実施した第２の実施形態にかかる光メモリ装置の構成を示す図である。
【図７】第２の実施形態にかかる光メモリ装置のビームスプリッタが備える反射板の構成を示す図である。
【図８】本発明を好適に実施した第３の実施形態にかかる光メモリ装置の構成を示す図である。
【図９】第３の実施形態にかかる光メモリ装置の変形構成例を示す図である。
【図１０】本発明を好適に実施した第４の実施形態にかかる光メモリ装置の構成を示す図である。
【図１１】本発明を好適に実施した第５の実施形態にかかる光メモリ装置の構成を示す図である。
【図１２】第５の実施形態にかかる光メモリ装置が備える半導体レーザの構成を示す図である。
【図１３】本発明を好適に実施した第６の実施形態にかかる光メモリ装置の構成を示す図である。
【図１４】第６の実施形態にかかる光メモリ装置が備える反射型対物レンズの構成を示す図である。
【図１５】第６の実施形態にかかる光メモリ装置が備える反射型対物レンズの構成を示す図である。
【図１６】第６の実施形態にかかる光メモリ装置に用いる記録媒体の構成を示す図である。
【図１７】記録ピットの形状を示す図である。
【図１８】第６の実施形態にかかる光メモリ装置を透過型の対物レンズを用いて構成する場合に用いる対物レンズの構成を示す図である。
【図１９】従来技術による光メモリ装置の構成を示す図である。
【図２０】従来技術による光メモリ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０    モータ
２０、３０    記録媒体
２１、３１    透明基板
２２、３２    記録層
２３、３３    保護層
２４、３４    記録ピット
１０１    半導体レーザ
１０２    コリメートレンズ
１０３    偏光変換素子
１０４    遮光素子
１０５、２０１    ビームスプリッタ
１０６    対物レンズ
１０７    レンズ
１０８    光検出器
３０１、３０２、４０１    アキシコン
６０１    反射型対物レンズ
１０１１    透明窓
１０６１    遮光膜
２０１１    誘電体多層膜
２０１２    反射膜
６０１１    透明樹脂
６０１２    屈折面
６０１３    第１の反射面
６０１４    第２の反射面
【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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