(57)【要約】  光を出射する第１光源と、第１光源から出射された光から同一面を介してホログラフィック情報記録媒体に入射される、互いに直交する偏光の信号光及び参照光を形成する偏光形成光学系と、信号光及び参照光をホログラフィック情報記録媒体内に集束させ、干渉紋によって情報を記録させる集束光学系と、信号光と参照光との焦点位置を合わせ、該信号光と参照光との経路差を調整するための調整光学系とを含むホログラフィック情報記録／再生装置である。
2011507136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
記録モード時に、前記第１光源から出射された光から同一面を介してホログラフィック情報記録媒体に入射される、互いに直交する偏光の信号光及び参照光を形成する偏光形成光学系と、
前記偏光された信号光及び参照光を前記ホログラフィック情報記録媒体内に集束させ、干渉紋によって情報を記録させる集束光学系と、
前記偏光された信号光と参照光との焦点位置を合わせ、該信号光と参照光との経路差を調整するための調整光学系とを含み、
前記調整光学系は、
前記ホログラフィック情報記録媒体に照射される前記偏光された信号光と参照光との焦点位置を合わせるための第１調整部材と、
前記偏光された参照光と信号光との経路差を調整するための第２調整部材と、
前記第１光学系から入射される互いに直交する偏光の信号光及び参照光を、偏光によって２つの経路に分離し、偏光された信号光は、前記第１調整部材に向かわせ、偏光された参照光は、前記第２調整部材に向かわせる偏光分離素子とを含むホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項２】
前記第１調整部材は、入射光の反射角度を二次元的に調整する二次元チルトミラーであることを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項３】
前記第２調整部材は、入射光の光路長を調整する並進ミラーであることを特徴とする請求項２に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項４】
前記第１調整部材は、入射光の反射角度を調整する一次元チルトミラーであることを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項５】
前記第２調整部材は、入射光の光路長を調整することができ、前記第１調整部材とは異なる方向に入射光の反射角度を調整する並進／一次元チルトミラーを含むことを特徴とする請求項４に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項６】
前記調整光学系は、前記偏光分離素子と前記第１調整部材との間に、第１  １／４波長板、前記偏光分離素子と前記第２調整部材との間に、第２  １／４波長板をさらに含み、
前記偏光分離素子は、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項７】
前記第１調整部材には、前記偏光された信号光が入射され、前記第２調整部材には、前記偏光された参照光が入射されることを特徴とする請求項６に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項８】
前記第１調整部材には、前記偏光された信号光が入射され、前記第２調整部材には、前記偏光された参照光が入射されることを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項９】
前記ホログラフィック情報記録媒体は、記録層及び反射層を具備し、
前記集束光学系は、
前記偏光された信号光は、前記ホログラフィック情報記録媒体の記録層を経て反射層で反射された後、前記記録層内に集光させ、前記偏光された参照光は、前記記録層を通過したり、前記反射層で反射されることなしに、前記記録層内に直ちに集光させることを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１０】
前記偏光形成光学系は、
記録モード時には、前記第１光源から出射された光の偏光を、直交する２つの偏光を含むように変え、再生モード時には、前記第１光源から出射された光を偏光変化なしにそのまま通過させる能動型偏光変換素子を具備することを特徴とする請求項９に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１１】
前記偏光形成光学系は、
前記能動型偏光変換素子によって互いに直交する偏光に形成された信号光及び参照光の光路を分離して進行させた後でその光路を結合し、前記調整光学系に入射させることを特徴とする請求項１０に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１２】
前記偏光形成光学系は、
前記能動型偏光変換素子側から入射される光を、偏光によって第１光及び第２光に分離する第１光路変換器と、
前記第１光路変換器によって分離された第１光及び第２光が交差する位置に配され、入射される光を、偏光によって分離する第２光路変換器と、
前記第１光路変換器によって分離された第１光及び第２光を、前記第２光路変換器に交差するように入射させるように、第１光及び第２光の光路を折り曲げる第１ミラー及び第２ミラーと、
前記第１光及び第２光がいずれも前記第２光路変換器で交差するように透過または反射するように、前記第１光及び第２光のうち１つの光の経路上の前記第２光路変換器の両側に配され、１つの線偏光を他の偏光に変化させ、前記第１光及び第２光が同一偏光状態で、前記第２光路変換器を通過させる第１  １／２波長板及び第２  １／２波長板と、
前記第２光路変換器を経由した第１光及び第２光の経路を一つにするための光路結合ユニットとを含み、
前記第１光及び第２光のうち一つは偏光された信号光、他の一つは偏光された参照光であることを特徴とする請求項１１に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１３】
前記光路結合ユニットは、前記第２光路変換器側から入射される光は無条件反射させる第３光路変換器と、
前記第１光及び第２光のうち、前記第２光路変換器から前記第３光路変換器に向かわない光の経路を折り曲げ、第１光及び第２光を交差させる第３ミラーと、
前記第３光路変換器及び第３ミラーによって交差するように入射される互いに異なる偏光の第１光及び第２光の経路を結合させる第４光路変換器とを含むことを特徴とする請求項１２に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１４】
前記第１  １／２波長板及び第２  １／２波長板のうち、前記第１光路変換器から前記第２光路変換器に入射される第１光または第２光が前記第２光路変換器を経由した後に出合う１／２波長板は、再生モード時には、入射される光を偏光変化なしにそのまま通過させるように動作される能動型波長板であることを特徴とする請求項１２に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１５】
前記集束光学系は、
対物レンズを含むことを特徴とする請求項１１に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１６】
前記集束光学系は、
前記偏光された信号光及び参照光の焦点位置を、前記ホログラフィック情報記録媒体の深さ方向に沿って可変させる焦点可変レンズユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１７】
前記焦点可変レンズユニットは、それぞれ偏光された信号光及び参照光が独立して進行する経路上に配される第１焦点可変レンズユニット及び第２焦点可変レンズユニットを含むことを特徴とする請求項１６に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１８】
前記対物レンズと調整光学系との間に入射光の偏光を変える波長板をさらに具備し、
再生モード時に、前記ホログラフィック情報記録媒体から再生された再生光を受光する光検出器をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１９】
前記第１調整部材には、偏光された信号光が入射され、前記第２調整部材には、偏光された参照光が入射されることを特徴とする請求項９に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項２０】
前記ホログラフィック情報記録媒体に、サーボ情報を記録及び／または再生するためのサーボ光学系をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項２１】
出射された信号光と参照光との焦点位置をホログラフィック情報記録媒体に合わせる第１調整部材と、
前記信号光と前記参照光との間の光路差を補正するように、前記信号光及び参照光間の光路差を調整する第２調整部材と、
前記信号光及び前記参照光の偏光に基づき、前記信号光と前記参照光とを前記信号光のための第１光路と、前記参照光のための第２光路とに分離し、前記信号光を前記第１調整部材に向かわせ、前記参照光を前記第２調整部材に向かわせる偏光分離素子とを具備するホログラフィック記録及び／または再生装置の調整光学系。
【請求項２２】
前記偏光分離素子と前記第１調整部材との間に配された第１  １／４波長板と、
前記偏光分離素子と前記第２調整部材との間に配された第２  １／４波長板とをさらに具備することを特徴とする請求項２１に記載の調整光学系。
【請求項２３】
前記偏光分離素子は、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項２１に記載の調整光学系。
【請求項２４】
前記第１調整部材は、入射光の反射角度を調整する一次元チルトミラーであることを特徴とする請求項２１に記載の調整光学系。
【請求項２５】
前記第２調整部材は、入射光の光路長さを調整し、入射光の反射角度を、前記第１調整部材による入射光の反射角度と異なる方向に調整する並進／一次元チルトミラーであることを特徴とする請求項２１に記載の調整光学系。
【請求項２６】
光源から出射された光を第１偏光の光及び第１偏光の光に直交する第２偏光の光に変える第１偏光変換素子と、
前記第１偏光の光及び前記第２偏光の光を分離する第１光路変換器と、
第２光路変換器で、前記第１偏光の光が前記第２偏光の光を横切るように、前記第１偏光の光の経路を折り曲げる第１ミラー、及び前記第２偏光の光の経路を折り曲げる第２ミラーと、
前記第１偏光の光または前記第２偏光の光を異なる偏光状態に変換し、前記第１偏光の光及び前記第２偏光の光が同一偏光状態で、前記第２光路変換器を透過するように、前記第１偏光の光及び前記第２偏光の光の経路のうち一つに配列され、前記第２光路変換器の互いに異なる側に配列された第１半波長板及び第２半波長板と、
前記第１偏光の光及び前記第２偏光の光が前記第２光路変換器を透過した後、前記第１偏光の光及び前記第２偏光の光の経路を結合させる光路結合ユニットとを具備し、
前記第１偏光の光及び前記第２偏光の光のうち一つは信号光、残り一つは参照光であるホログラフィック記録及び／または再生装置の偏光された光形成光学系。
【請求項２７】
前記第１半波長板及び前記第２半波長板のうち一つは、ホログラフィック記録及び／または再生装置が、ホログラフィック情報記録媒体からデータを再生する再生モードであるとき、光の偏光変化なしに入射光を通過させる能動型波長板であることを特徴とする請求項２６に記載の偏光された光形成光学系。
【請求項２８】
第１光源と、
前記第１光源から出射された光から互いに直交する偏光を有する偏光された参照光及び偏光された信号光を作る偏光形成光学系と、
干渉パターンを介して情報を記録するように、ホログラフィック情報記録媒体の同一面に、前記偏光された参照光及び前記偏光された信号光をフォーカシングするフォーカシング光学系と、
前記信号光及び前記参照光間の経路差を補正するように、前記偏光された参照光及び前記偏光された信号光間の経路差を補正する調整光学系とを具備するホログラフィック記録及び／または再生装置。
【請求項２９】
サーボ情報を前記ホログラフィック情報記録媒体に記録及び／または再生するサーボ光学系をさらに具備することを特徴とする請求項２８に記載のホログラフィック記録及び／または再生装置。
【請求項３０】
前記サーボ光学系は、
Ｐ偏光された光を出射する第２光源と、
前記Ｐ偏光された光を透過させ、Ｓ偏光された光を反射させる光路変換器と、
サーボ光の焦点位置を、前記ホログラフィック情報記録媒体内で変化させる焦点調整可能なレンズユニットとを具備することを特徴とする請求項２９に記載のホログラフィック記録及び／または再生装置。
【請求項３１】
前記サーボ光学系は、
前記Ｐ偏光された光を回折させ、サーボエラー信号検出が可能なように、前記第２光源と前記光路変換器との間に配された回折グレーティングをさらに具備することを特徴とする請求項３０に記載のホログラフィック記録及び／または再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィック情報記録／再生装置に係り、さらに詳細には、信号光及び参照光が同一面に入射する単一面入射方式のホログラフィック情報記録／再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィックデータ・ストレージでの記録は、情報を干渉紋状に、フォトポリマーのように光度によって反応する材料に保存するものである。干渉紋は、２条のレーザ光を利用して形成する。すなわち、参照光と信号光とが互いに干渉して形成される干渉紋が、感光性記録媒体に化学的あるいは物理的な変化を起こして記録される。このように記録された干渉紋から情報を再生するためには、記録するときの光と類似した参照光を記録媒体に記録された干渉紋に照射する。この照射される参照光は、干渉紋によって回折され、これによって、信号光が復元されつつ情報が再生される。
【０００３】
このようなホログラム技術を利用した記録方式には、ページ（page）単位で情報を記録／再生するボリューム・ホログラフィック方式と、単一ビット（single  bit）で情報を記録／再生するマイクロ・ホログラフィック方式がある。ボリューム・ホログラフィック方式は、大規模な情報を同時に処理するという長所があるが、光学系が非常に精密に調整されねばならないために、一般消費者対象の情報保存装置として商用化され難い。
【０００４】
一方、マイクロ・ホログラフィック方式は、２筋の集光された光を焦点で干渉させて微細な干渉紋を形成するが、このような干渉紋を記録媒体平面上で位置移動させつつ多数を記録して層を形成し、このような層を記録媒体の深さ方向に重畳して記録することによって、記録媒体上に情報を三次元で記録する方式である。
【０００５】
しかし、一般的なマイクロ・ホログラフィック方式の記録／再生装置は、記録媒体の両面に信号光のための光学系と、参照光のための光学系とをそれぞれ具備することになるが、このように、信号光及び参照光を記録媒体の両面に照射することは、光学系を複雑にして光学系の全体サイズを増大させる原因になる。さらに、かような両面照射方式を利用して干渉紋を形成するためには、信号光及び参照光が、ほぼ１μｍ以内の直径以内の領域に焦点が結ばれねばないので、各光学系は、高精度に整列されねばならないという困難さが伴う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、信号光及び参照光が同一面に入射する単一面（single side）入射方式のホログラフィック情報記録／再生装置を提供するものである。
【０００７】
本発明はまた、単一面に入射される信号光及び参照光のうち、少なくとも１光のスポット位置調節のためのチルト光学系と光路差調整光学系とのサイズと構成部品数とを減少させることができる単一面入射方式のホログラフィック情報記録／再生装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置は、光を出射する第１光源と、前記第１光源から出射された光から同一面を介してホログラフィック情報記録媒体に入射される、互いに直交する偏光の信号光及び参照光を形成する偏光形成光学系と、前記偏光された信号光及び参照光を前記ホログラフィック情報記録媒体内に集束させ、干渉紋によって情報を記録させる集束光学系と、前記偏光された信号光と参照光との焦点位置を合わせ、該偏光された信号光と参照光との経路差を調整するための調整光学系とを含み、前記調整光学系は、前記ホログラフィック情報記録媒体に照射される前記偏光された信号光と参照光との焦点位置を合わせるための第１調整部材と、前記偏光された参照光と信号光との経路差を調整するための第２調整部材と、前記第１光学系から入射される互いに直交する偏光の信号光及び参照光を、偏光によって２つの経路に分離し、前記偏光された信号光を前記第１調整部材に向かわせ、前記偏光された参照光を前記第２調整部材に向かわせる偏光分離素子とを含むことができる。
【０００９】
前記第１調整部材は、入射光の反射角度を二次元的に調整することができる二次元チルトミラーでありうる。
【００１０】
前記第２調整部材は、入射光の光路長を調整することができる並進ミラー（translation  mirror）でありうる。
【００１１】
前記第１調整部材は、入射光の反射角度を調整することができる一次元チルトミラーでありうる。
【００１２】
このとき、前記第２調整部材は、入射光の光路長を調整することができ、前記第１調整部材とは異なる方向に入射光の反射角度を調整することができる並進／一次元チルトミラーを含むことができる。
【００１３】
前記調整光学系の偏光分離素子は、偏光ビームスプリッタであり、前記偏光分離素子と前記第１調整部材との間に第１  １／４波長板、前記偏光分離素子と前記第２調整部材との間に第２  １／４波長板をさらに含むことができる。
【００１４】
前記第１調整部材には、偏光された信号光が入射され、前記第２調整部材には、偏光された参照光が入射されうる。
【００１５】
前記ホログラフィック情報記録媒体は、記録層及び反射層を具備し、前記集束光学系は、前記偏光された信号光は、前記ホログラフィック情報記録媒体の記録層を経て反射層で反射された後、前記記録層内に集光させ、前記偏光された参照光は、前記記録層を通過したり、または記録層で反射されることなしに、前記記録層内に直ちに集光させることができる。
【００１６】
前記偏光形成光学系は、記録モード時には、前記第１光源から出射された光の偏光を、直交する２つの偏光を含むように変え、再生モード時には、前記第１光源から出射された光を偏光変化なしにそのまま通過させる能動型偏光変換素子を具備できる。
【００１７】
前記偏光形成光学系は、前記能動型偏光変換素子によって互いに直交する偏光に形成された信号光及び参照光の光路を分離して進行させた後でその光路を結合し、前記調整光学系に入射させることができる。
【００１８】
前記偏光形成光学系は、前記能動型偏光変換素子側から入射される光を、偏光によって第１光及び第２光に分離する第１光路変換器と、前記第１光路変換器によって分離された第１光及び第２光が交差する位置に配され、入射される光を、偏光によって分離する第２光路変換器と、前記第１光路変換器によって分離された第１光及び第２光を前記第２光路変換器に交差するように入射させるように、第１光及び第２光の光路を折り曲げる第１ミラー及び第２ミラーと、前記第１光及び第２光がいずれも前記第２光路変換器で交差するように透過または反射するように、前記第１光及び第２光のうち１つの光の経路上の前記第２光路変換器両側に配され、１線偏光を他の偏光に変化させ、前記第１光及び第２光が同一偏光状態で、前記第２光路変換器を通過させる第１  １／２波長板及び第２  １／２波長板と、前記第２光路変換器を経由した第１光及び第２光の経路を一つにするための光路結合ユニットとを含むことができる。
【００１９】
前記第１光及び第２光のうち一つは信号光、他の一つは参照光でありうる。
【００２０】
前記光路結合ユニットは、前記第２光路変換器側から入射される光は無条件反射させる第３光路変換器と、前記第１光及び第２光のうち、前記第２光路変換器から前記第３光路変換器に向かわない光の経路を折り曲げ、第１光及び第２光を交差させる第３ミラーと、前記第３光路変換器及び第３ミラーによって交差するように入射される互いに異なる偏光の第１光及び第２光の経路を結合させる第４光路変換器とを含むことができる。
【００２１】
前記第１  １／２波長板及び第２  １／２波長板のうち、前記第１光路変換器から前記第２光路変換器に入射される第１光または第２光が前記第２光路変換器を経由した後に出合う１／２波長板は、再生モード時には、入射される光を偏光変化なしにそのまま通過させるように動作される能動型波長板でありうる。
【００２２】
前記集束光学系は、対物レンズを含むことができる。
【００２３】
前記集束光学系は、前記偏光された信号光及び参照光の焦点位置を、前記ホログラフィック情報記録媒体の深さ方向に沿って可変させる焦点可変レンズユニットをさらに含むことができる。
【００２４】
前記焦点可変レンズユニットは、それぞれ信号光及び参照光が独立して進行する経路上に配される第１焦点可変レンズユニット及び第２焦点可変レンズユニットを含むことができる。
【００２５】
前記対物レンズと調整光学系との間に入射光の偏光を変える波長板をさらに具備し、再生モード時に、前記ホログラフィック情報記録媒体から再生された再生光を受光する光検出器をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、単一面に入射される信号光及び参照光のうち、少なくとも１光のスポット位置調節のためのチルト光学系と光路差調整光学系とのサイズと、構成部品数とを減少させることができる単一面入射方式のホログラフィック情報記録／再生装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の調整光学系の他の実施形態を示す図である。
【図３】本発明のホログラフィック情報記録／再生装置に採用される反射型ホログラフィック情報記録媒体の一例を示す図である。
【図４】記録モードで、図３のホログラフィック情報記録媒体に信号光及び参照光が照射される光路を概略的に図示した図である。
【図５】図４のＡ領域を拡大した図である。
【図６】ホログラフィック情報記録媒体に入射された信号光と参照光との偏光状態の一例を示す図である。
【図７】再生モード時に、ホログラフィック情報記録媒体に入射される光の光路及び偏光状態の一例を示す図である。
【図８】サーボ検出のためにホログラフィック情報記録媒体に入射された光の光路及び偏光状態の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置について詳細に説明する。以下の実施形態は、本発明の範囲を限定するものではなく、例示的に示しただけである。以下の図面で同一参照符号は、実質的に同一または類似の機能を行う同一構成要素を示す。
【００２９】
本発明のホログラフィック情報記録／再生装置は、単一面入射方式でホログラフィック情報記録媒体に情報を記録し、記録された情報を再生するための装置であって、ホログラフィック情報記録媒体の同一面を介して信号光及び参照光を照射する光学的構成を含み、本発明のホログラフィック情報記録／再生装置に採用されるホログラフィック情報記録媒体は、記録層及び反射層を具備する反射型ホログラフィック情報記録媒体である。
【００３０】
反射型ホログラフィック情報記録媒体のチルト（tilt）によって、反射層で反射される信号光の焦点位置が変わる。従って、参照光と信号光とを一致させるために、対物レンズに入射する前に、参照光及び信号光のうち、少なくとも１光の入射角度を変更し、スポット（spot）の位置を調節せねばならない。かかる目的のために、例えば、二次元的にチルト可能なミラーを２光のうち一方の経路に挿入しなければならない。また、光源として可干渉距離が短いレーザダイオード（ＬＤ）を使用する場合、干渉紋（interference  pattern）が記録される層を記録媒体の深さ方向に重畳して記録することによって、情報を三次元で記録するために、深さ方向に記録層内での光の焦点位置を変化させていくことによって、２光の経路差が発生して干渉紋の強度が変わる。これを補償するためには、２光のうち一方の光の経路差を調節できる光学系が必要である。
【００３１】
本発明の単一面入射方式のホログラフィック情報記録／再生装置は、参照光及び信号光のうち、少なくとも１光の入射角度を変更してスポットの位置を調節するチルト光学系と、情報を三次元で記録するとき、信号光と参照光との光路差が可干渉範囲内になって良好な干渉紋形成を可能にする光路差調節光学系とを含む。
【００３２】
図１は、本発明の一実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を概略的に示し、図２は、図１の調整光学系の他の実施形態を示し、図３は、本発明のホログラフィック情報記録／再生装置に採用される反射型ホログラフィック情報記録媒体の一例を示す図である。図１では、信号光（Ｌｓ）、参照光（Ｌｒｅｆ）、再生光（Ｌｒ）、サーボ具現に使われる光（Ｌｓｅｒ）、ホログラフィック情報記録媒体３００で反射されて戻ってくるサーボ情報を含む光（Ｌｓｅｒ’）の光路を例示的に示している。
【００３３】
図１を参照するに、本発明のホログラフィック情報記録／再生装置は、所定波長の光を出射する第１光源１０と、記録モード時に、第１光源１０から出射された光から同一面を介してホログラフィック情報記録媒体３００に入射される互いに直交する偏光の信号光（Ｌｓ）と参照光（Ｌｒｅｆ）とを形成する偏光形成光学系５０と、前記信号光（Ｌｓ）と参照光（Ｌｒｅｆ）とをホログラフィック情報記録媒体３００内に集束させ、干渉紋によって情報を記録させる集束光学系と、信号光（Ｌｓ）と参照光（Ｌｒｅｆ）との焦点位置を合わせ、該信号光（Ｌｓ）と該参照光（Ｌｒｅｆ）との経路差を調整するための調整光学系１００とを含む。一方、本発明のホログラフィック情報記録／再生装置は、サーボ情報を読むためのサーボ光学系２００をさらに含むことができる。しかし、図１に図示されているように、サーボ光学系は、本発明の実施形態にいずれも含まれる必要はない。本発明の他の実施形態によれば、ホログラフィック情報記録／再生装置は、付加的及び／または他の構成要素を含むことができる。同様に、前記の構成要素のうち２以上の機能は、単一ユニットに統合されうる。
【００３４】
以下、本発明の一実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置が、サーボ情報を読み取るためのサーボ光学系２００を含む場合を例にとって説明する。
【００３５】
第１光源１０は、おおむね１つの線偏光の光を放出できる。第１光源１０としては、例えば、青色光を放出するレーザダイオード（ＬＤ）が採用されうる。第１光源１０は、記録モードでは、記録しようとする情報によって、変調された、例えば、Ｐ偏光の光（Ｌ）を放出し、再生モードでは、変調されていないＰ偏光の光（Ｌ）を放出するように動作できる。
【００３６】
第１光源１０から出射された光は、コリメーティングレンズ１５によってコリメーティングされ、偏光形成光学系５０に入射される。以下で説明する偏光形成光学系５０の構成は例示的なものであり、本発明がこれに限定されるものではなく、多様に変形されうる。
【００３７】
偏光形成光学系５０は、第１光源１０から出射された光の偏光を、互いに直交する２偏光を含むように変える第１偏光変換素子５１を具備する。
【００３８】
第１偏光変換素子５１としては、能動型偏光変換素子を具備できる。例えば、第１偏光変換素子５１としては、能動型１／２波長板（active  half  wave  plate）や能動型１／４波長板（active  quarter  wave  plate）のような能動型波長板が採用されうる。能動型波長板を適用した場合、第１偏光変換素子５１は、記録モードで、波長板として機能を行い、第１光源１０から放出になった光を互いに直交する２つの線偏光を含むように変換させ、再生モードでは、波長板としての機能を行わず、第１光源１０から放出された光をそのまま通過させることができる。第１偏光変換素子５１を通過しつつ、２つの線偏光を含むように変換された光のうち１つの線偏光、例えば、Ｓ偏光の光は、信号光（Ｌｓ）として使われ、他の線偏光、例えば、Ｐ偏光の光は、参照光（Ｌｒｅｆ）として使われうる。
【００３９】
ここで、能動型波長板は、電圧が印加されれば整列されて光学軸を有することになる液晶の複屈折特性を利用する液晶素子でありうる。たとえば、能動型１／２波長板に電圧が印加された場合、入射される所定線偏光の光の偏光方向と、能動型１／２波長板の光学軸、特に、速い軸とが４５°以外の角度になれば、入射される光は、能動型１／２波長板を通過しつつ偏光方向が回転され、互いに直交する２つの線偏光成分、すなわち、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とを有する光に変換される。このように、偏光変換によって得られたＳ偏光成分の光とＰ偏光成分の光は、記録モードで、それぞれ信号光（Ｌｓ）並びに参照光（Ｌｒｅｆ）として使われうる。能動型１／４波長板の場合、電圧が印加されれば、入射される所定線偏光の光は、その偏光方向が能動型１／４波長板の光学軸と４５°の角度をなすならば、円偏光の光に偏光変換される。かような円偏光の光は、互いに直交する２つの線偏光の偏光成分を有しているので、各線偏光成分を信号光（Ｌｓ）並びに参照光（Ｌｒｅｆ）として使用できる。
【００４０】
偏光形成光学系５０は、第１偏光変換素子５１によって互いに直交する偏光に形成された信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）の光路を分離して進行させた後でその光路を結合し、調整光学系１００に入射させる光学的構成をさらに含むことができる。すなわち、偏光形成光学系５０は、第１光路変換器５２及び第２光路変換器５８、第１ミラー５３及び第２ミラー５４、第１  １／２波長板５７及び第２  １／２波長板５９、光路結合ユニットを含むことができる。また、本発明の一実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置で、集束光学系は、対物レンズ２０を含むことができ、信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）の焦点位置を、ホログラフィック情報記録媒体３００の深さ方向に沿って可変させる少なくとも１つの焦点可変レンズユニットをさらに含むことができる。該焦点可変レンズユニットは、信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）が独立して進行する経路上にそれぞれ配された第１焦点可変レンズユニット５５及び第２焦点可変レンズユニット５６を含むことができる。図１では、例示的に第１焦点可変レンズユニット５５及び第２焦点可変レンズユニット５６が、第１光路変換器５２及び第２光路変換器５８間の信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）の経路上にそれぞれ配された例を示している。
【００４１】
第１光路変換器５２は、第１偏光変換素子５１側から入射される光を、偏光によって信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）に分離する。第２光路変換器５８は、第１光路変換器５２によって分離された信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）が交差する位置に配される。
【００４２】
第１光路変換器５２で分岐された信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）は、それぞれ第１焦点可変レンズユニット５５及び第２焦点可変レンズユニット５６を経て、第２光路変換素子５８に入射される。第１光路変換素子５２及び第２光路変換素子５８としては、偏光選択性光路変換素子である偏光ビームスプリッタが採用されうる。
【００４３】
第１ミラー５３及び第２ミラー５４は、第１光路変換器５２によって分離された信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）が、第２光路変換器５８に互いに交差して入射されるように、信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）の光路を折り曲げる。
【００４４】
第１  １／２波長板５７及び第２  １／２波長板５９は、前記信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）が、いずれも第２光路変換器５８で交差するように透過または反射するように、前記信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）のうち１つの光の経路上の第２光路変換器５８両側に配され、１つの線偏光を他の偏光に変化させ、前記信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）を同一偏光状態で、第２光路変換器５８を通過させる。図１では、第１  １／２波長板５７及び第２  １／２波長板５９が、信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）が第２光路変換器５８をいずれも透過するように配された例を示している。
【００４５】
以下、第１光路変換器５２及び第２光路変換器５８が、Ｐ偏光の光は透過させてＳ偏光の光は反射させるように設けられ、第１光路変換器５２で反射されたＳ偏光の光を信号光（Ｌｓ）、透過されたＰ偏光の光を参照光（Ｌｒｅｆ）として使用すると仮定して残りの構成を説明するが、これは、例示的に説明するものであり、本発明がこれに限定されるものではない。すなわち、本発明の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置は、第１光路変換器５２で反射されたＳ偏光の光を参照光（Ｌｒｅｆ）、透過されたＰ偏光の光を信号光（Ｌｓ）として使用するように、光学的に構成されもする。また、第１光路変換器５２がＰ偏光の光を反射させ、Ｓ偏光の光を透過させるように設けられ、これに合わせて残りの光学的構成がなされもする。かような多様な変形例及び実施形態については、本願の特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想、及び図１を参照した本発明の一実施形態についての説明から、本技術分野で当業者であるならば十分に類推できるので、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
第２光路変換器５８がＰ偏光の光は透過させ、Ｓ偏光の光は反射させるように設けられた場合、Ｓ偏光の信号光（Ｌｓ）が入射される第２光路変換器５８の前に、Ｓ偏光の信号光（Ｌｓ）をＰ偏光に変換させる第１  １／２波長板５７を配し、その反対側には、第２  １／２波長板５９を配することができる。
【００４７】
第１光路変換器５２から第２光路変換器５８に入射される光が、第２光路変換器５８を経由した後に出合う第２  １／２波長板５９は、再生モード時には、入射される光を偏光なしにそのまま通過させるように動作される能動型波長板を具備することが望ましい。すなわち、第２  １／２波長板５９としては、能動型１／２波長板を具備することが望ましい。
【００４８】
第１光路変換器５２で反射されたＳ偏光の信号光（Ｌｓ）は、第１  １／２波長板５７でＰ偏光に変わり、第２光路変換器５８を透過して第２  １／２波長板５９に入射される。第２  １／２波長板５９は、記録モード時には、１／２波長板として機能を行うように動作され、入射されるＰ偏光の信号光（Ｌｓ）をＳ偏光に変換する。第２  １／２波長板５９は、再生モード時には、波長板としての機能を行わず、再生光（Ｌｒ）の経路図示から分かるように、ホログラフィック情報記録媒体３００からの再生光（Ｌｒ）をそのまま通過させることができる。従って、再生光（Ｌｒ）は、第２光路変換器５８で反射されることになる。
【００４９】
第１焦点可変レンズユニット５５は、信号光（Ｌｓ）のホログラフィック情報記録媒体３００内の焦点位置を、深さ方向に可変させるものであり、複数のレンズ５５ａ，５５ｂを含む。第２焦点可変レンズユニット５６は、参照光（Ｌｒｅｆ）のホログラフィック情報記録媒体３００内の焦点位置を、深さ方向に可変させるものであり、複数のレンズ５６ａ，５６ｂを含む。第１焦点可変レンズユニット５５及び第２焦点可変レンズユニット５６それぞれの少なくとも１枚のレンズ、例えば、レンズ５５ａ，５６ａは、光軸方向に移動自在に設けられ、駆動部（図示せず）によって駆動されるようになっている。第１焦点可変レンズユニット５５及び第２焦点可変レンズユニット５６は、それぞれ信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）のホログラフィック情報記録媒体３００内の焦点位置を深さ方向に可変させることによって、情報が書き込まれる情報面が多層に形成されうるようにする。
【００５０】
第１焦点可変レンズユニット５５及び第２焦点可変レンズユニット５６、２枚のミラー５３，５４、第１  １／２波長板５７及び第２
１／２波長板５９、第２光路変換器５８は、信号光（Ｌｓ）と参照光（Ｌｒｅｆ）との焦点位置を互いに独立して調整し、再生光（Ｌｒ，Ｌｒ）の光路を確保するために設けられたものである。本発明の一実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置は、信号光（Ｌｓ）または参照光（Ｌｒｅｆ）の光路上に、１つの焦点可変レンズユニットだけを具備し、２枚のミラー５３，５４、第１  １／２波長板５７及び第２  １／２波長板５９、第２光路変換器５８がない構造を有することもできる。
【００５１】
一方、前記光路結合ユニットは、第２光路変換器５８を経由した信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）の経路を一つにするものであり、例えば、第２光路変換器５８側から入射される光は無条件反射させる第３光路変換器６１と、前記信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）のうち、第２光路変換器５８から第３光路変換器６１に向かわない光、例えば、信号光（Ｌｓ）の経路を折り曲げ、信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）を交差させる第３ミラー６０と、第３光路変換器６１、及び第３ミラー６０によって交差するように入射される互いに異なる偏光の信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）の経路を結合させる第４光路変換器６３とを含むことができる。
【００５２】
第２光路変換器５８を透過したＰ偏光の参照光（Ｌｒｅｆ）は、第３光路変換器６１に入射される。サーボ光学系２００を具備する場合、第３光路変換器６１は、波長選択性ビームスプリッタであることが望ましい。後述するように、サーボ光学系２００に適用される光は、ホログラム記録／再生のために使われる第１光源１０の波長とは異なる光が使われることが望ましい。従って、サーボ光学系２００を具備する場合、第３光路変換器６１は、例えば、第１光源１０から出射された光を偏光に関係なくしていずれも反射させ、サーボ光学系２００の第２光源２１０から出射された光を、偏光に関係なくしていずれも透過させるようにすることができる。サーボ光学系２００を具備しない場合には、第３光路変換器６１として、単純なミラーなどを使用することもできる。
【００５３】
第３光路変換器６１を経由するＰ偏光の参照光（Ｌｒｅｆ）と、第１  １／２波長板５７でＰ偏光に変わり、第２光路変換器５８を透過して第２  １／２波長板５９を通過しつつＳ偏光に変わった信号光（Ｌｓ）は、第４光路変換器６３によって、その経路が一つになる。
【００５４】
第２  １／２波長板５９を通過したＳ偏光の信号光（Ｌｓ）は、第３ミラー６０によって反射されて経路が折れ、第４光路変換器６３に入射される。
【００５５】
第４光路変換器６３としては、第１光源１０から出射された光は偏光によって透過や反射をさせ、サーボ光学系２００の第２光源２１０から出射された光については、偏光に関係なくして透過させる波長／偏光選択性偏光ビームスプリッタを具備できる。
【００５６】
第４光路変換器６３は、例えば、第３光路変換器６１側から入射されるＰ偏光の参照光（Ｌｒｅｆ）と、サーボ光学系２００の第２光源２１０から出射された光とを透過させ、第２  １／２波長板５９側から、第３ミラー６０によって経路が折れて入射されるＳ偏光の信号光（Ｌｓ）は反射させる。ここで、サーボ光学系２００と、第３光路変換器６１とを、第３ミラー６０とその位置を変えて配することもでき、その場合、第４光路変換器６３は、第３光路変換器６１側から入射されるＰ偏光の参照光（Ｌｒｅｆ）と、サーボ光学系２００の第２光源２１０から出射されたサーボ光とを反射させ、第２
１／２波長板５９側から、第３ミラー６０によって経路が折れて入射されるＳ偏光の信号光（Ｌｓ）は透過させることができる。
【００５７】
調整光学系１００は、第４光路変換器６３側から入射される信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）のうち、少なくとも１光の対物レンズ２０に入射される角度を調整し、信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）の経路差を調整し、対物レンズ２０を経てホログラフィック情報記録媒体３００側に進行させる。
【００５８】
調整光学系１００は、ホログラフィック情報記録媒体３００内での信号光（Ｌｓ）と参照光（Ｌｒｅｆ）との焦点位置を合わせるための第１調整部材１０９と、前記参照光（Ｌｒｅｆ）と信号光（Ｌｓ）との経路差を調整するための第２調整部材１０５と、偏光形成光学系５０から入射される互いに直交する偏光の信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）を、偏光によって２つの経路に分離し、第１調整部材１０９及び第２調整部材１０５に向かわせる偏光分離素子１０１とを含む。
【００５９】
偏光分離素子１０１としては、例えば、偏光ビームスプリッタを具備できる。この場合、調整光学系１００は、互いに直交する偏光の信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）が、第１調整部材１０９及び第２調整部材１０５で反射された後、偏光分離素子１０１によってその経路が一つになって対物レンズ２０側に進行できるように、第１調整部材１０９と偏光分離素子１０１との間、第２調整部材１０５と偏光分離素子１０１との間にそれぞれ入射される線偏光を円偏光に変える１／４波長板１０７，１０３をさらに含むことが望ましい。
【００６０】
第１調整部材１０９は、入射光の反射角度を調整し、光が対物レンズ２０に入射される角度を調整することができるチルトミラーでありうる。例えば、第１調整部材１０９は、入射光の反射角度を二次元的に調整することができる二次元チルトミラーでありうる。第２調整部材１０５としては、信号光（Ｌｓ）と参照光（Ｌｒｅｆ）とが可干渉距離内で重畳されるように、入射光の光路長を調整することができる並進ミラー（translation  mirror）を具備できる。前記チルトミラー及び並進ミラーは、それぞれ駆動部（図示せず）によって駆動される。
【００６１】
第１調整部材１０９として、二次元チルトミラーを具備する場合、調整光学系１００は、信号光（Ｌｓ）を第１調整部材１０９に入射させるように構成され、信号光（Ｌｓ）の対物レンズ２０に入射されるように調整することによって、信号光（Ｌｓ）と参照光（Ｌｒｅｆ）とのフォーカス位置を合わせることが望ましいが、その理由は、次の通りである。
【００６２】
参照光（Ｌｒｅｆ）は、ホログラフィック情報記録媒体３００内の記録位置に直接的にフォーカスされる一方、信号光（Ｌｓ）は、ホログラフィック情報記録媒体３００の反射層で反射された後、前記記録位置にフォーカスされるとき、信号光（Ｌｓ）が参照光（Ｌｒｅｆ）に比べてホログラフィック情報記録媒体３００のチルトに敏感に反応する。また、レンズ光学系の有効開口数が大きい場合、フォーカスされる光は、ホログラフィック情報記録媒体３００のチルトに影響を多く受ける。
【００６３】
従って、信号光（Ｌｓ）に係わるレンズ光学系（例えば、第１焦点可変レンズユニット５５及び対物レンズ２０）の有効開口数は、参照光（Ｌｒｅｆ）に係わるレンズ光学系（例えば、第２焦点可変レンズユニット５６及び対物レンズ２０）の有効開口数と同じであるか、またはそれより小さく、本発明のホログラフィック情報記録／再生装置のレンズ光学系が構成される必要がある。
【００６４】
このようにレンズ光学系が構成されれば、信号光（Ｌｓ）が対物レンズ２０に入射される角度調整に取り立てて敏感でなくなるので、信号光（Ｌｓ）の入射角度を調整し、信号光（Ｌｓ）と参照光（Ｌｒｅｆ）とのフォーカス位置を合わせることが有利である。
【００６５】
従って、調整光学系は、第１調整部材１０９には、信号光（Ｌｓ）が入射され、第２調整部材１０５には、参照光（Ｌｒｅｆ）が入射されるように構成されうる。
【００６６】
第４光路変換器６３側から調整光学系１００の偏光分離素子１０１に、Ｓ偏光の信号光（Ｌｓ）とＰ偏光の参照光（Ｌｒｅｆ）とが入射される。従って、偏光分離素子１０１は、例えば、Ｓ偏光の信号光（Ｌｓ）は反射させて第１調整部材１０９に向かわせ、Ｐ偏光の参照光（Ｌｒｅｆ）は透過させて第２調整部材１０５に向かわせることができる。
【００６７】
この場合、偏光分離素子１０１で反射されたＳ偏光の信号光（Ｌｓ）は、１／４波長板１０７によって１つの円偏光に変わり、第１調整部材１０９で反射されつつ直交する他の円偏光に変わる。該他の円偏光は、１／４波長板１０７を通過しつつＰ偏光になり、該Ｐ偏光の信号光（Ｌｓ）は、偏光分離素子１０１を透過する。
【００６８】
また、偏光分離素子１０１を透過したＰ偏光の参照光（Ｌｒｅｆ）は、１／４波長板１０３によって１つの円偏光に変わり、第２調整部材１０５で反射されつつ直交する他の円偏光に変わる。該他の円偏光は１／４波長板１０３を通過しつつＳ偏光になり、該Ｓ偏光の参照光（Ｌｒｅｆ）は、偏光分離素子１０１で反射され、Ｐ偏光の信号光（Ｌｓ）とその経路が一つになって対物レンズ２０側に進む。
【００６９】
従って、記録モード時に、対物レンズ２０側には、Ｓ偏光の参照光（Ｌｒｅｆ）及びＰ偏光の信号光（Ｌｓ）が照射される。
【００７０】
また、再生モード時には、第１偏光変換素子５１が波長板として機能を行わないようにオフ（OFF）されるので、対物レンズ２０側にはにＳ偏光の参照光（Ｌｒｅｆ）だけ照射される。
【００７１】
前記の通り、調整光学系１００は、二次元チルトミラーからなる第１調整部材１０９によって、ホログラフィック情報記録媒体３００のチルトなどによって、反射層３４０（図３）で反射される信号光（Ｌｓ）の焦点位置が変わるとき、対物レンズ２０に入射する前に、参照光（Ｌｒｅｆ）及び信号光（Ｌｓ）のうち、いずれか１光の入射角度を変更し、ホログラフィック情報記録媒体３００内で、参照光（Ｌｒｅｆ）と信号光（Ｌｓ）との焦点を一致させることができる。
【００７２】
また、並進ミラーからなる第２調整部材１０５によって、干渉紋が記録される層をホログラフィック情報記録媒体３００の深さ方向に重畳して記録することによって、情報を三次元で記録するために、深さ方向に記録層内での信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）の焦点位置を変化させていくことによって、発生する信号光（Ｌｓ）と参照光（Ｌｒｅｆ）との経路差を補償できる。
【００７３】
かような第２調整部材１０５によって、第１光源１０として、可干渉距離が短いレーザダイオードを使用する場合にも、信号光（Ｌｓ）と参照光（Ｌｒｅｆ）との光路差が可干渉範囲内になるようにすることができ、経路差に起因して干渉紋の強度が変化する問題点を改善でき、良好な干渉紋形成が可能になる。
【００７４】
一方、図２は、調整光学系１００の他の実施形態を示す図である。図２のように、調整光学系１００は、第１調整部材１３０として、入射光の反射角度を調整することができる一次元チルトミラーを具備し、第２調整部材１２０として、入射光の光路長を調整することができ、第１調整部材１０９とは異なる方向に、入射光の反射角度を調整することができる並進／一次元チルトミラーを具備することもできる。
【００７５】
光路差調整は、層間移動時には、可干渉距離を合わせるために必要であり、チルトミラーの駆動は、単一層内での記録または再生の間に使われるので、チルトと並進とは別途に駆動され、一次元チルトと一次元並進との機能を１つの素子で具現することは、二次元チルトミラーを製作することに比べて簡単であるので、一次元チルトミラーと並進／一次元チルトミラーとを含むように、調整光学系１００を構成することは、十分なメリットがある。
【００７６】
再び図１を参照するに、対物レンズ２０は、記録／再生用光である信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）または再生光（Ｌｒ）をホログラフィック情報記録媒体３００の所定領域に集光させるレンズである。前述のように、第１焦点可変レンズユニット５５及び第２焦点可変レンズユニット５６によって、信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）に対する対物レンズ２０での焦点距離が異なりうる。参照光（Ｌｒｅｆ）の焦点距離を信号光（Ｌｓ）の焦点距離より短くし、参照光（Ｌｒｅｆ）が記録層３６０（図４）の１つの焦点Ｆ（図４）に直接集光させ、信号光（Ｌｓ）は、反射層３４０（図４）によって反射された後、記録層３６０の前記焦点Ｆに集光される。かような光学設計は、光学素子間の具体的な位置関係、ホログラフィック情報記録媒体３００の具体的なスペックによって異なりうる。
【００７７】
一方、本発明の一実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置は、対物レンズ２０と調整光学系１００との間に、入射光の偏光を変える波長板、例えば、１／４波長板２５、ホログラフィック情報記録媒体３００に記録されたホログラムを再生した再生光（Ｌｒ）を受光する第１光検出器３０をさらに含むことができる。１／４波長板２５は、記録モード時に、調整光学系１００側から入射されるＳ偏光の参照光（Ｌｒｅｆ）及びＰ偏光の信号光（Ｌｓ）を互いに直交する円偏光に変える。また、１／４波長板２５は、再生モード時には、調整光学系１００側から入射されるＳ偏光の参照光（Ｌｒｅｆ）を１つの円偏光に変える。
【００７８】
第１光検出器３０は、再生モード時、第１光源１０から出射されてホログラフィック情報記録媒体３００に参照光（Ｌｒｅｆ）が照射されるとき、該ホログラフィック情報記録媒体３００から、ホログラムを再生した再生光（Ｌｒ）が図１に示した帰還経路に沿って進行し、第１光路変換器５２で分離され、第１光検出器３０に受光されるように配されうる。第１光検出器３０と第１光路変換器５２との間には、再生光（Ｌｒ）が適正サイズで第１光検出器３０に集光されるようにする検出レンズ３５がさらに備わりうる。
【００７９】
１／４波長板２５の存在によって、再生時に、ホログラフィック情報記録媒体３００で再生された再生光（Ｌｒ）は、Ｐ偏光状態で調整光学系１００側に入射される。再生モード時に、第２  １／２波長板５９は、波長板として機能を行わないように、オフ（OFF）されるので、再生光（Ｌｒ）は、図１に示した光路を経て、第１光検出器３０に受光される。
【００８０】
一方、本発明の一実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置は、前述のように、サーボ光学系２００をさらに含むことができる。後述するように、本発明のホログラフィック情報記録／再生装置に使われるホログラフィック情報記録媒体３００は、サーボ層３２０（図４）を具備できるが、サーボ光学系２００は、サーボ層３２０に記録されたサーボ情報を読み取るためのものである。
【００８１】
サーボ光学系２００は、第２光源２１０、第５光路変換器２３０、第２光検出器２７０を含むことができる。また、サーボ光学系２００は、第２コリメーティングレンズ２４０及び第３焦点可変レンズユニット２５０をさらに含むことができる。
【００８２】
第２光源２１０は、サーボ具現に使用する光を放出するものであり、記録／再生用の第１光源１０の出射光とは異なるものであり、例えば、赤色光を放出する半導体レーザダイオードが採用されうる。
【００８３】
第２光源２１０は、一方向の線偏光の光を放出することが望ましい。第２光源２１０から出射された光は、前述した調整光学系１００を経て、対物レンズ２０側に進行することになるが、このとき、サーボ具現のためにホログラフィック情報記録媒体３００に照射される光は、チルトミラーとして機能を行う第１調整部材１０９よりは、並進ミラーとして機能を行う第２調整部材１０５を経由することが望ましい。従って、前述の偏光形成光学系５０及び調整光学系１００を考慮すれば、第２光源２１０は、Ｐ偏光の光を出射させることができる。
【００８４】
第５光路変換器２３０は、第２光源２１０側から入射される光と、ホログラフィック情報記録媒体３００で反射されるサーボ情報を含む光とを、偏光方向によって分離できるように、例えば、Ｐ偏光の光は透過させ、Ｓ偏光の光は反射させるような偏光選択性ビームスプリッタを具備できる。
【００８５】
サーボ光学系２００は、第２光源２１０と第５光路変換器２３０との間に、回折格子２２０をさらに具備できる。この回折格子２２０は、第２光源２１０から放出された光を０次回折光と、±１次回折光とに回折させ、３ビーム法、差動プッシュプル法などを利用したサーボエラー信号検出を可能にする。第２コリメーティングレンズ２４０は、第２光源２１０から放出された光を平行光にコリメーティングする。
【００８６】
第３焦点可変レンズユニット２５０は、サーボ光のホログラフィック情報記録媒体３００内の焦点位置を深さ方向に可変させるものであり、複数枚のレンズ２５１，２５５を含み、少なくとも１枚のレンズ２５１は、光軸方向に移動自在に設けられ、駆動部（図示せず）によって駆動されるようになっている。第５光路変換器２３０と第２光検出器２７０との間には、第２検出レンズ２６０をさらに具備できる。この第２検出レンズ２６０は、第２光検出器２７０で反射されたサーボ情報を含む光の光スポットが適正に結ばれるようにするものであり、例えば、非点収差法によってフォーカスエラー信号検出が可能なように、非点収差レンズが採用されうる。
【００８７】
第２光検出器２７０は、複数の光検出部を具備し、ホログラフィック情報記録媒体３００のサーボ層３２０（図４）に込められたサーボ情報やサーボエラー信号を検出できるようにする。前述のサーボ光学系２００は、記録／再生用光の波長と異なる波長の光を利用する場合に係わる例示的な光学系であり、本発明は、これに限定されるものではない。
【００８８】
図３は、本発明の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置に使われるホログラフィック情報記録媒体３００の一例を概略的に示す図である。図３に図示されたホログラフィック情報記録媒体３００は、反射型記録媒体であり、本出願人によって出願された韓国特許出願第１０−２００７−００８１４４５号に開示されている。
【００８９】
図３を参照するに、ホログラフィック情報記録媒体３００は、基板３１０と、サーボ層３２０と、バッファ層３３０と、反射層３４０と、スペース層３５０と、記録層３６０と、カバー層３７０とが順次に積層された構造を有することができる。サーボ層３２０は、サーボ情報が書き込まれた層であり、サーボ光を反射させる。バッファ層３３０は、透明な材質に形成されたり、サーボ光の波長に対しては透明であり、記録／再生のための光の波長に対しては吸収する材質で形成されもする。反射層３４０は、信号光（Ｌｓ）を反射させる。この反射層３４０で反射された信号光（Ｌｓ）は、記録層３５０内の１焦点Ｆ（図４）に集光される。反射層３４０は、サーボ具現に使われる光については、透過するように設計され、ホログラム記録位置をそのまま通過した参照光（Ｌｒｅｆ）が、この反射層３４０で反射され、ホログラム記録位置に再び戻ることによって、ノイズとして作用しないように、ノイズ低減のために参照光（Ｌｒｅｆ）は、透過するように設計されることが望ましい。スペース層３５０は、記録層３６０と反射層３４０との間の空間を確保するための層である。記録層３６０は、光を吸収すれば、屈折率が変わる光反応性物質から形成されうる。例えば、記録層３６０は、フォトポリマー（photo polymer）や熱可塑性物質によって形成されうる。カバー層３７０は、記録層３６０を外部から保護するための層である。
【００９０】
以下、図４ないし図８を参照しつつ、前述の本発明の一実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の記録／再生方法について説明する。
【００９１】
まず、本発明の一実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の記録モードについて説明する。図４は、記録モードで、図３のホログラフィック情報記録媒体３００に、信号光（Ｌｓ）と参照光（Ｌｒｅｆ）とが照射される光路を概略的に図示した図であり、図５は、図４のＡ領域を拡大した図である。
【００９２】
図４を参照するに、互いに直交するＰ偏光とＳ偏光とをそれぞれ有する信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）を、波長板及び対物レンズ２０を経由してホログラフィック情報記録媒体３００の同一面に入射させる。
【００９３】
前記信号光（Ｌｓ）は、ホログラフィック情報記録媒体３００のカバー層３７０及び記録層３６０を経て、反射層３４０で反射された後、記録層３６０内の１つの焦点Ｆに集束され、参照光（Ｌｒｅｆ）は、カバー層３７０を通過した後、直ちに記録層３６０内の焦点Ｆに集束される。
【００９４】
このように、信号光（Ｌｓ）のスポットと参照光（Ｌｒｅｆ）のスポットとが前記焦点Ｆで重なることによって、干渉紋が形成される。かような干渉紋は、信号光（Ｌｓ）の変調された状態によって、その形状が異なるので、干渉紋によって情報が記録されうる。図５は、図４で、信号光（Ｌｓ）と参照光（Ｌｒｅｆ）との焦点Ｆ付近Ａを拡大したものであり、干渉紋が形成されているところを示す。かような干渉紋は、同一面上でトラックに沿って記録され、ホログラフィック記録層３６０内に単層の情報面３６５をなすことができ、ホログラフィック記録層３６０の深さ方向に、信号光（Ｌｓ）及び参照光（Ｌｒｅｆ）の焦点位置を異にさせつつ干渉紋を重畳することによって、多層に記録できる。ホログラフィック情報記録媒体３００には、各焦点Ｆごとに単一ビット（single  bit）の情報が干渉紋に込められるマイクロ・ホログラフィ方式で情報が記録されうる。しかし、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、前記焦点Ｆで、信号光（Ｌｓ）のスポットと参照光（Ｌｒｅｆ）のスポットとが重なり、立体的に干渉紋が形成されて多数の情報が同時に書き込まれるボリューム・ホログラフィック方式で情報が記録されもする。
【００９５】
図６は、ホログラフィック情報記録媒体３００に入射された信号光（Ｌｓ）と参照光（Ｌｒｅｆ）との偏光状態の一例を示す図である。図６を参照するに、信号光（Ｌｓ）並びに参照光（Ｌｒｅｆ）は、互いに異なる線偏光を有し、１／４波長板２５に入射される。例えば、信号光（Ｌｓ）は、Ｐ偏光状態で１／４波長板２５に入射され、参照光（Ｌｒｅｆ）は、Ｓ偏光状態で１／４波長板２５に入射される。信号光（Ｌｓ）は、１／４波長板２５を通過しつつ、例えば、右円偏光（Ｒ）の光に偏光状態が変わり、参照光（Ｌｒｅｆ）は、１／４波長板２５を通過しつつ左円偏光（Ｌ）の光に偏光状態が変わる。右円偏光（Ｒ）の信号光（Ｌｓ）は、反射層３４０でそのまま反射されて右円偏光を維持する。反射された右円偏光（Ｒ）の信号光（Ｌｓ）は、情報面３６５で焦点を結ぶ。一方、左円偏光（Ｌ）の参照光（Ｌｒｅｆ）は、カバー層３７０を通過した後、すぐに情報面３６５で焦点を結ぶ。情報面３６５で出合う信号光（Ｌｓ）並びに参照光（Ｌｒｅｆ）は、互いに対面する側に進みつつ、円偏光の方向が反対であるから、信号光（Ｌｓ）の電界ベクトルと、参照光（Ｌｒｅｆ）の電界ベクトルとが同一方向に回転し、従って、記録面３６５で干渉を起こす。かような干渉は、光反応性物質からなるホログラフィック記録層３６０に情報を記録させる。
【００９６】
次に、図７を参照しつつ、本発明の一実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の再生モードについて説明する。図７は、再生モード時に、ホログラフィック情報記録媒体３００に入射される光の光路及び偏光状態の一例を示す図である。
【００９７】
図７を参照するに、再生のために参照光（Ｌｒｅｆ）をホログラフィック情報記録媒体３００に照射する。参照光（Ｌｒｅｆ）は、１／４波長板２５及び対物レンズ２０を経て、記録層３６０内の情報が記録された情報面３６５に直ちに焦点が結ばれる。一方、Ｓ偏光の参照光（Ｌｒｅｆ）は、１／４波長板２５を介して、左円偏光（Ｌ）状態になり、対物レンズ２０を経て、ホログラフィック情報記録媒体３００に入射される。左円偏光（Ｌ）状態で入射された参照光（Ｌｒｅｆ）は、干渉紋によって情報が記録された情報面３６５で回折、すなわち反射され、さらに対物レンズ２０に向かう。情報面３６５で反射される再生光（Ｌｒ）は、光の進行方向を変えるだけであり、電界ベクトルの回転方向を変えないので、右円偏光（Ｒ）状態となる。右円偏光（Ｒ）の反射された再生光（Ｌｒ）はまた、１／４波長板２５を経由しつつＰ偏光に変換され、記録モード時の信号光（Ｌｓ）の光路を逆に進行し、図１に図示さているように、第２
１／２波長板５９が波長板として機能を行わないので、第２光路変換器５８で反射され、第１光路変換器５２で反射されて第１光検出器３０で検出される。
【００９８】
次に、図８を参照しつつ、本発明の一実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置のサーボ情報検出について説明する。図８を参照するに、一方向の線偏光、例えば、Ｐ偏光のサーボ具現に使われる光（Ｌｓｅｒ）は、図１の調整光学系１００を経つつＳ偏光になり、１／４波長板２５と対物レンズ２０とを経由し、ホログラフィック情報記録媒体３００に入射される。前記光（Ｌｓｅｒ）は、１／４波長板２５を通過しつつ左円偏光に変換される。ホログラフィック情報記録媒体３００に入射された光（Ｌｓｅｒ）は、サーボ層３２０で反射され、サーボ情報を有するサーボ光（Ｌｓｅｒ’）になる。このとき、サーボ光（Ｌｓｅｒ’）は、偏光ベクトルの回転方向は変わらないが、光の進行方向が反対になるので、左円偏光が右円偏光になる。反射されたサーボ光（Ｌｓｅｒ’）はまた、１／４波長板２５を経てＰ偏光に変換され、記録または再生モード時の参照光（Ｌｒｅｆ）の光路を逆に進み、Ｓ偏光になって第４光路変換器６３に入射され、第４光路変換器６３及び第３光路変換器６１を順に透過し、サーボ光学系２００の第５光路変換器２３０で反射され、第２光検出器２７０で検出される。
【００９９】
以上、本発明によるホログラフィック情報記録／再生装置、及びこれに適したホログラフィック情報記録媒体について、図面を参照しつつ具体的に例を挙げて説明したが、それらは、例示的なものに過ぎず、当分野で当業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点を理解することが可能であろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決まるものである。
【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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【国際調査報告】
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