(57)【要約】  参照光及び信号光を放出する第１光源部と、光を交差するようにガイドする第１光路ガイド部と、参照光及び信号光のうち、いずれか１つの光経路上に配される第１偏光変換素子と、参照光及び信号光が交差される交差点に配される第１偏光ビームスプリッタと、参照光及び信号光が再び出合うようにガイドする光路変換素子と、参照光と出合う前の信号光の光路上に配される第２偏光変換素子と、参照光及び信号光の光路を一つにする第２偏光ビームスプリッタを具備した第２光路ガイド部と、参照光及び信号光をホログラフィック情報記録媒体の単一面に照射する対物レンズ光学系と、を含むホログラフィック情報記録／再生装置である。
2011508359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィック情報記録媒体に／から情報を記録／再生するホログラフィック情報記録／再生装置において、
記録モードで、互いに直交する線形偏光の参照光及び信号光を放出する第１光源部と、
前記第１光源部から放出された参照光及び信号光が互いに異なる光路を経由した後、第１交差点で互いに交差するようにガイドする第１光路ガイド部と、
前記第１交差点前の参照光や信号光の光路上に配される第１偏光変換素子と、参照光及び信号光の前記第１交差点に配される第１偏光ビームスプリッタと、前記第１交差点で交差された参照光及び信号光が第２交差点でさらに交差されるように、参照光及び／または信号光をガイドする少なくとも１つの第１光路変換素子と、前記第１偏光ビームスプリッタを経由した後、前記第２交差点前の信号光の光路上に配される第２偏光変換素子と、前記第２交差点に配されて参照光及び信号光の光路を一つにする第２偏光ビームスプリッタとを具備した第２光路ガイド部と、
前記第２光路ガイド部を経由した参照光及び信号光を、ホログラフィック情報記録媒体の単一面に照射する対物レンズ光学系と、を含むことを特徴とするホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項２】
前記第１偏光変換素子は、前記第２交差点前の信号光の光路上に配され、信号光の偏光方向を直交する方向に偏光変換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３】
前記第１偏光変換素子は、１／２波長板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４】
前記第２偏光変換素子は、記録モードで、経由する光の偏光方向を直交する方向に偏光変換させる偏光変換機能を行い、再生モードで、再生光を偏光変換なしに通過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５】
前記第２偏光変換素子は、能動型１／２波長板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６】
前記第１偏光変換素子、前記第２偏光変換素子、前記第１偏光ビームスプリッタ、前記第２偏光ビームスプリッタ、前記少なくとも１つの第１光路変換素子、及び／または前記第２偏光変換素子は、一体に結合された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偏光ビームスプリッタと前記第２偏光ビームスプリッタは、キュービック型偏光ビームスプリッタであり、
前記少なくとも１つの第１光路変換素子は、信号光の光路を変換させる第１キュービック型プリズムと、参照光の光路を変換させる第２キュービック型プリズムとを含む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偏光ビームスプリッタと第１キュービック型プリズムとが一体に結合されており、
前記第２偏光ビームスプリッタと第２キュービック型プリズムとが一体に結合されており、
前記第２偏光変換素子は、前記第１キュービック型プリズムと、前記第２偏光ビームスプリッタとの間に配されていることを特徴とする請求項７に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項９】
前記第２偏光変換素子は、平板型の能動型１／２波長板であり、
前記第２光路ガイド部は、前記第１偏光ビームスプリッタと第２キュービック型プリズムとの間に位置し、前記第２偏光変換素子の厚さと同じ厚さの透明プレートをさらに含み、
前記第１偏光ビームスプリッタ、前記第２偏光ビームスプリッタ、前記第１キュービック型プリズム、前記第２キュービック型プリズム、前記第２偏光変換素子、及び前記透明プレートは、一体に結合されたことを特徴とする請求項８に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１０】
前記第１光源部と前記対物レンズ光学系との間の参照光の光路上に配され、ホログラフィック情報記録媒体に照射される参照光の焦点深さを制御する第１焦点制御ユニットと、
前記第１光源部と前記対物レンズ光学系との間の信号光の光路上に配され、ホログラフィック情報記録媒体に照射される信号光の焦点深さを制御する第２焦点制御ユニットと、をさらに含む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１１】
前記第１焦点制御ユニット及び第２焦点制御ユニットは、少なくとも１枚のレンズが光軸方向に駆動自在である能動型リレイレンズ・ユニットであ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】
ホログラフィック情報記録媒体に記録されたサーボ情報を読み取るためのサーボ光学系をさらに含む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１３】
前記サーボ光学系は、
前記第１光源の波長と異なる波長を有し、線形偏光のサーボ光を放出する第２光源部と、
前記第２光源部から放出されたサーボ光と、ホログラフィック情報記録媒体で反射されたサーボ光とを互いに異なる光路に分岐させるサーボ光偏光ビームスプリッタと、
ホログラフィック情報記録媒体で反射され、前記サーボ光偏光ビームスプリッタで分岐されたサーボ光を検出するサーボ光検出器と、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】
前記少なくとも１つの第１光路変換素子は、前記第１偏光ビームスプリッタを経由した参照光及び信号光のうち、いずれか１つの光と、前記第２光源部から放出されるサーボ光との光路を一つにする波長選択性ビームスプリッタを含み、
前記第２偏光ビームスプリッタは、サーボ光を常に透過させたり、または常に反射させる波長選択性を有することを特徴とする請求項１３に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１５】
前記サーボ光学系は、ホログラフィック情報記録媒体内でのサーボ光の焦点深さを制御できるサーボ光焦点制御ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項１６】
前記対物レンズ光学系の開口数は、信号光並びに参照光に対して同じ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１７】
信号光に対する前記対物レンズ光学系の開口数は、参照光に対する前記対物レンズ光学系の開口数より小さい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１８】
前記焦点に記録される情報は、単一ビットで記録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１９】
前記対物レンズ光学系は、
参照光及び信号光の偏光を互いに直交する円偏光に変換させる１／４波長板と、
参照光は、ホログラフィック情報記録媒体のいずれか１つの地点に直接焦点を結ばさせ、信号光は、ホログラフィック情報記録媒体内の反射層に偏光変換なしに反射された後、参照光が焦点を結ぶ地点に焦点を結ばさせ、前記焦点近辺で、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形成される干渉紋によって、情報を記録させる対物レンズを含む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２０】
前記第１光源部は、
第１光源と、
記録／再生モードによって経由する光を偏光変換させる第３偏光変換素子と、を含むことを特徴とする請求項１９に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項２１】
前記第３偏光変換素子は、記録モードでは、経由する光が互いに直交する２個の線形偏光成分を有させ、再生モードでは、経由する光が前記参照光と同じ偏光の光になるようにすることを特徴とする請求項２０に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項２２】
前記第１光源は、前記参照光の偏光と同じ偏光の光を放出し、
前記第３偏光変換素子は、記録モードでは、経由する光を互いに直交する線形偏光を有するように偏光変換させ、再生モードでは、経由する光を偏光変換なしに通過させることを特徴とする請求項２０に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項２３】
前記第３偏光変換素子は、能動型１／２波長板であることを特徴とする請求項２２に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項２４】
前記第１光路ガイド部は、
信号光並びに参照光を分岐させる第３偏光ビームスプリッタと、
分岐された信号光並びに参照光を互いに交差するようにガイドする少なくとも１つの第２光路変換素子と、を含むことを特徴とする請求項１９に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項２５】
再生モードで、ホログラフィック情報記録媒体から反射される再生光を検出する第１光検出器さらに含むことを特徴とする請求項１９に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項２６】
前記第１光路ガイド部は、
記録モードで、信号光並びに参照光を分岐させ、再生モードで、参照光の経路に沿ってホログラフィック情報記録媒体から反射される再生光を、前記第１光検出器に反射させる第３偏光ビームスプリッタと、
記録モードで、分岐された信号光並びに参照光を互いに交差するようにガイドと、再生モードで、ホログラフィック情報記録媒体から反射される再生光を、参照光の経路を逆行し、前記第３偏光ビームスプリッタに向かうようにガイドする少なくとも１つの第２光路変換素子と、を含むことを特徴とする請求項２５に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項２７】
前記第２偏光変換素子は、記録モードで、ホログラフィック情報記録媒体から反射される信号光が、同一光路上の参照光の偏光成分を一部含むように偏光変換させ、前記反射された信号光が、参照光の経路を逆行し、前記第１光検出器で検出されるようにすることを特徴とする請求項２５に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項２８】
前記対物レンズ光学系は、
参照光及び信号光の偏光を同一方向の線形偏光に変換させる第４偏光変換素子と、
参照光及び信号光の偏光を同一方向の円偏光に変換させる１／４波長板と、
参照光は、ホログラフィック情報記録媒体のいずれか１つの地点に直接焦点を結ばさせ、信号光は、ホログラフィック情報記録媒体内の反射層に偏光変換されて反射された後、参照光が焦点を結ぶ地点に焦点を結ばさせ、前記焦点近辺で、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形成される干渉紋によって、情報を記録させる対物レンズと、を含む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２９】
前記第１光源部は、
第１光源と、
記録／再生モードによって経由する光を偏光変換させる第３偏光変換素子と、を含むことを特徴とする請求項２８に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項３０】
前記第３偏光変換素子は、記録モードでは、経由する光が互いに直交する線形偏光を有させ、再生モードでは、経由する光が前記参照光の偏光と同じ偏光を有させ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情報記録／再生装置。
【請求項３１】
前記第１光源は、前記参照光の偏光と同じ偏光の光を放出し、
前記第３偏光変換素子は、記録モードでは、経由する光を互いに直交する線形偏光を有するように偏光変換させ、再生モードでは、経由する光を偏光変換なしに通過させ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情報記録／再生装置。
【請求項３２】
前記第３偏光変換素子は、記録／再生モードに関係なしに、常に経由する光を偏光変換なしに通過させる第１透明領域と、記録モードでのみ、経由する光を偏光変換させる第１偏光変換領域と、を具備し、
前記第４偏光変換素子は、前記第３偏光変換素子の第１透明領域及び第１偏光変換領域にそれぞれ対応する第２透明領域及び第２偏光変換領域を具備し、前記第２透明領域は、記録／再生モードに関係なしに、常に経由する光を偏光変換なしに通過させ、前記第２偏光変換領域は、記録モードでのみ、経由する光を偏光変換させることを特徴とする請求項３１に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項３３】
前記第１光源と第３偏光変換素子との間に配される第４偏光ビームスプリッタと、
前記第４偏光ビームスプリッタの一側に配される第２光検出器と、さらに含み、
ホログラフィック情報記録媒体から反射される記録光は、前記第４偏光変換素子で、同一光路上の参照光の偏光と同じ方向に偏光変換され、参照光の光路を逆行して進行した後、前記第３偏光変換素子で再び偏光変換された状態で、前記第４偏光ビームスプリッタで分岐されて第２光検出器で検出されるように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情報記録／再生装置。
【請求項３４】
再生モードで、ホログラフィック情報記録媒体から反射される再生光を検出する第１光検出器をさらに含むことを特徴とする請求項２８に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項３５】
前記第１光路ガイド部は、
記録モードで、偏光の信号光並びに参照光を分岐させ、再生モードで、参照光の経路に沿ってホログラフィック情報記録媒体から反射される再生光を、前記第１光検出器に反射させる第３偏光ビームスプリッタと、
記録モードで、分岐された信号光並びに参照光を互いに交差するようにガイドし、再生モードで、ホログラフィック情報記録媒体から反射される再生光を、参照光の経路を逆行し、前記第３偏光ビームスプリッタに向かうようにガイドする少なくとも１つの第２光路変換素子と、を含むことを特徴とする請求項３４に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項３６】
ホログラフィック情報記録媒体に／から情報を記録／再生するホログラフィック情報記録／再生装置において、
記録モードで互いに直交する線形偏光の参照光及び信号光を放出する第１光源部と、
前記第１光源部から放出された参照光及び信号光が互いに異なる光路を経由した後、第１交差点で互いに交差するようにガイドする第１光路ガイド部と、
参照光及び信号光が前記第１交差点後の互いに異なる光路を経由した後、第２交差点でさらに交差されるように、参照光及び／または信号光をガイドする第２光路ガイド部と、
前記第２光路ガイド部を経由した参照光及び信号光をホログラフィック情報記録媒体の単一面に照射する対物レンズ光学系と、を含むことを特徴とするホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項３７】
前記第２光路ガイド部は、前記第１交差点前の信号光の光路上に配され、信号光の偏光方向を直交する方向に変換させる第１偏光変換素子を含むことを特徴とする請求項３６に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項３８】
前記第２光路ガイド部は、記録モードで、経由する信号光の偏光方向を直交する方向に偏光変換させる偏光変換機能を行い、再生モードで、再生光を偏光変換なしに通過させることを特徴とする請求項３７に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項３９】
前記第１光源部と前記対物レンズ光学系との間の参照光の光路上に配され、ホログラフィック情報記録媒体に照射される参照光の焦点深さを制御する第１焦点制御ユニットと、
前記第１光源部と前記対物レンズ光学系との間の信号光の光路上に配され、ホログラフィック情報記録媒体に照射される信号光の焦点深さを制御する第２焦点制御ユニットと、をさらに含むことを特徴とする請求項３６に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項４０】
ホログラフィック情報記録媒体に記録されたサーボ情報を読み取るためのサーボ光学系をさらに含むことを特徴とする請求項３６に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項４１】
前記サーボ光学系は、
前記第１光源の波長と異なる波長を有し、線形偏光のサーボ光を放出する第２光源部と、
前記第２光源部から放出されたサーボ光と、ホログラフィック情報記録媒体で反射されたサーボ光とを互いに異なる光路に分岐させるサーボ光偏光ビームスプリッタと、
ホログラフィック情報記録媒体で反射され、前記サーボ光偏光ビームスプリッタで分岐されたサーボ光を検出するサーボ光検出器と、を含むことを特徴とする請求項４０に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項４２】
前記対物レンズ光学系は、
参照光及び信号光の偏光を互いに直交する円偏光に変換させる１／４波長板と、
参照光は、ホログラフィック情報記録媒体のいずれか１つの地点に直接焦点を結ばさせ、信号光は、ホログラフィック情報記録媒体内の反射層に偏光変換なしに反射された後、参照光が焦点を結ぶ地点に焦点を結ばさせ、前記焦点近辺で、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形成される干渉紋によって、情報を記録させる対物レンズと、を含むことを特徴とする請求項３６に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項４３】
前記第１光源部は、
第１光源と、
記録／再生モードによって経由する光を偏光変換させる第３偏光変換素子と、を含むことを特徴とする請求項４２に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項４４】
再生モードで、ホログラフィック情報記録媒体から反射される再生光を検出する第１光検出器をさらに含むことを特徴とする請求項４２に記載のホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項４５】
ホログラフィック情報記録媒体に／から情報を記録／再生するホログラフィック情報記録／再生装置において、
互いに直交する線形偏光の参照光及び信号光が、互いに異なる光路を経由した後、第１交差点で互いに交差するように、参照光及び信号光をガイドする第１光路ガイド部と、
参照光及び信号光が、前記第１交差点後の互いに異なる光路を経由した後、第２交差点でさらに交差されるように、参照光及び／または信号光をガイドする第２光路ガイド部と、
前記第２光路ガイド部を経由した参照光及び信号光を、ホログラフィック情報記録媒体の単一面に照射する対物レンズ光学系と、を含むことを特徴とするホログラフィック情報記録／再生装置。
【請求項４６】
ホログラフィック情報記録媒体に情報を記録する方法において、
互いに直交する線形偏光の参照光及び信号光を放出する段階と、
参照光及び信号光が互いに異なる光路を経由した後、第１交差点で交差されるように、参照光及び／または信号光をガイドする段階と、
前記第１交差点を経由した参照光及び信号光を一つにする段階と、
一つになった参照光及び信号光を、ホログラフィック情報記録媒体の単一面に照射する段階と、を含むことを特徴とするホログラフィック情報記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィック情報記録／再生装置に係り、さらに詳細には、光学系の効率を向上させた単一面（single  side）入射方式のホログラフィック情報記録／再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ホログラムを利用した情報保存技術が注目されている。ホログラムを利用した情報保存法は、情報を光学干渉紋状で、光に鋭敏な無機質結晶や、あるいはポリマー材料に保存するものである。光学干渉紋は、干渉性を有する２条のレーザビームを利用して形成する。すなわち、経路を異にする参照光と信号光とが互いに干渉して形成される干渉紋が、感光性記録媒体に、化学的あるいは物理的な変化を起こして記録されるのである。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、記録するときの参照光と類似した再生光が、記録媒体に記録された干渉紋に照射される。これは、干渉紋による回折を起こし、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】
かようなホログラム情報保存技術は、ボリューム・ホログラフィ（volumne  holography）を利用してページ（page）単位で記録／再生するボリューム・ホログラフィ方式と、マイクロ・ホログラフィ（micro  holography）を利用して単一ビット（single  bit）で記録／再生するマイクロ・ホログラフィ方式とがある。ボリューム・ホログラフィ方式は、大規模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で商用化され難いという問題点がある。
【０００４】
一方、マイクロ・ホログラフィ方式は、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し、かような干渉紋を記録媒体平面上で移動させて多数を記録して情報層を形成し、かような情報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。しかし、従来のマイクロホログラム方式の記録／再生装置は、記録媒体の両面に照射する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、信号光並びに参照光を再生媒体の両面に照射することは、光学系を複雑にする原因になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、かような問題点を解決するために案出されたものであり、信号光並びに参照光をホログラフィック情報記録媒体の単一面に入射させつつ、照射される光の効率を向上させたホログラフィック情報記録／再生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】
【０００６】
本発明の一側面によるホログラフィック情報記録／再生装置は、ホログラフィック情報記録媒体に／から情報を記録／再生するホログラフィック情報記録／再生装置において、記録モードで互いに直交する線形偏光の参照光及び信号光を放出する第１光源部；第１光源部から放出された参照光及び信号光が互いに異なる光路を経由した後、第１交差点で互いに交差するようにガイドする第１光路ガイド部；第１交差点前の参照光や信号光の光路上に配される第１偏光変換素子と、参照光及び信号光の第１交差点に配される第１偏光ビームスプリッタと、第１交差点で交差された参照光及び信号光が第２交差点でさらに交差されるように、参照光及び／または信号光をガイドする少なくとも１つの第１光路変換素子と、第１偏光ビームスプリッタを経由した後、第２交差点前の信号光の光路上に配される第２偏光変換素子と、第２交差点に配されて参照光及び信号光の光路を一つにする第２偏光ビームスプリッタとを具備した第２光路ガイド部；前記第２光路ガイド部を経由した参照光及び参考光をホログラフィック情報保存体の単一面に照射する対物レンズ光学系；と含むことを特徴とする。
【０００７】
ここで、第１偏光変換素子、第２偏光変換素子、第１偏光ビームスプリッタ、第２偏光ビームスプリッタ、少なくとも１つの第１光路変換素子、及び／または第２偏光変換素子は、一体に結合されうる。
【０００８】
対物レンズ光学系は、参照光及び信号光の偏光を互いに直交する円偏光に変換させる１／４波長板と、参照光はホログラフィック情報記録媒体のいずれか１つの地点に直接焦点を結ばさせ、信号光はホログラフィック情報記録媒体内の反射層に偏光変換なしに反射された後、参照光が焦点を結ぶ地点に焦点を結ばさせ、焦点近辺でホログラフィック情報記録媒体の深さ方向に沿って形成される干渉紋によって、情報を記録させる対物レンズとを含むことができる。
【０００９】
対物レンズ光学系は、参照光及び信号光の偏光を同一方向の線形偏光に変換させる第４偏光変換素子と、参照光及び信号光の偏光を同一方向の円偏光に変換させる１／４波長板と、参照光はホログラフィック情報記録媒体のいずれか１つの地点に直接焦点を結ばさせ、信号光はホログラフィック情報記録媒体内の反射層に偏光変換されて反射された後、参照光が焦点を結ぶ地点に焦点を結ばさせ、焦点近辺でホログラフィック情報記録媒体の深さ方向に沿って形成される干渉紋によって、情報を記録させる対物レンズとを含むことができる。
【００１０】
本発明の他の側面によるホログラフィック情報記録／再生装置は、ホログラフィック情報記録媒体に／から情報を記録／再生する装置であって、記録モードで互いに直交する線形偏光の参照光及び信号光を放出する第１光源部と、前記第１光源部から放出された参照光及び信号光が互いに異なる光路を経由した後、第１交差点で互いに交差するようにガイドする第１光路ガイド部と、参照光及び信号光が前記第１交差点後の互いに異なる光路を経由した後、第２交差点でさらに交差されるように、参照光及び／または信号光をガイドする第２光路ガイド部と、前記第２光路ガイド部を経由した参照光及び信号光をホログラフィック情報記録媒体の単一面に照射する対物レンズ光学系とを含む。
【００１１】
本発明のさらに他の側面によるホログラフィック情報記録／再生装置は、ホログラフィック情報記録媒体に／から情報を記録／再生する装置であって、互いに直交する線形偏光の参照光及び信号光が互いに異なる光路を経由した後、第１交差点で互いに交差するように参照光及び信号光をガイドする第１光路ガイド部と、参照光及び信号光が前記第１交差点後の互いに異なる光路を経由した後、第２交差点でさらに交差されるように、参照光及び／または信号光をガイドする第２光路ガイド部と、前記第２光路ガイド部を経由した参照光及び信号光をホログラフィック情報記録媒体の単一面に照射する対物レンズ光学系とを含む。
【００１２】
本発明のさらに他の側面によるホログラフィック情報記録方法は、ホログラフィック情報記録媒体に情報を記録する方法であって、互いに直交する線形偏光の参照光及び信号光を放出する段階と、参照光及び信号光が互いに異なる光路を経由した後、第１交差点で交差されるように、参照光及び／または信号光をガイドする段階と、前記第１交差点を経由した参照光及び信号光を一つにする段階と、一つになった参照光及び信号光をホログラフィック情報記録媒体の単一面に照射する段階とを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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図示した図である。
【図２】図１のホログラフィック情報記録／再生装置に搭載される反射型ホログラフィック情報記録媒体の一例を図示する図である。
【図３】信号光及び参照光の開口数が同じ場合の図２のホログラフィック情報記録媒体に、信号光並びに参照光を照射する光学的構成を概略的に図示した図である。
【図４】信号光及び参照光の開口数が異なった場合の図２のホログラフィック情報記録媒体に、信号光並びに参照光を照射する光学的構成を概略的に図示した図である。
【図５】記録モードで図２のホログラフィック情報記録媒体に照射する信号光と参照光との偏光状態を図示した図である。
【図６】サーボ過程で図２のホログラフィック情報記録媒体に照射するサーボ光を図示した図である。
【図７】再生モードで図２のホログラフィック情報記録媒体に照射された再生光の偏光状態を図示した図である。
【図８】図１のホログラフィック情報記録／再生装置で、第２光路ガイド部の一部が一体に形成された例を図示した図である。
【図９】図１のホログラフィック情報記録／再生装置で、第２光路ガイド部の一部が一体に形成された例を図示した図である。
【図１０】本発明の他の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を概略的に図示した図である。
【図１１】図１０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図示する図である。
【図１２】記録モードで図１１のホログラフィック情報記録媒体に照射する信号光と参照光との偏光状態を図示した図である。
【図１３】サーボ過程で図１１のホログラフィック情報記録媒体に照射するサーボ光を図示した図である。
【図１４】再生モードで図１０のホログラフィック情報記録／再生装置が図１１のホログラフィック情報記録媒体に照射された再生光の偏光状態を図示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。しかし、以下に例示される実施形態は、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明を該技術分野で当業者に十分に説明するために提供されるものである。以下の図面で同じ参照符号は、同じ構成要素を指し、図面上で各構成要素のサイズは、説明の明瞭性と便宜性とのために、誇張されていることある。
【００１５】
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図示した図である。図１を参照するに、本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置は、ホログラフィック情報記録媒体３００に／から情報を記録／再生する装置であって、ホログラフィック情報記録媒体３００の単一面に光を照射し、照射された光を受光する光ピックアップ１００の光学系と、回路部（図示せず）とを含む。
【００１６】
光ピックアップ１００は、第１光源１１０と、第１コリメーティングレンズ１１５と、第３偏光変換素子１２０と、第３偏光ビームスプリッタ１２５と、第１焦点制御ユニット１３０及び第２焦点制御ユニット１４５と、第１ミラー１３５及び第２ミラー１４０と、第１偏光変換素子１５０と、第１偏光ビームスプリッタ１５５と、第２偏光変換素子１６５と、第３ミラー１７０と、波長選択性ビームスプリッタ１６０と、第２偏光ビームスプリッタ１７５と、第４ミラー１８０と、１／４波長板１８５と、対物レンズ１９０と、集光レンズ１９５と、第１光検出器１８０とを含むことができる。さらに、光ピックアップ１００は、サーボ情報を読み取るために、第２光源２１０と、回折格子（grating）２１５と、サーボ光偏光ビームスプリッタ２２０と、第２コリメーティングレンズ２２５と、サーボ光焦点制御ユニット２３０と、検出レンズ２３５と、第２光検出器２４０とを含むサーボ光学系をさらに含むことができる。
【００１７】
図面で太い実線は、第１光源１１０からホログラフィック情報記録媒体３００側に向かう参照光Ｌ１１や再生光Ｌ５、太い一点鎖線は、第１光源１１０からホログラフィック情報記録媒体３００側に向かう信号光Ｌ１２、太い点線は、ホログラフィック情報記録媒体３００で反射されて第１光検出器２００側に向かう反射された信号光Ｌ２、または反射された再生光Ｌ６を示す。一方、細い実線は、第２光源２１０からホログラフィック情報記録媒体３００側に向かうサーボ光Ｌ３、細い点線は、ホログラフィック情報記録媒体３００で反射されて第２光検出器２４０側に向かう反射されたサーボ光Ｌ４を示す。
【００１８】
第１光源１１０と第１コリメーティングレンズ１１５と第３偏光変換素子１２０は、記録モードで、参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２とを放出し、再生モードで、再生光Ｌ５を放出する第１光源部をなす。
【００１９】
第１光源１１０は、一方向の線形偏光を有する記録／再生用光Ｌ１を放出するものであり、例えば、青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。第１光源１１０から放出される記録／再生用光Ｌ１は、記録モードでは、記録しようとする情報によって、変調された状態で放出され、再生モードでは、変調されていない状態で放出される。以下の説明で、具体的な偏光方向に係わる説明では、説明の便宜のために、第１光源１１０から放出された記録／再生用光Ｌ１の線形偏光方向をＰ偏光であると仮定して説明する。
【００２０】
第１コリメーティングレンズ１１５は、第１光源１１０から放出された記録／再生用光Ｌ１を平行光に整形できる。
【００２１】
第３偏光変換素子１２０は、例えば、能動型１／２波長板（active half  wave  plate）のような、記録モードと再生モードとの変換によって偏光変換機能がオン／オフされる能動型素子である。第３偏光変換素子１２０は、記録モードで波長板としての機能を行い、第１光源１１０から放出された光の偏光を、例えば、Ｐ偏光とＳ偏光との偏光成分を有する光に偏光変換させ、再生モードでは、波長板としての機能を行わずに、第１光源１１０から放出された光をそのまま通過させる。かような能動型波長板としては、電圧が印加されれば整列されて光学軸を有する液晶の複屈折特性を利用する液晶素子が採用されうる。たとえば、能動型１／２波長板に電圧が印加された場合、入射される光の線形偏光方向と、能動型１／２波長板の速い軸（fast  axis）とが４５°以外の角度、望ましくは２２．５°になれば、入射される光、例えば、Ｐ偏光の光は、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つの線形偏光成分、すなわち、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とを有する光に変換される。このように、偏光方向が回転されたＰ偏光成分とＳ偏光成分は、記録モードで、それぞれ参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２とに対応することになる。かような能動型１／２波長板の構成は、当分野で周知であるので、詳細な説明は省略する。本実施形態で、偏光変換素子として、能動型１／２波長板を例にとって説明しているが、本発明は、これに限定されるものではない。たとえば、別途に設けられた機構的な駆動部（mechanical  driving  unit）によって、記録モードでは、光路上に配され、再生モードでは、光路から除去される駆動可能な波長板が偏光変換素子として採用されもするのである。
【００２２】
第３偏光ビームスプリッタ１２５と、第１焦点制御ユニット１３０及び第２焦点制御ユニット１４５と、第１ミラー１３５及び第２ミラー１４０は、前記第１光源部から放出された参照光Ｌ１１及び信号光Ｌ１２が互いに異なる光路を経由した後、互いに交差するようにガイドする第１光路ガイド部をなす。
【００２３】
第３偏光ビームスプリッタ１２５は、偏光方向によって、光の透過ないし反射が変わるものであり、例えば、Ｐ偏光の光は透過させ、Ｓ偏光の光は反射させることができる。これによって、第３偏光ビームスプリッタ１２５は、たとえば、記録モードで、Ｐ偏光の参照光Ｌ１１は透過させ、Ｓ偏光の信号光Ｌ１２は反射させ、参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２との光路を分離させることができる。一方、後述するように、ホログラフィック情報記録媒体３００で反射された信号光Ｌ２は、一部が参照光Ｌ１１の光路を逆行して第３偏光ビームスプリッタ１２５に入射され、第１光検出器２００に反射される。また、後述するように、再生モードで、ホログラフィック情報記録媒体３００に照射される再生光Ｌ５の偏光方向と、ホログラフィック情報記録媒体３００で反射された再生光Ｌ６の偏光方向は、互いに直交するので、第３偏光ビームスプリッタ１２５は、ホログラフィック情報記録媒体３００で反射された再生光Ｌ６を、第１光源１１０から放出されてホログラフィック情報記録媒体３００に向かう再生光Ｌ５の光路から分離させることができる。
【００２４】
第１ミラー１３５及び第２ミラー１４０は、光路変換素子の一例であり、分岐された参照光Ｌ１１の光路と、信号光Ｌ１２の光路とを互いに交差させる。
【００２５】
第１焦点制御ユニット１３０及び第２焦点制御ユニット１４５は、それぞれ分岐された参照光Ｌ１１の光路と、信号光Ｌ１２の光路との上に配される。第１焦点制御ユニット１３０は、参照光Ｌ１１に対する対物レンズ１９０の焦点位置を変更させ、ホログラフィック情報記録媒体３００内の深さ方向に互いに異なる位置で、参照光Ｌ１１の焦点Ｆ（図３）が結ばれるようにする。同様に、第２焦点制御ユニット１４５は、信号光Ｌ１２に対する対物レンズ１９０の焦点位置を変更させ、ホログラフィック情報記録媒体３００内の深さ方向に互いに異なる位置で、信号光Ｌ１２の焦点が結ばれるようにする。このとき、信号光Ｌ１２は、ホログラフィック情報記録媒体３００内の反射層３４０（図２）で反射された後、参照光Ｌ１１の焦点Ｆと同じ位置に焦点を結ぶので、信号光Ｌ１２に対する対物レンズ１９０の焦点距離は、参照光Ｌ１１に対する対物レンズ１９０の焦点距離よりさらに長くなる。すなわち、第１焦点制御ユニット１３０及び第２焦点制御ユニット１４５は、参照光Ｌ１１及び信号光Ｌ１２の収束／拡散を調整し、対物レンズ１９０と共に光学系の開口数や焦点距離などを調節できる。このように、参照光Ｌ１１及び信号光Ｌ１２がホログラフィック情報記録媒体の深さ方向に沿って互いに異なる位置で焦点を結べば、情報が書き込まれる情報層が多層に形成されうる。
【００２６】
かような第１焦点制御ユニット１３０としては、能動型リレイレンズ・ユニットが採用されうる。かような能動型リレイレンズ・ユニットは、例えば、複数のレンズ１３１，１３２を含み、少なくとも１枚のレンズ１３１が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。同様に、第２焦点制御ユニット１４５として、複数のレンズ１４６，１４７を含む能動型リレイレンズ・ユニットが採用されうる。
【００２７】
第１偏光変換素子１５０及び第２偏光変換素子１６５と、第１偏光ビームスプリッタ１５５及び第２偏光ビームスプリッタ１７５と、波長選択性ビームスプリッタ１６０と、第３ミラー１７０は、第２光路ガイド部をなす。
【００２８】
第１偏光変換素子１５０は、入射される光の偏光を直交する偏光方向に変える機能を行うものであり、１／２波長板が第１偏光変換素子１５０として採用されうる。かような第１偏光変換素子１５０は、第３偏光ビームスプリッタ１２５と第１偏光ビームスプリッタ１５５との間の参照光Ｌ１１の光路、または信号光Ｌ１２の光路上に配されうる。本実施形態は、第１偏光変換素子１５０が、第３偏光ビームスプリッタ１２５と第１偏光ビームスプリッタ１５５との間の信号光Ｌ１２の光路上に配された場合を例にとって説明する。第３偏光ビームスプリッタ１２５で分岐された信号光Ｌ１２は、たとえば、Ｓ偏光を有しているので、第１偏光変換素子１５０を経由しつつ、Ｐ偏光に変換される。すなわち、第１偏光ビームスプリッタ１５５に入射される参照光Ｌ１１及び信号光Ｌ１２は、互いに同じ線形偏光成分を有することになる。第１偏光変換素子１５０として１／２波長板が採用される場合、入射される光の線形偏光方向と、１／２波長板の速い軸とが４５°の角度をなすようにすれば、このようにＰ偏光とＳ偏光との間に変換が起こることが可能である。
【００２９】
第１偏光ビームスプリッタ１５５は、例えば、Ｐ偏光の光はそのまま透過させ、Ｓ偏光の光は反射させる。これにより、第１偏光ビームスプリッタ１５５は、第１光路ガイド部から入射される参照光Ｌ１１及び信号光Ｌ１２をそのまま通過させる。一方、後述するように、ホログラフィック情報記録媒体３００で反射された信号光Ｌ２や、再生モードで反射された再生光Ｌ６は、信号光Ｌ１２の光路を逆行して第１偏光ビームスプリッタ１５５で反射され、参照光Ｌ１１の光路を逆行して第３偏光ビームスプリッタ１２５に向かうことになる。
【００３０】
第２偏光変換素子１６５は、例えば、能動型１／２波長板のような能動型波長板が採用されうる。かような第２偏光変換素子１６５は、前述の第３偏光変換素子１２０と実質的に同一であるので、その構造については、詳細な説明を省略する。
【００３１】
第２偏光変換素子１６５は、記録モードでは、波長板としての機能を行う一方、再生モードでは、偏光変換なしに光を透過させる。かような第２偏光変換素子１６５は、記録モードで、第１偏光ビームスプリッタ１５５を経由した後、参照光Ｌ１１と出合う前の信号光Ｌ１２の光路上に配され、参照光Ｌ１１の偏光と互いに直交するように、信号光Ｌ１２の偏光を変換させる。
【００３２】
後述するように、ホログラフィック情報記録媒体３００で反射された信号光Ｌ２の一部を検出するために、第２偏光変換素子１６５は、記録モードで、いずれか１つの線形偏光の光を、これに直交する他の線形偏光の光に完壁に変換させずに、一部の成分を残存させることが可能である。すなわち、第２偏光変換素子１６５は、記録モードで、Ｓ偏光の光が入射されれば、ほとんどのＳ偏光成分は、Ｐ偏光成分に変換させるが、一部のＳ偏光成分は、残すことが可能である。第２偏光変換素子１６５として、能動型１／２波長板が採用される場合、入射される光の線形偏光方向と、能動型１／２波長板の速い軸とが、例えば２８．５°になれば、入射される光、例えば、Ｓ偏光の光は、能動型１／２波長板を通過しつつ偏光方向が回転され、主なＰ偏光成分と一部のＳ偏光成分とを有する光に変換される。
【００３３】
波長選択性ビームスプリッタ１６０は、第１光源１１０の波長、すなわち、記録／再生用光Ｌ１に対しては、単純なミラーとして機能し、後述する第２光源２１０の波長、すなわち、サーボ光Ｌ３に対しては、単純透過させる機能を行う二色ミラー（dichroic  mirror）である。波長選択性ビームスプリッタ１６０は、後述する参照光Ｌ１１とサーボ光Ｌ３との光路を一つにする機能を行うことができる。
【００３４】
波長選択性ビームスプリッタ１６０と第３ミラー１７０は、第１偏光ビームスプリッタ１５５を交差しつつ通過する参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２とを再び出合わせるように光路を折り曲げる。
【００３５】
第２偏光ビームスプリッタ１７５は、参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２との波長に対しては、偏光ビームスプリッタとして機能し、サーボ光Ｌ３，Ｌ４の波長は透過させる。すなわち、第２偏光ビームスプリッタ１７５は、波長選択性光学素子である。従って、第２偏光ビームスプリッタ１７５で出合う参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２は、光路が一つで合わさって対物レンズ１９０に向かうことになり、後述するように、サーボ光Ｌ３，Ｌ４は、光路の変換なしに透過することになる。
【００３６】
ここで、第２光路ガイド部をなす第１偏光変換素子１５０及び第２偏光変換素子１６５と、第１偏光ビームスプリッタ１５５及び第２偏光ビームスプリッタ１７５と、波長選択性ビームスプリッタ１６０と、第３ミラー１７０は、高い光高率を有する光学素子であるから、従来、単純なビームスプリッタやハーフミラーを利用した場合に比べ、本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置は、高い光高率を有して記録または再生が可能である。
【００３７】
第４ミラー１８０は、第２偏光ビームスプリッタ１７５で一つになった参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２とを対物レンズ１９０に向かうように光路を折り曲げる。
【００３８】
１／４波長板１８５は、サーボ光Ｌ３，Ｌ４や再生光Ｌ５，Ｌ６に対しては、ホログラフィック情報記録媒体３００に入射される光の偏光方向と反射になる光の偏光方向に変える役割をする。すなわち、１／４波長板１８５は、第１光源１１０並びに第２光源２１０いずれに対しても波長板の機能を行う２波長１／４波長板である。１／４波長板１８５によって、反射された再生光Ｌ６は、第３偏光ビームスプリッタ１２５で、第１光源１１０から放出された記録／再生用光Ｌ１と分離されて第１光検出器２００で検出され、反射されたサーボ光Ｌ４のサーボ光偏光ビームスプリッタ２２０で光路が分離され、第２光検出器２４０で検出されうる。一方、記録モードで、ホログラフィック情報記録媒体３００から反射される信号光Ｌ２は、入射される信号光Ｌ１２と同じ偏光方向を有することになるが、このように反射された信号光Ｌ２は、本実施形態の第２光路ガイド部によって反射される再生光Ｌ６と同じ光路を経て、第１光検出器２００で検出されうる。
【００３９】
対物レンズ１９０は、記録／再生用光である参照光Ｌ１１及び信号光Ｌ１２、または再生光Ｌ５やサーボ光Ｌ３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。対物レンズ１９０は、前述のように、第１焦点制御ユニット１３０及び第２焦点制御ユニット１４５と共に、参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２とのホログラフィック情報記録媒体３００内の焦点を変更させることができ、さらに、光学系の開口数を変更できる。対物レンズ１９０は、参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２とをホログラフィック情報記録媒体３００に入射させ、参照光Ｌ１１は、ホログラフィック情報記録媒体３００内の１つの焦点Ｆ（図３）に直ちに結ばれ、信号光Ｌ１２は、ホログラフィック情報記録媒体３００内の反射層３４０（図２）で反射された後、参照光Ｌ１１の焦点Ｆと同じ位置に焦点を結ぶ。さらに、後述するように、サーボ光Ｌ３をホログラフィック情報記録媒体３００内のサーボ層３２０（図６）に集束させる。
【００４０】
第１光検出器２００は、ホログラフィック情報記録媒体３００で反射された信号光Ｌ２や再生光Ｌ６を検出する素子である。第３偏光ビームスプリッタ１２５と第１光検出器２００との間には、反射された信号光Ｌ２や再生光Ｌ６を集光させる集光レンズ１９５がさらに含まれうる。
【００４１】
次に、サーボ光学系について説明する。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２）を具備でき、光ピックアップ１００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光学系をさらに含むことが可能である。
【００４２】
第２光源２１０は、サーボ光Ｌ３を放出するものであり、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。第２光源２１０は、一方向の線形偏光の光Ｌを放出することが望ましい。これは後述するように、サーボ光偏光ビームスプリッタ２２０からホログラフィック情報記録媒体３００に入射されるサーボ光Ｌ３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光Ｌ４とを、偏光方向によって分離させるためである。回折格子２１５は、第２光源２１０から放出されたサーボ光Ｌ３を０次回折光と、±１次回折光とに回折させる光学部材であり、プッシュプル法などを利用してサーボエラー信号を検出できるようにする。第２コリメーティングレンズ２２５は、第２光源２１０から放出されたサーボ光Ｌ３を平行光に整形するレンズである。サーボ光偏光ビームスプリッタ２２０は、例えば、偏光ビームスプリッタが採用され、ホログラフィック情報記録媒体３００に入射されるサーボ光Ｌ３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光Ｌ４とを、偏光方向によって分離させる。サーボ光焦点制御ユニット２３０は、サーボ光Ｌ３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、複数個のレンズ２３１，２３２を含むリレイレンズ・ユニットが採用されうる。かようなリレイレンズ・ユニットは、少なくとも１枚のレンズ２３１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。検出レンズ２３５は、反射されたサーボ光Ｌ４の光スポットが、第２光検出器２４０に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。第２光検出器２４０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２）に込められたサーボ情報とサーボエラー信号とを検出する。前述のサーボ光学系は、記録／再生用光の波長と異なる波長のサーボ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。
【００４３】
図２は、図１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図示する図である。図２を参照するに、本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置に使われる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、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している。
【００４４】
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Ｌ３（図１）を反射させる。バッファ層３３０は、透明な材質、または記録／再生のための光の波長に対しては吸収する材質によって形成されうる。本実施形態は、サーボ層３２０が反射層３４０の下に位置した場合を例にとって説明しているが、これに限定されるものではない。図９を参照して後述するように、サーボ層３２０は、記録層３６０上にあることもあり、さらに、記録層３６０内にあることもある。
【００４５】
反射層３４０は、信号光Ｌ１を反射させ、記録層３５０内の１つの焦点Ｆ（図３）に集光させる。かような反射層３４０として本実施形態は、互いに直交する第１円偏光及び第２円偏光に対して、第１ウォン偏光の光は反射させ、第２ウォン偏光の光は透過させる物質によって形成される円偏光分離反射層を採用する。かような円偏光分離反射層は、例えば、液晶状態または硬化された液晶フィルムのコレステリック液晶（cholesteric  liquid  crystal）から形成されうる。コレステリック液晶は、液晶分子の方向子が螺旋形にねじられている構造であり、螺旋形に該当する円偏光の光を反射させ、螺旋形の反対方向に該当する円偏光の光を透過させ、互いに垂直である２つの円偏光に分離され、反射される光は、本来の円偏光状態に維持させる。さらに、反射層３４０は、サーボ光Ｌ３に対しては、透過するように設計され、ノイズを低減させるために、参照光Ｌ２は透過されるように設計される。
【００４６】
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。かようなスペース層３５０は、反射層３４０でデフォーカスされたまま反射される一部光によるノイズを除去するところに利用されうる。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、例えば、フォトポリマー（photo polymer）や熱可塑性物質によって形成される。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。
【００４７】
次に、図３ないし図７を参照しつつ、前述の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の記録／再生方法について説明する。
【００４８】
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３は、記録モードで、図２のホログラフィック情報記録媒体に信号光並びに参照光が照射される光学的構成を概略的に図示した図である。図３で、ホログラフィック情報記録媒体３００の各層は、図２と同一であるので、これに係わる説明は省略する。
【００４９】
図３を参照するに、互いに直交するＰ偏光とＳ偏光との偏光成分をそれぞれ有する参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２とを同一光路に沿って、対物レンズ１９０からホログラフィック情報記録媒体３００に照射する。このとき、参照光Ｌ１１及び信号光Ｌ１２をガイドする第１光路ガイド部及び第２光路ガイド部、特に、第１焦点制御ユニット１３０及び第２焦点制御ユニット１４５を介して収束／拡散程度を調整し、参照光Ｌ１１は、カバー層３７０を通過した後、直ちに記録層３６０内の焦点Ｆに集束させ、信号光Ｌ１２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に集束させる。
【００５０】
このように、参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２とが前記焦点Ｆに光スポットが重畳することによって、焦点Ｆ近辺で、バルク（bulk）タイプで干渉紋が形成される。かような干渉紋は、信号光Ｌ１２の変調された状態、または参照光Ｌ１１及び信号光Ｌ１２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。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、記録層３６０内に単層の情報層３６５をなすことができ、記録層３６０の深さ方向に、焦点位置を異にしつつ干渉紋を形成することによって、多層に記録できる。本実施形態のホログラフィック情報記録媒体は、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あるが、これに限定されるものではない。たとえば、前記焦点Ｆで信号光Ｌ１のスポットと参照光Ｌ２のスポットとが重なり、立体的に干渉紋が形成され、多数の情報が同時に書き込まれるボリューム・ホログラフィ方式が適用されもするのである。
【００５１】
一方、図３に図示された参照光Ｌ１１及び信号光Ｌ１２は、それぞれについての開口数が同じ場合であるが、これに限定されるものではない。前述のように、第１焦点制御ユニット１３０及び第２焦点制御ユニット１４５と対物レンズとを利用し、光学系の開口数を調整することが可能である。すなわち、参照光Ｌ１１に係わる対物レンズの開口数と、信号光Ｌ１２に係わる対物レンズの開口数とが互いに異なるように設計されうる。
【００５２】
図４は、信号光Ｌ１２に対する対物レンズの開口数が、参照光Ｌ１１に対する対物レンズの開口数より小さい場合を図示している。図４に示された図面参照番号は、図３に示された図面参照番号と実質的に同一であるので、各構成要素についての詳細な説明は省略する。
【００５３】
図面を参照するに、信号光Ｌ１２に係わる対物レンズの開口数が相対的に小さいので、信号光Ｌ１２は、同一ビーム幅に対して焦点距離が相対的にさらに長くなり、従って、信号光Ｌ１２は、反射層３４０で反射された後、焦点Ｆにスポットが結ばれる。一方、参照光Ｌ１１に係わる対物レンズの開口数は、相対的に大きいので、参照光Ｌ１１は、同一ビーム幅に対して焦点距離が相対的にさらに短くなり、従って、参照光Ｌ１１は、直ちに焦点Ｆにスポットが結ばれる。
【００５４】
このように光学構成を形成することによって、少なくとも信号光Ｌ１２については、さらに低い開口数の光学系が可能であり、光学素子の設計での許容される収差や、光ピックアップの製造工程での組立公差などに、さらに余裕を有することになる。
【００５５】
図５を参照しつつ、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について説明する。図５を参照するに、参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２は、互いに異なる線形偏光を有し、１／４波長板１８５に入射される。例えば、参照光Ｌ１１は、Ｐ偏光状態で１／４波長板１８５に入射され、信号光Ｌ１２は、Ｓ偏光の状態で１／４波長板１８５に入射される。１／４波長板１８５は、線形偏光を円偏光に、円偏光を線形偏光に変える光学部材である。信号光Ｌ１２は、１／４波長板１８５を通過しつつ左円偏光Ｌの光に偏光状態が変わり、参照光Ｌ１１は、１／４波長板１８５を通過しつつ迂遠偏光Ｒの光に偏光状態が変わる。左円偏光Ｌの信号光Ｌ１２は、反射層３４０でそのまま反射されて左円偏光を維持する。反射された左円偏光Ｌの信号光Ｌ２は、情報層３６５で焦点を結ぶ。一方、迂遠偏光Ｒの参照光Ｌ１１は、カバー層３７０を通過した後、直ちに情報層３６５で焦点を結ぶ。情報層３６５で出合う信号光Ｌ２と参照光Ｌ１１は、互いに対面する方向に進行しつつ、円偏光の方向が反対であるから、信号光Ｌ２の電界ベクトルと、参照光Ｌ１１の電界ベクトルとが同一方向に回転し、従って、情報面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記録層３６０に情報を記録する。
【００５６】
一方、反射層３４０で反射された信号光Ｌ２は、焦点Ｆで干渉紋を形成した後、カバー層３７０を介してホログラフィック情報記録媒体３００の外側に出て行く。反射された信号光Ｌ２は、左円偏光Ｌを維持するので、１／４波長板１８５を経つつＳ偏光に変換される。
【００５７】
再び図１を参照するに、このようにＳ偏光の反射された信号光Ｌ２は、第２偏光ビームスプリッタ１７５で反射されて第２偏光変換素子１６５を通過することになる。第２偏光変換素子１６５は、記録モードでは作動しているので、反射された信号光Ｌ２は、偏光変換を行うことになる。前述のように、第２偏光変換素子１６５は、記録モードでＳ偏光の光が入射されれば、ほとんどのＳ偏光成分は、Ｐ偏光成分に変換させるが、一部のＳ偏光成分は残す。かような一部のＳ偏光成分を有する反射された信号光Ｌ２は、第１偏光ビームスプリッタ１５５で反射され、参照光Ｌ１１の光路を逆行して行くことになる。すなわち、第１偏光ビームスプリッタ１５５で反射されたＳ偏光の信号光Ｌ２は、第１ミラー１３５、第１焦点制御ユニット１３０を経て、第３偏光ビームスプリッタ１２５に入射される。本実施形態で、第３偏光ビームスプリッタ１２５は、Ｓ偏光の光を反射させるので、参照光Ｌ１１の光路を逆行して第３偏光ビームスプリッタ１２５に入射される信号光Ｌ２は、再び反射されて第１光検出器２００に達することになる。
【００５８】
このように、記録モードで第１光検出器２００に検出される信号光Ｌ２についての情報は、第１焦点制御ユニット１３０及び第２焦点制御ユニット１４５を制御し、参照光Ｌ１１及び信号光Ｌ１２がホログラフィック情報記録媒体３００内の所定の情報層３６５に焦点を結ぶように、フォーカスサーボに使われうる。
【００５９】
次に、図６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６は、図２のホログラフィック情報記録媒体に入射／反射されたサーボ光を図示した図である。図６で、ホログラフィック情報記録媒体３００の各層は、図２と同一であるので、これに係わる説明は省略する。
【００６０】
図６を参照するに、一方向の線形偏光、例えばＰ偏光のサーボ光Ｌ３は、１／４波長板１８５と対物レンズ１９０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。サーボ光Ｌ３は、１／４波長板１８５を通過しつつ、Ｐ偏光は、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に入射されたサーボ光Ｌ３は、サーボ層３２０で反射される。このとき、サーボ光Ｌ３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Ｌ４は、再び１／４波長板１８５を経てＳ偏光に変換され、入射されたサーボ光Ｌ３の光路を逆行して進む。再び図１を参照するに、反射されたサーボ光Ｌ４は、第２偏光ビームスプリッタ１７５及び波長選択性ビームスプリッタ１６０は経路変換なしに過ぎ、サーボ光焦点制御ユニット２３０、第２コリメーティングレンズ２２５を経て、サーボ光偏光ビームスプリッタ２２０で反射され、第２光検出器２４０で検出される。
【００６１】
ホログラフィック情報記録媒体３００のサーボ層３２０には、トラックについての情報が設けられており、サーボ層３２０に設けられたサーボ情報を読み取ることによって、バルクタイプの干渉紋で記録される記録マークに対するトラッキングを行えるようにする。
【００６２】
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、図２のホログラフィック情報記録媒体に入射された再生光の偏光状態を図示した図である。
【００６３】
図７を参照するに、再生のために、参照光と同じ偏光方向を有する再生光をホログラフィック情報記録媒体３００に照射する。このとき、第３偏光変換素子１２０（図１）は、偏光変換機能を行わないので、再生光Ｌ５は、参照光Ｌ１１と同じ偏光方向、例えば、Ｐ偏光を有したまま、ホログラフィック情報記録媒体３００側にガイドされる。一方、参照光Ｌ２、すなわち、再生光Ｌ５の光路上にある第１焦点制御ユニット１３０を介して、ホログラフィック情報記録媒体３００内の所望の情報層３６５に再生光Ｌ５の焦点を結ばせることが可能である。Ｐ偏光の再生光Ｌ５は、１／４波長板１８５を介して右円偏光Ｒ状態になり、対物レンズ１９０を経てホログラフィック情報記録媒体３００に入射される。情報層３６５に焦点を結ぶ再生光Ｌ５は、情報層３６５に形成された干渉紋についての情報を有しつつ反射される。すなわち、右円偏光Ｒ状態で入射された再生光Ｌ５は、情報が記録された情報層３６５で回折、すなわち、反射される。情報層３６５で反射される再生光Ｌ６は、光の進行方向のみ変えるだけであり、電界ベクトルの回転方向を変えないので、左円偏光Ｌ状態となる。左円偏光Ｌの反射された再生光Ｌ６は、再び１／４波長板１８５を経由しつつＳ偏光に変換され、入射された再生光Ｌ５の光路を逆行して進む。前述のように反射された再生光Ｌ６は、第３偏光ビームスプリッタ１２５で反射され、第１光検出器２００で検出される。
【００６４】
図８は、前述の実施形態での第２光路ガイド部の変形例であり、図１のホログラフィック情報記録／再生装置で、Ａ領域にまとめられた光学素子が互いに結合された構成を示している。第１偏光ビームスプリッタ２５１及び第２偏光ビームスプリッタ２６５と、波長選択性ビームスプリッタ２６１は、キュービック型ビームスプリッタであり、第３ミラー２５５は、キュービック型プリズムから形成されうる。第１偏光ビームスプリッタ２５１と第３ミラー２５５とは一体に結合され、第１光学素子２５０をなし、波長選択性ビームスプリッタ２６１と第２偏光ビームスプリッタ２６５も、一体に結合されて第２光学素子２６０をなす。第２偏光変換素子１６５は、第３ミラー２５５と第２偏光ビームスプリッタ２６５との間に配されうる。
【００６５】
図９は、前述の実施形態での第２光路ガイド部の他の変形例であり、図１のホログラフィック情報記録／再生装置で、Ａ領域としてまとめられた光学素子が一体に結合された光学素子２７０を示している。第１偏光ビームスプリッタ２７１及び第２偏光ビームスプリッタ２８１と、波長選択性ビームスプリッタ２７９は、キュービック型ビームスプリッタであり、第３ミラー２７３は、キュービック型プリズムから形成されうる。第２偏光変換素子２７５は、能動型１／２波長板であり、第３ミラー２７３と第２偏光ビームスプリッタ２８１との間に配されうる。第２偏光変換素子２７５の厚さと同じ厚さの透明プレート２７７が、第１偏光ビームスプリッタ２７１と波長選択性ビームスプリッタ２７９との間に配され、第２偏光変換素子２７５が、第３ミラー２７３と第２偏光ビームスプリッタ２８１との間に介在されることによる厚さ差を補償する。
【００６６】
図８及び図９を参照しつつ説明された変形例は、一例に過ぎず、それ以外の多様な変形例が可能である。たとえば、図１を参照するに、第１偏光ビームスプリッタ１５５と波長選択性ビームスプリッタ１６０とが一体に結合されもし、第３ミラー１７０と第２偏光ビームスプリッタ１７５とが一体に結合されもする。一方、第１偏光変換素子１５０も、第１偏光ビームスプリッタ１５５と一体に結合されることが可能である。このように一体に結合された光学構成は、光学部品の設置空間を縮めることができる。一方、図８及び図９で、参照光Ｌ１１、信号光Ｌ１２，Ｌ２、サーボ光Ｌ３，Ｌ４及び再生光Ｌ５，Ｌ６の光路は、図１を参照しつつ説明された光路と実質的に同一である。
【００６７】
図１０は、本発明の他の実施形態によるホログラフィック情報記録／再生装置の光学的構成を概略的に図示した図である。図１０を参照するに、本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置は、ホログラフィック情報記録媒体に／から情報を記録／再生する装置であって、ホログラフィック情報記録媒体６００の単一面に光を照射し、照射された光を受光する光ピックアップ４００と、回路部（図示せず）とを含む。光ピックアップ４００は、第１光源４１０、第４偏光ビームスプリッタ４１５、第１コリメーティングレンズ４２０、第３偏光変換素子４２５、第３偏光ビームスプリッタ４３０、第１焦点制御ユニット及び第２焦点制御ユニット４３５、第１ミラー４４０及び第２ミラー４４５、第１偏光変換素子４５５及び第２偏光変換素子４７０、第１偏光ビームスプリッタ４６０及び第２偏光ビームスプリッタ４８０、波長選択性ビームスプリッタ４６５、第３ミラー４７５、第４偏光変換素子４８５、第４ミラー４９０、１／４波長板４９５、対物レンズ５００、第１光検出器５１０及び第２光検出器５２０、集光レンズ５０５、第１検出レンズ５１５を含む。さらに、光ピックアップ４００は、サーボ情報を読み取るために、第２光源５３０、回折格子５３５、サーボ光偏光ビームスプリッタ５４０、第２コリメーティングレンズ５４５、サーボ光焦点制御ユニット５５０、第２検出レンズ５５５、第３光検出器５６０を含むサーボ光学系をさらに含むことが可能である。
【００６８】
図面で、太い実線は、第１光源４１０からホログラフィック情報記録媒体６００側に向かう参照光Ｌ１１や再生光Ｌ５、太い一点鎖線は、第１光源４１０からホログラフィック情報記録媒体６００側に向かう信号光Ｌ１２、太い点線は、ホログラフィック情報記録媒体６００で反射され、第２光検出器５２０側に向かう反射された信号光Ｌ２、太い二点鎖線は、ホログラフィック情報記録媒体６００で反射され、第１光検出器５１０側に向かう反射された再生光Ｌ６を示す。一方、細い実線は、第２光源５３０からホログラフィック情報記録媒体６００側に向かうサーボ光Ｌ３、細い点線は、ホログラフィック情報記録媒体６００で反射され、第３光検出器５６０側に向かう反射されたサーボ光Ｌ４を示す。
【００６９】
本実施形態の光学部材のうち、図１を参照しつつ説明したホログラフィック情報記録／再生装置の光学部材と実質的に同じ光学部材については簡略に言及する。
【００７０】
第１光源４１０と第４偏光ビームスプリッタ４１５と第１コリメーティングレンズ４２０と第３偏光変換素子４２５は、記録モードで参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２とを放出し、再生モードで再生光Ｌ５を放出する第１光源部をなす。
【００７１】
第１光源４１０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１つの線形偏光の記録／再生用光Ｌ１を放出し、再生モードでは、変調されていない１つの線形偏光の光Ｌ１を放出するものであり、例えば、青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。
【００７２】
第４偏光ビームスプリッタ４１５は、第１光源４１０から放出される１つの線形偏光の光Ｌ１はそのまま透過させ、これに直交する偏光の光は反射させる。後述するように、記録モードで、ホログラフィック情報記録媒体６００で反射された信号光Ｌ２の偏光は、同一光路上の記録／再生用光Ｌ１の偏光と直交するので、反射された信号光Ｌ２は、第２光検出器５２０側に反射される。例えば、第１光源１１０がＰ偏光の記録／再生用光Ｌ１を放出するとき、ホログラフィック情報記録媒体６００で反射された信号光Ｌ２は、Ｓ偏光を有するので、第４偏光ビームスプリッタ４１５で反射され、第２光検出器５２０側に向かうのである。
【００７３】
第３偏光変換素子４２５は、その光出射面が中心部の第１偏光変換領域４２５ａと、中心部を取り囲む第１透明領域４２５ｂとに区分される。第１偏光変換領域４２５ａは、記録モードで、第１光源４１０から放出されたＰ偏光の光をＳ偏光の光に偏光変換させ、再生モードで、第１光源４１０から放出されたＰ偏光の光を偏光変換なしに通過させる。第１透明領域４２５ａは、記録モードや再生モードに係りあいなくして、第１光源４１０から放出されたＰ偏光の光を偏光変換なしに通過させる。従って、第１光源４１０から放出された記録／再生用光Ｌ１は、第３偏光変換素子４２５を経由しつつ、第１偏光変換領域４２５ａを過ぎて偏光変換された信号光Ｌ１２と、第１透明領域４２５ｂを偏光変換なしに過ぎる参照光Ｌ１１とに分けられる。一方、図面で、参照光Ｌ１１が第１偏光変換領域４２５ａを通過するように図示されているが、これは便宜的な表示であり、参照光Ｌ１１が第１偏光変換領域４２５ａを通過するということを意味するものではない。
【００７４】
本実施形態は、第１偏光変換領域４２５ａが中心部を占め、第１透明領域４２５ｂが周辺部を占める構成を例にとって説明しているが、これに限定されるものではない。すなわち、第１偏光変換領域４２５ａが第３偏光変換素子４２５の光出射面の周辺領域を占め、第１透明領域４２５ｂが中心部を占める構成も可能である。
【００７５】
第３偏光ビームスプリッタ４３０と、第１焦点制御ユニット４３５及び第２焦点制御ユニット４５０と、第１ミラー４４０及び第２ミラー４４５は、前記第１光源部から放出された参照光Ｌ１１及び信号光Ｌ１２が互いに異なる光路を経由した後、互いに交差するようにガイドする第１光路ガイド部をなす。かような第１光路ガイド部をなす光学素子は、図１を参照しつつ説明した第１光路ガイド部の光学素子と実質的に同一であるので、これに係わる説明は省略する。ただし、第１光検出器５１０は、図１を参照しつつ説明した場合とは異なり、反射された信号光Ｌ２を検出しない。これは、反射された信号光Ｌ２が参照光Ｌ１１の光路を逆行し、第１偏光ビームスプリッタ４６０から第３偏光ビームスプリッタ４３０側に向かうが、その偏光が、同一光路上にある参照光Ｌ１１の偏光方向と同一であり、第３偏光ビームスプリッタ４３０を貫通するためである。反射された信号光Ｌ２の偏光については後述する。
【００７６】
第１偏光変換素子４５５及び第２偏光変換素子４７０と、第１偏光ビームスプリッタ４６０及び第２偏光ビームスプリッタ４８０と、偏光選択性ビームスプリッタ４６５と、第３ミラー４７５は、第２光路ガイド部をなす。かような第２光路ガイド部をなす光学素子は、図１を参照しつつ説明した第２光路ガイド部の光学素子と実質的に同一である。さらに、図８と図９とを参照しつつ説明した変形例と同様に、第２光路ガイド部をなす光学部品は、一体に結合されうる。たとえば、図１０で、Ｂ領域として表示された領域の第２偏光変換素子４７０と、第１偏光ビームスプリッタ４６０及び第２偏光ビームスプリッタ４８０と、偏光選択性ビームスプリッタ４６５と、第３ミラー４７５は、図９を参照しつつ説明した変形例と同様に、一体に結合されて単一の光学部品によって製造されもするのである。
【００７７】
ただし、反射される信号光Ｌ２や再生光Ｌ６の光路が、図１を参照しつつ説明した場合と異なり、これについては後述する。
【００７８】
第４偏光変換ユニット４８５は、第２偏光ビームスプリッタ４８０と第４ミラー４９０との間に配されている。第４偏光変換ユニット４８５は、第３偏光変換素子４２５に対応するものであり、その光出射面は、中心部の第２偏光変換領域４８５ａと、中心部を取り囲む第２透明領域４８５ｂとに区分される。第２偏光変換領域４８５ａは、記録モードで、Ｐ偏光の光をＳ偏光の光に、Ｓ偏光の光をＰ偏光の光に偏光変換させ、再生モードでは、偏光変換なしに経由する光を通過させる。第２透明領域４８５ａは、記録モードや再生モードに係りあいなくして、経由する光を偏光変換なしに通過させる。光束の中心部を通過する信号光Ｌ１２や、光束の周辺部を通過する参照光Ｌ１１は、第１光路ガイド部及び第２光路ガイド部を通過してもその空間的分布は維持されるので、信号光Ｌ１２は、第２偏光変換領域４８５ａを通過することになり、参照光Ｌ１１は、第２透明領域４８５ｂを通過することになる。一方、第２偏光変換領域４８５ａを通過する信号光Ｌ１２は、偏光変換され、第２透明領域４８５ｂを通過する参照光Ｌ１１は、偏光変換されない。
【００７９】
このように、参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２は、外延（extension）の光束（light  flux）と内延（intension）の光束とに分けられたまま、ホログラフィック情報記録媒体６００に照射されることになる。本実施形態は、第３偏光変換素子４２５の構成に対応し、第２偏光変換領域４８５ａが中心部を占め、第２透明領域４８５ｂが周辺部を占める構成を例にとって説明しているが、これに限定されるものではない。
【００８０】
第１光検出器５１０は、ホログラフィック情報記録媒体６００で反射された再生光Ｌ６を検出する素子である。第３偏光ビームスプリッタ４３０と第１光検出器５１０との間には、反射された再生光Ｌ６を集光させる集光レンズ５０５がさらに含まれうる。
【００８１】
第２光検出器５２０は、ホログラフィック情報記録媒体６００で反射された信号光Ｌ２を検出する素子である。第４偏光ビームスプリッタ５１５と第２光検出器５２０との間には、反射された信号光Ｌ２の光スポットを第２光検出器５２０に適正に結ばせる第１検出レンズ５１５がさらに含まれうる。
【００８２】
サーボ光学系の各構成要素は、図１を参照しつつ説明したサーボ光学系の構成要素と実質的に同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００８３】
図１１は、図１０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図示する図である。図１１を参照するに、本実施形態のホログラフィック情報記録／再生装置に使われるホログラフィック情報記録媒体６００は、反射型記録媒体であり、基板６１０と、反射層６２０と、スペース層６３０と、記録層６４０と、サーボ層６５０と、カバー層６６０とが順次に積層された構造である。
【００８４】
本実施形態のホログラフィック情報記録媒体６００は、図２を参照しつつ説明したホログラフィック情報記録媒体３００とは、反射層６２０の性質及びサーボ層６５０の位置が異なる。サーボ層６５０は、図２を参照しつつ説明した通り、その位置が反射層６２０の上に限定されるものではなく、異なる位置に置かれても差し支えない。
【００８５】
本実施形態で、反射層６２０は、通常の反射膜材質からなるものであり、図２を参照しつつ説明したホログラフィック情報記録媒体３００の反射層と異なり、円偏光で入射された光は、反射されるとき、円偏光の方向が変わることになる。これによる記録／再生／サーボでの偏光状態は、図１２ないし図１４を参照しつつ後述する。
【００８６】
図１２を参照しつつ、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について説明する。図１２を参照するに、参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２は、互いに同じ線形偏光を有し、１／４波長板４９５に入射される。例えば、参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２は、Ｐ偏光状態で１／４波長板４９５に入射される。参照光Ｌ１１と信号光Ｌ１２は、１／４波長板４９５を通過しつつ、右円偏光Ｒの光に偏光状態が変わる。
【００８７】
右円偏光Ｒの信号光Ｌ１２は、反射層６２０で反射しつつ、左円偏光Ｌに偏光が変換する。反射された左円偏光Ｌの信号光Ｌ２は、情報層６６５で焦点を結ぶ。一方、右円偏光Ｒの参照光Ｌ１１は、カバー層６６０を通過した後、直ちに情報層６６５で焦点を結ぶ。情報層６６５で出合う信号光Ｌ２と参照光Ｌ１１は、互いに対面する方向に進行しつつ、円偏光の方向が反対であるから、情報面６６５で干渉を起こす。かような干渉は、光反応性物質からなる記録層６４０に情報を記録する。
【００８８】
一方、反射層６２０で反射された信号光Ｌ２は、焦点Ｆで干渉紋を形成した後、カバー層６６０を介して、ホログラフィック情報記録媒体６００の外側に出て行く。反射された信号光Ｌ２は、左円偏光Ｌを維持するので、１／４波長板４９５を経つつＳ偏光に変換される。
【００８９】
再び図１０を参照するに、このようにＳ偏光の反射された信号光Ｌ２は、第４偏光変換素子４８５を経由する。光束の中心部方向に位置する信号光Ｌ２は、反射されてもその状態を維持するので、第４偏光変換素子４８５の第２偏光変換領域４８５ａを通過してＰ偏光に偏光変換される。従って、反射された信号光Ｌ２は、第２偏光ビームスプリッタ４８０はそのまま通過し、参照光Ｌ１１の経路を逆行することになる。すなわち、反射された信号光Ｌ２は、第４偏光変換素子４８５の第２偏光変換領域４８５ａ、第２偏光ビームスプリッタ４８０、波長選択性ビームスプリッタ４６５、第１偏光ビームスプリッタ４６０、第１ミラー４００、第１焦点制御ユニット４３５、第３偏光ビームスプリッタ４３０を経て、第３偏光変換素子の偏光変換領域４２５ａ、第１コリメーティングレンズ４２０及び第４偏光ビームスプリッタ４１５に入射する。ここで、反射された信号光Ｌ２は、第３偏光変換素子の偏光変換領域４２５ａで、再び偏光変換を行うことになるので、Ｓ偏光に変わり、従って、第４偏光ビームスプリッタ４１５で反射し、第２光検出器５２０に向かうことになる。このように、記録モードで、第２光検出器５２０に検出される信号光Ｌ２についての情報は、第１焦点制御ユニット４３５及び第２焦点制御ユニット４５０を制御し、参照光Ｌ１１及び信号光Ｌ１２が、ホログラフィック情報記録媒体６００内の所定の情報層６６５に焦点を結ぶように、フォーカスサーボに使われうる。
【００９０】
次に、図１３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１３は、図１１のホログラフィック情報記録媒体に入射／反射されたサーボ光を図示した図面である。図１３で、ホログラフィック情報記録媒体６００の各層は、図１１と同一であるので、これに係わる説明は省略する。
【００９１】
図１３を参照するに、一方向の線形偏光、例えば、Ｐ偏光のサーボ光Ｌ３は、１／４波長板４９５と対物レンズ５００とを経由し、ホログラフィック情報記録媒体６００に入射される。サーボ光Ｌ３は、１／４波長板４９５を通過しつつ、Ｐ偏光は、左円偏光に変換される。ホログラフィック情報記録媒体６００に入射されたサーボ光Ｌ３は、サーボ層６５０で反射される。このとき、サーボ光Ｌ３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Ｌ４は、さらに１／４波長板４９５を経てＳ偏光に変換され、入射されたサーボ光Ｌ３の光路を逆行して進む。再び図１０を参照するに、反射されたサーボ光Ｌ４は、第２偏光ビームスプリッタ４８０及び波長選択性ビームスプリッタ４６５は経路変換なしに過ぎ、サーボ光焦点制御ユニット５５０、第２コリメーティングレンズ５４５を経て、サーボ光偏光ビームスプリッタ５４０で反射され、第２光検出器５６０で検出される。検出されたサーボ情報は、記録／再生時光ピックアップがトラッキングを行うことができるようにする。
【００９２】
次に、図１４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１４は、図１１のホログラフィック情報記録媒体６００に入射された再生光の偏光状態を図示した図である。
【００９３】
図１４を参照するに、再生のために、参照光と同じ偏光方向を有する再生光を、ホログラフィック情報記録媒体６００に照射する。このとき、第３偏光変換素子４２５及び第４偏光変換素子４８５（図１０）は、偏光変換機能を行わないので、再生光Ｌ５は、参照光Ｌ１１と同じ偏光方向、例えば、Ｐ偏光を有したまま、ホログラフィック情報記録媒体６００側にガイドされる。一方、Ｐ偏光の再生光Ｌ５は、１／４波長板４９５を介して右円偏光Ｒ状態になり、対物レンズ５００を経てホログラフィック情報記録媒体６００に入射される。情報層６６５に焦点を結ぶ再生光Ｌ５は、情報層６６５に形成された干渉紋についての情報を有しつつ反射される。すなわち、右円偏光Ｒ状態で入射された再生光Ｌ５は、干渉紋によって情報が記録された情報層６６５で、回折、すなわち、反射され、再び対物レンズ５００に向かうことになる。情報層６６５で反射される再生光Ｌ６は、光の進行方向のみ変えるだけであり、電界ベクトルの回転方向を変えないので、左円偏光Ｌ状態となる。左円偏光Ｌの反射された再生光Ｌ６はまた、１／４波長板４９５を経由しつつＳ偏光に変換される。Ｓ偏光の反射された再生光Ｌ６は、第２偏光ビームスプリッタ４８０で反射され、第３ミラー４７５、第２偏光変換素子４７０、第１偏光ビームスプリッタ４６０、第１ミラー４４０、第１焦点制御ユニット４３５を経て、第３偏光ビームスプリッタ４３０を向かう。このように、ホログラフィック情報記録媒体６００で反射された再生光Ｌ６は、第３偏光ビームスプリッタ４３０で反射され、第１光検出器５１０で検出される。
【００９４】
前述の実施形態を介して本発明によるホログラフィック情報記録／再生装置について説明した。前述の実施形態で、参照光と再生光とがＰ偏光であり、信号光はＳ偏光を有する場合を例にとって説明しているが、これに限定されるものではなく、互いに入れ替わることもある。また、前述の実施形態で、ホログラフィック情報記録／再生装置は、記録と再生とをいずれも行うことができる場合を例にとって説明しているが、記録専用ないし再生専用である場合にも、本発明は適用可能なものである。さらに、前述の実施形態で、サーボ光と記録／再生用光との波長が異なる場合を例にとって説明しているが、これに限定されるものではなく、前記記録／再生用光で、サーボ情報とサーボエラー信号とを抽出する場合にも、本発明は適用可能なものである。
【００９５】
かような本発明であるホログラフィック情報記録／再生装置は、理解を助けるために図面に図示された実施形態を参考にして説明したが、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のみ決まるものである。
【図１】
2011508359.tif 000003
【図２】
2011508359.tif 000004
【図３】
2011508359.tif 000005
【図４】
2011508359.tif 000006
【図５】
2011508359.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011508359.tif 000009
【図８】
2011508359.tif 000010
【図９】
2011508359.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2011508359.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2011508359.tif 000015
【図１４】
2011508359.tif 000016
【国際調査報告】
2011508359.tif 000017
2011508359.tif 000018