(57)【要約】  記録時、再生時に部品の位置ずれ、角度ずれが生じた場合、参照光の光束径が変化し、光情報記録媒体の記録に寄与しない余分な露光が増えたり、参照光と信号光が干渉せずに適切な記録が出来ず、ホログラム再生像のＳＮＲが劣化するという課題がある。  光情報記録媒体に信号光と参照光を照射してホログラムを形成することで情報を記録し、ホログラムに参照光を照射することで情報を再生する光情報記録再生装置であって、レーザ光源からのレーザ光を信号光と参照光に分岐する分岐素子と、前記信号光に２次元情報を付加する空間光変調部と、光情報記録媒体に信号光を照射する対物レンズと、参照光を照射したときに光情報記録媒体からの回折光を検出する光検出部と、前記レーザ光源と前記分岐素子との間に配置され、前記レーザ光の光軸を調整する光軸調整部と、を備える光情報記録再生装置を提供する。
2014199504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光情報記録媒体に信号光と参照光を照射してホログラムを形成することで情報を記録し、光情報記録媒体のホログラムに参照光を照射することで情報を再生する光情報記録再生装置であって、  レーザ光を出射するレーザ光源と、  前記レーザ光源からの前記レーザ光を信号光と参照光に分岐する分岐素子と、  前記信号光に２次元情報を付加するための空間光変調部と、  光情報記録媒体に信号光を照射するための対物レンズと、  参照光を照射したときに光情報記録媒体からの回折光を検出する光検出部と、  前記レーザ光源と前記分岐素子との間に配置されており、前記レーザ光の光軸を調整する光軸調整部と、を備えることを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光情報記録再生装置であって、  前記光軸調整部は、前記光情報記録媒体上で信号光と参照光が干渉するように、前記信号光と前記参照光が光情報記録媒体に入射する角度を調整することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光情報記録再生装置であって、  前記レーザ光の波面収差を測定する波面測定部を有し、  前記光軸調整部は、前記測定された前記波面収差が小さくなるように、前記レーザ光の光軸を調整することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光情報記録再生装置であって、  前記光検出部は前記信号光の少なくとも一部を検出し、  前記検出された結果に基づいて、前記光軸調整部は、前記レーザ光の光軸を調整することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光情報記録再生装置であって、  前記信号光が前記光検出器の中央に入射するように、前記光軸調整部は、前記レーザ光の光軸を調整することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光情報記録再生装置であって、  前記レーザ光源と前記分岐素子との間に、第１の収差感度を有する第１の光学素子と前記第１の収差感度よりも小さい第２の収差感度を有する第２の光学素子が配置されており、  前記第２の光学素子は、前記第１の光学素子よりも前記レーザ光源側に配置されており、  前記光軸調整部は前記第１の光学素子を駆動することにより、前記レーザ光の光軸を調整することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項７】
請求項１に記載の光情報記録再生装置であって、  前記レーザ光源と前記分岐素子との間に、第１の収差感度を有する第１の光学素子と前記第１の収差感度よりも小さい第２の収差感度を有する第２の光学素子が配置されており、  前記第２の光学素子は、前記第１の光学素子よりも前記レーザ光源側に配置されており、  前記光軸調整部は前記第１の光学素子を駆動することにより、前記レーザ光の光軸を調整することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項８】
請求項１に記載の光情報記録再生装置であって、  前記レーザ光源と前記分岐素子との間にリレーレンズが配置されていることを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光情報記録再生装置であって、  前記光軸調整部は前記リレーレンズを駆動することにより、前記レーザ光の光軸を調整することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の光情報記録再生装置であって、  前記リレーレンズよりも前記レーザ光源側に、ビーム整形素子が配置されており、  前記光軸調整部は前記ビーム整形素子を駆動することにより、前記レーザ光の光軸を調整することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の光情報記録再生装置であって、  前記リレーレンズよりも前記レーザ光源側に、ウェッジプリズムが配置されており、  前記光軸調整部は前記ウェッジプリズムを駆動することにより、前記レーザ光の光軸を調整することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の光情報記録再生装置であって、  前記リレーレンズよりも前記レーザ光源側に、前記レーザ光を反射するミラーが配置されており、  前記光軸調整部は前記ミラーを駆動することにより、前記レーザ光の光軸を調整することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項１３】
光情報記録媒体に信号光と参照光を照射してホログラムを形成することで情報を記録し、光情報記録媒体のホログラムに参照光を照射することで情報を再生する光情報記録再生装置における光軸の調整方法であって、  レーザ光をレーザ光源により出射する出射ステップと、  前記レーザ光を分岐素子により信号光と参照光に分岐する分岐ステップと、  前記レーザ光源と前記分岐素子との間に配置されている光軸調整部により、前記レーザ光の光軸を調整する調整ステップと、  を備えることを特徴とする調整方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の調整方法であって、  前記レーザ光の波面収差を測定する測定ステップを有し、  前記調整ステップは、前記測定された前記波面収差が小さくなるように、前記レーザ光の光軸を調整することを特徴とする調整方法。
【請求項１５】
請求項１２に記載の調整方法であって、  前記信号光の少なくとも一部を検出する検出ステップを有し、  前記検出された結果に基づいて、前記調整ステップでは、前記レーザ光の光軸を調整することを特徴とする調整方法。
【請求項１６】
光情報記録媒体に信号光と参照光を照射してホログラムを形成することで情報を記録し、光情報記録媒体のホログラムに参照光を照射することで情報を再生する光情報記録再生装置における光軸の調整方法であって、  レーザ光をレーザ光源により出射する出射ステップと、  前記レーザ光を分岐素子により信号光と参照光に分岐する分岐ステップと、  前記信号光の少なくとも一部を光検出器により検出する検出ステップと、  記録に使う最も低角度の参照光角度において、光情報記録媒体の記録層の上面と下面で参照光が信号光と干渉するときに、前記信号光が前記光検出器の中央に入射するように、前記光検出器を配置するよう調整する調整ステップと、  を有することを特徴とする調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は信号光と参照光との干渉パターンをページデータとして光情報記録媒体に情報を記録する、および／または光情報記録媒体から情報を再生する装置、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  現在、青紫色半導体レーザを用いた、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（ＴＭ）規格により、民生用においても５０ＧＢ程度の記録密度を持つ光ディスクの商品化が可能となってきた。今後は、光ディスクでも１００ＧＢ〜１ＴＢというＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）容量と同程度まで大容量化が望まれる。【０００３】  しかしながら、このような超高密度を光ディスクで実現するためには、短波長化と対物レンズの高ＮＡ化による高密度化技術とは異なる新しい方式による高密度化技術が必要である。【０００４】  次世代のストレージ技術に関する研究が行われる中、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録するホログラム記録技術が注目を集めている。【０００５】  ホログラム記録技術とは、空間光変調器により２次元的に変調されたページデータの情報を有する信号光を、記録媒体の内部で参照光と重ね合わせ、その時に生じる干渉縞パターンによって記録媒体内に屈折率変調を生じさせることで情報を記録媒体に記録する技術である。【０００６】  情報の再生時には、記録時に用いた参照光を記録媒体に照射すると、記録媒体中に記録されているホログラムが回折格子のように作用して回折光を生じる。この回折光が記録した信号光と位相情報を含めて同一の光として再生される。【０００７】  再生された信号光は、ＣＭＯＳやＣＣＤなどの光検出器を用いて２次元的に高速に検出される。このようにホログラム記録技術は、１つのホログラムによって２次元的な情報を一気に光記録媒体に記録し、さらにこの情報を再生することを可能とするものであり、そして、記録媒体のある場所に複数のページデータを重ね書きすることができるため、大容量かつ高速な情報の記録再生を果たすことができる。【０００８】  特許文献１には、「ホログラム記録時に、信号光は光情報記録媒体の形態（板厚、角度、屈折率等）に関わらず、光学系の光軸に一致した状態で供給されるが、再生時には、再生光は光情報記録媒体の形態により、光学系の光軸からずれた状態で取り出されることになる。そこで、光軸ずれ補正部を設けて光軸のずれ量に応じて受光系を移動することにより、適正な検出状態を維持することができる。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１０５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  しかしながら、光情報記録再生装置においては、記録時および再生時に光情報記録媒体のみならず、配置される多くの光学部品について、随時、温度変化による熱膨張や振動等の要因によって、位置ずれ、角度ずれが生じることが予想される。記録時、再生時に部品の位置ずれ、角度ずれが生じた場合、例えば信号光を最小の光束径でオーバーラップするように参照光の光学部品を配置していたとしても、部品がずれることによって、参照光の光束径が変化し、例えば、光情報記録媒体の記録に寄与しない余分な露光が増えたり、参照光と信号光が干渉せずに適切な記録が出来なくなったりするなどの現象が予想される。これは高密度記録を妨げる原因の１つと成り得る。また、光学部品がずれることによって収差が発生し、再生像のＳＮＲが劣化する原因となる。【００１１】  そこで、本発明の目的は、高品質のホログラムの記録再生が可能な光情報記録再生装置および調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  上記課題は、例えば請求項に記載の発明により解決される。
【発明の効果】
【００１３】  本発明によれば、高品質のホログラムの記録再生が可能な光情報記録再生装置および調整方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の光ピックアップの第一の実施の形態を示す図
【図２】本発明の光ピックアップの第二の実施の形態を示す図
【図３】本発明の光ピックアップにおける角度ずれ検出の実施の形態を示す図
【図４】本発明の光ピックアップにおける、収差に対する参照光の角度ずれの感度を示す図
【図５】本発明の光ピックアップにおける、収差に対する参照光の位置ずれの感度を示す図
【図６（ａ）】本発明の光ピックアップの光軸調整を行うための第一の実施の形態を示す図
【図６（ｂ）】本発明の光ピックアップの光軸調整を行うための第一の実施の形態を示す図
【図６（ｃ）】本発明の光ピックアップの光軸調整を行うための第一の実施の形態を示す図
【図７】本発明の光ピックアップの光軸調整を行うための第二の実施の形態を示す図
【図８】本発明の光ピックアップの光軸調整を行うための第三の実施の形態を示す図
【図９】本発明の光ピックアップの光軸調整を行うための第四の実施の形態を示す図
【図１０】ホログラフィを利用してデジタル情報を記録および／または再生する光情報記録媒体の記録再生装置を示すブロック図
【図１１】光情報記録再生装置における記録、再生の動作フローを示す図
【図１２（ａ）】出荷前調整の調整フロー
【図１２（ｂ）】記録及び再生中の調整フロー
【図１３（ａ）】光情報記録媒体における信号光と参照光の関係（断面図）
【図１３（ｂ）】光情報記録媒体における信号光と参照光の関係（鳥瞰図）
【発明を実施するための形態】
【００１５】  以下、本発明の実施形態について、添付の図面を用いて説明する。
【００１６】  図１は本発明の光情報記録再生装置１０における光ピックアップ１１の光学系構成の一例を示したものである。
【００１７】  まずホログラムの記録手順について説明する。レーザ等の光源１０１を出射した光ビームは、ビーム整形素子１０４を透過して真円形状に整形される。ミラー１０９を経由して、リレーレンズ１１０の焦点距離に配置されたシャッタ１１１を透過した光は、その後光アイソレータ１１２によって光源１０１への戻り光を防止し、例えば１／２波長板などで構成される光学素子１１３によってｐ偏光とｓ偏光の光量比が所望の比になるように偏光方向が制御された後、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）プリズム１１５に入射する。
【００１８】  ＰＢＳプリズム１１５を透過した光ビームは、信号光１１６として働き、ビームエキスパンダ１１７によってビーム径が拡大された後、位相マスク１１８、リレーレンズ１１９、ＰＢＳプリズム１２０を透過して空間光変調器１２１に入射する。
【００１９】  空間光変調器１２１によって情報が付加された信号光は、ＰＢＳプリズム１２０を反射し、リレーレンズ１２２ならびにポリトピックフィルタ１２３を伝播する。その後、信号光は対物レンズ１２４によって光情報記録媒体１に集光する。
【００２０】  一方、ＰＢＳプリズム１１５を反射した光ビームは参照光１２５として働き、ピッチ方向の角度調整用素子である、例えばウェッジプリズム１２７、参照光の光束径を制御して光情報記録媒体１の余分な露光を防ぐためのアパーチャ１２８を通過した後、ガルバノミラー１３０に入射する。ガルバノミラー１３０はアクチュエータによって角度を調整可能のため、スキャナレンズ１３１を通過した後に光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を、所望の角度に設定することができる。なお、参照光の入射角度を設定するために、ガルバノミラーに代えて、参照光の波面を変換する素子を用いても構わない。
【００２１】  このように信号光と参照光とを光情報記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを光情報記録媒体に書き込むことで情報を記録する。また、ガルバノミラー１３０によって光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。
【００２２】  次に、ホログラムの再生手順について説明する。参照光１２５を光情報記録媒体１に入射し、光情報記録媒体１を透過した光ビームは、１／４波長板などで構成される光学素子１３２を通過して、アクチュエータによって角度調整可能なガルバノミラー１３３にて反射させ、再び光学素子１３２を通過させることで、参照光の偏光状態を変換し、再生用参照光を生成する。
【００２３】  この再生用参照光によって再生された再生光は、対物レンズ１２４、リレーレンズ１２２ならびにポリトピックフィルタ１２３を伝播する。その後、再生光はＰＢＳプリズム１２０を透過して光検出器１３３に入射し、記録した信号を再生することができる。光検出器１３３としては例えばＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子を用いることができるが、ページデータを再生可能であれば、どのような素子であっても構わない。
【００２４】  図２は光ピックアップ１１の別の構成を示した図である。光源２０１を出射した光ビームはコリメートレンズ２０２を透過し、シャッタ２０３に入射する。シャッタ２０３が開いている時は、光ビームはシャッタ２０３を通過した後、例えば１／２波長板などで構成される光学素子２０４によってｐ偏光とｓ偏光の光量比が所望の比になるように偏光方向を制御された後、偏光ビームスプリッタ２０５に入射する。
【００２５】  偏光ビームスプリッタ２０５を透過した光ビームは、偏光ビームスプリッタ２０７を経由して空間光変調器２０８に入射する。空間光変調器２０８によって情報を付加された信号光２０６は偏光ビームスプリッタ２０７を反射し、所定の入射角度の光線のみを通過させる特性を持つアングルフィルタ２０９を伝播する。その後、信号光ビームは対物レンズ２１０によって光情報記録媒体１に集光する。
【００２６】  一方、偏光ビームスプリッタ２０５を反射した光ビームは参照光２１２として働き、偏光方向変換素子２１９によって記録時又は再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー２１３ならびにミラー２１４を経由してレンズ２１５に入射する。レンズ２１５は参照光２１２を対物レンズ２１０のバックフォーカス面に集光させる役割を果たしており、対物レンズ２１０のバックフォーカス面にて一度集光した参照光は、対物レンズ２１０によって再度、平行光となって光情報記録媒体１に入射する。
【００２７】  ここで、対物レンズ２１０又は光学ブロック２２１は、例えば符号２２０に示す方向に駆動可能であり、対物レンズ２１０又は光学ブロック２２１の位置を駆動方向２２０に沿ってずらすことにより、対物レンズ２１０と対物レンズ２１０のバックフォーカス面における集光点の相対位置関係が変化するため、光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を所望の角度に設定することができる。なお、対物レンズ２１０又は光学ブロック２２１を駆動する代わりに、ミラー２１４をアクチュエータにより駆動することで参照光の入射角度を所望の角度に設定しても構わない。
【００２８】  このように、信号光と参照光を光情報記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、光情報記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。また対物レンズ２１０又は光学ブロック２２１の位置を駆動方向２２０に沿ってずらすことによって、光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。
【００２９】  記録した情報を再生する場合は、前述したように参照光を光情報記録媒体１に入射し、光情報記録媒体１を透過した光ビームをガルバノミラー２１６にて反射させることで、その再生用参照光を生成する。この再生用参照光によって再生された再生光は、対物レンズ２１０、アングルフィルタ２０９を伝播する。その後、再生光は偏光ビームスプリッタ２０７を透過して光検出器２１８に入射し、記録した信号を再生することができる。
【００３０】  図２に示した光学系は、信号光と参照光を同一の対物レンズに入射させる構成とすることで、図１に示した光学系構成に比して、大幅に小型化できる利点を有する。本発明は、図２のような光学系にも適用することが出来る。
【００３１】  図３は、図１の光ピックアップ１１における角度ずれの検出方法を示したものである。例えば光源１０１にレーザを用いる場合、振動、温度、部品の組付ガタ等の理由により、ビームポインティングが常に一定とならない場合がある。ビームポインティングがずれると、レーザから対象とする部品までの距離が大きくなればなるほど、その部品に対する光の入射角度が大きくなって収差が発生し、ホログラム再生像の品質が劣化する原因となってしまう。
【００３２】  そこで本実施例では、ビームポインティングずれの検出を、ホログラムの再生時に用いる光検出器１３３で行うものとする。光検出器１３３は例えばカメラを用いても良い。図13（ａ）に示すように、光情報記録媒体上で信号光を覆う参照光の面積（径）が最小になるとき、光情報記録媒体を最も効率良く記録に使用することができると考えられるため、これを理想状態と定義する。但し理想状態は光情報記録媒体の不要な露光を防ぎ高密度記録するという意味では効果が大きいが、この場合、少しでも光学部品の位置ずれや角度ずれが発生すると、信号光と参照光が干渉しなくなり再生品質が劣化するため、参照光の面積は最小でなくても良いが、できるだけ小さいことが望ましい。また、図１３（ｂ）に示すように、光情報記録媒体を真上から見たときに、信号光の焦点位置において、参照光の縦横中心に信号光が来るように調整を行い、設計上記録に使う最も低角度（図１３（ａ）下図のように光情報記録媒体の境界面の法線と参照光がなす角を示すθが設計上最も小さい角度）の参照光角度において、光情報記録媒体の記録層の上面と下面で常に参照光と信号光とが干渉する光学系を完成させることも重要である。光情報記録媒体の記録層において参照光と信号光が常に干渉することを確認した後、信号光のビームの中心が光検出器１３３の中央に来るよう、光検出器１３３の位置を調整する。この場合、リレーレンズ１１９の後に一時的に光が検出できる程度にできるだけ小さいアパーチャを挿入して光を絞り、信号光のビーム中心を分かりやすくすると調整し易い。また別の方法として、光検出器１３３の手前にレンズ等を挿入して、信号光を集光させても良い。または、信号光と参照光の干渉する面積が最小のときに、信号光のビームの中心が光検出器１３３の中央に来るよう、光検出器１３３の位置を調整してもよい。   なお、ここで、光情報記録媒体の記録層の上面と下面は、図１３（ａ）に示す部分を指す。
【００３３】  なお、ＰＢＳプリズム１１５を透過するｐ偏光を、光検出器１３３へ入射させるためには、ＰＢＳプリズム１２０の手前でｓ偏光とする必要があるため、例えばＰＢＳプリズム１１５からＰＢＳプリズム１２０までの光路中に１／２波長板を挿入してｓ偏光とする。もしくは別の方法として、ＰＢＳプリズム１１５の膜はｐ偏光を１００％透過し、ｓ偏光を１００％反射するように設計するとき、ＰＢＳプリズム１２０の膜はｐ偏光を例えば９５％透過、５％反射し、ｓ偏光を１００％反射するように設計すれば、光検出器１３３に光を入射させて検出することができる。以上は一例であるが、このように、光検出器１３３へ光を入射させてビームポインティングを検出する。ビームポインティングずれが発生すると、カメラに入射するビームの位置が変化するため、このビームが光検出器１３３の中央に来るように、ミラー１１４の角度を調整して光検出器１３３の中央にビーム強度の最大値がくるように光の角度を調整する。後述するが、図３において光源１０１からリレーレンズ１１１の間に配置される光学素子は、収差が最小になるように角度調整を行う。そのため、これらの素子の後段に配置されるミラー１１４を使って、ビームポインティングを調整することが望ましい。なおこの調整方法は図３の光学系における一例であり、この限りではない。また本発明では、再生時に用いる光検出器と同一の光検出器を用いて光の角度を調整しているため装置の小型化が図れる。なお、本発明は再生時に用いる光検出器と異なる光検出器を用いても構わない。
【００３４】  図４は、図１の光ピックアップ１１において参照光が透過する主な光学部品の、収差に対する角度ずれの感度を示したグラフである。光情報記録媒体における収差は、光情報記録媒体までの距離が長い光学部品ほど、収差に対する感度が大きい。一方、ＳＮＲを確保して高品質の再生像を得るためには、デフォーカス収差を除いた収差を抑える必要がある。収差の仕様値を、図４に示した４点の光学部品に割り付けると、光学部品の角度ずれ許容値は数ｍｄｅｇとなり、高精度な調整が必要である。
【００３５】  図５は図１の光ピックアップ１１において参照光が透過する主な光学部品の、収差に対する位置ずれの感度を示したグラフである。光学部品１〜４は、図４に示した部品とそれぞれ一致している。角度ずれと同様に、これらの４点の光学部品に収差仕様値を割り付けた結果、位置ずれ許容値は数mmとなった。図４、図５の計算結果から明らかなように、収差を低減して高品質の再生像を得るためには、光学部品の高精度な角度調整が必要である。
【００３６】  図６は、図１の光ピックアップ１１の光軸調整を行うための第一の実施の形態を表した図である。図６（ａ）に示すようにリレーレンズ１１０に位置調整機構を設ける。本実施例におけるリレーレンズ１１０は光情報記録媒体１から最も遠いレンズであり、収差の感度が最も大きい。このリレーレンズは図６（ｂ）に示すように同じレンズを２組用いて焦点を挟むように構成するが、片側のレンズ位置を調整することで、出射光の角度を変化させることが可能である。
【００３７】  出射光の角度調整は、例えば波面センサ等の収差を測定できる測定器に、リレーレンズ１１０の透過光を入射させて、収差の値が小さくなるように位置調整機構で調整する。このように、光ピックアップ１１の途中の光学部品から出射した光の収差を測定して調整するような調整は、例えば装置の出荷前調整が考えられる。前記位置調整機構は、例えばアクチュエータ等の素子によって駆動する。または、図６（ｃ）に示すように例えば波面センサ１５２を光情報記録媒体の手前に配置し、そこでの収差を随時検出して、アクチュエータをリアルタイムで駆動することで、光ピックアップ１１の初期組立時のみでなく、収差の経時変化も検出し、これを防いで高品質のホログラム像を記録再生することが可能となる。収差の経時変化も検出する場合には、装置内に波面センサを配置しておく必要がある。図６（ｃ）ではスキャナレンズ１３１の出射光を一部ミラーで反射して波面センサ１５２に入射させる光学系の例を示しているが、必ずしも波面センサの配置方法・配置場所はこの限りではない。また実際には、波面センサに入射させるために配置するミラー１５３は光をケラない場所に配置するべきであるため、例えば収差を測定するときにのみミラーが光を一部反射するような構成にする必要がある。
【００３８】  このように、本実施例では、収差感度が大きい光学素子を用いて光軸調整を行うことにより、収差を低減して高品質のホログラム像を記録再生することが可能となる。   図７は、図１の光ピックアップ１１の光軸調整を行うための第二の実施の形態を表した図である。収差の感度が最も大きいリレーレンズ１１０の手前に配置されたビーム整形素子１０４に角度調整機構を設けることで、出射光の角度を調整する。ビーム整形素子１０４の角度調整機構も、図６の実施例と同様にアクチュエータ等で駆動しても良い。これにより、収差を低減して高品質のホログラム像を記録再生することが出来る。  図８は、図１の光ピックアップ１１の光軸調整を行うための第三の実施の形態を表した図である。収差の感度が最も大きいリレーレンズ１１０の手前に、例えばウェッジプリズムのような出射光の角度を変更する光学素子１５１を新規に挿入し、これに角度調整機構を設けることで、出射光の角度を調整する。この角度調整機構も同様にアクチュエータ等で駆動しても良い。これにより、収差を低減して高品質のホログラム像を記録再生することが出来る。
【００３９】  図９は、図１の光ピックアップ１１の光軸調整を行うための第四の実施の形態を表した図である。上述したように、光情報記録媒体１から最も遠いリレーレンズ１１０の収差の感度が最も大きい場合には、この手前に配置したミラー１０９に角度調整機構を設けることで、リレーレンズ１１０への入射角度を調整する。この角度調整機構も同様にアクチュエータ等で駆動しても良い。これにより、収差を低減して高品質のホログラム像を記録再生することが出来る。また、第二〜第四の実施の形態にように、リレーレンズ１１０のような収差感度が大きい光学素子よりも収差感度が小さい、当該光学素子よりも光源１０１側に配置されたビーム整形素子、ウェッジプリズム、ミラーなどのような光学素子を用いて光軸調整を行うことにより、収差感度が大きい光学素子そのものを駆動するのに比べて、微小に調整が可能となる。
【００４０】  図６〜図９に示した実施例における角度調整方法は、いずれも、例えば波面センサ等の波面収差を測定できる測定器に、収差の感度が大きいリレーレンズ１１０などの光学部品を透過した光を入射させて、収差の値が小さくなるように角度を調整する。また、角度調整機構を搭載する光学部品は本実施例に限らず、収差の感度の大きい部品に対する入射角度を高精度に制御できれば、他の部品であっても良い。本実施例は一例である。また、図６〜図９の調整方法はいずれも、光学素子１１３後に光線の正しい到達位置が分かるようアパーチャを設けることが望ましい。このアパーチャをビーム中心が通過する範囲の中で、高精度な角度調整を行い、収差を最小にする。さらに、レーザ光は普通ガウス分布の光強度分布を持って出射するが、本発明の光ピックアップ１１には、光強度分布をＴｏｐ−Ｈａｔ形状に変換するための光学部品を導入しても良い。この光学部品は例えばビームホモジナイザやアポダイザなどである。レーザ光の光強度分布が均一であることで、空間光変調器１２１で信号光に情報を付加する際に、高品質のホログラムを記録することが可能となる。    なお光強度分布をＴｏｐ−Ｈａｔ形状に変換するための素子は非球面形状のレンズで製作されることが予想される。このような、非球面形状を持つ光学部品は、一般に収差の感度が大きいことが予想されるため、この部品自体またはこの部品の前段に配置される他の部品に角度調整機構を設けることで、高品質のホログラムの記録再生が可能となる。
【００４１】  図12(a)(b)に調整フローの一例を示す。(a)は出荷前調整を説明する図である。光ピックアップ１１の組立を行うため光源から順に光学部品を1つずつ組み付ける（１２０１）。収差の観点からは、主に参照光の収差を低減することが重要であるため、波面センサ等の測定器により参照光の波面収差を測定し（１２０２・１２０３）、収差が仕様値以内に収まっているか確認する（１２０４）。もし収まっていない場合は、図６〜図９で説明した光学部品の角度を調整して光軸の角度を調整し、収差を低減する（１２０５）。仕様値以内に収まったら収差の調整を完了（１２０６）し、次にビームポインティング調整用の光検出器の位置調整を開始する（１２０７）。具体的には、参照光を、記録に使う最も低角度に振ったとき、光情報記録媒体の記録層の上面、中面、下面すべてで参照光と信号光が干渉することを確認し（１２０８）、干渉しない場合は、するように信号光と参照光の相対位置を調整する（１２０９）。調整が出来たら、、信号光のビーム中心が、光検出器の中央に入射していることを確認する（１２１０）。中央からずれた位置に入射している場合は、一致するように光検出器の組付位置を調整する（１２１１）。以上で出荷前調整を終了する（１２１２）。次に、図12(b)に示した記録及び再生処理中の調整について説明する。記録中及び再生中に波面収差やビームポインティングのずれが発生すると、高SNRの再生像を得ることが困難となるため、本調整は可能であればリアルタイム補正が好ましい。まず参照光の波面収差を測定する（１２５１・１２５２）。測定した収差が出荷前に調整した仕様値以内に収まっているかどうかを判定し（１２５３）、収まっていない場合は、図６〜図９で説明した角度調整機構により光軸の角度を調整し（１２５４）、再度収差を測定する。収差が仕様値以内になったところで収差の調整を終了する（１２５５）。次にビームポインティングずれを検出する（１２５６）。出荷前調整で位置を固定した光検出器の中央に、信号光のビーム中心が入射しているかを判定し（１２５７）、入射していない場合には、光学部品の角度を調整して光軸の角度を調整し、中央に入射させる（１２５８）。以上の手順を記録及び再生中に、ページ記録またはページ再生が終了するたびに繰り返すことで、光軸ずれを抑えて収差を低減し、高品質の再生像を得る光ピックアップ１１を提供することが可能である。また調整のタイミングは上述したものに限られず、光ピックアップのメンテナンス時や光源の取替えのタイミング等、本記録再生装置が使用される環境に応じて変化する。
【００４２】  図１０はホログラフィを利用してデジタル情報を記録および／または再生する光情報記録媒体の記録再生装置を示すブロック図である。光情報記録再生装置１０は、入出力制御回路９０を介して外部制御装置９１と接続されている。記録する場合には、光情報記録再生装置１０は外部制御装置９１から記録する情報信号を入出力制御回路９０により受信する。再生する場合には、光情報記録再生装置１０は再生した情報信号を入出力制御回路９０により外部制御装置９１に送信する。光情報記録再生装置１０は、光ピックアップ１１、再生用参照光光学系１２、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４、及び回転モータ５０を備えており、光情報記録媒体１は回転モータ５０によって回転可能な構成となっている。
【００４３】  光ピックアップ１１は、参照光と信号光を光情報記録媒体１に出射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録媒体に記録する役割を果たす。この際、記録する情報信号はコントローラ８９によって信号生成回路８６を介して光ピックアップ１１内の空間光変調器に送り込まれ、信号光は空間光変調器によって変調される。
【００４４】  光情報記録媒体１に記録した情報を再生する場合は、光ピックアップ１１から出射された参照光を記録時とは逆の向きに光情報記録媒体１に入射させる光波を再生用参照光光学系１２にて生成する。再生用参照光によって再生される再生光を光ピックアップ１１内の後述する光検出器によって検出し、信号処理回路８５によって信号を再生する。
【００４５】  本実施例の位置／角度調整機構は光ピックアップ１１内の光学部品に付随する。光ピックアップから収差検出補正回路２１で参照光の収差を検出し、これが最小値を取るように光学部品の位置や角度を補正するための信号を位置／角度調整機構用アクチュエータ２０へ送信して、光学部品の位置／角度調整機構を駆動する。
【００４６】  光情報記録媒体１に照射する参照光と信号光の照射時間は、光ピックアップ１１内のシャッタの開閉時間をコントローラ８９によってシャッタ制御回路８７を介して制御することで調整できる。
【００４７】  キュア光学系１３は、光情報記録媒体１のプリキュアおよびポストキュアに用いる光ビームを生成する役割を果たす。プリキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録する際、所望位置に参照光と信号光を照射する前に予め所定の光ビームを照射する前工程である。ポストキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録した後、該所望の位置に追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程である。
【００４８】  ディスク回転角度検出用光学系１４は、光情報記録媒体１の回転角度を検出するために用いられる。光情報記録媒体１を所定の回転角度に調整する場合は、ディスク回転角度検出用光学系１４によって回転角度に応じた信号を検出し、検出された信号を用いてコントローラ８９によってディスク回転モータ制御回路８８を介して光情報記録媒体１の回転角度を制御する事が出来る。
【００４９】  光源駆動回路８２からは所定の光源駆動電流が光ピックアップ１１、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４内の光源に供給され、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光することができる。
【００５０】  また、光ピックアップ１１、そして、ディスクキュア光学系１３は、光情報記録媒体１の半径方向に位置をスライドできる機構が設けられており、アクセス制御回路８１を介して位置制御が行われる。
【００５１】  ところで、ホログラフィの角度多重の原理を利用した記録技術は、参照光角度のずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。
【００５２】  従って、光ピックアップ１１内に、参照光角度のずれ量を検出する機構を設けて、サーボ信号生成回路８３にてサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御回路８４を介して該ずれ量を補正するためのサーボ機構を光情報記録再生装置１０内に備えることが必要となる。
【００５３】  また、光ピックアップ１１、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４は、いくつかの光学系構成または全ての光学系構成をひとつに纏めて簡素化しても構わない。
【００５４】  図１１は、光情報記録再生装置１０における記録、再生の動作フローを示したものである。ここでは、特にホログラフィを利用した記録再生に関するフローを説明する。
【００５５】  同図（ａ）は、光情報記録再生装置１０に光情報記録媒体１を挿入した後、記録または再生の準備が完了するまでの動作フローを示し、同図（ｂ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に情報を記録するまでの動作フロー、同図（ｃ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に記録した情報を再生するまでの動作フローを示したものである。
【００５６】  同図（ａ）に示すように媒体を挿入すると（１１０１）、光情報記録再生装置１０は、例えば挿入された媒体がホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する媒体であるかどうか光情報記録媒体の判別を行う（１１０２）。
【００５７】  光情報記録媒体の判別の結果、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する光情報記録媒体であると判断されると、光情報記録再生装置１０は光情報記録媒体に設けられたコントロールデータを読み出し（１１０３）、例えば光情報記録媒体に関する情報や、例えば記録や再生時における各種設定条件に関する情報を取得する。
【００５８】  コントロールデータの読み出し後は、コントロールデータに応じた各種調整やピックアップ１１に関わる学習処理（１１０４）を行い、光情報記録再生装置１０は、記録または再生の準備が完了する（１１０５）。
【００５９】  準備完了状態から情報を記録するまでの動作フローは同図（ｂ）に示すように、まず記録するデータを受信して（１１１１）、該データに応じた情報を光ピックアップ１１内の空間光変調器に送り込む。
【００６０】  その後、光情報記録媒体に高品質の情報を記録できるように、必要に応じて例えば光源３０１のパワー最適化やシャッタ３０３による露光時間の最適化等の各種記録用学習処理を事前に行う（１１１２）。
【００６１】  その後、シーク動作（１１１３）ではアクセス制御回路８１を制御して、光ピックアップ１１ならびにキュア光学系１３の位置を光情報記録媒体１の所定の位置に位置づけする。光情報記録媒体１がアドレス情報を持つ場合には、アドレス情報を再生し、目的の位置に位置づけされているか確認し、目的の位置に配置されていなければ、所定の位置とのずれ量を算出し、再度位置づけする動作を繰り返す。
【００６２】  その後、キュア光学系１３から出射する光ビームを用いて所定の領域をプリキュアし（１１１４）、ピックアップ１１から出射する参照光と信号光を用いてデータを記録する（１１１５）。
【００６３】  データを記録した後は、キュア光学系１３から出射する光ビームを用いてポストキュアを行う（１１１６）。必要に応じてデータをベリファイしても構わない。
【００６４】  準備完了状態から記録された情報を再生するまでの動作フローは同図（ｃ）に示すように、まずシーク動作（１１２１）で、アクセス制御回路８１を制御して、光ピックアップ１１ならびに再生用参照光光学系１２の位置を光情報記録媒体１の所定の位置に位置付けする。光情報記録媒体１がアドレス情報を持つ場合には、アドレス情報を再生し、目的の位置に位置づけされているか確認し、目的の位置に配置されていなければ、所定の位置とのずれ量を算出し、再度位置付けする動作を繰り返す。
【００６５】  その後、光ピックアップ１１から参照光を出射し、光情報記録媒体１に記録された情報を読み出し（１１２２）、再生データを送信する（１１２３）。
【００６６】  以上上記実施例によれば、光情報記録再生装置内に配置される光学部品の位置ずれ、角度ずれを調整することができ、その結果、高品質のホログラムの記録再生が可能となる。また、レーザ光源の寿命や故障の際に、着脱が必要となった場合、光学系の光軸調整が必要となるが、主要な光学部品に位置／角度調整機構を設けることで、作業時間を短縮することが可能となる。さらに、レーザ光源の発振の安定化を待つ間に、光学系の光軸調整をしておくことで、記録を開始するまでの時間を短縮することができ、作業性の効率を向上することが可能となる。
【００６７】  なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００６８】  また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【００６９】  また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００７０】１・・・光情報記録媒体、１０・・・光情報記録再生装置、１１・・・光ピックアップ、１２・・・再生用参照光光学系、１３・・・キュア光学系、１４・・・ディスク回転角度検出用光学系、２０・・・位置／角度調整機構用アクチュエータ、２１・・・収差検出補正回路、５０・・・回転モータ、８１・・・アクセス制御回路、８２・・・光源駆動回路、８３・・・サーボ信号生成回路、８４・・・サーボ制御回路、８５・・・信号処理回路、８６・・・信号生成回路、８７・・・シャッタ制御回路、８８・・・ディスク回転モータ制御回路、８９・・・コントローラ、９０…入出力制御回路、９１…外部制御装置、１０１・・・光源、１０４・・・ビーム整形素子、１０９・・・ミラー、１１０・・・リレーレンズ、１１１・・・シャッタ、１１２・・・光アイソレータ、１１３・・・１／２波長板、１１４・・・ミラー、１１５・・・ＰＢＳプリズム、１１６・・・信号光、１１７・・・ビームエキスパンダ、１１８・・・位相マスク、１１９・・・リレーレンズ、１２０・・・ＰＢＳプリズム、１２１・・・空間光変調器、１２２・・・リレーレンズ、１２３・・・ポリトピックフィルタ、１２４・・・対物レンズ、１２５・・・参照光、１２６・・・ミラー、１２７・・・ピッチ方向の角度調整用素子、１２８・・・アパーチャ、１２９・・・ミラー、１３０・・・ガルバノミラー、１３１・・・スキャナレンズ、１３２・・・１／４波長板、１３３・・・がルバノミラー、２０１・・・光源、２０２・・・コリメートレンズ、２０３・・・シャッタ、２０４・・・１／２波長板、２０５・・・偏光ビームスプリッタ、２０６・・・信号光、２０７・・・偏光ビームスプリッタ、２０８・・・空間光変調器、２０９・・・アングルフィルタ、２１０・・・対物レンズ、２１１・・・対物レンズアクチュエータ、２１２・・・参照光、２１３・・・ミラー、２１４・・・ミラー、２１５・・・レンズ、２１６・・・ミラー、２１７・・・アクチュエータ、２１８・・・光検出器、２１９・・・偏光方向変換素子、２２０・・・駆動方向、２２１・・・光学ブロック、２３０・・・アクチュエータ、１５０・・・１／２波長板、１５１・・・角度変更用素子、１５２・・・波面センサ、１５３・・・ミラー
【図１】
2014199504.tif 000003
【図２】
2014199504.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014199504.tif 000006
【図５】
2014199504.tif 000007
【図６（ａ）】
2014199504.tif 000008
【図６（ｂ）】
2014199504.tif 000009
【図６（ｃ）】
2014199504.tif 000010
【図７】
2014199504.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014199504.tif 000014
【図１１】
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【図１２（ａ）】
2014199504.tif 000016
【図１２（ｂ）】
2014199504.tif 000017
【図１３（ａ）】
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【図１３（ｂ）】
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【国際調査報告】
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