(57)【要約】【課題】２光束干渉方式を用いた光情報記録再生装置において、空間光変調素子と画像受光素子とに係る組立調整精度の緩和と装置のさらなる小型化を図る。【解決手段】２光束干渉方式を用いた光情報記録再生装置は、レーザー光源１１からの光束を２つの光束に分岐するＰＢＳ１１を備え、分岐した光束の一方を参照光として記録媒体２２に導く。また、分岐した光束の他方が照射され、情報光を生成する空間光変調素子と、情報光を記録媒体２２に導く対物レンズ３１と、記録媒体２２からの光束を受光する画像受光素子とを備える。この構成で、参照光と情報光とを干渉させて記録媒体２２に情報を記録し、参照光を記録媒体２２に照射し、そこから出射する光束を画像受光素子に導き情報の再生を行う。空間光変調素子と画像受光素子とは、同一基板上に形成されたＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１で構成される。【選択図】図１
2008123627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束を２つの光束に分岐する分岐手段と、
分岐した前記２つの光束の内の一方を参照光として記録媒体に導く光学系と、
分岐した前記２つの光束の内の他方が照射され、情報光を生成する空間光変調素子と、
該情報光を前記記録媒体に導く対物レンズと、
前記記録媒体からの光束を受光する画像受光素子とを備え
前記参照光と前記情報光とを干渉させて前記記録媒体に情報を記録し、前記参照光を前記記録媒体に照射し、該記録媒体から出射する光束を前記画像受光素子に導き情報の再生を行う、２光束干渉方式を用いた光情報記録再生装置において、
前記空間光変調素子と前記画像受光素子とは、同一基板上に形成された一体素子から構成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２】
前記一体素子は、前記空間光変調素子と前記画像受光素子とが同一半導体プロセスで生成されていることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生装置。
【請求項３】
前記一体素子は、前記空間光変調素子と前記画像受光素子とが光軸に対して垂直な方向に立体的に一体化されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光情報記録再生装置。
【請求項４】
前記一体素子は、前記空間光変調素子と前記画像受光素子とが平面的に一体化されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光情報記録再生装置。
【請求項５】
前記一体素子は、前記空間光変調素子と前記画像受光素子とが同一面積および同一形状となるように配置されていることを特徴とする請求項４記載の光情報記録再生装置。
【請求項６】
前記一体素子は、前記画像受光素子が前記空間光変調素子よりも面積が大きくなるように配置されていることを特徴とする請求項４記載の光情報記録再生装置。
【請求項７】
前記空間光変調素子は、光干渉用の空間を挟んで互いに対向配置された２つの光干渉ミラーを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光情報記録再生装置。
【請求項８】
前記空間光変調素子は、液晶と、該液晶を挟んで互いに対向配置される画素電極および対向電極とを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録再生装置に関し、特にホログラフィを利用して情報が記録される記録媒体に対して情報を記録し、情報が記録されている記録媒体からの情報の再生を行う光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代の超高密度データストレージとして、ホログラムメモリが実用化領域での注目を集めている。特に、画像情報等を２次元デジタルパターン情報に展開し、これを、ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録し、また、その記録媒体から情報を再生するデジタルホログラムメモリが注目されている。
【０００３】
このようなメモリとして、図８（ａ）および（ｂ）に示すような、２光束を干渉させてホログラフィを記録媒体に記録する方式（「２光束干渉方式」と言う。）がある。図８（ａ）は記録時の光路を、図８（ｂ）は、再生時の光路を示している。
【０００４】
図８（ａ）に示すように、記録時は、光束をＢＳ（ビームスプリッタ）１で２光束に分ける。そして、ＢＳ１で分けられた一方の光束を参照光としてガルバノミラー２、リレーレンズ３を介して記録媒体４に所定の角度で照射する。これと同時に、ＢＳ１で分けられた他方の光束をＳＬＭ（Spatial Light Modulator：空間光変調器）５により情報に応じた２次元パターンに変調して情報光として対物レンズ６により記録媒体４に照射する。こうして、ＳＬＭ５で施された２次元パターンが記録媒体４に干渉パターンとして形成され、記録がなされる。そして、ガルバノミラー２によって記録媒体４に入射する角度を変えることで、角度に応じた多重記録がなされる。
【０００５】
図８（ｂ）に示すように、再生時は、ＳＬＭ５、対物レンズ６へ向かう光束を遮断して、上記参照光のみで記録媒体４を所定の角度で照射し、先の記録で形成されたホログラムによる回折光を生じさせる。この回折光を検出用対物レンズ７で集光してＣＭＯＳセンサ８上に像を形成し、記録時のＳＬＭ５で施された２次元パターン情報を再生する。
【０００６】
しかし、上記のような構成では、記録媒体を挟んで両側に光学系等が配置されるため、装置の大型化が避けられないという問題があった。そこで、記録媒体に対してその片側へ光学系等が配置される、小型化を狙った装置が考案されてきている。
【０００７】
そのような例として、非特許文献１に記載されている、図９（ａ）および（ｂ）に示されるような２光束干渉方式の光情報記録再生装置がある。上記と同様、図９（ａ）は記録時の光路を、図９（ｂ）は、再生時の光路を示している。
【０００８】
先ず、図９（ａ）を参照して、記録時について説明する。
【０００９】
レーザー光源１１からの光束のうち、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）１７を透過する光束が参照光となり、ミラー１８、ミラー１９、ガルバノミラー２０で反射して、走査レンズ２１に導かれる。走査レンズ２１は、導かれた参照光をホログラム記録メディア２２に照射する。
【００１０】
ここで、エクスパンダ１２は光束径を所望の径に整える。ピンホール１３は、波面を整える空間フィルタである。シャッタ１４は、記録時の露光時間をコントロールする為に用意されている。アポダイザ１５は、光束の強度分布を面内均一にするフィルタである。１／２波長板１６は、回転可変となっていて、後述する再生時にはＢＳ１７に入射する光束の偏光方向を変えて、ＢＳ１７を透過する光が発生しないようにするためのものである。
【００１１】
一方、レーザー光源１１からの光束のうち、ＰＢＳ１７で反射した光束は、ＰＢＳ２６で反射して反射型液晶デバイス２７に入射する。入射した光束は、偏光方向を変え、所定の情報に対応した２次元変調を施されて反射し、情報光となる。生成された情報光は、ＰＢＳ２６を透過し、対物レンズ３１によりホログラム記録メディア２２に照射される。
【００１２】
ここで、エクスパンダ２３は、情報光となる光束の径を整える。フェイズマスク２４は、対物レンズで集光されたホログラム記録媒体中での強度分布の不均一性を改善するためのフィルタである。リレーレンズ２５は、フェイズマスク２４の２次元パターン像を反射型液晶デバイス２７に重ね合わせる。リレーレンズ２８は、フェイズマスク２４の２次元パターンの像の重ね合わさった反射型液晶デバイス２７の２次元パターンの像を、対物レンズ３１の入射側焦点面に形成する。ポリトピックフィルタ２９は、後述するホログラム再生時に、所望のホログラム以外からの再生光の混入を制限する開口である。１／２波長板３０は、切り替え可能となっていて、後述する再生時にホログラム記録メディア２２からの光束の偏光方向を変えるために設けられている。
【００１３】
次に、図９（ｂ）を参照して、再生時について説明する。
【００１４】
再生時は、レーザー光源１１からの光束を１／２波長板１６でその偏光方向を変えて、ＰＢＳ１７での反射が発生しないようにする。ＰＢＳ１７を透過する光束は、ミラー１８、ミラー１９、ガルバノミラー２０で反射させて、走査レンズ２１に導き、走査レンズによりホログラム記録メディア２２へ照射される。この際に、ホログラム記録メディア２２に記録されているホログラムによる回折光が生じるが、これは情報再生光として使用されない。
【００１５】
ホログラム記録メディア２２を透過した光束は、ガルバノミラー３２で折り返され、これが参照光としてホログラム記録メディア２２へ入射する。この参照光のホログラム記録メディア２２への入射角は、ガルバノミラー２０、ガルバノミラー３２でコントロールされている。
【００１６】
ホログラム記録メディア２２へ照射された参照光は、ホログラム記録メディア２２に記録されているホログラムにより回折光を生じさ、情報再生光となる。この情報再生光は、対物レンズ３１で集光され、１／２波長板３０により９０°偏光方向を変える。そして、ポリトピックフィルタ２９により、ガルバノミラー２０、ガルバノミラー３２でコントロールされた参照光入射角に対応した光以外の情報再生光が排除されて、ＰＢＳ２６に入射する。ＰＢＳ２６に入射した光束は、偏光方向が９０°回転させられているので、ＰＢＳ２６で反射してＣＭＯＳセンサ３３に入射する。
【００１７】
こうして、ホログラム記録メディア２２に記録されている所望のホログラムに対応した２次元パターン情報が再生される。
【００１８】
以上のようにして、記録媒体の片側へ光学系等が配置される（ガルバノミラー３２のみ反対側にある。）装置を実現している。
【非特許文献１】“The InPhase Professional Archive Drive OMA: Design and Function”, 2006 Optical Data Storage Topical Meeting Conference Proceedings MA1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記従来例には以下のような課題があった。
【００２０】
即ち、反射型液晶デバイス２７とＣＭＯＳセンサ３３とは、光軸に対する相対的なシフト、傾き、回転を高精度に位置あわせする必要があり、組立調整にコストが嵩むという問題があった。また、反射型液晶デバイス２７とＣＭＯＳセンサ３３は、装置の他の構成要素であるレンズ等に比べてサイズが大きく、装置の小型化を阻害するという問題もあった。
【００２１】
本発明の目的は、上記課題に鑑み、２光束干渉方式を用いた光情報記録再生装置において、空間光変調素子と画像受光素子とに係る組立調整精度の緩和と装置のさらなる小型化を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決する為に、本発明は、光源からの光束を２つの光束に分岐する分岐手段と、分岐した光束の一方を参照光として記録媒体に導く光学系と、分岐した他方の光束が照射され、情報光を生成する空間光変調素子と、情報光を記録媒体に導く対物レンズと、記録媒体からの光束を受光する画像受光素子とを備え、参照光と情報光を干渉させて記録媒体に情報を記録し、参照光を記録媒体に照射し、記録媒体から出射する光束を画像受光素子に導き情報の再生を行う、２光束干渉方式を用いた光情報記録再生装置において、空間光変調素子と画像受光素子とは、同一基板上に形成された一体素子から構成されていることを特徴とする。
【００２３】
この構成において、一体素子は、空間光変調素子と画像受光素子とが光軸に対して垂直な方向になるように立体的に一体化してもよい。或いはまた、一体素子は、空間光変調素子と画像受光素子とが同一平面上に並ぶように一体化してもよい。この場合、一体素子は、空間光変調素子と画像受光素子とが同一面積および同一形状となるように配置されてもよい。或いは、一体素子は、画像受光素子が空間光変調素子よりも面積が大きくなるように配置されてもよい。
【００２４】
さらに、空間光変調素子は、光干渉用の空間を挟んで互いに対向配置された２つの光干渉ミラーを有してもよい。或いは、空間光変調素子は、液晶と、該液晶を挟んで互いに対向配置される画素電極および対向電極とを有してもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、２光束干渉方式を用いた光情報記録再生装置において、空間光変調素子と画像受光素子とに係る組立調整精度の緩和され、従来の空間光変調素子と画像受光素子の個別使用に比較して省スペースと出来、装置のさらなる小型化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る光情報記録再生装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２７】
まず、本発明の第１の実施例について説明する。
【００２８】
図１（ａ）および（ｂ）は、本実施例に係る２光束干渉方式を用いた光情報記録再生装置の全体構成およびその記録再生時の光路を示す図である。上記従来例と同様、図１（ａ）は記録時の光路を、図１（ｂ）は再生時の光路を示している。
【００２９】
図１（ａ）および（ｂ）に示す光情報記録再生装置は、レーザー光源１１と、このレーザー光源１からの光束を透過および反射して２つの光束に分岐させる分岐手段としてのＰＢＳ１７とを有する。ＰＢＳ１７とレーザー光源１１との間の光路には、エクスパンダ１２、ピンホール１３、シャッタ１４、アポダイザ１５、および１／２波長板１６が配置されている。
【００３０】
この光情報記録再生装置には、ＰＢＳ１７から分岐した２つの光束の内の一方を参照光としてホログラム記録メディア２２に導く光学系として、ミラー１８、ミラー１９、ガルバノミラー２０、および走査レンズ２１が配置されている。また、ＰＢＳ１７から分岐した２つの光束の内の他方が照射され、情報光を生成する空間光変調部と、ホログラム記録メディア２２からの光束を受光する画像受光部とを同一基板上に形成したＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１が配置されている。
【００３１】
ＰＢＳ１７とＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１との間の光路には、エクスパンダ２３、フェイズマスク２４、リレーレンズ２５、ＰＢＳ２６、および１／４波長板４２が配置されている。また、ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１とホログラム記録メディア２２との間の光路には、リレーレンズ２８、ポリトピックフィルタ２９、１／２波長板３０および対物レンズ３１が配置されている。さらに、ホログラム記録メディア２２の透過側には、ガルバノミラー３２が配置されている。
【００３２】
ここで、本実施例の動作について説明する。
【００３３】
まず、図１（ａ）を参照して、記録時について説明する。
【００３４】
レーザー光源１１からの光束のうち、ＰＢＳ１７を透過する光束が参照光となり、ミラー１８、ミラー１９、ガルバノミラー２０で反射して、走査レンズ２１に導かれる。走査レンズ２１は、参照光をホログラム記録メディア２２に照射する。
【００３５】
ここで、エクスパンダ１２は、光束径を所望の径に整える。ピンホール１３は、波面を整える空間フィルタである。シャッタ１４は、記録時の露光時間をコントロールする為に用意されている。アポダイザ１５は、光束の強度分布を面内均一にするフィルタである。１／２波長板１６は、回転可変となっていて、後述する再生時にはＢＳ１７に入射する光束の偏光方向を変えて、ＢＳ１７を透過する光が発生しないようにするためのものである。
【００３６】
一方、レーザー光源からの光束のうち、ＰＢＳ１７で反射した光束は、ＰＢＳ２６で反射して、ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１に入射する。入射した光束は、ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１の空間光変調部の機能により、所定の情報に対応した２次元変調を施されて反射し、偏光方向を変え、情報光となる。反射した光束は、ＰＢＳ２６を透過し、対物レンズ３１で参照光をホログラム記録メディア２２に照射される。
【００３７】
ここで、エクスパンダ２３は、情報光となる光束の径を整える機能を有する。フェイズマスク２４は、対物レンズ３１で集光されたホログラム記録メディア２２中での強度分布の均一性を改善するためのフィルタである。リレーレンズ２５は、フェイズマスク２４の２次元パターン像をＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１に重ね合わせる。リレーレンズ２８は、フェイズマスク２４の２次元パターンの像の重ね合わさった、ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１の空間光変調部の機能による２次元パターンの像を、対物レンズ３１の入射側焦点面に形成する。１／４波長板４２は、ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１に入射する光を円偏光に変え、ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１で反射されてきた光を、ＰＢＳ２６を透過する直線偏光に変えるためのものである。ポリトピックフィルタ２９は、後述するホログラム再生時に、所望のホログラム以外からの再生光の混入を制限する開口である。
【００３８】
次に、図１（ｂ）を参照して、再生時について説明する。
【００３９】
再生時は、レーザー光源１１からの光束を１／２波長板１６でその偏光方向を変えて、ＰＢＳ１７での反射が発生しないようにする。ＰＢＳ１７を透過する光束は、ミラー１８、ミラー１９、ガルバノミラー２０で反射させて、走査レンズ２１に導き、走査レンズ２１によりホログラム記録メディア２２へ照射される。この際に、ホログラム記録メディア２２に記録されているホログラムによる回折光が生じるが、これは情報再生光として使用されない。
【００４０】
ホログラム記録メディア２２を透過した光束は、ガルバノミラー３２で折り返され、これが参照光として、ホログラム記録メディア２２へ入射する。この参照光のホログラム記録メディア２２への入射角はガルバノミラー２０、ガルバノミラー３２でコントロールされている。
【００４１】
ホログラム記録メディア２２へ照射された参照光は、ホログラム記録メディア２２に記録されているホログラムにより回折光を生じ、情報再生光となる。この情報再生光は、対物レンズ３１で集光され、ポリトピックフィルタ２９により、ガルバノミラー２０、ガルバノミラー３２でコントロールされた参照光入射角に対応した情報再生光以外の情報再生光を減衰させて、ＰＢＳ２６に入射する。ＰＢＳ２６に入射した光束は、ＰＢＳ２６を透過してＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１に入射する。
【００４２】
こうして、ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１に入射した光束は、ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１の画像受光機能部により電気信号に変換され、ホログラム記録メディア２２に記録されている所望のホログラムに対応した２次元パターン情報が再生される。
【００４３】
なお、ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１において、ＳＬＭ部とＣＭＯＳセンサ部は一体化されているので、従来例の図９（ａ）および（ｂ）のように、記録時と再生時でＰＢＳ２６での偏光分離のための１／２波長板３０（同図参照）が不要となっている。
【００４４】
ここで、本発明の特徴であるＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１について説明する。
【００４５】
ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１は、２次元状に配置された複数の画素（単位画素）を備え、各画素のそれぞれに空間光変調部に対応するＳＬＭ部と、画像受光部に対応するＣＭＯＳセンサ部とを有している。
【００４６】
ＳＬＭ部は、光干渉用のギャップを挟んで対向配置される２つの光干渉ミラーＡ、Ｂ（後述参照）と、ＳＬＭ書き込み用トランジスタで構成されるＳＬＭデータ転送スイッチ（画素スイッチ）とを有している。その他、データ（信号）を保持する保持容量等も含まれる。本実施例では、後述するように光干渉ミラーＡを構成する反射電極にＳＬＭデータ転送スイッチのソース・ドレイン領域の一方が電気的に接続され、光干渉ミラーＢを構成する対向電極は全画素共通の給電線（例えば接地線）に接続される。ＳＬＭデータ転送スイッチのソース・ドレイン領域の他方は図示しない垂直信号線およびサンプリングスイッチに、またそのゲートは図示しない走査線にそれぞれ接続される。この構成で、ＳＬＭデータ転送スイッチおよびサンプリングスイッチをＯＮ／ＯＦＦ制御して、垂直信号線を介して信号を光干渉ミラーＡを構成する反射電極に供給する。これにより、両ミラーＡ、Ｂ間の電位差を制御し、その間に生じるクーロン力によりギャップの間隔を変化させる。このようにして、画素毎に、両光干渉ミラーＡ、Ｂを介して入射される光の反射率および透過率を変化させ、空間変調を施すことが可能となっている。
【００４７】
ＣＭＯＳセンサ部は、フォトダイオードと、トランジスタで構成される転送スイッチと、増幅トランジスタとを有している。その他、トランジスタで構成されるリセットスイッチや選択スイッチ等も含まれる。
【００４８】
本実施例のＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１は、ＳＬＭ部とＣＭＯＳセンサ部とが光軸に沿う立体的な一体化がなされていることが特徴である。
【００４９】
図２は、本実施例に係るＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１の１画素の断面図（略図）である。
【００５０】
図２において、５１はＳｉ基板である。このＳｉ基板５１上にＣＭＯＳセンサ部とＳＬＭ部とが形成されている。
【００５１】
また、５２はフォトダイオード、５３はＣＭＯＳセンサの転送トランジスタ（ゲート、ソース・ドレイン領域を含む）、５４はＣＭＯＳセンサ配線である。フォトダイオード５２は、転送トランジスタ５３のソース領域を兼ねており、転送トランジスタ５３のドレイン領域がＣＭＯＳセンサ配線５４に電気的に接続されている。これらのほか、図示していないＣＭＯＳセンサの他のトランジスタやその配線等により、ＣＭＯＳセンサ部が構成される。
【００５２】
また、５５はＳＬＭ素子配線、５７は光干渉ミラーＡ（反射電極）、５８は光干渉ミラーＢ（共通対向電極）、６２は両光干渉ミラーＡ、Ｂ間のギャップ（空間）、６１は両光干渉ミラーＡ、Ｂ間のギャップ６２内に画素毎に配置される支柱（絶縁膜）である。光干渉ミラーＡ  ５７を構成する反射電極は、光の反射率の高い材料が好ましく、例えばＡｌ、ＡｌＳｉ、ＡｌＣｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ａｕ、ＴｉＮ等の金属膜や、これら金属の化合物膜、あるいは積層膜等を用いることができる。また、光干渉ミラーＢ  ５８を構成する共通対向電極は、半透過膜で構成され、例えばＴｉ等の薄膜金属材料を用いることができる。これらのほか、図示していないデータ転送スイッチを構成するトランジスタ（ＳＬＭ書き込み用トランジスタ）や、その配線等により、ＳＬＭ部が構成される。
【００５３】
さらに、５６はＣＭＯＳセンサ部の内のフォトダイオード５２の受光部以外の領域を光学的に遮光する遮光膜、５９は光干渉ミラーＢ  ５８上を覆う最表面保護膜、６０は層間膜である。その他、素子間絶縁のための酸化膜等は省略してある。
【００５４】
本実施例のＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１では、ＳＬＭ部の光干渉ミラーＡ  ５７と光干渉ミラーＢ  ５８との間で干渉を生じさせ、その間のギャップ６２の間隔を物理的に変化させることで、光の反射率および透過率を変化させている。ここで、ギャップ６２の間隔は、両光干渉ミラーＡ  ５７、Ｂ  ５８（反射電極および対向電極）間の電位差に応じて発生するクーロン力に応じて、広くなったり狭くなったりする。本実施例では、データ転送スイッチをＯＮしてＳＬＭ素子配線５５を介し光干渉ミラーＡ  ５７に供給される電圧により両光干渉ミラーＡ  ５７、Ｂ  ５８間の電位差を電気的に制御して、ギャップ６２の間隔を変化させる。図中左側の画素は、ＳＬＭ部のギャップ６２の間隔を広くなるように両光干渉ミラーＡ、Ｂ  ５７、Ｂ  ５８間の電位差を制御した場合（以下、「広ギャップ」と呼ぶ。）を示している。一方、図中右側のＳＬＭ部は、ギャップ６２の間隔を狭くなるように両光干渉ミラーＡ、Ｂ間の電位差を制御した場合（以下、「狭ギャップ」と呼ぶ。）を示している。
【００５５】
即ち、本実施例では、図中左側の画素に示すように両ミラーＡ  ５７、Ｂ  ５８間を広ギャップとした場合は高反射率とし、図中右側の画素に示すように両ミラーＡ  ５７、Ｂ  ５８間を狭ギャップとした場合は低反射率または高透過率モードとして使用する。つまり、記録時には、両光干渉ミラーＡ  ５７、Ｂ  ５８間の電位差を制御して、画素毎に、ＳＬＭ部を広ギャップの高反射率と狭ギャップの低反射率とのいずれかとなるように変化させ、両者に対応する２値の記録情報に基づいて、反射光に空間変調を施す。再生時には、両光干渉ミラーＡ  ５７、Ｂ  ５８間の電位差を制御して、全ての画素について、ＳＬＭ部を狭ギャップの高透過率モードとなるように変化させ、ＳＬＭ部を透過してＣＭＯＳセンサ部へ光を導き、ＣＭＯＳセンサ部で情報再生光を電気信号に変換する。
【００５６】
ここで、本ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１は、ＣＭＯＳセンサ部とＳＬＭ部とが同一基板上に形成されている。すなわち、Ｓｉ基板５１上にＣＭＯＳセンサ部のフォトダイオード５１、ＣＭＯＳセンサ部の転送トランジスタ５３を含む、ＣＭＯＳセンサ部およびＳＬＭ部の各トランジスタ（ソース・ドレイン領域、ゲート）を順次形成する。その後さらに、層間膜６０を形成し、ＣＭＯＳセンサ部およびＳＬＭ部の各配線５４、５５、およびＣＭＯＳセンサ部の光干渉ミラーＡ  ５７（反射電極）を形成する。そして、ギャップ６２、支柱６１を介し、ＣＭＯＳセンサ部の光干渉ミラーＢ  ５８（対向電極）を構成する電極を形成し、その上部を最表面保護膜５９で覆う。このようにして、ＣＭＯＳセンサ部とＳＬＭ部とを同一のＳｉ基板５７上に同一半導体プロセスにて作成している。
【００５７】
したがって、本実施例では、空間光変調部と画像受光部とが同一半導体プロセスにより同一基板上に形成されているので、従来例のような空間光変調素子と画像受光素子との高精度な位置合わせが不要となった。また、空間光変調部と画像受光部との一体化により、従来例の空間光変調素子と画像受光素子別体に比べて省スペース化が可能となった。
【実施例２】
【００５８】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。
【００５９】
本実施例に係る２光束干渉方式を用いた光情報記録再生装置の全体構成およびその光路は、第１の実施例と同じである。また、空間光変調部と画像受光部とが同一半導体プロセスにより同一基板上に形成されていることも第１の実施例と同様である。第１の実施例と同様の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。以下、第１の実施例との差異について説明する。
【００６０】
本実施例においては、ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１は、図３に示すように、ＳＬＭ部（ＳＬＭ素子領域）６４と、ＣＭＯＳセンサ部（ＣＭＯＳセンサ領域）６５とが、光軸に垂直な平面に沿って互いに隣接する、平面的に一体化した素子である。ＳＬＭ部６４は、光干渉ミラーＡ  ５７と光干渉ミラーＢ  ５８を含む。ＣＭＯＳセンサ部６５は、フォトダイオード５２を含む。６３は、ＳＬＭ部６４のＳＬＭデータ転送スイッチ（ゲートおよびソース・ドレイン領域）である。ＳＬＭデータ転送スイッチ６３のソース・ドレイン領域の一方がＳＬＭ素子配線５５を介して光干渉ミラーＡ  ５７に電気的に接続されている。
【００６１】
図４（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、空間光変調部と画像受光部との平面配置例を示している。同図において、白色部分（ａ１参照）が空間光変調部、黒色部分（ａ２参照）が画像受光部を示している。図４（ａ）は、空間光変調部と画像受光部とも同一面積かつ同一形状で敷き詰めた例である。図４（ｂ）および（ｃ）は、画像受光部の領域を大きくして受光の感度を上げた例である。
【００６２】
このようにして、第１の実施例と同様、従来例のような空間光変調素子と画像受光素子との高精度な位置合わせが不要となり、また、空間光変調部と画像受光部との一体化により、従来例の空間光変調素子と画像受光素子別体に比べて省スペース化が可能となった。
【００６３】
本実施例においては、空間光変調部性能として、第１の実施例のような透過モードは不要なので、その分、空間光変調部の高反射率化が可能となり、情報記録時の光の高利用率化が可能となった。
【実施例３】
【００６４】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。
【００６５】
図５（ａ）および（ｂ）は、本実施例に係る２光束干渉方式を用いた光情報記録再生装置の全体構成およびその記録再生時の光路を示す図である。第１の実施例との差異は、ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４３の空間光変調部を反射型液晶タイプを用いて構成し、図１（ａ）および（ｂ）における１／４波長板４２を無くした点である。図１（ａ）および（ｂ）と同様、図５（ａ）は記録時の光路を、図５（ｂ）は、再生時の光路を示している。第１の実施例と同様の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６６】
図６は、反射型液晶タイプの空間光変調部と画像受光部とを光軸に沿った立体的な配置したＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４３の断面図（略図）である。図６において、６６は画素電極、６７は配向膜、６８は液晶、６９はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）（透明電極）、７０はガラスである。配向膜６７は斜方蒸着ＳｉＯ２膜、液晶６８は垂直液晶、画素電極６６は半透明膜（約５０％の反射率）である。
【００６７】
この構成において、記録時は、液晶６８に電界が加えられない場合、偏光方向が変わらずに画素電極で５０％の強度で反射される。再度ＰＢＳ２６に入るが、偏光が変化してないので反射され、ホログラム記録メディア２２へは到達しない。一方、液晶６８に電界が加わる場合、液晶分子が倒れる。この場合、液晶６８の往復でλ／２の位相のずれが生じるような液晶と厚さを設定してあるので、ＳＬＭ部による反射光は９０°回転した直線偏光になり、ＰＢＳ２６を透過し、ホログラム記録メディア２２へは到達する。こうして、所定の情報に対応した２次元変調を施され、情報の記録に寄与する。
【００６８】
一方、再生時は、偏光状態は無関係なので、液晶６８はどのような状態であっても構わない。
【００６９】
本実施例の場合、１／４波長板４２を無くせるので、その分、第１の実施例に比べて、光学系の簡略化が可能となった。
【実施例４】
【００７０】
次に、本発明の第４の実施例について説明する。
【００７１】
本実施例に係る２光束干渉方式の光情報記録再生装置の全体構成およびその記録再生時の光路は、第３の実施例と同じである。第３の実施例と同様の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。以下、第３の実施例との差異について説明する。
【００７２】
本実施例においては、ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４３は、図７に示すように、画素電極６６を含むＳＬＭ部６４と、フォトダイオード５２を含むＣＭＯＳセンサ部６５とが、光軸に垂直な平面に沿って互いに隣接する、平面的に一体化した素子である。空間光変調部と画像受光部との平面配置は、先に示した図４（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）で例示されたものと同様である。
【００７３】
本実施例においては、空間光変調部の性能として、第３の実施例のように画素電極６６が半透明膜である必要は無く、空間光変調部の高反射率化が可能となり、また、再生時の透過損失も無く、光の高利用率化が可能となった。
【００７４】
なお、第１〜第４の実施例による光情報記録再生装置の光学系の構成については、必ずしもこれに限定されるものではなく、２光束干渉方式を用いたものであればいずれでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によれば、情報光と参照光を光記録媒体内で干渉させ、その干渉縞を情報として光記録媒体に記録し、光記録媒体に記録された情報に参照光を照射することで記録情報を再生する光情報記録再生装置の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１および第２の実施例に係る光情報記録再生装置の全体構成およびその光路を示す図で、（ａ）は記録時の光路を示す図、（ｂ）は再生時の光路を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子の１画素の断面図（略図）である。
【図３】本発明の第２の実施例に係るＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子の断面図（略図）である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、本発明の第２および第４の実施例に係る空間光変調部と画像受光部の配置例を示す図である。
【図５】本発明の第２および第３の実施例に係る光情報記録再生装置の全体構成およびその光路を示す図で、（ａ）は記録時の光路を示す図、（ｂ）は再生時の光路を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係るＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子の１画素の断面図（略図）である。
【図７】本発明の第４の実施例に係るＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子の断面図（略図）である。
【図８】従来例の２光束干渉方式を説明する図で、（ａ）は記録時の光路を示す図、（ｂ）は再生時の光路を示す図である。
【図９】従来例の光情報記録再生装置の全体構成およびその光路を示す図で、（ａ）は記録時の光路を示す図、（ｂ）は再生時の光路を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１１  レーザー光源
１６  １／２波長板
１７、２６  ＰＢＳ
１８、１９  ミラー
２０、３２  ガルバノミラー
２１  走査レンズ
２２  ホログラム記録メディア
２７  反射型液晶デバイス
２９  ポリトピックフィルタ
３１  対物レンズ
３３  ＣＭＯＳセンサ
４１、４３  ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子
４２  １／４波長板
５２  フォトダイオード
５７  光干渉ミラーＡ
５８  光干渉ミラーＢ
６４  ＳＬＭ部
６５  ＣＭＯＳセンサ部
６８  液晶
【図１】
2008123627.tif 000003
【図２】
2008123627.tif 000004
【図３】
2008123627.tif 000005
【図４】
2008123627.tif 000006
【図５】
2008123627.tif 000007
【図６】
2008123627.tif 000008
【図７】
2008123627.tif 000009
【図８】
2008123627.tif 000010
【図９】
2008123627.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月28日(2006.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
ＰＢＳ１７とＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１との間の光路には、エクスパンダ２３、フェイズマスク２４、リレーレンズ２５、ＰＢＳ２６、および１／４波長板４２が配置されている。また、ＳＬＭ／ＣＭＯＳセンサ一体素子４１とホログラム記録メディア２２との間の光路には、リレーレンズ２８、ポリトピックフィルタ２９、対物レンズ３１が配置されている。さらに、ホログラム記録メディア２２の透過側には、ガルバノミラー３２が配置されている。