(57)【要約】【課題】各構成部材間の位置決めが容易に行うことができ、かつホログラムディスク用光情報記録再生装置を小型化することが可能な光情報記録再生用光学系を提供すること。【解決手段】光情報記録再生用光学系は、ホログラフィを利用して情報を記録再生する光情報記録再生装置を構成する光情報記録再生用光学系であって、情報記録時に、単一の光源から照射された光束を第一の光束と第二の光束に分離して各々別の光路を経た後再び合成することにより記録媒体に対する情報記録用の干渉光を生成する干渉光学系と、干渉光学系を経て入射する第一の光束を変調する光空間変調素子と、該光空間変調素子を所定の二値化情報に対応して駆動制御する基板部と、を有する光空間変調部と、を有し、該光空間変調部は、干渉光学系における、少なくとも第一の光束の光路を含む第一平面と平行な第二平面内に配設される構成にした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィを利用して情報を記録再生する光情報記録再生装置を構成する光情報記録再生用光学系であって、
情報記録時に、単一の光源から照射された光束を第一の光束と第二の光束に分離して各々別の光路を経た後再び合成することにより記録媒体に対する情報記録用の干渉光を生成する干渉光学系と、
前記干渉光学系を経て入射する前記第一の光束を変調する光空間変調素子と、該光空間変調素子を所定の二値化情報に対応して駆動制御する基板部と、を有する光空間変調部と、を有し、
前記光空間変調部は、前記干渉光学系における、少なくとも前記第一の光束の光路を含む第一平面と平行な第二平面内に配設されることを特徴とする光情報記録再生用光学系。
【請求項２】
請求項１に記載の光情報記録再生用光学系において、
前記第一平面は、前記第二の光束の光路も含むことを特徴とする光情報記録再生用光学系。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光情報記録再生用光学系において、
前記干渉光学系は、前記第一の光束を前記第二平面方向に折り曲げる第一の偏向手段を有し、
前記光空間変調部は、前記第一の偏向手段を介して入射して前記光空間変調素子によって変調された前記第一の光束が、前記第一平面に直角に入射または該第一平面から垂直に射出されるような位置に配設されることを特徴とする光情報記録再生用光学系。
【請求項４】
請求項３に記載の光情報記録再生用光学系において、
前記干渉光学系は、前記光空間変調部によって変調された前記第一の光束が前記第一平面内を進むように該第一の光束の光路を直角に折り曲げる第二の偏向手段を有することを特徴とする光情報記録再生用光学系。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光情報記録再生用光学系において、
前記光空間変調素子は、ＤＭＤ（登録商標）であることを特徴とする光情報記録再生用光学系。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の光情報記録再生用光学系において、
前記ＤＭＤ（登録商標）に入射する前記第一の光束の入射角は、該ＤＭＤ（登録商標）の受光面に配設された複数のミラーの最大倒れ角度に略等しいことを特徴とする光情報記録再生用光学系。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の光情報記録再生用光学系において、
情報再生時に、前記記録媒体により再生された情報再生光を受光する受光部を有し、
前記受光部は、前記第一平面と平行な第三平面内に配設されることを特徴とする光情報記録再生用光学系。
【請求項８】
請求項７に記載の光情報記録再生用光学系において、
情報再生時に、前記光源から照射された再生用参照光は、前記第二の光束と同一の光路を経て前記記録媒体に入射し、前記記録媒体に前記再生用参照光が入射することにより生成される情報再生光は、前記第二の光束の光路とは異なる光路を介して前記受光部に導かれることを特徴とする光情報再生用光学系。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の光情報記録再生用光学系は、
前記干渉光学系における前記第一の光束の光路中には、前記光空間変調部からの反射光束が入射する第一の結像リレー光学系が配設され、
前記記録媒体と前記光空間素子は、前記第一の結像リレー光学系に対して共役な関係にあることを特徴とする光情報記録再生用光学系。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の光情報記録再生用光学系において、
前記干渉光学系における前記第二の光束の光路中には、前記記録媒体への入射角度を微細に変化させる角度変更手段が設けられていることを特徴とする光情報記録再生用光学系。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光情報記録再生用光学系において、
前記第二の光束の光路中において前記角度変更手段の後段に前記第二の結像リレー光学系が配設され、
前記記録媒体と前記角度変更手段は、前記第二の結像リレー光学系に対して共役な関係にあることを特徴とする光情報記録再生用光学系。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載の光情報記録再生用光学系において、
前記角度変更手段の代替として前記第二の光束の位相変更手段が設けられていることを特徴とする光情報記録再生用光学系。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の光情報記録再生装置において、
情報記録時、前記第一の光束と前記第二の光束は偏光分離によって生成されることを特徴とする光情報記録再生用光学系。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の光情報記録再生用光学系と、
前記光情報記録再生用光学系にレーザ光を照射する光源部と、
記録媒体を回転自在に保持するスピンドル部と、
所定の情報に基づいて前記光情報記録再生用光学系の光空間変調部を駆動制御するとともに、前記スピンドル部を所定の回転数で回転制御する制御部と、を有することを特徴とするホログラム用光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホログラフィを利用して大容量の光情報を記録再生する光情報記録再生装置で使用される対物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ホログラフィック記録媒体に情報を記録再生する光情報記録再生装置が実用化されつつある。このようなホログラム用の光情報記録再生装置としては、以下の非特許文献１に例示される。
【０００３】
【非特許文献１】
「日経エレクトロニクス２００２年５月６日号」、日経ＢＰ社、ｐ．２６−２７
【０００４】
上記非特許文献１に例示される、近年のホログラム用光情報記録再生装置は、ホログラム干渉光学系内に配設されるＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ（登録商標））に代表される空間光変調素子を用いて二次元のデジタル情報をホログラムディスクに記録すると共に、該ディスクから該情報を再生することを特徴とする。このようなホログラム用光情報記録再生装置は、従来の装置に比べ、大量のデジタル情報を光ディスク等の記録媒体に対して非常に高速に記録再生することができる。
【０００５】
ここで、上記特徴をもたらすＤＭＤ（登録商標）等の光空間変調素子は、それ自体は非常に小型の素子であるものの、該素子と接合され、該素子を駆動制御する基板部が非常に大型である。一般に、光空間変調素子に光を入射させる場合、必ず素子のミラー面（換言すれば、該ミラー面と平行な基板面）と入射光が直交するような位置関係にする必要がある。従って、ホログラム干渉光学系を該光学系に入射する光束の光路が略同一平面内に展開されるように配設すると、必然的に基板部は干渉光学系が配設される面と略直交する面内に配設しなくてはならない。例えば、ホログラム干渉光学系を水平面内に配設した場合、装置における高さ方向への基板部の長手方向の張り出しが大きなものとなり、光情報記録再生装置全体の大型化につながっていた。
【０００６】
特に、現在多く流通されているＤＭＤ（登録商標）と基板部からなる光空間変調部は、回動自在なミラー面の回転軸が基板部の長手方向に対して略４５°の角度をなすように基板部と接合されている。従って該光空間変調部は、ミラー面に入射する光の偏向方向が干渉光学系を配設する平面内に戻る方向になるように位置調整して配設しなければならない。例えば、ホログラム干渉光学系を水平面内に配設した場合、上記光空間変調部は、装置における高さ方向に対して基板部の長手方向が略４５°傾くように配設されることになる。従って、非特許文献１、ｐ．２６、図２に示すように装置全体の外形が複雑かつ大型になり、組み立て時における各部材間の位置決め工程も煩雑かつ高い精度が要求されていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は上記の事情に鑑み、各構成部材間の位置決めを容易に行うことができ、かつホログラムディスク用光情報記録再生装置を小型化することが可能な光情報記録再生用光学系、および該光学系を搭載したホログラムディスク用光情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に記載の光情報記録再生用光学系は、ホログラフィを利用して情報を記録再生する光情報記録再生装置を構成する光情報記録再生用光学系であって、情報記録時に、単一の光源から照射された光束を第一の光束と第二の光束に分離して各々別の光路を経た後再び合成することにより記録媒体に対する情報記録用の干渉光を生成する干渉光学系と、干渉光学系を経て入射する第一の光束を変調する光空間変調素子と、該光空間変調素子を所定の二値化情報に対応して駆動制御する基板部と、を有する光空間変調部と、を有し、該光空間変調部は、干渉光学系における、少なくとも第一の光束の光路を含む第一平面と平行な第二平面内に配設されることを特徴とする。
【０００９】
上記のように、光空間変調部の基板部が干渉光学系の配置面と平行な面内に配設されることにより、装置の高さ方向の長さを縮小し、小型化、薄型化を図ることができる。また、干渉光学系を構成する各部材を単一の平面上に配設することにより、各部材間の位置決めが容易となる。
【００１０】
上記構成において、第一平面が第二の光束の光路も含むようにすれば、より一層の薄型化が図れる（請求項２）。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、上記干渉光学系は、第一の光束を第二平面方向に折り曲げる第一の偏向手段を有し、上記光空間変調部は、第一の偏向手段を介して入射して光空間変調素子によって変調された第一の光束が、第一平面に直角に入射しかつ該第一平面から射出されるような位置に配設されることが望ましい。
【００１２】
さらに好ましくは、干渉光学系は、前記光空間変調部によって変調された前記第一の光束が前記第一平面内を進むように該第一の光束の光路を直角に折り曲げ第二の偏向手段を有する（請求項４）。
【００１３】
上記光空間変調素子としては、例えばＤＭＤ（登録商標）を使用することが好ましい（請求項５）。光空間変調素子としてＤＭＤ（登録商標）を使用した場合、該素子に入射する第一の光束の入射角は、該素子の受光面に配設された複数のミラーの最大倒れ角度に略等しくなるように構成すればよい（請求項６）。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、情報再生時に、記録媒体により再生された情報再生光を受光する受光部を有し、受光部は、第一平面と平行な第三平面内に配設されることを特徴とする。これにより、干渉光学系が配設される第一平面と交わる面内に配設される部材はなくなる。すなわち、高さ方向に延出する部材がなくなるため、光情報記録再生装置のより一層の小型化、薄型化が図れる。なお装置の薄型化を図る観点から、第三平面は第二平面と同一平面である、換言すれば受光部と光空間変調部が同一平面上にあればより好ましい。
【００１５】
請求項８に記載の発明によれば、情報再生時に、光源から照射された再生用参照光は、第二の光束と同一の光路を経て記録媒体に入射し、記録媒体に再生用参照光が入射することにより生成される情報再生光は、第二の光束の光路とは異なる光路を介して受光部に導かれるように構成することができる。これにより、受光部が情報再生光を検出する際に強度の比較的高い再生用参照光がノイズとなる現象が低減し、高いＳＮ比をもって情報の再生ができる。なお、上記の異なる光路としては、例えば、第一の光束の光路が考えられる。第一の光路を使用した場合、情報光と情報再生光との偏光方向が異なるため、該情報再生光にノイズが発生するおそれはない。このとき、光空間変調素子は、全面反射状態にしておけば、単なるミラーとしてのみ機能する。そのため、光空間変調素子で反射する際、情報再生光にノイズが発生するおそれもない。
【００１６】
なお、光空間変調素子に伝送された二次元のデジタル情報を高い解像度をもって記録面に投影するためには、干渉光学系における前記第一の光束の光路中に、光空間変調部からの反射光束が入射する第一の結像リレー光学系を配設して、記録媒体と光空間素子が、第一の結像リレー光学系に対して共役な関係にあるように構成すればよい（請求項９）。
【００１７】
また、本発明にかかる光情報記録再生用光学系を多重記録方式に対応させるのであれば、干渉光学系における第二の光束の光路中に、記録媒体への入射角度を微細に変化させる角度変更手段あるいは位相変更手段を配設することが望ましい。
【００１８】
請求項１４に記載のホログラム用光情報記録再生装置によれば、上述した特徴を有する光情報記録再生用光学系と、光情報記録再生用光学系にレーザ光を照射する光源部と、記録媒体を回転自在に保持するスピンドル部と、所定の情報に基づいて光情報記録再生用光学系の光空間変調部を駆動制御するとともに、スピンドル部を所定の回転数で回転制御する制御部と、を有することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しつつ本発明に係る光情報記録再生用光学系の実施形態を２例詳説する。各実施形態の光情報記録再生用光学系１００、２００は、どちらもホログラムディスクに対して情報を記録、再生するための光情報記録再生装置に搭載されるものである。図１は、第一実施形態の光情報記録再生用光学系１００の構成を表す図である。光情報記録再生用光学系１００は、光源部ＬＤ、干渉光学系３０、光空間変調部５０、受光部７０を有する。
【００２０】
図１（Ａ）は、干渉光学系３０を俯瞰した図である。干渉光学系３０は、該光学系内における光路Ｌ１〜Ｌ７が単一平面内、例えば光情報記録再生装置の設置面と略平行な仮想平面（第一平面）上で展開されるように構成されている。これにより、干渉光学系３０を構成する各光学部材の配置高さが一義的に決定されるため、各光学部材同士のアライメントが非常に容易になる。また、配設された各光学部材は、非常に安定した状態にある。
【００２１】
図１（Ｂ）、（Ｃ）は、光情報記録再生用光学系１００に配設された光空間変調部５０を側面から見た図である。光空間変調部５０は、光空間変調素子５１とパッケージ基板５２とを有する。本実施形態では、光空間変調素子５１としてＤＭＤ（登録商標）を使用する。光空間変調部５０は、干渉光学系３０が配設される第一平面と略平行な仮想平面（第二平面）上に配設される。
【００２２】
図１（Ｄ）は、光情報記録再生用光学系１００に配設された受光部７０を側面から見た図である。受光部７０は、ＣＭＯＳやＣＣＤ等の受光素子７１を有している。受光部７０は、干渉光学系３０が配設される第一平面と略平行な仮想平面（第三平面）上に配設される。なお本実施形態では光学系１００のより一層の薄型化を図るために、第三平面は、上記第二平面と同一である。
【００２３】
次に、以上のように概略構成された光情報記録再生用光学系１００を使用してホログラムディスクＨＤに対して情報記録をする時の動作説明をする。光源部ＬＤから発振されたレーザ光束は干渉光学系３０の第一λ／２波長板２に入射する。なお、第一λ／２波長板２に入射するレーザ光束は、光源部ＬＤ内の光学系によって直線偏光をもった平行光束になっている。なお、本実施形態の光源部ＬＤの光源は半導体レーザを想定している。但し、該光源部ＬＤの光源は、半導体レーザに限定される物ではなく、他の光源、例えば固体レーザ光源や、気体レーザ光源等であっても良い。
【００２４】
第一λ／２波長板２は、入射光束の偏光方位の傾きを調整する。第一λ／２波長板２を透過して偏光状態を回転調整された平行光束は、第一の偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳという）３に入射する。
【００２５】
第一ＰＢＳ３は、入射光束を図１紙面と平行な方向に振動する第一の直線偏光（Ｐ偏光）と図１紙面と直交する方向に振動する第二の直線偏光（Ｓ偏光）とに偏光分離する。上述したように第一ＰＢＳ３に入射する光束は、第一λ／２波長板２によって偏光状態を調整されている。そのため、分離されたＰ偏光とＳ偏光の各光量は略等しくなっている。第一の直線偏光は、第一ＰＢＳ３を透過して情報光として利用される。第二の直線偏光は、第一ＰＢＳ３で反射して参照光として利用される。
【００２６】
情報光（Ｐ偏光の光束）は、第一ＰＢＳ３を透過し、光路Ｌ１に沿って第一ミラー４に入射する。情報光は、第一ミラー４（第一の偏向手段）によって光路をＬ１からＬ８に折り曲げられて第二平面内に配設される光空間変調部５０の光空間変調素子５１に導かれる。そして、光空間変調素子５１で変調された後、光路Ｌ９を通って再び第一平面内にある第一直角プリズム５に入射する。
【００２７】
光空間変調素子５１は、受光面５１ａ上に複数のミラー面を有する。該ミラー面は、パッケージ基板５２の長手方向に対して略４５°の角をなす回転軸によって回動自在に保持されている。ここで、光学系１００の規模の小型化を実現するために、光空間変調部５０は、各ミラー面が第一ＰＢＳ３から第一ミラー４を経て光空間変調素子５１に入射する情報光の光路が含まれる面で回動するように配設される。具体的には、光空間変調部５０は、パッケージ基板５２の長手方向と光路Ｌ１方向とが略４５°の角をなすように配設される、あるいは、マイクロミラーの傾く方向とＬ１光軸方向がほぼ一致するように配設される。
【００２８】
パッケージ基板５２は、図示しない制御部に接続されている。そしてパッケージ基板５２は、該制御部から送信されるデジタル情報に基づいて、光空間変調素子５１の各ミラー面をデジタル制御する。詳しくは光空間変調素子５１の各ミラー面は、オンされると水平状態（第二平面と平行な状態）を基準として約＋１２°、オフされると水平状態を基準として約−１２°傾く。本実施形態の第一ミラー４は、オン状態にある各ミラー面で反射した光の光路が第二平面に対して直角になるように、換言すれば各ミラー面での入射角が１２°になるように配設されている。なお、オフ状態にある各ミラー面で反射した光は図示しない光吸収部材に導かれ、干渉光学系３０へは戻らない。
【００２９】
光空間変調素子５１でデジタル情報に基づいて変調された情報光は、第一直角プリズム５（第二の偏向手段）によって光路をＬ９からＬ２に略９０°折り曲げられ、再び第一平面内を進む。ここで、光路Ｌ２を直進する情報光の偏光方位は、後述する紙面に垂直な方向、つまり第二ＰＢＳの偏光分離面に対するＳ偏光方向になっている。ここで、情報光は、第一ミラー４、光空間変調素子５１、及び第一直角プリズム５を経由することによりその偏光方向が図１の紙面に平行な方向から紙面に垂直な方向になる。従って、高価な波長板等の移相子を使用せずに偏光方位を所望量（本実施例では９０度）回転させる事ができるためコストを抑えることができる。次いで、情報光は第一リレーレンズ群６に入射する。
【００３０】
第一リレーレンズ群６は、両側テレセントリックな配置になっている。そして、光空間変調素子５１の有効径範囲を全てカバーしつつ、高精度に解像することが可能な光学性能を有している。ここでの光学性能とは、具体的には、ＭＴＦが、少なくとも光空間変調素子５１におけるマイクロミラー間隔の２倍以上のピッチであるカットオフ周波数を持ち、かつ高いコントラストを持った周期情報を生成できるような性能を意味する。第一リレーレンズ群６に入射した情報光は、前段の群と後段の群の中間に位置する絞り６ａにおいて、一度結像する。このときに情報の記録再生に不要な回折光が除去されて迷光防止や解像力の向上が図られる。
【００３１】
第一リレーレンズ群６を透過した情報光は、第二λ／２波長板７に入射する。一般に情報の高密度記録を実現するためには、ホログラムディスクＨＤの記録面上で生成される干渉光の干渉縞のコントラストを最大にすることが好ましい。そのため光情報記録再生用光学系１００は、上記のとおり、第一ＰＢＳ３において、Ｐ偏光光束の光量とＳ偏光光束の光量が略等しくなるように偏光分離する構成にしている。しかし、実際には、各光束の光路中に配設される様々な光学部材による光量損失や位相のずれ等によって、ホログラムディスクＨＤ入射時の各光束の光量が等しくならない。そのため、第二λ／２波長板７は、入射した情報光の偏光方位を微妙に回転調整して光量調整を行っている。
【００３２】
第二λ／２波長板７で光量調整された情報光は、第二ＰＢＳ８で反射して光路Ｌ３に配設されたシャッタ９を透過する。シャッタ９を透過した情報光は、第一λ／４波長板１０に入射する。なお、第一リレーレンズ群６により、光空間変調素子５１の２値化情報（瞳面）は、一旦、第一λ／４波長板１０近傍に投影結像される。つまり、第一λ／４波長板１０は、第一リレーレンズ群６を介して光空間変調素子５１のミラー面と共役な関係にある。情報光は、第一λ／４波長板１０を透過することにより、円偏光となって光路Ｌ３を進み第二ミラー１１を介して、対物光学系としての第一フーリエ変換レンズ１２に入射する。第一フーリエ変換レンズ１２の入射瞳面とディスク側焦点位置は、共役になっている。従って、光空間変調素子５１の２値化情報は、ホログラムディスクＨＤに再現される。
【００３３】
第一フーリエ変換レンズ１２を透過した情報光は、第一ダミーガラス１３を介してホログラムディスクＨＤ表面近傍に収束し、拡散しつつディスクＨＤの記録層に入射する。第一ダミーガラス１３は、第一フーリエ変換レンズ１２とともに収差を補正し、参照光との光路長を調整するための部材である。なお、ここでは、第一フーリエ変換レンズ１２と第二フーリエ変換レンズ２１は、同一形態かつ同一性能のレンズを同一光軸上で対向させて使用している。
【００３４】
一方、第一ＰＢＳ３で反射した参照光は、第二ダミーガラス１４を透過する。第二ダミーガラス１４は、情報光との光路長を調整するために設けられている。これにより、光源部ＬＤから照射されたレーザ光束の可干渉性が保たれる。
【００３５】
第二ダミーガラス１４を透過した参照光は、第二直角プリズム１５で反射して光路Ｌ４と第二平面内で直角をなす光路Ｌ５を直進する。そして参照光は、第二リレーレンズ群１６を介して第三λ／２波長板１５に入射する。なお、第二リレーレンズ群１６の中央部には絞り１６ａが設けられており、不要な回折光を遮光する。また第三λ／２波長板１７は、情報光側の光路Ｌ１に配設された第二λ／２波長板７と同様の効果をもつ。第三λ／２波長板１７によって光量調整された参照光は、第二ＰＢＳ８に入射する。
【００３６】
参照光はＳ偏光であるため、第二ＰＢＳ８で反射して光路Ｌ６を進み第二λ／４波長板１９に入射する。ここで、第二λ／４波長板１９は、直線偏光であった情報光を円偏光に変換した第一λ／４波長板１０と位相差がちょうど正負逆方向に設計されている。従って、第二λ／４波長板１９を透過した参照光は、第一λ／４波長板１０透過後の情報光と逆方向に回転する円偏光状態にある。
【００３７】
第二λ／４波長板１９を透過した参照光は、第三反射ミラー２０を介して、対物レンズとしての第二フーリエ変換レンズ２１に入射する。参照光は、第二フーリエ変換レンズ２１から射出された後、情報光入射側とは逆の側から集光しつつホログラムディスクＨＤに入射する。ここで、第二フーリエ変換レンズ２１は、ホログラムディスクＨＤの記録層よりも第一フーリエ変換レンズ１３側に合焦するようなパワーを有する。従って、参照光は、完全に集光する前の状態で記録層に入射する。これにより、記録層において情報光と参照光が合成されて干渉光となり、記録層には干渉縞が形成、記録される。
【００３８】
ホログラムディスクＨＤは、図示しないスピンドル部によって、内周あるいは外周方向にスライド可能な状態であってかつトラック方向に回転自在に保持されている。情報記録時は、該スピンドル部が図示しない制御部の制御のもと、ホログラムディスクＨＤを回転しつつ、適宜所定方向にスライドさせることによって、ディスクの記録層における任意の場所（トラック）に書き込みが可能である。さらに、本実施例のようなメディアに対して対向型の対物レンズ光学系を採ることにより、情報記録時において、参照光側と情報光側の光束を意図的に損失することなく、ホログラム媒体に集光することができる。そのため装置のパワー利用効率が上がり、メディアへの記録時間やメディア記録感度の低減につながる。
【００３９】
以上がホログラムディスクＨＤに対する情報記録に関する動作説明である。続いて、光情報記録再生用光学系１００を使用してホログラムディスクに記録された情報を再生する際の動作説明をする。
【００４０】
ホログラムディスクＨＤに対する情報再生時においても、上述した情報記録時と同様、光源部ＬＤから照射されたレーザ光は、第一ＰＢＳ３によって情報記録時における情報光と同一光路を通る情報光側光束と、情報記録時における参照光と同一光路を通る参照光側光束（再生用参照光：Ｐｒｏｂｅ  ｂｅａｍ）との２つの光束に分離される。
【００４１】
光空間変調素子５１は、情報再生時は、常にオン状態に制御される。従って、光空間変調素子５１に入射した情報光側光束は、各ミラー面によって第二平面に対して直角になるように反射する。そして、光路Ｌ９、Ｌ２を経て光路Ｌ３中にあるシャッタ９に入射する。情報再生時、シャッタ９は閉じられるため、情報光側光束は遮光され、ホログラムディスクＨＤに入射しない。
【００４２】
参照光側光束は、光路Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６の順に導かれて情報記録されたホログラムディスクＨＤへ入射し、透過して行く。このとき、参照光側光束により情報再生光（Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  ｂｅａｍ）が発生する。情報再生光は、参照光側光束とは逆方向へ進行する。そして該情報再生光は、ホログラムディスクＨＤ入射時の参照光側光束とは逆位相の円偏光状態で、第二λ／４波長板１９に入射する。従って第二λ／４波長板１９透過後の情報再生光は、第二λ／４波長板１９に入射した参照光側光束と直交する偏光成分を有する。つまり、情報再生光は、第二ＰＢＳ８に対しＰ偏光として入射する。情報再生光は、第二ＰＢＳ８を透過して、光路Ｌ２、Ｌ９を介して光空間変調素子５１に入射する。
【００４３】
上記のとおり、情報再生時、光空間変調素子５１の各ミラー面は、反射した光の光路が第二平面に対して直角になるようにオン状態に制御されている。従って、各ミラー面で反射した情報再生光は、光路Ｌ８を通って第一ミラー４に入射する。そして情報再生光は、第一ミラー４で反射し、光路Ｌ１を介して第一ＰＢＳ３に導かれる。
【００４４】
情報再生光は、第一ＰＢＳ３に対しＳ偏光となって入射するため、第一ＰＢＳ３で反射して光路Ｌ７を進み、イメージングレンズ２２、バンドパスフィルタ２３を介して第四ミラー２４に入射する。ここで、イメージングレンズ２２は、再生された像（ホログラム）を後段の受光素子７１上に投影するために配設されている。バンドパスフィルタ２３は、光源部ＬＤから照射されたレーザ光の波長以外の波長を遮断して迷光が受光素子４１に入射することを防止するために配設されている。
【００４５】
情報再生光は、第四ミラー２４によって光路を第一平面に対して直交するように折り曲げられる。そして、情報再生光は、受光部７０に配設された受光素子７１に受光される。受光素子７１は、入射した情報再生光を光電変換し、二値化情報を再生する。
【００４６】
以上が、第一実施形態の光情報記録再生用光学系１００に関する動作説明である。次いで、第二実施形態の光情報記録再生用光学系２００を、図２を参照しつつ説明する。図２に示す光情報記録再生用光学系２００は、第一実施形態の光学系１００と構成を一部異にすることにより、多重記録方式にも対応している。多重記録方式とは、記録媒体の記録面における所定位置に複数の情報を記録する方式のことで、ホログラム記録再生方式における大きな特徴の一つといえる。
【００４７】
図２（Ａ）は、干渉光学系９０を俯瞰した図である。図２（Ｂ）、（Ｃ）は、光情報記録再生用光学系２００に配設された光空間変調部５０を側面から見た図である。図２（Ｄ）は、光情報記録再生用光学系２００に配設された受光部７０を側面から見た図である。なお、光情報記録再生用光学系２００は、第一実施形態の光学系１００に基づいた配置構成になっている。従って、図２に示す各部材中、第一実施形態の光学系１００と同一部材には同一の符号を付して説明は省略し、以下では該光学系１００と異なる構成についてのみ詳説する。
【００４８】
光情報記録再生用光学系２００は、第一実施形態の光学系１００と同様に、干渉光学系の光路を含む第一平面、光空間変調部５０が配設される第二平面、受光部が配設される第三平面が互いに平行である。
【００４９】
干渉光学系９０における情報光には、光路Ｌ１中に第三ダミーガラス２５が配設されている。第三ダミーガラス２５は、第一実施形態の光学系１００中に配設される第二ダミーガラス１４と同様、参照光との光路長を調整するために設けられている。
【００５０】
干渉光学系９０における参照光側の構成は、第一実施形態の光学系１００とは若干異なる。第一ＰＢＳ３から射出された参照光は、第三λ／２波長板１７を透過した後、第三ＰＢＳ２６に入射する。なお、第三λ／２波長板１７は、配設位置は異なっているものの、第一実施形態と同様に微妙な偏光方位の調整を行い、干渉縞を形成するために良好な光量比が得られるようにしている。参照光はＳ偏光であるため、第三ＰＢＳ２６で反射する。そして参照光は、光路Ｌ５の延長線上にある光路Ｌ１０を進み、第三λ／４波長板２７に入射する。
【００５１】
第三λ／４波長板２７を透過することにより円偏光状態となった参照光は、第五ミラー２８で反射する。そして、再び第三λ／４波長板２７を透過することにより、Ｐ偏光となった参照光は、第三ＰＢＳ２６を透過して光路Ｌ５を直進する。ここで、第五ミラー２８の角度を微細に変化させることにより、ホログラムディスクＨＤに入射する参照光の角度を変更できるため、多重記録も可能となる。
【００５２】
第二リレーレンズ１７を透過した参照光は、第四λ／２波長板２９によって偏光方位が９０°回転されてＳ偏光となる。これにより、第二ＰＢＳ８で反射し、第一実施形態と同様に、ホログラムディスクＨＤに入射する。ここで、第五ミラー２８と第二λ／４波長板１９は、第二リレーレンズ１６を介して共役な関係にある。また、第二フーリエ変換レンズ２１によりホログラムディスクＨＤと第二λ／４波長板１９も共役関係にある。従って、第五ミラー２８の角度を振ることにより偏向された参照光角度は、光学系の倍率を乗じて、ホログラムディスクＨＤの記録面に入射する角度に対応する。
【００５３】
光情報記録再生用光学系２００を用いてホログラムディスクＨＤに対する情報再生を行う際の動作説明は、上記第一実施形態と略同一であるため、ここでの説明は省略する。
【００５４】
以上が本発明の実施形態である。なお、本発明にかかる光情報記録再生用光学系は、光空間変調部が、干渉光学系が配設される仮想平面（第一平面）と平行な仮想平面（第二平面）上に配設されることを主たる特徴とする。これにより、ホログラムディスク用光情報記録再生装置の小型化、薄型化が図れる。ここで、第一平面には、干渉光学系における少なくとも情報光側の光路が含まれていればよく、必ずしも干渉光学系全ての光路が該第一平面内になくてもよい。また、本発明にかかる光情報記録再生用光学系は、上記の各実施形態の構成に限定されるものではなく、以下に例示する変形も可能である。
【００５５】
例えば、上記の各光情報記録再生用光学系において、光源部から照射されるレーザ光の可干渉距離が干渉光学系における干渉光路およびその差よりも十分に長い場合には、ダミーガラスを設けなくても良い。
【００５６】
また、第一実施形態の光学系１００において、光量調整用の第二λ／２波長板７は、光路Ｌ１以外の光路上に配設することも可能である。例えば、第二実施形態の光学系２００における第二λ／２波長板７を光路Ｌ１上に配置することもできる。また第二実施形態の光学系２００において、第一実施形態の光学系１００と同様に、第三λ／２波長板１７を第二リレーレンズ１６と第二ＰＢＳ８の間に配置してもよい。さらには、第一ミラー４を第一直角プリズム５と第一リレーレンズ６との間に配設することも可能である。この場合、光路Ｌ１を直進する光束は、第一直角プリズム５によって直角に偏向され光空間変調素子５１のミラー面に対して直角に入射する。そして入射光束は、該ミラー面がＯＮ状態のときのみ反射して第一ミラー４によって第一リレーレンズ６方向に偏向される。
【００５７】
また第二実施形態の光学系２００において、第三λ／４波長板２７、第五ミラー２８の代替として、あるいは各部材２７、２８に付加してＳＬＭ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）や液晶素子といった位相空間光変調素子を使用してもよい。この場合、第五ミラー２８の角度を変化させることなく、該位相空間光変調素子によって参照光の位相コードを変化させることにより多重記録が実現される。位相変化による多重記録を行った場合、記録時に対応した参照光の位相コード情報に基づいて情報再生光を生成すれば所定の情報再生が可能となる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、干渉光学系が配設される仮想平面と平行な面内に光空間変調部を配設することにより、該光空間変調部を構成する基板の大きさに起因してホログラムディスク用光情報記録再生装置が大型化してしまう問題を解決し、装置の小型化、薄型化が図れる。これにより、外部からの振動の影響も少なくなり、記録再生時の信頼性も向上する。
【００５９】
また、一般にホログラフィック記録再生光学系をいわゆる反射型配置（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ  Ｇｅｏｍｅｔｒｙ）に設計した従来の光情報記録再生用光学系の場合、ホログラムディスクによって生成された情報再生光は再生用参照光の光路と略同一光路を介して受光部に導かれる構成であった。そのため、微弱な情報再生光を再生する場合、強度の高い再生用参照光がノイズとなってしまい高精度で検出することが困難であった。これに対し、本発明によれば、情報再生光は、再生用参照光とは異なる光路を経て受光部に導かれる。従って、再生用参照光がノイズとなって情報再生光の検出の妨げとなるおそれがなくなり、高いＳＮ比で情報再生が可能になる。
【００６０】
また、本発明によれば、対物レンズの入射瞳つまりディスクの記録面と、光空間変調素子とをリレーレンズを介して共役関係を成立させることができることにより、光空間変調素子に生成された二次元のデジタル情報を高い解像度を対物レンズの入射瞳に伝達し、記録面に記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態の光情報記録再生用光学系を示す図である。
【図２】本発明の第二実施形態の光情報記録再生用光学系を示す図である。
【符号の説明】
３０、９０    干渉光学系
５０    光空間変調部
５１    光空間変調素子
５２    パッケージ基板
７０    受光部
１００、２００    光情報記録再生用光学系
ＨＤ    ホログラムディスク
【図１】
2004246944.tif 000003
【図２】
2004246944.tif 000004