(57)【要約】【課題】ホログラフィを利用して記録媒体から２次元画像情報を正確に再生することができるようにする。【解決手段】光ヘッド１１内の記録再生光学系は、記録時には、情報光と記録用参照光との干渉によって記録媒体１に２次元画像情報が記録されるように、情報光と記録用参照光を記録媒体１に照射する。記録再生光学系は、再生時には、再生用参照光を記録媒体１に対して照射し、記録媒体１より発生される再生光を収集し検出する。光情報記録再生装置は、傾き検出器９５と像ずれ補正回路９６を備えている。傾き検出器９５は、所定の基準位置に対する記録媒体１の傾きを検出する。像ずれ補正回路９６は、傾き検出器９５の出力信号に基づいて、光ヘッド１１内の光学系の一部を構成するレンズを移動させて、光ヘッド１１内の固体撮像素子に入射する再生光の像と固体撮像素子との間の位置ずれを補正する。【選択図】　　　　　図１
2004086966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元画像情報を担持した情報光と記録用参照光との干渉によって前記２次元画像情報が記録された記録媒体から、ホログラフィを利用して前記２次元画像情報を再生するための光情報再生装置であって、
再生用参照光を生成する再生用参照光生成手段と、
前記再生用参照光生成手段によって生成された再生用参照光を前記記録媒体に対して照射すると共に、再生用参照光が照射されることによって前記記録媒体より発生される、前記２次元画像情報を担持した再生光を収集する再生光学系と、
前記再生光学系によって収集された再生光が入射され、この再生光を検出する再生光検出手段と、
前記再生光検出手段に入射する再生光と前記再生光検出手段との間の位置ずれに関係する再生光位置ずれ情報を検出する再生光位置ずれ検出手段と、
前記再生光位置ずれ検出手段によって検出された再生光位置ずれ情報に基づいて、前記位置ずれを補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする光情報再生装置。
【請求項２】
前記再生光位置ずれ検出手段は、前記再生光位置ずれ情報として、所定の基準位置に対する前記記録媒体の傾きの情報を検出することを特徴とする請求項１記載の光情報再生装置。
【請求項３】
更に、前記記録媒体に入射する再生用参照光と前記記録媒体との位置関係に関する情報を検出する参照光位置情報検出手段を備え、
前記再生光位置ずれ検出手段は、前記参照光位置情報検出手段を用いて、前記再生光位置ずれ情報として、所定の基準位置に対する前記記録媒体の傾きの情報を検出することを特徴とする請求項１記載の光情報再生装置。
【請求項４】
前記再生光位置ずれ検出手段は、前記再生光検出手段を用いて前記再生光位置ずれ情報を検出することを特徴とする請求項１記載の光情報再生装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記再生光学系の一部を構成する補正用レンズと、この補正用レンズを移動させる移動機構とを有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光情報再生装置。
【請求項６】
前記移動機構は、前記補正用レンズを、補正用レンズの光軸に交差する方向と、補正用レンズの光軸方向と、補正用レンズに入射する再生光の進行方向と補正用レンズの光軸方向とがなす角度が変化する方向のうちの少なくとも１つの方向に移動させることを特徴とする請求項５記載の光情報再生装置。
【請求項７】
ホログラフィを利用して記録媒体に２次元画像情報を記録すると共に、ホログラフィを利用して前記記録媒体から前記２次元画像情報を再生するための光情報記録再生装置であって、
前記２次元画像情報を担持した情報光を生成する情報光生成手段と、
記録用参照光を生成する記録用参照光生成手段と、
再生用参照光を生成する再生用参照光生成手段と、
情報の記録時には、前記情報光と記録用参照光との干渉によって前記記録媒体に前記２次元画像情報が記録されるように、前記情報光生成手段によって生成された情報光と前記記録用参照光生成手段によって生成された記録用参照光とを前記記録媒体に照射し、情報の再生時には、前記再生用参照光生成手段によって生成された再生用参照光を前記記録媒体に対して照射すると共に、再生用参照光が照射されることによって前記記録媒体より発生される、前記２次元画像情報を担持した再生光を収集する記録再生光学系と、
前記記録再生光学系によって収集された再生光が入射され、この再生光を検出する再生光検出手段と、
前記再生光検出手段に入射する再生光と前記再生光検出手段との間の位置ずれに関係する再生光位置ずれ情報を検出する再生光位置ずれ検出手段と、
前記再生光位置ずれ検出手段によって検出された再生光位置ずれ情報に基づいて、前記位置ずれを補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項８】
前記再生光位置ずれ検出手段は、前記再生光位置ずれ情報として、所定の基準位置に対する前記記録媒体の傾きの情報を検出することを特徴とする請求項７記載の光情報記録再生装置。
【請求項９】
更に、前記記録媒体に入射する再生用参照光と前記記録媒体との位置関係に関する情報を検出する参照光位置情報検出手段を備え、
前記再生光位置ずれ検出手段は、前記参照光位置情報検出手段を用いて、前記再生光位置ずれ情報として、所定の基準位置に対する前記記録媒体の傾きの情報を検出することを特徴とする請求項７記載の光情報記録再生装置。
【請求項１０】
前記再生光位置ずれ検出手段は、前記再生光検出手段を用いて前記再生光位置ずれ情報を検出することを特徴とする請求項７記載の光情報記録再生装置。
【請求項１１】
前記補正手段は、前記記録再生光学系の一部を構成する補正用レンズと、この補正用レンズを移動させる移動機構とを有することを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
【請求項１２】
前記移動機構は、前記補正用レンズを、補正用レンズの光軸に交差する方向と、補正用レンズの光軸方向と、補正用レンズに入射する再生光の進行方向と補正用レンズの光軸方向とがなす角度が変化する方向のうちの少なくとも１つの方向に移動させることを特徴とする請求項１１記載の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】
本発明は、ホログラフィを利用して記録媒体から２次元画像情報を再生する光情報再生装置、およびホログラフィを利用して記録媒体に２次元画像情報を記録すると共に記録媒体から２次元画像情報を再生光情報記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録するホログラフィック記録は、一般的に、イメージ情報を持った光と参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、そのときにできる干渉パターンを記録媒体に書き込むことによって行われる。記録された情報の再生時には、その記録媒体に参照光を照射することにより、干渉パターンによる回折によりイメージ情報が再生される。
【０００３】
近年では、超高密度光記録のために、ボリュームホログラフィ、特にデジタルボリュームホログラフィが実用域で開発され注目を集めている。ボリュームホログラフィとは、記録媒体の厚み方向も積極的に活用して、３次元的に干渉パターンを書き込む方式であり、厚みを増すことで回折効率を高め、多重記録を用いて記録容量の増大を図ることができるという特徴がある。そして、デジタルボリュームホログラフィとは、ボリュームホログラフィと同様の記録媒体と記録方式を用いつつも、記録するイメージ情報は２値化したデジタルパターンに限定した、コンピュータ指向のホログラフィック記録方式である。このデジタルボリュームホログラフィでは、例えばアナログ的な絵のような画像情報も、一旦デジタイズして、２次元デジタルパターン情報に展開し、これをイメージ情報として記録する。再生時は、このデジタルパターン情報を読み出してデコードすることで、元の画像情報に戻して表示する。これにより、再生時に信号対雑音比（以下、ＳＮ比と記す。）が多少悪くても、微分検出を行ったり、２値化データをコード化しエラー訂正を行ったりすることで、極めて忠実に元の情報を再現することが可能になる。
【０００４】
上述のようにホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録する場合には、２次元画像情報を担持した情報光と記録用参照光とを、記録媒体における同一の領域に入射させる。そして、情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって、記録媒体に情報を記録する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録すると共に、ホログラフィを利用して記録媒体から情報を再生する光情報記録再生装置の構成としては、例えば、次のような構成が考えられる。すなわち、記録媒体として、回転する円板状の記録媒体を用いると共に、この記録媒体に対して移動可能な光ヘッド内に、記録再生用の光学系を収納するという構成である。
【０００６】
ところで、一般的に、上記情報光は、複数の画素を有する空間光検出器によって生成される。この場合、情報光および再生光は、複数の画素を有することになる。また、一般的に、再生光は、複数の画素を有する光検出器によって検出される。そのため、情報を正確に再生するためには、光検出器の画素と、光検出器に投影される再生光の画素との位置合わせを正確に行わなければならない。
【０００７】
しかしながら、前述のような構成の光情報記録再生装置では、記録媒体の傾き等により光ヘッド内の光学系と記録媒体との位置関係が変動し、その結果、光検出器の画素と再生光の画素との位置関係が変動し、情報の再生が正確に行われなくなる場合があるという問題点がある。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、ホログラフィを利用して記録媒体から２次元画像情報を正確に再生することができるようにした光情報再生装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の第２の目的は、ホログラフィを利用して記録媒体に２次元画像情報を記録すると共にホログラフィを利用して記録媒体から２次元画像情報を再生する光情報記録再生装置であって、記録媒体から２次元画像情報を正確に再生することができるようにした光情報記録再生装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の光情報再生装置は、２次元画像情報を担持した情報光と記録用参照光との干渉によって２次元画像情報が記録された記録媒体から、ホログラフィを利用して２次元画像情報を再生するための装置であって、
再生用参照光を生成する再生用参照光生成手段と、
再生用参照光生成手段によって生成された再生用参照光を記録媒体に対して照射すると共に、再生用参照光が照射されることによって記録媒体より発生される、２次元画像情報を担持した再生光を収集する再生光学系と、
再生光学系によって収集された再生光が入射され、この再生光を検出する再生光検出手段と、
再生光検出手段に入射する再生光と再生光検出手段との間の位置ずれに関係する再生光位置ずれ情報を検出する再生光位置ずれ検出手段と、
再生光位置ずれ検出手段によって検出された再生光位置ずれ情報に基づいて、位置ずれを補正する補正手段とを備えたものである。
【００１１】
本発明の光情報再生装置では、再生用参照光が照射されることによって記録媒体より発生される再生光が再生光検出手段によって検出される。また、この光情報再生装置では、再生光位置ずれ検出手段によって、再生光検出手段に入射する再生光と再生光検出手段との間の位置ずれに関係する再生光位置ずれ情報が検出され、この情報に基づいて、補正手段によって位置ずれが補正される。
【００１２】
本発明の光情報記録再生装置は、ホログラフィを利用して記録媒体に２次元画像情報を記録すると共に、ホログラフィを利用して記録媒体から２次元画像情報を再生するための装置であって、
２次元画像情報を担持した情報光を生成する情報光生成手段と、
記録用参照光を生成する記録用参照光生成手段と、
再生用参照光を生成する再生用参照光生成手段と、
情報の記録時には、情報光と記録用参照光との干渉によって記録媒体に２次元画像情報が記録されるように、情報光生成手段によって生成された情報光と記録用参照光生成手段によって生成された記録用参照光とを記録媒体に照射し、情報の再生時には、再生用参照光生成手段によって生成された再生用参照光を記録媒体に対して照射すると共に、再生用参照光が照射されることによって記録媒体より発生される、２次元画像情報を担持した再生光を収集する記録再生光学系と、記録再生光学系によって収集された再生光が入射され、この再生光を検出する再生光検出手段と、
再生光検出手段に入射する再生光と再生光検出手段との間の位置ずれに関係する再生光位置ずれ情報を検出する再生光位置ずれ検出手段と、
再生光位置ずれ検出手段によって検出された再生光位置ずれ情報に基づいて、位置ずれを補正する補正手段とを備えたものである。
【００１３】
本発明の光情報記録再生装置では、情報の記録時には、情報光と記録用参照光とが記録媒体に照射され、これらの干渉によって記録媒体に２次元画像情報が記録される。また、この光情報記録再生装置では、情報の再生時には、再生用参照光が照射されることによって記録媒体より発生される再生光が再生光検出手段によって検出される。また、この光情報記録再生装置では、再生光位置ずれ検出手段によって、再生光検出手段に入射する再生光と再生光検出手段との間の位置ずれに関係する再生光位置ずれ情報が検出され、この情報に基づいて、補正手段によって位置ずれが補正される。
【００１４】
本発明の光情報再生装置または光情報記録再生装置において、再生光位置ずれ検出手段は、再生光位置ずれ情報として、所定の基準位置に対する記録媒体の傾きの情報を検出してもよい。
【００１５】
また、本発明の光情報再生装置または光情報記録再生装置は、更に、記録媒体に入射する再生用参照光と記録媒体との位置関係に関する情報を検出する参照光位置情報検出手段を備え、再生光位置ずれ検出手段は、参照光位置情報検出手段を用いて、再生光位置ずれ情報として、所定の基準位置に対する記録媒体の傾きの情報を検出してもよい。
【００１６】
また、本発明の光情報再生装置または光情報記録再生装置において、再生光位置ずれ検出手段は、再生光検出手段を用いて再生光位置ずれ情報を検出してもよい。
【００１７】
また、本発明の光情報再生装置または光情報記録再生装置において、補正手段は、再生光学系または記録再生光学系の一部を構成する補正用レンズと、この補正用レンズを移動させる移動機構とを有していてもよい。移動機構は、補正用レンズを、補正用レンズの光軸に交差する方向と、補正用レンズの光軸方向と、補正用レンズに入射する再生光の進行方向と補正用レンズの光軸方向とがなす角度が変化する方向のうちの少なくとも１つの方向に移動させてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
始めに、図１ないし図６を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置の構成について説明する。図１は本実施の形態に係る光情報記録再生装置の全体構成を示すブロック図である。図２は本実施の形態に係る光情報記録再生装置における光ヘッドの記録再生光学系の主要部分の構成を示す説明図である。図３は光ヘッドの可動部とその周辺を示す平面図である。図４は本実施の形態に係る光情報記録再生装置における光ヘッドの光の出射部と記録媒体とを示す説明図である。図５は光ヘッドの位置制御用光学系を示す説明図である。図６は本実施の形態において用いられる記録媒体を示す説明図である。なお、本実施の形態に係る光情報記録再生装置は、本実施の形態に係る光情報再生装置を含んでいる。また、本実施の形態における記録再生光学系は、再生光学系を含んでいる。
【００１９】
まず、図４および図６を参照して、本実施の形態において用いられる記録媒体の構成について説明する。図４に示したように、本実施の形態における記録媒体１は、ポリカーボネート等によって形成された円板状の透明基板２と、この透明基板２における光の入出射側とは反対側に、透明基板２から順に配置された情報記録層３、透明基板４および反射層５を備えている。なお、透明基板４の代りにエアギャップ層を設けてもよい。情報記録層３は、ホログラフィを利用して情報が記録される層であり、光が照射されたときに光の強度に応じて屈折率、誘電率、反射率等の光学的特性が変化するホログラム材料によって形成されている。ホログラム材料としては、例えば、デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ）社製フォトポリマ（ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｓ）ＨＲＦ−６００（製品名）や、アプリリス（Ａｐｒｉｌｓ）社製フォトポリマＵＬＳＨ−５００（製品名）等が使用される。反射層５は、例えばアルミニウムによって形成されている。反射層５における透明基板４側の面は、情報を記録または再生するための光を反射する反射面５ａになっている。
【００２０】
図６には、記録媒体１における１つのトラックの一部を示している。記録媒体１は、円板状をなし、複数のトラックＴＲを有している。各トラックＴＲには、複数のアドレス・サーボ領域６が等間隔に設けられている。隣り合うアドレス・サーボ領域６間には、１つまたは複数の情報記録領域７が設けられている。図６には、隣り合うアドレス・サーボ領域６間に４つの情報記録領域７が等間隔に設けられている例を示す。
【００２１】
アドレス・サーボ領域６には、光情報記録再生装置における各種の動作のタイミングの基準となる基本クロックを生成するための情報、サンプルドサーボ方式によってフォーカスサーボを行うための情報、サンプルドサーボ方式によってトラッキングサーボを行うための情報およびアドレス情報が、予めエンボスピット等によって記録されている。なお、アドレス・サーボ領域６にはフォーカスサーボを行うための情報が記録されずに、フォーカスサーボは記録媒体１の反射面５ａを用いて行ってもよい。アドレス情報は、各情報記録領域７を識別するための情報である。
【００２２】
次に、図１を参照して、本実施の形態に係る光情報記録再生装置の構成について説明する。この光情報記録再生装置１０は、記録媒体１が取り付けられるスピンドル８１と、このスピンドル８１を回転させるスピンドルモータ８２と、記録媒体１の回転数を所定の値に保つようにスピンドルモータ８２を制御するスピンドルサーボ回路８３と、スピンドルモータ８２を水平方向に移動させるスライダ９３とを備えている。光情報記録再生装置１０は、更に、記録媒体１の一方の面（図１では下面）に対向するように配置された光ヘッド１１を備えている。この光ヘッド１１は、記録媒体１に対して情報光と記録用参照光とを照射して情報を記録すると共に、記録媒体１に対して再生用参照光を照射し、再生光を検出して、記録媒体１に記録されている情報を再生するようになっている。
【００２３】
光情報記録再生装置１０は、更に、光ヘッド１１の出力信号よりフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦを検出するための検出回路８５と、この検出回路８５によって検出されるフォーカスエラー信号ＦＥに基づいて、光ヘッド１１内のアクチュエータを駆動して光ヘッド１１内の対物レンズを記録媒体１の厚み方向に移動させてフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ回路８６と、検出回路８５によって検出されるトラッキングエラー信号ＴＥに基づいて光ヘッド１１内のリニアモータを駆動して対物レンズを記録媒体１の半径方向に移動させてトラッキングサーボを行うトラッキングサーボ回路８７と、トラッキングエラー信号ＴＥおよび後述するコントローラからの指令に基づいてスライダ９３を制御して、スピンドルモータ８２を水平方向に移動させるスライドサーボを行うスライドサーボ回路８８とを備えている。
【００２４】
光情報記録再生装置１０は、更に、情報の記録時において、情報光および記録用参照光の照射位置をほぼトラックに沿う方向に移動させることによって、所定の期間、移動する１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光の照射位置が追従するように、情報光および記録用参照光の照射位置を制御する追従制御回路９４を備えている。
【００２５】
光情報記録再生装置１０は、更に、光ヘッド１１において記録媒体１の一方の面に対向する面（図１では上面）に固定され、所定の基準位置に対する記録媒体１の傾きを検出する傾き検出器９５と、この傾き検出器９５の出力信号を入力する像ずれ補正回路９６とを備えている。像ずれ補正回路９６は、傾き検出器９５の出力信号に基づいて、光ヘッド１１内の光学系の一部を構成するレンズを移動させて、光ヘッド１１内の後述する固体撮像素子に入射する再生光の像と固体撮像素子との間の位置ずれを補正する。傾き検出器９５は、本発明における再生光位置ずれ検出手段に対応する。
【００２６】
光情報記録再生装置１０は、更に、光ヘッド１１内の固体撮像素子の出力データをデコードして、記録媒体１の情報記録領域７に記録されたデータを再生したり、検出回路８５からの再生信号ＲＦより基本クロックを再生したりアドレスを判別したりする信号処理回路８９と、光情報記録再生装置１０の全体を制御するコントローラ９０と、このコントローラ９０に対して種々の指示を与える操作部９１とを備えている。コントローラ９０は、信号処理回路８９より出力される基本クロックやアドレス情報を入力すると共に、光ヘッド１１、スピンドルサーボ回路８３、スライドサーボ回路８８および追従制御回路９４等を制御するようになっている。スピンドルサーボ回路８３は、信号処理回路８９より出力される基本クロックを入力するようになっている。コントローラ９０は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）およびＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を有し、ＣＰＵが、ＲＡＭを作業領域として、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによって、コントローラ９０の機能を実現するようになっている。
【００２７】
次に、図２を参照して、本実施の形態における光ヘッド１１の記録再生光学系の主要部分の構成について説明する。光ヘッド１１は、コヒーレントな直線偏光のレーザ光を出射する光源装置１２と、この光源装置１２より出射される光の光路上に光源装置１２側から順に配置されたコリメータレンズ１３、ミラー１４、２分の１波長板１５および偏光ビームスプリッタ１６を有している。光源装置１２としては、例えば、単波長の緑色光を出射する半導体レーザが用いられる。緑色光とは、波長がおよそ４９２ｎｍ〜５７７ｎｍの範囲内の光を言う。偏光ビームスプリッタ１６は、Ｓ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過させる偏光ビームスプリッタ面１６ａを有している。なお、Ｓ偏光とは偏光方向が入射面（図２の紙面）に垂直な直線偏光であり、Ｐ偏光とは偏光方向が入射面に平行な直線偏光である。
【００２８】
光ヘッド１１は、更に、２分の１波長板１５側から偏光ビームスプリッタ１６に入射して偏光ビームスプリッタ面１６ａを透過した光の進行方向に、偏光ビームスプリッタ１６側から順に配置された２分の１波長板１７および偏光ビームスプリッタ１８を備えている。偏光ビームスプリッタ１８は、Ｓ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過させる偏光ビームスプリッタ面１８ａを有している。
【００２９】
光ヘッド１１は、更に、２分の１波長板１７側から偏光ビームスプリッタ１８に入射して偏光ビームスプリッタ面１８ａで反射された光の進行方向に、偏光ビームスプリッタ１８側から順に配置された４分の１波長板１９および反射型空間光変調器２０を備えている。反射型空間光変調器２０は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に光を通過させる状態と光を遮断する状態とを選択することによって、光強度によって光を空間的に変調して、２次元画像情報を担持した情報光を生成することができるようになっている。
【００３０】
光ヘッド１１は、更に、４分の１波長板１９側から偏光ビームスプリッタ１８に入射して偏光ビームスプリッタ面１８ａを透過した光の進行方向に、偏光ビームスプリッタ１８側から順に配置された２分の１波長板２１、凸レンズ２２、ピンホール２３、凸レンズ２４および偏光ビームスプリッタ２５を備えている。偏光ビームスプリッタ２５は、Ｓ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過させる偏光ビームスプリッタ面２５ａを有している。
【００３１】
光ヘッド１１は、更に、２分の１波長板１５側から偏光ビームスプリッタ１６に入射して偏光ビームスプリッタ面１６ａで反射された光の進行方向に、偏光ビームスプリッタ１６側から順に配置された位相空間光変調器２６および偏光ビームスプリッタ２７を備えている。位相空間光変調器２６は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に出射光の位相を選択することによって、光の位相を空間的に変調することができるようになっている。この位相空間光変調器２６としては、液晶素子を用いることができる。偏光ビームスプリッタ２７は、Ｓ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過させる偏光ビームスプリッタ面２７ａを有している。
【００３２】
光ヘッド１１は、更に、位相空間光変調器２６側から偏光ビームスプリッタ２７に入射して偏光ビームスプリッタ面２７ａで反射された光の進行方向に、偏光ビームスプリッタ２７側から順に配置された２分の１波長板２８、凸レンズ２９および凸レンズ３０を備えている。凸レンズ２９，３０を通過した光は、凸レンズ２４側から偏光ビームスプリッタ２５に入射する光の進行方向に対して直交する方向に進んで、偏光ビームスプリッタ２５に入射するようになっている。
【００３３】
光ヘッド１１は、更に、凸レンズ２４側から偏光ビームスプリッタ２５に入射して偏光ビームスプリッタ面２５ａで反射された光および凸レンズ３０側から偏光ビームスプリッタ２５に入射して偏光ビームスプリッタ面２５ａを透過した光の進行方向に、偏光ビームスプリッタ２５側から順に配置された短波長パスフィルタ３１、２分割旋光板３２およびダイクロイックミラー３３を備えている。短波長パスフィルタ３１は、緑色光を通過させ、赤色光を遮断するようになっている。赤色光とは、波長がおよそ６２２ｎｍ〜７７０ｎｍの範囲内の光を言う。２分割旋光板３２は、図２において光軸の右側部分に配置された旋光板３２Ｒと、光軸の左側部分に配置された旋光板３２Ｌとを有している。旋光板３２Ｒは偏光方向を−４５°回転させ、旋光板３２Ｌは偏光方向を＋４５°回転させるようになっている。ダイクロイックミラー３３は、緑色光を反射し、赤色光を通過させるようになっている。
【００３４】
本実施の形態では、２分割旋光板３２は、反射型空間光変調器２０が配置された位置と共役な位置に配置されている。詳しく説明すると、反射型空間光変調器２０は、情報に対応した像を形成する像形成面を有し、この像形成面と２分割旋光板３２は、両者の間の光学系に関して、互いに共役な位置に配置されている。従って、反射型空間光変調器２０によって形成される像は、２分割旋光板３２上で結像される。
【００３５】
更に、本実施の形態では、位相空間光変調器２６は、２分割旋光板３２が配置された位置と共役な位置に配置されている。詳しく説明すると、位相空間光変調器２６は、位相が空間的に変調された像を形成する像形成面を有し、この像形成面と２分割旋光板３２は、両者の間の光学系に関して、互いに共役な位置に配置されている。従って、位相空間光変調器２６によって形成される像は、２分割旋光板３２上で結像される。
【００３６】
光ヘッド１１は、更に、２分割旋光板３２側からダイクロイックミラー３３に入射してこれによって反射された光の進行方向に、ダイクロイックミラー３３側から順に配置された凸レンズ３４、凸レンズ３５およびミラー３６を備えている。
【００３７】
凸レンズ３５側からミラー３６に入射してミラー３６で反射された光は、図３に示した可動部に入射するようになっている。
【００３８】
光ヘッド１１は、更に、２分の１波長板２８側から偏光ビームスプリッタ２７に入射して偏光ビームスプリッタ面２７ａを透過した光の進行方向に、偏光ビームスプリッタ２７側から順に配置されたリレーレンズ系３７と固体撮像素子３９とを備えている。固体撮像素子３９としては、例えばＣＣＤやＭＯＳ型固体撮像素子が用いられる。固体撮像素子３９は、本発明における再生光検出手段に対応する。図１における信号処理回路８９は、固体撮像素子３９の出力信号を処理して、２次元画像情報を再生する。
【００３９】
リレーレンズ系３７は、偏光ビームスプリッタ２７側から順に配置された凸レンズ３７Ａ、凹レンズ３７Ｂ、凹レンズ３７Ｃ、凹レンズ３７Ｄおよび凸レンズ３７Ｅを有している。凸レンズ３７Ａと凹レンズ３７Ｂは接合され、凹レンズ３７Ｄと凸レンズ３７Ｅは接合されている。凹レンズ３７Ｃは、後述するレンズ移動機構によって移動可能になっている。リレーレンズ系３７は、再生光の像を固体撮像素子３９に投影する。また、このリレーレンズ系３７では、凹レンズ３７Ｃを移動させることにより、固体撮像素子３９に投影される再生光の像の位置および大きさを調整できるようになっている。凹レンズ３７Ｃは、本発明における補正用レンズに対応する。
【００４０】
光ヘッド１１は、更に、図５に示した位置制御用光学系を備えている。この位置制御用光学系は、ダイクロイックミラー３３における凸レンズ３４とは反対側に、ダイクロイックミラー３３側から順に配置された赤色透過フィルタ４２、ビームスプリッタ４３、コリメータレンズ４４および光源装置４５を備えている。ビームスプリッタ４３は、その法線方向がコリメータレンズ４４の光軸方向に対して４５°傾けられた半反射面４３ａを有している。赤色透過フィルタ４２は、赤色光を通過させ、他の波長域の光を遮断するようになっている。光源装置４５としては、例えば、単波長の赤色光を出射する半導体レーザが用いられる。光ヘッド１１は、更に、コリメータレンズ４４側からビームスプリッタ４３に入射し、半反射面４３ａで反射された光の進行方向に配置された光検出器４６を備えている。この光検出器４６は、光源装置４５の出射光の光量を監視して、光源装置４５の出射光の自動光量調整を行うために用いられるものである。
【００４１】
光ヘッド１１は、更に、ビームスプリッタ４３における光検出器４６とは反対側に、ビームスプリッタ４３側から順に配置された凸レンズ４７、シリンドリカルレンズ４８および４分割光検出器４９を備えている。４分割光検出器４９は、記録媒体１におけるトラック方向に対応する方向に平行な分割線とこれと直交する方向の分割線とによって分割された４つの受光部を有している。シリンドリカルレンズ４８は、その円筒面の中心軸が４分割光検出器４９の分割線に対して４５°をなすように配置されている。４分割光検出器４９は、記録媒体１に入射する再生用参照光と記録媒体１との位置関係に関する情報を検出する。４分割光検出器４９は、本発明における参照光位置情報検出手段に対応する。
【００４２】
次に、図３および図４を参照して、光ヘッド１１の可動部の構成について説明する。光ヘッド１１の可動部２００は、記録再生光学系の一部を構成する対物レンズ４１とミラー４０とを有している。図４に示したように、対物レンズ４１は、記録媒体１の透明基板２に対向する位置に配置され、ミラー４０は、対物レンズ４１における記録媒体１とは反対側に配置されている。
【００４３】
光ヘッド１１の可動部２００は、第１の可動部２０１と、第２の可動部２０２とを有している。光情報記録再生装置の本体には、記録媒体１の半径方向（図３における左右方向）に延びる２本のレール２１１が取り付けられている。第１の可動部２０１は、この２本のレール２１１によって、記録媒体１の半径方向に移動可能に支持されている。また、光ヘッド１１は、第１の可動部２０１を、光情報記録再生装置の本体に対して記録媒体１の半径方向に移動させるリニアモータ２１２を有している。
【００４４】
第１の可動部２０１には、トラックの接線方向（図３における上下方向）に延びる２本のレール２２１が取り付けられている。第２の可動部２０２は、この２本のレール２２１によって、トラックの接線方向に移動可能に支持されている。また、光ヘッド１１は、第２の可動部２０２を、第１の可動部２０１に対してトラックの接線方向に移動させるリニアモータ２２２を有している。
【００４５】
第２の可動部２０２には、対物レンズ４１を、記録媒体１の面に垂直な方向（図３における紙面に直交する方向）に移動可能に支持する支持板２０３が取り付けられている。また、光ヘッド１１は、対物レンズ４１を、第２の可動部２０２に対して記録媒体１の面に垂直な方向に移動させるアクチュエータ２３１を有している。
【００４６】
第１の可動部２０１には、ミラー４０が固定されている。図３における凸レンズ３５側からミラー３６に入射してこれによって反射された光は、図４に示したミラー４０に入射してこれによって反射される。ミラー４０によって反射された光は、対物レンズ４１で集光されて記録媒体１に照射されるようになっている。また、記録媒体１側から対物レンズ４１に入射した光は、対物レンズ４１によって集光され、ミラー４０，３６によって順に反射され、凸レンズ３５および凸レンズ３４を順に通過する。
【００４７】
本実施の形態における光ヘッド１１では、アクチュエータ２３１によって、記録媒体１の面に垂直な方向に、対物レンズ４１の位置を変化させることができ、これにより、フォーカスサーボを行うことができる。また、光ヘッド１１では、リニアモータ２１２によって、記録媒体１の半径方向に、対物レンズ４１の位置を変化させることができ、これにより、トラッキングサーボを行うことができる。また、光ヘッド１１では、リニアモータ２２２によって、トラックの接線方向、すなわち、ほぼトラックに沿う方向に、対物レンズ４１の位置を変化させることができる。これにより、情報記録領域７に対して情報光および記録用参照光の照射位置を追従させる制御を行うことができる。なお、所望のトラックへのアクセスは、スライダ９３によってスピンドルモータ８２を水平方向に移動させることによって行われる。
【００４８】
アクチュエータ２３１は、図１におけるフォーカスサーボ回路８６によって駆動されるようになっている。リニアモータ２１２は、図１におけるトラッキングサーボ回路８７によって駆動されるようになっている。また、リニアモータ２２２は、図１における追従制御回路９４によって駆動されるようになっている。また、スライダ９３は、図１におけるスライドサーボ回路８８によって駆動されるようになっている。
【００４９】
なお、光ヘッド１１内の光源装置１２，４５、反射型空間光変調器２０および位相空間光変調器２６は、図１におけるコントローラ９０によって制御されるようになっている。コントローラ９０は、位相空間光変調器２６において光の位相を空間的に変調するための複数の変調パターンの情報を保持している。また、操作部９１は、複数の変調パターンの中から任意の変調パターンを選択することができるようになっている。そして、コントローラ９０は、所定の条件に従って自らが選択した変調パターンまたは操作部９１によって選択された変調パターンの情報を位相空間光変調器２６に与え、位相空間光変調器２６は、コントローラ９０より与えられる変調パターンの情報に従って、対応する変調パターンで光の位相を空間的に変調するようになっている。
【００５０】
次に、図２ないし図５に示した光ヘッド１１の光学系の作用の概略について説明する。光源装置１２は、Ｓ偏光またはＰ偏光の直線偏光の緑色光を出射する。光源装置１２の出射光は、コリメータレンズ１３によって平行光束にされ、ミラー１４で反射された後、２分の１波長板１５を通過して、その偏光方向が４５°回転されてＳ偏光成分とＰ偏光成分とを含む光になる。この光は、偏光ビームスプリッタ１６に入射する。偏光ビームスプリッタ１６に入射した光のうち、Ｐ偏光成分は偏光ビームスプリッタ１６の偏光ビームスプリッタ面１６ａを通過し、Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッタ１６の偏光ビームスプリッタ面１６ａで反射される。
【００５１】
偏光ビームスプリッタ面１６ａを通過したＰ偏光の光は、２分の１波長板１７によって、その偏光方向が９０°回転されて、Ｓ偏光の光になる。この光は、光ビームスプリッタ１８の偏光ビームスプリッタ面１８ａで反射された後、４分の１波長板１９を通過して円偏光の光になって、空間光変調器２０に入射する。空間光変調器２０に入射した光は、空間光変調器２０によって光の強度が空間的に変調され、情報光となって空間光変調器２０から出射される。空間光変調器２０から出射された情報光は、４分の１波長板１９を通過してＰ偏光の光になり、偏光ビームスプリッタ１８の偏光ビームスプリッタ面１８ａを通過する。この光は、２分の１波長板２１を通過してＳ偏光の光になる。この光は、凸レンズ２２、ピンホール２３、凸レンズ２４を順に通過し、偏光ビームスプリッタ２５に入射し、偏光ビームスプリッタ面２５ａで反射されて、短波長パスフィルタ３１に入射する。
【００５２】
一方、偏光ビームスプリッタ面１６ａで反射されたＳ偏光の光は、位相空間光変調器２６に入射する。位相空間光変調器２６は、例えば、各画素毎に出射光の位相を、互いにπ（ｒａｄ）だけ異なる２つの値のいずれかに設定することによって、光の位相を空間的に変調するようになっている。位相空間光変調器２６によって変調された光は記録用参照光または再生用参照光となる。位相空間光変調器２６の出射光は、偏光ビームスプリッタ２７に入射し、偏光ビームスプリッタ面２７ａで反射される。この光は、２分の１波長板２８によって、その偏光方向が４５°回転された後、凸レンズ２９，３０を通過して、偏光ビームスプリッタ２５に入射する。この光のうちの一部は、偏光ビームスプリッタ面２５ａを通過して、短波長パスフィルタ３１に入射する。
【００５３】
偏光ビームスプリッタ２５から出射されて短波長パスフィルタ３１に入射する光は、情報光、記録用参照光または再生用参照光である。また、これらの光は、緑色光である。これらの光は、短波長パスフィルタ３１および２分割旋光板３２を通過し、ダイクロイックミラー３３で反射され、凸レンズ３４，３５を順に通過し、ミラー３６，４０で順に反射されて、対物レンズ４１によって集光されて、記録媒体１に照射される。情報光、記録用参照光および再生用参照光は、記録媒体１の情報記録層３に対して、一方の面側より同軸的に、且つ反射面５ａ上で最も小径になって収束するように照射される。
【００５４】
記録媒体１に照射された緑色光に対応する記録媒体１からの戻り光は、対物レンズ４１で平行またはほぼ平行な光束にされ、ミラー４０，３６、凸レンズ３５，３４、ダイクロイックミラー３３、２分割旋光板３２および短波長パスフィルタ３１を経て、偏光ビームスプリッタ２５に入射する。後で詳しく説明するが、偏光ビームスプリッタ２５に入射する光には、Ｓ偏光の光とＰ偏光の光とがある。このうち、Ｓ偏光の光は偏光ビームスプリッタ面２５ａで反射され、Ｐ偏光の光は偏光ビームスプリッタ面２５ａを通過する。偏光ビームスプリッタ面２５ａを通過したＰ偏光の光は、凸レンズ３０，２９を通過し、２分の１波長板２８によって、その偏光方向が４５°回転された後、偏光ビームスプリッタ２７に入射する。この光のうちの一部は、偏光ビームスプリッタ面２７ａを通過して、リレーレンズ系３７を通過して固体撮像素子３９に入射する。
【００５５】
一方、光源装置４５から出射された赤色光は、コリメータレンズ４４で平行光束にされた後、ビームスプリッタ４３に入射する。ビームスプリッタ４３に入射した光の一部は半反射面４３ａで反射されて光検出器４６に入射し、他の一部は半反射面４３ａを通過する。半反射面４３ａを通過した光は、位置制御用光となる。この位置制御用光は、赤色透過フィルタ４２、ダイクロイックミラー３３を順に通過し、更に、凸レンズ３４，３５を順に通過し、ミラー３６，４０で順に反射されて、対物レンズ４１によって集光されて、記録媒体１に照射される。位置制御用光は、記録媒体１の反射面５ａ上で最も小径になって収束するように、記録媒体１に照射される。
【００５６】
記録媒体１に照射された赤色光に対応する記録媒体１からの戻り光は、対物レンズ４１で平行光束にされ、ミラー４０，３６、凸レンズ３５，３４を経て、ダイクロイックミラー３３に入射する。この光は、ダイクロイックミラー３３、赤色透過フィルタ４２を順に通過した後、ビームスプリッタ４３に入射する。ビームスプリッタ４３に入射した光の一部は半反射面４３ａで反射され、凸レンズ４７、シリンドリカルレンズ４８を順に通過した後、４分割光検出器４９によって検出される。この４分割光検出器４９の出力に基づいて、検出回路８５によって、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦが生成される。そして、これらの信号に基づいて、記録媒体１に対する情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置を制御するフォーカスサーボおよびトラッキングサーボが行われると共に、基本クロックの再生およびアドレスの判別が行われる。
【００５７】
ここで、図７を参照して、後の説明で使用するＡ偏光およびＢ偏光を以下のように定義する。すなわち、図７に示したように、Ａ偏光はＳ偏光を−４５°またはＰ偏光を＋４５°偏光方向を回転させた直線偏光とし、Ｂ偏光はＳ偏光を＋４５°またはＰ偏光を−４５°偏光方向を回転させた直線偏光とする。Ａ偏光とＢ偏光は、互いに偏光方向が直交している。
【００５８】
次に、本実施の形態に係る光情報記録再生装置の作用について、サーボ時、情報の記録時、情報の再生時に分けて、順に説明する。
【００５９】
まず、図８を参照して、サーボ時の作用について説明する。図８はサーボ時における光の状態を示す説明図である。なお、図８では、光学部品としてはダイクロイックミラー３３および対物レンズ４１のみを示している。サーボ時には、光源装置４５は赤色光を出射し、光源装置１２は緑色光を出射しない。光源装置４５の出射光である位置制御用光５１は、前述のように、コリメータレンズ４４、ビームスプリッタ４３、赤色透過フィルタ４２、ダイクロイックミラー３３、凸レンズ３４，３５、ミラー３６，４０を経て、対物レンズ４１から記録媒体１に照射される。この位置制御用光５１は、記録媒体１の反射面５ａで反射され、対物レンズ４１、ミラー４０，３６、凸レンズ３５，３４、ダイクロイックミラー３３、赤色透過フィルタ４２、ビームスプリッタ４３、凸レンズ４７、シリンドリカルレンズ４８を経て、４分割光検出器４９によって検出される。この４分割光検出器４９の出力に基づいて、検出回路８５によって、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦが生成される。そして、これらの信号に基づいて、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボが行われると共に、基本クロックの再生およびアドレスの判別が行われる。本実施の形態では、位置制御用光５１が記録媒体１の反射面５ａ上で最も小径になって収束するように、フォーカスサーボが行われる。
【００６０】
コントローラ９０は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、対物レンズ４１の出射光がアドレス・サーボ領域６を通過するタイミングを予測し、対物レンズ４１の出射光がアドレス・サーボ領域６を通過する間、上記の設定とする。
【００６１】
次に、図９を参照して、情報の記録時の作用について説明する。図９は情報の記録時における光の状態を示す説明図である。なお、図９では、光学部品としては偏光ビームスプリッタ２５、２分割旋光板３２および対物レンズ４１のみを示している。
【００６２】
情報の記録時には、光源装置１２は緑色光を出射し、光源装置４５は赤色光を出射しない。光源装置１２の出射光の出力は、コントローラ９０による制御の下で、一定時間だけ、記録用の高出力にされる。また、対物レンズ４１の出射光がアドレス・サーボ領域６以外の領域を通過する間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われない。この間、対物レンズ４１は、直前に行われたフォーカスサーボおよびトラッキングサーボによって決定された位置に固定されている。
【００６３】
光源装置１２の出射光は、偏光ビームスプリッタ１６によって２つの光束に分割される。一方の光束は、空間光変調器２０によって変調されて情報光６１となる。他方の光束は、位相空間光変調器２６によって変調されて記録用参照光６２となる。情報光６１と記録用参照光６２は、偏光ビームスプリッタ２５によって合成されて、共に２分割旋光板３２に入射する。２分割旋光板３２に入射する前において、情報光６１はＳ偏光の光であり、記録用参照光６２はＰ偏光の光である。
【００６４】
２分割旋光板３２の旋光板３２Ｒを通過した情報光６１ＲはＡ偏光となり、２分割旋光板３２の旋光板３２Ｌを通過した情報光６１ＬはＢ偏光となる。一方、２分割旋光板３２の旋光板３２Ｒを通過した記録用参照光６２ＲはＢ偏光となり、２分割旋光板３２の旋光板３２Ｌを通過した記録用参照光６２ＬはＡ偏光となる。
【００６５】
２分割旋光板３２を通過した情報光６１Ｒ，６１Ｌおよび記録用参照光６２Ｒ，６２Ｌは、対物レンズ４１によって集光されて、記録媒体１に対して、同一面側より同軸的に照射される。情報光６１Ｒ，６１Ｌおよび記録用参照光６２Ｒ，６２Ｌは、反射面５ａ上で最も小径になって収束する。
【００６６】
旋光板３２Ｒを通過した後、記録媒体１に入射する情報光６１ＲはＡ偏光となっている。また、旋光板３２Ｌを通過した後、記録媒体１に入射する記録用参照光６２ＬもＡ偏光となっている。Ａ偏光の記録用参照光６２Ｌは、記録媒体１の反射面５ａで反射され、情報記録層３内において、反射面５ａで反射される前のＡ偏光の情報光６１Ｒと同じ領域を通過する。これらの光６１Ｒ，６２Ｌは、偏光方向が一致するので干渉して干渉パターンを形成する。また、Ａ偏光の情報光６１Ｒは、記録媒体１の反射面５ａで反射され、情報記録層３内において、反射面５ａで反射される前のＡ偏光の記録用参照光６２Ｌと同じ領域を通過する。これらの光６１Ｒ，６２Ｌも、偏光方向が一致するので干渉して干渉パターンを形成する。従って、情報記録層３内には、反射面５ａに入射する前のＡ偏光の情報光６１Ｒと反射面５ａで反射された後のＡ偏光の記録用参照光６２Ｌとの干渉による干渉パターンと、反射面５ａに入射する前のＡ偏光の記録用参照光６２Ｌと反射面５ａで反射された後のＡ偏光の情報光６１Ｒとの干渉による干渉パターンとが体積的に記録される。
【００６７】
同様に、旋光板３２Ｌを通過した後、記録媒体１に入射する情報光６１ＬはＢ偏光となっている。また、旋光板３２Ｒを通過した後、記録媒体１に入射する記録用参照光６２ＲもＢ偏光となっている。Ｂ偏光の記録用参照光６２Ｒは、記録媒体１の反射面５ａで反射され、情報記録層３内において、反射面５ａで反射される前のＢ偏光の情報光６１Ｌと同じ領域を通過する。これらの光６１Ｌ，６２Ｒは、偏光方向が一致するので干渉して干渉パターンを形成する。また、Ｂ偏光の情報光６１Ｌは、記録媒体１の反射面５ａで反射され、情報記録層３内において、反射面５ａで反射される前のＢ偏光の記録用参照光６２Ｒと同じ領域を通過する。これらの光６１Ｌ，６２Ｒも、偏光方向が一致するので干渉して干渉パターンを形成する。従って、情報記録層３内には、反射面５ａに入射する前のＢ偏光の情報光６１Ｌと反射面５ａで反射された後のＢ偏光の記録用参照光６２Ｒとの干渉による干渉パターンと、反射面５ａに入射する前のＢ偏光の記録用参照光６２Ｒと反射面５ａで反射された後のＢ偏光の情報光６１Ｌとの干渉による干渉パターンとが体積的に記録される。
【００６８】
なお、旋光板３２Ｒを通過した情報光６１Ｒと旋光板３２Ｌを通過した情報光６１Ｌとは、偏光方向が９０°異なるので干渉しない。同様に、旋光板３２Ｒを通過した記録用参照光６２Ｒと旋光板３２Ｌを通過した記録用参照光６２Ｌとは、偏光方向が９０°異なるので干渉しない。
【００６９】
また、本実施の形態では、記録する情報毎に、記録用参照光の位相の変調パターンを変えることにより、位相符号化多重方式により、情報記録層３の同一箇所に複数の情報を多重記録することができる。
【００７０】
次に、図１０を参照して、情報の再生時の作用について説明する。図１０は情報の再生時における光の状態を示す説明図である。
【００７１】
情報の再生時には、光源装置１２は緑色光を出射し、光源装置４５は赤色光を出射しない。光源装置１２の出射光の出力は、コントローラ９０による制御の下で、再生用の低出力にされる。また、対物レンズ４１の出射光がアドレス・サーボ領域６以外の領域を通過する間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われない。この間、対物レンズ４１は、直前に行われたフォーカスサーボおよびトラッキングサーボによって決定された位置に固定されている。
【００７２】
空間光変調器２０は、全画素が光を遮断する状態にされる。光源装置１２の出射光は、偏光ビームスプリッタ１６によって２つの光束に分割される。一方の光束は、空間光変調器２０によって遮断される。他方の光束は、位相空間光変調器２６によって変調されて再生用参照光７１となる。再生用参照光７１は、偏光ビームスプリッタ２５を通過して、２分割旋光板３２に入射する。２分割旋光板３２に入射する前において、再生用参照光７１はＰ偏光の光である。
【００７３】
２分割旋光板３２の旋光板３２Ｒを通過した再生用参照光７１ＲはＢ偏光となり、２分割旋光板３２の旋光板３２Ｌを通過した再生用参照光７１ＬはＡ偏光となる。
【００７４】
２分割旋光板３２を通過した再生用参照光７１Ｒ，７１Ｌは、対物レンズ４１によって集光されて、記録媒体１に照射される。再生用参照光７１Ｒ，７１Ｌは、情報光６１Ｒ，６１Ｌおよび記録用参照光６２Ｒ，６２Ｌが最も小径になって収束する位置と同じ位置、すなわち反射面５ａ上で最も小径になって収束する。
【００７５】
旋光板３２Ｒを通過した後、記録媒体１に入射する再生用参照光７１ＲはＢ偏光となっている。一方、旋光板３２Ｌを通過した後、記録媒体１に入射する再生用参照光７１ＬはＡ偏光となっている。情報記録層３では、反射面５ａで反射される前の再生用参照光によって、反射面５ａとは反対側に進行する再生光が発生すると共に、反射面５ａで反射された後の再生用参照光によって、反射面５ａ側に進行する再生光が発生する。反射面５ａとは反対側に進行する再生光は、そのまま記録媒体１より出射され、反射面５ａ側に進行する再生光は、反射面５ａで反射されて、記録媒体１より出射される。
【００７６】
再生光は、対物レンズ４１によって平行光束にされた後、２分割旋光板３２に入射する。ここで、２分割旋光板３２の旋光板３２Ｒに入射する再生光７２Ｒは、旋光板３２Ｒに入射する前はＢ偏光であり、旋光板３２Ｒを通過した後はＰ偏光となる。一方、２分割旋光板３２の旋光板３２Ｌに入射する再生光７２Ｌは、旋光板３２Ｌに入射する前はＡ偏光であり、旋光板３２Ｌを通過した後はＰ偏光となる。このように、２分割旋光板３２を通過した後の再生光は、光束の断面全体についてＰ偏光となる。２分割旋光板３２を通過した再生光は固体撮像素子３９に入射する。リレーレンズ系３７は、再生光が担持した２次元画像を固体撮像素子３９上で結像させるようになっている。
【００７７】
固体撮像素子３９上には、記録時において空間光変調器２０によって形成された光の強度のパターンが結像され、このパターンを検出することで、２次元画像情報が再生される。なお、記録用参照光の変調パターンを変えて、情報記録層３に複数の情報が多重記録されている場合には、複数の情報のうち、再生用参照光の変調パターンに対応する情報のみが再生される。
【００７８】
一方、旋光板３２Ｒを通過した後、記録媒体１に入射した再生用参照光７１Ｒは、反射面５ａで反射されて、記録媒体１より出射され、旋光板３２Ｌを通過してＳ偏光の戻り光に変換される。また、旋光板３２Ｌを通過した後、記録媒体１に入射した再生用参照光７１Ｌは、反射面５ａで反射されて、記録媒体１より出射され、旋光板３２Ｒを通過してＳ偏光の戻り光に変換される。このように、２分割旋光板３２を通過した後の戻り光は、光束の断面全体についてＳ偏光となる。この戻り光は、偏光ビームスプリッタ２５の偏光ビームスプリッタ面２５ａで反射されるため、固体撮像素子３９には入射しない。
【００７９】
以上説明したように、本実施の形態では、情報の記録時には、情報光および記録用参照光が、情報記録層３に対して、一方の面側より同軸的に、且つ反射面５ａ上で最も小径になって収束するように照射される。
【００８０】
また、情報の記録時には、第１の偏光方向（Ｐ偏光）の記録用参照光と、第１の偏光方向（Ｐ偏光）とは異なる第２の偏光方向（Ｓ偏光）の情報光が、それぞれ、２分割旋光板３２によって、光束の断面を２分割した各領域毎に異なる方向に旋光される。これにより、情報光と記録用参照光のそれぞれについて、情報記録層３内の同じ領域において、反射面５ａに入射する前の情報光と反射面５ａで反射された後の記録用参照光の偏光方向が一致し、反射面５ａに入射する前の記録用参照光と反射面５ａで反射された後の情報光の偏光方向が一致するように、光束の断面を２分割した各領域毎に偏光方向が異なるように設定される。その結果、情報記録層３では、反射面５ａに入射する前の情報光と反射面５ａで反射された後の記録用参照光との干渉による干渉パターンが記録されると共に、反射面５ａに入射する前の記録用参照光と反射面５ａで反射された後の情報光との干渉による干渉パターンが記録される。
【００８１】
また、情報の再生時には、再生用参照光は、情報光および記録用参照光が最も小径になって収束する位置と同じ位置で、最も小径になって収束するように情報記録層３に照射される。また、情報の再生時には、再生用参照光の照射と再生光の収集とが、情報記録層３の一方の面側より行われ、且つ再生用参照光および再生光が同軸的に配置される。
【００８２】
また、情報の再生時には、第１の偏光方向（Ｐ偏光）の再生用参照光が、２分割旋光板３２によって、光束の断面を２分割した各領域毎に異なる方向に旋光されて、各領域毎に偏光方向が異なる再生用参照光に変換されて情報記録層３に照射される。また、再生光と反射面５ａで反射された再生用参照光による戻り光とが、２分割旋光板３２によって各領域毎に異なる方向に旋光されて、光束の断面全体について第１の偏光方向（Ｐ偏光）となる再生光と光束の断面全体について第２の偏光方向（Ｓ偏光）となる戻り光とに変換される。これにより、偏光分離手段としての偏光ビームスプリッタ２５によって、再生光と戻り光とを分離することが可能になり、その結果、再生情報のＳＮ比を向上させることができる。
【００８３】
また、本実施の形態では、情報光は光束の断面の全体を用いて情報を担持することができ、同様に、再生光も光束の断面の全体を用いて情報を担持することができる。
【００８４】
次に、図１１を参照して、情報の記録時における光ヘッド１１の動作について説明する。図１１は、情報の記録時におけるトラックＴＲの動きと情報光および記録用参照光の照射位置１０１の動きとを示している。図１１において、記号Ｒは、記録媒体１の移動方向を表している。なお、図１１では、便宜上、照射位置１０１をトラックＴＲに重ならないように表しているが、実際には、照射位置１０１はトラックＴＲに重なる。
【００８５】
本実施の形態では、図１１（ａ）に示したように、記録媒体１の情報記録領域７に情報を記録する前に、照射位置１０１は、中立の位置よりも記録媒体１の移動方向Ｒとは反対方向（以下、進み方向とも言う。）に移動される。その際、照射位置１０１はアドレス・サーボ領域６を通過し、アドレス・サーボ領域６に記録された情報が光ヘッド１１によって検出される。
【００８６】
次に、図１１（ｂ）に示したように、照射位置１０１が進み方向の移動範囲の端Ｅ１に達したら、照射位置１０１は、今度は記録媒体１の移動方向Ｒ（以下、遅れ方向とも言う。）に移動される。照射位置１０１の遅れ方向への移動開始直後は、照射位置１０１の移動速度は、情報を記録すべき所望の情報記録領域７の移動速度よりも小さい。従って、やがて、照射位置１０１は所望の情報記録領域７に重なる。
【００８７】
図１１（ｃ）に示したように、照射位置１０１が所望の情報記録領域７に重なったら、照射位置１０１の移動速度は、その情報記録領域７の移動速度と等しくなるように調整される。これにより、所望の情報記録領域７に照射位置１０１が追従するように照射位置１０１が移動される。
【００８８】
次に、図１１（ｄ）に示したように、照射位置１０１が遅れ方向の移動範囲の端Ｅ２に達したら、照射位置１０１は、再び、進み方向に移動され、図１１（ａ）に示した動作が行われる。このようにして、図１１（ａ）〜（ｄ）に示した動作が繰り返し実行される。
【００８９】
上述のように、本実施の形態では、所定の期間、移動する１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光の照射位置１０１が追従するように、照射位置１０１が移動される。これにより、所定の期間、１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光が照射され続け、この情報記録領域７に、情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情報が記録される。従って、本実施の形態によれば、情報記録領域７と情報光および記録用参照光の照射位置とのずれを生じることなく、情報記録領域７に情報を記録するのに十分な時間だけ、情報記録領域７に情報光および記録用参照光を照射することが可能となる。その結果、本実施の形態によれば、例えば、実用的な光源である半導体レーザを用いて、複数の情報記録領域７を有する記録媒体１を回転移動させながら、各情報記録領域７にホログラフィを利用して情報を記録することが可能となる。
【００９０】
以下、固体撮像素子３９に入射する再生光の像と固体撮像素子３９との間の位置ずれを補正するための構成とその作用について詳しく説明する。本実施の形態において、情報光は、複数の画素を有する空間光検出器２０によって生成される。従って、情報光および再生光は複数の画素を有する。また、本実施の形態において、再生光を検出する固体撮像素子３９も、複数の画素を有している。そのため、情報を正確に再生するためには、固体撮像素子３９の画素と、固体撮像素子３９に投影される再生光の画素との位置合わせを正確に行わなければならない。しかしながら、種々の要因から、固体撮像素子３９に対する再生光の像の位置が所望の位置からずれて、その結果、固体撮像素子３９の画素と再生光の画素との間で位置ずれが生じる場合がある。その最も大きな要因は、記録媒体１の傾きによる光ヘッド１１内の光学系と記録媒体１との位置関係の変動である。
【００９１】
そこで、本実施の形態では、傾き検出器９５によって、固体撮像素子３９に入射する再生光と固体撮像素子３９との間の位置ずれに関係する再生光位置ずれ情報として、所定の基準位置に対する記録媒体１の傾きの情報を検出する。そして、この傾きの情報に基づいて、像ずれ補正回路９６およびレンズ移動機構によって、固体撮像素子３９に入射する再生光の像と固体撮像素子３９との間の位置ずれを補正する。像ずれ補正回路９６およびレンズ移動機構は、本発明における補正手段に対応する。
【００９２】
まず、図１２を参照して、傾き検出器９５の構成について説明する。この傾き検出器９５は、光ヘッド１１において記録媒体１の下面に対向する面、すなわち光ヘッド１１の上面に固定された基板１１１と、この基板１１１の上に配置された発光ダイオード１１２およびフォトダイオード１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃ，１１３Ｄを有している。発光ダイオード１１２は、記録媒体１の下面に向けて光を出射するようになっている。フォトダイオード１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃ，１１３Ｄは、発光ダイオード１１２の周囲に配置されている。このうち、フォトダイオード１１３Ａ，１１３Ｂは、記録媒体１におけるトラックの接線方向に沿って、発光ダイオード１１２を挟んで互いに反対側の位置に配置されている。また、フォトダイオード１１３Ｃ，１１３Ｄは、記録媒体１の半径方向に沿って、発光ダイオード１１２を挟んで互いに反対側の位置に配置されている。
【００９３】
次に、図１３および図１４を参照して、傾き検出器９５の作用について説明する。まず、記録媒体１の下面が基板１１１の上面に平行になる記録媒体１の位置を基準位置とする。記録媒体１がこの基準位置にあるときには、発光ダイオード１１２より出射された光は、記録媒体１の下面で反射されてフォトダイオード１１３Ａ〜１１３Ｄに入射する。このとき、フォトダイオード１１３Ａ〜１１３Ｄの受光量は等しくなるように設定されている。ここで、フォトダイオード１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃ，１１３Ｄの各出力信号の大きさを、それぞれＰＤ１ａ，ＰＤ１ｂ，ＰＤ１ｃ，ＰＤ１ｄとする。フォトダイオード１１３Ａ〜１１３Ｄの受光量が大きいほど、フォトダイオード１１３Ａ〜１１３Ｄの出力信号の大きさＰＤ１ａ〜ＰＤ１ｄは大きくなるようになっている。また、フォトダイオード１１３Ａ〜１１３Ｄにおける受光量と出力信号の大きさとの関係は全て等しくなっている。従って、記録媒体１が基準位置にあるときには、フォトダイオード１１３Ａ〜１１３Ｄの各出力信号の大きさＰＤ１ａ〜ＰＤ１ｄは全て等しい。
【００９４】
図１３は、記録媒体１が基準位置にあるときに、発光ダイオード１１２より出射された光がフォトダイオード１１３Ａ，１１３Ｂに入射する様子を示している。この状態では、フォトダイオード１１３Ａ，１１３Ｂの出力信号の大きさＰＤ１ａ，ＰＤ１ｂは等しいので、ＰＤ１ａ−ＰＤ１ｂ＝０となる。図示しないが、記録媒体１が基準位置にあるときには、フォトダイオード１１３Ｃ，１１３Ｄの出力信号の大きさＰＤ１ｃ，ＰＤ１ｄは等しいので、ＰＤ１ｃ−ＰＤ１ｄ＝０となる。
【００９５】
図１４は、記録媒体１とフォトダイオード１１３Ａとの間の距離が、記録媒体１とフォトダイオード１１３Ｂとの間の距離よりも大きくなるように記録媒体１が傾いた状態において、発光ダイオード１１２より出射された光がフォトダイオード１１３Ａ，１１３Ｂに入射する様子を示している。この状態では、フォトダイオード１１３Ａの受光量は、フォトダイオード１１３Ｂの受光量よりも小さくなる。従って、ＰＤ１ａ−ＰＤ１ｂ＜０となる。また、記録媒体１の基準位置からの傾きが大きいほど、ＰＤ１ａ−ＰＤ１ｂの絶対値は大きくなる。
【００９６】
図示しないが、記録媒体１とフォトダイオード１１３Ｂとの間の距離が、記録媒体１とフォトダイオード１１３Ａとの間の距離よりも大きくなるように記録媒体１が傾いた状態では、フォトダイオード１１３Ｂの受光量は、フォトダイオード１１３Ａの受光量よりも小さくなる。従って、ＰＤ１ａ−ＰＤ１ｂ＞０となる。また、記録媒体１の基準位置からの傾きが大きいほど、ＰＤ１ａ−ＰＤ１ｂの絶対値は大きくなる。
【００９７】
以上のことから、ＰＤ１ａ−ＰＤ１ｂの値によって、記録媒体１の半径方向を中心として記録媒体１が回転するような記録媒体１の傾き（以下、タンジェンシャルチルトと言う。）の方向および大きさを検出することができる。
【００９８】
図示しないが、記録媒体１とフォトダイオード１１３Ｃとの間の距離が、記録媒体１とフォトダイオード１１３Ｄとの間の距離よりも大きくなるように記録媒体１が傾いた状態では、フォトダイオード１１３Ｃの受光量は、フォトダイオード１１３Ｄの受光量よりも小さくなる。従って、ＰＤ１ｃ−ＰＤ１ｄ＜０となる。また、記録媒体１の基準位置からの傾きが大きいほど、ＰＤ１ｃ−ＰＤ１ｄの絶対値は大きくなる。
【００９９】
また、記録媒体１とフォトダイオード１１３Ｄとの間の距離が、記録媒体１とフォトダイオード１１３Ｃとの間の距離よりも大きくなるように記録媒体１が傾いた状態では、フォトダイオード１１３Ｄの受光量は、フォトダイオード１１３Ｃの受光量よりも小さくなる。従って、ＰＤ１ｃ−ＰＤ１ｄ＞０となる。また、記録媒体１の基準位置からの傾きが大きいほど、ＰＤ１ｃ−ＰＤ１ｄの絶対値は大きくなる。
【０１００】
以上のことから、ＰＤ１ｃ−ＰＤ１ｄの値によって、記録媒体１の半径方向が基板１１１の上面に対して傾くような記録媒体１の傾き（以下、ラジアルチルトと言う。）の方向および大きさを検出することができる。
【０１０１】
像ずれ補正回路９６は、フォトダイオード１１３Ａ〜１１３Ｄの出力信号を入力し、ＰＤ１ａ−ＰＤ１ｂおよびＰＤ１ｃ−ＰＤ１ｄを演算する。なお、ＰＤ１ａ−ＰＤ１ｂおよびＰＤ１ｃ−ＰＤ１ｄと、固体撮像素子３９に入射する再生光の像と固体撮像素子３９との間の位置ずれの方向および大きさとの関係は、予め求められている。従って、ＰＤ１ａ−ＰＤ１ｂおよびＰＤ１ｃ−ＰＤ１ｄによって、上記位置ずれの方向および大きさが分かる。像ずれ補正回路９６は、このＰＤ１ａ−ＰＤ１ｂおよびＰＤ１ｃ−ＰＤ１ｄに基づいて、上記位置ずれがなくなるようにレンズ移動機構を制御する。
【０１０２】
次に、図１５を参照して、固体撮像素子３９に投影される再生光の像の位置および大きさを調整することのできるリレーレンズ系３７の構成について説明する。図１５に示したように、リレーレンズ系３７は、再生光が入射する側（図１５における左側）から順に配置された凸レンズ３７Ａ、凹レンズ３７Ｂ、凹レンズ３７Ｃ、凹レンズ３７Ｄおよび凸レンズ３７Ｅを有している。前述のように、凸レンズ３７Ａと凹レンズ３７Ｂは接合され、凹レンズ３７Ｄと凸レンズ３７Ｅは接合されている。凹レンズ３７Ｃは、レンズ移動機構によって移動可能になっている。図１５中の記号ｒ１〜ｒ８は、再生光が入射する側から順に配置されたレンズ面を示している。また、図１５中の記号ｄ１〜ｄ７は、レンズ面の間隔を示している。
【０１０３】
ここで、凹レンズ３７Ｃが中立の位置にあるときのリレーレンズ系の緒元データを、以下の表に示す。なお、表中の面番号は、再生光が入射する側から数えたレンズ面の番号を表わしている。Ｒは各レンズ面の曲率半径を表わしている。Ｄは、表中の対応する番号ｎ（ｎは１〜７の整数）のレンズ面と番号ｎ＋１のレンズ面との間隔を表わしている。Ｎ（５３２）は、番号ｎのレンズ面と番号ｎ＋１のレンズ面との間の部分の、波長５３２ｎｍにおける屈折率を表わしている。νｄは、番号ｎのレンズ面と番号ｎ＋１のレンズ面との間の部分の、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するアッベ数を表わしている。また、ＮＤは、番号ｎのレンズ面と番号ｎ＋１のレンズ面との間の部分の、ｄ線に対する屈折率を表わしている。また、このリレーレンズ系の条件としては、以下の表に示す緒元データの他に、横倍率が−１．７５倍、物体高が直径３ｍｍ、物体距離が２３．９ｍｍ、像点距離が４３．７ｍｍという条件がある。
【０１０４】
【表１】
2004086966.tif 000003
【０１０５】
図１６は、リレーレンズ系３７の球面収差および色収差を示す収差図である。図１６において、横軸は光軸方向の位置（単位はｍｍ）を表わし、縦軸は射出瞳から出射する光線の高さ（単位はｍｍ）を表わしている。縦軸における最大値は、軸上瞳径である５．２ｍｍである。図中の曲線（収差曲線）は、射出瞳から出射する光線の高さと、光線が光軸と交わる位置との関係を表わしている。また、図１６は、波長５３２ｎｍ、５２２ｎｍ、５４２ｎｍのそれぞれにおける収差曲線を示している。
【０１０６】
図１７は、リレーレンズ系３７の非点収差を示す収差図である。図１７において、横軸は光軸方向の位置（単位はｍｍ）を表わし、縦軸は射出角（単位はｄｅｇ（度））を表わしている。縦軸における最大値は、１．７（ｄｅｇ）である。また、図１７において、記号Ｓで示す曲線はサジタル像面を表わし、記号Ｍで示す曲線はメリジオナル像面を表わしている。
【０１０７】
図１８は、リレーレンズ系３７の歪曲収差を示す収差図である。図１８において、横軸は像の歪み量（単位は％）を表わし、縦軸は射出角（単位はｄｅｇ）を表わしている。縦軸における最大値は、１．７（ｄｅｇ）である。
【０１０８】
図１９ないし図２２は、それぞれ、リレーレンズ系３７のコマ収差を示す収差図である。図１９ないし図２２において、横軸は相対的瞳径（単位は無次元）を表わし、縦軸はコマ収差量（単位はｍｍ）を表わしている。相対的瞳径は、図１９ないし図２２における各画角での最大瞳径が１となるように規格された瞳径である。また、図１９ないし図２２は、それぞれ、射出角が０．００（ｄｅｇ）、０．５７（ｄｅｇ）、１．１４（ｄｅｇ）、１．７１（ｄｅｇ）における収差を表わしている。
【０１０９】
なお、図１７ないし図２２は、いずれも波長５３２ｎｍにおける収差曲線を示している。
【０１１０】
図１５に示したリレーレンズ系３７は、倍率を変えることができるようになっている。例として、図２３ないし図２５には、それぞれ倍率が−１．５３、−１．７５、−２．０３となるときのリレーレンズ系３７の状態を示している。なお、図２３ないし図２５において、符号１２１は物体面を表わし、符号１２２は像面を表わしている。また、倍率における負号は、像が倒立像となることを表わしている。本実施の形態に係る光情報記録再生装置は、倍率が−１．７５のときに、固体撮像素子３９に投影される再生光の像の大きさが最適になるように設計されている。レンズ３７Ａ〜３７Ｅの光軸が一致し、倍率が−１．７５となるときのレンズ３７Ｃの位置を、レンズ３７Ｃの中立の位置とする。
【０１１１】
なお、図２３ないし図２５に示した例では、レンズ３７Ａ〜３７Ｃを光軸方向に移動させることによって倍率を変化させているが、レンズ３７Ｃのみを光軸方向に移動させても倍率を変化させることができる。
【０１１２】
図２６は、レンズ３７Ｃのみを光軸方向に移動させた場合におけるレンズ３７Ｃの位置と倍率との関係を示す特性図である。図２６において、横軸は光軸方向についてのレンズ３７Ｃの位置を表わし、縦軸は倍率を表わしている。なお、レンズ３７Ｃの位置は、中立の位置を０ｍｍで表わし、この中立の位置よりもレンズ３７Ｄ寄りの位置を正の値で表わし、中立の位置よりもレンズ３７Ｂ寄りの位置を負の値で表わしている。このリレーレンズ系３７では、光軸方向についてのレンズ３７Ｃの移動量１ｍｍ当たり、倍率は−０．０２５だけ変化する。
【０１１３】
また、図１５に示したリレーレンズ系３７では、レンズ３７Ｃを光軸に直交する方向に移動させることによって、固体撮像素子３９に投影される再生光の像の位置を移動させることができる。図２７は、光軸に直交する方向についてのレンズ３７Ｃの位置と再生光の像の移動量との関係を示す特性図である。図２７において、横軸は光軸に直交する方向についてのレンズ３７Ｃの位置を表わし、縦軸は再生光の像の移動量を表わしている。なお、レンズ３７Ｃの位置は、中立の位置を０ｍｍで表わしている。再生光の像の移動量は、レンズ３７Ｃが中立の位置にあるときの再生光の像の位置を基準として表わしている。図２７において、レンズ３７Ｃの位置が負の値で表わされ、再生光の像の移動量が正の値で表わされているのは、レンズ３７Ｃの移動方向と再生光の像の移動方向とが逆になるためである。このリレーレンズ系３７では、光軸に直交する方向についてのレンズ３７Ｃの移動量１ｍｍ当たり、再生光の像の位置は−０．６２９ｍｍだけ移動する。なお、図２６に示した範囲内で、光軸方向についてのレンズ３７Ｃの位置を変えた場合でも、光軸に直交する方向についてのレンズ３７Ｃの位置と再生光の像の移動量との関係はほとんど変わらなかった。
【０１１４】
また、図１５に示したリレーレンズ系３７では、レンズ３７Ｃに入射する再生光の進行方向とレンズ３７Ｃの光軸方向とがなす角度が変化する方向にレンズ３７Ｃを移動させることによっても、固体撮像素子３９に投影される再生光の像の位置を移動させることができる。図２８は、レンズ３７Ｃの光軸の傾きと再生光の像の移動量との関係を示す特性図である。図２８において、横軸は、レンズ３７Ｃの光軸の傾きを表わし、縦軸は再生光の像の移動量を表わしている。なお、レンズ３７Ｃの光軸の傾きは、レンズ３７Ｃの光軸と、レンズ３７Ｃに入射する再生光の進行方向すなわち他のレンズ３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｄ，３７Ｅの光軸とのなす角度で表わしている。再生光の像の移動量は、レンズ３７Ｃの光軸の傾きが０°のときの再生光の像の位置を基準として表わしている。このリレーレンズ系３７では、レンズ３７Ｃの光軸の傾き１（ｄｅｇ）当たり、再生光の像の位置は−０．００７ｍｍだけ移動する。なお、図２６に示した範囲内で、光軸方向についてのレンズ３７Ｃの位置を変えた場合でも、レンズ３７Ｃの光軸の傾きと再生光の像の移動量との関係はほとんど変わらなかった。
【０１１５】
次に、図２９ないし図３２を参照して、レンズ移動機構について説明する。図２９はレンズ移動機構の正面図、図３０は図２９のＡ−Ａ線断面図、図３１はレンズ移動機構の斜視図、図３２はレンズ移動機構の分解斜視図である。
【０１１６】
レンズ移動機構は、ベース１３１と、このベース１３１に取り付けられたワイヤホルダ１３２と、互いに平行に配置され、各一端がワイヤホルダ１３２に固定された２本のサスペンションワイヤ１３３と、この２本のサスペンションワイヤ１３３の他端に取り付けられたレンズホルダ１３４と、このレンズホルダ１３４に取り付けられた２つのマグネット１３５とを備えている。レンズ３７Ｃは、レンズホルダ１３４に固定されている。レンズホルダ１３４は、４つの側面を有している。２本のサスペンションワイヤ１３３の他端は、それぞれ、レンズホルダ１３４の互いに反対側に配置された２つの側面に固定されている。２つのマグネット１３５は、レンズホルダ１３４の残りの２つの側面に固定されている。また、ベース１３１は、レンズ３７Ｃに光を入射させるための開口部１３１ａを有している。
【０１１７】
レンズ移動機構は、更に、２つのマグネット１３５に対向する位置に配置され、ベース１３１に固定された２つのコイルアッセンブリ１４０を備えている。図３２に示したように、各コイルアッセンブリ１４０は、ヨークホルダ１４１と、このヨークホルダ１４１に取り付けられたヨーク１４２と、ヨークホルダ１４１およびヨーク１４２の周囲に設けられた平行移動用コイル１４３と、このコイル１４３の周囲に設けられたズーム用コイル１４４とを有している。
【０１１８】
次に、図２９ないし図３２に示したレンズ移動機構の作用について説明する。このレンズ移動機構では、平行移動用コイル１４３に通電することによって、レンズ３７Ｃの光軸に直交する方向（図２９における上下方向）にレンズ３７Ｃを移動させることができる。
【０１１９】
また、このレンズ移動機構では、２つのズーム用コイル１４４に流す電流の方向と大きさを制御することにより、レンズ３７Ｃの光軸方向（図３０における上下方向）にレンズ３７Ｃを移動させたり、レンズ３７Ｃに入射する再生光の進行方向とレンズ３７Ｃの光軸方向とがなす角度が変化する方向にレンズ３７Ｃを移動させることができる。
【０１２０】
このレンズ移動機構では、レンズ３７Ｃを光軸方向に移動させることにより、固体撮像素子３９に投影される再生光の像の大きさを調整することができる。また、このレンズ移動機構では、レンズ３７Ｃを光軸に直交する方向に移動させることによって、固体撮像素子３９に投影される再生光の像の位置を、所定の第１の方向に移動させることができる。また、このレンズ移動機構では、レンズ３７Ｃに入射する再生光の進行方向とレンズ３７Ｃの光軸方向とがなす角度が変化する方向にレンズ３７Ｃを移動させることによって、上記第１の方向に直交する第２の方向に移動させることができる。
【０１２１】
ところで、記録媒体１の傾きに起因する固体撮像素子３９の画素と再生光の画素との位置ずれには、ラジアルチルトに起因する位置ずれと、タンジェンシャルチルトに起因する位置ずれとがある。両位置ずれの方向は直交している。また、ラジアルチルトに起因する位置ずれは、タンジェンシャルチルトに起因する位置ずれよりも大きい場合が多い。一方、図２７および図２８から分かるように、レンズ３７Ｃを光軸に直交する方向に移動させる方が、レンズ３７Ｃの光軸を傾けるよりも、容易に大きな像移動量を得ることができる。そこで、レンズ３７Ｃを光軸に直交する方向に移動させることによってラジアルチルトに起因する位置ずれを補正し、レンズ３７Ｃの光軸を傾けることによってタンジェンシャルチルトに起因する位置ずれを補正するように設定するのが好ましい。なお、レンズ３７Ｃの移動の方向および大きさと、固体撮像素子３９上における再生光の像の移動および大きさとの関係は予め求められている。
【０１２２】
以上説明したように、本実施の形態では、傾き検出器９５によって、固体撮像素子３９に入射する再生光と固体撮像素子３９との間の位置ずれに関係する再生光位置ずれ情報として、記録媒体１の傾きの情報を検出する。そして、この傾きの情報に基づいて、像ずれ補正回路９６およびレンズ移動機構によって、上記位置ずれがなくなるように、位置ずれを補正する。従って、本実施の形態によれば、記録媒体１から２次元画像情報を正確に再生することができる。
【０１２３】
［第２の実施の形態］
次に、図３３ないし図３６を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る光情報記録再生装置について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態に対して、レンズ移動機構のみが異なるものである。図３３は、本実施の形態におけるレンズ移動機構の分解斜視図、図３４は本実施の形態におけるレンズ移動機構の正面図、図３５は図３４のＢ−Ｂ線断面図、図３６は図３４のＣ−Ｃ線断面図である。
【０１２４】
本実施の形態におけるレンズ移動機構は、レンズ３７Ｃを保持するレンズホルダ１５０と、このレンズホルダ１５０を懸架する４本のサスペンションワイヤ１５１とを備えている。レンズ移動機構は、更に、レンズホルダ１５０の一方の面に接合されたコイル１５２と、このコイル１５２におけるレンズホルダ１５０とは反対側に接合された４つのコイル１５３〜１５６とを備えている。コイル１５２〜１５６は、いずれも全体形状が矩形になっている。コイル１５３，１５４は、コイル１５２の４つの辺部分のうちの平行な２つの辺部分に接合され、コイル１５５，１５６は、コイル１５２の４つの辺部分のうちの残りの２つの辺部分に接合されている。
【０１２５】
レンズ移動機構は、更に、それぞれコイル１５３〜１５６の１つの辺部分を挟み込む形状のヨーク１６３Ａ〜１６６Ａと、各ヨーク１６３Ａ〜１６６Ａに固着されたマグネット１６３Ｂ〜１６６Ｂとを備えている。
【０１２６】
次に、図３３ないし図３６に示したレンズ移動機構の作用について説明する。以下の説明では、図３３に示したように、レンズ３７Ｃの光軸方向をＺ軸とし、レンズ３７Ｃの光軸方向に直交すると共に互いに直交する２つの方向をＸ軸およびＹ軸とする。Ｘ軸はコイル１５３，１５４が接合されたコイル１５２の２つの辺部分に平行であり、Ｙ軸はコイル１５５，１５６が接合されたコイル１５２の２つの辺部分に平行である。
【０１２７】
このレンズ移動機構では、コイル１５２に通電することによって、Ｚ軸方向にレンズ３７Ｃを移動させることができる。また、このレンズ移動機構では、コイル１５３，１５４に通電することにより、Ｘ軸を中心として回転する方向にレンズ３７Ｃを移動させることができる。また、このレンズ移動機構では、コイル１５５，１５６に通電することにより、Ｙ軸を中心として回転する方向にレンズ３７Ｃを移動させることができる。
【０１２８】
このレンズ移動機構では、レンズ３７Ｃを光軸方向に移動させることにより、固体撮像素子３９に投影される再生光の像の大きさを調整することができる。また、このレンズ移動機構では、Ｘ軸を中心として回転する方向にレンズ３７Ｃを移動させることによって、固体撮像素子３９に投影される再生光の像の位置を、所定の第１の方向に移動させることができる。また、このレンズ移動機構では、Ｙ軸を中心として回転する方向にレンズ３７Ｃを移動させることによって、上記第１の方向に直交する第２の方向に移動させることができる。なお、レンズ３７Ｃの移動の方向および大きさと、固体撮像素子３９上における再生光の像の移動の方向および大きさとの関係は予め求められている。
【０１２９】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０１３０】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録再生装置について説明する。本実施の形態に係る光情報記録再生装置では、第１の実施の形態における傾き検出器９５は設けられておらず、４分割光検出器４９を用いて、所定の基準位置に対する記録媒体１の傾きを検出する。従って、本実施の形態では、４分割光検出器４９は、参照光位置情報検出手段と再生光位置ずれ検出手段とを兼ねている。本実施の形態における像ずれ補正回路９６は、傾き検出器９５の出力信号ではなく、４分割光検出器４９の出力信号を入力する。
【０１３１】
次に、図３７を参照して、４分割光検出器４９を用いて記録媒体１の傾きを検出する方法について説明する。図３７に示したように、４分割光検出器４９は、記録媒体１におけるトラック方向に対応する方向に平行な分割線１７１とこれと直交する方向の分割線１７２とによって分割された４つの受光部４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｃ，４９Ｄを有している。図３７において、受光部４９Ａ，４９Ｂと、受光部４９Ｃ，４９Ｄは、分割線１７１を挟んで反対側に配置され、受光部４９Ａ，４９Ｃと、受光部４９Ｂ，４９Ｄは、分割線１７２を挟んで反対側に配置されている。受光部４９Ａ〜４９Ｄの出力信号は、像ずれ補正回路９６に入力されるようになっている。
【０１３２】
４分割光検出器４９は、対物レンズ４１の出射光がアドレス・サーボ領域６を通過する期間では、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦを生成するために用いられる。
【０１３３】
本実施の形態では、情報の再生時には、４分割光検出器４９は、記録媒体１の傾きを検出するために用いられる。本実施の形態では、情報の再生時にも、光源装置４５は赤色光を出射し、記録媒体１に照射された赤色光に対応する記録媒体１からの戻り光が４分割光検出器４９によって受光される。ここで、記録媒体１の傾きがないときには、戻り光は４分割光検出器４９の中央部分に入射し、受光部４９Ａ〜４９Ｄの出力信号の大きさは等しい。以下、受光部４９Ａ〜４９Ｄの出力信号の大きさを、ＰＤ２ａ〜ＰＤ２ｄとする。
【０１３４】
記録媒体１にタンジェンシャルチルトが生じると、４分割光検出器４９に対する戻り光の入射位置は、図３７において符号１７３Ｔで示す矢印方向に移動する。その結果、ＰＤ２ａ＋ＰＤ２ｃと、ＰＤ２ｂ＋ＰＤ２ｄとの間に差が生じる。よって、（ＰＤ２ａ＋ＰＤ２ｃ）−（ＰＤ２ｂ＋ＰＤ２ｄ）の値によって、タンジェンシャルチルトの方向および大きさを検出することができる。
【０１３５】
また、記録媒体１にラジアルチルトが生じると、４分割光検出器４９に対する戻り光の入射位置は、図３７において符号１７３Ｒで示す矢印方向に移動する。その結果、ＰＤ２ａ＋ＰＤ２ｂと、ＰＤ２ｃ＋ＰＤ２ｄとの間に差が生じる。よって、（ＰＤ２ａ＋ＰＤ２ｂ）−（ＰＤ２ｃ＋ＰＤ２ｄ）の値によって、ラジアルチルトの方向および大きさを検出することができる。
【０１３６】
本実施の形態における像ずれ補正回路９６は、（ＰＤ２ａ＋ＰＤ２ｃ）−（ＰＤ２ｂ＋ＰＤ２ｄ）を演算する演算増幅器１７４と、（ＰＤ２ａ＋ＰＤ２ｂ）−（ＰＤ２ｃ＋ＰＤ２ｄ）を演算する演算増幅器１７５とを有している。像ずれ補正回路９６は、演算増幅器１７４，１７５の出力信号に基づいてレンズ移動機構を制御する。
【０１３７】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０１３８】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態に係る光情報記録再生装置について説明する。本実施の形態に係る光情報記録再生装置では、第１の実施の形態における傾き検出器９５は設けられておらず、固体撮像素子３９を用いて、固体撮像素子３９に入射する再生光と固体撮像素子３９との間の位置ずれを直接、検出する。従って、本実施の形態では、固体撮像素子３９は、再生光検出手段と再生光位置ずれ検出手段とを兼ねている。本実施の形態における像ずれ補正回路９６は、傾き検出器９５の出力信号ではなく、信号処理回路８９の出力信号を入力する。
【０１３９】
次に、図３８を参照して、固体撮像素子３９を用いて上記位置ずれを検出する方法について説明する。図３８は、固体撮像素子３９に投影される再生光の像１８１を示している。本実施の形態では、空間光変調器２０によって情報光を生成する際に、情報光に対して、４つの位置認識用マーク１８２Ａ〜１８２Ｄが挿入される。マーク１８２Ａ〜１８２Ｄは、情報光の光束における上下左右の各端部の位置に配置される。また、マーク１８２Ａ〜１８２Ｄは、それぞれ、空間光変調器２０の一部の複数の画素を用いて形成された所定の２次元パターンを有している。このように、本実施の形態では、情報光がマーク１８２Ａ〜１８２Ｄを含むことから、再生光の像１８１にも、マーク１８２Ａ〜１８２Ｄが含まれている。
【０１４０】
本実施の形態における像ずれ補正回路９６は、固体撮像素子３９の出力信号を処理する信号処理回路８９の出力信号に基づいて、マーク１８２Ａ〜１８２Ｄを認識すると共に、固体撮像素子３９上におけるマーク１８２Ａ〜１８２Ｄの位置を検出する。なお、マーク１８２Ａ〜１８２Ｄの位置は、各マーク１８２Ａ〜１８２Ｄ中の所定の画素、例えば中央の画素の位置で表わす。また、像ずれ補正回路９６は、以下のようにして、マーク１８２Ａ〜１８２Ｄの位置から、固体撮像素子３９に入射する再生光と固体撮像素子３９との間の位置ずれの方向および大きさと、固体撮像素子３９上における再生光の像１８１の大きさとを検出する。
【０１４１】
ここで、図３８における水平方向をＸ軸とし、図３８における垂直方向をＹ軸とする。また、固体撮像素子３９上におけるマーク１８２Ａ〜１８２Ｄの位置を、それぞれ、座標（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ３），（ｘ４，ｙ４）で表わす。また、固体撮像素子３９上における再生光の像１８１の中心の位置を、座標（ｘ０，ｙ０）で表わす。なお、固体撮像素子３９は、予め、ｘ１＝ｘ２、ｙ３＝ｙ４となるように配置されている。
【０１４２】
像ずれ補正回路９６は、以下の式によって、中心の位置の座標（ｘ０，ｙ０）を求める。
【０１４３】
ｘ０＝（ｘ１＋ｘ２）／２
ｙ０＝（ｙ３＋ｙ４）／２
【０１４４】
像ずれ補正回路９６は、再生光の像１８１の中心の位置の座標（ｘ０，ｙ０）と、予め決められた所望の位置とを比較して、固体撮像素子３９に入射する再生光と固体撮像素子３９との間の位置ずれの方向および大きさを検出する。そして、像ずれ補正回路９６は、上記位置ずれがなくなるようにレンズ移動機構を制御する。
【０１４５】
また、像ずれ補正回路９６は、以下の式によって、像１８１の高さＨと、像１８１の幅Ｗとを求める。
【０１４６】
Ｈ＝ｙ１−ｙ２
Ｗ＝ｘ３−ｘ４
【０１４７】
像ずれ補正回路９６は、更に、以下の式によって、像１８１の直径Ｒを求める。
【０１４８】
Ｒ＝（Ｈ＋Ｗ）／２
【０１４９】
像ずれ補正回路９６は、像１８１の直径Ｒと、予め決められた所望の径とを比較して、所望の大きさに対する像１８１の大きさのずれを検出する。そして、像ずれ補正回路９６は、上記大きさのずれがなくなるように、レンズ移動機構を制御してリレーレンズ径３７の倍率を調整する。
【０１５０】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０１５１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、実施の形態では、記録再生光学系の一部を構成するレンズ３７Ｃを移動させることによって、固体撮像素子３９に入射する再生光と固体撮像素子３９との間の位置ずれを補正するようにしている。しかし、本発明では、静的に光の進行方向を変える光学素子を記録再生光学系に挿入し、この光学素子を用いて、上記位置ずれを補正するようにしてもよい。また、本発明では、固体撮像素子３９に入射する再生光を移動させる代わりに、固体撮像素子３９を移動させることによって、上記位置ずれを補正するようにしてもよい。
【０１５２】
また、実施の形態では、位相符号化多重方式によって情報の多重記録を行うようにしたが、本発明は位相符号化多重方式による多重記録を行わない場合も含む。また、実施の形態では、情報の記録時において、所定の期間、移動する１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光の照射位置が追従するように、情報光および記録用参照光の照射位置を制御するようにしたが、本発明はこのような制御を行わない場合も含む。
【０１５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光情報再生装置では、再生用参照光が照射されることによって記録媒体より発生される再生光が再生光検出手段によって検出される。また、再生光位置ずれ検出手段によって、再生光検出手段に入射する再生光と再生光検出手段との間の位置ずれに関係する再生光位置ずれ情報が検出され、この情報に基づいて、補正手段によって位置ずれが補正される。従って、本発明によれば、ホログラフィを利用して記録媒体から２次元画像情報を正確に再生することが可能になるという効果を奏する。
【０１５４】
また、本発明の光情報記録再生装置では、情報の記録時には、情報光と記録用参照光とが記録媒体に照射され、これらの干渉によって記録媒体に２次元画像情報が記録される。また、情報の再生時には、再生用参照光が照射されることによって記録媒体より発生される再生光が再生光検出手段によって検出される。また、再生光位置ずれ検出手段によって、再生光検出手段に入射する再生光と再生光検出手段との間の位置ずれに関係する再生光位置ずれ情報が検出され、この情報に基づいて、補正手段によって位置ずれが補正される。従って、本発明によれば、ホログラフィを利用して記録媒体に２次元画像情報を記録すると共にホログラフィを利用して記録媒体から２次元画像情報を再生することができると共に、記録媒体から２次元画像情報を正確に再生することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置における光ヘッドの記録再生光学系の主要部分の構成を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置における光ヘッドの可動部とその周辺を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置における光ヘッドの光の出射部と記録媒体とを示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置における光ヘッドの位置制御用光学系を示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態において用いられる記録媒体を示す説明図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態において使用する偏光を説明するための説明図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置のサーボ時の作用を説明するための説明図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置の情報記録時の作用を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置の情報再生時の作用を説明するための説明図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置の情報記録時におけるトラックの動きと情報光および記録用参照光の照射位置の動きとを説明するための説明図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における傾き検出器を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示した傾き検出器の作用を説明するための説明図である。
【図１４】図１２に示した傾き検出器の作用を説明するための説明図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態におけるリレーレンズ系の構成を示す説明図である。
【図１６】図１５に示したリレーレンズ系の球面収差および色収差を示す収差図である。
【図１７】図１５に示したリレーレンズ系の非点収差を示す収差図である。
【図１８】図１５に示したリレーレンズ系の歪曲収差を示す収差図である。
【図１９】図１５に示したリレーレンズ系のコマ収差を示す収差図である。
【図２０】図１５に示したリレーレンズ系のコマ収差を示す収差図である。
【図２１】図１５に示したリレーレンズ系のコマ収差を示す収差図である。
【図２２】図１５に示したリレーレンズ系のコマ収差を示す収差図である。
【図２３】倍率が−１．５３となるときの図１５に示したリレーレンズ系の状態を示す説明図である。
【図２４】倍率が−１．７５となるときの図１５に示したリレーレンズ系の状態を示す説明図である。
【図２５】倍率が−２．０３となるときの図１５に示したリレーレンズ系の状態を示す説明図である。
【図２６】図１５に示したリレーレンズ系における補正用レンズの位置と倍率との関係を示す特性図である。
【図２７】図１５に示したリレーレンズ系における補正用レンズの位置と再生光の像の移動量との関係を示す特性図である。
【図２８】図１５に示したリレーレンズ系における補正用レンズの光軸の傾きと再生光の像の移動量との関係を示す特性図である。
【図２９】本発明の第１の実施の形態におけるレンズ移動機構の正面図である。
【図３０】図２９のＡ−Ａ線断面図である。
【図３１】図２９に示したレンズ移動機構の斜視図である。
【図３２】図２９に示したレンズ移動機構の分解斜視図である。
【図３３】本発明の第２の実施の形態におけるレンズ移動機構の分解斜視図である。
【図３４】本発明の第２の実施の形態におけるレンズ移動機構の正面図である。
【図３５】図３４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３６】図３４のＣ−Ｃ線断面図である。
【図３７】本発明の第３の実施の形態において４分割光検出器を用いて記録媒体の傾きを検出する方法について説明するための説明図である。
【図３８】本発明の第４の実施の形態において固体撮像素子を用いて固体撮像素子に入射する再生光と固体撮像素子との間の位置ずれを検出する方法について説明するための説明図である。
【符号の説明】
１…記録媒体、３…情報記録層、５…反射層、５ａ…反射面、１１…光ヘッド、１２…光源装置、２０…空間光変調器、２５…偏光ビームスプリッタ、２６…位相空間光変調器、３２…２分割旋光板、３７…リレーレンズ系、３７Ｃ…凹レンズ、３９…固体撮像素子、４１…対物レンズ、４５…光源装置、９５…傾き検出器、９６…像ずれ補正回路。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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