(57)【要約】【課題】フォトディテクタ（ＰＤ）での信号検出にＣＣＤやＣＭＯＳセンサに対するより大きな光強度を必要とする場合であっても、位置検出用光検出器（位置検出回路）を正常に動作させることを目的としたものである。【解決手段】導波路ホログラムが積層された構造をもつ光情報記録媒体において、導波路への入射光位置を検出する為の位置検出用導波路ホログラムの面積が、前記位置検出用光検出器の受光面積よりも大きく、かつ、前記位置検出用導波路ホログラムからの回折光が、前記位置検出用光検出器の位置において、当該位置検出用検出器の受光面内にほぼ収まるように構成する。【選択図】      図１
2004348893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波路ホログラムが積層された構造をもつ光情報記録媒体において、
導波路への入射光位置を検出する為の位置検出用導波路ホログラムの面積が、前記位置検出用光検出器の受光面積よりも大きく、かつ、前記位置検出用導波路ホログラムからの回折光が、前記位置検出用光検出器の位置において、当該位置検出用検出器の受光面内にほぼ収まるように構成されていることを特徴とする光情報記録媒体。
【請求項２】
前記位置検出用導波路ホログラムからの回折光が、球面収差を持つことを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、選択入射サーボ信号を備えた積層導波路ホログラムメモリシステムで使用する光情報記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シングルモード平面導波路内に微小な凹凸を形成し、その微小凹凸によって導波光を回折させて任意の波面を導波路外に取り出す技術を導波路ホログラフィーと呼び、目的の波面を作るように形成された該導波路平面内の微小な凹凸の集合を導波路ホログラムと呼ぶ。ホログラフィーを体積ホログラフィーと薄膜ホログラフィーに分類すると、導波路ホログラフィーは薄膜ホログラフィーに分類される。しかし、導波路ホログラムが作り込まれた導波路を積層化した積層導波路ホログラフィーは、薄膜ホログラフィーでありながら三次元領域を記録領域として使用できることから、大容量の光メモリとしての応用が可能である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
積層された光情報記録媒体の特定の層の情報を選択的に読み出すためには、所望の導波層に外部からの光を入射させる機構が必須である。その方法として、段差ビームを用いた層選択機構による位置ずれ信号検出方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。これは、デジタル情報を読み込むための入射ビームとは僅かに積層方向の上下にずれたビームを複数用意し、該位置ずれ入射光からの回折光量の差動信号を検出することにより、入射光が積層方向にどの程度ずれているか、同時に、どの程度傾いているかを検出するものである。
【０００４】
図２は、上記位置ずれ信号検出方法の概念図である。積層導波路型光情報記録媒体２１に、レンズ２２を用いて光を入射し、デジタルデータを回折する為の特定の導波層の導波光２９を励起する。この場合、導波光２９の入射位置２４に対して積層方向にずれている位置ずれ信号発生用の集光線２３，２６を伴う。このうち、集光線２３は入射位置２４よりも少し上に、集光線２６は入射位置２４よりも少し下に伴っている。
【０００５】
また、位置ずれ信号発生用集光線２３，２６によって励起された導波光２５ａ，２５ｂは、それぞれ位置ずれ信号発生用ホログラムによって回折され（Ａ，Ｂ）、それぞれフォトディテクタ（以下、「ＰＤ」という。）２７，２８で受光される。これにより、仮に、ＰＤ２８よりもＰＤ２７の出力の方が強い場合には、入射位置２４が本来位置より上方に上がっていることを意味するため、全体的に入射位置２４を下方に下げるようサーボをかける。逆に、ＰＤ２７よりもＰＤ２８の出力の方が強い場合には、入射位置２４が本来位置より下方に下がっていることを意味するため、上方に上げるようにサーボをかける。つまり、２つのＰＤ２７，２８の出力の差動をとることによって、入射位置２４が本来位置に対して、どの方向にずれているか検出することができるため、この結果を用いてサーボを行うことが可能となる。
【０００６】
また、入射光の傾きを検出する場合には、この様に位置がずれた入射光をもう一組用意する事が必要であるが、基本的な考え方は以上の通りである。
【０００７】
ところで、デジタル情報を読みとるにはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサなどの二次元光受光素子を用いるが、上記位置ずれ信号検出方法により位置ずれ信号を取得する為には、ＰＤ等の高速応答デバイスを用いることが望ましい。このように、二次元受光素子が望ましくないのは、信号の転送に時間を要し、エラー信号を得てからフォードバックするまでの時間が長くなり、振動などの外的擾乱に対応できなくなるためである。
【０００８】
【特許文献１】
特許第３３２３１４６号公報
【０００９】
【特許文献２】
特願２００１−２３９６０２号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電荷をため込む構造のＣＣＤやＣＭＯＳセンサに対し、ＰＤは電流を検出するように設計されているため、ＰＤでの信号検出には、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサよりも大きな光強度が必要である。
【００１１】
また、原理的には、ＰＤを電流源として、その負荷抵抗を大きくすればＣＣＤ並の光感度が得られるが、その場合、回路の不安定性が増してノイズを増大することになるため、位置検出用光検出器（位置検出回路）が正常に動作しなくなるという欠点があった。
【００１２】
本発明は上述した事情を鑑みてなされたものであり、ＰＤでの信号検出にＣＣＤやＣＭＯＳセンサよりも大きな光強度を必要とする場合であっても、位置検出用光検出器（位置検出回路）を正常に動作させることを目的としたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、導波路ホログラムが積層された構造をもつ光情報記録媒体において、導波路への入射光位置を検出する為の位置検出用導波路ホログラムの面積が、前記位置検出用光検出器の受光面積よりも大きく、かつ、前記位置検出用導波路ホログラムからの回折光が、前記位置検出用検出器の位置において、当該位置検出用検出器の受光面内にほぼ収まるように構成されていることを特徴とする光情報記録媒体である。
【００１４】
請求項２に係る発明は、前記位置検出用導波路ホログラムからの回折光が、球面収差を持つことを特徴とする請求項１に記載の光情報記録媒体である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
上記課題を解決するためには、位置ずれ信号の光強度を強くする事が望ましい。しかし、積層導波路ホログラムメモリシステムでは、１ｍｍあたりの導波に対し、回折効率が０．１％程度に設計されており、位置ずれ信号発生部のみ回折効率を大きくするという事は困難である。従って、光量を大きくするためには位置ずれ信号発生用ホログラムの面積をＰＤの受光面積よりも大きくし、この位置ずれ信号発生用ホログラムからの回折光がＰＤの受光面内に収まるようにする方法を採用する。但し、エラー検出信号であるから、検出対象以外のエラーに対して、あまり敏感であってはならない。例えば、大きなホログラムから回折された光が、光検出器面内で点に集光するように設計されていたとすると、媒体と光検出器の相対距離が変化した場合に点像の大きさが急激に変化し、従って光強度が急激に変化し、光検出器に大きなダイナミックレンジを必要とする事になる。そこで、予定した光検出器位置でもっともコンパクトに集光するが、大きな球面収差を持たせる事によって、位置が少々ずれても光強度が大きく変化することがないようにする。
【００１７】
【実施例】
以下、図１を用いて、本発明の実施形態を具体的に示した実施例について説明する。尚、図１（ａ）は、位置ずれ信号発生用導波光（以下、「導波光」という）１１の導波面の正面図で、図１（ｂ）は、導波光１１の導波面の平面図である。
【００１８】
ここでは、導波光１１は、図１において、左から右に進行（進行方向Ｘ）しているものとする。また、導波光１１は幅１２を有し、光情報記録媒体１４の任意の一層１３を導波しているものとする。導波光１１の幅１２は、位置ずれ信号受光用ＰＤの受光面１５より幅広である。位置ずれ信号発生用ホログラム（以下、「ホログラム」という）１６は、導波光１１が進行する幅１２を包含している必要はなく、図１に示すように、受光面１５より大きければ良い。また、ホログラム１６は円形である必要はない。本実施例では楕円形を例示している。
【００１９】
受光面１５より大きな面積のホログラム１６からの回折光を集めることにより、受光面１５での光量を大きくすることができる（請求項１に対応）。
【００２０】
実際には、受光面１５は０．５ｍｍ角程度の大きさであるから、ホログラム１６のサイズはその数倍、１〜３ｍｍ程度の大きさである。
【００２１】
さて、ホログラム１６からの回折光を受光面１５内の１点に集光するように設計しても良いが、その場合、光情報記録媒体１４と受光面１５の距離が変化すると光強度が急激に変化し、受光面１５を有する不図示の受光器に大きなダイナミックレンジを必要とする。あるいは、何らかの影響、例えば受光面１５上の埃やキズに対して、小さく集光された光は散乱を受けやすい為に、外乱に敏感である。
【００２２】
そこで、わざと回折光に収差を持たせる構成をとる（請求項２に対応）。
【００２３】
例えば、ホログラム１６の外周部からの回折光１７は、本来設計された受光面１５の中心に集光するように設計する（１７ａ）と共に、内周に行くに従って、より遠い点にて集光するように設計する（１７ｂ）。即ち、ホログラム１６を受光面１５に集光するレンズと見なした場合、球面収差を持つことを意味する。ただし、受光面１５の内側からの回折光１７ｃは無限遠での集光で可である。
【００２４】
以上説明したように本実施形態によれば、ホログラムの受光面への集光性能に収差を持たせることにより、光強度変化は、受光面内、および媒体から受光面間の距離変動に対して鈍感になる。即ち、システムの誤差に対し許容性が高くなる。このように、位置ずれ信号光強度が強くなることにより、信号処理回路のインピーダンスを小さくすることが可能になり、回路の安定性が増すため、位置検出用光検出器が正常に動作するという効果を奏する。
【００２５】
更に、故意に球面収差を持たせた集光性能によって、受光素子の位置ずれや欠陥、ダイナミックレンジに対し許容度が高くなるという効果も奏する。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本実施形態によれば、位置ずれ信号光強度が強くなることにより、信号処理回路のインピーダンスを小さくすることが可能になり、回路の安定性が増すため、位置検出用光検出器が正常に動作するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明する図。
【図２】従来の位置ずれ信号検出用段差ビーム概念図。
【符号の説明】
１１  導波光
１２  信号発生用導波光の幅
１３  層
１４    ウェアラブルコンピュータ
１５  受光面
１６  位置ずれ信号発生用ホログラム
１７  回折光
１８  回折光
１９  回折光
【図１】
2004348893.tif 000003
【図２】
2004348893.tif 000004