(57)【要約】 【課題】  情報の記録および再生に使用する光を精度よく記録媒体上に照射することができる記録再生装置を提供する。【解決手段】  物体光５０は、対物レンズ３０９によって集光され、参照光５１は、ホログラム素子３１６によって偏向され、共にホログラム記録媒体１の情報記録領域に照射される。対物レンズ３０９を透過した検出光５２は、サーボ情報領域に照射される。サーボ用受光素子３２２は、検出光５２の反射光に基づいて位置情報を検出する。また、サーボ用受光素子３２６は、検出光５２の透過光に基づいて位置情報を検出する。位置情報に基づいて生成されたフォーカシング駆動信号およびトラッキング駆動信号に基づいて、対物レンズ３０９、偏向手段３１５、ホログラム素子３１６、および対物レンズ３２３はフォーカシング制御方向またはトラッキング制御方向に移動制御される。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体光および参照光を光記録媒体に照射し、該光記録媒体に前記物体光の情報を干渉縞として記録すると共に、前記干渉縞に前記参照光を照射し、該参照光の回折光に基づいて情報を再生する記録再生装置において、
前記光記録媒体の第１の主面側に設けられた第１の対物レンズにより前記物体光を集光し、情報が記録される前記光記録媒体上の情報記録領域に前記物体光を照射する物体光照射手段と、
前記参照光を前記情報記録領域に前記第１または第２の主面側から照射する参照光照射手段と、
前記物体光を集光する前記第１の対物レンズにより位置検出用の第１の検出光を集光し、前記光記録媒体上の、前記情報記録領域と異なる領域に照射する第１の検出光照射手段と、
前記第１の検出光による位置の検出結果に基づいて、前記物体光および前記参照光の照射位置を制御する制御手段と、
を具備し、
前記第１の対物レンズに入射する前記物体光の光軸と前記第１の検出光の光軸は非平行である
ことを特徴とする記録再生装置。
【請求項２】
前記第２の主面側に設けられ、前記第１の検出光の透過光を集光する第２の対物レンズをさらに具備し、
前記参照光照射手段は前記参照光を前記情報記録領域に前記第２の主面側から照射し、
前記制御手段は、前記第１の検出光の反射光による位置の検出結果に基づいて、前記物体光の照射位置を制御すると共に、前記第１の検出光の透過光による位置の検出結果に基づいて、前記参照光の照射位置を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項３】
前記第２の主面側に設けられた第２の対物レンズにより位置検出用の第２の検出光を集光し、前記光記録媒体上の、前記情報記録領域と異なる領域に照射する第２の検出光照射手段をさらに具備し、
前記参照光照射手段は前記参照光を前記情報記録領域に前記第２の主面側から照射し、
前記制御手段は、前記第１の検出光の反射光による位置の検出結果に基づいて、前記物体光の照射位置を制御すると共に、前記第２の検出光の反射光による位置の検出結果に基づいて、前記参照光の照射位置を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項４】
前記第1および第２の対物レンズの光軸が一致することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の記録再生装置。
【請求項５】
前記第２の対物レンズに入射する前記第２の検出光の光軸と前記第２の対物レンズの光軸は非平行であることを特徴とする請求項３に記載の記録再生装置。
【請求項６】
前記参照光照射手段は、前記参照光を偏向させる光束偏向手段を備え、
前記情報記録領域に照射される前記物体光の光軸を中心にして、前記第２の対物レンズと前記光束偏向手段とを一体で回転させる回転手段をさらに具備することを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかの項に記載の記録再生装置。
【請求項７】
前記光束偏向手段は、第１の光束偏向手段および第２の光束偏向手段を備え、
前記第１の光束偏向手段は、前記参照光を偏向する偏向面を備え、前記物体光の光軸と交差する位置に配置され、
前記参照光は、前記偏向面と前記物体光の光軸とが交差する位置に入射し、
前記第２の光束偏向手段は、前記偏向面によって偏向された前記参照光を偏向し、前記情報記録領域に照射する
ことを特徴とする請求項６に記載の記録再生装置。
【請求項８】
前記参照光の光路中に配置され、該参照光を非平面波に変換する波面変換手段をさらに具備することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかの項に記載の記録再生装置。
【請求項９】
前記波面変換手段は、前記参照光の位相、振幅、または進行方向を空間的に変換することを特徴とする請求項８に記載の記録再生装置。
【請求項１０】
前記波面変換手段は、前記参照光を球面波に変換することを特徴とする請求項８に記載の記録再生装置。
【請求項１１】
前記波面変換手段がホログラムであることを特徴とする請求項８〜請求項１０のいずれかの項に記載の記録再生装置。
【請求項１２】
前記波面変換手段は、前記参照光の位相を空間的に変調する第１の波面変換手段、前記参照光の振幅を空間的に変調する第２の波面変換手段、前記参照光の進行方向を空間的に変調する第３の波面変換手段、およびおよび前記参照光を球面波に変換する第４の波面変換手段のうち、少なくとも２つを備えたことを特徴とする請求項８に記載の記録再生装置。
【請求項１３】
前記波面変換手段は、前記参照光の位相を空間的に変調する第１の波面変換手段、前記参照光の振幅を空間的に変調する第２の波面変換手段、前記参照光の進行方向を空間的に変調する第３の波面変換手段、および前記参照光を球面波に変換する第４の波面変換手段の有する機能のうち、少なくとも２つの機能を有するホログラムを備えたことを特徴とする請求項８に記載の記録再生装置。
【請求項１４】
前記波面変換手段と、前記光束偏向手段とが一体的に設けられていることを特徴とする請求項８〜請求項１３のいずれかの項に記載の記録再生装置。
【請求項１５】
前記制御手段はさらに、前記第１の検出光の透過光または前記第２の検出光の反射光による位置の検出結果に基づいて、前記第２の対物レンズと前記光束偏向手段と前記波面変換手段とを前記光記録媒体の主面に平行な方向に一体で移動することにより、前記参照光の照射位置を制御することを特徴とする請求項８〜請求項１４のいずれかの項に記載の記録再生装置。
【請求項１６】
前記制御手段はさらに、前記第１の検出光の透過光または前記第２の検出光の反射光による位置の検出結果に基づいて、前記第２の対物レンズと前記光束偏向手段と前記波面変換手段とを前記光記録媒体の主面の法線方向に一体で移動することにより、前記参照光の照射位置を制御することを特徴とする請求項８〜請求項１４のいずれかの項に記載の記録再生装置。
【請求項１７】
前記物体光、前記参照光、および前記検出光は同一の光源により生成されることを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれかの項に記載の記録再生装置。
【請求項１８】
前記物体光および前記参照光の偏光方向と前記検出光の偏光方向は互いに直交することを特徴とする請求項１〜請求項１７のいずれかの項に記載の記録再生装置。
【請求項１９】
前記物体光の情報を前記光記録媒体の同一の領域に複数記録する多重記録方式として、ペリストロフィック多重方式とシフト多重方式とを組み合わせることを特徴とする請求項６〜請求項１８のいずれかの項に記載の記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラムメモリ媒体に情報を記録すると共に、記録された情報を再生する記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報の記録媒体として相変化型や光磁気型などの書き換え可能な光ディスクが、広く普及している。これらの光ディスクは、さらに記録密度を高めるためには、ビームスポット径を小さくして、隣接トラックまたは隣接ビットとの距離を短くするなどの技術が必要である。
【０００３】
このように、光ディスクの高密度化は年々進んでいるが、一方で、上記の光ディスクは面内にデータを記録するため、その記録密度は光の回折限界に制限され、高密度記録の物理的限界に近づいている。したがって、更なる大容量化のためには、奥行き方向を含めた３次元（体積型）の多重記録が必要となる。
【０００４】
そこで、次世代のコンピュータファイルメモリとして、３次元的多重記録領域に由来する大容量性と２次元一括記録再生方式に由来する高速性とを兼ね備えたホログラムメモリが注目されている。ホログラムメモリは、例えば、フォトポリマーなどを記録材料とする記録層を２枚のガラス板に挟み込んで形成した記録媒体に記録情報に対応する物体光と参照光とを照射し、双方の光により生成される干渉縞を記録材料の屈折率の変化として記録するものであり、情報の再生時には、記録された干渉縞に対して参照光のみを照射し、参照光の回折光に基づいて、記録情報に対応する光学情報を抽出するものである。
【０００５】
このホログラムメモリは、同一の領域に複数の２次元データを多重記録することが可能であるから、ＣＤ等と同形状でありながら、膨大な記録容量をもつテラバイトメモリとして注目されている。こうしたホログラムメモリに対する再生装置に関しては、例えば、特許文献１に示すように、位置決め用信号をデータ信号とは別にホログラム情報として書き込む技術が提案されている。
【０００６】
また、特許文献２には、記録媒体上に物体光および参照光の位置を制御するための位置決め情報を記録したアドレスサーボエリアを設け、この情報に基づいて物体光および参照光の位置決めを行う技術が記載されている。また、特許文献３には、回転機構を用いて一対の楔形プリズムを相対的に回転させることにより、入射光線を偏向させ、記録媒体にデータを多重記録する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−２６８３８０号公報
【特許文献２】特開平１０−１２４８７２号公報
【特許文献３】特開２０００−３３８８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載された技術においては、記録媒体全面にデータを記録することができるものの、例えば、異なるドライブ装置において、データの再生を行う場合に、それぞれのドライブ装置の有するスピンドルの偏芯量が異なり、また、この偏芯量は、記録媒体をチャッキングするたびに変化することから、装置間の互換性に乏しく、正確な位置決め制御が困難であるという問題があった。
【０００８】
また、特許文献２に記載された技術においては、アドレス・サーボエリアが所定の間隔で設けられているため、記録領域が減少する。また、サーボ方式としてサンプルドサーボ方式が用いられているため、記録媒体を高速で動かす必要があり、記録および再生時間に制約があるという問題があった。また、特許文献３に記載された技術においては、一対の楔形プリズムを用いるため、部品が２個必要となり、この部品を回転させるための回転駆動部が２個必要となるため、装置が複雑化および大型化するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、情報の記録および再生に使用する光を精度よく記録媒体上に照射することができる記録再生装置を提供することを第１の目的とする。また、記録媒体の移動速度に関わりなくサーボ信号の検出を行うことができ、装置を大型化することなくデータの多重記録を行うことができる記録再生装置を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、物体光および参照光を光記録媒体に照射し、該光記録媒体に前記物体光の情報を干渉縞として記録すると共に、前記干渉縞に前記参照光を照射し、該参照光の回折光に基づいて情報を再生する記録再生装置において、前記光記録媒体の第１の主面側に設けられた第１の対物レンズにより前記物体光を集光し、情報が記録される前記光記録媒体上の情報記録領域に前記物体光を照射する物体光照射手段と、前記参照光を前記情報記録領域に前記第１または第２の主面側から照射する参照光照射手段と、前記物体光を集光する前記第１の対物レンズにより位置検出用の第１の検出光を集光し、前記光記録媒体上の、前記情報記録領域と異なる領域に照射する第１の検出光照射手段と、前記第１の検出光による位置の検出結果に基づいて、前記物体光および前記参照光の照射位置を制御する制御手段とを具備し、前記第１の対物レンズに入射する前記物体光の光軸と前記第１の検出光の光軸は非平行であることを特徴とする記録再生装置である。
【００１１】
光記録媒体上の情報記録領域と異なる領域には、例えば凹部または凸部が形成され、情報記録領域とは区別される。物体光照射手段、参照光照射手段、および第1の検出光照射手段は光源やレンズ等を備えている。物体光照射手段は、記録される情報が付加された物体光を、光記録媒体の第１の主面側に設けられた第１の対物レンズにより集光し、光記録媒体の情報記録領域に照射する。参照光照射手段は、干渉縞の形成用および情報の再生用の参照光を光記録媒体の第１または第２の主面側から情報記録領域に照射する。第１の検出光照射手段は、第１の対物レンズにより第１の検出光を集光し、情報記録領域と異なる領域に照射する。
【００１２】
第１の検出光は、例えば光記録媒体の記録面に平行な方向または記録面の法線方向の位置情報を有しており、制御手段は、この位置情報に基づいて、物体光および参照光の照射位置を制御する。第１の対物レンズに入射する物体光の光軸と第１の検出光の光軸は非平行である。例えば、物体光照射手段および第１の検出光照射手段が備える光学部品の位置等を設定することにより、物体光の光軸と第１の検出光の光軸とを非平行とすることができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の記録再生装置において、前記第２の主面側に設けられ、前記第１の検出光の透過光を集光する第２の対物レンズをさらに具備し、前記参照光照射手段は前記参照光を前記情報記録領域に前記第２の主面側から照射し、前記制御手段は、前記第１の検出光の反射光による位置の検出結果に基づいて、前記物体光の照射位置を制御すると共に、前記第１の検出光の透過光による位置の検出結果に基づいて、前記参照光の照射位置を制御することを特徴とする。
【００１４】
第１の検出光は、光記録媒体を透過し、第２の対物レンズによって集光される。参照光は第２の主面側から情報記録領域に照射される。制御手段は、光記録媒体において反射された第１の検出光の反射光による位置の検出結果に基づいて、物体光の照射位置を制御すると共に、第１の検出光の透過光による位置の検出結果に基づいて、参照光の照射位置を制御する。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の記録再生装置において、前記第２の主面側に設けられた第２の対物レンズにより位置検出用の第２の検出光を集光し、前記光記録媒体上の、前記情報記録領域と異なる領域に照射する第２の検出光照射手段をさらに具備し、前記参照光照射手段は前記参照光を前記情報記録領域に前記第２の主面側から照射し、前記制御手段は、前記第１の検出光の反射光による位置の検出結果に基づいて、前記物体光の照射位置を制御すると共に、前記第２の検出光の反射光による位置の検出結果に基づいて、前記参照光の照射位置を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の記録再生装置において、前記第1および第２の対物レンズの光軸が一致することを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の記録再生装置において、前記第２の対物レンズに入射する前記第２の検出光の光軸と前記第２の対物レンズの光軸は非平行であることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項２〜請求項５のいずれかの項に記載の記録再生装置において、前記参照光照射手段は、前記参照光を偏向させる光束偏向手段を備え、前記情報記録領域に照射される前記物体光の光軸を中心にして、前記第２の対物レンズと前記光束偏向手段とを一体で回転させる回転手段をさらに具備することを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の記録再生装置において、前記光束偏向手段は、第１の光束偏向手段および第２の光束偏向手段を備え、前記第１の光束偏向手段は、前記参照光を偏向する偏向面を備え、前記物体光の光軸と交差する位置に配置され、前記参照光は、前記偏向面と前記物体光の光軸とが交差する位置に入射し、前記第２の光束偏向手段は、前記偏向面によって偏向された前記参照光を偏向し、前記情報記録領域に照射することを特徴とする。
【００２０】
第１の光束偏向手段が備える偏向面は、物体光の光軸と交差する位置に配置される。参照光は、偏向面と物体光の光軸とが交差する位置に入射し、偏向面によって偏向される。この偏向面と第２の光束偏向手段との間に他の光束偏向手段を設けてもよい。第２の光束偏向手段は、参照光を偏向し、情報記録領域に照射する。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜請求項７のいずれかの項に記載の記録再生装置において、前記参照光の光路中に配置され、該参照光を非平面波に変換する波面変換手段をさらに具備することを特徴とする。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の記録再生装置において、前記波面変換手段は、前記参照光の位相、振幅、または進行方向を空間的に変調することを特徴とする。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の記録再生装置において、前記波面変換手段は、前記参照光を球面波に変換することを特徴とする。参照光を球面波に変換する手段は、例えばレンズである。
【００２４】
請求項１１に記載の発明は、請求項８〜請求項１０のいずれかの項に記載の記録再生装置において、前記波面変換手段がホログラムであることを特徴とする。
【００２５】
ホログラムは、例えば位相、振幅、または進行方向が空間的に変調された光やレンズを透過した光を物体光として他の光記録媒体に照射すると共に、物体光が照射される位置に参照光を照射することにより形成される。
【００２６】
請求項１２に記載の発明は、請求項８に記載の記録再生装置において、前記波面変換手段は、前記参照光の位相を空間的に変調する第１の波面変換手段、前記参照光の振幅を空間的に変調する第２の波面変換手段、前記参照光の進行方向を空間的に変調する第３の波面変換手段、およびおよび前記参照光を球面波に変換する第４の波面変換手段のうち、少なくとも２つを備えたことを特徴とする。
【００２７】
請求項１３に記載の発明は、請求項８に記載の記録再生装置において、前記波面変換手段は、前記参照光の位相を空間的に変調する第１の波面変換手段、前記参照光の振幅を空間的に変調する第２の波面変換手段、前記参照光の進行方向を空間的に変調する第３の波面変換手段、および前記参照光を球面波に変換する第４の波面変換手段の有する機能のうち、少なくとも２つの機能を有するホログラムを備えたことを特徴とする。
【００２８】
請求項１４に記載の発明は、請求項８〜請求項１３のいずれかの項に記載の記録再生装置において、前記波面変換手段と、前記光束偏向手段とが一体的に設けられていることを特徴とする。
【００２９】
請求項１５に記載の発明は、請求項８〜請求項１４のいずれかの項に記載の記録再生装置において、前記制御手段はさらに、前記第１の検出光の透過光または前記第２の検出光の反射光による位置の検出結果に基づいて、前記第２の対物レンズと前記光束偏向手段と前記波面変換手段とを前記光記録媒体の主面に平行な方向に一体で移動することにより、前記参照光の照射位置を制御することを特徴とする。
【００３０】
請求項１６に記載の発明は、請求項８〜請求項１４のいずれかの項に記載の記録再生装置において、前記制御手段はさらに、前記第１の検出光の透過光または前記第２の検出光の反射光による位置の検出結果に基づいて、前記第２の対物レンズと前記光束偏向手段と前記波面変換手段とを前記光記録媒体の主面の法線方向に一体で移動することにより、前記参照光の照射位置を制御することを特徴とする。
【００３１】
請求項１７に記載の発明は、請求項１〜請求項１６のいずれかの項に記載の記録再生装置において、前記物体光、前記参照光、および前記検出光は同一の光源により生成されることを特徴とする。
【００３２】
請求項１８に記載の発明は、請求項１〜請求項１７のいずれかの項に記載の記録再生装置において、前記物体光および前記参照光の偏光方向と前記検出光の偏光方向は互いに直交することを特徴とする。
【００３３】
請求項１９に記載の発明は、請求項６〜請求項１８のいずれかの項に記載の記録再生装置において、前記物体光の情報を前記光記録媒体の同一の領域に複数記録する多重記録方式として、ペリストロフィック多重方式とシフト多重方式とを組み合わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、検出光によって位置情報を検出し、その位置情報に基づいて、情報の記録および再生に使用する光の、記録媒体に対する照射位置を制御するようにしたので、情報の記録および再生に使用する光を精度よく記録媒体上に照射することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態による記録再生装置の構成を示すブロック図である。図において１は、物体光と参照光とによって形成された干渉縞によって情報が記録されるホログラム記録媒体（光記録媒体）である。２はスピンドルモータであり、ホログラム記録媒体１の外形形状がディスク状である場合に、これを例えば、線速度一定に回転させる。回転数等は、ドライバーＩＣ７の出力によりコントロールされる。
【００３６】
３は光ピックアップであり、図示せぬレーザ光源や、コリメータレンズ、対物レンズ、偏光ビームスプリッタ等の光学部品（物体光照射手段、参照光照射手段、検出光照射手段、波面変換手段等）、フォーカシングアクチュエータ（制御手段）、トラッキングアクチュエータ（制御手段）、および受光素子である２次元光検出アレイ等を備えている。対物レンズは、フォーカシングアクチュエータによって、ホログラム記録媒体１の厚さ方向に駆動され、トラッキングアクチュエータによって、ホログラム記録媒体１の記録面の面内方向に駆動される。
【００３７】
４はフィードモータ（制御手段）であり、光ピックアップ３を、例えばホログラム記録媒体１の内周から外周に送るための機構である。フィードモータ４は、トラッキングアクチュエータのドライブ信号により、光ピックアップ３の位置を制御する。５は信号処理ＩＣであり、２次元光検出アレイ等の受光素子に入射したホログラム記録媒体１からの戻り光に基づいてデータ再生信号、アドレス信号、スピンドル制御信号、フォーカスエラー信号およびトラックエラー信号を生成する。また、信号処理ＩＣ５は、生成したフォーカスエラー信号およびトラックエラー信号に基づいて、フォーカシング駆動信号、トラッキング駆動信号を生成し、スピンドル制御信号と共に、ドライバーＩＣ７へ出力する。
【００３８】
アドレス信号は、データ再生信号に基づいて検出された、ホログラム記録媒体１上の物理アドレスを検出するための信号である。スピンドル制御信号は、スピンドルモータ２の回転制御用の信号であり、アドレス信号に基づいた信号である。フォーカスエラー信号は、光ピックアップ３における照射レーザの焦点ずれを検出するための信号であり、トラックエラー信号は、光ピックアップ３における照射レーザのトラックずれを検出するための信号である。フォーカスエラー信号は、例えば光ピックアップ３内の受光素子により得られる戻り光出力に基づいて、非点収差法等によって生成される。トラックエラー信号は、例えばプッシュプル法等によって生成される。
【００３９】
６はＣＰＵ（中央処理装置）であり、図示せぬＲＯＭ（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等に格納された制御プログラムに基づいて、装置全体の制御を行う。本実施形態においては、ＣＰＵ６は、ホログラム記録媒体１への情報の記録および再生の動作に係る各種のサーボ動作を制御する。
【００４０】
ドライバーＩＣ７は、信号処理ＩＣ５から入力されたフォーカシング駆動信号、トラッキング駆動信号、およびスピンドル制御信号を所望の大きさに増幅し、フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータおよびスピンドルモータ２にそれぞれ供給する。また、トラッキング駆動信号から生成されたフィードモータ駆動信号を所望の大きさに増幅し、フィードモータ４に供給する。
【００４１】
図２は、ホログラム記録媒体１の断面構造を示す断面構造図である。図において、１００は基板であり、予め凹（凸）部が形成されている。基板１００上には、半透過膜層１０１、保護層１０２、記録層１０３、保護層１０４の順に膜が積層され、保護層１０４は基板１０５によって被覆されている。記録層１０３には、高い読み出し（再生）効率が期待でき、記録や消去の繰り返しが可能で、しかもそれによる特性の劣化がなく、また、多重記録が可能で、高い解像度が期待できるニオブ酸リチウム単結晶などが用いられる。
【００４２】
凹（凸）部の間隔Ａは、光学系にもよるが、おおよそ１００〜５００（μｍ）程度であり、凸（凹）部の間隔Ｂも光学系によるが、おおよそ０．１〜２（μｍ）程度である。凹（凸）部間の平坦な領域が情報記録領域１０６であり、凹（凸）部がサーボ情報領域１０７である。１０８および１０９はホログラム記録媒体１の主面である。ホログラム記録媒体１の外形形状は、円盤型でもカード型でもよい。
【００４３】
図３は、光ピックアップ３が備える光学系の概略構成を示す概略構成図である。図において、３０１は、光源となるレーザである。３０２はコリメータレンズ等のレンズであり、レーザ３０１から出射された光を平行光線にする。３０３はビームスプリッタであり、透過反射特性に応じて、レンズ３０２を透過した光を透過および反射する。３０４は２分の１波長板であり、入射光の偏光面を回転させて出射する。３０５は偏光ビームスプリッタであり、Ｐ偏光の光を透過させ、Ｓ偏光の光を反射する。
【００４４】
３０６は２分の１波長板である。３０７は空間光変調器であり、透過する光に対して２次元データを付加する。３０８は偏光ビームスプリッタである。３０９は対物レンズ（第１の対物レンズ）であり、物体光および検出光を集光し、ホログラム記録媒体１に照射する。
【００４５】
３１１〜３１３は偏向プリズムであり、光を偏向する。３１４はビームスプリッタである。３１５は偏向手段（光束偏向手段）であり、ビームスプリッタ３１５ａおよび偏向面３１５ｂを備えている。３１６は集光作用と光束の位相および振幅等を空間的にランダムにする作用とを同時に併せ持つホログラム素子（波面変換手段）である。ホログラム素子３１６の詳細に関しては後述する。
【００４６】
３１７は、集光作用を有する集光レンズである。３１８は、再生時に再生情報が付加された参照光の回折光が有する２次元データを検出する２次元光検出アレイである。３１９は偏向プリズムである。３２０は集光レンズである。３２１はシリンドリカルレンズである。３２２はサーボ用受光素子であり、物体光の位置制御に用いられる位置情報を、位置検出用の検出光の反射光に基づいて検出する。３２３は対物レンズである（第２の対物レンズ）。３２４は集光レンズである。３２５はシリンドリカルレンズである。３２６はサーボ用受光素子である。
【００４７】
物体光および参照光のずれは、サーボ用受光素子３２２または３２６の出力に基づいたフォーカスエラー信号およびトラックエラー信号として検出され、フォーカスエラー信号およびトラックエラー信号に基づいて、フォーカシング駆動信号およびトラッキング駆動信号が生成される。図示せぬフォーカシングアクチュエータは、サーボ用受光素子３２２の出力に基づいたフォーカシング駆動信号に基づいて、対物レンズ３０９をフォーカシング制御方向（記録面の法線方向；図３における上下方向）に移動制御すると共に、サーボ用受光素子３２６の出力に基づいたフォーカシング駆動信号に基づいて、偏向手段３１５、ホログラム素子３１６、および対物レンズ３２３をフォーカシング制御方向に一体で移動制御する。
【００４８】
また、図示せぬトラッキングアクチュエータは、サーボ用受光素子３２２の出力に基づいたトラッキング駆動信号に基づいて、対物レンズ３０９をトラッキング制御方向（記録面の凹部または凸部に直交する面内方向；図３における左右方向）に移動制御すると共に、サーボ用受光素子３２６の出力に基づいたトラッキング駆動信号に基づいて、偏向手段３１５、ホログラム素子３１６、および対物レンズ３２３をトラッキング制御方向に一体で移動制御する。５０は物体光であり、５１は参照光であり、５２は検出光である。
【００４９】
上記の光学系は、物体光５０の光軸を中心として、参照光５１の軌跡が円錐を描くように回転するぺリストロフィック多重方式（後述する）による光学系である。ペリストロフィック多重方式においては、参照光５１を回転させることにより、同一の記録領域に複数の情報を多重化して記録することができる。偏向手段３１５、対物レンズ３２３、およびホログラム素子３１６は一体となって回転する。このための回転手段としては、例えばステッピングモータ等を用いることができる。
【００５０】
次に、本実施形態による物体光、参照光、および検出光の照射方法について説明する。物体光は、ホログラム記録媒体１に記録する情報が付加された光である。参照光は、情報の記録時に物体光と共にホログラム記録媒体１の情報記録領域１０６に照射されて、干渉縞を生成すると共に、情報の読み出し時にホログラム記録媒体１の情報記録領域１０６に照射されて、再生情報を含む回折光となる光である。検出光は、ホログラム記録媒体１のサーボ情報領域１０７に照射され、物体光および参照光の位置制御用の位置情報を検出するための光である。
【００５１】
レーザ３０１から出射した光（例えばＳ偏光とする）は、レンズ３０２により平行光とされ、ビームスプリッタ３０３を透過する。この光は２分の１波長板３０４によって偏光方向を回転させられ、Ｐ偏光およびＳ偏光の両方の偏光成分を有する光に変換される。この光のうち、Ｓ偏光の光は、偏光ビームスプリッタ３０５によって反射され、２分の１波長板３０６によってＰ偏光に変換される。この光は、空間光変調器３０７によって２次元データが与えられ、偏光ビームスプリッタ３０８を透過し、対物レンズ３０９により、物体光５０として、ホログラム記録媒体１の情報記録領域１０６の記録層１０３近傍に集光される。
【００５２】
一方、２分の１波長板３０４によってＰ偏光およびＳ偏光の両方の偏光成分を有する光に変換された光のうち、Ｐ偏光の光は偏光ビームスプリッタ３０５を透過し、偏光プリズム３１１〜３１３により、ホログラム記録媒体１の裏面に導かれる。この光は、ビームスプリッタ３１４を透過し、ビームスプリッタ３１５ａおよび偏向面３１５ｂによって反射される。反射された光は、ホログラム素子１６によって光束の位相や振幅等が空間的にランダムとなり、物体光５０が照射されたホログラム記録媒体１の情報記録領域１０６に対して、物体光５０と対向する側から、参照光５１として照射される。
【００５３】
ホログラム記録媒体１の情報記録領域１０６の記録層１０３においては、物体光５０と参照光５１とが干渉し、干渉縞が体積記録される。物体光５０と参照光５１との光量比は、２分の１波長板３０４を光軸周りに回転することにより、任意に設定することができる。光量比は、干渉縞のパターンが最も鮮明になるように選べばよい。
【００５４】
記録された情報を再生する場合には、２分の１波長板３０４を光軸周りに回転することにより、Ｐ偏光成分のみの光が２分の１波長板３０４から出射されるようにする。この光は偏光ビームスプリッタ３０５を全て透過し、上述した、参照光５１がホログラム記録媒体１に照射される動作と同様にして、干渉縞が記録されているホログラム記録媒体１の情報記録領域１０６の記録層１０３に照射される。
【００５５】
この光は記録層１０３で回折し、半透過膜層１０１を透過する。透過した光は対物レンズ３０９に入射し、偏光ビームスプリッタ３０８および空間光変調器３０７を透過する。この光は、偏光ビームスプリッタ３０５および集光レンズ３１７を透過し、２次元光検出アレイ３１８に入射する。２次元光検出アレイ３１８は、この光に基づいて、２次元データを再生する。なお、記録されたデータを再生する場合には、空間光変調器３０７は全透過状態とするか、光路から外しておくことが望ましい。また、２分の１波長板３０６の光学軸は、Ｐ偏光の振動方向と平行あるいは直交とするか光路から外しておく。
【００５６】
また、レーザ３０１から出射し、レンズ３０２によって平行光とされたＳ偏光の光の一部はビームスプリッタ３０３（例えば透過率８０％、反射率２０％）で反射される。この光は偏向プリズム３１９によって反射され、偏光ビームスプリッタ３０８に入射する。この光は偏光ビームスプリッタ３０８で反射され、対物レンズ３０９に入射する。対物レンズ３０９に入射する光の光軸は、光路中の反射光学部品（ビームスプリッタ３０３、偏向プリズム３１９、および偏光ビームスプリッタ３０８等）によって、物体光５０の光軸から微小角だけずれるように設定されている。対物レンズ３０９により集光された光は、ホログラム記録媒体１のサーボ情報領域１０７に、検出光５２として入射する。
【００５７】
サーボ情報領域１０７に形成された凹（凸）部によって変調された光は、半透過膜層１０１で反射され、対物レンズ３０９によって再びほぼ平行光にされる。この光は偏光ビームスプリッタ３０８および偏向プリズム３１９によって反射され、ビームスプリッタ３０３を透過する。続いて、この光は集光レンズ３２０によって集光され、シリンドリカルレンズ３２１によって非点収差を与えられ、サーボ用受光素子３２２に入射する。サーボ用受光素子３２２は、この光に基づいて、物体光５０の照射位置を制御するための位置情報を検出する。
【００５８】
一方、サーボ用受光素子３２６は、参照光５１の照射位置を制御するための位置情報を以下のように検出する。偏向プリズム３１３によって反射された光は、物体光５０の光軸に対して、微小角だけずれるように設定されている。この光はビームスプリッタ３１５ａを透過し、対物レンズ３２３によってホログラム記録媒体１のサーボ情報領域１０７に集光される。集光された光は半透過膜層１０１で反射され、対物レンズ３２３によって平行光とされる。
【００５９】
この光はビームスプリッタ３１５ａを透過し、ビームスプリッタ３１４によって一部が反射される。反射された光は集光レンズ３２４によって集光され、シリンドリカルレンズ３２５によって非点収差が与えられ、サーボ用受光素子３２６に入射する。サーボ用受光素子３２６は、この光に基づいて、参照光５１の照射位置を制御するための位置情報を検出する。
【００６０】
また、サーボ用受光素子３２６は、参照光５１の照射位置を制御するための位置情報を以下のように検出することもできる。この場合、ビームスプリッタ３１４の替わりに、偏光ビームスプリッタを用いる。ホログラム記録媒体１の主面１０８側から照射された検出光５２のうち、半透過膜層１０１を透過したＳ偏向の光は、対物レンズ３２３によって平行光とされ、ビームスプリッタ３１５ａを透過し、ビームスプリッタ３１４の替わりに用いた偏光ビームスプリッタによって反射される。反射された光は集光レンズ３２４によって集光され、シリンドリカルレンズ３２５によって非点収差が与えられ、サーボ用受光素子３２６に入射する。サーボ用受光素子３２６は、この光に基づいて、参照光５１の照射位置を制御するための位置情報を検出する。
【００６１】
次に、本実施形態における物体光５０および参照光５１の照射位置の位置決め制御について説明する。ホログラム記録媒体１が可搬性媒体であるとすると、記録再生する装置間で、記録層１０３に照射される物体光５０および参照光５１のフォーカシング制御方向およびトラッキング制御方向の位置が定まらない。また、同一の記録装置でも、記録再生のためにホログラム記録媒体１を回転（移動）させると、面振れおよび偏芯により、記録層１０３に照射される物体光５０および参照光５１のフォーカシング制御方向およびトラッキング制御方向の位置がずれることになる。
【００６２】
これを防止するために、サーボ情報領域１０７に照射された検出光５２の透過光または反射光に基づいて、光ディスクにおいて一般的なトラック検出方式、フォーカス検出方式、およびアドレス検出方式により、トラッキング制御方向およびフォーカシング制御方向の位置ずれと、トラッキング制御方向に直交する面内方向の位置とが検出される。トラッキング制御方向は、例えばプッシュプル法、フォーカシング制御方向は非点収差法によって検出することができ、トラッキング制御方向に直交する面内方向は、サーボ情報領域１０７に構成されたアドレス情報に基づいて検出することができる。
【００６３】
サーボ用受光素子３２２によって検出された検出光５２の戻り光に基づいて、信号処理ＩＣ５によってフォーカスエラー信号およびトラックエラー信号が生成され、フォーカスエラー信号およびトラックエラー信号に基づいて、フォーカシング駆動信号およびトラッキング駆動信号が生成される。このフォーカシング駆動信号およびトラッキング駆動信号に基づいたフォーカシングアクチュエータおよびトラッキングアクチュエータの動作によって、対物レンズ３０９はフォーカシング制御方向あるいはトラッキング制御方向に移動制御される。これにより、物体光５１を所望の位置に照射することができる。このとき、移動量が大きい場合には、２次元光検出アレイ３１８上に正確に像を結ぶために、集光レンズ３１７を光軸方向および光軸に直交する方向に移動制御する必要がある場合もある。
【００６４】
また、サーボ用受光素子３２６によって検出された検出光５２の戻り光に基づいて、フォーカシング駆動信号およびトラッキング駆動信号が生成される。このフォーカシング駆動信号およびトラッキング駆動信号に基づいたフォーカシングアクチュエータおよびトラッキングアクチュエータの動作によって、偏向手段３１５、ホログラム変換素子３１６、および対物レンズ３２３はフォーカシング制御方向あるいはトラッキング制御方向に一体で移動制御される。これにより、参照光５２を所望の位置に照射することができる。
【００６５】
次に、ホログラム記録媒体１に対してデータを多重化して記録する場合の多重方式について説明する。多重方式にはいくつかの種類があるが、ここではペリストロフィック多重方式およびシフト多重方式を説明する。ペリストロフィック多重方式は、ホログラム記録媒体１を頂点とする円錐面内で参照光を回転させながら、同一の記録領域に対して複数のデータを多重記録する方式である。シフト多重方式は、データを記録する領域を微小量ずつずらしていきながらデータを記録していく方式である。
【００６６】
以下、図１５を用いて、ペリストロフィック多重方式を説明する。例えば、４パターンの異なる２次元データ（例えばデータａ〜データｄ）を同一箇所に記録する場合、物体光には、４種類の異なる２次元データが順次与えられる。図において、３１ａ〜３１ｄはそれぞれデータａ〜データｄに対応した物体光である。また、３２ａ〜３２ｄはそれぞれ物体光３１ａ〜３１ｄに対応した参照光である。
【００６７】
参照光３２ａ〜３２ｄは、物体光を照射するための対物レンズ（図示せず）の光軸４０とホログラム記録媒体１の記録層とが交差する点（この点を中心にして、データが干渉縞として記録される）を円錐の頂点として、円錐面に沿って回転される。データａを記録する場合には、物体光３１ａと参照光３２ａとを干渉させ、記録層に干渉縞を記録し、データｂを記録する場合には、物体光３１ｂと参照光３２ｂとを干渉させ、記録層に干渉縞を記録し、データｃを記録する場合には、物体光３１ｃと参照光３２ｃとを干渉させ、記録層に干渉縞を記録し、データｄを記録する場合には、物体光３１ｄと参照光３２ｄとを干渉させ、記録層に干渉縞を記録していけばよい。
【００６８】
データの再生を行う場合には、データ記録位置に参照光３２ａを照射すれば、データａに対応する回折光が得られ、２次元光検出器等でその光を電気信号に変換すれば、元の２次元データが得られる。以下同様に、データ記録時に用いた参照光を記録層に照射することにより、それぞれのデータに対応した回折光が得られる。
【００６９】
以下の［数１］はペリストロフィック多重におけるブラッグ角を表す式である。［数１］において、Lはホログラム記録媒体１の記録層の厚みであり、λは光の波長であり、θｒはホログラム記録媒体１への参照光の入射角であり、θｓはホログラム記録媒体１への物体光の入射角である。例えば、Ｌ＝２００（μｍ）、λ＝５００（ｎｍ）、θｒ＝５０（ｄｅｇ）、θｓ＝０（ｄｅｇ）とすれば、Δψ〜５．３（ｄｅｇ）となる。この条件の場合は、参照光を光軸４０の周りに６°おきに回転し、同一領域に６０（３６０／６）多重が可能となる。
【００７０】
【数１】
2005257885.tif 000003
【００７１】
以下、図１６を用いてシフト多重方式を説明する。シフト多重方式は、データを記録する領域を微小量ずつずらしていきながらデータを記録していく方式である。シフト多重を行うには、参照光を球面波とするか、参照波の位相、振幅、あるいは進行方向等を空間的にランダムとする必要がある。なお、シフト多重方式においてデータが記録された各領域は他の領域と重なりを持つものとする。
【００７２】
ある領域に物体光３３ａ（データａに対応した物体光）を照射し、物体光３３ａと参照光３４ａとを干渉させ、ホログラム３５ａを記録する。続いて、記録する位置を微少量だけずらしてから、物体光３３ｂ（データｂに対応した物体光）を照射し、物体光３３ｂと参照光３４ｂとを干渉させ、ホログラム３５ｂを記録する。以下、順次記録位置をずらしながらデータを多重記録していく。データの再生を行う場合には、記録したホログラム３５ａの位置に参照光３４ａを照射すれば、参照光３４ａによってその位置に記録されたホログラム３５ａからのみ回折光を得ることができ、データａの２次元データを再生することができる。
【００７３】
以上の２種類の多重方式であるペリストロフィック多重方式とシフト多重方式とを組み合わせて記録することにより、膨大な多重記録が可能となり、大容量のデータ記録を行うことができる記録再生装置を実現することができる。なお、シフト多重方式によるデータ記録を行う場合には、例えば、前述したトラッキングアクチュエータ等により物体光および参照光のスポットを記録面の面内方向にシフトさせればよい。
【００７４】
次に、参照光を非平面波にする手法について説明する。シフト多重を行うためには、参照光の波面を、光束中において完全にランダムなものとするか、球面波とする必要がある。これは、物体光および参照光のシフト前後において参照光の波面に相関があると、シフト前後で重なった領域に記録されたデータが同時に再生されてしまうからである。
【００７５】
以下、参照光を非平面波にする手法を、図４〜図９を参照しながら説明する。図４は、参照光の位相、振幅、および進行方向を空間的にランダムに変換（変調）する手段を、図３における光学系に配置した例を示している。図において、３２７が上記の機能を有する波面変換素子であり、偏向面３１５ｂによって反射された参照光５１の光路中に挿入される。図５は波面変換素子３２７の一例を示している。波面変換素子３２７の、物体光および参照光が照射される領域３２７ａには、波面を変換するための構造が形成されている。
【００７６】
領域３２７ａに不規則に配置された黒Ｂ、灰Ｇ、白Ｗの各領域は、光学的に厚みの異なる領域を表している。この領域３２７ａを透過（反射）した光は空間的に位相がランダムな光に変換される。あるいは、黒Ｂ、灰Ｇ、白Ｗの各領域は、透過率（反射率）が異なる領域を表している。この領域を透過（反射）した光は空間的に振幅（強度）がランダムな光に変換される。あるいは、黒Ｂ、灰Ｇ、白Ｗの各領域は、透過（反射）した光に対して、入射角（反射角）が異なるように形成された領域を表している。この領域を透過（反射）した光は空間的に進行方向がランダムな光に変換される。
【００７７】
この例においては、黒、灰、白の３段階でそれぞれの例を説明したが、この段階が多く、各領域が小さい方が光の位相や振幅等のランダム度が上がるため、多重記録によって生じる再生時のクロストークは小さくなる。
【００７８】
図６は、図３の光学系に対して波面変換手段を２つ（波面変換素子３２７およびレンズ３２８）配置した例を示している。なお、図６においては、図３に示された光学系の一部のみが示されている。ガラス平板の一方の面に対して、位相をランダムに変換する手段を設け、その裏面に対して、振幅をランダムに変換する手段を設けることにより、１枚のガラス平板が２つの波面変換機能を併せ持つことができる。参照光の波面を非平面波にすることは、ペリストロフィック多重方式による多重記録においても有効である。
【００７９】
図７は、ホログラムを用いることにより、参照光の位相、振幅（強度）、または進行方向を空間的にランダムに変換する、あるいは参照光を平面波から球面波に変換する一例を示している。図７において６２は、上述した波面変換素子３２７を透過（反射）した光、あるいはレンズを透過した光の光束である。この光束６２は位相、振幅（強度）、または進行方向が空間的にランダムに変換された光または球面波の光である。この光束６２を物体光として参照光６１と干渉させることによって生じた干渉縞を記録し、図３におけるホログラム素子３１６にホログラム６３を作製する。このホログラム６３に対して、図８に示されるように参照光６４を照射すると、光束６２と等価で進行方向が反対の光束６５が発生する（位相共役再生）。
【００８０】
ホログラムの機能を複合化するためには、物体光の位相および振幅（強度）を空間的にランダムに変換する光学素子およびレンズを透過（反射）した光束６２を用いる。この光束６２と参照光６１とを干渉させることによって生じた干渉縞を記録し、ホログラム６３を作製する。ホログラム６３に参照光６４を照射すれば、光束６２と等価で進行方向が反対である、複合されたランダムな光束６５が発生する（位相共役再生）。ホログラム素子１２を量産する場合には、ホログラムパタンを型に転写し、それをさらにガラスや樹脂等に転写することにより、安価に再現性よく量産することができる。
【００８１】
図９〜図１５は、偏向手段３１５の構成例を示している。図９においては、図３のホログラム素子３１６に替えて、波面変換素子３２７が設けられている。偏向面３１５ｂによって反射された光は、波面変換素子３２７を透過することによって、位相、振幅（強度）、または進行方向が空間的にランダムに変換され、参照光５１としてホログラム記録媒体１の情報記録領域１０６に照射される。図１０においては、偏向面３１５ｂに替えて、波面変換素子３２７が設けられている。ビームスプリッタ３１５ａによって反射された光は、波面変換素子３２７によって反射され、、位相、振幅（強度）、または進行方向が空間的にランダムに変換され、参照光５１として情報記録領域１０６に照射される。
【００８２】
図１１においては、ビームスプリッタ３１５ａに替えて、平板ミラー３２９が設けられている。平板ミラー３２９によって反射された光は、波面変換素子３２７によって反射され、位相、振幅（強度）、または進行方向が空間的にランダムに変換され、またはさらに収束（発散）光とされ、参照光５１として情報記録領域１０６に照射される。図１２は図３と同様の構成であり、偏向面３１５ｂによって反射された光は、ホログラム素子３１６を通過することによって、位相、振幅（強度）、または進行方向あるいはこれらのうちの複数が空間的にランダムに変換され、参照光５１として情報記録領域１０６に照射される。
【００８３】
図１３においては、平板ミラー３２９とホログラム素子３１６とが設けられる。平板ミラー３２９によって反射された光は、ホログラム素子３１６によって反射される。この光は、位相、振幅（強度）、または進行方向あるいはこれらのうちの複数が空間的にランダムに変換され、またはさらに収束（発散）光とされ、参照光５１として情報記録領域１０６に照射される。なお、偏向手段３１５は、図１４に示されるように、２つの平板ミラー３２９ａと３２９ｂとを対向させ、一体にホルダで保持したものであってもよい。
【００８４】
なお、上述した実施形態において、物体光および参照光がホログラム記録媒体１の同一の主面側から照射されるようにしてもよい。
【００８５】
以上で説明したように、本実施形態によれば、検出光によって位置情報を検出し、その位置情報に基づいて、記録媒体に対する物体光および参照光の照射位置を制御することにより、異なる記録再生装置あるいは記録媒体の間に面振れや偏芯等があっても、記録面への最適な照射光の状態で、適正な記録位置に情報を記録したり再生したりすることができる。また、検出光を情報記録領域に照射せず、制御領域に照射するので、高品質の記録および再生を行うことができる。さらに、記録媒体の移動速度に関わりなくサーボ信号の検出を行うことができる。
【００８６】
また、物体光の位置検出用の検出光を、物体光を集光する対物レンズと同一の対物レンズにより集光することにより、装置の小型化およびコストダウンを図ることができる。さらに、同一の対物レンズに入射する物体光の光軸と検出光の光軸を非平行にすることにより、記録面において、物体光と検出光とを異なる領域に照射することができる。
【００８７】
また、記録媒体を透過した物体光の位置検出用の検出光によって位置情報を検出し、その位置情報に基づいて記録媒体に対する参照光の照射位置を制御することにより、参照光の一部を参照光用の検出光として用いるようにする必要がなくなるため、参照光の光利用効率を高くすることができる。
【００８８】
また、物体光を集光する物体光用の対物レンズ（対物レンズ３０９）の光軸と、参照光用の検出光を集光する対物レンズ（対物レンズ３２３）の光軸とを一致させることにより、参照光用の検出光に対して位置決めされた参照光の、物体光に対する位置を常に一定の状態に保つことができる。
【００８９】
また、参照光用の検出光を集光する対物レンズの光軸と参照光用の検出光の光軸を非平行とすることにより、記録面において、参照光と検出光とを異なる領域に照射することができる。したがって、参照光用の検出光が情報の記録や再生に悪影響を与えることがない。
【００９０】
また、参照光の光束を偏向させる光束偏向手段（偏向手段３１５）と参照光用の検出光を集光する対物レンズ（対物レンズ３２３）とを一体で回転させる回転手段（ステッピングモータ等）を設けることにより、物体光の光軸を中心として、参照光を円錐面内で回転させることができ、ペリストロフィック多重方式によるデータの多重記録を行うことができる。さらに、装置を大型化することなくデータの多重記録を行うことができる。
【００９１】
また、光束偏向手段の偏向面（ビームスプリッタ３１５ａ）と物体光の光軸とが交差する位置に参照光を入射させることにより、光束偏向手段が物体光の光軸を中心として回転しても、参照光の位置がずれることがなく、常に物体光の光軸周りに偏芯することなく参照光を回転させることができる。
【００９２】
また、参照光を非平面波に変換する波面変換手段（ホログラム素子３１６、波面変換素子３２７）を参照光の光路中に設けることにより、ペリストロフィック多重によるデータの多重記録を行うと共に、シフト多重による多重記録を行うことができる。さらに、参照光を非平面波に変換する波面変換手段をホログラムとすることにより、波面変換手段の機能を実現する光学素子を安価に再現性よく作製することができる。
【００９３】
また、参照光を非平面波に変換する機能（参照光の位相を変換する機能、振幅を変換する機能、進行方向を変換する機能、および参照光を球面波にする機能）のうち、少なくとも２つの機能を有する光学素子（単一の光学素子または複数の光学素子の組み合わせによって、少なくとも２つの機能を実現したもの）を参照光の光路中に設けることにより、参照光をよりランダムな状態とすることができる。したがって、シフト多重による多重度を上げることができる。さらに、上記の少なくとも２つの機能を実現する光学素子をホログラムとすることにより、この光学素子を安価に再現性よく作製することができる。
【００９４】
また、上記の波面変換手段と光束偏向手段とを一体として設けることにより、可動部を小型化および軽量化することができる。
【００９５】
また、参照光用の検出光による位置の検出結果に基づいて、参照光用の検出光を集光する対物レンズ（対物レンズ３２３）と光束偏向手段と波面変換手段とを一体で、フォーカシング制御方向に移動制御することにより、記録媒体に面振れがあっても、参照光の照射位置を常に所望の位置に制御することができる。また、参照光用の検出光による位置の検出結果に基づいて、参照光用の検出光を集光する対物レンズと光束偏向手段と波面変換手段とを一体で、トラッキング制御方向に移動制御することにより、記録媒体に偏芯や横ずれ等があっても、参照光の照射位置を常に所望の位置に制御することができる。あるいは、異なる記録再生装置の間でも、参照光の照射位置を常に所望の位置に制御することができる。したがって、シフト多重方式およびペリストロフィック多重方式による高品質のデータ多重記録および再生を行うことができる。
【００９６】
また、物体光、参照光、および検出光の光源として同一の光源を用いることにより、装置の小型化およびコストダウンを図ることができる。さらに、本実施形態における物体光および参照光はＰ偏光であり、検出光はＳ偏光である。このように、物体光および参照光と検出光との偏光方向を直交させることにより、偏光光学素子によって再生光と検出光とを分離することができるので、再生時に再生光のノイズ成分となる検出光をカットすることができる。
【００９７】
また、ペリストロフィック多重方式とシフト多重方式とを組み合わせてデータを多重記録することにより、データの記録容量の大容量化を図ることができる。
【００９８】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施形態による記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態におけるホログラム記録媒体１の断面構造を示す断面構造図である。
【図３】同実施形態による光ピックアップ３が備える光学系の概略構成を示す概略構成図である。
【図４】同実施形態による光ピックアップ３が備える光学系の他の概略構成を示す概略構成図である。
【図５】同実施形態において、参照光の位相、振幅、および進行方向を空間的にランダムに変換する手段の一例を示す参考図である。
【図６】同実施形態による光ピックアップ３が備える光学系の他の概略構成を示す概略構成図である。
【図７】同実施形態において、参照光の位相、振幅、または進行方向を空間的にランダムに変換するホログラム６３の作製方法を示す参考図である。
【図８】同実施形態において、参照光の位相、振幅、または進行方向が空間的にランダムなランダム光６５の発生方法を示す参考図である。
【図９】同実施形態による偏向手段３１５の構成を示す概略構成図である。
【図１０】同実施形態による偏向手段３１５の構成を示す概略構成図である。
【図１１】同実施形態による偏向手段３１５の構成を示す概略構成図である。
【図１２】同実施形態による偏向手段３１５の構成を示す概略構成図である。
【図１３】同実施形態による偏向手段３１５の構成を示す概略構成図である。
【図１４】同実施形態による偏向手段３１５の構成を示す概略構成図である。
【図１５】ペリストロフィック多重方式によるデータ記録の原理を説明するための参考図である。
【図１６】シフト多重方式によるデータ記録の原理を説明するための参考図である。
【符号の説明】
【０１００】
１・・・ホログラム記録媒体、２・・・スピンドルモータ、３・・・光ピックアップ、４・・・フィードモータ、５・・・信号処理ＩＣ、６・・・ＣＰＵ、７・・・ドライバーＩＣ、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３３ａ，３３ｂ，５０・・・物体光、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３４ａ，３４ｂ，５１，６１，６４・・・参照光、３５ａ，３５ｂ，６３・・・ホログラム、４０・・・光軸、５２・・・検出光、６２，６５・・・光束、１００，１０５・・・基板、１０１・・・透過膜層、１０２，１０４・・・保護層、１０３・・・記録層、１０６・・・情報記録領域、１０７・・・サーボ情報領域、１０８，１０９・・・主面、３０１・・・レーザ、３０２，３２８・・・レンズ、３０３，３１４，３１５ａ・・・ビームスプリッタ、３０４，３０６・・・２分の１波長板、３０５，３０８・・・偏光ビームスプリッタ、３０７・・・空間光変調器、３０９，３２３・・・対物レンズ、３１１，３１２，３１３，３１９・・・偏向プリズム、３１５・・・偏向手段、３１５ｂ・・・偏向面、３１６・・・ホログラム素子、３１７，３２０，３２４・・・集光レンズ、３１８・・・２次元光検出アレイ、３２１，３２５・・・シリンドリカルレンズ、３２２，３２６・・・サーボ用受光素子、３２７・・・波面変換素子、３２７ａ・・・領域、３２９，３２９ａ，３２９ｂ・・・平板ミラー。
【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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