(57)【要約】【課題】回折光の一部を除去するとともに、記録媒体に対する記録領域を効率的な形状として記録容量密度を向上させることを目的とする。【解決手段】空間変調器４０から反射された情報光を参照光と干渉させて光情報記録媒体１にホログラフィを形成する光情報記録装置において、反射光が回折した回折光の一部を除去する開口の形状を正方形とした回折光除去手段４６を備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間変調器から反射された情報光を参照光と干渉させて光情報記録媒体にホログラフィを形成する光情報記録装置において、
前記反射光が回折した回折光の一部を除去する開口の形状を正方形とした回折光除去手段を備えていることを特徴とする光情報記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間光変調器としてＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を使用した場合に、ＤＭＤから反射されてきた光の回折光の処理を適正に行うことのできる光情報記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ホログラフイ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、イメージ情報を持った情報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縞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、干渉縞による回折によりイメージ情報が再生される。
【０００３】
イメージ情報を持った情報光を生成するためには、光強度によって光を空間的に変調する。例えば、特許文献１にホログラフィック記録および光の変調についての記載がある。特許文献１によれば、光の変調には液晶素子を用いることができるとある。
【０００４】
ここで、光を空間的に変調するための素子として、ＤＭＤを使用することも考えられる。このＤＭＤは、入射した光を画素ごとに反射方向を変えて反射することができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３１１９３８号公報（段落番号００２４）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＤＭＤは、周期構造を持った微小なミラーの集合体であるため、一種の回折格子を形成してしまう。よって、ＤＭＤからは、冗長な回折光も出射されてしまう。このような回折光をも情報光として使用すれば、情報を記録するために要するホログラフィが大きくなりすぎ、記録媒体の記録容量が減少する。そこで、回折光を遮断すれば、ホログラフィが大きくなりすぎることを防止できる。しかし、光を遮断するので、情報光が暗くなり、情報光を利用できる効率が低くなる。
【０００７】
このように、光を空間的に変調するための素子として、ＤＭＤを使用した場合、反射光が回折してできた回折光の処理に困ることになる。
【０００８】
これを解消するためには、情報光の進行途中に絞り等の回折光除去手段を設けて反射光が回折した回折光の一部を除去することが考えられる。
【０００９】
本発明は、これらの点に鑑みてなされたものであり、空間変調器としてＤＭＤを利用し、ＤＭＤからの反射光が回折してできた回折光の一部を除去するとともに、記録媒体に対する記録領域を効率的な形状として記録容量密度を向上させることができ、更に、記録される情報光の量も高く維持して、高い情報量を有する情報の記録ができる光情報記録装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の光情報記録装置は、空間変調器から反射された情報光を参照光と干渉させて光情報記録媒体にホログラフイを形成する光情報記録装置において、前記反射光が回折した回折光の一部を除去する開口の形状を正方形とした回折光除去手段を備えていることを特徴とする。
【００１１】
このように形成したことにより、光情報記録媒体に記録される記録領域の形状がほぼ正方形状となる。これにより記録領域を順次ずらして記録してゆく際に、隣接している記録領域間に空きスペースがなくなり、記録媒体に対する記録領域を無駄のない効率的なものとすることができる。更に、前記正方形の開口に内接する円形の開口と比べると、回折次元の大きい回折光を情報光として利用することができるために、情報光の利用効率を高く維持した情報記録を行うことができる。これにより情報の記録密度を大きく向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る光情報記録再生装置の構成を示す説明図であり、同図には光情報記録再生装置も共に図示している。また、本発明の実施形態においては、光情報記録媒体として円盤状の光ディスクを用いているが、カード状の記録媒体を用いることができる。さらに、光情報記録再生装置はピックアップ１１を有している。
【００１４】
光情報記録媒体の構成
始めに、図１を参照して、本発明の実施形態における光情報記録媒体の構成について説明する。この光情報記録媒体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の一面に、ボリュームホログラフイを利用して情報が記録される情報記録層としてのホログラム記録層３と、反射膜５と、基板（保護層）８とを、この順番で積層して構成されている。
【００１５】
ホログラム記録層３は、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、デュボン（Ｄｕｐｏｎｔ）社製フォトポリマ（ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｓ）ＨＲＦ−６００（製品名）等が使用される。
【００１６】
反射膜５は、光（再生用参照光など）を反射する膜である。反射膜５は、例えばアルミニウムによって形成されている。
【００１７】
基板（保護層）８は、例えば、インジェクションで作成されたアドレス付基板である。基板（保護層）８には、図示省略したアドレス・サーボエリアおよびデータエリアが設けられている。アドレス・サーボエリアを使用して、光情報記録媒体１への光の照射位置をサーボ制御できる。データエリアには、光情報記録媒体１に記録させる情報をホログラフイの形式で書き込める。
【００１８】
ピックアップの構成
ピックアップ１１は、参照光および情報光を光情報記録媒体１に照射し、光情報記録媒体１からの再生光を受けるためのものである。ピックアップ１１は、対物レンズ１２、アクチュエータ１３、四分の一波長板１４、ハーフミラー２６、レンズ２７ａ、ｂ、光検出器２８、レーザ光源３２、コリメータレンズ３４、二分の一波長板３５、偏光ビームスプリッタ３６、ミラー３８、空間光変調器（情報表現手段）４０、シャッター４２、レンズ４４ａ、ｂ、回折光除去手段としての絞り４６、二分の一波長板４８、ハーフミラー５０、ミラー５２、ミラー５４、レンズ５６を備えている。
【００１９】
この絞り４６は図８に示すようにその開口４６ａが正方形状に形成されている。
【００２０】
なお、情報光とは、記録したい情報を担持した光である。図１においては、情報光は、レーザ光源３２が生成したレーザ光を、空間光変調器４０により変調したものであり、光情報記録媒体１に照射される。また、参照光には、情報光と干渉させホログラフィを形成するための記録用参照光およびホログラフィから憤報を再生するための再生用参照光がある。さらに、再生光とは、光情報記録媒体１に再生用参照光を入射した場合に、光情報記録媒体１からピックアップ１１に戻る光をいう。再生光は、光情報記録媒体１から再生された情報を担持したものとなる。
【００２１】
対物レンズ１２は、光情報記録媒体１の透明基板２側に位置するものである。参照光および情報光は、対物レンズ１２を透過して、光情報記録媒体１に入射する。光情報記録媒体１からの再生光は、対物レンズ１２を透過して、ハーフミラー２６に向かって進行する。
【００２２】
アクチュエータ１３は、対物レンズ１２を光情報記録媒体１の厚み方向および半径方向に移動するためのものである。
【００２３】
四分の一波長板１４は、Ｐ偏光やＳ偏光のように直線偏光の光が入射し、その直線偏光の方位が四分の一波長板１４における結晶の光学軸に対してなす角度が４５度のとき、通過光を直線偏光から円偏光の光にするものである。情報光はＰ偏光であり、四分の一波長板１４を通過すると円偏光となり、光情報記録媒体１に入射される。再生光は円偏光であるが、四分の一波長板１４を通過するとＳ偏光となり、レンズ２７ａ、ｂを介して光検出器２８に到達する。
【００２４】
ハーフミラー２６は、情報光を透過させて四分の一波長板１４に向かって進行させ、再生光を反射してレンズ２７ａ、ｂに向かって進行させる。レンズ２７ａ、ｂは、ハーフミラー２６から再生光を受けて、光検出器２８に入射させる。光検出器２８は、再生光を受けて検出する。これにより、光情報記録媒体１に記録された情報を再生できる。
【００２５】
レーザ光源３２は、レーザ光を生成する。このレーザ光は、情報光および参照光の基となる。コリメータレンズ３４は、レーザ光源３２からレーザ光を受けて、平行光線にする。二分の一波長板３５は、コリメータレンズ３４から平行光線を受け、Ｐ偏光およびＳ偏光とする。偏光ビームスフリッタ３６は、二分の一波長板３５からＰ偏光およびＳ偏光を受け、Ｐ偏光は透過させ、Ｓ偏光は反射する。透過したＰ偏光はミラー３８へ向かい、反射したＳ偏光はレンズ４４ａに向かう。このＰ偏光が情報光の基となり、Ｓ偏光が参照光の基となる。ミラー３８は、Ｐ偏光を受けて、空間光変調器４０に向けて反射する。
【００２６】
空間光変調器（情報表現手段）４０は、ミラー３８からＰ偏光を受けて反射することにより、情報光を生成する。生成された情報光は、シャッター４２および偏光ビームスプリッタ３６を透過して、レンズ４４ａに向かう。なお、空間光変調器４０としてＤＭＤを使用する。このため、空間光変調器４０からは、情報光のみならず、反射光が回折した回折光も出射される。なお、ＤＭＤは、入射した光を反射する方向により情報を表現できる。すなわち、入射光を空間的に変調できる。
【００２７】
シャッター４２は、光情報記録媒体１に情報を記録するときは開いており、光情報記録媒体１から情報を再生するときは閉じる（図２参照）。レンズ４４ａは、空間光変調器４０から回折光（情報光）を受け、絞り４６の上に像を結ぶ。このとき、図９に示すように、回折光（情報光）および回折光の内でも光軸に近いもの（Ｌ０）は、絞り４６の穴４６ａを通過する。しかし、回折光の内でも光軸から遠いもの（Ｌ５）以上は、絞り４６を通過できない。なお、レンズ４４ａと絞り４６との距離＝レンズ４４ｂと絞り４６との距離＝空間光変調器４０からレンズ４４ａまでの距離＝レンズ４４ｂからミラー５２までの距離＝ｆ＝焦点距離である。二分の一波長板４８は、偏光ビームスブリツタ３６により反射されたＳ偏光をＰ偏光にする。これが、参照光となる。
【００２８】
ハーフミラー５０は、情報光を反射し、ハーフミラー２６へ進行させる。また、参照光を透過し、ミラー５２に向けて進行させる。ミラー５２は、光情報記録媒体１と向かい合うミラー５４に向けて参照光を反射させる。ミラー５４は参照光を反射して、レンズ５６に進行させる。レンズ５６は、参照光を光情報記録媒体１よりも前で焦点を結ばせるようにして屈折させる。
【００２９】
光情報の記録および再生の動作情報を光情報記録媒体１に記録する場合には、レーザ光源３２が生成したレーザ光が、コリメータレンズ３４、二分の一波長板３５、偏光ビームスプリッタ３６を透過し、ミラー３８により反射されて、空間光変調器４０に向かう。そして、空間光変調器４０によりレーザ光が情報光となり、シャッター４２、偏光ビームスプリッタ３６、レンズ４４ａ、絞り４６、レンズ４４ｂ、二分の一波長板４８を通過し、ハーフミラー５０で反射され、四分の一波長板１４を透過し、対物レンズ１２に向かう。空間光変調器４０から対物レンズ１２までの光学要素（レンズ４４ａ、絞り４６、レンズ４４ｂ、二分の一波長板４８、ハーフミラー５０など）が、空間光変調器４０から情報光を取得する情報光取得手段に相当する。
【００３０】
また、レーザ光源３２が生成したレーザ光が、コリメータレンズ３４、二分のー波長板３５を透過し、偏光ビームスプリッタ３６で反射され記録用参照光となる。記録用参照光は、レンズ４４ａ、絞り４６、レンズ４４ｂ、二分の一波長板４８、ハーフミラー５０を通過し、ミラー５２、５４で反射され、レンズ５６により屈折しながら、対物レンズ１２に向かう。
【００３１】
対物レンズ（ホログラフィ形成手段）１２は、情報光および記録用参照光を光情報記録媒体１のホログラム記録層３において干渉させ、ホログラフィを形成させる。
【００３２】
本発明の実施形態の特徴的な部分は、空間光変調器（情報表現手段）４０およびレンズ４４ａ、ｂ、絞り４６の構造にある。以下、空間光変調器４０およびレンズ４４ａ、ｂ、絞り４６について説明する。
【００３３】
図３は、空間光変調器４０の平面図（図３（ａ））、断面図（図３（ｂ））である。空間光変調器４０は、ＤＭＤである。空間光変調器４０は、ミラー３８から入射された光を反射する微小なミラー４１０およびミラー４１０を支持するダイ４２０を有する。図３（ａ）を参照して、空間光変調器４０をシャッター４２の側から見ると、ミラー４１０のなかでも、光っているミラー４１０ａと光っていないミラー４１０ｂとに分かれる。これは、ミラー４１０の、入射された光に対する角度を異ならせているからである。図３（ｂ）を参照して、光っているミラー４１０ａは反射光が真上（シャッター４２の方）へ進行するように傾斜している一方で、光っていないミラー４１０ｂは反射光が真上には進行しないように傾斜角が設定されている。ここで、光っているミラー４１０ａをＯＮ（あるいは”１”）に、光っていないミラー４１０ｂをＯＦＦ（あるいは”０”）に割り当てれば、ミラー４１０ごとに１ビットの情報を、空間光変調器４０の反射光に持たせることができる。これにより、レーザ光源３２からのレーザ光を空間的に変調することができる。なお、ダイ４２０の法線４２０ｎの方向は、光っているミラー４１０ａの反射光の進行方向（シャッター４２の方）と異なっている。この方向の差異は、光っているミラー４１０ａの反射光の進行方向と、この反射光が回折した回折光の内の一部（例えば、−１１次成分）の進行方向とが一致するように定められている。
【００３４】
図４は、ミラー４１０の傾斜角を決定する機構を示す図である。ミラー４１０は、中央部分を中央柱４３０（高さｈ０）で、左端を左側柱４３２（高さｈ１）で支えられている。ＯＮＮを表現する場合は、左側柱４３２を低く（ｈ１＜ｈ０）して、ミラー４１０を左側に傾斜させる。また、ＯＦＦを表現する場合は、左側柱４３２を中央柱４３０と同じ高さ（ｈ１＝ｈ０）にして、ミラー４１０を水平にする。ただし、左側柱４３２を中央柱４３０よりも高くし（ｈ１＞０）、ミラー４１０を右に傾斜させてもよい。
【００３５】
図５は、ミラー４１０の傾斜角およびダイ４２０の法線４２０ｎの方向の決定法を説明するための図である。
【００３６】
光っているミラー４１０ａはダイ４２０に対して角度φだけ傾斜している。すると、ダイ４２０の法線４２０ｎと、光っているミラー４１０ａの法線４１０ｎとなす角度もまたφである。また、ミラー３８から入射する光の、法線４１０ｎとなす角度をθとする。シャッター４２に向けて反射する光の、法線４１０ｎとなす角度もまたβとなる。ここで、ミラー３８から入射する光の法線４２０ｎとなす角度をα、シャッター４２に向けて反射する光の法線４２０ｎとなす角度をβとする。すると、シャッター４２に向けて反射する光と、法線４２０ｎとのなす角度はβとなる。
【００３７】
ここで、上述したように、光っているミラー４１０ａの反射光の進行方向と、この反射光が回折した回折光の内の一部（例えば、−１１次成分）の進行方向とが一致するようにφ等を定めなければならない。このようにすれば、光軸付近を通る反射光の強度を高くし、レーザ光源３２の生成するレーザ光の内、情報光として利用できるものの割合（利用効率）を高めることができる。
【００３８】
図７は、レンズ４４ａ、ｂおよび回折光除去手段に相当する絞り４６の構成を示す図である。レンズ４４ａと絞り４６との距離ｆは、空間変調器４０の反射光たる回折光（情報光）および情報光と進行方向が一致する回折光の焦点が、絞り４６の開口４６ａになるように決められている。よって、図９に示すように、次数がＬ０からＬ３までの情報光は全部が絞り４６を通過できる。次数Ｌ４の情報光は、開口４６ａの角隅部においてその一部が通過でき、その他の部分は通過できない。そして、次数がＬ５以上の情報光は開口４６ａを全く通過できない。具体的には、通過できない情報光は開口４６ａ内に焦点が無いからである。このようにして、本実施形態の絞り４６は作用するために、不要な次数の回折光を、レンズ４４ａおよび絞り４６によって除去できる。
【００３９】
更に、このようにして絞り４６の開口４６ａを通過した情報光は、図１０ａに示すように、情報記録媒体にほぼ正方形状の記録領域Ｒとして記録される。これにより同図ｂ、ｃに示すように、記録媒体の周方向および径方向に記録領域を順次ずらして、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３として記録してゆく際に、隣接している記録領域間に空きスペースがなくなり、記録媒体に対する記録領域を無駄のない効率的なものとすることができる。これは図１０ｄに示す記録領域が円形状の場合には、斜線部分が記録できない空スペースとなることに比較すると、記録密度が非常に高くなることがわかる。
【００４０】
更に、図９に示すように、正方形の開口４６ａに内接する円形の開口（Ｌ３の円の大きさの開口）と比べると、回折次元の大きい回折光（Ｌ４に相当）を情報光として利用することができるために、情報光の利用効率を高く維持した情報記録を行うことができる。これにより単位記録領域における情報の記録密度を大きく向上させることができる。
【００４１】
以上、本発明の構成および動作をその原理と実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されず、発明の本旨を逸脱しない範囲において、様々な変形が可能である。例えば、情報の記録と再生との光路を分離しない構成の光情報記録再生装置においても同様に適用することができる。
【００４２】
【発明の効果】
このように本発明は構成され作用するものであるから、光情報記録媒体に記録される記録領域の形状がほぼ正方形状となる。これにより記録領域を順次ずらして記録してゆく際に、隣接している記録領域間に空きスペースがなくなり、記録媒体に対する記録領域を無駄のない効率的なものとすることができる。更に、前記正方形の開口に内接する円形の開口と比べると、回折次元の大きい回折光を情報光として利用することができるために、情報光の利用効率を高く維持した情報記録を行うことができる。これにより情報の記録密度を大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る光情報記録再生装置の構成を示す説明図
【図２】光情報記録媒体１から情報を再生する場合の光情報記録再生装置の動作を示す説明図
【図３】空間光変調器４０の平面図（図３  （ａ）  ）、断面図（図３  （ｂ））
【図４】ミラー４１０の傾斜角を決定する機構を示す図
【図５】ミラー４１０の傾斜角およびダイ４２０の法線４２０ｎの方向の決定法を説明するための図
【図６】光っているミラー４１０ａの位置（図６（ａ））、光っていないミラー４１０ｂの位置（図６（ｂ））
【図７】レンズ４４ａ、ｂおよび絞り４６の構成を示す図
【図８】絞り４６の構成を示す図
【図９】絞り４６の開口４６ａと通過する情報光との関係を示す図
【図１０】情報記録媒体における記録領域を示す説明図
【符号の説明】
１  光情報記録媒体
３  ホログラム記録層
１２  対物レンズ
１４  四分の一波長板
２６  ハーフミラー
２７ａ、ｂ  レンズ
２８  光検出器
３２  レーザ光源
４０  空間光変調器
４１０（４１０ａ光っているミラー、４１０ｂ光っていないミラー）
４２０  ダイ
４４ａ、ｂ  レンズ
４６  絞り（回折光除去手段）
４６ａ  開口
【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】
2005032307.tif 000009
【図８】
2005032307.tif 000010
【図９】
2005032307.tif 000011
【図１０】
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