(57)【要約】  光学的に記録可能な記録面を有する記録媒体に対して記録情報を記録する情報記録装置である。レーザ光源と、これから出射されたレーザ光線を、光束断面が線状に延びる平板状レーザ光線に変換する変換光学系とを備える。更に、記録情報に基づいて、平板状レーザ光線に対して１次元の空間変調を施す１次元空間変調手段（３）と、空間変調が施された平板状レーザ光線を信号光（Ｌｓ）として記録面に照射しつつ参照光（Ｌｒ）を記録面に照射する記録光学系とを更に備える。
2005029476.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に記録可能な記録面を有する記録媒体に対して記録情報を記録する情報記録装置であって、
レーザ光源と、
該レーザ光源から出射されたレーザ光線を、光束断面が線状に延びる平板状レーザ光線に変換すると共に該線状に延びる方向が前記記録面に沿うように出射する変換光学系と、
前記記録情報に基づいて、前記平板状レーザ光線に対して前記線状に延びる方向について１次元の空間変調を施す１次元空間変調手段と、
前記空間変調が施された平板状レーザ光線を信号光として前記記録面に照射しつつ前記レーザ光源から出射されたレーザ光線に基づく参照光を前記記録面に照射することで、前記記録情報を前記記録媒体に記録する記録光学系と、
前記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録面上を相対的に移動するように、前記記録媒体を少なくとも前記記録光学系に対して移動させる移動手段と
を備えたことを特徴とする情報記録装置。
【請求項２】
前記記録光学系は、前記レーザ光源から出射されたレーザ光線を、前記変換光学系の前段で、前記信号光及び前記参照光に分割する分割光学系と、
前記１次元空間変調手段の後段で前記１次元空間変調が施された信号光及び前記参照光を同一光路に結合する結合光学系と
を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の情報記録装置。
【請求項３】
前記分割光学系は、前記参照光の光路が前記記録面から見て前記平板状レーザ光線と横並びになるように前記参照光を分割することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の情報記録装置。
【請求項４】
前記記録光学系は、前記レーザ光源から出射されたレーザ光線を、前記変換光学系の前段で、前記信号光及び前記参照光に分割する分割光学系を更に備え、
前記１次元空間変調が施された信号光及び前記参照光を同一光路に結合して前記記録面に照射することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の情報記録装置。
【請求項５】
前記分割光学系は、前記参照光の光路が前記記録面から見て前記平板状レーザ光線と横並びになるように前記参照光を分割することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の情報記録装置。
【請求項６】
前記参照光は、前記信号光と共に、前記レーザ光源から照射され、前記変換光学系、前記１次元空間変調手段及び記録光学系を経て前記記録面に照射されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の情報記録装置。
【請求項７】
前記信号光及び前記参照光の前記記録面に対する照射角度を相対的に変更可能な照射角度変更手段を更に備えたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の情報記録装置。
【請求項８】
前記レーザ光源、前記変換光学系及び前記１次元空間変調手段、並びに前記記録光学系の少なくとも一部は、前記記録面に沿った同一平面内に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の情報記録装置。
【請求項９】
前記記録光学系は、前記記録面に沿って進行する前記１次元空間変調が施された平板状レーザ光線を、前記記録面に交わる方向に進行するように変えるミラー手段を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の情報記録装置。
【請求項１０】
前記変換光学系、前記１次元空間変調手段及び前記記録光学系のうち少なくとも一つは、前記平板状レーザ光線の進行方向に交わる断面が、前記平板状レーザ光線の前記線状に延びる光束断面に対応して前記記録面に沿って伸びる長手形状である光学要素を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の情報記録装置。
【請求項１１】
請求の範囲第１項に記載の情報記録装置と、
再生時に、前記１次元空間変調手段を、前記レーザ光源から出射されたレーザ光源を遮光する遮光手段として機能させる制御手段と、
前記記録光学系を介して前記記録面に照射された前記参照光に起因して前記記録媒体における透過、回折又は反射により発生する干渉光を検出し、該検出された干渉光に基づいて前記記録情報を再生する再生手段と
を備えたことを特徴とする情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラムを用いた情報記録装置及び情報記録再生装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のホログラムを用いた装置では、その記録時には、レーザ光線等からなる信号光を２次元空間変調した後に、これを参照光と共に記録媒体の記録面上における同一個所に照射することで、干渉縞として記録情報を記録する。その再生時には、記録個所に参照光を照射して、これに起因して発生する透過光や反射光を、記録時の信号光と同様に変調された信号光として検出することで、記録情報の再生を行うように構成されている。例えば、特許文献１又は特許文献２には、太い柱状のレーザ光線である信号光が２次元空間変調器全体に照射されるホログラム記録再生装置の技術が開示されている。【０００３】
また、１次元空間変調器を用いたホログラム記録再生装置も提案されている。【０００４】
【特許文献１】特開平１０−９１０５６号公報
【特許文献２】特許第３４０３０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１等に開示されたホログラム記録再生装置においては、信号光が太い柱状のレーザ光線であるため、光学系を含めた記録再生装置全体を小型化又は薄型化できないという技術的な問題点がある。【０００６】
他方、２次元空間変調器を小型化すると、回折格子が狭くなるので高次光の回折角が広がり、２次元空間変調器を小型化した意味なくなってしまう。即ち、２次元空間変調器は、本質的に小型化に馴染まないという技術的な問題点もある。【０００７】
更に、１次元空間変調器を用いた記録再生装置においても、例えば光ディスクの如き、ディスク状の記録媒体に対して、信号光及び参照光を記録面に対して概ね法線方向から照射する光学系を設ける必要がある。従って、これら信号光及び参照光の光路と、情報記録媒体の収容スペースとを、少なくともハウジング内部に確保する必要があり、当該情報記録再生装置の場合にもやはり、本質的に小型化又は薄型化に向いていないという技術的な問題点がある。【０００８】
そこで本発明は、例えば上記問題点に鑑みなされたものであり、例えば小型化又は薄型化が可能なホログラム方式の情報記録装置及び情報記録再生装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の情報記録装置は上記課題を解決するために、光学的に記録可能な記録面を有する記録媒体に対して記録情報を記録する情報記録装置であって、レーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザ光線を、光束断面が線状に延びる平板状レーザ光線に変換すると共に該線状に延びる方向が前記記録面に沿うように出射する変換光学系と、前記記録情報に基づいて、前記平板状レーザ光線に対して前記線状に延びる方向について１次元の空間変調を施す１次元空間変調手段と、前記空間変調が施された平板状レーザ光線を信号光として前記記録面に照射しつつ前記レーザ光源から出射されたレーザ光線に基づく参照光を前記記録面に照射することで、前記記録情報を前記記録媒体に記録する記録光学系と、前記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録面上を相対的に移動するように、前記記録媒体を少なくとも前記記録光学系に対して移動させる移動手段とを備える。【００１０】
本発明の請求項１０に記載の情報記録再生装置は上記課題を解決するために、請求項１から９のいずれか一項に記載の情報記録装置と、再生時に、前記１次元空間変調手段を、前記レーザ光源から出射されたレーザ光源を遮光する遮光手段として機能させる制御手段と、前記記録光学系を介して前記記録面に照射された前記参照光に起因して前記記録媒体における透過、回折又は反射により発生する干渉光を検出し、該検出された干渉光に基づいて前記記録情報を再生する再生手段とを備える。【００１１】
本発明の作用及び利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態に係る情報記録装置及び情報記録再生装置ついて説明する。【００１３】
（情報記録装置の実施形態）
本発明の情報記録装置に係る実施形態は、光学的に記録可能な記録面を有する記録媒体に対して記録情報を記録する情報記録装置であって、レーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザ光線を、光束断面が線状に延びる平板状レーザ光線に変換すると共に該線状に延びる方向が前記記録面に沿うように出射する変換光学系と、前記記録情報に基づいて、前記平板状レーザ光線に対して前記線状に延びる方向について１次元の空間変調を施す１次元空間変調手段と、前記空間変調が施された平板状レーザ光線を信号光として前記記録面に照射しつつ前記レーザ光源から出射されたレーザ光線に基づく参照光を前記記録面に照射することで、前記記録情報を前記記録媒体に記録する記録光学系と、前記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録面上を相対的に移動するように、前記記録媒体を少なくとも前記記録光学系に対して移動させる移動手段とを備える。【００１４】
本発明の情報記録装置に係る実施形態によれば、先ず、例えば半導体レーザ、ガスレーザ等のレーザ光源からは、光束断面が二次元的な広がりをも円形や楕円形又は特定方向に潰れた長手形や線形であるレーザ光線が出射される。この出射されたレーザ光線は、例えばエキスパンダー等を含んでなる変換光学系によって、平板状レーザ光線とされた後に、１次元空間変調手段に入力される。すると、１次元空間変調手段では、記録すべき記録情報に基づいて、この平板状レーザ光線に対して、その線状に延びる方向について１次元の空間変調が施される。即ち、平板状レーザ光線における線状に延びる光束断面で一列に並ぶ光束部分別に、空間変調が実施される。その後、例えばオブジェクトレンズ等を含んでなる記録光学系によって、空間変調された平板状レーザ光線は、信号光として記録面に照射される。これと共に、例えば平板状レーザ光線に変換される前段階で、レーザ光線から分離された参照光や、平板状レーザ光線に含まれる参照光など、レーザ光源から出射されたレーザ光線に基づく参照光も、該記録光学系によって記録面に照射される。【００１５】
このようなレーザ光線が変調される最中に、記録媒体は、連続的に又は間欠的に若しくは不連続的に、移動手段によって相対移動される。即ち、記録媒体が、記録光学系等に対して、回転移動や平行移動されたり、これに代えて又は加えて、記録光学系やその他の光学系が、記録媒体に対して移動される。従って、移動に伴って記録面上の所望個所に対して、信号光及び参照光の干渉縞の一部として、記録情報を逐次記録することが可能となる。【００１６】
ここで本実施形態では特に、レーザ光線を、平板状レーザ光線に変換した後に、これを空間変調するので、一般的にホログラム記録の際に利用されるところの２次元空間変調器の代わりに、１次元空間変調手段を用いて１次元空間変調が可能となる。しかも、変換光学系は、レーザ光源から出射されたレーザ光線を、平板状レーザ光線における、その線状に延びる方向が記録面に沿うように出射する。例えば平板状レーザ光線の平らな面が、記録面と平行或いは略平行となるように、レーザ光線は平板状レーザ光線へと変換される。この際、レーザ光源から変換光学系へと至る光路についても、同様に記録面に平行或いは略平行となるように、レーザ光源及び変換光学系を配置してもよい。更に、１次元空間変調手段から記録光学系へと至る光路についても、同様に記録面に平行或いは略平行となるように、１次元空間変調手段及び記録光学系を配置してもよい。従って、平板状レーザ光線の光路が占める空間や、該平板状レーザ光線を空間変調する１次元空間変調手段が占める空間を、記録面に沿って相対的に薄く広がる空間内に封じ込めることが可能となる。【００１７】
以上の結果、例えばホログラムレコーダやプレーヤ等において、１次元空間変調を利用して記録情報の変調を行いつつ、本質的に小型化が困難或いは不可能である光ディスクの如き、平板状に広がる記録媒体を囲む比較的狭い空間内に、本発明に係るレーザ光源、変換光学系、１次元空間変調手段及び記録光学系を配置することが可能となる。これらの結果、当該記録媒体の収容スペースを含めた当該情報記録装置全体の小型薄型化を図ることが可能となる。【００１８】
本発明の情報記録装置に係る実施形態の一態様では、前記記録光学系は、前記レーザ光源から出射されたレーザ光線を、前記変換光学系の前段で、前記信号光及び前記参照光に分割する分割光学系と、前記１次元空間変調手段の後段で前記１次元空間変調が施された信号光及び前記参照光を同一光路に結合する結合光学系を含むことを特徴とする。【００１９】
この態様によれば、レーザ光源から出射されたレーザ光線は、例えばビームスプリッタ、ハーフミラー等の分割光学系によって、信号光と参照光とに分割される。その後、信号光については、変換光学系を経て平板状レーザ光線として１次元空間変調手段によって変調される。他方で、参照光は、これらを経ることなく、変調されない。そして、１次元空間変調が施された信号光と参照光とは、例えば結合プリズム等の結合光学系によって、同一光路に結合された後、記録光学系によって、記録面上における同一記録個所に照射される。従って、１次元空間変調された信号光と参照光との干渉によって、記録面上における記録情報の記録を実行可能となる。【００２０】
尚、変換光学系と１次元空間変調手段との間に、分割光学系を配置することも可能である。【００２１】
或いは本発明の情報記録装置に係る実施形態の他の態様では、前記記録光学系は、前記レーザ光源から出射されたレーザ光線を、前記変換光学系の前段で、前記信号光及び前記参照光に分割する分割光学系を更に備え、前記１次元空間変調が施された信号光及び前記参照光を同一光路に結合して前記記録面に照射することを特徴とする。【００２２】
この態様によれば、レーザ光源から出射されたレーザ光線は、例えばビームスプリッタ、ハーフミラー等の分割光学系によって、信号光と参照光とに分割される。その後、信号光については、変換光学系を経て平板状レーザ光線として１次元空間変調手段によって変調される。他方で、参照光は、これらを経ることなく、変調されない。そして、１次元空間変調が施された信号光と参照光とは、例えばミラー、オブジェクトレンズ等を含んでなる記録光学系によって、同一光路に結合されて記録面上に照射される。従って、１次元空間変調された信号光と参照光との干渉によって、記録面上における記録情報の記録を実行可能となる。【００２３】
尚、変換光学系と１次元空間変調手段との間に、分割光学系を配置することも可能である。【００２４】
これらの分割光学系に係る態様では、前記分割光学系は、前記参照光の光路が前記記録面から見て前記平板状レーザ光線と横並びになるように前記参照光を分割するように構成してもよい。【００２５】
このように構成すれば、平板状レーザ光線の光路が占める空間のみならず、分割された参照光の光路が占める空間を、記録面に沿って相対的に薄く広がる空間内に封じ込めることが可能となる。従って、参照光を信号光から分割するホログラム光学系を採用しつつ、情報記録装置全体の小型薄型化を図ることが可能となる。【００２６】
或いは本発明の情報記録装置に係る実施形態の他の態様では、前記参照光は、前記信号光と共に、前記レーザ光源から照射され、前記変換光学系、前記１次元空間変調手段及び記録光学系を経て前記記録面に照射される。【００２７】
この態様によれば、所謂「セルフカップリング方式」により、同一レーザ光線に含まれる信号光と参照光との干渉によって、記録面上で情報の記録が可能となる。より具体的には、例えば、参照光は、１次元空間変調されたレーザ光線の主に輝度成分からなる光が相当し、信号光は、１次元空間変調されたレーザ光線の主に位相成分を有する光が相当し、これらの参照光及び信号光は、一つに結合された光として記録面上に照射される。【００２８】
本発明の情報記録装置に係る実施形態の他の態様では、前記信号光及び前記参照光の前記記録面に対する照射角度を相対的に変更可能な照射角度変更手段を更に備える。【００２９】
この態様によれば、所謂「角度多重方式」によって、記録面上における同一個所に照射角度を変えながら、複数の記録情報を記録することが可能となる。従って、記録密度を高める上で大変有利となる。特に、角度多重方式の場合、例えば１度以下或いは０．１度以下といった僅かな角度だけ照射角度を傾けつつ記録を行えばよい。従って、このような照射角度を傾けるために、平板状レーザ光線が記録面に平行な位置から多少傾いたとしても、その傾きの程度は軽微であって、なお、平板状レーザ光線が記録面に沿った位置から外れているとは言えない。即ち、角度多重を行っても、上述の如き、情報記録装置を小型薄型化可能であるという本実施形態の独自の効果は十分に維持される。【００３０】
尚、本実施形態においては、角度多重方式に限らず、例えば「周波数多重方式」など、ホログラム記録に係る各種方式を採用することも可能である。また、半径方向ではなく接線方向へ傾ける多重方法を採用することも可能である。【００３１】
本発明の情報記録装置に係る実施形態の他の態様では、前記レーザ光源、前記変換光学系及び前記１次元空間変調手段、並びに前記記録光学系の少なくとも一部は、前記記録面に沿った同一平面内に配置されている。【００３２】
この態様によれば、当該情報記録装置に係る主要な構成要素である、レーザ光源、変換光学系及び１次元空間変調手段、並びに記録光学系の少なくとも一部が配列された平面は、平板状レーザ光線と同じく記録面に沿っているので、これらの構成要素を、記録面に沿って相対的に薄く広がる空間内に封じ込めることが可能となる。従って、情報記録装置全体の小型薄型化を図ることが可能となる。【００３３】
本発明の情報記録装置に係る実施形態の他の態様では、前記記録光学系は、前記記録面に沿って進行する前記１次元空間変調が施された平板状レーザ光線を、前記記録面に交わる方向に進行するように変えるミラー手段を含む。【００３４】
この態様によれば、記録光学系に含まれるミラー手段によって、記録面に沿って進行する平板状レーザ光線が、記録面に交わる方向に進行するように変えられ、例えばオブジェクトレンズ等の他の光学要素を介して記録面に照射される。従って、記録光学系を記録面に交わる方向に不必要に厚くすることを回避できる。【００３５】
本発明の情報記録装置に係る実施形態の他の態様では、前記変換光学系、前記１次元空間変調手段及び前記記録光学系のうち少なくとも一つは、前記平板状レーザ光線の進行方向に交わる断面が、前記平板状レーザ光線の前記線状に延びる光束断面に対応して前記記録面に沿って伸びる長手形状である光学要素を含む。【００３６】
この態様によれば、変換光学系、１次元空間変調手段及び記録光学系に含まれる、シリンドリカルレンズ、空間変調器、ミラー、ハーフミラー、プリズム等の各種の光学要素は、入射される平板状レーザ光線の、線状に延びる光束断面に対応して伸びる長手形状である。従って、無用に大きい光学要素を用いることなく、記録面に沿って平らな形状を有すると共に平板状レーザ光線に対しては必要十分に機能し得る長手形状の光学要素を利用することで、情報記録装置全体の小型薄型化を図ることが可能となる。【００３７】
（情報記録再生装置の実施形態）
本発明の情報記録再生装置の実施形態は、上述した本発明の情報記録装置の実施形態（但し、その各種態様を含む）と、再生時に、前記１次元空間変調手段を、前記レーザ光源から出射されたレーザ光源を遮光する遮光手段として機能させる制御手段と、前記記録光学系を介して前記記録面に照射された前記参照光に起因して前記記録媒体における透過、回折又は反射により発生する干渉光を検出し、該検出された干渉光に基づいて前記記録情報を再生する再生手段とを備える。【００３８】
本発明の情報記録再生装置の実施形態は、上述した本発明の情報記録装置の実施形態を備えるので、例えばホログラムレコーダやプレーヤ等において、平板状に広がる記録媒体を囲む比較的狭い空間内に、本発明に係るレーザ光源、変換光学系、１次元空間変調手段及び記録光学系を配置することが可能となり、当該記録媒体の収容スペースを含めた当該情報記録再生装置全体の小型薄型化を図ることが可能となる。【００３９】
本実施形態のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施例から明らかにされる。【００４０】
以上詳細に説明したように、本発明の情報記録装置に係る実施形態によれば、１次元空間変調手段によって１次元空間変調を行うと共に、変換光学系によってレーザ光線を、その線状に延びる方向が記録面に沿うように平板状レーザ光線に変換するので、記録媒体の収容スペースを含めた情報記録装置全体の小型薄型化を図ることが可能となる。また、本発明の情報記録再生装置に係る実施形態によれば、変換光学系によってレーザ光線を、その線状に延びる方向が記録面に沿うように平板状レーザ光線に変換するので、記録媒体の収容スペースを含めた情報記録再生装置全体の小型薄型化を図ることが可能となる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明に係るホログラムを利用した情報記録再生装置の実施例における基本的な記録原理及び再生原理ついて、図１から図４を参照して説明する。【００４２】
先ず図１を参照して、本発明の実施例にかかるホログラムディスク記録再生装置（以下、単に「記録再生装置」とも呼ぶ。）の基本的な構成を説明する。ここに図１は、本発明の実施例にかかる記録再生装置の構成を示した図式的ブロック図である。図示のように、記録再生装置１００は、ホログラムディスク（以下、単に「ディスク」とも呼ぶ。）８に対して情報を記録し、再生する。ディスク８は、例えば２枚のガラス基板間にフォトポリマーなどのホログラム媒質を封入してなり、先に挙げた従来技術のホログラム記録において使用されるディスクと同一のものを使用することができる。ディスク８は、スピンドルモータ７により回転される。なお、スピンドルモータ７の回転は、通常の光ディスクの記録再生において行われるスピンドルサーボ方法などにより回転制御される。【００４３】
外部から入力される記録情報は、バッファ１２に一旦保持された後、フォーマッタ１１へ送られる。フォーマッタ１１は記録情報に対してＥＣＣ（Error Correction Code）の付加などの必要な処理を行い、所定の記録フォーマットに従ったデータを生成して変調器９へ供給する。変調器９は２種類の変調を実行する。１つは後述の１次元空間変調器３による信号光の変調であり、もう１つはレーザ光源１から出射されるレーザ光の変調である。なお、これらについては、また後述する。【００４４】
記録光（信号光及び参照光）を生成し、ディスク８に照射するレーザ光学系は、レーザ光源１、エキスパンダー２、１次元空間変調器３、フーリエ変換レンズ４及び逆フーリエ変換レンズ５、受光素子６、ハーフミラー１４、反射ミラー１５及び集光レンズ１６を備える。ディスク８はフーリエ変換レンズ４と逆フーリエ変換レンズ５の間に配置される。【００４５】
レーザ光源１から出射されたレーザ光線はエキスパンダー２によりビームの太さを拡大され、ハーフミラー１４により２系統、即ち信号光と参照光に分割される。ハーフミラー１４を通過したレーザ光線は、１次元空間変調器３を通過することにより、変調器９から与えられたパターンに従って変調されてフーリエ変換レンズ４に入射し、さらにフーリエ変換レンズ４を通過することにより信号光Ｌｓとしてディスク８に照射される。【００４６】
ハーフミラー１４により分割された他方のレーザ光線は、反射ミラー１５により反射され、集光レンズ１６を介してディスク８の記録面上に参照光Ｌｒとして照射される。ディスク８の記録面上では、信号光Ｌｓと参照光Ｌｒとはディスク８上の同一位置に同時に照射される。これにより、ディスク８上で信号光Ｌｓと参照光Ｌｒとが干渉し、干渉縞が生成され、それがフーリエ像としてディスク８内部のホログラム媒質に記録される。【００４７】
一方、情報の再生時には、信号光Ｌｓを遮断してディスク８に照射されないようにし、記録時と同一の参照光Ｌｒのみをディスク８に照射する。照射された参照光Ｌｒは、ディスク８に記録された干渉縞により回折され、回折光が生成される。回折光は逆フーリエ変換レンズ５を介して受光素子６へ入射し、再生信号が得られる。再生信号は再生処理系２０へ供給される。【００４８】
次に図２を参照して、図１に示す記録再生装置１００により信号光Ｌｓがディスクに照射される様子について説明する。ここに図２は、本発明の実施例に係る記録再生装置により信号光がディスクに照射される様子を模式的に示した概念図である。レーザ光源１から出射されたレーザ光線はエキスパンダー２により拡大され、１次元空間変調器３へ入射する。１次元空間変調器３は、図示のように格子構造３ａを有する。図２の例では、図中の縦方向（矢印Ｖの方向）に連続する格子構造３ａが形成されている。【００４９】
１次元空間変調器３を通過したレーザ光はフーリエ変換レンズ４によりディスク８の記録面上に照射される。ディスク８の記録面上には、図示のように、１つの０次回折光Ｌ０と２つの１次回折光Ｌ１を含むフーリエ像Ｆが形成される。図２の例では、１次元空間変調器３の格子構造３ａが図中のＶ方向に形成されているので、２つの１次回折光Ｌ１はＶ方向に整列して、０次回折光Ｌ０の両側（上下）に形成されることになる。なお、ディスク８上における０次回折光Ｌ０と１次回折光Ｌ１との距離は、１次元空間変調器３の格子構造３ａの格子間距離および波長により定まる。このフーリエ像Ｆが干渉縞としてディスク８に記録される。【００５０】
本発明では記録光学系に対して記録媒体を相対的に移動させながら記録媒体上にフーリエ像Ｆを記録する。本実施例では記録媒体はディスクであるので、ディスク８の回転によりディスク８の記録面上に形成されるフーリエ像Ｆはディスク８の接線方向へ移動する。【００５１】
次に図３を参照して、ディスク上に形成されたフーリエ像Ｆの一具体例について説明する。ここに図３は、本発明の実施例に係るディスク上に形成されたフーリエ像の一具体例を模式的に示した拡大図である。なお、図３の例は、図２に示す８ビットの１次元空間変調器３を使用した場合の例である。ディスク８上の、記録光が照射された部分２１を拡大して円２２内に示している。【００５２】
ディスク８が静止している状態では図２に示すようなフーリエ像Ｆがディスク８上に記録されるのであるが、ディスクが記録光に対して相対的に移動するので、実際に記録されるフーリエ像Ｆは図３に示すように、記録方向（ディスクの接線方向）に引き伸ばされたような横長の形状となる（以下、ディスク８に記録されたフーリエ像Ｆを「ホログラムマーク」とも呼ぶ。）。【００５３】
図３に示すホログラムマークは、図中の縦方向（Ｖ方向）及び横方向（Ｈ方向）の２方向にそれぞれ変調されている。なお、図３のＶ方向はディスク８の半径方向であり、図２に示すＶ方向、即ち、１次元空間変調器３の格子が形成される方向に対応する。また、図３のＨ方向はディスク８の接線方向である。【００５４】
２方向の変調のうちの１つは、１次元空間変調器３の格子構造３ａによる変調である。本例では、図２に示すように８ビットの１次元空間変調器３を使用しており、ディスク８に記録されるフーリエ像、即ちホログラムマークはＶ方向に８ビットの情報を有している。【００５５】
これに加えて、本実施例では、記録方向、即ち図３におけるＨ方向にレーザ光線の照射の有無（即ち、レーザ光源１のオン／オフ）を制御することにより、ホログラムマーク長による変調を施している。なお、レーザ光をオン／オフする代わりに、光量をニ値の間で制御するようにしても良い。図３では、このマーク長の変調による記録情報例を「１」及び「０」の数値列により示している。図３の例では、レーザ光源１がオンの期間では、ホログラムマークが形成されており、その期間は記録情報「１」に対応している。一方、レーザ光源１がオフの期間では、ホログラムマークが形成されず、その期間は記録情報は「０」に対応している。【００５６】
図３の例では、１次元空間変調器によりＶ方向に８ビットの情報が記録され、かつ、レーザ光源のオン／オフ制御によりＨ方向にもホログラムマークのマーク長による変調が施されている。このように、本実施例では、１次元空間変調器による変調と、レーザ光源のオン／オフによる変調の２種類の変調を組み合わせているので、より多くの情報を記録することができる。【００５７】
次に図４を参照して、受光素子６の構成例について説明する。ここに図４は、本発明の実施例に係る受光素子の一構成例を示した模式図である。再生時には、参照光Ｌｒのみをディスク８に照射し、記録したフーリエ像により生成される回折光を逆フーリエ変換レンズ５で逆フーリエ変換し、受光素子６へ入射する。図示の例は８ビットの受光素子であり、図６（ａ）に示すように、上から「１０１１０１０１」の８ビットデータに対応する回折光を受光している状態を示している。【００５８】
次に、本発明の情報記録装置の他の実施例について図５から図７を参照して説明する。ここに、図５は本発明の他の実施例に係るホログラムマークの一具体例を示した模式図である。図６は本発明の他の実施例に係るホログラムマークにおける半径方向の傷並びにディスク及び１次元空間変調器３の相対位置関係を模式的に示した平面図である。図７は本発明の他の実施例に係る記録再生装置にエキスパンダー及びフーリエ変換レンズにシリンドリカルレンズを使用した場合の信号光がディスクに照射される様子を示した模式図である。【００５９】
即ち、本発明では、ホログラム記録を行っているため、記録条件を変えることにより、記録媒体上の同一位置に異なる情報を多重記録することができる。例えば、フーリエ像の０次光の中心をＶ方向又はＨ方向にずらして記録した場合のホログラムマークの例を図５（ａ）に模式的に示す。また、この他に、信号光及び参照光のいずれか一方の照射角度を変えることによっても、記録媒体上の同一位置に異なる情報を多重記録することができる。さらに、空間変調器による変調により、信号光の性質自体を変えることにより多重記録を行うこともできる。一般的に、ホログラムディスクの同一位置に多重記録可能な量は、Ｍナンバーで示されており、その範囲内であれば情報の多重記録が可能である。例えば、Ｍナンバー＝１６であるホログラムディスクに対しては、同じ領域に異なる１６の情報を多重記録することができる。【００６０】
また、上記の実施例では、フーリエ像の軸方向（即ち、０次光と１次光がなす直線の方向）を、ディスクの回転方向に対して９０度（即ち、ディスクの半径方向であるＶ方向に対して０度）とした場合を示しているが、フーリエ像の軸方向をディスクの半径方向からずらして記録することもできる。図５（ｂ）はその一例を示しており、ディスクの半径方向５１に対して、フーリエ像の軸５２の方向を角度αだけずらしている。【００６１】
ディスク状記録媒体の場合、利用者がディスクを取り扱う最中などに生じる傷などの損傷はディスクの半径方向に生じる場合が比較的多い。この様子を図６（ａ）に模式的に示す。従って、図６（ａ）に示すようにディスク半径方向に傷４１が入った場合、同一半径方向におけるホログラムマークが全て読み取り不能となるので、その部分の情報が再生不能となる。これに対し、図５（ｂ）に示すように、ディスク半径方向に対して所定角度αだけずらした方向にフーリエ像を形成すれば、ディスク半径方向に傷が入ったとしても、同一の時間軸に対応する部分が全て読み取り不能となることはなく、エラー訂正などの手法により傷が入った部分に対応するデータを復元できる可能性が高くなる。従って、フーリエ像の軸方向をずらすことにより、ディスク半径方向の傷に強い記録が可能となる。なお、フーリエ像の軸方向をディスク半径方向からずらして記録するためには、図６（ｂ）に示すように、１次元空間変調器３の格子構造３ａの方向をディスク半径方向に対して角度αだけ回転させてやればよい。【００６２】
エキスパンダー２及びフーリエ変換レンズ４にシリンドリカルレンズを使用することも可能である。その場合の光学系の構成を図７に示す。【００６３】
上述した図１に示す記録再生装置は、再生時に再生光をディスクの裏側で検出する、いわゆる透過型の記録再生装置であるが、本発明は記録光の照射と再生光の検出をディスクの一方の面側で行う、いわゆる反射型の記録再生装置に対しても適用可能である。【００６４】
また、上述した図１に示す記録再生装置は、レーザ光線を分離して生成した信号光と参照光とを異なる方向から記録媒体上の同一位置に照射する光学系を備えているが、信号光と参照光とを同軸状に照射するタイプの記録再生装置にも同様に適用が可能である。【００６５】
以上のように、上記の実施例及び他の実施例では、フーリエ像を記録媒体の移動方向と異なる方向にのみ空間変調して記録を行うことにより、フーリエ像を記録媒体に対して相対的に移動させても、再生光のパターンを区別できるようにした。よって、情報の記録、再生時に記録媒体を停止させる必要がなくなり、ランダムアクセス性が向上する。また、記録媒体の移動方向にも情報をマーク長による変調を行うことにより、記録容量の増大が可能となる。【００６６】
また、上述した実施例では記録媒体としてホログラムディスクを挙げているが、本発明の適用はディスク状の記録媒体には限定されず、例えばカード型の記録媒体など各種の形状の記録媒体に適用することができる。【００６７】
次に、本発明の他の実施例としてこのカード型の記録媒体に対する記録再生装置について図８を参照して説明する。ここに図８は、本発明の他の実施例に係るカード型記録媒体に対する記録再生装置の構成例を示すブロック図である。【００６８】
図８において、記録再生装置の基本的構成は図１に示すディスク状記録媒体の場合と同様である。但し、ディスク８の保持、回転機構の代わりに、カード型記録媒体３０を保持し、移動させる機構が設けられる点が異なっている。【００６９】
具体的には、図８に示すように、カード型記録媒体３０は、ホルダー３１上に保持される。ホルダー３１には、カード型記録媒体３０をそのＸ方向（図８における左右方向）に移動させるＸ方向モータ３２と、Ｙ方向（図８の紙面に対して垂直な方向）に移動させるＹ方向モータ３３とを備える。Ｘ方向モータ３２及びＹ方向モータ３３を駆動して、カード型記録媒体３０をＸ方向又はＹ方向に移動させつつ、情報記録及び再生を行う。なお、上記説明では媒体を移動させたが、光学系を移動させてもよい。【００７０】
次に、本発明の他の実施例としてセルフカップリングを利用した記録再生装置について図９及び図１０を参照して説明する。ここに、本実施例に係る「セルフカップリング」とは、信号光と参照光とを分離させずに信号光のみ空間変調器へ入射させ、位相成分を含まず、且つ主に輝度成分を含んだ０次光を参照光として代用し、この０次光と主に位相成分を含んだ高次光とによって干渉縞を記録させる記録再生技術である。また、図９は、本発明の他の実施例に係るセルフカップリングを利用した記録再生装置の構成例を示すブロック図である。【００７１】
即ち、上記の実施例では、レーザ光源からの光ビームを分割して信号光と参照光と生成しているが、レーザ光を分割せず、空間変調器を通すことで主に輝度成分の０次光と位相成分を有する高次光が生じる事を利用して、０次光と高次光を干渉させる場合にも、本発明を適用することができる。図９に、その場合の記録再生装置の構成例を示す。この例では、レーザ光を分割せずに空間変調器へ入射させ、入射光の０次光と高次光との干渉により干渉縞を生成する。【００７２】
図９において、レーザ光源１１１からの光ビーム１１２の光路上には、シャッタＳＨs、ビームエキスパンダＢＸ、１次元空間変調器１０３、フーリエ変換レンズ１１６が配置されている。レーザ光源１１１、ビームエキスパンダＢＸ、１次元空間変調器１０３及びフーリエ変換レンズ１１６は基本的に図１に示した実施例の対応する各構成要素と同様に構成することができる。また、シャッタＳＨsは図示しないコントローラにより制御され、記録媒体への光ビームの照射時間を制御する。【００７３】
一方、記録媒体１１０は可動ステージ６０により移動可能に保持される。可動ステージ６０は図示しないコントローラにより制御され、情報の記録及び再生時に記録媒体１１０を所定の方向へ移動する。【００７４】
ビームエキスパンダＢＸはシャッタＳＨsを通過した光ビーム１１２の径を拡大して平行光線とし、１次元空間変調器１０３へ垂直に入射させる。図１に示した実施例と同様に、記録情報はバッファ１２、フォーマッタ１１を介して変調器９へ送られる。変調器９はＣＰＵ１０により制御され、レーザ光源１１１から出射されるレーザ光の変調と、１次元空間変調器１０３による信号光の変調を行う。１次元空間変調器１０３を通過した信号光１１２ａはフーリエ変換レンズ１１６により記録媒体１１０に照射される。【００７５】
次に図１０を参照して、記録媒体１１０の近傍における光ビームの状態について説明する。ここに図１０は、本発明の他の実施例に係るセルフカップリングを利用した記録再生装置の記録媒体近傍における光ビームの様子を示す模式図である。記録媒体１１０には、信号光１１２ａの入射側と反対側の面に入射光処理部Ｒが設けられている。入射光処理部Ｒは、記録媒体１１０に入射光の０次光と高次光とを分離して一部の光を記録媒体１１０に戻す機能を有する。具体的には、入射光処理部Ｒは、信号光１１２ａの０次光のみを記録媒体１１０の内部へ反射させる０次光反射部ＲＲと、その範囲を規定する部分Ｔとを備える。０次光反射部ＲＲは、信号光１１２ａの０次光を記録媒体１１０内に反射させる。０次光反射部ＲＲにより記録媒体１１０内に反射された０次光と、高次光とにより干渉縞が形成され、記録媒体１１０内に記録される。この原理により、図１に示す実施例のようにレーザ光源からの光ビームを分割して参照光を作成する必要がなくなる。【００７６】
再生時には、図１０に示すように、参照光１１２ｂのみを照射する、記録時と同様に、記録媒体１１０を通過した参照光１１２ｂを記録媒体１１０に垂直入射させる。参照光１１２ｂが記録媒体１１０を通過すると、参照光１１２ｂが照射される記録媒体１１０の反対側には、記録された干渉縞を再現した再生光が得られる。この再生光を逆フーリエ変換レンズ１１６ａにより逆フーリエ変換し、受光素子１０６へ導く。受光素子１０６からは再生光に対応する電気信号が再生処理系１２０へ供給され、再生処理系１２０から再生データが出力される。【００７７】
また、本実施例では±１次光で説明したが、プラス１次光もマイナス１次光も同じ性質を有するので、一方だけでも同様な効果が得られる。【００７８】
（記録再生装置における実際の光学的な相対位置関係についての第１実施例）
次に、本発明の第１実施例に係る１次元空間変調器を使用した記録再生装置の光学系の構成要素と記録媒体の一例であるホログラムディスクとの実際の光学的な相対位置関係について図１１及び図１２を参照して詳細に説明する。【００７９】
ここに、図１１は、本発明の第１実施例に係る記録再生装置の光学系の構成要素とホログラムディスクとの実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。図１２（ａ）は、本発明の第１実施例に係る記録時のハーフミラーにおける信号光と参照光の光路を示した断面図であり、図１２（ｂ）は、本発明の第１実施例に係る再生時のハーフミラーにおける回折光の光路を示した断面図である。【００８０】
図１１中、Ｘ軸方向は、ディスク平面に平行であり且つレーザ光源１から出射されたレーザ光線の進行方向である。Ｙ軸方向は、Ｘ軸方向に垂直であり且つＸ軸と共にディスク平面に対して平行となる平面を形成する。Ｚ軸方向は、ディスク平面と垂直な方向である。【００８１】
尚、第１実施例に係る反射型の記録再生装置は、本発明に係る記録再生装置の一具体例である。【００８２】
図１１に示されるように、記録再生装置は、大きくディスク８と光学系１９−１を備えて構成されている。より詳細には、光学系１９−１は、レーザ光源１、ハーフミラー１４Ａ、１４Ｂ及び１４Ｃ、エキスパンダー２、コリメータレンズ１８、一次元空間変調器３、反射ミラー１５Ａ及び１５Ｂ、対物レンズ１７Ａ、並びに受光素子６を備えて構成されている。【００８３】
これらの各種光学部品は、図１１に示したように、光学系１９−１の図示しないケース或いはハウジング内に収容されている。光学系１９−１は、図示しないキャリッジモータによってキャリッジ駆動等されることで、図１１に示したディスク８に対して、そのトラックに交差する方向、即ち、半径方向に移動される。光学系１９−１は更に、図示しないアクチュエータによってフォーカス駆動、トラッキング駆動等されることによって、ディスクのトラックに対して照射される光ビームのフォーカス位置、トラッキング位置等を調整するように構成されている。また後述されるように、信号光等のディスク８に対する照射角度を変更し角度多重による記録を実現するために、光学系１９−１全体がディスク８の平面に対して僅かに傾斜するように構成してもよい。【００８４】
次に図１１及び図１２を参照して、第１実施例に係る各光学部品の動作について説明する。【００８５】
先ず情報の記録時における動作について説明する。【００８６】
情報の記録時においては、レーザ光源１からＸ軸方向に出射されたレーザ光線は、ハーフミラー１４Ａにより２系統に分割される。即ち、一方のレーザ光線は、後に１次元空間変調器３によって変調される信号光Ｌｓであり、他方のレーザ光線は、干渉縞をディスク８に記録するために、信号光Ｌｓと合波される参照光Ｌｒである。即ち、ハーフミラー１４Ａは出射されたレーザ光線を信号光Ｌｓ及び参照光Ｌｒに分割する分割光学系を担う。  ハーフミラー１４ＡをＸ軸方向に通過した信号光Ｌｓは、エキスパンダー２へ向けて出射される。エキスパンダー２を通過した信号光Ｌｓは、柱状のレーザ光線から平板状のレーザ光線に変換されると共にその横幅は拡大される。即ち、本発明に係る「平板状レーザ光線」に変換される。即ち、エキスパンダー２は、レーザ光源１から出射されたレーザ光線を、光束断面が線状に延びる平板状レーザ光線に変換する変換光学系を担う。以下、適宜この信号光Ｌｓによって規定される平面を「信号光平面Ｈｓ」と称す。特に、本発明では、この信号光平面Ｈｓが、例えばディスク８の平面（記録面）と平行となるなど、ディスク８の平面に沿うように光学系が配置されている。この平板状の信号光Ｌｓはコリメータレンズ１８に入射され、平板状の拡散光から平板状の平行光に変換される。この平行光にされた信号光Ｌｓは、この１次元空間変調器３で１次元空間変調される。１次元空間変調器３は、記録情報に基づいて、平板状レーザ光線に対して線状に延びる方向について１次元の空間変調を施す１次元空間変調手段を担う。【００８７】
他方、ハーフミラー１４ＡによってＺ軸方向に出射された参照光Ｌｒは、反射ミラー１５ＢによってＸ軸方向へ反射され、受光素子６の下方に配置されているハーフミラー１４Ｂへ入射される（以下、図１２（ａ）参照）。参照光Ｌｒは、ハーフミラー１４Ｂによって、マイナスＺ軸方向に配置されたハーフミラー１４Ｃに向けて反射される。更に、参照光Ｌｒは、ハーフミラー１４ＣによりＸ軸方向へ反射される。【００８８】
１次元空間変調器３で変調された信号光Ｌｓと前述した参照光Ｌｒがハーフミラー１４Ｃにおいて同一光路に合波され、Ｘ軸方向の反射ミラー１５Ａへ向けて出射される（図１２（ａ）参照）。これらの合波された信号光Ｌｓ及び参照光Ｌｒは、反射ミラー１５Ａにおいて、ディスク８の平面に垂直に、即ち、Ｚ軸方向へ、反射され、シリンドリカルレンズ型の対物レンズ１７Ａに入射される。即ち、反射ミラー１５Ａは、平板状レーザ光線を前記記録面に交わる方向に進行するように変えるミラー手段を担う。これらの合波された信号光Ｌｓ及び参照光Ｌｒは、対物レンズ１７Ａを通過することによって、集光されてディスク８に向けて照射される。こうして、ディスク８の内部の例えば、ホログラム媒質等の感光材料において、干渉縞、即ちフーリエ像が記録される。即ち、ハーフミラー１４Ａ〜１４Ｃ、反射ミラー１５Ａ、対物レンズ１７Ａは、空間変調が施された平板状レーザ光線を信号光として前記記録面に照射しつつ前記レーザ光源から出射されたレーザ光線に基づく参照光を前記記録面に照射する記録光学系を担う。【００８９】
次に情報の再生時における動作について説明する。【００９０】
情報の再生時においては、先ず、1次元空間変調器３をシャッタとして使用し、信号光Ｌｓを遮断し、通過させないようにする。そして、記録時と同一の特性、具体的には、波長、振幅又は光強度等の特性が同一の参照光Ｌｒのみが、記録時と同様の光路で、Ｚ軸方向にディスク８に照射される。照射された参照光Ｌｒは、ディスク８の内部に記録された干渉縞によって回折され、回折光（再生光）Ｌｋ、が生成される。回折光Ｌｋは、ディスク８内部の例えば反射層等によって反射され、往路と同じ光路を通過する。具体的には、回折光Ｌｋは、対物レンズ１７Ａを通過して、反射ミラー１５ＡにおいてマイナスＸ軸方向に反射され、ハーフミラー１４ＣにおいてＺ軸方向に反射され、ハーフミラー１４Ｂを通過することにより、受光素子６に入射する（図１２（ｂ）を参照）。こうして受光素子６において再生信号が得られ、この再生信号は再生処理系へ供給される。【００９１】
このように第１実施例では、２次元空間変調器の代わりに、１次元空間変調器を使用することで、柱状のレーザ光線を平板状にすることが可能である。更に、この光学系１９−１内に拡がる平板状のレーザ光線、即ち、信号光平面Ｈｓをディスク８の平面と例えば、平行関係のように対向する位置関係を保つように、光学系が配置される。これらの結果、ディスク８を収容するスペースと光学系１９−１との両者を含めて、情報記録再生装置の全体を更に小型化及び薄型化することが可能となる。【００９２】
尚、第１実施例では、参照光Ｌｒは、１次元空間変調器３等の構成要素の上部を通過するが、この空間は、対物レンズ１７Ａの厚さの範囲内であり、光学系１９−１内で対物レンズ１７Ａが配置されていない上側の空間を活用するので、光学系１９−１全体の簡素化、小型化及び薄型化が実現可能となる。【００９３】
（記録再生装置における実際の光学的な相対位置関係についての第２実施例）
次に、本発明の第２実施例に係る１次元空間変調器を使用した記録再生装置の光学系内部の構成要素とディスクとの実際の光学的な相対位置関係について図１３及び図１４を参照して詳細に説明する。【００９４】
ここに、図１３は、本発明の第２実施例に係る記録再生装置の光学系内部の構成要素等とディスクとの実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。図１４は、本発明の第２実施例に係る記録時に記録媒体に照射される信号光と参照光を示した図式的な外観斜視図（図１４（ａ））及び再生時に記録媒体に照射される参照光及び記録媒体から反射される回折光を示した図式的な外観斜視図（図１４（ｂ））である。【００９５】
尚、図１３を参照して第２実施例を説明するにあたって、第１実施例と同様の構成要素及び動作についての説明は適宜省略する。また、図１３中、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向については、図１１で示された第１実施例と同様である。【００９６】
図１３に示されるように、第２実施例に係る記録再生装置は、第１実施例と同様に、ディスク８と光学系１９−２とを備える。そして、光学系１９−２は、レーザ光源１、ハーフミラー１４Ａ、エキスパンダー２、コリメータレンズ１８、一次元空間変調器３、反射ミラー１５Ａ及び受光素子６を備えると共に、新しい構成要素として、反射ミラー１５Ｃ、１５Ｄ及び１５Ｅ、並びに直径の大きい対物レンズ１７Ｂを備えて構成されている。【００９７】
次に図１３及び図１４を参照して、第１実施例に係る各光学部品の動作について説明する。【００９８】
情報の記録時においては、レーザ光源１からＸ軸方向に出射されたレーザ光線は、ハーフミラー１４Ａにより第１実施例と同様に信号光Ｌｓ及び参照光Ｌｒの２系統に分割される。【００９９】
先ず、ハーフミラー１４ＡをＸ軸方向に通過した信号光Ｌｓの光路は、ハーフミラー１４Ｃを通過しないこと及びシリンドリカルレンズである対物レンズ１７Ａではなく簡便な対物レンズ１７Ｂを通過すること以外は第１実施例と同様である。特に、本発明では、この信号光平面Ｈｓが、ディスク８の平面と例えば、平行関係のように対向する位置関係を保つように、光学系が配置されている。【０１００】
他方、ハーフミラー１４ＡによってＹ軸方向に出射された参照光Ｌｒは、反射ミラー１５ＣによってＸ軸方向へ向けて反射され、反射ミラー１５Ｄへ入射される。参照光Ｌｒは、反射ミラー１５ＤによってマイナスＹ軸方向へ向けて反射され、反射ミラー１５Ｅへ入射される。参照光Ｌｒは、反射ミラー１５ＥによってＺ軸方向に配置された対物レンズ１７Ｂに向けて反射されると共に、対物レンズ１７Ｂを通過する。【０１０１】
以上より、１次元空間変調器３で変調された信号光Ｌｓが対物レンズ１７Ｂの一方の領域を通過し、ディスク８の法線、即ち、マイナスＺ軸方向から照射角度Θ１でディスク８に照射される。参照光Ｌｒも前述したように複数の反射ミラー１５Ｃ、１５Ｄ及び１５Ｅを経由して対物レンズ１７Ｂの他方の領域を通過し、ディスク８の法線から照射角度Θ２でディスク８に照射される。このように信号光Ｌｓ及び参照光Ｌｒが、同じ対物レンズ１７Ｂの別軸、即ち、別の光路を通過することによって、夫々集光されてディスク８上の同一位置に同時に照射される。このことにより、ディスク８上で信号光Ｌｓと参照光Ｌｒとが干渉し、信号光Ｌｓ及び参照光Ｌｒの照射角度Θ１及びΘ２並びに波長λをパラメータとしたグレーティングベクトルを持った干渉縞が生成され、それがフーリエ像としてディスク８内部のホログラム媒質に記録される。【０１０２】
情報の再生時においては、1次元空間変調器３をシャッタとして使用し、信号光Ｌｓを遮断し、通過させないようにする。そして、記録時と同一の特性、具体的には、波長、振幅、光強度及び照射角度Θ２等の特性が同一の参照光Ｌｒのみが、記録時と同様の光路で、ディスク８に照射される。照射された参照光Ｌｒは、ディスク８の内部に記録されたグレーティングベクトルを持った干渉縞によって回折され、回折光（再生光）Ｌｋが生成される。回折光Ｌｋは、グレーティングベクトルによって一義的に決定される回折光出射角度Θ３でディスク８から出射され、対物レンズ１７Ｂを通過して、受光素子６に入射する。こうして受光素子６において再生信号が得られ、この再生信号は再生処理系へ供給される。【０１０３】
このように、第２実施例は、第１実施例と異なり、対物レンズ１７Ｂに、シリンドリカルレンズを用いないで、高い性能を必要としない簡便なレンズを用いることで光学系１９−２の構成要素の簡素化が可能となる。そして、信号光Ｌｓと参照光Ｌｒとはハーフミラーにおいて合波させるのではなく、対物レンズ１７Ｂの異なる領域を通過させ、ディスク８の平面上で合波させる。こうして、ディスク８の内部の例えば、ホログラム媒質等の感光材料において、干渉縞、即ちフーリエ像が記録される。【０１０４】
また、第２実施例では、第１実施例と同様に、１次元空間変調器を使用することで、柱状のレーザ光線を平板状にすることが可能であると共に、信号光平面Ｈｓをディスク８の平面と例えば、平行関係のように対向する位置関係を保つように、光学系が配置されるので、光学系１９−２全体を更に小型化及び薄型化することが可能となる。【０１０５】
尚、第２実施例では、参照光Ｌｒは、１次元空間変調器３等の構成要素の横脇部を通過するため、光学系１９−２全体の簡素化、小型化及び薄型化が可能となる。【０１０６】
（記録再生装置における実際の光学的な相対位置関係についての第３実施例）
次に、本発明の第３実施例に係るセルフカップリングによる１次元空間変調器を使用した記録再生装置の光学系内部の構成要素とディスクとの実際の光学的な相対位置関係について図１５を参照して詳細に説明する。【０１０７】
ここに、図１５は、本発明の第３実施例に係る記録再生装置の光学系内部の構成要素等とディスクとの実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。【０１０８】
尚、図１５を参照して第３実施例を説明するにあたって、第１実施例及び第２実施例と同様の構成要素及び動作についての説明は適宜省略する。また、図１５中、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向については、図１１及び図１３で示された第１実施例及び第２実施例と同様である。【０１０９】
図１５に示されるように、第３実施例に係る記録再生装置は、第１実施例及び第２実施例と同様に、ディスク８と光学系１９−３とを備える。光学系１９−３は、レーザ光源１、エキスパンダー２、コリメータレンズ１８、一次元空間変調器３、対物レンズ１７Ｂ及び受光素子６を備えると共に、新しい構成要素として、ハーフミラー１４Ｄを備えて構成されている。特に、セルフカップリングに係る第３実施例においては、ディスク８は０次光反射部ＲＲ及び高次光用透過部Ｔからなる入射光処理部Ｒを備えて構成されている。【０１１０】
情報の記録時においては、レーザ光源１からＸ軸方向に出射されたレーザ光線は、後に１次元空間変調器３によって変調される信号光Ｌｓである。この信号光Ｌｓは、エキスパンダー２へ向けて出射され、エキスパンダー２を通過した信号光Ｌｓは、柱状のレーザ光線から信号光平面Ｈｓを持ったレーザ光線に変換される。この平板状の信号光Ｌｓはコリメータレンズに入射され、拡散光から平行光に変換される。平行光にされた信号光Ｌｓは、1次元空間変調器３で変調される。この信号光Ｌｓは、ハーフミラー１４ＤによってＸ軸方向からＺ軸方向へ反射される。信号光Ｌｓは、対物レンズ１７Ｂを通過することによって集光されて、ディスク８に向けて照射される。本実施例においてはディスク８の照射される側と反対側の面に入射光処理部Ｒが設けられている。入射光処理部Ｒは、ディスク８に照射された信号光Ｌｓの０次光と高次光とを分離して一部の光をディスク８の内部に戻す機能を有する。具体的には、入射光処理部Ｒは、信号光Ｌｓの０次光のみをディスク８の内部へ反射させる０次光反射部ＲＲと、その範囲を規定すると共に、高次光を透過させる高次光透過部Ｔとを備える。０次光反射部ＲＲは、信号光Ｌｓの０次光をディスク８の内部に反射させる。０次光反射部ＲＲによりディスク８の内部に反射された０次光と、照射された高次光とが干渉し、ディスク８の内部の例えば、ホログラム媒質等の感光材料において、干渉縞、即ちフーリエ像が記録される。このセルフカップリングの原理により、図１１及び図１２を参照して説明した第１実施例及び第２実施例のようにレーザ光源からのレーザ光線を分割して参照光を作成する必要がなくなる。【０１１１】
特に、セルフカップリングの形態としては、０次光を反射させると共に高次光を透過させるという本実施例における形態の他にも、０次光を透過、吸収、散乱又は偏向させると共に高次光を反射させる形態であってもよい。【０１１２】
情報の再生時においては、レーザ光源１からＸ軸方向に出射されたレーザ光線は、例えば、１次元空間変調器３のシャッタが全開にされているので、1次元空間変調器３によって変調されない参照光Ｌｒである。そして、記録時と同一の特性、具体的には、波長、振幅又は光強度等の特性が同一の参照光Ｌｒのみが、記録時と同様の光路で、Ｚ軸方向にディスク８に照射される。照射された参照光Ｌｒは、ディスク８の内部に記録された干渉縞によって回折され、回折光（再生光）Ｌｋ、が生成される。回折光Ｌｋは、ディスク８内部の例えば反射層等によって反射され、往路と同じ光路を通過する。具体的には、対物レンズ１７Ｂを通過して、ハーフミラー１４ＤをマイナスＺ軸方向に通過することにより、受光素子６に入射する。こうして受光素子６において再生信号が得られ、この再生信号は再生処理系へ供給される。【０１１３】
このように、第３実施例では、第１実施例及び第２実施例と同様に、１次元空間変調器を使用することで、柱状のレーザ光線を平板状にすることが可能であると共に、信号光平面Ｈｓをディスク８の平面と例えば、平行関係のように対向する位置関係を保つように、光学系が配置されるので、光学系１９−３全体を更に小型化、薄型化することが可能となる。【０１１４】
また、第３実施例では、セルフカップリングを利用するため、ハーフミラー等の光路分離素子が不要であるため、光学部品等は少なくてよい。このため、光学系１９−３全体の簡素化、小型化及び薄型化が可能となる。【０１１５】
（記録再生装置における実際の光学的な相対位置関係についての第４実施例）
次に、本発明の第４実施例に係るセルフカップリング及び角度多重による１次元空間変調器を使用した記録再生装置の光学系内部の構成要素等とディスクとの実際の光学的な相対位置関係について詳細に説明する。【０１１６】
ここに、図１６は、本発明の第４実施例に係る記録再生装置の光学系内部の構成要素等とディスクとの実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。【０１１７】
尚、図１６を参照して第４実施例を説明するにあたって、第３実施例と同様の構成要素及び動作についての説明は適宜省略する。また、図１６中、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向については、図１５で示された第３実施例と同様である。【０１１８】
第４実施例は、第３実施例をさらに発展させて、「角度多重」による記録を実現している。ここに、本実施例に係る角度多重とは、参照光及び信号光のホログラム記録媒体の表面に対する照射角度を相対的に変えることで、同一エリアに異なる記録情報を多重記録し、これらを再生する技術である。【０１１９】
第４実施例では、角度多重を実現するために、第３実施例の構成要素に加えて新しい構成要素として、光学系台１９Ａ及びモータ１９Ｂを備えて構成されている。この光学系台１９Ａの上面には、光学系１９−４を構成するエキスパンダー２、コリメータレンズ１８及び１次元空間変調器３が設けられている。この光学系台１９Ａの一辺はＸ軸と平行な支軸１９Ｃである。モータ１９Ｂが駆動されると、この支軸１９Ｃを中心軸として光学系台１９Ａ及びこの光学系１９−４内に拡がる信号光平面Ｈｓは、ディスク平面に対して例えば、コンマ数度といった１度以内の角度で傾斜することができる。よって、信号光Ｌｓ又は参照光Ｌｒのディスク８の平面への照射角度を変更すること可能となり、角度多重による記録が実現可能となる。尚、角度多重を実現するために必要な照射角度の変化は、ディスク８の厚みによって決定される。例えば、コンマ数度ずつ照射角度を段階的に変えることで、記録面上の同一個所に対して、十数個から数十個といった多数の記録情報を重ねて記録することが可能となる。【０１２０】
第４実施例における記録時及び再生時の動作については第３実施例と同様である。【０１２１】
特に、第４実施例においても、信号光平面Ｈｓのディスク平面と対向する位置関係は保たれる。【０１２２】
尚、本発明に係る「照射角度変更手段」は、ディスク平面に対する信号光Ｌｓ又は参照光Ｌｒの照射角度を相対的に変更すればよく、例えば、光学系１９−４をなすレーザ光源１、ハーフミラー１４Ａ、エキスパンダー２、コリメータレンズ１８及び１次元空間変調器３における光路に対する角度や配置を変更するように構成されてもよいし、この光学系に対して、信号光Ｌｓ又は参照光Ｌｒの照射角度を変更する専用の光学要素を追加して配置してもよい。或いは、これに代えて又は加えて、ディスク８の保持角度を機械的に変更するように構成されてもよい。また、半径方向の角度多重のほか接線方向など他の方向の角度多重も可能である。【０１２３】
このように、第４実施例では、第１実施例、第２実施例及び第３実施例と同様に、１次元空間変調器を使用することで、柱状のレーザ光線を平板状にすることが可能であると共に、信号光平面Ｈｓをディスク８の平面と対向する位置関係を保つように、光学系が配置されるので、光学系１９−４全体を更に小型化、薄型化することが可能となる。【０１２４】
また、第４実施例では、セルフカップリングを利用するため、ハーフミラー等の光路分離素子が不要であるため、光学部品等は少なくてよい。このため、光学系１９−４全体の簡素化、小型化及び薄型化が可能となる。【０１２５】
本発明は、上述した実施形態や実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うホログラム方式の情報記録装置及び情報記録再生装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明に係る情報記録装置及び情報記録再生装置は、ホログラムを用いた情報記録装置及び情報記録再生装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の実施例にかかるホログラムディスク記録再生装置の構成を示した図式的ブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係る記録再生装置により信号光がディスクに照射される様子を模式的に示した概念図である。
【図３】本発明の実施例に係るディスク上に形成されたフーリエ像の一具体例を模式的に示した拡大図である。
【図４】本発明の実施例に係る受光素子の一構成例を示した模式図である。
【図５】本発明の他の実施例に係るホログラムマークの一具体例を示した模式図である。
【図６】本発明の他の実施例に係るホログラムマークにおける半径方向の傷並びにディスク及び１次元空間変調器３の相対位置関係を模式的に示した平面図である。
【図７】本発明の他の実施例に係る記録再生装置にエキスパンダー及びフーリエ変換レンズにシリンドリカルレンズを使用した場合の信号光がディスクに照射される様子を示した模式図である。
【図８】本発明の他の実施例に係るカード型記録媒体に対する記録再生装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の他の実施例に係るセルフカップリングを利用した記録再生装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係るセルフカップリングを利用した記録再生装置の記録媒体近傍における光ビームの様子を示す模式図である。
【図１１】本発明の第１実施例に係る記録再生装置の光学系内部の構成要素とディスクとの実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。
【図１２】本発明の第１実施例に係る記録時のハーフミラーにおける信号光と参照光の光路を示した断面図（図１２（ａ））及び再生時のハーフミラーにおける回折光の光路を示した断面図（図１２（ｂ））である。
【図１３】本発明の第２実施例に係る記録再生装置の光学系内部の構成要素等とディスクとの実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。
【図１４】本発明の第２実施例に係る記録時に記録媒体に照射される信号光と参照光を示した図式的な外観斜視図（図１４（ａ））及び再生時に記録媒体に照射される参照光及び記録媒体から反射される回折光を示した図式的な外観斜視図（図１４（ｂ））である。
【図１５】本発明の第３実施例に係る記録再生装置の光学系内部の構成要素等とディスクとの実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。
【図１６】本発明の第４実施例に係る記録再生装置の光学系内部の構成要素等とディスクとの実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。
【符号の説明】
【０１２８】
１        レーザ光源
２        エキスパンダー
２ａ      シリンドリカルレンズ
３        １次元空間変調器
６        受光素子
８        ホログラムディスク
１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ）  ハーフミラー
１５（１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｄ、１５Ｅ）  反射ミラー
１６      集光レンズ
１７Ａ    対物レンズ
１７Ｂ    対物レンズ
１８      コリメータレンズ
１９−１から１９−４  光学系
１９Ａ    光学系台
ＢＸ      ビームエキスパンダ
Ｌｓ      信号光
Ｌｒ      参照光
Ｌｋ      回折光
Ｈｓ      信号光平面
【図１】
2005029476.tif 000003
【図２】
2005029476.tif 000004
【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】
2005029476.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2005029476.tif 000012
【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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【手続補正書】
【提出日】平成18年3月22日(2006.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学的に記録可能な記録面を有する記録媒体に対して記録情報を記録する情報記録装置であって、
レーザ光源と、
該レーザ光源から出射されたレーザ光線を、光束断面が線状に延びる平板状レーザ光線に変換すると共に該線状に延びる方向が前記記録面に沿うように出射する変換光学系と、
前記記録情報に基づいて、前記平板状レーザ光線に対して前記線状に延びる方向について１次元の空間変調を施す１次元空間変調手段と、
前記空間変調が施された平板状レーザ光線を信号光として前記記録面に照射しつつ前記レーザ光源から出射されたレーザ光線に基づく参照光を前記記録面に照射することで、前記記録情報を前記記録媒体に記録する記録光学系と、
前記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録面上を相対的に移動するように、前記記録媒体を少なくとも前記記録光学系に対して移動させる移動手段と
を備え、
前記記録光学系は、前記レーザ光源から出射されたレーザ光線を、前記変換光学系の前段で、前記信号光及び前記参照光に分割する分割光学系と、
前記１次元空間変調手段の後段で前記１次元空間変調が施された信号光及び前記参照光を同一光路に結合する結合光学系と
を含むことを特徴とする情報記録装置。
【請求項２】
前記分割光学系は、前記参照光の光路が前記記録面から見て前記平板状レーザ光線と横並びになるように前記参照光を分割することを特徴とする請求項１に記載の情報記録装置。
【請求項３】
前記記録光学系は、前記レーザ光源から出射されたレーザ光線を、前記変換光学系の前段で、前記信号光及び前記参照光に分割する分割光学系を更に備え、
前記１次元空間変調が施された信号光及び前記参照光を同一光路に結合して前記記録面に照射することを特徴とする請求項１に記載の情報記録装置。
【請求項４】
前記分割光学系は、前記参照光の光路が前記記録面から見て前記平板状レーザ光線と横並びになるように前記参照光を分割することを特徴とする請求項３に記載の情報記録装置。
【請求項５】
前記参照光は、前記信号光と共に、前記レーザ光源から照射され、前記変換光学系、前記1次元空間変調手段及び記録光学系を経て前記記録面に照射されることを特徴とする請求項１に記載の情報記録装置。
【請求項６】
前記１次元空間変調手段の長手方向における軸を、前記記録媒体の半径方向に対して交差させることを特徴とする請求項１に記載の情報記録装置。
【国際調査報告】
2005029476.tif 000019
2005029476.tif 000020
2005029476.tif 000021
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