(57)【要約】ホログラム記録担体へ情報を記録又は再生する光ピックアップ装置であって、光源と、光軸上に配置された中央領域と中央領域を囲むように配置された環状領域とからなり、中央領域の通過成分と環状領域の通過成分とを空間的に分離して参照光と信号光とを生成して共軸に同一方向に伝播させる空間光変調器と、光軸上に配置されかつ信号光及び参照光をホログラム記録層へ向け共軸に照射するとともに、参照光及び信号光を互いに異なる焦点に集光させる対物レンズと、ホログラム記録層から戻る光を受光する像検出手段と、光軸上に配置された中央補正領域と中央補正領域を囲むように配置された環状周囲領域とからなり、中央補正領域及び環状周囲領域の少なくとも一方が通過光束の波面の位相を部分的に変化させる通過光束の波面収差を補正する複数の透明電極を備える透過型の液晶装置からなる収差補正装置と、を含む。
2007026588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照光及び信号光の光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体へ情報を記録又は再生する光ピックアップ装置であって、
可干渉性光を発生する光源と、
前記可干渉性光の光軸上に配置された中央領域と前記中央領域を囲むように配置された環状領域とからなり、前記可干渉性光の前記中央領域の通過成分と前記環状領域の通過成分とを空間的に分離して参照光と信号光とを生成して共軸に同一方向に伝搬させる空間光変調器と、
光軸上に配置されかつ前記信号光及び前記参照光を前記ホログラム記録層へ向け共軸に照射するとともに、前記参照光及び前記信号光を互いに異なる焦点に集光させる対物レンズ光学系と、
光軸上に配置されかつ前記参照光が前記ホログラム記録層に照射された際に前記ホログラム記録層から前記対物レンズ光学系を介して戻る光を受光する像検出手段と、
光軸上に配置された中央補正領域と前記中央補正領域を囲むように配置された環状周囲領域とからなり、前記中央補正領域及び前記環状周囲領域の少なくとも一方が通過光束の波面の位相を部分的に変化させる前記通過光束の波面収差を補正する複数の透明電極を備える透過型の液晶装置からなる収差補正装置と、
を含むことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、前記中央領域は貫通開口又は透明材料からなることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、前記中央領域も透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、記録時に前記中央領域が透光状態であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記中央補正領域は前記透過型の液晶装置からなり、記録時及び再生時の少なくとも一方に前記通過光束の波面収差を補正することを特徴とする請求項２〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
再生時のみに前記通過光束の波面収差を補正することを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、前記環状領域は貫通開口又は透明材料からなることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、前記環状領域も透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、記録時に前記環状領域が透光状態であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記環状周囲領域は前記透過型の液晶装置からなり、記録時及び再生時の少なくとも一方に前記通過光束の波面収差を補正することを特徴とする請求項６〜７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
再生時のみに前記通過光束の波面収差を補正することを特徴とする請求項８記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記収差補正装置は前記中央補正領域及び前記環状周囲領域の通過成分の偏光面の回転角度を互いに異ならしめることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記対物レンズ光学系は、集光レンズに一体となってその屈折面に同軸に形成された凸若しくは凹レンズ又は凸若しくは凹レンズ作用を有するフレネルレンズ面若しくは回折格子を有する２焦点レンズであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記対物レンズ光学系は、集光レンズと前記集光レンズと同軸に配置された凸若しくは凹レンズ又は凸若しくは凹レンズ作用を有するフレネルレンズ面若しくは回折格子を有する透過型の光学素子であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記複数の透明電極は、前記光軸を中心に同心円のパターンで配置されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記複数の透明電極は、前記光軸に垂直な直線に対称でかつ当該直線を含む間隙で分割された内側及び外側の領域のパターンで配置されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
参照光及び信号光の光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録担体へ情報を記録又は再生するホログラム記録再生システムであって、
可干渉性光から、参照光と、記録情報に応じて前記可干渉性光を変調した信号光と、を生成する光生成手段と、
前記参照光及び前記信号光のいずれか一方を光軸上に、他方を前記一方の周囲に環状に、互いに空間的に分離して同軸に同一方向に伝搬させ、対物レンズ光学系を介して、前記参照光及び前記信号光を互いに光軸上の異なる焦点に集光させ、前記参照光及び信号光を干渉させる干渉手段と、
前記異なる焦点のうち前記対物レンズ光学系に近い焦点側に位置するホログラム記録層を有するホログラム記録担体と、
前記異なる焦点のうち前記対物レンズ光学系に遠い焦点側に位置する反射層と、
光軸上に配置されかつ前記参照光が前記ホログラム記録層に照射された際に前記ホログラム記録層から前記対物レンズ光学系を介して戻る光を受光する像検出手段と、
光軸上に配置された中央補正領域と前記中央補正領域を囲むように配置された環状周囲領域とからなり、前記中央補正領域及び前記環状周囲領域の少なくとも一方が通過光束の波面の位相を部分的に変化させる前記通過光束の波面収差を補正する複数の透明電極を備える透過型の液晶装置からなる収差補正装置と、
前記複数の透明電極の各々へ、情報の記録又は再生の際に補正電圧を供給する収差補正液晶駆動回路と、を含むことを特徴とするホログラム記録再生システム。
【請求項１６】
前記ホログラム記録層は、前記参照光及び前記信号光のいずれか一方が前記反射層上でデフォーカス状態となりかつ反射されて前記他方と交差し干渉して回折格子を生成するに足りる膜厚を、有することを特徴とする請求項１５記載のホログラム記録再生システム。
【請求項１７】
前記ホログラム記録担体は、前記ホログラム記録層及び前記反射層の間に分離層を積層した一体物として形成されたことを特徴とする請求項１５〜１６のいずれかに記載のホログラム記録再生システム。
【請求項１８】
前記収差補正装置は情報の記録又は再生の際に前記偏光面の回転角度を互いに異ならしめる機能を有し、前記収差補正液晶駆動回路は、前記収差補正装置に対して前記中央補正領域及び前記環状周囲領域の通過成分の偏光面の回転角度を互いに異ならしめる制御をなすことを特徴とする請求項１５〜１７のいずれかに記載のホログラム記録再生システム。
【請求項１９】
前記複数の透明電極は、前記光軸を中心に同心円のパターンで配置され、前記収差補正液晶駆動回路は、補正すべき球面収差に応じた補正電圧を供給することを特徴とする請求項１５〜１８のいずれかに記載のホログラム記録再生システム。
【請求項２０】
前記複数の透明電極は、前記光軸に垂直な直線に対称でかつ当該直線を含む間隙で分割された内側及び外側の領域のパターンで配置され、前記収差補正液晶駆動回路は、補正すべきコマ収差に応じた補正電圧を供給することを特徴とする請求項１５〜１８のいずれかに記載のホログラム記録再生システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は光ディスク、光カードなどの光学的に情報記録又は情報再生が行われる記録担体に関し、特に光束の照射により情報の記録又は再生可能なホログラム記録層を有するホログラム記録担体のための光ピックアップ装置及びホログラム記録再生システムに関する。
【背景技術】  高密度情報記録のために、２次元データを高密度記録できるホログラムが注目されている。このホログラムの特徴は、記録情報を担持する光の波面を、フォトリフラクティブ材料などの光感応材料からなる記録媒体に体積的に屈折率の変化として記録することにある。ホログラム記録担体に多重記録を行うことによって記録容量を飛躍的に増大させることができる。構造としては、基板、情報記録層及び反射層がこの順番で形成された記録媒体が知られている。
例えば、従来、薄膜記録層上に書込用の短波長の物体光及び参照光を同軸に照射し干渉を発生させホログラムを記録する情報記録装置において、互いに回転方向の異なる円偏光の物体光と参照光を同一のレンズで記録媒体に集光させて、偏光ホログラム記録を行う技術（特表２００２−５１３９８１号公報、参照）がある。かかる偏光ホログラフィ記録は、相互に直交する偏光を有する２つの平面波の物体光と参照光を１／４波長板を用いて右回り円偏光と左回り円偏光とし、それらの記録媒体内での干渉で偏光ホログラムが１つ記録される。再生時には、記録時よりも長い波長の読出用の参照光を用い、別個の再生光学系で再生する。再生光学系では中心開口を有する特殊な１／２波長板を設け、中心の参照光照射で偏光ホログラムから再生光を得る。そして、長波長の参照光に起因して再生光は広がりをもつため、開口周囲の１／２波長板部分を透過するので偏光方向が変わり、偏光ビームスプリッタで分離され、透過再生光が検出される。よって、特表２００２−５１３９８１号公報の技術では記録時及び再生時に書込用及び読出用波長光源と光学系を切り替える必要があり、記録時には反射光が記録媒体から戻らないため、照射光と記録媒体との位置決めサーボ制御を行う別の光学系が必要である。また、特表２００２−５１３９８１号公報の技術では参照光が記録媒体中で平行光であるのでシフト多重記録を行うことができない。
さらに、従来では、情報光は記録媒体のホログラム記録層と保護層の境界面上で最も小径となるように収束照射され反射層で反射され、同時に、記録用参照光はホログラム記録層と保護層の境界面よりも手前側で最も小径となるように収束して発散光として照射して、干渉させることでホログラム記録層に記録を行っていた（特開平１１−３１１９３８号公報、参照）。
またさらに、記録光学系において、情報光を反射層上に収束させ、記録用参照光が反射層上ではデフォーカスするとともに、記録用参照光の共役焦点が基板と情報記録層との境界面よりも基板側に位置するように、記録用参照光を照射する技術もある（特開２００４−１７１６１１号公報、参照）。
【発明の開示】
従来技術において記録媒体に体積的に屈折率の変化として記録するために、記録後に記録媒体の収縮などによって干渉パターンを回折格子の間隔が変化して、再生時の回折効率が低下しまう場合があり、再生信号に歪が含まれる問題があった。従来の記録媒体、特にポリマ系の感光材料においては、光照射による膨張、収縮の変化率が大きいが、従来技術においてかかる問題への対策が採られていない。
さらに、従来技術、例えば特開平１１−３１１９３８号公報、特開２００４−１７１６１１号公報に開示された技術における記録層の片側から記録再生される態様の対物レンズ構成例をそれぞれ図１及び図２に示す。
いずれの技術においても、記録時には、図に示すように、参照光と信号光は同軸で互いに重なるように対物レンズＯＢに導かれる。対物レンズＯＢ通過後の参照光と信号光は焦点距離が異なるように設定されている。
図１（ａ）では、信号光は反射層が配置されるべき位置に集光（焦点Ｐ）され、参照光は焦点Ｐより手前に集光（焦点Ｐ１）されている。図２（ａ）では、信号光は反射層が配置されるべき位置に集光（焦点Ｐ）され、参照光は焦点Ｐより先に集光（焦点Ｐ２）されている。いずれの場合でも、対物レンズＯＢで集光される参照光と信号光は光軸上で常に干渉する状態にある。よって、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、信号光の焦点Ｐの位置に反射層を配置して記録媒体を対物レンズ及び反射層の間に配置した場合、参照光及び信号光は記録媒体を往復で通過してホログラム記録が行われる。再生時にも、参照光は記録媒体を往復で通過して、反射した参照光が再生光とともに対物レンズＯＢへ戻ることとなる。
図３に示すように、具体的に記録されるホログラムは、いずれの技術においても、ホログラム記録Ａ（反射する参照光と反射する信号光）、ホログラム記録Ｂ（入射する参照光と反射する信号光）、ホログラム記録Ｃ（反射する参照光と入射する信号光）、ホログラム記録Ｄ（入射する参照光と入射する信号光）の４種類である。また、再生されるホログラムも、ホログラム記録Ａ（反射する参照光で読み出される）、ホログラム記録Ｂ（入射する参照光で読み出される）、ホログラム記録Ｃ（反射する参照光で読み出される）、ホログラム記録Ｄ（入射する参照光で読み出される）の４種類である。
したがって、これらの従来技術においては、記録層中の全ての光線（参照光の入射光及び反射光と情報光の入射光及び反射光）が干渉するので、複数のホログラムが記録され再生されてしまう。このことは、例えば特開２００４−１７１６１１号公報の段落（００９６）（００９７）に記載されているとおり、である。
従来方法では、反射面を有するホログラム記録担体にホログラムを記録する場合、入射する参照光と信号光と反射する参照光と信号光の４光束の干渉によって４つのホログラムが記録されてしまうためにホログラム記録層の性能を無用に使用していた。よって、情報の再生時において、参照光がホログラム記録担体の反射層で反射されてしまうため、再現されたホログラムからの再生光との分離が必要である。そのため再生信号の読み取り性能が劣化してしまう。
また、従来方法では、参照光と信号光の生成及び合流のために多くの光学部品を要していたので、装置の小型化が望まれている。
そこで、本発明の解決しようとする課題には、安定的に記録又は再生を行うことを可能にするホログラム記録再生のための光ピックアップ装置及びホログラム記録再生システムを提供することが一例として挙げられる。
本発明の光ピックアップ装置は、参照光及び信号光の光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体へ情報を記録又は再生する光ピックアップ装置であって、
可干渉性光を発生する光源と、
前記可干渉性光の光軸上に配置された中央領域と前記中央領域を囲むように配置された環状領域とからなり、前記可干渉性光の前記中央領域の通過成分と前記環状領域の通過成分とを空間的に分離して参照光と信号光とを生成して共軸に同一方向に伝搬させる空間光変調器と、
光軸上に配置されかつ前記信号光及び前記参照光を前記ホログラム記録層へ向け共軸に照射するとともに、前記参照光及び前記信号光を互いに異なる焦点に集光させる対物レンズ光学系と、
光軸上に配置されかつ前記参照光が前記ホログラム記録層に照射された際に前記ホログラム記録層から前記対物レンズ光学系を介して戻る光を受光する像検出手段と、
光軸上に配置された中央補正領域と前記中央補正領域を囲むように配置された環状周囲領域とからなり、前記中央補正領域及び前記環状周囲領域の少なくとも一方が通過光束の波面の位相を部分的に変化させる前記通過光束の波面収差を補正する複数の透明電極を備える透過型の液晶装置からなる収差補正装置と、を含むことを特徴とする。
本発明のホログラム記録再生システムは、参照光及び信号光の光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録担体へ情報を記録又は再生するホログラム記録再生システムであって、
可干渉性光から、参照光と、記録情報に応じて前記可干渉性光を変調した信号光と、を生成する光生成手段と、
前記参照光及び前記信号光のいずれか一方を光軸上に、他方を前記一方の周囲に環状に、互いに空間的に分離して同軸に同一方向に伝搬させ、対物レンズ光学系を介して、前記参照光及び前記信号光を互いに光軸上の異なる焦点に集光させ、前記参照光及び信号光を干渉させる干渉手段と、
前記異なる焦点のうち前記対物レンズ光学系に近い焦点側に位置するホログラム記録層を有するホログラム記録担体と、
前記異なる焦点のうち前記対物レンズ光学系に遠い焦点側に位置する反射層と、
光軸上に配置されかつ前記参照光が前記ホログラム記録層に照射された際に前記ホログラム記録層から前記対物レンズ光学系を介して戻る光を受光する像検出手段と、
光軸上に配置された中央補正領域と前記中央補正領域を囲むように配置された環状周囲領域とからなり、前記中央補正領域及び前記環状周囲領域の少なくとも一方が通過光束の波面の位相を部分的に変化させる前記通過光束の波面収差を補正する複数の透明電極を備える透過型の液晶装置からなる収差補正装置と、
前記複数の透明電極の各々へ、情報の記録又は再生の際に補正電圧を供給する収差補正液晶駆動回路と、を含むことを特徴とする。
以上の構成によれば、ホログラム記録担体などに歪みや厚みの誤差、傾きなどが生じた場合でも、収差補正装置における透明電極がその収差に応じた補正を行うのに適した分割形状になっているので、印加補正電圧により、液晶に分割電極パターンに応じた屈折率変化を付与することができるため透過波面に収差を打ち消すのに適した位相差（収差）を与えることができる。当該位相差の付与によって、ホログラム記録担体の傾き、厚みの誤差、ホログラム記録担体の屈折率誤差などによって通過光に発生する収差を低減することができる。ホログラム記録担体の物理的な誤差に左右されず適切な参照光を得ることができるため、ホログラム記録が良好に行える。ホログラム記録担体ディスクの傾きなどは別途設けるチルトセンサなどによって得られたエラー信号などを用いることができる。
【図面の簡単な説明】  図１〜図３は、従来のホログラム記録を説明するホログラム記録担体を示す概略部分断面図である。
図４は、本発明による実施形態のホログラム記録担体の情報を記録再生するホログラム装置のピックアップの概略を示す構成図である。
図５は、本発明による実施形態のピックアップの空間光変調器の光軸から見た正面図である。
図６は、本発明による他の実施形態のピックアップの空間光変調器の光軸から見た正面図である。
図７は、本発明による実施形態のピックアップの対物レンズモジュールを示す概略断面図である。
図８は、本発明による実施形態のホログラム記録を説明するホログラム記録担体及び対物レンズモジュールを示す概略断面図である。
図９は、本発明による実施形態のホログラム記録を説明するホログラム記録担体を示す概略部分断面図である。
図１０は、本発明による実施形態のホログラム再生を説明するホログラム記録担体及び対物レンズを示す概略断面図である。
図１１は、本発明による他の実施形態のホログラム記録を説明するホログラム記録担体及び対物レンズモジュールを示す概略断面図である。
図１２は、本発明による他の実施形態のホログラム記録を説明するホログラム記録担体を示す概略部分断面図である。
図１３は、本発明による他の実施形態のピックアップの対物レンズモジュールを示す概略断面図である。
図１４及び図１５は、本発明による他の実施形態のピックアップの対物レンズの２焦点レンズを示す概略断面図である。
図１６は、本発明による他の実施形態のピックアップの対物レンズモジュールを示す概略断面図である。
図１７は、本発明による他の実施形態のホログラム記録を説明するホログラム記録担体及び対物レンズモジュールを示す概略断面図である。
図１８は、本発明による他の実施形態のホログラム記録を説明するホログラム記録担体を示す概略部分断面図である。
図１９は、本発明による他の実施形態のホログラム再生を説明するホログラム記録担体及び対物レンズを示す概略断面図である。
図２０は、本発明による他の実施形態のホログラム記録を説明するホログラム記録担体及び対物レンズモジュールを示す概略断面図である。
図２１は、本発明による他の実施形態のホログラム記録を説明するホログラム記録担体を示す概略部分断面図である。
図２２は、本発明による他の実施形態のピックアップの対物レンズモジュールを示す概略断面図である。
図２３及び図２４は、本発明による他の実施形態のピックアップの対物レンズの２焦点レンズを示す概略断面図である。
図２５は、本発明による実施形態のピックアップの収差補正装置の収差補正液晶パネルの斜視図である。
図２６は、本発明による他の実施形態のピックアップの収差補正装置の収差補正液晶パネルの斜視図である。
図２７は、図２６の線ＸＸにおける部分断面図である。
図２８は、本発明による他の実施形態のピックアップの収差補正装置の部分切欠斜視図である。
図２９は、本発明による実施形態のホログラム記録担体を示す概略部分断面図である。
図３０は、本発明による他の実施形態のピックアップの空間光変調器の光軸から見た正面図である。
図３１は、偏光状態を説明する図２６の線ＸＸにおける部分断面図である。
図３２は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体の情報を記録再生するホログラム装置のピックアップの概略を示す構成図である。
図３３は、本発明による実施形態のホログラム装置の概略構成を示すブロック図である。
図３４は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体の情報を記録再生するホログラム装置のピックアップの概略を示す構成図である。
図３５及び図３６は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体の情報を記録再生するホログラム装置のピックアップにおけるホログラム記録担体及び対物レンズモジュールを示す概略断面図である。
図３７は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体の情報を記録再生するホログラム装置における記録方法を示すフローチャートである。
図３８及び図３９は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体の情報を記録再生するホログラム装置における再生方法を示すフローチャートである。
図４０は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体の情報を記録再生するホログラム装置のピックアップの概略を示す構成図である。
図４１は、本発明による他の実施形態のピックアップの偏光空間光変調器の光軸から見た正面図である。
発明の詳細な説明
以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図４はホログラム記録担体２の記録又は再生のためのピックアップ２３の概略構成を示す。
ピックアップ２３は、ホログラムの記録及び再生用のレーザ光源ＬＤ、コリメータレンズＣＬ、透過型の空間光変調器ＳＬＭ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、結像レンズＭＬ、像センサＩＳ及びその駆動系（図示せず）、透過型の収差補正液晶パネルＬＣＰ、並びに対物レンズモジュールＯＢＭを含む。対物レンズモジュールＯＢＭなどは筐体内（図示せず）にてレーザ光源ＬＤからの光束の光軸上に配置されている。レーザ光源ＬＤの波長は、ホログラム記録担体２の光学干渉パターンを保存できる透光性の光感応材料が反応する波長である。コリメータレンズＣＬはレーザ光源ＬＤからの発散する可干渉光を平行光に変換する。
＜空間光変調器＞
図５は平行光束径内で照射される空間光変調器ＳＬＭを光軸から見た正面である。空間光変調器ＳＬＭは光軸近傍で光軸を含む中央領域ＬＣＣＲとその周囲の光軸を含まない環状領域ＬＣＰＲとに分割されている。中央領域ＬＣＣＲは貫通開口又は透明材料からなり、ここを透過する光束には変調が与えられない。透過型の環状領域ＬＣＰＲは、マトリクス状に分割された複数の画素電極を有する検光子付きの液晶パネルなどで電気的に入射光の一部を画素毎に遮光する機能、又はすべて透過して無変調状態とする機能を有する。図４に示すように、環状領域ＬＣＰＲは、コリメータレンズＣＬからの平行光を記録情報に応じて変調する。すなわち空間光変調器ＳＬＭを透過した時点で光束は空間変調された信号光ＳＢと空間変調されない参照光ＲＢに同心円状に分離される。
この空間光変調器ＳＬＭは空間光変調器駆動回路２６に接続され、これからの記録すべきページデータ（平面上の明暗ドットパターンなどの２次元データの情報パターン）に基づいた分布を有するように光束を変調かつ透過して、信号光ＳＢを生成する。
さらに、図６に示すように、空間光変調器ＳＬＭ全体を透過型マトリクス液晶表示装置として、その制御回路２６により、記録すべきページデータの所定パターンを表示する環状領域ＬＣＰＲとその内部に中央領域ＬＣＣＲの無変調の光透過領域とを表示するように、構成することもできる。なお、中央領域ＬＣＣＲを位相変調の光透過領域として用いることもでき、位相変調参照光を生成してもよい。
以上のように、空間光変調器ＳＬＭは可干渉性光の光軸上に配置された中央領域ＬＣＣＲとこれを囲むように配置された環状領域ＬＣＰＲとからなり、可干渉性光の中央領域の通過成分と環状領域の通過成分とを空間的に分離して参照光と信号光とを生成して共軸に伝搬させる。なお、中央領域ＬＣＣＲと環状領域ＬＣＰＲで参照光と信号光とを生成するが、中央領域ＬＣＣＲで信号光を、環状領域ＬＣＰＲで参照光を生成することも可能である。
空間光変調器の例として透過型のものの他に反射型の液晶パネルやＤＭＤを用いることもでき、反射型の空間光変調器においても、透過型と同様で中央領域ＬＣＣＲとその周囲の光軸を含まない環状領域ＬＣＰＲとを備え、その作用は中央領域と環状領域の光束の分離を行う。
＜対物レンズ光学系＞
図４の対物レンズモジュールＯＢＭは、信号光及び参照光をホログラム記録担体２へ向け共軸に照射するとともに、参照光ＲＢ及び信号光ＳＢを互いに異なる焦点に集光させる対物レンズ光学系に属する。
図７は対物レンズモジュールＯＢＭの一例の概略断面図である。対物レンズモジュールＯＢＭは、中空ホルダ（図示せず）などにより固定されかつ光軸を共軸とする凸レンズの対物レンズＯＢ及び対物レンズＯＢより径の小なる凸レンズを共軸に配置した凸レンズ光学素子ＣＶＸからなる。凸レンズ光学素子ＣＶＸは、光軸を含む中央領域ＣＲ（凸レンズ）とその周囲の環状領域ＰＲ（透過平行平板）からなる。図８（ａ）に示すように、対物レンズモジュールＯＢＭは、中央領域ＣＲの通過光を手前の近距離焦点ｎＰに集光させ、環状領域ＰＲの通過光を遠方の遠距離焦点ｆＰに集光させる。近距離焦点ｎＰは対物レンズＯＢ及び凸レンズ光学素子ＣＶＸの合成焦点であり、遠距離焦点ｆＰは対物レンズＯＢの焦点である。
ホログラム記録時において、図８（ａ）に示すように、空間光変調器ＳＬＭからの光軸周りに参照光ＲＢ及びその周りに信号光ＳＢは、それぞれ同軸で互いに空間的に離れた状態で対物レンズモジュールＯＢＭに導かれる。空間光変調器は参照光ＲＢを光軸上にて中央領域ＣＲへ、環状断面の信号光ＳＢを参照光ＲＢの周囲の環状領域ＰＲへ、互いに空間的に分離して同軸に伝搬させている。対物レンズモジュールＯＢＭは、参照光ＲＢ及び信号光ＳＢをそれぞれ中央領域ＣＲ及び環状領域ＰＲで屈折する。よって、対物レンズ通過後も参照光ＲＢと信号光ＳＢは空間的に分離され、参照光ＲＢは対物レンズＯＢに近い近距離焦点ｎＰに集光され、信号光ＳＢは近距離焦点より遠い遠距離焦点に集光されるので、近距離焦点ｎＰより遠方で、干渉が生じる。
図８（ｂ）に示すように、参照光ＲＢの近距離焦点ｎＰの位置に反射層５を配置し、記録媒体としてホログラム記録層７を対物レンズモジュールＯＢＭ及び反射層５の間に配置する。環状断面の信号光ＳＢは反射層５で反射され遠距離焦点ｆＰの対称位置に集光され、参照光ＲＢは遠距離焦点ｆＰより手前（近距離焦点ｎＰ）の反射層５で反射される。よって、互いに反対向きの伝搬方向の反射され収束する信号光ＳＢと参照光ＲＢとで光軸近傍の環状領域で干渉する状態になる。近距離焦点ｎＰ及び遠距離焦点ｆＰの間に位置するホログラム記録層を有するホログラム記録担体を用いれば、参照光ＲＢと信号光ＳＢが互いに対向する方向に伝搬する球面波であるので、それらの交差角度を比較的大きくとれるため、多重間隔を小さくできる光学干渉パターンがホログラムＨＧとして記録される。よって、ホログラム記録層７は、反射した信号光と参照光が交差し干渉して光学干渉パターンを生成するに足りる膜厚を有する必要がある。
図９に示すように、具体的に記録されるホログラムは、ホログラム記録Ａ（反射して発散する参照光と反射して収束する信号光）、ホログラム記録Ｂ（入射収束する参照光と反射して収束する信号光）の２種類である。また、再生されるホログラムも、ホログラム記録Ａ（反射する参照光で読み出される）、ホログラム記録Ｂ（入射する参照光で読み出される）の２種類である。
したがって、かかるホログラム記録担体から情報を再生するホログラム再生システムでは、図１０に示すように、参照光ＲＢのみを対物レンズモジュールＯＢＭの中央領域ＣＲに供給し、参照光ＲＢを近距離焦点ｎＰ（反射層５）に収束させつつホログラム記録層のホログラムＨＧを透過させると、ホログラムＨＧから通常の再生光と位相共役波の再生光が生成できる。検出手段の一部でもある対物レンズＯＢにより、再生光及び位相共役波を光検出器へ導くことができる。
他のホログラム記録再生システムにおいては、参照光ＲＢの近距離焦点ｎＰの位置に反射層５を配置するのではなく、図１１に示すように、信号光ＳＢの遠距離焦点ｆＰの位置に反射層５を配置して、ホログラム記録担体２はホログラム記録層７が対物レンズモジュールＯＢＭ及び反射層５の間にあるように配置する。環状断面の信号光ＳＢは反射層５で合焦して反射され、参照光ＲＢは反射層５より手前（近距離焦点ｎＰ）で集光して発散しつつ反射層５で反射される。この場合、反射層５では参照光ＲＢがデフォーカス状態で信号光ＳＢが合焦となる。よって、反射後の参照光ＲＢのみと信号光ＳＢとが交差する範囲となるように反射層５から離れてホログラム記録層７を配置すれば、互いに反対向きの伝搬方向の信号光ＳＢ及び参照光ＲＢ成分で光軸近傍の環状領域で干渉する状態になる。図１２に示すように、具体的に記録されるホログラムは、ホログラム記録Ａ（反射して発散する参照光と反射して発散する信号光）、ホログラム記録Ｃ（反射して発散する参照光と入射収束する信号光）の２種類である。また、再生されるホログラムも同様に２種類である。この場合のホログラム再生システムでは、参照光ＲＢのみを対物レンズモジュールＯＢＭの中央領域ＣＲに供給し、参照光ＲＢを記録時と同様のデフォーカス状態で反射層５へ照射して、ホログラム記録層のホログラムＨＧを透過させると、ホログラムＨＧから通常の再生光と位相共役波の再生光が同一の光路で生成できる。
なお、他の変形例の対物レンズモジュールＯＢＭは、凸レンズ光学素子に代えて、図１３に示すように光軸上に凸レンズ機能を有する透過型の回折光学素子ＤＯＥを対物レンズＯＢの直前に同軸に配置することでも、構成できる。また、図１４に示すように対物レンズＯＢと凸レンズ機能を有する透過型の回折光学素子ＤＯＥとを一体とすることもできる。その屈折面（中央領域ＣＲ）に同軸に形成された凸レンズ作用を有するフレネルレンズ面若しくは回折格子ＤＯＥを有する２焦点レンズＯＢ２として対物レンズモジュールＯＢＭを構成することより、参照光ＲＢと信号光ＳＢの焦点距離を互いに異なるようにすることもできる。さらに、図１５に示すように凸レンズ部ＣＶＸを対物レンズと一体として中央領域ＣＲ及び環状領域ＰＲの境に段差を設け互いに曲率の異なるに非球面レンズの２焦点レンズＯＢ２として対物レンズモジュールＯＢＭを構成してもよい。さらに、２焦点レンズの変形例は中央領域ＣＲに円環状の回折格子を設けその周囲に凸レンズ部を残すものでも、逆に、環状領域ＰＲに円環状の回折格子を設けその中央領域に凸レンズ部を残すものでもよい。
上記実施形態においては、参照光の周りの信号光を反射層上でデフォーカス状態となるように照射する態様を、信号光の焦点が参照光の焦点よりも対物レンズよりも遠くにある場合にて説明したが、信号光の焦点が参照光の焦点の手前にある場合でも、かかるデフォーカス状態を達成できる。例えば、図１６は、他の実施形態の対物レンズ光学系の構成例を示す。
図１６の対物レンズモジュールＯＢＭは、中空ホルダ（図示せず）などにより固定されかつ光軸を共軸とする凸レンズの対物レンズＯＢ及び対物レンズＯＢより径の小なる凹レンズを共軸に配置した凹レンズ光学素子ＣＣＶからなる。凹レンズ光学素子ＣＣＶは、光軸を含む中央領域ＣＲ（凹レンズ）とその周囲の環状領域ＰＲ（透過平行平板）からなる。対物レンズモジュールＯＢＭは、図１７（ａ）に示すように、中央領域ＣＲの通過光を遠方の遠距離焦点ｆＰに集光させ、環状領域ＰＲの通過光を手前の近距離焦点ｎＰに集光させる。遠距離焦点ｆＰは対物レンズＯＢ及び凹レンズ光学素子ＣＣＶの合成焦点であり、近距離焦点ｎＰは対物レンズＯＢの焦点である。
ホログラム記録時には、まず、対物レンズモジュールＯＢＭに共軸な上記の空間光変調器などにより、光軸周りに可干渉性の参照光ＲＢを、その周りに記録情報に応じて参照光ＲＢを変調して得られた信号光ＳＢを生成する。そして、図１７（ａ）に示すように、参照光ＲＢ及び信号光ＳＢはそれぞれ同軸で互いに空間的に離れた状態で対物レンズモジュールＯＢＭに導かれる。対物レンズモジュールＯＢＭは、参照光ＲＢ及び信号光ＳＢをそれぞれ中央領域ＣＲ及び環状領域ＰＲで屈折する。よって、対物レンズ通過後も参照光ＲＢと信号光ＳＢは空間的に分離され、信号光ＳＢは対物レンズＯＢに近い近距離焦点ｎＰに集光され、参照光ＲＢは近距離焦点より遠い遠距離焦点に集光される。
ホログラム記録時には、まず、可干渉性の参照光ＲＢと記録情報に応じて参照光ＲＢを変調して得られた信号光ＳＢとを生成する。
そして、参照光ＲＢ及び信号光ＳＢは同軸で互いに空間的に離れるように対物レンズモジュールＯＢＭに導かれる。すなわち、図１７（ａ）に示すように、参照光ＲＢを光軸上にて中央領域ＣＲへ、信号光ＳＢを参照光ＲＢの周囲の環状領域ＰＲへ、互いに空間的に分離して同軸に伝搬させる。対物レンズ通過後も参照光ＲＢと信号光ＳＢは空間的に分離され、信号光ＳＢは対物レンズモジュールＯＢＭに近い近距離焦点ｎＰに集光され、参照光ＲＢは近距離焦点より遠い遠距離焦点ｆＰに集光される。
図１７（ｂ）に示すように、参照光ＲＢの遠距離焦点ｆＰの位置に反射層５を配置し、ホログラム記録層７を対物レンズモジュールＯＢＭ及び反射層５の間に配置する。環状断面の信号光ＳＢはは反射層５より手前（近距離焦点ｎＰ）で集光して発散しつつ反射層５で反射され、参照光ＲＢは反射層５で合焦して反射される。よって、環状断面の信号光ＳＢは反射層５より手前に集光するので反射層５でデフォーカスとなり、反射された信号光ＳＢは参照光ＲＢと交差せず干渉する状態ではなくなる。入射する信号光ＳＢ及び参照光ＲＢの交差角度を比較的大きくとれるため、多重間隔を小さくすることができる。
図１８に示すように、具体的に記録されるホログラムは、ホログラム記録Ｃ（反射して発散する参照光と入射収束する信号光）、ホログラム記録Ｄ（入射収束する参照光と入射収束する信号光）の２種類である。また、再生されるホログラムも、同様の２種類である。
したがって、かかるホログラム記録担体から情報を再生するホログラム再生システムでは、図１９に示すように、参照光ＲＢのみを対物レンズモジュールＯＢＭの中央領域ＣＲに供給し、参照光ＲＢを反射層５（遠距離焦点ｆＰ）に収束させつつホログラム記録層のホログラムＨＧを透過させると、ホログラムＨＧから再通常の再生光と位相共役波の再生光が生成できる。検出手段の一部でもある対物レンズモジュールＯＢＭにより、再生光及び位相共役波を光検出器へ導くことができる。
他のホログラム記録再生システムにおいては、参照光ＲＢの遠距離焦点ｆＰの位置に反射層５を配置し、ホログラム記録層７を対物レンズモジュールＯＢＭ及び反射層５の間に配置するのではなく、図２０に示すように、環状領域ＰＲ通過の信号光ＳＢの近距離焦点ｎＰの位置に反射層５を配置して、ホログラム記録担体２はホログラム記録層７が対物レンズモジュールＯＢＭ及び反射層５の間にあるように配置する。環状断面の信号光ＳＢは反射層５で合焦して反射され、参照光ＲＢは反射層５で反射され遠距離焦点ｆＰの対称位置に集光される。この場合、反射層５では参照光ＲＢがデフォーカス状態で信号光ＳＢが合焦となる。図２１に示すように、具体的に記録されるホログラムは、ホログラム記録Ｂ（入射する参照光と反射する信号光）、ホログラム記録Ｃ（入射する参照光と入射する信号光）の２種類である。また、再生されるホログラムも同様に２種類である。この場合のホログラム再生システムでは、参照光ＲＢのみを対物レンズモジュールＯＢＭの中央領域ＣＲに供給し、参照光ＲＢを記録時と同様のデフォーカス状態で反射層５へ照射して、ホログラム記録層のホログラムＨＧを透過させると、ホログラムＨＧから通常の再生光と位相共役波の再生光が同一の光路で生成できる。
さらに、２焦点の対物レンズモジュールＯＢＭの他の変形例は、図２２に示すように中央に凹レンズ機能を有する透過型の回折光学素子ＤＯＥを、対物レンズＯＢの直前に配置してなる対物レンズモジュールとすることにより、参照光ＲＢと信号光ＳＢの焦点距離を互いに異なるようにすることもできる。また、図２３に示すように対物レンズＯＢ及び透過型の回折光学素子ＤＯＥを一体として（その屈折面の中央領域ＣＲに同軸に形成された凹レンズ作用を有するフレネルレンズ面若しくは回折格子ＤＯＥを有する）２焦点レンズＯＢ２とすることより、参照光ＲＢと信号光ＳＢの焦点距離を互いに異なるようにすることもできる。また、レンズ一体型の回折格子に代えて、図２４に示すように凹レンズ部ＣＣＶを一体として中央領域ＣＲ及び環状領域ＰＲの境に段差を設け互いに曲率の異なるに非球面レンズの２焦点レンズＯＢ２として対物レンズモジュールＯＢＭを構成してもよい。
以上の参照光と信号光のいずれか一方の周り共軸で他方を分離して囲むように伝搬させ照射する構成によれば、入射時には参照光と信号光の重なりが或る程度制限できる。
また、図８及び図１７に示す実施形態では、反射層で合焦する参照光をサーボエラー検出用の光束として用いることができる。さらに、図１１及び図２０に示す実施形態では中央で参照光をと外周の環状領域で信号光とを生成するが、これを変形して中央領域で信号光を、外周の環状領域で参照光を生成するようにすれば、反射層で合焦する環状断面の参照光をサーボエラー検出用の光束として用いることが可能である。
以上の実施形態及び変形例によれば、ホログラム記録時には、干渉する信号光及び参照光が制限されるため余分なホログラムが記録再生されることがない。また、参照光ＲＢと信号光ＳＢが互いに対向する方向に伝搬する球面波であるので、それらの交差角度を比較的大きくとれるため、シフト多重が可能となり、多重間隔を小さくすることができる。
＜像検出手段＞
図４の光軸上に配置された偏光ビームスプリッタＰＢＳ、結像レンズＭＬ、像センサＩＳは、参照光がホログラム記録層に照射された際にホログラム記録担体２から対物レンズモジュールＯＢＭを介して戻る光を受光する像検出手段として機能する。像センサＩＳはＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体装置）などのアレイからなる光電変換素子である。
＜収差補正液晶パネル＞
図４の透過型の収差補正液晶パネルＬＣＰは、光軸上に配置された中央補正領域ＰＬＣＣＲとこれを囲むように配置された環状周囲領域ＰＬＣＰＲとを含みかつ、それらの少なくとも一方がその通過光束の波面の位相を部分的に変化させて、通過光束の波面収差を補正する複数の透明電極を備える透過型の液晶装置である。
図２５は透過型液晶装置からなる収差補正液晶パネルＬＣＰを示す。収差補正液晶パネルＬＣＰは、収差補正液晶駆動回路ＬＣＰＤに接続され、環状周囲領域ＰＬＣＰＲとその内部に中央補正領域ＰＬＣＣＲとで構成される。
図２５及び図２６に示すように、収差補正液晶パネルＬＣＰにおいては、流動状の透明な液晶組成物１１が２枚のガラス基板１２ａ，１２ｂ間に挟持され、該基板周りが封止された構造を有している。両ガラス基板１２ａ，１２ｂの内面には、インジウムスズ酸化物などからなる液晶に電圧を印加する透明電極層（１３ａｉ，１３ａ）（１３ｂ）と、近接する液晶分子の軸の向き（配向）を規定する配向膜１４ａ，１４ｂと、が順に積層されている。収差補正液晶パネルＬＣＰでは、液晶に生じる電位差に応じて液晶の配向性が変化し、電圧に応じて屈折率が変化することを利用して、液晶を通過する波面の位相を変化させ、それによって通過光の収差を相殺しようとするものである。
参照光のみが透過する中央補正領域ＰＬＣＣＲは参照光に発生する収差に応じた電極分割形状を有している。中央補正領域ＰＬＣＣＲの電極分割形状は、後述する球面収差補正用のパターン及びコマ収差補正用のパターンや、非点収差補正用のパターンなどを取ることができ、またそれらを複合的に構成することもできる。たとえば、中央補正領域ＰＬＣＣＲの対向する電極層の少なくとも一方を、位相調整部として複数の透明電極に分割し、当該複数の透明電極の各々に参照光に生じた収差の分布形状に応じた電圧を印加する構成とすることによって、収差補正液晶パネルＬＣＰを透過する参照光の収差を補正できる。図２６では透明電極１３ｂは共通電極であるが、環状周囲領域ＰＬＣＰＲの透明電極１３ａと、その内部に中央補正領域ＰＬＣＣの複数の透明電極１３ａｉ（ｉ＝１，２，３，・・・・）と、は収差補正液晶駆動回路ＬＣＰＤにより独立して補正電圧が印加される。
図２７は、球面収差を補正するための収差補正液晶パネルＬＣＰの中央補正領域ＰＬＣＣＲの構造の一例を模式的に示した電極パターンの平面図である。図２７（ａ）に示すように、中央補正領域ＰＬＣＣＲは、入射される参照光光束の有効径内において、ホログラム記録担体２で生じる球面収差の分布に対応付けて、間隙によって区画され電気的に分離された同心円状（円環状）の複数の透明電極１３ａ１，１３ａ２，１３ａ３，１３ａ４，１３ａ５，１３ａ６，１３ａ７を含む。透明電極１３ａ１−１３ａ７それぞれの幅は、球面収差の分布に対応して波面の位相を変化させるため異ならせることができるが、均等に構成してもよい。なお、図２７においては、中央補正領域ＰＬＣＣＲが７つの透明電極を有する場合を示しているが、電極数は２以上あればよい。透明電極１３ａ１−１３ａ７に補正電圧Ｖｉ（ｉ＝１，２，３，４，５，６，７）がリードラインを介して印加されると、その補正電圧Ｖｉによって生じる電界に応じて液晶層１１内の各部の液晶分子の屈折率配向が変化する。その結果、液晶層１１中を通る光の波面は、液晶層１１の複屈折を受けて位相が変化する。すなわち、通過する参照光の波面は、液晶層１１に印加される補正電圧Ｖｉによって制御することができる。
図２７（ｂ）に示すように、中央補正領域ＰＬＣＣＲの直径上において透明電極１３ａ１−１３ａ７に印加される基準電圧からの補正電圧Ｖｉの電圧波形を示す。このような補正すべき球面収差の分布形状に応じた補正電圧が電極パターンに印加されることによって、ホログラム記録担体の光透過保護層の厚みムラ等に起因する球面収差を打ち消すことができ、球面収差が抑制されるように補正される。
従って、ホログラム記録によって記録層が収縮する場合や屈折率が変化する場合には、軸対称な収差が発生すると考えられ、その場合には球面収差やデフォーカス収差が発生すると思われる。そのような場合には、あらかじめ保存しておいた球面収差補正量などを収差補正液晶パネルＬＣＰに補正電圧として印加することで参照光の収差補正が実現され、記録時と同一の波面を有する参照光で再生することができるので良好な再生信号を得ることができる。
図２８は、コマ収差を補正するための収差補正液晶パネルＬＣＰの中央補正領域ＰＬＣＣＲの構造の一例を模式的に示した平面図である。図２８（ａ）に、中央補正領域ＰＬＣＣＲのコマ収差補正用の透明電極パターンを示す。中央補正領域ＰＬＣＣＲに入射される参照光光束の有効径内に、波面の位相を変化させるための４つの分割された透明電極１３ａ１１，１３ａ１２，１３ａ１３，１３ａ１４が間隙によって区画され電気的に分離されて配置されている。透明電極１３ａ１１，１３ａ１２と透明電極１３ａ１３，１３ａ１４との組は中央補正領域ＰＬＣＣＲの直径に関して対称に配置されている。すなわち、コマ収差補正用透明電極パターンは、央補正領域ＰＬＣＣＲは光軸に垂直なその直径に対称でかつ当該直線を含む間隙で分割された内側及び外側の領域として配置され、これに収差補正液晶駆動回路が補正すべきコマ収差に応じた補正電圧を供給するのである。
分割された透明電極に基準電圧に対して正の電圧を印加すると、対向透明電極１３ｂとの間に電位差を生じ、その間の液晶の配向性が電位差に応じて変化し屈折率が変化するので、この透明電極を通過する参照光成分の波面はその位相が進められる。逆に、分割された透明電極に基準電圧に対して負の電圧を印加すると、この透明電極を通過する参照光成分の波面はその位相が遅れる。よって、対称配置の透明電極１３ａ１１，１３ａ１２及び透明電極１３ａ１３，１３ａ１４に、図２８（ｂ）に示すように、補正すべきコマ収差の分布形状に応じた電圧波形の補正電圧を印加することによって、中央補正領域ＰＬＣＣＲは、ホログラム記録担体が光軸に対して傾くことによって発生するコマ収差を打ち消すことができ、コマ収差が抑制されるように補正される。
従って、ホログラム記録によって記録層が光ビームに対して傾く場合には、再生信号の品位に基づいて参照光の収差補正を行うことができる。再生信号の品位は再生像のＳＮＲもしくはエラーレートにより評価しそれらが最も良好になるように補正電圧を決める。補正電圧を収差補正液晶パネルＬＣＰに印加することで参照光の収差補正が実現され、記録時と同一の波面を有する参照光で再生することができるので良好な再生信号を得ることができる。
さらに、収差補正液晶パネルＬＣＰは、接続された収差補正液晶駆動回路ＬＣＰＤにより、ホログラム記録時に環状周囲領域ＰＬＣＰＲとその内部に中央補正領域ＰＬＣＣＲとで同一の偏光付与の透光状態として、再生時に両領域において異なる偏光作用状態とするように制御できる。
収差補正液晶パネルＬＣＰは、たとえば、環状領域を透過する信号光及びその内部の中央領域を透過する参照光の偏光面を回転し、その回転角度をホログラム記録時から再生時にて切り替えるように、収差補正液晶駆動回路ＬＣＰＤにより制御され得る。収差補正液晶駆動回路ＬＣＰＤ及び収差補正液晶パネルＬＣＰは、レーザ光源から射出した光束の環状領域光束部分とその内部の中央領域光束部分の偏光方向を所定角度、例えば９０度回転ができるシステムである。
液晶はその分子が細長く、その位置及びその軸の方向が規則性及び不規則性の両面を有する固体及び液体の中間の相を示す物質である。一般に自然状態（無印加電界）において複数の液晶分子はその長軸方向にゆるやかな規則性を持って並んでいる。ラビングなどにより一定方向の複数の微小溝を刻んだ配向膜に液晶分子を接触させると、液晶分子の分子軸が溝に沿って並び方を変える性質がある。よって、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型液晶において、それぞれの微小溝の向きが９０度となるように所定間隔で平行に配置された２枚の配向膜間に液晶が充填されていると、液晶分子は一方の配向膜から他方の配向膜へと徐々にねじれて９０度回転するように配列（螺旋配列）される。この液晶分子がツイスト状に配向する状態で、一方の配向膜から他方の配向膜へ光を液晶中を通過させると、液晶分子の並ぶ隙間に沿って、光が透過する。例えば一方の配向膜近傍の液晶分子軸に平行な直線偏光の光は、他方の配向膜近傍の液晶分子軸に平行な直線偏光となって、その振動面（偏光面）が９０度ねじれて透過する（電圧を印加をしないオフ状態）。
一方、液晶を挟む対向透明電極間に電圧を印加すると、液晶分子は配向膜に沿った方向からその軸が垂直方向に変化し電界に沿って並ぶ。液晶分子が配向膜から直立して液晶分子の配向が変化するので、図２６に示すように、例えば直線偏光の透過光の偏光面（紙面平行）が回転せずにそのままの偏光状態で透過する（同一電圧を印加したオン状態）。
以上のような複数の機能を複合する液晶パネルを得るためには、収差補正に用いる領域では液晶分子が平行に配向されるように配向膜を設定し、一方で偏光作用に用いる領域ではＴＮ配向になるように配向膜を設定する。たとえば、図２６に示す収差補正液晶パネルＬＣＰの対向する配向膜１４ａ，１４ｂにおいて、一方の配向膜１４ｂを一様に一定方向に（図２５に破線の双方向矢印にて示す）ラビングして、他方の配向膜１４ａにおいては環状周囲領域ＰＬＣＰＲと中央補正領域ＰＬＣＣＲとで分離して環状周囲領域ＰＬＣＰＲでは配向膜１４ｂのラビング方向に対して９０度をなす方向（図２５に実線の双方向矢印にて示す）にラビングしかつ中央補正領域ＰＬＣＣＲでは配向膜１４ｂのラビング方向に平行（図２５に実線の双方向矢印にて示す）にラビングする。このようにして、収差補正に用いる中央補正領域ＰＬＣＣＲでは液晶分子が平行に配向され、一方で偏光作用に用いる環状周囲領域ＰＬＣＰＲではＴＮ配向になるように設定することができる。
＜ホログラム記録担体＞
図４のホログラム記録担体２の一例を図２９に示す。ホログラム記録担体２は、基板３上にその膜厚方向に積層された、反射層５、分離層６、ホログラム記録層７及び保護層８からなる。
ホログラム記録層７は、記録用の可干渉性の参照光ＲＢ及び信号光ＳＢによる光学干渉パターンを、回折格子（ホログラム）として内部に保存する。ホログラム記録層７には、例えば、フォトポリマや、光異方性材料や、フォトリフラクティブ材料や、ホールバーニング材料、フォトクロミック材料など光学干渉パターンを保存できる透光性の光感応材料が用いられる。
上記の各膜を担持する基板３は、例えば、ガラス、或いはポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳなどのプラスチック、紫外線硬化型アクリル樹脂などからなる。
分離層６及び保護層８は光透過性材料からなり、積層構造の平坦化や、ホログラム記録層などの保護の機能を担う。
基板３が円板の場合、トラックを、円基板の中心に関してその上に螺旋状又は同心円状、或いは複数の分断された螺旋弧状に形成され得る。なお、基板３がカード状であった場合トラックが基板上に平行に形成されていてもよい。また、矩形カード基板３であってもトラックは基板の例えば重心に関してその上に螺旋状もしくは螺旋弧状又は同心円状に形成されもよい。
＜記録再生動作＞
図４の本実施形態の記録再生動作を説明する。
記録動作において、図４（ａ）に示すように、紙面に平行な偏光のレーザ光源ＬＤからのレーザ光はコリメータレンズＣＬにより平行光束に変換された後、空間光変調器ＳＬＭを通過し、これで光軸を含む光束とそれを取り囲む環状断面光束とに分割されて、光軸を含む光束を参照光ＲＢと環状断面光束を信号光ＳＢとして生成される。参照光ＲＢと信号光ＳＢは共軸で偏光ビームスプリッタＰＢＳ及び収差補正液晶パネルＬＣＰを経て、対物レンズモジュールＯＢＭによってホログラム記録担体２に集光される。ホログラム記録時、収差補正液晶パネルＬＣＰの参照光ＲＢのみが通過する領域（中央補正領域ＰＬＣＣＲ）と信号光ＳＢのみが通過する領域（環状周囲領域ＰＬＣＰＲ）はすべてオン状態として、信号光ＳＢと参照光ＲＢの偏光状態が同一（紙面平行方向）になるように設定される。よって、信号光ＳＢ及び参照光ＲＢの干渉によりホログラム記録担体２のホログラム記録層７に記録される。ここで、中央補正領域ＰＬＣＣＲ及び環状周囲領域ＰＬＣＰＲのすべてがオン状態と設定されるとともに参照光の収差補正を行ってもよいが、行わないこととしてもよい。未記録状態の媒体への照射では収差の影響は少ないと考えられる。
再生動作において、図４（ｂ）に示すように、紙面に平行な偏光方向の光束から空間光変調器ＳＬＭで光軸を含む光束（参照光ＲＢ）のみが生成され、かかる参照光ＲＢが偏光ビームスプリッタＰＢＳ及び収差補正液晶パネルＬＣＰを経て対物レンズモジュールＯＢＭを介してホログラム記録担体２に集光されると、紙面に平行な偏光の再生光が再構築される。再生時には、収差補正液晶パネルＬＣＰの位相調整部の複数の分割透明電極へ、参照光に生じる収差の分布形状に応じた補正電圧を印加するとともに、中央補正領域ＰＬＣＣＲをオン状態とし、環状周囲領域ＰＬＣＰＲを透過する通過光と中央補正領域ＰＬＣＣＲを透過する透過光の偏光状態が略９０°異なるように設定する。参照光ＲＢで再生される再生光は記録時の信号光と同じ発散及び収束する光束でかつ紙面平行の偏光方向であるが、再生光は偏光液晶パネルＬＣＰの環状偏光領域ＰＬＣＰＲを透過するので偏光液晶パネルＬＣＰによる偏光作用を受け、その偏光方向が紙面垂直となる。一方、参照光ＲＢは紙面平行のまま反射層５で反射され収差補正液晶パネルＬＣＰでの偏光作用を受けない。よって再生時に反射層５で反射する参照光ＲＢと再生される再生光の偏光方向が異なるため偏光ビームスプリッタＰＢＳとで分離することが可能となり、再生光を受光する検出器上に参照光ＲＢが入射しないため再生ＳＮが向上する。
収差補正液晶パネルＬＣＰで紙面に垂直な偏光とされ（収差補正液晶パネルＬＣＰにより透過光束の偏光方向を９０度回転させる）、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射された成分が像センサＩＳに入射する。像センサＩＳは再生光で結像された像に対応する出力を再生信号検出処理回路（図示せず）に送出して、処理を施してページデータが再生される。
このように、ホログラム記録に用いるピックアップにおいて、ホログラム記録光束は光軸近傍の光軸を含む光束（参照光）とそれを取り囲む環状断面光束（信号光）とに分割されており、ピックアップは信号光と参照光とで焦点距離の異なる対物レンズ光学系（レンズ群）を有し、さらに、空間光変調器ＳＬＭと対物レンズＯＢの間に配置された収差補正液晶パネルＬＣＰを有する。そして、収差補正液晶パネルＬＣＰは中央補正領域ＰＬＣＣＲと環状周囲領域ＰＬＣＰＲを有し、その分割形状はそれぞれ透過すべき光軸を含む光束（参照光）とそれを取り囲む環状断面光束（信号光）の横断面形状に略一致している。
＜変形例＞
上記の収差補正液晶パネルＬＣＰは、中央補正領域ＰＬＣＣＲの分割透明電極をその電圧印加状態によって波面収差補正すべき参照光用として用い、環状周囲領域ＰＬＣＰＲに透過する光束を信号光用として用いる場合を説明しているが、変形例としては、収差補正液晶パネルＬＣＰ及び空間光変調器ＳＬＭの構成によって、参照光を光軸でかつ信号光をその周囲で伝搬させるのではなく、逆に信号光を光軸で参照光をその周囲で生成して伝搬させることもできる。この場合、図３０に示すように、空間光変調器ＳＬＭ全体を透過型マトリクス液晶表示装置として、その制御回路２６により、記録すべきページデータの所定パターンを表示する中央領域ＬＣＣＲとその周囲に環状領域ＬＣＰＲの無変調の光透過領域とを表示するように、構成することもできる。なお、環状領域ＬＣＰＲの無変調の光透過領域を透明材料から形成できる。さらに、図３１に示すように、収差補正液晶パネルＬＣＰの環状周囲領域ＰＬＣＰＲにおいて参照光通過用として球面収差補正用透明電極パターンやコマ収差補正用透明電極パターン１３ａｉなどを作り込み、中央補正領域ＰＬＣＣＲには信号光通過用として透明電極パターン１３ａａを形成する。すなわち、中央補正領域ＰＬＣＣＲ及び環状周囲領域ＰＬＣＰＲの透明電極パターンを入れ替えた以外、図２６に示す構成と同一とすることもできる。
また、この変形例においても、収差補正液晶パネルＬＣＰにより、ホログラム記録時には信号光ＳＢと参照光ＲＢの偏光状態がホログラム記録層７中で同一になるようにし、再生時には互いに略９０°異なるようにすることもできる。したがって、収差補正液晶パネルＬＣＰは、収差補正液晶駆動回路ＬＣＰＤにより、ホログラム記録時に両領域の同一の偏光付与の透光状態としたり、たとえば再生時に収差補正液晶パネルＬＣＰの中央補正領域ＰＬＣＣＲをオフ状態とし、環状周囲領域ＰＬＣＰＲでは波面収差用補正電圧を印加するとともにオン状態として、両領域を異なる偏光作用状態とすることができる。この場合、図３２（ａ）に示すように空間光変調器ＳＬＭを通過した平行光束は、信号光ＳＢ（光軸を含む光束）とそれを取り囲む環状断面光束の参照光ＲＢとに分割、生成されて、さらに環状断面光束の参照光ＲＢには波面収差がなされ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ及び収差補正液晶パネルＬＣＰを通過する。記録動作（図３２（ａ））及び再生動作（図３２（ｂ））は参照光及び信号光が内外で伝搬位置が異なる以外上記例と同様である。この変形例の場合でも図８〜図２４に示すような対物レンズモジュールＯＢＭの構成を適用できる。
以上の本実施形態によれば、再生時に反射した参照光ＲＢが分離され、又は結像しないので、参照光ＲＢが像センサＩＳに至らないために信号再生に必要なホログラムからの再生光のみを受光できる。その結果、再生ＳＮが向上し安定な再生を行うことができる。
サーボ制御は、図示しないが、例えば反射層５上にトラックを設け、参照光ＲＢを当該トラックにスポットとして集光させ、その反射光を光検出器へ導く対物レンズを含むサーボ光学系を用いて、検出されたサーボエラー信号に応じて対物レンズ光学系をアクチュエータで駆動することにより、可能である。すなわち、対物レンズから照射される参照光ＲＢ光束は、そのビームウエストの位置に反射層５が位置するときに合焦となるように、使用される。
＜ホログラム装置＞
他の本実施形態としてディスク形状のホログラム記録担体の情報を記録及び再生する本発明のホログラム記録再生システムとしてホログラム装置を説明する。
図３３はホログラム装置の一例のブロック図である。
ホログラム装置は、ホログラム記録担体２のディスクをターンテーブルで回転させるスピンドルモータ２２、ホログラム記録担体２から光束によって信号を読み出すピックアップ２３、該ピックアップを保持し半径方向（ｘ方向）に移動させるピックアップ駆動部２４、光源駆動回路２５、空間光変調器駆動回路２６、再生光信号検出回路２７、サーボ信号処理回路２８、フォーカスサーボ回路２９、ｘｙ方向移動サーボ回路３０、ピックアップ駆動部２４に接続されピックアップの位置信号を検出するピックアップ位置検出回路３１、ピックアップ駆動部２４に接続されこれに所定信号を供給するスライダサーボ回路３２、スピンドルモータ２２に接続されスピンドルモータの回転数信号を検出する回転数検出部３３、該回転数検出部に接続されホログラム記録担体２の回転位置信号を生成する回転位置検出回路３４、収差補正液晶駆動回路ＬＣＰＤ並びにスピンドルモータ２２に接続されこれに所定信号を供給するスピンドルサーボ回路３５を備えている。
ホログラム装置は制御回路３７を有しており、制御回路３７は光源駆動回路２５、空間光変調器駆動回路２６、再生光信号検出回路２７、サーボ信号処理回路２８、フォーカスサーボ回路２９、ｘｙ方向移動サーボ回路３０、ピックアップ位置検出回路３１、スライダサーボ回路３２、回転数検出部３３、回転位置検出回路３４、収差補正液晶駆動回路ＬＣＰＤ並びにスピンドルサーボ回路３５に接続されている。制御回路３７はこれら回路からの信号に基づいて、これら駆動回路を介してピックアップに関するフォーカスサーボ制御、ｘ及びｙ方向移動サーボ制御、再生位置（ｘ及びｙ方向の位置）の制御などを行う。制御回路３７は、各種メモリを搭載したマイクロコンピュータからなり装置全体の制御をなすものであり、操作部（図示せず）からの使用者による操作入力及び現在の装置の動作状況に応じて各種の制御信号を生成するとともに、使用者に動作状況などを表示する表示部（図示せず）に接続されている。
ホログラム記録再生用レーザ光源ＬＤ１に接続された光源駆動回路２５は、射出する両光束の強度をホログラム記録時には強く再生時には弱くするように、レーザ光源ＬＤ１の出力調整を行う。
また、制御回路３７は外部から入力されたホログラム記録すべきデータの符号化などの処理を実行し、所定信号を空間光変調器駆動回路２６に供給してホログラムの記録シーケンスを制御する。制御回路３７は、像センサＩＳに接続された再生光信号検出回路２７からの読み取り信号に基づいて復調及び誤り訂正処理をなすことにより、ホログラム記録担体に記録されていたデータを復元する。更に、制御回路３７は、復元したデータに対して復号処理を施すことにより、情報データの再生を行い、これを再生情報データとして出力する。制御回路３７は収差補正部４０を含み、再生光信号検出回路２７から受信した信号に基づいて、及び／又は予め定められた処理手順に従って、参照光の収差を判別する。さらに、制御回路３７は、当該参照光の収差に基づいて、収差補正液晶パネルＬＣＰの位相調整部（透明電極）の各々の補正電圧Ｖｉを確定する。制御回路３７は、当該補正電圧Ｖｉを表す各制御信号を、収差補正液晶パネルＬＣＰを駆動するための収差補正液晶駆動回路ＬＣＰＤへ供給する。収差補正液晶駆動回路ＬＣＰＤは、当該制御信号に応じて収差補正液晶パネルＬＣＰに印加すべき駆動電圧（補正電圧）を生成し、収差補正液晶パネルＬＣＰに供給する。
更にまた、制御回路３７は、記録すべきホログラムを所定間隔（多重間隔）で記録できるようにホログラムを所定間隔で形成するように制御する。
サーボ信号処理回路２８においては、フォーカスエラー信号からフォーカシング駆動信号が生成され、これが制御回路３７を介してフォーカスサーボ回路２９に供給される。フォーカスサーボ回路２９は駆動信号に応じて、ピックアップ２３に搭載されている対物レンズ駆動部３６（図３５参照）のフォーカシング部分を駆動し、そのフォーカシング部分はホログラム記録担体に照射される光スポットの焦点位置を調整するように動作する。
更に、サーボ信号処理回路２８においては、ｘ及びｙ方向移動駆動信号が発生され、これらがｘｙ方向移動サーボ回路３０に供給される。ｘｙ方向移動サーボ回路３０は、ｘ及びｙ方向移動駆動信号に応じてピックアップ２３に搭載されている対物レンズ駆動部３６（図３５参照）を駆動する。よって、対物レンズはｘ、ｙ及びｚ方向の駆動信号による駆動電流に応じた分だけ駆動され、ホログラム記録担体に照射される光スポットの位置が変位する。これにより、記録時の運動しているホログラム記録担体に対する光スポットの相対位置を一定としてホログラムの形成時間を確保できる。
制御回路３７は、操作部又はピックアップ位置検出回路３１からの位置信号及びサーボ信号処理回路２８からのｘ方向移動エラー信号に基づいてスライダ駆動信号を生成し、これをスライダサーボ回路３２に供給する。スライダサーボ回路３２はピックアップ駆動部２４を介して、そのスライダ駆動信号による駆動電流に応じピックアップ２３をディスク半径方向に移送せしめる。
回転数検出部３３は、ホログラム記録担体２をターンテーブルで回転させるスピンドルモータ２２の現回転周波数を示す周波数信号を検出し、これに対応するスピンドル回転数を示す回転数信号を生成し、回転位置検出回路３４に供給する。回転位置検出回路３４は回転位置信号を生成し、それを制御回路３７に供給する。制御回路３７はスピンドル駆動信号を生成し、それをスピンドルサーボ回路３５に供給し、スピンドルモータ２２を制御して、ホログラム記録担体２を回転駆動する。
＜光ピックアップ＞
図３４はピックアップ２３の概略構成を示す。
ピックアップ２３は、ホログラム記録光学系、ホログラム再生光学系、サーボ制御系を含む。これらの系は対物レンズモジュールＯＢＭ及びその駆動系を除いて筐体内（図示せず）に配置されている。ホログラム記録再生用レーザ光源ＬＤ１、コリメータレンズＣＬ１、空間光変調器ＳＬＭ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、４ｆレンズｆｄ及びｆｅ及び像センサＩＳが直線上に配置され、ミラーＭＲ、１／４波長板１／４λ、４ｆレンズｆｃ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、収差補正液晶パネルＬＣＰ、対物レンズモジュールＯＢＭが直線上に配置され、これら直線状配列部品は偏光ビームスプリッタＰＢＳで直交して配列されている。
＜ホログラム記録光学系＞
ホログラム記録光学系は、ホログラム記録再生用レーザ光源ＬＤ１、コリメータレンズＣＬ１、透過型の空間光変調器ＳＬＭ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、収差補正液晶パネルＬＣＰ、４ｆレンズｆｃ、ミラーＭＲ、１／４波長板１／４λ、並びに、対物レンズモジュールＯＢＭを含む。
レーザ光源ＬＤ１の射出光がコリメータレンズＣＬ１により平行光に変換され、これが空間光変調器ＳＬＭ、偏光ビームスプリッタＰＢＳに順に入射する。平行光の偏光方向は紙面垂直な方向とする。記録したいページデータを中央領域に表示する空間光変調器ＳＬＭは、光軸を含む中央領域を透過する光束を無変調の参照光ＲＢとし、この周囲の環状光束を信号光ＳＢとする。偏光ビームスプリッタＰＢＳは、入射する空間的に分離された参照光ＲＢと信号光ＳＢをともその偏光膜により反射して（Ｓ偏光）、４ｆレンズｆｃに入射するように、配置されている。この４ｆレンズｆｃは、対物レンズＯＢの焦点位置（光軸上の焦点距離ｆｏｂ）に像を結像させるためのレンズである。空間光変調器ＳＬＭを対物レンズＯＢの焦点位置に配置するのが困難であるため、空間光変調器ＳＬＭから４ｆレンズｆｃまでの距離はこの４ｆレンズｆｃの焦点距離とする。４ｆレンズｆｃは、これに入射した光束が１／４波長板１／４λを透過し円偏光に変換された後、ミラーＭＲで反射し再び１／４波長板１／４λに入射するように、配置されている。その結果、１／４波長板１／４λからの参照光ＲＢと信号光ＳＢは、偏光方向が紙面平行となり再び偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射するが、偏光方向が紙面水平になっているので（Ｐ偏光）、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過する。参照光ＲＢ及び信号光ＳＢは４ｆレンズｆｃの焦点位置に再び結像し、この結像位置に空間光変調器ＳＬＭが存在するのと等価となる。この焦点位置に、収差補正液晶パネルＬＣＰを配置し、さらに対物レンズモジュールＯＢＭの対物レンズＯＢの焦点位置を一致させる。収差補正液晶パネルＬＣＰは収差補正液晶パネルＬＣＰの配向方向はＴＮ型になっている。
図３５に示すように、対物レンズモジュールＯＢＭにおいて、凹レンズ光学素子ＣＣＶが参照光ＲＢにのみ凹レンズ作用が働くように配置されており、参照光ＲＢが対物レンズＯＢの作用と組み合わせて本来の対物レンズＯＢの焦点よりも遠方に焦点を結び、かつ信号光ＳＢがレンズ作用を受けず対物レンズＯＢの焦点に集光するように設定されている。信号光ＳＢの対物レンズＯＢの焦点がホログラム記録担体２の波長選択性反射層５上に位置するように、ホログラム記録担体２に対する対物レンズモジュールＯＢＭの相対位置が制御される。
＜ホログラム再生光学系＞
ホログラム再生光学系は、図３４に示すように、ホログラム記録再生用レーザ光源ＬＤ１、コリメータレンズＣＬ１、空間光変調器ＳＬＭ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、収差補正液晶パネルＬＣＰ、対物レンズモジュールＯＢＭ、４ｆレンズｆｃ、ｆｄ及びｆｅ、ミラーＭＲ、１／４波長板１／４λ、並びに像センサＩＳを含む。この光学系において、４ｆレンズｆｄ及びｆｅ並びに像センサＩＳを除く光学部品は上記ホログラム記録光学系と共通である。
図３４に示すように、ホログラム再生光学系の４ｆレンズｆｄは偏光ビームスプリッタＰＢＳを介して対物レンズＯＢの焦点位置にその焦点が一致する位置に配置されている。さらに４ｆレンズｆｄからその焦点の２倍の距離の光軸上位置に、４ｆレンズｆｄと同様の焦点距離を有する４ｆレンズｆｅが配置され、これらは、いわゆる４ｆ系光学系を構成している。ホログラム記録担体２からの再生光による再生像が結像する対物レンズＯＢの焦点の位置に像センサＩＳを配置することが困難なため、再生光を受光する像センサＩＳは、その受光面が４ｆレンズｆｅの焦点に位置するように配置され、再生像が像センサＩＳの受光面で結像して、再生信号が得られる。これを再生することで記録信号を再生することができる。
＜ホログラム記録担体＞
ホログラム記録担体２は、図３５に示すように、参照光の入射側から見て保護層８、ホログラム記録層７、分離層６、波長選択性反射層５、第２分離層４、サーボガイド層９及びアドレスやトラック構造が転写された基板３からなる。この波長選択性反射層５は、サーボビームＳＶＢを透過しかつ参照光及び信号光の波長を含む反射波長帯域のみ反射する誘電体積層体などからなる。サーボガイド層９には、離れて交わることなく延在する複数のトラックなどのサーボマークＴとしてサーボ用グルーブ又はピットが形成されている。また、サーボガイド層９のサーボマークＴのピッチＰｘ（いわゆるトラックピッチ）は、信号光及び参照光のスポット上方に記録されるホログラムＨＧの多重度から決まる所定距離として設定される。サーボマークＴの幅は、サーボビームＳＶＢの光スポットからの反射光を受光する光検出器の出力、例えばプッシュプル信号に応じて適宜設定される。図３５に示すホログラム記録担体２のサーボガイド層９のサーボマークＴ上へのサーボビームＳＶＢの追従によって、ホログラム記録再生を行うためのホログラム記録担体２上の位置決め（フォーカスサーボ、ｘｙ方向サーボ）を行う。フォーカスサーボや予め記録されたグループやピットなどのガイドトラック信号を再生することでトラッキングサーボなどを行うことができる。
＜サーボ制御系＞
サーボ制御系はホログラム記録担体２に対する対物レンズモジュールＯＢＭの位置をサーボ制御（ｘｙｚ方向移動）するためのもので、図３４に示すように、サーボビームＳＶＢを発する第２レーザ光源ＬＤ２、調節レンズＣＬ２、ハーフミラーＭＲ、ダイクロイックプリズムＤＰ、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、対物レンズモジュールＯＢＭ、カップリングレンズＡＳ、並びに光検出器ＰＤを含む。
第２レーザ光源ＬＤ２は記録再生レーザの波長とは異なる波長（サーボビームＳＶＢ）とする。サーボビームＳＶＢは、信号光及び参照光の感応波長帯域以外のホログラム記録層７に非感応な波長の光である。
サーボ制御系は、４ｆ系光学系中の４ｆレンズｆｃ、ｆｅ間に配置したダイクロイックプリズムＤＰによりホログラム再生光学系に結合される。すなわち、第２レーザ光源ＬＤ２からのサーボビームＳＶＢがハーフミラーＭＲにより反射され、ダイクロイックプリズムＤＰにより反射されて、再生光学系の光束に合成されるように、第２レーザ光源ＬＤ２、調節レンズＣＬ２、ハーフミラーＭＲ、ダイクロイックプリズムＤＰは配置されている。調節レンズＣＬ２は検出系４ｆレンズ４ｆｄと合成することでサーボビームＳＶＢが対物レンズモジュールＯＢＭ前には平行光となるように、設定されている。
図３５に示すように、対物レンズモジュールＯＢＭにおいて、サーボビームＳＶＢの径（ｄａ）は参照光ＲＢの光束の径（ｄｂ）径以下に設定されている。したがって、信号光ＳＢの外径（ｄｃ）及び内径（ｄｄ）とこれらの径の関係はｄｃ＞ｄｄ＞ｄｂ≧ｄａとなる。ここで記録間隔（多重間隔）やトラックピッチなど記録ガイドとなる構造が通常の光ディスクのそれらよりも広い（大きい）構成とした場合、サーボビームＳＶＢの収差や、サーボビームＳＶＢの光束径は小さくなり開口数ＮＡが低くなることは、読み取りにあまり影響を及ぼさない。
図３４に示すように、サーボビームＳＶＢの偏光方向は紙面垂直に設定されているため、サーボビームＳＶＢは収差補正液晶パネルＬＣＰの作用を受けることなく対物レンズモジュールＯＢＭに入射する。
図３５に示すように、対物レンズモジュールＯＢＭは、凹レンズ光学素子ＣＣＶ及び対物レンズＯＢと組み合わせてサーボビームＳＶＢがホログラム記録担体２の波長選択性反射層５よりも遠方に集光、すなわち、波長選択性反射層５を透過しサーボマークＴを形成したサーボガイド層９に集光するように、ホログラム記録担体２とともに、設定されている。ここで、凹レンズ光学素子ＣＣＶは、対物レンズＯＢと組み合わせてサーボビームＳＶＢがその波長で収差無く、サーボガイド層９上に焦点を結ぶように、設定されている。
サーボビームＳＶＢは波長選択性反射層５を透過し、サーボガイド層９に到達して、サーボガイド層９により反射される。
サーボガイド層９で反射され対物レンズモジュールＯＢＭを介して戻るサーボビームＳＶＢの反射光は、３４に示すように、偏光ビームスプリッタＰＢＳからダイクロイックプリズムＤＰへと往路と同一の光路によりハーフミラーＭＲに到達し、サーボ信号生成光学系を経て光検出器ＰＤに入射する。
光検出器ＰＤにおいては例えばシリンドリカルレンズなどによる非点収差法によりフォーカスサーボ信号を得ることができ、またサーボガイド層９上に形成されたサーボマークＴを読み取ることによってプッシュプル方式のトラッキングエラー信号などを得ることもできる。また、ピット列などで形成されたアドレス信号なども読み取ることができる。
このように、サーボ制御は、対物レンズモジュールＯＢＭを介して、サーボビームＳＶＢをサーボガイド層９上のトラックに光スポットとして集光させ、かつ、その反射光を光検出器ＰＤへ導き、そこで検出された信号に応じて対物レンズモジュールＯＢＭを対物レンズ駆動部３６のアクチュエータで駆動することにより、行われる。
図３５に示すように、波長選択性反射層５がサーボガイド層９よりも対物レンズＯＢ側（光照射側）にあるため信号光及び参照光が反射されるので、サーボガイド層９のサーボ構造（サーボマークＴ）による信号光及び参照光の回折光が生じないため、これにより回折光の影響が低減され、ＳＮのよいホログラム再生が可能である。
＜記録再生動作＞
レーザ光源ＬＤ１の射出光がコリメータレンズＣＬ１により平行光に変換され、これが空間光変調器ＳＬＭ、偏光ビームスプリッタＰＢＳに順に入射する。記録時には環状領域で記録すべきページデータを表示し中央領域で無変調とした空間光変調器ＳＬＭで分割され参照光ＲＢ及び信号光ＳＢとなった平行光は、それぞれ偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され１／４波長板１／４λ及びミラーＭＲで反射され、再び偏光ビームスプリッタＰＢＳに戻りこれを透過する。透過した参照光ＲＢ及び信号光ＳＢは収差補正液晶パネルＬＣＰへ入射する。
記録時には、図３５に示す収差補正液晶パネルＬＣＰの中央補正領域ＰＬＣＣＲ及び環状周囲領域ＰＬＣＰの透明電極に同一電圧を印加することで、ともにをオン状態とする。よって収差補正液晶パネルＬＣＰでの偏光作用が発生せず、透過する信号光ＳＢ及び参照光ＲＢは偏光作用を受けず、それらの偏光方向（紙面平行）は変わらない。
収差補正液晶パネルＬＣＰを透過した信号光ＳＢ及び参照光ＲＢは互いに偏光方向が同一のまま対物レンズモジュールＯＢＭに入射する。信号光ＳＢは凹レンズ光学素子ＣＣＶの作用を受けないために本来の対物レンズＯＢの焦点に集光し、参照光ＲＢは凹レンズ作用を受け当該焦点より更に遠方に集光する。
ホログラム記録担体２の波長選択性反射層５は記録再生用レーザの波長の光線を反射するように設定されているので、信号光ＳＢは波長選択性反射層５上に集光して反射される。一方、参照光ＲＢはデフォーカスした状態にて波長選択性反射層５で反射される。信号光ＳＢと入射する参照光ＲＢとで重なる領域が生じ、この領域で参照光ＲＢと信号光ＳＢの干渉が発生する。この領域（信号光ＳＢの焦点より対物レンズ側でかつ、入射する参照光ＲＢと信号光ＳＢとがオーバーラップしている領域）にホログラム記録層７を配置することで、ホログラム記録層７にホログラムが記録される。
再生時には図３６に示すように、レーザ光源ＬＤ１の射出光を、空間光変調器ＳＬＭの環状領域で遮光し中央領域で光軸を含む光束のみ無変調で透過させ、参照光ＲＢを生成する。記録時と同様の光路をたどって参照光ＲＢを収差補正液晶パネルＬＣＰの中央補正領域ＰＬＣＣＲに到達せしめる。ここで収差補正液晶パネルＬＣＰの位相調整部の複数の分割透明電極へ参照光に生じる収差の分布形状に応じた補正電圧を印加するとともに、環状周囲領域ＰＬＣＰＲをオフ状態（電圧印加をしない）とし、中央補正領域ＰＬＣＣをオン状態のままにする。参照光ＲＢは偏光方向が紙面平行のままホログラム記録層７に入射するので、再生される再生光も記録時の信号光と同じ発散及び収束する光束でかつ紙面平行の偏光方向となる。よって、再生光は収差補正液晶パネルＬＣＰの環状周囲領域ＰＬＣＰＲを透過するため偏光作用を受け偏光方向が紙面垂直となる。一方、参照光ＲＢは紙面平行のまま波長選択性反射層５で反射されるが液晶での偏光作用がないので再生光とは偏光方向が異なることになる。よって再生光の偏光を変えるので、紙面垂直なため偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されるが、信号光ＳＢはこれを透過される。分離された再生光は検出系の４ｆレンズｆｄ及びｆｅを介して像センサＩＳの受光面で結像して、再生像が得られ、像センサＩＳが再生信号を出力する。
＜ホログラム記録再生方法＞
図３４の本実施形態において、ホログラム記録再生方法について説明する。
ホログラム記録時で決まった収差補正量であり再生光の偏光を変える場合、ホログラムの記録は図３７に示すフローチャートに従って行われる。
先ず、ホログラム記録担体が装置に装填された後、フォーカス／トラッキング（ｚｘ方向）サーボ及びスピンドルサーボを動作せしめて、対物レンズの焦点がホログラム記録担体の所定のサーボマーク位置情報を取得して（ステップＳ１）、位置に合うように記録エリアへピックアップを移動せしめる（ステップＳ２）。
次に、ポジションサーボ（ｙ方向）を動作せしめて、光ビームと記録層７とを相対的に静止した状態とする（ステップＳ３）。
次に、参照光及び信号光をホログラム記録担体に照射する際に、参照光収差補正用の補正電圧は印加せずに（ステップＳ４）、収差補正液晶パネルＬＣＰの中央補正領域ＰＬＣＣＲ及び環状周囲領域ＰＬＣＰの透明電極に同一電圧を印加してオン状態とする（ステップＳ５）。そして、所定量の記録されるべき情報データを空間光変調器に供給し、レーザ光の出力を上昇させて信号光及び参照光をホログラム記録担体に照射してホログラム記録を開始する（ステップＳ６）。
次に、情報データの記録継続又は終了を判別して（ステップＳ７）、継続であればステップＳ２へ戻り、記録終了であれば終了する。
ホログラム再生時で決まった収差補正量であり再生光の偏光を変える場合、ホログラムの再生は図３８に示すフローチャートに従って行われる。
先ず、ホログラム記録担体が装置に装填された後、フォーカス／トラッキング（ｚｘ方向）サーボ及びスピンドルサーボを動作せしめて、対物レンズの焦点がホログラム記録担体の所定のサーボマーク位置情報を取得して（ステップＳ１１）、位置に合うように再生エリアへピックアップを移動せしめる（ステップＳ１２）。
次に、ポジションサーボ（ｙ方向）を動作せしめて、光ビームと記録層７とを相対的に静止した状態とする（ステップＳ１３）。
次に、参照光のみをホログラム記録担体に照射する際に、参照光収差補正用の補正電圧は印加して、参照光領域では収差補正を行う（ステップＳ１４）。同時に、収差補正液晶パネルＬＣＰの中央補正領域ＰＬＣＣＲをオン状態とし環状周囲領域ＰＬＣＰ（信号光領域）をオフ状態とする（ステップＳ１５）ので、再生光が偏光により分離可能となる。この参照光の収差補正においては、記録層７の未記録／記録による状態変化はあらかじめ制御回路３７のメモリに記録されていてそれに応じた収差補正量を収差補正部４０が収差補正液晶駆動回路ＬＣＰＤへ出力し、これにより収差補正液晶パネルＬＣＰが参照光の収差補正を行う。ここでは特にホログラム記録担体特有の問題、例えばホログラム記録担体の収縮や屈折率の変化による収差を補正する。よって、ホログラム記録担体の記録層の特性によって記録後に記録層の屈折率などが変化する量があらかじめ見込まれている場合に有効である。
次に、レーザ光の出力を上昇させて参照光のみをホログラム記録担体に照射してホログラム再生を開始する（ステップＳ１６）。
次に、情報データの再生継続又は終了を判別して（ステップＳ１７）、継続であればステップＳ１２へ戻り、再生終了であれば終了する。
なお、図３７及び図３８に示すプロセスにおいて、再生光の偏光を変える必要のない場合は、ステップＳ５及びステップＳ１５の工程を省き、収差補正液晶パネルＬＣＰすべてオン状態に維持しておけばよい。
ポログラム再生時に収差補正量を再生信号の品質で決める場合、ホログラムの再生は図３９に示すフローチャートに従って行われる。
先ず、ステップＳ２１〜ステップＳ２３までは図３８に示す記録プロセスと同様に実行する。
次に、低出力レーザ光の参照光のみをホログラム記録担体に照射してホログラム再生を開始する（ステップＳ２４）。
次に、参照光収差補正用の補正電圧は印加して、参照光領域では収差補正を行う状態とする（ステップＳ２５）。
次に、収差補正量を再生信号の品質を評価するために、再生された画像のＳＮＲ又はエラーレートを取得する（ステップＳ２６）。たとえば、記録層７に記録されているページデータは、空間光変調器ＳＬＭの入射光を透過せしめるピクセルを“１”として白レベルで表し、入射光を遮蔽せしめるピクセルを“０”として黒レベルで表すこととして記録されているので、再生された画像のＳＮＲは下記式で算出される。
2007026588.tif 000003
（式中、ｍ１は黒レベルの平均光量を、ｍ２は白レベルの平均光量を、σ１は黒レベルの標準偏差を、σ２は白レベルの標準偏差を、それぞれ示す。）
次に、取得された画像のＳＮＲ又はエラーレートが制御回路３７のメモリにあらかじめ記録されている所定値を超えるか否かで、最適補正値探索を行う（ステップＳ２７）。取得値が所定値未満であれば継続してステップＳ２４に戻り、取得値が所定値を超えれば探索終了として、次へ移行し、参照光収差補正値を決定する（ステップＳ２８）。
次に、参照光収差補正値に基づき参照光領域で収差補正を行いつつ、レーザ光の出力を上昇させて参照光のみをホログラム記録担体に照射してホログラム再生を開始する（ステップＳ２９）。
次に、情報データの再生継続又は終了を判別して（ステップＳ３０）、継続であればステップＳ２２へ戻り、再生終了であれば終了する。
ここでは特にホログラム記録担体特有の収縮や屈折率の変化による収差をホログラム記録担体の記録状態に応じて補正するので、種々のホログラム記録担体の再生に有効である。また、ホログラム記録担体の収縮などによってホログラムの読み取り品位が低下する場合には参照光の波面制御が効果的と思われるがそれを実施した場合にサーボビームまでもその作用を受けると不具合が生じることが予想される。そのためにサーボビームには液晶の収差補正効果が作用しないようにすることは効果がある。
以上のように、収差補正液晶パネルＬＣＰの透明電極はホログラム記録担体などに歪みや厚みの誤差、傾きなどが生じた場合にその収差に応じた補正を行うのに適した分割になっているので、参照光の収差補正を行うことができる。
このように、先行技術ではホログラム記録用の参照光は平行光束であるが、本実施形態では、特定の対物レンズモジュールにより信号光及び参照光をそれら焦点位置を異ならすように発散又は収束光とするとともに、収差補正液晶パネルなどの特定の収差補正装置を用いて記録時と再生時に行う偏光状態の切り替える構成としている。また、この対物レンズモジュールにおいては対物レンズとの組み合わせる特定光学素子により、記録再生のレーザ波長とは異なる波長を用いるサーボビームにおいて、ホログラム記録担体のサーボガイド層上で収差無く集光するように設定されている。さらに、従来技術では記録再生で光学系を変更する必要があったが、本実施形態では収差補正液晶パネルに印加する電圧をコントロールすることで同一の効果を得ることができる。
また従来技術では参照光が平行光であるため、シフト多重記録が不可能であり記録容量が少なかった。しかしながら本実施形態では参照光ＲＢを収束光にしてシフト多重可能にしたことで高品位な再生信号を得ることができる。このことは、記録後にホログラム記録層の収縮や屈折率変化などによって記録時の参照光の波面と再生時の参照光の波面が異なってしまう場合などに特に有効である。また、サーボビームＳＶＢの波長において光学素子と対物レンズの組み合わせによって収差が除去されているので、サーボ信号の再生が良好に行える。
さらに、サーボビームの合成光路を検出系の４ｆ系内に配置することで省スペース化を実現でき、集光系中に合成プリズムを配置できるのでプリズムなどの有効径を小さくすることができる。
＜他のピックアップ変形例＞
図４０に他のピックアップの構成を示す。
このピックアップは、図３４に示すピックアップにおけるミラーＭＲ、１／４波長板１／４λ及び４ｆレンズｆｃを取り除き、これらの位置に、透過型の空間光変調器ＳＬＭに代えて、反射型の偏光空間光変調器ＰＳＬＭを配置して、ホログラム記録再生用レーザ光源ＬＤ１からの光束を偏光ビームスプリッタＰＢＳを経て偏光空間光変調器ＰＳＬＭへ入射してその反射光を用いる以外、上記ピックアップ２３と同一である。よって、記録再生動作も上記ピックアップ２３と同様に行われる。
偏光空間光変調器ＰＳＬＭは、図４１に示すように、光軸近傍で光軸を含む中央領域Ａとその周囲の光軸を含まない空間光変調領域Ｂとに分割されているいわゆるＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）装置である。反射される光束に９０度回転する偏光の変調が与えられ、偏光空間光変調器ＰＳＬＭが光束を反射した時点で光束は空間光変調領域Ｂの空間変調された信号光ＳＢと中央領域Ａの空間変調されない参照光ＲＢに同軸上にて分離される。
偏光空間光変調器ＰＳＬＭは、マトリクス状に分割された複数の画素電極を有する液晶パネルなどで電気的に入射光の一部を画素毎に偏光する機能を有する。この偏光空間光変調器ＰＳＬＭは空間光変調器駆動回路２６に接続され、これからの記録すべきページデータに基づいた分布を有するように光束偏光を変調して、環状断面の信号光ＳＢを生成する。また、偏光空間光変調器ＰＳＬＭは入射及び反射で同一偏光を維持することもできるので、空間光変調領域Ｂのみで変調状態を維持したまま反射状態とする制御を行えば、偏光ビームスプリッタＰＢＳとの組み合わせでシャッタとして機能して、中央領域Ａの空間変調されない参照光のみを対物レンズモジュールＯＢＭへ供給できる。
【図１】
2007026588.tif 000004
【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】
2007026588.tif 000038
【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
2007026588.tif 000043
【図４１】
2007026588.tif 000044
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月29日(2007.6.29)
【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】
参照光及び信号光の光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体へ情報を記録又は再生する光ピックアップ装置であって、
可干渉性光を発生する光源と、
前記可干渉性光の光軸上に配置された中央領域と前記中央領域を囲むように配置された環状領域とからなり、前記可干渉性光の前記中央領域の通過成分と前記環状領域の通過成分とを空間的に分離して参照光と信号光とを生成して共軸に同一方向に伝搬させる空間光変調器と、
光軸上に配置されかつ前記信号光及び前記参照光を前記ホログラム記録層へ向け共軸に照射するとともに、前記参照光及び前記信号光を互いに異なる焦点に集光させる対物レンズ光学系と、
光軸上に配置されかつ前記参照光が前記ホログラム記録層に照射された際に前記ホログラム記録層から前記対物レンズ光学系を介して戻る光を受光する像検出手段と、
光軸上に配置された中央補正領域と前記中央補正領域を囲むように配置された環状周囲領域とからなり、前記中央補正領域及び前記環状周囲領域の少なくとも一方が通過光束の波面収差を補正する複数の透明電極を備える透過型の液晶装置からなる収差補正装置と、を含み、
前記収差補正装置は前記中央補正領域及び前記環状周囲領域の通過成分の偏光面の回転角度を互いに異ならしめることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、前記中央領域は貫通開口又は透明材料からなることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、前記中央領域も透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、記録時に前記中央領域が透光状態であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記中央補正領域は前記透過型の液晶装置からなり、記録時及び再生時の少なくとも一方に前記通過光束の波面収差を補正することを特徴とする請求項２〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
再生時のみに前記通過光束の波面収差を補正することを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、前記環状領域は貫通開口又は透明材料からなることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、前記環状領域も透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、記録時に前記環状領域が透光状態であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記環状周囲領域は前記透過型の液晶装置からなり、記録時及び再生時の少なくとも一方に前記通過光束の波面収差を補正することを特徴とする請求項６〜７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
再生時のみに前記通過光束の波面収差を補正することを特徴とする請求項８記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
（削除）
【請求項１１】
前記対物レンズ光学系は、集光レンズに一体となってその屈折面に同軸に形成された凸若しくは凹レンズ又は凸若しくは凹レンズ作用を有するフレネルレンズ面若しくは回折格子を有する２焦点レンズであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記対物レンズ光学系は、集光レンズと前記集光レンズと同軸に配置された凸若しくは凹レンズ又は凸若しくは凹レンズ作用を有するフレネルレンズ面若しくは回折格子を有する透過型の光学素子であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記複数の透明電極は、前記光軸を中心に同心円のパターンで配置されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記複数の透明電極は、前記光軸に垂直な直線に対称でかつ当該直線を含む間隙で分割された内側及び外側の領域のパターンで配置されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
参照光及び信号光の光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録担体へ情報を記録又は再生するホログラム記録再生システムであって、
可干渉性光から、参照光と、記録情報に応じて前記可干渉性光を変調した信号光と、を生成する光生成手段と、
前記参照光及び前記信号光のいずれか一方を光軸上に、他方を前記一方の周囲に環状に、互いに空間的に分離して同軸に同一方向に伝搬させ、対物レンズ光学系を介して、前記参照光及び前記信号光を互いに光軸上の異なる焦点に集光させ、前記参照光及び信号光を干渉させる干渉手段と、
前記異なる焦点のうち前記対物レンズ光学系に近い焦点側に位置するホログラム記録層を有するホログラム記録担体と、
前記異なる焦点のうち前記対物レンズ光学系に遠い焦点側に位置する反射層と、
光軸上に配置されかつ前記参照光が前記ホログラム記録層に照射された際に前記ホログラム記録層から前記対物レンズ光学系を介して戻る光を受光する像検出手段と、
光軸上に配置された中央補正領域と前記中央補正領域を囲むように配置された環状周囲領域とからなり、前記中央補正領域及び前記環状周囲領域の少なくとも一方が通過光束の波面収差を補正する複数の透明電極を備える透過型の液晶装置からなる収差補正装置と、
前記複数の透明電極の各々へ、情報の記録又は再生の際に補正電圧を供給する収差補正液晶駆動回路と、を含み、
前記収差補正装置は情報の記録又は再生の際に前記偏光面の回転角度を互いに異ならしめる機能を有し、前記収差補正液晶駆動回路は、前記収差補正装置に対して前記中央補正領域及び前記環状周囲領域の通過成分の偏光面の回転角度を互いに異ならしめる制御をなすことを特徴とするホログラム記録再生システム。
【請求項１６】
前記ホログラム記録層は、前記参照光及び前記信号光のいずれか一方が前記反射層上でデフォーカス状態となりかつ反射されて前記他方と交差し干渉して回折格子を生成するに足りる膜厚を、有することを特徴とする請求項１５記載のホログラム記録再生システム。
【請求項１７】
前記ホログラム記録担体は、前記ホログラム記録層及び前記反射層の間に分離層を積層した一体物として形成されたことを特徴とする請求項１５〜１６のいずれかに記載のホログラム記録再生システム。
【請求項１８】
（削除）
【請求項１９】
前記複数の透明電極は、前記光軸を中心に同心円のパターンで配置され、前記収差補正液晶駆動回路は、補正すべき球面収差に応じた補正電圧を供給することを特徴とする請求項１５〜１８のいずれかに記載のホログラム記録再生システム。
【請求項２０】
前記複数の透明電極は、前記光軸に垂直な直線に対称でかつ当該直線を含む間隙で分割された内側及び外側の領域のパターンで配置され、前記収差補正液晶駆動回路は、補正すべきコマ収差に応じた補正電圧を供給することを特徴とする請求項１５〜１８のいずれかに記載のホログラム記録再生システム。
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月28日(2008.2.28)
【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】
参照光及び信号光の光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体へ情報を記録又は再生する光ピックアップ装置であって、
可干渉性光を発生する光源と、
前記可干渉性光の光軸上に配置された中央領域と前記中央領域を囲むように配置された環状領域とからなり、前記可干渉性光の前記中央領域の通過成分と前記環状領域の通過成分とを空間的に分離して参照光と信号光とを生成して共軸に同一方向に伝搬させる空間光変調器と、
光軸上に配置されかつ前記信号光及び前記参照光を前記ホログラム記録層へ向け共軸に照射するとともに、前記参照光及び前記信号光を互いに異なる焦点に集光させる対物レンズ光学系と、
光軸上に配置されかつ前記参照光が前記ホログラム記録層に照射された際に前記ホログラム記録層から前記対物レンズ光学系を介して戻る光を受光する像検出手段と、
光軸上に配置された中央補正領域と前記中央補正領域を囲むように配置された環状周囲領域とからなり、前記中央補正領域及び前記環状周囲領域の少なくとも一方が通過光束の波面収差を補正する複数の透明電極を備える透過型の液晶装置からなる収差補正装置と、を含み、
前記収差補正装置は前記中央補正領域及び前記環状周囲領域の通過成分の偏光面の回転角度を互いに異ならしめることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、前記中央領域は貫通開口又は透明材料からなることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、前記中央領域も透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、記録時に前記中央領域が透光状態であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記中央補正領域は前記透過型の液晶装置からなり、記録時及び再生時の少なくとも一方に前記通過光束の波面収差を補正することを特徴とする請求項２〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
再生時のみに前記通過光束の波面収差を補正することを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、前記環状領域は貫通開口又は透明材料からなることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、前記環状領域も透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、記録時に前記環状領域が透光状態であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記環状周囲領域は前記透過型の液晶装置からなり、記録時及び再生時の少なくとも一方に前記通過光束の波面収差を補正することを特徴とする請求項６〜７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
再生時のみに前記通過光束の波面収差を補正することを特徴とする請求項８記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記対物レンズ光学系は、集光レンズに一体となってその屈折面に同軸に形成された凸若しくは凹レンズ又は凸若しくは凹レンズ作用を有するフレネルレンズ面若しくは回折格子を有する２焦点レンズであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記対物レンズ光学系は、集光レンズと前記集光レンズと同軸に配置された凸若しくは凹レンズ又は凸若しくは凹レンズ作用を有するフレネルレンズ面若しくは回折格子を有する透過型の光学素子であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記複数の透明電極は、前記光軸を中心に同心円のパターンで配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記複数の透明電極は、前記光軸に垂直な直線に対称でかつ当該直線を含む間隙で分割された内側及び外側の領域のパターンで配置されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
参照光及び信号光の光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録担体へ情報を記録又は再生するホログラム記録再生システムであって、
可干渉性光から、参照光と、記録情報に応じて前記可干渉性光を変調した信号光と、を生成する光生成手段と、
前記参照光及び前記信号光のいずれか一方を光軸上に、他方を前記一方の周囲に環状に、互いに空間的に分離して同軸に同一方向に伝搬させ、対物レンズ光学系を介して、前記参照光及び前記信号光を互いに光軸上の異なる焦点に集光させ、前記参照光及び信号光を干渉させる干渉手段と、
前記異なる焦点のうち前記対物レンズ光学系に近い焦点側に位置するホログラム記録層を有するホログラム記録担体と、
前記異なる焦点のうち前記対物レンズ光学系に遠い焦点側に位置する反射層と、
光軸上に配置されかつ前記参照光が前記ホログラム記録層に照射された際に前記ホログラム記録層から前記対物レンズ光学系を介して戻る光を受光する像検出手段と、
光軸上に配置された中央補正領域と前記中央補正領域を囲むように配置された環状周囲領域とからなり、前記中央補正領域及び前記環状周囲領域の少なくとも一方が通過光束の波面収差を補正する複数の透明電極を備える透過型の液晶装置からなる収差補正装置と、
前記複数の透明電極の各々へ、情報の記録又は再生の際に補正電圧を供給する収差補正液晶駆動回路と、を含み、
前記収差補正装置は情報の記録又は再生の際に偏光面の回転角度を互いに異ならしめる機能を有し、前記収差補正液晶駆動回路は、前記収差補正装置に対して前記中央補正領域及び前記環状周囲領域の通過成分の偏光面の回転角度を互いに異ならしめる制御をなすことを特徴とするホログラム記録再生システム。
【請求項１５】
前記ホログラム記録層は、前記参照光及び前記信号光のいずれか一方が前記反射層上でデフォーカス状態となりかつ反射されて前記他方と交差し干渉して回折格子を生成するに足りる膜厚を、有することを特徴とする請求項１４記載のホログラム記録再生システム。
【請求項１６】
前記ホログラム記録担体は、前記ホログラム記録層及び前記反射層の間に分離層を積層した一体物として形成されたことを特徴とする請求項１４〜１５のいずれかに記載のホログラム記録再生システム。
【請求項１７】
前記複数の透明電極は、前記光軸を中心に同心円のパターンで配置され、前記収差補正液晶駆動回路は、補正すべき球面収差に応じた補正電圧を供給することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれかに記載のホログラム記録再生システム。
【請求項１８】
前記複数の透明電極は、前記光軸に垂直な直線に対称でかつ当該直線を含む間隙で分割された内側及び外側の領域のパターンで配置され、前記収差補正液晶駆動回路は、補正すべきコマ収差に応じた補正電圧を供給することを特徴とする請求項１４〜１６のいずれかに記載のホログラム記録再生システム。
【国際調査報告】
2007026588.tif 000045
2007026588.tif 000046
2007026588.tif 000047