(57)【要約】【課題】  光学系の再生時の光学効率を向上させて再生転送速度を高速化することが可能な光情報記録再生装置を提供する。【解決手段】  光ビームの戻り光を除去する光学素子（例えば光アイソレータを指す）を、光情報記録媒体へ情報を記録するときは光ビームが通過し、光情報記録媒体の情報を再生するときは光ビームが通過しないように配置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィを用いて光情報記録媒体に情報を記録し、前記光情報記録媒体から情報を再生する光情報記録再生装置において、
光ビームを出射する光源と、
前記光ビームを、情報記録時に光ビームが通る第一の光路と情報再生時に光ビームが通る第二の光路に分岐する光分岐素子と、
前記第一の光路上に配置され、前記光源から出射した光ビームの一部が前記光源に戻るのを防ぐ光アイソレータを含む第一の光学系と、
前記第二の光路上に配置される第二光学系と、
を備え、
前記光分岐素子は、記録時と再生時とで前記光ビームが通る光学系を、第一の光学系または第二の光学系に切り替える、光情報記録再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光情報記録再生装置において、
前記第一の光学系は、前記光ビームの高周波の高周波成分を除去するピンホールを備えることを特徴とする、光情報記録再生装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光情報記録再生装置において、
前記第一の光学系は、前記光ビームの高周波ノイズ成分を除去する第１のピンホールを備え、
前記第二の光学系は、前記光ビームの高周波ノイズ成分を除去する第２のピンホールを備え、
前記第２のピンホールの開口径は前記第１のピンホールの開口径よりも大きいことを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項４】
ホログラフィを用いて光情報記録媒体に情報を記録し、前記光情報記録媒体から情報を再生する光情報記録再生装置において、
光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射した光ビームの一部が前記光源に戻るのを防ぐ光アイソレータと、
前記光アイソレータを制御する光アイソレータ制御部と、
を備え、
前記光アイソレータ制御部は、情報記録時に、前記光源から出射した光ビームが前記光アイソレータに入射するように前記光アイソレータを配置することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光情報記録再生装置において、
前記光アイソレータを通過した光ビームが入射するリレーレンズと、
前記光ビームの高周波ノイズ成分を除去するピンホールと、
前記ピンホールを制御するピンホール制御部と、
を備え、
前記ピンホール位置制御部は、情報記録時に、前記光ビームが前記リレーレンズによって集光する位置に前記ピンホールを配置することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光情報記録再生装置において、
前記ピンホールは、開口径が変更可能であり、
前記ピンホール制御部は、前記ピンホールの開口径を制御し、
前記ピンホール制御部は、情報再生時の前記ピンホールの開口径を、情報記録時の前記ピンホール開口径よりも大きくすることを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項７】
請求項１に記載の光情報記録再生装置において、
前記第二光学系は、記録と再生の切り替えによって生じる光軸ずれを補正する光軸補正素子を備えることを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項８】
請求項４に記載の光情報記録再生装置において、
記録時と再生時とで発生する光軸ずれを補正する光軸補正素子を備えることを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項９】
ホログラフィを用いて光情報記録媒体に情報を記録し、前記光情報記録媒体から情報を再生する光情報記録再生装置において、
光ビームを出射する光源と、
前記光ビームを、情報記録時に光ビームが通る第一の光路と情報再生時に光ビームが通る第二の光路に分岐する光分岐素子と、
前記光源から出射した光ビームの一部が前記光源に戻るのを防ぐ光アイソレータと、
を備え、
情報記録時は前記光ビームが前記光アイソレータを通過し、情報再生時は前記光ビームが前記光アイソレータを通過しないように前記光分岐素子によって光路を切り替えることを特徴とする光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号光と参照光との干渉パターンをページデータとして光情報記録媒体に情報を記録し、光情報記録媒体から情報を再生する光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラム記録再生技術として、例えば特開２０１４−３２７２７号公報（特許文献１）がある。本公報には、課題として「損失光を低減し、光利用効率を向上して高品質な再生データ及び高速な記録／再生が可能なホログラム用光ピックアップ装置と光情報記録再生装置を提供する。」と記載されており、その解決手段として、「光ビームを出射する光源と、光源から出射した光ビームを信号光と参照光に分岐する分岐素子と、光情報記録媒体に入射する参照光の角度を変えるための角度可変素子と、信号光に情報を付加するための空間光変調器と、光情報記録媒体に信号光を照射するための対物レンズと、光情報記録媒体に参照光を照射したときに光情報記録媒体内の記録領域から発生する回折光を検出するための撮像素子とを備える。さらに、前記参照光の光束を所望の形状及び／又は光束径に整形可能な光学素子を備え、前記光学素子で光束の形状及び／又は光束径を制御することで、前記光情報記録媒体を照射する前記参照光の光束の形状及び／又は光束径を制御する。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−３２７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ホログラム記録再生技術において、記録再生の転送速度を高速化するための手段の１つとして、ホログラム光学系の光学効率を向上させることがある。特許文献１に記載の技術では、参照光の光束をビームシェーパやビームエキスパンダレンズなどを用いて所望の形状もしくは光束径に整形することで、信号光が形成するホログラムに寄与する領域のみ照射している。これによって光学効率の向上を実現している。
【０００５】
しかしながら、ホログラム記録再生装置は、さらなる転送速度の高速化を求められており、特にアーカイブで蓄えた情報を瞬時に読み出したいといったユーザの需要があるため、再生転送速度の高速化が重要な課題である。現状の光学系は光学効率を低下させる光学素子が多く存在するため、光学部品の配置を最適にすることで光学効率を改善する必要がある。
【０００６】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、光学系の再生時の光学効率を向上させて再生転送速度を高速化することが可能な光情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、例えば請求項の範囲に記載の発明により解決される。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、ホログラフィを用いて光情報記録媒体に情報を記録し、前記光情報記録媒体から情報を再生する光情報記録再生装置において、光ビームを出射する光源と、前記光ビームを、情報記録時に光ビームが通る第一の光路と情報再生時に光ビームが通る第二の光路に分岐する光分岐素子と、前記第一の光路上に配置され、前記光源から出射した光ビームの一部が前記光源に戻るのを防ぐ光アイソレータを含む第一の光学系と、前記第二の光路上に配置される第二光学系と、を備え、前記光分岐素子は、記録時と再生時とで前記光ビームが通る光学系を、第一の光学系または第二の光学系に切り替える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光学系の記録時の参照光の光学効率より再生時の参照光の光学効率を向上させて再生転送速度を高速化することが可能な、光ピックアップ装置およびそれを備えた光情報記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の光ピックアップ装置の光学系構成における記録時の伝搬の様子表す概略図
【図２】実施例１の光ピックアップ装置の光学系構成における再生時の様子表す概略図
【図３】再生時のコントラスト比とＳＮＲの関係を表すグラフ
【図４】ＯＮピクセルとＯＦＦピクセルの強度と頻度の関係を表すグラフ
【図５】実施例２の光ピックアップ装置の光学系構成において、再生時における光ビームの伝搬の様子表す概略図
【図６】ピンホール径と光学効率の関係を表すグラフ
【図７】再生時のピンホール径とＳＮＲの関係を表すグラフ
【図８ａ】実施例３において、記録時に光ビームが伝搬する光路に配置されたリレーレンズとピンホール径の関係を表す概略図
【図８ｂ】実施例３において、再生時に光ビームが伝搬する光路に配置されたリレーレンズとピンホール径の関係を表す概略図
【図９】実施例４の光ピックアップ装置の光学系構成における記録時の様子表す概略図
【図１０】実施例４の光ピックアップ装置の光学系構成における再生時の様子表す概略図
【図１１】実施例５の光ピックアップ装置の光学系構成における記録時の様子表す概略図
【図１２】実施例５の光ピックアップ装置の光学系構成における再生時の様子表す概略図
【図１３ａ】実施例６において、リレーレンズとピンホール径の記録時の関係を表す概略図
【図１３ｂ】実施例６において、リレーレンズとピンホール径の記録時の関係を表す概略図
【図１４】実施例７の光ピックアップ装置の光学系構成における再生時の様子表す概略図
【図１５】実施例７の光ピックアップ装置の別の光学系構成を表す概略図
【図１６】光情報記録再生装置の一例を表す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、実施例１の光ピックアップ装置１１の光学系構成の一例であり、記録時における光ビームの伝搬の様子を示している。光源３００を出射した光ビームはコリメートレンズ３０１によって平行光に変換され、２分の１波長板３３０に入射する。２分の１波長板３３０によって、光ビームの偏光は所望の方向に制御できるので、記録時はＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）プリズム３３１で反射する偏光に変換する。
【００１２】
２分の１波長板３３０を透過、ＰＢＳプリズム３３１を反射した光ビームは、ミラー３３２を反射後、光アイソレータ３０２に入射する。光アイソレータとは、光学素子表面等での反射によって反射光が光源に戻るのを防止するための素子である。光源へ戻り光が入射すると光の発振状態が不安定となり、信号光と参照光との干渉具合が変化して良質なホログラムが形成できないため、光アイソレータはそれを防ぐ役割を果たしている。光アイソレータ３０２を通過した光ビームは、シャッタ３０３に入射する。
【００１３】
シャッタ３０３が開いている時は、光ビームはシャッタ３０３を通過し、リレーレンズ３３３とピンホール３３４を通過する。リレーレンズ３３３とピンホール３３４は、光源３００の高周波ノイズ成分を除去する役割を果たしている。光源３００は、光学部品の欠陥や埃等の影響で、理想的なガウシアン強度分布に周波数の高い強度ばらつきが生じる。この高周波成分の強度ばらつきはホログラム形成におけるノイズ要因となる。そこで、図１に示すようにリレーレンズ３３３で光ビームを集光させると、理想ガウシアンのような低周波成分は光軸中心に強度分布が集中するが、高周波成分は光軸中心から所定量ずれた位置に集光する。その位置に適切な有効径のピンホール３３４を配置することで、高周波成分を除去することができる。
【００１４】
高周波ノイズ成分を除去した光ビームは、例えば２分の１波長板などで構成される光学素子３０４によってｐ偏光とｓ偏光の光量比が所望の比になるようになど偏光方向が制御された後、ＰＢＳプリズム３０５に入射する。
【００１５】
ＰＢＳプリズム３０５を透過した光ビームは信号光３０６として働き、ビームエキスパンダ３０８によって光ビーム径が拡大された後、位相マスク３０９、リレーレンズ３１０、ＰＢＳプリズム３１１を透過して空間光変調器３１２に入射する。
【００１６】
空間光変調器３１２によって情報が付加された信号光は、ＰＢＳプリズム３１１を反射し、リレーレンズ３１３ならびに空間フィルタ３１４を伝播する。その後、信号光は対物レンズ３１５によって光情報記録媒体１に集光する。
【００１７】
一方、ＰＢＳプリズム３０５を反射した光ビームは参照光３０７として働き、２分の１波長板３３９でＰＢＳプリズム３３８を透過する偏光に変換されたあと、ＰＢＳプリズム３３８を透過する。その後、偏光方向変換素子３１６によって記録時または再生時に応じて所定の偏光方向に設定され、ミラー３１７ならびにミラー３１８を経由してガルバノミラー３１９に入射する。ガルバノミラー３１９はアクチュエータ３２０によって角度を調整可能のため、レンズ３２１とレンズ３２２を通過した後に光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を、所望の角度に設定することができる。なお、参照光の入射角度を設定するために、ガルバノミラーに代えて、参照光の波面を変換する素子を用いても構わない。
【００１８】
このように信号光と参照光とを光情報記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。また、ガルバノミラー３１９によって光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。
【００１９】
図２は、実施例１の光ピックアップ装置１１において再生時における光ビームの伝搬の様子を示している。記録した情報を再生する場合は、コリメートレンズ３０１を通過した光ビームを、２分の１波長板３３０を回転することで記録時とは直交する方向の偏光に変換し、ＰＢＳプリズム３３１を透過させる。ＰＢＳプリズム３３１を透過した光ビームは、リレーレンズ３３５とピンホール３３６で高周波ノイズ成分を除去した後に、再び２分の１波長板３３７で所定の方向の偏光に変換され、ＰＢＳプリズム３３８を反射する。
【００２０】
その後、光ビームは参照光３０７として光路を進行して光情報記録媒体１に入射し、光情報記録媒体１を透過した光ビームを、アクチュエータ３２３によって角度調整可能なガルバノミラー３２４にて反射させることで、その再生用参照光を生成する。
【００２１】
この再生用参照光によって再生された再生光は、対物レンズ３１５、リレーレンズ３１３ならびに空間フィルタ３１４を伝播する。その後、再生光はＰＢＳプリズム３１１を透過して光検出器３２５に入射し、記録した信号を再生することができる。光検出器３２５としては例えばＣＭＯＳイメージセンサーやＣＣＤイメージセンサーなどの撮像素子を用いることができるが、ページデータを再生可能であれば、どのような素子であっても構わない。
【００２２】
このように、本実施例では記録時は光ビームが光アイソレータ３０２を通過し、再生時は光ビームが光アイソレータを通過しない光学系構成としている。これについて、以下説明する。
【００２３】
光アイソレータは偏光方向を回転させるファラデー素子と２枚の偏光子で構成されており、アイソレーションの性能にもよるが、例えば３０ｄＢ程度のアイソレーションの場合は２０％程度の光量が損失するため、転送速度向上の妨げになっている。ゆえに、光アイソレータを削除することが、光学効率の向上ひいては転送速度改善に必要となっている。しかしながら、光アイソレータを削除すると信号光と参照光による干渉縞の変調度が下がるため、記録時に光アイソレータを削除することは困難である。一方、再生時は干渉縞を形成するわけではないので、光アイソレータ削除の可能性について考えようがある。
【００２４】
そこで、再生時に光の発振状態を変化させたときの再生品質を実機にて検討した。図３は、光ビームの再生時のコントラスト比と、再生信号のＳＮＲの関係を実機測定で求めたグラフである。横軸に示すコントラスト比とは、光ビームの干渉縞の変調度を表した指標で、一般的に戻り光が少ないときは光の発振状態が安定するために、干渉縞の変調度は高くなり、コントラスト比は大きくなる。一方、戻り光が多いときは光の発振状態が不安定になるために、干渉縞の変調度は低くなり、コントラスト比は小さくなるという特徴を持っている。
【００２５】
縦軸に示すＳＮＲは再生したホログラムの再生品質を表す指標で、図４および数１にて定義される。図４は、記録される２次元データの強度と頻度の関係を示したグラフである。ホログラムデータは、一般的にＯＮピクセルとＯＦＦピクセルによって“１”と“０”を表し、図に示すようにそれぞれ所定の分布を持っている。ＯＮピクセルの強度の平均をμｏｎ、標準偏差をσｏｎ、ＯＦＦピクセルの強度の平均をμｏｆｆ、標準偏差をσｏｆｆとしたとき、ＳＮＲの定義式は数１で表すことができ、この式に従って再生品質を定量的に評価することが可能である。
【００２６】
【数１】
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図３より、再生時はコントラスト比が小さくなってもＳＮＲの劣化は見られないことがわかる。光アイソレータを削除した際のコントラスト比は最小でも０．４程度で、そのときのＳＮＲは５．５ｄＢ程度となる。ホログラム記録再生装置におけるシステム全体の公差を考慮したときに十分許容することができるレベルである。従って、光アイソレータは記録時のみ必須の光学素子であり、再生時は削除することが可能であることがわかった。
【００２７】
以上のように、本発明では図１および図２に示すように、記録時には光ビームが光アイソレータを通過する光路とし、再生時には光ビームが光アイソレータのない光路を通過する光学系構成としている。この構成によって、記録時は光アイソレータ３０２により、光学素子の反射による戻り光を防止することができるため、コントラスト比を大きくして記録するホログラムの性能を向上することが可能である。一方再生時は、光アイソレータ３０２による光の損失がなくなるため、再生時の転送速度を大幅に向上させることができ、かつ光ビームの再生時コントラスト比の劣化はＳＮＲに起因しないため、高い再生品質を保つことが可能である。
【実施例２】
【００２８】
図５は、光ピックアップ装置１１の光学系構成の第２の形態を示す。実施例１との違いは、再生時に光ビームが通過するリレーレンズ３３５にピンホール３３６を搭載していない点である。図５は再生時における光ビームの伝搬の様子を示しており、記録時の光ビームの伝搬経路は実施例１と同様である。
【００２９】
ピンホールは、高周波ノイズ成分を除去することができる一方で、光学効率が低下するという課題がある。図６は、ピンホール径に対するピンホールの光学効率を測定した結果を示す。縦軸は、ピンホールを通さない状態を１００％としたときの相対値である。今回検討した光学系で、所望の高周波ノイズ成分を除去できるピンホール径は１０μｍであるが、このときのピンホール光学効率は約８５％と１５％の光量損失があり、転送速度の高速化において課題になる。ピンホール径が大きくなるほど光学効率は改善されるので、高速化の観点では、ピンホールがない方が望ましい。
【００３０】
しかしながら、ピンホールを記録時に搭載しないと、高周波ノイズ成分によって光ビームの強度均一性が悪くなるので、信号光と参照光の干渉で生成するホログラムの記録品質は劣化する。一方、再生時は参照光でホログラムを干渉生成するわけではないので、ピンホール削除の可能性について考えようがある。そこで、再生時において再生品質に対してピンホール径の与える影響を見積もった。
【００３１】
図７は、再生時にピンホール径を変化させたときのＳＮＲを見積もったグラフである。計算に用いた主要な光学パラメータは、光ビーム波長λ＝４０５ｎｍ、対物レンズＮＡ＝０．６５、空間光変調器のＰｉｘｃｅｌ  Ｐｉｔｃｈ＝７．８μｍである。図７に示すように、再生時はピンホール径を大きくしてもＳＮＲの劣化量は小さいことがわかる。従って、再生時はピンホールを除去することが可能であることがいえる。
【００３２】
以上のように、本発明では図５に示すように、再生時に光ビームが光アイソレータとピンホールのない光路を通過する光学系構成としている。この構成によって、再生時は、光アイソレータ３０２とピンホールによる光の損失がなくなるため、再生時の転送速度を大幅に向上させることができ、かつ高い再生品質を保つことが可能である。
【００３３】
なお、リレーレンズ３３５はピンホール３３６のために光ビームを集光する役割以外に、光ビームの光束径を拡大縮小するという機能も備えているが、光束径を変化させない光学系のときは必ずしもリレーレンズ３３５を搭載する必要はない。例えば、リレーレンズ３３５を搭載しない光学系構成としてもよい。リレーレンズは色収差に対応するために複数のレンズで構成されているので、光学効率が９０％と１０％の光量損失があり、転送速度の高速化の課題になる。しかし、リレーレンズ３３５を搭載しない光学系構成とすることで、再生時の転送速度を高速化することが可能である。
【実施例３】
【００３４】
図１０は実施例１の別の形態で、図１０ａは、実施例１の光ピックアップ装置１１において記録時に光ビームが伝搬するリレーレンズ３３３とピンホール３３４の関係を、図１０ｂは、実施例１の光ピックアップ装置１１において再生時に光ビームが伝搬するリレーレンズ３３５とピンホール３３６の関係を、それぞれ示す。光学系構成は実施例１と同様であるが、本実施例ではピンホール３３４とピンホール３３６のピンホール径が異なる。
【００３５】
図６で示したように、ピンホール径は大きいほど光学効率が高くなるため、ピンホール径は大きい方が望ましい。一方で図７に示したように再生時のピンホール径を大きくすると、わずかながらＳＮＲは劣化する。そこで本実施例では、記録時のピンホール３３４のピンホール径Ｄ１と、記録時のピンホール３３４のピンホール径Ｄ２を異なる大きさとし、Ｄ１＜Ｄ２の関係とする。これにより、再生時の光学効率を従来よりも高くすることができるとともに、ＳＮＲの劣化量も非常に小さく抑えることが可能である。
【実施例４】
【００３６】
図１１及び図１２は、光ピックアップ装置１１の光学系構成の第４の形態を示す。図１１は実施例４の光ピックアップ装置１１において記録時における光ビームの伝搬の様子を、図１２は再生時における光ビームの伝搬の様子を、それぞれ示す。実施例３までとは異なり、小型化および低コスト化のために記録用と再生用の光路を共通化している。その一方で、光アイソレータ３０２の位置を変える光アイソレータ駆動機構３５０を備える。光アイソレータ駆動機構３５０は、図の破線内をＸ１方向に駆動する機能を持つ。
【００３７】
記録時は、図１１に示すように光アイソレータ駆動機構３５０を駆動して光アイソレータ３０２を光ビームの光軸上に配置する。この光アイソレータ３０２により、光アイソレータ３０２から光情報記録媒体１の間の光学素子の反射による戻り光を防止することができるため、記録するホログラムの記録品質を向上することが可能である。
【００３８】
再生時は、図１２に示すように光アイソレータ駆動機構３５０をＸ１方向に駆動して、光アイソレータ３０２を光ビームの光軸から離れた位置に配置させる。これにより、光アイソレータ３０２による光の損失がなくなるため、再生時の転送速度を大幅に向上させることができる。光アイソレータを省くことによって光ビームのコントラスト比は低下するが、図４で示したように再生時のコントラスト比劣化はＳＮＲ劣化に起因しないため、高い再生品質を保つことができる。なお、光アイソレータ駆動機構３５０は図面の上下方向に駆動する機構であるように説明したが、光アイソレータ３０２が記録時に光軸上に配置し、再生時に光軸から所定量離す構成であれば、どのような構成であっても構わない。例えば、光アイソレータ３０２を紙面に垂直な方向にシフトさせる機構であってもよい。
【実施例５】
【００３９】
図１３及び図１４は、光ピックアップ装置１１の光学系構成の第５の形態を示す。図１３は実施例５の光ピックアップ装置１１において記録時における光ビームの伝搬の様子を、図１４は再生時における光ビームの伝搬の様子を、それぞれ示す。実施例４との違いは、ピンホール３３４にピンホール駆動機構３５１を備えている点である。ピンホール駆動機構３５１は、ピンホール３３４を図中のＸ２方向に駆動する機能を持つ。
【００４０】
記録時は、図１３に示すように光アイソレータ駆動機構３５０を駆動して光アイソレータ３０２を光ビームの光軸上かつリレーレンズ３３３によって光ビームが集光する位置に配置する。光アイソレータ３０２により光学素子の反射による戻り光を防止することができ、ピンホール３３４により光ビームの高周波ノイズ成分を除去することができるので、記録するホログラムの記録品質を向上することが可能である。
【００４１】
再生時は、図１４に示すように光アイソレータ駆動機構３５０をＸ１方向に駆動して光アイソレータ３０２を光ビームの光軸から離れた位置に配置させ、かつピンホール駆動機構３５１をＸ２方向に駆動してピンホール３３４を光ビームの光軸から離れた位置に配置する。これにより、光アイソレータ３０２とピンホール３３４による光の損失がなくなるため、実施例６以上に再生時の転送速度を大幅に向上させることができる。図７で示したようにピンホール３３４を省くことによるＳＮＲ劣化は小さいため、高い再生品質を保つことができる。
【００４２】
なお、本実施例ではピンホール駆動機構３３４をＸ２方向に駆動するように制御しているが、この方向には限定されず、例えば紙面に垂直な方向にシフトしたり、回転制御したりしても何ら構わない。
【実施例６】
【００４３】
図１５は、実施例５の別の形態を示す。図１５ａは、実施例５の光ピックアップ装置１１において記録時に光ビームが伝搬するときのリレーレンズ３３３とピンホール３３４の関係を、図１５ｂは、実施例５の光ピックアップ装置１１において再生時に光ビームが伝搬するときのリレーレンズ３３３とピンホール３３４の関係を、それぞれ示す。光学系構成は実施例５と同様であるが、本実施例ではピンホール３３４を開口径が可変にできる可変ピンホールとし、また記録と再生でピンホール３３４のピンホール径を変化させるピンホール径可変駆動機構３５２を備える。
【００４４】
図６で示したように、ピンホール径は大きいほど光学効率が高くなるため、ピンホール径は大きい方が望ましい。一方で図７に示したように再生時のピンホール径を大きくすると、わずかながらＳＮＲは劣化する。そこで本実施例では、ピンホール３３４を例えば複数枚の羽根で構成されたメカニカルアパーチャで構成とし、メカニカルアパーチャをモータなど駆動することでピンホール径を変化できるものとし、これをピンホール径可変駆動機構３５２によって変化させる。
【００４５】
記録時はピンホール径可変駆動機構３５２を駆動してピンホール３３４のピンホール径Ｄ１とし、再生時はピンホール３３４のピンホール径Ｄ２とする。このとき、ピンホール径はＤ１＜Ｄ２の関係とする。これにより、再生時の光学効率を従来よりも高くすることができるとともに、ＳＮＲの劣化量も非常に小さく抑えることが可能である。なお、ピンホール径を変化させたときに、光軸とピンホール中心がわずかにずれる可能性があるので、ずれに対してはピンホール駆動機構３５１でピンホールを３次元的に調整することができる。
【実施例７】
【００４６】
図１６は、光ピックアップ装置１１の光学系構成の第７の形態であり、実施例７の光ピックアップ装置１１において再生時における光ビームの伝搬の様子を示す。本構成は、図１１に対して、ＰＢＳプリズム３０５と偏光方向変換素子３１６の間に、光軸補正素子３４０を配置している点が異なる。
【００４７】
実施例４から実施例６の光学系は、光アイソレータ３０２やピンホール３３４を記録と再生で駆動する構成のため、光路を切り替える実施例１から実施例５以上に光軸ずれが生じる可能性がある。そこで、図１６に示すように光軸補正素子３４０を配置することによって、光軸ずれを補正する。光軸補正素子３４０は、例えば平行平板や三角プリズムのような光学部品で構成され、またこれら光学部品を所定量シフトさせたりチルトさせたりする駆動機構を有している。記録と再生の光路切り替えによって生じる光軸ずれ量をあらかじめ学習して、光軸補正素子３４０を駆動する。これによって、光軸ずれを抑制して記録再生することが可能である。
【００４８】
なお、図１６では参照光の光路に光軸補正素子３４０を配置したが、この位置には限定されない。例えば、リレーレンズ３３３とＰＢＳプリズム３０５間の光路に配置しても構わない。また、実施例１から実施例３に記載した、記録と再生で光路を切り替える光学系構成に光軸補正素子３４０を搭載しても構わない。例えば、図１７に示すように再生用の光路であるＰＢＳプリズム３３１とＰＢＳプリズム３３８の間に光軸補正素子３４０を配置することで、光路切り替えによって発生する光軸ずれを補正することができる。
【００４９】
また、光軸補正素子３４０を使わずに、例えばガルバノミラー３１９を駆動して微調整してもよい。また、光軸ずれ量は時間によって変化することがあるので、記録再生を切り替えるたびに再調整しても構わない。
【実施例８】
【００５０】
図１８はホログラフィを利用してデジタル情報を記録および／または再生する光情報記録媒体の記録再生装置を示すブロック図である。
【００５１】
光情報記録再生装置１０は、入出力制御回路９０を介して外部制御装置９１と接続されている。記録する場合には、光情報記録再生装置１０は外部制御装置９１から記録する情報信号を入出力制御回路９０により受信する。再生する場合には、光情報記録再生装置１０は再生した情報信号を入出力制御回路９０により外部制御装置９１に送信する。
【００５２】
光情報記録再生装置１０は、光ピックアップ装置１１、再生用参照光光学系１２、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４、及び回転モータ５０を備えており、光情報記録媒体１は回転モータ５０によって回転可能な構成となっている。
【００５３】
光ピックアップ装置１１は、参照光と信号光を光情報記録媒体１に照射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録媒体に記録する役割を果たす。この際、記録する情報信号はコントローラ８９によって信号生成回路８６を介して光ピックアップ装置１１内の空間光変調器に送られ、信号光は空間光変調器によって変調される。
【００５４】
光情報記録媒体１に記録した情報を再生する場合は、光ピックアップ装置１１から出射された参照光を記録時とは逆の向きに光情報記録媒体に入射させる光波を再生用参照光光学系１２にて生成する。再生用参照光によって再生される再生光を光ピックアップ装置１１内の後述する光検出器によって検出し、信号処理回路８５によって信号を再生する。
【００５５】
また、記録と再生で光ピックアップ装置１１の光学系構成を最適にするために、記録再生切替制御回路９２を介して所定の光学部品を制御する。例えば、実施例１から実施例５においては記録と再生の光路が異なるため、２分の１波長板３３０を所定の位置に駆動することで光路を切り替えることができる。
また、実施例６から実施例９においては、記録と再生で光アイソレータ駆動機構３５０やピンホール駆動機構３５１やピンホール径可変駆動機構を、記録再生切替制御回路９２を介して制御することができる。
【００５６】
光情報記録媒体１に照射する参照光と信号光の照射時間は、光ピックアップ装置１１内のシャッタの開閉時間をコントローラ８９によってシャッタ制御回路８７を介して制御することで調整できる。
【００５７】
キュア光学系１３は、光情報記録媒体１のプリキュアおよびポストキュアに用いる光ビームを生成する役割を果たす。プリキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録する際、所望位置に参照光と信号光を照射する前に予め所定の光ビームを照射する前工程である。ポストキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録した後、該所望の位置に追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程である。
【００５８】
ディスク回転角度検出用光学系１４は、光情報記録媒体１の回転角度を検出するために用いられる。光情報記録媒体１を所定の回転角度に調整する場合は、ディスク回転角度検出用光学系１４によって回転角度に応じた信号を検出し、検出された信号を用いてコントローラ８９によってディスク回転モータ制御回路８８を介して光情報記録媒体１の回転角度を制御する事が出来る。
【００５９】
光源駆動回路８２からは所定の光源駆動電流が光ピックアップ装置１１、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４内の光源に供給され、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光することができる。
【００６０】
また、光ピックアップ装置１１、そして、ディスクキュア光学系１３は、光情報記録媒体１の半径方向に位置をスライドできる機構が設けられており、アクセス制御回路８１を介して位置制御がおこなわれる。
【００６１】
ところで、ホログラフィの角度多重の原理を利用した記録技術は、参照光角度のずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。
【００６２】
従って、光ピックアップ装置１１内に、参照光角度のずれ量を検出する機構を設けて、サーボ信号生成回路８３にてサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御回路８４を介して該ずれ量を補正するためのサーボ機構を光情報記録再生装置１０内に備えることが必要となる。
【００６３】
また、光ピックアップ装置１１、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４は、いくつかの光学系構成または全ての光学系構成をひとつに纏めて簡素化しても構わない。
【００６４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００６５】
具体的な変形例は下記のとおりである。
【００６６】
変形例１として、ホログラフィを用いて光情報記録媒体に情報を記録再生する光ピックアップ装置において、光ビームを出射する光源と、記録と再生で前記光ビームの光路を切り替える切り替え素子と、前記光源から出射した光ビームの一部が前記光源に戻るのを防ぐ光アイソレータと、前記光ビームを前記光情報記録媒体へ照射させる照射部とを少なくとも備え、情報記録時は前記光ビームが前記アイソレータを通過し、情報再生時は前記光ビームが前記アイソレータを通過しないように前記切り替え素子によって光路を切り替えることを特徴とする光ピックアップ装置がある。
【００６７】
変形例２として、変形例１に記載の光ピックアップ装置において、前記光ビームが前記光アイソレータを通過する記録用光路のみに、前記光ビームの高周波ノイズ成分を除去するピンホールを備えることを特徴とする光ピックアップ装置がある。
【００６８】
変形例３として、変形例１に記載の光ピックアップ装置がある。において、前記光ビームが前記光アイソレータを通過する記録用光路に、前記光ビームの高周波ノイズ成分を除去する第１のピンホールを備え、前記光ビームが前記光アイソレータを通過しない再生用光路に、前記光ビームの高周波ノイズ成分を除去する第２のピンホールを備え、前記第２のピンホールの開口径は前記第１のピンホールの開口径よりも大きいことを特徴とする光ピックアップ装置がある。
【００６９】
変形例４として、
ホログラフィを用いて光情報記録媒体に情報を記録再生する光ピックアップ装置において、光ビームを出射する光源と、前記光源から出射した光ビームの一部が前記光源に戻るのを防ぐ光アイソレータと、前記光アイソレータの位置を制御する制御部と、前記光ビームを前記光情報記録媒体へ照射させる照射部とを少なくとも備え、前記制御部は、情報記録時は前記光アイソレータを前記光ビームの光軸上に配置させ、情報再生時は前記光アイソレータを前記光ビームの光軸から所定量離れた位置に配置させることを特徴とする光ピックアップ装置がある。
【００７０】
変形例５として、変形例４に記載の光ピックアップ装置において、前記光ビームが進行する光路に、リレーレンズと前記光ビームの高周波ノイズ成分を除去するピンホールとピンホール制御部を備え、前記ピンホール制御部は、情報記録時は前記光ビームが前記リレーレンズによって集光する位置に前記ピンホールを配置させ、情報再生時は前記光ビームの光軸から所定量離れた位置に前記ピンホールを配置させることを特徴とする光ピックアップ装置がある。
【００７１】
変形例６として、変形例５に記載の光ピックアップ装置において、前記ピンホールの代わりに開口径を変更できるピンホールとピンホール径制御部を備え、前記ピンホール径制御部は、情報再生時の前記ピンホール径を、情報記録時の前記ピンホール径よりも大きく制御することを特徴とする光ピックアップ装置がある。
【００７２】
変形例７として、変形例１または変形例４に記載の光ピックアップ装置において、記録と再生の切り替えによって生じる光軸ずれを補正する光軸補正素子を光路中に備えることを特徴とする光ピックアップ装置がある。
【００７３】
変形例８として、ホログラフィを用いて光情報記録媒体に情報を記録再生する光情報記録再生装置において、変形例１から変形例８のいずれかに記載の光ピックアップ装置がある。と、前記光ピックアップ装置がある。の光ビームの伝搬経路を制御する記録再生切替回路とを少なくとも備え、前記記録再生切替回路は、記録時に前記光ビームが前記光アイソレータを通過し、再生時に前記光ビームが前記光アイソレータを通過しないように伝搬経路を制御することを特徴とする光情報記録再生装置がある。
【００７４】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）等の記録装置、または、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
【符号の説明】
【００７５】
１・・・光情報記録媒体、１１・・・光ピックアップ装置、１２・・・再生用参照光光学系、３００・・・光源、３０１・・・コリメートレンズ、３０２・・・光アイソレータ、３０４・・・光学素子、３０５・・・ＰＢＳプリズム、３０６・・・信号光、３０７・・・参照光、３０８・・・ビームエキスパンダ、３０９・・・位相マスク、３１０・・・リレーレンズ、３１１・・・ＰＢＳプリズム、３１２・・・空間光変調器、３１３・・・リレーレンズ、３１４・・・空間フィルタ、３１５・・・対物レンズ、３１６・・・偏光方向変換素子、３１７・・・ミラー、３１８・・・ミラー、３２０・・・アクチュエータ、３２１・・・レンズ、３２２・・・レンズ、３２３・・・アクチュエータ、３２４・・・ミラー、３２５・・・光検出器、３３０・・・２分の１波長板、３３１・・・ＰＢＳプリズム、３３２・・・ミラー、３３３・・・リレーレンズ、３３４・・・ピンホール、３３５・・・リレーレンズ、３３６・・・ピンホール、３３７・・・２分の１波長板、３３８・・・ＰＢＳプリズム、３３９・・・２分の１波長板、３４０・・・光軸補正素子、３５０・・・光アイソレータ駆動機構、３５１・・・ピンホール駆動機構、３５２・・・ピンホール径可変駆動機構、
【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８ａ】
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【図８ｂ】
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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１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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