(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録するための光情報記録装置であって、
情報を担持した情報光を生成する情報光生成手段と、
記録用参照光を生成する記録用参照光生成手段と、
前記記録媒体に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情報が記録されるように、前記情報光生成手段によって生成された情報光と前記記録用参照光生成手段によって生成された記録用参照光とを前記記録媒体に同一面側より同軸的に照射する記録光学系とを備え、
前記情報光生成手段は空間光変調器を含み、
前記記録光学系は、前記情報光及び前記記録用参照光の双方が入射し、前記情報光及び前記記録用参照光を前記記録媒体に対し収束するように照射する対物レンズと、前記空間光変調器と前記対物レンズとの間に配置された前記対物レンズに対する前記情報光及び前記記録用参照光の入射位置を調整する調整手段とを含むことを特徴とする光情報記録装置。
【請求項２】
前記調整手段は、前記記録光学系の一部を構成する調整用のリレーレンズと、前記調整用のリレーレンズを、その光軸に交差する方向に移動させる移動機構とを有することを特徴とする請求項１記載の光情報記録装置。
【請求項３】
前記記録光学系の前記対物レンズを含む一部は、前記記録媒体に対し移動可能な可動部を構成することを特徴とする請求項１又は２に記載の光情報記録装置。
【請求項４】
情報を担持した情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって、ホログラフィを利用して記録媒体に情報が記録されるように、前記情報光と前記記録用参照光とを前記記録媒体に同一面側より同軸的に照射する記録光学系を備え、前記記録光学系が前記情報光及び前記記録用参照光を前記記録媒体に対し収束するように照射する対物レンズを含む光情報記録装置において、前記記録光学系を調整する方法であって、
前記対物レンズより出射される情報光が入射する位置にスクリーンを配置して、このスクリーンに前記情報光の像を投影する手順と、
前記スクリーン上における情報光の像の中心と、前記対物レンズの中心とが一致するように前記対物レンズと前記情報光との位置関係を調整する手順と
を備えたことを特徴とする光情報記録装置における光学系調整方法。
【請求項５】
前記調整する手順は、前記記録光学系の一部を構成する調整用のリレーレンズを、その光軸に交差する方向に移動させることを特徴とする請求項４記載の光情報記録装置における光学系調整方法。
【請求項６】
前記スクリーンは、前記対物レンズから出射される情報光が最も小径となる位置を中心にして、前記対物レンズが配置された位置と対称な位置に配置することを特徴とする請求項４又は５に記載の光情報記録装置における光学系調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録する光情報記録装置、およびこの光情報記録装置における光学系調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録するホログラフィック記録は、一般的に、イメージ情報を持った光と参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、そのときにできる干渉パターンを記録媒体に書き込むことによって行われる。記録された情報の再生時には、その記録媒体に参照光を照射することにより、干渉パターンによる回折によりイメージ情報が再生される。
【０００３】
近年では、超高密度光記録のために、ボリュームホログラフィ、特にデジタルボリュームホログラフィが実用域で開発され注目を集めている。ボリュームホログラフィとは、記録媒体の厚み方向も積極的に活用して、３次元的に干渉パターンを書き込む方式であり、厚みを増すことで回折効率を高め、多重記録を用いて記録容量の増大を図ることができるという特徴がある。そして、デジタルボリュームホログラフィとは、ボリュームホログラフィと同様の記録媒体と記録方式を用いつつも、記録するイメージ情報は２値化したデジタルパターンに限定した、コンピュータ指向のホログラフィック記録方式である。このデジタルボリュームホログラフィでは、例えばアナログ的な絵のような画像情報も、一旦デジタイズして、２次元デジタルパターン情報に展開し、これをイメージ情報として記録する。再生時は、このデジタルパターン情報を読み出してデコードすることで、元の画像情報に戻して表示する。これにより、再生時に信号対雑音比（以下、ＳＮ比と記す。）が多少悪くても、微分検出を行ったり、２値化データをコード化しエラー訂正を行ったりすることで、極めて忠実に元の情報を再現することが可能になる。
【０００４】
上述のようにホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録する場合には、情報を担持した情報光と記録用参照光とを、記録媒体における同一の領域に入射させる。そして、情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって、記録媒体に情報を記録する。情報光は２次元画像の情報を担持している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般的な光ディスク装置では、記録媒体に対向する対物レンズの径に比べて、この対物レンズに入射させる光束の径を大きくし、この光束のうち、対物レンズを通過した部分のみを記録媒体に照射する場合が多い。この場合には、対物レンズに入射させる光束の断面中に対物レンズが存在していればよいので、対物レンズに入射させる光束と対物レンズとの位置関係を、それほど厳密に規定する必要はない。
【０００６】
これに対し、ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録する場合には、情報光は、一様ではなく、２次元画像の情報を担持しているため、情報光と対物レンズとの位置関係を厳密に規定する必要がある。このことを、図１８を参照して説明する。図１８は、対物レンズの光軸と情報光の中心とがずれている様子を示している。図１８において、符号１４１は対物レンズの開口を示し、符号１５０は情報光が担持した２次元画像を示している。図１８に示したように、情報光の中心が、対物レンズの光軸から大きくずれると、２次元画像１５０の一部が対物レンズ１４１の開口からはみ出す場合がある。すると、情報光が担持する情報の一部が記録媒体に記録されないことになる。
【０００７】
従って、ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録する場合には、情報を担持した情報光と対物レンズとの位置関係を厳密に規定する必要がある。しかしながら、ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録するための光学系では、一般的な光ディスク装置における光学系に比べて、構成要素が多く、複雑であるため、情報光と対物レンズとを精度よく位置合わせすることは難しいという問題点がある。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、ホログラフィを利用して情報の記録を行う際の情報の欠落を防止できるようにした光情報記録装置および光情報記録装置における光学系調整方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光情報記録装置は、ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録するための装置であって、
情報を担持した情報光を生成する情報光生成手段と、
記録用参照光を生成する記録用参照光生成手段と、
記録媒体に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情報が記録されるように、情報光生成手段によって生成された情報光と記録用参照光生成手段によって生成された記録用参照光とを記録媒体に照射する記録光学系とを備え、
記録光学系は、情報光を記録媒体に照射するための対物レンズと、対物レンズと情報光との位置関係を調整する調整手段とを含むものである。
【００１０】
本発明の光情報記録装置では、記録光学系によって、情報を担持した情報光と記録用参照光とが記録媒体に照射され、これにより、情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって記録媒体に情報が記録される。また、本発明では、調整手段によって、記録光学系に含まれる対物レンズと情報光との位置関係を調整することが可能である。
【００１１】
本発明の光情報記録装置において、調整手段は、記録光学系の一部を構成する調整用レンズと、この調整用レンズを、その光軸に交差する方向に移動させる移動機構とを有していてもよい。
【００１２】
本発明の光情報記録装置における光学系調整方法は、以下の構成の光情報記録装置における記録光学系を調整する方法である。光情報記録装置は、情報を担持した情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって、ホログラフィを利用して記録媒体に情報が記録されるように、情報光と記録用参照光とを記録媒体に照射する記録光学系を備え、記録光学系は、情報光を記録媒体に照射するための対物レンズを含む。
【００１３】
本発明の光学系調整方法は、
対物レンズより出射される情報光が入射する位置にスクリーンを配置して、このスクリーンに情報光の像を投影する手順と、
スクリーン上における情報光の像の位置に応じて、対物レンズと情報光との位置関係を調整する手順と
を備えたものである。
【００１４】
本発明の光学系調整方法において、調整する手順は、記録光学系の一部を構成する調整用レンズを、その光軸に交差する方向に移動させてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
始めに、図１ないし図６を参照して、本発明の一実施の形態に係る光情報記録再生装置の構成について説明する。図１は本実施の形態に係る光情報記録再生装置における光ヘッドの記録再生光学系の主要部分の構成を示す説明図である。図２は光ヘッドの可動部とその周辺を示す平面図である。図３は本実施の形態に係る光情報記録再生装置における光ヘッドの光の出射部と記録媒体とを示す説明図である。図４は光ヘッドの位置制御用光学系を示す説明図である。図５は本実施の形態において用いられる記録媒体を示す説明図である。図６は本実施の形態に係る光情報記録再生装置の全体構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態に係る光情報記録再生装置は、本実施の形態に係る光情報記録装置を含んでいる。また、本実施の形態における記録再生光学系は、記録光学系を含んでいる。
【００１６】
まず、図３および図５を参照して、本実施の形態において用いられる記録媒体の構成について説明する。図３に示したように、本実施の形態における記録媒体１は、ポリカーボネート等によって形成された円板状の透明基板２と、この透明基板２における光の入出射側とは反対側に、透明基板２から順に配置された情報記録層３、透明基板４および反射層５を備えている。なお、透明基板４の代りにエアギャップ層を設けてもよい。情報記録層３は、ホログラフィを利用して情報が記録される層であり、光が照射されたときに光の強度に応じて屈折率、誘電率、反射率等の光学的特性が変化するホログラム材料によって形成されている。ホログラム材料としては、例えば、デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ）社製フォトポリマ（ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｓ）ＨＲＦ−６００（製品名）や、アプリリス（Ａｐｒｉｌｓ）社製フォトポリマＵＬＳＨ−５００（製品名）等が使用される。反射層５は、例えばアルミニウムによって形成されている。反射層５における透明基板４側の面は、情報を記録または再生するための光を反射する反射面５ａになっている。
【００１７】
図５には、記録媒体１における１つのトラックの一部を示している。記録媒体１は、円板状をなし、複数のトラックＴＲを有している。各トラックＴＲには、複数のアドレス・サーボ領域６が等間隔に設けられている。隣り合うアドレス・サーボ領域６間には、１つまたは複数の情報記録領域７が設けられている。図５には、隣り合うアドレス・サーボ領域６間に４つの情報記録領域７が等間隔に設けられている例を示す。
【００１８】
アドレス・サーボ領域６には、光情報記録再生装置における各種の動作のタイミングの基準となる基本クロックを生成するための情報、サンプルドサーボ方式によってフォーカスサーボを行うための情報、サンプルドサーボ方式によってトラッキングサーボを行うための情報およびアドレス情報が、予めエンボスピット等によって記録されている。なお、アドレス・サーボ領域６にはフォーカスサーボを行うための情報が記録されずに、フォーカスサーボは記録媒体１の反射面５ａを用いて行ってもよい。アドレス情報は、各情報記録領域７を識別するための情報である。
【００１９】
次に、図６を参照して、本実施の形態に係る光情報記録再生装置の構成について説明する。この光情報記録再生装置１０は、記録媒体１が取り付けられるスピンドル８１と、このスピンドル８１を回転させるスピンドルモータ８２と、記録媒体１の回転数を所定の値に保つようにスピンドルモータ８２を制御するスピンドルサーボ回路８３と、スピンドルモータ８２を水平方向に移動させるスライダ９３とを備えている。光情報記録再生装置１０は、更に、記録媒体１に対して情報光と記録用参照光とを照射して情報を記録すると共に、記録媒体１に対して再生用参照光を照射し、再生光を検出して、記録媒体１に記録されている情報を再生するための光ヘッド１１を備えている。
【００２０】
光情報記録再生装置１０は、更に、光ヘッド１１の出力信号よりフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦを検出するための検出回路８５と、この検出回路８５によって検出されるフォーカスエラー信号ＦＥに基づいて、光ヘッド１１内のアクチュエータを駆動して光ヘッド１１内の対物レンズを記録媒体１の厚み方向に移動させてフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ回路８６と、検出回路８５によって検出されるトラッキングエラー信号ＴＥに基づいて光ヘッド１１内のリニアモータを駆動して対物レンズを記録媒体１の半径方向に移動させてトラッキングサーボを行うトラッキングサーボ回路８７と、トラッキングエラー信号ＴＥおよび後述するコントローラからの指令に基づいてスライダ９３を制御して、スピンドルモータ８２を水平方向に移動させるスライドサーボを行うスライドサーボ回路８８とを備えている。
【００２１】
光情報記録再生装置１０は、更に、情報の記録時において、情報光および記録用参照光の照射位置をほぼトラックに沿う方向に移動させることによって、所定の期間、移動する１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光の照射位置が追従するように、情報光および記録用参照光の照射位置を制御する追従制御回路９４を備えている。
【００２２】
光情報記録再生装置１０は、更に、光ヘッド１１内の後述する固体撮像素子の出力データをデコードして、記録媒体１の情報記録領域７に記録されたデータを再生したり、検出回路８５からの再生信号ＲＦより基本クロックを再生したりアドレスを判別したりする信号処理回路８９と、光情報記録再生装置１０の全体を制御するコントローラ９０と、このコントローラ９０に対して種々の指示を与える操作部９１とを備えている。コントローラ９０は、信号処理回路８９より出力される基本クロックやアドレス情報を入力すると共に、光ヘッド１１、スピンドルサーボ回路８３、スライドサーボ回路８８および追従制御回路９４等を制御するようになっている。スピンドルサーボ回路８３は、信号処理回路８９より出力される基本クロックを入力するようになっている。コントローラ９０は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）およびＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を有し、ＣＰＵが、ＲＡＭを作業領域として、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによって、コントローラ９０の機能を実現するようになっている。
【００２３】
次に、図１を参照して、本実施の形態における光ヘッド１１の記録再生光学系の主要部分の構成について説明する。光ヘッド１１は、コヒーレントな直線偏光のレーザ光を出射する光源装置１２と、この光源装置１２より出射される光の光路上に光源装置１２側から順に配置されたコリメータレンズ１３、ミラー１４、２分の１波長板１５および偏光ビームスプリッタ１６を有している。光源装置１２としては、例えば、単波長の緑色光を出射する半導体レーザが用いられる。緑色光とは、波長がおよそ４９２ｎｍ〜５７７ｎｍの範囲内の光を言う。偏光ビームスプリッタ１６は、Ｓ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過させる偏光ビームスプリッタ面１６ａを有している。なお、Ｓ偏光とは偏光方向が入射面（図１の紙面）に垂直な直線偏光であり、Ｐ偏光とは偏光方向が入射面に平行な直線偏光である。
【００２４】
光ヘッド１１は、更に、２分の１波長板１５側から偏光ビームスプリッタ１６に入射して偏光ビームスプリッタ面１６ａを透過した光の進行方向に、偏光ビームスプリッタ１６側から順に配置された２分の１波長板１７および偏光ビームスプリッタ１８を備えている。偏光ビームスプリッタ１８は、Ｓ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過させる偏光ビームスプリッタ面１８ａを有している。
【００２５】
光ヘッド１１は、更に、２分の１波長板１７側から偏光ビームスプリッタ１８に入射して偏光ビームスプリッタ面１８ａで反射された光の進行方向に、偏光ビームスプリッタ１８側から順に配置された４分の１波長板１９および反射型空間光変調器２０を備えている。反射型空間光変調器２０は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に光を通過させる状態と光を遮断する状態とを選択することによって、光強度によって光を空間的に変調して、情報を担持した情報光を生成することができるようになっている。
【００２６】
光ヘッド１１は、更に、４分の１波長板１９側から偏光ビームスプリッタ１８に入射して偏光ビームスプリッタ面１８ａを透過した光の進行方向に、偏光ビームスプリッタ１８側から順に配置された２分の１波長板２１、凸レンズ２２、ピンホール２３、凸レンズ２４および偏光ビームスプリッタ２５を備えている。偏光ビームスプリッタ２５は、Ｓ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過させる偏光ビームスプリッタ面２５ａを有している。
【００２７】
光ヘッド１１は、更に、２分の１波長板１５側から偏光ビームスプリッタ１６に入射して偏光ビームスプリッタ面１６ａで反射された光の進行方向に、偏光ビームスプリッタ１６側から順に配置された位相空間光変調器２６および偏光ビームスプリッタ２７を備えている。位相空間光変調器２６は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に出射光の位相を選択することによって、光の位相を空間的に変調することができるようになっている。この位相空間光変調器２６としては、液晶素子を用いることができる。偏光ビームスプリッタ２７は、Ｓ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過させる偏光ビームスプリッタ面２７ａを有している。
【００２８】
光ヘッド１１は、更に、位相空間光変調器２６側から偏光ビームスプリッタ２７に入射して偏光ビームスプリッタ面２７ａで反射された光の進行方向に、偏光ビームスプリッタ２７側から順に配置された２分の１波長板２８、凸レンズ２９および凸レンズ３０を備えている。凸レンズ２９，３０を通過した光は、凸レンズ２４側から偏光ビームスプリッタ２５に入射する光の進行方向に対して直交する方向に進んで、偏光ビームスプリッタ２５に入射するようになっている。
【００２９】
光ヘッド１１は、更に、凸レンズ２４側から偏光ビームスプリッタ２５に入射して偏光ビームスプリッタ面２５ａで反射された光および凸レンズ３０側から偏光ビームスプリッタ２５に入射して偏光ビームスプリッタ面２５ａを透過した光の進行方向に、偏光ビームスプリッタ２５側から順に配置された短波長パスフィルタ３１、２分割旋光板３２およびダイクロイックミラー３３を備えている。短波長パスフィルタ３１は、緑色光を通過させ、赤色光を遮断するようになっている。赤色光とは、波長がおよそ６２２ｎｍ〜７７０ｎｍの範囲内の光を言う。２分割旋光板３２は、図１において光軸の右側部分に配置された旋光板３２Ｒと、光軸の左側部分に配置された旋光板３２Ｌとを有している。旋光板３２Ｒは偏光方向を−４５°回転させ、旋光板３２Ｌは偏光方向を＋４５°回転させるようになっている。ダイクロイックミラー３３は、緑色光を反射し、赤色光を通過させるようになっている。
【００３０】
本実施の形態では、２分割旋光板３２は、反射型空間光変調器２０が配置された位置と共役な位置に配置されている。詳しく説明すると、反射型空間光変調器２０は、情報に対応した像を形成する像形成面を有し、この像形成面と２分割旋光板３２は、両者の間の光学系に関して、互いに共役な位置に配置されている。従って、反射型空間光変調器２０によって形成される像は、２分割旋光板３２上で結像される。
【００３１】
更に、本実施の形態では、位相空間光変調器２６は、２分割旋光板３２が配置された位置と共役な位置に配置されている。詳しく説明すると、位相空間光変調器２６は、位相が空間的に変調された像を形成する像形成面を有し、この像形成面と２分割旋光板３２は、両者の間の光学系に関して、互いに共役な位置に配置されている。従って、位相空間光変調器２６によって形成される像は、２分割旋光板３２上で結像される。
【００３２】
光ヘッド１１は、更に、２分割旋光板３２側からダイクロイックミラー３３に入射してこれによって反射された光の進行方向に、ダイクロイックミラー３３側から順に配置された凸レンズ３４、凸レンズ３５およびミラー３６を備えている。
【００３３】
凸レンズ３５側からミラー３６に入射してミラー３６で反射された光は、図２に示した可動部に入射するようになっている。
【００３４】
光ヘッド１１は、更に、２分の１波長板２８側から偏光ビームスプリッタ２７に入射して偏光ビームスプリッタ面２７ａを透過した光の進行方向に、偏光ビームスプリッタ２７側から順に配置された結像レンズ３７、結像レンズ３８および固体撮像素子３９を備えている。固体撮像素子３９としては、例えばＣＣＤやＭＯＳ型固体撮像素子が用いられる。
【００３５】
光ヘッド１１は、更に、図４に示した位置制御用光学系を備えている。この位置制御用光学系は、ダイクロイックミラー３３における凸レンズ３４とは反対側に、ダイクロイックミラー３３側から順に配置された赤色透過フィルタ４２、ビームスプリッタ４３、コリメータレンズ４４および光源装置４５を備えている。ビームスプリッタ４３は、その法線方向がコリメータレンズ４４の光軸方向に対して４５°傾けられた半反射面４３ａを有している。赤色透過フィルタ４２は、赤色光を通過させ、他の波長域の光を遮断するようになっている。光源装置４５としては、例えば、単波長の赤色光を出射する半導体レーザが用いられる。光ヘッド１１は、更に、コリメータレンズ４４側からビームスプリッタ４３に入射し、半反射面４３ａで反射された光の進行方向に配置された光検出器４６を備えている。この光検出器４６は、光源装置４５の出射光の光量を監視して、光源装置４５の出射光の自動光量調整を行うために用いられるものである。
【００３６】
光ヘッド１１は、更に、ビームスプリッタ４３における光検出器４６とは反対側に、ビームスプリッタ４３側から順に配置された凸レンズ４７、シリンドリカルレンズ４８および４分割光検出器４９を備えている。４分割光検出器４９は、記録媒体１におけるトラック方向に対応する方向と平行な分割線とこれと直交する方向の分割線とによって分割された４つの受光部を有している。シリンドリカルレンズ４８は、その円筒面の中心軸が４分割光検出器４９の分割線に対して４５°をなすように配置されている。
【００３７】
次に、図２および図３を参照して、光ヘッド１１の可動部の構成について説明する。光ヘッド１１の可動部２００は、記録再生光学系の一部を構成する対物レンズ４１とミラー４０とを有している。図３に示したように、対物レンズ４１は、記録媒体１の透明基板２に対向する位置に配置され、ミラー４０は、対物レンズ４１における記録媒体１とは反対側に配置されている。
【００３８】
光ヘッド１１の可動部２００は、第１の可動部２０１と、第２の可動部２０２とを有している。光情報記録再生装置の本体には、記録媒体１の半径方向（図２における左右方向）に延びる２本のレール２１１が取り付けられている。第１の可動部２０１は、この２本のレール２１１によって、記録媒体１の半径方向に移動可能に支持されている。また、光ヘッド１１は、第１の可動部２０１を、光情報記録再生装置の本体に対して記録媒体１の半径方向に移動させるリニアモータ２１２を有している。
【００３９】
第１の可動部２０１には、トラックの接線方向（図２における上下方向）に延びる２本のレール２２１が取り付けられている。第２の可動部２０２は、この２本のレール２２１によって、トラックの接線方向に移動可能に支持されている。また、光ヘッド１１は、第２の可動部２０２を、第１の可動部２０１に対してトラックの接線方向に移動させるリニアモータ２２２を有している。
【００４０】
第２の可動部２０２には、対物レンズ４１を、記録媒体１の面に垂直な方向（図２における紙面に直交する方向）に移動可能に支持する支持板２０３が取り付けられている。また、光ヘッド１１は、対物レンズ４１を、第２の可動部２０２に対して記録媒体１の面に垂直な方向に移動させるアクチュエータ２３１を有している。
【００４１】
第１の可動部２０１には、ミラー４０が固定されている。図２における凸レンズ３５側からミラー３６に入射してこれによって反射された光は、図３に示したミラー４０に入射してこれによって反射される。ミラー４０によって反射された光は、対物レンズ４１で集光されて記録媒体１に照射されるようになっている。また、記録媒体１側から対物レンズ４１に入射した光は、対物レンズ４１によって集光され、ミラー４０，３６によって順に反射され、凸レンズ３５および凸レンズ３４を順に通過する。
【００４２】
本実施の形態における光ヘッド１１では、アクチュエータ２３１によって、記録媒体１の面に垂直な方向に、対物レンズ４１の位置を変化させることができ、これにより、フォーカスサーボを行うことができる。また、光ヘッド１１では、リニアモータ２１２によって、記録媒体１の半径方向に、対物レンズ４１の位置を変化させることができ、これにより、トラッキングサーボを行うことができる。また、光ヘッド１１では、リニアモータ２２２によって、トラックの接線方向、すなわち、ほぼトラックに沿う方向に、対物レンズ４１の位置を変化させることができる。これにより、情報記録領域７に対して情報光および記録用参照光の照射位置を追従させる制御を行うことができる。なお、所望のトラックへのアクセスは、スライダ９３によってスピンドルモータ８２を水平方向に移動させることによって行われる。
【００４３】
アクチュエータ２３１は、図６におけるフォーカスサーボ回路８６によって駆動されるようになっている。リニアモータ２１２は、図６におけるトラッキングサーボ回路８７によって駆動されるようになっている。また、リニアモータ２２２は、図６における追従制御回路９４によって駆動されるようになっている。また、スライダ９３は、図６におけるスライドサーボ回路８８によって駆動されるようになっている。
【００４４】
なお、光ヘッド１１内の光源装置１２，４５、反射型空間光変調器２０および位相空間光変調器２６は、図６におけるコントローラ９０によって制御されるようになっている。コントローラ９０は、位相空間光変調器２６において光の位相を空間的に変調するための複数の変調パターンの情報を保持している。また、操作部９１は、複数の変調パターンの中から任意の変調パターンを選択することができるようになっている。そして、コントローラ９０は、所定の条件に従って自らが選択した変調パターンまたは操作部９１によって選択された変調パターンの情報を位相空間光変調器２６に与え、位相空間光変調器２６は、コントローラ９０より与えられる変調パターンの情報に従って、対応する変調パターンで光の位相を空間的に変調するようになっている。
【００４５】
次に、図１ないし図４に示した光ヘッド１１の光学系の作用の概略について説明する。光源装置１２は、Ｓ偏光またはＰ偏光の直線偏光の緑色光を出射する。光源装置１２の出射光は、コリメータレンズ１３によって平行光束にされ、ミラー１４で反射された後、２分の１波長板１５を通過して、その偏光方向が４５°回転されてＳ偏光成分とＰ偏光成分とを含む光になる。この光は、偏光ビームスプリッタ１６に入射する。偏光ビームスプリッタ１６に入射した光のうち、Ｐ偏光成分は偏光ビームスプリッタ１６の偏光ビームスプリッタ面１６ａを通過し、Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッタ１６の偏光ビームスプリッタ面１６ａで反射される。
【００４６】
偏光ビームスプリッタ面１６ａを通過したＰ偏光の光は、２分の１波長板１７によって、その偏光方向が９０°回転されて、Ｓ偏光の光になる。この光は、光ビームスプリッタ１８の偏光ビームスプリッタ面１８ａで反射された後、４分の１波長板１９を通過して円偏光の光になって、空間光変調器２０に入射する。空間光変調器２０に入射した光は、空間光変調器２０によって光の強度が空間的に変調され、情報光となって空間光変調器２０から出射される。空間光変調器２０から出射された情報光は、４分の１波長板１９を通過してＰ偏光の光になり、偏光ビームスプリッタ１８の偏光ビームスプリッタ面１８ａを通過する。この光は、２分の１波長板２１を通過してＳ偏光の光になる。この光は、凸レンズ２２、ピンホール２３、凸レンズ２４を順に通過し、偏光ビームスプリッタ２５に入射し、偏光ビームスプリッタ面２５ａで反射されて、短波長パスフィルタ３１に入射する。
【００４７】
一方、偏光ビームスプリッタ面１６ａで反射されたＳ偏光の光は、位相空間光変調器２６に入射する。位相空間光変調器２６は、例えば、各画素毎に出射光の位相を、互いにπ（ｒａｄ）だけ異なる２つの値のいずれかに設定することによって、光の位相を空間的に変調するようになっている。位相空間光変調器２６によって変調された光は記録用参照光または再生用参照光となる。位相空間光変調器２６の出射光は、偏光ビームスプリッタ２７に入射し、偏光ビームスプリッタ面２７ａで反射される。この光は、２分の１波長板２８によって、その偏光方向が４５°回転された後、凸レンズ２９，３０を通過して、偏光ビームスプリッタ２５に入射する。この光のうちの一部は、偏光ビームスプリッタ面２５ａを通過して、短波長パスフィルタ３１に入射する。
【００４８】
偏光ビームスプリッタ２５から出射されて短波長パスフィルタ３１に入射する光は、情報光、記録用参照光または再生用参照光である。また、これらの光は、緑色光である。これらの光は、短波長パスフィルタ３１および２分割旋光板３２を通過し、ダイクロイックミラー３３で反射され、凸レンズ３４，３５を順に通過し、ミラー３６，４０で順に反射されて、対物レンズ４１によって集光されて、記録媒体１に照射される。情報光、記録用参照光および再生用参照光は、記録媒体１の情報記録層３に対して、一方の面側より同軸的に、且つ反射面５ａ上で最も小径になって収束するように照射される。
【００４９】
記録媒体１に照射された緑色光に対応する記録媒体１からの戻り光は、対物レンズ４１で平行またはほぼ平行な光束にされ、ミラー４０，３６、凸レンズ３５，３４、ダイクロイックミラー３３、２分割旋光板３２および短波長パスフィルタ３１を経て、偏光ビームスプリッタ２５に入射する。後で詳しく説明するが、偏光ビームスプリッタ２５に入射する光には、Ｓ偏光の光とＰ偏光の光とがある。このうち、Ｓ偏光の光は偏光ビームスプリッタ面２５ａで反射され、Ｐ偏光の光は偏光ビームスプリッタ面２５ａを通過する。偏光ビームスプリッタ面２５ａを通過したＰ偏光の光は、凸レンズ３０，２９を通過し、２分の１波長板２８によって、その偏光方向が４５°回転された後、偏光ビームスプリッタ２７に入射する。この光のうちの一部は、偏光ビームスプリッタ面２７ａを通過して、結像レンズ３７，３８を通過して固体撮像素子３９に入射する。
【００５０】
一方、光源装置４５から出射された赤色光は、コリメータレンズ４４で平行光束にされた後、ビームスプリッタ４３に入射する。ビームスプリッタ４３に入射した光の一部は半反射面４３ａで反射されて光検出器４６に入射し、他の一部は半反射面４３ａを通過する。半反射面４３ａを通過した光は、位置制御用光となる。この位置制御用光は、赤色透過フィルタ４２、ダイクロイックミラー３３を順に通過し、更に、凸レンズ３４，３５を順に通過し、ミラー３６，４０で順に反射されて、対物レンズ４１によって集光されて、記録媒体１に照射される。位置制御用光は、記録媒体１の反射面５ａ上で最も小径になって収束するように、記録媒体１に照射される。
【００５１】
記録媒体１に照射された赤色光に対応する記録媒体１からの戻り光は、対物レンズ４１で平行光束にされ、ミラー４０，３６、凸レンズ３５，３４を経て、ダイクロイックミラー３３に入射する。この光は、ダイクロイックミラー３３、赤色透過フィルタ４２を順に通過した後、ビームスプリッタ４３に入射する。ビームスプリッタ４３に入射した光の一部は半反射面４３ａで反射され、凸レンズ４７、シリンドリカルレンズ４８を順に通過した後、４分割光検出器４９によって検出される。この４分割光検出器４９の出力に基づいて、検出回路８５によって、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦが生成される。そして、これらの信号に基づいて、記録媒体１に対する情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置を制御するフォーカスサーボおよびトラッキングサーボが行われると共に、基本クロックの再生およびアドレスの判別が行われる。
【００５２】
図１に示したように、本実施の形態において、記録再生光学系は、対物レンズ４１と情報光との位置関係を調整する調整部１１０を含んでいる。この調整部１１０は、記録再生光学系の一部を構成する凸レンズ３４，３５と、これらの凸レンズ３４，３５を、それらの光軸に交差する方向に移動させる移動機構とを有している。調整部１１０は、本発明における調整手段に対応し、凸レンズ３４，３５は、本発明における調整用レンズに対応する。
【００５３】
以下、図１２および図１３を参照して、移動機構について詳しく説明する。図１２は凸レンズ３５側から見た移動機構の正面図、図１３は移動機構の要部の分解斜視図である。これらの図に示したように、移動機構１１１は、凸レンズ３４，３５を支持する第１の支持部材１１２と、この第１の支持部材１１２を支持する第２の支持部材１１３とを有している。第１の支持部材１１２は、互いに直交するように配置された底部１１２ａと側壁部１１２ｂとを有し、断面がＬ字形をなしている。同様に、第２の支持部材１１３も、互いに直交するように配置された底部１１３ａと側壁部１１３ｂとを有し、断面がＬ字形をなしている。凸レンズ３４，３５の光軸方向について、第１の支持部材１１２の長さは第２の支持部材１１３の長さよりも短くなっている。第１の支持部材１１２は、その側壁部１１２ｂが第２の支持部材１１３の側壁部１１３ｂに接するように、第２の支持部材１１３の上に配置されている。なお、第２の支持部材１１３の底部１１３ａの両端部近傍の部分には、第１の支持部材１１２の底部１１２ａが重ならないようになっている。第２の支持部材１１３は、光情報記録再生装置の筐体に固定されたベース部材１１４の上に載置されている。
【００５４】
第１の支持部材１１２の側壁部１１２ｂの上端部には、凸レンズ３４，３５を固定するための、板ばね状の２つの固定部材１１５が取り付けられている。凸レンズ３４，３５は、第１の支持部材１１２の底部１１２ａと側壁部１１２ｂとに接し、且つ固定部材１１５によって押さえられて、第１の支持部材１１２に対して固定されている。以下、図１２における水平方向をＸ方向と呼び、図１２における垂直方向をＹ方向と呼ぶ。
【００５５】
第１の支持部材１１２の側壁部１１２ｂには、Ｙ方向に長い２つの長孔１１２ｃと、２つの雌ねじ部１１２ｄとが設けられている。第２の支持部材１１３の側壁部１１３ｂには、２つの長孔１１２ｃに挿入される２つのピン１１３ｃが取り付けられている。また、第２の支持部材１１３の側壁部１１３ｂには、２つの雌ねじ部１１２ｄに対応する位置に、Ｙ方向に長い２つの長孔１１３ｄが設けられている。２つの長孔１１３ｄには２つのねじ１１６が挿入されている。この２つのねじ１１６は２つの雌ねじ部１１２ｄに螺入されている。第１の支持部材１１２は、ピン１１３ｃが長孔１１２ｃに挿入されることにより、第２の支持部材１１３に対してＹ方向にのみ移動可能になっている。ねじ１１６を締め付けると、第１の支持部材１１２は第２の支持部材１１３に対して固定される。
【００５６】
第２の支持部材１１３の底部１１３ａには、Ｘ方向に長い２つの長孔１１３ｅと、同じくＸ方向に長い２つの長孔１１３ｆとが設けられている。なお、２つの長孔１１３ｆは、底部１１３ａの両端部近傍の部分であって、第１の支持部材１１２の底部１１２ａが重ならない部分に配置されている。ベース部材１１４には、２つの長孔１１３ｅに挿入される２つのピン１１７が取り付けられている。また、ベース部材１１４には、２つの長孔１１３ｆに対応する位置に２つの雌ねじ部１１８が設けられている。２つの長孔１１３ｆには２つのねじ１１９が挿入されている。この２つのねじ１１９は２つの雌ねじ部１１８に螺入されている。第２の支持部材１１３は、ピン１１７が長孔１１３ｅに挿入されることにより、ベース部材１１４に対してＸ方向にのみ移動可能になっている。ねじ１１９を締め付けると、第２の支持部材１１３はベース部材１１４に対して固定される。
【００５７】
このような構成の移動機構１１１によって、凸レンズ３４，３５は、それらの光軸に直交する方向であるＸ方向とＹ方向に移動可能になっている。
【００５８】
ここで、図１４および図１５を参照して、調整部１１０の作用について説明する。なお、図１４および図１５において、符号１２６は、情報光の像、すなわち、反射型空間光変調器２０の像形成面の像を示している。図１４は、凸レンズ３４，３５の光軸が、凸レンズ３４に対する入射光束の中心１２０と一致している状態を表わしている。この状態では、凸レンズ３５の出射光束の中心は、凸レンズ３４に対する入射光束の中心１２０と一致する。
【００５９】
図１５は、凸レンズ３４，３５の光軸１２１が、凸レンズ３４に対する入射光束の中心１２０からずれている状態を表わしている。この状態では、凸レンズ３５の出射光束の中心１２２は、凸レンズ３４に対する入射光束の中心１２０からずれる。凸レンズ３５の出射光束の中心１２２と凸レンズ３４に対する入射光束の中心１２０とのずれ量は、凸レンズ３４，３５の光軸１２１と凸レンズ３４に対する入射光束の中心１２０とのずれ量の２倍となる。
【００６０】
このように、凸レンズ３４，３５を、それらの光軸に交差する方向に移動させることによって、凸レンズ３５の出射光束の中心１２２を凸レンズ３４に対する入射光束の中心１２０からずらすことができる。特に、凸レンズ３４，３５を、これらの光軸を一致させた状態で、これらを同じ方向に同じ距離だけ移動させることにより、凸レンズ３５の出射光束を、凸レンズ３４に対する入射光束に対して平行に移動させることができる。また、凸レンズ３４，３５を、Ｘ方向とＹ方向の２方向に、それぞれ任意の距離だけ移動させることにより、所定の範囲内で、凸レンズ３５の出射光束の中心１２２を、凸レンズ３４に対する入射光束の中心１２０に対して平行に移動させることができる。このように、調整部１１０によって、対物レンズ４１と情報光との位置関係を調整することができる。
【００６１】
ここで、図７を参照して、後の説明で使用するＡ偏光およびＢ偏光を以下のように定義する。すなわち、図７に示したように、Ａ偏光はＳ偏光を−４５°またはＰ偏光を＋４５°偏光方向を回転させた直線偏光とし、Ｂ偏光はＳ偏光を＋４５°またはＰ偏光を−４５°偏光方向を回転させた直線偏光とする。Ａ偏光とＢ偏光は、互いに偏光方向が直交している。
【００６２】
次に、本実施の形態に係る光情報記録再生装置の作用について、サーボ時、情報の記録時、情報の再生時に分けて、順に説明する。
【００６３】
まず、図８を参照して、サーボ時の作用について説明する。図８はサーボ時における光の状態を示す説明図である。なお、図８では、光学部品としてはダイクロイックミラー３３および対物レンズ４１のみを示している。サーボ時には、光源装置４５は赤色光を出射し、光源装置１２は緑色光を出射しない。光源装置４５の出射光である位置制御用光５１は、前述のように、コリメータレンズ４４、ビームスプリッタ４３、赤色透過フィルタ４２、ダイクロイックミラー３３、凸レンズ３４，３５、ミラー３６，４０を経て、対物レンズ４１から記録媒体１に照射される。この位置制御用光５１は、記録媒体１の反射面５ａで反射され、対物レンズ４１、ミラー４０，３６、凸レンズ３５，３４、ダイクロイックミラー３３、赤色透過フィルタ４２、ビームスプリッタ４３、凸レンズ４７、シリンドリカルレンズ４８を経て、４分割光検出器４９によって検出される。この４分割光検出器４９の出力に基づいて、検出回路８５によって、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦが生成される。そして、これらの信号に基づいて、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボが行われると共に、基本クロックの再生およびアドレスの判別が行われる。本実施の形態では、位置制御用光５１が記録媒体１の反射面５ａ上で最も小径になって収束するように、フォーカスサーボが行われる。
【００６４】
コントローラ９０は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、対物レンズ４１の出射光がアドレス・サーボ領域６を通過するタイミングを予測し、対物レンズ４１の出射光がアドレス・サーボ領域６を通過する間、上記の設定とする。
【００６５】
次に、図９を参照して、情報の記録時の作用について説明する。図９は情報の記録時における光の状態を示す説明図である。なお、図９では、光学部品としては偏光ビームスプリッタ２５、２分割旋光板３２および対物レンズ４１のみを示している。
【００６６】
情報の記録時には、光源装置１２は緑色光を出射し、光源装置４５は赤色光を出射しない。光源装置１２の出射光の出力は、コントローラ９０による制御の下で、一定時間だけ、記録用の高出力にされる。また、対物レンズ４１の出射光がアドレス・サーボ領域６以外の領域を通過する間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われない。この間、対物レンズ４１は、直前に行われたフォーカスサーボおよびトラッキングサーボによって決定された位置に固定されている。
【００６７】
光源装置１２の出射光は、偏光ビームスプリッタ１６によって２つの光束に分割される。一方の光束は、空間光変調器２０によって変調されて情報光６１となる。他方の光束は、位相空間光変調器２６によって変調されて記録用参照光６２となる。情報光６１と記録用参照光６２は、偏光ビームスプリッタ２５によって合成されて、共に２分割旋光板３２に入射する。２分割旋光板３２に入射する前において、情報光６１はＳ偏光の光であり、記録用参照光６２はＰ偏光の光である。
【００６８】
２分割旋光板３２の旋光板３２Ｒを通過した情報光６１ＲはＡ偏光となり、２分割旋光板３２の旋光板３２Ｌを通過した情報光６１ＬはＢ偏光となる。一方、２分割旋光板３２の旋光板３２Ｒを通過した記録用参照光６２ＲはＢ偏光となり、２分割旋光板３２の旋光板３２Ｌを通過した記録用参照光６２ＬはＡ偏光となる。
【００６９】
２分割旋光板３２を通過した情報光６１Ｒ，６１Ｌおよび記録用参照光６２Ｒ，６２Ｌは、対物レンズ４１によって集光されて、記録媒体１に対して、同一面側より同軸的に照射される。情報光６１Ｒ，６１Ｌおよび記録用参照光６２Ｒ，６２Ｌは、反射面５ａ上で最も小径になって収束する。
【００７０】
旋光板３２Ｒを通過した後、記録媒体１に入射する情報光６１ＲはＡ偏光となっている。また、旋光板３２Ｌを通過した後、記録媒体１に入射する記録用参照光６２ＬもＡ偏光となっている。Ａ偏光の記録用参照光６２Ｌは、記録媒体１の反射面５ａで反射され、情報記録層３内において、反射面５ａで反射される前のＡ偏光の情報光６１Ｒと同じ領域を通過する。これらの光６１Ｒ，６２Ｌは、偏光方向が一致するので干渉して干渉パターンを形成する。また、Ａ偏光の情報光６１Ｒは、記録媒体１の反射面５ａで反射され、情報記録層３内において、反射面５ａで反射される前のＡ偏光の記録用参照光６２Ｌと同じ領域を通過する。これらの光６１Ｒ，６２Ｌも、偏光方向が一致するので干渉して干渉パターンを形成する。従って、情報記録層３内には、反射面５ａに入射する前のＡ偏光の情報光６１Ｒと反射面５ａで反射された後のＡ偏光の記録用参照光６２Ｌとの干渉による干渉パターンと、反射面５ａに入射する前のＡ偏光の記録用参照光６２Ｌと反射面５ａで反射された後のＡ偏光の情報光６１Ｒとの干渉による干渉パターンとが体積的に記録される。
【００７１】
同様に、旋光板３２Ｌを通過した後、記録媒体１に入射する情報光６１ＬはＢ偏光となっている。また、旋光板３２Ｒを通過した後、記録媒体１に入射する記録用参照光６２ＲもＢ偏光となっている。Ｂ偏光の記録用参照光６２Ｒは、記録媒体１の反射面５ａで反射され、情報記録層３内において、反射面５ａで反射される前のＢ偏光の情報光６１Ｌと同じ領域を通過する。これらの光６１Ｌ，６２Ｒは、偏光方向が一致するので干渉して干渉パターンを形成する。また、Ｂ偏光の情報光６１Ｌは、記録媒体１の反射面５ａで反射され、情報記録層３内において、反射面５ａで反射される前のＢ偏光の記録用参照光６２Ｒと同じ領域を通過する。これらの光６１Ｌ，６２Ｒも、偏光方向が一致するので干渉して干渉パターンを形成する。従って、情報記録層３内には、反射面５ａに入射する前のＢ偏光の情報光６１Ｌと反射面５ａで反射された後のＢ偏光の記録用参照光６２Ｒとの干渉による干渉パターンと、反射面５ａに入射する前のＢ偏光の記録用参照光６２Ｒと反射面５ａで反射された後のＢ偏光の情報光６１Ｌとの干渉による干渉パターンとが体積的に記録される。
【００７２】
なお、旋光板３２Ｒを通過した情報光６１Ｒと旋光板３２Ｌを通過した情報光６１Ｌとは、偏光方向が９０°異なるので干渉しない。同様に、旋光板３２Ｒを通過した記録用参照光６２Ｒと旋光板３２Ｌを通過した記録用参照光６２Ｌとは、偏光方向が９０°異なるので干渉しない。
【００７３】
また、本実施の形態では、記録する情報毎に、記録用参照光の位相の変調パターンを変えることにより、位相符号化多重方式により、情報記録層３の同一箇所に複数の情報を多重記録することができる。
【００７４】
次に、図１０を参照して、情報の再生時の作用について説明する。図１０は情報の再生時における光の状態を示す説明図である。
【００７５】
情報の再生時には、光源装置１２は緑色光を出射し、光源装置４５は赤色光を出射しない。光源装置１２の出射光の出力は、コントローラ９０による制御の下で、再生用の低出力にされる。また、対物レンズ４１の出射光がアドレス・サーボ領域６以外の領域を通過する間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われない。この間、対物レンズ４１は、直前に行われたフォーカスサーボおよびトラッキングサーボによって決定された位置に固定されている。
【００７６】
空間光変調器２０は、全画素が光を遮断する状態にされる。光源装置１２の出射光は、偏光ビームスプリッタ１６によって２つの光束に分割される。一方の光束は、空間光変調器２０によって遮断される。他方の光束は、位相空間光変調器２６によって変調されて再生用参照光７１となる。再生用参照光７１は、偏光ビームスプリッタ２５を通過して、２分割旋光板３２に入射する。２分割旋光板３２に入射する前において、再生用参照光７１はＰ偏光の光である。
【００７７】
２分割旋光板３２の旋光板３２Ｒを通過した再生用参照光７１ＲはＢ偏光となり、２分割旋光板３２の旋光板３２Ｌを通過した再生用参照光７１ＬはＡ偏光となる。
【００７８】
２分割旋光板３２を通過した再生用参照光７１Ｒ，７１Ｌは、対物レンズ４１によって集光されて、記録媒体１に照射される。再生用参照光７１Ｒ，７１Ｌは、情報光６１Ｒ，６１Ｌおよび記録用参照光６２Ｒ，６２Ｌが最も小径になって収束する位置と同じ位置、すなわち反射面５ａ上で最も小径になって収束する。
【００７９】
旋光板３２Ｒを通過した後、記録媒体１に入射する再生用参照光７１ＲはＢ偏光となっている。一方、旋光板３２Ｌを通過した後、記録媒体１に入射する再生用参照光７１ＬはＡ偏光となっている。情報記録層３では、反射面５ａで反射される前の再生用参照光によって、反射面５ａとは反対側に進行する再生光が発生すると共に、反射面５ａで反射された後の再生用参照光によって、反射面５ａ側に進行する再生光が発生する。反射面５ａとは反対側に進行する再生光は、そのまま記録媒体１より出射され、反射面５ａ側に進行する再生光は、反射面５ａで反射されて、記録媒体１より出射される。
【００８０】
再生光は、対物レンズ４１によって平行光束にされた後、２分割旋光板３２に入射する。ここで、２分割旋光板３２の旋光板３２Ｒに入射する再生光７２Ｒは、旋光板３２Ｒに入射する前はＢ偏光であり、旋光板３２Ｒを通過した後はＰ偏光となる。一方、２分割旋光板３２の旋光板３２Ｌに入射する再生光７２Ｌは、旋光板３２Ｌに入射する前はＡ偏光であり、旋光板３２Ｌを通過した後はＰ偏光となる。このように、２分割旋光板３２を通過した後の再生光は、光束の断面全体についてＰ偏光となる。２分割旋光板３２を通過した再生光は固体撮像素子３９に入射する。結像レンズ３７，３８は、再生光が担持したイメージを固体撮像素子３９上で結像させるようになっている。
【００８１】
固体撮像素子３９上には、記録時において空間光変調器２０によって形成された光の強度のパターンが結像され、このパターンを検出することで、情報が再生される。なお、記録用参照光の変調パターンを変えて、情報記録層３に複数の情報が多重記録されている場合には、複数の情報のうち、再生用参照光の変調パターンに対応する情報のみが再生される。
【００８２】
一方、旋光板３２Ｒを通過した後、記録媒体１に入射した再生用参照光７１Ｒは、反射面５ａで反射されて、記録媒体１より出射され、旋光板３２Ｌを通過してＳ偏光の戻り光に変換される。また、旋光板３２Ｌを通過した後、記録媒体１に入射した再生用参照光７１Ｌは、反射面５ａで反射されて、記録媒体１より出射され、旋光板３２Ｒを通過してＳ偏光の戻り光に変換される。このように、２分割旋光板３２を通過した後の戻り光は、光束の断面全体についてＳ偏光となる。この戻り光は、偏光ビームスプリッタ２５の偏光ビームスプリッタ面２５ａで反射されるため、固体撮像素子３９には入射しない。
【００８３】
次に、図１１を参照して、情報の記録時における光ヘッド１１の動作について説明する。図１１は、情報の記録時におけるトラックＴＲの動きと情報光および記録用参照光の照射位置１０１の動きとを示している。図１１において、記号Ｒは、記録媒体１の移動方向を表している。なお、図１１では、便宜上、照射位置１０１をトラックＴＲに重ならないように表しているが、実際には、照射位置１０１はトラックＴＲに重なる。
【００８４】
本実施の形態では、図１１（ａ）に示したように、記録媒体１の情報記録領域７に情報を記録する前に、照射位置１０１は、中立の位置よりも記録媒体１の移動方向Ｒとは反対方向（以下、進み方向とも言う。）に移動される。その際、照射位置１０１はアドレス・サーボ領域６を通過し、アドレス・サーボ領域６に記録された情報が光ヘッド１１によって検出される。
【００８５】
次に、図１１（ｂ）に示したように、照射位置１０１が進み方向の移動範囲の端Ｅ１に達したら、照射位置１０１は、今度は記録媒体１の移動方向Ｒ（以下、遅れ方向とも言う。）に移動される。照射位置１０１の遅れ方向への移動開始直後は、照射位置１０１の移動速度は、情報を記録すべき所望の情報記録領域７の移動速度よりも小さい。従って、やがて、照射位置１０１は所望の情報記録領域７に重なる。
【００８６】
図１１（ｃ）に示したように、照射位置１０１が所望の情報記録領域７に重なったら、照射位置１０１の移動速度は、その情報記録領域７の移動速度と等しくなるように調整される。これにより、所望の情報記録領域７に照射位置１０１が追従するように照射位置１０１が移動される。
【００８７】
次に、図１１（ｄ）に示したように、照射位置１０１が遅れ方向の移動範囲の端Ｅ２に達したら、照射位置１０１は、再び、進み方向に移動され、図１１（ａ）に示した動作が行われる。このようにして、図１１（ａ）〜（ｄ）に示した動作が繰り返し実行される。
【００８８】
上述のように、本実施の形態では、所定の期間、移動する１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光の照射位置１０１が追従するように、照射位置１０１が移動される。これにより、所定の期間、１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光が照射され続け、この情報記録領域７に、情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情報が記録される。
【００８９】
次に、図１６および図１７を参照して、本実施の形態に係る光学系調整方法について説明する。本実施の形態に係る光学系調整方法では、まず、図１６に示したように、対物レンズ４１の前方に記録媒体１を配置せずに、その代りに、対物レンズ４１より出射される情報光が入射する位置に、半透明のスクリーン１２３を配置する。スクリーン１２３を配置する位置は、例えば、対物レンズ４１から出射される情報光が最も小径となる位置を中心にして、対物レンズ４１が配置された位置と対称な位置とする。そして、対物レンズ４１より情報光を出射させ、スクリーン１２３に、情報光の像、すなわち、反射型空間光変調器２０の像形成面の像を投影する。
【００９０】
次に、スクリーン１２３における対物レンズ４１とは反対側に、ＣＣＤカメラ等の撮像装置１２４を配置し、この撮像装置１２４によって、スクリーン１２３に投影された情報光の像を観察する。
【００９１】
図１７は、スクリーン１２３に投影された像の一例を示している。図１７に示したように、スクリーン１２３には、対物レンズ４１の開口の像１２５と共に、情報光の像１２６が投影される。このスクリーン１２３に投影された像を観察して、対物レンズ４１の開口の像１２５の中心と、情報光の像１２６の中心とがずれている場合には、以下のようにして対物レンズ４１と情報光との位置関係を調整する。すなわち、移動機構１１１によって、凸レンズ３４，３５を、それらの光軸に交差する方向に移動させて、対物レンズ４１の開口の像１２５の中心と、情報光の像１２６の中心とが一致するように、対物レンズ４１と情報光との位置関係を調整する。
【００９２】
以上説明したように、本実施の形態では、情報の記録時には、情報光および記録用参照光が、情報記録層３に対して、一方の面側より同軸的に、且つ反射面５ａ上で最も小径になって収束するように照射される。
【００９３】
また、情報の記録時には、第１の偏光方向（Ｐ偏光）の記録用参照光と、第１の偏光方向（Ｐ偏光）とは異なる第２の偏光方向（Ｓ偏光）の情報光が、それぞれ、２分割旋光板３２によって、光束の断面を２分割した各領域毎に異なる方向に旋光される。これにより、情報光と記録用参照光のそれぞれについて、情報記録層３内の同じ領域において、反射面５ａに入射する前の情報光と反射面５ａで反射された後の記録用参照光の偏光方向が一致し、反射面５ａに入射する前の記録用参照光と反射面５ａで反射された後の情報光の偏光方向が一致するように、光束の断面を２分割した各領域毎に偏光方向が異なるように設定される。その結果、情報記録層３では、反射面５ａに入射する前の情報光と反射面５ａで反射された後の記録用参照光との干渉による干渉パターンが記録されると共に、反射面５ａに入射する前の記録用参照光と反射面５ａで反射された後の情報光との干渉による干渉パターンが記録される。
【００９４】
また、情報の再生時には、再生用参照光は、情報光および記録用参照光が最も小径になって収束する位置と同じ位置で、最も小径になって収束するように情報記録層３に照射される。また、情報の再生時には、再生用参照光の照射と再生光の収集とが、情報記録層３の一方の面側より行われ、且つ再生用参照光および再生光が同軸的に配置される。
【００９５】
また、情報の再生時には、第１の偏光方向（Ｐ偏光）の再生用参照光が、２分割旋光板３２によって、光束の断面を２分割した各領域毎に異なる方向に旋光されて、各領域毎に偏光方向が異なる再生用参照光に変換されて情報記録層３に照射される。また、再生光と反射面５ａで反射された再生用参照光による戻り光とが、２分割旋光板３２によって各領域毎に異なる方向に旋光されて、光束の断面全体について第１の偏光方向（Ｐ偏光）となる再生光と光束の断面全体について第２の偏光方向（Ｓ偏光）となる戻り光とに変換される。これにより、偏光分離手段としての偏光ビームスプリッタ２５によって、再生光と戻り光とを分離することが可能になり、その結果、再生情報のＳＮ比を向上させることができる。
【００９６】
また、本実施の形態では、情報光は光束の断面の全体を用いて情報を担持することができ、同様に、再生光も光束の断面の全体を用いて情報を担持することができる。
【００９７】
また、本実施の形態によれば、調整部１１０によって、対物レンズ４１と情報光との位置関係を調整することができる。従って、本実施の形態によれば、情報光の中心と対物レンズ４１の光軸とのずれに起因して、記録媒体１に記録される情報の一部が欠落することを防止することができる。
【００９８】
ところで、２分割旋光板３２は、２つの領域の境界線、すなわち２つの旋光板３２Ｒ，３２Ｌを区切る１つの境界線を有している。情報光は２分割旋光板３２を通過する。そのため、２分割旋光板３２の境界線の像は、情報光の像に重なる。その結果、情報記録層３には、情報光の像の他に、これに重畳されるように、２分割旋光板３２の境界線の像が記録される。ここで、記録再生光学系中における２分割旋光板３２の配置によっては、情報記録層３に記録される２分割旋光板３２の境界線の像はぼけた像になる可能性がある。そうなると、２分割旋光板３２の境界線の像が、情報光が担持する情報の一部を欠落させる可能性がある。
【００９９】
これに対し、本実施の形態では、２分割旋光板３２は、反射型空間光変調器２０が配置された位置と共役な位置に配置されている。従って、反射型空間光変調器２０によって形成される情報光の像は２分割旋光板３２上で結像される。よって、情報光の像が情報記録層３に鮮明に記録されるように記録再生光学系が設計されていれば、２分割旋光板３２の境界線の像も、情報記録層３に鮮明に、すなわち細い線の像として、記録されることになる。
【０１００】
ここで、反射型空間光変調器２０は、各画素を区切る格子状の複数の境界線を有している。そこで、反射型空間光変調器２０の複数の境界線のうちの１つの像が２分割旋光板３２の境界線の像に重なるように、反射型空間光変調器２０と２分割旋光板３２とを位置合わせすれば、２分割旋光板３２の境界線の像は、情報光の像にほとんど影響を与えることがなく、情報光が担持する情報を欠落させることもない。
【０１０１】
また、本実施の形態では、位相空間光変調器２６は、２分割旋光板３２が配置された位置と共役な位置に配置されている。反射型空間光変調器２０と同様に、位相空間光変調器２６も、各画素を区切る格子状の複数の境界線を有している。位相空間光変調器２６の格子状の複数の境界線の像は２分割旋光板３２上で結像される。そこで、位相空間光変調器２６の複数の境界線の１つの像が２分割旋光板３２の境界線の像に重なるように、位相空間光変調器２６と２分割旋光板３２とを位置合わせすれば、２分割旋光板３２の境界線の像は、位相空間光変調器２６によって生成される変調パターンにほとんど影響を与えることがなく、位相符号化多重方式による多重記録に影響を与えることもない。
【０１０２】
以上のことから、本実施の形態によれば、ホログラフィを利用して情報の記録および再生を行うことができると共に、情報量を減少させることなく記録および再生のための光学系を小さく構成することが可能になる。
【０１０３】
また、本実施の形態では、所定の期間、移動する１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光の照射位置が追従するように、情報光および記録用参照光の照射位置を移動させる。これにより、所定の期間、１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光が照射され続ける。従って、本実施の形態によれば、情報記録領域７と情報光および記録用参照光の照射位置とのずれを生じることなく、情報記録領域７に情報を記録するのに十分な時間だけ、情報記録領域７に情報光および記録用参照光を照射することが可能となる。その結果、本実施の形態によれば、例えば、実用的な光源である半導体レーザを用いて、複数の情報記録領域７を有する記録媒体１を回転移動させながら、各情報記録領域７にホログラフィを利用して情報を記録することが可能となる。
【０１０４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、実施の形態では、調整部１１０において、凸レンズ３４，３５を、これらの光軸を一致させた状態で、これらを同じ方向に同じ距離だけ移動させるようにしている。しかし、調整部１１０において、凸レンズ３４，３５を、これらの光軸が互いにずれるように移動させることができるようにしてもよい。この場合には、凸レンズ３５の出射光束を、凸レンズ３４に対する入射光束に対して傾けることもできる。
【０１０５】
また、実施の形態では、位相符号化多重方式によって情報の多重記録を行うようにしたが、本発明は位相符号化多重方式による多重記録を行わない場合も含む。また、実施の形態では、情報の記録時において、所定の期間、移動する１つの情報記録領域７に情報光および記録用参照光の照射位置が追従するように、情報光および記録用参照光の照射位置を制御するようにしたが、本発明はこのような制御を行わない場合も含む。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または２記載の光情報記録装置もしくは請求項３または４記載の光情報記録装置における光学系調整方法によれば、記録光学系に含まれる対物レンズと情報光との位置関係を調整することができるようにしたので、ホログラフィを利用して情報の記録を行う際の情報の欠落を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光情報記録再生装置における光ヘッドの記録再生光学系の主要部分の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る光情報記録再生装置における光ヘッドの可動部とその周辺を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る光情報記録再生装置における光ヘッドの光の出射部と記録媒体とを示す説明図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る光情報記録再生装置における光ヘッドの位置制御用光学系を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態において用いられる記録媒体を示す説明図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る光情報記録再生装置の全体構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の一の実施の形態において使用する偏光を説明するための説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る光情報記録再生装置のサーボ時の作用を説明するための説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る光情報記録再生装置の情報記録時の作用を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る光情報記録再生装置の情報再生時の作用を説明するための説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る光情報記録再生装置の情報記録時におけるトラックの動きと情報光および記録用参照光の照射位置の動きとを説明するための説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態における移動機構を示す正面図である。
【図１３】本発明の一実施の形態における移動機構の要部の分解斜視図である。
【図１４】本発明の一実施の形態における調整部の作用を示す説明図である。
【図１５】本発明の一実施の形態における調整部の作用を示す説明図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係る光学系調整方法を説明するための説明図である。
【図１７】本発明の一実施の形態に係る光学系調整方法を説明するための説明図である。
【図１８】ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録するための光学系において対物レンズの光軸と情報光の中心とがずれている様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１…記録媒体、３…情報記録層、５…反射層、５ａ…反射面、１１…光ヘッド、１２…光源装置、２０…空間光変調器、２５…偏光ビームスプリッタ、２６…位相空間光変調器、３２…２分割旋光板、３４，３５…凸レンズ、３９…固体撮像素子、４１…対物レンズ、４５…光源装置、１１０…調整部、１１１…移動機構。
【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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