(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィを利用して情報が記録されると共に一方の面側より情報を記録または再生するための光が照射される情報記録層と、この情報記録層の他方の面側に配置された反射面とを備えた記録媒体に対して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、
前記情報記録層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情報記録層に照射する記録光学系とを備え、
前記記録光学系は、前記情報光および前記記録用参照光を、前記情報記録層に対して前記一方の面側より同軸的に、且つ前記反射面から離れた同一の位置で最も小径になって収束するように照射することを特徴とする光情報記録装置。
【請求項２】
前記情報光及び前記記録用参照光は、反射面に入射する前の情報光と反射面で反射された後の記録用参照光との干渉によって干渉パターンが形成され、反射面で反射された後の情報光と反射面に入射する前の記録用参照光との干渉によって干渉パターンが形成され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】
前記記録光学系は、前記情報記録層内の同じ領域において、反射面に入射する前の情報光と反射面で反射された後の記録用参照光の偏光方向が一致し、反射面に入射する前の記録用参照光と反射面で反射された後の情報光の偏光方向が一致するように、情報光と記録用参照光のそれぞれについて、光束の断面を２分割した各領域毎に偏光方向を異ならせることを特徴とする請求項１または２記載の光情報記録装置。
【請求項４】
前記記録光学系は、通過する光を前記各領域毎に異なる方向に旋光する旋光手段を有し、所定の第１の偏光方向の記録用参照光と、前記第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向の情報光とを、それぞれ、前記旋光手段によって旋光して、前記各領域毎に偏光方向を異ならせることを特徴とする請求項３記載の光情報記録装置。
【請求項５】
前記記録媒体に対する前記情報光および記録用参照光の位置を制御するために用いられる位置制御用光を、前記反射面上で最も小径になって収束するように、前記記録媒体に照射すると共に、前記反射面で反射された位置制御用光を受光して、位置制御情報を生成する位置制御情報生成手段と、
前記位置制御情報生成手段によって生成された位置制御情報に基づいて、前記記録媒体に対する前記情報光および記録用参照光の位置を制御する位置制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光情報記録装置。
【請求項６】
前記位置制御手段は、前記情報光および記録用参照光の位置を前記記録媒体の移動に追従するように制御することを特徴とする請求項５記載の光情報記録装置。
【請求項７】
前記情報光および記録用参照光は所定の第１の波長を有し、前記位置制御用光は前記第１の波長とは異なる第２の波長を有することを特徴とする請求項５または６記載の光情報記録装置。
【請求項８】
ホログラフィを利用して情報が記録されると共に一方の面側より情報を記録または再生するための光が照射される情報記録層と、この情報記録層の他方の面側に配置された反射面とを備えた記録媒体に対して情報を記録する光情報記録方法であって、
情報を担持した情報光を生成する手順と、
記録用参照光を生成する手順と、
前記情報記録層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、前記情報光と前記記録用参照光とを前記情報記録層に照射する記録手順とを備え、
前記記録手順は、前記情報光および前記記録用参照光を、前記情報記録層に対して前記一方の面側より同軸的に、且つ前記反射面から離れた同一の位置で最も小径になって収束するように照射することを特徴とする光情報記録方法。
【請求項９】
前記情報光及び前記記録用参照光は、反射面に入射する前の情報光と反射面で反射された後の記録用参照光との干渉によって干渉パターンが形成され、反射面で反射された後の情報光と反射面に入射する前の記録用参照光との干渉によって干渉パターンが形成されることを特徴とする請求項８記載の光情報記録方法。
【請求項１０】
前記記録媒体に対する前記情報光および記録用参照光の位置を制御するために用いられる位置制御用光を、前記反射面上で最も小径になって収束するように、前記記録媒体に照射すると共に、前記反射面で反射された位置制御用光を受光して、位置制御情報を生成する手順と、
前記位置制御情報に基づいて、前記記録媒体に対する前記情報光および記録用参照光の位置を制御する手順とを備えたことを特徴とする請求項８または９記載の光情報記録方法。
【請求項１１】
前記位置制御情報に基づいて、前記情報光および記録用参照光の位置を前記記録媒体の移動に追従するように制御することを特徴とする請求項１０記載の光情報記録方法。
【請求項１２】
前記情報光および記録用参照光は所定の第１の波長を有し、前記位置制御用光は前記第１の波長とは異なる第２の波長を有することを特徴とする請求項１０または１１記載の光情報記録方法。
【請求項１３】
ホログラフィを利用して情報が記録されると共に一方の面側より情報を記録または再生するための光が照射される情報記録層と、この情報記録層の他方の面側に配置された反射面とを備え、前記情報記録層には、前記一方の面側より同軸的に、且つ前記反射面から離れた同一の位置で最も小径になって収束するように照射された情報光および記録用参照光の干渉による干渉パターンによって情報が記録された記録媒体より、ホログラフィを利用して情報を再生するための光情報再生装置であって、
再生用参照光を生成する再生用参照光生成手段と、
前記再生用参照光生成手段によって生成された再生用参照光を前記情報記録層に対して照射すると共に、再生用参照光が照射されることによって前記情報記録層より発生される再生光を収集する再生光学系と、
前記再生光学系によって収集された再生光を検出する検出手段とを備え、
前記再生光学系は、前記情報光および前記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前記再生用参照光を情報記録層に照射すると共に、前記再生用参照光および前記再生光が同軸的に配置されるように、前記再生用参照光の照射と前記再生光の収集とを前記一方の面側より行うことを特徴とする光情報再生装置。
【請求項１４】
前記再生光学系は、通過する光を、光束の断面を２分割した各領域毎に異なる方向に旋光する旋光手段を有し、所定の第１の偏光方向の再生用参照光を、前記旋光手段によって旋光して、前記各領域毎に偏光方向が異なる再生用参照光に変換して情報記録層に照射すると共に、再生光と反射面で反射された再生用参照光による戻り光とを、前記旋光手段によって旋光して、光束の断面全体について前記第１の偏光方向となる再生光と光束の断面全体について前記第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向となる戻り光とに変換することを特徴とする請求項１３記載の光情報再生装置。
【請求項１５】
前記再生光学系は、更に、偏光方向の違いによって、前記旋光手段を通過した後の再生光と、前記旋光手段を通過した後の戻り光とを分離する偏光分離手段を有することを特徴とする請求項１４記載の光情報再生装置。
【請求項１６】
更に、前記記録媒体に対する前記再生用参照光の位置を制御するために用いられる位置制御用光を、前記反射面上で最も小径になって収束するように、前記記録媒体に照射すると共に、前記反射面で反射された位置制御用光を受光して、位置制御情報を生成する位置制御情報生成手段と、
前記位置制御情報生成手段によって生成された位置制御情報に基づいて、前記記録媒体に対する前記再生用参照光の位置を制御する位置制御手段とを備えたことを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれかに記載の光情報再生装置。
【請求項１７】
前記位置制御手段は、前記再生用参照光の位置を前記記録媒体の移動に追従するように制御することを特徴とする請求項１６記載の光情報再生装置。
【請求項１８】
前記再生用参照光は所定の第１の波長を有し、前記位置制御用光は前記第１の波長とは異なる第２の波長を有することを特徴とする請求項１６または１７記載の光情報再生装置。
【請求項１９】
ホログラフィを利用して情報が記録されると共に一方の面側より情報を記録または再生するための光が照射される情報記録層と、この情報記録層の他方の面側に配置された反射面とを備え、前記情報記録層には、前記一方の面側より同軸的に、且つ前記反射面から離れた同一の位置で最も小径になって収束するように照射された情報光および記録用参照光の干渉による干渉パターンによって情報が記録された記録媒体より、ホログラフィを利用して情報を再生する光情報再生方法であって、
再生用参照光を生成する手順と、
再生用参照光を前記情報記録層に対して照射すると共に、再生用参照光が照射されることによって前記情報記録層より発生される再生光を収集する再生手順と、
前記再生光を検出する手順とを備え、
前記再生手順は、前記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前記再生用参照光を前記情報記録層に照射すると共に、前記再生用参照光および前記再生光が同軸的に配置されるように、前記再生用参照光の照射と前記再生光の収集とを一方の面側より行うことを特徴とする光情報再生方法。
【請求項２０】
前記記録媒体に対する前記再生用参照光の位置を制御するために用いられる位置制御用光を、前記反射面上で最も小径になって収束するように、前記記録媒体に照射すると共に、前記反射面で反射された位置制御用光を受光して、位置制御情報を生成する手順と、
前記位置制御情報に基づいて、前記記録媒体に対する前記再生用参照光の位置を制御する手順とを備えたことを特徴とする請求項１９記載の光情報再生方法。
【請求項２１】
前記位置制御情報に基づいて、前記再生用参照光の位置を前記記録媒体の移動に追従するように制御することを特徴とする請求項２０記載の光情報再生方法。
【請求項２２】
前記再生用参照光は所定の第１の波長を有し、前記位置制御用光は前記第１の波長とは異なる第２の波長を有することを特徴とする請求項２０または２１記載の光情報再生方法。
【請求項２３】
ホログラフィを利用して情報が記録されると共に一方の面側より情報を記録または再生するための光が照射される情報記録層と、この情報記録層の他方の面側に配置された反射面とを備えた記録媒体に対して情報を記録すると共に、記録媒体より情報を再生するための光情報記録再生装置であって、
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、
再生用参照光を生成する再生用参照光生成手段と、
情報の記録時には、前記情報記録層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情報記録層に照射し、情報の再生時には、前記再生用参照光生成手段によって生成された再生用参照光を前記情報記録層に対して照射すると共に、再生用参照光が照射されることによって前記情報記録層より発生される再生光を収集する記録再生光学系と、
前記記録再生光学系によって収集された再生光を検出する検出手段とを備え、
前記記録再生光学系は、情報の記録時には、前記情報光および前記記録用参照光を、前記情報記録層に対して前記一方の面側より同軸的に、且つ前記反射面から離れた同一の位置で最も小径になって収束するように照射し、情報の再生時には、前記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前記再生用参照光を前記情報記録層に照射すると共に、前記再生用参照光および前記再生光が同軸的に配置されるように、前記再生用参照光の照射と前記再生光の収集とを前記一方の面側より行うことを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項２４】
前記情報光及び前記記録用参照光は、反射面に入射する前の情報光と反射面で反射された後の記録用参照光との干渉によって干渉パターンが形成され、反射面で反射された後の情報光と反射面に入射する前の記録用参照光との干渉によって干渉パターンが形成されることを特徴とする請求項２３記載の光情報記録再生装置。
【請求項２５】
前記記録再生光学系は、通過する光を、光束の断面を２分割した各領域毎に異なる方向に旋光する旋光手段を有し、
前記記録再生光学系は、情報の記録時には、所定の第１の偏光方向の記録用参照光と、前記第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向の情報光とを、それぞれ、前記旋光手段によって旋光して、前記情報記録層内の同じ領域において、反射面に入射する前の情報光と反射面で反射された後の記録用参照光の偏光方向が一致し、反射面に入射する前の記録用参照光と反射面で反射された後の情報光の偏光方向が一致するように、情報光と記録用参照光のそれぞれについて、前記各領域毎に偏光方向を異ならせ、
前記記録再生光学系は、情報の再生時には、前記第１の偏光方向の再生用参照光を、前記旋光手段によって旋光して、前記各領域毎に偏光方向が異なる再生用参照光に変換して情報記録層に照射すると共に、再生光と反射面で反射された再生用参照光による戻り光とを、前記旋光手段によって旋光して、光束の断面全体について前記第１の偏光方向となる再生光と光束の断面全体について前記第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向となる戻り光とに変換することを特徴とする請求項２３または２４記載の光情報記録再生装置。
【請求項２６】
前記記録再生光学系は、更に、偏光方向の違いによって、前記旋光手段を通過した後の再生光と、前記旋光手段を通過した後の戻り光とを分離する偏光分離手段を有することを特徴とする請求項２５記載の光情報記録再生装置。
【請求項２７】
更に、前記記録媒体に対する前記情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置を制御するために用いられる位置制御用光を、前記反射面上で最も小径になって収束するように、前記記録媒体に照射すると共に、前記反射面で反射された位置制御用光を受光して、位置制御情報を生成する位置制御情報生成手段と、
前記位置制御情報生成手段によって生成された位置制御情報に基づいて、前記記録媒体に対する前記情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置を制御する位置制御手段とを備えたことを特徴とする請求項２３ないし２６のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
【請求項２８】
前記位置制御手段は、前記情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置を前記記録媒体の移動に追従するように制御することを特徴とする請求項２７記載の光情報記録再生装置。
【請求項２９】
前記情報光、記録用参照光および再生用参照光は所定の第１の波長を有し、前記位置制御用光は前記第１の波長とは異なる第２の波長を有することを特徴とする請求項２７または２８記載の光情報記録再生装置。
【請求項３０】
ホログラフィを利用して情報が記録されると共に一方の面側より情報を記録または再生するための光が照射される情報記録層と、この情報記録層の他方の面側に配置された反射面とを備えた記録媒体に対して情報を記録すると共に、記録媒体より情報を再生する光情報記録再生方法であって、
情報を担持した情報光を生成する手順と、
記録用参照光を生成する手順と、
前記情報記録層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、前記情報光と前記記録用参照光とを前記情報記録層に照射する記録手順と、
再生用参照光を生成する手順と、
前記再生用参照光を前記情報記録層に対して照射すると共に、再生用参照光が照射されることによって前記情報記録層より発生される再生光を収集する再生手順と、
前記再生光を検出する手順とを備え、
前記記録手順は、前記情報光および前記記録用参照光を、前記情報記録層に対して前記一方の面側より同軸的に、且つ前記反射面から離れた同一の位置で最も小径になって収束するように照射し、
前記再生手順は、前記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再生用参照光を情報記録層に照射すると共に、再生用参照光および再生光が同軸的に配置されるように、再生用参照光の照射と再生光の収集とを前記一方の面側より行うことを特徴とする光情報記録再生方法。
【請求項３１】
前記情報光及び前記記録用参照光は、反射面に入射する前の情報光と反射面で反射された後の記録用参照光との干渉によって干渉パターンが形成され、反射面で反射された後の情報光と反射面に入射する前の記録用参照光との干渉によって干渉パターンが形成されることを特徴とする請求項３０記載の光情報記録再生方法。
【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方法、ホログラフィを利用して記録媒体から情報を再生する光情報再生装置および方法、ならびにホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録すると共に記録媒体から情報を再生する光情報記録再生装置および方法に関する。
【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】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ホログラフィを利用した従来の光情報記録再生方法では、再生光を検出する光検出器に、再生用参照光も入射してしまうと、再生情報のＳＮ比が劣化するという問題点があった。そのため、従来の光情報記録再生方法では、再生時に再生光と再生用参照光とを空間的に分離できるように、記録時には、情報光と記録用参照光とを互いに所定の角度をなすように記録媒体に入射させる場合が多い。これにより再生時に発生する再生光は、再生用参照光に対して所定の角度をなす方向に進むため、再生光と再生用参照光とを空間的に分離することが可能になる。
【０００５】
しかしながら、上述のように、記録時に情報光と記録用参照光とを互いに所定の角度をなすように記録媒体に入射させ、再生時に再生光と再生用参照光とを空間的に分離するようにした場合には、記録再生のための光学系が大型化するという問題点がある。
【０００６】
なお、特開平１０−１２４８７２号公報には、ホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層に対して、情報光と記録用参照光とを、情報記録層の厚み方向について互いに異なる位置で収束するように、情報記録層に対して同一面側より照射することによって、情報記録層に情報光と記録用参照光との干渉パターンを記録する技術が開示されている。
【０００７】
しかしながら、この技術では、情報光と記録用参照光の各収束位置を異ならせるための特殊な光学系が必要になるという問題点がある。
【０００８】
また、前記特開平１０−１２４８７２号公報には、記録媒体に照射される光束の断面の一部分を空間的に変調して情報光とし、光束の断面の他の部分を記録用参照光とし、これらの干渉パターンを情報記録層に記録する技術が開示されている。この技術では、記録媒体として、情報記録層における情報光と記録用参照光が照射される側とは反対側に反射面が設けられたものを用いている。そして、反射面に入射する前の情報光と反射面で反射された後の記録用参照光との干渉パターンおよび反射面に入射する前の記録用参照光と反射面で反射された後の情報光との干渉パターンを情報記録層に記録するようにしている。
【０００９】
しかしながら、この技術では、記録媒体に照射される光束の断面の一部分でしか情報を担持できないので、記録できる情報量が減少するという問題点がある。
【００１０】
そこで、記録媒体として、上記反射面を有するものを用い、情報光と記録用参照光とを、共に反射面上で最も小径になって収束するように、記録媒体に照射することも考えられる。この場合には、反射面に入射する前の情報光と反射面で反射された後の記録用参照光との干渉パターンおよび反射面に入射する前の記録用参照光と反射面で反射された後の情報光との干渉パターンが情報記録層に記録される。しかしながら、この場合には、再生時に、再生用参照光を、反射面上で最も小径になって収束するように記録媒体に照射すると、情報記録層から、記録時における情報光のパターンと同一のパターンと、その鏡像パターンとが同時に発生するという問題点がある。
【００１１】
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または再生を行うと共に、情報量を減少させることなく、記録または再生のための光学系を小さく構成できるようにした光情報記録装置および方法、光情報再生装置および方法、ならびに光情報記録再生装置および方法を提供することにある。
【００１２】
【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情報が記録されると共に一方の面側より情報を記録または再生するための光が照射される情報記録層と、この情報記録層の他方の面側に配置された反射面とを備えた記録媒体に対して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、情報記録層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情報記録層に照射する記録光学系とを備え、記録光学系は、情報光および記録用参照光を、情報記録層に対して一方の面側より同軸的に、且つ反射面から離れた同一の位置で最も小径になって収束するように照射するものである。
【００１３】
本発明の光情報記録方法は、ホログラフィを利用して情報が記録されると共に一方の面側より情報を記録または再生するための光が照射される情報記録層と、この情報記録層の他方の面側に配置された反射面とを備えた記録媒体に対して情報を記録する方法であって、情報を担持した情報光を生成する手順と、記録用参照光を生成する手順と、情報記録層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、情報光と記録用参照光とを情報記録層に照射する記録手順とを備え、記録手順は、情報光および記録用参照光を、情報記録層に対して一方の面側より同軸的に、且つ反射面から離れた同一の位置で最も小径になって収束するように照射するものである。
【００１４】
本発明の光情報記録装置または光情報記録方法では、情報光と記録用参照光は、情報記録層に対して一方の面側より同軸的に、且つ反射面から離れた同一の位置で最も小径になって収束するように照射される。そして、反射面に入射する前の情報光と反射面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、および反射面に入射する前の記録用参照光と反射面で反射された後の情報光との干渉による干渉パターンによって、情報記録層に情報が記録される。
【００１５】
本発明の光情報記録装置において、記録光学系は、情報記録層内の同じ領域において、反射面に入射する前の情報光と反射面で反射された後の記録用参照光の偏光方向が一致し、反射面に入射する前の記録用参照光と反射面で反射された後の情報光の偏光方向が一致するように、情報光と記録用参照光のそれぞれについて、光束の断面を２分割した各領域毎に偏光方向を異ならせてもよい。この場合、記録光学系は、通過する光を各領域毎に異なる方向に旋光する旋光手段を有し、所定の第１の偏光方向の記録用参照光と、第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向の情報光とを、それぞれ、旋光手段によって旋光して、各領域毎に偏光方向を異ならせてもよい。
【００１６】
また、本発明の光情報記録装置は、更に、記録媒体に対する情報光および記録用参照光の位置を制御するために用いられる位置制御用光を、反射面上で最も小径になって収束するように、記録媒体に照射すると共に、反射面で反射された位置制御用光を受光して、位置制御情報を生成する位置制御情報生成手段と、位置制御情報生成手段によって生成された位置制御情報に基づいて、記録媒体に対する情報光および記録用参照光の位置を制御する位置制御手段とを備えていてもよい。この場合、位置制御手段は、情報光および記録用参照光の位置を記録媒体の移動に追従するように制御してもよい。また、情報光および記録用参照光は所定の第１の波長を有し、位置制御用光は第１の波長とは異なる第２の波長を有していてもよい。
【００１７】
本発明の光情報再生装置は、ホログラフィを利用して情報が記録されると共に一方の面側より情報を記録または再生するための光が照射される情報記録層と、この情報記録層の他方の面側に配置された反射面とを備え、情報記録層には、一方の面側より同軸的に、且つ反射面から離れた同一の位置で最も小径になって収束するように照射された情報光および記録用参照光の干渉による干渉パターンによって情報が記録された記録媒体より、ホログラフィを利用して情報を再生するための装置であって、再生用参照光を生成する再生用参照光生成手段と、再生用参照光生成手段によって生成された再生用参照光を情報記録層に対して照射すると共に、再生用参照光が照射されることによって情報記録層より発生される再生光を収集する再生光学系と、再生光学系によって収集された再生光を検出する検出手段とを備え、再生光学系は、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再生用参照光を情報記録層に照射と共に、再生用参照光および再生光が同軸的に配置されるように、再生用参照光の照射と再生光の収集とを一方の面側より行うものである。
【００１８】
本発明の光情報再生方法は、ホログラフィを利用して情報が記録されると共に一方の面側より情報を記録または再生するための光が照射される情報記録層と、この情報記録層の他方の面側に配置された反射面とを備え、情報記録層には、一方の面側より同軸的に、且つ反射面から離れた同一の位置で最も小径になって収束するように照射された情報光および記録用参照光の干渉による干渉パターンによって情報が記録された記録媒体より、ホログラフィを利用して情報を再生する方法であって、再生用参照光を生成する手順と、再生用参照光を情報記録層に対して照射すると共に、再生用参照光が照射されることによって情報記録層より発生される再生光を収集する再生手順と、再生光を検出する手順とを備え、再生手順は、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再生用参照光を情報記録層に照射すると共に、再生用参照光および再生光が同軸的に配置されるように、再生用参照光の照射と再生光の収集とを一方の面側より行うものである。
【００１９】
本発明の光情報再生装置または光情報再生方法では、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、すなわち反射面から離れた位置で、最も小径になって収束するように情報記録層に照射される。そして、情報記録層より発生される再生光が収集され、検出される。
【００２０】
本発明の光情報再生装置において、再生光学系は、通過する光を、光束の断面を２分割した各領域毎に異なる方向に旋光する旋光手段を有し、所定の第１の偏光方向の再生用参照光を、旋光手段によって旋光して、各領域毎に偏光方向が異なる再生用参照光に変換して情報記録層に照射すると共に、再生光と反射面で反射された再生用参照光による戻り光とを、旋光手段によって旋光して、光束の断面全体について第１の偏光方向となる再生光と光束の断面全体について第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向となる戻り光とに変換してもよい。この場合、再生光学系は、更に、偏光方向の違いによって、旋光手段を通過した後の再生光と、旋光手段を通過した後の戻り光とを分離する偏光分離手段を有していてもよい。
【００２１】
また、本発明の光情報再生装置は、更に、記録媒体に対する再生用参照光の位置を制御するために用いられる位置制御用光を、反射面上で最も小径になって収束するように、記録媒体に照射すると共に、反射面で反射された位置制御用光を受光して、位置制御情報を生成する位置制御情報生成手段と、位置制御情報生成手段によって生成された位置制御情報に基づいて、記録媒体に対する再生用参照光の位置を制御する位置制御手段とを備えていてもよい。この場合、位置制御手段は、再生用参照光の位置を記録媒体の移動に追従するように制御してもよい。また、再生用参照光は所定の第１の波長を有し、位置制御用光は第１の波長とは異なる第２の波長を有していてもよい。
【００２２】
本発明の光情報記録再生装置は、ホログラフィを利用して情報が記録されると共に一方の面側より情報を記録または再生するための光が照射される情報記録層と、この情報記録層の他方の面側に配置された反射面とを備えた記録媒体に対して情報を記録すると共に、記録媒体より情報を再生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、
再生用参照光を生成する再生用参照光生成手段と、
情報の記録時には、情報記録層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情報記録層に照射し、情報の再生時には、再生用参照光生成手段によって生成された再生用参照光を情報記録層に対して照射すると共に、再生用参照光が照射されることによって情報記録層より発生される再生光を収集する記録再生光学系と、
記録再生光学系によって収集された再生光を検出する検出手段とを備えている。
【００２３】
記録再生光学系は、情報の記録時には、情報光および記録用参照光を、情報記録層に対して一方の面側より同軸的に、且つ反射面から離れた同一の位置で最も小径になって収束するように照射する。
【００２４】
記録再生光学系は、情報の再生時には、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再生用参照光を情報記録層に照射すると共に、再生用参照光および再生光が同軸的に配置されるように、再生用参照光の照射と再生光の収集とを一方の面側より行う。
【００２５】
本発明の光情報記録再生方法は、ホログラフィを利用して情報が記録されると共に一方の面側より情報を記録または再生するための光が照射される情報記録層と、この情報記録層の他方の面側に配置された反射面とを備えた記録媒体に対して情報を記録すると共に、記録媒体より情報を再生する方法であって、
情報を担持した情報光を生成する手順と、
記録用参照光を生成する手順と、
情報記録層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、情報光と記録用参照光とを情報記録層に照射する記録手順と、
再生用参照光を生成する手順と、
再生用参照光を情報記録層に対して照射すると共に、再生用参照光が照射されることによって情報記録層より発生される再生光を収集する再生手順と、
再生光を検出する手順とを備えている。
【００２６】
記録手順は、情報光および記録用参照光を、情報記録層に対して一方の面側より同軸的に、且つ反射面から離れた同一の位置で最も小径になって収束するように照射する。
【００２７】
再生手順は、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再生用参照光を情報記録層に照射すると共に、再生用参照光および再生光が同軸的に配置されるように、再生用参照光の照射と再生光の収集とを一方の面側より行う。
【００２８】
本発明の光情報記録再生装置において、記録再生光学系は、通過する光を、光束の断面を２分割した各領域毎に異なる方向に旋光する旋光手段を有していてもよい。この場合、記録再生光学系は、情報の記録時には、所定の第１の偏光方向の記録用参照光と、第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向の情報光とを、それぞれ、旋光手段によって旋光して、情報記録層内の同じ領域において、反射面に入射する前の情報光と反射面で反射された後の記録用参照光の偏光方向が一致し、反射面に入射する前の記録用参照光と反射面で反射された後の情報光の偏光方向が一致するように、情報光と記録用参照光のそれぞれについて、各領域毎に偏光方向を異ならせる。また、記録再生光学系は、情報の再生時には、第１の偏光方向の再生用参照光を、旋光手段によって旋光して、各領域毎に偏光方向が異なる再生用参照光に変換して情報記録層に照射すると共に、再生光と反射面で反射された再生用参照光による戻り光とを、旋光手段によって旋光して、光束の断面全体について第１の偏光方向となる再生光と光束の断面全体について第１の偏光方向とは異なる第２の偏光方向となる戻り光とに変換する。また、記録再生光学系は、更に、偏光方向の違いによって、旋光手段を通過した後の再生光と、旋光手段を通過した後の戻り光とを分離する偏光分離手段を有していてもよい。
【００２９】
本発明の光情報記録再生装置は、更に、記録媒体に対する情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置を制御するために用いられる位置制御用光を、反射面上で最も小径になって収束するように、記録媒体に照射すると共に、反射面で反射された位置制御用光を受光して、位置制御情報を生成する位置制御情報生成手段と、位置制御情報生成手段によって生成された位置制御情報に基づいて、記録媒体に対する情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置を制御する位置制御手段とを備えていてもよい。この場合、位置制御手段は、前記情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置を前記記録媒体の移動に追従するように制御してもよい。また、情報光、記録用参照光および再生用参照光は所定の第１の波長を有し、位置制御用光は第１の波長とは異なる第２の波長を有していてもよい。
【００３０】
【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。
［第１の実施の形態］
始めに、図１ないし図６を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録装置および光情報再生装置としての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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。また、基本クロックを生成するための情報、フォーカスサーボを行うための情報およびトラッキングサーボを行うための情報は、各情報記録領域７に対する情報光、記録用参照光および再生用参照光の照射位置を合わせるための情報であり、本発明における位置制御情報に対応する。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。光源装置１２が出射する緑色光の波長は本発明における第１の波長に対応する。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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。２分割旋光板３２は、本発明における旋光手段に対応する。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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。光源装置４５が出射する赤色光の波長は本発明における第２の波長に対応する。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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。本実施の形態では、後で詳しく説明するように、緑色光である情報光、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から離れた同一の位置で最も小径になって収束するように照射される。
【００６２】
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。
【００６３】
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。本実施の形態では、後で詳しく説明するように、赤色光である位置制御用光は、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。
【００６４】
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。４分割光検出器４９は本発明における位置制御情報生成手段に対応し、４分割光検出器４９の出力は本発明における位置制御情報に対応する。また、検出回路８５、フォーカスサーボ回路８６、トラッキングサーボ回路８７および光ヘッド１１内のアクチュエータは、本発明における位置制御手段に対応する。
【００６５】
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。
【００６６】
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。なお、以下の説明は、本実施の形態に係る光情報記録方法、光情報再生方法および光情報記録再生方法の説明を兼ねている。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。本実施の形態では、前述のように、位置制御用光５１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。しかし、情報光６１Ｒ，６１Ｌおよび記録用参照光６２Ｒ，６２Ｌの波長は、位置制御用光５１の波長よりも短くなっている。そのため、対物レンズ４１の色収差により、情報光６１Ｒ，６１Ｌおよび記録用参照光６２Ｒ，６２Ｌは、図９に示したように、反射面５ａから情報記録層３側に離れた同一の位置６０で最も小径になって収束する。なお、この位置６０は、反射面５ａと情報記録層３との間に存在する。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。前述のように、位置制御用光５１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。再生用参照光７１Ｒ，７１Ｌの波長は、情報の記録時における情報光６１Ｒ，６１Ｌおよび記録用参照光６２Ｒ，６２Ｌの波長と同一であり、位置制御用光５１の波長よりも短くなっている。そのため、対物レンズ４１の色収差により、再生用参照光７１Ｒ，７１Ｌは、図１０に示したように、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から情報記録層３側に離れた位置６０で、最も小径になって収束する。
【００８３】
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。
【００８４】
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７１Ｒによって、反射面５ａとは反対側に進行する再生光７２Ｒ１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７１Ｒによって、反射面５ａ側に進行する再生光７２Ｒ２が発生する。再生光７２Ｒ１は、そのまま記録媒体１より出射され、再生光７２Ｒ２は、反射面５ａで反射されて、記録媒体１より出射される。再生光７２Ｒ１，７２Ｒ２は、共に、反射面５ａに対して位置６０と対称な位置から放射された光と同等の波面を有する。従って、再生光７２Ｒ１，７２Ｒ２は、対物レンズ４１を通過して、わずかに収束する光となって、２分割旋光板３２の旋光板３２Ｒに入射する。また、再生光７２Ｒ１，７２Ｒ２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。従って、再生光７２Ｒ１，７２Ｒ２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を通過する。
【００８５】
また、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７１Ｌによって、反射面５ａとは反対側に進行する再生光７２Ｌ１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７１Ｌによって、反射面５ａ側に進行する再生光７２Ｌ２が発生する。再生光７２Ｌ１は、そのまま記録媒体１より出射され、再生光７２Ｌ２は、反射面５ａで反射されて、記録媒体１より出射される。再生光７２Ｌ１，７２Ｌ２は、共に、反射面５ａに対して位置６０と対称な位置から放射された光と同等の波面を有する。従って、再生光７２Ｌ１，７２Ｌ２は、対物レンズ４１を通過して、わずかに収束する光となって、２分割旋光板３２の旋光板３２Ｌに入射する。また、再生光７２Ｌ１，７２Ｌ２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。従って、再生光７２Ｌ１，７２Ｌ２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を通過する。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
ところで、情報光と記録用参照光とを、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に照射して、情報記録層３に情報を記録した場合には、再生時に、再生用参照光を、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に照射すると、情報記録層３から、記録時における情報光のパターンと同一のパターンと、その鏡像パターンとが同時に発生する。これは、再生時に、反射面５ａで反射される前の再生用参照光と反射面５ａで反射された後の再生用参照光とが同じ波面を有することから、情報記録層３内の同じ領域から、反射面５ａから離れる方向と反射面５ａに近づく方向の両方に、同じパターンを有する２つの再生光が発生するためである。
【００９０】
これに対し、本実施の形態では、情報光、記録用参照光および再生用参照光は、全て反射面５ａから離れた同一の位置６０で最も小径になって収束する。そのため、再生時に、反射面５ａで反射される前の再生用参照光と反射面５ａで反射された後の再生用参照光とが同じ波面を有することはない。従って、本実施の形態によれば、再生時において、記録時における情報光のパターンと同一のパターンと、その鏡像パターンとが同時に発生することを防止することができる。
【００９１】
また、本実施の形態では、情報光、記録用参照光および再生用参照光が、同一の位置６０で最も小径になって収束するようにしたので、情報光と、記録用参照光および再生用参照光とで、収束位置を異ならせるための特殊な光学系は不要である。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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から離れた同一の位置６０で最も小径になって収束するように照射される。
【００９９】
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、旋光手段としての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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
これらのことから、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。
【０１０４】
また、本実施の形態では、情報光、記録用参照光および再生用参照光は、全て反射面５ａから離れた同一の位置６０で最も小径になって収束する。従って、本実施の形態によれば、再生時において、記録時における情報光のパターンと同一のパターンと、その鏡像パターンとが同時に発生することを防止することができる。
【０１０５】
また、本実施の形態では、情報光、記録用参照光および再生用参照光は所定の第１の波長を有し、位置制御用光は第１の波長とは異なる第２の波長を有する。そして、本実施の形態では、位置制御用光が記録媒体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およびトラッキングサーボを行いながら、対物レンズ４１の色収差を利用して、情報光、記録用参照光および再生用参照光が、反射面５ａから離れた同一の位置６０で最も小径になって収束するようにしている。従って、本実施の形態によれば、記録媒体１の厚み方向について上記の位置６０と情報記録層３との位置関係を一定に保つことができると共に、情報光、記録用参照光および再生用参照光の照射位置を記録媒体１のトラックに追従させることができる。
【０１０６】
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。
【０１０７】
［第２の実施の形態］
次に、図１２を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る光情報記録再生装置について説明する。図１２は本実施の形態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１２に示したように、本実施の形態では、ダイクロイックミラー３３と赤色透過フィルタ４２との間に、凹レンズ５０を配置している。
【０１０８】
本実施の形態では、光源装置４５から出射された位置制御用光は平行光束となって凹レンズ５０に入射する。凹レンズ５０を通過した後の位置制御用光は、わずかに拡散する光となり、対物レンズ４１で集光されて記録媒体１に照射される。本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、位置制御用光が記録媒体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およびトラッキングサーボが行われる。
【０１０９】
一方、情報光、記録用参照光および再生用参照光は、平行光束となって対物レンズ４１に入射し、この対物レンズ４１で集光されて記録媒体１に照射される。従って、本実施の形態では、対物レンズ４１の色収差を利用しなくても、位置制御用光が記録媒体１の反射面５ａ上で最も小径になって収束する場合には、情報光、記録用参照光および再生用参照光は、反射面５ａから情報記録層３側に離れた同一の位置で収束する。
【０１１０】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は第１の実施の形態と同様である。
【０１１１】
なお、本発明は、上記各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、情報光、記録用参照光および再生用参照光を緑色光とし、位置制御用光を赤色光としたが、情報光、記録用参照光および再生用参照光には緑色光以外の光を用いてもよいし、位置制御用光には赤色光以外の光を用いてもよい。
【０１１２】
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。
【０１１３】
また、第１の実施の形態では、単一のレンズによる色収差を利用して、情報光、記録用参照光および再生用参照光が、反射面５ａから情報記録層３側に離れた同一の位置で収束するようにしている。しかし、本発明では、上記の単一のレンズの代りに、異なる硝材を用いて作製された複数のレンズを組み合わせて、積極的に色収差を発生させるように設計された光学部材を用いてもよい。
【０１１４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光情報記録装置または光情報記録方法では、情報光と記録用参照光は、記録媒体の情報記録層に対して一方の面側より同軸的に、且つ反射面から離れた同一の位置で最も小径になって収束するように照射される。また、本発明では、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る。また、本発明では、情報の再生時において、記録時における情報光のパターンと同一のパターンと、その鏡像パターンとが同時に発生することを防止することができる。これらのことから、本発明によれば、ホログラフィを利用して情報の記録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のための光学系を小さく構成することが可能になるという効果を奏する。
【０１１５】
また、本発明の光情報記録装置では、位置制御用光を、記録媒体の反射面上で最も小径になって収束するように記録媒体に照射すると共に、反射面で反射された位置制御用光を受光して位置制御情報を生成し、この位置制御情報に基づいて記録媒体に対する情報光および記録用参照光の位置を制御する。従って、本発明によれば、情報光および記録用参照光と記録媒体との位置関係を一定に保つことができるという効果を奏する。
【０１１６】
本発明の光情報再生装置または光情報再生方法では、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、すなわち反射面から離れた位置で、最も小径になって収束するように情報記録層に照射される。そして、情報記録層より発生される再生光が収集され、検出される。本発明では、再生用参照光の照射と再生光の収集とが、記録媒体の情報記録層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。また、本発明では、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。また、本発明では、情報の再生時において、記録時における情報光のパターンと同一のパターンと、その鏡像パターンとが同時に発生することを防止することができる。これらのことから、本発明によれば、ホログラフィを利用して情報の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という効果を奏する。
【０１１７】
また、本発明の光情報再生装置では、位置制御用光を、記録媒体の反射面上で最も小径になって収束するように記録媒体に照射すると共に、反射面で反射された位置制御用光を受光して位置制御情報を生成し、この位置制御情報に基づいて記録媒体に対する再生用参照光の位置を制御する。従って、本発明によれば、再生用参照光と記録媒体との位置関係を一定に保つことができるという効果を奏する。
【０１１８】
本発明の本発明の光情報記録再生装置または光情報記録再生方法によれば、上記の光情報記録装置または光情報記録方法と同様の作用と、上記の光情報再生装置または光情報再生方法の同様の作用により、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という効果を奏する。
【０１１９】
また、本発明の光情報記録再生装置では、位置制御用光を、記録媒体の反射面上で最も小径になって収束するように記録媒体に照射すると共に、反射面で反射された位置制御用光を受光して位置制御情報を生成し、この位置制御情報に基づいて記録媒体に対する情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置を制御する。従って、本発明によれば、情報光、記録用参照光および再生用参照光と記録媒体との位置関係を一定に保つ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】本発明の第１の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主要部分の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の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】本発明の第１の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】本発明の第１の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】本発明の第１の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】本発明の第１の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】本発明の第１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】本発明の第１の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】本発明の第１の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】本発明の第１の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】本発明の第１の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】本発明の第２の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。
【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、３９…固体撮像素子、４１…対物レンズ、４５…光源装置。
【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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