(57)【要約】      （修正有）【課題】ホログラフィを利用してデジタル情報を記録する光情報記録再生装置において、ＢＤに代表される従来の光ディスクも同一の装置で記録又は再生できるようにする。【解決手段】ホログラムのキュア用光ビームを生成する光源５０１と、ＢＤ又はＨＤ ＤＶＤの記録又は再生用の光ビームを生成する光源を共有する。さらに、ホログラムのキュア用光ビームの光路とＢＤ又はＨＤ ＤＶＤの記録又は再生用の光ビームの光路を一部共用する。これにより、複数の光学系構成を一つの筐体内に合理的に纏める。【選択図】図５
2009070475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレーザ光源、前記第１のレーザ光源からのレーザ光を第１の光路と第２の光路に分割する光学素子、空間変調器と光検出器を有し前記空間変調器によって変調された前記第１の光路のレーザ光を信号光としてホログラム記録媒体に照射し、あるいは前記ホログラムからの再生光を前記光検出器に入射させる光学系、及び前記第２の光路のレーザ光を参照光あるいは参照光の位相共役光としてホログラム記録媒体に照射する光学系を備える第１の光ピックアップと、
第２のレーザ光源、及び前記第２のレーザ光源からのレーザ光を前記ホログラム記録媒体にキュア処理を行う光ビームとして照射する光学系を有する第２の光ピックアップとを具備し、
前記第２のピックアップは、ＢＤ規格又はＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクの記録又は再生のために前記第２のレーザ光源からの光ビームを照射する光学系及び前記光ディスクから反射された反射光を検出する光学系を有することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項２】
第１のレーザ光源と、
前記第１のレーザ光源からの光ビームを第１の光路と第２の光路に分割する光学素子と、
前記光学素子により分割された第１の光路を進む第１の光ビームを信号光としてホログラム記録媒体に導く信号光用光学系と、
前記光学素子により分割された第２の光路を進む第２の光ビームを参照光としてホログラム記録媒体に導く参照光用光学系と、
第２のレーザ光源と、
前記第２のレーザ光源からの光ビームをホログラム記録媒体に導きキュア処理するキュア処理用光学系と、
前記第２のレーザ光源からの光ビームをＢＤ規格又はＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクに導く光ディスク用光学系と
を具備す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記載の光情報記録再生装置において、前記キュア処理を行う光ビームは略平行光であり、前記ＢＤ規格又はＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクに照射される光ビームは収束光であることを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項４】
請求項１記載の光情報記録再生装置において、前記第２の光ピックアップは、前記第２のレーザ光源から出射される光ビームの偏光状態を切り替える変換素子と、前記光ビームの光路をその偏光状態に応じて第１の光路と第２の光路に切り替える光学素子を具備し、前記第１の光路を進む光ビームは前記キュア処理を行う光ビームとなり、前記第２の光路を進む光ビームは前記ＢＤ規格又はＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクに収束して照射される光ビームとな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１記載の光情報記録再生装置において、前記第２の光ピックアップは、前記第２のレーザ光源からの光ビームをＢＤ規格又はＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクに集光するための対物レンズと、前記対物レンズを光軸に対して駆動するレンズアクチュエータを有し、前記レンズアクチュエータは前記対物レンズと異なる位置に前記キュア処理を行う光ビームを通す光路を備え、前記キュア処理を行うか、ＢＤ規格又はＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクの記録再生を行うかに応じて、前記第２のレーザ光源からの光ビームが前記レンズアクチュエータを通過する位置を切り替え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１記載の光情報記録再生装置において、前記第２の光ピックアップは、前記第２のレーザ光源からの光ビームを略平行光にするレンズと、前記レンズの透過光を第１の光路と第２の光路に切り替える光学素子を具備し、前記第１の光路を進む光ビームは前記キュア処理を行う光ビームとなり、前記第２の光路を進む光ビームは前記ＢＤ規格又はＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクに収束して照射される光ビームとな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記載の光情報記録再生装置において、前記第２の光ピックアップは、前記第２のレーザ光源からの光ビームをＢＤ規格又はＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクに集光するための対物レンズと、前記光ビームの発散・収束度を切り替えるためのビームエキスパンダを具備し、前記ビームエキスパンダは、前記キュア処理を行うか、ＢＤ規格又はＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクの記録再生を行うかに応じて前記光ビームの発散・収束度を切り替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７記載の光情報記録再生装置において、前記キュア処理を行う場合は前記対物レンズの出射光を略平行光とし、前記ＢＤまたはＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクに照射する場合は前記対物レンズの出射光を収束光とすることを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項９】
請求項７記載の光情報記録再生装置において、前記ビームエキスパンダは、前記光ビームの発散・収束度を切り替えるための機構を２つ具備し、前記キュア処理を行う場合は、前記発散・収束度の切り替え感度の高い機構を駆動し、ＢＤ規格またはＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクの記録再生を行う場合は、前記発散・収束度の切り替え感度の低い機構を駆動することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項１０】
請求項１記載の光情報記録再生装置において、前記第２のレーザ光源から発生されるレーザ光は、前記第１のレーザ光源から発生されるレーザ光より可干渉性が低いことを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項１１】
請求項１記載の光情報記録再生装置において、前記第１の光ピックアップと前記第２の光ピックアップは、媒体に対して同じ側に位置することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項１２】
請求項１記載の光情報記録再生装置において、前記第２のピックアップは、前記キュア用光ビームの光路にビームの光束径を可変とする開口絞りを具備す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、ホログラフィを用いて、光情報記録媒体に情報を記録する、及び／又は光情報記録媒体から情報を再生する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、青紫色半導体レーザを用いた、Blu-ray Disc（ＢＤ）規格やHigh Definition Digital Versatile Disc（ＨＤ ＤＶＤ）規格などにより、民生用においても５０ＧＢ程度の記録密度を持つ光ディスクの商品化が可能となってきた。今後は、光ディスクでも１００ＧＢ〜１ＴＢというＨＤＤ（Hard Disc Drive）容量と同程度まで大容量化が望まれる。しかしながら、このような超高密度を光ディスクで実現するためには、今までのような短波長化と対物レンズ高ＮＡ化による従来の高密度技術のトレンドとは異なった新しいストレージ技術が必要となる。次世代のストレージ技術に関する研究が行われる中、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録するホログラム記録技術が注目を集めている。
【０００３】
ホログラム記録技術とは、空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）により２次元的に変調されたページデータの情報を有する信号光と、参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、その時に生じる干渉縞パターンによって記録媒体内に屈折率変調を生じさせることで情報を記録する技術である。情報の再生時には、記録時に用いた参照光を同じ配置で記録媒体に照射すると、記録媒体中に記録されているホログラムが回折格子のように作用して回折光を生じる。この回折光が記録した信号光と位相情報を含めて同一の光として再生される。再生された信号光は、ＣＭＯＳやＣＣＤなどの光検出器を用いて２次元的に高速に検出される。このようにホログラム記録では、１つのホログラムで２次元的な情報を同時に記録／再生され、また同じ場所に複数のページデータを重ね書きすることができるため、大容量かつ高速な情報の記録再生に有効である。
【０００４】
ホログラム記録技術として、例えば特開２００４−２７２２６８号公報（特許文献１）や非特許文献１がある。これらの文献には、信号光束をレンズで光情報記録媒体に集光すると同時に、平行光束の参照光を照射して干渉させてホログラムの記録を行い、さらに参照光の光記録媒体への入射角度を変えながら異なるページデータを空間光変調器に表示して多重記録を行う、いわゆる角度多重記録方式が記載されている。さらに特許文献１には、信号光をレンズで集光してそのビームウエストに開口（空間フィルタ）を配することにより、隣接するホログラムの間隔を短くすることができ、従来の角度多重記録方式に比べて記録密度／容量を増大させる技術が記載されている。また、ＷＯ２００４−１０２５４２号（特許文献２）には、１つの空間光変調器において内側の画素からの光を信号光、外側の輪帯状の画素からの光を参照光として、両光束を同じレンズで光記録媒体に集光し、レンズの焦点面付近で信号光と参照光を干渉させてホログラムを記録するシフト多重方式を用いた例が記述されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２７２２６８号公報
【特許文献２】ＷＯ２００４−１０２５４２号
【非特許文献１】Ian Redmond, “The InPhase Professional Archive Drive OMA: Design and Function” Optical Data Storage Topical Meeting,2006
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録する光情報記録再生装置においては、非特許文献１に記述されているように信号光と参照光を生成し記録媒体に照射するための光学系に加えて、プリキュア（precure）及びポストキュア（postcure）に用いるキュア（cure）用光ビームを生成し記録媒体に照射する光学系が別途必要となる。ここでプリキュアとは、記録媒体内の所望の位置に情報を記録する際、その所望位置に参照光と信号光を照射する前に予め所定のエネルギーの光ビームを照射する前工程のことである。またポストキュアとは、記録媒体内の所望の位置に信号光と参照光を用いて情報を記録した後、その位置に追記不可能とするために所定のエネルギーの光ビームを照射する後工程のことである。
【０００７】
さらに例えば下位機種互換（Backward compatibility）の観点から、ＢＤやＨＤ ＤＶＤに代表される従来の光ディスクも同一の装置で記録又は再生する場合は、これらの光ディスクの記録又は再生に対応した光学系も追加する必要がある。
【０００８】
装置の小型化の観点からは、これら複数の光学系をできるだけ共有化することが望ましいが、この要求を満たす光情報記録再生装置に関する技術や、その光学系構成に関する技術は、従来全く開示されていない。
【０００９】
本発明は上記問題を鑑みなされたものであり、同一の装置を用いてホログラフィを利用したデジタル情報の記録又は再生を可能とし、かつ従来の光ディスクであるＢＤやＨＤ ＤＶＤの記録又は再生にも対応する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】
【００１０】
本発明の光情報記録再生装置は、ホログラム記録用の信号光と参照光を生成する第１のレーザ光源を有する第１の光ピックアップと、ホログラム記録媒体にキュア処理を行う光ビームを生成する第２のレーザ光源を有する第２の光ピックアップを有する。さらに、第２のレーザ光源から出射される光ビームを用いて、ＢＤ規格又はＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクの記録再生を行う。
【００１１】
一例では、第２の光ピックアップは、第２のレーザ光源から出射される光ビームの偏光状態を切り替える変換素子と、光ビームの偏光状態によって光路を切り替えるビームスプリッタを備え、キュア処理を行う光ビームと、ＢＤ規格又はＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクの記録再生を行う光ビームを、ビームスプリッタによって切り替える。他の例では、第２の光ピックアップは、ＢＤ又はＨＤ ＤＶＤディスク用の対物レンズと、それを光軸に対して駆動するレンズアクチュエータを有する。レンズアクチュエータは、対物レンズと別に、キュア処理を行う光ビームのための光路を備え、キュア処理を行うか、ＢＤ規格又はＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクの記録再生を行うかに応じて、第２のレーザ光源からの光ビームがレンズアクチュエータを通過する位置を切り替える。キュア用光ビームの光路には、ビームの光束径を可変とする開口絞りを備えてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の光学系を共有することでホログラフィを利用した光情報記録再生装置を小型化することができ、また、ＢＤ又はＨＤ ＤＶＤなどの光ディスクに情報を記録又は再生することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について説明する。
［光情報記録再生装置の全体構成］
図１は、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録及び／又は再生する光情報記録再生装置の全体的な構成を示したものである。
【００１４】
光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、位相共役光学系１２、媒体キュア光学系１３、媒体回転角度検出用光学系１４ならびに回転モータ５０を備えており、ホログラム記録媒体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。ピックアップ１１は、参照光と信号光をホログラム記録媒体１に出射してホログラフィを利用してデジタル情報を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を介してピックアップ１１内の後述する空間光変調器に送り込まれ、信号光は空間光変調器によって変調される。
【００１５】
ホログラム記録媒体１に記録した情報を再生する際は、ピックアップ１１から出射された参照光の位相共役光を位相共役光学系１２によって生成する。ここで位相共役光とは、入力光と同一の波面を保ちながら逆方向に進む光波のことである。この位相共役光によって再生される再生光をピックアップ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。
【００１６】
ホログラム記録媒体１に照射する参照光と信号光の照射時間は、ピックアップ１１内の後述する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。
【００１７】
媒体キュア光学系１３は、ホログラム記録媒体１のプリキュア及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。ここでプリキュアとは、ホログラム記録媒体１内の所望の位置に情報を記録する際、その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のことである。またポストキュアとは、ホログラム記録媒体１内の所望の位置に情報を記録した後、そ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のことである。
【００１８】
媒体回転角度検出用光学系１４は、ホログラム記録媒体１の回転角度を検出するために用いられる。ホログラム記録媒体１を所定の回転角度に調整する場合は、媒体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によって媒体回転モータ制御回路８８を介して回転モータ５０を制御することにより、ホログラム記録媒体１の回転角度を制御することができる。
【００１９】
光源駆動回路８２からは所定の光源駆動電流がピックアップ１１、媒体キュア光学系１３、媒体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。また、ピックアップ１１、位相共役光学系１２、媒体キュア光学系１３は、ホログラム記録媒体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行われる。
【００２０】
ところで、ホログラフィを利用した記録技術は、超高密度な情報を記録可能な技術であるがゆえに、例えばホログラム記録媒体１の傾きや位置ずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。それゆえピックアップ１１内に、例えばホログラム記録媒体１の傾きや位置ずれ等、許容誤差が小さいずれ要因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内に備えても良い。
【００２１】
なお、ピックアップ１１、位相共役光学系１２、媒体キュア光学系１３、媒体回転角度検出用光学系１４は、いくつかの光学系構成又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。
【００２２】
［ピックアップ光学系構成の一例］
図２は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の光学系構成の一例を示したものである。
【００２３】
光源２０１を出射した光ビームはコリメートレンズ２０２を透過し、シャッタ２０３に入射する。シャッタ２０３が開いている時は、光ビームはシャッタ２０３を通過した後、例えば１／２波長板などで構成される光学素子２０４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偏光方向を制御された後、偏光ビームスプリッタ（Polarization Beam Splitter）２０５に入射する。
【００２４】
偏光ビームスプリッタ２０５を透過した光ビーム２０６は、ビームエキスパンダ２０９によって光ビーム径を拡大された後、位相マスク２１１、リレーレンズ２１０、偏光ビームスプリッタ２０７を経由して空間光変調器２０８に入射する。空間光変調器２０８によって情報を付加された信号光ビームは偏光ビームスプリッタ２０７を透過し、リレーレンズ２１２ならびに空間フィルタ２１３を伝播する。その後、信号光ビームは対物レンズ２２５によってホログラム記録媒体１に集光する。
【００２５】
一方、偏光ビームスプリッタ２０５を反射した光ビーム２２３は参照光ビームとして働き、偏光方向変換素子２２４によって記録時又は再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー２１４ならびにミラー２１５を経由してガルバノミラー２１６に入射する。ガルバノミラー２１６はアクチュエータ２１７によって角度を調整可能のため、レンズ２１９とレンズ２２０を通過した後に情報記録媒体１に入射する参照光ビームの入射角度を、所望の角度に設定することができる。
【００２６】
このように、信号光ビーム２０６と参照光ビーム２２３をホログラム記録媒体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２１６によってホログラム記録媒体１に入射する参照光ビーム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。
【００２７】
記録した情報を再生する場合は、前述したように参照光ビームをホログラム記録媒体１に入射し、ホログラム記録媒体１を透過した光ビームをガルバノミラー２２１にて反射させることで、その位相共役光を生成する。ガルバノミラー２２１はアクチュエータ２２２によって角度を調整可能であり、ホログラム記録媒体１に記録された情報の再生時に、前記ガルバノミラー２１６と連動して駆動される。
【００２８】
この位相共役光によって再生された再生光ビームは、対物レンズ２２５、リレーレンズ２１２ならびに空間フィルタ２１３を伝播する。その後、再生光ビームは偏光ビームスプリッタ２０７を反射して光検出器２１８に入射し、記録した信号を再生することができる。
【００２９】
［ピックアップ光学系構成の別の例］
なお、ピックアップ１１の光学系構成は図２に限定されるものではなく、例えば図３に示すような構成であっても構わない。
【００３０】
図３において、光源３０１を出射した光ビームはコリメートレンズ３０２を透過し、シャッタ３０３に入射する。シャッタ３０３が開いている時は、光ビームはシャッタ３０３を通過した後、例えば１／２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偏光方向を制御された後、偏光ビームスプリッタ３０５に入射する。
【００３１】
偏光ビームスプリッタ３０５を透過した光ビームは、偏光ビームスプリッタ３０７を経由して空間光変調器３０８に入射する。空間光変調器３０８によって情報を付加された信号光ビーム３０６は偏光ビームスプリッタ３０７を反射し、所定の入射角度の光ビームのみを通過させるアングルフィルタ３０９を伝播する。その後、信号光ビームは対物レンズ３１０によってホログラム記録媒体１に集光する。
【００３２】
一方、偏光ビームスプリッタ３０５を反射した光ビームは参照光ビーム３１２として働き、偏光方向変換素子３１９によって記録時又は再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー３１３ならびにミラー３１４を経由してレンズ３１５に入射する。レンズ３１５は参照光ビーム３１２を対物レンズ３１０のバックフォーカス面に集光させる役割を果たしており、対物レンズ３１０のバックフォーカス面にて一度集光した参照光ビームは、対物レンズ３１０によって再度、平行光となってホログラム記録媒体１に入射する。
【００３３】
ここで、対物レンズ３１０又は光学ブロック３２１は、例えば符号３２０に示す方向に駆動可能であり、対物レンズ３１０又は光学ブロック３２１の位置を駆動方向３２０に沿ってずらすことにより、対物レンズ３１０と対物レンズ３１０のバックフォーカス面における集光点の相対位置関係が変化するため、ホログラム記録媒体１に入射する参照光ビームの入射角度を所望の角度に設定することができる。
【００３４】
このように、信号光ビームと参照光ビームをホログラム記録媒体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。また対物レンズ３１０又は光学ブロック３２１の位置を駆動方向３２０に沿ってずらすことによって、ホログラム記録媒体１に入射する参照光ビーム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。
【００３５】
記録した情報を再生する場合は、前述したように参照光ビームをホログラム記録媒体１に入射し、ホログラム記録媒体１を透過した光ビームをガルバノミラー３１６にて反射させることで、その位相共役光を生成する。この位相共役光によって再生された再生光ビームは、対物レンズ３１０、アングルフィルタ３０９を伝播する。その後、再生光ビームは偏光ビームスプリッタ３０７を透過して光検出器３１８に入射し、記録した信号を再生することができる。
【００３６】
図３で示した光学系は、信号光ビームと参照光ビームを同一の対物レンズに入射させる構成とすることで、図２で示した光学系構成に比して、大幅に小型化できる利点を有する。
【００３７】
なお、図２、３では特にホログラフィを利用した記録再生に関する光学系を抜き出して説明したが、さらに本実施例では図１に示した光情報記録再生装置１０の光学系構成が従来のＢＤ、ＨＤ ＤＶＤの記録再生に用いられる。
【００３８】
［レーザ光］
ところで、一般にホログラフィの記録再生に用いられるレーザ光には、ホログラフィの観点から外部共振器付半導体レーザ（ＥＣＬＤ：External Cavity Laser Diode)やＤＦＢ（Distributed FeedBack）レーザなど可干渉性の高い光ビームが求められる。一方、キュア用光ビームには信号品質の観点から雑音の原因となる無駄なホログラムを形成しないために、可干渉性の低い光ビームが求められる。また、ＢＤやＨＤ ＤＶＤなど従来の光ディスクの記録再生に用いられるレーザ光は、ディスクなどからの反射光により生じるレーザ雑音を抑止低減するために、レーザの駆動電流を高周波重畳することによってマルチモード発振させ、レーザ光の可干渉性を下げる方法が採られている。
【００３９】
また、ホログラム記録の記録媒体として現在最も有望視されているのが、フォトポリマーを用いたものであるが、フォトポリマーを用いたホログラム記録媒体では、記録時にモノマーがポリマーに変化することによる収縮や、温度変化に伴うポリマーの膨張・収縮によって、レーザ光の媒体への入射角度やレーザ光の波長などに対する最適な再生条件がずれてしまい、再生性能が劣化してしまうという問題がある。この問題を解決するために、ホログラフィの記録再生に用いられるレーザ光は、発振レーザの波長を可変にできる波長可変レーザが用いられることが多い。さらに、体積ホログラム記録では再生性能が非常に高い波長選択性を示すため、前記レーザの波長調整はサブナノメートルの精度で行う必要がある。一方、ホログラムのキュアに用いられるレーザ光や、ＢＤ又はＨＤ ＤＶＤを記録又は再生を行うレーザ光には、波長可変性やサブナノメートル精度での波長制御に関する要求は特にない。
【００４０】
このように、レーザ光の可干渉性、波長制御に対する要求から、ホログラムの記録再生に用いるレーザ光と、キュア用のレーザ光、及びＢＤやＨＤ ＤＶＤなど従来の光ディスクの記録再生に用いられるレーザ光に対しては、キュア用レーザ光とＢＤやＨＤ ＤＶＤなど従来の光ディスクの記録再生に用いられるレーザ光が親和性は高い。
【００４１】
［媒体キュア光学系とＢＤ又はＨＤ ＤＶＤ光学系共用ドライブ構成］
そこで、図４に示す光情報記録再生装置１０は、ＢＤ又はＨＤ ＤＶＤ用光学系構成を媒体キュア光学系１３に組み込み、ＢＤ又はＨＤ ＤＶＤを記録及び／又は再生する構成の一例を示したものである。
【００４２】
ＢＤ又はＨＤ ＤＶＤなどの光ディスク１００を記録及び／又は再生する場合は、図１の光情報記録再生装置１０内の必要な回路ブロックを用いる。例えば本実施例において、アクセス制御回路８１、光源駆動回路８２、サーボ信号生成回路８３、サーボ制御回路８４、信号処理回路８５、信号生成回路８６、媒体回転モータ制御回路８８は、ＢＤやＨＤ ＤＶＤの記録及び／又は再生時にも用いられる。この際、各回路構成はホログラフィとＢＤ又はＨＤ ＤＶＤとで独立であっても構わない。
【００４３】
図４において、媒体キュア光学系１３は、ＢＤ又はＨＤ ＤＶＤに代表される光ディスク１００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。光源駆動回路８２からは所定の光源駆動電流が媒体キュア光学系１３内のＢＤ又はＨＤ ＤＶＤ用半導体レーザに供給され、再生又は記録に応じて所定の光量でレーザ光が出射する。
【００４４】
媒体キュア光学系１３内のＢＤ又はＨＤ ＤＶＤ用光検出器から検出された信号は、サーボ信号生成回路８３及び信号処理回路８５に送られる。サーボ信号生成回路８３では、これら検出信号からフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が生成され、これを基にサーボ制御回路８４を経て媒体キュア光学系１３内のアクチュエータを駆動することによってＢＤ又はＨＤ ＤＶＤ用対物レンズの位置制御が行われる。
【００４５】
また、信号処理回路８５では前記検出信号から光ディスク１００に記録された情報信号が処理される。なお、サーボ信号生成回路８３及び情報処理回路８５で得られた信号の一部はコントローラ８９に送られる。コントローラ８９には光源駆動回路８２、アクセス制御回路８１、サーボ制御回路８４、媒体回転モータ制御回路８８などが接続されており、それぞれ媒体キュア光学系１３内のＢＤ又はＨＤ ＤＶＤ用半導体レーザ発光光量の制御、アクセス方向及び位置の制御、光ディスク１００を回転させる回転モータ５０の回転制御等が行われる。
【００４６】
また、本実施例では、ホログラフィのホログラム記録媒体１と光ディスク１００に対して同一の回転モータ５０を用いているが、例えば各々に対応した回転モータを別々に設けて媒体回転モータ制御回路８８で駆動しても良い。
【００４７】
［媒体キュア光学系とＢＤ又はＨＤ ＤＶＤ光学系共用構成の例］
図５は、ホログラフィの媒体キュア光学系１３とＢＤ又はＨＤ ＤＶＤを記録及び／又は再生する光学系をひとつに纏めた場合の光学系構成の一例を示したものである。
【００４８】
本実施例では、可干渉性の低いレーザ光源５０１をホログラフィの媒体キュア及びＢＤ又はＨＤ ＤＶＤを記録及び／又は再生する場合の光ビームとして用いる。レーザ光源５０１から出射された光ビームをキュア用光ビームとしてホログラム記録媒体１に照射するか、又はＢＤ又はＨＤ ＤＶＤを記録又は再生用の光ビームとして光ディスク１００に照射するかは、偏光方向変換素子５０２と偏光ビームスプリッタ５０３の組合せによって、偏光方向変換素子５０２の出射偏光を切り替えることで選択することができる。
【００４９】
まず、ＢＤ又はＨＤ ＤＶＤを記録及び／又は再生する場合は、偏光方向変換素子５０２を出射する光ビームの偏光がＳ偏光となるように偏光方向を制御し、偏光ビームスプリッタ５０３に入射する光ビームを反射させ、コリメートレンズ５０４の光路へと導く。コリメートレンズ５０４を透過した光はビームエキスパンダ５０５を透過し、立上げミラー５０６、１／４波長板５０７を経由して円偏光の状態で対物レンズ５０８に入射し、光ディスク１００の情報記録面上に集光される。光ディスク１００を反射した光ビームは往路と逆の経路をたどって対物レンズ５０８、１／４波長板５０７、立上げミラー５０６、ビームエキスパンダ５０５、コリメートレンズ５０４を経て、偏光ビームスプリッタ５０３を透過する。偏光ビームスプリッタ５０３を透過した光ビームは、所望のサーボ信号を検出できるように検出レンズ５０９によって光検出器５１０に集光される。また、ミラー５１１によってレーザ光源５０１からの出射光の一部が反射され、光検出器５１２に導くことによってレーザ光源５０１のレーザパワーをモニタする。
【００５０】
一方、ホログラフィの媒体キュアを行う場合は、偏光方向変換素子５０２を出射する光ビームの偏光がＰ偏光となるように偏光方向を制御し、偏光ビームスプリッタ５０３に入射する光ビームを透過させ、ミラー５１３の光路へと導く。ミラー５１３によって反射された光は、レーザ光の可干渉性をより低減する光学素子５１４を透過し、レンズ５１５によって略平行光となる。レンズ５１５を透過した光は、立上げミラー５１６を経由して、ホログラム記録媒体１上に照射される。レンズ５１５を透過するキュアビーム５１７は、ホログラム記録媒体１の記録材料の厚さ方向に対して照射面積がほとんど変わらないよう略平行光とすることが望ましいが、記録されるホログラムの形状によってはこの限りではない。レーザ光源５０１から出射される光をキュア用レーザとして用いる場合も、ミラー５１１によってレーザ光源５０１からの出射光の一部が反射され、光検出器５１２に導くことによってレーザ光源５０１のレーザパワーをモニタする。
【００５１】
なお、偏光方向変換素子５０２は、電圧の印加によって入射する光の偏光方向が切り替わる液晶素子や回転機構を持つ１／２波長板、波長板の抜き差しなどで達成できる。光学素子５１４は入射光を散光させ可干渉性を低減する拡散板や拡散フィルムなどでもよい。また、図５ではレーザ光源５０１からの光が偏光ビームスプリッタ５０３を透過する光路をキュア用の光路とし、偏光ビームスプリッタ５０３で反射する光路をＢＤ又はＨＤ ＤＶＤを記録及び／又は再生する光路としているが、構成が反対となってもかまわない。
【００５２】
さらに、本実施例における媒体キュア光学系１３は、キュア用の光路にはホログラム記録媒体１上においてキュア処理を施したい領域の大きさに応じてキュアビーム５１７の光束径を変えられるよう、可変開口絞り５１８を備えてもよい。可変開口絞り５１８を用いることにより、ホログラム記録媒体１に照射されるキュアビーム５１７のエネルギー密度を変えることなく、キュアビームの光束径を変えることができる。
【００５３】
このように、キュア用光ビームを生成する光源と、ＢＤ又はＨＤ ＤＶＤの記録又は再生用の光ビームを生成する光源を共有し、かつキュア用光ビームの光路とＢＤ又はＨＤ ＤＶＤ用光ビームの光路を共有することで、複数の光学系構成を一つの筐体内に合理的に纏めることができ、装置の小型化に有利となる。
【００５４】
なお、本発明においてホログラム記録媒体１ならびにＢＤ又はＨＤ ＤＶＤなどの光ディスク１００を回転する回転モータは、同一の回転モータを用いてもよいし、例えば各々に対応した回転モータを別々に設けて媒体回転モータ制御回路で駆動してもよい。
【００５５】
また、図１では、各構成を特にホログラフィを利用した記録再生に関するものとして説明してきたが、もちろん従来のＢＤ、ＨＤ ＤＶＤの記録再生に用いることもできる。
【００５６】
なお、ピックアップ１１と媒体キュア用光学系１３は、媒体に対して同じ側に配することにより光情報記録再生装置１０を薄型化することができる。これは例えば、ピックアップ１１と媒体キュア用光学系１３を図１に示す回転モータ５０に対して反対側の位置に配することにより、ピックアップ１１と媒体キュア用光学系１３が物理的に干渉することなく達成される。
【００５７】
［動作フロー］
図６は、光情報記録再生装置１０における記録、再生の動作フローを示したものである。ここでは、特にホログラフィを利用した記録再生に関するフローを説明する。
【００５８】
図６（ａ）は、光情報記録再生装置１０にホログラム記録媒体１を挿入した後、記録又は再生の準備が完了するまでの動作フローを示し、図６（ｂ）は準備完了状態からホログラム記録媒体１に情報を記録するまでの動作フロー、図６（ｃ）は準備完了状態からホログラム記録媒体１に記録した情報を再生するまでの動作フローを示したものである。
【００５９】
図６（ａ）に示すように媒体を挿入すると、光情報記録再生装置１０は、例えば挿入された媒体がホログラフィを利用してデジタル情報を記録又は再生する媒体であるかどうか媒体判別を行う。媒体判別の結果、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録又は再生するホログラム記録媒体であると判断されると、光情報記録再生装置１０はホログラム記録媒体に設けられたコントロールデータを読み出し、例えばホログラム記録媒体に関する情報や、例えば記録や再生時における各種設定条件に関する情報を取得する。コントロールデータの読み出し後は、コントロールデータに応じた各種調整やピックアップ１１に関わる学習処理を行い、光情報記録再生装置１０は、記録又は再生の準備が完了する。
【００６０】
準備完了状態から情報を記録するまでの動作フローは、図６（ｂ）に示すように、まず記録するデータを受信して、そのデータに応じた情報をピックアップ１１内の空間光変調器に送り込む。その後、ホログラム記録媒体に高品質の情報を記録できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行い、シーク動作ならびにアドレス再生を繰り返しながらピックアップ１１ならびに媒体キュア光学系１３の位置をホログラム記録媒体の所定の位置に配置する。その後、媒体キュア光学系１３から出射する光ビームを用いて所定の領域をプリキュアし、ピックアップ１１から出射する参照光と信号光を用いてデータを記録する。
【００６１】
データを記録した後は、必要に応じてデータをベリファイし、媒体キュア光学系１３から出射する光ビームを用いてポストキュアを行う。
【００６２】
準備完了状態から記録された情報を再生するまでの動作フローは、図６（ｃ）に示すように、ホログラム記録媒体から高品質の情報を再生できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行う。その後、シーク動作ならびにアドレス再生を繰り返しながらピックアップ１１ならびに位相共役光学系１２の位置をホログラム記録媒体の所定の位置に配置する。その後、ピックアップ１１から参照光を出射し、ホログラム記録媒体に記録された情報を読み出す。
【００６３】
［媒体キュア光学系とＢＤ又はＨＤ ＤＶＤ光学系共用構成の他の例］
図７は、光情報記録再生装置１０におけるホログラフィの媒体キュア光学系１３とＢＤ又はＨＤ ＤＶＤを記録及び／又は再生する光学系をひとつに纏めた場合の光学系構成の別の一例を示したものである。
【００６４】
本実施例では、可干渉性の低いレーザ光源５０１をホログラフィの媒体キュア及びＢＤ又はＨＤ ＤＶＤを記録及び／又は再生する場合の光ビームとして用いる。レーザ光源５０１から出射された光ビームをキュア用光ビームとしてホログラム記録媒体１に照射するか、又はＢＤ又はＨＤ ＤＶＤを記録又は再生用の光ビームとして光ディスク１００に照射するかは、レンズアクチュエータ７０１の切り替えによって選択することができる。
【００６５】
まず、ＢＤ又はＨＤ ＤＶＤを記録及び／又は再生する場合は、コリメートレンズ５０４を透過した光は、立上げミラー５０６、１／４波長板５０７を経由して円偏光の状態で対物レンズ５０８に入射し、光ディスク１００の情報記録面に集光される。光ディスク１００を反射した光ビームは往路と逆の経路をたどって対物レンズ５０８、１／４波長板５０７、立上げミラー５０６、コリメートレンズ５０４を経て、偏光ビームスプリッタ５０３を透過する。偏光ビームスプリッタ５０３を透過した光ビームは、所望のサーボ信号を検出できるように検出レンズ５０９によって光検出器５１０に集光される。ＢＤに記録及び／又は再生する場合は、アクチュエータ７０２によってコリメートレンズ５０４を光軸方向に駆動することによって、球面収差を補正できる。また、レーザ光源５０１からの出射光の一部を光検出器５１２に導くことによってレーザ光源５０１のレーザパワーをモニタする。
【００６６】
一方、ホログラフィの媒体キュアを行う場合は、レンズアクチュエータ７０１を切り替えて、光ビームが対物レンズ５０８と別の光路を通るようにしておく。コリメートレンズ５０４を透過し略平行光となった光は、立上げミラー５０６を経由し、レーザ光の可干渉性をより低減する光学素子５１４を透過し、ホログラム記録媒体１上に照射される。キュアビームは、ホログラム記録媒体１の記録材料の厚さ方向に対して照射面積がほとんど変わらないよう略平行光とすることが望ましいが、記録されるホログラムの形状によってはこの限りではない。レーザ光源５０１から出射される光をキュア用レーザとして用いる場合も、レーザ光源５０１からの出射光の一部を光検出器５１２に導くことによってレーザ光源５０１のレーザパワーをモニタする。
【００６７】
また、本実施例における媒体キュア光学系１３は、キュア用の光路にはホログラム記録媒体１上においてキュア処理を施したい領域の大きさに応じてキュアビームの光束径を変えられるよう、可変開口絞り５１８を備えてもよい。可変開口絞り５１８を用いることにより、ホログラム記録媒体１に照射されるキュアビームのエネルギー密度を変えることなく、キュアビームの光束径を変えることができる。
【００６８】
［媒体キュア光学系とＢＤ又はＨＤ ＤＶＤ光学系共用構成の他の例］
図９は、光情報記録再生装置１０におけるホログラフィの媒体キュア光学系１３とＢＤ又はＨＤ ＤＶＤを記録及び／又は再生する光学系をひとつに纏めた場合の光学系構成の別の一例を示したものである。なお，これまでの説明と内容が重複するものに関しては説明を省略する。
【００６９】
本実施例では、媒体キュア光学系１３はミラー９０１、９０２を具備し、ホログラフィの媒体キュアを行う場合は、ミラー９０１の反射光を用い、ＢＤまたはＨＤ ＤＶＤを記録及び／又は再生する場合は、ミラー９０１の透過光を用いる。この場合、ミラー９０１にはハーフミラーなどを用いることができる。これにより、レンズアクチュエータ９０３はＢＤまたはＨＤ ＤＶＤ用の光学素子、例えば対物レンズ５０８や１／４波長板５０７のみを駆動することができ、レンズアクチュエータ９０３の小型化や高性能化が可能となる。図９に示す媒体キュア光学系１３ではミラー９０１の反射光をホログラフィの媒体キュア、透過光をＢＤ又はＨＤ ＤＶＤの記録及び／又は再生に用いているが、構成が反対となってもかまわない。
【００７０】
また、媒体キュア光学系１３はミラー９０１を光路から抜き差しする機構を具備し、ＢＤ又はＨＤ ＤＶＤを記録及び／又は再生する場合は、ミラー９０１を光路から外す構成でもよい。これにより、ホログラフィの媒体キュア、及び、ＢＤ又はＨＤ ＤＶＤの記録及び／又は再生において、効率良くレーザ光からの光を利用することができる。
【００７１】
また、ホログラフィの媒体キュア用の光路にはレーザ光の可干渉性をより低減する光学素子５１４や、ホログラム記録媒体１上においてキュア処理を施したい領域の大きさに応じてキュアビームの光束径を変えられるよう、可変開口絞り５１８を備えてもよい。
【００７２】
［媒体キュア光学系とＢＤ又はＨＤ ＤＶＤ光学系共用構成の他の例］
図１０は、光情報記録再生装置１０におけるホログラフィの媒体キュア光学系１３とＢＤ又はＨＤ ＤＶＤを記録及び／又は再生する光学系をひとつに纏めた場合の光学系構成の別の一例を示したものである。なお、これまでの説明と内容が重複するものに関しては説明を省略する。
【００７３】
本実施例では、媒体キュア光学系１３はレンズアクチュエータ１００１、１００２、レンズ１００３、１００４からなるビームエキスパンダ１００５を具備する。ＢＤまたはＨＤ ＤＶＤを記録及び／又は再生する場合は、レンズアクチュエータ１００２を駆動し、ビームエキスパンダ１００５を透過する光ビーム１００６が略平行光となるようにする。１／４波長板５０７によって円偏光になった光ビーム１００６は、対物レンズ５０８で光ディスク１００に集光される。なお、ＢＤに記録及び／又は再生する場合は、アクチュエータ１００２によってレンズ１００４を光軸方向に駆動することによって、球面収差を補正できる。一方、媒体キュアを行う場合は、図１１に示すように、レンズアクチュエータ１００１を駆動し、ビームエキスパンダ１００５を透過する光ビーム１１０１が対物レンズ５０８の略前側焦点面に集光されるようにする。これにより、対物レンズ５０８を透過する光ビーム１１０１が略平行光となり、ホログラム記録媒体１に照射される。
【００７４】
レンズ１００４の駆動によるビームエキスパンダの役割は、ＢＤの球面収差補正であるが、レンズ１００３の駆動によるビームエキスパンダの役割は、ＢＤまたはＨＤ ＤＶＤの記録又は再生に用いる対物レンズ５０８出射後の収束光を、ホログラフィのキュアに用いる略平行光に切り替えることであるため、レンズ１００３の駆動による光束の発散・収束度の変化感度は、レンズ１００４のそれに比べ高いものとする。なお、図にはレンズ１００３を凸レンズ、レンズ１００４を凹レンズとして図示したが、ＢＤ記録時は対物レンズ５０８出射後に収束光となり、ホログラムキュア処理時は対物レンズ５０８出射後に略平行光となれば、これ以外の組み合わせであってもよい。
【００７５】
これまでの説明ではホログラム記録媒体１はディスク状の形態としたが、例えばカード状の形態であってもかまわない。図８は、カード状のホログラム記録媒体１を用いた場合の光情報記録再生装置の全体的な構成を示したものである。ホログラム情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、位相共役光学系１２、媒体キュア光学系１３ならびに媒体駆動モータ８０２を備えており、ホログラム記録媒体１はコントローラ８９によって媒体駆動制御回路８０１を介して媒体駆動モータ８０２によって駆動可能な構成となっている。なお、図８ではホログラム記録媒体１を駆動する構成となっているが、前記ホログラム記録媒体１を駆動する代わりに、ピックアップ１１、位相共役光学系１２、媒体キュア光学系１３の位置をスライドする機構を設け、アクセス制御回路８１を介して位置制御を行うのでもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】光情報記録再生装置の実施例を示す概略図。
【図２】光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を示す概略図。
【図３】光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を示す概略図。
【図４】光情報記録再生装置の実施例を示す概略図。
【図５】光情報記録再生装置内の媒体キュア光学系の実施例を示す概略図。
【図６】光情報記録再生装置の動作フローの実施例を示す概略図。
【図７】光情報記録再生装置内の媒体キュア光学系の実施例を示す概略図。
【図８】光情報記録再生装置の実施例を示す概略図。
【図９】光情報記録再生装置内の媒体キュア光学系の実施例を示す概略図。
【図１０】光情報記録再生装置内の媒体キュア光学系の実施例を示す概略図。
【図１１】光情報記録再生装置内の媒体キュア光学系の実施例を示す概略図。
【符号の説明】
【００７７】
１…ホログラム記録媒体、１０…光情報記録再生装置、１１…ピックアップ、
１２…位相共役光学系、１３…媒体キュア光学系、
１４…媒体回転角度検出用光学系、５０…回転モータ、
８１…アクセス制御回路、８２…光源駆動回路、８３…サーボ信号生成回路、
８４…サーボ制御回路、８５…信号処理回路、８６…信号生成回路、
８７…シャッタ制御回路、８８…媒体回転モータ制御回路、
８９…コントローラ、１０１…光ディスク、
２０１…光源、２０２…コリメートレンズ、２０３…シャッタ、
２０４…光学素子、２０５…偏光ビームスプリッタ、
２０６…信号光、２０７…偏光ビームスプリッタ、２０８…空間光変調器、
２０９…ビームエキスパンダ、２１０…リレーレンズ、
２１１…フェーズ（位相）マスク、２１２…リレーレンズ、
２１３…空間フィルタ、２１４…ミラー、２１５…ミラー、
２１６…ミラー、２１７…アクチュエータ、２１８…光検出器、
２１９…レンズ、２２０…レンズ、２２１…ミラー、２２２…アクチュエータ、
２２３…参照光、２２４…偏光方向変換素子、２２５…対物レンズ、
３０１…光源、３０２…コリメートレンズ、３０３…シャッタ、
３０４…光学素子、３０５…偏光ビームスプリッタ、３０６…信号光、
３０７…偏光ビームスプリッタ、３０８…空間光変調器、
３０９…アングルフィルタ、３１０…対物レンズ、
３１１…対物レンズアクチュエータ、３１２…参照光、３１３…ミラー、
３１４…ミラー、３１５…レンズ、３１６…ミラー、３１７…アクチュエータ、
３１８…光検出器、３１９…偏光方向変換素子、３２０…駆動方向、
３２１…光学ブロック、
５０１…レーザ光源、５０２…偏光方向変換素子、５０３…偏光ビームスプリッタ、
５０４…コリメートレンズ、５０５…ビームエキスパンダ、
５０６…立上げミラー、５０７…１／４波長板、５０８…対物レンズ、
５０９…検出レンズ、５１０…光検出器、５１１…ミラー、５１２…光検出器、
５１３…ミラー、５１４…光学素子、５１５…レンズ、５１６…立上げミラー、
５１７…キュアビーム、５１８…可変開口絞り、
７０１…レンズアクチュエータ、７０２…アクチュエータ、
８０１…駆動制御回路、８０２…媒体駆動モータ、
９０１，９０２…ミラー、９０３…レンズアクチュエータ、
１００１，１００２…レンズアクチュエータ、１００３，１００４…レンズ、１００５…ビームエキスパンダ、１００６…光ビーム、
１１０１…光ビーム。
【図１】
2009070475.tif 000003
【図２】
2009070475.tif 000004
【図３】
2009070475.tif 000005
【図４】
2009070475.tif 000006
【図５】
2009070475.tif 000007
【図６】
2009070475.tif 000008
【図７】
2009070475.tif 000009
【図８】
2009070475.tif 000010
【図９】
2009070475.tif 000011
【図１０】
2009070475.tif 000012
【図１１】
2009070475.tif 000013