(57)【要約】【課題】リトロー型ＥＣＤＬにおける光軸のずれを安価かつ正確に補正することが可能なレーザー光源装置およびそれを用いた情報記録再生装置を提供する。【解決手段】リトロー型ＥＣＤＬ１０Ａは、光ビーム７Ｐを出射する半導体レーザ１と、光ビーム７Ｐを受けて、１次回折光７Ｒを半導体レーザ１に帰還し、０次回折光８を出射する回折格子４と、ａ面とｂ面とがなす角およびｃ面とｄ面とがなす角がともに直角であり、０次回折光８をｄ面で全反射させて反射光９として出射する四角形のプリズム３Ａとを備える。リトロー型ＥＣＤＬ１０Ａは、ｃ面とｄ面とが交わる頂点を軸にプリズム３Ａを回転させることにより、光ビーム７Ｐの波長を可変する。【選択図】図１
2009021488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リトロー型のレーザー光源装置であって、
光ビームを出射するレーザー光源と、
前記光ビームを受けて、１次回折光を前記レーザー光源に帰還し、０次回折光を出射する回折格子と、
前記回折格子が設置されている面の前記０次回折光が回折される側の角およびその対角が直角である多角形プリズムとを備える、レーザー光源装置。
【請求項２】
前記回折格子が設置されている面の前記０次回折光が回折される側の頂点を中心軸として前記多角形プリズムを回転させることにより、前記光ビームの波長を可変する、請求項１に記載のレーザー光源装置。
【請求項３】
前記多角形プリズムと前記回折格子との間が空気層となっている、請求項１または２に記載のレーザー光源装置。
【請求項４】
前記多角形プリズムと前記回折格子との間にマッチング液が充填されている、請求項１または２に記載のレーザー光源装置。
【請求項５】
前記回折格子は、前記多角形プリズムの１つの面に形成されている、請求項１または２に記載のレーザー光源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のレーザー光源装置を備えた情報記録再生装置。
【請求項７】
波長検出情報を含むページが多重記録されたブックを単位に情報を記録する、請求項６に記載の情報記録再生装置。
【請求項８】
前記波長検出情報のうち、第１の波長検出情報と第２の波長検出情報との差成分を規格化することで、最適再生波長からのずれ量を示す波長誤差信号を算出する、請求項７に記載の情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザー光源装置および情報記録再生装置に関し、より特定的には、外部共振器型半導体レーザ（ＥＣＤＬ）を備えたレーザー光源装置およびそれを用いた情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ホログラムによって光ディスク記録媒体に情報を超高密度で記録するホログラム記録方式が知られている。このホログラム記録方式では、イメージ情報を担持する情報光と記録用の参照光とを光ディスク記録媒体の内部で重ね合わせて干渉縞パターンを生成し、この干渉縞パターンを光ディスク記録媒体中に記録することによってイメージ情報の書込みが行なわれる。記録された干渉縞パターンから情報を再生する場合には、その光ディスク記録媒体中に記録された干渉縞パターンに書込時と同様の再生用の参照光を照射し、干渉縞パターンによって回折を生じさせてイメージ情報を再生する。
【０００３】
近年では、光ディスク記録媒体の記録層の厚み方向も利用して干渉縞パターンを３次元的に書込むことにより、記録密度をさらに増加させるようにしたボリュームホログラムの開発が注目されている。このボリュームホログラムによる記録方式を利用し、さらに多重記録を行なうことによって、情報の記録容量を飛躍的に増大させることができる。
【０００４】
ホログラム用の記録媒体としては、フォトポリマーを用いたものが、製作コストが安価であり、耐久性に優れ、かつ高感度であるなどの点から注目されている。しかし、このような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伴う収縮や温度変化に伴うポリマーの収縮・膨張などのディメンジョン変化によって、回折格子の角度や間隔などが変化する現象が現れる。このような回折格子の形状変化によって、回折効率のピークを迎える波長は記録時と再生時とでずれが生じ、再生の信頼性が落ちる可能性がある。
【０００５】
上記の波長ずれの対策として、たとえば、ホログラム記録装置は、発振波長可変レーザを採用し、記録時に検知した温度の情報をホログラム記録媒体へ記録し、再生時にホログラム記録媒体からその温度の情報を取得している。ホログラム記録装置は、当該取得した記録時の温度と再生時の温度との差に基づいて、ホログラム記録媒体の記録時と再生時との間でのディメンジョン変化による影響を打ち消すための波長シフト量を計算して光源の発振波長を可変する。
【０００６】
上記の波長可変レーザとしては通常、外部共振器型半導体レーザ（ＥＣＤＬ）がある。外部共振器型半導体レーザには、主として、リトロー（Littrow）型とリットマン（Littman）型との２種類がある。
【０００７】
図１３は、従来のリトロー型ＥＣＤＬ１００Ａの概略的な構成を示した模式図である。図１３を参照して、従来のリトロー型ＥＣＤＬ１００Ａは、半導体レーザ（ＬＤ）１と、コリメートレンズ２と、回折格子４を有する回折部材５とを含む。
【０００８】
半導体レーザ１から出射された光ビーム７Ｐは、凸レンズのコリメートレンズ２で平行光に変換される。回折格子４は、当該平行光を受けて、０次回折光８と１次回折光７Ｒとを生じさせる。０次回折光８は、出力光としてリトロー型ＥＣＤＬ１００Ａから出射される。１次回折光７Ｒは、半導体レーザ１に帰還し、半導体レーザ１の後側端面Ｒ１と回折格子４との間で共振器が形成される。
【０００９】
リトロー型ＥＣＤＬ１００Ａでは、回転軸ＲＸを中心にして回折部材５を回転させることによって、上記の共振器長を変えて光波長を変化させる。このとき、回折格子４に対する光ビーム７Ｐの入射角度と０次回折光８の出射角度とは等しくなる。よって、０次回折光８の方向は、回折部材５の回転とともに変化してしまう。すなわち、出力光である０次回折光８の光軸は、光ビーム７Ｐの光波長に依存して変動してしまう。
【００１０】
上記のように、リトロー型ＥＣＤＬ１００Ａは、リットマン型に比べて構成が簡便であり、出力パワーなどに関して高い性能を有する。しかし、リトロー型ＥＣＤＬ１００Ａは、波長の変化にともなって出力光の光軸が変動するという難点がある。
【００１１】
図１４は、従来のリットマン型ＥＣＤＬ１００Ｂの概略的な構成を示した模式図である。図１４を参照して、従来のリットマン型ＥＣＤＬ１００Ｂは、半導体レーザ（ＬＤ）１と、コリメートレンズ２と、回折格子４を有する回折部材５と、ミラー２０とを含む。
【００１２】
半導体レーザ１から出射された光ビーム７は、凸レンズのコリメートレンズ２で平行光に変換される。回折格子４は、リトロー型の場合よりも大きな入射角で当該平行光を受けて、０次回折光９と１次回折光８Ｐとを生じさせる。０次回折光９は、出力光としてリットマン型ＥＣＤＬ１００Ｂから出射される。１次回折光８Ｐは、半導体レーザ１へは直接帰還せず、ミラー２０の方向へ進んで垂直に反射される。回折格子４は、ミラー２０からの反射光８Ｒを受けて、０次回折光９Ａと１次回折光９Ｂとを生じさせる。
【００１３】
１次回折光９Ｂは、半導体レーザ１に帰還し、半導体レーザ１の後側端面Ｒ１と回折格子４との間で共振器が形成される。リットマン型ＥＣＤＬ１００Ｂでは、回転軸ＲＹを中心にしてミラー２０を回転させることによって、上記の共振器長を変えて光波長を変化させる。そのため、出力光である０次回折光９の光軸は、光ビーム７の光波長が変化した場合にも一定となる。
【００１４】
上記のように、リットマン型ＥＣＤＬ１００Ｂは、図１３のリトロー型ＥＣＤＬ１００Ａに比べて構成が複雑となる。また、ミラー２０からの反射光８Ｒの０次回折光９Ａはロスとなるので、リトロー型に比べて出力光のパワーが小さくなる。さらに、１次回折光９Ｂは、２度の回折を経て半導体レーザ１に戻るので帰還効率が小さくなる。その結果、波長の可変範囲が狭くなる。
【００１５】
リトロー型ＥＣＤＬ１００Ａにおいて、回折部材５の回転による出力光の光軸の変化をなくすことができれば、リットマン型ＥＣＤＬよりもリトロー型ＥＣＤＬの方が高性能となる。そこで、リトロー型ＥＣＤＬにおいて光軸のずれを補正する構成について検討する（たとえば、特許文献１参照）。
【００１６】
図１５は、改良された従来のリトロー型ＥＣＤＬ１００Ｃの概略的な構成を示した模式図である。
【００１７】
図１５を参照して、改良された従来のリトロー型ＥＣＤＬ１００Ｃは、半導体レーザ（ＬＤ）１と、コリメートレンズ２と、回折格子４を有する回折部材５と、治具２６と、底面が直角二等辺三角形である柱型のプリズム２７とを含む。治具２６は、回折部材５とプリズム２７とを所定の配置に固定するのに用いられている。ここで、所定の配置とは、回折格子４の格子面とプリズム２７の直角二等辺三角形の斜辺にあたる面ｂ７とが平行になるような配置である。
【００１８】
半導体レーザ１から出射された光ビーム７Ｐは、凸レンズのコリメートレンズ２で平行光に変換される。当該平行光は、治具２６を通り、回折格子４で０次回折光８と１次回折光７Ｒとに回折される。治具２６は、光ビーム７Ｐおよび０次回折光８の経路部分に関しては例えば空洞となっている。１次回折光７Ｒは、半導体レーザ１に帰還し、半導体レーザ１の後側端面Ｒ１と回折格子４との間で共振器が形成される。
【００１９】
リトロー型ＥＣＤＬ１００Ｃでは、回転軸ＲＸを中心にして、回折部材５、治具２６およびプリズム２７を一体として回転させることにより、上記の共振器長を変えて光波長を変化させる。０次回折光８は、治具２６を通ってプリズム２７に入射し、面ｂ７で反射された反射光９が出力光としてリトロー型ＥＣＤＬ１００Ｃから出射される。
【特許文献１】特開２００５−３２２８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
改良された従来のリトロー型ＥＣＤＬ１００Ｃでは、光ビーム７Ｐから０次回折光８を経て反射光９として出力されるまでの光軸は、回折部材５、治具２６およびプリズム２７を回転軸ＲＸを中心に一体で任意に回転させても一定となる。
【００２１】
しかしながら、従来のリトロー型ＥＣＤＬ１００Ｃでは、実際には、回折部材５、治具２６およびプリズム２７を高精度で組立調整しないと、上記の回転により光軸がずれる可能性がある。また、回転軸ＲＸは、治具２６から離れたところに正確に設定する必要がある。したがって、従来のリトロー型ＥＣＤＬ１００Ｃは、実際には構築が困難であるとともにコストも高くなる。
【００２２】
それゆえに、この発明の目的は、リトロー型ＥＣＤＬにおける光軸のずれを安価かつ正確に補正することが可能なレーザー光源装置およびそれを用いた情報記録再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
この発明は、リトロー型のレーザー光源装置であって、光ビームを出射するレーザー光源と、光ビームを受けて、１次回折光をレーザー光源に帰還し、０次回折光を出射する回折格子と、回折格子が設置されている面の０次回折光が回折される側の角およびその対角が直角である多角形プリズムとを備える。
【００２４】
好ましくは、回折格子が設置されている面の０次回折光が回折される側の頂点を中心軸として多角形プリズムを回転させることにより、光ビームの波長を可変する。
【００２５】
好ましくは、多角形プリズムと回折格子との間が空気層となっている。
好ましくは、多角形プリズムと回折格子との間にマッチング液が充填されている。
【００２６】
好ましくは、回折格子は、多角形プリズムの１つの面に形成されている。
この発明の他の局面によれば、リトロー型のレーザー光源装置を備えた情報記録再生装置であって、レーザー光源装置は、光ビームを出射するレーザー光源と、光ビームを受けて、１次回折光をレーザー光源に帰還し、０次回折光を出射する回折格子と、回折格子が設置されている面の０次回折光が回折される側の角およびその対角が直角である多角形プリズムとを含む。
【００２７】
好ましくは、波長検出情報を含むページが多重記録されたブックを単位に情報を記録する。
【００２８】
好ましくは、波長検出情報のうち、第１の波長検出情報と第２の波長検出情報との差成分を規格化することで、最適再生波長からのずれ量を示す波長誤差信号を算出する。
【発明の効果】
【００２９】
この発明によれば、リトロー型ＥＣＤＬにおける光軸のずれを安価かつ正確に補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３１】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるリトロー型ＥＣＤＬ１０Ａの概略的な構成を示した模式図である。図１を参照して、実施の形態１のリトロー型ＥＣＤＬ１０Ａは、半導体レーザ（ＬＤ）１と、コリメートレンズ２と、一方の対角がともに直角である四角形を底面とする柱型のプリズム３Ａと、回折格子４を有する回折部材５と、回折部材５をプリズム３Ａに固定する部材１１ｍ，１１ｎとを含む。
【００３２】
図１に示すように、プリズム３Ａの４つの面を、便宜上、ａ面、ｂ面、ｃ面、ｄ面と呼ぶ。回折部材５は、部材１１ｍ，１１ｎを挟んで、プリズム３Ａのｃ面に貼り付けられている。ａ面〜ｄ面は、以下のように設定される。
【００３３】
まず、ａ面は、半導体レーザ１から出射される光ビーム７Ｐに対して、ほぼ垂直になるように設定されている。ｂ面は、その光ビーム７Ｐに対してほぼ平行となるように設定されている。これにより、ａ面とｂ面とのなす角は直角となる。また、ｃ面とｄ面とのなす角も直角に設定する。上記のようにプリズム３Ａの両直角を設定することで、光ビーム７Ｐの光軸が傾かないという効果が得られる。
【００３４】
図２は、図１のリトロー型ＥＣＤＬ１０Ａの回折部材５の部分の拡大図である。
図２において、プリズム３Ａのｂ面とｃ面とのなす角αは、ｂ面と平行な光ビーム７Ｐが波長可変範囲の中心波長λで外部共振するために必要な回折格子４への入射角θ１と関連付けられる。回折格子４の単位長さ当たりの溝数をＮ（本／ｍｍ）とすると、中心波長λと入射角θ１との関係は、一般に以下の式で表わされる。
【００３５】
λ＝２／Ｎ・Ｓｉｎθ１                                            （１）
例えば、中心波長λ＝４０５（ｎｍ）で溝数Ｎ＝３６００（本／ｍｍ）の場合、上記の式（１）より、入射角θ１＝４６．８（度）と計算できる。
【００３６】
実施の形態１では、プリズム３Ａのｃ面に部材１１ｍ，１１ｎを挟んで回折部材５が貼り付けられている。そのため、厳密には、プリズム３Ａ内の光ビーム７Ｐは、一度ｃ面で屈折して空気層に出射し、その空気層から入射角θ１で回折格子４に入射することを考慮する必要がある。つまり、プリズム３Ａ内からｃ面への入射角をθ２とし、プリズム３Ａの屈折率をｎとすると、以下のような関係式が成り立つ。
【００３７】
α＝９０°＋θ２                                                  （２）
ｎ・Ｓｉｎθ２＝Ｓｉｎθ１                                        （３）
以上の式（１）〜（３）より、屈折率ｎ＝１．５３で入射角θ１＝４６．８（度）のとき、入射角θ２＝２８．４５（度）、ｂ面とｃ面とのなす角α＝１１８．４５（度）と計算される。
【００３８】
上記の場合、プリズム３Ａと回折部材５との間に空気層があることから、光ビーム７Ｐがプリズム３Ａから空気層に出るときに屈折して回折格子４に入射する。そのため、回折格子４では、臨界角を超える不必要な高次の回折光の発生を抑えることができ、必要な１次回折光７Ｒのみを半導体レーザ１の方向に帰還させることができる。
【００３９】
また、波長可変のため回折格子４への入射角θ１を変化させる場合、頂点Ｑを中心にプリズム３ＡをΔｍだけ回転させると、入射角θ１はΔθ１だけ変化する。このとき、ΔｍとΔθ１との関係は、Δθ１＞Δｍとなる。
【００４０】
つまり、図１３における従来のリトロー型ＥＣＤＬ１００Ａで波長可変のために回折部材５をΔθ１だけ回転させるのに比べ、実施の形態１のリトロー型ＥＣＤＬ１０Ａでは、同じ波長変化のために必要なプリズムの回転量がΔｍと少なくて済む。そのため、プリズム３Ａの回転駆動のために使われる駆動系の駆動量も少なくて済む。当該駆動系としては、精密に変位量を管理できる圧電素子を採用することが一般に考えられる。圧電素子は、必要な駆動量が小さいほど、体積、コスト、駆動消費電力の点で有利となる。
【００４１】
図３は、この発明の実施の形態１の変形例によるリトロー型ＥＣＤＬ１０Ｂの概略的な構成を示した模式図である。
【００４２】
図３に示す変形例のリトロー型ＥＣＤＬ１０Ｂは、プリズム３Ａがプリズム３Ｂに置換され、プリズム３Ｂのｇ面と回折部材５との間に空気層の代わりにマッチング液１２が充填された点において、図１のリトロー型ＥＣＤＬ１０Ａと異なる。マッチング液１２は、プリズム３Ｂとほぼ同じ屈折率を有する。
【００４３】
図３に示すように、プリズム３Ｂの５つの面を、便宜上、ｅ面、ｆ面、ｇ面、ｈ面、ｉ面と呼ぶ。回折部材５は、部材１１ｍ，１１ｎを挟んで、プリズム３Ｂのｇ面に貼り付けられている。上記のように、ｇ面と回折部材５との間にマッチング液１２が充填されている。ｅ面〜ｉ面は、以下のように設定される。
【００４４】
まず、ｅ面は、半導体レーザ１から出射される光ビーム７Ｐに対して、ほぼ垂直になるように設定されている。ｆ面は、その光ビーム７Ｐに対してほぼ平行となるように設定されている。これにより、ｅ面とｆ面とのなす角は直角となる。また、ｇ面とｈ面とのなす角も直角に設定する。上記のようにプリズム３Ｂの両直角を設定することで、光ビーム７Ｐの光軸が傾かないという効果が得られる。なお、ｉ面は任意である。
【００４５】
図４は、この発明の実施の形態１の他の変形例によるリトロー型ＥＣＤＬ１０Ｃの概略的な構成を示した模式図である。
【００４６】
図４に示す他の変形例のリトロー型ＥＣＤＬ１０Ｃは、回折部材５、部材１１ｍ，１１ｎおよびマッチング液１２を取り除いて、回折格子４をプリズム３Ｂのｇ面に直接形成した点において、図３のリトロー型ＥＣＤＬ１０Ｂと異なる。
【００４７】
図３，４のリトロー型ＥＣＤＬ１０Ｂ，１０Ｃの場合、プリズム３Ｂ内からｇ面への入射角をθ２＝４６．８（度）、ｆ面とｇ面とのなす角α＝１３６．８（度）とすることができる。この場合、プリズム３Ｂのｈ面の必要有効面積をほぼｇ面程度にまで小さくできるため、プリズム３Ｂの小型化が可能となる。
【００４８】
次に、図１に戻って、リトロー型ＥＣＤＬ１０Ａの動作について説明する。この動作は、図２，３のリトロー型ＥＣＤＬ１０Ｂ，１０Ｃについても適用される。
【００４９】
半導体レーザ１から出射された光ビーム７Ｐは、凸レンズのコリメートレンズ２で平行光に変換される。当該平行光は、プリズム３Ａのａ面から入射し、回折格子４で０次回折光８と１次回折光７Ｒとに回折される。１次回折光７Ｒは、半導体レーザ１に帰還し、半導体レーザ１の後側端面Ｒ１と回折格子４との間で共振器が形成される。
【００５０】
リトロー型ＥＣＤＬ１０Ａは、プリズム３Ａのｃ面とｄ面との交点である頂点Ｑを中心に回転する機構を有する。頂点Ｑを中心にして、プリズム３Ａ、部材１１ｍ，１１ｎおよび回折部材５を一体として回転させることにより、上記の共振器長を変えて光波長を変化させる。０次回折光８は、プリズム３Ａのｄ面で全反射された反射光９が出力光として再びプリズム３Ａのａ面を通って出射される。
【００５１】
回折格子４に対して、光ビーム７Ｐの入射角度と０次回折光８の出射角度とは等しくなる。このため、反射光９の出射方向は、回折部材５等の回転に関わらず変化しない。これは、便宜上、光の反射面を幾何学的に面対称に変換することで透過面として考えることにより、以下のように説明できる。
【００５２】
図５は、図１のリトロー型ＥＣＤＬ１０Ａにおける反射光９の出射方向を説明するための図である。
【００５３】
図５に示すように、光ビーム７Ｐは、プリズム３Ａのａ面から入射し、ｃ面で反射される。このｃ面を対称面として、ａ面、ｂ面、ｄ面をａ１面、ｂ１面、ｄ１面にそれぞれ変換することで、便宜上ｃ面を透過面と考えることができる。同様に、ｄ面から変換されたｄ１面を対称面として、ａ１面、ｂ１面、ｃ面をａ２面、ｂ２面、ｃ１面にそれぞれ変換することで、便宜上ｄ面を透過面と考えることができる。
【００５４】
上記の変換により、ａ面から入射し、ｃ面およびｄ面で反射されて、再びａ面から出射する反射光９は、ａ面から入射し、ｃ面およびｄ１面を透過し、ａ２面から出射する透過光９Ｚと同等であると考えることができる。図５に示すように、ａ面とａ２面とは平行であることから、光ビーム７Ｐの入射角度に関わらず、反射光９は常に光ビーム７Ｐと平行になることが分かる。
【００５５】
また、プリズム３Ａが頂点Ｑを中心に回転する現象は、図５の仮想平行プリズムＬＭＬ１Ｎ１Ｌ２Ｍ１ＱＮが頂点Ｑを中心に回転することに相当する。そのため、上記と同様の理論により、頂点Ｑを中心にプリズム３Ａを回転させた場合にも反射光９の出射光軸は変化しないことが分かる。
【００５６】
上記により、反射光９の出射光軸は、プリズム３Ａを回転させることによる光波長変化に依存しない効果がある。さらに、プリズム３Ａのａ面に入射する光ビーム７Ｐの入射角は０度近傍であることから、反射光９の出射光軸のシフトも従来例に比べて実用上問題ない程度の十分小さい量に抑えられる効果がある。
【００５７】
以上のように、実施の形態１によれば、所定の対角がともに直角である多角形プリズムの１つの面に回折格子を設置してリトロー型ＥＣＤＬを構成することによって、回折部材などの回転にかかわらず、出力される反射光の出射方向および出射光軸を安定に保つことが可能となる。
【００５８】
この発明の実施の形態によるレーザー光源装置は、リトロー型の外部共振半導体レーザ装置であって、回折格子と、直角を挟む２辺を有する多角形プリズムと、当該回折格子からの０次回折光を入射光に対して第２の方向に反射するプリズムとを備える。
【００５９】
上記のレーザー光源装置をホログラム記録装置に搭載し、記録時に検知した温度の情報をホログラム記録媒体へ記録し、再生時にホログラム記録媒体からその温度の情報を取得する。記録時と再生時との温度差に基づいて、ホログラム記録媒体の記録時と再生時との間でのディメンジョン変化による影響を打ち消すための波長シフト量を計算する。これにより、光源の発振波長を可変する低コストで小型の光源を提供することができる。
【００６０】
好ましくは、上記の多角形プリズムは、回折格子のある面と隣接する面とのなす角が直角となる。これにより、光波長の変更にかかわらず出力光の光軸が変化しない光源を実現できる。その結果、ホログラムの記録時および再生時における光軸変化に伴う信号品質劣化を防ぐことができる。
【００６１】
一例として、上記の回折格子は、多角形プリズムの１つの面に対して空気層を介して貼り付けられている。これにより、従来より市販されているか低コストで作製可能なプレート型のグレーティングを使うことができ、レーザー光源装置の低コスト化を図ることができる。また、波長可変時の回転駆動量が小さくて済み、回転駆動系のサイズの小型化、低コスト化および低消費電力化を図ることができる。さらに、回折格子で発生する不要な高次回折光がカットされる。
【００６２】
他の一例として、上記の回折格子は、多角形プリズムの１つの面に対して、多角形プリズムの屈折率に近いマッチング剤を介して貼り付けられている。これにより、従来より市販されているか低コストで作製可能なプレート型のグレーティングを使いながら、プリズムの小型化が可能となる。
【００６３】
好ましくは、上記の回折格子は、多角形プリズムの１つの面に形成されている。これにより、プリズムの小型化が図れるとともに部品点数を削減できる。
【００６４】
好ましくは、上記の多角形プリズムは、回折格子のある面と直角をなす角で隣接した面との交点である頂点を中心軸にして回転する。これにより、光波長の変更にかかわらず出力光の光軸が変化しない光源が実現できる。また、ホログラムの記録時および再生時の光軸変化にともなう信号品質の劣化を防ぐことができる。
【００６５】
［実施の形態２］
図６は、この発明の実施の形態２によるホログラム記録再生装置３０の光学ユニットの構成を示した図である。
【００６６】
図６を参照して、実施の形態２のホログラム記録再生装置３０は、レーザー光源装置３１と、コリメートレンズ３２と、アイソレータ３３と、１／２波長板３４，３６と、偏光ビームスプリッタ３５，３７と、反射型液晶の空間光変調器３８と、リレーレンズ３９，３１５と、ピンホール３１０と、対物レンズ３１１と、アパーチャー３１３と、ガルバノミラー３１４と、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ３１７と、１／４波長板３１８と、反射ミラー３１９とを備える。ＣＭＯＳセンサ３１７は、ディテクタ３１７ａ，３１７ｂを含む。
【００６７】
レーザー光源装置３１は、たとえば、実施の形態１で説明したリトロー型ＥＣＤＬ１０Ａ〜１０Ｃである。ホログラム記録再生装置３０は、角度多重方式により、ホログラム記録媒体３１２に対して情報を記録および／または再生する。ホログラム記録再生装置３０は、ホログラム記録装置とホログラム再生装置とに分離することもできる。以下では、まず記録時の動作について説明する。
【００６８】
レーザー光源装置３１から出射された光ビームＬＰは、コリメートレンズ３２によって平行光に変換され、レーザー光源装置３１への戻り光を防ぐためにアイソレータ３３を通される。アイソレータ３３を通された光ビームＬＰは、１／２波長板３４によってＰ偏光とＳ偏光との割合が調整される。当該調整された光ビームＬＰは、偏光ビームスプリッタ３５によって、Ｐ波の信号光ＬＳとＳ波の参照光ＬＲとに分割される。
【００６９】
信号光ＬＳは、１／２波長板３６によって強度が調整され、偏光ビームスプリッタ３７を透過するＰ偏光成分のみが空間光変調器３８に入射される。空間光変調器３８の反射型液晶によって変調された信号光ＬＳは、偏光が９０度回転しているため偏光ビームスプリッタ３７によって反射される。偏光ビームスプリッタ３７で反射された信号光ＬＳは、リレーレンズ３９において、ピンホール３１０により反射型液晶からの高次の回折光がカットされる。リレーレンズ３９を通過した信号光ＬＳは、対物レンズ３１１によってホログラム記録媒体３１２内に集光される。
【００７０】
参照光ＬＲは、アパーチャー３１３によってビーム径が調整され、ガルバノミラー３１４によって角度が変調される。角度が変調された参照光ＬＲは、リレーレンズ３１５によって、信号光ＳＬと干渉するようにホログラム記録媒体３１２の同一個所に入射される。その結果、ホログラム記録媒体３１２内に信号光ＬＳと参照光ＬＲとの干渉縞が形成される。この際、空間光変調器３８によって変調された情報が、ホログラム記録媒体３１２内にホログラムとして記録される。
【００７１】
上記のホログラム記録でガルバノミラー３１４の角度を変えることにより、ホログラム記録媒体３１２への入射角度が変わり、角度多重記録を行なうことが可能となる。なお、この多重記録を行なう際、１つの角度で記録されたデータを１ページと呼び、同じ領域に角度多重記録された複数のページをまとめて１ブックと呼ぶことにする。
【００７２】
図７は、ホログラム記録媒体３１２に記録されるページおよびブックを概念的に表わした模式図である。
【００７３】
図７に示すように、ホログラム記録媒体３１２には、ページＰｇ０，Ｐｇ１，Ｐｇ２，Ｐｇ３，・・・が多重記録されたブックＢＫ１が記録されている。ブックＢＫ１の最初のページＰｇ０には、各ページＰｇ０，Ｐｇ１，・・・の参照光ＬＲの照射波長を示す波長検出情報Ａｄ，Ｂｄが記録されている。ページＰｇ０，Ｐｇ１，・・・を総称して情報データページＰｇと称する。
【００７４】
ホログラム記録媒体３１２の波長検出情報は、波長検出情報Ａｄと波長検出情報Ｂｄとの組み合わせにより構成される。ホログラム記録媒体３１２の波長検出情報は、多重記録された情報データページＰｇの記録領域Ｉの外周辺部または内周辺部、もしくは記録領域内部の予め設定された所定の位置の１箇所あるいは複数個所に、レーザー光源装置３１の光ビームＬＰの波長を変えて（波長分散して）記録される。これにより、いずれかの箇所が検出されない場合においても、読み取れた複数箇所の波長検出情報を用いて、情報データページＰｇに対応する参照光ＬＲの波長を算出することができる。
【００７５】
図８は、ホログラム記録媒体３１２に記録される波長検出情報の光量と波長との関係を表わした図である。
【００７６】
図８の（ａ）は、情報データを記録する参照光ＬＲの波長に対して、レーザー光源装置３１の光ビームＬＰの波長を変えて所定の波長だけ短い間隔の複数の波長λ１〜λ４で多重記録された波長検出情報Ａｄを示す。図８の（ｂ）は、情報データを記録する参照光ＬＲの波長に対して、レーザー光源装置３１の光ビームＬＰの波長を変えて所定の波長だけ長い間隔の複数の波長λ５〜λ８で多重記録された波長検出情報Ｂｄを示す。なお、波長検出情報は、角度検出情報と言い換えることもできる。
【００７７】
図８の（ｃ）は、波長λ０を中心に、波長λ１〜λ４の波長検出情報Ａｄを重畳した検出強度ＳＡｄと、波長λ５〜λ８の波長検出情報Ｂｄを重畳した検出強度ＳＢｄとを示している。上記の波長間隔は、ホログラム記録媒体３１２の波長選択性により決めることが望ましく、回折効率が５０％に低下するまでの波長範囲分が望ましい。波長検出情報Ａｄ，Ｂｄを組合わせることにより、所望の波長検出情報が得られる。
【００７８】
図９は、光ビームＰＬの波長変化分に対する回折効率の一例を表わした図である。図９は、ホログラム記録媒体３１２の波長検出範囲が１．２ｎｍであり、回折効率が５０％に低下するまでの波長検出範囲が０．６ｎｍである場合を示す。
【００７９】
図９のような条件の場合、図８において、情報データを記録する参照光ＬＲの波長λ０より０．３ｎｍずれた波長λ１またはλ５を中心に、多重間隔は０．６ｎｍとすることが望ましい。また、波長多重の数は、どれくらいの波長ずれまでを検出するかによって決められる。たとえば、図９のような条件で、±３ｎｍまでの波長誤差を検出する場合、波長検出情報Ａｄ，Ｂｄを各０．６ｎｍ間隔で各５多重することで実現できる。
【００８０】
上記のように波長を変えて多重記録する場合、ホログラム記録媒体３１２へ入射する参照光ＬＲ等の光軸が変化しないことが重要であり、本発明のレーザー光源装置３１を利用することが有効となる。
【００８１】
また、ホログラム記録媒体３１２の性能によっては、波長多重記録を多くすると再生時に不要光が発生しやすくなり、ノイズ信号になることも考えられる。この場合、上記のように波長検出範囲を広くするために、波長検出情報Ａｄ，Ｂｄの同一領域に対して多くの波長多重を繰り返すと、波長λ０での再生において不要光が発生し、波長の検出精度が下がる可能性がある。
【００８２】
図１０は、ホログラム記録媒体３１２に記録されるページおよびブックの他の例を概念的に表わした模式図である。
【００８３】
図１０に示すように、ホログラム記録媒体３１２には、ページＰｇ０，Ｐｇ１，Ｐｇ２，Ｐｇ３，・・・が多重記録されたブックＢＫ２が記録されている。ブックＢＫ２の最初のページＰｇ０には、波長検出情報Ａｅ〜Ｄｅが記録されている。ページＰｇ０，Ｐｇ１，・・・を総称して情報データページＰｇと称する。
【００８４】
図１１は、ホログラム記録媒体３１２に記録される波長検出情報の光量と波長との他の関係を表わした図である。
【００８５】
図１１の（ａ）は、波長多重せずに情報データを記録する参照光ＬＲの波長に対して、所定の波長だけ短い波長λ１で記録された波長検出情報Ａｅを示す。図１１の（ｂ）は、波長多重せずに情報データを記録する参照光ＬＲの波長に対して、所定の波長だけ長い波長λ５で記録された波長検出情報Ｂｅを示す。図１１の（ｃ），（ｄ）は、波長誤差を検出する範囲を確保するために新たに設定された波長検出情報Ｃｅ，Ｄｅを示す。
【００８６】
図１１（ｃ）の波長検出情報Ｃｅは、所定の波長だけ短い間隔の複数の波長λ２〜λ４で多重記録された情報である。図１１（ｄ）の波長検出情報Ｄｅは、所定の波長だけ長い間隔の複数の波長λ６〜λ８で多重記録された情報である。つまり、波長検出情報Ｃｅ，Ｄｅは、再生波長が記録波長より長いか短いかが判別可能な記録情報が得られる構成であればよい。なお、波長検出情報は、角度検出情報と言い換えることもできる。
【００８７】
次に、図６を参照して、実施の形態２のホログラム記録再生装置３０の再生時の動作について説明する。
【００８８】
レーザー光源装置３１は、再生時には、ディスク情報領域を再生して読み込まれた記録時の波長または予め定められた波長に設定された光ビームＬＰを出力する。このとき、１／２波長板３４において偏光の割合を調整する等によって信号光ＬＳを遮断し、参照光ＬＲのみをホログラム記録媒体３１２中に入射させる。
【００８９】
偏光ビームスプリッタ３５によって分離されたＳ偏光の参照光ＬＲは、その後アパーチャー３１３によってビーム径を調節される。ビーム径を調節された参照光ＬＲは、ガルバノミラー３１４によって角度が変調され、リレーレンズ３１５を介して、ホログラム記録媒体３１２を透過する。当該透過した参照光ＬＲは、１／４波長板３１８で円偏光に変換され、反射ミラー３１９で反射される。当該反射された参照光ＲＬは、ホログラム記録媒体３１２に記録時とは反対面からＰ偏光として入射する。
【００９０】
上記のようにホログラム記録媒体３１２に参照光ＬＲが入射すると、ホログラム記録媒体３１２に記録されていたホログラムから回折光（再生光）が発生する。当該再生光は、信号光ＬＳとは逆の光路をたどり、対物レンズ３１１およびリレーレンズ３９を通る。リレーレンズ３９を通る途中で、ピンホール３１０によりノイズがカットされる。
【００９１】
ノイズカットされたＰ偏光の再生光は、偏光ビームスプリッタ３７を透過し、ＣＭＯＳセンサ３１７で、空間光変調器３８の反射型液晶での空間的な２次元データに対応する電気信号に変換される。ＣＭＯＳセンサ３１７からの出力は、図示しない信号処理部によって２値化データに変換される。
【００９２】
上記において、参照光ＬＲのホログラム記録媒体３１２への入射角度を記録時とほぼ同じにすることができる。しかしながら、ホログラム記録媒体３１２の記録時の収縮や温度変化などにより、再生時に最適な波長は、記録時に用いた波長とは異なっている。したがって、記録時と同じ波長では、ホログラム記録媒体３１２に記録された信号を正確に再生することができない。
【００９３】
そこで、実施の形態２のホログラム記録再生装置３０は、ホログラム記録媒体３１２からの情報データの再生処理の際、上記の波長検出情報を検出し、情報データが記録されたページの波長を検出する。これにより、読出しに使用するレーザー光源装置３１の波長が決定され、波長の制御を容易に行なうことができる。この場合にも、波長を変えて再生する際、ホログラム記録媒体３１２への入射光軸が変化しないことが重要である。このため、本発明のレーザー光源装置３１を利用することが有効となる。
【００９４】
次に、図６〜１２を参照して、上述した波長検出情報からそのブックに対応した参照光ＬＲの波長を検出する処理の流れを説明する。図６のディテクタ３１７ａ，３１７ｂは、図８で説明したように、再生時の参照光ＬＲの波長変化に対応して、波長検出情報Ａｄ，Ｂｄをそれぞれ異なる強度ピークで検出する。
【００９５】
図１２は、波長検出情報Ａｄ，Ｂｄの検出強度ＳＡｄ，ＳＢｄからどのように波長誤差信号ＷＥＳを算出するかを示した図である。
【００９６】
図１２に示すように、波長誤差信号ＷＥＳ（Wave-length Error Signal）は、ディテクタ３１７ａにおいて検出される波長検出情報Ａｄの検出強度ＳＡｄと、ディテクタ３１７ｂにおいて検出される波長検出情報Ｂｄの検出強度ＳＢｄとの差成分を規格化することで、以下のように算出される。
【００９７】
ＷＥＳ＝（ＳＡｄ−ＳＢｄ）／（ＳＡｄ＋ＳＢｄ）                  （４）
上記のように波長誤差信号ＷＥＳを算出することで、何らかの条件により波長検出情報Ａｄ，Ｂｄの検出強度（再生強度）ＳＡｄ，ＳＢｄがブック単位において変化したとしても、安定して波長誤差信号ＷＥＳを算出することができる。
【００９８】
波長誤差信号ＷＥＳとは、再生しようとするブックの最適再生波長λ０からのずれ量を示す数値である。波長誤差信号ＷＥＳの負の傾斜部において、ゼロ（０）クロスとなる点ＺＸが各ブックにおける情報データ読出し時の参照光ＬＲの最適再生波長となる。この読出し時の参照光ＬＲの波長が、各ブックの情報データページの書込みの際の参照光ＬＲの波長に対応する。読出し時の参照光ＬＲの波長において、ディテクタ３１７ａ，３１７ｂにおける記録された情報データの再生強度（回折効率）が最大となる。
【００９９】
波長誤差信号ＷＥＳの算出に各ブックに記録された情報データを読み出す際、情報データページにアクセスする。読出し時の参照光ＬＲの波長は、レーザー光源装置３１の出射光の波長を変えて調整するための波長サーボ制御に用いることができる。
【０１００】
また、波長検出情報が複数箇所に記録されている場合、波長誤差信号ＷＥＳは、下記に示すように、波長検出情報Ａｄの検出強度ＳＡｄおよび波長検出情報Ｂｄの検出強度ＳＢｄの各々の総和を演算して算出される。
【０１０１】
ＷＥＳ＝（ΣＳＡｄ−ΣＳＢｄ）／（ΣＳＡｄ＋ΣＳＢｄ）          （５）
上記により、読出し時の参照光ＬＲの波長は、レーザー光源装置３１の出射光の波長を変えて調整するための波長サーボ制御に用いることができる。
【０１０２】
以上のように、実施の形態２のホログラム記録再生装置は、波長検出情報をブックごとに記録して、レーザー光源装置の波長を可変させる。これにより、ホログラム記録媒体の記録時の収縮や温度変化などで再生時に最適な波長が記録時の波長と異なっている場合でも、情報データを読み出す際の参照光の最適な波長を検出できる。その結果、ホログラフィー再生処理における連続的に高速な情報データの再生が可能となる。
【０１０３】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】この発明の実施の形態１によるリトロー型ＥＣＤＬ１０Ａの概略的な構成を示した模式図である。
【図２】図１のリトロー型ＥＣＤＬ１０Ａの回折部材５の部分の拡大図である。
【図３】この発明の実施の形態１の変形例によるリトロー型ＥＣＤＬ１０Ｂの概略的な構成を示した模式図である。
【図４】この発明の実施の形態１の他の変形例によるリトロー型ＥＣＤＬ１０Ｃの概略的な構成を示した模式図である。
【図５】図１のリトロー型ＥＣＤＬ１０Ａにおける反射光９の出射方向を説明するための図である。
【図６】この発明の実施の形態２によるホログラム記録再生装置３０の光学ユニットの構成を示した図である。
【図７】ホログラム記録媒体３１２に記録されるページおよびブックを概念的に表わした模式図である。
【図８】ホログラム記録媒体３１２に記録される波長検出情報の光量と波長との関係を表わした図である。
【図９】光ビームＰＬの波長変化分に対する回折効率の一例を表わした図である。
【図１０】ホログラム記録媒体３１２に記録されるページおよびブックの他の例を概念的に表わした模式図である。
【図１１】ホログラム記録媒体３１２に記録される波長検出情報の光量と波長との他の関係を表わした図である。
【図１２】波長検出情報Ａｄ，Ｂｄの検出強度ＳＡｄ，ＳＢｄからどのように波長誤差信号ＷＥＳを算出するかを示した図である。
【図１３】従来のリトロー型ＥＣＤＬ１００Ａの概略的な構成を示した模式図である。
【図１４】従来のリットマン型ＥＣＤＬ１００Ｂの概略的な構成を示した模式図である。
【図１５】改良された従来のリトロー型ＥＣＤＬ１００Ｃの概略的な構成を示した模式図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１  半導体レーザ、２，３２  コリメートレンズ、３Ａ，３Ｂ，２７  プリズム、４  回折格子、５  回折部材、１０Ａ〜１０Ｃ，１００Ａ〜１００Ｃ  リトロー型ＥＣＤＬ、１１ｍ，１１ｎ  部材、１２  マッチング液、２０  ミラー、２６  治具、３０  ホログラム記録再生装置、３１  レーザー光源装置、３３  アイソレータ、３４，３６  １／２波長板、３５，３７  偏光ビームスプリッタ、３８  空間光変調器、３９，３１５  リレーレンズ、３１０  ピンホール、３１１  対物レンズ、３１３  アパーチャー、３１４  ガルバノミラー、３１７  ＣＭＯＳセンサ、３１７ａ，３１７ｂ  ディテクタ、３１８  １／４波長板、３１９  反射ミラー。
【図１】
2009021488.tif 000003
【図２】
2009021488.tif 000004
【図３】
2009021488.tif 000005
【図４】
2009021488.tif 000006
【図５】
2009021488.tif 000007
【図６】
2009021488.tif 000008
【図７】
2009021488.tif 000009
【図８】
2009021488.tif 000010
【図９】
2009021488.tif 000011
【図１０】
2009021488.tif 000012
【図１１】
2009021488.tif 000013
【図１２】
2009021488.tif 000014
【図１３】
2009021488.tif 000015
【図１４】
2009021488.tif 000016
【図１５】
2009021488.tif 000017