JP4045384B2 - Optical information recording apparatus and method, and optical information recording / reproducing apparatus and method - Google Patents

Optical information recording apparatus and method, and optical information recording / reproducing apparatus and method Download PDF

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Description

【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光情報記録媒体に対して情報を記録する光情報記録装置および方法、ならびにホログラフィを利用して光情報記録媒体に対して情報を記録すると共に光情報記録媒体から情報を再生する光情報記録再生装置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縞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、干渉縞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次元的に干渉縞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憶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ＳＮ比（信号対雑音比）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】
図２６は、従来のデジタルボリュームホログラフィにおける記録再生系の概略の構成を示す斜視図である。この記録再生系は、２次元デジタルパターン情報に基づく情報光１０２を発生させる空間光変調器１０１と、この空間光変調器１０１からの情報光１０２を集光して、ホログラム記録媒体１００に対して照射するレンズ１０３と、ホログラム記録媒体１００に対して情報光１０２と略直交する方向から参照光１０４を照射する参照光照射手段（図示せず）と、再生された２次元デジタルパターン情報を検出するためのＣＣＤ（電荷結合素子）アレイ１０７と、ホログラム記録媒体１００から出射される再生光１０５を集光してＣＣＤアレイ１０７上に照射するレンズ１０６とを備えている。ホログラム記録媒体１００には、ＬｉＮｂＯ3 等の結晶が用いられる。
【０００５】
図２６に示した記録再生系では、記録時には、記録する原画像等の情報をデジタイズし、その０か１かの信号を更に２次元に配置して２次元デジタルパターン情報を生成する。一つの２次元デジタルパターン情報をページデータと言う。ここでは、＃１〜＃ｎのページデータを、同じホログラム記録媒体１００に多重記録するものとする。この場合、まず、ページデータ＃１に基づいて、空間光変調器１０１によって画素毎に透過か遮光かを選択することで、空間的に変調された情報光１０２を生成し、レンズ１０３を介してホログラム記録媒体１００に照射する。同時に、ホログラム記録媒体１００に、情報光１０２と略直交する方向θ１から参照光１０４を照射して、ホログラム記録媒体１００の内部で、情報光１０２と参照光１０４との重ね合わせによってできる干渉縞を記録する。なお、回折効率を高めるために、参照光１０４は、シリンドリカルレンズ等により偏平ビームに変形し、干渉縞がホログラム記録媒体１００の厚み方向にまで渡って記録されるようにする。次のページデータ＃２の記録時には、θ１と異なる角度θ２から参照光１０４を照射し、この参照光１０４と情報光１０２とを重ね合わせることによって、同じホログラム記録媒体１００に対して情報を多重記録することができる。同様に、他のページデータ＃３〜＃ｎの記録時には、それぞれ異なる角度θ３〜θｎから参照光１０４を照射して、情報を多重記録する。このように情報が多重記録されたホログラムをスタックと呼ぶ。図２６に示した例では、ホログラム記録媒体１００は複数のスタック（スタック１，スタック２，…，スタックｍ，…）を有している。
【０００６】
スタックから任意のページデータを再生するには、そのページデータを記録した際と同じ入射角度の参照光１０４を、そのスタックに照射してやればよい。そうすると、その参照光１０４は、そのページデータに対応した干渉縞によって選択的に回折され、再生光１０５が発生する。この再生光１０５は、レンズ１０６を介してＣＣＤアレイ１０７に入射し、再生光の２次元パターンがＣＣＤアレイ１０７によって検出される。そして、検出した再生光の２次元パターンを、記録時とは逆にデコードすることで原画像等の情報が再生される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２６を用いて説明したような従来のボリュームホログラフィでは、ホログラム記録媒体１００内において、情報光１０２と参照光１０４が重なる部分に、ブロック状に１単位の記録領域（体積ホログラム）が形成される。そのため、１単位の記録領域が比較的大きくなり、高密度記録が困難であるという問題点がある。なお、図２６を用いて説明したような従来のボリュームホログラフィでは、参照光の角度を変えることで情報を多重記録することができるが、多重記録する情報の数を多くするほど各情報の分離が難しくなるため、多重記録による高密度記録化にも限界がある。
【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が記録される光情報記録媒体に対して、より高密度に情報を記録することができるようにした光情報記録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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の光情報記録装置は、情報を担持した情報光および記録用参照光を生成する記録用光生成手段と、情報記録層内に、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記録領域が層状に形成されるように、情報光と記録用参照光のうちの一方の光束を扁平な形状とし、情報記録層内で交差するように情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射するための記録光学系とを備えると共に、この記録光学系が、光情報記録媒体に対向するように配置されて情報光および記録用参照光が通過するソリッドイマージョンレンズを有するようにしたものである。ここで、このソリッドイマージョンレンズは、光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、光情報記録媒体とは反対側の面が、情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、記録用参照光が入射する位置において情報光の中心と記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するように構成されたものである。
【００１０】
請求項６記載の光情報記録装置は、情報を担持した情報光および記録用参照光を生成する記録用光生成手段と、情報記録層内に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンが形成されるように、情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射するための記録用光照射手段と、情報記録層内に、干渉パターンによって情報が記録され且つ情報が定着された記録領域が層状に形成されるように、情報記録層内において干渉パターンが形成された領域に対して、干渉パターンによって記録される情報を定着するための扁平な形状の光束の定着用光を、干渉パターンが形成された領域の一部を通過するように照射するための定着用光照射手段とを備えると共に、この記録光学系が、光情報記録媒体に対向するように配置されて情報光および記録用参照光が通過するソリッドイマージョンレンズを有するようにしたものである。ここで、このソリッドイマージョンレンズは、光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、光情報記録媒体とは反対側の面が、情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、記録用参照光が入射する位置において情報光の中心と記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するように構成されたものである。
【００１１】
請求項１０記載の光情報記録方法は、情報を担持した情報光および記録用参照光を生成し、情報光と記録用参照光のうちの一方の光束を扁平な形状とし、情報記録層内で交差するように情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射することによって、情報記録層内に、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記録領域を層状に形成すると共に、この際に光情報記録媒体に対向するように配置されたソリッドイマージョンレンズを情報光および記録用参照光が通過するようにし、このソリッドイマージョンレンズを、光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、光情報記録媒体とは反対側の面が、情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、記録用参照光が入射する位置において情報光の中心と記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するようにしたものである。
【００１２】
請求項１１記載の光情報記録方法は、情報を担持した情報光および記録用参照光を生成し、情報記録層内に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンが形成されるように、情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射すると共に、この際に光情報記録媒体に対向するように配置されたソリッドイマージョンレンズを情報光および記録用参照光が通過するようにし、情報記録層内において干渉パターンが形成された領域に対して、干渉パターンによって記録される情報を定着するための扁平な形状の光束の定着用光を、干渉パターンが形成された領域の一部を通過するように照射することによって、情報記録層内に、干渉パターンによって情報が記録され且つ情報が定着された記録領域を層状に形成し、上記ソリッドイマージョンレンズを、光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、光情報記録媒体とは反対側の面が、情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、記録用参照光が入射する位置において情報光の中心と記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するようにしたものである。
【００１３】
請求項１２記載の光情報記録再生装置は、情報を担持した情報光および記録用参照光を生成する記録用光生成手段と、情報記録層内に、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記録領域が層状に形成されるように、情報光と記録用参照光のうちの一方の光束を扁平な形状とし、情報記録層内で交差するように情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射するための記録光学系と、情報記録層に、記録時における記録用参照光に対応する再生用参照光を照射すると共に、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ための再生光学系と、この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ると共に、上記記録光学系が、光情報記録媒体に対向するように配置されて情報光および記録用参照光が通過する第１のソリッドイマージョンレンズを有し、上記再生光学系が、光情報記録媒体に対向するように配置されて再生光が通過する第２のソリッドイマージョンレンズを有するようにしたものである。ここで、上記第１のソリッドイマージョンレンズは、光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、光情報記録媒体とは反対側の面が、情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、記録用参照光が入射する位置において情報光の中心と記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するように構成されたものである。また、上記第２のソリッドイマージョンレンズは、光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、光情報記録媒体とは反対側の面が、情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成されたものである。
【００１４】
請求項１７記載の光情報記録再生装置は、情報を担持した情報光および記録用参照光を生成する記録用光生成手段と、情報記録層内に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンが形成されるように、情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射するための記録用光照射手段と、情報記録層内に、干渉パターンによって情報が記録され且つ情報が定着された記録領域が層状に形成されるように、情報記録層内において干渉パターンが形成された領域に対して、干渉パターンによって記録される情報を定着するための扁平な形状の光束の定着用光を、干渉パターンが形成された領域の一部を通過するように照射するための定着用光照射手段と、情報記録層に、記録時における記録用参照光に対応する再生用参照光を照射すると共に、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ための再生光学系と、この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ると共に、上記記録光学系が、光情報記録媒体に対向するように配置されて情報光および記録用参照光が通過する第１のソリッドイマージョンレンズを有し、上記再生光学系が、光情報記録媒体に対向するように配置されて再生光が通過する第２のソリッドイマージョンレンズを有するようにしたものである。ここで、上記第１のソリッドイマージョンレンズは、光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、光情報記録媒体とは反対側の面が、情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、記録用参照光が入射する位置において情報光の中心と記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するように構成されたものである。また、上記第２のソリッドイマージョンレンズは、光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、光情報記録媒体とは反対側の面が、情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成されたものである。
【００１５】
請求項２２記載の光情報記録再生方法は、情報の記録時には、情報を担持した情報光および記録用参照光を生成し、情報光と記録用参照光のうちの一方の光束を扁平な形状とし、情報記録層内で交差するように情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射することによって、情報記録層内に、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記録領域を層状に形成すると共に、この際に光情報記録媒体に対向するように配置された第１のソリッドイマージョンレンズを情報光および記録用参照光が通過するようにし、情報の再生時には、情報記録層に、記録時における記録用参照光に対応する再生用参照光を照射すると共に、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し、収集した再生光を検出し、この際に光情報記録媒体に対向するように配置された第２のソリッドイマージョンレンズを再生光が通過するようにしたものである。また、上記第１のソリッドイマージョンレンズを、光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、光情報記録媒体とは反対側の面が、情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、記録用参照光が入射する位置において情報光の中心と記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するようにし、上記第２のソリッドイマージョンレンズを、光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、光情報記録媒体とは反対側の面が、情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成されるようにしたものである。
【００１６】
請求項２３記載の光情報記録再生方法は、情報の記録時には、情報を担持した情報光および記録用参照光を生成し、情報記録層内に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンが形成されるように、情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射すると共に、この際に前記光情報記録媒体に対向するように配置された第１のソリッドイマージョンレンズを情報光および記録用参照光が通過するようにし、情報記録層内において干渉パターンが形成された領域に対して、干渉パターンによって記録される情報を定着するための扁平な形状の光束の定着用光を、干渉パターンが形成された領域の一部を通過するように照射することによって、情報記録層内に、干渉パターンによって情報が記録され且つ情報が定着された記録領域を層状に形成し、情報の再生時には、情報記録層に、記録時における記録用参照光に対応する再生用参照光を照射すると共に、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し、収集した再生光を検出し、この際に光情報記録媒体に対向するように配置された第２のソリッドイマージョンレンズを再生光が通過するようにしたものである。また、上記第１のソリッドイマージョンレンズを、光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、光情報記録媒体とは反対側の面が、情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、記録用参照光が入射する位置において情報光の中心と記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するようにし、上記第２のソリッドイマージョンレンズを、光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、光情報記録媒体とは反対側の面が、情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成されるようにしたものである。
【００１７】
請求項１記載の光情報記録装置または請求項１０記載の光情報記録方法では、情報光と記録用参照光のうちの一方の光束が扁平な形状とされ、情報記録層内で交差するように情報光および記録用参照光が情報記録層に対して照射されて、情報記録層内に、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記録領域が層状に形成される。また、この際に情報光および記録用参照光が、光情報記録媒体に対向するように配置されたソリッドイマージョンレンズを通過する。
【００１８】
請求項６記載の光情報記録装置または請求項１１記載の光情報記録方法では、情報記録層内に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンが形成されるように、情報光および記録用参照光が情報記録層に対して照射され、情報記録層内において干渉パターンが形成された領域に対して、干渉パターンによって記録される情報を定着するための扁平な形状の光束の定着用光が、干渉パターンが形成された領域の一部を通過するように照射されて、情報記録層内に、干渉パターンによって情報が記録され且つ情報が定着された記録領域が層状に形成される。また、この際に情報光および記録用参照光が、光情報記録媒体に対向するように配置されたソリッドイマージョンレンズを通過する。
【００１９】
請求項１２記載の光情報記録再生装置または請求項２２記載の光情報記録再生方法では、情報の記録時には、情報光と記録用参照光のうちの一方の光束が扁平な形状とされ、情報記録層内で交差するように情報光および記録用参照光が情報記録層に対して照射されて、情報記録層内に、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記録領域が層状に形成される。この際、情報光および記録用参照光が、光情報記録媒体に対向するように配置された第１のソリッドイマージョンレンズを通過する。また、情報の再生時には、情報記録層に、記録時における記録用参照光に対応する再生用参照光が照射され、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。この際、再生光が、光情報記録媒体に対向するように配置された第２のソリッドイマージョンレンズを通過する。
【００２０】
請求項１７記載の光情報記録再生装置または請求項２３記載の光情報記録再生方法では、情報の記録時には、情報記録層内に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンが形成されるように、情報光および記録用参照光が情報記録層に対して照射されると共に、この際に情報光および記録用参照光が、光情報記録媒体に対向するように配置された第１のソリッドイマージョンレンズを通過し、情報記録層内において干渉パターンが形成された領域に対して、干渉パターンによって記録される情報を定着するための扁平な形状の光束の定着用光が、干渉パターンが形成された領域の一部を通過するように照射されて、情報記録層内に、干渉パターンによって情報が記録され且つ情報が定着された記録領域が層状に形成される。また、情報の再生時には、情報記録層に、記録時における記録用参照光に対応する再生用参照光が照射され、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。この際、再生光が、光情報記録媒体に対向するように配置された第２のソリッドイマージョンレンズを通過する。
【００２１】
【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。
【００２２】
始めに、図１を参照して、本実施の形態における光情報記録媒体の構成について説明する。図１は、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ピックアップと光情報記録媒体の構成を示す説明図である。本実施の形態における光情報記録媒体１は、ボリュームホログラフィを利用して、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情報が記録されると共に、再生用参照光が照射されたときに、記録されている情報に対応した再生光を発生するための情報記録層２と、この情報記録層２の一方の面側に設けられた透明基板３と、情報記録層２の他方の面側に設けられた透明な位置決め層４と、この位置決め層４の外側に設けられた透明な保護層５とを備えている。光情報記録媒体１全体は、円板状に形成されている。
【００２３】
情報記録層２は、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）等が使用される。
【００２４】
光情報記録媒体１には、半径方向に線状に延びる複数のアドレス・サーボエリアが所定の角度間隔で設けられている。このアドレス・サーボエリアは、本発明における位置決め領域に対応する。光情報記録媒体１において、隣り合うアドレス・サーボエリア間の扇形の区間がデータエリアになっている。アドレス・サーボエリアにおける位置決め層４の保護層５側の面には、サンプルドサーボ方式によってフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを行うための情報とアドレス情報とが、予めエンボスピット等によって記録されている。なお、フォーカスサーボは、位置決め層４と保護層５との境界面を反射面として、後述するピックアップより照射され、反射面で反射された光に基づいて行うことができる。トラッキングサーボを行うための情報としては、例えばウォブルピットを用いることができる。
【００２５】
次に、図５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。なお、本実施の形態に係る光情報記録装置は、この光情報記録再生装置に含まれる。この光情報記録再生装置１０は、光情報記録媒体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、光情報記録媒体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とを備えている。光情報記録再生装置１０は、更に、光情報記録媒体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、光情報記録媒体１に対して再生用参照光を照射し、再生光を検出して、光情報記録媒体１に記録されている情報を再生するためのピックアップ１１と、このピックアップ１１における光の入出射位置を光情報記録媒体１の半径方向に移動可能とする駆動装置８４とを備えている。ピックアップ１１は、例えば、所定の回動軸を中心として光の入出射部が回動するアーム状に形成され、この場合には、駆動装置８４は、ピックアップ１１を回動する装置となる。
【００２６】
光情報記録再生装置１０は、更に、ピックアップ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および後述するコントローラからの指令に基づいて、ピックアップ１１内のアクチュエータを駆動して対物レンズを光情報記録媒体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に基づいてピックアップ１１内のアクチュエータを駆動して対物レンズを光情報記録媒体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駆動装置８４を制御してピックアップ１１における光の入出射位置を光情報記録媒体１の半径方向に移動させるシークの制御を行うシーク制御回路８８とを備えている。
【００２７】
光情報記録再生装置１０は、更に、ピックアップ１１内の後述するＣＣＤアレイの出力データをデコードして、光情報記録媒体１のデータエリア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、ピックアップ１１，スピンドルサーボ回路８３およびシーク制御回路８８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。
【００２８】
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およびシーク制御回路８８は、本発明における位置制御手段に対応する。
【００２９】
次に、図１を参照して、ピックアップ１１の構成について説明する。ピックアップ１１は、スピンドル８１に光情報記録媒体１が固定されたときに光情報記録媒体１の透明基板３側の面に対向するように配置されたソリッドイマージョンレンズ（以下、ＳＩＬと記す。）１２Ａと、このＳＩＬ１２Ａにおける光情報記録媒体１とは反対側に設けられた対物レンズ１３Ａと、スピンドル８１に光情報記録媒体１が固定されたときに光情報記録媒体１の保護層５側の面に対向するように配置されたＳＩＬ１２Ｂと、このＳＩＬ１２Ｂにおける光情報記録媒体１とは反対側に設けられた対物レンズ１３Ｂとを備えている。本実施の形態では、対物レンズ１３Ａと対物レンズ１３Ｂは、これらの光軸が同一線上にあり、且つこれらの光軸が光情報記録媒体１の面に対して６０°の角度をなすように配置されている。
【００３０】
ピックアップ１１は、更に、対物レンズ１３Ａを光軸方向および光情報記録媒体１の半径方向に移動可能なアクチュエータ１４Ａと、対物レンズ１３Ｂを光軸方向および光情報記録媒体１の半径方向に移動可能なアクチュエータ１４Ｂとを備えている。
【００３１】
ピックアップ１１は、更に、対物レンズ１３Ａにおける光情報記録媒体１とは反対側に、対物レンズ１３Ａ側から順に配設された空間光変調器１５、ビームスプリッタ１６、コリメータレンズ１７およびレーザカプラ２０と、対物レンズ１３Ｂにおける光情報記録媒体１とは反対側に設けられたＣＣＤアレイ１９とを備えている。
【００３２】
空間光変調器１５は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に光の透過状態（以下、オンとも言う。）と遮断状態（以下、オフとも言う。）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することができるようになっている。空間光変調器１５としては、例えば液晶表示素子を用いることができる。なお、空間光変調器１５の制御は、図５におけるコントローラ９０の制御の下で、図示しない駆動回路によって行われるようになっている。また、ＣＣＤアレイ１９は、格子状に配列された多数の画素を有している。
【００３３】
ビームスプリッタ１６は、その法線方向が、コリメータレンズ１７と空間光変調器１５の間における光軸方向に対して４５°傾けられて配置された半反射面１６ａを有している。そして、コリメータレンズ１７側よりビームスプリッタ１６に入射する光は、光量の一部が半反射面１６ａを透過して空間光変調器１５に入射し、光量の一部が半反射面１６ａで反射されるようになっている。
【００３４】
ピックアップ１１は、更に、コリメータレンズ１７側よりビームスプリッタ１６に入射する光のうち半反射面１６ａで反射される光の進行方向に配設され、半反射面１６ａと平行な全反射面５１ａを有するプリズム５１と、このプリズム５１の全反射面５１ａで反射される光の進行方向に配設され、全反射面５１ａに直交する全反射面５２ａを有するプリズム５２と、全反射面５２ａで反射される光の進行方向に、プリズム５２側より順に配設された凸レンズ５３、凹レンズ５４およびシリンドリカルレンズ５５とを備えている。シリンドリカルレンズ５５より出射される光は、その中心（光軸）が、情報記録層２内において、対物レンズ１３Ａより出射される光の中心（光軸）と直交するように、情報記録層２に対して照射されるようになっている。従って、シリンドリカルレンズ５５より出射される光は、光情報記録媒体１の面に対して３０°の角度をなすように、光情報記録媒体１に対して照射されるようになっている。
【００３５】
なお、図１において、符号５７は光情報記録媒体１の回転方向を示し、符号５８はピックアップ１１のシーク方向を示している。
【００３６】
図１に示したピックアップ１１では、レーザカプラ２０はレーザ光を出射し、このレーザ光は、コリメータレンズ１７によって平行光束とされ、ビームスプリッタ１６に入射し、光量の一部が半反射面１６ａを透過し、光量の一部が半反射面１６ａで反射されるようになっている。半反射面１６ａを透過した光は、空間光変調器１５を通過し、対物レンズ１３Ａによって集光され、ＳＩＬ１２Ａを通過して、光情報記録媒体１に照射されるようになっている。この光は、位置決め層４と保護層５との境界面上で最も小径となるように収束するようになっている。
【００３７】
一方、半反射面１６ａで反射された光は、プリズム５１の全反射面５１ａとプリズム５２の全反射面５２ａで順に反射され、凸レンズ５３と凹レンズ５４を順に通過して、光束の径が縮小されるようになっている。凹レンズ５４の出射光は、シリンドリカルレンズ５５によって、対物レンズ１３Ａの光軸方向のみについて収束されて扁平な形状の光束とされ、ＳＩＬ１２Ａを通過して、光情報記録媒体１に照射されるようになっている。
【００３８】
対物レンズ１３Ａ側からの光とシリンドリカルレンズ５５側からの光は、各光の中心が直交するように、情報記録層２内で交差するようになっている。また、シリンドリカルレンズ５５側からの光は、対物レンズ１３Ａ側からの光の中心とシリンドリカルレンズ５５側からの光の中心が交わる点を通る紙面に垂直な方向の直線上で最も薄くなるようになっている。
【００３９】
情報の記録時には、対物レンズ１３Ａ側からの光が情報光となり、シリンドリカルレンズ５５側からの光が記録用参照光となり、情報記録層２内に、これらの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記録領域５９が層状に形成されるようになっている。この記録領域５９は、円錐を、その中心軸に直交する方向にスライスして形成されるような円板状の形状となる。
【００４０】
光情報記録媒体１から対物レンズ１３Ａ側へ向かう光は、対物レンズ１３Ａと空間光変調器１５を順に通過し、光量の一部がビームスプリッタ１６の半反射面１６ａを透過し、コリメータレンズ１７によって集光されて、レーザカプラ２０に入射するようになっている。
【００４１】
光情報記録媒体１から対物レンズ１３Ｂ側へ向かう光は、対物レンズ１３Ｂによって平行光束とされて、ＣＣＤアレイ１９に入射するようになっている。情報の再生時には、シリンドリカルレンズ５５側からの光が再生用参照光となり、この再生用参照光が記録領域５９に照射されることにより、記録領域５９より再生光が生成され、この再生光が対物レンズ１３Ｂを経て、ＣＣＤアレイ１９に入射するようになっている。
【００４２】
ここで、図２を参照して、ＳＩＬ１２Ａ，１２Ｂについて詳しく説明する。まず、ＳＩＬ１２Ａは、光情報記録媒体１の透明基板３側の面が平面に形成されている。ＳＩＬ１２Ａにおける透明基板３とは反対側の面は、２つの球面部分１２Ａａ，１２Ａｂを有している。球面部分１２Ａａは、対物レンズ１３Ａ側からの光が入射する位置に形成され、対物レンズ１３Ａ側からの光が最も小径となる点６１を中心とする球面形状に形成されている。球面部分１２Ａｂは、シリンドリカルレンズ５５側からの光が入射する位置に形成され、対物レンズ１３Ａ側からの光の中心とシリンドリカルレンズ５５側からの光の中心が交わる点６２を中心とする球面形状に形成されている。また、ＳＩＬ１２Ａの屈折率は、透明基板３の屈折率と略等しくなっている。
【００４３】
対物レンズ１３Ａ側からの光は、ＳＩＬ１２Ａの球面部分１２Ａａに対して垂直に入射し、この球面部分１２Ａａで屈折することなく進行し、点６１で最も小径となるように収束する。シリンドリカルレンズ５５側からの光は、ＳＩＬ１２Ａの球面部分１２Ａｂに対して垂直に入射し、この球面部分１２Ａｂで屈折することなく進行し、点６２を通る紙面に垂直な方向の直線上で最も薄くなるように収束する。
【００４４】
本実施の形態では、光情報記録媒体１に対して、対物レンズ１３Ａ側からの光とシリンドリカルレンズ５５側からの光を、それぞれ斜め方向から入射させるため、ＳＩＬ１２Ａを設けない場合には、これらの光が光情報記録媒体１を通過する際に、これらの光に収差が発生する。本実施の形態では、ＳＩＬ１２Ａを設けたことにより、対物レンズ１３Ａ側からの光とシリンドリカルレンズ５５側からの光が、それぞれＳＩＬ１２Ａに垂直に入射するので、これらの光の収差を大幅に低減することができる。
【００４５】
ＳＩＬ１２Ｂは、光情報記録媒体１の保護層５側の面が平面に形成されている。ＳＩＬ１２Ｂにおける保護層５と反対側の面は、対物レンズ１３Ａ側からの光が最も小径となる点６１を中心とする球面形状に形成されている。また、ＳＩＬ１２Ｂの屈折率は、保護層５の屈折率と略等しくなっている。
【００４６】
再生時において記録領域５９で生成される再生光は、ＳＩＬ１２Ｂを通過して対物レンズ１３Ｂに入射するようになっている。従って、本実施の形態では、ＳＩＬ１２Ｂを設けたことにより、再生光の収差も大幅に低減することができる。
【００４７】
図３は、ＳＩＬ１２Ａ，１２Ｂの支持機構の一例を示す断面図である。この例では、対物レンズ１３Ａが支持部材９１によって支持されている。対物レンズ１３ＡのＳＩＬ１２Ａ側には、必要に応じて、収差等の光学特性を補正するための補正レンズ９２が設けられ、この補正レンズ９２も支持部材９１によって支持されるようになっている。支持部材９１の外周側には、アクチュエータ１４Ａの一部を構成するマグネット９５が取り付けられいてる。このマグネット９５の周囲には、マグネット９５に対して所定の間隔を開けて、アクチュエータ１４Ａの一部を構成するコイル９６が設けられている。支持部材９１の光情報記録媒体１側には、サスペンション９３を介して、スライダ９４が取り付けられている。ＳＩＬ１２Ａは、このスライダ９４によって支持されている。スライダ９４は、光情報記録媒体１の透明基板３上を滑るようになっている。なお、スライダ９４には、対物レンズ１３Ａ側からの光が通過する部分に開口部９４ａが設けられていると共に、シリンドリカルレンズ５５側からの光が通過する部分に開口部９４ｂが設けられている。
【００４８】
一方、ＳＩＬ１２Ｂは、スライダ９７によって支持されている。スライダ９７は、光情報記録媒体１の保護層５上を滑るようになっている。スライダ９７は、サスペンション９８を介して、支持部材９９に取り付けられている。図示しないが、支持部材９９には対物レンズ１３Ｂが取り付けられている。なお、支持部材９９の周辺の構成は、支持部材９１の周辺の構成と同様である。
【００４９】
なお、光情報記録媒体１の交換等を可能とするために、支持部材９１，９９は、図示しない駆動機構によって、光情報記録媒体１に対して近接離間可能になっている。
【００５０】
図４は、ＳＩＬ１２Ａ，１２Ｂの支持機構の他の例を示す側面図である。この例では、ＳＩＬ１２Ａ，１２Ｂは、それぞれ、フライングヘッド型の支持部材６１，６２によって支持されている。支持部材６１，６２は、光情報記録媒体１の回転に伴って、光情報記録媒体１に対して所定のエアギャップを開けて対向するように浮上するようになっている。なお、この例でも、光情報記録媒体１の交換等を可能とするために、支持部材６１，６２は、図示しない駆動機構によって、光情報記録媒体１に対して接近離間可能になっている。
【００５１】
図６は図１におけるレーザカプラ２０の構成を示す斜視図、図７はレーザカプラ２０の側面図である。これらの図に示したように、レーザカプラ２０は、フォトディテクタ２５，２６が形成された半導体基板２１と、この半導体基板２１上においてフォトディテクタ２５，２６を覆うように配置され、半導体基板２１上に接合されたプリズム２２と、半導体基板２１上においてフォトディテクタ２５，２６が形成された位置と異なる位置に配置され、半導体基板２１上に接合された半導体素子２３と、この半導体素子２３上に接合された半導体レーザ２４とを備えている。半導体レーザ２４は、プリズム２２側に向けて水平方向に前方レーザ光を出射すると共に、前方レーザ光と反対方向に後方レーザ光を出射するようになっている。プリズム２２の半導体レーザ２４側には斜面が形成され、この斜面は、半導体レーザ２４からの前方レーザ光の一部を反射して、半導体基板２１に対して垂直な方向に出射すると共に、光情報記録媒体１からの戻り光の一部を透過する半反射面２２ａになっている。また、プリズム２２の上面は、図７に示したようにプリズム２２内を通過する光を全反射する全反射面２２ｂになっている。半導体素子２３には、半導体レーザ２４からの後方レーザ光を受光するフォトディテクタ２７が形成されている。このフォトディテクタ２７の出力信号は、半導体レーザ２４の出力を自動調整するために用いられるようになっている。半導体基板２１には、各種のアンプやその他の電子部品が内蔵されている。半導体素子２３には、半導体レーザ２４を駆動するアンプ等の電子部品が内蔵されている。
【００５２】
図６および図７に示したレーザカプラ２０では、半導体レーザ２４からの前方レーザ光は、一部がプリズム２２の半反射面２２ａで反射されて、図１におけるコリメータレンズ１７に入射するようになっている。また、コリメータレンズ１７によって集光された光情報記録媒体１からの戻り光は、一部がプリズム２２の半反射面２２ａを透過して、プリズム２２内に導かれ、フォトディテクタ２５に向かうようになっている。フォトディテクタ２５上には半反射膜が形成されており、プリズム２２内に導かれた光の一部は、フォトディテクタ２５上の半反射膜を透過してフォトディテクタ２５に入射し、残りの一部はフォトディテクタ２５上の半反射膜で反射され、更にプリズム２２の全反射面２２ｂで反射されてフォトディテクタ２６に入射するようになっている。
【００５３】
ここで、図７に示したように、プリズム２２内に導かれた光は、フォトディテクタ２５，２６間の光路の途中で一旦最も小径となるように収束するようになっている。そして、レーザカプラ２０からの光が光情報記録媒体１における位置決め層４と保護層５との境界面上で最も小径となるように収束する合焦状態のときにはフォトディテクタ２５，２６に対する入射光の径が等しくなり、合焦状態から外れたときにはフォトディテクタ２５，２６に対する入射光の径が異なるようになっている。フォトディテクタ２５，２６に対する入射光の径の変化は、互いに逆方向になるため、フォトディテクタ２５，２６に対する入射光の径の変化に応じた信号を検出することによってフォーカスエラー信号を得ることができる。図６に示したように、フォトディテクタ２５，２６は、それぞれ３分割された受光部を有している。フォトディテクタ２５における受光部をＡ１，Ｃ１，Ｂ１、フォトディテクタ２６における受光部をＡ２，Ｃ２，Ｂ２とする。Ｃ１，Ｃ２は、それぞれ、Ａ１，Ｂ１間、Ａ２，Ｂ２間の中央部分の受光部である。また、各受光部間の分割線は、光情報記録媒体１におけるトラック方向に対応する方向と平行になるように配置されている。従って、受光部Ａ１，Ｂ１間およびＡ２，Ｂ２間の出力の差から、プュッシュプル法によってトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００５４】
なお、レーザカプラ２０内の半導体レーザ２４の出力の制御は、図５におけるコントローラ９０の制御の下で、図示しない駆動回路によって行われるようになっている。
【００５５】
図８は、フォトディテクタ２５，２６の出力に基づいて、フォーカスエラー信号，トラッキングエラー信号および再生信号を検出するための検出回路８５の構成を示すブロック図である。この検出回路８５は、フォトディテクタ２５の受光部Ａ１，Ｂ１の各出力を加算する加算器３１と、この加算器３１の出力の利得を調整する利得調整アンプ３２と、フォトディテクタ２５の受光部Ｃ１の出力の利得を調整する利得調整アンプ３３と、利得調整アンプ３２の出力と利得調整アンプ３３の出力との差を演算する減算器３４と、フォトディテクタ２６の受光部Ａ２，Ｂ２の各出力を加算する加算器３５と、この加算器３５の出力の利得を調整する利得調整アンプ３６と、フォトディテクタ２６の受光部Ｃ２の出力の利得を調整する利得調整アンプ３７と、利得調整アンプ３６の出力と利得調整アンプ３７の出力との差を演算する減算器３８と、減算器３４の出力と減算器３８の出力との差を演算してフォーカスエラー信号ＦＥを生成する減算器３９とを備えている。
【００５６】
検出回路８５は、更に、フォトディテクタ２５の受光部Ａ１の出力と受光部Ｂ１の出力との差を演算する減算器４０と、フォトディテクタ２６の受光部Ａ２の出力と受光部Ｂ２の出力との差を演算する減算器４１と、減算器４０の出力と減算器４１の出力との差を演算してトラッキングエラー信号ＴＥを生成する減算器４２とを備えている。検出回路８５は、更に、加算器３１の出力と受光部Ｃ１の出力とを加算する加算器４３と、加算器３５の出力と受光部Ｃ２の出力とを加算する加算器４４と、加算器４３の出力と加算器４４の出力とを加算して再生信号ＲＦを生成する加算器４５とを備えている。
【００５７】
なお、本実施の形態では、再生信号ＲＦは、光情報記録媒体１におけるアドレス・サーボエリアに記録された情報を再生した信号である。信号処理回路８９は、ＰＬＬ（位相同期化ループ）回路によって、基本クロックの位相を、再生信号ＲＦの位相に同期させるようになっている。
【００５８】
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、記録時、再生時に分けて、順に説明する。以下の説明は、本実施の形態に係る光情報記録方法および光情報記録再生方法の説明を兼ねている。なお、サーボ時、記録時、再生時のいずれのときも、光情報記録媒体１は規定の回転数を保つように制御されてスピンドルモータ８２によって回転される。
【００５９】
まず、サーボ時の作用について説明する。サーボ時には、空間光変調器１５の全画素がオンにされる。レーザカプラ２０の出射光の出力は、再生用の低出力に設定される。なお、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１３Ａの出射光がアドレス・サーボエリアを通過するタイミングを予測し、対物レンズ１３Ａの出射光がアドレス・サーボエリアを通過する間、上記の設定とする。
【００６０】
サーボ時には、レーザカプラ２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ１７によって平行光束とされ、ビームスプリッタ１６に入射し、光量の一部が半反射面１６ａを透過し、光量の一部が半反射面１６ａで反射される。半反射面１６ａを透過した光は、空間光変調器１５を通過し、対物レンズ１３Ａによって集光され、ＳＩＬ１２Ａを通過して、光情報記録媒体１に照射される。この光は、位置決め層４と保護層５との境界面上で最も小径となるように収束し、位置決め層４と保護層５との境界面で反射され、その際、アドレス・サーボエリアにおけるエンボスピットによって変調されて、対物レンズ１３Ａ側に戻ってくる。この戻り光は、対物レンズ１３Ａで平行光束とされ、空間光変調器１５を通過して、ビームスプリッタ１６に入射し、光量の一部が半反射面１６ａを透過する。この半反射面１６ａを透過した戻り光は、コリメータレンズ１７によって集光されて、レーザカプラ２０に入射し、フォトディテクタ２５，２６によって検出される。そして、このフォトディテクタ２５，２６の出力に基づいて、図８に示した検出回路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、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。
【００６１】
なお、本実施の形態では、アクチュエータ１４Ａ，１４Ｂは、各対物レンズ１３Ａ，１３Ｂを通過する光の収束位置（光束が最も小径となる位置）が共に位置決め層４と保護層５との境界面上にくるように、フォーカスサーボ回路８６によって連動するように制御されるようになっている。
【００６２】
次に、記録時の作用について説明する。記録時には、空間光変調器１５は、記録する情報に応じて各画素毎にオンとオフとが選択される。レーザカプラ２０の出射光の出力は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、パルス的に記録用の高出力にされる。なお、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１３Ａの出射光がデータエリアを通過するタイミングを予測し、対物レンズ１３Ａの出射光がデータエリアを通過する間、上記の設定とする。対物レンズ１３Ａの出射光がデータエリアを通過する間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われず、対物レンズ１３Ａ，１３Ｂは固定されている。
【００６３】
記録時には、レーザカプラ２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ１７によって平行光束とされ、ビームスプリッタ１６に入射し、光量の一部が半反射面１６ａを透過し、光量の一部が半反射面１６ａで反射される。半反射面１６ａを透過した光は、空間光変調器１５を通過し、記録する情報に応じて空間的に変調されて情報光となる。この情報光は、対物レンズ１３Ａによって集光され、ＳＩＬ１２Ａを通過して、光情報記録媒体１に照射される。なお、この情報光は、その中心が光情報記録媒体１の面に対して６０°の角度をなすように、光情報記録媒体１に照射される。
【００６４】
一方、半反射面１６ａで反射された光は、記録用参照光となり、プリズム５１の全反射面５１ａとプリズム５２の全反射面５２ａで順に反射され、凸レンズ５３と凹レンズ５４を順に通過して光束の径が縮小され、シリンドリカルレンズ５５によって、対物レンズ１３Ａの光軸方向のみについて収束されて扁平な形状の光束とされ、ＳＩＬ１２Ａを通過して、光情報記録媒体１に照射される。なお、この記録用参照光は、その中心が光情報記録媒体１の面に対して３０°の角度をなすように、光情報記録媒体１に照射される。
【００６５】
対物レンズ１３Ａ側からの情報光とシリンドリカルレンズ５５側からの記録用参照光は、各光の中心が直交するように、情報記録層２内で交差する。そして、これらの情報光と記録用参照光が交差する部分に、これらの光の干渉による干渉パターンが形成され、レーザカプラ２０の出射光の出力が高出力になったときに、情報光と記録用参照光による干渉パターンが情報記録層２内に体積的に記録されて、透過型（フレネル型）の体積ホログラムからなる記録領域５９が層状に形成される。この記録領域５９は、円板状の形状となる。
【００６６】
図９は、光情報記録媒体１の情報記録層２に形成される記録領域５９を概念的に表したものである。この図において、符号６３はアドレス・サーボエリアを示し、符号６４はデータエリアを示している。また、符号６５はトラックを示している。図９に示した例では、隣接する２つのアドレス・サーボエリア６３間のデータエリア６４に、等間隔に５つの記録領域５９を形成するようにしている。また、アドレス・サーボエリア６３には、エンボスピット６６が形成されている。なお、図９では、記録領域５９やエンボスピット６６を実際よりもかなり大きく表している。
【００６７】
図１０は、光情報記録媒体１の情報記録層２内における記録領域５９を表したものである。なお、この図は、光情報記録媒体１の半径方向に沿った情報記録層２の断面を表している。この図に示したように、情報記録層２内には、層状の複数の記録領域５９が、積層されるように形成される。各記録領域５９は、その法線方向が情報記録層２の法線方向に対して３０°傾いた状態に形成される。
【００６８】
なお、本実施の形態では、情報記録層２内に、互いに重なることなく複数の記録領域５９が形成されるように、光情報記録媒体１に対する情報光および記録用参照光の位置を制御するようにする。
【００６９】
次に、再生時の作用について説明する。再生時には、空間光変調器１５は、全画素がオフにされる。また、レーザカプラ２０の出射光の出力は、再生用の低出力にされる。なお、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１３Ａの出射光がデータエリアを通過するタイミングを予測し、対物レンズ１３Ａの出射光がデータエリアを通過する間、上記の設定とする。対物レンズ１３Ａの出射光がデータエリアを通過する間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われず、対物レンズ１３Ａ，１３Ｂは固定されている。
【００７０】
再生時には、レーザカプラ２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ１７によって平行光束とされ、ビームスプリッタ１６に入射し、光量の一部が半反射面１６ａを透過し、光量の一部が半反射面１６ａで反射される。半反射面１６ａを透過した光は、空間光変調器１５によって遮断される。一方、半反射面１６ａで反射された光は、記録用参照光に対応した再生用参照光となり、プリズム５１の全反射面５１ａとプリズム５２の全反射面５２ａで順に反射され、凸レンズ５３と凹レンズ５４を順に通過して光束の径が縮小され、シリンドリカルレンズ５５によって、対物レンズ１３Ａの光軸方向のみについて収束されて扁平な形状の光束とされ、ＳＩＬ１２Ａを通過して、光情報記録媒体１に照射される。
【００７１】
情報記録層２における記録領域５９に再生用参照光が照射されると、この記録領域５９より再生光が生成される。この再生光は、位置決め層４と保護層５との境界面上で最も小径となるように収束した後、拡散しながら、保護層５側より、光情報記録媒体１外へ出射される。この再生光は、ＳＩＬ１２Ｂを通過し、対物レンズ１３Ｂを経て、ＣＣＤアレイ１９に入射する。このようにしてＣＣＤアレイ１９上では、記録時に空間光変調器１５においてオンであった画素に対応する部分のみが明るく照射され、その２次元パターンがＣＣＤアレイ１９によって検出され、情報の再生が行われる。
【００７２】
なお、再生時には、再生用参照光を、連続的に光情報記録媒体１に対して照射してもよいし、記録領域５９が通過するタイミングに合わせて、間欠的に照射するようにしてもよい。なお、この場合、再生用参照光を照射するタイミングは、記録時にレーザカプラ２０の出射光の出力を高出力にするタイミングと同じであり、基本クロックに基づいて判断される。このように、再生用参照光を間欠的に照射した場合には、連続的に照射する場合に比べて、ＳＮ比を向上させることができると共に、光情報記録媒体１の温度上昇を抑えることができる。
【００７３】
ところで、ＣＣＤアレイ１９によって、再生光の２次元パターンを検出する場合、再生光とＣＣＤアレイ１９とを正確に位置決めするか、ＣＣＤアレイ１９の検出データから再生光のパターンにおける基準位置を認識する必要がある。本実施の形態では、後者を採用する。ここで、図１１および図１２を参照して、ＣＣＤアレイ１９の検出データから再生光のパターンにおける基準位置を認識する方法について説明する。図１１に示したように、ピックアップ１１におけるアパーチャは、空間光変調器１５によって、複数の画素７２に分けられる。この画素７２が、２次元パターンデータの最小単位となる。本実施の形態では、２画素で１ビットのデジタルデータ“０”または“１”を表現し、１ビットの情報に対応する２画素のうちの一方をオン、他方をオフとしている。２画素が共にオンまたは共にオフの場合はエラーデータとなる。このように、２画素で１ビットのデジタルデータを表現することは、差動検出によりデータの検出精度を上げることができる等のメリットがある。図１２（ａ）は、１ビットのデジタルデータに対応する２画素の組７３を表したものである。この組７３が存在する領域を、以下、データ領域と言う。本実施の形態では、２画素が共にオンまたは共にオフの場合はエラーデータとなることを利用して、再生光のパターンにおける基準位置を示す基準位置情報を、情報光に含ませるようにしている。すなわち、図１２（ｂ）に示したように、アパーチャの中心を通る２画素の幅の十文字の領域７４に、故意に、エラーデータを所定のパターンで配置している。このエラーデータのパターンを、以下、トラッキング用画素パターンと言う。このトラッキング用画素パターンが基準位置情報となる。なお、図１２（ｂ）において、符号７５はオンの画素、符号７６はオフの画素を表している。また、中心部分の４画素の領域７７は、常にオフにしておく。
【００７４】
トラッキング用画素パターンと、記録するデータに対応するパターンとを合わせると、図１３（ａ）に示したような２次元パターンとなる。本実施の形態では、更に、データ領域以外の領域のうち、図における上半分をオフにし、下半分をオンにすると共に、データ領域においてデータ領域以外の領域に接する画素については、データ領域以外の領域と反対の状態、すなわちデータ領域以外の領域がオフであればオン、データ領域以外の領域がオンであればオフとする。これにより、ＣＣＤアレイ１９の検出データから、データ領域の境界部分をより明確に検出することが可能となる。
【００７５】
記録時には、図１３（ａ）に示したような２次元パターンに従って空間変調された情報光と記録用参照光との干渉パターンが情報記録層２に記録される。再生時に得られる再生光のパターンは、図１３（ｂ）に示したように、記録時に比べるとコントラストが低下し、ＳＮ比が悪くなっている。再生時には、ＣＣＤアレイ１９によって、図１３（ｂ）に示したような再生光のパターンを検出し、データを判別するが、その際、トラッキング用画素パターンを認識し、その位置を基準位置としてデータを判別する。
【００７６】
図１４（ａ）は、再生光のパターンから判別したデータの内容を概念的に表したものである。図中のA-1-1 等の符号を付した領域がそれぞれ１ビットのデータを表している。本実施の形態では、データ領域を、トラッキング用画素パターンが記録された十文字の領域７４で分割することによって、４つの領域７８Ａ，７８Ｂ，７８Ｃ，７８Ｄに分けている。そして、図１４（ｂ）に示したように、対角の領域７８Ａ，７８Ｃを合わせて矩形の領域を形成し、同様に対角の領域７８Ｂ，７８Ｄを合わせて矩形の領域を形成し、２つの矩形の領域を上下に配置することでＥＣＣテーブルを形成するようにしている。ＥＣＣテーブルとは、記録すべきデータにＣＲＣ（巡回冗長チェック）コード等のエラー訂正コード（ＥＣＣ）を付加して形成したデータのテーブルである。なお、図１４（ｂ）は、ｎ行ｍ列のＥＣＣテーブルの一例を示したものであり、この他の配列も自由に設計することができる。また、図１４（ａ）に示したデータ配列は、図１４（ｂ）に示したＥＣＣテーブルのうちの一部を利用したものであり、図１４（ｂ）に示したＥＣＣテーブルのうち、図１４（ａ）に示したデータ配列に利用されない部分は、データの内容に関わらず一定の値とする。記録時には、図１４（ｂ）に示したようなＥＣＣテーブルを図１４（ａ）に示したように４つの領域７８Ａ，７８Ｂ，７８Ｃ，７８Ｄに分解して光情報記録媒体１に記録し、再生時には、図１４（ａ）に示したような配列のデータを検出し、これを並べ替えて図１４（ｂ）に示したようなＥＣＣテーブルを再生し、このＥＣＣテーブルに基づいてエラー訂正を行ってデータの再生を行う。
【００７７】
上述のような再生光のパターンにおける基準位置（トラッキング用画素パターン）の認識や、エラー訂正は、図５における信号処理回路８９によって行われる。
【００７８】
以上説明したように、本実施の形態に係る光情報記録再生装置１０によれば、光情報記録媒体１の情報記録層２内に、層状の記録領域５９を形成するようにしたので、情報記録層内にブロック状の記録領域を形成する場合に比べて、より高密度に情報を記録することが可能となる。また、本実施の形態によれば、多重記録を行わなくとも高密度に情報を記録することができるので、情報の高密度化を実現しながら、各情報の分離も容易に行うことができるようになる。
【００７９】
また、本実施の形態に係る光情報記録再生装置１０によれば、位置決め層３に記録された情報を用いて、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ようにしたので、これらの光の位置決めを精度良く行うことができ、その結果、リムーバビリティが良く、ランダムアクセスが容易になると共に、記録容量および転送レートを大きくすることができる。
【００８０】
また、本実施の形態に係る光情報記録再生装置１０によれば、情報光および記録用参照光を、それぞれの中心が互いに直交するように、情報記録層２に対して照射するようにしたので、干渉縞のピッチを小さくでき、より高密度の記録が可能となる。
【００８１】
また、本実施の形態に係る光情報記録再生装置１０によれば、情報光、記録用参照光および再生用参照光が通過するＳＩＬ１２Ａと、再生光が通過するＳＩＬ１２Ｂとを設けたので、情報光、記録用参照光、再生用参照光および再生光に発生する収差を大幅に低減することができる。
【００８２】
また、本実施の形態によれば、再生光のパターンにおける基準位置を示す基準位置情報を、情報光に含ませるようにしたので、再生光のパターンの認識が容易になる。
【００８３】
以下、本実施の形態におけるいくつかの変形例について説明する。まず、上記実施の形態では、アドレス・サーボエリアにおける位置決め層４に、予めエンボスピットによってアドレス情報等を記録しておく例を挙げたが、エンボスピットを含む位置決め層４を有しない光情報記録媒体を用い、その光情報記録媒体に対して、アドレス・サーボエリアにおいて、情報記録層２の一方の面に近い部分に選択的に高出力のレーザ光を照射して、その部分の屈折率を選択的に変化させることによってアドレス情報等を記録してフォーマッティングを行うようにしてもよい。
【００８４】
また、光情報記録媒体１におけるアドレス・サーボエリアに、アドレス情報等をエンボスピットによって記録しておく代わりに、予め、データエリアにおけるホログラフィを利用した記録と同様の方法で、所定のパターンのアドレス情報等を、ホログラムとして記録しておいてもよい。図１５は、このように、アドレス・サーボエリア６３に、アドレス情報等を表すホログラム６７を記録した光情報記録媒体１を概念的に示したものである。
【００８５】
このように、アドレス・サーボエリア６３に、アドレス情報等を表すホログラム６７を記録した場合には、サーボ時にもピックアップ１１を再生時と同じ状態にして、ホログラム６７より生成される再生光のパターンをＣＣＤアレイ１９によって検出するようにする。この場合、基本クロックおよびアドレスは、ＣＣＤアレイ１９の検出データから直接得ることができる。トラッキングエラー信号は、ＣＣＤアレイ１９上の再生光のパターンの位置の情報から得ることができる。また、フォーカスサーボは、ＣＣＤアレイ１９上の再生パターンのコントラストが最大になるように対物レンズ１３Ａ，１３Ｂを駆動することで行うことができる。また、再生時においても、フォーカスサーボを、ＣＣＤアレイ１９上の再生パターンのコントラストが最大になるように対物レンズ１３Ａ，１３Ｂを駆動することで行うことが可能である。
【００８６】
なお、上述のように、アドレス情報等をホログラム６７として記録した場合には、ホログラム６７からの再生光に対する処理を速やかに行う必要があるので、ＣＣＤアレイ１９の代わりに、ＭＯＳ型固体撮像素子と信号処理回路とが１チップ上に集積されたスマート光センサ（例えば、文献「Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ，１９９６年９月，Ｎｏ．２０２，第９３〜９９ページ」参照。）を用いてもよい。このスマート光センサは、転送レートが大きく、高速な演算機能を有するので、このスマート光センサを用いることにより、高速な再生が可能となり、例えば、Ｇビット／秒オーダの転送レートで再生を行うことが可能となる。
【００８７】
また、予めアドレス情報等を表すホログラム６７が記録されていない光情報記録媒体を用い、その光情報記録媒体に対して、アドレス情報等を表すホログラム６７を記録するフォーマッティングを行うようにしてもよい。
【００８８】
また、実施の形態では、図１に示したように、情報光の出射部（対物レンズ１３Ａ）と記録用参照光の出射部（シリンドリカルレンズ５５）を、シーク方向５８に沿って配置した例を挙げたが、図１６に示したように、情報光の出射部（対物レンズ１３Ａ）と記録用参照光の出射部（シリンドリカルレンズ５５）を、トラック方向６８に沿って配置してもよい。この場合には、情報記録層２におけるトラック方向６８に沿った断面において、図１０に示したように記録領域５９が配置されることになる。
【００８９】
また、実施の形態では、図１に示したように、情報光の中心が光情報記録媒体１の面に対して６０°の角度をなし、記録用参照光の中心が光情報記録媒体１の面に対して３０°の角度をなすように、情報光と記録用参照光を光情報記録媒体１に照射する例を挙げたが、情報光の中心および記録用参照光の中心が光情報記録媒体１の面に対してなす角度は、上記の例に限定されない。図１７は、他の例として、情報光の中心が光情報記録媒体１の面に対して４５°の角度をなし、記録用参照光の中心が光情報記録媒体１の面に対して９０°の角度をなすように、情報光と記録用参照光を光情報記録媒体１に照射するようにしたピックアップ７０の構成を示している。この図に示したピックアップ７０では、対物レンズ１３Ａと対物レンズ１３Ｂは、これらの光軸が同一線上にあり、且つこれらの光軸が光情報記録媒体１の面に対して４５°の角度をなすように配置されている。また、ピックアップ７０では、凸レンズ５３、凹レンズ５４およびシリンドリカルレンズ５５は、これらの光軸が光情報記録媒体１の面に対して垂直になるように配置されている。また、ピックアップ７０では、図１におけるプリズム５１，５２の代わりに、ミラー７１を設け、ビームスプリッタ１６の半反射面１６ａで反射された光を、ミラー７１によって全反射させて、凸レンズ５３に導くようにしている。ピックアップ７０におけるその他の構成は、図１に示したピックアップ１１と同様である。
【００９０】
図１７に示したピックアップ７０を用いた場合には、情報記録層２内には、層状の記録領域５９が、光情報記録媒体１の面に対して垂直に形成される。
【００９１】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、反射型のホログラムを形成するようにした例である。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様の光情報記録媒体１を使用する。また、本実施の形態に係る光情報記録再生装置の全体構成は、ピックアップの構成が異なる点を除いて、図５と同様である。
【００９２】
図１８は、本実施の形態に係る光情報記録再生装置におけるピックアップの構成を示す説明図である。なお、以下、図１に示したピックアップ中の部材と同じ部材には同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。本実施の形態におけるピックアップ１１１は、スピンドル８１に光情報記録媒体１が固定されたときに光情報記録媒体１の透明基板３側の面に対向するように配置されたＳＩＬ１２Ａと、このＳＩＬ１２Ａにおける光情報記録媒体１とは反対側に設けられた対物レンズ１１３Ａと、スピンドル８１に光情報記録媒体１が固定されたときに光情報記録媒体１の保護層５側の面に対向するように配置されたＳＩＬ１２Ｂと、このＳＩＬ１２Ｂにおける光情報記録媒体１とは反対側に設けられた対物レンズ１１３Ｂとを備えている。本実施の形態では、対物レンズ１１３Ａと対物レンズ１１３Ｂは、これらの光軸が同一線上にあり、且つこれらの光軸が光情報記録媒体１の面に対して６０°の角度をなすように配置されている。
【００９３】
ピックアップ１１１は、更に、対物レンズ１１３Ａを光軸方向および光情報記録媒体１の半径方向に移動可能なアクチュエータ１１４Ａと、対物レンズ１１３Ｂを光軸方向および光情報記録媒体１の半径方向に移動可能なアクチュエータ１１４Ｂとを備えている。
【００９４】
ピックアップ１１１は、更に、対物レンズ１１３Ｂにおける光情報記録媒体１とは反対側に、対物レンズ１１３Ｂ側から順に配設された空間光変調器１５、ビームスプリッタ１１６、コリメータレンズ１７およびレーザカプラ２０と、対物レンズ１１３Ａにおける光情報記録媒体１とは反対側に設けられたＣＣＤアレイ１９とを備えている。
【００９５】
ビームスプリッタ１１６は、その法線方向が、コリメータレンズ１７と空間光変調器１５の間における光軸方向に対して４５°傾けられて配置された半反射面１１６ａを有している。そして、コリメータレンズ１７側よりビームスプリッタ１１６に入射する光は、光量の一部が半反射面１１６ａを透過して空間光変調器１５に入射し、光量の一部が半反射面１１６ａで反射されるようになっている。
【００９６】
ピックアップ１１１は、更に、コリメータレンズ１７側よりビームスプリッタ１１６に入射する光のうち半反射面１１６ａで反射される光の進行方向に配設され、半反射面１１６ａと平行な全反射面１２１ａを有するプリズム１２１と、このプリズム１２１の全反射面１２１ａで反射される光の進行方向に配設され、全反射面１２１ａに直交する全反射面１２２ａを有するプリズム１２２と、全反射面１２２ａで反射される光の進行方向に、プリズム１２２側より順に配設された凸レンズ５３、凹レンズ５４およびシリンドリカルレンズ５５とを備えている。シリンドリカルレンズ５５より出射される光は、その中心（光軸）が、情報記録層２内において、対物レンズ１１３Ｂより出射される光の中心（光軸）と直交するように、情報記録層２に対して照射されるようになっている。従って、シリンドリカルレンズ５５より出射される光は、光情報記録媒体１の面に対して３０°の角度をなすように、光情報記録媒体１に対して照射されるようになっている。
【００９７】
本実施の形態におけるピックアップ１１１では、レーザカプラ２０より出射されるレーザ光は、コリメータレンズ１７によって平行光束とされ、ビームスプリッタ１１６に入射し、光量の一部が半反射面１１６ａを透過し、光量の一部が半反射面１１６ａで反射されるようになっている。半反射面１１６ａを透過した光は、空間光変調器１５を通過し、対物レンズ１１３Ｂによって集光され、ＳＩＬ１２Ｂを通過して、光情報記録媒体１に照射されるようになっている。この光は、位置決め層４と保護層５との境界面上で最も小径となるように収束するようになっている。
【００９８】
一方、半反射面１１６ａで反射された光は、プリズム１２１の全反射面１２１ａとプリズム１２２の全反射面１２２ａで順に反射され、凸レンズ５３と凹レンズ５４を順に通過して、光束の径が縮小されるようになっている。凹レンズ５４の出射光は、シリンドリカルレンズ５５によって、対物レンズ１１３Ｂの光軸方向のみについて収束されて扁平な形状の光束とされ、ＳＩＬ１２Ａの球面部１２Ａｂを通過して、光情報記録媒体１に照射されるようになっている。
【００９９】
対物レンズ１１３Ｂ側からの光とシリンドリカルレンズ５５側からの光は、各光の中心が直交するように、情報記録層２内で交差するようになっている。また、シリンドリカルレンズ５５側からの光は、対物レンズ１１３Ｂ側からの光の中心とシリンドリカルレンズ５５側からの光の中心が交わる点を通る紙面に垂直な方向の直線上で最も薄くなるようになっている。
【０１００】
情報の記録時には、対物レンズ１１３Ｂ側からの光が情報光となり、シリンドリカルレンズ５５側からの光が記録用参照光となり、情報記録層２内に、これらの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記録領域１２３が層状に形成されるようになっている。この記録領域１２３は、第１の実施の形態における記録領域５９と同様に、円錐を、その中心軸に直交する方向にスライスして形成されるような円板状の形状となる。
【０１０１】
光情報記録媒体１から対物レンズ１１３Ｂ側へ向かう光は、対物レンズ１１３Ｂと空間光変調器１５を順に通過し、光量の一部がビームスプリッタ１１６の半反射面１１６ａを透過し、コリメータレンズ１７によって集光されて、レーザカプラ２０に入射するようになっている。
【０１０２】
光情報記録媒体１から対物レンズ１１３Ａ側へ向かう光は、ＳＩＬ１２Ａの球面部１２Ａａを通過し、対物レンズ１１３Ａによって平行光束とされて、ＣＣＤアレイ１９に入射するようになっている。情報の再生時には、シリンドリカルレンズ５５側からの光が再生用参照光となり、この再生用参照光が記録領域１２３に照射されることにより、記録領域１２３より再生光が生成され、この再生光が対物レンズ１１３Ａを経て、ＣＣＤアレイ１９に入射するようになっている。
【０１０３】
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、記録時、再生時に分けて、順に説明する。
【０１０４】
まず、サーボ時の作用について説明する。サーボ時には、空間光変調器１５の全画素がオンにされる。レーザカプラ２０の出射光の出力は、再生用の低出力に設定される。なお、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１１３Ｂの出射光がアドレス・サーボエリアを通過するタイミングを予測し、対物レンズ１１３Ｂの出射光がアドレス・サーボエリアを通過する間、上記の設定とする。
【０１０５】
サーボ時には、レーザカプラ２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ１７によって平行光束とされ、ビームスプリッタ１１６に入射し、光量の一部が半反射面１１６ａを透過し、光量の一部が半反射面１１６ａで反射される。半反射面１１６ａを透過した光は、空間光変調器１５を通過し、対物レンズ１１３Ｂによって集光され、ＳＩＬ１２Ｂを通過して、光情報記録媒体１に照射される。この光は、位置決め層４と保護層５との境界面上で最も小径となるように収束し、位置決め層４と保護層５との境界面で反射され、その際、アドレス・サーボエリアにおけるエンボスピットによって変調されて、対物レンズ１１３Ｂ側に戻ってくる。この戻り光は、対物レンズ１１３Ｂで平行光束とされ、空間光変調器１５を通過して、ビームスプリッタ１１６に入射し、光量の一部が半反射面１１６ａを透過する。この半反射面１１６ａを透過した戻り光は、コリメータレンズ１７によって集光されて、レーザカプラ２０に入射し、フォトディテクタ２５，２６によって検出される。そして、このフォトディテクタ２５，２６の出力に基づいて、図８に示した検出回路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、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。
【０１０６】
なお、本実施の形態では、アクチュエータ１１４Ａ，１１４Ｂは、各対物レンズ１１３Ａ，１１３Ｂを通過する光の収束位置（光束が最も小径となる位置）が共に位置決め層４と保護層５との境界面上にくるように、フォーカスサーボ回路８６によって連動するように制御されるようになっている。
【０１０７】
次に、記録時の作用について説明する。記録時には、空間光変調器１５は、記録する情報に応じて各画素毎にオンとオフとが選択される。レーザカプラ２０の出射光の出力は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、パルス的に記録用の高出力にされる。なお、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１１３Ｂの出射光がデータエリアを通過するタイミングを予測し、対物レンズ１１３Ｂの出射光がデータエリアを通過する間、上記の設定とする。対物レンズ１１３Ｂの出射光がデータエリアを通過する間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われず、対物レンズ１１３Ａ，１１３Ｂは固定されている。
【０１０８】
記録時には、レーザカプラ２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ１７によって平行光束とされ、ビームスプリッタ１１６に入射し、光量の一部が半反射面１１６ａを透過し、光量の一部が半反射面１１６ａで反射される。半反射面１１６ａを透過した光は、空間光変調器１５を通過し、記録する情報に応じて空間的に変調されて情報光となる。この情報光は、対物レンズ１１３Ｂによって集光され、ＳＩＬ１２Ｂを通過して、光情報記録媒体１に照射される。なお、この情報光は、その中心が光情報記録媒体１の面に対して６０°の角度をなすように、光情報記録媒体１に照射される。
【０１０９】
一方、半反射面１１６ａで反射された光は、記録用参照光となり、プリズム１２１の全反射面１２１ａとプリズム１２２の全反射面１２２ａで順に反射され、凸レンズ５３と凹レンズ５４を順に通過して光束の径が縮小され、シリンドリカルレンズ５５によって、対物レンズ１１３Ｂの光軸方向のみについて収束されて扁平な形状の光束とされ、ＳＩＬ１２Ａの球面部１２Ａｂを通過して、光情報記録媒体１に照射される。なお、この記録用参照光は、その中心が光情報記録媒体１の面に対して３０°の角度をなすように、光情報記録媒体１に照射される。
【０１１０】
対物レンズ１１３Ｂ側からの情報光とシリンドリカルレンズ５５側からの記録用参照光は、各光の中心が直交するように、情報記録層２内で交差する。そして、これらの情報光と記録用参照光が交差する部分に、これらの光の干渉による干渉パターンが形成され、レーザカプラ２０の出射光の出力が高出力になったときに、情報光と記録用参照光による干渉パターンが情報記録層２内に体積的に記録されて、反射型（リップマン型）の体積ホログラムからなる記録領域１２３が層状に形成される。この記録領域１２３は、円板状の形状となる。
【０１１１】
なお、本実施の形態では、情報記録層２内に、互いに重なることなく複数の記録領域１２３が形成されるように、光情報記録媒体１に対する情報光および記録用参照光の位置を制御するようにする。光情報記録媒体１の情報記録層２内における記録領域１２３の状態は、図９および図１０に示した第１の実施の形態における記録領域５９と同様である。
【０１１２】
次に、再生時の作用について説明する。再生時には、空間光変調器１５は、全画素がオフにされる。また、レーザカプラ２０の出射光の出力は、再生用の低出力にされる。なお、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１１３Ｂの出射光がデータエリアを通過するタイミングを予測し、対物レンズ１１３Ｂの出射光がデータエリアを通過する間、上記の設定とする。対物レンズ１１３Ｂの出射光がデータエリアを通過する間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われず、対物レンズ１１３Ａ，１１３Ｂは固定されている。
【０１１３】
再生時には、レーザカプラ２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ１７によって平行光束とされ、ビームスプリッタ１１６に入射し、光量の一部が半反射面１１６ａを透過し、光量の一部が半反射面１１６ａで反射される。半反射面１１６ａを透過した光は、空間光変調器１５によって遮断される。一方、半反射面１１６ａで反射された光は、記録用参照光に対応した再生用参照光となり、プリズム１２１の全反射面１２１ａとプリズム１２２の全反射面１２２ａで順に反射され、凸レンズ５３と凹レンズ５４を順に通過して光束の径が縮小され、シリンドリカルレンズ５５によって、対物レンズ１１３Ｂの光軸方向のみについて収束されて扁平な形状の光束とされ、ＳＩＬ１２Ａの球面部１２Ａｂを通過して、光情報記録媒体１に照射される。
【０１１４】
情報記録層２における記録領域１２３に再生用参照光が照射されると、この記録領域１２３より再生光が生成される。この再生光は、拡散しながら、透明基板３側より、光情報記録媒体１外へ出射される。この再生光は、ＳＩＬ１２Ａの球面部１２Ａａを通過し、対物レンズ１１３Ａを経て、ＣＣＤアレイ１９に入射する。このようにしてＣＣＤアレイ１９上では、記録時に空間光変調器１５においてオンであった画素に対応する部分のみが明るく照射され、その２次元パターンがＣＣＤアレイ１９によって検出され、情報の再生が行われる。
【０１１５】
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。
【０１１６】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る光情報記録再生装置の全体構成は、ピックアップの構成が異なる点を除いて、図５と同様である。なお、本実施の形態における光情報記録媒体１としては、その構造は第１の実施の形態と同様であるが、情報記録層２が、波長の異なる２つの光の照射により屈折率が変化する材料によって形成されたものを用いる。
【０１１７】
図１９および図２０は、本実施の形態に係る光情報記録再生装置におけるピックアップの構成を示す説明図である。なお、以下、図１に示したピックアップ中の部材と同じ部材には同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。本実施の形態におけるピックアップ２１１は、スピンドル８１に光情報記録媒体１が固定されたときに光情報記録媒体１の透明基板３側の面に対向するように配置されたＳＩＬ１２Ａと、このＳＩＬ１２Ａにおける光情報記録媒体１とは反対側に設けられた対物レンズ２１２Ａと、スピンドル８１に光情報記録媒体１が固定されたときに光情報記録媒体１の保護層５側の面に対向するように配置されたＳＩＬ１２Ｂと、このＳＩＬ１２Ｂにおける光情報記録媒体１とは反対側に設けられた対物レンズ２１２Ｂとを備えている。本実施の形態では、対物レンズ２１２Ａと対物レンズ２１２Ｂは、これらの光軸が同一線上にあり、且つこれらの光軸が光情報記録媒体１の面に対して６０°の角度をなすように配置されている。
【０１１８】
ピックアップ２１１は、更に、対物レンズ２１２Ａを光軸方向および光情報記録媒体１の半径方向に移動可能なアクチュエータ２１３Ａと、対物レンズ２１２Ｂを光軸方向および光情報記録媒体１の半径方向に移動可能なアクチュエータ２１３Ｂとを備えている。
【０１１９】
ピックアップ２１１は、更に、対物レンズ２１２Ａにおける光情報記録媒体１とは反対側に、対物レンズ２１２Ａ側から順に配設された２分割旋光板２１４Ａ、プリズムブロック２２２，２２３、空間光変調器２１６、コリメータレンズ２１７およびレーザカプラ２０を備えている。プリズムブロック２２２，２２３間には、凸レンズ２２４が配設されている。
【０１２０】
ピックアップ２１１は、更に、対物レンズ２１２Ｂにおける光情報記録媒体１とは反対側に、対物レンズ２１２Ｂ側から順に配設された２分割旋光板２１４Ｃ，プリズムブロック２１５，２１６およびＣＣＤアレイ２１９Ｂを備えている。プリズムブロック２２５，２２６間には、２分の１波長板２２７と凸レンズ２２８が配設されている。プリズムブロック２２６の側方には、ＣＣＤアレイ２１９Ａが配設されている。
【０１２１】
２分割旋光板２１４Ａ，２１４Ｃは、それぞれ、図１９および図２０において光軸の上側部分に配置された旋光板２１４ＡＲ，２１４ＣＲと、図１９および図２０において光軸の下側部分に配置された旋光板２１４ＡＬ，２１４ＣＬとを有している。各旋光板２１４ＡＲ，２１４ＣＲ，２１４ＡＬ，２１４ＣＬは、それぞれ例えば２枚の透明電極基板間に液晶を封入して構成されている。旋光板２１４ＡＲは、２枚の透明電極基板間に電圧を印加しない（以下、オフにすると言う。）と入射光の偏光方向を−４５°回転させ、２枚の透明電極基板間に電圧を印加する（以下、オンにすると言う。）と入射光の偏光方向を回転させないようになっている。旋光板２１４ＡＬは、オフにすると入射光の偏光方向を＋４５°回転させ、オンにすると入射光の偏光方向を回転させないようになっている。旋光板２１４ＣＲは、オフにすると入射光の偏光方向を＋４５°回転させ、オンにすると入射光の偏光方向を回転させないようになっている。旋光板２１４ＣＬは、オフにすると入射光の偏光方向を−４５°回転させ、オンにすると入射光の偏光方向を回転させないようになっている。
【０１２２】
プリズムブロック２２３は、その法線方向が、２分割旋光板２１４Ａと空間光変調器２１６の間における光軸方向に対して４５°傾けられて配置された偏光ビームスプリッタ面２２３ａと、空間光変調器２１６側からの光が偏光ビームスプリッタ面２２３ａで反射される方向に配置され、偏光ビームスプリッタ面２２３ａに平行な反射面２２３ｂとを有している。
【０１２３】
プリズムブロック２２２は、その法線方向が、２分割旋光板２１４Ａと空間光変調器２１６の間における光軸方向に対して４５°傾けられ、且つプリズムブロック２２３の偏光ビームスプリッタ面２２３ａに対して９０°傾けられて配置された偏光ビームスプリッタ面２２２ａと、プリズムブロック２２３の反射面２２３ｂからの光が入射する位置に配置され、偏光ビームスプリッタ面２２２ａに平行な反射面２２２ｂとを有している。凸レンズ２２４は、プリズムブロック２２３の反射面２２３ｂとプリズムブロック２２２の反射面２２２ｂとの間に配置されている。
【０１２４】
空間光変調器２１６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偏光方向を選択することによって、偏光方向の違いによって光を空間的に変調することができるようになっている。空間光変調器２１６は、具体的には、例えば、液晶の旋光性を利用した液晶表示素子において偏光板を除いたものと同等の構成である。ここでは、空間光変調器２１６は、各画素毎に、オフにすると偏光方向を＋９０°回転させ、オンにすると偏光方向を回転させないようになっている。空間光変調器２１６における液晶としては、例えば、応答速度の速い（μ秒のオーダ）強誘電液晶を用いることができる。これにより、高速な記録が可能となり、例えば、１ページ分の情報を数μ秒以下で記録することが可能となる。
【０１２５】
プリズムブロック２２５は、その法線方向が、対物レンズ２１２Ｂおよび２分割旋光板２１４Ｃにおける光軸方向に対して４５°傾けられて配置された偏光ビームスプリッタ面２２５ａと、２分割旋光板２１４Ｃ側からの光が偏光ビームスプリッタ面２２５ａで反射される方向に配置され、偏光ビームスプリッタ面２２５ａに平行な反射面２２５ｂとを有している。
【０１２６】
プリズムブロック２２６は、その法線方向が、対物レンズ２１２Ｂおよび２分割旋光板２１４Ｃにおける光軸方向に対して４５°傾けられ、且つプリズムブロック２２５の偏光ビームスプリッタ面２２５ａに対して９０°傾けられて配置された偏光ビームスプリッタ面２２６ａと、プリズムブロック２２５の反射面２２５ｂからの光が入射する位置に配置され、偏光ビームスプリッタ面２２６ａに平行な反射面２２６ｂとを有している。２分の１波長板２２７は、プリズムブロック２２５の偏光ビームスプリッタ面２２５ａとプリズムブロック２２６の偏光ビームスプリッタ面２２６ａとの間に配置されている。凸レンズ２２８は、プリズムブロック２２５の反射面２２５ｂとプリズムブロック２２６の反射面２２６ｂとの間に配置されている。
【０１２７】
ＣＣＤアレイ２１９Ａ，２１９Ｂは、それぞれ、格子状に配列された多数の画素を有している。ＣＣＤアレイ２１９Ａは、２分の１波長板２２７を通過した光がプリズムブロック２２６の偏光ビームスプリッタ面２２６ａで反射される方向に配置され、ＣＣＤアレイ２１９Ｂは、凸レンズ２２８を通過した光がプリズムブロック２２６の反射面２２６ｂで反射され、更に偏光ビームスプリッタ面２２６ａで反射される方向に配置されている。
【０１２８】
ピックアップ２１１は、更に、定着用光を出射する光源２３１と、この光源２３１より出射される定着用光の光路上に光源２３１側より順に配設されたコリメータレンズ２３２、凸レンズ５３、凹レンズ５４およびシリンドリカルレンズ５５とを備えている。シリンドリカルレンズ５５より出射される光は、その中心（光軸）が、情報記録層２内において、対物レンズ２１２Ａより出射される光の中心（光軸）と直交するように、情報記録層２に対して照射されるようになっている。従って、シリンドリカルレンズ５５より出射される光は、光情報記録媒体１の面に対して３０°の角度をなすように、光情報記録媒体１に対して照射されるようになっている。
【０１２９】
図１９および図２０に示したピックアップ２１１において、レーザカプラ２０は、Ｓ偏光（偏光方向が入射面（図１９の紙面）に垂直な直線偏光）のレーザ光を出射し、このレーザ光は、コリメータレンズ２１７によって平行光束とされ、空間光変調器２１６を通過してプリズムブロック２２３の偏光ビームスプリッタ面２２３ａに入射するようになっている。ここで、空間光変調器２１６のオフの画素を通過した光は、Ｐ偏光（偏光方向が入射面に平行な直線偏光）となり、偏光ビームスプリッタ面２２３ａを透過し、プリズムブロック２２２に入射し、偏光ビームスプリッタ面２２２ａを透過し、２分割旋光板２１４Ａを通過し、対物レンズ２１２Ａによって、光情報記録媒体１内で最も小径となるように収束されて、ＳＩＬ１２Ａの球面部２１Ａａを通過して、光情報記録媒体１に照射されるようになっている。一方、空間光変調器２１６のオンの画素を通過した光は、Ｓ偏光のままであり、偏光ビームスプリッタ面２２３ａで反射され、更に反射面２２３ｂで反射され、凸レンズ２２４によって集光された後、プリズムブロック２２２に入射し、反射面２２２ｂ、偏光ビームスプリッタ面２２２ａで順に反射され、２分割旋光板２１４Ａを通過し、対物レンズ２１２Ａによって、光情報記録媒体１内において空間光変調器２１６のオフの画素を通過した光よりも手前側の位置で最も小径となるように収束されて、ＳＩＬ１２Ａの球面部１２Ａａを通過して、光情報記録媒体１に照射されるようになっている。
【０１３０】
光情報記録媒体１から対物レンズ２１２Ａ側への戻り光は、対物レンズ２１２Ａ、２分割旋光板２１４Ａを順に通過し、プリズムブロック２２２の偏光ビームスプリッタ面２２２ａに入射するようになっている。この戻り光のうちのＰ偏光の光は、偏光ビームスプリッタ面２２２ａを透過して、更にプリズムブロック２２３の偏光ビームスプリッタ面２２３ａを透過し、空間光変調器２１６を通過し、コリメータレンズ２１７によって集光されて、レーザカプラ２０に入射するようになっている。
【０１３１】
光情報記録媒体１より対物レンズ２１２Ｂ側に出射される再生光は、対物レンズ２１２Ｂ、２分割旋光板２１４Ｃを順に通過してプリズムブロック２２５の偏光ビームスプリッタ面２２５ａに入射するようになっている。この再生光のうちのＰ偏光の光は、偏光ビームスプリッタ面２２５ａを透過して、２分の１波長板２２７によって偏光方向が９０°回転されてＳ偏光の光となり、プリズムブロック２２６の偏光ビームスプリッタ面２２６ａで反射されて、ＣＣＤアレイ２１９Ａに入射するようになっている。一方、再生光のうちのＳ偏光の光は、偏光ビームスプリッタ面２２５ａで反射され、更に反射面２２５ｂで反射され、凸レンズ２２８によって集光されて平行光束とされた後、プリズムブロック２２６に入射し、反射面２２６ｂ、偏光ビームスプリッタ面２２６ａで順に反射され、ＣＣＤアレイ２１９Ｂに入射するようになっている。
【０１３２】
本実施の形態における情報記録層２を形成する材料としては、例えば、米国特許第５，２６８，８６２号に示されるような、２波長感光フォトクロミック物質をドーピングしたプラスチック材料（ＰＭＭＡ）を用いることができる。この材料は、例えば、波長が５３２ｎｍの光と波長が１０６４ｎｍの光が同時に照射されると、最初はスピロピラン（ｓｐｉｒｏｐｙｒａｎ）に変化し、次に安定した分子形態であるメロシアニン（ｍｅｒｏｃｙａｎｉｎｅ）に変化して、屈折率が変化する。
【０１３３】
以下、情報記録層２を形成する材料として上記プラスチック材料を用いた場合を例にとって説明する。この場合には、例えば、情報光および記録用参照光、すなわちレーザカプラ２０より出射される光を、波長５３２ｎｍの光とし、光源２３１より出射される定着用光を、波長１０６４ｎｍの光とする。なお、波長１０６４ｎｍの光としては、例えばネオジウム・ヤグ（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザの基本波を用いることができる。波長５３２ｎｍの光としては、例えばネオジウム・ヤグレーザの基本波を非線形光学媒質を通して得られる第２高調波を用いることができ、この第２高調波を用いる場合には、レーザカプラ２０における半導体レーザ２４の代わりに、この第２高調波を発生させる光源装置を使用する。
【０１３４】
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、記録時、再生時に分けて、順に説明する。
【０１３５】
まず、サーボ時の作用について説明する。サーボ時には、空間光変調器２１６の全画素がオフにされ、２分割旋光板２１４Ａ，２１４Ｃの各旋光板２１４ＡＲ，２１４ＡＬ，２１４ＣＲ，２１４ＣＬは、全てオンにされる。レーザカプラ２０の出射光の出力は、再生用の低出力に設定される。また、光源２３１は定着用光を出射しない。なお、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２１２Ａの出射光がアドレス・サーボエリアを通過するタイミングを予測し、対物レンズ２１２Ａの出射光がアドレス・サーボエリアを通過する間、上記の設定とする。
【０１３６】
サーボ時には、レーザカプラ２０から出射されたＳ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ２１７によって平行光束とされ、空間光変調器２１６に入射する。ここで、空間光変調器２１６の全画素がオフにされているので、空間光変調器２１６を通過した後の光は、偏光方向が＋９０°回転されてＰ偏光となる。このＰ偏光の光は、プリズムブロック２２３の偏光ビームスプリッタ面２２３ａとプリズムブロック２２２の偏光ビームスプリッタ面２２２ａを順に透過し、２分割旋光板２１４Ａに入射する。ここで、２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＲ，２１４ＡＬは共にオンにされているので、光は何ら影響を受けずに２分割旋光板２１４Ａを通過する。２分割旋光板２１４Ａを通過した光は、対物レンズ２１２Ａによって集光され、情報記録媒体１における位置決め層４と保護層５との境界面上で最も小径となるように収束されて、情報記録媒体１に照射される。この光は、情報記録媒体１における位置決め層４と保護層５との境界面で反射され、その際、アドレス・サーボエリアにおけるエンボスピットによって変調されて、対物レンズ２１２Ａ側に戻ってくる。この戻り光は、対物レンズ２１２Ａで平行光束とされ、何ら影響を受けずに２分割旋光板２１４Ａを通過し、プリズムブロック２２２の偏光ビームスプリッタ面２２２ａとプリズムブロック２２３の偏光ビームスプリッタ面２２３ａを順に透過して、空間光変調器２１６を通過して、偏光方向が＋９０°回転されて再びＳ偏光とされ、レーザカプラ２０に入射し、フォトディテクタ２５，２６によって検出される。そして、このフォトディテクタ２５，２６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、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。
【０１３７】
本実施の形態では、アクチュエータ２１３Ａ，２１３Ｂは、フォーカスサーボ回路８６によって連動するように制御され、対物レンズ２１２Ａ，２１２Ｂを通過する各光の収束位置（光束が最も小径となる位置）が、所定の位置関係を保ちながら移動するようになっている。そして、情報記録層２に対して情報の記録または再生を行う場合には、対物レンズ２１２Ａからの光が、情報記録媒体１における位置決め層４と保護層５との境界面上で、最も小径となるように収束し、対物レンズ２１２Ｂが、透明基板３の表面上で最も小径となる発散光を平行光束とする状態に、フォーカスサーボを行うようになっている。
【０１３８】
次に、記録時の作用について説明する。記録時には、空間光変調器２１６は、記録する情報に応じて各画素毎にオン（０°）とオフ（＋９０°）を選択する。本実施の形態では、２画素で１ビットの情報を表現する。この場合、必ず、１ビットの情報に対応する２画素のうちの一方をオン、他方をオフとする。また、２分割旋光板２１４Ａ，２１４Ｃの各旋光板２１４ＡＲ，２１４ＡＬ，２１４ＣＲ，２１４ＣＬは、全てオフにされる。レーザカプラ２０の出射光の出力は、パルス的に記録用の高出力にされる。また、光源２３１は、レーザカプラ２０の出射光の出力が高出力となるタイミングに合わせて、間欠的に定着用光を出射する。なお、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２１２Ａの出射光がデータエリアを通過するタイミングを予測し、対物レンズ２１２Ａの出射光がデータエリアを通過する間、上記の設定とする。対物レンズ２１２Ａの出射光がデータエリアを通過する間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われず、対物レンズ２１２Ａ，２１２Ｂは固定されている。
【０１３９】
ここで、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。本実施の形態では、図２１に示したように、Ａ偏光は、対物レンズ２１２Ａ側から見て、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、対物レンズ２１２Ａ側から見て、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。
【０１４０】
記録時には、レーザカプラ２０から出射されたＳ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ２１７によって平行光束とされ、空間光変調器２１６に入射する。ここで、空間光変調器２１６のうちオンにされている画素を通過した光は偏光方向が回転されずにＳ偏光のままとなり、オフにされている画素を通過した光は偏光方向が＋９０°回転されてＰ偏光となる。
【０１４１】
空間光変調器２１６からのＰ偏光の光は、プリズムブロック２２３の偏光ビームスプリッタ面２２３ａとプリズムブロック２２２の偏光ビームスプリッタ面２２２ａを順に透過して、２分割旋光板２１４Ａに入射する。ここで、２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＲ，２１４ＡＬは共にオフにされているので、旋光板２１４ＡＲを通過した光は、偏光方向が−４５°回転されて、Ｂ偏光となり、旋光板２１４ＡＬを通過した光は、偏光方向が＋４５°回転されて、Ａ偏光となる。この光は、位置決め層４と保護層５との境界面上で、最も小径となるように収束する。
【０１４２】
空間光変調器２１６からのＳ偏光の光は、プリズムブロック２２３の偏光ビームスプリッタ面２２３ａで反射され、更に反射面２２３ｂで反射され、凸レンズ２２４で集光された後、プリズムブロック２２２に入射し、反射面２２２ｂ、偏光ビームスプリッタ面２２２ａで順に反射され、２分割旋光板２１４Ａに入射する。ここで、２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＲ，２１４ＡＬは共にオフにされているので、旋光板２１４ＡＲを通過した光は、偏光方向が−４５°回転されて、Ａ偏光となり、旋光板１４ＡＬを通過した光は、偏光方向が＋４５°回転されて、Ｂ偏光となる。この光は、透明基板３の表面で、最も小径となるように収束する。
【０１４３】
情報記録層２では、旋光板２１４ＡＲからのＢ偏光の光と旋光板２１４ＡＬからのＢ偏光の光とが干渉し、旋光板２１４ＡＲからのＡ偏光の光と旋光板２１４ＡＬからのＡ偏光の光とが干渉し、レーザカプラ２０の出射光の出力が高出力になったときに、これらの光による干渉パターンが情報記録層２内に体積的に記録され、透過型（フレネル型）の体積ホログラムが形成される。なお、Ａ偏光の光とＢ偏光の光は、互いに偏光方向が直交するため、干渉しない。このように、本実施の形態では、光束を２分割し、各領域毎の光の偏光方向を直交させているので、余分な干渉縞の発生を防止して、ＳＮ比の低下を防止することができる。
【０１４４】
また、本実施の形態では、情報記録層２の奥側で最も小径となるように収束する光と、情報記録層２の手前側で最も小径となるように収束する光は、互いに相補的なパターンを有しており、いずれも、情報記録層２に記録すべき情報を担持した情報光と見ることができる。情報記録層２の奥側で最も小径となるように収束する光を情報光として見た場合には、情報記録層２の手前側で最も小径となるように収束する光が記録用参照光となり、逆に、情報記録層２の手前側で最も小径となるように収束する光を情報光として見た場合には、情報記録層２の奥側で最も小径となるように収束する光が記録用参照光となる。
【０１４５】
光源２３１から出射された定着用光は、コリメータレンズ２３２によって平行光束とされた後、凸レンズ５３と凹レンズ５４を順に通過して光束の径が縮小され、シリンドリカルレンズ５５によって、対物レンズ２１２Ａの光軸方向のみについて収束されて扁平な形状の光束とされ、ＳＩＬ１２Ａの球面部１２Ａｂを通過して、光情報記録媒体１に照射される。なお、この定着用光は、その中心が光情報記録媒体１の面に対して３０°の角度をなすように、光情報記録媒体１に照射される。この定着用光は、情報記録層２内で干渉パターンが形成された領域の一部を通過し、その結果、定着用光が通過した部分の情報が定着され、干渉パターンによって情報が記録され且つ情報が定着された記録領域２５９が層状に形成される。情報の定着は、具体的には、以下のようにして行われる。すなわち、情報記録層２において例えば波長５３２ｎｍの情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンが形成された領域に対して、例えば波長１０６４ｎｍの定着用光が照射されると、情報記録層２において干渉パターンに応じて部分的に分子形態が変化して、その結果、干渉パターンに応じた屈折率分布が生じ、情報が定着される。
【０１４６】
次に、再生時の作用について説明する。再生時には、空間光変調器２１６は、必要に応じて全画素がオフ（＋９０°）の状態と全画素がオン（０°）の状態とが選択される。また、２分割旋光板２１４Ａ，２１４Ｃの各旋光板２１４ＡＲ，２１４ＡＬ，２１４ＣＲ，２１４ＣＬは、全てオフにされる。レーザカプラ２０の出射光の出力は、再生用の低出力にされる。また、光源２３１は定着用光を出射しない。なお、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２１２Ａの出射光がデータエリアを通過するタイミングを予測し、対物レンズ２１２Ａの出射光がデータエリアを通過する間、上記の設定とする。対物レンズ２１２Ａの出射光がデータエリアを通過する間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われず、対物レンズ２１２Ａ，２１２Ｂは固定されている。
【０１４７】
空間光変調器２１６の全画素がオフの状態のときには、レーザカプラ２０から出射されたＳ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ２１７によって平行光束とされ、空間光変調器２１６によって偏光方向が＋９０°回転されてＰ偏光となる。空間光変調器２１６からのＰ偏光の光は、プリズムブロック２２３の偏光ビームスプリッタ面２２３ａとプリズムブロック２２２の偏光ビームスプリッタ面２２２ａを順に透過し、２分割旋光板２１４Ａに入射する。ここで、２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＲ，２１４ＡＬは共にオフにされているので、旋光板２１４ＡＲを通過した光は、偏光方向が−４５°回転されて、Ｂ偏光となり、旋光板２１４ＡＬを通過した光は、偏光方向が＋４５°回転されて、Ａ偏光となる。この光は、位置決め層４と保護層５との境界面上で、最も小径となるように収束する。
【０１４８】
情報記録層２における記録領域２５９からは、情報記録層２の奥側で最も小径となるように収束する光を記録用参照光と見た場合の再生光が発生される。この場合の再生光は、情報記録層２の手前側で最も小径となる発散光である。より詳しく説明すると、記録領域２５９の上半分の領域では、旋光板２１４ＡＲからのＢ偏光の光が照射されて、記録時において２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＬから照射され、情報記録層２の手前側で最も小径となる光に対応する再生光が発生される。この再生光は、Ｂ偏光の光であり、対物レンズ２１２Ｂで集光されて平行光束となり、２分割旋光板２１４Ｃの旋光板２１４ＣＲを通過してＰ偏光の光となる。同様に、記録領域２５９の下半分の領域では、旋光板２１４ＡＬからのＡ偏光の光が照射されて、記録時において２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＲから照射され、情報記録層２の手前側で最も小径となる光に対応する再生光が発生される。この再生光は、Ａ偏光の光であり、対物レンズ２１２Ｂで集光されて平行光束となり、２分割旋光板２１４Ｃの旋光板２１４ＣＬを通過してＰ偏光の光となる。これらのＰ偏光の再生光は、プリズムブロック２２５の偏光ビームスプリッタ面２２５ａを透過し、２分の１波長板２２７によって偏光方向が９０°回転されてＳ偏光の光となり、プリズムブロック２２６の偏光ビームスプリッタ面２２６ａで反射されて、ＣＣＤアレイ２２９Ａ上に結像する。このようにしてＣＣＤアレイ２１９Ａ上では、記録時に空間光変調器２１６においてオンであった画素に対応する部分のみが明るく照射され、その２次元パターンがＣＣＤアレイ２１９Ａによって検出され、情報の再生が行われる。
【０１４９】
一方、空間光変調器２１６の全画素がオンの状態のときには、レーザカプラ２０から出射されたＳ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ１７によって平行光束とされ、空間光変調器２１６によって偏光方向が回転されずにＳ偏光のままとなる。空間光変調器２１６からのＳ偏光の光は、プリズムブロック２２３の偏光ビームスプリッタ面２２３ａで反射され、更に反射面２２３ｂで反射され、プリズムブロック２２２に入射し、反射面２２２ｂ、偏光ビームスプリッタ面２２２ａで順に反射され、２分割旋光板２１４Ａに入射する。ここで、２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＲ，２１４ＡＬは共にオフにされているので、旋光板２１４ＡＲを通過した光は、偏光方向が−４５°回転されて、Ａ偏光となり、旋光板２１４ＡＬを通過した光は、偏光方向が＋４５°回転されて、Ｂ偏光となる。この光は、透明基板３の表面上で、最も小径となるように収束する。
【０１５０】
情報記録層２における記録領域２５９からは、情報記録層２の手前側で最も小径となるように収束する光を記録用参照光と見た場合の再生光が発生される。この場合の再生光は、情報記録層２の奥側で最も小径となる発散光である。より詳しく説明すると、記録領域２５９の上半分の領域では、旋光板２１４ＡＬからのＢ偏光の光が照射されて、記録時において２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＲから照射され、情報記録層２の奥側で最も小径となる光に対応する再生光が発生される。この再生光は、Ｂ偏光の光であり、対物レンズ２１２Ｂで集光されて若干拡散する光束となり、２分割旋光板２１４Ｃの旋光板２１４ＣＬを通過してＳ偏光の光となる。同様に、記録領域２５９の下半分の領域では、旋光板２１４ＡＲからのＡ偏光の光が照射されて、記録時において２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＬから照射され、情報記録層２の奥側で最も小径となる光に対応する再生光が発生される。この再生光は、Ａ偏光の光であり、対物レンズ２１２Ｂで集光されて若干拡散する光束となり、２分割旋光板２１４Ｃの旋光板２１４ＣＲを通過してＳ偏光の光となる。これらのＳ偏光の再生光は、プリズムブロック２２５の偏光ビームスプリッタ面２２５ａで反射され、更に反射面２２５ｂで反射され、凸レンズ２２８によって集光されて平行光束となり、プリズムブロック２２６の反射面２２６ｂ、偏光ビームスプリッタ面２２６ａで順に反射されて、ＣＣＤアレイ２２９Ｂ上に結像する。このようにしてＣＣＤアレイ２２９Ｂ上では、記録時に空間光変調器２１６においてオフであった画素に対応する部分のみが明るく照射され、その２次元パターンがＣＣＤアレイ２２９Ｂによって検出され、情報の再生が行われる。
【０１５１】
本実施の形態では、空間光変調器２１６の全画素がオフの状態としてＣＣＤアレイ２１９Ａによって情報の再生を行ってもよいし、空間光変調器２１６の全画素がオンの状態としてＣＣＤアレイ２１９Ｂによって情報の再生を行ってもよい。更に、本実施の形態では、１単位の記録領域２５９につき、空間光変調器２１６の全画素がオフの状態と空間光変調器２１６の全画素がオンの状態とを切り換えて２種類の再生用参照光を時分割的に照射したり、あるいは、例えば空間光変調器２１６の全画素の半数をオフ、半数をオンとして２種類の再生用参照光を同時に照射したりして、ＣＣＤアレイ２１９Ａ，２１９Ｂの双方を用いて情報の再生を行うこともできる。この場合には、１単位の記録領域２５９についてＣＣＤアレイ２１９Ａ，２１９Ｂで得られる２つの再生光は、互いに相補的なパターンを有しているので、２つの再生光の差を求めることにより、いわゆる差動検出によって、情報を再生することができる。このように差動検出によって情報を再生する場合、具体的には、図５における信号処理回路８９によって、ＣＣＤアレイ２１９Ａ，２１９Ｂの各出力信号に対して、ＣＣＤアレイ２１９Ａ，２１９Ｂによって検出される各パターンの大きさ，位置や信号レベルを合わせる補正を行い、補正後の各信号の差を演算して、情報を再生する。
【０１５２】
本実施の形態に係る光情報記録再生装置によれば、光情報記録媒体１に対して情報を随時記録し且つ定着することができ、光情報記録媒体１を、追記型（ライトワンス型）の記録媒体として利用することが可能となる。
【０１５３】
なお、本実施の形態では、干渉パターンによって情報が記録された情報記録層２に対して、例えば、波長１０６４ｎｍの光を照射すると、メロシアニンが波長５３２ｎｍの蛍光を発する。そこで、この蛍光を観察することにより、干渉パターンを観察でき、干渉パターンの有無の確認等が可能となる。
【０１５４】
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。
【０１５５】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る光情報記録再生装置の全体構成は、ピックアップの構成が異なる点を除いて、図５と同様である。なお、本実施の形態における光情報記録媒体１としては、第３の実施の形態と同様に、情報記録層２が、波長の異なる２つの光の照射により屈折率が変化する材料によって形成されたものを用いる。
【０１５６】
図２２および図２３は、本実施の形態に係る光情報記録再生装置におけるピックアップの構成を示す説明図である。なお、以下、図１、図１９および図２０に示したピックアップ中の部材と同じ部材には同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。本実施の形態におけるピックアップ３１１は、第３の実施の形態と同様のＳＩＬ１２Ａ，１２Ｂ、対物レンズ２１２Ａ，２１２Ｂ、アクチュエータ２１３Ａ，アクチュエータ２１３Ｂおよび２分割旋光板２１４Ａを備えている。また、ピックアップ３１１は、第３の実施の形態における２分割旋光板２１４Ｃの代わりに、２分割旋光板２１４Ｂを備えている。また、ピックアップ３１１は、第３の実施の形態と同様の光源２３１、コリメータレンズ２３２、凸レンズ５３、凹レンズ５４およびシリンドリカルレンズ５５を備えている。
【０１５７】
ピックアップ３１１は、更に、２分割旋光板２１４Ａにおける光情報記録媒体１とは反対側に、２分割旋光板２１４Ａ側から順に配設されたプリズムブロック３１５Ａ、空間光変調器２１６、コリメータレンズ２１７およびレーザカプラ２０と、プリズムブロック３１５Ａの側方に配設された凸レンズ３１８ＡおよびＣＣＤアレイ２１９Ａを備えている。
【０１５８】
ピックアップ３１１は、更に、２分割旋光板２１４Ｂにおける光情報記録媒体１とは反対側に、２分割旋光板２１４Ｂ側から順に配設されたプリズムブロック３１５Ｂ、凸レンズ３１８ＢおよびＣＣＤアレイ２１９Ｂを備えている。
【０１５９】
２分割旋光板２１４Ｂは、図２３において光軸の上側部分に配置された旋光板２１４ＢＲと、図２３において光軸の下側部分に配置された旋光板２１４ＢＬとを有している。各旋光板２１４ＢＲ，２１４ＢＬは、それぞれ例えば２枚の透明電極基板間に液晶を封入して構成されている。旋光板２１４ＢＲは、オフにする入射光の偏光方向を−４５°回転させ、オンにすると入射光の偏光方向を回転させないようになっている。一方、旋光板２１４ＢＬは、オフにすると入射光の偏光方向を＋４５°回転させ、オンにすると入射光の偏光方向を回転させないようになっている。
【０１６０】
プリズムブロック３１５Ａは、２分割旋光板２１４Ａと空間光変調器２１６の間において、その法線方向が、２分割旋光板２１４Ａと空間光変調器２１６の間における光軸方向に対して４５°傾けられて配置された偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａと、空間光変調器２１６側からの光が偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａで反射される方向に配置され、偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａに平行な反射面３１５Ａｂとを有している。
【０１６１】
プリズムブロック３１５Ｂは、２分割旋光板２１４Ｂと凸レンズ３１８Ｂの間において、プリズムブロック３１５Ａにおける偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａに対して平行に配置された偏光ビームスプリッタ面３１５Ｂａと、プリズムブロック３１５Ａにおける反射面３１５Ａｂからの光が入射する位置に配置され、偏光ビームスプリッタ面３１５Ｂａに垂直な反射面３１５Ｂｂとを有している。
【０１６２】
プリズムブロック３１５Ａ，３１５Ｂにおける各反射面３１５Ａｂ，３１５Ｂｂは、光情報記録媒体１の側方に配置され、反射面３１５Ａｂから反射面３１５Ｂｂへ向かう光は、光情報記録媒体１の側方を通過するようになっている。なお、反射面３１５Ａｂから反射面３１５Ｂｂへ向かう光の光路は、定着用光の光路と重ならないように配置されている。
【０１６３】
ピックアップ３１１において、レーザカプラ２０は、Ｓ偏光のレーザ光を出射し、このレーザ光は、コリメータレンズ２１７によって平行光束とされ、空間光変調器２１６を通過してプリズムブロック３１５Ａの偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａに入射するようになっている。ここで、空間光変調器２１６のオフの画素を通過した光は、Ｐ偏光となり、偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａを透過し、２分割旋光板２１４Ａを通過し、対物レンズ２１２Ａによって集光されて、光情報記録媒体１に照射されるようになっている。一方、空間光変調器２１６のオンの画素を通過した光は、Ｓ偏光のままであり、偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａで反射され、更に反射面３１５Ａｂで反射され、プリズムブロック３１５Ｂに入射し、反射面３１５Ｂｂ、偏光ビームスプリッタ面３１５Ｂａで順に反射され、２分割旋光板２１４Ｂを通過し、対物レンズ２１２Ｂによって集光されて、光情報記録媒体１に照射されるようになっている。
【０１６４】
光情報記録媒体１から対物レンズ２１２Ａ側へ向かう光は、対物レンズ２１２Ａ、２分割旋光板２１４Ａを順に通過してプリズムブロック３１５Ａの偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａに入射するようになっている。この光のうちのＳ偏光の光は、偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａで反射され、凸レンズ３１８Ａで集光されて、ＣＣＤアレイ２１９Ａに入射するようになっている。一方、光情報記録媒体１から対物レンズ２１２Ａ側へ向かう光のうちのＰ偏光の光は、偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａを透過して、空間光変調器２１６を通過し、コリメータレンズ２１７によって集光されて、レーザカプラ２０に入射するようになっている。
【０１６５】
光情報記録媒体１から対物レンズ２１２Ｂ側へ向かう光は、対物レンズ２１２Ｂ、２分割旋光板２１４Ｂを順に通過してプリズムブロック３１５Ｂの偏光ビームスプリッタ面３１５Ｂａに入射するようになっている。この光のうちのＳ偏光の光は、偏光ビームスプリッタ面３１５Ｂａで反射され、Ｐ偏光の光は、偏光ビームスプリッタ面３１５Ｂａを透過して、凸レンズ３１８Ｂで集光されて、ＣＣＤアレイ２１９Ｂに入射するようになっている。
【０１６６】
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、記録時、再生時に分けて、順に説明する。
【０１６７】
まず、サーボ時の作用について説明する。サーボ時には、空間光変調器２１６の全画素がオフにされ、２分割旋光板２１４Ａ，２１４Ｂの各旋光板２１４ＡＲ，２１４ＡＬ，２１４ＢＲ，２１４ＢＬは、全てオンにされる。レーザカプラ２０の出射光の出力は、再生用の低出力に設定される。また、光源２３１は定着用光を出射しない。なお、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２１２Ａの出射光がアドレス・サーボエリアを通過するタイミングを予測し、対物レンズ２１２Ａの出射光がアドレス・サーボエリアを通過する間、上記の設定とする。
【０１６８】
サーボ時には、レーザカプラ２０から出射されたＳ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ２１７によって平行光束とされ、空間光変調器２１６に入射する。ここで、空間光変調器２１６の全画素がオフにされているので、空間光変調器２１６を通過した後の光は、偏光方向が＋９０°回転されてＰ偏光となる。このＰ偏光の光は、プリズムブロック３１５Ａの偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａを透過して、２分割旋光板２１４Ａに入射する。ここで、２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＲ，２１４ＡＬは共にオンにされているので、光は何ら影響を受けずに２分割旋光板２１４Ａを通過する。２分割旋光板２１４Ａを通過した光は、対物レンズ２１２Ａによって集光され、位置決め層４と保護層５との境界面上で最も小径となるように収束されて、情報記録媒体１に照射される。この光は、位置決め層４と保護層５との境界面で反射され、その際、アドレス・サーボエリアにおけるエンボスピットによって変調されて、対物レンズ２１２Ａ側に戻ってくる。この戻り光は、対物レンズ２１２Ａで平行光束とされ、何ら影響を受けずに２分割旋光板２１４Ａを通過し、プリズムブロック３１５Ａの偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａを透過して、空間光変調器２１６を通過して、偏光方向が＋９０°回転されて再びＳ偏光とされ、レーザカプラ２０に入射し、フォトディテクタ２５，２６によって検出される。そして、このフォトディテクタ２５，２６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、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。
【０１６９】
次に、記録時の作用について説明する。記録時には、空間光変調器２１６は、記録する情報に応じて各画素毎にオン（０°）とオフ（＋９０°）を選択する。また、２分割旋光板２１４Ａ，２１４Ｂの各旋光板２１４ＡＲ，２１４ＡＬ，２１４ＢＲ，２１４ＢＬは、全てオフにされる。レーザカプラ２０の出射光の出力は、パルス的に記録用の高出力にされる。また、光源２３１は、レーザカプラ２０の出射光の出力が高出力となるタイミングに合わせて、間欠的に定着用光を出射する。なお、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２１２Ａ，２１２Ｂの出射光がデータエリアを通過するタイミングを予測し、対物レンズ２１２Ａ，２１２Ｂの出射光がデータエリアを通過する間、上記の設定とする。対物レンズ２１２Ａ，２１２Ｂの出射光がデータエリアを通過する間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われず、対物レンズ２１２Ａ，２１２Ｂは固定されている。
【０１７０】
記録時には、レーザカプラ２０から出射されたＳ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ２１７によって平行光束とされ、空間光変調器２１６に入射する。ここで、空間光変調器２１６のうちオンにされている画素を通過した光は偏光方向が回転されずにＳ偏光のままとなり、オフにされている画素を通過した光は偏光方向が＋９０°回転されてＰ偏光となる。
【０１７１】
空間光変調器２１６からのＰ偏光の光は、プリズムブロック３１５Ａの偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａを透過して、２分割旋光板２１４Ａに入射する。ここで、２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＲ，２１４ＡＬは共にオフにされているので、旋光板２１４ＡＲを通過した光は、偏光方向が−４５°回転されて、Ｂ偏光となり、旋光板２１４ＡＬを通過した光は、偏光方向が＋４５°回転されて、Ａ偏光となる。この光は、位置決め層４と保護層５との境界面上で、最も小径となるように収束する。
【０１７２】
空間光変調器２１６からのＳ偏光の光は、プリズムブロック３１５Ａの偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａで反射され、更に反射面３１５Ａｂで反射され、プリズムブロック３１５Ｂに入射し、反射面３１５Ｂｂ、偏光ビームスプリッタ面３１５Ｂａで順に反射され、２分割旋光板２１４Ｂに入射する。ここで、２分割旋光板２１４Ｂの旋光板２１４ＢＲ，２１４ＢＬは共にオフにされているので、旋光板２１４ＢＲを通過した光は、偏光方向が−４５°回転されて、Ｂ偏光となり、旋光板１４ＢＬを通過した光は、偏光方向が＋４５°回転されて、Ａ偏光となる。この光は、透明基板３の表面で、最も小径となるように収束する。
【０１７３】
情報記録層２では、旋光板２１４ＡＲからのＢ偏光の光と旋光板２１４ＢＲからのＢ偏光の光とが干渉し、旋光板２１４ＡＬからのＡ偏光の光と旋光板２１４ＢＬからのＡ偏光の光とが干渉して干渉パターンが形成され、定着用光が、情報記録層２内で干渉パターンが形成された領域の一部を通過し、その結果、定着用光が通過した部分の情報が定着され、干渉パターンによって情報が記録され且つ情報が定着された記録領域２６０が層状に形成される。本実施の形態では、記録領域２６０は、反射型（リップマン型）の体積ホログラムとなる。
【０１７４】
本実施の形態では、情報記録層２に対して互いに反対方向から照射される２分割旋光板２１４Ａからの光と２分割旋光板２１４Ｂからの光は、互いに相補的なパターンを有しており、いずれも、情報記録層２に記録すべき情報を担持した情報光と見ることができる。２分割旋光板２１４Ａからの光を情報光として見た場合には２分割旋光板２１４Ｂからの光が記録用参照光となり、逆に、２分割旋光板２１４Ｂからの光を情報光として見た場合には２分割旋光板２１４Ａからの光が記録用参照光となる。
【０１７５】
次に、再生時の作用について説明する。再生時には、空間光変調器２１６は、必要に応じて全画素がオフ（＋９０°）の状態と全画素がオン（０°）の状態とが選択される。また、２分割旋光板２１４Ａ，２１４Ｂの各旋光板２１４ＡＲ，２１４ＡＬ，２１４ＢＲ，２１４ＢＬは、全てオフにされる。レーザカプラ２０の出射光の出力は、再生用の低出力にされる。なお、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２１２Ａの出射光がデータエリアを通過するタイミングを予測し、対物レンズ２１２Ａ，２１２Ｂの出射光がデータエリアを通過する間、上記の設定とする。対物レンズ２１２Ａ，２１２Ｂの出射光がデータエリアを通過する間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われず、対物レンズ２１２Ａ，２１２Ｂは固定されている。
【０１７６】
空間光変調器２１６の全画素がオフの状態のときには、レーザカプラ２０から出射されたＳ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ２１７によって平行光束とされ、空間光変調器２１６によって偏光方向が＋９０°回転されてＰ偏光となる。空間光変調器２１６からのＰ偏光の光は、プリズムブロック３１５Ａの偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａを透過して、２分割旋光板２１４Ａに入射する。ここで、２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＲ，２１４ＡＬは共にオフにされているので、旋光板２１４ＡＲを通過した光は、偏光方向が−４５°回転されて、Ｂ偏光となり、旋光板２１４ＡＬを通過した光は、偏光方向が＋４５°回転されて、Ａ偏光となる。この光は、位置決め層４と保護層５との境界面上で、最も小径となるように収束する。
【０１７７】
情報記録層２における記録領域２６０からは、対物レンズ２１２Ａから見て情報記録層２の奥側で最も小径となるように収束する光を記録用参照光と見た場合の再生光が発生される。この場合の再生光は、情報記録層２の手前側で最も小径となる発散光である。より詳しく説明すると、記録領域２６０の上半分の領域では、旋光板２１４ＡＲからのＢ偏光の光が照射されて、記録時において２分割旋光板２１４Ｂの旋光板２１４ＢＲから照射された光に対応する再生光が発生される。この再生光は、Ｂ偏光の光であり、対物レンズ２１２Ａで集光され、２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＬを通過してＳ偏光の光となる。同様に、記録領域２６０の下半分の領域では、旋光板２１４ＡＬからのＡ偏光の光が照射されて、記録時において２分割旋光板２１４Ｂの旋光板２１４ＢＬから照射された光に対応する再生光が発生される。この再生光は、Ａ偏光の光であり、対物レンズ２１２Ａで集光され、２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＲを通過してＳ偏光の光となる。これらのＳ偏光の再生光は、プリズムブロック３１５Ａの偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａで反射され、凸レンズ３１８Ａで集光されて、ＣＣＤアレイ２１９Ａ上に結像する。このようにしてＣＣＤアレイ２１９Ａ上では、記録時に空間光変調器２１６においてオンであった画素に対応する部分のみが明るく照射され、その２次元パターンがＣＣＤアレイ２１９Ａによって検出され、情報の再生が行われる。
【０１７８】
一方、空間光変調器２１６の全画素がオンの状態のときには、レーザカプラ２０から出射されたＳ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ２１７によって平行光束とされ、空間光変調器２１６によって偏光方向が回転されずにＳ偏光のままとなる。空間光変調器２１６からのＳ偏光の光は、プリズムブロック３１５Ａの偏光ビームスプリッタ面３１５Ａａで反射され、更に反射面３１５Ａｂで反射され、プリズムブロック３１５Ｂに入射し、反射面３１５Ｂｂ、偏光ビームスプリッタ面３１５Ｂａで順に反射され、２分割旋光板２１４Ｂに入射する。ここで、２分割旋光板２１４Ｂの旋光板２１４ＢＲ，２１４ＢＬは共にオフにされているので、旋光板２１４ＢＲを通過した光は、偏光方向が−４５°回転されて、Ｂ偏光となり、旋光板２１４ＢＬを通過した光は、偏光方向が＋４５°回転されて、Ａ偏光となる。２分割旋光板２１４Ｂからの光は、透明基板３の表面で、最も小径となるように収束する。
【０１７９】
情報記録層２における記録領域２６０からは、２分割旋光板２１４Ｂからの光を再生用参照光と見た場合の再生光が発生される。より詳しく説明すると、記録領域２６０の上半分の領域では、旋光板２１４ＢＲからのＢ偏光の光が照射されて、記録時において２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＲから照射された光に対応する再生光が発生される。この再生光は、Ｂ偏光の光であり、対物レンズ２１２Ｂで集光され、２分割旋光板２１４Ｂの旋光板２１４ＢＬを通過してＰ偏光の光となる。同様に、記録領域２６０の下半分の領域では、旋光板２１４ＢＬからのＡ偏光の光が照射されて、記録時において２分割旋光板２１４Ａの旋光板２１４ＡＬから照射された光に対応する再生光が発生される。この再生光は、Ａ偏光の光であり、対物レンズ２１２Ｂで集光され、２分割旋光板２１４Ｂの旋光板２１４ＢＲを通過してＰ偏光の光となる。これらのＰ偏光の再生光は、プリズムブロック３１５Ｂの偏光ビームスプリッタ面３１５Ｂａを透過して、凸レンズ３１８Ｂで集光されて、ＣＣＤアレイ２１９Ｂ上に結像する。このようにしてＣＣＤアレイ２１９Ｂ上では、記録時に空間光変調器２１６においてオフであった画素に対応する部分のみが明るく照射され、その２次元パターンがＣＣＤアレイ２１９Ｂによって検出され、情報の再生が行われる。
【０１８０】
本実施の形態では、第３の実施の形態と同様に、空間光変調器２１６の全画素がオフの状態として情報の再生を行ってもよいし、空間光変調器２１６の全画素がオンの状態として情報の再生を行ってもよい。
【０１８１】
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３の実施の形態と同様である。
【０１８２】
なお、第３および第４の実施の形態において、定着用光として紫外線を用いてもよい。この場合には、情報記録層２にはフォトポリマを使用する。情報記録層２における情報の記録と定着は、以下のように進行する。すなわち、情報記録層２を構成するフォトポリマは、バインダポリマ中に光重合性モノマを分散させたものである。この情報記録層２において干渉パターンが形成されると、干渉パターンの明部において光重合性モノマの重合が進み、モノマの濃度勾配が生じ、重合が進んでいない部分から進んだ部分へモノマが拡散する。その結果、重合の進んだポリマ部分と、モノマが減少してバインダポリマの割合が増えた部分が生じ、屈折率分布が生じ、この屈折率分布によって情報が記録される。この状態で、紫外線を照射すると、未反応のモノマの重合が完了し、記録が定着することになる。
【０１８３】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る光情報記録再生装置の全体構成は、ピックアップの構成が異なる点を除いて、図５と同様である。
【０１８４】
図２４は、本実施の形態に係る光情報記録再生装置におけるピックアップの構成を示す説明図である。なお、以下、図１に示したピックアップ中の部材と同じ部材には同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。本実施の形態に係る光情報記録再生装置で使用する光情報記録媒体４０１は、情報記録層２の両側に、透明な保護層４０２，４０２を設けた構成になっている。
【０１８５】
本実施の形態におけるピックアップ４１１は、スピンドル８１に光情報記録媒体４０１が固定されたときに光情報記録媒体４０１の一方の面に対向するように配置された対物レンズ４１２と、光情報記録媒体４０１を挟んで対物レンズ４１２と対向する位置に配設されたミラー４１８と、対物レンズ４１２における光情報記録媒体４０１とは反対側に、対物レンズ４１２側から順に配設された空間光変調器４１３、ビームスプリッタ４１４およびＣＣＤアレイ１９とを備えている。ピックアップ４１１は、更に、ビームスプリッタ４１４の側方に配設されたコリメータレンズ４１５およびレーザカプラ２０を備えている。
【０１８６】
対物レンズ４１２は、その光軸が光情報記録媒体４０１の面に対して６０°の角度をなすように配置されている。ビームスプリッタ４１４は、その法線方向が、対物レンズ４１２の光軸方向に対して４５°傾けられて配置された半反射面４１４ａを有している。そして、レーザカプラ２０側よりビームスプリッタ４１４に入射する光は、光量の一部が半反射面４１４ａで反射されて空間光変調器４１３に入射し、光量の一部が半反射面４１４ａを透過するようになっている。
【０１８７】
空間光変調器４１３は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に光の透過状態と遮断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することができるようになっている。
【０１８８】
ピックアップ４１１は、更に、レーザカプラ２０側よりビームスプリッタ４１４に入射し、半反射面４１４ａを透過する光の進行方向に配設され、半反射面１４１４ａと平行な全反射面４１６ａを有するプリズム４１６と、このプリズム４１６の全反射面４１６ａで反射される光の進行方向に配設され、全反射面４１６ａに直交する全反射面４１７ａを有するプリズム４１７と、全反射面４１７ａで反射される光の進行方向に、プリズム４１７側より順に配設された凸レンズ５３、凹レンズ５４およびシリンドリカルレンズ５５とを備えている。シリンドリカルレンズ５５より出射される光は、その中心（光軸）が、情報記録層２内において、対物レンズ４１２より出射される光の中心（光軸）と直交するように、情報記録層２に対して照射されるようになっている。従って、シリンドリカルレンズ５５より出射される光は、光情報記録媒体４０１の面に対して３０°の角度をなすように、光情報記録媒体４０１に対して照射されるようになっている。また、シリンドリカルレンズ５５より出射される光は、情報記録層２内で最も薄くなるようになっている。
【０１８９】
本実施の形態におけるピックアップ４１１では、レーザカプラ２０より出射されるレーザ光は、コリメータレンズ４１５によって平行光束とされ、ビームスプリッタ４１４に入射し、光量の一部が半反射面４１４ａで反射され、光量の一部が半反射面４１４ａを透過するようになっている。半反射面４１４ａで反射された光は、空間光変調器４１３を通過し、対物レンズ４１２によって集光され、光情報記録媒体４０１に照射されるようになっている。この光は、ミラー４１８の面上で最も小径となるように収束するようになっている。
【０１９０】
一方、半反射面４１４ａを透過した光は、プリズム４１６の全反射面４１６ａとプリズム４１７の全反射面４１７ａで順に反射され、凸レンズ５３と凹レンズ５４を順に通過して、光束の径が縮小されるようになっている。凹レンズ５４の出射光は、シリンドリカルレンズ５５によって、対物レンズ４１２の光軸方向のみについて収束されて扁平な形状の光束とされ、光情報記録媒体４０１に照射されるようになっている。対物レンズ４１２側からの光とシリンドリカルレンズ５５側からの光は、各光の中心が直交するように、情報記録層２内で交差するようになっている。
【０１９１】
情報の記録時には、対物レンズ４１２側からの光が情報光となり、シリンドリカルレンズ５５側からの光が記録用参照光となり、情報記録層２内に、これらの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記録領域４２０が層状に形成されるようになっている。本実施の形態では、図２４に示したように、情報記録層２内では、対物レンズ４１２側からの光のうちの図における左半分の部分とシリンドリカルレンズ５５側からの扁平な形状の光とが交差するようになっている。従って、情報記録層２内に形成される記録領域４２０の形状は、半円形の板状となる。
【０１９２】
光情報記録媒体４０１から対物レンズ４１２側へ向かう光は、対物レンズ４１２と空間光変調器４１３を順に通過し、光量の一部がビームスプリッタ４１４の半反射面４１４ａを透過して、ＣＣＤアレイ１９に入射するようになっている。
【０１９３】
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説明する。本実施の形態に係る光情報記録再生装置では、光情報記録媒体４０１の情報記録層２に、透過型のホログラムと反射型のホログラムのいずれをも形成することが可能である。
【０１９４】
始めに、情報記録層２に透過型のホログラムを形成する場合について説明する。この場合、記録時には、空間光変調器４１３の図における右半分の領域４１３Ｒでは全ての画素を遮断状態とし、左半分の領域４１３Ｌでは記録する情報に応じて各画素毎に透過状態と遮断状態とを選択する。また、レーザカプラ２０の出射光の出力は、パルス的に記録用の高出力にされる。
【０１９５】
レーザカプラ２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ４１５によって平行光束とされ、ビームスプリッタ４１４に入射し、光量の一部が半反射面４１４ａで反射され、光量の一部が半反射面４１４ａを透過する。半反射面４１４ａで反射された光は、空間光変調器４１３に入射し、左半分の領域４１３Ｌより、記録する情報に応じて変調された光が出射される。この光を情報光とする。この情報光は、対物レンズ４１２によって集光され、光情報記録媒体４０１に照射される。
【０１９６】
一方、半反射面４１４ａを透過した光は、プリズム４１６の全反射面４１６ａとプリズム４１７の全反射面４１７ａで順に反射され、凸レンズ５３、凹レンズ５４およびシリンドリカルレンズ５５を順に通過して、扁平な形状の光束とされ、光情報記録媒体４０１に照射される。この光を記録用参照光とする。
【０１９７】
対物レンズ４１２側からの情報光とシリンドリカルレンズ５５側からの記録用参照光は、各光の中心が直交するように、情報記録層２内で交差する。そして、これらの情報光と記録用参照光が交差する部分に、これらの光の干渉による干渉パターンが形成され、レーザカプラ２０の出射光の出力が高出力になったときに、情報光と記録用参照光による干渉パターンが情報記録層２内に体積的に記録されて、透過型の体積ホログラムからなる記録領域４２０が層状に形成される。
【０１９８】
再生時には、空間光変調器４１３の右半分の領域４１３Ｒでは全ての画素を透過状態とし、左半分の領域４１３Ｌでは全ての画素を遮断状態とする。また、レーザカプラ２０の出射光の出力は、記録用の低出力にされる。
【０１９９】
レーザカプラ２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ４１５によって平行光束とされ、ビームスプリッタ４１４に入射し、光量の一部が半反射面４１４ａで反射され、光量の一部が半反射面４１４ａを透過する。半反射面４１４ａを透過した光は、プリズム４１６の全反射面４１６ａとプリズム４１７の全反射面４１７ａで順に反射され、凸レンズ５３、凹レンズ５４およびシリンドリカルレンズ５５を順に通過して、扁平な形状の光束とされ、光情報記録媒体４０１に照射される。この光を再生用参照光とする。この再生用参照光が情報記録層２内の記録領域４２０に照射されると、記録領域４２０より、記録時における情報光に対応する再生光が発生される。この再生光は、収束しながらミラー４１８側に進行し、ミラー４１８上で最も小径となるように収束すると共にミラー４１８で反射されて、拡散しながら対物レンズ４１２側に進行し、対物レンズ４１２によって平行光束とされ、空間光変調器４１３の右半分の領域４１３Ｒを通過し、光量の一部がビームスプリッタ４１４の半反射面４１４ａを透過してＣＣＤアレイ１９に入射する。そして、ＣＣＤアレイ１９によって再生光の２次元パターンを検出することによって、情報の再生が行われる。
【０２００】
なお、再生時に、レーザカプラ２０から出射されたレーザ光が空間光変調器４１３の右半分の領域４１３Ｒを通過して光情報記録媒体４０１に照射されるが、この光は、ミラー４１８で反射され、対物レンズ４１２を通過した後、空間光変調器４１３の左半分の領域４１３Ｌで遮断される。
【０２０１】
次に、本実施の形態において、情報記録層２に反射型のホログラムを形成する場合について説明する。この場合、記録時には、空間光変調器４１３の左半分の領域４１３Ｌでは全ての画素を遮断状態とし、右半分の領域４１３Ｒでは記録する情報に応じて各画素毎に透過状態と遮断状態とを選択する。また、レーザカプラ２０の出射光の出力は、パルス的に記録用の高出力にされる。
【０２０２】
レーザカプラ２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ４１５によって平行光束とされ、ビームスプリッタ４１４に入射し、光量の一部が半反射面４１４ａで反射され、光量の一部が半反射面４１４ａを透過する。半反射面４１４ａで反射された光は、空間光変調器４１３に入射し、右半分の領域４１３Ｒより、記録する情報に応じて変調された光が出射される。この光は、対物レンズ４１２によって集光され、光情報記録媒体４０１に照射され、光情報記録媒体４０１を通過し、ミラー４１８上で最も小径となるように収束すると共にミラー４１８で反射されて、拡散しながら再び光情報記録媒体４０１に入射する。この光を情報光とする。
【０２０３】
一方、半反射面４１４ａを透過した光は、プリズム４１６の全反射面４１６ａとプリズム４１７の全反射面４１７ａで順に反射され、凸レンズ５３、凹レンズ５４およびシリンドリカルレンズ５５を順に通過して、扁平な形状の光束とされ、光情報記録媒体４０１に照射される。この光を記録用参照光とする。
【０２０４】
ミラー４１８側からの情報光とシリンドリカルレンズ５５側からの記録用参照光は、各光の中心が直交するように、情報記録層２内で交差する。そして、これらの情報光と記録用参照光が交差する部分に、これらの光の干渉による干渉パターンが形成され、レーザカプラ２０の出射光の出力が高出力になったときに、情報光と記録用参照光による干渉パターンが情報記録層２内に体積的に記録されて、反射型の体積ホログラムからなる記録領域４２０が層状に形成される。
【０２０５】
再生時には、空間光変調器４１３の左半分の領域４１３Ｌでは全ての画素を透過状態とし、右半分の領域４１３Ｒでは全ての画素を遮断状態とする。また、レーザカプラ２０の出射光の出力は、記録用の低出力にされる。
【０２０６】
レーザカプラ２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ４１５によって平行光束とされ、ビームスプリッタ４１４に入射し、光量の一部が半反射面４１４ａで反射され、光量の一部が半反射面４１４ａを透過する。半反射面４１４ａを透過した光は、プリズム４１６の全反射面４１６ａとプリズム４１７の全反射面４１７ａで順に反射され、凸レンズ５３、凹レンズ５４およびシリンドリカルレンズ５５を順に通過して、扁平な形状の光束とされ、光情報記録媒体４０１に照射される。この光を再生用参照光とする。この再生用参照光が情報記録層２内の記録領域４２０に照射されると、記録領域４２０より、記録時における情報光に対応する再生光が発生される。この再生光は、拡散しながら対物レンズ４１２側に進行し、対物レンズ４１２によって平行光束とされ、空間光変調器４１３の左半分の領域４１３Ｌを通過し、光量の一部がビームスプリッタ４１４の半反射面４１４ａを透過してＣＣＤアレイ１９に入射する。そして、ＣＣＤアレイ１９によって再生光の２次元パターンを検出することによって、情報の再生が行われる。
【０２０７】
なお、再生時に、レーザカプラ２０から出射されたレーザ光が空間光変調器４１３の左半分の領域４１３Ｌを通過して光情報記録媒体４０１に照射されるが、この光は、ミラー４１８で反射され、対物レンズ４１２を通過した後、空間光変調器４１３の右半分の領域４１３Ｒで遮断される。
【０２０８】
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。
【０２０９】
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る光情報記録再生装置の全体構成は、ピックアップの構成が異なる点を除いて、図５と同様である。
【０２１０】
図２５は、本実施の形態に係る光情報記録再生装置におけるピックアップの構成を示す説明図である。なお、以下、図２４に示したピックアップ中の部材と同じ部材には同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。本実施の形態に係る光情報記録再生装置で使用する光情報記録媒体５０１は、情報記録層２の一方の両側に透明基板５０２を設け、他方の面側に透明な保護層５０３を設けた構成になっている。透明基板５０２の外側の面は反射面５０４になっている。
【０２１１】
本実施の形態におけるピックアップ５１１は、スピンドル８１に光情報記録媒体５０１が固定されたときに光情報記録媒体５０１の一方の面に対向するように配置された対物レンズ４１２と、対物レンズ４１２における光情報記録媒体５０１とは反対側に、対物レンズ４１２側から順に配設された空間光変調器４１３、ビームスプリッタ４１４およびＣＣＤアレイ１９とを備えている。ピックアップ５１１は、更に、ビームスプリッタ４１４の側方に配設されたコリメータレンズ４１５およびレーザカプラ２０を備えている。本実施の形態では、対物レンズ４１２は、その光軸が光情報記録媒体５０１の面に対して垂直になるように配置されている。
【０２１２】
ピックアップ４１１は、更に、レーザカプラ２０側よりビームスプリッタ４１４に入射し、半反射面４１４ａを透過する光の進行方向に配設されたミラー５１２と、このミラー５１２で反射される光の進行方向に、ミラー５１２側より順に配設された凸レンズ５３、凹レンズ５４およびシリンドリカルレンズ５５とを備えている。本実施の形態では、シリンドリカルレンズ５５より出射される光は、その中心（光軸）が、光情報記録媒体５０１の面に対して４５°の角度をなすように、光情報記録媒体５０１に対して照射され、情報記録層２内において、対物レンズ４１２側からの光と交差するようになっている。また、シリンドリカルレンズ５５より出射される光は、情報記録層２内で最も薄くなるようになっている。
【０２１３】
本実施の形態におけるピックアップ５１１では、レーザカプラ２０より出射されるレーザ光は、コリメータレンズ４１５によって平行光束とされ、ビームスプリッタ４１４に入射し、光量の一部が半反射面４１４ａで反射され、光量の一部が半反射面４１４ａを透過するようになっている。半反射面４１４ａで反射された光は、空間光変調器４１３を通過し、対物レンズ４１２によって集光され、光情報記録媒体５０１に照射されるようになっている。この光は、情報記録媒体５０１の反射面５０４上で最も小径となるように収束するようになっている。
【０２１４】
一方、半反射面４１４ａを透過した光は、ミラー５１２で反射され、凸レンズ５３と凹レンズ５４を順に通過して、光束の径が縮小されるようになっている。凹レンズ５４の出射光は、シリンドリカルレンズ５５によって扁平な形状の光束とされ、光情報記録媒体５０１に照射され、情報記録層２内で、対物レンズ４１２側からの光と交差するようになっている。
【０２１５】
情報の記録時には、対物レンズ４１２側からの光が情報光となり、シリンドリカルレンズ５５側からの光が記録用参照光となり、情報記録層２内に、これらの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記録領域５２０が層状に形成されるようになっている。本実施の形態では、図２５に示したように、情報記録層２内では、対物レンズ４１２側からの光のうちの図における右半分の部分とシリンドリカルレンズ５５側からの扁平な形状の光とが交差するようになっている。従って、情報記録層２内に形成される記録領域４２０の形状は、半円形の板状となる。
【０２１６】
光情報記録媒体５０１から対物レンズ４１２側へ向かう光は、対物レンズ４１２と空間光変調器４１３を順に通過し、光量の一部がビームスプリッタ４１４の半反射面４１４ａを透過して、ＣＣＤアレイ１９に入射するようになっている。
【０２１７】
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説明する。本実施の形態に係る光情報記録再生装置では、光情報記録媒体５０１の情報記録層２に、透過型のホログラムと反射型のホログラムのいずれをも形成することが可能である。
【０２１８】
始めに、情報記録層２に透過型のホログラムを形成する場合について説明する。この場合、記録時には、空間光変調器４１３の図における左半分の領域４１３Ｌでは全ての画素を遮断状態とし、右半分の領域４１３Ｒでは記録する情報に応じて各画素毎に透過状態と遮断状態とを選択する。また、レーザカプラ２０の出射光の出力は、パルス的に記録用の高出力にされる。
【０２１９】
レーザカプラ２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ４１５によって平行光束とされ、ビームスプリッタ４１４に入射し、光量の一部が半反射面４１４ａで反射され、光量の一部が半反射面４１４ａを透過する。半反射面４１４ａで反射された光は、空間光変調器４１３に入射し、右半分の領域４１３Ｒより、記録する情報に応じて変調された光が出射される。この光を情報光とする。この情報光は、対物レンズ４１２によって集光され、光情報記録媒体５０１に照射される。
【０２２０】
一方、半反射面４１４ａを透過した光は、ミラー５１２で反射され、凸レンズ５３、凹レンズ５４およびシリンドリカルレンズ５５を順に通過して、扁平な形状の光束とされ、光情報記録媒体５０１に照射される。この光を記録用参照光とする。
【０２２１】
対物レンズ４１２側からの情報光とシリンドリカルレンズ５５側からの記録用参照光は、情報記録層２内で交差する。そして、これらの情報光と記録用参照光が交差する部分に、これらの光の干渉による干渉パターンが形成され、レーザカプラ２０の出射光の出力が高出力になったときに、情報光と記録用参照光による干渉パターンが情報記録層２内に体積的に記録されて、透過型の体積ホログラムからなる記録領域５２０が層状に形成される。
【０２２２】
再生時には、空間光変調器４１３の右半分の領域４１３Ｒでは全ての画素を遮断状態とし、左半分の領域４１３Ｌでは全ての画素を透過状態とする。また、レーザカプラ２０の出射光の出力は、記録用の低出力にされる。
【０２２３】
レーザカプラ２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ４１５によって平行光束とされ、ビームスプリッタ４１４に入射し、光量の一部が半反射面４１４ａで反射され、光量の一部が半反射面４１４ａを透過する。半反射面４１４ａを透過した光は、ミラー５１２で反射され、凸レンズ５３、凹レンズ５４およびシリンドリカルレンズ５５を順に通過して、扁平な形状の光束とされ、光情報記録媒体５０１に照射される。この光を再生用参照光とする。この再生用参照光が情報記録層２内の記録領域５２０に照射されると、記録領域５２０より、記録時における情報光に対応する再生光が発生される。この再生光は、収束しながら反射面５０４側に進行し、反射面５０４上で最も小径となるように収束すると共に反射面５０４で反射されて、拡散しながら対物レンズ４１２側に進行し、対物レンズ４１２によって平行光束とされ、空間光変調器４１３の左半分の領域４１３Ｌを通過し、光量の一部がビームスプリッタ４１４の半反射面４１４ａを透過してＣＣＤアレイ１９に入射する。そして、ＣＣＤアレイ１９によって再生光の２次元パターンを検出することによって、情報の再生が行われる。
【０２２４】
なお、再生時に、レーザカプラ２０から出射されたレーザ光が空間光変調器４１３の左半分の領域４１３Ｌを通過して光情報記録媒体５０１に照射されるが、この光は、反射面５０４で反射され、対物レンズ４１２を通過した後、空間光変調器４１３の右半分の領域４１３Ｒで遮断される。
【０２２５】
次に、本実施の形態において、情報記録層２に反射型のホログラムを形成する場合について説明する。この場合、記録時には、空間光変調器４１３の右半分の領域４１３Ｒでは全ての画素を遮断状態とし、左半分の領域４１３Ｌでは記録する情報に応じて各画素毎に透過状態と遮断状態とを選択する。また、レーザカプラ２０の出射光の出力は、パルス的に記録用の高出力にされる。
【０２２６】
レーザカプラ２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ４１５によって平行光束とされ、ビームスプリッタ４１４に入射し、光量の一部が半反射面４１４ａで反射され、光量の一部が半反射面４１４ａを透過する。半反射面４１４ａで反射された光は、空間光変調器４１３に入射し、左半分の領域４１３Ｌより、記録する情報に応じて変調された光が出射される。この光は、対物レンズ４１２によって集光され、光情報記録媒体５０１に照射され、情報記録層２を通過し、反射面５０４上で最も小径となるように収束すると共に反射面５０４で反射されて、拡散しながら再び情報記録層２に入射する。この光を情報光とする。
【０２２７】
一方、半反射面４１４ａを透過した光は、ミラー５１２で反射され、凸レンズ５３、凹レンズ５４およびシリンドリカルレンズ５５を順に通過して、扁平な形状の光束とされ、光情報記録媒体５０１に照射される。この光を記録用参照光とする。
【０２２８】
反射面５０４側からの情報光とシリンドリカルレンズ５５側からの記録用参照光は、情報記録層２内で交差する。そして、これらの情報光と記録用参照光が交差する部分に、これらの光の干渉による干渉パターンが形成され、レーザカプラ２０の出射光の出力が高出力になったときに、情報光と記録用参照光による干渉パターンが情報記録層２内に体積的に記録されて、反射型の体積ホログラムからなる記録領域５２０が層状に形成される。
【０２２９】
再生時には、空間光変調器４１３の右半分の領域４１３Ｒでは全ての画素を透過状態とし、左半分の領域４１３Ｌでは全ての画素を遮断状態とする。また、レーザカプラ２０の出射光の出力は、記録用の低出力にされる。
【０２３０】
レーザカプラ２０から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ４１５によって平行光束とされ、ビームスプリッタ４１４に入射し、光量の一部が半反射面４１４ａで反射され、光量の一部が半反射面４１４ａを透過する。半反射面４１４ａを透過した光は、ミラー５１２で反射され、凸レンズ５３、凹レンズ５４およびシリンドリカルレンズ５５を順に通過して、扁平な形状の光束とされ、光情報記録媒体５０１に照射される。この光を再生用参照光とする。この再生用参照光が情報記録層２内の記録領域５２０に照射されると、記録領域５２０より、記録時における情報光に対応する再生光が発生される。この再生光は、拡散しながら対物レンズ４１２側に進行し、対物レンズ４１２によって平行光束とされ、空間光変調器４１３の右半分の領域４１３Ｒを通過し、光量の一部がビームスプリッタ４１４の半反射面４１４ａを透過してＣＣＤアレイ１９に入射する。そして、ＣＣＤアレイ１９によって再生光の２次元パターンを検出することによって、情報の再生が行われる。
【０２３１】
なお、再生時に、レーザカプラ２０から出射されたレーザ光が空間光変調器４１３の右半分の領域４１３Ｒを通過して光情報記録媒体５０１に照射されるが、この光は、反射面５０４で反射され、対物レンズ４１２を通過した後、空間光変調器４１３の左半分の領域４１３Ｌで遮断される。
【０２３２】
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５の実施の形態と同様である。
【０２３３】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、例えば、各実施の形態では、情報記録層２内に、互いに重なることなく複数の記録領域を形成するようにしたが、各記録領域毎の情報を分離可能な範囲内で、隣接する記録領域同士が一部重なるように多重記録するようにしてもよい。
【０２３４】
また、記録する情報に応じて光束を変調する場合、各実施の形態では偏光の違いや光の強度によって変調するようにしたが、この他、位相差等で変調するようにしてもよい。
【０２３５】
また、第１、第２、第５および第６の各実施の形態では、情報光と記録用参照光のうちの記録用参照光の光束を扁平な形状としたが、情報光の光束を扁平な形状としてもよい。
【０２３６】
また、光情報記録媒体の形態は、円板状に限らず、カード状や、テープ状等でもよい。
【０２３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし５のいずれかに記載の光情報記録装置または請求項１０記載の光情報記録方法によれば、情報光と記録用参照光のうちの一方の光束を扁平な形状とし、情報記録層内で交差するように情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射して、情報記録層内に、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記録領域を層状に形成するようにしたので、ホログラフィを利用して情報が記録される光情報記録媒体に対して、より高密度に情報を記録することが可能となるという効果を奏する。また、記録光学系が、光情報記録媒体に対向するように配置されて情報光および記録用参照光が通過するソリッドイマージョンレンズを有するようにしたので、更に、情報光および記録用参照光の収差を低減することができるという効果を奏する。
【０２３８】
また、請求項３記載の光情報記録装置によれば、光情報記録媒体として、情報光および記録用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域を備えたものを用い、位置決め領域に記録された情報を用いて、光情報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ようにしたので、更に、記録のための光の位置決めを精度よく行うことができるという効果を奏する。
【０２４０】
請求項６ないし１０のいずれかに記載の光情報記録装置または請求項１１記載の光情報記録方法によれば、情報記録層内に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンが形成されるように、情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射し、情報記録層内において干渉パターンが形成された領域に対して、干渉パターンによって記録される情報を定着するための扁平な形状の光束の定着用光を、干渉パターンが形成された領域の一部を通過するように照射して、情報記録層内に、干渉パターンによって情報が記録され且つ情報が定着された記録領域を層状に形成するようにしたので、ホログラフィを利用して情報が記録される光情報記録媒体に対して、より高密度に情報を記録することが可能となると共に、光情報記録媒体に対して情報を随時記録し且つ定着することができるという効果を奏する。また、記録光学系が、光情報記録媒体に対向するように配置されて情報光および記録用参照光が通過するソリッドイマージョンレンズを有するようにしたので、更に、情報光および記録用参照光の収差を低減することができるという効果を奏する。
【０２４１】
また、請求項８記載の光情報記録装置によれば、光情報記録媒体として、情報光および記録用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域を備えたものを用い、位置決め領域に記録された情報を用いて、光情報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ようにしたので、更に、記録のための光の位置決めを精度よく行うことができるという効果を奏する。
【０２４３】
請求項１２ないし１６のいずれかに記載の光情報記録再生装置または請求項２２記載の光情報記録再生方法によれば、情報の記録時には、情報光と記録用参照光のうちの一方の光束を扁平な形状とし、情報記録層内で交差するように情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射して、情報記録層内に、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記録領域を層状に形成し、情報の再生時には、情報記録層に、記録時における記録用参照光に対応する再生用参照光を照射して、情報記録層より発生される再生光を収集して、検出するようにしたので、ホログラフィを利用して情報が記録される光情報記録媒体に対して、より高密度に情報を記録し、且つ光情報記録媒体に記録された情報を適切に再生することが可能となるという効果を奏する。また、記録光学系が、光情報記録媒体に対向するように配置されて情報光および記録用参照光が通過する第１のソリッドイマージョンレンズを有し、再生光学系が、光情報記録媒体に対向するように配置されて再生光が通過する第２のソリッドイマージョンレンズを有するようにしたので、更に、情報光、記録用参照光および再生光の収差を低減することができるという効果を奏する。
【０２４４】
また、請求項１４記載の光情報記録再生装置によれば、光情報記録媒体として、情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域を備えたものを用い、位置決め領域に記録された情報を用いて、光情報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ようにしたので、更に、記録および再生のための光の位置決めを精度よく行うことができるという効果を奏する。
【０２４５】
また、請求項１５記載の光情報記録再生装置によれば、再生光学系が再生用参照光を間欠的に照射するようにしたので、更に、連続的に照射する場合と比べて、ＳＮ比を向上させることができると共に、光情報記録媒体の温度上昇を抑えることができるという効果を奏する。
また、請求項１６記載の光情報記録再生装置によれば、再生光のパターンにおける基準位置を示す基準位置情報を、情報光に含ませるようにしたので、更に、再生光のパターンの認識が容易になるという効果を奏する。
【０２４６】
請求項１７ないし２１のいずれかに記載の光情報記録再生装置または請求項２３記載の光情報記録再生方法によれば、情報の記録時には、情報記録層内に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンが形成されるように、情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射し、情報記録層内において干渉パターンが形成された領域に対して、干渉パターンによって記録される情報を定着するための扁平な形状の光束の定着用光を、干渉パターンが形成された領域の一部を通過するように照射して、情報記録層内に、干渉パターンによって情報が記録され且つ情報が定着された記録領域を層状に形成し、情報の再生時には、情報記録層に、記録時における記録用参照光に対応する再生用参照光を照射して、情報記録層より発生される再生光を収集して、検出するようにしたので、ホログラフィを利用して情報が記録される光情報記録媒体に対して、より高密度に情報を記録することが可能となると共に、光情報記録媒体に対して情報を随時記録し且つ定着することができ、また、光情報記録媒体に記録された情報を適切に再生することが可能となるという効果を奏する。また、記録光学系が、光情報記録媒体に対向するように配置されて情報光および記録用参照光が通過する第１のソリッドイマージョンレンズを有し、再生光学系が、光情報記録媒体に対向するように配置されて再生光が通過する第２のソリッドイマージョンレンズを有するようにしたので、更に、情報光、記録用参照光および再生光の収差を低減することができるという効果を奏する。
【０２４７】
また、請求項１９記載の光情報記録再生装置によれば、光情報記録媒体として、情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域を備えたものを用い、位置決め領域に記録された情報を用いて、光情報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ようにしたので、更に、記録および再生のための光の位置決めを精度よく行うことができるという効果を奏する。
【０２４８】
また、請求項２０記載の光情報記録再生装置によれば、再生光学系が再生用参照光を間欠的に照射するようにしたので、更に、連続的に照射する場合と比べて、ＳＮ比を向上させることができると共に、光情報記録媒体の温度上昇を抑えることができるという効果を奏する。
また、請求項２１記載の光情報記録再生装置によれば、再生光のパターンにおける基準位置を示す基準位置情報を、情報光に含ませるようにしたので、更に、再生光のパターンの認識が容易にな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ピックアップおよび光情報記録媒体の構成を示す説明図である。
【図２】図１におけるＳＩＬについて詳しく説明するための説明図である。
【図３】図１におけるＳＩＬの支持機構の一例を示す断面図である。
【図４】図１におけるＳＩＬの支持機構の他の例を示す側面図である。
【図５】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６】図１におけるレーザカプラの構成を示す斜視図である。
【図７】図１におけるレーザカプラの側面図である。
【図８】図５における検出回路の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態において光情報記録媒体の情報記録層に形成される記録領域を示す説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態において光情報記録媒体の情報記録層に形成される記録領域を示す説明図である。
【図１１】図１におけるＣＣＤアレイの検出データから再生光のパターンにおける基準位置を認識する方法について説明するための説明図である。
【図１２】図１におけるＣＣＤアレイの検出データから再生光のパターンにおける基準位置を認識する方法について説明するための説明図である。
【図１３】図１に示したピックアップにおける情報光のパターンと再生光のパターンを示す説明図である。
【図１４】図１に示したピックアップによって検出する再生光のパターンから判別するデータの内容とこのデータに対応するＥＣＣテーブルとを示す説明図である。
【図１５】アドレス・サーボエリアにアドレス情報等を表すホログラムを記録した光情報記録媒体を概念的に示す説明図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態の変形例におけるピックアップの構成を示す説明図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態の他の変形例におけるピックアップの構成を示す説明図である。
【図１８】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ピックアップの構成を示す説明図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録再生装置におけるピックアップの構成を示す説明図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録再生装置におけるピックアップの構成を示す説明図である。
【図２１】本発明の第３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２２】本発明の第４の実施の形態に係る光情報記録再生装置におけるピックアップの構成を示す説明図である。
【図２３】本発明の第４の実施の形態に係る光情報記録再生装置におけるピックアップの構成を示す説明図である。
【図２４】本発明の第５の実施の形態に係る光情報記録再生装置におけるピックアップの構成を示す説明図である。
【図２５】本発明の第６の実施の形態に係る光情報記録再生装置におけるピックアップの構成を示す説明図である。
【図２６】従来のデジタルボリュームホログラフィにおける記録再生系の概略の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…光情報記録媒体、２…情報記録層、３…位置決め層、１０…光情報記録再生装置、１１…ピックアップ、１２Ａ，１２Ｂ…ＳＩＬ、１３Ａ，１３Ｂ…対物レンズ、１４Ａ，１４Ｂ…アクチュエータ、１５…空間光変調器、１９…ＣＣＤアレイ、２０…レーザカプラ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical information recording apparatus and method for recording information on an optical information recording medium using holography, and to record information on an optical information recording medium using holography and from the optical information recording medium. The present invention relates to an optical information recording / reproducing apparatus and method for reproducing information.
[0002]
[Prior art]
Holographic recording, in which information is recorded on a recording medium using holography, is generally performed by superimposing light having image information and reference light inside the recording medium, and forming the interference fringes formed at that time on the recording medium. Done by writing. At the time of reproducing the recorded information, the image information is reproduced by diffraction by interference fringes by irradiating the recording medium with reference light.
[0003]
In recent years, volume holography, particularly digital volume holography, has been developed and attracted attention for practical use for ultra-high density optical recording. Volume holography is a method of writing interference fringes in three dimensions by actively utilizing the thickness direction of the recording medium. Increasing the thickness increases the diffraction efficiency and increases the storage capacity using multiple recording. There is a feature that can be planned. Digital volume holography is a computer-oriented holographic recording method that uses a recording medium and a recording method similar to those of volume holography, but restricts image information to be recorded to a binarized digital pattern. In this digital volume holography, for example, image information such as an analog picture is once digitized, developed into two-dimensional digital pattern information, and recorded as image information. At the time of reproduction, the digital pattern information is read and decoded so that the original image information is restored and displayed. As a result, even if the S / N ratio (signal to noise ratio) is somewhat poor at the time of reproduction, the original information is reproduced very faithfully by performing differential detection or encoding binary data and performing error correction. It becomes possible.
[0004]
FIG. 26 is a perspective view showing a schematic configuration of a recording / reproducing system in conventional digital volume holography. This recording / reproducing system condenses the spatial light modulator 101 that generates information light 102 based on the two-dimensional digital pattern information, and the information light 102 from the spatial light modulator 101 to the hologram recording medium 100. A lens 103 for irradiation, a reference light irradiation means (not shown) for irradiating the hologram recording medium 100 with reference light 104 from a direction substantially orthogonal to the information light 102, and reproduced two-dimensional digital pattern information are detected. A CCD (Charge Coupled Device) array 107 and a lens 106 that collects the reproduction light 105 emitted from the hologram recording medium 100 and irradiates the light onto the CCD array 107. The hologram recording medium 100 includes LiNbO.ThreeEtc. are used.
[0005]
In the recording / reproducing system shown in FIG. 26, at the time of recording, information such as an original image to be recorded is digitized, and two-dimensional digital pattern information is generated by further arranging the 0 or 1 signal in two dimensions. One two-dimensional digital pattern information is called page data. Here, it is assumed that page data # 1 to #n are multiplexed and recorded on the same hologram recording medium 100. In this case, first, spatially modulated information light 102 is generated by selecting whether the light is transmitted or blocked for each pixel by the spatial light modulator 101 based on the page data # 1, and passes through the lens 103. The hologram recording medium 100 is irradiated. At the same time, the hologram recording medium 100 is irradiated with the reference light 104 from a direction θ1 substantially orthogonal to the information light 102, and interference fringes formed by superimposing the information light 102 and the reference light 104 inside the hologram recording medium 100 are formed. Record. In order to increase the diffraction efficiency, the reference beam 104 is deformed into a flat beam by a cylindrical lens or the like so that the interference fringes are recorded over the thickness direction of the hologram recording medium 100. At the time of recording the next page data # 2, the reference beam 104 is irradiated from an angle θ2 different from θ1, and the reference beam 104 and the information beam 102 are overlapped to multiplex-record information on the same hologram recording medium 100. can do. Similarly, when recording the other page data # 3 to #n, the reference beam 104 is irradiated from different angles θ3 to θn, and information is multiplexed and recorded. A hologram in which information is multiplexed and recorded is called a stack. In the example shown in FIG. 26, the hologram recording medium 100 has a plurality of stacks (stack 1, stack 2,..., Stack m,...).
[0006]
In order to reproduce arbitrary page data from the stack, it is only necessary to irradiate the stack with reference light 104 having the same incident angle as when the page data was recorded. Then, the reference light 104 is selectively diffracted by the interference fringes corresponding to the page data, and the reproduction light 105 is generated. The reproduction light 105 enters the CCD array 107 via the lens 106, and the two-dimensional pattern of the reproduction light is detected by the CCD array 107. Then, the information such as the original image is reproduced by decoding the detected two-dimensional pattern of the reproduction light in reverse to the recording.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional volume holography as described with reference to FIG. 26, one unit of recording area (volume hologram) is formed in a block shape in the hologram recording medium 100 where the information light 102 and the reference light 104 overlap. Is done. For this reason, there is a problem that the recording area of one unit becomes relatively large and high-density recording is difficult. In the conventional volume holography as described with reference to FIG. 26, information can be multiplexed and recorded by changing the angle of the reference beam. However, as the number of information to be multiplexed is increased, the information is separated. Since it becomes difficult, there is a limit to high density recording by multiple recording.
[0008]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to record information at a higher density on an optical information recording medium on which information is recorded using holography. An optical information recording apparatus and method, and an optical information recording / reproducing apparatus and method are provided.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  The optical information recording apparatus according to claim 1 is a recording light generating means for generating information light carrying information and recording reference light, and interference caused by interference between the information light and the recording reference light in the information recording layer. The information light and the recording light are recorded so that one of the information light and the reference light for recording has a flat shape so that the recording area where information is recorded by the pattern is formed in a layer shape, and intersects within the information recording layer. A recording optical system for irradiating the information recording layer with reference light for recordingIn addition, the recording optical system includes a solid immersion lens that is disposed so as to face the optical information recording medium and through which the information light and the recording reference light pass. Here, this solid immersion lens has a flat surface on the side of the optical information recording medium, and the surface opposite to the optical information recording medium has the smallest diameter at the position where the information light is incident. And a spherical portion centered on the point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at the position where the recording reference light is incident. And a spherical portion.
[0010]
  Claim6The optical information recording apparatus described includes a recording light generating means for generating information light carrying information and a recording reference light, and an interference pattern formed by interference between the information light and the recording reference light is formed in the information recording layer. As described above, the recording light irradiation means for irradiating the information recording layer with the information light and the recording reference light, and the recording area in which the information is recorded by the interference pattern and the information is fixed in the information recording layer In order to fix the information recorded by the interference pattern to the area where the interference pattern is formed in the information recording layer, the light for fixing the light beam having a flat shape for fixing the information recorded by the interference pattern is applied to the interference pattern. A fixing light irradiating means for irradiating so as to pass through a part of the region where the film is formed.In addition, the recording optical system includes a solid immersion lens that is disposed so as to face the optical information recording medium and through which the information light and the recording reference light pass. Here, this solid immersion lens has a flat surface on the side of the optical information recording medium, and the surface opposite to the optical information recording medium has the smallest diameter at the position where the information light is incident. And a spherical portion centered on the point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at the position where the recording reference light is incident. And a spherical portion.
[0011]
  Claim10The described optical information recording method generates information light carrying information and reference light for recording, makes one light beam of the information light and the reference light for recording flat, and intersects in the information recording layer By irradiating the information recording layer with information light and recording reference light, a recording area in which information is recorded by an interference pattern due to interference between the information light and the recording reference light is layered in the information recording layer. FormAt this time, the information light and the recording reference light pass through the solid immersion lens disposed so as to face the optical information recording medium, and the surface of the optical information recording medium side is flat. A spherical portion formed on a surface opposite to the optical information recording medium and having a spherical shape centered on a point where the information light has the smallest diameter at the position where the information light is incident, and a recording reference It has a spherical portion formed in a spherical shape centering on a point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at the position where the light is incident.
[0012]
  Claim11The optical information recording method described generates information light carrying information and recording reference light, and the information light is formed so that an interference pattern is formed in the information recording layer due to interference between the information light and the recording reference light. And recording reference light to the information recording layerIn addition, at this time, the information light and the recording reference light pass through the solid immersion lens arranged to face the optical information recording medium,In the information recording layer, the flat light beam fixing light for fixing the information recorded by the interference pattern is applied to the area where the interference pattern is formed. By irradiating light, the recording area where information is recorded by the interference pattern and the information is fixed is formed in layers in the information recording layer.In the solid immersion lens, the surface on the side of the optical information recording medium is formed flat, and the surface opposite to the optical information recording medium has the smallest diameter at the position where the information light is incident. A spherical part formed in a spherical shape centered on a point, and a spherical surface formed around a point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at the position where the recording reference light is incident Part.
[0013]
  Claim12The optical information recording / reproducing apparatus described includes a recording light generating means for generating information light carrying information and a recording reference light, and an interference pattern caused by interference between the information light and the recording reference light in the information recording layer. The information light and the recording reference are set so that one of the information light and the recording reference light has a flat shape so that the recording area where information is recorded is formed in a layer shape, and intersects within the information recording layer. The recording optical system for irradiating the information recording layer with light, and the information recording layer are irradiated with the reproduction reference light corresponding to the recording reference light at the time of recording and the reproduction reference light is irradiated. A reproducing optical system for collecting the reproducing light generated from the information recording layer by the recording medium, and a detecting means for detecting the reproducing light collected by the reproducing optical system.And the recording optical system includes a first solid immersion lens that is disposed so as to face the optical information recording medium and through which the information light and the recording reference light pass, and the reproducing optical system includes the optical information recording medium. A second solid immersion lens is provided so as to face the medium and through which the reproduction light passes. Here, the first solid immersion lens has a flat surface on the side of the optical information recording medium and a surface opposite to the optical information recording medium on which the information light is incident. A spherical portion centered at the point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at the position where the recording reference light is incident, and the spherical portion formed in the spherical shape centering on the point having the smallest diameter And a spherical portion formed. In the second solid immersion lens, the surface on the optical information recording medium side is formed as a flat surface, and the surface on the side opposite to the optical information recording medium is centered on the point where the information light has the smallest diameter. It is formed in a spherical shape.
[0014]
  Claim17The optical information recording / reproducing apparatus described includes a recording light generating unit that generates information light carrying information and a recording reference light, and an interference pattern formed by interference between the information light and the recording reference light is formed in the information recording layer. As described above, the recording light irradiation means for irradiating the information recording layer with the information light and the recording reference light, and the recording in which the information is recorded by the interference pattern and the information is fixed in the information recording layer In order to fix the information recorded by the interference pattern to the area where the interference pattern is formed in the information recording layer, the flat light beam fixing light is interfered with the area so that the area is formed in layers. A fixing light irradiating means for irradiating so as to pass through a part of the region where the pattern is formed, and a reproducing reference light corresponding to the recording reference light at the time of recording are irradiated on the information recording layer, and the information is reproduced. for Comprising a reproducing optical system for collecting reproduction light illuminated is generated from the information recording layer by being irradiated, and detection means for detecting the reproduction light collected by the reproducing optical systemAnd the recording optical system includes a first solid immersion lens that is disposed so as to face the optical information recording medium and through which the information light and the recording reference light pass, and the reproducing optical system includes the optical information recording medium. A second solid immersion lens is provided so as to face the medium and through which the reproduction light passes. Here, the first solid immersion lens has a flat surface on the side of the optical information recording medium and a surface opposite to the optical information recording medium on which the information light is incident. A spherical portion centered at the point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at the position where the recording reference light is incident, and the spherical portion formed in the spherical shape centering on the point having the smallest diameter And a spherical portion formed. In the second solid immersion lens, the surface on the optical information recording medium side is formed as a flat surface, and the surface on the side opposite to the optical information recording medium is centered on the point where the information light has the smallest diameter. It is formed in a spherical shape.
[0015]
  In the optical information recording / reproducing method according to claim 22, when information is recorded, information light carrying information and recording reference light is generated, and one of the information light and the recording reference light has a flat shape. By irradiating the information recording layer with the information light and the recording reference light so as to intersect within the information recording layer, the information recording layer has information by an interference pattern due to interference between the information light and the recording reference light. The recording area for recording is formed in layersAt this time, the information light and the recording reference light pass through the first solid immersion lens arranged to face the optical information recording medium.When reproducing information, the information recording layer is irradiated with reproduction reference light corresponding to the recording reference light at the time of recording, and the reproduction light generated from the information recording layer by collecting the reproduction reference light is collected. And detect the collected reproduction lightAt this time, the reproduction light passes through the second solid immersion lens arranged to face the optical information recording medium. Further, the first solid immersion lens is formed so that the surface on the optical information recording medium side is a flat surface, and the surface opposite to the optical information recording medium has the information light at the position where the information light is incident. Spherical part formed in a spherical shape centered on a point with a small diameter and a spherical shape centered on the point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at the position where the recording reference light is incident The second solid immersion lens is formed so that the surface on the optical information recording medium side is flat and the surface opposite to the optical information recording medium has the most information light. It is formed in a spherical shape centered on a point having a small diameter.
[0016]
  24. The optical information recording / reproducing method according to claim 23, wherein at the time of recording information, information light carrying information and recording reference light are generated, and an interference pattern due to interference between the information light and the recording reference light is formed in the information recording layer. The information recording layer is irradiated with information light and recording reference light so thatAnd at this time, the information light and the recording reference light pass through the first solid immersion lens disposed so as to face the optical information recording medium,In the information recording layer, the flat light beam fixing light for fixing the information recorded by the interference pattern is applied to the area where the interference pattern is formed. By irradiation so as to pass, a recording area in which information is recorded by an interference pattern and information is fixed is formed in a layered manner in the information recording layer, and information is recorded on the information recording layer when information is reproduced. The reproduction reference light corresponding to the reference light for irradiation is irradiated, and the reproduction light generated from the information recording layer when the reproduction reference light is irradiated is collected, and the collected reproduction light is detected.At this time, the reproduction light passes through the second solid immersion lens arranged to face the optical information recording medium. Further, the first solid immersion lens is formed so that the surface on the optical information recording medium side is a flat surface, and the surface opposite to the optical information recording medium has the information light at the position where the information light is incident. Spherical part formed in a spherical shape centered on a point with a small diameter and a spherical shape centered on the point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at the position where the recording reference light is incident The second solid immersion lens is formed so that the surface on the optical information recording medium side is flat and the surface opposite to the optical information recording medium has the most information light. It is formed in a spherical shape centered on a point having a small diameter.
[0017]
  An optical information recording apparatus according to claim 1 or a claim10In the optical information recording method described, one light beam of the information light and the recording reference light has a flat shape, and the information light and the recording reference light are in contact with the information recording layer so as to intersect within the information recording layer. In the information recording layer, a recording area in which information is recorded by an interference pattern due to interference between the information light and the recording reference light is formed in a layer shape.At this time, the information light and the recording reference light pass through a solid immersion lens arranged to face the optical information recording medium.
[0018]
  Claim6Optical information recording apparatus or claim11In the described optical information recording method, the information recording layer is irradiated with the information light and the recording reference light so that an interference pattern due to interference between the information light and the recording reference light is formed in the information recording layer, In the information recording layer, the light for fixing a flat light beam for fixing information recorded by the interference pattern to a region where the interference pattern is formed is part of the region where the interference pattern is formed. Irradiated so as to pass, a recording area in which information is recorded by an interference pattern and information is fixed is formed in a layered manner in the information recording layer.At this time, the information light and the recording reference light pass through a solid immersion lens arranged to face the optical information recording medium.
[0019]
  Claim12In the optical information recording / reproducing apparatus or the optical information recording / reproducing method according to claim 22, at the time of recording information, one of the information light and the recording reference light has a flat shape, and is formed in the information recording layer. Information light and recording reference light to intersectButIrradiated to the information recording layer, a recording area in which information is recorded by an interference pattern due to interference between the information light and the recording reference light is formed in layers in the information recording layer.The At this time, the information light and the recording reference light pass through the first solid immersion lens arranged to face the optical information recording medium. Also,At the time of information reproduction, the information recording layer is irradiated with reproduction reference light corresponding to the recording reference light at the time of recording, and reproduction light generated from the information recording layer is collected and detected.At this time, the reproduction light passes through the second solid immersion lens arranged to face the optical information recording medium.
[0020]
  Claim 17In the optical information recording / reproducing apparatus or the optical information recording / reproducing method according to claim 23, at the time of recording information, an interference pattern due to interference between the information light and the recording reference light is formed in the information recording layer. The information recording layer is irradiated with information light and recording reference light.At this time, the information light and the recording reference light pass through the first solid immersion lens arranged to face the optical information recording medium,In the information recording layer, the light for fixing a flat light beam for fixing information recorded by the interference pattern to a region where the interference pattern is formed is part of the region where the interference pattern is formed. Irradiated so as to pass through, a recording area in which information is recorded by an interference pattern and information is fixed is formed in layers in the information recording layer.The Also,At the time of information reproduction, the information recording layer is irradiated with reproduction reference light corresponding to the recording reference light at the time of recording, and reproduction light generated from the information recording layer is collected and detected.At this time, the reproduction light passes through the second solid immersion lens arranged to face the optical information recording medium.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0022]
First, the configuration of the optical information recording medium in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a pickup and an optical information recording medium in the optical information recording / reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention. The optical information recording medium 1 according to the present embodiment uses volume holography to record information by an interference pattern due to interference between information light carrying information and recording reference light, and is irradiated with reproduction reference light. The information recording layer 2 for generating reproduction light corresponding to the recorded information, the transparent substrate 3 provided on one surface side of the information recording layer 2, and the information recording layer 2 A transparent positioning layer 4 provided on the other surface side and a transparent protective layer 5 provided outside the positioning layer 4 are provided. The entire optical information recording medium 1 is formed in a disc shape.
[0023]
The information recording layer 2 is formed of a hologram material whose optical characteristics such as a refractive index, a dielectric constant, and a reflectance change according to the intensity of light when irradiated with light. As the hologram material, for example, a photopolymer HRF-600 (product name) manufactured by DuPont is used.
[0024]
The optical information recording medium 1 is provided with a plurality of address / servo areas extending linearly in the radial direction at predetermined angular intervals. This address / servo area corresponds to the positioning area in the present invention. In the optical information recording medium 1, a sector-shaped section between adjacent address / servo areas is a data area. On the surface of the positioning layer 4 in the address / servo area on the protective layer 5 side, information for performing focus servo and tracking servo by the sampled servo method and address information are recorded in advance by embossed pits or the like. Note that the focus servo can be performed based on the light irradiated from the pickup described later and reflected by the reflecting surface with the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5 as the reflecting surface. As information for performing the tracking servo, for example, a wobble pit can be used.
[0025]
Next, the configuration of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The optical information recording apparatus according to the present embodiment is included in this optical information recording / reproducing apparatus. The optical information recording / reproducing apparatus 10 includes a spindle 81 to which the optical information recording medium 1 is attached, a spindle motor 82 for rotating the spindle 81, and a spindle motor so as to keep the rotational speed of the optical information recording medium 1 at a predetermined value. And a spindle servo circuit 83 for controlling 82. The optical information recording / reproducing apparatus 10 further records information by irradiating the optical information recording medium 1 with information light and recording reference light, and irradiates the optical information recording medium 1 with reproduction reference light. Then, the pickup 11 for detecting the reproduction light and reproducing the information recorded on the optical information recording medium 1 and the light incident / exit position on the pickup 11 can be moved in the radial direction of the optical information recording medium 1 And a driving device 84. For example, the pickup 11 is formed in an arm shape in which a light incident / exit section rotates about a predetermined rotation axis. In this case, the drive device 84 is a device that rotates the pickup 11.
[0026]
The optical information recording / reproducing apparatus 10 further includes a detection circuit 85 for detecting a focus error signal FE, a tracking error signal TE, and a reproduction signal RF from the output signal of the pickup 11, and a focus error signal detected by the detection circuit 85. A focus servo circuit 86 that performs focus servo by driving an actuator in the pickup 11 and moving the objective lens in the thickness direction of the optical information recording medium 1 based on a command from the FE and a controller to be described later, and a detection circuit 85 Based on the detected tracking error signal TE, an actuator in the pickup 11 is driven to move the objective lens in the radial direction of the optical information recording medium 1 to perform tracking servo, a tracking error signal TE and a tracking error signal TE, which will be described later. You Controls the drive unit 84 based on a command from the controller and a seek control circuit 88 for controlling the seek moving the incident and exit positions of the light in the pickup 11 in the radial direction of the optical information recording medium 1.
[0027]
The optical information recording / reproducing apparatus 10 further decodes output data of a later-described CCD array in the pickup 11 to reproduce data recorded in the data area of the optical information recording medium 1 or reproduction from the detection circuit 85. A signal processing circuit 89 that reproduces a basic clock from the signal RF and discriminates an address, and a controller 90 that controls the entire optical information recording / reproducing apparatus 10 are provided. The controller 90 inputs the basic clock and address information output from the signal processing circuit 89, and controls the pickup 11, spindle servo circuit 83, seek control circuit 88, and the like. The spindle servo circuit 83 receives the basic clock output from the signal processing circuit 89.
[0028]
The detection circuit 85, focus servo circuit 86, tracking servo circuit 87, and seek control circuit 88 correspond to the position control means in the present invention.
[0029]
Next, the configuration of the pickup 11 will be described with reference to FIG. The pickup 11 is a solid immersion lens (hereinafter referred to as SIL) 12A disposed so as to face the surface of the optical information recording medium 1 on the transparent substrate 3 side when the optical information recording medium 1 is fixed to the spindle 81. And the objective lens 13A provided on the side opposite to the optical information recording medium 1 in the SIL 12A, and the surface of the optical information recording medium 1 on the protective layer 5 side when the optical information recording medium 1 is fixed to the spindle 81. The SIL 12B is disposed so as to be opposed to the SIL 12B, and the objective lens 13B is provided on the opposite side of the SIL 12B from the optical information recording medium 1. In the present embodiment, the objective lens 13A and the objective lens 13B are arranged so that their optical axes are on the same line, and these optical axes form an angle of 60 ° with respect to the surface of the optical information recording medium 1. Has been.
[0030]
The pickup 11 can further move the objective lens 13A in the optical axis direction and the radial direction of the optical information recording medium 1, and the objective lens 13B in the optical axis direction and the radial direction of the optical information recording medium 1. And an actuator 14B.
[0031]
The pickup 11 further includes a spatial light modulator 15, a beam splitter 16, a collimator lens 17, and a laser coupler 20 that are arranged in order from the objective lens 13 A side on the opposite side of the objective lens 13 A from the optical information recording medium 1. A CCD array 19 provided on the side opposite to the optical information recording medium 1 in the objective lens 13B is provided.
[0032]
The spatial light modulator 15 has a large number of pixels arranged in a grid, and selects a light transmission state (hereinafter also referred to as “on”) and a light blocking state (hereinafter also referred to as “off”) for each pixel. By doing so, the light can be spatially modulated by the light intensity. As the spatial light modulator 15, for example, a liquid crystal display element can be used. The spatial light modulator 15 is controlled by a driving circuit (not shown) under the control of the controller 90 in FIG. The CCD array 19 has a large number of pixels arranged in a grid.
[0033]
The beam splitter 16 has a semi-reflective surface 16 a disposed so that its normal direction is inclined by 45 ° with respect to the optical axis direction between the collimator lens 17 and the spatial light modulator 15. The light incident on the beam splitter 16 from the collimator lens 17 side is partly transmitted through the semi-reflective surface 16a and incident on the spatial light modulator 15, and part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 16a. It has become so.
[0034]
The pickup 11 further includes a total reflection surface 51a that is disposed in the traveling direction of the light reflected by the semi-reflection surface 16a out of the light incident on the beam splitter 16 from the collimator lens 17 side, and is parallel to the semi-reflection surface 16a. The prism 51 is arranged in the traveling direction of light reflected by the total reflection surface 51a of the prism 51, and has a total reflection surface 52a orthogonal to the total reflection surface 51a, and is reflected by the total reflection surface 52a. A convex lens 53, a concave lens 54, and a cylindrical lens 55 are provided in this order from the prism 52 side in the light traveling direction. The light emitted from the cylindrical lens 55 enters the information recording layer 2 so that the center (optical axis) is orthogonal to the center (optical axis) of the light emitted from the objective lens 13A in the information recording layer 2. It comes to be irradiated. Therefore, the light emitted from the cylindrical lens 55 is applied to the optical information recording medium 1 so as to form an angle of 30 ° with respect to the surface of the optical information recording medium 1.
[0035]
In FIG. 1, reference numeral 57 indicates the rotation direction of the optical information recording medium 1, and reference numeral 58 indicates the seek direction of the pickup 11.
[0036]
In the pickup 11 shown in FIG. 1, the laser coupler 20 emits a laser beam, and this laser beam is converted into a parallel beam by the collimator lens 17 and is incident on the beam splitter 16, and a part of the amount of light passes through the semi-reflecting surface 16a. The light is transmitted and a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 16a. The light transmitted through the semi-reflective surface 16a passes through the spatial light modulator 15, is collected by the objective lens 13A, passes through the SIL 12A, and is irradiated onto the optical information recording medium 1. This light is converged so as to have the smallest diameter on the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5.
[0037]
On the other hand, the light reflected by the semi-reflective surface 16a is sequentially reflected by the total reflection surface 51a of the prism 51 and the total reflection surface 52a of the prism 52, and sequentially passes through the convex lens 53 and the concave lens 54 to reduce the diameter of the light beam. It has become so. Light emitted from the concave lens 54 is converged into a flat light beam by the cylindrical lens 55 only in the optical axis direction of the objective lens 13A, passes through the SIL 12A, and is irradiated onto the optical information recording medium 1. ing.
[0038]
The light from the objective lens 13A side and the light from the cylindrical lens 55 side intersect in the information recording layer 2 so that the centers of the respective lights are orthogonal to each other. Further, the light from the cylindrical lens 55 side becomes the thinnest on a straight line in a direction perpendicular to the paper surface passing through the point where the center of the light from the objective lens 13A side and the center of the light from the cylindrical lens 55 side intersect. ing.
[0039]
At the time of recording information, light from the objective lens 13A side becomes information light, light from the cylindrical lens 55 side becomes recording reference light, and interference between these information light and recording reference light in the information recording layer 2 occurs. The recording area 59 in which information is recorded by the interference pattern is formed in layers. The recording area 59 has a disk-like shape formed by slicing a cone in a direction perpendicular to the central axis.
[0040]
Light traveling from the optical information recording medium 1 toward the objective lens 13 </ b> A sequentially passes through the objective lens 13 </ b> A and the spatial light modulator 15, and a part of the light amount passes through the semi-reflective surface 16 a of the beam splitter 16. The light is condensed and incident on the laser coupler 20.
[0041]
Light traveling from the optical information recording medium 1 toward the objective lens 13B is converted into a parallel light flux by the objective lens 13B and is incident on the CCD array 19. At the time of reproducing information, light from the cylindrical lens 55 side becomes reference light for reproduction, and the reproduction reference light is irradiated to the recording area 59 to generate reproduction light from the recording area 59. The light enters the CCD array 19 through the lens 13B.
[0042]
Here, the SILs 12A and 12B will be described in detail with reference to FIG. First, in the SIL 12A, the surface of the optical information recording medium 1 on the transparent substrate 3 side is formed to be a flat surface. The surface of the SIL 12A opposite to the transparent substrate 3 has two spherical portions 12Aa and 12Ab. The spherical surface portion 12Aa is formed at a position where light from the objective lens 13A side is incident, and is formed in a spherical shape centering on a point 61 where the light from the objective lens 13A side has the smallest diameter. The spherical surface portion 12Ab is formed at a position where light from the cylindrical lens 55 side is incident, and has a spherical shape centered at a point 62 where the center of the light from the objective lens 13A side and the center of the light from the cylindrical lens 55 side intersect. Is formed. The refractive index of the SIL 12A is substantially equal to the refractive index of the transparent substrate 3.
[0043]
The light from the objective lens 13A side is perpendicularly incident on the spherical surface portion 12Aa of the SIL 12A, proceeds without being refracted by the spherical surface portion 12Aa, and converges so as to have the smallest diameter at the point 61. The light from the cylindrical lens 55 side is perpendicularly incident on the spherical portion 12Ab of the SIL 12A, proceeds without being refracted by the spherical portion 12Ab, and becomes the thinnest on a straight line in a direction perpendicular to the paper surface passing through the point 62. To converge.
[0044]
In the present embodiment, since light from the objective lens 13A side and light from the cylindrical lens 55 side are incident on the optical information recording medium 1 from oblique directions, respectively, when the SIL 12A is not provided, When light passes through the optical information recording medium 1, aberration occurs in these lights. In the present embodiment, by providing the SIL 12A, the light from the objective lens 13A side and the light from the cylindrical lens 55 side are perpendicularly incident on the SIL 12A, respectively, so that the aberration of these lights can be greatly reduced. Can do.
[0045]
In the SIL 12B, the surface on the protective layer 5 side of the optical information recording medium 1 is formed as a flat surface. The surface of the SIL 12B opposite to the protective layer 5 is formed in a spherical shape centered on a point 61 where the light from the objective lens 13A side has the smallest diameter. Further, the refractive index of the SIL 12B is substantially equal to the refractive index of the protective layer 5.
[0046]
Reproduction light generated in the recording area 59 during reproduction passes through the SIL 12B and enters the objective lens 13B. Therefore, in the present embodiment, by providing the SIL 12B, the aberration of the reproduction light can be greatly reduced.
[0047]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a support mechanism for the SILs 12A and 12B. In this example, the objective lens 13 </ b> A is supported by the support member 91. A correction lens 92 for correcting optical characteristics such as aberration is provided on the SIL 12A side of the objective lens 13A as necessary, and the correction lens 92 is also supported by the support member 91. A magnet 95 that constitutes a part of the actuator 14 </ b> A is attached to the outer peripheral side of the support member 91. Around the magnet 95, a coil 96 constituting a part of the actuator 14A is provided at a predetermined interval with respect to the magnet 95. A slider 94 is attached to the support member 91 on the optical information recording medium 1 side via a suspension 93. The SIL 12A is supported by the slider 94. The slider 94 slides on the transparent substrate 3 of the optical information recording medium 1. The slider 94 is provided with an opening 94a in a portion through which light from the objective lens 13A passes, and an opening 94b in a portion through which light from the cylindrical lens 55 passes.
[0048]
On the other hand, the SIL 12B is supported by the slider 97. The slider 97 slides on the protective layer 5 of the optical information recording medium 1. The slider 97 is attached to the support member 99 via the suspension 98. Although not shown, the objective lens 13 </ b> B is attached to the support member 99. The configuration around the support member 99 is the same as the configuration around the support member 91.
[0049]
In order to make it possible to exchange the optical information recording medium 1, the support members 91 and 99 can be moved close to and away from the optical information recording medium 1 by a drive mechanism (not shown).
[0050]
FIG. 4 is a side view showing another example of the support mechanism of the SILs 12A and 12B. In this example, the SILs 12A and 12B are supported by flying head type support members 61 and 62, respectively. As the optical information recording medium 1 rotates, the support members 61 and 62 float so as to face the optical information recording medium 1 with a predetermined air gap. In this example as well, the support members 61 and 62 can be moved closer to and away from the optical information recording medium 1 by a driving mechanism (not shown) in order to allow the optical information recording medium 1 to be exchanged.
[0051]
6 is a perspective view showing a configuration of the laser coupler 20 in FIG. 1, and FIG. 7 is a side view of the laser coupler 20. As shown in FIG. As shown in these drawings, the laser coupler 20 is arranged so as to cover the semiconductor substrate 21 on which the photodetectors 25 and 26 are formed, and on the semiconductor substrate 21 so as to cover the photodetectors 25 and 26. The prism 22, the semiconductor element 23 disposed on the semiconductor substrate 21 at a position different from the position where the photodetectors 25 and 26 are formed, and the semiconductor element 23 bonded on the semiconductor substrate 21 and the semiconductor bonded on the semiconductor element 23. And a laser 24. The semiconductor laser 24 emits a front laser beam in the horizontal direction toward the prism 22 side, and emits a rear laser beam in a direction opposite to the front laser beam. A slope is formed on the side of the semiconductor laser 24 of the prism 22, and this slope reflects a part of the front laser light from the semiconductor laser 24 and emits it in a direction perpendicular to the semiconductor substrate 21, as well as optical information. A semi-reflective surface 22a that transmits part of the return light from the recording medium 1 is formed. Further, the upper surface of the prism 22 is a total reflection surface 22b that totally reflects the light passing through the prism 22 as shown in FIG. The semiconductor element 23 is formed with a photodetector 27 that receives the backward laser light from the semiconductor laser 24. The output signal of the photodetector 27 is used for automatically adjusting the output of the semiconductor laser 24. Various amplifiers and other electronic components are built in the semiconductor substrate 21. The semiconductor element 23 incorporates an electronic component such as an amplifier that drives the semiconductor laser 24.
[0052]
In the laser coupler 20 shown in FIGS. 6 and 7, a part of the forward laser light from the semiconductor laser 24 is reflected by the semi-reflecting surface 22a of the prism 22 and enters the collimator lens 17 in FIG. ing. Further, a part of the return light from the optical information recording medium 1 collected by the collimator lens 17 is transmitted through the semi-reflective surface 22a of the prism 22, guided into the prism 22, and directed toward the photodetector 25. ing. A semi-reflective film is formed on the photodetector 25, and part of the light guided into the prism 22 passes through the semi-reflective film on the photodetector 25 and enters the photo detector 25, and the remaining part of the light is detected by the photo detector. The light is reflected by the semi-reflective film 25 and further reflected by the total reflection surface 22 b of the prism 22 so as to enter the photodetector 26.
[0053]
Here, as shown in FIG. 7, the light guided into the prism 22 is converged so as to once become the smallest diameter in the middle of the optical path between the photodetectors 25 and 26. In the focused state where the light from the laser coupler 20 converges to have the smallest diameter on the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5 in the optical information recording medium 1, the diameter of the incident light with respect to the photodetectors 25 and 26. Are equal to each other, and the diameters of incident light with respect to the photodetectors 25 and 26 are different when they are out of focus. Since the changes in the diameter of the incident light with respect to the photodetectors 25 and 26 are opposite to each other, the focus error signal can be obtained by detecting a signal corresponding to the change in the diameter of the incident light with respect to the photodetectors 25 and 26. As shown in FIG. 6, each of the photodetectors 25 and 26 has a light receiving portion divided into three. The light receiving portions in the photo detector 25 are denoted by A1, C1, B1, and the light receiving portions in the photo detector 26 are denoted by A2, C2, B2. C1 and C2 are light receiving portions in the central part between A1 and B1 and between A2 and B2, respectively. Further, the dividing line between the light receiving portions is arranged to be parallel to the direction corresponding to the track direction in the optical information recording medium 1. Therefore, a tracking error signal can be obtained by the push-pull method from the difference in output between the light receiving portions A1 and B1 and between A2 and B2.
[0054]
The output of the semiconductor laser 24 in the laser coupler 20 is controlled by a drive circuit (not shown) under the control of the controller 90 in FIG.
[0055]
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a detection circuit 85 for detecting a focus error signal, a tracking error signal, and a reproduction signal based on the outputs of the photodetectors 25 and 26. The detection circuit 85 includes an adder 31 that adds the outputs of the light receiving portions A1 and B1 of the photodetector 25, a gain adjustment amplifier 32 that adjusts the gain of the output of the adder 31, and an output of the light receiving portion C1 of the photodetector 25. A gain adjusting amplifier 33 for adjusting the gain of the signal, a subtractor 34 for calculating a difference between the output of the gain adjusting amplifier 32 and the output of the gain adjusting amplifier 33, and an addition for adding the outputs of the light receiving portions A2 and B2 of the photodetector 26. 35, a gain adjustment amplifier 36 for adjusting the gain of the output of the adder 35, a gain adjustment amplifier 37 for adjusting the gain of the output of the light receiving unit C2 of the photodetector 26, and the output of the gain adjustment amplifier 36 and the gain adjustment amplifier. The subtractor 38 for calculating the difference from the output of 37 and the difference between the output of the subtractor 34 and the output of the subtractor 38 are calculated to generate the focus error signal FE. And a subtracter 39 for.
[0056]
The detection circuit 85 further calculates the difference between the output of the light receiving unit A1 of the photodetector 25 and the output of the light receiving unit B1, and the difference between the output of the light receiving unit A2 of the photodetector 26 and the output of the light receiving unit B2. A subtractor 41 for calculating, and a subtractor 42 for calculating a difference between the output of the subtractor 40 and the output of the subtractor 41 to generate a tracking error signal TE are provided. The detection circuit 85 further includes an adder 43 that adds the output of the adder 31 and the output of the light receiving unit C1, an adder 44 that adds the output of the adder 35 and the output of the light receiving unit C2, and an adder 43. And an adder 45 for adding the output of the adder 44 and generating the reproduction signal RF.
[0057]
In the present embodiment, the reproduction signal RF is a signal obtained by reproducing information recorded in the address / servo area in the optical information recording medium 1. The signal processing circuit 89 is configured to synchronize the phase of the basic clock with the phase of the reproduction signal RF by a PLL (phase synchronization loop) circuit.
[0058]
Next, the operation of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment will be described in order for the servo, the recording, and the reproduction. The following description also serves as an explanation of the optical information recording method and the optical information recording / reproducing method according to the present embodiment. Note that the optical information recording medium 1 is controlled by the spindle motor 82 so as to maintain a specified rotational speed at any time of servo, recording, and reproduction.
[0059]
First, the operation during servo will be described. During servo operation, all the pixels of the spatial light modulator 15 are turned on. The output of the emitted light from the laser coupler 20 is set to a low output for reproduction. The controller 90 predicts the timing at which the emitted light from the objective lens 13A passes through the address / servo area based on the basic clock reproduced from the reproduced signal RF, and the emitted light from the objective lens 13A determines the address / servo area. Use the above settings while passing.
[0060]
During servo, the laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 17 and is incident on the beam splitter 16, a part of the light quantity is transmitted through the semi-reflective surface 16a, and a part of the light quantity is semi-reflected. Reflected by the surface 16a. The light transmitted through the semi-reflective surface 16a passes through the spatial light modulator 15, is collected by the objective lens 13A, passes through the SIL 12A, and is irradiated onto the optical information recording medium 1. This light converges so as to have the smallest diameter on the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5 and is reflected by the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5. It is modulated by the pits and returns to the objective lens 13A side. This return light is converted into a parallel light beam by the objective lens 13A, passes through the spatial light modulator 15, enters the beam splitter 16, and a part of the light amount passes through the semi-reflective surface 16a. The return light transmitted through the semi-reflecting surface 16a is collected by the collimator lens 17, enters the laser coupler 20, and is detected by the photodetectors 25 and 26. Based on the outputs of the photodetectors 25 and 26, the detection circuit 85 shown in FIG. 8 generates a focus error signal FE, a tracking error signal TE, and a reproduction signal RF. Based on these signals, focus servo and The tracking servo is performed, and the basic clock is reproduced and the address is discriminated.
[0061]
In the present embodiment, the actuators 14A and 14B are arranged on the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5 so that the convergence positions of light passing through the objective lenses 13A and 13B (positions where the light flux has the smallest diameter) are both. The focus servo circuit 86 is controlled so as to be linked to each other.
[0062]
Next, the operation during recording will be described. At the time of recording, the spatial light modulator 15 is selected to be on or off for each pixel according to the information to be recorded. The output of the emitted light from the laser coupler 20 is pulsed to a high output for recording based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF. The controller 90 predicts the timing at which the emitted light from the objective lens 13A passes through the data area based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF, and while the emitted light from the objective lens 13A passes through the data area, Set as above. While the light emitted from the objective lens 13A passes through the data area, focus servo and tracking servo are not performed, and the objective lenses 13A and 13B are fixed.
[0063]
At the time of recording, the laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 17 and is incident on the beam splitter 16, a part of the light amount is transmitted through the semi-reflective surface 16a, and a part of the light amount is semi-reflected. Reflected by the surface 16a. The light transmitted through the semi-reflective surface 16a passes through the spatial light modulator 15, and is spatially modulated according to information to be recorded to become information light. This information light is collected by the objective lens 13A, passes through the SIL 12A, and is irradiated onto the optical information recording medium 1. The information light is applied to the optical information recording medium 1 so that the center thereof forms an angle of 60 ° with the surface of the optical information recording medium 1.
[0064]
On the other hand, the light reflected by the semi-reflective surface 16a becomes recording reference light, which is sequentially reflected by the total reflection surface 51a of the prism 51 and the total reflection surface 52a of the prism 52, and passes through the convex lens 53 and the concave lens 54 in order. The diameter of the optical information recording medium 1 is reduced, and the cylindrical lens 55 converges only in the optical axis direction of the objective lens 13A to form a flat light beam, passes through the SIL 12A, and is irradiated onto the optical information recording medium 1. The recording reference light is applied to the optical information recording medium 1 so that the center thereof forms an angle of 30 ° with the surface of the optical information recording medium 1.
[0065]
The information light from the objective lens 13A side and the recording reference light from the cylindrical lens 55 side intersect in the information recording layer 2 so that the centers of the respective lights are orthogonal to each other. Then, when the information light and the recording reference light intersect, an interference pattern due to interference of these lights is formed, and when the output of the emitted light from the laser coupler 20 becomes high output, the information light and the recording light are recorded. The interference pattern by the reference light for recording is recorded in the information recording layer 2 in a volume, and a recording region 59 made of a transmission type (Fresnel type) volume hologram is formed in layers. The recording area 59 has a disk shape.
[0066]
FIG. 9 conceptually shows the recording area 59 formed in the information recording layer 2 of the optical information recording medium 1. In this figure, reference numeral 63 denotes an address / servo area, and reference numeral 64 denotes a data area. Reference numeral 65 denotes a track. In the example shown in FIG. 9, five recording areas 59 are formed at equal intervals in the data area 64 between two adjacent address / servo areas 63. An emboss pit 66 is formed in the address / servo area 63. In FIG. 9, the recording area 59 and the embossed pit 66 are shown to be considerably larger than actual.
[0067]
FIG. 10 shows a recording area 59 in the information recording layer 2 of the optical information recording medium 1. This figure shows a cross section of the information recording layer 2 along the radial direction of the optical information recording medium 1. As shown in this figure, a plurality of layered recording regions 59 are formed in the information recording layer 2 so as to be laminated. Each recording area 59 is formed such that the normal direction thereof is inclined by 30 ° with respect to the normal direction of the information recording layer 2.
[0068]
In the present embodiment, the positions of the information light and the recording reference light with respect to the optical information recording medium 1 are controlled so that a plurality of recording regions 59 are formed in the information recording layer 2 without overlapping each other. To.
[0069]
Next, the operation during reproduction will be described. At the time of reproduction, all pixels of the spatial light modulator 15 are turned off. Further, the output of the emitted light from the laser coupler 20 is set to a low output for reproduction. The controller 90 predicts the timing at which the emitted light from the objective lens 13A passes through the data area based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF, and while the emitted light from the objective lens 13A passes through the data area, Set as above. While the light emitted from the objective lens 13A passes through the data area, focus servo and tracking servo are not performed, and the objective lenses 13A and 13B are fixed.
[0070]
At the time of reproduction, the laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 17 and is incident on the beam splitter 16, a part of the light quantity is transmitted through the semi-reflecting surface 16a, and a part of the light quantity is semi-reflected. Reflected by the surface 16a. The light transmitted through the semi-reflective surface 16 a is blocked by the spatial light modulator 15. On the other hand, the light reflected by the semi-reflective surface 16a becomes reproduction reference light corresponding to the recording reference light, and is sequentially reflected by the total reflection surface 51a of the prism 51 and the total reflection surface 52a of the prism 52, and the convex lens 53 and the concave lens. 54 passes through 54 in order, and the diameter of the light beam is reduced. The cylindrical lens 55 converges only in the optical axis direction of the objective lens 13A to form a flat light beam, passes through the SIL 12A, and enters the optical information recording medium 1. Irradiated.
[0071]
When reproduction reference light is irradiated to the recording area 59 in the information recording layer 2, reproduction light is generated from the recording area 59. The reproduction light is converged so as to have the smallest diameter on the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5, and then emitted from the protective layer 5 side to the outside of the optical information recording medium 1 while diffusing. The reproduction light passes through the SIL 12B, enters the CCD array 19 through the objective lens 13B. Thus, on the CCD array 19, only the portion corresponding to the pixel that was turned on in the spatial light modulator 15 at the time of recording is illuminated brightly, the two-dimensional pattern is detected by the CCD array 19, and information is reproduced. Is called.
[0072]
During reproduction, the reproduction reference light may be continuously emitted to the optical information recording medium 1 or may be emitted intermittently in accordance with the timing when the recording area 59 passes. . In this case, the timing of irradiating the reference light for reproduction is the same as the timing of setting the output of the emitted light of the laser coupler 20 to a high output during recording, and is determined based on the basic clock. As described above, when the reproduction reference light is intermittently irradiated, the SN ratio can be improved and the temperature increase of the optical information recording medium 1 can be suppressed as compared with the case of continuous irradiation. it can.
[0073]
When a two-dimensional pattern of reproduction light is detected by the CCD array 19, it is necessary to accurately position the reproduction light and the CCD array 19 or to recognize a reference position in the reproduction light pattern from the detection data of the CCD array 19. There is. In the present embodiment, the latter is adopted. Here, with reference to FIG. 11 and FIG. 12, a method of recognizing the reference position in the reproduction light pattern from the detection data of the CCD array 19 will be described. As shown in FIG. 11, the aperture in the pickup 11 is divided into a plurality of pixels 72 by the spatial light modulator 15. This pixel 72 is the minimum unit of two-dimensional pattern data. In this embodiment, two pixels represent 1-bit digital data “0” or “1”, and one of the two pixels corresponding to 1-bit information is turned on and the other is turned off. When the two pixels are both on or off, error data is obtained. Thus, expressing 1-bit digital data with two pixels has an advantage that the detection accuracy of data can be increased by differential detection. FIG. 12A shows a set 73 of two pixels corresponding to 1-bit digital data. Hereinafter, an area where the set 73 exists is referred to as a data area. In the present embodiment, reference position information indicating the reference position in the reproduction light pattern is included in the information light by using the fact that error data is obtained when both of the two pixels are on or off. . That is, as shown in FIG. 12B, error data is intentionally arranged in a predetermined pattern in a two-character wide area 74 passing through the center of the aperture. Hereinafter, this error data pattern is referred to as a tracking pixel pattern. This tracking pixel pattern becomes reference position information. In FIG. 12B, reference numeral 75 denotes an on pixel, and reference numeral 76 denotes an off pixel. Further, the area 77 of the four pixels in the central portion is always turned off.
[0074]
When the tracking pixel pattern and the pattern corresponding to the data to be recorded are combined, a two-dimensional pattern as shown in FIG. In the present embodiment, among the regions other than the data region, the upper half in the drawing is turned off and the lower half is turned on, and the pixels in the data region that are in contact with the region other than the data region are other than the data region. If the area opposite to the area, that is, the area other than the data area is off, the area is on. This makes it possible to more clearly detect the boundary portion of the data area from the detection data of the CCD array 19.
[0075]
At the time of recording, an interference pattern between the information light spatially modulated according to the two-dimensional pattern as shown in FIG. 13A and the recording reference light is recorded on the information recording layer 2. As shown in FIG. 13B, the reproduction light pattern obtained at the time of reproduction has a lower contrast and a lower SN ratio than at the time of recording. At the time of reproduction, the CCD array 19 detects the reproduction light pattern as shown in FIG. 13B and discriminates the data. At this time, the tracking pixel pattern is recognized, and the position is used as a reference position for data. Is determined.
[0076]
FIG. 14A conceptually shows the contents of data determined from the reproduction light pattern. In the figure, each area marked with a symbol such as A-1-1 represents 1-bit data. In the present embodiment, the data area is divided into four areas 78A, 78B, 78C, and 78D by dividing the data area into a cross-character area 74 in which a tracking pixel pattern is recorded. Then, as shown in FIG. 14B, the diagonal regions 78A and 78C are combined to form a rectangular region, and the diagonal regions 78B and 78D are combined to form a rectangular region. An ECC table is formed by arranging two rectangular areas vertically. The ECC table is a data table formed by adding an error correction code (ECC) such as a CRC (cyclic redundancy check) code to data to be recorded. FIG. 14B shows an example of an ECC table of n rows and m columns, and other arrangements can be designed freely. Further, the data array shown in FIG. 14A uses a part of the ECC table shown in FIG. 14B, and among the ECC tables shown in FIG. The portion not used in the data array shown in 14 (a) is set to a constant value regardless of the data contents. At the time of recording, the ECC table as shown in FIG. 14B is decomposed into four areas 78A, 78B, 78C and 78D and recorded on the optical information recording medium 1 as shown in FIG. Sometimes, the data of the arrangement as shown in FIG. 14A is detected, rearranged to reproduce the ECC table as shown in FIG. 14B, and error correction is performed based on this ECC table. To play back the data.
[0077]
The reference position (tracking pixel pattern) in the reproduction light pattern as described above and error correction are performed by the signal processing circuit 89 in FIG.
[0078]
As described above, according to the optical information recording / reproducing apparatus 10 according to the present embodiment, since the layered recording area 59 is formed in the information recording layer 2 of the optical information recording medium 1, information recording is performed. Information can be recorded at a higher density than when a block-shaped recording area is formed in a layer. Also, according to the present embodiment, information can be recorded at a high density without performing multiple recording, so that each information can be easily separated while realizing a high information density. become.
[0079]
Further, according to the optical information recording / reproducing apparatus 10 according to the present embodiment, the positions of the information light, the recording reference light, and the reproduction reference light are controlled using the information recorded in the positioning layer 3. Therefore, the positioning of these lights can be performed with high accuracy. As a result, the removability is good, the random access is facilitated, and the recording capacity and the transfer rate can be increased.
[0080]
Further, according to the optical information recording / reproducing apparatus 10 according to the present embodiment, the information recording layer 2 is irradiated with the information light and the recording reference light so that their centers are orthogonal to each other. The pitch of the interference fringes can be reduced, and higher density recording can be performed.
[0081]
Further, according to the optical information recording / reproducing apparatus 10 according to the present embodiment, the SIL 12A through which the information light, the recording reference light and the reproduction reference light pass and the SIL 12B through which the reproduction light passes are provided. Aberrations generated in the recording reference light, the reproduction reference light, and the reproduction light can be greatly reduced.
[0082]
Further, according to the present embodiment, the reference position information indicating the reference position in the reproduction light pattern is included in the information light, so that the reproduction light pattern can be easily recognized.
[0083]
Hereinafter, some modified examples in the present embodiment will be described. First, in the above-described embodiment, an example in which address information or the like is recorded in advance on the positioning layer 4 in the address / servo area by embossed pits is described. However, an optical information recording medium that does not have the positioning layer 4 including embossed pits. Is used to selectively irradiate a portion of the information recording layer 2 close to one surface of the information recording layer 2 with high-power laser light in the address / servo area and select the refractive index of that portion. The address information or the like may be recorded and the formatting may be performed by changing the data.
[0084]
In addition, instead of recording address information or the like in the address / servo area of the optical information recording medium 1 by embossed pits, the address information of a predetermined pattern is previously recorded in the same manner as recording using holography in the data area. Etc. may be recorded as a hologram. FIG. 15 conceptually shows the optical information recording medium 1 in which the hologram 67 representing the address information or the like is recorded in the address / servo area 63 as described above.
[0085]
As described above, when the hologram 67 representing the address information or the like is recorded in the address / servo area 63, the pickup 11 is kept in the same state as during reproduction during servo, and the pattern of the reproduction light generated from the hologram 67 is changed. Detection is performed by the CCD array 19. In this case, the basic clock and address can be obtained directly from the detection data of the CCD array 19. The tracking error signal can be obtained from information on the position of the reproduction light pattern on the CCD array 19. The focus servo can be performed by driving the objective lenses 13A and 13B so that the contrast of the reproduction pattern on the CCD array 19 is maximized. Further, during reproduction, the focus servo can be performed by driving the objective lenses 13A and 13B so that the contrast of the reproduction pattern on the CCD array 19 is maximized.
[0086]
As described above, when address information or the like is recorded as the hologram 67, it is necessary to quickly process the reproduction light from the hologram 67. Therefore, instead of the CCD array 19, a MOS type solid-state imaging device is used. A smart optical sensor in which a signal processing circuit is integrated on one chip (for example, refer to the document “O plus E, September 1996, No. 202, pages 93 to 99”) may be used. Since this smart optical sensor has a high transfer rate and a high-speed calculation function, it is possible to perform high-speed reproduction by using this smart optical sensor, for example, reproduction at a transfer rate on the order of G bits / second. Is possible.
[0087]
Further, an optical information recording medium in which the hologram 67 representing address information or the like is not recorded in advance may be used for formatting the hologram 67 representing address information or the like on the optical information recording medium.
[0088]
In the embodiment, as shown in FIG. 1, the information light emitting portion (objective lens 13A) and the recording reference light emitting portion (cylindrical lens 55) are arranged along the seek direction 58. As shown in FIG. 16, the information light emitting portion (objective lens 13 </ b> A) and the recording reference light emitting portion (cylindrical lens 55) may be arranged along the track direction 68. In this case, in the cross section along the track direction 68 in the information recording layer 2, the recording area 59 is arranged as shown in FIG.
[0089]
In the embodiment, as shown in FIG. 1, the center of the information light forms an angle of 60 ° with respect to the surface of the optical information recording medium 1, and the center of the recording reference light is the center of the optical information recording medium 1. Although the example in which the information light and the recording reference light are irradiated onto the optical information recording medium 1 so as to form an angle of 30 ° with respect to the surface has been given, the center of the information light and the center of the recording reference light are optical information recording The angle formed with respect to the surface of the medium 1 is not limited to the above example. FIG. 17 shows another example in which the center of the information light forms an angle of 45 ° with respect to the surface of the optical information recording medium 1, and the center of the recording reference light 90 ° with respect to the surface of the optical information recording medium 1. 2 shows a configuration of a pickup 70 that irradiates the optical information recording medium 1 with the information light and the recording reference light so as to form the angle. In the pickup 70 shown in this figure, the objective lens 13A and the objective lens 13B have their optical axes on the same line, and these optical axes form an angle of 45 ° with the surface of the optical information recording medium 1. Are arranged as follows. In the pickup 70, the convex lens 53, the concave lens 54, and the cylindrical lens 55 are arranged so that their optical axes are perpendicular to the surface of the optical information recording medium 1. Further, in the pickup 70, a mirror 71 is provided instead of the prisms 51 and 52 in FIG. 1, and the light reflected by the semi-reflective surface 16a of the beam splitter 16 is totally reflected by the mirror 71 and guided to the convex lens 53. I have to. Other configurations of the pickup 70 are the same as those of the pickup 11 shown in FIG.
[0090]
When the pickup 70 shown in FIG. 17 is used, a layered recording area 59 is formed in the information recording layer 2 perpendicular to the surface of the optical information recording medium 1.
[0091]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The present embodiment is an example in which a reflection hologram is formed. In this embodiment, the same optical information recording medium 1 as that in the first embodiment is used. The overall configuration of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment is the same as that shown in FIG. 5 except that the configuration of the pickup is different.
[0092]
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a configuration of a pickup in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment. Hereinafter, the same members as those in the pickup shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The pickup 111 in the present embodiment includes a SIL 12A arranged so as to face the surface of the optical information recording medium 1 on the transparent substrate 3 side when the optical information recording medium 1 is fixed to the spindle 81, and the light in the SIL 12A. The objective lens 113A provided on the opposite side of the information recording medium 1 and the optical information recording medium 1 are fixed so as to face the surface of the optical information recording medium 1 on the protective layer 5 side when the optical information recording medium 1 is fixed to the spindle 81. The SIL 12B and an objective lens 113B provided on the opposite side of the SIL 12B from the optical information recording medium 1 are provided. In the present embodiment, the objective lens 113A and the objective lens 113B are arranged so that their optical axes are on the same line, and these optical axes form an angle of 60 ° with respect to the surface of the optical information recording medium 1. Has been.
[0093]
The pickup 111 can further move the objective lens 113A in the optical axis direction and the radial direction of the optical information recording medium 1, and the objective lens 113B in the optical axis direction and the radial direction of the optical information recording medium 1. And an actuator 114B.
[0094]
The pickup 111 further includes a spatial light modulator 15, a beam splitter 116, a collimator lens 17, and a laser coupler 20 that are arranged in order from the objective lens 113 B side on the opposite side of the objective lens 113 B from the optical information recording medium 1. A CCD array 19 provided on the side opposite to the optical information recording medium 1 in the objective lens 113A is provided.
[0095]
The beam splitter 116 has a semi-reflective surface 116 a disposed so that its normal direction is inclined by 45 ° with respect to the optical axis direction between the collimator lens 17 and the spatial light modulator 15. The light incident on the beam splitter 116 from the collimator lens 17 side is partly transmitted through the semi-reflective surface 116a and incident on the spatial light modulator 15, and part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 116a. It has become so.
[0096]
The pickup 111 further includes a total reflection surface 121a that is disposed in the traveling direction of the light reflected by the semi-reflective surface 116a out of the light incident on the beam splitter 116 from the collimator lens 17 side, and is parallel to the semi-reflective surface 116a. Reflected by the prism 121, the prism 122 having the total reflection surface 122a disposed in the traveling direction of the light reflected by the total reflection surface 121a of the prism 121, and orthogonal to the total reflection surface 121a, and the total reflection surface 122a. A convex lens 53, a concave lens 54, and a cylindrical lens 55 are provided in this order from the prism 122 side in the light traveling direction. The light emitted from the cylindrical lens 55 enters the information recording layer 2 so that the center (optical axis) of the light is orthogonal to the center (optical axis) of the light emitted from the objective lens 113B in the information recording layer 2. It comes to be irradiated. Therefore, the light emitted from the cylindrical lens 55 is applied to the optical information recording medium 1 so as to form an angle of 30 ° with respect to the surface of the optical information recording medium 1.
[0097]
In the pickup 111 in the present embodiment, the laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 17 and is incident on the beam splitter 116, and a part of the light amount is transmitted through the semi-reflecting surface 116a. Is reflected by the semi-reflective surface 116a. The light transmitted through the semi-reflective surface 116a passes through the spatial light modulator 15, is collected by the objective lens 113B, passes through the SIL 12B, and is irradiated onto the optical information recording medium 1. This light is converged so as to have the smallest diameter on the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5.
[0098]
On the other hand, the light reflected by the semi-reflective surface 116a is sequentially reflected by the total reflection surface 121a of the prism 121 and the total reflection surface 122a of the prism 122, and sequentially passes through the convex lens 53 and the concave lens 54 to reduce the diameter of the light beam. It has become so. The light emitted from the concave lens 54 is converged into a flat light beam by the cylindrical lens 55 only in the optical axis direction of the objective lens 113B, passes through the spherical portion 12Ab of the SIL 12A, and is irradiated onto the optical information recording medium 1. It has become so.
[0099]
The light from the objective lens 113B side and the light from the cylindrical lens 55 side intersect within the information recording layer 2 so that the centers of the respective lights are orthogonal to each other. Further, the light from the cylindrical lens 55 side becomes the thinnest on a straight line in a direction perpendicular to the paper surface passing through the point where the center of the light from the objective lens 113B side and the center of the light from the cylindrical lens 55 side intersect. ing.
[0100]
At the time of recording information, the light from the objective lens 113B side becomes information light, the light from the cylindrical lens 55 side becomes recording reference light, and the information recording layer 2 interferes with these information light and recording reference light. The recording area 123 in which information is recorded by the interference pattern is formed in layers. This recording area 123 has a disk-like shape formed by slicing a cone in a direction perpendicular to the central axis thereof, like the recording area 59 in the first embodiment.
[0101]
The light traveling from the optical information recording medium 1 toward the objective lens 113B passes through the objective lens 113B and the spatial light modulator 15 in order, and a part of the light amount passes through the semi-reflective surface 116a of the beam splitter 116, and is collimated by the collimator lens 17. The light is condensed and incident on the laser coupler 20.
[0102]
The light traveling from the optical information recording medium 1 toward the objective lens 113 </ b> A passes through the spherical surface portion 12 </ b> Aa of the SIL 12 </ b> A, becomes a parallel light beam by the objective lens 113 </ b> A, and enters the CCD array 19. At the time of information reproduction, light from the cylindrical lens 55 side becomes reproduction reference light, and the reproduction reference light is irradiated onto the recording area 123, whereby reproduction light is generated from the recording area 123. The light enters the CCD array 19 through the lens 113A.
[0103]
Next, the operation of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment will be described in order for the servo, the recording, and the reproduction.
[0104]
First, the operation during servo will be described. During servo operation, all the pixels of the spatial light modulator 15 are turned on. The output of the emitted light from the laser coupler 20 is set to a low output for reproduction. The controller 90 predicts the timing at which the emitted light from the objective lens 113B passes through the address / servo area based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF, and the emitted light from the objective lens 113B passes through the address / servo area. Use the above settings while passing.
[0105]
At the time of servo, the laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 17 and is incident on the beam splitter 116. A part of the light amount is transmitted through the semi-reflective surface 116a, and a part of the light amount is semi-reflected. Reflected by the surface 116a. The light transmitted through the semi-reflective surface 116a passes through the spatial light modulator 15, is collected by the objective lens 113B, passes through the SIL 12B, and is irradiated onto the optical information recording medium 1. This light converges so as to have the smallest diameter on the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5 and is reflected by the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5. It is modulated by the pits and returns to the objective lens 113B side. This return light is converted into a parallel light beam by the objective lens 113B, passes through the spatial light modulator 15, enters the beam splitter 116, and a part of the light amount passes through the semi-reflecting surface 116a. The return light transmitted through the semi-reflective surface 116 a is collected by the collimator lens 17, enters the laser coupler 20, and is detected by the photodetectors 25 and 26. Based on the outputs of the photodetectors 25 and 26, the detection circuit 85 shown in FIG. 8 generates a focus error signal FE, a tracking error signal TE, and a reproduction signal RF. Based on these signals, focus servo and The tracking servo is performed, and the basic clock is reproduced and the address is discriminated.
[0106]
In the present embodiment, the actuators 114A and 114B are arranged such that the convergence positions of light passing through the objective lenses 113A and 113B (positions where the light beam has the smallest diameter) are both on the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5. The focus servo circuit 86 is controlled so as to be linked to each other.
[0107]
Next, the operation during recording will be described. At the time of recording, the spatial light modulator 15 is selected to be on or off for each pixel according to the information to be recorded. The output of the emitted light from the laser coupler 20 is pulsed to a high output for recording based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF. The controller 90 predicts the timing at which the emitted light from the objective lens 113B passes through the data area based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF, and while the emitted light from the objective lens 113B passes through the data area, Set as above. While the light emitted from the objective lens 113B passes through the data area, focus servo and tracking servo are not performed, and the objective lenses 113A and 113B are fixed.
[0108]
At the time of recording, the laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 17 and is incident on the beam splitter 116. A part of the light amount is transmitted through the semi-reflective surface 116a, and a part of the light amount is semi-reflected. Reflected by the surface 116a. The light transmitted through the semi-reflective surface 116a passes through the spatial light modulator 15 and is spatially modulated according to information to be recorded to become information light. This information light is collected by the objective lens 113B, passes through the SIL 12B, and is irradiated onto the optical information recording medium 1. The information light is applied to the optical information recording medium 1 so that the center thereof forms an angle of 60 ° with the surface of the optical information recording medium 1.
[0109]
On the other hand, the light reflected by the semi-reflective surface 116a becomes recording reference light, and is sequentially reflected by the total reflection surface 121a of the prism 121 and the total reflection surface 122a of the prism 122, and passes through the convex lens 53 and the concave lens 54 in order. Is reduced by the cylindrical lens 55 so as to be converged only in the direction of the optical axis of the objective lens 113B into a flat light beam, and passes through the spherical portion 12Ab of the SIL 12A and is irradiated onto the optical information recording medium 1. . The recording reference light is applied to the optical information recording medium 1 so that the center thereof forms an angle of 30 ° with the surface of the optical information recording medium 1.
[0110]
The information light from the objective lens 113B side and the recording reference light from the cylindrical lens 55 side intersect in the information recording layer 2 so that the centers of the respective lights are orthogonal to each other. Then, when the information light and the recording reference light intersect, an interference pattern due to interference of these lights is formed, and when the output of the emitted light from the laser coupler 20 becomes high output, the information light and the recording light are recorded. The interference pattern by the reference light for recording is volume-recorded in the information recording layer 2, and a recording region 123 formed of a reflection type (Lippmann type) volume hologram is formed in a layer shape. The recording area 123 has a disk shape.
[0111]
In the present embodiment, the positions of the information light and the recording reference light with respect to the optical information recording medium 1 are controlled so that a plurality of recording regions 123 are formed in the information recording layer 2 without overlapping each other. To. The state of the recording area 123 in the information recording layer 2 of the optical information recording medium 1 is the same as that of the recording area 59 in the first embodiment shown in FIGS.
[0112]
Next, the operation during reproduction will be described. At the time of reproduction, all pixels of the spatial light modulator 15 are turned off. Further, the output of the emitted light from the laser coupler 20 is set to a low output for reproduction. The controller 90 predicts the timing at which the emitted light from the objective lens 113B passes through the data area based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF, and while the emitted light from the objective lens 113B passes through the data area, Set as above. While the light emitted from the objective lens 113B passes through the data area, focus servo and tracking servo are not performed, and the objective lenses 113A and 113B are fixed.
[0113]
At the time of reproduction, the laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 17 and is incident on the beam splitter 116, a part of the light amount is transmitted through the semi-reflecting surface 116a, and a part of the light amount is semi-reflected. Reflected by the surface 116a. The light transmitted through the semi-reflective surface 116 a is blocked by the spatial light modulator 15. On the other hand, the light reflected by the semi-reflective surface 116a becomes reproduction reference light corresponding to the recording reference light, and is sequentially reflected by the total reflection surface 121a of the prism 121 and the total reflection surface 122a of the prism 122, and the convex lens 53 and the concave lens. 54, the diameter of the light beam is reduced in order, and the cylindrical lens 55 converges only in the optical axis direction of the objective lens 113B to form a flat light beam. The recording medium 1 is irradiated.
[0114]
When the recording area 123 in the information recording layer 2 is irradiated with reproduction reference light, reproduction light is generated from the recording area 123. The reproduction light is emitted from the transparent substrate 3 side to the outside of the optical information recording medium 1 while diffusing. The reproduction light passes through the spherical surface portion 12Aa of the SIL 12A, enters the CCD array 19 through the objective lens 113A. Thus, on the CCD array 19, only the portion corresponding to the pixel that was turned on in the spatial light modulator 15 at the time of recording is illuminated brightly, the two-dimensional pattern is detected by the CCD array 19, and information is reproduced. Is called.
[0115]
Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
[0116]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The overall configuration of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment is the same as that of FIG. 5 except that the configuration of the pickup is different. The structure of the optical information recording medium 1 in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, but the refractive index of the information recording layer 2 is changed by irradiation with two lights having different wavelengths. A material made of a material is used.
[0117]
19 and 20 are explanatory diagrams showing the configuration of the pickup in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment. Hereinafter, the same members as those in the pickup shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The pickup 211 in the present embodiment includes an SIL 12A disposed so as to face the surface of the optical information recording medium 1 on the transparent substrate 3 side when the optical information recording medium 1 is fixed to the spindle 81, and the light in the SIL 12A. The objective lens 212A provided on the side opposite to the information recording medium 1 and the optical information recording medium 1 are fixed so as to face the surface on the protective layer 5 side of the optical information recording medium 1 when the optical information recording medium 1 is fixed to the spindle 81. The SIL 12B and an objective lens 212B provided on the opposite side of the SIL 12B from the optical information recording medium 1 are provided. In the present embodiment, the objective lens 212A and the objective lens 212B are arranged so that their optical axes are on the same line, and these optical axes form an angle of 60 ° with respect to the surface of the optical information recording medium 1. Has been.
[0118]
The pickup 211 can further move the objective lens 212A in the optical axis direction and the radial direction of the optical information recording medium 1, and the objective lens 212B in the optical axis direction and the radial direction of the optical information recording medium 1. And an actuator 213B.
[0119]
The pickup 211 further includes a two-divided optical rotatory plate 214A, prism blocks 222 and 223, a spatial light modulator 216, a collimator, which are arranged in order from the objective lens 212A side on the opposite side of the objective lens 212A from the optical information recording medium 1. A lens 217 and a laser coupler 20 are provided. A convex lens 224 is disposed between the prism blocks 222 and 223.
[0120]
The pickup 211 further includes a two-part optical rotatory plate 214C, prism blocks 215 and 216, and a CCD array 219B disposed in order from the objective lens 212B side on the side opposite to the optical information recording medium 1 in the objective lens 212B. . A half-wave plate 227 and a convex lens 228 are disposed between the prism blocks 225 and 226. A CCD array 219A is disposed on the side of the prism block 226.
[0121]
The two-split optical rotation plates 214A and 214C are optical rotation plates 214AR and 214CR disposed in the upper portion of the optical axis in FIGS. 19 and 20, respectively, and optical rotations disposed in the lower portion of the optical axis in FIGS. It has plates 214AL and 214CL. Each of the optical rotation plates 214AR, 214CR, 214AL, and 214CL is configured, for example, by enclosing a liquid crystal between two transparent electrode substrates. The optical rotatory plate 214AR rotates the polarization direction of incident light by −45 ° when no voltage is applied between the two transparent electrode substrates (hereinafter referred to as “off”), and the voltage is applied between the two transparent electrode substrates. When this is done (hereinafter referred to as turning on), the polarization direction of incident light is not rotated. The optical rotation plate 214AL rotates the polarization direction of incident light by + 45 ° when turned off, and does not rotate the polarization direction of incident light when turned on. The optical rotation plate 214CR rotates the polarization direction of incident light by + 45 ° when turned off, and does not rotate the polarization direction of incident light when turned on. The optical rotation plate 214CL rotates the polarization direction of incident light by −45 ° when turned off, and does not rotate the polarization direction of incident light when turned on.
[0122]
The prism block 223 includes a polarization beam splitter surface 223a whose normal direction is inclined by 45 ° with respect to the optical axis direction between the two-part optical rotation plate 214A and the spatial light modulator 216, and the spatial light modulator. The light from the 216 side is arranged in a direction reflected by the polarization beam splitter surface 223a, and has a reflection surface 223b parallel to the polarization beam splitter surface 223a.
[0123]
The normal direction of the prism block 222 is inclined by 45 ° with respect to the optical axis direction between the two-part rotatory rotation plate 214A and the spatial light modulator 216, and is 90 with respect to the polarization beam splitter surface 223a of the prism block 223. The polarizing beam splitter surface 222a is disposed at an angle, and the reflecting surface 222b is disposed at a position where light from the reflecting surface 223b of the prism block 223 enters and is parallel to the polarizing beam splitter surface 222a. The convex lens 224 is disposed between the reflecting surface 223 b of the prism block 223 and the reflecting surface 222 b of the prism block 222.
[0124]
The spatial light modulator 216 has a large number of pixels arranged in a lattice pattern, and by selecting the polarization direction of outgoing light for each pixel, light can be spatially modulated by the difference in polarization direction. It is like that. Specifically, the spatial light modulator 216 has a configuration equivalent to that obtained by removing a polarizing plate in a liquid crystal display element using the optical rotation of liquid crystal, for example. Here, for each pixel, the spatial light modulator 216 rotates the polarization direction by + 90 ° when turned off, and does not rotate the polarization direction when turned on. As the liquid crystal in the spatial light modulator 216, for example, a ferroelectric liquid crystal having a high response speed (on the order of μ seconds) can be used. As a result, high-speed recording becomes possible. For example, information for one page can be recorded in a few microseconds or less.
[0125]
The prism block 225 has a polarization beam splitter surface 225a disposed so that its normal direction is inclined by 45 ° with respect to the optical axis direction of the objective lens 212B and the two-split optical rotator plate 214C, and the two-split optical rotator plate 214C side. The light is disposed in a direction in which the light is reflected by the polarization beam splitter surface 225a, and has a reflection surface 225b parallel to the polarization beam splitter surface 225a.
[0126]
The normal direction of the prism block 226 is inclined by 45 ° with respect to the optical axis direction of the objective lens 212B and the two-divided optical rotation plate 214C, and is inclined by 90 ° with respect to the polarization beam splitter surface 225a of the prism block 225. The polarizing beam splitter surface 226a is disposed, and the reflecting surface 226b is disposed at a position where light from the reflecting surface 225b of the prism block 225 enters and is parallel to the polarizing beam splitter surface 226a. The half-wave plate 227 is disposed between the polarization beam splitter surface 225 a of the prism block 225 and the polarization beam splitter surface 226 a of the prism block 226. The convex lens 228 is disposed between the reflecting surface 225b of the prism block 225 and the reflecting surface 226b of the prism block 226.
[0127]
Each of the CCD arrays 219A and 219B has a large number of pixels arranged in a lattice pattern. The CCD array 219A is arranged in the direction in which the light that has passed through the half-wave plate 227 is reflected by the polarization beam splitter surface 226a of the prism block 226, and the CCD array 219B has the light that has passed through the convex lens 228 in the prism block 226. Are reflected in the reflecting surface 226b and further reflected in the polarization beam splitter surface 226a.
[0128]
The pickup 211 further includes a light source 231 that emits fixing light, and a collimator lens 232, a convex lens 53, a concave lens 54, and a cylindrical lens that are arranged in this order from the light source 231 side on the optical path of the fixing light emitted from the light source 231. And a lens 55. The light emitted from the cylindrical lens 55 enters the information recording layer 2 so that the center (optical axis) of the light is orthogonal to the center (optical axis) of the light emitted from the objective lens 212A in the information recording layer 2. It comes to be irradiated. Therefore, the light emitted from the cylindrical lens 55 is applied to the optical information recording medium 1 so as to form an angle of 30 ° with respect to the surface of the optical information recording medium 1.
[0129]
In the pickup 211 shown in FIGS. 19 and 20, the laser coupler 20 emits S-polarized (linearly polarized light whose polarization direction is perpendicular to the incident surface (the surface of FIG. 19)), and this laser light is collimated. A parallel light beam is formed by the lens 217, passes through the spatial light modulator 216, and enters the polarization beam splitter surface 223 a of the prism block 223. Here, the light that has passed through the off-pixels of the spatial light modulator 216 becomes P-polarized light (linearly polarized light whose polarization direction is parallel to the incident surface), passes through the polarization beam splitter surface 223a, and enters the prism block 222. Passes through the polarization beam splitter surface 222a, passes through the two-divided optical rotatory plate 214A, is converged to have the smallest diameter in the optical information recording medium 1 by the objective lens 212A, passes through the spherical portion 21Aa of the SIL 12A, The optical information recording medium 1 is irradiated. On the other hand, the light that has passed through the ON pixel of the spatial light modulator 216 remains S-polarized light, is reflected by the polarization beam splitter surface 223a, is further reflected by the reflective surface 223b, and is collected by the convex lens 224. The light enters the prism block 222, is sequentially reflected by the reflecting surface 222b, and the polarization beam splitter surface 222a, passes through the two-divided optical rotatory plate 214A, and the spatial light modulator 216 is turned off in the optical information recording medium 1 by the objective lens 212A. The light is converged to have the smallest diameter at a position closer to the front side than the light that has passed through the pixels, and passes through the spherical surface portion 12Aa of the SIL 12A so as to be irradiated onto the optical information recording medium 1.
[0130]
The return light from the optical information recording medium 1 to the objective lens 212A side sequentially passes through the objective lens 212A and the two-divided optical rotator plate 214A, and enters the polarization beam splitter surface 222a of the prism block 222. Of the return light, P-polarized light passes through the polarization beam splitter surface 222 a, further passes through the polarization beam splitter surface 223 a of the prism block 223, passes through the spatial light modulator 216, and is collected by the collimator lens 217. The light is incident on the laser coupler 20.
[0131]
The reproduction light emitted from the optical information recording medium 1 toward the objective lens 212B passes through the objective lens 212B and the two-divided optical rotatory plate 214C in order, and enters the polarization beam splitter surface 225a of the prism block 225. The P-polarized light in the reproduction light is transmitted through the polarization beam splitter surface 225 a, and the polarization direction is rotated by 90 ° by the half-wave plate 227 to become S-polarized light. The light is reflected by the splitter surface 226a and enters the CCD array 219A. On the other hand, the S-polarized light of the reproduction light is reflected by the polarization beam splitter surface 225a, further reflected by the reflection surface 225b, collected by the convex lens 228 to be a parallel light beam, and then incident on the prism block 226. Then, the light is reflected by the reflecting surface 226b and the polarizing beam splitter surface 226a in order, and enters the CCD array 219B.
[0132]
As a material for forming the information recording layer 2 in the present embodiment, for example, a plastic material (PMMA) doped with a two-wavelength photosensitive photochromic substance as shown in US Pat. No. 5,268,862 is used. it can. For example, when this material is irradiated with light having a wavelength of 532 nm and light having a wavelength of 1064 nm at the same time, it first changes to spiropyran, and then changes to a stable molecular form, merocyanine. , The refractive index changes.
[0133]
Hereinafter, a case where the plastic material is used as a material for forming the information recording layer 2 will be described as an example. In this case, for example, information light and recording reference light, that is, light emitted from the laser coupler 20 is light having a wavelength of 532 nm, and fixing light emitted from the light source 231 is light having a wavelength of 1064 nm. As the light having a wavelength of 1064 nm, for example, a fundamental wave of a neodymium-yag (Nd: YAG) laser can be used. As the light having a wavelength of 532 nm, for example, a second harmonic obtained by passing a fundamental wave of a neodymium / yag laser through a nonlinear optical medium can be used, and when this second harmonic is used, the semiconductor laser 24 in the laser coupler 20 is used. Instead, a light source device that generates the second harmonic is used.
[0134]
Next, the operation of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment will be described in order for the servo, the recording, and the reproduction.
[0135]
First, the operation during servo will be described. During the servo operation, all the pixels of the spatial light modulator 216 are turned off, and all the optical rotation plates 214AR, 214AL, 214CR, and 214CL of the two-part optical rotation plates 214A and 214C are turned on. The output of the emitted light from the laser coupler 20 is set to a low output for reproduction. The light source 231 does not emit fixing light. The controller 90 predicts the timing at which the emitted light from the objective lens 212A passes through the address / servo area based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF, and the emitted light from the objective lens 212A determines the address / servo area. Use the above settings while passing.
[0136]
During servo, the S-polarized laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 217 and is incident on the spatial light modulator 216. Here, since all the pixels of the spatial light modulator 216 are turned off, the light after passing through the spatial light modulator 216 is rotated by + 90 ° to become P-polarized light. The P-polarized light passes through the polarization beam splitter surface 223a of the prism block 223 and the polarization beam splitter surface 222a of the prism block 222 in order, and enters the two-divided optical rotation plate 214A. Here, since both the optical rotatory plates 214AR and 214AL of the two-divided optical rotatory plate 214A are turned on, the light passes through the two-divided optical rotatory plate 214A without any influence. The light that has passed through the two-divided optical rotatory plate 214A is collected by the objective lens 212A, and converged to have the smallest diameter on the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5 in the information recording medium 1, and the information recording medium 1 is irradiated. This light is reflected at the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5 in the information recording medium 1, and is then modulated by the embossed pits in the address / servo area and returns to the objective lens 212A side. This return light is converted into a parallel light beam by the objective lens 212A, passes through the two-split optical rotator plate 214A without any influence, and sequentially passes through the polarization beam splitter surface 222a of the prism block 222 and the polarization beam splitter surface 223a of the prism block 223. The light is transmitted, passes through the spatial light modulator 216, is rotated by + 90 ° in the direction of polarization, and becomes S-polarized light again, enters the laser coupler 20, and is detected by the photodetectors 25 and 26. Based on the outputs of the photodetectors 25 and 26, the detection circuit 85 generates a focus error signal FE, a tracking error signal TE, and a reproduction signal RF. Based on these signals, focus servo and tracking servo are performed. At the same time, the reproduction of the basic clock and the determination of the address are performed.
[0137]
In the present embodiment, the actuators 213A and 213B are controlled so as to be interlocked by the focus servo circuit 86, and the convergence position of each light passing through the objective lenses 212A and 212B (the position where the light beam has the smallest diameter) is a predetermined value. It is designed to move while maintaining the positional relationship. When information is recorded on or reproduced from the information recording layer 2, the light from the objective lens 212A has the smallest diameter on the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5 in the information recording medium 1. The focus servo is performed so that the divergent light having the smallest diameter on the surface of the transparent substrate 3 is converted into a parallel light flux.
[0138]
Next, the operation during recording will be described. At the time of recording, the spatial light modulator 216 selects on (0 °) and off (+ 90 °) for each pixel according to information to be recorded. In this embodiment, 1-bit information is expressed by two pixels. In this case, one of the two pixels corresponding to 1-bit information is always turned on and the other is turned off. Further, all of the optical rotation plates 214AR, 214AL, 214CR, 214CL of the two-divided optical rotation plates 214A, 214C are turned off. The output of the emitted light from the laser coupler 20 is pulsed to a high output for recording. The light source 231 emits fixing light intermittently in accordance with the timing when the output of the emitted light from the laser coupler 20 becomes high. The controller 90 predicts the timing at which the emitted light from the objective lens 212A passes through the data area based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF, and while the emitted light from the objective lens 212A passes through the data area, Set as above. While the light emitted from the objective lens 212A passes through the data area, focus servo and tracking servo are not performed, and the objective lenses 212A and 212B are fixed.
[0139]
Here, A-polarized light and B-polarized light used in the following description are defined as follows. In this embodiment, as shown in FIG. 21, the A-polarized light is a linearly-polarized light obtained by rotating the S-polarized light by −45 ° or the P-polarized light by rotating the polarization direction by + 45 °, as viewed from the objective lens 212A side. , S-polarized light is + 45 ° or P-polarized light is linearly polarized light with the −45 ° polarization direction rotated as viewed from the objective lens 212A side. The polarization directions of A-polarized light and B-polarized light are orthogonal to each other.
[0140]
At the time of recording, the S-polarized laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 217 and is incident on the spatial light modulator 216. Here, the light passing through the pixel turned on in the spatial light modulator 216 remains the S-polarized light without rotating the polarization direction, and the light passing through the pixel turned off has a polarization direction of + 90 °. It is rotated to become P-polarized light.
[0141]
The P-polarized light from the spatial light modulator 216 sequentially passes through the polarization beam splitter surface 223a of the prism block 223 and the polarization beam splitter surface 222a of the prism block 222, and is incident on the two-part optical rotation plate 214A. Here, since both the optical rotatory plates 214AR and 214AL of the two-divided optical rotatory plate 214A are turned off, the light passing through the optical rotatory plate 214AR is rotated by −45 ° to become B-polarized light. The light passing therethrough is rotated by + 45 ° in the polarization direction to become A-polarized light. This light converges to have the smallest diameter on the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5.
[0142]
The S-polarized light from the spatial light modulator 216 is reflected by the polarization beam splitter surface 223a of the prism block 223, further reflected by the reflection surface 223b, collected by the convex lens 224, and then incident on the prism block 222. The light is reflected in turn by the reflecting surface 222b and the polarizing beam splitter surface 222a and enters the two-divided optical rotation plate 214A. Here, since both the optical rotatory plates 214AR and 214AL of the two-divided optical rotatory plate 214A are turned off, the light passing through the optical rotatory plate 214AR is rotated by −45 ° to become A-polarized light. The light passing therethrough is rotated by + 45 ° in the polarization direction to become B-polarized light. This light converges to have the smallest diameter on the surface of the transparent substrate 3.
[0143]
In the information recording layer 2, the B-polarized light from the optical rotator 214AR interferes with the B-polarized light from the optical rotator 214AL, and the A-polarized light from the optical rotator 214AR and the A-polarized light from the optical rotator 214AL Interfere with each other and the output power of the laser coupler 20 becomes high, the interference pattern due to these lights is recorded in the information recording layer 2 in a volume, and a transmission type (Fresnel type) volume hologram is formed. It is formed. The A-polarized light and the B-polarized light do not interfere with each other because the polarization directions are orthogonal to each other. Thus, in this embodiment, since the light beam is divided into two and the polarization direction of the light in each region is orthogonalized, the generation of extra interference fringes is prevented and the SN ratio is prevented from being lowered. Can do.
[0144]
In the present embodiment, the light converged to have the smallest diameter on the back side of the information recording layer 2 and the light converged to have the smallest diameter on the front side of the information recording layer 2 are complementary to each other. Each has a pattern and can be regarded as information light carrying information to be recorded in the information recording layer 2. When the light converged to have the smallest diameter on the back side of the information recording layer 2 is viewed as information light, the light converged to have the smallest diameter on the near side of the information recording layer 2 becomes the recording reference light. On the contrary, when the light converged to have the smallest diameter on the front side of the information recording layer 2 is viewed as information light, the light converged to have the smallest diameter on the back side of the information recording layer 2 is recorded. Reference light for
[0145]
The fixing light emitted from the light source 231 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 232, and then passes through the convex lens 53 and the concave lens 54 in order to reduce the diameter of the light beam. The cylindrical lens 55 reduces the optical axis of the objective lens 212A. The light is converged only in the direction to be a flat light beam, passes through the spherical surface portion 12Ab of the SIL 12A, and is irradiated onto the optical information recording medium 1. The fixing light is applied to the optical information recording medium 1 so that the center thereof forms an angle of 30 ° with the surface of the optical information recording medium 1. This fixing light passes through a part of the area where the interference pattern is formed in the information recording layer 2, and as a result, the information of the part through which the fixing light has passed is fixed, and the information is recorded by the interference pattern. A recording area 259 on which information is fixed is formed in a layer shape. Specifically, the fixing of information is performed as follows. That is, when the information recording layer 2 is irradiated with fixing light having a wavelength of 1064 nm, for example, on an area where an interference pattern due to interference between information light having a wavelength of 532 nm and reference light for recording is formed, the information recording layer 2 In FIG. 2, the molecular form partially changes according to the interference pattern, and as a result, a refractive index distribution corresponding to the interference pattern is generated, and information is fixed.
[0146]
Next, the operation during reproduction will be described. At the time of reproduction, the spatial light modulator 216 selects a state in which all pixels are off (+ 90 °) and a state in which all pixels are on (0 °) as necessary. Further, all of the optical rotation plates 214AR, 214AL, 214CR, 214CL of the two-divided optical rotation plates 214A, 214C are turned off. The output of the emitted light from the laser coupler 20 is set to a low output for reproduction. The light source 231 does not emit fixing light. The controller 90 predicts the timing at which the emitted light from the objective lens 212A passes through the data area based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF, and while the emitted light from the objective lens 212A passes through the data area, Set as above. While the light emitted from the objective lens 212A passes through the data area, focus servo and tracking servo are not performed, and the objective lenses 212A and 212B are fixed.
[0147]
When all the pixels of the spatial light modulator 216 are off, the S-polarized laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 217, and the polarization direction is rotated by + 90 ° by the spatial light modulator 216. And becomes P-polarized light. The P-polarized light from the spatial light modulator 216 sequentially passes through the polarization beam splitter surface 223a of the prism block 223 and the polarization beam splitter surface 222a of the prism block 222, and enters the two-part optical rotation plate 214A. Here, since both the optical rotatory plates 214AR and 214AL of the two-divided optical rotatory plate 214A are turned off, the light passing through the optical rotatory plate 214AR is rotated by −45 ° to become B-polarized light. The light passing therethrough is rotated by + 45 ° in the polarization direction to become A-polarized light. This light converges to have the smallest diameter on the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5.
[0148]
From the recording area 259 in the information recording layer 2, reproduction light is generated when the light that converges to have the smallest diameter on the back side of the information recording layer 2 is regarded as the recording reference light. The reproduction light in this case is diverging light having the smallest diameter on the near side of the information recording layer 2. More specifically, the upper half area of the recording area 259 is irradiated with B-polarized light from the optical rotatory plate 214AR, and irradiated from the optical rotatory plate 214AL of the two-part optical rotatory plate 214A during recording. Reproduction light corresponding to light having the smallest diameter on the front side is generated. This reproduction light is B-polarized light, is condensed by the objective lens 212B, becomes a parallel light beam, and passes through the optical rotation plate 214CR of the two-part optical rotation plate 214C, and becomes P-polarized light. Similarly, the lower half area of the recording area 259 is irradiated with the A-polarized light from the optical rotatory plate 214AL, and is irradiated from the optical rotatory plate 214AR of the two-part optical rotator 214A during recording. The reproduction light corresponding to the light having the smallest diameter is generated. This reproduction light is A-polarized light, is condensed by the objective lens 212B, becomes a parallel light beam, passes through the optical rotation plate 214CL of the two-part optical rotation plate 214C, and becomes P-polarized light. The P-polarized reproduction light passes through the polarization beam splitter surface 225a of the prism block 225, and the polarization direction is rotated by 90 ° by the half-wave plate 227 to become S-polarized light. The light is reflected by the splitter surface 226a and forms an image on the CCD array 229A. In this way, on the CCD array 219A, only the portion corresponding to the pixel that was turned on in the spatial light modulator 216 at the time of recording is illuminated brightly, the two-dimensional pattern is detected by the CCD array 219A, and information is reproduced. Is called.
[0149]
On the other hand, when all the pixels of the spatial light modulator 216 are on, the S-polarized laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 17 and the polarization direction is rotated by the spatial light modulator 216. Instead, it remains as S-polarized light. The S-polarized light from the spatial light modulator 216 is reflected by the polarization beam splitter surface 223a of the prism block 223, is further reflected by the reflection surface 223b, enters the prism block 222, and is reflected by the reflection surface 222b and the polarization beam splitter surface 222a. And are incident on the two-divided optical rotatory plate 214A. Here, since both the optical rotatory plates 214AR and 214AL of the two-divided optical rotatory plate 214A are turned off, the light passing through the optical rotatory plate 214AR is rotated by −45 ° to become A-polarized light. The light passing therethrough is rotated by + 45 ° in the polarization direction to become B-polarized light. This light converges so as to have the smallest diameter on the surface of the transparent substrate 3.
[0150]
From the recording area 259 in the information recording layer 2, reproduction light is generated when the light that converges to have the smallest diameter on the front side of the information recording layer 2 is regarded as the recording reference light. The reproduction light in this case is diverging light having the smallest diameter on the back side of the information recording layer 2. More specifically, the upper half area of the recording area 259 is irradiated with B-polarized light from the optical rotatory plate 214AL and irradiated from the optical rotatory plate 214AR of the two-part optical rotatory plate 214A during recording. Reproduction light corresponding to light having the smallest diameter on the back side is generated. This reproduction light is B-polarized light, becomes a light beam that is condensed by the objective lens 212B and slightly diffuses, and passes through the optical rotation plate 214CL of the two-part optical rotation plate 214C to become S-polarized light. Similarly, the lower half area of the recording area 259 is irradiated with A-polarized light from the optical rotatory plate 214AR, and irradiated from the optical rotatory plate 214AL of the two-divided optical rotatory plate 214A during recording. The reproduction light corresponding to the light having the smallest diameter is generated. This reproduction light is A-polarized light, becomes a light beam that is condensed by the objective lens 212B and slightly diffuses, passes through the optical rotation plate 214CR of the two-part optical rotation plate 214C, and becomes S-polarized light. The S-polarized reproduction light is reflected by the polarization beam splitter surface 225a of the prism block 225, further reflected by the reflection surface 225b, and condensed by the convex lens 228 to become a parallel light beam. The reflection surface 226b of the prism block 226 is polarized. The light is sequentially reflected by the beam splitter surface 226a and forms an image on the CCD array 229B. In this way, on the CCD array 229B, only the portion corresponding to the pixel that was turned off in the spatial light modulator 216 at the time of recording is brightly irradiated, and the two-dimensional pattern is detected by the CCD array 229B, and information is reproduced. Is called.
[0151]
In this embodiment, information may be reproduced by the CCD array 219A with all the pixels of the spatial light modulator 216 turned off, or all the pixels of the spatial light modulator 216 are turned on by the CCD array 219B. Information may be reproduced. Furthermore, in this embodiment, two types of reproduction areas are switched by switching between a state in which all pixels of the spatial light modulator 216 are off and a state in which all pixels of the spatial light modulator 216 are on for one unit of recording area 259. By irradiating the reference light in a time-division manner, or by irradiating two types of reproduction reference light at the same time with, for example, half of all pixels of the spatial light modulator 216 turned off and half turned on, the CCD array 219A, Information can also be reproduced using both of 219B. In this case, since the two reproduction lights obtained by the CCD arrays 219A and 219B for one unit of the recording area 259 have complementary patterns, the difference between the two reproduction lights is obtained so-called. Information can be reproduced by differential detection. When information is reproduced by differential detection in this way, specifically, each signal detected by the CCD arrays 219A and 219B with respect to each output signal of the CCD arrays 219A and 219B by the signal processing circuit 89 in FIG. Correction is performed to match the size, position, and signal level of the pattern, and the difference between the corrected signals is calculated to reproduce the information.
[0152]
According to the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment, information can be recorded and fixed on the optical information recording medium 1 at any time, and the optical information recording medium 1 is of a write once type (write-once type). It can be used as a recording medium.
[0153]
In the present embodiment, for example, when the information recording layer 2 on which information is recorded by the interference pattern is irradiated with light having a wavelength of 1064 nm, merocyanine emits fluorescence having a wavelength of 532 nm. Therefore, by observing this fluorescence, it is possible to observe the interference pattern and to confirm the presence or absence of the interference pattern.
[0154]
Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
[0155]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The overall configuration of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment is the same as that of FIG. 5 except that the configuration of the pickup is different. As in the third embodiment, as the optical information recording medium 1 in the present embodiment, the information recording layer 2 is formed of a material whose refractive index changes by irradiation with two lights having different wavelengths. Use things.
[0156]
22 and 23 are explanatory views showing the configuration of the pickup in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment. Hereinafter, the same members as those in the pickup shown in FIGS. 1, 19, and 20 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The pickup 311 in the present embodiment includes SILs 12A and 12B, objective lenses 212A and 212B, an actuator 213A, an actuator 213B, and a two-part optical rotation plate 214A that are the same as those in the third embodiment. The pickup 311 includes a two-divided optical rotatory plate 214B instead of the two-divided optical rotatory plate 214C in the third embodiment. The pickup 311 includes a light source 231, a collimator lens 232, a convex lens 53, a concave lens 54, and a cylindrical lens 55 similar to those in the third embodiment.
[0157]
The pickup 311 further includes a prism block 315A, a spatial light modulator 216, a collimator lens 217, and a laser disposed in this order from the two-divided optical rotator plate 214A on the opposite side of the two-divided optical rotator plate 214A from the optical information recording medium 1. The coupler 20 includes a convex lens 318A and a CCD array 219A disposed on the side of the prism block 315A.
[0158]
The pickup 311 further includes a prism block 315B, a convex lens 318B, and a CCD array 219B arranged in this order from the two-divided optical rotator plate 214B on the opposite side of the two-divided optical rotator plate 214B from the optical information recording medium 1.
[0159]
The two-divided optical rotatory plate 214B has an optical rotatory plate 214BR disposed in the upper portion of the optical axis in FIG. 23 and an optical rotatory plate 214BL disposed in the lower portion of the optical axis in FIG. Each of the optical rotation plates 214BR and 214BL is configured, for example, by enclosing a liquid crystal between two transparent electrode substrates. The optical rotation plate 214BR rotates the polarization direction of incident light to be turned off by −45 °, and when turned on, does not rotate the polarization direction of incident light. On the other hand, the optical rotation plate 214BL rotates the polarization direction of incident light by + 45 ° when turned off, and does not rotate the polarization direction of incident light when turned on.
[0160]
The prism block 315A is inclined 45 ° between the two-part optical rotator plate 214A and the spatial light modulator 216 with respect to the optical axis direction between the two-part optical rotator plate 214A and the spatial light modulator 216. The polarizing beam splitter surface 315Aa is disposed in the direction in which the light from the spatial light modulator 216 side is reflected by the polarizing beam splitter surface 315Aa, and the reflecting surface 315Ab is parallel to the polarizing beam splitter surface 315Aa. ing.
[0161]
The prism block 315B includes a polarizing beam splitter surface 315Ba disposed in parallel to the polarizing beam splitter surface 315Aa in the prism block 315A and a reflecting surface 315Ab in the prism block 315A between the two-divided optical rotation plate 214B and the convex lens 318B. It has a reflecting surface 315Bb that is disposed at a position where light enters and is perpendicular to the polarizing beam splitter surface 315Ba.
[0162]
The reflecting surfaces 315Ab and 315Bb in the prism blocks 315A and 315B are arranged on the side of the optical information recording medium 1, and light traveling from the reflecting surface 315Ab to the reflecting surface 315Bb passes through the side of the optical information recording medium 1. It has become. The light path from the reflection surface 315Ab to the reflection surface 315Bb is arranged so as not to overlap the light path of the fixing light.
[0163]
In the pickup 311, the laser coupler 20 emits S-polarized laser light, which is converted into a parallel light beam by the collimator lens 217, passes through the spatial light modulator 216, and is a polarization beam splitter surface 315Aa of the prism block 315A. It is made to enter. Here, the light that has passed through the off-pixels of the spatial light modulator 216 becomes P-polarized light, passes through the polarization beam splitter surface 315Aa, passes through the two-split optical rotatory plate 214A, and is condensed by the objective lens 212A. The information recording medium 1 is irradiated. On the other hand, the light that has passed through the ON pixel of the spatial light modulator 216 remains S-polarized light, is reflected by the polarization beam splitter surface 315Aa, is further reflected by the reflective surface 315Ab, and is incident on the prism block 315B. 315Bb and the polarization beam splitter surface 315Ba are sequentially reflected, pass through the two-part optical rotatory plate 214B, are condensed by the objective lens 212B, and are irradiated onto the optical information recording medium 1.
[0164]
The light traveling from the optical information recording medium 1 toward the objective lens 212A side passes through the objective lens 212A and the two-divided optical rotation plate 214A in order and enters the polarization beam splitter surface 315Aa of the prism block 315A. Of this light, S-polarized light is reflected by the polarization beam splitter surface 315Aa, collected by the convex lens 318A, and incident on the CCD array 219A. On the other hand, the P-polarized light out of the light traveling from the optical information recording medium 1 toward the objective lens 212A passes through the polarization beam splitter surface 315Aa, passes through the spatial light modulator 216, and is collected by the collimator lens 217. Thus, the light enters the laser coupler 20.
[0165]
The light traveling from the optical information recording medium 1 toward the objective lens 212B side passes through the objective lens 212B and the two-divided optical rotation plate 214B in order and enters the polarization beam splitter surface 315Ba of the prism block 315B. Of this light, the S-polarized light is reflected by the polarization beam splitter surface 315Ba, and the P-polarized light is transmitted through the polarization beam splitter surface 315Ba, condensed by the convex lens 318B, and incident on the CCD array 219B. It is like that.
[0166]
Next, the operation of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment will be described in order for the servo, the recording, and the reproduction.
[0167]
First, the operation during servo will be described. At the time of servo, all the pixels of the spatial light modulator 216 are turned off, and all the optical rotation plates 214AR, 214AL, 214BR, and 214BL of the two-part optical rotation plates 214A and 214B are turned on. The output of the emitted light from the laser coupler 20 is set to a low output for reproduction. The light source 231 does not emit fixing light. The controller 90 predicts the timing at which the emitted light from the objective lens 212A passes through the address / servo area based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF, and the emitted light from the objective lens 212A determines the address / servo area. Use the above settings while passing.
[0168]
During servo, the S-polarized laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 217 and is incident on the spatial light modulator 216. Here, since all the pixels of the spatial light modulator 216 are turned off, the light after passing through the spatial light modulator 216 is rotated by + 90 ° to become P-polarized light. The P-polarized light passes through the polarization beam splitter surface 315Aa of the prism block 315A and enters the two-divided optical rotation plate 214A. Here, since both the optical rotatory plates 214AR and 214AL of the two-divided optical rotatory plate 214A are turned on, the light passes through the two-divided optical rotatory plate 214A without any influence. The light that has passed through the two-divided optical rotatory plate 214A is collected by the objective lens 212A, converged to have the smallest diameter on the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5, and irradiated onto the information recording medium 1. . This light is reflected at the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5, and is then modulated by the embossed pits in the address / servo area and returns to the objective lens 212 </ b> A side. This return light is converted into a parallel light beam by the objective lens 212A, passes through the two-split optical rotatory plate 214A without any influence, passes through the polarization beam splitter surface 315Aa of the prism block 315A, and passes through the spatial light modulator 216. Then, the polarization direction is rotated by + 90 ° to become S-polarized light again, enters the laser coupler 20, and is detected by the photodetectors 25 and 26. Based on the outputs of the photodetectors 25 and 26, the detection circuit 85 generates a focus error signal FE, a tracking error signal TE, and a reproduction signal RF. Based on these signals, focus servo and tracking servo are performed. At the same time, the reproduction of the basic clock and the determination of the address are performed.
[0169]
Next, the operation during recording will be described. At the time of recording, the spatial light modulator 216 selects on (0 °) and off (+ 90 °) for each pixel according to information to be recorded. Further, all of the optical rotation plates 214AR, 214AL, 214BR, 214BL of the two-divided optical rotation plates 214A, 214B are turned off. The output of the emitted light from the laser coupler 20 is pulsed to a high output for recording. The light source 231 emits fixing light intermittently in accordance with the timing when the output of the emitted light from the laser coupler 20 becomes high. The controller 90 predicts the timing at which the emitted light from the objective lenses 212A and 212B passes through the data area based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF, and the emitted light from the objective lenses 212A and 212B determines the data area. Use the above settings while passing. While the emitted light from the objective lenses 212A and 212B passes through the data area, focus servo and tracking servo are not performed, and the objective lenses 212A and 212B are fixed.
[0170]
At the time of recording, the S-polarized laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 217 and is incident on the spatial light modulator 216. Here, the light passing through the pixel turned on in the spatial light modulator 216 remains the S-polarized light without rotating the polarization direction, and the light passing through the pixel turned off has a polarization direction of + 90 °. It is rotated to become P-polarized light.
[0171]
The P-polarized light from the spatial light modulator 216 is transmitted through the polarization beam splitter surface 315Aa of the prism block 315A and is incident on the two-split optical rotation plate 214A. Here, since both the optical rotatory plates 214AR and 214AL of the two-divided optical rotatory plate 214A are turned off, the light passing through the optical rotatory plate 214AR is rotated by −45 ° to become B-polarized light. The light passing therethrough is rotated by + 45 ° in the polarization direction to become A-polarized light. This light converges to have the smallest diameter on the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5.
[0172]
The S-polarized light from the spatial light modulator 216 is reflected by the polarization beam splitter surface 315Aa of the prism block 315A, is further reflected by the reflection surface 315Ab, is incident on the prism block 315B, is reflected by the reflection surface 315Bb, and the polarization beam splitter surface 315Ba. And are incident on the two-divided optical rotatory plate 214B. Here, since the optical rotation plates 214BR and 214BL of the two-part optical rotation plate 214B are both turned off, the light passing through the optical rotation plate 214BR is rotated by −45 ° to become B-polarized light, and the optical rotation plate 14BL is moved. The light passing therethrough is rotated by + 45 ° in the polarization direction to become A-polarized light. This light converges to have the smallest diameter on the surface of the transparent substrate 3.
[0173]
In the information recording layer 2, the B-polarized light from the optical rotatory plate 214AR interferes with the B-polarized light from the optical rotatory plate 214BR, and the A-polarized light from the optical rotator 214AL and the A-polarized light from the optical rotator 214BL Interferes with each other to form an interference pattern, and the fixing light passes through a part of the information recording layer 2 where the interference pattern is formed. As a result, the information of the portion through which the fixing light passes is fixed. The recording area 260 in which information is recorded by the interference pattern and the information is fixed is formed in a layer shape. In the present embodiment, the recording area 260 is a reflection type (Lippmann type) volume hologram.
[0174]
In the present embodiment, the light from the two-divided optical rotatory plate 214A and the light from the two-divided optical rotatory plate 214B that are irradiated from the opposite directions to the information recording layer 2 have complementary patterns. Both can be regarded as information light carrying information to be recorded in the information recording layer 2. When the light from the two-divided optical rotatory plate 214A is viewed as information light, the light from the two-divided optical rotatory plate 214B becomes recording reference light, and conversely, the light from the two-divided optical rotatory plate 214B is viewed as information light In this case, the light from the two-divided optical rotatory plate 214A becomes the recording reference light.
[0175]
Next, the operation during reproduction will be described. At the time of reproduction, the spatial light modulator 216 selects a state in which all pixels are off (+ 90 °) and a state in which all pixels are on (0 °) as necessary. Further, all of the optical rotation plates 214AR, 214AL, 214BR, 214BL of the two-divided optical rotation plates 214A, 214B are turned off. The output of the emitted light from the laser coupler 20 is set to a low output for reproduction. The controller 90 predicts the timing at which the emitted light from the objective lens 212A passes through the data area based on the basic clock reproduced from the reproduction signal RF, and the emitted light from the objective lenses 212A and 212B passes through the data area. During the above, the above settings are used. While the emitted light from the objective lenses 212A and 212B passes through the data area, focus servo and tracking servo are not performed, and the objective lenses 212A and 212B are fixed.
[0176]
When all the pixels of the spatial light modulator 216 are off, the S-polarized laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 217, and the polarization direction is rotated by + 90 ° by the spatial light modulator 216. And becomes P-polarized light. The P-polarized light from the spatial light modulator 216 is transmitted through the polarization beam splitter surface 315Aa of the prism block 315A and is incident on the two-split optical rotation plate 214A. Here, since both the optical rotatory plates 214AR and 214AL of the two-divided optical rotatory plate 214A are turned off, the light passing through the optical rotatory plate 214AR is rotated by −45 ° to become B-polarized light. The light passing therethrough is rotated by + 45 ° in the polarization direction to become A-polarized light. This light converges to have the smallest diameter on the boundary surface between the positioning layer 4 and the protective layer 5.
[0177]
From the recording area 260 in the information recording layer 2, reproduction light is generated when light that converges to have the smallest diameter on the back side of the information recording layer 2 when viewed from the objective lens 212A is viewed as recording reference light. . The reproduction light in this case is diverging light having the smallest diameter on the near side of the information recording layer 2. More specifically, the upper half area of the recording area 260 is irradiated with the B-polarized light from the optical rotator 214AR, and the reproduction corresponding to the light emitted from the optical rotator 214BR of the two-part optical rotator 214B at the time of recording. Light is generated. This reproduction light is B-polarized light, is collected by the objective lens 212A, passes through the optical rotation plate 214AL of the two-part optical rotation plate 214A, and becomes S-polarized light. Similarly, in the lower half area of the recording area 260, A-polarized light from the optical rotatory plate 214AL is irradiated, and reproduction light corresponding to the light irradiated from the optical rotatory plate 214BL of the two-part optical rotatory plate 214B at the time of recording. Generated. This reproduction light is A-polarized light, is collected by the objective lens 212A, passes through the optical rotatory plate 214AR of the two-part optical rotatory plate 214A, and becomes S-polarized light. These S-polarized reproduction lights are reflected by the polarization beam splitter surface 315Aa of the prism block 315A, collected by the convex lens 318A, and imaged on the CCD array 219A. In this way, on the CCD array 219A, only the portion corresponding to the pixel that was turned on in the spatial light modulator 216 at the time of recording is illuminated brightly, the two-dimensional pattern is detected by the CCD array 219A, and information is reproduced. Is called.
[0178]
On the other hand, when all the pixels of the spatial light modulator 216 are on, the S-polarized laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 217 and the polarization direction is rotated by the spatial light modulator 216. Instead, it remains as S-polarized light. The S-polarized light from the spatial light modulator 216 is reflected by the polarization beam splitter surface 315Aa of the prism block 315A, is further reflected by the reflection surface 315Ab, is incident on the prism block 315B, is reflected by the reflection surface 315Bb, and the polarization beam splitter surface 315Ba. And are incident on the two-divided optical rotatory plate 214B. Here, since the optical rotation plates 214BR and 214BL of the two-part optical rotation plate 214B are both turned off, the light passing through the optical rotation plate 214BR is rotated by −45 ° to become B-polarized light. The light passing therethrough is rotated by + 45 ° in the polarization direction to become A-polarized light. The light from the two-part optical rotatory plate 214B converges so as to have the smallest diameter on the surface of the transparent substrate 3.
[0179]
From the recording area 260 in the information recording layer 2, reproduction light is generated when the light from the two-part optical rotatory plate 214B is viewed as reproduction reference light. More specifically, the upper half area of the recording area 260 is irradiated with B-polarized light from the optical rotator 214BR, and reproduction corresponding to the light emitted from the optical rotator 214AR of the two-part optical rotator 214A during recording. Light is generated. This reproduction light is B-polarized light, is collected by the objective lens 212B, passes through the optical rotation plate 214BL of the two-part optical rotation plate 214B, and becomes P-polarized light. Similarly, in the lower half area of the recording area 260, A-polarized light from the optical rotation plate 214BL is irradiated, and reproduction light corresponding to the light irradiated from the optical rotation plate 214AL of the two-part optical rotation plate 214A at the time of recording. Generated. This reproduction light is A-polarized light, is collected by the objective lens 212B, passes through the optical rotatory plate 214BR of the two-part optical rotatory plate 214B, and becomes P-polarized light. The P-polarized reproduction light passes through the polarization beam splitter surface 315Ba of the prism block 315B, is condensed by the convex lens 318B, and forms an image on the CCD array 219B. In this way, on the CCD array 219B, only the portion corresponding to the pixel that was turned off in the spatial light modulator 216 at the time of recording is illuminated brightly, the two-dimensional pattern is detected by the CCD array 219B, and information is reproduced. Is called.
[0180]
In the present embodiment, as in the third embodiment, information may be reproduced with all the pixels of the spatial light modulator 216 turned off, or all the pixels of the spatial light modulator 216 are turned on. Information may be reproduced as a state.
[0181]
Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the third embodiment.
[0182]
In the third and fourth embodiments, ultraviolet light may be used as the fixing light. In this case, a photopolymer is used for the information recording layer 2. Information recording and fixing in the information recording layer 2 proceed as follows. That is, the photopolymer constituting the information recording layer 2 is a photopolymerizable monomer dispersed in a binder polymer. When an interference pattern is formed in the information recording layer 2, polymerization of the photopolymerizable monomer proceeds in the bright part of the interference pattern, a monomer concentration gradient is generated, and the monomer diffuses from a portion where polymerization has not progressed to a portion where polymerization has proceeded. To do. As a result, a polymer portion having undergone polymerization and a portion in which the monomer has decreased and the proportion of the binder polymer has increased, producing a refractive index distribution, and information is recorded by this refractive index distribution. In this state, when the ultraviolet ray is irradiated, the polymerization of the unreacted monomer is completed, and the recording is fixed.
[0183]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. The overall configuration of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment is the same as that of FIG. 5 except that the configuration of the pickup is different.
[0184]
FIG. 24 is an explanatory diagram showing a configuration of a pickup in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment. Hereinafter, the same members as those in the pickup shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. An optical information recording medium 401 used in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment has a configuration in which transparent protective layers 402 and 402 are provided on both sides of the information recording layer 2.
[0185]
The pickup 411 in the present embodiment includes an objective lens 412 disposed so as to face one surface of the optical information recording medium 401 when the optical information recording medium 401 is fixed to the spindle 81, and the optical information recording medium 401. , A mirror 418 disposed at a position facing the objective lens 412 and a spatial light modulator 413 disposed in order from the objective lens 412 side on the opposite side of the objective lens 412 from the optical information recording medium 401, A beam splitter 414 and a CCD array 19 are provided. The pickup 411 further includes a collimator lens 415 and a laser coupler 20 disposed on the side of the beam splitter 414.
[0186]
The objective lens 412 is arranged such that its optical axis forms an angle of 60 ° with the surface of the optical information recording medium 401. The beam splitter 414 has a semi-reflective surface 414 a disposed so that its normal direction is inclined by 45 ° with respect to the optical axis direction of the objective lens 412. The light incident on the beam splitter 414 from the laser coupler 20 side is partially reflected by the semi-reflecting surface 414a and incident on the spatial light modulator 413, and part of the light amount is transmitted through the semi-reflecting surface 414a. It is like that.
[0187]
The spatial light modulator 413 has a large number of pixels arranged in a lattice shape, and can select light transmission state and light blocking state for each pixel to spatially modulate light according to light intensity. It can be done.
[0188]
The pickup 411 is further arranged in the traveling direction of the light incident on the beam splitter 414 from the laser coupler 20 side and transmitted through the semi-reflective surface 414a, and a prism 416 having a total reflection surface 416a parallel to the semi-reflective surface 1414a. The prism 417 having the total reflection surface 417a disposed in the traveling direction of the light reflected by the total reflection surface 416a of the prism 416 and orthogonal to the total reflection surface 416a, and the progress of the light reflected by the total reflection surface 417a. A convex lens 53, a concave lens 54, and a cylindrical lens 55 are provided in the direction from the prism 417 side. The light emitted from the cylindrical lens 55 enters the information recording layer 2 so that the center (optical axis) is orthogonal to the center (optical axis) of the light emitted from the objective lens 412 in the information recording layer 2. It comes to be irradiated. Therefore, the light emitted from the cylindrical lens 55 is applied to the optical information recording medium 401 so as to form an angle of 30 ° with respect to the surface of the optical information recording medium 401. Further, the light emitted from the cylindrical lens 55 is the thinnest in the information recording layer 2.
[0189]
In the pickup 411 in the present embodiment, the laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 415, is incident on the beam splitter 414, and a part of the light amount is reflected by the semi-reflecting surface 414a. A part of the light is transmitted through the semi-reflective surface 414a. The light reflected by the semi-reflective surface 414 a passes through the spatial light modulator 413, is collected by the objective lens 412, and is irradiated on the optical information recording medium 401. This light is converged so as to have the smallest diameter on the surface of the mirror 418.
[0190]
On the other hand, the light transmitted through the semi-reflective surface 414a is sequentially reflected by the total reflection surface 416a of the prism 416 and the total reflection surface 417a of the prism 417, and sequentially passes through the convex lens 53 and the concave lens 54, thereby reducing the diameter of the light beam. It is like that. The light emitted from the concave lens 54 is converged only in the optical axis direction of the objective lens 412 by the cylindrical lens 55 to be a flat light beam, and is irradiated onto the optical information recording medium 401. The light from the objective lens 412 side and the light from the cylindrical lens 55 side intersect in the information recording layer 2 so that the centers of the respective lights are orthogonal to each other.
[0191]
At the time of recording information, the light from the objective lens 412 side becomes information light, the light from the cylindrical lens 55 side becomes recording reference light, and the information recording layer 2 interferes with these information light and recording reference light. The recording area 420 in which information is recorded by the interference pattern is formed in layers. In the present embodiment, as shown in FIG. 24, in the information recording layer 2, the left half portion of the light from the objective lens 412 side and the flat-shaped light from the cylindrical lens 55 side Are supposed to intersect. Accordingly, the shape of the recording area 420 formed in the information recording layer 2 is a semicircular plate shape.
[0192]
The light traveling from the optical information recording medium 401 to the objective lens 412 side passes through the objective lens 412 and the spatial light modulator 413 in order, and a part of the light amount is transmitted through the semi-reflective surface 414a of the beam splitter 414, and the CCD array 19 It is made to enter.
[0193]
Next, the operation of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment will be described. In the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment, both a transmission hologram and a reflection hologram can be formed on the information recording layer 2 of the optical information recording medium 401.
[0194]
First, a case where a transmission hologram is formed on the information recording layer 2 will be described. In this case, at the time of recording, all pixels are blocked in the right half area 413R of the spatial light modulator 413 in the figure, and in the left half area 413L, a transmission state and a blocking state are set for each pixel according to information to be recorded. Select. In addition, the output of the emitted light from the laser coupler 20 is pulsed to a high output for recording.
[0195]
The laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 415, enters the beam splitter 414, a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a, and a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a. To Penetrate. The light reflected by the semi-reflective surface 414a enters the spatial light modulator 413, and light modulated in accordance with the information to be recorded is emitted from the left half region 413L. This light is information light. This information light is collected by the objective lens 412 and irradiated onto the optical information recording medium 401.
[0196]
On the other hand, the light transmitted through the semi-reflective surface 414a is sequentially reflected by the total reflection surface 416a of the prism 416 and the total reflection surface 417a of the prism 417, passes through the convex lens 53, the concave lens 54, and the cylindrical lens 55 in order, and has a flat shape. And is applied to the optical information recording medium 401. This light is used as recording reference light.
[0197]
The information light from the objective lens 412 side and the recording reference light from the cylindrical lens 55 side intersect in the information recording layer 2 so that the centers of the respective lights are orthogonal to each other. Then, when the information light and the recording reference light intersect, an interference pattern due to interference of these lights is formed, and when the output of the emitted light from the laser coupler 20 becomes high output, the information light and the recording light are recorded. The interference pattern by the reference light for recording is volume-recorded in the information recording layer 2, and a recording area 420 composed of a transmission type volume hologram is formed in a layer shape.
[0198]
At the time of reproduction, in the right half region 413R of the spatial light modulator 413, all the pixels are in a transmission state, and in the left half region 413L, all the pixels are in a blocking state. Further, the output of the emitted light from the laser coupler 20 is set to a low output for recording.
[0199]
The laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 415, enters the beam splitter 414, a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a, and a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a. To Penetrate. The light transmitted through the semi-reflective surface 414a is sequentially reflected by the total reflection surface 416a of the prism 416 and the total reflection surface 417a of the prism 417, and sequentially passes through the convex lens 53, the concave lens 54, and the cylindrical lens 55, and has a flat shape. Then, the optical information recording medium 401 is irradiated. This light is used as a reproduction reference light. When the reproduction reference light is irradiated onto the recording area 420 in the information recording layer 2, reproduction light corresponding to the information light at the time of recording is generated from the recording area 420. The reproduced light travels toward the mirror 418 while converging, converges to have the smallest diameter on the mirror 418, is reflected by the mirror 418, travels toward the objective lens 412 while diffusing, and is reflected by the objective lens 412. A parallel light beam is passed through the right half region 413 R of the spatial light modulator 413, and a part of the light amount passes through the semi-reflective surface 414 a of the beam splitter 414 and enters the CCD array 19. Information is reproduced by detecting the two-dimensional pattern of the reproduction light by the CCD array 19.
[0200]
During reproduction, the laser light emitted from the laser coupler 20 passes through the right half region 413R of the spatial light modulator 413 and is irradiated on the optical information recording medium 401. This light is reflected by the mirror 418. After passing through the objective lens 412, it is blocked by the left half region 413L of the spatial light modulator 413.
[0201]
Next, a case where a reflection hologram is formed on the information recording layer 2 in the present embodiment will be described. In this case, at the time of recording, all pixels are blocked in the left half area 413L of the spatial light modulator 413, and a transmission state and a blocking state are selected for each pixel in the right half area 413R according to the information to be recorded. To do. In addition, the output of the emitted light from the laser coupler 20 is pulsed to a high output for recording.
[0202]
The laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 415, enters the beam splitter 414, a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a, and a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a. To Penetrate. The light reflected by the semi-reflective surface 414a enters the spatial light modulator 413, and light modulated in accordance with the information to be recorded is emitted from the right half region 413R. This light is collected by the objective lens 412, irradiated to the optical information recording medium 401, passes through the optical information recording medium 401, converges to have the smallest diameter on the mirror 418, and is reflected by the mirror 418, The light enters the optical information recording medium 401 again while being diffused. This light is information light.
[0203]
On the other hand, the light transmitted through the semi-reflective surface 414a is sequentially reflected by the total reflection surface 416a of the prism 416 and the total reflection surface 417a of the prism 417, passes through the convex lens 53, the concave lens 54, and the cylindrical lens 55 in order, and has a flat shape. And is applied to the optical information recording medium 401. This light is used as recording reference light.
[0204]
The information light from the mirror 418 side and the recording reference light from the cylindrical lens 55 side intersect in the information recording layer 2 so that the centers of the respective lights are orthogonal to each other. Then, when the information light and the recording reference light intersect, an interference pattern due to interference of these lights is formed, and when the output of the emitted light from the laser coupler 20 becomes high output, the information light and the recording light are recorded. The interference pattern by the reference light for recording is volume-recorded in the information recording layer 2, and a recording area 420 composed of a reflective volume hologram is formed in a layer shape.
[0205]
At the time of reproduction, in the left half region 413L of the spatial light modulator 413, all the pixels are in a transmission state, and in the right half region 413R, all the pixels are in a blocking state. Further, the output of the emitted light from the laser coupler 20 is set to a low output for recording.
[0206]
The laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 415, enters the beam splitter 414, a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a, and a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a. To Penetrate. The light transmitted through the semi-reflective surface 414a is sequentially reflected by the total reflection surface 416a of the prism 416 and the total reflection surface 417a of the prism 417, and sequentially passes through the convex lens 53, the concave lens 54, and the cylindrical lens 55, and has a flat shape. Then, the optical information recording medium 401 is irradiated. This light is used as a reproduction reference light. When the reproduction reference light is irradiated onto the recording area 420 in the information recording layer 2, reproduction light corresponding to the information light at the time of recording is generated from the recording area 420. The reproduction light travels toward the objective lens 412 while being diffused, is converted into a parallel light beam by the objective lens 412, passes through the left half area 413 L of the spatial light modulator 413, and a part of the light amount is half of the beam splitter 414. The light passes through the reflecting surface 414 a and enters the CCD array 19. Information is reproduced by detecting the two-dimensional pattern of the reproduction light by the CCD array 19.
[0207]
During reproduction, the laser light emitted from the laser coupler 20 passes through the left half region 413L of the spatial light modulator 413 and is irradiated on the optical information recording medium 401. This light is reflected by the mirror 418. After passing through the objective lens 412, the spatial light modulator 413 is blocked by the right half area 413 </ b> R.
[0208]
Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
[0209]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. The overall configuration of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment is the same as that of FIG. 5 except that the configuration of the pickup is different.
[0210]
FIG. 25 is an explanatory diagram showing a configuration of a pickup in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment. Hereinafter, the same members as those in the pickup shown in FIG. 24 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. An optical information recording medium 501 used in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment has a configuration in which a transparent substrate 502 is provided on one side of the information recording layer 2 and a transparent protective layer 503 is provided on the other side. It has become. The outer surface of the transparent substrate 502 is a reflective surface 504.
[0211]
The pickup 511 in the present embodiment includes an objective lens 412 disposed so as to face one surface of the optical information recording medium 501 when the optical information recording medium 501 is fixed to the spindle 81, and light in the objective lens 412. On the opposite side to the information recording medium 501, a spatial light modulator 413, a beam splitter 414, and a CCD array 19 are provided in this order from the objective lens 412 side. The pickup 511 further includes a collimator lens 415 and a laser coupler 20 disposed on the side of the beam splitter 414. In the present embodiment, the objective lens 412 is arranged so that its optical axis is perpendicular to the surface of the optical information recording medium 501.
[0212]
The pickup 411 further enters a beam splitter 414 from the laser coupler 20 side and is arranged in a traveling direction of light that is transmitted through the semi-reflective surface 414a, and in a traveling direction of light reflected by the mirror 512. A convex lens 53, a concave lens 54, and a cylindrical lens 55 are provided in this order from the mirror 512 side. In the present embodiment, the light emitted from the cylindrical lens 55 is relative to the optical information recording medium 501 so that the center (optical axis) forms an angle of 45 ° with the surface of the optical information recording medium 501. In the information recording layer 2 so as to intersect with light from the objective lens 412 side. Further, the light emitted from the cylindrical lens 55 is the thinnest in the information recording layer 2.
[0213]
In the pickup 511 in the present embodiment, the laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 415, is incident on the beam splitter 414, and a part of the light amount is reflected by the semi-reflecting surface 414a. A part of the light is transmitted through the semi-reflective surface 414a. The light reflected by the semi-reflective surface 414 a passes through the spatial light modulator 413, is condensed by the objective lens 412, and is irradiated on the optical information recording medium 501. This light is converged so as to have the smallest diameter on the reflection surface 504 of the information recording medium 501.
[0214]
On the other hand, the light transmitted through the semi-reflective surface 414a is reflected by the mirror 512, passes through the convex lens 53 and the concave lens 54 in order, and the diameter of the light beam is reduced. The light emitted from the concave lens 54 is converted into a flat light beam by the cylindrical lens 55, irradiated onto the optical information recording medium 501, and intersects the light from the objective lens 412 side in the information recording layer 2. .
[0215]
At the time of recording information, the light from the objective lens 412 side becomes information light, the light from the cylindrical lens 55 side becomes recording reference light, and the information recording layer 2 interferes with these information light and recording reference light. The recording area 520 in which information is recorded by the interference pattern is formed in layers. In the present embodiment, as shown in FIG. 25, in the information recording layer 2, the right half portion of the light from the objective lens 412 side in the figure and the flat light from the cylindrical lens 55 side Are supposed to intersect. Accordingly, the shape of the recording area 420 formed in the information recording layer 2 is a semicircular plate shape.
[0216]
The light traveling from the optical information recording medium 501 toward the objective lens 412 side sequentially passes through the objective lens 412 and the spatial light modulator 413, and a part of the light amount is transmitted through the semi-reflecting surface 414 a of the beam splitter 414, and the CCD array 19. It is made to enter.
[0217]
Next, the operation of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment will be described. In the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment, it is possible to form either a transmission hologram or a reflection hologram on the information recording layer 2 of the optical information recording medium 501.
[0218]
First, a case where a transmission hologram is formed on the information recording layer 2 will be described. In this case, at the time of recording, all the pixels are blocked in the left half region 413L of the spatial light modulator 413 in the drawing, and the transmission state and the blocking state are set for each pixel in the right half region 413R according to the information to be recorded. Select. In addition, the output of the emitted light from the laser coupler 20 is pulsed to a high output for recording.
[0219]
The laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 415, enters the beam splitter 414, a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a, and a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a. To Penetrate. The light reflected by the semi-reflective surface 414a enters the spatial light modulator 413, and light modulated in accordance with the information to be recorded is emitted from the right half region 413R. This light is information light. This information light is collected by the objective lens 412 and irradiated onto the optical information recording medium 501.
[0220]
On the other hand, the light transmitted through the semi-reflective surface 414a is reflected by the mirror 512, passes through the convex lens 53, the concave lens 54, and the cylindrical lens 55 in this order to form a flat light beam, and is irradiated onto the optical information recording medium 501. . This light is used as recording reference light.
[0221]
The information light from the objective lens 412 side and the recording reference light from the cylindrical lens 55 side intersect in the information recording layer 2. Then, when the information light and the recording reference light intersect, an interference pattern due to interference of these lights is formed, and when the output of the emitted light from the laser coupler 20 becomes high output, the information light and the recording light are recorded. The interference pattern by the reference light for recording is volume-recorded in the information recording layer 2, and a recording area 520 composed of a transmission type volume hologram is formed in a layer shape.
[0222]
At the time of reproduction, in the right half region 413R of the spatial light modulator 413, all the pixels are in a blocking state, and in the left half region 413L, all the pixels are in a transmitting state. Further, the output of the emitted light from the laser coupler 20 is set to a low output for recording.
[0223]
The laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 415, enters the beam splitter 414, a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a, and a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a. To Penetrate. The light transmitted through the semi-reflective surface 414 a is reflected by the mirror 512, passes through the convex lens 53, the concave lens 54 and the cylindrical lens 55 in order, and becomes a flat light beam, and is irradiated onto the optical information recording medium 501. This light is used as a reproduction reference light. When the reproduction reference light is applied to the recording area 520 in the information recording layer 2, reproduction light corresponding to the information light at the time of recording is generated from the recording area 520. The reproduced light travels toward the reflecting surface 504 while converging, converges to have the smallest diameter on the reflecting surface 504, is reflected by the reflecting surface 504, travels toward the objective lens 412 while diffusing, and is The light is converted into a parallel light beam by the lens 412, passes through the left half region 413 </ b> L of the spatial light modulator 413, and a part of the light amount passes through the semi-reflective surface 414 a of the beam splitter 414 and enters the CCD array 19. Information is reproduced by detecting the two-dimensional pattern of the reproduction light by the CCD array 19.
[0224]
During reproduction, the laser light emitted from the laser coupler 20 passes through the left half region 413L of the spatial light modulator 413 and is irradiated onto the optical information recording medium 501. This light is reflected by the reflecting surface 504. After passing through the objective lens 412, the spatial light modulator 413 is blocked by the right half region 413 </ b> R.
[0225]
Next, a case where a reflection hologram is formed on the information recording layer 2 in the present embodiment will be described. In this case, at the time of recording, all pixels are blocked in the right half area 413R of the spatial light modulator 413, and a transmission state and a blocking state are selected for each pixel in the left half area 413L according to the information to be recorded. To do. In addition, the output of the emitted light from the laser coupler 20 is pulsed to a high output for recording.
[0226]
The laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 415, enters the beam splitter 414, a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a, and a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a. To Penetrate. The light reflected by the semi-reflective surface 414a enters the spatial light modulator 413, and light modulated in accordance with the information to be recorded is emitted from the left half region 413L. This light is collected by the objective lens 412, irradiated onto the optical information recording medium 501, passes through the information recording layer 2, converges to have the smallest diameter on the reflecting surface 504, and is reflected by the reflecting surface 504. Then, the light enters the information recording layer 2 again while being diffused. This light is information light.
[0227]
On the other hand, the light transmitted through the semi-reflective surface 414a is reflected by the mirror 512, passes through the convex lens 53, the concave lens 54, and the cylindrical lens 55 in this order to form a flat light beam, and is irradiated onto the optical information recording medium 501. . This light is used as recording reference light.
[0228]
The information light from the reflecting surface 504 side and the recording reference light from the cylindrical lens 55 side intersect in the information recording layer 2. Then, when the information light and the recording reference light intersect, an interference pattern due to interference of these lights is formed, and when the output of the emitted light from the laser coupler 20 becomes high output, the information light and the recording light are recorded. The interference pattern by the reference light for recording is volume-recorded in the information recording layer 2, and a recording area 520 composed of a reflection type volume hologram is formed in a layer shape.
[0229]
At the time of reproduction, in the right half region 413R of the spatial light modulator 413, all the pixels are in a transmission state, and in the left half region 413L, all the pixels are in a blocking state. Further, the output of the emitted light from the laser coupler 20 is set to a low output for recording.
[0230]
The laser light emitted from the laser coupler 20 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 415, enters the beam splitter 414, a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a, and a part of the light amount is reflected by the semi-reflective surface 414a. To Penetrate. The light transmitted through the semi-reflective surface 414 a is reflected by the mirror 512, passes through the convex lens 53, the concave lens 54 and the cylindrical lens 55 in order, and becomes a flat light beam, and is irradiated onto the optical information recording medium 501. This light is used as a reproduction reference light. When the reproduction reference light is irradiated onto the recording area 520 in the information recording layer 2, reproduction light corresponding to the information light at the time of recording is generated from the recording area 520. The reproduction light travels toward the objective lens 412 while being diffused, is converted into a parallel light beam by the objective lens 412, passes through the right half region 413 R of the spatial light modulator 413, and a part of the light amount is half of the beam splitter 414. The light passes through the reflecting surface 414 a and enters the CCD array 19. Information is reproduced by detecting a two-dimensional pattern of reproduction light by the CCD array 19.
[0231]
During reproduction, the laser light emitted from the laser coupler 20 passes through the right half region 413R of the spatial light modulator 413 and is irradiated onto the optical information recording medium 501. This light is reflected by the reflecting surface 504. Then, after passing through the objective lens 412, the spatial light modulator 413 is blocked by the left half region 413 </ b> L.
[0232]
Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the fifth embodiment.
[0233]
The present invention is not limited to the above embodiments. For example, in each embodiment, a plurality of recording areas are formed in the information recording layer 2 without overlapping each other. Multiple recording may be performed so that adjacent recording areas partially overlap within a range in which each information can be separated.
[0234]
Further, in the case where the light beam is modulated according to the information to be recorded, in each embodiment, the light is modulated according to the difference in polarization and the intensity of light. However, it may be modulated by a phase difference or the like.
[0235]
In each of the first, second, fifth, and sixth embodiments, the light beam of the recording reference light out of the information light and the recording reference light has a flat shape, but the light beam of the information light is flattened. It is good also as a simple shape.
[0236]
Further, the form of the optical information recording medium is not limited to a disk shape, and may be a card shape, a tape shape, or the like.
[0237]
【The invention's effect】
  As described above, claims 1 to5An optical information recording apparatus according to claim 1 or claim10According to the described optical information recording method, one of the information light and the recording reference light has a flat shape, and the information light and the recording reference light are applied to the information recording layer so as to intersect within the information recording layer. Since the recording area in which information is recorded by the interference pattern due to the interference between the information light and the recording reference light is formed in a layer shape in the information recording layer, information is recorded using holography. There is an effect that information can be recorded at a higher density on the optical information recording medium to be recorded.In addition, since the recording optical system has a solid immersion lens disposed so as to face the optical information recording medium and through which the information light and the recording reference light pass, the aberration of the information light and the recording reference light is further increased. There is an effect that it can be reduced.
[0238]
According to the optical information recording apparatus of the third aspect, an optical information recording medium having a positioning area in which information for positioning the information light and the recording reference light is recorded is used. Since the positions of the information light and the recording reference light with respect to the optical information recording medium are controlled using the recorded information, there is an effect that the light for recording can be accurately positioned. .
[0240]
  Claim6 to 10An optical information recording apparatus according to claim 1 or claim11According to the described optical information recording method, the information recording layer is irradiated with the information light and the recording reference light so that an interference pattern due to interference between the information light and the recording reference light is formed in the information recording layer. The fixing light of a flat light beam for fixing the information recorded by the interference pattern is applied to the area where the interference pattern is formed in the information recording layer. The information recording layer is formed with a recording area in which information is recorded by the interference pattern and the information is fixed, so that information is recorded using holography. It is possible to record information on an optical information recording medium with higher density and to record and fix information on the optical information recording medium at any time.In addition, since the recording optical system has a solid immersion lens disposed so as to face the optical information recording medium and through which the information light and the recording reference light pass, the aberration of the information light and the recording reference light is further increased. There is an effect that it can be reduced.
[0241]
  Claims8According to the described optical information recording apparatus, an optical information recording medium having a positioning area in which information for positioning information light and recording reference light is recorded is used, and information recorded in the positioning area is recorded. Since the position of the information light and the recording reference light with respect to the optical information recording medium is controlled by using the optical information recording medium, there is an effect that the positioning of the light for recording can be performed with high accuracy.
[0243]
  Claim12 to 16According to the optical information recording / reproducing apparatus or the optical information recording / reproducing method according to claim 22, at the time of recording information, one of the information light and the recording reference light has a flat shape, The information recording layer is irradiated with information light and recording reference light so as to intersect within the information recording layer, and information is recorded in the information recording layer by an interference pattern due to interference between the information light and the recording reference light. The recording area is formed in layers, and at the time of information reproduction, the information recording layer is irradiated with reproduction reference light corresponding to the recording reference light at the time of recording, and the reproduction light generated from the information recording layer is collected Therefore, the information is recorded at a higher density and the information recorded on the optical information recording medium is appropriately recorded on the optical information recording medium on which information is recorded using holography. When it becomes possible to play Achieve the cormorant effect.The recording optical system includes a first solid immersion lens that is disposed so as to face the optical information recording medium and through which the information light and the recording reference light pass, and the reproducing optical system faces the optical information recording medium. Since the second solid immersion lens is arranged so as to allow the reproduction light to pass therethrough, the aberration of the information light, the recording reference light, and the reproduction light can be further reduced.
[0244]
  Claims14According to the described optical information recording / reproducing apparatus, an optical information recording medium having a positioning area in which information for positioning the information light, the recording reference light, and the reproduction reference light is recorded is used. The position of the information light, the recording reference light, and the reproduction reference light with respect to the optical information recording medium is controlled using the information recorded on the optical information recording medium. There is an effect that it can be performed.
[0245]
  Claim 15According to the described optical information recording / reproducing apparatus,Since the reproduction optical system intermittently irradiates the reference light for reproduction, the SN ratio can be improved and the temperature rise of the optical information recording medium can be suppressed as compared with the case of continuous irradiation. There is an effect that can be.
  According to the optical information recording / reproducing apparatus of the sixteenth aspect, the reference position information indicating the reference position in the reproduction light pattern is included in the information light, so that the reproduction light pattern can be easily recognized. Has the effect of becoming.
[0246]
  Claim1724. The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 21 or the optical information recording / reproducing method according to claim 23, wherein when information is recorded, interference due to interference between the information light and the recording reference light in the information recording layer. The information recording layer is irradiated with information light and recording reference light so that the pattern is formed, and the information recorded by the interference pattern is fixed to the area where the interference pattern is formed in the information recording layer. Is irradiated with a fixing light of a flat light beam so as to pass through a part of the area where the interference pattern is formed, and information is recorded in the information recording layer by the interference pattern and the information is fixed. The recorded recording area is formed in layers, and when reproducing information, the information recording layer is irradiated with reproduction reference light corresponding to the recording reference light at the time of recording to collect the reproduction light generated from the information recording layer Therefore, it is possible to record information at a higher density on an optical information recording medium on which information is recorded using holography, and information on the optical information recording medium is recorded. Can be recorded and fixed as needed, and the information recorded on the optical information recording medium can be appropriately reproduced.The recording optical system includes a first solid immersion lens that is disposed so as to face the optical information recording medium and through which the information light and the recording reference light pass, and the reproducing optical system faces the optical information recording medium. Since the second solid immersion lens is arranged so as to allow the reproduction light to pass therethrough, the aberration of the information light, the recording reference light, and the reproduction light can be further reduced.
[0247]
  Claims19According to the described optical information recording / reproducing apparatus, an optical information recording medium having a positioning area in which information for positioning the information light, the recording reference light, and the reproduction reference light is recorded is used. The position of the information light, the recording reference light, and the reproduction reference light with respect to the optical information recording medium is controlled using the information recorded on the optical information recording medium. There is an effect that it can be performed.
[0248]
  Claims20According to the described optical information recording / reproducing apparatus,Since the reproduction optical system intermittently irradiates the reference light for reproduction, the SN ratio can be improved and the temperature rise of the optical information recording medium can be suppressed as compared with the case of continuous irradiation. There is an effect that can be.
  According to the optical information recording / reproducing apparatus of the twenty-first aspect, since the reference position information indicating the reference position in the reproduction light pattern is included in the information light, the reproduction light pattern can be easily recognized. Has the effect of becoming.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing configurations of a pickup and an optical information recording medium in an optical information recording / reproducing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the SIL in FIG. 1 in detail.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a support mechanism of the SIL in FIG.
4 is a side view showing another example of the support mechanism of the SIL in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing an overall configuration of the optical information recording / reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
6 is a perspective view showing a configuration of a laser coupler in FIG. 1. FIG.
7 is a side view of the laser coupler in FIG. 1. FIG.
8 is a block diagram showing a configuration of a detection circuit in FIG. 5. FIG.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a recording area formed in the information recording layer of the optical information recording medium in the first embodiment of the invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a recording area formed in the information recording layer of the optical information recording medium in the first embodiment of the invention.
11 is an explanatory diagram for explaining a method of recognizing a reference position in a reproduction light pattern from detection data of the CCD array in FIG. 1; FIG.
12 is an explanatory diagram for explaining a method of recognizing a reference position in a reproduction light pattern from detection data of the CCD array in FIG. 1; FIG.
13 is an explanatory diagram showing information light patterns and reproduction light patterns in the pickup shown in FIG. 1; FIG.
14 is an explanatory diagram showing the contents of data determined from the reproduction light pattern detected by the pickup shown in FIG. 1 and an ECC table corresponding to this data. FIG.
FIG. 15 is an explanatory diagram conceptually showing an optical information recording medium in which a hologram representing address information or the like is recorded in an address / servo area.
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a configuration of a pickup in a modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a configuration of a pickup according to another modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a configuration of a pickup in an optical information recording / reproducing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a configuration of a pickup in an optical information recording / reproducing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 20 is an explanatory diagram showing a configuration of a pickup in an optical information recording / reproducing apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 21 is an explanatory diagram for explaining polarized light used in the third embodiment of the present invention.
FIG. 22 is an explanatory diagram showing a configuration of a pickup in an optical information recording / reproducing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 23 is an explanatory diagram showing a configuration of a pickup in an optical information recording / reproducing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 24 is an explanatory diagram showing a configuration of a pickup in an optical information recording / reproducing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is an explanatory diagram showing a configuration of a pickup in an optical information recording / reproducing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a perspective view showing a schematic configuration of a recording / reproducing system in conventional digital volume holography.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical information recording medium, 2 ... Information recording layer, 3 ... Positioning layer, 10 ... Optical information recording / reproducing apparatus, 11 ... Pickup, 12A, 12B ... SIL, 13A, 13B ... Objective lens, 14A, 14B ... Actuator, 15 ... Spatial light modulator, 19 ... CCD array, 20 ... Laser coupler.

Claims (23)

ホログラフィを利用して、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情報が記録される情報記録層を備えた光情報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および記録用参照光を生成する記録用光生成手段と、
前記情報記録層内に、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記録領域が層状に形成されるように、情報光と記録用参照光のうちの一方の光束を扁平な形状とし、情報記録層内で交差するように情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射するための記録光学系と
を備え、
前記記録光学系は、光情報記録媒体に対向するように配置されて情報光および記録用参照光が通過するソリッドイマージョンレンズを有し、
前記ソリッドイマージョンレンズは、前記光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、前記光情報記録媒体とは反対側の面が、前記情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、前記記録用参照光が入射する位置において前記情報光の中心と前記記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するように構成されている
ことを特徴とする光情報記録装置。Optical information for recording information on an optical information recording medium having an information recording layer on which information is recorded by an interference pattern due to interference between information light carrying information and recording reference light using holography A recording device,
Recording light generating means for generating information light carrying information and reference light for recording;
One light flux of the information light and the reference light for recording is formed in the information recording layer so that a recording region in which information is recorded by an interference pattern due to interference between the information light and the reference light for recording is formed in a layer shape. And a recording optical system for irradiating the information recording layer with information light and recording reference light so as to intersect in the information recording layer ,
The recording optical system has a solid immersion lens that is disposed to face the optical information recording medium and through which the information light and the recording reference light pass,
The solid immersion lens has a flat surface on the optical information recording medium side, and the surface opposite to the optical information recording medium has the smallest diameter of the information light at the position where the information light is incident. A spherical portion formed in a spherical shape centered at a point, and a spherical shape centered at a point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at a position where the recording reference light is incident An optical information recording apparatus comprising: a formed spherical portion . 前記光情報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を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の光情報記録装置。The optical information recording apparatus according to claim 1, further comprising position control means for controlling positions of information light and recording reference light with respect to the optical information recording medium. 前記光情報記録媒体として、情報光および記録用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域を備えたものを用い、
前記位置制御手段は、前記位置決め領域に記録された情報を用いて、光情報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
ことを特徴とする請求項２記載の光情報記録装置。As the optical information recording medium, a medium having a positioning area in which information for positioning information light and recording reference light is recorded,
The optical information recording apparatus according to claim 2, wherein the position control unit controls the positions of the information light and the recording reference light with respect to the optical information recording medium using information recorded in the positioning area. 前記位置制御手段は、情報記録層内に、互いに重なることなく複数の記録領域が形成されるように、光情報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
ことを特徴とする請求項２記載の光情報記録装置。The position control means controls the positions of the information light and the recording reference light with respect to the optical information recording medium so that a plurality of recording areas are formed in the information recording layer without overlapping each other. Item 3. The optical information recording apparatus according to Item 2. 前記記録光学系は、情報光および記録用参照光を、それぞれの中心が互いに直交するように、情報記録層に対して照射する
ことを特徴とする請求項１記載の光情報記録装置。The optical information recording apparatus according to claim 1, wherein the recording optical system irradiates the information recording layer with the information light and the recording reference light so that their centers are orthogonal to each other. ホログラフィを利用して、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情報が記録される情報記録層を備えた光情報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および記録用参照光を生成する記録用光生成手段と、
前記情報記録層内に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンが形成されるように、情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射するための記録用光照射手段と、
前記情報記録層内に、前記干渉パターンによって情報が記録され且つ情報が定着された記録領域が層状に形成されるように、情報記録層内において前記干渉パターンが形成された領域に対して、干渉パターンによって記録される情報を定着するための扁平な形状の光束の定着用光を、干渉パターンが形成された領域の一部を通過するように照射するための定着用光照射手段と
を備え、
前記記録光学系は、光情報記録媒体に対向するように配置されて情報光および記録用参照光が通過するソリッドイマージョンレンズを有し、
前記ソリッドイマージョンレンズは、前記光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、前記光情報記録媒体とは反対側の面が、前記情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、前記記録用参照光が入射する位置において前記情報光の中心と前記記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するように構成されている
ことを特徴とする光情報記録装置。Optical information for recording information on an optical information recording medium having an information recording layer on which information is recorded by an interference pattern due to interference between information light carrying information and recording reference light using holography A recording device,
Recording light generating means for generating information light carrying information and reference light for recording;
Recording light irradiating means for irradiating the information recording layer with the information light and the recording reference light so that an interference pattern due to interference between the information light and the recording reference light is formed in the information recording layer; ,
In the information recording layer, information is recorded by the interference pattern, and a recording area in which the information is fixed is formed in a layer shape. A fixing light irradiating means for irradiating the fixing light of the light beam having a flat shape for fixing the information recorded by the pattern so as to pass through a part of the area where the interference pattern is formed , and
The recording optical system has a solid immersion lens that is disposed to face the optical information recording medium and through which the information light and the recording reference light pass,
The solid immersion lens has a flat surface on the optical information recording medium side, and the surface opposite to the optical information recording medium has the smallest diameter of the information light at the position where the information light is incident. A spherical portion formed in a spherical shape centered at a point, and a spherical shape centered at a point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at a position where the recording reference light is incident An optical information recording apparatus comprising: a formed spherical portion . 前記光情報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を備えた
ことを特徴とする請求項６記載の光情報記録装置。The optical information recording apparatus according to claim 6, further comprising position control means for controlling positions of information light and recording reference light with respect to the optical information recording medium. 前記光情報記録媒体として、情報光および記録用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域を備えたものを用い、
前記位置制御手段は、前記位置決め領域に記録された情報を用いて、光情報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
ことを特徴とする請求項７記載の光情報記録装置。As the optical information recording medium, a medium having a positioning area in which information for positioning information light and recording reference light is recorded,
The optical information recording apparatus according to claim 7 , wherein the position control unit controls the positions of the information light and the recording reference light with respect to the optical information recording medium using information recorded in the positioning area. 前記位置制御手段は、情報記録層内に、互いに重なることなく複数の記録領域が形成されるように、光情報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
ことを特徴とする請求項７記載の光情報記録装置。The position control means controls the positions of the information light and the recording reference light with respect to the optical information recording medium so that a plurality of recording areas are formed in the information recording layer without overlapping each other. Item 8. The optical information recording apparatus according to Item 7 . ホログラフィを利用して、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情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録媒体に対して情報を記録するための光情報記録方法であって、
情報を担持した情報光および記録用参照光を生成し、
情報光と記録用参照光のうちの一方の光束を扁平な形状とし、情報記録層内で交差するように情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射することによって、情報記録層内に、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記録領域を層状に形成すると共に、この際に前記光情報記録媒体に対向するように配置されたソリッドイマージョンレンズを情報光および記録用参照光が通過するようにし、
前記ソリッドイマージョンレンズを、前記光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、前記光情報記録媒体とは反対側の面が、前記情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、前記記録用参照光が入射する位置において前記情報光の中心と前記記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するように構成する
ことを特徴とする光情報記録方法。Optical information for recording information on an optical information recording medium having an information recording layer on which information is recorded by an interference pattern due to interference between information light carrying information and recording reference light using holography A recording method,
Generates information light carrying information and reference light for recording,
The information recording layer is formed by irradiating the information recording layer with the information light and the recording reference light so that one of the information light and the recording reference light has a flat shape and intersects within the information recording layer. A solid immersion lens in which a recording area in which information is recorded by an interference pattern due to interference between the information light and the recording reference light is formed in a layer shape , and is disposed so as to face the optical information recording medium at this time To pass information light and recording reference light,
The solid immersion lens is formed so that the surface on the optical information recording medium side is flat and the surface opposite to the optical information recording medium has the smallest diameter of the information light at the position where the information light is incident. A spherical portion formed in a spherical shape centered at a point, and a spherical shape centered at a point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at a position where the recording reference light is incident An optical information recording method comprising: a spherical portion formed . ホログラフィを利用して、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情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録媒体に対して情報を記録するための光情報記録方法であって、
情報を担持した情報光および記録用参照光を生成し、
前記情報記録層内に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンが形成されるように、情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射すると共に、この際に前記光情報記録媒体に対向するように配置されたソリッドイマージョンレンズを情報光および記録用参照光が通過するようにし、
情報記録層内において前記干渉パターンが形成された領域に対して、干渉パターンによって記録される情報を定着するための扁平な形状の光束の定着用光を、干渉パターンが形成された領域の一部を通過するように照射することによって、情報記録層内に、干渉パターンによって情報が記録され且つ情報が定着された記録領域を層状に形成し、
前記ソリッドイマージョンレンズを、前記光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、前記光情報記録媒体とは反対側の面が、前記情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、前記記録用参照光が入射する位置において前記情報光の中心と前記記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するように構成する
ことを特徴とする光情報記録方法。Optical information for recording information on an optical information recording medium having an information recording layer on which information is recorded by an interference pattern due to interference between information light carrying information and recording reference light using holography A recording method,
Generates information light carrying information and reference light for recording,
As an interference pattern resulting from interference between the recording-specific reference light and information light on the information recording layer is formed, the information light and the recording-specific reference light irradiates the information recording layer, the optical information at this time Information light and recording reference light pass through a solid immersion lens arranged to face the recording medium,
A part of the area where the interference pattern is formed with a light beam for fixing a flat light beam for fixing information recorded by the interference pattern to the area where the interference pattern is formed in the information recording layer By irradiating through the information recording layer, information is recorded by the interference pattern in the information recording layer, and a recording region in which the information is fixed is formed in a layer shape,
The solid immersion lens is formed so that the surface on the optical information recording medium side is flat and the surface opposite to the optical information recording medium has the smallest diameter of the information light at the position where the information light is incident. A spherical portion formed in a spherical shape centered at a point, and a spherical shape centered at a point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at a position where the recording reference light is incident An optical information recording method comprising: a spherical portion formed . ホログラフィを利用して、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情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録媒体に対して情報を記録すると共に、光情報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および記録用参照光を生成する記録用光生成手段と、
前記情報記録層内に、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記録領域が層状に形成されるように、情報光と記録用参照光のうちの一方の光束を扁平な形状とし、情報記録層内で交差するように情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射するための記録光学系と、
情報記録層に、記録時における記録用参照光に対応する再生用参照光を照射すると共に、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ための再生光学系と、
この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、
前記記録光学系は、光情報記録媒体に対向するように配置されて情報光および記録用参照光が通過する第１のソリッドイマージョンレンズを有し、
前記再生光学系は、光情報記録媒体に対向するように配置されて再生光が通過する第２のソリッドイマージョンレンズを有し、
前記第１のソリッドイマージョンレンズは、前記光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、前記光情報記録媒体とは反対側の面が、前記情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、前記記録用参照光が入射する位置において前記情報光の中心と前記記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するように構成され、
前記第２のソリッドイマージョンレンズは、前記光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、前記光情報記録媒体とは反対側の面が、前記情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成されている
ことを特徴とする光情報記録再生装置。Using holography, information is recorded on an optical information recording medium having an information recording layer on which information is recorded by an interference pattern due to interference between information light carrying information and recording reference light, and optical information An optical information recording / reproducing apparatus for reproducing information from a recording medium,
Recording light generating means for generating information light carrying information and reference light for recording;
One light flux of the information light and the reference light for recording is formed in the information recording layer so that a recording region in which information is recorded by an interference pattern due to interference between the information light and the reference light for recording is formed in a layer shape. A recording optical system for irradiating the information recording layer with information light and recording reference light so as to intersect in the information recording layer,
Reproduction optics for collecting reproduction light generated from the information recording layer by irradiating the information recording layer with reproduction reference light corresponding to the reference light for recording at the time of recording and irradiating the reference light for reproduction The system,
Detecting means for detecting the reproduction light collected by the reproduction optical system ,
The recording optical system includes a first solid immersion lens that is disposed to face the optical information recording medium and through which the information light and the recording reference light pass.
The reproduction optical system has a second solid immersion lens that is arranged to face the optical information recording medium and through which reproduction light passes,
The first solid immersion lens has a flat surface on the optical information recording medium side, and a surface opposite to the optical information recording medium has a surface on which the information light is incident. A spherical portion formed in a spherical shape centered on a point having the smallest diameter and a point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at the position where the recording reference light is incident. Configured to have a spherical portion formed in a spherical shape,
In the second solid immersion lens, the surface on the optical information recording medium side is formed into a flat surface, and the surface on the side opposite to the optical information recording medium is centered on a point where the information light has the smallest diameter. An optical information recording / reproducing apparatus characterized by being formed into a spherical shape . 前記光情報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を備えた
ことを特徴とする請求項１２記載の光情報記録再生装置。The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 12, further comprising position control means for controlling positions of information light, recording reference light, and reproduction reference light with respect to the optical information recording medium. 前記光情報記録媒体として、情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域を備えたものを用い、
前記位置制御手段は、前記位置決め領域に記録された情報を用いて、光情報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
ことを特徴とする請求項１３記載の光情報記録再生装置。As the optical information recording medium, one having a positioning area in which information for positioning information light, recording reference light and reproduction reference light is recorded is used.
Said position control means, by using the information recorded in the positioning region, information light with respect to an optical information recording medium, according to claim 13, wherein controlling the position of the recording-specific reference light and the reproduction-specific reference light Optical information recording / reproducing apparatus. 前記再生光学系は、前記再生用参照光を間欠的に照射するThe reproduction optical system irradiates the reproduction reference light intermittently.
ことを特徴とする請求項１２記載の光情報記録再生装置。The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 12. 前記情報光に、前記再生光のパターンにおける基準位置を示す基準位置情報が含まれてThe information light includes reference position information indicating a reference position in the reproduction light pattern. いるHave
ことを特徴とする請求項１２記載の光情報記録再生装置。The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 12. ホログラフィを利用して、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情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録媒体に対して情報を記録すると共に、光情報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および記録用参照光を生成する記録用光生成手段と、
前記情報記録層内に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンが形成されるように、情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射するための記録用光照射手段と、
前記情報記録層内に、前記干渉パターンによって情報が記録され且つ情報が定着された記録領域が層状に形成されるように、情報記録層内において前記干渉パターンが形成された領域に対して、干渉パターンによって記録される情報を定着するための扁平な形状の光束の定着用光を、干渉パターンが形成された領域の一部を通過するように照射するための定着用光照射手段と、
情報記録層に、記録時における記録用参照光に対応する再生用参照光を照射すると共に、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ための再生光学系と、
この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、
前記記録光学系は、光情報記録媒体に対向するように配置されて情報光および記録用参照光が通過する第１のソリッドイマージョンレンズを有し、
前記再生光学系は、光情報記録媒体に対向するように配置されて再生光が通過する第２のソリッドイマージョンレンズを有し、
前記第１のソリッドイマージョンレンズは、前記光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、前記光情報記録媒体とは反対側の面が、前記情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、前記記録用参照光が入射する位置において前記情報光の中心と前記記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するように構成され、
前記第２のソリッドイマージョンレンズは、前記光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、前記光情報記録媒体とは反対側の面が、前記情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成されている
ことを特徴とする光情報記録再生装置。Using holography, information is recorded on an optical information recording medium having an information recording layer on which information is recorded by an interference pattern due to interference between information light carrying information and recording reference light, and optical information An optical information recording / reproducing apparatus for reproducing information from a recording medium,
Recording light generating means for generating information light carrying information and reference light for recording;
Recording light irradiating means for irradiating the information recording layer with the information light and the recording reference light so that an interference pattern due to interference between the information light and the recording reference light is formed in the information recording layer; ,
In the information recording layer, information is recorded by the interference pattern, and a recording area in which the information is fixed is formed in a layer shape. A fixing light irradiation means for irradiating the fixing light of a flat-shaped light beam for fixing the information recorded by the pattern so as to pass through a part of the area where the interference pattern is formed;
Reproduction optics for collecting reproduction light generated from the information recording layer by irradiating the information recording layer with reproduction reference light corresponding to the reference light for recording at the time of recording and irradiating the reference light for reproduction The system,
Detecting means for detecting the reproduction light collected by the reproduction optical system ,
The recording optical system includes a first solid immersion lens that is disposed to face the optical information recording medium and through which the information light and the recording reference light pass.
The reproduction optical system has a second solid immersion lens that is arranged to face the optical information recording medium and through which reproduction light passes,
The first solid immersion lens has a flat surface on the optical information recording medium side, and a surface opposite to the optical information recording medium has a surface on which the information light is incident. A spherical portion formed in a spherical shape centered on a point having the smallest diameter and a point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at the position where the recording reference light is incident. Configured to have a spherical portion formed in a spherical shape,
In the second solid immersion lens, the surface on the optical information recording medium side is formed into a flat surface, and the surface on the side opposite to the optical information recording medium is centered on a point where the information light has the smallest diameter. An optical information recording / reproducing apparatus characterized by being formed into a spherical shape . 前記光情報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を備えた
ことを特徴とする請求項１７記載の光情報記録再生装置。18. The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 17, further comprising position control means for controlling positions of information light, recording reference light, and reproduction reference light with respect to the optical information recording medium. 前記光情報記録媒体として、情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置決めのための情報が記録される位置決め領域を備えたものを用い、
前記位置制御手段は、前記位置決め領域に記録された情報を用いて、光情報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
ことを特徴とする請求項１８記載の光情報記録再生装置。As the optical information recording medium, one having a positioning area in which information for positioning information light, recording reference light and reproduction reference light is recorded is used.
Said position control means, by using the information recorded in the positioning region, information light with respect to an optical information recording medium, according to claim 18, wherein controlling the position of the recording-specific reference light and the reproduction-specific reference light Optical information recording / reproducing apparatus. 前記再生光学系は、前記再生用参照光を間欠的に照射するThe reproduction optical system irradiates the reproduction reference light intermittently.
ことを特徴とする請求項１７記載の光情報記録再生装置。The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 17. 前記情報光に、前記再生光のパターンにおける基準位置を示す基準位置情報が含まれているThe information light includes reference position information indicating a reference position in the reproduction light pattern.
ことを特徴とする請求項１７記載の光情報記録再生装置。The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 17. ホログラフィを利用して、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情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録媒体に対して情報を記録すると共に、光情報記録媒体より情報を再生するための光情報記録再生方法であって、
情報の記録時には、情報を担持した情報光および記録用参照光を生成し、情報光と記録用参照光のうちの一方の光束を扁平な形状とし、情報記録層内で交差するように情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射することによって、情報記録層内に、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記録領域を層状に形成すると共に、この際に前記光情報記録媒体に対向するように配置された第１のソリッドイマージョンレンズを情報光および記録用参照光が通過するようにし、
情報の再生時には、情報記録層に、記録時における記録用参照光に対応する再生用参照光を照射すると共に、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し、収集した再生光を検出し、この際に前記光情報記録媒体に対向するように配置された第２のソリッドイマージョンレンズを再生光が通過するようにし、
前記第１のソリッドイマージョンレンズを、前記光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、前記光情報記録媒体とは反対側の面が、前記情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、前記記録用参照光が入射する位置において前記情報光の中心と前記記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するように構成し、
前記第２のソリッドイマージョンレンズを、前記光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、前記光情報記録媒体とは反対側の面が、前記情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成されるようにする
ことを特徴とする光情報記録再生方法。Using holography, information is recorded on an optical information recording medium having an information recording layer on which information is recorded by an interference pattern due to interference between information light carrying information and recording reference light, and optical information An optical information recording / reproducing method for reproducing information from a recording medium,
At the time of recording information, information light carrying information and recording reference light are generated, and one light beam of the information light and the recording reference light is formed into a flat shape so that the information light intersects within the information recording layer. By irradiating the information recording layer with the recording reference light, a recording area in which information is recorded by an interference pattern due to interference between the information light and the recording reference light is formed in a layer shape in the information recording layer. In this case, the information light and the recording reference light pass through the first solid immersion lens arranged to face the optical information recording medium,
When reproducing information, the information recording layer is irradiated with reproduction reference light corresponding to the recording reference light at the time of recording, and the reproduction light generated from the information recording layer by collecting the reproduction reference light is collected. And the collected reproduction light is detected, and at this time, the reproduction light passes through the second solid immersion lens arranged to face the optical information recording medium,
The first solid immersion lens is formed so that the surface on the optical information recording medium side is a flat surface, and the surface opposite to the optical information recording medium has the information light incident at a position where the information light is incident. A spherical portion formed in a spherical shape centered on a point having the smallest diameter and a point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at the position where the recording reference light is incident. Configured to have a spherical portion formed in a spherical shape,
The second solid immersion lens is formed such that the surface on the optical information recording medium side is a flat surface, and the surface opposite to the optical information recording medium is centered on a point where the information light has the smallest diameter. An optical information recording / reproducing method, characterized by being formed into a spherical shape . ホログラフィを利用して、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情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録媒体に対して情報を記録すると共に、光情報記録媒体より情報を再生するための光情報記録再生方法であって、
情報の記録時には、情報を担持した情報光および記録用参照光を生成し、情報記録層内に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンが形成されるように、情報光および記録用参照光を情報記録層に対して照射すると共に、この際に前記光情報記録媒体に対向するように配置された第１のソリッドイマージョンレンズを情報光および記録用参照光が通過するようにし、情報記録層内において前記干渉パターンが形成された領域に対して、干渉パターンによって記録される情報を定着するための扁平な形状の光束の定着用光を、干渉パターンが形成された領域の一部を通過するように照射することによって、情報記録層内に、干渉パターンによって情報が記録され且つ情報が定着された記録領域を層状に形成し、
情報の再生時には、情報記録層に、記録時における記録用参照光に対応する再生用参照光を照射すると共に、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し、収集した再生光を検出し、この際に前記光情報記録媒体に対向するように配置された第２のソリッドイマージョンレンズを再生光が通過するようにし、
前記第１のソリッドイマージョンレンズを、前記光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、前記光情報記録媒体とは反対側の面が、前記情報光が入射する位置においてこの情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成された球面部分と、前記記録用参照光が入射する位置において前記情報光の中心と前記記録用参照光の中心とが交わる点を中心とする球面形状に形成された球面部分とを有するように構成し、
前記第２のソリッドイマージョンレンズを、前記光情報記録媒体側の面が平面に形成されると共に、前記光情報記録媒体とは反対側の面が、前記情報光が最も小径となる点を中心とする球面形状に形成されるようにする
ことを特徴とする光情報記録再生方法。Using holography, information is recorded on an optical information recording medium having an information recording layer on which information is recorded by an interference pattern due to interference between information light carrying information and recording reference light, and optical information An optical information recording / reproducing method for reproducing information from a recording medium,
When recording information, information light carrying information and recording reference light are generated, and the information light and recording reference light are recorded so that an interference pattern is formed in the information recording layer due to interference between the information light and the recording reference light. The information recording layer is irradiated with the reference light , and at this time, the information light and the recording reference light pass through the first solid immersion lens arranged to face the optical information recording medium. A fixing light of a flat light beam for fixing information recorded by the interference pattern to a region where the interference pattern is formed in the recording layer, and a part of the region where the interference pattern is formed. By irradiation so as to pass, a recording area in which information is recorded by an interference pattern and information is fixed is formed in a layered manner in the information recording layer,
When reproducing information, the information recording layer is irradiated with reproduction reference light corresponding to the recording reference light at the time of recording, and the reproduction light generated from the information recording layer by collecting the reproduction reference light is collected. And the collected reproduction light is detected, and at this time, the reproduction light passes through the second solid immersion lens arranged to face the optical information recording medium,
The first solid immersion lens is formed so that the surface on the optical information recording medium side is a flat surface, and the surface opposite to the optical information recording medium has the information light incident at a position where the information light is incident. A spherical portion formed in a spherical shape centered on a point having the smallest diameter and a point where the center of the information light and the center of the recording reference light intersect at the position where the recording reference light is incident. Configured to have a spherical portion formed in a spherical shape,
The second solid immersion lens is formed such that the surface on the optical information recording medium side is a flat surface, and the surface opposite to the optical information recording medium is centered on a point where the information light has the smallest diameter. An optical information recording / reproducing method, characterized by being formed into a spherical shape .
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