JP2004326897A - ホログラム記録再生方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】再生光へのノイズの混入を防止するとともに、制御を複雑化させることなく記録容量の減少を抑制する。
【解決手段】サーボ光１０と信号光１２が同一の対物レンズ１４によって集光されるが、サーボ光１０と信号光１２のフーリエ変換レンズ１４への入射角度は互いに異なっているため、対物レンズ１４を通過したサーボ光１０及び信号光１２は互いに異なる光路を通る。対物レンズ１４を通過したサーボ光１０はサーボピットが形成された領域１６に照射される一方、対物レンズ１４を通過した信号光１２はサーボピットが形成されていない領域１７に照射される。信号光１２はホログラム記録媒体内の記録層１８内を通過するが、そのうち図示しない参照光の通過領域と重なり合う領域には、信号光１２と参照光による干渉パターンが体積的に記録される。
【選択図】 図１
【解決手段】サーボ光１０と信号光１２が同一の対物レンズ１４によって集光されるが、サーボ光１０と信号光１２のフーリエ変換レンズ１４への入射角度は互いに異なっているため、対物レンズ１４を通過したサーボ光１０及び信号光１２は互いに異なる光路を通る。対物レンズ１４を通過したサーボ光１０はサーボピットが形成された領域１６に照射される一方、対物レンズ１４を通過した信号光１２はサーボピットが形成されていない領域１７に照射される。信号光１２はホログラム記録媒体内の記録層１８内を通過するが、そのうち図示しない参照光の通過領域と重なり合う領域には、信号光１２と参照光による干渉パターンが体積的に記録される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラム記録再生方法及び装置に関し、より詳細には、再生光やサーボ光へのノイズの混入を防止することが可能なホログラム記録再生方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体に記録する情報の高密度化を実現する方法の一つとしてホログラム記録再生方法が知られている。一般的なホログラム記録再生方法では、情報が二次元的に付加された信号光と参照光をホログラム記録媒体の内部で重ね合わせて、そのとき形成される干渉縞を書き込むことによって情報が記録される。こうしてホログラム記録媒体に記録された情報の再生は、参照光を照射することにより得られる再生光に基づいて行うことができる。つまり、ホログラム記録媒体に参照光を照射すると、参照光が干渉縞の格子により回折することで二次元情報が浮かび上がり情報が再生される。このような記録媒体においては、信号光に付加されたイメージ情報が参照光の入射で一度に再生されるため、高速再生を実現することが可能である。
【０００３】
従来のホログラム記録再生方法では、通常、記録時に信号光と参照光とを互いに所定の角度をなすようにホログラム記録媒体に入射させ、再生時に再生光と参照光とを空間的に分離することで、再生光を検出する光検出器に再生用の参照光が入射することを防止し、再生情報のＳＮ比が低下しないようにしている。
【０００４】
一方、ホログラム記録媒体へ入射する際に信号光と参照光の光路を一致させ、光学系を共用化することで、記録再生のための光学系を小型化した発明も知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載された発明では、ホログラム記録媒体の反射面をデータエリアとアドレス・サーボエリアに区分し、対物レンズの出射光がアドレス・サーボエリアを通過する際には光源の出力を低く設定し、データエリアを通過する際には光源の出力を高く設定することによって、データの記録・再生とアドレス・サーボの制御を時分割で行っている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１２３９４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、信号光や参照光を用いてアドレス・サーボ制御を行っていることから、アドレス・サーボエリアが広くなりやすく、その分、記録容量が減少するという問題があった。また、光源の出力を変調しなければならないため、制御が複雑であるという問題もあった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、再生光へのノイズの混入を防止するとともに、制御を複雑化させることなく記録容量の減少を抑制することが可能なホログラム記録再生方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、信号光及び参照光が照射されることによってデータが光の位相情報として記録される記録層と、前記記録層から見て前記信号光の入射方向とは反対側に配置された光学的変調パターンの形成領域を有するサーボ層を少なくとも有するホログラム記録媒体に対して、前記信号光及び前記参照光を照射して前記データを記録し、又は前記参照光を照射してデータを再生するホログラム記録再生方法であって、前記光学的変調パターンの形成領域以外の領域に照射されるように前記信号光の光路を設定し、前記信号光と同一の対物レンズに入射した後に前記光学的変調パターンの形成領域に照射されるように前記信号光とは異なる光路が設定されたサーボ光を照射することを特徴とするホログラム記録再生方法によって達成される。
【０００９】
本発明の前記目的はまた、信号光及び参照光が照射されることによってデータが光の位相情報として記録される記録層と、前記記録層から見て前記信号光の入射方向とは反対側に配置された光学的変調パターンの形成領域を有するサーボ層を少なくとも有するホログラム記録媒体に対して、前記信号光及び前記参照光を照射して前記データを記録し、又は前記参照光を照射してデータを再生するホログラム記録再生装置であって、前記信号光を集光する対物レンズを含み、前記光学的変調パターンの形成領域以外の領域に照射されるように前記信号光の光路を設定する信号光照射手段と、前記信号光と同一の対物レンズに入射した後に前記光学的変調パターンの形成領域に照射されるように前記信号光とは異なる光路が設定されたサーボ光を照射するサーボ光照射手段を備えていることを特徴とするホログラム記録再生装置によっても達成される。
【００１０】
本発明によれば、再生光へのノイズの混入を防止するとともに、制御を複雑化させることなく記録容量の減少を抑制するとともに、再生光へのノイズの混入を防止することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態において、前記サーボ光照射手段は、前記信号光とは異なる入射角度をもって前記サーボ光が前記対物レンズに入射するように前記サーボ光を所定の方向へ偏向させるビーム偏向手段を含んでいる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、サーボ光の対物レンズへの入射角度を信号光と異ならせることができる。
【００１３】
本発明のさらに好ましい実施形態において、前記ビーム偏向手段は、前記対物レンズの前記サーボ光の入射側に配置された回折格子である。
【００１４】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、簡単なデバイスでビーム偏向手段を実現することができ、回折格子を通過したサーボ光のｎ次回折光を実際のサーボ光として使用することができる。また、サーボ光の光路が信号光の光路と一致している場合でも、その途中から光路を変更させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
まず、添付図面を参照しながら、本発明の原理について説明する。本発明では、信号光及び参照光とは別に「サーボ光」が用いられ、サーボ光を照射することにより得られる情報を用いてアドレス検出及びサーボ制御が行われる。
【００１６】
図１は、本発明にかかるホログラム記録再生方法の原理を示す模式図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明では、サーボ光１０と信号光１２が同一の対物レンズ（フーリエ変換レンズ）１４によって集光されるが、サーボ光１０と信号光１２のフーリエ変換レンズ１４への入射角度は互いに異なっているため、対物レンズ１４を通過したサーボ光１０及び信号光１２は互いに異なる光路を通ることになる。これによって、対物レンズ１４を通過したサーボ光１０は、サーボピットが形成された領域１６に照射される一方、対物レンズ１４を通過した信号光１２は、サーボピットが形成されていない領域１７に照射される。信号光１２はホログラム記録媒体内の記録層１８内を通過するが、そのうち図示しない参照光の通過領域と重なり合う領域には、信号光１２と参照光による干渉パターンが体積的に記録される。
【００１８】
したがって、記録層１８の各部分に対応するアドレス情報等をピット領域１６に持たせておけば、サーボ光１０をピット領域１６に照射することによって現在のアドレス情報等を得ることが可能となる。
【００１９】
この場合、信号光１２の光路上にピット領域１６が存在しないため、ピット領域１６が再生光（図１には図示せず）のノイズ源となることもない。ここで「再生光」とは、干渉パターンが記録された記録層１８に参照光を照射した場合に得られる光であり、信号光と参照光が所定の角度をなすように照射するタイプ及び信号光と参照光を同一光軸で照射するタイプのいずれにおいても、再生光は信号光と同一の光路上に現れる。このことは、信号光の光路上にピット領域が存在しなければ、再生光の光路上にもピット領域が存在しないことを意味する。これによりノイズの低減を図ることが可能となるのである。
【００２０】
次に、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
図２は、本発明の好ましい実施形態にかかるホログラム記録再生装置の構成を示す模式図である。
【００２２】
図２に示されるように、このホログラム記録再生装置２００は、波長λ０のレーザビーム２１０を生成する記録再生用のレーザ光源２０１と、レーザ光源から発せられたビーム２１０を拡大するビームエキスパンダ２０２と、拡大されたビーム２１０を分割して信号光２１１ａと参照光２１１ｂを生成するビームスプリッタ２０３と、参照光２１１ｂの光路上に配置されたフーリエ変換レンズ２０４を備えている。また、信号光２１１ａの光路上には、信号光２１１ａがホログラム記録媒体２２０に対して垂直に入射するようにその光路を変更する全反射ミラー２０５と、信号光２１１ａを変調する空間光変調器（ＳＬＭ）２０６と、フーリエ変換レンズ２０７と、逆フーリエ変換レンズ２０８と、ＣＣＤイメージセンサ２０９が設けられている。ホログラム記録媒体２２０は、フーリエ変換レンズ２０７と逆フーリエ変換レンズ２０８との間に配置される。信号光２１１ａ及び参照光２１１ｂの光路は、記録時にホログラム記録媒体２２０内の所定の位置で重なり合うように設定されている。ホログラム記録再生装置２００はさらに、信号光２１１ａ及び参照光２１１ｂの波長λ０とは異なる波長λ１のレーザビーム（サーボ光）２１１ｃを生成するサーボ用のレーザ光源２３１と、ビームスプリッタ２３２と、コリメートレンズ２３３と、ダイクロイックミラー２３４と、回折格子２３５と、フォトディテクタ２３６を備えている。なおサーボ光の波長λ１は信号光や参照光の波長λ０よりも長いことが好ましいが、波長をあまり長くしすぎると分解能が悪化するため、適切な波長にする必要がある。
【００２３】
一方、ホログラム記録媒体２２０としては、透過型のものが使用される。図２に示されるように、ホログラム記録媒体２２０は、記録層２２１、中間層２２２、サーボ層２２３が順に積層された構造を有している。
【００２４】
図３は、ホログラム記録媒体２２０の構成を示す略断面図である。
【００２５】
図３に示される記録層２２１は、ホログラフィを利用することでデータが光の位相情報として記録される層であり、光が反射されたときに光の強度に応じて屈折率、誘電率、反射率などの光学特性が変化する感光材料によって形成される。記録層２２１には、信号光や参照光に対する感光度が高く、サーボ光に対する感光度が低い感光材料が用いられる。あるいは、記録層２２１に影響を与えないようなサーボ光の波長λ１が選択される。ホログラム材料としては、例えば、デュポン社製フォトポリマＨＲＦ−６００（製品名）や、アプリリス社製フォトポリマＵＬＳＨ−５００（製品名）などを使用することができる。また、中間層２２２は、記録層とサーボ層との間に形成される層であり、光透過性の高い材料が使用される。
【００２６】
サーボ層２２３は、サーボ光の入射側の面にサーボピットが形成された層である。本実施形態においてはホログラム記録媒体２２０が透過型であるため、サーボ層２２３は波長λ０の信号光２１１ａ及び参照光２１１ｂを透過し、波長λ１のサーボ光２１１ｃの少なくとも一部を反射するように構成されている。サーボ層２２３の表面には、サーボピットが形成された略帯状の領域２２４と、サーボピットが形成されていない領域２２５とが交互に形成されている。すなわち、サーボピットが形成された領域２２４はサーボトラックとして形成されており、サーボトラックとサーボトラックの間は平坦な領域２２５となっている。信号光はこの平坦な領域に照射され、サーボ光はサーボトラック上に照射される。なお、ビームの通過領域はその最大強度の１／ｅ２以上の光量が通過する領域として定義される。
【００２７】
記録再生用のレーザ光源２０１から発せられたビームは、ビームエキスパンダ２０２によって拡大された後、ビームスプリッタ２０３によって信号光２１１ａと参照光２１１ｂに分割される。信号光２１１ａはミラー２０５を介して空間光変調器２０６に入射する。空間光変調器は、格子状に配列された多数の画素を有し、画素ごとに光の透過状態（オン）と遮断状態（オフ）とを選択することによってビームの強度を空間的に変調して、情報を担持した信号光を生成する。空間光変調器としては例えば液晶素子が用いられるが、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を用いることもできる。
【００２８】
記録時には、図示されていないエンコーダによって記録データが二次元的なドットマトリックス成分に変換され、空間光変調器２０６に入力される。空間光変調器２０６の各画素は、入力データに応じてオン状態又はオフ状態とされることによって信号光が変調される。空間光変調器２０６を通過した信号光は、ダイクロイックミラー２３４をそのまま通過し、回折格子２３５に入射する。
【００２９】
回折格子２３５は、入射したビームの回折光を生成する。ここで、実際の記録再生には回折格子をそのまま通過する直接光（０次回折光）が用いられ、回折光は使用されない。ここで、信号光の回折光と参照光が重なり合うことによっても干渉パターンが形成されるが、これは本来記録すべき情報に対するノイズになることから、信号光の回折光はできるだけ小さいことが好ましく、信号光の回折光がまったく生じないことがより好ましい。回折格子２３５を通過した信号光の０次回折光（以下、これを単に信号光ということがある）は、フーリエ変換レンズ２０７を透過してホログラム記録媒体２２０に照射される。一方、参照光２１１ｂはそのままフーリエ変換レンズ２２０を透過してホログラム記録媒体２２０に照射される。信号光２１１ａと参照光２１１ｂは同じ位置に照射され、信号光２１１ａと参照光２１１ｂとがホログラム記録媒体の記録層２２１内で重ね合わせられることで、これらの干渉による干渉パターンが体積的に形成され、データが光の位相情報として記録される。
【００３０】
再生時には、空間光変調器２０６の各画素をすべてオフ状態とすることによって信号光２１１ａの通過が遮断される。したがって、参照光２１１ｂのみがホログラム記録媒体２２０に照射される。記録位置に入射した参照光２１１ｂは干渉パターンによって変調されて、情報を担持したビームが再生される。この再生光は干渉パターンによって信号光の光軸方向に回折して、逆フーリエ変換レンズ２０８に入射する。再生光は逆フーリエ変換レンズ２０８によって逆フーリエ変換されてドットマトリックス成分を含むビームに変換され、かつ平行光にされた後、ＣＣＤイメージセンサ２０９に照射される。ＣＣＤイメージセンサ２０９は、画素毎にビーム強度を電気的なデジタル信号に変換する。さらに、図示しないデコーダによってもとのデータに復調される。
【００３１】
サーボ時には、サーボ用のレーザ光源２３１から発せられたサーボ光２１１ｃがビームスプリッタ２３２を通過し、コリメートレンズ２３３によって平行光にされた後、ダイクロイックミラー２３４で反射して、回折格子２３５に入射する。回折格子２３５によってサーボ光２１１ｃのｎ次回折光が生成されるが、本実施形態においては１次回折光が実際のサーボに用いられる。回折格子２３５を通過したサーボ光の１次回折光（以下、これを単にサーボ光ということがある）は、フーリエ変換レンズ２０７を通過し、フーリエ変換レンズ２０７によってホログラム記録媒体内のサーボピット２２４上で焦点が合うように集光される。
【００３２】
このように、サーボ光は回折格子２３５によって偏向させられ、その結果、サーボ光２１１ｃは信号光２１１ａとは異なる入射角度をもってフーリエ変換レンズ２０７に入射し、信号光とは異なるスポット位置に設けられたサーボトラック上に照射される。なお、サーボ光の波長λ１は信号光や参照光の波長λ０と異なるため、記録再生用の波長条件に制約されることなく、トラックピッチに応じてサーボ光の回折角を設定したり、サーボ光の波長を選択したりすることが可能である。凹凸パターンのピッチが特に広い場合には波長λ１を波長λ０よりも十分大きくすることで対応することできる。
【００３３】
サーボ光２１１ｃはサーボトラック上で反射し、その一部又は全部が戻り光としてもとの光路をたどり、フーリエ変換レンズ２０７、回折格子２３５、ダイクロイックミラー２３４、コリメートレンズ２３３、ビームスプリッタ２３２を経由して、フォトディテクタ２３６に入射する。フォトディテクタ２３６によってサーボ光の強度や強度分布が検知され、フォトディテクタ２３６の出力を処理することによってフォーカスサーボやトラッキングサーボが行われるとともに、基本クロックの生成やアドレスの判別が行われる。
【００３４】
図４は、信号光及びサーボ光の光路を詳細に説明するための模式図である。
【００３５】
図４に示されるように、所定のビーム径φをもつサーボ光２１１ｃがダイクロイックミラー２３４に入射すると、サーボ光はダイクロイックミラー２３４で反射して回折格子２３５に入射する。その後、サーボ光は回折格子２３５で光軸が傾けられ、フーリエ変換レンズ２０７に入射し、フーリエ変換レンズ２０７によって集光されて、信号光２１１ａの通過領域とは異なる位置にあるサーボピット２２４上に照射される。サーボピット２２４上で反射したサーボ光２１１ｃは再びフーリエ変換レンズ２０７に入射するが、その一部４０１はフーリエ変換レンズ２０７からはみ出して損失となる。フーリエ変換レンズ２０７に入射した多くのビームは回折格子２３５を通過し、ダイクロイックミラー２３４で反射して、フォトディテクタ２３６の方向に進行する。このサーボ光の戻り光は、損失が生じているため、入射光のビーム径φよりも狭いビーム径φ’が得られるが、サーボコントロールに使用することは可能である。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、ホログラム記録媒体のサーボピットの形成領域以外の領域を通過するように信号光を照射するとともに、信号光と同一のフーリエ変換レンズにサーボ光を入射した後、光学的変調パターンの形成領域に照射されるように、回折格子を用いてサーボ光の入射角度を傾けるので、再生光へのノイズの混入を防止することができる。
【００３７】
図５は、ホログラム記録再生装置の他の実施形態を示す模式図である。
【００３８】
図５に示されるように、本実施形態においては、回折格子２３５を使用しない代わりにダイクロイックミラー２３４でサーボ光の光軸を傾斜させるとともに、サーボピット２２４の凹凸面を傾斜させている。その傾斜角は、サーボ光２１１ｃの光軸に対して垂直となるように設定されている。所定のビーム径φをもつサーボ光２１１ｃがダイクロイックミラー２３４に入射すると、サーボ光２１１ｃはダイクロイックミラー２３４で反射する。このとき、サーボ光２１１ｃの光軸は信号光２１１ａの光軸よりも所定の角度だけ傾けられる。その後、フーリエ変換レンズ２０７に入射し、フーリエ変換レンズ２０７によって集光されて、信号光２１１ａの通過領域とは異なる位置にあるサーボピット２２４上に照射される。サーボピット２２４上で反射したサーボ光２１１ｃは入射光路をたどってフーリエ変換レンズ２０７に入射し、ダイクロイックミラー２３４で反射して、フォトディテクタ２３６の方向に進行する。このサーボ光２１１ｃの戻り光は、上述した実施形態と異なり、フーリエ変換レンズ２０７からはみ出すことによる損失が生ずることなく、入射光と同一のビーム径φが得られる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態によれば、ホログラム記録媒体の反射面上で焦点が合うように信号光を照射するとともに、ダイクロイックミラーを用いてサーボ光の入射角度を傾けるとともに、これに合わせて凹凸パターンの上面も傾けるので、回折格子を用いることなく再生光へのノイズの混入を防止することができるとともに、経路途中での損失を防止することができる。
【００４０】
図６は、ホログラム記録再生装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。
【００４１】
図６に示されるように、このホログラム記録再生装置は、信号光と参照光とを同一光軸で照射するいわゆる偏光コリニア方式のホログラム記録再生装置である。変更コリニア方式では反射型のホログラム記録媒体６２０が使用される。したがって、サーボピットが形成されたサーボ層６２３の表面は、波長λ１のサーボ光のみならず波長λ０の信号光及び参照光も反射する反射面６２３ｒとして構成されている。
【００４２】
記録再生用のレーザ光源６０１から発せられた直線偏光のビームは、ビームエキスパンダ６０２によってビーム径が拡大された後、旋光子６０３によって旋光されることにより、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分を含むビームが生成される。このビームは第１の偏光ビームスプリッタ６０４によってＳ偏光成分とＰ偏光成分に分割される。Ｓ偏光成分は空間光変調器６０５によって変調されて、所定のパターンの信号光が生成される。信号光は第１のビームスプリッタ６０６を介して第２の偏光ビームスプリッタ６０８に入射する。一方、第１の偏光ビームスプリッタ６０４によって分割されたＰ偏光成分は参照光とされ、第２のビームスプリッタ６０７を介して第２の偏光ビームスプリッタ６０８に入射する。そして、信号光と参照光は、第２の偏光ビームスプリッタ６０８によって同軸状態にされた後、２分割旋光板６０９に入射する。
【００４３】
２分割旋光板６０９は、光軸の右側部分に配置された旋光板と、光軸の左側部分に配置された旋光板を有している。右側の旋光板は、入射したビームの偏光方向を−４５°回転させ、左側の旋光板は偏光方向を＋４５°回転させるように構成されている。情報の記録時には、Ｐ偏光の参照光とＳ偏光の信号光が２分割旋光板６０９によってビームの断面を２分割した領域ごとに異なる方向に旋光される。２分割旋光板６０９を通過した信号光及び参照光は、回折格子６１０に入射する。回折格子６１０によって信号光及び参照光の回折光が生成されるが、これらの０次回折光（直接光）が実際の信号光及び参照光として使用される。信号光及び参照光はフーリエ変換レンズ６１１を介してホログラム記録媒体６２０に入射する。ホログラム記録媒体６２０の記録層２２１では反射面６２３ｒに入射する前の信号光と反射面６２３ｒで反射した後の記録用参照光との干渉により干渉パターンが形成され、情報が記録される。
【００４４】
サーボ時には、サーボ用のレーザ光源６１２から発せられたＳ偏光成分のビーム（サーボ光）がコリメートレンズ６１３、ミラー６１４、第１のビームスプリッタ６０６、第２の偏光ビームスプリッタ６０８、及び２分割旋光板６０９を通過し、回折格子６１０に入射する。回折格子６１０によってサーボ光のｎ次回折光が生成されるが、本実施形態においてはその１次回折光が実際のサーボに用いられる。回折格子６１０を通過したサーボ光の１次回折光（以下、これを単にサーボ光ということがある）は、フーリエ変換レンズ６１１を通過し、フーリエ変換レンズ６１１によってホログラム記録媒体６２０の反射面６２３ｒ上で焦点が合うように集光される。
【００４５】
このように、サーボ光は回折格子６１０によって偏向させられ、その結果、サーボ光２１１ｃは信号光２１１ａとは異なる入射角度をもってフーリエ変換レンズ６１１に入射し、信号光とは異なるスポット位置に設けられたサーボトラック上に照射される。サーボ光２１１ｃはサーボトラック上で反射し、その一部又は全部が戻り光としてもとの光路をたどり、フーリエ変換レンズ６１１、回折格子６１０、２分割旋光板６０９、第２の偏光ビームスプリッタ６０８、及び第１のビームスプリッタ６０６を介してミラー６１４に入射し、ミラー６１４で反射した後、集光レンズ６１５を介してフォトディテクタ６１６に入射する。フォトディテクタ６１６によってサーボ光の強度や強度分布が検知され、フォトディテクタ６１６の出力を処理することによってフォーカスサーボやトラッキングサーボが行われるとともに、基本クロックの生成やアドレスの判別が行われる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態によれば、信号光と参照光を同軸状態で照射する場合にも、ホログラム記録媒体のサーボピットの形成領域以外の領域を通過するように信号光及び参照光を照射するとともに、信号光及び参照光と同一のフーリエ変換レンズにサーボ光を入射した後、光学的変調パターンの形成領域に照射されるように、回折格子を用いてサーボ光の入射角度を傾けるので、再生光へのノイズの混入を防止することができる。
【００４７】
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。
【００４８】
例えば、前記実施形態においては、サーボ光の反射光のうち、フーリエ変換レンズ２０７に入射した戻り光を利用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、回折格子２３５によるサーボ光の回折角を大きくし、サーボ光の反射光が進行する方向に直接、又は所望の光学部品を介してフォトディテクタを配置しても構わない。回折格子２３５によるサーボ光の回折角を大きく設定した場合には、サーボ光が反射面に対してより斜めに入射し、その反射光がフーリエ変換レンズ２０７に戻り光として入射する比率が小さくなるため、サーボ光の反射光の進行方向にフォトディテクタを設けることによってサーボ光の反射光を検出することができる。
【００４９】
また、前記実施形態においては、信号光とサーボ光の光軸を異ならせる手段として回折格子を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば鏡面の法線に不連続な領域を有する平面鏡又は凹面鏡を用いてもよく、画素単位での屈折により光ビームを偏光することが可能な液晶パネルを用いてもよい。すなわち、前記サーボ光を所定の方向へ偏向させるビーム偏向手段であればよい。
【００５０】
また、前記実施形態においては、ホログラム記録媒体のサーボ層の表面に形成されたサーボトラックにピットが形成されている場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、光学定数の変化による変調、マスクによる遮光など、照射したサーボ光が変調される光学的変調パターンであればどのような形態であっても構わない。また、ホログラム記録媒体としては、ディスク状、カード状、シート状、ブロック状など、どのような形態であっても構わない。また、記録媒体本体がカートリッジに内蔵されるタイプであっても構わない。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、再生光へのノイズの混入を防止するとともに、制御を複雑化させることなく記録容量の減少を抑制することが可能なホログラム記録再生方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明にかかるホログラム記録再生方法の原理を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施形態にかかるホログラム記録再生装置の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、ホログラム記録媒体２２０の構成を示す略断面図である。
【図４】図４は、信号光及びサーボ光の光路を詳細に説明するための模式図である。
【図５】図５は、ホログラム記録再生装置の他の実施形態を示す模式図である。
【図６】図６は、ホログラム記録再生装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ サーボ光
１２ 信号光
１４ 対物レンズ（フーリエ変換レンズ）
１６ ピットの形成領域
１７ ピットの形成されていない領域
１８ 記録層
２００ ホログラム記録再生装置
２０１ レーザ光源
２０２ ビームエキスパンダ
２０３ ビームスプリッタ
２０４ フーリエ変換レンズ
２０５ 全反射ミラー
２０６ 空間光変調器
２０７ フーリエ変換レンズ
２０８ 逆フーリエ変換レンズ
２０９ イメージセンサ
２１０ レーザビーム
２１１ａ 信号光
２１１ｂ 参照光
２１１ｃ サーボ光
２２０ ホログラム記録媒体
２２１ 記録層
２２２ 中間層
２２３ サーボ層
２２４ サーボピットの形成領域
２２５ サーボピットの形成領域以外の領域
２３１ レーザ光源
２３２ ビームスプリッタ
２３３ コリメートレンズ
２３４ ダイクロイックミラー
２３５ 回折格子
２３６ フォトディテクタ
４０１ サーボ光の戻り光の一部
６０１ レーザ光源
６０２ ビームエキスパンダ
６０３ 旋光子
６０４ 第１の偏光ビームスプリッタ
６０５ 空間光変調器
６０６ 第１のビームスプリッタ
６０７ 第２のビームスプリッタ
６０８ 第２の偏光ビームスプリッタ
６０９ ２分割旋光板
６１０ 回折格子
６１１ フーリエ変換レンズ
６１２ レーザ光源
６１３ コリメートレンズ
６１４ ミラー
６１５ 集光レンズ
６１６ フォトディテクタ
６２０ ホログラム記録媒体
６２３ サーボ層
６２３ｒ 反射面
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラム記録再生方法及び装置に関し、より詳細には、再生光やサーボ光へのノイズの混入を防止することが可能なホログラム記録再生方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体に記録する情報の高密度化を実現する方法の一つとしてホログラム記録再生方法が知られている。一般的なホログラム記録再生方法では、情報が二次元的に付加された信号光と参照光をホログラム記録媒体の内部で重ね合わせて、そのとき形成される干渉縞を書き込むことによって情報が記録される。こうしてホログラム記録媒体に記録された情報の再生は、参照光を照射することにより得られる再生光に基づいて行うことができる。つまり、ホログラム記録媒体に参照光を照射すると、参照光が干渉縞の格子により回折することで二次元情報が浮かび上がり情報が再生される。このような記録媒体においては、信号光に付加されたイメージ情報が参照光の入射で一度に再生されるため、高速再生を実現することが可能である。
【０００３】
従来のホログラム記録再生方法では、通常、記録時に信号光と参照光とを互いに所定の角度をなすようにホログラム記録媒体に入射させ、再生時に再生光と参照光とを空間的に分離することで、再生光を検出する光検出器に再生用の参照光が入射することを防止し、再生情報のＳＮ比が低下しないようにしている。
【０００４】
一方、ホログラム記録媒体へ入射する際に信号光と参照光の光路を一致させ、光学系を共用化することで、記録再生のための光学系を小型化した発明も知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載された発明では、ホログラム記録媒体の反射面をデータエリアとアドレス・サーボエリアに区分し、対物レンズの出射光がアドレス・サーボエリアを通過する際には光源の出力を低く設定し、データエリアを通過する際には光源の出力を高く設定することによって、データの記録・再生とアドレス・サーボの制御を時分割で行っている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１２３９４９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、信号光や参照光を用いてアドレス・サーボ制御を行っていることから、アドレス・サーボエリアが広くなりやすく、その分、記録容量が減少するという問題があった。また、光源の出力を変調しなければならないため、制御が複雑であるという問題もあった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、再生光へのノイズの混入を防止するとともに、制御を複雑化させることなく記録容量の減少を抑制することが可能なホログラム記録再生方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のかかる目的は、信号光及び参照光が照射されることによってデータが光の位相情報として記録される記録層と、前記記録層から見て前記信号光の入射方向とは反対側に配置された光学的変調パターンの形成領域を有するサーボ層を少なくとも有するホログラム記録媒体に対して、前記信号光及び前記参照光を照射して前記データを記録し、又は前記参照光を照射してデータを再生するホログラム記録再生方法であって、前記光学的変調パターンの形成領域以外の領域に照射されるように前記信号光の光路を設定し、前記信号光と同一の対物レンズに入射した後に前記光学的変調パターンの形成領域に照射されるように前記信号光とは異なる光路が設定されたサーボ光を照射することを特徴とするホログラム記録再生方法によって達成される。
【０００９】
本発明の前記目的はまた、信号光及び参照光が照射されることによってデータが光の位相情報として記録される記録層と、前記記録層から見て前記信号光の入射方向とは反対側に配置された光学的変調パターンの形成領域を有するサーボ層を少なくとも有するホログラム記録媒体に対して、前記信号光及び前記参照光を照射して前記データを記録し、又は前記参照光を照射してデータを再生するホログラム記録再生装置であって、前記信号光を集光する対物レンズを含み、前記光学的変調パターンの形成領域以外の領域に照射されるように前記信号光の光路を設定する信号光照射手段と、前記信号光と同一の対物レンズに入射した後に前記光学的変調パターンの形成領域に照射されるように前記信号光とは異なる光路が設定されたサーボ光を照射するサーボ光照射手段を備えていることを特徴とするホログラム記録再生装置によっても達成される。
【００１０】
本発明によれば、再生光へのノイズの混入を防止するとともに、制御を複雑化させることなく記録容量の減少を抑制するとともに、再生光へのノイズの混入を防止することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態において、前記サーボ光照射手段は、前記信号光とは異なる入射角度をもって前記サーボ光が前記対物レンズに入射するように前記サーボ光を所定の方向へ偏向させるビーム偏向手段を含んでいる。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、サーボ光の対物レンズへの入射角度を信号光と異ならせることができる。
【００１３】
本発明のさらに好ましい実施形態において、前記ビーム偏向手段は、前記対物レンズの前記サーボ光の入射側に配置された回折格子である。
【００１４】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、簡単なデバイスでビーム偏向手段を実現することができ、回折格子を通過したサーボ光のｎ次回折光を実際のサーボ光として使用することができる。また、サーボ光の光路が信号光の光路と一致している場合でも、その途中から光路を変更させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
まず、添付図面を参照しながら、本発明の原理について説明する。本発明では、信号光及び参照光とは別に「サーボ光」が用いられ、サーボ光を照射することにより得られる情報を用いてアドレス検出及びサーボ制御が行われる。
【００１６】
図１は、本発明にかかるホログラム記録再生方法の原理を示す模式図である。
【００１７】
図１に示すように、本発明では、サーボ光１０と信号光１２が同一の対物レンズ（フーリエ変換レンズ）１４によって集光されるが、サーボ光１０と信号光１２のフーリエ変換レンズ１４への入射角度は互いに異なっているため、対物レンズ１４を通過したサーボ光１０及び信号光１２は互いに異なる光路を通ることになる。これによって、対物レンズ１４を通過したサーボ光１０は、サーボピットが形成された領域１６に照射される一方、対物レンズ１４を通過した信号光１２は、サーボピットが形成されていない領域１７に照射される。信号光１２はホログラム記録媒体内の記録層１８内を通過するが、そのうち図示しない参照光の通過領域と重なり合う領域には、信号光１２と参照光による干渉パターンが体積的に記録される。
【００１８】
したがって、記録層１８の各部分に対応するアドレス情報等をピット領域１６に持たせておけば、サーボ光１０をピット領域１６に照射することによって現在のアドレス情報等を得ることが可能となる。
【００１９】
この場合、信号光１２の光路上にピット領域１６が存在しないため、ピット領域１６が再生光（図１には図示せず）のノイズ源となることもない。ここで「再生光」とは、干渉パターンが記録された記録層１８に参照光を照射した場合に得られる光であり、信号光と参照光が所定の角度をなすように照射するタイプ及び信号光と参照光を同一光軸で照射するタイプのいずれにおいても、再生光は信号光と同一の光路上に現れる。このことは、信号光の光路上にピット領域が存在しなければ、再生光の光路上にもピット領域が存在しないことを意味する。これによりノイズの低減を図ることが可能となるのである。
【００２０】
次に、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
図２は、本発明の好ましい実施形態にかかるホログラム記録再生装置の構成を示す模式図である。
【００２２】
図２に示されるように、このホログラム記録再生装置２００は、波長λ０のレーザビーム２１０を生成する記録再生用のレーザ光源２０１と、レーザ光源から発せられたビーム２１０を拡大するビームエキスパンダ２０２と、拡大されたビーム２１０を分割して信号光２１１ａと参照光２１１ｂを生成するビームスプリッタ２０３と、参照光２１１ｂの光路上に配置されたフーリエ変換レンズ２０４を備えている。また、信号光２１１ａの光路上には、信号光２１１ａがホログラム記録媒体２２０に対して垂直に入射するようにその光路を変更する全反射ミラー２０５と、信号光２１１ａを変調する空間光変調器（ＳＬＭ）２０６と、フーリエ変換レンズ２０７と、逆フーリエ変換レンズ２０８と、ＣＣＤイメージセンサ２０９が設けられている。ホログラム記録媒体２２０は、フーリエ変換レンズ２０７と逆フーリエ変換レンズ２０８との間に配置される。信号光２１１ａ及び参照光２１１ｂの光路は、記録時にホログラム記録媒体２２０内の所定の位置で重なり合うように設定されている。ホログラム記録再生装置２００はさらに、信号光２１１ａ及び参照光２１１ｂの波長λ０とは異なる波長λ１のレーザビーム（サーボ光）２１１ｃを生成するサーボ用のレーザ光源２３１と、ビームスプリッタ２３２と、コリメートレンズ２３３と、ダイクロイックミラー２３４と、回折格子２３５と、フォトディテクタ２３６を備えている。なおサーボ光の波長λ１は信号光や参照光の波長λ０よりも長いことが好ましいが、波長をあまり長くしすぎると分解能が悪化するため、適切な波長にする必要がある。
【００２３】
一方、ホログラム記録媒体２２０としては、透過型のものが使用される。図２に示されるように、ホログラム記録媒体２２０は、記録層２２１、中間層２２２、サーボ層２２３が順に積層された構造を有している。
【００２４】
図３は、ホログラム記録媒体２２０の構成を示す略断面図である。
【００２５】
図３に示される記録層２２１は、ホログラフィを利用することでデータが光の位相情報として記録される層であり、光が反射されたときに光の強度に応じて屈折率、誘電率、反射率などの光学特性が変化する感光材料によって形成される。記録層２２１には、信号光や参照光に対する感光度が高く、サーボ光に対する感光度が低い感光材料が用いられる。あるいは、記録層２２１に影響を与えないようなサーボ光の波長λ１が選択される。ホログラム材料としては、例えば、デュポン社製フォトポリマＨＲＦ−６００（製品名）や、アプリリス社製フォトポリマＵＬＳＨ−５００（製品名）などを使用することができる。また、中間層２２２は、記録層とサーボ層との間に形成される層であり、光透過性の高い材料が使用される。
【００２６】
サーボ層２２３は、サーボ光の入射側の面にサーボピットが形成された層である。本実施形態においてはホログラム記録媒体２２０が透過型であるため、サーボ層２２３は波長λ０の信号光２１１ａ及び参照光２１１ｂを透過し、波長λ１のサーボ光２１１ｃの少なくとも一部を反射するように構成されている。サーボ層２２３の表面には、サーボピットが形成された略帯状の領域２２４と、サーボピットが形成されていない領域２２５とが交互に形成されている。すなわち、サーボピットが形成された領域２２４はサーボトラックとして形成されており、サーボトラックとサーボトラックの間は平坦な領域２２５となっている。信号光はこの平坦な領域に照射され、サーボ光はサーボトラック上に照射される。なお、ビームの通過領域はその最大強度の１／ｅ２以上の光量が通過する領域として定義される。
【００２７】
記録再生用のレーザ光源２０１から発せられたビームは、ビームエキスパンダ２０２によって拡大された後、ビームスプリッタ２０３によって信号光２１１ａと参照光２１１ｂに分割される。信号光２１１ａはミラー２０５を介して空間光変調器２０６に入射する。空間光変調器は、格子状に配列された多数の画素を有し、画素ごとに光の透過状態（オン）と遮断状態（オフ）とを選択することによってビームの強度を空間的に変調して、情報を担持した信号光を生成する。空間光変調器としては例えば液晶素子が用いられるが、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を用いることもできる。
【００２８】
記録時には、図示されていないエンコーダによって記録データが二次元的なドットマトリックス成分に変換され、空間光変調器２０６に入力される。空間光変調器２０６の各画素は、入力データに応じてオン状態又はオフ状態とされることによって信号光が変調される。空間光変調器２０６を通過した信号光は、ダイクロイックミラー２３４をそのまま通過し、回折格子２３５に入射する。
【００２９】
回折格子２３５は、入射したビームの回折光を生成する。ここで、実際の記録再生には回折格子をそのまま通過する直接光（０次回折光）が用いられ、回折光は使用されない。ここで、信号光の回折光と参照光が重なり合うことによっても干渉パターンが形成されるが、これは本来記録すべき情報に対するノイズになることから、信号光の回折光はできるだけ小さいことが好ましく、信号光の回折光がまったく生じないことがより好ましい。回折格子２３５を通過した信号光の０次回折光（以下、これを単に信号光ということがある）は、フーリエ変換レンズ２０７を透過してホログラム記録媒体２２０に照射される。一方、参照光２１１ｂはそのままフーリエ変換レンズ２２０を透過してホログラム記録媒体２２０に照射される。信号光２１１ａと参照光２１１ｂは同じ位置に照射され、信号光２１１ａと参照光２１１ｂとがホログラム記録媒体の記録層２２１内で重ね合わせられることで、これらの干渉による干渉パターンが体積的に形成され、データが光の位相情報として記録される。
【００３０】
再生時には、空間光変調器２０６の各画素をすべてオフ状態とすることによって信号光２１１ａの通過が遮断される。したがって、参照光２１１ｂのみがホログラム記録媒体２２０に照射される。記録位置に入射した参照光２１１ｂは干渉パターンによって変調されて、情報を担持したビームが再生される。この再生光は干渉パターンによって信号光の光軸方向に回折して、逆フーリエ変換レンズ２０８に入射する。再生光は逆フーリエ変換レンズ２０８によって逆フーリエ変換されてドットマトリックス成分を含むビームに変換され、かつ平行光にされた後、ＣＣＤイメージセンサ２０９に照射される。ＣＣＤイメージセンサ２０９は、画素毎にビーム強度を電気的なデジタル信号に変換する。さらに、図示しないデコーダによってもとのデータに復調される。
【００３１】
サーボ時には、サーボ用のレーザ光源２３１から発せられたサーボ光２１１ｃがビームスプリッタ２３２を通過し、コリメートレンズ２３３によって平行光にされた後、ダイクロイックミラー２３４で反射して、回折格子２３５に入射する。回折格子２３５によってサーボ光２１１ｃのｎ次回折光が生成されるが、本実施形態においては１次回折光が実際のサーボに用いられる。回折格子２３５を通過したサーボ光の１次回折光（以下、これを単にサーボ光ということがある）は、フーリエ変換レンズ２０７を通過し、フーリエ変換レンズ２０７によってホログラム記録媒体内のサーボピット２２４上で焦点が合うように集光される。
【００３２】
このように、サーボ光は回折格子２３５によって偏向させられ、その結果、サーボ光２１１ｃは信号光２１１ａとは異なる入射角度をもってフーリエ変換レンズ２０７に入射し、信号光とは異なるスポット位置に設けられたサーボトラック上に照射される。なお、サーボ光の波長λ１は信号光や参照光の波長λ０と異なるため、記録再生用の波長条件に制約されることなく、トラックピッチに応じてサーボ光の回折角を設定したり、サーボ光の波長を選択したりすることが可能である。凹凸パターンのピッチが特に広い場合には波長λ１を波長λ０よりも十分大きくすることで対応することできる。
【００３３】
サーボ光２１１ｃはサーボトラック上で反射し、その一部又は全部が戻り光としてもとの光路をたどり、フーリエ変換レンズ２０７、回折格子２３５、ダイクロイックミラー２３４、コリメートレンズ２３３、ビームスプリッタ２３２を経由して、フォトディテクタ２３６に入射する。フォトディテクタ２３６によってサーボ光の強度や強度分布が検知され、フォトディテクタ２３６の出力を処理することによってフォーカスサーボやトラッキングサーボが行われるとともに、基本クロックの生成やアドレスの判別が行われる。
【００３４】
図４は、信号光及びサーボ光の光路を詳細に説明するための模式図である。
【００３５】
図４に示されるように、所定のビーム径φをもつサーボ光２１１ｃがダイクロイックミラー２３４に入射すると、サーボ光はダイクロイックミラー２３４で反射して回折格子２３５に入射する。その後、サーボ光は回折格子２３５で光軸が傾けられ、フーリエ変換レンズ２０７に入射し、フーリエ変換レンズ２０７によって集光されて、信号光２１１ａの通過領域とは異なる位置にあるサーボピット２２４上に照射される。サーボピット２２４上で反射したサーボ光２１１ｃは再びフーリエ変換レンズ２０７に入射するが、その一部４０１はフーリエ変換レンズ２０７からはみ出して損失となる。フーリエ変換レンズ２０７に入射した多くのビームは回折格子２３５を通過し、ダイクロイックミラー２３４で反射して、フォトディテクタ２３６の方向に進行する。このサーボ光の戻り光は、損失が生じているため、入射光のビーム径φよりも狭いビーム径φ’が得られるが、サーボコントロールに使用することは可能である。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、ホログラム記録媒体のサーボピットの形成領域以外の領域を通過するように信号光を照射するとともに、信号光と同一のフーリエ変換レンズにサーボ光を入射した後、光学的変調パターンの形成領域に照射されるように、回折格子を用いてサーボ光の入射角度を傾けるので、再生光へのノイズの混入を防止することができる。
【００３７】
図５は、ホログラム記録再生装置の他の実施形態を示す模式図である。
【００３８】
図５に示されるように、本実施形態においては、回折格子２３５を使用しない代わりにダイクロイックミラー２３４でサーボ光の光軸を傾斜させるとともに、サーボピット２２４の凹凸面を傾斜させている。その傾斜角は、サーボ光２１１ｃの光軸に対して垂直となるように設定されている。所定のビーム径φをもつサーボ光２１１ｃがダイクロイックミラー２３４に入射すると、サーボ光２１１ｃはダイクロイックミラー２３４で反射する。このとき、サーボ光２１１ｃの光軸は信号光２１１ａの光軸よりも所定の角度だけ傾けられる。その後、フーリエ変換レンズ２０７に入射し、フーリエ変換レンズ２０７によって集光されて、信号光２１１ａの通過領域とは異なる位置にあるサーボピット２２４上に照射される。サーボピット２２４上で反射したサーボ光２１１ｃは入射光路をたどってフーリエ変換レンズ２０７に入射し、ダイクロイックミラー２３４で反射して、フォトディテクタ２３６の方向に進行する。このサーボ光２１１ｃの戻り光は、上述した実施形態と異なり、フーリエ変換レンズ２０７からはみ出すことによる損失が生ずることなく、入射光と同一のビーム径φが得られる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態によれば、ホログラム記録媒体の反射面上で焦点が合うように信号光を照射するとともに、ダイクロイックミラーを用いてサーボ光の入射角度を傾けるとともに、これに合わせて凹凸パターンの上面も傾けるので、回折格子を用いることなく再生光へのノイズの混入を防止することができるとともに、経路途中での損失を防止することができる。
【００４０】
図６は、ホログラム記録再生装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。
【００４１】
図６に示されるように、このホログラム記録再生装置は、信号光と参照光とを同一光軸で照射するいわゆる偏光コリニア方式のホログラム記録再生装置である。変更コリニア方式では反射型のホログラム記録媒体６２０が使用される。したがって、サーボピットが形成されたサーボ層６２３の表面は、波長λ１のサーボ光のみならず波長λ０の信号光及び参照光も反射する反射面６２３ｒとして構成されている。
【００４２】
記録再生用のレーザ光源６０１から発せられた直線偏光のビームは、ビームエキスパンダ６０２によってビーム径が拡大された後、旋光子６０３によって旋光されることにより、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分を含むビームが生成される。このビームは第１の偏光ビームスプリッタ６０４によってＳ偏光成分とＰ偏光成分に分割される。Ｓ偏光成分は空間光変調器６０５によって変調されて、所定のパターンの信号光が生成される。信号光は第１のビームスプリッタ６０６を介して第２の偏光ビームスプリッタ６０８に入射する。一方、第１の偏光ビームスプリッタ６０４によって分割されたＰ偏光成分は参照光とされ、第２のビームスプリッタ６０７を介して第２の偏光ビームスプリッタ６０８に入射する。そして、信号光と参照光は、第２の偏光ビームスプリッタ６０８によって同軸状態にされた後、２分割旋光板６０９に入射する。
【００４３】
２分割旋光板６０９は、光軸の右側部分に配置された旋光板と、光軸の左側部分に配置された旋光板を有している。右側の旋光板は、入射したビームの偏光方向を−４５°回転させ、左側の旋光板は偏光方向を＋４５°回転させるように構成されている。情報の記録時には、Ｐ偏光の参照光とＳ偏光の信号光が２分割旋光板６０９によってビームの断面を２分割した領域ごとに異なる方向に旋光される。２分割旋光板６０９を通過した信号光及び参照光は、回折格子６１０に入射する。回折格子６１０によって信号光及び参照光の回折光が生成されるが、これらの０次回折光（直接光）が実際の信号光及び参照光として使用される。信号光及び参照光はフーリエ変換レンズ６１１を介してホログラム記録媒体６２０に入射する。ホログラム記録媒体６２０の記録層２２１では反射面６２３ｒに入射する前の信号光と反射面６２３ｒで反射した後の記録用参照光との干渉により干渉パターンが形成され、情報が記録される。
【００４４】
サーボ時には、サーボ用のレーザ光源６１２から発せられたＳ偏光成分のビーム（サーボ光）がコリメートレンズ６１３、ミラー６１４、第１のビームスプリッタ６０６、第２の偏光ビームスプリッタ６０８、及び２分割旋光板６０９を通過し、回折格子６１０に入射する。回折格子６１０によってサーボ光のｎ次回折光が生成されるが、本実施形態においてはその１次回折光が実際のサーボに用いられる。回折格子６１０を通過したサーボ光の１次回折光（以下、これを単にサーボ光ということがある）は、フーリエ変換レンズ６１１を通過し、フーリエ変換レンズ６１１によってホログラム記録媒体６２０の反射面６２３ｒ上で焦点が合うように集光される。
【００４５】
このように、サーボ光は回折格子６１０によって偏向させられ、その結果、サーボ光２１１ｃは信号光２１１ａとは異なる入射角度をもってフーリエ変換レンズ６１１に入射し、信号光とは異なるスポット位置に設けられたサーボトラック上に照射される。サーボ光２１１ｃはサーボトラック上で反射し、その一部又は全部が戻り光としてもとの光路をたどり、フーリエ変換レンズ６１１、回折格子６１０、２分割旋光板６０９、第２の偏光ビームスプリッタ６０８、及び第１のビームスプリッタ６０６を介してミラー６１４に入射し、ミラー６１４で反射した後、集光レンズ６１５を介してフォトディテクタ６１６に入射する。フォトディテクタ６１６によってサーボ光の強度や強度分布が検知され、フォトディテクタ６１６の出力を処理することによってフォーカスサーボやトラッキングサーボが行われるとともに、基本クロックの生成やアドレスの判別が行われる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態によれば、信号光と参照光を同軸状態で照射する場合にも、ホログラム記録媒体のサーボピットの形成領域以外の領域を通過するように信号光及び参照光を照射するとともに、信号光及び参照光と同一のフーリエ変換レンズにサーボ光を入射した後、光学的変調パターンの形成領域に照射されるように、回折格子を用いてサーボ光の入射角度を傾けるので、再生光へのノイズの混入を防止することができる。
【００４７】
本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更を加えることが可能であり、これらも本発明の範囲に包含されるものであることは言うまでもない。
【００４８】
例えば、前記実施形態においては、サーボ光の反射光のうち、フーリエ変換レンズ２０７に入射した戻り光を利用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、回折格子２３５によるサーボ光の回折角を大きくし、サーボ光の反射光が進行する方向に直接、又は所望の光学部品を介してフォトディテクタを配置しても構わない。回折格子２３５によるサーボ光の回折角を大きく設定した場合には、サーボ光が反射面に対してより斜めに入射し、その反射光がフーリエ変換レンズ２０７に戻り光として入射する比率が小さくなるため、サーボ光の反射光の進行方向にフォトディテクタを設けることによってサーボ光の反射光を検出することができる。
【００４９】
また、前記実施形態においては、信号光とサーボ光の光軸を異ならせる手段として回折格子を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば鏡面の法線に不連続な領域を有する平面鏡又は凹面鏡を用いてもよく、画素単位での屈折により光ビームを偏光することが可能な液晶パネルを用いてもよい。すなわち、前記サーボ光を所定の方向へ偏向させるビーム偏向手段であればよい。
【００５０】
また、前記実施形態においては、ホログラム記録媒体のサーボ層の表面に形成されたサーボトラックにピットが形成されている場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、光学定数の変化による変調、マスクによる遮光など、照射したサーボ光が変調される光学的変調パターンであればどのような形態であっても構わない。また、ホログラム記録媒体としては、ディスク状、カード状、シート状、ブロック状など、どのような形態であっても構わない。また、記録媒体本体がカートリッジに内蔵されるタイプであっても構わない。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、再生光へのノイズの混入を防止するとともに、制御を複雑化させることなく記録容量の減少を抑制することが可能なホログラム記録再生方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明にかかるホログラム記録再生方法の原理を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施形態にかかるホログラム記録再生装置の構成を示す模式図である。
【図３】図３は、ホログラム記録媒体２２０の構成を示す略断面図である。
【図４】図４は、信号光及びサーボ光の光路を詳細に説明するための模式図である。
【図５】図５は、ホログラム記録再生装置の他の実施形態を示す模式図である。
【図６】図６は、ホログラム記録再生装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ サーボ光
１２ 信号光
１４ 対物レンズ（フーリエ変換レンズ）
１６ ピットの形成領域
１７ ピットの形成されていない領域
１８ 記録層
２００ ホログラム記録再生装置
２０１ レーザ光源
２０２ ビームエキスパンダ
２０３ ビームスプリッタ
２０４ フーリエ変換レンズ
２０５ 全反射ミラー
２０６ 空間光変調器
２０７ フーリエ変換レンズ
２０８ 逆フーリエ変換レンズ
２０９ イメージセンサ
２１０ レーザビーム
２１１ａ 信号光
２１１ｂ 参照光
２１１ｃ サーボ光
２２０ ホログラム記録媒体
２２１ 記録層
２２２ 中間層
２２３ サーボ層
２２４ サーボピットの形成領域
２２５ サーボピットの形成領域以外の領域
２３１ レーザ光源
２３２ ビームスプリッタ
２３３ コリメートレンズ
２３４ ダイクロイックミラー
２３５ 回折格子
２３６ フォトディテクタ
４０１ サーボ光の戻り光の一部
６０１ レーザ光源
６０２ ビームエキスパンダ
６０３ 旋光子
６０４ 第１の偏光ビームスプリッタ
６０５ 空間光変調器
６０６ 第１のビームスプリッタ
６０７ 第２のビームスプリッタ
６０８ 第２の偏光ビームスプリッタ
６０９ ２分割旋光板
６１０ 回折格子
６１１ フーリエ変換レンズ
６１２ レーザ光源
６１３ コリメートレンズ
６１４ ミラー
６１５ 集光レンズ
６１６ フォトディテクタ
６２０ ホログラム記録媒体
６２３ サーボ層
６２３ｒ 反射面
Claims (4)
- 信号光及び参照光が照射されることによってデータが光の位相情報として記録される記録層と、前記記録層から見て前記信号光の入射方向とは反対側に配置された光学的変調パターンの形成領域を有するサーボ層を少なくとも有するホログラム記録媒体に対して、前記信号光及び前記参照光を照射して前記データを記録し、又は前記参照光を照射してデータを再生するホログラム記録再生方法であって、
前記光学的変調パターンの形成領域以外の領域に照射されるように前記信号光の光路を設定し、
前記信号光と同一の対物レンズに入射した後に前記光学的変調パターンの形成領域に照射されるように前記信号光とは異なる光路が設定されたサーボ光を照射することを特徴とするホログラム記録再生方法。 - 信号光及び参照光が照射されることによってデータが光の位相情報として記録される記録層と、前記記録層から見て前記信号光の入射方向とは反対側に配置された光学的変調パターンの形成領域を有するサーボ層を少なくとも有するホログラム記録媒体に対して、前記信号光及び前記参照光を照射して前記データを記録し、又は前記参照光を照射してデータを再生するホログラム記録再生装置であって、
前記信号光を集光する対物レンズを含み、前記光学的変調パターンの形成領域以外の領域に照射されるように前記信号光の光路を設定する信号光照射手段と、前記信号光と同一の対物レンズに入射した後に前記光学的変調パターンの形成領域に照射されるように前記信号光とは異なる光路が設定されたサーボ光を照射するサーボ光照射手段を備えていることを特徴とするホログラム記録再生装置。 - 前記サーボ光照射手段は、前記サーボ光を所定の方向へ偏向させるビーム偏向手段を含むことを特徴とする請求項２に記載のホログラム記録再生装置。
- 前記ビーム偏向手段は、前記対物レンズの前記サーボ光の入射側に配置された回折格子である請求項２又は３に記載のホログラム記録再生装置。
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