JP2005032306A - 光情報記録装置および光情報再生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】エネルギの小さな光をホログラムに使用しても良好な情報の記録および再生を行うこと。
【解決手段】記録媒体１１の移動に追従してコリメータレンズ２４を移動させる駆動手段４４を設け、コリメータレンズ２４から偏光ビームスプリッタ２６に入射される記録用光の角度を変化させるようにして記録媒体１１に入射される光の位置をずらして記録媒体１１の移動に追従して記録媒体１１上の正規の位置に情報を記録したり、正規の位置から情報を再生する。
【選択図】 図１
【解決手段】記録媒体１１の移動に追従してコリメータレンズ２４を移動させる駆動手段４４を設け、コリメータレンズ２４から偏光ビームスプリッタ２６に入射される記録用光の角度を変化させるようにして記録媒体１１に入射される光の位置をずらして記録媒体１１の移動に追従して記録媒体１１上の正規の位置に情報を記録したり、正規の位置から情報を再生する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラフィを利用して情報が記録される記録媒体に対する情報の記録を行う光情報記録装置ならびに情報が記録されている記録媒体における情報の再生を行う光情報再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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、記録用光を構成するイメージ情報を担持した情報光と記録用参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、そのときにできる干渉パターンを記録媒体に書き込むことによって行われる。記録された情報の再生時には、その記録媒体に再生用参照光を照射することにより、干渉パターンによる回折によりイメージ情報が再生される（特許文献１参照）。
【０００３】
近年では、超高密度光記録のために、ボリュームホログラフィ、特にデジタルボリュームホログラフィが実用域で開発され注目を集めている。ボリュームホログラフィとは、記録媒体の厚み方向も積極的に活用して、３次元的に干渉パターンを書き込む方式であり、厚みを増すことで回折効率を高め、多重記録を用いて記録容量の増大を図ることができるという特徴がある。そして、デジタルボリュームホログラフィとは、ボリュームホログラフィと同様の記録媒体と記録方式を用いつつも、記録するイメージ情報は２値化したデジタルパターンに限定した、コンピュータ指向のホログラフィック記録方式である。このデジタルボリュームホログラフィでは、例えばアナログ的な絵のような画像情報も、一旦デジタイズして、２次元デジタルパターン情報に展開し、これをイメージ情報として記録する。再生時は、このデジタルパターン情報を読み出してデコードすることで、元の画像情報に戻して表示する。これにより、再生時に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】
ところで、ホログラフィック記録の方式としては、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ：デジタル多用途ディスク）等と同様にディスク状の記録媒体を採用して、記録媒体に対する情報の記録と記録媒体からの情報の再生を行うための光学系を含む光ピックアップ装置を使用する方式が有力である。
【０００５】
一般的に、光ディスク装置では、ディスク状の記録媒体を回転させつつ光ピックアップ装置内の対物レンズを駆動してフォーカスサーボとトラッキングサーボとを行うようになっている。
【０００６】
ところで、光ディスク装置では、記録用光としてレーザ光を使用するようになっている。このレーザ光としてＱスイッチレーザ光を使用する場合には、このＱスイッチレーザ光は大きなエネルギのレーザであるため、記録媒体が回転中であっても短時間で記録媒体に対する情報の記録を行えるが、レーザ光として半導体レーザ光を使用する場合には、この半導体レーザ光は小さなエネルギのレーザであるため、Ｑスイッチレーザ光より長時間かけて記録媒体に対する情報の記録を行う必要がある。
【０００７】
このため、半導体レーザ光を用いて記録媒体に対する情報の記録を行う場合には、記録媒体の回転に追従して半導体レーザ光による照射位置を変化させる必要がある。
【０００８】
このような半導体レーザ光による照射位置を変化させるようにしたものとして、レーザ光を記録媒体に入射させるための光学系に配置されている反射鏡を記録媒体の回転に追従させるようにしたものがあった（特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−３１１９３８号公報
【特許文献２】
国際公開第９９／４４１９５号パンフレット
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した特許文献２に記載の反射鏡を記録媒体の回転に追従させるのでは、記録媒体の近傍に位置する反射鏡に駆動手段を接続しなければならず、光学系の重量が増し、反射鏡の追従を良好に行うことができず、記録媒体に記録される情報の精度が悪くなるおそれがあった。
【００１１】
このような反射鏡を記録媒体の回転に良好に追従させることのできない現象は記録媒体から情報を再生する際にも生じるおそれがあった。
【００１２】
本発明は、このような従来のものにおける問題点を克服し、エネルギの小さな光をホログラムに使用しても良好な情報の記録および再生を行うことのできる光情報記録装置および光情報再生装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため請求項１に係る本発明の光情報記録装置の特徴は、光源からの記録用光をコリメータレンズにより平行光に形成して半反射面を備えた偏光ビームスプリッタに入射し、ホログラフィを利用して移動状態にある記録媒体に前記記録用光を照射して記録媒体に情報を記録する光情報記録装置において、前記記録媒体の移動に追従して前記コリメータレンズを移動させる駆動手段を設け、前記コリメータレンズから前記偏光ビームスプリッタに入射される記録用光の角度を変化させるようにした点にある。そして、このような構成を採用したことにより、記録媒体に入射される光の位置をずらして記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置に情報を記録することができる。
【００１４】
請求項２に係る本発明の光情報記録装置の特徴は、前記駆動手段が、前記コリメータレンズを同一平面内において移動させるようになっている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、コリメータレンズを単純に同一平面内において移動させるだけで、記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置に情報を記録することができる。
【００１５】
請求項３に係る本発明の光情報再生装置の特徴は、光源からの再生用参照光をコリメータレンズにより平行光に形成して半反射面を備えた偏光ビームスプリッタに入射し、ホログラフィを利用して移動状態にある記録媒体に前記再生用参照光を照射して記録媒体の情報を再生する光情報再生装置において、前記記録媒体の移動に追従して前記コリメータレンズを移動させる駆動手段を設け、前記コリメータレンズから前記偏光ビームスプリッタに入射される再生用参照光の角度を変化させるようにした点にある。そして、このような構成を採用したことにより、記録媒体に入射される光の位置をずらして記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置から情報を再生することができる。
【００１６】
請求項４に係る本発明の光情報再生装置の特徴は、前記駆動手段が、前記コリメータレンズを同一平面内において移動させるようになっている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、コリメータレンズを単純に同一平面内において移動させるだけで、記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置から情報を再生することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る光情報記録装置および光情報再生装置を組み合わせた光情報記録再生装置の実施形態を示すものである。
【００１８】
情報が記録される記録媒体１１は、円板状をなす第１透明基板１２を有している。この第１透明基板１２の下方には情報記録層１３が形成されており、この情報記録層１３の下方には、透明な中間層１４を介し反射層（図示せず）が設けられている。そして、下端に設けられた第２透明基板１５と前記第１透明基板１２との間に前記情報記録層１３、中間層１４および反射層（図示せず）が挟持されている。円板状をなす前記記録媒体１１には同心円状または螺旋状にトラック（図示せず）が形成されている。
【００１９】
光情報記録装置２０は、記録再生用光源２２、第１コリメータレンズ２４、偏光ビームスプリッタ２６、空間光変調器（情報表現手段）２８、１対のリレーレンズ３０ａ、３０ｂ、サーボ読み取り用素子３２、第２コリメータレンズ３４、ダイクロイックミラー３６、４分の１波長板３８、対物レンズ４０、光検出器４２を備えている。
【００２０】
前記記録再生用光源２２としては、コヒーレントな直線偏光の光線束を発生するもので、例えば半導体レーザを用いることができる。この記録再生用光源２２としては、高密度記録を行うために波長が短い方が有利であり、青色レーザやグリーンレーザを採用することが好ましい。
【００２１】
前記第１コリメータレンズ２４は記録再生用光源２２からの発散光線束をほぼ平行光線とするものである。前記偏光ビームスプリッタ２６は、前記記録再生用光源２２から発生された直線偏光（例えばＰ偏光）を反射または透過し、当該偏光に垂直な直線偏光（例えばＳ偏光）を透過または反射するような半反射面２７を有している。
【００２２】
前記空間光変調器（情報表現手段）２８は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素ごとに、入射光の偏光方向に対して出射光の偏光方向を９０°回転させるか否かを選択できるようになっている。この空間光変調器２８としては、例えば、液晶の旋光性を利用した反射型液晶表示素子において入出射側の偏光板を除いたものを用いることができる。この空間光変調器２８は、記録用光の一部をなす情報光を生成する情報光生成手段および同じく記録用光の一部をなす参照光生成手段ならびに再生用参照光生成手段を構成している。
【００２３】
前記１対のリレーレンズ３０ａ、３０ｂは、前記空間光変調器２８に表示された像を再び実像として結像するものである。
【００２４】
前記サーボ読み取り用素子３２は、前記記録媒体１１のエンボスピット（図示せず）を読み取るためのものであり、エンボスピットを読み取るサーボ用光を発生させる光源、例えば半導体レーザと、記録媒体１１からエンボスピットを経て帰ってきたレーザを受光する光検出器をも備えている。このサーボ読み取り用素子３２の光源は前記記録再生用光源２２と異なる波長であり、また、前記記録媒体１１の情報記録層１３に影響を与えないものが選択される。このサーボ読み取り用素子３２の光源としては、例えば赤外線レーザを用いることができる。
【００２５】
前記第２コリメータレンズ３４はサーボ読み取り用素子３０からのサーボ用光をほぼ平行光線とし、記録媒体１１から戻ってきたレーザ光をサーボ読み取り用素子３２の光検出器に収束させるものである。また、前記ダイクロイックミラー３６は、前記記録再生用光源２２から発生された波長の光を反射または透過し、前記サーボ読み取り用素子３２から発生された波長の光を透過または反射するための半反射面３７を有している。
【００２６】
前記４分の１波長板３８は、互いに垂直な方向に振動する偏光の光路差を４分の１波長変化させる位相板である。この４分の１波長板４０によってＰ偏光の光は円偏光に変化され、さらに、この円偏光の光が４分の１波長板３８を通過するとＳ偏光に変化されることになる。
【００２７】
前記対物レンズ４０は、記録用光および再生用光を記録媒体１１に向けて収束させるものであり、記録用光および再生用光は、対物レンズ４０によって記録媒体１１の所定の位置に照射されることになる。
【００２８】
前記偏光ビームスプリッタ２６の近傍に配設されている前記光検出器４２は、再生光を受光して記録された情報を再生するものであり、格子状に配列された多数の受光素子を有している。受光素子としてＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を採用したＣＣＤアレイや、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ‐Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を採用したＣＭＯＳセンサなどを使用することができる。
【００２９】
ところで、本実施形態においては、特に、記録再生用光源２２から出射した光線束を平行光線側に形成する前記第１コリメータレンズ２４をこの第１コリメータレンズ２４の平面内において左右に移動させるリニアモータのような駆動手段４４が前記第１コリメータレンズ２４に接続されるようにして配設されている。この駆動手段４４は、前記サーボ読取り用素子３２の光検出器が検出した記録媒体１１の位置情報に応じて前記第１コリメータレンズ２４を駆動するようになっている。
【００３０】
つぎに、記録時における記録用光の光路について説明する。
【００３１】
まず、記録再生用光源２２から出射した光線束は、コリメータレンズ２４によってほぼ平行光線束となり、偏光ビームスプリッタ２６の半反射面２７において反射し、空間光変調器２８に入射する。
【００３２】
この空間光変調器２８は、各画素ごとに偏光方向を９０°回転させるか否かを選択して、変調パターンを表示することにより、入射した光に所定の情報を担持させることができる。表示パターンの中心に記録したい情報のパターンを表示し、その周囲に記録用参照光を生成するためのパターンを円環状に表示することで、情報光および記録用参照光を同時に生成することができる。
【００３３】
こうして生成された情報光および記録用参照光からなる記録用光は、偏光ビームスプリッタ２６および１対のリレーレンズ３０ａ、３０ｂを経て、ダイクロイックミラー３６の半反射面３７で反射して対物レンズ４０方向に向かって進行し、４分の１波長板３８において直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ４０によって記録媒体１１に照射される。記録媒体１１において、記録用光の情報光および記録用参照光が干渉し、その干渉パターンが情報記録層１３に記録される。
【００３４】
再生時の再生用光の動きも、基本的に前述した記録時と同じである。ただし、再生時においては、空間光変調器２８に表示される変調パターンが、再生用参照光を生成するためのパターンが表示され、再生用光として再生用参照光が生成されることになる。再生用光である再生用参照光は、記録媒体１１に照射されると、情報記録層１３に記録されている干渉パターンによって回折され、干渉パターンの情報を担持した再生光が発生する。この記録媒体１１から発生した再生光は、発生源である再生用参照光と同じ偏光を有している。
【００３５】
前述した記録用光の光路から、再生用参照光も円偏光の状態で記録媒体１１に入射するため、再生光も円偏光を有している。この再生光が、対物レンズ４０によって平行光線束になり、４分の１波長板３８によって、直線偏光（再生用参照光の入射時の直線偏光とは偏光面が垂直である）に変換される。その後、再生光は、ダイクロイックミラー３６の半反射面３７において反射され、１対のリレーレンズ３６ｂ、３６ａを経て、偏光ビームスプリッタ２６の半反射面２７において反射して、光検出器４２によって受光され再生される。
【００３６】
一方、サーボ読み取り時には、サーボ読み取り用素子３２から出射されたサーボ用光が、第２コリメータレンズ３４によってほぼ平行光線とされ、ダイクロイックミラー３６を透過し、４分の１波長板３８を通過し、対物レンズ４０により記録媒体１１に照射される。
【００３７】
この記録媒体１１の反射層１５によって反射されたサーボ用光は、エンボスピットの情報を持って同じ光路を辿ってサーボ読み取り用素子３２に入射する。サーボ読み取り用素子３２の光検出器は、受光した光から、記録媒体１１の位置情報を把握することができる。また、このサーボ読み取りによって、記録用光または再生用光と記録媒体１１との相対的な傾きを検出することも可能である。
【００３８】
ところで、本実施形態においては、記録時に記録用光を出射するとともに、再生時に再生用参照光を出射する記録再生用光源２２からのレーザ光をほぼ平行光束に形成する第１コリメータレンズ２４が駆動手段４４により左右に往復動されるようになっており、この駆動手段４４は、サーボ読取り用素子３２から出射され、記録媒体１１の反射層１５によって反射されエンボスピットの情報を持って同じ光路を辿ってサーボ読み取り用素子３２に入射するサーボ用光が検出した記録媒体１１の位置情報に応じてフィードバック制御を行ない第１コリメータレンズ２４を移動させるようになっている。
【００３９】
図２に破線にて示されているのは、図１において実線にて示した第１コリメータレンズ２４が左右方向における中央位置にあるときの光路である。
【００４０】
これに対し、サーボ用光が検出した記録媒体１１の位置情報に応じて駆動手段４４が第１コリメータレンズ２４を左右方向における中央位置から左方向に移動させたときの光路が図２において実線にて示されている。
【００４１】
図２において第１コリメータレンズ２４が破線にて示す中央位置から実線にて示す左方向に移動されると、記録再生用光源２２から出射されたレーザ光は第１コリメータレンズ２４を通過する際にほぼ平行光に形成されるが、偏光ビームスプリッタ２６の半反射面２７に対し実線にて示す進入角が破線にて示す角度と異なっている。したがって、空間光変調器２８に対する進入角度ならびにこの空間光変調器２８からの出射角度も破線にて示す角度と異なることになる。この結果、両リレーレンズ３０ａ，３０ｂ間における結像位置、ダイクロイックミラー３６の半反射面３７に対する進入角なども異なることになり、記録媒体１１の情報記録層１３に記録される際に破線にて示す位置と異なる実線にて示す位置に記録されることになる。この実線にて示す記録媒体１１上の記録位置は、記録媒体１１の回転運動に追従して記録されるべき正規の位置である。
【００４２】
なお、再生時の再生用参照光が記録再生用光源２２から出射される際にも図２に実線にて示すように光路は変化することになるので、記録媒体１１上の正規の位置から記録の再生を行うことができる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態によれば、記録再生用光源２２から半導体レーザのようなエネルギの小さなレーザを出射しても、サーボ読取り用素子３２が検出した記録媒体１１の位置情報に応じて記録媒体１１の正規の位置への情報の記録、ならびに記録媒体１１の正規の位置からの情報の再生を行うことができる。
【００４４】
しかも、記録媒体１１から大きく離間している第１コリメータレンズ２４を移動させるようにしているので、駆動手段４４によるこの第１コリメータレンズ２４の微小な移動距離を次第に増幅して対物レンズ４０による記録媒体１１に対するレーザ光の照射位置を変化させることができるので、駆動手段４４により第１コリメータレンズ２４をわずかに移動させるだけで、記録媒体１１の移動に追従して記録媒体１１の正規の位置への情報の記録、ならびに記録媒体１１の正規の位置からの情報の再生を行うことができる。
【００４５】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、エネルギの小さな光をホログラムに使用しても良好な情報の記録および再生を行うことができる。
【００４７】
すなわち、記録媒体の移動に追従してコリメータレンズを移動させる駆動手段を設け、コリメータレンズから偏光ビームスプリッタに入射される記録用光の角度を変化させるようにしたので、記録媒体に入射される光の位置をずらして記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置に情報を記録することができる。
【００４８】
また、駆動手段が、コリメータレンズを同一平面内において移動させるようになっているので、コリメータレンズを単純に同一平面内において移動させるだけで、記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置に情報を記録することができる。
【００４９】
さらに、記録媒体の移動に追従してコリメータレンズを移動させる駆動手段を設け、コリメータレンズから偏光ビームスプリッタに入射される再生用参照光の角度を変化させるようにしたので、記録媒体に入射される光の位置をずらして記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置から情報を再生することができる。
【００５０】
さらにまた、駆動手段が、コリメータレンズを同一平面内において移動させるようになっているので、コリメータレンズを単純に同一平面内において移動させるだけで、記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置から情報を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光情報記録装置および光情報再生装置を組み合わせた光情報記録再生装置の実施形態を示す構成図
【図２】図１の光路の変化を示す図１と同様の図
【符号の説明】
１１ 記録媒体
１３ 情報記録層
２０ 光情報記録再生装置
２２ 記録再生用光源
２４ 第１コリメータレンズ
２６ 偏光ビームスプリッタ
２８ 空間光変調器
３０ａ，３０ｂ リレーレンズ
３２ サーボ読み取り用素子
３４ 第２コリメータレンズ
３６ ダイクロイックミラー
３８ ４分の１波長板
４０ 対物レンズ
４２ 光検出器
４４ 駆動手段
【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情報が記録される記録媒体に対する情報の記録を行う光情報記録装置ならびに情報が記録されている記録媒体における情報の再生を行う光情報再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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、記録用光を構成するイメージ情報を担持した情報光と記録用参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、そのときにできる干渉パターンを記録媒体に書き込むことによって行われる。記録された情報の再生時には、その記録媒体に再生用参照光を照射することにより、干渉パターンによる回折によりイメージ情報が再生される（特許文献１参照）。
【０００３】
近年では、超高密度光記録のために、ボリュームホログラフィ、特にデジタルボリュームホログラフィが実用域で開発され注目を集めている。ボリュームホログラフィとは、記録媒体の厚み方向も積極的に活用して、３次元的に干渉パターンを書き込む方式であり、厚みを増すことで回折効率を高め、多重記録を用いて記録容量の増大を図ることができるという特徴がある。そして、デジタルボリュームホログラフィとは、ボリュームホログラフィと同様の記録媒体と記録方式を用いつつも、記録するイメージ情報は２値化したデジタルパターンに限定した、コンピュータ指向のホログラフィック記録方式である。このデジタルボリュームホログラフィでは、例えばアナログ的な絵のような画像情報も、一旦デジタイズして、２次元デジタルパターン情報に展開し、これをイメージ情報として記録する。再生時は、このデジタルパターン情報を読み出してデコードすることで、元の画像情報に戻して表示する。これにより、再生時に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】
ところで、ホログラフィック記録の方式としては、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ：デジタル多用途ディスク）等と同様にディスク状の記録媒体を採用して、記録媒体に対する情報の記録と記録媒体からの情報の再生を行うための光学系を含む光ピックアップ装置を使用する方式が有力である。
【０００５】
一般的に、光ディスク装置では、ディスク状の記録媒体を回転させつつ光ピックアップ装置内の対物レンズを駆動してフォーカスサーボとトラッキングサーボとを行うようになっている。
【０００６】
ところで、光ディスク装置では、記録用光としてレーザ光を使用するようになっている。このレーザ光としてＱスイッチレーザ光を使用する場合には、このＱスイッチレーザ光は大きなエネルギのレーザであるため、記録媒体が回転中であっても短時間で記録媒体に対する情報の記録を行えるが、レーザ光として半導体レーザ光を使用する場合には、この半導体レーザ光は小さなエネルギのレーザであるため、Ｑスイッチレーザ光より長時間かけて記録媒体に対する情報の記録を行う必要がある。
【０００７】
このため、半導体レーザ光を用いて記録媒体に対する情報の記録を行う場合には、記録媒体の回転に追従して半導体レーザ光による照射位置を変化させる必要がある。
【０００８】
このような半導体レーザ光による照射位置を変化させるようにしたものとして、レーザ光を記録媒体に入射させるための光学系に配置されている反射鏡を記録媒体の回転に追従させるようにしたものがあった（特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−３１１９３８号公報
【特許文献２】
国際公開第９９／４４１９５号パンフレット
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した特許文献２に記載の反射鏡を記録媒体の回転に追従させるのでは、記録媒体の近傍に位置する反射鏡に駆動手段を接続しなければならず、光学系の重量が増し、反射鏡の追従を良好に行うことができず、記録媒体に記録される情報の精度が悪くなるおそれがあった。
【００１１】
このような反射鏡を記録媒体の回転に良好に追従させることのできない現象は記録媒体から情報を再生する際にも生じるおそれがあった。
【００１２】
本発明は、このような従来のものにおける問題点を克服し、エネルギの小さな光をホログラムに使用しても良好な情報の記録および再生を行うことのできる光情報記録装置および光情報再生装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため請求項１に係る本発明の光情報記録装置の特徴は、光源からの記録用光をコリメータレンズにより平行光に形成して半反射面を備えた偏光ビームスプリッタに入射し、ホログラフィを利用して移動状態にある記録媒体に前記記録用光を照射して記録媒体に情報を記録する光情報記録装置において、前記記録媒体の移動に追従して前記コリメータレンズを移動させる駆動手段を設け、前記コリメータレンズから前記偏光ビームスプリッタに入射される記録用光の角度を変化させるようにした点にある。そして、このような構成を採用したことにより、記録媒体に入射される光の位置をずらして記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置に情報を記録することができる。
【００１４】
請求項２に係る本発明の光情報記録装置の特徴は、前記駆動手段が、前記コリメータレンズを同一平面内において移動させるようになっている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、コリメータレンズを単純に同一平面内において移動させるだけで、記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置に情報を記録することができる。
【００１５】
請求項３に係る本発明の光情報再生装置の特徴は、光源からの再生用参照光をコリメータレンズにより平行光に形成して半反射面を備えた偏光ビームスプリッタに入射し、ホログラフィを利用して移動状態にある記録媒体に前記再生用参照光を照射して記録媒体の情報を再生する光情報再生装置において、前記記録媒体の移動に追従して前記コリメータレンズを移動させる駆動手段を設け、前記コリメータレンズから前記偏光ビームスプリッタに入射される再生用参照光の角度を変化させるようにした点にある。そして、このような構成を採用したことにより、記録媒体に入射される光の位置をずらして記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置から情報を再生することができる。
【００１６】
請求項４に係る本発明の光情報再生装置の特徴は、前記駆動手段が、前記コリメータレンズを同一平面内において移動させるようになっている点にある。そして、このような構成を採用したことにより、コリメータレンズを単純に同一平面内において移動させるだけで、記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置から情報を再生することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係る光情報記録装置および光情報再生装置を組み合わせた光情報記録再生装置の実施形態を示すものである。
【００１８】
情報が記録される記録媒体１１は、円板状をなす第１透明基板１２を有している。この第１透明基板１２の下方には情報記録層１３が形成されており、この情報記録層１３の下方には、透明な中間層１４を介し反射層（図示せず）が設けられている。そして、下端に設けられた第２透明基板１５と前記第１透明基板１２との間に前記情報記録層１３、中間層１４および反射層（図示せず）が挟持されている。円板状をなす前記記録媒体１１には同心円状または螺旋状にトラック（図示せず）が形成されている。
【００１９】
光情報記録装置２０は、記録再生用光源２２、第１コリメータレンズ２４、偏光ビームスプリッタ２６、空間光変調器（情報表現手段）２８、１対のリレーレンズ３０ａ、３０ｂ、サーボ読み取り用素子３２、第２コリメータレンズ３４、ダイクロイックミラー３６、４分の１波長板３８、対物レンズ４０、光検出器４２を備えている。
【００２０】
前記記録再生用光源２２としては、コヒーレントな直線偏光の光線束を発生するもので、例えば半導体レーザを用いることができる。この記録再生用光源２２としては、高密度記録を行うために波長が短い方が有利であり、青色レーザやグリーンレーザを採用することが好ましい。
【００２１】
前記第１コリメータレンズ２４は記録再生用光源２２からの発散光線束をほぼ平行光線とするものである。前記偏光ビームスプリッタ２６は、前記記録再生用光源２２から発生された直線偏光（例えばＰ偏光）を反射または透過し、当該偏光に垂直な直線偏光（例えばＳ偏光）を透過または反射するような半反射面２７を有している。
【００２２】
前記空間光変調器（情報表現手段）２８は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素ごとに、入射光の偏光方向に対して出射光の偏光方向を９０°回転させるか否かを選択できるようになっている。この空間光変調器２８としては、例えば、液晶の旋光性を利用した反射型液晶表示素子において入出射側の偏光板を除いたものを用いることができる。この空間光変調器２８は、記録用光の一部をなす情報光を生成する情報光生成手段および同じく記録用光の一部をなす参照光生成手段ならびに再生用参照光生成手段を構成している。
【００２３】
前記１対のリレーレンズ３０ａ、３０ｂは、前記空間光変調器２８に表示された像を再び実像として結像するものである。
【００２４】
前記サーボ読み取り用素子３２は、前記記録媒体１１のエンボスピット（図示せず）を読み取るためのものであり、エンボスピットを読み取るサーボ用光を発生させる光源、例えば半導体レーザと、記録媒体１１からエンボスピットを経て帰ってきたレーザを受光する光検出器をも備えている。このサーボ読み取り用素子３２の光源は前記記録再生用光源２２と異なる波長であり、また、前記記録媒体１１の情報記録層１３に影響を与えないものが選択される。このサーボ読み取り用素子３２の光源としては、例えば赤外線レーザを用いることができる。
【００２５】
前記第２コリメータレンズ３４はサーボ読み取り用素子３０からのサーボ用光をほぼ平行光線とし、記録媒体１１から戻ってきたレーザ光をサーボ読み取り用素子３２の光検出器に収束させるものである。また、前記ダイクロイックミラー３６は、前記記録再生用光源２２から発生された波長の光を反射または透過し、前記サーボ読み取り用素子３２から発生された波長の光を透過または反射するための半反射面３７を有している。
【００２６】
前記４分の１波長板３８は、互いに垂直な方向に振動する偏光の光路差を４分の１波長変化させる位相板である。この４分の１波長板４０によってＰ偏光の光は円偏光に変化され、さらに、この円偏光の光が４分の１波長板３８を通過するとＳ偏光に変化されることになる。
【００２７】
前記対物レンズ４０は、記録用光および再生用光を記録媒体１１に向けて収束させるものであり、記録用光および再生用光は、対物レンズ４０によって記録媒体１１の所定の位置に照射されることになる。
【００２８】
前記偏光ビームスプリッタ２６の近傍に配設されている前記光検出器４２は、再生光を受光して記録された情報を再生するものであり、格子状に配列された多数の受光素子を有している。受光素子としてＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）を採用したＣＣＤアレイや、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ‐Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を採用したＣＭＯＳセンサなどを使用することができる。
【００２９】
ところで、本実施形態においては、特に、記録再生用光源２２から出射した光線束を平行光線側に形成する前記第１コリメータレンズ２４をこの第１コリメータレンズ２４の平面内において左右に移動させるリニアモータのような駆動手段４４が前記第１コリメータレンズ２４に接続されるようにして配設されている。この駆動手段４４は、前記サーボ読取り用素子３２の光検出器が検出した記録媒体１１の位置情報に応じて前記第１コリメータレンズ２４を駆動するようになっている。
【００３０】
つぎに、記録時における記録用光の光路について説明する。
【００３１】
まず、記録再生用光源２２から出射した光線束は、コリメータレンズ２４によってほぼ平行光線束となり、偏光ビームスプリッタ２６の半反射面２７において反射し、空間光変調器２８に入射する。
【００３２】
この空間光変調器２８は、各画素ごとに偏光方向を９０°回転させるか否かを選択して、変調パターンを表示することにより、入射した光に所定の情報を担持させることができる。表示パターンの中心に記録したい情報のパターンを表示し、その周囲に記録用参照光を生成するためのパターンを円環状に表示することで、情報光および記録用参照光を同時に生成することができる。
【００３３】
こうして生成された情報光および記録用参照光からなる記録用光は、偏光ビームスプリッタ２６および１対のリレーレンズ３０ａ、３０ｂを経て、ダイクロイックミラー３６の半反射面３７で反射して対物レンズ４０方向に向かって進行し、４分の１波長板３８において直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ４０によって記録媒体１１に照射される。記録媒体１１において、記録用光の情報光および記録用参照光が干渉し、その干渉パターンが情報記録層１３に記録される。
【００３４】
再生時の再生用光の動きも、基本的に前述した記録時と同じである。ただし、再生時においては、空間光変調器２８に表示される変調パターンが、再生用参照光を生成するためのパターンが表示され、再生用光として再生用参照光が生成されることになる。再生用光である再生用参照光は、記録媒体１１に照射されると、情報記録層１３に記録されている干渉パターンによって回折され、干渉パターンの情報を担持した再生光が発生する。この記録媒体１１から発生した再生光は、発生源である再生用参照光と同じ偏光を有している。
【００３５】
前述した記録用光の光路から、再生用参照光も円偏光の状態で記録媒体１１に入射するため、再生光も円偏光を有している。この再生光が、対物レンズ４０によって平行光線束になり、４分の１波長板３８によって、直線偏光（再生用参照光の入射時の直線偏光とは偏光面が垂直である）に変換される。その後、再生光は、ダイクロイックミラー３６の半反射面３７において反射され、１対のリレーレンズ３６ｂ、３６ａを経て、偏光ビームスプリッタ２６の半反射面２７において反射して、光検出器４２によって受光され再生される。
【００３６】
一方、サーボ読み取り時には、サーボ読み取り用素子３２から出射されたサーボ用光が、第２コリメータレンズ３４によってほぼ平行光線とされ、ダイクロイックミラー３６を透過し、４分の１波長板３８を通過し、対物レンズ４０により記録媒体１１に照射される。
【００３７】
この記録媒体１１の反射層１５によって反射されたサーボ用光は、エンボスピットの情報を持って同じ光路を辿ってサーボ読み取り用素子３２に入射する。サーボ読み取り用素子３２の光検出器は、受光した光から、記録媒体１１の位置情報を把握することができる。また、このサーボ読み取りによって、記録用光または再生用光と記録媒体１１との相対的な傾きを検出することも可能である。
【００３８】
ところで、本実施形態においては、記録時に記録用光を出射するとともに、再生時に再生用参照光を出射する記録再生用光源２２からのレーザ光をほぼ平行光束に形成する第１コリメータレンズ２４が駆動手段４４により左右に往復動されるようになっており、この駆動手段４４は、サーボ読取り用素子３２から出射され、記録媒体１１の反射層１５によって反射されエンボスピットの情報を持って同じ光路を辿ってサーボ読み取り用素子３２に入射するサーボ用光が検出した記録媒体１１の位置情報に応じてフィードバック制御を行ない第１コリメータレンズ２４を移動させるようになっている。
【００３９】
図２に破線にて示されているのは、図１において実線にて示した第１コリメータレンズ２４が左右方向における中央位置にあるときの光路である。
【００４０】
これに対し、サーボ用光が検出した記録媒体１１の位置情報に応じて駆動手段４４が第１コリメータレンズ２４を左右方向における中央位置から左方向に移動させたときの光路が図２において実線にて示されている。
【００４１】
図２において第１コリメータレンズ２４が破線にて示す中央位置から実線にて示す左方向に移動されると、記録再生用光源２２から出射されたレーザ光は第１コリメータレンズ２４を通過する際にほぼ平行光に形成されるが、偏光ビームスプリッタ２６の半反射面２７に対し実線にて示す進入角が破線にて示す角度と異なっている。したがって、空間光変調器２８に対する進入角度ならびにこの空間光変調器２８からの出射角度も破線にて示す角度と異なることになる。この結果、両リレーレンズ３０ａ，３０ｂ間における結像位置、ダイクロイックミラー３６の半反射面３７に対する進入角なども異なることになり、記録媒体１１の情報記録層１３に記録される際に破線にて示す位置と異なる実線にて示す位置に記録されることになる。この実線にて示す記録媒体１１上の記録位置は、記録媒体１１の回転運動に追従して記録されるべき正規の位置である。
【００４２】
なお、再生時の再生用参照光が記録再生用光源２２から出射される際にも図２に実線にて示すように光路は変化することになるので、記録媒体１１上の正規の位置から記録の再生を行うことができる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態によれば、記録再生用光源２２から半導体レーザのようなエネルギの小さなレーザを出射しても、サーボ読取り用素子３２が検出した記録媒体１１の位置情報に応じて記録媒体１１の正規の位置への情報の記録、ならびに記録媒体１１の正規の位置からの情報の再生を行うことができる。
【００４４】
しかも、記録媒体１１から大きく離間している第１コリメータレンズ２４を移動させるようにしているので、駆動手段４４によるこの第１コリメータレンズ２４の微小な移動距離を次第に増幅して対物レンズ４０による記録媒体１１に対するレーザ光の照射位置を変化させることができるので、駆動手段４４により第１コリメータレンズ２４をわずかに移動させるだけで、記録媒体１１の移動に追従して記録媒体１１の正規の位置への情報の記録、ならびに記録媒体１１の正規の位置からの情報の再生を行うことができる。
【００４５】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、エネルギの小さな光をホログラムに使用しても良好な情報の記録および再生を行うことができる。
【００４７】
すなわち、記録媒体の移動に追従してコリメータレンズを移動させる駆動手段を設け、コリメータレンズから偏光ビームスプリッタに入射される記録用光の角度を変化させるようにしたので、記録媒体に入射される光の位置をずらして記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置に情報を記録することができる。
【００４８】
また、駆動手段が、コリメータレンズを同一平面内において移動させるようになっているので、コリメータレンズを単純に同一平面内において移動させるだけで、記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置に情報を記録することができる。
【００４９】
さらに、記録媒体の移動に追従してコリメータレンズを移動させる駆動手段を設け、コリメータレンズから偏光ビームスプリッタに入射される再生用参照光の角度を変化させるようにしたので、記録媒体に入射される光の位置をずらして記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置から情報を再生することができる。
【００５０】
さらにまた、駆動手段が、コリメータレンズを同一平面内において移動させるようになっているので、コリメータレンズを単純に同一平面内において移動させるだけで、記録媒体の移動に追従して記録媒体上の正規の位置から情報を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光情報記録装置および光情報再生装置を組み合わせた光情報記録再生装置の実施形態を示す構成図
【図２】図１の光路の変化を示す図１と同様の図
【符号の説明】
１１ 記録媒体
１３ 情報記録層
２０ 光情報記録再生装置
２２ 記録再生用光源
２４ 第１コリメータレンズ
２６ 偏光ビームスプリッタ
２８ 空間光変調器
３０ａ，３０ｂ リレーレンズ
３２ サーボ読み取り用素子
３４ 第２コリメータレンズ
３６ ダイクロイックミラー
３８ ４分の１波長板
４０ 対物レンズ
４２ 光検出器
４４ 駆動手段
Claims (4)
- 光源からの記録用光をコリメータレンズにより平行光に形成して半反射面を備えた偏光ビームスプリッタに入射し、ホログラフィを利用して移動状態にある記録媒体に前記記録用光を照射して記録媒体に情報を記録する光情報記録装置において、
前記記録媒体の移動に追従して前記コリメータレンズを移動させる駆動手段を設け、前記コリメータレンズから前記偏光ビームスプリッタに入射される記録用光の角度を変化させるようにしたことを特徴とする光情報記録装置。 - 前記駆動手段は、前記コリメータレンズを同一平面内において移動させるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の光情報記録装置。
- 光源からの再生用参照光をコリメータレンズにより平行光に形成して半反射面を備えた偏光ビームスプリッタに入射し、ホログラフィを利用して移動状態にある記録媒体に前記再生用参照光を照射して記録媒体の情報を再生する光情報再生装置において、
前記記録媒体の移動に追従して前記コリメータレンズを移動させる駆動手段を設け、前記コリメータレンズから前記偏光ビームスプリッタに入射される再生用参照光の角度を変化させるようにしたことを特徴とする光情報再生装置。 - 前記駆動手段は、前記コリメータレンズを同一平面内において移動させるようになっていることを特徴とする請求項３に記載の光情報再生装置。
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