JP2005032354A - 記録再生装置及び記録再生方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】反射型偏光コリニア記録再生方式を利用しながらも高精度なトラッキングを可能とすること。
【解決手段】本発明の記録再生装置１は、トラッキンググルーブが設けられたホログラム型の光記録媒体１０への情報の記録及び光記録媒体１０からの情報の再生を行い、光源２０と、トラッキング用光検出器７０と、入射光の偏光面を回転させて偏光面が互いに異なる光をそれぞれ出射する第１及び第２部分を備えた二分割旋光用光学素子３０８と対物レンズ３０９とを含んだ光学系３０と、対物レンズ３０９と光記録媒体１０とをトラック方向に対して交差する方向に相対移動させる駆動機構４０とを具備し、二分割旋光用光学素子３０８は、第１部分と第２部分との境界がトラック方向に対して交差するように配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明の記録再生装置１は、トラッキンググルーブが設けられたホログラム型の光記録媒体１０への情報の記録及び光記録媒体１０からの情報の再生を行い、光源２０と、トラッキング用光検出器７０と、入射光の偏光面を回転させて偏光面が互いに異なる光をそれぞれ出射する第１及び第２部分を備えた二分割旋光用光学素子３０８と対物レンズ３０９とを含んだ光学系３０と、対物レンズ３０９と光記録媒体１０とをトラック方向に対して交差する方向に相対移動させる駆動機構４０とを具備し、二分割旋光用光学素子３０８は、第１部分と第２部分との境界がトラック方向に対して交差するように配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録再生装置及び記録再生方法に係り、特にはホログラム型の光記録媒体への情報の記録及びそれからの情報の再生を行う記録再生装置及び記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高密度画像データなどの容量の大きな情報を書き込み可能な記録媒体として光記録媒体がある。そのような光記録媒体としては、光磁気記録媒体や相変化光記録媒体などの書換可能型光記録媒体や追記型光記録媒体が既に実用化されているが、光記録媒体に対する大容量化への要求は高まる一方である。そこで、近年、三次元的に情報を記録可能なホログラム型の光記録媒体が注目されている。
【０００３】
ホログラム型の光記録技術では、情報を記録するに際し、一般に、二次元的な強度分布が与えられた情報光と強度がほぼ一定な参照光とを感光性の記録層内部で重ね合わせ、それらが形成する干渉パターンを利用して記録層内部に光学特性の分布を生じさせる。また、書き込んだ情報を読み出す際には、記録時と同様の配置で参照光のみを記録層に照射する。この参照光は、記録層内部に形成された光学特性分布により変調され、先の情報光に対応した強度分布を有する再生光として記録層から出射する。
【０００４】
この技術では、記録層内に光学特性分布が三次元的に形成されるため、或る情報光により情報が書き込まれた領域と他の情報光により情報が書き込まれた領域とを部分的に重ね合わせること，すなわち多重記録，が可能である。特に反射型偏光コリニア記録再生方式を利用した場合には、再生時に優れた信号対雑音比（ＳＮ比）を実現できるとともに、透過型の記録再生方式と比較して、光学系の位置合わせが容易となる（例えば、以下の特許文献１を参照のこと）。
【０００５】
ところで、ホログラム型の光記録技術では、通常、他の光記録技術と比較して、記録や再生に遥かに微弱な光を利用する。これは、光磁気記録技術や相変化光記録技術などの光記録技術では、光照射により生じる熱を利用して無機材料からなる記録層に記録マークを形成するのに対し、ホログラム型の光記録技術では、通常、記録層には光重合性等の有機材料を使用するためである。このような理由から、ホログラム型の光記録技術では、トラッキングに利用する光は、記録層における光反応を誘起しない程度に十分に微弱であるか、或いは、記録層における光反応を誘起し得ない波長を有するものであることが必要である。
【０００６】
しかしながら、反射型偏光コリニア記録再生方式を利用した場合、一般的には、トラッキングに利用する光、情報光、及び参照光に同一の光学系を共用することとなる。そのため、トラッキングに利用する光の波長と、情報光や参照光の波長とは同一であることが必要である。
【０００７】
したがって、反射型偏光コリニア記録再生方式を利用した場合、トラッキングには、情報光や参照光と同一の波長を有し且つ十分に微弱な光を利用せざるを得ない。そのため、反射型偏光コリニア記録再生方式を利用した場合には、記録再生ヘッドと記録トラックとの相対位置情報に対応した信号を十分に大きな信号強度で得ることができず、その結果、高精度なトラッキングを行うことが不可能となる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１２３９４９
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、反射型偏光コリニア記録再生方式を利用しながらも高精度なトラッキングを可能とすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、トラッキンググルーブが設けられたホログラム型の光記録媒体への情報の記録及び前記光記録媒体からの前記情報の再生を行う記録再生装置であって、光源と、トラッキング用光検出器と、入射光の偏光面を回転させて偏光面が互いに異なる光をそれぞれ出射する第１及び第２部分を備えた二分割旋光用光学素子と、前記光記録媒体と前記二分割旋光用光学素子との間に介在した対物レンズとを含み、前記光源が放出する光を前記二分割旋光用光学素子及び前記対物レンズを介して前記光記録媒体へと導くとともに、前記光記録媒体から出力される反射光を前記対物レンズ及び前記二分割旋光用光学素子を介して前記トラッキング用光検出器へと導く光学系と、前記対物レンズと前記光記録媒体とをトラック方向に対して交差する方向に相対移動させる駆動機構とを具備し、前記二分割旋光用光学素子は、前記第１部分と前記第２部分との境界が前記トラック方向に対して交差するように配置されていることを特徴とする記録再生装置が提供される。
【００１１】
また、本発明によると、記録時及び／または再生時に、入射光の偏光面を回転させて偏光面が互いに異なる光をそれぞれ出射する第１及び第２部分を備えた二分割旋光用光学素子と対物レンズとを介して光をトラッキンググルーブが設けられたホログラム型の光記録媒体へと導き、前記光記録媒体から前記対物レンズ及び前記二分割旋光用光学素子を介して出力される反射光を検出し、その出力に基づいて、前記対物レンズと前記光記録媒体とをトラック方向に対して交差する方向に相対移動させることを含み、前記二分割旋光用光学素子を前記第１部分と前記第２部分との境界が前記トラック方向に対して交差するように配置することを特徴とする記録再生方法が提供される。
【００１２】
なお、ここで使用する用語「トラック方向」は、「トラッキンググルーブの長さ方向」を意味する。また、「トラック方向に対して交差する方向」は、トラッキンググルーブの対物レンズと対向した部分の長さ方向に対して交差する方向を意味する。例えば、トラッキンググルーブが互いに平行な直線状溝部で構成されている場合には、「トラック方向に対して交差する方向」は、上記直線状溝部に対して交差する方向を意味する。或いは、トラッキンググルーブが同心円状または渦巻線状の溝部で構成されている場合には、「トラック方向に対して交差する方向」は、例えば半径方向などのように円周方向に対して交差する方向を意味する。
【００１３】
上記記録再生装置は、トラッキング用光検出器の出力に基づいて駆動機構の動作を制御する制御部をさらに具備していてもよい。
【００１４】
また、この記録再生装置は、再生用光検出器をさらに具備していてもよい。この場合、光学系は、光記録媒体から出力される回折光を対物レンズ及び二分割旋光用光学素子を介して再生用光検出器へと導くように構成されていてもよい。
【００１５】
上記光学系は、光源が放出する光を偏光面が互いに異なる第１及び第２光成分へと分離する第１偏光ビームスプリッタと、第１及び第２光成分の光路上であって第１偏光ビームスプリッタと二分割旋光用光学素子との間に配置された第２偏光ビームスプリッタと、第１及び第２偏光ビームスプリッタ間に配置され、第１光成分を記録すべき情報に対応して変調させる透過型空間光変調器と、第１光成分の光路上であって第１及び第２偏光ビームスプリッタ間に配置されたシャッタとをさらに含んでいてもよい。
【００１６】
第１部分と第２部分との境界がトラック方向に対して為す角度は６０°乃至１２０°の範囲内にあってもよい。
【００１７】
上記トラッキンググルーブは、第１凹部と、トラック方向に対して直交する方向の寸法が第１凹部と比較してより大きい第２凹部とをトラック方向に交互に繋げた構造を有していてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同様または類似する機能を有する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る記録再生装置を概略的に示す図である。図２は、図１の記録再生装置に搭載可能なホログラム型光記録媒体の一例を概略的に示す部分切開斜視図である。図３は、図２の光記録媒体を概略的に示す平面図である。
【００２０】
まず、図１の記録再生装置について説明するのに先立ち、図２及び図３のホログラム型光記録媒体について簡単に説明する。
【００２１】
図２に示すホログラム型光記録媒体１０は、透明基板１０１を備えている。基板１０１の一方の主面上には、記録層１０２、及び保護層１０３が順次積層されている。また、基板１０１の他方の主面上には、反射層１０４が設けられている。すなわち、この光記録媒体１０は、反射型光記録媒体である。
【００２２】
透明基板１０１は、例えば、ガラスやポリカーボネート等によって形成され得る。基板１０１は、典型的には円盤状の形状を有しているが、カード状などのように他の形状を有していてもよい。ここでは、一例として、透明基板１０１は円盤状の形状を有していることとする。
【００２３】
記録層１０２は、電磁波を照射したときに、その強度に応じて吸光係数や屈折率などの光学特性が変化する材料により形成されている。記録層１０２に用いられるホログラム記録材料は有機材料であっても無機材料であっても構わない。記録層１０２に使用可能な有機材料としては、例えば、フォトポリマー、フォトリフラクティブポリマー、フォトクロミック色素分散ポリマーなどを挙げることができる。また、記録層１０２に使用可能な無機材料としては、例えば、ニオブ酸リチウムやチタン酸バリウムなどを挙げることができる。
【００２４】
反射層１０４は、例えばアルミニウムなどのように、情報光や参照光に関する反射率が高い材料によって形成されている。記録時には、記録層１０２に直接入射した情報光と反射層１０４の表面で反射された参照光との干渉縞等が、記録層１０２中に記録マークとして書き込まれる。
【００２５】
反射層１０４の透明基板１０１との界面には、図３に示すように、トラッキンググルーブ１０５が設けられている。すなわち、透明基板１０１の反射層１０４側の主面には、トラッキンググルーブ１０５に対応した畝状凸部が設けられている。なお、反射層１０４の透明基板１０１側の主面には、透明基板１０１に設けた畝状凸部に起因して溝が生じている。この溝がトラッキンググルーブ１０５に相当している。
【００２６】
図３に示す例では、トラッキンググルーブ１０５は、トラック方向であるｘ方向と交差する方向の寸法，例えばｘ方向と直交するｙ方向の幅，がより小さい第１凹部１０５ａと、ｙ方向の寸法がより大きい第２凹部１０５ｂとをｘ方向に交互に繋げた構造を有している。また、この例では、透明基板１０１は円盤状としているので、トラッキンググルーブ１０５は同心円状或いは渦巻線状に設ける。
【００２７】
後述するように、第１凹部１０５ａはトラッキングに利用する。他方、第２凹部１０５ｂは、記録層１０２に記録マークを形成するのに利用する。第１凹部１０５ａの開口幅は、後で説明する参照光が反射層１０４の最上面に形成するビームスポット８０の径よりも小さくする。他方、第２凹部１０５ｂの開口径は、ビームスポット８０の径よりも大きくする。また、第１凹部１０５ａの深さｄは、干渉によるトラッキング信号への影響を避けるためには、透明基板１０１の屈折率をｎ、参照光の波長をλとした場合、λ／４ｎより小さくすることが望ましく、例えば、ほぼλ／８ｎと等しくなるように設定する。なお、通常、第２凹部１０５ｂの深さは、第１凹部１０５ａの深さｄと同一とする。
【００２８】
次に、図１のホログラム型記録再生装置１について説明する。
図１に示すホログラム型記録再生装置１は、光源２０と、光学系３０と、光記録媒体１０と、駆動機構４０と、制御部５０と、再生用光検出器６０と、トラッキング用光検出器７０とを含んでいる。
【００２９】
光源２０は、例えば、コヒーレントな直線偏光を出力するレーザである。レーザとしては、例えば、半導体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、アルゴンレーザ、ＹＡＧレーザなどを使用することができる。
【００３０】
光学系３０は、この例では、ビームエキスパンダ３０１、旋光用光学素子３０２、偏光ビームスプリッタ３０３、透過型空間光変調器３０４、電磁シャッタ３０５、偏光ビームスプリッタ３０６、偏光ビームスプリッタ３０７、二分割旋光用光学素子３０８、対物レンズ３０９、ビームスプリッタ３１０、結像レンズ３１１、結像レンズ３１２を含んでいる。光学系３０は、光源２０が放射する光を二分割旋光用光学素子３０８及び対物レンズ３０９を介して光記録媒体１０へと導くとともに、光記録媒体１０から出力される回折光及び反射光を対物レンズ３０９及び二分割旋光用光学素子３０８を介して再生用光検出器６０及びトラッキング用光検出器７０へとそれぞれ導く。
【００３１】
駆動機構４０は、この例では、モータ４０１とアクチュエータ４０２とを含んでいる。モータ４０１のスピンドルは、光記録媒体１０を回転可能に及び着脱可能に支持している。また、アクチュエータ４０２は、例えばピエゾアクチュエータであり、対物レンズ３０９を、図中、横方向に移動させる
制御部５０は、トラッキング用光検出器７０の出力などに基づいて駆動機構４０の動作を制御する。この例では、制御部５０は、主として、トラッキング用光検出器７０の出力に基づいてアクチュエータ４０２の動作を制御する。
【００３２】
再生用光検出器６０は、例えば、二次元イメージセンサである。再生用光検出器６０は、再生光が再生用光検出器６０上に形成する再生画像の光強度分布を検出して、再生信号を外部へと出力する。
【００３３】
トラッキング用光検出器７０は、例えば、二分割光検出器である。トラッキング用光検出器７０が二分割光検出器である場合、トラッキング用光検出器７０は、その２つの画素間の境界がトラック方向に対して光学的に平行となるように配置する。トラッキング用光検出器７０は、トラッキング誤差信号として差動信号を制御部５０へと出力する。
【００３４】
この記録再生装置１を用いた情報の記録及び再生は、例えば、以下の方法により行うことができる。まず、記録方法について説明する。
【００３５】
光源２０は、コヒーレントな直線偏光を出力する。
ビームエキスパンダ３０１は、光源２０が放射する光ビームのビーム径を増加させ、平行光束として旋光用光学素子３０２に入射させる。
【００３６】
旋光用光学素子３０２は、先の光ビームの偏波面を回転させるか、或いは、先の光ビームを円偏光または楕円偏光とすることにより、偏波面が紙面に平行な偏光成分（以下、Ｐ偏光成分という）と偏波面が紙面に垂直な偏光成分（以下、Ｓ偏光成分という）とを出射する。旋光用光学素子３０２としては、例えば、１／２波長板や１／４波長板を使用することができる。
【００３７】
旋光用光学素子３０２を出射した光ビームのうち、Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッタ３０３により反射され、透過型空間光変調器３０４に入射する。また、Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ３０３を透過する。このＰ偏光成分は、参照光として利用する。
【００３８】
透過型空間光変調器３０４は、例えば、透過型液晶表示装置のようにマトリクス状に配列した多数の画素を有しており、それを出射する光をＰ偏光成分とＳ偏光成分との間で画素毎に切り替えることができる。このようにして、透過型空間光変調器３０４は、記録すべき情報に対応して二次元的な偏波面分布が与えられた情報光を出射する。
【００３９】
透過型空間光変調器３０４を出射した情報光は、次いで、電磁シャッタ３０５に至る。記録時には、電磁シャッタ３０５は開いており、情報光はビームスプリッタ３０６に入射する。この情報光の一部は、ビームスプリッタ３０６により反射され、偏光ビームスプリッタ３０７に入射する。
【００４０】
偏光ビームスプリッタ３０７は、先の情報光のうち、Ｓ偏光成分のみを反射し、Ｐ偏光成分は透過する。偏光ビームスプリッタ３０６により反射されたＳ偏光成分は、二次元的な強度分布が与えられた情報光として二分割旋光用光学素子３０８に入射する。
【００４１】
二分割旋光用光学素子３０８は、図中、手前側の部分と奥側の部分との間で光学特性が互いに異なっている。具体的には、情報光のうち、例えば、二分割旋光用光学素子３０８の手前側部分（第１部分）に入射した光成分は偏波面を＋４５°回転させて出射し、奥側部分（第２部分）に入射した光成分は偏波面を−４５°回転させて出射する。以下、Ｓ偏光成分の偏波面を＋４５°回転させたもの（或いは、Ｐ偏光成分の偏波面を−４５°回転させたもの）をＡ偏光成分と呼び、Ｓ偏光成分の偏波面を−４５°回転させたもの（或いは、Ｐ偏光成分の偏波面を＋４５°回転させたもの）をＢ偏光成分と呼ぶ。なお、二分割旋光用光学素子３０８の各部分には、例えば、１／２波長板を用いることができる。
【００４２】
二分割旋光用光学素子３０８を出射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３０９により光記録媒体１０の反射層１０４上に集光される。なお、光記録媒体１０は、保護層１０３を対物レンズ３０９に対向させて配置されている。
【００４３】
他方、偏光ビームスプリッタ３０３を透過したＰ偏光成分（参照光）は、ビームスプリッタ３１０で反射され、偏光ビームスプリッタ３０７を透過する。偏光ビームスプリッタ３０７を透過した参照光は、次いで、二分割旋光用光学素子３０８に入射し、その手前側部分に入射した光成分は偏波面を＋４５°回転させてＢ偏光成分として出射し、奥側部分に入射した光成分は偏波面を−４５°回転させてＡ偏光成分として出射する。その後、それらＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３０９により光記録媒体１０の反射層１０４上に集光される。
【００４４】
なお、この例では、記録時において、情報光は図３に示す第２凹部１０５ｂの中心が対物レンズ３０９の光軸上に位置したときにのみ照射する。また、参照光は、記録時において常時照射する。
【００４５】
このように、二分割旋光用光学素子３０８の手前側部分からは、Ａ偏光成分である情報光とＢ偏光成分である参照光とが出射する。他方、二分割旋光用光学素子３０８の奥側部分からは、Ｂ偏光成分である情報光とＡ偏光成分である参照光とが出射する。また、情報光及び参照光は、光記録媒体１０の反射層１０４上に集光される。
【００４６】
そのため、情報光と参照光との干渉は、保護層１０３を介して記録層１０２に直接入射した直接光としての情報光と反射層１０４で反射された反射光としての参照光との間、及び、直接光としての参照光と反射光としての情報光との間でしか生じない。また、直接光としての情報光と反射光としての情報光との干渉や、直接光としての参照光と反射光としての参照光との干渉は生じない。さらに、このとき、情報光及び参照光は、図３に示す第２凹部１０５ｂに照射されているので、透明基板１０１の表面に設けられた凹凸により波面が乱されることはない。したがって、図１に示す記録再生装置１によると、記録層１０２の内部に情報光に対応した光学特性の分布を生じさせることができる。
【００４７】
上述した方法により記録した情報は、以下のようにして読み出すことができる。すなわち、電磁シャッタ３０５を閉じること以外は記録時と同様の操作を行う。こうすると、Ｐ偏光成分である参照光のみが二分割旋光用光学素子３０８に到達する。
【００４８】
この参照光は、次いで、二分割旋光用光学素子３０８に入射し、その手前側部分に入射した光成分は偏波面を＋４５°回転させてＢ偏光成分として出射し、奥側部分に入射した光成分は偏波面を−４５°回転させてＡ偏光成分として出射する。その後、それらＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３０９により光記録媒体１０の反射層１０４上に集光される。
【００４９】
光記録媒体１０の記録層１０２には、図３に示す第２凹部１０５ｂに対応した位置に、上記の方法により光学特性分布が形成されている。したがって、光記録媒体１０に入射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分の一部は、記録層１０２内に形成された光学特性分布により回折され、再生光として光記録媒体１０を出射する。
【００５０】
光記録媒体１０を出射した再生光としてのＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３０９により平行光束とされた後、二分割旋光用光学素子３０８に到達する。二分割旋光用光学素子３０８の手前側部分に入射したＢ偏光成分はＰ偏光成分として出射し、二分割旋光用光学素子３０８の奥側部分に入射したＡ偏光成分はＰ偏光成分として出射する。このようにして、Ｐ偏光成分としての再生光が得られる。
【００５１】
その後、再生光は偏光ビームスプリッタ３０７を透過する。偏光ビームスプリッタ３０７を透過した再生光の一部は、次いで、ビームスプリッタ３１０を透過する。ビームスプリッタ３１０を透過した再生光は、次いで、結像レンズ３１１により再生用光検出器６０上に結像され、それらの上に再生画像を形成する。再生用光検出器６０は、再生画像の光強度分布を検出する。このようにして、光記録媒体１０に記録された情報を読み出す。
【００５２】
他方、二分割旋光用光学素子３０８を透過して光記録媒体１０に入射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分の残りは、反射層１０４などにより反射され、光記録媒体１０を出射する。この反射光としてのＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３０９により平行光束とされた後、Ａ偏光成分は二分割旋光用光学素子３０８の手前側部分に入射してＳ偏光成分として出射し、Ｂ偏光成分は二分割旋光用光学素子３０８の奥側部分に入射してＳ偏光成分として出射する。二分割旋光用光学素子３０８を出射したＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ３０７により反射されるため、再生用光検出器６０には到達し得ない。したがって、この記録再生装置１によると、優れた再生ＳＮ比を実現できる。
【００５３】
次に、トラッキング方法について、図１及び図４乃至図６を参照しながら説明する。ここでは、以下に説明するように、プッシュプル法を利用してトラッキングを行う。
【００５４】
図４は、図１の記録再生装置で利用可能なトラッキング方法を概略的に示す斜視図である。図５は、トラック方向に対する二分割旋光用光学素子の方位を概略的に示す平面図である。図６は、対物レンズを含む平面上における反射光と回折光との重なりを概略的に示す平面図である。すなわち、以下に、図４及び図６を参照しながら説明するビームスポット８１，８２ａ，８２ｂは、反射光及び±１次回折光が二分割旋光用光学素子３０８に入射する前に形成するものである。
【００５５】
上記の通り、トラッキンググルーブ１０５の第１凹部１０５ａは、参照光が反射層１０４の最上面に形成するビームスポットの径よりも幅が狭い。そのため、第１凹部１０５ａは、トラック方向に延びた形状を有するスリットのように振舞う。すなわち、参照光が反射層１０４により反射されてなる反射光は回折光である。
【００５６】
なお、相変化光記録媒体などのように、現在、広く普及している光記録媒体では、大きな信号振幅を得るために、反射光及び／または０次回折光と−１次回折光と＋１次回折光とが対物レンズ３０９上に図４に示すような配置でビームスポット８１，８２ａ，８２ｂをそれぞれ形成するようにトラッキンググルーブの幅や深さなどを設定している。したがって、ここでも、相変化光記録媒体などとの互換性を考慮して、第１凹部１０５ａは、反射光及び±１次回折光が対物レンズ３０９上に図４に示すような配置でビームスポット８１，８２ａ，８２ｂを形成するように幅や深さなどが設定されていることとする。また、トラッキンググルーブ１０５に起因して生じる回折光のうち、±１次回折光よりも高次の回折光は弱いので、以下、単に「回折光」という場合、±１次回折光を意味することとする。他方、０次回折光及び／または未回折の反射光は、「反射光」と呼ぶこととする。
【００５７】
図４に示すように、二分割旋光用光学素子３０８は、入射光の偏光面を＋４５°回転させて出射する第１部分３０８ａと、入射光の偏光面を−４５°回転させて出射する第２部分３０８ｂとで構成されている。本発明者らは、本発明を為すに際し、二分割旋光用光学素子３０８の使用に起因して、トラッキング用光検出器７０の出力信号振幅が、図５に示す角度θ，すなわち、第１部分３０８ａと第２部分３０８ｂとの境界がトラック方向であるｘ方向に対して為す角度，に依存して著しく変化することを見出した。
【００５８】
例えば、図６に示すように、角度θが０°である場合、反射光及び回折光が対物レンズ３０９上に形成するビームスポット８１，８２ａ，８２ｂのそれぞれは、偏光面が互いに直交するとともに上下に分割された２つの領域で構成されることとなる。この場合、ビームスポット８１とビームスポット８２ａとの重複部では、それらを形成している反射光及び回折光の偏光面は互いに直交しているため、干渉は生じない。同様に、ビームスポット８１とビームスポット８２ｂとの重複部では、それらを形成している反射光及び回折光の偏光面は互いに直交しているため、干渉は生じない。また、ビームスポット８２ａのビームスポット８１との重複部に対応した回折光やビームスポット８２ｂのビームスポット８１との重複部に対応した回折光は、偏光ビームスプリッタ３０７を透過する。すなわち、角度θが０°である場合、トラッキング用光検出器７０の出力信号振幅には、回折光は全く寄与せず、反射光のみが寄与する。
【００５９】
これに対し、角度θが４５°である場合、反射光及び回折光が対物レンズ３０９上に形成するビームスポット８１，８２ａ，８２ｂのそれぞれは、偏光面が互いに直交するとともに斜めに分割された２つの領域で構成されることとなる。この場合、ビームスポット８１とビームスポット８２ａとの重複部の一部では、それらを形成している反射光及び回折光の偏光面は互いに平行となるため、干渉を生じ得る。同様に、ビームスポット８１とビームスポット８２ｂとの重複部の一部でも、それらを形成している反射光及び回折光の偏光面は互いに平行となり、干渉を生じ得る。したがって、角度θが４５°である場合、トラッキング用光検出器７０の出力信号振幅に、反射光だけでなく、回折光も寄与させることができる。特に、角度θを９０°とすると、トラッキング用光検出器７０の出力信号振幅への回折光の寄与をさらに増大させることができる。
【００６０】
図７は、角度θと相対的可干渉面積との関係を示すグラフである。図中、横軸は、角度θを示している。また、縦軸は、反射光が対物レンズ３０９上に形成するビームスポット８１と回折光が対物レンズ３０９上に形成するビームスポット８２ａ，８２ｂとの重複部に対して、反射光と回折光との干渉が生じ得る領域が占める面積比を、角度θが９０°である場合を１として規格化した値，すなわち相対的可干渉面積，を示している。
【００６１】
図７に示すように、角度θが０°及び１８０°である場合、相対的可干渉面積はゼロである。すなわち、この場合、トラッキング用光検出器７０の出力信号振幅には、回折光は全く寄与しない。角度θが６０°乃至１２０°の範囲内にある場合、相対的可干渉面積を０．６以上とすることができ、この場合、トラッキング用光検出器７０の出力信号振幅に回折光を十分に寄与させることができる。そして、角度θを９０°とした場合、相対的可干渉面積は最大となる。
【００６２】
図８は、トラッキンググルーブと対物レンズとを概略的に示す平面図である。また、図９は、トラッキンググルーブと対物レンズとの相対位置と、トラッキング用光検出器が出力するトラッキング誤差信号との関係の一例を示すグラフである。図９において、横軸は、トラッキンググルーブ１０５の中心線から対物レンズ３０９の中心までのｙ方向に関する距離を示している。また、縦軸は、トラッキング用光検出器７０が出力するトラッキング誤差信号である差動信号の強度を示している。
【００６３】
図８の「相対位置Ａ」では、対物レンズ３０９の中心は第１凹部１０５ａの中心線に対して左方向（マイナス方向）にシフトしている。この場合、図９に示すように、トラッキング用光検出器７０が出力するトラッキング誤差信号の強度はマイナスとなる。
【００６４】
図８の「相対位置Ｂ」では、トラッキンググルーブ１０５の第１凹部１０５ａの中心線から対物レンズ３０９の中心までのｙ方向に関する距離はゼロである。この場合、図９に示すように、トラッキング用光検出器７０が出力するトラッキング誤差信号の強度はゼロとなる。
【００６５】
図８の「相対位置Ｃ」では、対物レンズ３０９の中心は第１凹部１０５ａの中心線に対して右方向（プラス方向）にシフトしている。この場合、図９に示すように、トラッキング用光検出器７０が出力するトラッキング誤差信号の強度はプラスとなる。
【００６６】
このように、トラッキング用光検出器７０が出力するトラッキング誤差信号の強度は、対物レンズ３０９の中心が第１凹部１０５ａの中心線からマイナス方向にシフトすると小さくなり、プラス方向にシフトすると大きくなる。また、この信号強度は、対物レンズ３０９の中心が第１凹部１０５ａの中心線と一致している場合にゼロとなる。したがって、トラッキング誤差信号の強度がゼロとなるように制御部５０でアクチュエータ４０２の動作を制御することにより、対物レンズ３０９の中心とトラッキンググルーブ１０５の中心線とを常に一致させることができる。すなわち、記録時及び再生時の双方において、高精度なトラッキングサーボが可能となる。
【００６７】
以上、トラッキングについて説明したが、例えば、トラッキング用光検出器７０へと導かれる光ビームを分割し、その一部を利用してフォーカシングやアドレシングを行ってもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、記録に利用する情報光及び参照光、再生に利用する参照光、及びトラッキングに利用する参照光の全てに同一の光源２０を使用したが、複数の光源を使用してもよい。
【００６９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例）
＜光記録媒体の作製＞
本例では、以下の方法により図２に示す光記録媒体１０を作製し、これを図１の記録再生装置１に搭載した。
【００７０】
まず、透明基板１０１として、射出成型法により、一方の主面に図３に示すトラッキンググルーブ１０５に対応して畝状凸部が設けられたポリカーボネート製ディスクを形成した。ここでは、透明基板１０１の直径は１２０ｍｍとし、厚さは０．６ｍｍとし、中央部には図２に示すような円形の開口を設けた。また、透明基板１０１の形成に利用した原盤には、トラッキンググルーブ１０５に対応した凹部に加え、ヘッダ部に相当する位置にアドレス信号や記録開始位置制御信号に対応したプリピット列を形成しておいた。
【００７１】
なお、原盤への凹部の形成には、波長４１３ｎｍのクリプトンイオンレーザを使用した。また、第１凹部１０５ａに対応した凹部と第２凹部１０５ｂに対応した凹部とは、焦点位置やレーザパワーを適宜変更することによりつくり分けた。
【００７２】
次に、透明基板１０１の畝状凸部が設けられた面に、アルミニウム合金をスパッタリングすることにより反射層１０４を形成した。ここでは、反射層１０４の厚さは１２０ｎｍとした。
【００７３】
次いで、この反射層１０４の損傷を防止する目的で、反射層１０４上に、図示しない保護層を形成した。この保護層は、反射層１０４上に紫外線硬化樹脂を塗布し、この塗膜に対して水銀灯を用いた紫外線照射を行うことにより形成した。
【００７４】
その後、透明基板１０１の保護層を形成した面の裏面に、スパッタリング法により、厚さ１０ｎｍの窒化アルミニウム層（図示せず）を形成した。この窒化アルミニウム層は、透明基板１０１と記録層１０２との間で、それらに含まれる成分が移動するのを防止する目的で設けた。
【００７５】
次に、以下に説明する方法により、記録層１０２を形成した。
すなわち、Ｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅｑｕｉｎｏｎｅ（ＰＱ）とａｚｏ−ｂｉｓ−ｉｓｏｂｕｔｙｒｏｎｉｔｒｉｌｅ（ＡＩＢＮ）とを、液状のｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ（ＭＭＡ）中に、重量比でＰＱ：ＡＩＢＮ：ＭＭＡ＝０．６：０．５：９８．９となるように溶解させた。
【００７６】
次に、ドーナツ状透明基板１０１の窒化アルミニウム層を形成した面に、径が互いに異なる一対のポリテトラフルオロエチレン製リングを、透明基板１０１に対して同心状に配置した。ここでは、外側のリングの外径は透明基板１０１の径と同一とし、内側のリングの内径は透明基板１０１に設けた開口の径と同一とした。また、それらリングの厚さは２００μｍとした。
【００７７】
次いで、先の方法により得られた粘性溶液を、窒化アルミニウム層上であってリング間に挟まれた領域にキャストした。続いて、透明基板１０１と別途準備したフッ素コート石英ガラス基板とをそれらの間に粘性溶液が介在するように対向配置し、さらに一様に圧力を加えることにより、上記粘性溶液を厚さ２００μｍにまで延伸した。次に、延伸した粘性溶液を透明基板１０１と石英ガラス基板とで挟んだまま４５℃に設定したオーブンに入れ、２４時間加熱を行った。これにより、ＭＭＡの重合を促進して、上記の粘性溶液を記録層１０２とした。なお、フッ素コート石英ガラス基板及び一対のリングは、冷却後、透明基板１０１及び記録層１０２から取り除いた。
【００７８】
その後、記録層１０２上に、保護層１０３として、厚さ１００ｎｍのＳｉＯ２層をスパッタリング法により形成した。なお、記録層１０２の形成を開始してから保護層１０３の形成を完了するまでの一連の作業は、記録層１０２が感光しないように、波長６００ｎｍより短い光が遮光されている室内で行った。
【００７９】
以上のようにして、図３に示したのと同様の形状を有するトラッキンググルーブ１０５が設けられた光記録媒体１０を得た。なお、ここでは、第１凹部１０５ａの幅は参照光のｅ−２径（単位面積当りのパワーが最大値の１／ｅ２に低下する位置を境界位置とした場合の光ビーム径）の約６６％である６４０ｎｍとした。また、図３においてトラック方向に隣り合う第２凹部１０５ｂの中心間距離Ｓは１０μｍとし、第２凹部１０５ｂの直径は情報光や参照光の乱反射による記録や再生への影響が殆ど無いように１５００ｎｍとした。さらに、ｙ方向に隣り合うトラッキンググルーブ１０５の中心線間距離，すなわちトラックピッチＰ，は１０μｍとした。加えて、トラッキンググルーブ１０５の深さは４５ｎｍとした。
【００８０】
＜情報の記録＞
次に、上記の方法で作製した光記録媒体１０を図１に示す記録再生装置１に搭載し、以下の条件のもとで実際に情報の記録を行った。
【００８１】
すなわち、光源２０から出力するコヒーレント光としてネオジウムＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）を使用し、旋光用光学素子３０２としては１／２波長板を使用した。
【００８２】
透過型空間光変調器３０４としては液晶パネルを使用した。この液晶パネルは情報光の偏光方向が回転しないように配置した。また、通常は、記録すべき情報に対応して画素が明部と暗部との二次元パターンを形成するように液晶パネルを駆動するが、ここでは、後で行う再生試験のために、液晶パネルは、全画素の透過率が最大となるように駆動した。
【００８３】
旋光用光学素子３０２として用いた１／２波長板は、光記録媒体１０の表面で情報光と参照光の強度が等しくなるように、その方位を調整した。さらに、ここでは、光記録媒体１０表面での情報光及び参照光の光強度は何れも１０ｍＷとした。
【００８４】
スピンドルモータ４０１は、光照射位置における光記録媒体１０の線速度が１ｍ／ｓｅｃとなるように駆動した、また、ここでは、開口数が０．５５の対物レンズ３０９を使用し、スピンドルモータ４０１は、予め、対物レンズ３０９の焦点が光記録媒体１０のトラッキンググルーブ１０５の底面上に位置するように位置を正確に調整しておき、記録時にフォーカスサーボは行わなかった。
【００８５】
トラッキンググルーブ１０５の第１凹部１０５ａには、参照光のみを照射し、情報光は照射しなかった。また、第２凹部１０５ｂには、参照光及び情報光の双方を照射した。すなわち、記録時には、光記録媒体１０に対して参照光を常時照射し、情報光は照射と非照射とを交互に繰り返した。なお、情報光の照射／非照射の切り替えは、電磁シャッタ３０５を開閉することにより行った。
【００８６】
以上の条件のもと、図５に示す角度θを０°、４５°、６０°、９０°、１２０°、１３５°としたそれぞれの場合について、上記実施形態で説明した方法によりトラッキングを行いながら情報の記録を行った。その結果、角度θを６０°、９０°、１２０°とした場合、極めて安定したトラッキングが可能であった。また、角度θを４５°及び１３５°とした場合、トラッキングは可能であったが、対物レンズ３０９の焦点がトラッキンググルーブを外れることがあった。さらに、角度θを０°とした場合、トラッキング自体が不可能であった。
【００８７】
また、角度θを０°、４５°、６０°、９０°、１２０°、１３５°としたそれぞれの場合について、対物レンズ３０９をトラッキンググルーブ１０５に対してｙ方向に相対移動させたときにトラッキング用光検出器７０が出力するトラッキング誤差信号の最大値と最小値との差Ｉｔを測定した。その結果を、以下の表に示す。
【００８８】
【表１】
【００８９】
上記表に示すように、角度θを０°とした場合、差Ｉｔは極めて小さな値であった。これに対し、角度θを４５°及び１３５°とした場合には、差Ｉｔは、角度θを０°とした場合と比較して３倍以上になった。さらに、角度θを６０°、９０°、１２０°とした場合には、差Ｉｔは、角度θを０°とした場合と比較して５倍以上になった。
【００９０】
＜情報の再生＞
次に、先の方法により角度θを０°、４５°、６０°、９０°、１２０°、１３５°として情報を記録した各光記録媒体１０について、以下の条件のもとで情報の再生した。
【００９１】
すなわち、旋光用光学素子３０２として用いた１／２波長板の方位を調整することにより、光記録媒体１０の表面における参照光の強度を１ｍＷとした。また、トラッキングは、参照光の強度を弱めたこと以外は記録時に行ったのと同様の方法により行った。さらに、再生時には、図５に示す角度θは、記録時に設定した値と同一とした。
【００９２】
以上の条件のもと、図５に示す角度θを０°、４５°、６０°、９０°、１２０°、１３５°として情報を記録した各光記録媒体１０について、トラッキングを行いながら情報の再生を行った。
【００９３】
図１０は、再生用光検出器６０が検出した再生光強度を示すグラフである。図中、横軸は、対物レンズ３０９とトラッキンググルーブ１０５とのトラック方向に関する相対位置或いは時間を示している。また、横軸は、再生用光検出器６０が検出した再生光強度をその受光面全体で平均した値（以下、平均再生光強度という。）を示している。なお、図１０では、曲線同士が重なるのを避けるため、それら曲線を縦方向にずらして描いている。
【００９４】
図１０に示すように、角度θを６０°、９０°、１２０°とした場合、一定の大きさの平均再生光強度ピークが周期的に現れた。すなわち、記録時及び再生時の双方において、極めて安定したトラッキングが可能であった。
【００９５】
また、角度θを４５°及び１３５°とした場合、平均再生光強度ピークは周期的に現れたが、それらの大きさにばらつきが見られた。これは、記録時及び再生時の少なくとも一方において、トラッキングが不安定になったためであると考えられる。
【００９６】
なお、先に説明した通り、角度θを０°とした場合、記録時においてさえトラッキング自体が不可能であった。そのため、角度θを０°とした場合、再生時も同様にトラッキング自体が不可能であり、その結果、図１０に示すように平均再生光強度は記録マークに対応した変化を示さなかった。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、反射型偏光コリニア記録再生方式を利用しながらも高精度なトラッキングが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る記録再生装置を概略的に示す図。
【図２】図１の記録再生装置に搭載可能なホログラム型光記録媒体の一例を概略的に示す部分切開斜視図。
【図３】図３は、図２の光記録媒体を概略的に示す平面図。
【図４】図１の記録再生装置で利用可能なトラッキング方法を概略的に示す斜視図。
【図５】トラック方向に対する二分割旋光用光学素子の方位を概略的に示す平面図。
【図６】対物レンズを含む平面上における反射光と回折光との重なりを概略的に示す平面図。
【図７】角度θと相対的可干渉面積との関係を示すグラフ。
【図８】トラッキンググルーブと対物レンズとを概略的に示す平面図。
【図９】トラッキンググルーブと対物レンズとの相対位置と、トラッキング用光検出器が出力するトラッキング誤差信号との関係の一例を示すグラフ。
【図１０】再生用光検出器が検出した再生光強度を示すグラフ。
【符号の説明】
１…ホログラム型記録再生装置、１０…ホログラム型光記録媒体、２０…光源、３０…光学系、４０…駆動機構、５０…制御部、６０…再生用光検出器、７０…トラッキング用光検出器、８０…ビームスポット、８１…ビームスポット、８２ａ…ビームスポット、８２ｂ…ビームスポット、１０１…透明基板、１０２…記録層、１０３…保護層、１０４…反射層、１０５…トラッキンググルーブ、１０５ａ…第１凹部、１０５ｂ…第２凹部、３０１…ビームエキスパンダ、３０２…旋光用光学素子、３０３…偏光ビームスプリッタ、３０４…透過型空間光変調器、３０５…電磁シャッタ、３０６…偏光ビームスプリッタ、３０７…偏光ビームスプリッタ、３０８…二分割旋光用光学素子、３０８ａ…第１部分、３０８ｂ…第２部分、３０９…対物レンズ、３１０…ビームスプリッタ、３１１…結像レンズ、３１２…結像レンズ、４０１…モータ、４０２…アクチュエータ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録再生装置及び記録再生方法に係り、特にはホログラム型の光記録媒体への情報の記録及びそれからの情報の再生を行う記録再生装置及び記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高密度画像データなどの容量の大きな情報を書き込み可能な記録媒体として光記録媒体がある。そのような光記録媒体としては、光磁気記録媒体や相変化光記録媒体などの書換可能型光記録媒体や追記型光記録媒体が既に実用化されているが、光記録媒体に対する大容量化への要求は高まる一方である。そこで、近年、三次元的に情報を記録可能なホログラム型の光記録媒体が注目されている。
【０００３】
ホログラム型の光記録技術では、情報を記録するに際し、一般に、二次元的な強度分布が与えられた情報光と強度がほぼ一定な参照光とを感光性の記録層内部で重ね合わせ、それらが形成する干渉パターンを利用して記録層内部に光学特性の分布を生じさせる。また、書き込んだ情報を読み出す際には、記録時と同様の配置で参照光のみを記録層に照射する。この参照光は、記録層内部に形成された光学特性分布により変調され、先の情報光に対応した強度分布を有する再生光として記録層から出射する。
【０００４】
この技術では、記録層内に光学特性分布が三次元的に形成されるため、或る情報光により情報が書き込まれた領域と他の情報光により情報が書き込まれた領域とを部分的に重ね合わせること，すなわち多重記録，が可能である。特に反射型偏光コリニア記録再生方式を利用した場合には、再生時に優れた信号対雑音比（ＳＮ比）を実現できるとともに、透過型の記録再生方式と比較して、光学系の位置合わせが容易となる（例えば、以下の特許文献１を参照のこと）。
【０００５】
ところで、ホログラム型の光記録技術では、通常、他の光記録技術と比較して、記録や再生に遥かに微弱な光を利用する。これは、光磁気記録技術や相変化光記録技術などの光記録技術では、光照射により生じる熱を利用して無機材料からなる記録層に記録マークを形成するのに対し、ホログラム型の光記録技術では、通常、記録層には光重合性等の有機材料を使用するためである。このような理由から、ホログラム型の光記録技術では、トラッキングに利用する光は、記録層における光反応を誘起しない程度に十分に微弱であるか、或いは、記録層における光反応を誘起し得ない波長を有するものであることが必要である。
【０００６】
しかしながら、反射型偏光コリニア記録再生方式を利用した場合、一般的には、トラッキングに利用する光、情報光、及び参照光に同一の光学系を共用することとなる。そのため、トラッキングに利用する光の波長と、情報光や参照光の波長とは同一であることが必要である。
【０００７】
したがって、反射型偏光コリニア記録再生方式を利用した場合、トラッキングには、情報光や参照光と同一の波長を有し且つ十分に微弱な光を利用せざるを得ない。そのため、反射型偏光コリニア記録再生方式を利用した場合には、記録再生ヘッドと記録トラックとの相対位置情報に対応した信号を十分に大きな信号強度で得ることができず、その結果、高精度なトラッキングを行うことが不可能となる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１２３９４９
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、反射型偏光コリニア記録再生方式を利用しながらも高精度なトラッキングを可能とすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、トラッキンググルーブが設けられたホログラム型の光記録媒体への情報の記録及び前記光記録媒体からの前記情報の再生を行う記録再生装置であって、光源と、トラッキング用光検出器と、入射光の偏光面を回転させて偏光面が互いに異なる光をそれぞれ出射する第１及び第２部分を備えた二分割旋光用光学素子と、前記光記録媒体と前記二分割旋光用光学素子との間に介在した対物レンズとを含み、前記光源が放出する光を前記二分割旋光用光学素子及び前記対物レンズを介して前記光記録媒体へと導くとともに、前記光記録媒体から出力される反射光を前記対物レンズ及び前記二分割旋光用光学素子を介して前記トラッキング用光検出器へと導く光学系と、前記対物レンズと前記光記録媒体とをトラック方向に対して交差する方向に相対移動させる駆動機構とを具備し、前記二分割旋光用光学素子は、前記第１部分と前記第２部分との境界が前記トラック方向に対して交差するように配置されていることを特徴とする記録再生装置が提供される。
【００１１】
また、本発明によると、記録時及び／または再生時に、入射光の偏光面を回転させて偏光面が互いに異なる光をそれぞれ出射する第１及び第２部分を備えた二分割旋光用光学素子と対物レンズとを介して光をトラッキンググルーブが設けられたホログラム型の光記録媒体へと導き、前記光記録媒体から前記対物レンズ及び前記二分割旋光用光学素子を介して出力される反射光を検出し、その出力に基づいて、前記対物レンズと前記光記録媒体とをトラック方向に対して交差する方向に相対移動させることを含み、前記二分割旋光用光学素子を前記第１部分と前記第２部分との境界が前記トラック方向に対して交差するように配置することを特徴とする記録再生方法が提供される。
【００１２】
なお、ここで使用する用語「トラック方向」は、「トラッキンググルーブの長さ方向」を意味する。また、「トラック方向に対して交差する方向」は、トラッキンググルーブの対物レンズと対向した部分の長さ方向に対して交差する方向を意味する。例えば、トラッキンググルーブが互いに平行な直線状溝部で構成されている場合には、「トラック方向に対して交差する方向」は、上記直線状溝部に対して交差する方向を意味する。或いは、トラッキンググルーブが同心円状または渦巻線状の溝部で構成されている場合には、「トラック方向に対して交差する方向」は、例えば半径方向などのように円周方向に対して交差する方向を意味する。
【００１３】
上記記録再生装置は、トラッキング用光検出器の出力に基づいて駆動機構の動作を制御する制御部をさらに具備していてもよい。
【００１４】
また、この記録再生装置は、再生用光検出器をさらに具備していてもよい。この場合、光学系は、光記録媒体から出力される回折光を対物レンズ及び二分割旋光用光学素子を介して再生用光検出器へと導くように構成されていてもよい。
【００１５】
上記光学系は、光源が放出する光を偏光面が互いに異なる第１及び第２光成分へと分離する第１偏光ビームスプリッタと、第１及び第２光成分の光路上であって第１偏光ビームスプリッタと二分割旋光用光学素子との間に配置された第２偏光ビームスプリッタと、第１及び第２偏光ビームスプリッタ間に配置され、第１光成分を記録すべき情報に対応して変調させる透過型空間光変調器と、第１光成分の光路上であって第１及び第２偏光ビームスプリッタ間に配置されたシャッタとをさらに含んでいてもよい。
【００１６】
第１部分と第２部分との境界がトラック方向に対して為す角度は６０°乃至１２０°の範囲内にあってもよい。
【００１７】
上記トラッキンググルーブは、第１凹部と、トラック方向に対して直交する方向の寸法が第１凹部と比較してより大きい第２凹部とをトラック方向に交互に繋げた構造を有していてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において、同様または類似する機能を有する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る記録再生装置を概略的に示す図である。図２は、図１の記録再生装置に搭載可能なホログラム型光記録媒体の一例を概略的に示す部分切開斜視図である。図３は、図２の光記録媒体を概略的に示す平面図である。
【００２０】
まず、図１の記録再生装置について説明するのに先立ち、図２及び図３のホログラム型光記録媒体について簡単に説明する。
【００２１】
図２に示すホログラム型光記録媒体１０は、透明基板１０１を備えている。基板１０１の一方の主面上には、記録層１０２、及び保護層１０３が順次積層されている。また、基板１０１の他方の主面上には、反射層１０４が設けられている。すなわち、この光記録媒体１０は、反射型光記録媒体である。
【００２２】
透明基板１０１は、例えば、ガラスやポリカーボネート等によって形成され得る。基板１０１は、典型的には円盤状の形状を有しているが、カード状などのように他の形状を有していてもよい。ここでは、一例として、透明基板１０１は円盤状の形状を有していることとする。
【００２３】
記録層１０２は、電磁波を照射したときに、その強度に応じて吸光係数や屈折率などの光学特性が変化する材料により形成されている。記録層１０２に用いられるホログラム記録材料は有機材料であっても無機材料であっても構わない。記録層１０２に使用可能な有機材料としては、例えば、フォトポリマー、フォトリフラクティブポリマー、フォトクロミック色素分散ポリマーなどを挙げることができる。また、記録層１０２に使用可能な無機材料としては、例えば、ニオブ酸リチウムやチタン酸バリウムなどを挙げることができる。
【００２４】
反射層１０４は、例えばアルミニウムなどのように、情報光や参照光に関する反射率が高い材料によって形成されている。記録時には、記録層１０２に直接入射した情報光と反射層１０４の表面で反射された参照光との干渉縞等が、記録層１０２中に記録マークとして書き込まれる。
【００２５】
反射層１０４の透明基板１０１との界面には、図３に示すように、トラッキンググルーブ１０５が設けられている。すなわち、透明基板１０１の反射層１０４側の主面には、トラッキンググルーブ１０５に対応した畝状凸部が設けられている。なお、反射層１０４の透明基板１０１側の主面には、透明基板１０１に設けた畝状凸部に起因して溝が生じている。この溝がトラッキンググルーブ１０５に相当している。
【００２６】
図３に示す例では、トラッキンググルーブ１０５は、トラック方向であるｘ方向と交差する方向の寸法，例えばｘ方向と直交するｙ方向の幅，がより小さい第１凹部１０５ａと、ｙ方向の寸法がより大きい第２凹部１０５ｂとをｘ方向に交互に繋げた構造を有している。また、この例では、透明基板１０１は円盤状としているので、トラッキンググルーブ１０５は同心円状或いは渦巻線状に設ける。
【００２７】
後述するように、第１凹部１０５ａはトラッキングに利用する。他方、第２凹部１０５ｂは、記録層１０２に記録マークを形成するのに利用する。第１凹部１０５ａの開口幅は、後で説明する参照光が反射層１０４の最上面に形成するビームスポット８０の径よりも小さくする。他方、第２凹部１０５ｂの開口径は、ビームスポット８０の径よりも大きくする。また、第１凹部１０５ａの深さｄは、干渉によるトラッキング信号への影響を避けるためには、透明基板１０１の屈折率をｎ、参照光の波長をλとした場合、λ／４ｎより小さくすることが望ましく、例えば、ほぼλ／８ｎと等しくなるように設定する。なお、通常、第２凹部１０５ｂの深さは、第１凹部１０５ａの深さｄと同一とする。
【００２８】
次に、図１のホログラム型記録再生装置１について説明する。
図１に示すホログラム型記録再生装置１は、光源２０と、光学系３０と、光記録媒体１０と、駆動機構４０と、制御部５０と、再生用光検出器６０と、トラッキング用光検出器７０とを含んでいる。
【００２９】
光源２０は、例えば、コヒーレントな直線偏光を出力するレーザである。レーザとしては、例えば、半導体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、アルゴンレーザ、ＹＡＧレーザなどを使用することができる。
【００３０】
光学系３０は、この例では、ビームエキスパンダ３０１、旋光用光学素子３０２、偏光ビームスプリッタ３０３、透過型空間光変調器３０４、電磁シャッタ３０５、偏光ビームスプリッタ３０６、偏光ビームスプリッタ３０７、二分割旋光用光学素子３０８、対物レンズ３０９、ビームスプリッタ３１０、結像レンズ３１１、結像レンズ３１２を含んでいる。光学系３０は、光源２０が放射する光を二分割旋光用光学素子３０８及び対物レンズ３０９を介して光記録媒体１０へと導くとともに、光記録媒体１０から出力される回折光及び反射光を対物レンズ３０９及び二分割旋光用光学素子３０８を介して再生用光検出器６０及びトラッキング用光検出器７０へとそれぞれ導く。
【００３１】
駆動機構４０は、この例では、モータ４０１とアクチュエータ４０２とを含んでいる。モータ４０１のスピンドルは、光記録媒体１０を回転可能に及び着脱可能に支持している。また、アクチュエータ４０２は、例えばピエゾアクチュエータであり、対物レンズ３０９を、図中、横方向に移動させる
制御部５０は、トラッキング用光検出器７０の出力などに基づいて駆動機構４０の動作を制御する。この例では、制御部５０は、主として、トラッキング用光検出器７０の出力に基づいてアクチュエータ４０２の動作を制御する。
【００３２】
再生用光検出器６０は、例えば、二次元イメージセンサである。再生用光検出器６０は、再生光が再生用光検出器６０上に形成する再生画像の光強度分布を検出して、再生信号を外部へと出力する。
【００３３】
トラッキング用光検出器７０は、例えば、二分割光検出器である。トラッキング用光検出器７０が二分割光検出器である場合、トラッキング用光検出器７０は、その２つの画素間の境界がトラック方向に対して光学的に平行となるように配置する。トラッキング用光検出器７０は、トラッキング誤差信号として差動信号を制御部５０へと出力する。
【００３４】
この記録再生装置１を用いた情報の記録及び再生は、例えば、以下の方法により行うことができる。まず、記録方法について説明する。
【００３５】
光源２０は、コヒーレントな直線偏光を出力する。
ビームエキスパンダ３０１は、光源２０が放射する光ビームのビーム径を増加させ、平行光束として旋光用光学素子３０２に入射させる。
【００３６】
旋光用光学素子３０２は、先の光ビームの偏波面を回転させるか、或いは、先の光ビームを円偏光または楕円偏光とすることにより、偏波面が紙面に平行な偏光成分（以下、Ｐ偏光成分という）と偏波面が紙面に垂直な偏光成分（以下、Ｓ偏光成分という）とを出射する。旋光用光学素子３０２としては、例えば、１／２波長板や１／４波長板を使用することができる。
【００３７】
旋光用光学素子３０２を出射した光ビームのうち、Ｓ偏光成分は偏光ビームスプリッタ３０３により反射され、透過型空間光変調器３０４に入射する。また、Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ３０３を透過する。このＰ偏光成分は、参照光として利用する。
【００３８】
透過型空間光変調器３０４は、例えば、透過型液晶表示装置のようにマトリクス状に配列した多数の画素を有しており、それを出射する光をＰ偏光成分とＳ偏光成分との間で画素毎に切り替えることができる。このようにして、透過型空間光変調器３０４は、記録すべき情報に対応して二次元的な偏波面分布が与えられた情報光を出射する。
【００３９】
透過型空間光変調器３０４を出射した情報光は、次いで、電磁シャッタ３０５に至る。記録時には、電磁シャッタ３０５は開いており、情報光はビームスプリッタ３０６に入射する。この情報光の一部は、ビームスプリッタ３０６により反射され、偏光ビームスプリッタ３０７に入射する。
【００４０】
偏光ビームスプリッタ３０７は、先の情報光のうち、Ｓ偏光成分のみを反射し、Ｐ偏光成分は透過する。偏光ビームスプリッタ３０６により反射されたＳ偏光成分は、二次元的な強度分布が与えられた情報光として二分割旋光用光学素子３０８に入射する。
【００４１】
二分割旋光用光学素子３０８は、図中、手前側の部分と奥側の部分との間で光学特性が互いに異なっている。具体的には、情報光のうち、例えば、二分割旋光用光学素子３０８の手前側部分（第１部分）に入射した光成分は偏波面を＋４５°回転させて出射し、奥側部分（第２部分）に入射した光成分は偏波面を−４５°回転させて出射する。以下、Ｓ偏光成分の偏波面を＋４５°回転させたもの（或いは、Ｐ偏光成分の偏波面を−４５°回転させたもの）をＡ偏光成分と呼び、Ｓ偏光成分の偏波面を−４５°回転させたもの（或いは、Ｐ偏光成分の偏波面を＋４５°回転させたもの）をＢ偏光成分と呼ぶ。なお、二分割旋光用光学素子３０８の各部分には、例えば、１／２波長板を用いることができる。
【００４２】
二分割旋光用光学素子３０８を出射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３０９により光記録媒体１０の反射層１０４上に集光される。なお、光記録媒体１０は、保護層１０３を対物レンズ３０９に対向させて配置されている。
【００４３】
他方、偏光ビームスプリッタ３０３を透過したＰ偏光成分（参照光）は、ビームスプリッタ３１０で反射され、偏光ビームスプリッタ３０７を透過する。偏光ビームスプリッタ３０７を透過した参照光は、次いで、二分割旋光用光学素子３０８に入射し、その手前側部分に入射した光成分は偏波面を＋４５°回転させてＢ偏光成分として出射し、奥側部分に入射した光成分は偏波面を−４５°回転させてＡ偏光成分として出射する。その後、それらＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３０９により光記録媒体１０の反射層１０４上に集光される。
【００４４】
なお、この例では、記録時において、情報光は図３に示す第２凹部１０５ｂの中心が対物レンズ３０９の光軸上に位置したときにのみ照射する。また、参照光は、記録時において常時照射する。
【００４５】
このように、二分割旋光用光学素子３０８の手前側部分からは、Ａ偏光成分である情報光とＢ偏光成分である参照光とが出射する。他方、二分割旋光用光学素子３０８の奥側部分からは、Ｂ偏光成分である情報光とＡ偏光成分である参照光とが出射する。また、情報光及び参照光は、光記録媒体１０の反射層１０４上に集光される。
【００４６】
そのため、情報光と参照光との干渉は、保護層１０３を介して記録層１０２に直接入射した直接光としての情報光と反射層１０４で反射された反射光としての参照光との間、及び、直接光としての参照光と反射光としての情報光との間でしか生じない。また、直接光としての情報光と反射光としての情報光との干渉や、直接光としての参照光と反射光としての参照光との干渉は生じない。さらに、このとき、情報光及び参照光は、図３に示す第２凹部１０５ｂに照射されているので、透明基板１０１の表面に設けられた凹凸により波面が乱されることはない。したがって、図１に示す記録再生装置１によると、記録層１０２の内部に情報光に対応した光学特性の分布を生じさせることができる。
【００４７】
上述した方法により記録した情報は、以下のようにして読み出すことができる。すなわち、電磁シャッタ３０５を閉じること以外は記録時と同様の操作を行う。こうすると、Ｐ偏光成分である参照光のみが二分割旋光用光学素子３０８に到達する。
【００４８】
この参照光は、次いで、二分割旋光用光学素子３０８に入射し、その手前側部分に入射した光成分は偏波面を＋４５°回転させてＢ偏光成分として出射し、奥側部分に入射した光成分は偏波面を−４５°回転させてＡ偏光成分として出射する。その後、それらＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３０９により光記録媒体１０の反射層１０４上に集光される。
【００４９】
光記録媒体１０の記録層１０２には、図３に示す第２凹部１０５ｂに対応した位置に、上記の方法により光学特性分布が形成されている。したがって、光記録媒体１０に入射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分の一部は、記録層１０２内に形成された光学特性分布により回折され、再生光として光記録媒体１０を出射する。
【００５０】
光記録媒体１０を出射した再生光としてのＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３０９により平行光束とされた後、二分割旋光用光学素子３０８に到達する。二分割旋光用光学素子３０８の手前側部分に入射したＢ偏光成分はＰ偏光成分として出射し、二分割旋光用光学素子３０８の奥側部分に入射したＡ偏光成分はＰ偏光成分として出射する。このようにして、Ｐ偏光成分としての再生光が得られる。
【００５１】
その後、再生光は偏光ビームスプリッタ３０７を透過する。偏光ビームスプリッタ３０７を透過した再生光の一部は、次いで、ビームスプリッタ３１０を透過する。ビームスプリッタ３１０を透過した再生光は、次いで、結像レンズ３１１により再生用光検出器６０上に結像され、それらの上に再生画像を形成する。再生用光検出器６０は、再生画像の光強度分布を検出する。このようにして、光記録媒体１０に記録された情報を読み出す。
【００５２】
他方、二分割旋光用光学素子３０８を透過して光記録媒体１０に入射したＡ偏光成分及びＢ偏光成分の残りは、反射層１０４などにより反射され、光記録媒体１０を出射する。この反射光としてのＡ偏光成分及びＢ偏光成分は、対物レンズ３０９により平行光束とされた後、Ａ偏光成分は二分割旋光用光学素子３０８の手前側部分に入射してＳ偏光成分として出射し、Ｂ偏光成分は二分割旋光用光学素子３０８の奥側部分に入射してＳ偏光成分として出射する。二分割旋光用光学素子３０８を出射したＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ３０７により反射されるため、再生用光検出器６０には到達し得ない。したがって、この記録再生装置１によると、優れた再生ＳＮ比を実現できる。
【００５３】
次に、トラッキング方法について、図１及び図４乃至図６を参照しながら説明する。ここでは、以下に説明するように、プッシュプル法を利用してトラッキングを行う。
【００５４】
図４は、図１の記録再生装置で利用可能なトラッキング方法を概略的に示す斜視図である。図５は、トラック方向に対する二分割旋光用光学素子の方位を概略的に示す平面図である。図６は、対物レンズを含む平面上における反射光と回折光との重なりを概略的に示す平面図である。すなわち、以下に、図４及び図６を参照しながら説明するビームスポット８１，８２ａ，８２ｂは、反射光及び±１次回折光が二分割旋光用光学素子３０８に入射する前に形成するものである。
【００５５】
上記の通り、トラッキンググルーブ１０５の第１凹部１０５ａは、参照光が反射層１０４の最上面に形成するビームスポットの径よりも幅が狭い。そのため、第１凹部１０５ａは、トラック方向に延びた形状を有するスリットのように振舞う。すなわち、参照光が反射層１０４により反射されてなる反射光は回折光である。
【００５６】
なお、相変化光記録媒体などのように、現在、広く普及している光記録媒体では、大きな信号振幅を得るために、反射光及び／または０次回折光と−１次回折光と＋１次回折光とが対物レンズ３０９上に図４に示すような配置でビームスポット８１，８２ａ，８２ｂをそれぞれ形成するようにトラッキンググルーブの幅や深さなどを設定している。したがって、ここでも、相変化光記録媒体などとの互換性を考慮して、第１凹部１０５ａは、反射光及び±１次回折光が対物レンズ３０９上に図４に示すような配置でビームスポット８１，８２ａ，８２ｂを形成するように幅や深さなどが設定されていることとする。また、トラッキンググルーブ１０５に起因して生じる回折光のうち、±１次回折光よりも高次の回折光は弱いので、以下、単に「回折光」という場合、±１次回折光を意味することとする。他方、０次回折光及び／または未回折の反射光は、「反射光」と呼ぶこととする。
【００５７】
図４に示すように、二分割旋光用光学素子３０８は、入射光の偏光面を＋４５°回転させて出射する第１部分３０８ａと、入射光の偏光面を−４５°回転させて出射する第２部分３０８ｂとで構成されている。本発明者らは、本発明を為すに際し、二分割旋光用光学素子３０８の使用に起因して、トラッキング用光検出器７０の出力信号振幅が、図５に示す角度θ，すなわち、第１部分３０８ａと第２部分３０８ｂとの境界がトラック方向であるｘ方向に対して為す角度，に依存して著しく変化することを見出した。
【００５８】
例えば、図６に示すように、角度θが０°である場合、反射光及び回折光が対物レンズ３０９上に形成するビームスポット８１，８２ａ，８２ｂのそれぞれは、偏光面が互いに直交するとともに上下に分割された２つの領域で構成されることとなる。この場合、ビームスポット８１とビームスポット８２ａとの重複部では、それらを形成している反射光及び回折光の偏光面は互いに直交しているため、干渉は生じない。同様に、ビームスポット８１とビームスポット８２ｂとの重複部では、それらを形成している反射光及び回折光の偏光面は互いに直交しているため、干渉は生じない。また、ビームスポット８２ａのビームスポット８１との重複部に対応した回折光やビームスポット８２ｂのビームスポット８１との重複部に対応した回折光は、偏光ビームスプリッタ３０７を透過する。すなわち、角度θが０°である場合、トラッキング用光検出器７０の出力信号振幅には、回折光は全く寄与せず、反射光のみが寄与する。
【００５９】
これに対し、角度θが４５°である場合、反射光及び回折光が対物レンズ３０９上に形成するビームスポット８１，８２ａ，８２ｂのそれぞれは、偏光面が互いに直交するとともに斜めに分割された２つの領域で構成されることとなる。この場合、ビームスポット８１とビームスポット８２ａとの重複部の一部では、それらを形成している反射光及び回折光の偏光面は互いに平行となるため、干渉を生じ得る。同様に、ビームスポット８１とビームスポット８２ｂとの重複部の一部でも、それらを形成している反射光及び回折光の偏光面は互いに平行となり、干渉を生じ得る。したがって、角度θが４５°である場合、トラッキング用光検出器７０の出力信号振幅に、反射光だけでなく、回折光も寄与させることができる。特に、角度θを９０°とすると、トラッキング用光検出器７０の出力信号振幅への回折光の寄与をさらに増大させることができる。
【００６０】
図７は、角度θと相対的可干渉面積との関係を示すグラフである。図中、横軸は、角度θを示している。また、縦軸は、反射光が対物レンズ３０９上に形成するビームスポット８１と回折光が対物レンズ３０９上に形成するビームスポット８２ａ，８２ｂとの重複部に対して、反射光と回折光との干渉が生じ得る領域が占める面積比を、角度θが９０°である場合を１として規格化した値，すなわち相対的可干渉面積，を示している。
【００６１】
図７に示すように、角度θが０°及び１８０°である場合、相対的可干渉面積はゼロである。すなわち、この場合、トラッキング用光検出器７０の出力信号振幅には、回折光は全く寄与しない。角度θが６０°乃至１２０°の範囲内にある場合、相対的可干渉面積を０．６以上とすることができ、この場合、トラッキング用光検出器７０の出力信号振幅に回折光を十分に寄与させることができる。そして、角度θを９０°とした場合、相対的可干渉面積は最大となる。
【００６２】
図８は、トラッキンググルーブと対物レンズとを概略的に示す平面図である。また、図９は、トラッキンググルーブと対物レンズとの相対位置と、トラッキング用光検出器が出力するトラッキング誤差信号との関係の一例を示すグラフである。図９において、横軸は、トラッキンググルーブ１０５の中心線から対物レンズ３０９の中心までのｙ方向に関する距離を示している。また、縦軸は、トラッキング用光検出器７０が出力するトラッキング誤差信号である差動信号の強度を示している。
【００６３】
図８の「相対位置Ａ」では、対物レンズ３０９の中心は第１凹部１０５ａの中心線に対して左方向（マイナス方向）にシフトしている。この場合、図９に示すように、トラッキング用光検出器７０が出力するトラッキング誤差信号の強度はマイナスとなる。
【００６４】
図８の「相対位置Ｂ」では、トラッキンググルーブ１０５の第１凹部１０５ａの中心線から対物レンズ３０９の中心までのｙ方向に関する距離はゼロである。この場合、図９に示すように、トラッキング用光検出器７０が出力するトラッキング誤差信号の強度はゼロとなる。
【００６５】
図８の「相対位置Ｃ」では、対物レンズ３０９の中心は第１凹部１０５ａの中心線に対して右方向（プラス方向）にシフトしている。この場合、図９に示すように、トラッキング用光検出器７０が出力するトラッキング誤差信号の強度はプラスとなる。
【００６６】
このように、トラッキング用光検出器７０が出力するトラッキング誤差信号の強度は、対物レンズ３０９の中心が第１凹部１０５ａの中心線からマイナス方向にシフトすると小さくなり、プラス方向にシフトすると大きくなる。また、この信号強度は、対物レンズ３０９の中心が第１凹部１０５ａの中心線と一致している場合にゼロとなる。したがって、トラッキング誤差信号の強度がゼロとなるように制御部５０でアクチュエータ４０２の動作を制御することにより、対物レンズ３０９の中心とトラッキンググルーブ１０５の中心線とを常に一致させることができる。すなわち、記録時及び再生時の双方において、高精度なトラッキングサーボが可能となる。
【００６７】
以上、トラッキングについて説明したが、例えば、トラッキング用光検出器７０へと導かれる光ビームを分割し、その一部を利用してフォーカシングやアドレシングを行ってもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、記録に利用する情報光及び参照光、再生に利用する参照光、及びトラッキングに利用する参照光の全てに同一の光源２０を使用したが、複数の光源を使用してもよい。
【００６９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例）
＜光記録媒体の作製＞
本例では、以下の方法により図２に示す光記録媒体１０を作製し、これを図１の記録再生装置１に搭載した。
【００７０】
まず、透明基板１０１として、射出成型法により、一方の主面に図３に示すトラッキンググルーブ１０５に対応して畝状凸部が設けられたポリカーボネート製ディスクを形成した。ここでは、透明基板１０１の直径は１２０ｍｍとし、厚さは０．６ｍｍとし、中央部には図２に示すような円形の開口を設けた。また、透明基板１０１の形成に利用した原盤には、トラッキンググルーブ１０５に対応した凹部に加え、ヘッダ部に相当する位置にアドレス信号や記録開始位置制御信号に対応したプリピット列を形成しておいた。
【００７１】
なお、原盤への凹部の形成には、波長４１３ｎｍのクリプトンイオンレーザを使用した。また、第１凹部１０５ａに対応した凹部と第２凹部１０５ｂに対応した凹部とは、焦点位置やレーザパワーを適宜変更することによりつくり分けた。
【００７２】
次に、透明基板１０１の畝状凸部が設けられた面に、アルミニウム合金をスパッタリングすることにより反射層１０４を形成した。ここでは、反射層１０４の厚さは１２０ｎｍとした。
【００７３】
次いで、この反射層１０４の損傷を防止する目的で、反射層１０４上に、図示しない保護層を形成した。この保護層は、反射層１０４上に紫外線硬化樹脂を塗布し、この塗膜に対して水銀灯を用いた紫外線照射を行うことにより形成した。
【００７４】
その後、透明基板１０１の保護層を形成した面の裏面に、スパッタリング法により、厚さ１０ｎｍの窒化アルミニウム層（図示せず）を形成した。この窒化アルミニウム層は、透明基板１０１と記録層１０２との間で、それらに含まれる成分が移動するのを防止する目的で設けた。
【００７５】
次に、以下に説明する方法により、記録層１０２を形成した。
すなわち、Ｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅｑｕｉｎｏｎｅ（ＰＱ）とａｚｏ−ｂｉｓ−ｉｓｏｂｕｔｙｒｏｎｉｔｒｉｌｅ（ＡＩＢＮ）とを、液状のｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ（ＭＭＡ）中に、重量比でＰＱ：ＡＩＢＮ：ＭＭＡ＝０．６：０．５：９８．９となるように溶解させた。
【００７６】
次に、ドーナツ状透明基板１０１の窒化アルミニウム層を形成した面に、径が互いに異なる一対のポリテトラフルオロエチレン製リングを、透明基板１０１に対して同心状に配置した。ここでは、外側のリングの外径は透明基板１０１の径と同一とし、内側のリングの内径は透明基板１０１に設けた開口の径と同一とした。また、それらリングの厚さは２００μｍとした。
【００７７】
次いで、先の方法により得られた粘性溶液を、窒化アルミニウム層上であってリング間に挟まれた領域にキャストした。続いて、透明基板１０１と別途準備したフッ素コート石英ガラス基板とをそれらの間に粘性溶液が介在するように対向配置し、さらに一様に圧力を加えることにより、上記粘性溶液を厚さ２００μｍにまで延伸した。次に、延伸した粘性溶液を透明基板１０１と石英ガラス基板とで挟んだまま４５℃に設定したオーブンに入れ、２４時間加熱を行った。これにより、ＭＭＡの重合を促進して、上記の粘性溶液を記録層１０２とした。なお、フッ素コート石英ガラス基板及び一対のリングは、冷却後、透明基板１０１及び記録層１０２から取り除いた。
【００７８】
その後、記録層１０２上に、保護層１０３として、厚さ１００ｎｍのＳｉＯ２層をスパッタリング法により形成した。なお、記録層１０２の形成を開始してから保護層１０３の形成を完了するまでの一連の作業は、記録層１０２が感光しないように、波長６００ｎｍより短い光が遮光されている室内で行った。
【００７９】
以上のようにして、図３に示したのと同様の形状を有するトラッキンググルーブ１０５が設けられた光記録媒体１０を得た。なお、ここでは、第１凹部１０５ａの幅は参照光のｅ−２径（単位面積当りのパワーが最大値の１／ｅ２に低下する位置を境界位置とした場合の光ビーム径）の約６６％である６４０ｎｍとした。また、図３においてトラック方向に隣り合う第２凹部１０５ｂの中心間距離Ｓは１０μｍとし、第２凹部１０５ｂの直径は情報光や参照光の乱反射による記録や再生への影響が殆ど無いように１５００ｎｍとした。さらに、ｙ方向に隣り合うトラッキンググルーブ１０５の中心線間距離，すなわちトラックピッチＰ，は１０μｍとした。加えて、トラッキンググルーブ１０５の深さは４５ｎｍとした。
【００８０】
＜情報の記録＞
次に、上記の方法で作製した光記録媒体１０を図１に示す記録再生装置１に搭載し、以下の条件のもとで実際に情報の記録を行った。
【００８１】
すなわち、光源２０から出力するコヒーレント光としてネオジウムＹＡＧレーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）を使用し、旋光用光学素子３０２としては１／２波長板を使用した。
【００８２】
透過型空間光変調器３０４としては液晶パネルを使用した。この液晶パネルは情報光の偏光方向が回転しないように配置した。また、通常は、記録すべき情報に対応して画素が明部と暗部との二次元パターンを形成するように液晶パネルを駆動するが、ここでは、後で行う再生試験のために、液晶パネルは、全画素の透過率が最大となるように駆動した。
【００８３】
旋光用光学素子３０２として用いた１／２波長板は、光記録媒体１０の表面で情報光と参照光の強度が等しくなるように、その方位を調整した。さらに、ここでは、光記録媒体１０表面での情報光及び参照光の光強度は何れも１０ｍＷとした。
【００８４】
スピンドルモータ４０１は、光照射位置における光記録媒体１０の線速度が１ｍ／ｓｅｃとなるように駆動した、また、ここでは、開口数が０．５５の対物レンズ３０９を使用し、スピンドルモータ４０１は、予め、対物レンズ３０９の焦点が光記録媒体１０のトラッキンググルーブ１０５の底面上に位置するように位置を正確に調整しておき、記録時にフォーカスサーボは行わなかった。
【００８５】
トラッキンググルーブ１０５の第１凹部１０５ａには、参照光のみを照射し、情報光は照射しなかった。また、第２凹部１０５ｂには、参照光及び情報光の双方を照射した。すなわち、記録時には、光記録媒体１０に対して参照光を常時照射し、情報光は照射と非照射とを交互に繰り返した。なお、情報光の照射／非照射の切り替えは、電磁シャッタ３０５を開閉することにより行った。
【００８６】
以上の条件のもと、図５に示す角度θを０°、４５°、６０°、９０°、１２０°、１３５°としたそれぞれの場合について、上記実施形態で説明した方法によりトラッキングを行いながら情報の記録を行った。その結果、角度θを６０°、９０°、１２０°とした場合、極めて安定したトラッキングが可能であった。また、角度θを４５°及び１３５°とした場合、トラッキングは可能であったが、対物レンズ３０９の焦点がトラッキンググルーブを外れることがあった。さらに、角度θを０°とした場合、トラッキング自体が不可能であった。
【００８７】
また、角度θを０°、４５°、６０°、９０°、１２０°、１３５°としたそれぞれの場合について、対物レンズ３０９をトラッキンググルーブ１０５に対してｙ方向に相対移動させたときにトラッキング用光検出器７０が出力するトラッキング誤差信号の最大値と最小値との差Ｉｔを測定した。その結果を、以下の表に示す。
【００８８】
【表１】
上記表に示すように、角度θを０°とした場合、差Ｉｔは極めて小さな値であった。これに対し、角度θを４５°及び１３５°とした場合には、差Ｉｔは、角度θを０°とした場合と比較して３倍以上になった。さらに、角度θを６０°、９０°、１２０°とした場合には、差Ｉｔは、角度θを０°とした場合と比較して５倍以上になった。
【００９０】
＜情報の再生＞
次に、先の方法により角度θを０°、４５°、６０°、９０°、１２０°、１３５°として情報を記録した各光記録媒体１０について、以下の条件のもとで情報の再生した。
【００９１】
すなわち、旋光用光学素子３０２として用いた１／２波長板の方位を調整することにより、光記録媒体１０の表面における参照光の強度を１ｍＷとした。また、トラッキングは、参照光の強度を弱めたこと以外は記録時に行ったのと同様の方法により行った。さらに、再生時には、図５に示す角度θは、記録時に設定した値と同一とした。
【００９２】
以上の条件のもと、図５に示す角度θを０°、４５°、６０°、９０°、１２０°、１３５°として情報を記録した各光記録媒体１０について、トラッキングを行いながら情報の再生を行った。
【００９３】
図１０は、再生用光検出器６０が検出した再生光強度を示すグラフである。図中、横軸は、対物レンズ３０９とトラッキンググルーブ１０５とのトラック方向に関する相対位置或いは時間を示している。また、横軸は、再生用光検出器６０が検出した再生光強度をその受光面全体で平均した値（以下、平均再生光強度という。）を示している。なお、図１０では、曲線同士が重なるのを避けるため、それら曲線を縦方向にずらして描いている。
【００９４】
図１０に示すように、角度θを６０°、９０°、１２０°とした場合、一定の大きさの平均再生光強度ピークが周期的に現れた。すなわち、記録時及び再生時の双方において、極めて安定したトラッキングが可能であった。
【００９５】
また、角度θを４５°及び１３５°とした場合、平均再生光強度ピークは周期的に現れたが、それらの大きさにばらつきが見られた。これは、記録時及び再生時の少なくとも一方において、トラッキングが不安定になったためであると考えられる。
【００９６】
なお、先に説明した通り、角度θを０°とした場合、記録時においてさえトラッキング自体が不可能であった。そのため、角度θを０°とした場合、再生時も同様にトラッキング自体が不可能であり、その結果、図１０に示すように平均再生光強度は記録マークに対応した変化を示さなかった。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、反射型偏光コリニア記録再生方式を利用しながらも高精度なトラッキングが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る記録再生装置を概略的に示す図。
【図２】図１の記録再生装置に搭載可能なホログラム型光記録媒体の一例を概略的に示す部分切開斜視図。
【図３】図３は、図２の光記録媒体を概略的に示す平面図。
【図４】図１の記録再生装置で利用可能なトラッキング方法を概略的に示す斜視図。
【図５】トラック方向に対する二分割旋光用光学素子の方位を概略的に示す平面図。
【図６】対物レンズを含む平面上における反射光と回折光との重なりを概略的に示す平面図。
【図７】角度θと相対的可干渉面積との関係を示すグラフ。
【図８】トラッキンググルーブと対物レンズとを概略的に示す平面図。
【図９】トラッキンググルーブと対物レンズとの相対位置と、トラッキング用光検出器が出力するトラッキング誤差信号との関係の一例を示すグラフ。
【図１０】再生用光検出器が検出した再生光強度を示すグラフ。
【符号の説明】
１…ホログラム型記録再生装置、１０…ホログラム型光記録媒体、２０…光源、３０…光学系、４０…駆動機構、５０…制御部、６０…再生用光検出器、７０…トラッキング用光検出器、８０…ビームスポット、８１…ビームスポット、８２ａ…ビームスポット、８２ｂ…ビームスポット、１０１…透明基板、１０２…記録層、１０３…保護層、１０４…反射層、１０５…トラッキンググルーブ、１０５ａ…第１凹部、１０５ｂ…第２凹部、３０１…ビームエキスパンダ、３０２…旋光用光学素子、３０３…偏光ビームスプリッタ、３０４…透過型空間光変調器、３０５…電磁シャッタ、３０６…偏光ビームスプリッタ、３０７…偏光ビームスプリッタ、３０８…二分割旋光用光学素子、３０８ａ…第１部分、３０８ｂ…第２部分、３０９…対物レンズ、３１０…ビームスプリッタ、３１１…結像レンズ、３１２…結像レンズ、４０１…モータ、４０２…アクチュエータ。
Claims (7)
- トラッキンググルーブが設けられたホログラム型の光記録媒体への情報の記録及び前記光記録媒体からの前記情報の再生を行う記録再生装置であって、
光源と、
トラッキング用光検出器と、
入射光の偏光面を回転させて偏光面が互いに異なる光をそれぞれ出射する第１及び第２部分を備えた二分割旋光用光学素子と、前記光記録媒体と前記二分割旋光用光学素子との間に介在した対物レンズとを含み、前記光源が放出する光を前記二分割旋光用光学素子及び前記対物レンズを介して前記光記録媒体へと導くとともに、前記光記録媒体から出力される反射光を前記対物レンズ及び前記二分割旋光用光学素子を介して前記トラッキング用光検出器へと導く光学系と、
前記対物レンズと前記光記録媒体とをトラック方向に対して交差する方向に相対移動させる駆動機構とを具備し、
前記二分割旋光用光学素子は、前記第１部分と前記第２部分との境界が前記トラック方向に対して交差するように配置されていることを特徴とする記録再生装置。 - 前記トラッキング用光検出器の出力に基づいて前記駆動機構の動作を制御する制御部をさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
- 再生用光検出器をさらに具備し、
前記光学系は、前記光記録媒体から出力される回折光を前記対物レンズ及び前記二分割旋光用光学素子を介して前記再生用光検出器へと導くことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の記録再生装置。 - 前記光学系は、
前記光源が放出する光を偏光面が互いに異なる第１及び第２光成分へと分離する第１偏光ビームスプリッタと、
前記第１及び第２光成分の光路上であって前記第１偏光ビームスプリッタと前記二分割旋光用光学素子との間に配置された第２偏光ビームスプリッタと、
前記第１及び第２偏光ビームスプリッタ間に配置され、前記第１光成分を記録すべき情報に対応して変調させる透過型空間光変調器と、
前記第１光成分の光路上であって前記第１及び第２偏光ビームスプリッタ間に配置されたシャッタとをさらに含んだことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の記録再生装置。 - 前記第１部分と前記第２部分との境界が前記トラック方向に対して為す角度は６０°乃至１２０°の範囲内にあることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の記録再生装置。
- 記録時及び／または再生時に、入射光の偏光面を回転させて偏光面が互いに異なる光をそれぞれ出射する第１及び第２部分を備えた二分割旋光用光学素子と対物レンズとを介して光をトラッキンググルーブが設けられたホログラム型の光記録媒体へと導き、前記光記録媒体から前記対物レンズ及び前記二分割旋光用光学素子を介して出力される反射光を検出し、その出力に基づいて、前記対物レンズと前記光記録媒体とをトラック方向に対して交差する方向に相対移動させることを含み、
前記二分割旋光用光学素子を前記第１部分と前記第２部分との境界が前記トラック方向に対して交差するように配置することを特徴とする記録再生方法。 - 前記トラッキンググルーブは、第１凹部と、前記トラック方向に対して直交する方向の寸法が前記第１凹部と比較してより大きい第２凹部とを前記トラック方向に交互に繋げた構造を有していることを特徴とする請求項６に記載の記録再生方法。
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