JP2006343368A

JP2006343368A - 記録方法、再生方法、光ピックアップ装置、光情報記録装置及び光情報再生装置

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Publication number: JP2006343368A
Application number: JP2005166341A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Ogata; 哲也小形; Kenya Yokoi; 研哉横井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2025-06-07
Also published as: JP4730815B2

Abstract

【課題】安価なホログラム記録用の光情報記録媒体に精度良く情報を記録する。
【解決手段】ＤＭＤ５３により、コリメートレンズ５２を介した光の光軸に直交する面内で該光軸を中心として互いに点対称となるように、光を２つの部分光に分割し、一方の部分光を参照光に変換し、他方の部分光を信号光に変換する。そして、集光レンズ６０により、反射面に向かう参照光と反射面で反射した信号光とが干渉する記録層における干渉領域と、反射面で反射した参照光と反射面に向かう信号光とが干渉する記録層における干渉領域とが、互いに点対称となるように、参照光及び信号光を反射面に集光する。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録方法、再生方法、光ピックアップ装置、光情報記録装置及び光情報再生装置に係り、更に詳しくは、ホログラフィを利用して光情報記録媒体に情報を記録する記録方法、該記録方法で光情報記録媒体に記録された情報を再生する再生方法、前記記録方法の実施に用いられる光ピックアップ装置、前記記録方法の実施に好適な光情報記録装置及び前記再生方法の実施に好適な光情報再生装置に関する。

近年、光情報記録媒体に情報を記録する一つの手法として、ホログラフィを利用した、いわゆるホログラム記録が注目されている。このホログラム記録は、一般的に、光の明暗情報に変換された情報が含まれる信号光と、明部のみからなる参照光とを光情報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光情報記録媒体に書き込むものである。そして、ホログラム記録された光情報記録媒体に参照光のみを照射すると、前記干渉パターンによる参照光の回折により、前記明暗情報が得られ、情報が再生される（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。

ところで、特許文献１及び特許文献２に開示されている装置では、光学系内で発生する散乱光によりノイズが発生するという問題があった。そこで、特許文献３に開示されている装置では、光情報記録媒体の記録面に向かう参照光を直線偏光とし、光情報記録媒体の記録層と反射膜との間にλ／４板層を積層し、光情報記録媒体の反射面で反射した参照光の偏光方向及び光情報記録媒体の記録面に向かう参照光の偏光方向を、互いに９０度異なるものとし、光学系内で発生する散乱光をカットしようとしている。しかしながら、この場合には、λ／４板層に入射する参照光の入射角が広い（大きい）ため、光情報記録媒体における誘電体多層膜の層数を増加させる必要があり、これによって、光情報記録媒体の製造工程が複雑になり、製造コストが増加するという不都合があった。

特許第３４０３０６８号公報特開２００４−３６１９２８号公報特開２００４−３３５０４４号公報

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、安価なホログラム記録用の光情報記録媒体に精度良く情報を記録することを可能とする記録方法及び光ピックアップ装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、安価なホログラム記録用の光情報記録媒体に精度良く情報を記録することができる光情報記録装置を提供することにある。

また、本発明の第３の目的は、本発明の記録方法で記録された光情報記録媒体から情報を精度良く再生することができる再生方法及び光情報再生装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、記録層と該記録層を介した光を反射する反射面とを有する光情報記録媒体に、参照光と信号光とによるホログラフィを利用して情報を記録する記録方法であって、前記反射面に向かう参照光と前記反射面で反射した信号光とが干渉する前記記録層における干渉領域と、前記反射面で反射した参照光と前記反射面に向かう信号光とが干渉する前記記録層における干渉領域とが、互いに点対称となるように、前記参照光及び信号光を前記反射面に集光する工程を含む記録方法である。

これによれば、反射面に向かう参照光と反射面で反射した信号光とが干渉する記録層における干渉領域と、反射面で反射した参照光と反射面に向かう信号光とが干渉する記録層における干渉領域とが、互いに点対称となるように、参照光及び信号光が反射面に集光される。この場合には、光情報記録媒体に特別な仕掛けを必要とすることなく、ノイズを抑制することができる。従って、安価なホログラム記録用の光情報記録媒体に精度良く情報を記録することが可能となる。

この場合において、請求項２に記載の記録方法の如く、前記集光する工程では、前記点対称の中心が、前記参照光と信号光とを１つの光と仮定したときの光軸と一致するように、前記参照光及び信号光を前記反射面に集光することとすることができる。

上記請求項１及び２に記載の各記録方法において、請求項３に記載の記録方法の如く、前記互いに点対称となる各干渉領域には、同一の情報がそれぞれ記録されることとすることができる。

上記請求項１〜３に記載の各記録方法において、請求項４に記載の記録方法の如く、前記集光する工程に先立って、１つの光源から出射され前記光情報記録媒体に向かう光を複数の部分光に分割し、該複数の部分光のうちの半分の部分光を前記参照光に変換し、残りの部分光を前記信号光に変換する工程を、更に含むこととすることができる。

この場合において、請求項５に記載の記録方法の如く、前記変換する工程では、前記光情報記録媒体に向かう光を２の奇数倍の個数の部分光に分割することとすることができる。

この場合において、請求項６に記載の記録方法の如く、前記変換する工程に先立って、暗号キーを取得する工程と；前記暗号キーに基づいて、前記光情報記録媒体に向かう光の分割数を決定する工程と；を更に含み、前記変換する工程では、前記決定内容に応じて、前記光情報記録媒体に向かう光を複数の部分光に分割することとすることができる。

上記請求項５に記載の記録方法において、請求項７に記載の記録方法の如く、前記変換する工程に先立って、暗号キーを取得する工程と；前記暗号キーに基づいて、前記複数の部分光のうちで、前記参照光に変換する部分光及び前記信号光に変換する部分光を決定する工程と；を更に含み、前記変換する工程では、前記決定内容に応じて、前記複数の部分光をそれぞれ前記参照光あるいは前記信号光に変換することとすることができる。

請求項８に記載の発明は、参照光と信号光とによるホログラフィを利用して情報が記録層に記録されている光情報記録媒体から、情報を再生する再生方法であって、前記記録層に前記参照光を照射する工程と；前記記録層における点対称の領域に同一の情報がそれぞれ記録されているときに、該点対称の各領域からの戻り光の光電変換信号をそれぞれ加算する工程と；を含む再生方法である。

これによれば、記録層に記録されている情報が含まれる信号において、Ｓ／Ｎ比を高くすることができるため、その結果として光情報記録媒体から情報を精度良く再生することが可能となる。

請求項９に記載の発明は、請求項６又は７に記載の記録方法で情報が記録層に記録されている光情報記録媒体から、情報を再生する再生方法であって、前記光情報記録媒体に情報を記録する際に用いられた暗号キーを取得する工程と；前記記録層に前記参照光を照射する工程と；前記暗号キーに基づいて、同一の情報が記録されている前記記録層における点対称の領域を取得する工程と；前記点対称の各領域からの戻り光の光電変換信号をそれぞれ加算する工程と；を含む再生方法である。

請求項１０に記載の発明は、記録層と該記録層を介した光を反射する反射面とを有する光情報記録媒体に対して、参照光と信号光とによるホログラフィを利用して情報を記録するのに用いられる光ピックアップ装置であって、光源と；前記光源から出射された光を略平行光とするコリメートレンズと；前記コリメートレンズを介した光の光軸に直交する面内で該光軸を中心として互いに点対称となるように、前記光を複数の部分光に分割し、該複数の部分光のうちの半分の部分光を前記参照光に変換し、残りの部分光を前記信号光に変換する変換光学素子と；前記変換光学素子からの前記参照光及び信号光を前記反射面に集光する集光レンズと；を備える光ピックアップ装置である。

これによれば、変換光学素子により、コリメートレンズを介した光の光軸に直交する面内で該光軸を中心として互いに点対称となるように、光が複数の部分光に分割され、互いに隣接する部分光のうちの一方の部分光が参照光に変換され、他方の部分光が信号光に変換される。そして、集光レンズにより、参照光及び信号光が反射面に集光される。この場合には、反射面に向かう参照光と反射面で反射した信号光とが干渉する記録層における干渉領域と、反射面で反射した参照光と反射面に向かう信号光とが干渉する記録層における干渉領域とが、互いに点対称となり、光情報記録媒体に特別な仕掛けを必要とすることなく、ノイズを抑制することができる。従って、安価なホログラム記録用の光情報記録媒体に精度良く情報を記録することが可能となる。

この場合において、請求項１１に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光源と前記集光レンズとの間の光路上に配置され、前記光情報記録媒体からの戻り光を分岐する分岐光学素子と；前記分岐光学素子で分岐された戻り光を受光し、前記記録層に記録されている情報が含まれる信号を出力する光検出器と；を更に備えることとすることができる。

上記請求項１０に記載の光ピックアップ装置において、請求項１２に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光情報記録媒体は、前記反射面にサーボ用のピットが形成されたディスク状の光情報記録媒体であり、前記光源と前記集光レンズとの間の光路上に配置され、前記光情報記録媒体からの戻り光を分岐する第１の分岐光学素子と；前記第１の分岐光学素子で分岐された戻り光を分岐する第２の分岐光学素子と；前記第２の分岐光学素子で分岐された一方の戻り光を受光し、前記記録層に記録されている情報が含まれる信号を出力する第１の光検出器と；前記第２の分岐光学素子で分岐された他方の戻り光を受光し、サーボ情報が含まれる信号を出力する第２の光検出器と；を更に備えることとすることができる。

上記請求項１０〜１２に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１３に記載の光ピックアップ装置の如く、前記変換光学素子では、前記コリメートレンズを介した光を、２の奇数倍の個数の部分光に分割することとすることができる。

上記請求項１０〜１３に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１４に記載の光ピックアップ装置の如く、前記変換光学素子は、入射光の反射方向を駆動信号に応じて個別に変化させることができる複数のミラー素子が二次元的に配置されている多分割ミラーを有し、前記多分割ミラーは、少なくとも前記信号光に変換される部分光が入射する位置に配置されていることとすることができる。

この場合において、請求項１５に記載の光ピックアップ装置の如く、前記多分割ミラーは、前記参照光に変換される部分光が入射する位置にも配置されていることとすることができる。

請求項１６に記載の発明は、記録層と該記録層を介した光を反射する反射面とを有する光情報記録媒体に対して、参照光と信号光とによるホログラフィを利用して情報を記録する光情報記録装置であって、請求項１４又は１５に記載の光ピックアップ装置と；前記光情報記録媒体に記録する情報に基づいて二次元の明暗データを作成するデータ作成回路と；前記二次元の明暗データに対応して、前記光ピックアップ装置の多分割ミラーにおける複数のミラー素子の駆動信号を生成する信号生成回路と；を備える光情報記録装置である。

これによれば、請求項１４又は１５に記載の光ピックアップ装置を備えているため、安価なホログラム記録用の光情報記録媒体に精度良く情報を記録することが可能となる。

請求項１７に記載の発明は、記録層と該記録層を介した光を反射する反射面とを有する光情報記録媒体に対して、参照光と信号光とによるホログラフィを利用して情報を記録する光情報記録装置であって、請求項１５に記載の光ピックアップ装置と；前記光情報記録媒体に記録する情報に基づいて二次元の明暗データを作成するデータ作成回路と；前記情報に対する暗号キーを取得し、該暗号キーに応じて、前記光ピックアップ装置におけるコリメートレンズを介した光の分割数を決定する決定回路と；前記決定結果及び前記二次元の明暗データに対応して、前記光ピックアップ装置の多分割ミラーにおける複数のミラー素子の駆動信号を生成する信号生成回路と；を備える光情報記録装置である。

請求項１８に記載の発明は、記録層と該記録層を介した光を反射する反射面とを有する光情報記録媒体に対して、参照光と信号光とによるホログラフィを利用して情報を記録する光情報記録装置であって、請求項１５に記載の光ピックアップ装置と；前記光情報記録媒体に記録する情報に基づいて二次元の明暗データを作成するデータ作成回路と；前記情報に対する暗号キーを取得し、該暗号キーに応じて、前記光ピックアップ装置における複数の部分光のうちで、前記参照光に変換する部分光及び前記信号光に変換する部分光を決定する決定回路と；前記決定結果及び前記二次元の明暗データに対応して、前記光ピックアップ装置の多分割ミラーにおける複数のミラー素子の駆動信号を生成する信号生成回路と；を備える光情報記録装置である。

請求項１９に記載の発明は、参照光と信号光とによるホログラフィを利用して記録層に情報が記録されている光情報記録媒体から、情報を再生する光情報再生装置であって、光源と；前記光源から出射された光を略平行光とするコリメートレンズと；前記コリメートレンズを介した光の少なくとも一部の光を前記参照光に変換する変換光学素子と；前記参照光を前記反射面に集光する集光レンズと；前記光源と前記集光レンズとの間の光路上に配置され、前記光情報記録媒体からの戻り光を分岐する分岐光学素子と；前記分岐光学素子で分岐された戻り光を受光し、前記記録層に記録されている情報が含まれる信号を出力する光検出器と；前記記録層における点対称の領域に同一の情報がそれぞれ記録されているときに、前記点対称の各領域からの戻り光に対応する前記光検出器の出力信号をそれぞれ加算し、該加算信号に基づいて前記記録層に記録されている情報を取得する再生信号処理回路と；を備える光情報再生装置である。

これによれば、記録層における点対称の領域に同一の情報がそれぞれ記録されているときに、再生信号処理回路により、点対称の各領域からの戻り光に対応する光検出器の出力信号がそれぞれ加算され、該加算信号に基づいて記録層に記録されている情報が取得される。従って、記録層に記録されている情報が含まれる信号において、Ｓ／Ｎ比を高くすることができるため、その結果として光情報記録媒体から情報を精度良く再生することが可能となる。

請求項２０に記載の発明は、請求項６又は７に記載の記録方法で情報が記録されている光情報記録媒体から、情報を再生する光情報再生装置であって、光源と；前記光源から出射された光を略平行光とするコリメートレンズと；前記コリメートレンズを介した光の少なくとも一部の光を前記参照光に変換する変換光学素子と；前記参照光を前記反射面に集光する集光レンズと；前記光源と前記集光レンズとの間の光路上に配置され、前記光情報記録媒体からの戻り光を分岐する分岐光学素子と；前記分岐光学素子で分岐された戻り光を受光し、前記記録層に記録されている情報が含まれる信号を出力する光検出器と；前記光情報記録媒体に情報を記録する際に用いられた暗号キーを取得し、該暗号キーに基づいて、同一の情報が記録されている前記記録層における点対称の領域を求め、前記点対称の各領域からの戻り光に対応する前記光検出器の出力信号をそれぞれ加算し、該加算信号に基づいて前記記録層に記録されている情報を取得する再生信号処理回路と；を備える光情報再生装置である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１０に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る光情報記録装置及び光情報再生装置としての光ドライブ装置２０の概略構成が示されている。

この図１に示される光ドライブ装置２０は、光情報記録媒体１５を回転駆動するためのスピンドルモータ２２、光ピックアップ装置２３、該光ピックアップ装置２３をスレッジ方向に駆動するためのシークモータ２１、レーザ制御回路２４、モータ制御回路２６、信号処理回路２８、フォーカスサーボ回路３０、トラックサーボ回路３１、多分割ミラー制御回路３５、インターフェース３８、フラッシュメモリ３９、ＣＰＵ４０、ＲＡＭ４１、検出回路４３及び復調回路４５などを備えている。なお、図１における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。

前記光情報記録媒体１５は、ディスク状の光情報記録媒体であり、一例として図２に示されるように、光の入射側から順に、基板ＰＬ２、ホログラフィを利用して情報が記録される記録層ＨＬ、ギャップ層ＧＬ及び基板ＰＬ１を有している。また、ギャップ層ＧＬと基板ＰＬ１との間には反射面ＲＳが形成されている。従って、光情報記録媒体１５に入射した光は、基板ＰＬ２、記録層ＨＬ及びギャップ層ＧＬを介して反射面ＲＳに到達し、反射面ＲＳで反射される。なお、反射面ＲＳには、アドレス情報を含むピット、及び半径方向における位置ずれを位相差法（ＤＰＤ法）で検出するのに適したピット（以下、総称して「サーボピット」という）が形成されている。また、記録層ＨＬの素材としては、フォトポリマー、及びフォトリフラクティブ材料などが用いられている。

前記光ピックアップ装置２３は、光情報記録媒体１５にレーザ光を照射するとともに、光情報記録媒体１５からの戻り光を受光するための装置である。この光ピックアップ装置２３は、一例として図３に示されるように、光源ＬＤ、コリメートレンズ５２、２つのビームスプリッタ（５４ａ、５４ｂ）、デジタルミラーデバイス（以下では「ＤＭＤ」という）５３、検出レンズ５８、集光レンズ６０、２つの受光器（５９ａ、５９ｂ）、及び前記集光レンズ６０を駆動する駆動系ＡＣなどを備えている。

前記光源ＬＤは、波長が約４０５ｎｍのコヒーレント光を出射する半導体レーザを有している。なお、光源ＬＤから出射される光の最大強度出射方向を＋Ｘ方向とする。また、光源ＬＤの駆動信号は、前記レーザ制御回路２４から供給される。

前記コリメートレンズ５２は、光源ＬＤの＋Ｘ側に配置され、光源ＬＤから出射された光を略平行光とする。

前記ビームスプリッタ５４ａは、コリメートレンズ５２の＋Ｘ側に配置され、光情報記録媒体１５からの戻り光を−Ｚ方向に分岐する。

前記ＤＭＤ５３は、入射光の反射方向を駆動信号に応じて、駆動機構によって個別に変化させることができる複数のミラー素子が二次元的に配置されている多分割ミラーである。ＤＭＤ５３は、ビームスプリッタ５４ａの＋Ｘ側であって、傾斜角が０度に設定されたミラー素子への光の入射角及び反射角がそれぞれ４５度となるように配置されている。なお、駆動機構の駆動信号は、前記多分割ミラー制御回路３５から供給される。

このＤＭＤ５３は、一例として図４に示されるように、Ｙ軸方向に延びる分割線５３ｄによって、互いに等しい面積の２つの領域（５３ａ、５３ｂ）に分割されている。ここでは、分割線５３ｄの一側を領域５３ａ、分割線５３ｄの他側を領域５３ｂとする。そして、ＤＭＤ５３は、光軸が分割線５３ｄの中心位置５３ｃで曲げられるように配置されている。すなわち、各領域は、分割線５３ｄの中心位置５３ｃを中心とする点対称の関係にある。

そして、ＤＭＤ５３は、光情報記録媒体１５に情報が記録されるとき（記録モード）と、光情報記録媒体１５から情報が再生されるとき（再生モード）とでは、異なる制御がなされる。

《記録モード》
ＤＭＤ５３は、記録時には、ビームスプリッタ５４ａを介した光を、２つの部分光に分割し、一方の部分光を信号光に変換し、他方の部分光を参照光に変換する。本実施形態では、一例として、領域５３ａを信号光に変換する領域、領域５３ｂを参照光に変換する領域とする。そこで、領域５３ａでは、光情報記録媒体１５に記録されるデータに対応して生成された明暗情報（イメージパターン）に対応して各ミラー素子の傾斜角が制御される。ここでは、一例として図５に示されるように、傾斜角０度のミラー素子が明部に対応し、傾斜角１５度のミラー素子が暗部に対応するように設定されている。一方、領域５３ｂでは、各ミラー素子の傾斜角が０度となるように制御される。

《再生モード》
ＤＭＤ５３は、再生時には、ビームスプリッタ５４ａを介した光を参照光に変換する。そこで、領域５３ａ及び領域５３ｂでは、一例として図６に示されるように、各ミラー素子の傾斜角が０度となるように制御される。

図３に戻り、前記集光レンズ６０は、ＤＭＤ５３からの光を光情報記録媒体１５の反射面ＲＳに集光する。

前記駆動系ＡＣは、集光レンズ６０をその光軸方向であるフォーカス方向に微少駆動するフォーカシングアクチュエータ、及び集光レンズ６０を光情報記録媒体１５の半径方向であるトラッキング方向に微少駆動するトラッキングアクチュエータを有している。

前記ビームスプリッタ５４ｂは、ビームスプリッタ５４ａの−Ｚ側に配置され、ビームスプリッタ５４ａで−Ｚ方向に分岐された戻り光を−Ｘ方向に分岐する。

前記検出レンズ５８は、ビームスプリッタ５４ｂの−Ｘ側に配置され、ビームスプリッタ５４ｂで−Ｘ方向に分岐された戻り光を受光器５９ｂの受光面に集光する。この受光器５９ｂは、フォーカスエラー信号を非点収差法によって検出でき、かつトラックエラー信号をＤＰＤ法によって検出できるように配置された複数の受光素子（又は受光領域）を有している。

前記受光器５９ａは、ビームスプリッタ５４ｂの−Ｚ側に配置され、ビームスプリッタ５４ｂを透過した戻り光を受光する。この受光器５９ａは、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどを有し、二次元の濃淡情報の検出（パターン検出）が可能である。

ここで、上記のように構成される光ピックアップ装置２３の作用を説明する。

《記録時》
光源ＬＤから出射された光は、コリメートレンズ５２で略平行光となり、ビームスプリッタ５４aに入射する。ビームスプリッタ５４ａを透過した光は、上記記録モードで制御されているＤＭＤ５３に入射する。ＤＭＤ５３からの信号光及び参照光は、集光レンズ６０を介して光情報記録媒体１５の反射面ＲＳに集光される。

これにより、光情報記録媒体１５では、一例として図７に示されるように、反射面ＲＳに向かう信号光と反射面ＲＳで反射した参照光とが記録層ＨＬ内で干渉し、そこに干渉縞が発生する。また、一例として図８に示されるように、反射面ＲＳで反射した信号光と反射面ＲＳに向かう参照光とが記録層ＨＬ内で干渉し、そこに干渉縞が発生する。従って、記録層ＨＬ内には、光軸に対称な干渉縞が形成される。そして、その縞に沿って記録層ＨＬの屈折率が変化する。すなわち、参照光と信号光とを１つの光と仮定したときの光軸を中心として点対称に同一の情報が記録層ＨＬに記録される。

《再生時》
光源ＬＤから出射された光は、コリメートレンズ５２で略平行光となり、ビームスプリッタ５４aに入射する。ビームスプリッタ５４ａを透過した光は、上記再生モードで制御されているＤＭＤ５３に入射する。ＤＭＤ５３からの参照光は、集光レンズ６０を介して光情報記録媒体１５の反射面ＲＳに集光される。

この参照光は記録層ＨＬにおける屈折率の変化に応じて回折され、一例として図９に示されるように、前記明暗のパターン情報を含む再生信号光が戻り光として集光レンズ６０及びＤＭＤ５３を介してビームスプリッタ５４aに入射する。ビームスプリッタ５４ａで−Ｚ方向に分岐された戻り光はビームスプリッタ５４ｂに入射する。ビームスプリッタ５４ｂを透過した戻り光は受光器５９ａで受光される。一方、ビームスプリッタ５４ｂで−Ｘ方向に分岐された戻り光は検出レンズ５８を介して受光器５９ｂで受光される。受光器５９ａからの信号（光電変換信号）、及び受光器５９ｂからの信号（光電変換信号）は、いずれも検出回路４３に出力される。

図１に戻り、前記ＲＡＭ４１は、作業用のメモリであり、光情報記録媒体１５に記録するデータ（記録用データ）、及び光情報記録媒体１５から再生したデータ（再生データ）などが一時的に格納される。

前記検出回路４３は、受光器５９ｂの出力信号に基づいて、フォーカスエラー信号、トラックエラー信号及びアドレス情報などを検出する。ここで検出されたフォーカスエラー信号は前記フォーカスサーボ回路３０に出力され、トラックエラー信号は前記トラックサーボ回路３１に出力され、アドレス情報は前記信号処理回路２８などに出力される。なお、本実施形態では、一例として、検出回路４３は、フォーカスエラー信号を非点収差法によって検出し、トラックエラー信号をＤＰＤ法によって検出する。

また、検出回路４３は、受光器５９ａの出力信号に基づいて、再生信号を検出する。ここで検出された再生信号は、前記復調回路４５に出力される。なお、本実施形態では、再生信号光が光軸を中心として点対称であることから、検出回路４３では、光軸に対して一側の戻り光に対応する信号と他側の戻り光に対応する信号とを加算し、該加算信号から再生信号を検出する。これにより、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。

前記フォーカスサーボ回路３０は、検出回路４３からのフォーカスエラー信号に基づいて、集光レンズ６０のフォーカスずれを補正するための前記フォーカシングアクチュエータの駆動信号を生成する。ここで生成された駆動信号は光ピックアップ装置２３に出力される。これにより、フォーカス制御が行われる。なお、フォーカス制御は、ＣＰＵ４０によってオン／オフが可能である。

前記トラックサーボ回路３１は、検出回路４３からのトラックエラー信号に基づいて、集光レンズ６０のトラックずれを補正するための前記トラッキングアクチュエータの駆動信号を生成する。ここで生成された駆動信号は光ピックアップ装置２３に出力される。これにより、トラッキング制御が行われる。なお、トラッキング制御は、ＣＰＵ４０によってオン／オフが可能である。

前記復調回路４５は、検出回路４３からの再生信号を復調する。ここで復調された信号（復調信号）は、信号処理回路２８に出力される。

前記信号処理回路２８は、一例として図１０に示されるように、デコーダ回路２８ａ及びエンコーダ回路２８ｂを有している。デコーダ回路２８ａは、復調回路４５からの復調信号に基づいて、アドレス情報及び再生データを取得する。ここで取得されたアドレス情報はＣＰＵ４０に出力され、再生データはＲＡＭ４１に蓄積される。また、このデコーダ回路２８ａは、検出回路４３からのアドレス情報をＣＰＵ４０に出力する。

エンコーダ回路２８ｂは、ＲＡＭ４１に蓄積されている記録用データを取り出して変調し、光情報記録媒体１５への書き込みパターン（二次元の濃淡情報）を生成する。ここで生成された書き込みパターンは前記多分割ミラー制御回路３５に出力される。

前記多分割ミラー制御回路３５は、ＤＭＤ５３を構成する各ミラー素子の駆動機構を制御する駆動信号を生成する。記録時には、ＤＭＤ５３の領域５３ａを構成する各ミラー素子の傾斜角を上記書き込みパターンに応じて０度あるいは１５度とする駆動信号、及びＤＭＤ５３の領域５３ｂを構成する各ミラー素子の傾斜角を０度とする駆動信号を生成する。また、再生時には、ＤＭＤ５３の領域５３ａを構成する各ミラー素子及び領域５３ｂを構成する各ミラー素子の傾斜角をいずれも０度とする駆動信号を生成する。ここで生成された駆動信号は、光ピックアップ装置２３に出力される。

前記モータ制御回路２６は、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、シークモータ２１を駆動するための駆動信号、及びスピンドルモータ２２を駆動するための駆動信号を生成する。各モータの駆動信号は、それぞれシークモータ２１及びスピンドルモータ２２に出力される。

前記レーザ制御回路２４は、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、光源ＬＤの駆動信号を生成する。ここで生成された駆動信号は、光ピックアップ装置２３に出力される。

前記インターフェース３８は、上位装置（例えば、パソコン）９０との双方向の通信インターフェースであり、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの標準インターフェースに準拠している。

前記フラッシュメモリ３９には、ＣＰＵ４０にて解読可能なコードで記述された各種プログラム、及び前記半導体レーザの発光特性などが格納されている。

前記ＣＰＵ４０は、フラッシュメモリ３９に格納されているプログラムに従って上記各部の動作を制御する。

《記録処理》
次に、上位装置９０から光情報記録媒体１５に対する記録要求があったときの、光ドライブ装置２０における処理について説明する。なお、上位装置９０からの記録用データは、インターフェース３８を介してＲＡＭ４１に順次蓄積される。

ＣＰＵ４０は、所定の線速度（又は角速度）で光情報記録媒体１５が回転するようにモータ制御回路２６に指示する。

ＣＰＵ４０は、信号処理回路２８を介してＤＭＤ５３を再生モードに設定する。

ＣＰＵ４０は、レーザ制御回路２４を介して光源ＬＤからレーザ光を出射する。これにより、参照光が光情報記録媒体１５に照射され、戻り光から検出されたアドレス情報を含む信号が光ピックアップ装置２３から出力される。

ＣＰＵ４０は、信号処理回路２８を介して現在のアドレスを取得する。

ＣＰＵ４０は、現在のアドレスと目標のアドレスとの差から、シークが必要であるか否かを判断し、必要であれば、モータ制御回路２６に目標のアドレスへのシークを指示する。

ＣＰＵ４０は、シークが終了すると、信号処理回路２８を介してＤＭＤ５３を記録モードに設定する。これにより、前述したように、ＤＭＤ５３により、コリメートレンズ５２及びビームスプリッタ５４ａを介した光の光軸に直交する面内で該光軸を中心として互いに点対称となるように、光が２つの部分光に分割される。

ＣＰＵ４０は、信号処理回路２８に記録を許可する。これにより、前述したように、ＤＭＤ５３により、分割された光の一方の部分光が参照光に変換され、他方の部分光が信号光に変換される。そして、集光レンズ６０により、反射面に向かう参照光と反射面で反射した信号光とが干渉する記録層における干渉領域と、反射面で反射した参照光と反射面に向かう信号光とが干渉する記録層における干渉領域とが、互いに点対称となるように、参照光及び信号光が反射面に集光される。すなわち、前述したようにして、光情報記録媒体１５の記録層ＨＬに記録用データに対応した干渉縞が形成され、該干渉縞に応じて記録層ＨＬの屈折率が変化する。

ＣＰＵ４０は、上位装置９０からの記録用データの記録が完了すると、上位装置９０に記録完了を通知し、記録処理を終了する。

《再生処理》
次に、上位装置９０から光情報記録媒体１５に対する再生要求があったときの、光ドライブ装置２０における処理について説明する。

ＣＰＵ４０は、シークが終了すると、信号処理回路２８に再生を許可する。これにより、前述したように検出回路４３により、光軸に対して一側の戻り光に対応する信号と他側の戻り光に対応する信号とが加算され、該加算信号から再生信号が検出される。そして、前記復調回路４５及び前記信号処理回路２８によって再生データが取得される。すなわち、前述したようにして、再生データがＲＡＭ４１に格納され、順次インターフェース３８を介して上位装置９０に出力される。

ＣＰＵ４０は、上位装置９０から要求されたデータの再生が完了すると、再生処理を終了する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光ピックアップ装置２３では、ＤＭＤ５３によって変換光学素子が構成されている。

また、本実施形態に係る光ドライブ装置２０では、信号処理回路２８によってデータ作成回路が構成され、多分割ミラー制御回路３５によって信号生成回路が構成されている。また、検出回路４３と復調回路４５と信号処理回路２８とによって再生信号処理回路が構成されている。

また、本実施形態では、上記記録処理において、本発明に係る記録方法が実施されている。

また、本実施形態では、上記再生処理において、本発明に係る再生方法が実施されている。

以上説明したように、本実施形態に係る光ピックアップ装置２３によると、ＤＭＤ５３により、コリメートレンズ５２及びビームスプリッタ５４ａを介した光の光軸に直交する面内で該光軸を中心として互いに点対称となるように、光が２つの部分光に分割され、一方の部分光が参照光に変換され、他方の部分光が信号光に変換される。そして、集光レンズ６０により、反射面に向かう参照光と反射面で反射した信号光とが干渉する記録層における干渉領域と、反射面で反射した参照光と反射面に向かう信号光とが干渉する記録層における干渉領域とが、互いに点対称となるように、参照光及び信号光が反射面に集光される。これにより、光情報記録媒体１５に特別な仕掛けを必要とすることなく、ノイズを抑制することができる。従って、安価なホログラム記録用の光情報記録媒体に精度良く情報を記録することが可能となる。

また、本実施形態に係る光ドライブ装置２０によると、光ピックアップ装置２３が搭載されているため、安価なホログラム記録用の光情報記録媒体に精度良く情報を記録することが可能となる。

また、本実施形態に係る光ドライブ装置２０によると、信号処理回路２８により、点対称の各領域からの戻り光に対応する受光器５９ａの出力信号がそれぞれ加算され、該加算信号に基づいて記録層に記録されている情報が取得される。従って、記録層に記録されている情報が含まれる信号において、Ｓ／Ｎ比を高くすることができるため、その結果として光情報記録媒体から情報を精度良く再生することが可能となる。

なお、上記実施形態では、前記検出回路４３は、フォーカスエラー信号を非点収差法によって検出する場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、前記検出回路４３は、トラックエラー信号をＤＰＤ法によって検出する場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、ビームスプリッタ５４ａを介した光を、２つの部分光に分割する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図１１（Ａ）に示されるように、６分割しても良い。また、図１１（Ｂ）に示されるように、１０分割しても良い。要するに、２の奇数倍に分割されれば良い。

また、上記実施形態では、光情報記録媒体１５がディスク状の場合について説明したが、これに限定されるものではない。そして、サーボ制御が必要ない場合には、一例として図１２に示されるように、前記ビームスプリッタ５４ｂ、前記検出レンズ５８、及び前記受光器５９ｂは、不要である。この場合には、前記スピンドルモータ２２も不要となる。

また、上記実施形態では、光情報記録媒体１５から情報を再生するときに、前記ＤＭＤ５３の領域５３ａ及び領域５３ｂにおける各ミラー素子の傾斜角をいずれも０度とする場合について説明したが、一例として図１３に示されるように、領域５３ａにおける各ミラー素子の傾斜角を１５度とし、領域５３ｂにおける各ミラー素子の傾斜角を０度としても良い。この場合には、領域５３ｂに入射した光のみが参照光に変換される。そして、一例として図１４に示されるように、戻り光では、光軸に対して一側のみに明暗のパターン情報が含まれることとなる。

《記録情報の暗号化》
また、上記実施形態において、光情報記録媒体１５に情報を記録するときに情報を暗号化して記録しても良い。例えば、ユーザが入力した暗号キーに応じて、前記ＤＭＤ５３の分割数及び各領域の配置の少なくとも一方を変更することにより、情報の暗号化が可能である。例えば図１５に示されるように、暗号キーが「ａ」のときには、光の分割数を２とし、暗号キーが「ｂ」のときには、光の分割数を６とし、暗号キーが「ｃ」のときには、光の分割数を１０としても良い。このようにして記録された情報を再生する場合には、その情報が記録されたときに使用された暗号キーを取得し、該暗号キーに応じて信号処理を行うことにより、正常に再生することができるが、暗号キーがなければ、あるいは暗号キーが正しくなければ、正常に再生することは困難となる。

また、例えば図１６に示されるように、暗号キーが「Ａ」のときには、各領域の配置を基準配置とし、暗号キーが「Ｂ」のときには、各領域の配置を基準配置から３０度回転した配置とし、暗号キーが「Ｃ」のときには、各領域の配置を基準配置から６０度回転した配置としても良い。このようにして記録された情報を再生する場合には、その情報が記録されたときに使用された暗号キーを取得し、該暗号キーに応じて信号処理を行うことにより、正常に再生することができるが、暗号キーがなければ、あるいは暗号キーが正しくなければ、正常に再生することは困難となる。

すなわち、正しい暗号キーを保有する者のみが、光情報記録媒体１５から情報を正しく再生することができる。

さらに、暗号キーとアドレスとを組み合わせて、前記ＤＭＤ５３の分割数及び各領域の配置の少なくとも一方を決定しても良い。

また、暗号キーに応じて、前記ＤＭＤ５３の分割数及び各領域の配置の少なくとも一方を連続して変更しても良い。例えば、記録毎に、２分割→６分割→１０分割→２分割→６分割→１０分割→・・・・としても良い。

なお、正規のユーザのみが、暗号キーを情報通信手段（インターネットなど）を介してダウンロードできるようにしても良い。

そして、上記暗号キーに応じた処理は、記録の際には前記エンコーダ回路２８ｂで行われ、再生の際には前記検出回路４３で行われることとなる。

以上説明したように、本発明の記録方法及び光ピックアップ装置によれば、安価なホログラム記録用の光情報記録媒体に精度良く情報を記録するのに適している。本発明の光情報記録装置によれば、安価なホログラム記録用の光情報記録媒体に精度良く情報を記録するのに適している。また、本発明の再生方法及び光情報再生装置によれば、本発明の記録方法で記録された光情報記録媒体から情報を精度良く再生するのに適している。

本発明の一実施形態に係る光情報記録装置及び光情報再生装置としての光ドライブ装置の構成を示すブロック図である。図１における光情報記録媒体の構造を説明するための図である。図１における光ピックアップ装置を説明するための図である。図３におけるＤＭＤを説明するための図である。記録時のＤＭＤを説明するための図である。再生時のＤＭＤを説明するための図である。記録時の信号光と参照光の干渉を説明するための図（その１）である。記録時の信号光と参照光の干渉を説明するための図（その２）である。再生信号光を説明するための図である。図１における信号処理回路を説明するための図である。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、それぞれＤＭＤによる光の分割の変形例を説明するための図である。図１における光ピックアップ装置の変形例を説明するための図である。再生時のＤＭＤの変形例を説明するための図である。図１３のときの再生信号光を説明するための図である。暗号化を説明するための図（その１）である。暗号化を説明するための図（その２）である。

符号の説明

１５…光情報記録媒体、２０…光ドライブ装置（光情報記録装置、光情報再生装置）、２３…光ピックアップ装置、２８…信号処理回路（データ作成回路、再生信号処理回路の一部、決定回路）、３５…多分割ミラー制御回路（信号生成回路）、４３…検出回路（再生信号処理回路の一部）、４５…復調回路（再生信号処理回路の一部）、５２…コリメートレンズ、５３…ＤＭＤ（変換光学素子）、５４ａ…ビームスプリッタ（分岐光学素子、第１の分岐光学素子）、５４ｂ…ビームスプリッタ（第２の分岐光学素子）、５９ａ…受光器（光検出器、第１の光検出器）、５９ｂ…受光器（第２の光検出器）、ＬＤ…光源。

Claims

記録層と該記録層を介した光を反射する反射面とを有する光情報記録媒体に、参照光と信号光とによるホログラフィを利用して情報を記録する記録方法であって、
前記反射面に向かう参照光と前記反射面で反射した信号光とが干渉する前記記録層における干渉領域と、前記反射面で反射した参照光と前記反射面に向かう信号光とが干渉する前記記録層における干渉領域とが、互いに点対称となるように、前記参照光及び信号光を前記反射面に集光する工程を含む記録方法。
前記集光する工程では、前記点対称の中心が、前記参照光と信号光とを１つの光と仮定したときの光軸と一致するように、前記参照光及び信号光を前記反射面に集光することを特徴とする請求項１に記載の記録方法。
前記互いに点対称となる各干渉領域には、同一の情報がそれぞれ記録されることを特徴とする請求項１又は２に記載の記録方法。
前記集光する工程に先立って、１つの光源から出射され前記光情報記録媒体に向かう光を複数の部分光に分割し、該複数の部分光のうちの半分の部分光を前記参照光に変換し、残りの部分光を前記信号光に変換する工程を、更に含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の記録方法。
前記変換する工程では、前記光情報記録媒体に向かう光を２の奇数倍の個数の部分光に分割することを特徴とする請求項４に記載の記録方法。
前記変換する工程に先立って、暗号キーを取得する工程と；
前記暗号キーに基づいて、前記光情報記録媒体に向かう光の分割数を決定する工程と；を更に含み、
前記変換する工程では、前記決定内容に応じて、前記光情報記録媒体に向かう光を複数の部分光に分割することを特徴とする請求項５に記載の記録方法。
前記変換する工程に先立って、暗号キーを取得する工程と；
前記暗号キーに基づいて、前記複数の部分光のうちで、前記参照光に変換する部分光及び前記信号光に変換する部分光を決定する工程と；を更に含み、
前記変換する工程では、前記決定内容に応じて、前記複数の部分光をそれぞれ前記参照光あるいは前記信号光に変換することを特徴とする請求項５に記載の記録方法。
参照光と信号光とによるホログラフィを利用して情報が記録層に記録されている光情報記録媒体から、情報を再生する再生方法であって、
前記記録層に前記参照光を照射する工程と；
前記記録層における点対称の領域に同一の情報がそれぞれ記録されているときに、該点対称の各領域からの戻り光の光電変換信号をそれぞれ加算する工程と；を含む再生方法。
請求項６又は７に記載の記録方法で情報が記録層に記録されている光情報記録媒体から、情報を再生する再生方法であって、
前記光情報記録媒体に情報を記録する際に用いられた暗号キーを取得する工程と；
前記記録層に前記参照光を照射する工程と；
前記暗号キーに基づいて、同一の情報が記録されている前記記録層における点対称の領域を取得する工程と；
前記点対称の各領域からの戻り光の光電変換信号をそれぞれ加算する工程と；を含む再生方法。
記録層と該記録層を介した光を反射する反射面とを有する光情報記録媒体に対して、参照光と信号光とによるホログラフィを利用して情報を記録するのに用いられる光ピックアップ装置であって、
光源と；
前記光源から出射された光を略平行光とするコリメートレンズと；
前記コリメートレンズを介した光の光軸に直交する面内で該光軸を中心として互いに点対称となるように、前記光を複数の部分光に分割し、該複数の部分光のうちの半分の部分光を前記参照光に変換し、残りの部分光を前記信号光に変換する変換光学素子と；
前記変換光学素子からの前記参照光及び信号光を前記反射面に集光する集光レンズと；を備える光ピックアップ装置。
前記光源と前記集光レンズとの間の光路上に配置され、前記光情報記録媒体からの戻り光を分岐する分岐光学素子と；
前記分岐光学素子で分岐された戻り光を受光し、前記記録層に記録されている情報が含まれる信号を出力する光検出器と；を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
前記光情報記録媒体は、前記反射面にサーボ用のピットが形成されたディスク状の光情報記録媒体であり、
前記光源と前記集光レンズとの間の光路上に配置され、前記光情報記録媒体からの戻り光を分岐する第１の分岐光学素子と；
前記第１の分岐光学素子で分岐された戻り光を分岐する第２の分岐光学素子と；
前記第２の分岐光学素子で分岐された一方の戻り光を受光し、前記記録層に記録されている情報が含まれる信号を出力する第１の光検出器と；
前記第２の分岐光学素子で分岐された他方の戻り光を受光し、サーボ情報が含まれる信号を出力する第２の光検出器と；を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
前記変換光学素子では、前記コリメートレンズを介した光を、２の奇数倍の個数の部分光に分割することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
前記変換光学素子は、入射光の反射方向を駆動信号に応じて個別に変化させることができる複数のミラー素子が二次元的に配置されている多分割ミラーを有し、
前記多分割ミラーは、少なくとも前記信号光に変換される部分光が入射する位置に配置されていることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
前記多分割ミラーは、前記参照光に変換される部分光が入射する位置にも配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の光ピックアップ装置。
記録層と該記録層を介した光を反射する反射面とを有する光情報記録媒体に対して、参照光と信号光とによるホログラフィを利用して情報を記録する光情報記録装置であって、
請求項１４又は１５に記載の光ピックアップ装置と；
前記光情報記録媒体に記録する情報に基づいて二次元の明暗データを作成するデータ作成回路と；
前記二次元の明暗データに対応して、前記光ピックアップ装置の多分割ミラーにおける複数のミラー素子の駆動信号を生成する信号生成回路と；を備える光情報記録装置。
記録層と該記録層を介した光を反射する反射面とを有する光情報記録媒体に対して、参照光と信号光とによるホログラフィを利用して情報を記録する光情報記録装置であって、
請求項１５に記載の光ピックアップ装置と；
前記光情報記録媒体に記録する情報に基づいて二次元の明暗データを作成するデータ作成回路と；
前記情報に対する暗号キーを取得し、該暗号キーに応じて、前記光ピックアップ装置におけるコリメートレンズを介した光の分割数を決定する決定回路と；
前記決定結果及び前記二次元の明暗データに対応して、前記光ピックアップ装置の多分割ミラーにおける複数のミラー素子の駆動信号を生成する信号生成回路と；を備える光情報記録装置。
記録層と該記録層を介した光を反射する反射面とを有する光情報記録媒体に対して、参照光と信号光とによるホログラフィを利用して情報を記録する光情報記録装置であって、
請求項１５に記載の光ピックアップ装置と；
前記光情報記録媒体に記録する情報に基づいて二次元の明暗データを作成するデータ作成回路と；
前記情報に対する暗号キーを取得し、該暗号キーに応じて、前記光ピックアップ装置における複数の部分光のうちで、前記参照光に変換する部分光及び前記信号光に変換する部分光を決定する決定回路と；
前記決定結果及び前記二次元の明暗データに対応して、前記光ピックアップ装置の多分割ミラーにおける複数のミラー素子の駆動信号を生成する信号生成回路と；を備える光情報記録装置。
参照光と信号光とによるホログラフィを利用して記録層に情報が記録されている光情報記録媒体から、情報を再生する光情報再生装置であって、
光源と；
前記光源から出射された光を略平行光とするコリメートレンズと；
前記コリメートレンズを介した光の少なくとも一部の光を前記参照光に変換する変換光学素子と；
前記参照光を前記反射面に集光する集光レンズと；
前記光源と前記集光レンズとの間の光路上に配置され、前記光情報記録媒体からの戻り光を分岐する分岐光学素子と；
前記分岐光学素子で分岐された戻り光を受光し、前記記録層に記録されている情報が含まれる信号を出力する光検出器と；
前記記録層における点対称の領域に同一の情報がそれぞれ記録されているときに、前記点対称の各領域からの戻り光に対応する前記光検出器の出力信号をそれぞれ加算し、該加算信号に基づいて前記記録層に記録されている情報を取得する再生信号処理回路と；を備える光情報再生装置。
請求項６又は７に記載の記録方法で情報が記録されている光情報記録媒体から、情報を再生する光情報再生装置であって、
光源と；
前記光源から出射された光を略平行光とするコリメートレンズと；
前記コリメートレンズを介した光の少なくとも一部の光を前記参照光に変換する変換光学素子と；
前記参照光を前記反射面に集光する集光レンズと；
前記光源と前記集光レンズとの間の光路上に配置され、前記光情報記録媒体からの戻り光を分岐する分岐光学素子と；
前記分岐光学素子で分岐された戻り光を受光し、前記記録層に記録されている情報が含まれる信号を出力する光検出器と；
前記光情報記録媒体に情報を記録する際に用いられた暗号キーを取得し、該暗号キーに基づいて、同一の情報が記録されている前記記録層における点対称の領域を求め、前記点対称の各領域からの戻り光に対応する前記光検出器の出力信号をそれぞれ加算し、該加算信号に基づいて前記記録層に記録されている情報を取得する再生信号処理回路と；を備える光情報再生装置。