JP2015185190A - Optical recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光情報記録媒体に情報を記録する光記録装置に関する。 The present invention relates to an optical recording apparatus that records information on an optical information recording medium.
従来、光情報記録媒体に参照光と信号光を照射してホログラムを形成することで情報信号を記録し、あるいは光情報記録媒体のホログラムに参照光を照射することで情報信号を再生するホログラム用光ピックアップ装置が知られている(たとえば、下記特許文献1参照。)。また、ホログラム用光ピックアップ装置などに利用可能な空間光変調器として、液晶セルを用いるLCOS(Liquid Crystal On Silicon:液晶オンシリコン)が知られている。
Conventionally, an information signal is recorded by irradiating a reference light and a signal light to an optical information recording medium to form an hologram, or an information signal is reproduced by irradiating a reference light to the hologram of the optical information recording medium. An optical pickup device is known (for example, see
しかしながら、上述した従来技術では、たとえば液晶セルを用いた空間光変調器の取付精度、ロットばらつき、温度変動などの要因により、空間光変調器のコントラストが低くなる場合があり、光情報記録媒体に対する情報の記録精度が低くなるという問題がある。 However, in the above-described prior art, the contrast of the spatial light modulator may be lowered due to factors such as mounting accuracy of a spatial light modulator using a liquid crystal cell, lot variation, temperature fluctuation, and the like. There is a problem that information recording accuracy is lowered.
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、記録精度の向上を図ることができる光記録装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical recording apparatus capable of improving the recording accuracy in order to solve the above-described problems caused by the prior art.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる光記録装置は、液晶セルを用いた空間光変調器により変調した信号光を光情報記録媒体に照射することで前記光情報記録媒体に情報を記録し、前記光情報記録媒体に参照光を照射することで得られる再生光を撮像素子によって電気信号に変換する光記録装置であって、前記空間光変調器の温度を調整する調整部と、前記調整部の制御条件と、前記撮像素子によって得られた前記電気信号と、に基づいて選択された前記制御条件を記憶する記憶部と、前記記憶部によって記憶された前記制御条件により前記調整部を制御する制御部と、を備える。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, an optical recording apparatus according to the present invention irradiates an optical information recording medium with signal light modulated by a spatial light modulator using a liquid crystal cell. An optical recording apparatus that records information on a medium and converts reproduction light obtained by irradiating the optical information recording medium with reference light into an electric signal by an image sensor, and adjusts the temperature of the spatial light modulator An adjustment unit, a storage unit that stores the control condition selected based on the control condition of the adjustment unit, and the electrical signal obtained by the imaging device, and the control condition stored by the storage unit And a control unit for controlling the adjustment unit.
これにより、光情報記録媒体からの情報の再生に用いられる撮像素子を用いて選択された制御条件によって空間光変調器の温度を制御し、空間光変調器のコントラストの向上を図ることができる。 As a result, the temperature of the spatial light modulator can be controlled according to the control condition selected using the imaging device used for reproducing information from the optical information recording medium, and the contrast of the spatial light modulator can be improved.
本発明の一側面によれば、記録精度の向上を図ることができるという効果を奏する。 According to one aspect of the present invention, it is possible to improve the recording accuracy.
以下に図面を参照して、本発明にかかる光記録装置の実施の形態を詳細に説明する。 Embodiments of an optical recording apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
(実施の形態)
(実施の形態にかかる光記録装置)
図1は、実施の形態にかかる光記録装置の一例を示す図である。実施の形態にかかる光記録装置100は、光源101と、コリメートレンズ102と、偏光可変素子103と、PBSプリズム104と、ビームエキスパンダ106と、位相マスク107と、リレーレンズ108と、PBSプリズム109と、空間光変調器110と、リレーレンズ111と、空間フィルタ112と、対物レンズ113と、ミラー114と、ミラー115と、ガルバノミラー116と、スキャナレンズ117と、光情報記録媒体118と、1/4波長板119と、ガルバノミラー120と、撮像素子121と、調整部122と、制御部123と、記憶部124と、を備える。
(Embodiment)
(Optical Recording Device According to Embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an optical recording apparatus according to an embodiment. An
光記録装置100は、空間光変調器110により空間的に変調した信号光と、参照光とを光情報記録媒体118に照射することで光情報記録媒体118に情報を記録する。また、光記録装置100は、光情報記録媒体118に参照光を照射することで得られる再生光を撮像素子121によって電気信号に変換することで情報を読み出す。
The
光源101は、光ビームをコリメートレンズ102へ出射する。光源101から出射される光ビームは、たとえば所定の直線偏光の連続光とすることができる。光源101には、たとえばLD(Laser Diode:レーザダイオード)を用いることができる。コリメートレンズ102は、光源101から出射された光ビームを所定のビーム径の光ビームにコリメートし、コリメートした光ビームを偏光可変素子103へ出射する。
The
偏光可変素子103およびPBSプリズム104は、制御部123から供給される駆動電圧に応じて、空間光変調器110から光情報記録媒体118への信号光の照射を制御するシャッタ部105を構成する。
The
偏光可変素子103は、制御部123から供給される駆動電圧に応じて、コリメートレンズ102から出射される光ビームの偏光状態を調整する。たとえば、偏光可変素子103は、光情報記録媒体118への情報の記録時には、光ビームの偏光状態を、P偏光およびS偏光を含む偏光状態とする。
The polarization
また、偏光可変素子103は、光情報記録媒体118からの情報の再生時には、光ビームの偏光状態をS偏光とする。偏光可変素子103は、偏光状態を調整した光ビームをPBSプリズム104へ出射する。偏光可変素子103には、たとえば液晶セルを用いることができる。液晶セルには、たとえばFLC(Ferroelectric Liquid Crystal:強誘電性液晶)を用いることができる。
The
PBSプリズム104は、偏光可変素子103から出射されたP偏光の光ビームを透過させて、信号光としてビームエキスパンダ106へ出射するPBS(Polarization Beam Splitters:偏光ビームスプリッタ)である。また、PBSプリズム104は、偏光可変素子103から出射されたS偏光の光ビームを反射させて、参照光としてミラー114へ出射する。これにより、光情報記録媒体118への情報の記録時には、P偏光の信号光がビームエキスパンダ106へ出射され、S偏光の参照光がミラー114へ出射される。また、光情報記録媒体118からの情報の再生時には、S偏光の参照光がミラー114へ出射される。
The
ビームエキスパンダ106は、PBSプリズム104から出射された信号光のビーム経を所定のビーム経に拡張し、ビーム経を拡張した信号光を位相マスク107へ出射する。ビームエキスパンダ106から位相マスク107へ出射された信号光は、位相マスク107およびリレーレンズ108を介してPBSプリズム109へ出射される。
The beam expander 106 expands the beam length of the signal light emitted from the
PBSプリズム109は、リレーレンズ108から出射されたP偏光の信号光を透過させて空間光変調器110へ出射する。また、PBSプリズム109は、空間光変調器110から出射された信号光を反射させてリレーレンズ111へ出射する。PBSプリズム109からリレーレンズ111へ出射された信号光は、リレーレンズ111、空間フィルタ112の開口部および対物レンズ113を介して光情報記録媒体118へ出射される。
The
空間光変調器110は、液晶セルを用いた空間光変調器であって、PBSプリズム109から出射された信号光を変調情報に基づいて空間的に変調する。たとえば、空間光変調器110は、制御部123から書き込まれた2次元画像データ(変調情報)に基づく変調を行う。そして、空間光変調器110は、変調した信号光をPBSプリズム109へ出射する。空間光変調器110には、たとえば強誘電性液晶セルを用いたLCOSを用いることができる(たとえば図2A,図2B参照)。
The
PBSプリズム104からミラー114へ出射された参照光は、ミラー114,115を介してガルバノミラー116へ出射される。ガルバノミラー116は、ミラー115から出射された参照光を可変の角度で反射させてスキャナレンズ117へ出射する。ガルバノミラー116の角度制御は、たとえば制御部123によって行うことができる。スキャナレンズ117は、ガルバノミラー116から出射された参照光を光情報記録媒体118へ出射する。
The reference light emitted from the
光情報記録媒体118には、たとえば、ニオブ酸リチウムなどのフォトリフラクティブ結晶や、感光性樹脂材料(フォトポリマ)など、各種の光情報記録媒体を用いることができる。また、光情報記録媒体118は、たとえば制御部123からの制御によって変位可能であってもよい。
As the optical
情報の記録時において、光情報記録媒体118には、対物レンズ113から出射された信号光と、スキャナレンズ117から出射された参照光と、が互いに重ねあうように入射する。これにより、光情報記録媒体118に干渉縞パターンが形成され、光情報記録媒体118は形成された干渉縞パターンをホログラムとして記録する。また、ガルバノミラー116の角度制御により、光情報記録媒体118に対する参照光の入射角度を変化させることで角度多重記録を行うことができる。本実施の形態では、このホログラムを「ページ」と呼び、ページが角度多重化されている記録領域のことを「ブック」と呼ぶ。
At the time of information recording, the signal light emitted from the
情報の再生時において、光情報記録媒体118には、スキャナレンズ117から出射された参照光が入射する。1/4波長板119は、スキャナレンズ117から出射され光情報記録媒体118を透過した参照光を通過させてガルバノミラー120へ出射する。
At the time of reproducing information, the reference light emitted from the
ガルバノミラー120は、1/4波長板119から出射された参照光を可変の角度で反射させる。ガルバノミラー120の角度制御は、たとえば制御部123によって行うことができる。このとき、ガルバノミラー120の角度制御がガルバノミラー116の角度制御と連動して行われることで、ガルバノミラー120において参照光が略垂直に反射し、参照光が1/4波長板119へ折り返される。
The
したがって、スキャナレンズ117から出射され光情報記録媒体118を透過した参照光は、1/4波長板119を2回通過することによってS偏光からP偏光に変換され、光情報記録媒体118へ出射される。これにより、光情報記録媒体118に記録された情報に応じた再生光がP偏光の回折光として対物レンズ113へ出射される。
Accordingly, the reference light emitted from the
光情報記録媒体118から対物レンズ113へ出射された再生光は、対物レンズ113およびリレーレンズ111を介してPBSプリズム109へ出射される。このとき、リレーレンズ111の間の空間フィルタ112の開口部によって、再生対象ブックからの回折光である再生光のみがPBSプリズム109へ透過する。
The reproduction light emitted from the optical
PBSプリズム109は、リレーレンズ111から出射されたP偏光の再生光を透過させて撮像素子121へ出射する。
The
撮像素子121は、PBSプリズム109から出射された再生光を電気信号に変換する。これにより、光情報記録媒体118に記録された情報を示す電気信号が得られる。撮像素子121は、変換した電気信号を制御部123へ出力する。撮像素子121には、たとえばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補型金属酸化膜半導体)などの固体撮像素子を用いることができる。
The
調整部122は、制御部123から入力される制御信号に応じて空間光変調器110の温度を調整する。たとえば調整部122は空間光変調器110の近傍に設けられる。また、調整部122には、たとえばペルチェ素子、ヒータ、送風機やこれらの組み合わせなど各種の温度調整装置を用いることができる。
The
制御部123は、光情報記録媒体118への情報の記録時や光情報記録媒体118からの情報の再生時において、空間光変調器110、シャッタ部105、調整部122などの制御を行う。
The
たとえば、制御部123は、光情報記録媒体118への情報の記録時に、記録対象の情報(変調情報)を空間光変調器110に書き込むとともに、PBSプリズム104から信号光および参照光が出射されるように、偏光可変素子103に駆動電圧を供給する。ただし、制御部123は、光情報記録媒体118に対する情報の記録時であっても、空間光変調器110に対する情報の書き込み時には、PBSプリズム104から信号光が出射されないように、偏光可変素子103に駆動電圧を供給する。
For example, the
また、制御部123は、光情報記録媒体118からの情報の再生時に、PBSプリズム104から参照光のみが出射されるように、偏光可変素子103に駆動電圧を供給する。
In addition, the
また、制御部123は、光情報記録媒体118への情報の記録時に、ガルバノミラー116の角度制御を行うことで、記録対象のブックなどを制御する。また、制御部123は、光情報記録媒体118からの情報の再生時に、ガルバノミラー116,120の角度制御を行うことで、再生対象のブックなどを制御する。なお、図1においては、制御部123とガルバノミラー116,120との接続関係は図示を省略している。また、制御部123は、対物レンズ113に対する光情報記録媒体118の位置を変化させることによって、記録対象のブックの移動を行ってもよい。
The
記憶部124は、制御部123による調整部122の制御条件を記憶する。この制御条件は、制御部123による調整部122の制御条件と、撮像素子121によって得られた電気信号と、に基づいて選択された制御条件である。図1に示す例では、制御条件は、制御部123から調整部122へ入力される制御信号(たとえば制御電圧)であるとする。この場合に、記憶部124は、制御信号を直接的または間接的に示す値を記憶する。記憶部124には、たとえば各種の不揮発性メモリを用いることができる。また、記憶部124には各種の揮発性メモリを用いることもできる。
The
制御部123は、記憶部124に記憶された制御条件に基づいて空間光変調器110の温度を制御する。図1に示す例では、制御部123は、記憶部124に記憶された制御信号を調整部122へ入力することによって空間光変調器110の温度を制御する。また、制御部123は、調整部122への制御信号を切り替えながら監視した撮像素子121からの電気信号に基づいて制御信号を選択し、選択した制御信号を記憶部124に記憶させる処理を行ってもよい。制御部123による制御信号を選択する処理については後述する(たとえば図6参照)。
The
(空間光変調器の一部の断面)
図2Aは、空間光変調器の一部の断面の一例を示す図である。図1に示した空間光変調器110は、たとえば、図2Aに示す反射型LCOS200によって実現することができる。反射型LCOS200は、透明電極基板210と、強誘電性液晶層220と、反射電極231〜233と、シリコン酸化膜層240と、反射部材である遮光層251〜254と、シリコン酸化膜層260と、トランジスタ271〜273と、シリコン層280と、コンタクトホール291〜293と、ビア294〜296と、を備える。ここで、シリコン酸化膜層240,260と、シリコン層280とで、シリコン基板を構成する。
(Partial cross section of spatial light modulator)
FIG. 2A is a diagram illustrating an example of a partial cross section of the spatial light modulator. The spatial
反射型LCOS200は、反射電極231〜233が設けられたシリコン酸化膜層240と透明電極基板210との間に強誘電性液晶層220が挟まれ、透明電極基板210および強誘電性液晶層220を透過した光を反射電極231〜233によって反射させて透明電極基板210から出射する反射型液晶光学素子である。
In the
透明電極基板210は、たとえばガラス基板と透明電極を重ねることにより形成することができる。透明電極は、たとえばITO(酸化インジウムスズ)によって形成することができる。この場合は、たとえばガラス基板にITOをコーティングすることによって透明電極基板210を形成することができる。透明電極基板210には、たとえば反射型LCOS200の制御基板から電圧が印加される。
The
強誘電性液晶層220は、透明電極基板210と反射電極231〜233との間に設けられ、2つの安定状態を持つ液晶層である。強誘電性液晶層220は、透明電極基板210と反射電極231〜233との間に印加される電圧に応じて液晶配向が変化する。
The ferroelectric
反射電極231〜233は、光を反射させる反射型の画素電極である。反射電極231〜233は、たとえば等間隔に、かつ間隙を有するようにシリコン酸化膜層240に配置される。反射電極231〜233は、たとえばアルミニウムによって形成することができる。
The
図2Aでは反射型LCOS200の一部のみを図示しているため、反射電極としては反射電極231〜233のみを図示しているが、反射型LCOS200はさらに多くの反射電極を有していてもよい。また、図2Aでは2次元方向に並んだ反射電極231〜233のみを図示しているが、反射型LCOS200の各反射電極はシリコン酸化膜層240に対して2次元方向に(すなわちマトリクス状に)配置される。
Since only a part of the
シリコン酸化膜層240は、反射電極231〜233と遮光層251〜254との間に設けられるSiO2(二酸化ケイ素)の層である。シリコン酸化膜層240には、シリコン酸化膜層240を貫通し、反射電極231〜233とコンタクトホール291〜293とを接続するビア294〜296が設けられている。
The silicon
遮光層251〜254は、シリコン酸化膜層240からシリコン酸化膜層260への光を遮光する遮光層である。また、遮光層251〜254は、強誘電性液晶層220を透過した光のうちの反射電極231〜233の間隙を通過した光を反射させる反射部材である。遮光層251〜254は、たとえばアルミニウムによって形成することができる。
The light shielding layers 251 to 254 are light shielding layers that shield light from the silicon
図2Aでは反射型LCOS200の一部のみを図示しているため、遮光層としては遮光層251〜254のみを図示しているが、反射型LCOS200はさらに多くの遮光層を有していてもよい。また、図2Aでは2次元方向に並んだ遮光層251〜254のみを図示しているが、反射型LCOS200の各遮光層はシリコン酸化膜層240に対して2次元方向に配置される。
Since only a part of the
シリコン酸化膜層260は、遮光層251〜254とシリコン層280との間に設けられるSiO2(二酸化ケイ素)の層である。シリコン酸化膜層260には、シリコン酸化膜層260を貫通し、ビア294〜296とトランジスタ271〜273とを接続するコンタクトホール291〜293が設けられている。
The silicon
シリコン層280にはトランジスタ271〜273が設けられている。トランジスタ271〜273は、それぞれコンタクトホール291〜293およびビア294〜296を介して反射電極231〜233へ電圧を印加する。
図2Aでは反射型LCOS200の一部のみを図示しているため、トランジスタとしてはトランジスタ271〜273のみを図示しているが、反射型LCOS200は反射電極に対応するトランジスタを有する。また、図2Aでは2次元方向に並んだトランジスタ271〜273のみを図示しているが、反射型LCOS200の各トランジスタは各反射電極に対応してシリコン酸化膜層240に対して2次元方向に配置される。
Since only a part of the
(空間光変調器における光)
図2Bは、図2Aに示した空間光変調器における光の一例を示す図である。図2Bにおいて、図2Aに示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。反射型LCOS200には、たとえば透明電極基板210から垂直に光が入射する。反射型LCOS200へ入射する光は、たとえばレーザ光源によって発振された単一波長のレーザ光である。
(Light in spatial light modulator)
2B is a diagram illustrating an example of light in the spatial light modulator illustrated in FIG. 2A. In FIG. 2B, the same parts as those shown in FIG. For example, light enters the
図2Bに示す光201〜203は、反射型LCOS200へ入射して強誘電性液晶層220を透過した光のうちのそれぞれ反射電極231〜233へ入射する各光である。光201〜203は、それぞれ反射電極231〜233において反射し、強誘電性液晶層220を透過して透明電極基板210から出射される。また、トランジスタ271〜273によって反射電極231〜233へ印加される各電圧によって、強誘電性液晶層220において光201〜203が透過する各部分の液晶配向が変化する。
このため、トランジスタ271〜273によって反射電極231〜233へ印加される各電圧に応じて光201〜203が変調され、変調された光201〜203が透明電極基板210から出射される。
Therefore, the light beams 201 to 203 are modulated in accordance with the voltages applied to the
なお、図2A,図2Bにおける各部の縮尺は、実際の寸法と異なって図示されている。 2A and 2B are shown differently from actual dimensions.
(強誘電性液晶を用いた液晶セルの液晶分子状態)
図3は、強誘電性液晶を用いた液晶セルの液晶分子状態の一例を示す図である。図3に示すスイッチング状態311〜313の液晶分子状態301,302は、図2A,図2Bに示した反射型LCOS200の強誘電性液晶層220における液晶分子の2つの安定状態である。反射型LCOS200は、制御部123から供給される駆動電圧に応じて、液晶分子状態301,302を相互に切り替える。これにより、反射型LCOS200を透過した光(信号光)の偏光状態が切り替わる。
(Liquid crystal molecular state of liquid crystal cell using ferroelectric liquid crystal)
FIG. 3 is a diagram showing an example of a liquid crystal molecular state of a liquid crystal cell using a ferroelectric liquid crystal. The liquid crystal
スイッチング角θは、液晶分子状態301,302における分子長軸方向の角度差である。制御部123は、駆動電圧によって、液晶分子状態301,302の切り替えを行う。このとき、光情報記録媒体118へ照射される信号光のコントラストは、たとえばスイッチング角θが45度である場合に最大となる。
The switching angle θ is an angle difference in the molecular major axis direction in the liquid crystal
スイッチング状態311〜313は、それぞれ空間光変調器110(強誘電性液晶層220)の温度がT0〜T2(T0<T1<T2)である場合の液晶分子状態301,302を示している。スイッチング状態311〜313に示すように、空間光変調器110の温度によって、強誘電性液晶層220の液晶分子状態301,302が変化する。
Switching states 311 to 313 show liquid crystal
(強誘電性液晶層の液晶分子状態と入射偏光方向との関係)
図4は、強誘電性液晶層の液晶分子状態と入射偏光方向との関係の一例を示す図である。図4に示す入射偏光方向401は、反射型LCOS200へ入射する光の偏光方向である。反射型LCOS200は、強誘電性液晶層220の液晶分子状態301,302のうちのいずれか(図4に示す例では液晶分子状態301)の分子長軸方向が入射偏光方向401と平行になるように設けられることで、最大のコントラストを得ることができる。
(Relationship between liquid crystal molecular state of ferroelectric liquid crystal layer and incident polarization direction)
FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the liquid crystal molecular state of the ferroelectric liquid crystal layer and the incident polarization direction. An
しかし、たとえば反射型LCOS200の取付精度やロットばらつきによっては、液晶分子状態301の分子長軸方向と入射偏光方向401とが平行にならない場合がある。また、図3に示したように、液晶分子状態301,302は反射型LCOS200の温度によって変化するため、反射型LCOS200の取付精度が高くロットばらつきが小さくても、液晶分子状態301の分子長軸方向と入射偏光方向401とが平行にならなくなる場合もある。
However, the molecular major axis direction of the liquid crystal
これに対して、制御部123は、撮像素子121によって得られた電気信号に基づく制御条件に基づいて反射型LCOS200の温度を制御することで、液晶分子状態301の分子長軸方向と入射偏光方向401とを平行に保つ。これにより、反射型LCOS200の取付精度が低くても、反射型LCOS200の温度の制御によって液晶分子状態301の分子長軸方向と入射偏光方向401とを平行にすることができる。また、たとえば光記録装置100の装置温度などの変動があっても、液晶分子状態301の分子長軸方向と入射偏光方向401とを平行に保つことができる。
On the other hand, the
(制御部の構成)
図5は、制御部の構成の一例を示す図である。図1に示した制御部123は、たとえば、図5に示すように、制御回路501と、波形生成回路502と、駆動回路503と、画像解析回路504と、を備える。
(Configuration of control unit)
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the control unit. The
制御部123は、空間光変調器110への変調情報(2次元画像データ)の書き込みや、シャッタ部105へ供給する駆動電圧や、調整部122などの制御を行う。また、図示しないが、制御部123は、ガルバノミラー116,120の角度制御や、光情報記録媒体118の移動などの制御を行ってもよい。
The
たとえば、制御回路501は、偏光可変素子103の駆動電圧の波形パターンを示す信号を波形生成回路502へ出力する。波形生成回路502は、制御回路501から出力された信号に基づく電圧波形の波形信号を生成し、生成した波形信号を駆動回路503へ出力する。駆動回路503は、波形生成回路502から出力された波形信号に基づく駆動波形を偏光可変素子103へ供給する。また、制御回路501は、記憶部124に記憶された制御信号を調整部122へ出力する。
For example, the
画像解析回路504は、制御部123による調整部122の制御条件(たとえば制御信号)を選択する処理において、撮像素子121から出力された電気信号が示す画像情報を解析する。たとえば、画像解析回路504は、撮像素子121から出力された電気信号に基づく、光情報記録媒体118に対する情報の記録精度(たとえばコントラスト)の評価値を算出する。
The
本実施の形態において、評価値は、記録精度(たとえばコントラスト)が高いほど高くなる値であるとする。ただし、評価値は、記録精度(たとえばコントラスト)が高いほど低くなる値であってもよい。画像解析回路504は、算出した評価値を制御回路501へ出力する。画像解析回路504による評価値の算出については後述する。
In the present embodiment, the evaluation value is a value that increases as the recording accuracy (for example, contrast) increases. However, the evaluation value may be a value that decreases as the recording accuracy (for example, contrast) increases. The
制御回路501、波形生成回路502、駆動回路503は、たとえば、1つまたは複数のマイクロコンピュータやカスタムIC(Integrated Circuit)などによって実現することができる。また、波形生成回路502には電源が含まれていてもよい。画像解析回路504は、たとえば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などの集積回路によって実現することができる。ただし、制御部123の各部のハードウェア構成はこれらに限らず、各種のハードウェア構成とすることができる。
The
また、制御回路501の機能のうちの、たとえば調整部122の制御に関しては、制御回路501とは別の制御回路によって行うようにしてもよい。この場合は、画像解析回路504は、調整部122の制御を行う制御回路へ、算出した評価値を出力する。
Further, among the functions of the
(制御部による制御信号の選択処理)
図6は、制御部による制御信号の選択処理の一例を示すフローチャートである。制御部123は、たとえば光記録装置100の起動時や非運用時に、たとえば図6に示す制御信号(制御条件)の選択処理を行う。光記録装置100の非運用時とは、たとえば光記録装置100(自装置)に対する外部からの記録(書き込み)要求や再生(読み出し)要求がない状態であり、光記録装置100のアイドル時などである。
(Control signal selection processing by the controller)
FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of control signal selection processing by the control unit. For example, the
まず、制御部123は、制御信号の候補のインデックスを示すkを初期化(k=1)する(ステップS601)。つぎに、制御部123は、調整部122への制御信号をVkに設定する(ステップS602)。つぎに、制御部123は、一定時間待機する(ステップS603)。ステップS603による待機時間は、たとえば、ステップS602によって設定した制御信号が空間光変調器110の温度に反映されるのに十分な時間とする。
First, the
つぎに、制御部123は、光情報記録媒体118への所定データの記録処理を行う(ステップS604)。所定データは、たとえば既知のパターンデータである。つぎに、制御部123は、ステップS604の記録処理によって光情報記録媒体118に記録した所定データの再生処理を行う(ステップS605)。つぎに、制御部123は、ステップS605により得られた撮像素子121からの電気信号に基づく、光情報記録媒体118に対する情報の記録精度の評価値を算出する(ステップS606)。
Next, the
つぎに、制御部123は、kがnに達しているか否かを判断する(ステップS607)。nは、制御信号の候補のインデックスの最大値である。kがnに達していない場合(ステップS607:No)は、制御部123は、kをインクリメント(k=k+1)し(ステップS608)、ステップS602へ戻る。
Next, the
ステップS607において、kがnに達している場合(ステップS607:Yes)は、制御部123は、ステップS602によって設定した制御信号の候補のうちの、ステップS606によって算出した評価値が最も高い制御信号を選択する(ステップS609)。なお、記録精度が高いほど評価値が低くなる場合は、ステップS609において、制御部123は、評価値が最も低い制御信号を選択する。つぎに、制御部123は、ステップS609によって選択した制御信号を記憶部124に記憶させ(ステップS610)、一連の選択処理を終了する。
In step S607, when k has reached n (step S607: Yes), the
このように、制御部123は、調整部122への制御信号を切り替えながら監視した撮像素子121からの電気信号に基づいて調整部122への制御信号を選択し、選択した制御信号を記憶部124に記憶させる。
As described above, the
たとえば、制御部123は、調整部122への制御信号を切り替えながら、光情報記録媒体118に所定データを記録する。そして、制御部123は、光情報記録媒体118に記録した所定データの再生光を撮像素子121によって変換した電気信号に基づく制御信号ごとの評価値に基づいて制御信号を選択する。
For example, the
また、制御部123は、たとえばステップS609で選択した制御信号と、選択した制御信号を微小量増減した各制御信号と、を候補としてさらにステップS601〜S608を行うことで、より評価値が高くなる制御信号を選択する追い込み処理を行ってもよい。
The
また、制御信号Vkがインデックスkの増加に対して単調増加または単調減少する制御信号であり、制御信号の変化に対して空間光変調器110の温度が単調増加または単調減少する場合、すなわち、インデックスkの増加に対して空間光変調器110の温度が単調増加または単調減少する場合は、インデックスkの増加に対して評価値は極大値を有すると考えられる。このため、制御部123は、評価値の極大値を検出した場合は、kがnに達していなくてもステップS608へ移行するようにしてもよい。これにより、制御信号の選択処理の時間短縮や消費電力の低減を図ることができる。
Further, when the control signal Vk is a control signal that monotonously increases or monotonously decreases with an increase in the index k, and the temperature of the spatial
たとえば、制御部123は、光記録装置100の初回の起動時のみに図6に示した処理を行うことで、空間光変調器110の取付精度やロットばらつきに応じた適切な制御信号を選択することができる。この場合は、記憶部124を不揮発性メモリとする。これにより、光記録装置100の次回の起動時以降は図6に示した処理を行わなくてもよいため、消費電力の低減を図ることができる。
For example, the
また、制御部123は、光記録装置100の起動の都度、図6に示した処理を行ってもよい。これにより、たとえば、空間光変調器110の温度と空間光変調器110の液晶分子状態301,302との関係が空間光変調器110の経年変化などによって変化しても、その都度、適切な制御信号を選択することができる。
Further, the
また、制御部123は、光記録装置100のアイドル時などの非運用時に、図6に示した処理を行ってもよい。これにより、たとえば、空間光変調器110の温度と空間光変調器110の液晶分子状態301,302との関係が空間光変調器110の経年変化などによって変化しても、その都度、適切な制御信号を選択することができる。
Further, the
(評価値の算出)
図6に示したステップS606における評価値の算出について説明する。ステップS606において、制御部123は、たとえば、ステップS605の再生処理によって得られた再生光について、撮像素子による電気信号を取得する。なお、再生処理によって得られる電気信号は、たとえば時間的に連続した画像情報である。この場合に、制御部123は、たとえば画像全体の平均的な輝度の時間変化を示す画像情報を取得してもよいし、画像の一部の平均的な輝度の時間変化を示す画像情報を取得してもよい。また、制御部123は、ある時点の画像全体の画像情報を取得してもよいし、ある時点の画像の一部(複数画素)の画像情報を取得してもよい。
(Calculation of evaluation value)
The calculation of the evaluation value in step S606 shown in FIG. 6 will be described. In step S606, for example, the
そして、制御部123は、取得した画像情報のデータと、ステップS604によって光情報記録媒体118に記憶した所定データに応じた理想的な画像情報と、を比較し、比較した各画像情報が近いほど高い評価値を算出する。各画像情報の比較には、たとえばパターンマッチングなどの画像処理による比較を用いることができる。
The
または、制御部123は、ステップS605の再生処理によって得られた電気信号を復号した画像情報のデータと、ステップS604によって記録した所定データと、を比較し、比較した各データが近いほど高い評価値を算出してもよい。ただし、制御部123による評価値の算出方法は、これらに限らず、各種の算出方法を用いることができる。
Alternatively, the
(実施の形態にかかる光記録装置の変形例)
図7は、実施の形態にかかる光記録装置の変形例を示す図である。図7において、図1に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図7に示すように、光記録装置100は、図1に示した構成に加えて測定部701を備えていてもよい。測定部701には、たとえば半導体センサなど各種の測定部を用いることができる。
(Modification of Optical Recording Apparatus According to Embodiment)
FIG. 7 is a diagram illustrating a modification of the optical recording apparatus according to the embodiment. In FIG. 7, the same parts as those shown in FIG. As shown in FIG. 7, the
測定部701は、空間光変調器110の温度を測定する。たとえば、測定部701は、空間光変調器110(液晶セル)の温度を直接的または間接的に測定可能な位置に設けられる。測定部701は、測定した温度を制御部123へ通知する。なお、測定部701から通知される温度は、たとえば摂氏温度目盛や華氏温度目盛によって表される数値に限らず、温度に応じて変化する信号であればよい。
The
この場合に、記憶部124に記憶される制御条件は、制御部123から調整部122へ入力する制御信号の制御における、測定部701によって測定された温度の目標値(目標温度)とすることができる。この場合に、記憶部124は、目標温度を直接的または間接的に示す値を記憶する。制御部123は、測定部701から通知される温度が、記憶部124によって記憶された温度に近づくように調整部122への制御信号を制御することで、空間光変調器110の温度を調整する。
In this case, the control condition stored in the
(変形例にかかる制御部)
図8は、変形例にかかる制御部の一例を示す図である。図8において、図5に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図7に示した制御部123は、たとえば、図8に示す制御部123によって実現することができる。制御回路501は、測定部701から通知される温度が、記憶部124に記憶された温度に近づくように、調整部122へ出力する制御信号を変化させる。
(Control section according to modification)
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a control unit according to a modification. In FIG. 8, the same parts as those shown in FIG. The
これにより、調整部122へ出力する制御信号と、空間光変調器110の温度と、の対応関係が変動しても、液晶分子状態301の分子長軸方向と入射偏光方向401とが平行になり、空間光変調器110のコントラストが高くなる状態を維持することができる。この対応関係の変動は、たとえば、光記録装置100の装置温度などの変動や、調整部122の経年変化などによって生じる。
Thereby, even if the correspondence between the control signal output to the
(制御部による目標温度の選択処理)
図9は、制御部による目標温度の選択処理の一例を示すフローチャートである。図7に示した制御部123は、たとえば光記録装置100の起動時や非運用時に、たとえば図9に示す目標温度(制御条件)の選択処理を行う。
(Target temperature selection processing by the control unit)
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of target temperature selection processing by the control unit. The
まず、制御部123は、目標温度の候補のインデックスを示すkを初期化(k=1)する(ステップS901)。つぎに、制御部123は、調整部122への制御信号の制御における、測定部701によって測定される温度の目標値(目標温度)をTkに設定する(ステップS902)。つぎに、制御部123は、一定時間待機する(ステップS903)。ステップS903による待機時間は、たとえば、ステップS902によって設定した目標温度が空間光変調器110の温度に反映されるのに十分な時間とする。
First, the
図9に示すステップS904〜S908は、図6に示したステップS604〜S608と同様である。ステップS907において、kがnに達している場合(ステップS907:Yes)は、制御部123は、ステップS902によって設定した目標温度の候補のうちの、ステップS906によって算出した評価値が最も高い目標温度を選択する(ステップS909)。なお、記録精度が高いほど評価値が低くなる場合は、ステップS909において、制御部123は、評価値が最も低い目標温度を選択する。つぎに、制御部123は、ステップS909によって選択した目標温度を記憶部124に記憶させ(ステップS910)、一連の選択処理を終了する。
Steps S904 to S908 shown in FIG. 9 are the same as steps S604 to S608 shown in FIG. In step S907, when k has reached n (step S907: Yes), the
このように、制御部123は、調整部122の制御信号の制御における目標温度を切り替えながら監視した撮像素子121からの電気信号に基づいて目標温度を選択し、選択した目標温度を記憶部124に記憶させる。
As described above, the
たとえば、制御部123は、調整部122の制御信号の制御における目標温度を切り替えながら、光情報記録媒体118に所定データを記録する。そして、制御部123は、光情報記録媒体118に記録した所定データの再生光を撮像素子121によって変換した電気信号に基づく目標温度ごとの評価値に基づいて目標温度を選択する。
For example, the
また、制御部123は、たとえばステップS909で選択した目標温度と、選択した目標温度を微小量増減した各目標温度と、を候補としてさらにステップS901〜S908を行うことで、より評価値が高くなる目標温度を選択する追い込み処理を行ってもよい。
The
また、目標温度Tkがインデックスkの増加に対して単調増加または単調減少する目標温度である場合は、インデックスkの増加に対して評価値は極大値を有すると考えられる。このため、制御部123は、評価値の極大値を検出した場合は、kがnに達していなくてもステップS908へ移行するようにしてもよい。これにより、目標温度の選択処理の時間短縮や消費電力の低減を図ることができる。
When the target temperature Tk is a target temperature that monotonously increases or monotonously decreases with an increase in the index k, the evaluation value is considered to have a maximum value with respect to the increase in the index k. For this reason, when detecting the maximum value of the evaluation value, the
たとえば、制御部123は、光記録装置100の初回の起動時のみに図9に示した処理を行うことで、空間光変調器110の取付精度やロットばらつきに応じた適切な目標温度を選択することができる。この場合は、記憶部124を不揮発性メモリとする。これにより、光記録装置100の次回の起動時以降は図9に示した処理を行わなくてもよいため、消費電力の低減を図ることができる。
For example, the
また、制御部123は、光記録装置100の起動の都度、図9に示した処理を行ってもよい。これにより、たとえば、空間光変調器110の温度と空間光変調器110の液晶分子状態301,302との関係が空間光変調器110の経年変化などによって変化しても、その都度、適切な目標温度を選択することができる。
Further, the
また、制御部123は、光記録装置100のアイドル時などの非運用時に、図9に示した処理を行ってもよい。これにより、たとえば、空間光変調器110の温度と空間光変調器110の液晶分子状態301,302との関係が空間光変調器110の経年変化などによって変化しても、その都度、適切な目標温度を選択することができる。
Further, the
以上説明したように、光記録装置100によれば、撮像素子121によって得られた電気信号に基づく制御条件により、空間光変調器110の温度を調整する調整部122を制御することで、空間光変調器110のコントラストの向上を図ることができる。このため、記録精度の向上を図ることができる。
As described above, according to the
また、光情報記録媒体118に記録された情報の再生に用いられる撮像素子121を用いて制御条件の評価値を算出することができる。このため、たとえば空間光変調器110の特性をモニタするモニタ部などを別途設けなくても、調整部122の制御条件を選択することができる。また、光情報記録媒体118からの情報の再生結果に基づく評価値を算出することができるため、実際の記録精度が高くなる調整部122の制御条件を選択することができる。
Further, the evaluation value of the control condition can be calculated using the
また、光記録装置100の起動時や非運用時に制御条件の選択動作を行うことで、光情報記録媒体118に記録された情報の再生に用いられる撮像素子121を用いても、光記録装置100の運用への影響を抑えることができる。
Further, the
以上のように、本発明にかかる光記録装置は、光情報記録媒体に情報を記録する光記録装置に有用であり、特に、光情報記録媒体に参照光と信号光とを照射してホログラムを形成することで情報信号を記録し、あるいは光情報記録媒体のホログラムに参照光を照射することで情報信号を再生するホログラム用ピックアップ装置に適している。 As described above, the optical recording apparatus according to the present invention is useful for an optical recording apparatus that records information on an optical information recording medium. In particular, the hologram is formed by irradiating the optical information recording medium with reference light and signal light. It is suitable for a hologram pickup device that records an information signal by forming it or reproduces an information signal by irradiating a hologram of an optical information recording medium with reference light.
100 光記録装置
101 光源
102 コリメートレンズ
103 偏光可変素子
104,109 PBSプリズム
105 シャッタ部
106 ビームエキスパンダ
107 位相マスク
108,111 リレーレンズ
110 空間光変調器
112 空間フィルタ
113 対物レンズ
114,115 ミラー
116,120 ガルバノミラー
117 スキャナレンズ
118 光情報記録媒体
119 1/4波長板
121 撮像素子
122 調整部
123 制御部
124 記憶部
200 反射型LCOS
210 透明電極基板
220 強誘電性液晶層
231〜233 反射電極
240,260 シリコン酸化膜層
251〜254 遮光層
271〜273 トランジスタ
280 シリコン層
291〜293 コンタクトホール
294〜296 ビア
301,302 液晶分子状態
311〜313 スイッチング状態
401 入射偏光方向
501 制御回路
502 波形生成回路
503 駆動回路
504 画像解析回路
701 測定部
DESCRIPTION OF
210
Claims (7)
前記空間光変調器の温度を調整する調整部と、
前記調整部の制御条件と、前記撮像素子によって得られた前記電気信号と、に基づいて選択された前記制御条件を記憶する記憶部と、
前記記憶部によって記憶された前記制御条件により前記調整部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする光記録装置。 It is obtained by irradiating the optical information recording medium with signal light modulated by a spatial light modulator using a liquid crystal cell to record information on the optical information recording medium and irradiating the optical information recording medium with reference light. An optical recording apparatus that converts reproduction light into an electrical signal by an image sensor,
An adjustment unit for adjusting the temperature of the spatial light modulator;
A storage unit that stores the control condition selected based on the control condition of the adjustment unit and the electrical signal obtained by the imaging device;
A control unit that controls the adjustment unit according to the control condition stored by the storage unit;
An optical recording apparatus comprising:
前記制御条件は、前記調整部へ入力された前記制御信号であり、
前記制御部は、前記記憶部によって記憶された前記制御信号を前記調整部へ入力する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光記録装置。 The adjusting unit adjusts the temperature of the spatial light modulator according to the input control signal,
The control condition is the control signal input to the adjustment unit,
The control unit inputs the control signal stored by the storage unit to the adjustment unit.
The optical recording apparatus according to claim 1.
前記制御条件は、前記調整部の制御における前記温度の目標値であり、
前記制御部は、前記測定部によって測定される前記温度が、前記記憶部によって記憶された前記温度に近づくように前記調整部を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の光記録装置。 A measurement unit for measuring the temperature of the spatial light modulator;
The control condition is a target value of the temperature in the control of the adjustment unit,
The control unit controls the adjustment unit such that the temperature measured by the measurement unit approaches the temperature stored by the storage unit.
The optical recording apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2014060944A JP2015185190A (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | Optical recording device |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014060944A JP2015185190A (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | Optical recording device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2014060944A Pending JP2015185190A (en) | 2014-03-24 | 2014-03-24 | Optical recording device |
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Country | Link |
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