JP2015204121A - 光情報装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ホログラフィによる光情報装置において、信号光に対する開口フィルタの位置誤差によるＳ／Ｎ低下を補正し高品質な記録信号品質を保証する。【解決手段】信号光２０６による開口フィルタ２１４の位置調整が可能な光学検出系２３０，８３，８９，８４，２２６を設け、開口フィルタ２１４を高精度に位置決めする。【選択図】図２

Description

本発明はホログラフィによる光情報装置に関する発明である。

ホログラフィによる光情報記録再生装置に関する文献として、特許文献１が公開されている。特許文献１には、例えば、その課題に「絞りに対するホログラム記録媒体の位置ずれを補正できることができても、開口径を調整することができないため、本来、再生に必要な再生信号光を遮断してしまったり、再生に悪影響を与える再生参照光を通過させてしまったりする不具合が生じるという問題があった。本発明は再生に必要な再生信号光のみを撮像することができるホログラム装置を提供する」との開示がある。また、その解決手段として「空間光変調器を介してホログラム記録媒体に照射参照光を照射し、得られた再生光を集光レンズを介して撮像素子で撮像し、画像データを取得するホログラム装置において、上記集光レンズと上記撮像素子の間に配置され、非開口部により上記再生光の外縁部分を遮断しつつ、開口部により同再生光を通過させる遮光手段と、上記再生光の光路断面における所定位置に基準マークを生成させるとともに、上記画像データにおける上記基準マークが結像された位置、および、上記画像データにおける上記開口部の縁が結像された位置を特定する境界特定手段と上記画像データにおける上記基準マークが結像された位置に基づいて上記遮光手段の位置ずれを特定するとともに、当該位置ずれを解消するように上記遮光手段の位置を調整する位置調整手段を具備する構成としてある」との開示がある。

特開２００８−１９７５７５号公報

ホログラフィによる光情報記録再生装置の課題は従来の上記特許文献のように再生するときの信号品質を向上させる技術は考えられているが記録するときに発生する信号光と開口フィルタとの位置誤差によるＳ／Ｎ低下による記録品質低下は考えられていない。また、ホログラフィによる光情報記録再生装置は、開口部と信号光との位置関係が少しでもずれると正しく記録できなくなるため、厳密に設定しなければならない。本発明は前記課題を解決し、好適な光情報装置を提供するものである。

上記の目的は、以下に示す構成によって達成される。例えば、ホログラフィを利用した光情報装置であって、レーザを射出する射出部と、前記射出部で射出したレーザが通過する開口部と、前記開口部の周囲に前記レーザの偏光を変える偏光部と、を備えた開口フィルタ部と、前記開口フィルタ部の前記偏光部で偏光されたレーザの光量を検出する光検出部と、前記光検出部で検出された光量に応じて前記開口フィルタ部の移動量を算出する移動量算出部と、前記開口フィルタ部の現在位置を検出して記憶する現在位置検出部と、前記移動量算出部で算出された前記開口フィルタ部の移動量、前記現在位置検出部で記憶した前記開口フィルタの現在位置、いずれかまたは両方の値を用いて前記開口フィルタ部を移動する制御部と、を備えることを特徴とする光情報装置である。

本発明によると、好適な光情報装置を提供することが可能となる。

光情報記録再生装置の構成図 ピックアップの光学系構成図 ピックアップの光学系構成図 記録再生動作フロー 開口フィルタ構成図 光検出器構成図 光検出器の受光部 位置誤差信号説明図 開口フィルタ構成図 位置検出センサ設置図 開口フィルタ位置制御フローチャート 開口フィルタ位置制御フローチャート 位置保持用アクチェータ設置開口フィルタの構成図 位置保持用アクチェータ設置開口フィルタの位置保持方法 位置保持用アクチェータ設置開口フィルタの構成図 開口フィルタ位置制御フローチャート 位置誤差信号説明図 開口フィルタ位置制御フローチャート

以下、実施例について図を用いて説明する。

図１はホログラフィによる光情報記録再生装置の構成図である。光情報記録再生装置１０は、入出力制御回路９０を介して外部制御装置９１と接続されている。記録する場合には、光情報記録再生装置１０は外部制御装置９１から記録する情報信号を入出力制御回路９０により受信する。再生する場合には、光情報記録再生装置１０は再生した情報信号を入出力制御回路９０により外部制御装置９１に送信する。

光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、再生用参照光光学系１２、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４、及び回転モータ５０を備えており、ディスク形状の光情報記録媒体１は回転モータ５０によって回転可能な構成となっている。

ピックアップ１１は、参照光と信号光を光情報記録媒体１に出射し、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録媒体に記録または再生する役割を果たす。記録する情報信号はコントローラ８９によって信号生成回路８６を介してピックアップ１１内の後述する空間光変調器に送り込まれ、信号光は空間光変調器によって変調される。光情報記録媒体１に記録した情報を再生する場合は、ピックアップ１１から出射された参照光を記録するときとは逆の向きに光情報記録媒体に入射させる光波を再生用参照光光学系１２にて生成する。再生用参照光によって再生される再生光をピックアップ１１内の後述する撮像素子によって検出し、信号処理回路８５によって信号を再生する。 光情報記録媒体１に照射する参照光と信号光の照射時間は、ピックアップ１１内の後述するシャッタの開閉時間をコントローラ８９によってシャッタ制御回路８７を介して制御することで調整できる。

キュア光学系１３は、光情報記録媒体１のプリキュアおよびポストキュアに用いる光ビームを生成する役割を果たす。プリキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録する際、所望位置に参照光と信号光を照射する前に予め所定の光ビームを照射する前工程である。ポストキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録した後、該所望の位置に追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程である。

ディスク回転角度検出用光学系１４は、光情報記録媒体１の回転角度を検出するために用いられる。光情報記録媒体１を所定の回転角度に調整する場合は、ディスク回転角度検出用光学系１４によって回転角度に応じた信号を検出し、検出された信号を用いてコントローラ８９によってディスク回転モータ制御回路８８を介して光情報記録媒体１の回転角度を制御する事が出来る。

また、ピックアップ１１、そして、キュア光学系１３は、光情報記録媒体１の半径方向に位置をスライドできる機構が設けられており、アクセス制御回路８１を介して位置制御が行われる。あるいは、光情報記録再生装置１０は光情報記録媒体１を半径方向に位置をスライドする機構を設け、アクセス制御回路８１を介して位置制御が行われる。

光源駆動回路８２からは所定の光源駆動電流がピックアップ１１、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４内の光源に供給され、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光することができる。

ところで、ホログラフィの角度多重の原理を利用した記録技術は、参照光の光情報記憶媒体に対する入射角度（以下参照光角度）のずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。

したがって、ピックアップ１１内に、参照光角度のずれ量を検出する機構を設けて、サーボ信号生成回路８３にてサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御回路８４を介して該ずれ量を補正するためのサーボ機構を光情報記録再生装置１０内に備える。また、ピックアップ１１、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４は、いくつかの光学系構成または全ての光学系構成をひとつに纏めて簡素化しても構わない。

次にピックアップ１１の構成について説明する。図２は、本実施例に係る光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例を示す概略図であり、この図を用いて記録原理を説明する。光源２０１を出射した光ビームはコリメートレンズ２０２を透過し、シャッタ２０３に入射する。シャッタ２０３が開いている時は、光ビームはシャッタ２０３を通過した後、記録動作または再生動作に応じて例えば１／２波長板などで構成される光学素子２０４によってＰ偏光とＳ偏光の光量比が所望の比になるように偏光方向が制御された後、偏光ビームスプリッタ２０５に入射する。本実施例では記録するときにはＰ偏光とＳ偏光、再生するときにはＳ偏光に変換するものとする。

偏光ビームスプリッタ２０５を透過した光ビームは、信号光２０６として働き、ビームエキスパンダ２０８によって所望のビーム径に拡大された後、位相マスク２０９、リレーレンズ２１０、偏光ビームスプリッタ２１１を透過して空間光変調器２１２に入射する。空間光変調器２１２は信号光に２次元画像データなどの情報信号を付加する光学素子である。例えば偏光変換（Ｐ偏光→Ｓ偏光）する微小素子を２次元配列し、記録する情報信号に応じて各素子を駆動する構成とする。

空間光変調器２１２によって情報が付加された信号光２０６は、偏光ビームスプリッタ２１１を反射し、リレーレンズ２１３ならびにアクチュエータ２２６によって位置調整可能な開口フィルタ２１４を伝播する。さらに、信号光は対物レンズ２１５によって光情報記録媒体１に集光する。リレーレンズ２１３を経た信号光２０６は偏光ビームスプリッタ２２７によって、後述する開口フィルタ２１４の位置検出を行うための位置検出信号光２２８に分離される。信号光２０６から分離された位置検出信号光２２８は検出レンズ２２９によって集光され、光検出器２３０に照射される。光検出器２３０はサーボ信号生成回路８３に接続され、サーボ信号生成回路８３では光検出器２３０の出力信号に応じたサーボ信号を生成する。生成されたサーボ信号に応じてコントローラ８９はサーボ制御回路８４を制御し、アクチェータ２２６を駆動する。ここで、ホログラムを光記録媒体１に記録する場合、開口フィルタ２１４の位置（例えばｘ−ｚ面における位置）を所定範囲内（例えば目標位置±１ｕｍ以下）で位置制御するために、光検出器２３０の出力に応じてアクチュエータ２２６を駆動する。また、開口フィルタ２２６の近傍に温度センサ２３５が設置され、コントローラ８９により開口フィルタ近傍の温度が検出可能である。

一方、偏光ビームスプリッタ２０５を反射した光ビームは参照光２０７として働き、偏光方向変換素子２１６によって記録するとき、または再生するときに応じて所定の偏光方向に設定される。本実施例では記録するときにはＳ偏光、再生するときにはＰ偏光に変換するものとする。この後、参照光２０７はミラー２１７ならびにミラー２１８を経由してガルバノミラー２１９に入射する。ガルバノミラー２１９はアクチュエータ２２０によって角度を調整可能のため、レンズ２２１とレンズ２２２を通過した後に光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を、所望の角度に設定することができる。なお、参照光２０７の入射角度を設定するために、ガルバノミラーに代えて、参照光２０７の波面を変換する素子を用いても構わない。

このように信号光と参照光とを光情報記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、光情報記録媒体１内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを光情報記録媒体１に書き込むことで情報を記録する。また、ガルバノミラー２１９によって光情報記録媒体１に入射する参照光２０７の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。

以降、同じ領域に参照光角度を変えて記録されたホログラムにおいて、１つ１つの参照光角度に対応したホログラムを「ページ」と呼び、同領域に角度多重されたページの集合を「ブック」と呼ぶことにする。

光情報記録媒体１に所定量（ページ）の情報が記録された後、シャッタ２０３が閉じ、次に記録される所定量の情報が空間光変調器２１２によって表示される。同時に、ガルバノミラー２１９が微小量（例えば、０．１度）だけ回転して、光情報記録媒体１への参照光２０７の入射角度が変更される。その後シャッタ２０３が開くと、次に記録される所定量の情報が光情報記録媒体１の同一ブックの新たなページとして、先に記録されたページとは異なる角度で多重記録される。そしてページ数が所定の多重数（例えば、２００ページ）に達すると、次のブックへの移動を行う。ブックの移動では対物レンズ２１５の位置に対し図示しない駆動手段により光情報記録媒体１を移動させる。なお、符号２２３と符号２２６はアクチュエータ、符号２２４はガルバノミラー、符号２２５は撮像素子を示す。

図３は、図２と同一構成のピックアップで、再生原理を説明するための概略図である。記録した情報を再生する場合は、前述したように参照光２０７を光情報記録媒体１に入射する。そして、光情報記録媒体１を透過した参照光２０７を、アクチュエータ２２３によって角度調整可能なガルバノミラー２２４に略垂直に入射し反対方向に反射させることで位相共役光とし、再生用参照光として再び光情報記録媒体１に入射する。なお、アクチュエータ２２３及びガルバノミラーは、再生用参照光光学系１２を構成する。

この再生用参照光によって再生された再生光３００は、対物レンズ２１５、リレーレンズ２１３ならびにアクチュエータ２２６によって位置調整可能な開口フィルタ２１４を伝播する。その後、再生光２０６は偏光ビームスプリッタ２１１を透過して撮像素子２２５に入射し、記録した信号を再生することができる。撮像素子２２５としては例えばＣＭＯＳイメージセンサーやＣＣＤイメージセンサーなどの撮像素子を用いることができるが、ページデータを再生可能であれば、どのような素子であっても構わない。

次に、記録・再生の動作フローについて説明する。図４は、本実施例に係る光情報記録再生装置１０における記録、再生の動作フローを示したものである。ここでは、特にホログラフィを利用した記録・再生の動作に関するフローを説明する。

図４（ａ）は、光情報記録再生装置１０に光情報記録媒体１を挿入した後、記録または再生の準備が完了するまでの動作フローを示し、図４（ｂ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に情報を記録するまでの動作フロー、図４（ｃ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に記録した情報を再生するまでの動作フローを示したものである。

図４（ａ）に示すように光情報記録媒体１を挿入すると（Ｓ４０１）、光情報記録再生装置１０は、例えば挿入された光情報記録媒体１がホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する光情報記録媒体であるかどうか光情報記録媒体判別を行う（Ｓ４０２）。

光情報記録媒体判別の結果、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する光情報記録媒体であると判断されると、光情報記録再生装置１０は光情報記録媒体１に設けられたコントロールデータを読み出し（Ｓ４０３）、例えば光情報記録媒体１に関する情報や、例えば記録するときや再生するときにおける各種設定条件に関する情報を取得する。なお、ホログラフィ専用の光情報記録再生装置の場合には、この判別ステップ（Ｓ４０２）を省略してもよい。

コントロールデータの読み出し後は、コントロールデータに応じた各種調整やピックアップ１１に関わる学習処理（Ｓ４０４）を行い、光情報記録再生装置１０は、記録または再生の準備が完了する（Ｓ４０５）。

準備完了状態から情報を記録するまでの動作フローは図４（ｂ）に示すように、まず記録するデータを受信して（Ｓ４１１）、該データに応じた情報をピックアップ１１内の空間光変調器２１２に送り込む。

その後、光情報記録媒体１に高品質の情報を記録できるように、必要に応じて例えば光源２０１のパワー最適化やシャッタ２０３による露光時間の最適化や光検出器２３０の出力に応じてサーボ制御回路８４でアクチュエータ２２６を駆動し開口フィルタ２１４の位置決め等の各種記録用学習処理を事前に行う（Ｓ４１２）。

その後、シーク動作（Ｓ４１３）ではアクセス制御回路８１を制御して、ピックアップ１１ならびにキュア光学系１３の位置を光情報記録媒体１の所定の位置に位置づけする。その後、キュア光学系１３から出射する光ビームを用いて所定の領域をプリキュアし（Ｓ４１４）、ピックアップ１１から出射する参照光と信号光を用いてデータを記録する（Ｓ４１５）。データを記録した後は、キュア光学系１３から出射する光ビームを用いてポストキュアを行う（Ｓ４１６）。必要に応じてデータをベリファイしても構わない。

準備完了状態から記録された情報を再生するまでの動作フローは図４（ｃ）に示すように、まずシーク動作（Ｓ４２１）で、アクセス制御回路８１を制御して、ピックアップ１１ならびに再生用参照光光学系１２の位置を光情報記録媒体の所定の位置に位置づけする。その後、ピックアップ１１から参照光を出射し、光情報記録媒体に記録された情報を読み出し（Ｓ４２２）、再生データを送信する（Ｓ４２３）。

次に、開口フィルタ２１４の位置検出のための詳細構成について説明する。ここでの位置検出とは図２に示す信号光２０６に対する開口フィルタ２１４の相対的な位置のことである。以降、図２に示すように、光情報記録媒体１上のブックの記録／再生方向（ディスクの場合は例えば周方向）をｘ方向、光情報記録媒体１の面内でｘ方向と垂直な方向（半径方向）をｙ方向、開口フィルタ２１４の光軸方向（フォーカス方向）または光情報記録媒体１の垂直方向をｚ方向とし、各方向に対する位置誤差信号をそれぞれＳＸ、ＳＹ、ＳＺとする。図５に撮像素子２２５側からみた開口フィルタ２１４の構成を示す。開口フィルタ２１４の中央には信号光が通過する透過領域２３１があり、その周辺には分割波長板２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄが配置されている。この分割波長板には信号光に対し開口フィルタ２１４に位置誤差が発生している場合に光が照射されるように配置されている。

図２に示したように、信号光２０６は開口フィルタ２１４を通り、対物レンズ２１５により集光され光情報記録媒体１に照射される。ここで、図５に示す分割波長板２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄには先に説明したように信号光に対し開口フィルタ２１４に位置誤差が発生している場合にのみ光が照射される。分割波長板２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄは図５に示すような４分割形状に限ったものではなく、たとえば透過領域２３１の周囲を完全に取り囲むような一体形状でもかまわない。分割波長板２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄに照射された光は偏光ビームスプリッタ２２７によって、開口フィルタ２１４の位置検出を行うための位置検出信号光２２８に分離される。信号光２０６から分離された位置検出信号光２２８は検出レンズ２２９によって集光され、光検出器２３０に照射される。図６に光検出器２３０の構成図を示す。光検出器２３０は領域ａ，ｂ，ｃ，ｄに４分割され、それぞれの領域で光量に応じて信号が出力される。領域ごとに独立した信号出力が得られれば良いため、図６に示した単一の光検出器を４分割とする方法以外にも一例として、領域ごとに光検出器を１つずつ配置する方法でもかまわない。また、光検出器としてＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｄｅｔｅｃｔｏｒ）が利用可能であるが、光量に応じた出力が得られれば良く、ＰＤに限らない。

図７に信号光２１６の位置関係とその際の光検出器での受光状態を示す。図７に示す(状態１)は信号光２１６が透過領域２３１を通過している状態を示す。この場合は信号光２１６に対し開口フィルタ２１４は位置誤差が所定範囲内になる位置にあり、位置検出信号光２２８は光検出器２３０に照射しておらず、光検出器の領域ａ、ｂ、ｃ、ｄいずれからも信号出力されない状態となる。(状態２)では、信号光２１６に対し開口フィルタ２１４がy方向に位置誤差が所定範囲を超える状態を示し、この状態では位置検出信号光２２８は光検出器２３０の領域ａに照射される。(状態３)では、信号光２１６に対し開口フィルタ２１４がx方向に所定範囲を超える位置誤差が発生している状態を示し、この状態では位置検出信号光２２８は光検出器２３０の領域ｃに照射される。(状態４)では、信号光２１６に対し開口フィルタ２１４がｚ方向に所定範囲を超える位置誤差が発生している状態を示し、この状態では位置検出信号光２２８は光検出器２３０の全領域ａ、ｂ、ｃ、ｄに照射される。

ここで、光検出器２３０ａ、ｂ、ｃ、ｄから得られる信号をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとする。位置誤差信号ＳＸ、ＳＹ、ＳＺは例えばそれぞれ以下の式で得られる。

（数１）ＳＸ＝Ａ−Ｃ
（数２）ＳＹ＝Ｂ−Ｄ
（数３）ＳＺ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ
位置誤差信号の演算は例えば光情報記録再生装置のサーボ信号生成回路８３で行い、その算出した結果は例えば、図７の（状態２）はｘ方向（周方向）の位置誤差、（状態３）はｙ方向（半径）方向の位置誤差、（状態４）はｚ方向（フォーカス方向）の位置誤差を示す位置誤差信号となる。図８に位置誤差と位置誤差信号の関係図を示す。図８の(ｘ、ｙ方向)に示すようにｘ、ｙ方向位置誤差信号２３３は位置誤差に対し直線となる。一方ｚ方向位置誤差信号２３４は図８の(ｚ方向)に示すように位置誤差に対しＶ字形となる。この算出した各位置誤差信号ＳＸ、ＳＹ、ＳＺが０に近づくようにアクチュエータ２２６をサーボ制御回路８４により駆動することで、開口フィルタ２１４の位置決め行う。

このように位置制御することで、先に述べたように開口フィルタ２１４の位置（例えばｘ−ｚ面における位置）を、高精度に所定範囲内（例えば目標位置±１ｕｍ以下）に制御可能とすることができる。ここで、例えば何らかの光学的な位置ずれが発生し信号光２２９に対し開口フィルタ２１４に所定範囲を超える位置誤差が発生すると、光検出器２３０の出力に応じてサーボ制御回路８４でアクチュエータ２２６を駆動し開口フィルタ２１４の位置を高精度に、位置誤差が所定範囲内になるように位置制御する。この開口フィルタの高精度な位置制御により、記録するときの信号光のＳ／Ｎ低下が補正可能となる。ここで、例えばサーボ制御回路８４にはコントローラ８９の指示により位置誤差信号のデータ保存が可能とすることで、あらかじめ保存された位置誤差信号を読みだして、読みだした位置誤差信号を基に開口フィルタ２２６の位置制御も可能である。

アクチュエータとして一例としてボイスコイルモータが利用可能であるが、光検出器の出力に応じて開口フィルタを駆動することができればよいため、ボイスコイルモータに限られるものではなく、ステッピングモータやピエゾ素子なども利用可能である。また、必ずしもｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の全軸において制御は必要なく、信号光と開口フィルタの位置誤差による影響が相対的に少ない軸に関してはたとえば構成の簡略化（小型化、低コスト化）のために省略可能である。

これまでは信号光に対する開口フィルタの位置制御に対して説明してきた。ここで、図３に示すような参照光２１６が光情報記録媒体１に照射され、再生用参照光光学系１２により反射され対物レンズ２１５を通過した光に対して、これまで説明してきた信号光に対する開口フィルタ２１４の位置誤差検出光学系を設けることで光情報記録媒体１に対する開口フィルタ２１４の位置制御が可能となる。すなわち、リレーレンズ２１３を経た参照光２１６は偏光ビームスプリッタ２３６によって、開口フィルタ２１４の位置検出を行うための位置検出信号光２３７に分離される。参照光２１６から分離された位置検出信号光２３７は検出レンズ２３８によって集光され、光検出器２３９に照射される。光検出器２３９はサーボ信号生成回路８３に接続され、サーボ信号生成回路８３では光検出器２３０の出力信号に応じたサーボ信号を生成する。生成されたサーボ信号に応じてコントローラ８９はサーボ制御回路８４を制御し、アクチェータ２２６を駆動する。このような構成とすることにより、開口フィルタを信号光（撮像素子２２５からの光）／参照光（光情報記録媒体１からの光）で位置制御可能な構成となる。

以上本実施例によれば、信号光のＳ／Ｎ低下を補正可能な光情報記録装置を提供することができる。

位置検出信号光２２８で開口フィルタ２１４の位置誤差が所定範囲内（例えば５μｍ以下）になる位置に位置制御後、開口フィルタ２１４の位置を検出する位置検出センサ２４０の信号を利用する。図９に開口フィルタ２１４に位置検出センサ２４０を設置した構成図を示す。開口フィルタ２１４には透過部２３２の周辺領域に分割波長板２３３ａ、２３３ｂ、２３３ｃ、２３３ｄが設置してある。さらに開口フィルタ２１４の位置が検出できるように位置検出センサ２４０が設置される。位置検出センサ２４０はサーボ信号生成回路８３に接続され、サーボ信号生成回路８３では光検出器２３０の出力信号に応じたサーボ信号を生成する。生成されたサーボ信号に応じてコントローラ８９はサーボ制御回路８４を制御し、アクチェータ２２６を駆動する。本実施例における位置検出センサ２４０は開口フィルタ２１４のｘ、ｙ、ｚ軸の位置誤差が検出できればよく、例えばＰｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ(ＰＳＤ)により実現することが可能であるが、開口フィルタ２１４の位置誤差を検出できるのであれば、たとえば磁気センサなどどのようなセンサや素子であっても構わない。

ここでは開口フィルタ２１４の位置を直接検出するように位置検出センサ２４０を設置したが以下に示すような構成でも構わない。図１０にワイヤサスペンションに位置検出センサを設置した構成図を示す。開口フィルタ２１４のアクチェータを一例としてボイスコイルモータとし、開口フィルタ２１４はワイヤサスペンション２４１により吊られている。ここで、ワイヤサスペンション２４１の一部に位置検出用ミラー２４２を設け、位置検出センサ２４０により位置検出用ミラー２４２の位置を検出することにより開口フィルタ２１４の位置を等価的に検出可能となる。

続いて位置検出信号光を用いた位置検出と、位置検出センサを用いた位置検出と、を用いた制御手順についてフローチャートを用いて説明する。図１１に開口フィルタの位置制御のフローチャートを示す。図１１に示すように、光情報記録媒体１への記録前に、まず装置の電源On（Ｓ６０１）に引き続き、レーザ発光（Ｓ６０２）を行い信号光２０６により開口フィルタの位置誤差が所定範囲内となる位置調整の準備を行う。次に信号光２０６により開口フィルタの位置検出（Ｓ６０３）を光検出器２３０にて行う。さらに光検出器２３０は図２に示したようにサーボ信号生成回路８３に接続され、サーボ信号生成回路８３では光検出器２３０の出力信号に応じたサーボ信号を生成する。生成されたサーボ信号に応じてコントローラ８９はサーボ制御回路８４を制御し、図８に示したように光検出器２３０の出力が所定値以内となる位置にアクチェータ２２６を制御して位置の調整（Ｓ６０４）を行う。続いて、図９に示すように位置検出センサ２４０で開口フィルタ２１４の位置検出（Ｓ６０５）を行う。続いて、信号光による位置調整をＯＦＦする。（Ｓ６０６）。位置検出センサ２４０はサーボ信号生成回路８３に接続され、サーボ信号生成回路８３では位置検出センサ２４０の出力信号に応じたサーボ信号を生成する。生成されたサーボ信号に応じてコントローラ８９はサーボ制御回路８４を制御し、アクチェータ２２６を制御して位置の調整（Ｓ６０４）を行う。以降は位置検出センサ２４０による位置誤差が所定範囲内になる位置調整の状態で光情報記録媒体１への記録を行う。（Ｓ６０７）。これまで説明してきた制御手順により、実施例１に比較してより高信頼な信号光のＳ／Ｎ低下を補正可能な光情報記録再生装置を提供することができる。

実施例２では、図２に示すように偏光ビームスプリッタ２２７によって、開口フィルタ２１４の位置検出を行うための位置検出信号光２２８を生成し、光検出器２３０の信号を用いて開口フィルタ２１４の位置制御をし、その後位置検出センサ２４０の信号を用いて開口フィルタ２１４の位置制御をしていた。ここで、以下の方法により、簡素な光学系とすることでより簡略化した光情報記録再生装置を提供できる。信号光２２８に対する開口フィルタ２１４の位置誤差は主に光学系の取り付け精度により発生するため、光情報記録媒体１の状態に応じて常に変化するものではない。

一方で記録するときに光情報記録再生装置１０全体が振動、衝撃などを受けると信号光２０６に対する開口フィルタ２１４の位置誤差が発生する可能性がある。そこで、位置検出信号光２２８を用いて、あらかじめ開口フィルタ２１４の位置誤差が所定値以内となる位置を求め、開口フィルタ２１４の位置について位置検出センサ２４０の信号を取得し、これを用いて位置の調整を行う。位置検出センサ２４０を用いた位置検出の制御手順についてフローチャートを用いて説明する。図１２の（光学系組立時）に示すように、まずレーザ発光（Ｓ７０１）を行い開口フィルタ２１４の位置誤差が所定範囲内となる位置調整の準備を行う。次に信号光２０６により開口フィルタ２１４の位置検出（Ｓ７０２）を光検出器２３０にて行う。さらに光検出器２３０は図２に示したようにサーボ信号生成回路８３に接続され、サーボ信号生成回路８３では光検出器２３０の出力信号に応じたサーボ信号を生成する。生成されたサーボ信号に応じてコントローラ８９はサーボ制御回路８４を制御し、図８に示したように光検出器２３０の出力が所定範囲内となる位置に開口フィルタ２１４がくるようにアクチェータ２２６を制御して位置の調整（Ｓ７０３）を行う。

この状態で図９に示すように位置検出センサ２４０で開口フィルタ２１４の位置検出を行う。（Ｓ７０４）。サーボ制御回路８４はコントローラ８９の指示により、位置誤差信号のデータ保存が可能であるため、位置検出センサ２４０の値の保存（Ｓ７０４）を実施する。この位置検出センサ２４０の値が、位置誤差が所定範囲内となる開口フィルタ２１４の位置となる。光学系組立が終了後、図２に示す偏光ビームスプリッタ２２７、検出レンズ２２９、光検出器２３０は不要となるため取り外すことで、光学系組立時のみに利用し光学系を簡略化（省スペース、低コスト）可能となる。記録するときは図１２の（記録時）に示すように、装置の電源On（Ｓ７０６）後、光情報記録媒体１への記録（Ｓ７０７）の場合は（光学系組立時）コントローラ８９は、サーボ制御回路８４に指示しサーボ制御回路８４に保存されている位置センサ２４０の値読み出し（Ｓ７０８）を行う。

そしてサーボ制御回路８４は、読みだした位置情報を用いて、アクチェータ２２６を制御して開口フィルタ２１４の位置の調整制御（Ｓ７０９）を行う。以降一定周期で位置検出センサ２４０の位置情報をモニタリングすることで、光情報記録再生装置１０全体が振動、衝撃が発生した場合にも位置検出センサ２４０の位置情報に応じて開口フィルタのアクチェータを制御することで開口フィルタ２４０を位置誤差が所定範囲内となる位置に制御することが可能となる。光情報記録媒体１への記録（Ｓ７０７）ではない場合は即処理終了となる。

これまで説明してきたフローにより簡略した光学系で信号光のＳ／Ｎ低下が調整可能な光情報記録再生装置を提供することができる。

実施例２もしくは３では光検出器もしくは位置検出センサの出力に応じて開口フィルタの位置制御を行うこととした。ここで、記録するときに信号光と開口フィルタの位置誤差が発生するのは主に光学組立時であり、記録するときに信号光に対する開口フィルタの位置誤差が発生するのは光情報記録再生装置全体が振動、衝撃などを受けた場合である。

ここで、一度開口フィルタを、位置誤差が所定範囲内の位置になるようにアクチュエータで位置制御した後は、光情報記録再生装置全体が振動、衝撃を受けても開口フィルタが移動しないように保持することも考えられる。図１３に開口フィルタ２１４を保持するための位置保持用アクチュエータ２５０を設置した構成図を示す。

開口フィルタ２１４の周辺に、保持するための位置保持用アクチェータ２５０を配置する。位置保持用アクチェータ２５０は、固定部２５１と開口フィルタ２１４の間に配置される。位置保持用アクチェータ２５０は図中矢印で示す方向に駆動し、位置保持用アクチェータ２５０の駆動方向に応じて開口フィルタ２１４の位置制御が行われる。

図１３では一例としてＸ軸方向に開口フィルタ２１４に対して挟み込む形で位置保持用アクチェータ２５０を２つ配置している。図１４にＸ、Ｙ、Ｚ方向に開口フィルタ２１４が変位した場合の位置保持用アクチュエータ２５０の動作を示す。図１４(ｘ方向変位時)に示すようにｘ-ｚ断面で開口フィルタ２１４がｘ方向に変位した位置で位置保持する場合には、２つある位置保持用アクチェータ２５０の１つがｘ方向に延びる方向に駆動し、もう一つが同じくｘ方向に縮む方向に駆動することで開口フィルタ２１４を保持する。

図１４(ｙ方向変位時)に示すようにｙ-ｚ断面で開口フィルタ２１４が図示しないアクチェータでy方向に変位した位置で位置保持する場合には、位置保持用アクチェータ２５０は、図示しないｘ方向に開口フィルタ２１４を圧縮するように駆動することで開口フィルタ２１４を保持する。ｚ方向の保持は、図１４(ｚ方向変位時)に示すようにｘ-ｚ断面で開口フィルタ２１４が図示しないアクチェータでｚ方向に変位した位置で位置保持する場合には、位置保持用アクチェータ２５０はｘ方向に開口フィルタ２１４を圧縮するように駆動することで開口フィルタ２１４を保持する。開口フィルタ２１４に対し挟み込む形に位置保持用アクチュエータ２５０を設置することで、開口フィルタ２１４がＸ、Ｙ、Ｚ方向に保持可能となる。

一例としてｘ軸方向に対し開口フィルタに対し挟み込む形で位置保持用アクチェータを２つ配置した場合の形態を説明してきたが、たとえばｙ方向に開口フィルタに対し挟み込む形で位置保持用アクチェータを２つ配置することでも実現可能である。

また、開口フィルタの駆動方向であるＸ、Ｙ、Ｚ軸に対して位置保持用アクチェータを２つにする場合には、位置保持用アクチェータと開口フィルタとの保持のための接触面積が小さく保持安定性が低下する軸が発生するが、以下の形態により開口フィルタの可動全軸で保持安定性が保たれる構成となる。

図１５に、開口フィルタを保持するための位置保持用アクチュエータを設置した構成図を示す。開口フィルタ２１４の、たとえばｚ方向に突起した開口フィルタ２１４の突起部２１４１周辺に、開口フィルタ２１４を保持するための位置保持用アクチェータ２５０を配置する。位置保持用アクチェータ２５０は固定部２５１と開口フィルタ２１４の間に配置される。位置保持用アクチェータ２５０は図中矢印で示す方向に駆動し、位置保持用アクチェータ２５０の駆動方向に応じて開口フィルタ２１４位置制御が行われる。

図１５に示すような配置とすることで開口フィルタ２１４がｚ方向に変位した状態で位置保持する場合でも位置保持用アクチェータ２５０と開口フィルタ２１４の接触面積が十分確保可能となり、全可動軸で保持安定性が確保可能となる。ここで、ｚ方向のみに対し位置保持用アクチェータ２５０を配置した場合には開口フィルタ２１４の突起部２１４１のみの保持となり、開口フィルタ２１４のｘ軸を中心とした回転方向への回転保持力が弱く、保持安定性が低下する。そのため先に説明したｘ方向の位置保持用アクチェータも用いた相互保持により全可動軸で保持安定性が確保可能となる。

ここで、位置保持用アクチェータは電気的もしくは機構的に位置調整が可能なアクチェータであればよく、さらに保持することができる機構であることが望ましい。たとえばピエゾ素子によるものが挙げられるがこれに限るものではない。このような構成とすることで、光検出器もしくは位置検出センサの信号を元に開口フィルタをアクチェータで位置誤差が所定範囲内の位置に位置制御し、その状態で位置保持用アクチェータにより記録するときの全軸を保持することで振動、衝撃による開口フィルタの位置誤差発生を防ぐことができる。

続いて制御手順についてフローチャートを用いて説明する。図１６に保持機構を用いた開口フィルタの位置制御フローを示す。まず、実施例２で示した方法で開口フィルタの位置調整を行う（Ｓ８０１）。次に全軸に対し保持を行い開口フィルタの位置保持を行う（Ｓ８０２）。この状態で記録を続け、記録終了を確認し（Ｓ８０３）、保持を解除する（Ｓ８０４）。なお、再生するときは位置保持用アクチェータ２５０で再生するときの開口フィルタ位置制御が可能となる。

これまで説明してきた構成により実施例２もしくは３に比較して、より小型化が可能となり、位置補正の精度を落とすことなく簡略した制御で信号光のＳ／Ｎ低下を補正可能な光情報記録再生装置を提供することができる。

実施例４で実施していた位置制御を簡略化した状態で開口フィルタの位置調整を行うには、以下の方法で可能である。

図１７に位置誤差と位置誤差信号の関係図を示す。ｘ軸方向に位置誤差が発生した場合には光検出器もしくは位置検出センサ出力に図１７に示す位置誤差信号２７０が発生する。図１７に示すように位置誤差ｘが０から変化するほど位置誤差信号２７０も０から変化していく。先に説明したように位置誤差信号２７０が０から変化した場合は信号光に対する開口フィルタの位置誤差が大きくなり信号光のＳ／Ｎ低下を招く。ここで、光情報記録再生装置１０として許容できるＳ／Ｎ低下から許容できる位置誤差信号２７０の位置誤差補正しきい値２７１を決定する。このしきい値は先に説明した光学系組立時にあらかじめ求めておいてもよい。ここで、光学系組立時と記録するときで大きく温度差があった場合にはたとえば位置誤差信号２７０が同一値であったとしても、位置検出センサの温度特性などにより実際の位置誤差が光学系組立時と記録するときとで乖離する場合がある。そこで、たとえばあらかじめ求めておいた位置誤差しきい値に対して、図２に示す温度センサ２２８で検出した温度に応じた補正を同じく図２に示すコントローラ８９によって行い、実際の位置誤差が光学系組立時と、記録するときと、で乖離するのを防ぐようにしてもよい。ここで、開口フィルタ２１４は、位置誤差SXが所定範囲内になる位置に位置制御された後は、位置保持用アクチェータ２５０でその位置を保持されているが、振動、衝撃などでその位置に変化が生じる可能性がある。しかし、先に示したしき値以内であれば位置補正は必要ない。

続いて制御手順についてフローチャートを用いて説明する。図１８に保持機構を用いた開口フィルタ２１４の位置調整フローを示す。まず、実施例４で示した方法で開口フィルタ２１４の位置調整を行う（Ｓ９０１）。次に全軸に対し保持を行い開口フィルタ２１４の位置保持を行う（Ｓ９０２）。この状態で記録を続け、記録開始から所定の時間が経過するなど、位置誤差しきい値確認契機となったら（Ｓ９０３のＹ）、位置情報を確認する（Ｓ９０４）。そして図１７で説明したように、確認した位置誤差信号が、位置誤差のしきい値を超えていないか判断（Ｓ９０５）する。

しきい値を超えている場合は（Ｓ９０５のＹ）保持を解除する（Ｓ９０６）。その後、記録終了を確認し（Ｓ９０７）、記録継続が必要な場合は（Ｓ９０７のＮ）再度開口フィルタの位置調整（Ｓ９０１）に戻る。記録が終了すると判断された場合は（Ｓ９０７のＹ）処理が終了する。なお説明はｘ軸を用いたがｙ、ｚ軸とも同様の処理で制御可能である。すなわち、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸それぞれ独立でしきい値を持ち、それぞれの軸で位置誤差信号としきい値との比較を行い必要な軸だけ位置調整をする。ここで、必ずしもｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の全軸において位置調整の制御は必要なく、光学系の構成により、信号光と開口フィルタの位置誤差による影響が他の軸に対し相対的に少ない軸に関しては、たとえば高性能簡略化（小型化、低コスト化）のために省略可能である。

このようにすることで、実施例４で実施していた常時位置制御に比較して簡略化した制御で信号光のＳ／Ｎ低下を補正可能な光情報記録再生装置を提供することができる。

１・・・光情報記録媒体、１０・・・光情報記録再生装置、
１１・・・ピックアップ、１２・・・再生用参照光光学系、１３・・・キュア光学系、
１４・・・ディスク回転角度検出用光学系、５０・・・回転モータ、
８１・・・アクセス制御回路、８２・・・光源駆動回路、８３・・・サーボ信号生成回路、
８４・・・サーボ制御回路、８５・・・信号処理回路、８６・・・信号生成回路、
８７・・・シャッタ制御回路、８８・・・ディスク回転モータ制御回路、
８９・・・コントローラ、９０…入出力制御回路、９１…外部制御装置、
２０１・・・光源、２０２・・・コリメートレンズ、２０３・・・シャッタ、
２０４・・・１／２波長板、２０５・・・偏光ビームスプリッタ、２０６・・・信号光（再生光）、２０７・・・参照光、２０８・・・ビームエキスパンダ、２０９・・・フェーズ（位相）マスク、
２１０・・・リレーレンズ、２１１・・・偏光ビームスプリッタ、
２１２・・・空間光変調器、２１３・・・リレーレンズ、２１４・・・開口フィルタ、
２１５・・・対物レンズ、２１６・・・偏光方向変換素子、２１７・・・ミラー、
２１８・・・ミラー、２１９・・・ガルバノミラー、２２０・・・アクチュエータ、
２２１・・・レンズ、２２２・・・レンズ、２２３・・・アクチュエータ、
２２４・・・ガルバノミラー、２２５・・・撮像素子、２２６・・・アクチュエータ、
２２７・・・偏光ビームスプリッタ、２２８・・・位置検出信号光、２２９・・・検出レンズ、
２３０・・・光検出器、２３１・・・透過領域、２３２a、ｂ、ｃ、ｄ・・・分割波長板、
２３３・・・ｘ、ｙ方向位置誤差信号、２３４・・・ｚ方向位置誤差信号、２３５・・・温度センサ、
２３６・・・偏光ビームスプリッタ、２３７・・・位置検出信号光、２３８・・・検出レンズ、
２３９・・・光検出器、
２４０・・・位置検出センサ、２４１・・・ワイヤサスペンション、２４２・・・位置検出用ミラー
２５０・・・位置保持用アクチェータ、２５１・・・固定部、
２７０・・・位置誤差信号、２７１・・・位置誤差補正しきい値、２７２・・・補正後のしきい値、
３００・・・再生光
２１４１・・・開口フィルタの突起部

Claims (6)

1. ホログラフィを利用した光情報装置であって、
   レーザを射出する射出部と、
   前記射出部で射出したレーザが通過する開口部と、前記開口部の周囲に前記レーザの偏光を変える偏光部と、を備えた開口フィルタ部と、
   前記開口フィルタ部の前記偏光部で偏光されたレーザの光量を検出する光検出部と、
   前記光検出部で検出された光量に応じて前記開口フィルタ部の移動量を算出する移動量算出部と、
   前記開口フィルタ部の現在位置を検出して記憶する現在位置検出部と、
   前記移動量算出部で算出された前記開口フィルタ部の移動量、前記現在位置検出部で記憶した前記開口フィルタの現在位置、のうち少なくとも１つの値を用いて前記開口フィルタ部を移動する制御部と、
   を備えることを特徴とする光情報装置。
2. 請求項１に記載の光情報装置であって、
   前記開口フィルタ部の対向する辺に、前記開口フィルタ部を保持する保持部を設けることを特徴とする光情報装置。
3. 請求項２に記載の光情報装置であって、
   前記保持部は、２軸方向に移動可能であることを特徴とする光情報装置。
4. 請求項３に記載の光情報装置であって、
   前記制御部は、前記保持部を移動させる制御を行うことを特徴とする光情報装置。
5. 請求項１に記載の光情報装置であって、
   前記開口フィルタ部の温度を検出する温度検部を備え、前記判定手段に温度による補正が可能であることを特徴とする光情報装置。
6. 請求項１から４のいずれか１項に記載の光情報装置であって、
   前記保持部はアクチュエータであることを特徴とする光情報装置。

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