JP3652337B2 - 光情報記録装置および光情報再生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に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光情報記録装置、および特にホログラフィを利用して光情報記録媒体から情報を再生する光情報再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録するホログラフィック記録は、一般的に、イメージ情報を持った光と参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、そのときにできる干渉縞を記録媒体に書き込むことによって行われる。記録された情報の再生時には、その記録媒体に参照光を照射することにより、干渉縞による回折によりイメージ情報が再生される。
【０００３】
近年では、超高密度光記録のために、ボリュームホログラフィ、特にデジタルボリュームホログラフィが実用域で開発され注目を集めている。ボリュームホログラフィとは、記録媒体の厚み方向も積極的に活用して、３次元的に干渉縞を書き込む方式であり、厚みを増すことで回折効率を高め、多重記録を用いて記録容量の増大を図ることができるという特徴がある。そして、デジタルボリュームホログラフィとは、ボリュームホログラフィと同様の記録媒体と記録方式を用いつつも、記録するイメージ情報は２値化したデジタルパターンに限定した、コンピュータ指向のホログラフィック記録方式である。このデジタルボリュームホログラフィでは、例えばアナログ的な絵のような画像情報も、一旦デジタイズして、２次元デジタルパターン情報に展開し、これをイメージ情報として記録する。再生時は、このデジタルパターン情報を読み出してデコードすることで、元の画像情報に戻して表示する。これにより、再生時にＳＮ比（信号対雑音比）が多少悪くても、微分検出を行ったり、２値化データをコード化しエラー訂正を行ったりすることで、極めて忠実に元の情報を再現することが可能になる。
【０００４】
図７５は、従来のデジタルボリュームホログラフィにおける記録再生系の概略の構成を示す斜視図である。この記録再生系は、２次元デジタルパターン情報に基づく情報光１０２を発生させる空間光変調器１０１と、この空間光変調器１０１からの情報光１０２を集光して、ホログラム記録媒体１００に対して照射するレンズ１０３と、ホログラム記録媒体１００に対して情報光１０２と略直交する方向から参照光１０４を照射する参照光照射手段（図示せず）と、再生された２次元デジタルパターン情報を検出するためのＣＣＤ（電荷結合素子）アレイ１０７と、ホログラム記録媒体１００から出射される再生光１０５を集光してＣＣＤアレイ１０７上に照射するレンズ１０６とを備えている。ホログラム記録媒体１００には、ＬｉＮｂＯ_３等の結晶が用いられる。
【０００５】
図７５に示した記録再生系では、記録時には、記録する原画像等の情報をデジタイズし、その０か１かの信号を更に２次元に配置して２次元デジタルパターン情報を生成する。一つの２次元デジタルパターン情報をページデータと言う。ここでは、＃１〜＃ｎのページデータを、同じホログラム記録媒体１００に多重記録するものとする。この場合、まず、ページデータ＃１に基づいて、空間光変調器１０１によって画素毎に透過か遮光かを選択することで、空間的に変調された情報光１０２を生成し、レンズ１０３を介してホログラム記録媒体１００に照射する。同時に、ホログラム記録媒体１００に、情報光１０２と略直交する方向θ１から参照光１０４を照射して、ホログラム記録媒体１００の内部で、情報光１０２と参照光１０４との重ね合わせによってできる干渉縞を記録する。なお、回折効率を高めるために、参照光１０４は、シリンドリカルレンズ等により偏平ビームに変形し、干渉縞がホログラム記録媒体１００の厚み方向にまで渡って記録されるようにする。次のページデータ＃２の記録時には、θ１と異なる角度θ２から参照光１０４を照射し、この参照光１０４と情報光１０２とを重ね合わせることによって、同じホログラム記録媒体１００に対して情報を多重記録することができる。同様に、他のページデータ＃３〜＃ｎの記録時には、それぞれ異なる角度θ３〜θｎから参照光１０４を照射して、情報を多重記録する。このように情報が多重記録されたホログラムをスタックと呼ぶ。図７５に示した例では、ホログラム記録媒体１００は複数のスタック（スタック１，スタック２，…，スタックｍ，…）を有している。
【０００６】
スタックから任意のページデータを再生するには、そのページデータを記録した際と同じ入射角度の参照光１０４を、そのスタックに照射してやればよい。そうすると、その参照光１０４は、そのページデータに対応した干渉縞によって選択的に回折され、再生光１０５が発生する。この再生光１０５は、レンズ１０６を介してＣＣＤアレイ１０７に入射し、再生光の２次元パターンがＣＣＤアレイ１０７によって検出される。そして、検出した再生光の２次元パターンを、記録時とは逆にデコードすることで原画像等の情報が再生される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図７５に示した構成では、同じホログラム記録媒体１００に情報を多重記録することができるが、情報を超高密度に記録するためには、ホログラム記録媒体１００に対する情報光１０２および参照光１０４の位置決めが重要になる。しかしながら、図７５に示した構成では、ホログラム記録媒体１００自体に位置決めのための情報がないため、ホログラム記録媒体１００に対する情報光１０２および参照光１０４の位置決めは機械的に行うしかなく、精度の高い位置決めは困難である。そのため、リムーバビリティ（ホログラム記録媒体をある記録再生装置から他の記録再生装置に移して同様の記録再生を行うことの容易性）が悪く、また、ランダムアクセスが困難であると共に高密度記録が困難であるという問題点がある。更に、図７５に示した構成では、情報光１０２、参照光１０４および再生光１０５の各光軸が、空間的に互いに異なる位置に配置されるため、記録または再生のための光学系が大型化するという問題点がある。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、光情報記録媒体に対して、情報の記録または再生のための光の位置決めを精度よく行うことができるようにした光情報記録装置および光情報再生装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光情報記録装置は、データを担持した情報光と記録用参照光との干渉によって生じる干渉パターンを記録媒体の情報記録層に記録することによってデータを記録するホログラフィを利用した光情報記録装置であって、前記記録媒体を駆動する手段と、前記情報光および前記記録用参照光を前記記録媒体の情報記録層に照射する記録光学系とを有し、前記情報光および前記記録用参照光の前記情報記録層における照射位置を前記記録媒体の移動に追従させることを特徴とする。
【００１０】
本発明の光情報記録装置では、情報光と記録用参照光を情報記録層に照射してデータを記録する際に、情報光と記録用参照光が光情報記録媒体の動きに追従し、情報記録層における同一箇所に照射される。
【００１１】
本発明の光情報記録装置において、前記記録用参照光は、光の位相が空間的に変調されたものであってもよい。また、本発明の光情報記録装置において、前記記録媒体に記録された位置決め情報に基づいて前記情報光および前記記録用参照光の照射位置を決める位置決め制御手段を備えていてもよい。
【００１２】
また、本発明の光情報記録装置において、前記記録光学系は、前記情報光および前記記録用参照光を前記記録媒体の同一面側から、前記情報光および前記記録用参照光の光軸が同一線上となるように前記記録媒体に対して照射することが好ましい。
【００１３】
本発明の光情報再生装置は、データを担持した情報光と記録用参照光との干渉によって生じた干渉パターンが記録された記録媒体の情報記録層に対して再生用参照光を照射することによってデータを再生するホログラフィを利用した光情報再生装置であって、前記記録媒体を駆動する手段と、前記再生用参照光を前記記録媒体の情報記録層に照射する再生光学系とを有し、前記再生用参照光の前記情報記録層における照射位置を前記記録媒体の移動に追従させることを特徴とする。
【００１４】
本発明の光情報再生装置では、再生用参照光を情報記録層に照射してデータを再生する際に、再生用参照光が光情報記録媒体の動きに追従し、情報記録層における同一箇所に照射される。
【００１５】
本発明の光情報再生装置において、前記再生用参照光は、光の位相が空間的に変調されたものであってもよい。また、前記記録媒体に記録された位置決め情報に基づいて前記再生用参照光の照射位置を決める位置決め制御手段とを備えていてもよい。
【００１６】
また、本発明の光情報再生装置において、前記再生光学系は、前記再生用参照光を前記情報記録層に対して照射すると共に、前記再生用参照光が照射されることによって前記情報記録層より発生される再生光を、前記情報記録層に対して前記再生用参照光を照射する側と同じ面側より収集し、前記再生用参照光および前記再生光の光軸が同一線上となるように、対物レンズによって前記記録媒体に対して前記再生用参照光を照射することが好ましい。
【００１７】
本発明の他の光情報記録装置は、ホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層を備えた記録媒体に対して情報を記録するための装置であって、前記記録媒体に対して対向するように配置されるピックアップ装置を備えている。
【００１８】
このピックアップ装置は、光束を出射する光源と、この光源から出射される光束を空間的に変調することによって、情報を担持した情報光を生成する情報光生成手段と、前記光源から出射される光束を用いて、記録用参照光を生成する記録用参照光生成手段と、前記情報記録層に前記情報光と前記記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情報が記録されるように、前記情報光と前記記録用参照光とを、前記情報記録層に対して同一面側より照射する記録光学系と、前記記録媒体を駆動する手段とを有し、前記記録媒体は、前記情報光および記録用参照光の位置決めのための情報が記録されており、前記位置決めのための情報に基づいて前記情報光および記録用参照光の前記情報記録層における照射位置を決め、前記照射位置を前記記録媒体の移動に追従させることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の他の光情報記録装置において、前記記録光学系は、前記情報光および記録用参照光の光軸が同一線上に配置されるように前記情報記録層に照射することが好ましい。
【００２０】
本発明の他の光情報再生装置は、ホログラフィを利用して情報が記録された情報記録層を備えた記録媒体より情報を再生するための装置であって、前記記録媒体に対して対向するように配置されるピックアップ装置を備えている。
【００２１】
ピックアップ装置は、光束を出射する光源と、この光源から出射される光束を用いて、再生用参照光を生成する再生用参照光生成手段と、この再生用参照光生成手段によって生成された再生用参照光を情報記録層に対して照射すると共に、前記再生用参照光が照射されることによって前記情報記録層より発生される再生光を、前記情報記録層に対して前記再生用参照光を照射する側と同じ面側より収集する再生光学系と、この再生光学系によって収集された再生光を検出する検出手段と、前記記録媒体を駆動する手段とを有し、前記記録媒体は、前記再生用参照光の位置決めのための情報が記録されており、前記位置決めのための情報に基づいて前記再生用参照光の前記情報記録層における照射位置を決め、前記照射位置を前記記録媒体の移動に追従させることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の他の光情報再生装置において、前記再生光学系は、前記再生光の光軸が前記再生用参照光の光軸と同一線上に配置されるように、前記再生用参照光を前記情報記録層に照射することが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の第１の実施の形態は、位相符号化（フェーズエンコーディング）多重による多重記録を可能とした例である。図１は、本実施の形態に係る光情報記録再生装置におけるピックアップ装置（以下、単にピックアップと言う。）と本実施の形態における光情報記録媒体の構成を示す説明図、図２は本実施の形態に係る光情報記録再生装置の全体構成を示すブロック図である。なお、光情報記録再生装置は、光情報記録装置と光情報再生装置とを含んでいる。
【００２４】
始めに、図１を参照して、本実施の形態における光情報記録媒体の構成について説明する。この光情報記録媒体１は、ポリカーボネート等によって形成された円板状の透明基板２の一面に、ボリュームホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層としてのホログラム層３と、反射膜５と、保護層４とを、この順番で積層して構成されている。ホログラム層３と保護層４との境界面には、半径方向に線状に延びる複数の位置決め領域としてのアドレス・サーボエリア６が所定の角度間隔で設けられ、隣り合うアドレス・サーボエリア６間の扇形の区間がデータエリア７になっている。アドレス・サーボエリア６には、サンプルドサーボ方式によってフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを行うための情報とアドレス情報とが、予めエンボスピット等によって記録されている。なお、フォーカスサーボは、反射膜５の反射面を用いて行うことができる。トラッキングサーボを行うための情報としては、例えばウォブルピットを用いることができる。透明基板２は例えば０．６ｍｍ以下の適宜の厚み、ホログラム層３は例えば１０μｍ以上の適宜の厚みとする。ホログラム層３は、光が照射されたときに光の強度に応じて屈折率、誘電率、反射率等の光学的特性が変化するホログラム材料によって形成されている。ホログラム材料としては、例えば、デュポン（Ｄｕｐｏｎｔ）社製フォトポリマ（ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｓ）ＨＲＦ−６００（製品名）等が使用される。反射膜５は、例えばアルミニウムによって形成されている。
【００２５】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係る光情報記録再生装置の構成について説明する。この光情報記録再生装置１０は、光情報記録媒体１が取り付けられるスピンドル８１と、このスピンドル８１を回転させるスピンドルモータ８２と、光情報記録媒体１の回転数を所定の値に保つようにスピンドルモータ８２を制御するスピンドルサーボ回路８３とを備えている。光情報記録再生装置１０は、更に、光情報記録媒体１に対して情報光と記録用参照光とを照射して情報を記録すると共に、光情報記録媒体１に対して再生用参照光を照射し、再生光を検出して、光情報記録媒体１に記録されている情報を再生するためのピックアップ１１と、このピックアップ１１を光情報記録媒体１の半径方向に移動可能とする駆動装置８４とを備えている。
【００２６】
光情報記録再生装置１０は、更に、ピックアップ１１の出力信号よりフォーカスエラー信号ＦＥ，トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦを検出するための検出回路８５と、この検出回路８５によって検出されるフォーカスエラー信号ＦＥに基づいて、ピックアップ１１内のアクチュエータを駆動して対物レンズを光情報記録媒体１の厚み方向に移動させてフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ回路８６と、検出回路８５によって検出されるトラッキングエラー信号ＴＥに基づいてピックアップ１１内のアクチュエータを駆動して対物レンズを光情報記録媒体１の半径方向に移動させてトラッキングサーボを行うトラッキングサーボ回路８７と、トラッキングエラー信号ＴＥおよび後述するコントローラからの指令に基づいて駆動装置８４を制御してピックアップ１１を光情報記録媒体１の半径方向に移動させるスライドサーボを行うスライドサーボ回路８８とを備えている。
【００２７】
光情報記録再生装置１０は、更に、ピックアップ１１内の後述するＣＣＤアレイの出力データをデコードして、光情報記録媒体１のデータエリア７に記録されたデータを再生したり、検出回路８５からの再生信号ＲＦより基本クロックを再生したりアドレスを判別したりする信号処理回路８９と、光情報記録再生装置１０の全体を制御するコントローラ９０と、このコントローラ９０に対して種々の指示を与える操作部９１とを備えている。コントローラ９０は、信号処理回路８９より出力される基本クロックやアドレス情報を入力すると共に、ピックアップ１１、スピンドルサーボ回路８３およびスライドサーボ回路８８等を制御するようになっている。スピンドルサーボ回路８３は、信号処理回路８９より出力される基本クロックを入力するようになっている。コントローラ９０は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）およびＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）を有し、ＣＰＵが、ＲＡＭを作業領域として、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによって、コントローラ９０の機能を実現するようになっている。
【００２８】
次に、図１を参照して、本実施の形態におけるピックアップ１１の構成について説明する。ピックアップ１１は、スピンドル８１に光情報記録媒体１が固定されたときに、光情報記録媒体１の透明基板２側に対向する対物レンズ１２と、この対物レンズ１２を光情報記録媒体１の厚み方向および半径方向に移動可能なアクチュエータ１３と、対物レンズ１２における光情報記録媒体１の反対側に、対物レンズ１２側から順に配設された２分割旋光板１４およびプリズムブロック１５を備えている。２分割旋光板１４は、図１において光軸の左側部分に配置された旋光板１４Ｌと、図１において光軸の右側部分に配置された旋光板１４Ｒとを有している。旋光板１４Ｌは偏光方向を＋４５°回転させ、旋光板１４Ｒは偏光方向を−４５°回転させるようになっている。プリズムブロック１５は、２分割旋光板１４側から順に配置された半反射面１５ａと反射面１５ｂとを有している。この半反射面１５ａと反射面１５ｂは、共にその法線方向が対物レンズ１２の光軸方向に対して４５°傾けられ、且つ互いに平行に配置されている。
【００２９】
ピックアップ１１は、更に、プリズムブロック１５の側方に配置されたプリズムブロック１９を備えている。プリズムブロック１９は、プリズムブロック１５の半反射面１５ａに対応する位置に配置され、且つ半反射面１５ａに平行な反射面１９ａと、反射面１５ｂに対応する位置に配置され、且つ反射面１５ｂに平行な半反射面１９ｂとを有している。
【００３０】
ピックアップ１１は、更に、プリズムブロック１５とプリズムブロック１９との間において、半反射面１５ａおよび反射面１９ａに対応する位置に、プリズムブロック１５側より順に配置された凸レンズ１６および位相空間光変調器１７と、プリズムブロック１５とプリズムブロック１９との間において、反射面１５ｂおよび半反射面１９ｂに対応する位置に配置された空間光変調器１８とを備えている。
【００３１】
位相空間光変調器１７は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に出射光の位相を選択することによって、光の位相を空間的に変調することができるようになっている。この位相空間光変調器１７としては、液晶素子を用いることができる。
【００３２】
空間光変調器１８は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に光の透過状態と遮断状態とを選択することによって、光強度によって光を空間的に変調して、情報を担持した情報光を生成することができるようになっている。この空間光変調器１８としては、液晶素子を用いることができる。空間光変調器１８は、本発明における情報光生成手段を構成する。
【００３３】
ピックアップ１１は、更に、光情報記録媒体１からの戻り光が、空間光変調器１８を通過した後、プリズムブロック１９の半反射面１９ｂで反射される方向に配置された検出手段としてのＣＣＤアレイ２０を備えている。
【００３４】
ピックアップ１１は、更に、プリズムブロック１９における空間光変調器１８とは反対側の側方に、プリズムブロック１９側から順に配置されたビームスプリッタ２３、コリメータレンズ２４および光源装置２５を備えている。ビームスプリッタ２３は、その法線方向がコリメータレンズ２４の光軸方向に対して４５°傾けられた半反射面２３ａを有している。光源装置２５は、コヒーレントな直線偏光の光を出射するもので、例えば半導体レーザを用いることができる。
【００３５】
ピックアップ１１は、更に、光源装置２５側からの光がビームスプリッタ２３の半反射面２３ａで反射される方向に配置されたフォトディテクタ２６と、ビームスプリッタ２３におけるフォトディテクタ２６とは反対側に、ビームスプリッタ２３側から順に配置された凸レンズ２７、シリンドリカルレンズ２８および４分割フォトディテクタ２９を備えている。フォトディテクタ２６は、光源装置２５からの光を受光し、その出力は光源装置２５の出力を自動調整するために用いられるようになっている。４分割フォトディテクタ２９は、図３に示したように、光情報記録媒体１におけるトラック方向に対応する方向と平行な分割線３０ａとこれと直交する方向の分割線３０ｂとによって分割された４つの受光部２９ａ〜２９ｄを有している。シリンドリカルレンズ２８は、その円筒面の中心軸が４分割フォトディテクタ２９の分割線３０ａ，３０ｂに対して４５°をなすように配置されている。
【００３６】
なお、ピックアップ１１内の位相空間光変調器１７、空間光変調器１８および光源装置２５は、図２におけるコントローラ９０によって制御されるようになっている。コントローラ９０は、位相空間光変調器１７において光の位相を空間的に変調するための複数の変調パターンの情報を保持している。また、操作部９１は、複数の変調パターンの中から任意の変調パターンを選択することができるようになっている。そして、コントローラ９０は、所定の条件に従って自らが選択した変調パターンまたは操作部９１によって選択された変調パターンの情報を位相空間光変調器１７に与え、位相空間光変調器１７は、コントローラ９０より与えられる変調パターンの情報に従って、対応する変調パターンで光の位相を空間的に変調するようになっている。
【００３７】
また、ピックアップ１１内の各半反射面１５ａ，１９ｂの反射率は、例えば、光情報記録媒体１に入射する情報光と記録用参照光の強度が等しくなるように、適宜に設定される。
【００３８】
図３は、４分割フォトディテクタ２９の出力に基づいて、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦを検出するための検出回路８５の構成を示すブロック図である。この検出回路８５は、４分割フォトディテクタ２９の対角の受光部２９ａ，２９ｄの各出力を加算する加算器３１と、４分割フォトディテクタ２９の対角の受光部２９ｂ，２９ｃの各出力を加算する加算器３２と、加算器３１の出力と加算器３２の出力との差を演算して、非点収差法によるフォーカスエラー信号ＦＥを生成する減算器３３と、４分割フォトディテクタ２９のトラック方向に沿って隣り合う受光部２９ａ，２９ｂの各出力を加算する加算器３４と、４分割フォトディテクタ２９のトラック方向に沿って隣り合う受光部２９ｃ，２９ｄの各出力を加算する加算器３５と、加算器３４の出力と加算器３５の出力との差を演算して、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号ＴＥを生成する減算器３６と、加算器３４の出力と加算器３５の出力とを加算して再生信号ＲＦを生成する加算器３７とを備えている。なお、本実施の形態では、再生信号ＲＦは、光情報記録媒体１におけるアドレス・サーボエリア６に記録された情報を再生した信号である。
【００３９】
次に、本実施の形態に係る光情報記録再生装置の作用について、サーボ時、記録時、再生時に分けて、順に説明する。なお、サーボ時、記録時、再生時のいずれのときも、光情報記録媒体１は規定の回転数を保つように制御されてスピンドルモータ８２によって回転される。
【００４０】
まず、図４を参照して、サーボ時の作用について説明する。サーボ時には、空間光変調器１８の全画素が透過状態にされる。光源装置２５の出射光の出力は、再生用の低出力に設定される。なお、コントローラ９０は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、対物レンズ１２の出射光がアドレス・サーボエリア６を通過するタイミングを予測し、対物レンズ１２の出射光がアドレス・サーボエリア６を通過する間、上記の設定とする。
【００４１】
光源装置２５から出射された光は、コリメータレンズ２４によって平行光束とされ、ビームスプリッタ２３に入射し、半反射面２３ａで光量の一部は透過し、一部は反射される。半反射面２３ａで反射された光はフォトディテクタ２６によって受光される。半反射面２３ａを透過した光は、プリズムブロック１９に入射し、光量の一部が半反射面１９ｂを透過する。半反射面１９ｂを透過した光は、空間光変調器１８を通過し、プリズムブロック１５の反射面１５ｂで反射され、光量の一部が半反射面１５ａを透過し、更に２分割旋光板１４を通過して、対物レンズ１２によって集光されて、光情報記録媒体１におけるホログラム層３と保護層４の境界面上で収束するように、情報記録媒体１に照射される。この光は、光情報記録媒体１の反射膜５で反射され、その際、アドレス・サーボエリア６におけるエンボスピットによって変調されて、対物レンズ１２側に戻ってくる。
【００４２】
光情報記録媒体１からの戻り光は、対物レンズ１２で平行光束とされ、再度２分割旋光板１４を通過し、プリズムブロック１５に入射して、光量の一部が半反射面１５ａを透過する。半反射面１５ａを透過した戻り光は、反射面１５ａで反射され、空間光変調器１８を通過し、光量の一部がプリズムブロック１９の半反射面１９ｂを透過する。半反射面１９ｂを透過した戻り光は、ビームスプリッタ２３に入射し、光量の一部が半反射面２３ａで反射され、凸レンズ２７およびシリンドリカルレンズ２８を順に通過した後、４分割フォトディテクタ２９によって検出される。そして、この４分割フォトディテクタ２９の出力に基づいて、図３に示した検出回路８５によって、フォーカスエラー信号ＦＥ，トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦが生成され、これらの信号に基づいて、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボが行われると共に、基本クロックの再生およびアドレスの判別が行われる。
【００４３】
なお、上記のサーボ時における設定では、ピックアップ１１の構成は、ＣＤ（コンパクト・ディスク）やＤＶＤ（ディジタル・ビデオ・ディスクまたはディジタル・バーサタイル・ディスク）やＨＳ（ハイパー・ストレージ・ディスク）等の通常の光ディスクに対する記録、再生用のピックアップの構成と同様になる。従って、本実施の形態における光情報記録再生装置１０では、通常の光ディスク装置との互換性を持たせるように構成することも可能である。
【００４４】
ここで、後の説明で使用するＡ偏光およびＢ偏光を以下のように定義する。すなわち、図１０に示したように、Ａ偏光はＳ偏光を−４５°またはＰ偏光を＋４５°偏光方向を回転させた直線偏光とし、Ｂ偏光はＳ偏光を＋４５°またはＰ偏光を−４５°偏光方向を回転させた直線偏光とする。Ａ偏光とＢ偏光は、互いに偏光方向が直交している。なお、Ｓ偏光とは偏光方向が入射面（図１の紙面）に垂直な直線偏光であり、Ｐ偏光とは偏光方向が入射面に平行な直線偏光である。
【００４５】
次に、記録時の作用について説明する。図６は記録時におけるピックアップ１１の状態を示す説明図である。記録時には、空間光変調器１８は、記録する情報に応じて各画素毎に透過状態（以下、オンとも言う。）と遮断状態（以下、オフとも言う。）を選択して、通過する光を空間的に変調して、情報光を生成する。本実施の形態では、２画素で１ビットの情報を表現し、必ず、１ビットの情報に対応する２画素のうちの一方をオン、他方をオフとする。
【００４６】
また、位相空間光変調器１７は、通過する光に対して、所定の変調パターンに従って、画素毎に、所定の位相を基準にして位相差０（ｒａｄ）かπ（ｒａｄ）を選択的に付与することによって、光の位相を空間的に変調して、光の位相が空間的に変調された記録用参照光を生成する。コントローラ９０は、所定の条件に従って自らが選択した変調パターンまたは操作部９１によって選択された変調パターンの情報を位相空間光変調器１７に与え、位相空間光変調器１７は、コントローラ９０より与えられる変調パターンの情報に従って、通過する光の位相を空間的に変調する。
【００４７】
光源装置２５の出射光の出力は、パルス的に記録用の高出力にされる。なお、コントローラ９０は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、対物レンズ１２の出射光がデータエリア７を通過するタイミングを予測し、対物レンズ１２の出射光がデータエリア７を通過する間、上記の設定とする。対物レンズ１２の出射光がデータエリア７を通過する間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われず、対物レンズ１２は固定されている。また、以下の説明では、光源装置２５がＰ偏光の光を出射するものとする。
【００４８】
図６に示したように、光源装置２５から出射されたＰ偏光の光は、コリメータレンズ２４によって平行光束とされ、ビームスプリッタ２３に入射し、光量の一部が半反射面２３ａを透過し、プリズムブロック１９に入射する。プリズムブロック１９に入射した光は、光量の一部が半反射面１９ｂを透過し、光量の一部が半反射面１９ｂで反射される。半反射面１９ｂを透過した光は、空間光変調器１８を通過し、その際に、記録する情報に従って、空間的に変調されて、情報光となる。この情報光は、プリズムブロック１５の反射面１５ｂで反射され、光量の一部が半反射面１５ａを透過し、２分割旋光板１４を通過する。ここで、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過した光は偏光方向が＋４５°回転されて、Ａ偏光の光となり、旋光板１４Ｒを通過した光は偏光方向が−４５°回転されて、Ｂ偏光の光となる。２分割旋光板１４を通過した情報光は、対物レンズ１２によって集光されて、光情報記録媒体１におけるホログラム層３と保護層４の境界面、すなわち、反射膜５上で収束するように、光情報記録媒体１に照射される。
【００４９】
一方、プリズムブロック１９の半反射面１９ｂで反射された光は、反射面１９ａで反射され、位相空間光変調器１７を通過し、その際に、所定の変調パターンに従って、光の位相が空間的に変調されて、記録用参照光となる。この記録用参照光は、凸レンズ１６を通過して収束する光となる。この記録用参照光は、光量の一部がプリズムブロック１５の半反射面１５ａで反射され、２分割旋光板１４を通過する。ここで、ここで、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過した光は偏光方向が＋４５°回転されて、Ａ偏光の光となり、旋光板１４Ｒを通過した光は偏光方向が−４５°回転されて、Ｂ偏光の光となる。２分割旋光板１４を通過した記録用参照光は、対物レンズ１２によって集光されて光情報記録媒体１に照射され、ホログラム層３と保護層４との境界面よりも手前側で一旦最も小径となるように収束した後、発散しながらホログラム層３を通過する。
【００５０】
図７および図８は記録時における光の状態を示す説明図である。なお、これらの図において、符号６１で示した記号はＰ偏光を表し、符号６３で示した記号はＡ偏光を表し、符号６４で示した記号はＢ偏光を表している。
【００５１】
図７に示したように、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過した情報光５１Ｌは、Ａ偏光の光となり、対物レンズ１２を介して光情報記録媒体１に照射され、ホログラム層３を通過し、反射膜５上で最も小径となるように収束すると共に反射膜５で反射されて、再度ホログラム３を通過する。また、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過した記録用参照光５２Ｌは、Ａ偏光の光となり、対物レンズ１２を介して情報記録媒体１に照射され、ホログラム層３と保護層４との境界面よりも手前側で一旦最も小径となるように収束した後、発散しながらホログラム層３を通過する。そして、ホログラム層３内において、反射膜５で反射されたＡ偏光の情報光５１Ｌと反射膜５側に進むＡ偏光の記録用参照光５２Ｌとが干渉して干渉パターンを形成し、光源装置２０の出射光の出力が高出力になったとき、その干渉パターンがホログラム層３内に体積的に記録される。
【００５２】
また、図８に示したように、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｒを通過した情報光５１Ｒは、Ｂ偏光の光となり、対物レンズ１２を介して情報記録媒体１に照射され、ホログラム層３を通過し、反射膜５上で最も小径となるように収束すると共に反射膜５で反射されて、再度ホログラム３を通過する。また、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｒを通過した記録用参照光５２Ｒは、Ｂ偏光の光となり、対物レンズ１２を介して情報記録媒体１に照射され、ホログラム層３と保護層４との境界面よりも手前側で一旦最も小径となるように収束した後、発散しながらホログラム層３を通過する。そして、ホログラム層３内において、反射膜５で反射されたＢ偏光の情報光５１Ｒと反射膜５側に進むＢ偏光の記録用参照光５２Ｒとが干渉して干渉パターンを形成し、光源装置２０の出射光の出力が高出力になったとき、その干渉パターンがホログラム層３内に体積的に記録される。
【００５３】
図７および図８に示したように、本実施の形態では、情報光の光軸と記録用参照光の光軸が同一線上に配置されるように、情報光と記録用参照光とがホログラム層３に対して同一面側より照射される。
【００５４】
本実施の形態では、ホログラム層３の同一箇所において、記録用参照光の変調パターンを変えて複数回の記録動作を行うことで、位相符号化多重により、ホログラム層３の同一箇所に情報を多重記録することが可能である。
【００５５】
このようにして、本実施の形態では、ホログラム層３内に反射型（リップマン型）のホログラムが形成される。なお、Ａ偏光の情報光５１ＬとＢ偏光の記録用参照光５２Ｒとは、偏光方向が直交するため干渉せず、同様に、Ｂ偏光の情報光５１ＲとＡ偏光の記録用参照光５２Ｌとは、偏光方向が直交するため干渉しない。このように、本実施の形態では、余分な干渉縞の発生が防止され、ＳＮ（信号対雑音）比の低下を防止することができる。
【００５６】
また、本実施の形態では、情報光は、上述のように、光情報記録媒体１におけるホログラム層３と保護層４の境界面上で最も小径となるように収束するように照射され、情報記録媒体１の反射膜５で反射されて対物レンズ１２側に戻ってくる。この戻り光は、サーボ時と同様にして、４分割フォトディテクタ２９に入射する。従って、本実施の形態では、この４分割フォトディテクタ２９に入射する光を用いて、記録時にもフォーカスサーボを行うことが可能である。なお、記録用参照光は、光情報記録媒体１におけるホログラム層３と保護層４の境界面よりも手前側で最も小径となるように収束して発散光となるため、情報記録媒体１の反射膜５で反射されて対物レンズ１２側に戻ってきても４分割フォトディテクタ２９上では結像しない。
【００５７】
なお、本実施の形態では、凸レンズ１６を前後に動かしたり、その倍率を変更することで、ホログラム層３において情報光と参照光による一つの干渉パターンが体積的に記録される領域（ホログラム）の大きさを任意に決めることが可能である。
【００５８】
次に、図９を参照して、再生時の作用について説明する。再生時には、空間光変調器１８の全画素がオンにされる。また、コントローラ９０は、再生しようとする情報の記録時における記録用参照光の変調パターンの情報を位相空間光変調器１７に与え、位相空間光変調器１７は、コントローラ９０より与えられる変調パターンの情報に従って、通過する光の位相を空間的に変調して、光の位相が空間的に変調された再生用参照光を生成する。
【００５９】
光源装置２５の出射光の出力は、再生用の低出力にされる。なお、コントローラ９０は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、対物レンズ１２の出射光がデータエリア７を通過するタイミングを予測し、対物レンズ１２の出射光がデータエリア７を通過する間、上記の設定とする。対物レンズ１２の出射光がデータエリア７を通過する間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行われず、対物レンズ１２は固定されている。
【００６０】
図９に示したように、光源装置２５から出射されたＰ偏光の光は、コリメータレンズ２４によって平行光束とされ、ビームスプリッタ２３に入射し、光量の一部が半反射面２３ａを透過し、プリズムブロック１９に入射する。プリズムブロック１９に入射した光は、光量の一部が半反射面１９ｂで反射され、この反射された光は、反射面１９ａで反射され、位相空間光変調器１７を通過し、その際に、所定の変調パターンに従って、光の位相が空間的に変調されて、再生用参照光となる。この再生用参照光は、凸レンズ１６を通過して収束する光となる。この再生用参照光は、光量の一部がプリズムブロック１５の半反射面１５ａで反射され、２分割旋光板１４を通過する。ここで、ここで、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過した光は偏光方向が＋４５°回転されて、Ａ偏光の光となり、旋光板１４Ｒを通過した光は偏光方向が−４５°回転されて、Ｂ偏光の光となる。２分割旋光板１４を通過した再生用参照光は、対物レンズ１２によって集光されて光情報記録媒体１に照射され、ホログラム層３と保護層４との境界面よりも手前側で一旦最も小径となるように収束した後、発散しながらホログラム層３を通過する。
【００６１】
図１０および図１１は再生時における光の状態を示す説明図である。なお、これらの図において、符号６１で示した記号はＰ偏光を表し、符号６２で示した記号はＳ偏光を表し、符号６３で示した記号はＡ偏光を表し、符号６４で示した記号はＢ偏光を表している。
【００６２】
図１０に示したように、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｌを通過した再生用参照光５３Ｌは、Ａ偏光の光となり、対物レンズ１２を介して光情報記録媒体１に照射され、ホログラム層３と保護層４との境界面よりも手前側で一旦最も小径となるように収束した後、発散しながらホログラム層３を通過する。その結果、ホログラム層３より、記録時における情報光５１Ｌに対応する再生光５４Ｌが発生する。この再生光５４Ｌは、対物レンズ１２側に進み、対物レンズ１２で平行光束とされ、再度２分割旋光板１４を通過して、Ｓ偏光の光となる。
【００６３】
また、図１１に示したように、２分割旋光板１４の旋光板１４Ｒを通過した再生用参照光５３Ｒは、Ｂ偏光の光となり、対物レンズ１２を介して光情報記録媒体１に照射され、ホログラム層３と保護層４との境界面よりも手前側で一旦最も小径となるように収束した後、発散しながらホログラム層３を通過する。その結果、ホログラム層３より、記録時における情報光５１Ｒに対応する再生光５４Ｒが発生する。この再生光５４Ｒは、対物レンズ１２側に進み、対物レンズ１２で平行光束とされ、再度２分割旋光板１４を通過して、Ｓ偏光の光となる。
【００６４】
２分割旋光板１４を通過した再生光は、プリズムブロック１５に入射して、光量の一部が半反射面１５ａを透過する。半反射面１５ａを透過した再生光は、反射面１５ａで反射され、空間光変調器１８を通過し、光量の一部がプリズムブロック１９の半反射面１９ｂで反射されて、ＣＣＤアレイ２０に入射し、ＣＣＤアレイ２０によって検出される。ＣＣＤアレイ２０上には、記録時における空間光変調器１８によるオン、オフのパターンが結像され、このパターンを検出することで、情報が再生される。
【００６５】
なお、記録用参照光の変調パターンを変えて、ホログラム層３に複数の情報が多重記録されている場合には、複数の情報のうち、再生用参照光の変調パターンと同じ変調パターンの記録用参照光に対応する情報のみが再生される。
【００６６】
図１０および図１１に示したように、本実施の形態では、再生用参照光の光軸と再生光の光軸が同一線上に配置されるように、再生用参照光の照射と再生光の収集とが、ホログラム層３の同一面側より行われる。
【００６７】
また、本実施の形態では、再生光の一部は、サーボ時における戻り光と同様に、４分割フォトディテクタ２９に入射する。従って、本実施の形態では、この４分割フォトディテクタ２９に入射する光を用いて、再生時にもフォーカスサーボを行うことが可能である。なお、再生用参照光は、光情報記録媒体１におけるホログラム層３と保護層４の境界面よりも手前側で最も小径となるように収束して発散光となるため、光情報記録媒体１の反射膜５で反射されて対物レンズ１２側に戻ってきても４分割フォトディテクタ２９上では結像しない。
【００６８】
ところで、ＣＣＤアレイ２０によって、再生光の２次元パターンを検出する場合、再生光とＣＣＤアレイ２０とを正確に位置決めするか、ＣＣＤアレイ２０の検出データから再生光のパターンにおける基準位置を認識する必要がある。本実施の形態では、後者を採用する。ここで、図１２および図１３を参照して、ＣＣＤアレイ２０の検出データから再生光のパターンにおける基準位置を認識する方法について説明する。図１２（ａ）に示したように、ピックアップ１１におけるアパーチャは、２分割旋光板１４によって、光軸を中心として対称な２つの領域７１Ｌ，７１Ｒに分けられる。更に、図１２（ｂ）に示したように、アパーチャは、空間光変調器１８によって、複数の画素７２に分けられる。この画素７２が、２次元パターンデータの最小単位となる。本実施の形態では、２画素で１ビットのデジタルデータ“０”または“１”を表現し、１ビットの情報に対応する２画素のうちの一方をオン、他方をオフとしている。２画素が共にオンまたは共にオフの場合はエラーデータとなる。このように、２画素で１ビットのデジタルデータを表現することは、差動検出によりデータの検出精度を上げることができる等のメリットがある。図１３（ａ）は、１ビットのデジタルデータに対応する２画素の組７３を表したものである。この組７３が存在する領域を、以下、データ領域と言う。本実施の形態では、２画素が共にオンまたは共にオフの場合はエラーデータとなることを利用して、再生光のパターンにおける基準位置を示す基準位置情報を、情報光に含ませるようにしている。すなわち、図１３（ｂ）に示したように、２分割旋光板１４の分割線に平行な２画素の幅の部分と分割線に垂直な２画素の幅の部分とからなる十文字の領域７４に、故意に、エラーデータを所定のパターンで配置している。このエラーデータのパターンを、以下、トラッキング用画素パターンと言う。このトラッキング用画素パターンが基準位置情報となる。なお、図１３（ｂ）において、符号７５はオンの画素、符号７６はオフの画素を表している。また、中心部分の４画素の領域７７は、常にオフにしておく。
【００６９】
トラッキング用画素パターンと、記録するデータに対応するパターンとを合わせると、図１４（ａ）に示したような２次元パターンとなる。本実施の形態では、更に、データ領域以外の領域のうち、図における上半分をオフにし、下半分をオンにすると共に、データ領域においてデータ領域以外の領域に接する画素については、データ領域以外の領域と反対の状態、すなわちデータ領域以外の領域がオフであればオン、データ領域以外の領域がオンであればオフとする。これにより、ＣＣＤアレイ２０の検出データから、データ領域の境界部分をより明確に検出することが可能となる。
【００７０】
記録時には、図１４（ａ）に示したような２次元パターンに従って空間変調された情報光と記録用参照光との干渉パターンがホログラム層３に記録される。再生時に得られる再生光のパターンは、図１４（ｂ）に示したように、記録時に比べるとコントラストが低下し、ＳＮ比が悪くなっている。再生時には、ＣＣＤアレイ２０によって、図１４（ｂ）に示したような再生光のパターンを検出し、データを判別するが、その際、トラッキング用画素パターンを認識し、その位置を基準位置としてデータを判別する。
【００７１】
図１５（ａ）は、再生光のパターンから判別したデータの内容を概念的に表したものである。図中のA-1-1 等の符号を付した領域がそれぞれ１ビットのデータを表している。本実施の形態では、データ領域を、トラッキング用画素パターンが記録された十文字の領域７４で分割することによって、４つ領域７８Ａ，７８Ｂ，７８Ｃ，７８Ｄに分けている。そして、図１５（ｂ）に示したように、対角の領域７８Ａ，７８Ｃを合わせて矩形の領域を形成し、同様に対角の領域７８Ｂ，７８Ｄを合わせて矩形の領域を形成し、２つの矩形の領域を上下に配置することでＥＣＣテーブルを形成するようにしている。ＥＣＣテーブルとは、記録すべきデータにＣＲＣ（巡回冗長チェック）コード等のエラー訂正コード（ＥＣＣ）を付加して形成したデータのテーブルである。なお、図１５（ｂ）は、ｎ行ｍ列のＥＣＣテーブルの一例を示したものであり、この他の配列も自由に設計することができる。また、図１５（ａ）に示したデータ配列は、図１５（ｂ）に示したＥＣＣテーブルのうちの一部を利用したものであり、図１５（ｂ）に示したＥＣＣテーブルのうち、図１５（ａ）に示したデータ配列に利用されない部分は、データの内容に関わらず一定の値とする。記録時には、図１５（ｂ）に示したようなＥＣＣテーブルを図１５（ａ）に示したように４つの領域７８Ａ，７８Ｂ，７８Ｃ，７８Ｄに分解して光情報記録媒体１に記録し、再生時には、図１５（ａ）に示したような配列のデータを検出し、これを並べ替えて図１５（ｂ）に示したようなＥＣＣテーブルを再生し、このＥＣＣテーブルに基づいてエラー訂正を行ってデータの再生を行う。
【００７２】
上述のような再生光のパターンにおける基準位置（トラッキング用画素パターン）の認識や、エラー訂正は、図２における信号処理回路８９によって行われる。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態に係る光情報記録再生装置１０によれば、光情報記録媒体１に対して位相符号化多重により情報を多重記録可能としながら、記録時における光情報記録媒体１に対する記録用参照光および情報光の照射と、再生時における光情報記録媒体１に対する記録用参照光の照射および再生光の収集を、全て光情報記録媒体１に対して同一面側から同一軸上で行うようにしたので、従来のホログラフィック記録方式に比べて記録または再生のための光学系を小さく構成することができ、また、従来のホログラフィック記録方式の場合のような迷光の問題が生じない。また、本実施の形態によれば、記録および再生のための光学系を、通常の光ディスク装置と同様のピックアップ１１の形で構成することができる。従って、光情報記録媒体１に対するランダムアクセスを容易に行うことができる。
【００７４】
また、本実施の形態によれば、光情報記録媒体１にフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを行うための情報を記録し、この情報を用いてフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを行うことができるようにしたので、記録または再生のための光の位置決めを精度よく行うことができ、その結果、リムーバビリティが良く、ランダムアクセスが容易になると共に、記録密度、記録容量および転送レートを大きくすることができる。特に本実施の記録では、位相符号化多重による情報の多重記録が可能であることと相まって、記録密度、記録容量および転送レートを飛躍的に増大させることが可能となる。例えば、一連の情報を、記録用参照光の変調パターンを変えながら、ホログラム層３の同一箇所に多重記録するようにした場合には、情報の記録および再生を極めて高速に行うことが可能となる。
【００７５】
また、本実施の形態によれば、光情報記録媒体１に記録された情報は、その情報の記録時における記録用参照光の変調パターンと同じ変調パターンの再生用参照光を用いなければ再生することができないので、コピープロテクトや機密保持を容易に実現することができる。また、本実施の形態によれば、光情報記録媒体１に、参照光の変調パターンが異なる多種類の情報（例えば各種のソフトウェア）を記録しておき、その光情報記録媒体１自体は比較的安価にユーザに提供し、ユーザの求めに応じて、各種類の情報を再生可能とする参照光の変調パターンの情報を、かぎ情報として個別に有料で提供するといったサービスの実現が可能となる。
【００７６】
また、本実施の形態に係る光情報記録再生装置１０によれば、再生光のパターンにおける基準位置を示す基準位置情報を、情報光に含ませるようにしたので、再生光のパターンの認識が容易になる。
【００７７】
また、本実施の形態に係る光情報記録再生装置１０によれば、ピックアップ１１を、図４に示したサーボ時の状態とすることにより、記録媒体にエンボスピットによって記録された情報を再生することができるので、従来の光ディスク装置との互換性を持たせることが可能となる。
【００７８】
また、本実施の形態に係る光情報記録再生装置１０によれば、光情報記録媒体１に多重記録される情報の一つ一つに、異なる参照光の位相の変調パターンを対応させるため、情報が記録された光情報記録媒体１の複製が極めて困難である。そのため、不法な複製を防止することができる。
【００７９】
また、本実施の形態における光情報記録媒体１では、ホログラフィを用いて情報が記録されるホログラム層３と、エンボスピットによってアドレス等の情報が記録される層とが離れているため、情報が記録された光情報記録媒体１を複製しようとすると、これらの２つの層を対応させなければならず、この点からも複製が難しく、不法な複製を防止することができる。
【００８０】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る光情報記録再生装置について説明する。本実施の形態は、位相符号化多重とホールバーニング型波長多重とを併用して多重記録を行うことを可能とした例である。本実施の形態に係る光情報記録再生装置の全体の構成は、図２に示した第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置１０の構成の略同様である。
【００８１】
始めに、ホールバーニング型波長多重について簡単に説明する。ホールバーニングとは、光吸収スペクトルにおいて入射光の波長位置に光吸収率の変化を生じる現象を言い、フォトケミカルホールバーニングとも言われる。以下、ホールバーニングを起こす材料、すなわち光吸収スペクトルにおいて入射光の波長位置に光吸収率の変化を生じる材料を、ホールバーニング材料と言う。ホールバーニング材料は、一般に、非晶質等の、構造が不規則な媒質（ホストと呼ばれる。）材料に、色素等の光吸収中心（ゲストと呼ばれる。）材料が分散された材料である。このホールバーニング材料は、極低温下において、多数のゲストの光吸収スペクトルの重ね合わせにより、ブロードな光吸収スペクトルを有する。このようなホールバーニング材料に、レーザ光等の特定の波長（ただし、ホールバーニング材料の光吸収帯内の波長）の光を照射すると、その波長に対応した共鳴スペクトルを有するゲストだけが、光化学反応により異なるエネルギレベルに移るため、ホールバーニング材料の光吸収スペクトルにおいて、照射した光の波長位置に光吸収率の減少が生じる。
【００８２】
図１６は、ホールバーニング材料の光吸収スペクトルにおいて、複数の波長の光の照射により、複数の波長位置に光吸収率の減少が生じた状態を表している。ホールバーニング材料において、光の照射によって光吸収率が減少した部分はホールと呼ばれる。このホールは極めて小さいので、ホールバーニング材料に、波長を変えて複数の情報を多重記録することが可能となり、このような多重記録の方法を、ホールバーニング型波長多重と言う。ホールは１０^−２ｎｍ程度の大きさなので、ホールバーニング材料では、１０^３〜１０^４程度の多重度が得られると考えられている。なお、ホールバーニングについての詳しい説明は、例えば、「コロナ社発行“光メモリの基礎”，104 〜133 ページ，1990年」や、前出の文献“ＰＨＢを用いた波長多重型ホログラムの新しいリアルタイム記録再生の研究”に記載されている。
【００８３】
本実施例では、上述のホールバーニング型波長多重を利用して、ホールバーニング材料に対して、波長を変えて複数のホログラムを形成できるようにしている。そのため、本実施の形態に係る光情報記録再生装置で使用する光情報記録媒体１では、ホログラム層３が、上述のホールバーニング材料によって形成されている。
【００８４】
また、本実施例では、ピックアップ１１内の光源装置２５は、ホログラム層３を形成するホールバーニング材料の光吸収帯内における複数の波長のコヒーレントな光を選択的に出射可能なものとしている。このような光源装置２５としては、色素レーザとこの色素レーザの出射光の波長を選択する波長選択素子（プリズム、回折格子等）とを有する波長可変レーザ装置や、レーザとこのレーザの出射光の波長を変換する非線形光学素子を用いた波長変換素子とを有する波長可変レーザ装置等を使用することができる。
【００８５】
本実施の形態において、操作部９１は、第１の実施の形態と同様に、参照光の変調パターンを複数の変調パターンの中から選択することができると共に、光源装置２５の出射光の波長を、選択可能な複数の波長の中から選択することができるようになっている。そして、コントローラ９０は、所定の条件に従って自らが選択した波長または操作部９１によって選択された波長の情報を光源装置２５に与え、光源装置２５は、コントローラ９０より与えられる波長の情報に従って、対応する波長の光を出射するようになっている。
【００８６】
本実施例に係る光情報記録再生装置のその他の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００８７】
本実施例に係る光情報記録再生装置では、記録時には、光源装置２５の出射光の波長を、選択可能な複数の波長の中から選択する。これにより、選択された波長の情報光および記録用参照光が生成される。本実施例では、ホログラム層３の同一箇所において、情報光および記録用参照光の波長を変えて複数回の記録動作を行うことで、ホールバーニング型波長多重により多重記録を行うことができる。
【００８８】
また、本実施例に係る光情報記録再生装置では、ホログラム層３の同一箇所において、ある波長で、記録用参照光の変調パターンを変えて複数回の記録動作を行い、更に、他の波長で、同様に、記録用参照光の変調パターンを変えて複数回の記録動作を行うことで、位相符号化多重とホールバーニング型波長多重とを併用して多重記録を行うことができる。この場合、位相符号化多重による多重度をＮ、ホールバーニング型波長多重による多重度をＭとすると、Ｎ×Ｍの多重度が得られることになる。従って、本実施例によれば、第１の実施の形態に比べて、記録密度、記録容量および転送レートをより増大させることが可能となる。
【００８９】
また、本実施例によれば、光情報記録媒体１に記録された情報は、その情報の記録時における情報光および記録用参照光の波長と同じ波長の再生用参照光を用いなければ再生することができないので、第１の実施の形態と同様に、コピープロテクトや機密保持を容易に実現することができる。更に、位相符号化多重とホールバーニング型波長多重とを併用して多重記録を行った場合には、その情報の記録時における情報光および記録用参照光の波長と同じ波長で、且つ記録用参照光の変調パターンと同じ変調パターンの再生用参照光を用いなければ再生することができないので、コピープロテクトや機密保持をより強固に実現することが可能となる。
【００９０】
また、本実施の形態によれば、光情報記録媒体１に、情報光および記録用参照光の波長または参照光の変調パターンが異なる多種類の情報を記録しておき、その光情報記録媒体１自体は比較的安価にユーザに提供し、ユーザの求めに応じて、各種類の情報を再生可能とする参照光の波長および変調パターンの情報を、かぎ情報として個別に有料で提供するといったサービスの実現が可能となる。
【００９１】
本実施の形態におけるその他の作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００９２】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録再生装置について説明する。本実施の形態に係る光情報記録再生装置の全体の構成は、図２に示した第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置１０の構成の略同様である。ただし、ピックアップの構成が、第１の実施の形態とは異なっている。
【００９３】
図１７は、本実施の形態におけるピックアップの構成を示す説明図、図１８は、ピックアップを構成する各要素を含む光学ユニットの構成を示す平面図である。
【００９４】
本実施の形態におけるピックアップ１１１は、コヒーレントな直線偏光のレーザ光を出射する光源装置１１２と、この光源装置１１２より出射される光の進行方向に、光源装置１１２側より順に配置されたコリメータレンズ１１３、中間濃度フィルタ（neutral density filter；以下、ＮＤフィルタと記す。）１１４、旋光用光学素子１１５、偏光ビームスプリッタ１１６、位相空間光変調器１１７、ビームスプリッタ１１８およびフォトディテクタ１１９を備えている。光源装置１１２は、Ｓ偏光またはＰ偏光の直線偏光の光を出射するようになっている。コリメータレンズ１１３は、光源装置１１２の出射光を平行光束にして出射するようになっている。ＮＤフィルタ１１４は、コリメータレンズ１１３の出射光の強度分布を均一化するような特性になっている。旋光用光学素子１１５は、ＮＤフィルタ１１４の出射光を旋光して、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とを含む光を出射するようになっている。旋光用光学素子１１５としては、例えば、１／２波長板または旋光板が用いられる。偏光ビームスプリッタ１１６は、旋光用光学素子１１５の出射光のうち、Ｓ偏光成分を反射し、Ｐ偏光成分を透過させる偏光ビームスプリッタ面１１６ａを有している。位相空間光変調器１１７は、第１の実施の形態における位相空間光変調器１７と同様のものである。ビームスプリッタ１１８は、ビームスプリッタ面１１８ａを有している。このビームスプリッタ面１１８ａは、例えば、Ｐ偏光成分を２０％透過させ、８０％反射するようになっている。フォトディテクタ１１９は、参照光の光量を監視して、参照光の自動光量調整（auto power control；以下、ＡＰＣと記す。）を行うために用いられるものである。このフォトディテクタ１１９は、参照光の強度分布も調整できるように、受光部が複数の領域に分割されていてもよい。
【００９５】
ピックアップ１１１は、更に、光源装置１１２からの光がビームスプリッタ１１８のビームスプリッタ面１１８ａで反射されて進行する方向に、ビームスプリッタ１１８側より順に配置された偏光ビームスプリッタ１２０、２分割旋光板１２１および立ち上げミラー１２２を備えている。偏光ビームスプリッタ１２０は、入射光のうち、Ｓ偏光成分を反射し、Ｐ偏光成分を透過させる偏光ビームスプリッタ面１２０ａを有している。２分割旋光板１２１は、図１７において光軸の右側部分に配置された旋光板１２１Ｒと、光軸の左側部分に配置された旋光板１２１Ｌとを有している。旋光板１２１Ｒ，１２１Ｌは、第１の実施の形態における２分割旋光板１４の旋光板１４Ｒ，１４Ｌと同様のものであり、旋光板１２１Ｒは偏光方向を−４５°回転させ、旋光板１２１Ｌは偏光方向を＋４５°回転させる。立ち上げミラー１２２は、２分割旋光板１２１からの光の光軸に対して４５°に傾けられて、２分割旋光板１２１からの光を、図１７における紙面に直交する方向に向けて反射する反射面を有している。
【００９６】
ピックアップ１１１は、更に、２分割旋光板１２１からの光が立ち上げミラー１２２の反射面で反射して進行する方向に配置されて、スピンドル８１に光情報記録媒体１が固定されたときに、光情報記録媒体１の透明基板２側に対向する対物レンズ１２３と、この対物レンズ１２３を、光情報記録媒体１の厚み方向およびトラック方向に移動可能なアクチュエータ１２４（図１８参照）とを備えている。
【００９７】
ピックアップ１１１は、更に、光源装置１１２からの光が偏光ビームスプリッタ１１６の偏光ビームスプリッタ面１１６ａで反射されて進行する方向に、偏光ビームスプリッタ１１６側より順に配置された空間光変調器１２５、凸レンズ１２６、ビームスプリッタ１２７およびフォトディテクタ１２８を備えている。空間光変調器１２５は、第１の実施の形態における空間光変調器１８と同様のものである。凸レンズ１２６は、光情報記録媒体１において、情報光を記録用参照光より手前側で収束させて、記録用参照光と情報光の干渉領域を形成する機能を有している。また、この凸レンズ１２６の位置を調整することで、記録用参照光と情報光の干渉領域の大きさを調整できるようになっている。ビームスプリッタ１２７は、ビームスプリッタ面１２７ａを有している。このビームスプリッタ面１２７ａは、例えば、Ｓ偏光成分を２０％透過させ、８０％反射するようになっている。フォトディテクタ１２８は、情報光の光量を監視して、情報光のＡＰＣを行うために用いられるものである。このフォトディテクタ１２８は、情報光の強度分布も調整できるように、受光部が複数の領域に分割されていてもよい。凸レンズ１２６側からビームスプリッタ１２７に入射し、ビームスプリッタ面１２７ａで反射される光は、偏光ビームスプリッタ１２０に入射するようになっている。
【００９８】
ピックアップ１１１は、更に、ビームスプリッタ１２７における偏光ビームスプリッタ１２０とは反対側に、ビームスプリッタ１２７側より順に配置された凸レンズ１２９、シリンドリカルレンズ１３０および４分割フォトディテクタ１３１を備えている。４分割フォトディテクタ１３１は、第１の実施の形態における４分割フォトディテクタ２９と同様のものである。シリンドリカルレンズ２８は、その円筒面の中心軸が４分割フォトディテクタ１３１の分割線に対して４５°をなすように配置されている。
【００９９】
ピックアップ１１１は、更に、ビームスプリッタ１１８における偏光ビームスプリッタ１２０とは反対側に、ビームスプリッタ１１８側より順に配置された結像レンズ１３２およびＣＣＤアレイ１３３を備えている。
【０１００】
ピックアップ１１１は、更に、偏光ビームスプリッタ１１６における空間光変調器１２５とは反対側に、偏光ビームスプリッタ１１６側より順に配置されたコリメータレンズ１３４および定着用光源装置１３５を備えている。定着用光源装置１３５は、光情報記録媒体１のホログラム層３に記録される情報を定着するための光、例えば波長２６６ｎｍの紫外光を出射するようになっている。このような定着用光源装置１３５としては、レーザ光源や、レーザ光源の出射光を非線形光学媒質を通して波長変換して出射する光源装置等が用いられる。コリメータレンズ１３４は、定着用光源装置１３５の出射光を平行光束にするようになっている。また、本実施例では、定着用光源装置１３５は、Ｓ偏光の光を出射するようになっている。
【０１０１】
図１８に示したように、光学ユニット１４０は、光学ユニット本体１４１を備えている。なお、図１８では、光学ユニット本体１４１の底面部分のみを示している。光学ユニット本体１４１には、上述のコリメータレンズ１１３、ＮＤフィルタ１１４、旋光用光学素子１１５、偏光ビームスプリッタ１１６、位相空間光変調器１１７、ビームスプリッタ１１８、偏光ビームスプリッタ１２０、２分割旋光板１２１、立ち上げミラー１２２、空間光変調器１２５、凸レンズ１２６、ビームスプリッタ１２７、凸レンズ１２９、シリンドリカルレンズ１３０、結像レンズ１３２およびコリメータレンズ１３４が取り付けられている。
【０１０２】
図１８は、旋光用光学素子１１５として１／２波長板を用いた例を示している。また、この例では、光学ユニット本体１４１内には、旋光用光学素子１１５の出射光におけるＳ偏光成分とＰ偏光成分との比率を調整するために、モータ１４２と、このモータ１４２の出力軸の回転を旋光用光学素子１１５に伝達するためのギア１４３が設けられている。
【０１０３】
図１９は、旋光板を用いた旋光用光学素子１１５の例を示したものである。この例における旋光用光学素子１１５は、互いに対向する２枚の楔状の旋光板１１５ａ，１１５ｂを有している。これらの旋光板１１５ａ，１１５ｂのうちの少なくとも一方は図示しない駆動装置によって、図中の矢印方向に変位され、図１９（ａ），（ｂ）に示したように、旋光板１１５ａ，１１５ｂが重なる部分における旋光板１１５ａ，１１５ｂの合計の厚みが変化するようになっている。これにより、旋光板１１５ａ，１１５ｂを通過する光の旋光角が変化し、その結果、旋光用光学素子１１５の出射光におけるＳ偏光成分とＰ偏光成分との比率が変化するようになっている。なお、図１９（ａ）に示したように、旋光板１１５ａ，１１５ｂの合計の厚みが大きいときには旋光角が大きくなり、図１９（ｂ）に示したように、旋光板１１５ａ，１１５ｂの合計の厚みが小さいときには旋光角が小さくなる。
【０１０４】
アクチュエータ１２４は、光学ユニット本体１４１の上面に取り付けられている。光源装置１１２は、この光源装置１１２を駆動する駆動回路１４５と一体化され、この駆動回路１４５と共にユニット本体１４１の側面に取り付けられている。フォトディテクタ１１９は、ＡＰＣ回路１４６と一体化され、このＡＰＣ回路１４６と共に、ユニット本体１４１の側面に取り付けられている。ＡＰＣ回路１４６は、フォトディテクタ１１９の出力を増幅し、参照光のＡＰＣのために用いられる信号ＡＰＣ_refを生成するようになっている。フォトディテクタ１２８は、ＡＰＣ回路１４７と一体化され、このＡＰＣ回路１４７と共に、ユニット本体１４１の側面に取り付けられている。ＡＰＣ回路１４７は、フォトディテクタ１１９の出力を増幅し、情報光のＡＰＣのために用いられる信号ＡＰＣ_objを生成するようになっている。モータ１４２の近傍におけるユニット本体１４１の側面には、各ＡＰＣ回路１４６，１４７からの信号ＡＰＣ_ref，ＡＰＣ_objを比較して、旋光用光学素子１１５の出射光におけるＳ偏光成分とＰ偏光成分との比率が最適な状態となるようにモータ１４２を駆動する駆動回路１４８が取り付けられている。
【０１０５】
４分割フォトディテクタ１３１は、検出回路８５（図２参照）と一体化され、この検出回路８５と共に、ユニット本体１４１の側面に取り付けられている。ＣＣＤアレイ１３３は、ＣＣＤアレイ１３３の駆動やＣＣＤアレイ１３３の出力信号の処理等を行う信号処理回路１４９と一体化され、この信号処理回路１４９と共に、ユニット本体１４１の側面に取り付けられている。定着用光源装置１３５は、この定着用光源装置１３５を駆動する駆動回路１５０と一体化され、この駆動回路１５０と共に、ユニット本体１４１の側面に取り付けられている。ユニット本体１４１の側面には、更に、光学ユニット１４０内の回路と光学ユニット１４０外との間で各種の信号の入出力を行う入出力ポート１５１が取り付けられている。この入出力ポート１５１には、例えば、光を用いて信号を伝送する光ファイバを含む光ファイバフレキシブルケーブル１５２が接続されている。
【０１０６】
また、図示しないが、光学ユニット本体１４１の上面には、位相空間光変調器１１７を駆動する駆動回路および空間光変調器１２５を駆動する駆動回路が取り付けられている。
【０１０７】
図２０は、光源装置１１２を、複数の波長域の光として赤色（以下、Ｒと記す。）、緑色（以下、Ｇと記す。）および青色（以下、Ｂと記す。）の３色のレーザ光を出射可能なものとし、ＣＣＤアレイ１３３も、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の光を検出可能なものとした場合のピックアップ１１１の構成の一例を示したものである。
【０１０８】
図２０に示した例における光源装置１１２は、色合成プリズム１６１を備えている。この色合成プリズム１６１は、Ｒ光入射部１６２Ｒ、Ｇ光入射部１６２Ｇ、Ｂ光入射部１６２Ｂを備えている。各入射部１６２Ｒ，１６２Ｇ，１６２Ｂには、それぞれ補正フィルタ１６３Ｒ，１６３Ｇ，１６３Ｂが設けられている。光源装置１１２は、更に、それぞれＲ光、Ｇ光、Ｂ光を出射する半導体レーザ（以下、ＬＤと記す。）１６４Ｒ，１６４Ｇ，１６４Ｂと、各ＬＤ１６４Ｒ，１６４Ｇ，１６４Ｂより出射された光を平行光束にして各入射部１６２Ｒ，１６２Ｇ，１６２Ｂに入射させるコリメータレンズ１６５Ｒ，１６５Ｇ，１６５Ｂとを備えている。各ＬＤ１６４Ｒ，１６４Ｇ，１６４Ｂより出射されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、コリメータレンズ１６５Ｒ，１６５Ｇ，１６５Ｂ、補正フィルタ１６３Ｒ，１６３Ｇ，１６３Ｂを経て、色合成プリズム１６１に入射し、色合成プリズム１６１によって合成されて、ＮＤフィルタ１１４に入射するようになっている。なお、図２０に示した例では、図１７におけるコリメータレンズ１１３は設けられていない。
【０１０９】
図２０に示した例におけるＣＣＤアレイ１３３は、色分解プリズム１７１を備えている。この色分解プリズム１７１は、Ｒ光出射部１７２Ｒ、Ｇ光出射部１７２Ｇ、Ｂ光出射部１７２Ｂを備えている。各出射部１７２Ｒ，１７２Ｇ，１７２Ｂには、それぞれ補正フィルタ１７３Ｒ，１７３Ｇ，１７３Ｂが設けられている。ＣＣＤアレイ１３３は、更に、それぞれ、各出射部１７２Ｒ，１７２Ｇ，１７２Ｂに対向する位置に配置され、Ｒ光画像、Ｇ光画像、Ｂ光画像を撮像するＣＣＤ１７４Ｒ，１７４Ｇ，１７４Ｂとを備えている。結像レンズ１３２側からの光は、色分解プリズム１７１によってＲ光、Ｇ光、Ｂ光に分解され、このＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、それぞれ、補正フィルタ１７３Ｒ，１７３Ｇ，１７３Ｂを経て、ＣＣＤ１７４Ｒ，１７４Ｇ，１７４Ｂに入射するようになっている。
【０１１０】
次に、図２１ないし図２３を参照して、本実施の形態における光学ユニット１４０のスライド送り機構について説明する。図２１は、スライド送り機構を示す平面図、図２２は、静止状態におけるスライド送り機構を示す一部切り欠き側面図、図２３は、光学ユニットが微小に変位したときのスライド送り機構を示す一部切り欠き側面図である。
【０１１１】
スライド送り機構は、光学ユニット１４０の移動方向に沿って平行に配置された２本のシャフト１８１Ａ，１８１Ｂと、各シャフト１８１Ａ，１８１Ｂにつき２つずつ設けられ、各シャフト１８１Ａ，１８１Ｂに沿って移動可能な軸受１８２と、各軸受１８２と光学ユニット１４０とを弾性的に連結する板ばね１８３と、光学ユニット１４０をシャフト１８１Ａ，１８１Ｂに沿って移動させるためのリニアモータ１８４とを備えている。
【０１１２】
リニアモータ１８４は、光学ユニット１４０の下端部に連結されたコイル１８５と、一部がコイル１８５内を貫通するように、光学ユニット１４０の移動方向に沿って配置された枠状の２つのヨーク１８６Ａ，１８６Ｂと、ヨーク１８６Ａ，１８６Ｂの内周部にコイル１８５に対向するように固定されたマグネット１８７Ａ，１８７Ｂとを備えている。
【０１１３】
ここで、スライド送り機構の作用について説明する。リニアモータ１８４を動作させると、光学ユニット１４０が変位する。この変位が微小なときには、図２３に示したように、軸受１８２は変位せずに、軸受１８２と光学ユニット１４０との間の板ばね１８３が変形する。光学ユニット１４０の変位が所定の範囲を越えると、光学ユニット１４０に追従して軸受１８２も変位する。このようなスライド送り機構によれば、光学ユニット１４０の変位が微小なときには軸受１８２が変位せず、そのため、軸受１８２の滑りによる摩耗を防止できる。その結果、スライド送り機構の耐久性および信頼性を確保しながら、リニアモータ１８４によって光学ユニット１４０を駆動してトラッキングサーボを行うことが可能となる。なお、シークも、スライド送り機構によって行われる。
【０１１４】
アクチュエータ１２４は、対物レンズ１２３を保持し、軸１８１を中心にして回転可能な円柱形状のアクチュエータ本体１８２を備えている。このアクチュエータ本体１８２には、軸１８１に平行に２つの孔１８３が形成されている。アクチュエータ本体１８２の外周部には、フォーカス用コイル１８４が設けられている。更に、このフォーカス用コイル１８４の外周の一部には、図示しない視野内アクセス用コイルが設けられている。アクチュエータ１２４は、更に、各孔１８３に挿通されたマグネット１８５と、視野内アクセス用コイルに対向するように配置された図示しないマグネットとを備えている。対物レンズ１２３は、アクチュエータ１２４の静止状態において、対物レンズ１２３の中心と軸１８１とを結ぶ線がトラック方向を向くように配置されている。
【０１１５】
次に、図２４ないし図２７を参照して、本実施の形態における光情報記録媒体１のデータエリアに対する参照光および情報光の位置決め（サーボ）の方法について説明する。本実施の形態におけるアクチュエータ１２４は、対物レンズ１２３を光情報記録媒体１の厚み方向およびトラック方向に移動できるようになっている。
【０１１６】
図２４（ａ）〜（ｃ）は、アクチュエータ１２４によって、対物レンズ１２３を光情報記録媒体１のトラック方向に移動させる動作を示したものである。アクチュエータ１２４は、静止状態では、（ｂ）に示した状態になっている。アクチュエータ１２４は、図示しない視野内アクセス用コイルに通電することで、（ｂ）示した状態から、（ａ）または（ｃ）に示した状態に変化するようになっている。このように対物レンズ１２３を光情報記録媒体１のトラック方向に移動させる動作を、本実施の形態において視野内アクセスと呼ぶ。
【０１１７】
図２５は、対物レンズ１２３のシークによる移動方向と視野内アクセスの方向とを示したものである。図２５において、符号１９１は、対物レンズ１２３のシークによる移動方向を表し、符号１９２は、対物レンズ１２３の視野内アクセスによる移動方向を表している。また符号１９３は、シークによる移動と視野内アクセスを併用した場合における対物レンズ１２３の中心の軌跡を表したものである。視野内アクセスでは、対物レンズ１２３の中心を、例えば２ｍｍ程度の移動させることが可能である。
【０１１８】
本実施の形態では、視野内アクセスを用いて、光情報記録媒体１のデータエリアに対して、参照光および情報光の位置決め（サーボ）を行う。図２６は、この位置決めを説明するための説明図である。本実施の形態における光情報記録媒体１では、図２６（ａ）に示したように、アドレス・サーボエリア６には、各トラック毎にグルーブ２０１が形成されているが、データエリア７には、グルーブ２０１が形成されていない。また、アドレス・サーボエリア６の端部には、クロックの再生のために用いられると共にデータエリア７の両端部のうちのどちらに隣接するか（本実施の形態において極性と言う。）を表すピット列２０２が形成されている。
【０１１９】
図２６（ｂ）において、符号２０３は、記録または再生時における対物レンズ１２３の中心の軌跡を表したものである。本実施の形態では、データエリア７に位相符号化多重により情報を多重記録する際や、データエリア７に多重記録された情報を再生する際には、対物レンズ１２３の中心をデータエリア７内で停止させておかずに、図２６（ｂ）に示したように、対物レンズ１２３の中心がデータエリア７とその両側のアドレス・サーボエリア６の一部とを含む区間内で往復運動するように、視野内アクセスを用いて対物レンズ１２３の中心を移動させる。そして、ピット列２０２を用いてクロックを再生すると共に極性を判断し、アドレス・サーボエリア６内の区間２０４において、グルーブ２０１を用いてフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを行う。区間２０４，２０４間のデータエリア７を含む区間２０５内では、トラッキングサーボを行わず、区間２０４通過時の状態を保持する。対物レンズ１２３の中心の移動における折り返しの位置は、再生したクロックに基づいて、一定の位置になるように決定する。また、データエリア７内において情報を多重記録する位置も、再生したクロックに基づいて、一定の位置になるように決定する。図２６（ｂ）において、符号２０６は、記録または再生のタイミングを示すゲート信号を表したものである。このゲート信号では、ハイ（Ｈ）レベルのときが、記録または再生のタイミングであることを表している。データエリア７内の一定の箇所に情報を多重記録するには、例えば、ゲート信号がハイレベルのときに選択的に、光源装置１１２の出力を記録用の高出力にするようにすればよい。また、データエリア７内の一定の箇所に多重記録された情報を再生するには、例えば、ゲート信号がハイレベルのときに選択的に、光源装置１１２より光を出射させるようにしたり、ＣＣＤアレイ１３３が電子シャッタ機能を有している場合には、ゲート信号がハイレベルのときに電子シャッタ機能を用いて画像の取り込みを行うようにすればよい。
【０１２０】
上述のような方法で、参照光および情報光の位置決めを行うことにより、光情報記録媒体１の同一箇所において、比較的長い時間、記録や再生を行う場合でも、記録や再生を行う位置がずれることを防止することができる。また、光情報記録媒体１が回転していても、光情報記録媒体１の回転に追従するように視野内アクセスを行うことにより、光情報記録媒体１が静止しているのと同じ状況で記録や再生を行うことができ、光情報記録媒体１の同一箇所において、比較的長い時間、記録や再生を行うことが可能となる。また、上述のように視野内アクセスを用いて参照光および情報光の位置決めを行う技術を用いれば、ディスク状の光情報記録媒体１に限らず、カード状等の他の形態の光情報記録媒体を用いる場合にも、容易に参照光および情報光の位置決めを行うことが可能となる。
【０１２１】
図２７は、シークによる移動と視野内アクセスを併用して、光情報記録媒体１における複数箇所にアクセスした場合における対物レンズ１２３の中心の軌跡の一例を表したものである。この図において、縦方向の直線は、シークを表し、横方向の直線は、トラック方向の他の箇所への移動を表し、短い区間内で往復運動を行っている部分は、記録または再生を行っている部分を表している。
【０１２２】
次に、図２８および図２９を参照して、光情報記録媒体１を収納するカートリッジの一例について説明する。図２８は、カートリッジの平面図、図２９は、シャッタを開けた状態のカートリッジの平面図である。本例におけるカートリッジ２１１は、内部に収納している光情報記録媒体１の一部を露呈させる窓部２１２と、この窓部２１２を開閉するシャッタ２１３とを有している。シャッタ２１３は、窓部２１２を閉じる方向に付勢されており、通常時は、図２８に示したように、窓部２１２を閉じているが、カートリッジ２１１を光情報記録再生装置に装着したときには、光情報記録再生装置によって、図２９に示したように窓部２１２を開ける方向に移動されるようになっている。
【０１２３】
次に、図３０ないし図３４を参照して、１台の光情報記録再生装置に複数のピックアップ１１１を設ける場合における光学ユニット１４０の配置の例について説明する。
【０１２４】
図３０は、光情報記録媒体１の片面に対向するように２つの光学ユニット１４０Ａ，１４０Ｂを配置した例を示している。光学ユニット１４０Ａは、図２１に示した光学ユニット１４０と同様の形態（以下、Ａタイプと言う。）のものである。一方、光学ユニット１４０Ｂは、図２１に示した光学ユニット１４０とは面対称な形態（以下、Ｂタイプと言う。）のものである。２つの光学ユニット１４０Ａ，１４０Ｂは、カートリッジ２１１の窓部２１２より露呈する光情報記録媒体１に対向する位置に配置される。また、各光学ユニット１４０Ａ，１４０Ｂのスライド送り機構は、それぞれ、各光学ユニット１４０Ａ，１４０Ｂの対物レンズ１２３の中心が、光情報記録媒体１の中心を通る線に沿って移動するように、配置される。
【０１２５】
図３１は、光情報記録媒体１の各面に対向するようにそれぞれ２つの光学ユニットを配置し、合計４つの光学ユニットを設けた例を示している。図３２は、図３１のＡ−Ａ′線断面図、図３３は、図３１のＢ−Ｂ′線断面図である。この例では、光情報記録媒体１の一方の面（図３１における裏面）に対向するように、２つの光学ユニット１４０Ａ，１４０Ｂが配置され、光情報記録媒体１の他方の面（図３１における表面）に対向するように、２つの光学ユニット１４０Ｃ，１４０Ｄが配置されている。光学ユニット１４０Ｃは、Ａタイプのものであり、光学ユニット１４０Ｄは、Ｂタイプのものである。
【０１２６】
光学ユニット１４０Ａ，１４０Ｂとそのスライド送り機構の配置、および光学ユニット１４０Ｃ，１４０Ｄとそのスライド送り機構の配置の条件は、図３０を用いて説明した通りである。なお、４つの光学ユニット１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃ，１４０Ｄを有効に利用するには、光情報記録媒体１として、両面からの情報の記録、再生が可能なものを用いる必要がある。
【０１２７】
図３４は、光情報記録媒体１の各面に対向するようにそれぞれ８個の光学ユニットを配置し、合計１６個の光学ユニットを設けた例を示している。この例では、光情報記録媒体１の一方の面（図３４における表面）に対向するように、８個の光学ユニット１４０_１〜１４０_８が配置され、光情報記録媒体１の他方の面（図３４における裏面）に対向するように、８個の光学ユニット１４０_９〜１４０_１６が配置されている。光学ユニット１４０_１，１４０_３，１４０_５，１４０_７，１４０₁₀，１４０₁₂，１４０₁₄，１４０₁₆は、Ａタイプのものである。光学ユニット１４０_２，１４０_４，１４０_６，１４０_８，１４０_９，１４０₁₁，１４０₁₃，１４０₁₅は、Ｂタイプのものである。各光学ユニットのスライド送り機構は、それぞれ、各光学ユニットの対物レンズ１２３の中心が、光情報記録媒体１の中心を通る線に沿って移動するように、配置される。なお、１６個の光学ユニットを有効に利用するには、カートリッジに収納されず、且つ両面からの情報の記録、再生が可能な光情報記録媒体１を用いる必要がある。
【０１２８】
ところで、本実施の形態に係る光情報記録再生装置および光情報記録媒体１を含むシステムでは、桁違いに大量の情報を光情報記録媒体１に記録することが可能であり、このようなシステムは、連続した膨大な情報を記録する用途に適している。しかし、このような用途に使用するシステムにおいて、連続した膨大な情報を記録している間、情報の再生ができないとすると、非常に使いづらいシステムになってしまう。
【０１２９】
そこで、例えば図３０ないし図３４に示したように、１台の光情報記録再生装置に複数のピックアップ１１１を設けることにより、１つの光情報記録媒体１を用いて情報の記録と再生を同時に行ったり、複数のピックアップ１１１によって同時に記録や再生を行うことが可能となり、記録や再生の性能を向上させることができ、特に、連続した膨大な情報を記録する用途においても使いやすいシステムを構成することができる。また、１台の光情報記録再生装置に複数のピックアップ１１１を設けることにより、大量の情報の中から所望の情報を検索する場合に、１つのピックアップ１１１のみを有する場合に比べて、性能を飛躍的に向上させることができる。
【０１３０】
次に、図３５ないし図４６を参照して、本実施の形態における光情報記録媒体１の具体的な構造の例について説明する。
【０１３１】
本実施の形態における光情報記録媒体１は、ホログラフィによって情報が記録される第１の情報層（ホログラム層）と、サーボのための情報やアドレス情報がエンボスピット等によって記録される第２の情報層とを有する。そして、参照光を第２の情報層において最も小径となるように収束させながら、第１の情報層において記録用参照光と情報光の干渉領域をある程度の大きさに形成する必要がある。そのため、本実施の形態では、第１の情報層と第２の情報層の間にある程度の大きさのギャップ（間隙）を形成している。これにより、参照光を第２の情報層において最も小径となるように収束させて、第２の情報層に記録された情報を再生可能としながら、第１の情報層において記録用参照光と情報光の干渉領域を十分な大きさに形成することが可能となる。本実施の形態における光情報記録媒体１は、このギャップの形成方法によって、エアギャップタイプと透明基板ギャップタイプとに分けることができる。
【０１３２】
図３５ないし図３７は、エアギャップタイプの光情報記録媒体１を示し、図３５は光情報記録媒体１の半分の断面図であり、図３６は光情報記録媒体１の半分の分解斜視図であり、図３７は光情報記録媒体１の半分の斜視図である。この光情報記録媒体１は、一方の面が反射面となっている反射基板２２１と、この反射基板２２１の反射面に対向するように配置された透明基板２２２と、反射基板２２１と透明基板２２２とを所定の間隔で隔てる外周スペーサ２２３および内周スペーサ２２４と、透明基板２２２における反射基板２２１側の面に接合されたホログラム層２２５とを備えている。反射基板２２１の反射面とホログラム層２２５との間には、所定の厚みのエアギャップが形成されている。ホログラム層２２５は、第１の情報層となる。反射基板２２１の反射面には、プリグルーブが形成されており、この反射面が、第２の情報層となる。
【０１３３】
図３８ないし図４０は、透明基板ギャップタイプの光情報記録媒体１を示し、図３８は光情報記録媒体１の半分の断面図であり、図３９は光情報記録媒体１の半分の分解斜視図であり、図４０は光情報記録媒体１の半分の斜視図である。この光情報記録媒体１は、透明基板２３１、第１の情報層となるホログラム層２３２、透明基板２３３が、この順に積層されて構成されている。透明基板２３１におけるホログラム層２３２とは反対側の面には、プリグルーブが形成されていると共に、反射膜２３４が設けられている。この透明基板２３１におけるホログラム層２３２とは反対側の面が、第２の情報層となる。この第２の情報層とホログラム層２３２との間には、透明基板２３１による所定の厚みのギャップが形成されている。透明基板２３３は、透明基板２３１に比べて薄くなっている。
【０１３４】
また、本実施の形態における光情報記録媒体１は、片面タイプと両面タイプに分けることができる。
【０１３５】
図４１ないし図４３は、片面タイプの光情報記録媒体１を示し、図４１は、厚みが１．２ｍｍのタイプの光情報記録媒体１の断面図、図４２は、厚みが０．６ｍｍのタイプの光情報記録媒体１の断面図、図４３は、片面タイプの光情報記録媒体１に対する記録用参照光および情報光の照射の仕方を示す説明図である。図４１および図４２に示した光情報記録媒体１は、図３８に示した構造になっている。ただし、図４１に示した光情報記録媒体１は、透明基板２３１、ホログラム層２３２および透明基板２３３の合計の厚みが１．２ｍｍとなっており、図４２に示した光情報記録媒体１は、透明基板２３１、ホログラム層２３２および透明基板２３３の合計の厚みが０．６ｍｍとなっている。
【０１３６】
対物レンズ１２３より光情報記録媒体１に照射される記録用参照光２４１は、プリグルーブが形成されている面で最も小径となるように収束し、対物レンズ１２３より光情報記録媒体１に照射される情報光２４２は、ホログラム層２３２よりも手前側で最も小径となるように収束する。その結果、ホログラム層２３２において、記録用参照光２４１と情報光２４２とによる干渉領域２４３が形成される。
【０１３７】
なお、図４１および図４２には、透明基板ギャップタイプで片面タイプの光情報記録媒体１を示したが、エアギャップタイプで片面タイプの光情報記録媒体１を構成してもよい。この場合には、透明基板２２２、ホログラム層２２５およびエアギャップの合計の厚みが１．２ｍｍまたは０．６ｍｍとなるようにする。
【０１３８】
図４４ないし図４６は、両面タイプの光情報記録媒体１を示し、図４４は、透明基板ギャップタイプの光情報記録媒体１の断面図、図４５は、エアギャップタイプの光情報記録媒体１の断面図、図４６は、両面タイプの光情報記録媒体１に対する記録用参照光および情報光の照射の仕方を示す説明図である。図４４に示した光情報記録媒体１は、図４２に示した片面タイプの２枚の光情報記録媒体を、反射膜２３４同士で張り合わせた構造になっている。また、図４５に示した光情報記録媒体１は、図３５に示した片面タイプの２枚の光情報記録媒体を、反射基板２２１同士で張り合わせた構造になっている。なお、図４５に示した光情報記録媒体１において、片側の透明基板２２２、ホログラム層２２５およびエアギャップの合計の厚みは０．６ｍｍとなっている。
【０１３９】
対物レンズ１２３より光情報記録媒体１に照射される記録用参照光２４１は、プリグルーブが形成されている面で最も小径となるように収束し、対物レンズ１２３より光情報記録媒体１に照射される情報光２４２は、ホログラム層２３２，２２５よりも手前側で最も小径となるように収束する。その結果、ホログラム層２３２，２２５において、記録用参照光２４１と情報光２４２とによる干渉領域２４３が形成される。
【０１４０】
ところで、本実施の形態における光情報記録再生装置は、従来の光ディスクを用いた情報の記録や再生も可能になっている。例えば、図４７に示したように、透明基板２５２の片面に、プリグルーブが形成され、且つ反射膜２５３が設けられた片面タイプの光ディスク２５１を用いる場合には、図４８に示したように、対物レンズ１２３より光ディスク２５１に照射される光を、光ディスク２５１においてプリグルーブが形成されている面、すなわち情報層で最も小径となるように収束させる。なお、図４７に示した光ディスク２５１において、透明基板２５２の厚みは、例えば１．２ｍｍである。図４７に示したような構造の光ディスクとしては、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ（ライトワンス（Write Once）タイプのＣＤ）、ＭＤ（ミニディスク）等がある。
【０１４１】
また、図４９に示したように、片面に、プリグルーブが形成され且つ反射膜２６３が設けられた２枚の透明基板２６２を、反射膜２６３同士で張り合わせた構造の両面タイプの光ディスク２６１を用いる場合には、図５０に示したように、対物レンズ１２３より光ディスク２６１に照射される光を、光ディスク２６１においてプリグルーブが形成されている面、すなわち情報層で最も小径となるように収束させる。なお、図４９に示した光ディスク２６１において、片側の透明基板２６２の厚みは、例えば０．６ｍｍである。図５０に示したような構造の光ディスクとしては、ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＭＯ（光磁気）ディスク等がある。
【０１４２】
なお、本実施の形態における光情報記録媒体１では、第２の情報層を、例えば図４７や図４９に示したような従来の光ディスクにおける情報層と、記録される情報の内容も含めて同様の形態とすることができる。この場合、第２の情報層に記録された情報は、ピックアップ１１１をサーボ時の状態とすることで再生することが可能となる。また、従来の光ディスクにおける情報層には、サーボのための情報やアドレス情報も記録されているので、第２の情報層を従来の光ディスクにおける情報層と同様の形態とすることにより、従来の光ディスクにおける情報層に記録されたサーボのための情報やアドレス情報を、そのまま、ホログラム層における記録や再生のための情報光、記録用参照光および再生用参照光の位置決めのために利用することが可能となる。また、第２の情報層（従来の光ディスクにおける情報層）に、第１の情報層（ホログラム層）に記録された情報のディレクトリ情報やディレクトリマネジメント情報等を記録することで、高速検索が可能になる等、第２の情報層の応用範囲は広い。
【０１４３】
次に、本実施の形態に係る光情報記録再生装置の作用について説明する前に、図５１および図５２を参照して、位相符号化多重の原理について説明する。図５１は、位相符号化多重を行う一般的な記録再生系の概略の構成を示す斜視図である。この記録再生系は、２次元デジタルパターン情報に基づく情報光３０２を発生させる空間光変調器３０１と、この空間光変調器３０１からの情報光３０２を集光して、ホログラム記録媒体３００に対して照射するレンズ３０３と、位相が空間的に変調された参照光３０５を発生させ、この参照光３０５をホログラム記録媒体３００に対して情報光３０２と略直交する方向から照射する位相空間光変調器３０４と、再生された２次元デジタルパターン情報を検出するためのＣＣＤアレイ３０８と、ホログラム記録媒体３００から出射される再生光３０６を集光してＣＣＤアレイ３０８上に照射するレンズ３０７とを備えている。
【０１４４】
図５１に示した記録再生系では、記録時には、記録する原画像等の情報をデジタイズし、その０か１かの信号を更に２次元に配置して２次元デジタルパターン情報（以下、ページデータと言う。）を生成する。ここでは、＃１〜＃ｎのページデータを、同じホログラム記録媒体３００に多重記録するものとする。また、各ページデータ＃１〜＃ｎ毎に異なる位相変調用の２次元デジタルパターン情報（以下、位相データと言う。）＃１〜＃ｎを生成する。まず、ページデータ＃１の記録時には、ページデータ＃１に基づいて、空間光変調器３０１によって、空間的に変調された情報光３０２を生成し、レンズ３０３を介してホログラム記録媒体３００に照射する。同時に、位相データ＃１に基づいて、位相空間光変調器３０４によって、位相が空間的に変調された参照光３０５を生成し、ホログラム記録媒体３００に照射する。その結果、ホログラム記録媒体３００には、情報光３０２と参照光３０５との重ね合わせによってできる干渉縞が記録される。以下、同様に、ページデータ＃２〜＃ｎの記録時には、それぞれ、ページデータ＃２〜＃ｎに基づいて、空間光変調器３０１によって、空間的に変調された情報光３０２を生成し、位相データ＃２〜＃ｎに基づいて、位相空間光変調器３０４によって、位相が空間的に変調された参照光３０５を生成し、これら情報光３０２および参照光３０５をホログラム記録媒体３００に照射する。このようにして、ホログラム記録媒体３００における同一箇所に、複数の情報が多重記録される。このように情報が多重記録されたホログラムをスタックと呼ぶ。図５１に示した例では、ホログラム記録媒体３００は複数のスタック（スタック１，スタック２，…，スタックｍ，…）を有している。
【０１４５】
スタックから任意のページデータを再生するには、そのページデータを記録した際と同じ位相データに基づいて位相が空間的に変調された参照光３０５を、そのスタックに照射してやればよい。そうすると、その参照光３０５は、その位相データおよびページデータに対応した干渉縞によって選択的に回折され、再生光３０６が発生する。この再生光３０６は、レンズ３０７を介してＣＣＤアレイ３０８に入射し、再生光の２次元パターンがＣＣＤアレイ３０８によって検出される。そして、検出した再生光の２次元パターンを、記録時とは逆にデコードすることで原画像等の情報が再生される。
【０１４６】
図５２は、情報光３０２と参照光３０５の干渉によってホログラム記録媒体３００に干渉縞が形成される様子を示したものである。図５２において、（ａ）は、ページデータ＃１に基づく情報光３０２_１と、位相データ＃１に基づく参照光３０５_１の干渉によって、干渉縞３０９_１が形成される様子を示している。同様に、（ｂ）は、ページデータ＃２に基づく情報光３０２_２と、位相データ＃２に基づく参照光３０５_２の干渉によって、干渉縞３０９_２が形成される様子を示し、（ｃ）は、ページデータ＃３に基づく情報光３０２_３と、位相データ＃３に基づく参照光３０５_３の干渉によって、干渉縞３０９_３が形成される様子を示している。
【０１４７】
次に、本実施の形態に係る光情報記録再生装置の作用について、サーボ時、記録時、再生時に分けて、順に説明する。
【０１４８】
まず、図５３および図５４を参照して、サーボ時の作用について説明する。図５３はサーボ時におけるピックアップ１１１の状態を示す説明図である。サーボ時には、空間光変調器１２５は、全画素が遮断状態にされる。位相空間光変調器１１７は、各画素を通過する光が全て同じ位相になるように設定される。光源装置１１２の出射光の出力は、再生用の低出力に設定される。なお、コントローラ９０は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、対物レンズ１２３の出射光がアドレス・サーボエリア６を通過するタイミングを予測し、対物レンズ１２３の出射光がアドレス・サーボエリア６を通過する間、上記の設定とする。
【０１４９】
光源装置１１２から出射された光は、コリメータレンズ１１３によって平行光束とされ、ＮＤフィルタ１１４、旋光用光学素子１１５を順に通過して、偏光ビームスプリッタ１１６に入射する。偏光ビームスプリッタ１１６に入射した光のうちのＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ面１１６ａで反射され、空間光変調器１２５によって遮断される。偏光ビームスプリッタ１１６に入射した光のうちのＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ面１１６ａを透過し、位相空間光変調器１１７を通過して、ビームスプリッタ１１８に入射する。ビームスプリッタ１１８に入射した光の一部は、ビームスプリッタ面１１８ａで反射され、偏光ビームスプリッタ１２０を通過して、２分割旋光板１２１に入射する。ここで、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｒを通過した光はＢ偏光となり、旋光板１２１Ｌを通過した光はＡ偏光となる。２分割旋光板１２１を通過した光は、立ち上げミラー１２２で反射されて、対物レンズ１２３によって集光されて、光情報記録媒体１におけるホログラム層よりも奥側にあるプリグルーブ上で収束するように、情報記録媒体１に照射される。この光は、プリグルーブ上で反射され、その際、プリグルーブ上に形成されたピットによって変調されて、対物レンズ１２３側に戻ってくる。なお、図５３では、立ち上げミラー１２２を省略している。
【０１５０】
情報記録媒体１からの戻り光は、対物レンズ１２３で平行光束とされ、２分割旋光板１２１を通過してＳ偏光となる。この戻り光は、偏光ビームスプリッタ１２０の偏光ビームスプリッタ面１２０ａで反射されて、ビームスプリッタ１２７に入射し、一部がビームスプリッタ面１２７ａを透過して、凸レンズ１２９およびシリンドリカルレンズ１３０を順に通過した後、４分割フォトディテクタ１３１によって検出される。そして、この４分割フォトディテクタ１３１の出力に基づいて、検出回路８５によって、フォーカスエラー信号ＦＥ，トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦが生成され、これらの信号に基づいて、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボが行われると共に、基本クロックの再生およびアドレスの判別が行われる。
【０１５１】
また、ビームスプリッタ１１８に入射した光の一部は、フォトディテクタ１１９に入射し、このフォトディテクタ１１９の出力信号に基づいて、ＡＰＣ回路１４６によって信号ＡＰＣ_refが生成される。そして、この信号ＡＰＣ_refに基づいて、光情報記録媒体１に照射される光の光量が一定になるようにＡＰＣが行われる。具体的には、信号ＡＰＣ_refが所定の値に等しくなるように、駆動回路１４８がモータ１４２を駆動して、旋光用光学素子１１５を調整する。あるいは、サーボ時には、旋光用光学素子１１５を通過した光がＰ偏光成分のみとなるように、旋光用光学素子１１５を設定し、光源装置１１２の出力を調整してＡＰＣを行うようにしてもよい。フォトディテクタ１１９の受光部が複数の領域に分割され、また、位相空間光変調器１１７が透過光量も調節可能なものである場合には、フォトディテクタ１１９の各受光部毎の出力信号に基づいて、位相空間光変調器１１７における画素毎の透過光量を調節して、光情報記録媒体１に照射される光の強度分布が均一になるように調整するようにしてもよい。
【０１５２】
なお、上記のサーボ時における設定では、ピックアップ１１１の構成は、通常の光ディスクに対する記録、再生用のピックアップの構成と同様になる。従って、本実施の形態における光情報記録再生装置は、通常の光ディスクを用いて記録や再生を行うことも可能である。
【０１５３】
図５４は、本実施の形態に係る光情報記録再生装置によって、通常の光ディスクを用いて記録や再生を行う場合における光ディスク近傍における光の状態を示す説明図である。なお、この図では、通常の光ディスクの例として、両面タイプの光ディスク２６１を挙げている。この光ディスク２６１では、透明基板２６２における反射膜２６３側の面にプリグルーブ２６５が形成されており、対物レンズ１２３側からの光は、プリグルーブ２６５上で収束するように、光ディスク２６１に照射され、プリグルーブ２６５上に形成されたピットによって変調されて、対物レンズ１２３側に戻ってくる。
【０１５４】
次に、図５５ないし図５７を参照して、記録時の作用について説明する。図５５は、記録時におけるピックアップ１１１の状態を示す説明図、図５６、図５７は、それぞれ、記録時における光情報記録媒体１の近傍の光の状態を示す説明図である。なお、以下では、図５６に示したように、光情報記録媒体１として、エアギャップタイプのものを用いた場合を例にとって説明する。
【０１５５】
記録時には、空間光変調器１２５は、記録する情報に応じて各画素毎に透過状態（以下、オンとも言う。）と遮断状態（以下、オフとも言う。）を選択して、通過する光を空間的に変調して、情報光を生成する。位相空間光変調器１１７は、通過する光に対して、所定の変調パターンに従って、画素毎に、所定の位相を基準にして位相差０（ｒａｄ）かπ（ｒａｄ）を選択的に付与することによって、光の位相を空間的に変調して、光の位相が空間的に変調された記録用参照光を生成する。
【０１５６】
本実施の形態では、既に説明したように、データエリア７に位相符号化多重により情報を多重記録する際には、対物レンズ１２３の中心がデータエリア７とその両側のアドレス・サーボエリア６の一部とを含む区間内で往復運動するように、視野内アクセスを用いて対物レンズ１２３の中心を移動させる。対物レンズ１２３の中心がデータエリア７内の所定の位置にきたときに、選択的に、光源装置１１２の出力を記録用の高出力にする。
【０１５７】
光源装置１１２から出射された光は、コリメータレンズ１１３によって平行光束とされ、ＮＤフィルタ１１４、旋光用光学素子１１５を順に通過して、偏光ビームスプリッタ１１６に入射する。偏光ビームスプリッタ１１６に入射した光のうちのＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ面１１６ａを透過し、位相空間光変調器１１７を通過し、その際、光の位相が空間的に変調されて、記録用参照光となる。この記録用参照光は、ビームスプリッタ１１８に入射する。ビームスプリッタ１１８に入射した記録用参照光の一部は、ビームスプリッタ面１１８ａで反射され、偏光ビームスプリッタ１２０を通過して、２分割旋光板１２１に入射する。ここで、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｒを通過した記録用参照光はＢ偏光となり、旋光板１２１Ｌを通過した記録用参照光はＡ偏光となる。２分割旋光板１２１を通過した記録用参照光は、立ち上げミラー１２２で反射されて、対物レンズ１２３によって集光されて、光情報記録媒体１におけるホログラム層２２５よりも奥側で収束するように、光情報記録媒体１に照射される。なお、図５５では、立ち上げミラー１２２を省略している。
【０１５８】
一方、偏光ビームスプリッタ１１６に入射した光のうちのＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ面１１６ａで反射され、空間光変調器１２５を通過し、その際に、記録する情報に従って、空間的に変調されて、情報光となる。この情報光は、ビームスプリッタ１２７に入射する。ビームスプリッタ１２７に入射した情報光の一部は、ビームスプリッタ面１２７ａで反射され、偏光ビームスプリッタ１２０のビームスプリッタ面１２０ａで反射され、２分割旋光板１２１に入射する。ここで、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｒを通過した情報光はＡ偏光となり、旋光板１２１Ｌを通過した情報光はＢ偏光となる。２分割旋光板１２１を通過した情報光は、立ち上げミラー１２２で反射されて、対物レンズ１２３によって集光されて、光情報記録媒体１におけるホログラム層２２５よりも手前側で一旦収束し拡散しながらホログラム層２２５を通過するように、光情報記録媒体１に照射される。
【０１５９】
その結果、図５６に示したように、ホログラム層２２５において、記録用参照光３１１と情報光３１２とによる干渉領域３１３が形成される。この干渉領域３１３は、樽状の形態をなす。なお、図５５に示したように、凸レンズ１２６の位置３１０を調整することで情報光の収束位置を調整でき、これにより、干渉領域３１３の大きさを調整することができる。
【０１６０】
図５７に示したように、ホログラム層２２５内では、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｌを通過したＡ偏光の記録用参照光３１１Ａと、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｒを通過したＡ偏光の情報光３１２Ａとが干渉し、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｒを通過したＢ偏光の記録用参照光３１１Ｂと、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｌを通過したＢ偏光の情報光３１２Ｂとが干渉し、これらの干渉パターンがホログラム層２２５内に体積的に記録される。
【０１６１】
また、記録する情報毎に、記録用参照光の位相の変調パターンを変えることにより、ホログラム層２２５の同一箇所に、複数の情報を多重記録することができる。
【０１６２】
ところで、図５５に示したように、ビームスプリッタ１１８に入射した記録用参照光の一部は、フォトディテクタ１１９に入射し、このフォトディテクタ１１９の出力信号に基づいて、ＡＰＣ回路１４６によって信号ＡＰＣ_refが生成される。また、ビームスプリッタ１２７に入射した情報光の一部は、フォトディテクタ１２８に入射し、このフォトディテクタ１２８の出力信号に基づいて、ＡＰＣ回路１４７によって信号ＡＰＣ_objが生成される。そして、これらの信号ＡＰＣ_ref，ＡＰＣ_objに基づいて、光情報記録媒体１に照射される記録用参照光と情報光の強度の比が最適な値となるようにＡＰＣが行われる。具体的には、駆動回路１４８が、信号ＡＰＣ_ref，ＡＰＣ_objを比較して、これらが所望の比となるように、モータ１４２を駆動して、旋光用光学素子１１５を調整する。フォトディテクタ１１９の受光部が複数の領域に分割され、また、位相空間光変調器１１７が透過光量も調節可能なものである場合には、フォトディテクタ１１９の各受光部毎の出力信号に基づいて、位相空間光変調器１１７における画素毎の透過光量を調節して、光情報記録媒体１に照射される記録用参照光の強度分布が均一になるように調整するようにしてもよい。同様に、フォトディテクタ１２８の受光部が複数の領域に分割され、また、空間光変調器１２５が透過光量も調節可能なものである場合には、フォトディテクタ１２８の各受光部毎の出力信号に基づいて、空間光変調器１２５における画素毎の透過光量を調節して、光情報記録媒体１に照射される情報光の強度分布が均一になるように調整するようにしてもよい。
【０１６３】
また、本実施の形態では、信号ＡＰＣ_ref，ＡＰＣ_objの和に基づいて、記録用参照光と情報光の合計の強度が最適な値となるようにＡＰＣが行われる。記録用参照光と情報光の合計の強度を制御する方法としては、光源装置１１２の出力のピーク値の制御、パルス的に光を出射する場合の出射パルス幅、出射光の強度の時間的なプロファイルの制御等がある。
【０１６４】
次に、図５８および図５９を参照して、定着時の作用について説明する。図５８は、定着時におけるピックアップ１１１の状態を示す説明図、図５９は、定着時における光情報記録媒体１の近傍の光の状態を示す説明図である。定着時には、空間光変調器１２５は、全画素が遮断状態にされる。位相空間光変調器１１７は、各画素を通過する光が全て同じ位相になるように設定される。光源装置１１２からは光が出射されず、定着用光源装置１３５から、定着用のＳ偏光の紫外光が出射される。
【０１６５】
定着用光源装置１３５から出射された光は、コリメータレンズ１３４によって平行光束とされ、偏光ビームスプリッタ１１６に入射し、偏光ビームスプリッタ面１１６ａで反射され、位相空間光変調器１１７を通過して、ビームスプリッタ１１８に入射する。ビームスプリッタ１１８に入射した光の一部は、ビームスプリッタ面１１８ａで反射され、偏光ビームスプリッタ１２０を通過して、２分割旋光板１２１に入射する。ここで、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｒを通過した光はＢ偏光となり、旋光板１２１Ｌを通過した光はＡ偏光となる。２分割旋光板１２１を通過した光は、立ち上げミラー１２２で反射されて、対物レンズ１２３によって集光されて、光情報記録媒体１におけるホログラム層２２５よりも奥側にあるプリグルーブ上で収束するように、情報記録媒体１に照射される。そして、この光によって、ホログラム層２２５内の干渉領域３１３に形成されていた干渉パターンが定着される。なお、図５８では、立ち上げミラー１２２を省略している。
【０１６６】
なお、光情報記録媒体１に対する定着用の光の位置決め（サーボ）は、記録時における記録用参照光および情報光の位置決めと同様に行うことができる。
【０１６７】
また、ビームスプリッタ１１８に入射した定着用の光の一部は、フォトディテクタ１１９に入射し、このフォトディテクタ１１９の出力信号に基づいて、ＡＰＣ回路１４６によって信号ＡＰＣ_refが生成される。そして、この信号ＡＰＣ_refに基づいて、光情報記録媒体１に照射される定着用の光の光量が一定になるようにＡＰＣが行われる。具体的には、信号ＡＰＣ_refが所定の値に等しくなるように、定着用光源装置１３５の出力を調整する。フォトディテクタ１１９の受光部が複数の領域に分割され、また、位相空間光変調器１１７が透過光量も調節可能なものである場合には、フォトディテクタ１１９の各受光部毎の出力信号に基づいて、位相空間光変調器１１７における画素毎の透過光量を調節して、光情報記録媒体１に照射される定着用の光の強度分布が均一になるように調整するようにしてもよい。
【０１６８】
次に、図６０ないし図６２を参照して、再生時の作用について説明する。図６０は、再生時におけるピックアップ１１１の状態を示す説明図、図６１、図６２は、それぞれ、再生時における光情報記録媒体１の近傍の光の状態を示す説明図である。
【０１６９】
再生時には、空間光変調器１２５は、全画素が遮断状態にされる。位相空間光変調器１１７は、通過する光に対して、所定の変調パターンに従って、画素毎に、所定の位相を基準にして位相差０（ｒａｄ）かπ（ｒａｄ）を選択的に付与することによって、光の位相を空間的に変調して、光の位相が空間的に変調された再生用参照光を生成する。ここで、本実施例では、再生用参照光の位相の変調パターンは、位相空間光変調器１１７の中心に対して、再生しようとする情報の記録時における記録用参照光の位相の変調パターンと点対称なパターンとする。
【０１７０】
光源装置１１２から出射された光は、コリメータレンズ１１３によって平行光束とされ、ＮＤフィルタ１１４、旋光用光学素子１１５を順に通過して、偏光ビームスプリッタ１１６に入射する。偏光ビームスプリッタ１１６に入射した光のうちのＳ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ面１１６ａで反射され、空間光変調器１２５によって遮断される。偏光ビームスプリッタ１１６に入射した光のうちのＰ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ面１１６ａを透過し、位相空間光変調器１１７を通過し、その際、光の位相が空間的に変調されて、再生用参照光となる。この再生用参照光は、ビームスプリッタ１１８に入射する。ビームスプリッタ１１８に入射した再生用参照光の一部は、ビームスプリッタ面１１８ａで反射され、偏光ビームスプリッタ１２０を通過して、２分割旋光板１２１に入射する。ここで、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｒを通過した再生用参照光はＢ偏光となり、旋光板１２１Ｌを通過した再生用参照光はＡ偏光となる。２分割旋光板１２１を通過した再生用参照光は、立ち上げミラー１２２で反射されて、対物レンズ１２３によって集光されて、光情報記録媒体１におけるホログラム層２２５よりも奥側で収束するように、光情報記録媒体１に照射される。なお、図６０では、立ち上げミラー１２２を省略している。
【０１７１】
なお、光情報記録媒体１に対する再生用参照光の位置決め（サーボ）は、記録時における記録用参照光および情報光の位置決めと同様に行うことができる。
【０１７２】
図６２に示したように、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｒを通過したＢ偏光の再生用参照光３１５Ｂは、ホログラム層２２５を通過し、ホログラム層２２５の奥側の収束位置にある反射面で反射し、ホログラム層２２５を再度通過する。このとき、反射面で反射した後の再生用参照光３１５Ｂは、干渉領域３１３内において、記録時に記録用参照光３１１Ａが照射された箇所を通過し、且つ記録用参照光３１１Ａと同じ変調パターンの光となっている。従って、この再生用参照光３１５Ｂによって、干渉領域３１３より、記録時における情報光３１２Ａに対応した再生光３１６Ｂが発生する。この再生光３１６Ｂは、対物レンズ１２３側へ進行する。
【０１７３】
同様に、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｌを通過したＡ偏光の再生用参照光３１５Ａは、ホログラム層２２５を通過し、ホログラム層２２５の奥側の収束位置にある反射面で反射し、ホログラム層２２５を再度通過する。このとき、反射面で反射した後の再生用参照光３１５Ａは、干渉領域３１３内において、記録時に記録用参照光３１１Ｂが照射された箇所を通過し、且つ記録用参照光３１１Ｂと同じ変調パターンの光となっている。従って、この再生用参照光３１５Ａによって、干渉領域３１３より、記録時における情報光３１２Ｂに対応した再生光３１６Ａが発生する。この再生光３１６Ａは、対物レンズ１２３側へ進行する。
【０１７４】
Ｂ偏光の再生光３１６Ｂは、対物レンズ１２３を通過した後、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｒを通過して、Ｐ偏光の光となる。Ａ偏光の再生光３１６Ａは、対物レンズ１２３を通過した後、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｌを通過して、Ｐ偏光の光となる。２分割旋光板１２１を通過した再生光は、偏光ビームスプリッタ１２０に入射し、偏光ビームスプリッタ面１２０ａを透過して、ビームスプリッタ１１８に入射する。ビームスプリッタ１１８に入射した再生光の一部は、ビームスプリッタ面１１８ａを透過し、結像レンズ１３２を通過して、ＣＣＤアレイ１３３に入射する。なお、図６０に示したように、結像レンズ１３２の位置を調整することで、ＣＣＤアレイ１３３に対する再生光の結像状態を調整することができる。
【０１７５】
ＣＣＤアレイ１３３上には、記録時における空間光変調器１２５によるオン、オフのパターンが結像され、このパターンを検出することで、情報が再生される。なお、記録用参照光の変調パターンを変えて、ホログラム層２２５に複数の情報が多重記録されている場合には、複数の情報のうち、再生用参照光の変調パターンと点対称な変調パターンの記録用参照光に対応する情報のみが再生される。
【０１７６】
また、ビームスプリッタ１１８に入射した再生用参照光の一部は、フォトディテクタ１１９に入射し、このフォトディテクタ１１９の出力信号に基づいて、ＡＰＣ回路１４６によって信号ＡＰＣ_refが生成される。そして、この信号ＡＰＣ_refに基づいて、光情報記録媒体１に照射される再生用参照光の光量が一定になるようにＡＰＣが行われる。具体的には、信号ＡＰＣ_refが所定の値に等しくなるように、駆動回路１４８がモータ１４２を駆動して、旋光用光学素子１１５を調整する。あるいは、再生時には、旋光用光学素子１１５を通過した光がＰ偏光成分のみとなるように、旋光用光学素子１１５を設定し、光源装置１１２の出力を調整してＡＰＣを行うようにしてもよい。フォトディテクタ１１９の受光部が複数の領域に分割され、また、位相空間光変調器１１７が透過光量も調節可能なものである場合には、フォトディテクタ１１９の各受光部毎の出力信号に基づいて、位相空間光変調器１１７における画素毎の透過光量を調節して、光情報記録媒体１に照射される再生用参照光の強度分布が均一になるように調整するようにしてもよい。
【０１７７】
また、本実施の形態において、光源装置１１２として、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色のレーザ光を出射可能なものを用い、ＣＣＤアレイ１３３も、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の光を検出可能なものを用い、更に、光情報記録媒体１として、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの各色の光のみによって光学特性の変化する３層のホログラム層を有するものを用いることにより、同一の記録用参照光の変調パターンで、光情報記録媒体１の同一箇所に３種類の情報を記録することが可能となり、より多くの情報を多重記録することが可能となる。上述のような３層のホログラム層を有する記録媒体としては、例えば、ＤｕＰｏｎｔ社製ＨＲＦ−７００Ｘ０５９−２０（商品名）がある。
【０１７８】
上述のように、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の光による情報の多重記録を行う場合には、光情報記録媒体１の同一箇所に対して、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色毎に、時分割で情報の記録を行う。その際、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色毎に、情報光の変調パターンは変えるが、記録用参照光の変調パターンは変えない。ここで、各色毎の情報光の各画素が２値の情報を担持する場合、すなわち各画素が明か暗かで表現される場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の光による情報の多重記録を行うことより、例えばＲをＭＳＢ（最上位ビット）、ＢをＬＳＢ（最下位ビット）として、各画素につき８（＝２^３）値の情報を記録することが可能となる。空間光変調器１２５が、透過光量を３段階以上に調節可能で、各色毎の情報光の各画素がｎ（ｎは３以上の整数）階調の情報を担持する場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の光による情報の多重記録を行うことより、各画素につきｎ^３値の情報を記録することが可能となる。
【０１７９】
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色の光による情報の多重記録を行った場合における情報の再生は、以下のように種々の方法が可能である。すなわち、再生用参照光をＲ，Ｇ，Ｂのいずれか１色の光とすれば、再生用参照光と同じ色の光を用いて記録された情報のみが再生される。再生用参照光をＲ，Ｇ，Ｂのうちの任意の２色の光とした場合には、再生用参照光と同じ２色の光を用いて記録された２種類の情報のみが再生される。この２種類の情報は、ＣＣＤアレイ１３３において、各色毎の情報に分離される。また、再生用参照光をＲ，Ｇ，Ｂの３色の光とした場合には、３色の光を用いて記録された３種類の情報が全て再生される。この３種類の情報は、ＣＣＤアレイ１３３において、各色毎の情報に分離される。なお、光情報記録媒体１がＲ，Ｇ，Ｂの各色毎の層を有する場合、各色毎の層において、それぞれ位相符号化多重により多重記録を行う。これにより、参照光の位相の変調パターン毎に、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色毎のパターンの再生像が得られるという効果を奏する。
【０１８０】
次に、図６３および図６４を参照して、本実施の形態に係る光情報記録再生装置が持つダイレクト・リード・アフタ・ライト（Direct Rrad After Write；以下、ＤＲＡＷと記す。）機能と、多重記録時のライト・パワー・コントロール（Write Power Control；以下、ＷＰＣと記す。）機能について説明する。
【０１８１】
始めに、ＤＲＡＷ機能について説明する。ＤＲＡＷ機能とは、情報の記録後、直ちに、記録された情報の再生を行う機能である。この機能により、情報の記録後、直ちに、記録された情報の照合（Verify）を行うことが可能となる。
【０１８２】
以下、図５５および図５７を参照して、本実施の形態におけるＤＲＡＷ機能の原理について説明する。まず、本実施の形態において、ＤＲＡＷ機能を使用する場合には、記録用参照光の変調パターンを、位相空間光変調器１１７の中心に対して点対称なパターンとする。記録時には、ホログラム層２２５内で、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｌを通過したＡ偏光の記録用参照光３１１Ａと、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｒを通過したＡ偏光の情報光３１２Ａとが干渉し、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｒを通過したＢ偏光の記録用参照光３１１Ｂと、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｌを通過したＢ偏光の情報光３１２Ｂとが干渉し、これらの干渉パターンがホログラム層２２５内に体積的に記録される。
【０１８３】
このように、干渉パターンがホログラム層２２５内に記録され始めると、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｌを通過したＡ偏光の記録用参照光３１１Ａがホログラム層２２５の奥側の収束位置にある反射面で反射した光によって、記録用参照光３１１Ｂによって干渉パターンが記録された箇所より、Ａ偏光の再生光が発生する。この再生光は、対物レンズ１２３側へ進行し、対物レンズ１２３を通過した後、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｌを通過して、Ｐ偏光の光となる。同様に、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｒを通過したＢ偏光の記録用参照光３１１Ｂがホログラム層２２５の奥側の収束位置にある反射面で反射した光によって、記録用参照光３１１Ａによって干渉パターンが記録された箇所より、Ｂ偏光の再生光が発生する。この再生光は、対物レンズ１２３側へ進行し、対物レンズ１２３を通過した後、２分割旋光板１２１の旋光板１２１Ｒを通過して、Ｐ偏光の光となる。２分割旋光板１２１を通過した再生光は、偏光ビームスプリッタ１２０に入射し、偏光ビームスプリッタ面１２０ａを透過して、ビームスプリッタ１１８に入射する。ビームスプリッタ１１８に入射した再生光の一部は、ビームスプリッタ面１１８ａを透過し、結像レンズ１３２を通過して、ＣＣＤアレイ１３３に入射して検出される。このようにして、情報の記録後、直ちに、記録された情報の再生を行うことができる。
【０１８４】
図６３において符号３２１は、光情報記録媒体１の１箇所における情報の記録開始後の経過時間と、ＣＣＤアレイ１３３の出力レベルとの関係の一例を示したものである。このように、ＣＣＤアレイ１３３の出力レベルは、情報の記録開始後、光情報記録媒体１における干渉パターンの記録の度合いに応じて、次第に大きくなり、ある時刻において最大値に達し、その後は、次第に小さくなる。ＣＣＤアレイ１３３の出力レベルが大きいほど、記録された干渉パターン（以下、記録パターンと言う。）による回折効率が大きいと言える。従って、記録時に、ＣＣＤアレイ１３３の出力レベルが、所望の回折効率に対応した出力レベルとなったときに記録を停止することで、所望の回折効率の記録パターンを形成することができる。
【０１８５】
本実施の形態では、好ましくは、上述のようにＤＲＡＷ機能を用いて所望の回折効率の記録パターンを形成するために、光情報記録媒体１に、適宜、テストエリアを設ける。テストエリアとは、データエリア７と同様に、ホログラフィによって情報を記録可能な領域である。そして、好ましくは、コントローラ９０は、情報の記録時に、以下のような動作を行う。すなわち、コントローラ９０は、予め、テストエリアにおいて所定のテスト用データを記録する動作を行い、図６３に示したようなＣＣＤアレイ１３３の出力レベルのプロファイルを検出する。このとき、好ましくは、光源装置１１２の出力や、記録用参照光と情報光との光量の比率を変えて、テストエリア内の複数箇所で、テスト用データの記録およびＣＣＤアレイ１３３の出力レベルのプロファイルの検出動作を行い、例えば図６３において符号３２１〜３２３で示したように、複数のプロファイルを検出し、その中から最適なプロファイルを選択し、選択したプロファイルに対応する条件で実際の情報の記録動作を行うようにする。
【０１８６】
また、コントローラ９０は、検出したプロファイル、あるいは選択したプロファイルに基づいて、所望の回折効率に対応した出力レベル、または、その出力レベルが得られる記録開始からの時間を求める。コントローラ９０は、実際の情報の記録の際には、ＣＣＤアレイ１３３の出力レベルを監視して、その出力レベルが予め求めた所望の回折効率に対応した出力レベルに達したら、記録を停止する。あるいは、コントローラ９０は、実際の情報の記録の際には、記録の開始後の経過時間が、予め求めた所望の回折効率に対応した出力レベルが得られる記録開始からの時間に達したら、記録を停止する。このような動作により、光情報記録媒体１に対して、所望の回折効率の記録パターンを形成することが可能となる。
【０１８７】
また、前述のように、本実施の形態では、ＤＲＡＷ機能を用いて、記録された情報の照合を行うことができる。図６４は、本実施の形態に係る光情報記録再生装置において、この照合を行うために必要な回路構成を示したものある。この図に示したように、光情報記録再生装置は、コントローラ９０より、記録する情報が与えられ、この情報を、空間光変調器（図６４では、ＳＬＭと記す。）１２５の変調パターンのデータとなるように符号化するエンコーダ３３１と、ＣＣＤアレイ１３３の出力データを、コントローラ９０からエンコーダ３３１に与えられる形態のデータとなるように復号化するデコーダ３２２と、コントローラ９０からエンコーダ３３１に与えられるデータとデコーダ３２２によって得られるデータとを比較し、比較結果の情報をコントローラ９０に送る比較部３３３とを備えている。比較部３３３は、比較結果の情報として、例えば、比較する２つのデータの一致度、あるいはエラーレート（誤り率）の情報を、コントローラ９０に送る。コントローラ９０は、例えば、比較部３３３より送られてくる比較結果の情報が、データの誤りを修復可能な範囲内である場合には、記録動作を続行し、比較結果の情報が、データの誤りを修復可能な範囲外である場合には、記録動作を中止する。
【０１８８】
このように、本実施の形態に係る光情報記録再生装置によれば、ＤＲＡＷ機能を有していることから、光情報記録媒体１の感度むらや、外部の環境温度の変化や、光源装置１１２の出力のゆらぎ等の外乱があっても、最適な記録状態で記録動作を行うことができる。
【０１８９】
また、本実施の形態によれば、情報の記録と同時に、記録された情報の照合を行う機能を有するので、高い信頼性を維持しながら高速の記録を行うことができる。この機能は、特に高転送レートの情報の記録を行う場合に有用である。情報の定着が行われていない状態で情報の再生を行うことは、重ね書きを行うのと同様の作用をなし、記録された情報の品質を劣化させることになるので、好ましくないが、本実施の形態における照合の機能では、記録動作中に、記録された情報の確認が終了するので、問題は生じない。
【０１９０】
次に、多重記録時のＷＰＣ機能について説明する。記録用参照光の変調パターンを変えて、光情報記録媒体１の同一箇所に複数の情報を多重記録する場合、先に記録が行われた記録パターンの回折効率は、その後に行われる記録によって次第に低下する。本実施の形態におけるＷＰＣ機能とは、多重記録時に、多重記録される情報毎の各記録パターンで略同じ回折効率が得られるように、記録時における記録用参照光および情報光を制御する機能である。
【０１９１】
ここで、記録パターンの回折効率は、記録用参照光および情報光の強度、記録用参照光および情報光の照射時間、記録用参照光と情報光の強度比、記録用参照光の変調パターン、光情報記録媒体１の同一箇所に合計何回の記録を行い、そのうちの何回目の記録か等のパラメータに依存する。従って、ＷＰＣ機能では、これらの複数のパラメータのうちの少なくとも１つを制御すればよい。制御を簡単に行うには、記録用参照光および情報光の強度や照射時間を制御すればよい。記録用参照光および情報光の強度を制御する場合には、後に行う記録ほど、強度を小さくしていく。記録用参照光および情報光の照射時間を制御する場合には、後に行う記録ほど、照射時間を短くしていく。
【０１９２】
本実施の形態におけるＷＰＣ機能では、予め求めておいた、図６３に示したようなＣＣＤアレイ１３３の出力レベルのプロファイルに基づいて、１〜ｍ（ｍは２以上の整数）回目の記録時における記録用参照光および情報光を制御する。図６３には、記録用参照光および情報光の照射時間を制御する場合における照射時間の例を示している。すなわち、図６３に示した例では、光情報記録媒体１の同一箇所に５回の記録を行うものとし、Ｔ_１，Ｔ_２，Ｔ_３，Ｔ_４，Ｔ_５が、それぞれ、１回目の記録時、２回目の記録時、３回目の記録時、４回目の記録時、５回目の記録時における記録用参照光および情報光の照射時間を表している。
【０１９３】
このように、本実施の形態によれば、多重記録される情報毎の各記録パターンの回折効率を略等しくすることができる。
【０１９４】
ところで、本実施の形態に係る光情報記録再生装置によれば、大量の情報を高密度に光情報記録媒体１に記録することが可能となる。このことは、情報の記録後に光情報記録媒体１に欠陥等が生じて一部の情報を再生できなくなると、それによって失われる情報の量も大きくなることを意味する。本実施の形態では、このような情報の欠落を防止して、信頼性を向上させるため、以下で説明するように、ＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks）技術を応用した情報の記録を行うことができるようになっている。
【０１９５】
ＲＡＩＤ技術は、複数のハードディスク装置を使用して、冗長性を有するようにデータを記録することによって、記録の信頼性を高める技術である。ＲＡＩＤは、ＲＡＩＤ−１からＲＡＩＤ−５までの５つに分類されている。以下の説明では、このうち、代表的なＲＡＩＤ−１、ＲＡＩＤ−３およびＲＡＩＤ−５を例にとって説明する。ＲＡＩＤ−１は、２つのハードディスク装置に同じ内容を書き込む方式であり、ミラーリングとも呼ばれる。ＲＡＩＤ−３は、入力データを一定の長さに分割して、複数のハードディスク装置に記録すると共に、パリティデータを生成して、他の１台のハードディスク装置に書き込む方式である。ＲＡＩＤ−５は、データの分割の単位（ブロック）を大きくして、１つの分割データをデータブロックとして１つのハードディスク装置に記録すると共に、各ハードディスク装置の互いに対応するデータブロックに対するパリティデータをパリティブロックとして他のハードディスク装置に記録すると共に、パリティブロックを全ハードディスク装置に分散する方式である。
【０１９６】
本実施の形態におけるＲＡＩＤ技術を応用した情報の記録方法（以下、分散記録方法と言う。）は、上述のＲＡＩＤの説明中におけるハードディスク装置を、光情報記録媒体１における干渉領域３１３に置き換えて、情報の記録を行うものである。
【０１９７】
図６５は、本実施の形態における分散記録方法の一例を示す説明図である。この例では、光情報記録媒体１に記録すべき情報が、一連のデータＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３，…であるものとし、同じデータＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３，…を、光情報記録媒体１における複数の干渉領域３１３ａ〜３１３ｅに記録している。なお、各干渉領域３１３ａ〜３１３ｅでは、それぞれ、複数のデータが、位相符号化多重により多重記録される。この記録方法は、ＲＡＩＤ−１に対応するものである。この記録方法によれば、複数の干渉領域３１３ａ〜３１３ｅのいずれかにおいてデータの再生ができなくなっても、他の干渉領域より、データを再生することができる。
【０１９８】
図６６は、本実施の形態における分散記録方法の他の例を示す説明図である。この例では、光情報記録媒体１に記録すべき情報が、一連のデータＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３，…，ＤＡＴＡ１２であるものとし、このデータを分割して、複数の干渉領域３１３ａ〜３１３ｄに記録すると共に、複数の干渉領域３１３ａ〜３１３ｄに記録されるデータに対するパリティデータを生成し、このパリティデータを干渉領域３１３ｅに記録している。より具体的に説明すると、この記録方法では、データＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡ４が、それぞれ干渉領域３１３ａ〜３１３ｄに記録され、データＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡ４に対するパリティデータＰＡＲＩＴＹ（１−４）が干渉領域３１３ｅに記録され、データＤＡＴＡ５〜ＤＡＴＡ８が、それぞれ干渉領域３１３ａ〜３１３ｄに記録され、データＤＡＴＡ５〜ＤＡＴＡ８に対するパリティデータＰＡＲＩＴＹ（５−８）が干渉領域３１３ｅに記録され、データＤＡＴＡ９〜ＤＡＴＡ１２が、それぞれ干渉領域３１３ａ〜３１３ｄに記録され、データＤＡＴＡ９〜ＤＡＴＡ１２に対するパリティデータＰＡＲＩＴＹ（９−１２）が干渉領域３１３ｅに記録される。なお、各干渉領域３１３ａ〜３１３ｅでは、それぞれ、複数のデータが、位相符号化多重により多重記録される。この記録方法は、ＲＡＩＤ−３に対応するものである。この記録方法によれば、複数の干渉領域３１３ａ〜３１３ｄのいずれかにおいてデータの再生ができなくなっても、干渉領域３１３ｅに記録されているパリティデータを用いて、データを復元することができる。
【０１９９】
図６７は、本実施の形態における分散記録方法の更に他の例を示す説明図である。この例では、光情報記録媒体１に記録すべき情報が、一連のデータＤＡＴＡ１，ＤＡＴＡ２，ＤＡＴＡ３，…，ＤＡＴＡ１２であるものとし、このデータを分割して、複数の干渉領域３１３ａ〜３１３ｅのうちの４つの干渉領域に記録すると共に、記録されるデータに対するパリティデータを生成し、このパリティデータを、複数の干渉領域３１３ａ〜３１３ｅのうちの残りの干渉領域に記録している。また、この方法では、パリティデータを記録する干渉領域を、順次変更している。より具体的に説明すると、この記録方法では、データＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡ４が、それぞれ干渉領域３１３ａ〜３１３ｄに記録され、データＤＡＴＡ１〜ＤＡＴＡ４に対するパリティデータＰＡＲＩＴＹ（１−４）が干渉領域３１３ｅに記録され、データＤＡＴＡ５〜ＤＡＴＡ８が、それぞれ干渉領域３１３ａ〜３１３ｃ，３１３ｅに記録され、データＤＡＴＡ５〜ＤＡＴＡ８に対するパリティデータＰＡＲＩＴＹ（５−８）が干渉領域３１３ｄに記録され、データＤＡＴＡ９〜ＤＡＴＡ１２が、それぞれ干渉領域３１３ａ，３１３ｂ，３１３ｄ，３１３ｅに記録され、データＤＡＴＡ９〜ＤＡＴＡ１２に対するパリティデータＰＡＲＩＴＹ（９−１２）が干渉領域３１３ｃに記録される。なお、各干渉領域３１３ａ〜３１３ｅでは、それぞれ、複数のデータが、位相符号化多重により多重記録される。この記録方法は、ＲＡＩＤ−５に対応するものである。この記録方法によれば、データを記録した複数の干渉領域のいずれかにおいてデータの再生ができなくなっても、パリティデータを用いて、データを復元することができる。
【０２００】
例えば図６５ないし図６７に示したような分散記録方法は、制御手段としてのコントローラ９０の制御の下で行われる。
【０２０１】
図６８は、上述の分散記録方法で使用される複数の干渉領域の配置の一例を示したものである。この例では、分散記録方法で使用される干渉領域を、１つのトラック内の隣接する複数の干渉領域３１３としている。この場合、分散記録方法で使用される複数の干渉領域３１３は、視野内アクセスの可能な範囲内の干渉領域とするのが好ましい。それは、各干渉領域３１３に対して高速にアクセスできるからである。
【０２０２】
図６９は、上述の分散記録方法で使用される複数の干渉領域の配置の他の例を示したものである。この例では、分散記録方法で使用される複数の干渉領域を、光情報記録媒体１の半径方向３３１およびトラック方向３３２に２次元的に隣接する複数の干渉領域３１３としている。この場合、分散記録方法で使用される複数の干渉領域のうち、トラック方向３３２に隣接する複数の干渉領域３１３は、視野内アクセスの可能な範囲内の干渉領域とするのが好ましい。それは、トラック方向３３２に隣接する各干渉領域３１３に対して高速にアクセスできるからである。
【０２０３】
なお、本実施の形態における分散記録方法では、一連のデータを、隣接する複数の干渉領域３１３に記録せずに、飛び飛びに位置する複数の干渉領域３１３に分散させて記録するようにしてもよい。
【０２０４】
ここまでは、１つの干渉領域３１３に複数のデータを位相符号化多重により多重記録する場合における分散記録方法について説明してきたが、他の方法により、複数のデータを多重記録する場合においても、分散記録方法を実現することができる。その一例として、図７０を参照して、シフトマルチプレキシング（shift multiplexing）という方法を用いて複数のデータを多重記録する場合における分散記録方法について説明する。シフトマルチプレキシングとは、図７０に示したように、光情報記録媒体１に対して、複数の干渉領域３１３を、互いに水平方向に少しずつずれ、且つ一部が重なるように形成して、複数の情報を多重記録する方法である。なお、図７０では、分散記録方法で使用される複数の干渉領域３１３が２次元的に配置されている例を示したが、分散記録方法で使用される複数の干渉領域３１３は、同じトラック内で隣接するように配置してもよい。また、図７０において、符号３３４で示した矢印は、記録の順番を表している。マルチプレキシングを用いた分散記録方法では、複数の干渉領域３１３に、一連のデータより分割されたデータやパリティデータを分散して記録する。
【０２０５】
また、位相符号化多重とシフトマルチプレキシングとを併用して複数のデータを多重記録する場合においても、分散記録方法を実現することができる。図７１は、情報記録媒体１のトラック方向３３２については、位相符号化多重によって情報を多重記録する干渉領域３１３を、互いに重なることなく形成し、情報記録媒体１の半径方向３３１については、シフトマルチプレキシングを用いて隣接する干渉領域３１３が互いに水平方向に少しずつずれ、且つ一部が重なるように形成した例を示している。この例における各干渉領域３１３は、それぞれ、図６５ないし図６７における干渉領域３１３ａ〜３１３ｅと同様に扱われる。
【０２０６】
次に、図７２および図７３を参照して、本実施の形態に係る光情報記録再生装置の応用例として、本実施の形態に係る光情報記録再生装置を利用したジューク装置について説明する。なお、ジューク装置とは、記録媒体の交換を行うオートチェンジャ機構を有する大容量の情報記録再生装置である。
【０２０７】
図７２は、ジューク装置の外観を示す斜視図、図７３は、ジューク装置の回路構成を示すブロック図である。このジューク装置は、ジューク装置の全面側に設けられたフロントパネルブロック４０１と、ジューク装置の内部を構成するロボティクスブロック４０２と、ジューク装置の裏面側に設けられたリアパネルブロック４０３と、ジューク装置の内部に設けられ、複数の光情報記録再生装置が連結されてなる第１のディスクアレイ４０４と、同じく複数の光情報記録再生装置が連結されてなる第２のディスクアレイ４０５と、ジューク装置の各部に所定の電力を供給する電力供給ブロック４０６とを備えている。
【０２０８】
フロントパネルブロック４０１は、各ディスクアレイ４０４，４０５を交換する際等に開閉されるフロントドア４０７と、フロントパネル４０８とを備えている。
【０２０９】
フロントパネル４０８には、各種操作キーを有するキーパッド４０９と、例えば動作モード等を表示するためのディスプレイ４１０と、フロントドア４０７の開閉を指定するためのファンクショナルスイッチ４１１と、光情報記録媒体１の挿入および排出口であるメイルスロット４１２と、メイルスロット４１２を介して挿入された光情報記録媒体１を図示しないメイルボックスに転送すると共に、排出する光情報記録媒体１をメイルボックスからメイルスロット４１２に転送する転送用モータ４１３と、ジューク装置内に挿入された光情報記録媒体１が規定枚数に達したことを検出するフルセンサ４１４とが設けられている。
【０２１０】
フロントドア４０７には、フロントドア４０７の開閉状態を検出するドアセンサ４１５と、フロントドア４０７を開閉制御するためのドアロックソレノイド４１６と、ファンクショナルスイッチ４１１の操作に応じてフロントドア４０７を開閉制御するインタロックスイッチ４１７とが設けられている。
【０２１１】
ロボティクスブロック４０２は、その内部に例えば１０枚の光情報記録媒体１を収納可能となっている下部マガジン４２１と、この下部マガジン４２１の上面部に積層されるように設けられ、その内部に例えば１０枚の光情報記録媒体１を収納可能となっている上部マガジン４２２と、ジューク装置全体の制御を行うコントローラブロック４２３とを有している。
【０２１２】
また、ロボティクスブロック４０２は、ジューク装置内に挿入された光情報記録媒体１を所定の箇所に移動させる図示しないマニピュレータのグリップ動作を制御するためのグリップ動作用モータ４２４と、コントローラブロック４２３の制御に応じてグリップ動作用モータ４２４の回転数および回転方向を制御するグリップ動作用モータコントローラ４２５と、グリップ動作用モータ４２４の回転数および回転方向を検出し、この検出データをコントローラブロック２３に供給するグリップ動作用エンコーダ４２６とを有している。また、ロボティクスブロック４０２は、マニピュレータを時計回り方向、反時計回り方向あるいは左右方向に回転制御するための回転動作用モータ４２７と、コントローラブロック４２３の制御に応じて回転動作用モータ４２７の回転数および回転方向を制御する回転動作用モータコントローラ４２８と、回転動作用モータ４２７の回転数および回転方向を検出し、この検出データをコントローラブロック４２３に供給する回転動作用エンコーダ４２９とを有している。また、ロボティクスブロック４０２は、マニピュレータを上下方向に移動制御するための上下動作用モータ４３０と、コントローラブロック４２３の制御に応じて上下動作用モータ４３０の回転数および回転方向を制御する上下動作用モータコントローラ４３１と、上下動作用モータ４３０の回転数および回転方向を検出し、この検出データをコントローラブロック４２３に供給する上下動作用エンコーダ４３２とを有している。
【０２１３】
また、ロボティクスブロック４０２は、メイルスロット４１２を介した光情報記録媒体１の挿入排出動作を行うための転送用モータ４１３の回転数および回転方向を制御する転送用モータコントローラ４３３と、クリアパスセンサ４３４およびクリアパスエミッタ４２０とを有している。
【０２１４】
リアパネルブロック４０３は、シリアル伝送用の入出力端子であるＲＳ２３２Ｃ用コネクタ端子４３５と、ＵＰＳ（Uninterruptible Power System）用コネクタ端子４３６と、パラレル伝送用の入出力端子である第１のＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）用コネクタ端子４３７と、同じくパラレル伝送用の入出力端子である第２のＳＣＳＩ用コネクタ端子４３８と、商用電源に接続されるＡＣ（交流）電源コネクタ端子４３９とを有している。
【０２１５】
ＲＳ２３２Ｃ用コネクタ端子４３５およびＵＰＳ用コネクタ端子４３６は、それぞれコントローラブロック４２３に接続されている。コントローラブロック４２３は、ＲＳ２３２Ｃ用コネクタ端子４３５を介して供給されるシリアルデータをパラレルデータに変換して各ディスクアレイ４０４，４０５に供給すると共に、各ディスクアレイ４０４，４０５からのパラレルデータをシリアルデータに変換してＲＳ２３２Ｃ用コネクタ端子４３５に供給するようになっている。
【０２１６】
また、各ＳＣＳＩ用コネクタ端子４３７，４３８は、コントローラブロック４２３および各ディスクアレイ４０４，４０５に接続されている。各ディスクアレイ４０４，４０５は、各ＳＣＳＩ用コネクタ端子４３７，４３８を介して直接データの受渡しを行い、コントローラブロック４２３は、各ディスクアレイ４０４，４０５からのパラレルデータをシリアルデータに変換してＲＳ２３２Ｃ用コネクタ端子４３５に供給するようになっている。
【０２１７】
また、ＡＣ電源コネクタ端子４３９は、電力供給ブロック４０６に接続されている。電力供給ブロック４０６は、このＡＣ電源コネクタ端子４３９を介して取り込まれた商用電源に基づいて＋５Ｖ，＋１２Ｖ，＋２４Ｖ，−２４Ｖの各電力を形成し、他の各ブロックに供給するようになっている。
【０２１８】
図示しないマニピュレータは、メイルスロット４１２を介してメイルボックスに転送された光情報記録媒体１を１枚ずつつかみ上げる等の動作を行うグリッパを有するキャリッジと、このキャリッジを保持するキャリッジ保持部と、キャリッジを上下、左右、前後および回転制御するための駆動部とを備えている。ジューク装置の内部には、その底面部に略長方形状を形成し、この長方形状の四隅からジューク装置の上面部にかけて、底面部に対して垂直となるように立設された４本の支柱が設けられている。キャリッジ保持部は、キャリッジを左右前後および回転自在に保持しており、その両端部に、４本の支柱に沿ってキャリッジ保持部が上下移動可能なように支柱を把持する支柱把持部を有している。
【０２１９】
キャリッジ駆動部は、このようなマニピュレータを支柱に沿って上下に移動制御するための駆動力を発生し、キャリッジを左右、前後および回転制御するための駆動力を発生すると共に、グリッパにより光情報記録媒体１をつかみ上げるための駆動力を発生するようになっている。
【０２２０】
図７２に示したように、フロントドア４０７は、一端が蝶番４５０により開閉自在に片持ち支持されており、このフロントドア４０７を開閉することで下部マガジン４２１、上部マガジン４２２、第１、第２のディスクアレイ４０４，４０５をそれぞれ引き出しあるいは装着できるようになっている。各マガジン４２１，４２２は、それぞれカートリッジに収納された１０枚の光情報記録媒体１を、ジューク装置の底面部に対して平行に積層したかたちで収納するボックス形状を有しており、光情報記録媒体１は、各マガジン４２１，４２２の背面側（各マガジン４２１，４２２をジューク装置に装着した際にフロントドア４０７が設けられている正面側に相対向する面側）から挿入されるようになっている。この光情報記録媒体１の装着は、ユーザが各マガジン４２１，４２２を取り出して手動で収納し、光情報記録媒体１を収納した各マガジン４２１，４２２をジューク装置に装着することにより一度で行うことができる。また、メイルスロット４１２を介して光情報記録媒体１を挿入することにより、挿入された光情報記録媒体１がメイルボックスに転送され、このメイルボックスに転送された光情報記録媒体１を、マニピュレータが各マガジン４２１，４２２に装着するようになっている。これにより、各マガジン４２１，４２２に自動的に光情報記録媒体１を装着することができる。
【０２２１】
第１および第２のディスクアレイ４０４，４０５は、それぞれＲＡＩＤコントローラと、第１〜第５の光情報記録再生装置が連結されて構成されたドライブアレイとを備えている。
【０２２２】
各光情報記録再生装置は、それぞれディスク挿入排出口を有しており、このディスク挿入排出口を介して光情報記録媒体１が各光情報記録再生装置に挿入あるいは各光情報記録再生装置より排出されるようになっている。また、ＲＡＩＤコントローラは、コントローラブロック４２３に接続されており、コントローラブロック４２３の制御により、ＲＡＩＤ１、ＲＡＩＤ３あるいはＲＡＩＤ５の記録方式に従って、各光情報記録再生装置を制御するようになっている。なお、ＲＡＩＤ１、ＲＡＩＤ３およびＲＡＩＤ５の各記録方式は、フロントパネル４０８に設けられているキーパッド４０９のキー操作により選択されるようになっている。
【０２２３】
このジューク装置では、ディスクアレイ４０４，４０５を用いて、ＲＡＩＤ１，ＲＡＩＤ３あるいはＲＡＩＤ５の記録方式により、データの記録を行うようになっている。このようにデータの記録を行うためには、ジューク装置に予め光情報記録媒体１を装着しておく必要がある。ジューク装置に対する光情報記録媒体１の装着方法には、以下の２通りがある。
【０２２４】
第１の装着方法は、図７２に示したように、フロントドア４０７を開き、下部マガジン４２１および上部マガジン４２２を取り出し、これらのマガジン４２１，４２２に対して、手作業で光情報記録媒体１を装着する方法である。
【０２２５】
第２の装着方法は、図７３に示したメイルスロット４１２を介して、１枚ずつ光情報記録媒体１を装着する方法である。メイルスロット４１２に光情報記録媒体１が装着されると、コントローラブロック４２３がこれを検出して、転送用モータ４１３を駆動制御し、光情報記録媒体１をメイルボックスに転送する。コントローラブロック４２３は、光情報記録媒体１がメイルボックスに転送されると、上下動作用モータ４３０を駆動制御して、マニピュレータを、メイルボックスが設けられている方向に移動制御すると共に、グリップ動作用モータ４２４を駆動制御して、マニピュレータに設けられているグリッパによりつかみ上げられた光情報記録媒体１を、マガジン４２１，４２２の空いているディスク収納部に移動制御する。そして、グリップ動作用モータ４２４を駆動制御して、グリッパによりつかみ上げられている光情報記録媒体１を、ディスク収納部内でリリースする。コントローラブロック４２３は、メイルスロット４１２を介して光情報記録媒体１が挿入される毎に、このような一連の装着動作を繰り返し行うように各部を制御する。
【０２２６】
このように第１の装着方法または第２の装着方法により、各マガジン４２１，４２２に光情報記録媒体１が装着されると、コントローラブロック４２３は、マニピュレータを制御して、下部マガジン４２１あるいは上部マガジン４２２に収納された光情報記録媒体１を第１のディスクアレイ４０４あるいは第２のディスクアレイ４０５に転送する。各ディスクアレイ４０４，４０５は、それぞれ５枚の光情報記録媒体１を装着可能となっており、マニピュレータにより、各マガジン４２１，４２２に収納された計２０枚の光情報記録媒体１のうちの５枚が第１のディスクアレイ４０４に、他の５枚が第２のディスクアレイ４０５に装着されることになる。
【０２２７】
ユーザは、データの記録を行う場合には、キーパッド４０９を操作することにより、ＲＡＩＤ１，ＲＡＩＤ３あるいはＲＡＩＤ５の記録方式の中から所望の記録方式を選択し、キーパッド４０９を操作してデータの記録開始を指定する。ディスクアレイ４０４，４０５には、ＲＳ２３２Ｃ用コネクタ端子４３５あるいは第 1、第２のＳＣＳＩ用コネクタ端子４３７，４３８を介して、記録すべきデータが供給されている。コントローラブロック４２３は、データの記録開始が指定されると、選択された記録方式に応じて、データの記録が行われるように、各ディスクアレイ４０４，４０５に設けられているＲＡＩＤコントローラを介して、各ディスクアレイ４０４，４０５を制御する。
【０２２８】
このジューク装置では、従来のハードディスク装置を用いたＲＡＩＤにおけるハードディスク装置を、各ディスクアレイ４０４，４０５に５台ずつ設けられている光情報記録再生装置に置き換えて、ＲＡＩＤ１，ＲＡＩＤ３あるいはＲＡＩＤ５の記録方式の中から選択された記録方式に従って、データの記録を行う。なお、このジューク装置において、データのインタフェースは、上述の説明中で挙げたものに限定されない。
【０２２９】
ところで、本実施の形態に係る光情報記録再生装置では、第１の実施の形態と同様に、コピープロテクトや機密保持を容易に実現することができる。また、参照光の変調パターンが異なる多種類の情報（例えば各種のソフトウェア）を記録した光情報記録媒体１をユーザに提供し、ユーザの求めに応じて、各種類の情報を再生可能とする参照光の変調パターンの情報を、かぎ情報として個別に有料で提供するといった情報配信サービスの実現が可能となる。
【０２３０】
また、光情報記録媒体１より所定の情報を取り出すためのかぎ情報となる参照光の位相の変調パターンは、ユーザとなる個人の固有の情報に基づいて作成するようにしてもよい。個人の固有の情報としては、暗証番号、指紋、声紋、虹彩のパターン等がある。
【０２３１】
図７４は、本実施の形態に係る光情報記録再生装置において、上述のように個人の固有の情報に基づいて参照光の位相の変調パターンを作成するようにした場合の要部の構成の一例を示したものある。この例では、光情報記録再生装置は、指紋等の個人の固有の情報を入力する個人情報入力部５０１と、この個人情報入力部５０１より入力された情報に基づいて、参照光の位相の変調パターンを作成し、情報の記録時または再生時に、必要に応じて、位相空間変調器１１７に対して、作成した変調パターンの情報を与えて、位相空間変調器１１７を駆動する位相変調パターンエンコーダ５０２と、この位相変調パターンエンコーダ５０２によって作成された変調パターンの情報を記録したカード５０４を発行すると共に、このカード５０４が装着されたときに、そのカード５０４に記録されている変調パターンの情報を位相変調パターンエンコーダ５０２に送るカード発行・入力部５０３とを備えている。
【０２３２】
図７４に示した例では、ユーザが、本実施の形態に係る光情報記録再生装置を用いて、光情報記録媒体１に情報を記録する際に、個人情報入力部５０１に対して、指紋等の個人の固有の情報を入力すると、位相変調パターンエンコーダ５０２は、個人情報入力部５０１より入力された情報に基づいて、参照光の位相の変調パターンを作成し、情報の記録時に、位相空間変調器１１７に対して、作成した変調パターンの情報を与えて、位相空間変調器１１７を駆動する。これにより、ユーザである個人の固有の情報に基づいて作成された参照光の位相の変調パターンに対応づけられて、光情報記録媒体１に情報が記録される。また、位相変調パターンエンコーダ５０２は、作成した変調パターンの情報をカード発行・入力部５０３に送り、カード発行・入力部５０３は、送られてきた変調パターンの情報を記録したカード５０４を発行する。
【０２３３】
ユーザが、上述のようにして記録された情報を光情報記録媒体１より再生するには、記録時と同様に、個人情報入力部５０１に対して個人の固有の情報を入力するか、カード５０４をカード発行・入力部５０３に装着する。
【０２３４】
個人情報入力部５０１に対して個人の固有の情報を入力した場合には、位相変調パターンエンコーダ５０２は、個人情報入力部５０１より入力された情報に基づいて、参照光の位相の変調パターンを作成し、情報の再生時に、位相空間変調器１１７に対して、作成した変調パターンの情報を与えて、位相空間変調器１１７を駆動する。このとき、記録時における光の位相の変調パターンと再生時における参照光の位相の変調パターンが一致すれば、所望の情報が再生される。なお、個人情報入力部５０１に対して同じ個人の固有の情報を入力しても、位相変調パターンエンコーダ５０２において、記録時と再生時とで異なる変調パターンが作成されるのを防止するため、個人情報入力部５０１より入力された情報がある程度相違しても、位相変調パターンエンコーダ５０２において同じ変調パターンが作成されるようにしてもよい。
【０２３５】
一方、カード５０４をカード発行・入力部５０３に装着した場合には、カード発行・入力部５０３は、カード５０４に記録されている変調パターンの情報を位相変調パターンエンコーダ５０２に送り、位相変調パターンエンコーダ５０２は、送られてきた変調パターンの情報を、位相空間変調器１１７に与えて、位相空間変調器１１７を駆動する。これにより、所望の情報が再生される。
【０２３６】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０２３７】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、例えば、上記各実施の形態では、光情報記録媒体１におけるアドレス・サーボエリア６に、アドレス情報等を予めエンボスピットによって記録しておくようにしたが、予めエンボスピットを設けずに、アドレス・サーボエリア６において、ホログラム層３の保護層４に近い部分に選択的に高出力のレーザ光を照射して、その部分の屈折率を選択的に変化させることによってアドレス情報等を記録してフォーマッティングを行うようにしてもよい。
【０２３８】
また、ホログラム層３に記録された情報を検出する素子としては、ＣＣＤアレイではなく、ＭＯＳ型固体撮像素子と信号処理回路とが１チップ上に集積されたスマート光センサ（例えば、文献「Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ，１９９６年９月，Ｎｏ．２０２，第９３〜９９ページ」参照。）を用いてもよい。このスマート光センサは、転送レートが大きく、高速な演算機能を有するので、このスマート光センサを用いることにより、高速な再生が可能となり、例えば、Ｇビット／秒オーダの転送レートで再生を行うことが可能となる。
【０２３９】
また、特に、ホログラム層３に記録された情報を検出する素子としてスマート光センサを用いた場合には、光情報記録媒体１におけるアドレス・サーボエリア６に、アドレス情報等をエンボスピットによって記録しておく代わりに、予め、データエリア７におけるホログラフィを利用した記録と同様の方法で所定のパターンのアドレス情報等を記録しておき、サーボ時にもピックアップを再生時と同じ状態にして、そのアドレス情報等をスマート光センサで検出するようにしてもよい。この場合、基本クロックおよびアドレスは、スマート光センサの検出データから直接得ることができる。トラッキングエラー信号は、スマート光センサ上の再生パターンの位置の情報から得ることができる。また、フォーカスサーボは、スマート光センサ上の再生パターンのコントラストが最大になるように対物レンズ１２を駆動することで行うことができる。また、再生時においても、フォーカスサーボを、スマート光センサ上の再生パターンのコントラストが最大になるように対物レンズを駆動することで行うことが可能である。
【０２４０】
また、各実施の形態において、参照光の変調パターンの情報や波長の情報は、外部のホスト装置より、コントローラ９０に与えられるようにしてもよい。
【０２４１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１ないし４のいずれかに記載の光情報記録装置によれば、光情報記録媒体に対して、記録用光の位置決めを精度よく行うことができ、更に、光情報記録媒体が移動していても、光情報記録媒体が静止しているのと同じ状況で記録を行うことができ、光情報記録媒体の同一箇所において、比較的長い時間、記録を行うことが可能になるという効果を奏する。
【０２４２】
また、請求項２または３記載の光情報記録装置によれば、ホログラフィを利用して、光情報記録媒体に対してデータを記録することができるという効果を奏する。
【０２４３】
また、請求項３記載の光情報記録装置によれば、更に、光情報記録媒体の同一箇所において、位相符号化多重によってデータを多重記録することができるという効果を奏する。
【０２４４】
また、請求項４記載の光情報記録装置によれば、更に、光情報記録媒体の同一箇所において比較的長い時間、記録を行う場合に、記録用光の位置決めを容易に行うことができるという効果を奏する。
【０２４５】
また、請求項５ないし８のいずれかに記載の光情報再生装置によれば、光情報記録媒体に対して、再生用光の位置決めを精度よく行うことができ、更に、光情報記録媒体が移動していても、光情報記録媒体が静止しているのと同じ状況で再生を行うことができ、光情報記録媒体の同一箇所において、比較的長い時間、再生を行うことが可能になるという効果を奏する。
【０２４６】
また、請求項６または７記載の光情報再生装置によれば、ホログラフィを利用して、光情報記録媒体からデータを再生することができるという効果を奏する。
【０２４７】
また、請求項７記載の光情報再生装置によれば、更に、光情報記録媒体の同一箇所に位相符号化多重によって多重記録されたデータを再生することができるという効果を奏する。
【０２４８】
また、請求項８記載の光情報再生装置によれば、更に、光情報記録媒体の同一箇所において比較的長い時間、再生を行う場合に、再生用光の位置決めを容易に行うことができるという効果を奏する。
【０２４９】
また、請求項９記載の光情報記録装置によれば、光情報記録媒体に対して、情報光および記録用参照光の位置決めを精度よく行うことができ、更に、光情報記録媒体の同一箇所において、比較的長い時間、記録を行う場合でも、記録を行う位置がずれることを防止することができるという効果を奏する。
【０２５０】
また、請求項１０記載の光情報再生装置によれば、光情報記録媒体に対して、再生用参照光の位置決めを精度よく行うことができ、更に、光情報記録媒体の同一箇所において、比較的長い時間、再生を行う場合でも、再生を行う位置がずれることを防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置におけるピックアップおよび光情報記録媒体の構成を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録再生装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】図２における検出回路の構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示したピックアップのサーボ時における状態を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態において使用する偏光を説明するための説明図である。
【図６】図１に示したピックアップの記録時における状態を示す説明図である。
【図７】図６に示した状態のピックアップにおける光の状態を示す説明図である。
【図８】図６に示した状態のピックアップにおける光の状態を示す説明図である。
【図９】図１に示したピックアップの再生時における状態を示す説明図である。
【図１０】図９に示した状態のピックアップにおける光の状態を示す説明図である。
【図１１】図９に示した状態のピックアップにおける光の状態を示す説明図である。
【図１２】図１におけるＣＣＤアレイの検出データから再生光のパターンにおける基準位置を認識する方法について説明するための説明図である。
【図１３】図１におけるＣＣＤアレイの検出データから再生光のパターンにおける基準位置を認識する方法について説明するための説明図である。
【図１４】図１に示したピックアップにおける情報光のパターンと再生光のパターンを示す説明図である。
【図１５】図１に示したピックアップによって検出する再生光のパターンから判別するデータの内容とこのデータに対応するＥＣＣテーブルとを示す説明図である。
【図１６】ホールバーニング材料の光吸収スペクトルにおいて、複数の波長の光の照射により、複数の波長位置に光吸収率の減少が生じた状態を表した特性図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態におけるピックアップの構成を示す説明図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態におけるピックアップを構成する各要素を含む光学ユニットの構成を示す平面図である。
【図１９】図１７における旋光用光学素子の一例を示す説明図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態において３色のレーザ光を使用可能としたピックアップの構成を示す説明図である。
【図２１】図１８に示した光学ユニットのスライド送り機構を示す平面図である。
【図２２】静止状態における図２１に示したスライド送り機構を示す一部切り欠き側面図である。
【図２３】光学ユニットが微小に変位したときの図２１に示したスライド送り機構を示す一部切り欠き側面図である。
【図２４】図２１に示したアクチュエータの動作を示す説明図である。
【図２５】図１７に示したピックアップにおける対物レンズのシークによる移動方向と視野内アクセスの方向とを示す説明図である。
【図２６】本発明の第３の実施の形態における参照光および情報光の位置決めを説明するための説明図である。
【図２７】本発明の第３の実施の形態においてシークによる移動と視野内アクセスを併用して光情報記録媒体における複数箇所にアクセスした場合における対物レンズの中心の軌跡の一例を表す説明図である。
【図２８】本発明の第３の実施の形態における光情報記録媒体を収納するカートリッジを示す平面図である。
【図２９】シャッタを開けた状態における図２８に示したカートリッジの平面図である。
【図３０】本発明の第３の実施の形態において光情報記録媒体の片面に対向するように２つの光学ユニットを配置した例を示す平面図である。
【図３１】本発明の第３の実施の形態において４つの光学ユニットを設けた例を示す平面図である。
【図３２】図３１のＡ−Ａ′線断面図である。
【図３３】図３１のＢ−Ｂ′線断面図である。
【図３４】本発明の第３の実施の形態において１６個の光学ユニットを設けた例を示す平面図である。
【図３５】本発明の第３の実施の形態におけるエアギャップタイプの光情報記録媒体の半分の断面図である。
【図３６】本発明の第３の実施の形態におけるエアギャップタイプの光情報記録媒体の半分の分解斜視図である。
【図３７】本発明の第３の実施の形態におけるエアギャップタイプの光情報記録媒体の半分の斜視図である。
【図３８】本発明の第３の実施の形態における透明基板ギャップタイプの光情報記録媒体の半分の断面図である。
【図３９】本発明の第３の実施の形態における透明基板ギャップタイプの光情報記録媒体の半分の分解斜視図である。
【図４０】本発明の第３の実施の形態における透明基板ギャップタイプの光情報記録媒体の半分の斜視図である。
【図４１】本発明の第３の実施の形態における片面タイプで厚みが１．２ｍｍのタイプの光情報記録媒体の断面図である。
【図４２】本発明の第３の実施の形態における片面タイプで厚みが０．６ｍｍのタイプの光情報記録媒体の断面図である。
【図４３】図４１または図４２に示した片面タイプの光情報記録媒体に対する記録用参照光および情報光の照射の仕方を示す説明図である。
【図４４】本発明の第３の実施の形態における両面タイプで透明基板ギャップタイプの光情報記録媒体の断面図である。
【図４５】本発明の第３の実施の形態における両面タイプでエアギャップタイプの光情報記録媒体の断面図である。
【図４６】図４４または図４５に示した両面タイプの光情報記録媒体に対する記録用参照光および情報光の照射の仕方を示す説明図である。
【図４７】片面タイプの光ディスクを示す説明図である。
【図４８】本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録再生装置において図４７に示した光ディスクを使用する場合を示す説明図である。
【図４９】両面タイプの光ディスクを示す説明図である。
【図５０】本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録再生装置において図４９に示した光ディスクを使用する場合を示す説明図である。
【図５１】位相符号化多重を行う一般的な記録再生系の概略の構成を示す斜視図である。
【図５２】情報光と参照光の干渉によってホログラム記録媒体に干渉縞が形成される様子を示す説明図である。
【図５３】本発明の第３の実施の形態におけるサーボ時のピックアップの状態を示す説明図である。
【図５４】本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録再生装置によって通常の光ディスクを用いて記録や再生を行う場合における光ディスク近傍における光の状態を示す説明図である。
【図５５】本発明の第３の実施の形態における記録時のピックアップの状態を示す説明図である。
【図５６】本発明の第３の実施の形態において記録時における光情報記録媒体の近傍の光の状態を示す説明図である。
【図５７】本発明の第３の実施の形態において記録時における光情報記録媒体の近傍の光の状態を示す説明図である。
【図５８】本発明の第３の実施の形態における定着時のピックアップの状態を示す説明図である。
【図５９】本発明の第３の実施の形態において定着時における光情報記録媒体の近傍の光の状態を示す説明図である。
【図６０】本発明の第３の実施の形態における再生時のピックアップの状態を示す説明図である。
【図６１】本発明の第３の実施の形態において再生時における光情報記録媒体の近傍の光の状態を示す説明図である。
【図６２】本発明の第３の実施の形態において再生時における光情報記録媒体の近傍の光の状態を示す説明図である。
【図６３】本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録再生装置が持つダイレクト・リード・アフタ・ライト機能と多重記録時のライト・パワー・コントロール機能について説明するための説明図である。
【図６４】本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録再生装置において照合を行うために必要な回路構成を示すブロック図である。
【図６５】本発明の第３の実施の形態における分散記録方法の一例を示す説明図である。
【図６６】本発明の第３の実施の形態における分散記録方法の他の例を示す説明図である。
【図６７】本発明の第３の実施の形態における分散記録方法の更に他の例を示す説明図である。
【図６８】本発明の第３の実施の形態における分散記録方法で使用される複数の干渉領域の配置の一例を示す説明図である。
【図６９】本発明の第３の実施の形態における分散記録方法で使用される複数の干渉領域の配置の他の例を示す説明図である。
【図７０】本発明の第３の実施の形態においてシフトマルチプレキシングを用いて複数のデータを多重記録する場合における分散記録方法について説明するための説明図である。
【図７１】本発明の第３の実施の形態において位相符号化多重とシフトマルチプレキシングとを併用して複数のデータを多重記録する場合における分散記録方法について説明するための説明図である。
【図７２】本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録再生装置の応用例としてのジューク装置の外観を示す斜視図である。
【図７３】図７２に示したジューク装置の回路構成を示すブロック図である。
【図７４】本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録再生装置において個人の固有の情報に基づいて参照光の位相の変調パターンを作成するようにした場合の要部の構成の一例を示すブロック図である。
【図７５】従来のデジタルボリュームホログラフィにおける記録再生系の概略の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…光情報記録媒体、２…透明基板、３…ホログラム層、４…保護層、５…反射膜、６…アドレス・サーボエリア、７…データエリア、１０…光情報記録再生装置、１１…ピックアップ、１２…対物レンズ、１４…２分割旋光板、１７…位相空間光変調器、１８…空間光変調器、２０…ＣＣＤアレイ、２５…光源装置。

Claims (12)

1. データを担持した情報光と記録用参照光との干渉によって生じる干渉パターンを記録媒体の情報記録層に記録することによってデータを記録するホログラフィを利用した光情報記録装置であって、
   前記記録媒体を駆動する手段と、
   前記情報光および前記記録用参照光を前記記録媒体の情報記録層に照射する記録光学系とを有し、
   前記情報光および前記記録用参照光の前記情報記録層における照射位置を前記記録媒体の移動に追従させることを特徴とする光情報記録装置。
2. 前記記録用参照光は、光の位相が空間的に変調されたものであることを特徴とする請求項１記載の光情報記録装置。
3. 前記記録媒体に記録された位置決め情報に基づいて前記情報光および前記記録用参照光の照射位置を決める位置決め制御手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の光情報記録装置。
4. 前記記録光学系は、前記情報光および前記記録用参照光を前記記録媒体の同一面側から、前記情報光および前記記録用参照光の光軸が同一線上となるように前記記録媒体に対して照射することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光情報記録装置。
5. データを担持した情報光と記録用参照光との干渉によって生じた干渉パターンが記録された記録媒体の情報記録層に対して再生用参照光を照射することによってデータを再生するホログラフィを利用した光情報再生装置であって、
   前記記録媒体を駆動する手段と、
   前記再生用参照光を前記記録媒体の情報記録層に照射する再生光学系とを有し、
   前記再生用参照光の前記情報記録層における照射位置を前記記録媒体の移動に追従させることを特徴とする光情報再生装置。
6. 前記再生用参照光は、光の位相が空間的に変調されたものであることを特徴とする請求項５記載の光情報再生装置。
7. 前記記録媒体に記録された位置決め情報に基づいて前記再生用参照光の照射位置を決める位置決め制御手段とを備えたことを特徴とする請求項５または６に記載の光情報再生装置。
8. 前記再生光学系は、前記再生用参照光を前記情報記録層に対して照射すると共に、前記再生用参照光が照射されることによって前記情報記録層より発生される再生光を、前記情報記録層に対して前記再生用参照光を照射する側と同じ面側より収集し、前記再生用参照光および前記再生光の光軸が同一線上となるように、対物レンズによって前記記録媒体に対して前記再生用参照光を照射することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の光情報再生装置。
9. ホログラフィを利用して情報が記録される情報記録層を備えた記録媒体に対して情報を記録するための光情報記録装置であって、
   前記記録媒体に対して対向するように配置されるピックアップ装置を備え、このピックアップ装置は、
   光束を出射する光源と、
   この光源から出射される光束を空間的に変調することによって、情報を担持した情報光を生成する情報光生成手段と、
   前記光源から出射される光束を用いて、記録用参照光を生成する記録用参照光生成手段と、
   前記情報記録層に前記情報光と前記記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情報が記録されるように、前記情報光と前記記録用参照光とを、前記情報記録層に対して同一面側より照射する記録光学系と、
   前記記録媒体を駆動する手段とを有し、
   前記記録媒体は、前記情報光および記録用参照光の位置決めのための情報が記録されており、
   前記位置決めのための情報に基づいて前記情報光および記録用参照光の前記情報記録層における照射位置を決め、前記照射位置を前記記録媒体の移動に追従させることを特徴とする光情報記録装置。
10. 前記記録光学系は、前記情報光および記録用参照光の光軸が同一線上に配置されるように前記情報記録層に照射することを特徴とする請求項９に記載の光情報記録装置。
11. ホログラフィを利用して情報が記録された情報記録層を備えた記録媒体より情報を再生するための光情報再生装置であって、
    前記記録媒体に対して対向するように配置されるピックアップ装置を備え、このピックアップ装置は、
    光束を出射する光源と、
    この光源から出射される光束を用いて、再生用参照光を生成する再生用参照光生成手段と、
    この再生用参照光生成手段によって生成された再生用参照光を前記情報記録層に対して照射すると共に、前記再生用参照光が照射されることによって前記情報記録層より発生される再生光を、前記情報記録層に対して前記再生用参照光を照射する側と同じ面側より収集する再生光学系と、
    この再生光学系によって収集された再生光を検出する検出手段と、
    前記記録媒体を駆動する手段とを有し、
    前記記録媒体は、前記再生用参照光の位置決めのための情報が記録されており、
    前記位置決めのための情報に基づいて前記再生用参照光の前記情報記録層における照射位置を決め、前記照射位置を前記記録媒体の移動に追従させることを特徴とする光情報再生装置。
12. 前記再生光学系は、前記再生光の光軸が前記再生用参照光の光軸と同一線上に配置されるように、前記再生用参照光を前記情報記録層に照射することを特徴とする請求項１１に記載の光情報再生装置。

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