JP4258625B2 - 光情報記憶装置および光情報再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラフィを利用して情報が記憶される光情報記憶媒体に対する情報の記憶と光情報記憶媒体からの情報の再生の少なくとも一方を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ホログラフィを利用して記憶媒体に情報を記憶するホログラフィック記憶は、一般的に、イメージ情報を担持した情報光と記憶用参照光とを記憶媒体の内部で重ね合わせ、そのときにできる干渉パターンを記憶媒体に書き込むことによって行われる。記憶された情報の再生時には、その記憶媒体に再生用参照光を照射することにより、干渉パターンによる回折によりイメージ情報が再生される（特許文献１参照）。
【０００３】
近年では、超高密度光記憶のために、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、記憶媒体の厚み方向も積極的に活用して、３次元的に干渉パターン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、多重記憶を用いて記憶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憶媒体と記憶方式を用いつつも、記憶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憶方式である。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憶する。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】
ところで、ホログラフィック記憶の方式としては、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタル多用途ディスク）等と同様にディスク状の記憶媒体を採用して、記憶媒体に対する情報の記憶と記憶媒体からの情報の再生を行うための光学系を含む光ピックアップ装置を使用する方式が有力である。
【０００５】
一般的に、光ディスク装置では、ディスク状の記憶媒体を回転させつつ光ピックアップ装置内の対物レンズを駆動してフォーカスサーボとトラッキングサーボとを行うようになっている。このような構成では、ディスク状の記憶媒体が撓んだり歪んだりすることによって、光ピックアップ装置から記憶媒体に照射される光の入射角が変化してしまう。ＣＤやＤＶＤ等はピットによる反射光の強弱を情報として読み取る構造であるから、入射角が変わっても、ピットに光が照射されれば大きな問題とはならない。
【０００６】
しかし、ホログラフィック記憶の場合には、記憶時には情報光と記憶用参照光との干渉パターンを記憶し、再生時には再生用参照光と干渉パターンとの回折を再生するので、情報光および各参照光が記憶時と再生時において同じ角度で記憶媒体に入射しないと、極端にＳ／Ｎ比が悪くなってしまっていた。
【０００７】
このため、ホログラフィック記憶を実用化する際には、記憶媒体と光ピックアップ装置との相対的な傾きを補正する手段が重要となる。従来、記憶媒体と光ピックアップ装置との相対的な傾きに応じて、光ピックアップ装置のピックアップ本体を傾け、記憶媒体に対して常に同じ角度で光が入射するように制御する方法があった（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−３１１９３８号公報
【特許文献２】
特開平２００１−２７３６５０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ピックアップ本体は、光を発生する光源、光源からの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手段、記憶用参照光や再生用参照光を生成する手段、数々の光学系および対物レンズを含むものであり、記憶媒体の傾きに応じてピックアップ本体を傾ける場合、傾けるための駆動系も大がかりなものとなってしまい、小型化に向いていなかった。
【００１０】
更に、ピックアップ本体を傾けることによって、対物レンズの焦点の位置も変わってしまうので、その分の補正も必要で、制御が複雑であった。
【００１１】
本発明は、小型化に適した手段で、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きの補正ができるホログラフィを利用して情報が記憶または再生される光情報記憶装置または光情報再生装置を提供することを目的とする。
【００１２】
更には、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きの補正が簡単な制御によって実現できる光情報記憶装置または光情報再生装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため本発明の光情報記憶装置は、ホログラフィを利用して情報が記憶される記憶媒体に対物レンズによって記録用光として情報光及び記録用参照光を照射して、前記記憶媒体に情報光及び記録用参照光の干渉パターンを記憶する光情報記憶装置であって、複数の画素を有し、入射した光を空間的に変調して情報光及び記録用参照光を生成する空間光変調器と、前記情報光及び前記記録用参照光と前記記憶媒体との相対的な傾きに応じて、前記対物レンズに入射する前記情報光及び前記記録用参照光を前記対物レンズの光軸に対して垂直な方向に平行移動させる手段と、を備え、前記平行移動させる手段は、前記空間光変調器と前記対物レンズとの間に配置され、前記空間光変調器によって生成された空間的に変調された前記情報光及び前記記録用参照光の双方に対して作用することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の光情報再生装置は、ホログラフィを利用して情報が記憶された記憶媒体に対物レンズによって再生用光として再生用参照光を照射して、前記記憶媒体に記録された干渉パターンから情報を再生する光情報再生装置であって、複数の画素を有し、入射した光を空間的に変調して再生用参照光を生成する空間光変調器と、前記再生用参照光と前記記憶媒体との相対的な傾きに応じて、前記対物レンズに入射する前記再生用参照光を前記対物レンズの光軸に対して垂直な方向に平行移動させる手段と、を備え、前記平行移動させる手段は、前記空間光変調器と前記対物レンズとの間に配置され、前記空間光変調器によって生成された空間的に変調された前記再生用参照光に対して作用することを特徴とする。
【００１５】
そして、このような構成を採用したことにより、平行移動した記憶用光または再生用光の光線束が対物レンズに入射すると、記憶媒体に入射する時の記憶用光または再生用光の角度が変わるので、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きに応じて、記憶用光または再生用光の光線束の平行移動を制御すれば、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きを補正することができる。このため、ピックアップ本体自体を傾ける必要が無くなるので駆動系を小さくすることができ、従来よりも小型化に適してる。更に、対物レンズは同じ位置のままであるから、記憶用光または再生用光の焦点位置も変わらないので、焦点位置のずれを補正する必要が無くなり従来よりも簡単な制御で記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きを補正することができる。
【００１６】
更に、本発明の光情報記憶装置は、前記平行移動させる手段が、前記記憶用光を前記対物レンズに向ける光学素子および前記光学素子を駆動する駆動装置であり、前記光学素子を入射する光線束の光軸方向に移動させることによって前記記憶用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の光情報再生装置は、前記平行移動させる手段が、前記再生用光を前記対物レンズに向ける光学素子および前記光学素子を駆動する駆動装置であり、前記光学素子を入射する光線束の光軸方向に移動させることによって前記再生用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００１８】
このような構成を採用したことにより、記憶用光または再生用光を対物レンズに向ける光学素子を光軸方向に移動させるだけで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。
【００１９】
この記憶用光または再生用光を前記対物レンズに向ける光学素子は、ペンタゴナルプリズムであることが好ましい。
【００２０】
ペンタゴナルプリズムは、光が有効面にどのような角度で入射されても光線を正確に９０°曲げて出射し、その上、出射された像が４５°直角プリズム等のように回転したり反転したりしないので好ましい。
【００２１】
更に、本発明の光情報記憶装置は、前記平行移動させる手段が、前記記憶用光の光路に配置された平面ガラスおよび前記平面ガラスを駆動する駆動装置であり、前記平面ガラスを傾けることによって前記記憶用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の光情報再生装置は、前記平行移動させる手段が、前記再生用光の光路に配置された平面ガラスおよび前記平面ガラスを駆動する駆動装置であり、前記平面ガラスを傾けることによって前記再生用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００２３】
そして、このような構成を採用したことにより、平面ガラスを傾けるだけで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。
【００２４】
更に、本発明の光情報記憶装置は、前記平行移動させる手段が、前記記憶用光の光路に配置されたリレーレンズおよび前記リレーレンズを駆動する駆動装置であり、前記リレーレンズを前記光路に対して垂直な方向に移動させることによって前記記憶用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の光情報再生装置は、前記平行移動させる手段が、前記再生用光の光路に配置されたリレーレンズおよび前記リレーレンズを駆動する駆動装置であり、前記リレーレンズを前記光路に対して垂直な方向に移動させることによって前記再生用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００２６】
そして、このような構成を採用したことにより、リレーレンズを光路に対して垂直な方向に移動させることによって、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。
【００２７】
更に、本発明の光情報記憶装置は、前記平行移動させる手段が、前記記憶用光の光路に配置されたリレーレンズの焦点位置に配置された反射素子および前記反射素子を駆動する駆動装置であり、前記反射素子を傾けることによって前記記憶用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の光情報再生装置は、前記平行移動させる手段が、前記再生用光の光路に配置されたリレーレンズの焦点位置に配置された反射素子および前記反射素子を駆動する駆動装置であり、前記反射素子を傾けることによって前記再生用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００２９】
そして、このような構成を採用したことにより、リレーレンズの焦点位置に配置された反射素子を傾けることによって、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。また、反射素子によって、光路が折れ曲がっているので、光情報記憶装置を全体としてコンパクトな構造にし易い。
【００３０】
更に、本発明の光情報記憶装置は、前記平行移動させる手段が、複数の画素を有し、照射された光を前記各画素で変調して前記記憶用光を生成する空間光変調器であり、前記空間光変調器の前記画素によって構成される変調パターン全体を移動させることによって前記記憶用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の光情報再生装置は、前記平行移動させる手段が、複数の画素を有し、照射された光を前記各画素で変調して前記再生用光を生成する空間光変調器であり、前記空間光変調器の前記画素によって構成される変調パターン全体を移動させることによって前記再生用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００３２】
そして、このような構成を採用したことにより、空間光変調器の変調パターンを移動するだけで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、新たな構成を付加することなく、記憶媒体の傾きを補正することができ、また駆動系も不要であるので小型化にも有利である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００３４】
本発明の基本的な概念を図１を用いて説明する。図１（Ａ）〜（Ｄ）は、対物レンズ１によって記憶媒体の記憶層２に照射される記憶用光または再生用光である光線３ａ〜３ｅを図示したものである。図１（Ａ）に示すように、光線３ａ〜３ｅからなる平行光線束は、対物レンズ１に入射すると収束光線束となり、記憶層２中の焦点ｆに向かって収束している。
【００３５】
この現象の見方を変えると、各光線３ａ〜３ｅは、記憶媒体の記憶層２に対して異なる入射角で入射していることが判る。つまり、図１（Ａ）において、光線３ａと３ｂは左側から、光線３ｃは正面から、光線３ｄと３ｅは右側から記憶層２に入射しているのである。従って、対物レンズ１に入射させる平行光線束の位置によって、記憶媒体の記憶層２に入射する光線束の入射角を変えることができるのである。
【００３６】
このため、図１（Ｂ）に示すように、記憶媒体が傾いていない場合は、光線３ｂ〜３ｄからなる平行光線束を用いて、光線束を記憶媒体の正面から記憶層２に入射させて照射領域２ａにおいて情報を記憶したり、再生したりすればよい。そして、図１（Ｃ）に示すように、記憶媒体がθの角度で傾いた場合、光線３ａ〜３ｃからなる平行光線束を用いて、光線束を傾いた記憶媒体の正面から記憶層２に入射させて照射領域２ａにおいて情報を記憶したり、再生したりすればよい。逆に、図１（Ｄ）に示すように、記憶媒体が−θの角度で傾いた場合は、光線３ｃ〜３ｅからなる平行光線束を用いて、光線束を傾いた記憶媒体の正面から記憶層２に入射させて照射領域２ａにおいて情報を記憶したり、再生したりすればよいのである。なお、図１（Ｂ）〜（Ｄ）において、使用していない光線３ａ〜３ｅは点線で示している。また、図１（Ｃ）および（Ｄ）において、傾きθ、−θを判りやすくするために、傾く前の記憶層２を点線で示している。
【００３７】
図１から明らかなように、記憶層２に入射する光線の入射角は、対物レンズ１の中心からの距離に対応している。よって、記憶媒体の傾きが小さい時は、対物レンズ１の中心に近い位置に入射させ、記憶媒体の傾きが大きい時は、対物レンズ１の中心から離れた位置に入射させることで、記憶媒体の傾きに応じて光線を記憶層に照射することができる。
【００３８】
また、対物レンズ１に入射する平行光線束の位置が違っていても、焦点に向かって収束するので、記憶層においては同じ位置に照射されるのである。
【００３９】
このように、記憶媒体と光ピックアップ装置との相対的な傾きに対応するように、対物レンズ１に入射させる平行光線束の位置を制御することで、記憶媒体の記憶層２に常に同じ入射角で光線束を照射することができ、記憶媒体と光ピックアップ装置との相対的な傾きを補正することができる。
【００４０】
次に、図２〜５を用いて、ホログラフィを利用した光情報記憶再生装置について説明する。
【００４１】
図２は、ホログラフィック記憶における記憶媒体１１の一例を概略的に示したものであり、図２（Ａ）はトラック１９に沿った概略断面図であり、（Ｂ）は概略平面図である。記憶媒体１１は、円形透明基板１２の下に情報記憶層１３を設け、更に透明な中間層１４を介し反射層１５が設けられており、これらを基板１６と貼り合わせて構成されている。円形の記憶媒体１１には同心円状または螺旋状にトラック１９が設けられている（図２（Ｂ）においては点線で示す）。反射層１５には、半径方向に複数のアドレス・サーボ領域１７が所定の角度間隔で配列され、周方向に隣り合うアドレス・サーボ領域１７間には、情報記憶領域１８が設けられている。アドレス・サーボ領域１７には、フォーカス・サーボ制御及びトラッキング・サーボ制御を行うための情報及び情報記憶領域１８に対するアドレス情報とが、予めエンボスピットによって記憶してある。トラッキング・サーボ制御を行うための情報としては、例えば、ウォブルピットを使用することができる。
【００４２】
記憶媒体１１の具体的な構成は、透明基板１２が、例えば、０．６mm以下の適宜の厚みを有し、情報記憶層１３が、例えば１０μｍ以上の適宜の厚みを有している。情報記憶層１３はレーザービームで所定時間照射された時にレーザービームの強度に応じて屈折率、誘電率、反射率等の光学特性が変化するホログラム記憶材料によって形成されており、例えば、デュポン（Dupont)社製のフォトポリマ（Photopolymers) ＨＲＦ−６００（製品名）等が使用される。
【００４３】
図３〜５は、光情報記憶再生装置２０の実施態様の一つであり、図３では、記憶時の記憶光の光路を、図４では再生時の再生光の光路を、図５ではピット読み取りのためのサーボ用光源からの光の光路を示している。
【００４４】
図３〜５において、光情報記憶再生装置２０は、記憶再生用光源２２、コリメータレンズ２４、偏光ビームスプリッタ２６、空間光変調器（情報表現手段）２８、サーボ読み取り用素子３０、コリメータレンズ３２、ダイクロイックミラー３４、リレーレンズ３６ａ、３６ｂ、ミラー３８、４分の１波長板４０、対物レンズ４２、光検出器４４を備えている。図３〜５では、記憶媒体１１は簡単に図示しており、円形透明基板１２、情報記憶層１３、反射層１５および基板１６を示しており、ピットなどの構成は省略している。
【００４５】
記憶再生用光源２２としては、コヒーレントな直線偏光の光線束を発生するもので、例えば半導体レーザを用いることができる。記憶再生用光源２２は、高密度記憶を行うために波長が短い方が有利であり、青色レーザやグリーンレーザを採用することが好ましい。
【００４６】
コリメータレンズ２４は記憶再生用光源２２からの発散光線束を略平行光線とするものである。偏光ビームスプリッタ２６は、記憶再生用光源２２から発生された直線偏光（例えばＰ偏光）を反射または透過し、当該偏光に垂直な直線偏光（例えばＳ偏光）を透過または反射するように構成されている。
【００４７】
空間光変調器（情報表現手段）２８は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に、入射光の偏光方向に対して出射光の偏光方向を９０°回転させるか否かを選択できるようになっている。この空間光変調器２８としては、例えば、液晶の旋光性を利用した反射型液晶素子において入出射側の偏光板を除いたものを用いることができる。空間光変調器２８は、情報光生成手段、記憶用参照光生成手段および再生用参照光生成手段を構成する。
【００４８】
サーボ読み取り用素子３０は、記憶媒体１１のアドレス・サーボ領域１７に形成されたエンボスピットを読み取るためのものであり、エンボスピットを読み取るサーボ用光を発生させる光源、例えば半導体レーザと、記憶媒体１１からエンボスピットを経て帰ってきた光を受光する光検出器も備えている。サーボ読み取り用素子３０の光源は記憶再生用光源２２と異なる波長であり、また記憶媒体１１の情報記憶層１３に影響を与えないものを選択する。例えば、赤外線レーザを用いることができる。
【００４９】
コリメータレンズ３２はサーボ読み取り用素子３０からのサーボ用光を略平行光線とし、記憶媒体１１から戻ってきた光をサーボ読み取り用素子３０の光検出器に収束させるものである。ダイクロイックミラー３４は、記憶再生用光源２２から発生された波長の光を反射または透過し、サーボ読み取り用素子３０から発生された波長の光を透過または反射するように構成されている。
【００５０】
リレーレンズ３６ａ、３６ｂは、一対のレンズ群であり、空間光変調器２８に表示された像を再び実像として結像するものである。
【００５１】
ミラー３８は、記憶用光および再生用光の進行方向を対物レンズ４２に向ける光学素子であり、反射鏡、ハーフミラー、４５°直角プリズム、ペンタゴナルプリズムなどを採用することができる。
【００５２】
４分の１波長板４０は、互いに垂直な方向に振動する偏光の光路差を４分の１波長変化させる位相板である。４分の１波長板４０によって、Ｐ偏光の光は円偏光に変化され、更にこの円偏光の光が４分の１波長板３を通過するとＳ偏光に変化される。
【００５３】
対物レンズ４２は、記憶用光および再生用光を記憶媒体１１に向けて収束させるものであり、記憶用光および再生用光は、対物レンズ４２によって記憶媒体１１の所定の位置に照射されることになる。
【００５４】
光検出器４４は、再生光を受光して記憶された情報を再生するものであり、格子状に配列された多数の受光素子を有している。受光素子としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）を採用したＣＣＤアレイや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal‐Oxide Semiconductor）を採用したＣＭＯＳセンサーなどを使用することができる。
【００５５】
記憶時における記憶用光の光路を図３を用いて説明する。まず、記憶再生用光源２２から出射した光線束は、コリメータレンズ２４によって略平行光線束となり、偏光ビームスプリッタ２６によって反射し、空間光変調器２８に入射する。
【００５６】
空間光変調器２８は、各画素毎に偏光方向を９０°回転させるか否かを選択して、変調パターンを表示することで、入射した光に所定の情報を担持させることができる。表示パターンの中心に記憶したい情報のパターンを表示し、その周囲に記憶用参照光を生成するためのパターンを円環状に表示することで、情報光および記憶用参照光を同時に生成することができる。
【００５７】
こうして生成された情報光および記憶用参照光からなる記憶用光は、偏光ビームスプリッタ２６およびダイクロイックミラー３４を透過し、リレーレンズ３６ａ、３６ｂを経て、ミラー３８で対物レンズ４２方向に向かって進行し、４分の１波長板４０で直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ４２によって記憶媒体１１に照射される。記憶媒体１１において、記憶用光の情報光および記憶用参照光が干渉し、その干渉パターンが情報記憶層１３に記憶される。
【００５８】
再生時の再生用光の動きも、基本的に図３と同じである。但し、再生時においては、空間光変調器２８に表示される変調パターンが、再生用参照光を生成するためのパターンが表示され、再生用光として再生用参照光が生成される。再生用光である再生用参照光は、記憶媒体１１に照射されると、情報記憶層１３に記憶されている干渉パターンによって回折され、干渉パターンの情報を担持した再生光が発生する。
【００５９】
以下、再生光の光路について図４を用いて説明する。記憶媒体１１から発生した再生光は、発生源である再生用参照光と同じ偏光を有している。上述した記憶用光の光路から、再生用参照光も円偏光の状態で記憶媒体１１に入射するため、再生光も円偏光を有している。この再生光が、対物レンズ４２によって平行光線束になり、４分の１波長板４０によって、直線偏光（再生用参照光の入射時の直線偏光とは偏光面が垂直である）に変換される。その後、再生光は、ミラー３８で反射され、リレーレンズ３６ａ、３６ｂを経て、ダイクロイックミラー３４を透過し、偏光ビームスプリッタ２６によって反射され、光検出器４４によって受光され再生される。
【００６０】
サーボ読み取り時は、図５に示すように、サーボ読み取り用素子３０から出射されたサーボ用光が、コリメータレンズ３２によって略平行光線とされ、ダイクロイックミラー３４によって反射される。そして、サーボ用光は、リレーレンズ３６ａ、３６ｂを経て、ミラー３８で反射され、４分の１波長板４０を通過し、対物レンズ４２で記憶媒体１１に照射される。
【００６１】
記憶媒体１１の反射層１５によって反射されたサーボ用光は、エンボスピットの情報を持って同じ光路を辿ってサーボ読み取り用素子３０に入射する。サーボ読み取り用素子３０の光検出器は、受光した光から、位置情報を把握することができる。また、このサーボ読み取りによって、記憶用光または再生用光と記憶媒体１１との相対的な傾きを検出することも可能である。
【００６２】
記憶用光または再生用光と記憶媒体１１との相対的な傾きは、例えば、記憶媒体１１が半径方向に沿って傾斜または湾曲することによるものや、記憶媒体１１が周方向に沿って傾斜または湾曲することによるものがある。
【００６３】
これら相対的な傾きを検出する方法として以下の方法がある。記憶媒体１１の所定の複数箇所に、相対的な傾きが無い状態で市松模様に変調された情報光と記憶用参照光によって、傾き検出用の情報を記憶しておく。傾きを検出する時には、傾き検出用の情報を再生すれば、相対的な傾きが無い状態では、検出手段で検出された市松模様の縦方向または横方向に隣接する２つの画素の出力差は最大になる。一方、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きが発生すると、検出手段で検出された市松模様の縦方向または横方向に隣接する２つの画素の出力差が減少する。従って、縦方向に隣接する２つの画素の出力差の減少量と、横方向に隣接する２つの画素の出力差の減少量から、記憶用光または再生用光と記憶媒体１１との相対的な傾きの方向と大きさを検出できる。
【００６４】
また、記憶媒体１１に予めピットによる所定のパターンを形成しておき、このパターンにサーボ用光を照射し、そのパターンによる回折光を、受光部が複数に分割された光検出器によって受光する。記憶用光または再生用光と記憶媒体１１との相対的な傾きが無い状態を基準として、この光検出器の出力に基づいて、回折光の変位の方向と変位量を算出することによって、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きの方向と大きさを検出することもできる。
【００６５】
なお、上記の構成はあくまで実施態様の一つであり、本発明の光情報記憶再生装置を限定するものではなく、各構成要素の配置を変更することができる。また、光情報再生装置とする場合は、記憶機能を排除すればよく、記憶再生用光源２２に変えて再生用光源を採用し、記憶用光を作成する光学系が不要となる。再生用光源は、記憶再生用光源２２に比べて情報記憶層に記憶する必要がないので、低出力のものでよい。上記構成の光情報記憶再生装置の場合は、空間光変調器２８が記憶用光の生成と、再生用光の生成を兼ねているので、記憶再生用光源を再生用光源に変更するだけで、光情報再生装置とすることができる。
【００６６】
図６〜図１１を用いて、対物レンズに入射する記憶用光の光線束を平行移動させる手段について説明する。
【００６７】
対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させる手段の実施態様として、、記憶用光または再生用光の進行方向を対物レンズに向ける光学素子およびそれを駆動する駆動装置を採用することができる。図６に光学素子を移動したときの光線束の光路を示す。図６は、図３におけるミラー３８の配置および光路を点線で示して、光線束が平行移動していることを判りやすくしている。
【００６８】
光学素子として、図６においてはミラー３８を採用しており、他に、ハーフミラー、４５°直角プリズム、ペンタゴナルプリズムなどを採用することができる。特に、ペンタゴナルプリズムは、光が有効面にどのような角度で入射されても光線を正確に９０°曲げて出射し、その上、出射された像が４５°直角プリズム等のように回転したり反転したりしないので好ましい。駆動装置としてはリニアモータやマイクロアクチュエータなどを適宜使用することができる。
【００６９】
駆動装置によって光学素子を光軸方向に移動させることで、記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させることができる。この場合、光学素子の移動距離がそのまま光線束の平行移動の距離に対応しており、制御が容易である。図６に示すように、光学素子をミラー３８の位置（点線で示す）からミラー６２の位置に移動すると、記憶用光または再生用光の光線束は、移動した方向（図６においては左側）から入射するように変化する。そして、移動した距離が長くなると、光線束の入射する角度の変化も大きくなる。よって、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きに応じて、光学素子の移動距離と移動方向を制御することで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させることができ、記憶媒体の傾きを補正することができる。
【００７０】
対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させる手段の他の実施態様として、記憶用光または再生用光の光路に配置された平面ガラスおよび平面ガラスを駆動する駆動装置を採用することができる。図７は、平面ガラスによる光線束の平行移動を説明する図であり、（Ａ）は光線束７２の光路に対する断面図であり、（Ｂ）は光路に対する正面図である。平面ガラス７１は光線束７２の光路上に配置されている。図７（Ａ）において点線で示すように、平面ガラス７１ａが光線束７２に対して垂直な場合は、光線束７２の光路には影響しない。しかし、平面ガラス７１ｂが光線束７２に対して傾いた場合は、平面ガラス７１ｂに入射した光線束７２は屈折し、平面ガラス７１ｂから出射される光線束は入射する前に比べて平行移動している。そして、平面ガラス７１の光線束７２に対する傾きを大きくすると、光線束７２の平行移動の距離を長くすることができる。そして、図７（Ｂ）に示すように、平面ガラス７１を２軸で回動可能な構成とすると、記憶媒体が半径方向に傾いても周方向に傾いても対応することができる。よって、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きに応じて、平面ガラス７１の傾きと軸を制御することで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させることができ、記憶媒体の傾きを補正することができる。なお、平面ガラスは、光線束が平行光線束である位置に配置し、リレーレンズ間（図３における３６ａ、３６ｂ）などの光線束が収束発散する位置は避ける。
【００７１】
また、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させる手段の他の実施態様として、記憶用光または再生用光の光路に配置されたリレーレンズおよびリレーレンズを駆動する駆動装置を採用することもできる。一対のレンズ群からなるリレーレンズは、全体をまとめて同じように移動させる必要があり、移動する方向も光軸に対して垂直に移動させる。図８にリレーレンズを移動したときの光線束の光路を示す。図８は、図３におけるリレーレンズの配置および光路を点線で示して、光線束が平行移動していることを判りやすくしている。
【００７２】
図８に示すように、リレーレンズ３６ａ、３６ｂを共に下方に移動させて、リレーレンズ８６ａ、８６ｂの位置に配置すると、リレーレンズ８６ａ，８６ｂを通過した光線束８２も移動前の光線束（点線で示す）に比べて下方に平行移動する。そして、光線束８２は、ミラー３８で反射して、対物レンズ４２に図８の右側に平行移動した状態で入射し、記憶媒体１１に右側から入射するのである。このように、リレーレンズを光軸に対して垂直に移動させると、移動した方向に光線束８２も平行移動するので、リレーレンズを上下左右に移動可能にすれば、どの方向に記憶媒体が傾いても対応することができる。そして、リレーレンズの移動した距離が長くなると、光線束の入射する角度の変化も大きくなる。よって、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きに応じて、リレーレンズの移動距離と移動方向を制御することで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させることができ、記憶媒体の傾きを補正することができる。
【００７３】
また、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させる手段の他の実施態様として、記憶用光または再生用光の光路に配置されたリレーレンズの焦点位置に配置された反射素子および反射素子を駆動する駆動装置を採用することもできる。リレーレンズの焦点位置に反射素子を配置した構成を図９に示す。図９に示す光情報記憶再生装置９０は、図３の光情報記憶再生装置２０の光学系をリレーレンズ３６ａ、３６ｂの焦点位置で４５°の角度で折り曲げ、焦点位置に反射素子９２を配置した構成である。光情報記憶再生装置９０における記憶用光または再生用光の光路は、図３に示す光情報記憶再生装置２０の光路と反射素子９２によって、リレーレンズ３６ａからの光が焦点位置においてリレーレンズ３６ｂに向かって反射される点以外は同じである。反射素子９２としては、反射鏡、ハーフミラー、直角プリズムなどを使用することができる。
【００７４】
光情報記憶再生装置９０において、反射素子９２の傾きを変えると図１０に示すように、光線束を平行移動させることができる。なお、図１０において、図９における反射素子９２ａの配置および光路を点線で示して、光線束が平行移動していることを判りやすくしている。図１０に示すように、反射素子９２ａを反時計回りに傾けて、反射素子９２ｂの位置にすると、リレーレンズ３６ｂを透過した平行光線束９４は、下方に向かって平行移動する。このため、光線束９４は、ミラー３８で反射して、対物レンズ４２に図１０の右側に平行移動した状態で入射し、記憶媒体１１に右側から入射するのである。このように、反射素子９２を傾けると、傾けた方向に光線束９４も平行移動するので、反射素子９２を図７（Ｂ）に示すように２軸で回動できるようにすれば、どの方向に記憶媒体が傾いても対応することができる。そして、反射素子９２の傾きが大きくなると、光線束の入射する角度の変化も大きくなる。よって、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きに応じて、反射素子９２の傾きの大きさと方向を制御することで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させることができ、記憶媒体の傾きを補正することができる。
【００７５】
また、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させる手段の他の実施態様として、記憶用光または再生用光を生成する空間光変調器を採用することもできる。即ち、空間光変調器の各画素によって構成される変調パターン全体を移動させることによって、記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させることができる。
【００７６】
図１１（Ａ）および（Ｂ）は空間光変調器１１０の変調パターンを示す平面図であり、（Ｃ）は間光変調器１１０から出射する光線束の光路を示す概略図である。図１１（Ａ）および（Ｂ）において、空間光変調器１１０の変調パターンは、円環状の表示領域１１２において記憶用参照光または再生用参照光を生成するための情報を表示し、円環状の表示領域１１２の内側の領域１１４において情報光を生成するための情報を表示する。記憶媒体が傾いていない場合は、図１１（Ａ）に示すように、空間光変調器１１０の中心に変調パターンの中心が位置するように表示する。これに対し、記憶媒体が傾いた場合は、図１１（Ｂ）に示すように、変調パターン全体１１２ａ、１１４ａを空間光変調器１１０の中心から下方に移動させ、表示パターン１１２ｂおよび１１３ｂを表示する。こうすると、図１１（Ｃ）に示すように、空間光変調器１１０から出射する記憶用光または再生用光は、図１１（Ａ）の変調パターンによる光線束１１６ａに比べて、図１１（Ｂ）の変調パターンによる光線束１１６ｂの方が下方に平行移動する。この結果、リレーレンズ３６ａ、３６ｂを透過することにより、光線束１１６ｂは、光線束１１６ａに対して上方に平行移動するのである。
【００７７】
このように、空間光変調器１１０の変調パターン全体を移動させると、光線束１１６は、リレーレンズ３６ａ、３６ｂを透過することにより、移動した方向とは逆の方向に平行移動するので、空間光変調器１１０の変調パターン全体を上下左右に移動可能にすれば、どの方向に記憶媒体が傾いても対応することができる。そして、変調パターンの移動した距離が長くなると、光線束の入射する角度の変化も大きくなる。よって、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きに応じて、空間光変調器１１０の変調パターンの移動距離と移動方向を制御することで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させることができ、記憶媒体の傾きを補正することができる。
【００７８】
図３〜５においては、光源２２から放射された光線束は、コリメータレンズ２４によって記憶用光または再生用光と同じ幅に成形されるように示されているが、実際には、より広い幅の光線束が成形されているので、図１１に示すように、空間光変調器１１０の変調パターン１１２ａおよび１１３ａを移動しても、記憶用光または再生用光は生成されるのである。
【００７９】
空間光変調器１１０の変調パターンを移動させる方法によれば、新たな構成を付加することなく、記憶媒体の傾きを補正することができ、また駆動系も不要であるので小型化にも有利である。
【００８０】
なお、図３〜５においては空間光変調器２８によって同時に情報光および記憶用参照光を生成する光情報記憶再生装置を示しているが、情報光用の光路と記憶用参照光用の光路にビームスプリッタによって分離し、それぞれ情報光および記憶用参照光を生成し、再び情報光および記憶用参照光をビームスプリッタによって合成して同軸の記憶用光として記憶媒体に照射する構成としても良い。このような構成の場合は、情報光および記憶用参照光を合成した後、対物レンズまでの間に平行に移動する手段を配置すればよい。情報光および記憶用参照光を別々の光路で生成する装置は、特開平１１−３１１９３８号公報において詳述されている。
【００８１】
本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、平行移動した記憶用光または再生用光の光線束が対物レンズに入射すると、記憶媒体に入射する時の記憶用光または再生用光の角度が変わるので、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きに応じて、記憶用光または再生用光の光線束の平行移動を制御すれば、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きを補正することができる。このため、ピックアップ本体自体を傾ける必要が無くなるので駆動系を小さくすることができ、従来よりも小型化に適してる。更に、対物レンズは同じ位置のままであるから、記憶用光または再生用光の焦点位置も変わらないので、焦点位置のずれを補正する必要が無くなり従来よりも簡単な制御で記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きを補正することができる。
【００８３】
更に、平行移動させる手段として、記憶用光または再生用光を対物レンズに向ける光学素子および光学素子を駆動する駆動装置であれば、記憶用光または再生用光を対物レンズに向ける光学素子を光軸方向に移動させるだけで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。そして、この記憶用光または再生用光を対物レンズに向ける光学素子をペンタゴナルプリズムとすると、光が有効面にどのような角度で入射されても光線を正確に９０°曲げて出射し、その上、出射された像が４５°直角プリズム等のように回転したり反転したりしないので好ましい。
【００８４】
更に、平行移動させる手段が、記憶用光または再生用光の光路に配置された平面ガラスおよび平面ガラスを駆動する駆動装置であれば、平面ガラスを傾けるだけで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。
【００８５】
更に、平行移動させる手段が、記憶用光または再生用光の光路に配置されたリレーレンズおよびリレーレンズを駆動する駆動装置であれば、リレーレンズを光路に対して垂直な方向に移動させることによって、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。
【００８６】
更に、平行移動させる手段が、記憶用光または再生用光の光路に配置されたリレーレンズの焦点位置に配置された反射素子および反射素子を駆動する駆動装置であれば、反射素子を傾けることによって、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。また、反射素子によって、光路が折れ曲がっているので、光情報記憶装置を全体としてコンパクトな構造にし易い。
【００８７】
更に、平行移動させる手段が、複数の画素を有し、照射された光を各画素で変調して記憶用光または再生用光を生成する空間光変調器であれば、空間光変調器の変調パターンを移動するだけで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、新たな構成を付加することなく、記憶媒体の傾きを補正することができ、また駆動系も不要であるので小型化にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の基本的な概念を説明する図
【図２】 （Ａ）は本発明の記憶媒体の概略断面図、（Ｂ）はその概略平面図
【図３】 本発明の光情報記憶再生装置における記憶時の記憶用光の光路を示す図
【図４】 本発明の光情報記憶再生装置における再生時の再生用光の光路を示す図
【図５】 本発明の光情報記憶再生装置におけるピット読み取り時のサーボ用光の光路を示す図
【図６】 本発明の光情報記憶再生装置の一実施態様を示す概略断面図
【図７】 （Ａ）および（Ｂ）は本発明の光線束を平行移動する手段の一実施態様を説明する図
【図８】 本発明の光情報記憶再生装置の他の実施態様を示す概略断面図
【図９】 本発明の光情報記憶再生装置の他の実施態様を示す概略断面図
【図１０】 本発明の光情報記憶再生装置の他の実施態様を示す概略断面図
【図１１】 （Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の光線束を平行移動する手段の他の実施態様を説明する図
【符号の説明】
１ 対物レンズ
２ 記憶媒体
３ａ〜３ｅ 光線
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラフィを利用して情報が記憶される光情報記憶媒体に対する情報の記憶と光情報記憶媒体からの情報の再生の少なくとも一方を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ホログラフィを利用して記憶媒体に情報を記憶するホログラフィック記憶は、一般的に、イメージ情報を担持した情報光と記憶用参照光とを記憶媒体の内部で重ね合わせ、そのときにできる干渉パターンを記憶媒体に書き込むことによって行われる。記憶された情報の再生時には、その記憶媒体に再生用参照光を照射することにより、干渉パターンによる回折によりイメージ情報が再生される（特許文献１参照）。
【０００３】
近年では、超高密度光記憶のために、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、記憶媒体の厚み方向も積極的に活用して、３次元的に干渉パターン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、多重記憶を用いて記憶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憶媒体と記憶方式を用いつつも、記憶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憶方式である。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憶する。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】
ところで、ホログラフィック記憶の方式としては、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタル多用途ディスク）等と同様にディスク状の記憶媒体を採用して、記憶媒体に対する情報の記憶と記憶媒体からの情報の再生を行うための光学系を含む光ピックアップ装置を使用する方式が有力である。
【０００５】
一般的に、光ディスク装置では、ディスク状の記憶媒体を回転させつつ光ピックアップ装置内の対物レンズを駆動してフォーカスサーボとトラッキングサーボとを行うようになっている。このような構成では、ディスク状の記憶媒体が撓んだり歪んだりすることによって、光ピックアップ装置から記憶媒体に照射される光の入射角が変化してしまう。ＣＤやＤＶＤ等はピットによる反射光の強弱を情報として読み取る構造であるから、入射角が変わっても、ピットに光が照射されれば大きな問題とはならない。
【０００６】
しかし、ホログラフィック記憶の場合には、記憶時には情報光と記憶用参照光との干渉パターンを記憶し、再生時には再生用参照光と干渉パターンとの回折を再生するので、情報光および各参照光が記憶時と再生時において同じ角度で記憶媒体に入射しないと、極端にＳ／Ｎ比が悪くなってしまっていた。
【０００７】
このため、ホログラフィック記憶を実用化する際には、記憶媒体と光ピックアップ装置との相対的な傾きを補正する手段が重要となる。従来、記憶媒体と光ピックアップ装置との相対的な傾きに応じて、光ピックアップ装置のピックアップ本体を傾け、記憶媒体に対して常に同じ角度で光が入射するように制御する方法があった（特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−３１１９３８号公報
【特許文献２】
特開平２００１−２７３６５０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ピックアップ本体は、光を発生する光源、光源からの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手段、記憶用参照光や再生用参照光を生成する手段、数々の光学系および対物レンズを含むものであり、記憶媒体の傾きに応じてピックアップ本体を傾ける場合、傾けるための駆動系も大がかりなものとなってしまい、小型化に向いていなかった。
【００１０】
更に、ピックアップ本体を傾けることによって、対物レンズの焦点の位置も変わってしまうので、その分の補正も必要で、制御が複雑であった。
【００１１】
本発明は、小型化に適した手段で、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きの補正ができるホログラフィを利用して情報が記憶または再生される光情報記憶装置または光情報再生装置を提供することを目的とする。
【００１２】
更には、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きの補正が簡単な制御によって実現できる光情報記憶装置または光情報再生装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するため本発明の光情報記憶装置は、ホログラフィを利用して情報が記憶される記憶媒体に対物レンズによって記録用光として情報光及び記録用参照光を照射して、前記記憶媒体に情報光及び記録用参照光の干渉パターンを記憶する光情報記憶装置であって、複数の画素を有し、入射した光を空間的に変調して情報光及び記録用参照光を生成する空間光変調器と、前記情報光及び前記記録用参照光と前記記憶媒体との相対的な傾きに応じて、前記対物レンズに入射する前記情報光及び前記記録用参照光を前記対物レンズの光軸に対して垂直な方向に平行移動させる手段と、を備え、前記平行移動させる手段は、前記空間光変調器と前記対物レンズとの間に配置され、前記空間光変調器によって生成された空間的に変調された前記情報光及び前記記録用参照光の双方に対して作用することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の光情報再生装置は、ホログラフィを利用して情報が記憶された記憶媒体に対物レンズによって再生用光として再生用参照光を照射して、前記記憶媒体に記録された干渉パターンから情報を再生する光情報再生装置であって、複数の画素を有し、入射した光を空間的に変調して再生用参照光を生成する空間光変調器と、前記再生用参照光と前記記憶媒体との相対的な傾きに応じて、前記対物レンズに入射する前記再生用参照光を前記対物レンズの光軸に対して垂直な方向に平行移動させる手段と、を備え、前記平行移動させる手段は、前記空間光変調器と前記対物レンズとの間に配置され、前記空間光変調器によって生成された空間的に変調された前記再生用参照光に対して作用することを特徴とする。
【００１５】
そして、このような構成を採用したことにより、平行移動した記憶用光または再生用光の光線束が対物レンズに入射すると、記憶媒体に入射する時の記憶用光または再生用光の角度が変わるので、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きに応じて、記憶用光または再生用光の光線束の平行移動を制御すれば、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きを補正することができる。このため、ピックアップ本体自体を傾ける必要が無くなるので駆動系を小さくすることができ、従来よりも小型化に適してる。更に、対物レンズは同じ位置のままであるから、記憶用光または再生用光の焦点位置も変わらないので、焦点位置のずれを補正する必要が無くなり従来よりも簡単な制御で記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きを補正することができる。
【００１６】
更に、本発明の光情報記憶装置は、前記平行移動させる手段が、前記記憶用光を前記対物レンズに向ける光学素子および前記光学素子を駆動する駆動装置であり、前記光学素子を入射する光線束の光軸方向に移動させることによって前記記憶用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の光情報再生装置は、前記平行移動させる手段が、前記再生用光を前記対物レンズに向ける光学素子および前記光学素子を駆動する駆動装置であり、前記光学素子を入射する光線束の光軸方向に移動させることによって前記再生用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００１８】
このような構成を採用したことにより、記憶用光または再生用光を対物レンズに向ける光学素子を光軸方向に移動させるだけで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。
【００１９】
この記憶用光または再生用光を前記対物レンズに向ける光学素子は、ペンタゴナルプリズムであることが好ましい。
【００２０】
ペンタゴナルプリズムは、光が有効面にどのような角度で入射されても光線を正確に９０°曲げて出射し、その上、出射された像が４５°直角プリズム等のように回転したり反転したりしないので好ましい。
【００２１】
更に、本発明の光情報記憶装置は、前記平行移動させる手段が、前記記憶用光の光路に配置された平面ガラスおよび前記平面ガラスを駆動する駆動装置であり、前記平面ガラスを傾けることによって前記記憶用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の光情報再生装置は、前記平行移動させる手段が、前記再生用光の光路に配置された平面ガラスおよび前記平面ガラスを駆動する駆動装置であり、前記平面ガラスを傾けることによって前記再生用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００２３】
そして、このような構成を採用したことにより、平面ガラスを傾けるだけで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。
【００２４】
更に、本発明の光情報記憶装置は、前記平行移動させる手段が、前記記憶用光の光路に配置されたリレーレンズおよび前記リレーレンズを駆動する駆動装置であり、前記リレーレンズを前記光路に対して垂直な方向に移動させることによって前記記憶用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の光情報再生装置は、前記平行移動させる手段が、前記再生用光の光路に配置されたリレーレンズおよび前記リレーレンズを駆動する駆動装置であり、前記リレーレンズを前記光路に対して垂直な方向に移動させることによって前記再生用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００２６】
そして、このような構成を採用したことにより、リレーレンズを光路に対して垂直な方向に移動させることによって、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。
【００２７】
更に、本発明の光情報記憶装置は、前記平行移動させる手段が、前記記憶用光の光路に配置されたリレーレンズの焦点位置に配置された反射素子および前記反射素子を駆動する駆動装置であり、前記反射素子を傾けることによって前記記憶用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の光情報再生装置は、前記平行移動させる手段が、前記再生用光の光路に配置されたリレーレンズの焦点位置に配置された反射素子および前記反射素子を駆動する駆動装置であり、前記反射素子を傾けることによって前記再生用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００２９】
そして、このような構成を採用したことにより、リレーレンズの焦点位置に配置された反射素子を傾けることによって、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。また、反射素子によって、光路が折れ曲がっているので、光情報記憶装置を全体としてコンパクトな構造にし易い。
【００３０】
更に、本発明の光情報記憶装置は、前記平行移動させる手段が、複数の画素を有し、照射された光を前記各画素で変調して前記記憶用光を生成する空間光変調器であり、前記空間光変調器の前記画素によって構成される変調パターン全体を移動させることによって前記記憶用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の光情報再生装置は、前記平行移動させる手段が、複数の画素を有し、照射された光を前記各画素で変調して前記再生用光を生成する空間光変調器であり、前記空間光変調器の前記画素によって構成される変調パターン全体を移動させることによって前記再生用光の光線束を平行移動させることを特徴とする。
【００３２】
そして、このような構成を採用したことにより、空間光変調器の変調パターンを移動するだけで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、新たな構成を付加することなく、記憶媒体の傾きを補正することができ、また駆動系も不要であるので小型化にも有利である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００３４】
本発明の基本的な概念を図１を用いて説明する。図１（Ａ）〜（Ｄ）は、対物レンズ１によって記憶媒体の記憶層２に照射される記憶用光または再生用光である光線３ａ〜３ｅを図示したものである。図１（Ａ）に示すように、光線３ａ〜３ｅからなる平行光線束は、対物レンズ１に入射すると収束光線束となり、記憶層２中の焦点ｆに向かって収束している。
【００３５】
この現象の見方を変えると、各光線３ａ〜３ｅは、記憶媒体の記憶層２に対して異なる入射角で入射していることが判る。つまり、図１（Ａ）において、光線３ａと３ｂは左側から、光線３ｃは正面から、光線３ｄと３ｅは右側から記憶層２に入射しているのである。従って、対物レンズ１に入射させる平行光線束の位置によって、記憶媒体の記憶層２に入射する光線束の入射角を変えることができるのである。
【００３６】
このため、図１（Ｂ）に示すように、記憶媒体が傾いていない場合は、光線３ｂ〜３ｄからなる平行光線束を用いて、光線束を記憶媒体の正面から記憶層２に入射させて照射領域２ａにおいて情報を記憶したり、再生したりすればよい。そして、図１（Ｃ）に示すように、記憶媒体がθの角度で傾いた場合、光線３ａ〜３ｃからなる平行光線束を用いて、光線束を傾いた記憶媒体の正面から記憶層２に入射させて照射領域２ａにおいて情報を記憶したり、再生したりすればよい。逆に、図１（Ｄ）に示すように、記憶媒体が−θの角度で傾いた場合は、光線３ｃ〜３ｅからなる平行光線束を用いて、光線束を傾いた記憶媒体の正面から記憶層２に入射させて照射領域２ａにおいて情報を記憶したり、再生したりすればよいのである。なお、図１（Ｂ）〜（Ｄ）において、使用していない光線３ａ〜３ｅは点線で示している。また、図１（Ｃ）および（Ｄ）において、傾きθ、−θを判りやすくするために、傾く前の記憶層２を点線で示している。
【００３７】
図１から明らかなように、記憶層２に入射する光線の入射角は、対物レンズ１の中心からの距離に対応している。よって、記憶媒体の傾きが小さい時は、対物レンズ１の中心に近い位置に入射させ、記憶媒体の傾きが大きい時は、対物レンズ１の中心から離れた位置に入射させることで、記憶媒体の傾きに応じて光線を記憶層に照射することができる。
【００３８】
また、対物レンズ１に入射する平行光線束の位置が違っていても、焦点に向かって収束するので、記憶層においては同じ位置に照射されるのである。
【００３９】
このように、記憶媒体と光ピックアップ装置との相対的な傾きに対応するように、対物レンズ１に入射させる平行光線束の位置を制御することで、記憶媒体の記憶層２に常に同じ入射角で光線束を照射することができ、記憶媒体と光ピックアップ装置との相対的な傾きを補正することができる。
【００４０】
次に、図２〜５を用いて、ホログラフィを利用した光情報記憶再生装置について説明する。
【００４１】
図２は、ホログラフィック記憶における記憶媒体１１の一例を概略的に示したものであり、図２（Ａ）はトラック１９に沿った概略断面図であり、（Ｂ）は概略平面図である。記憶媒体１１は、円形透明基板１２の下に情報記憶層１３を設け、更に透明な中間層１４を介し反射層１５が設けられており、これらを基板１６と貼り合わせて構成されている。円形の記憶媒体１１には同心円状または螺旋状にトラック１９が設けられている（図２（Ｂ）においては点線で示す）。反射層１５には、半径方向に複数のアドレス・サーボ領域１７が所定の角度間隔で配列され、周方向に隣り合うアドレス・サーボ領域１７間には、情報記憶領域１８が設けられている。アドレス・サーボ領域１７には、フォーカス・サーボ制御及びトラッキング・サーボ制御を行うための情報及び情報記憶領域１８に対するアドレス情報とが、予めエンボスピットによって記憶してある。トラッキング・サーボ制御を行うための情報としては、例えば、ウォブルピットを使用することができる。
【００４２】
記憶媒体１１の具体的な構成は、透明基板１２が、例えば、０．６mm以下の適宜の厚みを有し、情報記憶層１３が、例えば１０μｍ以上の適宜の厚みを有している。情報記憶層１３はレーザービームで所定時間照射された時にレーザービームの強度に応じて屈折率、誘電率、反射率等の光学特性が変化するホログラム記憶材料によって形成されており、例えば、デュポン（Dupont)社製のフォトポリマ（Photopolymers) ＨＲＦ−６００（製品名）等が使用される。
【００４３】
図３〜５は、光情報記憶再生装置２０の実施態様の一つであり、図３では、記憶時の記憶光の光路を、図４では再生時の再生光の光路を、図５ではピット読み取りのためのサーボ用光源からの光の光路を示している。
【００４４】
図３〜５において、光情報記憶再生装置２０は、記憶再生用光源２２、コリメータレンズ２４、偏光ビームスプリッタ２６、空間光変調器（情報表現手段）２８、サーボ読み取り用素子３０、コリメータレンズ３２、ダイクロイックミラー３４、リレーレンズ３６ａ、３６ｂ、ミラー３８、４分の１波長板４０、対物レンズ４２、光検出器４４を備えている。図３〜５では、記憶媒体１１は簡単に図示しており、円形透明基板１２、情報記憶層１３、反射層１５および基板１６を示しており、ピットなどの構成は省略している。
【００４５】
記憶再生用光源２２としては、コヒーレントな直線偏光の光線束を発生するもので、例えば半導体レーザを用いることができる。記憶再生用光源２２は、高密度記憶を行うために波長が短い方が有利であり、青色レーザやグリーンレーザを採用することが好ましい。
【００４６】
コリメータレンズ２４は記憶再生用光源２２からの発散光線束を略平行光線とするものである。偏光ビームスプリッタ２６は、記憶再生用光源２２から発生された直線偏光（例えばＰ偏光）を反射または透過し、当該偏光に垂直な直線偏光（例えばＳ偏光）を透過または反射するように構成されている。
【００４７】
空間光変調器（情報表現手段）２８は、格子状に配列された多数の画素を有し、各画素毎に、入射光の偏光方向に対して出射光の偏光方向を９０°回転させるか否かを選択できるようになっている。この空間光変調器２８としては、例えば、液晶の旋光性を利用した反射型液晶素子において入出射側の偏光板を除いたものを用いることができる。空間光変調器２８は、情報光生成手段、記憶用参照光生成手段および再生用参照光生成手段を構成する。
【００４８】
サーボ読み取り用素子３０は、記憶媒体１１のアドレス・サーボ領域１７に形成されたエンボスピットを読み取るためのものであり、エンボスピットを読み取るサーボ用光を発生させる光源、例えば半導体レーザと、記憶媒体１１からエンボスピットを経て帰ってきた光を受光する光検出器も備えている。サーボ読み取り用素子３０の光源は記憶再生用光源２２と異なる波長であり、また記憶媒体１１の情報記憶層１３に影響を与えないものを選択する。例えば、赤外線レーザを用いることができる。
【００４９】
コリメータレンズ３２はサーボ読み取り用素子３０からのサーボ用光を略平行光線とし、記憶媒体１１から戻ってきた光をサーボ読み取り用素子３０の光検出器に収束させるものである。ダイクロイックミラー３４は、記憶再生用光源２２から発生された波長の光を反射または透過し、サーボ読み取り用素子３０から発生された波長の光を透過または反射するように構成されている。
【００５０】
リレーレンズ３６ａ、３６ｂは、一対のレンズ群であり、空間光変調器２８に表示された像を再び実像として結像するものである。
【００５１】
ミラー３８は、記憶用光および再生用光の進行方向を対物レンズ４２に向ける光学素子であり、反射鏡、ハーフミラー、４５°直角プリズム、ペンタゴナルプリズムなどを採用することができる。
【００５２】
４分の１波長板４０は、互いに垂直な方向に振動する偏光の光路差を４分の１波長変化させる位相板である。４分の１波長板４０によって、Ｐ偏光の光は円偏光に変化され、更にこの円偏光の光が４分の１波長板３を通過するとＳ偏光に変化される。
【００５３】
対物レンズ４２は、記憶用光および再生用光を記憶媒体１１に向けて収束させるものであり、記憶用光および再生用光は、対物レンズ４２によって記憶媒体１１の所定の位置に照射されることになる。
【００５４】
光検出器４４は、再生光を受光して記憶された情報を再生するものであり、格子状に配列された多数の受光素子を有している。受光素子としてＣＣＤ（Charge Coupled Device）を採用したＣＣＤアレイや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal‐Oxide Semiconductor）を採用したＣＭＯＳセンサーなどを使用することができる。
【００５５】
記憶時における記憶用光の光路を図３を用いて説明する。まず、記憶再生用光源２２から出射した光線束は、コリメータレンズ２４によって略平行光線束となり、偏光ビームスプリッタ２６によって反射し、空間光変調器２８に入射する。
【００５６】
空間光変調器２８は、各画素毎に偏光方向を９０°回転させるか否かを選択して、変調パターンを表示することで、入射した光に所定の情報を担持させることができる。表示パターンの中心に記憶したい情報のパターンを表示し、その周囲に記憶用参照光を生成するためのパターンを円環状に表示することで、情報光および記憶用参照光を同時に生成することができる。
【００５７】
こうして生成された情報光および記憶用参照光からなる記憶用光は、偏光ビームスプリッタ２６およびダイクロイックミラー３４を透過し、リレーレンズ３６ａ、３６ｂを経て、ミラー３８で対物レンズ４２方向に向かって進行し、４分の１波長板４０で直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ４２によって記憶媒体１１に照射される。記憶媒体１１において、記憶用光の情報光および記憶用参照光が干渉し、その干渉パターンが情報記憶層１３に記憶される。
【００５８】
再生時の再生用光の動きも、基本的に図３と同じである。但し、再生時においては、空間光変調器２８に表示される変調パターンが、再生用参照光を生成するためのパターンが表示され、再生用光として再生用参照光が生成される。再生用光である再生用参照光は、記憶媒体１１に照射されると、情報記憶層１３に記憶されている干渉パターンによって回折され、干渉パターンの情報を担持した再生光が発生する。
【００５９】
以下、再生光の光路について図４を用いて説明する。記憶媒体１１から発生した再生光は、発生源である再生用参照光と同じ偏光を有している。上述した記憶用光の光路から、再生用参照光も円偏光の状態で記憶媒体１１に入射するため、再生光も円偏光を有している。この再生光が、対物レンズ４２によって平行光線束になり、４分の１波長板４０によって、直線偏光（再生用参照光の入射時の直線偏光とは偏光面が垂直である）に変換される。その後、再生光は、ミラー３８で反射され、リレーレンズ３６ａ、３６ｂを経て、ダイクロイックミラー３４を透過し、偏光ビームスプリッタ２６によって反射され、光検出器４４によって受光され再生される。
【００６０】
サーボ読み取り時は、図５に示すように、サーボ読み取り用素子３０から出射されたサーボ用光が、コリメータレンズ３２によって略平行光線とされ、ダイクロイックミラー３４によって反射される。そして、サーボ用光は、リレーレンズ３６ａ、３６ｂを経て、ミラー３８で反射され、４分の１波長板４０を通過し、対物レンズ４２で記憶媒体１１に照射される。
【００６１】
記憶媒体１１の反射層１５によって反射されたサーボ用光は、エンボスピットの情報を持って同じ光路を辿ってサーボ読み取り用素子３０に入射する。サーボ読み取り用素子３０の光検出器は、受光した光から、位置情報を把握することができる。また、このサーボ読み取りによって、記憶用光または再生用光と記憶媒体１１との相対的な傾きを検出することも可能である。
【００６２】
記憶用光または再生用光と記憶媒体１１との相対的な傾きは、例えば、記憶媒体１１が半径方向に沿って傾斜または湾曲することによるものや、記憶媒体１１が周方向に沿って傾斜または湾曲することによるものがある。
【００６３】
これら相対的な傾きを検出する方法として以下の方法がある。記憶媒体１１の所定の複数箇所に、相対的な傾きが無い状態で市松模様に変調された情報光と記憶用参照光によって、傾き検出用の情報を記憶しておく。傾きを検出する時には、傾き検出用の情報を再生すれば、相対的な傾きが無い状態では、検出手段で検出された市松模様の縦方向または横方向に隣接する２つの画素の出力差は最大になる。一方、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きが発生すると、検出手段で検出された市松模様の縦方向または横方向に隣接する２つの画素の出力差が減少する。従って、縦方向に隣接する２つの画素の出力差の減少量と、横方向に隣接する２つの画素の出力差の減少量から、記憶用光または再生用光と記憶媒体１１との相対的な傾きの方向と大きさを検出できる。
【００６４】
また、記憶媒体１１に予めピットによる所定のパターンを形成しておき、このパターンにサーボ用光を照射し、そのパターンによる回折光を、受光部が複数に分割された光検出器によって受光する。記憶用光または再生用光と記憶媒体１１との相対的な傾きが無い状態を基準として、この光検出器の出力に基づいて、回折光の変位の方向と変位量を算出することによって、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きの方向と大きさを検出することもできる。
【００６５】
なお、上記の構成はあくまで実施態様の一つであり、本発明の光情報記憶再生装置を限定するものではなく、各構成要素の配置を変更することができる。また、光情報再生装置とする場合は、記憶機能を排除すればよく、記憶再生用光源２２に変えて再生用光源を採用し、記憶用光を作成する光学系が不要となる。再生用光源は、記憶再生用光源２２に比べて情報記憶層に記憶する必要がないので、低出力のものでよい。上記構成の光情報記憶再生装置の場合は、空間光変調器２８が記憶用光の生成と、再生用光の生成を兼ねているので、記憶再生用光源を再生用光源に変更するだけで、光情報再生装置とすることができる。
【００６６】
図６〜図１１を用いて、対物レンズに入射する記憶用光の光線束を平行移動させる手段について説明する。
【００６７】
対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させる手段の実施態様として、、記憶用光または再生用光の進行方向を対物レンズに向ける光学素子およびそれを駆動する駆動装置を採用することができる。図６に光学素子を移動したときの光線束の光路を示す。図６は、図３におけるミラー３８の配置および光路を点線で示して、光線束が平行移動していることを判りやすくしている。
【００６８】
光学素子として、図６においてはミラー３８を採用しており、他に、ハーフミラー、４５°直角プリズム、ペンタゴナルプリズムなどを採用することができる。特に、ペンタゴナルプリズムは、光が有効面にどのような角度で入射されても光線を正確に９０°曲げて出射し、その上、出射された像が４５°直角プリズム等のように回転したり反転したりしないので好ましい。駆動装置としてはリニアモータやマイクロアクチュエータなどを適宜使用することができる。
【００６９】
駆動装置によって光学素子を光軸方向に移動させることで、記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させることができる。この場合、光学素子の移動距離がそのまま光線束の平行移動の距離に対応しており、制御が容易である。図６に示すように、光学素子をミラー３８の位置（点線で示す）からミラー６２の位置に移動すると、記憶用光または再生用光の光線束は、移動した方向（図６においては左側）から入射するように変化する。そして、移動した距離が長くなると、光線束の入射する角度の変化も大きくなる。よって、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きに応じて、光学素子の移動距離と移動方向を制御することで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させることができ、記憶媒体の傾きを補正することができる。
【００７０】
対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させる手段の他の実施態様として、記憶用光または再生用光の光路に配置された平面ガラスおよび平面ガラスを駆動する駆動装置を採用することができる。図７は、平面ガラスによる光線束の平行移動を説明する図であり、（Ａ）は光線束７２の光路に対する断面図であり、（Ｂ）は光路に対する正面図である。平面ガラス７１は光線束７２の光路上に配置されている。図７（Ａ）において点線で示すように、平面ガラス７１ａが光線束７２に対して垂直な場合は、光線束７２の光路には影響しない。しかし、平面ガラス７１ｂが光線束７２に対して傾いた場合は、平面ガラス７１ｂに入射した光線束７２は屈折し、平面ガラス７１ｂから出射される光線束は入射する前に比べて平行移動している。そして、平面ガラス７１の光線束７２に対する傾きを大きくすると、光線束７２の平行移動の距離を長くすることができる。そして、図７（Ｂ）に示すように、平面ガラス７１を２軸で回動可能な構成とすると、記憶媒体が半径方向に傾いても周方向に傾いても対応することができる。よって、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きに応じて、平面ガラス７１の傾きと軸を制御することで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させることができ、記憶媒体の傾きを補正することができる。なお、平面ガラスは、光線束が平行光線束である位置に配置し、リレーレンズ間（図３における３６ａ、３６ｂ）などの光線束が収束発散する位置は避ける。
【００７１】
また、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させる手段の他の実施態様として、記憶用光または再生用光の光路に配置されたリレーレンズおよびリレーレンズを駆動する駆動装置を採用することもできる。一対のレンズ群からなるリレーレンズは、全体をまとめて同じように移動させる必要があり、移動する方向も光軸に対して垂直に移動させる。図８にリレーレンズを移動したときの光線束の光路を示す。図８は、図３におけるリレーレンズの配置および光路を点線で示して、光線束が平行移動していることを判りやすくしている。
【００７２】
図８に示すように、リレーレンズ３６ａ、３６ｂを共に下方に移動させて、リレーレンズ８６ａ、８６ｂの位置に配置すると、リレーレンズ８６ａ，８６ｂを通過した光線束８２も移動前の光線束（点線で示す）に比べて下方に平行移動する。そして、光線束８２は、ミラー３８で反射して、対物レンズ４２に図８の右側に平行移動した状態で入射し、記憶媒体１１に右側から入射するのである。このように、リレーレンズを光軸に対して垂直に移動させると、移動した方向に光線束８２も平行移動するので、リレーレンズを上下左右に移動可能にすれば、どの方向に記憶媒体が傾いても対応することができる。そして、リレーレンズの移動した距離が長くなると、光線束の入射する角度の変化も大きくなる。よって、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きに応じて、リレーレンズの移動距離と移動方向を制御することで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させることができ、記憶媒体の傾きを補正することができる。
【００７３】
また、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させる手段の他の実施態様として、記憶用光または再生用光の光路に配置されたリレーレンズの焦点位置に配置された反射素子および反射素子を駆動する駆動装置を採用することもできる。リレーレンズの焦点位置に反射素子を配置した構成を図９に示す。図９に示す光情報記憶再生装置９０は、図３の光情報記憶再生装置２０の光学系をリレーレンズ３６ａ、３６ｂの焦点位置で４５°の角度で折り曲げ、焦点位置に反射素子９２を配置した構成である。光情報記憶再生装置９０における記憶用光または再生用光の光路は、図３に示す光情報記憶再生装置２０の光路と反射素子９２によって、リレーレンズ３６ａからの光が焦点位置においてリレーレンズ３６ｂに向かって反射される点以外は同じである。反射素子９２としては、反射鏡、ハーフミラー、直角プリズムなどを使用することができる。
【００７４】
光情報記憶再生装置９０において、反射素子９２の傾きを変えると図１０に示すように、光線束を平行移動させることができる。なお、図１０において、図９における反射素子９２ａの配置および光路を点線で示して、光線束が平行移動していることを判りやすくしている。図１０に示すように、反射素子９２ａを反時計回りに傾けて、反射素子９２ｂの位置にすると、リレーレンズ３６ｂを透過した平行光線束９４は、下方に向かって平行移動する。このため、光線束９４は、ミラー３８で反射して、対物レンズ４２に図１０の右側に平行移動した状態で入射し、記憶媒体１１に右側から入射するのである。このように、反射素子９２を傾けると、傾けた方向に光線束９４も平行移動するので、反射素子９２を図７（Ｂ）に示すように２軸で回動できるようにすれば、どの方向に記憶媒体が傾いても対応することができる。そして、反射素子９２の傾きが大きくなると、光線束の入射する角度の変化も大きくなる。よって、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きに応じて、反射素子９２の傾きの大きさと方向を制御することで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させることができ、記憶媒体の傾きを補正することができる。
【００７５】
また、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させる手段の他の実施態様として、記憶用光または再生用光を生成する空間光変調器を採用することもできる。即ち、空間光変調器の各画素によって構成される変調パターン全体を移動させることによって、記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させることができる。
【００７６】
図１１（Ａ）および（Ｂ）は空間光変調器１１０の変調パターンを示す平面図であり、（Ｃ）は間光変調器１１０から出射する光線束の光路を示す概略図である。図１１（Ａ）および（Ｂ）において、空間光変調器１１０の変調パターンは、円環状の表示領域１１２において記憶用参照光または再生用参照光を生成するための情報を表示し、円環状の表示領域１１２の内側の領域１１４において情報光を生成するための情報を表示する。記憶媒体が傾いていない場合は、図１１（Ａ）に示すように、空間光変調器１１０の中心に変調パターンの中心が位置するように表示する。これに対し、記憶媒体が傾いた場合は、図１１（Ｂ）に示すように、変調パターン全体１１２ａ、１１４ａを空間光変調器１１０の中心から下方に移動させ、表示パターン１１２ｂおよび１１３ｂを表示する。こうすると、図１１（Ｃ）に示すように、空間光変調器１１０から出射する記憶用光または再生用光は、図１１（Ａ）の変調パターンによる光線束１１６ａに比べて、図１１（Ｂ）の変調パターンによる光線束１１６ｂの方が下方に平行移動する。この結果、リレーレンズ３６ａ、３６ｂを透過することにより、光線束１１６ｂは、光線束１１６ａに対して上方に平行移動するのである。
【００７７】
このように、空間光変調器１１０の変調パターン全体を移動させると、光線束１１６は、リレーレンズ３６ａ、３６ｂを透過することにより、移動した方向とは逆の方向に平行移動するので、空間光変調器１１０の変調パターン全体を上下左右に移動可能にすれば、どの方向に記憶媒体が傾いても対応することができる。そして、変調パターンの移動した距離が長くなると、光線束の入射する角度の変化も大きくなる。よって、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きに応じて、空間光変調器１１０の変調パターンの移動距離と移動方向を制御することで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束を平行移動させることができ、記憶媒体の傾きを補正することができる。
【００７８】
図３〜５においては、光源２２から放射された光線束は、コリメータレンズ２４によって記憶用光または再生用光と同じ幅に成形されるように示されているが、実際には、より広い幅の光線束が成形されているので、図１１に示すように、空間光変調器１１０の変調パターン１１２ａおよび１１３ａを移動しても、記憶用光または再生用光は生成されるのである。
【００７９】
空間光変調器１１０の変調パターンを移動させる方法によれば、新たな構成を付加することなく、記憶媒体の傾きを補正することができ、また駆動系も不要であるので小型化にも有利である。
【００８０】
なお、図３〜５においては空間光変調器２８によって同時に情報光および記憶用参照光を生成する光情報記憶再生装置を示しているが、情報光用の光路と記憶用参照光用の光路にビームスプリッタによって分離し、それぞれ情報光および記憶用参照光を生成し、再び情報光および記憶用参照光をビームスプリッタによって合成して同軸の記憶用光として記憶媒体に照射する構成としても良い。このような構成の場合は、情報光および記憶用参照光を合成した後、対物レンズまでの間に平行に移動する手段を配置すればよい。情報光および記憶用参照光を別々の光路で生成する装置は、特開平１１−３１１９３８号公報において詳述されている。
【００８１】
本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、平行移動した記憶用光または再生用光の光線束が対物レンズに入射すると、記憶媒体に入射する時の記憶用光または再生用光の角度が変わるので、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きに応じて、記憶用光または再生用光の光線束の平行移動を制御すれば、記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きを補正することができる。このため、ピックアップ本体自体を傾ける必要が無くなるので駆動系を小さくすることができ、従来よりも小型化に適してる。更に、対物レンズは同じ位置のままであるから、記憶用光または再生用光の焦点位置も変わらないので、焦点位置のずれを補正する必要が無くなり従来よりも簡単な制御で記憶用光または再生用光と記憶媒体との相対的な傾きを補正することができる。
【００８３】
更に、平行移動させる手段として、記憶用光または再生用光を対物レンズに向ける光学素子および光学素子を駆動する駆動装置であれば、記憶用光または再生用光を対物レンズに向ける光学素子を光軸方向に移動させるだけで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。そして、この記憶用光または再生用光を対物レンズに向ける光学素子をペンタゴナルプリズムとすると、光が有効面にどのような角度で入射されても光線を正確に９０°曲げて出射し、その上、出射された像が４５°直角プリズム等のように回転したり反転したりしないので好ましい。
【００８４】
更に、平行移動させる手段が、記憶用光または再生用光の光路に配置された平面ガラスおよび平面ガラスを駆動する駆動装置であれば、平面ガラスを傾けるだけで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。
【００８５】
更に、平行移動させる手段が、記憶用光または再生用光の光路に配置されたリレーレンズおよびリレーレンズを駆動する駆動装置であれば、リレーレンズを光路に対して垂直な方向に移動させることによって、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。
【００８６】
更に、平行移動させる手段が、記憶用光または再生用光の光路に配置されたリレーレンズの焦点位置に配置された反射素子および反射素子を駆動する駆動装置であれば、反射素子を傾けることによって、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、ピックアップ本体を駆動していた従来よりも駆動装置を小さくすることができる。また、反射素子によって、光路が折れ曲がっているので、光情報記憶装置を全体としてコンパクトな構造にし易い。
【００８７】
更に、平行移動させる手段が、複数の画素を有し、照射された光を各画素で変調して記憶用光または再生用光を生成する空間光変調器であれば、空間光変調器の変調パターンを移動するだけで、対物レンズに入射する記憶用光または再生用光の光線束の位置を制御することができるので、新たな構成を付加することなく、記憶媒体の傾きを補正することができ、また駆動系も不要であるので小型化にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の基本的な概念を説明する図
【図２】 （Ａ）は本発明の記憶媒体の概略断面図、（Ｂ）はその概略平面図
【図３】 本発明の光情報記憶再生装置における記憶時の記憶用光の光路を示す図
【図４】 本発明の光情報記憶再生装置における再生時の再生用光の光路を示す図
【図５】 本発明の光情報記憶再生装置におけるピット読み取り時のサーボ用光の光路を示す図
【図６】 本発明の光情報記憶再生装置の一実施態様を示す概略断面図
【図７】 （Ａ）および（Ｂ）は本発明の光線束を平行移動する手段の一実施態様を説明する図
【図８】 本発明の光情報記憶再生装置の他の実施態様を示す概略断面図
【図９】 本発明の光情報記憶再生装置の他の実施態様を示す概略断面図
【図１０】 本発明の光情報記憶再生装置の他の実施態様を示す概略断面図
【図１１】 （Ａ）乃至（Ｃ）は本発明の光線束を平行移動する手段の他の実施態様を説明する図
【符号の説明】
１ 対物レンズ
２ 記憶媒体
３ａ〜３ｅ 光線
Claims (7)
- ホログラフィを利用して情報が記憶される記憶媒体に対物レンズによって情報光及び記録用参照光を照射して、前記記憶媒体に情報光及び記録用参照光の干渉パターンを記憶する光情報記憶装置であって、
複数の画素を有し、入射した光を空間的に変調して情報光及び記録用参照光を生成する空間光変調器と、
前記情報光及び前記記録用参照光と前記記憶媒体との相対的な傾きに応じて、前記対物レンズに入射する前記情報光及び前記記録用参照光を前記対物レンズの光軸に対して垂直な方向に平行移動させる手段と、を備え、
前記平行移動させる手段は、前記空間光変調器と前記対物レンズとの間に配置され、前記空間光変調器によって生成された空間的に変調された前記情報光及び前記記録用参照光の双方に対して作用することを特徴とする光情報記憶装置。 - 前記平行移動させる手段は、前記情報光及び前記記録用参照光を前記対物レンズに向ける光学素子および前記光学素子を駆動する駆動装置であり、前記光学素子を入射する光線束の光軸方向に移動させることによって前記情報光及び前記記録用参照光を平行移動させることを特徴とする請求項１に記載の光情報記憶装置。
- 前記光学素子は、ペンタゴナルプリズムであることを特徴とする請求項２に記載の光情報記憶装置。
- 前記平行移動させる手段は、前記情報光及び前記記録用参照光の光路に配置された平面ガラスおよび前記平面ガラスを駆動する駆動装置であり、前記平面ガラスを傾けることによって前記情報光及び前記記録用参照光を平行移動させることを特徴とする請求項１に記載の光情報記憶装置。
- 前記平行移動させる手段は、前記情報光及び前記記録用参照光の光路に配置されたリレーレンズおよび前記リレーレンズを駆動する駆動装置であり、前記リレーレンズを前記光路に対して垂直な方向に移動させることによって前記情報光及び前記記録用参照光を平行移動させることを特徴とする請求項１に記載の光情報記憶装置。
- 前記平行移動させる手段は、前記情報光及び前記記録用参照光の光路に配置されたリレーレンズの焦点位置に配置された反射素子および前記反射素子を駆動する駆動装置であり、前記反射素子を傾けることによって前記情報光及び前記記録用参照光を平行移動させることを特徴とする請求項１に記載の光情報記憶装置。
- 前記平行移動させる手段は、前記空間光変調器であり、前記空間光変調器の前記画素によって構成される変調パターン全体を移動させることによって前記情報光及び前記記録用参照光を平行移動させることを特徴とする請求項１に記載の光情報記憶装置。
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