JP4382811B2 - ホログラム記録担体、記録再生方法及びシステム - Google Patents

Description

本発明は光ディスク、光カードなどの光学的に情報記録又は情報再生が行われる記録担体に関し、特に光ビームの照射により情報の記録又は再生可能なホログラム記録層を有するホログラム記録担体、記録再生方法及びシステムに関する。

高密度情報記録のために、２次元データを高密度記録できるホログラムが注目されている。このホログラムの特徴は、記録情報を担持する光の波面を、フォトリフラクティブ材料などの光感応材料からなる記録媒体に体積的に屈折率の変化として記録することにある。ホログラム記録担体に多重記録を行うことによって記録容量を飛躍的に増大させることができる。多重記録には、角度多重や位相符号化多重などがあり、重畳したホログラム領域でも、干渉する光波の入射角度や位相を変えることにより、情報を多重記録することが可能である。例えば、反射膜を積層したホログラム記録担体をディスク状として利用したホログラム記録再生システムが開発されている（特開平１１−３１１９３７号公報、参照）。
かかるホログラム記録再生システムでは、参照光をホログラム記録層を通過させ反射膜上でスポットとして収束させて、反射膜により反射した参照光が発散して記録層を通過するようになすと同時に、記録すべき情報を担持する情報光ビームを記録層に通過させる。これにより、記録層内にて、反射した参照光と情報光とが干渉して干渉パターンを形成し、記録層内に体積的にホログラムを記録する干渉パターンのホログラムは記録層に隣り合って順次重なるように記録され、また、参照光を照射してホログラムの各々から再構築された再生光を検出、復調して、記録情報が再生される。
参照光及び情報光が同じ側から同軸で入射するようなホログラム記録再生システムでは、情報の再生時において、反射膜で反射する参照光とホログラムからの再生光との分離が困難である。そのため再生信号の読み取り性能が劣化してしまう。
この問題を解決するために、特開平１１−３１１９３７号公報に示されるホログラム記録再生システムでは、対物レンズの直前に瞳を２分割し、その各々の領域において互いに旋光方向が９０度異なる２分割された旋光子（２分割旋光板）を配置し参照光が光検出器に入射することを防いでいる。

しかしながら、従来方法では、記録再生時に、２分割旋光板及び対物レンズと一体に駆動しなければならない。また、２分割旋光板の分割境界付近に対応する再生光からの記録特性が劣化してしまうことが問題であった。
このような反射面を有するホログラム記録担体にホログラムを記録する場合、入射する参照光と信号光と反射する参照光と信号光の４光ビームの干渉によって４つのホログラムが記録されてしまうためにホログラム記録層の性能を無用に使用していた。よって、情報の再生時において、参照光がホログラム記録担体の反射膜で反射されてしまうため、再現されたホログラムからの回折光との分離が困難である。そのため再生信号の読み取り性能が劣化してしまう。また、反射像のホログラムが記録されてしまうことによっても再生信号が劣化していた。
そこで、本発明の解決しようとする課題には、安定的に記録又は再生を行うことを可能にするホログラム記録担体並びにホログラム記録再生方法及びホログラム記録再生システムを提供することが一例として挙げられる。
本発明のホログラム記録担体は、照射される可干渉性の参照光及び信号光の成分による光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層と、
前記ホログラム記録層の光照射面の反対側に配置されかつ入射光の第１直線偏光成分を反射せずに前記第１直線偏光成分から回転した第２直線偏光成分を反射する偏光選択性反射膜と、を有することを特徴とする。
本発明のホログラム記録方法は、可干渉性の参照光及び信号光の成分による光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体のホログラム記録方法であって、
入射光の第１直線偏光成分を反射せずに透過又は吸収しかつ前記第１直線偏光成分から回転した第２直線偏光成分を反射する偏光選択性反射膜を、前記ホログラム記録層の光照射面の反対側に配置するステップと、
前記参照光及び信号光の前記第２直線偏光成分を含む光ビームを、前記ホログラム記録層から前記偏光選択性反射膜に入射させて前記偏光選択性反射膜で反射せしめるステップと、を含むことを特徴とする。
本発明のホログラム再生方法は、可干渉性の参照光及び信号光の成分による光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体のホログラム再生方法であって、
入射光の第１直線偏光成分を反射せずに透過又は吸収しかつ前記第１直線偏光成分から回転した第２直線偏光成分を反射する偏光選択性反射膜を、前記ホログラム記録層の光照射面の反対側に配置するステップと、
前記参照光の前記第１直線偏光成分のみを含む光ビームを、前記ホログラム記録層から前記偏光選択性反射膜に入射させて前記偏光選択性反射膜で反射せずに透過又は吸収せしめるステップと、を含むことを特徴とする。
本発明のホログラム記録再生システムは、照射される信号光及び参照光の成分による光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体を装着自在に保持する支持部と、
可干渉性の参照光を発生する光源と、
記録情報に応じて前記参照光を空間的に変調して信号光を生成する空間光変調器を含む信号光生成部と、
前記信号光及び前記参照光を含む光ビームを前記ホログラム記録層へ向け照射して、前記ホログラム記録層の内部に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成し、並びに、前記参照光を前記回折格子の領域へ向け照射して前記信号光に対応する再生波を生ぜしめる干渉部と、を有するホログラム記録再生システムであって、
前記ホログラム記録担体が、前記ホログラム記録層の光照射面の反対側に配置されかつ前記光ビームの第１直線偏光成分を反射せずに前記第１直線偏光成分から回転した第２直線偏光成分を反射する偏光選択性反射膜をさらに有し、
前記参照光の偏光方向を回転せしめて、記録時には、前記光ビームに前記第２直線偏光成分を含ませ、再生時には、前記光ビームに前記第１直線偏光成分のみを含ませる偏光可変手段を有することを特徴とする。
本発明のホログラム再生システムは、照射される信号光及び参照光の成分による光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体を装着自在に保持する支持部と、
可干渉性の参照光を発生する光源と、
前記参照光を前記回折格子の領域へ向け照射して前記信号光に対応する再生波を生ぜしめる干渉部と、を有するホログラム再生システムであって、
前記ホログラム記録担体が、前記ホログラム記録層の光照射面の反対側に配置されかつ前記参照光の第１直線偏光成分を反射せずに前記第１直線偏光成分から回転した第２直線偏光成分を反射する偏光選択性反射膜をさらに有し、
前記参照光の偏光方向を回転せしめ、前記参照光に前記第１直線偏光成分のみを含ませる偏光可変手段を有することを特徴とする。
本発明のホログラム記録再生システムは、照射される信号光及び参照光の成分による光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体を装着自在に保持する支持部と、
可干渉性の参照光を発生する光源と、
記録情報に応じて前記参照光を空間的に変調して信号光を生成する空間光変調器を含む信号光生成部と、
前記信号光及び前記参照光を含む光ビームを前記ホログラム記録層へ向け照射して、前記ホログラム記録層の内部に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成し、並びに、前記参照光を前記回折格子の領域へ向け照射して前記信号光に対応する再生波を生ぜしめる干渉部と、を有するホログラム記録再生システムであって、
前記ホログラム記録層の光照射面の反対側に空間を隔てて配置されかつ前記光ビームの第１直線偏光成分を反射せずに前記第１直線偏光成分から回転した第２直線偏光成分を反射する偏光選択性反射部と、
前記参照光の偏光方向を回転せしめて、記録時には、前記光ビームに前記第２直線偏光成分を含ませ、再生時には、前記光ビームに前記第１直線偏光成分のみを含ませる偏光可変手段と、を有することを特徴とする。
本発明のホログラム再生システムは、照射される信号光及び参照光の成分による光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体を装着自在に保持する支持部と、
可干渉性の参照光を発生する光源と、
前記参照光を前記回折格子の領域へ向け照射して前記信号光に対応する再生波を生ぜしめる干渉部と、を有するホログラム再生システムであって、
前記ホログラム記録層の光照射面の反対側に空間を隔てて配置されかつ前記参照光の第１直線偏光成分を反射せずに前記第１直線偏光成分から回転した第２直線偏光成分を反射する偏光選択性反射部と、
前記参照光の偏光方向を回転せしめ、前記参照光に前記第１直線偏光成分のみを含ませる偏光可変手段と、を有することを特徴とする。

図１は、本発明による実施形態のホログラム記録担体を示す概略部分断面図である。
図２は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体を示す概略部分斜視図である。
図３〜図６は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体を示す概略部分断面図である。
図７は、本発明による実施形態のホログラム記録担体の情報を記録又は再生するホログラム装置の概略構成を示すブロック図である。
図８〜図１０は、本発明による実施形態のホログラム記録担体の情報を記録再生するホログラム装置のピックアップの概略を示す構成図である。
図１１は、本発明による実施形態のホログラム記録担体の情報を記録再生するホログラム装置のピックアップにおける光検出器の一部を示す平面図である。
図１２は、本発明による実施形態のホログラム記録担体の記録工程を説明する概略部分断面図である。
図１３は、本発明による実施形態のホログラム記録担体の再生工程を説明する概略部分断面図である。
図１４は、本発明による他の実施形態のホログラム装置を示す構成図である。
図１５〜図１７は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体を示す概略部分断面図である。
図１８は、本発明による実施形態のホログラム記録担体ディスクを示す斜視図である。
図１９は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体カードを示す斜視図である。
図２０は、本発明による実施形態のホログラム記録担体ディスクを示す平面図である。
図２１は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体を示す概略部分断面図である。
図２２は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体を示す斜視図である。
図２３は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体を示す概略部分断面図である。
図２４は、本発明による他の実施形態のホログラム装置を示す構成図である。

以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
＜実施形態１：ホログラム記録担体＞
図１は、本実施形態の一例である光照射により情報の記録又は再生が行われるディスク形状のホログラム記録担体２を示す。
ホログラム記録担体２は、光照射側の反対側から、基板３上にその膜厚方向に積層された、偏光選択性反射膜５、分離層６、ホログラム記録層７、及び保護層８からなる。
ホログラム記録層７は、記録用の可干渉性の参照光及び信号光の成分を含む第１光ビームＦＢによる光学干渉パターンを、回折格子（ホログラム）として内部に保存する。ホログラム記録層７には、感応波長帯域の第１光ビームＦＢに感応する例えば、フォトリフラクティブ材料や、ホールバーニング材料、フォトクロミック材料など光学干渉パターンを保存できる透光性の光感応材料が用いられる。なお、第１光ビームＦＢは、記録時にはホログラム記録用として参照光及び信号光の成分を含むように用い、一方、再生に用いる場合は、信号光の成分を含ませない参照光成分のみからなる。
偏光選択性反射膜５は、入射光第１光ビームＦＢの第１直線偏光成分例えばＰ偏光を反射せずに透過又は吸収し、第１直線偏光成分から例えば９０度回転した第２直線偏光成分Ｓ偏光を反射する光学機能膜である。偏光選択性反射膜５には、入射光の１つの第１直線偏光成分の偏光を反射せずに透過又は吸収する必要があるが、反射される第２直線偏光成分が第１直線偏光成分に直交するものだけでなく、第２直線偏光成分が第１直線偏光成分から例えば０度を超え９０度未満回転した光学機能膜も用いることができる。偏光選択性反射膜５の例としては、液晶ディスプレイなどに用いられているもので、反射性偏光フィルムや、偏光板として知られている吸収性偏光フィルムなどがある。
反射性偏光フィルムは、所定振動方向の偏光（所定偏光）を反射し、所定偏光と直交する方向の偏光（直交偏光）を透過するもので、偏光反射軸及び偏光透過軸を有する。反射性偏光フィルムの偏光反射軸とは、その法線方向からの所定偏光の入射時、反射率が最大となる方向をいう。その偏光透過軸は偏光反射軸に直交する透過率が最大となる方向をいう。反射性偏光フィルムには、直線偏光に対して偏光分離機能を有する反射性直線偏光フィルムと、円偏光に対して偏光分離機能を有する反射型円偏光フィルムとがあるが、反射性直線偏光フィルムが用いられる。
反射性直線偏光フィルムとしては、例えば、ブリュースター角による偏光成分の反射率の差を利用した反射性偏光フィルムや、微細な金属線状パターンを施工した反射性偏光フィルムや、少なくとも２種のポリマフィルムが積層され屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反射性偏光フィルムや、ポリマフィルム中に少なくとも２種のポリマで構成される島構造を有し屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反射性偏光フィルムや、ポリマフィルム中に粒子が分散され屈折率異方性による反射率の異方性を利用する反射性偏光フィルムや、ポリマフィルム中に無機粒子が分散され粒子径による散乱能差に基づく反射率の異方性を利用する反射性偏光フィルム、などが挙げられる。反射性偏光フィルム膜厚は薄いほうが好ましく、具体的には、１ｍｍ以下、さらには０．２ｍｍ以下である。
吸収性偏光フィルムは、所定偏光を反射し、所定偏光と直交する振動方向の偏光を吸収するもので、偏光反射軸及び偏光吸収軸を有する。吸収性偏光フィルムの偏光反射軸とは、その法線方向からの所定偏光の入射時、反射率が最大となる方向をいう。その偏光吸収軸は偏光反射軸に直交する吸収率が最大となる方向をいう。
このような吸収性偏光フィルムとしては、例えば、ヨウ素系偏光フィルムや染料系偏光フィルムがある。ヨウ素系偏光フィルムとは、延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ素が吸着されたフィルムであり、染料系偏光フィルムとは、延伸したポリビニルアルコールフィルムに二色性染料が吸着されたフィルムである。これらは、耐久性向上のため、その片面又は両面をポリマフィルムで積層され、ポリマ材質としては、二酢酸セルロースや三酢酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ノルボルネン系樹脂などが使用できる。吸収性偏光フィルム膜厚も薄いほうが好ましく、具体的には、１ｍｍ以下、さらには０．２ｍｍ以下である。
上記の各膜を担持する基板３は、例えば、ガラス、或いはポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳなどのプラスチック、紫外線硬化型アクリル樹脂などからなる。基板３は、偏光選択性反射膜５に反射性偏光フィルムを用いる場合光透過性を要するが、吸収性偏光フィルムの場合は着色されていてもよい場合がある。
分離層６及び保護層８は光透過性材料からなり、積層構造の平坦化や、ホログラム記録層などの保護の機能を担う。
図２に他の実施形態を示す。このホログラム記録担体２は、光照射側の反対側から、トラックなどが転写された基板３上にその膜厚方向に積層された、偏光選択性反射膜５、分離層６、ホログラム記録層７、及び保護層８からなる。偏光選択性反射膜５には離れて交わることなく延在する複数のトラックＴとしてサーボ用のグルーブが形成され、偏光選択性反射膜５をサーボ用のガイド層として用いる。
図３に示すように、偏光選択性反射膜５が第１光ビームＦＢの第２直線偏光成分例えばＳ偏光を反射し、直交するＰ偏光（第１直線偏光成分）を透過又は吸収するので、サーボ制御用サーボビームＳＢにはＳ偏光を用いる。
サーボビームＳＢは、第１光ビームＦＢの感応波長帯域以外のホログラム記録層７に非感応である波長の光であり、基板３上に形成されたサーボ用のトラックＴやピットなどを読み取るために集光される。図２に示すように、サーボビームＳＢのトラックＴ上の追従によって、ホログラム記録を行うためのホログラム記録担体２上の位置決め（フォーカスサーボ、ｘｙ方向サーボ）を行う。このように、フォーカスサーボや予め記録されたグループやピットなどのガイドトラック信号を再生することでトラッキングサーボなどを行うことができる。
例えば、図２に示すように、サーボビームＳＢをグレーティングなどの回折光学素子により３ビームとし２つのサイドビームでｘｙ方向サーボを行いかつメインビームでフォーカスサーボを行う。すなわち、直線上に並ぶ３つのサーボビームＳＢの中央光スポットに第１光ビームＦＢが一致するように、第１光ビームＦＢの光軸を配置して、トラッキングサーボ制御し、隣接トラックＴ間の鏡面部の上方のホログラム記録層７にて第１光ビームＦＢでホログラムＨＧの体積的記録を実行する。
基板３が円板の場合、トラッキングサーボ制御を行うため、トラックＴは円基板の中心に関してその上に螺旋状又は同心円状、或いは複数の分断された螺旋弧状に形成され得る。なお、基板３がカード状であった場合トラックＴが基板上に平行に形成されていてもよい。また、矩形カード基板３であってもトラックＴは基板の例えば重心に関してその上に螺旋状もしくは螺旋弧状又は同心円状に形成されもよい。
サーボ制御は、光ビームを射出する光源、光ビームを偏光選択性反射膜５上のトラックに光スポットとして集光させ、その反射光を光検出器へ導く対物レンズを含む光学系などを備えたピックアップを用いて、検出された信号に応じて対物レンズをアクチュエータで駆動することにより、行われる。偏光選択性反射膜５上の光スポットの直径は、光ビーム波長と対物レンズの開口数（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｐｅｒｔｕｒｅ：ＮＡ）により決まる値（いわゆる回折限界で、例えば０．８２λ／ＮＡである（λ＝波長）が、収差が波長に比較して十分小さい場合は、光ビームの波長と開口数だけで決定される）まで、絞り込まれるように設定される。すなわち、対物レンズから照射される光ビームは、そのビームウエストの位置に偏光選択性反射膜５が位置するときに合焦となるように、使用される。グルーブの幅は、光スポットからの反射光を受光する光検出器の出力、例えばプッシュプル信号に応じて適宜設定される。
また、図２に示す偏光選択性反射膜５のトラックＴのピッチＰｘ（ｘ方向すなわちトラックＴの伸長方向（ｙ方向）に垂直な方向）は、第１光ビームＦＢのスポット上方に記録されるホログラムＨＧの多重度から決まる所定距離として設定される。実際のシフト多重記録方式ホログラムシステムにおける最大多重度、すなわち記録層中の同一体積中に最大で幾つの独立したホログラムが記録可能であるかを示す値（回数）は、上記のように記録層材料、装置構成などで決定される。最小のトラックピッチＰｘ（すなわち最小シフト距離）は、記録されるホログラム領域の差し渡しを最大多重度で除したもので設定される。トラックピッチＰｘは、最小シフト距離以上で設定される。
なお、上記実施形態では、偏光選択性反射膜５とホログラム記録層７とが分離層を介して積層された構造のホログラム記録担体を示したが、変形例では図４に示すように、分離層を省略した以外、上記実施形態と同様とすることもできる。また、他の変形例では図５に示すように、透光性の基板３のホログラム記録層７が積層された反対側に偏光選択性反射膜５が積層され、基板が分離層として機能するように、ホログラム記録層７と偏光選択性反射膜５の間に透光性基板３を配置することもできる。
さらに、図６は、上記実施形態の偏光選択性反射膜５の光入射側の反対側に、第１光ビームＦＢ（参照光及び信号光）を透過しかつ参照光及び信号光の波長を含まない反射波長帯域のみ反射する波長選択性反射膜９が形成されている他のホログラムホログラム記録担体２を示す。このホログラム記録担体２は、記録再生光の入射側から見て保護層８、ホログラム記録層７、分離層６、偏光選択性反射膜５、第２分離層４、波長選択性反射膜９及びアドレスやトラック構造が転写された基板３からなる。この波長選択性反射膜９は、サーボ制御に用いる波長のサーボビームＳＢを反射し、ホログラム記録に用いる波長の第１光ビームＦＢを反射せずに透過又は吸収する性質を有するものである。偏光選択性反射膜５に代えて、波長選択性反射膜９はこれにサーボ用のグルーブが形成され、ガイド層として用いられる。
サーボビームＳＢの偏光方向は、偏光選択性反射膜５で透過される偏光方向、例えばＳ偏光に設定されているので、サーボビームＳＢは偏光選択性反射膜５を透過し、波長選択性反射膜９に到達して、波長選択性反射膜９により反射される。よって、対物レンズＯＢを透過してサーボ用の光検出器に入射する。図６に示すように、偏光選択性反射膜５が波長選択性反射膜９よりも対物レンズＯＢ側（光照射側）にあるため、波長選択性反射膜９のグルーブ構造（トラックＴ）によるホログラム記録用の第１光ビームＦＢの回折光が生じないため、これにより回折光の影響が低減され、ＳＮのよいホログラム再生が可能である。
いずれの実施形態においても、サーボビームＳＢはホログラム記録担体２のガイド層に集光され、ホログラム記録担体２との位置決めサーボ制御を常に行い、同時にホログラム再生は第１光ビームＦＢ（参照光）で、記録は第１光ビームＦＢ（参照光及び信号光）で行う。
＜実施形態２：ホログラム装置＞
図７は本発明を適用したホログラム記録担体の情報を記録及び再生するホログラム装置の概略構成の一例を示す。
図７のホログラム装置は、ホログラム記録担体２のディスクをターンテーブルを介して回転させるスピンドルモータ２２、ホログラム記録担体２から光ビームによって信号を読み出すピックアップ２３、該ピックアップを保持し半径方向（ｘ方向）に移動させるピックアップ駆動部２４、第１光源駆動回路２５ａ、偏光スイッチ駆動回路２５ｂ、空間光変調器駆動回路２６、再生光信号検出回路２７、サーボ信号処理回路２８、フォーカスサーボ回路２９、ｘ方向移動サーボ回路３０ｘ、ｙ方向移動サーボ回路３０ｙ、ピックアップ駆動部２４に接続されピックアップの位置信号を検出するピックアップ位置検出回路３１、ピックアップ駆動部２４に接続されこれに所定信号を供給するスライダサーボ回路３２、スピンドルモータ２２に接続されスピンドルモータの回転数信号を検出する回転数検出部３３、該回転数検出部に接続されホログラム記録担体２の回転位置信号を生成する回転位置検出回路３４、並びにスピンドルモータ２２に接続されこれに所定信号を供給するスピンドルサーボ回路３５を備えている。
ホログラム装置は制御回路３７を有しており、制御回路３７は第１光源駆動回路２５ａ、偏光スイッチ駆動回路２５ｂ、空間光変調器駆動回路２６、再生光信号検出回路２７、サーボ信号処理回路２８、フォーカスサーボ回路２９、ｘ方向移動サーボ回路３０ｘ、ｙ方向移動サーボ回路３０ｙ、ピックアップ位置検出回路３１、スライダサーボ回路３２、回転数検出部３３、回転位置検出回路３４、並びにスピンドルサーボ回路３５に接続されている。制御回路３７はこれら回路からの信号に基づいて、これら駆動回路を介してピックアップに関するフォーカスサーボ制御、ｘ及びｙ方向移動サーボ制御、再生位置（ｘ及びｙ方向の位置）の制御などを行う。制御回路３７は、各種メモリを搭載したマイクロコンピュータからなり装置全体の制御をなすものであり、操作部（図示せず）からの使用者による操作入力及び現在の装置の動作状況に応じて各種の制御信号を生成するとともに、使用者に動作状況などを表示する表示部（図示せず）に接続されている。
また、制御回路３７は外部から入力されたホログラム記録すべきデータの符号化などの処理を実行し、所定信号を空間光変調器駆動回路２６に供給してホログラムの記録シーケンスを制御する。制御回路３７は、再生光信号検出回路２７からの信号に基づいて復調及び誤り訂正処理をなすことにより、ホログラム記録担体に記録されていたデータを復元する。更に、制御回路３７は、復元したデータに対して復号処理を施すことにより、情報データの再生を行い、これを再生情報データとして出力する。
更にまた、制御回路３７は、記録すべきホログラムを所定間隔（多重間隔）で記録できるようにホログラムを所定間隔で形成するように制御する。
＜ピックアップ＞
図８は上記ホログラム装置のピックアップの概略構成の一例を示す。
図８ではホログラムの記録再生には同一波長のレーザ光源を用い、ホログラム記録担体２とピックアップの関係（フォーカス、トラッキング）を制御するためにホログラム記録とは別波長のレーザ光源を使用する場合を例に説明する。
ピックアップ２３は、大きく分けてホログラム記録再生光学系と、サーボ系と、共通系と、からなり、これらの系は対物レンズＯＢを除いてほぼ共通の平面上に配置されている。
ホログラム記録再生光学系は、ホログラムの記録及び再生用の第１レーザ光源ＬＤ１、第１コリメータレンズＣＬ１、偏光スイッチＰＳ、第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１、ミラープリズムＭＰ、空間光変調器ＳＬＭ、ＣＣＤや相補型金属酸化膜半導体装置などのアレイからなる像検出センサＩＳを含む再生光信号検出部、ハーフミラープリズムＨＰ、及び、第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２、からなる。なお、ハーフミラープリズムＨＰ及び像検出センサＩＳ間に結像レンズ（図示せず）を設けることもできる。
サーボ系は、ホログラム記録担体２に対する光ビームの位置をサーボ制御（ｘｙｚ方向移動）するための第２レーザ光源ＬＤ２、第２コリメータレンズＣＬ２、サーボビームＳＢのためのマルチビームを生成するグレーティングなど回折光学素子ＧＲ、ハーフプリズムＨＰ、カップリングレンズＡＳ、及び光検出器ＰＤを含むサーボ信号検出部からなる。
サーボビーム、信号光及び参照光を合流せしめるダイクロイックプリズムＤＰ及び対物レンズＯＢは共通系である。
図８に示すように、第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１、ミラープリズムＭＰ、ハーフミラープリズムＨＰ及び第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２はそれらの各機能面が平行となるように配置される。これら光学部品は、第１及び第２レーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２からの光ビームの光軸（一点鎖線）がそれぞれ記録及び再生光学系並びにサーボ系に延在し、共通系でほぼ一致するように配置されている。
第１レーザ光源ＬＤ１は第１光源駆動回路２５ａに接続され、射出する第１光ビームＦＢの強度をホログラム記録時には強く再生時には弱くするように、同回路によりその出力調整がなされる。なお、第２レーザ光源ＬＤ２も第２光源駆動回路（図示せず）に接続され、第１レーザ光源とは異なる波長のサーボビームＳＢの強度を、同回路によりその出力調整がなされる。
偏光スイッチＰＳは偏光スイッチ駆動回路２５ｂに接続され、透過する第１光ビームＦＢの偏光面を回転し、その回転角度をホログラム記録及び再生時に切り替えるように、同回路により調整がなされる。偏光スイッチ駆動回路２５ｂ及び偏光スイッチＰＳなどの偏光可変手段はレーザ光源から射出した光束の偏光方向を所定角度例えば９０度回転ができる光学装置であればよく、これは例えば透過型液晶パネルであってもよいし、光束光軸とその主面の法線を一致させかつ光軸周りに回転させる保持機構を備えた１／２波長板であってもよい。また、偏光スイッチは偏波スイッチとしても知られ、電気光学結晶への電圧印加などによって電気光学結晶の透過光の偏光状態を互いに垂直な直線偏光に切り替える装置であってもよい。
透過型の空間光変調器ＳＬＭは、マトリクス状に分割された複数の画素電極を有する液晶パネルなどで電気的に入射光の一部を画素毎に遮光する機能、又はすべて透過して無変調状態とする機能を有する。この空間光変調器ＳＬＭは空間光変調器駆動回路２６に接続され、これからの記録すべきページデータ（平面上の明暗ドットパターンなどの２次元データの情報パターン）に基づいた分布を有するように光ビームを変調かつ透過して、信号光を生成する。
像検出センサＩＳを含む再生光信号検出部は再生光信号検出回路２７に接続されている。
更に、ピックアップ２３には、対物レンズＯＢを自身の光軸に平行な方向（ｚ方向）、トラックに平行方向（ｙ方向）及び垂直な方向（ｘ方向）に移動させる３軸アクチュエータを含む対物レンズ駆動部３６が備えられている。
光検出器ＰＤは、サーボ信号処理回路２８に接続され、例えば、フォーカスサーボ用並びにｘ及びｙ方向移動サーボ用にそれぞれに受光素子を有する。光検出器ＰＤからのフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号などの出力信号はサーボ信号処理回路２８に供給される。
サーボ信号処理回路２８においては、フォーカスエラー信号からフォーカシング駆動信号が生成され、これが制御回路３７を介してフォーカスサーボ回路２９に供給される。フォーカスサーボ回路２９は駆動信号に応じて、ピックアップ２３に搭載されている対物レンズ駆動部３６のフォーカシング部分を駆動し、そのフォーカシング部分はホログラム記録担体に照射される光スポットの焦点位置を調整するように動作する。
更に、サーボ信号処理回路２８においては、ｘ及びｙ方向移動駆動信号が発生され、これらがｘ方向移動サーボ回路３０ｘ及びｙ方向移動サーボ回路３０ｙにそれぞれ供給される。ｘ方向移動サーボ回路３０ｘ及びｙ方向移動サーボ回路３０ｙは、ｘ及びｙ方向移動駆動信号に応じてピックアップ２３に搭載されている対物レンズ駆動部３６を駆動する。よって、対物レンズはｘ、ｙ及びｚ方向の駆動信号による駆動電流に応じた分だけ駆動され、ホログラム記録担体に照射される光スポットの位置が変位する。これにより、記録時の運動しているホログラム記録担体に対する光スポットの相対位置を一定としてホログラムの形成時間を確保できる。
制御回路３７は、操作部又はピックアップ位置検出回路３１からの位置信号及びサーボ信号処理回路２８からのｘ方向移動エラー信号に基づいてスライダ駆動信号を生成し、これをスライダサーボ回路３２に供給する。スライダサーボ回路３２はピックアップ駆動部２４を介して、そのスライダ駆動信号による駆動電流に応じピックアップ２３をディスク半径方向に移送せしめる。
回転数検出部３３は、ホログラム記録担体２をターンテーブルで回転させるスピンドルモータ２２の現回転周波数を示す周波数信号を検出し、これに対応するスピンドル回転数を示す回転数信号を生成し、回転位置検出回路３４に供給する。回転位置検出回路３４は回転位置信号を生成し、それを制御回路３７に供給する。制御回路３７はスピンドル駆動信号を生成し、それをスピンドルサーボ回路３５に供給し、スピンドルモータ２２を制御して、ホログラム記録担体２を回転駆動する。
＜ホログラム装置の動作＞
以下に、例えば、ホログラム記録時には参照光成分及び信号光成分がＳ偏光で、ホログラム再生時には参照光成分がＰ偏光である場合を例に説明する。また、この例ではホログラム記録担体２の偏光選択性反射膜５がＳ偏光反射でＰ偏光透過の光学特性を有する場合である。
ホログラム記録時、図９に示すように、第１レーザ光源ＬＤ１からの射出されたＳ偏光（紙面垂直を示す中黒波線丸）の発散コヒーレント光は、第１コリメータレンズＣＬ１で平行光ビームとされ、偏光スイッチＰＳを透過した後、第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１とミラープリズムＭＰにより空間光変調器ＳＬＭに入射する。（光ビームは破線で示し、光路説明のために図８の光軸からずらして示してある）。
空間光変調器ＳＬＭを透過した光束は空間光変調器ＳＬＭの変調パターンにより回折を受けた回折光成分と回折を受けない０次光成分が混在している第１光ビームＦＢとなる。回折光成分が信号光となり０次光成分が参照光となる。第１光ビームＦＢの偏光状態はＳ偏光のままである。そして第１光ビームＦＢは第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２により反射され、ダイクロイックプリズムＤＰを介して対物レンズＯＢでホログラム記録担体２に集光される。第１光ビームＦＢはＳ偏光なので偏光選択性反射膜５で反射されホログラムが記録される。
一方、再生時には、図１０に示すように、第１レーザ光源ＬＤ１からの射出されたＳ偏光の発散コヒーレント光は、第１コリメータレンズＣＬ１で平行光ビームとされ、偏光スイッチＰＳを透過させる。偏光スイッチＰＳにより透過光束の偏光方向を９０度回転させる。この場合はＳ偏光をＰ偏光（紙面平行を示す双方向矢印）にする。Ｐ偏光となった光束すなわち第１光ビームＦＢ（参照光）は、第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１を透過し、ハーフミラープリズムＨＰにより反射された部分が第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２及びダイクロイックプリズムＤＰを透過した後、対物レンズＯＢによりホログラム記録担体２に集光される。この第１光ビームＦＢはＰ偏光なのでホログラム記録担体２の偏光性反射膜を透過しピックアップ側には戻らない。ホログラム記録担体２から再生される再生光はＰ偏光なのでダイクロイックプリズムＤＰを経て第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２を透過し、像検出センサＩＳに入射する。この像検出センサＩＳによってホログラムに記録した信号が再生される。
像検出センサＩＳはその出力を再生光信号検出回路２７に送出して、そこで生成した再生信号を制御回路３７に供給して記録されていたページデータを再生する。
ここで、ホログラムの記録及び再生時ともに、サーボビームによりホログラムディスク２との位置決めサーボ制御を行う。位置決めサーボ制御によって、光検出器ＰＤの出力に基づいて演算されて得たエラー信号にて、ｘ、ｙ及びｚ方向の３軸に対物レンズを駆動できる３軸アクチュエータ（対物レンズ駆動部３６）を駆動する。
図９及び図１０に示すように、サーボ制御のための第２レーザ光源ＬＤ２は第１レーザ光源ＬＤ１とは異なる波長のサーボビームＳＢを射出する。サーボビームＳＢも第１光ビームＦＢと同様に対物レンズＯＢにて集光される。サーボビームＳＢの偏光方向は記録及び再生時ともに偏光選択性反射膜５で反射される偏光方向に設定されているので（例ではＳ偏光）、偏光選択性反射膜５にて反射される。Ｓ偏光のサーボビームＳＢ（細実線）は、第２コリメータレンズＣＬ２、回折光学素子ＧＲ、ハーフプリズムＨＰに導かれ、対物レンズＯＢの直前でダイクロイックプリズムＤＰにより第１光ビームＦＢ（信号光及び参照光）と略共軸に合流される。サーボビームＳＢはダイクロイックプリズムＤＰで反射された後、対物レンズＯＢで集光されホログラム記録担体２に入射する。ホログラム記録担体２からの反射光（対物レンズＯＢへの戻り光）はハーフプリズムＨＰ及びカップリングレンズＡＳを経て、サーボ用光検出器ＰＤの受光面の法線に沿って入射する。
また、ｚ方向のサーボ（フォーカスサーボ）制御は通常の光ピックアップで用いられている非点収差法、３ビーム法、スポットサイズ法、プッシュプル法など、また、それらの混在して用いた方法も用い得る。
例えば非点収差法を用いた場合、カップリングレンズＡＳを非点収差光学素子として、光検出器ＰＤの中央の１つを、図１１に示すようにビーム受光用の４等分割の受光面を有した受光素子１ａ〜１ｄから構成することができる。４分割線の方向はディスク半径方向とトラック接線方向に対応している。光検出器ＰＤは、合焦時の光スポットが受光素子１ａ〜１ｄの分割交差中心を中心とする円形となるように設定されている。
光検出器ＰＤの受光素子１ａ〜１ｄの各出力信号に応じて、サーボ信号処理回路２８は種々の信号を生成する。受光素子１ａ〜１ｄの各出力信号をその順にＡａ〜Ａｄとすると、フォーカスエラー信号ＦＥは、ＦＥ＝（Ａａ＋Ａｃ）−（Ａｂ＋Ａｄ）と算出され、トラッキングエラー信号ＴＥは、ＴＥ＝（Ａａ＋Ａｄ）−（Ａｂ＋Ａｃ）と算出される。これら信号は制御回路３７に供給される。
＜記録再生の原理＞
図１２に基づいて、参照光及び信号光の成分が記録時Ｓ偏光であり、参照光が再生時Ｐ偏光である場合を例に動作を説明する。空間光変調器で変調された変調信号（信号光の成分）は１次以上の回折光成分であるため集光スポット近傍（フーリエ面）ではある程度の広がりをもつ。偏光選択性反射膜５はＳ偏光の光線は反射するように設定しておく結果、参照光成分及び信号光成分は反射される。ホログラムの記録は第１光ビームＦＢの参照光及び信号光の成分をホログラム記録層７内で干渉させて記録を行う。
ホログラムの記録は参照光と信号光の偏光面の方向が同一の場合に干渉可能である。すなわち図１２に示すように、ホログラム記録層７内で干渉するのは４種類の組み合わせとなり４種類のホログラムＡ、Ｂ、Ｃ及びＤが記録される（ここではｒ：Ｓ波参照光及びＲｒ：反射参照光（０次光）を実線矢印で、Ｓ：Ｓ波信号光及びＲＳ：反射信号光（回折光）を破線矢印で示し、ホログラムＡ、Ｂ、Ｃ及びＤを矩形で示してある）。ホログラムＡは入射する参照光ｒと入射する信号光Ｓの干渉で作られる。ホログラムＢは入射する参照光ｒと反射する信号光ＲＳの干渉で作られる。ホログラムＣは反射する参照光Ｒｒと入射する信号光Ｓの干渉で作られる。ホログラムＤは反射する参照光Ｒｒと反射する信号光ＲＳの干渉で作られる。
図１３に示すように、ホログラムの再生を行う場合には偏光スイッチによりホログラム再生用の参照光をＳ偏光からＰ偏光に切り替える。ホログラム記録担体２に入射した参照光はＰ偏光であるため偏光選択性反射膜５において透過又は吸収される。透過する場合はホログラム記録担体２の裏面に透過して行く。よって、反射参照光がないので、ホログラムＣ及びＤからの再生波は生じない。再生光は上記４種類のうち入射する参照光で記録されたホログラムＡ及びホログラムＢから再生される。ところがホログラムＡからは対物レンズＯＢ側と反対側に再生光が発生する。ホログラムＡからの再生光は参照光と同様のＰ偏光であるため参照光と同様に偏光選択性反射膜５において透過又は吸収される。透過する場合はホログラム記録担体２の裏面に透過してゆく。結果的に対物レンズＯＢ側に戻る再生光はホログラムＢからの再生光のみとなり、変調されていない不要な参照光やノイズとなり得る複数のホログラムからの再生光が像検出センサに入射しない。
なお、ホログラム記録担体２がＰ偏光反射でかつＳ偏光透過の光学特性を有する偏光選択性反射膜５からなる場合において、ホログラム記録を参照光成分及び信号光成分のＰ偏光で行い、ホログラム再生を参照光成分のＳ偏光の光ビームで行うときも、記録再生動作は上記同様に可能である。また、ホログラム記録時にＰ偏光及びＳ偏光を含む参照光成分及び信号光成分の光ビームを用いることもできる。すなわち、記録時に偏光選択性反射膜５から少なくともいずれか一方の偏光成分の反射光を生成できれば、再生時に他方の偏光成分の再生用参照光のみで再生光が検出できる。
以上、本実施形態によれば、再生時に参照光が検出器側に戻らないために信号再生に必要なホログラムからの回折光のみを受光することができる。その結果、再生ＳＮが向上し安定な再生を行うことができる。
＜他のピックアップ＞
図１４は、ホログラムの記録再生時に、参照光及び信号光のＰ偏光及びＳ偏光を光路を分けて使用しない他のホログラム装置を示す。
図１４のホログラム装置は、図８に示す光学系の第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１、ミラープリズムＭＰ、ハーフミラープリズムＨＰ及び第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２を省略し、同第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２の位置に第２ハーフミラープリズムＨＰ２を、同像検出センサＩＳの位置に第１レーザ光源ＬＤ１、第１コリメータレンズＣＬ１、偏光スイッチＰＳ及び空間光変調器ＳＬＭを、並びに同ミラープリズムＭＰの位置に像検出センサＩＳを配置して、第２ハーフミラープリズムＨＰ２によってホログラム記録担体から対物レンズＯＢを介して戻ってくる再生波を分岐するようにした以外、図８に示す構成と同一である。
第１レーザ光源ＬＤ１からのレーザ光は第１コリメータレンズＣＬ１により平行光ビームに変換された後、偏光スイッチＰＳを経て透過型の空間光変調器ＳＬＭに入射する。空間光変調器ＳＬＭはページデータに応じて透過光ビームを変調する。空間光変調器ＳＬＭからでた１次以上の回折光（信号光成分）と無変調の０次光（参照光成分）からなる第１光ビームＦＢは、偏光スイッチＰＳで記録時にＳ偏光（再生時にＰ偏光）へ切り替えられる。そして第２ハーフミラープリズムＨＰ２及びダイクロイックプリズムＤＰを透過した第１光ビームＦＢは対物レンズＯＢによってホログラム記録担体２に集光される。図１５に示すように、空間光変調器で第１光ビームＦＢの変調信号（信号光）は１次以上の回折光成分であるため集光スポット近傍ではある程度の広がりをもつので０次光（参照光成分）との干渉により、入射及び反射Ｓ偏光から上記同様の４種類のホログラムＡ〜Ｂがホログラム記録担体２のホログラム記録層７に記録される。
再生動作において、偏光スイッチＰＳ及び空間光変調器ＳＬＭでＰ偏光無変調すなわち０次光（参照光成分）のみからなる第１光ビームＦＢが生成され、かかる第１光ビームＦＢが第２ハーフミラープリズムＨＰ２、ダイクロイックプリズムＤＰ及び対物レンズＯＢを介してホログラム記録担体２に集光されると、順方向及び逆方向のＰ偏光の再生波が再構築されるが、偏光選択性反射膜の作用により逆方向のＰ偏光のみが対物レンズＯＢを介してピックアップに戻る。第２ハーフミラープリズムＨＰ２で反射された成分が像検出センサＩＳに入射する。像検出センサＩＳは再生光で結像された像に対応する出力を再生信号検出処理回路２７に送出して、そこで生成した再生信号を制御回路に供給して記録されていたページデータを再生する。サーボビームＳＢは記録再生動作においてＳ偏光にて照射される。
なお、上記のいずれの実施形態においても参照光及び信号光共に同一の集光光である場合を説明したが、サーボビームＳＢと第１光ビームＦＢ（参照光及び信号光）とを別個の光路に分割して、サーボビームＳＢを集光光として、図１６に示すように、参照光及び信号光共に平行光としてホログラム記録担体２に入射させてもよい。また、参照光及び信号光を別個の光路に分割して、どちらか一方を集光させてもよい。さらに、同じ集光状態でも参照光をデフォーカスさせてもよいし、逆に信号光をデフォーカスさせることもできる。
＜実施形態３：他のホログラム記録担体＞
図１７に示すように、偏光選択性反射膜５を、光照射側から、偏光方向によって高い光吸収を起こす材料からなる高い吸収性偏光フィルム５ａと反射膜５ｂとの積層体で構成してもよい。これにより、入射光第１光ビームＦＢの１つの第１直線偏光成分例えばＰ偏光を高吸収性偏光フィルム５ａで吸収するので、Ｐ偏光成分から９０度回転した第２直線偏光成分Ｓ偏光を反射膜５ｂで反射できる。かかる高吸収性偏光フィルム５ａは、所定偏光を透過し、所定偏光と直交する振動方向の偏光を吸収するもので、偏光透過軸及び偏光吸収軸を有する。吸収性偏光フィルムの偏光透過軸とは、その法線方向からの所定偏光の入射時、透過率が最大となる方向をいう。その偏光吸収軸は偏光透過軸に直交する吸収率が最大となる方向をいう。反射膜５ｂには、高吸収性偏光フィルム５ａと反射膜５ｂとの積層体をサーボ用ガイド層に用いる場合には金属膜を用いることができるが、ガイド層（破線で示す）が別個に入射側から積層体より遠くにある場合にはサーボビームＳＢ（破線で示す）を透過する光学特性を有する材料例えば誘電体多層膜などの波長選択性反射膜を用いる必要がある。
＜実施形態３：他のホログラム記録担体＞
上記実施形態においては図１８に示すようなディスク形状のホログラム記録担体２０ａを主に説明したが、ホログラム記録担体の形状は円盤状の他に、例えば、図１９に示すようなプラスチックなどからなる矩形状平行平板の光カード２０ｂであっても良い。
図１９に示すカード状のホログラム記録担体２０ｂは、入射光の第１直線偏光成分の偏光面の方向と、偏光選択性反射膜５の偏光透過軸又は偏光吸収軸とを所定角度例えば０度（平行）に保つように構成される。
図１８に示すようなディスク形状のホログラム記録担体２０ａにおいて、１枚の偏光選択性反射膜をホログラム記録層にそのまま貼り付けた場合、ディスクの回転によって入射光の偏光面が偏光選択性反射膜の偏光透過軸又は偏光吸収軸に対し０度の角度を維持できなくなる。すなわち、再生時に或る回転角度では偏光選択性反射膜として働かなくなる。そこで、図２０に示すように、或る一定の角度ごとに各々扇状にした複数の偏光選択性反射膜５（入射光の第１直線偏光成分の偏光面の方向を半径方向に一致させ、これに平行に保つ偏光透過軸又は偏光吸収軸を有する偏光選択性反射膜）を円板となるように貼り付けることによって、この問題を軽減できる。この扇状の偏光選択性反射膜５の分割角度は、ディスク回転によって信号読み取り用の像検出センサに入射する参照光の変動が十分問題にならない角度範囲に設定する。すなわち、各偏光選択性反射膜５の偏光透過軸又は偏光吸収軸を入射光の第１直線偏光成分の偏光面の方向に対して所定角度範囲（例えば−１〜＋１度）に設定する。また、半径方向に伸長する分割線２０ｃ上にアドレス領域、サーボ領域などを配置して、分割線によるホログラム記録への悪影響を防止できる。
＜実施形態３：他のホログラム記録担体＞
上記実施形態ではホログラム記録層と偏光選択性反射膜とが積層され一体となっているホログラム記録担体を説明したが、別の実施の形態としては、図２１に示すように、ホログラム記録担体を偏光選択性反射部５０とホログラム記録層の記録担体７０との別体として構成してもよい。偏光選択性反射部５０は、例えばＳ偏光及びＰ偏光を分離する偏光ビームスプリッタＰＢＳとそのＳ偏光射出面に配置された反射膜５ｂを組み合わせたものを用いることができる。記録担体７０ではホログラム記録層７を透光性保護層８で挟んだ積層形態が利用できる。
この場合、図２２に示すように、ディスク状の記録担体７０をケースＣＲに収納してそのケース内壁面に偏光選択性反射部５０を設けることもできる。すなわち、偏光選択性反射部５０は、記録担体７０の光照射面の反対側に空間を隔てて配置される。なお、ディスク状の記録担体７０中央のクランプ接合部にクランプに嵌合する担体側位置マーカを設け、ケースＣＲに装置への固定用のケース側位置マーカを設けることにより、担体装置間の的確なアライメントが可能となる。
図２１に示すように、記録時において、参照光及び信号光の成分がＳ偏光であるので、参照光成分及び信号光成分はホログラムが記録担体７０を経て偏光選択性反射部５０で反射される。よって、上記図１２に示すものと同様に４種類のホログラムＡ〜Ｄが記録担体７０のホログラム記録層７に記録される。
ホログラムの再生時には、図２３に示すように、装置の偏光スイッチによりホログラム再生用の参照光をＳ偏光からＰ偏光に切り替えるので、偏光選択性反射部５０においてＰ偏光が透過される。また、図２３の破線で示すように偏光ビームスプリッタＰＢＳのＰ偏光射出面に塗布された暗色吸収体５ｃを設ければＰ偏光を吸収できる構成とできる。よって、ホログラム記録層７に反射参照光がないので、ホログラムＣ及びＤからの再生波は生じず、ホログラムＡ及びＢから再生される。ホログラムＡからのＰ偏光再生光は偏光選択性反射部５において透過又は吸収されるので、対物レンズ側に戻る再生光はホログラムＢからの再生光のみとなる。
図２４は、参照光及び信号光のＰ偏光及びＳ偏光を光路を分けない他のホログラム装置において、偏光選択性反射部５０を、記録担体７０の光照射面の反対側に空間を隔てて配置した実施形態を示す。
第１レーザ光源ＬＤ１からのレーザ光は第１コリメータレンズＣＬ１により平行光ビームに変換された後、偏光スイッチＰＳを経て透過型の空間光変調器ＳＬＭに入射する。空間光変調器ＳＬＭはページデータに応じて透過光ビームを変調する。空間光変調器ＳＬＭからでた１次以上の回折光（信号光成分）と無変調の０次光（参照光成分）からなる第１光ビームＦＢは、偏光スイッチＰＳで記録時にＳ偏光（再生時にＰ偏光）へ切り替えられる。そして第２ハーフミラープリズムＨＰ２及びダイクロイックプリズムＤＰを透過した第１光ビームＦＢは対物レンズＯＢによって記録担体７０に集光される。図１５に示すように、空間光変調器で第１光ビームＦＢの変調信号（信号光）は１次以上の回折光成分であるため集光スポット近傍ではある程度の広がりをもつので０次光（参照光成分）との干渉により、入射及び反射Ｓ偏光から上記同様の４種類のホログラムＡ〜Ｂが記録担体７０のホログラム記録層７に記録される。
再生動作において、偏光スイッチＰＳ及び空間光変調器ＳＬＭでＰ偏光無変調すなわち０次光（参照光成分）のみからなる第１光ビームＦＢが生成され、かかる第１光ビームＦＢが第２ハーフミラープリズムＨＰ２、ダイクロイックプリズムＤＰ及び対物レンズＯＢを介して記録担体７０に集光されると、順方向及び逆方向のＰ偏光の再生波が再構築されるが、偏光選択性反射部５０の作用により逆方向のＰ偏光のみが対物レンズＯＢを介してピックアップに戻る。第２ハーフミラープリズムＨＰ２で反射された成分が像検出センサＩＳに入射する。像検出センサＩＳは再生光で結像された像に対応する出力を再生信号検出処理回路２７に送出して、そこで生成した再生信号を制御回路に供給して記録されていたページデータを再生する。
いずれの実施形態においても、ホログラム記録時には第１光ビームＦＢが偏光選択性反射膜５で反射する偏光成分を含むように第１光ビームＦＢを担体に入射させ、ホログラム再生時には偏光選択性反射膜５で非反射（透過又は吸収）の偏光成分のみを含む第１光ビームＦＢを担体に入射させる。
以上のように、記録されるホログラムは、入射する参照光と信号光と反射する参照光と信号光の４光束の干渉によって種々のホログラム記録がなされるが、再生する場合には所定偏光の参照光が反射しないために、入射参照光で記録されたホログラムのみが再生される。再生光を受光するセンサでは無変調の０次光が入射しないため再生信号のＳＮが向上する。また、ホログラムの記録再生に用いる偏光選択性反射膜が波長選択性反射膜と異なる場所に配置できるため、波長選択性反射膜のトラックからの参照光回折の影響が低減される。

Claims (16)

1. 照射される可干渉性の参照光及び信号光の成分による光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層と、
   前記ホログラム記録層の光照射面の反対側に配置されかつ入射光の第１直線偏光成分を反射せずに前記第１直線偏光成分から回転した第２直線偏光成分を反射する偏光選択性反射膜と、を有することを特徴とするホログラム記録担体。
2. 前記偏光選択性反射膜は前記第１直線偏光成分を透過する透過性を有し前記第１直線偏光成分を非反射とすることを特徴とする請求項１記載のホログラム記録担体。
3. 前記偏光選択性反射膜は前記第１直線偏光成分を吸収する吸収性を有し前記第１直線偏光成分を非反射とすることを特徴とする請求項１記載のホログラム記録担体。
4. 前記偏光選択性反射膜は、光照射側から順に積層された、前記第１直線偏光成分から回転した第２直線偏光成分を吸収する吸収性偏光フィルムと、反射膜と、からなることを特徴とする請求項３記載のホログラム記録担体。
5. 前記偏光選択性反射膜は、対物レンズから前記ホログラム記録層を通過して合焦される光ビームのスポットを追従させるための各々が離れて交わることなく延在するトラックを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のホログラム記録担体。
6. 前記偏光選択性反射膜を挟んで前記ホログラム記録層の反対側に配置されかつ前記参照光及び信号光を透過し前記参照光及び信号光の波長を含まない反射波長帯域のみ反射する波長選択性反射膜を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のホログラム記録担体。
7. 前記波長選択性反射膜は、対物レンズから前記ホログラム記録層及び前記偏光選択性反射膜を通過して合焦される光ビームのスポットを追従させるための各々が離れて交わることなく延在するトラックを有することを特徴とする請求項６記載のホログラム記録担体。
8. 前記第２直線偏光成分を含む前記参照光及び信号光の照射により前記ホログラム記録層への情報の記録が行われ、前記第１直線偏光成分のみを含む前記参照光の照射により前記ホログラム記録層からの情報の再生が行われることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のホログラム記録担体。
9. 前記偏光選択性反射膜の複数を担持する円形状の基板を備え、前記偏光選択性反射膜の複数が扇状に配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のホログラム記録担体。
10. 前記偏光選択性反射膜の複数が前記基板の半径方向に伸長する分割線を画定し、前記分割線上にアドレス領域又はサーボ領域を有することを特徴とする請求項９記載のホログラム記録担体。
11. 可干渉性の参照光及び信号光の成分による光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体のホログラム記録方法であって、
    入射光の第１直線偏光成分を反射せずに透過又は吸収しかつ前記第１直線偏光成分から回転した第２直線偏光成分を反射する偏光選択性反射膜を、前記ホログラム記録層の光照射面の反対側に配置するステップと、
    前記参照光及び信号光の前記第２直線偏光成分を含む光ビームを、前記ホログラム記録層から前記偏光選択性反射膜に入射させて前記偏光選択性反射膜で反射せしめるステップと、を含むことを特徴とするホログラム記録方法。
12. 可干渉性の参照光及び信号光の成分による光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体のホログラム再生方法であって、
    入射光の第１直線偏光成分を反射せずに透過又は吸収しかつ前記第１直線偏光成分から回転した第２直線偏光成分を反射する偏光選択性反射膜を、前記ホログラム記録層の光照射面の反対側に配置するステップと、
    前記参照光の前記第１直線偏光成分のみを含む光ビームを、前記ホログラム記録層から前記偏光選択性反射膜に入射させて前記偏光選択性反射膜で反射せずに透過又は吸収せしめるステップと、を含むことを特徴とするホログラム再生方法。
13. 照射される信号光及び参照光の成分による光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体を装着自在に保持する支持部と、
    可干渉性の参照光を発生する光源と、
    記録情報に応じて前記参照光を空間的に変調して信号光を生成する空間光変調器を含む信号光生成部と、
    前記信号光及び前記参照光を含む光ビームを前記ホログラム記録層へ向け照射して、前記ホログラム記録層の内部に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成し、並びに、前記参照光を前記回折格子の領域へ向け照射して前記信号光に対応する再生波を生ぜしめる干渉部と、を有するホログラム記録再生システムであって、
    前記ホログラム記録担体が、前記ホログラム記録層の光照射面の反対側に配置されかつ前記光ビームの第１直線偏光成分を反射せずに前記第１直線偏光成分から回転した第２直線偏光成分を反射する偏光選択性反射膜をさらに有し、
    前記参照光の偏光方向を回転せしめて、記録時には、前記光ビームに前記第２直線偏光成分を含ませ、再生時には、前記光ビームに前記第１直線偏光成分のみを含ませる偏光可変手段を有することを特徴とするホログラム記録再生システム。
14. 照射される信号光及び参照光の成分による光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体を装着自在に保持する支持部と、
    可干渉性の参照光を発生する光源と、
    前記参照光を前記回折格子の領域へ向け照射して前記信号光に対応する再生波を生ぜしめる干渉部と、を有するホログラム再生システムであって、
    前記ホログラム記録担体が、前記ホログラム記録層の光照射面の反対側に配置されかつ前記参照光の第１直線偏光成分を反射せずに前記第１直線偏光成分から回転した第２直線偏光成分を反射する偏光選択性反射膜をさらに有し、
    前記参照光の偏光方向を回転せしめ、前記参照光に前記第１直線偏光成分のみを含ませる偏光可変手段を有することを特徴とするホログラム再生システム。
15. 照射される信号光及び参照光の成分による光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体を装着自在に保持する支持部と、
    可干渉性の参照光を発生する光源と、
    記録情報に応じて前記参照光を空間的に変調して信号光を生成する空間光変調器を含む信号光生成部と、
    前記信号光及び前記参照光を含む光ビームを前記ホログラム記録層へ向け照射して、前記ホログラム記録層の内部に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成し、並びに、前記参照光を前記回折格子の領域へ向け照射して前記信号光に対応する再生波を生ぜしめる干渉部と、を有するホログラム記録再生システムであって、
    前記ホログラム記録層の光照射面の反対側に空間を隔てて配置されかつ前記光ビームの第１直線偏光成分を反射せずに前記第１直線偏光成分から回転した第２直線偏光成分を反射する偏光選択性反射部と、
    前記参照光の偏光方向を回転せしめて、記録時には、前記光ビームに前記第２直線偏光成分を含ませ、再生時には、前記光ビームに前記第１直線偏光成分のみを含ませる偏光可変手段と、を有することを特徴とするホログラム記録再生システム。
16. 照射される信号光及び参照光の成分による光学干渉パターンを回折格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体を装着自在に保持する支持部と、
    可干渉性の参照光を発生する光源と、
    前記参照光を前記回折格子の領域へ向け照射して前記信号光に対応する再生波を生ぜしめる干渉部と、を有するホログラム再生システムであって、
    前記ホログラム記録層の光照射面の反対側に空間を隔てて配置されかつ前記参照光の第１直線偏光成分を反射せずに前記第１直線偏光成分から回転した第２直線偏光成分を反射する偏光選択性反射部と、
    前記参照光の偏光方向を回転せしめ、前記参照光に前記第１直線偏光成分のみを含ませる偏光可変手段と、を有することを特徴とするホログラム再生システム。

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