JP5445141B2 - 光学的情報再生装置および光ヘッド装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光記録媒体に対して情報の再生を行う光学的情報再生装置に関し、特に３次元的に情報が記録された光記録媒体に対して情報の再生を行う光学的情報再生装置に関する。
既に市場投入が始まっているブルーレイ（登録商標）ディスクやＨＤ ＤＶＤに続く次世代光ディスクに向けて、光記録媒体の大容量化技術が開発されている。その一つとして期待されているのが、光記録媒体の面内方向の次元だけでなく厚さ方向の次元も利用し、光記録媒体に対して３次元的に情報の記録再生を行う３次元記録再生技術である。たとえば株式会社オプトウェアなどが提唱するＨＶＤ（Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ、登録商標）がその代表的なものである。この技術によれば、現行のＣＤおよびＤＶＤと同一の直径１２ｃｍの光ディスクで、１ＴＢ以上の記憶が可能であるとされている。
３次元記録再生技術の一つとして、対向する２つのビームを光記録媒体の記録層内の同一の位置に集光して干渉させ、集光位置に微小な回折格子のパタンを形成することにより情報の記録を行い、２つのビームのうちいずれか一方を光記録媒体の記録層内に集光し、回折格子のパタンからの反射光を検出することにより情報の再生を行う技術がある。この技術は、ビット型の反射型ホログラム記録技術と呼ばれる。
また、対向する２つのビームである信号光と参照光のうち信号光の断面内の強度分布を記録情報に従って変調したのち、２つのビームを光記録媒体の記録層内の同一の位置に集光して干渉させ、集光位置にホログラムを形成することにより情報の記録を行い、２つのビームのうち参照光を光記録媒体の記録層内に集光し、再生情報に従って変調されたホログラムからの反射光の断面内の強度分布を検出することにより情報の再生を行う技術がある。この技術は、ページ型の反射型ホログラム記録技術と呼ばれる。
これらのような反射型ホログラム記録用の光学的情報再生装置として、非特許文献１に記載の光学的情報再生装置がある。この光学的情報再生装置はビット型の反射型ホログラム記録用の光学的情報再生装置であり、光記録媒体に対して情報の記録および再生を行う記録再生装置である。
図１２は、非特許文献１に記載の光学的情報再生装置に用いられる光ヘッド装置３０１の構成を示す概念図である。半導体レーザ４６ａから出射した光は、凸レンズ４７ａを透過して発散光から平行光へ変換され、一部がビームスプリッタ４８ａを透過し、一部がビームスプリッタ４８ａで反射される。
ディスク４５への情報の記録時には、ビームスプリッタ４８ａを透過した光は、干渉フィルタ４９で反射され、対物レンズ５２ａによりディスク４５の記録層内に集光される。一方、ビームスプリッタ４８ａで反射された光は、シャッタ５１を通り、一部がビームスプリッタ４８ｂで反射され、ミラー５０で反射され、対物レンズ５２ｂによりディスク４５の記録層内に集光される。ビームスプリッタ４８ａを透過した光とビームスプリッタ４８ａで反射された光とは、ディスク４５の記録層内の同一の位置に集光されて干渉し、集光位置に微小な回折格子のパタンが形成される。
これに対し、ディスク４５からの情報の再生時には、ビームスプリッタ４８ａを透過した光はディスク４５の記録層内に集光されるが、ビームスプリッタ４８ａで反射された光はシャッタ５１で遮断され、ディスク４５へ向かわない。ディスク４５の記録層内に集光された光は、集光位置に形成された回折格子のパタンで反射され、対物レンズ５２ａを逆向きに通り、干渉フィルタ４９で反射され、一部がビームスプリッタ４８ａで反射され、凸レンズ４７ｂにより光検出器５３ａの受光部上に集光される。
ここで、回折格子のパタンはビットデータの情報を有している。ビームスプリッタ４８ａを透過した光およびビームスプリッタ４８ａで反射された光の集光位置を記録層の厚さ方向へ移動させ、記録層の面内方向だけでなく厚さ方向へも多層に回折格子のパタンを形成することにより、３次元記録再生を行うことができる。
なお、凸レンズ４７ｃ、光検出器５３ｂは、ディスク４５への情報の記録時に、ディスク４５の記録層内における、ビームスプリッタ４８ａを透過した光の集光位置に対するビームスプリッタ４８ａで反射された光の集光位置のずれを検出するために用いられる。また、半導体レーザ４６ｂ、凸レンズ４７ｄ、ビームスプリッタ４８ｃ、凸レンズ４７ｅ、光検出器５３ｃは、ディスク４５の基準位置に対する半導体レーザ４６ｂから出射した光の集光位置のずれを検出するために用いられる。
さらに、光ディスクの高密度記録に関連する特許文献を次に示す。特許文献１には、光ディスクを安定化板で挟み込んで面振れを抑制するという技術が開示されている。特許文献２には、中央に開口を持つ光検出器と通常の光検出器を組み合わせることにより逆光や散乱ノイズを除去する技術が開示されている。
特許文献３には、反射光分離手段に第１と第２の集光スポットを生成し、第２の集光スポットからの信号によって他層からのクロストークを除去するという、多層光ディスクのピックアップ装置が開示されている。特許文献４には、ディスクからの反射光を微小口径ミラーでさらに反射した反射光を光検出器で検出することにより、高解像度の読み取りが可能な光ピックアップ装置が開示されている。
特開２００２−３５８７６０号公報 特開２００５−２６７７６８号公報 特開２００６−３３８７６２号公報 特開２００６−３４４３３３号公報 Horigome,T. etal., "Drive System for Micro-Reflector RecordingEmploying Blue Laser Diode" International Symposium on Optical Memory 2006Technical Digest, pp.36-37, 2006
図１２の光ヘッド装置３０１においては、ビームスプリッタ４８ａを透過した光を用いて、ディスク４５の複数の層のうち選択されたいずれか一つの層から情報を再生する。
このとき、ビームスプリッタ４８ａを透過した光は、ディスク４５へ入射してから選択された層に集光されるまでの間に、ディスク４５の入出射面と選択された層との間に位置する層に形成された回折格子のパタンにより散乱を受ける。また、ディスク４５の選択された層に集光された光は、集光位置に形成された回折格子のパタンで反射されてからディスク４５から出射するまでの間に、ディスク４５の入出射面と選択された層との間に位置する層に形成された回折格子のパタンにより散乱を受ける。
ディスク４５の入出射面と選択された層との間に位置する層の数が大きいと、ディスク４５へ入射してから選択された層に集光されるまでの間に受ける散乱の量、および集光位置に形成された回折格子のパタンで反射されてからディスク４５から出射するまでの間に受ける散乱の量は大きくなる。
ディスク４５へ入射してから選択された層に集光されるまでの間に受ける散乱の量が大きいと、ディスク４５へ入射した光は選択された層に正しく集光されなくなる。また、集光位置に形成された回折格子のパタンで反射されてからディスク４５から出射するまでの間に受ける散乱の量が大きいと、集光位置に形成された回折格子のパタンで反射された光は光検出器５３ａの受光部上に正しく集光されなくなる。このため、高い信号対雑音比で再生を行うことができなくなる。
図１２の光ヘッド装置３０１に前述の特許文献１〜４の技術を組み合わせたとしても、これらの特許文献には反射光からの散乱ノイズを除去する技術は記載されているが、ディスク４５内部の回折格子による散乱そのものを軽減する技術は記載されていないので、上記の問題を解決するには不十分である。
本発明の目的は、３次元的に情報が記録された光記録媒体へ入射した光が回折格子のパタンまたはホログラムで反射されて出射するまでの間に受ける散乱の量を軽減することができる光学的情報再生装置および光ヘッド装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係る光学的情報再生装置は、回折格子のパタンもしくはホログラムを形成することによって情報が記録された複数の層と、第１の基準面と、第２の基準面とを有する光記録媒体から情報を再生する光学的情報再生装置であって、光記録媒体からデータを再生するために光記録媒体に対して照射される再生ビームおよび光記録媒体にデータを記録するために光記録媒体に対して照射される記録ビームを生成する第１の光源と、再生ビームを光記録媒体の第１の表面、第２の表面のいずれに導くかを、光記録媒体の中で再生する対象のデータがいずれの層に記録されているかに応じて切り替え可能であると共に第１の表面および第２の表面に記録ビームを導く光路切り替え手段と、光路切り替え手段を駆動する駆動手段と、第１の基準面もしくは第２の基準面に導かれて光記録媒体に対して照射される誤差検出ビームを生成する第２の光源と、第１の表面に導かれた誤差検出ビームの光記録媒体内における集光位置の、第１の基準面上の第１の基準位置に対する第１のずれを検出する第１の誤差検出手段と、第１のずれを補正する第１の誤差補正手段と、第２の表面に導かれた誤差検出ビームの光記録媒体内における集光位置の、第２の基準面上の第２の基準位置に対する第２のずれを検出する第２の誤差検出手段と、第２のずれを補正する第２の誤差補正手段と、第１の表面に導かれた記録ビームの光記録媒体内における集光位置の、第２の表面に導かれた記録ビームの光記録媒体内における集光位置に対する第３のずれを検出する第３の誤差検出手段と、第３のずれを補正する第３の誤差補正手段と、第２の表面に導かれた記録ビームの光記録媒体内における集光位置の、第１の表面に導かれた記録ビームの光記録媒体内における集光位置に対する第４のずれを検出する第４の誤差検出手段と、第４のずれを補正する第４の誤差補正手段とを有することを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る光ヘッド装置は、回折格子のパタンもしくはホログラムを形成することによって情報が記録された複数の層と、第１の基準面と、第２の基準面とを有する光記録媒体から情報を再生する光ヘッド装置であって、光記録媒体からデータを再生するために光記録媒体に対して照射される再生ビームおよび光記録媒体にデータを記録するために光記録媒体に対して照射される記録ビームを生成する第１の光源と、再生ビームを光記録媒体の第１の表面、第２の表面のいずれに導くかを切り替え可能であると共に第１の表面および第２の表面に記録ビームを導く光路切り替え手段と、第１の基準面もしくは第２の基準面に導かれて光記録媒体に対して照射される誤差検出ビームを生成する第２の光源と、第１の表面に導かれた誤差検出ビームの光記録媒体内における集光位置の、第１の基準面上の第１の基準位置に対する第１のずれを検出する第１の誤差検出手段と、第２の表面に導かれた誤差検出ビームの光記録媒体内における集光位置の、第２の基準面上の第２の基準位置に対する第２のずれを検出する第２の誤差検出手段と、第１の表面に導かれた記録ビームの光記録媒体内における集光位置の、第２の表面に導かれた記録ビームの光記録媒体内における集光位置に対する第３のずれを検出する第３の誤差検出手段と、第２の表面に導かれた記録ビームの光記録媒体内における集光位置の、第１の表面に導かれた記録ビームの光記録媒体内における集光位置に対する第４のずれを検出する第４の誤差検出手段とを有することを特徴とする。
本発明は、上記したように光記録媒体の中で再生する対象のデータがいずれの層に記録されているかによって再生ビームを照射する面を決定するように構成したので、より散乱の少ない側の面から再生ビームを照射することができる。これによって３次元的に情報が記録された光記録媒体へ入射した光が回折格子のパタンまたはホログラムで反射されて出射するまでの間に受ける散乱の量を軽減することができるという、従来にない優れた光学的情報再生装置および光ヘッド装置を提供することができる。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光学的情報再生装置１００の構成を示す概念図である。光学的情報再生装置１００は、ビット型の反射型ホログラム記録用の光学的情報再生装置であり、光記録媒体に対して情報の記録および再生を行う記録再生装置である。光学的情報再生装置１００は、ディスク２を搭載して回転させるスピンドル２８と、回転するディスク２にレーザを照射して情報の記録および再生を行う光ピックアップ１０１と、光ピックアップ１０１およびスピンドル２８を駆動する回路（詳しくは後述）からなる。
光ピックアップ１０１は、光ヘッド１ａと、光ヘッド１ａを搭載してディスク２の内周側と外周側との間で移動させるポジショナ２７ａとからなる。ポジショナ２７ａはポジショナ駆動回路４３によって駆動され、スピンドル２８はスピンドル駆動回路４４によって駆動される。光ヘッド１ａは、記録系回路１０２、再生系回路１０３、シャッタ駆動回路３６、対物レンズ駆動回路３９ａ、リレーレンズ駆動回路４０の各々の回路によって駆動される。
コントローラ２９ａは、前述の記録系回路１０２、再生系回路１０３、シャッタ駆動回路３６、対物レンズ駆動回路３９ａ、リレーレンズ駆動回路４０、ポジショナ駆動回路４３、スピンドル駆動回路４４の各々を制御する。以上の各々の回路の動作に関しては後述する。
図２は、図１で開示した光ヘッド１ａの構成を示す概念図である。光ヘッド１ａは、ディスク２に対して情報の記録および再生を行うための光源であるレーザ３と、後述の各々の光学部品とからなる。レーザ３は、回折格子を外部共振器として用いた外部共振器型の単一モード半導体レーザであり、波長が４０５ｎｍの光を出射する。
レーザ３から出射した光は、凹レンズ４ａおよび凸レンズ５ａにより構成されるエキスパンダレンズ系を透過してビーム径が拡大され、１／４波長板６ａを透過して直線偏光から円偏光へ変換され、約５０％が偏光ビームスプリッタ８ａでＳ偏光成分として反射され、約５０％が偏光ビームスプリッタ８ａをＰ偏光成分として透過する。
光記録媒体であるディスク２への情報の記録時には、シャッタ１０ａは偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を通過させ、シャッタ１０ｂは偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を通過させる。偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光は、シャッタ１０ａを通り、ミラー９ｂで反射され、１／２波長板７ａを透過して偏光方向が９０°変化し、偏光ビームスプリッタ８ｂへＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、凸レンズ５ｂおよび凸レンズ５ｄにより構成されるリレーレンズ系を透過して収束光または発散光となり、ミラー９ｄで反射され、１／４波長板６ｂを透過して直線偏光から円偏光へ変換され、対物レンズ１２ａによりディスク２の記録層内に集光される。
一方、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光は、ミラー９ａで反射され、シャッタ１０ｂを通り、ミラー９ｃで反射され、偏光ビームスプリッタ８ｃへＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、凸レンズ５ｃおよび凸レンズ５ｅにより構成されるリレーレンズ系を透過して発散光または収束光となり、ミラー９ｅで反射され、１／４波長板６ｃを透過して直線偏光から円偏光へ変換され、対物レンズ１２ｂによりディスク２の記録層内に集光される。
偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光と偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光とは、ディスク２の記録層内の同一の位置に集光されて干渉し、集光位置に微小な回折格子のパタンが形成される。
これに対し、ディスク２からの情報の再生時には、シャッタ１０ａが偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を通過させ、シャッタ１０ｂが偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を遮断するか、シャッタ１０ａが偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を遮断し、シャッタ１０ｂが偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を通過させる。
シャッタ１０ａが偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を通過させ、シャッタ１０ｂが偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を遮断する場合、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光はディスク２の記録層内に集光されるが、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光はディスク２へ向かわない。
ディスク２の記録層内に集光された光は、集光位置に形成された回折格子のパタンで反射され、対物レンズ１２ａを逆向きに通り、１／４波長板６ｂを透過して円偏光から直線偏光へ変換され、ミラー９ｄで反射され、凸レンズ５ｄおよび凸レンズ５ｂにより構成されるリレーレンズ系を逆向きに通り、偏光ビームスプリッタ８ｂへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、凸レンズ５ｆにより光検出器１３ａの受光部上に集光される。
一方、シャッタ１０ａが偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を遮断し、シャッタ１０ｂが偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を通過させる場合、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光はディスク２の記録層内に集光されるが、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光はディスク２へ向かわない。
ディスク２の記録層内に集光された光は、集光位置に形成された回折格子のパタンで反射され、対物レンズ１２ｂを逆向きに通り、１／４波長板６ｃを透過して円偏光から直線偏光へ変換され、ミラー９ｅで反射され、凸レンズ５ｅおよび凸レンズ５ｃにより構成されるリレーレンズ系を逆向きに通り、偏光ビームスプリッタ８ｃへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、凸レンズ５ｇにより光検出器１３ｂの受光部上に集光される。
ここで、回折格子のパタンはビットデータの情報を有している。偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光および偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光の集光位置を記録層の厚さ方向へ移動させ、記録層の面内方向だけでなく厚さ方向へも多層に回折格子のパタンを形成することにより、３次元記録再生を行うことができる。
図３は、図１〜２で開示した光学的情報再生装置１００で、ディスク２への情報の記録時における、ディスク２への入射ビームの光路を示す概念図である。ディスク２は、基板２１ａと基板２１ｂの間に記録層２２が挟まれた構成である。基板２１ａ、基板２１ｂの材料としてはガラス、プラスチック等が用いられる。記録層２２の材料としてはフォトポリマ等が用いられる。
図３（ａ）における入射ビーム２４ａ、図３（ｂ）における入射ビーム２４ｃは図２における偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光に対応し、図３（ａ）における入射ビーム２４ｂ、図３（ｂ）における入射ビーム２４ｄは図２における偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光に対応する。ここで、基板２１ａの対物レンズ１２ａ側の面、基板２１ｂの対物レンズ１２ｂ側の面はそれぞれ一方の表面、他方の表面に相当する。
図３（ａ）においては、入射ビーム２４ａは収束光として対物レンズ１２ａへ入射して記録層２２内に集光され、入射ビーム２４ｂは発散光として対物レンズ１２ｂへ入射して記録層２２内に集光される。入射ビーム２４ａと入射ビーム２４ｂとは記録層２２内の同一の位置に集光されて干渉し、集光位置に微小な回折格子のパタンが形成される。このとき、一方の表面から回折格子のパタンが形成される層までの層数は他方の表面から回折格子のパタンが形成される層までの層数より小さい。
一方、図３（ｂ）においては、入射ビーム２４ｃは発散光として対物レンズ１２ａへ入射して記録層２２内に集光され、入射ビーム２４ｄは収束光として対物レンズ１２ｂへ入射して記録層２２内に集光される。入射ビーム２４ｃと入射ビーム２４ｄとは記録層２２内の同一の位置に集光されて干渉し、集光位置に微小な回折格子のパタンが形成される。このとき、一方の表面から回折格子のパタンが形成される層までの層数は他方の表面から回折格子のパタンが形成される層までの層数より大きい。
図４は、図１〜２で開示した光学的情報再生装置１００で、ディスク２からの情報の再生時における、ディスク２への入射ビームおよびディスク２からの反射ビームの光路を示す概念図である。図４（ａ）における入射ビーム２５ａは図２における偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光に対応し、図４（ｂ）における入射ビーム２５ｂは図２における偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光に対応する。
図４（ａ）においては、入射ビーム２５ａは収束光として対物レンズ１２ａへ入射して記録層２２内に集光される。この光は集光位置に形成された回折格子２３ｂのパタンで反射されて反射ビーム２６ａとなり、発散光として対物レンズ１２ａから出射する。反射ビーム２６ａは図２における光検出器１３ａで受光される。このとき、一方の表面から回折格子のパタンが形成される層までの層数は他方の表面から回折格子のパタンが形成される層までの層数より小さい。
一方、図４（ｂ）においては、入射ビーム２５ｂは収束光として対物レンズ１２ｂへ入射して記録層２２内に集光される。この光は集光位置に形成された回折格子２３ｅのパタンで反射されて反射ビーム２６ｂとなり、発散光として対物レンズ１２ｂから出射する。反射ビーム２６ｂは図２における光検出器１３ｂで受光される。このとき、一方の表面から回折格子のパタンが形成される層までの層数は他方の表面から回折格子のパタンが形成される層までの層数より大きい。
本実施の形態においては、記録層２２の厚さ方向へ６層に回折格子のパタンを形成するものとし、これらの層を一方の表面に近い側から他方の表面に近い側へ向かって順に第１層〜第６層と呼ぶことにする。回折格子２３ａ〜回折格子２３ｆのパタンは、それぞれ第１層〜第６層に形成されている。
ここで、従来のように、入射ビーム２５ａおよび２５ｂのうちいずれか一方のみを用いて、第１層〜第６層のうちの選択されたいずれか一つの層から情報を再生する場合について考える。入射ビーム２５ａのみを用いて第１層〜第６層のうちの選択された層から情報を再生する場合、一方の表面と選択された層との間に位置する層の数が大きいと、入射ビーム２５ａがディスク２へ入射してから選択された層に集光されるまでの間に受ける散乱の量、および反射ビーム２６ａが集光位置に形成された回折格子のパタンで反射されてからディスク２から出射するまでの間に受ける散乱の量は大きくなる。
例えば、第５層から情報を再生する場合、入射ビーム２５ａがディスク２へ入射してから第５層に集光されるまでの間、および反射ビーム２６ａが第５層に形成された回折格子２３ｅのパタンで反射されてからディスク２から出射するまでの間に、第１層〜第４層に形成された回折格子２３ａ〜回折格子２３ｄのパタンにより散乱を受ける。
また、入射ビーム２５ｂのみを用いて第１層〜第６層のうちの選択された層から情報を再生する場合、他方の表面と選択された層との間に位置する層の数が大きいと、入射ビーム２５ｂがディスク２へ入射してから選択された層に集光されるまでの間に受ける散乱の量、および反射ビーム２６ｂが集光位置に形成された回折格子のパタンで反射されてからディスク２から出射するまでの間に受ける散乱の量は大きくなる。
例えば、第２層から情報を再生する場合、入射ビーム２５ｂがディスク２へ入射してから第２層に集光されるまでの間、および反射ビーム２６ｂが第２層に形成された回折格子２３ｂのパタンで反射されてからディスク２から出射するまでの間に、第３層〜第６層に形成された回折格子２３ｃ〜回折格子２３ｆのパタンにより散乱を受ける。
これに対し、本実施の形態においては、入射ビーム２５ａを用いて第１層〜第３層のうちの選択された層から情報を再生し、入射ビーム２５ｂを用いて第４層〜第６層のうちの選択された層から情報を再生する。第１層〜第３層に対しては、一方の表面から選択された層までの層数は１〜３、他方の表面から選択された層までの層数は４〜６であり、前者は後者より小さい。
従って、入射ビーム２５ａを用いて第１層〜第３層のうちの選択された層から情報を再生すれば、一方の表面と選択された層との間に位置する層の数は小さいため、入射ビーム２５ａがディスク２へ入射してから選択された層に集光されるまでの間に受ける散乱の量、および反射ビーム２６ａが集光位置に形成された回折格子のパタンで反射されてからディスク２から出射するまでの間に受ける散乱の量は小さくなる。
例えば、図４（ａ）に示すように、第２層から情報を再生する場合、入射ビーム２５ａがディスク２へ入射してから第２層に集光されるまでの間、および反射ビーム２６ａが第２層に形成された回折格子２３ｂのパタンで反射されてからディスク２から出射するまでの間に、第１層に形成された回折格子２３ａのパタンによってしか散乱を受けない。
また、第４層〜第６層に対しては、一方の表面から選択された層までの層数は４〜６、他方の表面から選択された層までの層数は１〜３であり、前者は後者より大きい。従って、入射ビーム２５ｂを用いて第４層〜第６層のうちの選択された層から情報を再生すれば、他方の表面と選択された層との間に位置する層の数は小さいため、入射ビーム２５ｂがディスク２へ入射してから選択された層に集光されるまでの間に受ける散乱の量、および反射ビーム２６ｂが集光位置に形成された回折格子のパタンで反射されてからディスク２から出射するまでの間に受ける散乱の量は小さくなる。
例えば、図４（ｂ）に示すように、第５層から情報を再生する場合、入射ビーム２５ｂがディスク２へ入射してから第５層に集光されるまでの間、および反射ビーム２６ｂが第５層に形成された回折格子２３ｅのパタンで反射されてからディスク２から出射するまでの間に、第６層に形成された回折格子２３ｆのパタンによってしか散乱を受けない。このため、第１層〜第６層の全てに対し、高い信号対雑音比で再生を行うことができる。
本実施の形態においては、一般に、記録層２２の厚さ方向へＮ層に回折格子のパタンを形成するものとしてもよい。この場合、再生したい対象データが第ｎ層に記録されている場合、ｎ≦Ｎ／２の場合は入射ビーム２５ａを用いて情報を再生し、ｎ＞Ｎ／２の場合は入射ビーム２５ｂを用いて情報を再生すればよい。
次に、図１に示した各々の電気回路、記録系回路１０２、再生系回路１０３、シャッタ駆動回路３６、対物レンズ駆動回路３９ａ、リレーレンズ駆動回路４０、ポジショナ駆動回路４３、スピンドル駆動回路４４の動作を説明する。
記録系回路１０２は、変調回路３０ａ、記録信号生成回路３１ａ、およびレーザ駆動回路３２ａからなる。変調回路３０ａは、ディスク２への情報の記録時に、記録データとして外部から入力された信号を変調規則に従って変調する。記録信号生成回路３１ａは、変調回路３０ａで変調された信号に基づいて、光ヘッド１ａ内のレーザ３を駆動するための記録信号を生成する。
レーザ駆動回路３２ａは、ディスク２への情報の記録時には、記録信号生成回路３１ａで生成された記録信号に基づいて、レーザ３へ記録信号に応じた電流を供給する。一方、ディスク２からの情報の再生時には、レーザ駆動回路３２ａはレーザ３からの出射光のパワーが一定になるようにレーザ３へ一定の電流を供給する。
再生系回路１０３は、増幅回路３３ａ、再生信号処理回路３４ａ、および復調回路３５ａからなる。増幅回路３３ａは、ディスク２からの情報の再生時に、光ヘッド１ａ内の光検出器１３ａおよび１３ｂの受光部から出力される電圧信号を増幅する。再生信号処理回路３４ａは、増幅回路３３ａで増幅された電圧信号に基づいて、ディスク２に回折格子のパタンの形態で記録された再生信号の生成、波形等化、２値化を行う。復調回路３５ａは、再生信号処理回路３４ａで２値化された信号を復調規則に従って復調し、再生データとして外部へ出力する。
ここで、光ヘッド１ａ内の偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を用いてディスク２から情報を再生する場合、光検出器１３ａの受光部から出力される電圧信号が再生信号の生成に用いられ、光ヘッド１ａ内の偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を用いてディスク２から情報を再生する場合、光検出器１３ｂの受光部から出力される電圧信号が再生信号の生成に用いられる。
シャッタ１０ａおよび１０ｂを駆動するシャッタ駆動回路３６は、ディスク２への情報の記録時には、シャッタ１０ａが偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を通過させ、シャッタ１０ｂが偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を通過させる。また、ディスク２からの情報の再生時には、シャッタ１０ａが偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を通過させてシャッタ１０ｂが偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を遮断する状態か、シャッタ１０ａが偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を遮断してシャッタ１０ｂが偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を通過させる状態とする。
ここで、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を用いてディスク２から情報を再生する場合、シャッタ駆動回路３６は、シャッタ１０ａが偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を通過させると共にシャッタ１０ｂが偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を遮断し、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を用いてディスク２から情報を再生する場合、シャッタ駆動回路３６は、シャッタ１０ａが偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を遮断すると共にシャッタ１０ｂが偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を通過させる。
対物レンズ駆動回路３９ａは、ディスク２への情報の記録時およびディスク２からの情報の再生時に、ディスク２の記録層内における、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光の一方の集光位置の、基準位置に対するディスク２の厚さ方向および半径方向のずれを所定の値に設定するために、図示しない電磁駆動型のアクチュエータへ設定値に応じた電流を供給して、光ヘッド１ａ内の対物レンズ１２ａ、対物レンズ１２ｂの一方を、ディスク２の厚さ方向および半径方向へ駆動する。
偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を用いてディスク２から情報を再生する場合、対物レンズ駆動回路３９ａは対物レンズ１２ａを駆動し、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を用いてディスク２から情報を再生する場合、対物レンズ駆動回路３９ａは対物レンズ１２ｂを駆動する。
また、対物レンズ駆動回路３９ａは、ディスク２への記録時に、ディスク２の記録層内における、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光の一方の集光位置に対する他方の集光位置のディスク２の厚さ方向、半径方向、接線方向のずれを補正するために、図示しない電磁駆動型のアクチュエータへ補正値に応じた電流を供給して、対物レンズ１２ａ、対物レンズ１２ｂの他方を、ディスク２の厚さ方向、半径方向、接線方向へ駆動する。
偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を用いてディスク２から情報を再生する場合、対物レンズ駆動回路３９ａは対物レンズ１２ｂを駆動し、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を用いてディスク２から情報を再生する場合、対物レンズ駆動回路３９ａは対物レンズ１２ａを駆動する。
リレーレンズ駆動回路４０は、ディスク２への情報の記録時に、ディスク２の記録層内における、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光の両方の集光位置をディスク２の厚さ方向へ移動させ、両方を集光して複数の層を形成するために、図示しない電磁駆動型のアクチュエータへ移動量に応じた電流を供給して、光ヘッド１ａ内のリレーレンズ系を構成する凸レンズ５ｂと凸レンズ５ｄとの間隔、凸レンズ５ｃと凸レンズ５ｅとの間隔の両方を変化させる。
また、リレーレンズ駆動回路４０は、ディスク２からの情報の再生時に、ディスク２の記録層内における、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光の一方の集光位置をディスク２の厚さ方向へ移動させ、一方を選択された層に集光するために、図示しない電磁駆動型のアクチュエータへ移動量に応じた電流を供給して、凸レンズ５ｂと凸レンズ５ｄとの間隔、凸レンズ５ｃと凸レンズ５ｅとの間隔の一方を変化させる。
ここで、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を用いてディスク２から情報を再生する場合、リレーレンズ駆動回路４０は凸レンズ５ｂと凸レンズ５ｄとの間隔を変化させ、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を用いてディスク２から情報を再生する場合、リレーレンズ駆動回路４０は凸レンズ５ｃと凸レンズ５ｅとの間隔を変化させる。
ポジショナ駆動回路４３は、図示しないモータにより光ヘッド１ａが搭載されているポジショナ２７ａをディスク２の半径方向へ移動させ、スピンドル駆動回路４４は、図示しないモータによりディスク２が搭載されているスピンドル２８を回転させる。
図５は、図１〜４で開示した光学的情報再生装置１００で、ディスク２からの情報の再生時にコントローラ２９ａが行う処理を示すフローチャートである。コントローラ２９ａはＭＰＵを有し、図５に示す処理を行うコンピュータプログラムを内蔵している。またコントローラ２９ａは、ディスクの規格によって定められた、記録層２２の厚さ方向へ形成された回折格子の全層数Nをあらかじめ記憶している。図５に示す処理は、プログラムとして実行する以外にも、たとえばアナログ演算などで実行する様にしてもよい。
情報の再生を開始すると（ステップＳ２０１）、コントローラ２９ａは光ピックアップ１０１を駆動し、ディスク２の第１層もしくは第N層に記憶されたフォーマット情報を読み取る（ステップＳ２０２）。コンパクトディスクにおけるＴＯＣ、ハードディスクにおけるＦＡＴに相当する、該ディスクに記録された内容を示すデータが記録された一覧表領域を、本明細書ではフォーマット情報という。フォーマット情報を参照することにより、再生したい対象データが第何層に記録されているかを知ることができる。ここでは、対象データが第ｎ層に記録されているものとする。
前述のように、図４の入射ビーム２５ａおよび２５ｂは、それぞれ図２の偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光および偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光に相当する。図１の対象データが記録されている第ｎ層を再生するにあたり、コントローラ２９ａはｎ≦Ｎ／２であるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。ｎ≦Ｎ／２であれば、入射ビーム２５ａを用いて情報を再生するよう、シャッタ１０ａが偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を通過させ、シャッタ１０ｂが偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を遮断するよう、コントローラ２９ａはシャッタ駆動回路３６を通じてシャッタ１０ａおよび１０ｂを駆動する（ステップＳ２０４）。
ステップＳ２０３でｎ≦Ｎ／２でなければ、入射ビーム２５ｂを用いて情報を再生するよう、シャッタ１０ａが偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を遮断し、シャッタ１０ｂが偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を通過させるよう、コントローラ２９ａはシャッタ駆動回路３６を通じてシャッタ１０ａおよび１０ｂを駆動する（ステップＳ２０５）。
ステップＳ２０４および２０５によって選択された入射ビーム２５ｂによって情報を再生（ステップＳ２０６）したコントローラ２９ａは、再生を終了するまでステップＳ２０２〜２０６を繰り返す（ステップＳ２０７）。
なお、全層数Nは奇数でも偶数でもよい。また、全層数Nが奇数である場合、入射ビーム２５ａと２５ｂのいずれの側から再生しても同一の層数を通過する層が存在する。たとえばN＝５の場合、第３層（ｎ＝３）がそれに該当する。その場合、図５のステップＳ２０３ではｎ≦Ｎ／２でないと判断されてステップＳ２０５に進むことになるが、これをステップＳ２０４に進むようにしてもよい。
［第２の実施の形態］
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る光学的情報再生装置１００ｂの構成を示す概念図である。光学的情報再生装置１００ｂは、ビット型の反射型ホログラム記録用の光学的情報再生装置であり、光記録媒体に対して情報の記録および再生を行う記録再生装置である。光学的情報再生装置１００ｂは、ディスク２を搭載して回転させるスピンドル２８と、回転するディスク２にレーザを照射して情報の記録および再生を行う光ピックアップ１０１ｂと、光ピックアップ１０１ｂおよびスピンドル２８を駆動する回路（詳しくは後述）からなる。
光ピックアップ１０１ｂは、光ヘッド１ｂと、光ヘッド１ｂを搭載してディスク２の内周側と外周側との間で移動させるポジショナ２７ｂとからなる。ポジショナ２７ｂはポジショナ駆動回路４３によって駆動され、スピンドル２８はスピンドル駆動回路４４によって駆動される。光ヘッド１ｂは、記録系回路１０２、再生系回路１０３、アクティブ波長板駆動回路３７ａ、対物レンズ駆動回路３９ａ、リレーレンズ駆動回路４０の各々の回路によって駆動される。
アクティブ波長板駆動回路３７ａの動作に関しては後述する。コントローラ２９ｂは、前述の記録系回路１０２、再生系回路１０３、アクティブ波長板駆動回路３７ａ、対物レンズ駆動回路３９ａ、リレーレンズ駆動回路４０、ポジショナ駆動回路４３、スピンドル駆動回路４４の各々を制御する。それ以外の回路の動作に関しては、図１に示す光学的情報再生装置１００と同一である。また、ディスク２からの情報の再生時にコントローラ２９ｂが行う処理も、図５のフローチャートで示した処理と同一である。
図７は、図６で開示した光ヘッド１ｂの構成を示す概念図である。光ヘッド１ｂは、ディスク２に対して情報の記録および再生を行うための光源であるレーザ３と、後述の各々の光学部品とからなる。レーザ３は、回折格子を外部共振器として用いた外部共振器型の単一モード半導体レーザであり、波長が４０５ｎｍの光を出射する。レーザ３から出射した光は、凹レンズ４ａおよび凸レンズ５ａにより構成されるエキスパンダレンズ系を透過してビーム径が拡大され、アクティブ波長板１１ａへ入射する。
光記録媒体であるディスク２への情報の記録時には、アクティブ波長板１１ａは入射光に対して１／４波長板の効果を持つ。アクティブ波長板１１ａへ入射した光は、アクティブ波長板１１ａを透過して直線偏光から円偏光へ変換され、約５０％が偏光ビームスプリッタ８ａでＳ偏光成分として反射され、約５０％が偏光ビームスプリッタ８ａをＰ偏光成分として透過する。
偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光は、ミラー９ｂで反射され、凸レンズ５ｂおよび５ｄにより構成されるリレーレンズ系を透過して収束光または発散光となり、ミラー９ｄで反射され、１／４波長板６ｂを透過して直線偏光から円偏光へ変換され、対物レンズ１２ａによりディスク２の記録層内に集光される。
一方、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光は、ミラー９ａで反射され、ミラー９ｃで反射され、凸レンズ５ｃおよび５ｅにより構成されるリレーレンズ系を透過して発散光または収束光となり、ミラー９ｅで反射され、１／４波長板６ｃを透過して直線偏光から円偏光へ変換され、対物レンズ１２ｂによりディスク２の記録層内に集光される。偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光と偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光とは、ディスク２の記録層内の同一の位置に集光されて干渉し、集光位置に微小な回折格子のパタンが形成される。
これに対し、ディスク２からの情報の再生時には、アクティブ波長板１１ａは入射光に対して全波長板または１／２波長板の効果を持つ。アクティブ波長板１１ａが入射光に対して全波長板の効果を持つ場合、アクティブ波長板１１ａへ入射した光は、アクティブ波長板１１ａを偏光状態が変化することなく透過し、偏光ビームスプリッタ８ａへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、ディスク２の記録層内に集光される。
ディスク２の記録層内に集光された光は、集光位置に形成された回折格子のパタンで反射され、対物レンズ１２ａを逆向きに通り、１／４波長板６ｂを透過して円偏光から直線偏光へ変換され、ミラー９ｄで反射され、凸レンズ５ｄおよび５ｂにより構成されるリレーレンズ系を逆向きに通り、ミラー９ｂで反射され、偏光ビームスプリッタ８ａへＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、凸レンズ５ｈにより光検出器１３ｃの受光部上に集光される。
一方、アクティブ波長板１１ａが入射光に対して１／２波長板の効果を持つ場合、アクティブ波長板１１ａへ入射した光は、アクティブ波長板１１ａを透過して偏光方向が９０°変化し、偏光ビームスプリッタ８ａへＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、ディスク２の記録層内に集光される。
ディスク２の記録層内に集光された光は、集光位置に形成された回折格子のパタンで反射され、対物レンズ１２ｂを逆向きに通り、１／４波長板６ｃを透過して円偏光から直線偏光へ変換され、ミラー９ｅで反射され、凸レンズ５ｅおよび５ｃにより構成されるリレーレンズ系を逆向きに通り、ミラー９ｃで反射され、ミラー９ａで反射され、偏光ビームスプリッタ８ａへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、凸レンズ５ｈにより光検出器１３ｃの受光部上に集光される。
ここで、回折格子のパタンはビットデータの情報を有している。偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光および偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光の集光位置を記録層の厚さ方向へ移動させ、記録層の面内方向だけでなく厚さ方向へも多層に回折格子のパタンを形成することにより、３次元記録再生を行うことができる。
アクティブ波長板１１ａは、２枚のガラス基板の間に液晶高分子を挟んだ構成である。２枚のガラス基板の液晶高分子側の面には、液晶高分子に交流電圧を印加するための透明電極が形成されている。液晶高分子は光学軸の方向が長手方向である一軸の屈折率異方性を有しており、長手方向に平行な方向の偏光成分（異常光成分）に対する屈折率をｎｅ、長手方向に垂直な方向の偏光成分（常光成分）に対する屈折率をｎｏとすると、ｎｅはｎｏに比べて大きい。
ここで、入射光の波長をλ、液晶高分子の厚さをｔとしたとき、２π（ｎｅ−ｎｏ）ｔ／λ＝πが成り立つようにｔの値を定める。液晶高分子に交流電圧を印加しない場合、液晶高分子の長手方向は入射光の光軸にほぼ垂直な方向となる。従って、入射光に対する液晶高分子の屈折率は、液晶高分子の長手方向に平行な偏光成分に対してはｎｅ、垂直な偏光成分に対してはｎｏとなる。このとき、アクティブ波長板１１ａは１／２波長板の効果を持つ。
液晶高分子に実効値がＶの交流電圧を印加する場合、液晶高分子の長手方向は入射光の光軸にほぼ平行な方向となる。従って、入射光に対する液晶高分子の屈折率は、偏光状態によらずｎｏとなる。このとき、アクティブ波長板１１ａは全波長板の効果を持つ。
これに対し、液晶高分子に実効値がＶ／２の交流電圧を印加する場合、液晶高分子の長手方向は入射光の光軸に垂直な方向と平行な方向の中間の方向となる。従って、入射光に対する液晶高分子の屈折率は、入射光の光軸に垂直な面内への液晶高分子の長手方向の射影に平行な偏光成分に対しては（ｎｅ＋ｎｏ）／２、垂直な偏光成分に対してはｎｏとなる。このとき、アクティブ波長板１１ａは１／４波長板の効果を持つ。
本実施の形態における、ディスク２への情報の記録時におけるディスク２への入射ビームの光路は、図３に示すものと同じである。また、本実施の形態における、ディスク２からの情報の再生時におけるディスク２への入射ビームおよびディスク２からの反射ビームの光路は、図４に示すものと同じである。
アクティブ波長板駆動回路３７ａは、ディスク２への情報の記録時には、光ヘッド１ｂ内のアクティブ波長板１１ａが１／４波長板の効果を持つように、アクティブ波長板１１ａが有する液晶高分子に実効値がＶ／２の交流電圧を印加し、ディスク２からの情報の再生時で、アクティブ波長板１１ａが全波長板の効果を持つようにする場合にはアクティブ波長板１１ａが有する液晶高分子に実効値がＶの交流電圧を印加する。アクティブ波長板１１ａが１／２波長板の効果を持つようにする場合にはアクティブ波長板１１ａが有する液晶高分子に交流電圧を印加しない。
偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を用いてディスク２から情報を再生する場合、アクティブ波長板駆動回路３７ａは、液晶高分子に実効値がＶの交流電圧を印加してアクティブ波長板１１ａが全波長板の効果を持つようにする。偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を用いてディスク２から情報を再生する場合、アクティブ波長板駆動回路３７ａは、液晶高分子に交流電圧を印加せず、アクティブ波長板１１ａが１／２波長板の効果を持つようにする。
［第３の実施の形態］
図８は、本発明の第３の実施の形態に係る光学的情報再生装置１００ｃの構成を示す概念図である。光学的情報再生装置１００ｃは、ページ型の反射型ホログラム記録用の光学的情報再生装置であり、光記録媒体に対して情報の記録および再生を行うための記録再生装置である。光学的情報再生装置１００ｃは、ディスク２を搭載して回転させるスピンドル２８と、回転するディスク２にレーザを照射して情報の記録および再生を行う光ピックアップ１０１ｃと、光ピックアップ１０１ｃおよびスピンドル２８を駆動する回路（詳しくは後述）からなる。
光ピックアップ１０１ｃは、光ヘッド１ｃと、光ヘッド１ｃを搭載してディスク２の内周側と外周側との間で移動させるポジショナ２７ｃとからなる。ポジショナ２７ｃはポジショナ駆動回路４３によって駆動され、スピンドル２８はスピンドル駆動回路４４によって駆動される。光ヘッド１ｃは、レーザ駆動回路３２ｂ、記録系回路１０２ｂ、再生系回路１０３ｂ、アクティブ波長板駆動回路３７ｂ、対物レンズ駆動回路３９ａ、リレーレンズ駆動回路４０の各々の回路によって駆動される。レーザ駆動回路３２ｂ、記録系回路１０２ｂ、再生系回路１０３ｂ、アクティブ波長板駆動回路３７ｂの動作に関しては後述する。
コントローラ２９ｃは、前述のレーザ駆動回路３２ｂ、記録系回路１０２ｂ、再生系回路１０３ｂ、アクティブ波長板駆動回路３７ｂ、対物レンズ駆動回路３９ａ、リレーレンズ駆動回路４０、ポジショナ駆動回路４３、スピンドル駆動回路４４の各々を制御する。それ以外の回路の動作に関しては、図１に示す光学的情報再生装置１００と同一である。また、ディスク２からの情報の再生時にコントローラ２９ｃが行う処理も、図５のフローチャートで示した処理と同一である。
図９は、図８で開示した光ヘッド１ｃの構成を示す概念図である。光ヘッド１ｃは、ディスク２に対して情報の記録および再生を行うための光源であるレーザ３と、後述の各々の光学部品とからなる。レーザ３は、回折格子を外部共振器として用いた外部共振器型の単一モード半導体レーザであり、波長が４０５ｎｍの光を出射する。レーザ３から出射した光は、凹レンズ４ａおよび凸レンズ５ａにより構成されるエキスパンダレンズ系を透過してビーム径が拡大され、アクティブ波長板１１ｂへ入射する。
光記録媒体であるディスク２への情報の記録時には、アクティブ波長板１１ｂは入射光に対して１／４波長板の効果を持ち、アクティブ波長板１１ａは入射光に対して１／２波長板または全波長板の効果を持つ。アクティブ波長板１１ｂへ入射した光は、アクティブ波長板１１ｂを透過して直線偏光から円偏光へ変換され、約５０％が偏光ビームスプリッタ８ｄをＰ偏光成分として透過し、約５０％が偏光ビームスプリッタ８ｄでＳ偏光成分として反射される。ここで、偏光ビームスプリッタ８ｄを透過した光、偏光ビームスプリッタ８ｄで反射された光はそれぞれ信号光、参照光に相当する。
偏光ビームスプリッタ８ｄを透過した光は、１／２波長板７ｂを透過して偏光方向が９０°変化し、ミラー９ｆで反射され、空間光変調器１８により断面内の強度分布が記録情報に従って変調され、偏光ビームスプリッタ８ｅへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、アクティブ波長板１１ａへ入射する。また、偏光ビームスプリッタ８ｄで反射された光は、１／２波長板７ｃを透過して偏光方向が９０°変化し、ミラー９ｇで反射され、ランダム位相板１９により断面内の位相分布がランダムに変調され、偏光ビームスプリッタ８ｅへＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、アクティブ波長板１１ａへ入射する。
アクティブ波長板１１ａが入射光に対して１／２波長板の効果を持つ場合、偏光ビームスプリッタ８ｅで反射されてアクティブ波長板１１ａへ入射した光である信号光は、アクティブ波長板１１ａを透過して偏光方向が９０°変化し、偏光ビームスプリッタ８ａへＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過する。また、偏光ビームスプリッタ８ｅを透過してアクティブ波長板１１ａへ入射した光である参照光は、アクティブ波長板１１ａを透過して偏光方向が９０°変化し、偏光ビームスプリッタ８ａへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射される。
一方、アクティブ波長板１１ａが入射光に対して全波長板の効果を持つ場合、偏光ビームスプリッタ８ｅで反射されてアクティブ波長板１１ａへ入射した光である信号光は、アクティブ波長板１１ａを偏光状態が変化することなく透過し、偏光ビームスプリッタ８ａへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射される。また、偏光ビームスプリッタ８ｅを透過してアクティブ波長板１１ａへ入射した光である参照光は、アクティブ波長板１１ａを偏光状態が変化することなく透過し、偏光ビームスプリッタ８ａへＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過する。
偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光は、ミラー９ｂで反射され、凸レンズ５ｂおよび５ｄにより構成されるリレーレンズ系を透過して収束光または発散光となり、ミラー９ｄで反射され、１／４波長板６ｂを透過して直線偏光から円偏光へ変換され、対物レンズ１２ａによりディスク２の記録層内に集光される。
一方、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光は、ミラー９ａで反射され、ミラー９ｃで反射され、凸レンズ５ｃおよび５ｅにより構成されるリレーレンズ系を透過して発散光または収束光となり、ミラー９ｅで反射され、１／４波長板６ｃを透過して直線偏光から円偏光へ変換され、対物レンズ１２ｂによりディスク２の記録層内に集光される。
偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光と偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光とは、ディスク２の記録層内の同一の位置に集光されて干渉し、集光位置にホログラムが形成される。
これに対し、ディスク２からの情報の再生時には、アクティブ波長板１１ｂは入射光に対して全波長板の効果を持ち、アクティブ波長板１１ａは入射光に対して１／２波長板または全波長板の効果を持つ。アクティブ波長板１１ｂへ入射した光は、アクティブ波長板１１ｂを偏光状態が変化することなく透過し、偏光ビームスプリッタ８ｄへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射される。ここで、偏光ビームスプリッタ８ｄで反射された光は参照光に相当する。この光は偏光ビームスプリッタ８ｅを透過してアクティブ波長板１１ａへ入射する。
アクティブ波長板１１ａが入射光に対して１／２波長板の効果を持つ場合、偏光ビームスプリッタ８ｅを透過してアクティブ波長板１１ａへ入射した光である参照光は、アクティブ波長板１１ａを透過して偏光方向が９０°変化し、偏光ビームスプリッタ８ａへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、ディスク２の記録層内に集光される。
ディスク２の記録層内に集光された光は、集光位置に形成されたホログラムで反射され、対物レンズ１２ａを逆向きに通り、１／４波長板６ｂを透過して円偏光から直線偏光へ変換され、ミラー９ｄで反射され、凸レンズ５ｄおよび５ｂにより構成されるリレーレンズ系を逆向きに通り、ミラー９ｂで反射され、偏光ビームスプリッタ８ａへＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過する。
一方、アクティブ波長板１１ａが入射光に対して全波長板の効果を持つ場合、偏光ビームスプリッタ８ｅを透過してアクティブ波長板１１ａへ入射した光である参照光は、アクティブ波長板１１ａを偏光状態が変化することなく透過し、偏光ビームスプリッタ８ａへＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、ディスク２の記録層内に集光される。
ディスク２の記録層内に集光された光は、集光位置に形成されたホログラムで反射され、対物レンズ１２ｂを逆向きに通り、１／４波長板６ｃを透過して円偏光から直線偏光へ変換され、ミラー９ｅで反射され、凸レンズ５ｅおよび５ｃにより構成されるリレーレンズ系を逆向きに通り、ミラー９ｃで反射され、ミラー９ａで反射され、偏光ビームスプリッタ８ａへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射される。
集光位置に形成されたホログラムで反射され、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光および偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光は、凸レンズ５ｈおよび凹レンズ４ｂにより構成されるエキスパンダレンズ系を透過してビーム径が縮小され、撮像素子２０により、再生情報に従って変調された断面内の強度分布が検出される。
ここで、ホログラムはページデータの情報を有している。偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光および偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光の集光位置を記録層の厚さ方向へ移動させ、記録層の面内方向だけでなく厚さ方向へも多層にホログラムを形成することにより、３次元記録再生を行うことができる。
アクティブ波長板１１ｂは、アクティブ波長板１１ａと同様に、２枚のガラス基板の間に液晶高分子を挟んだ構成である。
本実施の形態における、ディスク２への情報の記録時におけるディスク２への入射ビームの光路は、図３に示すものと同じである。また、本実施の形態における、ディスク２からの情報の再生時におけるディスク２への入射ビームおよびディスク２からの反射ビームの光路は、図４に示すものと同じである。但し、図４における回折格子２３ａ〜回折格子２３ｆのパタンはホログラムで置き換えられる。
図３（ａ）における入射ビーム２４ａ、図３（ｂ）における入射ビーム２４ｃは図９における偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光に対応し、図３（ａ）における入射ビーム２４ｂ、図３（ｂ）における入射ビーム２４ｄは図９における偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光に対応する。また、図４（ａ）における入射ビーム２５ａは図９における偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光に対応し、図４（ｂ）における入射ビーム２５ｂは図９における偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光に対応する。
本実施の形態においては、記録層２２の厚さ方向へ６層にホログラムを形成するものとする。このとき、ディスク２への情報の記録時には、入射ビーム２４ａを参照光、入射ビーム２４ｂを信号光として用いて情報が記録された第１層〜第３層を形成し、入射ビーム２４ｃを信号光、入射ビーム２４ｄを参照光として用いて情報が記録された第４層〜第６層を形成する。また、ディスク２からの情報の再生時には、入射ビーム２５ａを参照光として用いて第１層〜第３層のうちの選択された層から情報を再生し、入射ビーム２５ｂを参照光として用いて第４層〜第６層のうちの選択された層から情報を再生する。
本実施の形態においては、一般に、記録層２２の厚さ方向へＮ層にホログラムを形成するものとしてもよい。このとき、ディスク２への情報の記録時には、入射ビーム２４ａを参照光、入射ビーム２４ｂを信号光として用いて情報が記録された第１層〜第（Ｎ／２）層を形成し、入射ビーム２４ｃを信号光、入射ビーム２４ｄを参照光として用いて情報が記録された第（Ｎ／２＋１）層〜第Ｎ層を形成すればよい。
また、ディスク２からの情報の再生時には、入射ビーム２５ａを参照光として用いて第１層〜第（Ｎ／２）層のうちの選択された層から情報を再生し、入射ビーム２５ｂを参照光として用いて第（Ｎ／２＋１）層〜第Ｎ層のうちの選択された層から情報を再生すればよい。
次に、図８に示した各々の電気回路、レーザ駆動回路３２ｂ、記録系回路１０２ｂ、再生系回路１０３ｂ、アクティブ波長板駆動回路３７ｂの動作に関して述べる。
レーザ駆動回路３２ｂは、ディスク２への情報の記録時およびディスク２からの情報の再生時に、レーザ３からの出射光のパワーが一定になるように、レーザ３へ一定の電流を供給してレーザ３を駆動する。
記録系回路１０２ｂは、変調回路３０ｂ、記録信号生成回路３１ｂ、および空間光変調器駆動回路４２からなる。変調回路３０ｂは、ディスク２への情報の記録時に、記録データとして外部から入力された信号を変調規則に従って変調する。記録信号生成回路３１ｂは、変調回路３０ｂで変調された信号に基づいて、光ヘッド１ｃ内の空間光変調器１８を駆動するための記録信号を生成する。空間光変調器駆動回路４２は、記録信号生成回路３１ｂで生成された記録信号に基づいて、空間光変調器１８の各画素へ記録信号に応じた電圧を供給して空間光変調器１８を駆動する。
再生系回路１０３ｂは、増幅回路３３ｂ、再生信号処理回路３４ｂ、および復調回路３５ｂからなる。増幅回路３３ｂは、ディスク２からの情報の再生時に、光ヘッド１ｃ内の撮像素子２０の各画素から出力される電圧信号を増幅する。再生信号処理回路３４ｂは、増幅回路３３ｂで増幅された電圧信号に基づいて、ディスク２にホログラムの形態で記録された再生信号の生成、波形等化、２値化を行う。復調回路３５ｂは、再生信号処理回路３４ｂで２値化された信号を復調規則に従って復調し、再生データとして外部へ出力する。
アクティブ波長板駆動回路３７ｂは、ディスク２への情報の記録時に、光ヘッド１ｃ内のアクティブ波長板１１ｂが１／４波長板の効果を持つように、アクティブ波長板１１ｂが有する液晶高分子に実効値がＶ／２の交流電圧を印加し、光ヘッド１ｃ内のアクティブ波長板１１ａが１／２波長板または全波長板の効果を持つように、アクティブ波長板１１ａが有する液晶高分子に交流電圧を印加しないかまたは実効値がＶの交流電圧を印加する。
ここで、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を参照光、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を信号光として用いてディスク２へ情報を記録する場合、アクティブ波長板駆動回路３７ｂは液晶高分子に交流電圧を印加せず、アクティブ波長板１１ａが１／２波長板の効果を持つようにする。偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を信号光、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を参照光として用いてディスク２へ情報を記録する場合、アクティブ波長板駆動回路３７ｂは液晶高分子に実効値がＶの交流電圧を印加し、アクティブ波長板１１ａが全波長板の効果を持つようにする。
また、アクティブ波長板駆動回路３７ｂは、ディスク２からの情報の再生時に、アクティブ波長板１１ｂが有する液晶高分子に実効値がＶの交流電圧を印加してアクティブ波長板１１ｂが全波長板の効果を持つようにするか、アクティブ波長板１１ａが有する液晶高分子に交流電圧を印加せずにアクティブ波長板１１ａが１／２波長板の効果を持つようにする。
ここで、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を参照光として用いてディスク２から情報を再生する場合、アクティブ波長板駆動回路３７ｂは液晶高分子に交流電圧を印加せず、アクティブ波長板１１ａが１／２波長板の効果を持つようにする。偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を参照光として用いてディスク２から情報を再生する場合、アクティブ波長板駆動回路３７ｂは液晶高分子に実効値がＶの交流電圧を印加して、アクティブ波長板１１ａが全波長板の効果を持つようにする。
［第４の実施の形態］
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係る光学的情報再生装置１００ｄの構成を示す概念図である。光学的情報再生装置１００ｄは、ビット型の反射型ホログラム記録用の光学的情報再生装置であり、光記録媒体に対して情報の記録および再生を行うための記録再生装置である。光学的情報再生装置１００ｄは、ディスク２を搭載して回転させるスピンドル２８と、回転するディスク２にレーザを照射して情報の記録および再生を行う光ピックアップ１０１ｄと、光ピックアップ１０１ｄおよびスピンドル２８を駆動する回路（詳しくは後述）からなる。
光ピックアップ１０１ｄは、光ヘッド１ｄと、光ヘッド１ｄを搭載してディスク２の内周側と外周側との間で移動させるポジショナ２７ｄとからなる。ポジショナ２７ｄはポジショナ駆動回路４３によって駆動され、スピンドル２８はスピンドル駆動回路４４によって駆動される。光ヘッド１ｄは、記録系回路１０２、再生系回路１０３、シャッタ駆動回路３６、アクティブ波長板駆動回路３７ｃ、半導体レーザ駆動回路４１、対物レンズ系回路１１０、リレーレンズ駆動回路４０の各々の回路によって駆動される。アクティブ波長板駆動回路３７ｃ、半導体レーザ駆動回路４１、対物レンズ系回路１１０の動作に関しては後述する。それ以外の回路の動作に関しては、図１に示す本発明の光学的情報再生装置の第一の実施の形態において述べた通りである。また、ディスク２からの情報の再生時にコントローラ２９ｄが行う処理も、図５のフローチャートで示した処理と同一である。
図１１は、図１０で開示した光ヘッド１ｄの構成を示す概念図である。光ヘッド１ｄは、図２に示す光ヘッド１ａにおける偏光ビームスプリッタ８ｂで反射された光の光路中にアクティブ波長板１１ｃ、偏光ビームスプリッタ８ｆ、凸レンズ５ｉ、円筒レンズ１４ａ、光検出器１３ｄを追加し、偏光ビームスプリッタ８ｃで反射された光の光路中にアクティブ波長板１１ｄ、偏光ビームスプリッタ８ｇ、凸レンズ５ｊ、円筒レンズ１４ｂ、光検出器１３ｅを追加し、ミラー９ｄ、ミラー９ｅをそれぞれ干渉フィルタ１７ａ、干渉フィルタ１７ｂで置き換え、干渉フィルタ１７ａを透過する光の光路中に半導体レーザ１５ａ、凸レンズ５ｋ、ビームスプリッタ１６ａ、凸レンズ５ｍ、円筒レンズ１４ｃ、光検出器１３ｆを追加し、干渉フィルタ１７ｂを透過する光の光路中に半導体レーザ１５ｂ、凸レンズ５ｌ、ビームスプリッタ１６ｂ、凸レンズ５ｎ、円筒レンズ１４ｄ、光検出器１３ｇを追加したものである。
干渉フィルタ１７ａおよび１７ｂは、波長が４０５ｎｍの光を反射し、波長が６５０ｎｍの光を透過させる。それ以外の光学系の動作に関しては、図２に示す光ヘッド１ａにおいて述べた通りである。
ディスク２への情報の記録時には、アクティブ波長板１１ｃおよび１１ｄは入射光に対して全波長板の効果を持つ。偏光ビームスプリッタ８ａで反射され、ディスク２の記録層内に集光された光は、ディスク２を透過し、対物レンズ１２ｂを逆向きに通り、１／４波長板６ｃを透過して円偏光から直線偏光へ変換され、干渉フィルタ１７ｂで反射され、凸レンズ５ｅおよび５ｃにより構成されるリレーレンズ系を逆向きに通り、偏光ビームスプリッタ８ｃへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、アクティブ波長板１１ｄを偏光状態が変化することなく透過し、偏光ビームスプリッタ８ｇへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、凸レンズ５ｊおよび円筒レンズ１４ｂにより構成されるアナモルフィックレンズ系により非点収差が与えられ、光検出器１３ｅの受光部上に集光される。
一方、偏光ビームスプリッタ８ａを透過し、ディスク２の記録層内に集光された光は、ディスク２を透過し、対物レンズ１２ａを逆向きに通り、１／４波長板６ｂを透過して円偏光から直線偏光へ変換され、干渉フィルタ１７ａで反射され、凸レンズ５ｄおよび５ｂにより構成されるリレーレンズ系を逆向きに通り、偏光ビームスプリッタ８ｂへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、アクティブ波長板１１ｃを偏光状態が変化することなく透過し、偏光ビームスプリッタ８ｆへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、凸レンズ５ｉおよび円筒レンズ１４ａにより構成されるアナモルフィックレンズ系により非点収差が与えられ、光検出器１３ｄの受光部上に集光される。
光検出器１３ｅは、凸レンズ５ｊおよび円筒レンズ１４ｂにより構成されるアナモルフィックレンズ系により形成される２つの焦線の中間に設けられており、ディスク２の半径方向に対応する分割線および接線方向に対応する分割線で４つに分割された受光部を有する。各受光部から出力される電圧信号に基づいて、ディスク２の記録層内における、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光の集光位置に対する偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光の集光位置のずれが検出される。
一方、光検出器１３ｄは、凸レンズ５ｉおよび円筒レンズ１４ａにより構成されるアナモルフィックレンズ系により形成される２つの焦線の中間に設けられており、ディスク２の半径方向に対応する分割線および接線方向に対応する分割線で４つに分割された受光部を有する。各受光部から出力される電圧信号に基づいて、ディスク２の記録層内における、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光の集光位置に対する偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光の集光位置のずれが検出される。
ディスク２の厚さ方向の集光位置ずれである厚さ方向位置ずれ信号は公知の非点収差法により検出され、ディスク２の半径方向の集光位置ずれである半径方向位置ずれ信号は公知のラジアルプッシュプル法により検出され、ディスク２の接線方向の集光位置ずれである接線方向位置ずれ信号は公知のタンジェンシャルプッシュプル法により検出される。
これに対し、ディスク２からの情報の再生時には、アクティブ波長板１１ｃおよび１１ｄは入射光に対して１／２波長板の効果を持つ。シャッタ１０ａが偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を通過させ、シャッタ１０ｂが偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を遮断する場合、偏光ビームスプリッタ８ａで反射され、ディスク２の記録層内に集光された光は、集光位置に形成された回折格子のパタンで反射され、偏光ビームスプリッタ８ｂへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、アクティブ波長板１１ｃを透過して偏光方向が９０°変化し、偏光ビームスプリッタ８ｆへＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、凸レンズ５ｆにより光検出器１３ａの受光部上に集光される。
一方、シャッタ１０ａが偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を遮断し、シャッタ１０ｂが偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を通過させる場合、偏光ビームスプリッタ８ａを透過し、ディスク２の記録層内に集光された光は、集光位置に形成された回折格子のパタンで反射され、偏光ビームスプリッタ８ｃへＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、アクティブ波長板１１ｄを透過して偏光方向が９０°変化し、偏光ビームスプリッタ８ｇへＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、凸レンズ５ｇにより光検出器１３ｂの受光部上に集光される。
半導体レーザ１５ａおよび１５ｂは波長が６５０ｎｍの光を出射する。半導体レーザ１５ａから出射した光は、凸レンズ５ｋを透過して発散光から平行光へ変換され、約５０％がビームスプリッタ１６ａを透過し、干渉フィルタ１７ａ、１／４波長板６ｂを透過し、対物レンズ１２ａによりディスク２の第一の基準面上に集光される。ディスク２の第一の基準面上に集光された光は、ディスク２の第一の基準面で反射され、対物レンズ１２ａを逆向きに通り、１／４波長板６ｂ、干渉フィルタ１７ａを透過し、約５０％がビームスプリッタ１６ａで反射され、凸レンズ５ｍおよび円筒レンズ１４ｃにより構成されるアナモルフィックレンズ系により非点収差が与えられ、光検出器１３ｆの受光部上に集光される。
一方、半導体レーザ１５ｂから出射した光は、凸レンズ５ｌを透過して発散光から平行光へ変換され、約５０％がビームスプリッタ１６ｂを透過し、干渉フィルタ１７ｂ、１／４波長板６ｃを透過し、対物レンズ１２ｂによりディスク２の第二の基準面上に集光される。ディスク２の第二の基準面上に集光された光は、ディスク２の第二の基準面で反射され、対物レンズ１２ｂを逆向きに通り、１／４波長板６ｃ、干渉フィルタ１７ｂを透過し、約５０％がビームスプリッタ１６ｂで反射され、凸レンズ５ｎおよび円筒レンズ１４ｄにより構成されるアナモルフィックレンズ系により非点収差が与えられ、光検出器１３ｇの受光部上に集光される。
光検出器１３ｆは、凸レンズ５ｍおよび円筒レンズ１４ｃにより構成されるアナモルフィックレンズ系により形成される２つの焦線の中間に設けられており、ディスク２の半径方向に対応する分割線および接線方向に対応する分割線で４つに分割された受光部を有する。ディスク２の第一の基準面には第一の基準位置を表す接線方向に平行な溝が形成されており、各受光部から出力される電圧信号に基づいて、ディスク２の第一の基準位置に対する半導体レーザ１５ａから出射した光の集光位置のずれが検出される。これにより、ディスク２の記録層内における、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光の集光位置の、第一の基準位置に対するずれが検出される。
一方、光検出器１３ｇは、凸レンズ５ｎおよび円筒レンズ１４ｄにより構成されるアナモルフィックレンズ系により形成される２つの焦線の中間に設けられており、ディスク２の半径方向に対応する分割線および接線方向に対応する分割線で４つに分割された受光部を有する。ディスク２の第二の基準面には第二の基準位置を表す接線方向に平行な溝が形成されており、各受光部から出力される電圧信号に基づいて、ディスク２の第二の基準位置に対する半導体レーザ１５ｂから出射した光の集光位置のずれが検出される。これにより、ディスク２の記録層内における、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光の集光位置の、第二の基準位置に対するずれが検出される。
ディスク２の厚さ方向の集光位置ずれであるフォーカス誤差信号は公知の非点収差法により検出され、ディスク２の半径方向の集光位置ずれであるトラック誤差信号は公知のラジアルプッシュプル法により検出される。
ここで、ディスク２の第一の基準面は、図３および図４に示す基板２１ａと記録層２２との境界面であり、ディスク２の第二の基準面は、図３および図４に示す基板２１ｂと記録層２２との境界面である。基板２１ａと記録層２２との境界面、基板２１ｂと記録層２２との境界面には、波長４０５ｎｍの光を透過させ、波長６５０ｎｍの光を反射する誘電体多層膜が形成されている。
アクティブ波長板１１ｃ、アクティブ波長板１１ｄは、アクティブ波長板１１ａと同様に、２枚のガラス基板の間に液晶高分子を挟んだ構成である。
本実施の形態における、ディスク２への情報の記録時におけるディスク２への入射ビームの光路は、図３に示すものと同じである。また、本実施の形態における、ディスク２からの情報の再生時におけるディスク２への入射ビームおよびディスク２からの反射ビームの光路は、図４に示すものと同じである。
次に、図１０に示した各々の電気回路、アクティブ波長板駆動回路３７ｃ、半導体レーザ駆動回路４１、対物レンズ系回路１１０の回路の動作に関して述べる。
アクティブ波長板駆動回路３７ｃは、ディスク２への情報の記録時には、光ヘッド１ｄ内のアクティブ波長板１１ｃおよび１１ｄが有する液晶高分子に実効値がＶの交流電圧を印加し、アクティブ波長板１１ｃおよび１１ｄが全波長板の効果を持つようにする。ディスク２からの情報の再生時には、光ヘッド１ｄ内のアクティブ波長板１１ｃおよび１１ｄが有する液晶高分子に交流電圧を印加せず、アクティブ波長板１１ｃおよび１１ｄが１／２波長板の効果を持つようにする。
半導体レーザ駆動回路４１は、ディスク２への情報の記録時およびディスク２からの情報の再生時に、光ヘッド１ｄ内の半導体レーザ１５ａおよび１５ｂからの出射光のパワーが一定になるように、半導体レーザ１５ａおよび１５ｂへ一定の電流を供給して駆動する。
対物レンズ系回路１１０は、増幅回路３３ｃ、誤差信号生成回路３８、および対物レンズ駆動回路３９ｂからなる。増幅回路３３ｃは、ディスク２への情報の記録時およびディスク２からの情報の再生時に、光ヘッド１ｄ内の光検出器１３ｆおよび１３ｇの各受光部から出力される電圧信号を増幅する。誤差信号生成回路３８は、増幅回路３３ｃで増幅された電圧信号に基づいて、光ヘッド１ｄ内の対物レンズ１２ａおよび１２ｂの一方を駆動するためのフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を生成する。
対物レンズ駆動回路３９ｂは、ディスク２の記録層内における、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光および透過した光の一方の集光位置の、第一の基準位置または第二の基準位置に対するディスク２の厚さ方向および半径方向のずれを所定の値に設定するために、誤差信号生成回路３８で生成されたフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号に基づいて、図示しない電磁駆動型のアクチュエータへフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号に応じた電流を供給して、対物レンズ１２ａおよび１２ｂの一方を、ディスク２の厚さ方向および半径方向へ駆動する。
ここで、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を用いてディスク２から情報を再生する場合、対物レンズ駆動回路３９ｂは、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光の集光位置の第一の基準位置に対するずれを所定の値に設定するために対物レンズ１２ａを駆動し、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を用いてディスク２から情報を再生する場合、対物レンズ駆動回路３９ｂは、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光の集光位置の第二の基準位置に対するずれを所定の値に設定するために対物レンズ１２ｂを駆動する。
また、増幅回路３３ｃは、ディスク２への情報の記録時に、光ヘッド１ｄ内の光検出器１３ｄ、光検出器１３ｅの各受光部から出力される電圧信号を増幅する。誤差信号生成回路３８は、増幅回路３３ｃで増幅された電圧信号に基づいて、対物レンズ１２ａ、対物レンズ１２ｂの他方を駆動するための厚さ方向位置ずれ信号、半径方向位置ずれ信号、接線方向位置ずれ信号を生成する。
対物レンズ駆動回路３９ｂは、ディスク２の記録層内における、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光の一方の集光位置に対する他方の集光位置のディスク２の厚さ方向、半径方向、接線方向のずれを補正するために、誤差信号生成回路３８で生成された厚さ方向位置ずれ信号、半径方向位置ずれ信号、接線方向位置ずれ信号に基づいて、図示しない電磁駆動型のアクチュエータへ厚さ方向位置ずれ信号、半径方向位置ずれ信号、接線方向位置ずれ信号に応じた電流を供給して、対物レンズ１２ａ、対物レンズ１２ｂの他方を、ディスク２の厚さ方向、半径方向、接線方向へ駆動する。
ここで、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光を用いてディスク２から情報を再生する場合、対物レンズ駆動回路３９ｂは、偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光の集光位置に対する偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光の集光位置のずれを補正するために対物レンズ１２ｂを駆動し、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光を用いてディスク２から情報を再生する場合、対物レンズ駆動回路３９ｂは、偏光ビームスプリッタ８ａを透過した光の集光位置に対する偏光ビームスプリッタ８ａで反射された光の集光位置のずれを補正するために対物レンズ１２ａを駆動する。
以上で説明した第１〜第４の実施の形態に係る光学的情報再生装置は、いずれも光記録媒体に対して情報の記録および再生を行う記録再生装置であるが、情報の再生のみの機能を有するものももちろん本発明の範囲に含まれる。
これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることは言うまでもないことである。
この出願は２００８年１月１６日に出願された日本出願特願２００８−００７３９４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
３次元的に情報が記録された光記録媒体に対して情報の再生を行う光学的情報再生装置において利用することができる。
本発明の第１の実施の形態に係る光学的情報再生装置の構成を示す概念図である。 図１で開示した光ヘッドの構成を示す概念図である。 図１〜２で開示した光学的情報再生装置で、ディスクへの情報の記録時における、ディスクへの入射ビームの光路を示す概念図である。 図１〜２で開示した光学的情報再生装置で、ディスクからの情報の再生時における、ディスクへの入射ビームおよびディスクからの反射ビームの光路を示す概念図である。 図１〜４で開示した光学的情報再生装置で、ディスクからの情報の再生時にコントローラが行う処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る光学的情報再生装置の構成を示す概念図である。 図６で開示した光ヘッドの構成を示す概念図である。 本発明の第３の実施の形態に係る光学的情報再生装置の構成を示す概念図である。 図８で開示した光ヘッドの構成を示す概念図である。 本発明の第４の実施の形態に係る光学的情報再生装置の構成を示す概念図である。 図１０で開示した光ヘッドの構成を示す概念図である。 非特許文献１に記載の光学的情報再生装置に用いられる光ヘッド装置の構成を示す概念図である。
符号の説明
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 光ヘッド
２ ディスク
３ レーザ
１０ａ、１０ｂ シャッタ
１１ａ、１１ｂ アクティブ波長板
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ 光検出器
１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１３ｇ 光検出器
２０ 撮像素子
２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ コントローラ
１００、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ 光学的情報再生装置
１０１、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ 光ピックアップ
１０２、１０２ｂ 記録系回路
１０３、１０３ｂ 再生系回路
１１０ 対物レンズ系回路

Claims (7)

  1. 回折格子のパタンもしくはホログラムを形成することによって情報が記録された複数の層と、第１の基準面と、第２の基準面とを有する光記録媒体から情報を再生する光学的情報再生装置であって、
    前記光記録媒体からデータを再生するために前記光記録媒体に対して照射される再生ビームおよび前記光記録媒体にデータを記録するために前記光記録媒体に対して照射される記録ビームを生成する第１の光源と、
    前記再生ビームを前記光記録媒体の第１の表面、第２の表面のいずれに導くかを、前記光記録媒体の中で再生する対象のデータがいずれの層に記録されているかに応じて切り替え可能であると共に前記第１の表面および第２の表面に前記記録ビームを導く光路切り替え手段と、
    前記光路切り替え手段を駆動する駆動手段と、
    前記第１の基準面もしくは第２の基準面に導かれて前記光記録媒体に対して照射される誤差検出ビームを生成する第２の光源と、
    前記第１の表面に導かれた前記誤差検出ビームの前記光記録媒体内における集光位置の、前記第１の基準面上の第１の基準位置に対する第１のずれを検出する第１の誤差検出手段と、
    前記第１のずれを補正する第１の誤差補正手段と、
    前記第２の表面に導かれた前記誤差検出ビームの前記光記録媒体内における集光位置の、前記第２の基準面上の第２の基準位置に対する第２のずれを検出する第２の誤差検出手段と、
    前記第２のずれを補正する第２の誤差補正手段と、
    前記第１の表面に導かれた前記記録ビームの前記光記録媒体内における集光位置の、前記第２の表面に導かれた前記記録ビームの前記光記録媒体内における集光位置に対する第３のずれを検出する第３の誤差検出手段と、
    前記第３のずれを補正する第３の誤差補正手段と、
    前記第２の表面に導かれた前記記録ビームの前記光記録媒体内における集光位置の、前記第１の表面に導かれた前記記録ビームの前記光記録媒体内における集光位置に対する第４のずれを検出する第４の誤差検出手段と、
    前記第４のずれを補正する第４の誤差補正手段と
    を有することを特徴とする光学的情報再生装置。
  2. 前記駆動手段は、前記第１の表面から前記再生する対象のデータが記録されている層までに前記再生ビームが経由する層の数を第１の層数、前記第２の表面から前記再生する対象のデータが記録されている層までに前記再生ビームが経由する層の数を第２の層数とするとき、前記第１の層数が前記第２の層数よりも少なければ前記第１の表面から前記再生ビームを入射するように前記光路切り替え手段を駆動し、前記第２の層数が前記第１の層数よりも少なければ前記第２の表面から前記再生ビームを入射するように前記光路切り替え手段を駆動することを特徴とする、請求項１に記載の光学的情報再生装置。
  3. 前記光記録媒体の前記第１の表面もしくは前記第２の表面に最も近い層に記録されている、前記光記録媒体に記録された内容を示すフォーマット情報を参照して前記第１の層数および前記第２の層数を認識する判断手段を有することを特徴とする、請求項２に記載の光学的情報再生装置。
  4. 前記光路切り替え手段が、前記駆動手段によって開閉可能なシャッタであることを特徴とする、請求項１に記載の光学的情報再生装置。
  5. 前記光路切り替え手段が、前記駆動手段が印加する電圧を調整することにより前記再生ビーム中の常光成分、異常光成分に対する屈折率差を調整できるアクティブ波長板であることを特徴とする、請求項１に記載の光学的情報再生装置。
  6. 前記光記録媒体による前記再生ビームの反射光を電気信号に変換する光検出器と、
    前記光検出器から出力される電気信号から前記反射光の強度で表されるビットデータを検出する再生系回路とを有することを特徴とする、請求項１に記載の光学的情報再生装置。
  7. 回折格子のパタンもしくはホログラムを形成することによって情報が記録された複数の層と、第１の基準面と、第２の基準面とを有する光記録媒体から情報を再生する光ヘッド装置であって、
    前記光記録媒体からデータを再生するために前記光記録媒体に対して照射される再生ビームおよび前記光記録媒体にデータを記録するために前記光記録媒体に対して照射される記録ビームを生成する第１の光源と、
    前記再生ビームを前記光記録媒体の第１の表面、第２の表面のいずれに導くかを切り替え可能であると共に前記第１の表面および第２の表面に前記記録ビームを導く光路切り替え手段と、
    前記第１の基準面もしくは第２の基準面に導かれて前記光記録媒体に対して照射される誤差検出ビームを生成する第２の光源と、
    前記第１の表面に導かれた前記誤差検出ビームの前記光記録媒体内における集光位置の、前記第１の基準面上の第１の基準位置に対する第１のずれを検出する第１の誤差検出手段と、
    前記第２の表面に導かれた前記誤差検出ビームの前記光記録媒体内における集光位置の、前記第２の基準面上の第２の基準位置に対する第２のずれを検出する第２の誤差検出手段と、
    前記第１の表面に導かれた前記記録ビームの前記光記録媒体内における集光位置の、前記第２の表面に導かれた前記記録ビームの前記光記録媒体内における集光位置に対する第３のずれを検出する第３の誤差検出手段と、
    前記第２の表面に導かれた前記記録ビームの前記光記録媒体内における集光位置の、前記第１の表面に導かれた前記記録ビームの前記光記録媒体内における集光位置に対する第４のずれを検出する第４の誤差検出手段と
    を有することを特徴とする光ヘッド装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5492796B2 (ja) * 2011-01-20 2014-05-14 株式会社日立製作所 光学装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11133843A (ja) * 1997-10-24 1999-05-21 Sony Corp 光情報記録装置および方法
JP2008140472A (ja) * 2006-12-01 2008-06-19 Fuji Xerox Co Ltd 光記録装置、光記録方法、記録媒体及び再生方法
JP2009015880A (ja) * 2007-06-29 2009-01-22 Sony Corp 光情報記録装置及び光情報記録方法並びに光情報再生装置及び光情報再生方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63161542A (ja) * 1986-12-25 1988-07-05 Sony Corp デイスクプレ−ヤ
JP3032045B2 (ja) * 1991-06-06 2000-04-10 株式会社リコー 光ディスク装置
JPH08287474A (ja) * 1995-04-10 1996-11-01 Sony Corp データ記録媒体およびそのデータ記録媒体を使用する記録／再生装置
JP2000163790A (ja) * 1998-11-26 2000-06-16 Olympus Optical Co Ltd 光ピックアップ装置
JP2002352467A (ja) * 2001-05-22 2002-12-06 Funai Electric Co Ltd 光ピックアップ装置
WO2006082678A1 (ja) * 2005-01-06 2006-08-10 National University Corporation Kobe University 光情報記録装置（反射型ホログラフィックメモリ装置）

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11133843A (ja) * 1997-10-24 1999-05-21 Sony Corp 光情報記録装置および方法
JP2008140472A (ja) * 2006-12-01 2008-06-19 Fuji Xerox Co Ltd 光記録装置、光記録方法、記録媒体及び再生方法
JP2009015880A (ja) * 2007-06-29 2009-01-22 Sony Corp 光情報記録装置及び光情報記録方法並びに光情報再生装置及び光情報再生方法

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