JP5726816B2 - ホログラム用光ピックアップ装置、光情報記録再生装置、光情報記録再生方法、及び光情報装置 - Google Patents

ホログラム用光ピックアップ装置、光情報記録再生装置、光情報記録再生方法、及び光情報装置 Download PDF

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Description

本発明は、ホログラム技術により光情報記録媒体から情報を再生するためのホログラム用光ピックアップ装置、光情報記録再生装置、及び光情報再生方法に関する。
近年、大容量のデータを高速に記録／再生可能なホログラム技術として２光束角度多重方式が提案されている。この方式では、信号光と参照光の相対角度を高精度に制御することが必要とされる。このような要求に対し、特許文献１に記載の技術では、信号光と参照光の相対角度を探索するために撮像素子で信号光を検出し、記録角度ごとにＳＮＲを演算し、その値から次の相対角度を予測することで、信号光に対する参照光の相対角度を制御している。
米国特許出願公開第２００９／０２０７７１０号公報
特許文献１の技術では、信号光と参照光の相対角度を探索可能な一方で、２つの課題がある。第１点は、撮像素子により再生信号を検出し、ＳＮＲを演算してから相対角度の制御信号（以下、角度誤差信号）を生成するため、高速再生が困難となることである。また第２点は、参照光の角度誤差信号を生成するために再生信号が最良となる相対角度から微小量だけずれた角度に設定しているため、最良の再生信号が得られないことである。
そこで本発明の目的は、２光束角度多重方式において、高速再生を実現可能でかつ最良な再生信号を得るための角度誤差信号を検出可能なホログラム用光ピックアップ装置、光情報記録再生装置、及び光情報再生方法を提供することである。
上記目的は、特許請求の範囲に記載の発明によって達成できる。一例を挙げるならば、光情報記録媒体に参照光と信号光を照射してホログラムを形成することで情報信号を記録し、あるいは光情報記録媒体のホログラムに参照光を照射することで情報信号を再生するホログラム用光ピックアップ装置において、光ビームを出射する光源と、光源から出射した光ビームを信号光と参照光に分岐する分岐素子と、参照光を伝搬方向が異なり偏光状態が略直交する２つの光ビームに分岐する光軸分岐素子と、光情報記録媒体に照射する２つの光ビームに分岐された参照光の入射角度を変える角度可変素子と、信号光に情報信号を付加する空間光変調器と、情報信号が付加された信号光を光情報記録媒体に照射する対物レンズと、光情報記録媒体に２つの光ビームに分岐された参照光を照射したときに記録済領域から発生する回折光を検出し再生信号とする撮像素子と、光情報記録媒体に２つの光ビームに分岐された参照光を照射したときに記録済領域から発生する回折光を検出する光検出器と、を備え、光検出器で検出した信号を用いて、角度可変素子を制御するための角度誤差信号が生成される構成とした。
本発明によれば、高速再生を実現可能でかつ最良な再生信号を得るための角度誤差信号を検出可能なホログラム用光ピックアップ装置、光情報記録再生装置、及び光情報再生方法を提供することができる。
第１の実施例に係るホログラム用ピックアップ装置の光学系を示す構成図。 ガルバノミラー３８の回転角度と各光検出器での検出信号強度の関係を示す図。 ガルバノミラー３８の回転角度と角度誤差信号の関係を示す図。 ガルバノミラー４０に入射する２つの光ビームの光路を示す図。 第２の実施例に係るホログラム用ピックアップ装置の光学系を示す構成図。 光検出器７３の受光部の構成を示す図。 光検出器７３の受光部の他の構成例を示す図。 光検出器５６（または５４，６３）の受光部の他の構成例を示す図。 第３の実施例に係るホログラム用ピックアップ装置の光学系を示す構成図。 ガルバノミラー３８の回転角度に対する角度誤差信号と再生信号の関係を示す図。 図９の構成に図５の構成を組み合わせた光学系を示す構成図。 第４の実施例に係る光情報記録再生装置の構成図。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
図１は、第１の実施例に係るホログラム用ピックアップ装置の光学系を示す構成図である。ホログラム用ピックアップ装置１００は、光情報記録媒体に参照光と信号光を照射してホログラムを形成することで情報信号を記録し、あるいは光情報記録媒体のホログラムに参照光を照射することで情報信号を再生する装置である。本実施例のホログラム用ピックアップ装置構成と動作を記録時と再生時に分けて説明する。
＜記録時＞
まず、記録時の動作を説明する。光源１１を出射した光ビームは、コリメートレンズ１２で所望のビーム径に変換された後、シャッタ１３を通り偏光可変素子１４に入射する。偏光可変素子１４は光ビームをＰ偏光とＳ偏光とを有した偏光に変換する。ここに偏光可変素子１４は、記録／再生動作に応じて所定の偏光に変換する素子であり、ここでは記録時にはＰ偏光とＳ偏光、再生時にはＳ偏光に変換する。偏光可変素子１４を通過した光ビームは偏光性分岐素子である偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）プリズム１５に入射し、Ｐ偏光は透過、Ｓ偏光は反射することで光ビームが分岐される。ここで、ＰＢＳプリズム１５を透過した光ビームを信号光、反射した光ビームを参照光と呼ぶ。
ＰＢＳプリズム１５を透過した信号光（Ｐ偏光）は、ビームエキスパンダ２５によって所望のビーム径に変換され、位相マスク２６、リレーレンズ２７、ＰＢＳプリズム２８を透過して空間光変調器２９に入射する。空間光変調器２９は信号光に２次元画像データなどの情報信号を付加するもので、例えば偏光変換（Ｐ偏光→Ｓ偏光）する微小素子を２次元配列し、記録する情報信号に応じて各素子を駆動する構成とする。情報信号が付加された信号光（Ｓ偏光）は、ＰＢＳプリズム２８を反射し偏光可変素子３３に入射する。偏光可変素子３３は記録／再生動作に応じて所定の偏光に変換する素子であり、ここでは記録時にはＳ偏光をＰ偏光に変換し、再生時には入射偏光をそのまま出射する。Ｐ偏光に変換された信号光は、リレーレンズ３０（空間フィルタ３１を含む）、ＰＢＳプリズム６１、対物レンズ３２を経て、光情報記録媒体２００内に集光する。
一方、前記ＰＢＳプリズム１５を反射した参照光（Ｓ偏光）は、ミラー３４、波長板３５、ロションプリズム３６、ミラー３７を経て、ガルバノミラー３８に入射する。ここで波長板３５とロションプリズム３６は、再生動作で後述するように、入射する参照光を偏光状態の異なる２つのビームに分岐する光軸分岐素子である。記録動作では、分岐された一方のビームを参照光として用いる。ガルバノミラー３８を反射した参照光はスキャナーレンズ３９を経て光情報記録媒体２００に入射する。ここでガルバノミラー３８はミラーの角度を矢印方向に制御可能な角度可変素子であり、これにより参照光の光情報記録媒体２００への入射角度を変えながら角度多重記録を実現する。このとき、光情報記録媒体２００内に信号光と参照光（すなわち２光束）が互いに重ね合うように入射することで、光情報記録媒体２００内には干渉縞パターンが形成される。そしてこの干渉縞パターンが記録媒体内にホログラムとして記録される。本実施例では、このホログラムのことを「ページ」と呼び、ページが角度多重化されている記録領域のことを「ブック」と呼ぶ。
光情報記録媒体２００に１ページ分の情報が記録された後、シャッタ１３が閉じ、次に記録される１ページ分の情報が空間光変調器２９によって表示される。同時に、ガルバノミラー３８が微小量だけ回転して、光情報記録媒体２００への参照光の入射角度がθだけ変更される。その後、シャッタ１３が開くと次に記録される情報が光情報記録媒体２００の同一ブックの新たなページとして多重角度で記録される。そしてページ数が所定の多重数に達すると、次の記録領域（ブック）への移動を行う。ブックの移動では対物レンズ３２の位置を固定し、これに対し図示しない駆動手段により光情報記録媒体２００を移動させる。これを繰り返して複数のブロックに角度多重記録を行なう。
＜再生時＞
次に、再生時の動作を説明する。記録時と重複する説明は省略または簡単に行う。ＰＢＳプリズム１５を反射した参照光（Ｓ偏光）は、ミラー３４を反射し、波長板３５に入射する。波長板３５は、入射したＳ偏光をＰ偏光とＳ偏光からなる互いに直交する偏光成分に変換する素子である。そして、波長板３５を透過した参照光は、ロションプリズム３６に入射する。ロションプリズム３６は、入射した光ビームの偏光状態に応じて伝搬方向が微小角度φだけ異なる２つのビームに分岐する光軸分岐素子である。このため、ロションプリズム３６を透過した２つの光ビームは、偏光状態が略直交し伝搬方向が異なるという光学特性を有している。ここでは、分岐された２つビームのうちＰ偏光の光ビームを「第１の光ビーム（Ｂ１）」、Ｓ偏光の光ビームを「第２の光ビーム（Ｂ２）」とする。本実施例では、第１の光ビーム（Ｂ１）は光情報記録媒体２００から再生信号を検出するための「参照用光ビーム」として、第２の光ビーム（Ｂ２）はガルバノミラー３８の角度制御を行うための「制御用光ビーム」として使用する。
ロションプリズム３６を透過した第１、第２の光ビームは、ミラー３７を反射し、ガルバノミラー３８（第１の角度可変素子）に入射する。ガルバノミラー３８はミラーの角度を制御可能な光学素子であり、参照用光ビーム（ここでは第１の光ビームが相当する）の光情報記録媒体２００への入射角度をページ記録時の入射角度に一致させることで、角度多重記録された各ページからの再生を実現する。ガルバノミラー３８を反射した第１、第２の光ビームは、スキャナーレンズ３９を経て光情報記録媒体２００に入射する。このとき、光情報記録媒体２００内の記録領域（ページ）から、入射角度に応じた２つの回折光がレンズ５１の方向に発生する。これらの回折光はレンズ５１を透過し、偏光性分岐素子であるＰＢＳプリズム５２に入射する。ここで、光情報記録媒体２００で発生する回折光は入射時と同じ偏光状態であるため、第１の光ビーム（参照用光ビーム）から発生した第１の回折光（Ｐ偏光）はＰＢＳプリズム５２を透過し、第２の光ビーム（制御用光ビーム）から発生した第２の回折光（Ｓ偏光）はＰＢＳプリズム５２を反射する。そして第１の回折光は、検出レンズ５５を経て光検出器５６の受光部に入射し、第２の回折光は、検出レンズ５３を経て光検出器５４の受光部に入射する。このうち第２の回折光は、ガルバノミラー３８の角度誤差信号を生成するために用いる。
一方、光情報記録媒体２００を透過した第１、第２の光ビームは、ガルバノミラー４０（第２の角度可変素子）に入射する。ガルバノミラー４０は、第１の光ビーム（参照用光ビーム）がガルバノミラー４０に対して略垂直に入射するように、ガルバノミラー３８（第１の角度可変素子）の動作と連動させて制御する。つまり、ガルバノミラー３８に入力した電圧値（または電流値）から換算される角度情報をもとにガルバノミラー４０を制御する。これより、ガルバノミラー４０に入射した第１の光ビームは略垂直方向（同一方向）に反射され、再度光情報記録媒体２００に入射する。また、第２の光ビーム（制御用光ビーム）は垂直方向からずれた方向に反射され、再度光情報記録媒体２００に入射する。その結果、光情報記録媒体２００内の記録領域（ページ）から、２つの回折光が対物レンズ３２方向に発生する。反射した第１の光ビーム（参照用光ビーム）から発生した回折光を第３の回折光とし、反射した第２の光ビーム（制御用光ビーム）から発生した回折光を第４の回折光とする。このうち第３の回折光は、光情報記録媒体２００に記録された所定の情報を有した再生光となる。また第４の回折光は、ガルバノミラー３８の角度誤差信号を生成するために用いる。第３、第４の回折光は、対物レンズ３２を経て偏光性分岐素子であるＰＢＳプリズム６１に入射する。ここで、光情報記録媒体２００で発生する回折光は入射時と同じ偏光状態であるため、第３の回折光（Ｐ偏光）はＰＢＳプリズム６１を透過し、第４の回折光（Ｓ偏光）はＰＢＳプリズム６１を反射する。
ＰＢＳプリズム６１を透過した第３の回折光（再生光）は、リレーレンズ３０内の空間フィルタ３１に入射する。空間フィルタ３１は開口部を有し、記録領域（ページ）からの回折光のみを通過させそれ以外の回折光を遮断する。空間フィルタ５１を通過した再生光は、リレーレンズ３０を経て偏光可変素子３３に入射する。偏光可変素子３３は再生時には入射光をそのままの偏光状態（Ｐ偏光）で出射する。よって、Ｐ偏光である再生光はＰＢＳプリズム２８を透過し、撮像素子４１に入射する。撮像素子４１は入射した再生光を電気信号に変換し、これから再生信号（画像データなど）が生成される。１つのページの再生が終わると、ガルバノミラー３８を微小量回転させて、光情報記録媒体２００への参照用光ビームの入射角度を変更する。そして、光情報記録媒体２００内の次のページを再生する。これを繰り返して角度多重された各ページの再生信号が生成される。
一方、ＰＢＳ６１を反射した第４の回折光は、検出レンズ６２を経て光検出器６３の受光部に入射する。第４の回折光は前記第２の回折光と同様、第２の光ビーム（制御用光ビーム）により発生したものであるが、後述するように、入射する第２の光ビーム（制御用光ビーム）の方向は第１の光ビーム（参照用光ビーム）の方向に対し、微小角度φだけ逆方向にずれている。
そこで本実施例では、第２の回折光と第４の回折光との差分信号から、ガルバノミラー３８の角度誤差信号を生成する。第２の回折光が入射して光検出器５４で得られた信号をＳ１、第４の回折光が入射して光検出器６３で得られた信号をＳ２とした場合、ガルバノミラー３８の角度誤差信号（ＡＥＳ）は（１）式で表わされる。
ＡＥＳ＝Ｓ１−Ｓ２ （１）
なお、信号Ｓ１、信号Ｓ２はそれぞれの第２、第４の回折光の全光量（または一部の光量）を検出した総和信号である。その際、光検出器５４と光検出器６３では、角度誤差以外の要因、例えば検出感度の差や回折光の光路長の差により信号Ｓ１と信号Ｓ２とに出力レベル差が発生することがある。よってこれらの影響については予め補正しておくものとする。こうして得られた角度誤差信号（ＡＥＳ）に基づいてガルバノミラー３８を駆動し、角度誤差信号がゼロとなるように制御する。
ここで、本実施例における角度誤差信号の検出方法について説明する。
図２は、ガルバノミラー３８の回転角度と各光検出器での検出信号強度の関係を示す図である。第１の回折光を受け光検出器５６で得られる信号をＳ０、第２の回折光を受け光検出器５４で得られる信号をＳ１、第３の回折光（再生光）を受け撮像素子４１で得られる再生信号をＳ０’、第４の回折光を受け光検出器６３で得られる信号をＳ２とする。それぞれの信号強度は最大値で正規化している。各光検出器の信号強度（各回折光の強度）は、光情報記録媒体２００に記録されているページの角度（記録時の参照光の入射角度）と再生時に入射する光ビームの入射角度が一致するときに最大となる。ここでは、各ページは所定の角度θだけずらして角度多重記録されているので、信号強度の最大点は角度θごとに現れる。
光検出器５６で得られる信号Ｓ０と撮像素子４１で得られる再生信号Ｓ０’は、いずれも第１の光ビーム（参照用光ビーム）をもとに発生するので、ガルバノミラー３８の回転角度に対し同様に変化し、両者の正規化曲線は一致している。これに対し、光検出器５４で得られる信号Ｓ１と光検出器６３で得られる信号Ｓ２は、信号Ｓ０（再生信号Ｓ０’）の曲線に対して、回転角度方向に＋φ及び−φだけずらした曲線となっている。その理由は、信号Ｓ１と信号Ｓ２は、第１の光ビームとは伝搬方向が角度φだけ異なる第２の光ビーム（制御用光ビーム）をもとに発生すること、さらに第２の光ビームはガルバノミラー４０での反射により伝搬角度が反転すること（＋φ→−φ）による。本実施例ではこの性質を利用し、式（１）により信号Ｓ１と信号Ｓ２の差動信号（Ｓ１−Ｓ２）を演算することで、角度誤差信号を得るようにしている。
ここで、信号Ｓ０（再生信号Ｓ０’）が得られる入射角度範囲（回転角度の幅）をＡと置いたとき、ロションプリズム３６で分岐した第１、第２の光ビームの相対角度ずれφはＡ／２以内とするのが望ましい。もしも２つの光ビームの相対角度ずれφがＡ／２より大きいと、信号Ｓ０（再生信号Ｓ０’）が最大となる入射角度位置では、十分なレベルの信号Ｓ１と信号Ｓ２が得られなくなってしまうからである。
図３は、ガルバノミラー３８の回転角度と角度誤差信号の関係を示す図である。角度誤差信号（実線）は、図２における信号Ｓ１と信号Ｓ２の差動信号（Ｓ１−Ｓ２）から求めている。再生信号（破線）Ｓ０’が最大となる角度位置では角度誤差信号はゼロとなり、再生信号が最大点からずれると角度誤差信号は正または負の信号となる。これにより、再生信号を最大とするためのガルバノミラー３８の駆動条件（回転角度の大きさと方向）が精度良く分かり、これに基づいてガルバノミラー３８を制御することで、安定した再生を行うことが可能となる。このような角度誤差信号を検出できるのは、再生信号Ｓ０’（または信号Ｓ０）が最大となるガルバノミラー３８の回転角度に対して、信号Ｓ１と信号Ｓ２が最大となる回転角度が常に角度±φだけずれるようにしたからである。ここで、信号Ｓ１と信号Ｓ２の最大点が角度±φだけずれる理由について説明する。
まず、光検出器５６での信号Ｓ０に対し光検出器５４での信号Ｓ１がずれる理由を説明する。本実施例ではロションプリズム３６を設け、伝搬方向が微小角度φだけ異なる第１の光ビーム（参照用光ビーム）と第２の光ビーム（制御用光ビーム）に分岐させて光情報記録媒体２００に入射させる。このため、第１の光ビームから生じる信号Ｓ０と第２の光ビームから生じる信号Ｓ１とでは、信号強度が最大となるガルバノミラー３８の回転角度が微小角度φだけずれることになる。なお、第１の光ビーム（参照用光ビーム）はその後ガルバノミラー４０により反射されて光情報記録媒体２００に再度入射し、再生光（再生信号Ｓ０’）を発生させることになるが、ガルバノミラー４０では垂直に反射されるので、第１の光ビームの方向は変わらない。よって再生信号Ｓ０’と信号Ｓ０の最大点は同じ位置となり、光検出器５４の信号Ｓ１は再生信号Ｓ０’に対しても微小角度φだけずれることになる。
次に、光検出器６３での信号Ｓ２が検出器５４での信号Ｓ１に対して反対方向にずれる理由を説明する。
図４は、ガルバノミラー４０に入射する２つの光ビームの光路を示す図である。
（ａ）は、参照用光ビーム（第１の光ビーム）の入射光Ｂ１と反射光Ｂ１’、制御用光ビーム（第２の光ビーム）の入射光Ｂ２と反射光Ｂ２’を示す。参照用光ビームの入射光Ｂ１はガルバノミラー４０に垂直に入射するので、その反射光Ｂ１’は同じ光路を戻ることになる。それに対し制御用光ビームの入射光Ｂ２は、ガルバノミラー４０に対し垂直方向から角度φだけ傾いて入射するため、その反射光Ｂ２’は垂直方向から反対側に角度φだけ傾いて出射することになる。
（ｂ）は、入射光と反射光において、参照用光ビームに対する制御用光ビームの相対角度を示す。入射光では、参照用光ビームＢ１に対し制御用光ビームＢ２は図面下側方向に角度φだけ傾いている。これに対し反射光では、参照用光ビームＢ１’に対し制御用光ビームＢ２’は図面上側方向に角度φだけ傾いている。このように制御用光ビームの伝搬方向は、ガルバノミラー４０を反射することで相対角度が反転する。
信号Ｓ１と信号Ｓ２は、それぞれ制御用光ビームＢ２と制御用光ビームＢ２’から生じる。このため、信号Ｓ１と信号Ｓ２の最大点は、再生信号Ｓ０’の最大点に対して互いに反対側に±φだけずれることになる。
このようにして、信号Ｓ１と信号Ｓ２の差動演算からガルバノミラー３８の角度誤差信号を検出し、誤差信号をゼロとなるよう制御することで安定した再生を行うことが可能となる。その際、撮像素子４１からの画像信号をもとに制御する方式と比較し、光量のみを検出する光検出器５４，６３は高周波で駆動可能なため、高速制御が容易である。また、ガルバノミラー３８の回転角度を再生光量が最大点となるよう制御するために、常に最良の再生信号Ｓ０’を得ることができる。
本実施例は以下のような変形が可能である。
記録密度（ページの密度）が高い光情報記録媒体２００の再生の場合には隣接した記録領域からの回折光が角度誤差信号用の光検出器に入射することを避けるため、各光検出器（光検出器５４、光検出器５６、光検出器６３）の前に空間フィルタをそれぞれ配置しても良い。また、光検出器６３の検出光学系（ＰＢＳプリズム６１、検出レンズ６２）については空間フィルタ３１と撮像素子４１の間に配置しても良い。
参照光を伝搬方向と偏光状態が異なる２つの光ビームに分岐する光軸分岐素子としてロションプリズム３６を用いたが、これには限定されず、例えばウォラストンプリズム、偏光回折素子、偏光位相板等を用いることができる。
角度可変素子としてガルバノミラー３８，４０を用いたが、これには限定されず、例えば音響光学素子や、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）などを用いても良い。
波長板３５を偏光可変素子とし、記録／再生動作に応じて偏光状態を変えても良い。すなわち、再生時にのみＰ偏光とＳ偏光とを有した偏光に変換し、記録時にはそのままの偏光状態とする。その結果、再生時はロションプリズム３６により２つの光ビームに分岐されるが、記録時には単一の光ビームで伝搬するので、光情報記録媒体２００に入射する光量を増大することができる。
以上のように、本実施例のホログラム用ピックアップ装置は、ロションプリズム等に代表される光軸分岐素子により、参照光を伝搬方向が異なり偏光状態が略直交する２つの光ビームに分岐することを特徴としている。
また、ガルバノミラーに代表される第１の角度可変素子（図１の符号３８）で反射された参照光が光情報記録媒体に入射したときに、光情報記録媒体内の記録領域から発生する回折光からＰＢＳプリズムに代表される偏光性分岐素子を用いて第１の検出器（図１の符号５４）で所定の偏光成分の回折光を検出し、ガルバノミラーに代表される第２の角度可変素子（図１の符号４０）で反射された参照光が光情報記録媒体に入射したときに、光情報記録媒体内の記録領域から発生する回折光から偏光性分岐素子を用いて第２の検出器（図１の符号６３）で所定の偏光成分の回折光を検出することを特徴としている。
そして、第１の光検出器から得られる第１の信号Ｓ１と前記第２の光検出器から得られる第２の信号Ｓ２から、第１の角度可変素子の角度誤差信号を生成することを特徴としている。
図５は、第２の実施例に係るホログラム用ピックアップ装置の光学系を示す構成図である。本実施例では実施例１（図１）の構成に対し、ガルバノミラー４０（第２の角度可変素子）を制御するための検出光学系を付加したことを特徴とする。実施例２で追加した検出光学系は、ＰＢＳプリズム７１、検出レンズ７２、光検出器７３を有し、検出器７３から出力される信号を用いてガルバノミラー４０（第２の角度可変素子）の角度制御を行う。以下、ガルバノミラー４０の制御用の信号を第２角度誤差信号と呼ぶ。そして、ガルバノミラー３８（第１の角度可変素子）の角度誤差信号を第１角度誤差信号と呼ぶ。
実施例１におけるガルバノミラー４０は、ガルバノミラー３８（第１の角度可変素子）に対する制御条件（回転角度）をもとに、参照用光ビーム（第１の光ビーム）がガルバノミラー４０に垂直に入射するための回転角度を求めて制御していた。その場合、温度変動などの外乱の影響によりガルバノミラー４０は最適な回転角度より僅かにずれてしまうことがある。その結果、前記図４において、参照用光ビーム（第１の光ビーム）の反射光Ｂ１’が入射光Ｂ１の方向と一致せず、制御用光ビーム（第２の光ビーム）の入射光Ｂ２と反射光Ｂ２’の角度が所定の角度±φからずれてアンバランスになる。つまり、信号Ｓ１と信号Ｓ２の差動信号から求めた角度誤差信号を用いても、再生信号Ｓ０’の最大点が得られないことになる。
これに対し実施例２では、ガルバノミラー４０から反射された第１の光ビームの伝搬方向を直接検出して、反射光が垂直方向、すなわち入射光と同じ方向に戻るよう制御するものである。これにより、外乱が生じても第１の光ビーム（参照用光ビーム）を常に垂直方向に反射させることができ、安定した再生信号を得ることができる。
実施例２の動作を説明する。まず、ガルバノミラー３８（第１の角度可変素子）の第１角度誤差信号については実施例１と同様に生成する。そして、ガルバノミラー４０（第２の角度可変素子）を反射後、光情報記録媒体２００を透過した第１の光ビーム（参照用光ビーム）を用いて第２角度誤差信号を生成する。
光情報記録媒体２００を透過した第１の光ビーム（参照用光ビーム）は、リレーレンズ３９、ガルバノミラー３８、ミラー３７、ロションプリズム３６、波長板３５を経て、ＰＢＳプリズム７１に入射する。ここで、参照用光ビームは波長板３５を２度透過することで、Ｐ偏光とＳ偏光の両方の偏光成分を含み、参照用光ビームの一部（Ｐ偏光成分）はＰＢＳプリズム７１を透過する。ＰＢＳプリズム７１を透過した参照用光ビームの一部は、検出レンズ７２を経て光検出器７３に入射する。光検出器７３では、ガルバノミラー４０（第２の角度可変素子）に対する第２角度誤差信号（ＳＡＥＳ）を生成する。
図６は光検出器７３の受光部の構成を示す図である。光検出器７３には、ガルバノミラー４０の回転方向に少なくとも２分割された受光部（受光面Ｄ３、受光面Ｄ４）を有する。ＲＢは入射する参照用光ビームのスポットを示す。ここで、受光面Ｄ３と受光面Ｄ４から得られる信号をそれぞれ信号Ｓ３、信号Ｓ４とした場合、第２角度誤差信号（ＳＡＥＳ）は（２）式で表わされる。
ＳＡＥＳ＝Ｓ３−Ｓ４ （２）
なお、本実施例では受光面Ｄ３と受光面Ｄ４の間を両方の受光面に信号が検出されるような暗線で示したが、例えば、参照用光ビームのビーム径を大きくし、単純な分割線の受光部で検出しても良い。
このような演算で第２角度誤差信号が検出できるのは以下の理由による。まず、第１の光ビーム（参照用光ビーム）のガルバノミラー４０（第２の角度可変素子）への入射角度が垂直方向からずれると、ガルバノミラー４０で反射された参照用光ビームの伝搬方向がずれる。これに伴い、光検出器７３へ入射する参照用光ビームの位置がずれ、図６に示すように、受光部のスポットＲＢは上下方向に移動する。これを２分割した受光部（受光面Ｄ３と受光面Ｄ４）で検出することで、その差分からガルバノミラー４０の角度誤差を求めることができる。本実施例では、検出レンズ７２を通してビーム径を小さくすることで位置ずれに対する光量変化を大きくしている。
本実施例は以下のような変形が可能である。
図７は、光検出器７３の受光部の他の構成例を示す。図６では光検出器７３の受光部をガルバノミラー４０の回転方向に２分割したが、これには限定されず、例えば、図７に示すように４分割しても良い。４個の受光面Ｄｅ，Ｄｆ，Ｄｇ，Ｄｈを用いることで、ガルバノミラー４０の回転方向だけでなく、それに垂直な方向の角度誤差信号も生成することが可能となる。
また、ガルバノミラー４０を制御するための検出光学系は、参照用光ビームの光路中であればどこに配置しても良い。本実施例のガルバノミラー４０の制御用の検出光学系および検出方法は、ガルバノミラー３８の制御用光学系には依存しない。よって、ガルバノミラー３８の制御光学系が異なる構成の場合でも、上記したガルバノミラー４０の制御光学系をそのまま適用することができる。
本実施例では、２分割された受光部を有する光検出器７３を用いたが、例えば位置検出素子などの位置を検出するセンサであっても良い。また、ガルバノミラー４０の制御は、ロションプリズム３６がなくとも実現できるため、ガルバノミラー３８の制御方法には依存しない。
以上のように、本実施例のホログラム用ピックアップ装置は、光情報記録媒体を再生するときに参照光と共役な光ビームを生成するための第２の角度可変素子（図５の符号４０）の反射光を検出する光学系を有することを特徴としている。この光学系は、少なくとも光検出器（図５の符号７３）を有しており、光検出器は少なくとも２分割された受光部を少なくとも１つ有することを特徴としている。
実施例１と実施例２において、光検出器５６の信号Ｓ０を用いて、ガルバノミラーの角度制御以外の制御が可能である。例えば、光検出器５６の信号Ｓ０の強度を用いて、信号Ｓ１の信号増幅率を制御しても良い。さらに、光検出器５６、光検出器５４または光検出器６３などから、記録領域に対する位置誤差信号やフォーカス誤差信号を生成することもできる。
図８は、光検出器５６（または５４，６３）の受光部の他の構成例を示す。受光部を受光面Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄに４分割し、それらの信号を演算することで光情報記録媒体２００の記録領域の位置誤差信号を検出できる。これは、回折光が発生する媒体上の位置がずれると、光検出器５６に入射する回折光（ここではＳ０）の位置もずれることを利用している。受光面Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄから得られる信号をＳａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄとした場合、光情報記録媒体上の位置誤差信号（ＸＰＥＳ、ＹＰＥＳ）は、（３ｘ）（３ｙ）式で表わすことができる。
ＸＰＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｂ）−（Ｓｃ＋Ｓｄ） （３ｘ）
ＹＰＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｄ）−（Ｓｂ＋Ｓｃ） （３ｙ）
この構成によれば、ガルバノミラー３８の角度制御だけでなく、光情報記録媒体２００とホログラム用光ピックアップ装置の相対位置を制御することが可能となる。
図９は、第３の実施例に係るホログラム用ピックアップ装置の光学系を示す構成図である。本実施例では、実施例１（図１）の構成に対し、対物レンズ３２とリレーレンズ３０の間に配置していたＰＢＳプリズム６１、レンズ６２、光検出器６３をの光学系を削除したことを特徴としている。なお、実施例１における光学部品５１〜５６は、符号を変えて光学部品８１〜８６として示している。このような構成でガルバノミラー３８に対する角度制御を可能とし、実施例１に比較して小型化、低コスト化を実現するものである。ここでは、再生動作について実施例１と相違する点を説明する。
実施例１と同様に、ミラー３４を反射した参照光は、波長板３５とロションプリズム３６により偏光状態と伝搬方向（角度差φ）が異なる２つビームに分岐される。このうち、Ｐ偏光の光ビームを第１の光ビーム（Ｂ１）、Ｓ偏光の光ビームを第２の光ビーム（Ｂ２）とするが、実施例３ではいずれもガルバノミラー３８の角度制御を行うための制御用光ビームとして使用する。そして、光情報記録媒体２００から再生信号を検出するための参照用光ビームには、光情報記録媒体２００を透過しガルバノミラー４０（第２の角度可変素子）を反射した第１の光ビーム（Ｂ１’）を使用する。
偏光状態と伝搬方向が異なる第１、第２の光ビーム（いずれも制御用光ビーム）は、ガルバノミラー３８（第１の角度可変素子）を反射しスキャナーレンズ３９を経て光情報記録媒体２００に入射する。このとき、光情報記録媒体２００内の記録領域から、入射角度に応じた２つの回折光がレンズ８１の方向に発生する。これらの回折光はレンズ８１を透過し、ＰＢＳプリズム８２に入射する。第１の光ビーム（Ｂ１）から発生した第１の回折光（Ｐ偏光）はＰＢＳプリズム８２を透過し、第２の光ビーム（Ｂ２）から発生した第２の回折光（Ｓ偏光）はＰＢＳプリズム８２を反射する。そして第１の回折光は、検出レンズ８５を経て光検出器８６の受光部に入射し、第２の回折光は、検出レンズ８３を経て光検出器８４の受光部に入射する。
光検出器８４で得られた信号をＳ５、光検出器８６で得られた信号をＳ６とした場合、本実施例の角度誤差信号（ＡＥＳ）は（４）式で表わされる。
ＡＥＳ＝Ｓ５−Ｓ６ （４）
なお、信号Ｓ５、信号Ｓ６はそれぞれ第１、第２の回折光の全光量（または一部の光量）を検出した総和信号である。その際光検出器８４と光検出器８６では、角度誤差以外の要因、例えば検出感度の差や回折光の偏光成分の差により信号Ｓ５と信号Ｓ６とに出力レベル差が発生することがある。これらの影響については予め補正しておくものとする。こうして得られた角度誤差信号（ＡＥＳ）に基づいてガルバノミラー３８を駆動し、角度誤差信号がゼロとなるように制御する。
一方、光情報記録媒体２００を透過した第１、第２の光ビームは、ガルバノミラー４０（第２の角度可変素子）に入射する。実施例３では、第１の光ビームがガルバノミラー４０に垂直方向から所定の角度だけ傾いて入射するようにガルバノミラー４０を制御する。そして、ガルバノミラー４０を反射した第１の光ビームを光情報記録媒体２００から再生信号を検出するための参照用光ビームとして使用する。
ガルバノミラー４０を反射した第１の光ビーム（参照用光ビーム）と第２の光ビームが再び光情報記録媒体２００を透過することで、第１の光ビーム（参照用光ビーム）により記録領域から所定の情報を有した第３の回折光（再生光）が発生し、対物レンズ３２の方向に向かう。再生光はリレーレンズ３０、空間フィルタ３１を経て、偏光可変素子３３、ＰＢＳプリズム２８を経て、撮像素子４１に入射する。そして撮像素子４１に入射した再生光に基づいて、再生画像データが生成される。
ここで、第３の回折光（再生光）の最適条件が前記（４）式で生成した角度誤差信号に従って得られるための、ガルバノミラー４０の傾斜角度について説明する。
図１０は、ガルバノミラー３８の回転角度に対する角度誤差信号と再生信号の関係を示す図である。比較のために、実施例１のように第１の光ビームをガルバノミラー４０に垂直に入射させた場合を示す。実施例１では図３に示したように、再生信号Ｓ０’の最大点は角度誤差信号（Ｓ１−Ｓ２）の最小点（ゼロ）と一致していた。これに対し図１０の場合には、再生信号Ｓ０’の最大点は角度誤差信号（Ｓ５−Ｓ６）の最小点（ゼロ）から角度φ／２だけずれてしまう。
この角度ずれを解消するため、本実施例では、ガルバノミラー４０に入射した第１の光ビームとガルバノミラー４０を反射した第１の光ビームとに、伝搬方向の角度差φ／２が発生するようにガルバノミラー４０を制御する。すなわち、ガルバノミラー４０を入射する第１の光ビームに対して垂直となる姿勢からφ／４だけ傾けることで、再生信号Ｓ０’の最大点と角度誤差信号（Ｓ５−Ｓ６）の最小点（ゼロ）を一致させることができる。具体的には、ガルバノミラー３８に対する駆動条件に連動させるとともに、さらにφ／４の角度を加算してガルバノミラー４０を制御すれば良い。
これに伴い、ロションプリズム３６で分岐した２つの光ビームの相対角度φの条件が変更になる。再生光が得られる参照用光ビームの入射角度範囲をＡと置いたとき、好ましい相対角度φはＡ以下となる。
本実施例は、分岐した２つの光ビームから得られる信号Ｓ５と信号Ｓ６により角度誤差信号を生成してガルバノミラー３８を制御している。そして、ガルバノミラー４０により光ビームの伝搬方向をφ／２だけ変化させた参照用光ビームを用いることで、角度誤差信号の最小点と一致して再生信号が最大となるように制御することができる。これにより、実施例１に対し小型化、低コスト化が実現できる。
以上のように、本実施例のホログラム用ピックアップ装置は、ガルバノミラーに代表される第１の角度可変素子（図９の符号３８）で反射された参照光が光情報記録媒体に入射したときに、光情報記録媒体内の記録領域から発生する回折光をＰＢＳプリズムに代表される偏光性分岐素子を用いて分岐し、第１の偏光成分を第１の検出器（図９の符号８４）で検出し、第２の偏光成分を第２の検出器（図９の符号８６）で検出することを特徴としている。なお、第１の偏光成分と第２の偏光成分は直交している。そして、第１の光検出器から得られる第１の信号Ｓ５と前記第２の光検出器から得られる第２の信号Ｓ６から第１の角度可変素子の角度誤差信号を生成することを特徴としている。
本実施例は以下のような変形が可能である。
図１１は、図９の構成に前記実施例２（図５）の構成を組み合わせたホログラム用ピックアップ装置の光学系を示す構成図である。すなわちガルバノミラー４０（第２の角度可変素子）を制御するための検出光学系として、ＰＢＳプリズム７１、検出レンズ７２、光検出器７３を付加したものである。この場合、ガルバノミラー４０に対する第１の光ビームの入射光と反射光とはφ／２だけ角度がずれるように制御する。そのために、光検出器７３の受光部の位置を機械的に調整しても良いし、電気的なオフセットを付加して調整しても良い。
実施例３の場合にも、隣接した記録領域からの回折光が角度誤差信号用の光検出器に入射するような密度の高い記録状態の場合には、各光検出器（光検出器８４、光検出器８６）の前に空間フィルタを配置しても良い。
ＰＢＳプリズム８２で分岐した回折光を異なる光検出器（光検出器８４と光検出器８６）で検出したが、例えば偏光回折素子や形状の異なるＰＢＳプリズムを用いて１つの光検出器の異なる受光部で検出しても良い。
また、光検出器８４または光検出器８６の受光部を複数の受光面に分割し、それらの信号を演算することで位置誤差信号やフォーカス誤差信号を生成することもできる。
さらに、実施例３の構成では、再生光を検出する撮像素子４１を光情報記録媒体２００に対して空間光変調器２９と同じ側に配置したが、これには限定されない。例えば撮像素子４１を、光情報記録媒体２００に対して空間光変調器２９と反対側に配置し、ガルバノミラー３８の角度誤差信号検出用の光検出器８４，８６と兼用させる構成も可能である。この場合の利点としては、ガルバノミラー４０（第２の角度可変素子）を搭載する必要なくなり、角度制御するのはガルバノミラー３８（第１の角度可変素子）のみとなるため、制御が容易となる。
図１２は、第４の実施例に係る光情報記録再生装置の構成図を示す。光情報記録再生装置は、光情報記録媒体にホログラムを形成して情報信号を記録および／または再生する。光情報記録再生装置の構成は、前記各実施例で示した光ピックアップ装置１００の他に、機構・光学系として、光情報記録媒体駆動素子１０９、位相共役光学系１１１、光情報記録媒体Ｃｕｒｅ光学系１１２、光情報記録媒体位置検出光学系１１３を備えている。光情報記録媒体２００は光ピックアップ装置１００に対して、相対的な記録／再生位置を変えられるような構成となっている。なお、図１、図５、図９、図１１に示した光ピックアップ装置１００は、位相共役光学系１１１（ガルバノミラー４０が相当する）を含んで示している。
光ピックアップ装置１００は、光情報記録媒体２００に参照光と信号光を照射してホログラムを形成することで情報信号を記録し、あるいは光情報記録媒体２００のホログラムに参照光を照射することで情報信号を再生する。その際、記録再生動作の制御系として次の回路を備え、各回路はコントローラ１１０によって制御される。
記録する情報信号は、信号生成回路１０６を介して光ピックアップ装置１００内の空間光変調器（図１の符号２９）に送られ、信号光は空間光変調器によって変調される。光情報記録媒体２００に記録された情報信号を再生する場合は、光ピックアップ装置１００から出射された参照光の位相共役光を位相共役光学系１１１によって生成する。ここで位相共役光とは、入力光と同一の波面を保ちながら逆方向に進む光波のことであり、図１で言えばガルバノミラー４０により反射された参照光である。位相共役光によって生じた回折光（再生光）は、光ピックアップ装置１００内の撮像素子（図１の符号４１）によって検出し、信号処理回路１０５によって再生信号が生成される。
光源駆動回路１０２は、光ピックアップ装置１００、光情報記録媒体Ｃｕｒｅ光学系１１２、光情報記録媒体位置検出光学系１１３内の光源に所定の光源駆動電流を供給し、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光する。シャッタ制御回路１０７は、光ピックアップ装置１００内のシャッタ（図１の符号１３）の開閉時間を制御することで、光情報記録媒体２００に照射する参照光と信号光の照射時間を調整する。光情報記録媒体Ｃｕｒｅ光学系１１２は、光情報記録媒体２００のプリキュアおよびポストキュアに用いる光ビームを生成する。プリキュアとは、光情報記録媒体２００内の所望の位置に参照光と信号光を照射する前に、予め所定の光ビームを照射する前工程のことである。またポストキュアとは、光情報記録媒体２００内の所望の位置に情報を記録した後、追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程のことである。光情報記録媒体位置検出光学系１１３は、光情報記録媒体２００の大まかな位置を検出し、検出信号を用いて位置制御回路１０８により光情報記録媒体２００の大まかな位置を調整する。
ホログラムを利用した記録方式は、超高密度に情報を記録可能であるが、光情報記録媒体２００に対する参照光の入射角の許容誤差が極めて小さくなる。それゆえ本実施例では、光ピックアップ装置１００から出力される信号を用いて、ガルバノミラーに対する角度誤差信号を生成する。サーボ信号生成回路１０３は、光検出器５４，５６，８４，８６から出力される信号を用いて、サーボ制御用の角度誤差信号を生成し、サーボ制御回路１０４は、光ピックアップ装置１００内のガルバノミラー３８を駆動して参照用光ビームの角度ずれ量を補正する。
光ピックアップ装置１００、位相共役光学系１１１、光情報記録媒体Ｃｕｒｅ光学系１１２、光情報記録媒体位置検出光学系１１３は、一部または全ての光学系を１つの構成にまとめて簡素化しても良い。
本実施例の光情報記録再生装置は、前記した実施例１〜３の光ピックアップ装置１００を搭載し、光ピックアップ装置内の光検出器から出力された信号を用いて角度誤差信号を生成する。これより高速再生を実現可能とし、かつこのような角度誤差信号を用いることで最良の再生信号を得ることができる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１１：光源、１２：コリメートレンズ、１３：シャッタ、１４：偏光可変素子、１５：ＰＢＳプリズム、２５：ビームエキスパンダ、２６：位相マスク、２７：リレーレンズ、２８：ＰＢＳプリズム、２９：空間光変調器、３０：リレーレンズ、３１：空間フィルタ、３２：対物レンズ、３３：偏光可変素子、３４：ミラー、３５：波長板、３６：ロションプリズム、３７：ミラー、３８：ガルバノミラー（第１の角度可変素子）、３９：スキャナーレンズ、４０：ガルバノミラー（第２の角度可変素子）、４１：撮像素子、５１：レンズ、５２：ＰＢＳプリズム、５３：検出レンズ、５４：光検出器、５５：検出レンズ、５６：光検出器、６１：ＰＢＳプリズム、６２：検出レンズ、６３：光検出器、７１：ＰＢＳプリズム、７２：検出レンズ、７３：光検出器、８１：レンズ、８２：ＰＢＳプリズム、８３：検出レンズ、８４：光検出器、８５：検出レンズ、８６：光検出器、１００：光ピックアップ装置、１０２：光源駆動回路、１０３：サーボ信号生成回路、１０４：サーボ制御回路、１０５：信号処理回路、１０６：信号生成回路、１０７：シャッタ制御回路、１０８：位置制御回路、１０９：光情報記録媒体駆動素子、１１０：コントローラ、１１１：位相共役光学系、１１２：光情報記録媒体Ｃｕｒｅ光学系、１１３：光情報記録媒体位置検出光学系、２００：光情報記録媒体。

Claims (20)

  1. 光情報記録媒体に参照光と信号光を照射してホログラムを形成することで情報信号を記録し、あるいは光情報記録媒体のホログラムに参照光を照射することで情報信号を再生するホログラム用光ピックアップ装置において、
    光ビームを出射する光源と、
    該光源から出射した光ビームを信号光と参照光に分岐する分岐素子と、
    前記参照光を伝搬方向が異なり偏光状態が略直交する２つの光ビームに分岐する光軸分岐素子と、
    光情報記録媒体に照射する前記２つの光ビームに分岐された参照光の入射角度を変える第１の角度可変素子と、
    前記信号光に情報信号を付加する空間光変調器と、
    前記情報信号が付加された信号光を前記光情報記録媒体に照射する対物レンズと、
    前記光情報記録媒体に前記２つの光ビームに分岐された参照光を照射したときに記録済領域から発生する回折光を検出し再生信号とする撮像素子と、
    前記光情報記録媒体に前記２つの光ビームに分岐された参照光を照射したときに記録済領域から発生する回折光を検出する光検出器と、を備え、
    該光検出器で検出した信号を用いて、前記角度可変素子を制御するための角度誤差信号が生成されることを特徴とするホログラム用光ピックアップ装置。
  2. 光情報記録媒体に参照光と信号光を照射してホログラムを形成することで情報信号を記録し、あるいは光情報記録媒体のホログラムに参照光を照射することで情報信号を再生するホログラム用光ピックアップ装置において、
    光ビームを出射する光源と、
    該光源から出射した光ビームを信号光と参照光に分岐する分岐素子と、
    前記参照光を伝搬方向が異なり偏光状態が略直交する２つの光ビームに分岐する光軸分岐素子と、
    光情報記録媒体に照射する前記２つの光ビームに分岐された参照光の入射角度を変える第１の角度可変素子と、
    前記信号光に情報信号を付加する空間光変調器と、
    前記情報信号が付加された信号光を前記光情報記録媒体に照射する対物レンズと、
    前記光情報記録媒体を透過した前記参照光を反射し、該参照光と共役な共役光を前記光情報記録媒体に対し入射角度を変えて照射する第２の角度可変素子と、
    該第２の角度可変素子から前記光情報記録媒体に前記共役光を照射したときに、記録済領域から発生する回折光を検出し再生信号とする撮像素子と、
    前記光情報記録媒体に前記参照光または前記共役光を照射したときに記録済領域から発生する回折光を検出する光検出器と、を備え、
    該光検出器で検出した信号を用いて、前記第１の角度可変素子を制御するための角度誤差信号が生成されることを特徴とするホログラム用光ピックアップ装置。
  3. 請求項２記載のホログラム用光ピックアップ装置において、
    前記光検出器は、
    前記第１の角度可変素子から前記光情報記録媒体に前記参照光を照射したときに、前記光情報記録媒体内の記録済領域から発生する回折光の所定の偏光成分を検出する第１の光検出器と、
    前記第２の角度可変素子から前記光情報記録媒体に前記共役光を照射したときに、前記光情報記録媒体内の記録済領域から発生する回折光の所定の偏光成分を検出する第２の光検出器と、を備え、
    前記第１の光検出器から得られる第１の信号と前記第２の光検出器から得られる第２の信号の差動演算から前記第１の角度可変素子を制御するための角度誤差信号が生成されることを特徴とするホログラム用光ピックアップ装置。
  4. 請求項２または３記載のホログラム用光ピックアップ装置において、
    前記光情報記録媒体内の記録済領域から再生信号となる回折光を発生させる前記共役光は、前記第２の角度可変素子に対し略垂直に入射及び反射することを特徴とするホログラム用光ピックアップ装置。
  5. 請求項２ないし４のいずれかに記載のホログラム用光ピックアップ装置において、
    前記光情報記録媒体に前記参照光を照射して記録済領域から回折光の信号が得られる前記参照光の入射角度範囲をＡとしたとき、
    前記光軸分岐素子で分岐する２つのビームの伝搬方向の相対角度φはＡ／２以下とすることを特徴とするホログラム用光ピックアップ装置。
  6. 光情報記録媒体に参照光と信号光を照射してホログラムを形成することで情報信号を記録し、あるいは光情報記録媒体のホログラムに参照光を照射することで情報信号を再生するホログラム用光ピックアップ装置において、
    光ビームを出射する光源と、
    該光源から出射した光ビームを信号光と参照光に分岐する分岐素子と、
    前記参照光を伝搬方向が異なり偏光状態が略直交する２つの光ビームに分岐する光軸分岐素子と、
    光情報記録媒体に照射する前記２つの光ビームに分岐された参照光の入射角度を変える第１の角度可変素子と、
    前記信号光に情報信号を付加する空間光変調器と、
    前記情報信号が付加された信号光を前記光情報記録媒体に照射する対物レンズと、
    前記光情報記録媒体を透過した前記参照光を反射し、該参照光と共役な共役光を前記光情報記録媒体に対し入射角度を変えて照射する第２の角度可変素子と、
    該第２の角度可変素子から前記光情報記録媒体に前記共役光を照射したときに、記録済領域から発生する回折光を検出し再生信号とする撮像素子と、
    前記第１の角度可変素子から前記光情報記録媒体に前記参照光を照射したときに、前記光情報記録媒体内の記録済領域から発生する回折光の第１の偏光成分を検出する第１の光検出器と、
    前記第１の角度可変素子から前記光情報記録媒体に前記参照光を照射したときに、前記光情報記録媒体内の記録済領域から発生する回折光の第２の偏光成分を検出する第２の光検出器と、を備え、
    該第１及び第２の光検出器で検出する回折光の前記第１の偏光成分と前記第２の偏光成分は略直交しており、
    該第１及び第２の光検出器で検出した信号を用いて、前記第１の角度可変素子を制御するための角度誤差信号が生成されることを特徴とするホログラム用光ピックアップ装置。
  7. 請求項６記載のホログラム用光ピックアップ装置において、
    前記光軸分岐素子で分岐する２つのビームの伝搬方向の相対角度をφとしたとき、
    前記光情報記録媒体内の記録済領域から再生信号となる回折光を発生させる前記共役光は、前記第２の角度可変素子に対し垂直方向から角度±φ／４だけずれて入射及び反射することを特徴とするホログラム用光ピックアップ装置。
  8. 請求項６または７記載のホログラム用光ピックアップ装置において、
    前記光情報記録媒体に前記参照光を照射して記録済領域から回折光の信号が得られる前記参照光の入射角度範囲をＡとしたとき、
    前記光軸分岐素子で分岐する２つのビームの伝搬方向の相対角度φはＡ以下とすることを特徴とするホログラム用光ピックアップ装置。
  9. 請求項３または６記載のホログラム用光ピックアップ装置において、
    前記第２の角度可変素子を反射した前記共役光を検出する第３の光検出器を有し、
    該第３の光検出器の受光部は少なくとも２分割されており、
    該第３の光検出器の受光部から得られた少なくとも２つの信号から前記第２の角度可変素子を制御するための角度誤差信号が生成されることを特徴とするホログラム用光ピックアップ装置。
  10. 光情報記録媒体に参照光と信号光を照射してホログラムを形成することで情報信号を記録し、あるいは光情報記録媒体のホログラムに参照光を照射することで情報信号を再生するホログラム用光ピックアップ装置において、
    光ビームを出射する光源と、
    該光源から出射した光ビームを信号光と参照光に分岐する分岐素子と、
    前記参照光を伝搬方向が異なり偏光状態が略直交する２つの光ビームに分岐する光軸分岐素子と、
    光情報記録媒体に照射する前記参照光の入射角度を変える第１の角度可変素子と、
    前記信号光に情報信号を付加する空間光変調器と、
    前記情報信号が付加された信号光を前記光情報記録媒体に照射する対物レンズと、
    前記光情報記録媒体を透過した前記参照光を反射し、該参照光と共役な共役光を前記光情報記録媒体に対し入射角度を変えて照射する第２の角度可変素子と、
    前記光情報記録媒体に前記参照光または前記共役光を照射したときに、記録済領域から発生する回折光を検出し再生信号とする撮像素子と、
    前記光情報記録媒体に前記２つの光ビームに分岐された参照光を照射したときに記録済領域から発生する回折光を検出する第１の光検出器と、
    前記第２の角度可変素子を反射した前記共役光を検出する第２の光検出器と、を備え、
    該光検出器に光を照射するための検出レンズを有し、
    前記第１の光検出器から得られた信号により前記第１の角度可変素子を制御するための角度誤差信号が生成され、
    前記第２の光検出器から得られた信号により前記第２の角度可変素子を制御するための角度誤差信号が生成されることを特徴とするホログラム用光ピックアップ装置。
  11. 光情報記録媒体にホログラムを形成することで情報信号を記録し、あるいは光情報記録媒体のホログラムから情報信号を再生する光情報記録再生装置において、
    請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のホログラム用光ピックアップ装置と、
    前記ホログラム用光ピックアップ装置内の前記空間変調器に記録する情報信号を送る信号生成回路と、
    前記ホログラム用光ピックアップ装置内の前記撮像素子にて検出された信号を用いて情報信号を再生する信号処理回路と、
    前記ホログラム用光ピックアップ装置内の前記光検出器にて検出された信号を用いて前記参照光の入射角度の角度誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、
    該角度誤差信号に応じて前記第１の角度可変素子を制御するサーボ制御回路と、
    を備えることを特徴とする光情報記録再生装置。
  12. 光情報記録媒体のホログラムに参照光を照射することで情報信号を再生する光情報再生方法において、
    参照光を伝搬方向が異なり偏光状態が略直交する２つの光ビームに分岐し、
    該分岐された光ビームを前記光情報記録媒体に第１の方向から入射して記録済領域から発生する第１の回折光を検出し、
    該分岐された光ビームを前記光情報記録媒体に、前記第１の方向とは異なる第２の方向から入射して記録済領域から発生する第２の回折光を検出し、
    前記第１の回折光と前記第２の回折光を用いて、記録済領域から再生信号を発生させる前記参照光の入射角度の誤差信号を生成し、
    該誤差信号に基づき前記参照光の前記光情報記録媒体に対する入射角度を制御することを特徴とする光情報再生方法。
  13. 請求項１２記載の光情報再生方法において、
    前記光情報記録媒体に前記参照光を照射して記録済領域から回折光の信号が得られる前記参照光の入射角度範囲をＡとしたとき、
    前記分岐する２つのビームの伝搬方向の相対角度φはＡ／２以下とすることを特徴とする光情報再生方法。
  14. 請求項１２記載の光情報再生方法において、
    前記光情報記録媒体に前記参照光を照射して記録済領域から回折光の信号が得られる前記参照光の入射角度範囲をＡとしたとき、
    前記分岐する２つのビームの伝搬方向の相対角度φはＡ以下とすることを特徴とする光情報再生方法。
  15. 光情報記録媒体から情報を再生する光情報装置であって、
    参照光を生成する光学系と、
    前記参照光を、伝搬方向が異なり偏光状態が異なる第１の光ビームと第２の光ビームに分岐する光軸分岐素子と、
    前記光情報記録媒体に照射する前記第１の光ビームと前記第２の光ビームの入射角度を変える角度可変素子と、
    前記光情報記録媒体に前記第１の光ビーム又は前記第２の光ビームを照射したときに記録済領域から発生する回折光を検出する撮像素子と、
    前記光情報記録媒体に前記第１の光ビーム及び前記第２の光ビームを照射したときに記録済領域から発生する回折光を検出する光検出器と、を備え、
    前記光検出器から得られる信号に基づいて、前記角度可変素子を制御するための角度誤差信号が生成されることを特徴とする光情報装置。
  16. 請求項１５に記載の光情報装置であって、
    前記光学系は、
    光ビームを出射する光源と、
    前記光源から出射した光ビームを信号光と前記参照光に分岐する分岐素子と、を有し、
    前記信号光に情報信号を付加する空間光変調器と、
    前記情報信号が付加された信号光を前記光情報記録媒体に照射する対物レンズと、を備えることを特徴とする光情報装置。
  17. 請求項１５に記載の光情報装置であって、
    前記第１の光ビームと前記第２の光ビームの偏光状態は略直交することを特徴とする光情報装置。
  18. 請求項１５に記載の光情報装置であって、
    前記光検出器は、
    前記光情報記録媒体に前記第１の光ビームを照射したときに記録済領域から発生する回折光を検出する第１の光検出器と、
    前記光情報記録媒体に前記第２の光ビームを照射したときに記録済領域から発生する回折光を検出する第２の光検出器と、を有し、
    前記角度誤差信号は、前記第１の光検出器から得られる第１の信号と前記第２の光検出器から得られる第２の信号の差動演算から生成されることを特徴とする光情報装置。
  19. 請求項１５に記載の光情報装置であって、
    前記光情報記録媒体に前記参照光を照射して記録済領域から回折光の信号が得られる前記参照光の入射角度範囲をＡとしたとき、
    前記第１の光ビームと前記第２の光ビームの伝搬方向の相対角度φはＡ／２以下とすることを特徴とする光情報装置。
  20. 請求項１５に記載の光情報装置であって、
    前記光情報記録媒体に前記参照光を照射して記録済領域から回折光の信号が得られる前記参照光の入射角度範囲をＡとしたとき、
    前記第１の光ビームと前記第２の光ビームの伝搬方向の相対角度φはＡ以下とすることを特徴とする光情報装置。
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