JPH11133843A - 光情報記録装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホログラフィを利用して情報が記録される光
情報記録媒体に対して、情報を随時記録し且つ定着する
ことができるようにする。 【解決手段】 ピックアップ１１は、光情報記録媒体１
における情報記録層２の任意の位置に、情報光および記
録用参照光を照射して、情報光と記録用参照光との干渉
による干渉パターンを形成して情報を記録し、且つ、情
報記録層２において情報光および記録用参照光が照射さ
れて干渉パターンが形成された領域に対して、光源９３
より出射される定着用の紫外光を照射して、情報を定着
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラフィを利
用して情報が記録される光情報記録媒体に対して情報を
記録する光情報記録装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホログラフィを利用して記録媒体に情報
を記録するホログラフィック記録は、一般的に、イメー
ジ情報を持った光と参照光とを記録媒体の内部で重ね合
わせ、そのときにできる干渉縞を記録媒体に書き込むこ
とによって行われる。記録された情報の再生時には、そ
の記録媒体に参照光を照射することにより、干渉縞によ
る回折によりイメージ情報が再生される。

【０００３】近年では、超高密度光記録のために、ボリ
ュームホログラフィ、特にデジタルボリュームホログラ
フィが実用域で開発され注目を集めている。ボリューム
ホログラフィとは、記録媒体の厚み方向も積極的に活用
して、３次元的に干渉縞を書き込む方式であり、厚みを
増すことで回折効率を高め、多重記録を用いて記憶容量
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録媒体と記録方式を用いつつも、記
録するイメージ情報は２値化したデジタルパターンに限
定した、コンピュータ指向のホログラフィック記録方式
である。このデジタルボリュームホログラフィでは、例
えばアナログ的な絵のような画像情報も、一旦デジタイ
ズして、２次元デジタルパターン情報に展開し、これを
イメージ情報として記録する。再生時は、このデジタル
パターン情報を読み出してデコードすることで、元の画
像情報に戻して表示する。これにより、再生時にＳＮ比
（信号対雑音比）が多少悪くても、微分検出を行った
り、２値化データをコード化しエラー訂正を行ったりす
ることで、極めて忠実に元の情報を再現することが可能
になる。

【０００４】図３７は、従来のデジタルボリュームホロ
グラフィにおける記録再生系の概略の構成を示す斜視図
である。この記録再生系は、２次元デジタルパターン情
報に基づく情報光１０２を発生させる空間光変調器１０
１と、この空間光変調器１０１からの情報光１０２を集
光して、ホログラム記録媒体１００に対して照射するレ
ンズ１０３と、ホログラム記録媒体１００に対して情報
光１０２と略直交する方向から参照光１０４を照射する
参照光照射手段（図示せず）と、再生された２次元デジ
タルパターン情報を検出するためのＣＣＤ（電荷結合素
子）アレイ１０７と、ホログラム記録媒体１００から出
射される再生光１０５を集光してＣＣＤアレイ１０７上
に照射するレンズ１０６とを備えている。ホログラム記
録媒体１００には、ＬｉＮｂＯ₃ 等の結晶が用いられ
る。

【０００５】図３７に示した記録再生系では、記録時に
は、記録する原画像等の情報をデジタイズし、その０か
１かの信号を更に２次元に配置して２次元デジタルパタ
ーン情報を生成する。一つの２次元デジタルパターン情
報をページデータと言う。ここでは、＃１〜＃ｎのペー
ジデータを、同じホログラム記録媒体１００に多重記録
するものとする。この場合、まず、ページデータ＃１に
基づいて、空間光変調器１０１によって画素毎に透過か
遮光かを選択することで、空間的に変調された情報光１
０２を生成し、レンズ１０３を介してホログラム記録媒
体１００に照射する。同時に、ホログラム記録媒体１０
０に、情報光１０２と略直交する方向θ１から参照光１
０４を照射して、ホログラム記録媒体１００の内部で、
情報光１０２と参照光１０４との重ね合わせによってで
きる干渉縞を記録する。なお、回折効率を高めるため
に、参照光１０４は、シリンドリカルレンズ等により偏
平ビームに変形し、干渉縞がホログラム記録媒体１００
の厚み方向にまで渡って記録されるようにする。次のペ
ージデータ＃２の記録時には、θ１と異なる角度θ２か
ら参照光１０４を照射し、この参照光１０４と情報光１
０２とを重ね合わせることによって、同じホログラム記
録媒体１００に対して情報を多重記録することができ
る。同様に、他のページデータ＃３〜＃ｎの記録時に
は、それぞれ異なる角度θ３〜θｎから参照光１０４を
照射して、情報を多重記録する。このように情報が多重
記録されたホログラムをスタックと呼ぶ。図３７に示し
た例では、ホログラム記録媒体１００は複数のスタック
（スタック１，スタック２，…，スタックｍ，…）を有
している。

【０００６】スタックから任意のページデータを再生す
るには、そのページデータを記録した際と同じ入射角度
の参照光１０４を、そのスタックに照射してやればよ
い。そうすると、その参照光１０４は、そのページデー
タに対応した干渉縞によって選択的に回折され、再生光
１０５が発生する。この再生光１０５は、レンズ１０６
を介してＣＣＤアレイ１０７に入射し、再生光の２次元
パターンがＣＣＤアレイ１０７によって検出される。そ
して、検出した再生光の２次元パターンを、記録時とは
逆にデコードすることで原画像等の情報が再生される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来、ホロ
グラム記録媒体に対して情報を記録した場合、何ら定着
処理を行わなければ、時間と共に記録した情報が消えて
いったり、再生時に参照光を照射するたびに情報が消え
ていったりするという問題点があった。

【０００８】これに対し、例えば、“味方俊宏他，「ホ
ログラムで情報を空中に表示」，日経メカニカル，１９
９６年，９．３０．ｎｏ．４９０，第４４〜５１ペー
ジ”に示されるように、ホログラム材料としてフォトポ
リマ（光重合ポリマ）を用いたホログラム記録媒体に対
して、情報を記録した後、紫外光を照射し、更に熱処理
を施して、情報の定着を行う技術が提案されている。

【０００９】しかしながら、上述のような従来の定着方
法は、記録媒体全体に紫外光を照射し、更に記録媒体を
恒温槽で一定時間保持する等の熱処理を行うことが必要
であるため、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）型や一
括書き込み型の記録媒体における定着には適用できる
が、情報を随時記録可能とする追記型（ライトワンス
型）の記録媒体における定着には適用することできない
という問題点がある。

【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、ホログラフィを利用して情報が記録
される光情報記録媒体に対して、情報を随時記録し且つ
定着することができるようにした光情報記録装置および
方法を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の光情報記録装置
は、ホログラフィを利用して、情報を担持した情報光と
記録用参照光との干渉による干渉パターンによって情報
が記録される情報記録層を備えた光情報記録媒体に対し
て情報を記録するための光情報記録装置であって、情報
記録層における任意の位置に、情報光と記録用参照光と
の干渉による干渉パターンが形成されるように、情報光
および記録用参照光を照射する記録用光照射手段と、情
報記録層において記録用光照射手段によって情報光およ
び記録用参照光が照射されて干渉パターンが形成された
領域に対して、干渉パターンによって記録される情報を
定着するための定着用光を照射する定着用光照射手段と
を備えたものである。

【００１２】本発明の光情報記録方法は、ホログラフィ
を利用して、情報を担持した情報光と記録用参照光との
干渉による干渉パターンによって情報が記録される情報
記録層を備えた光情報記録媒体に対して情報を記録する
ための光情報記録方法であって、情報記録層における任
意の位置に、情報光と記録用参照光との干渉による干渉
パターンが形成されるように、情報光および記録用参照
光を照射し、情報記録層において情報光および記録用参
照光が照射されて干渉パターンが形成された領域に対し
て、干渉パターンによって記録される情報を定着するた
めの定着用光を照射するものである。

【００１３】本発明の光情報記録装置または本発明の光
情報記録方法では、情報記録層における任意の位置に、
情報光および記録用参照光が照射され、この情報光と記
録用参照光との干渉による干渉パターンが形成され、且
つ、情報記録層において情報光および記録用参照光が照
射されて干渉パターンが形成された領域に対して定着用
光が照射されて、干渉パターンによって情報が記録さ
れ、且つ情報が定着される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る光情報記録装置としての光情報記
録再生装置におけるピックアップの記録光学系を示す説
明図、図２は本実施の形態におけるピックアップの再生
光学系の主要部を示す説明図、図３は本実施の形態に係
る光情報記録再生装置の全体構成を示すブロック図であ
る。

【００１５】始めに、図１を参照して、本実施の形態に
おける光情報記録媒体の構成について説明する。この光
情報記録媒体１は、ボリュームホログラフィを利用し
て、情報を担持した情報光と記録用参照光との干渉によ
る干渉パターンによって情報が記録されると共に、再生
用参照光が照射されたときに、記録されている情報に対
応した再生光を発生するための情報記録層２と、この情
報記録層２の両側に設けられた透明基板３ａ，３ｂとを
備えている。

【００１６】情報記録層２は、光が照射されたときに光
の強度に応じて屈折率，誘電率，反射率等の光学的特性
が変化すると共に、紫外光の照射により定着が行われる
ホログラム材料によって形成されている。ホログラム材
料としては、フォトポリマ、例えば、デュポン（Ｄｕｐ
ｏｎｔ）社製フォトポリマ（ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ
ｓ）ＨＲＦ−６００（製品名）等が使用される。透明基
板３ａ，３ｂは、ポリカーボネート等の透明な材料によ
って形成されている。

【００１７】情報記録層２に面する透明基板３ｂの各面
には、半径方向に線状に延びる複数のアドレス・サーボ
エリア６が所定の角度間隔で設けられ、隣り合うアドレ
ス・サーボエリア６間の扇形の区間がデータエリア７に
なっている。アドレス・サーボエリア６には、サンプル
ドサーボ方式によってフォーカスサーボおよびトラッキ
ングサーボを行うための情報とアドレス情報とが、予め
エンボスピット等によって記録されている。なお、フォ
ーカスサーボは、情報記録層２と透明基板３ｂとの境界
面を反射面として、後述するピックアップより照射さ
れ、反射面で反射された光に基づいて行うことができ
る。情報記録層２と透明基板３ｂの屈折率が近く、情報
記録層２と透明基板３ｂとの境界面で所望の反射率が得
られない場合には、所望の反射率が得られるように、情
報記録層２と透明基板３ｂとの間に、ＡｌＮ等を用いた
誘電体多層膜を設けてもよい。トラッキングサーボを行
うための情報としては、例えばウォブルピットを用いる
ことができる。

【００１８】次に、本実施の形態に係る光情報記録再生
装置の構成について説明する。この光情報記録再生装置
１０は、図３に示したように、光情報記録媒体１が取り
付けられるスピンドル８１と、このスピンドル８１を回
転させるスピンドルモータ８２と、光情報記録媒体１の
回転数を所定の値に保つようにスピンドルモータ８２を
制御するスピンドルサーボ回路８３とを備えている。光
情報記録再生装置１０は、更に、光情報記録媒体１に対
して情報光、記録用参照光および定着用光を照射して情
報を記録すると共に、光情報記録媒体１に対して再生用
参照光を照射し、再生光を検出して、光情報記録媒体１
に記録されている情報を再生するためのピックアップ１
１と、このピックアップ１１における光の入出射位置を
光情報記録媒体１の半径方向に移動可能とする駆動装置
８４とを備えている。ピックアップ１１は、例えば、所
定の回動軸を中心として光の入出射部が回動するアーム
状に形成され、この場合には、駆動装置８４は、ピック
アップ１１を回動する装置となる。

【００１９】光情報記録再生装置１０は、更に、ピック
アップ１１の出力信号よりフォーカスエラー信号ＦＥ，
トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦを検出
するための検出回路８５と、この検出回路８５によって
検出されるフォーカスエラー信号ＦＥに基づいて、ピッ
クアップ１１内のアクチュエータを駆動して対物レンズ
を光情報記録媒体１の厚み方向に移動させてフォーカス
サーボを行うフォーカスサーボ回路８６と、検出回路８
５によって検出されるトラッキングエラー信号ＴＥに基
づいてピックアップ１１内のアクチュエータを駆動して
対物レンズを光情報記録媒体１の半径方向に移動させて
トラッキングサーボを行うトラッキングサーボ回路８７
と、トラッキングエラー信号ＴＥおよび後述するコント
ローラからの指令に基づいて駆動装置８４を制御してピ
ックアップ１１における光の入出射位置を光情報記録媒
体１の半径方向に移動させるシークの制御を行うシーク
制御回路８８とを備えている。

【００２０】光情報記録再生装置１０は、更に、ピック
アップ１１内の後述するＣＣＤアレイの出力データをデ
コードして、光情報記録媒体１のデータエリア７に記録
されたデータを再生したり、検出回路８５からの再生信
号ＲＦより基本クロックを再生したりアドレスを判別し
たりする信号処理回路８９と、光情報記録再生装置１０
の全体を制御するコントローラ９０とを備えている。コ
ントローラ９０は、信号処理回路８９より出力される基
本クロックやアドレス情報を入力すると共に、ピックア
ップ１１，スピンドルサーボ回路８３およびシーク制御
回路８８等を制御するようになっている。スピンドルサ
ーボ回路８３は、信号処理回路８９より出力される基本
クロックを入力するようになっている。

【００２１】図１に示したように、ピックアップ１１
は、記録光学系および再生光学系の一部として、スピン
ドル８１に光情報記録媒体１が固定されたときに、光情
報記録媒体１の透明基板３ａ側に対向するように配置さ
れた対物レンズ１２Ａと、この対物レンズ１２Ａを光情
報記録媒体１の厚み方向および半径方向に移動可能なア
クチュエータ１３Ａと、対物レンズ１２Ａにおける光情
報記録媒体１とは反対側に、対物レンズ１２Ａ側から順
に配設された２分割旋光板１４Ａ，プリズムブロック９
１，１１２，１１３，空間光変調器１６，コリメータレ
ンズ１７およびレーザカプラ２０を備えている。プリズ
ムブロック１１２，１１３間には、凸レンズ１１４が配
設されている。プリズムブロック９１の側方には、凸レ
ンズ９２と、定着用光としての紫外光を出射する光源９
３が配設されている。光源９３としては、レーザ光源
や、レーザ光源の出射光を非線形光学媒質を通して波長
変換して出射する光源等が用いられる。

【００２２】図２に示したように、ピックアップ１１
は、更に、再生光学系の一部として、スピンドル８１に
光情報記録媒体１が固定されたときに、光情報記録媒体
１の他方の面に対向するように配置された対物レンズ１
２Ｂと、この対物レンズ１２Ｂを光情報記録媒体１の厚
み方向および半径方向に移動可能なアクチュエータ１３
Ｂと、対物レンズ１２Ｂにおける光情報記録媒体１とは
反対側に、対物レンズ１２Ｂ側から順に配設された２分
割旋光板１４Ｃ，プリズムブロック１１５，１１６およ
びＣＣＤアレイ１１９Ｂを備えている。プリズムブロッ
ク１１５，１１６間には、２分の１波長板１１７と凸レ
ンズ１１８が配設されている。プリズムブロック１１６
の側方には、ＣＣＤアレイ１１９Ａが配設されている。

【００２３】２分割旋光板１４Ａ，１４Ｃは、それぞ
れ、図１および図２において光軸の上側部分に配置され
た旋光板１４ＡＲ，１４ＣＲと、図１および図２におい
て光軸の下側部分に配置された旋光板１４ＡＬ，１４Ｃ
Ｌとを有している。各旋光板１４ＡＲ，１４ＣＲ，１４
ＡＬ，１４ＣＬは、それぞれ例えば２枚の透明電極基板
間に液晶を封入して構成されている。旋光板１４ＡＲ
は、２枚の透明電極基板間に電圧を印加しない（以下、
オフにすると言う。）と入射光の偏光方向を−４５°回
転させ、２枚の透明電極基板間に電圧を印加する（以
下、オンにすると言う。）と入射光の偏光方向を回転さ
せないようになっている。旋光板１４ＡＬは、オフにす
ると入射光の偏光方向を＋４５°回転させ、オンにする
と入射光の偏光方向を回転させないようになっている。
旋光板１４ＣＲは、オフにすると入射光の偏光方向を＋
４５°回転させ、オンにすると入射光の偏光方向を回転
させないようになっている。旋光板１４ＣＬは、オフに
すると入射光の偏光方向を−４５°回転させ、オンにす
ると入射光の偏光方向を回転させないようになってい
る。

【００２４】プリズムブロック１１３は、その法線方向
が、２分割旋光板１４Ａと空間光変調器１６の間におけ
る光軸方向に対して４５°傾けられて配置された偏光ビ
ームスプリッタ面１１３ａと、空間光変調器１６側から
の光が偏光ビームスプリッタ面１１３ａで反射される方
向に配置され、偏光ビームスプリッタ面１１３ａに平行
な反射面１１３ｂとを有している。

【００２５】プリズムブロック１１２は、その法線方向
が、２分割旋光板１４Ａと空間光変調器１６の間におけ
る光軸方向に対して４５°傾けられ、且つプリズムブロ
ック１１３の偏光ビームスプリッタ面１１３ａに対して
９０°傾けられて配置された偏光ビームスプリッタ面１
１２ａと、プリズムブロック１１３の反射面１１３ｂか
らの光が入射する位置に配置され、偏光ビームスプリッ
タ面１１２ａに平行な反射面１１２ｂとを有している。
凸レンズ１１４は、プリズムブロック１１３の反射面１
１３ｂとプリズムブロック１１２の反射面１１２ｂとの
間に配置されている。

【００２６】プリズムブロック９１は、その法線方向
が、２分割旋光板１４Ａと空間光変調器１６の間におけ
る光軸方向に対して４５°傾けられた半反射面９１ａを
有している。光源９３より出射される紫外光は、凸レン
ズ９２によって集光され、プリズムブロック９１に入射
し、一部が半反射面９１ａで反射されて２分割旋光板１
４Ａ側へ向かうようになっている。

【００２７】空間光変調器１６は、格子状に配列された
多数の画素を有し、各画素毎に出射光の偏光方向を選択
することによって、偏光方向の違いによって光を空間的
に変調することができるようになっている。空間光変調
器１６は、具体的には、例えば、液晶の旋光性を利用し
た液晶表示素子において偏光板を除いたものと同等の構
成である。ここでは、空間光変調器１６は、各画素毎
に、オフにすると偏光方向を＋９０°回転させ、オンに
すると偏光方向を回転させないようになっている。空間
光変調器１６における液晶としては、例えば、応答速度
の速い（μ秒のオーダ）強誘電液晶を用いることができ
る。これにより、高速な記録が可能となり、例えば、１
ページ分の情報を数μ以下で記録することが可能とな
る。

【００２８】プリズムブロック１１５は、その法線方向
が、対物レンズ１２Ｂおよび２分割旋光板１４Ｃにおけ
る光軸方向に対して４５°傾けられて配置された偏光ビ
ームスプリッタ面１１５ａと、２分割旋光板１４Ｃ側か
らの光が偏光ビームスプリッタ面１１５ａで反射される
方向に配置され、偏光ビームスプリッタ面１１５ａに平
行な反射面１１５ｂとを有している。

【００２９】プリズムブロック１１６は、その法線方向
が、対物レンズ１２Ｂおよび２分割旋光板１４Ｃにおけ
る光軸方向に対して４５°傾けられ、且つプリズムブロ
ック１１５の偏光ビームスプリッタ面１１５ａに対して
９０°傾けられて配置された偏光ビームスプリッタ面１
１６ａと、プリズムブロック１１５の反射面１１５ｂか
らの光が入射する位置に配置され、偏光ビームスプリッ
タ面１１５ａに平行な反射面１１６ｂとを有している。
２分の１波長板１１７は、プリズムブロック１１５の偏
光ビームスプリッタ面１１５ａとプリズムブロック１１
６の偏光ビームスプリッタ面１１６ａとの間に配置され
ている。凸レンズ１１８は、プリズムブロック１１５の
反射面１１５ｂとプリズムブロック１１６の反射面１１
６ｂとの間に配置されている。

【００３０】ＣＣＤアレイ１１９Ａ，１１９Ｂは、それ
ぞれ、格子状に配列された多数の画素を有している。Ｃ
ＣＤアレイ１１９Ａは、２分の１波長板１１７を通過し
た光がプリズムブロック１１６の偏光ビームスプリッタ
面１１６ａで反射される方向に配置され、ＣＣＤアレイ
１１９Ｂは、凸レンズ１１８を通過した光がプリズムブ
ロック１１６の反射面１１６ｂで反射され、更に偏光ビ
ームスプリッタ面１１６ａで反射される方向に配置され
ている。

【００３１】図１および図２に示したピックアップ１１
において、レーザカプラ２０は、Ｓ偏光（偏光方向が入
射面（図１の紙面）に垂直な直線偏光）のレーザ光を出
射し、このレーザ光は、コリメータレンズ１７によって
平行光束とされ、空間光変調器１６を通過してプリズム
ブロック１１３の偏光ビームスプリッタ面１１３ａに入
射するようになっている。ここで、空間光変調器１６の
オフの画素を通過した光は、Ｐ偏光（偏光方向が入射面
に平行な直線偏光）となり、偏光ビームスプリッタ面１
１３ａを透過し、プリズムブロック１１２に入射し、偏
光ビームスプリッタ面１１２ａを透過し、一部がプリズ
ムブロック９１の半反射面９１ａを透過し、２分割旋光
板１４Ａを通過し、対物レンズ１２Ａによって、光情報
記録媒体１内で最も小径となるように収束されて光情報
記録媒体１に照射されるようになっている。一方、空間
光変調器１６のオンの画素を通過した光は、Ｓ偏光のま
まであり、偏光ビームスプリッタ面１１３ａで反射さ
れ、更に反射面１１３ｂで反射され、凸レンズ１１４に
よって集光された後、プリズムブロック１１２に入射
し、反射面１１２ｂ、偏光ビームスプリッタ面１１２ａ
で順に反射され、一部がプリズムブロック９１の半反射
面９１ａを透過し、２分割旋光板１４Ａを通過し、対物
レンズ１２Ａによって、光情報記録媒体１内において空
間光変調器１６のオフの画素を通過した光よりも手前側
の位置で最も小径となるように収束されて光情報記録媒
体１に照射されるようになっている。

【００３２】また、光源９３より出射される紫外光は、
凸レンズ９２によって集光され、プリズムブロック９１
に入射し、一部が半反射面９１ａで反射されて２分割旋
光板１４Ａ側へ向かい、途中で一旦収束して発散する光
となって、２分割旋光板１４Ａを通過し、対物レンズ１
２Ａによって集光されて平行光束となって、光情報記録
媒体１の情報記録層２に照射されるようになっている。
本実施の形態では、図１に示したように、光源９３の光
出射位置は、凸レンズ９２の光軸に対して偏心した位置
にあり、その結果、情報記録層２に照射される紫外光
は、記録時に対物レンズ１２Ａより情報記録層２に照射
される情報光および記録用参照光よりも、所定距離だ
け、光情報記録媒体１の進行方向９９の前方に照射され
るようになっている。

【００３３】光情報記録媒体１からの対物レンズ１２Ａ
側への戻り光は、対物レンズ１２Ａ，２分割旋光板１４
Ａを順に通過し、一部がプリズムブロック９１の半反射
面９１ａを透過し、プリズムブロック１１２の偏光ビー
ムスプリッタ面１１２ａに入射するようになっている。
この戻り光のうちのＰ偏光の光は、偏光ビームスプリッ
タ面１１２ａを透過して、更にプリズムブロック１１３
の偏光ビームスプリッタ面１１３ａを透過し、空間光変
調器１６を通過し、コリメータレンズ１７によって集光
されて、レーザカプラ２０に入射するようになってい
る。

【００３４】光情報記録媒体１より対物レンズ１２Ｂ側
に出射される再生光は、対物レンズ１２Ｂ，２分割旋光
板１４Ｃを順に通過してプリズムブロック１１５の偏光
ビームスプリッタ面１１５ａに入射するようになってい
る。この再生光のうちのＰ偏光の光は、偏光ビームスプ
リッタ面１１５ａを透過して、２分の１波長板１１７に
よって偏光方向が９０°回転されてＳ偏光の光となり、
プリズムブロック１１６の偏光ビームスプリッタ面１１
６ａで反射されて、ＣＣＤアレイ１９Ａに入射するよう
になっている。一方、再生光のうちのＳ偏光の光は、偏
光ビームスプリッタ面１１５ａで反射され、更に反射面
１１５ｂで反射され、凸レンズ１１８によって集光され
て平行光束とされた後、プリズムブロック１１６に入射
し、反射面１１６ｂ、偏光ビームスプリッタ面１１６ａ
で順に反射され、ＣＣＤアレイ１９Ｂに入射するように
なっている。

【００３５】図１および図２に示したピックアップ１１
では、記録光学系は、レーザカプラ２０，コリメータレ
ンズ１７，空間光変調器１６，プリズムブロック１１
３，１１２，９１，凸レンズ１１４，２分割旋光板１４
Ａ，対物レンズ１２Ａ，凸レンズ９２および光源９３で
構成されている。また、図１および図２に示したピック
アップ１１では、再生光学系は、凸レンズ９２および光
源９３を除くピックアップ１１における光学系全体によ
って構成されている。

【００３６】図４は図１におけるレーザカプラ２０の構
成を示す斜視図、図５はレーザカプラ２０の側面図であ
る。これらの図に示したように、レーザカプラ２０は、
フォトディテクタ２５，２６が形成された半導体基板２
１と、この半導体基板２１上においてフォトディテクタ
２５，２６を覆うように配置され、半導体基板２１上に
接合されたプリズム２２と、半導体基板２１上において
フォトディテクタ２５，２６が形成された位置と異なる
位置に配置され、半導体基板２１上に接合された半導体
素子２３と、この半導体素子２３上に接合された半導体
レーザ２４とを備えている。半導体レーザ２４は、プリ
ズム２２側に向けて水平方向に前方レーザ光を出射する
と共に、前方レーザ光と反対方向に後方レーザ光を出射
するようになっている。プリズム２２の半導体レーザ２
４側には斜面が形成され、この斜面は、半導体レーザ２
４からの前方レーザ光の一部を反射して、半導体基板２
１に対して垂直な方向に出射すると共に、光情報記録媒
体１からの戻り光の一部を透過する半反射面２２ａにな
っている。また、プリズム２２の上面は、図５に示した
ようにプリズム２２内を通過する光を全反射する全反射
面２２ｂになっている。半導体素子２３には、半導体レ
ーザ２４からの後方レーザ光を受光するフォトディテク
タ２７が形成されている。このフォトディテクタ２７の
出力信号は、半導体レーザ２４の出力を自動調整するた
めに用いられるようになっている。半導体基板２１に
は、各種のアンプやその他の電子部品が内蔵されてい
る。半導体素子２３には、半導体レーザ２４を駆動する
アンプ等の電子部品が内蔵されている。

【００３７】図４および図５に示したレーザカプラ２０
では、半導体レーザ２４からの前方レーザ光は、一部が
プリズム２２の半反射面２２ａで反射されて、図１にお
けるコリメータレンズ１７に入射するようになってい
る。また、コリメータレンズ１７によって集光された光
情報記録媒体１からの戻り光は、一部がプリズム２２の
半反射面２２ａを透過して、プリズム２２内に導かれ、
フォトディテクタ２５に向かうようになっている。フォ
トディテクタ２５上には半反射膜が形成されており、プ
リズム２２内に導かれた光の一部は、フォトディテクタ
２５上の半反射膜を透過してフォトディテクタ２５に入
射し、残りの一部はフォトディテクタ２５上の半反射膜
で反射され、更にプリズム２２の全反射面２２ｂで反射
されてフォトディテクタ２６に入射するようになってい
る。

【００３８】ここで、図５に示したように、プリズム２
２内に導かれた光は、フォトディテクタ２５，２６間の
光路の途中で一旦最も小径となるように収束するように
なっている。そして、レーザカプラ２０からの光が光情
報記録媒体１における情報記録層２と透明基板３ｂとの
境界面上で最も小径となるように収束する合焦状態のと
きにはフォトディテクタ２５，２６に対する入射光の径
が等しくなり、合焦状態から外れたときにはフォトディ
テクタ２５，２６に対する入射光の径が異なるようにな
っている。フォトディテクタ２５，２６に対する入射光
の径の変化は、互いに逆方向になるため、フォトディテ
クタ２５，２６に対する入射光の径の変化に応じた信号
を検出することによってフォーカスエラー信号を得るこ
とができる。図４に示したように、フォトディテクタ２
５，２６は、それぞれ３分割された受光部を有してい
る。フォトディテクタ２５における受光部をＡ１，Ｃ
１，Ｂ１、フォトディテクタ２６における受光部をＡ
２，Ｃ２，Ｂ２とする。Ｃ１，Ｃ２は、それぞれ、Ａ
１，Ｂ１間、Ａ２，Ｂ２間の中央部分の受光部である。
また、各受光部間の分割線は、光情報記録媒体１におけ
るトラック方向に対応する方向と平行になるように配置
されている。従って、受光部Ａ１，Ｂ１間およびＡ２，
Ｂ２間の出力の差から、プュッシュプル法によってトラ
ッキングエラー信号を得ることができる。

【００３９】なお、レーザカプラ２０内の半導体レーザ
２４の出力の制御や、光源９３の制御や、２分割旋光板
１４Ａ，１４Ｃおよび空間光変調器１６の制御は、それ
ぞれ、図３におけるコントローラ９０の制御の下で、図
示しない駆動回路によって行われるようになっている。

【００４０】図６は、フォトディテクタ２５，２６の出
力に基づいて、フォーカスエラー信号，トラッキングエ
ラー信号および再生信号を検出するための検出回路８５
の構成を示すブロック図である。この検出回路８５は、
フォトディテクタ２５の受光部Ａ１，Ｂ１の各出力を加
算する加算器３１と、この加算器３１の出力の利得を調
整する利得調整アンプ３２と、フォトディテクタ２５の
受光部Ｃ１の出力の利得を調整する利得調整アンプ３３
と、利得調整アンプ３２の出力と利得調整アンプ３３の
出力との差を演算する減算器３４と、フォトディテクタ
２６の受光部Ａ２，Ｂ２の各出力を加算する加算器３５
と、この加算器３５の出力の利得を調整する利得調整ア
ンプ３６と、フォトディテクタ２６の受光部Ｃ２の出力
の利得を調整する利得調整アンプ３７と、利得調整アン
プ３６の出力と利得調整アンプ３７の出力との差を演算
する減算器３８と、減算器３４の出力と減算器３８の出
力との差を演算してフォーカスエラー信号ＦＥを生成す
る減算器３９とを備えている。

【００４１】検出回路８５は、更に、フォトディテクタ
２５の受光部Ａ１の出力と受光部Ｂ１の出力との差を演
算する減算器４０と、フォトディテクタ２６の受光部Ａ
２の出力と受光部Ｂ２の出力との差を演算する減算器４
１と、減算器４０の出力と減算器４１の出力との差を演
算してトラッキングエラー信号ＴＥを生成する減算器４
２とを備えている。検出回路８５は、更に、加算器３１
の出力と受光部Ｃ１の出力とを加算する加算器４３と、
加算器３５の出力と受光部Ｃ２の出力とを加算する加算
器４４と、加算器４３の出力と加算器４４の出力とを加
算して再生信号ＲＦを生成する加算器４５とを備えてい
る。なお、本実施の形態では、再生信号ＲＦは、光情報
記録媒体１におけるアドレス・サーボエリア６に記録さ
れた情報を再生した信号である。

【００４２】次に、本実施の形態に係る光情報記録再生
装置および光情報記録媒体の作用について、サーボ時、
記録時、再生時に分けて、順に説明する。以下の説明
は、本実施の形態に係る光情報記録方法の説明を兼ねて
いる。なお、サーボ時、記録時、再生時のいずれのとき
も、光情報記録媒体１は規定の回転数を保つように制御
されてスピンドルモータ８２によって回転される。

【００４３】まず、サーボ時の作用について説明する。
図７はサーボ時におけるピックアップ１１の状態を示す
説明図、図８はサーボ時における光の状態を示す説明図
である。これらの図に示したように、サーボ時には、空
間光変調器１６の全画素がオフにされ、２分割旋光板１
４Ａ，１４Ｃの各旋光板１４ＡＲ，１４ＡＬ，１４Ｃ
Ｒ，１４ＣＬは、全てオンにされる。レーザカプラ２０
の出射光の出力は、再生用の低出力に設定される。ま
た、光源９３は紫外光を出射しない。なお、コントロー
ラ９０は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに
基づいて、対物レンズ１２Ａの出射光がアドレス・サー
ボエリア６を通過するタイミングを予測し、対物レンズ
１２Ａの出射光がアドレス・サーボエリア６を通過する
間、上記の設定とする。

【００４４】サーボ時には、レーザカプラ２０から出射
されたＳ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ１７によ
って平行光束とされ、空間光変調器１６に入射する。こ
こで、空間光変調器１６の全画素がオフにされているの
で、空間光変調器１６を通過した後の光は、偏光方向が
＋９０°回転されてＰ偏光となる。このＰ偏光の光は、
プリズムブロック１１３の偏光ビームスプリッタ面１１
３ａとプリズムブロック１１２の偏光ビームスプリッタ
面１１２ａを順に透過し、一部がプリズムブロック９１
の半反射面９１ａを透過して、２分割旋光板１４Ａに入
射する。ここで、２分割旋光板１４Ａの旋光板１４Ａ
Ｒ，１４ＡＬは共にオンにされているので、光は何ら影
響を受けずに２分割旋光板１４Ａを通過する。２分割旋
光板１４Ａを通過した光は、対物レンズ１２Ａによって
集光され、光情報記録媒体１内で最も小径となるように
収束されて、情報記録媒体１に照射される。この光は、
情報記録媒体１における情報記録層２と透明基板３ｂと
の境界面で反射され、その際、アドレス・サーボエリア
６におけるエンボスピットによって変調されて、対物レ
ンズ１２Ａ側に戻ってくる。この戻り光は、対物レンズ
１２Ａで平行光束とされ、何ら影響を受けずに２分割旋
光板１４Ａを通過し、一部がプリズムブロック９１の半
反射面９１ａを透過して、プリズムブロック１１２の偏
光ビームスプリッタ面１１２ａとプリズムブロック１１
３の偏光ビームスプリッタ面１１３ａを順に透過して、
空間光変調器１６を通過して、偏光方向が＋９０°回転
されて再びＳ偏光とされ、レーザカプラ２０に入射し、
フォトディテクタ２５，２６によって検出される。そし
て、このフォトディテクタ２５，２６の出力に基づい
て、図６に示した検出回路８５によって、フォーカスエ
ラー信号ＦＥ，トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生
信号ＲＦが生成され、これらの信号に基づいて、フォー
カスサーボおよびトラッキングサーボが行われると共
に、基本クロックの再生およびアドレスの判別が行われ
る。

【００４５】本実施の形態では、アクチュエータ１３
Ａ，１３Ｂは、フォーカスサーボ回路８６によって連動
するように制御され、対物レンズ１２Ａ，１２Ｂからの
各光の収束位置（光束が最も小径となる位置）が、所定
の位置関係を保ちながら移動するようになっている。そ
して、情報記録層２に対して情報の記録または再生を行
う場合には、図８に示したように、対物レンズ１２Ａか
らの光が、情報記録層２と透明基板３ｂとの境界面上
で、最も小径となるように収束し、対物レンズ１２Ｂ
が、情報記録層２と透明基板３ａの境界面上で最も小径
となる発散光を平行光束とする状態に、フォーカスサー
ボを行うようになっている。

【００４６】なお、上記のサーボ時における設定では、
ピックアップ１１の構成は、ＣＤ（コンパクト・ディス
ク）やＤＶＤ（デジタル・ビデオ・ディスク）やＨＳ
（ハイパー・ストレージ・ディスク）等の通常の光ディ
スクに対する記録，再生用のピックアップの構成と同様
になる。従って、本実施の形態における光情報記録再生
装置１０では、通常の光ディスク装置との互換性を持た
せるように構成することも可能である。

【００４７】次に、記録時の作用について説明する。図
９は記録時におけるピックアップ１１の状態を示す説明
図、図１１は記録時における光の状態を示す説明図であ
る。これらの図に示したように、記録時には、空間光変
調器１６は、記録する情報に応じて各画素毎にオン（０
°）とオフ（＋９０°）を選択する。本実施の形態で
は、２画素で１ビットの情報を表現する。この場合、必
ず、１ビットの情報に対応する２画素のうちの一方をオ
ン、他方をオフとする。また、２分割旋光板１４Ａ，１
４Ｃの各旋光板１４ＡＲ，１４ＡＬ，１４ＣＲ，１４Ｃ
Ｌは、全てオフにされる。レーザカプラ２０の出射光の
出力は、パルス的に記録用の高出力にされる。また、光
源９３は紫外光を出射する。なお、コントローラ９０
は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づい
て、対物レンズ１２Ａの出射光がデータエリア７を通過
するタイミングを予測し、対物レンズ１２Ａの出射光が
データエリア７を通過する間、上記の設定とする。対物
レンズ１２Ａの出射光がデータエリア７を通過する間
は、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボは行わ
れず、対物レンズ１２Ａ，１２Ｂは固定されている。

【００４８】ここで、後の説明で使用するＡ偏光および
Ｂ偏光を以下のように定義する。本実施の形態では、図
１０に示したように、Ａ偏光は、対物レンズ１２Ａ側か
ら見て、Ｓ偏光を−４５°またはＰ偏光を＋４５°偏光
方向を回転させた直線偏光とし、Ｂ偏光は、対物レンズ
１２Ａ側から見て、Ｓ偏光を＋４５°またはＰ偏光を−
４５°偏光方向を回転させた直線偏光とする。Ａ偏光と
Ｂ偏光は、互いに偏光方向が直交している。

【００４９】記録時には、レーザカプラ２０から出射さ
れたＳ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ１７によっ
て平行光束とされ、空間光変調器１６に入射する。ここ
で、空間光変調器１６のうちオンにされている画素を通
過した光は偏光方向が回転されずにＳ偏光のままとな
り、オフにされている画素を通過した光は偏光方向が＋
９０°回転されてＰ偏光となる。

【００５０】空間光変調器１６からのＰ偏光の光は、プ
リズムブロック１１３の偏光ビームスプリッタ面１１３
ａとプリズムブロック１１２の偏光ビームスプリッタ面
１１２ａを順に透過して、一部がプリズムブロック９１
の半反射面９１ａを透過して、２分割旋光板１４Ａに入
射する。ここで、２分割旋光板１４Ａの旋光板１４Ａ
Ｒ，１４ＡＬは共にオフにされているので、旋光板１４
ＡＲを通過した光は、偏光方向が−４５°回転されて、
Ｂ偏光となり、旋光板１４ＡＬを通過した光は、偏光方
向が＋４５°回転されて、Ａ偏光となる。この光は、情
報記録層２と透明基板３ｂとの境界面上で、最も小径と
なるように収束する。

【００５１】空間光変調器１６からのＳ偏光の光は、プ
リズムブロック１１３の偏光ビームスプリッタ面１１３
ａで反射され、更に反射面１１３ｂで反射され、凸レン
ズ１１４で集光された後、プリズムブロック１１２に入
射し、反射面１１２ｂ、偏光ビームスプリッタ面１１２
ａで順に反射され、一部がプリズムブロック９１の半反
射面９１ａを透過して、２分割旋光板１４Ａに入射す
る。ここで、２分割旋光板１４Ａの旋光板１４ＡＲ，１
４ＡＬは共にオフにされているので、旋光板１４ＡＲを
通過した光は、偏光方向が−４５°回転されて、Ａ偏光
となり、旋光板１４ＡＬを通過した光は、偏光方向が＋
４５°回転されて、Ｂ偏光となる。この光は、情報記録
層２と透明基板３ａとの境界面上で、最も小径となるよ
うに収束する。

【００５２】また、光源９３より出射された紫外光は、
凸レンズ９２によって集光され、プリズムブロック９１
に入射し、一部が半反射面９１ａで反射されて２分割旋
光板１４Ａ側へ向かい、途中で一旦収束して発散する光
となって、２分割旋光板１４Ａを通過し、対物レンズ１
２Ａによって集光されて平行光束となって、光情報記録
媒体１の情報記録層２に照射される。

【００５３】図１１に示したように、情報記録層２で
は、旋光板１４ＡＲからのＢ偏光の光と旋光板１４ＡＬ
からのＢ偏光の光とが干渉し、旋光板１４ＡＲからのＡ
偏光の光と旋光板１４ＡＬからのＡ偏光の光とが干渉
し、レーザカプラ２０の出射光の出力が高出力になった
ときに、これらの光による干渉パターンが情報記録層２
内に体積的に記録され、透過型（フレネル型）の体積ホ
ログラム５９が形成される。なお、Ａ偏光の光とＢ偏光
の光は、互いに偏光方向が直交するため、干渉しない。
このように、本実施の形態では、光束を２分割し、各領
域毎の光の偏光方向を直交させているので、余分な干渉
縞の発生を防止して、ＳＮ比の低下を防止することがで
きる。

【００５４】また、本実施の形態では、情報記録層２の
奥側で最も小径となるように収束する光と、情報記録層
２の手前側で最も小径となるように収束する光は、互い
に相補的なパターンを有しており、いずれも、情報記録
層２に記録すべき情報を担持した情報光と見ることがで
きる。情報記録層２の奥側で最も小径となるように収束
する光を情報光として見た場合には、情報記録層２の手
前側で最も小径となるように収束する光が記録用参照光
となり、逆に、情報記録層２の手前側で最も小径となる
ように収束する光を情報光として見た場合には、情報記
録層２の奥側で最も小径となるように収束する光が記録
用参照光となる。

【００５５】また、定着用の紫外光は、情報光および記
録用参照光よりも、所定距離だけ、光情報記録媒体１の
進行方向９９の前方に照射される。そのため、情報記録
層２において情報光および記録用参照光が照射されて干
渉パターンが形成された領域に対して、干渉パターンの
形成されてからわずかな時間が経過した後に、紫外光が
照射されて、干渉パターンによって記録された情報が定
着される。情報記録層２における情報の記録と定着は、
以下のように進行する。すなわち、情報記録層２を構成
するフォトポリマは、バインダポリマ中に光重合性モノ
マを分散させたものである。この情報記録層２において
干渉パターンが形成されると、干渉パターンの明部にお
いて光重合性モノマの重合が進み、モノマの濃度勾配が
生じ、重合が進んでいない部分から進んだ部分へモノマ
が拡散する。その結果、重合の進んだポリマ部分と、モ
ノマが減少してバインダポリマの割合が増えた部分が生
じ、屈折率分布が生じ、この屈折率分布によって情報が
記録される。この状態で、紫外線を照射すると、未反応
のモノマの重合が完了し、記録が定着することになる。

【００５６】なお、本実施の形態では、記録用参照光
も、空間光変調器１６によって空間的に変調された光で
あるため、情報記録層２の一断面を見ると、画素単位の
情報光の中には、画素単位の記録用参照光が存在しない
ために干渉縞が生じない情報光もあるが、このような情
報光でも、情報記録層２内において必ず画素単位の記録
用参照光が存在する部分を通過して干渉縞を発生させる
ので、問題は生じない。なお、空間光変調器１６では、
２画素で１ビットの情報を表現し、１ビットの情報に対
応する２画素のうちの一方をオン、他方をオフとしてい
る。従って、情報の内容にかかわらず記録用参照光の光
量は略一定となる。図１２は、情報記録層２内において
画素単位の記録用参照光５５と画素単位の情報光５６と
が体積的に干渉する様子を概念的に表したものである。
この図では、簡単のために、画素単位の記録用参照光５
５と画素単位の情報光５６とが交互に配置された例を示
している。この例では、画素単位の記録用参照光５５は
互いに異なる角度θ₁ ，θ₃，…，θ_n-3 ，θ_n-1 を有
する収束光であり、画素単位の情報光５６は互いに異な
る角度θ₂ ，θ₄ ，…，θ_n-2 ，θ_n を有する収束光で
ある。この図から分かるように、各画素単位の情報光５
６は、情報記録層２内において必ず、いずれかの画素単
位の記録用参照光５５と交差して干渉縞を発生させる。

【００５７】次に、再生時の作用について説明する。図
１３は再生時におけるピックアップ１１の状態を示す説
明図、図１４および図１５は再生時における光の状態を
示す説明図である。これらの図に示したように、再生時
には、空間光変調器１６は、必要に応じて全画素がオフ
（＋９０°）の状態と全画素がオン（０°）の状態とが
選択される。また、２分割旋光板１４Ａ，１４Ｃの各旋
光板１４ＡＲ，１４ＡＬ，１４ＣＲ，１４ＣＬは、全て
オフにされる。レーザカプラ２０の出射光の出力は、再
生用の低出力にされる。光源９３は紫外光を出射しな
い。なお、コントローラ９０は、再生信号ＲＦより再生
された基本クロックに基づいて、対物レンズ１２Ａの出
射光がデータエリア７を通過するタイミングを予測し、
対物レンズ１２Ａの出射光がデータエリア７を通過する
間、上記の設定とする。対物レンズ１２Ａの出射光がデ
ータエリア７を通過する間は、フォーカスサーボおよび
トラッキングサーボは行われず、対物レンズ１２Ａ，１
２Ｂは固定されている。

【００５８】空間光変調器１６の全画素がオフの状態の
ときには、レーザカプラ２０から出射されたＳ偏光のレ
ーザ光は、コリメータレンズ１７によって平行光束とさ
れ、空間光変調器１６によって偏光方向が＋９０°回転
されてＰ偏光となる。空間光変調器１６からのＰ偏光の
光は、プリズムブロック１１３の偏光ビームスプリッタ
面１１３ａとプリズムブロック１１２の偏光ビームスプ
リッタ面１１２ａを順に透過し、一部が半反射面９１ａ
を透過して、２分割旋光板１４Ａに入射する。ここで、
図１４に示したように、２分割旋光板１４Ａの旋光板１
４ＡＲ，１４ＡＬは共にオフにされているので、旋光板
１４ＡＲを通過した光は、偏光方向が−４５°回転され
て、Ｂ偏光となり、旋光板１４ＡＬを通過した光は、偏
光方向が＋４５°回転されて、Ａ偏光となる。この光
は、情報記録層２と透明基板３ｂとの境界面上で、最も
小径となるように収束する。

【００５９】図１４に示したように、情報記録層２にお
ける体積ホログラム５９からは、情報記録層２の奥側で
最も小径となるように収束する光を記録用参照光と見た
場合の再生光が発生される。この場合の再生光は、情報
記録層２の手前側で最も小径となる発散光である。より
詳しく説明すると、図１４における体積ホログラム５９
の上半分の領域では、旋光板１４ＡＲからのＢ偏光の光
が照射されて、記録時において２分割旋光板１４Ａの旋
光板１４ＡＬから照射され、情報記録層２の手前側で最
も小径となる光に対応する再生光が発生される。この再
生光は、Ｂ偏光の光であり、対物レンズ１２Ｂで集光さ
れて平行光束となり、２分割旋光板１４Ｃの旋光板１４
ＣＲを通過してＰ偏光の光となる。同様に、図１４にお
ける体積ホログラム５９の下半分の領域では、旋光板１
４ＡＬからのＡ偏光の光が照射されて、記録時において
２分割旋光板１４Ａの旋光板１４ＡＲから照射され、情
報記録層２の手前側で最も小径となる光に対応する再生
光が発生される。この再生光は、Ａ偏光の光であり、対
物レンズ１２Ｂで集光されて平行光束となり、２分割旋
光板１４Ｃの旋光板１４ＣＬを通過してＰ偏光の光とな
る。これらのＰ偏光の再生光は、プリズムブロック１１
５の偏光ビームスプリッタ面１１５ａを透過し、２分の
１波長板１１７によって偏光方向が９０°回転されてＳ
偏光の光となり、プリズムブロック１１６の偏光ビーム
スプリッタ面１１６ａで反射されて、ＣＣＤアレイ１１
９Ａ上に結像する。このようにしてＣＣＤアレイ１１９
Ａ上では、記録時に空間光変調器１６においてオンであ
った画素に対応する部分のみが明るく照射され、その２
次元パターンがＣＣＤアレイ１１９Ａによって検出さ
れ、情報の再生が行われる。

【００６０】一方、空間光変調器１６の全画素がオンの
状態のときには、レーザカプラ２０から出射されたＳ偏
光のレーザ光は、コリメータレンズ１７によって平行光
束とされ、空間光変調器１６によって偏光方向が回転さ
れずにＳ偏光のままとなる。空間光変調器１６からのＳ
偏光の光は、プリズムブロック１１３の偏光ビームスプ
リッタ面１１３ａで反射され、更に反射面１１３ｂで反
射され、プリズムブロック１１２に入射し、反射面１１
２ｂ、偏光ビームスプリッタ面１１２ａで順に反射さ
れ、一部が半反射面９１ａを透過して、２分割旋光板１
４Ａに入射する。ここで、図１５に示したように、２分
割旋光板１４Ａの旋光板１４ＡＲ，１４ＡＬは共にオフ
にされているので、旋光板１４ＡＲを通過した光は、偏
光方向が−４５°回転されて、Ａ偏光となり、旋光板１
４ＡＬを通過した光は、偏光方向が＋４５°回転され
て、Ｂ偏光となる。この光は、情報記録層２と透明基板
３ａとの境界面上で、最も小径となるように収束する。

【００６１】図１５に示したように、情報記録層２にお
ける体積ホログラム５９からは、情報記録層２の手前側
で最も小径となるように収束する光を記録用参照光と見
た場合の再生光が発生される。この場合の再生光は、情
報記録層２の奥側で最も小径となる発散光である。より
詳しく説明すると、図１５における体積ホログラム５９
の上半分の領域では、旋光板１４ＡＬからのＢ偏光の光
が照射されて、記録時において２分割旋光板１４Ａの旋
光板１４ＡＲから照射され、情報記録層２の奥側で最も
小径となる光に対応する再生光が発生される。この再生
光は、Ｂ偏光の光であり、対物レンズ１２Ｂで集光され
て若干拡散する光束となり、２分割旋光板１４Ｃの旋光
板１４ＣＬを通過してＳ偏光の光となる。同様に、図１
５における体積ホログラム５９の下半分の領域では、旋
光板１４ＡＲからのＡ偏光の光が照射されて、記録時に
おいて２分割旋光板１４Ａの旋光板１４ＡＬから照射さ
れ、情報記録層２の奥側で最も小径となる光に対応する
再生光が発生される。この再生光は、Ａ偏光の光であ
り、対物レンズ１２Ｂで集光されて若干拡散する光束と
なり、２分割旋光板１４Ｃの旋光板１４ＣＲを通過して
Ｓ偏光の光となる。これらのＳ偏光の再生光は、プリズ
ムブロック１１５の偏光ビームスプリッタ面１１５ａで
反射され、更に反射面１１５ｂで反射され、凸レンズ１
１８によって集光されて平行光束となり、プリズムブロ
ック１１６の反射面１１６ｂ、偏光ビームスプリッタ面
１１６ａで順に反射されて、ＣＣＤアレイ１１９Ｂ上に
結像する。このようにしてＣＣＤアレイ１１９Ｂ上で
は、記録時に空間光変調器１６においてオフであった画
素に対応する部分のみが明るく照射され、その２次元パ
ターンがＣＣＤアレイ１１９Ｂによって検出され、情報
の再生が行われる。

【００６２】本実施の形態では、空間光変調器１６の全
画素がオフの状態としてＣＣＤアレイ１１９Ａによって
情報の再生を行ってもよいし、空間光変調器１６の全画
素がオンの状態としてＣＣＤアレイ１１９Ｂによって情
報の再生を行ってもよい。更に、本実施の形態では、１
単位の記録領域（体積ホログラム５９）につき、空間光
変調器１６の全画素がオフの状態と空間光変調器１６の
全画素がオンの状態とを切り換えて２種類の再生用参照
光を時分割的に照射したり、あるいは、例えば空間光変
調器１６の全画素の半数をオフ、半数をオンとして２種
類の再生用参照光を同時に照射したりして、ＣＣＤアレ
イ１１９Ａ，１１９Ｂの双方を用いて情報の再生を行う
こともできる。この場合には、１単位の記録領域（体積
ホログラム５９）についてＣＣＤアレイ１１９Ａ，１１
９Ｂで得られる２つの再生光は、互いに相補的なパター
ンを有しているので、２つの再生光の差を求めることに
より、いわゆる差動検出によって、情報を再生すること
ができる。このように差動検出によって情報を再生する
場合、具体的には、図３における信号処理回路８９によ
って、ＣＣＤアレイ１１９Ａ，１１９Ｂの各出力信号に
対して、ＣＣＤアレイ１１９Ａ，１１９Ｂによって検出
される各パターンの大きさ，位置や信号レベルを合わせ
る補正を行い、補正後の各信号の差を演算して、情報を
再生する。

【００６３】ところで、ＣＣＤアレイ１１９Ａ，１１９
Ｂによって、再生光の２次元パターンを検出する場合、
再生光とＣＣＤアレイ１１９Ａ，１１９Ｂとを正確に位
置決めするか、ＣＣＤアレイ１１９Ａ，１１９Ｂの検出
データから再生光のパターンにおける基準位置を認識す
る必要がある。本実施の形態では、後者を採用する。こ
こで、図１６および図１７を参照して、ＣＣＤアレイ１
１９Ａ，１１９Ｂの検出データから再生光のパターンに
おける基準位置を認識する方法について説明する。図１
６（ａ）に示したように、ピックアップ１１におけるア
パーチャは、２分割旋光板１４Ａ，１４Ｂによって、光
軸を中心として対称な２つの領域７１Ｌ，７１Ｒに分け
られる。更に、図１６（ｂ）に示したように、アパーチ
ャは、空間光変調器１６によって、複数の画素７２に分
けられる。この画素７２が、２次元パターンデータの最
小単位となる。本実施の形態では、２画素で１ビットの
デジタルデータ“０”または“１”を表現し、１ビット
の情報に対応する２画素のうちの一方をオン、他方をオ
フとしている。２画素が共にオンまたは共にオフの場合
はエラーデータとなる。このように、２画素で１ビット
のデジタルデータを表現することは、差動検出によりデ
ータの検出精度を上げることができる等のメリットがあ
る。図１７（ａ）は、１ビットのデジタルデータに対応
する２画素の組７３を表したものである。この組７３が
存在する領域を、以下、データ領域と言う。本実施の形
態では、２画素が共にオンまたは共にオフの場合はエラ
ーデータとなることを利用して、再生光のパターンにお
ける基準位置を示す基準位置情報を、情報光に含ませる
ようにしている。すなわち、図１７（ｂ）に示したよう
に、２分割旋光板１４Ａ，１４Ｂの分割線に平行な２画
素の幅の部分と分割線に垂直な２画素の幅の部分とから
なる十文字の領域７４に、故意に、エラーデータを所定
のパターンで配置している。このエラーデータのパター
ンを、以下、トラッキング用画素パターンと言う。この
トラッキング用画素パターンが基準位置情報となる。な
お、図１７（ｂ）において、符号７５はオンの画素、符
号７６はオフの画素を表している。また、中心部分の４
画素の領域７７は、常にオフにしておく。

【００６４】トラッキング用画素パターンと、記録する
データに対応するパターンとを合わせると、図１８
（ａ）に示したような２次元パターンとなる。本実施の
形態では、更に、データ領域以外の領域のうち、図にお
ける上半分をオフにし、下半分をオンにすると共に、デ
ータ領域においてデータ領域以外の領域に接する画素に
ついては、データ領域以外の領域と反対の状態、すなわ
ちデータ領域以外の領域がオフであればオン、データ領
域以外の領域がオンであればオフとする。これにより、
ＣＣＤアレイ１１９Ａ，１１９Ｂの検出データから、デ
ータ領域の境界部分をより明確に検出することが可能と
なる。

【００６５】記録時には、図１８（ａ）に示したような
２次元パターンに従って空間変調された情報光と記録用
参照光との干渉パターンが情報記録層２に記録される。
再生時に得られる再生光のパターンは、図１８（ｂ）に
示したように、記録時に比べるとコントラストが低下
し、ＳＮ比が悪くなっている。再生時には、ＣＣＤアレ
イ１１９Ａ，１１９Ｂによって、図１８（ｂ）に示した
ような再生光のパターンを検出し、データを判別する
が、その際、トラッキング用画素パターンを認識し、そ
の位置を基準位置としてデータを判別する。

【００６６】図１９（ａ）は、再生光のパターンから判
別したデータの内容を概念的に表したものである。図中
のA-1-1 等の符号を付した領域がそれぞれ１ビットのデ
ータを表している。本実施の形態では、データ領域を、
トラッキング用画素パターンが記録された十文字の領域
７４で分割することによって、４つ領域７８Ａ，７８
Ｂ，７８Ｃ，７８Ｄに分けている。そして、図１９
（ｂ）に示したように、対角の領域７８Ａ，７８Ｃを合
わせて矩形の領域を形成し、同様に対角の領域７８Ｂ，
７８Ｄを合わせて矩形の領域を形成し、２つの矩形の領
域を上下に配置することでＥＣＣテーブルを形成するよ
うにしている。ＥＣＣテーブルとは、記録すべきデータ
にＣＲＣ（巡回冗長チェック）コード等のエラー訂正コ
ード（ＥＣＣ）を付加して形成したデータのテーブルで
ある。なお、図１９（ｂ）は、ｎ行ｍ列のＥＣＣテーブ
ルの一例を示したものであり、この他の配列も自由に設
計することができる。また、図１９（ａ）に示したデー
タ配列は、図１９（ｂ）に示したＥＣＣテーブルのうち
の一部を利用したものであり、図１９（ｂ）に示したＥ
ＣＣテーブルのうち、図１９（ａ）に示したデータ配列
に利用されない部分は、データの内容に関わらず一定の
値とする。記録時には、図１９（ｂ）に示したようなＥ
ＣＣテーブルを図１９（ａ）に示したように４つの領域
７８Ａ，７８Ｂ，７８Ｃ，７８Ｄに分解して光情報記録
媒体１に記録し、再生時には、図１９（ａ）に示したよ
うな配列のデータを検出し、これを並べ替えて図１９
（ｂ）に示したようなＥＣＣテーブルを再生し、このＥ
ＣＣテーブルに基づいてエラー訂正を行ってデータの再
生を行う。

【００６７】上述のような再生光のパターンにおける基
準位置（トラッキング用画素パターン）の認識や、エラ
ー訂正は、図３における信号処理回路８９によって行わ
れる。

【００６８】以上説明したように、本実施の形態に係る
光情報記録再生装置１０によれば、光情報記録媒体１に
おける情報記録層２の任意の位置に、情報光および記録
用参照光を照射して、情報光と記録用参照光との干渉に
よる干渉パターンを形成して情報を記録し、且つ、情報
記録層２において情報光および記録用参照光が照射され
て干渉パターンが形成された領域に対して定着用の紫外
光を照射して、情報を定着するようにしたので、光情報
記録媒体１に対して情報を随時記録し且つ定着すること
ができる。すなわち、光情報記録媒体１を、追記型（ラ
イトワンス型）の記録媒体として利用することができ
る。

【００６９】また、本実施の形態によれば、従来の定着
方法のように、記録媒体全体に紫外光を照射し、更に記
録媒体を恒温槽で一定時間保持する等の熱処理を行うこ
とが不要となる。

【００７０】また、本実施の形態では、定着用の紫外光
を、情報光および記録用参照光と同方向から照射するよ
うにしたので、ピックアップ１１の光学系を小さく構成
することができる。また、定着用の紫外光を、平行光束
として照射できるので、定着する領域を精度よく画定す
ることができる。

【００７１】また、本実施の形態では、記録時に、空間
光変調器１６を、半円状の２つの領域に分割し、一方の
領域の画素を全てオンまたはオフとし、他方の画素を、
記録する情報に応じて変調することにより、図２０に示
したように、光情報記録媒体１の情報記録層２に対し
て、断面が半円状の記録領域９８によって、情報を記録
することが可能となる。これにより、図２１に示したよ
うに、情報記録層２に対して、緻密に記録領域９８を配
置することが可能となり、高密度に情報を記録すること
が可能となる。

【００７２】また、本実施の形態では、定着用光の断面
形状を、矩形等の任意の形状に形成して、情報記録層２
において情報が定着される領域を任意の形状に形成する
ことができ、これによって、情報記録層２に対して緻密
に情報を記録し定着することが可能となる。

【００７３】また、本実施の形態によれば、記録または
再生のための光の位置決めを精度良く行うことができる
ことから、リムーバビリティが良く、ランダムアクセス
が容易になると共に、記録容量および転送レートを大き
くすることができる。

【００７４】また、本実施の形態によれば、差動検出に
よって情報を再生することができ、これにより、再生光
に重畳される直流ノイズ成分を相殺して、ＳＮ比を向上
させることができ、情報の検出精度を向上させることが
できる。

【００７５】また、本実施の形態によれば、再生光のパ
ターンにおける基準位置を示す基準位置情報を、情報光
に含ませるようにしたので、再生光のパターンの認識が
容易になる。

【００７６】次に、本発明の第２の実施の形態に係る光
情報記録再生装置について説明する。図２２は、本実施
の形態におけるピックアップの記録光学系を示す説明
図、図２３は、本実施の形態におけるピックアップの再
生光学系の要部を示す説明図である。本実施の形態は、
定着用の紫外光を対物レンズ１２Ｂ側より照射するよう
にした例である。本実施の形態に係る光情報記録再生装
置では、図１および図２に示したピックアップ１１の代
わりに、図２２および図２３に示したピックアップ１１
１が設けられている。

【００７７】本実施の形態におけるピックアップ１１１
では、図２２に示したように、記録光学系には、図１に
示したようなプリズムブロック９１，凸レンズ９２およ
び光源９３は設けられていない。代わりに、図２３に示
したように、再生光学系において、プリズムブロック１
１５と２分割旋光板１４Ｃとの間にプリズムブロック９
４が配設され、このプリズムブロック９４の側方に、凸
レンズ９５と、定着用光としての紫外光を出射する光源
９６が配設されている。プリズムブロック９４は、その
法線方向が、対物レンズ１２Ｂおよび２分割旋光板１４
Ｃの光軸方向に対して４５°傾けられた半反射面９４ａ
を有している。

【００７８】本実施の形態では、記録時に、光源９６よ
り紫外光が出射され、この紫外光は、凸レンズ９５によ
って集光され、プリズムブロック９４に入射し、一部が
半反射面９４ａで反射されて２分割旋光板１４Ｃ側へ向
かい、途中で一旦収束して発散する光となって、２分割
旋光板１４Ｃを通過し、対物レンズ１２Ｂによって集光
されて平行光束となって、光情報記録媒体１の情報記録
層２に照射されるようになっている。本実施の形態で
は、図２３に示したように、光源９６の光出射位置は、
凸レンズ９５の光軸に対して偏心した位置にあり、その
結果、第１の実施の形態と同様に、情報記録層２に照射
される紫外光は、記録時に対物レンズ１２Ａより情報記
録層２に照射される情報光および記録用参照光よりも、
所定距離だけ、光情報記録媒体１の進行方向の前方に照
射されるようになっている。

【００７９】なお、再生時において、情報記録層２から
の再生光は、対物レンズ１２Ｂで集光され、２分割旋光
板１４Ｃを通過し、一部がプリズムブロック９４の半反
射面９４ａを透過して、プリズムブロック１１５に入射
するようになっている。本実施の形態におけるその他の
構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様であ
る。

【００８０】次に、本発明の第３の実施の形態に係る光
情報記録再生装置について説明する。図２４は、本実施
の形態におけるピックアップの記録光学系を示す説明図
である。本実施の形態は、光情報記録媒体１として、情
報記録層２が、波長の異なる２つの光の照射により屈折
率が変化する材料によって形成されたものを用い、情報
光および記録用参照光として２つの光のうちの一方を照
射し、定着用光として２つの光のうちの他方を照射する
ようにした例である。

【００８１】本実施の形態に係る光情報記録再生装置で
は、図１および図２に示したピックアップ１１の代わり
に、図２４に示したピックアップ１２１が設けられてい
る。このピックアップ１２１では、図１に示したピック
アップ１１における光源９３の代わりに、定着用光を出
射する光源１９３が設けられている。なお、本実施の形
態では、光源１９３の光出射位置は、凸レンズ９２の光
軸上にある。本実施の形態では、記録時に、光源１９３
より出射される定着用光は、凸レンズ９２によって集光
され、プリズムブロック９１に入射し、一部が半反射面
９１ａで反射されて２分割旋光板１４Ａ側へ向かい、途
中で一旦収束して発散する光となって、２分割旋光板１
４Ａを通過し、対物レンズ１２Ａによって集光されて平
行光束となって、光情報記録媒体１の情報記録層２にお
いて情報光および記録用参照光が照射される位置に照射
されるようになっている。

【００８２】本実施の形態における情報記録層２を形成
する材料としては、例えば、米国特許第５，２６８，８
６２号に示されるような、２波長感光フォトクロミック
物質をドーピングしたプラスチック材料（ＰＭＭＡ）を
用いることができる。この材料は、例えば、波長が５３
２ｎｍの光と波長が１０６４ｎｍの光が同時に照射され
ると、最初はスピロピラン（ｓｐｉｒｏｐｙｒａｎ）に
変化し、次に安定した分子形態であるメロシアニン（ｍ
ｅｒｏｃｙａｎｉｎｅ）に変化して、屈折率が変化す
る。

【００８３】以下、情報記録層２を形成する材料として
上記プラスチック材料を用いた場合を例にとって説明す
る。この場合には、例えば、情報光および記録用参照
光、すなわちレーザカプラ２０より出射される光を、波
長５３２ｎｍの光とし、光源１９３より出射される定着
用光を、波長１０６４ｎｍの光とする。なお、波長１０
６４ｎｍの光としては、例えばネオジウム・ヤグ（Ｎ
ｄ：ＹＡＧ）レーザの基本波を用いることができる。波
長５３２ｎｍの光としては、例えばネオジウム・ヤグレ
ーザの基本波を非線形光学媒質を通して得られる第２高
調波を用いることができ、この第２高調波を用いる場合
には、レーザカプラ２０における半導体レーザ２４の代
わりに、この第２高調波を発生させる光源装置を使用す
る。

【００８４】本実施の形態では、記録時には、情報記録
層２に対して、波長５３２ｎｍの情報光および記録用参
照光が照射されて、情報記録層２において情報光と記録
用参照光との干渉による干渉パターンが形成され、同時
に、この干渉パターンが形成された領域に対して波長１
０６４ｎｍの定着用光が照射されて、情報記録層２にお
いて干渉パターンに応じて部分的に分子形態が変化し
て、その結果、干渉パターンに応じた屈折率分布が生
じ、情報が記録されると共に定着される。

【００８５】また、本実施の形態では、再生時には、情
報記録層２に対して、波長５３２ｎｍの再生用参照光が
照射され、第１の実施の形態と同様にして、情報が再生
される。

【００８６】また、本実施の形態では、干渉パターンに
よって情報が記録された情報記録層２に対して、例え
ば、波長１０６４ｎｍの光を照射すると、メロシアニン
が波長５３２ｎｍの蛍光を発する。そこで、この蛍光を
観察することにより、干渉パターンを観察でき、干渉パ
ターンの有無の確認等が可能となる。

【００８７】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第１の実施の形態と同様である。

【００８８】次に、本発明の第４の実施の形態に係る光
情報記録再生装置について説明する。図２５は、本実施
の形態におけるピックアップの再生光学系の要部を示す
説明図である。本実施の形態は、第３の実施の形態と同
様に、光情報記録媒体１として、情報記録層２が、波長
の異なる２つの光の照射により屈折率が変化する材料に
よって形成されたものを用い、情報光および記録用参照
光として２つの光のうちの一方を照射し、定着用光とし
て２つの光のうちの他方を照射すると共に、定着用光を
対物レンズ１２Ｂ側より照射するようにした例である。
本実施の形態に係る光情報記録再生装置では、第３の実
施の形態におけるピックアップ１２１の代わりに、図２
５に示したピックアップ１３１が設けられている。

【００８９】本実施の形態におけるピックアップ１３１
における記録光学系の構成は、図２２と同様である。図
２５に示したように、本実施の形態におけるピックアッ
プ１３１では、再生光学系において、プリズムブロック
１１５と２分割旋光板１４Ｃとの間にプリズムブロック
９４が配設され、このプリズムブロック９４の側方に、
凸レンズ９５と、第３の実施の形態と同様の定着用光を
出射する光源１９６が配設されている。プリズムブロッ
ク９４は、その法線方向が、対物レンズ１２Ｂおよび２
分割旋光板１４Ｃの光軸方向に対して４５°傾けられた
半反射面９４ａを有している。

【００９０】本実施の形態では、図２５に示したよう
に、光源１９６の光出射位置は、凸レンズ９５の光軸上
にある。本実施の形態では、記録時に、光源１９６より
出射される定着用光は、凸レンズ９５によって集光さ
れ、プリズムブロック９４に入射し、一部が半反射面９
４ａで反射されて２分割旋光板１４Ｃ側へ向かい、途中
で一旦収束して発散する光となって、２分割旋光板１４
Ｃを通過し、対物レンズ１２Ｂによって集光されて平行
光束となって、光情報記録媒体１の情報記録層２におい
て情報光および記録用参照光が照射される位置に照射さ
れるようになっている。

【００９１】なお、再生時において、情報記録層２から
の再生光は、対物レンズ１２Ｂで集光され、２分割旋光
板１４Ｃを通過し、一部がプリズムブロック９４の半反
射面９４ａを透過して、プリズムブロック１１５に入射
するようになっている。本実施の形態におけるその他の
構成、作用および効果は、第３の実施の形態と同様であ
る。

【００９２】次に、本発明の第５の実施の形態について
説明する。本実施の形態に係る光情報記録再生装置の全
体構成は、ピックアップの構成が異なる点を除いて、図
３と同様である。また、以下、第１の実施の形態と同じ
構成要素については、同じ符号を付し、詳しい説明を省
略する。図２６は、本実施の形態に係る光情報記録再生
装置におけるピックアップの構成を示す説明図、図２７
は本実施の形態における光情報記録媒体の構成を示す説
明図である。

【００９３】始めに、図２７を参照して、本実施の形態
における光情報記録媒体の構成について説明する。この
光情報記録媒体２０１は、厚み方向に積層され、それぞ
れ、ボリュームホログラフィを利用して、情報を担持し
た情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンに
よって情報が記録されると共に、再生用参照光が照射さ
れたときに、記録されている情報に対応した再生光を発
生するための複数の情報記録層２０２と、各情報記録層
２０２に対する情報光、記録用参照光および再生用参照
光の位置決めのために用いられる位置決め層２０３とを
備えている。情報記録層２０２と位置決め層２０３は交
互に積層され、且つ光情報記録媒体２０１の最も外側の
２つの層は、それぞれ位置決め層２０３になっている。
光情報記録媒体２０１の最も外側の２つの位置決め層２
０３の各表面には、反射防止膜を被覆しておくのが好ま
しい。また、光情報記録媒体２０１全体は、円板状に形
成されている。なお、図２７には、情報記録層２０２を
５層とした例を示したが、情報記録層２０２の数はこれ
に限られるものではない。

【００９４】情報記録層２０２に面する位置決め層２０
３の各面には、半径方向に線状に延びる複数のアドレス
・サーボエリア６が所定の角度間隔で設けられ、隣り合
うアドレス・サーボエリア６間の扇形の区間がデータエ
リア７になっている。アドレス・サーボエリア６には、
サンプルドサーボ方式によってフォーカスサーボおよび
トラッキングサーボを行うための情報とアドレス情報と
が、予めエンボスピット等によって記録されている。な
お、フォーカスサーボは、情報記録層２０２と位置決め
層２０３との境界面を反射面として、後述するピックア
ップより照射され、反射面で反射された光に基づいて行
うことができる。情報記録層２０２と位置決め層２０３
の屈折率が近く、情報記録層２０２と位置決め層２０３
との境界面で所望の反射率が得られない場合には、所望
の反射率が得られるように、情報記録層２０２と位置決
め層２０３との間に、ＡｌＮ等を用いた誘電体多層膜を
設けてもよい。トラッキングサーボを行うための情報と
しては、例えばウォブルピットを用いることができる。
また、本実施の形態では、アドレス情報は、トラックや
セクタの情報の他に、対応する情報記録層２０２が厚み
方向について何層目かの情報も含んでいる。

【００９５】情報記録層２０２は、第３の実施の形態と
同様に、波長の異なる２つの光の照射により屈折率が変
化する材料によって形成されている。本実施の形態で
は、第３の実施の形態と同様に、例えば、情報光および
記録用参照光として波長５３２ｎｍの光を用い、定着用
光として波長１０６４ｎｍの光を用いる。位置決め層２
０３は、定着用光を全反射または吸収するようになって
いる。

【００９６】図２６に示したように、本実施の形態にお
けるピックアップ２１１は、スピンドル８１に光情報記
録媒体２０１が固定されたときに、光情報記録媒体２０
１の一方の面に対向するように配置された対物レンズ１
２Ａと、この対物レンズ１２Ａを光情報記録媒体２０１
の厚み方向および半径方向に移動可能なアクチュエータ
１３Ａと、対物レンズ１２Ａにおける光情報記録媒体２
０１とは反対側に、対物レンズ１２Ａ側から順に配設さ
れた２分割旋光板１４Ａ，プリズムブロック１５Ａ，空
間光変調器１６，コリメータレンズ１７およびレーザカ
プラ２０と、プリズムブロック１５Ａの側方に配設され
た凸レンズ１８ＡおよびＣＣＤアレイ１９Ａを備えてい
る。

【００９７】ピックアップ２１１は、更に、スピンドル
８１に光情報記録媒体２０１が固定されたときに、光情
報記録媒体２０１の他方の面に対向するように配置され
た対物レンズ１２Ｂと、この対物レンズ１２Ｂを光情報
記録媒体２０１の厚み方向および半径方向に移動可能な
アクチュエータ１３Ｂと、対物レンズ１２Ｂにおける光
情報記録媒体２０１とは反対側に、対物レンズ１２Ｂ側
から順に配設された２分割旋光板１４Ｂ，プリズムブロ
ック１５Ｂ，凸レンズ１８ＢおよびＣＣＤアレイ１９Ｂ
を備えている。

【００９８】ピックアップ２１１は、更に、光情報記録
媒体１の側方から、情報を記録しようとする任意の情報
記録層２０２に、第３の実施の形態と同様の定着用光を
照射するための定着用光照射装置２２１を備えている。

【００９９】なお、レーザカプラ２０内の半導体レーザ
２４の出力の制御や、定着用光照射装置２２１の制御
や、２分割旋光板１４Ａ，１４ｂおよび空間光変調器１
６の制御は、それぞれ、図３におけるコントローラ９０
の制御の下で、図示しない駆動回路によって行われるよ
うになっている。

【０１００】２分割旋光板１４Ａ，１４Ｂは、それぞ
れ、図２６において光軸の上側部分に配置された旋光板
１４ＡＲ，１４ＢＲと、図２６において光軸の下側部分
に配置された旋光板１４ＡＬ，１４ＢＬとを有してい
る。各旋光板１４ＡＲ，１４ＢＲ，１４ＡＬ，１４ＢＬ
は、それぞれ例えば２枚の透明電極基板間に液晶を封入
して構成されている。旋光板１４ＡＲ，１４ＢＲは、オ
フにする入射光の偏光方向を−４５°回転させ、オンに
すると入射光の偏光方向を回転させないようになってい
る。一方、旋光板１４ＡＬ，１４ＢＬは、オフにすると
入射光の偏光方向を＋４５°回転させ、オンにすると入
射光の偏光方向を回転させないようになっている。

【０１０１】プリズムブロック１５Ａは、２分割旋光板
１４Ａと空間光変調器１６の間において、その法線方向
が、２分割旋光板１４Ａと空間光変調器１６の間におけ
る光軸方向に対して４５°傾けられて配置された偏光ビ
ームスプリッタ面１５Ａａと、空間光変調器１６側から
の光が偏光ビームスプリッタ面１５Ａａで反射される方
向に配置され、偏光ビームスプリッタ面１５Ａａに平行
な反射面１５Ａｂとを有している。

【０１０２】プリズムブロック１５Ｂは、２分割旋光板
１４Ｂと凸レンズ１８Ｂの間において、プリズムブロッ
ク１５Ａにおける偏光ビームスプリッタ面１５Ａａに対
して平行に配置された偏光ビームスプリッタ面１５Ｂａ
と、プリズムブロック１５Ａにおける反射面１５Ａｂか
らの光が入射する位置に配置され、偏光ビームスプリッ
タ面１５Ｂａに平行な反射面１５Ｂｂとを有している。

【０１０３】プリズムブロック１５Ａ，１５Ｂにおける
各反射面１５Ａｂ，１５Ｂｂは、光情報記録媒体２０１
の側方に配置され、反射面１５Ａｂから反射面１５Ｂｂ
へ向かう光は、光情報記録媒体２０１の側方を通過する
ようになっている。

【０１０４】図２６に示したピックアップ２１１におい
て、レーザカプラ２０は、Ｓ偏光のレーザ光を出射し、
このレーザ光は、コリメータレンズ１７によって平行光
束とされ、空間光変調器１６を通過してプリズムブロッ
ク１５Ａの偏光ビームスプリッタ面１５Ａａに入射する
ようになっている。ここで、空間光変調器１６のオフの
画素を通過した光は、Ｐ偏光となり、偏光ビームスプリ
ッタ面１５Ａａを透過し、２分割旋光板１４Ａを通過
し、対物レンズ１２Ａによって集光されて、光情報記録
媒体２０１に照射されるようになっている。一方、空間
光変調器１６のオンの画素を通過した光は、Ｓ偏光のま
まであり、偏光ビームスプリッタ面１５Ａａで反射さ
れ、更に反射面１５Ａｂで反射され、プリズムブロック
１５Ｂに入射し、反射面１５Ｂｂ、偏光ビームスプリッ
タ面１５Ｂａで順に反射され、２分割旋光板１４Ｂを通
過し、対物レンズ１２Ｂによって集光されて、光情報記
録媒体２０１に照射されるようになっている。

【０１０５】光情報記録媒体２０１からの対物レンズ１
２Ａ側へ向かう光は、対物レンズ１２Ａ，２分割旋光板
１４Ａを順に通過してプリズムブロック１５Ａの偏光ビ
ームスプリッタ面１５Ａａに入射するようになってい
る。この光のうちのＳ偏光の光は、偏光ビームスプリッ
タ面１５Ａａで反射され、凸レンズ１８Ａで集光され
て、ＣＣＤアレイ１９Ａに入射するようになっている。
一方、光情報記録媒体２０１からの対物レンズ１２Ａ側
へ向かう光のうちのＰ偏光の光は、偏光ビームスプリッ
タ面１５Ａａを透過して、空間光変調器１６を通過し、
コリメータレンズ１７によって集光されて、レーザカプ
ラ２０に入射するようになっている。

【０１０６】光情報記録媒体２０１からの対物レンズ１
２Ｂ側へ向かう光は、対物レンズ１２Ｂ，２分割旋光板
１４Ｂを順に通過してプリズムブロック１５Ｂの偏光ビ
ームスプリッタ面１５Ｂａに入射するようになってい
る。この光のうちのＳ偏光の光は、偏光ビームスプリッ
タ面１５Ｂａで反射され、Ｐ偏光の光は、偏光ビームス
プリッタ面１５Ｂａを透過して、凸レンズ１８Ｂで集光
されて、ＣＣＤアレイ１９Ｂに入射するようになってい
る。

【０１０７】図２６に示したピックアップ２１１では、
記録光学系２９１は、レーザカプラ２０，コリメータレ
ンズ１７，空間光変調器１６，プリズムブロック１５
Ａ，１５Ｂ，２分割旋光板１４Ａ，１４Ｂ，対物レンズ
１２Ａ，１２Ｂおよび定着用光照射装置２２１で構成さ
れている。また、図２６に示したピックアップ２１１で
は、再生光学系は、再生光学系２９２と再生光学系２９
３の２系統が存在する。再生光学系２９２は、レーザカ
プラ２０，コリメータレンズ１７，空間光変調器１６，
プリズムブロック１５Ａ，２分割旋光板１４Ａ，対物レ
ンズ１２Ａ，凸レンズ１８Ａ，ＣＣＤアレイ１９Ａで構
成されている。再生光学系２９３は、レーザカプラ２
０，コリメータレンズ１７，空間光変調器１６，プリズ
ムブロック１５Ａ，１５Ｂ，２分割旋光板１４Ｂ，対物
レンズ１２Ｂ，凸レンズ１８Ｂ，ＣＣＤアレイ１９Ｂで
構成されている。

【０１０８】図２８は、定着用光照射装置２２１の構成
の一例を示す説明図である。この例における定着用光照
射装置２２１は、定着用光を出射する光源２３１と、こ
の光源２３１より出射される定着用光を集光して平行光
束として光情報記録媒体２０１の側面に照射するための
コリメータレンズ２３２と、スピンドル８１に光情報記
録媒体２０１が固定されたときに光情報記録媒体２０１
の側方に配置され、コリメータレンズ２３２からの定着
用光のうち、情報を記録しようとする情報記録層２０２
に対応する部分のみを選択的に通過させて、情報を記録
しようとする情報記録層２０２に入射させるシャッタ２
３３とを備えている。シャッタ２３３は、例えば液晶ラ
イトバルブによって実現することができる。

【０１０９】図２８に示した定着用光照射装置２２１で
は、光源２３１より出射された定着用光は、コリメータ
レンズ２３２によって集光されて平行光束とされ、シャ
ッタ２３３に入射する。シャッタ２３３は、コントロー
ラ９０によって制御され、入射する定着用光のうち、情
報を記録しようとする情報記録層２０２に対応する部分
のみを選択的に通過させて、情報を記録しようとする情
報記録層２０２に側面より入射させる。情報記録層２０
２に入射した定着用光は、位置決め層２０３との境界で
反射を繰り返して、情報を記録しようとする情報記録層
２０２全体に拡散する。なお、情報を記録しようとする
情報記録層２０２に入射した定着用光は、位置決め層２
０３との境界で全反射するか、あるいは位置決め層２０
３で吸収されて、他の情報記録層２０２には、全く達し
ないか、あるいはほとんど達しない。

【０１１０】図２９は、定着用光照射装置２２１の構成
の他の例を示す説明図である。なお、この例では、光情
報記録媒体２０１として、図２９に示したように、その
側面が斜めに切り欠かれた形状のものを使用する。図２
９に示した例における定着用光照射装置２２１は、ハウ
ジング２４１と、このハウジング２４１に固定され、定
着用光を出射する光源２４２と、ハウジング２４１に固
定され、光源２４２より出射された定着用光を集光して
収束光として、光情報記録媒体２０１の情報記録層２０
２に照射する凸レンズ２４３と、ハウジング２４１を、
光情報記録媒体２０１の側面に沿った方向に移動させる
アクチュエータ２４４とを備えている。

【０１１１】図２９に示した定着用光照射装置２２１で
は、情報を記録しようとする情報記録層２０２に定着用
光が入射するように、コントローラ９０によって、アク
チュエータ２４４が制御されて、ハウジング２４１の位
置が制御される。光源２４２より出射された定着用光
は、凸レンズ２４３によって集光されて収束光とされ、
情報を記録しようとする情報記録層２０２に、その斜面
状の側面より入射する。情報記録層２０２に入射した定
着用光は、位置決め層２０３との境界で反射を繰り返し
て、情報を記録しようとする情報記録層２０２全体に拡
散する。

【０１１２】なお、本実施の形態では、上述のように、
定着用光を、情報を記録しようとする情報記録層２０２
全体に拡散させるため、定着用光がコヒーレントである
と、情報記録層２０２内で干渉する可能性があるため、
定着用光はインコヒーレントである方が好ましい。

【０１１３】次に、本実施の形態に係る光情報記録再生
装置および光情報記録媒体の作用について、サーボ時、
記録時、再生時に分けて、順に説明する。以下の説明
は、本実施の形態に係る光情報記録方法の説明を兼ねて
いる。なお、サーボ時、記録時、再生時のいずれのとき
も、光情報記録媒体２０１は規定の回転数を保つように
制御されてスピンドルモータ８２によって回転される。

【０１１４】まず、サーボ時の作用について説明する。
図３０はサーボ時におけるピックアップ２１１の状態を
示す説明図、図３１はサーボ時における光の状態を示す
説明図である。この図に示したように、サーボ時には、
空間光変調器１６の全画素がオフにされ、２分割旋光板
１４Ａ，１４Ｂの各旋光板１４ＡＲ，１４ＡＬ，１４Ｂ
Ｒ，１４ＢＬは、全てオンにされる。レーザカプラ２０
の出射光の出力は、再生用の低出力に設定される。ま
た、定着用光照射装置２２１は定着用光を光情報記録媒
体２０１に照射しない。なお、コントローラ９０は、再
生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、対
物レンズ１２Ａの出射光がアドレス・サーボエリア６を
通過するタイミングを予測し、対物レンズ１２Ａの出射
光がアドレス・サーボエリア６を通過する間、上記の設
定とする。

【０１１５】サーボ時には、レーザカプラ２０から出射
されたＳ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ１７によ
って平行光束とされ、空間光変調器１６に入射する。こ
こで、空間光変調器１６の全画素がオフにされているの
で、空間光変調器１６を通過した後の光は、偏光方向が
＋９０°回転されてＰ偏光となる。このＰ偏光の光は、
プリズムブロック１５Ａの偏光ビームスプリッタ面１５
Ａａを透過して、２分割旋光板１４Ａに入射する。ここ
で、２分割旋光板１４Ａの旋光板１４ＡＲ，１４ＡＬは
共にオンにされているので、光は何ら影響を受けずに２
分割旋光板１４Ａを通過する。２分割旋光板１４Ａを通
過した光は、対物レンズ１２Ａによって集光され、光情
報記録媒体２０１内で最も小径となるように収束され
て、情報記録媒体２０１に照射される。この光は、情報
記録媒体２０１における任意の情報記録層２０２と位置
情報層２０３との境界面で反射され、その際、アドレス
・サーボエリア６におけるエンボスピットによって変調
されて、対物レンズ１２Ａ側に戻ってくる。この戻り光
は、対物レンズ１２Ａで平行光束とされ、何ら影響を受
けずに２分割旋光板１４Ａを通過し、プリズムブロック
１５Ａの偏光ビームスプリッタ面１５Ａａを透過して、
空間光変調器１６を通過して、偏光方向が＋９０°回転
されて再びＳ偏光とされ、レーザカプラ２０に入射し、
フォトディテクタ２５，２６によって検出される。そし
て、このフォトディテクタ２５，２６の出力に基づい
て、図６に示した検出回路８５によって、フォーカスエ
ラー信号ＦＥ，トラッキングエラー信号ＴＥおよび再生
信号ＲＦが生成され、これらの信号に基づいて、フォー
カスサーボおよびトラッキングサーボが行われると共
に、基本クロックの再生およびアドレスの判別が行われ
る。

【０１１６】なお、本実施の形態では、アクチュエータ
１３Ａ，１３Ｂは、フォーカスサーボ回路８６によって
連動するように制御され、対物レンズ１２Ａ，１２Ｂか
らの各光の収束位置が、所定の位置関係を保ちながら移
動するようになっている。そして、所望の情報記録層２
０２に対して情報の記録または再生を行う場合には、図
３１に示したように、対物レンズ１２Ａからの光が、所
望の情報記録層２０２とその情報記録層２０２に対して
対物レンズ１２Ａ側から見て奥側において隣接する位置
決め層２０３との境界面上で、最も小径となるように収
束し、図３１では図示しないが、対物レンズ１２Ｂから
の光（サーボ時にはない）が、所望の情報記録層２０２
とその情報記録層２０２に対して対物レンズ１２Ｂ側か
ら見て奥側において隣接する位置決め層２０３との境界
面上で、最も小径となるように収束するように、フォー
カスサーボを行うようになっている。以下、この状態
を、所望の情報記録層２０２に対する合焦状態と言う。

【０１１７】アドレス・サーボエリア６には、対応する
情報記録層２０２が厚み方向について何層目かの情報も
含まれているので、コントローラ９０は、フォーカスサ
ーボを開始して、いずれかの情報記録層２０２に対して
合焦状態となった後には、アドレス・サーボエリア６に
記録された情報より、何層目の情報記録層２０２かを知
ることができる。また、コントローラ９０は、フォーカ
スサーボにより任意の情報記録層２０２に対して合焦状
態となった後に、フォーカスサーボ回路８６を制御し
て、情報記録層２０２の厚みと位置情報層２０３の厚み
とを足した厚みを１単位として、光の収束位置を所定の
単位だけ厚み方向に移動させた後、再度フォーカスサー
ボを行わせることにより、他の情報記録層２０２に対し
て合焦状態となるようにすることができる。

【０１１８】なお、上記のサーボ時における設定では、
ピックアップ２１１の構成は、ＣＤ（コンパクト・ディ
スク）やＤＶＤ（デジタル・ビデオ・ディスク）やＨＳ
（ハイパー・ストレージ・ディスク）等の通常の光ディ
スクに対する記録，再生用のピックアップの構成と同様
になる。従って、本実施の形態における光情報記録再生
装置では、通常の光ディスク装置との互換性を持たせる
ように構成することも可能である。

【０１１９】次に、記録時の作用について説明する。図
３２は記録時におけるピックアップ２１１の状態を示す
説明図、図３３は記録時における光の状態を示す説明図
である。これらの図に示したように、記録時には、空間
光変調器１６は、記録する情報に応じて各画素毎にオン
（０°）とオフ（＋９０°）を選択する。本実施の形態
では、２画素で１ビットの情報を表現する。この場合、
必ず、１ビットの情報に対応する２画素のうちの一方を
オン、他方をオフとする。また、２分割旋光板１４Ａ，
１４Ｂの各旋光板１４ＡＲ，１４ＡＬ，１４ＢＲ，１４
ＢＬは、全てオフにされる。レーザカプラ２０の出射光
の出力は、パルス的に記録用の高出力にされる。また、
定着用光照射装置２２１は、光情報記録媒体２０１にお
ける情報を記録しようとする情報記録層２０２に対して
選択的に定着用光を照射する。なお、コントローラ９０
は、再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づい
て、対物レンズ１２Ａ，１２Ｂの出射光がデータエリア
７を通過するタイミングを予測し、対物レンズ１２Ａ，
１２Ｂの出射光がデータエリア７を通過する間、上記の
設定とする。対物レンズ１２Ａ，１２Ｂの出射光がデー
タエリア７を通過する間は、フォーカスサーボおよびト
ラッキングサーボは行われず、対物レンズ１２Ａ，１２
Ｂは固定されている。

【０１２０】記録時には、レーザカプラ２０から出射さ
れたＳ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ１７によっ
て平行光束とされ、空間光変調器１６に入射する。ここ
で、空間光変調器１６のうちオンにされている画素を通
過した光は偏光方向が回転されずにＳ偏光のままとな
り、オフにされている画素を通過した光は偏光方向が＋
９０°回転されてＰ偏光となる。

【０１２１】空間光変調器１６からのＰ偏光の光は、プ
リズムブロック１５Ａの偏光ビームスプリッタ面１５Ａ
ａを透過して、２分割旋光板１４Ａに入射する。ここ
で、２分割旋光板１４Ａの旋光板１４ＡＲ，１４ＡＬは
共にオフにされているので、旋光板１４ＡＲを通過した
光は、偏光方向が−４５°回転されて、Ｂ偏光となり、
旋光板１４ＡＬを通過した光は、偏光方向が＋４５°回
転されて、Ａ偏光となる。２分割旋光板１４Ａからの光
は、所望の情報記録層２０２とその情報記録層２０２に
対して対物レンズ１２Ａ側から見て奥側において隣接す
る位置決め層２０３との境界面上で、最も小径となるよ
うに収束する。

【０１２２】空間光変調器１６からのＳ偏光の光は、プ
リズムブロック１５Ａの偏光ビームスプリッタ面１５Ａ
ａで反射され、更に反射面１５Ａｂで反射され、プリズ
ムブロック１５Ｂに入射し、反射面１５Ｂｂ、偏光ビー
ムスプリッタ面１５Ｂａで順に反射され、２分割旋光板
１４Ｂに入射する。ここで、２分割旋光板１４Ｂの旋光
板１４ＢＲ，１４ＢＬは共にオフにされているので、旋
光板１４ＢＲを通過した光は、偏光方向が−４５°回転
されて、Ｂ偏光となり、旋光板１４ＢＬを通過した光
は、偏光方向が＋４５°回転されて、Ａ偏光となる。２
分割旋光板１４Ｂからの光は、所望の情報記録層２０２
とその情報記録層２０２に対して対物レンズ１２Ｂ側か
ら見て奥側において隣接する位置決め層２０３との境界
面上で、最も小径となるように収束する。

【０１２３】図３３に示したように、所望の情報記録層
２０２では、旋光板１４ＡＲからのＢ偏光の光と旋光板
１４ＢＲからのＢ偏光の光とが干渉し、旋光板１４ＡＬ
からのＡ偏光の光と旋光板１４ＢＬからのＡ偏光の光と
が干渉して干渉パターンが形成され、同時に、この干渉
パターンが形成された領域に対して波長１０６４ｎｍの
定着用光が照射され、レーザカプラ２０の出射光の出力
が高出力になったときに、情報記録層２０２において干
渉パターンに応じて部分的に分子形態が変化して、その
結果、干渉パターンに応じた屈折率分布が生じ、情報が
記録されると共に定着されて、情報記録層２０２内に反
射型（リップマン型）の体積ホログラム５８が形成され
る。なお、Ａ偏光の光とＢ偏光の光は、互いに偏光方向
が直交するため、干渉しない。このように、本実施の形
態では、光束を２分割し、各領域毎の光の偏光方向を直
交させているので、余分な干渉縞の発生を防止して、Ｓ
Ｎ（信号対雑音）比の低下を防止することができる。

【０１２４】また、本実施の形態では、情報記録層２０
２に対して互いに反対方向から照射される２分割旋光板
１４Ａからの光と２分割旋光板１４Ｂからの光は、互い
に相補的なパターンを有しており、いずれも、情報記録
層２０２に記録すべき情報を担持した情報光と見ること
ができる。２分割旋光板１４Ａからの光を情報光として
見た場合には２分割旋光板１４Ｂからの光が記録用参照
光となり、逆に、２分割旋光板１４Ｂからの光を情報光
として見た場合には２分割旋光板１４Ａからの光が記録
用参照光となる。

【０１２５】なお、本実施の形態では、記録用参照光
も、空間光変調器１６によって空間的に変調された光で
あるため、情報記録層２０２の一断面を見ると、画素単
位の情報光の中には、画素単位の記録用参照光が存在し
ないために干渉縞が生じない情報光もあるが、このよう
な情報光でも、情報記録層２０２内において必ず画素単
位の記録用参照光が存在する部分を通過して干渉縞を発
生させるので、問題は生じない。なお、空間光変調器１
６では、２画素で１ビットの情報を表現し、１ビットの
情報に対応する２画素のうちの一方をオン、他方をオフ
としている。従って、情報の内容にかかわらず記録用参
照光の光量は略一定となる。

【０１２６】次に、再生時の作用について説明する。図
３４は再生時におけるピックアップ２１１の状態を示す
説明図、図３５および図３６は再生時における光の状態
を示す説明図である。これらの図に示したように、再生
時には、空間光変調器１６は、必要に応じて全画素がオ
フ（＋９０°）の状態と全画素がオン（０°）の状態と
が選択される。また、２分割旋光板１４Ａ，１４Ｂの各
旋光板１４ＡＲ，１４ＡＬ，１４ＢＲ，１４ＢＬは、全
てオフにされる。レーザカプラ２０の出射光の出力は、
再生用の低出力にされる。なお、コントローラ９０は、
再生信号ＲＦより再生された基本クロックに基づいて、
対物レンズ１２Ａの出射光がデータエリア７を通過する
タイミングを予測し、対物レンズ１２Ａ，１２Ｂの出射
光がデータエリア７を通過する間、上記の設定とする。
対物レンズ１２Ａ，１２Ｂの出射光がデータエリア７を
通過する間は、フォーカスサーボおよびトラッキングサ
ーボは行われず、対物レンズ１２Ａ，１２Ｂは固定され
ている。

【０１２７】空間光変調器１６の全画素がオフの状態の
ときには、再生光学系２９２によって情報の再生が行わ
れる。このとき、レーザカプラ２０から出射されたＳ偏
光のレーザ光は、コリメータレンズ１７によって平行光
束とされ、空間光変調器１６によって偏光方向が＋９０
°回転されてＰ偏光となる。空間光変調器１６からのＰ
偏光の光は、プリズムブロック１５Ａの偏光ビームスプ
リッタ面１５Ａａを透過して、図３５に示したように、
２分割旋光板１４Ａに入射する。ここで、２分割旋光板
１４Ａの旋光板１４ＡＲ，１４ＡＬは共にオフにされて
いるので、旋光板１４ＡＲを通過した光は、偏光方向が
−４５°回転されて、Ｂ偏光となり、旋光板１４ＡＬを
通過した光は、偏光方向が＋４５°回転されて、Ａ偏光
となる。２分割旋光板１４Ａからの光は、所望の情報記
録層２０２とその情報記録層２０２に対して対物レンズ
１２Ａ側から見て奥側において隣接する位置決め層２０
３との境界面上で、最も小径となるように収束する。

【０１２８】情報記録層２０２における体積ホログラム
５８からは、２分割旋光板１４Ａからの光を再生用参照
光と見た場合の再生光が発生される。より詳しく説明す
ると、図３５における体積ホログラム５８の上半分の領
域では、旋光板１４ＡＲからのＢ偏光の光が照射され
て、記録時において２分割旋光板１４Ｂの旋光板１４Ｂ
Ｒから照射された光に対応する再生光が発生される。こ
の再生光は、Ｂ偏光の光であり、対物レンズ１２Ａで集
光され、２分割旋光板１４Ａの旋光板１４ＡＬを通過し
てＳ偏光の光となる。同様に、図３５における体積ホロ
グラム５８の下半分の領域では、旋光板１４ＡＬからの
Ａ偏光の光が照射されて、記録時において２分割旋光板
１４Ｂの旋光板１４ＢＬから照射された光に対応する再
生光が発生される。この再生光は、Ａ偏光の光であり、
対物レンズ１２Ａで集光され、２分割旋光板１４Ａの旋
光板１４ＡＲを通過してＳ偏光の光となる。これらのＳ
偏光の再生光は、プリズムブロック１５Ａの偏光ビーム
スプリッタ面１５Ａａで反射され、凸レンズ１８Ａで集
光されて、ＣＣＤアレイ１９Ａ上に結像する。このよう
にしてＣＣＤアレイ１９Ａ上では、記録時に空間光変調
器１６においてオンであった画素に対応する部分のみが
明るく照射され、その２次元パターンがＣＣＤアレイ１
９Ａによって検出され、情報の再生が行われる。

【０１２９】一方、空間光変調器１６の全画素がオンの
状態のときには、再生光学系２９３によって情報の再生
が行われる。このとき、レーザカプラ２０から出射され
たＳ偏光のレーザ光は、コリメータレンズ１７によって
平行光束とされ、空間光変調器１６によって偏光方向が
回転されずにＳ偏光のままとなる。空間光変調器１６か
らのＳ偏光の光は、プリズムブロック１５Ａの偏光ビー
ムスプリッタ面１５Ａａで反射され、更に反射面１５Ａ
ｂで反射され、プリズムブロック１５Ｂに入射し、反射
面１５Ｂｂ、偏光ビームスプリッタ面１５Ｂａで順に反
射され、２分割旋光板１４Ｂに入射する。ここで、２分
割旋光板１４Ｂの旋光板１４ＢＲ，１４ＢＬは共にオフ
にされているので、旋光板１４ＢＲを通過した光は、偏
光方向が−４５°回転されて、Ｂ偏光となり、旋光板１
４ＢＬを通過した光は、偏光方向が＋４５°回転され
て、Ａ偏光となる。２分割旋光板１４Ｂからの光は、所
望の情報記録層２０２とその情報記録層２０２に対して
対物レンズ１２Ｂ側から見て奥側において隣接する位置
決め層２０３との境界面上で、最も小径となるように収
束する。

【０１３０】情報記録層２０２における体積ホログラム
５８からは、２分割旋光板１４Ｂからの光を再生用参照
光と見た場合の再生光が発生される。より詳しく説明す
ると、図３６における体積ホログラム５８の上半分の領
域では、旋光板１４ＢＲからのＢ偏光の光が照射され
て、記録時において２分割旋光板１４Ａの旋光板１４Ａ
Ｒから照射された光に対応する再生光が発生される。こ
の再生光は、Ｂ偏光の光であり、対物レンズ１２Ｂで集
光され、２分割旋光板１４Ｂの旋光板１４ＢＬを通過し
てＰ偏光の光となる。同様に、図３６における体積ホロ
グラム５８の下半分の領域では、旋光板１４ＢＬからの
Ａ偏光の光が照射されて、記録時において２分割旋光板
１４Ａの旋光板１４ＡＬから照射された光に対応する再
生光が発生される。この再生光は、Ａ偏光の光であり、
対物レンズ１２Ｂで集光され、２分割旋光板１４Ｂの旋
光板１４ＢＲを通過してＰ偏光の光となる。これらのＰ
偏光の再生光は、プリズムブロック１５Ｂの偏光ビーム
スプリッタ面１５Ｂａを透過して、凸レンズ１８Ｂで集
光されて、ＣＣＤアレイ１９Ｂ上に結像する。このよう
にしてＣＣＤアレイ１９Ｂ上では、記録時に空間光変調
器１６においてオフであった画素に対応する部分のみが
明るく照射され、その２次元パターンがＣＣＤアレイ１
９Ｂによって検出され、情報の再生が行われる。

【０１３１】本実施の形態では、空間光変調器１６の全
画素がオフの状態として再生光学系２９２によって情報
の再生を行ってもよいし、空間光変調器１６の全画素が
オンの状態として再生光学系２９３によって情報の再生
を行ってもよい。更に、本実施の形態では、１単位の記
録領域（体積ホログラム５８）につき、空間光変調器１
６の全画素がオフの状態と空間光変調器１６の全画素が
オンの状態とを切り換えて、２種類の再生用参照光を時
分割的に照射して、再生光学系２９２，２９３の双方を
用いて情報の再生を行うこともできる。この場合には、
１単位の記録領域（体積ホログラム５８）について再生
光学系２９２，２９３で得られる２つの再生光は、互い
に相補的なパターンを有しているので、２つの再生光の
差を求めることにより、いわゆる差動検出によって、情
報を再生することができる。このように差動検出によっ
て情報を再生する場合、具体的には、図３における信号
処理回路８９によって、ＣＣＤアレイ１９Ａ，１９Ｂの
各出力信号に対して、ＣＣＤアレイ１９Ａ，１９Ｂによ
って検出される各パターンの大きさ，位置や信号レベル
を合わせる補正を行い、補正後の各信号の差を演算し
て、情報を再生する。

【０１３２】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、情報記録層２０２と位置決め層２０３が交互に積層
された光情報記録媒体２０１を用い、情報を記録しよう
とする情報記録層２０２に対応する位置決め層２０３を
用いて情報光および記録用参照光の位置を制御しなが
ら、情報を記録しようとする情報記録層２０２に対して
情報光および記録用参照光を収束させながら照射して、
且つ情報を記録しようとする情報記録層２０２に対して
定着用光を照射して、情報を記録しようとする情報記録
層２０２に情報光と記録用参照光との干渉による干渉パ
ターンによって情報を記録し、且つ定着させるようにし
たので、光情報記録媒体２０１の厚み方向についても、
正確に位置を制御しながら複数の情報（体積ホログラ
ム）を随時記録し、且つ定着することができ、より高密
度に情報を記録可能な追記型（ライトワンス型）の記録
媒体を実現することができる。

【０１３３】また、本実施の形態によれば、情報記録層
２０２と位置決め層２０３が交互に積層された光情報記
録媒体２０１を用い、情報を再生しようとする情報記録
層２０２に対応する位置決め層２０３を用いて再生用参
照光の位置を制御しながら、情報を再生しようとする情
報記録層２０２に対して再生用参照光を収束させながら
照射すると共に、再生用参照光が照射されることによっ
て情報記録層２０２より発生される再生光を収集し、こ
の再生光を検出して情報を再生するようにしたので、厚
み方向に複数の情報が記録されて高密度に情報が記録さ
れた光情報記録媒体２０１より、精度よく情報を再生す
ることが可能となる。

【０１３４】また、本実施の形態によれば、記録または
再生のための光の位置決めを精度良く行うことができる
ことから、リムーバビリティが良く、ランダムアクセス
が容易になると共に、記録容量および転送レートを大き
くすることができる。

【０１３５】また、本実施の形態によれば、再生光学系
２９２，２９３の双方を用いて、差動検出によって情報
を再生することができ、これにより、再生光に重畳され
る直流ノイズ成分を相殺して、ＳＮ比を向上させること
ができ、情報の検出精度を向上させることができる。

【０１３６】また、本実施の形態では、記録時には所望
の情報記録層２０２に対して情報光および記録用参照光
を収束させながら照射して情報を記録すると共に、再生
時には所望の情報記録層２０２に対して記録用参照光に
対応する再生用参照光を収束させながら照射して情報を
再生するようにしたので、再生時に、所望の情報記録層
２０２に対して再生用参照光がなす角度と他の情報記録
層２０２に対して再生用参照光がなす角度とが異なるこ
とから、所望の情報記録層２０２のみから情報を再生す
ることが可能となり、光情報記録媒体２０１の厚み方向
に複数の情報を記録しながら、複数の情報の分離能力が
高い。

【０１３７】また、本実施の形態によれば、アクチュエ
ータ１３Ａ，１３Ｂによって対物レンズ１２Ａ，１２Ｂ
からの光の収束位置を変えるだけで、光情報記録媒体２
０１の複数の情報記録層２０２に高速にアクセスするこ
とができる。

【０１３８】また、本実施の形態によれば、光情報記録
媒体２０１の各情報記録層へのアクセス毎に、入出射す
る光に発生する収差が変化するが、記録時に情報光に対
して発生した収差は、再生時に再生光に対して発生する
収差によって補正される（相殺される）こととなるた
め、アクセスする情報記録層に応じた収差補正を行わな
くとも、厚み方向の広い範囲で良好な光学特性を得るこ
とができる。

【０１３９】また、本実施の形態における光情報記録媒
体２０１は、情報記録層２０２と位置決め層２０３を交
互に積層することで、容易に作成することができる。

【０１４０】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第１または第３の実施の形態と同様であ
る。

【０１４１】なお、本発明は上記各実施の形態に限定さ
れず、例えば、上記第１ないし第４の実施の形態では、
定着用光を、記録光学系や再生光学系を利用して情報記
録層に照射するようにしたが、光ファイバ等による他の
光学系を用いて情報記録層に照射するようにしてもよ
い。また、第１ないし第４の実施の形態では、定着用光
を、情報光や記録用参照光に対して同方向または反対方
向から情報記録層に照射するようにしたが、情報記録層
に対して斜め方向から照射するようにしてもよい。

【０１４２】また、上記各実施の形態では、光情報記録
媒体におけるアドレス・サーボエリア６に、アドレス情
報等を予めエンボスピットによって記録しておくように
したが、予めエンボスピットを設けずに、アドレス・サ
ーボエリア６において、情報記録層の透明基板または位
置決め層に近い部分に、選択的に高出力のレーザ光を照
射して、その部分の屈折率を選択的に変化させることに
よってアドレス情報等を記録してフォーマッティングを
行うようにしてもよい。

【０１４３】また、情報記録層に記録された情報を検出
する素子としては、ＣＣＤアレイではなく、ＭＯＳ型固
体撮像素子と信号処理回路とが１チップ上に集積された
スマート光センサ（例えば、文献「Ｏ ｐｌｕｓ Ｅ，
１９９６年９月，Ｎｏ．２０２，第９３〜９９ページ」
参照。）を用いてもよい。このスマート光センサは、転
送レートが大きく、高速な演算機能を有するので、この
スマート光センサを用いることにより、高速な再生が可
能となり、例えば、Ｇビット／秒オーダの転送レートで
再生を行うことが可能となる。

【０１４４】また、特に、情報記録層に記録された情報
を検出する素子としてスマート光センサを用いた場合に
は、光情報記録媒体におけるアドレス・サーボエリア６
に、アドレス情報等をエンボスピットによって記録して
おく代わりに、予め、データエリア７におけるホログラ
フィを利用した記録と同様の方法で所定のパターンのア
ドレス情報等を記録しておき、サーボ時にもピックアッ
プを再生時と同じ状態にして、そのアドレス情報等をス
マート光センサで検出するようにしてもよい。この場
合、基本クロックおよびアドレスは、スマート光センサ
の検出データから直接得ることができる。トラッキング
エラー信号は、スマート光センサ上の再生パターンの位
置の情報から得ることができる。また、フォーカスサー
ボは、スマート光センサ上の再生パターンのコントラス
トが最大になるように対物レンズ等を駆動することで行
うことができる。また、再生時においても、フォーカス
サーボを、スマート光センサ上の再生パターンのコント
ラストが最大になるように対物レンズ等を駆動すること
で行うことが可能である。

【０１４５】また、記録する情報に応じて光束を変調す
る場合、各実施の形態では偏光の違いによって変調する
ようにしたが、この他、光の強度や位相差等で変調する
ようにしてもよい。

【０１４６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし４
のいずれかに記載の光情報記録装置または請求項５ない
し８のいずれかに記載の光情報記録方法によれば、情報
記録層における任意の位置に、情報光および記録用参照
光を照射し、この情報光と記録用参照光との干渉による
干渉パターンを形成し、且つ、情報記録層において情報
光および記録用参照光が照射されて干渉パターンが形成
された領域に対して定着用光を照射して、干渉パターン
によって情報を記録し且つ定着するようにしたので、ホ
ログラフィを利用して情報が記録される光情報記録媒体
に対して、情報を随時記録し且つ定着することができる
という効果を奏する。

【０１４７】また、請求項４記載の光情報記録装置また
は請求項８のいずれかに記載の光情報記録方法によれ
ば、光情報記録媒体として、厚み方向に積層された複数
の情報記録層を有するものを用い、定着用光を任意の情
報記録層に対して選択的に照射するようにしたので、更
に、光情報記録媒体の厚み方向について、正確に位置を
制御しながら複数の情報を随時記録し、且つ定着するこ
とができ、高密度に情報を記録することが可能となると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録再
生装置におけるピックアップの記録光学系を示す説明図
である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光情報記録再
生装置におけるピックアップの再生光学系の主要部を示
す説明図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態における光情報記録
再生装置の全体構成を示すブロック図である。

【図４】図１におけるレーザカプラの構成を示す斜視図
である。

【図５】図１におけるレーザカプラの側面図である。

【図６】図３における検出回路の構成を示すブロック図
である。

【図７】図１に示したピックアップのサーボ時における
状態を示す説明図である。

【図８】図７に示した状態のピックアップにおける光の
状態を示す説明図である。

【図９】図１に示したピックアップの記録時における状
態を示す説明図である。

【図１０】本発明の第１の実施の形態において使用する
偏光を説明するための説明図である。

【図１１】図９に示した状態のピックアップにおける光
の状態を示す説明図である。

【図１２】図１１に示した情報記録層内における干渉の
様子を概念的に表す説明図である。

【図１３】図１に示したピックアップの再生時における
状態を示す説明図である。

【図１４】図１３に示した状態のピックアップにおける
光の状態を示す説明図である。

【図１５】図１３に示した状態のピックアップにおける
光の状態を示す説明図である。

【図１６】図１におけるＣＣＤアレイの検出データから
再生光のパターンにおける基準位置を認識する方法につ
いて説明するための説明図である。

【図１７】図１におけるＣＣＤアレイの検出データから
再生光のパターンにおける基準位置を認識する方法につ
いて説明するための説明図である。

【図１８】図１に示したピックアップにおける情報光の
パターンと再生光のパターンを示す説明図である。

【図１９】図１に示したピックアップによって検出する
再生光のパターンから判別するデータの内容とこのデー
タに対応するＥＣＣテーブルとを示す説明図である。

【図２０】本発明の第１の実施の形態において断面が半
円状の記録領域を形成する例を示す説明図である。

【図２１】本発明の第１の実施の形態において断面が半
円状の記録領域を形成する例を示す説明図である。

【図２２】本発明の第２の実施の形態に係る光情報記録
再生装置におけるピックアップの記録光学系を示す説明
図である。

【図２３】本発明の第２の実施の形態に係る光情報記録
再生装置におけるピックアップの再生光学系の要部を示
す説明図である。

【図２４】本発明の第３の実施の形態に係る光情報記録
再生装置におけるピックアップの記録光学系を示す説明
図である。

【図２５】本発明の第４の実施の形態に係る光情報記録
再生装置におけるピックアップの再生光学系の要部を示
す説明図である。

【図２６】本発明の第５の実施の形態に係る光情報記録
再生装置におけるピックアップの構成を示す説明図であ
る

【図２７】本発明の第５の実施の形態における光情報記
録媒体の構成を示す説明図である。

【図２８】図２６における定着用光照射装置の構成の一
例を示す説明図である。

【図２９】図２６における定着用光照射装置の構成の他
の例を示す説明図である。

【図３０】図２６に示したピックアップのサーボ時にお
ける状態を示す説明図である。

【図３１】図３０に示した状態のピックアップにおける
光の状態を示す説明図である。

【図３２】図２６に示したピックアップの記録時におけ
る状態を示す説明図である。

【図３３】図３２に示した状態のピックアップにおける
光の状態を示す説明図である。

【図３４】図２６に示したピックアップの再生時におけ
る状態を示す説明図である。

【図３５】図３４に示した状態のピックアップにおける
光の状態を示す説明図である。

【図３６】図３４に示した状態のピックアップにおける
光の状態を示す説明図である。

【図３７】従来のデジタルボリュームホログラフィにお
ける記録再生系の概略の構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…光情報記録媒体、２…情報記録層、６…アドレス・
サーボエリア、７…データエリア、１０…光情報記録再
生装置、１１…ピックアップ、１２Ａ，１２Ｂ…対物レ
ンズ、１３Ａ，１３Ｂ…アクチュエータ、１４Ａ，１４
Ｂ…２分割旋光板、１５Ａ，１５Ｂ…プリズムブロッ
ク、１６…空間光変調器、２０…レーザカプラ、９３…
光源、１１９Ａ，１１９Ｂ…ＣＣＤアレイ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ホログラフィを利用して、情報を担持し
   た情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンに
   よって情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録
   媒体に対して情報を記録するための光情報記録装置であ
   って、 前記情報記録層における任意の位置に、情報光と記録用
   参照光との干渉による干渉パターンが形成されるよう
   に、情報光および記録用参照光を照射する記録用光照射
   手段と、 前記情報記録層において前記記録用光照射手段によって
   情報光および記録用参照光が照射されて干渉パターンが
   形成された領域に対して、干渉パターンによって記録さ
   れる情報を定着するための定着用光を照射する定着用光
   照射手段とを備えたことを特徴とする光情報記録装置。
2. 【請求項２】 前記光情報記録媒体として、情報記録層
   が、紫外光の照射により定着が行われる材料によって形
   成されたものを用い、前記定着用光照射手段は、定着用
   光として紫外光を照射することを特徴とする請求項１記
   載の光情報記録装置。
3. 【請求項３】 前記光情報記録媒体として、情報記録層
   が、波長の異なる２つの光の照射により屈折率が変化す
   る材料によって形成されたものを用い、前記記録用光照
   射手段は、情報光および記録用参照光として前記２つの
   光のうちの一方を照射し、前記定着用光照射手段は、定
   着用光として前記２つの光のうちの他方を照射すること
   を特徴とする請求項１記載の光情報記録装置。
4. 【請求項４】 前記光情報記録媒体として、厚み方向に
   積層された複数の情報記録層を有するものを用い、前記
   記録用光照射手段は、任意の情報記録層に対して選択的
   に定着用光を照射することを特徴とする請求項１記載の
   光情報記録装置。
5. 【請求項５】 ホログラフィを利用して、情報を担持し
   た情報光と記録用参照光との干渉による干渉パターンに
   よって情報が記録される情報記録層を備えた光情報記録
   媒体に対して情報を記録するための光情報記録方法であ
   って、 前記情報記録層における任意の位置に、情報光と記録用
   参照光との干渉による干渉パターンが形成されるよう
   に、情報光および記録用参照光を照射し、 前記情報記録層において情報光および記録用参照光が照
   射されて干渉パターンが形成された領域に対して、干渉
   パターンによって記録される情報を定着するための定着
   用光を照射することを特徴とする光情報記録方法。
6. 【請求項６】 前記光情報記録媒体として、情報記録層
   が、紫外光の照射により定着が行われる材料によって形
   成されたものを用い、前記定着用光として紫外光を照射
   することを特徴とする請求項５記載の光情報記録方法。
7. 【請求項７】 前記光情報記録媒体として、情報記録層
   が、波長の異なる２つの光の照射により屈折率が変化す
   る材料によって形成されたものを用い、前記情報光およ
   び記録用参照光として前記２つの光のうちの一方を照射
   し、前記定着用光として前記２つの光のうちの他方を照
   射することを特徴とする請求項５記載の光情報記録方
   法。
8. 【請求項８】 前記光情報記録媒体として、厚み方向に
   積層された複数の情報記録層を有するものを用い、前記
   定着用光を任意の情報記録層に対して選択的に照射する
   ことを特徴とする請求項５記載の光情報記録方法。