JPWO2016020994A1 - 光情報記録装置および光情報再生装置 - Google Patents

光情報記録装置および光情報再生装置 Download PDF

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Abstract

データページのメディア消費量に比べオシレータページのメディア消費量を大きく抑圧することが可能な光情報記録再生装置および光情報記録再生方法を得る。ホログラフィを利用して情報を光情報記録媒体に記録する光情報記録装置において、信号光照射部から照射された信号光と、参照光照射部から照射された参照光との干渉縞を信号光ホログラムとして、光情報記録媒体の所定の領域に多重記録し、オシレータ光照射部から照射されたオシレータ光と、参照光照射部から照射された参照光との干渉縞をオシレータホログラムとして記録する、ことを特徴とする光情報記録装置で解決できる。

Description

本発明は、ホログラフィを用いて光情報記録媒体に情報を記録、光情報記録媒体から情報を再生する技術に関する。
ホログラム記録再生技術として、例えばＷＯ２００４−１０２５４２号公報（特許文献１）がある。本公報には、１つの空間光変調器において内側の画素からの光を信号光、外側の輪帯状の画素からの光を参照光として、両光束を同じレンズで光記録媒体に集光し、レンズの焦点面付近で信号光と参照光を干渉させてホログラムを記録するシフト多重方式を用いた例が記述されている。
さらに、例えば非特許文献１に「However, to detect the phase in a signal beam, the signal should interfere with an additional beam on an imager for converting the phase into intensity information.」と記載されるように、位相情報を検出するためには信号光と別の光を干渉させる必要があり、「In the DRH, a signal beam with data to be recorded and a phantom beam without signal information are holographically
multiplexed at the same spot of the medium, and then these holograms are read out simultaneously from the medium and the diffracted beams propagate in the same
optical path toward the imager for yielding the interference fringe.」（double-referential holography (DRH)）と記載されるように、信号光とファントム光の干渉させる位相記録再生方法について記載がある。
ＷＯ２００４−１０２５４２号公報
ＪＡＰＡＮＥＳＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｖｏｌ．５２ ０９ＬＤ１３ （２０１３）
しかし、非特許文献１に記載される方法では、１つのデータページの再生に対して１つのファントム光が必要であり、記録媒体の消費量が大きいことが課題であった。
上記課題は、たとえば、以下の構成により解決される。
ホログラフィを利用して情報を光情報記録媒体に記録する光情報記録装置において、参照光、信号光およびオシレータ光を生成する光源と、前記光源が生成した信号光に情報を付加する信号光変調部と、前記信号光変調部で変調された信号光を前記光情報記録媒体に照射する信号光照射部と、前記光源が生成したオシレータ光を前記光情報記録媒体に照射するオシレータ光照射部と、前記光源が生成した参照光を前記光情報記録媒体に照射する参照光照射部と、を具備し、前記信号光照射部から照射された信号光と、前記参照光照射部から照射された参照光との干渉縞を信号光ホログラムとして、前記光情報記録媒体の所定の領域に多重記録し、前記オシレータ光照射部から照射されたオシレータ光と、前記参照光照射部から照射された参照光との干渉縞をオシレータホログラムとして記録する。
本発明によれば、データページの記録媒体の消費量に比べオシレータページ（ファントム光）のメディア消費量を大きく抑圧することが可能であり、高効率な位相記録再生方法を実現することが可能となる。
光情報記録再生装置の実施例を表す概略図 光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図 光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図 光情報記録再生装置の動作フローの実施例を表す概略図 光情報記録再生装置内の信号生成回路の実施例を表す概略図 光情報記録再生装置内の信号処理回路の実施例を表す概略図 ブック記録の動作フローの実施例を表す概略図 ブック再生の動作フローの実施例を表す概略図 オシレータページ記録の実施例を表す概略図 データページ記録の実施例を表す概略図 オシレータページおよびデータページ再生の実施例を表す概略図 ブック中のページ構成の実施例を表す概略図 オシレータ用参照光角度とページ用参照光角度の関係の実施例を表す概略図 ハーフミラーの構成の実施例を表す概略図 ハーフミラーの構成の実施例を表す概略図 オシレータページの実施例を表す概略図 光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図 オシレータページおよびデータページ再生の実施例を表す概略図 光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図 オシレータページ記録の実施例を表す概略図 オシレータページおよびデータページ再生の実施例を表す概略図 光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図 オシレータページおよびデータページ再生の実施例を表す概略図 ブック再生の動作フローの実施例を表す概略図 位相差検出パターンの記録時の実施例を表す概略図 位相差検出パターンの再生時の実施例を表す概略図 位相遅延量と評価指標の関係の実施例を表す概略図 ブック中のページ構成の実施例を表す概略図 ブック再生の動作フローの実施例を表す概略図 振幅変調ならびに位相変調の信号点配置の実施例を表す概略図 振幅変調ならびに位相変調データページの実施例を表す概略図
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図１はホログラフィを利用してデジタル情報を光情報記録媒体から記録または再生の少なくとも一方の処理をする記録再生装置を示すブロック図である。
光情報記録再生装置１０は、入出力制御回路９０を介して外部制御装置９１と接続されている。記録する場合には、光情報記録再生装置１０は外部制御装置９１から記録する情報信号を入出力制御回路９０により受信する。再生する場合には、光情報記録再生装置１０は再生した情報信号を入出力制御回路９０により外部制御装置９１に送信する。
光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、再生用参照光光学系１２、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４、位置検出光学系１５、及び回転モータ５０を備えており、光情報記録媒体１は回転モータ５０によって回転可能な構成となっている。
ピックアップ１１は、参照光と信号光を光情報記録媒体１に出射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録媒体に記録する役割を果たす。この際、記録する情報信号はコントローラ８９によって信号生成回路８６を介してピックアップ１１内の空間光変調器に送り込まれ、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１に記録した情報を再生する場合は、ピックアップ１１から出射された参照光を記録時とは逆の向きに光情報記録媒体に入射させる光波を再生用参照光光学系１２にて生成する。再生用参照光によって再生される再生光をピックアップ１１内の後述する光検出器によって検出し、信号処理回路８５によって信号を再生する。
光情報記録媒体１に照射する参照光と信号光の照射時間は、ピックアップ１１内のシャッタの開閉時間をコントローラ８９によってシャッタ制御回路８７を介して制御することで調整できる。
キュア光学系１３は、光情報記録媒体１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役割を果たす。プリキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録する際、所望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である。ポストキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録した後、該所望の位置に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である。
ディスク回転角度検出用光学系１４は、光情報記録媒体１の回転角度を検出するために用いられる。光情報記録媒体１を所定の回転角度に調整する場合は、ディスク回転角度検出用光学系１４によって回転角度に応じた信号を検出し、検出された信号を用いてコントローラ８９によってディスク回転モータ制御回路８８を介して光情報記録媒体１の回転角度を制御する事が出来る。
光源駆動回路８２からは所定の光源駆動電流がピックアップ１１、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４内の光源に供給され、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光することができる。
また、ピックアップ１１、そして、ディスクキュア光学系１３は、光情報記録媒体１の半径方向に位置をスライドできる機構が設けられており、アクセス制御回路８１を介して位置制御がおこなわれる。
ところで、ホログラフィの角度多重の原理を利用した記録技術は、参照光角度のずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。
従って、ピックアップ１１内に、参照光角度のずれ量を検出する機構を設けて、サーボ信号生成回路８３にてサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御回路８４を介して該ずれ量を補正するためのサーボ機構を光情報記録再生装置１０内に備えることが必要となる。
また、ピックアップ１１、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４、位置検出光学系１５は、いくつかの光学系構成または全ての光学系構成をひとつに纏めて簡素化しても構わない。
図２は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における記録原理を示したものである。光源２０１を出射した光ビームはコリメートレンズ２０２を透過し、シャッタ２０３に入射する。シャッタ２０３が開いている時は、光ビームはシャッタ２０３を通過した後、例えば１／２波長板などで構成される光学素子２０４によってＰ偏光とＳ偏光の光量比が所望の比になるようになど偏光方向が制御された後、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）プリズム２０５に入射する。
ＰＢＳプリズム２０５を透過した光ビームは、信号光２０６として働き、ビームエキスパンダ２０８によって光ビーム径が拡大された後、位相マスク２０９、リレーレンズ２１０、ＰＢＳプリズム２１１を透過して空間光変調器２１２に入射する。
空間光変調器２１２によって位相または強度情報の少なくとも一方が付加された信号光は、ＰＢＳプリズム２１１を反射し、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。その後、信号光は対物レンズ２１５によって光情報記録媒体１に集光する。
一方、ＰＢＳプリズム２０５を反射した光ビームは参照光２０７として働き、偏光方向変換素子２１６によって記録時または再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー２１７ならびにミラー２１８を経由してガルバノミラー２１９に入射する。ガルバノミラー２１９はアクチュエータ２２０によって角度を調整可能のため、レンズ２２１とレンズ２２２を通過した後に光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を、所望の角度に設定することができる。なお、参照光の入射角度を設定するために、ガルバノミラーに代えて、参照光の波面を変換する素子を用いても構わない。
このように信号光と参照光とを光情報記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。また、ガルバノミラー２１９によって光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。
以降、同じ領域に参照光角度を変えて記録されたホログラムにおいて、１つ１つの参照光角度に対応したホログラムをページと呼び、同領域に角度多重されたページの集合をブックと呼ぶことにする。
図３は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における再生原理を示したものである。記録した情報を再生する場合は、前述したように参照光を光情報記録媒体１に入射し、光情報記録媒体１を透過した光ビームは、レンズ２２３とレンズ２２４を経由してガルバノミラー２２６に入射する。ガルバノミラー２２６はアクチュエータ２２５によって角度を調整し、レンズ２２４とレンズ２２３を通過した光を再生用参照光として光情報記録媒体１に入射する。
この再生用参照光によって再生された再生光は、対物レンズ２１５、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。その後、再生光はＰＢＳプリズム２１１を透過して光検出器２２８に入射し、記録した信号を再生することができる。光検出器２２８としては例えばＣＭＯＳイメージセンサーやＣＣＤイメージセンサーなどの撮像素子を用いることができるが、データページを再生可能であれば、どのような素子であっても構わない。
図４は、光情報記録再生装置１０における記録、再生の動作フローを示したものである。ここでは、特にホログラフィを利用した記録再生に関するフローを説明する。
図４（ａ）は、光情報記録再生装置１０に光情報記録媒体１を挿入した後、記録または再生の準備が完了するまでの動作フローを示し、図４（ｂ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に情報を記録するまでの動作フロー、図４（ｃ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に記録した情報を再生するまでの動作フローを示したものである。
図４（ａ）に示すように媒体を挿入すると（４０１）、光情報記録再生装置１０は、例えば挿入された媒体がホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する媒体であるかどうかディスク判別を行う（４０２）。
ディスク判別の結果、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する光情報記録媒体であると判断されると、光情報記録再生装置１０は光情報記録媒体に設けられたコントロールデータを読み出し（４０３）、例えば光情報記録媒体に関する情報や、例えば記録や再生時における各種設定条件に関する情報を取得する。
コントロールデータの読み出し後は、コントロールデータに応じた各種調整やピックアップ１１に関わる学習処理（４０４）を行い、光情報記録再生装置１０は、記録または再生の準備が完了する（４０５）。
準備完了状態から情報を記録するまでの動作フローは図４（ｂ）に示すように、まず記録するデータを受信して（４１１）、該データに応じた情報をピックアップ１１内の空間光変調器に送り込む。
その後、光情報記録媒体に高品質の情報を記録できるように、必要に応じて例えば光源３０１のパワー最適化やシャッタ３０３による露光時間の最適化等の各種記録用学習処理を事前に行う（４１２）。
その後、シーク動作（４１３）ではアクセス制御回路８１を制御して、ピックアップ１１ならびにキュア光学系１３の位置を光情報記録媒体の所定の位置に位置づけする。光情報記録媒体１がアドレス情報を持つ場合には、アドレス情報を再生し、目的の位置に位置づけされているか確認し、目的の位置に配置されていなければ、所定の位置とのずれ量を算出し、再度位置づけする動作を繰り返す。
その後、キュア光学系１３から出射する光ビームを用いて所定の領域をプリキュアし（４１４）、ピックアップ１１から出射する参照光と信号光を用いてデータを記録する（４１５）。
データを記録した後は、キュア光学系１３から出射する光ビームを用いてポストキュアを行う（４１６）。必要に応じてデータをベリファイしても構わない。
準備完了状態から記録された情報を再生するまでの動作フローは図４（ｃ）に示すように、まずシーク動作（４２１）で、アクセス制御回路８１を制御して、ピックアップ１１ならびに再生用参照光光学系１２の位置を光情報記録媒体の所定の位置に位置づけする。光情報記録媒体１がアドレス情報を持つ場合には、アドレス情報を再生し、目的の位置に位置づけされているか確認し、目的の位置に配置されていなければ、所定の位置とのずれ量を算出し、再度位置づけする動作を繰り返す。
その後、ピックアップ１１から参照光を出射し、光情報記録媒体に記録された情報を読み出し（４２２）、再生データを送信する（４２３）。
図５は、光情報記録再生装置１０の信号生成回路８６のブロック図である。
出力制御回路９０にユーザデータの入力が開始されると、入出力制御回路９０はコントローラ８９にユーザデータの入力が開始されたことを通知する。コントローラ８９は本通知を受け、信号生成回路８６に入出力制御回路９０から入力される１ページ分のデータを記録処理するよう命ずる。コントローラ８９からの処理命令は制御用ライン５０８を経由し、信号生成回路８６内サブコントローラ５０１に通知される。本通知を受け、サブコントローラ５０１は各信号処理回路を並列に動作させるよう制御用ライン５０８を介して各信号処理回路の制御を行う。先ずメモリ制御回路５０３に、データライン５０９を介して入出力制御回路９０から入力されるユーザデータをメモリ５０２に格納するよう制御する。メモリ５０２に格納したユーザデータが、ある一定量に達すると、ＣＲＣ演算回路５０４でユーザデータをＣＲＣ化する制御を行う。次にＣＲＣ化したデータに、スクランブル回路５０５で擬似乱数データ列を加えるスクランブル化を施し、誤り訂正符号化回路５０６でパリティデータ列を加える誤り訂正符号化する制御を行う。最後にピックアップインターフェース回路５０７にメモリ５０２から誤り訂正符号化したデータを空間光変調器２１２上の２次元データの並び順で読み出させ、再生時に基準となるマーカーを付加した後、ピックアップ１１内の空間光変調器２１２に２次元データを転送する。この２次元データをデータページと呼ぶ。
図６は、光情報記録再生装置１０の信号処理回路８５のブロック図である。
コントローラ８９はピックアップ１１内の光検出器２２８が画像データを検出すると、信号処理回路８５にピックアップ１１から入力される１ページ分のデータを再生処理するよう命ずる。コントローラ８９からの処理命令は制御用ライン６１１を経由し、信号処理回路８５内サブコントローラ６０１に通知される。本通知を受け、サブコントローラ６０１は各信号処理回路を並列に動作させるよう制御用ライン６１１を介して各信号処理回路の制御を行う。先ず、メモリ制御回路６０３に、データライン６１２を介して、ピックアップ１１からピックアップインターフェース回路６１０を経由して入力される画像データをメモリ６０２に格納するよう制御する。メモリ６０２に格納されたデータがある一定量に達すると、画像位置検出回路６０９でメモリ６０２に格納された画像データ内からマーカーを検出して有効データ範囲を抽出する制御を行う。次に検出されたマーカーを用いて画像歪み補正回路６０８で、画像の傾き・倍率・ディストーションなどの歪み補正を行い、画像データを期待される２次元データのサイズに変換する制御する。サイズ変換された２次元データを構成する複数ビットの各ビットデータを、復号回路６０７において多値データを判定して復号し、メモリ６０２上に再生データの出力の並びでデータを格納する制御を行う。次に誤り訂正回路６０６で各データ列に含まれる誤りを訂正し、スクランブル解除回路６０５で擬似乱数データ列を加えるスクランブルを解除した後、ＣＲＣ演算回路６０４でメモリ６０２上のユーザデータ内に誤りが含まれない確認を行う。その後、入出力制御回路９０にメモリ６０２からユーザデータを転送する。
ここで、本実施例の特徴である位相記録再生原理について説明する。図３１（ａ）に示す振幅変調（強度変調、輝度変調）されたデータページの場合、上述したように光検出器２２８で情報を検出することが可能である。しかし、図３１（ｂ）に示す位相変調されたデータページの場合、振幅が一様であるため光を時間的に積分して検出する光検出器２２８では直接的に位相情報を得ることができない。そこで、図３１（ｃ）に示す輝度一様かつ位相一様なオシレータ光と、再生したデータページを光検出器２２８上で干渉させる。これにより、オシレータ光と再生したデータページが同位相のピクセルは強め合い高輝度として検出され、逆位相のピクセルは弱め合い低輝度として検出される。このように位相情報を強度情報に変換して検出することが可能となる。このことは、位相多値変調や振幅位相多値変調においても同様である。
しかし、この方法において課題となるのが、再生したデータページとオシレータ光の波面ずれである。波面ずれを起こしていると、検出された情報が記録された情報なのか、波面ずれによるものなのかが判別できないため読み取り精度が低下する。また研究により、この波面ずれは主に記録媒体の温度等による膨張収縮が原因で発生することが明らかになっている。
そこで、まずデータページとデータ用参照光との干渉によりデータホログラムとして情報を記録する。次に、オシレータ光をオシレータページとして、データページとは異なる参照光角度を有するオシレータ用参照光との干渉によりオシレータホログラムとして記録する。これにより、温度等による媒体の膨張収縮が生じたとしても、各ホログラムは同じように膨張収縮するため、再生光の歪み方もまた同様となる。よって、このオシレータホログラムとデータホログラムを同時に再生することにより、波面ずれなく光検出器２２８で干渉させることが可能となり、位相情報を高精度に強度として検出することができる。
また、同じ位置に多数のデータページを記録する角度多重方式であるため、オシレータページの記録はデータページ毎に行う必要がなく、記録媒体の消費を極めて小さく抑えることが可能となる。以上のことは角度多重方式だけでなく、位相コード多重方式、波長多重方式、偏光多重方式など、同一箇所に複数の情報を多重する方式であれば適用することが可能である。
なお、このオシレータページは空間光変調器２１２に輝度一様かつ位相一様な情報を表示することで生成することが可能である。輝度一様かつ位相一様であるのは、再生時にデータページと干渉させる際に都合がよいためであるが限定するものではない。また、別の光学系によってオシレータ光を生成し、記録しておいてもよい。
本方式を用いたデータ記録処理（４１５）について詳細に説明する。図７はデータ記録処理（４１５）の処理フロー、図９はオシレータページ記録時の概略図、図１０はデータページ記録時の概略図である。
記録時には、ガルバノミラー２１９をオシレータページ記録用の参照光入射角度に設定し（７０１）、オシレータページの信号光９０１とオシレータ用参照光９０２との干渉縞をホログラムとして光情報記録媒体１に記録する（７０２）。次に、ガルバノミラー２１９をデータページ記録用の参照光入射角度に設定し（７０３）、データページの信号光１００１とデータ用参照光１００２との干渉縞をホログラムとして光情報記録媒体１に記録する（７０４）。７０３、７０４の処理を１ブック中の全データページに対して実施する（７０５）。以上の処理により、１ブック中には１つのオシレータページと複数のデータページが記録されることになる。
次に、本方式を用いたデータ再生処理（４２２）について詳細に説明する。図８はデータ再生処理（４２２）の処理フロー、図１１は再生時の概略図である。
再生時には、ガルバノミラー２１９をオシレータページ記録時と同じ入射角度に設定し（８０１）、再生用参照光１１０１を光情報記録媒体１に照射する。媒体を透過した光はレンズ２２３を通過し、ハーフミラー２２７で反射して１１０２となり、再度レンズ２２３を通過したオシレータ用参照光１１０４が光情報記録媒体１を照射する。オシレータ用参照光１１０４はオシレータ用参照光９０２の逆向きの進行波であり、オシレータ用参照光１１０４が回折することでオシレータページの再生光１１０５が再生され、光検出器２２８に伝播する。
一方、ハーフミラー２２７を透過した光１１０３は、レンズ２２４を通過し、ガルバノミラー２２６で反射して１１０６となり、レンズ２２４、２２３を通過したデータ用参照光１１０７が光情報記録媒体１を照射する。データ用参照光１１０７はデータ用参照光１００２の逆向きの進行波であり、データ用参照光１１０７が回折することでデータページの再生光１１０８が再生され、光検出器２２８に伝播する。よって、ガルバノミラー２２６はデータ用参照光１１０７がデータ用参照光１００２と同じ入射角度となるように制御されなければならない（８０２）。
オシレータ用参照光１１０４とデータ用参照光１１０７の偏光状態が同一であるため、光検出器２２８に伝播したオシレータページの再生光１１０５、データページの再生光１１０８の偏光状態は同一となり干渉するので、位相情報を強度として検出できる。（８０３）。８０２、８０３の処理を１ブック中の全データページに対して実施する（８０４）。
以上の回路構成、処理手順によれば、オシレータページとデータページの波面ずれなく光検出器２２８上で干渉させることができ、位相情報を強度として検出することが可能な光情報記録再生装置を実現することができる。また、１つのオシレータページから複数のデータページの再生が可能となるため、オシレータページによる記録媒体の消費を極めて小さく抑えることが可能となる。
なお、ガルバノミラー２１９、ガルバノミラー２２６の制御において「同じ入射角度」としたが、媒体の膨張収縮などを補償するために参照光入射角度を記録時と再生時で変える場合があり、その場合には「オシレータページまたはデータページを再生するために必要な入射角度」と読み替えればよい。
また、上述の説明では、オシレータページを初めに記録する例を示したが順序を限定するものではない。図１２（ａ）が図９、１０で示した配置とすると、図１２（ｂ）（ｃ）（ｄ）のような配置としてもよい。図１２（ｂ）の配置によりオシレータページを参照光角度選択性の低い角度に配置できるため、オシレータページに対する角度調整精度マージンを確保することができる。図１２（ｃ）のようにオシレータページをブック中央となる角度に配置することにより、オシレータページとデータページの参照光角度差を小さくできるため、波面ずれの可能性を抑圧できる。参照光角度が違えば、媒体の膨張収縮による影響が変わり、波面ずれを生じる可能性があるためである。この観点で、図１２（ｄ）のように複数のオシレータページをブック中に記録しておけば、最も波面ずれの小さくなるオシレータページを選択して使用することも可能となる。複数のオシレータ光を記録する場合には、１０ページに１つオシレータ光を挿入するなどのように、一定間隔で挿入することで各処理を簡素化することが可能である。
これら、図１２（ａ）〜（ｄ）に対応する参照光入射角度と信号光入射角度の関係を図１３（ａ）〜（ｄ）に示す。図の一点鎖線は参照光の光軸を示す。また、ハーフミラー２２７の構成を図１４（ａ）〜（ｄ）に示す。図に示す通り、ハーフミラー２２７は全面がハーフミラーで構成されているのではなく、オシレータ用参照光が集光する領域１４０１に限り反射率が５０％程度であり、データ用参照光が集光する領域１４０２はほぼ透過するように構成する。なお、領域１４０１の透過率は光学系の設計に応じて自由に変更しても構わない。このオシレータ用参照光が集光する領域は、オシレータ用参照光の入射角度に依存するため、オシレータページの配置によって変えなければならない。もし、動的に変えるのであれば、調光ミラーのようなデバイスにより反射領域を電気的に可変にする、または機械的に動かして可変にすることも可能である。また、図１３で示した角度多重方向と直交する方向（紙面垂直方向）にも角度多重を行う場合、図１４の領域１４０１は帯状ではなく図１５の１５０１のように領域を限定することで、紙面垂直方向にも多重することが可能となる。
また、位相記録再生において、オシレータ光とデータページの波面がずれるのを避けるため、位相マスク２０９を使用しないことがあるが、輝度一様、位相一様であるオシレータページ９０１の信号光を対物レンズ２１５で集光すると局所的なエネルギー集中を生じ、記録媒体の消費が不均一となってしまう。これを避けるため、本方式においては位相マスク２０９を挿入してもよい。なぜなら、例え位相マスクの位相が付加されていたとしても、オシレータページとデータページに同様に付加されるため影響しないためである。
また、位相マスクを挿入する代わりに、図１６（ａ）（ｂ）のような０、１が反転した２つのページをオシレータページとして使用することもできる。このような輝度・位相がランダムもしくは周期的なパターンの場合、高い周波数成分を含んでいるため対物レンズ２１５の集光点におけるエネルギー集中を緩和することができる。但し、このままでは正しく位相情報を検出できなくなるため、図１６（ａ）（ｂ）のような輝度または位相の少なくとも一方が反転した２つのページを同じ参照光角度で同じ場所に記録する。これを再生すれば、２つのページが同時に再生されて光検出器２２８上で干渉するが、反転パターンであるため、干渉した結果一様な輝度、位相分布を有し、これとデータページが干渉することで位相情報を強度として正しく検出可能である。
以上のことは他の実施例においても同様に適用可能である。
本実施例が実施例１と異なるのは、再生時の参照光生成方法である。実施例１ではオシレータ用参照光角度を固定した上でデータページ参照光角度を変化させるために、媒体裏面にスキャナ光学系を配置していたが、光学系のサイズが大きくなる。そこで、本実施例では、媒体裏面光学系のサイズを縮小することを目的とする。
本実施例におけるデータ再生処理について詳細に説明する。図１７はピックアップ１１の概略図、図１８は記録媒体周辺の拡大図である。記録時は実施例１と同様であるので省略する。
再生時には、偏光方向変換素子２１６によりＰ偏光から偏光面を４５°傾けた参照光をＰＢＳ１７０１に入射し、反射したＳ偏光成分をミラー１７０２で反射させ、レンズ１７０３を通過し、ＰＢＳ１７０４で反射し、レンズ２２２を通過した１８０１が光情報記録媒体１を照射する。媒体を透過した光はレンズ２２３を通過し、１／４波長板１８０３を透過、ミラー１８０４で反射、再度１／４波長板１８０３を透過することでＳ偏光がＰ偏光となった１８０５がレンズ２２３を通過しオシレータ用参照光１８０６となり光情報記録媒体１を照射する。オシレータ用参照光１８０６はオシレータ用参照光９０２の逆向きの進行波であり、オシレータ用参照光１８０６が回折することでＰ偏光のオシレータページの再生光１８０７が再生され、光検出器２２８に伝播する。なお、１／４波長板１８０３の領域は、図１４で説明したようにオシレータ用参照光が集光する領域以上の大きさであればよい。
一方、ＰＢＳ１７０４を透過したＰ偏光成分を、データページ記録時と同じ媒体入射角度となるように設定されたガルバノミラー２１９で反射させ、レンズ２２１、ＰＢＳ１７０４を透過し、レンズ２２２を通過した１８０２が光情報記録媒体１を照射する。媒体を透過した光はレンズ２２３を通過し、ミラー１８０４で反射、Ｐ偏光である１８０８がレンズ２２３を通過しデータ用参照光１８０９となり光情報記録媒体１を照射する。データ用参照光１８０９はデータ用参照光１００２の逆向きの進行波であり、データ用参照光１８０９が回折することでＰ偏光のデータページの再生光１８１０が再生され、光検出器２２８に伝播する。
オシレータ用参照光１８０６とデータ用参照光１８０９の偏光状態が同一であるため、光検出器２２８に伝播したオシレータページの再生光１８０７、データページの再生光１８１０の偏光状態は同一となり干渉するので、位相情報を強度として検出できる。
以上の回路構成、処理手順によれば、オシレータページとデータページの波面ずれなく光検出器２２８上で干渉させることができ、位相情報を強度として検出することが可能な光情報記録再生装置を実現することができる。また、１つのオシレータページから複数のデータページの再生が可能となるため、オシレータページによる記録媒体の消費を極めて小さく抑えることが可能となる。さらに、偏光を用いて光学系を構成することで、媒体裏面光学系のサイズを縮小させることが可能となる。
なお、１／４波長板１８０３を用いているのは、オシレータページとデータページの再生光の偏光状態を同一にして干渉させるためであり、これを実現できるのであれば、本構成に限定するものではなく、フォトニック結晶を用いた素子により偏光状態を変えるなどしてもよい。
また、説明で用いた偏光方向に限定するものではなく、例えばガルバノミラー２１９とミラー１７０２を入れ替え、オシレータ用参照光とデータ用参照光の役割を入れ替えることも可能である。こうすれば、記録時に偏光方向変換素子２１６出力がＳ偏光となるようにしておけば、参照光のエネルギーが分岐されることなくガルバノミラー２１９に入射し、図１７構成のままで実施例１と同様にオシレータページおよびデータページの記録が可能となる。
また、オシレータ用参照光１８０６とデータ用参照光１８０９の光路長差が小さいほど可干渉性が高く、品質の高い再生像が得ることができる。よって、いずれか若しくは両方の光路中に位相調整素子を挿入する、ミラーなどの光学部品の配置を変更する、などの方法により光路長を調整することも可能である。
以上のことは他の実施例においても同様に適用可能である。
本実施例が実施例１と異なるのは、オシレータページ記録方法ならびに参照光生成方法である。実施例１では再生時に参照光をオシレータ用とデータ用に分岐するためエネルギー利用効率が悪い。そこで、本実施例では、参照光を分岐することなくオシレータページを記録再生することを目的とする。
本実施例におけるデータ記録処理について詳細に説明する。図１９はピックアップ１１の概略図、図２０は記録媒体周辺の拡大図である。
記録時には、ガルバノミラー２１９をオシレータページ記録用の参照光入射角度に設定、ガルバノミラー２２６で反射した光が逆向きの進行波となるようにガルバノミラー２２６の角度を設定し、参照光２００１を光情報記録媒体１に照射する。媒体を透過した光はレンズ２２３、２２４を通過し、ガルバノミラー２２６で反射して２００２となり、再度レンズ２２４、２２３を通過したオシレータ用参照光２００３が光情報記録媒体１を照射する。オシレータページの信号光２００４とオシレータ用参照光２００３との干渉縞をホログラムとして光情報記録媒体１に記録する。データページの記録方法は実施例１と同様である。
次に、本実施例におけるデータ再生処理について詳細に説明する。図２１は記録媒体周辺の拡大図である。
再生時には、ガルバノミラー２１９をオシレータページ記録時と同じ入射角度に設定し、オシレータ用参照光２１０１を光情報記録媒体１に照射する。２１０１が回折することでオシレータページの再生光２１０２が再生され、光検出器２２８に伝播する。
一方、媒体を透過した光はレンズ２２３、２２４を通過し、ガルバノミラー２２６で反射して２１０３となり、レンズ２２４、２２３を通過したデータ用参照光２１０４が光情報記録媒体１を照射する。２１０４はデータ用参照光１００２の逆向きの進行波であり、２１０４が回折することでデータページの再生光２１０５が再生され、光検出器２２８に伝播する。よって、ガルバノミラー２２６は２１０４がデータ用参照光１００２と同じ入射角度となるように制御されなければならない。
オシレータ用参照光２１０１とデータ用参照光２１０４の偏光状態が同一であるため、光検出器２２８に伝播したオシレータページの再生光２１０２、データページの再生光２１０５の偏光状態は同一となり干渉するので、位相情報を強度として検出できる。
以上の回路構成、処理手順によれば、オシレータページとデータページの波面ずれなく光検出器２２８上で干渉させることができ、位相情報を強度として検出することが可能な光情報記録再生装置を実現することができる。また、１つのオシレータページから複数のデータページの再生が可能となるため、オシレータページによる記録媒体の消費を極めて小さく抑えることが可能となる。さらに、参照光を分岐しないためエネルギー利用効率が高く、レーザ出力が小さい場合には有効である。
なお、オシレータページを記録する場合に、オシレータ用参照光を記録媒体裏面から入射する構成で説明したがこれに限定するものではなく、逆にデータページを記録する場合に、データ用参照光を記録媒体裏面から入射する構成にしてもよい。
以上のことは他の実施例においても同様に適用可能である。
本実施例が実施例１と異なるのは、再生したオシレータページとデータページの位相調整方法である。実施例１では、場合によっては再生時にオシレータページとデータページの位相が合わず、位相情報を強度情報に変換できない可能性がある。そこで、再生したオシレータページとデータページの位相を調整することを目的とする。
本実施例におけるデータ記録処理は実施例１と同様であるが、データページの一部に図２５に示す位相差検出パターン２５０１を加えて記録する。位相差検出パターン２５０１は図のように４種類の位相を有するパターンであり、基準位相面から０、π／２、π、３π／２とするのが、検出時にフリンジスキャン法を用いることができるため都合が良いが、これに限定するものではなく、基準位相が判断できるのであればどのようなパターンでもよい。
次に、本実施例におけるデータ再生処理について詳細に説明する。図２２はピックアップ１１の概略図、図２３は記録媒体周辺の拡大図、図２４はデータ再生処理の処理フローである。
再生時には、ガルバノミラー２１９をオシレータページ記録時と同じ入射角度に設定し（８０１）、再生用参照光１１０１を光情報記録媒体１に照射する。媒体を透過した光はレンズ２２３を通過し、ハーフミラー２２７で反射して１１０２となり、再度レンズ２２３を通過したオシレータ用参照光１１０４が光情報記録媒体１を照射する。オシレータ用参照光１１０４はオシレータ用参照光９０２の逆向きの進行波であり、オシレータ用参照光１１０４が回折することでオシレータページの再生光１１０５が再生され、光検出器２２８に伝播する。
一方、ハーフミラー２２７を透過した光は、レンズ２２４を通過して２３０１となり、位相調整素子２２０１を透過した後にガルバノミラー２２６で反射、再び位相調整素子２２０１を透過して２３０２となり、レンズ２２４、２２３を通過したデータ用参照光２３０３が光情報記録媒体１を照射する。ここで、位相調整素子２２０１とは位相遅延量を電気的に制御可能な素子を想定しているが、光路長を調整できる素子であれば何でもよい。また、ガルバノミラー２２６と位相調整素子２２０１を近い位置で説明したが、これに限定するものではなく、光路中に挿入すればよい。
データ用参照光２３０３はデータ用参照光１００２の逆向きの進行波であり、データ用参照光２３０３が回折することでデータページの再生光２３０４が再生され、光検出器２２８に伝播する。よって、ガルバノミラー２２６はデータ用参照光２３０３がデータ用参照光１００２と同じ入射角度となるように制御されなければならない（２４０１）。
ここで、光検出器２２８に伝播したオシレータページとデータページの再生光を光検出器２２８で干渉させ、位相情報を強度として検出するのだが、２つの光の位相が合っていない可能性がある。そこで、図２２の位相差検出回路２２０２において、光検出器２２８上で検出された図２６の位相差検出パターン２６０１の検出強度Ｉ０〜Ｉ３から（数１）に従って、位相差Δφを算出する（２４０２）。
Figure 2016020994
次に、図２２の補償量算出回路２２０３において、この位相差Δφに基づいて位相調整素子２２０１の位相遅延量を制御する（２４０３）。
この後の処理は実施例１における、８０２〜８０４の処理と同様である。
以上の回路構成、処理手順によれば、オシレータページとデータページの波面ずれなく光検出器２２８上で干渉させることができ、位相情報を強度として検出することが可能な光情報記録再生装置を実現することができる。また、１つのオシレータページから複数のデータページの再生が可能となるため、オシレータページによる記録媒体の消費を極めて小さく抑えることが可能となる。さらに、再生したオシレータページとデータページの位相が一致するため、位相情報を効率よく強度情報に変換することが可能となる。
なお、図２５において位相差検出パターン２５０１が複数ある理由だが、位相差Δφがページ内で一様とは限らないためである。よって、各々の位相差検出パターン２６０１から位相差Δφを算出し、各々の位相差Δφを２次元的に線形補間するなどして、ページ内の位相差分布を求め、それに基づいて位相調整素子２２０１の位相遅延量を２次元的に制御することも有効である。
また、位相差検出パターン２５０１は図２５に示したパターンに限定するものではない。例えば、位相の種類を増やすことで高精度な検出が可能となり、位相差検出パターンを大きくし、同一位相内で平均した結果を用いることで、ノイズ耐性を向上させることが可能となる。
また、位相差検出パターン２５０１を用いて位相調整素子２２０１を制御する例について説明したが、位相差検出パターン２５０１を用いずに制御してもよい。例えば、位相差検出回路２２０２において、画像のＳＮＲ、Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ｎｏｉｓｅ、輝度、などの評価指標を算出し、図２７の２７０１のように評価指標が最良となるようにフィードバック制御により、補償量算出回路２２０３が位相調整素子２２０１の位相遅延量を可変する。これにより、位相差検出パターン２５０１が不要となる。
また、位相差調整に使用するページは再生順で初めのデータページで実施する方が参照光角度を順に変化させればよいので再生時間にとって有利である。しかし、ブック内で位相差が変化する可能性を考えると、ブック中央となる角度のデータページで調整を実施する方がブック内での位相差を小さくできる。
また、以上の位相差調整方法は図２４に示すようにブック中に１回実施する例で説明したが、これに限定するものではない。全ページで調整を実施、また複数ページに一度調整を実施すればより精度の高い位相差調整が可能となり、逆に再生開始時や複数ブックに一度調整を実施すれば調整に要する時間を短縮することが可能となる。また、複数ページや複数ブック毎に調整した値を補間し、途中のページまたはブックに適用すれば、位相差調整の高精度化と調整時間短縮を両立することも可能となる。
さらに、位相差調整を決まったタイミングで実施するのではなく、位相差が発生する可能性が高くなった場合に適宜実施してもよい。例えば、温度が変化した場合に媒体が膨張収縮する可能性があり、参照光波長を変化させることで膨張収縮の影響を抑圧することが可能である。しかし、波長を変えるということは遅延量も変えなければならず、位相差調整を再度実施した方がよい。
以上のことは他の実施例においても同様に適用可能である。
本実施例が実施例４と異なるのは、再生したオシレータページとデータページの位相調整方法である。実施例４では調整に位相調整素子２２０１を用いていたがコストがかかる。そこで、位相調整素子２２０１を用いずに位相調整することを目的とする。
本実施例におけるデータ記録処理は実施例１と同様であるが、図２８に示すように位相の異なる複数のオシレータページを記録する。図２８には４つのオシレータページを記録した例を示しており、夫々のオシレータページは基準位相面から０、π／２、π、３π／２の位相差を有しているとする。なお、ここでは４種類のオシレータページを使用したが、この位相の種類をより多く記録した方が、調整分解能を高くすることが可能となるので好ましい。
次に、本実施例におけるデータ再生処理について詳細に説明する。図２９はデータ再生処理の処理フローである。
再生時には、第１のオシレータページを再生するようガルバノミラー２１９を設定し（２９０１）、データページを再生するようガルバノミラー２２６を設定する（２９０２）。この処理を全てのオシレータページに対して実施し（２９０３）、画像のＳＮＲ、Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ ｎｏｉｓｅ、輝度、などの評価指標が最良となる最適オシレータページを決定し（２９０４）、この最適オシレータページを再生するようガルバノミラー２１９を設定する（２９０５）。
この後の処理は実施例１における、８０２〜８０４の処理と同様である。
以上の回路構成、処理手順によれば、オシレータページとデータページの波面ずれなく光検出器２２８上で干渉させることができ、位相情報を強度として検出することが可能な光情報記録再生装置を実現することができる。また、１つのオシレータページから複数のデータページの再生が可能となるため、オシレータページによる記録媒体の消費を極めて小さく抑えることが可能となる。さらに、位相調整素子２２０１を用いずに、再生したオシレータページとデータページの位相を一致させることが可能となる。
なお、説明では評価指標が最良となるよう最適オシレータページを決定したが、実施例４で説明したように、位相差検出パターン２５０１を用いれば位相差Δφを算出できるので、位相差Δφに一致する位相差を有するオシレータページを最適オシレータページとすればよい。これにより、全てのオシレータページに対して再生を実施する必要がなくなり、再生時間の短縮が可能となる。
以上のことは他の実施例においても同様に適用可能である。
本実施例が実施例１と異なるのは、再生したオシレータページとデータページの光量比である。実施例１では位相情報を強度情報に変換するため、再生したオシレータページとデータページの光量比は同等とすることが前提であった。しかし、オシレータページの光量を上げれば、再生したデータページを増幅して検出することが可能となる。そこで、再生したデータページを増幅することを目的とする。
まず、本実施例の原理について説明する。図３０（ａ）に振幅変調データページ（図３１（ａ））の信号点配置、図３０（ｂ）に位相変調データページ（図３１（ｂ））の信号点配置、図３０（ｃ）にオシレータページ（図３１（ｃ））の信号点配置を示す。２つの信号間距離（３００１と３００２、３００４と３００３）が等しくなるように信号点を配置している。“Ｉ”は波形の同相（Ｉｎ−ｐｈａｓｅ）成分、“Ｑ”は直交位相（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ）成分を示しており、複素数平面上で信号を考えている。
図３０（ａ）の信号を光検出器２２８で検出すると、複素信号の２乗したものが検出されることから、信号３００２は（数２）から強度Ｉ１、信号３００１は（数３）から強度Ｉ０となり、信号間距離ΔＩａは（数４）となる。
Figure 2016020994
Figure 2016020994
Figure 2016020994
次に、図３０（ｂ）のデータページを図３０（ｃ）のオシレータページにより強度に変換して光検出器２２８で検出したとすると、複素信号の２乗したものが検出されることから、信号３００４は（数５）から強度Ｉ１、信号３００３は（数６）から強度Ｉ０となり、信号間距離ΔＩｂは（数７）となる。なお、データページの信号３００４とオシレータページが同位相であるとしている。
Figure 2016020994
Figure 2016020994
Figure 2016020994
以上より、元の信号間距離が同じでも、位相変調されたデータページをオシレータページで再生すれば（数８）に示す増幅率αが得られる。この式が示すように、オシレータページの光量をデータページの光量よりも大きくすれば増幅率αでデータページを増幅することが可能となる。
Figure 2016020994
これを実現するためには大きく２つの方法がある。１つはオシレータページのホログラムの回折効率を大きくする方法であり、もう１つは照射するオシレータ用参照光の光量を大きくする方法である。もちろん、これらの方法を組み合わせて使用してもよい。
初めにオシレータページのホログラムの回折効率を大きくする方法について説明する。
例えば、実施例１のオシレータページ記録処理（７０２）において、データページ記録処理（７０４）よりも記録媒体に光を照射する時間である露光時間を長くすることにより、回折効率が高いホログラムを形成ことで実現できる。また、オシレータページ記録処理（７０２）において、オシレータ用参照光またはオシレータページの少なくとも一方の信号光の光量を高くして記録することでも実現できる。
これらの方法によれば、データ用参照光と同じ光量のオシレータ用参照光を照射したとしても、ホログラムから回折される光はデータページよりもオシレータページの方が大きくなる。また、記録媒体の消費量は増加するが、前述の通りページ全体に対するオシレータページの割合は依然小さいことから影響は小さい。
次に、照射するオシレータ用参照光の光量を大きくする方法について説明する。
例えば、実施例１において、図１１のハーフミラー２２７のハーフミラー部分の透過率を５０％よりも小さくすることで実現できる。また、実施例２において、図１７の偏光方向変換素子２１６を調整し、Ｐ偏光から偏光面を４５°〜９０°の間になるように傾けた参照光を使用することで実現できる。また、実施例３において、ガルバノミラー２２６の反射率を下げることで実現できる。
これらの方法によれば、データページと同じ回折効率のオシレータページが記録されていたとしても、照射するオシレータ用参照光の光量が大きいのでホログラムから回折される光はデータページよりもオシレータページの方が大きくなる。また、記録媒体の消費量の増加も抑圧することが可能である。
なお、本発明は上記の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。変形例として、以下の構成が挙げられる。
変形例１として、ホログラフィを利用して情報を光情報記録媒体に記録する光情報記録装置において、参照光、信号光およびオシレータ光を生成する光源と、前記光源が生成した信号光に情報を付加する信号光変調部と、前記信号光変調部で変調された信号光を前記光情報記録媒体に照射する信号光照射部と、前記光源が生成したオシレータ光を前記光情報記録媒体に照射するオシレータ光照射部と、前記光源が生成した参照光を前記光情報記録媒体に照射する参照光照射部と、を具備し、前記信号光照射部から照射された信号光と、前記参照光照射部から照射された参照光との干渉縞を信号光ホログラムとして、前記光情報記録媒体の所定の領域に多重記録し、前記オシレータ光照射部から照射されたオシレータ光と、前記参照光照射部から照射された参照光との干渉縞をオシレータホログラムとして記録する、ことを特徴とする光情報記録装置がある。
変形例２として、変形例１に記載の光情報記録装置において、情報を多重記録する際には、前記参照光照射部から照射された参照光が前記光情報記録媒体に対して入射する角度を変更しながら記録する、ことを特徴とする光情報記録装置がある。
変形例３として、変形例１に記載の光情報記録装置において、前記信号光変調部で変調された信号光の一部に位相差調整用パターンが埋め込まれている、ことを特徴とする光情報記録装置がある。
変形例４として、変形例１に記載の光情報記録装置において、前記光情報記録媒体の所定の領域に、位相の異なる複数のオシレータ光が前記オシレータ光ホログラムとして多重記録されている、ことを特徴とする光情報記録装置がある。
変形例５として、変形例１に記載の光情報記録装置において、前記信号光ホログラムと前記オシレータホログラムの回折効率を変えて記録する、ことを特徴とする光情報記録装置がある。
変形例６として、ホログラフィを利用して光情報記録媒体に記録された情報を再生する光情報再生装置において、参照光、およびオシレータ光を生成する光源と、前記光源が生成したオシレータ光を前記光情報記録媒体に照射するオシレータ光照射部と、前記光源が生成した参照光を前記光情報記録媒体に照射する参照光照射部と、前記光情報記録媒体から再生される光を検出する光検出部と、を具備し、前記光情報記録媒体は、情報が付加され変調された信号光と、前記参照光照射部から照射された参照光との干渉縞が、信号光ホログラムとして前記光情報記録媒体の所定の領域に多重記録され、前記オシレータ光照射部から照射されたオシレータ光と、前記参照光照射部から照射された参照光との干渉縞が、オシレータホログラムとして記録されており、前記参照光照射部から照射された参照光から生成された信号光用参照光により、前記信号光ホログラムから信号光を再生し、前記参照光照射部から照射された参照光から生成されたオシレータ光用参照光により、前記オシレータホログラムからオシレータ光を再生し、前記再生された信号光とオシレータ光と、を前記光検出部で検出する、ことを特徴とする光情報再生装置。
変形例７として、変形例６に記載の光情報再生装置において、前記信号光用参照光と前記オシレータ光用参照光は、前記参照光照射部から照射された参照光を分岐して生成する、ことを特徴とする光情報再生装置がある。
変形例８として、変形例６に記載の光情報再生装置において、前記信号光用参照光と前記オシレータ光用参照光は、前記参照光照射部から照射された参照光を分岐し、分岐した参照光の偏光が直交している、ことを特徴とする光情報再生装置がある。
変形例９として、変形例６に記載の光情報再生装置において、前記オシレータ光用参照光は、前記参照光照射部から照射された参照光から生成し、前記信号光用参照光は、前記参照光照射部から照射された参照光が前記光情報記録媒体を透過した光から生成する、
ことを特徴とする光情報再生装置がある。
変形例１０として、変形例６に記載の光情報再生装置において、前記信号光用参照光と前記オシレータ光用参照光の位相差を調整する位相調整素子を具備し、前記光検出部出力に基づいて前記位相調整素子を制御する、ことを特徴とする光情報記録再生装置がある。
変形例１１として、変形例６に記載の光情報記録再生装置において、前記信号光用参照光と前記オシレータ光用参照光の光量を変えて再生する、ことを特徴とする光情報再生装置がある。
変形例１２として、ホログラフィを利用して情報を光情報記録媒体に記録する光情報記録方法において、参照光、信号光およびオシレータ光を生成する光生成ステップと、前記光源が生成した信号光に情報を付加する信号光変調ステップと、前記信号光変調ステップで変調された信号光を前記光情報記録媒体に照射する信号光照射ステップと、前記光源が生成したオシレータ光を前記光情報記録媒体に照射するオシレータ光照射ステップと、前記光源が生成した参照光を前記光情報記録媒体に照射する参照光照射ステップと、を具備し、前記信号光照射ステップで照射された信号光と、前記参照光照射ステップで照射された参照光との干渉縞を信号光ホログラムとして、前記光情報記録媒体の所定の領域に多重記録し、前記オシレータ光照射ステップで照射されたオシレータ光と、前記参照光照射ステップから照射された参照光との干渉縞をオシレータホログラムとして記録する、ことを特徴とする光情報記録方法がある。
変形例１３として、変形例１２に記載の光情報記録方法において、情報を多重記録する際には、前記参照光照射ステップで照射された参照光が前記光情報記録媒体に対して入射する角度を変更しながら記録する、ことを特徴とする光情報記録再生方法がある。
変形例１４として、変形例１２に記載の光情報記録再生方法において、前記信号光変調ステップで変調された信号光の一ステップに位相差調整用パターンが埋め込まれている、ことを特徴とする光情報記録方法がある。
変形例１５として、変形例１２に記載の光情報記録方法において、前記光情報記録媒体の所定の領域に、位相の異なる複数のオシレータ光が前記オシレータ光ホログラムとして多重記録されている、ことを特徴とする光情報記録方法がある。
変形例１６として、変形例１２に記載の光情報記録方法において、前記信号光ホログラムと前記オシレータホログラムの回折効率を変えて記録する、ことを特徴とする光情報記録方法がある。
変形例１７として、ホログラフィを利用して情報が記録された光情報記録媒体から情報を再生する光情報再生方法において、参照光、およびオシレータ光を生成する光生成ステップと、前記光源が生成したオシレータ光を前記光情報記録媒体に照射するオシレータ光照射ステップと、前記光源が生成した参照光を前記光情報記録媒体に照射する参照光照射ステップと、前記光情報記録媒体から再生される光を検出する光検出ステップと、を具備し、前記光情報記録媒体は、情報が付加され変調された信号光と、前記参照光との干渉縞が、信号光ホログラムとして前記光情報記録媒体の所定の領域に多重記録され、前記オシレータ光と、前記参照光との干渉縞が、オシレータホログラムとして記録されており、前記参照光照射ステップで照射された参照光から生成された信号光用参照光により、前記信号光ホログラムから信号光を再生し、前記参照光照射ステップで照射された参照光から生成されたオシレータ光用参照光により、前記オシレータホログラムからオシレータ光を再生し、前記再生された信号光とオシレータ光と、を前記光検出ステップで検出する、ことを特徴とする光情報再生方法がある。
変形例１８として、変形例１７に記載の光情報再生方法において、前記信号光用参照光と前記オシレータ光用参照光は、前記参照光照射ステップで照射された参照光を分岐して生成する、ことを特徴とする光情報再生方法がある。
変形例１９として、変形例１７に記載の光情報再生方法において、前記信号光用参照光と前記オシレータ光用参照光は、前記参照光照射ステップで照射された参照光を分岐し、分岐した参照光の偏光が直交している、ことを特徴とする光情報記録再生方法がある。
変形例２０として、変形例１７に記載の光情報再生方法において、前記オシレータ光用参照光は、前記参照光照射ステップから照射された参照光から生成し、前記信号光用参照光は、前記参照光照射ステップから照射された参照光が前記光情報記録媒体を透過した光から生成する、ことを特徴とする光情報記録再生方法がある。
変形例２１として、変形例１７に記載の光情報再生方法において、前記信号光用参照光と前記オシレータ光用参照光の位相差を調整する位相調整素子を具備し、前記光検出ステップ出力に基づいて前記位相調整素子を制御する、ことを特徴とする光情報再生方法がある。
変形例２２として、変形例１７に記載の光情報再生方法において、前記信号光用参照光と前記オシレータ光用参照光の光量を変えて再生する、ことを特徴とする光情報再生方法がある。
また、光情報記録媒体は、ホログラフィを利用する記録媒体に限らず、たとえばＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、または、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標））などでも良い。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
１・・・光情報記録媒体、１０・・・光情報記録再生装置、１１・・・ピックアップ、１２・・・再生用参照光光学系、１３・・・ディスクＣｕｒｅ光学系、１４・・・ディスク回転角度検出用光学系、１５・・・位置検出光学系、５０・・・回転モータ、８１・・・アクセス制御回路、８２・・・光源駆動回路、８３・・・サーボ信号生成回路、８４・・・サーボ制御回路、８５・・・信号処理回路、８６・・・信号生成回路、８７・・・シャッタ制御回路、８８・・・ディスク回転モータ制御回路、８９・・・コントローラ、９０・・・入出力制御回路、９１・・・外部制御装置、２０１・・・光源、２０２・・・コリメートレンズ、２０３・・・シャッタ、２０４・・・１／２波長板、２０５・・・偏光ビームスプリッタ、２０６・・・信号光、２０７・・・参照光、２０８・・・ビームエキスパンダ、２０９・・フェーズ（位相）マスク、２１０・・・リレーレンズ、２１１・・・偏光ビームスプリッタ、２１２・・・空間光変調器、２１３・・・リレーレンズ、２１４・・・空間フィルタ、２１５・・・対物レンズ、２１６・・・偏光方向変換素子、２１７・・・ミラー、２１８・・・ミラー、２１９・・・ミラー、２２０・・・アクチュエータ、２２１・・・レンズ、２２２・・・レンズ、２２３・・・レンズ、２２４・・・レンズ、２２５・・・アクチュエータ、２２６・・・ミラー、２２７・・・ハーフミラー、２２８・・・光検出器、１４０１・・・ハーフミラー領域、１４０２・・・透過領域、１５０１・・・ハーフミラー領域、１８０３・・・１／４波長板、１８０４・・・ミラー、２２０１・・・位相調整素子、２２０２・・・位相差検出回路、２２０３・・・補償量算出回路、２５０１・・・位相差検出パターン（記録）、２６０１・・・位相差検出パターン（再生）、

Claims (11)

  1. ホログラフィを利用して情報を光情報記録媒体に記録する光情報記録装置において、
    参照光、信号光およびオシレータ光を生成する光源と、
    前記光源が生成した信号光に情報を付加する信号光変調部と、
    前記信号光変調部で変調された信号光を前記光情報記録媒体に照射する信号光照射部と、
    前記光源が生成したオシレータ光を前記光情報記録媒体に照射するオシレータ光照射部と、
    前記光源が生成した参照光を前記光情報記録媒体に照射する参照光照射部と、
    を具備し、
    前記信号光照射部から照射された信号光と、前記参照光照射部から照射された参照光との干渉縞を信号光ホログラムとして、前記光情報記録媒体の所定の領域に多重記録し、
    前記オシレータ光照射部から照射されたオシレータ光と、前記参照光照射部から照射された参照光との干渉縞をオシレータホログラムとして記録する、
    ことを特徴とする光情報記録装置。
  2. 請求項１に記載の光情報記録装置において、
    情報を多重記録する際には、前記参照光照射部から照射された参照光が前記光情報記録媒体に対して入射する角度を変更しながら記録する、
    ことを特徴とする光情報記録装置。
  3. 請求項１に記載の光情報記録装置において、
    前記信号光変調部で変調された信号光の一部に位相差調整用パターンが埋め込まれている、
    ことを特徴とする光情報記録装置。
  4. 請求項１に記載の光情報記録装置において、
    前記光情報記録媒体の所定の領域に、位相の異なる複数のオシレータ光が前記オシレータ光ホログラムとして多重記録する、
    ことを特徴とする光情報記録装置。
  5. 請求項１に記載の光情報記録装置において、
    前記信号光ホログラムと前記オシレータホログラムの回折効率を変えて記録する、
    ことを特徴とする光情報記録装置。
  6. ホログラフィを利用して光情報記録媒体に記録された情報を再生する光情報再生装置において、
    参照光、およびオシレータ光を生成する光源と、
    前記光源が生成したオシレータ光を前記光情報記録媒体に照射するオシレータ光照射部と、
    前記光源が生成した参照光を前記光情報記録媒体に照射する参照光照射部と、
    前記光情報記録媒体から再生される光を検出する光検出部と、
    を具備し、
    前記光情報記録媒体は、情報が付加され変調された信号光と、前記参照光照射部から照射された参照光との干渉縞が、信号光ホログラムとして前記光情報記録媒体の所定の領域に多重記録され、前記オシレータ光照射部から照射されたオシレータ光と、前記参照光照射部から照射された参照光との干渉縞が、オシレータホログラムとして記録されており、
    前記参照光照射部から照射された参照光から生成された信号光用参照光により、前記信号光ホログラムから信号光を再生し、
    前記参照光照射部から照射された参照光から生成されたオシレータ光用参照光により、前記オシレータホログラムからオシレータ光を再生し、
    前記再生された信号光とオシレータ光と、を前記光検出部で検出する、
    ことを特徴とする光情報再生装置。
  7. 請求項６に記載の光情報再生装置において、
    前記信号光用参照光と前記オシレータ光用参照光は、前記参照光照射部から照射された参照光を分岐して生成する、
    ことを特徴とする光情報再生装置。
  8. 請求項６に記載の光情報再生装置において、
    前記信号光用参照光と前記オシレータ光用参照光は、前記参照光照射部から照射された参照光を分岐し、分岐した参照光の偏光が直交している、
    ことを特徴とする光情報再生装置。
  9. 請求項６に記載の光情報再生装置において、
    前記オシレータ光用参照光は、前記参照光照射部から照射された参照光から生成し、
    前記信号光用参照光は、前記参照光照射部から照射された参照光が前記光情報記録媒体を透過した光から生成する、
    ことを特徴とする光情報再生装置。
  10. 請求項６に記載の光情報再生装置において、
    前記信号光用参照光と前記オシレータ光用参照光の位相差を調整する位相調整素子を具備し、
    前記光検出部出力に基づいて前記位相調整素子を制御する、
    ことを特徴とする光情報再生装置。
  11. 請求項６に記載の光情報再生装置において、
    前記信号光用参照光と前記オシレータ光用参照光の光量を変えて再生する、
    ことを特徴とする光情報再生装置。
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