WO2007026521A9 - 光ピックアップ装置及びホログラム記録再生システム - Google Patents

Abstract

　光ピックアップ装置は、可干渉性光を発生する光源と、可干渉性光の光軸上に配置された中央領域と中央領域を囲むように配置された環状領域とからなり、可干渉性光の中央領域の通過成分と環状領域の通過成分とを空間的に分離して参照光と信号光とを生成して共軸に同一方向に伝搬させる空間光変調器と、光軸上に配置されかつ信号光及び参照光をホログラム記録層へ向け共軸に照射するとともに、参照光及び信号光を互いに異なる焦点に集光させる対物レンズ光学系と、光軸上に配置されかつ参照光がホログラム記録層に照射された際にホログラム記録層から対物レンズ光学系を介して戻る光を受光する像検出手段と、光軸上に配置された中央偏光領域と中央偏光領域を囲むように配置された環状偏光領域とからなりかつ中央偏光領域及び環状偏光領域の通過成分の偏光面の回転角度を互いに異ならしめる偏光面回転装置と、を含む。

Description

明細書 光ピックアツプ装置及びホログラム記録再生システム 技術分野

本発明は光ディスク、光カードなどの光学的に情報記録又は情報再生が行 れ る記録担体に関し、特に光束の照射により情報の記録又は再生可能なホログラム 記録層を有するホ口グラム記録担体のための光ピックァップ装置及びホログラ ム記録再生システムに関する。 背景技術

高密度情報記録のために、 2次元データを高密度記録できるホログラムが注目 されている。 このホログラムの特徴は、 記録情報を担持する光の波面を、 フォト リフラクティブ材料などの光感応材料からなる記録媒体に体積的に屈折率の変 化として記録することにある。ホログラム記録担体に多重記録を行うことによつ て記録容量を飛躍的に増大させることができる。 構造としては、 基板、 情報記録 層及び反射層がこの順番で形成された記録媒体が知られている。

例えば、従来、 薄膜記録層上に書込用の短波長の物体光及び参照光を同軸に照 射し干渉を発生させホログラムを記録する情報記録装置において、互いに回転方 向の異なる円偏光の物体光と参照光を同一のレンズで記録媒体に集光させて、偏 光ホログラム記録を行う技術 （特表 2 0 0 2 - 5 1 3 9 8 1号公報、 参照） があ る。かかる偏光ホログラフィ記録は、相互に直交する偏光を有する 2つの平面波 の物体光と参照光を 1/4波長板を用いて右回り円偏光と左回り円偏光とし、そ れらの記録媒体内での干渉で偏光ホログラムが 1つ記録される。 再生時には、 記録時よりも長い波長の読出用の参照光を用い、 別個の再生光学系で再生する。 再生光学系では中心開口を有する特殊な 1 Z2波長板を設け、中心の参照光照射 で偏光ホログラムから再生光を得る。そして、 長波長の参照光に起因して再生光 は広がりをもっため、開口周囲の 1Z2波長板部分を透過するので偏光方向 変 わり、 偏光ビームスプリツ夕で分離され、 透過再生光が検出される。 よって、 特 表 2002— 5 1398 1号公報の技術では記録時及び再生時に書込用及び読 出用波長光源と光学系を切り替える必要があり、記録時には反射光が記録媒体か ら戻らないため、照射光と記録媒体との位置決めサーボ制御を行う別の光学系が 必要である。 また、特表 2002— 5 1 3981号公報の技術では参照光が記録 媒体中で平行光であるのでシフト多重記録を行うことができない。

さらに、従来では、情報光は記録媒体のホログラム記録層と保護層の境界面上 で最も小径となるように収束照射され反射層で反射され、 同時に、記録用参照光 はホログラム記録層と保護層の境界面よりも手前側で最も小径となるように収 束して発散光として照射して、干渉させることでホログラム記録層に記録を行つ ていた （特開平 1 1一 31 1938号公報、 参照）。

またさらに、 記録光学系において、 情報光を反射層上に収束させ、 記録用参照 光が反射層上ではデフォーカスするとともに、記録用参照光の共役焦点が基板と 情報記録層との境界面よりも基板側に位置するように、記録用参照光を照射する 技術もある （特開 2004 - 17 161 1号公報、 参照）。 発明の開示

従来技術、例えば特開平 1 1 一 3 1 1 9 3 8号公報及び特開 2 0 0 4— 1 7 1 6 1 1号公報に開示された技術における記録層の片側から記録再生される態様 の対物レンズ構成例をそれぞれ図 1及び図 2に示す。

いずれの技術においても、 記録時には、 図に示すように、 参照光と信号光は同 軸で互いに重なるように対物レンズ〇 Bに導かれる。対物レンズ O B通過後の参 照光と信号光は焦点距離が異なるように設定されている。

図 1 ( a )では、信号光は反射層が配置されるべき位置に集光（焦点 P )され、 参照光は焦点 Pより手前に集光 （焦点 P 1 ) されている。 図 2 ( a ) では、 信号 光は反射層が配置されるべき位置に集光 （焦点 P ) され、 参照光は焦点 Pより先 に集光 （焦点 P 2 ) されている。 いずれの場合でも、 対物レンズ O Bで集光され る参照光と信号光は光軸上で常に干渉する状態にある。 よって、 図 1 ( b ) 及び 図 2 ( b ) に示すように、 信号光の焦点 Pの位置に反射層を配置して記録媒体を 対物レンズ及び反射層の間に配置した場合、参照光及び信号光は記録媒体を往復 で通過してホログラム記録が行われる。再生時にも、参照光は記録媒体を往復で 通過して、 反射した参照光が再生光とともに対物レンズ O Bへ戻ることとなる。 図 3に示すように、 具体的に記録されるホログラムは、 いずれの技術において も、 ホログラム記録 A (反射する参照光と反射する信号光）、 ホログラム記録 B (入射する参照光と反射する信号光）、 ホログラム記録 C (反射する参照光と入 射する信号光）、 ホログラム記録 D (入射する参照光と入射する信号光） の 4種 類である。 また、 再生されるホログラムも、 ホログラム記録 A (反射する参照光 で読み出される）、 ホログラム記録 B (入射する参照光で読み出される）、 ホログ ラム記録 C (反射する参照光で読み出される）、 ホログラム記録 D (入射する参 照光で読み出される） の 4種類である。 ，

したがって、 これらの従来技術においては、 記録層中の全ての光線 （参照光の 入射光及び反射光と情報光の入射光及び反射光）が干渉するので、複数のホログ ラムが記録され再生されてしまう。 このことは、例えば特開 2 0 0 4 - 1 7 1 6 1 1号公報の段落 （0 0 9 6 ) ( 0 0 9 7 ) に記載されているとおり、 であ 。 従来方法では、反射面を有するホログラム記録担体にホログラムを記録する場 合、入射する参照光と信号光と反射する参照光と信号光の 4光束の千渉によって 4つのホログラムが記録されてしまうためにホログラム記録層の性能を無用に 使用していた。 よって、 情報の再生時において、 参照光がホログラム記録担体の 反射層で反射されてしまうため、再現されたホログラムからの再生光との分離が 必要である。 そのため再生信号の読み取り性能が劣化してしまう。

また、従来方法では、参照光と信号光の生成及び合流のために多くの光学部品 を要していたので、 装置の小型化が望まれている。

そこで、本発明の解決しょうとする課題には、安定的に記録又は再生を行うこ とを可能にするホログラム記録再生のための光ピックアツプ装置及びホログラ ム記録再生システムを提供することがー例として挙げられる。

本発明の光ピックアップ装置は、参照光及び信号光の光学干渉パターンを回折 格子として内部に保存するホログラム記録層を有するホログラム記録担体へ情 報を記録又は再生する光ピックアツプ装置であって、

可千涉性光を発生する光源と、

前記可干渉性光の光軸上に配置された中央領域と前記中央領域を囲むように 配置された環状領域とからなり、前記可干渉性光の前記中央領域の通過成分と前 記環状領域の通過成分とを空間的に分離して参照光と信号光 を生成して共軸 に同一方向に伝搬させる空間光変調器と、

光軸上に配置されかつ前記信号光及び前記参照光を前記ホログラム記録層へ 向け共軸に照射するとともに、前記参照光及び前記信号光を互いに異なる焦点に 集光させる対物レンズ光学系と、 ' 光軸上に配置されかつ前記参照光が前記ホログラム記録層に照射された際に 前記ホログラム記録層から前記対物レンズ光学系を介して戻る光を受光する像 検出手段と、

光軸上に配置された中央偏光領域と前記中央偏光領域を囲むように配置され た環状偏光領域とからなりかつ前記中央偏光領域及び前記環状偏光領域の通過 成分の偏光面の回転角度を互いに異ならしめる偏光面回転装置と、を含むことを 特徴とする。

本発明のホログラム記録再生システムは、参照光及び信号光の光学干渉パター ンを回折格子として内部に保存するホログラム記録担体へ情報を記録又は再生 するホログラム記録再生システムであって、

可千渉性光から、参照光と、 記録情報に応じて前記可干渉性光を変調した信号 光と、 を生成する光生成手段と、

前記参照光及び前記信号光のいずれか一方を光軸上に、他方を前記一方の周囲 に環状に、 互いに空間的に分離して同軸に同一方向に伝搬させ、対物レンズ光学 系を介して、前記参照光及び前記信号光を互いに光軸上の異なる焦点に集光させ、 前記参照光及び信号光を干渉させる干渉手段と、 前記異なる焦点のうち前記対物レンズ光学系に近い焦点側に位置するホログ ラム記録層を有するホログラム記録担体と、

前記異なる焦点のうち前記対物レンズ光学系に遠い焦点側に位置する反射層 と、

光軸上に配置されかつ前記参照光が前記ホログラム記録層に照射された際に 前記ホログラム記録層から前記対物レンズ光学系を介して戻る光を受光する像 検出手段と、

光軸上に配置された中央偏光領域と前記中央偏光領域を囲むように配置され た環状偏光領域とからなりかつ前記中央偏光領域及び前記環状偏光領域の通過 成分の偏光面を回転する偏光面回転装置と、

前記偏光面回転装置に対して、情報の記録又は再生の際に前記偏光面の回転角 度を互いに異ならしめる制御をなす偏光液晶駆動回路と、を含むことを特徴とす る。 - 図面の簡単な説明

図 1〜図 3は、従来のホログラム記録を説明するホログラム記録担体を示す概 略部分断面図である。

図 4は、本発明による実施形態のホログラム記録担体の情報を記録再生するホ 口グラム装置のピックァップの概略を示す構成図である。

図 5は、本発明による実施形態のピックァップの空問光変調器の光軸から見た 正面図である。

図 6は、本発明による他の実施形態のピックァップの空間光変調器の光軸から 見た正面図である。

図 7は、本発明による実施形態のピックァップの対物レンズモジュールを示す 概略断面図である。

図 8は、本発明による実施形態のホログラム記録を説明するホログラム記録担 体及び対物レンズモジュールを示す概略断面図である。

図 9は、本発明による実施形態のホログラム記録を説明するホログラム記録担 体を示す概略部分断面図である。

図 1 0は、本発明による実施形態のホログラム再生を説明するホログラム記録 担体及び対物レンズを示す概略断面図である。

図 1 1は、本発明による他の実施形態のホログラム記録を説明するホログラム 記録担体及び対物レンズモジュールを示す概略断面図である。

図 1 2は、本発明による他の実施形態のホログラム記録を説明するホログラム 記録担体を示す概略部分断面図である。

図 1 3は、本発明による他の実施形態のピックァップの対物レンズモジュール を示す概略断面図である。

図 1 4及び図 1 5は、本発明による他の実施形態のピックアップの対物レンズ の 2焦点レンズを示す概略断面図である。

図 1 6は、本発明による他の実施形態のピックァップの対物レンズモジュール を示す概略断面図である。

図 1 7は、本発明による他の実施形態のホログラム記録を説明するホログラム 記録担体及び対物レンズモジュールを示す概略断面図である。

図 1 8は、本発明による他の実施形態のホログラム記録を説明するホログラム 記録担体を示す概略部分断面図である。

図 1 9は、本発明による他の実施形態のホログラム再生を説 するホログラム 記録担体及び対物レンズを示す概略断面図である。

図 2 0は、本発明による他の実施形態のホログラム記録を説明するホログラム 記録担体及び対物レンズモジュールを示す概略断面図である。

図 2 1は、本発明による他の実施形態のホログラム記録を説明するホログラム 記録担体を示す概略部分断面図である。

図 2 2は、本発明による他の実施形態のピックァップの対物レンズモジュール を示す概略断面図である。

図 2 3及び図 2 4は、本発明による他の実施形態のピックアップの対物レンズ の 2焦点レンズを示す概略断面図である。

図 2 5は、本発明による実施形態のピックァップの偏光面回転装置の偏光液晶 パネルの斜視図である。

図 2 6は、 図 2 5の線 X Xにおける部分断面図である。

図 2 7は、本発明による他の実施形態のピックァップの偏光面回転装置の偏光 液晶パネルの斜視図である。

図 2 8は、本発明による他の実施形態のピックァップの偏光面回転装置の部分 切欠斜視図である。

図 2 9は、本発明による実施形態のホログラム記録担体を示す概略部分断面図 である。

図 3 0は、本発明による他の実施形態のピックァップの空間光変調器の光軸か ら見た正面図である。 図 3 1は、 偏光状態を説明する図 2 6の線 X Xにおける部分断面図である。 図 3 2は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体の情報を記録再生 するホログラム装置のピックアツプの概略を示す構成図である。

図 3 3は、本発明による実施形態のホログラム装置の概略構成を示すブロック 図である。

図 3 4は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体の情報を記録再生 するホログラム装置のピックアツプの概略を示す構成図である。

図 3 5及び図 3 6は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体の情報 を記録再生するホログラム装置のピックアップにおけるホログラム記録担体及 び対物レンズモジュールを示す概略断面図である。

図 3 7は、本発明による他の実施形態のホログラム記録担体の情報を記録再生 するホログラム装置のピックアツプの概略を示す構成図である。

図 3 8は、本発明による他の実施形態のピックァップの偏光空間光変調器の光 軸から見た正面図である。 発明の詳細な説明

以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

図 4はホログラム記録担体 2の記録又は再生のためのピックアップ 2 3の概 略構成を示す。

ピックアップ 2 3は、 ホログラムの記録及び再生用のレーザ光源 L D、 コリメ 一夕レンズ C L、 透過型の空間光変調器 S L M、 偏光ビームスプリツ夕 P B S、 結像レンズ M L、 像センサ I S及びその駆動系 （図示せず）、 透過型の偏光液晶 パネル LCP、並びに対物レンズモジュール OBMを含む。対物レンズモジユー ル OBMなどは筐体内（図示せず）にてレーザ光源 LDからの光束の光軸上に配 置されている。 レーザ光源 LDの波長は、 ホログラム記録担体 2の光学干渉パ夕 ーンを保存できる透光性の光感応材料が反応する波長である。コリメータレンズ C Lはレーザ光源 L Dからの発散する可干渉光を平行光に変換する。

<空間光変調器 > , 図 5は平行光束径内で照射される空間光変調器 S L Mを光軸から見た正面で ある。空間光変調器 S LMは光軸近傍で光軸を含む中央領域し CCRとその周囲 の光軸を含まない環状領域 L C P Rとに分割されている。中央領域 L C C Rは貫 通開口又は透明材料からなり、 ここを透過する光束には変調が与えられない。透 過型の環状領域 L C P Rは、マトリクス状に分割された複数の画素電極を有する 検光子付きの液晶パネルなどで電気的に入射光の一部を画素毎に遮光する機能、 又はすベて透過して無変調状態とする機能を有する。図 4に示すように、環状領 域 LCPRは、コリメータレンズ CLからの平行光を記録情報に応じて変調する。 すなわち空間光変調器 S LMを透過した時点で光束は空間変調された信号光 S Bと空間変調されない参照光 R Bに同心円状に分離される。

この空間光変調器 S LMは空間光変調器駆動回路 26に接続され、これからの 記録すべきベージデ一夕（平面上の明暗ドットパターンなどの 2次元デー夕の情 報パターン） に基づいた分布を有するように光束を変調かつ透過して、信号光 S Bを生成する。

さらに、 図 6に示すように、 空間光変調器 S LM全体を透過型マトリクス液晶 表示装置として、 その制御回路 26により、 記録すべきページデータの所定パ夕 ーンを表示する環状領域 L CPRとその内部に中央領域 L C C Rの無変調の光 透過領域とを表示するように、 構成することもできる。 なお、 中央領域 LCCR を位相変調の光透過領域として用いることもでき、位相変調参照光を生成しても よい。

以上のように、空間光変調器 S L Mは可干渉性光の光軸上に配置された中央領 域 L C C Rとこれを囲むように配置された環状領域 L CP Rとからなり、可 渉 性光の中央領域の通過成分と環状領域の通過成分とを空間的に分離して参照光 と信号光とを生成して共軸に伝搬させる。なお、 中央領域 LCCRと環状領域 L C PRで参照光と信号光とを生成するが、 中央領域 LCCRで信号光を、環状領 域 LC PRで参照光を生成することも可能である。

空間光変調器の例として透過型のものの他に反射型の液晶パネルや DMDを 用いることもでき、反射型の空間光変調器においても、透過型と同様で中央領域 LCCRとその周囲の光軸を含まない環状領域 L C P Rとを備え、その作用は中 央領域と環状領域の光束の分離を行う。

ぐ対物レンズ光学系 >

図 4の対物レンズモジュール O B Mは、信号光及び参照光をホログラム記録担 体 2へ向け共軸に照射するとともに、参照光 R B及び信号光 S Bを互いに異なる 焦点に集光させる対物レンズ光学系に属する。

図 7は対物レンズモジュール〇 B Mの一例の概略断面図である。対物レンズモ ジュール OBMは、 中空ホルダ（図示せず） などにより固定されかつ光軸を共軸 を共軸に配置した凸レンズ光学素子 CVXからなる。凸レンズ光学素子 CVXは、 光軸を含む中央領域 CR (凸レンズ）とその周囲の環状領域 PR (透過平行平板） からなる。 図 8 (a) に示すように、 対物レンズモジュール OBMは、 中央領域 CRの通過光を手前の近距離焦点 n Pに集光させ、環状領域 PRの通過光を遠方 の遠距離焦点 f Pに集光させる。近距離焦点 n Pは対物レンズ 0 B及び凸レンズ 光学素子 C V Xの合成焦点であり、遠距離焦点 f Pは対物レンズ〇 Bの焦点であ る。

ホログラム記録時において、 図 8 (a) に示すように、 空間光変調器 SLMか らの光軸周りに参照光 R B及びその周りに信号光 S Bは、それぞれ同軸で互いに 空間的に離れた状態で対物レンズモジュール OBMに導かれる。空間光変調器は 参照光 R Bを光軸上にて中央領域 C へ、環状断面の信号光 S Bを参照光 R Bの 周囲の環状領域 PRへ、 互いに空間的に分離して同軸に伝搬させている。対物レ ンズモジュール 0 B Mは、参照光 R B及び信号光 S Bをそれぞれ中央領域 C R及 び環状領域 PRで屈折する。よって、対物レンズ通過後も参照光 RBと信号光 S Bは空間的に分離され、参照光 RBは対物レンズ OBに近い近距離焦点 n Pに集 光され、信号光 SBは近距離焦点より遠い遠距離焦点に集光されるので、 近距離 焦点 nPより遠方で、 干渉が生じる。

図 8 (b) に示すように、 参照光 RBの近距離焦点 n Pの位置に反射層 5を配 置し、記録媒体としてホログラム記録層 7を対物レンズモジュール O B M及び反 射層 5の間に配置する。環状断面の信号光 SBは反射層 5で反射され遠距離焦点 f Pの対称位置に集光され、参照光 RBは遠距離焦点 f Pより手前（近距離焦点 n P) の反射層 5で反射される。 よって、 互いに反対向きの伝搬方向の反射され 収束する信号光 S Bと参照光 R Bとで光軸近傍の環状領域で干渉する状態にな る。近距離焦点 n P及び遠距離焦点 f Pの間に位置するホログラム記録層を有す るホログラム記録担体を用いれば、参照光 R Bと信号光 S Bが互いに対向する方 向に伝搬する球面波であるので、 それらの交差角度を比較的大きくとれるため、 多重間隔を小さくできる光学干渉パターンがホログラム H Gとして記録される。 よって、 ホログラム記録層 7は、反射した信号光と参照光が交差し干渉して光学 干渉パターンを生成するに足りる膜厚を有する必要がある。

図 9に示すように、 具体的に記録されるホログラムは、 ホログラム記録 A (反 射して発散する参照光と反射して収束する信号光）、 ホログラム記録 B (入射収 束する参照光と反射して収束する信号光） の 2種類である。 また、 再生されるホ ログラムも、 ホログラム記録 A (反射する参照光で読み出される）、 ホログラム 記録 B (入射する参照光で読み出される） の 2種類である。

したがって、かかるホログラム記録担体から情報を再生するホログラム再生シ ステムでは、 図 1 ひに示ずように、参照光 R Bのみを対物レンズモジュール O B Mの中央領域 C Rに供給し、 参照光 R Bを近距離焦点 n P (反射層 5 ) に収束さ せつつホログラム記録層のホログラム H Gを透過させると、ホログラム H Gから 通常の再生光と位相共役波の再生光が生成できる。検出手段の一部でもある対物 レンズ O Bにより、 再生光及び位相共役波を光検出器へ導くことができる。 他のホログラム記録再生システムにおいては、参照光 R Bの近距離焦点 n Pの 位置に反射層 5を配置するのではなく、 図 1 1に示すように、 信号光 S Bの遠距 離焦点 f pの位置に反射層 5を配置して、ホログラム記録担体 2はホ口グラム記 録層 7が対物レンズモジュール〇 B M及び反射層 5の間にあるように配置する。 環状断面の信号光 S Bは反射層 5で合焦して反射され、参照光 R Bは反射層 5よ り手前 （近距離焦点 n P) で集光して発散しつつ反射層 5で反射される。 この場 合、反射層 5では参照光 RBがデフォーカス状態で信号光 SB 合焦となる。 よ つて、反射後の参照光 RBのみと信号光 SBとが交差する範囲となるように反射 層 5から離れてホログラム記録層 7を配置すれば、互いに反対向きの伝搬方向の 信号光 SB及び参照光 RB成分で光軸近傍の環状領域で干渉する状態になる。図 12に示すように、 具体的に記録されるホログラムは、 ホログラム記録 A 射 して発散する参照光と反射して発散する信号光）、 ホログラム記録 C (反射して 発散する参照光と入射収束する信号光） の 2種類である。 また、 再生されるホロ グラムも同様に 2種類である。 この場合のホログラム再生システムでは、 参照光 R Bのみを対物レンズモジュール O B Mの中央領域 C Rに供給し、参照光 R Bを 記録時と同様のデフォーカス状態で反射層 5へ照射して、ホログラム記録層のホ ログラム HGを透過させると、ホログラム HGから通常の再生光と位相共役波の 再生光が同一の光路で生成できる。

なお、他の変形例の対物レンズモジュール OBMは、 凸レンズ光学素子に代え て、図 13に示すように光軸上に凸レンズ機能を有する透過型の回折光学素子 D OEを対物レンズ OBの直前に同軸に配置することでも、 構成できる。 また、 図 14に示すように対物レンズ O Bと凸レンズ機能を有する透過型の回折光学素 子 DOEとを一体とすることもできる。 その屈折面 （中央領域 CR) に同軸に形 成された凸レンズ作用を有するフレネルレンズ面若しくは回折格子 D〇 Eを有 する 2焦点レンズ OB 2として対物レンズモジュール OBMを構成することよ り、参照光 R Bと信号光 S Bの焦点距離を互レ こ異なるようにすることもできる。 さらに、図 15に示すように凸レンズ部 C V Xを対物レンズと一体として中央領 域 CR及び環状領域 PRの境に段差を設け互いに曲率の異なるに非球面レンズ の 2焦点レンズ OB 2として対物レンズモジュール OBMを構 してもよい。さ らに、 2焦点レンズの変形例は中央領域 CRに円環状の回折格子を設けその周囲 に凸レンズ部を残すものでも、逆に、環状領域 PRに円環状の回折格子を設けそ の中央領域に凸レンズ部を残すものでもよい。

上記実施形態においては、参照光の周りの信号光を反射層上でデフォーカス状 態となるように照射する態様を、信号光の焦点が参照光の焦点よりも対物レンズ よりも遠くにある場合にて説明したが、信号光の焦点が参照光の焦点の手前にあ る場合でも、 かかるデフォーカス状態を達成できる。 例えば、 図 16は、 他の実 施形態の対物レンズ光学系の構成例を示す。

図 16の対物レンズモジュール OBMは、 中空ホルダ（図示せず） などにより 固定されかつ光軸を共軸とする凸レンズの対物レンズ OB及び対物レンズ OB より径の小なる凹レンズを共軸に配置した凹レンズ光学素子 CCVからなる。凹 レンズ光学素子 CCVは、 光軸を含む中央領域 CR (凹レンズ） とその周囲の環 状領域 PR (透過平行平板） からなる。 対物レンズモジュール OBMは、 図 17 ( a )に示すように、中央領域 C Rの通過光を遠方の遠距離焦点 f Pに集光させ、 環状領域 PRの通過光を手前の近距離焦点 n Pに集光させる。遠距離焦点 f Pは 対物レンズ O B及び凹レンズ光学素子 C C Vの合成焦点であり、近距離焦点 n P は対物レンズ 0 Bの焦点である。

ホログラム記録時には、 まず、対物レンズモジュール〇BMに共軸な上記の空 間光変調器などにより、光軸周りに可干渉性の参照光 RBを、 その周りに記録情 報に応じて参照光 RBを変調して得られた信号光 SBを生成する。そして、 図 1 7 (a) に示すように、 参照光 RB及び信号光 S Bはそれぞれ同軸で互いに空間 的に離れた状態で対物レンズモジュール OBMに導かれる。対物レンズモジユー ル 0 BMは、参照光 R B及び信号光 S Bをそれぞれ中央領域 C R及び環状領域 P Rで屈折する。よって、対物レンズ通過後も参照光 RBと信号光 S Bは空間的に 分離され、信号光 S Bは対物レンズ OBに近い近距離焦点 n Pに集光され、参照 光 RBは近距離焦点より遠い遠距離焦点に集光される。

ホログラム記録時には、 まず、 可干渉性の参照光 RBと記録情報に応じて参照 光 RBを変調して得られた信号光 S Bとを生成する。

そして、参照光 R B及び信号光 S Bは同軸で互いに空間的に離れるように対物 レンズモジュール OBMに導かれる。 すなわち、 図 1 7 (a) に示すように、 参 照光 R Bを光軸上にて中央領域 C尺へ、信号光 S Bを参照光 R Bの周囲の環状領 域 PRへ、 互いに空間的に分離して同軸に伝搬させる。対物レンズ通過後も参照 光 RBと信号光 S Bは空間的に分離され、信号光 S Bは対物レンズモジュール O B Mに近い近距離焦点 n Pに集光され、参照光 R Bは近距離焦点より遠い遠距離 焦点 f Pに集光される。

図 1 7 (b) に示すように、 参照光 RBの遠距離焦点 f Pの位置に反射層 5を 配置し、ホログラム記録層 Ίを対物レンズモジュール OBM及び反射層 5の間に 配置する。 環状断面の信号光 S Bはは反射層 5より手前 （近距離焦点 n P) で集 光して発散しつつ反射層 5で反射され、参照光 R Bは反射層 5で合焦して反射さ れる。 よって、環状断面の信号光 S Bは反射層 5より手前に集光するので反射層 5でデフォーカスとなり、反射された信号光 S Bは参照光 R Bと交差せず干渉す る状態ではなくなる。入射する信号光 S B及び参照光 RBの交差角度を比較的大 きくとれるため、 多重間隔を小さくすることができる。

図 1 8に示すように、具体的に記録されるホログラムは、ホログラム記録 C (反 射して発散する参照光と入射収束する信号光）、 ホログラム記録 D (入射収束す る参照光と入射収束する信号光） の 2種類である。 また、 再生されるホログラム も、 同様の 2種類である。

したがって、かかるホログラム記録担体から情報を再生するホログラム再生シ ステムでは、 図 1 9に示すように、参照光 R Bのみを対物レンズモジュール O B Mの中央領域 C Rに供給し、 参照光 R Bを反射層 5 (遠距離焦点 f P ) に収束さ せつつホログラム記録層のホログラム H Gを透過させると、ホログラム H Gから 再通常の再生光と位相共役波の再生光が生成できる。検出手段の一部でもある対 物レンズモジュール O B Mにより、再生光及び位相共役波を光検出器へ導くこと ができる。

他のホログラム記録再生システムにおいては、参照光 R Bの遠距離焦点 f Pの 位置に反財層 5を配置し、ホログラム記録層 7を対物レンズモジュール〇 B M及 び反射層 5の間に配置するのではなく、 図 2 0に示すように、環状領域 P R通過 の信号光 S Bの近距離焦点 n Pの位置に反射層 5を配置して、ホログラム記録担 体 2はホログラム記録層 7が対物レンズモジュール 0 B M及び反射層 5の間に あるように配置する。環状断面の信号光 S Bは反射層 5で合焦して反射され、参 照光 R Bは反射層 5で反射され遠距離焦点 f Pの対称位置に集光される。この場 合、 反射層 5では参照光 R Bがデフォーカス状態で信号光 S Bが合焦となる。 図 2 1に示すように、 具体的に記録されるホログラムは、 ホログラム記録 B (入射 する参照光と反射する信号光）、 ホログラム記録 C (入射する参照光と入射する 信号光） の 2種類である。 また、 再生されるホログラムも同様に 2種類である。 この場合のホログラム再生システムでは、参照光 R Bのみを対物レンズモジユー ル〇 B Mの中央領域 C Rに供給し、参照光 R Bを記録時と同様のデフォーカス状 態で反射層 5へ照射して、 ホログラム記録層のホログラム H Gを透過させると、 ホログラム H Gから通常の再生光と位相共役波の再生光が同一の光路で生成で さる。

さらに、 2焦点の対物レンズモジュール O B Mの他の変形例は、 図 2 2に示す ように中央に凹レンズ機能を有する透過型の回折光学素子 D O Eを、対物レンズ O Bの直前に配置してなる対物レンズモジュールとすることにより、参照光 R B と信号光 S Bの焦点距離を互いに異なるようにすることもできる。 また、 図 2 3 に示すように対物レンズ O B及び透過型の回折光学素子 D 0 Eを一体として（そ の屈折面の中央領域 C Rに同軸に形成された凹レンズ作用を有するフレネルレ ンズ面若しくは回折格子 D O Eを有する） 2焦点レンズ O B 2とすることより、 参照光 R Bと信号光 S Bの焦点距離を互いに異なるようにすることもできる。ま た、 レンズ一体型の回折格子に代えて、 図 2 4に示すように凹レンズ部 C C Vを 一体として中央領域 C R及び環状領域 P Rの境に段差を設け互いに曲率の異な るに非球面レンズの 2焦点レンズ O B 2として対物レンズモジュール O B Mを 構成してもよい。

以上の参照光と信号光のいずれか一方の周り共軸で他方を分離して囲むよう に伝搬させ照射する構成によれば、入射時には参照光と信号光の重なりが或る程 度制限できる。

また、 図 8及び図 1 7に示す実施形態では、 反射層で合焦する参照光をサーポ エラー検出用の光束として用いることができる。 さらに、 図 1 1及び図 20に示 す実施形態では中央で参照光をと外周の環状領域で信号光とを生成するが、これ を変形して中央領域で信号光を、外周の環状領域で参照光を生成するようにすれ ば、反射層で合焦する環状断面の参照光をサーポエラー検出用の光束として用い ることが可能である。

以上の実施形態及び変形例によれば、 ホログラム記録時には、干渉する信号光 及び参照光が制限されるため余分なホログラムが記録再生されることがない。ま た、参照光 RBと信号光 SBが互いに対向する方向に伝搬する球面波であるので、 それらの交差角度を比較的大きくとれるため、 シフト多重が可能となり、多重間 隔を小さくすることができる。

ぐ像検出手段 >

図 4の光軸上に配置された偏光ビームスプリッ夕 PBS、結像レンズ ML、像 センサ I Sは、参照光がホログラム記録層に照射された際にホログラム記録担体 2から対物レンズモジュール OBMを介して戻る光を受光する像検出手段とし て機能する。 像センサ I Sは CCD (電荷結合素子） や CMOS (相補型金属酸 化膜半導体装置） などのアレイからなる光電変換素子である。

ぐ偏光液晶パネル >

図 4の透過型の偏光液晶パネル L C Pは、光軸上に配置された中央偏光領域 P LCCRとこれを囲むように配置された環状偏光領域 P L C P Rとを含みかつ、 中央偏光領域 P L C C R及び環状偏光領域 P L C P Rの通過成分の偏光面の回 転角度を互いに異ならしめる液晶装置である。

偏光液晶パネル LCPは、偏光液晶駆動回路 L CP Dに接続され、環状領域を 透過する信号光及びその内部の中央領域を透過する参照光の偏光面を回転し、そ の回転角度をホログラム記録時から再生時にて切り替えるように、同回路により 制御される。偏光液晶駆動回路 L CP D及び偏光液晶パネル L CPは、 レーザ光 源から射出した光束の環状領域光束部分とその内部の中央領域光束部分の偏光 方向を所定角度、 例えば 90度回転ができるシステムである。

図 25に示すように、偏光液晶パネル L CPは、偏光液晶駆動回路 L CP Dに 接続された透過型液晶装置である。偏光液晶駆動回路 LCPDは、環状偏光領域 PLC PRとその内部に中央偏光領域 P L C C Rとを含む。偏光液晶パネル L C Pは、偏光液晶駆動回路 LCPDにより、 ホログラム記録時に両領域の同一の偏 光付与の透光状態として、再生時に両領域において異なる偏光作用状態とされる。 このように中央偏光領域 PL CCRは参照光 RBのみが通過する領域として、環 状偏光領域 P L C P Rは信号光 S Bのみが通過する領域として分離して構成さ れる。

図 26に示すように、偏光液晶パネル L CPにおいては、流動状の透明な液晶 組成物 1 1が 2枚のガラス基板 12 a, 1 2 b間に挟持され、 該基板周りが封止 された構造を有している。 両ガラス基板 12 a, 12 bの内面には、 インジウム スズ酸化物などからなる液晶に電圧を印加する透明電極 13 a a, 13 a, 13 bと、近接する液晶分子の軸の向き（配向）を規定する配向膜 14 a， 14 bと、 が順に積層されている。透明電極 13 bは共通電極であるが、環状偏光領域 PL CPRとその内部に中央偏光領域 P L C C Rとではそれぞれ別個の透明電極 1 3 a， 13 a aが配置され、 それらは偏光液晶駆動回路 L C P Dにより独立して 電圧が印加される。 このように透明電極 13 a, 1 3 a aは、 環状偏光領域 PL C P R及び中央偏光領域 P L C C Rを画定する。

液晶はその分子が細長く、その位置及びその軸の方向が規則性及び不規則性の 両面を有する固体及び液体の中間の相を示す物質である。一般に自然状態（無印 加電界）において複数の液晶分子はその長軸方向にゆるやかな規則性を持って並 んでいる。ラビングなどにより一定方向の複数の微小溝を刻んだ配向膜に液晶分 子を接触させると、 液晶分子の分子軸が溝に沿って並び方を変える性質がある。 よって、 T N (Tw i s t e d N e m a t i c ) 型液晶において、 それぞれの 微小溝の向きが 9 0度となるように所定間隔で平行に配置された 2枚の配向膜 間に液晶が充填されていると、 液晶分子は一方の配向膜から他方の配向膜へと 徐々にねじれて 9 0度回転するように配列 （螺旋配列） される。 この液晶分子が ツイスト状に配向する状態で、一方の配向膜から他方の配向膜へ光を液晶中を通 過させると、 液晶分子の並ぶ隙間に沿って、 光が透過する。 例えば一方の配向膜 近傍の液晶分子軸に平行な直線偏光の光は、他方の配向膜近傍の液晶分子軸に平 行な直線偏光となって、 その振動面 （偏光面） が 9 0度ねじれて透過する （電圧 を印加をしないオフ状態）。

一方、液晶を挟む対向透明電極間に電圧を印加すると、液晶分子は配向膜に沿 つた方向からその軸が垂直方向に変化し電界に沿って並ぶ。液晶分子が配向膜か ら直立して液晶分子の配向が変化するので、 図 2 6に示すように、例えば直線偏 光の透過光の偏光面 （紙面平行） が回転せずにそのまま無偏光で透過する （同一 電圧を印加したオン状態）。

偏光液晶パネル L C Pの変形例としては、 図 2 7に示すように、偏光液晶パネ ル L C Pの環状偏光領域 P L C P Rに囲まれた中央偏光領域 P L C C Rを透過 する光束の偏光方向の切り替えを必要としない場合、中央偏光領域 P L C C Rを のみを物理的な貫通開口又はこれに充填された透明材料から構成することもで さる。

偏光液晶パネル L C Pは偏光面回転装置すなわち偏光スィツチを利用したも のの一例である。偏光液晶パネル L C P以外のレーザ光源から射出した光束の環 状領域光束部分とその内部の中央領域光束部分の偏光方向を 9 0度回転ができ るシステムのその他の実施形態としては、 1 Z 2波長板を用いた偏光面回転装置 がある。 この偏光面回転装置の一例を図 2 8に示す。偏光面回転装置は、 光軸と その主面の法線を一致させた環状領域光束部分透過用の環状 1 / 2波長板 1 Z 2 λとその内部の光軸を含む中央領域光束部分透過用の貫通開口又はこれに充 填された透明材料部 T C Rからなる。この偏光面回転装置は環状 1 / 2波長板 1 / 2 λを中央の光軸周りに回転させる保持機構 R Τを備え、保持機構を電磁気ァ クチユエ一夕などで電気的に制御することにより、光軸周りで 4 5度回動させる ことによりホログラム記録再生時の偏光面の切り替えを行うことができる。また、 環状 1 2波長板 1 / 2 λの光軸上への出し入れによってもログラム記録再生 時の偏光面の切り替えを行うことができる。

<ホログラム記録担体 >

図 4のホログラム記録担体 2の一例を図 2 9に示す。ホ口グラム記録担体 2は、 基板 3上にその膜厚方向に積層された、 反射層 5、 分離層 6、 ホログラム記録層 7及び保護層 8からなる。

ホ口グラム記録層 7は、記録用の可干渉性の参照光 R Β及び信号光 S Βによる 光学干渉パターンを、 回折格子 （ホログラム） として内部に保存する。 ホログラ ム記録層 7には、 例えば、 フォトポリマや、 光異方性材料や、 フォトリフラクテ イブ材料や、 ホールバーニング材料、 フォトク口ミック材料な 光学干渉パター ンを保存できる透光性の光感応材料が用いられる。

上記の各膜を担持する基板 3は、 例えば、 ガラス、 或いはポリカーボネート、 アモルファスポリオレフイン、 ポリイミド、 P E T、 P E N , P E Sなどのブラ スチック、 紫外線硬化型アクリル樹脂などからなる。

分離層 6及び保護層 8は光透過性材料からなり、積層構造の平坦化や、 ホログ ラム記録層などの保護の機能を担う。

基板 3が円板の場合、 トラックを、 円基板の中心に関してその上に螺旋状又は 同心円状、 或いは複数の分断された螺旋弧状に形成され得る。 なお、 基板 3が力 —ド状であった場合卜ラックが基板上に平行に形成されていてもよい。 また、矩 形カード基板 3であってもトラックは基板の例えば重心に関してその上に螺旋 状もしくは螺旋弧状又は同心円状に形成されもよい。

ぐ記録再生動作 >

図 4の本実施形態の記録再生動作を説明する。

記録動作において、 図 4 ( a ) に示すように、 紙面に平行な偏光のレーザ光源 L Dからのレーザ光はコリメータレンズ C Lにより平行光束に変換された後、空 間光変調器 S L Mを通過し、これで光軸を含む光束とそれを取り囲む環状断面光 束とに分割されて、光軸を含む光束を参照光 R Bと環状断面光束を信号光 S Bと して生成される。参照光 R Bと信号光 S Bは共軸で偏光ビームスプリッタ P B S 及び偏光液晶パネル L C Pを経て、対物レンズモジュール 0 B Mによってホログ ラム記録担体 2に集光される。ホログラム記録時、偏光液晶パネル L C Pの参照 光 RBのみが通過する領域（中央偏光領域 PLCCR) と信号光 SBのみが通過 する領域 （環状偏光領域 PLC PR) はすべてオン状態として、 信号光 SBと参 照光 RBの偏光状態が同一 （紙面平行方向） になるように設定される。 よって、 信号光 S B及び参照光 R Bの干渉によりホログラム記録担体 2のホログラム記 録層 7に記録される。

再生動作において、 図 4 (b) に示すように、 紙面に平行な偏光方向の光束か ら空間光変調器 S LMで光軸を含む光束 （参照光 RB) のみが生成され、 かかる 参照光 R Bが偏光ビームスプリツ夕 P B S及び偏光液晶パネル L C Pを経て対 物レンズモジュール OBMを介してホログラム記録担体 2に集光されると、紙面 に平行な偏光の再生光が再構築される。再生時には、偏光液晶パネル LCPの中 央偏光領域 P L CCRをオン状態とし、環状偏光領域 P L C P Rをオフ状態とし て、環状偏光領域 P L C P Rを透過する通過光と中央偏光領域 P LCCRを透過 する透過光の偏光状態が略 90° 異なるように設定する。参照光 RBで再生され る再生光は記録時の信号光と同じ発散及び収束する光束でかつ紙面平行の偏光 方向であるが、再生光は偏光液晶パネル L C Pの環状偏光領域 P L C P Rを透過 するので偏光液晶パネル L C Pによる偏光作用を受け、その偏光方向が紙面垂直 となる。一方、参照光 RBは紙面平行のまま反射層 5で反射され偏光液晶パネル L C Pでの偏光作用を受けない。よって再生時に反射層 5で反射する参照光 R B と再生される再生光の偏光方向が異なるため偏光ビームスプリッ夕 P B Sとで 分離することが可能となり、再生光を受光する検出器上に参照光 R Bが入射しな いため再生 S Nが向上する。

偏光液晶パネル L C Pで紙面に垂直な偏光とされ（偏光液晶パネル L C Pによ り透過光束の偏光方向を 90度回転させる）、 偏光ビームスプリッ夕 PB Sで反 射された成分が像センサ I Sに入射する。像センサ I Sは再生光で結像された像 に対応する出力を再生信号検出処理回路 （図示せず） に送出して、 処理を施して ページデータが再生される。 このように、 ホログラム記録に用いるピックアップにおいて、 ホログラム記録 光束は光軸近傍の光軸を含む光束 （参照光） とそれを取り囲む環状断面光束 ί信 号光） とに分割されており、 ピックアップは信号光と参照光とで焦点距離の異な る対物レンズ光学系 （レンズ群） を有し、 さらに、 空間光変調器 SLMと対物レ ンズ ΟΒの間に配置された偏光液晶パネル LCPを有する。そして、偏光液晶パ ネル L C Ρは中央偏光領域 P L CCRと環状偏光領域 P LCPRを有し、その分 割形状はそれぞれ透過すべき光軸を含む光束（参照光） とそれを取り囲む環状断 面光束 （信号光） の横断面形状に略一致している。

ぐ変形例 > ·

ΤΝ型の偏光液晶パネル L CPは、その電圧印加状態によって中央偏光領域 Ρ LCCRと環状偏光領域 P L C P Rごとに透過する光束の偏光方向を変えるこ とができる。偏光液晶パネル L CPにより、 ホログラム記録時には信号光 S Bと 参照光 R Bの偏光状態がホログラム記録層 7中で同一になるようにし、再生時に は互いに略 90° 異なるようにする。 したがって、 変形例としては、 偏光液晶パ ネル LC P及び空間光変調器 S LMの構成によって、参照光を光軸でかつ信号光 をその周囲で伝搬させるのではなく、逆に信号光を光軸で参照光をその周囲で生 成して伝搬させることもできる。 この場合、 図 30に示すように、 空間光変調器 S L M全体を透過型マ卜リクス液晶表示装置として、 その制御回路 26により、 記録すべきページデータの所定パターンを表示する中央領域 L CCRとその周 囲に環状領域 L C P Rの無変調の光透過領域とを表示するように、構成すること もできる。なお、環状領域 LC PRの無変調の光透過領域を透明材料から形成で きる。 さらに、 偏光液晶パネル LCPは、 偏光液晶駆動回路 L CP Dにより、 ホ 口グラム記録時に両領域の同一の偏光付与の透光状態として、図 3 1に示すよう に、 再生時に偏光液晶パネル LC Pの中央偏光領域 PL CCR (オフ状^) 及び 環状偏光領域 P LCPR (オン状態）を異なる偏光作用状態とされる。この場合、 図 32 (a) に示すように空間光変調器 SLMを通過した平行光束は、 信号光 S B (光軸を含む光束） とそれを取り囲む環状断面光束の参照光 RBとに分割、 生 成されて、 偏光ビームスプリッ夕 P B S及び偏光液晶パネル L C Pを通過する。 記録動作 （図 32 (a)) 及び再生動作 （図 32 (b)) は参照光及び信号光が内 外で伝搬位置が異なる以外上記例と同様である。この変形例の場合でも図 8〜図 24に示すような対物レンズモジュール OBMの構成を適用できる。

以上の本実施形態によれば、再生時に反射した参照光 RBが分離され、 又は結 像しないので、参照光 RBが像センサ I Sに至らないために信号再生に必要なホ ログラムからの再生光のみを受光できる。その結果、再生 SNが向上し安定な再 生を行うことができる。

サ一ボ制御は、 図示しないが、 例えば反射層 5上にトラックを設け、 参照光 R Bを当該トラックにスポットとして集光させ、その反射光を光検出器へ導く対物 レンズを含むサーポ光学系を用いて、検出されたサーボエラー信号に応じて対物 レンズ光学系をァクチユエ一夕で駆動することにより、 可能である。 すなわち、 対物レンズから照射される参照光 R B光束は、そのビームウェストの位置に反射 層 5が位置するときに合焦となるように、 使用される。

ぐホログラム装置 >

他の本実施形態としてディスク形状のホログラム記録担体の情報を記録及び 再生する本発明のホログラム記録再生システムとしてホログラム装置を説明す る。

図 3 3はホログラム装置の一例のブロック図である。

ホログラム装置は、ホログラム記録担体 2のディスクをターンテーブルで回転 させるスピンドルモータ 2 2、ホログラム記録担体 2から光束によって信号を読 み出すピックアップ 2 3、 該ピックアップを保持し半径方向 （X方向） に移動さ せるピックアップ駆動部 2 4、 光源駆動回路 2 5、 空間光変調器駆動回路 2 6 、 再生光信号検出回路 2 7、サーボ信号処理回路 2 8、フォーカスサーポ回路 2 9、 x y方向移動サ一ボ回路 3 0、ピックアップ駆動部 2 4に接続されピックアップ の位置信号を検出するピックァップ位置検出回路 3 1、ピックアツプ駆動部 2 4 に接続されこれに所定信号を供給するスライダサーポ回路 3 2、スピンドルモー 夕 2 2に接続されスピンドルモー夕の回転数信号を検出する回転数検出部 3 3 、 該回転数検出部に接続されホログラム記録担体 2の回転位置信号を生成する回 転位置検出回路 3 4、偏光液晶駆動回路 L C P D並びにスピンドルモ一夕 2 2に 接続されこれに所定信号を供給するスピンドルサーボ回路 3 5を備えている。 ホログラム装置は制御回路 3 7を有しており、制御回路 3 7は光源駆動回路 2 5、 空間光変調器駆動回路 2 6、 再生光信号検出回路 2 7、 サーボ信号処理回路 2 8、 フォーカスサーボ回路 2 9 、 X y方向移動サーボ回路 3 0、 ピックアップ 位置検出回路 3 1、 スライダサーボ回路 3 2、 回転数検出部 3 3、 回転位置検出 回路 3 4、偏光液晶駆動回路 L C P D並びにスピンドルサーボ回路 3 5に接続さ れている。制御回路 3 7はこれら回路からの信号に基づいて、 これら駆動回路を 介してピックアップに関するフォーカスサーボ制御、 X及び y方向移動サーポ制 御、 再生位置 （X及び y方向の位置） の制御などを行う。 制御回路 3 7は、 各種 メモリを搭載したマイクロコンピュー夕からなり装置全体の制御をなすもので あり、 操作部（図示せず） からの使用者による操作入力及び現在の装置の動作状 況に応じて各種の制御信号を生成するとともに、使用者に動作状況などを表示す る表示部 （図示せず） に接続されている。

ホログラム記録再生用レーザ光源 L D 1に接続された光源駆動回路 2 5は、射 出する両光束の強度をホログラム記録時には強く再生時には弱くするように、レ 一ザ光源 L D 1の出力調整を行う。

また、制御回路 3 7は外部から入力されたホログラム記録すべきデータの符号 化などの処理を実行し、所定信号を空間光変調器駆動回路 2 6に供給してホログ ラムの記録シーケンスを制御する。制御回路 3 7は、像センサ I Sに接続された 再生光信号検出回路 2 7からの信号に基づいて復調及び誤り訂正処理をなすこ とにより、 ホログラム記録担体に記録されていたデータを復元する。 更に、 制御 回路 3 7は、復元したデータに対して復号処理を施すことにより、情報データの 再生を行い、 これを再生情報データとして出力する。

更にまた、 制御回路 3 7は、 記録すべきホログラムを所定間隔 （多重間隔） で 記録できるようにホログラムを所定間隔で形成するように制御する。

サ一ボ信号処理回路 2 8においては、フォーカスエラー信号からフォーカシン グ駆動信号が生成され、これが制御回路 3 7を介してフォーカスサーボ回路 2 9 に供給される。 フォーカスサーボ回路 2 9は駆動信号に応じて、 ピックアップ 2 3に搭載されている対物レンズ駆動部 3 6 (図 3 5参照） のフォーカシング部分 を駆動し、そのフォーカシング部分はホログラム記録担体に照射される光スポッ 卜の焦点位置を調整するように動作する。

更に、サーボ信号処理回路 2 8においては、 X及び y方向移動駆動信号が発生 され、 これらが x y方向移動サ一ポ回路 3 0に供給される。 x y方向移動サーポ

ノ 回路 3 0は、 X及び y方向移動駆動信号に応じてピックアップ 2 3に搭載されて いる対物レンズ駆動部 3 6 (図 3 5参照）を駆動する。よって、対物レンズは x、 y及び z方向の駆動信号による駆動電流に応じた分だけ駆動され、ホログラム記 録担体に照射される光スポッ卜の位置が変位する。 これにより、 記録時の運動し ているホログラム記録担体に対する光スポットの相対位置を一定としてホログ ラムの形成時間を確保できる。

制御回路 3 7は、操作部又はピックァップ位置検出回路 3 1からの位置信号及 びサーボ信号処理回路 2 8からの X方向移動エラ一信号に基づいてスライダ駆 動信号を生成し、 これをスライダサ一ボ回路 3 2に供給する。 スライダサーボ回 路 3 2はピックァップ駆動部 2 4を介して、そのスライダ駆動信号による駆動電 流に応じピックアップ 2 3をディスク半径方向に移送せしめる。

回転数検出部 3 3は、ホログラム記録担体 2をターンテーブルで回転させるス ピンドルモー夕 2 2の現回転周波数を示す周波数信号を検出し、これに対応する スピンドル回転数を示す回転数信号を生成し、回転位置検出回路 3 4に供給する。 回転位置検出回路 3 4は回転位置信号を生成し、それを制御回路 3 7に供給する。 制御回路 3 7はスピンドル駆動信号を生成し、それをスピンドルサーボ回路 3 5 に供給し、 スピンドルモータ 22を制御して、 ホログラム記録担体 2を回転駆動 する。

く光ピックァップ>

図 34はピックアップ 23の概略構成を示す。

ピックアップ 23は、 ホログラム記録光学系、 ホログラム再生光学系、 サーボ 制御系を含む。これらの系は対物レンズモジュール O B M及びその駆動糸を哮ぃ て筐体内 （図示せず） に配置されている。 ホログラム記録再生用レーザ光源 LD 1、 コリメ一夕レンズ CL 1、 空間光変調器 SLM、 偏光ビームスプリツ夕 PB S、 4 f レンズ f d及び f e及び像センサ I Sが直線上に配置され、ミラー MR、 1Z4波長板 1 4え、 4 f レンズ f c、 偏光ビームスプリッ夕 PBS、 偏光液 晶パネル LCP、対物レンズモジュール OBMが直線上に配置され、 これら直線 状配列部品は偏光ビームスプリツ夕 P B Sで直交して配列されている。

ぐホログラム記録光学系 >

ホログラム記録光学系は、 ホログラム記録再生用レーザ光源 LD 1、 コリメ一 夕レンズ CL 1、 透過型の空間光変調器 S LM、 偏光ビームスプリツ夕 PBS、 偏光液晶パネル LCP、 4 f レンズ f c、 ミラー MR、 1Z4波長板 1 4入、 並びに、 対物レンズモジュール OBMを含む。

レーザ光源 LD 1の射出光がコリメ一夕レンズ CL 1により平行光に変換さ れ、 これが空間光変調器 SLM、 偏光ビームスプリツ夕 PBSに順に入射する。 平行光の偏光方向は紙面垂直な方向とする。記録したいページデータを中央領域 に表示する空間光変調器 S LMは、光軸を含む中央領域を透過する光束を無変調 の参照光 RBとし、 この周囲の環状光束を信号光 SBとする。偏光ビームスプリ ッ夕 P B Sは、入射する空間的に分離された参照光 R Bと信号光 S Bをともその 偏光膜により反射して （S偏光）、 4 f レンズ f cに入射するように、 配置され ている。 この 4 f レンズ f cは、 対物レンズ O Bの焦点位置 （光軸上の焦点距離 f o b ) に像を結像させるためのレンズである。空間光変調器 S L Mを対物レン ズ O Bの焦点位置に配置するのが困難であるため、空間光変調器 S L Mから 4 f レンズ f cまでの距離はこの 4 f レンズ f cの焦点距離とする。 4 f レンズ c は、これに入射した光束が 1 / 4波長板 1 / 4 λを透過し円偏光に変換された後、 ミラー M Rで反射し再び 1 Z 4波長板 1 4 λに入射するように、配置されてい る。 その結果、 1 4波長板1 4久からの参照光!¾ 8と信号光3 8は、 偏光方 向が紙面平行となり再び偏光ビームスプリッ夕 P B Sに入射するが、偏光方向が 紙面水平になっているので（ Ρ偏光）、偏光ビームスプリツ夕 P B Sを透過する。 参照光 R B及び信号光 S Βは 4 f レンズ f cの焦点位置に再び結像し、この結像 位置に空間光変調器 S L Mが存在するのと等価となる。 この焦点位置に、偏光液 晶パネル L C Pを配置し、さらに対物レンズモジュール O B Mの対物レンズ O B の焦点位置を一致させる。偏光液晶パネル L C Pは偏光液晶パネル L C Pの配向 方向は T N型になっている。

図 3 5に示すように、対物レンズモジュール O B Mにおいて、 凹レンズ光学素 子 C C Vが参照光 R Bにのみ凹レンズ作用が働くように配置されており、参照光 も遠方に焦点を結び、かつ信号光 S Bがレンズ作用を受けず対物レンズ O Bの焦 点に集光するように設定されている。信号光 S Bの対物レンズ O Bの焦点がホ口 グラム記録担体 2の波長選択性反射層 5上に位置するように、ホログラム記録担 体 2に対する対物レンズモジュール O B Mの相対位置が制御される。

ぐホログラム再生光学系〉

ホログラム再生光学系は、 図 3 4に示すように、 ホログラム記録再生用レーザ 光源 L D 1、 コリメータレンズ C L 1、 空間光変調器 S L M、 偏光ビームスプリ ッ夕 P B S、 偏光液晶パネル L C P、 対物レンズモジュール O B M、 4 f レンズ f c、 f d及び f e、 ミラー M R、 1 4波長板 1 4 λ、 並びに像センサ I S を含む。 この光学系において、 4 f レンズ f d及び f e並びに像センサ I Sを除 く光学部品は上記ホログラム記録光学系と共通である。

図 3 4に示すように、ホログラム再生光学系の 4 f レンズ f dは偏光ビームス プリッタ P B Sを介して対物レンズ O Bの焦点位置にその焦点が一致する位置 に配置されている。さらに 4 f レンズ f dからその焦点の 2倍の距離の光軸上位 置に、 4 f レンズ f dと同様の焦点距離を有する 4 f レンズ f eが配置され、 こ れらは、 いわゆる 4 f 系光学系を構成している。ホログラム記録担体 2からの再 生光による再生像が結像する対物レンズ O Bの焦点の位置に像センサ I Sを配 置することが困難なため、再生光を受光する像センサ I Sは、その受光面が 4 f レンズ f eの焦点に位置するように配置され、再生像が像センサ I Sの受光面で 結像して、 再生信号が得られる。 これを再生することで記録信号を再生すること ができる。

<ホログラム記録担体〉

ホログラム記録担体 2は、 図 3 5に示すように、参照光の入射側から見て保護 層 8、 ホログラム記録層 7、 分離層 6、 波長選択性反射層 5、 第 2分離層 4、 サ ーポガイド層 9及びァドレスやトラック構造が転写された基板 3からなる。この 波長選択性反射層 5は、サーポビーム S V Bを透過しかつ参照光及び信号光の波 長を含む反射波長帯域のみ反射する誘電体積層体などからなる。サーボガイド層 9には、離れて交わることなく延在する複数の卜ラックなどのサーボマーク Tと してサーボ用グループ又はピッ卜が形成されている。 また、サーボガイド層 9の サーボマーク Tのピッチ P X (いわゆるトラックピッチ） は、 信号光及び参照光 のスポッ卜上方に記録されるホログラム HGの多重度から決まる所定距離とし て設定される。サ一ボマーク Tの幅は、サ一ボビーム SVBの光スポッ卜からの 反射光を受光する光検出器の出力、例えばプッシュプル信号に応じて適宜設定さ れる。図 35に示すホログラム記録担体 2のサ一ボガイド層 9のサーボマーク T 上へのサーボビーム SVBの追従によって、ホログラム記録再生を行うためのホ ログラム記録担体 2上の位置決め（フォーカスサーポ、 X y方向サーボ）を行う。 フォーカスサーポや予め記録されたグループゃピッ卜などのガイドトラック信 号を再生することでトラッキングサーボなどを行うことができる。

<サーボ制御系 >

サーポ制御系はホ口グラム記録担体 2に対する対物レンズモジュール O B M の位置をサーボ制御（xy z方向移動）するためのもので、図 34に示すように、 サーボビーム S VBを発する第 2レーザ光源 LD 2、 調節レンズ CL 2、ハーフ ミラ一 MR、 ダイクロイックプリズム DP、 偏光ビームスプリッ夕 PBS、 対物 レンズモジュール 0 B M、力ップリングレンズ A S、並びに光検出器 P Dを含む。 第 2レーザ光源 LD 2は記録再生レーザの波長とは異なる波長（サ一ボビーム SVB) とする。 サーボビーム SVBは、 信号光及び参照光の感応波長帯域以外 のホログラム記録層 7に非感応な波長の光である。 サーポ制御系は、 4 f 系光学系中の 4 f レンズ f c、 f e間に配置したダイク ロイックプリズム DPによりホログラム再生光学系に結合される。すなわち、第 2レーザ光源 LD 2からのサーボビーム SVBがハーフミラー MRにより反射 され、 ダイクロイツクプリズム DPにより反射されて、再生光学系の光束に合成 されるように、 第 2レーザ光源 LD2、 調節レンズ CL 2、 ハーフミラー MR、 ダイクロイックプリズム DPは配置されている。調節レンズ CL 2は検出系 4 f レンズ 4 f dと合成することでサーボビーム S VBが対物レンズモジュール O BM前には平行光となるように、 設定されている。

図 35に示すように、対物レンズモジュール OBMにおいて、サーボビーム S VBの径 （d a) は参照光 RBの光束の径 （d b) 径以下に設定されている。 し たがって、 信号光 SBの外径 （d c) 及び内径 （d d) とこれらの径の関係は d c>dd>d b≥d aとなる。 ここで記録間隔 （多重間隔） やトラックピッチな ど記録ガイドとなる構造が通常の光ディスクのそれらよりも広い（大きい）構成 とした場合、サーボビーム SVBの収差や、サ一ボビーム SVBの光束径は小さ くなり開口数 N Aが低くなることは、 読み取りにあまり影響を及ぼさない。 図 34に示すように、サーボビーム S V Bの偏光方向は紙面垂直に設定されて いるため、サ一ボビーム S V Bは偏光液晶パネル L C Pの作用を受けることなく 対物レンズモジュール O B Mに入射する。

図 35に示すように、対物レンズモジュール OBMは、 凹レンズ光学素子 CC V及び対物レンズ O Bと組み合わせてサーボビーム S V Bがホログラム記録担 体 2の波長選択性反射層 5よりも遠方に集光、 すなわち、 波長選択性反射層 5を 透過しサーボマーク Tを形成したサーボガイド層 9に集光するように、ホロダラ ム記録担体 2とともに、 設定されている。 ここで、 凹レンズ光学素子 C C Vは、 対物レンズ O Bと組み合わせてサーポビーム S V Bがその波長で収差無く、サー ボガイド層 9上に焦点を結ぶように、 設定されている。

サーボビーム S V Bは波長選択性反射層 5を透過し、サーボガイド層 9に到達 して、 サ一ポガイ ド層 9により反射される。

サーポガイド層 9で反射され対物レンズモジュール O B Mを介して戻るサー ポビーム S V Bの反射光は、 3 4に示すように、偏光ビームスプリッ夕 P B Sか らダイクロイックプリズム D Pへと往路と同一の光路によりハーフミラ一 M R に到達し、 サーボ信号生成光学系を経て光検出器 P Dに入射する。

光検出器 P Dにおいては例えばシリンドリカルレンズなどによる非点収差法 によりフオーカスサ一ボ信号を得ることができ、またサーボガイド層 9上に形成 されたサーボマーク Tを読み取ることによってプッシュプル方式の卜ラッキン グエラー信号などを得ることもできる。 また、 ピット列などで形成されたァドレ ス信号なども読み取ることができる。

このように、 サーボ制御は、 対物レンズモジュール O B Mを介して、 サ一ポビ ーム S V Bをサ一ボガイド層 9上のトラックに光スポットとして集光させ、かつ、 その反射光を光検出器 P Dへ導き、そこで検出された信号に応じて対物レンズモ ジュール〇 B Mを対物レンズ駆動部 3 6のァクチユエ一夕で駆動することによ り、 行われる。

図 3 5に示すように、波長選択性反射層 5がサ一ボガイド層 9よりも対物レン ズ O B側 （光照射側） にあるため信号光及び参照光が反射されるので、 サーボガ ィド層 9のサーボ構造（サーポマーク T) による信号光及び参照光の回折光が生 じないため、 これにより回折光の影響が低減され、 SNのよいホログラム再生が 可能である。

ぐ記録再生動作 >

図 34の本実施形態の記録再生動作を説明する。

レーザ光源 LD 1の射出光がコリメ一夕レンズ CL 1により平行光に変換さ れ、 これが空間光変調器 SLM、 偏光ビームスプリツ夕 PBSに順に入射する。 記録時には環状領域で記録すべきページデータを表示し中央領域で無変調とし た空間光変調器 S LMで分割され参照光 RB及び信号光 S Bとなった平行光は、 それぞれ偏光ビームスプリッ夕 PBSで反射され 1 4波長板 1 4 λ及びミ ラー MRで反射され、 再び偏光ビームスプリッ夕 PBSに戻りこれを透過する。 透過した参照光 R B及び信号光 S Bは偏光液晶パネル L C Pへ入射する。 .

記録時には、図 35に示す偏光液晶パネル L C Pの中央偏光領域 P L C C R及 び環状偏光領域 P L C Pの透明電極に同一電圧を印加することで、ともにをオン 状態とする。 よって偏光液晶パネル L CPでの偏光作用が発生せず、透過する信 号光 S B及び参照光 RBは偏光作用を受けず、 それらの偏光方向 （紙面平行） は 変わらない。

偏光液晶パネル L C Pを透過した信号光 S B及び参照光 R Bは互いに偏光方 向が同一のまま対物レンズモジュール OBMに入射する。信号光 SBは凹レンズ 光学素子 C C Vの作用を受けないために本来の対物レンズ O Bの焦点に集光し、 参照光 RBは凹レンズ作用を受け当該焦点より更に遠方に集光する。

ホ口グラム記録担体 2の波長選択性反射層 5は記録再生用レーザの波長の光 線を反射するように設定されているので、信号光 S Bは波長選択性反射層 5上に 集光して反射される。一方、参照光 R Bはデフォーカスした状態にて波長選択性 反射層 5で反射される。信号光 S Bと入射する参照光 R Bとで重なる領域が生じ、 この領域で参照光 R Bと信号光 S Bの干渉が発生する。 この領域（信号光 S Bの 焦点より対物レンズ側でかつ、入射する参照光 R Bと信号光 S Bとがオーバーラ ップしている領域） にホログラム記録層 7を配置することで、 ホログラム記録層 7にホログラムが記録される。

再生時には図 3 6に示すように、 レーザ光源 L D 1の射出光を、 空間光変調器 S L Mの環状領域で遮光し中央領域で光軸を含む光束のみ無変調で透過させ、参 照光 R Bを生成する。記録時と同様の光路をたどって参照光 R Bを偏光液晶パネ ル L C Pの中央偏光領域 P L C C Rに到達せしめる。ここで偏光液晶パネル L C Pの環状偏光領域 P L C P Rをオフ状態 （電圧印加をしない） とし、 中央偏光領 域 P L C Cをオン状態のままにする。参照光 R Bは偏光方向が紙面平行のままホ ログラム記録層 7に入射するので、再生される再生光も記録時の信号光と同じ発 散及び収束する光束でかつ紙面平行の偏光方向となる。 よって、再生光は偏光液 晶パネル L C Pの環状偏光領域 P L C P Rを透過するため偏光作用を受け偏光 方向が紙面垂直となる。一方、参照光 R Bは紙面平行のまま波長選択性反射層 5 で反射されるが液晶での偏光作用がないので再生光とは偏光方向が異なること になる。よって再生された再生光は紙面垂直なため偏光ビームスプリッ夕 P B S で反射されるが、信号光 S Bはこれを透過される。分離された再生光は検出系の 4 f レンズ f d及び f eを介して像センサ I Sの受光面で結像して、再生像が得 られ、 像センサ I Sが再生信号を出力する。

以上のように、再生時に波長選択性反射層 5で反射する参照光 R Bと再生され る再生光の偏光方向が異なるため偏光ビームスプリッ夕 P B Sなどで分離する ことが可能となり、再生光を受光する検出器上に参照光 R Bが入射しないため再 生 S Nが向上する。

このように、 先行技術ではホログラム記録用の参照光は平行光束であるが、本 実施形態では、特定の対物レンズモジュールにより信号光及び参照光をそれら焦 点位置を異ならすように発散又は収束光とするとともに、偏光液晶パネルなどの 特定の偏光面回転装置を用いて記録時と再生時に行う偏光状態の切り替える構 成としている。 また、 この対物レンズモジュールにおいては対物レンズとの組み 合わせる特定光学素子により、記録再生のレーザ波長とは異なる波長を用いるサ ーボビームにおいて、ホログラム記録担体のサーボガイド層上で収差無く集光す るように設定されている。

さらに、従来技術では記録再生で光学系を変更する必要があつたが、 本実施形 態では偏光液晶パネルに印加する電圧をコントロールすることで同一の効果を 得ることができる。

また従来技術では参照光が平行光であるため、シフ卜多重記録が不可能であり 記録容量が少なかった。しかしながら本実施形態では参照光 R Bを収束光にして シフ卜多重可能にしたことで高品位な再生信号を得ることができる。このことは、 記録後にホログラム記録層の収縮や屈折率変化などによって記録時の参照光の 波面と再生時の参照光の波面が異なってしまう場合などに特に有効である。また、 サーボビーム S V Bの波長において光学素子と対物レンズの組み合わせによつ て収差が除去されているので、 サーボ信号の再生が良好に行える。

さらに、サーボビームの合成光路を検出系の 4 f 系内に配置することで省スぺ 一ス化を実現でき、集光系中に合成プリズムを配置できるのでプリズムなどの有 効径を小さくすることができる。

ぐ他のピックアップ変形例 >

図 37に他のピックァップの構成を示す。

このピックアップは、 図 34に示すピックアップにおけるミラー MR、 1/4 波長板 1 4 λ及び 4 f レンズ f cを取り除き、 これらの光軸位置に、透過型の 空間光変調器 S LMに代えて、 反射型の偏光空間光変調器 P S LMを配置して、 ホログラム記録再生用レーザ光源 LD 1からの光束を偏光ビ一ムスプリッタ P B Sを経て偏光空間光変調器 P S LMへ入射してその反射光を用いる以外、上記 ピックアップ 23と同一である。よって、 記録再生動作も上記ピックアップ 23 と同様に行われる。

偏光空間光変調器 PSLMは、 図 38に示すように、 光軸近傍で光軸を含む中 央領域 Aとその周囲の光軸を含まない空間光変調領域 Bとに分割されているい わゆる L COS (Liquid Crystal On Silicon) 装置である。 反射される光束に 9 0度回転する偏光の変調が与えられ、偏光空間光変調器 P S LMが光束を反射し た時点で光束は空間光変調領域 Bの空間変調された信号光 S Bと中央領域 Aの 空間変調されない参照光 R Bに同軸上にて分離される。

偏光空間光変調器 P S LMは、マトリクス状に分割された複数の画素電極を有 する液晶パネルなどで電気的に入射光の一部を画素毎に偏光する機能を有する。 この偏光空間光変調器 PSLMは空間光変調器駆動回路 26に接続され、これか らの記録すべきページデータに基づいた分布を有するように光束偏光を変調し て、 環状断面の信号光 SBを生成する。 また、 偏光空間光変調器 PSLMは入射 及び反射で同一偏光を維持することもできるので、空間光変調領域 Bのみで変調 状態を維持したまま反射状態とする制御を行えば、偏光ビームスプリツ夕 P B S との組み合わせでシャツ夕として機能して、中央領域 Aの空間変調されない参照 光のみを対物レンズモジュール O B Mへ供給できる。

Claims

請求の範囲

1 . 参照光及び信号光の光学干渉パターンを回折格子として内部に保存する ホログラム記録層を有するホログラム記録担体へ情報を記録又は再生する光ピ ックアップ装置であって、

可干渉性光を発生する光源と、

前記可干渉性光の光軸上に配置された中央領域と前記中央領域を囲むように 配置された環状領域とからなり、前記可干渉性光の前記中央領域の通過成分と前 記環状領域の通過成分とを空間的に分離して参照光と信号光とを生成して共軸 に同一方向に伝搬させる空間光変調器と、

光軸上に配置されかつ前記信号光及び前記参照光を前記ホログラム記録層へ 向け共軸に照射するとともに、前記参照光及び前記信号光を互いに異なる焦点に 集光させる対物レンズ光学系と、

光軸上に配置されかつ前記参照光が前記ホログラム記録層に照射された際に 前記ホログラム記録層から前記対物レンズ光学系を介して戻る光を受光する像 検出手段と、

光軸上に配置された中央偏光領域と前記中央偏光領域を囲むように配置され た環状偏光領域とからなりかつ前記中央偏光領域及び前記環状偏光領域の通過 成分の偏光面の回転角度を互いに異ならしめる偏光面回転装置と、を含むことを 特徴とする光ピックアップ装置。

2 . 前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、 前記中 央領域は貫通開口又は透明材料からなることを特徴とする請求項 1記載の光ピ ックアップ装置。

3 . 前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、前記中 央領域も透過型のマ卜リクス液晶表示装置からなり、記録時に前記中央領域が透 光状態であることを特徴とする請求項 1記載の光ピックァップ装置。

4 . 前記偏光面回転装置が透過型の液晶装置からなり、 前記中央偏光領域は 貫通開口又は透明材料からなることを特徴とする請求項 2〜 3のいずれかに記 載の光ピックアップ装置。

5 . 前記偏光面回転装置が透過型の液晶装置からなり、 前記中央偏光領域も 透過型の液晶装置からなり、記録時及び再生時に前記中央偏光領域が無変調の透 光状態であることを特徴とする請求項 2〜 3のいずれかに記載の光ピックァッ プ装置。

6 . 前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、前記環 状領域は貫通開口又は透明材料からなることを特徴とする請求項 1記載の光ピ ックアップ装置。

7 . 前記空間光変調器が透過型のマトリクス液晶表示装置からなり、 前記環 状領域も透過型のマ卜リクス液晶表示装置からなり、記録時に前記環状領域が透 光状態であることを特徴とする請求項 1記載の光ピックァップ装置。

8 . 前記偏光面回転装置が透過型の液晶装置からなり、 前記環状偏光領域は 貫通開口又は透明材料からなることを特徴とする請求項 6〜 7のいずれかに記 載の光ピックアップ装置。

9 . 前記偏光面回転装置が透過型の液晶装置からなり、 前記環状偏光領域も 透過型の液晶装置からなり、記録時及び再生時に前記環状偏光領域が無変調の透 光状態であることを特徴とする請求項 6〜 7のいずれかに記載の光ピックァッ プ装置。

1 0 . 前記対物レンズ光学系は、集光レンズに一体となってその屈折面に同 軸に形成された凸若しくは凹レンズ又は凸若しくは凹レンズ作用を有するフレ ネルレンズ面若しくは回折格子を有する 2焦点レンズであることを特徴とする 請求項 1〜9のいずれかに記載の光ピックアップ装置。

1 1 . 前記対物レンズ光学系は、集光レンズと前記集光レンズと同軸に配置 された凸若しくは凹レンズ又は凸若しくは凹レンズ作用を有するフレネルレン ズ面若しくは回折格子を有する透過型の光学素子であることを特徴とする請求 項 1〜9のいずれかに記載の光ピックアップ装置。

1 2 . 参照光及び信号光の光学千渉パターンを回折格子として内部に保存す るホログラム記録担体へ情報を記録又は再生するホログラム記録再生システム であって、

可干渉性光から、参照光と、記録情報に応じて前記可干渉性光を変調した信号 光と、 を生成する光生成手段と、

前記参照光及び前記信号光のいずれか一方を光軸上に、他方を前記一方の周囲 に環状に、互いに空間的に分離して同軸に同一方向に伝搬させ、 対物レンズ光学 系を介して、前記参照光及び前記信号光を互いに光軸上の異なる焦点に集光させ、 前記参照光及び信号光を干渉させる干渉手段と、

前記異なる焦点のうち前記対物レンズ光学系に近い焦点側に位置するホ口グ ラム記録層を有するホログラム記録担体と、

前記異なる焦点のうち前記対物レンズ光学系に遠い焦点側に位置する反射層 と、

光軸上に配置されかつ前記参照光が前記ホログラム記録層に照射された際に 前記ホログラム記録層から前記対物レンズ光学系を介して戻る光を受光する像 検出手段と、

光軸上に配置された中央偏光領域と前記中央偏光領域を囲むように配置され た環状偏光領域とからなりかつ前記中央偏光領域及び前記環状偏光領域の通過 成分の偏光面を回転する偏光面回転装置と、

前記偏光面回転装置に対して、情報の記録又は再生の際に前記偏光面の回転角 度を互いに異ならしめる制御をなす偏光液晶駆動回路と、を含むことを特徴とす るホログラム記録再生システム。

1 3 . 前記ホログラム記録層は、 前記参照光及び前記信号光のいずれか一方 が前記反射層上でデフォーカス状態となりかつ反射されて前記他方と交差し干 渉して回折格子を生成するに足りる膜厚を、有することを特徴とする請求項 1 2 記載のホログラム記録再生システム。

1 4 . 前記ホログラム記録担体は、 前記ホログラム記録層及び前記反射層の 間に分離層を積層した一体物として形成されたことを特徴とする請求項 1 2〜 1 3のいずれかに記載のホログラム記録再生システム。

1 5 . 前記ホログラム記録層からなる前記ホログラム記録担体は、 前記反射 層とは別体物として形成されたことを特徴とする請求項 1 2〜 1 3のいずれか に記載のホログラム記録再生システム。