WO2011081107A1 - 光学的情報処理装置及び光学的情報処理方法 - Google Patents

光学的情報処理装置及び光学的情報処理方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2011081107A1
WO2011081107A1 PCT/JP2010/073449 JP2010073449W WO2011081107A1 WO 2011081107 A1 WO2011081107 A1 WO 2011081107A1 JP 2010073449 W JP2010073449 W JP 2010073449W WO 2011081107 A1 WO2011081107 A1 WO 2011081107A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical information
incident angle
recording medium
information recording
control data
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/073449
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
龍一 片山
Original Assignee
日本電気株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電気株式会社 filed Critical 日本電気株式会社
Priority to JP2011547669A priority Critical patent/JPWO2011081107A1/ja
Publication of WO2011081107A1 publication Critical patent/WO2011081107A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/083—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers relative to record carriers storing information in the form of optical interference patterns, e.g. holograms

Definitions

  • the present invention relates to an optical information processing apparatus and an optical information processing method that perform at least one of recording information on an optical information recording medium and reproducing information recorded on the optical information recording medium.
  • a technique for recording information on an optical information recording medium a technique is known which is performed depending on whether or not a diffraction grating is formed on the optical information recording medium.
  • the diffraction grating two coherent light beams facing each other are condensed on an optical information recording medium, and standing waves generated by the interference between the two light beams alter the recording material (recording layer). It is formed.
  • this is used to form a diffraction grating when recording binarized information “1” and recording binarized information “0” at the time of recording information. No diffraction grating is formed.
  • the information is recorded depending on whether or not the diffraction grating is formed according to the information recorded at the recording position of the optical information recording medium.
  • a technique for reproducing information recorded on an optical information recording medium a technique is known which is performed by detecting reflected light from a diffraction grating formed on the optical information recording medium.
  • a diffraction grating is formed on the optical information recording medium, if the light beam having the same condition as one of the two light beams used at the time of recording is focused on the recording position from one side of the optical information recording medium The light beam is reflected by the diffraction grating.
  • the diffraction grating is not formed at the recording position of the optical information recording medium, the beam light is not reflected even if the light beam is condensed at the recording position from one surface side of the optical information recording medium ( That is, it is transmitted).
  • the beam light having the same condition as one of the two light beams used at the time of recording is transmitted from one surface side of the optical information recording medium to the recording position.
  • the binarized information “1” is reproduced.
  • the binarized information “0” is reproduced. That is, in this reproduction technique, recorded information is reproduced by detecting reflected light from the recording position of the optical information recording medium.
  • information recording is performed depending on whether or not a diffraction grating is formed at the recording position of the optical information recording medium.
  • the reflected light of the light beam irradiated to the recording position of the optical information recording medium is reflected.
  • Information reproduction can be performed depending on whether or not it is detected.
  • information recorded / reproduced at each recording position is 1 bit, the recording capacity is limited and a sufficient recording capacity may not be obtained.
  • Patent Document 1 As a technique for increasing the recording capacity of an optical information recording medium, a technique for recording and reproducing information of multiple bits at each recording position of the optical information recording medium (so-called multiple recording / reproducing technique) has been proposed (Patent Document 1). Thru 3). Patent Documents 1 to 3 disclose an angle multiplex recording / reproducing technique used for page-type hologram recording.
  • ⁇ Angle multiplex recording is an information recording operation performed at each recording position of the optical information recording medium at a fixed angle. For example, when the information recording operation is performed three times depending on whether or not the diffraction grating is formed at a certain angle, 3-bit information can be recorded.
  • the angle multiplex reproduction performs the information reproduction operation performed at each recording position of the optical information recording medium at the same constant angle as that during the information recording operation. For example, when the information reproducing operation is performed three times depending on whether or not the reflected light of the beam light is detected at a certain angle, 3-bit information can be reproduced.
  • the optical information recording medium is altered every time a diffraction grating is formed during information recording, and the refractive index of the recording position changes.
  • the optical information recording medium has a refractive index change threshold ( ⁇ n) that allows a change in refractive index, and information is recorded when a refractive index change exceeding the threshold ( ⁇ n) is applied to the recording position of the optical information recording medium. Can not.
  • the refractive index change threshold ( ⁇ n) is ⁇ n ⁇ 1
  • the number of diffraction gratings that can be formed at the same position is limited by the refractive index change threshold ( ⁇ n) and the diffraction efficiency ( ⁇ ). That is, the number of bits that can be recorded / reproduced at the recording position is determined by the refractive index change and the diffraction efficiency when the diffraction grating is formed. For this reason, the conventional technique has a problem that more information recording / reproduction cannot be performed.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an optical information processing apparatus and an optical information recording / reproducing apparatus that record and reproduce more information while the number of diffraction gratings that can be formed at each recording position is limited.
  • the purpose is to provide an information processing method.
  • An optical information processing apparatus includes: An optical information processing apparatus that performs at least one of recording and reproduction of information on an optical information recording medium, Incident angle control data stored in association with incident angle control data indicating information for controlling the incident angle of the light beam condensed on the optical information recording medium for each recording information that can be recorded on the optical information recording medium Storage means; When recording or reproducing information, one or a plurality of the incident angle control data is acquired from the incident angle control data storage means, and collected on the optical information recording medium based on the acquired one or a plurality of incident angle control data. Control means for controlling the incident angle of the light beam to be emitted.
  • An optical information processing method includes: An optical information processing method for performing at least one of information recording and reproduction on an optical information recording medium, Stores incident angle control data indicating information for controlling the incident angle of beam light condensed on the optical information recording medium for each recording information that can be recorded on the optical information recording medium at the time of recording or reproducing information.
  • FIG. 1 is a diagram showing an optical information recording medium according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the structure of the optical unit which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows four opening of the active wavelength plate of the optical unit which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows four variable openings of the shutter which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows four light-receiving parts of the photodetector which concerns on embodiment of this invention.
  • the optical information processing apparatus 1 is roughly divided into a controller 11, an incident angle control data storage unit 12, an optical unit driving unit 13, and a condensing point moving mechanism driving unit 14. And an optical unit 100 and a condensing point moving mechanism 140. With these configurations, the optical information processing apparatus 1 records information on the optical information recording medium 2 and reproduces information recorded on the optical information recording medium 2.
  • the controller 11 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like, and is configured to centrally control the optical information processing apparatus 1.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the controller 11 reads out an information recording / reproducing program stored in the ROM or the like in response to a request for information recording or a request for reproducing information input via an operation unit (not shown), and expands and executes the information recording / reproducing program in the RAM or the like. As a result, the optical information processing apparatus 1 is comprehensively controlled.
  • the controller 11 records information on an optical information recording medium 2 supplied from a recording data input unit or a storage unit (not shown), and a recording request signal indicating an information recording request supplied via an operation unit or the like. Recording data to be received. Then, the controller 11 performs control to record information at each recording position of the optical information recording medium 2.
  • the recording data received by the controller 11 is information (for example, “100001100110...”) Representing the data in a bit string.
  • the controller 11 divides the received recording data according to the number of bits recorded at each recording position of the optical information recording medium 2. In this embodiment, since the number of bits of information to be recorded at each recording position of the optical information recording medium 2 is “2”, the controller 11 receives “10”, “00”, “01”. Divide the recorded data.
  • the controller 11 acquires incident angle control data corresponding to the divided recording data from the incident angle control data storage unit 12, and operates the optical unit driving unit 13 based on information indicated by the acquired incident angle control data.
  • the controller 11 receives a reproduction request signal indicating an information reproduction request supplied via an operation unit or the like and reproduces information recorded at each recording position of the optical information recording medium 2 during information reproduction. Do.
  • the controller 11 acquires all incident angle control data from the incident angle control data storage unit 12 and operates the optical unit driving unit 13 based on each incident angle control data.
  • the controller 11 determines a point at which the optical unit 100 condenses the beam light on the optical information recording medium 2 during information recording and information reproduction (hereinafter referred to as a condensing point) and a surface of the optical information recording medium 2.
  • a movement control signal for moving to a recording position in the thickness direction is supplied to the condensing point moving mechanism driving unit 14.
  • the incident angle control data storage unit 12 includes incident angle control data indicating information for controlling the incident angle of the beam light focused on the optical information recording medium 2 in the recording information that can be recorded at each recording position of the optical information recording medium 2. Are stored in association with each other.
  • the incident angle control data storage unit 12 has the incident angles of the corresponding light beams of “ ⁇ 1”, “ ⁇ 2”, “ ⁇ 3”, “ Incident angle control data 1 to 4 for controlling to be ⁇ 4 ′′ are stored.
  • Each incident angle control data indicates which one of the variable openings 60a to 60d of the shutter 106a and the variable openings 60e to 60h of the shutter 106b to be opened at the time of recording and reproducing information. Contains information (see FIGS. 4 and 6).
  • Each incident angle control data includes light reception information indicating which one of light receiving portions 70a to 70d of the photodetector 110 of the optical unit 100 (to be described later) is a light reception target during information reproduction (FIG. 4). FIG. 7).
  • the optical unit driving unit 13 applies various driving voltages to the optical unit 100 in order to operate the optical unit 100 under the control of the controller 11.
  • the optical unit 100 is operated by various driving voltages applied by the optical unit driving unit 13.
  • the condensing point moving mechanism driving unit 14 applies a driving voltage or the like to the condensing point moving mechanism 140 in order to operate the condensing point moving mechanism 140 under the control of the controller 11.
  • the condensing point moving mechanism 140 is operated by a driving voltage or the like applied by the condensing point moving mechanism driving unit 14 and records the condensing point in the optical information recording medium 2 in the surface and thickness direction of the optical information recording medium 2. Move to position.
  • the condensing point moving mechanism 140 performs tracking control that rotates the optical information recording medium 2 and causes the condensing point to follow the track so that the condensing point is located at a predetermined position.
  • the optical information recording medium 2 includes a recording layer 202 sandwiched between two substrates 201a and 201b.
  • a material of the substrates 201a and 201b for example, glass is used, and as a material of the recording layer 202, for example, a photopolymer is used.
  • the recording layer 202 has a plurality of recording positions in its surface and thickness direction.
  • the optical unit 100 includes a light source 101, lenses 102a to 102e, condenser lenses 103a to 103d, an active wavelength plate 104, a polarizing beam splitter 105, shutters 106a and 106b, and a mirror 107a.
  • a light source 101 lenses 102a to 102e
  • condenser lenses 103a to 103d condenser lenses
  • an active wavelength plate 104 an active wavelength plate
  • a polarizing beam splitter 105 shutters 106a and 106b
  • shutters 106a and 106b shutters 106a and 106b
  • a mirror 107a To 107d, quarter-wave plates 108a and 108b, objective lenses 109a and 109b, and a photodetector 110.
  • the light source 101 operates when a constant current is supplied, and emits linearly polarized light having a single wavelength toward the lens 102a.
  • a semiconductor laser can be employed as the light source 101.
  • the lenses 102a to 102e respectively convert the incident light from diverging light into parallel light or from parallel light into convergent light.
  • the lenses 102a to 102e as shown in FIG. 4, spherical lenses having convex shapes on both sides are adopted, but the shape of the lenses is not limited.
  • a spherical lens having a concave shape on both sides a spherical lens having a convex shape on one side and a concave shape on the other side, or an aspherical lens may be used.
  • the active wave plate 104 operates when a voltage is applied, and the function as the quarter wave plate and the function as the half wave plate are switched according to the applied voltage.
  • the active wavelength plate 104 is configured by sandwiching a liquid crystal layer such as a nematic liquid crystal having a uniaxial refractive index anisotropy between two substrates.
  • a transparent electrode for applying an AC voltage to the liquid crystal layer is provided on the surface of the two substrates facing the liquid crystal layer.
  • the direction of the optical axis of the liquid crystal layer is a direction perpendicular to the optical axis of incident light and a direction parallel to the optical axis.
  • the direction is the middle (angle 45 °).
  • the phase difference between the polarization component in the direction parallel to the plane including the optical axis and the optical axis generated in the light transmitted through the liquid crystal layer and the polarization component in the direction perpendicular to the plane is ⁇ / 2
  • the active wave plate 104 functions as a quarter-wave plate.
  • the active wave plate 104 that functions as a quarter wave plate converts incident linearly polarized light into circularly polarized light.
  • the direction of the optical axis of the liquid crystal layer becomes a direction perpendicular to the optical axis of the incident light.
  • the phase difference between the polarization component in the direction parallel to the plane including the optical axis and the optical axis generated in the light transmitted through the liquid crystal layer and the polarization component in the direction perpendicular thereto is ⁇
  • the active wave plate 104 is 1 / It functions as a two-wave plate.
  • the active wave plate 104 functioning as a half-wave plate changes the polarization direction of the incident linearly polarized light by 90 degrees.
  • the active wavelength plate 104 is provided with four openings 50a to 50d on the surface from which the beam light is emitted. As a result, the light beam incident on the active wave plate 104 is split into four light beams by passing through the active wave plate 104.
  • the polarization beam splitter 105 transmits the beam light having the P-polarized component parallel to the incident surface and reflects the beam light having the S-polarized component perpendicular to the incident surface.
  • the polarization beam splitter 105 branches the optical path according to the polarization component of the beam light incident from the active wave plate 104.
  • the shutter 106 a is provided on the optical path of the beam light reflected by the polarization beam splitter 105
  • the shutter 106 b is provided on the optical path of the beam light reflected by the polarization beam splitter 105.
  • the shutter 106a includes variable openings 60a to 60d
  • the shutter 106b includes variable openings 60e to 60h.
  • the variable openings 60a to 60h are opened when a voltage is applied thereto.
  • the variable openings 60a to 60h transmit the beam light when it is open, and block (not transmit) the beam light when it is closed.
  • a ferroelectric liquid crystal shutter is used for the variable openings 60a to 60h.
  • the beam light 80a transmitted through the variable aperture 60a is incident on the upper end position of the objective lens 109a as shown in FIG. 9A.
  • the beam light 80a is incident from this position toward the recording position of the recording layer 202 of the optical information recording medium 2 at an incident angle “ ⁇ 1”.
  • the incident angle is an angle formed by the incident direction of the beam light incident on the optical information recording medium 2 and the normal direction of the optical information recording medium 2.
  • the beam light 80h that has passed through the variable aperture 60h is incident on the lower end position of the objective lens 109b.
  • the beam light 80h is incident from this position toward the recording position of the recording layer 202 of the optical information recording medium 2 at an incident angle “ ⁇ 1”.
  • the light beams 80a and 80h are condensed at the same position of the recording layer 202 of the optical information recording medium 2 at the incident angle “ ⁇ 1”, and they interfere with each other, whereby the diffraction grating 203a corresponding to the incident angle “ ⁇ 1” is formed. It is formed.
  • the beam light 80b transmitted through the variable aperture 60b is at a position shifted upward from the center of the objective lens 109a as shown in FIG. 9B, and the beam light 80a. Is incident at a position lower than the incident position.
  • the beam light 80b is incident from this position toward the recording position of the recording layer 202 of the optical information recording medium 2 at an incident angle “ ⁇ 2”.
  • the beam light 80g transmitted through the variable aperture 60g is incident at a position shifted downward from the center of the objective lens 109b and higher than the position where the beam light 80h is incident.
  • the beam light 80g enters from the position toward the recording position of the recording layer 202 of the optical information recording medium 2 at an incident angle “ ⁇ 2”.
  • the light beams 80b and 80g are condensed at the same position of the recording layer 202 of the optical information recording medium 2 at the incident angle “ ⁇ 2”, and they interfere with each other, whereby the diffraction grating 203b corresponding to the incident angle “ ⁇ 2” is formed. It is formed.
  • the beam light 80c transmitted through the variable aperture 60c is incident on a position shifted downward from the center of the objective lens 109a as shown in FIG. 9C.
  • the beam light 80c enters from the position toward the recording position of the recording layer 202 of the optical information recording medium 2 at an incident angle “ ⁇ 3”.
  • the light beam 80f transmitted through the variable aperture 60f is incident on a position shifted upward from the center of the objective lens 109b.
  • the beam light 80f is incident from this position toward the recording position of the recording layer 202 of the optical information recording medium 2 at an incident angle “ ⁇ 3”.
  • the light beams 80c and 80f are condensed at the same position of the recording layer 202 of the optical information recording medium 2 at the incident angle “ ⁇ 3”, and they interfere with each other, whereby the diffraction grating 203c corresponding to the incident angle “ ⁇ 3” is formed. It is formed.
  • the beam light 80d transmitted through the variable aperture 60d is at the lower end position of the objective lens 109a and from the position where the beam light 80c is incident, as shown in FIG. 9D. Incident at a low position.
  • the beam light 80d is incident at an incident angle “ ⁇ 4” from this position toward the recording position of the recording layer 202 of the optical information recording medium 2.
  • the beam light 80e transmitted through the variable aperture 60e is incident on the upper end position of the objective lens 109b and higher than the position where the beam light 80f is incident.
  • the beam light 80e enters from the position toward the recording position of the recording layer 202 of the optical information recording medium 2 at an incident angle “ ⁇ 4”.
  • the light beams 80d and 80e are condensed at the same position of the recording layer 202 of the optical information recording medium 2 at the incident angle “ ⁇ 4”, and they interfere with each other, whereby the diffraction grating 203d corresponding to the incident angle “ ⁇ 4” is formed. It is formed.
  • the mirrors 107a to 107d are arranged to change the optical path and guide the beam light incident from the former member to the latter member.
  • the quarter-wave plates 108a and 108b convert linearly polarized light into circularly polarized light when the incident beam light is linearly polarized light, and convert circularly polarized light into linearly polarized light when the incident beam light is circularly polarized light.
  • the objective lenses 109a and 109b face each other via the optical information recording medium 2, and light beams in the first optical path that the objective lens 109a collects and light beams in the second optical path that the objective lens 109b collects are light.
  • the information recording medium 2 is arranged so as to be condensed at the same position.
  • the objective lenses 109a and 109b biconvex lenses are employed as shown in FIG. 4, but aspherical lenses may be used.
  • the condensing lenses 103a to 103d are provided on the optical path of the light beam that passes through the polarization beam splitter 105, respectively.
  • the condensing lenses 103a to 103d convert the incident beam light from parallel light into convergent light.
  • biconvex lenses are used as the condenser lenses 103a and 103d as shown in FIG. 4, but the shape of the lenses is not limited.
  • a spherical lens having a concave shape on both sides a spherical lens having a convex shape on one side and a concave shape on the other side, or an aspherical lens may be used.
  • the light detector 110 includes four light receiving portions 70a to 70d at the focal positions of the condenser lenses 103a to 103d.
  • the light receiving units 70a to 70d receive the beam lights collected by the corresponding condensing lenses 103a to 103d, respectively.
  • the photodetector 110 includes a light receiving element such as a CCD (Charge Coupled Device) or a PIN photodiode.
  • the optical unit driving unit 13 includes a shutter driving unit 21, an active wavelength plate driving unit 22, a light source driving unit 23, and a received light signal acquisition unit 24.
  • the shutter drive unit 21 receives from the controller 11 a shutter control signal for controlling the variable openings 60a to 60d of the shutter 106a and the variable openings 60e to 60h of the shutter 106b. Then, the shutter drive unit 21 applies a predetermined voltage to the variable openings 60a to 60d and the variable openings 60e to 60h to be opened indicated by the shutter control signal.
  • the active wave plate driving unit 22 receives an active wave plate control signal for controlling the active wave plate 104 from the controller 11 and applies a predetermined voltage to the active wave plate 104 according to the active wave plate control signal. Specifically, the active wave plate driving unit 22 causes the active wave plate 104 to function as a quarter wave plate by applying an alternating voltage (for example, 2.5 V) having a predetermined effective value during information recording. Further, by applying an AC voltage (for example, 0 V) having a predetermined effective value during information reproduction, the active wavelength plate 104 is caused to function as a half-wave plate.
  • an alternating voltage for example, 2.5 V
  • an AC voltage for example, 0 V
  • the light source driving unit 23 receives a light source control signal for controlling the light source 101 from the controller 11 and supplies a constant current to the light source 101 according to the light source control signal.
  • the light reception signal acquisition unit 24 receives light reception signals from the light detection light receiving units 70a to 70d during information reproduction, identifies the light detection light reception units 70a to 70d, and receives the light reception information indicating the identified light reception unit as a controller. 11 is supplied.
  • the operation of the optical information processing apparatus 1 is roughly divided into an information recording operation for recording information on the optical information recording medium 2 and an information reproducing operation for reproducing information recorded on the optical information recording medium 2.
  • the controller 11 records on a recording request signal for requesting information recording input via an operation unit or the like, and an optical information recording medium 2 supplied from a recording data input unit or storage unit (not shown).
  • the recording data is received, and the information recording program stored in the ROM or the like is read according to the received data, and the program is developed on the RAM or the like and executed.
  • the controller 11 receives the recording data “1000011100110...”
  • the number of bits of information to be recorded at each recording position of the optical information recording medium 2 is “2”. , “00”, “01”..., The received recording data is divided.
  • the controller 11 sequentially acquires incident angle control data corresponding to the divided recording data from the incident angle control data storage unit 12.
  • the controller 11 has “incident angle control data 3” corresponding to “10”, “incident angle control data 1” corresponding to “00”, “incident angle control data 2” corresponding to “01”,.
  • the incident angle control data is sequentially acquired from the incident angle control data storage unit 12.
  • the controller 11 supplies a movement control signal for driving the condensing point moving mechanism 140 to the condensing point moving mechanism driving unit 14.
  • the condensing point moving mechanism driving unit 14 applies a driving voltage or the like for operation to the condensing point moving mechanism 140.
  • the condensing point moving mechanism 140 is operated by a driving voltage applied by the condensing point moving mechanism driving unit 14 and is first at a position where information is recorded (position of the upper left corner of the recording layer 202 shown in FIG. 3). Control so that the focal point is located.
  • the condensing point moving mechanism 140 performs tracking control that rotates the optical information recording medium 2 and causes the condensing point to follow the track.
  • the controller 11 outputs a shutter control signal for controlling the variable opening 60c of the shutter 106a and the variable opening 60f of the shutter 106b based on the shutter information 3 indicated by the “incident angle control data 3” corresponding to “10”. 21.
  • the shutter drive unit 21 applies a voltage to the variable opening 60c and the variable opening 60f to open the variable opening 60c and the variable opening 60f.
  • the controller 11 supplies an active wave plate control signal for causing the active wave plate 104 to function as a quarter wave plate to the active wave plate driving unit 22.
  • the active wave plate driving unit 22 applies an AC voltage (for example, 2.5 V) having a predetermined effective value to cause the active wave plate 104 to function as a quarter wave plate.
  • the controller 11 supplies a light source control signal for controlling the light source 101 to the light source driving unit 23.
  • the light source driver 23 supplies a constant current to the light source 101 to operate the light source 101.
  • the light source 101 emits beam light (linearly polarized light) having a constant power toward the lens 102a.
  • the light beam emitted from the light source 101 is collimated by the lens 102a and converted from linearly polarized light to circularly polarized light by the active wavelength plate 104 functioning as a quarter wavelength plate.
  • the beam light is divided into four beam lights by the four openings 60 a to 60 d provided on the emission surface of the active wavelength plate 104, and each divided beam light is emitted to the polarization beam splitter 105.
  • the S-polarized component beam light (about 50% of the incident light) is reflected by the polarizing beam splitter 105 and incident on the shutter 106a.
  • the four light beams incident on the shutter 106a are transmitted through the open variable aperture 60c among the variable apertures 60a to 60d provided in the shutter 106a.
  • the beam light 80c transmitted through the variable aperture 60c is shifted downward from the center of the objective lens 109a through the lens 102b, the mirror 107a, the lens 102c, the mirror 107b, and the quarter wavelength plate 108a as shown in FIG. 9C. Incident to the position.
  • the beam light 80c is condensed from this position to the recording position of the recording layer 202 of the optical information recording medium 2 (position where information is first recorded) at an incident angle “ ⁇ 3”.
  • the P-polarized component beam light (about 50% of the incident light) out of the circularly polarized light incident on the polarization beam splitter 105 is transmitted through the polarization beam splitter 105 and incident on the shutter 106b.
  • the four light beams incident on the shutter 106b are transmitted through the variable opening 60f that is open among the variable openings 60e to 60h provided in the shutter 106b.
  • the beam light 80f transmitted through the variable aperture 60f is shifted upward from the center of the objective lens 109b through the lens 102d, the mirror 107c, the lens 102e, the mirror 107d, and the quarter wavelength plate 108b as shown in FIG. 9C. Incident to the position.
  • the beam light 80f is condensed from this position to the recording position of the recording layer 202 of the optical information recording medium 2 (position where information is first recorded) at an incident angle “ ⁇ 3”.
  • the two light beams 80 c and 80 f facing each other are incident from the both sides (objective lenses 109 a and 109 b) of the optical information recording medium 2. It is condensed at ⁇ 3 ′′. Then, the beam 80c and the beam 80f interfere with each other at this recording position, whereby the diffraction grating 203c corresponding to the incident angle “ ⁇ 3” is formed. As a result, information corresponding to the first recording data “10” of the recording data divided by the controller 11 is recorded at the recording position of the optical information recording medium 2 where the information is recorded first.
  • the controller 11 supplies a movement control signal for driving the condensing point moving mechanism 140 to the condensing point moving mechanism driving unit 14.
  • the condensing point moving mechanism driving unit 14 applies a driving voltage or the like to the condensing point moving mechanism 140.
  • the condensing point moving mechanism 140 is operated by a driving voltage or the like applied by the condensing point moving mechanism driving unit 14, and is next at a position where information is recorded (position of the upper left corner of the recording layer 202 shown in FIG. 3). Control so that the focal point is located.
  • the condensing point moving mechanism 140 performs tracking control that rotates the optical information recording medium 2 and causes the condensing point to follow the track.
  • the incident angle control data (“incident angle control”) corresponding to the remaining divided recording data (“00”, “01”, “10”, “01”, “10”...) Acquired by the controller 11.
  • the incident angle control data 2 Based on data 1 ”,“ incident angle control data 2 ”,“ incident angle control data 3 ”,“ incident angle control data 2 ”,“ incident angle control data 3 ”... Repeatedly.
  • the beam light sequentially enters the incident angle “ ⁇ 1”, the incident angle “ ⁇ 2”, the incident angle “ ⁇ 3”, the incident angle “ ⁇ 2”, and the incident angle “ ⁇ 3”.
  • diffraction gratings corresponding to the respective incident angles are sequentially formed.
  • recording data (“10000100100 —”) Can be recorded on the optical information recording medium 2.
  • the controller 11 receives a reproduction request signal for requesting information reproduction input via the operation unit or the like, reads out an information reproduction program stored in the ROM or the like in response to this, and stores the information reproduction program in the RAM or the like. Expand and run.
  • the controller 11 receives all the incident angle control data (incident angle control data 1) from the incident angle control data storage unit 12 in accordance with a reproduction request for the recorded data ("100001100110 ") recorded at the time of information recording. To 4).
  • the controller 11 supplies a movement control signal for operating the condensing point moving mechanism 140 to the condensing point moving mechanism driving unit 14. Accordingly, the condensing point moving mechanism driving unit 14 applies a driving voltage or the like to the condensing point moving mechanism 140.
  • the condensing point moving mechanism 140 is operated by the driving voltage applied by the condensing point moving mechanism driving unit 14 and is collected at a position where the first information is reproduced (the upper left corner position of the recording layer 202 shown in FIG. 3). Control so that the light spot is located.
  • the condensing point moving mechanism 140 performs tracking control that rotates the optical information recording medium 2 and causes the condensing point to follow the track.
  • the controller 11 determines all the variable values of the shutter 106a based on the shutter information indicated by the “incident angle control data 1”, “incident angle control data 2”, “incident angle control data 3”, and “incident angle control data 4”.
  • a shutter control signal for operating the openings 60a to 60d and all the variable openings 60e to 60h of the shutter 106b is supplied to the shutter drive unit 21.
  • the shutter drive unit 21 applies voltages to the variable openings 60a to 60d and the variable openings 60e to 60h, respectively, thereby opening the variable openings 60a to 60d and the variable openings 60e to 60h.
  • the controller 11 supplies an active wave plate control signal for causing the active wave plate 104 to function as a half wave plate to the active wave plate driving unit 22.
  • the active wave plate driving unit 22 applies an AC voltage (for example, 0 V) having a predetermined effective value to the active wave plate 104 to cause the active wave plate 104 to function as a half wave plate.
  • the controller 11 supplies a light source control signal for operating the light source 101 to the light source driving unit 23.
  • the light source driver 23 supplies a constant current to the light source 101 to operate the light source 101.
  • the light source 101 emits beam light (linearly polarized light) having a constant power toward the lens 102a.
  • the beam light emitted from the light source 101 is collimated by the lens 102a, and the polarization direction of the linearly polarized light is changed by 90 degrees by the active wavelength plate 104 functioning as a half-wave plate.
  • the beam light is divided into four beam lights by the four openings 60 a to 60 d provided on the emission surface of the active wavelength plate 104, and each divided beam light is emitted to the polarization beam splitter 105.
  • the S-polarized component beam light incident on the polarization beam splitter 105 (about 100% of the incident light) is reflected by the polarization beam splitter 105 and incident on the shutter 106a.
  • the P-polarized component beam light (about 0% of the incident light) is not incident on the polarization beam splitter 105, and the beam light is not incident on the shutter 106a.
  • the four light beams incident on the shutter 106a are transmitted through all the open variable openings 60a to 60d.
  • the light beams 90a to 90d transmitted through the variable apertures 60a to 60d pass through the lens 102b, the mirror 107a, the lens 102c, the mirror 107b, the quarter wavelength plate 108a, and the objective lens 109a, and the recording layer 202 of the optical information recording medium 2. Is condensed at the recording position (the position where information is first recorded).
  • the light beams of incident angles “ ⁇ 1” to “ ⁇ 4” are recorded on the optical information recording medium 2 from one surface side (objective lens 109a side).
  • the light is condensed at the recording position of the layer 202.
  • the diffraction grating 203c is formed by the light beams 80c and 80f condensed at the incident angle “ ⁇ 3” at the position where the information of the recording layer 202 of the optical information recording medium 2 is first recorded. Accordingly, as shown in FIG. 10C, only the beam light 90c collected at the same incident angle ⁇ 3 as that at the time of information recording is reflected by the diffraction grating 203c, and is collected at the other incident angles ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 4. 90a, 90b, and 90d are transmitted.
  • the reflected beam light 90c ′ reflected by the diffraction grating 203c passes through the objective lens 109a, the quarter-wave plate 108a, the mirror 107b, the lens 102c, the mirror 107a, and the lens 102b in the direction opposite to the above direction, and the shutter 106a. And enter the polarization beam splitter 105.
  • the P-polarized component beam light incident on the polarization beam splitter 105 (about 100% of the incident light) passes through the polarization beam splitter 105 and passes through the variable aperture 60c, and a condensing lens 103c provided on the optical path of the beam light. And is received by the light receiving unit 70c of the photodetector 110.
  • the light receiving unit 70c that has detected the light supplies a light reception signal to the light reception signal acquisition unit 24 of the optical unit driving unit 13.
  • the light reception signal acquisition unit 24 specifies the light detection unit 70c that has been detected by receiving the light reception signal, and supplies light reception information (light reception information 3) indicating the specified light reception unit 70c to the controller 11.
  • the controller 11 acquires “incident angle control data 3” corresponding to the received light information 3 from the incident angle control data storage unit 12, and information “10” associated with the “incident angle control data 3”. To get. As a result, the first information “10” recorded at the recording position of the optical information recording medium 2 is reproduced.
  • the controller 11 supplies a movement control signal for driving the condensing point moving mechanism driving unit 14 to the condensing point moving mechanism driving unit 14.
  • the condensing point moving mechanism driving unit 14 applies a driving voltage or the like to the condensing point moving mechanism 140.
  • the condensing point moving mechanism 140 is operated by the driving voltage applied by the condensing point moving mechanism driving unit 14 and is collected at a position where the next information is reproduced (position of the upper left corner of the recording layer 202 shown in FIG. 3). Control so that the light spot is located.
  • the condensing point moving mechanism 140 performs tracking control that rotates the optical information recording medium 2 and causes the condensing point to follow the track.
  • the controller 11 sequentially stores information “00” associated with “incident angle control data 1” and information “associated with“ incident angle control data 2 ”.
  • the recorded data (“100001100110...”) Recorded at the time of information recording can be reproduced.
  • the control is performed to collect the beam light at the incident angles ( ⁇ 1 to ⁇ 4) assigned for each recording information, and one diffraction grating is provided at each recording position.
  • 2-bit information recording / reproduction can be performed.
  • the refractive index change assigned to one diffraction grating is ⁇ n.
  • 2-bit information recording / reproduction according to whether or not a diffraction grating is formed as in the prior art, a maximum of two diffraction gratings are required at the recording position.
  • the refractive index change assigned to one diffraction grating is ⁇ n / 2.
  • the diffraction efficiency of one diffraction grating is proportional to the square of the refractive index change. Therefore, the optical information processing apparatus 1 of the present embodiment can increase the diffraction efficiency of one diffraction grating by a factor of four, while the multiplicity is 2 as compared with the conventional one. As described above, according to the optical information processing apparatus 1 of the present embodiment, more information can be recorded and reproduced while the number of diffraction gratings that can be formed at each recording position is limited.
  • the incident angle interval ( ⁇ ) of the beam light focused on the optical information recording medium 2 is the influence of crosstalk, which is the ratio of the signal level received from another diffraction grating to the signal level received from the diffraction grating to be reproduced.
  • crosstalk is the ratio of the signal level received from another diffraction grating to the signal level received from the diffraction grating to be reproduced.
  • the size in the optical axis direction of the beam light focused on the recording layer 202 of the optical information recording medium 2 by the objective lenses 109a and 109b is ⁇ for the wavelength of light used for recording and reproduction, and NA for the objective lenses 109a and 109b.
  • the refractive index of the recording layer 202 is n 0 , 4n 0 ⁇ / NA 2 is given. Therefore, the size of the diffraction grating 203 formed in the recording layer 202 in the optical axis direction is also approximately 4n 0 ⁇ / NA 2 .
  • the diffraction efficiency (reflectance) of the diffraction grating when the incident angle of the beam light condensed on the optical information recording medium 2 is changed is obtained by the coupled wave theory.
  • the relationship between the beam light condensed on the optical information recording medium 2 during information reproduction and the diffraction efficiency of the diffraction grating (the relationship between the recording wavelength and the reproduction wavelength) will be described.
  • the horizontal axis represents the reproduction angle
  • the vertical axis represents the signal level obtained by normalizing the diffraction efficiency of the diffraction grating with the value when the reproduction angle coincides with the recording angle.
  • four curves in the case where the recording angles are ⁇ 1 to ⁇ 4 are shown superimposed. Regardless of the recording angle from “ ⁇ 1” to “ ⁇ 4”, the signal level is 1 when the reproduction angle matches the recording angle.
  • the signal level decreases as the reproduction angle moves away from the recording angle, and the signal level becomes almost zero when the reproduction angle is separated from the recording angle by ⁇ . In this case, reflected beam light from a diffraction grating other than the diffraction grating to be reproduced is not received.
  • the light receiving signal level when the light is condensed under the condition of the incident angle ⁇ 1 at the time of information reproduction is 1, and under the conditions of the incident angles ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4.
  • the signal level is almost zero. That is, it can be seen that reflected beam light from a diffraction grating other than the diffraction grating to be reproduced is not received and is not affected by crosstalk.
  • the mode in which 2-bit information recording / reproduction is performed at each recording position of the optical information recording medium 2 has been described.
  • the present invention is not limited to recording / reproduction of 2-bit information.
  • the number of bits that can be recorded is arbitrary as long as the following conditions are satisfied for the information recorded on the optical information recording medium 2 and the incident angle of the light beam condensed on the optical information recording medium 2.
  • 2 d ⁇ p C q d Number of bits of information to be recorded at each recording position of the optical information recording medium 2 d ; Number of information p; Set number of incident angles of beam light that can be focused on the optical information recording medium 2 q: Beam that can be focused Number of incident light angles selected from light
  • the incident angle control data storage unit 12 stores incident angle control data for controlling the incident angle of beam light in association with each other for each piece of information of a plurality of bits.
  • the number of diffraction gratings formed at each recording position of the optical information recording medium 2 is small. Therefore, it is better that the number of light beams to be selected is small. For example, when 2-bit recording information is expressed using incident angles ( ⁇ 1 to ⁇ 4) in four directions, one direction of light is selected rather than selecting two directions of light from four directions of light. Better. By doing so, one diffraction grating is formed, the refractive index change is smaller than when two diffraction gratings are formed, and the diffraction efficiency is not lowered.
  • the incident angle focused on the optical information recording medium 2 is selected by the variable openings 60a to 60d of the shutter 106a and the variable openings 60e to h of the shutter 106b.
  • the optical information recording medium 2 includes an inclination mechanism 120 that inclines around the condensing point, and an incident angle that is condensed on the optical information recording medium 2 is selected using the inclination mechanism 120. You may make it do.
  • the incident angle control data includes tilt information for operating the tilt mechanism 120.
  • the optical information processing apparatus 1 uses the light beam that can be collected on the optical information recording medium 2 based on the data size of the requested recording data and the memory capacity of the optical information recording medium 2 at the time of recording.
  • the number (q) of light beams to be selected and the number of bits (d) may be determined.
  • the number (p) of light beams that can be collected on the optical information recording medium 2 is 5 directions (incident angles ⁇ 1 to ⁇ 5) and there are 60 remaining recording positions on the optical information recording medium 2.
  • the optical information processing apparatus 1 determines the number of bits (d) of information to be recorded at each recording position as 2 bits.
  • the optical information processing apparatus 1 sets the number of bits (d) of information to be recorded at each recording position to 3
  • the recording data can be recorded.
  • Optical information processing apparatus Optical information recording medium 11 Controller 12 Incident angle control data memory

Landscapes

  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

　この光学的情報処理装置（１）は、光情報記録媒体（２）に記録され得る記録情報毎に、光情報記録媒体（２）に集光するビーム光の入射角度を制御するための情報を示す入射角度制御データを対応付けて記憶した入射角度制御データ記憶部（１２）と、情報の記録又は再生の際、入射角度制御データ記憶部（１２）から１又は複数の入射角度制御データを取得し、取得した１又は複数の入射角度制御データに基づいて、光情報記録媒体（２）に集光するビーム光の入射角度を制御するコントローラ（１１）と、を備える。

Description

光学的情報処理装置及び光学的情報処理方法
　本発明は、光情報記録媒体への情報の記録及び光情報記録媒体に記録した情報の再生の少なくとも何れか一方を行う光学的情報処理装置及び光学的情報処理方法に関する。
　光情報記録媒体に情報を記録する技術として、光情報記録媒体に回折格子を形成するか否かにより行う技術が知られている。回折格子は、互いに対向する可干渉性を有する２つのビーム光が光情報記録媒体に集光し、これらが互いに干渉することで発生する定在波が記録材料（記録層）を変質することで形成される。上記の記録技術では、このことを利用して、情報記録時に、二値化された情報“１”を記録する場合に回折格子を形成し、二値化された情報“０”を記録する場合に回折格子を形成しない。このように、上記の記録技術では、光情報記録媒体の記録位置に記録する情報に応じて、回折格子を形成するか否かにより当該情報を記録する。
　また、光情報記録媒体に記録した情報を再生する技術として、光情報記録媒体に形成した回折格子からの反射光を検出することにより行う技術が知られている。光情報記録媒体に回折格子が形成されている場合、記録時に用いた２つのビーム光のうち一方のビーム光と同じ条件のビーム光を光情報記録媒体の一面側から当該記録位置に集光すると、そのビーム光は回折格子で反射される。これに対して、光情報記録媒体の記録位置に回折格子が形成されていない場合、ビーム光を光情報記録媒体の一面側から当該記録位置に集光しても、そのビーム光は反射されない（即ち、透過する）。このことを利用して、上記の再生技術では、情報再生時に、記録時に用いた二つのビーム光のうち一方のビーム光と同じ条件のビーム光を光情報記録媒体の一面側から当該記録位置に集光し、その反射光が検出された場合は、記録時に回折格子が形成されているので二値化された情報“１”を再生する。一方、反射光が検出されない場合は二値化された情報“０”を再生する。即ち、この再生技術では、光情報記録媒体の記録位置からの反射光の検出を行うことにより、記録された情報を再生する。
　このように、上記従来の技術では、光情報記録媒体の記録位置に回折格子を形成するか否かにより情報記録を行い、一方、光情報記録媒体の記録位置に照射するビーム光の反射光が検出されるか否かにより情報再生を行うことができる。しかし、各記録位置で記録・再生される情報は１ビットであるため、記録容量に限界があり、十分な記録容量が得られないことがある。
　光情報記録媒体の記録容量を増大する技術として、光情報記録媒体の各記録位置に複数ビットの情報を記録し、再生する技術（いわゆる、多重記録再生技術）が提案されている（特許文献１乃至３参照）。特許文献１乃至３には、ページ型のホログラム記録に用いられている角度多重記録再生技術が開示されている。
　角度多重記録は、光情報記録媒体の各記録位置で行う情報記録動作を一定の角度で行う。例えば、一定の角度で回折格子を形成するか否かにより行う情報記録動作を３回行った場合、３ビットの情報を記録することができる。
　また、角度多重再生は、光情報記録媒体の各記録位置で行う情報再生動作を、情報記録動作時と同じ一定の角度で行う。例えば、一定の角度でビーム光の反射光が検出されるか否かにより行う情報再生動作を３回行った場合、３ビットの情報を再生することができる。
特開２００８－２２６４３４号公報 特開２００８－２６８８２９号公報 特開２００９－８０９０６号公報
　光情報記録媒体は、情報記録時に回折格子が形成される毎に変質され、その記録位置の屈折率が変化する。光情報記録媒体には、屈折率変化を許容する屈折率変化閾値（Δｎ）が存在し、この閾値（Δｎ）を超える屈折率変化を光情報記録媒体の記録位置に与えた場合、情報が記録できない。
　また、屈折率変化閾値（Δｎ）がΔｎ≪１であり、同一位置にＮ個の回折格子が形成された場合の回折格子の回折効率（η）は、η＝（Δｎ／Ｎ）２となり、回折格子の数が増えるにつれ、回折効率（η）は大きく低下する。
　このように、同一位置に形成できる回折格子の数は、屈折率変化閾値（Δｎ）や回折効率（η）によって制限される。つまり、記録位置に記録再生可能なビット数は、回折格子を形成した時の屈折率変化や回折効率により決まる。このため、従来の技術では、より多くの情報記録再生を行うことができないという問題があった。
　本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、各記録位置に形成できる回折格子の数が制限されている中で、より多くの情報の記録や再生を行う光学的情報処理装置及び光学的情報処理方法を提供することを目的とする。
　本発明の第１の観点に係る光学的情報処理装置は、
　光情報記録媒体に対して、情報の記録及び再生の少なくとも何れか一方を行う光学的情報処理装置であって、
　前記光情報記録媒体に記録され得る記録情報毎に、前記光情報記録媒体に集光するビーム光の入射角度を制御するための情報を示す入射角度制御データを対応付けて記憶した入射角度制御データ記憶手段と、
　情報の記録又は再生の際、前記入射角度制御データ記憶手段から１又は複数の前記入射角度制御データを取得し、取得した１又は複数の入射角度制御データに基づいて、前記光情報記録媒体に集光するビーム光の入射角度を制御する制御手段と、を備える、ことを特徴とする。
　本発明の第２の観点に係る光学的情報処理方法は、
　光情報記録媒体に対して、情報の記録及び再生の少なくとも何れか一方を行う光学的情報処理方法であって、
　情報の記録又は再生の際、前記光情報記録媒体に記録され得る記録情報毎に、前記光情報記録媒体に集光するビーム光の入射角度を制御するための情報を示す入射角度制御データを記憶する所定のメモリから、１又は複数の前記入射角度制御データを取得する入射角度制御データ取得工程と、
　該入射角度制御データ取得工程で取得された１又は複数の入射角度制御データに基づいて、前記光情報記録媒体に集光するビーム光の入射角度を制御する制御工程と、を有する、ことを特徴とする。
　本発明によれば、各記録位置に形成できる回折格子の数が制限されている中で、より多くの情報の記録や再生を行うことができる。
本発明の実施形態に係る光学的情報処理装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る入射角度制御データ記憶部に記憶された入射角度制御データのデータ構造を示す図である。 本発明の実施形態に係る光情報記録媒体を示す図である。 本発明の実施形態に係る光学ユニットの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る光学ユニットのアクティブ波長板の４つの開口を示す図である。 本発明の実施形態に係るシャッタの４つの可変開口を示す図である。 本発明の実施形態に係る光検出器の４つの受光部を示す図である。 本発明の実施形態に係る光学ユニット駆動部の内部構成を示すブロック図である。 情報記録時において入射角度θ１で光情報記録媒体の記録位置に集光されるビーム光を示す図である。 情報記録時において入射角度θ２で光情報記録媒体の記録位置に集光されるビーム光を示す図である。 情報記録時において入射角度θ３で光情報記録媒体の記録位置に集光されるビーム光を示す図である。 情報記録時において入射角度θ４で光情報記録媒体の記録位置に集光されるビーム光を示す図である。 情報再生時において入射角度θ１で光情報記録媒体の記録位置に集光されるビーム光を示す図である。 情報再生時において入射角度θ２で光情報記録媒体の記録位置に集光されるビーム光を示す図である。 情報再生時において入射角度θ３で光情報記録媒体の記録位置に集光されるビーム光を示す図である。 情報再生時において入射角度θ４で光情報記録媒体の記録位置に集光されるビーム光を示す図である。 情報記録時に形成した回折格子に集光されるビーム光の角度と信号レベルとの関係を示した図である。 本発明の実施形態に係る光学ユニットの別の構成を示す図である。
　本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、光情報記録媒体の各記録位置で２ビットの情報記録再生を行う態様について説明する。
　光学的情報処理装置１は、図１に示すように、その構成を大きく分けると、コントローラ１１と、入射角度制御データ記憶部１２と、光学ユニット駆動部１３と、集光点移動機構駆動部１４と、光学ユニット１００と、集光点移動機構１４０と、を備えている。光学的情報処理装置１は、これらの構成により、光情報記録媒体２に情報の記録を行い、また、光情報記録媒体２に記録された情報の再生を行う。
　コントローラ１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等を有し、光学的情報処理装置１を統括的に制御するように構成されている。
　コントローラ１１は、図示しない操作部等を介して入力される情報記録の要求又は情報再生の要求に応じてＲＯＭ等に記憶された情報記録再生プログラムを読み出し、これをＲＡＭ等に展開して実行することにより、光学的情報処理装置１を統括的に制御する。
　コントローラ１１は、情報記録時において、操作部等を介して供給される情報記録の要求を示す記録要求信号と、図示しない記録データ入力部や記憶部等から供給される光情報記録媒体２に記録する記録データとを受け取りる。そして、コントローラ１１は、光情報記録媒体２の各記録位置に情報を記録する制御を行う。コントローラ１１が受け取る記録データはデータをビット列で表した情報（例えば“１００００１１００１１０・・・”）である。
　コントローラ１１は、受け取った記録データを、光情報記録媒体２の各記録位置に記録するビット数に応じて分割する。本実施形態では、光情報記録媒体２の各記録位置に記録する情報のビット数が“２”なので、コントローラ１１は、“１０”、“００”、“０１”・・・、というように受け取った記録データを分割する。
　コントローラ１１は、分割した記録データに対応する入射角度制御データを入射角度制御データ記憶部１２から取得し、取得した入射角度制御データが示す情報に基づいて、光学ユニット駆動部１３を動作させる。
　また、コントローラ１１は、情報再生時において、操作部等を介して供給される情報再生の要求を示す再生要求信号を受け取り、光情報記録媒体２の各記録位置に記録した情報を再生する制御を行う。コントローラ１１は、入射角度制御データ記憶部１２から全ての入射角度制御データを取得し、各入射角度制御データに基づいて、光学ユニット駆動部１３を動作させる。
　さらに、コントローラ１１は、情報記録時及び情報再生時において、光学ユニット１００が光情報記録媒体２にビーム光を集光する点（以下、集光点という）を、光情報記録媒体２の面及び厚さ方向の記録位置に移動させるための移動制御信号を集光点移動機構駆動部１４に供給する。
　入射角度制御データ記憶部１２は、光情報記録媒体２の各記録位置に記録され得る記録情報に、光情報記録媒体２に集光するビーム光の入射角度を制御する情報を示す入射角度制御データを対応付けて記憶している。
　本実施形態では、光情報記録媒体２の各記録位置に記録する情報のビット数が“２”なので、記録され得る情報は、“００”、“０１”、“１０”、“１１”の４種類となる。したがって、入射角度制御データ記憶部１２は、図２に示すように、これら記録され得る情報に応じて、それぞれ対応するビーム光の入射角度が、“θ１”、“θ２”、“θ３”、“θ４”になるように制御するための入射角度制御データ１～４を記憶している。
　各入射角度制御データは、情報記録時及び情報再生時において、後述する光学ユニット１００のシャッタ１０６ａの可変開口６０ａ～６０ｄ、シャッタ１０６ｂの可変開口６０ｅ～６０ｈのうちの何れを開くかを示したシャッタ情報を有する（図４、図６参照）。また、各入射角度制御データは、情報再生時において、後述する光学ユニット１００の光検出器１１０の受光部７０ａ～７０ｄのうちの何れを受光対象とするかを示した受光情報を有する（図４、図７参照）。
　光学ユニット駆動部１３は、コントローラ１１の制御の下、光学ユニット１００を動作させるため、光学ユニット１００に各種の駆動電圧等を印加する。
　光学ユニット１００は、光学ユニット駆動部１３により印加される各種の駆動電圧等により動作する。
　集光点移動機構駆動部１４は、コントローラ１１の制御の下、集光点移動機構１４０を動作させるため、集光点移動機構１４０に駆動電圧等を印加する。
　集光点移動機構１４０は、集光点移動機構駆動部１４により印加される駆動電圧等により動作し、光情報記録媒体２における集光点を光情報記録媒体２の面及び厚さ方向の記録位置に移動する。また、集光点移動機構１４０は、光情報記録媒体２を回転させると共に、予め定められた位置に集光点が位置するように、トラックに集光点を追従させるトラッキング制御を行う。
　光情報記録媒体２は、図３に示すように、２枚の基板２０１ａ，２０１ｂの間に記録層２０２が挟まれて構成されている。基板２０１ａ，２０１ｂの材料としては、例えばガラスが用いられ、記録層２０２の材料としては例えば、フォトポリマが用いられる。記録層２０２は、その面及び厚さ方向に複数の記録位置を有する。
　次に、光学ユニット１００の具体的な構成について説明する。光学ユニット１００は、図４に示すように、光源１０１と、レンズ１０２ａ～１０２ｅと、集光レンズ１０３ａ～１０３ｄと、アクティブ波長板１０４と、偏光ビームスプリッタ１０５と、シャッタ１０６ａ，１０６ｂと、ミラー１０７ａ～１０７ｄと、１／４波長板１０８ａ，１０８ｂと、対物レンズ１０９ａ，１０９ｂと、光検出器１１０と、を備えている。
　光源１０１は、一定の電流が供給されることにより動作し、レンズ１０２ａに向けて直線偏光の単一波長の光を出射する。光源１０１として、例えば半導体レーザが採用できる。
　レンズ１０２ａ～１０２ｅは、それぞれ入射する光を、発散光から平行光又は平行光から収束光に変換する。なお、本実施形態において、レンズ１０２ａ～１０２ｅとして、図４に示すように、両面が凸形状の球面レンズを採用しているが、レンズの形状に限定はない。例えば、両面が凹形状の球面レンズ又は何れか一方の面が凸形状で他方の面が凹形状の球面レンズを用いても良く、また、非球面レンズを用いても良い。
　アクティブ波長板１０４は、電圧が印加されることにより動作し、印加される電圧に応じて１／４波長板としての機能と１／２波長板としての機能とが切り替わる。アクティブ波長板１０４は、一軸の屈折率異方性を有するネマティック液晶等の液晶層が２枚の基板に挟まれて構成されている。２枚の基板の液晶層と向かい合う面には、液晶層に交流電圧を印加するための透明電極が設けられている。
　液晶層に所定の実効値（例えば２．５Ｖ）の交流電圧が印加されると、液晶層の光学軸の方向は、入射光の光軸に垂直な方向とその光軸に平行な方向との中間（角度４５°）の方向となる。この時、液晶層を透過する光に生じる光学軸と光軸とを含む面に平行な方向の偏光成分と垂直な方向との偏光成分との間の位相差はπ／２となり、アクティブ波長板１０４は１／４波長板として機能する。１／４波長板として機能するアクティブ波長板１０４は、入射した直線偏光を円偏光に変換する。
　一方、液晶層に所定の実効値（例えば０Ｖ）の交流電圧が印加されると、液晶層の光学軸の方向は、入射光の光軸に垂直な方向となる。この時、液晶層を透過する光に生じる光学軸と光軸とを含む面に平行な方向の偏光成分と垂直な方向の偏光成分の間の位相差はπとなり、アクティブ波長板１０４は１／２波長板として機能する。１／２波長板として機能するアクティブ波長板１０４は、入射した直線偏光の偏光方向を９０度変化させる。
　さらに、アクティブ波長板１０４には、図５に示すように、ビーム光を出射する面に４つの開口５０ａ～５０ｄが設けられている。これにより、アクティブ波長板１０４に入射したビーム光は、アクティブ波長板１０４を透過することにより、４つのビーム光に分割される。
　偏光ビームスプリッタ１０５は、入射面に平行なＰ偏光成分を有するビーム光を透過し、入射面に垂直なＳ偏光成分を有するビーム光を反射する。偏光ビームスプリッタ１０５は、アクティブ波長板１０４から入射されるビーム光の偏光成分に従って光路を分岐させる。
　シャッタ１０６ａは、偏光ビームスプリッタ１０５で反射されるビーム光の光路上に設けられ、シャッタ１０６ｂは、偏光ビームスプリッタ１０５で反射されるビーム光の光路上に設けられている。図６に示すように、シャッタ１０６ａは、可変開口６０ａ～６０ｄを備え、シャッタ１０６ｂは、可変開口６０ｅ～６０ｈを備えている。可変開口６０ａ～６０ｈは、それぞれ電圧が印加されることにより開口する。可変開口６０ａ～６０ｈは、開いた状態の時にビーム光を透過し、閉じた状態の時にビーム光を遮断する（透過させない）。可変開口６０ａ～６０ｈには、例えば、強誘電性液晶シャッタを用いる。
　可変開口６０ａ及び可変開口６０ｈが開いた場合、可変開口６０ａを透過したビーム光８０ａは、図９Ａに示すように、対物レンズ１０９ａの上端位置に入射する。ビーム光８０ａは、この位置から光情報記録媒体２の記録層２０２の記録位置に向けて入射角度“θ１”で入射する。入射角度は、光情報記録媒体２に入射するビーム光の入射方向と光情報記録媒体２の法線方向とのなす角度である。一方、可変開口６０ｈを透過したビーム光８０ｈは、対物レンズ１０９ｂの下端位置に入射する。ビーム光８０ｈは、この位置から光情報記録媒体２の記録層２０２の記録位置に向けて入射角度“θ１”で入射する。ビーム光８０ａ，８０ｈは、光情報記録媒体２の記録層２０２の同一位置に入射角度“θ１”で集光し、これらが互いに干渉することにより、入射角度“θ１”に対応する回折格子２０３ａが形成される。
　また、可変開口６０ｂ及び可変開口６０ｇが開いた場合、可変開口６０ｂを透過したビーム光８０ｂは、図９Ｂに示すように、対物レンズ１０９ａの中心から上方にずれた位置で、かつ、ビーム光８０ａが入射した位置より低い位置に入射する。ビーム光８０ｂは、この位置から光情報記録媒体２の記録層２０２の記録位置に向けて入射角度“θ２”で入射する。一方、可変開口６０ｇを透過したビーム光８０ｇは、対物レンズ１０９ｂの中心から下方にずれた位置で、かつ、ビーム光８０ｈが入射した位置より高い位置に入射する。ビーム光８０ｇは、この位置から光情報記録媒体２の記録層２０２の記録位置に向けて入射角度“θ２”で入射する。ビーム光８０ｂ，８０ｇは、光情報記録媒体２の記録層２０２の同一位置に入射角度“θ２”で集光し、これらが互いに干渉することにより、入射角度“θ２”に対応する回折格子２０３ｂが形成される。
　また、可変開口６０ｃ及び可変開口６０ｆが開いた場合、可変開口６０ｃを透過したビーム光８０ｃは、図９Ｃに示すように、対物レンズ１０９ａの中心から下方にずれた位置に入射する。ビーム光８０ｃは、この位置から光情報記録媒体２の記録層２０２の記録位置に向けて入射角度“θ３”で入射する。一方、可変開口６０ｆを透過したビーム光８０ｆは、対物レンズ１０９ｂの中心から上方にずれた位置に入射する。ビーム光８０ｆは、この位置から光情報記録媒体２の記録層２０２の記録位置に向けて入射角度“θ３”で入射する。ビーム光８０ｃ，８０ｆは、光情報記録媒体２の記録層２０２の同一位置に入射角度“θ３”で集光し、これらが互いに干渉することにより、入射角度“θ３”に対応する回折格子２０３ｃが形成される。
　また、可変開口６０ｄ及び可変開口６０ｅが開いた場合、可変開口６０ｄを透過したビーム光８０ｄは、図９Ｄに示すように、対物レンズ１０９ａの下端位置で、かつ、ビーム光８０ｃが入射した位置より低い位置に入射する。ビーム光８０ｄは、この位置から光情報記録媒体２の記録層２０２の記録位置に向けて入射角度“θ４”で入射する。一方、可変開口６０ｅを透過したビーム光８０ｅは、対物レンズ１０９ｂの上端位置で、かつ、ビーム光８０ｆが入射した位置よりも高い位置に入射する。ビーム光８０ｅは、この位置から光情報記録媒体２の記録層２０２の記録位置に向けて入射角度“θ４”で入射する。ビーム光８０ｄ，８０ｅは、光情報記録媒体２の記録層２０２の同一位置に入射角度“θ４”で集光し、これらが互いに干渉することにより、入射角度“θ４”に対応する回折格子２０３ｄが形成される。本実施形態では、光情報記録媒体２の法線方向を基準にして、一方の側から入射されるビーム光の入射方向となす角度を正、他方の側から入射されるビーム光の入射方向となす角度を負として、入射角度θ１＝－４３．５°、θ２＝－１４．５°、θ３＝１４．５°、θ４＝４３．５°、角度間隔Δθ＝２９°でビーム光を光情報記録媒体２に入射する。
　ミラー１０７ａ～１０７ｄは、光路を変更し、前段の部材から入射されるビーム光を後段の部材に導くために配置される。
　１／４波長板１０８ａ，１０８ｂは、入射するビーム光が直線偏光の場合、直線偏光を円偏光に変換し、また、入射するビーム光が円偏光の場合、円偏光を直線偏光に変換する。
　対物レンズ１０９ａ，１０９ｂは、光情報記録媒体２を介して対向し、対物レンズ１０９ａが集光する第１の光路におけるビーム光と対物レンズ１０９ｂが集光する第２の光路におけるビーム光とが光情報記録媒体２の同一位置に集光されるように配置されている。なお、本実施形態において、対物レンズ１０９ａ，１０９ｂとして、図４に示すように、両凸レンズを採用しているが、非球面レンズを用いても良い。
　集光レンズ１０３ａ～１０３ｄは、それぞれ偏光ビームスプリッタ１０５を透過するビーム光の光路上に設けられる。集光レンズ１０３ａ～１０３ｄは、それぞれ入射するビーム光を平行光から収束光に変換する。なお、本実施形態において、集光レンズ１０３ａ，１０３ｄとして、図４に示すように、両凸レンズを採用しているが、レンズの形状に限定はない。例えば、両面が凹形状の球面レンズ又は何れか一方の面が凸形状で他方の面が凹形状の球面レンズを用いても良く、また、非球面レンズを用いても良い。
　光検出器１１０は、図７に示すように、集光レンズ１０３ａ～１０３ｄの焦点の位置に、４つの受光部７０ａ～７０ｄを備えている。受光部７０ａ～７０ｄは、それぞれ対応する集光レンズ１０３ａ～１０３ｄにより集光されるビーム光を受光する。光検出器１１０は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）やＰＩＮフォトダイオード等の受光素子から構成される。
　次に、光学ユニット駆動部１３の内部構成について説明する。光学ユニット駆動部１３は、図８に示すように、シャッタ駆動部２１と、アクティブ波長板駆動部２２と、光源駆動部２３と、受光信号取得部２４と、を備えている。
　シャッタ駆動部２１は、シャッタ１０６ａの可変開口６０ａ～６０ｄ，シャッタ１０６ｂの可変開口６０ｅ～６０ｈを制御するためのシャッタ制御信号をコントローラ１１から受け取る。そして、シャッタ駆動部２１は、当該シャッタ制御信号により示された開対象となっている可変開口６０ａ～６０ｄ，可変開口６０ｅ～６０ｈに所定の電圧を印加する。
　アクティブ波長板駆動部２２は、アクティブ波長板１０４を制御するアクティブ波長板制御信号をコントローラ１１から受け取り、当該アクティブ波長板制御信号に従って、アクティブ波長板１０４に所定の電圧を印加する。具体的には、アクティブ波長板駆動部２２は、情報記録時に、所定の実効値の交流電圧（例えば２．５Ｖ）を印加することにより、アクティブ波長板１０４を１／４波長板として機能させる。また、情報再生時に、所定の実効値の交流電圧（例えば０Ｖ）を印加することにより、アクティブ波長板１０４を１／２波長板として機能させる。
　光源駆動部２３は、光源１０１を制御する光源制御信号をコントローラ１１から受け取り、当該光源制御信号に従って、光源１０１に一定の電流を供給する。
　受光信号取得部２４は、情報再生時において、光検出した受光部７０ａ～７０ｄから受光信号を受け取ることにより、光検出した受光部７０ａ～７０ｄを特定し、特定した受光部を示す受光情報をコントローラ１１に供給する。
　次に、本実施形態に係る光学的情報処理装置１の動作について説明する。光学的情報処理装置１の動作は、光情報記録媒体２に情報を記録する情報記録動作と、光情報記録媒体２に記録されている情報を再生する情報再生動作とに大別される。
　まず、情報記録動作を説明する。情報記録時において、コントローラ１１は、操作部等を介して入力される情報記録を要求する記録要求信号と、図示しない記録データ入力部や記憶部等から供給される光情報記録媒体２に記録する記録データとを受け取り、これに応じてＲＯＭ等に記憶された情報記録プログラムを読み出し、これをＲＡＭ等に展開して実行する。
　具体的には、コントローラ１１が記録データ“１００００１１００１１０・・・”を受け取った場合、光情報記録媒体２の各記録位置に記録する情報のビット数が“２”なので、コントローラ１１は、“１０”、“００”、“０１”・・・、というように受け取った記録データを分割する。
　つづいて、コントローラ１１は、分割した記録データに対応する入射角度制御データを入射角度制御データ記憶部１２から順次取得する。例えば、コントローラ１１は、 “１０”に対応する“入射角度制御データ３”、“００”に対応する“入射角度制御データ１”、“０１”に対応する“入射角度制御データ２”・・・、というように入射角度制御データ記憶部１２から入射角度制御データを順次取得する。
　さらに、コントローラ１１は、集光点移動機構１４０を駆動させるための移動制御信号を集光点移動機構駆動部１４に供給する。これに従って、集光点移動機構駆動部１４は、集光点移動機構１４０に動作用の駆動電圧等を印加する。集光点移動機構１４０は、集光点移動機構駆動部１４により印加される駆動電圧等により動作し、最初に情報が記録される位置（図３に示す記録層２０２の左上隅の位置）に集光点が位置するように制御する。また、集光点移動機構１４０は、光情報記録媒体２を回転させると共にトラックに集光点を追従させるトラッキング制御を行う。
　以下、この場合において、最初に記録される光情報記録媒体２の記録位置に情報“１０”を記録する動作を説明する。
　コントローラ１１は、“１０”に対応する“入射角度制御データ３”が示すシャッタ情報３を基にシャッタ１０６ａの可変開口６０ｃ及びシャッタ１０６ｂの可変開口６０ｆを制御するためのシャッタ制御信号をシャッタ駆動部２１に供給する。これに応じて、シャッタ駆動部２１は、可変開口６０ｃ及び可変開口６０ｆに電圧を印加して可変開口６０ｃ及び可変開口６０ｆを開口させる。
　また、コントローラ１１は、アクティブ波長板１０４を１／４波長板として機能させるためのアクティブ波長板制御信号をアクティブ波長板駆動部２２に供給する。これに応じて、アクティブ波長板駆動部２２は、所定の実効値の交流電圧（例えば２．５Ｖ）を印加して、アクティブ波長板１０４を１／４波長板として機能させる。
　さらに、コントローラ１１は、光源１０１を制御するための光源制御信号を光源駆動部２３に供給する。これに応じて、光源駆動部２３は、光源１０１に一定の電流を供給して光源１０１を動作させる。
　光学ユニット１００において、光源１０１は、一定のパワーのビーム光（直線偏光）をレンズ１０２ａに向けて出射する。光源１０１から出射したビーム光は、レンズ１０２ａにより平行化され、１／４波長板として機能しているアクティブ波長板１０４により直線偏光から円偏光に変換される。
　また、アクティブ波長板１０４の出射面に設けられた４つの開口６０ａ～６０ｄにより、ビーム光は４つのビーム光に分割され、分割された各ビーム光が偏光ビームスプリッタ１０５に出射される。
　偏光ビームスプリッタ１０５に入射した円偏光のうちＳ偏光成分のビーム光（入射光の約５０％）は、偏光ビームスプリッタ１０５で反射され、シャッタ１０６ａに入射される。
　シャッタ１０６ａに入射された４つのビーム光は、シャッタ１０６ａに設けられた可変開口６０ａ～６０ｄのうち、開いた状態の可変開口６０ｃで透過する。可変開口６０ｃを透過したビーム光８０ｃは、レンズ１０２ｂ、ミラー１０７ａ、レンズ１０２ｃ、ミラー１０７ｂ、１／４波長板１０８ａを介して、図９Ｃに示すように、対物レンズ１０９ａの中心から下方にずれた位置に入射する。ビーム光８０ｃは、この位置から光情報記録媒体２の記録層２０２の記録位置（情報が最初に記録される位置）に入射角度“θ３”で集光される。
　一方、偏光ビームスプリッタ１０５に入射した円偏光のうちＰ偏光成分のビーム光（入射光の約５０％）は、偏光ビームスプリッタ１０５を透過し、シャッタ１０６ｂに入射される。
　シャッタ１０６ｂに入射された４つのビーム光は、シャッタ１０６ｂに設けられた可変開口６０ｅ～６０ｈのうち、開動作している可変開口６０ｆで透過する。可変開口６０ｆを透過したビーム光８０ｆは、レンズ１０２ｄ、ミラー１０７ｃ、レンズ１０２ｅ、ミラー１０７ｄ、１／４波長板１０８ｂを介して、図９Ｃに示すように、対物レンズ１０９ｂの中心から上方にずれた位置に入射する。ビーム光８０ｆは、この位置から光情報記録媒体２の記録層２０２の記録位置（情報が最初に記録される位置）に入射角度“θ３”で集光される。
　したがって、光情報記録媒体２の記録層２０２の記録位置には、互いに対向する２つのビーム光８０ｃとビーム光８０ｆが光情報記録媒体２の両面側（対物レンズ１０９ａ、１０９ｂ側）から入射角度“θ３”で集光される。そして、この記録位置においてビーム８０ｃとビーム８０ｆとが互いに干渉することにより入射角度“θ３”に対応する回折格子２０３ｃが形成される。これにより、情報が最初に記録される光情報記録媒体２の記録位置に、コントローラ１１が分割した記録データの最初の記録データ“１０”に対応する情報が記録される。
　その後、光情報記録媒体２の記録位置に次の情報を記録するため、コントローラ１１は、集光点移動機構１４０を駆動させるための移動制御信号を集光点移動機構駆動部１４に供給する。これに従って、集光点移動機構駆動部１４は、集光点移動機構１４０に対して、駆動電圧等を印加する。集光点移動機構１４０は、集光点移動機構駆動部１４により印加される駆動電圧等により動作し、次に情報が記録される位置（図３に示す記録層２０２の左上隅の位置）に集光点が位置するように制御する。また、集光点移動機構１４０は、光情報記録媒体２を回転させると共にトラックに集光点を追従させるトラッキング制御を行う。
　そして、コントローラ１１が取得した、分割した残りの記録データ（“００”、“０１”、“１０”、“０１”、“１０”・・・）に対応する入射角度制御データ（“入射角度制御データ１”、“入射角度制御データ２”、“入射角度制御データ３”、“入射角度制御データ２”、“入射角度制御データ３”・・・）に基づいて、上記と同様の動作が、繰り返し行われる。これにより、光情報記録媒体２の各記録位置には、ビーム光が、順次、入射角度“θ１”、入射角度“θ２”、入射角度“θ３”、入射角度“θ２”、入射角度“θ３”で集光され、それぞれの入射角度に対応する回折格子が順次形成されていく。
　以上の情報記録動作により、記録データ（“１００００１１００１１０・・・”）を光情報記録媒体２に記録することができる。
　次に、情報再生動作を説明する。情報再生時において、コントローラ１１は、操作部等を介して入力される情報再生を要求する再生要求信号を受け取り、これに応じてＲＯＭ等に記憶された情報再生プログラムを読み出し、これをＲＡＭ等に展開して実行する。
　具体的には、コントローラ１１は、情報記録時において記録した記録データ（“１００００１１００１１０・・・”）の再生要求に従い、入射角度制御データ記憶部１２から全ての入射角度制御データ（入射角度制御データ１～４）を取得する。
　また、コントローラ１１は、集光点移動機構１４０を動作させるための移動制御信号を集光点移動機構駆動部１４に供給する。これに従って、集光点移動機構駆動部１４は、集光点移動機構１４０に対して、駆動電圧等を印加する。集光点移動機構１４０は、集光点移動機構駆動部１４により印加される駆動電圧等により動作し、最初の情報を再生する位置（図３に示す記録層２０２の左上隅の位置）に集光点が位置するように制御する。また、集光点移動機構１４０は、光情報記録媒体２を回転させると共にトラックに集光点を追従させるトラッキング制御を行う。
　以下、この場合において、光情報記録媒体２の記録位置に最初に記録した情報を再生する動作を説明する。
　コントローラ１１は、“入射角度制御データ１”、“入射角度制御データ２”、“入射角度制御データ３”、“入射角度制御データ４”が示す各シャッタ情報を基に、シャッタ１０６ａの全ての可変開口６０ａ～６０ｄ及びシャッタ１０６ｂの全ての可変開口６０ｅ～６０ｈを動作させるためのシャッタ制御信号をシャッタ駆動部２１に供給する。これに応じて、シャッタ駆動部２１は、可変開口６０ａ～６０ｄ及び可変開口６０ｅ～６０ｈにそれぞれ電圧を印加して可変開口６０ａ～６０ｄ及び可変開口６０ｅ～６０ｈを開口させる。
　また、コントローラ１１は、アクティブ波長板１０４を１／２波長板として機能させるためのアクティブ波長板制御信号をアクティブ波長板駆動部２２に供給する。これに応じて、アクティブ波長板駆動部２２は、所定の実効値の交流電圧（例えば０Ｖ）をアクティブ波長板１０４に印加してアクティブ波長板１０４を１／２波長板として機能させる。
　さらに、コントローラ１１は、光源１０１を動作させるための光源制御信号を光源駆動部２３に供給する。これに応じて、光源駆動部２３は、光源１０１に一定の電流を供給して光源１０１を動作させる。
　光学ユニット１００において、光源１０１は、一定のパワーのビーム光（直線偏光）をレンズ１０２ａに向けて出射する。光源１０１から出射したビーム光は、レンズ１０２ａにより平行化され、１／２波長板として機能しているアクティブ波長板１０４により直線偏光の偏光方向が９０度変化する。
　また、アクティブ波長板１０４の出射面に設けられた４つの開口６０ａ～６０ｄにより、ビーム光は４つのビーム光に分割され、分割された各ビーム光が偏光ビームスプリッタ１０５に出射される。
　偏光ビームスプリッタ１０５に入射したＳ偏光成分のビーム光（入射光の約１００％）は、偏光ビームスプリッタ１０５で反射され、シャッタ１０６ａに入射される。一方、偏光ビームスプリッタ１０５にはＰ偏光成分のビーム光（入射光の約０％）は、入射されず、ビーム光はシャッタ１０６ａに入射されない。
　シャッタ１０６ａに入射された４つのビーム光は、開いた状態の全ての可変開口６０ａ～６０ｄで透過する。可変開口６０ａ～６０ｄを透過したビーム光９０ａ～９０ｄは、レンズ１０２ｂ、ミラー１０７ａ、レンズ１０２ｃ、ミラー１０７ｂ、１／４波長板１０８ａ、対物レンズ１０９ａを介して、光情報記録媒体２の記録層２０２の記録位置（情報が最初に記録される位置）に集光する。
　したがって、情報再生時においては、図１０Ａ～図１０Ｄにそれぞれ示すように、入射角度“θ１”～“θ４”のビーム光が一方の面側（対物レンズ１０９ａ側）から光情報記録媒体２の記録層２０２の記録位置に集光する。
　そして、この記録位置において、情報記録時と同じ入射角度で集光したビーム光のみが、情報記録時に形成した回折格子で反射される。一方、情報記録時と異なる入射角度でビーム光が集光した場合や、当該記録位置に回折格子が形成されていない場合、当該ビーム光は透過する。
　本実施形態では、光情報記録媒体２の記録層２０２の情報が最初に記録される位置に、入射角度“θ３”で集光したビーム光８０ｃ，８０ｆにより回折格子２０３ｃが形成されている。したがって、図１０Ｃに示すように、情報記録時と同じ入射角度θ３で集光したビーム光９０ｃのみが、回折格子２０３ｃで反射され、それ以外の入射角度θ１，θ２，θ４で集光したビーム光９０ａ，９０ｂ，９０ｄは透過する。
　回折格子２０３ｃで反射された反射ビーム光９０ｃ’は、上記の方向とは逆向きに対物レンズ１０９ａ、１／４波長板１０８ａ、ミラー１０７ｂ、レンズ１０２ｃ、ミラー１０７ａ、レンズ１０２ｂを介して、シャッタ１０６ａの可変開口６０ｃを透過し、偏光ビームスプリッタ１０５に入射する。
　偏光ビームスプリッタ１０５に入射したＰ偏光成分のビーム光（入射光の約１００％）は、偏光ビームスプリッタ１０５を透過し、可変開口６０ｃを透過するビーム光の光路上に設けられた集光レンズ１０３ｃを透過し、光検出器１１０の受光部７０ｃで受光される。
　当該光を検出した受光部７０ｃは、光学ユニット駆動部１３の受光信号取得部２４に受光信号を供給する。受光信号取得部２４は、受光信号を受け取ることにより光検出した受光部７０ｃを特定し、特定した受光部７０ｃを示した受光情報（受光情報３）をコントローラ１１に供給する。
　これに応じてコントローラ１１は、受光情報３に対応する“入射角度制御データ３”を入射角度制御データ記憶部１２から取得し、当該“入射角度制御データ３”に対応付けられた情報“１０”を取得する。これにより、光情報記録媒体２の記録位置に記録した最初の情報“１０”の再生が行われる。
　その後、光情報記録媒体２の記録位置から次の情報を再生するため、コントローラ１１は、集光点移動機構駆動部１４を駆動させるための移動制御信号を集光点移動機構駆動部１４に供給する。これに従って、集光点移動機構駆動部１４は、集光点移動機構１４０に対して、駆動電圧等を印加する。集光点移動機構１４０は、集光点移動機構駆動部１４により印加される駆動電圧等により動作し、次の情報を再生する位置（図３に示す記録層２０２の左上隅の位置）に集光点が位置するように制御する。また、集光点移動機構１４０は、光情報記録媒体２を回転させると共にトラックに集光点を追従させるトラッキング制御を行う。
　そして、上記と同様の動作を繰り返し行うことにより、コントローラ１１は、順次、“入射角度制御データ１”に対応付けられた情報“００”、“入射角度制御データ２”に対応付けられた情報“０１”、“入射角度制御データ３”に対応付けられた情報“１０”・・・、というように、順次取得される入射角度制御データに対応付けられた２ビットの情報を取得していく。
　以上の情報再生動作により、情報記録時において記録した記録データ（“１００００１１００１１０・・・”）を再生することができる。
　以上、本実施形態の光学的情報処理装置１によれば、記録情報毎に割り当てた入射角度（θ１～θ４）でビーム光を集光する制御を行い、各記録位置に１個の回折格子を形成することにより、２ビットの情報記録再生を行うことができる。この場合、光情報記録媒体２の記録層２０２の屈折率変化の最大値をΔｎとすると、１個の回折格子に割り当てられる屈折率変化はΔｎとなる。これに対し、従来のように、２ビットの情報記録再生を、回折格子を形成するか否かにより行う場合、記録位置に形成される回折格子は最大で２個必要になる。この場合、１個の回折格子に割り当てられる屈折率変化はΔｎ／２となる。また、１個の回折格子の回折効率は屈折率変化の２乗に比例する。したがって、本実施形態の光学的情報処理装置１は、従来と比べて、多重度は同じ２でありながら、１個の回折格子の回折効率を４倍に高めることができる。このように、本実施形態の光学的情報処理装置１によれば、各記録位置に形成できる回折格子の数が制限されている中で、より多くの情報の記録再生を行うことができる。
　なお、光情報記録媒体２に集光するビーム光の入射角度の間隔（Δθ）は、再生すべき回折格子から受け取る信号レベルに対する、他の回折格子から受け取る信号レベルの比であるクロストークの影響を受けないようにしなければならない。つまり、再生対象となっている回折格子以外の回折格子からの反射ビーム光を受光しないようにしなければならない。
　対物レンズ１０９ａ，１０９ｂにより光情報記録媒体２の記録層２０２に集光するビーム光の光軸方向の大きさは、記録再生に用いる光の波長をλ、対物レンズ１０９ａ、１０９ｂの開口数をＮＡ、記録層２０２の屈折率をｎ０とすると、４ｎ０λ／ＮＡ２で与えられる。従って、記録層２０２に形成される回折格子２０３の光軸方向の大きさも、ほぼ４ｎ０λ／ＮＡ２となる。光情報記録媒体２に集光するビーム光の入射角度を変化させた場合の回折格子の回折効率（反射率）は、結合波理論により求められる。 
　図１１を用いて、情報再生時に光情報記録媒体２に集光するビーム光と回折格子の回折効率との関係（記録波長と再生波長との関係）について説明する。光情報記録媒体２への情報記録時において、記録に用いる光の光情報記録媒体２への入射角度は、θ１＝－４３．５°、θ２＝－１４．５°、θ３＝１４．５°、θ４＝４３．５°とし、角度間隔をΔθ＝２９°とした。
　また、情報再生時には、光情報記録媒体２に集光するビーム光の入射角度をθ＝－５８°～＋５８°の範囲で変化させた。図１１において横軸は再生角度であり、縦軸は回折格子の回折効率を再生角度が記録角度と一致しているときの値で規格化した信号レベルである。また、図１１では、記録角度がθ１～θ４である場合の４つの曲線を重ねて示している。記録角度が“θ１”～“θ４”の何れである場合も、再生角度が記録角度と一致しているときの信号レベルは１である。しかし、再生角度が記録角度から離れるに従って信号レベルは小さくなり、再生角度が記録角度からΔθだけ離れているときの信号レベルはほぼ０となる。この場合、再生対象となっている回折格子以外の回折格子からの反射ビーム光は受光されない。
　例えば、情報記録時に入射角度θ１の条件で形成された回折格子において、情報再生時に入射角度θ１の条件で集光した場合の受光信号レベルは１であり、入射角度θ２、θ３、θ４の条件で集光した場合の信号レベルはほぼ０である。つまり、再生対象となっている回折格子以外の回折格子からの反射ビーム光は受光されず、クロストークの影響を受けないことが判る。
　また、本実施形態では、光情報記録媒体２の各記録位置において２ビットの情報記録再生を行う態様について説明したが、本発明は、２ビットの情報の記録再生に限定されない。光情報記録媒体２に記録する情報と光情報記録媒体２に集光するビーム光の入射角度とについて、下記の条件を満たせば、記録され得るビット数は任意である。
　２ｄ≦ｐＣｑ
　ｄ；光情報記録媒体２の各記録位置に記録する情報のビット数
　２ｄ；情報数
　ｐ；光情報記録媒体２に集光可能なビーム光の入射角度の設定数
　ｑ；集光可能なビーム光から選択するビーム光の入射角度の設定数
　入射角度制御データ記憶部１２は、複数ビットの情報毎に、ビーム光の入射角度を制御する入射角度制御データを対応付けて記憶している。
　なお、回折格子を形成した時の屈折率変化や回折効率を考慮すると、光情報記録媒体２の各記録位置に形成される回折格子の数は少ない方が良い。したがって、選択するビーム光の数は少ない方が良い。例えば、２ビットの記録情報を４方向の入射角度（θ１～θ４）を用いて表現する場合、４方向のビーム光から２方向のビーム光を選択するよりも、１方向のビーム光を選択した方が良い。そうすることで、１個の回折格子が形成され、２個の回折格子が形成される時よりも屈折率変化が小さく、また、回折効率も低下しない。
　さらに、本実施形態では、光情報記録媒体２に集光される入射角度を、シャッタ１０６ａの可変開口６０ａ～６０ｄ，シャッタ１０６ｂの可変開口６０ｅ～ｈにより選択する構成としたが、かかる構成に限定されない。例えば、図１２に示すように、光情報記録媒体２の集光点を中心に傾斜させる傾斜機構１２０を備え、当該傾斜機構１２０を用いて光情報記録媒体２に集光される入射角度を選択するようにしても良い。この場合、入射角度制御データには、当該傾斜機構１２０を動作させるための傾斜情報が含まれる。かかる構成にすることで、図４に示す光学ユニット１００においてビーム光を分割する構成が不要になり、部品点数を削減できる。
　また、光学的情報処理装置１が、記録時において、要求された記録データのデータサイズと、光情報記録媒体２のメモリ容量とに基づいて、光情報記録媒体２に集光可能なビーム光から選択するビーム光の数（ｑ）及びビット数（ｄ）を決定するようにしてもよい。例えば、光情報記録媒体２に集光可能なビーム光の数（ｐ）が、５方向（入射角度θ１～θ５）あり、光情報記録媒体２の残りの記録位置が６０箇所あった場合を想定する。ここで、データサイズが１００ビットの記録データの記録を要求された際、光学的情報処理装置１（コントローラ１１）は、各記録位置に記録する情報のビット数（ｄ）を２ビットと決定し、光情報記録媒体２に集光可能なビーム光から選択するビーム光の数（ｑ）をｑ＝１と決定する。
　つまり、この場合は、光情報記録媒体２に集光可能なビーム光の入射角度（θ１～θ５）から１方向の入射角度（θ１～θ５）を選択すること（２２≦５Ｃ１）により、上記記録データを記録することができる。一方、上記の場合において、データサイズが１５０ビットの記録データの記録を要求された際、光学的情報処理装置１（コントローラ１１）は、各記録位置に記録する情報のビット数（ｄ）を３ビットと決定し、光情報記録媒体２に集光可能なビーム光から選択するビーム光の数（ｑ）をｑ＝２と決定する。つまり、この場合は、光情報記録媒体２に集光可能なビーム光の入射角度（θ１～θ５）から２方向の入射角度（θ１～θ５）を選択すること（２３≦５Ｃ２）により、上記記録データを記録することができる。
　本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。
　なお、本出願は、２００９年１２月２８日に出願された日本国特許出願特願２００９－２９８８５８号に基づく。本明細書中に、その明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照して取り込むものとする。
　１　　光学的情報処理装置
　２　　光情報記録媒体
　１１　コントローラ
　１２　入射角度制御データ記憶部
　１３　光学ユニット駆動部
　１４　集光点移動機構駆動部
　２１　シャッタ駆動部
　２２　アクティブ波長板駆動部
　２３　光源駆動部
　２４　受光信号取得部
　５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ　開口
　６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ、６０ｆ、６０ｇ、６０ｈ　可変開口
　７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ　受光部
　８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ、８０ｅ、８０ｆ、８０ｇ、８０ｈ　ビーム光
　９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ　ビーム光
　９０ｃ’反射ビーム光
　１００　光学ユニット
　１０１　光源
　１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ、１０２ｅ　レンズ
　１０３、１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ　集光レンズ
　１０４　アクティブ波長板
　１０５　偏光ビームスプリッタ
　１０６ａ、１０６ｂ　シャッタ
　１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄ　ミラー
　１０８ａ、１０８ｂ　１／４波長板
　１０９ａ、１０９ｂ　対物レンズ
　１１０　光検出器
　１２０　傾斜機構
　１４０　集光点移動機構
　２０１ａ、２０１ｂ　基板
　２０２　記録層
　２０３、２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄ　回折格子

Claims (8)

  1. 　光情報記録媒体に対して、情報の記録及び再生の少なくとも何れか一方を行う光学的情報処理装置であって、
    　前記光情報記録媒体に記録され得る記録情報毎に、前記光情報記録媒体に集光するビーム光の入射角度を制御するための情報を示す入射角度制御データを対応付けて記憶した入射角度制御データ記憶手段と、
    　情報の記録又は再生の際、前記入射角度制御データ記憶手段から１又は複数の前記入射角度制御データを取得し、取得した１又は複数の入射角度制御データに基づいて、前記光情報記録媒体に集光するビーム光の入射角度を制御する制御手段と、を備える、
    　ことを特徴とする光学的情報処理装置。
  2. 　前記制御手段は、
    　前記光情報記録媒体に情報を記録する場合には、前記入射角度制御データ記憶手段から当該情報に対応する前記入射角度制御データを取得し、
    　前記光情報記録媒体から情報を再生する場合には、前記入射角度制御データ記憶手段から全ての前記入射角度制御データを取得する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の光学的情報処理装置。
  3. 　前記光情報記録媒体に記録する情報と前記集光するビーム光の入射角度との関係が、以下の条件
    　２ｄ≦ｐＣｑ
    　ｄ；光情報記録媒体に記録する情報のビット数
    　ｐ；光情報記録媒体に集光可能なビーム光の入射角度の設定数
    　ｑ；選択するビーム光の入射角度の設定数
    を満たしている、
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学的情報処理装置。
  4. 　前記入射角度制御データは、前記光情報記録媒体に集光するビーム光の入射角度を制御するシャッタを動作させるためのシャッタ情報を有し、
    　前記制御手段は、前記シャッタ情報を用いて前記光情報記録媒体に集光するビーム光の入射角度を制御する、
    　ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光学的情報処理装置。
  5. 　前記入射角度制御データは、前記光情報記録媒体に集光するビーム光の入射角度を制御する傾斜機構を動作させるための傾斜情報を有し、
    　前記制御手段は、前記傾斜情報を用いて前記光情報記録媒体に集光するビーム光の入射角度を制御する、
    　ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光学的情報処理装置。
  6. 　光情報記録媒体に対して、情報の記録及び再生の少なくとも何れか一方を行う光学的情報処理方法であって、
    　情報の記録又は再生の際、前記光情報記録媒体に記録され得る記録情報毎に、前記光情報記録媒体に集光するビーム光の入射角度を制御するための情報を示す入射角度制御データを記憶する所定のメモリから、１又は複数の前記入射角度制御データを取得する入射角度制御データ取得工程と、
    　該入射角度制御データ取得工程で取得された１又は複数の入射角度制御データに基づいて、前記光情報記録媒体に集光するビーム光の入射角度を制御する制御工程と、を有する、
    　ことを特徴とする光学的情報処理方法。
  7. 　前記入射角度制御データ取得工程では、
    　前記光情報記録媒体に情報を記録する場合には、前記メモリから当該情報に対応する前記入射角度制御データを取得し、
    　前記光情報記録媒体から情報を再生する場合には、前記メモリから全ての前記入射角度制御データを取得する、
    　ことを特徴とする請求項６に記載の光学的情報処理方法。
  8. 　前記光情報記録媒体に記録する情報と前記集光するビーム光の入射角度との関係が、以下の条件
    　２ｄ≦ｐＣｑ
    　ｄ；光情報記録媒体に記録する情報のビット数
    　ｐ；光情報記録媒体に集光可能なビーム光の入射角度の設定数
    　ｑ；選択するビーム光の入射角度の設定数
    を満たしている、
    　ことを特徴とする請求項６又は７に記載の光学的情報処理方法。
PCT/JP2010/073449 2009-12-28 2010-12-24 光学的情報処理装置及び光学的情報処理方法 WO2011081107A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011547669A JPWO2011081107A1 (ja) 2009-12-28 2010-12-24 光学的情報処理装置及び光学的情報処理方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009298858 2009-12-28
JP2009-298858 2009-12-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011081107A1 true WO2011081107A1 (ja) 2011-07-07

Family

ID=44226513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/073449 WO2011081107A1 (ja) 2009-12-28 2010-12-24 光学的情報処理装置及び光学的情報処理方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2011081107A1 (ja)
WO (1) WO2011081107A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006228375A (ja) * 2005-02-21 2006-08-31 Alps Electric Co Ltd ホログラフィー記録装置，再生装置及びその方法並びにホログラフィー媒体
JP2007025399A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Sanyo Electric Co Ltd ホログラム装置及びそのホログラム記録再生方法。
JP2007240581A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Fujitsu Ltd ホログラム記録装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006228375A (ja) * 2005-02-21 2006-08-31 Alps Electric Co Ltd ホログラフィー記録装置，再生装置及びその方法並びにホログラフィー媒体
JP2007025399A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Sanyo Electric Co Ltd ホログラム装置及びそのホログラム記録再生方法。
JP2007240581A (ja) * 2006-03-06 2007-09-20 Fujitsu Ltd ホログラム記録装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2011081107A1 (ja) 2013-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7916585B2 (en) Optical disc drive and method of controlling focal position
KR100841836B1 (ko) 광 디스크 장치
KR100965890B1 (ko) 홀로그래픽 정보 기록/재생 장치 및 방법
EP2159794A1 (en) Apparatus for recording/reproducing holographic data and method of adjusting position of recording layer
US8085642B2 (en) Servo controlling apparatus and method of holographic information recording/reproducing system
EP1843334B1 (en) Optical information reproducing apparatus and optical information reproducing method using the same
US6556532B2 (en) Optical pickup device
WO2011081107A1 (ja) 光学的情報処理装置及び光学的情報処理方法
WO2011081108A1 (ja) 光学的情報処理装置及び光学的情報処理方法
CN100504663C (zh) 光学信息再现装置及利用该装置的光学信息再现方法
US20100195179A1 (en) Hologram reproducing device and hologram reproducing method
WO2011065458A1 (ja) 光学的情報処理装置及び光学的情報処理方法
US20050058050A1 (en) Optical pick-up having a spherical aberration compensator and a method of compensating for spherical aberration
JP5240098B2 (ja) 光学ユニット及び光学的情報記録再生装置
KR100657677B1 (ko) 홀로그래픽 롬 재생 시스템의 서보 장치
KR100657669B1 (ko) 웨지 프리즘을 갖는 홀로그래픽 롬 재생 시스템의 서보 장치
US7944796B2 (en) Recording apparatus and information processing apparatus equipped with the same
KR100787755B1 (ko) 광정보 처리장치 및 광정보 재생방법
KR100657693B1 (ko) 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치
WO2011065459A1 (ja) 光学的情報処理装置及び光学的情報処理方法
US20090185247A1 (en) Holographic data storage medium, and method and apparatus for recording/reproducing holographic data to/from the same
KR100517963B1 (ko) 광 자기 디스크 드라이브의 광 픽업 장치
KR100613563B1 (ko) 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치
KR100486291B1 (ko) 호환형 광픽업장치
KR100657722B1 (ko) 홀로그래픽 롬 재생 시스템의 서보 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10840963

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011547669

Country of ref document: JP

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10840963

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1