JP2011044195A - 電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】再生光を確実に読み取ることができ、読み取り精度を向上させることができる電子機器を提供することを目的とする。
【解決手段】ホログラムディスクの記録、または再生の少なくとも一方を行う電子機器であって、ホログラムディスク（ＭＨ）１に対向配置された対物レンズ１１と、対物レンズ１１に向けて光を照射するレーザ光源５と、対物レンズ１１を介してホログラムディスク（ＭＨ）１からの反射光を受光する受光素子１７とを備え、レーザ光源５から対物レンズ１１に向かう光の一部を反射するコーナキューブアレイ８をレーザ光源５と対物レンズ１１との間に設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホログラムディスクの記録、または再生の少なくとも一方を行う電子機器に関するものである。
近年、記録容量を大きくするために、多層記録されたホログラムディスクが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
上記ホログラムディスクは、円板状のホログラムディスク内の厚さ方向に、記録層であるホログラム層を多層状態で設けているため、記録容量は極めて大きくなる。
そして、ホログラムディスクを記録再生する電子機器によって、発光素子から照射された光を対物レンズによって集光し、上記ホログラムディスクの片側から照射することで、ホログラムディスクの記録再生を行い、ホログラムディスクと対物レンズの相対距離を変化させることにより、多層化を実現している。
米国特許第７３８８６９５号明細書
しかしながら、上記従来のホログラムディスクを再生する際、ホログラム層から反射された再生光の強度は、ホログラムディスクに照射した光の強度と比較すると小さく、電子機器によって再生光を読み取れない場合があり、読み取り精度が落ちる恐れがあった。
そこで、本発明は、読み取り精度を向上させることを目的とする。
本発明は、ホログラムディスクの記録、または再生の少なくとも一方を行う電子機器であって、ホログラムディスクに対向配置された対物レンズと、対物レンズに向けて光を照射する発光素子と、対物レンズを介してホログラムディスクからの反射光を受光する受光素子とを備え、発光素子から対物レンズに向かう光の一部を反射する反射板を発光素子と対物レンズとの間に設けたことを特徴とする。
以上のように本発明は、発光素子から対物レンズに向かう光の一部を反射する反射板を発光素子と対物レンズとの間に設けたことにより、対物レンズから受光素子に向かう光つまり再生光を読み取る際、再生光と比較して光の強度が大きい反射板からの反射光を利用できるため、再生光を確実に読み取ることができ、読み取り精度を向上させることができる。
本発明の実施例１の電気機器の構成図 本発明の実施例１のホログラムディスク（記録媒体）を示す透視斜視図 図２の一部拡大透視図 本発明の実施例１のホログラムディスク（記録媒体）を示す一部拡大平面図 図４のレーザ光（円形光）５Ａエネルギーレベルを示す特性図 図４の再生時を示す一部拡大平面図 図４の再生時のトラッキング制御を示す図 本発明の実施例１の電子機器の再生時の動作図 光の可干渉性を示す図 本発明の実施例２の電気機器の構成図 比較例の動作を説明するための波形図 本発明の実施例２の動作を説明するための波形図 本発明の実施例２の動作を説明するための波形図 本発明の実施例２の動作を説明するための波形図
本発明は、ホログラムディスクの記録、または再生の少なくとも一方を行う電子機器であって、ホログラムディスクに対向配置された対物レンズと、対物レンズに向けて光を照射する発光素子と、対物レンズを介してホログラムディスクからの反射光を受光する受光素子とを備え、発光素子から対物レンズに向かう光の一部を反射する反射板を発光素子と対物レンズとの間に設けたことを特徴とする電子機器。
これにより、対物レンズから受光素子に向かう光、つまり再生光を読み取る際、再生光と比較して光の強度が大きい反射板からの反射光を再生光の増幅に利用できるため、再生光を確実に読み取ることができ、読み取り精度を向上させることができる。
また、反射板は、発光素子から対物レンズに向かう光に対して発光素子からの光の外周部分の光のみを透過し、その内周部分の光は反射することにより、光の集光位置の変化によって生じる球面収差を補正することができる。
また、反射板は、対物レンズから受光素子に向かう光に対しては透過することにより、ホログラムディスクからの反射光を効率よく利用することができる。
なお、発光素子から反射板に入射して、反射あるいは透過する光とホログラムディスクで反射して、反射板に再入射する光の偏光はほぼ直交している。こうすることにより、再生光を読み取る際、再生光と比較して光の強度が大きい反射板からの反射光を再生光の増幅に利用する効率を最大にすることができる。
また、対物レンズと受光素子との間に、対物レンズおよび反射板から受光素子に向かう光を第１の光、第２の光、第３の光の３つに分ける回折格子を設け、受光素子で、第１、第２の光を読み取る際、第１の光を２つの直交する偏光に分け、また第２の光の偏光状態を変化させて、２つの直交する偏光に分けて、それぞれを読み取ることにより、反射板からの反射光を利用してホログラムディスクからの反射光を増幅して読み取ることができる。
また、上記第３の光は、フォーカス制御またはトラッキング制御の少なくとも一方に利用することができる。
また、反射板は、複数のコーナキューブを平面状に配置したコーナキューブアレイと、発光素子から照射される光が入射する反射板の入射面側にある第１の部材と、入射面とは反対側の面側にある第２の部材とを備え、コーナキューブアレイと１の部材と第２の部材とは一体に形成されており、第１の部材の屈折率と第２の部材の屈折率とが同じであることにより、反射板を透過する光を正しく導くことができる。
また、発光素子が半導体レーザであり、反射板で反射して受光素子に向かう光と、ホログラムディスクで反射して受光素子に向かう光の光路長差が、半導体レーザの光学的共振器長の２倍のほぼ整数倍であることにより、反射板で反射して受光素子に向かう光と、ホログラムディスクで反射して受光素子に向かう光の可干渉性が高まり、この反射板からの反射光を利用してホログラムディスクからの反射光を増幅して読み取る動作の効率が高くなる。
以下、本発明の実施例について、以下の図面を用いて説明する。
（実施例１）
図１はホログラムディスク（ＭＨ）１の記録、再生を行う電子機器を示しているが、まずはこのホログラムディスク（ＭＨ）１についての説明を行い、続いてその記録、再生を行う電子機器について説明する。
図１に示したホログラムディスク（ＭＨ）１は、図２に示すように円板状の板体２で構成され、その中心部分に形成した回転駆動用の貫通孔２Ａには、電子機器の駆動軸（図示せず）が挿入され、これによりホログラムディスク（ＭＨ）１は回転駆動されるようになっている。
本実施例で用いるホログラムディスク（ＭＨ）１は図１に示すように、板体２の内部の板厚方向に、あらかじめ複数の渦巻状のホログラム層３が、所定間隔をおいて形成されたものである。
また、各渦巻状のホログラム層３は、図２、図３からも理解されるように、渦巻状のホログラム帯４により構成したものであるが、各層の渦巻状のホログラム帯４は、それぞれ上、下層の渦巻状のホログラム帯４とは分離されている。つまり、本実施例では、各層の渦巻状のホログラム帯４の外周端、内周端とも、それぞれ上、下方向に所定間隔をおいて配置されているので、各渦巻状のホログラム帯４の内周端近傍には何層目かを示す層情報が設けられている。
勿論、上層から下層までの渦巻状のホログラム帯４が一筆書き状に連続的な状態としてもよい。
以上のごとく本実施例では、板体２の内部に、上、下に所定間隔をおいて配置された複数の渦巻状のホログラム層３を形成したものであって、記録時には渦巻状のホログラム層３を構成する渦巻状のホログラム帯４に光を照射して光学的な変質を起こさせることで、その部分の渦巻状のホログラム帯４を消失（例えばデジタルの０）させ、また光を照射しない部分の渦巻状のホログラム帯４は元の状態、つまり非消失（例えばデジタルの１）の状態として保持し、これにより円周方向に、断続的な「０」「１」のデジタル記録が行えるものである。
また、再生時には、前記「０」「１」のデジタル信号を読み取って、再生を行うようになっている。
本実施例における特徴点の一つは、上述したように、渦巻状のホログラム層３の一層毎が、図２、図３に示すごとく、連続した渦巻状のホログラム帯４により構成されていることである。
また、各渦巻状のホログラム帯４は、図３に示すごとく上、下方向に複数の干渉縞を有するものであり、これら上、下方向の干渉縞のうち、上、下方向の中間層部分（例えば４Ｘ）は幅（渦巻状のホログラム帯４の長手方向に直行する方向）が広く、その中間層部分（例えば４Ｘ）から上方の上方層（例えば４Ｙ）になればなるほど幅は狭くなっており、また前記中間層部分（例えば４Ｘ）から下方の下方層（例えば４Ｚ）になればなるほど幅が狭くなっている。
次に、図１〜図３を用いて、ホログラムディスク（ＭＨ）１に形成した渦巻状のホログラム帯４の記録、再生を行う電子機器について説明する。
このホログラムディスク（ＭＨ）１を記録、再生する電子機器は、レーザ光を発振するレーザ光源５と、このレーザ光源５からの光を平行光にするコリメータレンズ６と、このコリメータレンズ６からの光を分離するビームスプリッタ７と、特定の偏光成分を所定の割合で反射する偏光選択性膜付きのコーナキューブアレイ８と、１／４波長板９と、ホログラムディスク（ＭＨ）１に対して集光させる位置が変化することによって生じる球面収差を補正する液晶の球面収差補正板１０と、対物レンズ１１と、反射板１２と、非点収差レンズ１３と、入射した光を０次光と±１次光の３つの光に分ける回折格子１４と、入射した光の偏光状態を変化させる１／４波長板１５と、入射した光を２つのほぼ等光量の直交する偏光に分ける偏光ホログラム１６と、ホログラムディスク（ＭＨ）１からの光を受光する受光素子１７とにより構成されている。
なお、本実施例では、レーザ光源５は、通常のものを用いているが、外部共振型のレーザ（ＥＣＬＤ）を用いるほうが、好ましい。
また、本実施例では、コーナキューブアレイ８と１／４波長板９とは一体に形成されており、例えばガラス基板上に形成されている。
このとき、コーナキューブアレイ８のビームスプリッタ７側（コーナキューブアレイ８においてレーザ光源５からの光が入射する入射面側）にある部材の屈折率とコーナキューブアレイ８の球面収差補正板１０側（上述した入射面とは反対側）にある部材の屈折率が異なる、つまりコーナキューブアレイ８を境界にして屈折率が変化するように構成すると、ホログラムディスク（ＭＨ）１から反射されてコーナキューブアレイ８を透過する光が屈折して、ビームスプリッタ７に正しく導けなく恐れがあるため、コーナキューブアレイ８を境界にして屈折率が変化しないように同じ屈折率を持つ部材で構成する必要がある。
そのため、コーナキューブアレイ８がガラス等で１／４波長板９と一体に形成されている場合、コーナキューブアレイ８の両面には、屈折率が同じものを使用し、コーナキューブアレイ８を境界に屈折率が変化しないようにしてある。
なお、上述する屈折率は、レーザ光源５からの光の波長（本実施例では４０５ｎｍ）に対して、屈折率が同じであればよい。
ここで、コーナキューブアレイ８について説明する。コーナキューブアレイ８は、レーザ光の特定の偏光成分（本実施例ではＳ偏光）に対して所定の割合で反射する反射膜を設け、入射したＳ偏光に対して、入射した方向と同じ方向に反射するようになっており、本実施例では、３枚の平面の板を直角に組み合わせた形状で複数設け、平面状に形成してあり、本実施例では、Ｓ偏光の９割を反射するようになっている。
次に、ホログラムディスク（ＭＨ）１に形成した渦巻状のホログラム層３の記録、再生を行う電子機器について説明する。
まず、記録時の動作について説明する。
図１で、レーザ光源５から例えばＳ偏光として出射された青色のレーザ光（４０５ｎｍ）は、コリメータレンズ６を通過する。
コリメータレンズ６を通過したレーザ光は、ビームスプリッタ７において、半分の光が反射して対物レンズ１１側に向かい、半分の光は透過する。
そして、ビームスプリッタ７で反射したレーザ光は、コーナキューブアレイ８にて、半分が反射して、残り半分がコーナキューブアレイ８を透過して、１／４波長板９、および球面収差補正板１０を通過し、円偏光として対物レンズ１１によって、目的とする渦巻状のホログラム帯４に照射されることで、記録が行われる。
なお、目的とする層（深さ方向の層）に焦点を合わせるために、対物レンズ１１とホログラムディスク（ＭＨ）１との相対距離を可変する可変手段（周知のものであるので、図面の煩雑化を避けるため、図示せず）を設けている。
このときは記録時であるので、渦巻状のホログラム帯４に照射するレーザ光を強く（読み取り時の約１０倍）しており、これによりレーザ光が照射された部分の、渦巻状のホログラム帯４は光学的な変性を起こして、その部分のホログラムが消失し、またレーザ光が照射されなかった部分の、渦巻状のホログラム帯４は光学的な変性は起こさず、非消失状態となる。つまりこれによりデジタル的な、いわゆる「０」「１」のデジタル信号による記録が行われる。
本実施例においては、記録時、上記レーザ光源５から出射された青色のレーザ光は、目的とする層の渦巻状のホログラム帯４に照射され、その照射部分の渦巻状のホログラム帯４を消失させることになる。
図４における４Ａ、４Ｂ部分が、この渦巻状のホログラム帯４の消失エリア（デジタル信号の例えば０）となり、このうち消失エリア４Ａは単発の消失エリアで、４Ｂは渦巻状のホログラム帯４の長手方向に、消失エリア４Ａが連続形成された状態を示している。
また、これらの消失エリア４Ａ、４Ｂ以外の渦巻状のホログラム帯４は、例えば非消失エリア（デジタル信号の例えば１）４Ｃ、４Ｄとなっており、このうち非消失エリア４Ｃは単発的な非消失エリアで、４Ｄは非消失エリア４Ｃが連続形成された状態を示している。
本実施例においては、図４の消失エリア４Ｂに示した５Ａが、上記レーザ光源５から出射され、渦巻状のホログラム帯４に照射された青色のレーザ光（円形光）を示している。
ここで重要なことは、本実施例の記録時においては、図５に示すごとく、渦巻状のホログラム帯４に照射する青色のレーザ光（円形光）５Ａは、エネルギーレベルＫを超えた部分が、渦巻状のホログラム帯４の長手方向に直交する方向の幅よりも小さくなるようにしていることであり、これにより本実施例では記録時のレーザ光（円形光）５Ａを、以降は図５の小径の５ａと表現する。
そして、さらに特徴的なことは、記録時のこの小径のレーザ光（円形光）５ａを図４のごとく、渦巻状のホログラム帯４の長手方向の両側に非照射部分ができるように、長手方向の中心線部分を掃引する状態で照射することである。
つまり、このようにすれば、記録時に図４に示すように、レーザ光源５からレーザ光（円形光）５ａを出射すれば、渦巻状のホログラム帯４の長手方向には、渦巻状のホログラム帯４の消失エリア４Ａ、４Ｂと非消失エリア４Ｃ、４Ｄが形成されるが、さらに前記消失エリア４Ａ、４Ｂであっても、渦巻状のホログラム帯４の長手方向に直交する方向の両側には、渦巻状のホログラム帯４の非消失エリア４Ｅ、４Ｆが形成される。
これらの非消失エリア４Ｅ、４Ｆにおいては、図３から理解されるようにホログラム（４Ｘ、およびその近傍のホログラム）が存在しており、本実施例ではこのように非消失エリア４Ｅ、４Ｆであっても残存しているホログラム（４Ｘ、およびその近傍のホログラム）をトラッキング情報として活用するものである。
勿論、非消失エリア４Ｃ、４Ｄにおいては、渦巻状のホログラム帯４の長手方向に直交する両側には同じく図３に示すホログラム（４Ｘ、およびその近傍のホログラム）が存在しているので、結論として渦巻状のホログラム帯４の長手方向に直交する両側にはトラッキング情報エリアが形成された状態となっており、このトラッキング情報エリアからのトラッキング情報を活用し、適切なトラッキング制御を行うことができるようになる。
また、このようなトラッキング情報エリアは、内層の渦巻状のホログラム帯４であっても形成されているので、この内層の渦巻状のホログラム帯４への記録、再生時にも、このトラッキング情報エリアからのトラッキング情報を活用し、適切なトラッキング制御を行うことができるようになるのである。
また、このようなトラッキング情報エリアは、消失エリア４Ａ、４Ｂであっても、渦巻状のホログラム帯４の長手方向に直交する方向の幅の両側に非消失エリア４Ｅ、４Ｆを残すだけで形成することができるので、極めて安定的に形成できるものとなる。
図６、図７は上記トラッキング情報エリアからのトラッキング情報によりトラッキングを行う状態を説明するものである。
なお、トラッキング制御としては位相差法や、３ビーム法が存在し、それらの制御はよく知られたものであるので、本実施例では、この部分については簡単な説明にとどめる。
図６は、再生時におけるトラッキング制御を示している。このとき、レーザ光源５から照射されるレーザ光（円形光）５Ａは、再生時であるので、渦巻状のホログラム帯４に実際に現れる大きさの５Ａとしている。
このようなレーザ光（円形光）５Ａが渦巻状のホログラム帯４に掃引、照射されると渦巻状のホログラム帯４の長手方向に直交する両側に存在するトラッキング情報エリアからのトラッキング情報により図１の受光素子１７に接続された位相比較器（図７の１３）では、内外へのずれが検出される。
図７（ｂ）はトラッキングずれのない状態で、このときには、位相を考慮した移相比較器１３でのＡ＋ＣとＢ＋Ｄの位相が同じ状態となるので、対物レンズ１１のトラッキング制御は行われない。
図７（ａ）は、レーザ光（円形光）５Ａが渦巻状のホログラム帯４の非消失エリア４Ｆ側に片寄った状態を示し、このときにはＢ＋Ｄの位相がＡ＋Ｃの位相よりも速く検出されるので、この非消失エリア４Ｆ側に片寄った状態が検出され、その結果として対物レンズ１１を中央に戻すトラッキング制御が行われる。
図７（ｃ）は、レーザ光（円形光）５Ａが渦巻状のホログラム帯４の非消失エリア４Ｅ側に片寄った状態を示し、このときにはＡ＋Ｃの位相がＢ＋Ｄの位相よりも速く検出されるので、この非消失エリア４Ｅ側に片寄った状態が検出され、その結果として対物レンズ１１を中央に戻すトラッキング制御が行われる。
以上のように、本実施例によれば、トラッキング情報エリアからのトラッキング情報を活用し、適切なトラッキング制御を行うことができる。
次に、再生について説明する。
再生時には、渦巻状のホログラム帯４に照射するレーザ光を弱く（記録時の１／１０）しているので、渦巻状のホログラム帯４に光学的な変性は発生せず、ひたすら渦巻状のホログラム帯４からの反射光を受光素子１７で受光し、再生信号を得るようにしている。
渦巻状のホログラム帯４からの反射光は、球面収差補正板１０を透過し、１／４波長板９を通過することにより、円偏光からＰ偏光となり、コーナキューブアレイ８を透過してビームスプリッタ７へ到達し、ビームスプリッタ７を透過する。
ここで、ビームスプリッタ７には、コーナキューブアレイ８で反射されたＳ偏光も半分が透過し、反射板１２には、コーナキューブアレイ８を反射したＳ偏光と、渦巻状のホログラム帯４からの反射光であるＰ偏光とが導かれる。
そして、この光は、反射板１２、非点収差レンズ１３を通過して、回折格子１４によって、３つの光に分けられる。
この分けられた再生光をそれぞれ１８ａ、１８ｂ、１８ｃとすると、中央の再生光１８ｂは、０次回折光であり、フォーカス制御、あるいは上述したトラッキング制御に用いられる。
左右の再生光１８ａ、１８ｃについては、それぞれ±１次回折光であり、ホログラムディスク（ＭＨ）１から読み取ったデータの信号光として用いられる。再生光１８ａは、反射板１２からの強度の大きなＳ偏光の反射光と、渦巻状のホログラム帯４からの微弱なＰ偏光の反射光が合成された直線偏光の光であるが、１／４波長板１５によって、円偏光となった後、偏光ホログラム１６によって２つのほぼ等光量の直交する偏光に分けられ、受光素子１７でそれぞれＲＦ１、ＲＦ２信号として検出される。
また、再生光１８ｃは、反射板１２からの強度の大きなＳ偏光の反射光と、渦巻状のホログラム帯４からの微弱なＰ偏光の反射光が合成された直線偏光の光であるが、偏光ホログラム１６によって２つのほぼ等光量の直交する偏光に分けられ、受光素子１７で、それぞれＲＦ３、ＲＦ４信号として検出される。
本実施例では、このＲＦ１〜４の信号を演算することによって、渦巻状のホログラム帯４に記録されているデータの読み出しが行われる。
これにより、渦巻状のホログラム帯４からの反射光である信号光を読み取る際、コーナキューブアレイ８からの反射光を利用して、微弱な信号光を増幅することができるので、信号光を確実に読み取ることができ、読み取り精度を向上させることができる。
つまり、コーナキューブアレイ８からの反射光は、レーザ光源５からの光を直接反射しているため、反射率が数％以下の渦巻状のホログラム帯４からの反射光である信号光の強度と比較して一般的に１００倍程度の強度にすることができる。このため、この強度が強いコーナキューブアレイ８からの反射光と渦巻状のホログラム帯４からの反射光である信号光を干渉させて、強度が強いコーナキューブアレイ８からの反射光を渦巻状のホログラム帯４からの反射光である信号光で変調することにより、強度が強いコーナキューブアレイ８からの反射光の変調を信号光の増幅信号として利用できるため、信号光を受光素子１７で確実に読み取ることができ、読み取り精度を向上させることができる。
なお、本実施例では、便宜上レーザ光源５から出射される光はＳ偏光としているが、Ｐ偏光であってもよく、その際はビームスプリッタ７等の条件を適宜変化させればよい。
次に、図８を用いて再生時におけるデータの読み取りについて詳細に説明する。
図８において、受光素子１７にて再生光（図１の１８ａ）により読み取ったＲＦ１信号（図８の（Ａ））、ＲＦ２信号（図８の（Ｂ））の差分によって、まず（数１）に示すＤ１（図８の（Ｃ））を算出する。
Figure 2011044195
ここで、ηは受光素子１７に入射する光から電気信号に変換するときの係数、Ｉsは、渦巻状のホログラム帯４から反射された反射光から得られる光強度、Ｉrは、コーナキューブアレイ８から反射された反射光から得られる光強度、φは、上記渦巻状のホログラム帯４から反射された信号光の光路長と、コーナキューブアレイ８から反射された反射光の光路長差によって生じる位相差である。
また、再生光（図１の１８ｃ）により読み取ったＲＦ３信号（図８の（Ｄ））、ＲＦ４信号（図８の（Ｅ））の差分によって、（数２）に示すＤ２（図８の（Ｆ））を算出する。
Figure 2011044195
そして、上記Ｄ１（図８の（Ｃ））、Ｄ２（図８の（Ｆ））を２乗して、その和の平方根を演算することにより、（数３）に示すように、出力信号Ｉout（図８の（Ｇ））を得る。
Figure 2011044195
ここで、従来の方法と本実施例の方法とを比較するとき、コーナキューブアレイ８からの反射光を用いない従来の方法によって信号光を読み取った場合、出力信号Ｉ´outはηＩsとなるため、従来の方法の出力信号と本実施例の方法の出力信号との比は（数４）に示すようになる。
Figure 2011044195
ここで、一般的にコーナキューブアレイ８から反射された反射光の光強度Ｉrは、渦巻状のホログラム帯４から反射された反射光の光強度Ｉsより、大きいため従来の方法より出力信号が増幅されていることが分かる。
例えば、Ｉsを１としたときＩrが１００とすると、出力信号は従来の方法と比較して、１０倍にもなることが分かる。
これにより、コーナキューブアレイ８から反射した反射光を信号光の増幅信号として利用することができ、出力信号を増幅することができる。
なお、受光素子１７において、前述したように出力信号Ｉoutの演算と同時にサーボ信号（図８の（Ｈ））フォーカス制御（図８の（Ｉ））、およびトラッキング制御（図８の（Ｊ））を行っている。
また、上記で説明したホモダイン検出法では、コーナキューブアレイ８からの反射光と渦巻状のホログラム帯４からの反射光である信号光が可干渉性を持っていることが必要である。光ディスク装置などで用いられる半導体レーザ光源は、高周波を重畳してマルチモードで用いられることが多く、図９に示すように、横軸に光学的共振器長の２倍を単位にして、２つの光束の光路長差を、縦軸に可干渉をとると、２つの光束の光路長差が半導体レーザの光学的共振器長の２倍の整数倍近傍のみで可干渉性が高く、それ以外では可干渉性は低い。したがって、このような半導体レーザを用いる場合には、ホモダイン検出法による信号光の増幅を有効に働かせるためには、コーナキューブアレイ８からの反射光と渦巻状のホログラム帯４からの反射光である信号光のレーザ光源５からの光路長差をレーザ光源５の光学的共振器長の２倍のほぼ整数倍にする必要がある。ちなみに光学的共振器長とは、半導体レーザチップのチップ長Ｌにチップの屈折率ｎを掛け合わせたものｎＬである。
さて、このように何層目かは問わず適切な強度のレーザ光が、上述したように、図４〜図６のごとく渦巻状のホログラム帯４に照射され、これにより渦巻状のホログラム帯４から反射した反射光は、対物レンズ１１、１／４波長板９を介してコーナキューブアレイ８に到達する。
コーナキューブアレイ８は、対物レンズ１１から受光素子１７に向かう反射光に対しては全開口性、つまりすべての反射光が通過できる構成となっているので、この反射光をすべててビームスプリッタ７側へと通過させる。
ビームスプリッタ７側へと通過している渦巻状のホログラム帯４からの反射光は、１／４波長板９を往復で、２回通過したことによりＳ偏光波からＰ偏光波に偏光され、その結果ビームスプリッタ７を透過し、上述したように受光素子１７に到達し、読み取りが行われるようになっている。
なお、この受光素子１７による読取は、周知のごとく記録時にも、再生時にも行われる。
以上のようにすることで、渦巻状のホログラム帯４からの反射光である信号光を読み取る際、コーナキューブアレイ８からの反射光を利用することができるので、信号光を確実に読み取ることができ、読み取り精度を向上させることができる。
つまり、コーナキューブアレイ８からの反射光は、レーザ光源５からの光を直接反射しているため、渦巻状のホログラム帯４からの反射光である信号光の強度と比較して一般的に１００倍程度の強度がある。このため、この強度が強いコーナキューブアレイ８からの反射光を、信号光の増幅信号として利用できるため、受光素子１７で読み取る信号光を変調して、光の強度を大きくすることができ、この結果として、信号光を受光素子１７で確実に読み取ることができ、読み取り精度を向上させることができる。
（実施例２）
実施例２は、コーナキューブアレイの大きさをコーナキューブアレイに入射する光のスポットサイズより小さくしたものである。なお、実施例１と同様の部分は同じ番号を付し、詳細な説明は実施例１の説明を援用する。
本実施例では、図１０に示すように、球面収差補正板を設けない代わりに、ビームスプリッタ７から入射する光のスポットサイズより小さいコーナキューブアレイ２１を配置し、また、ビームスプリッタ７と反射板１２との間に、ビームスプリッタ７からの光を集光するレンズ２２と、ピンホール等で形成された開口制限板２３と、この開口制限板２３からの光を平行光にするレンズ２４とを設けている。
ここで、本実施例でのコーナキューブアレイ２１は、実施例１のコーナキューブアレイと異なり、特定の偏光（本実施例ではＳ偏光）をすべて反射するようになっている。
次に、上述のように構成した電子機器におけるホログラムディスク（ＭＨ）１に形成した渦巻状のホログラム層３の記録、再生を行う際の動作について説明する。
まず、記録時の動作について説明する。
図１０で、レーザ光源５から例えばＳ偏光として出射された青色のレーザ光（４０５ｎｍ）は、コリメータレンズ６を通過する。
コリメータレンズ６を通過したレーザ光は、ビームスプリッタ７において、半分は反射して対物レンズ１１側に向かい、もう半分は透過する。
そして、ビームスプリッタ７で反射したレーザ光は、コーナキューブアレイ２１が存在する部分は、反射され、コーナキューブアレイ２１が存在しないレーザ光の外周部分の光については、１／４波長板９を通過し、円偏光として対物レンズ１１によって、目的とする渦巻状のホログラム帯４に照射されることで、記録が行われる。
本実施例においては、記録時、上記レーザ光源５から出射された青色のレーザ光は、目的とする層の渦巻状のホログラム帯４に照射され、その照射部分の渦巻状のホログラム帯４を消失させることになる。
次に、再生について説明する。
渦巻状のホログラム帯４からの反射光は、１／４波長板９を通過することにより、円偏光からＰ偏光となり、反射光の中央部分はコーナキューブアレイ２１を透過し、反射光の周辺部は、コーナキューブアレイ２１を透過した光とともにそのままビームスプリッタ７へ到達し、
ビームスプリッタ７を透過する。
ここで、ビームスプリッタ７は、コーナキューブアレイ２１で反射されたＳ偏光も半分が透過し、レンズ２２には、コーナキューブアレイ８を反射したＳ偏光と、渦巻状のホログラム帯４からの反射光であるＰ偏光とが導かれる。
このレンズ２２に導かれた光は、集光され開口制限板２３を通過し、レンズ２４によって再び平行光となる。
そして、この光は、反射板１２、非点収差レンズ１３を通過して、回折格子１４によって、３つの光に分けられる。
この分けられた再生光をそれぞれ１８ａ、１８ｂ、１８ｃとすると、中央の再生光１８ｂは、フォーカス制御、あるいは上述したトラッキング制御に用いられる。
左右の再生光１８ａ、１８ｃについては、ホログラムディスク（ＭＨ）１から読み取ったデータの信号光として用いられ、再生光１８ａは、１／４波長板１５によって、円偏光となった後、偏光ホログラム１６によって２つのほぼ等光量の直交する偏光に分けられ、受光素子１７でそれぞれＲＦ１、ＲＦ２信号として検出される。
また、再生光１８ｃは、偏光ホログラム１６によって２つのほぼ等光量の直交する偏光に分けられ、受光素子１７で、それぞれＲＦ３、ＲＦ４信号として検出される。
本実施例では、このＲＦ１〜４の信号を演算することによって、渦巻状のホログラム帯４に記録されているデータの読み出しが行われる。
これにより、渦巻状のホログラム帯４からの反射光である信号光を読み取る際、コーナキューブアレイ８からの反射光を利用して、微弱な信号光を増幅することができるので、信号光を確実に読み取ることができ、読み取り精度を向上させることができる。
ここで、本実施例の特徴であるレーザ光の外周部分のみを利用している点について詳細に説明する。
本実施例においては、コーナキューブアレイ２１により、ビームスプリッタ７で反射された光は、外周部のみ対物レンズ１１を介して、ホログラムディスク（ＭＨ）１の渦巻状のホログラム帯４に向けて照射されるようになっている。
本実施例の優位性を説明する前に、図１１において、球面収差補正板がなく、コーナキューブアレイ２１を設けなかった場合（従来例）について説明する。この場合は、コーナキューブアレイ２１を設けないので、レンズ全面を光が通過する。
図１１（ａ）は、ホログラムディスク（ＭＨ）１の、対物レンズ１１側に存在する第１層目の渦巻状のホログラム帯４部分におけるスポット強度分布を示している。このとき対物レンズ１１とホログラムディスク（ＭＨ）１との相対距離は、第１層目の渦巻状のホログラム帯４部分にスポットが焦点を結ぶように調整されている。
この図１１（ａ）から理解されることは、例えば対物レンズ１１の仕様を整えれば、この第１層目の渦巻状のホログラム帯４部分に、十分な強度のレーザ光を供給することができると、言うことである。
図１１（ｂ）は、ホログラムディスク（ＭＨ）１の、対物レンズ１１側から第３０層目の渦巻状のホログラム帯４部分におけるスポット強度分布を示している。このとき対物レンズ１１とホログラムディスク（ＭＨ）１との相対距離は、第３０層目の渦巻状のホログラム帯４部分にスポットが焦点を結ぶように調整されている。
この図１１（ｂ）から理解されることは、この対物レンズ１１側から第３０層目の渦巻状のホログラム帯４部分、つまり表層から離れた層には、スポットの中心部に十分な強度のレーザ光を供給することができないと、言うことである。
このように表層から離れた層の渦巻状のホログラム帯４に、十分な強度のレーザ光を供給することができない理由は、対物レンズ１１出射後の光線が焦点に到達するまでに通過するホログラムディスク（ＭＨ）１の厚みが変わり、光路長が変わることで球面収差が発生するからである。
この球面収差を本実施例では、上述のごとく発光素子の一例として用いたレーザ光源５と対物レンズ１１との間に、図１０のごとく、レーザ光の外周部分のみを対物レンズ１１に導くコーナキューブアレイ２１を介在させた。つまり、実施例１のように球面収差補正板を用いず、コーナキューブアレイ２１の形状を上述のごとくした。
図１２（ａ）は、図１に示す本実施例のホログラムディスク（ＭＨ）１の、対物レンズ１１側の第１層目の渦巻状のホログラム帯４部分におけるスポット強度分布を示している。このとき対物レンズ１１とホログラムディスク（ＭＨ）１との相対距離は、第１層目の渦巻状のホログラム帯４部分にスポットが焦点を結ぶように調整されている。
この図１２（ａ）から理解されることは、この第１層目の渦巻状のホログラム帯４部分に、十分な強度のレーザ光を供給することができると、言うことである。
図１２（ｂ）は、ホログラムディスク（ＭＨ）１の、対物レンズ１１側から第３０層目の渦巻状のホログラム帯４部分におけるスポット強度分布を示している。このとき対物レンズ１１とホログラムディスク（ＭＨ）１との相対距離は、第３０層目の渦巻状のホログラム帯４部分にスポットが焦点を結ぶように調整されている。
この図１２（ｂ）から理解されることは、この対物レンズ１１側から第３０層目の渦巻状のホログラム帯４部分、つまり表層から離れた層の渦巻状のホログラム帯４でも、実用に耐える十分な強度のレーザ光をスポットの中心部に供給することができる、言うことである。
それでは次に、何故本実施例では、表層から離れた層の渦巻状のホログラム帯４でも、実用に耐える十分な強度のレーザ光を供給することができるのかと言う、理由について説明する。
図１３（ａ）は、図１１（ｂ）の状態、つまり、ホログラムディスク（ＭＨ）１の、対物レンズ１１側から第３０層目の渦巻状のホログラム帯４部分に到る光線の光路長差を示している。
この図１３（ａ）から理解されることは、レーザ光源５からのすべててのレーザ光を、対物レンズ１１を介してホログラムディスク（ＭＨ）１の渦巻状のホログラム帯４に向けて照射した場合、例えばこの第３０層目の渦巻状のホログラム帯４部分においては、光線通過位置が対物レンズ１１の中心から離れるにしたがって、光路長差が大きく変動してしまうと言うことである。
したがって、図１３（ｂ）にも示すように、この対物レンズ１１側から第３０層目の渦巻状のホログラム帯４部分、つまり表層から離れた層には、十分な強度のレーザ光を供給することができないと、言うことになるのである。
これに対して図１３（ｃ）は、本実施例、つまり発光素子の一例として用いたレーザ光源５と対物レンズ１１との間に、図１のごとく、コーナキューブアレイ８を介在させたものにおいて、ホログラムディスク（ＭＨ）１の、対物レンズ１１側から第３０層目の渦巻状のホログラム帯４部分に到る光線の光路長差を示している。
図１３（ｃ）において横軸は、対物レンズ１１の光線通過位置の中心からの距離を示し、縦軸は光路長差を示しており、上述したコーナキューブアレイ２１の外周部分を通過したレーザ光は、この図１３（ｃ）からも理解されるように、対物レンズ１１の中心からの距離が限定され、しかもこの限定された範囲内においては、光路長差の小さなものとなる。
そして、この図１３（ｃ）の状態のレーザ光を、対物レンズ１１を介して対物レンズ１１側から第３０層目の渦巻状のホログラム帯４部分に照射した場合のスポット強度分布を示すものが、図１３（ｄ）である。
この図１３（ｄ）と、比較例である図１１（ｂ）との比較から明らかなように、本実施例品では、対物レンズ１１側から第３０層目の渦巻状のホログラム帯４部分、つまり表層から離れた層の渦巻状のホログラム帯４でも、実用に耐える十分な強度のレーザ光を供給することができることが理解される。
また、本実施例では、渦巻状のホログラム帯４が何層目かに関わらず、図１３（ｃ）に示した光（対物レンズ１１の中心からの距離が限定され、しかもこの限定された範囲内において、光路長差の小さな光）を、上述した渦巻状のホログラム帯４に供給するので、球面収差補正素子を用いなくとも、何層目の渦巻状のホログラム帯４でも十分な強度のレーザ光を供給することができるものとなる。
ここで、再度図１２を用いて、この点を説明すると、本実施例によれば、球面収差補正素子を用いなくとも、図１２（ａ）のごとく、対物レンズ１１側の第１層目の渦巻状のホログラム帯４部分でも、図１２（ｂ）のごとく、対物レンズ１１側から第３０層目の渦巻状のホログラム帯４部分であっても、実用に耐える十分な強度のレーザ光を供給することができる、言うことである。
また、ビームスプリッタ７と反射板１２との間に、開口制限板２３を設けている。
その理由は、コーナキューブアレイ２１を設けたことにより、図１４（ａ）のごとく対物レンズ１１に向かうレーザ光には、その中心の両側にノイズ成分が含まれた状態となってしまい、そのことにより受光素子１７に向かう反射光にも、その中心部分の両側にノイズ成分が含まれた状態となってしまうので、これを受光素子１７到達前に除去するためである。
つまり、この開口制限板２３に反射光を通過させることで図１４（ｂ）のごとく、受光素子１７に向かう反射光からノイズ成分を除去し、記録、再生精度を高める構成としているのである。
以上のようにすることで、実施例２は、渦巻状のホログラム帯４からの反射光である信号光を読み取る際、コーナキューブアレイ２１からの反射光を利用することができるので、信号光を確実に読み取ることができ、読み取り精度を向上させることができる。
また、コーナキューブアレイ２１によって、レーザ光の外周部のみをホログラムディスク（ＭＨ）１に導いていることにより球面収差を行うことができるため、つまり液晶方式の球面収差補正素子を排除したものであるので、電子機器の小型化が達成できるものとなる。
したがって、据付タイプの電子機器の小型化は勿論、携帯タイプの電子機器の小型化にも貢献することができる。
なお、本実施例では、開口制限板２３を設けているが、実施例１のように設けなくともよいが、受光素子１７に向かう反射光の中心部分の両側含まれたノイズ成分も受光素子１７に到達することになるので、このノイズ成分は、受光素子１７で受光後、信号処理で除去、あるいは減衰させなければならない。
ただし、実施例１のように開口制限板２３を廃止すれば、ビームスプリッタ７から受光素子１７に向かう反射光の利用効率が大きくなるので、受光素子１７で受光後の信号処理が行いやすくなる。
また、本実施例では、コーナキューブアレイ２１において、対物レンズ１１から受光素子１７に向かう光は、すべて透過するようになっているが、ビームスプリッタ７から対物レンズ１１に向かう光と同じようにレーザ光の外周側のみを透過する構成をとってもよい。
このようにすることで、渦巻状のホログラム帯４における隣接トラックからのクロストークも極めて小さなものとすることができる。
以上のように本発明の電子機器は、再生光を確実に読み取ることができ、読み取り精度を向上させることができるため、多層ホログラムディスクの再生装置等として有用である。
１ ホログラムディスク（ＭＨ）
２ 板体
２Ａ 貫通孔
３ 渦巻状のホログラム層
４ 渦巻状のホログラム帯
４Ａ、４Ｂ 消失エリア
４Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ 非消失エリア
５ レーザ光源
６ コリメータレンズ
７ ビームスプリッタ
８、２１ コーナキューブアレイ
９ １／４波長板
１０ 球面収差補正板
１１ 対物レンズ
１２ 反射板
１３ 非点収差レンズ
１４ 回折格子
１５ １／４波長板
１６ 偏光ホログラム
１７ 受光素子
１８ 再生光

Claims (9)

  1. ホログラムディスクの記録、または再生の少なくとも一方を行う電子機器であって、
    前記ホログラムディスクに対向配置された対物レンズと、
    前記対物レンズに向けて光を照射する発光素子と、
    前記対物レンズを介して前記ホログラムディスクからの反射光を受光する受光素子とを備え、
    前記発光素子から前記対物レンズに向かう光の一部を反射する反射板を前記発光素子と前記対物レンズとの間に設けたことを特徴とする電子機器。
  2. 前記反射板は、前記発光素子から前記対物レンズに向かう光に対して前記発光素子からの光の外周部分の光のみを透過し、その内周部分のひかりは反射することを特徴とする電子機器。
  3. 前記反射板は、前記対物レンズから前記受光素子に向かう光を透過することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の電子機器。
  4. 前記反射板を透過して前記対物レンズに向かう光と前記ホログラムディスクで反射したのちに前記反射板に入射する光の偏光がほぼ直交していることを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
  5. 前記反射板と前記受光素子との間に、前記対物レンズおよび前記反射板から前記受光素子に向かう光を第１の光、第２の光、第３の光の３つに分ける回折格子を設けたことを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
  6. 前記受光素子で、前記第１、第２の光を読み取る際、前記第１の光を２つの直交する偏光に分けて、また前記第２の光の偏光状態を変化させたのちに、２つの直交する偏光に分けて、それぞれを読み取ることを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
  7. 前記第３の光を、フォーカス制御またはトラッキング制御の少なくとも一方に利用することを特徴とする請求項５、または６に記載の電子機器。
  8. 前記反射板は、複数のコーナキューブを平面状に配置したコーナキューブアレイと、前記発光素子から照射される光が入射する前記反射板の入射面側にある第１の部材と、前記入射面とは反対側の面側にある第２の部材とを備え、前記コーナキューブアレイと前記１の部材と前記第２の部材とは一体に形成されており、前記第１の部材の屈折率と前記第２の部材の屈折率とが同じであることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
  9. 前記発光素子が半導体レーザであり、前記反射板で反射して前記受光素子に向かう光と、前記ホログラムディスクで反射して前記受光素子に向かう光の前記発光素子からの光路長差が、前記半導体レーザの光学的共振器長の２倍のほぼ整数倍であることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
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