JP4353272B2 - 光照射方法、光照射装置 - Google Patents
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Description
このとき、SLMにおいては、例えばその中心部において記録データに応じて光強度変調を与えることで上記信号光を生成すると共に、その周りに輪状に光を透過させることで参照光を生成するようにされている。そして、記録データに応じて変調された信号光は、上記参照光と共にホログラム記録媒体に対して照射され、これにより、これら信号光と参照光との干渉縞がデータとしてホログラム記録媒体に記録される。
このようにして信号光と参照光とを同一光軸上で照射するホログラム記録再生方式は、コアキシャル方式として知られている。
これら図20、図21に示すようにして、反射型ホログラム記録媒体に対して記録を行う場合、形成されるホログラムのパターンとしては、
パターンA:信号光(往路)×参照光(往路)=透過型ホログラム
パターンB:信号光(往路)×参照光(復路)=反射型ホログラム
パターンC:信号光(復路)×参照光(往路)=反射型ホログラム
パターンD:信号光(復路)×参照光(復路)=透過型ホログラム
の4つが生じうる。
さらに、図21(a)のパターンCの反射光ホログラムは、上記パターンBとは逆のパターン、すなわち対物レンズを介してホログラム記録媒体に照射される参照光の往路光と、ホログラム記録媒体を反射した信号光の復路光とが干渉して生じるホログラムとなる。また、図21(b)のパターンDの透過型ホログラムは、共にホログラム記録媒体を反射して得られる参照光と信号光の両復路光が干渉して生じるホログラムとなる。
参考文献1:M.Toishi et al.Appl.Opt.,Vol.45,No.25,p.6367(2006)
この特許文献1に記載の手法では、例えば次の図22(a)に示すようにして、反射型ホログラム記録媒体における反射膜の手前側の層に対し、1/4波長板を挿入するものとしている。すなわち、通常の反射型ホログラム記録媒体では、例えば最上層から順にカバーガラス→記録層→反射膜と形成されるところを、この場合は記録層と反射膜との間に1/4波長板を挿入しているものである。
すなわち、上述のようにしてホログラム記録媒体に対して設けた1/4波長板により、或る偏光方向を有する直線偏光による入射光をこれと直交する偏光方向となる直線偏光に変換して反射出力させるためには、上記1/4波長板は、その光学軸方向が入射光の偏光方向に対して45°傾いた状態に保たれている必要があるが、当然のことながらホログラム記録媒体が回転駆動される場合には、1/4波長板の光学軸方向と入射光の偏光方向との関係は一定に保つことはできないものとなる。従ってこの点から、上記特許文献1に記載の手法は、ホログラム記録媒体を回転させて記録再生を行う場合には成り立たないものとなる。
つまり、光の照射によって信号の記録再生が行われる光記録媒体として、少なくとも、信号が記録される記録層と、上記記録層よりも下層に形成された偏光素子と、さらに下層に形成された反射膜とを備える光記録媒体を回転駆動すると共に、回転駆動される上記光記録媒体に対し、上記光記録媒体の回転に応じて回転駆動される1/2波長板を介して光を照射するものである。
或いは、光記録媒体における上記偏光素子として、例えば偏光軸方位の偏光のみを吸収し、偏光軸方位とは直交する偏光については透過するように構成された吸収型直線偏光素子が形成されている場合においても、上記本発明によれば同等の効果を得ることができる。つまり、このような吸収型直線偏光素子が形成される場合、入射光を吸収させて反射光(復路光)自体を生じさせないようにすることになるが、このためには、光記録媒体への往路光の偏光方向と、上記吸収型直線偏光素子の偏光軸方向とが一致した状態にあるようにする必要がある。このような場合にも、上記第1の光照射方法によれば、回転駆動される1/2波長板を介して光照射を行うので、光記録媒体への往路光の偏光方向が上記吸収型直線偏光素子の偏光軸方向と常に一致した状態にあるように保つことができる。すなわち、これによって復路光の発生自体を防止して、反射型ホログラムの記録を防止することができる。
すなわち、光の照射によって信号の記録再生が行われる光記録媒体として、少なくとも、信号が記録される記録層と上記記録層よりも下層に形成された反射型直線偏光素子とを備える光記録媒体を回転駆動すると共に、回転駆動される上記光記録媒体に対し、上記光記録媒体の回転に応じて回転駆動される1/2波長板を介して光を照射するものである。
この場合の光記録媒体では、上記のようにして反射型直線偏光素子の下層には反射膜を形成しないものとしている。つまり、このようにすることで、この場合は上記反射型直線偏光素子にて入射光(往路光)が透過されるようにすることで、往路光が光記録媒体全体を透過して出力されるようにすることによって、反射光(復路光)自体を生じさせないようにする。このためには、光記録媒体への往路光の偏光方向と、当該反射型直線偏光素子の偏光軸方向とが一致した状態にあるようにするが、このような場合において、上記第2の光照射方法によれば、回転駆動される1/2波長板を介して光記録媒体への光照射を行うことで、光記録媒体への往路光の偏光方向が上記反射型直線偏光素子の偏光軸方向と常に一致した状態にあるように保つことができる。すなわち、これによって上記のように往路光が光記録媒体全体を透過して出力されるようにすることができ、結果、復路光の発生自体を防止して、反射型ホログラムの記録を防止することができる。
つまり、光の照射によって信号の記録再生が行われる光記録媒体を回転駆動する媒体回転手段と、所要の光源から発せられた光を上記光記録媒体に対して導くように構成された光学系とを備える。
また、上記光学系における光路中の所定位置に対して挿入された1/2波長板と、上記光記録媒体の回転に応じて上記1/2波長板を回転駆動する波長板回転手段とを備えるものである。
このように反射型ホログラムの記録が防止され、透過型ホログラムのみの記録が可能となることで、SNRの向上を図ることができる。
なお、説明は以下の順序で行う。
1.ホログラム記録再生の基本動作説明
2.実施の形態としての光照射方法
2−1.第1の手法
2−2.第2の手法
2−3.第3の手法
2−4.第4の手法
2−5.第5の手法
2−6.第6の手法
図1は、例えばコアキシャル方式が採用されたホログラム記録再生装置の内部構成について示した図である。なお、図1では主に記録再生装置の光学系の構成のみを抽出して示し、他の部分については省略する。
なお、コアキシャル方式は、先にも述べたように信号光と参照光とを同一軸上に配置し、それらを共に所定位置にセットされたホログラム記録媒体に照射して干渉縞によるデータ記録を行い、また再生時には参照光をホログラム記録媒体に対して照射することで干渉縞により記録されたデータの再生を行うものである。
先ず、レーザダイオード(LD)1は、記録再生のためのレーザ光を得るための光源として設けられる。このレーザダイオード1としては、例えば外部共振器付きレーザダイオードが採用され、レーザ光の波長は例えば410nmとされる。
レーザダイオード1からの出射光はコリメータレンズ2を介した後、SLM(空間光変調器)3に対して入射する。
この参照光の照射に応じては、後述するようにしてホログラム記録媒体10上の記録データに応じた回折光が得られ、この回折光は、ホログラム記録媒体10からの反射光として、対物レンズ9を介した後、1/4波長板8→リレーレンズ7→遮光マスク6→リレーレンズ5を介してビームスプリッタ4に導かれる。ビームスプリッタ4では、上記経路により導かれたホログラム記録媒体10からの反射光が反射され、その反射光は図示するようにしてイメージセンサ11に導かれる。
なお、図2では、図1に示す光学系のうちSLM3、対物レンズ9のみを抽出して示している。また図3において、図3(a)は同様にSLM3、対物レンズ9のみを示し、図3(b)では対物レンズ9とイメージセンサ11のみを抽出して示している。
この強度変調された光(つまり参照光と信号光)を、対物レンズ9によりホログラム記録媒体10上に集光し、これにより形成される参照光と信号光の干渉縞をデータとしてホログラム記録媒体10上に記録する。
なお、上記ギャップエリアA3は、参照光が信号光エリアA2に漏れ込んでノイズになることを避けるための領域として定められている。
また、再生時には、参照光エリアA1を記録時と同じ「0」「1」のパターンとし、他の領域はすべてビット「0」とすることで、図3(a)に示したようにして参照光のみを生成・出力することができる。
2−1.第1の手法
本実施の形態では、先に説明した従来の問題点に鑑み、ホログラム記録媒体を回転駆動して記録を行う場合においても、適正に反射型ホログラムの発生を防止することのできる手法を提案する。以下、その第1の手法について説明していく。
第1の手法は、1/4波長板を備えたホログラム記録媒体を用いることを前提とした手法である。
図5は、媒体回転角度が0度の状態である場合を示している。
この図5では、X軸とこれと直交するY軸とを基準として、1/2波長板12への入射光、ホログラム記録媒体HM1内の記録層51への入射光、ホログラム記録媒体HM1内の反射膜53への入射光、反射膜53側から記録層51への入射光の各偏光方向と、1/2波長板12の光学軸方向、1/4波長板52の光学軸方向とをそれぞれ示している。
ここでは一例として、装置側においては、図示するように1/2波長板12に対し、その偏光方向がX軸方向であるX直線偏光が入射される場合を示している。
このように反射膜53から1/4波長板52に対して入射された右回り円偏光は、当該1/4波長板52にてY直線偏光に変換され、このY直線偏光は記録層51→カバーガラス50を透過した後、装置側への反射光として対物レンズ9に入射されることになる。
すなわち、このように往路光と復路光の偏光方向が直交した状態となるようにできることで、先に述べたパターンB、パターンCによる反射型ホログラムの発生を防止することができ、結果、記録時において反射型ホログラムが記録されてしまうことを防止することができる。
図6は、図5に示す媒体回転角度0度の状態から、ホログラム記録媒体HM1がφ度だけ回転された状態を示しているが、この場合は、図示するようにして1/4波長板52の光学軸方向のみが、先の図5における45度の状態から45+φ度に変化された状態となる。このことによって、当該1/4波長板52を透過して反射膜53に到達する光は、先の図5の場合のように適正な円偏光に変換されずに、図のように例えば右回りの楕円偏光に変換されてしまい、結果、反射膜53にて反射され再度1/4波長板52に入射した当該右回りの楕円偏光は左回りの楕円偏光に変化され、この左回りの楕円偏光が記録層51→カバーガラス50を介して装置側への反射光として出力される。
すなわち、この場合、往路光の偏光方向=X直線偏光に対し、復路光の偏光方向=楕円偏光となってしまうことで、往路光と復路光との干渉を適正に防止することができず、結果として反射型ホログラムの発生を防止することができなくなってしまう。
つまり、図示するようにホログラム記録媒体HM1のφ度の回転に応じては、1/2波長板12をφ/2度だけ回転させるといったように、1/2波長板12の回転角度をθ、ホログラム記録媒体HM1の回転角度をφとしたとき、「θ=φ/2」の関係となるように1/2波長板12を回転駆動するものである。
従って、上記のように「θ=φ/2」の関係が保たれるように1/2波長板12を回転駆動することによっては、ホログラム記録媒体HM1のφ度の回転に対し、当該1/2波長板12→対物レンズ9を介してホログラム記録媒体HM1の記録層51→1/4波長板52に入射される往路光の偏光方向も、常にφ度とすることができるようになる。
これによれば、図示するようにして1/4波長板52の光学軸方向と当該1/4波長板52への入射光の偏光方向とのなす角度が常に45度に保たれる(φ+45度−φ度=45度より)ようにすることができる。このように1/4波長板52の光学軸方向と当該1/4波長板52への入射光の偏光方向とのなす角度が45度に保たれれば、先の図5の場合と同様に、1/4波長板52への入射光の偏光方向と、反射膜53にて反射されて再度1/4波長板52を介して出力される光の偏光方向とが直交した状態となるようにすることができる。すなわち、ホログラム記録媒体HM1が回転駆動される場合においても、往路光と復路光の偏光方向が直交した状態に保たれるようにすることができる。
その具体的な手法として、ここではホログラム記録媒体HM1に記録された回転角度情報を利用する例を挙げる。すなわち、先の図5〜図7ではその図示は省略したが、ホログラム記録媒体としては、反射膜53のさらに下層において、ホログラムの記録再生で用いるレーザ光とは別波長のレーザ光の照射によって読み出し可能な情報が記録された、別途の記録層を有するようにされたものがある。ここでは、このようにして別途の記録層に記録された回転角度情報を利用して、先に説明した「θ=φ/2」の関係が保たれるように1/2波長板12を回転制御する構成例について説明する。
この図8に示されるように、この場合のホログラム記録媒体HM1においても、先に説明したカバーガラス50、記録層51、1/4波長板52が上層から順に形成されている。そしてこの場合、1/4波長板52の下層となる反射膜53としては、波長選択性を有する反射膜が選定される。具体的には、ホログラムの記録再生で用いられる例えば波長410nmのレーザ光は反射し、以下で説明する基板56上に記録された情報を読み出すために照射される例えば波長650nmのレーザ光は透過するなどの波長選択性を有するように構成されたものである。
この場合、上記基板56は、例えばポリカーボネートなどの樹脂基板とされ、その表面には凹凸の断面形状(ピット・ランドの組み合わせ)によって情報が記録されたピット面が形成される。すなわち、このピット面において上述した回転角度情報など所要の情報が記録されている。
そして、この基板56のピット面に対しては、例えば上記反射膜55が成膜され、このように反射膜55が成膜された基板56が、上記中間層54としての例えばレジンなどの接着材料によって上述した反射膜53の下層側に接着されることで、この図8に示すホログラム記録媒体HM1が形成されている。
このような実施の形態としての光照射装置として、図9では、ホログラム記録媒体HM1に対する記録のみが可能な記録装置の構成を示している。なお、図9において、既に先の図1にて説明した部分については同一符号を付して説明を省略する。
なお、この場合は、後に説明するようにして波長の異なるレーザ光を照射するための第2レーザ15が設けられる関係から、区別のため以下では、上記レーザダイオード1は第1レーザ1と記すものとする。
このデータ変調・振幅制御部19には、ホログラム記録媒体HM1に対して記録されるべき記録データが入力される。データ変調・振幅制御部19は、このような記録データに応じてSLM3の光強度変調(特に信号光エリアA2内の光強度変調)を制御する動作を行うことになる。
具体的には、先ず、入力される記録データについて所定の記録フォーマットに従った記録変調符号化処理を施す。例えば、ホログラム記録再生方式にて一般的とされるスパース符号化として、記録データの1バイト(=8ビット)を4×4=16ビットの正方形によるブロック形状のデータ配列に変換する記録変調符号化が知られている。
そして、例えばこのような符号化により得られたブロック形状のデータ配列を、記録フォーマットに従って1枚のホログラムページ内に配列する(マッピングと呼ぶ)。なお、ホログラムページとは、信号光エリアA2内に敷き詰められるデータ配列全体を指す。すなわち、信号光と参照光との干渉で一度に記録することのできるデータ単位となる。
このようにして記録データのマッピングを行うことで信号光エリアA2内の「0」「1」のデータパターンが得られる。
さらにデータ変調・振幅制御部19は、上記のようにして信号光エリアA2内のデータパターンを得ると共に、参照光エリアA1の所定の画素を「1」、それ以外の画素を「0」とし、且つギャップエリアA3と参照光エリアA1より外周部分とを全て「0」としたデータパターンを生成する。その上で、このデータパターンと上記信号光エリアA2内のデータパターンとを併せてSLM3の全有効画素分のデータパターンを生成する。
上記第2レーザ15は、上述した第1レーザ1の波長(例えば410nm)とは異なる波長(例えば650nm)によるレーザ光を発光する。この第2レーザ15により発光された光は、ビームスプリッタ16を透過した後、コリメータレンズ17を介してダイクロイックミラー13に入射する。
なお、ここでの図示は省略しているが、この反射光信号生成回路23にて生成された各種サーボのための反射光信号は、図示されないサーボ系の回路に供給され、これに応じ対物レンズ9のトラッキング方向、フォーカス方向の位置制御などが行われて各種サーボ制御が実現されるようになっている。
この場合、スピンドルサーボ・ドライブ回路24は、例えば反射光信号生成回路23にて生成されるRF信号(ホログラム記録媒体HM1の基板56上に記録された信号の読み出し信号)を入力し、PLL処理を行うことによって再生クロックを生成し、この再生クロックを現在のスピンドルモータ25の回転速度情報として得る。そして、この回転速度情報に基づき、ホログラム記録媒体HM1が所定の回転駆動方式により回転駆動されるようにスピンドルモータ25の回転動作を制御する。
先ず、回転駆動部20は、光路中におけるミラー14と対物レンズ9との間に対して1/2波長板12が挿入された状態となるようにして当該1/2波長板12を保持すると共に、このように保持される1/2波長板12を回転駆動することができるように構成されている。具体的に、この回転駆動部20はモータを備えており、当該モータによる回転駆動力を1/2波長板12に対して与えるように構成されていることで、1/2波長板12を回転駆動することが可能とされる。
このため、第1の手法を成り立たせるためには、上記波長板回転制御部22において基準とする1/2波長板12の回転角度0度の状態が、このように1/2波長板12の光学軸方向が当該1/2波長板12への入射光の偏光方向と一致した状態となるようにされている必要がある。つまり、波長板回転制御部22によって1/2波長板12の回転角度が0度であると認識される状態が、1/2波長板12の光学軸方向が当該波長板12への入射光の偏光方向と一致している状態となるように、波長板回転制御部22による1/2波長板12の回転角度(回転駆動部20におけるモータの回転角度)の認識状態と、1/2波長板12の回転駆動部20への取り付け角度との関係を調整しておく。
このような調整が為されることで、先の図5、図7にて説明したように、ホログラム記録媒体HM1の0度からφ度の回転に応じて、当該ホログラム記録媒体HM1への入射光の偏光方向を0度からφ度に正しく回転させることができる。
パターンE:参照光(往路)×再生光(往路)=透過型ホログラム
パターンF:参照光(往路)×再生光(復路)=反射型ホログラム
パターンG:参照光(復路)×再生光(往路)=反射型ホログラム
パターンH:参照光(復路)×再生光(復路)=透過型ホログラム
が生じうる。
しかしながら、これら参照光と再生光との干渉による微少な回折格子の積み重なりが、間接的に再生像のノイズ源となる可能性があり、従って再生時に生じる上記複数のホログラムがSNRの低下を招く可能性がある。
続いては、実施の形態の光照射方法の第2の手法について説明する。
第2の手法は、ホログラム記録媒体HMに形成される偏光素子を、先の第1の手法の場合の1/4波長板52に代えて、吸収型直線偏光素子57としたホログラム記録媒体HM2を用いるようにものである。
なお、これら図10、図11においても、先の図5〜図7と同様に、X軸とこれと直交するY軸とを基準として、装置側に備えられる1/2波長板12への入射光、ホログラム記録媒体HM2内の記録層51への入射光、ホログラム記録媒体HM2内の反射膜53への入射光、反射膜53側から記録層51への入射光の各偏光方向と、1/2波長板12の光学軸方向を示している。さらにこの場合は、ホログラム記録媒体HM2内に設けられる吸収型直線偏光素子57の偏光軸方向も併せて示している。
また、この場合としても装置側においては、図示するように1/2波長板12に対してはX直線偏光が入射される場合を例に挙げる。なおこのように装置側に設けられた波長板に対してX直線偏光を入射する点については、以降で説明する第3、第5、第6の手法についても同様であるとする。
ここで、上記吸収型直線偏光素子57は、その偏光軸方向と一致する偏光方向を有する入射光は吸収し、上記偏光軸方向と直交する偏光方向を有する入射光は透過する性質を有するように構成された偏光素子を指す。このような吸収型直線偏光素子57としては、例えば偏光板を挙げることができる。
これにより、この場合も媒体回転角度0度の状態では、ホログラム記録媒体HM2に対してX直線偏光がそのまま照射されるようになっている。
このように復路光自体が発生しないようにされることで、結果的にこの場合も反射型ホログラムの発生が防止される。
このように1/2波長板12が回転駆動されることで、φ度の媒体回転に伴ってφ度回転された吸収型直線偏光素子57の偏光軸に対し、当該吸収型直線偏光素子57への入射光の偏光方向をφ度変化させることができ、これによってそれぞれの軸方向を一致した状態とすることができる。つまりこれにより、ホログラム記録媒体HM2が回転駆動される場合にも、吸収型直線偏光素子57にて入射光を吸収させることができ、この結果、ホログラム記録媒体HM2が回転駆動される場合においても復路光の発生自体が防止され、反射型ホログラムの発生を防止してその記録も防止することができる。
このようにして反射光ホログラムの記録防止と共に、2種の透過型ホログラムのうちの1種のみの記録が可能となることで、さらなるSNRの向上を図ることができる。
このように回転角度情報が記録されたホログラム記録媒体HM2の構造としては、先の図8に示したホログラム記録媒体HM1における1/4波長板52を、吸収型直線偏光素子57としたものにすればよい。
但し、図10の説明から理解されるように、この第2の手法においては、媒体回転角度0度の状態では吸収型直線偏光素子57の偏光軸の方向がX軸方向と一致する状態とされている必要がある。このため、ホログラム記録媒体HM2としては、吸収型直線偏光素子57の偏光軸と、回転角度情報の記録によって定めれた回転角度0度となる軸方向とのなす角度が0度となるようにして、吸収型直線偏光素子57が形成されるようにしておく。
このために、実際のホログラム記録媒体HM2においては、上記吸収型直線偏光素子57を、波長選択性を有するように構成しておく。すなわち、第2レーザ光から発せられる例えば波長650nmのレーザ光については、上述した吸収型直線偏光素子としての機能を果たさず、入射光を常に透過するように構成しておくものである。
続いて、第3の手法について説明する。
第3の手法は、ホログラム記録媒体HMにおいて偏光素子を介した光を反射するための反射膜53を省略し、偏光素子自体が入射光の反射機能を備えるようにされた反射型直線偏光素子58の形成されたホログラム記録媒体HM3を用いる手法である。
なお、これら図12、図13においては、X軸とこれと直交するY軸とを基準として、装置側に備えられる1/2波長板12への入射光、ホログラム記録媒体HM3内の記録層51への入射光の偏光方向と共に、1/2波長板12の光学軸方向、さらにはホログラム記録媒体HM3内に設けられる反射型直線偏光素子58の偏光軸方向も併せて示している。
この反射型直線偏光素子58は、その偏光軸方向と一致する偏光方向を有する入射光は透過し、上記偏光軸方向と直交する偏光方向を有する入射光は反射する性質を有するように構成された偏光素子を指す。このような反射型直線偏光素子58は、例えばフォトニック結晶で構成することができる。
反射型直線偏光素子58では、その偏光軸方向と偏光方向の一致する入射光を透過するようにされているので、上記のように反射型直線偏光素子58に入射されたX直線偏光による入射光(往路光)は、当該反射型直線偏光素子58を透過して出力されることになる。
このようにして1/2波長板12が回転駆動されることで、φ度の媒体回転に伴ってφ度回転された反射型直線偏光素子58の偏光軸に対し、当該反射型直線偏光素子58への入射光の偏光方向を同様にφ度回転させることができ、これによってそれぞれの軸方向を一致した状態に保つことができる。このことで、ホログラム記録媒体HM3が回転駆動される場合にも、反射型直線偏光素子58にて入射光を透過させることができ、結果、ホログラム記録媒体HM3が回転駆動される場合においても、復路光の発生自体を防止することができる。
このように復路光の発生自体が防止されることで、この場合も反射型ホログラムの発生を防止することができると共に、1種の透過型ホログラムのみが記録されるようにすることができる。
図14において、この場合のホログラム記録媒体HM3としては、図示するようにして上層から順にカバーガラス50→記録層51→反射型直線偏光素子58が形成されている。そして、この場合、当該反射型直線偏光素子58の下層においては、先の第1、第2の手法の場合に設けられていた反射膜53は省略され、直接的に中間層54が形成されたものとなっている。
このために、ホログラム記録媒体HM3における基板56上には、図示する反射膜59として、例えば波長410nmによる第1レーザ1を光源とする光は透過し、波長650nmによる第2レーザ15を光源とする光は反射するといった波長選択性を有する反射膜を形成するものとする。
ホログラム記録媒体HM3は、このようにして反射膜59が形成された基板56が、上記中間層54としての接着材料によって上記反射型直線偏光素子58の下層側に対して接着されて形成される。
第4の手法は、これまでの各手法とはことなり、ホログラム記録媒体HMの回転に対応して反射型ホログラムの発生防止を図るにあたり、装置側に設けられる波長板の回転を不要にできるものである。
図15、図16は、第4の手法について説明するための図として、図15は、第4の手法にて用いるホログラム記録媒体HM4の断面構造と共に、光照射装置側に設けられた対物レンズ9を抽出して示しており、図16は、ホログラム記録媒体HM4に形成される1/4波長板60の構造を模式的に示している。
なお、図15では、X軸とこれと直交するY軸とを基準として、装置側における対物レンズ9への入射光、ホログラム記録媒体HM4内の反射膜53への入射光、反射膜53側から記録層51への入射光の各偏光方向をそれぞれ示している。
そしてこの場合は、図示するようにして装置側に対し1/2波長板12は設けずに、所定の偏光方向による直線偏光(この場合も例えばX直線偏光)を対物レンズ9を介してホログラム記録媒体HM4側に照射するようにされている。つまり、この場合はホログラム記録媒体HM4の回転に関わらず、所定の偏光方向による直線偏光がホログラム記録媒体HM4に対して照射されるものとなる。
図16において、この場合の1/4波長板60は、図中の各破線両矢印で示すようにして、その光学軸方向がホログラム記録媒体HM4の回転方向に沿って連続的に変化するように形成されている。つまり具体的には、図中の一点鎖線で示すようにして媒体中心位置から放射状に延びる各回転角度方向において、光学軸方向のなす角度がそれぞれ45度となるようにして、その光学軸方向が連続的に変化するように形成したものである。このような1/4波長板60の構造は、例えばフォトニック結晶などにより実現が可能である。
そして、上記第4の手法によれば、このように媒体回転駆動に対応して反射型ホログラムの発生を防止するにあたっては、上述のようにしてホログラム記録媒体HM4に対して常に一定方向の直線偏光を照射するようにされればよい。すなわちこの場合、先の各手法のように装置側に対して媒体回転に応じて入射光の偏光方向を変化させるための1/2波長板12を備える必要がなく、さらにはこのような1/2波長板12を回転駆動するための構成も不要とすることができる。
この図18に示されるように、ホログラム記録媒体HM4に対応する光照射装置としては、先の図9に示した構成から1/2波長板12、回転駆動部20、波長板回転制御部22、及び回転角度情報検出部21が省略されたものとなっている。
このようにして第4の手法によれば、ホログラム記録媒体HM4に対応して反射型ホログラムの発生を防止する光照射装置の構成を、先に説明した各手法を採用する場合よりも格段に簡略化できるというメリットがある。
なお、第4の手法において、このように再生装置、記録再生装置とする場合の光照射装置の具体的な構成は、先の第1の手法において説明した再生装置、記録再生装置の構成とそれぞれ同様となることから改めての説明は省略する。
また、この第4の手法の場合も、これら再生装置、記録再生装置とする場合に設けられるビームスプリッタ4としては、先の第1の手法の場合と同様に偏光ビームスプリッタを用いることができる。
第5の手法は、上記第4の手法と同様に、反射型ホログラムの発生防止にあたり、装置側における波長板の回転駆動を不要とするものである。
図18は、第5の手法の光照射方法について説明するための図として、当該第5の手法において用いるホログラム記録媒体HM5の断面構造と、この場合の装置側に備えられる対物レンズ9、及び1/4波長板8と、これら1/4波長板8→対物レンズ9を介してホログラム記録媒体HM5に対して照射される光の様子とを模式的に示している。また図18では、上記1/4波長板8への入射光、ホログラム記録媒体HM5に備えられる偏光素子(吸収型円偏光素子61)への入射光の偏光方向も併せて示している。
この場合において用いる吸収型円偏光素子61は、円二色性を有する吸収型の偏光素子を指す。すなわち、所定回転方向の円偏光(この場合は例えば右回りの円偏光)は吸収し、その逆回転方向(この場合は左回り)の円偏光を透過するという性質を有する。このような吸収型円偏光素子61としての、円二色性を有する吸収型の偏光素子としては、例えばコレステリック液晶などの高分子材料を挙げることができる。
また、この第5の手法によれば、装置側においては、その光学軸方向と入射光の偏光方向とのなす角度が45度となるように固定された1/4波長板8が備えられていればよく、従ってこの場合においても装置側で波長板(この場合は1/4波長板8)を回転駆動するための構成を省略することができる。つまりこの結果、装置構成の大幅な簡略化を図ることができる。
なお、この第5の手法に対応して反射型ホログラムの発生防止を図るための光照射装置の構成としては、先の図17に示した構成において、ミラー14と対物レンズ9との間に、上述のようにしてその光学軸方向と入射光の偏光方向とのなす角度が45度となるように固定された1/4波長板8を設けるものとすればよい。
そして、このようなホログラム記録媒体HM4においても、基板56上のピット面に第2レーザ15を光源とするレーザ光が到達できるように、上記吸収型円偏光素子61としては、波長選択性を有するように構成しておく。
第6の手法は、先の第5の手法と同様にホログラム記録媒体HMに用いる偏光素子として円二色性を有する偏光素子を用いるものであるが、この偏光素子を吸収型ではなく、先の第3の手法で用いたような反射型としたものである。
このために当該第6の手法においても、装置側に設けられる1/4波長板8の光学軸方向を、当該1/4波長板8への入射光の偏光方向とのなす角度が45度となるように調整しておく。具体的には、この場合も1/4波長板8に対する入射光はX直線偏光とされるので、図示するようにして1/4波長板8の光学軸方向をX軸方向に対して45度傾くように設定する。
なお、この場合も偏光素子は円二色性を有するものとされるので、ホログラム記録媒体HM6が回転駆動された場合にも、記録層51を透過した往路光を常に反射型円偏光素子62によって透過させることができる。つまり、これにより第6の手法によっても、ホログラム記録媒体HMが回転駆動される場合にも常に復路光自体の発生を防止することができ、反射型ホログラムの発生を防止することができる。
また、この第6の手法においても、実際には例えば各種サーボ制御等を行うためにホログラム記録媒体HMへのピット面形成を要するが、その具体的な構成としては、先の図14に示した第3の手法におけるホログラム記録媒体HM3の構成において、反射型直線偏光素子58に代えて、上記反射型円偏光素子62を形成したものとすればよい。すなわち、この場合も反射型偏光素子を透過した光がその下層における記録層(ピット面)の反射膜によって反射されるのを防止するために、波長選択性を有する反射膜59が形成されるべきものである。
また、このような第6の手法としてもホログラム記録媒体HMからの反射光(復路光)が得られないものとなることから、記録装置への適用のみが可能な手法となる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明としてはこれまでに説明した各具体例に限定されるべきものではない。
例えば、第1〜第3の手法の説明において、1/2波長板12を媒体回転に応じて回転駆動するにあたっては、ホログラム記録媒体HMに記録された回転角度情報を読み出すものとしたが、回転角度情報は、例えばスピンドルモータ25の回転角度を検出した結果に基づき得るようにすることもできる。
ここで、先の第1〜第3の手法にて説明した「θ=φ/2」の関係からも理解されるように、第1〜第3の手法を成り立つようにするためには、回転速度的には、媒体回転速度に対して1/2波長板12を1/2の速度で回転させればよいものとなる。そこで、上記ギアボックスとしては、そのギア比により、スピンドルモータ25による回転駆動力を、例えばその回転速度を1/2に変速するようにして分岐出力するように設定しておく。その上で、このようなギアボックスから分岐出力される回転駆動力に基づき回転駆動部20が1/2波長板12を回転駆動するように構成する。これにより、上記「θ=φ/2」の関係が保たれるように1/2波長板12を回転駆動することができる。
ここで、先の図5の説明によると、第1の手法では、初期状態として、媒体回転角度が0度のときは、ホログラム記録媒体HM側の偏光素子(1/4波長板52)の光学軸方向と装置側の1/2波長板12の光学軸方向とに45度の角度差が与えられている必要がある。また、先の図10、図12の説明によれば、第2、第3の手法では、媒体回転角度が0度のとき、ホログラム記録媒体HM側の偏光素子(吸収型直線偏光素子57、反射型直線偏光素子58)の偏光軸方向と装置側の1/2波長板12の光学軸方向とが一致した状態であることが前提となる。
例えば、ホログラム記録媒体HMに対して回転角度情報が記録される場合であれば、当該回転角度情報によって媒体回転角度が一意に示されるものとなるので、先に説明したように、回転角度情報の記録によって規定された回転角度0度の方向を基準として偏光素子の光学軸方向(偏光軸方向)が所定方向(45度或いは一致)となるように形成しておき、且つ装置側では1/2波長板12の光学軸方向が入射光の偏光方向と一致している状態が当該1/2波長板12の回転角度0度の状態であると認識されるようにしておけば、媒体がどのような角度で取り付けられたとしても、上記「θ=φ/2」に従った回転制御を行うことで第1〜第3の手法が成り立つようにすることができる。
しかしながら、上記スピンドルモータ25の回転角度を利用する場合やギアボックスを用いる場合のように、媒体からの回転角度情報の読み出しを行わないとする場合は、装置側で媒体回転角度を一意に決定することができず、上述した各初期状態が得られるようにホログラム記録媒体HMが取り付けられなければ、適正に第1〜第3の手法を成り立たせることができないものとなってしまう。
例えば、光強度変調を行うSLM3としては透過型のSLM3を用いるものとしたが、例えば反射型の液晶パネルやDMD(Digital Micro mirror Device)など、反射型の光強度変調器を用いることも可能である。
Claims (9)
- 光の照射によって信号の記録再生が行われる光記録媒体として、少なくとも、信号が記録される記録層と、上記記録層よりも下層に形成された偏光素子と、さらに下層に形成された反射膜とを備える光記録媒体を回転駆動すると共に、
回転駆動される上記光記録媒体に対し、上記光記録媒体の回転に応じて回転駆動される1/2波長板を介して光を照射する
光照射方法。 - 上記光記録媒体における上記偏光素子が1/4波長板とされる請求項1に記載の光照射方法。
- 上記光記録媒体における上記偏光素子が吸収型直線偏光素子とされる請求項1に記載の光照射方法。
- 光の照射によって信号の記録再生が行われる光記録媒体として、少なくとも、信号が記録される記録層と上記記録層よりも下層に形成された反射型直線偏光素子とを備える光記録媒体を回転駆動すると共に、
回転駆動される上記光記録媒体に対し、上記光記録媒体の回転に応じて回転駆動される1/2波長板を介して光を照射する
光照射方法。 - 光の照射によって信号の記録再生が行われる光記録媒体を回転駆動する媒体回転手段と、
所要の光源から発せられた光を上記光記録媒体に対して導くように構成された光学系と、
上記光学系における光路中の所定位置に対して挿入された1/2波長板と、
上記光記録媒体の回転に応じて上記1/2波長板を回転駆動する波長板回転手段と
を備える光照射装置。 - さらに、上記光記録媒体の回転角度を検出する角度検出手段を備え、
上記波長板回転手段は、
上記角度検出手段の検出結果に基づき上記1/2波長板を回転駆動する
請求項5に記載の光照射装置。 - 上記角度検出手段は、
上記光記録媒体に対して予め記録された回転角度情報を読み出すことによって上記回転角度を検出する
請求項6に記載の光照射装置。 - 上記波長板回転手段は、
上記媒体回転手段からその回転駆動力を変速して分岐出力するギアボックスを備え、当該ギアボックスから出力される回転駆動力に基づいて上記1/2波長板を回転駆動する
請求項5に記載の光照射装置。 - 上記光記録媒体が、参照光と信号光との干渉縞によって上記記録層に対する信号の記録が行われるホログラム記録媒体とされ、
上記光学系の所定位置において上記光源からの光に対して光強度変調を与えることで上記信号光および/または上記参照光を出力する強度変調手段をさらに備える
請求項5に記載の光照射装置。
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