WO2005029476A1 - 情報記録装置及び情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

　光学的に記録可能な記録面を有する記録媒体に対して記録情報を記録する情報記録装置である。レーザ光源と、これから出射されたレーザ光線を、光束断面が線状に延びる平板状レーザ光線に変換する変換光学系とを備える。更に、記録情報に基づいて、平板状レーザ光線に対して１次元の空間変調を施す１次元空間変調手段（３）と、空間変調が施された平板状レーザ光線を信号光（Ｌｓ）として記録面に照射しつつ参照光（Ｌｒ）を記録面に照射する記録光学系とを更に備える。

Description

明 細 書

情報記録装置及び情報記録再生装置

技術分野

[0001] 本発明は、ホログラムを用いた情報記録装置及び情報記録再生装置の技術分野 に関する。

背景技術

[0002] この種のホログラムを用いた装置では、その記録時には、レーザ光線等からなる信 号光を 2次元空間変調した後に、これを参照光と共に記録媒体の記録面上における 同一個所に照射することで、干渉縞として記録情報を記録する。その再生時には、記 録個所に参照光を照射して、これに起因して発生する透過光や反射光を、記録時の 信号光と同様に変調された信号光として検出することで、記録情報の再生を行うよう に構成されている。例えば、特許文献 1又は特許文献 2には、太い柱状のレーザ光 線である信号光が 2次元空間変調器全体に照射されるホログラム記録再生装置の技 術が開示されている。

[0003] また、 1次元空間変調器を用いたホログラム記録再生装置も提案されている。

[0004] 特許文献 1 :特開平 10— 91056号公報

特許文献 2：特許第 3403068号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力しながら、上述した特許文献 1等に開示されたホログラム記録再生装置におい ては、信号光が太い柱状のレーザ光線であるため、光学系を含めた記録再生装置 全体を小型化又は薄型化できな!/、と 、う技術的な問題点がある。

[0006] 他方、 2次元空間変調器を小型化すると、回折格子が狭くなるので高次光の回折 角が広がり、 2次元空間変調器を小型化した意味なくなってしまう。即ち、 2次元空間 変調器は、本質的に小型化に馴染まないという技術的な問題点もある。

[0007] 更に、 1次元空間変調器を用いた記録再生装置にお!/、ても、例えば光ディスクの如 き、ディスク状の記録媒体に対して、信号光及び参照光を記録面に対して概ね法線 方向から照射する光学系を設ける必要がある。従って、これら信号光及び参照光の 光路と、情報記録媒体の収容スペースとを、少なくともハウジング内部に確保する必 要があり、当該情報記録再生装置の場合にもやはり、本質的に小型化又は薄型化に 向!ヽて ヽな ヽと ヽぅ技術的な問題点がある。

[0008] そこで本発明は、例えば上記問題点に鑑みなされたものであり、例えば小型化又 は薄型化が可能なホログラム方式の情報記録装置及び情報記録再生装置を提供す ることを課題とする。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明の請求項 1に記載の情報記録装置は上記課題を解決するために、光学的 に記録可能な記録面を有する記録媒体に対して記録情報を記録する情報記録装置 であって、レーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザ光線を、光束断面が線 状に延びる平板状レーザ光線に変換すると共に該線状に延びる方向が前記記録面 に沿うように出射する変換光学系と、前記記録情報に基づいて、前記平板状レーザ 光線に対して前記線状に延びる方向について 1次元の空間変調を施す 1次元空間 変調手段と、前記空間変調が施された平板状レーザ光線を信号光として前記記録 面に照射しつつ前記レーザ光源から出射されたレーザ光線に基づく参照光を前記 記録面に照射することで、前記記録情報を前記記録媒体に記録する記録光学系と、 前記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録面上を相対的に移動するように 、前記記録媒体を少なくとも前記記録光学系に対して移動させる移動手段とを備える

[0010] 本発明の請求項 10に記載の情報記録再生装置は上記課題を解決するために、請 求項 1から 9のいずれか一項に記載の情報記録装置と、再生時に、前記 1次元空間 変調手段を、前記レーザ光源から出射されたレーザ光源を遮光する遮光手段として 機能させる制御手段と、前記記録光学系を介して前記記録面に照射された前記参 照光に起因して前記記録媒体における透過、回折又は反射により発生する干渉光を 検出し、該検出された干渉光に基づいて前記記録情報を再生する再生手段とを備 える。

[0011] 本発明の作用及び利得は次に説明する実施の形態力 明らかにされる。 発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下、本発明の実施形態に係る情報記録装置及び情報記録再生装置ついて説明 する。

[0013] (情報記録装置の実施形態）

本発明の情報記録装置に係る実施形態は、光学的に記録可能な記録面を有する 記録媒体に対して記録情報を記録する情報記録装置であって、レーザ光源と、該レ 一ザ光源から出射されたレーザ光線を、光束断面が線状に延びる平板状レーザ光 線に変換すると共に該線状に延びる方向が前記記録面に沿うように出射する変換光 学系と、前記記録情報に基づいて、前記平板状レーザ光線に対して前記線状に延 びる方向について 1次元の空間変調を施す 1次元空間変調手段と、前記空間変調が 施された平板状レーザ光線を信号光として前記記録面に照射しつつ前記レーザ光 源から出射されたレーザ光線に基づく参照光を前記記録面に照射することで、前記 記録情報を前記記録媒体に記録する記録光学系と、前記信号光及び前記参照光の 照射位置が前記記録面上を相対的に移動するように、前記記録媒体を少なくとも前 記記録光学系に対して移動させる移動手段とを備える。

[0014] 本発明の情報記録装置に係る実施形態によれば、先ず、例えば半導体レーザ、ガ スレーザ等のレーザ光源力 は、光束断面が二次元的な広がりをも円形や楕円形又 は特定方向に潰れた長手形や線形であるレーザ光線が出射される。この出射された レーザ光線は、例えばエキスパンダー等を含んでなる変換光学系によって、平板状 レーザ光線とされた後に、 1次元空間変調手段に入力される。すると、 1次元空間変 調手段では、記録すべき記録情報に基づいて、この平板状レーザ光線に対して、そ の線状に延びる方向について 1次元の空間変調が施される。即ち、平板状レーザ光 線における線状に延びる光束断面で一列に並ぶ光束部分別に、空間変調が実施さ れる。その後、例えばオブジェクトレンズ等を含んでなる記録光学系によって、空間 変調された平板状レーザ光線は、信号光として記録面に照射される。これと共に、例 えば平板状レーザ光線に変換される前段階で、レーザ光線から分離された参照光や 、平板状レーザ光線に含まれる参照光など、レーザ光源から出射されたレーザ光線 に基づく参照光も、該記録光学系によって記録面に照射される。 [0015] このようなレーザ光線が変調される最中に、記録媒体は、連続的に又は間欠的に 若しくは不連続的に、移動手段によって相対移動される。即ち、記録媒体が、記録光 学系等に対して、回転移動や平行移動されたり、これに代えて又は加えて、記録光 学系やその他の光学系が、記録媒体に対して移動される。従って、移動に伴って記 録面上の所望個所に対して、信号光及び参照光の干渉縞の一部として、記録情報 を逐次記録することが可能となる。

[0016] ここで本実施形態では特に、レーザ光線を、平板状レーザ光線に変換した後に、こ れを空間変調するので、一般的にホログラム記録の際に利用されるところの 2次元空 間変調器の代わりに、 1次元空間変調手段を用いて 1次元空間変調が可能となる。し 力も、変換光学系は、レーザ光源から出射されたレーザ光線を、平板状レーザ光線 における、その線状に延びる方向が記録面に沿うように出射する。例えば平板状レ 一ザ光線の平らな面が、記録面と平行或いは略平行となるように、レーザ光線は平 板状レーザ光線へと変換される。この際、レーザ光源から変換光学系へと至る光路 についても、同様に記録面に平行或いは略平行となるように、レーザ光源及び変換 光学系を配置してもよい。更に、 1次元空間変調手段から記録光学系へと至る光路 についても、同様に記録面に平行或いは略平行となるように、 1次元空間変調手段 及び記録光学系を配置してもよい。従って、平板状レーザ光線の光路が占める空間 や、該平板状レーザ光線を空間変調する 1次元空間変調手段が占める空間を、記録 面に沿って相対的に薄く広がる空間内に封じ込めることが可能となる。

[0017] 以上の結果、例えばホログラムレコーダやプレーヤ等において、 1次元空間変調を 利用して記録情報の変調を行いつつ、本質的に小型化が困難或いは不可能である 光ディスクの如き、平板状に広がる記録媒体を囲む比較的狭い空間内に、本発明に 係るレーザ光源、変換光学系、 1次元空間変調手段及び記録光学系を配置すること が可能となる。これらの結果、当該記録媒体の収容スペースを含めた当該情報記録 装置全体の小型薄型化を図ることが可能となる。

[0018] 本発明の情報記録装置に係る実施形態の一態様では、前記記録光学系は、前記 レーザ光源から出射されたレーザ光線を、前記変換光学系の前段で、前記信号光 及び前記参照光に分割する分割光学系と、前記 1次元空間変調手段の後段で前記 1次元空間変調が施された信号光及び前記参照光を同一光路に結合する結合光学 系を含むことを特徴とする。

[0019] この態様によれば、レーザ光源から出射されたレーザ光線は、例えばビームスプリ ッタ、ハーフミラー等の分割光学系によって、信号光と参照光とに分割される。その後 、信号光については、変換光学系を経て平板状レーザ光線として 1次元空間変調手 段によって変調される。他方で、参照光は、これらを経ることなく、変調されない。そし て、 1次元空間変調が施された信号光と参照光とは、例えば結合プリズム等の結合 光学系によって、同一光路に結合された後、記録光学系によって、記録面上におけ る同一記録個所に照射される。従って、 1次元空間変調された信号光と参照光との 干渉によって、記録面上における記録情報の記録を実行可能となる。

[0020] 尚、変換光学系と 1次元空間変調手段との間に、分割光学系を配置することも可能 である。

[0021] 或いは本発明の情報記録装置に係る実施形態の他の態様では、前記記録光学系 は、前記レーザ光源から出射されたレーザ光線を、前記変換光学系の前段で、前記 信号光及び前記参照光に分割する分割光学系を更に備え、前記 1次元空間変調が 施された信号光及び前記参照光を同一光路に結合して前記記録面に照射すること を特徴とする。

[0022] この態様によれば、レーザ光源から出射されたレーザ光線は、例えばビームスプリ ッタ、ハーフミラー等の分割光学系によって、信号光と参照光とに分割される。その後 、信号光については、変換光学系を経て平板状レーザ光線として 1次元空間変調手 段によって変調される。他方で、参照光は、これらを経ることなく、変調されない。そし て、 1次元空間変調が施された信号光と参照光とは、例えばミラー、オブジェクトレン ズ等を含んでなる記録光学系によって、同一光路に結合されて記録面上に照射され る。従って、 1次元空間変調された信号光と参照光との干渉によって、記録面上にお ける記録情報の記録を実行可能となる。

[0023] 尚、変換光学系と 1次元空間変調手段との間に、分割光学系を配置することも可能 である。

[0024] これらの分割光学系に係る態様では、前記分割光学系は、前記参照光の光路が前 記記録面から見て前記平板状レーザ光線と横並びになるように前記参照光を分割す るように構成してちょい。

[0025] このように構成すれば、平板状レーザ光線の光路が占める空間のみならず、分割さ れた参照光の光路が占める空間を、記録面に沿って相対的に薄く広がる空間内に 封じ込めることが可能となる。従って、参照光を信号光から分割するホログラム光学系 を採用しつつ、情報記録装置全体の小型薄型化を図ることが可能となる。

[0026] 或いは本発明の情報記録装置に係る実施形態の他の態様では、前記参照光は、 前記信号光と共に、前記レーザ光源から照射され、前記変換光学系、前記 1次元空 間変調手段及び記録光学系を経て前記記録面に照射される。

[0027] この態様によれば、所謂「セルフカップリング方式」により、同一レーザ光線に含ま れる信号光と参照光との干渉によって、記録面上で情報の記録が可能となる。より具 体的には、例えば、参照光は、 1次元空間変調されたレーザ光線の主に輝度成分か らなる光が相当し、信号光は、 1次元空間変調されたレーザ光線の主に位相成分を 有する光が相当し、これらの参照光及び信号光は、一つに結合された光として記録 面上に照射される。

[0028] 本発明の情報記録装置に係る実施形態の他の態様では、前記信号光及び前記参 照光の前記記録面に対する照射角度を相対的に変更可能な照射角度変更手段を 更に備える。

[0029] この態様によれば、所謂「角度多重方式」によって、記録面上における同一個所に 照射角度を変えながら、複数の記録情報を記録することが可能となる。従って、記録 密度を高める上で大変有利となる。特に、角度多重方式の場合、例えば 1度以下或 いは 0. 1度以下といった僅かな角度だけ照射角度を傾けつつ記録を行えばよい。従 つて、このような照射角度を傾けるために、平板状レーザ光線が記録面に平行な位 置から多少傾いたとしても、その傾きの程度は軽微であって、なお、平板状レーザ光 線が記録面に沿った位置力も外れているとは言えない。即ち、角度多重を行っても、 上述の如き、情報記録装置を小型薄型化可能であると!/、う本実施形態の独自の効 果は十分に維持される。

[0030] 尚、本実施形態においては、角度多重方式に限らず、例えば「周波数多重方式」な ど、ホログラム記録に係る各種方式を採用することも可能である。また、半径方向では なく接線方向へ傾ける多重方法を採用することも可能である。

[0031] 本発明の情報記録装置に係る実施形態の他の態様では、前記レーザ光源、前記 変換光学系及び前記 1次元空間変調手段、並びに前記記録光学系の少なくとも一 部は、前記記録面に沿った同一平面内に配置されている。

[0032] この態様〖こよれば、当該情報記録装置に係る主要な構成要素である、レーザ光源 、変換光学系及び 1次元空間変調手段、並びに記録光学系の少なくとも一部が配列 された平面は、平板状レーザ光線と同じく記録面に沿っているので、これらの構成要 素を、記録面に沿って相対的に薄く広がる空間内に封じ込めることが可能となる。従 つて、情報記録装置全体の小型薄型化を図ることが可能となる。

[0033] 本発明の情報記録装置に係る実施形態の他の態様では、前記記録光学系は、前 記記録面に沿って進行する前記 1次元空間変調が施された平板状レーザ光線を、 前記記録面に交わる方向に進行するように変えるミラー手段を含む。

[0034] この態様によれば、記録光学系に含まれるミラー手段によって、記録面に沿って進 行する平板状レーザ光線が、記録面に交わる方向に進行するように変えられ、例え ばオブジェクトレンズ等の他の光学要素を介して記録面に照射される。従って、記録 光学系を記録面に交わる方向に不必要に厚くすることを回避できる。

[0035] 本発明の情報記録装置に係る実施形態の他の態様では、前記変換光学系、前記 1次元空間変調手段及び前記記録光学系のうち少なくとも一つは、前記平板状レー ザ光線の進行方向に交わる断面が、前記平板状レーザ光線の前記線状に延びる光 束断面に対応して前記記録面に沿つて伸びる長手形状である光学要素を含む。

[0036] この態様によれば、変換光学系、 1次元空間変調手段及び記録光学系に含まれる 、シリンドリカルレンズ、空間変調器、ミラー、ハーフミラー、プリズム等の各種の光学 要素は、入射される平板状レーザ光線の、線状に延びる光束断面に対応して伸びる 長手形状である。従って、無用に大きい光学要素を用いることなぐ記録面に沿って 平らな形状を有すると共に平板状レーザ光線に対しては必要十分に機能し得る長手 形状の光学要素を利用することで、情報記録装置全体の小型薄型化を図ることが可 能となる。 [0037] (情報記録再生装置の実施形態）

本発明の情報記録再生装置の実施形態は、上述した本発明の情報記録装置の実 施形態 (但し、その各種態様を含む）と、再生時に、前記 1次元空間変調手段を、前 記レーザ光源力 出射されたレーザ光源を遮光する遮光手段として機能させる制御 手段と、前記記録光学系を介して前記記録面に照射された前記参照光に起因して 前記記録媒体における透過、回折又は反射により発生する干渉光を検出し、該検出 された干渉光に基づいて前記記録情報を再生する再生手段とを備える。

[0038] 本発明の情報記録再生装置の実施形態は、上述した本発明の情報記録装置の実 施形態を備えるので、例えばホログラムレコーダやプレーヤ等において、平板状に広 力 ¾記録媒体を囲む比較的狭い空間内に、本発明に係るレーザ光源、変換光学系 、 1次元空間変調手段及び記録光学系を配置することが可能となり、当該記録媒体 の収容スペースを含めた当該情報記録再生装置全体の小型薄型化を図ることが可 能となる。

[0039] 本実施形態のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施例から明らかにさ れる。

[0040] 以上詳細に説明したように、本発明の情報記録装置に係る実施形態によれば、 1 次元空間変調手段によって 1次元空間変調を行うと共に、変換光学系によってレー ザ光線を、その線状に延びる方向が記録面に沿うように平板状レーザ光線に変換す るので、記録媒体の収容スペースを含めた情報記録装置全体の小型薄型化を図る ことが可能となる。また、本発明の情報記録再生装置に係る実施形態によれば、変換 光学系によってレーザ光線を、その線状に延びる方向が記録面に沿うように平板状 レーザ光線に変換するので、記録媒体の収容スペースを含めた情報記録再生装置 全体の小型薄型化を図ることが可能となる。 実施例

[0041] 以下、本発明に係るホログラムを利用した情報記録再生装置の実施例における基 本的な記録原理及び再生原理ついて、図 1から図 4を参照して説明する。

[0042] 先ず図 1を参照して、本発明の実施例に力かるホログラムディスク記録再生装置（ 以下、単に「記録再生装置」とも呼ぶ。）の基本的な構成を説明する。ここに図 1は、 本発明の実施例に力かる記録再生装置の構成を示した図式的ブロック図である。図 示のように、記録再生装置 100は、ホログラムディスク（以下、単に「ディスク」とも呼ぶ 。）8に対して情報を記録し、再生する。ディスク 8は、例えば 2枚のガラス基板間にフ オトポリマーなどのホログラム媒質を封入してなり、先に挙げた従来技術のホログラム 記録において使用されるディスクと同一のものを使用することができる。ディスク 8は、 スピンドルモータ 7により回転される。なお、スピンドルモータ 7の回転は、通常の光デ イスクの記録再生において行われるスピンドルサーボ方法などにより回転制御される

[0043] 外部から入力される記録情報は、ノ ッファ 12にー且保持された後、フォーマッタ 11 へ送られる。フォーマッタ 11は記録情報に対して ECC (Error Correction Code)の付 加などの必要な処理を行 、、所定の記録フォーマットに従ったデータを生成して変調 器 9へ供給する。変調器 9は 2種類の変調を実行する。 1つは後述の 1次元空間変調 器 3による信号光の変調であり、もう 1つはレーザ光源 1から出射されるレーザ光の変 調である。なお、これらについては、また後述する。

[0044] 記録光 (信号光及び参照光）を生成し、ディスク 8に照射するレーザ光学系は、レー ザ光源 1、エキスパンダー 2、 1次元空間変調器 3、フーリエ変換レンズ 4及び逆フーリ ェ変換レンズ 5、受光素子 6、ハーフミラー 14、反射ミラー 15及び集光レンズ 16を備 える。ディスク 8はフーリエ変換レンズ 4と逆フーリエ変換レンズ 5の間に配置される。

[0045] レーザ光源 1から出射されたレーザ光線はエキスパンダー 2によりビームの太さを拡 大され、ハーフミラー 14により 2系統、即ち信号光と参照光に分割される。ハーフミラ 一 14を通過したレーザ光線は、 1次元空間変調器 3を通過することにより、変調器 9 力も与えられたパターンに従って変調されてフーリエ変換レンズ 4に入射し、さらにフ 一リエ変換レンズ 4を通過することにより信号光 Lsとしてディスク 8に照射される。

[0046] ハーフミラー 14により分割された他方のレーザ光線は、反射ミラー 15により反射さ れ、集光レンズ 16を介してディスク 8の記録面上に参照光 Lrとして照射される。デイス ク 8の記録面上では、信号光 Lsと参照光 Lrとはディスク 8上の同一位置に同時に照 射される。これにより、ディスク 8上で信号光 Lsと参照光 Lrとが干渉し、干渉縞が生成 され、それがフーリエ像としてディスク 8内部のホログラム媒質に記録される。 [0047] 一方、情報の再生時には、信号光 Lsを遮断してディスク 8に照射されないようにし、 記録時と同一の参照光 Lrのみをディスク 8に照射する。照射された参照光 Lrは、ディ スク 8に記録された干渉縞により回折され、回折光が生成される。回折光は逆フーリ ェ変換レンズ 5を介して受光素子 6へ入射し、再生信号が得られる。再生信号は再生 処理系 20へ供給される。

[0048] 次に図 2を参照して、図 1に示す記録再生装置 100により信号光 Lsがディスクに照 射される様子について説明する。ここに図 2は、本発明の実施例に係る記録再生装 置により信号光がディスクに照射される様子を模式的に示した概念図である。レーザ 光源 1から出射されたレーザ光線はエキスパンダー 2により拡大され、 1次元空間変 調器 3へ入射する。 1次元空間変調器 3は、図示のように格子構造 3aを有する。図 2 の例では、図中の縦方向（矢印 Vの方向）に連続する格子構造 3aが形成されている

[0049] 1次元空間変調器 3を通過したレーザ光はフーリエ変換レンズ 4によりディスク 8の 記録面上に照射される。ディスク 8の記録面上には、図示のように、 1つの 0次回折光 LOと 2つの 1次回折光 L1を含むフーリエ像 Fが形成される。図 2の例では、 1次元空 間変調器 3の格子構造 3aが図中の V方向に形成されているので、 2つの 1次回折光 L1は V方向に整列して、 0次回折光 LOの両側（上下）に形成されることになる。なお 、ディスク 8上における 0次回折光 LOと 1次回折光 L1との距離は、 1次元空間変調器 3の格子構造 3aの格子間距離および波長により定まる。このフーリエ像 Fが干渉縞と してディスク 8に記録される。

[0050] 本発明では記録光学系に対して記録媒体を相対的に移動させながら記録媒体上 にフーリエ像 Fを記録する。本実施例では記録媒体はディスクであるので、ディスク 8 の回転によりディスク 8の記録面上に形成されるフーリエ像 Fはディスク 8の接線方向 へ移動する。

[0051] 次に図 3を参照して、ディスク上に形成されたフーリエ像 Fの一具体例について説 明する。ここに図 3は、本発明の実施例に係るディスク上に形成されたフーリエ像の 一具体例を模式的に示した拡大図である。なお、図 3の例は、図 2に示す 8ビットの 1 次元空間変調器 3を使用した場合の例である。ディスク 8上の、記録光が照射された 部分 21を拡大して円 22内に示している。

[0052] ディスク 8が静止している状態では図 2に示すようなフーリエ像 Fがディスク 8上に記 録されるのであるが、ディスクが記録光に対して相対的に移動するので、実際に記録 されるフーリエ像 Fは図 3に示すように、記録方向（ディスクの接線方向）に引き伸ばさ れたような横長の形状となる（以下、ディスク 8に記録されたフーリエ像 Fを「ホログラム マーク」とも呼ぶ。 )。

[0053] 図 3に示すホログラムマークは、図中の縦方向（V方向）及び横方向（H方向）の 2方 向にそれぞれ変調されている。なお、図 3の V方向はディスク 8の半径方向であり、図 2に示す V方向、即ち、 1次元空間変調器 3の格子が形成される方向に対応する。ま た、図 3の H方向はディスク 8の接線方向である。

[0054] 2方向の変調のうちの 1つは、 1次元空間変調器 3の格子構造 3aによる変調である 。本例では、図 2に示すように 8ビットの 1次元空間変調器 3を使用しており、ディスク 8 に記録されるフーリエ像、即ちホログラムマークは V方向に 8ビットの情報を有してい る。

[0055] これにカ卩えて、本実施例では、記録方向、即ち図 3における H方向にレーザ光線の 照射の有無 (即ち、レーザ光源 1のオン Zオフ）を制御することにより、ホログラムマー ク長による変調を施している。なお、レーザ光をオン Zオフする代わりに、光量を二値 の間で制御するようにしても良い。図 3では、このマーク長の変調による記録情報例 を「1」及び「0」の数値列により示している。図 3の例では、レーザ光源 1がオンの期間 では、ホログラムマークが形成されており、その期間は記録情報「1」に対応している。 一方、レーザ光源 1がオフの期間では、ホログラムマークが形成されず、その期間は 記録情報は「0」に対応して 、る。

[0056] 図 3の例では、 1次元空間変調器により V方向に 8ビットの情報が記録され、かつ、 レーザ光源のオン Zオフ制御により H方向にもホログラムマークのマーク長による変 調が施されている。このように、本実施例では、 1次元空間変調器による変調と、レー ザ光源のオン/オフによる変調の 2種類の変調を組み合わせて 、るので、より多くの 情報を記録することができる。

[0057] 次に図 4を参照して、受光素子 6の構成例について説明する。ここに図 4は、本発 明の実施例に係る受光素子の一構成例を示した模式図である。再生時には、参照 光 Lrのみをディスク 8に照射し、記録したフーリエ像により生成される回折光を逆フー リエ変換レンズ 5で逆フーリエ変換し、受光素子 6へ入射する。図示の例は 8ビットの 受光素子であり、図 6 (a)〖こ示すように、上から「10110101」の 8ビットデータに対応 する回折光を受光して 、る状態を示して 、る。

[0058] 次に、本発明の情報記録装置の他の実施例について図 5から図 7を参照して説明 する。ここに、図 5は本発明の他の実施例に係るホログラムマークの一具体例を示し た模式図である。図 6は本発明の他の実施例に係るホログラムマークにおける半径方 向の傷並びにディスク及び 1次元空間変調器 3の相対位置関係を模式的に示した平 面図である。図 7は本発明の他の実施例に係る記録再生装置にエキスパンダー及び フーリエ変換レンズにシリンドリカルレンズを使用した場合の信号光がディスクに照射 される様子を示した模式図である。

[0059] 即ち、本発明では、ホログラム記録を行っているため、記録条件を変えることにより、 記録媒体上の同一位置に異なる情報を多重記録することができる。例えば、フーリエ 像の 0次光の中心を V方向又は H方向にずらして記録した場合のホログラムマークの 例を図 5 (a)に模式的に示す。また、この他に、信号光及び参照光のいずれか一方 の照射角度を変えることによつても、記録媒体上の同一位置に異なる情報を多重記 録することができる。さらに、空間変調器による変調により、信号光の性質自体を変え ること〖こより多重記録を行うこともできる。一般的に、ホログラムディスクの同一位置に 多重記録可能な量は、 Mナンバーで示されており、その範囲内であれば情報の多重 記録が可能である。例えば、 Mナンバー = 16であるホログラムディスクに対しては、 同じ領域に異なる 16の情報を多重記録することができる。

[0060] また、上記の実施例では、フーリエ像の軸方向（即ち、 0次光と 1次光がなす直線の 方向）を、ディスクの回転方向に対して 90度 (即ち、ディスクの半径方向である V方向 に対して 0度）とした場合を示している力 フーリエ像の軸方向をディスクの半径方向 力らずらして記録することもできる。図 5 (b)はその一例を示しており、ディスクの半径 方向 51に対して、フーリエ像の軸 52の方向を角度 αだけずらしている。

[0061] ディスク状記録媒体の場合、利用者がディスクを取り扱う最中などに生じる傷などの 損傷はディスクの半径方向に生じる場合が比較的多い。この様子を図 6 (a)に模式的 に示す。従って、図 6 (a)に示すようにディスク半径方向に傷 41が入った場合、同一 半径方向におけるホログラムマークが全て読み取り不能となるので、その部分の情報 が再生不能となる。これに対し、図 5 (b)に示すように、ディスク半径方向に対して所 定角度 αだけずらした方向にフーリエ像を形成すれば、ディスク半径方向に傷が入 つたとしても、同一の時間軸に対応する部分が全て読み取り不能となることはなぐェ ラー訂正などの手法により傷が入った部分に対応するデータを復元できる可能性が 高くなる。従って、フーリエ像の軸方向をずらすことにより、ディスク半径方向の傷に 強い記録が可能となる。なお、フーリエ像の軸方向をディスク半径方向力もずらして 記録するためには、図 6 (b)に示すように、 1次元空間変調器 3の格子構造 3aの方向 をディスク半径方向に対して角度 OCだけ回転させてやればょ 、。

[0062] エキスパンダー 2及びフーリエ変換レンズ 4にシリンドリカルレンズを使用することも 可能である。その場合の光学系の構成を図 7に示す。

[0063] 上述した図 1に示す記録再生装置は、再生時に再生光をディスクの裏側で検出す る、いわゆる透過型の記録再生装置であるが、本発明は記録光の照射と再生光の検 出をディスクの一方の面側で行う、いわゆる反射型の記録再生装置に対しても適用 可能である。

[0064] また、上述した図 1に示す記録再生装置は、レーザ光線を分離して生成した信号光 と参照光とを異なる方向から記録媒体上の同一位置に照射する光学系を備えている 力 信号光と参照光とを同軸状に照射するタイプの記録再生装置にも同様に適用が 可能である。

[0065] 以上のように、上記の実施例及び他の実施例では、フーリエ像を記録媒体の移動 方向と異なる方向にのみ空間変調して記録を行うことにより、フーリエ像を記録媒体 に対して相対的に移動させても、再生光のパターンを区別できるようにした。よって、 情報の記録、再生時に記録媒体を停止させる必要がなくなり、ランダムアクセス性が 向上する。また、記録媒体の移動方向にも情報をマーク長による変調を行うことにより 、記録容量の増大が可能となる。

[0066] また、上述した実施例では記録媒体としてホログラムディスクを挙げて 、るが、本発 明の適用はディスク状の記録媒体には限定されず、例えばカード型の記録媒体など 各種の形状の記録媒体に適用することができる。

[0067] 次に、本発明の他の実施例としてこのカード型の記録媒体に対する記録再生装置 について図 8を参照して説明する。ここに図 8は、本発明の他の実施例に係るカード 型記録媒体に対する記録再生装置の構成例を示すブロック図である。

[0068] 図 8において、記録再生装置の基本的構成は図 1に示すディスク状記録媒体の場 合と同様である。但し、ディスク 8の保持、回転機構の代わりに、カード型記録媒体 30 を保持し、移動させる機構が設けられる点が異なって 、る。

[0069] 具体的には、図 8に示すように、カード型記録媒体 30は、ホルダー 31上に保持さ れる。ホルダー 31には、カード型記録媒体 30をその X方向（図 8における左右方向） に移動させる X方向モータ 32と、 Y方向（図 8の紙面に対して垂直な方向）に移動さ せる Y方向モータ 33とを備える。 X方向モータ 32及び Y方向モータ 33を駆動して、 カード型記録媒体 30を X方向又は Y方向に移動させつつ、情報記録及び再生を行 う。なお、上記説明では媒体を移動させたが、光学系を移動させてもよい。

[0070] 次に、本発明の他の実施例としてセルフカップリングを利用した記録再生装置につ いて図 9及び図 10を参照して説明する。ここに、本実施例に係る「セルフカップリング 」とは、信号光と参照光とを分離させずに信号光のみ空間変調器へ入射させ、位相 成分を含まず、且つ主に輝度成分を含んだ 0次光を参照光として代用し、この 0次光 と主に位相成分を含んだ高次光とによって干渉縞を記録させる記録再生技術である 。また、図 9は、本発明の他の実施例に係るセルフカップリングを利用した記録再生 装置の構成例を示すブロック図である。

[0071] 即ち、上記の実施例では、レーザ光源からの光ビームを分割して信号光と参照光と 生成しているが、レーザ光を分割せず、空間変調器を通すことで主に輝度成分の 0 次光と位相成分を有する高次光が生じる事を利用して、 0次光と高次光を干渉させる 場合にも、本発明を適用することができる。図 9に、その場合の記録再生装置の構成 例を示す。この例では、レーザ光を分割せずに空間変調器へ入射させ、入射光の 0 次光と高次光との干渉により干渉縞を生成する。

[0072] 図 9において、レーザ光源 111からの光ビーム 112の光路上には、シャツタ SHs、ビ ームエキスパンダ BX、 1次元空間変調器 103、フーリエ変換レンズ 116が配置されて いる。レーザ光源 111、ビームエキスパンダ BX、 1次元空間変調器 103及びフーリエ 変換レンズ 116は基本的に図 1に示した実施例の対応する各構成要素と同様に構 成することができる。また、シャツタ SHsは図示しないコントローラにより制御され、記 録媒体への光ビームの照射時間を制御する。

[0073] 一方、記録媒体 110は可動ステージ 60により移動可能に保持される。可動ステー ジ 60は図示しないコントローラにより制御され、情報の記録及び再生時に記録媒体 1 10を所定の方向へ移動する。

[0074] ビームエキスパンダ BXはシャツタ SHsを通過した光ビーム 112の径を拡大して平行 光線とし、 1次元空間変調器 103へ垂直に入射させる。図 1に示した実施例と同様に 、記録情報はバッファ 12、フォーマッタ 11を介して変調器 9へ送られる。変調器 9は C PU10により制御され、レーザ光源 111から出射されるレーザ光の変調と、 1次元空 間変調器 103による信号光の変調を行う。 1次元空間変調器 103を通過した信号光 112aはフーリエ変換レンズ 116により記録媒体 110に照射される。

[0075] 次に図 10を参照して、記録媒体 110の近傍における光ビームの状態について説 明する。ここに図 10は、本発明の他の実施例に係るセルフカップリングを利用した記 録再生装置の記録媒体近傍における光ビームの様子を示す模式図である。記録媒 体 110には、信号光 112aの入射側と反対側の面に入射光処理部 Rが設けられてい る。入射光処理部 Rは、記録媒体 110に入射光の 0次光と高次光とを分離して一部 の光を記録媒体 110に戻す機能を有する。具体的には、入射光処理部 Rは、信号光 112aの 0次光のみを記録媒体 110の内部へ反射させる 0次光反射部 RRと、その範 囲を規定する部分 Tとを備える。 0次光反射部 RRは、信号光 112aの 0次光を記録媒 体 110内に反射させる。 0次光反射部 RRにより記録媒体 110内に反射された 0次光 と、高次光とにより干渉縞が形成され、記録媒体 110内に記録される。この原理により 、図 1に示す実施例のようにレーザ光源力 の光ビームを分割して参照光を作成する 必要がなくなる。

[0076] 再生時には、図 10に示すように、参照光 112bのみを照射する、記録時と同様に、 記録媒体 110を通過した参照光 112bを記録媒体 110に垂直入射させる。参照光 11 2bが記録媒体 110を通過すると、参照光 112bが照射される記録媒体 110の反対側 には、記録された干渉縞を再現した再生光が得られる。この再生光を逆フーリエ変換 レンズ 116aにより逆フーリエ変換し、受光素子 106へ導く。受光素子 106からは再生 光に対応する電気信号が再生処理系 120へ供給され、再生処理系 120から再生デ ータが出力される。

[0077] また、本実施例では ± 1次光で説明したが、プラス 1次光もマイナス 1次光も同じ性 質を有するので、一方だけでも同様な効果が得られる。

[0078] (記録再生装置における実際の光学的な相対位置関係についての第 1実施例） 次に、本発明の第 1実施例に係る 1次元空間変調器を使用した記録再生装置の光 学系の構成要素と記録媒体の一例であるホログラムディスクとの実際の光学的な相 対位置関係につ 、て図 11及び図 12を参照して詳細に説明する。

[0079] ここに、図 11は、本発明の第 1実施例に係る記録再生装置の光学系の構成要素と ホログラムディスクとの実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。図

12 (a)は、本発明の第 1実施例に係る記録時のハーフミラーにおける信号光と参照 光の光路を示した断面図であり、図 12 (b)は、本発明の第 1実施例に係る再生時の ハーフミラーにおける回折光の光路を示した断面図である。

[0080] 図 11中、 X軸方向は、ディスク平面に平行であり且つレーザ光源 1から出射された レーザ光線の進行方向である。 Y軸方向は、 X軸方向に垂直であり且つ X軸と共にデ イスク平面に対して平行となる平面を形成する。 Z軸方向は、ディスク平面と垂直な方 向である。

[0081] 尚、第 1実施例に係る反射型の記録再生装置は、本発明に係る記録再生装置の 一具体例である。

[0082] 図 11に示されるように、記録再生装置は、大きくディスク 8と光学系 19— 1を備えて 構成されている。より詳細には、光学系 19— 1は、レーザ光源 1、ハーフミラー 14A、 1 4B及び 14C、エキスパンダー 2、コリメータレンズ 18、一次元空間変調器 3、反射ミラ 一 15A及び 15B、対物レンズ 17A、並びに受光素子 6を備えて構成されている。

[0083] これらの各種光学部品は、図 11に示したように、光学系 19 1の図示しないケース 或いはハウジング内に収容されている。光学系 19 1は、図示しないキャリッジモータ によってキャリッジ駆動等されることで、図 11に示したディスク 8に対して、そのトラック に交差する方向、即ち、半径方向に移動される。光学系 19— 1は更に、図示しないァ クチユエータによってフォーカス駆動、トラッキング駆動等されることによって、ディスク のトラックに対して照射される光ビームのフォーカス位置、トラッキング位置等を調整 するように構成されている。また後述されるように、信号光等のディスク 8に対する照 射角度を変更し角度多重による記録を実現するために、光学系 19 1全体がデイス ク 8の平面に対して僅かに傾斜するように構成してもよ 、。

[0084] 次に図 11及び図 12を参照して、第 1実施例に係る各光学部品の動作について説 明する。

[0085] 先ず情報の記録時における動作につ!、て説明する。

[0086] 情報の記録時においては、レーザ光源 1から X軸方向に出射されたレーザ光線は、 ハーフミラー 14Aにより 2系統に分割される。即ち、一方のレーザ光線は、後に 1次元 空間変調器 3によって変調される信号光 Lsであり、他方のレーザ光線は、干渉縞を ディスク 8に記録するために、信号光 Lsと合波される参照光 Lrである。即ち、ハーフミ ラー 14Aは出射されたレーザ光線を信号光 Ls及び参照光 Lrに分割する分割光学 系を担う。 ハーフミラー 14Aを X軸方向に通過した信号光 Lsは、エキスパンダー 2 へ向けて出射される。エキスパンダー 2を通過した信号光 Lsは、柱状のレーザ光線 力 平板状のレーザ光線に変換されると共にその横幅は拡大される。即ち、本発明 に係る「平板状レーザ光線」に変換される。即ち、エキスパンダー 2は、レーザ光源 1 力 出射されたレーザ光線を、光束断面が線状に延びる平板状レーザ光線に変換 する変換光学系を担う。以下、適宜この信号光 Lsによって規定される平面を「信号光 平面 Hs」と称す。特に、本発明では、この信号光平面 Hsが、例えばディスク 8の平面 (記録面）と平行となるなど、ディスク 8の平面に沿うように光学系が配置されている。 この平板状の信号光 Lsはコリメータレンズ 18に入射され、平板状の拡散光から平板 状の平行光に変換される。この平行光にされた信号光 Lsは、この 1次元空間変調器 3で 1次元空間変調される。 1次元空間変調器 3は、記録情報に基づいて、平板状レ 一ザ光線に対して線状に延びる方向について 1次元の空間変調を施す 1次元空間 変調手段を担う。 [0087] 他方、ハーフミラー 14Aによって Z軸方向に出射された参照光 Lrは、反射ミラー 15 Bによって X軸方向へ反射され、受光素子 6の下方に配置されているハーフミラー 14 Bへ入射される（以下、図 12 (a)参照)。参照光 Lrは、ハーフミラー 14Bによって、マ ィナス Z軸方向に配置されたノ、一フミラー 14Cに向けて反射される。更に、参照光 Lr は、ハーフミラー 14Cにより X軸方向へ反射される。

[0088] 1次元空間変調器 3で変調された信号光 Lsと前述した参照光 Lrがハーフミラー 14 Cにおいて同一光路に合波され、 X軸方向の反射ミラー 15Aへ向けて出射される（図 12 (a)参照)。これらの合波された信号光 Ls及び参照光 Lrは、反射ミラー 15Aにお いて、ディスク 8の平面に垂直に、即ち、 Z軸方向へ、反射され、シリンドリカルレンズ 型の対物レンズ 17Aに入射される。即ち、反射ミラー 15 Aは、平板状レーザ光線を 前記記録面に交わる方向に進行するように変えるミラー手段を担う。これらの合波さ れた信号光 Ls及び参照光 Lrは、対物レンズ 17Aを通過することによって、集光され てディスク 8に向けて照射される。こうして、ディスク 8の内部の例えば、ホログラム媒質 等の感光材料において、干渉縞、即ちフーリエ像が記録される。即ち、ハーフミラー 1 4A— 14C、反射ミラー 15A、対物レンズ 17Aは、空間変調が施された平板状レーザ 光線を信号光として前記記録面に照射しつつ前記レーザ光源から出射されたレーザ 光線に基づく参照光を前記記録面に照射する記録光学系を担う。

[0089] 次に情報の再生時における動作について説明する。

[0090] 情報の再生時においては、先ず、 1次元空間変調器 3をシャツタとして使用し、信号 光 Lsを遮断し、通過させないようにする。そして、記録時と同一の特性、具体的には 、波長、振幅又は光強度等の特性が同一の参照光 Lrのみが、記録時と同様の光路 で、 Z軸方向にディスク 8に照射される。照射された参照光 Lrは、ディスク 8の内部に 記録された干渉縞によって回折され、回折光 (再生光) Lk、が生成される。回折光 Lk は、ディスク 8内部の例えば反射層等によって反射され、往路と同じ光路を通過する 。具体的には、回折光 Lkは、対物レンズ 17Aを通過して、反射ミラー 15Aにおいて マイナス X軸方向に反射され、ハーフミラー 14Cにおいて Z軸方向に反射され、ハー フミラー 14Bを通過することにより、受光素子 6に入射する（図 12 (b)を参照)。こうし て受光素子 6において再生信号が得られ、この再生信号は再生処理系へ供給される [0091] このように第 1実施例では、 2次元空間変調器の代わりに、 1次元空間変調器を使 用することで、柱状のレーザ光線を平板状にすることが可能である。更に、この光学 系 19— 1内に拡がる平板状のレーザ光線、即ち、信号光平面 Hsをディスク 8の平面と 例えば、平行関係のように対向する位置関係を保つように、光学系が配置される。こ れらの結果、ディスク 8を収容するスペースと光学系 19—1との両者を含めて、情報記 録再生装置の全体を更に小型化及び薄型化することが可能となる。

[0092] 尚、第 1実施例では、参照光 Lrは、 1次元空間変調器 3等の構成要素の上部を通 過するが、この空間は、対物レンズ 17Aの厚さの範囲内であり、光学系 19— 1内で対 物レンズ 17Aが配置されて!ヽな 、上側の空間を活用するので、光学系 19 1全体の 簡素化、小型化及び薄型化が実現可能となる。

[0093] (記録再生装置における実際の光学的な相対位置関係についての第 2実施例） 次に、本発明の第 2実施例に係る 1次元空間変調器を使用した記録再生装置の光 学系内部の構成要素とディスクとの実際の光学的な相対位置関係について図 13及 び図 14を参照して詳細に説明する。

[0094] ここ〖こ、図 13は、本発明の第 2実施例に係る記録再生装置の光学系内部の構成要 素等とディスクとの実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。図 14 は、本発明の第 2実施例に係る記録時に記録媒体に照射される信号光と参照光を示 した図式的な外観斜視図（図 14 (a) )及び再生時に記録媒体に照射される参照光及 び記録媒体から反射される回折光を示した図式的な外観斜視図（図 14 (b) )である。

[0095] 尚、図 13を参照して第 2実施例を説明するにあたって、第 1実施例と同様の構成要 素及び動作についての説明は適宜省略する。また、図 13中、 X軸、 Y軸及び Z軸方 向については、図 11で示された第 1実施例と同様である。

[0096] 図 13に示されるように、第 2実施例に係る記録再生装置は、第 1実施例と同様に、 ディスク 8と光学系 19— 2とを備える。そして、光学系 19 2は、レーザ光源 1、 ハーフミ ラー 14A、エキスパンダー 2、コリメータレンズ 18、一次元空間変調器 3、反射ミラー 1 5A及び受光素子 6を備えると共に、新しい構成要素として、反射ミラー 15C、 15D及 び 15E、並びに直径の大きい対物レンズ 17Bを備えて構成されている。 [0097] 次に図 13及び図 14を参照して、第 1実施例に係る各光学部品の動作について説 明する。

[0098] 情報の記録時においては、レーザ光源 1から X軸方向に出射されたレーザ光線は、 ハーフミラー 14Aにより第 1実施例と同様に信号光 Ls及び参照光 Lrの 2系統に分割 される。

[0099] 先ず、ハーフミラー 14Aを X軸方向に通過した信号光 Lsの光路は、ハーフミラー 14 Cを通過しないこと及びシリンドリカルレンズである対物レンズ 17Aではなく簡便な対 物レンズ 17Bを通過すること以外は第 1実施例と同様である。特に、本発明では、こ の信号光平面 Hsが、ディスク 8の平面と例えば、平行関係のように対向する位置関 係を保つように、光学系が配置されている。

[0100] 他方、ハーフミラー 14Aによって Y軸方向に出射された参照光 Lrは、反射ミラー 15 Cによって X軸方向へ向けて反射され、反射ミラー 15Dへ入射される。参照光 Lrは、 反射ミラー 15Dによってマイナス Y軸方向へ向けて反射され、反射ミラー 15Eへ入射 される。参照光 Lrは、反射ミラー 15Eによって Z軸方向に配置された対物レンズ 17B に向けて反射されると共に、対物レンズ 17Bを通過する。

[0101] 以上より、 1次元空間変調器 3で変調された信号光 Lsが対物レンズ 17Bの一方の 領域を通過し、ディスク 8の法線、即ち、マイナス Z軸方向から照射角度 Θ 1でデイス ク 8に照射される。参照光 Lrも前述したように複数の反射ミラー 15C、 15D及び 15E を経由して対物レンズ 17Bの他方の領域を通過し、ディスク 8の法線力も照射角度 Θ 2でディスク 8に照射される。このように信号光 Ls及び参照光 Lr力 同じ対物レンズ 1 7Bの別軸、即ち、別の光路を通過することによって、夫々集光されてディスク 8上の 同一位置に同時に照射される。このことにより、ディスク 8上で信号光 Lsと参照光 と が干渉し、信号光 Ls及び参照光 Lrの照射角度 Θ 1及び Θ 2並びに波長 λをパラメ ータとしたグレーティングベクトルを持った干渉縞が生成され、それがフーリエ像とし てディスク 8内部のホログラム媒質に記録される。

[0102] 情報の再生時においては、 1次元空間変調器 3をシャツタとして使用し、信号光 Ls を遮断し、通過させないようにする。そして、記録時と同一の特性、具体的には、波長 、振幅、光強度及び照射角度 Θ 2等の特性が同一の参照光 のみが、記録時と同 様の光路で、ディスク 8に照射される。照射された参照光 Lrは、ディスク 8の内部に記 録されたグレーティングベクトルを持った干渉縞によって回折され、回折光 (再生光） Lkが生成される。回折光 Lkは、グレーティングベクトルによって一義的に決定される 回折光出射角度 Θ 3でディスク 8から出射され、対物レンズ 17Bを通過して、受光素 子 6に入射する。こうして受光素子 6において再生信号が得られ、この再生信号は再 生処理系へ供給される。

[0103] このように、第 2実施例は、第 1実施例と異なり、対物レンズ 17Bに、シリンドリカルレ ンズを用いな 、で、高 、性能を必要としな 、簡便なレンズを用いることで光学系 19— 2の構成要素の簡素化が可能となる。そして、信号光 Lsと参照光 Lrとはハーフミラー において合波させるのではなぐ対物レンズ 17Bの異なる領域を通過させ、ディスク 8 の平面上で合波させる。こうして、ディスク 8の内部の例えば、ホログラム媒質等の感 光材料において、干渉縞、即ちフーリエ像が記録される。

[0104] また、第 2実施例では、第 1実施例と同様に、 1次元空間変調器を使用することで、 柱状のレーザ光線を平板状にすることが可能であると共に、信号光平面 Hsをデイス ク 8の平面と例えば、平行関係のように対向する位置関係を保つように、光学系が配 置されるので、光学系 19 2全体を更に小型化及び薄型化することが可能となる。

[0105] 尚、第 2実施例では、参照光 Lrは、 1次元空間変調器 3等の構成要素の横脇部を 通過するため、光学系 19 - 2全体の簡素化、小型化及び薄型化が可能となる。

[0106] (記録再生装置における実際の光学的な相対位置関係についての第 3実施例） 次に、本発明の第 3実施例に係るセルフカップリングによる 1次元空間変調器を使 用した記録再生装置の光学系内部の構成要素とディスクとの実際の光学的な相対 位置関係について図 15を参照して詳細に説明する。

[0107] ここ〖こ、図 15は、本発明の第 3実施例に係る記録再生装置の光学系内部の構成要 素等とディスクとの実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。

[0108] 尚、図 15を参照して第 3実施例を説明するにあたって、第 1実施例及び第 2実施例 と同様の構成要素及び動作についての説明は適宜省略する。また、図 15中、 X軸、 Y軸及び Z軸方向につ 、ては、図 11及び図 13で示された第 1実施例及び第 2実施 例と同様である。 [0109] 図 15に示されるように、第 3実施例に係る記録再生装置は、第 1実施例及び第 2実 施例と同様に、ディスク 8と光学系 19— 3とを備える。光学系 19— 3は、レーザ光源 1、 エキスパンダー 2、コリメータレンズ 18、一次元空間変調器 3、対物レンズ 17B及び受 光素子 6を備えると共に、新しい構成要素として、ハーフミラー 14Dを備えて構成され ている。特に、セルフカップリングに係る第 3実施例においては、ディスク 8は 0次光反 射部 RR及び高次光用透過部 Tからなる入射光処理部 Rを備えて構成されている。

[0110] 情報の記録時においては、レーザ光源 1から X軸方向に出射されたレーザ光線は、 後に 1次元空間変調器 3によって変調される信号光 Lsである。この信号光 Lsは、ェキ スパンダー 2へ向けて出射され、エキスパンダー 2を通過した信号光 Lsは、柱状のレ 一ザ光線力 信号光平面 Hsを持ったレーザ光線に変換される。この平板状の信号 光 Lsはコリメータレンズに入射され、拡散光力も平行光に変換される。平行光にされ た信号光 Lsは、 1次元空間変調器 3で変調される。この信号光 Lsは、ハーフミラー 14 Dによって X軸方向力も Z軸方向へ反射される。信号光 Lsは、対物レンズ 17Bを通過 することによって集光されて、ディスク 8に向けて照射される。本実施例においてはデ イスク 8の照射される側と反対側の面に入射光処理部 Rが設けられて 、る。入射光処 理部 Rは、ディスク 8に照射された信号光 Lsの 0次光と高次光とを分離して一部の光 をディスク 8の内部に戻す機能を有する。具体的には、入射光処理部 Rは、信号光 L sの 0次光のみをディスク 8の内部へ反射させる 0次光反射部 RRと、その範囲を規定 すると共に、高次光を透過させる高次光透過部 Tとを備える。 0次光反射部 RRは、信 号光 Lsの 0次光をディスク 8の内部に反射させる。 0次光反射部 RRによりディスク 8の 内部に反射された 0次光と、照射された高次光とが干渉し、ディスク 8の内部の例え ば、ホログラム媒質等の感光材料において、干渉縞、即ちフーリエ像が記録される。 このセルフカップリングの原理により、図 11及び図 12を参照して説明した第 1実施例 及び第 2実施例のようにレーザ光源からのレーザ光線を分割して参照光を作成する 必要がなくなる。

[0111] 特に、セルフカップリングの形態としては、 0次光を反射させると共に高次光を透過 させるという本実施例における形態の他にも、 0次光を透過、吸収、散乱又は偏向さ せると共に高次光を反射させる形態であってもよい。 [0112] 情報の再生時においては、レーザ光源 1から X軸方向に出射されたレーザ光線は、 例えば、 1次元空間変調器 3のシャツタが全開にされているので、 1次元空間変調器 3 によって変調されない参照光 Lrである。そして、記録時と同一の特性、具体的には、 波長、振幅又は光強度等の特性が同一の参照光 のみが、記録時と同様の光路で 、 Z軸方向にディスク 8に照射される。照射された参照光 Lrは、ディスク 8の内部に記 録された干渉縞によって回折され、回折光 (再生光) Lk、が生成される。回折光 Lkは 、ディスク 8内部の例えば反射層等によって反射され、往路と同じ光路を通過する。 具体的には、対物レンズ 17Bを通過して、ハーフミラー 14Dをマイナス Z軸方向に通 過することにより、受光素子 6に入射する。こうして受光素子 6において再生信号が得 られ、この再生信号は再生処理系へ供給される。

[0113] このように、第 3実施例では、第 1実施例及び第 2実施例と同様に、 1次元空間変調 器を使用することで、柱状のレーザ光線を平板状にすることが可能であると共に、信 号光平面 Hsをディスク 8の平面と例えば、平行関係のように対向する位置関係を保 つように、光学系が配置されるので、光学系 19 3全体を更に小型化、薄型化するこ とが可能となる。

[0114] また、第 3実施例では、セルフカップリングを利用するため、ハーフミラー等の光路 分離素子が不要であるため、光学部品等は少なくてよい。このため、光学系 19 3全 体の簡素化、小型化及び薄型化が可能となる。

[0115] (記録再生装置における実際の光学的な相対位置関係についての第 4実施例） 次に、本発明の第 4実施例に係るセルフカップリング及び角度多重による 1次元空 間変調器を使用した記録再生装置の光学系内部の構成要素等とディスクとの実際 の光学的な相対位置関係について詳細に説明する。

[0116] ここ〖こ、図 16は、本発明の第 4実施例に係る記録再生装置の光学系内部の構成要 素等とディスクとの実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。

[0117] 尚、図 16を参照して第 4実施例を説明するにあたって、第 3実施例と同様の構成要 素及び動作についての説明は適宜省略する。また、図 16中、 X軸、 Y軸及び Z軸方 向につ 、ては、図 15で示された第 3実施例と同様である。

[0118] 第 4実施例は、第 3実施例をさらに発展させて、「角度多重」による記録を実現して いる。ここに、本実施例に係る角度多重とは、参照光及び信号光のホログラム記録媒 体の表面に対する照射角度を相対的に変えることで、同一エリアに異なる記録情報 を多重記録し、これらを再生する技術である。

[0119] 第 4実施例では、角度多重を実現するために、第 3実施例の構成要素に加えて新 しい構成要素として、光学系台 19A及びモータ 19Bを備えて構成されている。この光 学系台 19Aの上面には、光学系 19 4を構成するエキスパンダー 2、コリメータレンズ 18及び 1次元空間変調器 3が設けられている。この光学系台 19Aの一辺は X軸と平 行な支軸 19Cである。モータ 19Bが駆動されると、この支軸 19Cを中心軸として光学 系台 19A及びこの光学系 19 4内に拡カ ¾信号光平面 Hsは、ディスク平面に対して 例えば、コンマ数度といった 1度以内の角度で傾斜することができる。よって、信号光 Ls又は参照光 Lrのディスク 8の平面への照射角度を変更すること可能となり、角度多 重による記録が実現可能となる。尚、角度多重を実現するために必要な照射角度の 変化は、ディスク 8の厚みによって決定される。例えば、コンマ数度ずつ照射角度を 段階的に変えることで、記録面上の同一個所に対して、十数個から数十個といった 多数の記録情報を重ねて記録することが可能となる。

[0120] 第 4実施例における記録時及び再生時の動作については第 3実施例と同様である

[0121] 特に、第 4実施例においても、信号光平面 Hsのディスク平面と対向する位置関係 は保たれる。

[0122] 尚、本発明に係る「照射角度変更手段」は、ディスク平面に対する信号光 Ls又は参 照光 Lrの照射角度を相対的に変更すればよぐ例えば、光学系 19 4をなすレーザ 光源 1、ハーフミラー 14A、エキスパンダー 2、コリメータレンズ 18及び 1次元空間変 調器 3における光路に対する角度や配置を変更するように構成されてもょ 、し、この 光学系に対して、信号光 Ls又は参照光 Lrの照射角度を変更する専用の光学要素を 追カ卩して配置してもよい。或いは、これに代えて又は加えて、ディスク 8の保持角度を 機械的に変更するように構成されてもよい。また、半径方向の角度多重のほか接線 方向など他の方向の角度多重も可能である。

[0123] このように、第 4実施例では、第 1実施例、第 2実施例及び第 3実施例と同様に、 1 次元空間変調器を使用することで、柱状のレーザ光線を平板状にすることが可能で あると共に、信号光平面 Hsをディスク 8の平面と対向する位置関係を保つように、光 学系が配置されるので、光学系 19 4全体を更に小型化、薄型化することが可能とな る。

[0124] また、第 4実施例では、セルフカップリングを利用するため、ハーフミラー等の光路 分離素子が不要であるため、光学部品等は少なくてよい。このため、光学系 19 4全 体の簡素化、小型化及び薄型化が可能となる。

[0125] 本発明は、上述した実施形態や実施例に限られるものではなぐ請求の範囲及び 明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能 であり、そのような変更を伴うホログラム方式の情報記録装置及び情報記録再生装置 もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

産業上の利用可能性

[0126] 本発明に係る情報記録装置及び情報記録再生装置は、ホログラムを用いた情報記 録装置及び情報記録再生装置に利用可能である。

図面の簡単な説明

[0127] [図 1]本発明の実施例に力かるホログラムディスク記録再生装置の構成を示した図式 的ブロック図である。

[図 2]本発明の実施例に係る記録再生装置により信号光がディスクに照射される様子 を模式的に示した概念図である。

[図 3]本発明の実施例に係るディスク上に形成されたフーリエ像の一具体例を模式的 に示した拡大図である。

[図 4]本発明の実施例に係る受光素子の一構成例を示した模式図である。

[図 5]本発明の他の実施例に係るホログラムマークの一具体例を示した模式図である

[図 6]本発明の他の実施例に係るホログラムマークにおける半径方向の傷並びにディ スク及び 1次元空間変調器 3の相対位置関係を模式的に示した平面図である。

[図 7]本発明の他の実施例に係る記録再生装置にエキスパンダー及びフーリエ変換 レンズにシリンドリカルレンズを使用した場合の信号光がディスクに照射される様子を 示した模式図である。

[図 8]本発明の他の実施例に係るカード型記録媒体に対する記録再生装置の構成 例を示すブロック図である。

[図 9]本発明の他の実施例に係るセルフカップリングを利用した記録再生装置の構成 例を示すブロック図である。

[図 10]本発明の他の実施例に係るセルフカップリングを利用した記録再生装置の記 録媒体近傍における光ビームの様子を示す模式図である。

圆 11]本発明の第 1実施例に係る記録再生装置の光学系内部の構成要素とディスク との実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。

圆 12]本発明の第 1実施例に係る記録時のハーフミラーにおける信号光と参照光の 光路を示した断面図（図 12 (a) )及び再生時のハーフミラーにおける回折光の光路を 示した断面図（図 12 (b) )である。

圆 13]本発明の第 2実施例に係る記録再生装置の光学系内部の構成要素等とディ スクとの実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。

圆 14]本発明の第 2実施例に係る記録時に記録媒体に照射される信号光と参照光を 示した図式的な外観斜視図（図 14 (a) )及び再生時に記録媒体に照射される参照光 及び記録媒体から反射される回折光を示した図式的な外観斜視図（図 14 (b) )であ る。

圆 15]本発明の第 3実施例に係る記録再生装置の光学系内部の構成要素等とディ スクとの実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。

圆 16]本発明の第 4実施例に係る記録再生装置の光学系内部の構成要素等とディ スクとの実際の光学的な相対位置関係を示した外観斜視図である。

符号の説明

1 レーザ光源

2 エキスパンダー

2a シリンドリカノレレンズ

3 1次元空間変調器

6 受光素子 8 ホログラムディスク

14 (14A、 14B、 14C、 14D) ノヽーフミラー

15 (15A、 15B、 15C、 15D、 15E) 反射ミラー

16 集光レンズ

17A 対物レンズ

17B 対物レンズ

18 コリメータレンズ

19 1から 19 4 光学系

19A 光学系台

BX ビームエキスノ ンダ

Ls 信 光

Lr 参照光

Lk 回折光

Hs 信号光平面

Claims

請求の範囲

[1] 光学的に記録可能な記録面を有する記録媒体に対して記録情報を記録する情報 記録装置であって、

レーザ光源と、

該レーザ光源から出射されたレーザ光線を、光束断面が線状に延びる平板状レー ザ光線に変換すると共に該線状に延びる方向が前記記録面に沿うように出射する変 換光学系と、

前記記録情報に基づ 、て、前記平板状レーザ光線に対して前記線状に延びる方 向につ 、て 1次元の空間変調を施す 1次元空間変調手段と、

前記空間変調が施された平板状レーザ光線を信号光として前記記録面に照射し つつ前記レーザ光源から出射されたレーザ光線に基づく参照光を前記記録面に照 射することで、前記記録情報を前記記録媒体に記録する記録光学系と、

前記信号光及び前記参照光の照射位置が前記記録面上を相対的に移動するよう に、前記記録媒体を少なくとも前記記録光学系に対して移動させる移動手段と を備えたことを特徴とする情報記録装置。

[2] 前記記録光学系は、前記レーザ光源から出射されたレーザ光線を、前記変換光学 系の前段で、前記信号光及び前記参照光に分割する分割光学系と、

前記 1次元空間変調手段の後段で前記 1次元空間変調が施された信号光及び前 記参照光を同一光路に結合する結合光学系と

を含むことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の情報記録装置。

[3] 前記分割光学系は、前記参照光の光路が前記記録面から見て前記平板状レーザ 光線と横並びになるように前記参照光を分割することを特徴とする請求の範囲第 2項 に記載の情報記録装置。

[4] 前記記録光学系は、前記レーザ光源から出射されたレーザ光線を、前記変換光学 系の前段で、前記信号光及び前記参照光に分割する分割光学系を更に備え、 前記 1次元空間変調が施された信号光及び前記参照光を同一光路に結合して前 記記録面に照射することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の情報記録装置。

[5] 前記分割光学系は、前記参照光の光路が前記記録面から見て前記平板状レーザ 光線と横並びになるように前記参照光を分割することを特徴とする請求の範囲第 4項 に記載の情報記録装置。

[6] 前記参照光は、前記信号光と共に、前記レーザ光源から照射され、前記変換光学 系、前記 1次元空間変調手段及び記録光学系を経て前記記録面に照射されることを 特徴とする請求の範囲第 1項に記載の情報記録装置。

[7] 前記信号光及び前記参照光の前記記録面に対する照射角度を相対的に変更可 能な照射角度変更手段を更に備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の情 報記録装置。

[8] 前記レーザ光源、前記変換光学系及び前記 1次元空間変調手段、並びに前記記 録光学系の少なくとも一部は、前記記録面に沿った同一平面内に配置されているこ とを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の情報記録装置。

[9] 前記記録光学系は、前記記録面に沿って進行する前記 1次元空間変調が施され た平板状レーザ光線を、前記記録面に交わる方向に進行するように変えるミラー手 段を含むことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の情報記録装置。

[10] 前記変換光学系、前記 1次元空間変調手段及び前記記録光学系のうち少なくとも 一つは、前記平板状レーザ光線の進行方向に交わる断面が、前記平板状レーザ光 線の前記線状に延びる光束断面に対応して前記記録面に沿って伸びる長手形状で ある光学要素を含むことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の情報記録装置。

[11] 請求の範囲第 1項に記載の情報記録装置と、

再生時に、前記 1次元空間変調手段を、前記レーザ光源から出射されたレーザ光 源を遮光する遮光手段として機能させる制御手段と、

前記記録光学系を介して前記記録面に照射された前記参照光に起因して前記記 録媒体における透過、回折又は反射により発生する干渉光を検出し、該検出された 干渉光に基づ!、て前記記録情報を再生する再生手段と

を備えたことを特徴とする情報記録再生装置。