專利名稱：全息圖記錄和再現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在全息圖記錄介質(zhì)中記錄全息圖并再現(xiàn)記錄在全息圖中的信息的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置。
背景技術(shù)：
例如，在JP-A-H09-305978中公開(kāi)了傳統(tǒng)的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置。該全息圖記錄和再現(xiàn)裝置將激光源發(fā)射的激光束分光為記錄光束和參考光束，并以彼此疊加的記錄光束和參考光束照射充當(dāng)全息圖記錄介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)盤。記錄光束包括基于記錄的信息通過(guò)光調(diào)制形成在波面上的離散分布的像素圖案，并且這種記錄光束與參考光束發(fā)生干涉從而在旋轉(zhuǎn)盤上記錄全息圖。當(dāng)基于全息圖再現(xiàn)記錄的信息時(shí)，參考光束被發(fā)射到旋轉(zhuǎn)盤上，從而用于再現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的光檢測(cè)器可檢測(cè)到來(lái)自旋轉(zhuǎn)盤的反射光束。光檢測(cè)器檢測(cè)包含與記錄光束相同的像素圖案的反射光束，從而再現(xiàn)記錄的信息。
充當(dāng)全息圖記錄介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)盤包括預(yù)先沿軌道形成的凸坑。全息圖記錄和再現(xiàn)裝置將與凸坑相對(duì)應(yīng)的光從反射光束中分光出來(lái)作為伺服光，并以用于伺服控制的四部分光檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)伺服光。從而，全息圖記錄和再現(xiàn)裝置以凸坑控制循軌和聚焦，以便準(zhǔn)確地以參考光束照射旋轉(zhuǎn)盤，從而記錄和再現(xiàn)全息圖。
專利文獻(xiàn)1JP-A-H09-305978然而，在傳統(tǒng)的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置中，在用于記錄的照射和用于再現(xiàn)的照射之間，參考光束可能以不同的角度(傾斜)發(fā)射到旋轉(zhuǎn)盤上。當(dāng)發(fā)生這種傾斜時(shí)，全息圖記錄和再現(xiàn)裝置無(wú)法保證足夠的用于再現(xiàn)的反射光束量，因而無(wú)法獲得具有準(zhǔn)確像素圖案的反射光束并正確地再現(xiàn)記錄的信息，從而導(dǎo)致再現(xiàn)錯(cuò)誤。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述情形構(gòu)思了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)參考光束相對(duì)于全息圖記錄介質(zhì)的傾斜執(zhí)行伺服控制以便使再現(xiàn)錯(cuò)誤最小的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下的技術(shù)方案。
本發(fā)明提供了一種被配置為以如下方式工作的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置。首先，光源發(fā)射相干光，并將該光分光為記錄光束和參考光束。這些光束彼此疊加以在全息圖記錄介質(zhì)上記錄全息圖。其后，當(dāng)要再現(xiàn)記錄的信息時(shí)，在用于校正照射狀態(tài)的伺服控制下，以參考光束照射全息圖記錄介質(zhì)。以用于再現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的光檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)從全息圖記錄介質(zhì)而來(lái)的反射光束。根據(jù)本發(fā)明，全息圖記錄和再現(xiàn)裝置包括與用于再現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的光檢測(cè)器相分離的用于伺服控制的光檢測(cè)器；以及當(dāng)在全息圖記錄介質(zhì)上記錄全息圖時(shí)在記錄光束的波面上生成記錄像素圖案和伺服像素圖案的像素圖案發(fā)生器。記錄像素圖案離散分布并對(duì)應(yīng)于要記錄的信息，而伺服像素圖案具有預(yù)定外形和位置以用于伺服控制。另外，本發(fā)明的裝置包括反射光束分束器和伺服控制器。反射光束分束器將來(lái)自全息圖記錄介質(zhì)的反射光束分光為再現(xiàn)光束和伺服光束。再現(xiàn)光束被導(dǎo)向用于再現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的光檢測(cè)器以再現(xiàn)記錄像素圖案，而伺服光束被導(dǎo)向用于伺服控制的光檢測(cè)器以再現(xiàn)伺服像素圖案。伺服控制器控制參考光束相對(duì)于全息圖記錄介質(zhì)的傾斜狀態(tài)，所述控制是基于用于伺服控制的光檢測(cè)器的輸出信號(hào)來(lái)進(jìn)行的。
本發(fā)明的裝置檢測(cè)與在記錄過(guò)程中形成的伺服像素圖案相對(duì)應(yīng)的伺服光束，并且當(dāng)記錄的信息被再現(xiàn)時(shí)，基于伺服光束校正參考光束相對(duì)于全息圖記錄介質(zhì)的傾斜狀態(tài)。這種配置能夠在再現(xiàn)過(guò)程中檢測(cè)到具有足夠光量的包含正確的記錄像素圖案的反射光束，這有利于消除源自于傾斜的再現(xiàn)錯(cuò)誤。
優(yōu)選地，全息圖記錄介質(zhì)可以是要旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)盤，并且伺服像素圖案可以包括第一段和成對(duì)的第二段中的至少一個(gè)，其中第一段是在波面的中心區(qū)域中沿盤的旋轉(zhuǎn)方向延伸的條形圖案，而成對(duì)的第二段彼此間隔在第一段兩側(cè)以占據(jù)波面的外圍區(qū)域。記錄像素圖案形成在波面上沒(méi)有伺服像素圖案的剩余區(qū)域中。
優(yōu)選地，用于伺服控制的光檢測(cè)器可以包括一對(duì)用于將與第一段相對(duì)應(yīng)的光分光為兩個(gè)部分并分別接收分光后的光的第一分光光電探測(cè)器。另外，伺服控制器可以檢測(cè)參考光束相對(duì)于全息圖記錄介質(zhì)繞沿盤的徑向方向的軸的傾斜，其中該傾斜的檢測(cè)是基于第一分光光電探測(cè)器接收的光量差來(lái)進(jìn)行的。
優(yōu)選地，伺服控制器可以將第一分光光電探測(cè)器接收的總光量與預(yù)定參考值相比較，以基于比較結(jié)果判斷出再現(xiàn)錯(cuò)誤。
優(yōu)選地，用于伺服控制的光檢測(cè)器可以包括一對(duì)用于將與第二段相對(duì)應(yīng)的光分光為兩個(gè)部分并分別接收分光后的光第二分光光電探測(cè)器。伺服控制器可以基于所述第二分光光電探測(cè)器接收的光量差，來(lái)檢測(cè)參考光束相對(duì)于全息圖記錄介質(zhì)繞沿盤的旋轉(zhuǎn)方向的軸的傾斜。
在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，除了記錄像素圖案和伺服像素圖案以外，像素圖案發(fā)生器還在記錄光束的波面上生成用于檢測(cè)記錄狀態(tài)的確認(rèn)像素圖案。用于伺服控制的光檢測(cè)器可以包括用于分光并接收與確認(rèn)像素圖案相對(duì)應(yīng)的光的第三分光光電探測(cè)器。伺服控制器可以基于來(lái)自第三分光光電探測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)來(lái)判斷記錄錯(cuò)誤。
優(yōu)選地，全息圖記錄介質(zhì)可以是包括沿軌道形成的反射區(qū)的旋轉(zhuǎn)盤，并且用于伺服控制的光檢測(cè)器可以包括用于將由反射區(qū)反射的光分光為四個(gè)部分并接收分光后的光的第四分光光電探測(cè)器。伺服控制器可以基于來(lái)自第四分光光電探測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)來(lái)執(zhí)行循軌控制和聚焦控制。
優(yōu)選地，全息圖記錄和再現(xiàn)裝置還可以包括沿相互垂直的方向偏振與記錄像素圖案相對(duì)應(yīng)的光和與伺服像素圖案相對(duì)應(yīng)的光的偏振器。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將從下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中變得更加消楚。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置的整體配置的示意圖；圖2是示出了圖1的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置中的記錄狀態(tài)的部分透視圖；圖3是示出了在圖2所示的記錄狀態(tài)下記錄光束的波面的示意性平面圖；圖4是示出了圖1中所示的用于伺服控制的光檢測(cè)器和伺服控制器的示意圖；圖5是用于說(shuō)明圖1的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置的操作的示意圖；圖6是用于說(shuō)明圖1的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置的操作的示意圖；圖7是示出了在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中的記錄狀態(tài)下記錄光束的波而的示意性平面圖；以及圖8是示出了根據(jù)后一實(shí)施例的用于伺服控制的光檢測(cè)器和伺服控制器的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。圖1至6與根據(jù)本發(fā)明的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置的一個(gè)實(shí)施例有關(guān)。
如圖1所示，根據(jù)第一實(shí)施例的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置A包括光源10、準(zhǔn)直透鏡11、第一和第二分束器12A、12B、記錄光束調(diào)制多段鏡(像素圖案發(fā)生器)13、第一和第二分光棱鏡14A、14B、λ/4波片15、偏振波片16、參考光束二維控制鏡17、物鏡18、用于分割反射光束的分束器(反射光束分束器)20、聚光透鏡21、柱面透鏡22、用于再現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的光檢測(cè)器30、用于伺服控制的光檢測(cè)器40和伺服控制器。未示出的其他構(gòu)件包括使一個(gè)用作全息圖記錄介質(zhì)的盤(標(biāo)示為B)發(fā)生旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、沿全息圖記錄介質(zhì)B的徑向方向移動(dòng)包括物鏡18在內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和移動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及參考光束二維控制鏡17和物鏡18由伺服控制器50來(lái)控制。
從圖2清楚可見(jiàn)，全息圖記錄介質(zhì)B包括順序?qū)盈B的基底層91、第一介電層92、全息圖記錄層93、第二介電層94和透明襯底層95。全息圖記錄介質(zhì)B包括沿在圓周方向上構(gòu)成記錄單位區(qū)域的軌道所預(yù)先形成的凸坑形狀的反射區(qū)96，該反射區(qū)96是記錄光束和參考光束的照射目標(biāo)。反射區(qū)96包括地址區(qū)域96A和記錄區(qū)域96B，地址區(qū)域96A在寬度上有所變化以在記錄或再現(xiàn)時(shí)生成地址信號(hào)，記錄區(qū)域96B以規(guī)則間隔對(duì)齊以生成時(shí)鐘信號(hào)(CLOCK)，并且大量這種反射區(qū)沿各自的軌道連續(xù)放置。
光源10例如由半導(dǎo)體激光器件構(gòu)成，其在記錄或再現(xiàn)時(shí)以相對(duì)窄頻帶的高干涉相干光的形式發(fā)射激光光束。準(zhǔn)直透鏡11將光源10發(fā)射的激光光束轉(zhuǎn)換為平行光。從準(zhǔn)直透鏡11輸出的激光光束被導(dǎo)向第一分束器12A，第一分束器12A將所接收的激光光束分光為被導(dǎo)向記錄光束調(diào)制多段鏡13的記錄光束和經(jīng)由不同光路徑被導(dǎo)向參考光束二維控制鏡17的參考光束。
記錄光束調(diào)制多段鏡13例如由能夠調(diào)制每個(gè)像素的光束的可變形而鏡構(gòu)成。被記錄光束調(diào)制多段鏡13調(diào)制的記錄光束有如圖2和3所示的波面。更具體而言，記錄光束調(diào)制多段鏡13根據(jù)要記錄的信息在記錄光束的波面上形成離散分布的記錄像素圖案Pr，并在相同波面上形成伺服像素圖案(圖2和3的圓圈中涂白的部分)Ps，以用于執(zhí)行伺服控制，其中伺服像素圖案具有預(yù)定外形和預(yù)定位置。從圖3中清楚可見(jiàn)，伺服像素圖案Ps包括在波面的中心區(qū)域中沿盤的旋轉(zhuǎn)方向F延伸的第一段Ps1和彼此間隔在第一段Ps1兩側(cè)以占據(jù)波面的外圍區(qū)域的一對(duì)第二段Ps2。第一段Ps1由在記錄光束調(diào)制多段鏡13的中心部分中提供的分光鏡13a在記錄和再現(xiàn)時(shí)形成，而第二段Ps2由記錄光束調(diào)制多段鏡13的外圍部分僅在記錄時(shí)形成，該外圍部分不被分光鏡13a阻擋。記錄像素圖案Pr形成在記錄光束的波面上，位于伺服像素圖案Ps內(nèi)除了第一段Ps1和第二段Ps2以外的區(qū)域中(即，第一段Ps1和第二段Ps2之間的區(qū)域中)。這里，對(duì)應(yīng)于第一段Ps1的光入射在全息圖記錄介質(zhì)B上以便輕微地越出反射區(qū)96。
第一和第二分光棱鏡14A、14B原樣傳送記錄光束中與第二段Ps2相對(duì)應(yīng)的光和記錄像素圖案Pr，但是調(diào)制與第一段Ps1相對(duì)應(yīng)的光以便給予足夠的能量，并將這些光引導(dǎo)至第二分束器12B。第二分束器12B在將記錄光束導(dǎo)向物鏡18的同時(shí)，將從全息圖記錄介質(zhì)B經(jīng)由物鏡18返回的光(反射光束)引導(dǎo)至反射光束分束器20。λ/4波片15給予發(fā)送的光以π/2的相位差。偏振波片16例如由給予發(fā)送的光以相位差π的λ/2波片構(gòu)成，并且被放置在與第一段Ps1和第二段Ps2相對(duì)應(yīng)的光路徑上。在這種配置下，與記錄像素圖案Pr相對(duì)應(yīng)的光和與伺服像素圖案Ps相對(duì)應(yīng)的光在受到偏振波片16相互垂直的偏振的情況下，被發(fā)射到全息圖記錄介質(zhì)B上。因此，與記錄像素圖案Pr相對(duì)應(yīng)的光和與伺服像素圖案Ps相對(duì)應(yīng)的光幾乎不在全息圖記錄介質(zhì)B上彼此干涉。
參考光束二維控制鏡17反射入射到其上的激光光束以構(gòu)成參考光束，從而使參考光束行進(jìn)到λ/4波片15和物鏡18。利用該功能，參考光束二維控制鏡17基于來(lái)自伺服控制器50的信號(hào)，通過(guò)伺服線圈17a的動(dòng)作以進(jìn)行傾斜控制，來(lái)快速地改變參考光束相對(duì)于全息圖記錄介質(zhì)B的照射角。物鏡18會(huì)聚記錄光束和參考光束以便用這些彼此疊加的光束照射全息圖記錄介質(zhì)B。物鏡18基于來(lái)自伺服控制器50的信號(hào)，通過(guò)伺服線圈18a的動(dòng)作以進(jìn)行循軌控制和聚焦控制，來(lái)快速地調(diào)整參考光束和記錄光束相對(duì)于全息圖記錄介質(zhì)B的照射位置。利用該功能，物鏡18將來(lái)自全息圖記錄介質(zhì)B的反射光束向第二分束器12B發(fā)送。
反射光束分束器20接收來(lái)自全息圖記錄介質(zhì)B的反射光束，并將反射光束分光為再現(xiàn)光束和伺服光束，其中再現(xiàn)光束被導(dǎo)向用于再現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的光檢測(cè)器30以便再現(xiàn)記錄像素圖案Pr，伺服光束被導(dǎo)向用于伺服控制的光檢測(cè)器40以便再現(xiàn)伺服像素圖案Ps。再現(xiàn)光束經(jīng)過(guò)聚光透鏡21被用于再現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的光檢測(cè)器30接收。伺服光束經(jīng)過(guò)聚光透鏡21和柱面透鏡22被用于伺服控制的光檢測(cè)器40接收。用于再現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的光檢測(cè)器30可以由CCD傳感器或CMOS傳感器構(gòu)成。用于伺服控制的光檢測(cè)器40可以由PIN光電二極管構(gòu)成，PIN光電二極管的響應(yīng)性比CCD傳感器或CMOS傳感器更好。伺服控制器50包括硬件電路，以便基于來(lái)自用于伺服控制的光檢測(cè)器40的信號(hào)來(lái)執(zhí)行伺服控制。
更具體而言，如圖4所示，用于伺服控制的光檢測(cè)器40包括一對(duì)第一分光光電探測(cè)器41a、41b，一對(duì)第二分光光電探測(cè)器42a、42b，以及第四分光光電探測(cè)器Sa至Sd，其中41a、41b將與第一段Ps1相對(duì)應(yīng)的返回光Ps1’分光為在盤的旋轉(zhuǎn)方向F上的前部和后部，并接收分光后的光，42a、42b將與第二段Ps2相對(duì)應(yīng)的返回光Ps2’分光為沿盤的徑向方向的外部和內(nèi)部并接收分光后的光，Sa至Sd將由反射區(qū)96反射的光(反射光)Ps3’分光為沿盤的旋轉(zhuǎn)方向F和徑向方向的四個(gè)部分，并接收分光后的光。來(lái)自第一分光光電探測(cè)器41a、41b的代表接收光量的信號(hào)(檢測(cè)信號(hào))被輸入到伺服控制器50的差分放大器51，差分放大器51輸出指示第一分光光電探測(cè)器41a和41b之間的接收光量的差的信號(hào)。當(dāng)?shù)谝环止夤怆娞綔y(cè)器41a和41b所接收的光量不同時(shí)，參考光束相對(duì)于全息圖記錄介質(zhì)B的照射狀態(tài)改變，使得參考光束繞沿盤的徑向方向的軸的照射角與記錄時(shí)的照射角偏離(下文中稱為“切向傾斜”)。為了校正這種切向傾斜，伺服控制器50基于由差分放大器51輸出的信號(hào)控制用于傾斜控制的伺服線圈17a，從而使用于再現(xiàn)的參考光束以與記錄時(shí)相同的照射角被發(fā)射。
來(lái)自第二分光光電探測(cè)器42a、42b的代表接收光量的信號(hào)被輸入到伺服控制器50的差分放大器52，差分放大器52輸出指示第二分光光電探測(cè)器42a和42b之間的接收光量的差的信號(hào)。當(dāng)?shù)诙止夤怆娞綔y(cè)器42a和42b所接收的光量不同時(shí)，參考光束相對(duì)于全息圖記錄介質(zhì)B的照射狀態(tài)改變，使得參考光束繞沿盤的旋轉(zhuǎn)方向F的軸的照射角與記錄時(shí)的照射角偏離(下文中稱為“徑向傾斜”)。為了校正這種徑向傾斜，伺服控制器50基于由差分放大器52輸出的信號(hào)控制用于傾斜控制的伺服線圈17a，從而使用于再現(xiàn)的參考光束以與記錄時(shí)相同的照射角被發(fā)射。
類似地，來(lái)自第一分光光電探測(cè)器41a、41b的代表接收光量的信號(hào)被輸入到伺服控制器50的差分放大器53，差分放大器53輸出指示第一分光光電探測(cè)器41a和41b接收的總光量的信號(hào)。伺服控制器50將第一分光光電探測(cè)器41a和41b接收的總光量與預(yù)定參考值相比。當(dāng)接收的總光量低于預(yù)定參考值時(shí)，伺服控制器50判斷出參考光束沒(méi)有足夠的光量，從而判斷發(fā)生再現(xiàn)錯(cuò)誤。
處理來(lái)自第四分光光電探測(cè)器Sa至Sd的代表接收光量的信號(hào)的電路被配置為如圖4所示的邏輯規(guī)則所示。具體而言，關(guān)于對(duì)角放置的兩個(gè)第四分光光電探測(cè)器Sa、Sc接收的光量和另外兩個(gè)第四分光光電探測(cè)器Sb、Sd接收的光量，獲得相互間的差作為聚焦誤差信號(hào)(FES)。基于該聚焦誤差信號(hào)(FES)，伺服控制器50控制用于聚焦控制的伺服線圈18a。類似地，獲得放置在沿盤的徑向方向的同一側(cè)上的兩個(gè)第四分光光電探測(cè)器Sa、Sd之間的接收光量的差和另外兩個(gè)第四分光光電探測(cè)器Sb、Sc之間的接收光量的差，作為循軌誤差信號(hào)(TES)。基于該循軌誤差信號(hào)(TES)，伺服控制器50控制用于聚焦控制的伺服線圈18a。另外，獲得放置在沿盤的旋轉(zhuǎn)方向F的同一側(cè)上的兩個(gè)第四分光光電探測(cè)器Sa、Sb之間的接收光量的差和另外兩個(gè)第四分光光電探測(cè)器Sc、Sd之間的接收光量的差，作為時(shí)鐘信號(hào)(CLOCK)。時(shí)鐘信號(hào)(CLOCK)用作設(shè)置記錄和再現(xiàn)的動(dòng)作定時(shí)的參考。
下面的內(nèi)容覆蓋了全息圖記錄和再現(xiàn)裝置A的操作。
當(dāng)在全息圖記錄介質(zhì)B上記錄全息圖時(shí)，在其波面上攜帶了記錄像素圖案Pr和伺服像素圖案Ps的記錄光束被發(fā)射到設(shè)為照射目標(biāo)的反射區(qū)96上，如圖2所示。這種記錄光束的定位基于聚焦信號(hào)(FES)、循軌信號(hào)(TES)和地址信號(hào)來(lái)實(shí)時(shí)控制。當(dāng)記錄光束這樣發(fā)射時(shí)，基于時(shí)鐘信號(hào)(CLOCK)在預(yù)定定時(shí)上發(fā)射參考光束(未在圖2中示出)，以便以預(yù)定角度疊加在記錄光束上。結(jié)果，代表記錄像素圖案Pr和伺服像素圖案Ps的全息圖被記錄在全息圖記錄介質(zhì)B的全息圖記錄層93上。然而，應(yīng)當(dāng)注意，與伺服像素圖案Ps的第一段Ps1相對(duì)應(yīng)的光的一部分被反射區(qū)96反射，因而全息圖未被記錄在全息圖記錄層93中與反射區(qū)96相對(duì)應(yīng)的區(qū)域上。另外，由于與記錄像素圖案Pr相對(duì)應(yīng)的光和與伺服像素圖案Ps相對(duì)應(yīng)的光被偏振波片16相互垂直地偏振因而彼此不發(fā)生干涉，所以與記錄像素圖案Pr相對(duì)應(yīng)的全息圖和與伺服像素圖案Ps相對(duì)應(yīng)的全息圖可以被清楚地區(qū)分。因此，可以安全記錄要記錄的信息，該信息由與記錄像素圖案Pr相對(duì)應(yīng)的全息圖代表。
當(dāng)從這樣記錄了全息圖的全息圖記錄介質(zhì)B上再現(xiàn)記錄的信息時(shí)，發(fā)射參考光束，同時(shí)從分光鏡13a向設(shè)定為照射目標(biāo)的反射區(qū)96發(fā)射光。來(lái)自分光鏡13a的光在再現(xiàn)時(shí)也用于聚焦控制、循軌控制，這部分光在記錄時(shí)被發(fā)射作為記錄光束的一部分以用于聚焦控制、循軌控制。更具體而言，將來(lái)自于反射區(qū)96的反射光Ps3’提供到第四分光光電探測(cè)器Sa至Sd導(dǎo)致聚焦信號(hào)(FES)、循軌信號(hào)(TES)和地址信號(hào)的生成?；谶@些信號(hào)，來(lái)自分光鏡13a的光被準(zhǔn)確定位在反射區(qū)96上，因此參考光束在發(fā)射時(shí)相對(duì)于反射區(qū)96也被準(zhǔn)確定位。
此時(shí)，參考光束可以以具有切向傾斜的三種圖案發(fā)射(如圖5所示)，以及以具有徑向傾斜的三種圖案發(fā)射(如圖6所示)。這里，在各個(gè)圖中箭頭的軸既代表盤旋轉(zhuǎn)方向F，又代表時(shí)間進(jìn)程。以實(shí)線繪出的三角形示意性地代表記錄的全息圖的狀態(tài)，而以虛線繪出的三角形示意性地代表參考光束的照射狀態(tài)。
參考圖5，描述切向傾斜的校正。在圖5(a)的圖案中，參考光束以與記錄時(shí)相同的照射角疊加在記錄的全息圖上。當(dāng)參考光束精確疊加在個(gè)息圖上時(shí)(中間示出的狀態(tài))，與第一段Ps1相對(duì)應(yīng)的光Ps1’被最強(qiáng)地再現(xiàn)，從而使光Ps1’被第一分光光電探測(cè)器41a、41b檢測(cè)到。換句話說(shuō)，當(dāng)一對(duì)第一分光光電探測(cè)器41a、41b接收的總光量變得等于或大于參考值時(shí)，檢測(cè)到接收的接收光量之間的差。此時(shí)的差低于預(yù)定值，實(shí)際接近于0。因此，伺服控制器50判斷出參考光束在沒(méi)有切向傾斜的情況下發(fā)射。因此，對(duì)于圖5(a)中所示的圖案，參考光束以與記錄時(shí)相同的照射角發(fā)射，因而無(wú)需受到切向傾斜的校正。
另一方面，在圖5(b)和5(c)的圖案中，參考光束以不同于記錄時(shí)的照射角發(fā)射到記錄的全息圖上。這種狀態(tài)下，第一分光光電探測(cè)器41a、41b所接收的總光量等于或大于參考值(圖5(b)的右側(cè)和圖5(c)的左側(cè)所示的狀態(tài))，因而接收光量的差被檢測(cè)為大于預(yù)定值的正值(如圖5(b)所示偏離到第一分光光電探測(cè)器41a)或負(fù)值(如圖5(c)所示偏離到第一分光光電探測(cè)器41b)。因此，伺服控制器50基于正負(fù)標(biāo)記和接收光量的差的絕對(duì)值來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)切向傾斜的方向和量，并執(zhí)行其校正。因此，對(duì)于圖5(b)和5(c)中所示的圖案，參考光束受到切向傾斜的校正，以便以與記錄時(shí)基本相同的照射角發(fā)射。
參考圖6，描述徑向傾斜的校正。這里，假定在圖6(a)-(c)中所示的任何一個(gè)圖案中都沒(méi)有發(fā)生切向傾斜。因此，在徑向傾斜的情況下，當(dāng)兩個(gè)第一分光光電探測(cè)器41a、41b接收的總光量等于或大于參考值時(shí)(圖案(a)-(c)中每一個(gè)的中間所示的狀態(tài))，檢測(cè)第二分光光電探測(cè)器42a、42b接收的光量之間的差。
在圖6(b)的圖案中，參考光束以與記錄時(shí)相同的照射角疊加在記錄的全息圖上。當(dāng)參考光束精確疊加在全息圖上時(shí)(中間示出的狀態(tài))，與第二段Ps2相對(duì)應(yīng)的光Ps2’被最強(qiáng)地再現(xiàn)，從而使光Ps2’被第二分光光電探測(cè)器42a、42b檢測(cè)到。換句話說(shuō)，檢測(cè)到第二分光光電探測(cè)器42a、42b接收的光量之間的差。此時(shí)的差低于預(yù)定值，實(shí)際接近于0。因此，伺服控制器50判斷出參考光束在沒(méi)有徑向傾斜的情況下發(fā)射。因此，對(duì)于圖6(b)中所示的圖案，參考光束以與記錄時(shí)相同的照射角發(fā)射，因而無(wú)需受到徑向傾斜的校正。
另一方面，在圖6(a)和6(c)的圖案中，參考光束以不同于記錄時(shí)的照射角發(fā)射到記錄的全息圖上。這種狀態(tài)下，即使當(dāng)?shù)谝环止夤怆娞綔y(cè)器41a、41b接收的總光量等于或大于參考值時(shí)，全息圖的一部分也不與參考光束重疊(圖6(a)中的左部外圍，圖6(c)中的右部外圍)，因而與第二段Ps2相對(duì)應(yīng)的光Ps2’被部分切除。因此，第二分光光電探測(cè)器42a、42b接收的光量之間的差被檢測(cè)為大于預(yù)定值的負(fù)值(如圖6(a)所示偏離到第二分光光電探測(cè)器42b)或正值(如圖6(c)所示偏離到第二分光光電探測(cè)器42a)。因此，伺服控制器50基于正負(fù)標(biāo)記和接收光量的差的絕對(duì)值來(lái)實(shí)時(shí)檢測(cè)徑向傾斜的方向和量，并執(zhí)行其校正。因此，對(duì)于圖6(a)和6(c)中所示的圖案，參考光束受到徑向傾斜的校正，以便以與記錄時(shí)基本相同的照射角發(fā)射。
總而言之，即使參考光束在再現(xiàn)時(shí)發(fā)生切向傾斜或徑向傾斜，也可基于分別與第一段Ps1和第二段Ps2相對(duì)應(yīng)的光Ps1’、Ps2’來(lái)實(shí)時(shí)校正傾斜。因此，與記錄時(shí)生成的記錄像素圖案Pr相對(duì)應(yīng)的再現(xiàn)光束被用于再現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的光檢測(cè)器30從反射光中檢測(cè)出來(lái)，這導(dǎo)致正確地讀出記錄的信息。
從而，前述的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置A在再現(xiàn)時(shí)實(shí)時(shí)校正參考光束的切向傾斜和徑向傾斜，從而保證用于再現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的光檢測(cè)器30對(duì)再現(xiàn)光束的正確檢測(cè)，其中再現(xiàn)光束包含與在記錄時(shí)生成的記錄像素圖案Pr相同的圖案。因此，全息圖記錄和再現(xiàn)裝置A能夠基于全息圖準(zhǔn)確地再現(xiàn)記錄的信息，而不會(huì)發(fā)生由切向傾斜或徑向傾斜引起的再現(xiàn)錯(cuò)誤。
圖7和8描繪了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置。在這些圖中，與前述實(shí)施例相同或相似的構(gòu)件以相同的標(biāo)號(hào)指代，因而省略其描述。
如圖7所示，在該實(shí)施例中，除了記錄像素圖案Pr和伺服像素圖案Ps以外，在記錄光束調(diào)制多段鏡13調(diào)制的記錄光束的波面上還形成有用于檢查記錄狀態(tài)的簡(jiǎn)化確認(rèn)像素圖案Pv。簡(jiǎn)化確認(rèn)像素圖案Pv形成在伺服像素圖案Ps內(nèi)第一段Ps1和第二段Ps2之間的區(qū)域中，即，由與記錄像素圖案Pr的中心部分相對(duì)應(yīng)的預(yù)定數(shù)目的像素構(gòu)成的區(qū)域中。簡(jiǎn)化確認(rèn)像素圖案Pv由記錄光束調(diào)制多段鏡13在記錄時(shí)與記錄像素圖案Pr一起生成，從而在全息圖記錄介質(zhì)B的全息圖記錄層93中，與簡(jiǎn)化確認(rèn)像素圖案Pv相對(duì)應(yīng)的全息圖被包括在與記錄像素圖案Pr相對(duì)應(yīng)的全息圖中。在簡(jiǎn)化確認(rèn)像素圖案Pv中，例如1位的確認(rèn)信息被分配給包含至少四個(gè)像素的一段，以便根據(jù)要記錄的信息形成不同的段圖案。
另外，用于伺服控制的光檢測(cè)器40包括第三分光光電探測(cè)器43A至43D，43A至43D將與簡(jiǎn)化確認(rèn)像素圖案Pv相對(duì)應(yīng)的返回光Pv’分光為四個(gè)部分，并接收分光后的光。來(lái)自第三分光光電探測(cè)器43A至43D的每個(gè)檢測(cè)信號(hào)被伺服控制器50用來(lái)判斷是否匹配與確認(rèn)信息相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，并且當(dāng)至少一個(gè)檢測(cè)信號(hào)不同于與確認(rèn)信息相對(duì)應(yīng)的信號(hào)時(shí)，伺服控制器50判斷出已經(jīng)出現(xiàn)記錄錯(cuò)誤。當(dāng)已經(jīng)出現(xiàn)記錄錯(cuò)誤時(shí)，伺服控制器50控制操作以便例如在不同的區(qū)域中再次記錄全息圖。
更具體而言，當(dāng)在全息圖記錄介質(zhì)B中記錄全息圖時(shí)，伺服控制器50通過(guò)與前述實(shí)施例類似的過(guò)程執(zhí)行控制以便記錄與記錄像素圖案Pr和伺服像素圖案Ps相對(duì)應(yīng)的全息圖，并記錄與簡(jiǎn)化確認(rèn)像素圖案Pv相對(duì)應(yīng)的全息圖。
一旦記錄了全息圖，伺服控制器50就立即執(zhí)行控制以便以參考光束照射全息圖記錄介質(zhì)B。此時(shí)，與簡(jiǎn)化確認(rèn)像素圖案Pv相對(duì)應(yīng)的光Pv’被用于伺服控制的光檢測(cè)器40的第三分光光電探測(cè)器43A至43D接收。同時(shí)，與第一段Ps1相對(duì)應(yīng)的光Ps1’被第一分光光電探測(cè)器41a、41b接收。基于第一分光光電探測(cè)器41a、41b接收的總光量，來(lái)自第三分光光電探測(cè)器43A至43D的各個(gè)檢測(cè)信號(hào)被二值化處理(binarized)。當(dāng)這樣二值化后的信號(hào)被檢測(cè)為不同于確認(rèn)信息時(shí)，伺服控制器50立刻判斷出已經(jīng)出現(xiàn)記錄錯(cuò)誤。
當(dāng)已經(jīng)出現(xiàn)記錄錯(cuò)誤時(shí)，伺服控制器50基于地址信號(hào)查找可以用作另一個(gè)記錄區(qū)域的替換區(qū)域，并執(zhí)行控制以便在替換區(qū)域中再次記錄全息圖。
因此，根據(jù)該實(shí)施例的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置除了能夠校正徑向傾斜和切向傾斜以用于再現(xiàn)，還能夠在記錄時(shí)快速地完成確認(rèn)操作，從而抑制記錄錯(cuò)誤的出現(xiàn)。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于前述實(shí)施例。全息圖記錄和再現(xiàn)裝置可被配置為只檢測(cè)徑向傾斜或切向傾斜中的一種。全息圖記錄介質(zhì)可以是可平移的矩形板，而不是旋轉(zhuǎn)盤。
權(quán)利要求
1.一種全息圖記錄和再現(xiàn)裝置，其中由光源發(fā)射的相干光被分光為記錄光束和參考光束，這兩個(gè)光束彼此疊加以在全息圖記錄介質(zhì)上記錄全息圖，所述全息圖記錄介質(zhì)被以所述參考光束照射以再現(xiàn)記錄的信息，所述照射在伺服控制下進(jìn)行校正，同時(shí)以用于再現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的光檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)來(lái)自所述全息圖記錄介質(zhì)的反射光束，所述裝置包括與所述用于再現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的光檢測(cè)器相分離的用于伺服控制的光檢測(cè)器；當(dāng)在所述全息圖記錄介質(zhì)上記錄全息圖時(shí)在所述記錄光束的波面上生成記錄像素圖案和伺服像素圖案的像素圖案發(fā)生器，所述記錄像素圖案離散分布并且對(duì)應(yīng)于要記錄的信息，所述伺服像素圖案具有預(yù)定外形和位置以用于伺服控制；將來(lái)自所述全息圖記錄介質(zhì)的反射光束分光為再現(xiàn)光束和伺服光束的反射光束分束器，所述再現(xiàn)光束被導(dǎo)向所述用于再現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的光檢測(cè)器以再現(xiàn)所述記錄像素圖案，所述伺服光束被導(dǎo)向所述用于伺服控制的光檢測(cè)器以再現(xiàn)所述伺服像素圖案；以及控制所述參考光束相對(duì)于所述全息圖記錄介質(zhì)的傾斜狀態(tài)的伺服控制器，所述控制基于來(lái)自所述用于伺服控制的光檢測(cè)器的輸出信號(hào)來(lái)進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置，其中所述全息圖記錄介質(zhì)是可被旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)盤，并且所述伺服像素圖案包括第一段和成對(duì)的第二段中的至少一個(gè)，所述第一段是在所述波面的中心區(qū)域中沿盤的旋轉(zhuǎn)方向延伸的條形圖案，所述第二段彼此間隔在所述第一段兩側(cè)以占據(jù)所述波面的外圍區(qū)域，所述記錄像素圖案形成在所述波面上沒(méi)有所述伺服像素圖案的剩余區(qū)域中。
3.如權(quán)利要求2所述的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置，其中所述用于伺服控制的光檢測(cè)器包括一對(duì)用于將與所述第一段相對(duì)應(yīng)的光分光為兩個(gè)部分并分別接收這兩個(gè)部分的第一分光光電探測(cè)器，并且其中所述伺服控制器檢測(cè)所述參考光束相對(duì)于所述全息圖記錄介質(zhì)繞沿盤的徑向方向的軸的傾斜，所述傾斜的檢測(cè)是基于由各個(gè)第一分光光電探測(cè)器接收的光量差米進(jìn)行的。
4.如權(quán)利要求3所述的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置，其中所述伺服控制器將所述第一分光光電探測(cè)器接收的總光量與預(yù)定參考值相比較，以基于比較結(jié)果來(lái)判斷再現(xiàn)錯(cuò)誤。
5.如權(quán)利要求2所述的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置，其中所述用于伺服控制的光檢測(cè)器包括一對(duì)用于將與所述成對(duì)的第二段相對(duì)應(yīng)的光分光為兩個(gè)部分并分別接收這兩個(gè)部分的第二分光光電探測(cè)器，并且其中所述伺服控制器檢測(cè)所述參考光束相對(duì)于所述全息圖記錄介質(zhì)繞沿盤的旋轉(zhuǎn)方向的軸的傾斜，所述傾斜的檢測(cè)是基于由所述第二分光光電探測(cè)器接收的光量差來(lái)進(jìn)行的。
6.如權(quán)利要求1所述的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置，其中除了所述記錄像素圖案和所述伺服像素圖案以外，所述像素圖案發(fā)生器還在所述記錄光束的波面上生成用于檢查記錄狀態(tài)的確認(rèn)像素圖案，所述用于伺服控制的光檢測(cè)器包括用于分光并接收與所述確認(rèn)像素圖案相對(duì)應(yīng)的光的第三分光光電探測(cè)器，并且所述伺服控制器基于來(lái)自所述第三分光光電探測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)來(lái)判斷記錄錯(cuò)誤。
7.如權(quán)利要求1所述的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置，其中所述全息圖記錄介質(zhì)是包括沿軌道形成的反射區(qū)的旋轉(zhuǎn)盤，其中所述用于伺服控制的光檢測(cè)器包括用于將由所述反射區(qū)反射的光分光為四個(gè)部分并接收這四個(gè)部分的第四分光光電探測(cè)器，并且其中所述伺服控制器基于來(lái)自所述第四分光光電探測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)來(lái)執(zhí)行循軌控制和聚焦控制。
8.如權(quán)利要求1所述的全息圖記錄和再現(xiàn)裝置，還包括沿相互垂直的方向偏振與所述記錄像素圖案相對(duì)應(yīng)的光和與所述伺服像素圖案相對(duì)應(yīng)的光的偏振器。
全文摘要
一種全息圖記錄和再現(xiàn)裝置通過(guò)對(duì)參考光束相對(duì)于全息圖記錄介質(zhì)的傾斜進(jìn)行伺服控制，來(lái)使再現(xiàn)錯(cuò)誤最小。該裝置包括用于伺服控制的光檢測(cè)器和用于再現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的光傳感器。像素圖案發(fā)生器在記錄光束的波面上生成與要記錄的信息相對(duì)應(yīng)的離散分布的記錄像素圖案和用于伺服控制的特殊定形并且定位的伺服像素圖案。分束器將來(lái)自全息圖記錄介質(zhì)的反射光束分光為被導(dǎo)向用于再現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換的光檢測(cè)器的再現(xiàn)光束和被導(dǎo)向用于伺服控制的光檢測(cè)器的伺服光束。伺服控制器基于來(lái)自伺服控制光檢測(cè)器的輸出信號(hào)來(lái)控制參考光束相對(duì)于全息圖記錄介質(zhì)的傾斜。
文檔編號(hào)G11B7/007GK1838267SQ20061005834
公開(kāi)日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2006年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者宇野和史, 手塚耕一, 吉川浩寧 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社