专利名称：全息记录再现装置及方法、以及全息记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及由感光材料形成的记录介质、所谓的全息记录介质以及利用全息记录介质的全息记录再现方法和光信息记录再现装置等。
背景技术：
作为应用全息原理的数字信息记录系统，已知有体积全息(Volumeholographic)记录系统。该系统的特征是，将信息信号以折射率的变化记录到记录媒体中。记录介质中使用铌酸锂单晶体等光折射材料。
现有的一种全息记录再现方法应用傅里叶变换进行记录和再现。
如图1所示，在现有的4f系全息记录再现装置中，从激光光源11发出的激光12在分光镜13被分割为信号光12A和记录参照光12B。信号光12A在扩束镜14中扩大光束直径之后，以平行光照射到透射型TFT液晶装置(LCD)的面板等空间光调制器(SLMSpatial Light Modulator)15中。空间光调制器(SLM)15将由编码器25进行信号变换的记录数据作为电信号接收，并在平面上形成明暗的点图形。信号光12A透过空间光调制器(SLM)15之后，经光调制，包含数据信号成分。包含点图形信号成分的信号光12A，通过置于距离其焦距f大小处的傅里叶变换透镜16，所述的点图形信号成分被实施傅里叶变换，然后聚光于记录介质5内。另一方面，在分光镜13被分割的记录参照光12B，被反射镜18、旋转反射镜19引导到记录介质5内，并在信号光12A的光路和记录介质5内部交叉之后形成光干涉图形，将整个光干涉图形作为折射率的变化而记录。
如上所述，用傅里叶变换透镜对来自由相干的平行光照明的图像数据的衍射光进行成像，并修正成该焦点面即傅里叶面上的分布，且使该傅里叶变换的结果的分布与相干的参照光相干涉，将其干涉条纹记录到置于焦点附近的记录介质上。在第一个数据页(以下只称为页)的记录结束之后，使旋转反射镜19旋转规定量，且使其位置平行移动规定量，改变记录参照光12B相对于记录介质5的入射角度，按照同样的顺序记录第2页。通过这样依次记录来进行角度多重记录。
另一方面，在再现时进行傅里叶逆变换，再现点图形图像。如图1所示，例如，利用空间光调制器(SLM)15遮断信号光12A，仅将参照光12B向记录介质5照射。在再现时，组合改变反射镜的转动和直线移动，来控制旋转反射镜19的位置和角度，以使入射角度与记录所再现的页时的记录参照光的入射角度相同。在被照射了参照光12B的记录介质5的相反侧，出现再现了所记录的光干涉图形的再现光。将该再现光引导到置于离开其焦距f大小处的傅里叶逆变换透镜16A，当进行傅里叶逆变换时，可再现点图形信号。而且，将该点图形信号用置于焦距位置的电荷耦合器件CCD等光检测器20进行感光，在再次变换为电气的数字数据信号之后发送到解码器26时，再现元数据。
如上所述，现有技术中，为了在记录介质内的某一体积中高密度地记录信息，通过角度多重、波长多重，在数mm角程度的体积中进行多重记录。所涉及的记录或再现动作中，根据记录介质、检测器的灵敏度，需要将信号光和/或参照光在记录介质内的规定记录位置或再现位置固定规定时间。因此，在记录数据时，在固定记录介质的状态下，在记录介质内的规定记录位置调整信号光和参照光的干涉位置，并且在该记录位置进行了记录之后，移动干涉位置来进行下一数据的记录。此外，在再现时，在固定记录介质的状态下，将参照光的照射位置调整为数据记录位置，在来自该记录位置的再现结束之后，移动照射位置来进行下一数据的再现。
因此，存在难以高速进行高密度记录、再现的问题。此外，在记录再现中，光束的控制需要设置高精度的调页(paging)控制机构，存在有不利于系统小型化的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题作出的，本发明所要解决的课题之一是上述问题。即，提供可避免上述的记录再现速度中的限制、能高速进行高密度的记录、再现的记录再现装置和方法。
此外，提供可避免上述的记录再现速度的限制、能进行高速且高密度的全息记录、再现的记录介质。
本发明的全息记录装置，具有由感光材料构成的记录层，在利用可干涉性光束的干涉图形进行记录的平板状全息记录介质上，进行数据的记录，其包括拾波器，具有使上述可干涉性光束聚焦的物镜，使所述物镜沿着所述全息记录介质的记录轨道移动、并检测来自所述记录轨道的反射光，来进行聚焦伺服和跟踪伺服控制；相对速度确定器，确定所述物镜的聚光位置相对于所述全息记录介质的相对速度；驱动单元，改变所述物镜相对于所述可干涉性光束的光路的相对位置，以使所述相对速度至少在规定期间内处在规定范围内；以及控制单元，在所述规定期间内进行对所述记录层的记录。
本发明的全息再现装置，具有由感光材料构成的记录层，对利用可干涉性光束的干涉图形进行记录的平板状全息记录介质上所记录的数据进行再现，其包括拾波器，具有使上述可干涉性光束聚焦的物镜，使所述物镜沿着所述全息记录介质的记录轨道移动、并检测来自所述记录轨道的反射光，来进行聚焦伺服和跟踪伺服控制；相对速度确定器，确定所述物镜的聚光位置相对于所述全息记录介质的相对速度；驱动单元，改变所述物镜相对于所述可干涉性光束的光路的相对位置，以使所述相对速度至少在规定期间内处在规定范围内；以及控制单元，在所述规定期间内对所述记录层进行再现。
本发明的全息记录方法，在具有由感光材料构成的记录层、且利用可干涉性光束的干涉图形进行记录的平板状全息记录介质上，进行数据的记录，其包括通过物镜使所述可干涉性光束聚焦的步骤；使所述物镜沿着所述全息记录介质的记录轨道移动、并检测来自所述记录轨道的反射光，来进行聚焦伺服和跟踪伺服控制的步骤；相对速度确定步骤，确定所述物镜的聚光位置相对于所述全息记录介质的相对速度；驱动步骤，改变所述物镜相对于所述可干涉性光束的光路的相对位置，以使所述相对速度至少在规定期间内处在规定范围内；以及在所述规定期间内进行对所述记录层的记录的步骤。
本发明的全息再现方法，对在具有由感光材料构成的记录层、且利用可干涉性光束的干涉图形进行记录的平板状全息记录介质上所记录的数据，进行再现，其包括通过物镜使所述可干涉性光束聚焦的步骤；使所述物镜沿着所述全息记录介质的记录轨道移动、并检测来自所述记录轨道的反射光，来进行聚焦伺服和跟踪伺服控制的步骤；相对速度确定步骤，确定所述物镜的聚光位置相对于所述全息记录介质的相对速度；驱动步骤，改变所述物镜相对于所述可干涉性光束的光路的相对位置，以使所述相对速度至少在规定期间内处在规定范围内；以及在所述规定期间内对所述记录层进行再现的步骤。
本发明的全息记录介质，将可干涉性光束的光干涉图形作为折射率的空间变化进行记录，其具有多个标记，该标记用于所述光干涉图形的定位。
图1是表示现有的4f系统全息记录再现装置的结构的图。
图2是表示作为本发明的第一实施例的全息记录再现装置的结构的框图。
图3是本发明的记录介质的平面图。
图4是图3所示的记录介质的一部分平面图。
图5是图3所示的记录介质的一部分半径方向和轨迹方向的剖面图。
图6是表示作为本发明的第一实施例的全息记录再现装置的全息记录动作的顺序的流程图。
图7是用于说明记录介质的移动方向、和通过驱动物镜进行的聚光位置的跟踪动作的图。
图8是用于说明跟踪记录中物镜的移动量和移动控制方法以及记录动作的图。
图9与图8同样，是说明物镜的移动控制方法和记录动作的图。
图10是用于作为本发明第二实施例的全息记录再现装置的记录介质的半径方向和轨迹方向的剖面图。
图11是用于作为本发明第二实施例的全息记录再现装置的记录介质的平面图。
图12是在记录层的下部设有沟槽结构的记录介质的半径方向剖面图。
图13是表示作为本发明的第三实施例的全息记录再现装置的结构的框图。
图14是说明记录介质的移动方向、和通过旋转反射镜的转动进行的聚光位置的跟踪动作的图。
图15是表示作为本发明的第四实施例的全息记录再现装置的聚光光学系统的局部的模式图，是说明通过多面体反射镜的转动进行的聚光位置的跟踪动作的图。
图16是表示作为本发明第六实施例的全息记录再现装置的聚光光学系统的局部和驱动电路的框图。
图17是作为本发明的其它实施例的记录介质的一部分轨迹方向的剖面图。
图18是作为本发明的其它实施例的记录介质的一部分轨迹方向的剖面图。
图19是作为本发明的其它实施例的记录介质的一部分轨迹方向的剖面图。
图20是作为本发明的其它实施例的记录介质的一部分轨迹方向的剖面图。
图21是作为本发明的其它实施例的记录介质的一部分轨迹方向的剖面图。
图22是作为本发明的其它实施例的记录介质的一部分轨迹方向的剖面图。
图23是作为本发明的其它实施例的记录介质的一部分轨迹方向的剖面图。
图24是图23中所示的部分的上表面图。
图25是图23、24中所示的实施例的变形例的记录介质的局部的半径方向和轨迹方向的剖面图。
图26是图25中所示部分的上表面图。
图27是作为本发明的其他实施例的记录介质的一部分的半径方向和轨迹方向的剖面图。
图28是作为本发明的其他实施例的记录介质的一部分的半径方向和轨迹方向的剖面图。
具体实施例方式
参照附图详细说明本发明的实施例。再有，在下面说明的图中，在实质上相同的部分标注相同的参照标记。
图2是表示作为本发明的第一实施例的全息记录再现装置10的结构的框图。
在该全息记录在现装置10的光学系统10A中，作为信号光12A和记录参照光12B的光源，例如使用射出波长为850nm的近红外光的DBR(Distributed Bragg Reflector，即分布布拉格反射器)激光器。激光光源11被激光器驱动器31驱动。激光器驱动器31与该全息记录再现装置10的各电路模块连接，由控制整个装置的主控制器(CPU)30所控制。即，包含写入时刻信号等的各种控制信号从主控制器30供给激光器驱动器31，激光器驱动器31根据该控制信号驱动激光光源11。
激光光源11发出的激光12被分光镜13分割为信号光12A和记录参照光12B。信号光12A被扩束镜14扩展光束直径，作为平行光入射到TFT液晶装置(LCD)的面板等空间调制器(SLMSptial Light Modulator)15。
空间调制器(SLM)15根据应记录的数据信号形成明暗的点图形。更具体来说，编码器25接收由一维的串行数字信号列构成的记录数据信号，变换为2维数据列。此外，解码器25在该2维数据列上附加纠错码，生成2维数据信号(单位页系列数据信号)。此外，编码器25内设有SLM驱动器(未图示)，该SLM驱动器根据2维数据信号生成驱动信号，并驱动空间光调制器(SLM)15。由此，空间光调制器(SLM)15上形成2维图形。
当信号光12A透射空间光调制器(SLM)15时，利用该图形进行光调制。即，空间光调制器15具有对应于单位页的调制处理单位，将所照射的波长为850nm的可干涉信号束，根据来自编码器25的单位页系列数据，对各像素(pixel)进行光的导通/截止，来生成被调制的信号光束。更详细来说，空间光调制器15响应作为电信号的单位页系列数据的逻辑值“1”，透过信号束；响应逻辑值“0”，截止信号束，从而实现根据单位页数据中的各位内容进行的电-光变换，生成作为单位页系列信号光的、经调制的信号光束(信号束)。
包含该记录数据信号的信号光12A在透过半透半反镜21、22之后，被反射镜23反射。被反射镜23反射的信号光12A，被物镜27聚光于记录介质50内的记录位置。即，信号光12A的该点图形信号成分经傅里叶变换之后，聚光于记录介质50内。
物镜27被由主控制器(CPU)30控制的物镜驱动器32所驱动。即，如后详述，物镜27的聚光位置被主控制器30控制。
另一方面，被分光镜13分割的参照光12B被反射镜18、反射镜19引导到半透半反镜21。参照光12B被半透半反镜21反射，经过与信号光12A相同的光路之后引导到记录介质50内。因此，参照光12B在信号光12A和记录介质50内部交叉而形成光干涉图形，光干涉图形作为折射率的变化而记录。
另一方面，再现时进行傅里叶逆变换并再现点图形图像。在再现中，如图2所示，例如，快门17或空间光变换器(SLM)15遮断信号光12A的光路，并仅将参照光12B向记录介质50照射。由此，显现出对被记录的光干涉图形进行再现的再现光，将该再现光引向物镜27。在再现时，物镜27起到傅里叶逆变换透镜的作用。进行傅里叶逆变换，即可再现点图形信号。此外，用电荷耦合器件CCD等光检测器20接受该点图形信号，再变换成电气的数字数据信号之后发送到解码器26，则再现被记录的数据。
记录介质50可固定在马达、致动器等驱动机构上，能够进行旋转或平行移动等。因此，可一边使记录介质50旋转或平行移动、一边进行全息记录和再现。
此外，该全息记录再现装置10的光学系统10A上设有拾波装置(未图示)，该拾波装置用于控制对记录介质50的聚焦伺服、跟踪伺服等。该拾波装置共有全息光学系统10A和物镜27，检测出来自记录介质50的反射光的一部分，并根据该检测信号，进行聚焦伺服、跟踪伺服控制。或者，也可以设置波长与上述全息激光光源11不同的定位用激光光源。此时，将来自该定位用激光光源的激光导入全息光的光路中，并接受来自记录介质50的定位用激光的反射光，来进行伺服控制。
上述的全息记录再现用光学系统、拾波光学系统的控制和伺服控制是由光学系统控制器34来执行的，而包括光学系统控制器34的上述全息记录再现装置10的各电路模块则由主控制器(CPU)30来控制，该主控制器30通过系统总线30A连接、并对装置整体进行控制。
下面，对记录介质50和全息记录再现装置10的记录再现动作进行详细说明。
记录介质50具有例如盘形状、卡形状等，但并不限于此。下面，举例进行说明，在该例子中，记录介质50具有盘形状，被固定在主轴马达上以规定速度旋转，并进行全息多重记录和再现。
图3、图4、图5示出记录介质50的平面图、一部分平面图和剖面图。如图3和图5所示，记录介质50具有盘形状，并在记录介质50内以同心圆状或螺旋状配置了多个标记51，形成了记录轨道。即，利用标记51，可沿着标记51依次进行聚焦伺服、跟踪伺服。更具体来说，如图5所示，记录介质50是在树脂或玻璃等基板52上依次形成由感光材料构成的记录层53、和由树脂等构成的保护层54。作为记录层使用例如聚合物或、光折变(photorefractive)材料的铌酸锂单晶体等感光材料。此外，标记51埋入记录层53内而形成。
如图4所示，记录或再现时，上述拾波装置的伺服控制机构进行聚焦伺服、跟踪伺服，以便根据来自标记51的反射光，使记录轨道沿切线方向(跟踪方向)跟踪。
在本实施例中，以利用全息用激光进行伺服控制的情况为例进行了说明，但是在该情况下，标记51和干涉图形的记录位置在深度方向上不同，因此能够良好地进行记录和再现。此外，如后所述，在避开标记51记录干涉图形时，不必考虑因来自标记51的反射而引起的负影响。或者，通过将标记51对全息用激光的反射率设定在可伺服控制的范围内，来避免因反射引起的负影响。
再有，拾波装置具有与全息用激光光源11不同波长的定位用激光光源，在接受来自记录介质50的定位用激光的反射光后，进行伺服控制的情况下，标记51可构成为对于全息用激光具有大于等于规定值的透射率，对于该定位用激光具有反射率。例如，选择对于全息用激光透明、对于该定位用激光泽具有反射率的材料，来用于标记51即可。或者，将标记51作成相位结构，并将标记51的相位深度作成用于信号光或参照光的波长的整数倍，但对于定位用激光的波长来说，可作成非整数倍的深度。通过这样构成，即使将标记1埋入形成于记录层53内，也不会对全息记录和再现带来任何负影响。
在本实施例中，如图2所示，在参照光12B的入射侧可获得由光干涉图形形成的再现光。因此，为了在再现时将参照光12B入射到记录介质50、并利用物镜27获得由所记录的光干涉图形产生的再现光，将基板52的记录层53的折射率设定为对参照光12B具有规定的反射率。即，该再现光光量的至少一部分被记录介质50反射，并通过用光检测器20接收该反射光，来再现所记录的数据。再有，也可以在记录层53和基板52之间，另外设置具有可反射再现光的折射率的层，来代替基板52具有的折射率差。
下面，参照图6中所示的流程图和图7、8，对全息记录动作进行说明。此外，该记录动作是在主控制器(CPU)30的控制下执行的。
首先，拾波装置对规定轨道进行停止聚焦(focus close)和停止跟踪(tracking close)(步骤S11)。拾波装置利用来自标记51的反射光进行聚焦和跟踪伺服控制，同时将标记51的检测信号发送到主控制器30。主控制器30判断物镜27的聚光位置是否到达了记录开始位置的标记51上(步骤S12)。主控制器30在判断为聚光位置已到达记录开始位置的标记51上时，在到达标记51上的同时使物镜27的聚焦位置固定在该标记上，即，开始跟踪动作，以使聚光位置和记录介质的、沿记录轨道的方向上的相对速度成为0(图8的M1、步骤S13)。
更具体来说，如图7所示，物镜驱动器32在主控制器30的控制下，将物镜27沿着盘状记录介质50的旋转方向(切线方向)驱动、即沿着同跟踪方向相反的方向移动，以使物镜27的聚光位置固定到轨道上的一定位置(即记录位置)。即，物镜驱动器32使物镜27的聚光位置以与记录介质50的线速度相同的速度、沿着相同的方向移动。
如图8所示，从开始跟踪动作之后经过规定时间的时刻t1开始，信号光12A和参照光12B被导入到记录介质50内，开始记录(步骤S14)。之后，判断是否从时刻t1开始经过了记录所需的规定时间( t)(步骤S15)。在判断为经过了规定时间( t)时，在经过了规定时间( t)的时刻，信号光12A和参照光12B被遮断，停止记录(步骤S16)。由此，记录了相当于1页的数据。停止记录之后，物镜驱动器32使物镜27的聚光位置返回到原来的中立位置或基准位置(图8的Q1、步骤S17)。
之后，判断是否已完成应记录的全部页数据的记录(步骤S18)。在没有完成全部页数据的记录时，转移到步骤S12，重复上述步骤来记录下一页数据。在完成全部页数据的记录之后，结束该控制程序。利用这样的步骤，执行全息记录。
在再现时，执行与上述记录时的跟踪动作相同的动作，来进行所记录的页数据的再现。
再有，说明了以使聚光位置和记录介质的沿着记录轨道的方向上的相对速度实质上成为0的方式进行跟踪动作的情况，但只要以使物镜的聚光位置相对于标记51的相对速度在规定范围之内的方式进行跟踪动作，并在该相对速度处于规定范围内的期间内进行记录或再现即可。
即，即使聚光位置并未完全固定在记录介质上，只要在执行记录或再现的期间内，聚光位置和记录介质的相对速度在规定范围内，即可良好地进行记录或再现。更具体来说，在信号光和参照光的聚光位置(干涉位置)在1页数据的记录期间内相对于记录介质被完全固定的情况下，由信号光和参照光产生的干涉条纹不移动，因此，在记录介质的该记录位置上形成原原本本地反映了干涉条纹的折射率分布。但是，如果信号光和参照光的干涉位置在1页数据的记录期间内相对于记录介质移动(不限于沿着记录轨道的方向的移动)，则由信号光及参照光产生的干涉条纹同记录介质上的记录位置错开，从而所生成的折射率分布的调制度降低。在规定期间内，例如从该记录期间开始到结束的期间内，信号光和参照光的干涉位置相对于记录介质线性地移动该干涉条纹的一个周期大小时，所生成的折射率分布大致相同，不能进行信号的检测。
如上所述，在规定期间(即，一页数据的记录期间)内，当干涉位置相对于记录介质移动时，由于折射率分布的调制度降低而使检测信号的S/N(信噪比)降低。根据该S/N被容许的程度，来决定相对于记录介质的干涉位置的相对移动范围，即决定干涉位置相对于记录介质的相对速度范围。例如，在一页数据的记录期间内，当干涉位置相对地线性移动该移动方向上的干涉条纹间隔的1/2周期(50％)时，折射率分布的调制度比完全不移动的情况约降低到60％。若能够将S/N的降低抑制到这个程度，则在包含光检测器20的检测系统中，能够利用充分的检测灵敏度来进行记录或再现，这是比较理想的。此外，在干涉位置相对地线性移动干涉条纹间隔的70％的情况下，折射率分布的调制度同完全不移动的情况相比约降低到30％。若能够将S/N的降低抑制到这个程度，则在不导致检测系统等的复杂化和制造成本上升的情况下，即可进行良好的记录或再现。再有，在干涉位置相对于记录介质线性移动的情况下，可仅仅将上述被容许的相对移动距离除以该规定期间(时间)，即可求得干涉位置相对于记录介质的相对速度。
通过该跟踪动作，在使记录介质50连续旋转的状态下，可进行良好的全息记录和再现。
再有，在上述实施例中，利用各标记51的平面位置的上部、即在比标记51浅的区域作了记录，但是也可以避开标记51的上部而在标记51之间进行记录。在进行该跟踪动作时，可使用各种方法例如，使物镜27偏置一定量之后移动，该一定量与从标记51的位置偏移的偏移量对应，或者，预先进行对标记51本身的跟踪动作来获得物镜27的驱动条件，或者，算出标记51移动速度、并根据该计算值使物镜27移动等等。此外，在该情况下，也可以这样进行控制，即，在相邻的标记51之间记录一页的数据或记录多页的数据。
在用波长不同于全息用激光的定位用激光跟踪标记时，使定位用激光的聚光位置和全息用激光的聚光位置在平面内偏移一定量，可使全息用激光不受标记的影响。
再有，物镜27的移动量控制不限于图8所示的概图(profile)。例如，如图9那样，也可以在移动量实质上成线形的区域内进行记录。
图10、图11分别是用于作为本发明第二实施例的全息记录再现装置的记录介质50的剖面图和平面图。
本实施例的记录介质50，在形成有沟槽55的树脂基板52上，形成有由折射率不同于基板的树脂构成的埋入层56。在埋入层56上，依次形成了例如由添加了铁(Fe)的LiNbO3结晶构成的全息记录层53、和由树脂等构成的保护层54。埋入层56的折射率不同于基板52，因此，能够用全息用激光进行聚焦伺服和跟踪伺服控制。
更具体来说，如图11的平面图所示，沟槽55摆动，并进一步形成对应于摆动周期的突起状标记部55A。设置在全息记录再现装置10上的拾波装置利用该沟槽55进行聚焦和跟踪伺服控制，并响应标记55A的检测，可进行同第一实施例相同的跟踪动作。
此外，拾波装置具有波长不同于全息用激光光源11的激光光源，在接收来自记录介质50的定位用激光的反射光进行伺服控制的情况下，如图12的剖面图所示，也可以在全息记录层53的下部(基板52侧)形成与上述相同的沟槽55。即，根据全息用激光和定位用激光的波长，可设定为只有定位用激光受到沟槽55的影响。此时，不会对全息记录和再现产生负影响。
图13是表示作为本发明第三实施例的全息记录再现装置10的结构的框图。本实施例与上述第一实施例的不同点是，在光学系统10A中使用旋转反射镜23A，来代替第一实施例中的反射镜23。即，旋转反射镜23A被旋转反射镜驱动器32A驱动而旋转。再有，旋转反射镜23A的旋转被主控制器30控制。通过该结构，进行与第一实施例相同情况的跟踪动作。下面，对本实施例的全息记录再现装置10的全息记录动作进行说明。再有，该记录动作是在主控制器30的控制下执行的。
如图14所示，通过旋转反射镜23A的旋转，信号光束12A和记录参照光束12B相对于物镜27的相对位置发生变化。因此，通过使旋转反射镜23A旋转，以使该光束在盘状记录介质50的旋转方向上移动，能够使沿聚光位置和记录介质的沿记录轨道的方向上的相对速度实质上成为0地进行跟踪动作。具体来说，旋转反射镜驱动器32A使旋转反射镜23A旋转，使信号光12A和记录参照光12B相对于物镜27的相对位置移动，从而使得物镜27的聚光位置以与记录介质50的线速度相同的速度在同一方向上移动。
同第一实施例的情况同样，在通过该跟踪动作、使聚光位置和记录介质的沿记录轨道的方向上的相对速度实质上成为0的期间内的规定记录期间( t)内，信号光12A和参照光12B被导入记录介质50内，进行全息记录。再现时，在聚光位置和记录介质的沿记录轨道的方向上的相对速度实质上成为0的期间内的规定记录期间( t)内，参照光12B被导入记录介质50内，进行全息再现。
此外，在结束1页数据的记录或再现之后，旋转反射镜23A返回初始位置(基准位置)，并通过反复上述的步骤，来进行下一页数据的记录或再现。再有，在使旋转反射镜23A返回初始位置时，信号光12A和参照光12B的反射光混乱，因此，用遮板17A遮断光路。
通过上述跟踪动作，在使记录介质50连续旋转的状态下，可进行良好的全息记录和再现。
再有，由于所述的光轴倾斜量极其微小，因此也不会因为该光束的偏移而造成像差等负影响。
图15是表示作为本发明第四实施例的全息记录再现装置10的聚光光学系统部分的模式图。其他结构与上述的第三实施例相同。
在本实施例中，使用多面体反射镜23B，来代替第三实施例中的旋转反射镜23A。即，多面体反射镜23B被旋转反射镜驱动器32A驱动而旋转。多面体反射镜23B的垂直于旋转中心轴CA的剖面是正多边形，各侧面形成反射镜。例如，如图15所示，为正6面体时，具有6个反射侧面。多面体反射镜23B的旋转是经由旋转反射镜驱动器被主控制器30所控制。
通过所述结构，可进行与第三实施例的情况相同的跟踪动作。下面，对本实施例的全息记录再现装置10的跟踪记录动作进行说明。
与第三实施例的情况相同，通过旋转多面体反射镜23B，信号光12A和参照光12B相对于物镜27的相对位置发生变化。因此，通过使多面体反射镜23B旋转，以使该光束向盘状记录介质50的旋转方向移动，能够使聚光位置和记录介质的沿记录轨道的方向上的相对速度实质上成为0地进行跟踪动作。具体来说，旋转反射镜驱动器32A使多面体反射镜23B旋转，以使信号光12A和记录参照光12B相对于物镜27的相对位置移动，从而使得物镜27的聚光位置以与记录介质50的线速度同样的速度沿相同方向移动。
通过该跟踪动作，在使聚光位置和记录介质的沿记录轨道的方向上的相对速度实质上成为0的期间内的规定期间内，进行全息记录，这一点与第一实施例和第三实施例相同。
再有，在本实施例中，在一页数据的记录或再现结束之后，使多面体反射镜23B进一步旋转，利用下一个反射侧面迅速进行下一页数据的记录。此外，在多面体反射镜23B切换为下一个反射侧面时，信号光12A和参照光12B的反射光混乱，因此，最好例如用遮板17A遮断光路。
再有，由于所述的光轴倾斜量极其微小，因此也不会因为该光束的偏移而造成像差等负影响。
在上述实施例中，说明了使用具有标记51的记录介质，根据标记51的检测信号进行跟踪控制，并进行记录和再现的情况。但是本申请发明还可适用于没有形成有标记的记录介质。
即，可根据使记录介质50旋转和平行移动的马达等的信号进行跟踪控制。例如，可根据对应于主轴马达的旋转量而产生的脉冲信号(所谓的FG脉冲)或对应于来自步进马达等的移动量的脉冲信号，进行跟踪控制。或者，也可以使用对这些马达进行驱动的、来自记录介质驱动器33等的驱动电路的、对应于记录介质的旋转量或移动量的信号，进行跟踪控制。
此外，可通过不同于上述的各种方法，来确定物镜的聚光位置相对于记录介质的、在沿记录轨道的方向上的相对速度。例如，也可以利用由拾波器检测出的各种检测信号。例如，形成表示记录轨道的沟槽，在使用形成有用于识别该沟槽轨道上的位置的地址信息、和承载同步信息的预制凹坑(Pre-Pit)的记录介质的情况下，可根据从记录介质获得的该预制凹坑信息来确定相对速度。此外，也可以组合这些检测信号和与来自驱动装置的记录介质的旋转量或移动量对应的信号。
通过上述跟踪记录控制，在聚光位置和沿记录介质的沿记录轨道的方向上的相对速度实质上成为0的期间内的规定记录期间内，进行全息记录或再现，在这一点上与上述实施例相同。因此，即使是没有形成有标记的记录介质，在使记录介质旋转或移动的状态下，可进行良好的全息记录和再现。
图16是示出作为本发明的第六实施例的全息记录再现装置10的聚光光学系统的部分以及与其相关的驱动电路的框图。其他结构与上述的第一实施例相同。
在上述实施例中，说明了检测由记录介质50反射的再现光来进行所记录数据的再现的情况。在本实施例中，在记录介质50的、与记录光12A和参照光12B的入射侧相反的一侧，设置了光检测器20。因此，在再现时，当将参照光12B入射到记录介质50中时，可显现出再现了所记录的光干涉图形的再现光。引导该再现光至透镜27B并进行傅里叶逆变换，则可再现点图形信号。此外，利用设置在焦距位置的电荷耦合器件CCD等光检测器20接收该点图形信号光，并再变换为电气的数字数据信号之后，发送到解码器26，则可再现原数据。
在具有这样的光学系统的全息记录再现装置10的情况下，可使记录介质50的结构简单。即，无需使记录介质50对参照光12B具有规定的反射率。
此外，跟踪记录控制可同上述实施例一样进行，在使记录介质旋转或移动等的状态下，可进行良好的全息记录和再现。
参照附图，如下说明本发明的记录介质的其他实施例。
本发明的记录介质不限于上述实施例，可进行各种改变和变更。例如，图17示出记录介质50的一部分切线方向上的剖面图。如图所示，记录介质50具有基板52、和邻接基板52形成且由感光材料构成的记录层53。再有，信号光和/或参照光从记录层53侧入射。标记51形成在基板52内的底面上。或者，如图18所示，标记51形成在与基板52内的记录层53接触的面侧。即，在这些情况下，记录层53比标记51更靠近信号光和/或参照光的入射侧。
此外，也可以如图19和图20所示，信号光和/或参照光从基板52侧入射，在基板52内形成标记51。即，在这些情况下，标记51比记录层53更靠进行信号光和/或参照光的入射侧。再有，若标记51在基板52内，则可以形成在基板52的深度方向上的任何位置。此外，也可以形成在相邻层的边界部分。例如，可以形成为从基板52突出的突起状或凹进去的坑(pit)状。
此外，作为其他实施例，如图21和图22所示，记录介质50具备基板52；与基板53邻接的埋入层53，其具有不同于基板52的折射率，并平坦地埋入基板52；与埋入层57邻接形成且由感光材料构成的记录层53。此外，标记51形成在埋入层57内。如图21所示，记录层53可以形成在比包含标记51的埋入层57更靠近信号光和/或参照光的入射侧。或者，如图22所示，将包含标记5 1的埋入层57形成在比记录层53更靠近信号光和/或参照光的入射侧。再有，标记51若在埋入层57内，则可以形成在埋入层57的深度方向上的任何位置。此外，也可以形成在邻接层的边界部分。例如，可形成为从埋入层57突出的突起状，或凹陷的坑状。
此外，对其他实施例进行如下说明。图23是记录介质50的一部分的半径方向和切线方向上的剖面图。此外，图24是表示该部分的标记51和高草55的关系的俯视图。如图所示，记录介质50具有基板52和与基板52邻接形成且由感光材料构成的记录层53，基板52上形成有表示记录轨道的沟槽55。此外，标记51沿着沟槽55形成在基板52内。即，例如，如图23、图24所示，标记51形成在沟槽55上。或者，如图25、图26所示，标记51不限于形成在沟槽55上，也可以形成在沟槽55之间的位置上。再有，若记录介质50是例如盘状的记录介质，则表示记录轨道的沟槽55形成为同心圆状或螺旋状等，若是卡状记录介质，则例如形成为直线状。
或者，作为其他实施例，如图27所示，沟槽55也可以形成在记录层53内。此时，沟槽55具有一定深度，该深度在产生光干涉图形的可干涉性光束的波长下，对可干涉性光束的透射和反射光不产生影响。
此外，作为其它实施例，如图28所示，记录介质50具有形成有表示记录轨道的沟槽55的基板52；平坦地埋入基板52的埋入层57，与基板52邻接并具有不同于基板的折射率；与埋入层57邻接形成且由感光材料构成的记录层53。标记51沿着该沟槽形成在基板52内。
本发明的记录介质、记录再现装置不依赖于记录速度的方式。即，不限于以固定线速度(CLV)模式进行记录的情况，例如，还可适用于以固定的角速度(CAV)和存储区恒定角速度(ZCAV)等进行记录的情况。
本发明不限于盘状记录介质，还可适用于卡状介质等。
根据本发明，例如，使用具有以规定间隔设置的多个标记的全息记录介质，并使全息光束的光路和物镜相对移动，以使物镜的聚光位置相对于记录介质的、沿记录轨道方向上的相对速度在规定范围内，从而在该相对速度处于规定范围内的期间内，完成对记录层的记录或再现。因此，可在使记录介质处于旋转或移动等状态下，进行良好的全息记录和再现。此外，能够提供可进行高速且大容量的记录和再现的全息记录介质和全息记录再现装置。
权利要求
1.一种全息记录装置，具有由感光材料构成的记录层，在利用可干涉性光束的干涉图形进行记录的平板状全息记录介质上，进行数据的记录，其特征在于，包括拾波器，具有使上述可干涉性光束聚焦的物镜，使所述物镜沿着所述全息记录介质的记录轨道移动、并检测来自所述记录轨道的反射光，来进行聚焦伺服和跟踪伺服控制；相对速度确定器，确定所述物镜的聚光位置相对于所述全息记录介质的相对速度；驱动单元，改变所述物镜相对于所述可干涉性光束的光路的相对位置，以使所述相对速度至少在规定期间内处在规定范围内；以及控制单元，在所述规定期间内进行对所述记录层的记录。
2.如权利要求1所述的全息记录装置，其特征在于，所述相对速度确定器根据从所述全息记录介质获得的地址信息，确定所述相对速度。
3.如权利要求1所述的全息记录装置，其特征在于，所述地址信息是预制凹坑信息。
4.如权利要求1所述的全息记录装置，其特征在于，所述相对速度确定器根据在所述全息记录介质内以规定间隔配置的标记的检测信号，确定所述相对速度。
5.如权利要求1所述的全息记录装置，其特征在于，所述驱动单元驱动所述物镜，使得所述相对速度至少在规定期间内处于规定范围内。
6.如权利要求5所述的全息记录装置，其特征在于，所述驱动单元驱动所述物镜，使得所述可干涉性光束聚焦于所述标记上。
7.如权利要求5所述的全息记录装置，其特征在于，所述驱动单元驱动所述物镜，使得所述物镜的聚光位置从所述标记偏移规定距离，同时使得所述聚光位置相对于所述标记的相对速度至少在规定期间内处于规定范围内。
8.如权利要求1所述的全息记录装置，其特征在于，所述驱动单元使所述可干涉性光束朝向所述物镜的入射光路移动，以使所述相对速度至少在规定期间内处于规定范围内。
9.如权利要求8所述的全息记录装置，其特征在于，所述驱动单元使设置在所述可干涉性光束的光路中的反射镜旋转，以使所述可干涉性光束朝向所述物镜的入射光路移动。
10.如权利要求8所述的全息记录装置，其特征在于，所述驱动单元使设置在所述可干涉性光束的光路中的多面体反射镜旋转，以使所述可干涉性光束朝向所述物镜的入射光路移动。
11.一种全息再现装置，具有由感光材料构成的记录层，对利用可干涉性光束的干涉图形进行记录的平板状全息记录介质上所记录的数据进行再现，其特征在于，包括拾波器，具有使上述可干涉性光束聚焦的物镜，使所述物镜沿着所述全息记录介质的记录轨道移动、并检测来自所述记录轨道的反射光，来进行聚焦伺服和跟踪伺服控制；相对速度确定器，确定所述物镜的聚光位置相对于所述全息记录介质的相对速度；驱动单元，改变所述物镜相对于所述可干涉性光束的光路的相对位置，以使所述相对速度至少在规定期间内处在规定范围内；以及控制单元，在所述规定期间内对所述记录层进行再现。
12.如权利要求11所述的全息再现装置，其特征在于，所述相对速度确定器根据从所述全息记录介质获得的地址信息，确定所述相对速度。
13.如权利要求12所述的全息再现装置，其特征在于，所述地址信息是预制凹坑信息。
14.如权利要求11所述的全息再现装置，其特征在于，所述相对速度确定器根据在所述全息记录介质内以规定间隔配置的标记的检测信号，确定所述相对速度。
15.如权利要求11所述的全息再现装置，其特征在于，所述驱动单元驱动所述物镜，使得所述相对速度至少在规定期间内处于规定范围内。
16.如权利要求15所述的全息再现装置，其特征在于，所述驱动单元驱动所述物镜，使得所述可干涉性光束聚焦于所述标记上。
17.如权利要求15所述的全息再现装置，其特征在于，所述驱动单元驱动所述物镜，使得所述物镜的聚光位置从所述标记偏移规定距离，同时使得所述聚光位置相对于所述标记的相对速度至少在规定期间内处于规定范围内。
18.如权利要求11所述的全息再现装置，其特征在于，所述驱动单元使所述可干涉性光束朝向所述物镜的入射光路移动，以使所述相对速度至少在规定期间内处于规定范围内。
19.如权利要求18所述的全息再现装置，其特征在于，所述驱动单元使设置在所述可干涉性光束的光路中的反射镜旋转，以使所述可干涉性光束朝向所述物镜的入射光路移动。
20.如权利要求18所述的全息再现装置，其特征在于，所述驱动单元使设置在所述可干涉性光束的光路中的多面体反射镜旋转，以使所述可干涉性光束朝向所述物镜的入射光路移动。
21.一种全息记录方法，在具有由感光材料构成的记录层、且利用可干涉性光束的干涉图形进行记录的平板状全息记录介质上，进行数据的记录，其特征在于，包括通过物镜使所述可干涉性光束聚焦的步骤；使所述物镜沿着所述全息记录介质的记录轨道移动、并检测来自所述记录轨道的反射光，来进行聚焦伺服和跟踪伺服控制的步骤；相对速度确定步骤，确定所述物镜的聚光位置相对于所述全息记录介质的相对速度；驱动步骤，改变所述物镜相对于所述可干涉性光束的光路的相对位置，以使所述相对速度至少在规定期间内处在规定范围内；以及在所述规定期间内进行对所述记录层的记录的步骤。
22.如权利要求21所述的全息记录方法，其特征在于，所述相对速度确定步骤中，根据从所述全息记录介质获得的地址信息，确定所述相对速度。
23.如权利要求22所述的全息记录方法，其特征在于，所述地址信息是预制凹坑信息。
24.如权利要求21所述的全息记录方法，其特征在于，所述相对速度确定步骤中，根据在所述全息记录介质内以规定间隔配置的标记的检测信号，确定所述相对速度。
25.如权利要求21所述的全息记录方法，其特征在于，所述驱动步骤中，驱动所述物镜，使得所述相对速度至少在规定期间内处于规定范围内。
26.如权利要求25所述的全息记录方法，其特征在于，所述驱动步骤中，驱动所述物镜，使得所述可干涉性光束聚焦于所述标记上。
27.如权利要求25所述的全息记录方法，其特征在于，所述驱动步骤中，驱动所述物镜，使得所述物镜的聚光位置从所述标记偏移规定距离，同时使得所述聚光位置相对于所述标记的相对速度至少在规定期间内处于规定范围内。
28.如权利要求21所述的全息记录方法，其特征在于，所述驱动步骤中，使所述可干涉性光束朝向所述物镜的入射光路移动，以使所述相对速度至少在规定期间内处于规定范围内。
29.如权利要求28所述的全息记录方法，其特征在于，所述驱动步骤中，使设置在所述可干涉性光束的光路中的反射镜旋转，以使所述可干涉性光束朝向所述物镜的入射光路移动。
30.如权利要求28所述的全息记录方法，其特征在于，所述驱动步骤中，使设置在所述可干涉性光束的光路中的多面体反射镜旋转，以使所述可干涉性光束朝向所述物镜的入射光路移动。
31.一种全息再现方法，对在具有由感光材料构成的记录层、且利用可干涉性光束的干涉图形进行记录的平板状全息记录介质上所记录的数据，进行再现，其特征在于，包括通过物镜使所述可干涉性光束聚焦的步骤；使所述物镜沿着所述全息记录介质的记录轨道移动、并检测来自所述记录轨道的反射光，来进行聚焦伺服和跟踪伺服控制的步骤；相对速度确定步骤，确定所述物镜的聚光位置相对于所述全息记录介质的相对速度；驱动步骤，改变所述物镜相对于所述可干涉性光束的光路的相对位置，以使所述相对速度至少在规定期间内处在规定范围内；以及在所述规定期间内对所述记录层进行再现的步骤。
32.如权利要求31所述的全息再现方法，其特征在于，所述相对速度确定步骤中，根据从所述全息记录介质获得的地址信息，确定所述相对速度。
33.如权利要求32所述的全息再现方法，其特征在于，所述地址信息是预制凹坑信息。
34.如权利要求31所述的全息再现方法，其特征在于，所述相对速度确定步骤中，根据在所述全息记录介质内以规定间隔配置的标记的检测信号，确定所述相对速度。
35.如权利要求31所述的全息再现方法，其特征在于，所述驱动步骤中，驱动所述物镜，使得所述相对速度至少在规定期间内处于规定范围内。
36.如权利要求35所述的全息再现方法，其特征在于，所述驱动步骤中，驱动所述物镜，使得所述可干涉性光束聚焦于所述标记上。
37.如权利要求35所述的全息再现方法，其特征在于，所述驱动步骤中，驱动所述物镜，使得所述物镜的聚光位置从所述标记偏移规定距离，同时使得所述聚光位置相对于所述标记的相对速度至少在规定期间内处于规定范围内。
38.如权利要求31所述的全息再现方法，其特征在于，所述驱动步骤中，使所述可干涉性光束朝向所述物镜的入射光路移动，以使所述相对速度至少在规定期间内处于规定范围内。
39.如权利要求38所述的全息再现方法，其特征在于，所述驱动步骤中，使设置在所述可干涉性光束的光路中的反射镜旋转，以使所述可干涉性光束朝向所述物镜的入射光路移动。
40.如权利要求38所述的全息再现方法，其特征在于，所述驱动步骤中，使设置在所述可干涉性光束的光路中的多面体反射镜旋转，以使所述可干涉性光束朝向所述物镜的入射光路移动。
41.一种全息记录介质，将可干涉性光束的光干涉图形作为折射率的空间变化进行记录，其特征在于，具有多个标记，该标记用于所述光干涉图形的定位。
42.如权利要求41所述的全息记录介质，其特征在于，包括基板和与所述基板邻接形成且由感光材料构成的记录层，所述标记形成在所述基板内。
43.如权利要求41所述的全息记录介质，其特征在于，包括基板；埋入层，其与所述基板邻接，具有不同于所述基板的折射率，并且平坦地埋入所述基板；以及记录层，其与所述埋入层邻接形成，并且由感光材料构成；所述标记形成在所述埋入层内。
44.如权利要求41所述的全息记录介质，其特征在于，具有由感光材料构成的记录层，所述标记形成在所述记录层内。
45.如权利要求42至44中任一项所述的全息记录介质，其特征在于，所述标记在记录介质的平面上按规定间隔配置，以形成记录轨道。
46.如权利要求45所述的全息记录介质，其特征在于，所述标记在记录介质的平面上配置成同心圆状。
47.如权利要求45所述的全息记录介质，其特征在于，所述标记在记录介质的平面上配置成螺旋状。
48.如权利要求41所述的全息记录介质，其特征在于，包括基板，形成有表示记录轨道的沟槽；以及记录层，与所述基板邻接形成，并且由感光材料构成；所述标记沿着所述沟槽形成在所述基板内。
49.如权利要求41所述的全息记录介质，其特征在于，包括基板，形成有表示记录轨道的沟槽；埋入层，其与所述基板邻接，具有不同于所述基板的折射率，并且平坦地埋入所述基板；以及记录层，与所述埋入层邻接形成，并且由感光材料构成；所述标记沿着所述沟槽形成在所述基板内。
50.如权利要求48或49所述的全息记录介质，其特征在于，所述沟槽具有摆动形状，所述标记形成在该摆动的规定位置上。
51.如权利要求41所述的全息记录介质，其特征在于，所述标记对产生所述光干涉图形的所述可干涉性光束的波长具有大于等于规定值的透射率。
52.如权利要求51所述的全息记录介质，其特征在于，所述标记的厚度，使得所述标记对于产生所述光干涉图形的所述可干涉性光束的波长具有大于等于规定值的透射率。
53.如权利要求48至50中任一项所述的全息记录介质，其特征在于，所述沟槽具有如下的相位深度在产生所述光干涉图形的所述可干涉性光束的波长下，该相位深度对透射和反射光不产生不影响。
全文摘要
全息记录装置，包括拾波器，具有使可干涉性光束聚焦的物镜，物镜沿着所述全息记录介质的记录轨道移动并检测来自记录轨道的反射光，来进行聚焦伺服和跟踪伺服；相对速度确定器，确定物镜的聚光位置相对于全息记录介质的相对速度；驱动单元，改变物镜相对于可干涉性光束的光路的相对位置，以使相对速度至少在规定期间内处在规定范围内；控制单元，在规定期间内进行对记录层的记录。并且，上述全息记录介质具有可干涉光束的光干涉图形的定位用的多个标记。
文档编号G11B7/135GK1672195SQ03818168
公开日2005年9月21日 申请日期2003年7月23日 优先权日2002年8月1日
发明者桔昭弘, 田中觉, 伊藤善尚, 洼田义久, 黑田和男, 杉浦聪 申请人:先锋株式会社