多重记录方式的全息记录再现装置及其方法

专利名称：多重记录方式的全息记录再现装置及其方法
技术领域：
本发明涉及全息记录再现装置和方法，尤其涉及将参考光和信号光的干涉 条纹多重记录到全息记录介质用的全息记录再现装置和方法。
背景技术：
一般通过使具有图像信息的信号光和参考光在全息记录介质的内部叠合， 并将这时形成的干涉条纹写入全息记录介质，进行利用全息图将信息记录到记 录介质的全息记录。再现记录的信息时，利用对该全息记录介质照射参考光， 通过干涉条纹造成的衍射再现图像信息。对再现的图像信息进行图像处理，从而得到再现信号。这样进行，能在全息记录介质中以3维方式写入干涉条纹， 用多重记录谋求增大存储容量。迄今，已对全息记录的多重方式提出角度多重、左旋绕多重等许多方式。 关于角度多重方式，已知例如已有文献1(日本国特开2004 — 272268号公报)、 已有文献2(Kevin Curtis著"Holographic Professional Archive Drive (全息专业档 案马区动器)，，，International Symposium on Optical Memory 2006 (ISOM 06)， Technical Digest (招待会讲演))中揭示的。图12是示出已有角度多重记录方式的全息记录再现装置500在记录时的组 成的图。参考图12，已有的全息记录再现装置500，配备激光源51、空间滤光片52、 快门53、准直透镜54、半波长片55和63、信号光/参考光分离用偏振分束 镜(PBS)56、扩束镜57、记录光/再现光分离用偏振分束镜58、空间光调制器 (SLM)59、摄像元件60、中继透镜61和67、多变孔阑62、物镜64、以及角度 旋转镜66。全息记录再现装置500在全息记录介质70内使信号光和参考光干涉并记录干涉条纹，而且使对参考光入射的角度(下文称为入射角)变化，以角 度多重方式记录全息图。接着，详细说明全息记录再现装置500在记录时的动作。从激光源51出射的激光PL由空间滤光镜52和准直透镜54变换成希望的 束径后，在偏振分束镜56划分成信号光SL和参考光RL。用半波长片55的旋 转调整信号光SL与参考光RL的划分比率。参考光RL在角度旋转镜66受到偏转后，通过由2块远心透镜构成的中继 透镜67，以设定的入射角度照射全息记录介质70。通过以X轴为中心作旋转 的角度旋转镜66的旋转角产生变化，改变参考光RL对全息记录介质70的入 射角。由于中继透镜67由2块远心透镜构成，即便使角度旋转镜66旋转，参考 光RL对全息记录介质70的入射位置也不变化。参考光RL在角度旋转镜66 处于旋转镜66a的位置时，照着实线的路径入射到全息记录介质70;在角度旋 转镜66处于旋转镜66b的位置时，照着虚线的路径入射到全息记录介质70。 因此，如图12所示，任一路径上，参考光RL对全息记录介质70的入射位置 都不变。信号光SL由扩束镜57调整光束直径，以照射空间光调制器59的整个面， 并因空间光调制器59而受到振幅调制或相位调制。已调制的信号光SL由偏振 分束镜58反射，并引导到全息记录介质70的方向。空间光调制器59产生的 非所需衍射光被多变孔阑62遮蔽。偏振分束镜58反射的信号光SL通过中继 透镜61和半波长片63，并由物镜64汇聚在全息记录介质70内。汇聚的信号 光SL在全息记录介质70内与所述参考光RL重迭，其结果产生的干涉条纹的 光强度分布被作为全息图进行记录。一旦在全息记录介质70记录信息后，就在空间光调制器59显示接着记录 的数据页。随之，角度旋转镜66稍微旋转，改变参考光RL的入射角度。其后， 打开快门53，就以多重角度将接着记录的数据页记录在全息记录介质70的同 一记录区。重复此过程并形成规定的多重度时，使全息记录介质70往X方向 或Y方向移动，在下一记录区进行与上文相同的多重记录。图13是示出一例全息记录介质70的结构的剖视图。参考图13，全息记录介质70以将感光性光聚合物72夹在2块基片71a、 71b之间的方式构成。将参考光RL改变位置，从各种角度照射感光性光聚合 物72，从而形成全息图75a~75，进行角度多重记录。图14是示出已有角度多重记录方式全息记录再现装置300在再现时的组成 的图。参考图14，全息记录再现装置500的组成除添加角度旋转镜69外，与图 12中说明的相同，所以这里不重复说明。接着，详细说明全息记录再现装置 500在再现时的动作。再现上文所述那样记录的全息图时，使半波长片55旋转，从而激光PL成 为S偏振光。S偏振的激光PL在偏振分束镜56上全部反射，所以仅产生再现 参考光CRL。再现参考光CRL经角度旋转镜66和中继透镜67，穿透一下全息 记录介质70。该穿透的再现参考光CRL在角度旋转镜69受到反射，反向照着 与往路相同的路径入射到全息记录介质70。由于再现参考光CRL照射到全息记录介质70，在物镜64的方向产生再现 光CL。再现光CL通过物镜64和中继透镜61，在摄像元件60上成像。根据 该成像的再现光CL，产生再现图像信号。接着，使角度旋转镜66旋转，从而 使再现参考光CRL对全息记录介质70的入射角度变化。由此，从全息记录介 质70的同一记录区产生另一数据页所对应的再现光CL，从而由摄像元件60 得到下一再现图像数据。上述再现动作中，也将再现参考光CRL照射到相邻的全息图，所以该相邻 的全息图也产生再现光CL。然而，能用上述多变孔阑62遮蔽来自该相邻全息 图的再现光CL。因此，图14的全息记录再现装置500中，即使縮小全息记录 介质70的面内方向(X方向、Y方向)的记录间隔，也能进行串扰小的再现动作。又，作为全息记录的多重方式，已有文献3(日本国特开2000 — 338846号公 报)中揭示左旋绕多重方式。左旋绕多重方式是使参考光在将全息记录介质作为 顶点的圆锥面内旋转的方式，可以说是一种角度多重方式。又，已有文献4 (Ju-Seog Jang等3人"Holographic data storage by combineduse of peristrophic, angular, and spatial multiplexing (组合使用左方定绕多重、角 度多重和空间多重的全息数据存储器)"，Optical Engineering, Vol. 39, No. 11， November 2000， p. 2975 ~ 2981)中揭示组合使用左旋绕多重、角度多重和空间 多重的全息数据存储器。已有的全息记录再现装置500中，为了增多对全息记录介质70记录的数据 量，增加全息记录介质70的厚度是有效的。然而，已有的角度多重记录方法 仅在以物镜64的焦点为中心的区域形成全息图。因此，即使加厚全息记录介 质70，也不能扩大全息图形成区，不能增大记录容量。发明内容本发明的目的是提供一种能增大记录容量的全息记录再现装置和全息记 录再现方法。根据本发明的某方面， 一种全息记录再现装置，将参考光和信号光的干涉 条纹作为全息图记录到记录介质，并再现所述记录介质记录的全息图，其中配 备使参考光对记录介质的入射角变化，以便在记录介质的同一记录区多重记 录数据的偏转部；以及使包含参考光的光轴和信号光的光轴的面与记录介质的 面形成的角度变化的驱动部。最好驱动部使记录介质，以包含参考光的光轴和信号光的光轴的面与记录 介质的面交叉的的交线为轴进行旋转。根据本发明另一方面， 一种全息记录再现装置，将参考光和信号光的干涉 条纹作为全息图记录到记录介质，并再现记录介质记录的全息图，其中配备使 参考光对记录介质的入射角变化，以便在记录介质的同一记录区多重记录数据 的偏转部；以及使包含参考光的光轴和信号光的光轴的面与记录介质的面交叉 的交线在记录介质的面内的角度变化的驱动部。最好驱动部使记录介质，以参考光的光轴与信号光的光轴的交叉点为旋转 中心，在记录介质的面内旋转。根据本发明另一方面， 一种全息记录再现装置，将参考光和信号光的干涉 条纹作为全息图记录到记录介质，并再现记录介质记录的全息图，其中配备使参考光对记录介质的入射角变化，以便在记录介质的同一记录区多重记录数 据的偏转部；以及遮蔽来自与再现的全息图相邻的全息图的再现光的遮光部。偏转部使参考光在包含信号光的光轴和记录介质的法线的第1面内和与第1面垂直的第2面内偏转。最好还配备往沿记录介质的法线方向或信号光的光轴的方向驱动记录介质 的介质驱动部。最好偏转部使参考光对记录介质的入射角配合记录介质的移动地进行变化。最好还配备沿信号光的光轴驱动产生信号光的光学系统中包含的聚光元件 的元件驱动部。最好偏转部使参考光对记录介质的入射角配合记录介质的移动地进行变化。最好偏转部包含角度旋转镜。最好偏转部包含将信号光引导到记录介质的二焦点透镜。 最好在偏转部设置衍射效率随入射光偏振方位变化的偏振全息图。 最好还配备调制信号光的空间光调制器。空间光调制器是将入射的信号光 以像素为单位变换成p偏振光或S偏振光后出射的反射液晶型空间光调制器。 根据本发明另一方面， 一种全息记录再现方法，用于将参考光和信号光的 干涉条纹作为全息图记录到记录介质，并再现记录介质记录的全息图，其中具 有以下步骤使参考光对记录介质的入射角变化，以便在记录介质的同一记录 区多重记录数据的步骤；以及使记录介质以包含参考光的光轴和信号光的光轴 的面与记录介质的面的交线为轴进行旋转的步骤。根据本发明另一方面， 一种全息记录再现方法，用于将参考光和信号光的 干涉条纹作为全息图记录到记录介质，并再现记录介质记录的全息图，其中具 有以下步骤使参考光对记录介质的入射角变化，以便在记录介质的同一记录 区多重记录数据的步骤；以及使记录介质以参考光的光轴与信号光的光轴的交 叉点为旋转中心在记录介质的面内进行旋转的步骤。根据本发明另一方面， 一种全息记录再现方法，用于将参考光和信号光的干涉条纹作为全息图记录到记录介质，并再现记录介质记录的全息图，其中具 有以下步骤使参考光对记录介质的入射角变化，以便在记录介质的同一记录 区多重记录数据的步骤；以及遮蔽来自与再现的全息图相邻的全息图的再现光 的步骤。最好使入射角变化的步骤，包含使参考光在包含信号光的光轴和记录介质 的法线的第1面内和与第1面垂直的第2面内偏转的步骤。最好使入射角变化的步骤，包含使参考光对记录介质的入射角配合记录介 质的移动或产生信号光的光学系统中包含的聚光元件的移动进行变化的步骤。根据本发明，能增大记录容量。从下面结合附图理解的有关本发明的详细说明会明白本发明的上述和其它 目的、特征、发明点和优点。


图1是示出本发明实施形态1的全息记录再现装置100A在记录时的组成的图。图2是示出本发明实施形态1的全息记录再现装置100A在再现时的组成的图。图3是示出一例全息记录介质30的结构的剖视图。图4是示出全息记录介质30中信号光SL与参考光RL的光轴位置关系的 立体图。图5是示出本发明实施形态2的全息记录再现装置100B在记录时的组成的图。图6是示出全息记录介质30中信号光SL与参考光RL的光轴位置关系的 立体图。图7是示出本发明实施形态3的全息记录再现装置100C在记录时的组成的图。图8是示出本发明实施形态4的全息记录再现装置100D在记录时的组成的图。图9是示出本发明实施形态5的全息记录再现装置100E在再现时的组成的图。图10是示出一例全息记录介质30的结构的剖视图。图11是示出本发明实施形态6的全息记录再现装置100F在记录时的组成的图。图12是示出已有的角度多重记录方式的全息记录再现装置500在记录时的 组成的图。图13是示出一例全息记录介质70的结构的剖视图。图14是示出已有的角度多重记录方式的全息记录再现装置500在再现时的 组成的图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施形态。 实施形态1图1是示出本发明实施形态1的全息记录再现装置IOOA在记录时的组成的图。参考图l，实施形态1的的全息记录再现装置IOOA，配备激光源l、空间 滤光片2、快门3、准直透镜4、半波长片5和13、信号光/参考光分离用偏 振分束镜(PBS)6、扩束镜7、记录光/再现光分离用偏振分束镜8、空间光调 制器(SLM)9、摄像元件10、中继透镜11和17、矩形开口 12、物镜14、角度 旋转镜16、以及介质驱动部38A。全息记录再现装置100A对全息记录介质30以角度多重方式进行记录。全 息记录介质30包含玻璃基片31a和31b以及全息记录层32。全息记录介质30 受介质驱动部38A驱动。矩形开口 12是例如多变孔阑。接着，详细说明全息记录再现装置IOO在记录时的动作。从激光源1出射的激光PL由空间滤光镜2和准直透镜4变换成希望的束径 后，在偏振分束镜6划分成信号光SL和参考光RL。用半波长片5的旋转调整 信号光SL与参考光RL的划分比率。参考光RL在角度旋转镜6受到偏转。该偏转的参考光RL通过由2块远心 透镜构成的中继透镜17，以设定的入射角度照射全息记录介质30。通过以X 轴为中心作旋转的角度旋转镜16的旋转角产生变化，改变参考光RL对全息记 录介质30的入射角。由于中继透镜17由2块远心透镜构成，因此即便使角度旋转镜16旋转， 参考光RL对全息记录介质30的入射位置也不变化。作为响应速度快且角度精 度高的角度旋转镜，例如有电控镜。信号光SL由扩束镜7调整光束直径，以便照射空间光调制器9的整个面， 并因空间光调制器9而受到振幅调制或相位调制。作为空间光调制器(SLM)， 可用例如反射型液晶空间调制器、DMD (Digital Mirror Device:数字镜器件)， 还可用利用光磁效应、光电效应的空间光调制器。这里，说明将反射型液晶空 间光调制器用作空间光调制器9时的信号光SL的振幅调制。反射型液晶空间光调制器的空间光调制器，9以像素为单位将入射的P偏振 的信号光SL变换成P偏振或S偏振后出射。由S偏振分量构成的信号光SL 被偏振分束镜8反射，并引导到全息记录介质30的方向。偏振分束镜8上反 射的信号光SL通过中继透镜11和半波长片13后，由物镜14汇聚在全息记录 介质30内。汇聚的信号光SL在全息记录介质30内与所述参考光重迭，将其 结果产生所干涉条纹的光强度分布动作全息图加以记录。再者，由矩形开口部12遮蔽空间光调制器9产生的非所需衍射光。矩形开 口部12是具有以信号光SL的光束的光轴为中心的矩形开口部的蔽光片，图1 中配置在中继透镜11的透镜焦面上。记录时，在中继透镜11的透镜焦面形成 由空间光调制器9形成的光振幅图案的傅立叶变换像。该傅立叶变换像具有多 个亮点，将光轴中心的亮点称为0次衍射光，并且1次、2次、3次……这些 高次衍射光包围其周围。各个衍射光中的强度分布虽然峰值不同，但形状相同。全息记录中，为了 提高记录密度，通常仅使O次光通过，并记录到全息记录介质30。矩形开口部 12起去除周围的高次衍射光的作用。一旦在全息记录介质30记录信息后，就在空间光调制器9显示接着记录的数据页。随之，角度旋转镜6稍微旋转，改变参考光RL的入射角度。其后，打开快门3，就以多重角度将接着记录的数据页记录在全息记录介质30的同一 记录区。重复此过程并形成规定的多重度时，介质驱动部38A使全息记录介质30往 X方向、Y方向移动，进而往Z方向移动。具体而言，介质驱动部38A使全息 记录介质30例如往Z方向或沿信号光SL的光轴的方向移动。移动后的记录区 中，也进行与上文相同的多重记录。使全息记录介质30往Z方向移动时，在记录时的参考光RL的光轴和信号 光SL的光轴形成的面(即YZ面)与全息记录介质30的面形成的角度a变化的状 态下，使全息记录介质30移动(参考图4)。使全息记录介质30按旋转角a旋转 时，信号光SL和参考光RL对全息记录介质30的入射角仅变化角度a。可通 过使全息记录介质30以例如YZ面与全息记录介质30交叉的线为轴进行旋转， 实现这点。图2是示出本发明实施形态1的全息记录再现装置IOOA在再现时的组成的图。参考图2，实施形态1的全息记录再现装置IOOA的组成，除去除矩形开口 12并添加透镜远心透镜18和镜19外，与图l中说明的相同，因此这里不重复 说明。接着，详细说明全息记录再现装置IOOA在再现时的动作。再现上文所述那样记录的全息图时，使半波长片5旋转，从而激光PL成为 S偏振光。S偏振的激光PL在偏振分束镜5上反射，所以仅产生再现参考光 CRL。再现参考光CRL经过角度旋转镜16和中继透镜17，穿透一下全息记录 介质30。该穿透的再现参考光CRL经远心透镜18在镜19上反射，并反向照 着与往路相同的路径入射到全息记录介质30。由于再现参考光CRL照射到全息记录介质30，往物镜14的方向产生再现 光CL。再现光通过物镜14和中继透镜11，在摄像元件10上成像。根据该成 像的再现光CL，产生再现图像信号。接着，使角度旋转镜16旋转，从而使再 现参考光CRL对全息记录介质30的入射角度变化。由此，从全息记录介质30 的同一记录区产生与另一数据页对应的再现光CL，并由摄像元件IO得到下一再现图像数据。后文将详细说明，上述再现动作中，在往全息记录介质30的Z方向记录全息图的情况下，对Z方向相邻的全息图也照射再现参考光CRL。然而，记录时 使全息记录介质30旋转旋转角ot，所以记录在上层的全息图与记录在下层的全 息图中，YZ面的参考光入射角不同。通过使全息记录介质30为各自的全息图 记录时的位置，能再现上层和下层各自的全息图。因而，能迸行串扰小的再现 动作。图3是示出一例全息记录介质30的结构的剖视图。参考图3，全息记录介质30配备玻璃基片31a和31b以及全息记录层32。 全息记录层32使用在图1、图2的激光源1的振荡波长感光的光聚合物材料。 全息记录再现装置IOOA中，利用由物镜14汇聚的信号光SL和平行光的参考 光RL的干涉记录全息图。因此，以信号光SL的汇聚点为中心，强化记录各全 息图。图3中，在中心记录全息图81a 81c。以控制全息图间隔的方式记录全 息图81a 81c，以便全息图81a 81c之间不产生串扰。又，全息记录再现装置100A中，使全息记录介质30往Z方向移动，并记 录全息图。这时，信号光SL的汇聚点也在全息记录层32内往Z方向移动。因 此，全息图群的中心也从全息图81a 81c移动到全息图81d 81f，并记录全息 图。图3中，照射再现全息图81a用的再现参考光CRL时，从全息图81a产生 再现光CL。这时，对处在下层的全息图81d、 81f也照射再现参考光CRL。实施形态1的全息记录再现装置100A中，在记录全息记录层32的上层的 全息图81a 81c时和记录下层的全息图81d 81f的时，使全息记录介质30 旋转。由此，使记录时的参考光RL的光轴与信号光SL的光轴形成的面(即YZ 面)与全息记录介质30的面形成的角度变化。图4是示出全息记录介质30的信号光SL和参考光RL的光轴的位置关系 的立体图。参考图4，在记录上层的全息图81a 81c时，全息记录介质30的旋转角为 O度(称为旋转角al)。记录下层的全息图81d 81f时，全息记录介质30以与Y轴平行的轴为中心，按旋转角ot2(cx2^(xl)进行旋转。因而，再现时若按旋转角 al配置全息记录介质30，则仅再现上层的全息图81a 81c，若按旋转角oc2配 置全息记录介质30，则仅再现下层的全息图81d 81f。这样，能使再现时的串 扰减小。再者，实施形态1中，说明了在Z方向作2层多重的方式。然而这种设定 是一个例子，可进一步增加多重度，将记录介质的旋转角设定得细，增多参考 光RL的偏振方向切换次数。综上所述，根据实施形态l，通过对全息记录层厚度方向的多重记录中在厚 度方向错开全息图的形成位置，能有效利用全息记录介质的动态范围，加大最 大多重度，提高记录密度。仅用已有的角度多重记录方式，即使增加全息记录介质的厚度，也不能有 效利用其厚度，全息记录介质的记录密度有限。然而，通过组合角度多重记录和聚焦方向移位多重记录，能提高记录密度。这时，通过控制参考光的偏振方 向，即使增大多重度也能实现串扰小的记录再现。实施形态2图5是示出本发明实施形态2的全息记录再现装置100B在记录时的组成的图。参考图5，实施形态2的全息记录再现装置100B的组成使全息记录介质30 以参考光RL的光轴与信号光SL的光轴的交叉点为旋转中心在全息记录介质 30的面内进行旋转，以记录全息图。这点与实施形态1的全息记录再现装置 100A不同。而且，将介质驱动部38A置换成介质驱动部38B。这点也不同。 这里不重作与实施形态1重复的部分的说明。实施形态2的全息记录再现装置100B中，使全息记录介质30以参考光RL 的光轴与信号光SL的光轴的交点为中心，在全息记录介质30的面内(XY面内) 按旋转角P(参考图6)进行旋转。与其它实施形态相同，图5中画的介质驱动部 38B是模式图。图6是示出全息记录介质30的信号光SL与参考光RL的光轴的位置关系的立体图。参考图6，记录上层的全息图82a 82c时，全息记录介质30的旋转角为0 度(称为旋转角(31)。记录下层的全息图82d 82f时，全息记录介质30以与Y 轴平行的轴为中心，按旋转角卩2((32^(51)进行旋转。因而，再现时若按旋转角 Pl配置全息记录介质30，则仅再现上层的全息图82a 82c，若按旋转角P2配 置全息记录介质30，则仅再现下层的全息图82d 82f。因此，能减小再现时的 串扰。所以，即便使全息记录介质30往Z方向移动并在全息记录介质30的厚度 方向的不同位置记录全息图82a 82f的情况下，也不发生来自相邻记录的全息 图的再现光CL，从而得到无串扰的再现像。通过设定成与记录时相同的旋转 角度，能选择再现的全息图。综上所述，根据实施例2，在使全息记录介质以参考光的光轴与信号光的光 轴的交点为中心在全息记录介质的面内进行旋转的状态下，使记录位置往全息; 记录介质的厚度方向移动，从而即使往全息记录介质的厚度将全息图多重化， 也能大幅度减小串扰量。因此，使多重度增加的情况下也能再现质量好的信号。 结果，能实现可作大容量记录再现的全息记录再现装置。实施形态3图7是示出本发明实施形态3的全息记录再现装置100C在记录时的组成的图。参考图7，实施形态3的全息记录再现装置IOOC添加偏振全息图20，并将 介质驱动部38A置换成介质驱动部38C。这点与实施形态1的全息记录再现装 置100A不同。这里不重作与实施形态1重复的部分的说明。介质驱动部38C 将全息记录介质30往X方向、Y方向和Z方向驱动。图7的全息记录再现装置100C中，在角度旋转镜16上设置衍射效率因偏 振方位而变化的偏振全息图20。通过设置偏振全息图20，能按照参考光RL的 偏振方位的切换对参考光RLa、 RLb进行切换。作为偏振全息图20，可考虑例如P偏振光入射中产生0次衍射光并且S偏振光入射中产生1次衍射光的组成。这种组成中，使半波长片15旋转，将参考光RL的偏振切换成S偏振或P偏振，从而能将参考光RL的光路切换成参 考光RLa、 RLb。记录时，需要将信号光SL的偏振方位对准参考光RL的偏振方位。因此， 使用参考光RLa、 RLb的记录时，需要使信号光SL方的半波长片13旋转，将 信号光SL的偏振方位调整成分别与参考光RLa、 RLb的偏振方位一致。而且， 再现时，摄像元件10中仅入射P偏振的再现光CL(再现图像)。因此，需要使 半波长片13旋转，将变换到适当偏振方位的再现光CL引导到摄像元件10。再者，实施形态3中，说明了往Z方向作2层多重并且在2个方向进行切 换的方式。然而，这种设定是一个例子，可进一步增加多重度，增多参考光RL 的偏振方向切换次数。综上所述，根据实施形态3，通过在角度旋转镜上形成偏振全息图，并以使 参考光的偏振方位变化的状态使记录位置往全息记录介质的厚度方向变化，即 使往全息记录介质的厚度方向将全息图多重化的情况下，也能大幅度减小串扰 量。因此，使多重度增加的情况下也能再现质量良好的信号。结果，能实现可 作大容量记录再现的全息记录再现装置。实施形态4图8是示出本发明实施形态4的全息记录再现装置100D在记录时的组成的图。参考图8，实施形态4的全息记录再现装置100D的组成，将物镜14置换 成二焦点透镜46，并将介质驱动部38A置换成介质驱动部38D。这点与实施形 态1的全息记录再现装置100A不同。这里不重作与实施形态1重复的部分的 说明。介质驱动部38D将全息记录介质30至少往X方向和Y方向驱动。实施形态4的全息记录再现装置IOOD中，作为物镜，使用焦距因偏振方位 而不同的二焦点透镜46。通过对具有光学各向异性的玻璃材料进行加工，取得 这种透镜。如图8所示，对二焦点透镜46入射P偏振的信号光SL时，将信号 光SL汇聚成信号光SLa。对二焦点透镜46入射S偏振的信号光SL时，将信号光SL汇聚成信号光SLb。加大参考光RL的光束直径，以便对二焦点透镜 46造成的信号光SL的P偏振光和S偏振光的汇聚点都能照射。上文那样配置二焦点透镜46时，即使往Z方向移动全息记录介质30，也能 仅切换信号光SL的偏振方位就使全息记录介质30内的信号光SL的光束汇聚 点在介质厚度方向上变化。实施形态4中，说明了将物镜14置换成二焦点透镜46的组成，该组成也 能用于实施形态l、 2。 g卩，实施形态l、 2的全息记录再现装置中，也不需要 在厚度方向不同的位置进行记录时往Z方向驱动全息记录介质30的机构。综上所述，根据实施形态4，通过在实施形态1的全息记录再现装置的组成 中使用二焦点透镜以代替物镜，即使不往Z方向驱动全息记录介质，也能往介 质厚度方向将全息图多重化。因此，不需要往Z方向驱动全息记录介质的机构， 使部件数量减少，所以对装置的小型化和低价格化有效。实施形态5图9是示出本发明实施形态5的全息记录再现装置100E在再现时的组成的图。参考图9，实施形态5的全息记录再现装置100E配备再现时遮蔽来自与再 现的全息图相邻的全息图的再现光的矩形开口部12。这点与实施形态1的全息 记录再现装置100A不同。而且，将介质驱动部38A置换成介质驱动部38E。 这点也不同。这里不重作与实施形态1重复的部分的说明。介质驱动部38E将 全息记录介质30往X方向、Y方向和Z方向驱动。实施形态5的全息记录再现装置IOOE在再现时，作为矩形开口部12，在中 继透镜11的焦面上配置多变孔阑。利用这点，即使减小全息记录介质30的面 内方向(X方向、Y方向)的记录间隔，也能得到串扰小的再现像。参照图IO说明即便减小全息记录介质30的记录间隔也使串扰小的作用。图10是示出一例全息记录介质30的结构的剖视图。全息记录介质30，包含玻璃基片31a和31b、以及全息记录层32。全息记 录层32使用在图9的激光源1的振荡波长感光的光聚合物材料。全息记录再现装置100E中，利用由物镜14汇聚的信号光SL和平行光的参考光RL的干 涉记录全息图。因此，以信号光SL的汇聚点为中心，强化记录各全息图。图 10中，在中心记录全息图35a 35c。全息记录再现装置100E中，还使全息记录介质30往Z方向移动，以记录 全息图。这时，信号光SL的汇聚点也在全息记录层32内往Z方向移动。因此， 全息图群的中心也从全息图35a 35c移动到全息图35d 35f，并记录全息图。图10中，照射再现全息图35a用的再现参考光CRL时，从全息图35a产生 再现光CL。这时，对与全息图35a相邻的全息图35b 35f也照射再现参考光 CRL，所以也从全息图35b 35f产生再现光。其中，来自全息图35b、 35c的再现光CL在设置作为多变孔阑的矩形开口 部12的面上成像，所以可用矩形开口部12遮蔽。因而，实施形态5的全息记 录再现装置100E中，即使縮小全息记录介质30的面内方向(X方向、Y方向) 的记录间隔，也能进行串扰小的再现动作。又，实施形态5的全息记录再现装置IOOE如实施形态1 3所说明，在记 录全息记录层32的上层的全息图35a~ 35c时和记录下层的全息图35d ~ 35f 时，使记录时的参考光RL的光轴变化。因此，来自全息图35d、 35e的再现光 CL中，也能使串扰减小。再者，通过设置矩形开口部12能使面内方向的串扰量减小的实施形态5不 仅能在再现时应用，而且能在记录时应用，也可用于实施形态l、实施形态2 等其它实施形态。综上所述，根据实施形态5，通过设置矩形开口部，能使面内方向的串扰量 减小，可提高记录密度。而且，通过与对全息记录介质厚度方向的全息图多重 化组合，能实现可作大容量记录再现的全息记录再现装置。实施形态6图11是示出本发明实施形态6的全息记录再现装置IOOF在记录时的组成的图。参考图H，实施形态6的全息记录再现装置100F的组成设置角度旋转镜42和中继透镜43以代替偏振全息图20，新添元件驱动部39和镜41，并将介 质驱动部38C、 E置换成介质驱动部38F。这点与实施形态3、 5的全息记录再 现装置100C、 E不同。这里不重作与实施形态3、 5重复的部分的说明。介质 驱动部38F将全息记录介质30往X方向和Y方向驱动。被分束镜6反射的参考光RL经过半波长片15，由镜41将行进方向折弯到 X轴方向。该折弯的参考光RL又被可往与光轴垂直的方向旋转的角度旋转镜 42偏转。该偏转的参考光RL由用2块远心透镜构成的中继透镜43引导到角 度旋转镜16。由于用2块远心透镜构成中继透镜43,即使旋转角度旋转镜42， 参考光RL对角度旋转镜16的入射位置也不变化。作为响应速度快且角度精度 高的角度旋转镜，有例如电控镜。如上文所述，实施形态6的全息记录再现装置100F利用角度旋转镜42和 中继透镜43使参考光RL往X轴方向偏转。通过设置这样使参考光RL往X轴 方向偏转的偏转光学系统，能进一步增加记录的多重度。实施形态3 5的全息记录再现装置中，利用S偏振光和P偏振光这2种光， 所以与已有的角度多重相比，只能增加2倍多重度。与此相反，取实施形态6 的全息记录再现装置100F的组成，则能增多参考光RL的偏振方向切换次数， 所以能进一步增加记录的多重度。又，实施形态6中设置的元件驱动部39，往沿信号光SL的光轴的方向驱 动物镜14。如图ll所示，往物镜14a的位置驱动时，将信号光SL汇聚成信号 光SLa。往物镜14b的位置驱动时，将信号光SL汇聚成信号光SLb。通过这样 利用元件驱动部39往Z方向驱动全息记录介质30，即使全息记录介质30不往 Z方向移动，也能使全息记录介质30内的信号光SL的光束汇聚点往介质厚度 方向变化。由于物镜14比全息记录介质30轻，因此通过设置元件驱动部39，能高速 进行介质厚度方向的汇聚点位置切换。再者，往光轴方向驱动中继透镜11以 代替驱动物镜14，也同样能使全息记录介质30内的汇聚点位置变化。综上所述，根据实施形态6，通过在实施形态3、 5中使用角度旋转镜和中 继透镜以代替偏振全息图，能进一步增加记录的多重度。而且，通过新设置元件驱动部，即使不往Z方向驱动全息记录介质，也能往介质厚度方向将全息图 多重化。已详细说明并揭示本发明，但这仅是示例一定，并非限定；应清楚地理解发明的范围由所附权利要求书解释。
权利要求
1、一种全息记录再现装置，将参考光和信号光的干涉条纹作为全息图记录到记录介质，并再现所述记录介质记录的全息图，其特征在于，配备使所述参考光对所述记录介质的入射角变化，以便在所述记录介质的同一记录区多重记录数据的偏转部；以及使包含所述参考光的光轴和所述信号光的光轴的面与所述记录介质的面形成的角度变化的驱动部。
2、 如权利要求1中所述的全息记录再现装置，其特征在于， 所述驱动部使所述记录介质，以包含所述参考光的光轴和所述信号光的光轴的面与所述记录介质的面交叉的交线为轴进行旋转。
3、 一种全息记录再现装置，将参考光和信号光的干涉条纹作为全息图记录 到记录介质，并再现所述记录介质记录的全息图，其特征在于，配备-使所述参考光对所述记录介质的入射角变化，以便在所述记录介质的同一 记录区多重记录数据的偏转部；以及在所述记录介质的面内使包含所述参考光的光轴和所述信号光的光轴的面 与所述记录介质的面交叉的交线的角度变化的驱动部。
4、 如权利要求3中所述的全息记录再现装置，其特征在于， 所述驱动部使所述记录介质，以所述参考光的光轴与所述信号光的光轴的交叉点为旋转中心，在所述记录介质的面内旋转。
5、 一种全息记录再现装置，将参考光和信号光的干涉条纹作为全息图记录 到记录介质，并再现所述记录介质记录的全息图，其特征在于，配备使所述参考光对所述记录介质的入射角变化，以便在所述记录介质的同一记录区多重记录数据的偏转部；以及遮蔽来自与所述再现的全息图相邻的全息图的再现光的遮光部，所述偏转部使所述参考光在包含所述信号光的光轴和所述记录介质的法线 的第l面内和与所述第l面垂直的第2面内偏转。
6、 如权利要求1至5中任一项所述的全息记录再现装置，其特征在于，还配备往沿所述记录介质的法线方向或所述信号光的光轴的方向驱动该记 录介质的介质驱动部。
7、 如权利要求5中所述的全息记录再现装置，其特征在于， 所述偏转部使所述参考光对所述记录介质的入射角配合所述记录介质的移动进行变化。
8、 如权利要求1至5中任一项所述的全息记录再现装置，其特征在于， 还配备沿所述信号光的光轴驱动产生所述信号光的光学系统中包含的聚光元件的元件驱动部。
9、 如权利要求8中所述的全息记录再现装置，其特征在于， 所述偏转部使所述参考光对所述记录介质的入射角配合所述记录介质的移动进行变化。
10、 如权利要求1至9中任一项所述的全息记录再现装置，其特征在于， 所述偏转部包含角度旋转镜。
11、 如权利要求5中所述的全息记录再现装置，其特征在于， 所述偏转部包含将所述信号光引导到所述记录介质的二焦点透镜。
12、 如权利要求5至7、 10和11中任一项所述的全息记录再现装置，其特 征在于，在所述偏转部设置衍射效率随入射光偏振方位变化的偏振全息图。
13、 如权利要求5至12中任一项所述的全息记录再现装置，其特征在于， 还配备调制所述信号光的空间光调制器，所述空间光调制器是将入射的所述信号光以像素为单位变换成P偏振光或 S偏振光后出射的反射液晶型空间光调制器。
14、 一种全息记录再现方法，用于将参考光和信号光的干涉条纹作为全息 图记录到记录介质，并再现所述记录介质记录的全息图，其特征在于，具有以 下步骤使所述参考光对所述记录介质的入射角变化，以便在所述记录介质的同一 记录区多重记录数据的步骤；以及使所述记录介质以包含所述参考光的光轴和所述信号光的光轴的面与所述记录介质的面的交线为轴进行旋转的步骤。
15、 一种全息记录再现方法，用于将参考光和信号光的干涉条纹作为全息 图记录到记录介质，并再现所述记录介质记录的全息图，其特征在于，具有以 下步骤使所述参考光对所述记录介质的入射角变化，以便在所述记录介质的同一 记录区多重记录数据的步骤；以及使所述记录介质以所述参考光的光轴与所述信号光的光轴的交叉点为旋转 中心在所述记录介质的面内进行旋转的步骤。
16、 一种全息记录再现方法，用于将参考光和信号光的干涉条纹作为全息 图记录到记录介质，并再现所述记录介质记录的全息图，其特征在于，具有以 下步骤使所述参考光对所述记录介质的入射角变化，以便在所述记录介质的同一 记录区多重记录数据的步骤；以及遮蔽来自与所述再现的全息图相邻的全息图的再现光的步骤。
17、 如权利要求16中所述的全息记录再现方法，其特征在于， 所述使入射角变化的步骤，包含使所述参考光在包含所述信号光的光轴和所述记录介质的法线的第1面内和与所述第1面垂直的第2面内偏转的步骤。
18、 如权利要求14至17中任一项所述的全息记录再现方法，其特征在于， 所述使入射角变化的步骤，包含使所述参考光对所述记录介质的入射角配合所述记录介质的移动或产生所述信号光的光学系统中包含的聚光元件的移 动进行变化的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种多重记录方式的全息记录再现装置及其方法，该全息记录再现装置(100A)包含角度旋转镜(16)、矩形开口(12)和介质驱动部(38A)，将参考光(RL)和信号光(SL)的干涉条纹记录到全息记录介质(30)，并再现全息记录介质(30)记录的全息图。角度旋转镜(16)使参考光(RL)对全息记录介质(30)的入射角变化，以便在全息记录介质(30)的同一区域多重记录数据。矩形开口(12)遮蔽来自与再现的全息图相邻的全息图的再现光。介质驱动部(38A)驱动全息记录介质(30)，使得入射到全息记录介质(30)的信号光(SL)和参考光(RL)的入射角度。
文档编号G11B7/00GK101276197SQ200810088318
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月26日 优先权日2007年3月27日
发明者冈田训明, 长坂由起子 申请人:夏普株式会社