全息图记录/再现设备、其方法以及全息记录介质的制作方法

专利名称：全息图记录/再现设备、其方法以及全息记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及全息图记录/再现设备、全息图记录/再现方法以及全息记录介质。
背景技术：
近年来，全息存储器作为高容量记录介质已经变得流行。全息存储器是 使用全息记录介质的存储器。例如，当记录期间的全息记录介质的倾斜量与
再现期间的倾斜量相差0.05°时，衍射图像的亮度可能变得不均匀，并且衍 射效率可能削减到67%。为了防止误差率进一步减小，需要将倾斜的公差 (tolerance)进一步减小例如大约0.01° 。当与典型的光盘例如DVD盘的倾 斜的公差相比较时，全息存储器的公差值是DVD盘的公差值的十分之几的部 分，全息存储器的公差值明显很小。在此，记录期间的倾斜量不同于再现期 间的倾斜量表示倾斜量在记录和再现期间变化。即使当记录期间的倾斜量大 约是0.n。 (n是整数)时，也可以执行再现，只要记录期间的倾斜量与再现 期间的倾斜量之间的差在例如0.01°内即可。即，对于全息存储器，记录期 间的倾斜量与再现期间的倾斜量之间的相对差是关键点。
由于此原因，在使用这种全息存储器的全息图记录/再现设备(全息存储 器系统)中，检测倾斜量，并校正倾斜以减小倾斜量。例如，日本未审查专 利申请公开No.2005-32309提出了这样的技术，其中平行地移动要入射到物 镜上的记录光和再现光的光束。而且，日本未审查专利申请公开 No.2007-141426提出了这样的4支术，其中当4吏用两束干涉方法时，在径向和 切线方向上移动再现光，并且在SNR处于最佳条件的状态下进行再现。两束 干涉方法和同轴干涉方法是用于记录和再现全息图的基本技术。

发明内容
然而，日本未审查专利申请公开No.2005-32309没有具体公开如何检测 倾斜量。而且，日本未审查专利申请公开No.2007-141426公开了使用两束干涉方法的技术。因此，难以将该技术应用于同轴干涉方法。另外，该技术特 征在于重复再现，导致转换率降低。
因此，期望提供适合于同轴干涉方法的用于检测全息记录介质的倾斜的 技术以及用于校正倾斜的技术，由此便于倾斜的检测。
根据本发明的实施例的全息图记录/再现设备包括光学部分，其利用光 束照射全息记录介质；以及控制单元，其控制该光学部分。所述光学部分包 括激光光源，其发射所述光束；以及空间调制器，其调制所述光束。通过 控制所述空间调制器，所示控制单元显示倾斜标准参考光像素、关于所述倾 斜标准参考光像素彼此对称地排列的第一和第二倾斜标准信号光像素、以及 在与连接所述第 一和第二倾斜标准信号光像素的线不同的线上的、关于所述 倾斜标准参考光像素彼此对称地排列的第三和第四倾斜标准信号光像素。所 述控制单元使用所述倾斜标准参考光像素和第一倾斜标准信号光像素来在区 域中记录第一倾斜标准全息图，使用所述倾斜标准参考光像素和第二倾斜标 准信号光像素在相同的区域中记录第二倾斜标准全息图，使用所述倾斜标准 参考光像素和第三倾斜标准信号光像素在相同的区域中记录第三倾斜标准全 息图，并使用所述倾斜标准参考光像素和第四倾斜标准信号光像素在相同的 区域中记录第四倾斜标准全息图。
利用该实施例的全息图记录/再现设备，控制单元显示关于所述倾斜标准 参考光像素彼此对称地排列的第一和第二倾斜标准信号光像素、以及在与连 接所述第 一和第二倾斜标准信号光像素的线不同的线上的、关于所述倾斜标 准参考光像素彼此对称地排列的第三和第四倾斜标准信号光像素。控制单元 在相同的区域中记录第一到第四倾斜标准全息图。在再现期间，可以从由此 记录的全息图获得用于倾斜校正的信号。
根据本发明的实施例的全息图记录/再现方法包括以下步骤从激光光源 发射光束；在所述空间调制器处显示倾斜标准参考光像素、关于所述倾斜标 准参考光像素彼此对称地排列的第一和第二倾斜标准信号光像素、以及在与 连接所述第一和第二倾斜标准信号光像素的线不同的线上的、关于所述倾斜 标准参考光像素彼此对称地排列的第三和第四倾斜标准信号光像素；以及使 用所述倾斜标准参考光像素和第一倾斜标准信号光像素来在区域中记录第一 倾斜标准全息图，使用所述倾斜标准参考光像素和第二倾斜标准信号光像素 在相同的区域中记录第二倾斜标准全息图，使用所述倾斜标准参考光像素和第三倾斜标准信号光像素在相同的区域中记录第三倾斜标准全息图，并使用 所述倾斜标准参考光像素和第四倾斜标准信号光像素在相同的区域中记录第 四倾斜标准全息图。
利用该实施例的全息图记录/再现方法，该方法包括在所述空间调制器 处显示关于所述倾斜标准参考光像素彼此对称地排列的第一和第二倾斜标准 信号光像素、以及在与连接所述第一和第二倾斜标准信号光像素的线不同的 线上的、关于所述倾斜标准参考光像素彼此对称地排列的第三和第四倾斜标 准信号光像素；以及在相同的区域中记录第一到第四倾斜标准全息图。在再 现期间，可以从由此记录的全息图获得用于倾斜校正的信号。
根据本发明的实施例的全息记录介质由包括以下步骤的处理形成从激 光光源发射光束；在所述空间调制器处显示倾斜标准参考光像素、关于所述 倾斜标准参考光像素彼此对称地排列的第一和第二倾斜标准信号光像素、以 及在与连接所述第一和第二倾斜标准信号光像素的线不同的线上的、关于所 述倾斜标准参考光像素彼此对称地排列的第三和第四倾斜标准信号光像素； 以及使用所述倾斜标准参考光像素和第 一倾斜标准信号光像素来在区域中记 录第一倾斜标准全息图，使用所述倾斜标准参考光像素和第二倾斜标准信号 光像素在相同的区域中记录第二倾斜标准全息图，使用所述倾斜标准参考光 像素和第三倾斜标准信号光像素在相同的区域中记录第三倾斜标准全息图， 并使用所述倾斜标准参考光像素和第四倾斜标准信号光像素在相同的区域中 记录第四倾斜标准全息图。
通过该实施例的全息记录介质，该记录介质由如下处理制造。该处理包 括在所述空间调制器处显示关于所述倾斜标准参考光像素彼此对称地排列 的第 一和第二倾斜标准信号光像素、以及在与连接所述第 一和第二倾斜标准 信号光像素的线不同的线上的、关于所述倾斜标准参考光像素彼此对称地排 列的第三和第四倾斜标准信号光像素；以及在相同的区域中记录第 一到第四 倾斜标准全息图。通过该全息记录介质，可以校正在记录期间的倾斜量与再 现期间的倾斜量之间的差。
根据本发明的另一实施例的全息图记录/再现设备包括光学部分，其利 用光束照射全息记录介质；机械部分；以及控制单元，其控制该光学部分和 该机械部分。所述光学部分包括可变波长激光光源，该可变波长激光光源 的光束的波长是可变的；空间调制器，其调制所述光束；以及图像拾取器件，接收来自所述全息记录介质的衍射光。所述机械部分包括倾斜控制机构， 控制全息记录介质的记录表面关于所述光学部分的安装参考面的倾斜量。通 过控制所述空间调制器，所述控制单元显示倾斜标准参考光像素和具有环形 的、并且围绕所述倾斜标准参考光像素的倾斜标准信号光像素。所述控制单 元使用所述倾斜标准参考光像素和所述倾斜标准信号光像素来记录倾斜标准 全息图。通过控制所述空间调制器，所示控制单元显示所述倾斜标准参考光 像素。所述控制单元通过使用接收所述图像拾取器件的衍射光的像素的位置 的计算，来获取倾斜角和发生倾斜的倾斜方向，所述倾斜角是所述全息记录 介质的记录表面关于所述光学部分的安装参考面的倾斜量。
通过该另 一实施例的全息图记录/再现设备，控制单元在空间调制器处显 示倾斜标准参考光像素和具有环形的、并且围绕所述倾斜标准参考光像素的 倾斜标准信号光像素，并记录倾斜标准全息图。为了再现，控制单元通过使 用来自倾斜标准全息图的衍射光的计算来获取倾斜角和倾斜方向，并控制倾 斜控制机构以校正在记录期间的倾斜量与再现期间的倾斜量之间的差。因此， 可以校正在记录期间的倾斜量与再现期间的倾斜量之间的差。
根据本发明的又一实施例的全息图记录/再现设备包括光学部分，其利 用光束照射全息记录介质；以及控制单元，其控制该光学部分。所述光学部 分包括激光光源，其发射所述光束；以及空间调制器，其调制所述光束。 通过控制所述空间调制器，所示控制单元显示倾斜标准参考光像素和倾斜标 准信号光像素。所述控制单元使用所述倾斜标准参考光像素和所述倾斜标准 信号光像素来记录倾斜标准全息图。
通过该又一实施例的全息图记录/再现设备，控制单元在空间调制器处显 示倾斜标准参考光像素和倾斜标准信号光像素，并记录倾斜标准全息图。在 再现期间，可以从由此记录的全息图中获得用于倾斜校正的信号。
通过这些实施例，提供了用于记录/再现倾斜标准全息图、检测在记录期 间的倾斜量与再现期间的倾斜量之间的差、并校正倾斜量的技术。而且，提 供了在其中记录倾斜标准全息图的全息记录介质。因此，可以提高全息图的 记录/再现特性。


图1图示了根据实施例的全息图记录/再现设备的简要结构；图2是示出空间调制器的像素区的概念图3是示出空间调制器的区域的概念图，当执行用于倾斜检测的记录时， 这些区域产生倾斜标准参考光和倾斜标准信号光； 图4示意性图示了如何记录全息图； 图5示意性图示了当盘倾斜时如何再现全息图； 图6A和图6B图示了光束的波长和衍射光强度之间的关系； 图7图示了倾斜角的定义； 图8图示了倾斜方向角的定义；
图9图示了当用于记录倾斜标准全息图的倾斜标准参考光像素和倾斜标 准信号光像素的每个由多个像素形成时的空间调制器的显示样式；
图10图示了当用于记录倾斜标准全息图的倾斜标准参考光像素和倾斜 标准信号光像素的每个由十字形状的像素形成时的空间调制器的显示样式；
图11图示了当在多个区域中提供用于记录倾斜标准全息图的倾斜标准 参考光像素时的空间调制器的显示样式；
图12图示了当在多个区域中提供用于记录倾斜标准全息图的倾斜标准 信号光像素时的空间调制器的显示样式；
图13图示了当用于记录倾斜标准全息图的倾斜标准信号光像素的区域 具有环形时的空间调制器的显示样式；
图14图示了当用于记录倾斜标准全息图的倾斜标准信号光像素取决于 倾斜标准量而被安排在不同区域中时的空间调制器的显示样式；
图15图示了当用于记录倾斜标准全息图的倾斜标准信号光像素取决于 倾斜标准量而被安排在不同区域中时的空间调制器的另 一显示样式；以及
图16图示了用于获得倾斜角和倾斜方向角的CMOS相机的图像。
具体实施例方式
(实施例的倾斜检测的原理的简要描述)
下面将描述根据实施例的倾斜检测的原理。实施例中用于检测倾斜的技 术使用全息记录介质，在该全息记录介质中记录了用于倾斜检测的特定信息。 全息记录介质使用其中记录全息图的典型全息图记录层。全息记录介质的形 状是盘形或矩形卡形(rectangular card shape )，这是全息记录介质的典型形状。 在制造全息记录介质后，装运(ship)全息记录介质之前，由专用全息图记录/再现设备记录用作倾斜的标准的倾斜标准信息。
下面将描述如何记录倾斜标准信息以及如何再现倾斜标准信息。在此之 前，将简要描述全息图记录/再现设备，其将全息图记录在全息记录介质中， 并再现全息记录介质中所记录的全息图。
(实施例的全息图记录/再现设备的简要描述)
图1图示了根据实施例的全息图记录/再现设备l的简要结构。全息图记 录/再现设备1用作记录全息图的全息图记录设备，并且还用作再现全息图的 全息图再现设备。下文中，假设全息图记录/再现设备包含全息图记录设备、 全息图再现设备和全息图记录/再现设备。而且，还假设全息图记录/再现方法 包含全息图记录方法、全息图再现方法和全息图记录/再现方法。
图1所示的全息图记录/再现设备1包括以下光学组件。外腔二极管激光
器(ECDL)10是可变波长光源，其中作为激光的光束的波长是可变的。ECDL IO发射蓝光束。隔离器11是防止激光返回到ECDL IO的光学元件。遮光器 (shutter) 12是控制来自隔离器11的光束的透射和切断的元件。检流计镜 (galvanometer mirror) 13是使用可旋转镜来控制光束的方向的光学元件。偏 振光束分离器(PBS) 17是依据光束的偏振方向来透射或反射光束的光学组 件。空间调制器14由例如铁电液晶(ferroelectric liquid crystal)形成。空间 调制器14是调制光束的光学組件。相位掩模(phase mask) 15被安排在空间 调制器14附近。相位掩模15防止光束集中在全息记录介质的特定位置。针 孔19被安排在镜头18和20之间。另外，提供了偏振光束分离器(PBS) 21 以及镜头22和23。提供了具有波长选择膜的二向棱镜25、四分之一波片(入 /4片)26和物镜27。提供了镜头35、镜子36、镜头37、互补金属氧化物半 导体相才几(CMOS)相才几38。
提供了光束分离器28、光检测器(PD) 29、光栅30、发射红色光束的 红色激光二极管(红色LD) 31作为用于伺服的光学组件。
图1包含上部分的图示，其中从平面侧观看盘60即盘形全息记录介质； 以及下部分的图示，其中从剖面侧观看盘60。两个盘60都表示相同的盘60。 上部分中图示的盘60示出了盘60与全息图记录/再现设备1的光学部分之间 的关系。下部分中图示的盘60示出了盘60与用于伺服的机械组件之间的关 系。全息图记录/再现设备l的机械组件包括以下元件，它们与现有技术中的
全息图记录/再现设备的元件类似。纺锤马达41旋转盘60。压电元件42控制盘60的全息图记录层(见图4)与物镜27之间在焦距方向上的距离。滑动马达43控制盘60的全息图记录层与物镜27之间在追踪(tracking)方向上的大的距离，并且追踪制动器44控制其间在追踪方向上的小的距离。另夕卜，尽管未示出，但是提供了夹具机构，其将盘60附于纺锤马达41的旋转轴或从其分离，使得旋转轴与盘60的旋转中心对准。夹具机构具有与用于附上/分离DVD盘的夹具机构类似的结构。
两个测角器(goniostage)，以及用于改变测角器的角度的马达，用作倾斜控制机构组件。测角器包括X轴平台(stage) 45和Y轴平台47。 X轴平台45可以平滑地和自由地在X轴方向(图中的左右方向)上倾斜。Y轴平台47可以平滑地和自由地在Y轴方向(图中的远近方向)上倾冻牛。X轴马达46将倾斜驱动力施加到X轴平台45。 Y轴马达48将倾斜驱动力施加到Y轴平台47。
另外，X轴轴承(未示出)面向X轴马达46。 X轴马达46的外围部分和X轴轴承的外围部分净皮保持到Y轴平台47。 Y轴轴岸义49面向Y轴马达48。Y轴马达48的外围部分和Y轴轴承49的外围部分^皮可滑动地保持到可滑动部分51。在可滑动部分51处提供的齿条与在滑动马达43的旋转轴处提供的齿轮啮合。滑动马达43的外围部分和滑动轴承50的外围部分被保持到全息图记录/再现设备1的参考面。
所有上述光学组件被保持到全息图记录/再现设备1的参考面。由于提供了倾斜控制机构组件，因此可以在X轴方向和Y轴方向上独立地控制盘60相对于这些光学组件的倾斜量。
尽管未示出，控制单元40包括中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、模拟/数字(A/D)转换器、数字/模拟(D/A )转换器以及接口电路。控制单元40驱动ECDL 10、遮光器12、纟企流计镜13、空间调制器14、红色LD31、纺锤马达41、压电元件42、滑动马达43和追踪制动器44。因此，控制单元40具有用于驱动这些组件的驱动器。而且，控制单元40包括用于处理来自CMOS相机38的信号的信号处理单元，并将处理的信号输出到外部设备。控制单元40还包括用于利用PD29检测到的信号进行伺服操作的伺服处理电路。控制单元40包括用于响应于来自外部设备的指令而控制全息图记录/再现设备1的整体操作的控制部分。
此外，控制单元40控制用作倾斜控制才几构组件的X轴马达46和Y轴马达48。控制单元40控制X轴方向上的倾斜和Y轴方向上的倾斜，这两个方向相互垂直。从而，可以在相对全息图记录/再现设备1的参考面的二维平面内的所有方向上控制盘60的倾斜量。
(记录操作)
将描述用于将全息图记录在盘60中的记录操作。
对于记录操作，需要这样搡作伺服系统，使得蓝光束在全息图记录层(见图4中的全息图记录层62)中的预定位置处形成光点。尽管省略了对伺服系统的操作的详细描述，伺服系统可通过使用红光束操作。例如，象散方法(astigmatism method)用于聚焦伺月良，而4,4立方法(push-pull method)用于追踪伺服。基底(见图4中的基底64)具有凹点或凹槽(未示出)。可以从凹点或凹槽获得用于指定盘60的位置的地址信息。通过使用红光束来操作伺月良系统，并且通过使用蓝光束来操作记录/再现系统。这些技术是全息图记录/再现设备的常用技术。
主要在盘60相对全息图记录/再现设备1的参考面在所有方向上的倾斜量是0° (度)时进行记录(稍后将作为修改描述倾斜量不是0°的例子)。为了记录，例如，可以将光学组件安排在表面板上，并且可以将压电元件42直接安排在可滑动部分51上。提供倾斜控制机构组件用于再现操作。然而，当确实在记录期间控制倾斜量时(如之后描述的)，即使在记录期间也可以使用倾斜控制机构组件。由于全息图记录/再现设备l包括倾斜控制机构组件，所以控制单元40控制X轴马达46和Y轴马达48，使得在记录期间所有方向上的倾斜量都被确定为0。。在记录期间从ECDL IO发射的光束的波长是预定波长。假设波长是405nm (纳米)。可以利用来自控制单元40的控制信号来控制来自ECDL 10的光束的波长。ECDL 10可以以大约40pm (皮米)的间距发射以大约6nm的量可变的光束。
为了记录和再现，如上所述，红色LD31发射红光束，并且PD29接收红光束从光盘60返回的光，使得操作聚焦伺服、追踪伺服和滑动伺服。红光束不在全息图记录层(见图4)中形成全息图。红光束不影响记录的全息图，
14且因此，可以不断稳定地操作伺服系统。
图2是示出空间调制器14的像素区的概念图。像素的数量是例如1000xl000像素。当记录或再现正常记录数据时，参考光区域14a对应于用于产生参考光的像素，并且信号光区域14b对应于用于产生信号光的像素。
图3示出了当执行用于倾斜^r测的记录(倾斜标准记录)时要在产生参考光(倾斜标准参考光)和信号光(倾斜标准信号光)的空间调制器14处显示的样式。图3中的虚线示出了在图2所示的正常记录和再现期间参考光区域14a与信号光区域14b之间的关系。由虚线中的最里面的圓围绕的区域是信号光区域14b。在最里面的圆与中间的圓之间的区域是其中关于像素不显示样式的区域。在中间的圆和最外面的圆之间的区域是参考光区域14a。在倾斜标准记录中，产生参考光的像素不限于在用于正常记录和再现的参考光区域内。而且，产生信号光的像素不限于在用于正常记录的信号光区域内。
在图3中，产生参考光(倾斜标准参考光)的像素是像素R (倾斜标准参考光像素)，并且产生信号光的像素是像素SA(第一倾斜标准信号光像素)、像素SB (第三倾斜标准信号光像素)、像素SC (第二倾斜标准信号光像素)以及像素SD (第四倾斜标准信号光像素)。像素SA和SC排列在一条线中，并且关于像素R彼此对称。即，从像素R到像素SA的距离等于从像素R到像素SC的距离。像素SB和SD排列在一条线中，并且关于像素R彼此对称。即，从像素R到像素SB的距离等于从像素R到像素SD的距离。
在图3中，像素R、 SA、 SB、 SC和SD排列在用于正常记录和再现的信号光区域14b中。然而，排列不限于此。例如，像素R、 SA、 SB、 SC和SD可以排列在参考光区域14a的范围内。可替换地，像素R、 SA、 SB、 SC和SD可以排列在参考光区域14a和信号光区域14b的范围内。
图4示意性图示当在空间调制器14处显示图3所示的像素样式时如何记录全息图。图4示意性图示了经过像素SA、 R和SC的光束的剖面(包括图7所示的X轴的剖面)。来自SA、 R、 SC的线每个表示单一的代表性光线。来自像素R的光束(倾斜标准参考光)和来自像素SA的光束(第 一倾斜标准信号光)导致由点划线指示的干涉带(interference fringe )。该干涉带^t记录为盘60的全息图记录层62中的全息图(第一倾斜标准全息图)。来自像素R的倾斜标准参考光和来自像素SC的光束(第二倾斜标准信号光)导致如由虚线指示的干涉带。该干涉带被记录为全息图记 层62中的全息图(第二倾斜标准全息图)。
类似地，在相差7T/2的方向上(Y轴方向上)，来自像素R的倾斜标准参考光和来自像素SB的倾斜标准信号光(第三倾斜标准信号光)导致干涉带。
该干涉带被记录为全息图记录层62中的全息图(第三倾斜标准全息图)。而
且，来自像素R的倾斜标准参考光和来自像素SD的倾斜标准信号光(第四
倾斜标准信号光)导致干涉带。该干涉带被记录为全息图记录层62中的全息
图(第四倾斜标准全息图)。全息图(第一到第四倾斜标准全息图)被形成在
全息图记录层62中的相同区域中。在记录后，进行后曝光(post-exposure)
以消耗区域中的单基体(monomer),防止由用于再现的光束增加噪声。期望
在盘60的多个位置处进行这种倾斜标准全息图的记录。在此，像素R、 SA、
SB、 SC和SD中的每个对应于空间调制器14的单个^f象素。
现在，简要描述图4所示的作为全息记录介质的盘60的结构。全息图记
录层62形成在透明基底61和64之间。反射膜63是波长选择膜，其反射蓝
光束，并透射红光束。通过波长选择膜透射的红光束被排列在基底64中的凹
点或凹槽(未示出)反射，并检索伺服所需的信息和全息图记录层的位置信自
在以上描述中，已经描述了如何在全息记录介质中记录倾斜标准全息图。其中记录了倾斜标准全息图的全息记录介质可以被提供到市场。在此情况下，通过再现倾斜标准全息图来进行随后的记录/再现操作。由于应用了倾斜校正，因此可以提高记录/再现性能。在此情况下，全息图记录/再现设备主要具有记录倾斜标准全息图的功能。
然而，全息图记录/再现设备不仅可以记录倾斜标准全息图，而且可以记录从外部设备供应的记录数据。即使当倾斜标准全息图被记录在全息记录介质中并且来自外部设备的记录数据被记录在全息记录介质中时，也可以获得与记录了倾斜标准全息图时所获得的类似的优点。当要再现全息记录介质中所记录的记录数据时，从倾斜标准全息图中获得倾斜^^测信号，并且根据倾斜检测信号来控制倾斜控制机构。因此，当要由已经记录了数据的全息图记录/再现设备或者其他全息图记录/再现设备再现该记录数据时，可以可靠地再现该记录数据。
(再现操作)将描述由全息图记录/再现设备1进行的再现盘60的操作，当用户购买盘60时，该盘60具有如上所述的预先记录在其中的倾斜标准全息图，或者具有倾斜标准全息图和与记录数据对应的记录数据全息图，这两者都由其它全息图记录/再现设备记录。
在全息图记录/再现设备1中，具有405nm波长的光束被发射到盘60的倾斜标准全息图上，同时像素R表示亮的部分(在像素反射光束的状态下)并且像素SA和SC表示暗的部分(在像素不反射光束的状态下)。如果在记录和再现期间的相对倾斜量是O，则包括像素R与像素SA之间的干涉带、像素R与像素SB之间的干涉带、像素R与像素SC之间的干涉带以及像素R与像素SD之间的干涉带的四个干涉带(倾斜标准全息图)的任意一个满足布拉格条件。因此，与空间调制器14的像素SA、 SB、 SC和SD对应的CMOS相机38的像素接收衍射光。
图5示意性图示当盘60倾斜了角度A r时，如何再现全息图。在此情况下，当发射具有405nm波长的光束时，像素R与像素SA之间的干涉带以及像素R与像素SC之间的干涉带不满足布拉格条件。因此，不产生衍射光。然而，如果光束的波长从402到408nm连续变化(实际上，关于ECDL 10的特性，以40pm的间距离散地变化)，具有特定波长的光束产生衍射光。
图6A和图6B图示光束的波长与衍射光强度之间的关系。曲线A绘出与像素R和像素SA之间的干涉带对应的衍射光的衍射光强度。曲线C绘出与像素R和像素SC之间的干涉带对应的衍射光的衍射光强度。CMOS相机38接收衍射光的位置彼此不同。衍射光的位置对应于空间调制器14的像素SA和SC的位置。图6A是倾斜角大时的曲线。图6B是倾斜角小时的曲线。以下简要描述倾斜角，且然后，继续当前描述。
图7图示了倾斜角e的定义。图7示意性示出X轴、Y轴和Z轴的三方向轴。X轴和Y轴被包含在光学系统的参考面内。Z轴是与光学系统的参考面垂直的轴。倾斜角(由0指示)是由全息图记录层62的平面与光学系统的参考面定义的角。在图7中，倾斜角是O。
如图6A和图6B中的曲线A和C所示出现两个峰的现象可以被描述如
下。假设干涉带具有周期d，入射角r与用于产生衍射光的参考光的波长入
之间的关系由公式(1 )表达。公式(1 )在此，当入射角改变到r ± △ r时，公式(2)的关系成立。<formula>formula see original document page 18</formula>如由公式(2)表达的，用于产生衍射光的波长改变到入±A入。当条件
厶r《i成立时，公式(2)展开为公式(3)。<formula>formula see original document page 18</formula>
通过从公式(3)中减去公式(1)，得到公式(4)。公式(4)
<formula>formula see original document page 18</formula>
当从公式(1)或(4)中消去d时，得到公式(5)或(6)。<formula>formula see original document page 18</formula>关于公式(5)，由于项tanr,随着像素SA远离空间调制器14的中心，灵敏度(倾斜检测精确性)降低。具体地，由于如下原因，倾斜检测精确性降低。随着像素SA远离空间调制器14的中心，公式(5)所表达的波长的变化降低。同时，波长的变化以40pm的间距离散地出现。因此，当公式(5)中的波长的变化小时，分辨率因此降^f氐。
考虑对于典型例子的公式(5)中的A入和Ar的比例系数。该考虑是基于物镜27具有0.6的数值孔径(NA)并且像素SA被排列在信号光区域14b的端部处(在最接近参考光区域14a的位置)的情况。在此情况下，空气中的入射角V由公式(7)表达。公式(7 ) sin = 0.6
假设盘的折射率n是1.5，基于Snell规律，盘中的入射角W由公式(8 ) 表达。
公式(8 )
通过公式(8 ),甲=0.14 rad。光栅角r是来自像素R的入射角0 rad与入 射角T的平均值。因此，rad成立。用405nm替换人，并且用ECDL 10 的波长精确度0.04nm (40pm)替换AX，结果对应于Ar=2.1E-5 rad=0.0012 ° 。即，盘60的全息图记录层62的记录表面与光学系统的参考面之间的倾 斜量可以通过比O.Ol。高一位的精确度来测量，这是倾斜检测所需的精确度。
上文提供的描述假设当再现时，所记录的干涉带不改变。因此，已经可 以认为A入是从405nm的波长的移动。实际上，在记录期间可能缩小(contract) 记录层，并且由于记录期间的温度与再现期间的温度之间的温度差，记录层 可能经历热缩或者热扩。最佳再现波长可能偏离405nm。在此情况下，A入由 公式(9 )表达。
公式(9)
》 一 》
A入一 of —C —A/peak_of_A
一 ^
在此，、eak—。f—c是与图6A和图6B中的曲线C的峰对应的波长。而且， 、eak—。f—a是与图6A和图6B中的曲线A的峰对应的波长。在该实施例中，由 公式(9)获得AX，通过公式(6)将获得的值转换成倾斜量AT,并且通过 利用测角器即X轴平台45的调整将倾斜量调整到0° 。在此情况下的倾斜量 是在记录期间的倾斜量与在再现期间的倾斜量之间的差。连接像素SA、 R与 SC的线与X轴平台45可以提供调整的偏转(inclination)方向对准。即，从 由像素SA、 R和SC形成的全息图中检测的倾斜方向与可以控制倾斜的方向 对准。通过前馈调整X轴平台45。控制单元40根据用CMOS相机38检测 到的倾斜量(倾斜角)来控制X轴马达46的旋转角，并适当地调整X轴平台45的偏转角。
类似地，从由像素SB和R以及像素SD和R形成的全息图中4企测到的 倾斜方向与可以控制倾斜的方向对准。即，控制单元40根据利用CMOS相 机38检测到的Y轴方向的倾斜量(倾斜角)来控制Y轴马达48的旋转角， 并适当地调整Y轴平台47的偏转角。
图8图示倾斜方向角(|)的定义。例如如此表示倾斜方向角，使得X轴方 向上的角是O。。具体地，图7所示的倾斜角(由e指示)表示倾斜量(倾斜 角)，而图8所示的倾斜方向角(由小指示)表示相对X轴发生倾斜的方向。
控制单元40基于从CMOS相机38的预定像素中检测的衍射光强度来检 测包括倾斜方向角的倾斜检测信号。控制单元40将倾斜检测信号划分成X 轴和Y轴方向上的倾斜分量信号。由X轴方向上的倾斜分量信号来控制X轴 马达46，并且由Y轴方向上的倾斜分量信号来控制Y轴马达48。
更具体地，控制单元40通过如下控制各个部分来校正倾斜量。首先，描 述在X轴方向的倾斜;欧正。
(1 )控制单元40控制ECDL 10,以将光束的波长设置为例如402nm。 (2)控制单元40检测从与空间调制器14的像素SA对应的CMOS相机 38的像素CSA (未示出)获得的衍射光(第 一衍射光)的电平(衍射光强度), 以及从与空间调制器14的像素SC对应的CMOS相机38的像素CSC (未示 出)获得的衍射光(第二衍射光)的电平(衍射光强度)。第一衍射光是从第 一倾斜标准全息图获得的衍射光，并且第二衍射光是从第二倾斜标准全息图 获得的衍射光。
(3 )控制单元40将第一衍射光的电平和第二衍射光的电平存储在RAM中。
(4 )控制单元40控制ECDL 10,以将光束的波长设置得稍大。
(5 )控制单元40重复从(2 )到(4 )的处理，直到光束的波长变成408nm。
控制单元40将如图6A和6B所示的波长与衍射光强度之间的关系存储在
RAM中。
(6)控制单元40获得作为使得第一衍射光的电平最高的光束的波长的
入peak—。f_A，以及作为使得第二衍射光的电平最高的光束的波长的入peaKC。
(7 )控制单元40进行公式(9 )的计算，由此获得A人的值。
(8 )控制单元40通过公式(6 )获取作为与AX的值对应的倾斜校正量的Ar。然后，控制单元40从RAM中的表中读取X轴平台45偏转的倾斜量。 控制单元40控制X轴马达46，使得X轴平台45偏转期望的角度。
因此，完成用于X轴方向上的倾斜校正的操作。
可以类似地进行Y轴方向上的倾斜才交正。
(1 )控制单元40控制ECDL 10，以将光束的波长设置为例如402nm。 (2 )控制单元40检测从与空间调制器14的像素SB对应的CMOS相机 38的像素CSB (未示出)获得的衍射光(第三衍射光)，以及从与空间调制 器14的像素SD对应的CMOS相机38的像素CSD (未示出)获得的衍射光 (第四衍射光)。第三衍射光是从第三倾斜标准全息图获得的衍射光，并且第 四衍射光是从第四倾斜标准全息图获得的衍射光。
(3 )控制单元40将第三衍射光的电平和第四衍射光的电平存储在RAM中。
(4 )控制单元40控制ECDL 10,以将光束的波长设置得稍大。
(5 )控制单元40重复从(2 )到(4 )的处理，直到光束的波长变成408nm。
控制单元40将如图6A和图6B所示的波长与衍射光强度之间的关系存储在
RAM中。
(6) 控制单元40获得作为使得第三衍射光的电平最高的光束的波长的
V(。f—B ，以及作为使得第四衍射光的电平最高的光束的波长的人peak—。f_D。
(7) 控制单元40进行公式(9)的计算，由此获得AX的值。
(8 )控制单元40通过公式(6 )获取作为与A人的值对应的倾斜校正量
控制单元40控制Y轴马达48，使得Y轴平台45偏转期望的角度。因此，完 成在Y轴方向上的用于倾斜校正的操作。
在上述实施例中，在空间调制器14处排列的倾斜标准信号光像素关于倾 斜标准参考光像素对称地排列，不仅用于检测在记录期间的倾斜量与再现期 间的倾斜量之间的倾斜量的变化并校正该变化，而且用于校正由于记录期间 的温度与再现期间的温度之间的差而从全息图的变形产生的倾斜量的等效变 化。如果温度不改变，则在图3所示的空间调制器14的样式中，可以省略关 于像素R对称地排列的像素SA和SC之一。类似地，可以省略像素SB和SD 之一。即使利用该配置，也可以检测倾斜量，除非全息图的形状改变。
为了检测X轴方向上的倾斜量，使用来自由像素R以及像素SA和SC
21之一形成的全息图的衍射光的衍射光强度。具体地，在再现期间，不进行用 于获得如由公式(9)表达的差的计算，可以从与记录期间的衍射强度的峰对 应的光束的波长和与再现期间的衍射强度的峰对应的光束的波长之间的差来
才全测倾斜量。可以类似地检测Y轴方向上的倾斜量。此外，当仅在X轴和Y 轴方向之一发生倾斜时，可以在空间调制器14处显示像素R以及像素SA和 SC之一，并且可以消除X轴方向上的倾斜量。而且，可以在空间调制器14 处显示像素R以及像素SB和SD之一，并且可以消除Y轴方向上的倾斜量。
(当倾斜标准量是0。时的修改)
如上所述，将参考图9到12描述对于倾斜标准量是0。时的实施例的修 改。当倾斜标准量是O。时，在倾斜角是O。时进行记录(见图7)。
图9图示当用于记录倾斜标准全息图的、产生倾斜标准参考光的倾斜标 准参考光像素和产生倾斜标准信号光的倾斜标准信号光像素每个由多个像素 形成时的空间调制器14的显示样式。在图9所示的修改中，像素R、 SA、 SB、 SC和SD的每个由多个像素形成。例如，像素R、 SA、 SB、 SC和SD 可以具有相同大小，并且该大小可以是mxn个像素(m、 n是整数)。然而， 所有像素不是必需具有相同的大小。例如，像素R可以具有4x4像素的大小， 而像素SA、 SB、 SC和SD每个可以具有lxl(H象素的大小。在此情况下，至 少像素SA、 SB、 SC和SD期望地具有相同的大小。如果像素具有不同的大 小，图6A和图6B所示的曲线A和曲线C的高度和半宽度变得不同，并且 难以处理这种像素。
图IO图示了当用于记录倾斜标准全息图的、由多个像素形成的倾斜标准 参考光像素和由多个像素形成的倾斜标准信号光像素每个由十字形的像素形 成时空间调制器14的显示样式。在图IO所示的修改中，在空间调制器14处 显示的像素以十字形排列。如像该实施例，像素的形状不是必须是矩形，并 且可以是十字形、三角形或者五边形。
图11图示了当在多个区域中提供用于记录倾斜标准全息图的倾斜标准 参考光像素时的空间调制器的显示样式。在图ll所示的修改中，产生在空间 调制器14处显示的倾斜标准参考光的参考光像素的数量不是一个，而是多 个。像素RA、 RB、 RC和RD是与参考光对应的像素。在记录期间，像素 RA和SA形成干涉带，像素RB和SB形成干涉带，像素RC和SC形成干涉带，并且像素RD和SD形成干涉带。在再现期间，，像素RA、 RB、 RC和 RD同时产生参考光，以获取倾斜;险测信号。
在此，在记录期间，当同时产生与所有像素对应的参考光和信号光时， 例如，还可以形成像素RA和SB之间的干涉带。 一个轴的倾斜4企测信号可以 与其他轴的倾斜检测信号混合。因此，如上所述，来自一个参考光像素的参 考光和来自相应的一个信号光像素的信号光形成干涉带。如上所述，倾斜标 准参考光像素和倾斜标准信号光像素之间的位置关系并不特别限定。因此， 在图10中，可以利用与信号光对应的像素来切换与参考光对应的像素。在再 现期间，像素SA、 SB、 SC和SD可以产生参考光。对于该配置，类似地进 行操作。
图12图示了当在多个区域中提供用于记录倾斜标准全息图的倾斜标准 信号光以使得至少两个像素沿着每个轴排列时的空间调制器14的显示样式。 在图12所示的修改中，像素SR和SA1形成干涉带，像素SR和SA2形成干 涉带，并且像素SR和SA3形成干涉带。类似地，像素SR和SB1形成干涉 带，像素SR和SB2形成干涉带，并且像素SR和SB3相差干涉带。类似地， 像素SR和SC1形成干涉带，像素SR和像素SC2形成干涉带，并且像素SR 和SC3形成干涉带。类似地，像素SR和像素SD1形成干涉带，像素SR和 像素SD2形成干涉带，并且像素SR和像素SD3形成干涉带。
以此方式，形成干涉带(全息图)，并且在再现期间，像素SR产生参考 光。因此，倾斜检测所需的光束的可变范围可以与倾斜检测精确度匹配。即， 尽管从形成在CMOS相机38的外围部分处的图像的衍射光检测到的倾斜检 测信号的精确度低，但是即使在激光不出的小可变范围内，检测仍然可用。 相反，尽管从形成CMOS相机38的内周边部分(中心部分)处的图像的衍 射光检测到的倾斜检测信号的精确度高，但是如果倾斜量大，则检测不可用， 除非激光波长的可变范围大。
具体地，从由像素SR和SA3形成的全息图、由像素SR和SB3形成的 全息图、由像素SR和SC3形成的全息图以及由像素SR和SD3形成的像素 获得的倾斜检测信号的精确度最低。相反，从由像素SR和SA1形成的全息 图(第一倾斜标准全息图)、由像素SR和SB1形成的全息图(第三倾斜标准 全息图)、由像素SR和SC1形成的全息图(第二倾斜标准全息图)以及由像 素SR和SD1形成的全息图(第四倾斜标准全息图)获得的倾斜检测信号的
23精确度最高。而且，从由像素SR和SA2形成的全息图(第五倾斜标准全息 图)、由像素SR和SB2形成的全息图(第七倾斜标准全息图)、由像素SR和 SC2形成的全息图(第六倾斜标准全息图)以及由像素SR和SD2形成的全 息图(第八倾斜标准全息图)获得的倾斜检测信号的精确度是中间的精确度。
使用此，倾斜检测所需的光束的可变范围与倾斜检测精确度匹配，由此 高精确地检测倾斜检测信号，并高精确地校正倾斜。首先，描述X轴方向上 的倾斜校正。利用三个步骤适当地进行倾斜校正。
在第一步骤中，控制单元40从来自由像素SR和SA3形成的干涉带的衍 射光以及来自由像素SR和SC3形成的干涉带的衍射光获得倾斜检测信号。 然后，控制单元40基于倾斜;险测信号来控制X轴马达46，并改变X轴平台 45的偏转，使得在记录期间的倾斜量与再现期间的倾斜量之间的差变为0。 在此，由于倾斜检测所需的光束的可变范围可能很小，因此尽管倾斜量之间 的差大，也可以获得倾斜检测信号。如上所述，进行具有最低精确度的第一 步骤的倾斜校正。
在第二步骤中，控制单元40从来自由像素SR和SA2 (第五倾斜标准信 号光像素)形成的干涉带的衍射光以及来自由像素SR和SC2 (第六倾斜标准 信号光像素)形成的干涉带的衍射光中获得倾斜检测信号。在此，由于已经 在第 一步骤中进行了粗略校正，因此可以获得第二步骤中的倾斜检测信号。 然后，控制单元40基于该倾斜;险测信号来控制X轴马达46,并且改变X轴 平台45的偏转，使得倾斜量变为O。如上所述，进行具有较高精确度的第二 步骤倾斜校正。
在第三步骤中，控制单元40从来自由像素SR和SA1 (第一倾斜标准信 号光像素)形成的干涉带的衍射光以及来自由像素SR和SC1 (第二倾斜标准 信号光像素)形成的干涉带的衍射光中获得倾斜检测信号。在此，由于已经 在第二步骤中进行了更精确的校正，因此可以获得第三步骤中的倾斜检测信 号。然后，控制单元40基于该倾斜检测信号来控制X轴马达46，并改变X 轴平台45的偏转，使得倾斜量变为O。如上所述，进行具有最高精确度的第 三步骤倾斜校正。
以此方式，通过多个步骤，从不同的干涉带中获得具有更高精确度的倾 斜检测信号，以利用更高的精确度依次进行倾斜校正。当来自ECDL10的光 束的可变宽度小时，即使对于可变波长的步骤数小，也可以进行具有高精确度的倾斜校正。在上述实施例中，利用三个步骤实行倾斜校正。然而，步骤 的数量不限于此。可以利用期望数量的步骤以高精确度进行倾斜校正。
接下来，描述Y轴方向上的倾斜校正。利用三个步骤适当地进行倾斜校正。
在第一步骤中，控制单元40从来自由像素SR和SB3形成的干涉带的衍 射光以及来自由像素SR和SD3形成的干涉带的衍射光中获得倾斜检测信号。 然后，控制单元40基于倾斜检测信号来控制Y轴马达48，并改变Y轴平台 47的偏转，使得在记录期间的倾斜量与再现期间的倾斜量之间的差变为0。 在此，由于倾斜检测所需的光束的可变范围可能很小，因此尽管倾斜量之间 的差大，也可以获得倾斜检测信号。如上所述，进行具有最低精确度的第一 步骤倾斜校正。
在第二步骤中，控制单元40从来自由像素SR和SB2 (第七倾斜标准信 号光像素)形成的干涉带的衍射光以及来自由像素SR和SD2 (第八倾斜标 准信号光像素)形成的干涉带的衍射光中获得倾斜;险测信号。在此，由于已 经在第 一步骤中进行了粗略校正，因此可以获得第二步骤中的倾斜检测信号。 然后，控制单元40基于该倾斜检测信号来控制Y轴马达48,并且改变Y轴 平台47的偏转，使得倾斜量变为O。如上所述，进行具有较高精确度的第二 步骤倾斜校正。
在第三步骤中，控制单元40从来自由像素SR和SB1 (第三倾斜标准信 号光像素)形成的干涉带的衍射光以及来自由像素SR和SD1 (第四倾斜标 准信号光像素)形成的干涉带的衍射光中获得倾斜4企测信号。在此，由于已 经在第二步骤中进行了更精确的校正，因此可以获得第三步骤中的倾斜检测 信号。然后，控制单元40基于该倾斜检测信号来控制Y轴马达48，并改变 Y轴平台47的偏转，使得倾斜量变为O。如上所述，进行具有最高精确度的 第三步骤倾斜校正。
以此方式，通过多个步骤，从不同的干涉带中获得具有更高精确度的倾 斜检测信号，以利用更高的精确度依次进行倾斜校正。当来自ECDL10的光 束的可变宽度小时，即使对于可变波长的步骤数小，也可以进行具有高精确 度的倾斜校正。在上述实施例中，利用三个步骤执行倾斜校正。然而，步骤 的数量不限于此。可以通过期望数量的步骤以高精确度进行倾斜校正。
尽管未示出，在以上描述中，在空间调制器14处的产生用于倾斜信号检
25测的参考光的像素和产生用于倾斜信号检测的信号光的像素被排列在X轴和
Y轴方向上。然而，用于产生参考光的像素和用于产生信号光的像素可以不
贝，〗"及Y耳由万问自"止，J和贝 上。例如，用于倾斜量校正的参考光像素和信号光像素可以被排列在更多数 量的方向上(多个方向上)，比如六个或八个方向，并且可以由因此排列的参 考光像素和信号光像素形成干涉带(全息图)。
当在多个方向上形成干涉带时，可以得到以下优点。例如，在四个方向 的情况下，当倾斜方向被排列在X轴和Y轴方向之间并且所记录的衍射光栅 稀疏时(当没有形成提供具有大S/N的衍射光的期望干涉带时)，难以获得期 望的倾斜检测信号。即，由CMOS相机38的像素(该像素对应于空间调制 器14的倾斜标准信号光像素)检测的衍射光的光接收量变小，并且倾斜检测 信号的程度(degree)也变小。即使在此情形下，也可以容易地获得倾斜检测 信号，只要倾斜标准参考光像素和倾斜标准信号光^f象素被排列在X轴方向和 Y轴方向之间的中间方向上即可。'
在上述实施例中，利用具有405nm波长的光束来记录倾斜标准全息图。 然而，当利用405nm波长来记录倾斜标准全息图时，如果再现期间的温度不 同于记录期间的温度，则在图6A和图6B中的曲线A的峰与曲线C的峰之 间的中间波长不再是405nm。因此，当在记录期间使用405nm波长的光束时， 例如，尽管再现期间波长在从402到408nm的范围内改变，但是可能仅获得 图6A和图6B中的曲线A所示的信号。为了克服此问题，可以利用具有多个 波长比如402、 403、 404、 405、 406、 407和408nm的光束来记录倾斜标准 全息图。
在再现期间，例如，当光束的波长在从402到408nm的范围内改变时， 可以获得由图6A和图6B中示出的曲线A和C绘出的两个信号。在同轴干 涉方法中，移位复用记录可用。因此，即使当如上所述进行记录时，要用于 记录倾斜标准全息图的区域并不显著改变。
图13图示了当用于记录倾斜标准全息图的倾斜标准信号光像素的区域 具有环形时空间调制器14的显示样式。这是基于上述技术思想的、产生用于 倾斜检测的参考光的像素R和产生用于倾斜检测的信号光的像素S的排列的 另一实施例。图13所示的实施例等效于这样的配置，其中最大地增加方向， 因此提供精细的检测方向。因此，可以考虑对于产生用于倾斜检测的参考光的像素(倾斜标准参考光像素)和产生用于倾斜检测的信号光的像素(倾斜 标准信号光像素)的各种排列。此外，可以组合上述基本修改。基本思想是，
排列像素以检测倾斜检测信号，并且控制单元40处理倾斜检测信号，使得控 制倾斜的机构减小倾斜检测信号的程度。
(当倾斜标准量不是O。时的实施例)
在上述各种实施例和修改中，在记录期间倾斜标准量是0°时，各种形 式的倾斜标准参考光像素和倾斜标准信号光像素用于记录干涉带(全息图)。 然后，在再现期间，从来自因此记录的干涉带的衍射光中获得倾斜检测信号， 并将再现期间的倾斜量设置为0。然而，在光学系统的参考面和盘60之间定 义的角(倾斜角)受到全息图记录/再现设备之间的变化的影响。此外，倾斜 角受到取决于全息图记录/再现设备和盘的组合而发生的变化的影响。因此， 当进一步增加倾斜量时，在记录期间的倾斜标准量不^f又可以设置为0° ，而 且可以设置为-0.2° 、 -0.1° 、 0.1° 、 0.2°等。
图14图示当利用与不同于0。的倾斜标准量的角对应的像素来显示倾斜 标准参考光像素和倾斜标准信号光像素时空间调制器14的显示样式。例如， 当倾斜标准量是-0.2°时，利用用于产生信号光的像素SA1、 SB1、 SC1和SD1 进行记录。而且，在倾斜标准量是-0.1。时，利用用于产生信号光的像素SA2、 SB2、 SC2和SD2来进行记录。而且，在倾斜标准量是0°时，利用用于产 生信号光的像素SA3、 SB3、 SC3和SD3来进行记录。而且，在倾斜标准量 是O.l。时，利用用于产生信号光的像素SA4、 SB4、 SC4和SD4来进行记录。 而且，在倾斜标准量是0.2。时，利用用于产生信号光的像素SA5、 SB5、 SC5 和SD5来进行记录。
以此方式，对-0.2° 、 -0.1° 、 0° 、 0.1°和0.2°五种类型的干涉带进行 复用记录(例如移位复用记录)。可以从提供最适合于再现的衍射光的像素的 位置处获得用于再现的倾斜标准量。例如，当来自利用-0.2的倾斜标准量记 录的干涉带的衍射光的量最大并且检测到倾斜标准量移位了 0.03°时，实际 倾斜量是0.23，并因此可以将倾斜量校正-0.23。，由此将倾斜设置为0° 。 可以获得用于再现的最佳倾斜角，作为用于检测衍射光的CMOS相机38的 像素的位置。
图15图示了当利用与不同于O。的倾斜标准量的角对应的像素来显示用于记录倾斜标准全息图的倾斜标准参考光像素和倾斜标准信号光像素时空间
调制器14的另一显示样式。例如，在倾斜标准量是-0.2°时，利用用于产生 信号光的像素SA1和用于产生参考光的像素SR1来进行记录。而且，在倾斜 标准量是-0.r时，利用用于产生信号光的像素SA2和用于产生参考光的像 素SR2来进行记录。而且，在倾斜标准量是0。时，利用用于产生信号光的 像素SA3和用于产生参考光的像素SR3来进行记录。而且，在倾斜标准量是 0.1°时，利用用于产生信号光的像素SA4和用于产生参考光的像素SR4来 进行记录。通过这种记录，在再现期间利用CMOS相机38从衍射光获得的 图像沿着用于产生信号光的空间调制器14的像素的周围扩展。因此，可以进 一步容易地检测倾斜检测信号。
(倾斜标准量是0。的情况和倾斜标准量不是O。的情况组合的实施例) 可以通过组合用于利用来自通过多个倾斜标准量记录的干涉带的衍射光 来检测再现期间的倾斜量的技术和用于检测倾斜量使得来自利用0°的倾斜 标准量"i己录的干涉'
斜校正<
(用于将倾斜量设置为0的倾斜校正的另 一技术)
参考图6B,描述用于具有适合于倾斜量小并且曲线A和C彼此重叠的 情况的特性的倾斜校正的技术。在此情况下，可以利用反馈控制系统来进行 倾斜校正。基于公式(10)和(11)来进行倾斜校正。在此，参考符号A表 示曲线A的峰值，并且C表示曲线C的峰值。
公式(10)
7;c 公式(ll)
如下校正倾斜量。
首先，改变来自ECDL10的光束的波长，使得T!变为O。具体地，在彼 此重叠的曲线A和C的底部部分的范围内进行以下反馈控制。控制单元40 进行这样的计算，其中从用于检测曲线A的CMOS相机38的像素所引起的 衍射光的电平中减去由用于检测曲线C的CMOS相机38的像素引起的衍射
28光的电平，以获得用于控制光束的波长的波长控制信号。作为相减的结果的
波长控制信号4^馈到ECDL 10。通过该反馈控制，最终可以将波长控制信 号设置为0。即，曲线A的峰值A可以等于曲线C的峰值C。
接下来，调整倾斜量，使得T2(或A和C之一)变为最大。具体地，稍 微移动X轴马达46 (即，稍微改变X轴平台45的倾斜量)，并且确定此时 T2(或者A和C之一)是否增加。如果T2增加，在相同的方向上稍微移动X 轴马达46。该操:作是称作爬坡(hill-climbing)方法的一种类型的反馈控制。 类似地，在Y轴方向上，稍;微移动Y轴马达48，以:找到丁2(或A和C之一) 变得最大的点。如上所述，利用该反馈控制系统，可以找到倾斜角的最佳点 (再现期间衍射效率变得最大的点)。通过该反馈控制，最终曲线A的峰值A 和曲线C的峰值C可以变得最大。
如上所述，进行反馈控制，使得T2变得最大，同时T^是0。固定X平台 和Y平台的位置。然后，通过再现的操作，在记录期间的倾斜量与再现期间 的倾斜量之间的差可以接近0。在此，可以如下切换两个反馈系统的激活和 去激活。当开始再现时，激活反馈系统，使得峰值A和C变得基本相等。当 峰值A或C变为基本相等的峰值时，停止反馈系统，并维持当前条件。然后， 如果再现信号的误差率落在预定范围内，则在此状态下继续再现。如果再现 信号的误差率超过预定范围，则再次激活反馈系统，以找到最佳倾斜角。
(用于倾斜量为0的倾斜校正的又一技术)
以下描述用于利用通过在空间调制器14处显示图13所示的样式而记录 的倾斜标准全息图来直接检测倾斜角9和倾斜方向角cj)的技术。
在检测倾斜角e和倾斜方向角4)后，这两者都可以通过前馈来校正。可
以获得倾斜角e作为X轴平台45的偏转角和Y轴平台47的偏转角的矢量和。 可以获得倾斜方向角(j)作为X轴平台45的偏转角对Y轴平台的偏转角的比 例。因此，控制单元40可以检测作为记录期间的倾斜角与再现期间的倾斜角
之间的差的倾斜角e，和作为记录期间的倾斜方向角与再现期间的倾斜方向 角之间的差的倾斜方向角4),并容易地通过前馈控制将该差校正为o。另夕卜，
例如，可以通过传感器(未示出)来检测X轴平台45的偏转角和Y轴平台 47的偏转角。在此情况下，控制单元40可以通过前々贵控制将该差^^正为0, 同时控制单元40监视来自这些传感器的信号。将参考图7和图8中所示的倾斜角e和倾斜方向角4)描述上述思想。在
该实施例中，通过在空间调制器14处显示如图13所示的倾斜标准参考光像
素和倾斜标准信号光像素来记录要采用的先前记录在全息记录介质中的倾斜
标准全息图。当盘60相对于光学系统的参考面的倾斜角(倾斜量)是O时， X轴沿着盘60的径向方向延伸，Y轴沿着盘60的旋转方向延伸，并且Z轴 垂直于盘60的全息图记录层62的表面延伸。假i殳n表示盘法线的单位矢量， 获得公式(12)。 公式(12)
n=(sin0cos0, sin 6 sin 0， cos 0 )
假设&表示从Z轴向X轴方向倾斜的角，并JUy表示向Y轴方向倾斜的 角，则获得公式(13)和(14)。 公式(13 )<formula>formula see original document page 30</formula>
公式(14 )<formula>formula see original document page 30</formula>
利用关系Sx《l，sy《l,e 1，可以获得公式(15)和(16)的近似。 公式(15)
公式(16) ey = ^sin^
图16图示了通过^r测来自通过在空间调制器14处显示图13所示的样式而记 录的倾斜标准全息图的衍射图像，而利用CMOS相机38获得的图像。更具体地，如下确定倾^F角e和倾斜方向角小。
控制单元40控制ECDL 10以扫描光束的波长。通过改变光束的波长， 如图16所示在CMOS相机38处产生衍射光。CMOS相机38的像素SA和 SB不同时接收衍射光。与光束的波长的扫描一起，要发射到像素SA和SB 上的衍射光的强度变化。发现引起由像素SA接收的衍射光和由像素SB接收 的衍射光的光束的波长相等。固定光束的波长，然后执行下一步骤。
控制单元40提供对于接收衍射光的像素的位置的加权(weighting),并 平均这些位置，以指定接收衍射光的像素SA和SB。控制单元40计算在连 接像素SA和SB的线段与X轴之间定义的角，由此获得倾斜方向角4)。倾
斜角e对应于公式(5)中表达的a r,并且可以从a入获得倾斜角e。使用
所获得的倾斜角e和倾斜方向角cj> ，通过公式(15 )和(16 )计算ex和Sy。因 此，X轴平台45和Y轴平台47 (测角器)偏转以使得倾斜量为0。
接下来，将描述该实施例的全息记录介质。如上所述，通过使用这样的 全息记录介质其中通过在空间调制器处显示倾^1"标准参考光像素和倾斜标 准信号光像素来记录倾斜标准全息图，在记录期间的倾斜量与再现期间的倾 斜量之间的差基本上是0。在此，在正常的记录/再现中，用于记录/再现记录 数据的参考光区域(正常参考光区域的像素)以及用于记录记录数据的信号 光区域(正常的信号光区域的像素)用于形成干涉带(记录数据全息图)。通 过使用倾斜标准参考光像素和倾斜标准信号光像素形成干涉带(倾斜标准全 息图)来检测倾斜量。为了获得期望的倾斜检测信号，可以限制倾斜标准参 考光像素和倾斜标准信号光像素之间的位置关系。即，将倾斜标准参考光像 素和倾斜标准信号光像素排列在空间调制器的整个表面中的最佳位置处。
因此，其中记录了记录数据全息图和倾斜标准全息图的全息记录介质可 以具有不同于现有技术的全息记录介质的特征。有两点要考虑。首先，当倾 斜标准全息图和记录数据全息图形成在相同的区域中时，难以获得具有高精 确度的倾斜检测信号。第二，在再现全息记录介质的情况下，当再现记录数 据全息图时用于接收衍射光的、用作图像拾取器件的CMOS相机的区域可能 不同于当检测倾斜检测信号时CMOS相机的区域。
为了克服由第一点引起的瓶颈，在实施例的全息记录介质中，形成记录 数据全息图的全息图记录层中的位置与形成倾斜标准全息图的全息图层中的 位置分离，使得在公共区域中仅形成一种类型的全息图。而且，为了克服由第二点引起的瓶颈，在实施例的全息记录介质中，指定形成倾斜标准全息图 的全息图记录层中的位置。可替换地，可以指定形成记录数据全息图的全息 图记录层中的位置。然而，倾斜标准全息图的形成区域使用更少量的存储容 量。因此，指定更容易。基于基底中形成的凹点或凹槽中所包含的信息来指 定全息图的位置。
即，该实施例的全息记录介质具有这样的特征，在倾斜标准全息图的预 定形成区域中形成倾斜标准全息图。在记录期间，可以利用0°的倾斜量来
记录倾斜标准全息图。可替换地，在记录期间，可以利用不同于0。的预定
倾斜量来记录倾斜标准全息图。
利用该实施例的全息记录介质，即使当记录期间的倾斜量不同于再现期 间的倾斜量时，通过使用该实施例的全息图记录/再现设备和全息图记录/再现 方法，可以获得好的记录/再现特性。
本领域技术人员应当理解，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种 修改、组合、部分组合和变更，只要其在所附权利要求或其等效物的范围内 即可。
相关申请的交叉引用
本发明包含与于2008年8月13日在日本专利局提交的日本优先权专利 申请JP 2008-208699中的公开的主题有关的主题，通过引用将其全部内容合 并于此。
权利要求
1.一种全息图记录/再现设备，包括光学部分，其利用光束来照射全息记录介质；以及控制单元，其控制该光学部分，其中，所述光学部分包括激光光源，其发射所述光束，以及空间调制器，其调制所述光束，其中，通过控制所述空间调制器，所示控制单元显示倾斜标准参考光像素、关于所述倾斜标准参考光像素彼此对称地排列的第一和第二倾斜标准信号光像素、以及在与连接所述第一和第二倾斜标准信号光像素的线不同的线上关于所述倾斜标准参考光像素彼此对称地排列的第三和第四倾斜标准信号光像素，以及其中所述控制单元使用所述倾斜标准参考光像素和所述第一倾斜标准信号光像素来在区域中记录第一倾斜标准全息图，使用所述倾斜标准参考光像素和所述第二倾斜标准信号光像素在相同的区域中记录第二倾斜标准全息图，使用所述倾斜标准参考光像素和所述第三倾斜标准信号光像素在相同的区域中记录第三倾斜标准全息图，并使用所述倾斜标准参考光像素和所述第四倾斜标准信号光像素在相同的区域中记录第四倾斜标准全息图。
2. 根据权利要求1的全息图记录/再现设备，还包括 可变波长激光光源，作为所述激光光源，所述可变波长激光光源的光束的波长是可变的；倾斜控制机构，控制所述全息记录介质的记录表面关于所述光学部分的安装参考面的倾斜量；以及图像拾取器件，接收来自所述全息记录介质的衍射光，其中，通过控制所述空间调制器，所示控制单元显示所述倾斜标准参考光像素，其中，所述控制单元从所述图像拾取器件中检测来自所述第一倾斜标准 全息图的第一衍射光、来自所述第二倾斜标准全息图的第二衍射光、来自所 述第三倾斜标准全息图的第三衍射光和来自所述第四倾斜标准全息图的第四 衍射光的衍射光强度，其中，通过控制所述可变波长激光光源，所述控制单元控制改变所述光 束的波长，并且检测作为致使所述第 一衍射光的所述衍射光强度最大的光束 的波长的第 一波长、作为致使所述第二衍射光的所述衍射光强度最大的光束 的波长的第二波长、作为致使所述第三衍射光的所述衍射光强度最大的光束 的波长的第三波长、以及作为致使所述第四衍射光的所述衍射光强度最大的 光束的波长的第四波长，以及其中，所示控制单元基于与所述第 一和第二波长之间的差以及所述第三 和第四波长之间的差对应的校正倾斜量来控制所述倾斜控制机构。
3.根据权利要求1的全息图记录/再现设备，还包括 可变波长激光光源，作为所述激光光源，所述可变波长激光光源的光束 的波长是可变的；倾斜控制机构，控制所述全息记录介质的记录表面关于所述光学部分的安装参考面的倾斜量；以及图像拾取器件，接收来自所述全息记录介质的衍射光，其中，通过控制所述空间调制器，所述控制单元显示所述倾斜标准参考光像素，其中，所述控制单元从所述图像拾取器件中检测来自所述第一倾斜标准 全息图的第一衍射光、来自所述第二倾斜标准全息图的第二衍射光、来自所 述第三倾斜标准全息图的第三衍射光和来自所述第四倾斜标准全息图的第四 衍射光的衍射光强度，其中，通过控制所述可变波长激光光源，所述控制单元改变所述光束的 波长，并且检测作为致使所述第一衍射光的所述衍射光强度最大的光束的波 长的第 一波长、作为致使所述第二衍射光的所述衍射光强度最大的光束的波 长的第二波长、作为致使所述第三衍射光的所述衍射光强度最大的光束的波 长的第三波长、以及作为致使所述第四衍射光的所述衍射光强度最大的光束 的波长的第四波长，以及其中，所述控制单元致使发出具有致使所述第一和第二衍射光的所述衍 射光强度相等的波长的光束，其中，所述控制单元控制所述倾斜控制机构，使得所述第一和第二衍射 光的所述衍射光强度变得最大，其中，所述控制单元致使发出具有致使所述第三和第四衍射光的所述衍射光强度相等的波长的光束，以及其中，所述控制单元控制所述倾斜控制机构，使得所述第三和第四衍射 光的所述衍射光强度变得最大。
4. 一种全息图记录/再现方法，包括以下步骤 从激光光源发射光束；在空间调制器处显示倾斜标准参考光像素、关于所述倾斜标准参考光像 素彼此对称地排列的第一和第二倾斜标准信号光像素、以及在与连接所述第 一和第二倾斜标准信号光像素的线不同的线上关于所述倾斜标准参考光像素彼此对称地排列的第三和第四倾斜标准信号光像素；以及使用所述倾斜标准参考光像素和所述第一倾斜标准信号光像素来在区域 中记录第一倾斜标准全息图，使用所述倾斜标准参考光像素和所述第二倾斜 标准信号光像素在相同的区域中记录第二倾斜标准全息图，使用所述倾斜标 准参考光像素和所述第三倾斜标准信号光像素在相同的区域中记录第三倾斜 标准全息图，并使用所述倾斜标准参考光像素和所述第四倾斜标准信号光像 素在相同的区域中记录第四倾斜标准全息图。
5. —种通过包括以下步骤的处理形成的全息记录介质 从激光光源发射光束；在空间调制器处显示倾斜标准参考光像素、关于所述倾斜标准参考光像 素彼此对称地排列的第一和第二倾斜标准信号光像素、以及在与连接所述第 一和第二倾斜标准信号光像素的线不同的线上的、关于所述倾斜标准参考光像素彼此对称地排列的第三和第四倾斜标准信号光像素；以及使用所述倾斜标准参考光像素和所述第一倾斜标准信号光像素来在区域 中记录第一倾斜标准全息图，使用所述倾斜标准参考光像素和所述第二倾斜 标准信号光像素在相同的区域中记录第二倾斜标准全息图，使用所述倾斜标 准参考光像素和所述第三倾斜标准信号光像素在相同的区域中记录第三倾冻牛 标准全息图，并使用所述倾斜标准参考光像素和所述第四倾斜标准信号光像 素在相同的区域中记录第四倾斜标准全息图。
6. —种全息图记录/再现设备，包括 光学部分，其利用光束照射全息记录介质； 才几械部分；以及控制单元，其控制所述光学部分和所述机械部分，其中所述光学部分包括可变波长激光光源，所述可变波长激光光源的光束的波长是可变的；空间调制器，其调制所述光束；以及图像拾取器件，其接收来自所述全息记录介质的衍射光，其中，所述^L械部分包括倾斜控制机构，其控制所述全息记录介质的记录表面关于所述光学 部分的安装参考面的倾斜量，其中，通过控制所述空间调制器，所述控制单元显示倾斜标准参考光像 素和围绕所述倾斜标准参考光像素的具有环形的倾斜标准信号光像素，其中，所述控制单元使用所述倾斜标准参考光像素和所述倾斜标准信号 光像素来记录倾斜标准全息图，其中，通过控制所述空间调制器，所述控制单元显示所述倾斜标准参考 光像素，其中，所述控制单元通过使用接收所述图像拾取器件的所述衍射光的像 素的位置的计算，来获取倾斜角和发生倾斜的倾斜方向，所述倾斜角是所述 全息记录介质的所述记录表面关于所述光学部分的所述安装参考面的倾斜 量，以及其中，所述控制单元根据所述倾斜角和所述倾斜方向来控制所述倾斜控 制机构。
7. —种全息图记录/再现设备，包括 光学部分，其利用光束照射全息记录介质；以及 控制单元，其控制所述光学部分，其中，所述光学部分包括激光光源，其发射所述光束，以及 空间调制器，其调制所述光束， 其中，通过控制所述空间调制器，所述控制单元显示倾斜标准参考光像 素和倾斜标准信号光像素，以及其中，所述控制单元使用所述倾斜标准参考光像素和所述倾斜标准信号 光像素来记录倾斜标准全息图。
8. 根据权利要求7的全息图记录/再现设备，还包括 可变波长激光光源，作为所述激光光源，所述可变波长激光光源的光束的波长是可变的；倾斜控制机构，控制所述全息记录介质的记录表面关于所述光学部分的安装参考面的倾斜量；以及图像拾取器件，接收来自所述全息记录介质的衍射光，其中，通过控制所述空间调制器，所述控制单元显示所述倾斜标准参考光像素，其中，所述控制单元从所述图像拾取器件中检测所述衍射光的衍射光强度，其中，通过控制所述可变波长激光光源，所述控制单元改变所述光束的 波长，并检测致使所述衍射光强度最大的光束的波长，以及其中，所述控制单元基于与在记录期间的光束的波长和在再现期间致使 所述衍射光强度最大的光束的波长之间的差对应的校正倾斜量来控制所述倾 斜控制机构。
全文摘要
提供了全息图记录/再现设备和全息图记录/再现方法。该全息图记录/再现设备包括光学部分，其利用光束照射全息记录介质；以及控制单元，其控制该光学部分。光学部分包括激光光源，其发射光束；以及空间调制器，其调制该光束。通过控制该空间调制器，控制单元显示倾斜标准参考光像素和倾斜标准信号光像素，并记录倾斜标准全息图。
文档编号G11B7/0065GK101650951SQ200910165779
公开日2010年2月17日 申请日期2009年8月13日 优先权日2008年8月13日
发明者田中富士 申请人:索尼株式会社