专利名称：再现装置和再现方法
技术领域：
本发明涉及利用全息术从记录介质再现信息的装置和方法。
背景技术：
目前，基于使用蓝紫色半导体激光的Blu-ray Disc (BD，蓝光光盘)标准等，在民用方面已经能够实现具有50GB左右记录密度的光盘的商用化。并且期望光盘将来也能够实现100GB ITB这种与HDD (Hard Disc Drive，硬盘驱动器)容量相同程度的大容量。不过，为了实现这种超高密度的光盘，需要使用与基于短波长化和物镜高NA化的高密度技术不同的基于新的方式的高密度化技术。在进行下一代储存技术的研究之中，利用全息术来记录数字信息的全息记录技术受到关注。全息记录技术是指，使具有已由空间光调制器二维调制的页数据的信息的信号光在记录介质的内部与参考光叠加，利用此时生成的干涉条纹图样在记录介质内产生折射率调制，由此在记录介质上记录信息的技术。在信息的再现时，当将记录时使用的参考光照射到记录介质上时，记录在记录介质中的全息图如衍射光栅那样作用，产生衍射光。该衍射光含有与所记录的信号光相同的相位信息，作为相同的光再现。再现的信号光使用CMOS或CXD等光检测器二维地高速地检测。像这样的全息记录技术，因为能够使用一个全息图将二维的信息一口气记录到光记录介质上，并进一步再现该信息，而且能够在记录介质的一处重复写入多个页数据，所以能够实现大容量和高速的信息的记录再现。在此，在如上所述再现全息图时，对参考光的角度要求严格的控制精度。此外，由于记录时的介质收缩，或者因记录时和再现时的温度变化带来的介质的收缩或者膨胀、折射率变化等的影响，参考光的最佳的角度条件并不一定与记录时一致。例如在日本专利特开2009-80906(专利文献1)中(摘要)记载了 “配备光学系统，将信息光和参考光会聚在具有全息记录层13和设置于全息记录层13的衍射光栅15 的全息存储记录介质10上，并将伺服用激光A导入到衍射光栅15使之透过；受光器1、3， 检测由衍射光栅15衍射并透过后的衍射透过光Al、A3 ；移动全息存储记录介质10的致动器242 ；和调整部M0，基于受光器1、3所检测出的衍射透过光A1、A3的强度来控制致动器 M2，进行全息存储记录介质10的位置调整或角度调整”。专利文献1 日本专利特开2009-80906号公报
发明内容
然而，在专利文献1的现有技术的场合下，由于需要准备伺服用激光，可能导致成本增加。此外，由于专利文献1的现有技术并非直接观测记录了信息的全息图来进行角度控制，所以存在下述问题，即，在对记录了信息的全息图进行再现之前，无法确认是否控制在合适的角度。
因此，本发明的目的为，在使用全息记录技术的装置中，提供在降低成本的同时合适地设定参考光角度的技术。上述的问题，作为一例，可以通过对记录介质照射附加了调整用信息的光来解决。详细地说，本发明的第一方面，提供一种从记录有由两束光束产生的干涉图样的记录介质再现信息的再现装置，包括出射激光的激光光源；将从上述激光光源出射的激光分离成第一光束和第二光束的光学元件；对分离出的上述第一光束附加调整用的信息的空间光调制器；将附加了上述调整用的信息的第一光束会聚到上述记录介质上的物镜；对通过将所会聚的上述第一光束照射到上述记录介质上而衍射的光进行检测的光检测器；和基于从上述光检测器获得的信息来调整第二光束向上述记录介质入射的角度的角度调整部，在从上述记录介质再现信息时，通过对上述记录介质照射已由上述角度调整部进行了调整的第二光束，来再现记录在上述记录介质上的信息。本发明的第二方面，提供一种从记录有由两束光束产生的干涉图样的记录介质再现信息的再现方法，其特征在于将从激光器出射的激光分离成第一光束和第二光束，通过将分离出的调整用的上述第一光束照射到记录介质上来衍射出衍射光，检测衍射后的上述衍射光，基于检测出的上述衍射光，调整在再现上述记录介质的信息时使用的上述第二光束的角度，在从上述记录介质再现信息时，通过对上述记录介质照射已调整的上述第二光束，来再现记录在上述记录介质上的信息。通过本发明，能够提供在降低成本的同时，以合适的参考光角度来对通过全息记录技术记录的信息进行再现的再现装置和再现方法。
图1是表示光信息记录再现装置的实施例的概要图。图2是表示光信息记录再现装置内的拾取器的基本光学系统的记录原理的概要图。图3是表示光信息记录再现装置内的拾取器的基本光学系统的再现原理的概要图。图4是表示光信息记录再现装置的基本动作流程的概要图。图5是表示光信息记录再现装置内的拾取器的第一实施例的概要图。
图6是表示光信息记录再现装置内的拾取器的第二实施例的概要图。图7是表示光信息记录再现装置内的拾取器的第三实施例的概要图。图8是表示光信息记录再现装置内的拾取器的第四实施例的概要图。图9是表示光信息记录再现装置内的拾取器的第五实施例的概要图。图10是表示光信息记录再现装置内的拾取器的第六实施例的概要图。图11是表示光信息记录再现装置内的拾取器的第七实施例的概要图。图12是表示光信息记录再现装置内的拾取器的第八实施例的记录原理的概要图。图13是表示光信息记录再现装置内的拾取器的第八实施例的再现原理的概要图。图14是表示光信息记录再现装置内的拾取器的第八实施例的概要图。
图15是表示光信息记录再现装置的动作流程的实施例的概要图。图16是表示光信息记录再现装置的动作流程的实施例的概要图。图17是表示光检测器所检测出的光斑的状况的概要图。图18是表示衍射后的衍射光的角度与光检测器所检测出的光斑的关系的概要图。图19是表示页数据的结构的概要图。附图标记说明1……光信息记录介质、10……光信息记录再现装置、11……拾取器、12……相位共轭光学系统、13……盘处理(Disk Cure)光学系统、14……盘旋转角度检测用光学系统、50……旋转电动机(DC电动机或步进电动机)、81……访问控制电路、82……光源驱动电路、83……伺服信号生成电路、84……伺服控制电路、85……信号处理电路、86……信号生成电路、87……光闸控制电路、88……盘旋转电动机控制电路、89……控制器、201…… 光源、202……准直透镜、203……光闸、204……1/2波片(旋光片)、205……偏振分束器、 206……信号光(衍射出的信号光)>207……参考光、208……扩束器、209……偏振分束器、210……空间光调制器、211……中继透镜、212……空间滤波器、213……物镜、214…… 偏振方向转换元件、215……反射镜(mirror)、216……反射镜、217……反射镜、218…… 致动器、219……透镜、220……透镜、221……致动器、222……反射镜、223……光检测器、 230……透镜、231……光检测器、232……透镜、233……反射镜334……偏振方向转换元件、235……透镜、236……光检测器、237……物镜、238……反射镜、239……反射/透射可变元件、240……光检测器、241……透镜、242……光检测器、243……1/4波片、244……光检测器、250……调整用的光、251……调整用的光衍射后的光、301……光源、302……准直透镜、303……光闸、304……1/2波片、305……偏振分束器、306……信号光(衍射出的信号光)>307……参考光、308……扩束器、309……偏振分束器、310……空间光调制器、311…… 中继透镜、312……空间滤波器、313……物镜、317……反射镜、318……致动器、319……透镜、321……致动器、322……反射镜、323……光检测器、3M……偏振分束器、325……棱镜、 326……1/4波片、350……调整用的光、351……调整用的光衍射后的光
具体实施例方式下面针对本发明的实施例进行说明。依照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示利用全息术来记录和/或再现数字信息的光信息记录介质的记录再现装置的框图。首先，针对各实施例共通的部分进行说明。光信息记录再现装置10具备拾取器11、相位共轭光学系统12、盘处理光学系统 13、盘旋转角度检测用光学系统14以及旋转电动机50，光信息记录介质1能够通过旋转电动机50而旋转。拾取器11的作用是，对光信息记录介质1出射参考光与信号光，利用全息术将数字信息记录在记录介质上。此时，记录的信息信号通过控制器89经由信号生成电路86送入拾取器11内的空间光调制器，信号光由空间光调制器进行调制。在对光信息记录介质1上记录的信息进行再现时，利用相位共轭光学系统12生成从拾取器11出射的参考光的相位共轭光。在此，相位共轭光是指，在保持与输入光相同的波前(wave front，波阵面)的同时向逆方向前进的光波。通过相位共轭光再现的再现光， 由拾取器11内的后述光检测器检测，通过信号处理电路85来再现信号。对光信息记录介质1照射的参考光和信号光的照射时间，可通过由控制器89经由光闸控制电路87控制拾取器11内的光闸的开闭时间来进行调节。盘处理(disk cure)光学系统13的作用是，生成用于光信息记录介质1的预处理以及后处理的光束。预处理是指，当在光信息记录介质1内的期望位置记录信息时，在对期望位置照射参考光和信号光之前预先用规定的光束进行照射的前过程。后处理是指，在光信息记录介质1内的期望位置记录了信息后，为了使该期望位置不再能追加而用规定的光束进行照射的后过程。盘旋转角度检测用光学系统14用于检测光信息记录介质1的旋转角度。在将光信息记录介质1调整到规定的旋转角度时，能够利用盘旋转角度检测用光学系统14检测与旋转角度相应的信号，并利用检测出的信号由控制器89经由盘旋转电动机控制电路88来控制光信息记录介质1的旋转角度。从光源驱动电路82向拾取器11、盘处理光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统 14内的光源供给规定的光源驱动电流，从各光源能够以规定的光量发出光束。此外，光拾取装置11和盘处理光学系统13设有位置能够在光信息记录介质1的半径方向上滑动的机构，通过访问控制电路81进行位置控制。不过，利用了全息术的角度复用原理的记录技术，对参考光角度的偏差的容许误差有变得极小的倾向。因此，需要在拾取器11内设置对参考光角度的偏差量进行检测的机构，在光信息记录再现装置10中配备通过伺服信号生成电路83生成伺服控制用信号、经由伺服控制电路84修正该偏差量的伺服机构。此外，拾取器11、盘处理光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14中部分的光学系统结构或者全部的光学系统结构也可以合并为一个来进行简化。图2表示光信息记录再现装置10中的拾取器11的基本光学系统结构之一例的记录原理。从光源201出射的光束透过准直透镜202入射到光闸203。当光闸203打开时，光束在透过光间203后，偏振方向受到由例如二分之一波片等构成的光学元件204控制，使得 P偏振与s偏振的光量比成为规定的比例，之后入射到PBS (Polarization Beam Splitter, 偏振分束器)棱镜205中。透过PBS棱镜205的光束起到信号光206的作用，在由扩束器208扩大光束的直径后，透过PBS棱镜209入射到空间光调制器210。由空间光调制器210附加了信息的信号光经PBS棱镜209反射，在中继透镜211 以及空间滤波器212中传播。之后，信号光被物镜213会聚在光信息记录介质1上。空间光调制器210也可以组合有相位掩模(phase mask)的功能。另一方面，经PBS棱镜205反射的光束作为参考光207起作用，在由偏振方向转换元件214根据记录时或是再现时设定为规定的偏振方向后，经由反射镜215和反射镜216， 入射到电流计式反射镜(galvanometer mirror) 217。由于电流计式反射镜217能够通过致动器218调整角度，所以能够将通过透镜219和透镜220后入射到光信息记录介质1的参考光的入射角度设定为期望的角度。此外，为了设定参考光的入射角度，也可以使用对参考光的波前进行转换(变换)的元件来代替电流计式反射镜。像这样，通过使信号光和参考光以在光信息记录介质1内相互叠加的方式入射， 在记录介质内形成干涉条纹图样，通过将该图样写入记录介质中来记录信息。此外，由于通过电流计式反射镜217能够使入射到光信息记录介质1的参考光的入射角度发生变化，因而能够进行基于角度复用的记录。下面，对通过改变参考光角度而在相同区域中记录的全息图中与每个参考光角度对应的全息图称为页(page)，该区域中角度复用的页的集合称为册(book)。图3表示光信息记录再现装置10中的拾取器11的基本光学系统结构之一例的再现原理。在对已记录的信息进行再现时，如上所述使参考光入射到光信息记录介质1，透过光信息记录介质1的光束由可通过致动器221调整角度的电流计式反射镜222反射，生成其相位共轭光。由该相位共轭光再现的信号光，透过物镜213、中继透镜211以及空间滤波器212 传播。之后，信号光透过PBS棱镜209，入射到光检测器223中，能够再现已记录的信号。下面的实施例的说明中，对图2和图3的基本光学系统和共通的构成部分省略其说明。图4表示光信息记录再现装置10的记录、再现的动作流程。在此，特别对与利用了全息术的记录再现有关的流程进行说明。图4(a)表示在光信息记录再现装置10中插入光信息记录介质1后，完成记录或再现的准备之前的动作流程，图4(b)表示从准备完成状态到将信息记录在光信息记录介质1上为止的动作流程，图4(c)表示从准备完成状态到再现光信息记录介质1上记录的信息为止的动作流程。如图4(a)所示，插入介质后，光信息记录再现装置10进行盘判别，判断例如插入的介质是否是利用全息术记录或者再现数字信息的介质。根据盘判别的结果，如果判断为是利用全息术记录或者再现数字信息的光信息记录介质，则光信息记录再现装置10读出设置于光信息记录介质的控制数据，获取例如关于光信息记录介质的信息，以及例如关于记录或再现时的各种设定条件的信息。在读出控制数据后，进行与控制数据相应的各种调整和与拾取器11相关的学习处理，光信息记录再现装置10完成记录或再现的准备。从准备完成状态到进行信息记录为止的动作流程如图4(b)所示，首先接收要记录的数据，将与该数据相应的信息送入拾取器11内的空间光调制器。之后，为了能够在光信息记录介质上记录高品质的信息，根据需要事先进行各种学习处理，并在重复寻轨动作和地址再现的同时，将拾取器11和盘处理光学系统13的位置配置在光信息记录介质的规定位置。之后，利用从盘处理光学系统13出射的光束，对规定的区域进行预处理，利用从拾取器11出射的参考光和信号光来记录数据。在记录了数据后，根据需要对数据进行校验，利用从盘处理光学系统13出射的光束进行后处理。从准备完成状态到对已记录的信息进行再现为止的动作流程如图4(c)所示，为了能够从光信息记录介质再现高品质的信息，根据需要事先进行各种学习处理。之后，在重复寻轨动作和地址再现的同时，将拾取器11和相位共轭光学系统12的位置配置在光信息记录介质的规定位置。之后从拾取器11出射参考光，读出记录在光信息记录介质上的信息。本发明能够适用于图4(c)的再现动作中的例如学习处理中，或者照临数据再现之前，或者数据再现的同时。(实施例1)图5表示光信息记录再现装置10中的拾取器11的光学系统结构之第一实施例的一例。在图5的实施例中，除了图2和图3的基本光学系统结构之外，能够使透过光信息记录介质1的参考光在电流计式反射镜222上反射后入射到透镜230，会聚在光检测器231 上。在检测合适的参考光角度时，使空间光调制器210的像素的一部分或者全部为 ON (开像素)，并通过将调整用的光250沿信号光的光路照射到光信息记录介质1，使衍射光 251发生衍射。在此，调整用的光250是要附加或已附加用于调整参考光角度的信息(下面称为调整用信息)的光，当然也可以为记录时的信号光。衍射后的衍射光251在电流计式反射镜222上反射，入射到透镜230，会聚在光检测器231上。如上所述，当利用全息术在光信息记录介质上记录信息时，使参考光与附加了信息的信号光在光信息记录介质中发生干涉，将该干涉条纹记录在光信息记录介质中。在此， 由于信号光以空间光调制器210的像素单位附加信息，因此具有按像素单位变化的振幅分布。另外，如果空间光调制器210组合有相位掩模功能，则信号光也具有按像素单位变化的相位分布。另一方面，参考光虽不利用空间光调制器210进行信息附加，但难以使之成为振幅分布和相位分布完全均勻的平面波，一般具有规定的振幅分布和相位分布。在再现时，能够以规定的角度对记录了信息的光信息记录介质照射与记录时具有相同的振幅分布和相位分布的参考光，由此使信号光发生衍射，进行再现。在此，针对振幅分布，并不需要绝对值相同，只需振幅分布能够相对地视为相同即可。另一方面，若照射与记录时的信号光具有相同的振幅分布和相位分布的光来代替参考光，则可衍射出与记录时的参考光具有相同的振幅分布和相位分布的衍射光。此外，即使此时并非所有的信息都与记录时的信号光一致，但只要至少一部分的振幅分布和相位分布相同，就能够衍射出与记录时的参考光具有相同的振幅分布和相位分布的衍射光，振幅分布以及相位分布一致的部位越多，该衍射光的强度越大。如此，衍射后的衍射光包含了用于再现信号光的合适的参考光的入射角度信息。例如，如果使空间光调制器210的像素全部为0N，则与通过角度复用来在光信息记录介质1的同一部位上进行记录时的全部参考光的角度相对应的衍射光都衍射出来。由于衍射后的衍射光通过透镜230会聚在光检测器231上的与角度相应的位置上，因此通过检测会聚在光检测器上的各光斑(亮点)的位置，能够得到再现时的合适的参考光的入射角度信息。图17(a)中以示意图表示了会聚在光检测器上的光斑的状况。在图17中，X表示参考光没有发生角度偏差时衍射后的衍射光所会聚的点，〇表示参考光发生角度偏差时衍射后的衍射光所会聚的点，并表示出了用于表示各页的参考光的角度偏差的从X到〇 的矢量作为偏差矢量。针对参考光没有发生角度偏差时衍射后的衍射光所会聚的点的位置信息，可以通过例如保存记录时的参考光的角度复用表，来算出对应的角度所会聚的点的位置。复用方向的角度偏差表示为光斑在图中X方向上的偏差，与复用方向垂直的方向的角度偏差表示为光斑在图中y方向上的偏差。在此，针对根据光斑的移动得到角度偏差的信息的原理进行说明。如图18所示， 以参考光的角度扫描范围的中心为轴，在从该轴上的信号光被物镜213聚焦的位置起透镜 230的焦距f的位置上配置透镜230，并在下一个f的位置上配置光检测器231。使光检测器231的中心位置与轴重合，使轴距离参考光的角度为θ，此时，光检测器上的光斑的位置 χ由例如公式(1)表示。在图18的图示中，省略了电流计式反射镜222的反射。χ = fsin θ......(1)因此，通过利用光检测器231检测出光斑的位置，能够得到衍射后的衍射光的角度信息。同样地，以光检测器231的检测面上的与χ垂直的方向为y，通过检测出光斑的y 方向上的位置，也能够得到与复用方向垂直的方向上的角度的信息。通过在基于如上所得的角度信息来将电流计式反射镜217和电流计式反射镜222 控制在期望的角度后进行再现动作，能够以合适的参考光角度再现信号光。此外，在记录时利用相位掩模进行信息的记录的情况下，由于在照射到光信息记录介质1上的光束的相位信息与记录时的信号光的相位信息一致时衍射出衍射光，所以该光束的相位需要与记录时的信号光的相位的一部分或者全部一致。图19表示页数据的结构的一例。用于构成页数据的用户数据附加有头信息，并在其前后实施纠错码的附加、扰码、调制等。之后，转换成作为发送到空间光调制器的数据的页数据，在页数据上附加页数据用的头和用于确定头数据位置的标记等。在只需要得到以规定的参考光角度记录的全息图的合适的参考光角度信息的情况下，将与参考光角度相应的调整用的信息，预先附加在例如页数据用的头中，记录在全息图里，在要获得合适的角度信息时，通过在空间光调制器210中仅使与该参考光角度相应的调整用信息的像素为0N， 能够仅衍射出对应的一束衍射光。作为附加到所述头信息中的调整用信息，例如可以附加册号、页号、数据地址等信息，也可以附加盘旋转角度、盘半径、参考光角度等信息。此外，所述与参考光角度相应的信息，由于只需能够根据参考光角度来确定信息即可，所以不限于页数据用头，可以附加在标记上，也可以附加在用户数据内。在使空间光调制器210的像素全部为0N，使对应于所有页的衍射光发生衍射时， 光检测器231上会聚的光斑会彼此重叠无法分解，在发生这种问题的情况下，预先将相同的调整用信息按规定的角度复用间隔附加在例如头信息上，记录在全息图中，在要获得合适的角度信息时，通过在空间光调制器210中仅使对应的像素为0N，进行对应的全息图的衍射光的衍射，可获得每规定的复用数的合适的参考光角度信息。在此，光检测器231可以使用以CMOS图像传感器为代表的能够二维地检测光信息的光检测器，也可以使用线传感器等能够检测一维光信息的光检测器。利用能够二维地检测光信息的光检测器的好处是，对于参考光的合适角度，不仅可以得到角度复用的方向的角度信息，还可以得到与其垂直的角度信息。光检测器231的像素大小可为与合适地控制参考光的角度所需的角分辨率对应的像素大小，但也可为比其大的像素大小，只要能够获得利用光检测器231的各像素的位置信息和亮度信息来计算光斑的中心所需的角分辨率即可。此外，也可以根据需要，通过增大透镜230的焦距，形成放大系统，来提高角度信息检测的分辨率。图15中表示了用于检测合适的参考光角度的动作的一例。在步骤101中，控制盘旋转电动机控制电路88和访问控制电路81来使盘定位，使得作为再现对象的全息图与物镜相对。在步骤102中，进行电流计式反射镜222的角度设定，使得通过将至少一部分与记录时的信号光相同的调整用的光250照射到记录了信息的光信息记录介质1上而发生衍射的衍射光251透过透镜230，会聚在光检测器231上。在步骤103中，将至少一部分与记录时的信号光相同的调整用的光照射到记录于光信息记录介质1的全息图上，使之衍射出衍射光251，并通过光检测器231取得合适的参考光角度的信息。在步骤104中，以册内的开头(最初)的页数据作为对象。在步骤105 中，基于步骤103中取得的合适的参考光角度信息，进行电流计式反射镜217与电流计式反射镜222的设定。在步骤106中，将参考光照射到记录于光信息记录介质1的全息图上，进行信号光的再现。在步骤107中，判别已再现的页数据是否为该复用的全息图的最后的页数据，如果是最后的页数据，则停止该复用的全息图的再现，如果存在下一页，则在步骤108 中，以下一页为对象。如上所述，可以在复用记录的全息图的再现动作之前，一次性地获取全部的合适的参考光角度信息，也可以根据需要，在对复用的全息图进行依次再现的中途，仅在例如信号质量劣化到规定的值以下的情况下执行用于获得合适的参考光角度信息的动作。此外，考虑到光信息记录再现装置或光信息记录介质的兼容性，在为了检测合适的参考光角度而对光信息记录介质1照射光束时需要使光束与光信息记录介质1相对的位置关系、角度关系一致的情况下，可以在光信息记录再现装置10或者拾取器11中配备能够调整光信息记录介质1或者拾取器11的位置和角度的机构。(实施例2)图6表示光信息记录再现装置10中的拾取器11的光学系统结构之第二实施例的一例。在图6的实施例中，除了图2和图3的基本光学系统结构之外，为了检测被电流计式反射镜222反射的用于获取合适的参考光角度信息的衍射光，在电流计式反射镜217的背面，配置了可变偏振滤光器234、透镜235、光检测器236。此外，虽然本实施例中同时进行再现动作和调整动作，但在图6中仅表示了调整动作所需的光。在检测合适的参考光角度时，使空间光调制器210的像素的一部分或者全部为 0N，并通过将调整用的光250沿信号光的光路照射到光信息记录介质1，来衍射出衍射光 251。衍射后的衍射光251在电流计式反射镜222上反射，再次入射到光信息记录介质1，透过透镜220、透镜219。在此，通过使电流计式反射镜217为使一部分光透过的结构，衍射后的衍射光进一步地透过反射镜217。衍射后的衍射光251进一步透过可变偏振滤光器234， 入射到透镜235，会聚在光检测器236上。在此与第一实施例相同，由于衍射后的衍射光的角度信息能够在光检测器236上作为位置信息检测出来，因此能够基于光检测器236所检测出的信息进行电流计式反射镜217的角度控制，设定合适的参考光角度。由于用于检测合适的参考光角度的空间光调制器210的使用方法，以及光检测器236的结构与第一实施例共通，故省略其说明。电流计式反射镜217可以是如上所述使一部分光透过的结构，也可以是例如能以电的方式使光的透射/反射状态发生变化的结构。
若使可变偏振滤光器234为仅透过s偏振光的结构，则在检测合适的参考光角度时，由于衍射后的衍射光251为s偏振光，所以能够检测到。另一方面，用于通常的信号再现的参考光207经PBS棱镜205反射，在由偏振方向转换元件214设定为ρ偏振光后，经由反射镜215和反射镜216，在电流计式反射镜217上反射。反射后的参考光在透过透镜219 和透镜220后入射到光信息记录介质1，衍射出信号光206。此时，虽然一部分参考光再次通过透镜220和透镜219，并透过电流计式反射镜217，但由于为ρ偏振光所以无法透过可变偏振滤光器234。因此，在本实施例中具有合适的参考光角度的检测能够与通常的再现动作并行的优点。如果使可变偏振滤光器234为仅使ρ偏振光透过的结构，则能够检测作为相位共轭光反射来的通常的参考光，因此也能够用于电流计式反射镜217的角度校正。图16中表示了用于检测合适的参考光角度的动作的一例。在步骤201中，控制盘旋转电动机控制电路88和访问控制电路81来使盘定位，使得作为再现对象的全息图与物镜相对。在步骤202中，以册内的开头的页数据作为对象。在步骤203中，进行电流计式反射镜217和电流计式反射镜222的角度的设定。在步骤204中，将参考光207和至少一部分与记录时的信号光相同的调整用的光250照射到记录于光信息记录介质1的全息图上， 进行通过参考光207再现的信号光206的再现，以及基于至少一部分与记录时的信号光相同的调整用的光250产生的衍射光251的衍射，通过利用光检测器236检测衍射后的衍射光251，来检测合适的参考光角度。在步骤206中，判别已再现的页数据是否为该复用的全息图的最后的页数据，如果是最后的页数据，则停止对册的再现，如果存在下一页，则在步骤207中更新合适的参考光角度的信息，在步骤208中，以下一页为对象。检测合适的参考光角度的动作，可以如上所述针对全部的页数据执行，也可以仅在例如信号质量劣化到规定的值以下的情况下执行。此外，可以按每规定的页数执行，也可以从规定的页开始或者到规定的页结束。在本实施例中，由于同时进行至少一部分与记录时的信号光相同的调整用的光的照射和参考光的照射，所以检测出的参考光的角度偏差的信息能够反映在复用的下一全息图的再现中。(实施例3)图7表示光信息记录再现装置10中的拾取器11的光学系统结构之第二实施例的变形例1。图7中采用配置了透镜232和反射镜233来代替图6的光学系统结构中的电流计式反射镜222和致动器221的结构。在再现时，透过光信息记录介质1的参考光入射到透镜232，会聚在反射镜233上。由反射镜233反射的参考光作为相位共轭光再次入射到记录于光信息记录介质1的全息图上，进行信号光的再现。在检测合适的参考光角度时，使空间光调制器210的像素的一部分或者全部为 0Ν，并通过将调整用的光250沿信号光的光路照射到光学系统记录介质1，来衍射出衍射光 251。衍射后的衍射光251入射到透镜232，会聚在反射镜233上。由反射镜233反射的衍射光251入射到透镜232，并再次入射到光信息记录介质1，透过透镜220、透镜219、电流计式反射镜217、偏振滤光器234、透镜235，会聚在光检测器236上。由于通过光检测器236 可检测出合适的参考光角度的理由，以及用于检测合适的参考光角度的空间光调制器210 的使用方法和光检测器236的结构与第二实施例共通，故省略其说明。
作为本实施例中用于检测合适的参考光角度的动作，与实施例1同样地，图15所示的动作作为一例可以适用。然而，由于采取了配置反射镜233代替实施例1中的电流计式反射镜222的结构，所以在步骤102中只需设定电流计式反射镜217即可。本实施例中，即使在同时衍射出与角度复用的多个角度对应的衍射光的情况下， 也能够将全部的衍射后的衍射光作为对象再次入射到全息图上，具有能够同时得到多个合适的参考光角度信息的优点。(实施例4)图8表示光信息记录再现装置10中的拾取器11的光学系统结构之第二实施例的变形例2。图8的实施例中，除了图6的光学系统结构之外，还在信号光的光路中配置了透镜237和反射镜238。在检测合适的参考光角度时，使空间光调制器210的像素的一部分或者全部为 0N，并将调整用的光250沿信号光的光路照射到光学系统记录介质1。透过光信息记录介质1的光250入射到物镜，由反射镜238反射。由反射镜238反射的光250再次入射到物镜237，照射到光信息记录介质1上，由此衍射出衍射光251。衍射后的衍射光251透过透镜220、透镜219、电流计式反射镜217、偏振滤光器234、透镜235，会聚在光检测器236上。 由于通过光检测器236可检测出合适的参考光角度的理由，以及用于检测合适的参考光角度的空间光调制器210的使用方法和光检测器236的结构与第二实施例共通，故省略其说明。作为本实施例中用于检测合适的参考光角度的动作，与实施例1同样地，图15所示的动作作为一例可以适用。然而，在本实施例中，由于电流计式反射镜222不用于检测合适的参考光角度，所以在步骤102中只需设定电流计式反射镜217即可。在本实施例中，由于衍射光从光信息记录介质1向透镜220的方向衍射，具有能够同时得到多个合适的参考光角度的优点。(实施例5)图9是表示光信息记录再现装置10中的拾取器11的光学系统结构之第三实施例的一例。在图9的实施例中，代替图2和图3的基本光学系统中的电流计式反射镜222和致动器221，配置了透镜232、能够通过电的方式使光的透射/反射状态发生变化的透射/ 反射可变元件239和光检测器M0。在再现时使透射/反射可变元件239为反射状态。透过光信息记录介质1的参考光入射到透镜232，被透射/反射可变元件239反射的参考光， 作为相位共轭光再次入射到记录于光信息记录介质1的全息图中，进行信号光的再现。在检测合适的参考光角度时，使空间光调制器210的像素的一部分或者全部为 0N，并通过将调整用的光250沿信号光的光路照射到光学系统记录介质1，来衍射出衍射光 251。此时通过使透射/反射可变元件239为透射状态，衍射后的衍射光251入射到透镜 232后，透过透射/反射可变元件239，会聚在光检测器240上。由于通过光检测器240可检测出合适的参考光角度的理由，以及用于检测合适的参考光角度的空间光调制器210的使用方法和光检测器MO的结构与第一实施例共通，故省略其说明。作为本实施例中用于检测合适的参考光角度的动作，与实施例1同样地，图15所示的动作作为一例可以适用。然而，由于采取了配置透射/反射可变元件239代替实施例 1中的电流计式反射镜222的结构，所以在步骤102中只需设定电流计式反射镜217即可。
本实施例中，具有即使同时衍射出与角度复用的多个角度对应的衍射光的情况下，也能够同时得到多个合适的参考光角度信息的优点。(实施例6)图10表示光信息记录再现装置10中的拾取器11的光学系统结构之第四实施例。 在图10的实施例中，除了图2和图3的基本光学系统结构之外，使由电流计式反射镜222 反射的光束沿参考光的光路返回，在透过PBS棱镜205后，入射到透镜Ml，会聚在光检测器 242 上。在检测合适的参考光角度时，使空间光调制器210的像素的一部分或者全部为 0N，并通过将调整用的光250沿信号光的光路照射到光信息记录介质1，来衍射出衍射光 251。衍射后的衍射光251由电流计式反射镜222反射，再次入射到光信息记录介质1，透过透镜220、透镜219，经电流计式反射镜217、反射镜216、反射镜215反射，透过偏振方向转换元件214、PBS棱镜205，入射到透镜M1，会聚在光检测器242上。在此，控制电流计式反射镜217和电流计式反射镜222的关系，使得在电流计式反射镜217进行角度复用的任意角度上，信息再现用的参考光在参考光的光路被电流计式反射镜222反射后沿同轴返回。当将电流计式反射镜217和电流计式反射镜222设定在对应于作为对象的角度复用的全息图的角度上后，在从作为对象的角度复用的全息图衍射的衍射光的角度与记录时的参考光的角度发生偏差的情况下，角度的偏差变成2倍入射到PBS 棱镜205中。由于引起该角度偏差的衍射光入射到棱镜241中并会聚在光检测器242上， 如图17(b)所示，角度偏差可作为会聚点离开光检测器中心点的位置偏差检测出来。如此， 基于光检测器242所检测出的信息，对电流计式反射镜217和电流计式反射镜222进行角度控制，可设定在合适的参考光角度。在图10的结构中，在从光信息记录介质1衍射出的衍射光没有角度偏差的情况下，衍射的衍射光对于记录时复用的角度(复用角度)，总是会聚在光检测器242的一点上， 在有角度偏差的情况下，会聚在光检测器M2的偏离上述一点的位置上，因此只需检测偏离上述一点的偏差量就足够。所以，可以使光检测器的结构变得简单。针对在光检测器M2中，能够分离通常的信息再现用的参考光与为了检测合适的参考光角度而衍射的衍射光的原理进行说明。通常的信息再现用的参考光从光源201出射后，由于被PBS棱镜205反射而变成s偏振光。由于为了利用光检测器223检测从记录于光信息记录介质1的全息图再现的信号光，需要使其透过PBS棱镜209，因此需要使其为ρ偏振光。因此，利用偏振方向转换元件214将被PBS棱镜205反射一次后的s偏振的参考光转换成P偏振光，进行信息的再现。而经电流计式反射镜222反射的信息再现用的参考光的一部分虽然再次沿参考光的光路返回，但由于在偏振方向转换元件214中再次变成s偏振光，所以被PBS棱镜205反射。因此，信息再现用的参考光不会入射到光检测器242上。 另一方面，用于检测合适的参考光角度的光束由于被PBS棱镜209反射，成为s偏振光，由该光束衍射的衍射光也成为s偏振光。衍射后的衍射光由电流计式反射镜222反射，沿参考光的光路向着PBS棱镜205前进，在偏振方向转换元件214中从s偏振光转换成ρ偏振光，因此能够透过PBS棱镜205，入射到光检测器242上。如上所述，由于能够同时利用通常的信息再现用的参考光和为了检测合适的参考光角度而衍射的衍射光，所以具有能够同时进行信息再现和合适的参考光角度的检测的优点ο用于检测合适的参考光角度的空间光调制器210的利用方法与第一实施例共通， 故省略其说明。本实施例中作为用于检测合适的参考光角度的动作，与实施例2同样地，图16所示的动作作为一例可以适用。不过，本实施例中的不同之处在于，利用光检测器242代替光检测器236来检测合适的参考光角度。(实施例7)图11表示光信息记录再现装置10中的拾取器11的光学系统结构之第五实施例。 在图11的实施例中，除了图2和图3的基本光学系统结构之外，在光信息记录介质1与电流计式反射镜222之间配置四分之一波片M3，并在由电流计式反射镜222反射的光束沿参考光的光路返回，透过PBS棱镜205之后，追加光检测器244。此外，在本实施例中，可以省略图2和图3的偏振方向转换元件214。在检测合适的参考光角度时，使空间光调制器210的像素的一部分或者全部为 0N，并通过将调整用的光250沿信号光的光路照射到光信息记录介质1，来衍射出衍射光 251。衍射后的衍射光251，在透过四分之一波片243后被电流计式反射镜222反射，并再次透过四分之一波片对3，入射到光信息记录介质1，然后透过透镜220、透镜219，经电流计式反射镜217、反射镜216、反射镜215反射，透过PBS棱镜205，入射到光检测器244上。在此，控制电流计式反射镜217和电流计式反射镜222的关系，使得在电流计式反射镜217进行角度复用的任意角度上，信息再现用的参考光在参考光的光路被电流计式反射镜222反射后沿同轴返回。当将电流计式反射镜217和电流计式反射镜222设定在对应于作为对象的角度复用的全息图的角度上后，在从作为对象的角度复用的全息图衍射的衍射光的角度与记录时的参考光的角度发生偏差的情况下，角度的偏差变成2倍入射到PBS 棱镜205中。引起该角度偏差的参考光与信息再现的参考光在产生干涉的状态下入射到光检测器244上，所以角度偏差能够作为干涉条纹检测出来。如此，基于光检测器244所检测出的信息，对电流计式反射镜217和电流计式反射镜222进行角度控制，可设定在合适的参考光角度。通过使用以CMOS图像传感器为代表的摄像元件作为光检测器M4，能够检测出干涉条纹。本实施例中，通过将参考光角度偏差作为干涉条纹进行检测，能够实现高精度的检测。针对在光检测器M4中能够将角度偏差作为干涉条纹进行检测的原理加以说明。 通常的信息再现用的参考光从光源201出射后，由于被PBS棱镜205反射而变成s偏振光。 在再现时，信息再现用的参考光在透过光信息记录介质1后透过四分之一波片变成圆偏振光，然后被电流计式反射镜222反射，再次透过四分之一波片，成为ρ偏振光，入射到记录于光信息记录介质1的全息图上。由于如此再现的信号光为P偏振光，所以其透过PBS棱镜 209，由光检测器223检测出来。此外，一部分参考光透过光信息记录介质1，作为ρ偏振光沿参考光的光路返回，透过PBS棱镜205。另一方面，为了检测合适的参考光角度而照射在光信息记录介质1上的光束是被 PBS棱镜209反射的s偏振光，由该光束衍射出的衍射光也为s偏振光。衍射后的衍射光透过四分之一波片变成圆偏振光，然后由电流计式反射镜222反射，再次透过四分之一波片， 成为P偏振光，沿着参考光的光路向着PBS棱镜205前进。由于如此衍射的衍射光也为ρ偏振光，所以会透过PBS棱镜205。如上，信息再现用的参考光和衍射后的衍射光同为ρ偏振光，因此发生干涉，并由于能够透过PBS棱镜205，因此能够通过光检测器M2来检测干涉条纹。由于干涉条纹的周期和方向根据信息再现用的参考光相对于衍射后的衍射光之间的角度偏差而发生变化，因此能够检测出相对于衍射后的衍射光的角度偏差。如上所述，由于能够同时利用通常的信息再现用的参考光和为了检测合适的参考光角度而衍射的衍射光，所以具有能够同时进行信息再现和合适的参考光角度的检测的优点ο由于用于检测合适的参考光角度的空间光调制器210的利用方法与第一实施例共通，故省略其说明。本实施例中作为用于检测合适的参考光角度的动作，与实施例2同样地，图16所示的动作作为一例可以适用。不过，本实施例中的不同之处在于，利用光检测器244代替光检测器236来检测合适的参考光角度。(实施例8)图12表示光信息记录再现装置10中的拾取器11的基本光学系统结构的另一例的记录原理。从光源301出射的光束透过准直透镜302，入射到光闸303。当光闸303打开时，光束在透过光闸303后，偏振方向受到由例如二分之一波片等构成的光学元件304 控制，使得P偏振与s偏振的光量比成为规定的比例，之后入射到PBS (Polarization Beam Splitter，偏振分束器)棱镜305中。透过PBS棱镜305的光束起到信号光306的作用，在由扩束器308扩大光束的直径后，透过PBS棱镜309入射到空间光调制器310。由空间光调制器310附加了信息的信号光经PBS棱镜309反射，透过中继透镜311 以及空间滤波器312传播。之后，信号光透过棱镜325，由物镜313会聚在光信息记录介质 1上。空间光调制器310也可以组合有相位掩模的功能。如下面所述，由于参考光的光路上配置了 PBS棱镜324，所以为了与信号光的光路的光路长一致，配置棱镜325。另一方面，经PBS棱镜305反射的光束作为参考光307起作用，在电流计式反射镜 317上反射，透过透镜319，被PBS棱镜3M反射，入射到物镜313，然后入射到光信息记录介质1上。由于电流计式反射镜317能够通过致动器318调整角度，所以能够将入射到光信息记录介质1的参考光的入射角度设定为期望的角度。像这样，通过使信号光和参考光以在光信息记录介质1内相互叠加的方式入射， 在记录介质内形成干涉条纹图样，通过将该图样写入记录介质中来记录信息。此外，由于通过电流计式反射镜217能够使入射到光信息记录介质1的参考光的入射角度发生变化，因而能够进行基于角度复用的记录。图13表示光信息记录再现装置10中的拾取器11的基本光学系统结构之一例的再现原理。在对记录的信息进行再现时，将参考光入射到光信息记录介质1，透过光信息记录介质1的光束由可通过致动器321调整角度的电流计式反射镜322反射，从而生成其相位共轭光。光信息记录介质1与电流计式反射镜322之间配置有四分之一波片，作为s偏振光透过光信息记录介质1的参考光，透过四分之一波片成为圆偏振光，然后被电流计式反射镜322反射而再次透过四分之一波片，从而成为ρ偏振光。由该相位共轭光再现的再现光束，透过物镜313、中继透镜311以及空间滤波器312传播。之后，再现光束透过PBS棱镜309，入射到光检测器323，能够再现已记录的信号。图14表示利用了如图12和图13所示的光学系统结构的第六实施例。在检测合适的参考光角度时，使空间光调制器310的像素的一部分或者全部为0N，并通过将调整用的光350沿信号光的光路照射到光学系统记录介质1，来衍射出衍射光351。衍射后的衍射光351透过四分之一波片326，被电流计式反射镜322反射，再次透过四分之一波片326、光信息记录介质1、物镜313、PBS棱镜323、中继透镜311、空间滤波器312、PBS棱镜305，会聚并入射到光检测器323上。由于光检测器323的光斑的位置根据衍射出的衍射光的角度而变化，所以能够根据检测出的光斑的位置来将电流计式反射镜317和电流计式反射镜322 控制在合适的角度上。用于检测合适的参考光角度的空间光调制器310的利用方法与第一实施例的空间光调制器210共通，故省略其说明。本实施例中作为用于检测合适的参考光角度的动作，与实施例2同样地，图16所示的动作作为一例可以适用。不过，本实施例中的不同之处在于，利用光检测器323代替光检测器236来检测合适的参考光角度。本实施例中，通过使配置用于检测再现后的信号光的光检测器323的像素的范围扩大，能够检测衍射出的衍射光，因而具有不需要配置追加的光检测器的优点。如上所述，利用本发明的光信息记录再现装置，通过检测由将至少一部分的振幅和相位分布与记录时的信号光相同的调整用的光照射到已记录的全息图上而衍射出的衍射光，能够控制成合适的参考光角度，能够再现合适的信号光。此外，到此为止主要针对记录再现装置的情况进行了说明，在再现装置的情况下也同样地能够适用本发明。
权利要求
1.一种从记录有由两束光束产生的干涉图样的记录介质再现信息的再现装置，其特征在于，包括出射激光的激光光源；将从所述激光光源出射的激光分离成第一光束和第二光束的光学元件； 对分离出的所述第一光束附加调整用的信息的空间光调制器； 将附加了所述调整用的信息的第一光束会聚到所述记录介质上的物镜； 对通过将所会聚的所述第一光束照射到所述记录介质上而衍射的光进行检测的光检测器；和基于从所述光检测器获得的信息来调整第二光束向所述记录介质入射的角度的角度调整部，在从所述记录介质再现信息时，通过对所述记录介质照射已由所述角度调整部进行了调整的第二光束，来再现记录在所述记录介质上的信息。
2.如权利要求1所述的再现装置，其特征在于 所述干涉图样由参考光和信号光产生，附加了所述调整用的信息的第一光束，是至少一部分与记录信息时使用的信号光具有相同的振幅分布和相位分布的光。
3.如权利要求2所述的再现装置，其特征在于所述第一光束通过信号光的光路照射到所述记录介质上。
4.如权利要求1所述的再现装置，其特征在于包含头信息的所述调整用的信息记录在所述记录介质上。
5.如权利要求1所述的再现装置，其特征在于所述角度调整部是反射镜和控制该反射镜的致动器，或者是能够变换所述参考光的波前的元件。
6.如权利要求1所述的再现装置，其特征在于 所述光检测器检测所述衍射的光的光斑的位置信息，所述角度调整部，基于记录信息时使用的参考光的光斑的位置信息和检测出的所述衍射的光的光斑的位置信息，调整参考光向所述记录介质入射的角度。
7.如权利要求6所述的再现装置，其特征在于 所述光检测器能够二维地检测光信息。
8.如权利要求2所述的再现装置，其特征在于，包括 生成所述参考光的相位共轭光的相位共轭光学系统；和对通过将所述相位共轭光照射到记录有信息的所述记录介质上而再现的信号光进行检测的第一光检测器。
9.如权利要求1所述的再现装置，其特征在于由所述空间光调制器附加的所述调整用的信息的像素全部为开像素。
10.一种从记录有由两束光束产生的干涉图样的记录介质再现信息的再现方法，其特征在于将从激光器出射的激光分离成第一光束和第二光束，通过将分离出的调整用的所述第一光束照射到记录介质上来衍射出衍射光，检测衍射后的所述衍射光，基于检测出的所述衍射光，调整在再现所述记录介质的信息时使用的所述第二光束的角度，在从所述记录介质再现信息时，通过对所述记录介质照射已调整的所述第二光束，来再现记录在所述记录介质上的信息。
全文摘要
本发明提供再现装置和再现方法，在利用了全息记录技术的装置中，在对已记录的全息图进行再现时，基于从记录了信息的全息图所得到的信息，合适地设定参考光角度。利用光检测器，来检测因将至少一部分的振幅分布和相位分布与记录时的信号光相同的调整用的光照射到记录有信息的光信息记录介质上而衍射出的衍射光，并基于检测出的信息，控制参考光向光信息记录介质入射的角度。
文档编号G11B7/09GK102290064SQ20111010566
公开日2011年12月21日 申请日期2011年4月21日 优先权日2010年4月21日
发明者中村悠介, 嶋田坚一, 石井利树 申请人:日立民用电子株式会社