全息记录再现装置和全息再现方法_2

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动信号。从第二入射角度控制电路24输出的驱动信号经由第二入射角度驱动电路25,对再现用参考光光学系统12内的后述的致动器224供给。
[0103]通过这样驱动致动器221和致动器224来控制对全息记录介质I入射的参考光的入射角度。
[0104]正交入射角度信号生成电路28根据拾取器11的输出信号,生成用于控制参考光的正交入射角度的信号。正交入射角度控制电路29使用正交入射角度信号生成电路28的输出信号和来自控制器80的正交入射角度的指令值Tgt P生成驱动信号。从正交入射角度控制电路29输出的驱动信号经由正交入射角度驱动电路30对拾取器11内的后述的致动器219供给。通过这样驱动致动器219来控制对全息记录介质I入射的参考光的正交入射角度。
[0105]关于第二入射角度控制电路24和正交入射角度控制电路29的动作,与用图9说明的第一入射角度控制电路21相同。
[0106]在从控制器80对正交入射角度控制电路29指示的角度是基准位置的情况(正交入射角度的指令值TgtP =0)下,参考光通过与信号光的入射面相同的面内,成为图8(a)中所示的状态。另一方面,从控制器80对正交入射角度控制电路29指示的角度是基准位置以外的情况下,参考光向与信号光的入射面正交的方向倾斜地入射,例如成为图8(b)中所示的状态。
[0107]对全息记录介质I照射的参考光和信号光的照射时间,能够通过用控制器80经由快门控制电路84控制拾取器11内的快门的开闭时间而调整。
[0108]固化光学系统13起到生成全息记录介质I的预固化和后固化中使用的光束的作用。预固化指的是在全息记录介质I内的要求的位置记录信息时,对要求位置照射参考光和信号光之前预先照射规定的光束的前置工序。后固化指的是在全息记录介质I内的要求的位置记录了信息之后,为了使该要求的位置不能追加记录而照射规定的光束的后置工序。预固化和后固化中使用的光束,优选为非相干光、即需要是可干涉性(相干性)低的光。
[0109]从光源驱动电路83对拾取器11、固化光学系统13内的光源供给规定的光源驱动电流,能够从各光源以规定的光量发出光束。
[0110]此外,对于拾取器11、固化光学系统13,也可以将一部分光学系统结构或者全部光学系统结构综合简化为一个。此外,对于旋转角度检测传感器14、第一偏心检测传感器15、第二偏心检测传感器16,也可以使其中一部分传感器或者全部传感器一体化,构成为单一的传感器。
[0111]图2示出了全息记录再现装置10中的拾取器11和再现用参考光光学系统12的基本的光学系统结构的一例中的记录原理。再现用参考光光学系统12由致动器224和检流计反射镜225构成。
[0112]从光源201出射的光束透过准直透镜202,对快门203入射。快门203打开时,光束通过快门203之后,被例如由二分之一波片等构成的光学元件204控制偏振方向以使P偏振光与s偏振光的光量比成为要求的比之后,对PBS (Polarizat1n Beam Splitter:偏振分束器)棱镜205入射。
[0113]透过PBS棱镜205后的光束,起到信号光206的作用,被扩束器208扩大光束直径之后,透过相位掩模209、中继透镜210、PBS棱镜211对空间光调制器212入射。
[0114]被空间光调制器212附加了信息的信号光,在PBS棱镜211上反射,在中继透镜213以及空间滤波器214中传播。之后,信号光被物镜215聚光在全息记录介质I上。
[0115]另一方面,在PBS棱镜205上反射后的光束起到参考光207的作用,被偏振方向变换元件216与记录时或再现时相应地设定为规定的偏振方向之后,经由反射镜217和检流计反射镜218对检流计反射镜220入射。检流计反射镜220能够用致动器221调整纸面内的角度,能够将通过透镜222和透镜223之后对全息记录介质I入射的参考光的入射角度设定为要求的角度。其中,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变换的元件代替检流计反射镜。
[0116]进而,检流计反射镜218能够通过致动器219调整纸面垂直方向上的角度,能够将通过透镜222和透镜223之后对全息记录介质I入射的参考光的正交入射角度设定为要求的角度。
[0117]这样,通过使信号光和参考光在全息记录介质I中相互重合地入射,而在记录介质内形成干涉条纹图案,通过将该图案写入记录介质而记录信息。此外,因为能够用检流计反射镜220改变对全息记录介质I入射的参考光的入射角度,所以能够利用角度复用进行记录。
[0118]此后,在同一个区域中改变参考光的入射角度记录的全息图中,将与各个入射角度对应的全息图称为页(page),将同一个区域中角度复用的页的集合称为册(book)。
[0119]图3示出了全息记录再现装置10中的拾取器11和再现用参考光光学系统12的基本的光学系统结构的一例中的再现原理。再现已记录的信息的情况下,如上所述使参考光对全息记录介质I入射,对于透过全息记录介质I后的光束,用能够用致动器224调整角度的检流计反射镜225使其反射,生成其再现用参考光。
[0120]用该再现用参考光再现的衍射光,在物镜215、中继透镜213以及空间滤波器214中传播。之后,衍射光透过PBS棱镜211对光检测器226入射,能够再现已记录的信号。光检测器226例如能够使用CMOS图像传感器和CCD图像传感器等图像传感器,但只要能够再现页数据,就可以是任意的元件。
[0121]其中,本实施例中,第一入射角度信号生成电路20用致动器221中具备的角度检测传感器(未图示)的输出信号作为输入,生成表示在检流计反射镜220上反射后的参考光的入射角度的信号,生成为用于控制入射角度的信号。同样,对于再现用参考光光学系统12,第二入射角度信号生成电路23用致动器224所具备的角度检测传感器(未图示)的输出信号作为输入,生成表示在检流计反射镜225上反射后的参考光的入射角度的信号,生成为用于控制入射角度的信号。
[0122]正交入射角度信号生成电路28用致动器219所具备的角度检测传感器(未图示)的输出信号作为输入,生成表示在检流计反射镜220上反射后的参考光的正交入射角度的信号,生成为用于控制正交入射角度的信号。致动器221和致动器224和致动器219所具备的角度检测传感器例如能够使用光学式编码器。
[0123]然而,利用全息术的角度复用的原理的记录技术,存在对于参考光的入射角度的偏离的容许误差非常小的倾向。因此,也可以采用不使用致动器221所具备的角度检测传感器,而是在拾取器11内另外设置检测参考光的入射角度的偏离量的机构,第一入射角度信号生成电路20用该机构的输出信号作为输入生成用于控制参考光的入射角度的信号的结构。关于第二入射角度信号生成电路23、正交入射角度信号生成电路28也是同样的。
[0124]图4示出了全息记录再现装置10中的记录、再现的流程图。此处,特别说明关于利用全息术的记录再现的处理。其中,本说明书中,将在全息记录再现装置10中插入全息记录介质I之后,直到记录或再现的准备完成的处理称为设置处理。将从准备完成状态起在全息记录介质I中记录信息的处理称为记录处理,将从准备完成状态起再现全息记录介质I中已记录的信息的处理称为再现处理。
[0125]图4(a)示出了设置处理的流程图,图4(b)示出了记录处理的流程图,图4(C)示出了再现处理的流程图。
[0126]如图4(a)所示,开始设置处理时(步骤S401),全息记录再现装置10例如进行判别插入的介质是否是利用全息术记录或再现数字信息的介质的介质判别(步骤S402)。
[0127]介质判别的结果为判断是利用全息术记录或再现数字信息的全息记录介质I时,全息记录再现装置10读取设置在全息记录介质I中的控制数据(步骤S403),取得例如关于全息记录介质I的信息和例如关于记录和再现时的各种设定条件的信息。
[0128]读取控制数据之后,进行与控制数据相应的各种调整和关于拾取器11的学习处理(步骤S404)。由此,全息记录再现装置10中记录或再现的准备完成,结束设置处理(步骤 S405)ο
[0129]其中,本实施例中,步骤S404的学习处理包括开启后述的偏心补偿控制的处理,此后,假设偏心补偿控制总是开启。
[0130]接着,对于从准备完成状态直到记录信息的处理,用图4(b)的流程图进行说明。开始记录处理时(步骤S411),全息记录再现装置10接收记录数据(步骤S412),对拾取器11内的空间光调制器212发送与该数据相应的二维数据。
[0131]之后,为了能够在全息记录介质I中记录高品质的信息,而根据需要事先进行例如光源201的功率优化和快门203的曝光时间的优化等各种记录用学习处理(步骤S413)。
[0132]之后,在寻轨动作(步骤S414)中使用主轴控制电路42和半径方向输送控制电路44和偏心补偿电路40,控制主轴电机50和半径方向输送部52和移动台51。由此,以从拾取器11以及固化光学系统13照射的光束对全息记录介质I的规定位置照射的方式,使全息记录介质I定位。全息记录介质I具有地址信息的情况下,再现地址信息,确认是否定位在目标位置,如果没有配置在目标位置,则计算与规定位置的偏离量,再次反复定位的动作。关于本实施例中的寻轨动作的流程图,在后文中叙述。
[0133]之后,进行在全息记录介质I中将要记录的数据记录为全息图的数据记录处理(步骤S415)。关于该数据记录处理的详情,在后文中叙述。数据记录处理完成时,结束记录处理(步骤S416)。其中,也可以根据需要对数据进行校验。
[0134]对于从准备完成状态直到再现已记录的信息的处理,用图4(c)的流程图进行说明。开始再现处理时(步骤S421),全息记录再现装置10首先在寻轨动作(步骤S422)中,使用主轴控制电路42和半径方向输送控制电路44和偏心补偿电路40,以从拾取器11以及再现用参考光光学系统12照射的光束对全息记录介质I的规定位置照射的方式,使全息记录介质I定位。全息记录介质I具有地址信息的情况下,再现地址信息,确定是否定位在目标位置,如果没有配置在目标位置,则计算与规定位置的偏离量,再次反复定位的动作。
[0135]之后,从拾取器11出射参考光,从用光检测器226检测出的二维数据中读取全息记录介质I中已记录的信息(步骤S423),发送再现数据(步骤S424)。再现数据的发送完成时,结束再现处理(步骤S425)。
[0136]图22不出了记录、再现时的数据处理流程,图22(a)不出了输入输出控制电路90中记录数据接收处理S412之后,直到变换为空间光调制器212上的二维数据的信号生成电路81中的记录数据处理流程,图22(b)示出了用光检测器226检测出二维数据之后,直到输入输出控制电路90中的再现数据发送处理S424的信号处理电路82中的再现数据处理流程。
[0137]用图22(a)说明记录时的数据处理流程。开始记录时的数据处理时(步骤S8101),信号生成电路81接收记录数据(步骤S8102)。接着,将记录数据分割为多个数据串,为了可以在再现时进行检错而对各数据串CRC化(步骤S8103)。接着,为了使开(ON)像素数与关(OFF)像素数大致相等、以及防止同一模式的反复的目的,而实施对数据串添加伪随机数数据串的加扰(步骤S8104)。之后,为了可以在再现时进行纠错而进行里德-所罗门编码等纠错编码(步骤S8105)。接着,将该数据串变换为MXN的二维数据,使其反复相当于I个页数据的量从而构成I页的二维数据(步骤S8106)。对于这样构成的二维数据附加作为再现时的图像位置检测和图像畸变修正中的基准的标记(步骤S8107),对空间光调制器212传输数据(步骤S8108)。通过以上所述,记录时的数据处理完成(步骤S8109)。
[0138]接着,用图22(b)说明再现时的数据处理流程。开始再现时的数据处理时(步骤S8201),对信号处理电路82传输用光检测器226检测出的再现图像数据(步骤S8202)。接着,以该图像数据中包括的标记为基准检测图像位置(步骤S8203),进而修正图像的倾斜、倍率、变形等畸变(步骤S8204)。之后,进行二值化(步骤S8205),除去标记(步骤S8206)。接着,取得I页的二维数据(步骤S8207)。将这样得到的二维数据变换为多个数据串之后,进行纠错处理,除去校验数据串(步骤S8208)。接着解除加扰(步骤S8209),使用CRC进行检错处理(步骤S8210)。最后,经由输入输出控制电路90发送删除CRC校验位而生成的再现数据(步骤S8211)。通过以上所述,再现时的数据处理完成(步骤S8212)。
[0139]图23是全息记录再现装置10的信号生成电路81的框图。
[0140]对输入输出控制电路90开始记录数据的输入时,输入输出控制电路90对控制器80通知记录数据的输入已开始。控制器80接受该通知,命令信号生成电路81对从输入输出控制电路90输入的I页的数据进行记录处理。来自控制器80的处理命令经由控制用线8108,对信号生成电路81内的子控制器8101通知。接受该通知后,子控制器8101以使各信号处理电路并行工作的方式经由控制用线8108进行各信号处理电路的控制。首先,控制存储器控制电路8103在存储器8102中保存经由数据线8109从输入输出控制电路90输入的记录数据。存储器8102中保存的记录数据达到一定量时,进行用CRC运算电路8104使记录数据CRC化的控制。接着,对于CRC化后的数据,进行用加扰电路8105实施添加伪随机数数据串的加扰,用纠错编码电路8106进行添加校验数据串的纠错编码的控制。最后,使拾取器接口电路8107从存储器8102按空间光调制器212上的二维数据的排列顺序读取纠错编码后的数据,附加再现时作为基准的标记之后,对拾取器11内的空间光调制器212
传输二维数据。
[0141]图24是全息记录再现装置10的信号处理电路82的框图。
[0142]控制器80在拾取器11内的光检测器226检测出图像数据时,命令信号处理电路82对从拾取器11输入的I页的数据进行再现处理。来自控制器80的处理命令经由控制用线8211,对信号处理电路82内的子控制器8201通知。接受该通知后,子控制器8201以使各信号处理电路并行工作的方式经由控制用线8211进行各信号处理电路的控制。首先,控制存储器控制电路8203在存储器8202中保存通过数据线8212从拾取器11经由拾取器接口电路8210输入的图像数据。存储器8202中保存的数据达到一定量时,进行用图像位置检测电路8209从保存在存储器8202中的图像数据内检测标记而提取有效数据范围的控制。接着,控制图像畸变修正电路8208使用检测出的标记进行图像的倾斜、倍率、变形等畸变的修正,将图像数据变换为期待的二维数据的尺寸。对于构成尺寸变换后的二维数据的多个比特的各比特数据,进行在二值化电路8207中判定“0”、“ I”而二值化,在存储器8202中按再现数据的输出顺序保存数据的控制。接着,用纠错电路8206纠正各数据串中包括的错误,用解扰电路8205解除添加伪随机数数据串的加扰之后,用CRC运算电路8204进行存储器8202中的再现数据内不包括错误的确认。之后,对输入输出控制电路90从存储器8202传输再现数据。
[0143]接着,对于本实施例的全息记录介质I中设置的2种标记,用图13进行说明。图13示出了全息记录介质1,圆Rl表示介质的最内周,圆R2表示介质的最外周。图13中的点O表示全息记录介质I的几何中心。此外,在此后的说明中,设变量r是表示从点O起测量的半径的变量。
[0144]如图13所示,在全息记录介质I的内周侧的区域中,在rl彡r彡r2的区域中设置M2所示的规定标记,并且在r3 ^r^r4的区域中设置Ml所示的规定标记。此外,在全息记录介质I中将用户数据记录为全息图的区域,是:r5彡r彡r6。[!卩,标记Ml和M2设置在将用户数据记录为全息图的区域的内周侧。
[0145]标记Ml是角度检测用标记,标记M2是偏心检测用标记。接着,用图14说明检测这2种标记的传感器的固定位置。
[0146]如图1所说明,移动台51和旋转角度检测传感器14、第一偏心检测传感器15、第二偏心检测传感器16都固定在半径方向输送部52的可动部上。图14是用于说明以半径方向输送部52的可动部为基准的情况下的各传感器的固定位置的图。
[0147]点xyO表示移动台51的驱动基准位置。例如移动台51的X方向和Y方向的可动范围都是土 Imm时,在X轴上从负方向的可动端起向正方向移动0.5mm、在Y轴上从负方向的可动端起向正方向移动0.5mm的点是点xyO。S卩,设移动台51的可动部位于驱动基准位置xyO时,主轴电机50的旋转轴位于xyO的正上方。
[0148]如图所示,图的横方向是Y轴,纵方向是X轴。点P14表示旋转角度检测传感器14的传感器中心。同样,点P15表不第一偏心检测传感器15的传感器中心,点P16表不第二偏心传感器16的传感器中心。P15和P16存在于以点xyO为中心的半径r2的圆Cxy上。此处,在本实施例中,“传感器中心”指的是传感器照射的光斑的中心位置。此外,例如将使旋转角度检测传感器14照射的光斑的中心位置与点P14 —致地配置旋转角度检测传感器14表述为“将旋转角度检测传感器14配置在点P14”。
[0149]根据图14和图13,移动台51的可动部位于驱动基准位置xyO、并且全息记录介质I中不存在偏心时,旋转角度检测传感器14位于在r3 < r < r4的区域中设置的角度检测用标记Ml的中心。此外,移动台51的可动部位于驱动基准位置xyO、并且全息记录介质I中不存在偏心时,第一偏心检测传感器15和第二偏心检测传感器16位于在rl < r < r2的区域中设置的偏心检测用标记M2的外周边缘。
[0150]接着,对于各标记的特征和从各传感器输出的信号进行说明。
[0151]图15是表示角度检测用标记Ml的示意图,和表示从旋转角度检测传感器14输出的信号的图。如图15所示,角度检测用标记Ml由反射部和非反射部以规定的周期P反复的标记Mp和对于介质的一转设置一次的标记Mz构成。标记Mz是用于生成后述的Z相信号的标记,标记Mp是用于生成后述的A相信号和B相信号的标记。
[0152]如图15中示意地所示,从旋转角度检测传感器14照射规定波长的检测光,在标记Mp上生成光斑。旋转角度检测传感器14检测在标记Mp上反射的光,从而检测旋转角度。从旋转角度检测传感器14对标记Mp照射的光斑向图中右方向前进的情况下,可以得到如图所示的3种信号作为旋转角度检测传感器14的输出信号。A相信号和B相信号是在移动标记Mp的周期P时输出8个周期的矩形波。A相信号与B相信号相位相差90度,进而相位的大小因对标记Mp照射的光斑的移动方向而变化。即,对标记Mp照射的光斑向图15的右方向前进的情况下,是B相信号相对于A相信号相位超前90度的输出。反之,对标记Mp照射的光斑向图15的左方向前进的情况下,是B相信号相对于A相信号相位滞后90度的输出。进而,Z相信号因对标记Mz照射的光斑(未图示)而生成,使介质旋转一圈的情况下输出一次与A相信号相同宽度的脉冲。
[0153]该A相信号和B相信号、Z相信号是一般作为增量型编码器的输出信号的输出形式,本实施例的结构中能够根据这3个信号得到介质的旋转角度。例如,用Z相信号决定作为O度的角度,根据A相信号和B相信号累计旋转角度的增减,从而运算当前的角度。其中,因为A相信号与B相信号的相位差是
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