专利名称：全息存储器介质、全息存储器设备和全息记录设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种全息存储器介质、一种全息存储器设备以及一种全息记录设备，其中通过固定在信号光束与参考光束发生干涉时所产生的干涉带而在该全息存储器介质上记录信息，该全息存储器设备用于把信息记录在该全息存储器介质中并且用于从中再现信息，该全息记录设备用于在该全息存储器介质中记录信息。特别地，本发明适于校正在所述全息存储器介质和所述参考光束之间所产生的倾斜误差。
背景技术：
一般来说，在全息存储器中，通过固定干涉带而在全息存储器材料层中记录信息，该干涉带是由信号光束和参考光束之间的干涉所产生的。在这种情况下，根据将被记录的信息对该信号光束进行空间光调制。因此，当把所述信号光束和参考光束施加到该全息存储器时，根据将被记录的信息在该全息存储器材料层中产生明暗干涉带。在所述全息存储器材料层中的高度聚合的单体被吸引到将被聚合的所述干涉带的“明亮”区域，从而相应于该干涉带固定了该全息存储器材料层中的折射率分布。结果，信息被记录在全息存储器上。
已经知道，在全息存储器中，可以通过相对于所述全息存储器材料层改变参考光束的入射角度而在一个记录区域(记录块)中同时记录多种信息(角度复用)。换句话说，所述参考光束对于不同的信息片段以不同的角度入射，以便对信号光束进行空间调制，从而有可能在相同的记录区域上根据每个不同信息片段的入射角度彼此独立地固定对应于每个不同信息片段的干涉带。
在再现期间，以与记录期间施加参考光束的相同角度把参考光束施加到全息存储器材料层。因此，根据该角度的干涉带在参考光束中发生衍射，并且衍射的参考光束被感光器元件所接收，以便再现在该角度下记录的信息。
JP 11-16374 A和JP 2000-338846 A各描述了一种基于角度复用的全息存储器设备。
在通过角度复用记录信息的情况下，一般来说，在一个表面的平面内方向上改变参考光束相对于全息材料层的入射角度，该表面包括信号光束和参考光束的光轴。因此，即使在再现期间所述全息存储器和参考光束之间在所述平面内方向上出现倾斜误差时，也可以通过根据该倾斜误差控制用于调节参考光束的致动器(检电镜(galvanomirror)等等)来把参考光束相对于全息存储器的入射角度调节到适当的状态。
例如，如图12A所示，当在全息存储器材料层中产生干涉带时，即使在再现期间在该全息存储器内的沿着图12A的线X-Y的平面中出现倾斜，也可以如图12B所示地驱动并且控制所述参考光束致动器以便校正参考光束的入射角度，从而使得参考光束以适当的角度入射到全息存储器上。
然而，当所述倾斜误差是在垂直于包括信号光束和参考光束的光轴的表面的方向上发生时(也就是说当所述倾斜误差是在图12A和12B所示的X-Z平面的平面内方向上发生时)，无法通过驱动控制用于参考光束的致动器来校正该倾斜误差。在这种情况下，干涉带和参考光束之间的角度不同于记录时的情况下，因此不可能获得适当的再现信号。
发明内容
本发明旨在解决上述问题。本发明的一个目的是能够通过校正倾斜误差而在全息存储器中适当地记录信息或者适当地从中再现信息，即使当该倾斜误差是在垂直于包括信号光束和参考光束的光轴的平面的方向上出现在全息存储器中时也是如此。
本发明的第一方面涉及一种全息存储器介质，基于全息图原理在该全息存储器介质上记录参考信息，所述参考信息用于指定参考光束的入射角度或者参考光束和信号光束的入射角度。
在本发明的第一方面中，可以通过在一个区域内对根据角度改变的多种信号模式进行多重记录而把所述参考信息记录在全息存储器介质上，同时，所述角度在预定方向上改变。
更具体来说，可以通过在预定方向上改变参考光束和信号光束的入射角度而把参考信息记录在全息存储器介质上，以便在所述区域内对多种信号模式进行多重记录，同时，所述参考光束和信号光束在包括参考光束和信号光束的光轴的表面的平面内方向上的入射角度被保持。
此外，在本发明的第一方面中，可以通过在一个区域内记录一种信号模式而把参考信息记录在全息存储器介质上，同时，在预定方向上的角度被保持。
更具体来说，可以通过在预定方向上保持参考光束和信号光束的入射角度而把参考信息记录在全息存储器介质上，以便在所述区域内记录该种信号模式，同时，所述参考光束和信号光束在包括参考光束和信号光束的光轴的表面的平面内方向上的入射角度被保持。
此外，在本发明的第一方面的全息存储器介质中，可以基于全息图原理在彼此不同的位置处记录第一参考信息和第二参考信息，第一参考信息用于指定所发射的激光束在第一方向上的入射角度，第二参考信息用于指定所发射的激光束在不同于第一方向的第二方向上的入射角度。
更具体来说，第一方向是包括参考光束和信号光束的光轴的表面的平面内方向，第二方向是这样一个表面的平面内方向，该表面垂直于包括参考光束和信号光束的光轴的表面。
在这种情况下，可以通过在第一区域内对根据角度改变的多种信号模式进行多重记录而把第一参考信息记录在全息存储器介质上，同时，所述角度在第一方向上改变；并且可以通过在第二区域内对根据角度改变的多种信号模式进行多重记录而把第二参考信息记录在全息存储器介质上，同时，所述角度在第二方向上改变。
本发明的第二方面涉及一种全息存储器设备，其用于在全息存储器介质上记录信息和/或从该全息存储器介质中再现信息，该全息存储器介质包括用于指定参考光束在预定方向上的入射角度或者参考光束和信号光束在预定方向上的入射角度的参考信息，该参考信息基于全息图原理被记录。
根据本发明的第二方面的全息存储器设备的特征在于其包括检测装置，其通过把参考光束发射到参考信息的记录位置来检测由该参考信息指定的该参考光束的入射角度；角度调节装置，其基于由该检测装置检测到的入射角度来调节所述参考光束相对于该全息存储器介质的入射角度或者所述参考光束和信号光束相对于该全息存储器介质的入射角度。
根据本发明的第二方面的一个模式，通过在一个区域内对根据角度改变的多种信号模式进行多重记录而把参考信息记录在全息存储器介质上，同时，所述角度在预定方向上改变。在这种情况下，所述检测装置检测由所述参考信息指定的所述参考光束的入射角度，这是基于光电检测器的光接收状态与所述多种信号模式之间的对应关系而实现的，所述光电检测器的光接收状态是当在预定方向上改变的入射角度下把参考光束发射到所述参考信息的记录位置时所获得的光接收状态。
此外，根据本发明的第二方面的另一个模式，通过在一个区域内记录一种信号模式而把参考信息记录在全息存储器介质上，同时，在预定方向上的角度被保持。在这种情况下，当在该预定方向上改变的入射角度下把参考光束发射到所述参考信息的记录位置时，所述检测装置检查所述光电检测器的光接收状态，并且把与该光电检测器中的最大接收光量相关的入射角度检测为由该参考信息指定的该参考光束的入射角度。
本发明的第三方面涉及一种全息记录设备，其包括用于把参考信息记录在包括记录层的全息存储器介质中的记录装置，这是通过参考光束和信号光束在该记录层之间的干涉而进行的，所述参考信息用于指定参考光束在预定方向上的入射角度或者参考光束和信号光束在预定方向上的入射角度。
根据本发明的第三方面的一个模式，通过在一个区域内对根据角度改变的多种信号模式进行多重记录而把参考信息记录在全息存储器介质上，同时，所述角度在预定方向上改变。
此外，根据本发明的第三方面的另一个模式，通过在一个区域内记录一种信号模式而把参考信息记录在全息存储器介质上，同时，在预定方向上的角度被保持。
根据本发明，当把参考光束发射到参考信息的记录位置时，有可能检测到由该参考信息指定的该参考光束的入射角度。因此，当基于所检测到的入射角度调节参考光束相对于全息存储器介质的入射角度或者参考光束和信号光束相对于全息存储器介质的入射角度时，在记录和再现操作期间可以允许参考光束或者参考光束和信号光束在适当的恒定角度下进入全息存储器介质。
当参照附图阅读下面的实施例描述时，本发明的上述和其他目的及其新颖特征将变得显而易见。
图1示出了根据本发明的实施例1的全息存储器设备的光学系统；图2的结构图示出了根据本发明的实施例1的全息存储器设备；图3示出了在本发明的实施例1中的光头和全息存储器之间的关系；图4示出了在本发明的实施例1中形成参考倾斜全息图的方法；图5的示意图示出了在本发明的实施例1中获得参考角度Sr的方法；图6的流程图示出了根据本发明的实施例1的全息存储器设备的记录操作；图7的流程图示出了根据本发明的实施例1的全息存储器设备的再现操作；图8示出了在本发明的实施例2中形成St参考倾斜全息图的方法；图9的流程图示出了在本发明的实施例2中获得参考角度St和Sr的处理；图10的流程图示出了在本发明的实施例3中获得参考角度St和Sr的处理；图11A到11C示出了各实施例中的参考倾斜全息图的修改示例；以及图12A和12B的示意图示出了干涉带和倾斜之间的关系。
应当注意到，附图仅仅用于说明的目的，因此本发明的范围不受其限制。
具体实施例方式
下面将参照附图描述本发明的实施例。
实施例1图1示出了根据本发明的本实施例的全息存储器设备的光学系统。当在透射型全息存储器10中记录/再现信息时使用所示出的光学系统。
如图1所示，该光学系统包括半导体激光器101、准直器透镜102、快门103、分束器104、快门105、偏振分束器106、λ/4波片107、空间光调制器108、傅里叶变换透镜109、检电镜110、中继透镜111、傅里叶变换透镜112和CMOS(互补MOS)图像传感器113。
半导体激光器101发射其波长适应于全息存储器10的激光束。准直器透镜102把从半导体激光器101入射的激光束转换成平行光束。快门103包括机械快门等等，其根据控制信号通过/阻断激光束。具体来说，只有在记录/再现操作的曝光时间才设置关断(通过)状态。基于关断状态的时间，控制全息存储器10的曝光时间。分束器104把来自准直器透镜102的激光束分离成信号光束和参考光束。
快门105包括机械快门等等，其根据控制信号通过/阻断信号光束。具体来说，在记录期间设置关断(通过)状态，在再现期间设置接通(阻断)状态。
偏振分束器106几乎完全通过从快门105入射的信号光束以及从λ/4波片107入射的信号光束。λ/4波片107把从偏振分束器106入射的信号光束从线性偏振光束转换成圆偏振光束，并且把从空间光调制器108入射的作为圆偏振光束的信号光束转换成线性偏振光束。
空间光调制器108包括液晶面板和反射镜等等的组合，其根据记录信号控制对应于每个像素的信号光束的偏振态(1和0的二进制数据)，从而根据记录信号对信号光束进行空间光调制。
已经通过偏振分束器106的P偏振信号光束被圆偏振，以便由λ/4波片107向左或向右转。在这种情况下，信号光束的转向由λ/4波片107的晶体轴方向决定。例如，当信号光束的转向是向右时，令信号光束往复通过空间光调制器108的液晶面板，以便在数字数据“1”的像素位置处保持其右转，并且在数字数据“0”的像素位置处改变到左转。相应地，信号光束再次通过λ/4波片107，从而在数字数据“1”的像素位置处成为S偏振光束，并且在数字数据“0”的像素位置处成为P偏振光束。在这些光束当中，只有关于数字数据“1”的S偏振光束被偏振分束器106反射，而关于数字数据“0”的P偏振光束则通过偏振分束器106。
傅里叶变换透镜109把从偏振分束器106入射的信号光束汇聚在全息存储器10的全息存储器材料层上。
检电镜110反射参考光束，并且根据控制信号在包括信号光束和参考光束的光轴的平面内方向上被旋转。通过旋转检电镜110来调节参考光束相对于记录块的入射角度。中继透镜111把由检电镜110反射的参考光束引导到全息存储器10的记录块。
傅里叶变换透镜112把由所述全息存储器材料层衍射的并且通过全息存储器10(在下文中，通过全息存储器10之后的参考光束将特别被称为“再现光束”)的参考光束转换成平行光束，并且将其引导到CMOS图像传感器113。CMOS传感器113根据通过傅里叶变换透镜112接收的再现光束的强度分布把电信号输出到信号放大电路(下面描述)。
在记录期间，从半导体激光器101发射的激光束被准直器透镜102转换成平行光束，接着其通过快门103，并且被分束器104分离成信号光束和参考光束。在这些光束当中，信号光束通过快门105，接着透射通过偏振分束器106，并且由空间光调制器108调制。由空间光调制器108调制的信号被偏振分束器106反射，并且由傅里叶变换透镜109汇聚并且被施加到全息存储器10。所述参考光束由检电镜110反射，并且随后通过中继透镜111入射到全息存储器10的信号光束施加位置处。
这样，所述信号光束和参考光束被施加到全息存储器10的全息存储器材料层上。相应地，在该全息存储器材料层的激光束施加位置处产生干涉带，并且单体根据该干涉带而被聚合。结果，根据该干涉带在该全息材料层上固定了折射率分布，以便在该全息存储器中执行记录。
应当注意，在通过角度复用所进行的记录期间，检电镜110被旋转预定角度(页面馈送(page feeding)量)以便改变参考光束在全息存储器10上的入射角度。此时，由检电镜110反射的参考光束通过中继透镜111，从而通过仅仅改变相对于全息存储器10的角度而不改变在全息存储器10上的入射位置而把参考光束施加到信号光束的施加位置处。根据参考光束的角度改变，下一页的记录信号被提供给空间光调制器108。参考光束的角度改变以及记录信号相对于空间光调制器108的改变被重复，直到在所述记录块中的多重记录结束。因此，在该记录块中产生随着参考光束的入射角度而不同的干涉带，从而根据所述不同的干涉带在该记录块中固定了折射率分布。结果，通过角度复用把不同的记录信号记录在该记录块中。
在再现期间，从半导体激光器101发射的激光束被准直器透镜102转换成平行光束，其通过快门103，并且被分束器104分离成信号光束和参考光束。在这些光束当中，信号光束被快门105阻断。另一方面，参考光束通过检电镜110和中继透镜111被施加到全息存储器10的全息存储器材料层。
随后，参考光束被固定在全息存储器材料层上的干涉带衍射，以便通过全息存储器10。接着，所述参考光束(再现光束)被傅里叶变换透镜112转换成平行光束，并且被入射到CMOS图像传感器113上。
CMOS图像传感器113根据所接收的再现光束的强度分布把电信号输出到信号放大电路(下面描述)。这里，由CMOS图像传感器113接收的再现光束的强度分布遵循由空间光调制器在记录期间应用于信号光束的空间光调制。应当注意，通过调节机构(未示出)对于一个与光电检测表面平行的方向的位置以及一个角度调节CMOS图像传感器113。从CMOS图像传感器113输出的电信号被信号放大电路放大，并且随后被解码器解调。
应当注意，在记录和再现操作期间，执行补偿参考光束相对于全息存储器10的倾斜误差的处理。下面将参照图5到7详细描述该处理。
图2示出了根据本实施例的全息存储器设备的配置。如图2所示，该全息存储器设备包括编码器11、SLM驱动器12、光头13、信号放大电路14、解码器15、伺服电路16、步进式电动机17、馈送机构18、倾斜致动器19和控制器20。
编码器11对记录数据进行编码，以便将其发送到SLM驱动器12。SLM驱动器12从已编码记录数据产生记录信号，以便驱动空间光调制器108，并且根据所产生的记录信号来驱动光头13中的空间光调制器108。
光头13合并了图1的光学系统，并且把用于记录和再现的信号光束和参考光束施加到全息存储器(盘介质)10。如下所述，光头13被设置成使得当在一个直径方向(下文中称为“径向方向”)上对全息存储器10进行步进式馈送时，所述信号光束和参考光束的施加位置可以在该直径上移动。光头13被设置成使得所述信号光束和参考光束可以从垂直于该直径的方向(下文中称为“切向方向”)上入射。
图3示出了光头13和全息存储器10之间的关系。光头13在图3所示的径向方向上移动。信号光束和参考光束从图3所示的切向方向上入射到全息存储器10上。
回到图2，信号放大电路14放大从光头13中的CMOS图像传感器113输出的电信号，并且将其发送到解码器15和控制器20。解码器15解码从信号放大电路14输入的再现信号以便产生再现数据，并且将其发送到后续级的电路。
伺服电路16根据来自控制器20的控制命令产生伺服信号以便在盘圆周方向上步进式地对全息存储器10进行馈送，并且将其发送给步进式电动机17。伺服电路16还根据来自控制器20的控制命令产生伺服信号以便在径向方向上步进式地对全息存储器10进行馈送，并且将其发送给馈送机构18的驱动电动机18a。此外，伺服电路16根据来自控制器20的控制命令驱动并且控制设置在光头13中的半导体激光器101、控制快门103和105的接通/关断以及驱动并且控制检电镜110。
伺服电路16响应于来自控制器20的控制命令产生伺服信号，以用于校正在图3所示的X-Z平面的平面内方向上的倾斜，该倾斜是在全息存储器10与所述信号光束及再现光束之间产生的。在下文中，所述倾斜的方向被称为“径向倾斜方向”，并且该倾斜被称为“径向倾斜”。接着，伺服电路16把所产生的伺服信号发送给倾斜致动器19。
步进式电动机17根据来自伺服电路16的伺服信号在盘圆周方向上对全息存储器10进行步进式馈送。馈送驱动机构18可滑动地支撑步进式电动机17，以便使得光头13和全息存储器10能够在径向方向上相互运动。所述电动机(步进式电动机)18a提供驱动力，以便在径向方向上步进式地对步进式电动机17进行馈送。
倾斜致动器19被插入在馈送机构18和步进式电动机17之间，并且在径向倾斜方向上倾斜步进式电动机17的旋转轴。倾斜致动器19包括安装表面，步进式电动机17被安装在该安装表面上；能够在径向倾斜方向上旋转该安装表面的机构部分；以及用于提供驱动力以便在径向倾斜方向上朝该机构部分驱动该安装表面的电动机。倾斜致动器19可以例如使用角度级(gonio stage)来构造。
控制器20根据预定的控制程序控制各个部件。控制器20在记录和再现操作之前在径向倾斜方向上校正全息存储器材料层的倾斜。下面将详细描述对应于所述校正的控制操作。
接下来将参照图4描述根据本实施例全息存储器10。
根据本实施例，预先在全息存储器10中记录一个全息图，其用于检测全息存储器材料层在径向倾斜方向上的倾斜(下文中称为“参考倾斜全息图”)。优选地在不影响记录用户数据的位置处记录该参考倾斜全息图，例如全息存储器10的最内圆周位置或者最外圆周位置。
参照图4的上部，通过角度复用在全息存储器材料层中记录一个预定的信号模式以便形成参考倾斜全息图，同时所述信号光束和参考光束相对于全息存储器材料层的入射角度当中的每一个在径向倾斜方向上倾斜预定的角度。
在图4所示的例子中，在角度复用时，从参考角度(径向倾斜角度＝0度)开始，在±2.0度的范围内以0.1度的间隔在径向倾斜方向上改变所述信号光束和参考光束的入射角度当中的每一个。在下文中，所述参考角度和入射角度之间的差被称为“径向倾斜角度”。此时，参考光束在包括参考光束和信号光束的光轴的表面的平面内方向(下文中称为“切向倾斜角度”)上的入射角度被保持在恒定角度(参考角度)。
参照图4的下部所示的表设置在每个径向倾斜角度下的信号光束的调制模式。换句话说，当该径向倾斜角度是-2.0度时，信号光束的调制模式变成这样的模式，其中在空间光调制器108的每个像素位置处的数据是“0”。每当径向倾斜角度从-2.0度递增+0.1度时，空间光调制器108的其中数据为“1”的像素区域从该像素区域的一端增大整个像素区域的1/20。当径向倾斜角度是0度时，信号光束的调制模式变成这样的模式，其中在空间光调制器108的每个像素位置处的数据为“1”。每当径向倾斜角度从0度递增+0.1度时，空间光调制器108的其中数据为“0”的像素区域从该像素区域的一端增大整个像素区域的1/20。当径向倾斜角度是+2.0度时，信号光束的调制模式变成这样的模式，其中在空间光调制器108的每个像素位置处的数据为“0”。在图4的下部所示的表的“信号光束的调制模式”部分包括示出空间光调制器108的横向延伸的像素区域的示意图。
如上所述，当仅有参考光束被允许进入在每个径向倾斜角度下记录的参考倾斜全息图时，在CMOS图像传感器113上产生与每个径向倾斜角度相关的调制模式的强度分布。在这种情况下，有必要把参考光束在切向倾斜方向上的入射角度调节到在记录该参考倾斜全息图时所设置的入射角度(参考角度)。
在每个径向倾斜角度下允许参考光束进入参考倾斜全息图的情况下，图5示出了在CMOS图像传感器113上的再现光束的强度分布(光接收模式图5的下部)以及通过使用预定方法(光量计算值)对该强度分布执行计算处理所获得的结果。
在图5中，在对应于图4的表中所示的信号光束的调制模式的改变方向(具有数据“1”或“0”的像素区域的延伸方向)的方向上，CMOS图像传感器113的光接收区域被均匀地一分为二。当在相应的划分区域A和B上接收到的光强度被彼此相加以及彼此相减时，相应的计算值根据参考光束的径向倾斜角度而改变，如图5中的虚线和实线所示。这里，在区域A上接收到的光强度被称为“光量A”，在区域B上接收到的光强度被称为“光量B”。
从这种改变特性可以明显看出，当(光量A)-(光量B)变为0并且(光量A)+(光量B)变为大于或等于一个预定值(阈值)时，所获得的径向倾斜角度等于在形成所述参考倾斜全息图时所设置的径向倾斜参考角度(径向倾斜角度＝0度)。因此，当在所述记录和再现操作期间检测到径向倾斜方向上的这样一个倾斜位置时，其中(光量A)-(光量B)变为0并且(光量A)+(光量B)变为大于或等于该预定值(阈值)，由倾斜致动器19在径向方向上倾斜全息存储器10。接着，当允许参考光束和信号光束在所检测到的倾斜位置处进入所述全息存储器材料层时，所述参考光束和信号光束在等于径向倾斜参考角度(径向倾斜角度＝0度)的角度下入射到全息存储器材料层上，该径向倾斜参考角度是在形成所述参考倾斜全息图时所设置的。
接下来将参照图6描述全息存储器设备的记录操作。
在开始记录操作后，快门103和105被接通(闭合)(S101)，并且光头13访问参考倾斜全息图的记录位置(S102)。为了所述访问，由步进式电动机17执行对全息存储器10的步进式馈送(在盘圆周方向上)，并且由馈送机构18执行对全息存储器10的步进式馈送(在径向方向上)。
随后，快门103被关断(打开)，以便把参考光束发射到全息存储器10(S103)。此时，在预定范围内旋转检电镜110，以便在切向倾斜方向上改变参考光束的入射角度。随后，在各个入射角度下连续地获得CMOS图像传感器113上的总接收光量。
此后，快门103被接通(闭合)，以便停止把参考光束发射到全息存储器10(S105)。把在步骤S104中获得的各总接收光量彼此进行比较。获得与最大总接收光量相关的入射角度，以作为对应于参考光束在切向倾斜方向上的参考角度的入射角度(参考角度St)(S106)。
接下来，把参考光束的入射角度设置为在步骤S106中设置的参考角度St(S107)，并且再次关断(打开)快门103，以便把参考光束发射到全息存储器10(S108)。此时，由倾斜致动器19在预定范围内旋转步进式电动机17的旋转轴，以便在径向倾斜方向上改变参考光束的入射角度。接下来，在各个入射角度下连续获得CMOS图像传感器113上的接收光量A和B(见图5)，并且对于每个入射角度计算((光量A)-(光量B))和((光量A)+(光量B))(S109)。
此后，快门103被接通(闭合)，以便停止把参考光束发射到全息存储器10(S110)。随后参考通过步骤S109中的计算所获得结果。在所述结果中，获得满足((光量A)-(光量B)＝0)并且((光量A)+(光量B)≥L1)(L1阈值)的入射角度以作为对应于参考光束在径向倾斜方向上的参考角度(径向倾斜角度＝0度)的入射角度(参考角度Sr)(S111)。
在如上所述地获得径向倾斜方向上的参考角度Sr之后，参考光束在径向倾斜方向上的入射角度被设置为参考角度Sr(S112)，并且光头13访问记录目标的块位置(S113)。随后，基于在步骤S106中获得的参考角度St把参考光束在切向倾斜方向上的入射角度设置为记录目标页面的角度(S114)，并且在该角度下把首页的记录数据记录在记录目标块中(S115)。也就是说，在空间光调制器108上显示了对应于首页的记录数据的像素模式之后，快门103和105在曝光时间周期内被关断(打开)以用于记录。
当通过曝光把首页的记录数据记录在所述记录目标块中时，控制器20确定是否还有要被记录的数据(S116)。当还有数据要记录时，把检电镜110旋转一个对应于页面馈送量的角度(S114)，并且和上述处理一样把下一页的记录数据记录在所述记录块中(S115)。重复利用角度复用的数据记录，直到完成在该记录块中的数据记录(S116)。
在完成所述记录块中的记录之后，如果还有要记录的数据，则访问下一个记录块(S113)，并且与上述处理一样通过角度复用来执行在下一个记录块中的记录(S114到S116)。
接下来将参照图7描述全息存储器设备的再现操作。
在开始再现操作后，快门103和105被接通(闭合)(S201)，并且光头13访问参考倾斜全息图的记录位置(S202)。此后，与图6中所示的步骤S103到S106一样，获得参考光束在切向倾斜方向上的参考角度St(S203到S206)。在把参考光束在切向倾斜方向上的入射角度设置为参考角度St(S207)之后，与图6中所示的步骤S108到S111一样，获得参考光束在径向倾斜方向上的参考角度Sr(S208到S211)。
在把参考光束在径向倾斜方向上的入射角度设置为参考角度Sr(S212)之后，光头13访问再现目标的块位置(S213)，并且对于再现目标页面执行对检电镜110的拉动控制(S214)。例如，如下执行所述拉动控制。
首先，快门103被关断(打开)以便把参考光束发射到记录块。此后，从检电镜110的初始位置开始，在与首页(第一页)相关的角度方向上旋转该检电镜110。基于在步骤S206中获得的参考角度St设置检电镜110的初始位置。
在如上所述地旋转检电镜110的同时，持续监控CMOS图像传感器113的输出。在第一输出峰值出现时的检电镜110的角度位置被检测为与所述首页(第一页)相关的角度位置。
在所述检测之后，进一步把检电镜110旋转达到再现目标所必须的页面馈送量。此外，把检电镜110微调到使得CMOS图像传感器113的输出变为最大值的位置。因此，对切向倾斜方向上的再现目标与参考光束之间的倾斜误差进行校正，以便把检电镜110拉到与所述再现目标页面相关的角度位置。当完成对应于该再现目标页面的拉动时，快门103被接通(闭合)。
此后，快门103在对应于再现的曝光时间内被关断，以便对所述再现目标页面执行再现处理(S215)。当完成对该再现目标页面的再现处理后，控制器20确定是否完成了对于将被再现为目标的所有页面的再现(S216)。当在记录块中还有要被再现的另一个页面时，处理返回到步骤S214，并且对于目标页面执行拉动处理和再现处理(S215)。当在另一个记录块中还有要被再现的另一个页面时，处理返回到步骤S213。随后，访问所述再现目标的记录块，并且对于再现目标页面执行拉动处理(S214)和再现处理(S215)。
在本实施例中，在记录和再现操作之前，使用所述参考倾斜全息图在径向倾斜方向上执行倾斜校正。因此，可以实现平滑的记录和再现操作。
在进行倾斜校正的时候，获得切向倾斜方向上的参考角度St。在本实施例中，基于该参考角度St设置在记录时的参考光束在切向倾斜方向上的入射角度(图6的S114)。因此，在不同的全息存储器中，在记录时的参考光束在切向倾斜方向上的入射角度与参考光束在切向倾斜方向上的参考角度(其是利用参考倾斜全息图获得的)之间的关系不发生改变。因此，如本实施例中那样，当在再现时获得参考角度St(图7中的S214)并且基于该参考角度St设置对应于页面拉动的初始角度时，有可能把该初始角度设置成适应于所安装的全息存储器的值，其结果是可以对于所述再现目标页面执行快速且平滑的拉动处理。
实施例2在实施例1中，参考光束在切向倾斜方向上的入射角度被保持为参考角度St，以便形成所述参考倾斜全息图。随后，对于每个入射角度检测总接收光量，同时相对于该参考倾斜全息图改变参考光束在切向倾斜方向上的入射角度。获得与最大总接收光量相关的入射角度，以作为切向倾斜方向上的参考角度St。
另一方面，在本实施例中，除了在实施例1中描述的参考倾斜全息图(在本实施例中，其在下文中特别称作“Ra-参考倾斜全息图”)之外，在全息存储器中形成用于获得参考角度St的参考倾斜全息图(下文中称作“Tn-参考倾斜全息图”)。
与Ra-参考倾斜全息图的情况一样，优选地在不影响用户数据的记录的位置处形成Tn-参考倾斜全息图，例如在全息存储器10的最内圆周位置或者最外圆周位置处。
图8示出了形成Tn-参考倾斜全息图的方法。
参考图8的上部，通过角度复用在全息存储器材料层中记录预定的信号模式以便形成Tn-参考倾斜全息图，同时，相对于全息存储器材料层在切向倾斜方向上把参考光束的入射角度倾斜一个预定角度。
在图8所示的例子中，在角度复用时，从参考角度(切向倾斜角度＝0度)开始，在±0.2度的范围内以0.01度的间隔在切向倾斜方向上改变参考光束的入射角度。(在下文中，所述参考角度和入射角度之间的差被称为“切向倾斜角度”)。此时，参考光束在径向倾斜方向上的入射角度被保持在恒定角度(参考角度)。
参照图8的下部所示的表设置在每个切向倾斜角度下的信号光束的调制模式。换句话说，当该切向倾斜角度是-0.2度时，信号光束的调制模式变成这样的模式，其中在空间光调制器108的每个像素位置处的数据是“0”。每当切向倾斜角度从-0.2度递增+0.01度时，空间光调制器108的其中数据为“1”的像素区域从该像素区域的一端增大整个像素区域的1/20。当切向倾斜角度是0度时，信号光束的调制模式变成这样的模式，其中在空间光调制器108的每个像素位置处的数据为“1”。每当切向倾斜角度从0度递增+0.01度时，空间光调制器108的其中数据为“0”的像素区域从该像素区域的一端增大整个像素区域的1/20。当切向倾斜角度是+0.2度时，信号光束的调制模式变成这样的模式，其中在空间光调制器108的每个像素位置处的数据为“0”。在图8的下部所示的表的“信号光束的调制模式”部分包括示出空间光调制器108的横向延伸的像素区域的示意图。
如上所述，当仅有参考光束被允许进入在每个切向倾斜角度下记录的Tn-参考倾斜全息图时，在CMOS图像传感器113上产生与每个切向倾斜角度相关的调制模式的强度分布。在这种情况下，有必要把参考光束在径向倾斜方向上的入射角度调节到在记录该Tn-参考倾斜全息图时所设置的入射角度(参考角度)。当如图5中的情况那样处理由CMOS图像传感器113接收的光束的强度分布时，可以获得切向倾斜方向上的参考角度St。
通过与实施例1中相同的处理，使用Ra-参考倾斜全息图获得径向倾斜方向上的参考角度Sr。
图9是示出用于获得和设置参考角度St和Sr的处理流程图。在记录和再现操作之前执行该处理。
在开始处理后，快门103和105被接通(闭合)(S301)，并且光头13访问Tn-参考倾斜全息图的记录位置(S302)。接下来，快门103被关断(打开)，以便把参考光束发射到全息存储器(S303)。此时，由倾斜致动器19在预定范围内旋转步进式电动机17的旋转轴，以便在径向倾斜方向上改变参考光束的入射角度。随后，在各个入射角度下连续获得CMOS图像传感器113上的接收光量(S304)。
此后，快门103被接通(闭合)，以便停止把参考光束发射到全息存储器10(S305)。把在步骤S304中获得的各总接收光量彼此进行比较。把参考光束的入射角度设置为与最大总接收光量相关的入射角度(S306)。
接下来，再次关断(打开)快门103，以便把参考光束发射到全息存储器10(S307)。此时，在预定范围内旋转检电镜110，以便在切向倾斜方向上改变参考光束的入射角度。随后，在各个入射角度下连续获得CMOS图像传感器113上的接收光量A和B(见图5)，并且对于每个入射角度计算((光量A)-(光量B))和((光量A)+(光量B))(S308)。
此后，快门103被接通(闭合)，以便停止把参考光束发射到全息存储器10(S309)。随后参考通过步骤S308中的计算所获得结果。在所述结果中，获得满足((光量A)-(光量B)＝0)并且((光量A)+(光量B)≥L2)(L2阈值)的入射角度以作为对应于参考光束在切向倾斜方向上的参考角度的入射角度(参考角度St)(S310)。
在如上所述地获得切向倾斜方向上的参考角度St之后，参考光束在切向倾斜方向上的入射角度被设置为参考角度St。随后，光头13访问Ra-参考倾斜全息图的位置。此后，再次关断(打开)快门103，以便把参考光束发射到全息存储器10(S313)。此时，由倾斜致动器19在预定范围内旋转步进式电动机17的旋转轴，以便在径向倾斜方向上改变参考光束的入射角度。随后，在各个入射角度下连续获得CMOS图像传感器113上的接收光量A和B(见图5)，并且对于每个入射角度计算((光量A)-(光量B))和((光量A)+(光量B))(S314)。
此后，快门103被接通(闭合)，以便停止把参考光束发射到全息存储器10(S315)。随后参考通过步骤S314中的计算所获得结果。在所述结果中，获得满足((光量A)-(光量B)＝0)并且((光量A)+(光量B)≥L3)(L3阈值)的入射角度以作为对应于参考光束在径向倾斜方向上的参考角度的入射角度(参考角度Sr)(S316)。
在如上所述地获得径向倾斜方向上的参考角度Sr之后，参考光束在径向倾斜方向上的入射角度被设置为参考角度Sr(S317)。随后，光头13访问记录目标的块位置或者再现目标的块位置。此后，执行与实施例1中相同的记录和再现操作。
根据本实施例，使用Tn-参考倾斜全息图获得参考光束在切向倾斜方向上的参考角度St，从而可以以高于实施例1的精度获得参考角度St。由于参考角度St的精度得到改进，因此与实施例1的情况相比，可以以高精度平滑地获得参考光束在径向倾斜方向上的参考角度Sr，同时，参考光束在切向倾斜方向上的入射角度被设置为参考角度St。
实施例3在实施例2中，通过图5中所示的方法获得参考角度St和Sr当中的每一个。另一方面，在实施例3中，参考所获得的总接收光量获得参考角度St和Sr当中的每一个，同时在切向倾斜方向和径向倾斜方向上改变参考光束。
在本实施例中，在形成参考倾斜全息图的过程中，把参考光束的入射角度保持在参考角度，而不在切向倾斜方向和径向倾斜方向上做出改变。允许参考光束在参考角度下进入，以便只记录一种信号模式(允许任何模式)。因此，在全息存储器10中形成所述参考倾斜全息图。
图10是示出用于获得和设置参考角度St和Sr的处理流程图。在记录和再现操作之前执行该处理。
在开始处理后，快门103和105被接通(闭合)(S401)，并且光头13访问参考倾斜全息图的记录位置(S402)。接下来，快门103被关断(打开)，以便把参考光束发射到全息存储器10(S403)。此时，在预定范围内旋转检电镜110，以便在切向倾斜方向上改变参考光束的入射角度。随后，在各个入射角度下连续获得CMOS图像传感器113上的接收光量(S404)。
此后，快门103被接通(闭合)，以便停止把参考光束发射到全息存储器10(S405)。把在步骤S404中获得的各总接收光量彼此进行比较。获得与最大总接收光量相关的入射角度，以作为对应于参考光束在切向倾斜方向上的参考角度的入射角度(参考角度St)(S406)。
接下来，把参考光束的入射角度设置为在步骤S406中设置的参考角度St(S407)，随后再次关断(打开)快门103，以便把参考光束发射到全息存储器10(S408)。此时，由倾斜致动器19在预定范围内旋转步进式电动机17的旋转轴，以便在径向倾斜方向上改变参考光束的入射角度。随后，在各个入射角度下连续获得CMOS图像传感器113上的总接收光量(S409)。
接下来，快门103被接通(闭合)，以便停止把参考光束发射到全息存储器10(S410)。把在步骤S409中获得的各总接收光量彼此进行比较。获得与最大总接收光量相关的入射角度，以作为对应于参考光束在径向倾斜方向上的参考角度的入射角度(参考角度Sr)(S411)。参考光束在径向倾斜方向上的入射角度被设置为参考角度Sr(S412)。随后，光头13访问记录目标的块位置或再现目标的块位置。此后，执行与实施例1中相同的记录和再现操作。
根据本实施例，可以简化参考倾斜全息图的结构。此外，有可能简单地获得和设置参考角度St和Sr。
已经描述了本发明的各实施例。然而，无需赘言，这些实施例不限制本发明，并且可以做出各种改变。
例如，用于发射信号光束和参考光束的光源不限于半导体激光器101。其例如可以是SHG激光器。
快门103和105不限于机械快门，其可以是液晶快门。
空间光调制器108不限于液晶和反射镜的组合，其可以是DMD(数字微镜设备)。对于空间光调制器108，可以使用仅有液晶制成的光透射空间光调制器。在这种情况下，该空间光调制器被设置在图1的光学系统内的快门105的后一部分中。
可以通过组合两个或多个反射镜代替中继透镜111来调节参考光束的入射位置。
用于检测干涉光的光电检测器不限于CMOS图像传感器113。例如，其可以是CCD图像传感器。
所述复用方法不限于角度复用。可以采用另一种复用方法或者多种复用方法的组合。
对于全息存储器10的径向步进式馈送不限于对步进式电动机17进行步进式馈送的配置。有可能使用在全息存储器10的径向方向上对光头13进行馈送的配置。
在本实施例中，由倾斜致动器19在径向倾斜方向上驱动步进式电动机17。可以在径向倾斜方向上驱动光头13。
在本实施例中，如图4所示地改变信号光束的调制模式(其中数据为“0”的像素区域和其中数据为“1”的像素区域)。可以如图11A到11C所示地改变信号光束的调制模式。在图11A到11C当中的每一个中，阴影区表示其中数据为“0”的像素区域。在这种情况下，如图11A到11C当中的每一个的右侧所示地划分CMOS图像传感器113的光接收区域。如图5中所示的情况那样计算区域A的所接收光量(光量A)和区域B的所接收光量(光量B)。基于通过实施例1到3所述的计算所获得的结果而获得参考角度St和Sr。
可以由全息存储器制造商预先在全息存储器上记录参考倾斜全息图。或者，可以由用户而不是制造商来记录参考倾斜全息图。在执行第一次记录时，用户可以在其全息存储器设备中把参考倾斜全息图记录在全息存储器中。
每一个实施例针对使用透射型全息存储器的全息存储器设备。然而，本发明可以应用于反射型全息存储器设备。
当有必要执行用于固定干涉带的处理时，按照需要在记录操作之后执行固定处理。对于该固定处理，可以使用一种利用参考光束作为用于固定的光束的方法，也可以使用多种其他方法，比如单独设置专用激光束的方法。
按照需要，在所附权利要求书内描述的技术概念的范围内，可以对本发明的各实施例做出多种改变。
权利要求
1.一种全息存储器介质，其特征在于，基于全息图原理记录参考信息，所述参考信息用于指定参考光束在预定方向上的入射角度或者所述参考光束和信号光束在预定方向上的入射角度。
2.根据权利要求1的全息存储器介质，其中，通过在一个区域内对根据角度改变的多种信号模式进行多重记录而把所述参考信息记录在该全息存储器介质上，同时，所述角度在所述预定方向上改变。
3.根据权利要求2的全息存储器介质，其中，通过在所述预定方向上改变所述参考光束和信号光束的入射角度而把所述参考信息记录在该全息存储器介质上，以便在所述区域内对多种信号模式进行多重记录，同时，所述参考光束和信号光束在包括该参考光束和信号光束的光轴的表面的平面内方向上的入射角度被保持。
4.根据权利要求1的全息存储器介质，其中，通过在一个区域内记录一种信号模式而把所述参考信息记录在该全息存储器介质上，同时，在所述预定方向上的角度被保持。
5.根据权利要求4的全息存储器介质，其中，通过在所述预定方向上保持所述参考光束和信号光束的入射角度而把所述参考信息记录在该全息存储器介质上，以便在所述区域内记录该种信号模式，同时，所述参考光束和信号光束在包括该参考光束和信号光束的光轴的表面的平面内方向上的入射角度被保持。
6.根据权利要求1的全息存储器介质，其特征在于，基于所述全息图原理在彼此不同的位置处记录第一参考信息和第二参考信息，第一参考信息用于指定所发射的激光束在第一方向上的入射角度，第二参考信息用于指定所发射的激光束在不同于第一方向的第二方向上的入射角度。
7.根据权利要求1的全息存储器介质，其中，第一方向是包括所述参考光束和信号光束的光轴的表面的平面内方向；以及第二方向是这样一个表面的平面内方向，该表面垂直于包括所述参考光束和信号光束的光轴的表面。
8.根据权利要求6或7的全息存储器介质，其中，通过在第一区域内对根据角度改变的多种信号模式进行多重记录而把第一参考信息记录在该全息存储器介质上，同时，所述角度在第一方向上改变；以及通过在第二区域内对根据角度改变的多种信号模式进行多重记录而把第二参考信息记录在该全息存储器介质上，同时，所述角度在第二方向上改变。
9.一种全息存储器设备，其用于执行在全息存储器介质中记录信息以及从该全息存储器介质再现信息二者的至少其中之一，该全息存储器介质包括用于指定参考光束在预定方向上的入射角度或者参考光束和信号光束在预定方向上的入射角度的参考信息，该参考信息基于全息图原理而被记录，该全息存储器设备包括检测装置，其通过把所述参考光束发射到该参考信息的记录位置来检测由该参考信息指定的该参考光束的入射角度；以及角度调节装置，其基于由该检测装置检测到的该入射角度来调节所述参考光束相对于该全息存储器介质的入射角度或者所述参考光束和信号光束相对于该全息存储器介质的入射角度。
10.根据权利要求9的全息存储器设备，其还包括光电检测器，其中通过在一个区域内对根据角度改变的多种信号模式进行多重记录而把所述参考信息记录在该全息存储器介质上，同时，所述角度在所述预定方向上改变；以及所述检测装置检测由该参考信息指定的所述参考光束的入射角度，这是基于该光电检测器的光接收状态与所述多种信号模式之间的对应关系而实现的，该光电检测器的所述光接收状态是当在该预定方向上改变的入射角度下把所述参考光束发射到该参考信息的记录位置时所获得的光接收状态。
11.根据权利要求9的全息存储器设备，其还包括光电检测器，其中通过在一个区域内记录一种信号模式而把所述参考信息记录在该全息存储器介质上，同时，在所述预定方向上的角度被保持；以及当在该预定方向上改变的入射角度下把所述参考光束发射到该参考信息的记录位置时，所述检测装置检查该光电检测器的光接收状态，并且把与该光电检测器中的最大接收光量相关的入射角度检测为由该参考信息指定的该参考光束的入射角度。
12.一种全息记录设备，其包括用于把参考信息记录在包括记录层的全息存储器介质中的记录装置，这是通过参考光束和信号光束在该记录层之间的干涉而实现的，所述参考信息用于指定参考光束在预定方向上的入射角度或者参考光束和信号光束在预定方向上的入射角度。
13.根据权利要求12的全息记录设备，其中，通过在一个区域内对根据角度改变的多种信号模式进行多重记录而把所述参考信息记录在该全息存储器介质上，同时，所述角度在所述预定方向上改变。
14.根据权利要求13的全息记录设备，其中，通过在所述预定方向上改变所述参考光束和信号光束的入射角度而把所述参考信息记录在该全息存储器介质上，以便在所述区域内对多种信号模式进行多重记录，同时，所述参考光束和信号光束在包括该参考光束和信号光束的光轴的表面的平面内方向上的入射角度被保持。
15.根据权利要求12的全息记录设备，其中，通过在一个区域内记录一种信号模式而把所述参考信息记录在该全息存储器介质上，同时，在所述预定方向上的角度被保持。
16.根据权利要求15的全息记录设备，其中，通过在所述预定方向上保持所述参考光束和信号光束的入射角度而把所述参考信息记录在该全息存储器介质上，以便在所述区域内记录该种信号模式，同时，所述参考光束和信号光束在包括该参考光束和信号光束的光轴的表面的平面内方向上的入射角度被保持。
全文摘要
即使当在垂直于包括信号光束和参考光束的光轴的表面的方向(径向倾斜方向)上在全息存储器中产生倾斜误差时，仍然可以通过抑制该倾斜误差而允许所述信号光束和参考光束在相对于该全息存储器的适当角度下进入该全息存储器。预先在全息存储器介质上记录用于指定参考光束在径向倾斜方向上的参考入射角度的参考倾斜全息图。在记录和再现操作期间，把参考光束发射到该参考倾斜全息图的记录位置，并且基于所接收的光状态来检测参考光束的参考入射角度(参考角度Sr)。驱动用于在径向倾斜方向上移动全息存储器介质的倾斜致动器(19)，以便把参考光束在径向倾斜方向上的入射角度调节到参考角度Sr。随后，把信号光束和参考光束发射到全息存储器介质，以便执行记录和再现操作。
文档编号G03H1/26GK101042892SQ20071008817
公开日2007年9月26日 申请日期2007年3月20日 优先权日2006年3月20日
发明者松村吉晋, I·R·雷德蒙, K·马伦兰 申请人:三洋电机株式会社, 英菲斯技术公司