专利名称：记录和再现设备以及偏振方向控制方法
技术领域：
本发明涉及记录和再现设备，该设备在包含记录层和反射式圆偏振膜的全息记录
介质上执行记录和再现，其中，数据由信号光与参考光之间的干涉条纹记录在所述记录层 中，所述反射式圆偏振膜形成于记录层的下方并形成为将与入射的圆偏振光相同旋转方向 的圆偏振光输出作为反射光。本发明还涉及记录和再现设备中的偏振方向控制方法。 本发明还涉及记录和再现设备，该设备在包含记录层和反射式线偏振膜的全息记 录介质上执行记录和再现，其中，数据由信号光与参考光之间的干涉条纹记录在所述记录 层中，所述反射式线偏振膜形成于记录层的下方并形成为反射P偏振光和s偏振光中的仅一者。
背景技术：
如日本专利申请公开No. 2007-200385 (下文中称为专利文献1)中所述，例如，已 知一种全息记录和再现系统，其通过信号光与参考光之间的干涉条纹形成全息图来记录数 据。在这种全息记录和再现系统中，在记录时，由根据记录数据而受到空间光调制(例如光 强度调制)的信号光和与信号光不同的参考光对全息记录介质进行照射，并在记录介质上 形成干涉条纹(全息图)，从而记录数据。 在再现时，由参考光照射记录介质。当记录介质由参考光这样照射时，获得了与如 上所述形成的干涉条纹对应的衍射光。即，由此获得了与记录数据对应的再现图像(再现 信号光)。通过由图像传感器(例如CCD (电荷耦合器件)传感器或CMOS (互补金属氧化物 半导体)传感器)对这样获得的再现图像进行检测而再现记录数据。 图20以及图21A和图21B是有助于说明全息记录和再现系统的示意图。图20示 意性地示出了记录方法。图21A和图21B示意性地示出了再现方法。 图20以及图21A和图21B示出了在采用所谓的共轴系统的情况下的记录方法和 再现方法，在该共轴系统中，由布置在相同的光轴上的信号光和参考光执行记录。
另外，这些图还图示了使用具有反射膜的反射式全息记录介质100的情况。
首先，如图20以及图21A和图21B所示，在这种全息记录和再现系统中，设置了 SLM(空间光调制器)101来在记录时产生信号光和参考光，并在再现时产生参考光。SLM 101具有强度调制器，强度调制器使入射光以像素单位受到空间光强度调制(也称为光强 度调制或简称为强度调制)。强度调制器例如可以由液晶面板形成。 首先，在图20所示的记录时，产生信号光和参考光，信号光由SLM101的强度调制 而被赋予了与记录数据对应的强度图案，而参考光被赋予预定的强度图案。共轴系统使入 射光受到空间光调制，使得信号光和参考光如图20所示处于相同的光轴上。此时，一般而 言，信号光处于内侧，参考光处于信号光外侧，如图20所示。 SLM 101中产生的信号光和参考光通过物镜102而施加到全息记录介质100上。 由此，通过信号光与参考光之间的干涉条纹而在全息记录介质100上形成反映了记录数据 的全息图。即，数据通过形成全息图而被记录。
在再现时，如图21A所示，SLM 101产生参考光(此时参考光的强度图案与记录时 相同)。然后，通过物镜102用参考光照射全息记录介质100。 响应于由参考光对全息记录介质100的这种照射，如图21B所示，获得了与全息记
录介质ioo上形成的全息图对应的衍射光，从而获得了所记录的数据的再现图像。在此情
况下，如图21B所示，作为来自全息记录介质100的反射光，通过物镜102使所再现的图像 被导向图像传感器103。 图像传感器103以像素单位接收如上所述引导的再现图像的光，并对于各个像素 获得与所接收的光的量对应的电信号。图像传感器103从而对于所再现的图像获得检测图 像。图像传感器103中这样检测到的图像信号是记录数据的读出信号。
另夕卜，由参照图20和图21A、图21B的说明可以理解，这种全息记录和再现系统以 信号光的单位对记录数据进行记录/再现。即，在这种全息记录和再现系统中，由信号光与 参考光之间的一次干涉所形成的一个全息图(称为全息图页)是记录/再现的最小单位。
发明内容
在上述说明中，已经图示了具有反射膜的反射式全息记录介质作为全息记录介质
100。用于这种反射式全息记录介质的记录和再现系统具有这样的优点可以借用用于光盘
(例如CD(紧致盘)和DVD(数字多用途盘)等)的光学系统技术。另一方面，这种记录和
再现系统具有这样的问题用信号光和参考光照射所形成的全息图较复杂。 图22A和图22B以及图23A和图23B图示了反射式全息记录介质上记录时可能产
生的全息图模式(patern)。 如图22A和图22B以及图23A和图23B所示，可能产生下列四种模式，作为在对反 射式全息记录介质上执行记录时形成的全息图的模式。 模式A :信号光(前往路径)X参考光(前往路径)=透射式全息图 模式B :信号光(前往路径)X参考光(返回路径)=反射式全息图 模式C :信号光(返回路径)X参考光(前往路径)=反射式全息图 模式D :信号光(返回路径)X参考光(返回路径)=透射式全息图 具体而言，图22A所示模式A的透射式全息图是通过经由物镜施加到全息记录介
质的信号光的前往路径光与经由物镜施加到全息记录介质的参考光的前往路径光之间的
干涉形成的全息图。图22B所示模式B的反射式全息图是通过经由物镜施加到全息记录介
质的信号光的前往路径光与从全息记录介质的反射膜反射的作为返回路径光的参考光之
间的干涉形成的全息图。 图23A的模式C的反射式全息图是与上述模式B相反的模式，即，经由物镜施加到
全息记录介质上的参考光的前往路径光与从反射膜反射的作为返回路径光的信号光之间
的干涉形成的全息图。图23B的模式D的透射式全息图是由从反射膜反射的参考光的返回
路径光与从反射膜反射的信号光的返回路径光之间的干涉形成的全息图。 这四种全息图由于全息图传播方向和角度的差异而在所形成的干涉条纹特性方
面彼此不同。当记录介质的体积或平均折射率由于记录时记录材料的反应、温度改变等而
变化时，各个全息图中产生相位偏移。在某些情况下，再现时来自各个全息图的衍射光的各
个部分可能相互削弱，因而再现信号的强度可能大大降低。
再现信号的强度降低引起了 SNR(S/N(信号/噪声)比)的降低、再现操作稳定性 的劣化、全息图记录密度的降低等。 因此，在本发明的实施例中，考虑到上述问题，记录和再现设备被构造如下。
该记录和再现设备包括光源，其用于用信号光和参考光照射全息记录介质，所述 全息记录介质包括记录层和反射式圆偏振膜，通过所述信号光与所述参考光的干涉条纹而 在所述记录层中记录数据，所述反射式圆偏振膜形成于所述记录层下方并被形成为输出与 入射圆偏振光相同旋转方向的圆偏振光作为反射光。 该记录和再现设备还包括强度调制部，其被构造成使使从所述光源输出的光以 像素单位受到空间光强度调制，所述强度调制部中设有信号光领域和参考光领域，所述信 号光领域作为用于产生所述信号光的区域，所述参考光领域作为用于产生所述参考光的区 域。 该记录和再现设备还包括偏振分束器，其用于接收经由所述强度调制部的入射光 作为前往路径光，并接收作为来自所述全息记录介质的反射光而获得的入射再现光作为返 回路径光。 该记录和再现设备还包括选择性偏振方向控制部，其被构造成执行选择性偏振方 向控制，以在接收经由所述偏振分束器入射的所述前往路径光的位置处，根据驱动信号，使 参考光束区域和信号光束区域中至少一者中的光的偏振方向改变90度或不改变，所述参 考光束区域作为经由所述参考光领域的光的光束区域，所述信号光束区域作为经由所述信 号光领域的光的光束区域。 该记录和再现设备还包括线偏振光/圆偏振光转换部，其被构造成将通过由所述
选择性偏振方向控制部进行的所述选择性偏振方向控制而获得的线偏振光转换成圆偏振
光，并将作为来自所述全息记录介质的反射光而获得的圆偏振光转换成线偏振光。 该记录和再现设备还包括驱动控制部，其被构造成控制所述选择性偏振方向控制
部，以在记录时实现所述参考光束区域中的光和所述信号光束区域中的光的偏振方向是相
同方向的状态，并在再现时实现所述参考光束区域中的光和所述信号光束区域中的光的偏
振方向彼此正交的状态，来作为被构造成通过提供所述驱动信号来对所述选择性偏振方向
控制部进行控制的驱动控制部。 如上所述，在本发明中，在记录时，使进入线偏振光/圆偏振光转换部的信号光和 参考光的偏振方向彼此一致。据此，信号光和参考光能够由反射式圆偏振膜透射或反射。例 如，当信号光和参考光由反射式圆偏振膜透射时，可以只记录信号光(前往路径)X参考光
(前往路径)的透射式全息图，从而防止记录反射式全息图。 或者，当信号光和参考光由反射式圆偏振膜反射时，由于反射式圆偏振膜的特性 而防止了记录反射式全息图。具体而言，反射式圆偏振膜具有这样的特性将与入射圆偏振 光相同旋转方向的圆偏振光输出作为反射光。因此，当信号光和参考光由反射式圆偏振膜 反射时，以信号光(前往路径)X参考光(返回路径)和信号光(返回路径)X参考光(前 往路径)的形式，处于彼此相对关系的信号光和参考光具有的圆偏振旋转方向彼此相同和 一致，处于相对关系的信号光和参考光彼此不干涉。这样，当信号光和参考光都由反射式圆 偏振膜反射时，也防止了记录反射式全息图。 另外，当信号光与参考光这样由反射式圆偏振膜反射时，能够记录信号光(前往路径)X参考光(前往路径)和信号光(返回路径)X参考光(返回路径)这两种透射式 全息图，从而实际上使所记录的全息图的厚度加倍。 另一方面，在本发明中，在再现时，执行偏振方向控制以使进入线偏振光/圆偏振 光转换部的信号光和参考光的偏振方向彼此正交。如下文中将要说明的，这使得可以由偏 振分束器将再现光导向图像传感器那侧，从而合适地执行再现操作。同时，能够防止返回路 径中的参考光(作为反射光的参考光)被导向图像传感器那侧。从而同时防止了再现特性 劣化。 根据本发明的另一种实施例，提供了一种记录和再现设备中的偏振方向控制方 法。该记录和再现设备包括光源，其用于用信号光和参考光照射全息记录介质，所述全息记 录介质包括记录层和反射式圆偏振膜，通过所述信号光与所述参考光的干涉条纹而在所述 记录层中记录数据，所述反射式圆偏振膜形成于所述记录层下方并被形成为输出与入射圆 偏振光相同旋转方向的圆偏振光作为反射光。 该记录和再现设备还包括强度调制部，其被构造成使从所述光源输出的光以像素
单位受到空间光强度调制，所述强度调制部中设有信号光领域和参考光领域，所述信号光
领域作为用于产生所述信号光的区域，所述参考光领域作为用于产生所述参考光的区域。 该记录和再现设备还包括偏振分束器，其用于接收经由所述强度调制部的入射光
作为前往路径光，并接收作为来自所述全息记录介质的反射光而获得的入射再现光作为返
回路径光。 该记录和再现设备还包括选择性偏振方向控制部，其被构造成执行选择性偏振方 向控制，以在接收经由所述偏振分束器入射的所述前往路径光的位置处，根据驱动信号，使 参考光束区域和信号光束区域中至少一者中的光的偏振方向改变90度或不改变，所述参 考光束区域作为经由所述参考光领域的光的光束区域，所述信号光束区域作为经由所述信 号光领域的光的光束区域。 该记录和再现设备还包括线偏振光/圆偏振光转换部，其被构造成将通过由所述
选择性偏振方向控制部进行的所述选择性偏振方向控制而获得的线偏振光转换成圆偏振
光，并将作为来自所述全息记录介质的反射光而获得的圆偏振光转换成线偏振光； 该偏振方向控制方法包括以下步骤通过供应所述驱动信号来控制偏振方向，以
在记录时实现所述参考光束区域中的光和所述信号光束区域中的光的偏振方向是相同方
向的状态，并在再现时实现所述参考光束区域中的光和所述信号光束区域中的光的偏振方
向彼此正交的状态。 根据本发明的又一种实施例，提供了一种记录和再现设备，包括光源，其用于用
信号光和参考光照射全息记录介质，所述全息记录介质包括记录层和反射式线偏振膜，通
过所述信号光与所述参考光的干涉条纹而在所述记录层中记录数据，所述反射式圆偏振膜
形成于所述记录层下方并被形成为反射P偏振光和S偏振光中的仅一者。 该记录和再现设备还包括强度调制部，其被构造成使从所述光源输出的光以像素
单位受到空间光强度调制，所述强度调制部中设有信号光领域和参考光领域，所述信号光
领域作为用于产生所述信号光的区域，所述参考光领域作为用于产生所述参考光的区域。 该记录和再现设备还包括偏振分束器，其被构造成接收经由所述强度调制部的入
射光作为前往路径光，并接收作为来自所述全息记录介质的反射光而获得的入射再现光作
8为返回路径光。 该记录和再现设备还包括选择性偏振方向控制部，其被构造成执行选择性偏振方 向控制，以在接收经由所述偏振分束器入射的所述前往路径光的位置处，根据驱动信号，使 参考光束区域和信号光束区域中至少一者中的光的偏振方向改变90度或不改变，所述参 考光束区域作为经由所述参考光领域的光的光束区域，所述信号光束区域作为经由所述信 号光领域的光的光束区域。 该记录和再现设备还包括驱动控制部，其被构造成控制所述选择性偏振方向控制 部，以实现在记录时所述参考光束区域中的光的偏振方向和在再现时所述参考光束区域中 的光的偏振方向彼此正交、在记录时所述参考光束区域中的光和所述信号光束区域中的光 的偏振方向两者是相同方向、并且在再现时所述参考光束区域中的光和所述信号光束区域 中的光的偏振方向彼此正交的状态，来作为被构造成通过提供所述驱动信号来对所述选择 性偏振方向控制部进行控制的驱动控制部。 根据本发明，即使使用反射式全息记录介质也能够防止记录反射式全息图。这使 得即使在由于记录或温度改变而造成记录介质发生收縮时也可以获得稳定的衍射效率。因 而，防止了 S/N比的劣化，提高了再现稳定性，并提高了记录密度。 另外，由于本发明采用了利用反射式圆偏振膜作为反射膜来对照射全息记录介质 所用的圆偏振光的旋转方向进行控制的方法，所以即使在全息记录介质受正被旋转驱动的 同时执行记录和再现，也能够防止反射式全息图的记录。
图1是示出根据实施例的记录和再现设备的内部构造的框图； 图2A和图2B是帮助说明通过偏振方向控制式空间光调制器和偏振分束器的组合 而进行的强度调制方法的示意图； 图3是帮助说明空间光调制器中设定的各参考光领域、信号光领域和间隙领域设 定的示意图； 图4是示出根据实施例的全息记录介质的剖面结构的示意图；
图5是帮助说明选择性偏振方向控制元件的结构的示意图； 图6是帮助说明作为第一实施例的第一示例的偏振方向控制方法(记录时)的示 意图； 图7A和图7B是帮助说明作为第一实施例的第一示例的偏振方向控制方法(再现 时)的示意图； 图8是帮助说明作为第一实施例的第二示例的偏振方向控制方法(记录时)的示 意图； 图9A和图9B是帮助说明作为第一实施例的第二示例的偏振方向控制方法(再现 时)的示意图； 图IOA和图IOB是帮助说明作为第二实施例的第一示例的偏振方向控制方法(记 录时)的示意图； 图IIA和图IIB是帮助说明作为第二实施例的第一示例的偏振方向控制方法(再 现时)的示意 图12A和图12B是帮助说明作为第二实施例的第二示例的偏振方向控制方法(记 录时)的示意图； 图13A和图13B是帮助说明作为第二实施例的第二示例的偏振方向控制方法(再 现时)的示意图； 图14是示出全息记录介质的剖面结构的示意图，该全息记录介质具有反射式线 偏振膜作为反射膜； 图15是示出记录和再现设备的内部构造的框图，该设备作为与设置反射式线偏 振膜作为反射膜的情况对应的变更示例； 图16是帮助说明作为变更示例的偏振方向控制方法(记录时)的示意图；
图17A和图17B是帮助说明作为变更示例的偏振方向控制方法(再现时)的示意 图； 图18是帮助说明作为另一变更示例的偏振方向控制方法(记录时)的示意图；
图19A和图19B是帮助说明作为另一变更示例的偏振方向控制方法(再现时)的 示意图； 图20是帮助说明基于共轴系统的全息记录和再现系统(记录时)的示意图；
图21A和图21B是帮助说明基于共轴系统的全息记录和再现系统(再现时)的示 意图； 图22A和图22B以及图23A和图23B是示出在反射式全息记录介质上记录时可能 产生的全息图模式的示意图。
具体实施例方式
下面将说明用于执行本发明的优选实施方式(下文中称为实施例)。 另外，将以下述顺序进行说明。〈第一实施例>[记录和再现设备的构造][作为第一示例的偏振方向控制方法][作为第二示例的偏振方向控制方法][第一实施例的总结]〈第二实施例>[作为第一示例的偏振方向控制方法][作为第二示例的偏振方向控制方法][第二实施例的总结]〈变更示例>〈第一实施例>[记录和再现设备的构造] 图1是示出根据本发明实施例的记录和再现设备的内部构造的框图。
图1所示记录和再现设备被构造成通过共轴系统来执行全息记录和再现。在共轴
系统中，信号光和参考光布置在相同光轴上，由信号光和参考光照射设在预定位置的全息
记录介质，通过形成全息图来记录数据，并在再现时通过用参考光照射全息记录介质而使以全息图的形式记录的数据再现。 另外，图1所示记录和再现设备具有与设有反射膜的反射式全息记录介质对应的 构造，作为图中的全息记录介质HM。 在图1中，设置了激光二极管(LD)l作为光源以获得用于记录和再现的激光。例 如用设有外部谐振器的激光二极管作为激光二极管l，激光的波长例如约为410nm。
从激光二极管1发射的光经过准直透镜2，然后被导向偏振分束器3。
当由x轴和y轴平面表示入射面时，偏振分束器3被形成为使x偏振光(p偏振 光)透射而使y偏振光(s偏振光)反射，所述x偏振光的偏振方向与x轴的方向一致，所 述y偏振光的偏振方向与y轴的方向一致。 这样，在如上所述从激光二极管1发射并进入偏振分束器3的激光(线偏振光)
中，x偏振光由偏振分束器3透射，只有y偏振光由偏振分束器3反射。 由偏振分束器3反射的光(y偏振光)进入SLM(空间光调制器)4。 SLM 4包括反射式液晶元件作为FLC (铁电体液晶)。SLM 4被形成为以像素单位
对入射光的偏振方向进行控制。 SLM 4通过根据来自图1中的调制控制部12的驱动信号而针对每个像素使入射 光的偏振方向改变90度或不使入射光的偏振方向改变，来执行空间光调制。具体而言，SLM 4被构造成根据该驱动信号来以像素单位控制偏振方向，使得当驱动信号为0N时偏振方向 的角度改变等于90度，而当驱动信号为OFF时偏振方向的角度改变等于0度。
如图1所示，从上述SLM 4发射的光(由SLM 4反射的光)再进入偏振分束器3。
在此情况下，图1所示记录和再现设备使用由SLM 4以像素单位进行的偏振方向 控制以及偏振分束器3根据入射光的偏振方向进行选择式透射/反射的特性，来以像素单 位执行空间光强度调制(也称为光强度调制或简称为强度调制)。 图2A和图2B示出了由SLM 4和偏振分束器3的组合实现的强度调制的操作的图 像。图2A示意性示出了 0N像素的光的光束状态，图2B示意性示出了 OFF像素的光的光束 状态。 如上所述，在此情况下，从激光二极管1那侧到偏振分束器3的入射光的偏振方向 是y方向。偏振分束器3透射x偏振光并反射y偏振光，因此y偏振光进入SLM 4。
在这样的前提下，偏振方向被SLM 4改变了 90度的像素的光(驱动信号为0N时 的像素的光)以x偏振光的形式进入偏振分束器3。这样，SLM 4中0N像素的光由偏振分 束器3透射，并被导向全息记录介质HM(图2A)。 另一方面，当驱动信号为OFF时偏振方向未改变的像素的光以y偏振光的形式进 入偏振分束器3。 S卩，SLM 4中0FF像素的光由偏振分束器3反射，不被导向全息记录介质 HM(图2B)。 这样，通过以像素单位执行偏振方向控制的SLM 4以及偏振分束器3的组合，形成 了以像素单位执行光强度调制的强度调制部。 在此情况下，本实施例中采用共轴系统作为全息记录和再现系统。当采用共轴系 统时，SLM 4中设定了图3所示的领域来将信号光和参考光布置在相同的光轴上。
如图3所示，在SLM 4中，预定区域中包括SLM 4的中心(该中心与激光的光轴一 致)的大体圆形的领域被设定为信号光领域A2。大体环形的参考光领域A1设置在信号光领域A2的外侧，参考光领域A1与信号光领域A2之间有间隙A3。 设定信号光领域A2和参考光领域A1使得信号光和参考光能够被布置在相同光轴 上用于照射。 另外，间隙A3设定成这样的区域该区域用于防止参考光领域A1中产生的参考光 泄漏到信号光领域A2中并成为信号光的噪声。 返回图l，调制控制部12对SLM 4执行驱动控制，以在记录时产生信号光和参考 光，并在再现时产生参考光。 具体而言，调制控制部12在记录时产生驱动信号，以将SLM 4中的信号光领域A2 内的像素设定成与调制控制部12供应的记录数据对应的on/off图案，将参考光领域A1中 的像素设定成预定的on/off图案，并关断全部的其他像素。调制控制部12将驱动信号提 供给SLM 4。 SLM 4根据该驱动信号执行空间光调制(偏振方向控制)，从而获得信号光和 参考光(它们各自被布置成使激光的光轴作为其中心)作为从偏振分束器3出射的光(由 偏振分束器3透射的光)。 调制控制部12在再现时通过驱动信号对SLM 4执行驱动控制，将参考光领域Al 内的像素设定成预定的on/off图案并关断全部的其他像素，从而只获得参考光作为从偏 振分束器3出射的光。 另外，调制控制部12在记录时工作以对于输入记录数据串的各个预定单位在信 号光领域内产生on/off图案，并从而依次产生信号光，该信号光储存了记录数据串的各个 预定单位的数据。由此，数据被以全息图页单位(能够通过信号光与参考光之间的一次干 涉而记录的数据单位)依次记录到全息记录介质HM上。 由偏振分束器3透射的激光被导向偏振分束器5。偏振分束器5也被形成为使x 偏振光(P偏振光)透射而使y偏振光(s偏振光)反射。因此，由偏振分束器3透射的激 光(x偏振光)由偏振分束器5透射。 由偏振分束器5透射的激光被导向中继透镜系统，在该中继透镜系统中，如图1所 示依次布置了中继透镜6、孔径7和中继透镜8。如图1所示，中继透镜6使由偏振分束器5 透射的激光会聚在预定的焦点位置，中继透镜8使激光在被会聚成准直光之后转换成发散 光。孔径7布置在中继透镜6的焦点位置处(傅立叶面频率面)。孔径7被形成为只使 以光轴为中心的预定区域内的光透射而阻挡其他的光。孔径7限制了被记录到全息记录介 质HM上的全息图页的尺寸，从而提高了全息图的记录密度(即数据记录密度)。
经过上述中继透镜系统的激光经由下文所述的选择性偏振方向控制元件15进入 四分之一波片9。 另外，为了便于下面的说明，假定选择性偏振方向控制元件15未被插入，并且经 过中继透镜系统的激光在仍在保持为x偏振光(p偏振光)的情况下进入四分之一波片9。
四分之一波片9使由x偏振光形成的激光转换成圆偏振光。然后，由这样转换成 圆偏振光的激光经过物镜10照射全息记录介质HM。 如下文中要说明的，全息记录介质HM包括记录层和记录层之下形成的反射膜，全 息记录在记录层中执行。 另外，为了便于下面的说明，假定形成普 反射膜(例如金属膜)作为全息记录介 质HM中的反射膜。
在记录时，基于上述调制控制部12的控制来产生根据记录数据而受到光强度调 制的信号光以及被赋予预定强度图案的参考光。通过上述光路用这样产生的信号光和参 考光照射全息记录介质HM。由此，通过信号光与参考光之间的干涉条纹而在全息记录介质 HM(记录层)上形成反映了记录数据的全息图。即，执行了数据记录。 另一方面，在再现时，如上所述只产生参考光。通过上述光路用参考光照射全息记 录介质HM。响应于参考光的照射而获得与全息记录介质HM上形成的全息图对应的衍射光。 即，获得了与全息记录介质HM上记录的数据对应的再现图像(再现光)。
这样响应于参考光的照射而获得的再现光作为来自全息记录介质HM的反射光， 经过物镜10，然后经过四分之一波片9和上述中继透镜系统，并被导向偏振分束器5。
由于假定在此情况下没有插入选择性偏振方向控制元件15，并且设置了普通反射 膜作为全息记录介质HM的反射膜，所以如上所述被导向偏振分束器5的再现光由于四分之 一波片9的作用而以y偏振光的形式进入偏振分束器5。这样，该再现光由偏振分束器5反 射。反射光被如图l所示导向图像传感器ll。 这里重要的一点是对应这种情况下光学系统的构成，当来自全息记录介质HM的 反射光以y偏振光的形式进入偏振分束器时，反射光被导向图像传感器11那侧。换言之， 当来自全息记录介质HM的反射光以x偏振光的形式进入偏振分束器时，反射光不被导向图 像传感器ll那侧。 图像传感器11包括图像拾取元件，例如CCD (电荷耦合器件)传感器或CMOS (互补 金属氧化物半导体)传感器。图像传感器11接收从全息记录介质HM这样导向的再现光， 并将再现光转换成电信号，从而获得图像信号。这样获得的图像信号反应了记录时信号光 中的光on/off图案(即"0"和"1"的数据图案)。即，图像传感器11中这样检测的图像信 号对应于全息记录介质HM上记录的数据的读出信号。 数据再现部13对于SLM 4的像素单位的各个值(这些值包含在由上述图像传感 器11检测的图像信号中)来识别"0"或"1"的数据，并根据需要执行用于记录调制代码 (recording modulation code)的解调过程。由此，数据再现部13再现了记录数据。
另外，图1所示记录和再现设备具有控制部16，用于执行上述选择性偏振方向控 制元件15的驱动控制。控制部16将在下文中说明。
[作为第一示例的偏振方向控制方法] 如上所述，根据本实施例的记录和再现设备在设有反射膜的反射式全息记录介质 上执行记录和再现。 如早先参照图22A和图22B以及图23A和图23B所说明的，在反射式全息记录介 质上执行记录时记录了下列四种全息图。 模式A :信号光(前往路径)X参考光(前往路径)=透射式全息图 模式B :信号光(前往路径)X参考光(返回路径)=反射式全息图 模式C :信号光(返回路径)X参考光(前往路径)=反射式全息图 模式D :信号光(返回路径)X参考光(返回路径)=透射式全息图 具体而言，模式A(图22A)的透射式全息图是通过经由物镜施加到全息记录介质
的信号光的前往路径光与经由物镜施加到全息记录介质的参考光的前往路径光之间的干
涉形成的全息图。模式B(图22B)的反射式全息图是通过经由物镜施加到全息记录介质的信号光的前往路径光与从全息记录介质的反射膜反射的作为返回路径光的参考光之间的 干涉形成的全息图。 作为与上述模式B相反的模式，图案C的反射式全息图(图23A)是通过经由物镜 施加到全息记录介质的参考光的前往路径光与从全息记录介质的反射膜反射的作为返回 路径光的信号光之间的干涉形成的全息图。模式D(图23B)的透射式全息图是由从反射膜 反射的信号光的返回路径光与从反射膜反射的参考光的返回路径光之间的干涉形成的全 息图。 这四种全息图由于全息图传播方向和角度的差异而在所形成的干涉条纹特性方 面彼此不同。当记录介质的体积或平均折射率由于记录时记录材料的反应、温度改变等而 变化时，各个全息图中产生相位偏移。在某些情况下，再现时来自各个全息图的衍射光的各 个部分可能相互削弱，因而再现信号的强度可能大大降低。 再现信号的强度降低引起了 SNR(S/N比)的降低、再现操作稳定性的劣化、全息图 记录密度的降低等。 考虑到这点，本实施例防止了上述模式B和模式C的各个反射式全息图的记录，并 允许仅透射式全息图的记录。因此，抑制了再现信号的强度降低，并解决了上述问题。
作为这样防止记录反射式全息图的方法，第一实施例中提出了一种方法，其允许 记录仅上述模式A(信号光(前往路径)X参考光(前往路径))的透射式全息图。
作为第一实施例的方法，下面将说明两种示例，即第一示例和第二示例。首先将参 照图4至图7B说明第一示例的方法。 图4示出了第一实施例的第一示例中所用全息记录介质HM的剖面结构。 如图4所示，在第一示例的全息记录介质HM中，从顶层起依次形成覆盖层Ll 、记录
层L2和反射式圆偏振膜L3。 覆盖层Ll被设置为对覆盖层Ll下方形成的记录层L2进行保护。覆盖层Ll由透 明衬底(例如玻璃或聚碳酸酯)形成。记录层L2是光敏材料(记录材料)层，光敏材料例 如是光敏聚合物，该记录层中通过信号光与参考光之间的干涉条纹来执行全息记录。
反射式圆偏振膜L3由具有圆偏振选择性反射率的材料形成，该材料使沿预定旋 转方向的圆偏振光透射，而使沿与所述预定旋转方向相反旋转方向的圆偏振光反射。具体 而言，反射式圆偏振膜L3由胆甾型(cholesteric)液晶形成。 在第一示例中所用的全息记录介质HM中，作为反射式圆偏振膜L3的胆甾型液晶 的螺旋结构的巻绕方向是左向的。因此，右旋方向的圆偏振光被透射，左旋方向的圆偏振光 被选择性地反射。 另外，图4所示全息记录介质HM的结构仅仅是示例，也可以例如通过下述方式来 形成另一种结构设置几P m至几十ii m的无机材料的间隙层，以防止记录层L2与反射式 圆偏振膜L3之间不需要的反应。 另一方面，图1所示的选择性偏振方向控制元件15以及被构造成执行选择性偏振 方向控制元件的驱动控制的控制部16被设置，来执行偏振方向控制，所述偏振方向控制用 于只记录与形成有反射式圆偏振膜L3的全息记录介质HM对应的模式A的透射式全息图， 并在再现时合适地将再现光导向图像传感器11那侧。
图5是示意性示出选择性偏振方向控制元件15的结构的图。
另外，在图5中，由虚线表示参考光的光束区域中的光所入射到的区域(作为经过 SLM 4的参考光领域A1的光的光束区域)；由点划线表示信号光的光束区域中的光所入射 到的区域(作为经过SLM 4的信号光领域A2的光的光束区域)。 另外，在选择性偏振方向控制元件15中，参考光的光束区域中的光所入射到的区 域将在下文中称为"选择性偏振方向控制元件15的参考光领域"，类似地，在选择性偏振方 向控制元件15中，信号光的光束区域中的光所入射到的区域将在下文中称为"选择性偏振 方向控制元件15的信号光领域"。 如图5所示，在选择性偏振方向控制元件15中，信号光控制区域Am-s被设定为这 样的区域该区域包括选择性偏振方向控制元件15的信号光领域，并且不与选择性偏振方 向控制元件15的参考光领域重叠。另外，下述区域被设定为参考光控制区域Am-r :该区域 包括选择性偏振方向控制元件15的参考光领域，并且不与选择性偏振方向控制元件15的 信号光领域重叠。 选择性偏振方向控制元件15被插入SLM 4的实像面的位置，该面是由图l所示光 学系统中包括中继透镜6和8的中继透镜系统形成的。或者，选择性偏振方向控制元件15 被插入与实像面邻近的位置。与此相应，选择性偏振方向控制元件15的参考光领域和信号 光领域被设定成分别与SLM 4的参考光领域Al和信号光领域A2大体上相同的尺寸。
选择性偏振方向控制元件15在与入射面平行的面中的布置位置被调节成使得 参考光束区域中的整个光被选择性偏振方向控制元件15的参考光领域覆盖，并且信号光 束区域中的整个光被选择性偏振方向控制元件15的信号光领域覆盖。具体而言，在此情况 下，由于信号光领域A2布置在参考光领域A1的内侧，并且信号光领域A2的中心与激光的 光轴一致，所以选择性偏振方向控制元件15的面内布置位置被调节成使得信号光控制区 域Am-s的中心与激光的光轴一致。 至少选择性偏振方向控制元件15的信号光控制区域Am-s和参考光控制区域Am-r 由液晶元件形成，所述液晶元件根据驱动信号的on/off状态来以Ji或0的相位调制量执 行相位调制(当驱动信号为on时的相位调制量与当驱动信号为off时的相位调制量之间 被赋予n的相位差)。 具体而言，这样的液晶元件可以通过下述方式来实现对液晶元件的厚度进行调 节，使得在驱动信号的off时间(液晶分子水平对准的时间)与驱动信号的on时间(液晶 分子垂直对准的时间)之间产生Ji的相位差(入/2)。 被这样形成从而根据驱动信号的on/off状态以Ji或零来执行相位调制的液晶元 件具有与半波片类似的特性。 众所周知，令e成为由半波片的光学基准轴线与入射光的偏振方向轴线所形成 的角度，则半波片具有使入射光的偏振方向改变2 9的特性。这样，如上所述形成的选择性 偏振方向控制元件15的信号光控制区域Am-s和参考光控制区域Am-r能够根据向选择性 偏振方向控制元件15施加的驱动信号的on/off状态，彼此独立地使入射光的偏振方向改 变90度或使入射光的偏振方向改变0度(即，使入射光的偏振方向不变)。
另外，为了确保起见，为能够如上所述进行90度/0度偏振方向控制，选择性偏振 方向控制元件15是在下述情况下使用的选择性偏振方向控制元件15的面内布置角度被 调节成使得由选择性偏振方向控制元件15的基准轴线与入射光的偏振方向轴线(在此情CN 101727924 A
说明书
12/24页 况下为x轴)形成的角度为45度。 图1所示的控制部16对选择性偏振方向控制元件15执行下文所述的合适驱动控制，从而实现一种偏振方向控制方法，用于在再现时适当地将再现光导向图像传感器11，同时防止记录反射式全息图。 图6以及图7A和图7B是帮助对作为第一实施例的第一示例的偏振方向控制方法进行说明的示意图。 图6、图7A和图7B中只提取并示出了了图1所示的偏振分束器5、选择性偏振方向控制元件15、四分之一波片9、物镜10和全息记录介质HM。 图6示出了信号光和参考光的各个光束以及各个光束的偏振状态，作为帮助对记录时进行说明的示意图。 图7A和图7B是帮助说明再现时的示意图。图7A示出了正向光路中的参考光的光束以及该光束的偏振状态。图7B示出了后向光路中的参考光(反射参考光)和再现光的光束以及这些光束的偏振状态。 另外，对于图6以及图7A和图7B所示的偏振状态，这些图中垂直方向的双向箭头表示与纸面平行的线偏振光(P偏振光)，双圆表示与纸面垂直的线偏振光(s偏振光)，实线的右旋箭头表示右旋方向的圆偏振光，虚线的左旋箭头表示左旋方向的圆偏振光。为了确认，偏振光的旋转方向被定义为相对于光波行进方向的旋转方向。 首先，在图6中，在第一示例中进行记录时，对于选择性偏振方向控制元件15的信号光控制区域Am-s和参考光控制区域Am-r两者，驱动信号都被关断，从而使入射参考光和入射信号光的偏振方向不改变。 据此，以p偏振光的形式进入选择性偏振方向控制元件15的信号光和参考光两者都被四分之一波片9转换成右旋方向的圆偏振光，由右旋方向的圆偏振光经由物镜10照射全息记录介质HM。 如前文参照图4所说明的，全息记录介质HM中形成的反射式圆偏振膜L3被构造成使右旋方向的圆偏振光透射并使左旋方向的圆偏振光反射。这样，在此情况下，在记录时，信号光和参考光两者都由反射式圆偏振膜L3透射，如图6所示。 这样，在此情况下，在记录层L2中，只记录了信号光(前往路径)X参考光(前往路径)这一种全息图，因此能够防止记录反射式全息图。 另一方面，在再现时，如图7A和图7B所示，选择性偏振方向控制元件15中的信号光控制区域Am-s的驱动信号仍然关断，只有参考光控制区域Am-r的驱动信号被开启。艮P，只在参考光控制区域Am-r中使偏振方向改变了 90度。 据此，首先，在图7A的前往路径中，经由选择性偏振方向控制元件15而进入四分
之一波片9的参考光被从p偏振光转换成s偏振光，因而全息记录介质HM受到作为左旋方
向圆偏振光的参考光的照射。这样，在再现时，参考光能够从反射式圆偏振膜L3反射，由参
考光照射而获得的再现光也能够从反射式圆偏振膜L3反射。结果，如图7B所示，能够以反
向路径光(来自全息记录介质HM的返回光)的形式获得反射的参考光和再现光。 在这种实施例中，胆甾型液晶被选为全息记录介质HM中形成的反射式圆偏振膜
L3，并被形成为使得输出与入射圆偏振光相同旋转方向的圆偏振光作为反射光。 这样，在保持入射左旋参考光的旋转方向的形式中，以来自上述反射式圆偏振膜
16L3的反射光的形式获得的反射参考光和再现光的圆偏振光的各部分的旋转方向也类似的 是左旋方向。 这样以左旋方向圆偏振光的形式获得的反射参考光和再现光经过物镜10，然后经 过四分之一波片9，从而被转换成s偏振光。 在此情况下，如前所述，在再现时，选择性偏振方向控制元件15受到控制，使得参 考光控制区域Am-r开启而信号光控制区域Am-s关断。这样，如上所述被四分之一波片9 转换成s偏振光的再现光在经过选择性偏振方向控制元件15之后其偏振方向不改变，并以 s偏振光的形式进入偏振分束器5。 S卩，结果是再现光被合适地导向图像传感器11那侧。
根据再现时选择性偏振方向控制元件15的受控状态，由四分之一波片9转换成s 偏振光的反射参考光通过经过选择性偏振方向控制元件15而使其偏振方向改变了 90度， 并以P偏振光的形式进入偏振分束器5。结果，反射参考光由偏振分束器5透射，并因此不 被导向图像传感器ll那侧。 为了确认，在再现光取决于全息图的衍射效率(例如约O. 1%至1% )而具有较低 的光强度的情况下，无论衍射效率如何，反射参考光只是从反射式圆偏振膜L3反射的光， 因此反射参考光的光强度比再现光高得多。这样，当将反射参考光与再现光一起被导向图 像传感器11时，反射参考光变成了再现光的不可忽略的噪声成分，从而使再现特性大大劣 化。 这样，根据本实施例的偏振方向控制方法，能够如上所述防止反射参考光被导向 图像传感器11那侧，可以通过抑制噪声而提高再现特性。
[作为第二示例的偏振方向控制方法]
下面将说明第一实施例的第二示例。 与图6以及图7A和图7B中一样，图8以及图9A和图9B中只提取并示出了图1 所示的偏振分束器5、选择性偏振方向控制元件15、四分之一波片9、物镜10和全息记录介 质HM，作为帮助对作为第一实施例的第二示例的偏振方向控制方法进行说明的示意图。
与图6—样，图8示出了信号光和参考光的各个光束以及各个光束的偏振状态，作 为帮助对记录时进行说明的示意图。 与图7A和图7B—样，图9A和图9B是帮助说明再现时的示意图。图9A示出了正 向光路中的参考光的光束以及该光束的偏振状态。图9B示出了后向光路中的参考光(反 射参考光)和再现光的光束以及这些光束的偏振状态。 第二示例的方法对应于这样的情况使用反射式圆偏振膜L3-L作为全息记录介 质HM中的反射式圆偏振膜，所述膜L3-L具有与前述第一示例中所用的反射式圆偏振膜L3 相反的特性。 具体而言，例如，作为反射式圆偏振膜L3-L的胆甾型液晶的螺旋结构的巻绕方向 与前述第一示例中的胆甾型液晶相反(右旋)。反射式圆偏振膜L3-L因而被构造成使左旋 方向的圆偏振光透射而使右旋方向的圆偏振光反射，并输出与入射的圆偏振光相同旋转方 向的圆偏振光作为反射光。 为了与其中形成的具有这种反射式圆偏振膜L3-L的全息记录介质HM对应，在此 情况下在记录时，如图8所示，对于选择性偏振方向控制元件15的信号光控制区域Am-s和 参考光控制区域Am-r两者，驱动信号都被接通(on)，使得入射参考光和入射信号光的偏振方向被改变90度。 由此，以p偏振光的形式进入选择性偏振方向控制元件15的信号光和参考光都被 选择性偏振方向控制元件15改变成s偏振光。从而在此情况下，从四分之一波片9输出的 信号光和参考光两者都是左旋方向的圆偏振光。 如上所述，在此情况下的反射式圆偏振膜L3-L被构造成使左旋方向的圆偏振光 透射而使右旋方向的圆偏振光反射。这样，由于如上所述在记录时选择性偏振方向控制元 件15的控制，信号光和参考光两者都由反射式圆偏振膜L3-L透射，如图8所示。S卩，在此 情况下，也仅能够执行信号光(前往路径)X参考光(前往路径)这一种透射式全息图的 记录，因而能够防止记录反射式全息图。 在此情况下在再现时，如图9A和图9B所示，选择性偏振方向控制元件15中信 号光控制区域Am-s的驱动信号仍然开启，只有参考光控制区域Am-r的驱动信号被关断 (off)。即，在此情况下在再现时，只在信号光控制区域Am-s中使偏振方向改变90度。
据此，首先，在图9A的前往路径中，经由选择性偏振方向控制元件15而进入四分 之一波片9的参考光仍然原样保持为p偏振光，因而全息记录介质HM受到作为右旋方向圆 偏振光的参考光的照射。这样，在此情况下，参考光也能够从反射式圆偏振膜L3-L反射，由 参考光照射而获得的再现光也能够从反射式圆偏振膜L3-L反射。结果，如图9B所示，能够 以反向路径光的形式获得反射参考光和再现光。 在此情况下，反射式圆偏振膜L3-L也使入射的圆偏振光和反射的圆偏振光的圆 偏振旋转方向是相同方向。因此，作为来自上述反射式圆偏振膜L3-L的反射光而获得的反 射参考光和再现光的圆偏振旋转方向是右旋方向，这与作为左旋方向圆偏振光的入射参考 光的情况相同。 这样以右旋方向圆偏振光的形式获得的反射参考光和信号光经过物镜10，然后通 过经过四分之一波片9而被转换成p偏振光，并进入选择性偏振方向控制元件15。
与前述情况一样，在此情况下，在选择性偏振方向控制元件15中，信号光控制区 域Am-s开启，而参考光控制区域Am-r关断。这样，如上所述以p偏振光的形式进入选择性 偏振方向控制元件15的再现光通过经过选择性偏振方向控制元件15而被转换成s偏振 光。再现光因而由偏振分束器5反射。S卩，在此情况下，再现光也能够被合适地导向图像传 感器11那侧。 以p偏振光的形式进入选择性偏振方向控制元件15的反射参考光仍然以p偏振 光的形式进入偏振分束器5。因而反射参考光由偏振分束器5透射，从而能够防止其被导向 图像传感器ll那侧。 这样，在全息记录介质HM中形成的反射式圆偏振膜具有与第一示例中相反的特
性的情况下，第二示例的方法也能够提供与第一示例中类似的效果。[第一实施例的总结] 从上述说明可以理解，根据第一实施例的偏振方向控制方法，全息记录介质HM上 只记录一种透射式全息图，从而能够防止记录反射式全息图。另外，在再现时，再现光能够 合适地被导向图像传感器ll。 此外，在再现时，能够防止反射参考光被导向图像传感器11那侧。从而能够改善 再现特性。
在能够防止记录反射式全息图的情况下，能够防止如上所述发生相位偏移时再现 光的强度降低。因而可以提高SNR(S/N比)，提高再现操作的稳定性，并进一步提高全息图 的记录密度。 另外，这种实施例采用的方法使用反射式圆偏振膜作为全息图的反射膜，并通过 对照射反射式圆偏振膜所用的圆偏振光的旋转方向进行控制来防止记录反射式全息图。这 样，即使在对全息记录介质HM进行旋转驱动的同时执行记录和再现，也能够合适地防止记 录反射式全息图。
〈第二实施例〉[作为第一示例的偏振方向控制方法] 第二实施例通过在记录时使参考光和信号光反射而不使参考光和信号光透射来 只记录两种透射式全息图，从而防止记录反射式全息图。 另外，第二实施例中记录和再现设备的内部构造以及全息记录介质HM的剖面结 构与第一实施例中所述的情况类似，因此将略去其重复说明。 与图6、图7A和图7B中一样，图IOA和图10B以及图IIA和图IIB只提取和示出 了图1所示的偏振分束器5、选择性偏振方向控制元件15、四分之一波片9、物镜10和全息 记录介质HM，作为帮助说明作为第二实施例的第一示例的偏振方向控制方法的示意图。
图IOA和图IOB是帮助说明记录时的示意图。与图6、图7A和图7B—样，图10A 示出了正向光路中信号光和参考光的各个光束以及各个光束的偏振状态，图IOB示出了后 向光路中信号光和参考光的各个光束以及各个光束的偏振状态。 图IIA和图IIB是帮助说明再现时的示意图。与图6、图7A和图7B—样，图11A 示出了正向光路中参考光的光束以及该光束的偏振状态，图IIB示出了后向光路中参考光 (反射参考光)和再现光的各个光束以及这些光束的偏振状态。 第一示例的方法对应于这样的情况其中，全息记录介质HM中形成反射式圆偏振 膜L3-L。即，第一示例的方法对应于这样的情况左旋方向的圆偏振光被透射，而右旋方向 的圆偏振光被反射。 在第一示例的方法中，在记录时，如图IOA和图IOB所示，对于选择性偏振方向控 制元件15的信号光控制区域Am-s和参考光控制区域Am-r，驱动信号都被关断，从而不使入 射参考光和入射信号光的偏振方向改变。 由此，以p偏振光的形式进入选择性偏振方向控制元件15的信号光和参考光两者 都被四分之一波片9转换成右旋方向的圆偏振光。这样，在此情况下，在记录时，如图10A 至图10B的转变所示，参考光和信号光两者都由反射式圆偏振膜L3-L反射。
与上述第一实施例中的情况一样，反射式圆偏振膜L3-L使入射的圆偏振光的旋 转方向和反射的圆偏振光的旋转方向彼此相同。据此，在此情况下，在全息记录介质HM上， 作为信号光(前往路径)X参考光(返回路径)和信号光(返回路径)X参考光(前往路 径)而处于彼此相对关系的信号光和参考光的圆偏振方向相同并彼此一致，因此不会发生 光的这些彼此相对的部分之间的干涉。因而，能够防止将信号光(前往路径)X参考光(返 回路径)的反射式全息图(模式B)以及信号光(返回路径)X参考光(前往路径)的反 射式全息图(模式C)进行记录。 这样，根据上文参照图IOA和图IOB所述记录时的偏振方向控制方法，防止了记录反射式全息图，并在此情况下在记录层L2中只记录模式A和模式D这两种透射式全息图。
在此情况下，在再现时，如图IIA和图11B所示，选择性偏振方向控制元件15中参考光控制区域Am-r的驱动信号仍然保持关断，只有信号光控制区域Am-s的驱动信号被开启，使得只有信号光控制区域Am-s中偏振方向被改变90度。 这种再现时的偏振方向控制方法类似于前述第一实施例中图9A和图9B所示第二示例中再现时的偏振方向控制方法。 S卩，在此情况下，在再现时，也对选择性偏振方向控制元件15执行驱动控制，使得如上所述只在信号光控制区域Am-s中使偏振方向改变90度。由此，根据与前述第一实施例的第二示例中所述类似的原理，再现光能够被合适地导向图像传感器11，同时，反射参考光不被导向图像传感器11那侧。因而能够改善再现特性。
[作为第二示例的偏振方向控制方法] 与图6以及图7A和图7B中一样，图12A和图12B以及图13A和图13B中只提取和示出了图1所示的偏振分束器5、选择性偏振方向控制元件15、四分之一波片9、物镜10和全息记录介质HM，作为帮助说明作为第二实施例的第二示例的偏振方向控制方法的示意图。 图12A和图12B是帮助说明记录时的示意图。与图6以及图7A和图7B—样，图12A示出了前往路径中信号光和参考光的各个光束以及各个光束的偏振状态，图12B示出了返回路径中信号光和参考光的各个光束以及各个光束的偏振状态。 图13A和图13B是帮助说明再现时的示意图。与图6以及图7A和图7B—样，图13A示出了前往路径中参考光的光束和该光束的偏振状态，图13B示出了返回路径中的参考光(反射参考光)和再现光的各个光束以及这些光束的偏振状态。 第二实施例的第二示例的方法对应于这样的情况全息记录介质HM中形成反射
式圆偏振膜L3，即，右旋方向的圆偏振光被透射，而左旋方向的圆偏振光被反射。 在第二示例中，在记录时，如图12A和图12B所示，对于选择性偏振方向控制元件
15的信号光控制区域Am-s和参考光控制区域Am-r两者，驱动信号都被开启，从而使入射参
考光和入射信号光的偏振方向都被改变90度。 这样，以p偏振光的形式进入选择性偏振方向控制元件15的信号光和参考光都以s偏振光的形式进入四分之一波片9，因而由作为左旋方向圆偏振光的信号光和参考光来照射全息记录介质HM。 这样，在此情况下，在记录时，如从图12A至图12B的转变所示，参考光和信号光两者都由反射式圆偏振膜L3反射。反射式圆偏振膜L3还具有使入射圆偏振光的旋转方向和反射圆偏振光的旋转方向彼此相同的特性。因此，同样在此情况下，作为信号光(前往路径)X参考光(返回路径)和信号光(返回路径)X参考光(前往路径)而处于彼此相对关系的信号光和参考光的圆偏振方向相同并彼此一致，因而不会发生光的这些部分之间的干涉。因而，同样在此情况下，也能够防止将信号光(前往路径)X参考光(返回路径)的反射式全息图(模式B)和信号光(返回路径)X参考光(前往路径)的反射式全息图(模式C)进行记录。即，在此情况下，也可以在记录层L2中只记录模式A和模式D这两种透射式全息图。 在第二示例中，在再现时，如图13A和图13B所示，选择性偏振方向控制元件15中参考光控制领域Am-r的驱动信号仍然保持开启，只使信号光控制领域Am-s的驱动信号关 断，使得只在参考光控制领域Am-r中使偏振方向改变90度。 这种再现时的偏振方向控制方法与前述第一实施例中由图7A和图7B所示的第一 示例中再现时的偏振方向控制方法类似。 S卩，在此情况下，在再现时，也对选择性偏振方向控制元件15执行驱动控制，使得 如上所述只在参考光控制区域Am-r中使偏振方向改变90度。由此，根据与前述第一实施 例的第一示例中所述类似的原理，再现光能够被合适地导向图像传感器11，同时，反射参考 光不会被导向图像传感器11那侧。因而能够改善再现特性。
[第二实施例的总结] 如上所述，根据第二实施例的方法，可以在全息记录介质HM上只记录模式A和模 式D这两种透射式全息图，并因而防止记录反射式全息图。 这样，参照图22A和图23B可以理解，记录模式A和模式D这两种透射式全息图可 以看作记录了双厚度全息图。这意味着与第一实施例相比，介质的有效厚度增大为两倍。
另外，从这样记录了两种透射式全息图的情况可以理解，当采用第二实施例的方 法时，与采用第一实施例的方法的情况相比，用于介质的曝光能量能够增大为两倍。这样， 能够比采用第一实施例的方法更多地提高介质的有效灵敏度。
〈变更示例> 尽管已经说明了本发明的实施例，但是本发明不限于上文所述的具体示例。
例如，上文所述光学系统的构造只是示例，本发明不限于此。 线偏振光(其进入偏振分束器5以提取要被导向图像传感器ll那侧的再现光)的 偏振方向、记录/再现时对选择性偏振方向控制元件15的信号光控制区域Am-s或参考光 控制区域Am-r进行的驱动控制的模式、全息记录介质HM中形成的反射式圆偏振膜(L3或 L3-L)等的组合不限于上文所示的示例，而可以想到各种组合方式。 但是，利用任意这些组合，通过在记录时和再现时执行偏振方向控制以满足下文 所述条件，就能够防止记录反射式全息图并能够在再现时将再现光合适地导向图像传感器 那侧。 首先，当如第一实施例中那样采用在记录时使信号光和参考光透射的方法时，满 足下列条件就够了。 1)使记录时参考光的偏振方向与再现时参考光的偏振方向正交
2)在记录时，使参考光和信号光的偏振方向彼此相同 3)在再现时，使得参考光和再现光(信号光的光束区域中的光)的偏振方向彼此 正交 上述1)的原因是在记录时参考光需要由反射式圆偏振膜透射，并且在再现时参 考光需要由反射式圆偏振膜反射以获得再现光。 上述2)的原因是信号光和参考光都需要由反射式圆偏振膜透射，以仅记录一种 透射式全息图。
上述3)的原因如下。 首先，作为对上述3)的原因进行说明的前提，本发明中反射式圆偏振膜如上所述 具有使输出圆偏振光沿与入射圆偏振光相同旋转方向的特性。根据这种特性，使前往路径
21中入射在四分之一波片9上的光以及返回路径中从四分之一波片9出射的光的偏振方向彼 此相同(参见图6至图13B)。即，四分之一波片9与选择性偏振方向控制元件15之间前往 路径光和返回路径光的偏振方向彼此相同。另外，根据这个方面，偏振分束器5与选择性偏 振方向控制元件15之间前往路径光和返回路径光的偏振方向也彼此相同。
基于这种前提，首先将考虑这样的情况作为选择性偏振方向控制元件15的控制 模式，参考光的偏振方向在记录时不改变，而在再现时改变90度。首先，当然，处于由偏振 分束器5透射的偏振方向的参考光(或者，在使从偏振分束器5反射的光被导向选择性偏 振方向控制元件15的构造中，处于由偏振分束器5反射的偏振方向的参考光)进入选择性 偏振方向控制元件15。 在上述控制模式的情况下，在再现时执行使参考光的偏振方向改变90度的控制。 因此，经过选择性偏振方向控制元件15的参考光(前往路径)的偏振方向被转换成被偏振 分束器5反射(或被偏振分束器5透射)的偏振方向。该参考光经四分之一波片9而被转 换成预定旋转方向(设定为A旋转方向)的圆偏振光，然后由反射式圆偏振膜反射。此时， 根据反射式圆偏振膜的上述特性，反射光以A旋转方向的圆偏振光的形式原样返回。结果， 四分之一波片9与选择性偏振方向控制元件15之间的返回路径参考光的偏振方向仍然是 被偏振分束器5反射(或被偏振分束器5透射)的偏振方向。由于这种返回路径参考光进 一步经过选择性偏振方向控制元件15，选择性偏振方向控制元件15与偏振分束器5之间的 返回路径参考光的偏振方向被转换成被偏振分束器5透射(或被偏振分束器5反射)的偏 振方向。 如果不满足上述3)的条件，参考光和再现光(信号光的光束区域中的光)的偏振 方向是相同方向，则再现光的偏振方向也是被偏振分束器5透射(或被偏振分束器5反射) 的偏振方向。因而再现光不能被导向图像传感器ll那侧。从这个方面看，上述3)的条件 是必须的。 这对于采用下述控制模式的情况也成立在记录时使参考光的偏振方向改变90 度并在再现时不改变参考光的偏振方向。即，在此情况下，在再现时不改变参考光的偏振方 向。因此，经过选择性偏振方向控制元件15的参考光(前往路径)的偏振方向仍然保持为 被偏振分束器5透射(或被偏振分束器5反射)的偏振方向。该参考光通过经过四分之一 波片9而被转换成预定旋转方向(被设定为B旋转方向)的圆偏振光，然后由反射式圆偏 振膜反射并作为B旋转方向的圆偏振光原样被反射。因而，四分之一波片9与选择性偏振 方向控制元件15之间返回路径参考光的偏振方向仍然是被偏振分束器5透射(或被偏振 分束器5反射)的偏振方向。由于该返回路径参考光进一步经过选择性偏振方向控制元件 15，选择性偏振方向控制元件15与偏振分束器5之间返回路径参考光的偏振方向也仍然保 持为被偏振分束器5透射(或被偏振分束器5反射)的偏振方向。 S卩，在此情况下，如果再现时参考光与再现光的偏振方向不彼此正交，再现光的偏 振方向是被偏振分束器5透射(或被偏振分束器5反射)的偏振方向，因而再现光不能被 导向图像传感器ll那侧。因而，在此情况下，在再现时使参考光和再现光(信号光的光束 区域中的光)的偏振方向彼此正交的条件3)也是必须的。 另外，当如第二实施例中那样通过在记录时使信号光和参考光反射来防止记录反 射式全息图时，需要满足下列条件。
4)使记录时参考光的偏振方向和再现时参考光的偏振方向保持彼此不改变
5)在记录时，使信号光和参考光的偏振方向彼此相同 6)在再现时，使参考光和再现光(信号光的光束区域中的光)的偏振方向彼此正交 上述4)的原因是对于这种情况下的方法，参考光在记录时和再现时都需要由反射式圆偏振膜反射。
上述5)的原因是由于这种情况下的方法记录两种透射式全息图，所以信号光也
需要从反射式圆偏振膜反射。 对于6)的原因如下。 首先，如上所述，当使用本发明上述实施例中的反射式圆偏振膜时，选择性偏振方向控制元件15与四分之一波片9之间前往路径光和返回路径光的偏振方向彼此相同。从这个方面，偏振分束器5与选择性偏振方向控制元件15之间前往路径光和返回路径光的偏振方向也彼此相同。 另外，如上述4)的条件所示，在记录时和再现时，参考光领域中的偏振方向都需要是相同的方向并在此情况下不改变。这样，偏振分束器5与选择性偏振方向控制元件15之间参考光的偏振方向在记录时和再现时都相同，并且在前往路径和返回路径中都相同(参见图IOA至图13B)。 在此情况下，在记录时和再现时，由偏振分束器5透射(或反射)的参考光沿前往路径进入选择性偏振方向控制元件15。这样，当偏振分束器5与选择性偏振方向控制元件15之间的参考光的偏振方向在前往路径和返回路径中相同时，返回路径中的参考光与前往路径中的参考光一样由偏振分束器5透射(或反射)。即，参考光不被导向图像传感器ll那侧。 这样，如果不满足上述6)的条件，使参考光和再现光的偏振方向在再现时相同，则再现光的偏振方向也是如上所述由偏振分束器5透射(或反射)的偏振方向。因而再现光不被导向图像传感器11那侧。 这样，在此情况下，在再现时，上述6)的使参考光和再现光(信号光的光束区域中的光)的偏振方向彼此正交的条件是必须的。 综上所述，在采用根据第一实施例的方法和采用根据第二实施例的方法的任一情况下，在记录时使参考光和信号光的偏振方向彼此一致而方向相同、以及在再现时使信号光的光束区域中的光(再现光)和参考光的偏振方向彼此正交是需要满足的共同条件。
当在记录时使参考光和信号光的偏振方向彼此一致时，记录时信号光和参考光都能够两者均由反射式圆偏振膜透射或两者均由反射式圆偏振膜反射。因而能够防止记录反射式全息图。 在这样使记录时参考光和信号光的偏振方向彼此一致的情况下，再现时使信号光的光束区域中的光和参考光的偏振方向彼此正交。由此，如上所述，在采用根据第一和第二实施例的方法的任一种情况下，再现光都可以被合适地导向图像传感器11那侧。同时，能够防止参考光被导向图像传感器11那侧。 由此可以理解，根据本发明，当执行偏振方向控制以至少使记录时参考光与信号光的偏振方向彼此一致而方向相同并使再现时信号光的光束区域中的光和参考光的偏振方向彼此正交时，能够防止记录反射式全息图，且同时满足在再现时将再现光导向图像传 感器ll那侧的必要条件。 另外，在上述说明中，已经举例说明了用胆甾型液晶作为反射式圆偏振膜的情况。
但是，对于本发明的实施例中的反射式圆偏振膜，只要具有使预定旋转方向的圆偏振光透
射、使沿与预定旋转方向相反方向的圆偏振光反射、并将与入射圆偏振光相同旋转方向的
圆偏振光输出作为反射光就够了。反射式圆偏振膜的具体组成材料不受限制。 另外，在上述说明中，已经举例说明了将被形成为能够对于信号光和参考光两者
根据驱动信号进行偏振方向控制的元件作为选择式偏振方向控制元件15。但是，在图6以
及图7A和图7B所示的方法的情况下，只要至少仅对于参考光领域根据驱动信号执行偏振
方向控制就够了，因此显然，在此情况下，只设定参考光控制区域Am-r作为选择性偏振方
向控制元件15就够了。 类似地，在图IOA和图10B以及图IIA和图11B所示的方法的情况下，例如，只要
仅设定信号光控制区域Am-s作为选择性偏振方向控制元件15就够了 。 即使在采用图8以及图9A和图9B的方法的情况下，当由半波片形成选择性偏振
方向控制元件15的信号光领域时，例如，也可以只设定参考光控制区域Am-r作为根据驱动
信号执行偏振方向控制的区域。 类似地，在采用图12A和图12B以及图13A和图13B的方法的情况下，当由半波片 形成选择性偏振方向控制元件15的参考光领域时，也可以只设定信号光控制区域Am-s作 为根据驱动信号执行偏振方向控制的区域。 另外，在上述说明中，已经举例说明了用透射类型的选择性偏振方向控制元件作
为选择性偏振方向控制元件15的情况。但是当然也可以使用反射类型的元件。 另外，在上述说明中，如作为选择性偏振方向控制元件15而说明的那样，已经举
例说明了这样的情况根据本发明实施例的选择性偏振方向控制部包含液晶相位差元件，
该元件根据驱动信号来以n的相位调制量或零的相位调制量执行可变相位调制。但是，在
记录/再现时执行选择性偏振方向控制的选择性偏振方向控制部也可以在不使用这样的
液晶相位差元件的情况下实现。 例如，可以提到这样的构造其中，在光路中放入和取出局部偏振方向控制元件从 而使之只在记录时或再现时被插入光路中，所述局部偏振方向控制元件在参考光和信号光 进入的那些区域中的一个区域中形成有半波片。即，在此情况下，设有用于使局部偏振方向 控制元件放入和取出光路的縮回和插入驱动部(例如滑动驱动或上下翻转驱动)，控制部 16通过向縮回和插入驱动部供应驱动信号来执行驱动控制，以只在记录时或再现时获得该 縮回和插入驱动部被插入光路中的状态。 或者，代替使用这种縮回和插入驱动的方法，处于被插入光路中的状态下的上述 局部偏振方向控制元件(其中局部地形成有半波片)也可以受到旋转驱动，使得局部偏振 方向控制元件的旋转角度被改变，以提供在记录时和再现时之间45度的面内旋转角度差。 由此，仅在记录时或再现时执行偏振方向控制。在此情况下，设有旋转驱动部，所述旋转驱 动部被构造成保持该局部偏振方向控制元件，以能够对局部偏振方向控制元件进行旋转驱 动，控制部16通过向旋转驱动部供应驱动信号来执行驱动控制，使得局部偏振方向控制元 件受到旋转驱动，以在记录时和再现时将半波片的光学基准轴线与入射光的偏振方向轴线
24形成的角度在0度和45度之间改变。从而能够仅在记录时和再现时中的一种情况下由半 波片执行90度的偏振方向控制。 另外，在上述说明中，已经说明了这样的情况被构造成在记录/再现时执行选 择性偏振方向控制的偏振方向控制部与例如由四分之一波片9形成的线偏振光/圆偏振 光转换部是彼此分立地形成的。但是，这些部分也可以被形成为彼此一体。在此情况下， 形成能够由例如液晶相位差元件使入射光根据驱动信号以n/2(对于四分之一波长)和 3 Ji /2 (对于四分之三波长)的两种相位调制量受到相位调制的元件，并插入如下所述的局 部偏振态转换元件来代替选择性偏振方向控制元件15和四分之一波片9的组合就够了，其 中所述局部偏振态转换元件在其被参考光进入的区域内以及其被信号光进入的区域内都 形成有上述使入射光受到相位调制的元件。 另外，尽管上述说明中没有具体提到，但是为了对记录/再现位置进行控制，某些 全息记录和再现系统采用了这样的方法形成位于全息反射膜下方的位置控制层并利用由 与全息记录和再现光波长不同的位置控制光照射位置控制层而获得的返回光来执行记录 和再现位置控制(例如寻轨伺服、搜寻操作等)，其中所述位置控制层具有通过形成凹坑 串、凹槽等而记录于其中的位置信息。 在此情况下，全息反射膜(用于反射再现光的反射膜)需要具有这样的波长选择 性其使全息记录和再现光反射，并使位置控制光透射，以将位置控制光导向形成于反射膜 下方的位置控制层。 S卩，为了提供这种位置控制方法，与全息反射膜对应的反射式圆偏振膜(L3或 L3-L)需要具有波长选择性。 胆甾型液晶具有对与胆甾型液晶的螺旋结构的螺旋巻绕节距对应的波长的光进 行强烈反射的特性。因此，为了提供上述位置控制方法，尤其是，作为反射式圆偏振膜的胆 甾型液晶优选地被形成为具有这样的波长选择性通过使螺旋的缠绕节距对应于全息记录 和再现光的波长，使得选择性地只使全息记录和再现光反射。 另外，在上述说明中，用偏振分束器5作为从返回路径光的光束区域提取再现光 并选择性地将再现光导向图像传感器ll那侧的元件。但是，也可以用非偏振分束器(半透 半反镜)代替偏振分束器5。 另外，在上述说明中，只举例说明了与设置反射式圆偏振膜作为全息记录介质的 反射膜的情况对应的来防止记录反射式全息图的方法。但是，根据包含反射式线偏振膜 L4(或L5，下文将说明)而不是反射式圆偏振膜(L3或L3-L)的全息记录介质HM，也能够防 止记录反射式全息图，如下面的图14所示。 在此情况下，反射式线偏振膜指这样的膜其被形成为选择性地反射(或透射)作
为P偏振光和s偏振光之一的入射光。这样的反射式线偏振膜可以例如通过线栅膜(以大
约100nm的线节距在透明膜内沿预定方向布置金属细线)或光子晶体来实现。 假定形成图14所示的反射式线偏振膜L4，以具有使p偏振光透射并使s偏振光反
射的特性。 图15示出了记录和再现设备的内部构造，作为对应于全息记录介质HM而防止记 录反射式全息图的一种变更示例，所述全息记录介质包含上述反射式线偏振膜作为全息反 射膜。
作为变更示例的记录和再现设备是通过从前述图1所示的记录和再现设备中略 去四分之一波片9而形成的。 在作为变更示例的记录和再现设备中，控制部16执行选择性偏振方向控制元件 15的驱动控制，以使选择性偏振方向控制元件15对入射光执行偏振方向控制，从而在记录 时防止记录反射式全息图并在再现时使再现光导向图像传感器11那侧。
图16以及图17A和图17B是帮助说明偏振方向控制方法的示意图，该方法对应于 如图14所示设置了反射式线偏振膜L4(使p偏振光透射并使s偏振光反射)的情况。在这 些图中只提取并示出了前述图15所示的偏振分束器5、选择性偏振方向控制元件15、物镜 IO和全息记录介质HM。与前述图6—样，图16示出了信号光和参考光的各个光束以及各 个光束的偏振状态，作为帮助说明记录时的示意图。与图7A和图7B—样，图17A和图17B 是帮助说明再现时的示意图。图17A示出了前往路径中参考光的光束以及该光束的偏振状 态。图17B示出了返回路径中再现光和参考光(反射参考光)的各个光束以及这些光束的 偏振状态。 在此情况下，如图16所示，在记录时，对于选择性偏振方向控制元件15的信号光 控制区域Am-s和参考光控制区域Am-r两者，驱动信号都被关断，从而使入射参考光和入射 信号光的偏振方向不改变。 由此，以p偏振光的形式进入选择性偏振方向控制元件15的信号光和参考光以p 偏振光的形式施加到全息记录介质HM。在此情况下，反射式线偏振膜L4使p偏振光透射。 这样，如图16所示，由于如上所述记录时选择性偏振方向控制元件15的控制，参考光和信 号光都由反射式线偏振膜L4透射。S卩，这使得可以只记录信号光(前往路径)X参考光 (前往路径)这一种透射式全息图，并防止记录反射式全息图。 在此情况下，在再现时，如图17A和图17B所示，选择性偏振方向控制元件15中的 信号光控制区域Am-s的驱动信号仍然保持关断，而只对于参考光控制领域Am-r开启驱动 信号。即，只在参考光控制区域Am-r中使偏振方向改变90度。 据此，在图17A的前往路径中，经过选择性偏振方向控制元件15的参考光变成s 偏振光，由作为s偏振光的参考光经由物镜10照射全息记录介质HM。这样，如图17B所示， 参考光和通过用参考光照射而获得的再现光都能从反射式线偏振膜L4反射，并能够以反 向路径光的形式获得s偏振光的再现光和反射参考光。 如上所述，在此情况下，在选择性偏振方向控制元件15中，信号光控制领域Am-s 被关断，而参考光控制领域Am-r开启。这样，上述s偏振光的再现光原样作为s偏振光进 入偏振分束器5。因而，该再现光由偏振分束器5反射。S卩，在此情况下，也能够使再现光被 合适地导向图像传感器11那侧。 由s偏振光形成的反射参考光经过选择性偏振方向控制元件15，从而以p偏振光 的形式进入偏振分束器5。因而，反射参考光由偏振分束器5透射，从而能够防止其被导向 图像传感器ll那侧。 通过这样采用图16以及图17A和图17B的偏振方向控制方法，与在全息记录介质 HM中设置反射式线偏振膜L4的情况对应，可以防止记录反射式全息图，并合适地将再现光 导向图像传感器11那侧。同时，防止了反射参考光被导向图像传感器11那侧。
反射式线偏振膜也能够被形成为使s偏振光透射并使p偏振光反射。图18以及图19A和图19B是帮助说明偏振方向控制方法的示意图，该方法对应于设置具有这种使s 偏振光透射而使P偏振光反射的特性的反射式线偏振膜L5的情况。在这些图中，只提取和 示出了前述图15所示的偏振分束器5、选择性偏振方向控制元件15、物镜10和全息记录介 质HM。与前述图6—样，图18示出了信号光和参考光的各个光束以及各个光束的偏振状 态，作为帮助说明记录时的示意图。 与图7A和图7B—样，图19A和图19B是帮助说明再现时的示意图。图19A示出 了前往路径中的参考光的光束以及该光束的偏振状态。图19B示出了返回路径中的参考光 (反射参考光)和再现光的各个光束以及这些光束的偏振状态。 在此情况下，在记录时，如图18所示，对于选择性偏振方向控制元件15的信号光 控制区域Am-s和参考光控制区域Am-r两者，驱动信号都被关断，从而使入射参考光和入射 信号光的偏振方向都改变90度。 由此，以p偏振光的形式进入选择性偏振方向控制元件15的信号光和参考光两者 都经由物镜10以s偏振光的形式被施加到全息记录介质HM。在此情况下，反射式线偏振膜 L5透射s偏振光并反射p偏振光。这样，参考光和信号光两者都由反射式线偏振膜L5透 射。由此，在此情况下，也可以只记录信号光(前往路径)X参考光(前往路径)这一种透 射式全息图，并防止记录反射式全息图。 在此情况下，在再现时，如图19A和图19B所示，选择性偏振方向控制元件15中信 号光控制区域Am-s的驱动信号仍然保持开启，而只对于参考光控制区域Am-r关断驱动信 号。即，只在信号光控制区域Am-s中使偏振方向改变90度。 据此，在图19A的前往路径中，用依次经过选择性偏振方向控制元件15和物镜10 而仍为P偏振光的参考光来照射全息记录介质HM。这样，如图19B所示，参考光和通过用参 考光照射而获得的再现光都能够由反射式线偏振膜L5反射，并能够获得p偏振光的反射参 考光和再现光作为返回路径光。 如上所述，信号光控制区域Am-s被开启，而参考光控制区域Am_r被关断。这样， 如上所述由P偏振光形成的再现光作为s偏振光进入偏振分束器5。因而，在此情况下，再 现光也由偏振分束器5反射，并被合适地导向图像传感器11那侧。 由p偏振光形成的反射参考光原样作为p偏振光进入偏振分束器5。因而，反射参 考光由偏振分束器5透射，因而能够防止其被导向图像传感器11那侧。
通过这样采用图18以及图19A和图19B所示的偏振方向控制方法，对应于在全息 记录介质HM中设置反射式线偏振膜L5的情况，可以防止记录反射式全息图，并合适地将再 现光导向图像传感器11那侧。在此情况下，也防止了反射参考光被导向图像传感器11那 由与前述图6至图9B的比较可以理解，在与上述反射式线偏振膜对应的变更示例 中各个位置处的偏振状态的改变类似于第一实施例中的改变情况，只是省略了四分之一波 片9。即，从这点也可以理解，在采用该变更示例的方法的情况下，当满足下列条件时也能够 实现本发明的上述目的。 1)使记录时参考光的偏振方向与再现时参考光的偏振方向正交
2)在记录时，使参考光和信号光的偏振方向彼此相同 3)在再现时，使参考光和再现光(信号光的光束区域中的光)的偏振方向彼此正交 即，在这种变更示例中，进入偏振分束器5的线偏振光的偏振方向、记录/再现时 对于选择性偏振方向控制元件15的信号光控制区域Am-s或参考光控制区域Am-r的驱动 控制的模式、全息记录介质HM中形成的反射式线偏振膜(L4或L5)等的组合也不限于上文 所示的这些。 另外，在上述说明中，已经举例说明了这样的情况通过偏振方向控制式的空间光 调制器(SLM 4)与偏振分束器的组合实现了执行用于产生信号光和参考光的强度调制的 强度调制部。但是，也可以代替上述组合而使用这样的空间光调制器该调制器作为能够无 需结合偏振分束器而单独执行强度调制的强度调制器，例如反射式液晶面板或匿D(数字 微镜设备注册商标)。 另外，也能够代替反射式空间光调制器而使用透射式空间光调制器(例如透射式 液晶面板)。 另外，在上述说明中，已经举例说明了这样的情况在大体圆形的信号光领域A2 外侧设置大体环形的参考光领域A1。但是，信号光领域和参考光领域的形状不限于大体圆 形形状和大体环形形状。另外，参考光领域也可以布置在内侧，而信号光领域可以布置在外 根据信号光领域和参考光领域的形状和布置关系，根据需要来在选择性偏振方向
控制部中设定信号光控制区域和参考光控制区域的形状和设置位置就够了。 本申请包含与2008年10月10日在日本特许厅提交的日本在先专利申请
JP2008-264170揭示的主题有关的主题，该申请的全部内容通过引用方式结合于此。 本领域技术人员应当明白，根据设计需要和其他因素可以产生各种变更、组合、子
组合和替换形式，只要它们在所附权利要求及其等同方案的范围内即可。
权利要求
一种记录和再现设备，包括光源，其用于用信号光和参考光照射全息记录介质，所述全息记录介质包括记录层和反射式圆偏振膜，通过所述信号光与所述参考光的干涉条纹而在所述记录层中记录数据，所述反射式圆偏振膜形成于所述记录层下方并被形成为输出与入射圆偏振光相同旋转方向的圆偏振光作为反射光；强度调制部，其被构造成使从所述光源输出的光以像素单位受到空间光强度调制，所述强度调制部中设有信号光领域和参考光领域，所述信号光领域作为用于产生所述信号光的区域，所述参考光领域作为用于产生所述参考光的区域；偏振分束器，其用于接收经由所述强度调制部的入射光作为前往路径光，并接收作为来自所述全息记录介质的反射光而获得的入射再现光作为返回路径光；选择性偏振方向控制部，其被构造成执行选择性偏振方向控制，以在接收经由所述偏振分束器入射的所述前往路径光的位置处，根据驱动信号，使参考光束区域和信号光束区域中至少一者中的光的偏振方向改变90度或不改变，所述参考光束区域作为经由所述参考光领域的光的光束区域，所述信号光束区域作为经由所述信号光领域的光的光束区域；线偏振光/圆偏振光转换部，其被构造成将通过由所述选择性偏振方向控制部进行的所述选择性偏振方向控制而获得的线偏振光转换成圆偏振光，并将作为来自所述全息记录介质的反射光而获得的圆偏振光转换成线偏振光；和驱动控制部，其被构造成控制所述选择性偏振方向控制部，以在记录时实现所述参考光束区域中的光和所述信号光束区域中的光的偏振方向是相同方向的状态，并在再现时实现所述参考光束区域中的光和所述信号光束区域中的光的偏振方向彼此正交的状态，来作为被构造成通过提供所述驱动信号来对所述选择性偏振方向控制部进行控制的驱动控制部。
2. 根据权利要求1所述的记录和再现设备，其中，所述选择性偏振方向控制部由液晶相位差元件形成，所述液晶相位差元件被形 成为使得根据所述驱动信号的开启状态和关断状态之一，所述参考光束区域中的光和所 述信号光束区域中的光中的至少一者以n的相位调制量和零的相位调制量之一受到相位 调制。
3. 根据权利要求2所述的记录和再现设备，其中，所述反射式圆偏振膜被形成为使第一旋转方向的圆偏振光透射并使第二旋转方 向的圆偏振光反射，并且所述驱动控制部在记录时执行控制，以使所述参考光束区域中的光和所述信号光束区 域中的光的偏振方向成为相同的偏振方向，使得当所述参考光束区域中的光和所述信号光 束区域中的光两者都经由所述线偏振光/圆偏振光转换部转换成圆偏振光时所述参考光 束区域中的光和所述信号光束区域中的光两者的旋转方向都是所述第一旋转方向；并在再 现时执行控制，以使所述参考光束区域中的光的偏振方向成为如下偏振方向使得当所述 参考光束区域中的光由所述线偏振光/圆偏振光转换部转换成圆偏振光时所述参考光束 区域中的光的旋转方向是所述第二旋转方向的偏振方向，并使所述信号光束区域中的光的 偏振方向与所述参考光束区域中的光的偏振方向正交。
4. 根据权利要求2所述的记录和再现设备，其中，所述反射式圆偏振膜被形成为使第一旋转方向的圆偏振光透射并使第二旋转方 向的圆偏振光反射，并且所述驱动控制部在记录时执行控制，以使所述参考光束区域中的光和所述信号光束区 域中的光的偏振方向成为相同的偏振方向，使得当所述参考光束区域中的光和所述信号光 束区域中的光两者都经由所述线偏振光/圆偏振光转换部转换成圆偏振光时所述参考光 束区域中的光和所述信号光束区域中的光两者的旋转方向都是所述第二旋转方向；并在再 现时执行控制，以使所述参考光束区域中的光的偏振方向成为使得当所述参考光束区域中 的光由所述线偏振光/圆偏振光转换部转换成圆偏振光时所述参考光束区域中的光的旋 转方向是所述第二旋转方向的偏振方向，并使所述信号光束区域中的光的偏振方向与所述 参考光束区域中的光的偏振方向正交。
5. 根据权利要求1所述的记录和再现设备，其中，所述选择性偏振方向控制部包括 局部偏振方向控制元件，其具有用于接收所述信号光束区域中的入射光的区域和用于接收所述参考光束区域中的入射光的区域，所述用于接收所述信号光束区域中的入射光的 区域和所述用于接收所述参考光束区域中的入射光的区域中的一者由半波片形成；以及縮回和插入驱动部，其被构造成使所述局部偏振方向控制元件放入光路和从所述光路 取出。
6. 根据权利要求1所述的记录和再现设备，其中，所述选择性偏振方向控制部包括 局部偏振方向控制元件，其具有用于接收所述信号光束区域中的入射光的区域和用于接收所述参考光束区域中的入射光的区域，所述用于接收所述信号光束区域中的入射光的 区域和所述用于接收所述参考光束区域中的入射光的区域中的一者由半波片形成；以及旋转驱动部，其被构造成保持所述局部偏振方向控制元件，以能够在所述局部偏振方 向控制元件被插在光路中的状态下对所述局部偏振方向控制元件进行旋转驱动。
7. —种记录和再现设备中的偏振方向控制方法，所述记录和再现设备包括 光源，其用于用信号光和参考光照射全息记录介质，所述全息记录介质包括记录层和反射式圆偏振膜，通过所述信号光与所述参考光的干涉条纹而在所述记录层中记录数据， 所述反射式圆偏振膜形成于所述记录层下方并被形成为输出与入射圆偏振光相同旋转方 向的圆偏振光作为反射光；强度调制部，其被构造成使从所述光源输出的光以像素单位受到空间光强度调制，所 述强度调制部中设有信号光领域和和参考光领域，所述信号光领域作为用于产生所述信号 光的区域，所述参考光领域作为用于产生所述参考光的区域；偏振分束器，其被构造成接收经由所述强度调制部的入射光作为前往路径光，并接收 作为来自所述全息记录介质的反射光而获得的入射再现光作为返回路径光；选择性偏振方向控制部，其被构造成执行选择性偏振方向控制，以在接收经由所述偏 振分束器入射的所述前往路径光的位置处，根据驱动信号，使参考光束区域和信号光束区 域中至少一者中的光的偏振方向改变90度或不改变，所述参考光束区域作为经由所述参 考光领域的光的光束区域，所述信号光束区域作为经由所述信号光领域的光的光束领域； 和线偏振光/圆偏振光转换部，其被构造成将通过由所述选择性偏振方向控制部进行的 所述选择性偏振方向控制而获得的线偏振光转换成圆偏振光，并将作为来自所述全息记录介质的反射光而获得的圆偏振光转换成线偏振光； 所述偏振方向控制方法包括以下步骤通过供应所述驱动信号来控制偏振方向，以在记录时实现所述参考光束区域中的光和 所述信号光束区域中的光的偏振方向是相同方向的状态，并在再现时实现所述参考光束区 域中的光和所述信号光束区域中的光的偏振方向彼此正交的状态。
8. —种记录和再现设备，包括光源，其用于用信号光和参考光照射全息记录介质，所述全息记录介质包括记录层和 反射式线偏振膜，通过所述信号光与所述参考光的干涉条纹而在所述记录层中记录数据， 所述反射式圆偏振膜形成于所述记录层下方并被形成为反射P偏振光和S偏振光中的仅一 者；强度调制部，其被构造成使从所述光源输出的光以像素单位受到空间光强度调制，所 述强度调制部中设有信号光领域和参考光领域，所述信号光领域作为用于产生所述信号光 的区域，所述参考光领域作为用于产生所述参考光的区域；偏振分束器，其被构造成接收经由所述强度调制部的入射光作为前往路径光，并接收 作为来自所述全息记录介质的反射光而获得的入射再现光作为返回路径光；选择性偏振方向控制部，其被构造成执行选择性偏振方向控制，以在接收经由所述偏 振分束器入射的所述前往路径光的位置处，根据驱动信号，使参考光束区域和信号光束区 域中至少一者中的光的偏振方向改变90度或不改变，所述参考光束区域作为经由所述参 考光领域的光的光束区域，所述信号光束区域作为经由所述信号光领域的光的光束区域；驱动控制部，其被构造成控制所述选择性偏振方向控制部，以实现在记录时所述参考 光束区域中的光的偏振方向和在再现时所述参考光束区域中的光的偏振方向彼此正交、在 记录时所述参考光束区域中的光和所述信号光束区域中的光的偏振方向两者是相同方向、 并且在再现时所述参考光束区域中的光和所述信号光束区域中的光的偏振方向彼此正交 的状态，来作为被构造成通过提供所述驱动信号来对所述选择性偏振方向控制部进行控制 的驱动控制部。
全文摘要
本发明涉及记录和再现设备以及偏振方向控制方法。记录和再现设备包括光源；强度调制部；偏振分束器；选择性偏振方向控制部；线偏振光/圆偏振光转换部；驱动控制部。
文档编号G03H1/22GK101727924SQ20091017936
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月10日 优先权日2008年10月10日
发明者伊藤辉将, 田中健二, 福本敦 申请人:索尼株式会社