专利名称：全息图记录载体、全息图装置及记录方法
技术领域：
本发明涉及光盘、光卡等进行光学的信息记录或信息再生的记录载体，特别是关于具有可通过光束照射进行信息的记录或再生的全息图记录层的全息图记录载体、全息图装置及记录方法。
背景技术：
为了进行高密度信息记录，可以对2维数据进行高密度记录的全息图被关注。该全息图的特征是，将载有记录信息的光波面作为体积折射率变化，记录到由光折射(photorefractive)材料等光感应材料构成的记录媒介上。通过对全息图记录载体进行多重记录，可以使记录容量飞跃地增大。多重记录存在角度多重及相位编码多重等，并且即使在重叠的全息图区域，也可以通过改变干涉光波的入射角度及相位，来对信息进行多重记录。例如，开发了一种全息图记录系统，将层叠了反射膜的全息图记录媒介作为盘状来利用(参照特开平11-311937号公报)。
在所述全息图记录系统中，使参照光通过全息图记录层并在反射膜上收束为光点，由反射膜反射的参照光发散并通过记录层，同时使载有应记录信息的信息光束通过记录层。由此，在记录层内，反射的参照光和信息光相干涉并形成干涉图形，并在记录层内记录体积的全息图。干涉图形的全息图在记录层上相邻并依次重叠地被记录，并且照射参照光，对来自各个全息图的再构筑的再生光进行检测、解调，记录信息被再生。
在参照光及信息光从同一侧同轴入射的全息图记录系统中，在信息再生时，由反射膜反射的参照光和来自全息图的再生光的分离是困难的。因此再生信号的读取性能恶化。
为了解决这一问题，在特开平11-311937号公报所示的全息图记录系统中，在物镜的前面将瞳孔进行2分割，并在其各自区域中设置旋光方向相互差90°的2分割的旋光子(rotator)(2分割旋光板)，来防止参照光入射到光检测器。
但是，现有的方法在记录再生时，必须整体驱动2分割旋光板及物镜。并且，存在与2分割旋光板的分割边界附近对应的再生光的记录特性恶化的问题。
当对这种反射型全息图记录载体记录全息图时，由于入射的参照光和信号光、及反射的参照光和信号光的4个光束的干涉，因此记录了4个全息图，由此对全息图记录层的性能进行了无效使用。
并且，在信息再生时，由于参照光被全息图记录载体的反射膜反射，所以与来自被再现的全息图的衍射光的分离是困难的。因此再生信号的读取性能恶化。并且，由于记录了反射像的全息图，也使再生信号恶化。
发明内容
因此，举出本发明要解决的问题中的一个作为例子，是提供可以稳定地进行记录或再生的全息图记录载体、记录再生方法及全息图装置。
本发明的全息图记录载体，是通过光照射进行信息的记录或再生的全息图记录载体，其特征在于，具有全息图记录层，将可干涉性参照光及信号光成分的光学干涉图形，作为衍射光栅保存在内部；及反射功能层，层叠在上述全息图记录层的光入射的相反侧，且感应照射光强度，在照射部位发现非反射部。
本发明的全息图装置，是将信息作为衍射光栅进行记录的全息图装置，其特征在于，具有支持部，对全息图记录载体自由安装地进行保持，该全息图记录载体具有全息图记录层，将可干涉性参照光及信号光成分的光学干涉图形，作为衍射光栅保存在内部；及反射功能层，层叠在上述全息图记录层的光入射的相反侧，且感应照射光强度，在照射部位发现非反射部，干涉部，具有物镜，使光束照射上述全息图记录层，以便使其从上述全息图记录层向上述反射功能层通过，并且在上述全息图记录层的上述光束的参照光及信号光成分干涉的部位，形成光干涉图形的衍射光栅；以及非反射部形成部，在形成上述光干涉图形前，通过上述物镜使上述光束在上述反射功能层上预先聚光，并在上述反射功能层上形成上述非反射部。
本发明的全息图记录方法，是向全息图记录载体记录信息的全息图记录方法，该全息图记录载体具有全息图记录层，将可干涉性参照光及信号光成分的光学干涉图形，作为衍射光栅保存在内部；及反射功能层，层叠在上述全息图记录层的光入射的相反侧，且感应照射光强度，在照射部位发现非反射部，其特征在于，包括干涉工序，使光束照射上述全息图记录层，以便使其从上述全息图记录层向上述反射功能层通过，并且在上述全息图记录层的上述光束的参照光及信号光成分干涉的部位，形成光干涉图形的衍射光栅；及在上述干涉工序前，通过上述物镜使上述光束在上述反射功能层上预先聚光，并在上述反射功能层上形成上述非反射部的工序。
图1是表示本发明实施方式的全息图记录载体的概略部分剖面图。
图2是表示本发明实施方式的全息图记录载体的概略部分立体图。
图3是对向本发明实施方式的全息图记录载体的反射功能层照射伺服光束前后的状态进行说明的平面图及曲线图。
图4是表示对本发明实施方式的全息图记录载体的信息进行记录或再生的全息图装置的概略构成的方框图。
图5是表示对本发明实施方式的全息图记录载体的信息进行记录再生的全息图装置的拾取器概略的概略立体图。
图6是表示对本发明实施方式的全息图记录载体的信息进行记录再生的全息图装置的拾取器概略的构成图。
图7是表示用于对本发明实施方式的全息图记录载体的信息进行记录再生的全息图装置的拾取器上的物镜的3轴促动器概略的概略立体图。
图8及图9是表示对本发明实施方式的全息图记录载体的信息进行记录再生的全息图装置的拾取器概略的构成图。
图10是表示对本发明实施方式的全息图记录载体的信息进行记录再生的全息图装置的拾取器中的光检测器一部分的平面图。
图11～图13是对本发明的实施方式的全息图记录媒介的再生工序进行说明的概略部分剖面图。
图14是表示本发明的其他实施方式的全息图装置的构成图。
图15～图20是表示本发明的其他实施方式的全息图记录载体的轨道构造的平面图。
图21是表示本发明实施方式的全息图记录载体的立体图。
图22是表示本发明其他实施方式的全息图光卡的立体图。
具体实施例方式
下面参照
本发明的实施方式。
(全息图记录载体)在全息图的记录再生时，使用同一波长激光的第1光束，进行参照光和信号光干涉的全息图记录，同时，为了对全息图记录载体、和拾取器、特别是物镜的位置关系进行伺服控制(聚焦、跟踪)，使用与第1光束不同波长的激光的伺服光束，以上述情况为例进行说明。
图1表示本实施方式一例的通过光照射进行信息记录或再生的盘形状的全息图记录载体2。
全息图记录载体2，具有从光照射侧的相反侧、在被复制(转印)了轨道等的基板3上，在其膜厚方向进行层叠的反射功能层5、分离层6、全息图记录层7、及保护层8。
全息图记录层7，将包含可干涉性参照光及信号光成分的第1光束FB的光学干涉图形，作为衍射光栅(全息图)保存在内部。另外，第1光束FB，在记录时作为全息图记录用，包含参照光及信号光成分地使用，另一方面在用于再生时，则使其不包含信号光成分、只具有参照光成分。并且，在相位编码多重的再生时，第1光束FB不包含信号光成分，只包含相位调制图形及参照光成分。
反射功能层5，由感应与第1光束FB不同波长的伺服光束SB(第2光束)的强度，并且其物理性能进行不可逆变化的第2感应材料构成。作为第2光感应材料例如可使用相变膜、色素膜。反射功能层5被设定为对伺服光束SB波长的灵敏度比对第1光束FB波长的灵敏度高。通过伺服光束SB，进行为了进行全息图记录的全息图记录载体2上的定位(聚焦伺服、x、y方向伺服)。
反射功能层5优选使用一种感光材料，当在具有灵敏度的特定波长、聚光一定程度大小的光时，具有透明性地进行变化。该反射功能层5还被设定为对进行全息图记录的波长的第1光束FB进行反射。
并且，全息图记录层7具有比对伺服光束SB波长的灵敏度高的对第1光束FB波长的灵敏度。作为构成对光学干涉图形进行保存的全息图记录层7的第1光感应材料，可以采用光折射材料、烧孔效应(holeburning)材料、光色(photo chromic)材料等，以便利用通过全息图记录层7的光干涉图形进行信息的记录或再生。
作为基板3的材料，例如使用玻璃、或者聚碳酸酯、非晶状聚烯烃(amorphous polyolefin)、聚酰亚胺、PET、PEN、PES等塑料、紫外线硬化型丙烯基树脂等，并在其主面上形成作为分离、不相交延伸的多个轨道T的槽(groove)。反射功能层5作为引导层起作用。分离层6及保护层8由透光性材料构成，具有层叠构造的平坦化、及全息图记录层等的保护的功能。
如图2所示，在全息图记录之前，在反射功能层5上进行第1光束FB的0次光成分透过的孔(pinhole)PH的穿孔。
为了读取基板3上形成的伺服用轨道及凹陷(pit)，伺服光束SB被聚光。当伺服光束SB以规定光强度聚光时，并在由表示退色性的材料(表示透过性的材料)构成反射功能层5的情况下，可以在反射功能层5上进行相当于光点(spot)大小的孔PH的穿孔。该孔PH的特性是透过第1光束FB的参照光成分(0次光)即可。
如图2所示，通过光栅(grating)等衍射光学元件使伺服光束SB成为3个光束，用2个侧面光束进行xy伺服，并用主光束进行记录。即，设置第1光束FB的光轴，以便使第1光束FB位于在直线上排列的3个伺服光束SB的光点的中央，并且进行跟踪伺服控制，并在邻接轨道之间的镜面部上方的全息图记录层7上进行全息图记录。
图3(a)(b)表示，具有伺服光束SB照射时的反射率比非照射时的反射率低的特性值(非照射时的反射率比照射时的反射率高的特性值)的感光材料的动作。
在伺服光束SB照射前(图7(a))，反射功能层5同样具有高反射率。通过伺服光束SB的照射，在伺服光束SB中心部及其附近，受到强度比规定阈值TH(发现对第1光束FB的反射进行阻止程度的低反射率(或使之透过程度的高透过率)的值)强的光照射的部分(非反射部)(图7(b))，反射率降低(或者透过率上升)。
在该实施方式中，反射功能层5采用了具有非照射时的反射率比照射时的反射率高的特性值(或者非照射时的透过率比照射时的透过率低的特性值透过率)的感光材料。即，非反射部具有比非光照射时的透过率高的特性值透过率，或者非反射部具有比非光照射时的反射率低的特性值反射率。并且可知，反射性的感光材料，也可以使用与对非照射时的反射率产生影响的非照射时比较，照射时的吸收率上升的感光材料。此时，由于非反射部具有比非光照射时的吸收率高的特性值吸收率，因此可以与其他情况同样地阻止第1光束FB的返回光。
由此，在本实施方式中，在基板3上设置对伺服光束SB的波长的灵敏度被设定为高的反射功能层5，在该反射功能层5上用伺服光束SB，形成使全息图记录或再生用的参照光成分透过到全息图记录载体2背面(不返回对物镜侧)的孔PH等非反射部。
另外，基板上的轨道T至少被设置用于进行跟踪伺服的伺服控制。全息图HG被体积记录到轨道T之间上方的全息图记录层7上。当基板3是圆板时，为了进行跟踪伺服控制，轨道T可相对于基板中心在基板上形成螺旋状、或同心圆状、或多个截断的螺旋弧状。
第1光束的光学干涉图形，被作为全息图HG(衍射光栅)体积保存在全息图记录层内部，并且在全息图记录层的膜厚方向层叠的反射功能层上，通过与第1光束大体同轴照射的伺服光束SB，形成作为非反射部的孔PH。
通过使用拾取器并根据检测的信号由促动器驱动物镜，来进行伺服控制，上述拾取器具有光学系统等，该光学系统具有射出光束的光源、和使光束在反射功能层5上的轨道聚光为光点、并将其反射光引向光检测器的物镜。反射功能层5上的光点的直径被设定为，收缩到由光束波长和物镜开口数(numerical apertureNA)决定的值(即所谓的衍射极限，例如为0.82λ/NA(λ＝波长)，但是当像差与波长比较为足够小时，只由光束的波长和开口数决定)。即，使用从物镜照射的光束，以便使反射功能层5位于其光束收敛部分的位置时聚焦。槽的宽度是根据对来自光点的反射光进行受光的光检测器的输出、例如推挽(push-pull)信号，进行适当设定。
并且，图2中所示的反射功能层5的轨道T的间距Px(x方向，即与轨道T的伸长方向(y方向)垂直的方向)，被设定为根据记录在第1光束FB的光点上方的全息图HG的多重度决定的规定距离。实际的移位多重记录方式全息图系统中的最大多重度，即表示在记录媒介中的同一体积中最大可以记录几个独立的全息图的值(次数)，如上所述由记录媒介及装置构成决定。最小的轨道间距Px(即最小移位距离)，由将被记录的全息图区域的直径除去最大多重度的值设定。轨道间距Px被设定为在最小移位距离以上。
另外，在上述实施方式中，表示了反射功能层5和全息图记录层7隔着分离层被层叠的构造的全息图记录载体，但是也可以省略分离层。并且，也可以在全息图记录层7和反射功能层5之间设置基板3，以便在基板3的层叠全息图记录层7的相反侧层叠反射功能层5，并使基板起分离层作用。
(全息图装置)图4表示对使用了本发明的全息图记录载体的信息进行记录或再生的全息图装置的概略构成例。
图4的全息图装置具有主轴马达22，通过旋转工作台使全息图记录载体2的盘旋转；拾取器23，通过光束从全息图记录载体2读出信号；拾取器驱动部24，保持该拾取器并使其在径向(x方向)移动；第1光源驱动电路25a；第2光源驱动电路25b；空间光调制器驱动电路26；再生光信号检测电路27；伺服信号处理电路28；聚焦伺服电路29；x方向移动伺服电路30x；y方向移动伺服电路30y；拾取器位置检测电路31，与拾取器驱动部24连接并检测拾取器的位置信号；滑块伺服电路32，与拾取器驱动部24连接并对其供给规定信号；转速检测部33，与主轴马达22连接并检测主轴马达转速信号；旋转位置检测电路34，与所述转速检测部连接，并生成全息图记录载体2的旋转位置信号；以及主轴伺服电路35，与主轴马达22连接并对其供给规定信号。
全息图装置具有控制电路37，控制电路37与第1光源驱动电路25a、第2光源驱动电路25b、空间光调制器驱动电路26、再生光信号检测电路27、伺服信号处理电路28、聚焦伺服电路29、x方向移动伺服电路30x、y方向移动伺服电路30y、拾取器位置检测电路31、滑块伺服电路32、转速检测部33、旋转位置检测电路34、以及主轴伺服电路35连接。控制电路37根据来自这些电路的信号，并通过这些驱动电路，进行对于拾取器的聚焦伺服控制、x及y方向移动伺服控制、再生位置(x及y方向的位置)的控制等。控制电路37由安装了各种存储器的微型计算机构成，并进行装置整体的控制，根据来自操作部(无图示)的使用者的操作输入及当前装置的动作状况，生成各种控制信号，并且与对使用者显示动作状况等的显示部(无图示)连接。
并且，控制电路37进行从外部输入的用于全息图记录的数据的编码等处理，将规定信号供给空间光调制器驱动电路26，并控制全息图的记录顺序。控制电路37根据来自再生光信号检测电路27的信号，进行解调及错误修正处理，由此对记录在全息图记录载体上的数据进行复原。并且，控制电路37通过对复原的数据进行解码处理，来进行信息数据的再生，并将其作为再生信息数据进行输出。
并且，控制电路37使非反射部按规定间隔形成地进行控制，以便可以使应记录的全息图按规定间隔(多重间隔)进行记录。
图5及图6表示该全息图装置的拾取器的概略构成。
拾取器23大体划分，具有全息图记录再生光学系统、伺服系统、及共通系统，这些系统除了物镜OB之外，大体设置在相同的平面上。
全息图记录再生光学系统具有全息图的记录及再生用的第1激光光源LD1、第1准直(collimator)透镜CL1、第1半透半反(half mirror)棱镜HP1、第2半透半反棱镜HP2、偏振光空间光调制器SLM、具有由CCD及互补型金属氧化膜半导体装置(CMOS)等阵列构成的像检测传感器IS的再生光信号检测部、第3半透半反棱镜HP3、及第4半透半反棱镜HP4。
伺服系统具有用于对相对于全息图记录载体2的光束位置进行伺服控制(xyz方向移动)的第2激光光源LD2、第2准直透镜CL2、生成用于伺服光束SB的多光束的衍射光栅等衍射光学元件GR、偏振光束分离器PBS、1/4波长板1/4λ、耦合(coupling)透镜AS、及具有光检测器PD的伺服信号检测部。并且，伺服系统也可用于对反射功能层5进行相当于光点尺寸的孔PH的穿孔。
二向色(dichroic)棱镜DP及物镜OB构成共通系统。
如图5及图6所示，第1、第3及第4半透半反棱镜HP1、HP3、HP4的半透半反面平行设置，并且在这些半透半反面的法线方向上，使第2半透半反棱镜HP2、二向色棱镜DP及偏振光束分离器PBS的半透半反面、分离面平行地设置。这些光学部件被设置为，使来自第1及第2激光光源LD1、LD2的光束的光轴(点划线)分别延伸到记录及再生光学系统、以及伺服系统，并在共通系统大体一致。
第1激光光源LD1与第1光源驱动电路25a连接，通过该电路对其进行输出调整，以便使射出的第1光束FB的强度在全息图记录时强、在再生时弱。
第2激光光源LD2与第2光源驱动电路25b连接，通过该电路对其进行输出调整，以便使与第1激光光源不同波长的伺服光束SB的强度，在非反射部形成时强、在再生时弱。
反射型的偏振光空间光调制器SLM，具有通过具有被分割成矩阵状的多个象素电极的液晶屏等对入射光的一部分进行电反射的功能、或全部透过成为无反射状态的功能。该偏振光空间光调制器SLM与第1光源驱动电路25a连接，对光束进行调制且进行反射，以便生成信号光，使之具有根据来自空间光调制器驱动电路26的应记录的页面数据(平面上的光点图形等2维数据的信息图形)的分布。另外，当代替偏振光空间光调制器SLM，将具有被分割成矩阵状的多个象素电极的透过型液晶屏，作为空间光调制器使用时，将其设置在第1及第2半透半反射棱镜HP1、HP2之间。
具有像检测传感器IS的再生光信号检测部，连接在再生光信号检测电路27上。
并且，拾取器23具有物镜驱动部36，使物镜OB在与自身光轴平行方向(z方向)、与轨道平行方向(y方向)及垂直方向(x方向)移动。
光检测部PD与伺服信号处理电路28连接，例如分别具有聚焦伺服用、以及x和y方向移动伺服用的受光元件。来自光检测器PD的聚焦错误信号、及跟踪错误信号等输出信号，被供给伺服信号处理电路28。
在伺服信号处理电路28中，根据聚焦错误信号生成聚焦驱动信号，并将其通过控制电路37供给聚焦伺服电路29。聚焦伺服电路29根据驱动信号，驱动安装在拾取器23上的物镜驱动部36的聚焦部分，该聚焦部分进行动作，以便对照射在全息图记录载体上的光点的焦点位置进行调整。
并且，在伺服信号处理部28中产生x及y方向移动驱动信号，并将其分别供给x方向移动伺服电路30x及y方向移动伺服电路30y。x方向移动伺服电路30x及y方向移动伺服电路30y，根据x及y方向移动驱动信号，驱动安装在拾取器23上的物镜驱动部36。由此，物镜仅被驱动与x、y及z方向驱动信号的驱动电流相对应的量，并对照射到全息图记录载体上的光点位置进行变位。由此，使对记录时运动的全息图记录载体的光点的相对位置为一定，并可以确保全息图的形成时间。
控制电路37，根据来自操作部或拾取器位置检测电路31的位置信号、及来自伺服信号处理电路28的x方向移动错误信号，生成滑块驱动信号，并将其供给滑块伺服电路32。滑块伺服电路32通过拾取器驱动部24，并对应于该滑块驱动信号的驱动电流，将拾取器32在盘半径方向移动。
转速检测部33，对表示通过旋转工作台使全息图记录载体2旋转的主轴马达22的当前旋转频率的频率信号进行检测，并生成表示与之对应的主轴转速的转速信号，并供给旋转位置检测电路34。旋转位置检测电路34生成转速位置信号，并将其供给控制电路37。控制电路37生成主轴驱动信号，并将其供给主轴伺服电路35，来控制主轴马达22旋转驱动全息图记录载体2。
图7表示本实施方式的全息图装置用的拾取器的物镜驱动部36。
物镜驱动部36具有促动器基座42，该促动器基座42通过与固定在拾取器主体(无图示)上的支持部38结合的压电元件39，在y方向自由振动。在拾取器主体内，设置将来自激光光源的光束直角反射并引导到物镜OB的启动棱镜45等、用于形成拾取器的上述需要的光学元件。另外，该光束经过开口42c、物镜OB，由此在旋转工作台上的媒介的信息记录面上聚焦照射为点光。
如图7所示，物镜OB形成筒状，并安装在透镜架48的上端突出部，该透镜架48与上述物镜一起构成可动光学系统。在透镜架48的外围，使线圈中心轴与物镜OB光轴平行地卷绕有聚焦线圈50。在聚焦线圈50的外侧，使线圈中心轴相对于物镜OB的光轴成直角地安装有例如4个跟踪线圈51。各跟踪线圈51是将预先分别卷绕成环状的线圈粘贴在聚焦线圈50上。由物镜OB及透镜架48构成的可动光学系统，在物镜OB光轴方向相互隔离地设置，并通过在相对于该光轴方向为直角的y方向延伸的2对、共4根长支持部件53的一端部进行支持。但在图7中只表示了3根支持部件53。各支持部件53安装在固定在促动器基座42上的伸出部42a上，在其他的端部被安装成悬臂梁状。各支持部件53由线圈材料等构成，具有挠性。通过4根长支持部件53和上述压电元件39，使由物镜OB和透镜架48构成的可动光学系统在xyz方向自由移动。
透镜架48分开一对磁电路并被夹在之间。各磁电路由面对透镜架48的磁铁55、和支持该磁铁55的金属板56构成，并固定在促动器基座42上。在透镜架48上形成一对贯通孔，一对贯通孔位于，在长支持部件53伸长方向的透镜架48的聚焦线圈50内侧、使线圈中心轴和物镜OB的光轴平行、夹着物镜OB的位置。在各贯通孔内，非接触地插入从磁电路的金属板56伸长的轭铁57。由此，聚焦线圈50及跟踪线圈51，位于由磁铁55及轭铁57构成的磁电路的磁隙内。
聚焦线圈50、跟踪线圈51及压电元件39分别由聚焦伺服电路29、x方向移动伺服电路30x及y方向移动伺服电路30y进行控制。由于在磁隙中可产生与所述各线圈直角交链的平行磁通，所以通过对所述各线圈供给规定电流，可以产生xz方向的驱动力，并在所述各方向上驱动上述可动光学系统。
如此，物镜OB的x及y方向的驱动使用音圈马达，y方向的驱动使用压电元件等，对每个促动器基座进行驱动。另外，驱动部除了该结构之外，也可以对所有的轴使用音圈马达。
下面，对使用了上述全息图装置的全息图记录载体照射光束、并对信息进行记录或再生的记录再生方法进行说明。
(全息图记录及再生的概要)全息图记录时，如图8所示，来自第1激光光源LD1的规定强度的相干(coherent)光，通过第1半透半反棱镜HP1被分离成参照光束和信号光束(两光束由虚线表示，为了光路说明方便与图6的光轴错开表示)。
信号光束透过第2半透半反棱镜HP2，并沿着偏振光空间光调制器SLM的反射面法线入射。由偏振光空间光调制器SLM进行规定调制、并被反射的信号光，再次入射到第2半透半反棱镜HP2并反射，朝向第4半透半反棱镜HP4。
参照光束由第3半透半反棱镜HP3反射，朝向第4半透半反棱镜HP4。
使参照光和信号光在第4半透半反棱镜HP4大体共轴地合流，成为第1光束FB。第1光束FB通过二向色棱镜DP，并通过物镜OB聚光在全息图记录载体2上，记录全息图。
另一方面，如图9所示，再生时与记录时同样，光通过第1半透半反棱镜HP1分离成参照光束和信号光束，但是全息图的再生只由参照光束进行。通过使偏振光空间光调制器SLM为无反射状态(透过状态)，只使来自第3半透半反棱镜HP3的参照光作为第1光束FB，通过二向色棱镜DP及物镜OB，入射到全息图记录载体2。
从全息图记录载体2产生的再生光(双点划线)，透过物镜OB、二向色棱镜DP、第4半透半反棱镜HP4及第3半透半反棱镜HP3，入射到像检测传感器IS。像检测传感器IS将其输出传输给再生光信号检测电路27，并将在此生成的再生信号供给控制电路37，对记录的页面数据进行再生。另外，也可以在第3半透半反棱镜HP3及像检测传感器IS之间设置成像透镜。
此处，全息图的记录及再生时，都通过伺服光束进行与全息图盘2的定位伺服控制。通过定位伺服控制，由根据光检测器PD的输出运算得到的错误信号，对可以在x、y及z方向的3轴上驱动物镜的3轴促动器(物镜驱动部36)进行驱动。
如图8及图9所示，用于伺服控制的第2激光光源LD2，射出与第1激光光源LD1不同波长的伺服光束SB。伺服光束SB(细实线)作为P偏振光(表示与纸面平行的双向箭头)，被引导到第2准直透镜CL2、衍射光学元件GR、偏振光束分离器PBS、及1/4波长板1/4λ的伺服检测用光路，并在物镜OB之前通过二向色棱镜DP与第1光束FB(信号光及参照光)大体共轴地合流。伺服光束SB被二向色棱镜DP反射后由物镜OB聚光，并入射到全息图记录载体2。来自全息图记录载体2的反射光(向物镜OB的返回光)，通过1/4波长板1/4λ并成为S偏振光(表示与纸面垂直的中黑波浪线圆)，并经由偏振光束分离器PBS及耦合透镜AS，沿着伺服用光检测器PD的受光面法线入射。
并且，Z方向的伺服(聚焦伺服)控制，可采用通常光拾取器所采用的像散法、3光束法、点尺寸法、推挽法等，并且也可以采用将这些混合使用的方法。
例如在采用像散法时，光检测器PD的中央的一个如图10所示，由具有光束受光用的4等份分割受光面的受光元件1a～1d构成。4分割线的方向对应于盘半径方向和轨道切线方向。光检测器PD被设定为，聚焦时的光点是以受光元件1a～1d的分割交差中心为中心的圆。
根据光检测器PD的受光元件1a～1d的各输出信号，伺服信号电路28生成各种信号。当将受光元件1a～1d的各输出信号按其顺序设定为Aa～Ad时，聚焦错误信号FE按FE＝(Aa+Ac)-(Ab+Ad)算出，跟踪错误信号TE按TE＝(Ad+Ad)-(Ad+Ac)算出。这些信号被供给控制电路37。
(记录再生的详细)在本实施方式中，如图2所示，伺服光束SB聚光在全息图记录载体2的反射功能层5上，并通过光能量调制，在反射功能层5上形成作为非反射部的孔PH。即，该伺服光束SB输出对反射功能层5进行孔PH穿孔所需要的光输出。并且，通过伺服光束SB一直进行与全息图记录载体2的定位伺服控制，同时用第1光束FB(参照光)进行全息图再生，用第1光束FB(参照光及信号光)进行记录。
如图11所示，在反射功能层5的轨道上，伺服光束SB的光点被设置在，第1光束FB的光点的相对于全息图记录载体2记录方向的前方。该设置通过将伺服光束SB的光轴和第1光束FB的光轴在物镜OB的入射阶段互相进行移位来实现。并且，也可以插入使光束SB、FB的某一个、或者两个的光轴偏振的元件。
全息图的记录是使第1光束FB的参照光及信号光成分，在全息图记录层7内干涉并进行记录。使第1光束FB的聚光点与由伺服光束SB穿孔的孔PH一致。由于由空间光调制器SLM调制的调制信号(信号光的成分)是1次以上的衍射光成分，因此在聚光点附近(傅里叶面)具有一定程度的扩展。因此，在反射功能层5上几乎所有的光线被反射。另一方面，参照光(或者0次光成分)由于是无调制的DC光，所以具有由物镜OB的开口数和波长决定的光点尺寸，如果穿孔的孔PH比光点尺寸大，则参照光从孔PH透过。
如图12所示，当记录全息图时由于参照光从孔PH透过，所以在全息图记录层7内，产生入射参照光r和入射信号光S的干涉、及入射参照光r和入射信号光RS的干涉，根据各干涉形成全息图A、B。由于参照光r直接透过到全息图记录载体2的背面侧，所以由反射的参照光不能形成全息图。如此，在设置在反射功能层5上的作为非反射部的孔PH上形成全息图。
如图13所示，在对全息图进行再生时，使再生用的参照光与孔PH一致。通过进行该操作，参照光通过孔PH透过到全息图记录载体2的背面侧。由于参照光不返回物镜OB侧，所以没有参照光返回并入射到像检测传感器IS。记录的全息图的再生，是通过入射到全息图记录载体2的参照光，从全息图B产生对物镜OB侧的再生信号B。并且，从全息图A产生对与物镜OB相反侧的再生信号A。再生信号A由反射功能层5反射并返回物镜OB侧。该再生信号A和B相同，由于在受光元件上重叠所以不会成为特别的问题。
(其他实施方式的全息图装置)在图14中，在全息图的记录再生中，进行不分开使用参照光和信号光状态的全息图记录，并且为了控制全息图记录载体和拾取器的关系(聚焦、跟踪)，使用其他波长的激光光源，以上述情况为例进行说明。
图14的全息图装置，省略了记录光学系统的第1、第2及第3半透半反棱镜HP1、HP2，在像检测传感器IS的位置设置第1激光光源LD1、及第1准直透镜CL1，并在第2半透半反棱镜HP2的位置设置像检测传感器IS，并且代替偏振光型空间光调制器，将透过型空间光调制器SLM插入到第4半透半反棱镜HP4、及第1准直透镜CL1之间，除通过第4半透半反棱镜HP4对来自载体并经由物镜OB返回的再生波进行分支之外，与图6所示的构成相同。来自第1激光光源LD1的激光，通过准直透镜CL1变换成平行光束后，入射到透过型空间光调制器SLM。该空间光调制器SLM具有，通过具有被分割成矩阵状的电极的液晶屏等将入射光的一部分进行空间调制的动作。使用该空间光调制器SLM，将页面数据作为信号光束中的强度分布进行调制。从空间光调制器SLM输出的光线，成为具有1次以上的衍射光(信号光成分)、和无调制的0次光(参照光成分)的第1光束FB。信号光和参照光的第1光束FB，通过物镜OB聚光在全息图记录载体2上，并记录全息图。即，全息图再生系统除了记录光学系统的主要部分以外，还具有支持部，可自由安装地对全息图记录媒介进行保持；光源，产生可干涉性参照光束；干涉部，对在全息图记录媒介的记录层内部形成的衍射光栅区域，根据记录信息照射参照光束并生成再生波；分离部，将参照光束从反射层反射并返回干涉部的返回光、和再生光分离；以及检测部，通过再生波对成像的记录信息进行检测。
在所述再生动作中，当在透过型空间光调制器SLM，只具有无调制的激光、即0次光(参照光成分)的第1光束FB，通过物镜OB在全息图记录载体2上聚光时，再生波被再构筑并通过物镜OB返回拾取器。由第4半透半反棱镜HP4反射的成分入射到像检测传感器IS。像检测传感器IS将与通过再生光成像的像对应的输出，传输给再生信号检测处理电路27，并将在此生成的再生信号供给控制电路50，并且对所记录的页面数据进行再生。
关于伺服光束SB的构成(穿孔和伺服控制)，与图6中所示的构成相同。
(实施例1)
如图15所示，实施例1的反射功能层5具有的盘格式，是将设定在x方向的全息图多重间隔Px上、并在全息图多重方向的y方向延伸的轨道作为盘格式。另外，通过伺服光束SB一直进行与全息图记录载体2的定位伺服控制，同时用第1光束FB进行全息图记录。
如图所示，在记录时，将聚光在全息图记录载体2的反射功能层5上的伺服光束SB的光点设置在，第1光束FB的光点相对于全息图记录载体2记录方向y方向的前方。第1光束FB及伺服光束SB的设置间隔设定为y方向的全息图多重间隔Py。伺服光束SB通过衍射光栅分割成3个光束。将副光束设置在轨道T上，以便使伺服光束SB中央的主光束被设置在轨道T之间。根据侧面光束的检测信号，利用推挽法等进行使物镜OB跟踪轨道T的跟踪伺服控制。在可以对反射功能层5进行穿孔的光输出中设定伺服光束SB，并进行孔PH的穿孔。然后，使全息图记录载体2在y方向移动间隔Py，并使第1光束FB的光点与孔PH一致。然后通过第1光束FB记录全息图。由于第1光束FB和伺服光束SB的光点预先隔开间隔Py，所以在记录全息图的状态，即使不移动全息图记录载体2，也可以在记录下一个全息图的位置预先进行孔PH的穿孔。
(实施例2)如图16所示，在实施例2中具有的盘格式，是将设定在x方向的全息图多重间隔Px上、并在全息图多重方向的y方向延伸的轨道T、和与y方向的多重间隔Py一致的标记Y作为盘格式。
如图所示，在记录时将伺服光束SB的光点设置在，第1光束FB的光点相对于全息图记录载体2记录方向y方向的前方。这些配置间隔与实施例1同样设定为y方向的全息图多重间隔Py。对于伺服光束SB，施加与实施例1同样的跟踪伺服控制，同时利用y方向的标记Y，在y方向也进行使物镜OB跟踪的时间轴伺服控制。关于伺服光束SB的孔PH的穿孔，与实施例1相同。
(实施例3)如图17所示，关于盘格式与实施例2相同。
如图中所示，在记录时将伺服光束SB的光点设置在，第1光束FB的光点相对于全息图记录载体2记录方向y方向的前方。这些配置间隔与实施例1同样，设定为y方向的全息图多重间隔Py。对于伺服光束SB，施加与实施例1同样的跟踪伺服控制，同时利用y方向的标记Y，在y方向也进行使物镜OB跟踪的时间轴伺服控制。在实施例3中，将伺服光束SB设定成可以对轨道上形成的反射功能层5进行穿孔的光输出，并对光透过槽进行连续的穿孔。然后，使全息图记录载体2在y方向移动间隔Py，并利用副光束进行y方向定位，使第1光束FB的光点与孔PH一致。然后通过第1光束FB记录全息图。
(实施例4)如图18及图19所示，关于盘格式与实施例1相同。
如图所示，第1光束FB和伺服光束SB在反射功能层5上的光点间隔D，也不一定与y方向的全息图多重间隔Py相同。此时，通过将孔PH的穿孔和全息图记录在时间上错开，可以得到同样的效果。在图18及图19的情况下，如果使第1光束FB的照射定时延迟，并超过伺服光束SB的孔PH穿孔后移动全息图多重间隔Py的时间，则可以使第1光束FB与目标的孔PH一致。
(实施例5)如图20所示，关于盘格式与实施例1相同。
在记录时，使聚光在全息图记录载体2的反射功能层5上的伺服光束SB的光点与第1光束FB的光点一致，并共轴地进行设置。第1光束FB及伺服光束SB的间歇移动，设定在y方向的全息图多重间隔Py上。即，双方光束也可以完全一致。此时，在孔PH的穿孔结束后，不使全息图记录载体2在多重方向移动地进行全息图记录，并进行间歇移动。或者，需要进行例如一周量的伺服光束SB的孔PH的穿孔，然后在时间上错开地进行全息图记录。
以上，根据本实施方式，由于防止了参照光总通过反射功能层的孔PH等非反射部返回，因此可以对来自再现的全息图的衍射光进行分离。由于利用伺服光束可以只使全息图记录时的参照光有效地非反射，因此不会记录反射像等多余的全息图。结果，不会使全息图记录层超过需要地劣化。并且，由于再生时参照光不返回检测器侧，因此可以只对来自信号再生所需要的全息图的衍射光进行受光。结果，再生SN上升并可以进行稳定的再生。并且，由于可以通过进行了格式化的轨道间隔，并由伺服光束预先在反射功能层形成非反射部，因此非反射部作为全息图多重间隔必要的正确标记起作用。另外，也可以预先使孔PH的间隔与全息图记录上的最短间隔(对应于最大多重度的状态)一致，并使邻接的全息图的间隔为孔间隔的整数倍。
并且，在上述实施方式中，将如图21所示的全息图记录载体盘2作为记录媒介的例进行了说明，但是全息图记录载体的形状除了盘状以外，例如也可以是图22所示的塑料等构成的矩形平行平板的光卡20a。在所述光卡中，轨道也可以对于基板的例如重心在其上形成螺旋状或螺旋弧状或同心圆状，并且也可以在基板上形成平行的轨道。
从上述说明中可知，非反射部具有只发现全息图记录所使用的光(此处是第1光束)的功能即可。即，在第1光束和第2光束的波长不同的情况下，第2光束的波长产生相对于第1光束不同的变化，例如可以是反射率增大、或者未产生任何变化。
并且，虽然在上述实施方式中说明了下述情况使用来自第1及第2激光光源LD1、LD2的相互不同波长的第1光束FB及伺服光束SB(第2光束)，进行全息图的记录和标记的记录、以及光束的伺服控制，但是第1及第2激光光源LD1、LD2也可以采用射出同一波长激光的光源。此时，例如将伺服光束SB的光强度抑制在达不到全息图记录的水平，并执行伺服控制，并且可以通过只在全息图记录需要的时间段接通第1光束FB，或者使其光强度上升到规定记录水平，由此来实现全息图记录层的记录、和反射功能层的非反射部形成的控制。
权利要求
1.一种全息图记录载体，通过光照射进行信息的记录或再生，其特征在于，具有全息图记录层，将可干涉性参照光及信号光成分的光学干涉图形，作为衍射光栅保存在内部；及反射功能层，层叠在上述全息图记录层的光入射侧的相反侧，并感应照射光的强度，在照射部位出现非反射部。
2.如权利要求1所述的全息图记录载体，其特征在于上述反射功能层的上述非反射部，具有比非光照射时的透过率高的特性值透过率。
3.如权利要求1所述的全息图记录载体，其特征在于上述反射功能层的上述非反射部是小孔。
4.如权利要求1所述的全息图记录载体，其特征在于上述反射功能层的上述非反射部，具有比非光照射时的吸收率高的特性值吸收率。
5.如权利要求1所述的全息图记录载体，其特征在于上述反射功能层的上述非反射部，具有比非光照射时的反射率低的特性值反射率。
6.如权利要求1～5之一所述的全息图记录载体，其特征在于上述反射功能层具有各自分离、不相交延伸的轨道，用于使从物镜通过上述全息图记录层和上述反射功能层并聚焦的光束的点进行跟踪。
7.如权利要求1～6之一所述的全息图记录载体，其特征在于上述轨道形成为螺旋状、或螺旋弧状、或同心圆状。
8.如权利要求1～7之一所述的全息图记录载体，其特征在于上述轨道平行地形成。
9.如权利要求1～8之一所述的全息图记录载体，其特征在于上述光学干涉图形由第1光束生成并记录全息图，上述反射功能层感应第2光束并形成上述非反射部。
10.如权利要求9所述的全息图记录载体，其特征在于上述全息图记录层，具有比对上述第2光束波长的灵敏度高的对上述第1光束波长的灵敏度，以及，上述反射功能层，是设定成对上述第2光束波长的灵敏度比对上述第1光束波长的灵敏度高的相变膜或色素膜。
11.如权利要求9或10所述的全息图记录载体，其特征在于上述非反射部的出现基于上述第1光束波长。
12.一种全息图装置，将信息作为衍射栅进行记录，其特征在于，具有支持部，对全息图记录载体自由安装地进行保持，上述全息图记录载体具有全息图记录层，将可干涉性参照光及信号光成分的光学干涉图形，作为衍射光栅保存在内部；及反射功能层，层叠在上述全息图记录层的光入射侧的相反侧，并感应照射光的强度，在照射部位发现非反射部；干涉部，具有物镜，该物镜使光束照射在上述全息图记录层上，以便使其从上述全息图记录层向上述反射功能层通过，并在上述全息图记录层上的上述光束的参照光及信号光成分干涉的部位，形成光干涉图形的衍射光栅；非反射部形成部，在上述光干涉图形形成前，通过上述物镜使上述光束在上述反射功能层上预先聚光，并在上述反射功能层上形成上述非反射部。
13.如权利要求12所述的全息图装置，其特征在于上述干涉部具有第1及第2光源，上述光学干涉图形由来自第1光源的光束生成并记录全息图，上述反射功能层感应来自第2光源的光束强度并形成上述非反射部。
14.如权利要求13所述的全息图装置，其特征在于上述全息图的记录在上述非反射部上进行。
15.如权利要求13或14所述的全息图装置，其特征在于使来自上述第2光源的光束向上述反射功能层的照射点，在同一移动方向上，比来自上述第1光源的光束向上述反射功能层的照射点靠前地照射。
16.如权利要求13或14所述的全息图装置，其特征在于来自上述第2光源的光束向上述反射功能层的照射点，与来自上述第1光源的光束向上述反射功能层的照射点，在同一移动方向、在滞后或一致的状态下，使来自上述第2光源的光束照射比来自上述第1光源的光束照射在时间上滞后地进行。
17.如权利要求13～16之一所述的全息图装置，其特征在于上述干涉部具有包括空间光调制器的光学系统，上述空间光调制器根据记录信息，将来自上述第1光源的光束作为参照光进行空间调制，由此生成信号光，并且上述光学系统使上述参照光及信号光大体共轴地合流。
18.如权利要求13～17之一所述的全息图装置，其特征在于上述非反射部形成部具有伺服控制部，该伺服控制部将来自上述第2光源的光束聚光在上述反射功能层上，并对其返回光进行检测，由此进行使上述光束跟踪上述全息图记录载体的动作的伺服控制。
19.如权利要求13～18之一所述的全息图装置，其特征在于上述非反射部相互邻接的一对的间隔，是上述全息图相互邻接的最小间隔。
20.一种全息图记录方法，在全息图记录载体上记录信息，上述全息图记录载体具有全息图记录层，将可干涉性参照光及信号光成分的光学干涉图形，作为衍射光栅保存在内部；及反射功能层，层叠在上述全息图记录层的光入射侧的相反侧，并感应照射光的强度，在照射部位发现非反射部，其特征在于，具有干涉工序，使光束照射在上述全息图记录层上，以便使其从上述全息图记录层向上述反射功能层通过，并在上述全息图记录层上的上述光束的参照光及信号光成分干涉的部位，形成光干涉图形的衍射光栅；在上述干涉工序前，通过上述物镜使上述光束在上述反射功能层上预先聚光，并在上述反射功能层上形成上述非反射部的工序。
21.如权利要求20所述的全息图记录方法，其特征在于上述光束是大体共轴地向上述全息图记录载体照射的第1及第2光束，上述光学干涉图形由第1光束生成并记录全息图，上述反射功能层感应第2光束强度并形成上述非反射部。
22.如权利要求21所述的全息图记录方法，其特征在于上述全息图的记录在上述非反射部上进行。
23.如权利要求21或22所述的全息图记录方法，其特征在于使上述第2光束向上述反射功能层的照射点，比在同一移动方向的上述第1光束向上述反射功能层的照射点靠前地照射。
24.如权利要求21或22所述的全息图记录方法，其特征在于上述第2光束向上述反射功能层的照射点，与上述第1光束向上述反射功能层的照射点，在同一移动方向上、在滞后或一致的状态下，使上述第2光束的照射比上述第1光束的照射在时间上滞后地进行。
25.如权利要求21～24之一所述的全息图记录方法，其特征在于通过空间光调制器根据记录信息，将来自上述第1光源的参照光进行空间调制，由此生成信号光，并使上述参照光及信号光大体共轴合流地生成上述第1光束。
26.如权利要求21～25之一所述的全息图记录方法，其特征在于将来自上述第2光源的光束聚光在上述反射功能层上，并对其返回光进行检测，由此进行使上述光束跟踪上述全息图记录载体的动作的伺服控制。
27.如权利要求21～26之一所述的全息图记录方法，其特征在于上述非反射部相互邻接的一对的间隔，是上述全息图相互邻接的最小间隔。
全文摘要
一种全息图记录载体，通过光照射来进行信息的记录或再生，具有全息图记录层，将可干涉性参照光和信号光成分的光学干涉图形，作为衍射光栅保存在内部；反射功能层，层叠在全息图记录层的光入射侧的反对侧，且感应照射光的强度，发现照射部位的非反射部。
文档编号G11B7/24044GK1961358SQ20058001760
公开日2007年5月9日 申请日期2005年3月15日 优先权日2004年3月30日
发明者小笠原昌和 申请人:先锋株式会社