专利名称：记录光信息的介质,设备和方法
技术领域：
本发明涉及以全息图记录信息的光信息记录介质，光信息记录设备和光信息记录方法。
背景技术：
利用全息术的高密度堆积容量光盘(stacked-volumetric)(在下文中称为“全息光盘”)和用于该全息光盘的记录再现设备已得到积极开发而投入实际使用。全息光盘通过使包括所要记录的图像的信息光束与参考光束发生干涉在光敏材料中记录图像，并且记录由诸如液晶装置和数字微镜装置的空间光调制器进行数字编码得到的二维图像。所述信息是三维记录，可以在信息记录层的纵向方向被记录。该信息可在信息记录层的同一位置或者交迭位置多重记录。这比起常规的在一个平面上记录信息的诸如高清晰度数字通用光盘(HD DVD)标准和Blu-ray标准的光记录方法允许记录更多的信息。不仅如此，由于信息能够以二维图像为单位读取，全息光盘具有信息能够高速传输的优势。
在各种为全息光盘记录再现设备研发的技术中，使信息光束和参考光束在同一轴线上对齐的同轴全息记录方法被作为符合HD DVD或者Blu-ray的光盘记录再现设备的替代而受到关注。
同轴全息记录技术披露于“高级同轴全息术(Advanced Collinear Holography)”(Optical Review，Vol.12，No.2，90-92(2005))，“一种新的全息数据存储系统的同轴光学装置(A Novel Collinear Optical Setup for Holographic Data Storage System)”(Proceedings of SPIE of Optical Data Storage 2004，pp.297-303(2004))，JP-A2004-265472(KOKAI)等中。根据同轴全息记录技术，空间光调制器通过调制绿色或者蓝紫色激光束的光强产生作为记录再现激光的信息光束和参考光束，物镜将信息光束和参考光束聚焦到光盘的信息记录层上。信息光束和参考光束在信息记录层中相互交迭并且产生干涉条纹图案，该干涉条纹图案被固定在信息记录层中，由此信息被作为全息图而记录。
同轴全息记录方法在全息光盘旋转时也就是在全息光盘上移动位置时使用记录信息的移位多重记录方法。只需用物镜将用于再现的参考光束聚焦到信息记录层上，由应用互补金属氧化物半导体(CMOS)或电荷耦合器件(CCD)的固态图像传感器接收来自信息记录层中的干涉条纹图案的衍射光，并且对所接收的二维图像解码，全息光盘上的信息即可被再现。
全息光盘上的聚焦伺服和跟踪伺服使用与记录再现激光(绿色或者蓝紫色激光束)不同波长的红色激光束，伺服控制以与已存在的诸如HD DVD和Blu-ray的记录再现方法同样的方式进行。
更加具体地，当使用常规技术时，全息光盘记录再现设备在记录时不能高速旋转光盘，因此为了从记录操作转换到再现操作需要额外的时间，而且寻道时间(seek time)无法缩短。
换句话说，为了在信息记录层中用信息光束和参考光束写入折射率调制需要一定的曝光时间。当光盘高速旋转记录信息时，曝光位置移动，因此不能形成锐利的干涉条纹图案。曝光期间的移位是系统结构中一个非常严重的问题，因为全息记录包括使用具有高空间分辨率的光敏材料写入精细的折射率调制。
当光盘低速旋转以防止曝光期间的移位时，记录再现设备不能快速地从记录操作转换到再现操作。
为了解决该问题，JP-A 2003-85768(KOKAI)披露了一种利用跟随机制的技术，该技术使照射光跟随光盘的旋转。所述跟随机制使记录再现设备能够在跟踪光盘旋转时照射信息光束和参考光束，从而在曝光期间这两束光与光盘的相对速度是0。
根据该技术，记录再现激光束和伺服激光束被聚焦到同一平面上，并且光盘包括地址伺服凹坑，信息记录区，和用于在同一轨道上间歇跟随的锁定凹坑。通过伺服激光束的照射以跟踪锁定凹坑，记录再现设备探测光盘移动量并根据探测到的量移动记录再现激光束来记录全息图。
然而，根据JP-A 2003-85768(KOKAI)披露的技术，跟随激光束的光源位置根据记录位置从准直透镜的光轴顺序移动。换句话说，光源本身是机械驱动的，因此光源需要高精度安装。结果是，这种跟随不足以精确地使记录再现设备投入到实际应用。
不仅如此，由于在跟随期间记录光束与光盘的相对速度为0，所以难以进行精确的跟踪伺服控制。因此难以进行将记录光束精确定位到目标记录位置。
发明内容
根据本发明的一个方面，光信息记录介质包括一个包括在其上具有伺服图案的伺服表面的基板；信息记录层，层叠在基板的伺服表面上、能够将信息作为全息图记录，该全息图通过包含信息的信息光束和参考光束之间的干涉产生；跟踪伺服区，在伺服表面上沿轨道方向形成并在其中记录用于跟踪伺服控制的跟踪信息；和跟随伺服区，在伺服表面上沿轨道方向形成并由从光信息记录设备发射的用于在信息记录层中记录信息的光束照射以使光束跟随基板的旋转，其中跟踪伺服区和跟随伺服区在基板上平行排列并沿圆周方向延伸。
根据本发明的另一方面，光信息记录设备包括旋转光信息记录介质的电动机；发射记录光束的记录光源；发射伺服光束的伺服光源；将记录光束转换为包含信息的信息光束和参考光束的空间光调制器；使伺服光束发生衍射并将伺服光束至少分为第一衍射光束和第二衍射光束的衍射光学元件；将信息光束和参考光束聚焦到光信息记录介质上，将第一衍射光束聚焦到跟随伺服区上，将第二衍射光束聚焦到跟踪伺服区上的聚光器。所述光信息记录介质包括包括在其上具有伺服图案的伺服表面的基板；信息记录层，层叠在基板的伺服表面上并能够将信息作为全息图记录，该全息图通过包含信息的信息光束和参考光束之间的干涉产生；跟踪伺服区，在伺服表面上沿轨道方向作为伺服图案的一部分形成并在其中记录用于跟踪伺服控制的跟踪信息；和跟随伺服区，在伺服表面上沿轨道方向作为伺服图案的一部分形成并由光束照射以使光束跟随光信息记录介质的旋转，其中跟踪伺服区和跟随伺服区在光信息记录介质中平行排列并沿圆周方向延伸；探测从跟随伺服区反射的第一反射光和从跟踪伺服区反射的第二发射光的伺服光电探测器；通过移动聚光器移动第一衍射光束和第二衍射光束在光信息记录介质上的照射位置的照射位置移动单元；和跟随控制单元，该跟随控制单元基于第一反射光，通过移动第一衍射光束和第二衍射光束的照射位置以跟随光信息记录介质的旋转从而使光信息记录介质和照射位置之间的相对速度基本为0进行跟随控制以便控制照射位置移动单元，并且在跟随伺服控制期间控制记录光源发射记录光束。
根据本发明的还有一个方面，光信息记录方法包括旋转光信息记录介质；发射记录光束；发射伺服光束；将记录光束转换为包含信息的信息光束和参考光束；使伺服光束发生衍射以将伺服光束至少分为第一衍射光束和第二衍射光束；将信息光束和参考光束聚焦到光信息记录介质上；将第一衍射光束聚焦到跟随伺服区上；将第二衍射光束聚焦到跟踪伺服区上，所述光信息记录介质包括包括在其上具有伺服图案的伺服表面的基板，信息记录层，层叠在基板的伺服表面上、能够将信息作为全息图记录，该全息图通过包含信息的信息光束和参考光束之间的干涉产生，跟踪伺服区，在伺服表面上沿轨道方向作为伺服图案的一部分形成，并在其中记录用于跟踪伺服控制的跟踪信息，和跟随伺服区，在伺服表面上沿轨道方向作为伺服图案的一部分形成并且由光束照射以使光束跟随光信息记录介质的旋转，其中跟踪伺服区和跟随伺服区在光信息记录介质上平行排列并沿圆周方向延伸；探测从跟随伺服区反射的第一反射光和从跟踪伺服区反射的第二反射光；移动第一衍射光束和第二衍射光束在光信息记录介质上的照射位置；基于第一反射光、通过移动第一衍射光束和第二衍射光束的照射位置进行跟随伺服控制以跟随光信息记录介质的旋转，从而使光信息记录介质和照射位置之间的相对速度基本为0；和在进行跟随伺服控制期间发射记录光束。
图1是根据本发明的第一实施例的全息光盘的截面图；图2是根据第一实施例的伺服表面的放大顶视图；图3是用于解释根据第一实施例的记录再现设备中的光学系统结构的示意图；图4A是用于解释记录参考光束和信息光束的调制图案的示意图；图4B是用于解释再现参考光束和信息光束的调制图案的示意图；图5是根据第一实施例的记录再现设备中的伺服系统的方框图；图6是用于解释光电探测器结构的示意图；图7A和7B是用于解释从为了跟随而照射到凹坑列上的伺服激光束的反射中得到的信号的状态的示意图；图8A是用于解释利用跟随致动器移动全息光盘上的衍射光束和记录再现激光束的光斑的方法的示意图；图8B是用于解释另一种利用跟随致动器移动全息光盘上的衍射光束和记录再现激光束的光斑的方法的示意图；图9是根据第一实施例的记录和再现全息记录的处理的流程图；图10是用于解释根据第一实施例的全息记录操作和伺服激光的衍射光束的光斑之间的关系的示意图；图11是解释用于跟随的凹坑列和记录在全息记录介质层中的全息图之间的位置关系的示意图；图12是根据第二实施例的伺服表面的放大顶视图；图13是用于解释光电探测器结构的示意图；图14是根据第二实施例的记录和再现全息记录的处理的流程图；图15是根据第三实施例的伺服表面的放大顶视图；图16是用于解释物镜的照射功率和可接受的光盘转速之间的关系的图表。
具体实施例方式
下文将参考附图详细解说本发明的示例性实施例。本发明不局限于下文所解说的实施例。
图1是根据第一实施例的全息光盘330的截面图。全息光盘330是能够记录由通过信息光束和参考光束之间的干涉形成的亮条纹和暗条纹组成的干涉条纹图案的全息图的记录介质。全息光盘330包括依次层叠的由聚碳酸酯(polycarbonate)制成的基板101，透明间隙层103，二向色性镜面层104，透明间隙层105，记录信息的全息记录介质层106，和保护全息记录介质层106的保护层107。全息光盘还包括在基板101表面形成的面向全息记录介质层106的伺服表面102，该伺服表面102包括在其上形成的用于聚焦伺服控制，跟踪伺服控制和跟随伺服控制的引导槽(guiding grooves)或者隆起部(下文缩写为“图案”)或者深凹处。
图1所示的状态是物镜310将具有第一波长的伺服激光束108聚焦到伺服表面102上，将具有与第一波长不同的第二波长的记录再现光束109聚焦到二向色性镜面层104上的状态。
根据第一实施例，考虑到半导体激光器的可用性和设计自由度，利用波长为650纳米带宽的红色激光或者波长为780纳米带宽的红外激光作为具有第一波长的伺服激光束108，利用波长为405纳米带宽的蓝紫激光作为具有第二波长的记录再现光束109。另外，波长为532纳米带宽的绿色激光可以用作记录再现光束109。
伺服激光束108和记录再现激光束109穿过透明间隙层103和105。间隙层103通过在基板101上用旋转涂布等方法涂敷UV树脂或此类材料形成。间隙层105通过在二向色性镜面层104上用旋转涂布等方法涂敷UV树脂或此类材料形成。间隙层103和105被设置来在全息记录介质层106和伺服表面102之间形成间隙，从而在全息记录介质层106中形成具有一定尺寸的信息光束和参考光束的干涉区域，以控制其中生成的全息图的尺寸。
二向色性镜面层104通过在间隙层103和105上用介电多层涂布(溅射)涂敷光学波长滤波器形成。二向色性镜面层104使伺服激光108从中透射，但使记录再现激光109反射。该特性使记录再现激光束109的信息光束和参考光束在全息记录介质层106中彼此干涉，从而可在其中以全息图记录信息。
全息记录介质层106由诸如光敏聚合物(photopolymer)的对记录再现激光束109敏感而对伺服激光束108不敏感的材料形成。光敏聚合物是一种利用单体的光聚作用的光敏材料，通常包括所述单体，光聚作用引发剂(initiator)，和在记录前后保持光敏聚合物体积的多孔基质。全息记录介质层106的薄膜厚度为几百微米，以得到足以再现信号的衍射效率。
全息图以以下方式被记录在全息记录介质层106中。信息光束和参考光束在全息记录介质层106中交迭并形成干涉条纹图案。此时，光敏聚合物中的光聚作用引发剂因吸收光子而被激活，并且促使干涉条纹图案的亮区中的单体聚合。当聚合进展以及亮区的单体被消耗完时，单体从暗区向亮区提供，因此在干涉条纹图案的亮区和暗区之间产生密度差异。这样就形成相应于干涉条纹图案中的强度分布的折射率调制，由此进行全息记录。
伺服激光束108由物镜310聚焦到伺服表面102上。记录再现激光束109由物镜310聚焦到二向色性镜面层104上。物镜310是两表面都是非球面的单透镜，其重量轻至足以减小伺服控制操作的负载。而且，物镜310是一种混合物镜，在面向入射光束的表面上有衍射光栅311，用以矫正色差，使其最适宜于伺服激光束108的波长和记录再现激光束109的波长。记录再现激光束109利用由衍射光栅311衍射产生的零级光束，伺服激光束108利用被聚焦的由衍射光栅311衍射产生的一级光束。这样的结构可以很容易地利用已有的与数字通用光盘(DVD)和小型光盘(CD)兼容的透镜技术来实现。当在伺服激光束108和记录再现激光束109之间使用物镜310的不同数字孔径时，在物镜310的正前方设置选择预定波长的孔径限制滤波器。
图2是伺服表面102的放大顶视图。伺服表面102包括用于跟踪伺服控制的被用作跟踪伺服区的摆动(wobbling)连续指引图案202，和用于跟随伺服控制的凹坑列203。一对摆动连续指引图案202和凹坑列203彼此平行地螺旋形排列，从全息光盘330的近中心处开始到近外围处终止。衍射光束204照射摆动连续指引图案202上的一点，衍射光束205照射凹坑列203中的凹坑的边缘。
凹坑列203是包括众多凹坑的单周期凹坑列，呈现作为单周期206的移位多输重记录全息图的移位距离。
摆动连续指引图案202在径向方向轻微弯曲地行进，形成正弦波形并且沿轨道方向延伸。该弯曲被称为摆动，地址信息和作为各种操作的时序的基础时钟信息被嵌入其中。
假设伺服激光束108的波长为λ，基板的折射率为n，摆动连续指引图案202的最可取的深度大约是λ/8/n，此时表示跟踪误差的推挽信号的振幅为最大值。考虑到用于记录的印迹的相邻串扰的距离，诸如数字通用光盘随机存取存储器(DVD-RAM)的岸/槽记录介质中的槽深度大约是λ/6/n。然而，根据第一实施例的图案的最可取深度大约是λ/8/n，因为伺服表面只专用于伺服信号。
两个相邻的摆动连续指引图案202之间的距离207与用于移位多路传输记录的移位距离相同，从而使一对摆动连续指引图案202和凹坑列203被设置在移位距离之内。移位距离至少有三微米，从而充分减小由相邻全息图引起的串扰。由于该距离比数字通用光盘只读存储器(DVD-ROM)等的0.74微米的轨道间距长得多，诸如伺服信号，地址信号的各种预定格式的信号以及光盘信息可以被嵌入在该区域中。该大区域有利地包括沿径向方向平行排列的摆动连续指引图案202和凹坑列203和在单个轨道上串行间歇设置的各种预定格式的信号。
为了在全息记录介质层106中利用信息光束和参考光束记录折射率调制，曝光需要一定的时间。当全息光盘330在记录期间高速旋转时，曝光位置移动，因此不能生成锐利的干涉条纹图案。由于需要利用具有高空间分辨率的光敏材料记录精细的折射率调制，曝光期间的移位对于全息记录是很严重的问题。
图16是用于解释物镜的照射功率和可接受的光盘转速之间的关系的图表，假设曝光期间可接受的移位是一微米。虽然曝光所需要的能量的量取决于记录介质，这里假设为5微焦耳，并假设光盘上的曝光位置被假设为离光盘中心40毫米处。考虑到光盘记录再现设备将作为商品生产，最好使用小而低功耗的半导体激光器作为记录再现激光束的光源。如果使用半导体激光器，并且物镜的照射功率是100毫瓦的合理值，如图16中所示，可接受的旋转速度则低至4.8rpm。当旋转速度那样低时，从记录操作转换到再现操作需要一定的时间。
如上文所述，由于摆动连续指引图案202和凹坑列203在全息光盘330上平行排列，光盘记录再现设备向摆动连续指引图案202发射一束光束，同时向凹坑列203发射另一束光束，从而同时进行跟随伺服控制和全息记录。跟随伺服控制通过根据全息光盘330的旋转移动衍射光束204和205以及记录再现激光束109的光斑来控制所述光斑，从而使照射点和全息光盘330之间的相对速度基本为0。除非另有其他规定，这里“相对速度基本为0”意味着该相对速度处于在全息记录介质层106中进行记录的容限范围之内。
聚焦伺服控制，跟踪伺服控制和跟随伺服控制通过利用衍射光栅311将伺服激光束108分解为+1级光束的衍射光束204和-1级光束的衍射光束205，并分别将衍射光束204射向摆动连续指引图案202，将衍射光束205射向凹坑列203来进行。当进行跟随伺服控制并且衍射光束205照射每个凹坑的端部时，全息图被记录在全息记录介质层106中。更加具体地，当衍射光束205照射的区域中心到达每个凹坑的端部时，全息图被记录。
图3是用于解释根据第一实施例的全息光盘记录再现设备中的光学系统结构的示意图。该记录再现设备记录并再现全息光盘330中的信息，并且利用信息光束和参考光束同轴设置的同轴全息记录方法。
全息光盘记录再现设备中的光学系统包括发射记录再现激光束109的半导体激光器301，发射伺服激光束108的半导体激光器315，准直透镜302a和302b，作为谐振器的衍射光栅303，空间光调制器304，空间滤波器305，偏振光束分光器306a和306b，衍射光栅316，光束分光器317，二色棱镜307，四分之一波片308，反射镜309，物镜310，聚光透镜313a，313b和313c，圆柱透镜318，光电探测器319和320，和金属氧化物半导体(CMOS)型固态图像传感器314。致动器312和跟随致动器340也作为伺服系统的一部分显示在图3中，它们将在后文中进行解释。
半导体激光器301发射具有405纳米带宽的第二波长的蓝紫激光作为记录再现激光束109。从半导体激光器301发射的线偏振光束由准直透镜302a从发散光束转变为平行光束。半导体激光器301引起一种模式跳变现象，该现象中振荡波长由于工作温度或者电流的变化而起伏变化，这对于对波长变化只允许非常紧的宽裕度的全息光盘是不希望发生的。为了防止模式跳变现象，衍射光栅303被直接设置在准直透镜302a的后面，由衍射光栅303衍射的光束返回到半导体激光器301而形成以所需波长振荡的谐振器。第一实施例利用简单的利特罗(Littrow)谐振器来将一级衍射光束返回到半导体激光器301，并取出具有稳定波长的零级衍射光束。然而，对于衍射光栅303，可以使用利特曼(Littman)谐振器代替利特罗(Littrow)谐振器。如果将来几乎没有波长移位和具有长相干长度的分布反馈(DFB)激光器被投入实际应用，利用DFB激光器作为半导体激光器301将不需要任何衍射光栅303。
从衍射光栅303发射后，记录再现激光束109的零级光束进入空间光调制器304。空间光调制器304进行光强度调制并且将该零级光束转化为参考光束和信息光束。作为空间光调制器304，可以利用响应只有几十微秒的液晶装置，数字微镜装置，铁电液晶装置等。
图4A和4B是用于解释利用空间光调制器304得到的参考光束和信息光束的调制图案的示意图。图4A显示记录图案，图4B显示再现图案。
信息图案包括一个二元图案，该二元图案包括数字编码信息和误差修正代码。信息光束区中的数据量大约是每帧10KB到20KB，取决于空间光调制器304的性能，图像传感器的像素数以及编码方法。虽然第一实施例使用“0”和“1”的二元图案，但也可以使用多元图案。多元图案包括每帧极多的数据量。
空间滤波器305包括两个透镜和一个针孔。从空间光调制器304发射的参考光束和信息光束进入空间滤波器305以滤除不必要的高级衍射光。
从空间滤波器305发射后，参考光束和信息光束透射过偏振光束分光器306a和二色棱镜307，四分之一波片308将它们转变为圆偏振光束。参考光束和信息光束随后由反射镜309反射，并由物镜310会聚到全息光盘330上。
参考光束和信息光束由全息光盘330反射，以相反的方向穿过物镜310，由四分之一波片308转变为线偏振光束，该线偏振光束的偏振方向与先前的线偏振光束以直角交叉。该线偏振反射光束由偏振光束分光器306a反射，由聚光透镜313c会聚，以二维图象的形式由CMOS固态图像传感器314接收。
由根据第一实施例的记录再现设备进行的伺服控制包括聚焦伺服控制，跟踪伺服控制和跟随伺服控制。
半导体激光器315发射具有第一波长的650纳米带宽的红色激光或者780纳米带宽的红外激光作为伺服光束。由半导体激光器315发射的线偏振光由准直透镜302b从发散光束转化为平行光束。该平行光束穿过偏振光束分光器306b，进入衍射光栅316被衍射，并被分解为零级光束，+1级光束和-1级光束。在该三束衍射光束中，+1级光束作为衍射光束204照射全息光盘330的伺服表面102上的摆动连续指引图案202，-1级光束作为衍射光束205照射凹坑列203。
衍射光栅316是普通的衍射光栅，具有矩形的光栅截面，光栅图案的深度(或者高度)被设计成得到所需要的衍射效率。来自衍射光栅316的三束衍射光束为了便于解释在图3中描绘为一束光束。通过将偏振衍射光栅用作衍射光栅316，使伺服光束只在向全息光盘330前进时被偏振，以此提高光的利用效率。
三束衍射光束由二色棱镜307反射，由四分之一波片308圆偏振，由反射镜309反射，由物镜310会聚在伺服表面102上。四分之一波片308将记录再现激光束109和伺服激光束108偏振。伺服激光束108(衍射光束)由伺服表面102反射，以相反方向穿过物镜310，并由四分之一波片308转化为线偏振光束，该线偏振光束的偏振方向与先前的线偏振光束以直角交叉。该线偏振反射光束由二色棱镜307和偏振光束分光器306b反射，并由光束分光器317分解为反射光束和透射光束。
由光束分光器317反射的光束由聚光透镜313a从平行光束转变为会聚光束，在圆柱透镜318处被衍射并穿过圆柱透镜318，并由光电探测器319会聚。光电探测器319将会聚光束的光功率转变为电信号。由光电探测器319会聚的光斑通过驱动致动器312进行聚焦伺服控制。
透射过光束分光器317的光束由聚光透镜313b从平行光束转变为会聚光束，并由光电探测器320会聚。由光电探测器320会聚的光斑通过驱动致动器312进行跟踪伺服控制，并且通过驱动跟随致动器340进行跟随伺服控制。聚焦伺服控制，跟踪伺服控制和跟随伺服控制将在下文中详细描述。
图5是根据第一实施例的光盘记录再现设备中的伺服系统的方框图。该记录再现设备包括主轴电动机520，主轴控制电路505，致动器312，聚焦控制单元502，跟踪控制单元503，跟随致动器340，跟随控制单元510和系统控制器504。
主轴电动机520旋转全息光盘330，主轴控制电路505控制主轴电动机520的驱动。
致动器312根据来自聚焦控制单元502和跟踪控制单元503的指令沿光盘的径向方向和轨道方向(图3中的水平方向)和垂直于光盘的方向(图3中的纵向方向)移动物镜310。聚焦控制单元502根据由光电探测器319探测到的光斑通过驱动致动器312进行物镜310的聚焦伺服控制。跟踪控制单元503根据由光电探测器320探测到的光斑通过驱动致动器312进行跟踪伺服控制。跟随致动器340根据来自跟随控制单元510的指令将物镜310和反射镜309作为一个单元沿光盘的轨道方向移动。
跟随控制单元510根据由光电探测器320探测到的光斑通过驱动跟随致动器340进行跟随伺服控制。跟随致动器340的驱动使衍射光束204和205以及记录再现激光束109的照射点跟随全息光盘的旋转，也就是，使全息光盘330和照射点之间的相对速度基本为0。系统控制器504向主轴控制电路505，聚焦控制单元502，跟踪控制单元503和跟随控制单元510发出各种指令。
聚焦控制单元502以下列方式根据像散进行聚焦伺服控制。会聚在光电探测器319上的反射光束代表取决于会聚在全息光盘330上的光斑的聚焦误差的椭圆。椭圆的纵轴方向取决于聚焦误差的方向而变化。利用这个特性，聚焦控制单元502产生聚焦误差信号并根据该聚焦误差信号向致动器312发出指令，致动器312沿垂直于全息光盘330的方向驱动物镜310以便在伺服表面102上聚焦。虽然第一实施例利用作为典型的探测聚焦误差的方法的像散方法，但也可以利用诸如刀口法或者光束大小方法等的其他方法。
跟踪伺服控制和跟随伺服控制根据由光电探测器320探测到的反射光的光斑进行。
图6是用于解释光电探测器320的光敏表面结构，每个接收表面上的光斑的排列，和产生跟踪误差信号和跟随信号的信号电路的示意图。用于伺服控制的衍射光束204从图2中所示的伺服表面102反射的反射光进入接收表面601，用于伺服控制的衍射光束205从伺服表面102反射的反射光进入接收表面602，每束光束都在相应的接收表面上形成光斑。
这里利用用于跟踪伺服控制的推挽方法。接收表面601被分为两部分而将光斑分为两部分。从分开的光斑转化来的两个电信号输入到跟踪控制单元503中的差分电路607，从差分电路607输出的差分信号被作为表示跟踪误差的推挽信号603输出。跟踪控制单元503根据推挽方法利用推挽信号603进行跟踪伺服控制。
从分开的光斑转化来的两个电信号输入到跟踪控制单元503中的差分电路608，通过带通滤波器609输出的多路信号被作为根据摆动连续指引图案202中的摆动的高频输出信号604输出。跟踪控制单元503从高频输出信号604中获取地址信号，并根据所获取的地址信号将记录再现激光束109定位到目标轨道上的目标位置。
电信号605从接收表面602上的光斑转化而来，并由跟随控制单元510中的AC耦合电容511进行AC耦合，以此产生作为交流分量的跟随信号606。跟随信号606由跟随控制单元510中的放大器512放大，并且由跟随信号探测器513探测，如图5中所示。当由控制相位的相位补偿器514阻止振荡后，跟随信号606由放大器515进一步放大，并输出到跟随致动器340。
图7A和7B是用于解释从照射到凹坑列203的用于伺服控制的衍射光束205的反射中得到的信号状态的示意图。通过计算机模拟得到的这些信号状态被绘制在图7A和7B中。横轴表示瞄准全息光盘330上固定坐标的衍射光束205的位置，纵轴表示信号强度水平。图7A中所示的输出信号是从由接收表面602接收到的光斑得到的电信号605，图7B中所示的输出信号是通过AC耦合电信号605得到的跟随信号606。
根据与DVD-ROM相同的凹坑宽度和凹坑深度进行分析，假设衍射光束205的波长是605纳米，凹坑长度是5微米，重复周期是10微米。结果显示这样的周期信号，当照射点处于没有任何凹坑存在的反射镜区时该周期信号具有基本100％的最大值，当照射点处于凹坑中心时该周期信号具有大约16％的最小值。图7A和7B都包括凹坑列203中的三个凹坑周期。图7B中指出的输出信号的过零点对应于每个凹坑的端部。
这意味着全息记录介质层106中的全息记录可以通过从半导体激光器301发射记录再现激光束109而进行，同时跟随控制单元510在过零点通过使衍射光束204和205跟随全息光盘330的旋转而进行跟随伺服控制。
更加具体地，衍射光束204和205同时照射在摆动连续指引图案202和凹坑列203上，跟踪控制单元503根据衍射光束204的反射进行跟踪控制，跟踪控制单元503获取地址信号并从中读取记录位置。然后跟踪控制单元503驱动跟随致动器340移动物镜310和反射镜309来移动衍射光束204和205和记录再现激光束109的光斑，从而使从凹坑列203反射的衍射光束205的反射光的跟随信号为零。
根据计算机模拟，伺服信号的灵敏度是非常高的0.98/μm。这里信号的灵敏度定义为当信号量以镜面反射的时间归一化后在轨道方向上光斑的每个跟踪距离的变化量。通过使光斑与记录点精确对齐，所述高灵敏信号能够实现全息记录。
图8A是用于解释在全息光盘330上利用跟随致动器340移动衍射光束204和205以及记录再现激光束的光斑的方法的示意图。反射镜309和物镜310作为一个单元沿全息光盘330的轨道方向(在图8A中的横向方向)被驱动。为了便于解释，在图8A中记录再现激光束109和伺服激光束108都以光束801表示。
根据第一实施例，虽然光斑由跟随致动器340通过将反射镜309和物镜310作为一个单元沿轨道方向移动而移位，但记录再现设备不限于使用该移位方法。例如，如图8B中所示，记录再现设备可以利用电流计镜809替代反射镜309，通过旋转电流计镜809而不移动物镜310来移动照射位置。当光斑的移动距离短而且由于光束倾斜入射到物镜310产生的像差在容限范围之内时可以应用这种方法。
图9是根据第一实施例的记录和再现全息记录处理的流程图。聚焦控制单元502根据来自系统控制器504的指令打开聚焦伺服控制，根据由光电探测器319接收的伺服激光束108的反射利用像散方法开始聚焦伺服控制(步骤S901)。更具体地，聚焦控制单元502利用从伺服激光束108的反射得到的聚焦误差信号通过驱动致动器312进行聚焦伺服控制。
跟踪控制单元503根据来自系统控制器504的指令打开跟踪伺服控制，根据由光电探测器320接收的伺服激光束108(衍射光束204)的反射利用推挽方法开始跟踪伺服控制(步骤S902)。更加具体地，跟踪控制单元503利用从由接收表面601接收的伺服激光束108的反射得到的推挽信号通过驱动致动器312进行跟踪伺服控制。
系统控制器504确定所指令的处理是否是在全息光盘330上进行记录(步骤S903)。当指令不是记录时(步骤S903为“否”)，记录再现设备再现全息记录介质层106中的信息(步骤S911)。更加具体地，半导体激光器301发射具有带如图4B中所示的空间光调制器304的图案的参考光束的记录再现激光束109照射全息光盘330。CMOS固态图像传感器314接收参考光束的反射光，以此以二维图像的形式再现全息记录介质层106中记录的全息图的信息。
另一方面，当指令是在全息光盘330上记录信息时(在步骤S903为“是”)，跟踪控制单元503将光斑移动到目标轨道(步骤S904)。跟踪控制单元503从由光电探测器320的接收表面601接收的衍射光束204的反射中获取地址信号并且从地址信号中读取记录信息的目标位置(步骤S905)。
跟随控制单元510根据来自系统控制器504的指令打开跟随伺服控制，并开始跟随伺服控制(步骤S906)。跟随控制单元510通过从由光电探测器320的接收表面602接收的衍射光束205的反射中获取跟随信号，驱动跟随致动器340从而使跟随信号表示基本为零，并且沿轨道方向移动物镜310和反射镜309(步骤S907)而进行跟随伺服控制。结果是，衍射光束205照射凹坑列203上凹坑的端部。
跟随控制单元510控制半导体激光器301发射再现激光束109，与此同时跟随致动器340的驱动保持跟随信号基本为0(步骤S908)。记录再现激光束109由空间光调制器304转化为信息光束和参考光束，信息光束和参考光束在全息记录介质层106中彼此干涉，从而记录全息信息。除非有其他规定，这里“基本为0”意味着为了在全息记录介质层106中进行记录而使其接近于0或者在容限范围之内。
当信息记录操作完成时，跟随控制单元510根据来自系统控制器504的指令关闭跟随控制并终止跟随伺服控制(步骤S909)。然后跟随控制单元510驱动跟随致动器340使物镜310和反射镜309返回到中性位置(步骤S910)。记录再现设备重复步骤S903和随后的操作。
图10是用于解释根据第一实施例的全息光盘记录再现设备中全息记录操作和衍射光束204和205的光斑之间的关系的示意图。在图10中，横轴表示时间，纵轴表示瞄准全息光盘330上固定坐标的衍射光束204和205的照射位置。凹坑列203和摆动连续指引图案202也相应于纵轴显示。线1001代表当利用根据第一实施例的全息光盘330和记录再现设备进行记录操作时在凹坑列203上的衍射光束205的光斑的时间变化。线1002代表利用现存的没有跟随伺服控制的光盘记录设备进行记录操作时光斑的时间变化。
在T2到T3和T5到T6的周期期间，所述跟随受到控制而使跟随信号基本为0，光束跟随旋转的全息光盘330上的凹坑列203中的凹坑的端部，并且全息记录操作在这些周期中进行。
T3到T4和T6到T7的周期是从跟随控制到正常操作的过度周期。在T1到T2，T4到T5期间，和T7之后的周期期间不进行全息记录操作，因此线1001在这些周期期间根据光盘的旋转而倾斜。
另一方面，由于不进行跟随控制，现存的记录再现设备要求光盘以如线1002表示的非常低的速度旋转，以在曝光期间使失调保持在容限范围内。
在T2到T3和T5到T6的周期的全息记录操作期间，光盘旋转和光盘上衍射光束204和205的相对速度基本为0。由于记录再现设备利用使用用于跟踪的摆动连续指引图案202的连续伺服控制方法，衍射光束204在全息记录操作期间不断获取稳定的跟踪误差信号(推挽信号)。因此，根据第一实施例的记录再现设备的优势在于无论是否进行全息记录操作都具有稳定的跟踪控制，还在于该记录再现设备与现存的利用连续伺服控制方法的光盘高度兼容。
图11是用于解释凹坑列203和全息记录介质层106中记录的全息图之间的位置关系的示意图。为了便于解释，图11中所示的全息图比凹坑列203中的凹坑放得更大。轨道方向为侧向走向。记录再现激光束109在全息记录介质层106中记录全息图1103，与此同时衍射光束205照射凹坑列203上的凹坑端部1101。通过当衍射光束205照射伺服表面上预格式化的凹坑列203上的凹坑端部1101时在全息记录介质层106中的位置上记录信息，就可以进行高质量的全息记录。
根据第一实施例，因为在跟随控制期间用记录再现激光束109进行全息记录，跟随伺服控制和跟踪伺服控制都精确到足以进行记录再现激光束109与目标记录位置的精确对准，也就能够实现高质量的全息记录。
图12是根据第二实施例的全息光盘的伺服表面102的放大顶视图。根据第二实施例的全息光盘的截面结构与根据第一实施例的全息光盘完全相同。
伺服表面102包括用于跟踪伺服控制的作为跟踪伺服区的连续指引图案1202，用于跟随伺服控制的凹坑列203，和包括地址信息和基本时钟信息的地址凹坑列1207。一组连续指引图案1202，凹坑列203和地址凹坑列1207互相平行地螺旋形排列，从全息光盘330的近中心处开始到近外围处终止。用于跟踪的凹坑列203的结构与根据第一实施例的凹坑列203完全相同。
连续指引图案1202不弯曲，而且沿轨道方向延伸。连续指引图案1202不包括地址信号和基本时钟信息。地址信号和基本时钟信息存储在地址凹坑列1207中。
两个相邻连续指引图案1202之间的距离207与用于移位多路传输记录的移位距离相同，从而使一组凹坑列203，连续指引图案1202和地址凹坑列1207在移位距离之内排列成行。
衍射光栅316将伺服激光束108分解为零级光束的衍射光束1204，-1级光束的衍射光束205，和+1级光束的衍射光束1206。分别通过将衍射光束1204发射到连续指引图案1202，将衍射光束205发射到凹坑列203，和将衍射光束1206发射到地址凹坑列1207上而进行聚焦伺服控制，跟踪伺服控制和跟随伺服控制。当进行跟随伺服控制并且衍射光束205照射每个凹坑的端部时，全息图被记录在全息记录介质层106中。
根据第二实施例的全息光盘记录再现设备包括与根据第一实施例的设备相同的光学系统，但光电探测器320的接收表面除外。
图13是用于解释光电探测器320的接收表面的结构，每个接收表面上的光斑排列，和从所接收的光束中产生跟踪误差信号和跟随信号的信号电路的示意图。衍射光束1204从伺服表面102反射的反射光进入接收表面601，衍射光束205从伺服表面102反射的反射光进入接收表面602，每个光束都在相应的接收表面上形成光斑。而且，衍射光束1206的反射光进入接收表面1301并在其上形成光斑。
根据第二实施例，跟踪控制单元503在推挽方法和用于DVD-ROM的差分相位探测(DPD)方法等用于跟踪伺服控制的方法之间转换。更加具体地，跟踪控制单元503在跟随伺服控制期间根据推挽方法进行跟踪伺服控制。跟随伺服控制由具有跟随致动器340的跟随控制单元510进行而移动衍射光束1204，205和1206的光斑。当不进行跟随伺服控制时，跟踪控制单元503根据DPD方法进行跟踪。
接收表面601的结构与根据第一实施例的结构完全相同。从分开的光斑中转化来的两个电信号输入到跟踪控制单元503中的差分电路1305，从差分电路1305输出的差分信号作为表示跟踪误差的推挽信号1302输出。
另一方面，接收表面1301被分解为接收表面1301a到1301d的四个部分。衍射光束1206的反射光在接收表面1301a到1301d上被分解为四个部分。来自接收表面1301a和1301c上的光斑的轨道信号和来自接收表面1301b和1301d上的光斑的轨道信号被输入到跟踪控制单元503中的相位比较器1306，输出表示两个轨道信号之间的相位差异的DPD信号1303。
当开始跟随伺服控制时，根据来自系统控制器504的指令，跟踪控制单元503将开关1308连接到差分电路1305，并且输入推挽信号1302以便根据推挽方法开始跟踪伺服控制。
当不进行跟随伺服控制时，根据来自系统控制器504的指令，跟踪控制单元503将开关1308连接到相位比较器1306，并且输入DPD信息1303以便根据DPD方法进行跟踪伺服控制。
由于以下原因使用两种跟踪伺服方法。基于推挽的跟踪伺服控制当物镜310沿光盘上的径向方向移动时在推挽信息中产生补偿。与之相反，在跟随伺服控制期间，基于DPD的跟踪伺服控制由于缺少表示跟踪误差的DPD信号而不能进行，因为当相对速度基本为0时如果发生任何失调这两个轨道信号不显示任何差异。根据第二实施例的跟踪控制单元503在跟随伺服控制期间当物镜310不沿径向方向移动时进行基于推挽的跟踪伺服控制，当不进行跟随伺服控制时进行基于DPD的跟踪伺服控制。这样无论是否进行跟随伺服控制都实现稳定的跟踪伺服控制。
虽然根据第二实施例，跟踪伺服控制的方法取决于跟随伺服控制转换，但基于DPD的跟踪伺服控制可以不考虑跟随伺服控制而一直被进行。
电信号605从接收表面602上的光斑转化而来并且由跟随控制单元510中的电容511进行AC耦合，以此产生作为交流分量的跟随信号606。跟随控制单元510根据跟随信号606进行跟随伺服控制。所进行的跟随伺服控制与第一实施例的解释相同。
来自接收表面1301a和1301c上的光斑的信号的轨道信号和来自接收表面1301b和1301d上的光斑的信号的轨道信号输入到跟踪控制单元503中的求和电路1307，并且表示这两个轨道信号的和的地址信号1304从求和电路1307输出。跟踪控制单元503根据该地址信号将记录再现激光束109对准目标轨道上的目标位置。
图14是根据第二实施例的记录和再现全息记录处理的流程图。聚焦控制单元502根据来自系统控制器504的指令打开聚焦伺服控制，并根据由光电探测器319接收到的伺服激光束108的反射利用像散方法开始聚焦伺服控制(步骤S1401)。
跟踪控制单元503根据来自系统控制器504的指令打开跟踪伺服控制，并将开关1308连接到相位比较器1306，以此转换到DPD信号输入(步骤S1402)。在该时间点，从照射地址凹坑列1207的衍射光束1206的反射得到的DPD信号1303被输入以开始基于DPD的跟踪伺服控制。更加具体地，致动器312由从接收表面1301接收的伺服激光束108的反射得到的DPD信号驱动。
系统控制器504确定所指令的处理是否是在全息光盘330上进行记录(步骤S1403)。当指令不是记录时(步骤S1403为“否”)，记录再现设备再现全息记录介质层106中的信息(步骤S1413)。
另一方面，当指令是在全息光盘330上记录信息时(步骤S1403为“是”)，跟踪控制单元503将光斑移动到目标轨道(步骤S1404)。跟踪控制单元503从由光电探测器320的接收表面1301接收到的衍射光束206的反射中获取地址信号，并从地址信号中读取记录信息的目标位置(步骤S1405)。
跟随控制单元510根据来自系统控制器504的指令打开跟随伺服控制，并且开始跟随伺服控制(步骤S1406)。跟踪控制单元503将开关1308连接到差分电路1305，以此转换到推挽信号输入(步骤S1407)。作为其结果，基于推挽的跟踪伺服控制通过输入从跟随伺服控制期间来自连续指引图案1202的衍射光束1204的反射得到的推挽信号1302而进行。跟随控制单元510通过从由光电探测器320的接收表面602接收到的衍射光束205的反射获取跟随信号，驱动跟随致动器340从而使跟随信号表示基本为0，并且沿轨道方向移动物镜310和反射镜309而进行跟随伺服控制(步骤S1408)。作为其结果，衍射光束205照射凹坑列203上的凹坑的端部。
在跟随致动器340的驱动使跟随信号保持基本为0的同时，跟随控制单元510控制半导体激光器310发射记录再现激光束109(步骤S1409)。记录再现激光束109由空间光调制器304转化为信息光束和参考光束，信息光束和参考光束在全息记录介质层106中彼此干涉，从而记录全息信息。
当信息记录操作完成时，跟随控制单元510根据来自系统控制器504的指令关闭跟随控制并且终止跟随伺服控制(步骤S1410)。跟踪控制单元503将开关1308连接到相位比较器1306，以此转换到DPD信号输入(步骤S1411)。作为其结果，在不进行跟随伺服控制的同时，通过输入DPD信号1303进行基于DPD的跟踪伺服控制。
然后跟随控制单元510驱动跟随致动器340使物镜310和反射镜309返回到中性位置(步骤S1412)。记录再现设备重复步骤S1403和其后的操作。
根据第二实施例，因为在跟随控制期间用记录再现激光束109进行全息记录，跟随伺服控制和跟踪伺服控制都精确到足以进行记录再现激光束109与目标记录位置的精确对准，这样就能够实现高质量的全息记录。
不仅如此，因为根据第二实施例的记录再现设备在跟随伺服控制期间进行基于推挽的跟踪伺服控制，在不进行跟随伺服控制时进行基于DPD的跟踪伺服控制，所以可以一直进行稳定的跟踪伺服控制。
图15是根据第三实施例的伺服表面102的放大顶视图。根据第三实施例的全息光盘的截面结构与根据第一实施例的全息光盘完全相同。
伺服表面102包括用于跟踪伺服控制的作为跟踪伺服区的摆动连续指引图案202，用于跟踪伺服控制的凹坑列203，和包括地址信息和基本时钟信息的地址凹坑列1207。一组摆动连续指引图案202，凹坑列203和地址凹坑列1207互相平行地螺旋排列，从全息光盘330的近中心处开始到近外围处终止。
用于跟随的凹坑列203的结构与根据第一实施例的凹坑列203完全相同，地址凹坑列1207的结构与根据第二实施例的地址凹坑列1207完全相同。
摆动连续指引图案202在径向方向稍微弯曲以形成正弦波形并沿轨道方向延伸。地址信号和各种操作的时序基础的基本时钟信息都嵌入在摆动连续指引图案202的波动中。
两个相邻的摆动连续指引图案202之间的距离207与用于移位多路传输记录的移位距离相同，从而使一组凹坑列203，摆动连续指引图案202和地址凹坑列1207在该移动距离之内排列。
根据第三实施例的全息光盘在摆动连续指引图案202和地址凹坑列1207中都包括地址信息和基本时钟信息。
聚焦伺服控制，跟踪伺服控制和跟随伺服控制以与第二实施例相同的方式进行，以与第一和第二实施例相同的时序记录全息图。
根据第三实施例的全息光盘记录再现设备包括与第一实施例完全相同的光学系统。根据第三实施例的伺服机制的结构与根据第二实施例的结构完全相同。聚焦伺服控制，跟踪伺服控制和跟随伺服控制的处理与根据第二实施例的处理完全相同。根据第三实施例的记录再现设备可以被配置为不取决于是否进行跟随伺服控制转换跟踪伺服控制方法。
根据第三实施例的跟踪控制单元503被配置为，如果地址信号不能从地址凹坑列1207中读取则通过从摆动连续指引图案202中读取地址信号而将记录再现激光束109对准目标位置，或者如果不能从摆动连续指引图案202中读取地址信号则从地址凹坑列1207中读取地址信号。在这种方式中，如果摆动连续指引图案202和地址凹坑列1207中的任何一个都有较小的缺陷，记录再现设备可以从另一个轨道中读取地址信号，从而达到高可靠的对准。
对于本技术领域中的熟练专业人员很容易实现其他的优点和修改。因而本发明在其广阔的各个方面不局限于本文展示和描述的具体细节和代表性实施例。所以，可以进行各种修改而不背离由附后的权利要求及其等效内容定义的本发明的总体概念的精神或范围。
权利要求
1.一种光信息记录介质，其特征在于，该光信息记录介质包括包括伺服表面的基板；信息记录层，层叠在所述基板的所述伺服表面上、能够将信息作为全息图记录，该全息图通过包含所述信息的信息光束和参考光束之间的干涉产生；跟踪伺服区，在所述伺服表面上沿轨道方向形成并在其中记录用于跟踪伺服控制的跟踪信息；以及跟随伺服区，在所述伺服表面上沿轨道方向形成并由从所述光信息记录设备发射的用于在所述信息记录层中记录信息的光束照射以使光束跟随基板的旋转，其中所述跟踪伺服区和所述跟随伺服区在基板上平行排列并沿圆周方向延伸。
2.如权利要求1所述的介质，其特征在于，在所述跟随伺服区中以与用于移位多重记录信息的移位距离相等的间隔形成多个跟随凹坑。
3.如权利要求2所述的介质，其特征在于，所述跟踪伺服区包括摆动指引图案，该摆动指引图案沿所述基板的轨道方向波纹延伸，并且记录有用于使光束对准所述信息记录层中的目标位置的地址信息和时钟信息。
4.如权利要求1所述的介质，其特征在于，所述跟随伺服区和跟踪伺服区在基板上在用于移位多重记录信息的移位距离之内平行排列并沿圆周方向延伸。
5.如权利要求1所述的介质，其特征在于，该介质进一步包括地址伺服区，该地址伺服区在伺服表面上沿轨道方向作为伺服图案的一部分形成，并且记录有用于使光束对准信息记录层中的目标位置的地址信息和时钟信息，其中，所述跟随伺服区，跟踪伺服区和地址伺服区在基板上平行排列并沿圆周方向延伸。
6.如权利要求5所述的介质，其特征在于，所述跟踪伺服区包括在基板上形成并沿轨道方向延伸的指引图案，并且所述地址伺服区包括多个记录有地址信息和时钟信息的地址凹坑。
7.如权利要求1所述的介质，其特征在于，该介质进一步包括地址伺服区，该地址伺服区在伺服表面上沿轨道方向作为伺服图案的一部分形成，并且记录有用于使光束对准信息记录层中的目标位置的地址信息和时钟信息，其中所述跟踪伺服区记录有所述地址信息和所述时钟信息，并且所述跟随伺服区，跟踪伺服区和地址伺服区在基板上平行排列并沿圆周方向延伸。
8.如权利要求7所述的介质，其特征在于，所述跟踪伺服区包括摆动指引图案，该摆动指引图案沿基板的轨道方向波纹延伸，并且记录有地址信息和时钟信息，并且所述地址伺服区包括多个记录有地址信息和时钟信息的地址凹坑。
9.如权利要求5所述的介质，其特征在于，所述跟随伺服区，跟踪伺服区和地址伺服区在基板上在用于移位多重记录信息的移位距离之内平行排列并沿圆周方向延伸。
10.一种光信息记录设备，其特征在于，该光信息记录设备包括旋转光信息记录介质的电动机；发射记录光束的记录光源；发射伺服光束的伺服光源；将记录光束转换为包含信息的信息光束和参考光束的空间光调制器；使伺服光束发生衍射并将伺服光束至少分为第一衍射光束和第二衍射光束的衍射光学元件；将信息光束和参考光束聚焦到光信息记录介质上，将所述第一衍射光束聚焦到跟随伺服区上，将所述第二衍射光束聚焦到跟踪伺服区上的聚光器，所述光信息记录介质包括包括在其上具有伺服图案的伺服表面的基板，信息记录层，层叠在基板的伺服表面上并能够将信息作为全息图记录，该全息图通过包括信息的信息光束和参考光束之间的干涉产生，跟踪伺服区，在伺服表面上沿轨道方向作为伺服图案的一部分形成并在其中记录用于跟踪伺服控制的跟踪信息，和跟随伺服区，在伺服表面上沿轨道方向作为伺服图案的一部分形成并由光束照射以使光束跟随光信息记录介质的旋转，其中所述跟踪伺服区和所述跟随伺服区在光信息记录介质中平行排列并沿圆周方向延伸；探测从所述跟随伺服区反射的第一反射光和从所述跟踪伺服区反射的第二反射光的伺服光电探测器；通过移动所述聚光器移动所述第一衍射光束和所述第二衍射光束在光信息记录介质上的照射位置的照射位置移动单元；和跟随控制单元，该跟随控制单元基于所述第一反射光，通过移动所述第一衍射光束和所述第二衍射光束的照射位置以跟随光信息记录介质的旋转从而使光信息记录介质和照射位置之间的相对速度基本为0进行跟随控制以便控制所述照射位置移动单元，并且在跟随伺服控制期间控制记录光源发射记录光束。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，该设备进一步包括跟踪控制单元，该跟踪控制单元基于从包括在光信息记录介质的轨道方向波纹延伸并且记录有用于使光束对准信息记录层中的目标位置的地址信息和时钟信息的摆动指引图案的跟踪伺服区反射的第二反射光，读取目标位置的地址信息以进行对准控制和跟踪伺服控制。
12.如权利要求10所述的设备，其特征在于，该设备进一步包括进行跟踪伺服控制的跟踪控制单元，其中所述衍射光学元件使伺服光束发生衍射并将伺服光束至少分为第一衍射光束，第二衍射光束和第三衍射光束，所述聚光器将信息光束和参考光束聚焦到光信息记录介质上，将所述第一衍射光束聚焦到跟随伺服区上，将所述第二衍射光束聚焦到跟踪伺服区上，和将所述第三衍射光束聚焦到地址伺服区上，所述光信息记录介质包括信息记录层，跟随伺服区，跟踪伺服区，和地址伺服区，该地址伺服区在伺服表面上沿轨道方向作为伺服图案的一部分形成，并且记录有用于使光束对准信息记录层中的目标位置的地址信息和时钟信息，其中跟随伺服区，跟踪伺服区和地址伺服区在光信息记录介质上平行排列并沿圆周方向延伸，所述伺服光电探测器探测第一反射光，第二反射光和从地址伺服区反射的第三反射光，并且所述跟踪控制单元基于所述第三反射光读取目标位置的地址信息以进行对准控制。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述跟踪控制单元在进行跟随伺服控制时和不进行跟随伺服控制时转换跟踪伺服方法。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述跟踪控制单元在进行跟随伺服控制时基于所述第二反射光进行跟踪伺服控制，在不进行跟随伺服控制时基于从所述地址伺服区反射的所述第三反射光进行跟踪伺服控制。
15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，所述伺服光电探测器包括接收第一反射光的第一接收表面，被分为多个部分的接收第二反射光的第二接收表面，和被分为多个部分的接收第三反射光的第三接收表面，所述跟踪控制单元在进行跟随伺服控制时基于从所述第二反射光转换的信号以推挽方法进行跟踪伺服控制，在不进行跟随伺服控制时根据从所述第三反射光转换的信号以差分相位探测方法进行跟踪伺服控制。
16.如权利要求10所述的设备，其特征在于，该设备进一步包括进行跟踪伺服的跟踪控制单元，其中所述衍射光学元件使伺服光束发生衍射并将伺服光束至少分为第一衍射光束，第二衍射光束和第三衍射光束，所述聚光器将信息光束和参考光束聚焦到光信息记录介质上，将所述第一衍射光束聚焦到跟随伺服区上，将所述第二衍射光束聚焦到跟踪伺服区上，和将所述第三衍射光束聚焦到地址伺服区上，所述光信息记录介质包括信息记录层，跟随伺服区，跟踪伺服区，该跟踪伺服区在伺服表面上沿轨道方向作为伺服图案的一部分形成，并且记录有用于使光束对准信息记录层上的目标位置的地址信息和时钟信息，和地址伺服区，该地址伺服区在伺服表面上沿轨道方向作为伺服图案的一部分形成，并记录有地址信息和时钟信息，所述伺服光电探测器探测第一反射光，第二反射光和从地址伺服区反射的第三衍射光束的第三反射光，并且所述跟踪控制单元根据第二反射光和第三反射光之一读取目标位置的地址信息以进行对准控制。
17.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述跟随控制单元在伺服光电探测器探测到从跟随伺服区中设置的多个跟随凹坑之一的端部反射的第一反射光时进行跟随伺服控制。
18.如权利要求17所述的设备，其特征在于，所述跟随控制单元在作为从所述第一反射光转换的电信号的交流分量的跟随信号基本为0时判断从跟随凹坑的端部反射的第一反射光被探测到，并且进行跟随伺服从而使跟随信号基本为0。
19.一种光信息记录方法，其特征在于，该方法包括旋转光信息记录介质；发射记录光束；发射伺服光束；将记录光束转换为包含信息的信息光束和参考光束；使伺服光束发生衍射以将伺服光束至少分为第一衍射光束和第二衍射光束；将信息光束和参考光束聚焦到光信息记录介质上；将第一衍射光束聚焦到跟随伺服区上；将第二衍射光束聚焦到跟踪伺服区上，所述光信息记录介质包括包括在其上具有伺服图案的伺服表面的基板，信息记录层，层叠在基板的伺服表面上、能够将信息作为全息图记录，该全息图通过包含信息的信息光束和参考光束之间的干涉产生，跟踪伺服区，在伺服表面上沿轨道方向作为伺服图案的一部分形成，并在其中记录用于跟踪伺服控制的跟踪信息，和跟随伺服区，在伺服表面上沿轨道方向作为伺服图案的一部分形成，并且由光束照射以使光束跟随光信息记录介质的旋转，其中所述跟踪伺服区和所述跟随伺服区在光信息记录介质上平行排列并沿圆周方向延伸；探测从所述跟随伺服区反射的第一反射光和从所述跟踪伺服区反射的第二反射光；移动所述第一衍射光束和所述第二衍射光束在光信息记录介质上的照射位置；基于所述第一反射光、通过移动所述第一衍射光束和所述第二衍射光束的照射位置进行跟随伺服控制以跟随光信息记录介质的旋转，从而使光信息记录介质和照射位置之间的相对速度基本为0；和在进行跟随伺服控制期间发射记录光束。
全文摘要
一种光信息记录介质，该介质包括在其上具有伺服图案的伺服表面的基板；层叠在基板的伺服表面上的能够作为通过包含信息的信息光束和参考光束之间的干涉形成的全息图记录信息的信息记录层；在伺服表面上沿轨道方向作为伺服图案的一部分形成，并其中记录用于跟踪伺服控制的跟踪信息的跟踪伺服区；和在伺服表面上沿轨道方向作为伺服图案的一部分形成，并且由从光信息记录设备发射的用于在信息记录层中记录信息的光束照射以使光束跟随光信息记录介质的旋转的跟随伺服区。
文档编号G11B7/007GK101042894SQ20071008975
公开日2007年9月26日 申请日期2007年3月23日 优先权日2006年3月24日
发明者山本雄一郎, 立田真一, 久保田裕二, 平尾明子, 松本一纪 申请人:株式会社东芝