光信息记录再生装置、光信息再生装置及光信息记录媒体的制作方法

专利名称：光信息记录再生装置、光信息再生装置及光信息记录媒体的制作方法
技术领域：
本发明涉及将信息作为全息图记录再生从而对可将信息作为全息图记录的光信息记录 媒体进行信息记录及再生的光信息记录再生装置、光信息再生装置及光信息记录媒体。
背景技术：
以CD (Compact Disk光盘)、DVD (Digital Versatile Disk数字多媒体光盘)、HD DVD (High-Definition Digital Versatile Disk高清数字多媒体光盘)等为代表的光信息记 录媒体迄今主要通过縮短激光波长和增大物镜的数值孔径(NA)来相应增加记录密度。但 无论怎样努力，由于技术上的原因可以说已趋近极限，人们期望利用其它的手段 方式增 加记录密度。
近年来提出的各种方案中，采用全息技术的体记录型高密度光记录(下面称为"全息 存储")和该全息存储的记录再生装置的研发朝向实用化推进。全息存储的记录方式为对 记录媒体中的同一部位照射信息光和参照光，其中所述信息光为利用液晶元件或数字微镜 器件等空间调制器对激光进行空间调制来承载信息的光，而所述参照光为按照与信息光相 同的波长由与信息光同一光源生成的光，并将此时利用信息光和参照光所生成的光的干涉 条纹记录于记录媒体中。
而全息存储其再生时，可通过只照射参照光来再现记录时的信息光，可以取得记录时 经调制的信息。相对于如DVD等那样在记录面上记录记录标记的所谓面记录方式，全息光 盘是可记录到信息记录层的厚度方向上的体记录方式，所以与DVD等相比可获得较高的记 录密度。
此外，DVD等情况下，记录标记通常给出ON/OFF的位数据，但全息存储情况下，信息 光可由数量相对较多的信息一并调制作为干涉条纹进行记录。这样一组信息呈现为记录媒 体中保持的信息光的调制图案，为黑白点构成的2维条码样式的记录再生的最小单位，称 为页面数据(page-data)。
使全息存储的记录密度提高的方法其中一种为多重记录方式。该多重记录方式为将多
5个页面数据记录于全息存储的同一部位的方式，已提出有使激光的照射角度错开的角度多 重记录、使激光的照射位置稍微错开的偏移多重记录等各种方式。
除了特殊情形外，任何多重记录方式均在信息光被透镜聚光后在焦点位置或其附近对 媒体进行照射。众所周知，焦点位置或其附近的光强度分布为信息光的调制图案经过傅里 叶变换或菲涅耳变换后的结果，其特征之一为中央存在光强度非常强的所谓0次光的光点。
通常，0次光和除此以外的部分其光强度有10倍至1000倍以上的差异，所以由此产
生的干涉条纹也有同样的光强度分布产生，必须记录于媒体上。也就是说，要求记录材料 具有非常大的动态范围。而且，按例如角度多重方式将多个页面数据记录于同一部位的情
况下，结果是o次光部分多次重复，所以与其它部分相比累加的光强度会变得过强，而不 能记录，或是在最坏的情况下呈现灼烧这样的形态。0次光中含有调制图案的低频分量， 所以不能记录o次光，其问题是导致再生图像变差。
为了解决上述问题，已知有如下现有技术。首先，专利文献1中披露了一种通过利用
特殊的遮光滤光片去除傅里叶变换像或菲涅耳变换像的中央部分来去除0次光的方法。另 外，专利文献2和专利文献3中记载有一种利用特殊的遮光滤光片遮住一部分傅里叶变换 像的方法。
而专利文献4中披露了一种通过使记录时照射的参照光其中与信息光的0次光相当的 区域减光来降低干涉条纹的最大强度的方法。另外，专利文献6中披露了一种对信息光设 置减光滤光片以降低0次光强度的方法。
此外，专利文献5中披露了一种为了使准直光的强度分布均匀而设置光学元件的方法。 再有，非专利文献1中披露了一种利用相位屏蔽模使傅里叶像的光强度分布平均的方法。
专利文献l:日本特开2004-198816号公报
专利文献2:日本特开2000-66565号公报
专利文献3:美国专利第6, 317， 404号公报
专利文献4:日本特开2005-352097号公报
专利文献5:日本特开2005-10585号公报
专利文献6:日本特开2007-172682号公报
非专利文献l: Michael J. 0， Callaglan， John R. McNeil, Chris Walker, and Mark Handschy， "Spatial light modulators with integrated phase masks for holographic data storage (全息图数据存储用的集成有相位屏蔽模的空间光调制器)"，in Tech. Digest of 0DS (ODS技术摘要)2006， (IEEE 2006)， pp. 23-25。

发明内容
但上述现有技术存在如下问题。专利文献1 3的技术除了截断一部分信息外，无法避 免最终导致再生图像变差这一问题。而专利文献4和6的技术是原样再生减光后所记录的 0次光的，所以无法避免最终造成再生图像变差。此外，专利文献5的技术并不是降低0 次光光强度的技术。
非专利文献1的技术需要相位屏蔽模的分割单位和空间光调制器的像素两者间进行高 精度的对位，相位屏蔽模的价格也较高，所以制造成本增加。
本发明正是要解决上述问题，其目的在于提供一种能够降低信息光中0次光的光强度 来以简易的方式和低成本防止经过信息记录的光信息记录媒体其再生图像变差的光信息 记录再生装置、光信息再生装置及光信息记录媒体。
为了解决上述课题，达到目的，本发明涉及的光信息记录再生装置其特征在于，包括 针对光信息记录媒体的信息光的照射光学系统，所述光信息记录媒体可通过承载信息的信 息光和参照光间的干涉所产生的干涉条纹将信息作为全息图进行记录；第1减光部件，其 设置于所述信息光的照射光学系统的光路中，降低所述信息光的一部分光强度；检测部， 其检测从所述光信息记录媒体出射的所述再生光；以及第2减光部件，其设置于从所述光 信息记录媒体出射的所述再生光至所述检测部的光路中，降低来自所述光信息记录媒体中 除了由所述第1减光部件降低光强度而记录信息的区域以外的区域的所述再生光的光强 度。
而且，本发明涉及的光信息记录再生装置其特征在于，包括针对光信息记录媒体的 信息光的照射光学系统，所述光信息记录媒体可通过承载信息的信息光和参照光间的干涉 所产生的干涉条纹将信息作为全息图形进行记录；第1减光部件，其设置于所述信息光的 照射光学系统的光路中，降低所述信息光的一部分光强度；检测部，其检测从所述光信息 记录媒体出射的再生光；针对所述光信息记录媒体的所述参照光的照射光学系统；以及第 2减光部件，其设置于所述参照光的照射光路中，将针对所述光信息记录媒体当中记录有 除了由所述信息光降低光强度而记录的信息以外的信息的区域的参照光的光强度降低。
而且，本发明涉及的光信息记录媒体其特征在于，包括信息记录层，其可通过承载 信息的信息光和参照光间的干涉所产生的干涉条纹将所述信息作为全息图进行记录；以及 减低层，其层叠于所述信息记录层的再生光出射侧的面上，所述再生光产生于降低所述信 息光的一部分光强度而记录于所述信息记录层的所述信息所述减低层降低所述信息记录层中除了降低所述一部分光强度来记录所述信息的区域以外的区域的所述再生光的光强 度。
而且，本发明涉及的光信息记录媒体其特征在于，包括信息记录层，其可通过承载 信息的信息光和参照光间的干涉所产生的干涉条纹将所述信息作为全息图进行记录；以及 减低层，其形成于所述记录层上，降低所述信息光的一部分光强度。
而且，本发明涉及的光信息再生装置其特征在于，包括检测部，其检测从光信息记 录媒体出射的再生光，所述光信息记录媒体可通过承载信息的信息光和参照光间的干涉产 生的干涉条纹将信息作为全息图进行记录，并记录有所述信息光的一部分光强度降低的信 息；以及减光部件，其设置于从所述光信息记录媒体出射的所述再生光至所述检测部的光 路中，将来自所述一部分光强度降低来记录信息的区域以外的区域的所述再生光的光强度 降低。
此外，本发明涉及的光信息再生装置其特征在于，包括减光部件，设置于针对光信 息记录媒体的参照光的照射光路中，所述光信息记录媒体可通过承载信息的信息光和参照 光间的干涉所产生的干涉条纹将信息作为全息图进行记录，所述减光部件将针对所述光信 息记录媒体当中记录有除了由所述信息光降低光强度而记录的信息以外的信息的区域的 参照光的光强度降低；以及检测部，其检测从所述光信息记录媒体出射的再生光。
按照本发明，获得能够以简易的方式和低成本防止通过降低信息光其中一部分光强度 来记录信息的光信息记录媒体其再生图像变差这种效果。


图1为实施方式1的全息存储记录再生装置其光学系统的示意图。
图2为示出降低信息光的光强度的减光板的示意图。
图3为示出降低再生光的光强度的减光板其结构的示意图。
图4为示出傅里叶像的光强度分布的图表。
图5为示出减光板的位置修正反馈控制处理其步骤的流程图。
图6为示出实施方式1的变形例的光学系统其主要部分结构的示意图。
图7为示出包含减光板在内的全息存储记录媒体其结构的示意图。
图8为示出实施方式2的全息存储记录再生装置其光学系统的示意图。
图9为示出实施方式3的全息存储记录媒体其结构的示意图。
图io为宽范围示出傅里叶像的光强度分布的图表。
8图11为实施方式4的全息存储记录再生装置其光学系统的模式图。 图12为示出减光板的移动控制处理其步骤的流程图。 (标号说明)
100， 800全息存储记录媒体
101空间光调制器
102， 104， 105， 106， 109透镜
103， 108， 603， 703， 908， 1108减光板
103a， 108a， 703a减光滤光片
103b， 108b， 703b透光区域
110， 710全息记录媒体
120摄像器
130， 1130系统控制器 131， 1131驱动部 711， 712基板
具体实施例方式
下面参照附图详细说明本发明的光信息记录再生装置、光信息再生装置及光信息记录 媒体的最佳实施方式。 (实施方式l)
图1为示出实施方式1的全息存储记录再生装置其光学系统主要构成的示意图。本实 施方式中采用的是信息光和参照光经各自的物镜等入射全息存储记录媒体110以便在全息 记录媒体110的全息图记录层中重叠的方式即双光束方式的光学系统。但光学系统并不限 定于双光束方式，作为光学系统也可以采用使信息光和参照光经同一物镜等从同一方向入 射全息存储记录媒体110以便共有同一中心轴的同轴方式(共轴方式)。另外，图1中为
了避免烦杂，信息光和参照光的光源、波片、偏光分束器等光学系统其图示从略，只示出
信息光和参照光入射全息存储记录媒体110，直至透过全息存储记录媒体110的再生光由 摄像器120检测出为止的光路。
本实施方式的全息存储记录再生装置100中，信息光和参照光可从单一激光光源(未 图示)出射。激光光源出射的光束可根据需要由准直透镜(未图示)进行整形、扩大和縮 小，由偏光分束器(未图示)进行分束等。本实施方式的全息存储记录再生装置100如图1所示，在空间光调制器101和全息存 储记录媒体110之间配置有透镜102、 104、 105的记录光学系统、减光板103。
参照光作为平行光束照射全息存储记录媒体110。在记录信息时，信息光由空间光调 制器101根据页面数据调制，在透过透镜102、 104之后由透镜105聚光照射全息存储记 录媒体IIO。
这里，作为空间光调制器101而言通常可利用液晶元件、所谓DMD (数字微镜器件) 等利用电信号使每个像素的透光率、相位、反射角度等变化的元件。
记录光学系统中，透镜102、 104之间透镜102的信息光聚光位置(透镜102的焦点位 置)附近配置有减光板103。减光板103为降低信息光其中一部分光强度的减光部件。减 光板103其细节稍后说明。
另外，减光板103也可以稍稍偏离焦点位置来配置。而且，记录光学系统的各光学部 件的配置不限于此，也可以增加例如透镜或反光镜这种光学部件进行配置。
全息存储记录媒体110设置于透镜105的焦点位置。但全息存储记录媒体110的配置 位置不限于透镜105的焦点位置。
本实施方式的全息存储记录媒体110是透过型的记录媒体，包含相向的两片基板、以 及夹于两片基板之间层叠于基板上的全息图记录层。
两片基板可分别由玻璃、塑料、聚碳酸酯，丙烯酸树脂等具有透光性的材料形成。但 基板的材质并不限于此。举例来说，基板的材质不需要对全部波长的激光均具有透光性， 只要针对所用的激光的波长具有透光性便可。
全息图记录层由全息图记录材料形成。全息图记录材料为使激光的信息光和参照光干 涉形成全息图的材料。作为全息图记录材料来说通常采用光聚合物。光聚合物为利用聚合 性化合物(单体)的光聚合作用的感光材料，其主要组分通常为单体、光聚合开始剂、以 及含有记录前后起保持体积作用的多孔状矩阵的材料。而且，为了获得信号再生足够的衍 射效率，在角度多重之际获得足够的角度分辨率，记录材料的厚度较好是大于等于lOOiim 量级。作为全息图记录材料来说并不限于此，也可以使用重铬酸明胶或光折射晶体等可进 行全息图记录再生的材料。
对全息存储记录媒体110的全息图记录层的全息图记录可如下进行。首先，使信息光 和参照光在全息图记录层中叠加来形成干涉条纹。此时，光聚合物中的光聚合开始剂吸收 光子而被激活，发动并促进干涉条纹明亮部分的单体聚合。通过进行单体聚合来消耗干涉 条纹明亮部分所存在的单体的话，单体便从干涉条纹黑暗部分移动提供给明亮部分，结果是干涉条纹图案的明亮部分和黑暗部分产生密度差。由此，形成与干涉条纹图案的强度分 布相对应的折射率调制，进行全息图记录。
全息存储记录媒体110再生时，利用快门等切断信息光，只让参照光入射全息存储记 录媒体110。这时，从全息记录媒体110有再生光出射，通过作为再生光学系统的透镜106、 107、 108之后入射摄像器120，由摄像器120摄取这样产生的再生像。这里，摄像器120 可采用CCD或CMOS等2维图像传感器。但并不限于此，作为摄像器120也可以构成为通 过扫描使用一维线型传感器、或使用摄像管。
再生光学系统中，透镜107、 108之间透镜107的再生光聚光位置(透镜107的焦点位 置)附近配置有减光板108。
减光板108为对来自全息存储记录媒体110的全息图记录层内除了由减光板103降低 光强度来记录信息的区域以外的区域的再生光降低光强度的部件。另外，减光板108配置 于透镜107的焦点位置附近，只要再生像的变差程度可忽略不计，也可以稍稍偏离焦点位 置进行配置。另外，减光板108的细节稍后说明。
这里，记录光学系统的透镜102、 104、 105以及再生光学系统的106、 107、 109构成 完整的所谓4f系统。具体来说，空间光调制器101和透镜102两者间的距离与透镜102 的焦距相等。透镜102与透镜104间的距离与透镜102和透镜104的焦距之和相等。透镜 104与透镜105间的距离与透镜104和透镜105的焦距之和相等。透镜105与透镜106间 的距离等于透镜105和透镜106的焦距之和。透镜106与透镜107间的距离等于透镜106 和透镜107的焦距之和。透镜107与透镜109间的距离等于透镜107和透镜109的焦距之 和，而透镜109和摄像器120两者间的距离与透镜109的焦距相等。
而且，再生光学系统的各光学部件的配置并不限于此，只要再生光的聚光位置附近配 置有减光板108，也可以增加例如透镜或反光镜等光学部件配置。
驱动部103为根据来自系统控制器131的移动指令使减光板108移动的部分，相当于 电动机、压电元件、静电元件等。系统控制器131根据摄像器120检测出的再生像，求出 再生光的光轴和减光板108两者间的位置偏移量和偏移方向，为了修正位置偏移，对驱动 部130发出指定位置偏移量和与偏移方向反向的移动方向的移动指令。
下面说明减光板103的细节。图2为示出减光板103结构的示意图。如图2所示，减 光板103在作为信息光其中一部分的0次光通过的区域设置降低光强度、具有规定透光率 的圆形减光滤光片103a，可由此降低O次光的光强度。O次光透过的区域以外的区域为信 息光其光强度不降低、原样透过的透光区域103b。这里，所谓的透光率为入射的光束其中透过的光束的光强度相对于入射的光束的光强度之比，在完全透过的情况下透光率为1， 在完全被遮挡的情况下透光率为0。
在需要将光圈设置于减光板103的位置去除高次光的情况下，可以构成为将减光板103 的周围区域形成为遮光区域，以便减光板103兼用作光圈。减光板103的减光滤光片103a 的直径尺寸较好是至少比信息光其中O次光的直径大。但直径尺寸过大的话，无需降低光 强度的区域也会过度减光，有可能造成再生图像变差或噪声增加。因此，减光滤光片103a 的直径尺寸较好是考虑到减光滤光片103a附近的光强度分布、减光滤光片的透光率、或 者安装精度等来决定。
而且，减光滤光片103a的透光率较好是与0次光中心的光强度和透光区域103b的最 大光强度之比相等。通过这样构成，可以将噪声的增加抑制为最低限度，并使光强度分布 均匀。
但按照角度多重记录方式对同一部位进行多个多重记录的情况下，有时希望进一步使 透光率降低。具体来说，0次光以外的区域其光强度分布每一记录随页面数据的切换而变 化或随信息光和全息存储记录媒体110两者间相对角度的变化而偏移，所以有时累加的光 强度分布为相对较均匀的分布，但因为O次光部分不易变化或偏移，所以即便累加其峰值 仍难以降低。
这种情况下，较好是并非如上所述使减光滤光片103a的透光率与0次光中心的光强度 和透光区域103b的最大光强度两者之比大体相同，而是与0次光中心的光强度和透光区 域103b经平均处理后的最大光强度两者之比相等。
这里，经平均处理后的最大光强度应考虑多重记录时的累加过程中经平均处理量级的 光强度。另外，透光率为O即完全遮光，会遮挡部分信息，所以会造成最终再生图像变差， 因而希望避免这种情况。
图3为示出减光板108结构的示意图。减光板108成为让再生光其中光强度由减光板 103的减光滤光片103a降低的光束通过的圆形透光区域108b，而该透光区域以外的周围 区域为具有与减光板103的减光滤光片103a大致相同透光率的减光滤光片108a。也就是 说，减光板103的滤光片图案和减光板108的滤光片图案呈互相反转补全的关系。
通常，信息光其中0次光和士l次光等0次光以外的光束两者间在光强度上有10倍至 IOOO倍以上的差。因此，全息图记录层记录的干涉条纹有同样的光强度分布产生，必然记 录于全息存储记录媒体110。图4为示出空间光调制器101的像素间距13. 68u m、透镜的 焦距80ram、页面数据的直径为325个像素情况下傅里叶像的光强度分布的图表。图4中，横轴表示偏离全息存储记录媒体110中心的径向距离，纵轴表示光强度。如图4所示，可 知从中心开始半径约lOym的范围其光强度与其周围相比达10倍量级之高，进一步达到 从中心开始半径100um处光强度分布的1000倍以上之高。也就是说，要求记录材料具有 非常大的动态范围。而按照例如角度多重方式在同一部位记录多个页面数据的情况下，0 次光部分多次重复，因而与其它部分相比累加的光强度会过强，结果是不能记录，甚至呈 现灼烧这种态样。因为0次光中含有调制图案的低频分量，所以0次光部分变成不能记录， 这一点与再生图像变差相关联。因此，本实施方式中在记录光学系统中配置减光板103， 以降低信息光其中0次光的光强度。
而如此降低信息光其中O次光的光强度对全息图记录层进行记录，除了遮住一部分信 息光来记录以外，无法避免再生图像变差。因此，本实施方式中，进一步在再生光学系统 中设置使减光板103的滤光片图案反转而具有互补关系的减光板108，避免再生图像变差。
减光板108的透光区域108b的尺寸与减光板103的减光滤光片103a的尺寸一同还为 考虑到取决于透镜104、 105、 106、 107的倍率的尺寸。也就是说，图1的光学系统构成 中，在减光板103的减光滤光片103a其形状为圆形，其直径为DA，而减光板108的透光 区域108b其形状为圆形，其直径为DB，透镜104、 105、 106、 107的焦距分别为f2 f5 的情况下，DA和DB的关系可以由式(1)表示。
D = 2X入Xf/D
入激光波长
f:透镜1的焦距
D:空间光调制器中的页面数据的直径…(1)
这里，本实施方式如图l所示，不管对全息存储记录媒体110记录信息时还是再生信
息时，均形成为设置减光板108这种构成。但对全息存储记录媒体110记录信息时，在不 需要取得透过全息存储记录媒体110的透过像的情况下，信息记录时无需设置减光板108， 因而也可以构成为只在对全息存储记录媒体110进行信息再生时使减光板108在再生光的 光路中移动。
本实施方式构成为减光板103的减光滤光片103a的透光率和减光板108的减光滤光片 10續a的透光率大致相同，但并不限于此。举例来说，只要再生像变差程度可忽略不计，也 可以构成为减光板103的减光滤光片103a的透光率和减光板108的减光滤光片108a的透 光率不同。
本实施方式中，减光板103的减光滤光片103a的形状和减光板108的透光区域108b
13的形状都为圆形，但并不限于此，也可以按任何形状构成。但按圆形构成该形状的情况下， 具有噪声增加较少、安装减光板103、 108时不需要调整角度这种优点。
另外，也可以构成为减光滤光片103a、 108a和透光区域103b、 108b的边界不需要明 确分离，具有深淡使透光率稍稍变化。这种情况下便可缓和针对位置偏移的宽裕范围。
减光板103、 108总体尺寸希望为覆盖通过透镜102、 107的全部光束的尺寸。
作为减光滤光片103a、 108a可以采用使光吸收物质分散、或涂镀适当厚度的金属膜以 吸收、反射光的所谓ND滤光片，或者采用电介质多层膜。而且，作为减光滤光片103a、 108a可采用使用液晶元件或电致显色材料的元件等、可根据电信号使透光率变化的元件。 通过采用多次分割的液晶元件或电致显色材料作为减光滤光片103a、 108a，使减光滤光片 103a、透光区域108b的中心和光轴中心一致时，只要通过电气切换来改变透光率不同的 区域便行，具有不需要移动减光板108这种优点。
另外，所说的电致显色材料为可利用电化学反应以电气方式切换显色和消色的材料， 可与电解质组合使用，用于调光玻璃或显示元件。作为电致显色材料，在无机系列中代表 性的为氧化钨(W03)和电解质中的阳离子(H离子、Li离子、Na离子、Zn离子等)的组 合物，但可知道，作为钨的替代，其它的过渡性金属(钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、 锆、铌、钼、钌、铑、铼、锇、铱等)或铟、锡、镨、钐、镝、钬、铒、镥等也显示出电 致显色特性。而且，作为其它例也可以列举出镥-2酞菁(v' 7夕口 〉 7 二 >)络合物或钴 -匕'U y' /水A 7 < ， - >络合物、普鲁士兰(Fe4 (FeCN6) 3)等。另外、在有机系列中可 以列举出稀土类2酞菁(y' 7夕口 、> 7 二 > )、侧基(《> ^ >卜)型聚合物(TTF聚合物、 吡唑啉聚合物等)、聚合物-复体(氧化还原(匕'才口 y 聚合物等)、电解聚合物(聚 噻吩、聚吡咯、聚苯胺等)、氧化还原(匕'才n y 衍生物(庚基氧化还原(匕'才a y
等)、联二吡啶(f t° 'J y' 络合物(钴联二吡啶(f t' u y' >)等)、有机色素(对 苯醌系、苯乙烯基系、吡唑啉系、芴系、二苯胺系、《A,y'》等)，或者美国H.C.Starck 公司的Baytron P等。电解质可以分类为液体、半固体(高分子)、固体，但基于稳定性 或响应性等考虑希望为固体。对于固体可以列举出将H离子作为可动离子的衍生物(MgF2、 CaF2、 SiO、 Zr02、 Ta205、 Cr203、 LiF等)，或将Na离子、Li离子、Ag离子等作为可动离子 的固体电解质(Na-e-A1203、 Na1+IZr2SixP3i012、 LiN、 Lil、 Li2W04、 RbAgj5等)。
现说明本实施方式象这样在记录光学系统中设置减光板103，而在再生光学系统中设 置减光板108的理由。
最好减光板103的减光滤光片103a的中心和减光板108的透光区域108b的中心与光
14轴中心一致，而且从摄像器120观察的情况下两者区域无偏移，通过这样构成，由减光板 103降低光强度的区域和由减光板108降低光强度的区域不重复，所以最终整体的光强度 分布可还原为原来的分布，可以由摄像器120毫无图像变差地观察再生像。
但只要摄像器120观察的再生像变差是可忽略不计量级的偏移量，便可允许。
进行信息再生时，有时从全息存储记录媒体110再生的再生光其光轴随着全息存储记 录媒体110或参照光的位置或者角度的偏移而有所偏移。本实施方式中，利用上述系统控 制器131、驱动部130进行反馈控制，跟随再生光的光轴位置偏移或角度偏移使减光板108 移动，修正再生光的光轴和减光板108两者间的相对位置偏移，防止再生像变差。
图5为示出实施方式1的减光板108的位置修正反馈控制处理其步骤的流程图。全息 存储记录媒体110或参照光的角度或者位置产生偏移的情况下，系统控制器131根据来自 摄像器120的再生像检测再生光光轴的位置偏移量和偏移方向(步骤Sll)。接下来，系统 控制器131对驱动部130发出包括位置偏移量和与偏移方向反向的移动方向在内的移动指 令，以便再生光的光轴位置偏移量为0 (步骤S12)。接到该指令的驱动部130使减光板108 在移动方向上移动依照移动指令规定的位置偏移量(步骤S13)。接着由摄像器120摄取再 生像(步骤S14)。通过进行这种反馈控制，即便是再生光的光轴随着全息存储记录媒体 110或参照光的位置或角度的偏移而有所偏移的情况下，仍能降低再生像的恶化。
这样，实施方式1的全息存储记录再生装置100在再生光学系统中配置减光板108， 该减光板108具有让再生光其中由减光板103的减光滤光片103a降低光强度的光束通 过的透光区域108b;以及透光区域以外的周围区域具有与减光板103的减光滤光片103a 大致相同透光率的减光滤光片108a，所以能够以简易的方式和低成本防止降低信息光其中 0次光的光强度来进行信息记录的全息存储记录媒体110其再生图像变差。 (变形例l)
降低信息光其中0次光光强度的减光板也可以设置于记录光学系统和全息存储记录媒 体110之间，即设置于全息存储记录媒体110的信息光入射面近前。
图6为示出该变形例光学系统其主要部分结构的示意图。如图6所示，降低信息光其 中0次光光强度的减光板603设置于透镜105和全息存储记录媒体110之间、全息存储记 录媒体110的信息光入射面近前。图6中，对于减光板603配置以外的构成而言，与图l 所示的实施方式1的光学系统构成相同。
如图6所示，经空间光调制器101调制的信息光由透镜105聚光入射全息存储记录媒 体IIO。这里，也可以形成为不设透镜102、 104的构成。减光板603配置于透镜105的焦点位置，全息存储记录媒体110配置于其紧接着之后位置。这些位置只要是再生像变差程 度可忽略不计，即便是在焦点位置附近有所偏移也无妨，但需要配置为让通过减光板603
的信息光入射媒体。
(变形例2)
降低信息光其中0次光光强度的减光板603阻止参照光入射媒体，也就是说，减光板 的减光滤光片需要不与参照光干涉。因此，如此设置减光滤光片不与参照光干涉，而且对 全息图记录层的记录再生的不良影响较小的情况下，也可以将降低信息光其中0次光光强 度的减光板设置于全息存储记录媒体中。
图7为示出包含降低信息光其中0次光光强度的减光板的全息存储记录媒体其结构的 示意图。如图7所示，本实施方式的全息存储记录媒体710为透光型记录媒体，包含相向 的两片基板711、 712以及夹于两片基板711、 712之间层迭于基板上的全息图记录层713。 而且，在全息存储记录媒体710的信息光入射侧的基板711中设置减光板703。减光板703 形成为散布着多个圆形的减光滤光片703a，并将减光滤光片703a的周围形成为透光区域 703b。减光滤光片703a和透光区域703b的构成与实施方式l的减光板103相同。而且， 信息光其中0次光照射为通过减光滤光片703a其中之一，而且使参照光入射媒体以便避 免照射减光滤光片703a。
另外，基板711、 712、全息图记录层713的构成、材质等均与实施方式1的全息存储 记录媒体110相同。
通过上述构成的全息存储记录媒体710，能够以简易的方式和低成本防止降低信息光 其中0次光光强度来进行信息记录的光信息记录媒体其再生图像变差。 (实施方式2)
实施方式1，在再生光学系统中配置对来自降低光强度来记录信息的区域以外的区域 的再生光降低光强度的减光板108，但本实施方式2中则配置于全息存储记录媒体110和 再生光学系统之间。
图8为示出实施方式2的全息存储记录再生装置的光学系统其主要构成的示意图。实 施方式2的全息存储记录再生装置800中，对来自减光板103降低0次光的光强度来记录 信息的区域以外的区域的再生光降低光强度的减光板808，配置于全息存储记录媒体110 的再生光出射面紧接着之后但为再生光学系统的透镜106入射前的位置，而且配置于透镜 106的焦点位置。至于减光板808的结构以及其它构成则与实施方式1相同。
本实施方式中，从全息存储记录媒体110出射的再生光首先通过减光板808，由此对来自降低O次光的光强度来记录信息的区域以外的区域的再生光降低光强度。接着，再生 光依次入射透镜106、 107、 109，可由摄像器120形成为再生像进行检测。这里，本实施 方式中减光板808设置于全息存储记录媒体110紧接着之后位置，所以也可以形成为不设 透镜107、 109的构成。
而且，减光板808的配置位置，只要再生像变差程度可以忽略不计，也可以在透镜106 的焦点位置附近偏移配置，但需要设置为自全息存储记录媒体110出射的再生光入射减光 板808。而参照光在通过全息存储记录媒体IIO之后不再参与再生，因而也可以处于参照 光与减光板808干涉的位置。
这样，实施方式2的全息存储记录再生装置800在全息存储记录媒体110和再生光学 系统两者间配置减光板808，该减光板808具有让再生光其中由减光板103的减光滤光 片103a降低光强度的光束通过的透光区域108b;以及透光区域以外的周围区域具有与减 光板103的减光滤光片103a大致相同的透光率的减光滤光片，所以能够以简易的方式和 低成本防止降低信息光其中0次光光强度来进行信息记录的全息存储记录媒体110其再生 图像变差。
(实施方式3)
实施方式1和2在再生光的光路中设置减光板，该减光板包含让再生光其中由减光 板103的减光滤光片103a降低光强度的光束通过的透光区域108b;以及透光区域以外的 周围区域具有与减光板103的减光滤光片103a大致相同的透光率的减光滤光片，但本实 施方式3中，这种减光板内含于全息存储记录媒体内。
图9为示出实施方式3的全息存储记录媒体其结构的示意图。如图9所示，实施方式 3的全息存储记录媒体910为透光型记录媒体，包含相向的两片基板711、 712以及夹于两 片基板711、 712之间层迭于基板上的全息图记录层713。而且在再生光出射侧的基板712 中设置减光板908。该减光板908使多个圆形的透光区域908b散开分布，由减光滤光片 908a形成透光区域908b的周围。减光滤光片908a和透光区域908b的构成与实施方式1 的减光板108相同。
因此，来自再生光其中由减光板103的减光滤光片103a降低光强度记录的信息的光束 部分通过透光区域908b其中之一。至于其它构成与实施方式l相同。
这里，本实施方式中将减光板908设置于基板712中，以便全息存储记录媒体910的 全息图记录层713所出射的再生光入射减光板908。另一方面，参照光在通过全息存储记 录媒体910后不再参与再生，因而只要减光板908位于基板712中，也可以处于参照光干涉的位置。
这样，实施方式3的全息存储记录媒体910在基板712中设置减光板908，该减光板 908对来自减光板103降低光强度来记录信息的区域以外的区域的再生光降低光强度，所 以能够以简易的方式和低成本防止降低信息光其中0次光的光强度来进行信息记录的全息 存储记录媒体910其再生图像变差。
而且，全息存储记录媒体910内含减光板908，因而再生光的光轴偏移即便是全息存 储记录媒体110或参照光的位置或者角度有所偏移的情况下，减光板908和再生光的光轴 两者间也不会产生偏移，所以可以不需要如实施方式1那样设置驱动部130等进行位置偏 移修正的反馈控制，使全息存储记录再生装置的构成简易。
另外，实施方式1至3中，对于降低信息光其中O次光光强度的减光板来说也可采用 实施方式1及其变形例1和2中任一型式(减光板103、 603、 703)。但无法将减光板103、 603、 703和减光板108、 808、 908两者形成为焦点位置，因而往往必须允许再生图像变差。
想要利用减光板103、 603、 703不仅针对信息光其中0次光还针对土l次光或士2次光 等高次光降低最大光强度的情况下，构成其具有的减光滤光片形成有与上述位置一致的滤 光图案的减光板103、 603为宜。但其透光率基于防止噪声增加的考虑较好是适合0次光 的最大光强度、土l次光的最大光强度等之比进行调整。
举例来说，以较宽范围给出与图4所示的光强度分布同样条件的光强度分布的话，便 如图10所示，但0次光和1次光有约10: 1的强度比，因而希望与该强度比对应的减光 滤光片其透光率之比也与大约10: l相同。也就是说，假定0次光和1次光的最大光强度 比为10: 1，减光板103的0次光部分其透光率为0. 01的话，希望1次光部分的透光率为 其IO倍的O. 1。
此外，可通过按照图10所示的光强度分布，针对减光板103、 603、 703以及减光板 108、 808、 908制作减光滤光片和透光区域以便透光率的图案在整面上平滑变化，来对光 强度分布进行更为平均的记录。
另外，至于l次光的最大光强度，如上所述O次光以外的区域其光强度分布利用多重 记录方式累加来平均这种情况下，应将与经过平均之后的1次光相当的区域累加运算得到 的光强度分布的最大光强度作为1次光的最大光强度进行处理。 (实施方式4)
实施方式1和2的全息存储记录再生装置，是用减光板对来自降低光强度来记录信息 的区域以外的区域的再生光降低光强度来防止再生图像变差的，但本实施方式4的全息存储记录再生装置则将该减光板设置于参照光照射至全息存储记录媒体的光路中。
图11为示出实施方式4的全息存储记录再生装置的光学系统其主要构成的示意图。本 实施方式与实施方式1不同之处在于，不是将对来自降低光强度来记录信息的区域以外的 区域的再生光降低光强度的减光板1108设置于全息存储记录媒体110至摄像器120的再 生光学系统中，而是设置于参照光至全息存储记录媒体110的光路中，至于其它构成均与 实施方式1相同。而且，减光板1108也为与实施方式1的减光板108相同的构成，而成 为具有减光滤光片108a和透光区域108b的结构。
本实施方式中，从全息存储记录媒体IIO进行信息再生时，照射全息存储记录媒体110 的参照光通过透过减光板1108的透光区域108b，从而增强与利用减光板103降低信息光 其中0次光光强度的区域相当的区域部分的光强度来照射全息存储记录媒体110。而且， 参照光可通过透过减光板1108的减光滤光片108a，对与利用减光板103降低信息光其中 0次光光强度的区域以外的区域相当的区域部分降低光强度来照射全息存储记录媒体110。
本实施方式的减光板1108，只是从全息存储记录媒体110进行信息再生时使用，而在 对全息存储记录媒体110进行信息记录时不可使用。因此，本实施方式的系统控制器1130 判断对全息存储记录媒体110是进行信息记录还是信息再生，进行信息记录时对驱动部 1131发出使减光板1108移动至减光板1108偏离参照光光路的位置的移动指令。而进行信 息再生时则对驱动部1131发出使减光板1108移动至参照光光路中的位置的移动指令。驱 动部1131接到该系统控制器1130的指令后使减光板1108移动至参照光的光路中，或是 移动至偏离参照光光路的位置。
图12为示出减光板1108移动控制处理其步骤的流程图。首先，系统控制器1130其当 前时刻的处理为根据使用者的指令等判断是对全息存储记录媒体110进行信息记录时的处 理，还是从全息存储记录媒体110进行信息再生时的处理(步骤S21)。而且，在判断当前 时刻的处理为进行信息记录时的处理的情况下，对驱动部发出使减光板1108移动至参照 光光路以外位置的移动指令(步骤S22)。接着，接到该移动指令的驱动部1131使减光板 1108移动至参照光光路以外位置(步骤S23)。接下来，系统控制器1130进行控制以便由 激光光源(未图示)对全息存储记录媒体110照射信息光和参照光(步骤S24)。
由此，透过减光板103的信息光降低0次光的光强度，照射全息存储记录媒体IIO， 而参照光在不通过减光板1108的情况下照射全息存储记录媒体110。因此，信息光可在O 次光的光强度降低的状态下与参照光发生干涉，可将信息记录于全息图记录层。
另一方面，步骤S21中，系统控制器1130在判断当前时刻的处理为信息再生时的处理
19这种情况下，对驱动部1131发出减光板1108移动至参照光的光路位置的移动指令(步骤 S25)。接着，接到该移动指令的驱动部1131使减光板1108移动至参照光的光路位置(步 骤S26)。接下来，系统控制器1130进行控制以便由激光光源(未图示)对全息存储记录 媒体110照射参照光(步骤S27)。接着由摄像器120摄取再生图像(步骤S28)。
由此，进行信息再生时，参照光通过减光板1108的减光滤光片108a。因此，可对于 利用减光板103降低信息光其中0次光光强度来记录的区域以外的区域的信息照射其光强 度降低的参照光。由此，对全息存储记录媒体110进行信息记录时可以只降低信息光其中 0次光的光强度来补足所记录的分布，来还原再生光的光强度分布。
这样，实施方式4的全息存储记录再生装置，在参照光照射至全息存储记录媒体110 的光路中设置对来自降低光强度来记录信息的区域以外的区域的再生光降低光强度的减 光板1108，所以能够以简易的方式和低成本防止降低信息光其中0次光的光强度来进行信 息记录的全息存储记录媒体110其再生图像变差。
而且，本实施方式在参照光的光路中设置减光板1108，所以再生光的光轴即便是全息 存储记录媒体110或参照光的位置或者角度有所偏离的情况下，减光板1108和参照光的 光轴两者间也不会产生偏移，因而可以不需要如实施方式1那样进行位置偏移修正的反馈 控制，使全息存储记录再生装置的构成简易。
另外，本实施方式是进行控制在进行信息记录时使减光板1108离开参照光的光路，而 进行信息再生时则使减光板1108在参照光的光路中移动，但只要是信息记录时不使用减 光板1108这种构成，并不限于此。举例来说，也可以控制为使减光板1108的位置固定， 在信息记录时使参照光按不通过减光板1108的光路照射全息存储记录媒体110，而在信息 再生时使参照光按通过减光板1108的光路照射全息存储记录媒体110，改变参照光的光路 本身。而且，可以将减光板1108构成为用上述液晶元件或电致显色材料等制作，以电气 方式切换透光率。也就是说，可以构成为信息记录时以电气方式将减光滤光片108a的透 光率切换为1，而信息再生时则以电气方式将透光率切换为小于1的值。
而参照光的角度或位置变化的情况下，举例来说，在再生经过角度多重记录的全息存 储记录媒体110时使参照光入射全息存储记录媒体110的入射角度变化的情况下，希望减 光板1108的位置也随其移动，并调整为参照光的中心轴和减光板1108的透光区域108b 的中心两者一致。但只要再生图像变差程度可以忽略不计，并不限于此。
此外，实施方式4给出的是本发明应用于全息存储记录再生装置的应用例，但在参照 光的光路中设置减光板1108的话，便能达到本发明的效果，所以也可以将本发明应用于
20从全息存储记录媒体再生信息的全息存储再生装置。这种情况下，形成为省去图11中的 记录光学系统的光学部件(101、 102、 103、 104、 105)的构成为宜。
另外，本发明并不限于上述实施方式本身，在实施阶段可以在不背离其主要精神的范 围内将构成要素变形并具体化。另外，可以通过将上述实施方式所披露的多个构成要素适 当组合，来形成种种发明。举例来说，可以从实施方式所示的全部构成要素当中消除若干 构成要素。此外，也可以将不同实施方式的构成要素作适当组合。
权利要求
1. 一种光信息记录再生装置，其特征在于，包括针对光信息记录媒体的信息光的照射光学系统，所述光信息记录媒体可通过承载信息的信息光和参照光间的干涉所产生的干涉条纹将信息作为全息图进行记录；第1减光部件，其设置于所述信息光的照射光学系统的光路中，降低所述信息光的一部分光强度；检测部，其检测从所述光信息记录媒体出射的再生光；以及第2减光部件，其设置于从所述光信息记录媒体出射的所述再生光至所述检测部的光路中，降低来自所述光信息记录媒体中除了由所述第1减光部件降低光强度而记录信息的区域以外的区域的所述再生光的光强度。
2. 如权利要求1所述的光信息记录再生装置，其特征在于，还包括移动相对于所述第2减光部件的光轴的位置的驱动部；以及修正部，其根据所述检测部检测出的所述再生光检测与所述第2减光部件的光轴间的偏移，在有偏移产生的情况下，驱动所述驱动部修正所述偏移。
3. 如权利要求1所述的光信息记录再生装置，其特征在于，所述第1减光部件降低所述信息光中0次光的光强度，所述第2减光部件降低由所述0次光以外的所述信息光记录的信息的再生光光强度。
4. 一种光信息记录再生装置，其特征在于，包括针对光信息记录媒体的信息光的照射光学系统，所述光信息记录媒体可通过承载信息的信息光和参照光间的干涉所产生的干涉条纹将信息作为全息图进行记录；第1减光部件，其设置于所述信息光的照射光学系统的光路中，降低所述信息光的一部分光强度；检测部，其检测从所述光信息记录媒体出射的再生光；针对所述光信息记录媒体的所述参照光的照射光学系统；以及第2减光部件，其设置于所述参照光的照射光路中，将针对所述光信息记录媒体当中记录有除了由所述信息光降低光强度而记录的信息以外的信息的区域的参照光的光强度降低。
5. 如权利要求4所述的光信息记录再生装置，其特征在于，还包括 移动所述第2减光部件的驱动部；以及控制部，其在所述光信息记录媒体所记录的信息再生时，对所述驱动部进行驱动控制 以便使所述第2减光部件移动到所述参照光的照射光路中。
6. —种光信息记录媒体，其特征在于，包括信息记录层，其可通过承载信息的信息光和参照光间的干涉所产生的干涉条纹将所述 信息作为全息图进行记录；以及减低层，其层叠于所述信息记录层的再生光出射侧的面上，所述再生光产生于降低所 述信息光的一部分光强度而记录于所述信息记录层的所述信息，所述减低层将所述信息记 录层中除了降低所述一部分光强度而记录所述信息的区域以外的区域的所述再生光的光 强度降低。
7. —种光信息记录媒体，其特征在于，包括信息记录层，其可通过承载信息的信息光和参照光间的干涉所产生的干涉条纹将所述 信息作为全息图进行记录；以及减低层，其形成于所述记录层上，降低所述信息光的一部分光强度。
8. —种光信息再生装置，其特征在于，包括检测部，其检测从光信息记录媒体出射的再生光，所述光信息记录媒体可通过承载信 息的信息光和参照光间的干涉所产生的干涉条纹将信息作为全息图进行记录，并记录有所 述信息光的一部分光强度降低的信息；以及减光部件，其设置于从所述光信息记录媒体出射的所述再生光至所述检测部的光路中， 将来自所述一部分光强度降低而记录信息的区域以外的区域的所述再生光的光强度降低。
9. 一种光信息再生装置，其特征在于，包括减光部件，其设置于针对光信息记录媒体的参照光的照射光路中，所述光信息记录媒 体可通过承载信息的信息光和参照光间的干涉所产生的干涉条纹将信息作为全息图进行记录，所述减光部件降低针对所述光信息记录媒体中记录有除了由所述信息光降低光强度 而记录的信息以外的信息的区域的参照光的光强度；以及 检测部，其检测从所述光信息记录媒体出射的再生光。
全文摘要
本发明的课题为以简易的方式和低成本防止通过降低信息光中0次光的光强度来记录信息的光信息记录媒体其再生图像变差。作为解决手段的全息存储记录再生装置(100)包括设置于针对全息存储记录媒体的信息光的照射光路中，降低信息光其中一部分光强度的减光板(103)；检测从全息存储记录媒体(110)出射的再生光的摄像器(120)；以及设置于从全息存储记录媒体(110)出射的再生光至摄像器(120)的光路中，对来自全息存储记录媒体(110)当中除了由减光板(103)降低光强度来记录信息的区域以外的区域的再生光降低光强度的减光板(108)。
文档编号G11B7/0065GK101458938SQ20081018556
公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月11日 优先权日2007年12月11日
发明者山本雄一郎, 立田真一 申请人:株式会社东芝