專利名稱：光信息記錄裝置與方法、光信息再現(xiàn)裝置與方法以及光信息記錄再現(xiàn)裝置與方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用全息照相術將信息記錄于光信息記錄介質的光信息記錄裝置與方法，利用全息照相術從光信息記錄介質再現(xiàn)光信息的光信息再現(xiàn)裝置與方法，以及在利用全息照相術將信息記錄于信息記錄介質的同時，從光信息記錄介質再現(xiàn)信息的光信息記錄再現(xiàn)裝置與方法。
近年來，用于超高密度光記錄的體全息照相術，尤其是數(shù)字體全息照相術在實際領域得到了開發(fā)、應用，引人注目。所謂體全息照相術，就是主動利用記錄介質的厚度方向來三維地記錄干涉圖形的記入方式，其特征在于衍射效率因厚度的增加而提高，可以利用多重記錄實現(xiàn)增大記錄容量的意圖。所謂數(shù)字體全息照相術，就是雖然采用和體全息照相術相同的記錄介質和記錄方式，而記錄的圖像信息是限定于雙值的數(shù)字圖形的、面向計算機的全息照相記錄方式。在數(shù)字體全息照相術中，例如模擬的繪畫那樣的圖像信息，一旦數(shù)字化后就展開為二維數(shù)字圖形信息，作為圖像信息進行記錄。再現(xiàn)時，對讀出該數(shù)字圖形信息進行譯碼，還原成原來的圖像信息加以顯示。由此，即使再現(xiàn)時信號噪聲比(以下稱SN比)多少有些下降，也能通過或進行微分檢出，或給雙值數(shù)據(jù)編碼進行改錯，極其逼真地再現(xiàn)原來的信息。
在利用全息照相術進行信息的記錄與再現(xiàn)的傳統(tǒng)的光信息記錄再現(xiàn)方法中，基于要記錄的信息來空間調制光的強度，從而產生信息光，再將該信息光和記錄用參考光的干涉圖形記錄在記錄介質中，這樣就將信息記錄下來。在將如此記錄的信息再現(xiàn)時，用再現(xiàn)用參考光照射記錄介質。而且，該再現(xiàn)用參考光因干涉圖形而被衍射，產生對應于信息光的再現(xiàn)光。該再現(xiàn)光是跟信息光一樣的光強度被空間調制的光。
在傳統(tǒng)的光信息記錄再現(xiàn)方法中，將再現(xiàn)用參考光入射到檢出再現(xiàn)光的光檢出器時，存在再現(xiàn)信息的SN比惡化的問題。因此，傳統(tǒng)的光信息記錄再現(xiàn)方法中，為了再現(xiàn)時能將再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參照光進行空間分離，記錄時往往讓信息光和記錄用參考光相互構成預定的角度入射到記錄介質。這樣，再現(xiàn)時產生的再現(xiàn)光，在和再現(xiàn)用參考光成預定角度的方向行進，因此，再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光能夠被空間分離。
但是，如上所述，記錄時讓信息光和記錄用參考光相互構成預定的角度入射到記錄介質，再現(xiàn)時將再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光進行空間分離的場合，存在造成記錄再現(xiàn)用光學系統(tǒng)大型化的問題。
本發(fā)明的光信息記錄裝置，是用以對包含用全息照相術記錄信息的信息記錄層的光信息記錄介質進行信息記錄的光信息記錄裝置，其中包括通過基于記錄的信息來空間調制光相位，產生信息光的信息光產生部分；產生記錄用參考光的記錄用參考光產生部分；以及為了通過信息光和記錄用參考光的干涉形成的干涉圖形來記錄信息，用信息光產生部分產生的信息光和記錄用參考光產生部分產生的記錄用參考光照射信息記錄層的記錄光學系統(tǒng)。
本發(fā)明的光信息記錄裝置中，通過光的相位被基于記錄信息作了空間調制的信息光和記錄用參考光，在光信息記錄介質的信息記錄層中記錄信息。
本發(fā)明的光信息記錄裝置中，記錄光學系統(tǒng)可以從信息記錄層的同一側面進行信息光與記錄用參考光的照射，以同軸地配置信息光與記錄用參考光。
并且，本發(fā)明的光信息記錄裝置中，信息光產生部分可以將調制后的光的相位設定在兩個值中的任一個上，也可以設定在三個以上的值中的任一個上。
并且，本發(fā)明的光信息記錄裝置中，記錄用參考光產生部分也可以產生相位被空間調制的記錄用參考光。這時，信息光產生部分也可以按照根據(jù)記錄的信息和記錄用參考光相位的調制圖形確定的相位的調制圖形對光相位進行空間調制。
并且，本發(fā)明的光信息記錄裝置也可以進一步設置收納了信息光產生部分、記錄用參考光產生部分與記錄光學系統(tǒng)的、上浮于光信息記錄介質面的浮上型光學頭本體。
本發(fā)明的光信息記錄方法，是將信息記錄在設有利用全息照相術記錄信息的信息記錄層的光信息記錄介質中的光信息記錄方法，其中包括通過基于要記錄的信息對光相位進行空間調制來產生信息光的步驟；
產生記錄用參考光的步驟；以及將信息光和記錄用參考光照射到信息記錄層，通過由于信息光和記錄用參考光在信息記錄層中的干涉而產生的干涉圖形進行信息記錄的記錄步驟。
本發(fā)明的光信息記錄方法中，通過基于要記錄信息對光相位進行空間調制的信息光和記錄用參考光，在光信息記錄介質的信息記錄層中記錄信息。
本發(fā)明的光信息記錄方法的記錄步驟中，可以在信息記錄層的同一側面進行信息光與記錄用參考光的照射，以同軸地配置信息光與記錄用參考光。
并且，本發(fā)明的光信息記錄方法的信息光產生步驟中，可以將調制后的光的相位設定在兩個值中的任一個值上，也可以設定在三個以上的值中的任一個值。
并且，本發(fā)明的光信息記錄方法的記錄用參考光產生步驟中，也可以產生相位經空間調制的記錄用參考光。這時，信息光產生步驟也可以按照根據(jù)要記錄信息和記錄用參考光的相位調制圖形確定相位的調制圖形，進行光相位的空間調制。
本發(fā)明的光信息再現(xiàn)裝置是利用全息照相術，從包括通過基于要記錄的信息對光相位作了空間調制的信息光和記錄用參考光的干涉形成的干涉圖形來記錄信息的信息記錄層的光信息記錄介質再現(xiàn)信息的光信息再現(xiàn)裝置，其中包括產生再現(xiàn)用參考光的再現(xiàn)用參考光產生部分；用再現(xiàn)用參考光產生部分產生的再現(xiàn)用參考光照射信息記錄層的同時，收集通過再現(xiàn)用參考光的照射從信息記錄層發(fā)生的再現(xiàn)光，該再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加而產生合成光的再現(xiàn)光學系統(tǒng)；以及將由再現(xiàn)光學系統(tǒng)產生的合成光檢出的檢出部分。
本發(fā)明的光信息再現(xiàn)裝置中，用再現(xiàn)用參考光照射光信息記錄介質的信息記錄層，由此，從信息記錄層發(fā)生再現(xiàn)光。該再現(xiàn)光是其光相位對應于被記錄的信息被空間調制的光。該再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加產生合成光。該合成光是其強度對應于被記錄的信息被空間調制的光。通過將該合成光檢出，使信息被再現(xiàn)。
本發(fā)明的光信息再現(xiàn)裝置中，再現(xiàn)光學系統(tǒng)可以在信息記錄層的同一側面進行再現(xiàn)用參考光的照射和再現(xiàn)光的收集，以同軸地配置再現(xiàn)用參考光與再現(xiàn)光。
并且，本發(fā)明的光信息再現(xiàn)裝置中，再現(xiàn)用參考光產生部分可以產生相位被空間調制的再現(xiàn)用參考光。
并且，本發(fā)明的光信息再現(xiàn)裝置還可以包括再現(xiàn)用參考光產生部分、記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)與檢出部分，設有上浮于光信息記錄介質面的浮上型光學頭本體。
本發(fā)明的光信息再現(xiàn)方法是利用全息照相術，從包含通過基于要記錄的信息對光相位作了空間調制的信息光和記錄用參考光的干涉形成干涉圖形記錄了信息的信息記錄層的光信息記錄介質再現(xiàn)信息的光信息再現(xiàn)方法，該方法包括如下步驟產生再現(xiàn)用參考光的步驟；在將再現(xiàn)用參考光照射信息記錄層的同時，收集通過照射再現(xiàn)用參考光從信息記錄層發(fā)生的再現(xiàn)光，該再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加而產生合成光的再現(xiàn)步驟；以及將合成光檢出的步驟。
本發(fā)明的光信息再現(xiàn)方法中，用再現(xiàn)用參考光照射光信息記錄介質的信息記錄層，由此，從信息記錄層發(fā)生再現(xiàn)光。該再現(xiàn)光是對應于記錄的信息對光相位作了空間調制的光。該再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加產生合成光。該合成光是對應于記錄的信息對強度作了空間調制的光。通過將該合成光檢出來再現(xiàn)信息。
本發(fā)明的光信息再現(xiàn)方法的再現(xiàn)步驟中，可以在信息記錄層的同一側面進行再現(xiàn)用參考光的照射和再現(xiàn)光的收集，以同軸地配置再現(xiàn)用參考光與再現(xiàn)光。
并且，本發(fā)明的光信息再現(xiàn)方法的產生再現(xiàn)用參考光的步驟中，也可以產生相位被空間調制的再現(xiàn)用參考光。
本發(fā)明的光信息記錄再現(xiàn)裝置，是對包含利用全息照相術記錄信息的信息記錄層的光信息記錄介質記錄信息的同時，從光信息記錄介質再現(xiàn)信息的光信息記錄再現(xiàn)裝置，其中包括通過基于要記錄的信息對光相位進行空間調制來產生信息光的信息光產生部分；產生記錄用參考光的記錄用參考光產生部分；產生再現(xiàn)用參考光的再現(xiàn)用參考光產生部分；信息記錄時，用信息光產生部分產生的信息光和記錄用參考光產生部分產生的記錄用參考光照射信息記錄層，以通過信息光和記錄用參考光在信息記錄層的干涉形成的干涉圖形來記錄信息，信息再現(xiàn)時，用再現(xiàn)用參考光產生部分產生的再現(xiàn)用參考光照射信息記錄層的同時，收集通過照射再現(xiàn)用參考光從信息記錄層發(fā)生的再現(xiàn)光，讓該再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加產生合成光的記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)；以及將通過記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)產生的合成光檢出的檢出部分。
本發(fā)明的光信息記錄再現(xiàn)裝置中，信息記錄時，通過光相位基于要記錄的信息作了空間調制的信息光和記錄用參考光，在光信息記錄媒體的信息記錄層記錄信息。并且，信息再現(xiàn)時，用再現(xiàn)用參考光對光信息記錄介質的信息記錄層進行照射，由此，從信息記錄層發(fā)生再現(xiàn)光。該再現(xiàn)光是對應已記錄的信息對光相位作了空間調制的光。該再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加產生合成光。該合成光是其強度對應于被記錄的信息被空間調制的光。通過檢出該合成光，信息得以再現(xiàn)。
本發(fā)明的光信息記錄再現(xiàn)裝置的記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)中，可以在信息記錄層的同一側面進行信息光、記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光的照射和再現(xiàn)光的收集，以同軸地配置信息光、記錄用參照光、再現(xiàn)用參考光與再現(xiàn)光。這時，信息光產生部分、記錄用參考光產生部分、再現(xiàn)用參照光產生部分，分別產生偏振方向相同的線偏振光的信息光、記錄用參考光，再現(xiàn)用參考光；記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)可以設有將信息光與記錄用參考光從第一線偏振光變換到圓偏振光，照射信息記錄層，同時將從信息記錄層發(fā)生的再現(xiàn)光從圓偏振光變換到相對于第一線偏振光的偏振方向正交的第二線偏振光的四分之一波片；根據(jù)偏振方向的不同，將通過四分之一波片前的信息光、記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光的光路和通過四分之一波片后來自光信息記錄介質返回光的光路分離的偏振光分離光學元件。
并且，本發(fā)明的光信息記錄再現(xiàn)裝置中，記錄用參考光產生部分也可以產生相位被空間調制的記錄用參考光，再現(xiàn)用參考光產生部分也可以產生相位被空間調制的再現(xiàn)用參考光。這時，信息光產生部分可以按照基于要記錄信息和記錄用參考光相位的調制圖形確定的相位調制圖形進行光相位的空間調制。
并且，本發(fā)明的光信息記錄再現(xiàn)裝置可以進一步裝入信息光產生部分，記錄用參考光產生部分，再現(xiàn)用參考光產生部分，以及記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)與檢出部分；并設置上浮于光信息記錄介質面的浮上型光學頭本體。
本發(fā)明的光信息記錄再現(xiàn)方法是利用全息照相術，在對包含記錄信息的信息記錄層的光信息記錄介質進行信息記錄的同時，從光信息記錄介質再現(xiàn)信息的光信息記錄再現(xiàn)方法，其中包括通過基于要記錄的信息進行光相位的空間調制來產生信息光的步驟；產生記錄用參考光的步驟；將信息光和記錄用參考光照射到信息記錄層，通過信息光和記錄用參考光在信息記錄層的干涉形成的干涉圖形來記錄信息的記錄步驟；產生再現(xiàn)用參考光的步驟；
在對信息記錄層照射再現(xiàn)用參考光的同時，收集通過照射再現(xiàn)用參考光從信息記錄層發(fā)生的再現(xiàn)光，該再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加而產生合成光的再現(xiàn)步驟；以及將合成光檢出的步驟。
本發(fā)明的光信息記錄再現(xiàn)方法中，信息記錄時，通過其光相位基于要記錄信息被空間調制的信息光和記錄用參考光，在光信息記錄媒體的信息記錄層中記錄信息。并且，信息再現(xiàn)時，對光信息記錄介質的信息記錄層照射再現(xiàn)用參考光，由此，從信息記錄層發(fā)生再現(xiàn)光。該再現(xiàn)光是與記錄的信息相對應的、光相位被空間調制的光。該再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加而產生合成光。該合成光是與記錄的信息相對應的、強度被空間調制的光。通過檢出該合成光，信息得以再現(xiàn)。
本發(fā)明的光信息記錄再現(xiàn)方法中，可以在信息記錄層的同一側面進行信息光、記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光的照射和再現(xiàn)光的收集，以同軸地配置信息光、記錄用參考光、再現(xiàn)用參考光與再現(xiàn)光。
并且，本發(fā)明的光信息記錄再現(xiàn)方法中，記錄用參考光產生步驟也可以產生相位被空間調制的記錄用參考光，再現(xiàn)用參考光產生步驟也可以產生相位被空間調制的再現(xiàn)用參考光。這時，也可以在產生信息光的步驟中，按照基于要記錄信息和記錄用參考光的相位調制圖形確定的相位調制圖形，進行光相位的空間調制。
本發(fā)明其他的目的、特征與效益，將在以下的說明中得到充分闡述。
圖2是本發(fā)明實施例1的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的信息再現(xiàn)原理的說明圖。
圖3是詳細說明本發(fā)明實施例1的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的信息再現(xiàn)原理的波形圖。
圖4是表示本發(fā)明實施例1的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的光學頭的截面圖。
圖5是表示本發(fā)明實施例1的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的光學頭的透視圖。
圖6是表示本發(fā)明實施例1的光信息記錄再現(xiàn)裝置的外觀的平面圖。
圖7是用以說明本發(fā)明實施例1中一例跟蹤錯誤信息的產生方法和跟蹤伺服的方法的說明圖。
圖8是用以說明本發(fā)明實施例1中一例跟蹤錯誤信息的產生方法和跟蹤伺服的方法的說明圖。
圖9是表示本發(fā)明實施例1中的光相位空間調制器的主要部分的截面圖。


圖10是本發(fā)明實施例1中的光相位空間調制器及其外圍電路的說明圖。
圖11是圖9所示的光相位空間調制器中的薄膜線圈的平面圖。
圖12是表示一維磁性光子晶體的結構的說明圖。
圖13是用以說明圖9所示的光相位空間調制器的作用的說明圖。
圖14是表示本發(fā)明實施例1中另一例光相位空間調制器的結構的截面圖。
圖15是用以說明圖14所示的光相位空間調制器的作用的說明圖。
圖16是用以說明圖14所示的光相位空間調制器的作用的說明圖。
圖17是說明本發(fā)明實施例2的光信息記錄再現(xiàn)裝置的信息記錄原理的說明圖。
圖18是說明本發(fā)明實施例2的光信息記錄再現(xiàn)裝置的信息再現(xiàn)原理的說明圖。
圖19是詳細說明本發(fā)明實施例2的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的信息再現(xiàn)原理的波形圖。
圖20是表示本發(fā)明實施例3的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的光學頭的截面圖。
圖21是用以說明本發(fā)明實施例3中一例聚焦錯誤信息的產生方法的說明圖。
圖1是本發(fā)明實施例1的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的信息記錄原理的說明圖。
首先，參照圖1，本實施例中采用的光信息記錄介質的結構進行說明。本實施例中的光信息記錄介質1包含由聚碳酸酯等形成的圓板狀的透明襯底2，以及在該透明襯底2中的光的入、出射側的相對側，從透明襯底2開始依次設置的信息記錄層3、氣隙層4與反射膜5。信息記錄層3是利用全息照相術記錄信息的記錄層，采用光被照射時其折射率，介電常數(shù)，反射率等光學特性隨光的強度而變化的全息光學材料形成。作為全息光學材料，例如有杜邦(Dupont)公司出品的光聚合物(photopolymers)HRF-600(品名)，阿普里而斯(Aprils)公司出品的光聚合物ULSH-500(品名)等。反射膜5，例如，可由鋁來形成。再有，光信息記錄介質1中，也可以不設氣隙層4，讓信息記錄層3和反射膜5相鄰接。
接著，就本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的信息記錄原理，即本實施例的光信息記錄方法進行說明。本實施例中，先產生信息光和記錄用參考光，然后將信息光和記錄用參考光照射在光信息記錄介質1的信息記錄層3上，通過信息光和記錄用參考光在信息記錄層3的干涉形成干涉圖形進行信息的記錄。信息光基于要記錄的信息對光相位作空間調制而產生。
以下，參照圖1，就本實施例的光信息記錄方法作詳細說明。再有，圖1表示本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中一例記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)中的一部分。該例中的記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)中設有與光信息記錄介質1的透明襯底2側相對的物鏡11；以及在該物鏡11中的與光信息記錄介質1相對的一側，從物鏡11側開始依次設置的分束器12與光相位空間調制器13。分束器12中設有半反射面12a，其法線方向相對于物鏡11的光軸方向成45°傾斜。圖1所示的記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)還設有光檢出器14，設置在從光信息記錄介質1返回的返回光經分束器12的半反射面12a反射的方向上。光相位空間調制器13上有格子狀排列的大量像素，通過選擇各像素的出射光相位，就可以實現(xiàn)對光相位的空間調制。并且，光檢出器14上有格子狀排列的大量像素，可以檢測出各像素上的感光強度。
在圖1的示例中，通過光相位空間調制器13產生信息光和記錄用參考光。向光相位空間調制器13入射相位與強度恒定的相干的平行光。信息記錄時，光相位空間調制器13，在位于其一側的一半?yún)^(qū)域13A，通過基于要記錄信息選擇每個像素的出射光相位，產生光相位被空間調制的信息光，而在另一側的一半?yún)^(qū)域13B中產生全部像素的出射光相位相同的記錄用參考光。
在光相位空間調制器13的區(qū)域13A中，將各像素調制后的光相位設定在相對預定的基準相位的相位差為+π/2(弧度)的第一相位和相對基準相位的相位差為-π/2(弧度)的第二相位中的任一個相位上。第一相位和第二相位之間的相位差為π(弧度)。再有，也可以在光相位空間調制器13的區(qū)域13A中，將各像素調制后的光相位設定在三個以上的值中的任一個值上。并且，在光相位空間調制器13的區(qū)域13B中，全部像素的出射光相位被設定在相對預定的基準相位的相位差為+π/2(弧度)的第一相位上。再有，也可以在光相位空間調制器13的區(qū)域13B中，將全部像素的出射光相位設定在第二相位上，也可以設定在跟第一相位與第二相位均不相同的固定相位上。
圖1中，示出了光相位空間調制器13的入射光、光相位空間調制器1 3的出射光、光信息記錄介質1被照射前物鏡11的入射光以及分束器12的半反射面12a上反射的來自光信息記錄介質1的返回光的相位與強度。再有，圖1中，第一相位用符號＂+＂表示，第二相位用符號＂-＂表示。并且，圖1中，強度的最大值用＂1＂表示，強度的最小值用＂0＂表示。
圖1所示的例中，信息記錄時，相位與強度一定的相干的平行光21入射到光相位空間調制器13上。入射至光相位空間調制器13的光中通過區(qū)域13A的光，其相位基于要記錄的信息被空間調制而成為信息光22A。再有，信息光22A中，第一相位的像素和第二相位的像素之間的分界處強度局部地降低。另一方面，入射至光相位空間調制器13的光中通過區(qū)域13B的光，相位未被空間調制而成為記錄用參考光22B。該等信息光22A與記錄用參考光22B入射至分束器12，其一部分通過半反射面12a，并進而通過物鏡11而成為會聚的信息光23A與會聚的記錄用參考光23B，照射到光信息記錄介質1上。信息光23A與記錄用參考光23B，通過信息記錄層3，在氣隙層4和反射膜5的分界面上會聚成最小直徑，然后被反射膜5反射。經反射膜5反射后的信息光24A與記錄用參考光24B，成為擴散光，再次通過信息記錄層3。
信息記錄層3中，經反射膜5反射前的信息光23A和經反射膜5反射后的記錄用參考光24B相干涉而形成干涉圖形的同時，經反射膜5反射后的信息光24A和經反射膜5反射前的記錄用參考光23B相干涉而形成干涉圖形。然后，這些干涉圖形在信息記錄層3內被立體地記錄。
經反射膜5反射后的信息光24A和記錄用參考光24B，從光信息記錄介質1出射，通過物鏡11成為平行光的信息光25A和記錄用參考光25B。該等光25A、25B，入射至分束器12，其一部分經半反射面12a反射，由光檢出器14感光。
接著，說明本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的信息再現(xiàn)的原理，即本實施例的光信息再現(xiàn)方法。本實施例中，產生再現(xiàn)用參考光，用該再現(xiàn)用參考光照射光信息記錄介質1的信息記錄層3，同時收集通過照射再現(xiàn)用參考光而在信息記錄層3上發(fā)生的再現(xiàn)光，該再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加而產生合成光，該合成光被檢出。
以下，參照圖2就本實施例的光信息再現(xiàn)方法作詳細說明。圖2是表示本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的信息再現(xiàn)原理的說明圖。再有，和圖1一樣，圖2表示本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中一例記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)的一部分。
并且，圖2示出了光相位空間調制器1 3的入射光、光相位空間調制器13的出射光、照射光信息記錄介質1前的物鏡11的入射光、以及經分束器12的半反射面12a反射的、來自光信息記錄介質1的返回光相位與強度。圖2中的相位與強度的表示方法跟圖1的相同。
圖2的示例中，信息再現(xiàn)時，，相位與強度一定的相干平行光31入射至光相位空間調制器13。信息再現(xiàn)時，光相位空間調制器13，將全部像素的出射光相位設定于相對預定的基準相位的相位差為+π/2(弧度)的第一相位上，產生再現(xiàn)用參考光32。將該再現(xiàn)用參考光32入射至分束器12，其一部分通過半反射面12a，進而通過物鏡11會聚而成為再現(xiàn)用參考光33，照射至光信息記錄介質1。再現(xiàn)用參考光33，通過信息記錄層3，在氣隙層4和反射膜5的分界面上會聚成最小直徑，再由反射膜5反射。經反射膜5反射后的再現(xiàn)用參考光成為擴散光，再次通過信息記錄層3。
在信息記錄層3中，通過經反射膜5反射前的再現(xiàn)用參考光33，發(fā)生在反射膜5相對側行進的再現(xiàn)光，同時，通過經反射膜5反射后的再現(xiàn)用參考光，發(fā)生在反射膜5側行進的再現(xiàn)光。在反射膜5的對側行進的再現(xiàn)光，保持原樣從光信息記錄介質1出射，在反射膜5側行進的再現(xiàn)光，經反射膜5反射后，從光信息記錄介質1出射。
這樣，在再現(xiàn)時，來自光信息記錄介質1的返回光34中含有再現(xiàn)光和經反射膜5反射后的再現(xiàn)用參考光。返回光34經物鏡11而成為平行的返回光35，入射至分束器12，其一部分被半反射面12a反射，由光檢出器14感光。入射至光檢出器14的返回光35，含有再現(xiàn)光36和經反射膜5反射后的再現(xiàn)用參考光37。再現(xiàn)光36是光相位對應于信息記錄層3中記錄的信息被空間調制的光。圖2中，為方便起見，分別表示了再現(xiàn)光36和再現(xiàn)用參考光37的相位與強度。但是，實際上，再現(xiàn)光36和再現(xiàn)用參考光37相互疊加而形成合成光，該合成光由光檢出器14感光。合成光是其強度對應于記錄的信息被空間調制的光。從而，由光檢出器14檢出合成光強度的二維圖形，使信息得以再現(xiàn)。
如圖1與圖2所示，本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中，信息光、記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光的照射和再現(xiàn)光的收集在信息記錄層3的同一側面進行，以同軸地配置信息光、記錄用參考光、再現(xiàn)用參考光與再現(xiàn)光。再有，圖1中，照射至信息記錄層3的信息光23A和記錄用參考光23B，成為半圓形狀截面的光束，但由于它們各構成截面為圓形的光束的一半，因此是同軸光束。
現(xiàn)參照圖3，就上述再現(xiàn)光36、再現(xiàn)用參考光37與合成光作詳細說明。圖3中，(a)是再現(xiàn)光36的強度，(b)是再現(xiàn)光36的相位，(c)是再現(xiàn)用參考光37的強度，(d)是再現(xiàn)用參考光37的相位，(e)是合成光的強度。圖3給出的是，關于將信息光的各像素的相位設定于相對基準相位的相位差為+π/2(弧度)的第一相位和相對基準相位的相位差為-π/2(弧度)的第二相位中的任一相位的示例。因此，在圖3所示的例中，再現(xiàn)光36的各像素的相位跟信息光一樣，成為第一相位和第二相位中的任一個。并且，再現(xiàn)用參考光37的各像素的相位全部成為第一相位。這里，將再現(xiàn)光36的強度和再現(xiàn)用參考光37的強度設為相等，如圖3(e)所示，再現(xiàn)光36的相位成為第一相位的像素中，合成光的強度比再現(xiàn)光36的強度與再現(xiàn)用參考光37的強度大，在再現(xiàn)光36的相位成為第二相位的像素中，原理上合成光的強度應為零。
接著，就再現(xiàn)光相位和合成光的強度之間的關系作詳細說明，涉及記錄時信息光相位被設定于兩個值中的任一個的場合和信息光相位被設定于三個以上的值中的任一個的場合。
所謂合成光，就是再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光這兩個光波疊加的產物。因此，設再現(xiàn)光的振幅與再現(xiàn)用參考光的振幅均設為a0，再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光之間的相位差設為δ，則合成光的強度I由下式(1)表示。
I＝2a02+2a02cosδ＝2a02(1+cosδ)＝4a02cos2(δ/2) …(1)由于再現(xiàn)用參考光的相位固定，并不取決于任何像素，從上式可知，合成光的強度I隨再現(xiàn)光的相位而變化。并且，如信息光的相位被設于例如在+π/2(弧度)至-π/2(弧度)的范圍內的n(n是2以上的整數(shù))個值中的任一個值，則合成光的強度I也成為n個值中的任一個值。
這樣，本實施例的光信息記錄方法中，通過檢出再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加而產生的合成光的強度的二維圖形，可以再現(xiàn)通過由光相位基于要記錄的信息被空間調制的信息光和記錄用參考光之間的干涉形成的干涉圖形記錄在信息記錄層3中的信息。
接著，就本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置的結構進行說明。再有，本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置，包含本實施例的光信息記錄裝置和本實施例的光信息再現(xiàn)裝置。
圖4是表示本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的光學頭的截面圖。如圖4所示，本實施例中，使用含有位置確定信息的光信息記錄介質1。即，本實施例的光信息記錄介質1中，如圖4所示，在氣隙層4和反射膜5的分界面上，在半徑方向線狀延伸的多個地址伺服區(qū)6以預定的角度間隔設置。相鄰的地址伺服區(qū)6之間的扇形區(qū)間成為數(shù)據(jù)區(qū)7。地址伺服區(qū)6中，通過抽樣伺服方式進行跟蹤伺服用的信息和地址信息，預先通過凸痕等記錄下來。再有，如后述，本實施例中不進行聚焦伺服。
如圖4所示，本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置包括光學頭40，設置在光信息記錄介質1的透明襯底2的對側。該光學頭40包含后述的各部件，其浮上型光學頭本體41位于光信息記錄介質1的上方。該光學頭本體41內的底部上，經由支承臺42固定有半導體激光器43，同時還固定有反射型的光相位空間調制器44和光檢出器45。光檢出器45的感光面上，裝有微透鏡陣列46。并且，在光學頭本體41內的光相位空間調制器44與光檢出器45的上方，設有棱鏡塊48。棱鏡塊48的半導體激光器43側的端部的近傍，設有準直透鏡47。并且，光學頭本體41對著光信息記錄介質1的面上形成開口部，該開口部位置設有物鏡50。該物鏡50和棱鏡塊48之間設有四分之一波片49。
光相位空間調制器44包含格子狀排列的大量像素，通過將各像素上的出射光的相位設定在相差π(弧度)的兩個值中的任一個值上，實現(xiàn)對光相位的空間調制。光相位空間調制器44還使出射光的偏振方向相對入射光的偏振方向偏轉90°。
光檢出器45含有格子狀排列的大量像素，可以檢出各像素的感光強度。并且，微透鏡陣列46包含對著光檢出器45的各像素感光面設置的多個微透鏡。
作為光檢出器45，可以采用CCD型固體攝像元件或MOS型固體攝像元件。并且，作為光檢出器45，也可以采用MOS型固體攝像元件和信號處理電路在一個芯片上集成的智能光敏元件(例如，參照文獻“O plus E，1996年9月，No.202，第93～99頁”。)。由于該智能光敏元件傳送速率高，具有高速運算機能，采用該智能光敏元件可以高速地實施再現(xiàn)，例如，能夠以G位/秒數(shù)量級的傳送速率進行再現(xiàn)。
棱鏡塊48包含偏振光分束器面48a和反射面48b。偏振光分束器面48a和反射面48b中，偏振光分束器面48a靠近準直透鏡47設置。偏振光分束器面48a和反射面48b相互平行地設置，它們的法線方向均相對于準直透鏡47的光軸方向傾斜45°。
光相位空間調制器44設置在偏振光分束器面48a的下方，光檢出器45設置在反射面48b的下方。并且，四分之一波片49和物鏡50，設置在偏振光分束器面48a的上方。再有，準直透鏡47與物鏡50可以是全息透鏡。
棱鏡塊48對應于本發(fā)明中的偏振光分離光學元件。也就是，棱鏡塊48的偏振光分束器面48a，如后文所詳述，因偏振方向不同，將通過四分之一波片49前的信息光、記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光的光路和通過四分之一波片49后從光信息記錄介質1返回的返回光的光路分離。
圖5是表示本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的光學頭的透視圖。如圖5所示，浮上型光學頭本體41的對著光信息記錄介質1的面上設有兩個突出的導軌部51。導軌部51上對著光信息記錄介質1側的面為空氣支承面。在導軌部51中的空氣流入側的端部的近傍設置斜面部52，這樣使端部側附近更加偏離光信息記錄介質1。光學頭本體41，通過從斜面部52流入的空氣，在空氣支承面和光信息記錄介質1之間形成微小空隙，浮在光信息記錄介質1的上方。物鏡50設在兩個導軌部51之間。光學頭本體41浮上時，空氣支承面和光信息記錄介質1之間的空隙穩(wěn)定于約為0.05μm。從而，本實施例的光學頭40中，由于光學頭本體41浮上時，物鏡50和光信息記錄介質1之間的距離大致保持一定，不需要進行聚焦的伺服隨動。
圖6是表示本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置的外觀平面圖。如圖6所示，光信息記錄再現(xiàn)裝置中設有裝上了光信息記錄介質1的轉軸54，以及使該轉軸54旋轉的轉軸馬達(未作圖示)。光信息記錄再現(xiàn)裝置中還設有其頂端在橫跨光信息記錄介質1的紋道的方向移動的滑動架55，以及驅動該滑動架55的音圈馬達56。光學頭40裝在滑動架55的頂端。光信息記錄再現(xiàn)裝置中，通過滑動架55與音圈馬達56，光學頭40在橫跨光信息記錄介質1的紋道的方向移動，進行紋道的變換與跟蹤伺服。
接著，就信息記錄時的光學頭40的作用進行說明。半導體激光器43發(fā)出相干的S偏振光。再有，S偏振光指偏振方向垂直于入射面(圖4的紙面)的線偏振光，后述的P偏振光指偏振方向平行于入射面的線偏振光。
從半導體激光器43發(fā)出的S偏振的激光，經過準直透鏡47而成為平行光，入射到棱鏡塊48的偏振光分束器面48a，經該偏振光分束器面48a反射后，入射至光相位空間調制器44。光相位空間調制器44的出射光，在位于一側的半個區(qū)域中，成為光相位基于要記錄的信息被空間調制的信息光，在另一側的半個區(qū)域中，成為全部像素的出射光相位相同的記錄用參考光。并且，光相位空間調制器44的出射光成為偏振方向被偏轉90°的P偏振光。
由于作為光相位空間調制器44的出射光的信息光與記錄用參考光是P偏振光，透過棱鏡塊48的偏振光分束器面48a，通過四分之一波片49后成為圓偏振光。該信息光與記錄用參考光，經物鏡50會聚后照射至光信息記錄介質1。該信息光與記錄用參考光，通過信息記錄層3，在氣隙層4和反射膜5的分界面上會聚成最小直徑，再由反射膜5反射。經反射膜5反射后的信息光與記錄用參考光成為擴散光，再次通過信息記錄層3。如半導體激光器43的輸出被設定為記錄用的高輸出功率，則如圖1說明的那樣，在信息記錄層3上記錄下由信息光和記錄用參考光的干涉而形成的干涉圖形。
從光信息記錄介質1返回的返回光，通過物鏡50后成為平行光，經四分之一波片49后成為S偏振光。該返回光，經棱鏡塊48的偏振光分束器面48a反射，再經反射面48b反射，經由微透鏡陣列46而入射至光檢出器45。
再有，在信息記錄時，來自物鏡50的光束通過光信息記錄介質1的地址伺服區(qū)6的期間，半導體激光器43的輸出，設定為再現(xiàn)用的低輸出功率，同時光相位空間調制器44不作光相位調制，出射全部像素相位一致的光。基于此時的光檢出器45的輸出，可以獲得地址信息與跟蹤錯誤信息。
接著，就信息再現(xiàn)時光學頭40的作用進行說明。信息再現(xiàn)時，半導體激光器43的輸出，設定于再現(xiàn)用的低輸出功率。從半導體激光器43出射的S偏振的激光，通過準直透鏡47而成為平行光，入射至棱鏡塊48的偏振光分束器面48a，再由該偏振光分束器面48a反射，入射至光相位空間調制器44。光相位空間調制器44的出射光，成為全部像素的出射光相位一致的再現(xiàn)用參考光。并且，光相位空間調制器44的出射光，成為偏振方向被偏轉90°的P偏振光。
作為光相位空間調制器44的出射光的再現(xiàn)用參考光，由于是P偏振光，透過棱鏡塊48的偏振光分束器面48a，并通過四分之一波片49后成為圓偏振光。該再現(xiàn)用參考光，經物鏡50會聚后照射至光信息記錄介質1。該再現(xiàn)用參考光，通過信息記錄層3，在氣隙層4和反射膜5的分界面上會聚成最小直徑，再經反射膜5反射。經反射膜5反射后的再現(xiàn)用參考光成為擴散光，再次通過信息記錄層3。如圖2所示，通過再現(xiàn)用參考光，從信息記錄層3產生再現(xiàn)光。
來自光信息記錄介質1的返回光包含再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光。該返回光，經物鏡50而成為平行光，通過四分之一波片49后就成為S偏振光。該返回光，經棱鏡塊48的偏振光分束器面48a反射，再經反射面48b反射，然后通過微透鏡陣列46入射至光檢出器45。基于該光檢出器45的輸出，光信息記錄介質1中記錄的信息得以再現(xiàn)。
再有，信息再現(xiàn)時，來自物鏡50的光束通過光信息記錄介質1的地址伺服區(qū)6的期間，可以基于光檢出器45的輸出，獲得地址信息與跟蹤錯誤信息。
接著參照圖7與圖8，就本實施例中的跟蹤錯誤信息的產生方法和跟蹤伺服的方法之一例進行說明。該例中，在光信息記錄介質1的地址伺服區(qū)6，作為用于跟蹤伺服的位置確定信息，如圖7(a)所示，光束82沿紋道80的行進方向，依次形成兩個凹坑81A、一個凹坑81B與一個凹坑81C。兩個凹坑81A位于圖7中符號A所示的、將紋道80夾于中間的對稱位置。凹坑81B位于圖7中符號B所示的、偏離紋道80的側面位置。凹坑81C位于圖中符號C所示的、偏離紋道80的凹坑81B的對側的位置。
如圖7(a)所示，光束82在紋道80上準確行進的場合，光束82通過各位置A、B、C時光檢出器45的總感光量，如圖7(b)所示。即，通過位置A時的感光量最大，通過位置B時的感光量和通過位置C時的感光量相等，且比通過位置A時的感光量小。
另一方面，如圖8(a)所示，光束82相對紋道80偏向凹坑81C行進的場合，光束82通過各位置A、B、C時光檢出器45的總感光量，如圖(b)所示。也就是，通過位置A時的感光量最大，通過位置C時的感光量較大，而通過位置B時的感光量最小。通過位置B時的感光量和通過位置C時的感光量之差的絕對值，隨光束82偏離紋道80的程度而增大。
再有，未作圖示，光束82相對紋道80偏向凹坑81B行進的場合，通過位置A時的感光量最大，通過位置B時的感光量較大，而通過位置C時的感光量最小。通過位置B時的感光量和通過位置C時的感光量之差的絕對值，隨光束82偏離紋道80的程度而增大。
從上述可知，根據(jù)通過位置B時的感光量和通過位置C時的感光量之差，可以獲知光束82偏離紋道80的方向與大小。從而，可以用通過位置B時的感光量和通過位置C時的感光量之差作為跟蹤錯誤信號。凹坑81A作為檢測通過位置B時的感光量和通過位置C時的感光量的定時基準。
本例中的跟蹤伺服，具體按照以下方式進行。首先，檢出光檢出器45的總感光量最初達到峰值時的定時，即通過位置A時的定時。接著，以通過位置A時的定時為基準，預測通過位置B時的定時和通過位置C時的定時。接著，以預測的各定時，檢出通過位置B時的感光量和通過位置C時的感光量。最后，檢出通過位置B時的感光量和通過位置C時的感光量之差，作為跟蹤錯誤信號。而且，基于跟蹤錯誤信號驅動音圈馬達56進行跟蹤伺服，以使光束82始終跟蹤紋道80。再有，光束82通過數(shù)據(jù)區(qū)7時，不進行跟蹤伺服，保持當前的通過地址伺服區(qū)6時的狀態(tài)。
再有，本實施例中的跟蹤錯誤信息的產生方法和跟蹤伺服的方法，并不限于上述的方法，例如也可以采用推挽法。這時，預先在地址伺服區(qū)6形成沿紋道方向的一列凹坑，作為用于跟蹤伺服的位置確定信息，檢出光檢出器45的感光面中的入射光的形狀的變化，產生跟蹤錯誤信息。
接著，參照圖9與第10圖，就本實施例中的光相位空間調制器44的結構之一例進行說明。本例中的光相位空間調制器44是一種利用磁光效應的器件。圖9是表示本例中的光相位空間調制器44的主要部分的截面圖，圖10是表示本例中的光相位空間調制器44及其外圍電路的說明圖。
如圖9與圖10所示，本例中的光相位空間調制器44中設有由光磁材料構成的包含多個像素的磁化設定層111，各像素被分別獨立設定磁化方向，通過磁光效應使入射光發(fā)生對應于磁化方向的偏振方向的旋轉；多個對應該磁化設定層111的各像素設置的薄膜線圈112，作為產生用以獨立設定各像素磁化方向的磁場的磁場發(fā)生元件；以及設于磁化設定層111和薄膜線圈112之間的、將入射光反射的反射層113。
磁化設定層111中，在鄰接像素的分界處設有抑止磁疇壁移動的磁疇壁移動抑止部111b。磁疇壁移動抑止部111b，可以是如圖9所示的突起。
圖9與第10圖中，符號111a0表示磁化方向朝下的像素(以下也稱為閉像素。)，符號111a1表示磁化方向朝上的像素(以下也稱為開像素)。
圖11是表示薄膜線圈112的平面圖。圖11中，符號111A表示一個像素的區(qū)域。
圖9與圖10中，磁化設定層111的上側面成為光的入射面。磁化設定層111，至少對使用的光具有透光性。所設置的薄膜線圈112，隔著反射層113跟磁化設定層111中的光的入射面的相對的面鄰接。
反射層113具有導電性。各薄膜線圈112的一端，例如內側端，跟反射層113連接。各薄膜線圈112的另一端，例如外側端，跟各端子114連接。上述結構就是，由反射層113同時作為跟薄膜線圈112通電的兩個導電通路中的一個通路，由端子114同時作為跟薄膜線圈112通電的兩個的導電通路中的另一通路。
光相位空間調制器44中，在薄膜線圈112的與磁化設定層111相對的一側還設有形成磁路120的一部分的、由軟磁性材料構成的磁路形成部115，該磁路對應于由薄膜線圈112發(fā)生的磁場。在薄膜線圈112、端子114與磁路形成部115的周圍，形成絕緣層116。
光相位空間調制器44中，鄰接磁化設定層111的與薄膜線圈112相對的側面還設有形成磁路120的另一部分的、由軟磁性材料構成的軟磁性層117，該磁路對應于由薄膜線圈112發(fā)生的磁場。軟磁性層117至少對使用的光具有透光性。
如圖10所示，各薄膜線圈112分別通過端子114、反射層113以及與它們連接的布線，跟各薄膜線圈112獨立通電的驅動部102連接。驅動部102，例如以納秒數(shù)量級的周期，向薄膜線圈112供給正或負的脈沖狀的電流。并且，驅動部102由控制部103控制。
磁化設定層111具有大的矯頑力Hc、-Hc。而且，磁化設定層111，已被正方向磁化時，如施加絕對值超過Hc的負磁場，則磁化的方向反轉；已被負方向磁化時，如施加絕對值超過Hc的正磁場，則磁化的方向反轉。薄膜線圈112，產生絕對值超過Hc的正或負的磁場。與此形成對比，軟磁性層117的矯頑力極小，在軟磁性層117中，通過弱小的施加磁場就容易使磁化的方向反轉。磁路形成部115的特性也跟軟磁性層117相同。
作為磁化設定層111的材料，可以采用具有磁光效應的光磁材料，特別是最好采用磁性柘榴石薄膜或一維磁性光子晶體。
作為磁性柘榴石薄膜的代表，有稀土類鐵系柘榴石薄膜。磁性柘榴石薄膜的制作方法，例如，在釓鎵柘榴石(GGG)等的襯底上，通過液相外延生長法(LPE法)或濺鍍法形成單晶的磁性柘榴石薄膜。
圖12是表示一維磁性光子晶體的結構的說明圖。該一維磁性光子晶體130具有在磁性體層131的兩側面形成介質多層膜的結構。至于磁性體層131的材料，可為稀土類鐵柘榴石或鉍置換稀土類鐵柘榴石等。介質多層膜，例如，由SiO2膜132和Ta2O5膜133交互層疊而構成。一維磁性光子晶體130的層結構，具有所用光波長數(shù)量級的空間周期。在該一維磁性光子晶體130中，可以獲得大的法拉第旋轉角。
再有，本例中的光相位空間調制器44，全部結構部件可在單個芯片上形成，也可以在多個部分分開形成后將多個部分組合。將光相位空間調制器44分為多個部分形成的場合，例如，也可以將從軟磁性層117至反射層113的部分和其余部分分開形成。并且，本例中的光相位空間調制器44的結構部件，可以全部用半導體制造工藝進行制造。
接著，參照圖13，就本例中的光相位空間調制器44的作用進行說明。本例中的光相位空間調制器44中，根據(jù)調制信息有選擇地向薄膜線圈112供給正或負的脈沖電流，結果，薄膜線圈112對磁化設定層111的各像素獨立地施加磁場。根據(jù)簡單的計算，通過將峰值為40mA左右的脈沖電流供給薄膜線圈112，可以使薄膜線圈112的中心部發(fā)生100 Oe左右的脈沖狀磁場，通過該磁場可以使各像素中的磁化反轉。
如在各像素中施加跟該時刻之前的磁化方向反向的磁場，則會產生跟施加磁場同方向磁化的磁區(qū)，并將該磁區(qū)擴大。該磁區(qū)的擴大，在磁疇壁到達磁疇壁移動抑止部111b時停止。結果，一個像素全部在施加磁場的方向被磁化。這樣，通過薄膜線圈112對磁化設定層111的各像素獨立地施加磁場，磁化設定層111的各像素的磁化方向被獨立地設定。
從軟磁性層117側入射至光相位空間調制器44的光，在通過軟磁性層117后通過磁化設定層111。通過該磁化設定層111的光中，因法拉第效應產生與磁化設定層111的各像素中的磁化方向對應的偏振方向的旋轉，即法拉第旋轉。例如，如通過磁化方向朝上的開像素111a1的光的偏振方向被旋轉+θF，則通過磁化方向朝下的閉像素111a0的光的偏振方向被旋轉-θF。
通過磁化設定層111的光經反射層113反射，再次通過磁化設定層111和軟磁性層117，然后從光相位空間調制器44出射。經反射層113反射后通過磁化設定層111的光，跟到達反射層113前通過磁化設定層111時的情況相同，因法拉第效應產生與磁化設定層111各像素中的磁化的方向對應的偏振方向的旋轉。從而，如上所述，如通過開像素111a1的光的偏振方向被旋轉+θF；通過閉像素111a0的光的偏振方向被旋轉-θF，則兩次反復通過開像素111a1后從光相位空間調制器44出射的光的偏振方向被旋轉+2θF，兩次反復通過閉像素111a0后從光相位空間調制器44出射的光的偏振方向被旋轉-2θF。
光相位空間調制器44中，磁化設定層111中，反復兩次通過開像素111a1的光的偏振方向的旋轉角度+2θF設為90°，將反復兩次通過閉像素111a0的光的偏振方向的旋轉角度-2θF設為-90°。
如圖13所示，從半導體激光器43出射，經棱鏡塊48的偏振光分束器面48a反射的S偏振光入射至光相位空間調制器44。該光通過光相位空間調制器44的磁化設定層111，經反射層113反射后再次通過磁化設定層111，然后返回棱鏡塊48。這里，反復兩次通過開像素111a1的光，偏振方向被旋轉90°而成為P偏振光；反復兩次通過閉像素111a0的光，偏振方向被旋轉-90°而成為P偏振光(圖13中用符號P′表示。)。因此，來自光相位空間調制器44的返回光全部透過偏振光分束器面48a。
雖然來自光相位空間調制器44的返回光均為P偏振光，但通過開像素111a1的光和通過閉像素111a0的光之間相差相位π(弧度)。因此，本例中的光相位空間調制器44，可以相對入射光的偏振方向使出射光的偏振方向旋轉90°，并可通過將各像素中出射光的相位設定在相差π(弧度)兩個不同值中的任一個值上，對光相位作空間調制。
本例中的光相位空間調制器44，通過由薄膜線圈112獨立設定磁化設定層111各像素中的磁化方向，使入射至磁化設定層111的光發(fā)生與各像素中的磁化方向對應的偏振方向的旋轉，即對入射至磁化設定層111的光作空間調制。磁化設定層111中各像素的磁化方向的變換，可以在數(shù)納秒左右完成。而且，本例中的光相位空間調制器44中，各像素中設有薄膜線圈112，各像素中的磁化方向可以獨立設定，因此能夠同時進行全部像素的磁化方向的設定。從而，本例中的光相位空間調制器44中，光相位空間調制器44的整體響應時間，跟像素單位的響應時間一樣，可達到數(shù)納秒左右，從而可以獲得極大的動作速度。
并且，本例中的光相位空間調制器44，具有無機械驅動部分的簡單結構，并且不含液晶那樣的流體，因此可靠性較高。并且，本例中的光相位空間調制器44，由于結構簡單，能采用半導體制造工藝進行批量生產，從而可使制造成本降低。
并且，本例中的光相位空間調制器44中，反射層113同時作為給薄膜線圈112通電的兩個導電通路中的一個通路，從而可以簡化結構。
并且，本例中的光相位空間調制器44中，磁化設定層111的像素內中的材料的狀態(tài)與磁化的狀態(tài)能夠達到均勻。并且，本例的光相位空間調制器44中，像素狀態(tài)變換用的薄膜線圈112被這樣設置，隔著反射層113與磁化設定層111的光入射面的對側面鄰接，因此，薄膜線圈112不會對被調制的光造成影響。由于這些因素，依據(jù)本例中的光相位空間調制器44，可以防止調制信息以外的原因造成的出射光不均勻。
并且，本例中的光相位空間調制器44，在光的通路中未設置透明電極，因此不會有因光的散亂造成的特性惡化，這對像素的微細化特別有利。
并且，依據(jù)本例中的相位空間調制器44，通過薄膜線圈112產生用以設定磁化設定層111的各像素中的磁化方向的磁場，可以減小使像素中的磁化反轉的電流。
并且，本例中的光相位空間調制器44中，由于設有形成與薄膜線圈112產生的磁場對應的磁路120的一部分的軟磁性層117和磁路形成部115，可以有效地集中磁束。結果，本例中的光相位空間調制器44中，薄膜線圈112產生的磁動勢可被有效用于像素中的磁化設定。
并且，本例中的光相位空間調制器44中，如不驅動薄膜線圈112，磁化設定層111的各像素中的磁化狀態(tài)保持不變，因此可通過光相位空間調制器44來保持調制信息。
上述的光相位空間調制器44，可以將各像素中的出射光相位設定在兩個值的任一個值上，但是本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中，也可以不采用該光相位空間調制器44，而代之以將各像素中出射光的相位設定于三個以上的值中的任一值上的裝置。
圖14所示是可將各像素中出射光相位設于三個以上的值中的任一個值的光相位空間調制器的結構之一例。該光相位空間調制器144中，設有相互對向設置的兩片玻璃襯底151、152。在玻璃襯底151、152的相對的面上，分別形成透明電極153、154。玻璃襯底151、152，由墊片155構成預定的間隔。在由玻璃襯底151、152與墊片155形成的空間中封入液晶，形成液晶層157。并且，在玻璃襯底152的液晶層157側的面上，形成許多斜向突出的柱狀的定向部156。該定向部156，例如可以通過在玻璃襯底152上從斜向進行蒸鍍物質的蒸鍍來形成。液晶層157內的液晶分子157a這樣取向，其長軸方向沿著定向部156的長度方向即玻璃襯底152上的傾斜方向。再有，液晶分子157a設為介質各向異性為正的液晶分子。并且，玻璃襯底152外側的面上形成有反射膜158。
接著，參照圖15與圖16，就圖14中的光相位空間調制器144的作用進行說明。光從玻璃襯底151側入射至光相位空間調制器144，通過玻璃襯底151、液晶層157、玻璃襯底152，經反射膜158反射，再次通過玻璃襯底152、液晶層157、玻璃襯底151后出射。透明電極153、154，可以在各像素中獨立在透明電極153、154之間施加電壓。
如圖15所示，透明電極153、154之間不加電壓V的狀態(tài)，液晶分子157a的長軸方向在相對于玻璃襯底151、152傾斜的方向取向。與此形成對比，如圖16所示，如在透明電極153、154之間施加使液晶分子157a的取向改變的足夠大的電壓V，至少一部分液晶分子157a發(fā)生這樣的取向改變其長軸方向接近垂直于玻璃襯底151、152方向。這時，越靠近未形成定向部156的玻璃襯底151的液晶分子157a，其取向越容易發(fā)生改變。并且，取向發(fā)生變化的液晶分子157a的數(shù)量與取向改變量隨電壓V的增大而增加。
如液晶分子157a的取向發(fā)生變化，入射光的偏振方向和液晶分子157a的長軸方向構成的角度就有變化。就液晶分子157a而言，通過光的偏振方向跟液晶分子157a的長軸方向平行時的折射率不同于垂直時的折射率。因此，通過施加了電壓V狀態(tài)的液晶層157的光，跟通過沒有施加電壓V的狀態(tài)的液晶層157的光有相位差。在電壓V的預定范圍內，電壓V越大，相位差就越大。并且，電壓V恒定時，液晶層157的厚度越大，相位差也越大。因此，如果設定液晶層157的厚度和電壓V的最大值，使得反復兩次通過液晶層157時的相位差的最大值成為π(弧度)，就可以通過控制電壓V，將相位差在0～π(弧度)的范圍內任意設定。
通過上述作用，光相位空間調制器144可將各像素中的出射光相位設定在三個以上的值中的任一個值上。
再有，由于光相位空間調制器144不使光的偏振方向發(fā)生旋轉，用光相位空間調制器144取代了光相位空間調制器44的場合，圖4中的棱鏡塊48的偏振光分束器面48a變成半反射面?；蛘咭部梢赃@樣，在棱鏡塊48和光相位空間調制器144之間設置四分之一波片，使來自棱鏡塊48的S偏振光經由四分之一波片變換成圓偏振光后入射至光相位空間調制器144，來自光相位空間調制器144的圓偏振光經過四分之一波片變換成P偏振光，然后透過偏振光分束器面48a。
作為能夠將各像素中的出射光相位設定在三個以上的值中的任一個值上的光相位空間調制器，并不限于上述使用液晶的光相位空間調制器144，例如，也可以采用這樣的結構使用微鏡器件(micro-mirror device)，使各像素中的反射面位置相對于入射光的行進方向進行調整。
如以上說明的那樣，本實施例中，信息記錄時，將其光相位基于要記錄的信息被空間調制的信息光和記錄用參考光照射到光信息記錄介質1的信息記錄層3，通過信息光和記錄用參考光的干涉形成干涉圖形，在信息記錄層3中記錄信息。并且，信息再現(xiàn)時，用再現(xiàn)用參考光照射信息記錄層3，由此從信息記錄層3發(fā)生的再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加而產生合成光，檢出該合成光后信息即得以再現(xiàn)。
因此，依據(jù)本實施例，信息再現(xiàn)時無需將再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光分離。所以，信息記錄時，也沒有必要使信息光和記錄用參考光相互構成預定的角度入射到記錄介質中。實際上，本實施例中，信息光、記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光的照射和再現(xiàn)光的收集在信息記錄層3的同一側面進行，以同軸地配置信息光、記錄用參考光、再現(xiàn)用參考光與再現(xiàn)光。因此，依據(jù)本實施例，可以用小規(guī)模的結構實現(xiàn)記錄與再現(xiàn)用的光學系統(tǒng)。
并且，傳統(tǒng)的再現(xiàn)方法中，再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光被分離，而由于被檢出的只是再現(xiàn)光，就存在這樣的問題如再現(xiàn)用參考光也入射至檢出再現(xiàn)光用的光檢出器，再現(xiàn)信息的SN比就會惡化。與此形成對比，本實施例中，用再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光和進行信息的再現(xiàn)，不會因再現(xiàn)用參考光使再現(xiàn)信息的SN比惡化。因此，依據(jù)本實施例，再現(xiàn)信息的SN比可以得到改善。
并且，本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中，光學頭40設有包含記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)的浮上型光學頭本體41。因此，依據(jù)本實施例，記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)的物鏡50和光信息記錄介質1之間的距離大致保持一定，所以不需要進行聚焦伺服。
并且，本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中，信息光相位設定于兩個值中的任一個值的場合，信息光與再現(xiàn)光在每個像素中保持1位信息。在信息光相位設定于三個以上的值中的任一個值的場合，信息光與再現(xiàn)光可在每個像素中保持多位的信息。例如，信息光相位設定于8個值的任一個值的場合，信息光與再現(xiàn)光可在每個像素中保持3位信息。并且，信息光與再現(xiàn)光中，也可以讓多個像素表示一個數(shù)據(jù)。例如，將信息光相位設于8個值的任一個值，如用4個像素表示一個數(shù)據(jù)，則該4個像素就可以表示12位的數(shù)據(jù)。

接著，就本發(fā)明的實施例2的光信息記錄再現(xiàn)裝置進行說明。本實施例的裝置，可利用相位被空間調制的記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光，進行采用相位編碼多重方式的多重記錄和將被多重記錄的信息再現(xiàn)。本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置的結構，跟實施例1的相同。
以下，參照圖17說明本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的信息記錄的原理，即本實施例的光信息記錄方法。再有，圖17示出了本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的記錄再生光學系統(tǒng)之一例中的一部分。圖17所示的光學系統(tǒng)的結構跟圖1中的相同。圖17中示出光相位空間調制器13的入射光，光相位空間調制器13的出射光，被照射到光信息記錄介質1前物鏡11的入射光，以及經分束器12的半反射面12a反射的來自光信息記錄介質1的返回光的相位與強度。圖17中的光相位與強度的表示方法和圖1相同。
信息記錄時，相位與強度一定的相干的平行光21入射至光相位空間調制器13。光相位空間調制器13一側的半個區(qū)域13A，通過基于要記錄信息在各像素中從兩個值或三個以上的值中選擇出射光相位，產生相位被空間調制的信息光22A。這里，為簡化說明，假定由區(qū)域13A進行光相位的空間調制，將各像素中出射光相位設定在相對預定的基準相位的相位差為+π/2(弧度)的第一相位和相對基準相位的相位差為-π/2(弧度)的第二相位中的任一個上。另一方面，光相位空間調制器13中的另一半?yún)^(qū)域13B，通過在各像素中在兩個或三個以上的值中選擇出射光相位，產生相位被空間調制的記錄用參考光22B。這里，為簡化說明，假定由區(qū)域13B進行光相位的空間調制，將各像素中出射光相位設定在基準相位、第一相位和第二相位之中的任一個相位上。
信息光22A與記錄用參考光22B入射至分束器12，其一部分通過半反射面12a，進而通過物鏡11成為會聚的信息光23A與會聚的記錄用參考光23B，然后照射在光信息記錄介質1上。信息光23A與記錄用參考光23B，通過信息記錄層3，在氣隙層4和反射膜5的分界面上會聚成最小直徑，然后由反射膜5反射。經反射膜5反射后的信息光24A與記錄用參考光24B成為擴散光，再次通過信息記錄層3。
信息記錄層3中，經反射膜5反射前的信息光23A和經反射膜5反射后的記錄用參考光24B相干涉而形成干涉圖形，同時經反對膜5反射后的信息光24A和經反射膜5反射前的記錄用參考光23B相干涉而形成干涉圖形。這些干涉圖形在信息記錄層3內被立體地記錄。
經反射膜5反射后的信息光24A和記錄用參考光24B，從光信息記錄介質1出射，通過物鏡11而成為平行的信息光25A和記錄用參考光25B。該等光25A、25B入射至分束器12，其一部分在半反射面12a被反射后，被光檢出器14感光。
接著，參照圖18，就本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的信息再現(xiàn)的原理，即本實施例的光信息再現(xiàn)方法進行說明。圖18跟圖17一樣，示出了本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)之一例中的一部分。并且，圖18示出了光相位空間調制器13的入射光，光相位空間調制器13的出射光，照射信息記錄介質1前物鏡11的入射光，以及經分束器12的半反射面12a反射的來自光信息記錄介質1的返回光的相位與強度。圖18中的相位與強度的表示方法，跟圖17的相同。
信息再現(xiàn)時，相位與強度一定的相干平行光31入射至光相位空間調制器13。光相位空間調制器13中的一半?yún)^(qū)域13B，通過在各像素中從兩個或三個以上的值中選擇出射光相位，產生以與記錄用參考光22B相同的調制圖形對相位作空間調制后的再現(xiàn)用參考光32B1。另一方面，光相位空間調制器13中的一半?yún)^(qū)域13A，通過各像素中在兩個或三個以上的值中選擇出射光相位，產生對相位作空間調制后的再現(xiàn)用參考光32B2，其調制圖形與再現(xiàn)用參考光32B1的調制圖形以照射記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光的信息記錄層3的光學系統(tǒng)的光軸位置為中心成點對稱。
該等再現(xiàn)用參考光32B1、32B2入射至分束器12，其一部分通過半反射面12a，進而通過物鏡11成為會聚的再現(xiàn)用參照光33B1、33B2，照射到光信息記錄介質1上。再現(xiàn)用參考光33B1、33B2，通過信息記錄層3，在氣隙層4和反射膜5的分界面上會聚成最小直徑，由反射膜5反射。經反射膜5反射后的再現(xiàn)用參考光成為擴散光，再次通過信息記錄層3。
信息記錄層3中，通過經反射膜5反射前的再現(xiàn)用參考光33B2，發(fā)生在反射膜5側的對側行進的再現(xiàn)光，同時通過經反射膜5反射后的再現(xiàn)用參考光33B2發(fā)生在反射膜5側行進的再現(xiàn)光。在與反射膜5側的對側行進的再現(xiàn)光，保持原樣從光信息記錄介質1出射，而在反射膜5側行進的再現(xiàn)光，經反射膜5反射后從光信息記錄介質1出射。這些再現(xiàn)光共同以符號34A1表示。
并且，信息記錄層3中，通過反射膜5反射前的再現(xiàn)用參考光33B1，發(fā)生在反射膜5側的對側行進的再現(xiàn)光，同時通過經反射膜5反射后的再現(xiàn)用參考光33B1，發(fā)生在反射膜5側行進的再現(xiàn)光。在反射膜5的對側行進的再現(xiàn)光，保持原樣從光信息記錄介質1出射，而在反射膜5側行進的再現(xiàn)光，經反射膜5反射后從光信息記錄介質1出射。這些再現(xiàn)光共同以符號34A2表示。
另一方面，再現(xiàn)用參考光33B1經反射膜5反射后，成為和再現(xiàn)光34A1同向行進的再現(xiàn)用參考光34B1。并且，再現(xiàn)用參考光33B2經反射膜5反射后，成為和再現(xiàn)光34A2同向行進的再現(xiàn)用參考光34B2。
該等再現(xiàn)光34A1、34A2與再現(xiàn)用參考光34B1、34B2，經過物鏡11后成為作為平行光的再現(xiàn)光35A1、35A2與再現(xiàn)用參考光35B1、35B2，入射至分束器12，其一部分經半反射面12a反射后由光檢出器14感光。
再現(xiàn)光35A1、35A2，均為與記錄時的信息光一樣其相位被空間調制的光。但是，再現(xiàn)光35A1、35A2的相位調制圖形相互成點對稱。
再現(xiàn)光35A1和再現(xiàn)用參考光35B1疊加而產生合成光入射至光檢出器14的一半?yún)^(qū)域。再現(xiàn)光35A2和再現(xiàn)用參考光35B2疊加而產生的合成光入射至光檢出器14的另一半?yún)^(qū)域。這兩種合成光均為其強度對應于記錄信息被空間調制的光。但是，兩種合成光的強度的調制圖形相互成點對稱。因此，在光檢出器14中，檢出兩種合成光中的任一種強度的二維圖形就可將信息再現(xiàn)。這里，以檢出再現(xiàn)光35A1和再現(xiàn)用參考光35B1疊加而產生的合成光的強度的二維圖形來再現(xiàn)信息為例進行說明。
接著，參照圖19，就上述再現(xiàn)光、再現(xiàn)用參考光與合成光進行詳細說明。圖19中(a)是再現(xiàn)光的強度，(b)是再現(xiàn)光相位，(c)是再現(xiàn)用參考光的強度，(d)是再現(xiàn)用參考光相位，(e)是合成光的強度。圖19給出的示例表示，信息光的各像素的相位設定在第一相位和第二相位中的任一個相位上，記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光的各像素的相位設定于基準相位、第一相位與第二相位中的任一個相位時的情況。這時，再現(xiàn)光的各像素的相位，跟信息光一樣，成為第一相位和第二相位中的任一個。從而，再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光之間的相位差，成為0、±π/2(弧度)，±π(弧度)的任一個。這里，如設再現(xiàn)光的強度和再現(xiàn)用參考光的強度相等，則如圖19的(e)所示，合成光的強度，在再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光的相位差成為零的像素中成為最大，在再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光的相位差為±π(弧度)的像素中原理上為零，在再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光的相位差成為±π/2(弧度)的像素中為相位差成為零的像素中的強度的1/2。在圖19的(e)中，相位差成為±π(弧度)的像素中的強度用＂0＂表示，相位差成為±π/2(弧度)的像素中的強度用＂1＂表示，相位差成為零的像素中的強度用＂2＂表示。
圖17至圖19的示例中，合成光的各像素的強度有三個值。例如，如圖19圖的(e)所示，可以讓強度＂0＂對應于2位的數(shù)據(jù)＂00＂，強度＂1＂對應于2位的數(shù)據(jù)＂01＂，強度＂2＂對應于2位的數(shù)據(jù)＂10＂。這樣，圖17至圖19的示例，跟圖1至圖3的示例所示的合成光的各像素的強度為兩個值的情況相比，盡管再現(xiàn)光的強度與相位相同，卻可以使合成光持有的信息量增加，結果，可以使光信息記錄介質1的記錄密度得到提高。
設再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光的相位差為δ，合成光的強度I用前面的式(1)表示。由式(1)可知，合成光的強度I對應于再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光的相位差發(fā)生變化。從而，如再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光的相位差的絕對值，也就是信息光和再現(xiàn)用參考光的相位差的絕對值，設為例如從0到π(弧度)的范圍內的n(n是2以上的整數(shù))個值，則合成光的強度I也成為n個值。
如本實施例所示，用相位被空間調制的信息光和相位被空間調制的記錄用參考光將信息記錄于光信息記錄介質1的信息記錄層3中時，基于要記錄的信息和記錄該信息時用的記錄用參考光相位的調制圖形，確定信息光相位的調制圖形。參照圖19就此作詳細說明。由于記錄于信息記錄層3的信息基于合成光的強度圖形得以再現(xiàn)，要記錄的信息被變換成如圖19的(e)所示的所要合成光的強度圖形的數(shù)據(jù)。記錄用參考光相位的調制圖形，跟圖19的(d)所示的再現(xiàn)用參考光相位的調制圖形相同。信息光的相位調制圖形，通過用圖19的(e)所示的所要合成光的強度圖形的數(shù)據(jù)和圖19的(d)所示的再現(xiàn)用參考光與記錄用參考光相位的調制圖形的數(shù)據(jù)進行相位運算加以確定，以成為跟圖19的(b)所示的所要再現(xiàn)光的相位調制圖形相同或點對稱的調制圖形。
如上所述，也可以如圖19的(d)所示的那樣，用具有跟記錄用參考光同相位的調制圖形的再現(xiàn)用參考光照射用相位的調制圖形被確定的信息光和記錄用參考光記錄了信息的信息記錄層3。這種場合，可以獲得具有圖19的(e)所示的強度圖形的合成光?；谠摵铣晒獾膹姸葓D形，信息記錄層3中記錄的信息得以再現(xiàn)。
記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光相位的調制圖形，也可以基于用戶個人固有的信息來制作。作為個人固有的信息，有密碼編號、指紋、聲紋、虹膜的圖形等。這種場合，只有將信息記錄于光信息記錄介質1的特定的個人，能夠將該信息再現(xiàn)。
如以上說明，依據(jù)本實施例，由于采用相位被空間調制的記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光，能夠以相位編碼多重方式進行多重記錄，并將這樣多重記錄的信息加以再現(xiàn)。
本實施例中的其他結構、作用與效應，跟實施例1的相同。
接著，就本發(fā)明的實施例3的光信息記錄再現(xiàn)裝置進行說明。圖20是表示本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中的光學頭的截面圖。本實施例的光信息記錄再現(xiàn)裝置中，取代實施例1中的光學頭40而設有光學頭60。該光學頭60中設有裝有記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)的光學頭本體61；以及可使光學頭本體61分別在垂直于光信息記錄介質1的方向和橫跨光信息記錄介質1中的紋道的方向在預定的范圍內移動的執(zhí)行機構62。本實施例中的記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)的結構，跟實施例1的相同。
本實施例中，在來自物鏡50的光束通過光信息記錄介質1的地址伺服區(qū)6的期間，基于光檢出器45的輸出，獲得地址信息、跟蹤錯誤信息與聚焦伺服信息。本實施例中的跟蹤錯誤信息的產生方法，跟實施例1的相同。
接著，參照圖21圖，就本實施例中的聚焦錯誤信息的產生方法之一例進行說明。圖21是表示光檢出器45的感光面中的入射光的輪廓的說明圖。本例中的聚焦錯誤信息的產生方法，如下所述，基于光檢出器45的感光面中的入射光輪廓的大小來產生聚焦錯誤信息。首先，來自物鏡50的光束，在光信息記錄介質1中的氣隙層4和反射膜5的分界面上會聚成最小直徑的對焦狀態(tài)時，光檢出器45的感光面上的入射光的輪廓成為圖21中的符號70所示的輪廓。來自物鏡50的光束成為最小直徑的位置從氣隙層4和反射膜5的分界面向近側偏移時，光檢出器45的感光面中的入射光的輪廓變小而成為圖21中符號71所示的直徑。相反地，來自物鏡50的光束成為最小直徑的位置從氣隙層4和反射膜5的分界面向里側偏移時，光檢出器45的感光面中的入射光的輪廓變大而成為圖21中符號72所示的直徑。因此，以對焦狀態(tài)為基準，檢出與光檢出器45的感光面中的入射光的輪廓直徑的變化對應的信號，就可以獲得聚焦錯誤信號。具體而言，例如，可以以對焦狀態(tài)為基準，基于與光檢出器45的感光面中的亮部對應的像素的增減數(shù)來產生聚焦錯誤信號。
本實施例中，由執(zhí)行機構62進行使光束始終處于對焦狀態(tài)的聚焦伺服，也就是基于聚焦錯誤信號在對光信息記錄介質1的垂直方向上調整光學頭本體61的位置。并且，執(zhí)行機構62基于跟蹤錯誤信號調整光學頭本體61在橫跨紋道方向的位置，進行跟蹤伺服，以使光束始終跟蹤紋道。再有，光束通過數(shù)據(jù)區(qū)7時，不進行聚焦伺服和跟蹤伺服，保持該時刻之前通過地址伺服區(qū)6時的狀態(tài)。
本實施例中的其他結構、作用與效應跟實施例1或實施例2的相同。
再有，本發(fā)明不以上述各實施例為限，而可作各種各樣的變更。例如，上述各實施例中，在光信息記錄介質1中的地址伺服區(qū)6預先用凸痕記錄地址信息等，但也可以不預先設置凸痕而用以下的方法記錄地址信息等。這時，作為光信息記錄介質1，采用無氣隙層4的、信息記錄層3和反射膜5鄰接的結構。而且，在該光信息記錄介質1的地址伺服區(qū)6中，在接近信息記錄層3的反射膜5的部分有選擇地照射高輸出功率的激光，通過使該部分的折射率有選擇地變化進行地址信息等的記錄，對記錄介質進行格式化。
如以上說明的那樣，本發(fā)明的光信息記錄裝置或其方法中，通過其光相位基于要記錄的信息被空間調制的信息光和記錄用參考光，在光信息記錄介質的信息記錄層中進行信息記錄。由此，依據(jù)本發(fā)明，信息再現(xiàn)時，將再現(xiàn)用參考光照射在信息記錄層中，將由此從信息記錄層發(fā)生的再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加而產生合成光，然后檢出該合成光就可使信息得以再現(xiàn)。因此，依據(jù)本發(fā)明，信息再現(xiàn)時無需將再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光分離，信息記錄時也無需將信息光和記錄用參考光相互構成預定的角度入射記錄介質。因此，依據(jù)本發(fā)明，可利用全息照相術進行信息記錄，并且可使記錄用的光學系統(tǒng)的結構小型化。并且，依據(jù)本發(fā)明，信息再現(xiàn)時能夠利用再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光進行信息的再現(xiàn)，因此，消除了通過再現(xiàn)用參考光再現(xiàn)的信息的SN比惡化的問題，可以改善再現(xiàn)信息的SN比。
并且，本發(fā)明的光信息記錄裝置或其方法中，信息光與記錄用參考光的照射可以在信息記錄層的同一側面進行，以同軸地配置信息光與記錄用參考光。這種情況下，記錄用的光學系統(tǒng)可采用更小的結構。
并且，本發(fā)明的光信息記錄裝置或其方法中，可以采用相位被空間調制的記錄用參考光。這種情況下，可采用相位編碼多重方式進行多重記錄。
并且，本發(fā)明的光信息記錄裝置中設有信息光產生部分、記錄用參考光產生部分與記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)，可以采用上浮于光信息記錄介質面的浮上型光學頭本體。這種情況下，不需要進行聚焦伺服。
并且，本發(fā)明的光信息再現(xiàn)裝置或其方法中，對通過光相位基于要記錄的信息被空間調制的信息光和記錄用參考光的干涉形成的干涉圖形記錄了信息的信息記錄層，用再現(xiàn)用參考光進行照射，收集由此從信息記錄層發(fā)生的再現(xiàn)光，將該再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加而產生合成光，然后將該合成光檢出。因此，本發(fā)明中，無需將再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光分離。因此，依據(jù)本發(fā)明，可利用全息照相術進行信息的再現(xiàn)，并可以使再現(xiàn)用的光學系統(tǒng)的結構小型化。并且，依據(jù)本發(fā)明，由于通過再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光進行信息的再現(xiàn)，因此，消除了通過再現(xiàn)用參考光再現(xiàn)信息時的SN比惡化的問題，從而可改善再現(xiàn)信息的SN比。
并且，本發(fā)明的光信息再現(xiàn)裝置或其方法中，可以在信息記錄層的同一側面進行再現(xiàn)用參考光的照射和再現(xiàn)光的收集，以同軸地配置再現(xiàn)用參考光與再現(xiàn)光。這種情況下，再現(xiàn)用的光學系統(tǒng)可以采用更小的結構。
并且，本發(fā)明的光信息再現(xiàn)裝置或其方法中，也可以采用相位被空間調制的再現(xiàn)用參考光。這種情況下，能夠以相位編碼多重方式進行多重記錄信息的再現(xiàn)。
并且，本發(fā)明的光信息再現(xiàn)裝置包含再現(xiàn)用參考光產生部分、記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)與檢出部分，可以采用上浮于光信息記錄介質面的浮上型光學頭本體。這種情況下，不需要進行聚焦伺服。
并且，本發(fā)明的光信息記錄再現(xiàn)裝置或其方法中，信息記錄時，通過光相位基于要記錄的信息空間調制的信息光和記錄用參考光，在光信息記錄介質的信息記錄層中進行信息記錄，信息再現(xiàn)時，對信息記錄層照射再現(xiàn)用參考光，收集由此從信息記錄層發(fā)生的再現(xiàn)光，該再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加而產生合成光，然后將該合成光檢出。因此，本發(fā)明中，不需要將再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光分離，信息記錄時也無必要使信息光和記錄用參考光相互構成預定的角度入射到記錄介質中。因此，依據(jù)本發(fā)明，可以利用全息照相術進行信息的記錄與再現(xiàn)，并可使記錄與再現(xiàn)用的光學系統(tǒng)的結構小型化。并且，依據(jù)本發(fā)明，由于信息再現(xiàn)時用再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光進行信息的再現(xiàn)，消除了通過再現(xiàn)用參考光再現(xiàn)的信息的SN比惡化的問題，可以改善再現(xiàn)信息的SN比。
并且，本發(fā)明的光信息記錄再現(xiàn)裝置或其方法中，可以在信息記錄層的同一側面進行信息光、記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光的照射和再現(xiàn)光的收集，以同軸地配置信息光、記錄用參考光、再現(xiàn)用參考光與再現(xiàn)光。這種情況下，記錄與再現(xiàn)用的光學系統(tǒng)可以采用更小的結構。
并且，本發(fā)明的光信息記錄再現(xiàn)裝置或其方法中，也可以采用相位被空間調制的記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光。這種情況下，能夠進行相位編碼多重方式的多重記錄并將這樣被多重記錄的信息再現(xiàn)。
并且，本發(fā)明的光信息記錄再現(xiàn)裝置包括信息光產生部分，記錄用參考光產生部分，再現(xiàn)用參考光產生部分，以及記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)與檢出部分；也可以設有上浮于光信息記錄介質面的浮上型光學頭本體。這種情況下，不需要進行聚焦伺服。
通過以上的說明，闡述了本發(fā)明可以有各種各樣可加以實施的實施方式與變形例。因此，只要在與以下權利要求書對等的范圍內，即使對于上述的最佳實施例以外的實施方式，本發(fā)明也能加以實施。
權利要求
1.一種用以對含有利用全息照相術記錄信息的信息記錄層的光信息記錄介質進行信息記錄的光信息記錄裝置，其特征在于設有通過基于要記錄的信息對光的相位進行空間調制來產生信息光的信息光產生部分；產生記錄用參考光的記錄用參考光產生部分；以及為通過信息光和記錄用參考光的干涉形成的干涉圖形將信息記錄在所述信息記錄層中，用所述信息光產生部分產生的信息光和所述記錄用參考光產生部分產生的記錄用參考光照射所述信息記錄層的記錄光學系統(tǒng)。
2.如權利要求1所述的光信息記錄裝置，其特征在于所述記錄光學系統(tǒng)，為了同軸地配置信息光與記錄用參考光，從所述信息記錄層的同一側面進行信息光與記錄用參考光的照射。
3.如權利要求1所述的光信息記錄裝置，其特征在于所述信息光產生部分將調制后的光的相位設定在兩個值中的任一值上。
4.如權利要求1所述的光信息記錄裝置，其特征在于所述信息光產生部分將調制后的光的相位設定在三個以上的值中的任一值上。
5.如權利要求1所述的光信息記錄裝置，其特征在于所述記錄用參考光產生部分產生相位被空間調制的記錄用參考光。
6.如權利要求5所述的光信息記錄裝置，其特征在于所述信息光產生部分，按照基于要記錄的信息和記錄用參考光的相位調制圖形確定的相位調制圖形，對光的相位進行空間調制。
7.如權利要求1所述的光信息記錄裝置，其特征在于還包括所述信息光產生部分、記錄用參考光產生部分與記錄光學系統(tǒng)，并設有上浮于光信息記錄介質面的浮上型光學頭本體。
8.一種對包含利用全息照相術記錄信息的信息記錄層的光信息記錄介質進行信息記錄的光信息記錄方法，其特征在于包括通過基于要記錄的信息對光的相位進行空間調制產生信息光的步驟；產生記錄用參考光的步驟；以及為通過信息光和記錄用參考光的干涉形成的干涉圖形將信息記錄在所述信息記錄層中，用所述信息光和所述記錄用參考光照射所述信息記錄層的記錄步驟。
9.如權利要求8所述的光信息記錄方法，其特征在于所述記錄步驟中，在所述信息記錄層的同一側面進行信息光與記錄用參考光的照射，以同軸地配置信息光與記錄用參考光。
10.如權利要求8所述的光信息記錄方法，其特征在于所述產生信息光的步驟中，將調制后的光的相位設定在兩個值中的任一值上。
11.如權利要求8所述的光信息記錄方法，其特征在于所述產生信息光的步驟中，將調制后的光的相位設定在三個以上的值中的任一值上。
12.如權利要求8所述的光信息記錄方法，其特征在于所述產生記錄用參考光的步驟中，產生相位被空間調制的記錄用參考光。
13.如權利要求12所述的光信息記錄方法，其特征在于所述產生信息光的步驟中，按照基于要記錄的信息和記錄用參考光的相位調制圖形確定的相位調制圖形對光的相位進行空間調制。
14.一種利用全息照相術從含有信息記錄層的光信息記錄介質再現(xiàn)信息的光信息再現(xiàn)裝置，該信息記錄層通過光的相位基于要記錄的信息被空間調制的信息光和記錄用參考光的干涉形成的干涉圖形記錄了信息，其特征在于設有產生再現(xiàn)用參考光的再現(xiàn)用參考光產生部分；用通過所述再現(xiàn)用參考光產生部分產生的再現(xiàn)用參考光照射所述信息記錄層的同時，收集通過照射再現(xiàn)用參考光從所述信息記錄層發(fā)生的再現(xiàn)光，將該再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加而產生合成光的再現(xiàn)光學系統(tǒng)；以及檢出所述再現(xiàn)光學系統(tǒng)產生的合成光的檢出部分。
15.如權利要求14所述的光信息再現(xiàn)裝置，其特征在于所述再現(xiàn)光學系統(tǒng)，在所述信息記錄層的同一側面進行再現(xiàn)用參考光的照射和再現(xiàn)光的收集，以同軸地配置再現(xiàn)用參考光與再現(xiàn)光。
16.如權利要求14所述的光信息再現(xiàn)裝置，其特征在于所述再現(xiàn)用參考光產生部分產生相位被空間調制的再現(xiàn)用參考光。
17.如權利要求14所述的光信息再現(xiàn)裝置，其特征在于還包括所述再現(xiàn)用參考光產生部分、再現(xiàn)光學系統(tǒng)與檢出部分，并設有上浮于光信息記錄介質面的浮上型光學頭本體。
18.一種利用全息照相術從含有信息記錄層的信息記錄介質再現(xiàn)信息的光信息再現(xiàn)方法，該信息記錄層中通過光的相位基于要記錄信息被空間調制的信息光和記錄用參考光的干涉形成的干涉圖形記錄了信息，其特征在于包括產生再現(xiàn)用參考光的步驟；用所述再現(xiàn)用參考光照射所述信息記錄層的同時，收集通過照射再現(xiàn)用參考光從所述信息記錄層發(fā)生的再現(xiàn)光，該再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加而產生合成光的再現(xiàn)步驟；以及檢出所述合成光的步驟。
19.如權利要求18所述的光信息再現(xiàn)方法，其特征在于所述再現(xiàn)步驟中，在所述信息記錄層的同一側面進行再現(xiàn)用參考光的照射和再現(xiàn)光的收集，以同軸地配置再現(xiàn)用參考光與再現(xiàn)光。
20.如權利要求18所述的光信息再現(xiàn)方法，其特征在于所述產生再現(xiàn)用參考光的步驟中，產生相位被空間調制的再現(xiàn)用參考光。
21.一種利用全息照相術對含有記錄信息的信息記錄層的光信息記錄介質記錄信息的同時，從光信息記錄介質再現(xiàn)信息的光信息記錄再現(xiàn)裝置，其特征在于包括通過基于要記錄的信息空間調制光的相位來產生信息光的信息光產生部分；產生記錄用參考光的記錄用參考光產生部分；產生再現(xiàn)用參考光的再現(xiàn)用參考光產生部分；信息記錄時，為通過信息光和記錄用參考光的干涉形成的干涉圖形在所述信息記錄層中記錄信息，用所述信息光產生部分產生的信息光和所述記錄用參考光產生部分產生的記錄用參考光照射所述信息記錄層；信息再現(xiàn)時，用所述再現(xiàn)用參考光產生部分產生的再現(xiàn)用參考光照射所述信息記錄層的同時，收集通過照射再現(xiàn)用參考光從所述信息記錄層發(fā)生的再現(xiàn)光，該再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加而產生合成光的記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)；以及檢出所述記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)產生的合成光的檢出部分。
22.如權利要求21所述的光信息記錄再現(xiàn)裝置，其特征在于所述記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)，在所述信息記錄層的同一側面進行信息光、記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光的照射和再現(xiàn)光的收集，以同軸地配置信息光、記錄用參考光、再現(xiàn)用參考光與再現(xiàn)光。
23.如權利要求22所述的光信息記錄再現(xiàn)裝置，其特征在于所述信息光產生部分、記錄用參考光產生部分、再現(xiàn)用參考光產生部分，分別產生偏振方向相同的線偏振的信息光、記錄用參考光、再現(xiàn)用參考光；所述記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)中設有，將信息光與記錄用參考光從第一線偏振光變換成圓偏振光后照射所述信息記錄層的同時，將從所述信息記錄層發(fā)生的再現(xiàn)光從圓偏振光變換成偏振方向與第一線偏振光正交的第二線偏振光的四分之一波片；根據(jù)偏振方向的不同，將通過所述四分之一波片前的信息光、記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光的光路和通過所述四分之一波片后從光信息記錄介質返回的返回光的光路分離的偏振光分離光學元件。
24.如權利要求21所述的光信息記錄再現(xiàn)裝置，其特征在于所述記錄用參考光產生部分產生相位被空間調制的記錄用參考光，所述再現(xiàn)用參考光產生部分產生相位被空間調制的再現(xiàn)用參考光。
25.如權利要求24所述的光信息記錄再現(xiàn)裝置，其特征在于所述信息光產生部分，按照基于要記錄的信息和記錄用參考光的相位的調制圖形確定的相位的調制圖形對光的相位進行空間調制。
26.如權利要求21所述的光信息記錄再現(xiàn)裝置，其特征在于還包括所述信息光產生部分、記錄用參考光產生部分、再現(xiàn)用參考光產生部分與記錄再現(xiàn)光學系統(tǒng)與檢出部分，并設有上浮于光信息記錄介質面的浮上型光學頭本體。
27.一種在含有利用全息照相術記錄信息的信息記錄層的光信息記錄介質中記錄信息的同時，從光信息記錄介質再現(xiàn)信息的光信息記錄再現(xiàn)方法，其特征在于包括通過基于要記錄的信息對光的相位進行空間調制來產生信息光的步驟；產生記錄用參考光的步驟；用所述信息光和所述記錄用參考光照射所述信息記錄層，以通過信息光和記錄用參考光的干涉形成的干涉圖形在所述信息記錄層中記錄信息的記錄步驟；產生再現(xiàn)用參考光的步驟；用所述再現(xiàn)用參考光照射所述信息記錄層的同時，收集因照射再現(xiàn)用參考光從所述信息記錄層發(fā)生的再現(xiàn)光，該再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加而產生合成光的再現(xiàn)步驟；以及檢出所述合成光的步驟。
28.如權利要求27所述的光信息記錄再現(xiàn)方法，其特征在于在所述信息記錄層的同一側面進行信息光、記錄用參考光與再現(xiàn)用參考光的照射和再現(xiàn)光的收集，以同軸地配置信息光、記錄用參考光、再現(xiàn)用參考光與再現(xiàn)光。
29.如權利要求27所述的光信息記錄再現(xiàn)方法，其特征在于在所述產生記錄用參考光的步驟中，產生相位被空間調制的記錄用參考光；在所述產生再現(xiàn)用參考光的步驟中，產生相位被空間調制的再現(xiàn)用參考光。
30.如權利要求29所述的光信息記錄再現(xiàn)方法，其特征在于所述產生信息光的步驟中，按照基于要記錄的信息和記錄用參考光的相位的調制圖形確定的相位調制圖形對光的相位進行空間調制。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，利用全息照相術進行信息的記錄或再現(xiàn)，使記錄或再現(xiàn)用的光學系統(tǒng)的結構小型化，并且使再現(xiàn)信息的SN比得到提高。信息記錄時，通過光相位空間調制器(44)，產生光相位基于要記錄的信息被空間調制的信息光和記錄用參考光，用這兩種光照射光信息記錄介質(1)的信息記錄層(3)，通過信息光和記錄用參考光的干涉形成的干涉圖形在信息記錄層(3)中記錄信息。信息再現(xiàn)時，用再現(xiàn)用參考光照射信息記錄層(3)，由此從信息記錄層(3)發(fā)生的再現(xiàn)光和再現(xiàn)用參考光疊加而產生合成光，該合成光由光檢出器(45)檢出而使信息得以再現(xiàn)。
文檔編號G11B7/12GK1451105SQ01815103
公開日2003年10月22日 申請日期2001年6月25日 優(yōu)先權日2000年7月5日
發(fā)明者堀米秀嘉 申請人:光技術企業(yè)公司