專利名稱：光信息記錄裝置和方法,光信息再生裝置和方法,光信息記錄再生裝置和方法以及光信息 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用全息照相術(shù)在光信息記錄媒體中記錄信息的光信息記錄裝置及方法、利用全息照相術(shù)從光信息記錄媒體使信息再生的光信息再生裝置及方法，在利用全息照相術(shù)在光信息記錄媒體中記錄信息的同時(shí)從光信息記錄媒體使信息再生的光信息記錄再生裝置及方法以及利用全息照相術(shù)記錄信息的光信息記錄媒體。
背景技術(shù)：
利用全息照相術(shù)在記錄媒體記錄信息的全息照相術(shù)記錄一般通過將具有了圖像信息的光和參照光在記錄媒體內(nèi)部疊加，把此時(shí)出現(xiàn)的干涉圖寫入記錄媒體來進(jìn)行。在被記錄的信息再生時(shí)，通過在該記錄媒體上照射參照光，由基于干涉圖的衍射使圖像信息再生。
近年來，為進(jìn)行超高密度光記錄，體積全息照相術(shù)，特別是數(shù)字體積全息照相術(shù)在實(shí)用領(lǐng)域得到開發(fā)，引人注目。體積全息照相術(shù)是一種記錄媒體的厚度方向也得到積極的應(yīng)用，三維地寫入干涉圖的方式，具有可通過增加厚度提高衍射效率，利用多重記錄實(shí)現(xiàn)記錄容量的增大的特征。因而數(shù)字體積全息照相術(shù)是一種利用與體積全息照相術(shù)同樣的記錄媒體與記錄方式，所記錄的圖像信息限定于二值化的數(shù)字圖形，計(jì)算機(jī)指向的全息照相術(shù)記錄方式。在該數(shù)字體積全息照相術(shù)中，比如模擬圖片之類的圖像信息也一次性數(shù)字化，按二維數(shù)字圖形信息展開，將其作為圖像信息予以記錄。在再生時(shí)，通過讀出該數(shù)字圖形信息并解碼，恢復(fù)原圖像信息予以顯示。這樣，即使在再生時(shí)信號(hào)與噪聲比(以下記為SN比)有少量惡化，通過進(jìn)行微分檢測(cè)或?qū)?值化數(shù)據(jù)編碼，進(jìn)行誤差修正，可極真實(shí)地再現(xiàn)原信息。
不過，在利用了全息照相術(shù)的傳統(tǒng)的光信息記錄再生方法中，在很多場合下，為使在記錄媒體內(nèi)記錄基于信息光與記錄用參照光的干涉的干涉圖，按互相形成規(guī)定角度的原則將信息光與記錄用參照光照射到記錄媒體。這樣在再生時(shí)發(fā)生的再生光沿對(duì)再生用參照光形成規(guī)定角度的方向傳播。
然而如上所述，存在著在按照在記錄時(shí)使信息光與記錄用參照光按互相形成規(guī)定角度的原則入射到記錄媒體，在再生時(shí)沿對(duì)再生用參照光形成規(guī)定角度的方向傳播的原則發(fā)生再生光的場合下，用于記錄再生的光學(xué)系統(tǒng)變得復(fù)雜的問題點(diǎn)。
在日本特開平10-124872號(hào)公報(bào)中，介紹了一種對(duì)于利用全息照相術(shù)記錄信息的信息記錄層，使信息光及參照光按照對(duì)信息記錄層的厚度方向在互相不同的位置上收斂的原則對(duì)信息記錄層從同一面?zhèn)日丈?，由此在信息記錄層記錄信息光與參照光的干涉圖的技術(shù)。然而在該技術(shù)中，存在著需要用于使信息光及參照光的各收斂位置各異的特殊的光學(xué)系統(tǒng)的問題點(diǎn)。
此外上述日本特開平10-124872號(hào)公報(bào)中，介紹了一種對(duì)照射到記錄媒體的光束斷面的一部分進(jìn)行空間調(diào)制，作為信息光，把光束斷面的其它部分作為參照光，把這些干涉圖記錄到信息記錄層的技術(shù)。在該技術(shù)中，作為記錄媒體，采用在信息記錄層中的信息光與參照光的入射側(cè)的相反側(cè)設(shè)置了反射面的媒體，將在反射面入射前的信息光與在反射面反射后的參照光的干涉圖及在反射面入射前的參照光與在反射面反射后的信息光的干涉圖記錄到信息記錄層。然而在該技術(shù)中，由于只能由照射到記錄媒體的光束斷面的一部分承載信息，因而存在著可記錄的信息量減少的問題點(diǎn)。
此外為利用全息照相術(shù)，對(duì)記錄媒體超高密度記錄信息，針對(duì)記錄媒體的信息光及參照光的位置確定是重要的。然而，在利用了全息照相術(shù)的傳統(tǒng)的光信息記錄再生方法中，記錄媒體本身大多沒有用于位置確定的信息。在該場合下，針對(duì)記錄媒體的信息光及參照光的位置確定只能以機(jī)械形式進(jìn)行，難以進(jìn)行高精度的位置確定。
在上述日本特開平10-124872號(hào)公報(bào)中，介紹了一種具備了用于信息光及參照光的位置確定的信息被記錄的位置確定區(qū)的記錄媒體。但在該記錄媒體中，位置確定區(qū)在被設(shè)置于信息記錄層中的信息光及參照光的入射側(cè)的相反側(cè)的反射面上形成。因此用于位置確定的光將二次通過信息記錄層。在該場合下，存在著用于位置確定的光將由于信息記錄層而造成雜亂，用于位置確定的信息的再生精度低下的問題點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1目的是提供在可利用全息照相術(shù)進(jìn)行信息記錄或再生的同時(shí)，可不使信息量減少而簡化記錄或再生用的光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成的光信息記錄裝置及方法，光信息再生裝置及方法，光信息記錄再生裝置及方法以及光信息記錄媒體。
本發(fā)明的第2目的是除了上述第1目的外，提供可高精度地進(jìn)行用于針對(duì)光信息記錄媒體的記錄或再生的光的位置確定的光信息記錄裝置及方法，光信息再生裝置及方法，光信息記錄再生裝置及方法以及光信息記錄媒體。
本發(fā)明的光信息記錄裝置是一種用于對(duì)具備了利用全息照相術(shù)記錄信息的信息記錄層的光信息記錄媒體記錄信息的裝置，具備信息光生成單元，其生成承載了記錄信息的信息光；記錄用參照光生成單元，其生成記錄用參照光；記錄光學(xué)系統(tǒng)，其將由信息光生成單元生成的信息光和由記錄用參照光生成單元生成的記錄用參照光照射到信息記錄層以使在信息記錄層由基于信息光與記錄用參照光的干涉的干涉圖記錄信息，記錄光學(xué)系統(tǒng)使信息光和記錄用參照光對(duì)信息記錄層由互相相反的面?zhèn)仍谕廨S而且相同的位置邊收斂成為最小光徑邊照射。
在本發(fā)明的光信息記錄裝置中，信息光和記錄用參照光按照對(duì)信息記錄層由互相相反的面?zhèn)韧廨S地照射，在同一位置成為最小的光徑的原則收斂。在信息記錄層，根據(jù)基于信息光和記錄用參照光的干涉的干涉圖記錄信息。
在本發(fā)明的光信息記錄裝置中，可以具備位置控制單元，其中作為光信息記錄媒體，采用設(shè)置了記錄信息光和記錄用參照光的位置確定用的信息的位置確定區(qū)的媒體，記錄光學(xué)系統(tǒng)使信息光和記錄用參照光在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向設(shè)置了位置確定區(qū)的位置邊收斂成為最小光徑邊進(jìn)行照射，光信息記錄裝置還利用被記錄于位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)光信息記錄媒體的信息光和記錄用參照光的位置。
在本發(fā)明的光信息記錄裝置中，位置確定區(qū)可被配置于相對(duì)信息記錄層記錄用參照光的入射側(cè)。
在本發(fā)明的光信息記錄裝置中，信息光生成單元可基于記錄的信息對(duì)通過信息記錄層后的記錄用參照光進(jìn)行空間調(diào)制并反射，由此生成信息光。
在本發(fā)明的光信息記錄裝置中，信息光生成單元可基于記錄的信息對(duì)光的強(qiáng)度進(jìn)行空間調(diào)制。
在本發(fā)明的光信息記錄裝置中，信息光生成單元可基于記錄的信息對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。
在本發(fā)明的光信息記錄裝置中，記錄用參照光生成單元可生成其相位被空間調(diào)制了的記錄用參照光。
在本發(fā)明的光信息記錄裝置中，記錄用參照光生成單元可生成其相位被空間調(diào)制了的記錄用參照光，信息光生成單元按照基于記錄信息和記錄用參照光的相位的調(diào)制圖決定的相位調(diào)制圖對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。
本發(fā)明的光信息記錄方法是一種對(duì)具備了利用全息照相術(shù)記錄信息的信息記錄層的光信息記錄媒體記錄信息的方法，具備生成承載了記錄信息的信息光的步驟；生成記錄用參照光的步驟；記錄步驟，其按照在信息記錄層通過基于信息光與記錄用參照光的干涉的干涉圖記錄信息的原則，將信息光和記錄用參照光照射到信息記錄層，記錄步驟使信息光和記錄用參照光對(duì)信息記錄層由互相相反的面?zhèn)仍谕S而且相同的位置邊收斂成為最小光徑邊照射。
在本發(fā)明的光信息記錄方法中，信息光和記錄用參照光對(duì)信息記錄層由互相相反的面?zhèn)缺煌S照射，在同一位置收斂成為最小光徑。在信息記錄層，根據(jù)基于信息光與記錄用參照光的干涉的干涉圖記錄信息。
本發(fā)明的光信息再生裝置是一種由具備了利用全息照相術(shù)記錄信息的信息記錄層的光信息記錄媒體利用全息照相術(shù)使信息再生的裝置，光信息記錄媒體具備對(duì)信息記錄層被配置于再生用參照光的入射側(cè)，記錄用于再生用參照光的位置確定的信息的位置確定區(qū)，在信息記錄層，通過基于按照對(duì)信息記錄層由互相相反的面?zhèn)韧S照射，而且在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向設(shè)置了位置確定區(qū)的位置成為最小光徑的原則收斂的信息光與記錄用參照光的干涉的干涉圖記錄信息，光信息再生裝置具備再生用參照光生成單元，其生成再生用參照光；再生光學(xué)系統(tǒng)，其在將由再生用參照光生成單元生成的再生用參照光相對(duì)信息記錄層照射的同時(shí)，捕獲通過照射再生用參照光由信息記錄層發(fā)生的再生光；檢測(cè)單元，其檢測(cè)由再生光學(xué)系統(tǒng)捕獲的再生光，再生光學(xué)系統(tǒng)按照再生用參照光的照射與再生光的捕獲由光信息記錄媒體中的記錄用參照光的入射側(cè)進(jìn)行，而且再生用參照光及再生光被同軸配置的原則，按照在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向設(shè)置了位置確定區(qū)的位置再生用參照光成為最小光徑的原則照射再生用參照光，光信息再生裝置還具備位置控制單元，其利用被記錄于位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)光信息記錄媒體的再生用參照光的位置。
在本發(fā)明的光信息再生裝置中，按照在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向設(shè)置了位置確定區(qū)的位置再生用參照光成為最小光徑的原則，對(duì)光信息記錄媒體照射再生用參照光，再生用參照光的照射與再生光的捕獲由光信息記錄媒體中的記錄用參照光的入射側(cè)進(jìn)行，而且再生用參照光及再生光被同軸配置。此外利用被記錄于位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)光信息記錄媒體的再生用參照光的位置。
本發(fā)明的光信息再生裝置中，再生光可以是光的強(qiáng)度被空間調(diào)制的光。
在本發(fā)明的光信息再生裝置中，再生光可以是光的相位被空間調(diào)制的光，再生光學(xué)系統(tǒng)使再生光與再生用參照光疊加，生成合成光，檢測(cè)單元檢測(cè)合成光。
在本發(fā)明的光信息再生裝置中，再生用參照光生成單元可以生成其相位被空間調(diào)制的再生用參照光。
本發(fā)明的光信息再生方法是一種由具備了利用全息照相術(shù)記錄信息的信息記錄層的光信息記錄媒體利用全息照相術(shù)使信息再生的方法，光信息記錄媒體具備對(duì)信息記錄層被配置于再生用參照光的入射側(cè)，記錄用于再生用參照光的位置確定的信息的位置確定區(qū)，在信息記錄層，通過基于按照對(duì)信息記錄層由互相相反的面?zhèn)韧S照射，而且在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向設(shè)置了位置確定區(qū)的位置成為最小光徑的原則收斂的信息光與記錄用參照光的干涉的干涉圖記錄信息，光信息再生方法具備生成再生用參照光的步驟；再生步驟，其在將再生用參照光對(duì)信息記錄層照射的同時(shí)，捕獲通過照射再生用參照光由信息記錄層發(fā)生的再生光；檢測(cè)由再生光學(xué)系統(tǒng)捕獲的再生光的步驟，再生步驟按照再生用參照光的照射與再生光的捕獲由光信息記錄媒體中的記錄用參照光的入射側(cè)進(jìn)行，而且再生用參照光及再生光被同軸配置的原則，按照在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向設(shè)置了位置確定區(qū)的位置再生用參照光成為最小光徑的原則照射再生用參照光，光信息再生方法還具備利用被記錄于位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)光信息記錄媒體的再生用參照光的位置的步驟。
在本發(fā)明的光信息再生方法中，按照在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向設(shè)置了位置確定區(qū)的位置再生用參照光成為最小光徑的原則，對(duì)光信息記錄媒體照射再生用參照光，再生用參照光的照射與再生光的捕獲由光信息記錄媒體中的記錄用參照光的入射側(cè)進(jìn)行，而且再生用參照光及再生光被同軸配置。此外利用被記錄于位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)光信息記錄媒體的再生用參照光的位置。
本發(fā)明的光信息記錄再生裝置是一種用于在對(duì)具備了利用全息照相術(shù)記錄信息的信息記錄層的光信息記錄媒體記錄信息的同時(shí)，由光信息記錄媒體使信息再生的裝置，具備信息光生成單元，其生成承載了記錄信息的信息光；記錄用參照光生成單元，其生成記錄用參照光；再生用參照光生成單元，其生成再生用參照光；記錄再生光學(xué)系統(tǒng)，其在信息記錄時(shí)，將由信息光生成單元生成的信息光和由記錄用參照光生成單元生成的記錄用參照光照射到信息記錄層以使在信息記錄層通過基于信息光與記錄用參照光的干涉的干涉圖記錄信息，在信息再生時(shí)，在將由再生用參照光生成單元生成的再生用參照光對(duì)信息記錄層照射的同時(shí)，捕獲通過照射再生用參照光而由信息記錄層發(fā)生的再生光；
檢測(cè)單元，其檢測(cè)由記錄再生光學(xué)系統(tǒng)捕獲的再生光，記錄再生光學(xué)系統(tǒng)在信息的記錄時(shí)，使信息光和記錄用參照光對(duì)信息記錄層由互相相反的面?zhèn)仍谕S而且相同的位置邊收斂成為最小光徑邊進(jìn)行照射，在信息再生時(shí)，按照再生用參照光的照射與再生光的捕獲由光信息記錄媒體中的記錄用參照光的入射側(cè)進(jìn)行，而且再生用參照光及再生光被同軸配置的原則，按照對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向在記錄用參照光成為最小光徑的位置再生用參照光成為最小光徑的原則照射再生用參照光。
在本發(fā)明的光信息記錄再生裝置中，在信息記錄時(shí)，信息光及記錄用參照光對(duì)信息記錄層由互相相反的面?zhèn)缺煌S照射，在同一位置收斂成為最小光徑。在信息記錄層，根據(jù)基于信息光與記錄用參照光的干涉的干涉圖記錄信息。在信息再生時(shí)，按照對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向在記錄用參照光成為最小光徑的位置再生用參照光成為最小光徑的原則，對(duì)光信息記錄媒體照射再生用參照光，再生用參照光的照射及再生光的捕獲由光信息記錄媒體中的記錄用參照光的入射側(cè)進(jìn)行，而且再生用參照光及再生光被同軸配置。
在本發(fā)明的光信息記錄再生裝置中，作為光信息記錄媒體，可采用設(shè)置了用于信息光和記錄用參照光及再生用參照光的位置確定的信息被記錄的位置確定區(qū)的部位，記錄再生光學(xué)系統(tǒng)使信息光和記錄用參照光及再生用參照光對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向在設(shè)置了位置確定區(qū)的位置邊收斂成為最小光徑邊進(jìn)行照射，光信息記錄再生裝置還具備位置控制單元，其在信息記錄時(shí)，利用被記錄于位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)光信息記錄媒體的信息光和記錄用參照光的位置，在信息再生時(shí)，利用被記錄于位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)光信息記錄媒體的再生用參照光的位置。
此外在本發(fā)明的光信息記錄再生裝置中，位置確定區(qū)可以被配置于相對(duì)信息記錄層記錄用參照光及再生用參照光的入射側(cè)。
此外在本發(fā)明的光信息記錄再生裝置中，信息光生成單元可以基于記錄的信息對(duì)通過信息記錄層后的記錄用參照光進(jìn)行空間調(diào)制并反射，由此生成信息光。
此外在本發(fā)明的光信息記錄再生裝置中，信息光生成單元可以基于記錄的信息對(duì)光的強(qiáng)度進(jìn)行空間調(diào)制。
此外在本發(fā)明的光信息記錄再生裝置中，也可以信息光生成單元基于記錄信息對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制，記錄再生光學(xué)系統(tǒng)對(duì)再生光及再生用參照光進(jìn)行疊加，生成合成光，檢測(cè)單元檢測(cè)合成光。
此外在本發(fā)明的光信息記錄再生裝置中，也可以記錄用參照光生成單元生成其相位被空間調(diào)制過的記錄用參照光，再生用參照光生成單元生成其相位被空間調(diào)制過的再生用參照光。
此外在本發(fā)明的光信息記錄再生裝置中，也可以記錄用參照光生成單元生成其相位被空間調(diào)制過的記錄用參照光，信息光生成單元按照基于記錄的信息和記錄用參照光相位的調(diào)制圖決定的相位調(diào)制圖對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制，再生用參照光生成單元生成其相位被空間調(diào)制過的再生用參照光，記錄再生光學(xué)系統(tǒng)對(duì)再生光及再生用參照光進(jìn)行疊加，生成合成光，檢測(cè)單元檢測(cè)合成光。
本發(fā)明的光信息記錄再生方法是一種對(duì)具備了利用全息照相術(shù)記錄信息的信息記錄層的光信息記錄媒體記錄信息，同時(shí)由光信息記錄媒體使信息再生的方法，其具備生成承載了記錄的信息的信息光的步驟；生成記錄用參照光的步驟；記錄步驟，其將由信息光生成單元生成的信息光和由記錄用參照光生成單元生成的記錄用參照光照射到信息記錄層以使在信息記錄層根據(jù)基于信息光和記錄用參照光的干涉的干涉圖來記錄信息；生成再生用參照光的步驟；再生步驟，其使再生用參照光對(duì)信息記錄層照射，同時(shí)捕獲通過照射再生用參照光而由信息記錄層發(fā)生的再生光；檢測(cè)再生光的步驟，記錄步驟使信息光和記錄用參照光對(duì)信息記錄層由互相相反的面?zhèn)韧S而且在相同的位置邊收斂成為最小光徑邊進(jìn)行照射，再生步驟按照再生用參照光的照射與再生光的捕獲由光信息記錄媒體中的記錄用參照光的入射側(cè)進(jìn)行，而且再生用參照光及再生光被同軸配置的原則，在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向記錄用參照光成為最小光徑的位置按照再生用參照光成為最小光徑的原則照射再生用參照光。
在本發(fā)明的光信息記錄再生方法中，在信息記錄時(shí)，信息光及記錄用參照光相對(duì)信息記錄層由互相相反的面?zhèn)缺煌S地照射，在同一位置收斂成為最小光徑。在信息記錄層，根據(jù)基于信息光及記錄用參照光的干涉的干涉圖記錄信息。在信息再生時(shí)，按照對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向在記錄用參照光成為最小光徑的位置再生用參照光成為最小光徑的原則，對(duì)光信息記錄媒體照射再生用參照光，再生用參照光的照射及再生光的捕獲由光信息記錄媒體中的記錄用參照光的入射側(cè)進(jìn)行，而且再生用參照光及再生光被同軸配置。
本發(fā)明的光信息記錄媒體具備有信息記錄層，其利用全息照相術(shù)記錄信息；記錄用參照光及再生用參照光入射，射出再生光的第1面；承載了記錄的信息的信息光入射的第2面；位置確定區(qū)，其相對(duì)信息記錄層被配置到第1面?zhèn)?，記錄用于記錄用參照光、信息光及再生用參照光的位置確定的信息。
在本發(fā)明的光信息記錄媒體中，在信息記錄時(shí)，可以使信息光和記錄用參照光對(duì)信息記錄層由互相相反的面?zhèn)韧S而且在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向設(shè)置了位置確定區(qū)的位置邊收斂成為最小光徑邊進(jìn)行照射，在信息記錄層根據(jù)基于信息光和記錄用參照光的干涉的干涉圖來記錄信息。此外在信息記錄時(shí)，可利用被記錄于位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)光信息記錄媒體的信息光及記錄用參照光的位置。在信息再生時(shí)，可按照對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向在設(shè)置了位置確定區(qū)的位置再生用參照光成為最小光徑的原則，對(duì)光信息記錄媒體照射再生用參照光，由此由光信息記錄媒體中的記錄用參照光的入射側(cè)進(jìn)行再生用參照光的照射及再生光的捕獲，而且再生用參照光及再生光被同軸配置。此外在信息再生時(shí)，可利用被記錄于位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)光信息記錄媒體的再生用參照光的位置。
本發(fā)明的其它目的、特征及益處通過以下說明可充分知曉。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式1涉及的光信息記錄再生裝置中的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)主要部分的說明圖。
圖2是表示本發(fā)明實(shí)施方式1中的光信息記錄媒體的其它示例的說明圖。
圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式1涉及的光信息記錄再生裝置中的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的全體構(gòu)成的說明圖。
圖4是表示本發(fā)明實(shí)施方式1涉及的光信息記錄再生裝置構(gòu)成的方框圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式1中伺服時(shí)的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的主要部分狀態(tài)的說明圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施方式1中記錄時(shí)的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的主要部分狀態(tài)的說明圖。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施方式1中再生時(shí)的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的主要部分狀態(tài)的說明圖。
圖8是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式1中聚焦誤差信息的生成方法一例的說明圖。
圖9是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式1中跟蹤誤差信息的生成方法及跟蹤伺服方法一例的說明圖。
圖10是用于說明本發(fā)明實(shí)施方式1中跟蹤誤差信息的生成方法及跟蹤伺服方法一例的說明圖。
圖11示本發(fā)明實(shí)施方式1中相位空間光調(diào)制器的主要部分的斷面圖。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施方式1中相位空間光調(diào)制器及其外圍電路的說明圖。
圖13是圖11所示的相位空間光調(diào)制器中的薄膜線圈的平面圖。
圖14是表示1維磁性光晶體的結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖15是用于說明圖11的相位空間光調(diào)制器的作用的說明圖。
圖16是表示本發(fā)明實(shí)施方式1中相位空間光調(diào)制器的構(gòu)成的其它示例的斷面圖。
圖17是用于說明圖16所示的相位空間光調(diào)制器的作用的說明圖。
圖18是用于說明圖16所示的相位空間光調(diào)制器的作用的說明圖。
圖19是表示本發(fā)明實(shí)施方式2涉及的光信息記錄再生裝置中的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖20是表示本發(fā)明實(shí)施方式2中采用光的相位未被空間調(diào)制的記錄用參照光場合下記錄時(shí)的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)主要部分的狀態(tài)的說明圖。
圖21是表示本發(fā)明實(shí)施方式2中采用光的相位未被空間調(diào)制的再生用參照光場合下再生時(shí)的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)主要部分的狀態(tài)的說明圖。
圖22A至圖22E分別是用于詳細(xì)說明表示本發(fā)明實(shí)施方式2涉及的光信息記錄再生裝置中采用光的相位未被空間調(diào)制的再生用參照光場合下信息的再生原理的波形圖。
圖23是表示本發(fā)明實(shí)施方式2中采用光的相位被空間調(diào)制的記錄用參照光場合下記錄時(shí)的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)主要部分的狀態(tài)的說明圖。
圖24是表示本發(fā)明實(shí)施方式2中采用光的相位被空間調(diào)制的再生用參照光場合下再生時(shí)的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)主要部分的狀態(tài)的說明圖。
圖25A至圖25E分別是用于詳細(xì)說明表示本發(fā)明實(shí)施方式2涉及的光信息記錄再生裝置中采用光的相位被空間調(diào)制的再生用參照光場合下信息的再生原理的波形圖。
圖26是表示本發(fā)明實(shí)施方式3涉及的光信息記錄再生裝置中的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的說明圖。
圖27是表示本發(fā)明實(shí)施方式3涉及的光信息記錄再生裝置中的光頭的斜視圖。
圖28是表示本發(fā)明實(shí)施方式3涉及的光信息記錄再生裝置的外觀的平面圖。
圖29是表示本發(fā)明實(shí)施方式3中的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的變形例的說明圖。
實(shí)施方式以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作詳細(xì)說明。
圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式1涉及的光信息記錄再生裝置中的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)主要部分的說明圖。本實(shí)施方式涉及的光信息記錄再生裝置包含本實(shí)施方式涉及的光信息記錄裝置及光信息再生裝置。本實(shí)施方式中的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)包含光信息記錄裝置中的記錄光學(xué)系統(tǒng)及光信息再生裝置中的再生光學(xué)系統(tǒng)。
首先，參照?qǐng)D1，對(duì)本實(shí)施方式涉及的光信息記錄媒體的結(jié)構(gòu)作以說明。本實(shí)施方式涉及的光信息記錄媒體1具備由聚碳酸酯等形成的圓片狀的2個(gè)透明基片2和4、被設(shè)置于這2個(gè)透明基片2和4之間的信息記錄層3、按照與透明基片2中的信息記錄層3的相反側(cè)一面鄰接的原則設(shè)置的保護(hù)層5。
信息記錄層3是利用全息照相術(shù)記錄信息的層，由在照射光時(shí)根據(jù)光的強(qiáng)度，其折射率、電容率、反射率等光學(xué)特性發(fā)生變化的全息材料形成。作為全息材料，采用比如杜邦(Dupont)公司生產(chǎn)的光聚合物(photopolymers)HRF-600(產(chǎn)品名)、阿普利(Aprils)公司生產(chǎn)的光聚合物ULSH-500(產(chǎn)品名)等。
在該光信息記錄媒體1中，保護(hù)層5的透明基片2的相反側(cè)一面(圖1中的下側(cè)面)成為記錄用參照光及再生用參照光被入射，再生光被出射的第1面1a，透明基片4的信息記錄層3的相反側(cè)一面(圖1中的上側(cè)面)成為承載了記錄信息的信息光被入射的第2面1b。
在透明基片2與保護(hù)層5的界面，沿半徑方向線狀延長的多個(gè)地址·伺服區(qū)6被按規(guī)定角度間隔設(shè)置。在信息記錄層3，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。在地址·伺服區(qū)6，用于由取樣伺服方式進(jìn)行聚焦伺服及跟蹤伺服的信息及地址信息由預(yù)置凸凹點(diǎn)等記錄。聚焦伺服也可利用透明基片2與保護(hù)層5的界面進(jìn)行。
如上所述，地址·伺服區(qū)6相對(duì)信息記錄層3被配置到第1面1a側(cè)，記錄用于記錄用參照光、信息光及再生用參照光的位置確定的信息。地址·伺服區(qū)6與本發(fā)明中的位置確定區(qū)對(duì)應(yīng)。
此外如圖2所示，光信息記錄媒體1中，地址·伺服區(qū)6也可以被設(shè)置到透明基片2與信息記錄層3的界面。在該場合下，不需要保護(hù)層5。
接下來，參照?qǐng)D1，對(duì)本實(shí)施方式涉及的光信息記錄再生裝置中的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的主要部分作以說明。記錄再生光學(xué)系統(tǒng)具有與光信息記錄媒體1的透明基片4側(cè)對(duì)置的物鏡21、在該物鏡21中的光信息記錄媒體1的相反側(cè)，從物鏡21側(cè)依次設(shè)置的四分之一波長片22及偏振光束分光鏡23。偏振光束分光鏡23具有使S偏振光反射，使P偏振光透過的偏振光束分光鏡面23a。此外S偏振光是偏振光方向與入射面(圖1的紙面)垂直的直線偏振光，P偏振光是偏振光方向與入射面平行的直線偏振光。偏振光束分光鏡面23a相對(duì)光信息記錄媒體1的面形成45°角。在偏振光束分光鏡23，圖1中的右側(cè)面成為信息光入射面23b。記錄再生光學(xué)系統(tǒng)還具有被配置于在偏振光束分光鏡23的信息光入射面23b上入射的光的光路上的空間光調(diào)制器27?？臻g光調(diào)制器27具有按格狀排列的多個(gè)像素，比如通過選擇每個(gè)像素中光的透過狀態(tài)及遮斷狀態(tài)，可以對(duì)出射光的強(qiáng)度進(jìn)行空間調(diào)制，生成承載了信息的信息光。作為該空間光調(diào)制器27，可以采用比如液晶元件。
記錄再生光學(xué)系統(tǒng)還具有與光信息記錄媒體1的保護(hù)層5側(cè)對(duì)置的物鏡31、在該物鏡31中的光信息記錄媒體1的相反側(cè)，從物鏡31側(cè)依次設(shè)置的四分之一波長片32、偏振光束分光鏡33及光檢測(cè)器34。偏振光束分光鏡33具有使S偏振光反射，使P偏振光透過的偏振光束分光鏡面33a。偏振光束分光鏡面33a相對(duì)光信息記錄媒體1的面形成45°角。在偏振光束分光鏡33，圖1中的右側(cè)面成為參照光入射面33b。記錄再生光學(xué)系統(tǒng)還具有被配置于在偏振光束分光鏡33的參照光入射面33b上入射的光的光路上的相位空間光調(diào)制器38。相位空間光調(diào)制器38具有按格狀排列的多個(gè)像素，比如從2個(gè)值或3個(gè)以上的值中選擇每個(gè)像素中出射光的相位，由此可以對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。
光檢測(cè)器34具有按格狀排列的多個(gè)像素，可檢測(cè)各像素中的每一個(gè)所接收的光的強(qiáng)度。作為光檢測(cè)器34，可以采用CCD型固體攝像元件及MOS型固體攝像元件。此外作為光檢測(cè)器34，還可以采用MOS型固體攝像元件與信號(hào)處理電路被集成到1個(gè)芯片上的智能光傳感器(比如參照文獻(xiàn)「O plus E，1996年9月，No.202，第93～99頁」)。由于該智能光傳感器轉(zhuǎn)送率大，具有高速運(yùn)算功能，因而通過利用該智能光傳感器，可進(jìn)行高速再生，比如可在G位/秒的轉(zhuǎn)送率下進(jìn)行再生。
記錄再生光學(xué)系統(tǒng)還具有可使物鏡21向光信息記錄媒體1的厚度方向及跟蹤方向移動(dòng)的促動(dòng)器28、可使物鏡31向光信息記錄媒體1的厚度方向及跟蹤方向移動(dòng)的促動(dòng)器41。
接下來，參照?qǐng)D3，對(duì)本實(shí)施方式涉及的光信息記錄再生裝置中的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的總體構(gòu)成作以說明。
首先，對(duì)記錄再生光學(xué)系統(tǒng)中與信息光有關(guān)的部分作以說明。記錄再生光學(xué)系統(tǒng)具有上述說明過的物鏡21、四分之一波長片22、偏振光束分光鏡23及促動(dòng)器28。記錄再生光學(xué)系統(tǒng)還具有在入射到偏振光束分光鏡23的信息光入射面23b的光的光路上，從偏振光束分光鏡23側(cè)依次配置的凸透鏡24、針孔25、凸透鏡26及空間光調(diào)制器27。
凸透鏡24及凸透鏡26的焦距相等。將該焦距設(shè)為fs。凸透鏡24的中心、針孔25、凸透鏡26的中心及空間光調(diào)制器27的成像面按焦距fs的間隔配置。因而通過了空間光調(diào)制器27的平行光束由凸透鏡26聚光，在針孔25的位置成為最小光徑，從該針孔25通過。通過了針孔25的光成為擴(kuò)散光，入射到凸透鏡24，成為平行光束，入射到偏振光束分光鏡23的信息光入射面23b。空間光調(diào)制器27的成像面與共軛像面51處于凸透鏡24與偏振光束分光鏡23之間，在與凸透鏡24的中心的距離僅為焦距fs的位置形成。
如果將偏振光束分光鏡23的中心與像面51之間的距離設(shè)為f1，將偏振光束分光鏡23的中心與物鏡21的中心之間的距離設(shè)為f2，將物鏡21的焦距設(shè)為f，則具有f＝f1+f2的關(guān)系。光信息記錄媒體1中的透明基片2與保護(hù)層5的界面被配置在與物鏡21的中心的距離僅為焦距f的位置。通過這種構(gòu)成，可把空間光調(diào)制器27配置到離開物鏡21的位置，光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自由度得到提高。
接下來，對(duì)記錄再生光學(xué)系統(tǒng)中與記錄用參照光、再生用參照光及再生光有關(guān)的部分作以說明。記錄再生光學(xué)系統(tǒng)具有上述說明過的物鏡31、四分之一波長片32、偏振光束分光鏡33、光檢測(cè)器34及促動(dòng)器41。記錄再生光學(xué)系統(tǒng)還具有被配置到入射到偏振光束分光鏡33的參照光入射面33b的光的光路上的偏振光束分光鏡35。偏振光束分光鏡35具有與偏振光束分光鏡33的偏振光束分光鏡面33a平行配置，對(duì)S偏振光反射，使P偏振光透過的偏振光束分光鏡面35a。
記錄再生光學(xué)系統(tǒng)還具有在偏振光束分光鏡35的圖3中的下側(cè)從偏振光束分光鏡35側(cè)依次配置的凸透鏡36、凸透鏡37及相位空間光調(diào)制器38。相位空間光調(diào)制器38是反射型的。相位空間光調(diào)制器38的成像面與共軛像面52在偏振光束分光鏡35與偏振光束分光鏡33之間形成。
偏振光束分光鏡33的中心與像面52之間的距離同偏振光束分光鏡23的中心與像面51之間的距離相等，同為f1。偏振光束分光鏡33的中心與物鏡31的中心的距離同偏振光束分光鏡23的中心與物鏡21的中心的距離相等，同為f2。物鏡31的焦距與物鏡21的焦距相等，均為f。光信息記錄媒體1中的透明基片2與保護(hù)層5的界面被配置在與物鏡31的中心的距離僅為焦距f的位置。通過這種構(gòu)成，可把相位空間光調(diào)制器38配置到離開物鏡31的位置，光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自由度得到提高。
記錄再生光學(xué)系統(tǒng)在偏振光束分光鏡35的圖3中的上側(cè)還具有按照對(duì)偏振光束分光鏡面35a形成90°角的原則配置的鏡片39、與該鏡片39平行配置的鏡片40。
接下來，對(duì)記錄再生光學(xué)系統(tǒng)中信息光、記錄用參照光及再生用參照光的共同部分作以說明。記錄再生光學(xué)系統(tǒng)具有出射相干的直線偏振光激光的光源裝置42、在從該光源裝置42出射的光的光路上從光源裝置42側(cè)依次配置的準(zhǔn)直儀透鏡43、鏡片44、旋光用光學(xué)元件45及偏振光束分光鏡46。作為旋光用光學(xué)元件45，比如采用1/2波長片或旋光片。偏振光束分光鏡46具有對(duì)S偏振光反射，使P偏振光透過的偏振光束分光鏡面46a。
此外在圖1中，為便于理解圖3所示的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的主要部分，將空間光調(diào)制器27配置到像面51的位置，將相位空間光調(diào)制器38作為透過型進(jìn)行表示，配置到像面52的位置。
接下來，對(duì)圖3所示的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的作用概略作以說明。光源裝置42使S偏振光或P偏振光的直線偏振光的光出射。準(zhǔn)直儀透鏡43使光源裝置42的出射光以平行光束出射。旋光用光學(xué)元件45使由準(zhǔn)直儀透鏡43出射，由鏡片44反射的光成為旋光，出射包含S偏振光成分與P偏振光成分的光。
旋光用光學(xué)元件45的出射光中，S偏振光成分由偏振光束分光鏡46的偏振光束分光鏡面46a反射，入射到空間光調(diào)制器27，通過空間光調(diào)制器27，光的強(qiáng)度被空間調(diào)制，生成信息光。由空間光調(diào)制器27出射的信息光依次通過凸透鏡26、針孔25、凸透鏡24，由偏振光束分光鏡23的偏振光束分光鏡面23a反射，入射到四分之一波長片22。通過了四分之一波長片22的信息光成為圓偏振光，由物鏡21聚光，在按照在透明基片2與保護(hù)層5的界面上成為最小光徑的原則收斂的同時(shí)，照射到光信息記錄媒體1。此外也可以在由凸透鏡26、針孔25、凸透鏡24組成的光學(xué)系統(tǒng)中進(jìn)行空間篩選。
另一方面，旋光用光學(xué)元件45的出射光中，P偏振光成分透過偏振光束分光鏡46的偏振光束分光鏡面46a，由鏡片40、39反射，透過偏振光束分光鏡35的偏振光束分光鏡面35a，經(jīng)過凸透鏡36及凹透鏡37，作為平行光束入射到相位空間光調(diào)制器38。相位空間光調(diào)制器38把比如各像素中出射光的相位設(shè)定到互相只相差π(rad)的2個(gè)值的任意一個(gè)，由此對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。由相位空間光調(diào)制器38調(diào)制后的光成為記錄用參照光或再生用參照光。相位空間光調(diào)制器38還相對(duì)入射光的偏振光方向，使出射光的偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°。因此，相位空間光調(diào)制器38的出射光成為S偏振光。相位空間光調(diào)制器38的出射光經(jīng)過凹透鏡37、凸透鏡36，由偏振光束分光鏡35的偏振光束分光鏡面35a反射，再由偏振光束分光鏡33的偏振光束分光鏡面33a反射，入射到四分之一波長片32。通過了四分之一波長片32的光成為圓偏振光，由物鏡31聚光，在按照在透明基片2與保護(hù)層5的界面上成為最小光徑的原則收斂的同時(shí)，照射到光信息記錄媒體1。
由物鏡31照射到光信息記錄媒體1的光由透明基片2與保護(hù)層5的界面反射后所生成的返光或者根據(jù)由物鏡31照射到光信息記錄媒體1的再生用參照光由信息記錄層3發(fā)生的再生光通過物鏡31后成為平行光束，通過四分之一波長片32后成為P偏振光，通過偏振光束分光鏡33的偏振光束分光鏡面33a后入射到光檢測(cè)器34。
此外光信息記錄媒體1在圖2所示的構(gòu)成的場合下，來自物鏡21的光及來自物鏡31的光在共同按照在作為設(shè)置了地址·伺服區(qū)6的位置的透明基片2與信息記錄層3的界面上成為最小光徑的原則收斂的同時(shí)照射到光信息記錄媒體1。
接下來，參照?qǐng)D4，對(duì)本實(shí)施方式涉及的光信息記錄再生裝置的構(gòu)成作以說明。該光信息記錄再生裝置10具備安裝了光信息記錄媒體1的轉(zhuǎn)軸81、使該轉(zhuǎn)軸81旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸電機(jī)82、按照將光信息記錄媒體1的轉(zhuǎn)數(shù)保持到規(guī)定值的原則控制轉(zhuǎn)軸電機(jī)82的轉(zhuǎn)軸伺服電路83。光信息記錄再生裝置10還具備配置于光信息記錄媒體1的下側(cè)，對(duì)光信息記錄媒體1照射記錄用參照光或再生用參照光，同時(shí)捕獲再生光的拾光器下部11A、配置于光信息記錄媒體1的上側(cè)，對(duì)光信息記錄媒體1照射信息光的拾光器上部11B、連接拾光器下部11A及拾光器上部11B的連接部11C、驅(qū)動(dòng)該連接部11C，可使拾光器下部11A及拾光器上部11B向光信息記錄媒體1的半徑方向移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置84。拾光器下部11A及拾光器上部11B被配置于裹夾光信息記錄媒體1而互相對(duì)置的位置。
在拾光器下部11A，在圖3所示的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成要素中，包括物鏡31、四分之一波長片32、偏振光束分光鏡33、光檢測(cè)器34、偏振光束分光鏡35、凸透鏡36、凹透鏡37、相位空間光調(diào)制器38、鏡片39、40及促動(dòng)器41。在拾光器上部11B，包括圖3所示的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的其余的構(gòu)成要素。偏振光束分光鏡46與鏡片40之間的光路在連接部11C內(nèi)形成。
光信息記錄再生裝置10還具備用于根據(jù)拾光器下部11A的輸出信號(hào)對(duì)聚焦誤差信號(hào)FE和跟蹤誤差信號(hào)TE及再生信號(hào)RF進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)電路85、聚焦伺服電路86、跟蹤伺服電路87、滑動(dòng)伺服電路88。
聚焦伺服電路86基于由檢測(cè)電路85檢測(cè)出的聚焦誤差信號(hào)FE，驅(qū)動(dòng)拾光器下部11A內(nèi)的促動(dòng)器41，使物鏡31向光信息記錄媒體1的厚度方向移動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)拾光器上部11B內(nèi)的促動(dòng)器28，使物鏡21向光信息記錄媒體1的厚度方向移動(dòng)，進(jìn)行聚焦伺服。此外由于拾光器下部11A與拾光器上部11B之間的距離是一定的，因而可以基于利用由拾光器下部11A出射的光被檢測(cè)的聚焦誤差信號(hào)FE，進(jìn)行針對(duì)由拾光器上部11B出射的光的聚焦伺服。
跟蹤伺服電路87基于由檢測(cè)電路85檢測(cè)出的跟蹤誤差信號(hào)TE，驅(qū)動(dòng)拾光器下部11A內(nèi)的促動(dòng)器41，使物鏡31向光信息記錄媒體1的半徑方向移動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)拾光器上部11B內(nèi)的促動(dòng)器28，使物鏡21向光信息記錄媒體1的半徑方向移動(dòng)，進(jìn)行跟蹤伺服。
滑動(dòng)伺服電路88基于跟蹤誤差信號(hào)TE及來自后述的控制器的指令控制驅(qū)動(dòng)裝置84，進(jìn)行使拾光器下部11A及拾光器上部11B向光信息記錄媒體1的半徑方向移動(dòng)的滑動(dòng)伺服。
光信息記錄再生裝置10還具備對(duì)拾光器下部11A內(nèi)的光檢測(cè)器34的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，使光信息記錄媒體1的數(shù)據(jù)區(qū)7中記錄的數(shù)據(jù)再生，或根據(jù)來自檢測(cè)電路85的再生信號(hào)RF使基本時(shí)鐘再生，或判別地址的信號(hào)處理電路89、控制光信息記錄再生裝置10的整體的控制器90、對(duì)該控制器90提供各種指令的操作部91?？刂破?0在輸入由信號(hào)處理電路89輸出的基本時(shí)鐘及地址信息的同時(shí)，對(duì)拾光器下部11A、拾光器上部11B、轉(zhuǎn)軸伺服電路83及滑動(dòng)伺服電路88等進(jìn)行控制。轉(zhuǎn)軸伺服電路83輸入由信號(hào)處理電路89輸出的基本時(shí)鐘?？刂破?0具有CPU(中央處理裝置)、ROM(只讀存儲(chǔ)器)及RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)，CPU將RAM作為作業(yè)區(qū)，執(zhí)行被存儲(chǔ)于ROM的程序，由此實(shí)現(xiàn)控制器90的功能。
此外拾光器上部11B內(nèi)的光源裝置42及空間光調(diào)制器27、拾光器下部11A內(nèi)的相位空間光調(diào)制器38由圖4中的控制器90控制?？刂破?0保持用于在相位空間光調(diào)制器38中對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制的多個(gè)調(diào)制圖的信息。操作部91可從多個(gè)調(diào)制圖中選擇任意的調(diào)制圖。這樣，控制器90將根據(jù)規(guī)定條件自動(dòng)選擇的調(diào)制圖或由操作部91選擇的調(diào)制圖信息提供到相位空間光調(diào)制器38，相位空間光調(diào)制器38根據(jù)由控制器90提供的調(diào)制圖信息，按對(duì)應(yīng)的調(diào)制圖對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。
接下來，對(duì)本實(shí)施方式涉及的光信息記錄再生裝置的作用，按照伺服時(shí)、信息記錄時(shí)、信息再生時(shí)的區(qū)別依次作以說明。以下說明包括本實(shí)施方式涉及的光信息記錄方法、光信息再生方法及光信息記錄再生方法的說明。
首先參照?qǐng)D3及圖5，對(duì)伺服時(shí)的作用作以說明。圖5是表示伺服時(shí)的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的主要部分狀態(tài)的說明圖。在伺服時(shí)，空間光調(diào)制器27使全部像素處于遮斷狀態(tài)。相位空間光調(diào)制器38按照通過各像素的光都具有相同相位的原則設(shè)定。光源裝置42的出射光的輸出被設(shè)定到再生用的低輸出。此外控制器90基于由再生信號(hào)RF再生的基本時(shí)鐘，對(duì)物鏡31的出射光通過地址·伺服區(qū)6的定時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)，在物鏡31的出射光通過地址·伺服區(qū)6的期間，進(jìn)行上述設(shè)定。
從光源裝置42出射的光通過準(zhǔn)直儀透鏡43成為平行光束，通過鏡片44、旋光用光學(xué)元件45，入射到偏振光束分光鏡46。入射到偏振光束分光鏡46的光中的S偏振光成分由偏振光束分光鏡面46a反射，由空間光調(diào)制器27遮斷。
入射到偏振光束分光鏡46的光中的P偏振光成分透過偏振光束分光鏡面46a，通過鏡片40、39，透過偏振光束分光鏡35的偏振光束分光鏡面35a，通過凸透鏡36、凹透鏡37，入射到相位空間光調(diào)制器38。相位空間光調(diào)制器38還相對(duì)入射光的偏振光方向，使出射光的偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°，因此，相位空間光調(diào)制器38的出射光成為S偏振光。相位空間光調(diào)制器38的出射光經(jīng)過凹透鏡37、凸透鏡36，由偏振光束分光鏡35的偏振光束分光鏡面35a反射，再由偏振光束分光鏡33的偏振光束分光鏡面33a反射，入射到四分之一波長片32。通過了四分之一波長片32的光成為圓偏振光，由物鏡31聚光，在按照在透明基片2與保護(hù)層5的界面上，即對(duì)光信息記錄媒體1的厚度方向設(shè)置了地址·伺服區(qū)6的位置成為最小光徑的原則收斂的同時(shí)，照射到光信息記錄媒體1。
由物鏡31照射到光信息記錄媒體1的光由透明基片2與保護(hù)層5的界面反射后所生成的返光通過物鏡31后成為平行光束，通過四分之一波長片32后成為P偏振光，通過偏振光束分光鏡33的偏振光束分光鏡面33a后入射到光檢測(cè)器34?；谠摴鈾z測(cè)器34的輸出，通過檢測(cè)電路85，生成聚焦誤差信號(hào)FE、跟蹤誤差信號(hào)TE、再生信號(hào)RF。這樣，在基于這些信號(hào)，進(jìn)行聚焦伺服及跟蹤伺服的同時(shí)，進(jìn)行基本時(shí)鐘的再生及地址的判別。
此外在上述伺服時(shí)的設(shè)定中，拾光器下部11A的構(gòu)成與針對(duì)通常的光盤的記錄及再生用的拾光器的構(gòu)成相同。因此本實(shí)施方式中的光信息記錄再生裝置也可采用通常的光盤進(jìn)行記錄及再生。
接下來，參照?qǐng)D3及圖6，對(duì)信息記錄時(shí)的作用作以說明。圖6是表示記錄時(shí)的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的主要部分狀態(tài)的說明圖。在記錄時(shí)，空間光調(diào)制器27根據(jù)記錄信息按各像素的每一個(gè)選擇透過狀態(tài)(以下也稱通路。)和遮斷狀態(tài)(以下也稱斷路。)，對(duì)通過的光的強(qiáng)度進(jìn)行空間調(diào)制，生成信息光。相位空間光調(diào)制器38對(duì)通過的光，根據(jù)規(guī)定的調(diào)制圖，按各像素，以規(guī)定的相位為基準(zhǔn)，有選擇地提供相位差0(rad)或π(rad)，由此對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制，生成其相位被空間調(diào)制了的記錄用參照光。
控制器90將根據(jù)規(guī)定條件自動(dòng)選擇的調(diào)制圖或由操作部91選擇的調(diào)制圖的信息提供到相位空間光調(diào)制器38，相位空間光調(diào)制器38根據(jù)由控制器90提供的調(diào)制圖信息，對(duì)通過的光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。
光源裝置42的出射光的輸出成為脈沖式的記錄用高輸出。此外控制器90基于由再生信號(hào)RF再生的基本時(shí)鐘，對(duì)物鏡21、31的出射光通過數(shù)據(jù)區(qū)7的定時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)，在物鏡21、31的出射光通過數(shù)據(jù)區(qū)7的期間，進(jìn)行上述設(shè)定。在物鏡21、31的出射光通過數(shù)據(jù)區(qū)7的期間，如果進(jìn)行聚焦伺服及跟蹤伺服，則物鏡21、31被固定。
從光源裝置42出射的光通過準(zhǔn)直儀透鏡43成為平行光束，通過鏡片44、旋光用光學(xué)元件45，入射到偏振光束分光鏡46。入射到偏振光束分光鏡46的光中的S偏振光成分由偏振光束分光鏡面46a反射，從空間光調(diào)制器27中通過，此時(shí)，根據(jù)記錄信息，光的強(qiáng)度被空間調(diào)制，成為信息光。該信息光依次通過凸透鏡26、針孔25、凸透鏡24，由偏振光束分光鏡23的偏振光束分光鏡面23a反射，入射到四分之一波長片22。通過了四分之一波長片22的信息光成為圓偏振光，由物鏡21聚光，在按照在透明基片2與保護(hù)層5的界面上成為最小光徑的原則收斂的同時(shí)照射到光信息記錄媒體1。如圖6所示，信息光在光信息記錄媒體1內(nèi)，邊收斂邊通過信息記錄層3。
入射到偏振光束分光鏡46的光中的P偏振光成分透過偏振光束分光鏡面46a，通過鏡片40、39，透過偏振光束分光鏡35的偏振光束分光鏡面35a，通過凸透鏡36、凹透鏡37，入射到相位空間光調(diào)制器38，光的相位被空間調(diào)制，成為記錄用參照光。由于由相位空間光調(diào)制器38出射的記錄用參照光成為S偏振光，因而在通過了凹透鏡37、凸透鏡36后，由偏振光束分光鏡35的偏振光束分光鏡面35a反射，再由偏振光束分光鏡33的偏振光束分光鏡面33a反射，入射到四分之一波長片32。通過了四分之一波長片32的記錄用參照光成為圓偏振光，由物鏡31聚光，在按照在透明基片2與保護(hù)層5的界面上成為最小光徑的原則收斂的同時(shí)，照射到光信息記錄媒體1。如圖6所示，記錄用參照光在光信息記錄媒體1內(nèi)，邊發(fā)散邊通過信息記錄層3。
這樣，在記錄時(shí)，信息光及記錄用參照光相對(duì)信息記錄層3，被由互相相反的面?zhèn)韧S照射，按照在相同的位置上(透明基片2與保護(hù)層5的界面)成為最小光徑的原則收斂。在信息記錄層3內(nèi)，信息光及記錄用參照光發(fā)生干涉，形成干涉圖，當(dāng)光源裝置42的出射光的輸出達(dá)到了記錄用高輸出時(shí)，該干涉圖在信息記錄層3內(nèi)被以體積方式記錄，形成反射型(雷普曼型)全息圖。
在本實(shí)施方式下，通過按各記錄信息改變記錄用參照光的相位調(diào)制圖，可通過相位編碼多重方式，在信息記錄層3的同一部位多重記錄多個(gè)信息。
此外在本實(shí)施方式下，也可以采用被稱為移位多重化(shiftmultiplexing)的方法對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行多重記錄。所謂移位多重化是一種相對(duì)信息記錄層3，按照沿水平方向互相略微偏差，而且有一部分疊加的原則形成與各信息對(duì)應(yīng)的多個(gè)全息圖形成區(qū)，多重記錄多個(gè)信息的方法。
基于相位編碼多重方式的多重記錄及基于移位多重化的多重記錄可以只用任意一方，也可以并用。
接下來，參照?qǐng)D3及圖7，對(duì)信息再生時(shí)的作用作以說明。圖7是表示再生時(shí)的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的主要部分狀態(tài)的說明圖。在再生時(shí)，空間光調(diào)制器27使全部像素處于遮斷狀態(tài)。相位空間光調(diào)制器38對(duì)通過的光，根據(jù)規(guī)定的調(diào)制圖，按各像素以規(guī)定的相位為基準(zhǔn)，有選擇地提供相位差0(rad)或π(rad)，由此對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制，生成其相位被空間調(diào)制了的再生用參照光。
控制器90將根據(jù)規(guī)定條件自動(dòng)選擇的調(diào)制圖或由操作部91選擇的調(diào)制圖的信息提供到相位空間光調(diào)制器38，相位空間光調(diào)制器38根據(jù)由控制器90提供的調(diào)制圖信息，對(duì)通過的光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。
光源裝置42的出射光的輸出成為再生用的低輸出。此外控制器90基于由再生信號(hào)RF再生的基本時(shí)鐘，對(duì)物鏡21、31的出射光通過數(shù)據(jù)區(qū)7的定時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)，在物鏡21、31的出射光通過數(shù)據(jù)區(qū)7的期間，進(jìn)行上述設(shè)定。在物鏡21、31的出射光通過數(shù)據(jù)區(qū)7的期間，如果進(jìn)行聚焦伺服及跟蹤伺服，則物鏡21、31被固定。
從光源裝置42出射的光通過準(zhǔn)直儀透鏡43成為平行光束，通過鏡片44、旋光用光學(xué)元件45，入射到偏振光束分光鏡46。入射到偏振光束分光鏡46的光中的S偏振光成分由偏振光束分光鏡面46a反射，由空間光調(diào)制器27遮斷。
入射到偏振光束分光鏡46的光中的P偏振光成分透過偏振光束分光鏡面46a，通過鏡片40、39，透過偏振光束分光鏡35的偏振光束分光鏡面35a，通過凸透鏡36、凹透鏡37，入射到相位空間光調(diào)制器38，光的相位被空間調(diào)制，成為再生用參照光。由于由相位空間光調(diào)制器38出射的再生用參照光成為S偏振光，因而在通過了凹透鏡37、凸透鏡36后，由偏振光束分光鏡35的偏振光束分光鏡面35a反射，再由偏振光束分光鏡33的偏振光束分光鏡面33a反射，入射到四分之一波長片32。通過了四分之一波長片32的再生用參照光成為圓偏振光，由物鏡31聚光，在按照在透明基片2與保護(hù)層5的界面上成為最小光徑的原則收斂的同時(shí)，照射到光信息記錄媒體1。如圖7所示，再生用參照光在光信息記錄媒體1內(nèi)，邊發(fā)散邊通過信息記錄層3。
在信息記錄層3，通過照射再生用參照光，發(fā)生與記錄時(shí)的信息光對(duì)應(yīng)的再生光。該再生光邊收斂邊在透明基片2側(cè)傳播，在透明基片2與保護(hù)層5的界面上達(dá)到最小光徑后，邊發(fā)散邊由光信息記錄媒體1出射，通過物鏡31成為平行光束，通過四分之一波長片32，成為P偏振光，通過偏振光束分光鏡33的偏振光束分光鏡面33a入射到光檢測(cè)器34。
在光檢測(cè)器34上，基于記錄時(shí)的空間光調(diào)制器27的通路、斷路的圖形被成像，通過檢測(cè)該圖形，信息被再生。此外在改變記錄用參照光的調(diào)制圖，在信息記錄層3多重記錄多個(gè)信息的場合下，多個(gè)信息中只有與再生用參照光的調(diào)制圖對(duì)應(yīng)的信息被再生。
這樣，在再生時(shí)，對(duì)光信息記錄媒體1，照射在透明基片2與保護(hù)層5的界面上收斂成為最小光徑的再生用參照光。這樣，再生用參照光的照射與再生光的捕獲由光信息記錄媒體1中的記錄用參照光的入射側(cè)進(jìn)行，而且再生用參照光與再生光被同軸地配置。
接下來，參照?qǐng)D8，對(duì)本實(shí)施方式中的聚焦誤差信息的生成方法一例作以說明。圖8是表示光檢測(cè)器34的受光面中的入射光輪廓的說明圖。在本例中的聚焦誤差信息的生成方法中，如以下所述，基于光檢測(cè)器34的受光面中的入射光輪廓的大小生成聚焦誤差信息。首先，當(dāng)來自物鏡31的光束達(dá)到在光信息記錄媒體1中的透明基片2與保護(hù)層5的界面上收斂成為最小光徑的合焦?fàn)顟B(tài)時(shí)，光檢測(cè)器34的受光面中的入射光輪廓將成為圖8中符號(hào)60所表示的輪廓。在來自物鏡31的光束成為最小光徑的位置比透明基片2與保護(hù)層5的界面更向前側(cè)偏移的場合下，光檢測(cè)器34的受光面中的入射光輪廓將如圖8中符號(hào)61所示，光徑縮小。反之，在來自物鏡31的光束成為最小光徑的位置比透明基片2與保護(hù)層5的界面更向后側(cè)偏移的場合下，光檢測(cè)器34的受光面中的入射光輪廓將如圖8中符號(hào)62所示，光徑增大。因此，通過將合焦?fàn)顟B(tài)作為基準(zhǔn)，檢測(cè)與光檢測(cè)器34的受光面中的入射光輪廓的光徑變化對(duì)應(yīng)的信號(hào)，可以得到聚焦誤差信號(hào)。具體地說，比如可以將合焦?fàn)顟B(tài)作為基準(zhǔn)，基于與光檢測(cè)器34的受光面中的明部對(duì)應(yīng)的像素的增減數(shù)生成聚焦誤差信號(hào)。
接下來，參照?qǐng)D9及圖10，對(duì)本實(shí)施方式中的跟蹤誤差信息的生成方法及跟蹤伺服方法一例作以說明。在該例中，在光信息記錄媒體1的地址·伺服區(qū)6中，作為用于跟蹤伺服的位置確定信息，如圖9(a)所示，沿軌跡70從光束72的傳播方向的前側(cè)依次形成2個(gè)凹點(diǎn)71A、1個(gè)凹點(diǎn)71B、1個(gè)凹點(diǎn)71C。2個(gè)凹點(diǎn)71A在圖9中符號(hào)A所示的位置被配置到裹夾軌跡70對(duì)稱的位置。凹點(diǎn)71B在圖9中符號(hào)B所示的位置被配置到相對(duì)軌跡70單側(cè)偏移的位置。凹點(diǎn)71C在圖9中符號(hào)C所示的位置，被配置到相對(duì)軌跡70向凹點(diǎn)71B的相反側(cè)偏移的位置。
如圖9(a)所示，在光束72在軌跡70上正確傳播的場合下，光束72通過各位置A、B、C時(shí)的光檢測(cè)器34的全部受光量成為圖9(b)所示的狀態(tài)。即，位置A通過時(shí)的受光量為最大，位置B通過時(shí)的受光量與位置C通過時(shí)的受光量互相相等，而且小于位置A通過時(shí)的受光量。
另一方面，如圖10(a)所示，在光束72相對(duì)軌跡70偏近于凹點(diǎn)71C傳播的場合下，光束72通過各位置A、B、C時(shí)的光檢測(cè)器34的全部受光量成為圖10(b)所示的狀態(tài)。即，位置A通過時(shí)的受光量為最大，位置C通過時(shí)的受光量其次大，位置B通過時(shí)的受光量最小。光束72相對(duì)軌跡70的偏移量越大，位置B通過時(shí)的受光量與位置C通過時(shí)的受光量之差的絕對(duì)值越大。
此外雖然未圖示，在光束72相對(duì)軌跡70偏近于凹點(diǎn)71B傳播的場合下，位置A通過時(shí)的受光量為最大，位置B通過時(shí)的受光量其次大，位置C通過時(shí)的受光量最小。光束72相對(duì)軌跡70的偏移量越大，位置B通過時(shí)的受光量與位置C通過時(shí)的受光量之差的絕對(duì)值越大。
由上得知，從位置B通過時(shí)的受光量與位置C通過時(shí)的受光量之差，可以知道針對(duì)軌跡70的光束72的偏移方向及大小。因此可以將位置B通過時(shí)的受光量與位置C通過時(shí)的受光量之差作為跟蹤誤差信號(hào)。凹點(diǎn)71A成為檢測(cè)位置B通過時(shí)的受光量與位置C通過時(shí)的受光量的定時(shí)基準(zhǔn)。
本例中的跟蹤伺服具體地說按以下方式進(jìn)行。首先，檢測(cè)出光檢測(cè)器34的全部受光量首次達(dá)到峰值的定時(shí)，即位置A通過時(shí)的定時(shí)。其次，以位置A通過時(shí)的定時(shí)為基準(zhǔn)，預(yù)測(cè)位置B通過時(shí)的定時(shí)與位置C通過時(shí)的定時(shí)。接著，通過所預(yù)測(cè)的各定時(shí)，檢測(cè)位置B通過時(shí)的受光量與位置C通過時(shí)的受光量。最后，檢測(cè)位置B通過時(shí)的受光量與位置C通過時(shí)的受光量之差，將其作為跟蹤誤差信號(hào)。這樣，按照光束72持續(xù)追蹤軌跡70的原則，基于跟蹤誤差信號(hào)進(jìn)行跟蹤伺服。此外在光束72通過數(shù)據(jù)區(qū)7時(shí)，不進(jìn)行跟蹤伺服，保持此前的地址·伺服區(qū)6通過時(shí)的狀態(tài)。
此外本實(shí)施方式中的跟蹤誤差信息的生成方法及跟蹤伺服方法并不局限于上述方法，比如也可以采用推挽法。在該場合下，在地址·伺服區(qū)6中，作為用于跟蹤伺服的位置確定信息，形成沿軌跡方向的一列凹點(diǎn)列，檢測(cè)光檢測(cè)器34的受光面中的入射光的狀態(tài)變化，生成跟蹤誤差信息。
接下來，參照?qǐng)D11及圖12，對(duì)本實(shí)施方式中的相位空間光調(diào)制器38的構(gòu)成一例作以說明。本例中的相位空間光調(diào)制器38利用磁光學(xué)效果。圖11是表示本例中的相位空間光調(diào)制器38的主要部分的斷面圖，圖12是表示本例中的相位空間光調(diào)制器38及其外圍電路的說明圖。
如圖11及圖12所示，本例中的相位空間光調(diào)制器38具備由光磁材料組成的，分別獨(dú)立地設(shè)定磁化方向，包含通過磁光學(xué)效果，對(duì)入射光提供與磁化方向?qū)?yīng)的偏振光方向的旋轉(zhuǎn)的多個(gè)像素的磁化設(shè)定層111、作為按照與該磁化設(shè)定層111的每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的原則設(shè)置，發(fā)生用于獨(dú)立設(shè)定各像素中的磁化方向的磁場的多個(gè)磁場發(fā)生元件的薄膜線圈112、被設(shè)置于磁化設(shè)定層111與薄膜線圈112之間，使光反射的反射層113。
在磁化設(shè)定層111，在鄰接像素的邊界位置，設(shè)置有抑制磁疇壁的移動(dòng)的磁疇壁移動(dòng)抑制部111b。磁疇壁移動(dòng)抑制部111b可以如比如圖11所示凸出。
在圖11及圖12中，符號(hào)111a0表示磁化方向向下的像素(以下也稱為斷路像素)，符號(hào)111a1表示磁化方向向上的像素(以下也稱為通路像素)。
圖13是薄膜線圈112的平面圖。在圖13中，符號(hào)111A表示1個(gè)像素的區(qū)域。
在圖11及圖12中，磁化設(shè)定層111的上側(cè)面成為光的入射面。磁化設(shè)定層111至少對(duì)所使用的光具有透光性。薄膜線圈112通過反射層113，按照與磁化設(shè)定層111中的光入射面的相反側(cè)面鄰接的原則配置。
反射層113具有導(dǎo)電性。各薄膜線圈112的一方端部，比如內(nèi)側(cè)端部與反射層113接續(xù)。各薄膜線圈112的另一方端部，比如外側(cè)端部分別與端子114接續(xù)。反射層113同時(shí)還是用于在薄膜線圈112中通電的2個(gè)導(dǎo)電路中的一方。端子114構(gòu)成用于在薄膜線圈112中通電的2個(gè)導(dǎo)電路中的另一方。
相位空間光調(diào)制器38還具備由軟磁性材料組成，被配置于薄膜線圈112中的磁化設(shè)定層111的相反側(cè)，形成與由薄膜線圈112發(fā)生的磁場對(duì)應(yīng)的磁路120的一部分的磁路形成部115。在薄膜線圈112、端子114及磁路形成部115的周圍，形成有絕緣層116。
相位空間光調(diào)制器38還具備由軟磁性材料組成，按照與磁化設(shè)定層111中的薄膜線圈112的相反側(cè)面鄰接的原則設(shè)置，形成與由薄膜線圈112發(fā)生的磁場對(duì)應(yīng)的磁路120的其它部分的軟磁性層117。軟磁性層117至少對(duì)所使用的光具有透光性。
如圖12所示，各薄膜線圈112分別通過端子114、反射層113及與它們連接的配線，與用于在各薄膜線圈112中獨(dú)立地通電的驅(qū)動(dòng)部102接續(xù)。驅(qū)動(dòng)部102以比如毫微秒級(jí)周期，將正或負(fù)的脈沖狀電流提供到薄膜線圈112。此外驅(qū)動(dòng)部102由控制部103控制。
磁化設(shè)定層111具有大的保磁力Hc，-Hc。因此磁化設(shè)定層111在向正向磁化時(shí)，如果施加其絕對(duì)值超過Hc的負(fù)磁場，則磁化方向反轉(zhuǎn)，在向負(fù)向磁化時(shí)，如果施加其絕對(duì)值超過Hc的正磁場，則磁化方向反轉(zhuǎn)。薄膜線圈112發(fā)生其絕對(duì)值超過Hc的正或負(fù)磁場。與此相對(duì)，軟磁性層117的保磁力極小，在軟磁性層117中通過小的外加磁場，磁化方向可容易地反轉(zhuǎn)。磁路形成部115的特性與軟磁性層117相同。
作為磁化設(shè)定層111的材料，可以是具有磁光學(xué)效果的光磁材料，尤其是，最好采用磁性石榴石薄膜或1維磁性光晶體。
作為磁性石榴石薄膜的代表材料，有稀土族鐵系石榴石薄膜。作為制作磁性石榴石薄膜的方法，比如有在釓鎵石榴石(GGG)等基片上通過液相外延生長法(LPE法)或?yàn)R射法形成單晶磁性石榴石薄膜的方法。
圖14是表示1維磁性光晶體的結(jié)構(gòu)的說明圖。該1維磁性光晶體130具有在磁性體層131的兩面?zhèn)刃纬闪穗娊轶w多層膜的結(jié)構(gòu)。在磁性體層131的材料中，采用稀土族鐵石榴石及置換稀土族鐵石榴石等。電介體多層膜將比如SiO2膜132與Ta2O5膜133交互層疊而構(gòu)成。1維磁性光晶體130中的分層結(jié)構(gòu)的周期相當(dāng)于所使用的光的波長。在該1維磁性光晶體130中，可得到大的法拉第旋轉(zhuǎn)角。
此外本例中的相位空間光調(diào)制器38在制造中可將所有構(gòu)成要素形成于單片內(nèi)，也可以在分為多個(gè)部分形成后，將多個(gè)部分組合而成。在將相位空間光調(diào)制器38分為多個(gè)部分形成的場合下，可以將比如從軟磁性層117至反射層113的部分與其它部分分開。此外本例中的相位空間光調(diào)制器38的構(gòu)成要素可以均采用半導(dǎo)體制造工藝進(jìn)行制造。
接下來參照?qǐng)D15，對(duì)本例中的相位空間光調(diào)制器38的作用作以說明。在本例中的相位空間光調(diào)制器38中，根據(jù)調(diào)制信息有選擇地向薄膜線圈112提供正或負(fù)的脈沖電流，其結(jié)果是，由薄膜線圈112對(duì)磁化設(shè)定層111的各像素獨(dú)立地施加磁場。根據(jù)簡單的計(jì)算，通過將峰值40mA左右的脈沖電流提供到薄膜線圈112，在薄膜線圈112的中心部可發(fā)生1000e左右的脈沖狀磁場，通過該磁場，可使各像素中的磁化反轉(zhuǎn)。
在各像素中，施加與此前的磁化方向反向的磁場后，產(chǎn)生與施加磁場相同方向的磁化磁區(qū)，該磁區(qū)擴(kuò)大。該磁區(qū)的擴(kuò)大在磁疇壁到達(dá)磁疇壁移動(dòng)抑制部111b后停止。其結(jié)果是，1個(gè)像素整體達(dá)到與施加磁場相同方向的磁化狀態(tài)。這樣，通過由薄膜線圈112對(duì)磁化設(shè)定層111的各像素獨(dú)立地施加磁場，磁化設(shè)定層111的各像素中的磁化方向被獨(dú)立設(shè)定。
由軟磁性層117側(cè)入射到相位空間光調(diào)制器38的光通過軟磁性層117后，通過磁化設(shè)定層111。在通過該磁化設(shè)定層111的光中，由法拉第效應(yīng)提供與磁化設(shè)定層111的各像素中的磁化方向?qū)?yīng)的偏振光方向的旋轉(zhuǎn)，即法拉第旋轉(zhuǎn)。比如，如果假設(shè)通過磁化方向向上的通路像素111a1的光的偏振光方向只旋轉(zhuǎn)+θF，則通過磁化方向向下的斷路像素111a0的光的偏振光方向只旋轉(zhuǎn)-θF。
通過了磁化設(shè)定層111的光由反射層113反射，再次通過磁化設(shè)定層111和軟磁性層117，由相位空間光調(diào)制器38射出。由于由反射層113反射，因而在通過磁化設(shè)定層111的光中，在到達(dá)反射層113之前，與通過磁化設(shè)定層111時(shí)同樣，由法拉第效果，提供與磁化設(shè)定層111的各像素中的磁化方向?qū)?yīng)的偏振光方向的旋轉(zhuǎn)。因而如上所述，如果通過通路像素111a1的光的偏振光方向只旋轉(zhuǎn)+θF，通過斷路像素111a0的光的偏振光方向只旋轉(zhuǎn)-θF，則往復(fù)2次通過通路像素111a1，由相位空間光調(diào)制器38射出的光的偏振光方向只旋轉(zhuǎn)+2θF，往復(fù)2次通過斷路像素111a0，由相位空間光調(diào)制器38射出的光的偏振光方向只旋轉(zhuǎn)-2θF。
在相位空間光調(diào)制器38中，在磁化設(shè)定層111中，將往復(fù)2次通過了通路像素111a1的光的偏振光方向的旋轉(zhuǎn)角+2θF設(shè)為90°，將往復(fù)2次通過了斷路像素111a0的光的偏振光方向的旋轉(zhuǎn)角-2θF設(shè)為-90°。
如圖15所示，在相位空間光調(diào)制器38中，透過了偏振光束分光鏡35的偏振光束分光鏡面35a的P偏振光入射。該光通過相位空間光調(diào)制器38的磁化設(shè)定層111，由反射層113反射，再次通過磁化設(shè)定層111，返回到偏振光束分光鏡35。這里，往復(fù)2次通過了通路像素111a1的光的偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°，成為S偏振光，往復(fù)2次通過了斷路像素111a0的光的偏振光方向旋轉(zhuǎn)-90°，成為S偏振光的光(圖15中以符號(hào)S′表示)。因而來自相位空間光調(diào)制器38的返光全部由偏振光束分光鏡面35a反射。
雖然來自相位空間光調(diào)制器38的返光都是S偏振光，但在通過了通路像素111a1的光與通過了斷路像素111a0的光中，相位只相差π(rad)。因此本例中的相位空間光調(diào)制器38在相對(duì)入射光的偏振光方向使出射光的偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°的同時(shí)，在各像素中將出射光的相位設(shè)定到互相只相差π(rad)的2個(gè)值中的任意一個(gè)，由此可對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。
本例中的相位空間光調(diào)制器38中，由薄膜線圈112對(duì)磁化設(shè)定層111的各像素中的磁化方向進(jìn)行獨(dú)立設(shè)定，由此對(duì)入射到磁化設(shè)定層111的光提供與各像素中的磁化方向?qū)?yīng)的偏振光方向的旋轉(zhuǎn)，對(duì)入射到磁化設(shè)定層111的光進(jìn)行空間調(diào)制。磁化設(shè)定層111的各像素中的磁化方向的切換可按數(shù)毫微秒進(jìn)行。而且在本例中的相位空間光調(diào)制器38中，按各像素的每一個(gè)設(shè)置薄膜線圈112，可對(duì)各像素中的磁化方向進(jìn)行獨(dú)立設(shè)定，因而可同時(shí)進(jìn)行所有像素中的磁化方向的設(shè)定。因此在本例中的相位空間光調(diào)制器38中，可將相位空間光調(diào)制器38全體的響應(yīng)時(shí)間與像素單位的響應(yīng)時(shí)間同樣設(shè)定為數(shù)毫微秒，可獲得極大的動(dòng)作速度。
本例中的相位空間光調(diào)制器38是一種沒有機(jī)械驅(qū)動(dòng)部分的簡單結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于不含有液晶之類的流動(dòng)體，因而可靠性高。此外本例中的相位空間光調(diào)制器38由于結(jié)構(gòu)簡單，可采用半導(dǎo)體制造工藝批量生產(chǎn)，因而可降低制造成本。
在本例中的相位空間光調(diào)制器38中，反射層113同時(shí)用作用于在薄膜線圈112中通電的2個(gè)導(dǎo)電路中的一方，因而可使結(jié)構(gòu)簡單化。
在本例中的相位空間光調(diào)制器38中，可使磁化設(shè)定層111的像素內(nèi)的材料狀態(tài)及磁化狀態(tài)均一。此外在本例中的相位空間光調(diào)制器38中，由于用于切換像素狀態(tài)的薄膜線圈112按照相對(duì)磁化設(shè)定層111中光的入射面的相反側(cè)面通過反射層113鄰接的原則配置，因而薄膜線圈112不對(duì)被調(diào)制的光產(chǎn)生影響。因此根據(jù)本例中的相位空間光調(diào)制器38，可防止由于調(diào)制信息以外的原因所引起的出射光不均一。
此外在本例中的相位空間光調(diào)制器38中，由于在光的經(jīng)路內(nèi)不配置透明電極，因而不產(chǎn)生基于光的漫射的特性劣化，尤其有利于像素的細(xì)微化。
根據(jù)本例中的相位空間光調(diào)制器38，由于通過薄膜線圈112，發(fā)生用于設(shè)定磁化設(shè)定層111的各像素中的磁化方向的磁場，因而可減小用于使像素中的磁化反轉(zhuǎn)的電流。
在本例中的相位空間光調(diào)制器38中，由于具備形成與由薄膜線圈112發(fā)生的磁場對(duì)應(yīng)的磁路120的一部分的軟磁性層117和磁路形成部115，因而可有效地收斂磁束。其結(jié)果是，在本例中的相位空間光調(diào)制器38中，可將由薄膜線圈112發(fā)生的起磁力有效地用于像素中的磁化設(shè)定。
在本例中的相位空間光調(diào)制器38中，由于如果不驅(qū)動(dòng)薄膜線圈112，便可保持磁化設(shè)定層111的各像素中的磁化狀態(tài)，因而可由相位空間光調(diào)制器38保持調(diào)制信息。
雖然上述的相位空間光調(diào)制器38按各像素的每一個(gè)將出射光的相位設(shè)定到2個(gè)值的任意一個(gè)，但在本實(shí)施方式涉及的光信息記錄再生裝置中，也可以取代該相位空間光調(diào)制器38，采用可按各像素的每一個(gè)將出射光的相位設(shè)定到3個(gè)以上值的任意一個(gè)的裝置。
圖16表示可按各像素的每一個(gè)將出射光的相位設(shè)定到3個(gè)以上值的任意一個(gè)的相位空間光調(diào)制器的構(gòu)成一例。該相位空間光調(diào)制器138具備互相對(duì)置配置的2個(gè)玻璃基片151、152。在玻璃基片151、152的互相對(duì)置的面內(nèi)，分別形成透明電極153、154。玻璃基片151、152通過隔距片155按規(guī)定間隔隔開。在由玻璃基片151、152及隔距片155形成的空間內(nèi)封入液晶，形成液晶層157。在玻璃基片152的液晶層157側(cè)面內(nèi)，形成有多個(gè)斜向凸出的柱狀取向部156。該取向部156可以通過比如對(duì)玻璃基片152從斜向進(jìn)行蒸鍍物質(zhì)的蒸鍍而形成。液晶層157內(nèi)的液晶分子157a按照其長軸方向朝向取向部156的長度方向，即對(duì)玻璃基片152朝向斜向的原則取向。此外假設(shè)液晶分子157a的感應(yīng)各向異性是正值。此外在玻璃基片152的外側(cè)面形成反射膜158。
接下來，參照?qǐng)D17及圖18，對(duì)圖16所示的相位空間光調(diào)制器138的作用作以說明。光線相對(duì)相位空間光調(diào)制器138，由玻璃基片151側(cè)入射，通過玻璃基片151、液晶層157、玻璃基片152，由反射膜158反射，再次通過玻璃基片152、液晶層157、玻璃基片151出射。透明電極153、154可以按各像素的每一個(gè)，獨(dú)立地在透明電極153、154之間施加電壓。
如圖17所示，在透明電極153、154之間未施加電壓V的狀態(tài)下，液晶分子157a按照其長軸方向相對(duì)玻璃基片151、152朝向斜向的原則取向。與此相對(duì)，如圖18所示，如果在透明電極153、154之間，為改變液晶分子157a的取向方向而施加足夠的電壓V，則在至少一部分液晶分子157a中，按照其長軸方向相對(duì)玻璃基片151、152接近垂直方向的原則，其取向方向發(fā)生變化。在該場合下，越接近于未形成取向部156的玻璃基片151的液晶分子157a其取向方向越易變化。此外電壓V越大，取向方向發(fā)生變化的液晶分子157a的數(shù)量及取向方向的變化量越增加。
液晶分子157a的取向方向變化后，入射光的偏振光方向與液晶分子157a的長軸方向所構(gòu)成的夾角發(fā)生變化。液晶分子157a在通過其中的光的偏振光方向與液晶分子157a的長軸方向平行的場合及垂直的場合下，其折射率不同。因此，通過了施加了電壓V的狀態(tài)下的液晶層157的光相對(duì)通過了未施加電壓V的狀態(tài)下的液晶層157的光具有相位差。在電壓V的規(guī)定范圍內(nèi)，電壓V越大，相位差也越大。此外在電壓V一定的場合下，液晶層157的厚度越大，相位差也越大。因此如果按照光往復(fù)2次通過液晶層157時(shí)的相位差的最大值為π(rad)的原則設(shè)定液晶層157的厚度及電壓V的最大值，通過控制電壓V，可將相位差在0～π(rad)的范圍內(nèi)任意設(shè)定。
通過上述作用，相位空間光調(diào)制器138可按各像素的每一個(gè)將出射光的相位設(shè)定到3個(gè)以上值的任意一個(gè)。
此外由于相位空間光調(diào)制器138不使光的偏振光方向旋轉(zhuǎn)，因而在取代相位空間光調(diào)制器38采用相位空間光調(diào)制器138的場合下，將圖3中的偏振光束分光鏡35、33變更為分別具有半反射面的光束分光鏡?；蛘咭部梢栽谄窆馐止忡R35與相位空間光調(diào)制器138之間，設(shè)置四分之一波長片，將來自偏振光束分光鏡35的P偏振光由四分之一波長片轉(zhuǎn)換為圓偏振光，入射到相位空間光調(diào)制器138，將來自相位空間光調(diào)制器138的圓偏振光由四分之一波長片轉(zhuǎn)換為S偏振光，由偏振光束分光鏡面35a反射。
作為可按各像素的每一個(gè)將出射光的相位設(shè)定到3個(gè)以上值的任意一個(gè)的相位空間光調(diào)制器，并不局限于上述的采用了液晶的相位空間光調(diào)制器138，比如也可以采用按照利用超小鏡片裝置，對(duì)入射光的傳播方向，按各像素的每一個(gè)調(diào)整反射面位置的原則而構(gòu)成的裝置。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，信息光、記錄用參照光及再生用參照光均被同軸配置，而且在相同的位置收斂成為最小光徑，因而可簡化用于記錄及再生的光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成。
此外在本實(shí)施方式中，信息光可利用光束斷面整體承載信息，同樣，再生光也可利用光束斷面整體承載信息。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，可在利用全息照相術(shù)進(jìn)行信息記錄及再生的同時(shí)，不使信息量減少，簡化用于記錄及再生的光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成。
此外在本實(shí)施方式下，在光信息記錄媒體1，設(shè)置記錄用于信息光、記錄用參照光及再生用參照光的位置確定的信息的位置確定區(qū)(地址·伺服區(qū)6)，記錄再生光學(xué)系統(tǒng)使信息光、記錄用參照光及再生用參照光相對(duì)光信息記錄媒體1，在設(shè)置了位置確定區(qū)的位置邊收斂成為最小光徑邊進(jìn)行照射。這樣，記錄用參照光及再生用參照光同樣，將在設(shè)置了位置確定區(qū)的位置收斂成為最小光徑的光照射到位置確定區(qū)，對(duì)來自位置確定區(qū)的返光進(jìn)行檢測(cè)，由此可利用被記錄于位置確定區(qū)的信息進(jìn)行信息光、記錄用參照光及再生用參照光的位置確定。因此根據(jù)本實(shí)施方式，可不使記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，高精度地進(jìn)行針對(duì)光信息記錄媒體1的信息光、記錄用參照光及再生用參照光的位置確定。
此外根據(jù)本實(shí)施方式，由于將位置確定區(qū)相對(duì)信息記錄層3配置到記錄用參照光的入射側(cè)，因而來自位置確定區(qū)的返光不通過信息記錄層3。因而可以防止用于位置確定的光由于信息記錄層3而產(chǎn)生混亂，從而造成用于位置確定的信息的再生精度降低。
接下來，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2涉及的光信息記錄再生裝置及方法作以說明。圖19是表示本實(shí)施方式涉及的光信息記錄再生裝置中的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的說明圖。本實(shí)施方式涉及的光信息記錄再生裝置包含本實(shí)施方式涉及的光信息記錄裝置及光信息再生裝置。本實(shí)施方式中的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)包含光信息記錄裝置中的記錄光學(xué)系統(tǒng)及光信息再生裝置中的再生光學(xué)系統(tǒng)。
本實(shí)施方式基于記錄信息對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制，生成信息光。本實(shí)施方式中的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)中，取代圖3中的空間光調(diào)制器27，設(shè)置相位空間光調(diào)制器47，并在該相位空間光調(diào)制器47與偏振光束分光鏡46之間，設(shè)置選擇光的透過狀態(tài)與遮斷狀態(tài)的光閘48。相位空間光調(diào)制器47具有按格狀排列的多個(gè)像素，按每個(gè)像素從2個(gè)值或3個(gè)以上的值中選擇出射光相位，由此可對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。作為該相位空間光調(diào)制器47，可采用比如液晶元件。此外在光閘48中也可以采用液晶元件。
接下來，對(duì)本實(shí)施方式涉及的光信息記錄再生裝置的作用，分為伺服時(shí)、信息記錄時(shí)、信息再生時(shí)，依次進(jìn)行說明。此外在以下的說明中，包括本實(shí)施方式涉及的光信息記錄方法、光信息再生方法及光信息記錄再生方法的說明。
首先對(duì)伺服時(shí)的作用作以說明。在伺服時(shí)，光閘48處于遮斷狀態(tài)。伺服時(shí)的其它作用與實(shí)施方式1同樣。
接下來，參照?qǐng)D20，對(duì)采用相位被空間調(diào)制了的信息光及相位未被空間調(diào)制的記錄用參照光記錄信息的場合中的記錄時(shí)的作用作以說明。圖20是表示記錄時(shí)的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)主要部分的狀態(tài)的說明圖。在記錄時(shí)，光閘48成為透過狀態(tài)，相位空間光調(diào)制器47根據(jù)記錄信息，按每個(gè)像素從2個(gè)值或3個(gè)以上的值中選擇出射光相位，由此對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。這里為簡化說明，相位空間光調(diào)制器47按每個(gè)像素將出射光的相位設(shè)定到針對(duì)規(guī)定基準(zhǔn)相位的相位差成為+π/2(rad)的第1相位與針對(duì)基準(zhǔn)相位的相位差成為-π/2(rad)的第2相位的任意一個(gè)，由此對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。第1相位與第2相位的相位差為π(rad)。這樣，生成其相位被空間調(diào)制了的信息光。此外在信息光中，在第1相位的像素與第2相位的像素的界面部分，局部強(qiáng)度降低。
信息光與實(shí)施方式1同樣，由物鏡21聚光，在透明基片2與保護(hù)層5的界面上邊收斂成為最小光徑邊照射到光信息記錄媒體1。這樣，信息光在光信息記錄媒體1內(nèi)邊收斂邊通過信息記錄層3。
這里，相位空間光調(diào)制器38不對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制，把所有像素的出射光的相位作為針對(duì)規(guī)定基準(zhǔn)相位的相位差成為+π/2(rad)的第1相位，生成記錄用參照光。此外相位空間光調(diào)制器38也可以把所有像素的出射光的相位作為第2相位，也可以作為第1相位及第2相位中任意一個(gè)不同的一定的相位。
在圖20中，以記號(hào)“+”表示第1相位，以記號(hào)“-”表示第2相位。此外在圖20中，以“1”表示強(qiáng)度的最大值，以“0”表示強(qiáng)度的最小值。
記錄用參照光與實(shí)施方式1同樣，由物鏡31聚光，在透明基片2與保護(hù)層5的界面上邊收斂成為最小光徑邊照射到光信息記錄媒體1。這樣，記錄用參照光在光信息記錄媒體1內(nèi)邊發(fā)散邊通過信息記錄層3。
與實(shí)施方式1同樣，在信息記錄層3內(nèi)，信息光與記錄用參照光發(fā)生干涉，形成干涉圖，光源裝置42的出射光的輸出成為記錄用的高輸出時(shí)，該干涉圖在信息記錄層3內(nèi)被以立體形式記錄，形成反射型(雷普曼型)全息圖。
接下來，參照?qǐng)D21，對(duì)采用相位被空間調(diào)制了的信息光及相位未被空間調(diào)制的記錄用參照光記錄的信息再生時(shí)的作用作以說明。圖21是表示再生時(shí)的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)主要部分的狀態(tài)的說明圖。在再生時(shí)，光閘48成為遮斷狀態(tài)。相位空間光調(diào)制器38不對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制，將全部像素的出射光的相位作為針對(duì)規(guī)定基準(zhǔn)相位的相位差成為+π/2(rad)的第1相位，生成再生用參照光。此外圖21中的相位及強(qiáng)度的表示方法與圖20同樣。
再生用參照光與實(shí)施方式1同樣，由物鏡31聚光，在透明基片2與保護(hù)層5的界面上邊收斂成為最小光徑邊照射到光信息記錄媒體1。這樣，再生用參照光在光信息記錄媒體1內(nèi)邊發(fā)散邊通過信息記錄層3。
在信息記錄層3，通過照射再生用參照光，發(fā)生與記錄時(shí)的信息光對(duì)應(yīng)的再生光。該再生光與記錄時(shí)的信息光同樣，其光的相位被空間調(diào)制。再生光邊收斂邊在透明基片2側(cè)傳播，在透明基片2與保護(hù)層5的界面上成為最小光徑后，邊發(fā)散邊由光信息記錄媒體1出射，通過物鏡31，成為平行光束，通過四分之一波長片32及偏振光束分光鏡33的偏振光束分光鏡面33a，入射到光檢測(cè)器34。
此外照射到光信息記錄媒體1的再生用參照光的一部分在透明基片2與保護(hù)層5的界面上反射，邊發(fā)散邊由光信息記錄媒體1出射，通過物鏡31成為平行光束，通過四分之一波長片32及偏振光束分光鏡33的偏振光束分光鏡面33a，入射到光檢測(cè)器34。
在實(shí)際中，再生光與在透明基片2與保護(hù)層5的界面上反射的再生用參照光被疊加，生成合成光，該合成光由光檢測(cè)器34接收。合成光與所記錄的信息對(duì)應(yīng)，成為其強(qiáng)度被空間調(diào)制了的光。因此由光檢測(cè)器34檢測(cè)出合成光的強(qiáng)度的2維圖形，由此信息被再生。
這里，參照?qǐng)D22A至圖22E，對(duì)上述再生時(shí)的再生光、再生用參照光及合成光作詳細(xì)說明。圖22A表示再生光的強(qiáng)度，圖22B表示再生光的相位，圖22C表示再生用參照光的強(qiáng)度，圖22D表示再生用參照光的相位，圖22E表示合成光的強(qiáng)度。圖22A至圖22E表示將信息光的每個(gè)像素的相位設(shè)定到針對(duì)基準(zhǔn)相位的相位差成為+π/2(rad)的第1相位與針對(duì)基準(zhǔn)相位的相位差成為-π/2(rad)的第2相位的任意一個(gè)的場合的示例。因此在圖22A至圖22E所示的示例中，再生光的每個(gè)像素的相位與信息光同樣，成為第1相位與第2相位的任意一個(gè)。此外再生用參照光的每個(gè)像素的相位均成為第1相位。這里，如果再生光的強(qiáng)度與再生用參照光的強(qiáng)度相等，則如圖22E所示，在再生光的相位成為第1相位的像素中，合成光的強(qiáng)度將大于再生光的強(qiáng)度及再生用參照光的強(qiáng)度，在再生光的相位成為第2相位的像素中，原理上合成光的強(qiáng)度為零。
接下來，參照?qǐng)D23，對(duì)采用相位被空間調(diào)制了的信息光及相位被空間調(diào)制了的記錄用參照光記錄信息的場合中的記錄時(shí)的作用作以說明。圖23是表示記錄時(shí)的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)主要部分的狀態(tài)的說明圖。在記錄時(shí)，光閘48處于透過狀態(tài)，相位空間光調(diào)制器47根據(jù)記錄的信息，按每個(gè)像素從2個(gè)值或3個(gè)以上的值中選擇出射光相位，由此對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。這里為簡化說明，相位空間光調(diào)制器47按每個(gè)像素將出射光的相位設(shè)定到第1相位與第2相位的任意一個(gè)，由此對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。這樣，生成其相位被空間調(diào)制了的信息光。
信息光與實(shí)施方式1同樣，由物鏡21聚光，在透明基片2與保護(hù)層5的界面上邊收斂成為最小光徑邊照射到光信息記錄媒體1。這樣，信息光在光信息記錄媒體1內(nèi)邊收斂邊通過信息記錄層3。
相位空間光調(diào)制器38通過按每個(gè)像素從2個(gè)值或3個(gè)以上的值中選擇出射光的相位，對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。這里，相位空間光調(diào)制器38按每個(gè)像素將出射光的相位設(shè)定到規(guī)定的基準(zhǔn)相位與針對(duì)基準(zhǔn)相位的相位差成為+π/2(rad)的第1相位及針對(duì)基準(zhǔn)相位的相位差成為-π/2(rad)的第2相位的任意一個(gè)，由此對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。在圖23中，以記號(hào)“0”表示基準(zhǔn)相位。圖23中的其它相位及強(qiáng)度的表示方法與圖20相同。此外在記錄用參照光中，在相位發(fā)生變化的部分，局部強(qiáng)度降低。
記錄用參照光與實(shí)施方式1同樣，由物鏡31聚光，在透明基片2與保護(hù)層5的界面上邊收斂成為最小光徑邊照射到光信息記錄媒體1。這樣，記錄用參照光在光信息記錄媒體1內(nèi)邊發(fā)散邊通過信息記錄層3。
與實(shí)施方式1同樣，在信息記錄層3內(nèi)，信息光與記錄用參照光發(fā)生干涉，形成干涉圖，光源裝置42的出射光的輸出成為記錄用的高輸出時(shí)，該干涉圖在信息記錄層3內(nèi)被以立體形式記錄，形成反射型(雷普曼型)全息圖。
接下來，參照?qǐng)D24，對(duì)采用相位被空間調(diào)制了的信息光及相位被空間調(diào)制了的記錄用參照光記錄的信息再生時(shí)的作用作以說明。圖24是表示再生時(shí)的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)主要部分的狀態(tài)的說明圖。在再生時(shí)，光閘48成為遮斷狀態(tài)。相位空間光調(diào)制器38與記錄時(shí)同樣，對(duì)出射光的相位進(jìn)行空間調(diào)制，生成其相位被空間調(diào)制了的再生用參照光。此外圖24中的相位及強(qiáng)度的表示方法與圖23同樣。
再生用參照光與實(shí)施方式1同樣，由物鏡31聚光，在透明基片2與保護(hù)層5的界面上邊收斂成為最小光徑邊照射到光信息記錄媒體1。這樣，再生用參照光在光信息記錄媒體1內(nèi)邊發(fā)散邊通過信息記錄層3。
在信息記錄層3，通過照射再生用參照光，發(fā)生與記錄時(shí)的信息光對(duì)應(yīng)的再生光。該再生光與記錄時(shí)的信息光同樣，其光的相位被空間調(diào)制。再生光邊收斂邊在透明基片2側(cè)傳播，在透明基片2與保護(hù)層5的界面上成為最小光徑后，邊發(fā)散邊由光信息記錄媒體1出射，通過物鏡31，成為平行光束，通過四分之一波長片32及偏振光束分光鏡33的偏振光束分光鏡面33a，入射到光檢測(cè)器34。
此外照射到光信息記錄媒體1的再生用參照光的一部分在透明基片2與保護(hù)層5的界面上反射，邊發(fā)散邊由光信息記錄媒體1出射，通過物鏡31成為平行光束，通過四分之一波長片32及偏振光束分光鏡33的偏振光束分光鏡面33a，入射到光檢測(cè)器34。
在實(shí)際中，再生光與在透明基片2與保護(hù)層5的界面上反射的再生用參照光被疊加，生成合成光，該合成光由光檢測(cè)器34接收。合成光與所記錄的信息對(duì)應(yīng)，成為其強(qiáng)度被空間調(diào)制了的光。因此由光檢測(cè)器34檢測(cè)出合成光的強(qiáng)度的2維圖形，由此信息被再生。
這里，參照?qǐng)D25A至圖25E，對(duì)上述再生時(shí)的再生光、再生用參照光及合成光作詳細(xì)說明。圖25A表示再生光的強(qiáng)度，圖25B表示再生光的相位，圖25C表示再生用參照光的強(qiáng)度，圖25D表示再生用參照光的相位，圖25B表示合成光的強(qiáng)度。圖25A至圖25E表示將信息光的每個(gè)像素的相位設(shè)定到第1相位與第2相位的任意一個(gè)，將記錄用參照光及再生用參照光的每個(gè)像素的相位設(shè)定到了基準(zhǔn)相位、第1相位及第2相位的任意一個(gè)的場合下的示例。在該場合下，再生光的每個(gè)像素的相位與信息光同樣，成為第1相位與第2相位的任意一個(gè)。因此再生光與再生用參照光的相位差成為零、±π/2(rad)、±π(rad)的任意一個(gè)。這里，如果再生光的強(qiáng)度與再生用參照光的強(qiáng)度相等，則如圖25E所示，合成光的強(qiáng)度在再生光與再生用參照光的相位差成為零的像素中達(dá)到最大，在再生光與再生用參照光的相位差是±π(rad)的像素中原理上為零，在再生光與再生用參照光的相位差成為±π/2(rad)的像素中，達(dá)到相位差為零的像素中的強(qiáng)度的1/2。在圖25E中，以“0”表示相位差成為±π(rad)的像素中的強(qiáng)度，以“1”表示相位差成為±π/2(rad)的像素中的強(qiáng)度，以“2”表示相位差為零的像素中的強(qiáng)度。
在圖23、圖24及圖25A至圖25E所示的示例中，合成光的每個(gè)像素的強(qiáng)度達(dá)到3個(gè)值。這樣，比如如圖25E所示，可使強(qiáng)度“0”與2位數(shù)據(jù)“00”對(duì)應(yīng)，強(qiáng)度“1”與2位數(shù)據(jù)“01”對(duì)應(yīng)，強(qiáng)度“2”與2位數(shù)據(jù)“10”對(duì)應(yīng)。這樣，在圖23、圖24及圖25A至圖25E所示的示例中，與圖20、圖21及圖22A至圖22E所示的示例中的合成光每個(gè)像素的強(qiáng)度成為2個(gè)值的場合相比，可以在使再生光的強(qiáng)度及相位相同的同時(shí)，增加合成光所承載的信息量，其結(jié)果是，可提高光信息記錄媒體1的記錄密度。
接下來，對(duì)再生光的相位、再生用參照光的相位及合成光的強(qiáng)度關(guān)系作詳細(xì)說明。
合成光是對(duì)再生光及再生用參照光這2種光波疊加后的光。因而如果把再生光的振幅及再生用參照光的振幅均設(shè)為a0，把再生光與再生用參照光的相位差設(shè)為δ，則合成光的強(qiáng)度I由下式表達(dá)。
I＝2a02+2a02cosδ＝2a02(1+cosδ)＝4a02cos2(δ/2)通過上式，可看出合成光的強(qiáng)度I根據(jù)再生光與再生用參照光的相位差發(fā)生變化。因而如果再生光與再生用參照光的相位差的絕對(duì)值，即信息光與再生用參照光的相位差的絕對(duì)值比如從零開始在π(rad)范圍內(nèi)達(dá)到n(n是2以上的整數(shù))值，則合成光的強(qiáng)度I也成為n值。
如上所述，在本實(shí)施方式涉及的光信息記錄再生方法中，通過檢測(cè)出將再生光與再生用參照光疊加所生成的合成光的強(qiáng)度的2維圖形，可以基于記錄的信息根據(jù)基于其相位被空間調(diào)制了的信息光與記錄用參照光的干涉的干涉圖使被記錄于信息記錄層3的信息再生。
不過，如圖23、圖24及圖25A至圖25E所示，在利用其相位被空間調(diào)制了的信息光及相位被空間調(diào)制了的記錄用參照光，在光信息記錄媒體1的信息記錄層3中記錄信息的場合下，基于應(yīng)記錄的信息及記錄該信息時(shí)所采用的記錄用參照光的相位調(diào)制圖，決定信息光的相位調(diào)制圖。參照?qǐng)D25A至圖25E對(duì)其作詳細(xì)說明。由于被記錄于信息記錄層3的信息基于合成光的強(qiáng)度圖再生，因而應(yīng)記錄的信息被轉(zhuǎn)換為圖25E所示的所希望的合成光強(qiáng)度圖數(shù)據(jù)。記錄用參照光的相位調(diào)制圖與圖25D所示的再生用參照光的相位調(diào)制圖同樣。信息光的相位調(diào)制圖通過采用了圖25E所示的所希望的合成光強(qiáng)度圖數(shù)據(jù)與圖25D所示的再生用參照光及記錄用參照光的相位調(diào)制圖數(shù)據(jù)的相位運(yùn)算，被按照與圖25B所示的所希望的再生光相位調(diào)制圖相同的原則被決定。
按上述方法，對(duì)于利用相位調(diào)制圖被決定了的信息光與記錄用參照光記錄了信息的信息記錄層3，如果照射圖25D所示的具有與記錄用參照光相同相位的調(diào)制圖的再生用參照光，可獲得具有圖25E所示的強(qiáng)度圖形的合成光，基于該合成光的強(qiáng)度圖，記錄于信息記錄層3的信息被再生。
記錄用參照光及再生用參照光的相位調(diào)制圖也可以基于成為用戶的個(gè)人的固有信息作成。作為個(gè)人的固有信息，有密碼、指紋、聲紋、虹膜底紋等。在按此操作的場合下，只有在光信息記錄媒體1中記錄了信息的特定個(gè)人才能再生該信息。
如上所述，在本實(shí)施方式中，在信息記錄時(shí)，基于記錄的信息將其相位被空間調(diào)制了的信息光及記錄用參照光照射到光信息記錄媒體1的信息記錄層3，根據(jù)基于信息光及記錄用參照光的干涉的干涉圖在信息記錄層3記錄信息。此外在信息再生時(shí)，將再生用參照光照射到信息記錄層3，據(jù)此使由信息記錄層3發(fā)生的再生光及再生用參照光疊加，生成合成光，檢測(cè)該合成光，使信息再生。
因此，根據(jù)本實(shí)施方式，在信息再生時(shí)沒有必要將再生光與再生用參照光分離。因此在信息記錄時(shí)，也不必使信息光與記錄用參照光按照互相構(gòu)成規(guī)定的角度的原則入射到記錄媒體。因此根據(jù)本實(shí)施方式，可縮小用于記錄及再生的光學(xué)系統(tǒng)而構(gòu)成。
此外在傳統(tǒng)的再生方法中，由于將再生光與再生用參照光分離，只檢測(cè)再生光，因而存在著在檢測(cè)再生光的光檢測(cè)器中也入射再生用參照光后，再生信息的SN比劣化的問題點(diǎn)。與此相對(duì)，在本實(shí)施方式中，由于利用再生光和再生用參照光使信息再生，因此不會(huì)由于再生用參照光而引起再生信息的SN比劣化。因此根據(jù)本實(shí)施方式，可提高再生信息的SN比。
本實(shí)施方式中的其它構(gòu)成、作用及效果與實(shí)施方式1相同。
接下來，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式3涉及的光信息記錄再生裝置及方法作以說明。本實(shí)施方式涉及的光信息記錄再生裝置包含本實(shí)施方式涉及的光信息記錄裝置及光信息再生裝置。本實(shí)施方式中的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)包含光信息記錄裝置中的記錄光學(xué)系統(tǒng)及光信息再生裝置中的再生光學(xué)系統(tǒng)。
本實(shí)施方式通過對(duì)通過了光信息記錄媒體1的信息記錄層3后的記錄用參照光基于記錄的信息進(jìn)行空間調(diào)制并反射來生成信息光。
圖26是表示本實(shí)施方式涉及的光信息記錄再生裝置中的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的說明圖。在本實(shí)施方式中，如圖26所示，雖然作為光信息記錄媒體1，采用圖2所示的地址·伺服區(qū)6被設(shè)于透明基片2與信息記錄層3的界面的媒體，但也可以采用圖1所示的構(gòu)成的媒體。此外如后所述，在本實(shí)施方式下，不進(jìn)行聚焦伺服。
如圖26所示，本實(shí)施方式涉及的光信息記錄再生裝置具備按照與光信息記錄媒體1的透明基片2對(duì)置的原則配置的光頭下部240A、按照與光信息記錄媒體1的透明基片4對(duì)置的原則配置的光頭上部240B。光頭下部240A與光頭上部240B被配置到裹夾光信息記錄媒體1互相對(duì)置的位置。
光頭下部240A與光頭上部240B分別具有在光信息記錄媒體1上方浮動(dòng)的上浮型光頭本體241A、241B。上浮型光頭本體241A、241B分別通過懸桿272A、272B與后述的托架接續(xù)。
在光頭下部240A的光頭本體241A內(nèi)的底部，半導(dǎo)體激光器243通過支持臺(tái)242被固定，同時(shí)，反射型相位空間光調(diào)制器244及光檢測(cè)器245被固定。在光檢測(cè)器245的受光面，安裝有微型透鏡陣列246。此外在光頭本體241A內(nèi)，在相位空間光調(diào)制器244及光檢測(cè)器245的上方設(shè)有棱鏡塊248。在棱鏡塊248的半導(dǎo)體激光器243側(cè)的端部附近設(shè)有準(zhǔn)直儀透鏡247。此外在與光頭本體241A中的光信息記錄媒體1對(duì)置的面內(nèi)形成有開口部，在該開口部設(shè)有物鏡250。在該物鏡250與棱鏡塊248之間設(shè)有四分之一波長片249。
相位空間光調(diào)制器244與實(shí)施方式1中的反射型相位空間光調(diào)制器38相同。
光檢測(cè)器245與實(shí)施方式1中的光檢測(cè)器34相同。微型透鏡陣列246具有被配置于與光檢測(cè)器245的各像素的受光面對(duì)置的位置上的多個(gè)微型透鏡。
棱鏡塊248具有偏振光束分光鏡面248a及反射面248b。在偏振光束分光鏡面248a與反射面248b中，偏振光束分光鏡面248a被靠近準(zhǔn)直儀透鏡247配置。偏振光束分光鏡面248a與反射面248b均按照其法線方向相對(duì)準(zhǔn)直儀透鏡247的光軸方向傾斜45°，而且互相平行的原則配置。
相位空間光調(diào)制器244被配置于偏振光束分光鏡面248a的下方位置，光檢測(cè)器245被配置于反射面248b的下方位置。四分之一波長片249及物鏡250被配置于偏振光束分光鏡面248a的上方位置。準(zhǔn)直儀透鏡247及物鏡250也可以是全息透鏡。
棱鏡塊248的偏振光束分光鏡面248a如后文詳述，由偏振光方向的不同，將通過四分之一波長片249前的記錄用參照光及再生用參照光的光路與來自通過四分之一波長片249后的光信息記錄媒體1的返光的光路分離。
在與光頭上部240B的光頭本體241B中的光信息記錄媒體1對(duì)置的面上形成有開口部，在該開口部設(shè)有物鏡251。物鏡251也可以是全息透鏡及菲涅爾透鏡。在光頭本體241B內(nèi)，按照與物鏡251對(duì)置的原則，設(shè)有反射型空間光調(diào)制器252?？臻g光調(diào)制器252具有按格狀排列的多個(gè)像素，通過按每個(gè)像素選擇光的強(qiáng)度或相位，可對(duì)出射光的強(qiáng)度或相位進(jìn)行空間調(diào)制，生成承載了信息的信息光。作為該空間光調(diào)制器252，比如可以采用液晶元件。在空間光調(diào)制器252對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制的場合下，在物鏡251與空間光調(diào)制器252之間，設(shè)有采用了液晶元件等的光閘。
圖27是表示光頭下部240A的斜視圖。如圖27所示，光頭下部240A的上浮型光頭本體241A在光信息記錄媒體1的對(duì)置面上具有按凸出狀設(shè)置的2個(gè)導(dǎo)軌部261。導(dǎo)軌部261的光信息記錄媒體1側(cè)面成為空氣軸承面。在導(dǎo)軌部261中的空氣流入側(cè)的端部附近，設(shè)有按照越靠近端部側(cè)越遠(yuǎn)離光信息記錄媒體1的原則形成的錐部262。光頭本體241A通過由錐部262流入的空氣，在空氣軸承面與光信息記錄媒體1之間形成微小空隙，同時(shí)從光信息記錄媒體1上浮。物鏡250被配置于2個(gè)導(dǎo)軌部261之間。光頭本體241A上浮時(shí)的空氣軸承面與光信息記錄媒體1之間的間隙大小為0.05μm，而且穩(wěn)定。因此在光頭下部240A，在光頭本體241A上浮時(shí)，由于物鏡250與光信息記錄媒體1之間的距離幾乎保持一定，因而不需要聚焦伺服。
雖然未圖示，光頭上部240B的光頭本體241B的結(jié)構(gòu)與光頭本體241A相同。因此在光頭上部240B中也不需要聚焦伺服。
圖28是表示本實(shí)施方式涉及的光信息記錄再生裝置的外觀的平面圖。如圖28所示，光信息記錄再生裝置具備安裝有光信息記錄媒體1的轉(zhuǎn)軸271、使該轉(zhuǎn)軸271旋轉(zhuǎn)的未圖示的轉(zhuǎn)軸電機(jī)。光信息記錄再生裝置還具備具有按照裹夾光信息記錄媒體1的原則配置的2個(gè)支臂的托架273、驅(qū)動(dòng)該托架273的音圈電機(jī)274。支臂前端部可在光信息記錄媒體1的軌跡橫斷方向移動(dòng)。光頭上部240B在上側(cè)支臂前端部通過懸桿272B安裝，圖28中未圖示，光頭下部240A在下側(cè)支臂前端部通過懸桿272A安裝。在光信息記錄再生裝置中，通過托架273及音圈電機(jī)274，光頭下部240A及光頭上部240B沿光信息記錄媒體1的軌跡橫斷方向移動(dòng)，進(jìn)行軌跡的變更及跟蹤伺服。
接下來，對(duì)本實(shí)施方式涉及的光信息記錄再生裝置的作用作以說明。首先，對(duì)伺服時(shí)的作用作以說明。在伺服時(shí)，在空間光調(diào)制器252對(duì)光的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制的場合下，空間光調(diào)制器252的全部像素處于遮斷狀態(tài)，在空間光調(diào)制器252對(duì)光的相位進(jìn)行調(diào)制的場合下，光閘處于遮斷狀態(tài)。此外相位空間光調(diào)制器244按照通過各像素的光均達(dá)到相同相位的原則被設(shè)定。半導(dǎo)體激光器243的出射光的輸出被設(shè)定到再生用的低輸出。
半導(dǎo)體激光器243使相干的S偏振光出射。由半導(dǎo)體激光器243出射的S偏振光的激光通過準(zhǔn)直儀透鏡247成為平行光束，入射到棱鏡塊248的偏振光束分光鏡面248a，由該偏振光束分光鏡面248a反射，入射到相位空間光調(diào)制器244。相位空間光調(diào)制器244的出射光的偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°，成為P偏振光。
由于相位空間光調(diào)制器244的出射光是P偏振光，因而透過棱鏡塊248的偏振光束分光鏡面248a，并通過四分之一波長片249，成為圓偏振光。該光由物鏡250聚光，邊在透明基片2與信息記錄層3的界面上收斂成為最小光徑邊照射到光信息記錄媒體1。由物鏡250照射到光信息記錄媒體1的光由透明基片2與信息記錄層3的界面反射后生成的返光通過物鏡250成為平行光束，并通過四分之一波長片249，成為S偏振光。該返光由棱鏡塊248的偏振光束分光鏡面248a反射，并由反射面248b反射，經(jīng)過微型透鏡陣列246，入射到光檢測(cè)器245。因此基于光檢測(cè)器245的輸出，可得到地址信息及跟蹤誤差信息。此外跟蹤誤差信息的生成方法及跟蹤伺服方法比如與實(shí)施方式1相同。
接下來，對(duì)信息記錄時(shí)的作用作以說明。在記錄時(shí)，半導(dǎo)體激光器243的出射光的輸出成為脈沖狀記錄用的高輸出。在記錄時(shí)，由半導(dǎo)體激光器243出射的S偏振光的激光通過準(zhǔn)直儀透鏡247成為平行光束，入射到棱鏡塊248的偏振光束分光鏡面248a，由該偏振光束分光鏡面248a反射，入射到相位空間光調(diào)制器244。在進(jìn)行基于相位編碼多重方式的多重記錄的場合下，由相位空間光調(diào)制器244對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制，生成記錄用參照光，在不進(jìn)行基于相位編碼多重方式的多重記錄的場合下，不由相位空間光調(diào)制器244對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制，對(duì)全部像素生成其光的相位相同的記錄用參照光。相位空間光調(diào)制器244的出射光的偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°，成為P偏振光。
由于作為相位空間光調(diào)制器244的出射光的記錄用參照光是P偏振光，因而透過棱鏡塊248的偏振光束分光鏡面248a，并通過四分之一波長片249，成為圓偏振光。該記錄用參照光由物鏡250聚光，邊在透明基片2與信息記錄層3的界面上收斂成為最小光徑邊照射到光信息記錄媒體1。記錄用參照光在光信息記錄媒體1內(nèi)，邊發(fā)散邊通過信息記錄層3。
通過了記錄層3的記錄用參照光繼續(xù)通過透明基片4，由光頭上部240B中的物鏡251成為平行光束，入射到空間光調(diào)制器252，由該空間光調(diào)制器252基于記錄的信息對(duì)光的強(qiáng)度或相位進(jìn)行空間調(diào)制并反射，生成信息光。
此外在本實(shí)施方式中，在利用相位被空間調(diào)制了的記錄用參照光及相位被空間調(diào)制了的信息光記錄信息的場合下，對(duì)于相位被空間調(diào)制了的記錄用參照光，除了由空間光調(diào)制器252進(jìn)一步進(jìn)行相位調(diào)制，還生成具有所希望的相位調(diào)制圖的信息光。信息光的相位調(diào)制圖被基于應(yīng)記錄的信息及記錄該信息時(shí)采用的記錄用參照光的相位調(diào)制圖決定。
信息光由物鏡251聚光，邊在透明基片2與信息記錄層3的界面上收斂成為最小光徑邊照射到光信息記錄媒體1。信息光在光信息記錄媒體1內(nèi)，邊收斂邊通過信息記錄層3。
與實(shí)施方式1或2同樣，在信息記錄層3內(nèi)，信息光與記錄用參照光發(fā)生干涉，形成干涉圖，半導(dǎo)體激光器243的出射光的輸出成為記錄用高輸出時(shí)，該干涉圖在信息記錄層3內(nèi)被以立體形式記錄，形成反射型(雷普曼型)全息圖。
接下來對(duì)再生時(shí)的作用作以說明。在再生時(shí)，在空間光調(diào)制器252對(duì)光的強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制的場合下，空間光調(diào)制器252的全部像素處于遮斷狀態(tài)，在空間光調(diào)制器252對(duì)光的相位進(jìn)行調(diào)制的場合下，光閘處于遮斷狀態(tài)。半導(dǎo)體激光器243的出射光的輸出被設(shè)定到再生用的低輸出。
在再生時(shí)，由半導(dǎo)體激光器243出射的S偏振光的激光通過準(zhǔn)直儀透鏡247成為平行光束，入射到棱鏡塊248的偏振光束分光鏡面248a，由該偏振光束分光鏡面248a反射，入射到相位空間光調(diào)制器244。在進(jìn)行基于相位編碼多重方式的多重記錄的場合下，由相位空間光調(diào)制器244對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制，生成再生用參照光，在不進(jìn)行基于相位編碼多重方式的多重記錄的場合下，不由相位空間光調(diào)制器244對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制，對(duì)全部像素生成其光的相位相同的再生用參照光。相位空間光調(diào)制器244的出射光的偏振光方向旋轉(zhuǎn)90°，成為P偏振光。
由于作為相位空間光調(diào)制器244的出射光的再生用參照光是P偏振光，因而透過棱鏡塊248的偏振光束分光鏡面248a，并通過四分之一波長片249，成為圓偏振光。該再生用參照光由物鏡250聚光，邊在透明基片2與信息記錄層3的界面上收斂成為最小光徑邊照射到光信息記錄媒體1。再生用參照光在光信息記錄媒體1內(nèi)，邊發(fā)散邊通過信息記錄層3。
在信息記錄層3，通過照射再生用參照光，發(fā)生與記錄時(shí)的信息光對(duì)應(yīng)的再生光。該再生光的光強(qiáng)度或相位已被進(jìn)行空間調(diào)制。再生光由物鏡250成為平行光束，并通過四分之一波長片249，成為S偏振光。再生光由棱鏡塊248的偏振光束分光鏡面248a反射，再由反射面248b反射，經(jīng)過微型透鏡陣列246，入射到光檢測(cè)器245。在再生光的光強(qiáng)度已被進(jìn)行空間調(diào)制的場合下，由光檢測(cè)器245檢測(cè)出再生光強(qiáng)度的2維圖，信息被再生。在再生光的光相位已被進(jìn)行空間調(diào)制的場合下，由透明基片2與信息記錄層3的界面反射的記錄用參照光與再生光同樣入射到光檢測(cè)器245，因而再生光與記錄用參照光被疊加，生成合成光，該合成光由光檢測(cè)器245接收。合成光與所記錄的信息對(duì)應(yīng)，成為其強(qiáng)度被空間調(diào)制了的光。因此由光檢測(cè)器245檢測(cè)出合成光強(qiáng)度的2維圖，據(jù)此信息被再生。
圖29是表示本實(shí)施方式中的記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的變形例的說明圖。在該變形例中，取代圖26中的物鏡251及反射型空間光調(diào)制器252，設(shè)置透過型空間光調(diào)制器281、被配置于該空間光調(diào)制器281中的光信息記錄媒體1的相反側(cè)的角型反射鏡集合體282。角型反射鏡集合體282具有被配置于與空間光調(diào)制器281的各像素對(duì)應(yīng)的位置的多個(gè)角型反射鏡。
在圖29所示的變形例中，在信息記錄時(shí)，通過了光信息記錄媒體1的記錄用參照光通過空間光調(diào)制器281入射到角型反射鏡集合體282。從光信息記錄媒體1側(cè)入射到空間光調(diào)制器281，并通過了空間光調(diào)制器281的像素的光由與該像素對(duì)應(yīng)的角型反射鏡反射，沿角型反射鏡集合體282的入射方向的相反方向傳播，再次通過空間光調(diào)制器281中的同一像素，入射到光信息記錄媒體1。這樣，通過了光信息記錄媒體1的信息記錄層3之后的記錄用參照光由空間光調(diào)制器281進(jìn)行空間調(diào)制，并通過由角型反射鏡集合體282反射而生成信息光。該信息光邊在透明基片2與信息記錄層3的界面上收斂成為最小光徑邊照射到光信息記錄媒體1。信息光在光信息記錄媒體1內(nèi)，邊收斂邊通過信息記錄層3。
如上所述，在本實(shí)施方式中，通過對(duì)通過了光信息記錄媒體1的信息記錄層3之后的記錄用參照光基于記錄的信息進(jìn)行空間調(diào)制并反射，生成信息光。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，記錄再生光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得簡單。此外根據(jù)本實(shí)施方式，在光頭下部240A與光頭上部240B之間，不必設(shè)置不經(jīng)由光信息記錄媒體1的光路。這樣，可采用上浮型光頭本體241A、241B。此外通過采用上浮型光頭本體241A、241B，不需要聚焦伺服。
此外在本實(shí)施方式中，也可以不使光頭本體241A、241B成為上浮型，使物鏡250、251或光頭本體241A、241B沿光信息記錄媒體1的厚度方向移動(dòng)，進(jìn)行聚焦伺服。
本實(shí)施方式中的其它構(gòu)成、作用及效果與實(shí)施方式1或2相同。
此外本發(fā)明不限定于上述各實(shí)施方式，可進(jìn)行各種變更。比如在上述實(shí)施方式中，雖然在光信息記錄媒體1中的地址·伺服區(qū)6中，由預(yù)置凸凹點(diǎn)記錄地址信息等，但也可不設(shè)置預(yù)置凸凹點(diǎn)，在接近于信息記錄層3的透明基片2的部分有選擇地照射高輸出激光，使該部分的折射率有選擇地變化，由此存儲(chǔ)地址信息等，確定格式。
此外雖然在各實(shí)施方式中，由相位編碼多重方式進(jìn)行信息的多重記錄，但本發(fā)明也包含不進(jìn)行基于相位編碼多重方式的多重記錄的場合。
如上所述，在本發(fā)明的光信息記錄裝置或光信息記錄方法中，信息光和記錄用參照光被同軸配置，而且在相同的位置收斂成為最小光徑，同時(shí)信息光可利用光束斷面整體承載信息。因此根據(jù)本發(fā)明，可利用全息照相術(shù)進(jìn)行信息記錄，同時(shí)不減少信息量，簡化用于記錄的光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成。
此外在本發(fā)明的光信息記錄裝置中，作為光信息記錄媒體，可以采用設(shè)置了記錄信息光和記錄用參照光的位置確定用信息的位置確定區(qū)的媒體，記錄光學(xué)系統(tǒng)使信息光和記錄用參照光對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向在設(shè)置了位置確定區(qū)的位置邊收斂成為最小光徑邊進(jìn)行照射，光信息記錄裝置可具備位置控制單元，其利用被記錄于位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)光信息記錄媒體的信息光和記錄用參照光的位置。在該場合下，可以高精度地進(jìn)行用于針對(duì)光信息記錄媒體的記錄的光的位置確定。
此外在本發(fā)明的光信息記錄裝置中，位置確定區(qū)可以被配置于相對(duì)信息記錄層記錄用參照光的入射側(cè)。在該場合下，可防止為位置確定而采用的光由于信息記錄層而造成混亂，從而降低用于位置確定的信息的再生精度。
此外本發(fā)明的光信息記錄裝置中，信息光生成單元也可以基于記錄的信息對(duì)通過信息記錄層后的記錄用參照光進(jìn)行空間調(diào)制并反射，由此生成信息光。在該場合下，信息光生成單元可更簡化用于記錄的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
此外在本發(fā)明的光信息再生裝置或光信息再生方法中，按照在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向設(shè)置了位置確定區(qū)的位置再生用參照光成為最小光徑的原則，對(duì)光信息記錄媒體照射再生用參照光，再生用參照光的照射與再生光的捕獲由光信息記錄媒體中的記錄用參照光的入射側(cè)進(jìn)行，而且再生用參照光及再生光被同軸配置。此外再生光可利用光束斷面整體承載信息。因此根據(jù)本發(fā)明，可利用全息照相術(shù)進(jìn)行信息再生，同時(shí)不減少信息量，簡化用于再生的光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成。此外根據(jù)本發(fā)明，由于利用被記錄于位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)光信息記錄媒體的再生用參照光的位置，因此可高精度地進(jìn)行針對(duì)光信息記錄媒體的再生用光的位置確定。
此外，在本發(fā)明的光信息記錄再生裝置或光信息記錄再生方法中，信息光、記錄用參照光、再生用參照光均被同軸配置，而且在相同的位置收斂成為最小光徑，同時(shí)信息光可利用光束斷面整體承載信息。因此根據(jù)本發(fā)明，可利用全息照相術(shù)進(jìn)行信息記錄及再生，同時(shí)不減少信息量，簡化用于記錄及再生的光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成。
此外本發(fā)明的光信息記錄再生裝置中，作為光信息記錄媒體，可采用設(shè)置了用于信息光和記錄用參照光及再生用參照光的位置確定的信息被記錄的位置確定區(qū)的部位，記錄再生光學(xué)系統(tǒng)使信息光和記錄用參照光及再生用參照光對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向在設(shè)置了位置確定區(qū)的位置邊收斂成為最小光徑邊進(jìn)行照射，光信息記錄再生裝置可具備位置控制單元，其利用被記錄于位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)光信息記錄媒體的信息光、記錄用參照光和再生用參照光的位置。在該場合下，可高精度地進(jìn)行用于針對(duì)光信息記錄媒體的記錄及再生的光的位置確定。
此外在本發(fā)明的光信息記錄再生裝置中，位置確定區(qū)可以被配置于相對(duì)信息記錄層記錄用參照光及再生用參照光的入射側(cè)。在該場合下，可防止用于位置確定而采用的光由于信息記錄層而造成混亂，從而降低用于位置確定的信息的再生精度。
此外本發(fā)明的光信息記錄再生裝置中，信息光生成單元也可以基于記錄的信息對(duì)通過信息記錄層后的記錄用參照光進(jìn)行空間調(diào)制并反射，由此生成信息光。在該場合下，可更簡化用于記錄的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
此外本發(fā)明的光信息記錄媒體具備有信息記錄層，其利用全息照相術(shù)記錄信息；記錄用參照光及再生用參照光入射，射出再生光的第1面；承載了記錄的信息的信息光入射的第2面；位置確定區(qū)，其相對(duì)信息記錄層被配置到第1面?zhèn)龋涗浻糜谟涗浻脜⒄展?、信息光及再生用參照光的位置確定的信息。因此根據(jù)本發(fā)明，可將信息光、記錄用參照光、再生用參照光同軸配置，而且對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向，邊在設(shè)置了位置確定區(qū)的位置收斂成為最小光徑，邊在光信息記錄媒體上照射。在該場合下，信息光可利用光束斷面整體承載信息。因此根據(jù)本發(fā)明，可利用全息照相術(shù)進(jìn)行信息記錄及再生，同時(shí)不減少信息量，簡化用于記錄及再生的光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成。此外根據(jù)本發(fā)明，由于可以利用被記錄于位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)光信息記錄媒體的信息光、記錄用參照光和再生用參照光的位置，因而可高精度地進(jìn)行用于針對(duì)光信息記錄媒體的記錄或再生的光的位置確定。
基于上述說明，可以知道實(shí)施本發(fā)明的各種方式及變形例是可能的。因此在以下權(quán)利要求范圍的均等范圍內(nèi)，即使是上述最佳方式以外的方式，也可實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種光信息記錄裝置，其用于對(duì)具備了利用全息照相術(shù)記錄信息的信息記錄層的光信息記錄媒體記錄信息，其特征在于具備信息光生成單元，其生成承載了記錄的信息的信息光；記錄用參照光生成單元，其生成記錄用參照光；記錄光學(xué)系統(tǒng)，其將由上述信息光生成單元生成的信息光和由上述記錄用參照光生成單元生成的記錄用參照光照射到上述信息記錄層以使在上述信息記錄層通過基于信息光和記錄用參照光的干涉的干涉圖來記錄信息，上述記錄光學(xué)系統(tǒng)使信息光和記錄用參照光對(duì)上述信息記錄層由互相相反的面?zhèn)韧以谙嗤奈恢眠吺諗砍蔀樽钚」鈴竭呥M(jìn)行照射。
2.權(quán)利要求1中記載的光信息記錄裝置，其特征在于作為上述光信息記錄媒體，采用設(shè)置了記錄信息光和記錄用參照光的位置確定用信息的位置確定區(qū)的媒體，上述記錄光學(xué)系統(tǒng)使信息光和記錄用參照光在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向設(shè)置了上述位置確定區(qū)的位置邊收斂成為最小光徑邊進(jìn)行照射，光信息記錄裝置還具備位置控制單元，其利用被記錄于上述位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)上述光信息記錄媒體的信息光和記錄用參照光的位置。
3.權(quán)利要求2中記載的光信息記錄裝置，其特征在于上述位置確定區(qū)被配置于相對(duì)上述信息記錄層記錄用參照光的入射側(cè)。
4.權(quán)利要求1中記載的光信息記錄裝置，其特征在于上述信息光生成單元基于記錄的信息對(duì)通過上述信息記錄層后的記錄用參照光進(jìn)行空間調(diào)制并反射，由此生成信息光。
5.權(quán)利要求1中記載的光信息記錄裝置，其特征在于上述信息光生成單元基于記錄的信息對(duì)光的強(qiáng)度進(jìn)行空間調(diào)制。
6.權(quán)利要求1中記載的光信息記錄裝置，其特征在于上述信息光生成單元基于記錄的信息對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。
7.權(quán)利要求1中記載的光信息記錄裝置，其特征在于上述記錄用參照光生成單元生成其相位被空間調(diào)制了的記錄用參照光。
8.權(quán)利要求1中記載的光信息記錄裝置，其特征在于上述記錄用參照光生成單元生成其相位被空間調(diào)制了的記錄用參照光，上述信息光生成單元按照基于記錄的信息和記錄用參照光相位的調(diào)制圖決定的相位調(diào)制圖，對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制。
9.一種光信息記錄方法，其對(duì)具備了利用全息照相術(shù)記錄信息的信息記錄層的光信息記錄媒體記錄信息，其特征在于具備生成承載了記錄的信息的信息光的步驟；生成記錄用參照光的步驟；記錄步驟，其將信息光和記錄用參照光照射到上述信息記錄層以使在上述信息記錄層通過基于信息光和記錄用參照光的干涉的干涉圖來記錄信息，上述記錄步驟使信息光和記錄用參照光對(duì)上述信息記錄層由互相相反的面?zhèn)韧S而且在相同的位置邊收斂成為最小光徑邊進(jìn)行照射。
10.一種光信息再生裝置，其用于由具備了利用全息照相術(shù)記錄信息的信息記錄層的光信息記錄媒體利用全息照相術(shù)使信息再生，其特征在于上述光信息記錄媒體具備相對(duì)上述信息記錄層被配置于再生用參照光的入射側(cè)，用于再生用參照光的位置確定的信息被記錄的位置確定區(qū)，在上述信息記錄層，根據(jù)基于對(duì)信息記錄層由互相相反的面?zhèn)韧S地照射，而且在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向設(shè)置了上述位置確定區(qū)的位置收斂成為最小光徑的信息光和記錄用參照光的干涉的干涉圖來記錄信息，光信息再生裝置具備再生用參照光生成單元，其生成再生用參照光；再生光學(xué)系統(tǒng)，其將由上述再生用參照光生成單元生成的再生用參照光對(duì)上述信息記錄層照射，同時(shí)捕獲通過照射再生用參照光而由上述信息記錄層發(fā)生的再生光；檢測(cè)單元，其檢測(cè)由上述再生光學(xué)系統(tǒng)捕獲的再生光，上述再生光學(xué)系統(tǒng)按照再生用參照光的照射與再生光的捕獲由上述光信息記錄媒體中的記錄用參照光的入射側(cè)進(jìn)行，而且再生用參照光及再生光被同軸配置的原則，在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向設(shè)置了上述位置確定區(qū)的位置按照再生用參照光成為最小光徑的原則照射再生用參照光，光信息再生裝置還具備位置控制單元，其利用被記錄于上述位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)上述光信息記錄媒體的再生用參照光的位置。
11.利要求10中記載的光信息再生裝置，其特征在于上述再生光是光的強(qiáng)度被空間調(diào)制過的光。
12.權(quán)利要求10中記載的光信息再生裝置，其特征在于上述再生光是光的相位被空間調(diào)制過的光，上述再生光學(xué)系統(tǒng)使再生光與再生用參照光疊加，生成合成光，上述檢測(cè)單元檢測(cè)上述合成光。
13.權(quán)利要求10中記載的光信息再生裝置，其特征在于上述再生用參照光生成單元生成其相位被空間調(diào)制過的再生用參照光。
14.一種光信息再生方法，其由具備了利用全息照相術(shù)記錄信息的信息記錄層的光信息記錄媒體利用全息照相術(shù)使信息再生，其特征在于上述光信息記錄媒體具備相對(duì)上述信息記錄層被配置于再生用參照光的入射側(cè)，用于再生用參照光的位置確定的信息被記錄的位置確定區(qū)，在上述信息記錄層，根據(jù)基于對(duì)信息記錄層由互相相反的面?zhèn)韧S地照射，而且在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向設(shè)置了上述位置確定區(qū)的位置收斂成為最小光徑的信息光和記錄用參照光的干涉的干涉圖來記錄信息，光信息再生方法具備生成再生用參照光的步驟；再生步驟，其使再生用參照光對(duì)上述信息記錄層照射，同時(shí)捕獲通過照射再生用參照光而由上述信息記錄層發(fā)生的再生光；檢測(cè)由上述再生光學(xué)系統(tǒng)捕獲的再生光的步驟，上述再生步驟按照再生用參照光的照射與再生光的捕獲由上述光信息記錄媒體中的記錄用參照光的入射側(cè)進(jìn)行，而且再生用參照光及再生光被同軸配置的原則，在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向設(shè)置了上述位置確定區(qū)的位置按照再生用參照光成為最小光徑的原則照射再生用參照光，光信息再生方法還具備利用被記錄于上述位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)上述光信息記錄媒體的再生用參照光的位置的步驟。
15.一種光信息記錄再生裝置，其用于對(duì)具備了利用全息照相術(shù)記錄信息的信息記錄層的光信息記錄媒體記錄信息，同時(shí)由光信息記錄媒體使信息再生，其特征在于具備信息光生成單元，其生成承載了記錄的信息的信息光；記錄用參照光生成單元，其生成記錄用參照光；再生用參照光生成單元，其生成再生用參照光；記錄再生光學(xué)系統(tǒng)，其在信息記錄時(shí)，將由上述信息光生成單元生成的信息光和由上述記錄用參照光生成單元生成的記錄用參照光照射到上述信息記錄層以使在上述信息記錄層通過基于信息光和記錄用參照光的干涉的干涉圖來記錄信息，在信息再生時(shí)，將由上述再生用參照光生成單元生成的再生用參照光對(duì)上述信息記錄層照射，同時(shí)捕獲通過照射再生用參照光而由上述信息記錄層發(fā)生的再生光；檢測(cè)單元，其檢測(cè)由上述記錄再生光學(xué)系統(tǒng)捕獲的再生光，上述記錄再生光學(xué)系統(tǒng)在信息的記錄時(shí)，使信息光和記錄用參照光對(duì)上述信息記錄層由互相相反的面?zhèn)韧S而且在相同的位置邊收斂成為最小光徑邊進(jìn)行照射，在信息再生時(shí)，按照再生用參照光的照射與再生光的捕獲由上述光信息記錄媒體中的記錄用參照光的入射側(cè)進(jìn)行，而且再生用參照光及再生光被同軸配置的原則，在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向上述記錄用參照光成為最小光徑的位置按照再生用參照光成為最小光徑的原則照射再生用參照光。
16.權(quán)利要求15中記載的光信息記錄再生裝置，其特征在于作為上述光信息記錄媒體，采用設(shè)置了用于信息光和記錄用參照光及再生用參照光的位置確定的信息被記錄的位置確定區(qū)的部位，上述記錄再生光學(xué)系統(tǒng)使信息光和記錄用參照光及再生用參照光在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向設(shè)置了上述位置確定區(qū)的位置邊收斂成為最小光徑邊進(jìn)行照射，光信息記錄再生裝置還具備位置控制單元，其在信息記錄時(shí)，利用被記錄于上述位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)上述光信息記錄媒體的信息光和記錄用參照光的位置，在信息再生時(shí)，利用被記錄于上述位置確定區(qū)的信息，控制針對(duì)上述光信息記錄媒體的再生用參照光的位置。
17.權(quán)利要求16中記載的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述位置確定區(qū)被配置于相對(duì)上述信息記錄層記錄用參照光及再生用參照光的入射側(cè)。
18.權(quán)利要求15中記載的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述信息光生成單元基于記錄的信息對(duì)通過上述信息記錄層后的記錄用參照光進(jìn)行空間調(diào)制并反射，由此生成信息光。
19.權(quán)利要求15中記載的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述信息光生成單元基于記錄的信息對(duì)光的強(qiáng)度進(jìn)行空間調(diào)制。
20.權(quán)利要求15中記載的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述信息光生成單元基于記錄的信息對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制，上述記錄再生光學(xué)系統(tǒng)對(duì)再生光及再生用參照光進(jìn)行疊加，生成合成光，上述檢測(cè)單元檢測(cè)上述合成光。
21.權(quán)利要求15中記載的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述記錄用參照光生成單元生成其相位被空間調(diào)制過的記錄用參照光，上述再生用參照光生成單元生成其相位被空間調(diào)制過的再生用參照光。
22.權(quán)利要求15中記載的光信息記錄再生裝置，其特征在于上述記錄用參照光生成單元生成其相位被空間調(diào)制過的記錄用參照光，上述信息光生成單元按照基于記錄的信息和記錄用參照光相位的調(diào)制圖決定的相位調(diào)制圖對(duì)光的相位進(jìn)行空間調(diào)制，上述再生用參照光生成單元生成其相位被空間調(diào)制過的再生用參照光，上述記錄再生光學(xué)系統(tǒng)對(duì)再生光及再生用參照光進(jìn)行疊加，生成合成光，上述檢測(cè)單元檢測(cè)上述合成光。
23.一種光信息記錄再生方法，其對(duì)具備了利用全息照相術(shù)記錄信息的信息記錄層的光信息記錄媒體記錄信息，同時(shí)由光信息記錄媒體使信息再生，其特征在于具備生成承載了記錄的信息的信息光的步驟；生成記錄用參照光的步驟；記錄步驟，其將由上述信息光生成單元生成的信息光和由上述記錄用參照光生成單元生成的記錄用參照光照射到上述信息記錄層以使在上述信息記錄層通過基于信息光和記錄用參照光的干涉的干涉圖來記錄信息；生成再生用參照光的步驟；再生步驟，其使再生用參照光對(duì)上述信息記錄層照射，同時(shí)捕獲通過照射再生用參照光而由上述信息記錄層發(fā)生的再生光；檢測(cè)上述再生光的步驟，上述記錄步驟使信息光和記錄用參照光對(duì)上述信息記錄層由互相相反的面?zhèn)韧S而且在相同的位置邊收斂成為最小光徑邊進(jìn)行照射，上述再生步驟按照再生用參照光的照射與再生光的捕獲由上述光信息記錄媒體中的記錄用參照光的入射側(cè)進(jìn)行，而且再生用參照光及再生光被同軸配置的原則，在對(duì)光信息記錄媒體的厚度方向上述記錄用參照光成為最小光徑的位置按照再生用參照光成為最小光徑的原則照射再生用參照光。
24.一種光信息記錄媒體，其特征在于具備有信息記錄層，其利用全息照相術(shù)記錄信息；記錄用參照光及再生用參照光入射，射出再生光的第1面；承載了記錄的信息的信息光入射的第2面；位置確定區(qū)，其相對(duì)上述信息記錄層被配置到上述第1面?zhèn)龋涗浻糜谟涗浻脜⒄展?、信息光及再生用參照光的位置確定的信息。
全文摘要
通過空間光調(diào)制器(27)，與記錄的信息對(duì)應(yīng)，對(duì)光進(jìn)行空間調(diào)制，生成信息光。信息光由物鏡(21)聚光，在透明基片(2)與保護(hù)層(5)的界面上邊收斂成為最小光徑邊照射到光信息記錄媒體(1)。記錄用參照光由物鏡(31)聚光，在透明基片(2)與保護(hù)層(5)的界面上邊收斂成為最小光徑邊照射到光信息記錄媒體(1)。在信息記錄層(3)內(nèi)以立體形式記錄信息光與記錄用參照光產(chǎn)生干涉所形成的干涉圖。由此可以不減少信息量，簡化用于記錄或再生的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G11B7/24GK1470053SQ01817302
公開日2004年1月21日 申請(qǐng)日期2001年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月12日
發(fā)明者堀米秀嘉 申請(qǐng)人:光技術(shù)企業(yè)公司