CN100385517C - 记录和再现装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供记录和再现装置。该记录和再现装置包括：光源，用于发出光束；空间调制部分，用于使用与待记录在全息记录介质上的页数据A相关联的空间信息来调制所述光束，以生成信息光；光路改变部分，用于改变由空间调制部分生成的信息光的光路；光检测部分，用于接收其光路被光路改变部分改变了的信息光；以及诊断部分，用于利用所述页数据A和从光检测部分所接收到的信息光中获得的页数据B，来检查包括空间调制部分和光检测部分在内的记录和再现组件的操作，其中，诊断部分包括比较部分，该比较部分用于对页数据A和从光检测部分接收到的信息光中获得的页数据B进行比较。

Description

记录和再现装置

技术领域

本发明涉及记录和再现装置。更具体地，本发明涉及如下一种记录和再现装置，其在全息记录介质上记录数据并从全息记录介质中再现数据，并且具有诊断该装置的记录和再现组件的功能。

背景技术

这里提出了一种全息记录方法，作为在单个位置上复用记录二维信息的方法。全息记录指的是记录介质上的同一位置被参考光和信息光照射，改变参考光照射角度和波长，以产生不同的干涉，并且不同种类的信息被复用记录在记录介质的单个位置上(参见日本特开2004-158114号公报)。

采用例如由液晶器件构成的空间光调制器(SLM)、分束器、光学透镜、反射镜等光学组件，在介质上记录二维信息(页数据)。另外，采用许多光学组件，例如由CCD或CMOS组成的二维摄像装置、光学透镜、反射镜等，来再现记录在介质上的二维信息。

当在包括空间光调制器(SLM)和CCD在内的任何一个光学组件中存在轻微故障、缺陷或调节故障时，用于记录由文件、图表等组成的作为二维信息的数字数据的全息记录和再现装置将无法在记录介质上记录数据或从介质中再现数据。

例如，如果CCD中的单个像素中存在缺陷，则可能无法进行再现。

因此，当在全息记录和再现装置中使用SLM和CCD时，要求SLM和CCD没有缺陷。

然而，空间光调制器和二维摄像装置是含有多达几百万像素的大量像素的组件；因此，很难持续制造出这样没有缺陷的组件。另外，购买时没有缺陷的CCD在使用过程中也会产生缺陷。

采用了大量复杂组件的全息记录和再现装置比诸如CD或DVD的常规媒介更可能出现损坏和缺陷。如果不能及早地检测到这种故障等，包括部分缺陷数据的大容量二维数据将被记录，由此导致用户浪费时间。

另外，当有缺陷的数据被记录在所谓的一次写入型全息记录介质上时，该介质可能大量丧失其可用的记录容量。这会造成介质本身的浪费，从而对用户造成巨大的资金和心理伤害。

因此，特别是在全息记录和再现装置中，需要及早检测到诸如CCD的光学组件中的故障、缺陷和调节故障。

尽管全息记录和再现仅仅通过略微改变参考光相对于记录介质的入射角就能够进行复用记录，但是即使角度调整仅仅是略微偏离设定值，也将无法再现出所需的二维数据。在这种情况下，很难识别出二维页数据的无法再现是由角度调整装置、介质本身还是由诸如CCD的再现系统组件造成的。

因此，在全息记录和再现装置中，及早检测出装置中的缺陷等是特别重要的，并且如果这种缺陷的原因能够在送给制造商修理前在某种程度上被识别出来，则可以在某些情况下进行用户级调整而无需送给制造商修理。例如，如果可能识别出无法再现是由装置引起还是由介质引起，并且由此已经证明是介质有问题，则该装置本身能够被继续使用。

发明内容

本发明提供了一种记录和再现装置，其包括：用于发出光束的光源；空间调制部分，用于使用与待记录在全息记录介质上的页数据A相关联的空间信息来调制所述光束，以生成信息光；光路改变部分，用于改变由空间调制部分生成的信息光的光路；光检测部分，用于接收其光路被光路改变部分改变了的信息光；以及诊断部分，用于利用所述页数据A和从光检测部分所接收到的信息光中获得的页数据B，来检查包括空间调制部分和光检测部分在内的记录和再现组件的操作，其中，诊断部分包括比较部分，该比较部分用于对页数据A和从光检测部分接收到的信息光中获得的页数据B进行比较。

根据本发明，提供了所述光路改变部分和检测部分，因此可以容易地检测出记录和读出装置中的故障，而不会给用户带来负担。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的在自诊断过程中的记录和再现装置结构的说明图；

图2是根据本发明第二实施例的在自诊断过程中的记录和再现装置结构的说明图；

图3是根据本发明第三实施例的在自诊断过程中的记录和再现装置结构的说明图；

图4是根据本发明第四实施例的在自诊断过程中的记录和再现装置结构的说明图；

图5是根据本发明第五实施例的在自诊断过程中的记录和再现装置结构的说明图；

图6是根据本发明第六实施例的在自诊断过程中的记录和再现装置结构的说明图；

图7是根据本发明实施例的包括自诊断的组合的缺陷检测调整处理的流程图；

图8A至8C是根据本发明实施例的替换处理的说明图；

图9A至9C是根据本发明实施例的聚焦调节处理的说明图；

图10A和10B是根据本发明实施例的共线(collinear)型记录和再现装置的数据图案的说明图；

图11是根据本发明的在记录过程中反射式两光束干涉全息记录和再现装置的结构图；

图12是根据本发明的在再现过程中反射式两光束干涉全息记录和再现装置的结构图；

图13是根据本发明的在记录过程中反射式两光束干涉共线全息记录和再现装置的结构图；

图14是根据本发明的在再现过程中反射式两光束干涉共线全息记录和再现装置的结构图；

图15是根据本发明的在记录过程中透射式两光束干涉全息记录和再现装置的结构图；

图16是根据本发明的在再现过程中透射式两光束干涉全息记录和再现装置的结构图；

图17是根据本发明的在记录过程中透射式两光束干涉全息记录和再现装置的结构图；以及

图18是根据本发明的在再现过程中透射式两光束干涉全息记录和再现装置的结构图。

具体实施方式

本发明是一种用于全息记录介质的记录和再现装置，其能够利用与正常记录和再现的光路不同的光路执行该装置的自诊断，来容易而且快速地检测故障，而无需在其中插入记录介质。

本发明提供了一种记录和再现装置，其包括：光源，用于发出光束；空间调制部分，用于使用与要记录在全息记录介质上的页数据A相关联的空间信息来调制所述光束，以生成信息光；光路改变部分，用于改变由空间调制部分生成的信息光的光路；光检测部分，用于接收其光路被光路改变部分改变了的信息光；以及诊断部分，用于利用所述页数据A和从光检测部分接收到的信息光中获得的页数据B，来检查包括空间调制部分和光检测部分在内的记录和再现组件的操作。

根据本发明，提供了所述光路改变部分和检测部分，因此可以容易地检测到记录和再现装置中的故障，而不会给用户带来负担。

光路改变部分可以是用于将空间调制部分所生成的信息光的光路转向光检测部分的分束器。

此处，分束器被可移动地放置，以使得在介质上记录页数据的过程中信息光可以向全息记录介质传播，并使得在诊断部分执行检查操作的过程中信息光可以向光检测部分传播。

优选地，在空间调制部分和全息记录介质之间的信息光光路上设置光学透镜，该光学透镜用于将信息光引导至该介质上的预定位置，并且在空间调制部分和光学透镜之间设置有光路改变部分，从而信息光不通过光学透镜就能被光检测部分接收到。

此处，光路改变部分由反射镜和分束器构成，该分束器用于使空间调制部分生成的信息光穿过其传向全息记录介质，而使被反射镜反射的信息光的光路转向光检测部分，并且反射镜放置在分束器和光学透镜之间。根据该结构，可以检测出主要在空间调制部分和光检测部分组件中的故障，而不用插入介质。

优选地，在空间调制部分和全息记录介质之间的信息光光路上设置光学透镜，该光学透镜用于将信息光引导至该介质上的预定位置，并且在光学透镜和介质之间设置有光路改变部分，使得穿过光学透镜的信息光在其光学路径被光路改变部分改变后被光检测部分接收。

根据该结构，可以检测到包括光学透镜的记录和再现组件中的故障，而不用插入介质。

此处，光路改变部分可以是可移动反射镜。

优选地，在全息记录介质的表面上设置光路改变部分，该光路改变部分反射由空间调制部分生成的信息光，并且该经过反射的信息光被光检测部分接收。根据该结构，可以检测到包括介质在内的组件中的故障。

此处，光路改变部分可以是反射镜。

优选地，光路改变部分是设置在全息记录介质中的光透射部分，并且由空间调制部分生成并被引导至光透射部分的信息光穿过该介质，然后被光检测部分接收。

光透射部分用于从与入射表面相对的表面发出光，而不引起光的反射，并且其相当于由玻璃等形成的透明区域，如稍后所述。

优选地，诊断部分包括：存储部分，其预存储由已知信息组成的页数据A；比较部分，用于对页数据A和从光检测部分接收到的信息光中获得的页数据B进行比较；以及缺陷检测部分，用于根据比较结果，检测记录和再现组件中是否有缺陷。

此处，记录和再现装置还可以包括结果输出部分，用于输出缺陷检测部分的检测结果。

记录和再现装置还可以包括组件调节部分，当诊断部分确定任意记录和再现组件的操作存在故障时，该组件调节部分对确定为有故障的组件进行调整。

此处，当确定为有故障的组件是空间调制部分或光检测部分时，诊断部分识别出有缺陷的位置并且组件调节部分执行替换处理，以生成空间信息，其中待记录在所识别出的缺陷位置中的数据被移到预定的替换区域。

优选地，当出现以下任意一种情况时，诊断部分开始检查记录和再现组件的操作：当检测到电源被打开时；当检测到已插入了便携式全息记录介质时；当检测到记录请求或再现请求时；在没有进行记录和再现操作的状态下每经过一恒定时间间隔时；当检测到记录操作或再现操作的故障的次数超过了预定数目时；当装置内的温度升到了设定温度或更高时；当安装在装置内的震动传感器检测到预定值或者更高的震动时；以及当输入了用于执行诊断处理的命令时。

优选地，从光源发出的光束是环形光束，该环形光束包括中央的第一光束和形成在第一光束周围的第二光束，第一光束是与待写入全息记录介质的页数据相关联的信息光，第二光束是用于读出记录在全息记录介质上的页数据的参考光，并且信息光和参考光都入射在空间调制部分上。

在本发明中，诊断部分、比较部分、缺陷检测部分和组件调节部分通常可以通过由CPU、ROM、RAM、I/O控制器、定时器等组成的微计算机来实现。此外，该CPU使硬件根据存储在ROM等中的控制程序来工作，从而实现各个部分的功能。采用非易失性存储器，例如ROM、闪存或硬盘，作为用于存储已知信息的存储部分。

可以采用诸如LCD或EL的显示器件、打印机或扬声器作为结果输出部分。

下面将利用附图来说明本发明的实施例。然而，本发明并不限于以下实施例的说明。

<记录和再现装置的结构>

根据本发明的记录和再现装置具有自诊断功能，并且还具有无需插入全息记录介质或者通过在介质表面设置反射表面等来诊断该装置的记录系统和再现系统光学组件的功能。

记录系统光学组件包括将在图11等中进行说明的装置组件当中的透镜组(5-1、5-2)以及空间光调制器6，而再现系统光学组件包括反射镜组(4-1、4-2、4-3)和二维摄像装置7。

另外，准直透镜2、分束器(3、8)以及物镜9是记录系统和再现系统都使用的公共组件。

下面将说明四种类型的全息记录和再现装置的结构。

图11和图12示出了反射式两光束干涉全息记录和再现装置的实施例的示意性结构图。

图11示出了用于在全息记录介质20上记录信息的光路。从光源1发出的光束经过准直透镜2，然后被分束器3分为两种光。一种是信息光21，其穿过透镜组(5-1、5-2)、空间光调制器6、分束器8和物镜9，然后被引导至介质20。

另一种是参考光22，其被反射镜组(4-1、4-2、4-3)反射并以预定角度被引导至介质20。这两种光(信息光21和参考光22)被引导至介质20的相同位置，以将信息记录为光的干涉条纹。

信息光21是与待写入到介质中的页数据相关联的光，而参考光22是用于读出记录在介质上的页数据的光。

图12示出了用于从全息记录介质20中再现信息的光路。再现过程中仅使用参考光22。即，仅使用从分束器3朝向反射镜组(4-1、4-2、4-3)的光，而阻断朝向透镜组(5-1、5-2)的光。当参考光22被引导至介质20时，生成再现光23，并且再现光23穿过物镜9和分束器8，然后被二维摄像装置7检测到。

图13和图14示出了反射式共线全息记录和再现装置的实施例的示意性结构图。

图13示出了用于记录的光路，而图14示出了用于再现的光路。在这种情况下，类似地，从光源1发出的光束穿过准直透镜2、分束器3、透镜组(5-1、5-2)，然后被引导至空间光调制器6。该光束包括两个环形光束。如图13所示，中央光束对应于信息光21，而围绕信息光21生成的光对应于参考光22。因此，如图11所示的反射镜组(4-1、4-2、4-3)不是必要的。

在图13的记录过程中，由该环形光束构成的光束穿过空间光调制器6、分束器8和物镜9，以在介质20上的预定位置处生成干涉条纹；由此记录了信息。

在图14所示的再现过程中，仅对外部环形参考光进行引导。参考光22穿过空间光调制器6、分束器8和物镜9，然后被引导至介质20；由此生成了再现光23。再现光23被生成为位于环的中央位置处的光，并穿过物镜9和分束器8，然后被二维摄像装置7检测到。

图15和16示出了透射式两光束干涉全息记录和再现装置的实施例的示意性结构图。

图15示出了用于记录的光路，而图16示出了用于再现的光路。图15所示的用于记录的光路与图11所示的相同。在这种情况下，介质20是被配置为不含反射层并且可以从其下方引导光的介质。

在图16所示的再现过程中，参考光22被反射镜(4-1、4-4、4-5)反射，并以预定角度从其下方被引导至介质20。当参考光22被引导至介质20时，生成了向上传播的再现光23。所生成的再现光23穿过物镜9和分束器8，并被二维摄像装置7检测到。

图17和18示出了透射式两光束干涉全息记录和再现装置的示意性结构图。

在这种情况下，与图11和15不同，未使用分束器8，并且在介质20的相对于物镜9等的相反侧，即介质20的下方设置有二维摄像装置7和物镜9-2。

图17示出了用于记录的光路，而图18示出了用于再现的光路。

在图17所示的记录过程中，信息光21和参考光22的光路与图11所示的相同。在这种情况下，与图15所使用的介质类似，采用了能够从下方照射光的介质。

在图18所示的再现过程中，通过反射镜组(4-1、4-2、4-3)将参考光22引导至介质20。当参考光被引导至介质20时，生成了再现光23，并且再现光23从介质20的与照射了参考光的表面相对的表面射出。然后，再现光23穿过物镜9-2，并被二维摄像装置7检测到。

上面对四种类型的记录和再现装置的结构以及它们中的用于记录和再现的光路进行了说明。

接下来将对用于执行自诊断的结构和光路进行说明。

以下第一、第二、第三和第四实施例中所示的用于诊断的结构可应用于图11、图13和图15所示的三种记录和再现装置中的任意一种。

自诊断的第一实施例

图1示出了根据本发明第一实施例的自诊断的结构的说明图。

图1所示的自诊断采用了光源1、准直透镜2、分束器3、透镜组(5-1、5-2)、空间光调制器6、分束器8以及二维摄像装置7。没有使用物镜9和介质20。

分束器8的放置与图11所示的不同。即，它是从图11中的分束器8的位置旋转并向左偏移90°而得到的，并且如图1所示，入射到分束器8的光束向左反射并被导向二维摄像装置7。

第一实施例中提供了用于旋转分束器8的装置，从而分束器8在自诊断过程中自动或手动地旋转，如图1所示。分束器8相当于光路改变部分。

在第一实施例中，光束从空间光调制器6仅通过分束器8直接入射在二维摄像装置7上，而其间没有插入介质；因此，可以检测到在从空间光调制器6到二维摄像装置7的路径上是否存在缺陷。

例如，可以如下来执行诊断过程中的缺陷检测处理。

将预存储在存储器中的已知页数据D1提供给空间光调制器6，并执行与正常记录处理相同的操作。即，从光源1发出光束，并且将对应于信息光21的光束引导至空间光调制器6。

当分束器8如图1所示放置时，信息光21的光路转向左边；因此信息光21被二维摄像装置7检测到。提取与所检测到的信息光对应的二维页数据D2作为数字信号，并且对二维页数据D2和存储在存储器中的已知页数据D1进行比较。

如果两种页数据(D1、D2)相互完全一致，则证明在从空间光调制器6到二维摄像装置7的路径上的组件(6、7、8)中没有缺陷。

另一方面，如果两种页数据具有相互不一致的部分，则证明在从空间光调制器6到二维摄像装置7的路径中存在缺陷。

在图1所示的第一实施例中，即使在无法确定地识别出缺陷的起因的情况下，也可以检测到空间光调制器6、分束器8以及二维摄像装置7中的至少任意一个中的缺陷。如果检测到了缺陷，则可以执行稍后所述的调节或校正处理，以消除该装置的缺陷，从而能够进行正常的记录和再现。

此外，如果无法进行调节等处理或者即使在调节之后仍无法进行正常的操作，则可以对于用户进行如下显示或通告：错误的发生、错误的内容、错误的可能原因或者维修的必要性。这使得用户可以对其进行处理，由此防止了介质或时间上的浪费。

在第一实施例中，必需旋转分束器8，因此可以提供诸如自诊断开关的装置，以使得在用户按下该开关时执行自诊断。在这种情况下，用户可以仅通过按下该开关来容易地启动自诊断，这使得可以进行缺陷的检测而不会为用户带来负担。如下所述，启动自诊断的定时可以变化，而并不限于上述情况。

自诊断的第二实施例

图2示出了根据本发明第二实施例的结构的说明图。

图2中提供了反射镜11，用于反射从分束器8发出的信息光21。在第二实施例中，类似地，自诊断没有使用介质。分束器8和该反射镜相当于光路改变部分。

反射镜11在自诊断开始时被插入分束器8和物镜9之间的信息光光路中，而在正常记录和再现过程中从信息光光路中移开。信息光21全部被反射镜11反射，并返回分束器8的内部。返回的光束朝向二维摄像装置7向左反射。因此，优选地采用可移动型反射镜，并且可以将该反射镜插入到邻近分束器的位置，如图2所示。

在图2中，不必旋转分束器8，而可以使其固定。

在第二实施例中，可以检测从空间光调制器6到二维摄像装置7的光路中的缺陷，其中反射镜11包括在该光路中。

可以类似于第一实施例中的说明来执行缺陷检测处理。在第二实施例中，例如，当自诊断开关被按下时，反射镜11可以移动并插入到分束器8的下方，如图2所示，然后可以执行缺陷检测。因此，可以执行自诊断而不会为用户带来负担。

另外，可以在分束器8下方的部分(对应于反射光被引导至的区域)处设置液晶快门(shutter)而不是反射镜11。该快门在记录和再现过程中打开，以使信息光或再现光通过，而在自诊断过程中关闭，以全反射信息光。在这种情况下，需要对液晶快门进行开/关控制，可以通过来自微计算机的电子信号来实现这种控制。因此，无需提供诸如用于移动反射镜11的机构。

自诊断的第三实施例

图3示出了根据本发明第三实施例的结构的说明图。

图3中，在信息光光路上的物镜9和介质20之间的空间内设置有反射镜12。在第三实施例中，类似地，自诊断过程中没有使用介质。

反射镜12在自诊断开始时被插入到图3所示的信息光光路中，而在正常记录和再现过程中从信息光光路中移开。因此，反射镜12是可移动反射镜，并且设置了用于使其移动的机构。可移动反射镜12相当于光路改变部分。

在第三实施例中，从光源发出的光束朝向空间光调制器6、分束器8、物镜9和反射镜12行进，然后全部被反射镜12反射。在全部被反射镜12反射后，该光束穿过物镜9和分束器8，然后被二维摄像装置7检测到。

尽管可以将反射镜12插入到物镜9和介质20之间的任意位置，但是优选地，考虑到焦点的调节，将反射镜12插入到靠近介质20的位置，如图3所示。

在第三实施例中，可以检测包括反射镜12、空间光调制器6、分束器8、物镜9和二维摄像装置7在内的光学组件中的缺陷。即，与第一和第二实施例不同，可以检测甚至包括物镜9在内的任意光学组件的缺陷。可以类似于第二实施例中的说明来执行缺陷检测处理。

在第三实施例中，类似地，可以设置自诊断开关，以使得用户可以容易地执行自诊断而不会承受负担。

另外，如果分别执行图1所示的根据第一实施例的诊断和根据第三实施例的诊断，并且作为结果，通过根据第一实施例的诊断没有检测到缺陷，但是通过根据第三实施例的诊断却检测到了缺陷，则证明物镜9中可能存在故障。在物镜9中可能存在故障的情况下，可以进行稍后描述的焦点调节处理，以校正物镜9中的故障，从而使得可以进行正常的记录和再现。

自诊断的第四实施例

图4示出了根据本发明第四实施例的结构的说明图。

第四实施例的特征在于，在介质的特定位置处设置有诊断区13。因此在第四实施例中，诊断使用了介质，并且可以检查安装到该装置的介质的偏向(倾斜)。

如图11和12所示，以预定角度将参考光22引导至介质表面，并且在按照设计规范来定位所安装的介质的前提下调节参考光的该角度。然而，如果介质本身并不处于符合设计规范的标准位置，并且相对于标准位置略为倾斜，则参考光的入射角会与目标角度有所不同，这会妨碍正常的记录和再现。

因此，如果在通过根据第三实施例的诊断没有检测到缺陷的前提下，在第四实施例中检测到了缺陷，则可以断定介质有问题。

介质的问题存在一些可能的原因，例如，如上所述的介质本身的倾斜就是其中一个原因。其中一个可能的解决方案是执行稍后所述的介质倾斜校正。即，如果在第四实施例中检测到了缺陷，则在某些情况下，可以通过进行倾斜校正将具有记录和再现问题的装置恢复至正常状态。

第四实施例中，在设置于介质上的诊断区13处设置有用于全反射入射光的反射镜。可以将该反射镜设置在介质表面的待照射光的任意位置上，并且可以设置在预定位置处。仅要求该反射镜的尺寸比光束的光斑直径略大。

在第四实施例中，从光源发出的光束穿过空间光调制器6、分束器8以及物镜9，然后被引导至介质上的反射镜13。此外，该光束被反射镜13全反射，穿过物镜9和分束器8，然后被二维摄像装置7检测到。

在第四实施例中，例如，当自诊断开关已被按下时，介质被移动，使得介质上的诊断区13位于待照射光束的位置，然后将信息光21引导到那。利用第四实施例，可以执行自诊断而不会为用户带来负担。

以上说明了自诊断的四个实施例，并且这些自诊断可以应用于以下记录和再现装置中的任意一种：图11所示的反射式两光束干涉记录和再现装置；图13所示的反射式共线记录和再现装置；以及图15所示的透射式两光束干涉记录和再现装置。

反射式共线记录和再现装置的不同之处在于，待引导的光束具有如图13所示的双环形状。然而，也可以仅引导中央信息光或者不是环形的单个平行光束。

自诊断的第五实施例

下面将说明图17所示的透射式两光束干涉全息记录和再现装置的自诊断。

该装置在二维摄像装置7的放置方面与其他装置不同，因此在用于自诊断的光路方面有所不同。

图5和图6示出了根据本发明第五实施例的自诊断实施例的结构说明图。

图5示出了不使用介质20而进行自诊断的光路。

此处，设置了可移动反射镜组(14-1、14-2、14-3、14-4)，使得穿过空间光调制器6的光束绕过介质20并被二维摄像装置7检测到。可移动反射镜14的数量并不限于4个，并且其位置并不限于所述情况。这些可移动反射镜相当于光路改变部分。

可移动反射镜14在正常记录和再现过程中被移至不同位置，而在自诊断过程中如图5所示被放置。另外，如果可移动反射镜的位置并不妨碍正常的记录和再现，则可以固定地放置三个反射镜(14-2、14-3、14-4)，并可以使得仅有可移动反射镜14-1可移动。

图5所示的自诊断可以在用户按下自诊断开关时启动，这使得可以检测空间光调制器6和二维摄像装置7之间的缺陷，而不会为用户带来负担。

然而，在如下情况下，不必设置反射镜组(14-1至14-4)：全息记录介质为便携式并因此可以很容易地拆卸，并且空间光调制器6和二维摄像装置7被竖直放置，使得穿过空间光调制器6的光束可以直接被引导至二维摄像装置7。

图6示出了用于使用介质20进行自诊断的光路。

在这种情况下，在介质20的特定位置处设置了用于使光穿过的区域(透明区15)。该透明区15可以由从介质表面延伸到其后表面的玻璃或透明树脂制成。

穿过该透明区15的光经过物镜9-2，然后被引导至二维摄像装置7。尽管在该结构中必需在介质中设置透明区并且在自诊断过程中移动该介质以使得信息光被引导至该透明区，但是该结构使得可以在介质不可拆卸的情况下进行自诊断。此外，反射镜组14不是必需的，因此防止了组件数量的增加。

在图6中，可以容易地检测到从空间光调制器6到二维摄像装置7的光路上存在的光学组件(包括物镜9、9-2)的任意一个中的缺陷，而不会给用户带来负担。

自诊断的定时

上述实施例中所描述的自诊断不仅可以在用户按下了自诊断开关时启动，还可以利用多种定时来启动。

例如，可以通过以下定时启动这些自诊断：

(1)当检测到根据本发明的记录和再现装置的电源打开时，

(2)当检测到该装置中插入了便携式介质时，

(3)检测到记录请求或再现请求之后，并在执行记录或再现操作之前，

(4)在该装置没有进行记录和再现操作的空闲状态下，每经过了恒定时间间隔时，

(5)检测到记录和再现装置的故障(记录错误或再现错误)的次数超过预定数目时，

(6)当该装置内的环境温度升高至设定温度以上时，以及

(7)安装在该装置内部的震动传感器检测到预定值或更大的震动时。

启动自诊断的定时并不限于上述定时，通过选择这些定时中的某些定时，可以快速且确定地检测到缺陷，但是无需选择所有这些定时。

此外，如果作为利用多种定时执行缺陷检测处理的结果，检测到了缺陷，则显示存在缺陷的事实。另外，优选地，当在某种程度上可以识别出缺陷组件或缺陷位置时，逐个事件地向用户显示或声音通告该事实。这能够防止在存在缺陷时继续使用该装置的情况下会出现的介质或时间上的浪费。

此外，为了测量环境温度，可以在该装置内部安装温度传感器。温度传感器的位置没有特别的限制，例如，可以将其安装在该装置内的靠近要经受最高温度的部分。

另外，震动传感器的位置并没有特别的限制。

缺陷检测和后续寻址处理

下面将说明在通过执行自诊断检测到缺陷时，对该装置的记录和再现组件执行调节和校正的处理。

可能的调节处理包括对物镜9的焦点的调节、对介质20的倾斜的调节，以及在空间光调制器6和二维摄像装置7中存在缺陷的情况下的替换处理。

图7示出了根据本发明的缺陷检测处理和调节处理的示例的流程图。此处，假定执行了上述自诊断实施例当中的以下三种类型的自诊断。

类型1：根据第一实施例(图1)的自诊断(没有插入介质和物镜)。

类型2：根据第三实施例(图3)的自诊断(包括物镜但没有插入介质的诊断)。

类型3：根据第四实施例(图4)的自诊断(包括介质的诊断)。

根据类型1，穿过空间光调制器6的光穿过分束器8，然后被引导至二维摄像装置7。在这种情况下，如果分束器8中没有缺陷，则可以检测到空间光调制器6和二维摄像装置7中任意一个中的缺陷。

此外，可以在类型1中采用根据第二实施例(图2)的自诊断。

根据类型2，光穿过物镜9，被反射镜12反射，然后被引导至二维摄像装置7。因此，如果在类型1中没有检测到缺陷，但是通过类型2检测到了缺陷，则证明物镜9可能有某些故障。

根据类型3，使用设置在介质中的诊断区(反射镜)13来进行诊断。因此，如果在类型1和类型2中没有检测到缺陷，而通过类型3检测到了缺陷，则证明该介质可能有某些故障。

因此，通过执行三种类型的自诊断的组合，可以检测该装置中的问题，并根据检测结果进行调节，以将该装置恢复到正常状态。

在图7的流程中，在步骤S1，执行类型1的自诊断，以确定是否存在缺陷。如果此时检测到存在缺陷，则处理前进到步骤S11，在步骤S11中进行替换处理。

如果在步骤S1中检测到了缺陷，则可以在某些情况下确定空间光调制器6或二维摄像装置7中存在缺陷。此时，对预存储在诸如ROM的存储器中的已知图案(页数据A)和摄像图案(页数据B)进行比较，该摄像图案是在通过向空间光调制器6提供上述已知图案来执行类型1的自诊断时由二维摄像装置7检测到的。然后，可以将摄像图案和已知图案之间不一致的像素确定为缺陷像素。尽管无法确定这些缺陷像素是由空间光调制器6还是由二维摄像装置7造成的，但是可以将待写入该缺陷像素的位置中的数据移动到预先设置的替换区，由此可以类似于没有缺陷的情况来进行正常的记录和再现。

作为待使用的已知图案(页数据)，可以在存储器中预存储多种页数据，例如全黑图案、全白图案，以及黑白反转图案，并且可以通过按照需要使用一个或多个图案来执行自诊断处理。

此外，替换区是要提供给空间光调制器的空间信息(数据图案)中的部分区域。当不存在缺陷时，该替换区是未使用的空区域；因此，仅需要为其提供很小的容量。

图8A至8C示出了根据本发明的替换处理的实施例的说明图。

图8A示出了提供给空间光调制器6的示例图案。左侧部分是待向其中写入用户数据的用户区，而右侧长方形部分是替换区。

图8B示出了二维摄像装置7所检测到的示例图案。在没有缺陷时，检测到与图8A中的图案相同的图案。然而，如果在空间光调制器6或二维摄像装置7中存在缺陷，则所读出的数据(页数据B)会与写入数据(页数据A)不同，这使得可以确定如图8B所示的缺陷像素的位置。即，可以将两种数据之间存在不一致的位置识别为缺陷位置。

然后，将检测到的缺陷像素的位置记录在存储器中。

然后，在随后要将数据图案提供给空间光调制器6时，生成了如下图案，其中待写入检测到的缺陷像素位置中的数据被移动到替换区域，如图8C所示，然后将该图案提供给空间光调制器6。即，执行了替换处理。

例如，可以将缺陷像素移动到替换区内的相同行，如图8C所示。

此外，当经过替换处理的图案被二维摄像装置检测到时，执行用于将被移动到替换区的数据恢复到缺陷像素位置的处理，以再现出原始数据。

具体地，在步骤S11中，对检测到的缺陷位置的地址进行存储，然后对类型1的自诊断中使用的已知图案进行替换处理，然后再次执行类型1的自诊断。如果通过第二次类型1的自诊断未检测到缺陷，则意味着步骤S1中检测到的缺陷已被处理，因此可以进行正常的记录和再现。在这种情况下，处理前进到步骤S2。

另一方面，如果通过第二次类型1的自诊断也检测到了缺陷，则认为存在无法通过替换处理克服的问题，并且处理前进至步骤S21，在步骤S21中向用户给出显示或声音通告，以通知他/她需要进行维修或者在空间光调制器6或二维摄像装置7中存在缺陷的事实。

如果在步骤S1中没有检测到缺陷，则处理前进至步骤S2，执行类型2的自诊断以确定是否存在缺陷。如果检测到存在缺陷，则处理前进至步骤S12，在步骤S12中执行焦点调节处理。

当处理前进至步骤S12时，通过类型1的自诊断没有检测到缺陷，但是通过类型2的自诊断检测到了缺陷；因此，极有可能在空间光调制器6和二维摄像装置7中不存在缺陷，而物镜9存在某些问题。

当物镜9有问题时，认为例如该物镜9具有裂纹，由此导致其折射率的问题，或者认为用于驱动该物镜9以调节焦点的致动器有问题等。

在致动器执行的焦点控制不符合设计标准的情况下，可以通过调节物镜的位置对焦点进行校正，以使焦点符合设计标准。

图9A至9C示出了根据本发明的焦点调节处理的说明图。

图9A示出了在记录之前提供给空间光调制器6的数据图案(图案A)的示例。

图9B示出了二维摄像装置所接收的数据图案(图案B)的示例。它是符合设计规范的理想图案，并且当按照该设计调节了焦点时，其具有与图9A所示的图案A相同的尺寸。

图9C示出了离焦情况下由二维摄像装置7接收到的示例数据图案C。此处示出了数据图案C的尺寸比理想数据图案A更大的情况。虚线所示的理想图案A的尺寸以外的数据不会被正常接收，而且在某些情况下，即使虚线以内的数据也可能不被提取为正常数据，所述虚线以内的数据可能在步骤S2中的诊断处理中被检测为缺陷的。因此，为了能够接收由于离焦而被放大了的图案C，准备了尺寸稍微大于能够接收理想图案A的尺寸的二维摄像装置，作为二维摄像装置7。此外，符合设计标准的理想图案A的尺寸被预存储在存储器中。

在步骤S12的焦点调节处理中，对步骤S2中类型2的诊断处理中由二维摄像装置7实际检测到的接收图案的尺寸进行确定。接下来，将所确定的尺寸和预存储在存储器中的理想图案的尺寸进行比较。如果比较结果显示两个尺寸相互一致，则认为焦点控制本身是正常的，因此，认为步骤S2中检测到的缺陷是由其他原因造成的。即，无法通过焦点调节来消除该缺陷，因此处理前进至步骤S21，在步骤S21中将需要维修的事实显示给用户或声音通告给用户。

另一方面，如果这两个尺寸不相同，则可以通过移动物镜9来调节焦点，而将检测图案的尺寸调节为符合设计的尺寸；由此，根据尺寸偏差来移动物镜9。

即，在监控二维摄像装置7所检测到的图案尺寸的同时，对物镜9的致动器进行控制，以对物镜9的位置进行调节，直到所检测到的图案的尺寸变得与符合设计的尺寸相同为止。如果即使通过进行焦点调节也无法理想地调节焦点，则处理前进至步骤S21。

相反地，如果可以通过上述调节理想地调节焦点，则再次执行步骤S2中的类型2的自诊断，以确定是否存在缺陷。如果没有缺陷，则上述焦点调节是成功的，并处理前进至步骤S3。

另一方面，如果仍存在缺陷，则无法通过焦点调节来修补该缺陷，因此处理前进至步骤S21，在步骤S21中将需要维修的事实显示给用户或声音通告给用户。

如果在步骤S2中没有检测到缺陷，则处理前进至步骤S3，在步骤S3中进行类型3的自诊断，以确定是否存在缺陷。如果此时检测到了缺陷，则处理前进至步骤S13，在步骤S13中进行倾斜调节处理。

当处理前进至步骤S13时，通过类型1和类型2的诊断处理(没有插入介质)没有检测到缺陷，但是通过类型3的诊断处理(插入了介质)检测到了缺陷，因此极有可能是介质具有问题。

当介质具有问题时，认为该介质的诊断区具有问题，或者用于固定或移动以及驱动该介质的倾斜机构具有问题。

当该介质的倾斜结构具有问题时，存在以下可能性：通过利用倾斜装置来调节该介质的位置，可以消除由类型3的诊断处理检测到的缺陷。因此，在步骤S13的倾斜调节处理中，使用该倾斜装置来调节介质的位置，并且重复进行类型3的诊断处理。

例如，可能存在介质表面相对于被引导至该介质的信息光的角度并非90°的情况。因此，略微改变其角度，然后执行类型3的诊断处理。

当通过改变角度消除了由类型3的诊断检测到的缺陷时，认为倾斜调节是成功的，因此处理前进至步骤S20，在步骤S20中将通过诊断证明没有问题，或者有问题但是可以进行正常记录和再现的事实显示给用户。由此告知用户可以进行记录和再现。

另一方面，如果即使在改变了该角度并且执行了预定次数的类型3的诊断后，仍然检测到了缺陷，则认为无法通过该调节来校正该缺陷，并且处理前进至步骤S21，在步骤S21中将需要维修的事实告知用户。

如图7所示，通过组合这三种诊断处理，可以执行问题检测，并且如果可能，还可以解决该问题。另外，步骤S11、S12和S13中所示的这三种诊断处理和调节处理可以由微计算机来自动执行，由此可以容易地执行该装置的诊断和调节，而不会给用户带来负担。另外，可以如前所述利用多种定时来激活图7的全部处理的流程。

其他实施例

图13所示的反射式共线记录和再现装置将两个环形光束引导至介质，并且具有与其他装置不同的特定问题。

图10A和图10B示出了在该共线记录和再现装置中提供给空间光调制器6的信息光和参考光的示例图案。

图10A示出了当空间光调制器6没有缺陷时的图案A，而图10B示出了当空间光调制器6的被外环参考光照射的部分中存在缺陷时的图案B。

即，在图10B的情况下，包括这些缺陷的参考光被引导至介质，而且由信息光表示的数据被作为干涉条纹记录在该介质中。在这种情况下，如果在再现过程中，包括相同缺陷的参考光被引导至介质，则正常地实现数据的再现。

换句话说，即使空间光调制器6的被参考光照射的部分中存在缺陷，只要该介质存在于相同装置内，也可以正常进行记录和再现。然而，在以下情况中，无法正常实现再现：利用穿过具有这些缺陷的空间光调制器6的参考光将数据记录在介质中，然后将该介质转移到另一装置中，在那里再现数据。

如果另一装置的空间光调制器6没有缺陷，则基于图10A的图案A利用参考光来照射该介质，因此，无法正常再现出该介质中的基于不同于正常图案A的图案B记录的数据。

此外，如果如图10B所示，在装置的空间光调制器6中存在缺陷，则在由同一装置执行记录和再现时不会出现问题，这通常使得难于意识到存在缺陷。然而，通过执行根据本发明第一至第四实施例的诊断处理中的任意一个，可以检测到如图10B所示的缺陷。

例如，在利用根据第一实施例的结构来引导图10A的已知图案A的信息光和参考光的情况下，在共线记录和再现装置中，如果空间光调制器6和二维摄像装置7是正常的，则可以检测到与图案A相同的数据图案。

另一方面，如果存在缺陷，则二维摄像装置7检测到如图10B所示的异常图案B，并且通过比较预存储在存储器中的图案A和检测图案B，可以识别出缺陷的位置。

因此，如果装置的空间光调制器6的被参考光照射的区域中存在缺陷，则总是将图案B的参考光引导至介质，并且因此将与图案B相关的信息(具体地是与图案B中的照射参考光的区域中的缺陷位置有关的信息)记录在该介质中。

当将该介质插入另一装置并且在其中再现数据时，可以通过从其中读出与缺陷位置相关的信息，来识别出数据是使用图案B的数据记录在该介质上的。因此，通过选择性地使用图案B的参考光，而不是图案A，来进行再现，即使在其他装置中也可以再现出记录在介质中的数据。

根据本发明，提供了如上所述的光路改变部分和诊断部分，由此使得可以容易且迅速地检测到该记录和再现装置的记录和再现组件中的故障，而不会给用户带来负担。

此外，当设置有如上所述的组件调节部分时，可以检测到故障，另外，可以对组件进行调节，以校正该装置，从而防止缺陷的出现。

此外，当设置有如上所述的结果输出部分时，可以在需要维修时使用户迅速采取措施，这可以防止在存在缺陷时继续使用该装置的情况下会出现的介质或时间的浪费。此外，如前所述，对操作的检查开始于各种事件的发生定时，由此容易地实现了对故障的早期检测和早期校正，或者对使用过程中所导致故障等的早期检测，而不会给用户带来负担。

Claims (16)

1.一种记录和再现装置，包括：

光源，用于发出光束；

空间调制部分，用于使用与待记录在全息记录介质上的页数据A相关联的空间信息来调制所述光束，以生成信息光；

光路改变部分，用于改变由空间调制部分生成的信息光的光路；

光检测部分，用于接收其光路被光路改变部分改变了的信息光；以及

诊断部分，用于利用所述页数据A和从光检测部分所接收到的信息光中获得的页数据B，来检查包括空间调制部分和光检测部分在内的记录和再现组件的操作；

其中，诊断部分包括比较部分，该比较部分用于对页数据A和从光检测部分接收到的信息光中获得的页数据B进行比较。

2.根据权利要求1所述的记录和再现装置，其中

光路改变部分是用于将空间调制部分所生成的信息光的光路转向光检测部分的分束器。

3.根据权利要求2所述的记录和再现装置，其中

分束器被可移动地放置，以使得当在介质上记录页数据的过程中信息光可以向全息记录介质传播，并且使得在诊断部分进行检查操作的过程中信息光可以向光检测部分传播。

4.根据权利要求1所述的记录和再现装置，其中

在空间调制部分和全息记录介质之间的信息光的光路上设置有光学透镜，该光学透镜用于将信息光引导至该介质上的预定位置，并且光路改变部分设置在空间调制部分和光学透镜之间，从而信息光未通过光学透镜就被光检测部分接收。

5.根据权利要求4所述的记录和再现装置，其中

光路改变部分由反射镜和分束器构成，该分束器用于使空间调制部分所生成的信息光穿过其传向全息记录介质，而使被反射镜反射的信息光的光路转向光检测部分，并且反射镜放置在分束器和光学透镜之间。

6.根据权利要求1所述的记录和再现装置，其中

在空间调制部分和全息记录介质之间的信息光的光路上设置有光学透镜，该光学透镜用于将信息光引导至该介质上的预定位置，并且光路改变部分设置在该光学透镜和介质之间，以使得穿过光学透镜的信息光在其光学路径被光路改变部分改变后被光检测部分接收。

7.根据权利要求6所述的记录和再现装置，其中

光路改变部分是可移动反射镜。

8.根据权利要求1所述的记录和再现装置，其中

光路改变部分设置在全息记录介质的表面上，该光路改变部分反射由空间调制部分生成的信息光，并且该经过反射的信息光被光检测部分接收。

9.根据权利要求8所述的记录和再现装置，其中

光路改变部分是反射镜。

10.根据权利要求1所述的记录和再现装置，其中

光路改变部分是设置在全息记录介质中的光透射部分，并且由空间调制部分生成并被引导至该光透射部分的信息光穿过该介质，然后被光检测部分接收。

11.根据权利要求1所述的记录和再现装置，其中

诊断部分包括：存储部分，其预存储由已知信息组成的页数据A；以及缺陷检测部分，用于根据比较结果，检测记录和再现组件中是否存在缺陷。

12.根据权利要求11所述的记录和再现装置，还包括：

结果输出部分，用于输出缺陷检测部分的检测结果。

13.根据权利要求1所述的记录和再现装置，还包括：

组件调节部分，当诊断部分确定任意记录和再现组件的操作中存在故障时，该组件调节部分对确定为有故障的组件进行调整。

14.根据权利要求13所述的记录和再现装置，其中

当确定为有故障的组件是空间调制部分或光检测部分时，诊断部分识别出有缺陷的位置并且组件调节部分执行替换处理，以生成空间信息，其中待记录在所识别出的缺陷位置中的数据被移到预定的替换区域。

15.根据权利要求1所述的记录和再现装置，其中

当出现以下任意一种情况时，诊断部分开始检查记录和再现组件的操作：当检测到电源被打开时；当检测到已插入了便携式全息记录介质时；当检测到记录请求或再现请求时；在没有进行记录和再现操作的状态下每经过一恒定时间间隔时；当检测到记录操作或再现操作的故障的次数超过了预定数目时；当装置内的温度升到设定温度或更高时；当安装在装置内的震动传感器检测到预定值或者更高的震动时；以及当输入了用于执行诊断处理的命令时。

16.根据权利要求1所述的记录和再现装置，其中

从光源发出的光束是环形光束，该环形光束包括中央的第一光束和形成在第一光束周围的第二光束，第一光束是与待写入全息记录介质的页数据相关联的信息光，第二光束是用于读出记录在全息记录介质上的页数据的参考光，并且信息光和参考光都入射在空间调制部分上。

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