CN101034280A - 全息图记录器 - Google Patents

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Abstract

一种多重全息图记录器包括光学系统和入射角控制器。光学系统将记录光束和参考光束施加到全息图记录介质的单位记录区域。记录光束被根据要记录的信息进行调制。参考和记录光束具有相同的波长。角度控制器将记录或参考光束的入射角调整到预设角度。在每次入射角被调整到一个设置角度时，执行一页的全息记录。设置角度包括与一个角向间隔相关联的参考角。当入射角被调整到参考角时，入射角控制器使入射角在角向间隔内连续变化。该连续变化是在记录和参考光束照射单位记录区域的情况下执行的。

Description

全息图记录器
技术领域
本发明涉及例如通过多角度方法进行的多重全息图记录的全息图记录器。
背景技术
在例如JP-A-H04-93881中公开了一种传统的全息图记录器。该全息图记录器使用所谓的多角度方法。在多角度方法中，被根据要记录的信息进行调制的记录光束和相同波长的参考光束被施加到全息图记录介质的单位记录区域，并且进行可变控制以使得参考光束具有多个入射角。记录光束被引导到单位记录区域以使得在每次参考光束具有预定角度时发生干涉，从而实现了全息图的多重记录，其中每一页包含对于参考光束的入射角来说特定的全息图。
在数据再现时，执行可变控制以使得参考光束入射角变得与用于记录的某一入射角相同。在再现时，只有参考光束被施加到单位记录区域。如果参考光束入射角不与记录期间的入射角精确相同，则衍射效率将会非常低，并且不能从单位记录区域获得期望亮度的再现光束。因此，根据JP-A-H04-93881中公开的传统的全息图记录器，在单位记录区域的附近提供了一种索引区域，并且当记录全息图时在索引区域中写入入射角信息。在再现时，读出入射角信息，并且基于入射角信息对齐参考光束入射角。
然而，在上述传统的全息图记录器中，已知当施加激光束(例如记录光束和参考光束)时可能发生介质的收缩或波长变化。这会改变再现时的光束施加条件，使之偏离记录时的条件。因此，即使基于记录中包含的入射角信息准确地实现了参考光束入射角的对齐，入射角也仍然可能发生偏差。如果在接收再现光束时提供了对参考光束入射角的精细控制，则可以避免这种风险，但是这会造成再现速度的严重受限。
存在另一个问题。如果通过增大可在单位记录区域中记录的全息图页面的数目而增大了多重度，则在角度选择性方面必须有更严格的条件以实现足够的衍射效率来逐页地再现全息图。这意味着必须在非常窄的容差范围内实现参考光束入射角的对齐以获得足够亮度的再现光束。换句话说，在记录密度增大的情况下再现条件将变得更加严格，这也导致难以增大再现速度。该再现速度的问题已变得普遍，并且不仅在多角度方法中，而且在其他方法(例如多波长方法和多斑点(speckle)方法)中还有改进的空间。
发明内容
在上述情形下提出了本发明。因此，本发明的目的是提供一种能够增大再现速度的全息图记录器。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于多重全息记录的全息图记录器。该记录器包括：光学系统，光学系统用于将记录光束和参考光束施加到全息图记录介质的单位记录区域，记录光束被根据要记录的信息进行调制，参考光束具有与记录光束相同的波长；以及入射角控制器，入射角控制器用于将记录光束和参考光束之一的入射角调整到预定的设置角度，将入射角调整到设置角度中的选定一个的步骤能够进行一页的全息记录。设置角度包括与一个角向间隔相关联的至少一个参考角，角向间隔包含参考角。当入射角要被调整到参考角时，入射角控制器使入射角在角向间隔内连续变化。入射角的连续变化是在记录光束和参考光束一直照射单位记录区域的情况下执行的。
优选地，角向间隔可以比设置角度之间的间隔短。
优选地，访问所必需的地址信息可被通过全息记录记录在页面中。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于多重全息记录的全息图记录器。该记录器包括：光学系统，光学系统用于将记录光束和参考光束施加到全息图记录介质的单位记录区域，记录光束被根据要记录的信息进行调制，参考光束具有与记录光束的光束波长相同的光束波长；以及波长控制器，波长控制器用于将光束波长调整到预定的设置波长，将光束波长调整到设置波长中的选定一个的步骤能够进行一页的全息记录。设置波长包括与一个波长范围相关联的至少一个参考波长，波长范围包含参考波长。当光束波长要被调整到参考波长时，波长控制器使光束波长在波长范围内连续变化。光束波长的连续变化是在记录光束和参考光束一直照射单位记录区域的情况下执行的。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于多重全息记录的全息图记录器。该记录器包括：光学系统，光学系统用于将记录光束和参考光束施加到全息图记录介质的单位记录区域，记录光束被根据要记录的信息进行调制，参考光束具有与记录光束相同的波长并且是斑点调制的；以及斑点尺寸控制器，斑点尺寸控制器用于将参考光束的斑点尺寸调整到预定的设置尺寸，将斑点尺寸调整到设置尺寸中的选定一个的步骤能够进行一页的全息记录。设置尺寸包括与一个尺寸范围相关联的至少一个参考尺寸，尺寸范围包含参考尺寸。当斑点尺寸要被调整到参考尺寸时，斑点尺寸控制器使斑点尺寸在尺寸范围内连续变化。斑点尺寸的连续变化是在记录光束和参考光束一直照射单位记录区域的情况下执行的。
根据本发明的第四方面，提供了一种用于多重全息记录的全息图记录方法。该方法包括以下步骤：将记录光束和参考光束施加到全息图记录介质的单位记录区域，记录光束被根据要记录的信息进行调制，参考光束具有与记录光束相同的波长；将记录光束和参考光束之一的入射角调整到预定的设置角度；以及在每次入射角被调整到设置角度之一时记录一页的全息图。设置角度包括与一个角向间隔相关联的至少一个参考角，角向间隔包含参考角。当入射角要被调整到参考角时，使入射角在角向间隔内连续变化。入射角的连续变化是在记录光束和参考光束一直照射单位记录区域的情况下执行的。
根据本发明的第五方面，提供了一种用于多重全息记录的全息图记录方法。该方法包括以下步骤：将记录光束和参考光束施加到全息图记录介质的单位记录区域，记录光束被根据要记录的信息进行调制，参考光束具有与记录光束的光束波长相同的光束波长；将记录光束和参考光束的光束波长调整到预定的设置波长；以及在每次光束波长被调整到设置波长之一时记录一页的全息图。设置波长包括与一个波长范围相关联的至少一个参考波长，波长范围包含参考波长。当光束波长要被调整到参考波长时，使光束波长在波长范围内连续变化。光束波长的连续变化是在记录光束和参考光束一直照射单位记录区域的情况下执行的。
根据本发明的第六方面，提供了一种用于多重全息记录的全息图记录方法。该方法包括以下步骤：将记录光束和参考光束施加到全息图记录介质的单位记录区域，记录光束被根据要记录的信息进行调制，参考光束具有与记录光束相同的波长并且是斑点调制的；将参考光束的斑点尺寸调整到预定的设置尺寸；以及在每次斑点尺寸被调整到设置尺寸之一时记录一页的全息图。设置尺寸包括与一个尺寸范围相关联的至少一个参考尺寸，尺寸范围包含参考尺寸。当斑点尺寸要被调整到参考尺寸时，使斑点尺寸在尺寸范围内连续变化。斑点尺寸的连续变化是在记录光束和参考光束一直照射单位记录区域的情况下执行的。
利用上述的配置，例如采用多角度方法，其中参考光束的入射角变化：当在参考光束入射角与参考角对齐的情况下记录全息图时，入射角在预定的角向范围内连续变化。因此，当以参考角进行记录时，基本上由相同的干涉图案构成的全息图被密集地记录在页面中。在从以参考角进行记录的页面再现全息图时，即使参考光束入射角有一定量的误差，也获得了足够的再现光束。因此，在从包括以参考角进行记录的页面在内的多个页面再现全息图时，即使再现条件被降低到允许参考光束入射角的粗略对齐的情况下，也可以获得足够亮度的再现光束。这可以在参考以参考角记录的页面的同时，更加快速地逐页读取多个全息图。具体而言，根据本发明的配置可以提供通过降低再现条件来增大再现速度的优点。
上述优点也可以在例如多波长方法中实现，其中记录光束和参考光束的光束波长变化，从而以预定波长间隔进行多重记录。在这种情况下，当使光束波长与特定的参考波长对齐时，光束波长在预定的波长范围内连续变化。多斑点方法也同样如此，其中参考光束的斑点尺寸变化，从而以预定的尺寸范围进行多重记录。在这种情况下，当使斑点尺寸与特定的参考尺寸对齐时，斑点尺寸在预定的尺寸范围内连续变化。
本发明的其他特性和优点将从下面结合附图的详细描述中变得更加清楚。
附图说明
图1示出了根据本发明第一实施例的全息图记录器的整体配置。
图2是图示图1的记录器的全息图记录操作的示意图。
图3是图示图2中所示的空间调制图案的平面图。
图4是图示图1的记录器的全息图再现操作的示意图。
图5A和5B是图示全息图的光学属性的图表。
图6是示出了图1的全息图记录器的记录方案的流程图。
图7是示出了图1的全息图记录器的再现方案的流程图。
图8是示出了图7的方案之后的方案的流程图。
图9示出了根据本发明第二实施例的全息图记录器的整体配置。
图10示出了根据本发明第三实施例的全息图记录器的整体配置。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的优选实施例。
参考图1，根据本实施例的全息图记录器A被配置为根据所谓的多角度方法进行操作以执行多重全息记录，同时还被配置为能够再现全息图。记录器A的光学系统包括光源1、准直透镜2、第一分束器3、扩束器4A、4B、空间光调制器5、第二分束器6、中继透镜7A、7B、物镜7、固定镜8A、8B、8C、记录检流计镜9、记录会聚透镜10A、10B、再现检流计镜11、再现会聚透镜12A、12B以及光检测器13。这些元件安装在拾取器(pickup，未示出)上。空间光调制器5由记录控制器20控制。记录和再现检流计镜9、11由入射角控制器30控制。光检测器13与再现处理器40相连。未示出的其他元件包括例如用于旋转盘形全息图记录介质B的旋转机构、用于沿全息图记录介质B的径向移动拾取器单元的跟踪伺服机构以及提供整体控制的微计算机。记录控制器20、入射角控制器30和再现处理器40与微计算机相连。
用在全息图记录器A中的全息图记录介质B具有夹在两个光透明的保护层90A、90B之间的记录层91。光束可以从两侧被施加到记录层91。随着记录光束S和参考光束R在以预定角度交叉的同时彼此干涉，各自具有特定于交叉角的干涉条纹图案的全息图就被记录在记录层91中。在再现时，如虚线所指示，只有参考光束R被从与记录期间相反的一侧施加到全息图记录介质B。如果光束被施加到记录层91的已记录部分，则参考光束R与已记录的全息图相互干涉，从而生成衍射光束，并且用作再现光束的衍射光束行进到物镜7。
例如由半导体激光设备提供的光源1在记录和再现时输出用作相干光的激光束。准直透镜2将来自光源1的激光束转换为平行光束。来自准直透镜2的平行光束行进到第一分束器3。第一分束器3将进入的平行光束分割为行进到空间光调制器5的记录光束S和通过不同的光路径行进到记录和再现检流计镜9、11的参考光束R。从而，在记录时参考光束R的波长总是与记录光束S的波长相等。由组合透镜提供的扩束器4A、4B扩展记录光束S的直径，同时将记录光束S引入到空间光调制器5。
例如由液晶显示设备提供的空间光调制器5在记录时工作，并且将进入光束调制为代表两维空间调制图案(图2中由标号S20到S24指示的像素图案)的记录光束S。记录控制器20控制空间光调制器5，从而根据要记录的信息生成不同的空间调制图案S20到S24。如图3所示，空间调制图案S20到S24是通过将诸如图像和文本之类的数据转换为记录对象以及例如地址信息而创建的两维像素图案。地址信息被指派给示为粗线框的四个ID区域A0，而其他信息被指派给除了ID区域A0以外的其他区域，即用户区域A1。出于冗余目的，这四个ID区域A0被标记有相同的地址信息，这种冗余用来最小化读取地址信息时的误差。这里应当注意，地址信息包括指示诸如全息图记录介质B的轨道上的位置的物理位置的信息(位置地址信息)以及指示与参考光束R的特定光束入射角有关的页面的信息(页面地址信息)。例如，页面地址信息被表示为页面号p-1到p-66，如图2所示。尽管未示出，但是仍然有另一种通过全息术记录在全息图记录介质B中的信息，包括指示在每一页面上记录什么数据的数据管理信息。
再次返回图1，来自空间光调制器5的记录光束S经过第二分束器6、中继透镜7A、7B和物镜7，然后碰到全息图记录介质B。同时，来自第一分束器3的参考光束R经由固定镜8A、8B行进到记录检流计镜9，在检流计镜9上反射，经过会聚透镜10A、10B，然后碰到全息图记录介质B，从而与记录光束S干涉。如图2所示，记录光束S和参考光束R的施加是对每个单位记录区域T进行的，以使得光束在单位记录区域T处彼此交叉。所述的单位记录区域T一般被称为卷(book)。在本实施例中，单位记录区域T沿圆周方向顺序形成。这里应当注意，相邻的单位记录区域T可以在不引起串扰(crosstalk)的范围内彼此重叠。
记录光束S基本上被垂直地(以零入射角)施加到单位记录区域T。另一方面，参考光束R被从上部沿对角方向施加，并且通过检流计镜9的偏置移动以预定的角向间隔α可变地控制参考光束R的入射角。按照这种配置，参考光束R所对齐的多个预定角度被表示为θn(n代表整数)。在本实施例中，预定角向间隔α是恒定间隔。然而，角向间隔α可以是不一致的间距。
具体而言，如图2所示，参考光束R的入射角被对齐到以预定角向间隔α设置的多个预定角度θ20到θ24。在这些角度中，预定角度θ22用作参考角。换句话说，包括参考角θ22的预定角度θn在控制参考光束R的入射角时用作目标值。然而注意，所控制的实际量是检流计镜9的偏转角。在记录时，当参考光束R的入射角变得等于例如预定角度θ20时，记录光束S和参考光束R被彼此交叉地施加。在角度从预定角度θ20变为下一预定角度θ21的同时，记录光束S和参考光束R不被施加。当参考光束R的入射角已从预定角度θ20变为下一预定角度θ21时，记录光束S的空间调制图案从S20切换为S21。从而，与预定角度θ20、θ21相对应的，各自具有特定的干涉条纹图案的全息图H20、H21被记录在相应页面p-20、p-21上。在下文中，与预定角度(θ20、θ21等)而不是与参考角(θ22)相对应的这些页面将被称为用户页面。
另一方面，当参考光束R的入射角与参考角θ22相对齐时，入射角控制器30控制检流计镜9，并在一直施加记录光束S和参考光束的情况下在预定角向范围Δθ内连续改变参考光束R的入射角，该预定范围Δθ包括参考角θ22。在这一过程期间，例如记录光束S的空间调制图案S22不改变。从而，如图2所示，由一种特定干涉条纹图案构成的全息图H22被以高密度记录在页面p-22上，页面p-22是以参考角θ22调节的页面。以参考角(θ22等)调节的这些页面在下文中将被称为关键页面。
在再现时，参考光束R’被经由固定镜8C引导到再现检流计镜11。再现检流计镜11在再现时改变参考光束R’相对于单位记录区域T的入射角。检流计镜11将参考光束R’从全息图记录介质B的与记录期间相反的一侧引向单位记录区域T。来自再现检流计镜11的参考光束R’变为共扼光束，其方向与记录时的方向相反。参考光束R’经过会聚透镜12A、12B，并到达单位记录区域T。在这一过程期间，控制空间光调制器5以便不将记录光束S施加到单位记录区域T。
如图4所示，在将参考光束R’施加到单位记录区域T上之后，在与光束入射角对齐的页面上的全息图H20到H24中发生衍射。结果，根据全息图H20到H24中的每一个发生再现光束P。再现光束P沿与记录光束S相反的方向行进，经过第二分束器6，并经由该第二分束器6被光检测器13接收(见图1)。例如由CMOS图像传感器提供的光检测器13接收全息图H20到H24中的每一个的再现光束P，并检测像素图案P20到P24。所述的光检测器13能够对于先前描述的空间调制图案S20到S24的ID区域A0和用户区域A1的每一部分进行扫描(在空间扫描模式中，利用CMOS作为成像设备，可以进行扫描)。如果再现是在无误差的情况下进行的，则像素图案P20到P24与先前描述的在记录时创建的空间调制图案S20到S24相同。再现处理器40基于像素图案P20到P24再现记录在全息图H20到H24中的信息。
下面将描述全息图H20到H24的光学特性。如图5A所示，以预定角度θ20、θ21、θ23和θ24，而不是以参考角θ22记录在相应用户页面上的所有全息图H20、H21、H23和H24在其衍射效率相对于角向偏离的方面都有陡峭的曲线。这意味着再现时参考光束R’的入射角必须与记录时的入射角精确对齐，以使再现光束P具有足够的亮度。另一方面，如图5B所示，以参考角θ22记录在关键页面上的全息图H22在其衍射效率相对于角向偏离方面具有比图5A平缓的曲线。这意味着即使当参考光束R’的入射角在再现时有轻微的偏差，再现光束P也会具有适当的亮度，这是因为全息图H22是以高密度记录的。
如图5A所示，在记录时参考光束R的入射角的可变控制中的角向间隔α被设为特定值，或更具体而言约为0.03度。该该值处，随着角向偏离逐渐从零度增大，衍射效率有两个最小值。在角向间隔α为该值的情况下，值Δθ被设为比角向间隔α小的值，即Δθ＜α，其中Δθ是当参考光束R的入射角在参考角θ22附近连续变化时的值。这种配置用来消除以参考角θ22记录的关键页面p-22和其相邻的用户页面，即p-21和p-23之间的串扰。注意，该配置或者可以是Δθ＞α。在这种情况下，参考光束入射角不能以相等的角向间隔α变化，然而该配置提供了这样的优点：即提高了对在读取关键页面时参考光束的角向误差的容错能力(提高了抗误差能力)。
下面将参考图6到图8的流程图描述全息图记录器A中的记录方案和再现方案。
如图6所示，在记录时，用于记录N个页面的数据的请求来自例如未示出的外部主机计算机(S1)。作为响应，全息图记录器A的微计算机基于数据管理信息获得位置地址信息和页面地址信息，这些信息指示所请求的数据要被记录在何处。
然后，微计算机使拾取器移动到位置地址信息所指示的单位记录区域T(S2)。
如果数据管理信息表明单位记录区域T没有记录数据(全息图)(S3：否)，则入射角控制器30控制检流计镜9的偏转角，从而将参考光束R的入射角设为初始角度θ1(S4)。在这一时间段期间，不对单位记录区域T施加参考光束R或记录光束S。注意，在本实施例中，初始角度θ1是参考角。
其后，入射角控制器30动态地改变检流计镜9的偏转角，从而无极地在角向范围Δθ内改变参考光束R的入射角，角向范围Δθ包括初始角度(参考角)θ1。在参考光束R的入射角变化的同时，参考光束R和记录光束S被连续施加到单位记录区域T。在这一过程期间，记录光束S被空间光调制器5调制为仅包括n个ID区域A0的页面地址信息的空间调制图案的光束。从而，通过全息术在单位记录区域T中形成被调节到参考角θ1的关键页面，并且页面地址信息被记录在关键页面中(S5)。或者，当创建关键页面时，空间调制图案的记录光束还可以包括要被记录在用户区域中的数据，从而使该数据与页面地址信息一起被记录。这种关键页面在再现时对于参考光束的角向误差具有大的容错能力，从而可以通过在关键页而中存储优先级区分数据(例如文件系统中的索引文件、添加到数据中用于冗余的信息等等)来提高用户数据保护。
随后，入射角控制器30改变检流计镜9的偏转角预定角度，从而使参考光束R的入射角偏移预定的角向间隔α(S6)。具体而言，参考光束R的入射角现在被设为预定角度θ。
然后，在参考光束R的入射角被维持在预定角度θ2的情况下，施加参考光束R和记录光束S。在这一过程期间，记录光束S被空间光调制器5调制为空间调制图案的光束，空间调制图案在ID区域A0中包括页面地址信息，在用户区域A1中包括作为记录对象的一页数据。从而，通过全息术在单位记录区域T中形成被调节到预定角度θ2的用户页面，同时页面地址信息和一页数据被记录在用户页面中(S7)。
在完成了N个页面的数据记录后(S8：是)，微计算机根据数据管理信息等基于参考光束R的入射角检查下一页面是否是关键页面(S9)。
如果下一页面是关键页面(S9：是)，则微计算机使入射角控制器30执行与S4和S5中相同的例程，从而将参考光束R的入射角设为下一参考角θ22，并在下一关键页面中记录页面地址信息(S10)。其后，微计算机完成这一系列记录方案。
如果S9发现下一页面是用户页面(S9：否)，则微计算机完成记录方案，同时下一用户页面被留作空白页面。
如果S8发现N个页面的数据记录还未完成(S8：否)，则微计算机基于数据管理信息等检查下一页面之后的页面是否是关键页面(S11)。
如果S11发现该页面是用户页面(S11：否)，则微计算机使过程返回到S6。具体而言，参考光束R的入射角被偏移预定角向间隔α，并且页面地址信息和一页数据被记录在下一用户页面中。
另一方面，如果该页面是关键页面(S11：是)，则微计算机使系统执行与图10中相同的例程，从而在下一关键页面中记录页面地址信息(S12)。
其后，微计算机基于数据管理信息等检查在当前单位记录区域T中是否有任何可用于记录的用户页面(S13)。
如果在当前单位记录区域中有可用于记录的用户页面(S13：是)，则微计算机使过程返回到S6。从而，参考光束R的入射角被偏移预定角向间隔α，并且页面地址信息和一页数据被记录在下一用户页面中。
另一方面，如果没有可用的用户页面(S13：否)，则微计算机基于位置地址信息使拾取器移到下一单位记录区域T(S14)，然后使过程返回到S4。从而，数据被记录在多个单位记录区域T上。
如果S3基于数据管理信息发现数据已经被记录在当前单位记录区域T的某些用户页面中(S3：是)，则入射角控制器30控制检流计镜9的偏转角，从而将参考光束R的入射角设为被调节在空白用户页面中的预定角度(S15)，然后过程进行到S7。从而，可以在单位记录区域T的所有用户页面中记录数据。
为了再现如上所述已经记录在全息图记录介质B中的数据，可以执行下面的步骤。
如图7所示，数据再现请求来自外部主机计算机。作为响应，全息图记录器A的微计算机基于数据管理信息获得所请求数据的位置地址信息和页面地址信息。然后，微计算机设置针对ID区域A0的光检测器13的扫描区域(S20)。
其后，微计算机使拾取器移到由位置地址信息指示的单位记录区域T(S21)。
然后，微计算机根据数据管理信息并基于页面地址信息计算在当前单位记录区域T中的头页面和第一页面之间存在的关键页面的数目m，以进行回复(S22)。
在计算了关键页面的数目m之后，入射角控制器30控制检流计镜11的偏转角，从而将参考光束R’的入射角设为初始角度θ1-β(S23)。在这一过程期间，参考光束R’还未被施加到单位记录区域T。注意，参考光束R’的入射角没有被精确设为初始角度θ1而是设为θ1-β：这是为了补偿入射角背离记录时的原始设置的一定量的误差，这种误差是根据施加激光束时的介质收缩、波长变化、介质倾斜、检流计镜11的偏转角的设置变化等预计的。
在如上所述完成了所有准备之后，参考光束R’被施加到单位记录区域T。入射角控制器30以高速sp1无极地改变检流计镜11。在这一过程期间，如果在某一容错范围内在参考光束R’的入射角和用在记录时的参考角之间实现了对齐，则在单位记录区域T中发生在关键页面中调节的足够亮度的再现光束P，如上参考图5B所述。从而，光检测器13在针对ID区域A0进行的扫描区域中接收到在关键页面中调节的再现光束P，并且基于来自光检测器13的光束接收信号，再现处理器40检测到关键页而(S24)。在这一过程中，可以通过将光检测器13的扫描区域限制为ID区域A0来提高帧速率(每单位时间对其进行成像的页面数)。在这种情况下，在以高速sp1改变参考光束R’的入射角的同时进行成像对于用户页面是不可能的，因为从其可以获得衍射信号的参考光束R’的角度范围在用户页面中较窄，并且成像设备没有胜任的带宽。然而，关键页面具有较宽的角度范围以供参考光束R’工作，因而可以通过以高速sp1改变参考光束R’的入射角来进行成像。
当这样获得的关键页面检测的数目与页面数m相匹配时(S25：是)，微计算机使参考光束R’保持施加在单位记录区域T上，而入射角控制器30以中速sp2(从高速sp1下降)操作检流计镜11。在这一过程期间，光检测器13接收到在用户页面中调节的再现光束P；并且由于再现光束是由针对ID区域A0进行的扫描区域的一部分接收到的，因此所获得的再现光束具有足够的亮度。从而，再现处理器40基于来自光检测器13的光束接收信号从ID区域A0读取页面地址信息(S26)。
如果所获得的页面地址信息表明当前访问的用户页面是再现开始页面(S27：是)，则微计算机将光检测器13的扫描区域设为针对ID区域A0和用户区域A1进行(S28)。
其后，微计算机使入射角控制器30校正检流计镜11的偏转角(S29)。具体而言，这意味着获得记录时检流计镜9的偏转角和检流计镜11的当前偏转角之间的差作为校正值，并且基于该校正值获得光束接收量变为最大时的检流计镜11的偏转角。
从而，光检测器13接收在用户页面中调节的再现光束P，并输出相应的光束接收信号。因而，再现处理器40可以基于来自光检测器13的光束接收信号可靠地再现记录在用户区域A1中的数据(S30)。
其后，微计算机基于所获得的页面地址信息检查当前访问的用户页面是否是要再现的最后页面(S31)。如果当前页面是最后的用户页面(S31：是)，则微计算机完成再现过程的序列。
如果S31发现有要再现的(一个或多个)剩余页面(S31：否)，则微计算机检查当前用户页面是否是当前单位记录区域T中的最后一个用户页面(S32)。
如果当前用户页面不是最后的用户页面(S32：否)，则微计算机再次将光检测器13的扫描区域设为ID区域A0(S33)。
其后，入射角控制器30以中速sp2操作检流计镜11，从而使参考光束R’的入射角偏移预定间隔α。当检流计镜11的偏转角达到某一角度时，参考光束R’被再次施加到单位记录区域T。从而，光检测器13接收在用户页面中调节的再现光束P(其扫描区域的一部分是针对ID区域A0的)，并且再现处理器40基于来自光检测器13的光束接收信号从ID区域A0读取页面地址信息(S34)。
如果所获得的页面地址信息表明当前访问的用户页面是下一要再现的用户页面(S35：是)，则微计算机对偏转角进行精细调节，以使光检测器13的针对ID区域A0的扫描区域中的光束接收量最大，同时以低速sp3操作检流计镜11(S36)。如上参考图5A所述，在这一过程期间不能获得在用户页面中调节从而具有足够亮度的再现光束P，除非参考光束R’的入射角精确等于在记录时使用的预定角度。然而，由于检流计镜11的操作速度是最慢的速度sp3，因此可以通过对参考光束R’的入射角进行精细的调整来进行精确的调节。
然后，微计算机使光检测器13的扫描区域再次落在ID区域A0和用户区域A1上(S37)。
结果，光检测器13高效地接收在用户页面中调节的再现光束P，并输出等同的光束接收信号。从而，再现处理器40可以基于来自光检测器13的光束接收信号准确地再现记录在用户区域A1中的数据(S38)。其后，微计算机使过程返回到S31。
如果S35发现当前访问的用户页面不是下一要再现的用户页面(S35：否)，则微计算机使过程返回到S34，以重复方案序列。
如果S32发现当前页面是最后的用户页面(S32：是)，则微计算机使过程返回到S20，以重复方案序列。
如果S27发现当前访问的用户页面不是要再现的第一页面(S27：否)，则微计算机使过程返回到S26。
如果S25发现关键页面检测的数目小于页面数m(S25：否)，则微计算机使过程返回到S24。
根据所述的再现过程，可以快速地扫描和检测关键页面，同时以相对较高的速度操作检流计镜11，从而对目标用户页面进行快速访问。
因此，根据由本实施例提供的全息图记录器A，可以在再现时准确和快速地读取目标记录数据，并且通过降低再现的条件，还可以提供诸如增大再现速度的优点。
根据以上实施例的全息图记录器A对参考光束入射角进行可变控制，以便实现多重记录。还有其他的进行多重记录的光学方法，其光学原理与改变入射角相同。这些方法包括对激光束波长进行可变控制以及被参考光束被转换为斑点光束后(换句话说，“斑点调制”)对斑点尺寸进行可变控制。从这些全息图记录器的其他实施例中可以获得相同的优点，这些实施例利用与上述实施例中使用的相同的记录和再现过程，基于波长的可变控制或斑点尺寸的可变控制使用多重记录方法。
图9和图10示出了这些根据本发明的全息图记录器的其他实施例。注意，在描述这些实施例时，与前述实施例中相同或相似的组件将用相同的标号指代，并且将只描述不同之处。
图9中的全息图记录器A’被配置用于通过激光束波长的可变控制而进行多重记录，并且包括光束波长控制器30’。具体而言，来自光源1的激光束的光束波长由光束波长控制器30’可变地控制。注意，前述实施例包括用于对参考光束R、R’的入射角进行可变控制的检流计镜9、11；然而，在根据本实施例的全息图记录器A’中，这些将由固定镜9’、11’替代。
当在以上全息图记录器A’(其中通过波长可变控制来进行多重记录)中执行记录时，施加记录光束S和参考光束R，同时无极地改变激光束的光束波长以在单位记录区域T中创建关键页面，并且页面地址信息可被记录在该关键页面中。关键页面中的衍射效率由与图5B中相似的曲线表示，其中水平轴代表波长偏离。另一方面，当激光束波长偏移预定波长并且在偏移后以恒定波长施加记录光束S和参考光束R时，在单位记录区域T中创建用户页面。作为记录对象的数据和页面地址信息可被记录在该用户页面中。用户页面中的衍射效率由与图5A中相似的曲线表示，其中水平轴代表波长偏离。因此，利用与前述实施例中相同的用于再现过程的再现方案，可以实现再现速度的提高。
图10示出了这样的全息图记录器A”，其中参考光束R、R’被转换为斑点光束，并且其斑点尺寸被可变地控制以进行多重记录。记录器包括斑点尺寸控制器30”。具体而言，来自固定镜9’、11’的参考光束R、R’被散射片10C、12C转换为斑点光束，并且这些斑点光束形式的参考光束R、R’被经由液晶滤波器10D、12D和物镜10E、12E施加到单位记录区域T。斑点尺寸取决于物镜10E、12E的数值孔径。因此，随着斑点尺寸控制器30”改变被施加到液晶滤波器10D、12D的电压，物镜10E、12E的数值孔径也变化，并且斑点尺寸因此变化。从而，斑点尺寸控制器30”可以控制斑点尺寸。
当在以上全息图记录器A”(其中通过斑点尺寸可变控制来进行多重记录)中执行记录时，施加记录光束S和参考光束R，同时无极地改变斑点尺寸以在单位记录区域T中创建关键页面，并且页面地址信息可被记录在该关键页面中。关键页面中的衍射效率由与图5B中相似的曲线表示，其中水平轴代表斑点尺寸的尺寸偏离。另一方面，当在偏移了预定波长后保持恒定的斑点尺寸的同时施加记录光束S和参考光束R时，在单位记录区域T中创建用户页面。作为记录对象的数据和页面地址信息可被记录在该用户页面中。用户页面中的衍射效率由与图5A中相似的曲线表示，其中水平轴代表斑点尺寸的尺寸偏离。因此，利用与前述实施例中相同的用于再现过程的再现方案，可以实现再现速度的提高。

Claims (8)

1.一种用于多重全息记录的全息图记录器，所述记录器包括：
光学系统，所述光学系统用于将记录光束和参考光束施加到全息图记录介质的单位记录区域，所述记录光束被根据要记录的信息进行调制，所述参考光束具有与所述记录光束相同的波长；以及
入射角控制器，所述入射角控制器用于将所述记录光束和所述参考光束之一的入射角调整到预定的设置角度，将所述入射角调整到所述设置角度中的一个选定的设置角度的步骤使得能够对一页进行全息记录；
其中所述设置角度包括与一个角向间隔相关联的至少一个参考角，所述角向间隔包含所述参考角，
其中当所述入射角要被调整到所述参考角时，所述入射角控制器使所述入射角在所述角向间隔内连续变化，所述入射角的连续变化是在所述记录光束和所述参考光束保持照射所述单位记录区域的情况下执行的。
2.如权利要求1所述的全息图记录器，其中所述角向间隔比所述设置角度之间的间隔短。
3.如权利要求1所述的全息图记录器，其中访问所必需的地址信息被通过全息记录记录在所述页面中。
4.一种用于多重全息记录的全息图记录器，所述记录器包括：
光学系统，所述光学系统用于将记录光束和参考光束施加到全息图记录介质的单位记录区域，所述记录光束被根据要记录的信息进行调制，所述参考光束具有与所述记录光束的光束波长相同的光束波长；以及
波长控制器，所述波长控制器用于将所述光束波长调整到预定的设置波长，将所述光束波长调整到所述设置波长中的一个选定的设置波长的步骤使得能够对一页进行全息记录；
其中所述设置波长包括与一个波长范围相关联的至少一个参考波长，所述波长范围包含所述参考波长，
其中当所述光束波长要被调整到所述参考波长时，所述波长控制器使所述光束波长在所述波长范围内连续变化，所述光束波长的连续变化是在所述记录光束和所述参考光束保持照射所述单位记录区域的情况下执行的。
5.一种用于多重全息记录的全息图记录器，所述记录器包括：
光学系统，所述光学系统用于将记录光束和参考光束施加到全息图记录介质的单位记录区域，所述记录光束被根据要记录的信息进行调制，所述参考光束具有与所述记录光束的波长相同的波长并且是经斑点调制的；以及
斑点尺寸控制器，所述斑点尺寸控制器用于将所述参考光束的斑点尺寸调整到预定的设置尺寸，将所述斑点尺寸调整到所述设置尺寸中的一个选定的设置尺寸的步骤能够对一页进行全息记录；
其中所述设置尺寸包括与一个尺寸范围相关联的至少一个参考尺寸，所述尺寸范围包含所述参考尺寸，
其中当所述斑点尺寸要被调整到所述参考尺寸时，所述斑点尺寸控制器使所述斑点尺寸在所述尺寸范围内连续变化，所述斑点尺寸的连续变化是在所述记录光束和所述参考光束保持照射所述单位记录区域的情况下执行的。
6.一种用于多重全息记录的全息图记录方法，所述方法包括以下步骤：
将记录光束和参考光束施加到全息图记录介质的单位记录区域，所述记录光束被根据要记录的信息进行调制，所述参考光束具有与所述记录光束相同的波长；
将所述记录光束和所述参考光束之一的入射角调整到预定的设置角度；以及
在每次所述入射角被调整到所述设置角度之一时记录一页的全息图；
其中所述设置角度包括与一个角向间隔相关联的至少一个参考角，所述角向间隔包含所述参考角，
其中当所述入射角要被调整到所述参考角时，使所述入射角在所述角向间隔内连续变化，所述入射角的连续变化是在所述记录光束和所述参考光束保持照射所述单位记录区域的情况下执行的。
7.一种用于多重全息记录的全息图记录方法，所述方法包括以下步骤：
将记录光束和参考光束施加到全息图记录介质的单位记录区域，所述记录光束被根据要记录的信息进行调制，所述参考光束具有与所述记录光束的光束波长相同的光束波长；
将所述记录光束和所述参考光束的光束波长调整到预定的设置波长；以及
在每次所述光束波长被调整到所述设置波长之一时记录一页的全息图；
其中所述设置波长包括与一个波长范围相关联的至少一个参考波长，所述波长范围包含所述参考波长，
其中当所述光束波长要被调整到所述参考波长时，使所述光束波长在所述波长范围内连续变化，所述光束波长的连续变化是在所述记录光束和所述参考光束保持照射所述单位记录区域的情况下执行的。
8.一种用于多重全息记录的全息图记录方法，所述方法包括以下步骤：
将记录光束和参考光束施加到全息图记录介质的单位记录区域，所述记录光束被根据要记录的信息进行调制，所述参考光束具有与所述记录光束相同的波长并且是斑点调制的；
将所述参考光束的斑点尺寸调整到预定的设置尺寸；以及
在每次所述斑点尺寸被调整到所述设置尺寸之一时记录一页的全息图；
其中所述设置尺寸包括与一个尺寸范围相关联的至少一个参考尺寸，所述尺寸范围包含所述参考尺寸，
其中当所述斑点尺寸要被调整到所述参考尺寸时，使所述斑点尺寸在所述尺寸范围内连续变化，所述斑点尺寸的连续变化是在所述记录光束和所述参考光束保持照射所述单位记录区域的情况下执行的。
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