CN101308675B - 光束施加方法、光束施加装置、以及光学记录介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了光束施加方法、光束施加装置以及光学记录介质，其中，该光束施加方法包括以下步骤：旋转地驱动光学记录介质，其中，通过向光学记录介质施加光束来记录和再生信号，并且光学记录介质具有其上记录有信号的记录层、形成在记录层下的偏振元件以及形成在偏振元件下的反射膜；以及通过随光学记录介质的旋转而被旋转驱动的半波长板将光束施加给旋转的光学记录介质。通过本发明，可以防止反射型全息图的记录，并且仅记录两种透射型全息图中的一种，从而进一步提高SNR。

Description

光束施加方法、光束施加装置、以及光学记录介质

相关申请的交叉参考

本发明包含于2007年5月15日向日本专利局提交的日本专利申请JP2007-129193的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及在/从光学记录介质(通过将光束施加给光学记录介质来在/从其中记录/再生信号)中记录/再生信号的光束施加方法、光束施加装置以及光学记录介质。

背景技术

在光学存储领域中的全息(hologram)记录和再生方式中，诸如透射型液晶面板和数字微镜器件(DMD)的空间光调制器(SLM)被用作光强度调制器，并且信号光束的强度经过调制以获得bit1(例如，光强度＝高)和bit0(例如光强度＝低)的图样配置。

此时，SLM通过基于记录数据调制在其中心的光束的光强度来生成信号光束，并通过使光束以环形穿过其外围来生成参照光束。基于记录数据调制的信号光束连同参照光束一起被施加至全息记录介质，从而，信号光束和参照光束的干涉图样被作为数据记录在全息记录介质中。

当再生数据时，通过使SLM仅生成参照光束并且将所生成的参照光束施加至全息记录介质来获得对应于干涉图样的衍射光束。在诸如CCD(电荷耦合器件)传感器和CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器的图像传感器上形成对应于衍射光束的图像并获得所记录位的值，从而再生数据。

因此，沿同一光轴施加信号光束和参照光束的全息图记录和再生方式被称为同轴方式。

这里，在全息图记录和再生方式中，当反射型全息记录介质(具有反射膜的全息记录介质)被用作全息记录介质时，可以充分地使用诸如CD(压缩盘)或DVD(数字通用盘)的光盘的光学技术，但通过施加信号光束和参照光束形成的全息图很复杂。

图20A、图20B、图21A和图21B示出了当在反射型全息记录介质中记录数据时可以形成的全息图的图样。

如图20A～图21B所示，当在反射型全息记录介质中记录数据时，可以形成总共4种全息图图样：

图样A：信号光束(前向路径(forward path))×参照光束(前向路径)＝透射型全息图

图样B：信号光束(前向路径)×参照光束(后向路径(backwardpath))＝反射型全息图

图样C：信号光束(后向路径)×参照光束(前向路径)＝反射型全息图

图样D：信号光束(后向路径)×参照光束(后向路径)＝透射型全息图

具体地，图20A所示的图样A的透射型全息图是如图所示通过物镜施加至全息记录介质的信号光束和参照光束的前向光束的干涉而形成的全息图。图20B所示的图样B的反射型全息图是通过物镜施加至全息记录介质的信号光束的前向光束和从全息记录介质反射的参照光束的后向光束的干涉而形成的全息图。

图21A所示的图样C的反射型全息图是与图样B相反的图样，即，通过物镜施加至全息记录介质的参照光束的前向光束和从全息记录介质反射的信号光束的后向光束的干涉而形成的全息图。图21B所示的图样D的透射型全息图是通过由全息记录介质反射的参照光束和信号光束的后向光束的干涉而形成的全息图。

由于行进方向和角度的不同，这4种全息图的干涉图样的特性互不相同，并且对介质变换和波长变换具有不同的选择性(例如，参看M.Toishi等人的Appl.Opt.，Vol.45，No.25，p.6367(2006))。因此，难以校正这些变换的特性，从而导致SNR(S/N比)的劣化。

已知一种在美国专利申请公开第2003/0039001号中公开的技术解决了上述问题。

在美国专利申请公开第2003/0039001号中，如图22A所示，插入四分之一波长板作为反射型全息图介质的反射膜前的层。即，在通常的反射型全息记录介质中从最上层起依次形成覆盖玻璃、记录层和反射膜，但是在这种情况下，四分之一波长板被插在记录层和反射膜之间。

通过使用上述全息记录介质，可以有效地防止出现反射型全息图。这在图22B中示出。如图所示，例如，通过物镜向全息记录介质施加X线性偏振光束。施加到全息记录介质的X线性偏振光束穿过全息记录介质的记录层，通过穿过四分之一波长板被转换成如图所示的右旋圆偏振光束，然后到达四分之一波长板下面的反射膜。到达反射膜的圆偏振光束从该反射膜反射并再次穿过四分之一波长板。因此，从如图所示的Y线性偏振光束获得来自全息记录介质的反射光束。

根据在美国专利申请公开第2003/0039001号中描述的技术，可以通过使用X线性偏振光束获得到全息记录介质的前向光束，并且可通过使用Y线性偏振光束获得作为反射光束的后向光束。即，前向光束和后向光束的偏振方向互相垂直以防止前向光束和后向光束的干涉，从而有效地防止由图样B和图样C带来的反射型全息图。

发明内容

然而，在旋转全息记录介质的同时不能应用在美国专利公开第2003/0039001号中公开的技术来执行记录和再生操作。

即，为了将具有偏振方向的入射线性偏振光束转变为具有与入射线性偏振光束的偏振方向垂直的偏振方向的线性偏振光束，并利用设置在全息记录介质中的四分之一波长板输出经过转换的线性偏振光束，四分之一波长板的光轴方向需要相对于入射光束的偏振方向保持倾斜45°。然而，当旋转地驱动全息记录介质时，不能保持四分之一波长板的光轴方向和入射光束的偏振方向之间的关系恒定。因此，在旋转全息记录介质的同时不能将应用在美国专利公开第2003/0039001号中所描述的技术用于执行记录和再生操作。

根据本发明的第一实施例，提供了一种光束施加方法，包括以下步骤：旋转地驱动光学记录介质，其中，通过将光束施加给光学记录介质来记录和再生信号，并且光学记录介质具有其上记录有信号的记录层、形成在记录层下的偏振元件以及形成在偏振元件下的反射膜；以及通过随光学记录介质的旋转而被旋转驱动的四分之一波长板将光束施加给旋转的光学记录介质。

在这种情况下，当四分之一波长板被形成作为设置在光学记录介质中的偏振元件时，如上所述，需要将通过光学记录介质的四分之一波长板的光轴方向和入射到四分之一波长板上的光束(通过记录层入射的前向光束)的偏振方向所形成的角度保持45°。然而，在根据本发明第一实施例的光束施加方法中，由于可以通过随光学记录介质的旋转而被旋转驱动的半波长板将光束施加给光学记录介质，所以可以在保持通过光学记录介质的四分之一波长板的光轴方向和入射到四分之一波长板上的光束(通过记录层入射的前向光束)的偏振方向所形成的角度恒定(例如，45°)的同时施加光束。即，可以总是保持后向光束(透射型全息图)的偏振方向与前向光束的偏振方向垂直，从而防止记录反射型全息图。

可选地，当配置为仅吸收偏振轴方向上的偏振光束并透射与偏振轴方向垂直的偏振光束的吸收型线性偏振元件被形成作为光学记录介质的偏振元件时，也可以获得同样的优点。即，当形成吸收型线性偏振元件时，吸收入射光束以不生成反射光束(后向光束)。然而，需要将到光学记录介质的前向光束的偏振方向与吸收型线性偏振元件的偏振轴方向进行匹配。这里，在根据本发明第一实施例的光束施加方法中，由于通过旋转半波长板施加光束，所以可以总是保持到光学记录介质的前向光束的偏振方向与吸收型线性偏振元件的偏振轴方向平行。即，可以防止生成后向光束，从而防止记录反射型全息图。

根据本发明的第二实施例，提供了一种光束施加方法，包括以下步骤：旋转地驱动光学记录介质，其中，通过将光束施加给光学记录介质来记录和再生信号，并且光学记录介质具有其上记录有信号的记录层、以及形成在记录层下的反射型线性偏振元件；以及通过随光学记录介质的旋转而被旋转驱动的半波长板将光束施加给旋转的光学记录介质。

这里，反射型线性偏振元件是指被配置为仅透射偏振轴方向上的偏振光束并反射具有与偏振轴方向垂直的偏振方向的偏振光束的偏振元件。

在光学记录介质中，在反射型线性偏振元件之下不形成反射膜。即，由于入射光束(前向光束)穿过反射型线性偏振元件，所以通过整个光学记录介质输出前向光束，从而，不生成反射光束(后向光束)。因此，到光学记录介质的前向光束的偏振方向与反射型线性偏振元件的偏振轴方向平行。然而，在根据本发明第二实施例的光束施加方法中，通过旋转半波长板将光束施加给光学记录介质，可以保持到光学记录介质的前向光束的偏振方向与反射型线性偏振元件的偏振轴方向平行。即，可以使前向光束穿过整个光学记录介质，因此，防止生成后向光束，从而防止记录反射型全息图。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种光束施加装置，包括：介质旋转装置，用于旋转地驱动光学记录介质，其中，通过将光束施加给光学记录介质来记录和再生信号；光学系统，被配置为将从光源发射的光束引导至光学记录介质；半波长板，插入到光学系统的光路中的预定位置处；以及波长板旋转装置，用于随光学记录介质的旋转而旋转地驱动半波长板。

根据该结构，可以提供可通过使用根据本发明第一和第二实施例的光束施加方法防止记录反射型全息图的光束施加装置。

根据本发明的第三实施例，提供了一种光束施加方法，包括以下步骤：旋转地驱动光学记录介质，其中，通过将光束施加给光学记录介质来记录和再生信号，并且光学记录具有其上记录有信号的记录层、四分之一波长板(形成在记录层下，并且其光轴沿光学记录介质的旋转方向连续变化)以及形成在四分之一波长板下的反射膜；以及将光束施加给旋转的光学记录介质。

即使当旋转驱动光学记录介质时，也可以通过使用作为设置在光学记录介质中的四分之一波长板的四分之一波长板(其光轴沿光学记录介质的旋转方向连续变化)使光学记录介质上的光束的入射位置处的四分之一波长板的光轴方向总是处于预定方向。因此，在根据旋转地驱动具有形成在其中的四分之一波长板的光学记录介质以施加光束的第三实施例的光束施加方法中，可以总是保持后向光束的偏振方向与前向光束的偏振方向垂直，从而有效地防止生成反射型全息图。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种光学记录介质，其中，通过将光束施加给光学记录介质来记录和再生信号，该光学记录介质包括：其上记录有信号的记录层；四分之一波长板，形成在记录层下，并且其光轴沿光学记录介质的旋转方向连续变化；以及反射膜，形成在四分之一波长板下。

根据该结构，可以提供可通过使用根据第三实施例的光束施加方法防止生成反射型全息图的光学记录介质。

根据本发明的第四实施例，提供了一种光束施加方法，包括以下步骤：旋转地驱动光学记录介质，其中，通过将光束施加给光学记录介质来记录和再生信号，并且光学记录介质具有其上记录有信号的记录层、形成在记录层下的吸收型圆偏振元件以及形成在吸收型圆偏振元件下的反射膜；以及将预定旋转方向的圆偏振光束施加给旋转的光学记录介质。

吸收型圆偏振元件是指被配置为吸收预定旋转方向的圆偏振光束并透射相反旋转方向的圆偏振光束的偏振元件。因此，如上所述，通过将预定方向的圆偏振光束施加给具有形成在其中的吸收型圆偏振元件的光学记录介质，可以在旋转地驱动光学记录介质时，使吸收型圆偏振元件吸收入射光束。结果，可以使得不生成前向光束，从而防止记录反射型全息图。

根据本发明的第五实施例，提供了一种光束施加方法，包括以下步骤：旋转地驱动光学记录介质，其中，通过将光束施加给光学记录介质来记录和再生信号，并且光学记录介质具有其上记录有信号的记录层以及形成在记录层下的反射型圆偏振元件；以及将预定旋转方向的圆偏振光束施加给旋转的光学记录介质。

反射型圆偏振元件是指被配置为透射预定旋转方向的圆偏振光束并反射其相反旋转方向的圆偏振光束的偏振元件。因此，如上所述，通过将预定旋转方向的圆偏振光束施加给具有形成在其中的反射型圆偏振元件的光学记录介质，当旋转地驱动光学记录介质时，反射型圆偏振元件总是透射入射光束。在光学记录介质中，在反射型圆偏振元件下不形成反射膜。因此，当反射型圆偏振元件透射入射光束时，通过整个光学记录介质输出入射光束。结果，在根据本发明第五实施例的光束施加方法中，可以使得不生成前向光束，从而防止记录反射型全息图。

根据本发明的上述实施例，即使当旋转地驱动光学记录介质以执行记录操作时，也可以防止出现反射型全息图，从而防止将反射型全息图记录在光学记录介质上。换句话说，可以在光学记录介质上仅记录透射型全息图。

如上所述，由于防止了反射型全息图的记录并且仅记录透射型全息图，所以可以提高SNR。

在根据本发明第二、第四和第五实施例的光束施加方法中，其中，入射光束被吸收或通过整个光学记录介质被输出，由于可以防止生成后向光束，所以可以防止由“前向光束”ד后向光束”的组合所导致的透射型全息图的生成，并且可以仅记录由“前向光束”ד前向光束”的组合所导致的透射型全息图。即，可以防止反射型全息图的记录，并且仅记录两种透射型全息图中的一种。由于可以仅记录透射型全息图中的一种，所以可以进一步提高SNR。

附图说明

图1是示出采用同轴方式来说明基本全息记录和再生操作的全息图记录和再生装置的内部结构的示图；

图2是示出在全息记录介质上记录数据的方法的示图；

图3A和图3B是示出从全息记录介质再生数据的方法的示图；

图4是示出在空间光调制器中定义的参照光束区域、信号光束区域和缝隙区域的示图；

图5是示出根据本发明实施例的光束施加方法的第一技术的示图，其中，介质旋转角为0°；

图6是示出根据本发明实施例的光束施加方法的第一技术的示图，其中，介质旋转角为φ°；

图7是示出根据本发明实施例的光束施加方法的第一技术的示图，其中，随介质的旋转而旋转地驱动设置在装置中的半波长板；

图8是示出用在第一技术中的全息记录介质的截面结构的示图；

图9是示出用于实现第一技术的光束施加装置的内部结构的示图；

图10是示出根据本发明实施例的光束施加方法的第二技术的示图，其中，介质旋转角为0°；

图11是示出根据本发明实施例的光束施加方法的第二技术的示图，其中，介质旋转角为φ°；

图12是示出根据本发明的实施例的光束施加方法的第三技术的示图，其中，介质旋转角为0°；

图13是示出根据本发明实施例的光束施加方法的第三技术的示图，其中，介质旋转角为φ°；

图14是示出用在第三技术中的全息记录介质的截面结构的示图；

图15是根据本发明实施例的光束施加方法的第四技术的示图；

图16是示意性示出用在第四技术中的全息记录介质的四分之一波长板的结构示图；

图17是示出用于实现第四技术的光束施加装置的内部结构的示图；

图18是示出根据本发明实施例的光束施加方法的第五技术的示图；

图19是示出根据本发明实施例的光束施加方法的第六技术的示图；

图20A和图20B是示出可在反射型全息记录介质上记录数据时生成的全息图的图样的示图；

图21A和图21B是示出可在反射型全息记录介质上记录数据时生成的全息图的图样的示图；以及

图22A和图22B是示出已知的防止记录反射型全息图的方法的示图。

具体实施方式

下文，将描述本发明的示例性实施例。

将以下列顺序描述实施例。

1.基本全息图记录和再生操作

2.光束施加方法

2-1.第一技术

2-2.第二技术

2-3.第三技术

2-4.第四技术

2-5.第五技术

2-6.第六技术

1.基本全息图记录和再生操作

图1是示出采用同轴方式的全息图记录和再生装置的内部结构的示图。在图1中，仅示出了记录和再生装置的光学系统的结构并省略了其他结构。

如上所述，在同轴方式中，沿相同轴设置信号光束和参照光束，通过向设定在预定位置的全息记录介质施加信号光束和参照光束，在干涉图样中记录数据，并且在执行再生操作时，通过向全息记录介质施加参照光束来再生记录在干涉图样中的数据。

在图1中，示出了与作为全息记录介质的具有反射膜的反射型全息记录介质对应的记录和再生装置的结构。

首先，设置激光二极管(LD)1作为为记录和再生提供激光光束的光源。采用安装有外部谐振器的激光二极管作为激光二极管1，并且激光光束的波长是例如410nm。

从激光二极管1发射的光束穿过准直透镜2，然后进入空间光调制器(SLM)3。

SLM3包括例如透射型液晶面板，并且根据来自未示出的驱动电路的驱动信号来控制其像素。SLM根据记录数据来调制入射光束的光强度。具体地，可以以像素为单位来控制光束的透射，使得通过驱动信号导通的像素透射入射光束，而截止的像素不透射入射光束。可通过SLM3的ON/OFF控制来以像素为单位记录数据“0”和“1”。

由SLM3调制的光束穿过光束分离器4，然后穿过包括中继透镜5、遮光罩6和中继透镜7的中继透镜光学系统，穿过四分之一波长板8，通过物镜9而会聚，然后施加至全息记录介质10。

在执行记录操作时，如后所述生成由SLM3根据记录数据调制的信号光束和具有作为信号光束的同心圆的环形的参照光束。即，这样生成的信号光束和参照光束通过上述路径会聚在全息记录介质10上。

在执行再生操作时，类似于记录，来自激光二极管1的光束通过准直透镜2入射到SLM3上。SLM3对入射光束执行再生空间光强度调制操作，从而在执行再生操作时，仅生成参照光束。即，在执行再生操作时，并不向全息记录介质10施加信号光束而仅施加参照光束。

通过参照光束的施加，如后所述，衍射光束对应于在全息记录介质10上的记录数据。作为来自全息记录介质10的反射光束的衍射光束穿过物镜9，并通过四分之一波长板8、中继透镜7、遮光罩6和中继透镜5被引导至光束分离器4。通过上述路径引导的来自全息记录介质10的反射光束被光束分离器4反射，然后反射光束如图所示被引导至图像传感器11。

图像传感器11包括诸如CCD(电荷耦合器件)传感器或CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器的图像拾取器件，并用于接收如上所述引导的来自全息记录介质10的反射光束(衍射光束)并将接收到的光束转换成电信号。

图2、图3A和图3B是示出通过上述光学系统执行的基本记录和再生操作的示图。图2示出了记录操作，图3A和图3B示出了再生操作。

在图2中，仅提取并示出了图1所示光学系统的SLM3和物镜。类似地，在图3A中，仅示出了SLM3和物镜9，以及在图3B中仅示出了物镜9和图像传感器11。

首先，在图2所示的记录操作中，SLM3基于记录数据调制入射光束连同参照光束的强度，使得具有基于“0”和“1”的数据图样的光强度图样的光束(称为“信号光束”)以同心圆进行排列。

强度被调制的光束(即，参照光束和信号光束)通过物镜9会聚在全息记录介质10上，并且在全息记录介质10上记录因此形成的参照光束和信号光束的干涉图样。

在再生操作中，首先如图3A所示，SLM3对入射光执行空间光强度调制操作以仅生成参照光束，并使所生成的参照光束会聚在全息记录介质10上。此时，会聚的光束被对应于记录在全息记录介质10上的数据图样的衍射图样所衍射，并作为来自全息记录介质10的反射光束而输出。即，衍射光束具有包含如图所示的记录数据的光强度图样，并基于由图像传感器11检测的衍射光束的强度图样的检测结果来再生数据。

在执行记录操作/再生时，SLM3生成参照光束或信号光束。因此，在SLM3中，定义了图4所示的参照光束区域A1、信号光束区域A2和缝隙区域A3。即，如图4所示，包括SLM3的中心的预定圆区域被定义作为信号光束区域A2。在A2的外围定义具有与信号光束区域A2同圆心的环形的参照光束区域A1，并在A 1和A2之间介入有缝隙区域A3。

缝隙区域A3充当用于防止参照光束从信号光束区域A2泄漏而成为干扰的区域。

在执行记录操作时，参照光束区域A1中的预定像素设为“1”(光强度＝高)，该区域中的其他像素设为“0”(光强度＝低)，缝隙区域A3中以及参照光束区域A1外的所有像素都设为“0”，以及信号光束区域A2中的像素设置为对应于记录数据的图样“0”和“1”，从而生成并输出如图2所示的参照光束和信号光束。

在执行再生操作时，参照光束区域A1中的像素设为与执行记录操作时相同的图样“0”和“1”，并且其他区域中的图像设为“0”，从而仅生成并输出如图3A所示的参照光束。

2.光束施加方法

2-1.第一技术

在该实施例中，考虑到已知问题，提出了即使当通过旋转地驱动全息记录介质来执行记录操作时，也可以适当地防止生成反射型全息图的技术。现在，描述其第一技术。

第一技术采用具有四分之一波长板的全息记录介质。

图5～图7是示出根据该实施例的光束施加方法的第一技术的示图，其中，示意性示出了用在第一技术中的全息记录介质HM1(截面图)、设置在装置中的物镜9、半波长板12以及通过半波长板12和物镜9施加给全息记录介质HM1的光束。

首先，描述图中所示全息记录介质HM1的结构。全息记录介质HM1是具有反射膜53的反射型全息记录介质。在反射膜53上形成四分之一波长板52，并且在四分之一波长板上形成通过参照光束和信号光束的干涉图样记录信号的记录层51。在记录层51上形成被配置为保护记录层51的覆盖玻璃50。

将参照图5～图7描述作为使用全息记录介质HM1的第一技术的光束施加方法。

图5示出了介质旋转角度为0°的状态。

在图5中，相对于X轴和与其垂直的Y轴示出了入射到半波长板12上的光束、入射到全息记录介质HM1中的记录层51上的光束、入射到全息记录介质HM1中的反射膜53上的光束和从反射膜53入射到记录层51上的光束的偏振方向、半波长板12的光轴方向以及四分之一波长板52的光轴方向。

这里，例如，偏振方向为X轴方向的X线性偏振光束入射到装置的半波长板12上。

首先，假设如图5所示当介质旋转角为0°时，半波长板12的光轴方向与入射光束的偏振方向平行。即，如图所示，半波长板12的光轴方向与X轴方向平行。因此，当介质旋转角为0°时，具有与入射到半波长板12上的光束的偏振方向平行的偏振方向(在这种情况下为X轴方向)的光束入射到全息记录介质HM1的记录层51上。

在全息记录介质HM1中，当介质旋转角为0°时，如图所示，将四分之一波长板52的光轴方向设为与装置的半波长板12的光轴方向偏离45°。换句话说，将四分之一波长板52的光轴方向设为与通过记录层51的入射X线性偏振光束的偏振方向偏离45°。

由于如上所述地设置了半波长板12上的入射光束的偏振方向、半波长板12的光轴方向以及四分之一波长板52的光轴方向，所以在介质旋转角为如图5所示的0°的状态下，通过四分之一波长板52将通过全息记录介质HM1中的记录层51入射到四分之一波长板52上的X线性偏振光束转变为右旋圆偏振光束。转变为右旋圆偏振光束的光束被位于四分之一波长板52下的反射膜53所反射并再次入射到四分之一波长板52上。

通过四分之一波长板52将来自反射膜53的入射到四分之一波长板52上的右旋圆偏振光束转变为Y线性偏振光束。Y线性偏振光束穿过记录层51和覆盖玻璃50，然后作为朝向装置的反射光束入射到物镜9上。

以这种方式，在介质旋转角为0°的状态下，如上所述地设置了到半波长板12的入射光束的偏振方向、半波长板12的光轴方向以及四分之一波长板52的光轴方向。因此，可以使来自装置的入射到记录层51上的前向光束(在这种情况下为X线性偏振光束)的偏振方向与穿过记录层51、被反射膜53反射以及返回装置的后向光束(在这种情况下为Y偏振光束)的偏振方向垂直。

即，由于可以使前向光束和后向光束的偏振方向相互垂直，所以可以防止生成图样B和图样C中的反射型全息图，从而在执行记录操作时防止记录反射型全息图。

如从以上描述可以理解的，当从上述状态开始旋转地驱动全息记录介质HM1时，由通过记录层51入射到四分之一波长板52上的偏振方向和四分之一波长板52的光轴方向所形成的角度发生变化，从而不能保持前向光束的偏振方向和后向光束的偏振方向彼此垂直的状态。

图6示出了全息记录介质HM1从介质旋转角为图5中的0°的状态旋转φ°的状态。在这种情况下，如图所示，仅四分之一波长板52的光轴方向从如图5所示的45°变为45°+φ。因此，与图5所示的实例不同，通过四分之一波长板52到达反射膜53的光束没有被转变为适当的圆偏振光束，而是转变为如图所示的右旋椭圆偏振光束。结果，将通过反射膜53反射并再次诸如至四分之一波长板52的右旋椭圆偏振光束变成左旋椭圆偏振光束，并通过记录层51和覆盖玻璃50输出作为朝向装置的反射光束的左旋椭圆偏振光束。

在这种情况下，由于前向光束的偏振方向与X线性偏振光束的偏振方向平行，但后向光束的偏振方向与椭圆偏振光束的偏振方向平行，所以不可能适当地防止前向光束和后向光束相互干涉，从而不能防止生成反射型全息图。

因此，在第一技术中，如图7所示，随全息记录介质HM1的旋转而旋转地驱动设置在装置中的半波长板12。

即，如图所示，当全息记录介质HM1旋转φ°时，半波长板12旋转φ/2。以这种方式，当假设半波长板12的旋转角度为θ以及全息记录介质HM1的旋转角度为φ时，旋转驱动半波长板12以满足“θ＝φ/2”的关系。

众所周知，半波长板具有将线性偏振光束(其偏振方向与光轴方向形成α的角度)的偏振方向改变2α的特性。

因此，如上所述，通过旋转驱动半波长板12以保持“θ＝φ/2”的光系，随着全息记录介质HM1旋转φ，总是可以将通过半波长板12和物镜9入射到全息记录介质HM1的记录层51和四分之一波长板52上的前向光束的偏振方向设为φ。

因此，如图所示，可以将通过四分之一波长板52的光轴方向和入射到四分之一波长板52上的光束的偏振方向所形成的角度总是保持为45°(φ+45°-φ＝45°)。当将通过四分之一波长板52的光轴方向和入射到四分之一波长板52上的光束的偏振方向所形成的角度保持为45°时，与图5所示的实例类似，可以使入射到四分之一波长板52上的光束的偏振方向与被反射膜53反射并再次通过四分之一波长板52输出的光束的偏振方向垂直。即，当旋转驱动全息记录介质HM1时，前向光束的偏振方向和后向光束的偏振方向可以保持相互垂直。

根据作为第一技术的光束施加方法，当旋转驱动全息记录介质HM1时，可以保持前向光束和后向光束的偏振方向相互垂直。因此，即使当旋转驱动全息记录介质HM1时，也可以防止生成反射型全息图。结果，可以防止记录反射型全息图，从而防止SNR的劣化。

如从以上描述可以理解的，为了实施第一技术需要随全息记录介质HM1的旋转而旋转驱动半波长板12。

在具体实例中，使用了记录在全息记录介质HM1中的旋转角信息。即，尽管在图5～图7中未示出，但全息记录介质可包括在反射膜53下的特定记录层(记录了可通过施加具有与用于记录和再生全息图的激光束的波长不同的波长的激光束读取的信息)。这里，将描述通过使用记录在特定记录层中的旋转角信息控制半波长板12的旋转以保持上述关系“θ＝φ/2”的结构实例。

图8示出了具有特定记录层的全息记录介质HM1的截面结构。在图中，通过相同的参考数字表示参照图5所描述的元件并省略了其描述。

如图8所示，在全息记录介质HM1中从最上层开始顺序形成覆盖玻璃50、记录层51以及四分之一波长板52。在这种情况下，选择具有波长选择性的反射膜作为设置在四分之一波长板52之下的反射膜53。具体地，如稍后所述，反射膜被配置为具有反射用于记录和再生全息图的具有410nm波长的激光束并透射用于读取记录在基板56上的信息的具有650nm波长的激光束的波长选择性。

在反射膜53下，如图所示形成中间层54、反射膜55以及基板56。

在这种情况下，基板56是由例如聚碳酸酯制成的树脂基板，并具有形成在其表面上的通过凹凸截面形状(凹陷和平台的组合)来记录信息的凹痕面。即，在凹痕面上记录诸如旋转角信息的信息。

例如，在基板56的凹痕面上形成反射膜55。通过使用诸如树脂的粘合剂材料作为中间层54，将具有形成在其上的反射膜55的基板56结合至反射膜53的底部，形成图8所示的全息记录介质HM1。

为了确认的目的，描述的“旋转角信息”是指关于对盘状全息记录介质HM1的旋转角度所写的旋转角度值的信息。即，通过读取旋转角信息，可以视觉上识别介质旋转角。

应该注意，形成全息记录介质HM1的四分之一波长板52，使得相对于轴方向(其中通过记录的旋转角信息定义的旋转角度为0°)的光轴方向的角度为45°。即，通过形成全息记录介质HM1中的四分之一波长板52，确保当全息记录介质HM1的旋转角度为0°时(即，当作为旋转角信息读取0°时)，相对于轴方向(旋转角度为0°)的四分之一波长板12的光轴方向偏离45°。

图9示出了用于实施第一技术以对应于图8所示全息记录介质HM1的根据本发明实施例的光束施加装置的内部结构。

作为根据实施例的光束施加装置，在图9中示出了可以仅执行全息记录介质HM1上的记录操作的记录装置的结构。在图9中，通过相同的参考数字表示参照图1所描述的元件并省略其描述。

在图9所示的光束施加装置中，设置了已参照图1描述的激光二极管1、准直透镜2、SLM3、中继透镜5、遮光罩6以及中继透镜7。然而，由于图9所示的光束施加装置是记录装置，所以省略了图1所示的图像传感器11和将来自介质的反射光束引导至图像传感器11的光束分离器4。

在这种情况下，如后所述，由于设置了施加具有不同波长的激光的第二激光器15，所以为了进行区分，将上述激光二极管1称为第一激光器1。

在这种情况下，从第一激光器1发射并从中继透镜7输出的光束穿过分色镜13，并被反射镜14反射以使光轴折回90°，然后如图5～图7所示，入射到半波长板12上。穿过半波长板12的光束通过物镜9被施加给设置在预定位置的全息记录介质HM1。

这里，光束施加装置设置有作为用于根据参考图2描述的记录数据来执行SLM3的光强度调制功能的结构的数据调制和幅度控制单元19。

向数据调制和幅度控制单元19输入将被记录在全息记录介质HM1上的记录数据。数据调制和幅度控制单元19用于根据记录数据控制SLM3的光强度调制操作(具体地，信号光束区域A2中的光强度调制操作)。

具体地，对输入的记录数据执行根据预定记录格式的记录调制和编码处理。例如，将记录数据的1个字节(＝8位)转换成4×4＝16位的正方形块状数据排列的记录调制和编码处理被称为全息图记录和再生方式中已知的稀缺编码处理。

基于记录格式将由编码处理获得的块状数据排列配置在一片全息图页(page)中(被称为“映射”)。全息图页是指信号光束区域A2中填充的全部数据排列。即，全息图页是可以每次通过信号光束和参照光束之间的干涉来记录的数据单元。

以这种方式，通过映射记录数据，获得了信号光束区域A2中的“0”和“1”的数据图样。

数据调制和幅度控制单元19获得信号光束区域A2中的数据图样，并生成参照光束区域A1中的预定像素设为“1”、其他像素设为“0”、以及缝隙区域A3中和参照光束区域A1外的所有像素设为“0”的数据图样。根据所生成的数据图样和信号光束区域A2中的数据图样，在其上生成了对应于SLM3的全部有效像素的数据图样。

在执行记录操作时，数据调制和幅度控制单元19从输入的记录数据依次获得对应于SLM3的全部有效像素的数据图样，并基于数据图样来控制SLM3的像素的驱动。因此，在执行记录操作时，从SLM3输出对应于预定ON/OFF图样的参照光束和ON/OFF图样依赖于记录数据的详情而变化的信号光束。

在图中所示的光束施加装置中，如图8所示，将第二激光器15、光束分离器16、准直透镜17、分色镜13、光电检测器18以及反射光束信号生成电路23设置作为用于读取在形成在全息记录介质HM1的基板56中的凹痕面上所记录的信息的结构。

第二激光器15发射具有与第一激光器1的波长(例如410nm)不同的波长(例如650nm)的激光光束。从第二激光器15发射的光束穿过光束分离器16，然后通过准直透镜17进入分色镜13。

如图所示，光源是第二激光器15的入射光束被分色镜13反射，并且反射光束被引导至反射镜14。在反射镜14后的光路与光源是第一激光器1的光束相同。即，通过半波长板12和物镜9向全息记录介质HM1施加光源是第二激光器15的光束。

光源是第二激光器15并且已向全息记录介质HM1施加的光束被形成在全息记录介质HM1的凹痕面上的反射膜56所反射。反射光束穿过物镜9、半波长板12和反射镜14，然后被分色镜13反射，然后通过准直透镜17入射到光束分离器16上。如图所示，从准直透镜17入射到光束分离器16上的光束被光束分离器16反射，并且被引导至光电检测器18。

光电检测器18接收通过上述路径输入以及从凹痕面上的反射膜56获得的反射光束，将接收到的光束转换成电信号，并将电信号提供给反射光束信号生成电路23。在这种情况下，采用在光盘领域中使用的分割检测器作为光电检测器18。从多个(例如4个)检测器向反射光束信号生成电路23提供检测信号。

反射光束信号生成电路23基于来自光电检测器18的电信号生成诸如RF信号或用于各种伺服的信号(例如，跟踪误差信号或聚焦误差信号)的反射光束信号。

尽管在图中未示出，但将由反射光束信号生成电路23生成的用于各种伺服的反射光束信号提供给未示出的基于伺服的电路，并因此控制物镜9的跟踪方向和聚焦方向上的位置，从而实现各种伺服控制。

在光束施加装置中，设置主轴电机(SPM)25和主轴伺服驱动电路24作为用于驱动全息记录介质HM1的结构。主轴电机25旋转地驱动设置在预定位置处的全息记录介质HM1。主轴伺服驱动电路24例如通过使用诸如CLV的预定旋转控制方法来控制主轴电机25的旋转驱动。

在这种情况下，主轴伺服驱动电路24接收由反射光束信号生成电路23生成的RF信号(用于读取记录在全息记录介质HM1的基板56上的读取信号)，执行PLL处理以生成再生时钟，并获得再生时钟作为主轴电机25的旋转速度信息。主轴伺服控制电路基于旋转速度信息来控制主轴电机25的旋转，使得通过使用预定的旋转驱动方法来旋转地驱动全息记录介质HM1。

在光束施加装置中，设置旋转驱动单元20、旋转角信息检测单元21以及波长板旋转控制单元22作为用于旋转驱动半波长板12的结构。

首先，旋转驱动单元20被配置为保持半波长板12，该半波长板12被插入光路中的反射镜14和物镜9之间，并且旋转地驱动所保持的半波长板12。具体地，由于旋转驱动单元20包括电机并被配置为向半波长板12提供电机的旋转驱动力，所以其可以旋转地驱动半波长板12。

旋转角信息检测单元21基于反射光束信号生成电路23来检测来自全息记录介质HM1的旋转角信息。具体地，旋转角信息检测单元基于由反射光束信号生成电路23提供的RF信号来检测旋转角信息。

通过基于由旋转角信息检测单元21提供的旋转角信息控制旋转驱动单元20的电机的旋转，波长板旋转控制单元22控制半波长板12以随着全息记录介质HM1的旋转而旋转。具体地，当假设半波长板12的旋转角度为θ且全息记录介质HM1的旋转角度为φ时，波长板旋转控制单元控制旋转驱动单元20的电机的旋转，以保持“θ＝φ/2”的关系。

在第一技术中，如参照图5～图7所描述的，当全息记录介质HM1的旋转角度度为0°时，假设半波长板12的光轴方向与入射到半波长板上12上的光束的偏振方向平行。

因此，为了建立第一技术，在半波长板12的旋转角度为作为波长板旋转控制单元22的参照的0°的状态下，需要半波长板12的光轴方向与入射到半波长板12上的光束的偏振方向平行。即，调节通过波长板旋转控制单元22识别的半波长板12的旋转角度(旋转驱动单元20的电机的旋转角度)和半波长板12对旋转驱动单元20的附接角度之间的关系，使得在半波长板12的旋转角度为0°的状态(通过波长板旋转控制单元22识别)下，半波长板12的光轴方向与入射到半波长板12上的光束的偏振方向平行。

通过尝试该调节，如参照图5～图7所描述的，随着全息记录介质HM1在0°和φ°之间的旋转，可以在0°和φ°之间恰当地旋转入射到全息记录介质HM1上的光束的偏振方向。

根据图9所示光束施加装置的上述结构，可以随着参照图5～图7所描述的全息记录介质HM1的旋转而旋转地驱动半波长板12。结果，可以提供可防止生成反射型全息图的光束施加装置。

尽管上面已经假设将根据本实施例的第一技术仅应用于全息记录介质HM1上的记录数据，但可以将第一技术适当地应用于来自全息记录介质HM1的再生数据。

在再生来自全息记录介质HM1的数据时，与上述记录操作类似，由前向光束和后向光束的干涉形成多个全息图。即，在再生操作中，参照光束和再生光束彼此干涉以生成以下图样：

图样E；信号光束(前向路径)×参照光束(前向路径)＝透射型全息图

图样F；信号光束(前向路径)×参照光束(后向路径)＝反射型全息图

图样G；信号光束(后向路径)×参照光束(前向路径)＝反射型全息图

图样H；信号光束(后向路径)×参照光束(后向路径)＝透射型全息图

通常，在执行记录操作时，信号光束和参照光束以相同的强度(例如，1∶1)彼此干涉，以记录全息图(衍射光栅)。在执行再生操作时，参照光束和通过参照光束的施加所获得的再生光束具有大约1.0×10^-3(1/1000)的强度差(即，衍射效率)，其与记录操作中的参照光束和信号光束的强度比相比非常小。因此，认为再生操作中的参照光束和再生光束的干涉不形成直接影响全息图图像的衍射光栅。

然而，由参照光束和再生光束的干涉所生成的微小衍射光栅的层叠可间接作为再生操作中的噪声源。结果，在再生操作中形成的多个全息图可引起SNR的劣化。

如可以从参照图5～图7的描述所理解的，根据第一技术，当然，可以在再生操作中使前向光束的偏振方向和后向光束的偏振方向彼此垂直。即，由于可以在再生操作中使前向光束和后向光束的偏振方向彼此垂直，所以可以防止生成图样F和图样G的反射型全息图。由于在再生操作中可以防止反射型全息图，所以可提高SNR。

在将第一技术应用于可以仅执行再生操作的再生装置的具体实例中，在图9所示的结构中，可以如图1所示在SLM3和中继透镜5之间添加光束分离器，使得光束分离器4反射来自全息记录介质HM1的反射光束，并将反射光束引导至图像传感器11。在这种情况下，数据调制和幅度控制单元19在执行记录操作时不执行上述操作，而是生成仅将参照光束区域A1设为“0”和“1”的预定图样并将其它区域设为“0”位的数据图样，并基于数据图样控制SLM3的像素的驱动。即，从SLM3仅输出参照光束。

可选地，可以将第一技术应用于记录和再生装置。在这种情况下，对于光学系统的结构，与再生装置类似，向图9所示的结构添加光束分离器4和图像传感器11。数据调制和幅度控制单元19被配置为在执行记录操作时生成上述数据图样，并在执行记录操作时基于数据图样控制SLM3的像素的驱动，以及被配置为在执行再生操作时生成上述数据图样，并基于数据图样控制SLM3的像素的驱动。

当将第一技术应用于再生装置以及记录和再生装置时，偏振光束分离器可被用作光束分离器4。即，如上所述，根据第一技术，可以使前向光束和后向光束的偏振方向彼此垂直。因此，可以使用透射前向光束(例如，X线性偏振光束)并反射后向光束(例如，Y线性偏振光束)的偏振光束分离器。

2-2.第二技术

现在，将描述根据实施例的光束施加方法的第二技术。

第二技术采用全息记录介质HM2，其中，代替第一技术中的四分之一波长板52的吸收型线性偏振元件57被用作形成在全息记录介质HM中的偏振元件。

图10和图11是示出第二技术的示图，其中，图10示出了介质旋转角为0°的状态，图11示出了介质旋转角为φ°的状态。

在图10和图11中，与图5～图7类似，相对于X轴和与其垂直的Y轴示出了入射到装置的半波长板12上的光束、入射到全息记录介质HM2中的记录层51上的光束、入射到全息记录介质HM2中的反射膜53上的光束和从反射膜53入射到记录层51上的光束的偏振方向以及半波长板12的光轴方向。其中还示出了设置在全息记录介质HM2中的吸收型线性偏振元件57的偏振轴方向。

在这种情况下，如图所示，X线性偏振光束入射到装置的半波长板12上。对于稍后描述的第三、第五和第六技术也是将X线性偏振光束入射到设置在装置中的波长板上。

如图10和图11所示，在全息记录介质HM2中，从最上层开始顺序形成覆盖玻璃50、记录层51、吸收型线性偏振元件57以及反射膜53。

吸收型线性偏振元件57是指被配置为吸收具有与其偏振轴方向平行的偏振方向的入射光束并透射具有与其偏振轴方向垂直的偏振方向的入射光束的偏振元件。例如，偏振板(也称作偏光板)可以被用作吸收型线性偏振元件57。

在第二技术中，当如图1 0所示介质旋转角为0°时，半波长板12的光轴方向与入射光束的偏振方向平行。具体地，由于X线性偏振光束入射到半波长板12上，所以半波长板12的光轴方向与X轴方向平行。

因此，当介质旋转角为0°时，没有任何变化地将X线性偏振光束施加给全息记录介质HM2。

在全息记录介质HM2中，当旋转角度为0°时，吸收型线性偏振元件57的偏振轴方向与如图所示的X轴方向平行。即，当旋转角度为0°时，在全息记录介质HM2中形成吸收型线性偏振元件57，使其偏振轴方向与入射光束的偏振方向平行。

如上所述地设置了半波长板12的光轴方向和吸收型线性偏振元件57的偏振轴方向。因此，当介质旋转角为0°时，从装置将X线性偏振光束施加给全息记录介质HM2，并且所施加的X线性偏振光束通过记录层51入射到偏振轴方向与X轴方向平行的吸收型线性偏振元件57上。如上所述，由于吸收型线性偏振元件57吸收偏振方向与其偏振轴方向平行的入射光束，所以入射到吸收型线性偏振元件57上的X线性偏振光束(前向光束)被吸收型线性偏振元件57吸收。即，在第二技术中，不生成来自反射膜53的反射光束(即，后向光束)。

在这种情况下，由于不生成后向光束，所以可以防止生成反射型全息图。

图11示出了介质旋转角为φ的状态。与第一技术类似，当假设半波长板12的旋转角度为θ且全息记录介质HM2的旋转角度为φ时，可以旋转地驱动半波长板12以保持“θ＝φ/2”的关系。

以这种方式，通过旋转驱动半波长板12，随着介质旋转φ°，可以相对于旋转φ°的吸收型线性偏振元件57的偏振轴使入射到吸收型线性偏振元件57上的光束的偏振方向改变φ°，从而使轴方向相互平行。因此，即使当旋转驱动全息记录介质HM2时，也可以通过吸收型线性偏振元件57吸收入射光束。结果，即使当旋转驱动全息记录介质HM2时，也可以防止生成后向光束，从而防止生成并记录反射型全息图。

根据第二技术，如上所述，可以防止生成后向光束。因此，可以防止生成反射型全息图并防止生成两种透射型全息图中的一种。即，当防止生成后向光束时，可以防止生成由图21B所示的图样D“参照光束(后向路径)×信号光束(后向路径)”所生成的透射型全息图。在这种情况下，可以仅记录由图20A所示的图样A“参照光束(前面路径)×信号光束(前向路径)”生成的一种透射型全息图。

由于可以防止记录反射型全息图并且仅记录两种透射型全息图中的一种，所以可以提高SNR。

在第二技术中，需要随全息记录介质HM的旋转而旋转驱动半波长板12。为了执行旋转驱动，与第一技术类似，可以采用使用记录在全息记录介质HM上的旋转角信息的技术。

在记录有旋转角信息的全息记录介质HM2的结构中，以吸收型线性偏振元件57代替图8所示全息记录介质HM1中的四分之一波长板52。

然而，如从参照图10的描述可以理解，在第二技术中，当介质旋转角为0°时，需要吸收型线性偏振元件57的偏振轴方向与X轴方向平行。因此，在全息记录介质HM2中，配置吸收型线性偏振元件57，使得通过吸收型线性偏振元件57的偏振轴和由记录旋转角信息确定的旋转角度为0°的轴方向所形成的角度为0°。

如上所述，在第二技术中，当将激光束施加给全息记录介质HM2时，不能获得其反射光束。不需要获得光源是第一激光器1的光束的反射光束，而是需要获得光源是第二激光器15的光束的反射光束，以读取记录在全息记录介质HM2中的旋转角信息。

因此，配置实际的全息记录介质HM2，使得吸收型偏振元件57具有波长选择性。即，吸收型线性偏振元件对具有从第二激光器发射的650nm波长的激光束不执行其功能，而是透射入射光束。

用于实施第二技术以对应于具有上述结构的全息记录介质HM2的光束施加装置具有与图9所示相同的结构。

为了确认的目的，描述了因为光源是第一激光器1的激光束没有被全息记录介质HM2反射，所以第二技术不适合于再生操作。即，第二技术仅可应用于记录装置。

2-3.第三技术

现在将描述第三技术。

在第三技术中，从全息记录介质HM中省略反射穿过偏振元件的光束的反射膜53，并且使用具有作为具有反射入射光束的功能的偏振元件的反射型线性偏振元件58的全息记录介质HM3。

图12和图13是示出第三技术的示图，其中，图12示出了介质旋转角为0°的状态，图13示出了介质旋转角为φ°的状态。

在图12和图13中，相对于X轴和与其垂直的Y轴示出了入射到装置的半波长板12上的光束和在入射到全息记录介质HM3中的记录层51上的光束的偏振方向、半波长板12的光轴方向、以及设置在全息记录介质HM3中的反射型线性偏振元件58的偏振轴方向。

如图12和图13所示，在这种情况的全息记录介质HM3中，从最上层开始顺序形成覆盖玻璃50和记录层51并形成作为其下层的反射型线性偏振元件58。

反射型线性偏振元件58是指被配置为透射具有与其偏振轴方向平行的偏振方向的入射光束并反射具有与其偏振轴方向垂直的偏振方向的入射光束的偏振元件。反射型线性偏振元件58可以由例如光子晶体构成。

在图12所示介质旋转角为0°的状态下，根据第三技术，装置侧的半波长板12的光轴方向与入射光束的偏振方向平行。即，半波长板12的光轴方向与X轴方向平行，以对应于输入的X线性偏振光束。因此，在介质旋转角为0°的状态下，没有任何变化地将X线性偏振光束施加给全息记录介质HM3。

在全息记录介质HM3的旋转角度为0°的状态下，反射型线性偏振元件58的偏振轴方向与如图所示的X轴方向平行。即，在旋转角度为0°的状态下，在全息记录介质HM3中形成反射型线性偏振元件58，使其偏振轴方向与入射光束的偏振方向平行。

由于如上所述地设置了半波长板12的光轴方向和反射型线性偏振元件58的偏振轴，所以在介质旋转角为0°的状态下，将X线性偏振光束从装置施加给全息记录介质HM3。所施加的X线性偏振光束通过记录层51入射到反射型线性偏振元件58(其偏振轴方向是X轴方向)上。

由于反射型线性偏振元件58用于透射偏振方向与其偏振轴方向平行的入射光束，所以通过反射型线性偏振元件58输出入射到反射型线性偏振元件58上的X线性偏振光束(前向光束)。

这里，假设在全息记录介质HM3中在反射型线性偏振元件58下不形成反射膜53。因此，由于通过反射型线性偏振元件58输出前向光束，所以通过整个全息记录介质HM3输出前向光束。第三技术通过使用上述结构防止生成后向光束。

在第三技术中，在图13中举例说明了介质旋转角为φ°的状态。与第一和第二技术类似，当假设半波长板12的旋转角度为θ且全息记录介质HM2的旋转角度为φ时，可以旋转驱动半波长板12以保持“θ＝φ/2”的关系。

以这种方式，通过旋转地驱动半波长板12，随着介质旋转φ°，可以相对于旋转φ°的反射型线性元件58的偏振轴使入射到反射型线性偏振元件58上的光束的偏振方向改变φ，从而使轴方向相互平行。因此，即使当旋转驱动全息记录介质HM3时，反射型线性偏振元件58也可以透射入射光束。结果，即使当旋转驱动全息记录介质HM3时，也可以防止生成后向光束。

由于防止生成后向光束，所以可以防止生成反射型全息图，并且仅记录透射型全息图中的一种。

当随着全息记录介质HM3的旋转而旋转驱动半波长板12时，第三技术可采用使用记录在全息记录介质HM3中的旋转角信息的方法。

图14是示出当使用旋转角信息时全息记录介质HM3的截面结构的示图。

如图14所示，在全息记录介质HM3中，从最上层开始顺序形成覆盖玻璃50、记录层51以及反射型线性偏振元件58。在这种情况下，在反射型线性偏振元件58下不形成设置在第一和第二技术中的反射膜53，而是直接形成中间层54。

应该注意，具有波长选择性的反射膜59被用作形成在基板56的凹痕面上的反射膜。即，在第三技术中，如上所示，反射型线性偏振元件58透射入射到全息记录介质HM3上的光束，并通过整个全息记录介质HM3输出入射光束，从而防止生成后向光束。然而，当形成不具有波长选择性的反射膜55作为形成在基板56上的反射膜时，穿过反射型线性偏振元件58的光束被反射膜55反射以生成后向光束，从而不能建立第三技术。

因此，在全息记录介质HM3的基板56上，如反射膜59所示，形成具有透射光源是提供410nm波长的第一激光器1的光束并反射光源是提供650nm波长的第二激光器15的光束的波长选择性的反射膜。

通过使用粘合材料作为中间层54将具有反射膜59的基板56结合至反射型线性偏振元件58的底层来形成全息记录介质HM3。

为了确认的目的，描述了第三技术通过使反射型线性偏振元件58如上所述透射入射光束而不生成反射光束。因此，即使当反射型线性偏振元件58不具有波长选择性时，也可以获得光源是第二激光器15的光束的反射光束。

在第三技术中，由于在旋转角度为0°的状态下，反射型线性偏振元件58的偏振轴方向需要与X轴方向平行，所以在全息记录介质HM3中形成反射型线性偏振元件58，使得将通过反射型线性偏振元件58的偏振轴和由记录的旋转角信息确定并且旋转角度为0°的轴方向所形成的角度度设为0°。

用于实施第三技术以对应于具有上述结构的全息记录介质HM3的光束施加装置可以具有如图9所示相同的结构。

由于响应于光源是第一激光器1的激光束不能获得来自全息记录介质HM3的反射光束，所以可将第三技术仅应用于记录装置。

2-4.第四技术

在第四技术中，与上述技术不同，设置在装置中的波长板的旋转不需要随着全息记录介质HM1的旋转而防止生成反射型全息图。

图15和图16是示出第四技术的示图，其中，图15提取并示出了用在第四技术中的全息记录介质HM4的截面结构和设置在装置中的物镜9，图16示意性示出了形成在全息记录介质HM4中的四分之一波长板60的结构。

在图15中，相对于X轴和与其垂直的Y轴示出了入射到装置的物镜9上的光束、入射到全息记录介质HM4中的反射膜53上的光束以及从反射膜53入射到记录层51上的光束的偏振方向。

首先，在图15中，在用在第四技术中的全息记录介质HM4中，代替用在第一技术中的全息记录介质HM1的四分之一波长板52，形成四分之一波长板60。

在这种情况下，如图所示，在装置中没有设置半波长板12，并通过物镜9将具有预定偏振方向的线性偏振光束(例如，在这种情况下为X线性偏振光束)施加给全息记录介质HM4。即，无论全息记录介质HM4的旋转如何，都将具有预定偏振方向的线性偏振光束施加给全息记录介质HM4。

在第四技术中，即使当施加具有预定偏振方向的线性偏振光束时，也如图16所示配置形成在全息记录介质HM4中的四分之一波长板60，以防止随着介质的旋转而生成反射型全息图。

在图16中，四分之一波长板60由双向虚箭头表示，并且其光轴方向随着全息记录介质HM4的旋转而连续改变。具体地，在通过图中的点划线表示以从介质中心位置放射状延伸的旋转角度方向中，光轴方向的角度形成45°并且光轴方向连续发生改变。可使用例如光子晶体获得四分之一波长板60的结构。

如参照图15所描述的，全息记录介质HM4上的入射光束为例如X线性偏振光束。即，四分之一波长板60上的入射光束具有通过图16中的双向实箭头所表示的偏振方向。因此，即使在旋转驱动全息记录介质HM4时，具有上述结构的四分之一波长板60也可以总是将通过其光轴方向和来自装置的入射光束所形成的角度度设置为45°。

以这种方式，即使当旋转驱动全息记录介质HM4时，也总是将通过四分之波长板60上的入射光束和四分之一波长板60的光轴方向所形成的角度设置为45°。因此，如图15所示，通过穿过四分之一波长板60总是将入射到介质上的X线性偏振光束转变为例如右旋圆偏振光束。当总是将穿过四分之一波长板60的光束转变为右旋圆偏振光束时，通过使用与第一技术相同的原理总是可以将被反射膜53反射并被四分之一波长板60透射的光束(即，后向光束)的偏振方向设置为Y线性偏振光束的偏振方向。

在第四技术中，当旋转驱动全息记录介质HM时，可以保持前向光束(在这种情况下为X线性偏振光束)和后向光束(在这种情况下为Y线性偏振光束)的偏振方向彼此垂直。结果，与上述技术类似，可以防止生成并记录反射型全息图。

在第四技术中，为了防止随着介质的旋转而生成反射型全息图，需要将具有恒定方向的线性偏振光束施加给上述全息记录介质HM4。在这种情况下，与上述技术不同，不需要设置随装置中的介质的旋转而改变入射光束的偏振方向的半波长板12，并且也不需要用于旋转驱动半波长板12的结构。

图17示出了可以防止生成反射型全息图以对应于根据第四技术的全息记录介质HM4的光束施加装置的结构。在图17中，通过相同的参考数字表示参照图1或图9描述的元件并省略其描述。

如图17所示，在用于对应全息记录介质HM4的光束施加装置中，从图9所示的结构中省略半波长板12、旋转驱动单元20、波长板旋转控制单元22以及旋转角信息检测单元21。

根据第四技术，与以上技术相比，可以明显简化用于防止生成反射型全息图以对应于全息记录介质HM4的光束施加装置的结构。

如从以上描述可以理解的，在第四技术中，不需要将旋转角信息记录在全息记录介质HM4上。然而，为了执行各种伺服控制，需要在全息记录介质HM4的基板56上形成凹痕面(包括引导槽)。即，全息记录介质HM4具有与如图8所示相同的结构。具体地，代替图8所示的四分之一波长板52，形成参照图16所描述的四分之一波长板60。

由于可以通过获得具有与前向光束的偏振方向垂直的偏振方向的后向光束来防止生成反射型全息图，所以与第一技术类似，可以将第四技术应用于再生装置、或记录和再生装置以及图17所示的记录装置。当将第四技术应用于再生数据时，在再生时可以防止生成反射型全息图，从而改善了SNR。

由于作为再生装置或再生和记录装置的根据第四技术的光束施加装置的具体结构与第一技术中所描述的再生装置以及记录和再生装置相同，所以省略其重复描述。

在第四技术中，与第一技术类似，偏振光束分离器可被用作设置在再生装置以及记录和再生装置中的光束分离器4。

2-5.第五技术

在第五技术中，与第四技术类似，不需要装置中的波长板的旋转驱动用于防止生成反射型全息图。

图18是示出作为第五技术的光束施加方法的示图，其中，示意性示出了用在第五技术中的全息记录介质HM5的截面结构、设置在装置中的物镜9和四分之一波长板8、以及通过四分之一波长板8和物镜9施加给全息记录介质HM5的光束。在图1 8中，还示出了入射到四分之一波长板8上的光束和入射到形成在全息记录介质HM5中的偏振元件(吸收型圆偏振元件61)上的光束的偏振方向。

在第五技术中所使用的全息记录介质HM5中，如图所述，从最上层起顺序形成覆盖玻璃50、记录层51、吸收型圆偏振元件61以及反射膜53。

吸收型圆偏振元件61是指具有圆分色性的吸收型偏振元件。即，吸收型圆偏振元件具有吸收具有预定旋转方向的圆偏振光束(例如，右旋圆偏振光束)并透射反向旋转(左旋)圆偏振光束的特性。作为吸收型圆偏振元件61的具有圆分色性的吸收型偏振元件的实例可以包括例如胆甾液晶的聚合物材料。

在第五技术中，通过使用吸收型圆偏振元件61的圆分色性将定向旋转(右旋)圆偏振光束施加给全息记录介质HM5。因此，可以通过吸收型圆偏振元件61吸收穿过记录层51的光束，从而不获得来自反射膜53的反射光束(即，后向光束)以防止生成反射型全息图。

因此，在第五技术中，将通过设置在装置中的四分之一波长板8的光轴方向和入射到四分之一波长板8上的光束的偏振方向所形成的角度调节至45°。具体地，由于入射到四分之一波长板8上的光束是X线性偏振光束，所以将四分之一波长板8的光轴方向设为相对于如图所示的X轴方向倾斜45°。因此，如图所示，通过物镜9施加给全息记录介质HM5的光束可以是右旋圆偏振光束，并且右旋圆偏振光束可以被吸收型圆偏振元件61吸收。

为了确认的目的，描述了由于吸收型圆偏振元件61具有圆分色性，所以即使在旋转地驱动全息记录介质HM5时，也可以总是吸收作为入射光束所输入的预定旋转方向的圆偏振光束。即，在第五技术中，即使当旋转驱动全息记录介质HM5时，也不能总是生成后向光束。

当防止生成后向光束时，与第二和第三技术类似，可以防止记录反射型全息图并且仅记录一种透射型全息图。

在第五技术中，可以在装置中设置四分之一波长板8，其中，通过光轴方向和入射光束的偏振方向所形成的角度被固定为45°。因此，可以在本装置中省略用于旋转驱动波长板(在这种情况为四分之一波长板8)的结构。结果，可以明显简化装置结构。

在用于防止生成反射型全息图以对应于第五技术的光束施加装置的结构中，将四分之一波长板8(其中，通过光轴方向和入射光束的偏振方向所形成的角度固定为45°)插入到图1 7所示结构中的反射镜14和物镜9之间。

在第五技术中，可以省略全息记录介质HM上的旋转角信息的记录，但是为了执行各种伺服控制，需要在全息记录介质HM5中形成凹痕面。即，在全息记录介质HM5的实际结构中，代替图8所示的四分之一波长板52，形成吸收型圆偏振元件61。

在全息记录介质HM4中，吸收型圆偏振元件61被配置为具有波长选择性，使得光源是第二激光器15的激光束到达基板56上的凹痕面。

由于与第二和第三技术类似地不获得来自全息记录介质HM的反射光束(后向光束)，所以可将第五技术仅应用于记录装置。

2-6.第六技术

与第五技术类似，第六技术采用具有圆分光性的偏振元件作为用在全息记录介质HM中的偏振元件。这里，与第三技术类似，偏振元件不是吸收型而是反射型。

图19是示出第六技术的示图，其中，示意性示出了用在第六技术中的全息记录介质HM6的截面结构、物镜9、四分之一波长板8、以及通过四分之一波长板8和物镜9施加给全息记录介质HM6的光束。在图19中，还示出了入射到四分之一波长板8上的光束和入射到设置在全息记录介质HM6中的偏振元件(反射性圆偏振元件62)上的光束的偏振方向。

如图19所示，在第六技术所使用的全息记录介质HM6中，代替全息记录介质HM5的吸收型圆偏振元件61，形成反射型圆偏振元件62。在这种情况下，与第三技术类似，因为偏振元件为反射型的，所以省略反射膜53。

这里，反射型圆偏振元件62是具有圆分色性的反射型圆偏振元件，并且具有透射预定旋转方向的圆偏振光束(例如，右旋圆偏振光束)并反射相反旋转方向(左旋)的圆偏振光束的特性。可以由诸如胆甾液晶的聚合物材料形成反射型圆偏振元件62。

与第五技术类似，第六技术使用具有圆分色性的反射型圆偏振元件62的特性，通过将预定旋转方向(右旋)的圆偏振光束施加给全息记录介质HM6来不生成后向光束。

在第六技术中，调节设置在装置中的四分之一波长板8的光轴方向，以相对于入射到四分之一波长板8上的光束的偏振方向形成45°的角度。具体地，由于入射到四分之一波长板8上的光束是X线性偏振光束，所以将四分之一波长板8的光轴方向设为相对于如图所示的X轴方向倾斜45°。

通过执行这种设置操作，可以使通过物镜9施加给全息记录介质HM6的光束为右旋圆偏振光束。以这种方式，由于使施加给全息记录介质HM6的光束为右旋圆偏振光束，所以穿过记录层51的光束可以被反射型圆偏振元件62透射。即，可以通过整个全息记录介质HM6输出光束，从而不生成后向光束。

在这种情况下，偏振元件具有圆分色性。因此，即使当旋转驱动全息记录介质HM6时，穿过记录层51的前向光束也总是可以被反射型圆偏振元件62透射。即，在第六技术中，即使当旋转驱动全息记录介质HM时，也可以总是防止生成后向光束，从而防止生成反射型全息图。

根据第六技术，由于不生成后向光束，所以可以防止记录反射型全息图并且仅记录一种透射型全息图。在第六技术中，与第五技术类似，可以在本装置中使用四分之一波长板8，其中，通过光轴方向和入射光束的偏振方向形成的角度度固定为45°。因此，可以省略用于旋转驱动装置的四分之一波长板8的结构。

用于防止生成反射型全息图以对应于第六技术的光束施加装置可以具有与第五技术中所述相同的结构。

在第六技术中，需要在全息记录介质HM中形成凹痕面以执行各种伺服控制。具体地，在图14所示用在第三技术中的全息记录介质HM3的结构中，代替反射型线性偏振元件58，可以形成反射型圆偏振元件62。即，为了防止穿过反射偏振元件的光束被记录层的反射膜(凹痕面)反射，需要形成具有波长选择性的反射膜59。

由于不获得来自全息记录介质HM的反射光束(后向光束)，所以可以将第六技术仅应用于记录装置。

修改实例

尽管已经描述了本发明的实施例，但本发明不限于上述具体实例。

例如，尽管在第一至第三技术中已经描述了随着介质的旋转在旋转驱动半波长板12中读取记录在全息记录介质HM中的旋转角信息，但可以基于主轴电机25的旋转角度的检测结果来获得旋转角信息。

可选地，除提供使用旋转角信息的控制系统之外，还可以提供改变并输出主轴电机25的旋转驱动力的齿轮箱，并且可以通过使用来自齿轮箱的旋转驱动力来旋转驱动半波长板12。

如从第一至第三技术描述的关系“θ＝φ/2”中可以理解的，为了建立第一至第三技术，可以以一半的介质旋转速度来旋转半波长板12。因此，在齿轮箱中，主轴电机25的旋转驱动力的速度被改变并被输出。旋转驱动单元20基于从齿轮箱输出的旋转驱动力来旋转驱动半波长板12。因此，可以旋转驱动半波长板12以保持“θ＝φ/2”的关系。

然而，当采用使用齿轮箱的技术时以及当采用获得来自主轴电机25的旋转角度的旋转角信息的技术时，需要考虑全息记录介质HM与装置的附接角度。

在参照图5的第一技术的描述中，当作为原始状态介质旋转角为0°时，全息记录介质HM中的偏振元件(四分之一波长板52)的光轴方向和半波长板12的光轴方向需要形成45°的角度差。在参照图10和图12的第二和第三技术的描述中，当介质旋转角为0°时，假设全息记录介质HM中的偏振元件(吸收型线性偏振元件57和反射型线性偏振元件58)的偏振轴方向与装置中的半波长板12的光轴方向平行。

例如，当在全息记录介质HM中记录旋转角信息时，其表示视觉上通过旋转角信息显示介质旋转角。因此，如上所述，使用通过记录旋转角信息所定义的0°的旋转角度的方向作为参照，假设在半波长板12的旋转角度为0°的状态下偏振元件的光轴方向(偏振轴方向)是预定方向(45°或与其平行)并且本装置的半波长板12的光轴方向与入射光束的偏振方向平行。那么，即使当以任意角度附接介质时，也可以通过执行对应于“θ＝φ/2”的旋转控制来实施第一至第三技术。

然而，当不从介质读取旋转角信息时(例如，当使用主轴电机25的旋转角度时或当使用齿轮箱时)，不能通过装置视觉上确定介质旋转角，并且不附接全息记录介质HM以获得上述初始状态。在这种情况下，不能实施第一至第三技术。

因此，当采用检测主轴电机25的旋转角度的技术或使用齿轮箱的技术时，设置将全息记录介质HM与装置的附接角度设定为获得技术初始状态的角度度的附接位置确定构件等。因此，即使当采用检测主轴电机25的旋转角度的技术或使用齿轮箱的技术时，也可以通过仅执行“θ＝φ/2”的旋转控制来适当地实施第一至第三技术。

尽管已经描述了用于记录(或再生)全息图的第一激光器1的波长为410nm并且用于读取用于各种伺服控制的信息的第二激光器15的波长为650nm，但这些数值仅仅作为实例，并且可以在实际结构中适当地进行改变。

上述光束施加装置的光学系统的结构仅仅作为实例，并且本发明不限于该结构。

例如，尽管已使用透射型SLM3作为调制光强度的SLM3，但也可以使用诸如反射型液晶面板或DMD(数字微镜器件)的反射型光强度调制器。

全息记录介质HM并不局限于上述结构，而可以具有不同的结构，诸如将偏振元件用粘合材料粘合至记录层51并且结果在记录层51和偏振元件之间插入中间层的结构。即，在根据本发明实施例的光学记录介质中，当在记录层(其上记录有信号)下形成偏振元件，并且偏振元件是四分之一波长板、吸收型线性偏振元件以及吸收型圆偏振元件中的一个时，可以在偏振元件下形成反射膜。

本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其它因素，可以有多种修改、组合、再组合和改进，均应包含在本发明的权利要求或等同物的范围之内。

Claims (10)

1.一种光束施加方法，包括以下步骤：

旋转地驱动全息记录介质，其中，通过向所述全息记录介质施加光束来记录和再生信号，并且所述全息记录介质具有其上记录有所述信号的记录层、形成在所述记录层下的四分之一波长板以及形成在所述四分之一波长板下的反射膜；以及

通过随所述全息记录介质的旋转而被旋转驱动的半波长板将光束施加给旋转的全息记录介质，其中，所述半波长板的旋转角度为所述全息记录介质的旋转角度的二分之一，当所述全息记录介质的旋转角为0°时，所述四分之一波长板的光轴方向与所述半波长板的光轴方向偏离45°，并且所述半波长板的光轴方向与入射到所述半波长板上的线性偏振光束的偏振方向平行。

2.一种光束施加方法，包括以下步骤：

旋转地驱动全息记录介质，其中，通过向所述全息记录介质施加光束来记录信号，并且所述全息记录介质具有其上记录有所述信号的记录层以及形成在所述记录层下的透射具有与其偏振轴方向平行的偏振方向的入射光束并反射具有与其偏振轴方向垂直的偏振方向的入射光束的反射型线性偏振元件；以及

通过随所述全息记录介质的旋转而被旋转驱动的半波长板将光束施加给旋转的全息记录介质，其中，所述半波长板的旋转角度为所述全息记录介质的旋转角度的二分之一，当所述全息记录介质的旋转角为0°时，所述反射型线性偏振元件的偏振轴方向与所述半波长板的光轴方向平行，并且所述半波长板的光轴方向与入射到所述半波长板上的线性偏振光束的偏振方向平行。

3.根据权利要求2所述的光束施加方法，其中，用吸收具有与其偏振轴方向平行的偏振方向的入射光束并透射具有与其偏振轴方向垂直的偏振方向的入射光束的吸收型线性偏振元件代替所述反射型线性偏振元件，并且，所述全息记录介质进一步具有形成在所述吸收型线性偏振元件下的反射膜。

4.一种光束施加装置，包括：

介质旋转装置，用于旋转地驱动全息记录介质，其中，通过向所述全息记录介质施加光束来记录和再生信号，并且所述全息记录介质具有其上记录有所述信号的记录层、形成在所述记录层下的四分之一波长板以及形成在所述四分之一波长板下的反射膜；

光学系统，被配置为将从光源发射的光束引导至所述全息记录介质；

半波长板，插入到所述光学系统的反射镜和物镜之间；以及

波长板旋转装置，用于随所述全息记录介质的旋转而旋转地驱动所述半波长板，其中，所述半波长板的旋转角度为所述全息记录介质的旋转角度的二分之一，当所述全息记录介质的旋转角为0°时，所述四分之一波长板的光轴方向与所述半波长板的光轴方向偏离45°，并且所述半波长板的光轴方向与入射到所述半波长板上的线性偏振光束的偏振方向平行。

5.一种光束施加装置，包括：

介质旋转装置，用于旋转地驱动全息记录介质，其中，通过向所述全息记录介质施加光束来记录信号，并且所述全息记录介质具有其上记录有所述信号的记录层以及形成在所述记录层下的透射具有与其偏振轴方向平行的偏振方向的入射光束并反射具有与其偏振轴方向垂直的偏振方向的入射光束的反射型线性偏振元件；

光学系统，被配置为将从光源发射的光束引导至所述全息记录介质；

半波长板，插入到所述光学系统的反射镜和物镜之间；以及

波长板旋转装置，用于随所述全息记录介质的旋转而旋转地驱动所述半波长板，其中，所述半波长板的旋转角度为所述全息记录介质的旋转角度的二分之一，当所述全息记录介质的旋转角为0°时，所述反射型线性偏振元件的偏振轴方向与所述半波长板的光轴方向平行，并且所述半波长板的光轴方向与入射到所述半波长板上的线性偏振光束的偏振方向平行。

6.根据权利要求5所述的光束施加装置，其中，用吸收具有与其偏振轴方向平行的偏振方向的入射光束并透射具有与其偏振轴方向垂直的偏振方向的入射光束的吸收型线性偏振元件代替所述反射型线性偏振元件，并且，所述全息记录介质进一步具有形成在所述吸收型线性偏振元件下的反射膜。

7.根据权利要求4-6中任意一个所述的光束施加装置，进一步包括：角度检测装置，用于检测所述全息记录介质的旋转角度，

其中，所述波长板旋转装置基于所述角度检测装置的检测结果来旋转地驱动所述半波长板。

8.根据权利要求7所述的光束施加装置，其中，所述角度检测装置通过读取预先记录在所述全息记录介质中的旋转角度信息来检测所述旋转角度。

9.根据权利要求4-6中任意一个所述的光束施加装置，其中，所述波长板旋转装置包括被配置为改变并输出所述介质旋转装置的旋转驱动力的齿轮箱，并基于从所述齿轮箱输出的旋转驱动力旋转地驱动所述半波长板。

10.根据权利要求4-6中任意一个所述的光束施加装置，其中，通过使用参照光束和信号光束的干涉图样在所述记录层中记录所述信号，以及

其中，所述光束施加装置进一步包括强度调制装置，用于通过在所述光学系统的预定位置处调制来自所述光源的光束的强度来输出所述信号光束和/或所述参照光束。

Images