CN101427310A - 光记录介质及其记录/再现方法和设备 - Google Patents

光记录介质及其记录/再现方法和设备 Download PDF

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Abstract

一种光记录介质以及用于所述光记录介质的记录/再现方法和设备，在所述光记录介质中，通过信号光与基准光之间的干涉形成的干涉图案被记录为数据。所述光记录介质包括至少一个记录有预定数据的记录层，其中，记录层的一部分的厚度大于记录层的另一部分的厚度，其中，数据被记录在较厚的区中，记录条件和/或再现条件的附加信息被记录在较薄的区中。

Description

光记录介质及其记录/再现方法和设备
技术领域
本发明的一方面涉及一种光记录介质，更具体地说，涉及一种全息记录介质以及用于该全息记录介质的记录/再现方法和设备，其中，在所述全息记录介质中，通过信号光与基准光(reference light)之间的干涉形成的干涉图案被记录为数据。
背景技术
最近，广泛研究并开发了全息记录介质，该全息记录介质用作能够克服物理限制(诸如光衍射限制)并具有较大的存储容量的存储介质。在所述全息记录介质中，通过源于对象的信号光与基准光之间的干涉形成的干涉图案被记录为数据。全息记录介质可在相同的记录位置存储成百或上千的二进制数据页。更具体地说，从信号光(被调制为二进制数据页)和相应的入射基准光(其位置、偏转角、波长等随着复用方法而变化)获得记录在全息记录介质上的干涉图案(相应于数据)。为了再现记录在全息记录介质上的数据，将条件与上述记录基准光的条件相同的再现基准光入射到全息记录介质上。当再现基准光入射时，记录的干涉图案使再现基准光产生衍射，从而干涉图案可被解调为具有原始的亮和暗像素图案的一个二进制数据页。
用于全息记录介质的记录材料包括光敏聚合物和光折射晶体等。由于光敏聚合物价格便宜且具有较高的衍射效率，所以光敏聚合物被广泛用作全息记录介质的记录材料。当光敏聚合物与光起反应时，它的单体被聚合，从而折射率改变。光敏聚合物构有单体、聚合粘合剂、光敏染料和引发剂。通过光敏染料来选择光的波长。聚合体根据光的强度而非均匀地分布于空间中，形成高聚合物密度区和低聚合物密度区。聚合物的非均匀分布造成折射率的非均匀分布。另一方面，在期望的干涉图案被投到全息记录介质之后，干涉图案暴露于UV光以被固化，从而不进行反应。该处理被称为UV固化。
光敏聚合物的折射率和体积随着UV固化和数据记录时的温度而改变。反之，折射率和体积的改变造成记录的干涉图案之间的间距改变，从而从全息记录介质再现的信号会恶化。因此，已经广泛研究了用于在再现全息记录介质时抑制或补偿折射率和体积的改变的技术。
根据温度来补偿折射率和体积的改变的示例包括一种通过用具有不同于记录光源的波长的单独光源照射生热层，来在进行再现时补偿记录层的收缩的方法，其公开于第2004-139479号日本专利申请中。更具体地说，生热层被置于全息记录层的两侧。当全息记录层收缩时，用具有不同于记录和再现激光的波长的加热激光来照射生热层，从而增加全息记录层的温度。结果，可补偿由全息记录介质的收缩和变形造成的折射率和体积的改变。
然而，现有技术中的全息记录介质的问题在于：生产处理和成本由于附加的生热层而增加。此外，存在由生热层与光敏聚合物之间的界面的物理特征差异而造成的一些问题。此外，由于需要向用于全息记录介质的记录/再现设备提供用于照射生热层的附加光源，所以问题在于记录/再现设备的构造变得更加复杂，并且功耗增加。
发明内容
技术方案
本发明的一方面提供一种全息记录介质，在所述全息记录介质中，具有不同厚度的区形成在全息记录层中，其中，通过信号光与基准光之间的干涉形成的干涉图案在较厚的区中被记录为数据，其中，关于数据记录条件的信息被记录在具有较高的选择性的较薄的区中。
本发明的另一方面提供一种用于全息记录介质的记录方法和设备，其中，当数据被记录在全息记录介质中时，数据记录条件被记录在全息记录介质的全息记录层的较薄的区中。
本发明的另一方面提供一种用于全息记录介质的再现方法和设备，其中，当记录在全息记录介质的数据区中的数据被再现时，读取关于数据记录条件的信息，计算适当补偿的基准光的入射角和波长，以防止再现信号的恶化。
有益效果
根据本发明，可补偿由全息记录介质的当前温度与数据被记录在全息记录介质中时的温度之间的温度差造成的再现信号的恶化，并提高再现信号的质量。此外，根据本发明，可稳定地提供关于全息记录介质的基本信息以及关于全息记录介质的记录位置的信息。此外，可简化全息记录介质的构造及其再现处理。此外，可使得用于记录和再现全息记录介质的光学系统小型化。
附图说明
图1示出根据本发明实施例的全息记录介质的透视图和截面图；
图2示出根据本发明另一实施例的全息记录介质的透视图和截面图；
图3示出根据本发明另一实施例的全息记录介质的透视图和局部放大图；
图4A和图4B是示出根据本发明另一实施例的全息记录介质的示图；
图5是示出根据本发明另一实施例的用于全息记录介质的记录设备的示意性框图；
图6是示出根据本发明另一实施例的用于全息记录介质的记录方法的流程图；
图7是根据本发明另一实施例的用于全息记录介质的再现设备的示意性框图；
图8是示出根据本发明另一实施例的用于全息记录介质的记录方法的流程图。
最佳实施方式
根据本发明的一方面，提供一种光记录介质，其包括至少一个记录有预定数据的记录层，其中，记录层的一个区的厚度小于记录层的另一区的厚度。
根据本发明的另一方面，提供一种用于光记录介质的记录和/或再现方法，包括：在光记录介质的第一数据区中记录和/或再现记录条件；在光记录介质的第二数据区中记录和/或再现用户数据；其中，第一数据区的厚度不同于第二数据区的厚度。
根据本发明的另一方面，提供一种用于光记录介质的记录和/或再现设备，包括：拾取单元，用于在光记录介质的第一数据区中记录和/或再现记录条件，并在光记录介质的第二数据区中记录和/或再现用户数据；其中，第一数据区的厚度不同于第二数据区的厚度。
根据本发明的另一方面，提供一种用于光记录介质的再现方法，包括：通过用基准光照射记录有记录条件的盘信息存储区来确定数据记录条件；基于确定的记录条件来确定用于再现记录在数据区中的数据的再现条件；根据确定的再现条件来检测通过用基准光照射数据区而产生的再现光，并再现数据。
根据本发明的另一方面，提供一种用于光记录介质的再现设备，包括：读取单元，用于通过用基准光照射数据区来再现记录在数据区中的数据，并通过用基准光照射记录有记录条件且厚度小于所述数据区的厚度的盘信息存储区来再现数据记录条件；控制器，用于基于记录条件来确定用于再现记录在数据区中的数据的再现条件，并根据确定的再现条件来控制基准光，以使其照射在数据区上。
本发明的其它方面和/或优点将在下面的描述中部分地阐述，部分地将通过所述描述变得清楚，或者可通过对本发明的实践而得知。
具体实施方式
现将详细参照本发明的当前实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指示相同的部件。以下参照附图来描述实施例，以便解释本发明。
在根据本发明实施例的全息记录介质中，全息记录层(其中，由信号光与基准光之间的干涉形成的干涉图案被记录为数据)包括记录有数据的数据区和记录有数据记录条件的盘信息存储区，盘信息存储区的厚度小于数据区的厚度。从信号光与基准光之间的干涉形成的干涉图案被称为全息图。记录条件包括关于全息记录介质的温度的信息以及关于与全息记录介质的记录位置相应的地址的信息。记录条件可额外包括全息记录介质的特征参数，诸如全息记录层的M数、选择性和厚度。
在本发明的一方面中，由于较薄的全息记录层具有较高的选择性，所以将盘信息存储区设计为比数据区薄。选择性指示在没有来自其它全息图的干涉的情况下，记录在全息记录层中的全息图的恢复程度。作为公知的选择性，使用通过等式1表示的Bragg角选择性Δθ。
[等式1]
Δθ = λ cos θ s L sin ( θ f + θ s )
在等式1中，L是全息记录层的厚度，λ是光的波长，θf是基准光的角，θs是信号光的角。从等式1可理解到：当根据基准光与信号光之间的改变角来复用和记录全息图时，角选择性Δθ与全息记录层的厚度成反比。因此，较薄的全息记录层的选择性比较厚的全息记录层的选择性更加优选。
在根据本发明实施例的全息记录介质中，数据记录条件被记录在较薄的全息记录层中，从而可基于记录条件来补偿当再现数据时由全息记录介质的温度改变而造成的再现信号的恶化。此外，由于与较厚的全息记录层相比，较薄的全息记录层的折射率和体积根据温度的改变较小，所以可检测到更加稳定的信号。尽管以下描述主要基于全息记录介质，但是本发明的各方面可应用于其它光记录介质。
图1示出根据本发明实施例的全息记录介质的透视图和截面图。在图1中，下部示图显示沿着全息记录介质100的上部示图的X-X’截取的截面。
根据本发明实施例的全息记录介质100包括第一基底130、全息记录层140和第二基底150。全息记录介质100具有盘的形状。在全息记录层140中，将从内圆周向外圆周延伸的具有径向长度“b”的区分配到记录数据的数据区110，并将从外圆周向内延伸的具有径向长度“a”的区分配到记录数据记录条件的盘信息存储区120。将数据区110的厚度W1设计为大于盘信息存储区120的厚度W2。
如上所述，关于当数据被记录在数据区110时的全息记录介质的温度的信息以及关于与记录位置相应的地址的信息记录在盘信息存储区120中。此外，作为附加信息，可将全息记录介质100的特征参数(诸如M数、选择性和厚度信息)记录在盘信息存储区120中。当进行再现时，记录条件在记录在数据区110中的数据之前被再现，然后，所述记录条件被用于确定用于再现所述数据的再现条件。
图2示出根据本发明另一实施例的全息记录介质的透视图和截面图。在图2中，下部示图显示沿着全息记录介质200的上部示图的线X-X’截取的截面。
根据本发明实施例的全息记录介质200包括第一基底230、全息记录层240和第二基底250。与根据前述实施例的全息记录介质100类似，全息记录介质200具有盘的形状。与全息记录介质100不同，盘存储信息区220被置于全息记录层240的内圆周部分。更具体地说，在全息记录层240中，将从内圆周向外圆周延伸的具有径向长度“d”的区分配到盘信息存储区220，并将从盘的外圆周向内延伸的具有径向长度“c”的区分配到记录数据的数据区210。将数据区210的厚度W3设计为大于盘信息存储区220的厚度W4。
图3示出根据本发明另一实施例的全息记录介质300的透视图和局部放大截面图。在图3中，下部示图显示沿着全息记录介质300的上部示图的部分A的线X-X’截取的局部放大截面。
根据本发明实施例的全息记录介质300包括第一基底330、全息记录层340和第二基底350。与盘信息存储区被置于全息记录介质的内圆周部分或外圆周部分的上述实施例不同，在根据该实施例的全息记录层340中，在数据区310的一个或多个局部区中，按照点(spot)的形状来形成盘信息存储区320a、320b、320c、320d、...。与上述实施例类似，将数据区310的厚度W6设计为大于盘信息存储区320a、320b、320c、320d、...中的每一个的厚度W5。
图4A和图4B是示出根据本发明另一实施例的全息记录介质的示图。
图4A所示的全息记录介质400具有类似于图3所示的全息记录介质300的结构，只是全息记录介质400按照卡的形状来形成。因此，在全息记录层中的一个或多个局部区中，按照点的形状来形成信息存储区420，并且将信息存储区420的每一个的厚度设计为小于数据区410的厚度。
图4B所示的全息记录介质430具有类似于图1所示的全息记录介质100的构造，只是全息记录介质400按照卡的形状来形成。因此，信息存储区450被置于全息记录层的外围部分，并且将信息存储区450的厚度设计为小于数据区440的厚度。
尽管上述描述仅针对盘类型或卡类型的全息记录介质，但是应清楚：本发明的各方面可被应用于具有不同形状的其它类型的全息记录介质。
现在，将描述根据本发明各方面的用于全息记录介质的记录/再现方法和设备。
图5是示出根据本发明另一实施例的用于全息记录介质的记录设备的示意性框图。
参照图5，根据本发明实施例的记录设备500包括：记录单元510，用于通过用信号光和基准光照射全息记录介质550的数据区来将数据记录在数据区中，并通过用信号光和基准光照射盘信息存储区来将数据记录条件记录在盘信息存储区中；记录条件测量单元540，用于测量数据记录条件；控制器530，用于控制记录单元510.
更具体地说，记录单元510包括：光源511、分光器512、空间光调制器(SLM)513、第一透镜514、镜515、反射镜516、第二透镜517和激励器518。
分光器512将从光源511入射的激光分离为信号光和基准光。
通过光透镜(未示出)来调整作为入射到镜515上的矩形偏振光的基准光，从而其光束大小被放大。接着，通过反射镜516以预定角来偏转基准光，基准光入射到全息记录介质550上。
由分光器512分离的信号光被发送到SLM 513。SLM 513根据从外部输入的将被记录的数据将信号光调制为具有亮和暗像素图案的二进制数据页。调制的信号光与基准光同步入射到全息记录介质550上。
相应于输入数据从基准光与信号光之间的干涉形成的干涉图案被记录在全息记录介质550的全息记录层的数据区中。
记录条件测量单元540测量全息记录层的数据记录条件。如上所述，记录条件包括关于与记录位置相应的地址的信息以及关于当数据被记录在数据区中时的全息记录介质的温度的信息。
控制器530控制记录单元510将与输入数据相应的干涉图案记录在全息记录介质550的数据区中。此外，控制器530控制记录单元510将由记录条件测量单元540测量的记录条件(诸如关于温度的信息)记录在全息记录介质550的盘信息存储区中。用于将记录条件(诸如温度的信息)记录在盘信息存储区中的处理与将数据记录在数据区中的处理相同，只是记录对象是盘信息存储区。如上所述，作为附加信息，可将全息记录介质550的特征参数(诸如M数、选择性和厚度信息)记录在盘信息存储区中。
图6是示出根据本发明另一实施例的用于全息记录介质的记录方法的流程图。
参照图6，通过用信号光和基准光照射数据区将数据记录在全息记录层的数据区中(操作610)。接着，测量数据记录条件(诸如全息记录介质的温度)(操作620)。接着，通过用信号光和干涉光照射盘信息存储区将测量的记录条件记录在全息记录层的盘信息存储区中(操作630)。
图7是示出根据本发明另一实施例的用于全息记录介质的再现设备的示意性框图。
参照图7，再现设备700包括：读取单元710，用于通过用基准光照射数据区来再现记录在全息记录介质720的数据区中的数据，并通过用基准光照射盘信息存储区来再现记录在盘信息存储区中的记录条件；温度测量单元730，用于测量在进行再现时的全息记录介质720的温度；控制器740，基于由读取单元710读取的记录条件来确定用于再现记录在数据区中的数据的再现条件，并根据确定的再现条件来控制基准光，以使其照射在数据区上。
更具体地说，读取单元710包括：光源711、第一透镜712、第二透镜713和检光器714。从光源711发射的基准光经过第一透镜712，并入射到全息记录介质720上。在控制器740的控制下，从光源711发射的基准光的入射角和波长被调整，从而由全息记录介质720的折射率和体积的改变造成的再现信号的恶化可被补偿。当基准光入射到全息记录介质720上时，产生包含原始信息的二维信号图案，并通过检光器714(诸如电荷耦合器件(CCD))来检测所述二维信号图案。
具体说来，为了确定折射率和体积在全息记录介质720的记录时间与再现时间之间的改变，控制器740控制读取单元710在读取数据之前读取记录在盘信息存储区中的记录条件。如上所述，记录条件包括当预定数据被记录在数据区中时全息记录介质720的温度的信息以及与全息记录介质720的记录位置相应的地址的信息。
温度测量单元730测量全息记录介质720的当前温度，并将测量的结果输出到控制器740。控制器740基于读取的记录条件来计算全息记录介质720的当前温度与当预定数据被记录在数据区中时全息记录介质720的温度之间的温度差。控制器740根据计算的温度差来计算全息记录介质720的折射率和体积的改变。通常，记录介质(诸如全息记录介质)的折射率或体积的改变与所述记录介质的温度改变之间存在线性关系。因此，如果已知温度的改变，则可计算出介质的折射率和体积的改变，即，全息记录介质的长度的定向改变。
控制器740基于折射率和体积的改变来控制读取单元710补偿基准光的入射角和波长，从而可正常地检测到记录在数据区中的数据的再现信号，而不会产生再现信号的恶化。
图8是示出根据本发明另一实施例的全息记录介质的记录方法的流程图。
参照图8，通过用基准光照射全息记录介质的盘信息存储区来确定数据记录条件，即，当数据被记录在数据区中时的记录条件(操作810)。接着，基于确定的记录条件来确定用于再现记录在数据区中的数据的再现条件(操作820)。再现条件包括用于补偿全息记录介质的折射率和体积改变的基准光的入射角和波长。如上所述，可通过以下处理来确定再现条件：计算全息记录介质的当前温度与在预定数据被记录在数据区时全息记录介质的温度(在操作810中确定)之间的温度差，根据计算的温度差来计算全息记录介质的折射率和体积的改变，并基于计算的折射率和体积的改变来调整基准光的入射角和波长。
当再现条件被确定时，再现光被产生，并用基准光照射数据区，由此再现数据(操作830)。
根据本发明的另一方面，可补偿由全息记录介质的当前温度与数据被记录在全息记录介质中时的温度之间的温度差造成的再现信号的恶化，并提高再现信号的质量。此外，根据本发明的另一方面，可稳定地提供关于全息记录介质的基本信息以及关于全息记录介质的记录位置的信息。此外，可简化全息记录介质的结构及其再现处理。此外，可使得用于记录和再现全息记录介质的光学系统小型化。
尽管已经显示并描述了本发明的若干实施例，但是本领域的技术人员将认识到：在不脱离由权利要求及其等同物限定范围的本发明的原理和精神的情况下，可对所述实施例进行改变。

Claims (28)

1、一种光记录介质，包括：
至少一个记录有数据的记录层，其中，记录层的一个区的厚度小于记录层的另一区的厚度。
2、如权利要求1所述的光记录介质，其中，由信号光与基准光之间的干涉形成的干涉图案被记录为记录层中的数据。
3、如权利要求1所述的光记录介质，
其中，数据被记录在数据区中，以及
其中，光记录介质的附加信息被记录在盘信息存储区中，所述盘信息存储区的厚度小于数据区的厚度。
4、如权利要求3所述的光记录介质，其中，附加信息包括记录层的记录条件和/或再现条件。
5、如权利要求3所述的光记录介质，
其中，光记录介质具有盘的形状，以及
其中，盘信息存储区形成在光记录介质的外圆周部分。
6、如权利要求3所述的光记录介质，
其中，光记录介质具有盘的形状，以及
其中，盘信息存储介质形成在光记录介质的内圆周部分。
7、如权利要求3所述的光记录介质，其中，在数据区的一个或多个局部区中，按照点的形状来形成盘信息存储区。
8、如权利要求3所述的光记录介质，其中，附加信息包括光记录介质的特征信息，该特征信息包括光记录介质的M数、选择性和厚度。
9、如权利要求3所述的光记录介质，其中，附加信息包括与光记录介质中的记录位置相应的地址的信息。
10、如权利要求3所述的光记录介质，其中，附加信息包括当数据被记录在数据区中时的光记录介质的温度的信息。
11、一种光记录介质的记录和/或再现方法，包括：
在光记录介质的第一数据区中记录和/或再现记录条件；以及
在光记录介质的第二数据区中记录和/或再现用户数据；
其中，第一数据区的厚度不同于第二数据区的厚度。
12、如权利要求11所述的记录和/或再现方法，其中，记录条件包括光记录介质的特征信息，该特征信息包括光记录介质的M数、选择性和厚度。
13、如权利要求11所述的记录和/或再现方法，其中，记录条件包括与光记录介质中的记录位置相应的地址的信息。
14、如权利要求11所述的记录和/或再现方法，其中，记录条件包括当用户数据被记录在第二数据区中时的光记录介质的温度的信息。
15、一种光记录介质的记录和/或再现设备，包括：
拾取单元，用于在光记录介质的第一数据区中记录和/或再现记录条件，并在光记录介质的第二数据区中记录和/或再现用户数据；
其中，第一数据区的厚度不同于第二数据区的厚度。
16、如权利要求15所述的记录和/或再现设备，其中，记录条件包括光记录介质的特征信息，该特征信息包括光记录介质的M数、选择性和厚度。
17、如权利要求15所述的记录和/或再现设备，其中，记录条件包括与光记录介质中的记录位置相应的地址的信息。
18、如权利要求15所述的记录和/或再现设备，其中，记录条件包括当用户数据被记录在第二数据区中时的光记录介质的温度的信息。
19、一种用于光记录介质的再现方法，包括：
通过用基准光照射记录有记录条件的信息存储区来确定记录条件；
基于确定的记录条件来确定用于再现记录在数据区中的数据的再现条件；以及
通过用根据确定的再现条件产生的基准光照射数据区来再现记录在数据区中的数据。
20、如权利要求19所述的再现方法，其中，记录条件包括：当预定数据被记录在数据区中时的光记录介质的温度的信息和/或与光记录介质中的记录位置相应的地址的信息。
21、如权利要求19所述的再现方法，其中，确定再现条件的步骤包括：
计算当前温度与当预定数据被记录在数据区中时的温度之间的温度差；
根据计算的温度差来计算光记录介质的折射率和体积的改变；以及
基于计算的折射率和体积的改变来调整基准光的入射角和波长。
22、一种光记录介质的再现设备，包括：
读取单元，用于通过用基准光照射数据区来再现记录在数据区中的数据，并通过用基准光照射记录有记录条件且厚度小于所述数据区的厚度的盘信息存储区来再现记录条件；以及
控制器，用于基于记录条件来确定用于再现记录在数据区中的数据的再现条件，并根据确定的再现条件来控制基准光，以使其照射在数据区上。
23、如权利要求22所述的再现设备，其中，记录条件包括：当预定数据被记录在数据区中时的光记录介质的温度的信息和/或与光记录介质中的记录位置相应的地址的信息。
24、如权利要求22所述的再现设备，还包括：温度测量单元，用于测量光记录介质的当前温度，其中，控制器计算光记录介质的当前温度与包括在记录条件中的温度之间的温度差，根据所述温度差来计算光记录介质的折射率和体积的改变，并基于计算的折射率和体积的改变来调整入射角和波长。
25、如权利要求3所述的光记录介质，其中，通过信号光与基准光之间的干涉形成的干涉图案被记录为记录层中的数据。
26、一种全息记录介质，包括：
第一基底；
全息记录层，形成在第一基底上，包括数据区和信息存储区；以及
第二基底，形成在全息记录层上，
其中，数据区的厚度大于信息存储区的厚度。
27、如权利要求26所述的全息记录介质，其中，信息存储区包括涉及当数据被记录在数据区中时的全息记录介质的温度的信息。
28、如权利要求26所述的全息记录介质，其中，信息存储区包括涉及与记录位置相应的地址的信息。
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