CN101512643A - 信息记录装置以及信息再现装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及信息记录装置以及信息再现装置，一种信息记录再现装置包括：半导体激光器等的发射光源(1)、将从发射光源(1)射出的激光(2)分离为多数衍射光的空间调制元件(6)、将所述多个衍射光聚光在各个不同的点的物镜(7)。从所述发射光源(1)射出的激光(2)通过空间调制元件(6)分离为多个衍射光，所述多个衍射光通过物镜(7)聚光在信息记录介质(8)的感光层(8b)中的各个不同的点，由这些聚光点的集合将信息记录在信息记录介质(8)的感光层(8b)。由此，能够提供可实现在信号记录时没有杂散光和衍射光影响的高对比度的记录的信息记录装置。

Description

信息记录装置以及信息再现装置

技术领域

本发明涉及用于向信息记录介质记录记录信号的信息记录装置、以及用于再现记录在信息记录介质的记录信号的信息再现装置。

背景技术

以往，作为这种信息记录再现装置例如周知有专利文献1所公开的内容。在这里将该已有例子为原型，在施加了若干修正的样式下参照图5、图6来进行说明。

图5是表示在现有技术中信号记录时的、信息记录再现装置的剖面结构的一部分和在信息记录介质内部的光束的情况的图。

如图5所示，从半导体激光器等的放射光源射出的P偏振光的激光由准直透镜(collimating lens)聚光而成为平行光后，被半反射镜两分。被半反射镜两分后的一束光透过1/2波长板成为S偏振光的光2a(在此之前图5没有示出，之后用虚线表示)，顺次透过空间调制元件17和凸透镜4’成为弱的聚光性的光后入射到偏振光波束分离器5’。入射到偏振光波束分离器5’的光2a由其偏振面5a’反射并透过接合回转器18后，由物镜7聚光，成为汇聚在信息记录介质8的反射面8S的近前的点P_b的光束20a。并且，光束20a以点P_b为边界移动到光轴L的相反侧。

接合回转器(joint gyrator)18在通过光轴L且垂直于纸面的平面上被分成两部分来连接旋光子(optical rotator)，所述旋光子是使在上半部分的区域18a透过光的偏振光方向绕顺时针旋转45度，使在下半部分的区域18b透过光的偏振光方向绕逆时针旋转45度。

从放射光源射出的P偏振光的激光中由准直透镜聚光变成平行光后，被半反射镜两分的另外一束光2b(在此之前图5没有示出，之后用实线表示)沿着光轴L依次透过偏振光波束分离器5’的偏振光面5a’、接合回转器18后，由物镜7聚光后成为汇聚在信息记录介质8的反射面8S上的点P₀的光束20b。

信息记录介质8由透明层8a、透明基板8c、以及由它们夹持的光敏聚合物等的感光层8b构成。汇聚点P₀和汇聚点P_b相对于感光层8b大体对称地形成。

空间调制元件17例如由强介电性的液晶面板构成，在光2a透过的区域内被分成棋盘的格子状。并且，在各自的区域独立，相位偏差π(相位调制)或者透过率变为零(振幅调制)，该调制图案基于外部的信号来更新。

从图5可清楚地知道，光束20a和光束20b交叉在信息记录介质8的感光层8b的区域。光束20b中通过圆19内的光线2B为P偏振光通过接合回转器18的区域18b绕逆时针旋转45度而成的，光束20a中的通过圆19内的光线2A为S偏振光通过接合回转器18的区域18a绕顺时针选择45度而成的。结果，光线2A、2B的偏振光方向在圆19内一致。该关系对于夹着光轴而位于圆19的相对侧的圆中通过的光线也是相同的。这样，在感光层8b的区域中由于光束20a、20b的偏振光方向一致，因此光束20a、20b相互干涉而形成干涉条纹。并且，在半导体激光器等的发射光源的输出大的情况下，光束20a、20b使感光层8b感光来形成感光图案21(与干涉条纹的光强度分布相对应折射率变化的图案)。该感光图案21为与空间调制元件17的调制图案相对应的图案(即，感光图案21被记录为按照每个空间调制元件17的调制图案而不同的图案)。

信息记录介质8被安装在马达上，随着该马达的转动而一起转动。在反射面8S的表面，沿着旋转方向在直径方向以等间距形成周期的导向槽(grating)。

光束20b的汇聚点P₀位于导向槽上，随着信息记录介质8的旋转沿导向槽移动。光束20b由反射面8S反射后透过信息记录介质8，通过物镜7转换为平行光。并且，在去路上透过接合回转器18的区域18a而使偏振光方向绕顺时针旋转45度的光，在回路上透过接合回转器18的区域18b而返回到原来的偏振光方向。另外，在去路上透过接合回转器18的区域18b而使偏振光方向绕逆时针旋转45度的光，也在回路上透过接合回转器的18的区域18a而返回到原来的偏振光方向。结果，光束20b的返回光通过透过接合回转器18返回为P偏振光的光，透过偏振光波束分离器5’的偏振光面5a’后，由全息图等的分支单元导入到光检测器侧(该部分在图5没有示出)。并且，根据来自光检测器的检测信号，生成针对反射面8S的聚焦误差信号和针对导向槽的路径误差信号，基于这些信号，驱动物镜7以将光束20b的汇聚点控制在反射面8S上的导向槽上。

图6是表示在现有技术中信号再现时的信息记录再现装置的剖面结构的一部分和信息记录介质内部的光束的情况的图。图6与图5相比空间调制元件17的调制图案不同。

如图6所示，从放射光源射出的P偏振光的激光由准直透镜聚光成为平行光之后，被半反射镜两分。被半反射镜两分的一束光2b’(在此之前图6没有示出，但以后用实线表示)，沿着光轴L顺次透过偏振光波束分离器5’的偏振光面5a’、接合回转器18，在接合回转器18各自的区域18a、18b偏振光方向绕顺时针、逆时针旋转45度后，由物镜7聚光并汇聚在信息记录介质8的反射面8S上的点P₀。由反射面8S反射的光线(反射光)2B’通过在感光图案21内的圆19内传播而衍生出衍射光2A’而成为光束20a’。衍射光2A’在点P_b聚光后移到光轴L的相反侧。并且，该衍射光2A’通过物镜7成为弱的发散性的光后，由接合回转器18改变偏振光状态。衍射光2A’的偏振光状态和反射光2B’的偏振光状态一致，由于在前进路径上P偏振光透过接合回转器18的区域18a，因此衍射光2A’为P偏振光绕顺时针旋转45度。与此相对，通过在夹着光轴L而位于圆19的相反侧的圆内传播而衍生的衍射光为P偏振光绕逆时针旋转45度形成。这些衍射光透过接合回转器18时，由于在接合回转器18的各个区域18a、18b偏振光方向绕顺时针旋转45度、逆时针旋转45度，因此结果光束20a’被转换为S偏振光的光束。从而，光束20a’由偏振光波束分离器5’的偏振光面5a’反射，并由凸透镜4’转换为平行光后透过空间调制元件17。如上所述，空间调制元件17由强介电性的液晶面板等构成，在该信号再现时，基于外部的信号不调制透过光而直接通过。透过空间调制元件17的光2a’反映感光图案21的记录信号，信号记录时的空间调制元件17的调制图案成为光2a’的光强度分布图案而被再现。该透过光2a’由全息图或半反射镜等分支为去路的光路，由准直透镜聚光并导入光检测器。并且通过对应于空间调制元件17的分割图案的棋盘格子状的光检测单元检测信号光，来再现记录信号。

另一方面，通过在感光图案21的区域内的传播而没有衍射的部分20b’透过信息记录介质8后，由物镜7转换为平行光。并且在前进的路径上透过接合回转器18的区域18a、偏振光方向绕顺时针旋转45度的光在返回路径上透过接合回转器18的区域18b而返回到原来的偏振光方向。另外，在前进路径上透过接合回转器18的区域18b、偏振光方向绕逆时针旋转45度的光也在返回路径上透过接合回转器18的区域18a而返回到原来的偏振光方向。结果，反射光束20b’通过透过接合回转器18返回为P偏振光的光，透过偏振光波束分离器5’的偏振光面5a’后，由全息图等的分支单元导入光检测器侧。并且，根据来自光检测器的检测信号生成针对反射面8S的聚焦误差信号和针对导向槽的路径误差信号，基于这些信号驱动物镜7以使汇聚光的汇聚点P₀控制在反射面8S的导向槽内。

专利文献1：日本专利文献特开平11-311938号公报。

但是，上述现有的信息记录再现装置存在以下问题。

首先，在信号记录时存在如下问题。即，在图5中，针对光束20a和光束20b的来自信息记录介质8的反射面8S的反射光束都是一部分透过感光图案21的区域上。这些反射光束对感光图案21的形成是干扰光，成为含有大的噪声的记录状态。另外，由于透过空间调制元件17的光2a相位和振幅周期地变化，因此容易衍射，所产生的衍射光与空间调制元件17和感光图案21的距离成比例且从透过光(0次衍射光)分离。并且当该分离过大时，完全脱离感光图案21的区域。由于0次衍射光不包含空间调制元件17的信号信息，因此衍射光成分少的感光图案21信号信息少，在再现时成为对比度差的信号。

另外，在信号再现时存在如下问题。即，在图6中，记录信号的再现像在空间调制元件17上反映。由于再现信号的光检测器配置在与空间调制元件17分开的位置，因此光从空间调制元件17到光检测器传播期间产生衍射并且彼此之间产生重叠(overlap)，因此再现像的质量显著恶化。

发明内容

本发明是为了解决现有技术的上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够实现在信号记录时没有干扰光和衍射的影响的、高对比度的记录的信息记录装置以及在信号再现时能够大幅度地改变光检测面上的信号质量的信息再现装置。

为了实现上述目的，本发明涉及的信息记录装置的结构，其特征在于，具有：光源；衍射单元，将从所述光源射出的光分离为多个衍射光；聚光单元，将所述多个衍射光聚光在各个不同点，从所述光源射出的光由所述衍射单元分离为多个衍射光，所述多个衍射光由所述聚光单元聚光在信息记录介质的感光层内的各个不同点，通过这些聚光点的集合在所述信息记录介质的所述感光层记录信息。

另外，本发明涉及的信息再现装置的结构，其特征在于，具有：光源；聚光单元，将从所述光源射出的光聚光；信号检测器，由微小的光检测单元的集合来构成，从所述光源射出的光由所述聚光单元透过信息记录介质的感光层，聚光在所述信息记录介质的反射面上，并由所述反射面反射并再次透过所述感光层，通过在去路和回路透过所述感光层，产生对所述聚光单元的再现衍射光，所述再现衍射光经过所述聚光单元并入射到所述信号检测器，通过所述光检测单元来再现所述感光层的信息。

在所述本发明的信息记录装置的构成优选为：所述衍射单元的表面由微小区域的集合来构成，所述微小区域由所述衍射单元输入的电信号分别地向上向下而形成凹凸的表面，以所述凹凸的表面将所述反射光的相位空间地调制，来产生多个衍射光。另外，在这种情况下优选为：还具有：由微小的光检测单元的集合来构成的信号检测器，计算第一干涉图案的第一光分布，所述第一干涉图案是在所述衍射单元反射的光没有衍射的条件下，将一部分的所述光检测单元的各中心发出的等强度的光、从所述光源发出的由所述聚光单元聚光在信息记录介质的反射面上的光、以及使所述反射面反射的光在所述感光层内干涉而得到，将所述干涉图案的区域以同尺寸的微小体来分割，计算包含于所述微小体内的光量，按照大到小的顺序提取出n个微小体，用将包含于所述微小体内的光量除以所述微小体的体积的值的光强度，来计算从所述微小体的中心发出的n个光、以及将从所述光源射出的光在所述衍射单元的表面上干涉而得到的第二干涉图案的光分布，通过所述第二干涉图案的光分布来计算出所述衍射单元的表面的凹凸分布。在这种情况下，进一步优选为：所述光检测单元在该光检测单元配置的发光点的相位分为0或者π的两种区域，这两种区域交替排列。从所述微小体的中心发出的光的相位一致是优选的。这种情况下进一步优选为：一边改变成为发光点的基点的所述光检测单元的组合一边顺次计算所述第一以及第二的干涉图案的光分布，算出所述衍射单元的表面的凹凸分布，将所述凹凸分布存储在存储器，在信号记录时，从所述存储器读出所述凹凸分布，用所述凹凸的表面空间地调制所述反射光的相位。

另外，在所述本发明的信息记录装置的结构优选为：所述衍射单元由所述微小区域的集合来构成，所述微小区域通过所述衍射单元输入的电信号使内部折射率个别地变化，将透过所述微小区域的光的相位空间地调制，来产生多个衍射光。另外，在这种情况下，优选为：还具有：由微小的光检测单元的集合来构成的信号检测器，计算第一干涉图案的第一光分布，所述第一干涉图案是透过所述衍射单元的光没有发生衍射的条件下，将一部分的所述光检测单元的各中心发出的等强度的光、从所述光源发出的由所述聚光单元聚光在信息记录介质的反射面上的光、以及使所述反射面反射的光在所述感光层内干涉而得到，将所述干涉图案的区域以同尺寸的微小体来分割，计算包含于所述微小体内的光量，按照大到小的顺序提取出n个微小体，用将包含于所述微小体内的光量除以所述微小体的体积的值的光强度，来计算从所述微小体的中心发出的n个光、以及将从所述光源射出的光在所述衍射单元的表面上干涉而得到的第二干涉图案的光分布，通过所述第二干涉图案的光分布来计算出所述衍射单元的折射率分布。这种情况还优选为：所述光检测单元在该光检测单元配置的发光点的相位分为0或者π的两种区域，这两种区域交替排列。还优选为从所述微小体的中心发出的光的相位一致。这种情况下进一步优选为：改变成为发光点的基点的所述光检测单元的组合并顺次计算所述第一以及第二的干涉图案的光分布，算出所述衍射单元的折射率分布，将所述折射率分布存储在存储器，在信号记录时，从所述存储器读出所述折射率分布，空间地调制透过所述微小区域的光的相位。

根据本发明，由于能够记录信号的再现像为最优的方式进行感光层的记录，因此可消除记录信号的读错误。并且，由于在记录信号的读错误少的状态下能够提高信号的密度，因此可实现大容量的存储器。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式中的信号记录时的信息记录再现装置的剖面结构和在信息记录介质内部的光束的情况的图；

图2是表示本发明的一个实施方式中的信号记录时的信息记录再现装置的空间调制元件的结构，(a)是表示该空间调制元件的反射面的平面图，(b)是该空间调制元件的剖面图，(c)是表示构成该空间调制元件的操作结构(actuator)的动作状态的示意图；

图3是表示本发明的一个实施方式中的信号再现时的信息记录再现装置的剖面结构和在信息记录介质内部的光束的情况的图；

图4是表示本发明的一个实施方式中的信息记录再现装置的信号再现用光检测器(信号检测器)的检测面的平面图；

图5是表示现有技术中的信号记录时的信息记录再现装置的剖面结构的一部分和在信息记录介质内部的光束的情况的图；

图6是表示现有技术中的信号再现时的信息记录再现装置的剖面结构的一部分和在信息记录介质内部的光束的情况的图。

具体实施方式

下面，参照图1～图4对本发明的实施方式进行说明。另外，对于与现有技术中的信息记录再现装置相同的结构部件标注相同的参考标号来进行说明。

图1是表示本发明的一个实施方式中的信号记录时的信息记录再现装置的剖面结构和在信息记录介质的内部的光束的情况的图。

如图1所示，本实施方式的信息记录再现装置具有：半导体激光器等的放射光源1、作为将从放射光源1射出的波长为λ的激光2分离为多个衍射光的衍射单元的空间调制元件6、以及作为将所述多个衍射光聚光在各自不同的点的聚光单元的物镜7。

另外，本实施方式的信息记录再现装置具有：将从放射光源1射出的激光2变换为平行光的准直透镜4、将所述平行光向空间调制元件6反射的半反射镜5、光检测器10a、10b、以及将返回的光分离为+1次的衍射光9a和-1次的衍射光9b并使其入射到各自的光检测器10a、10b的全息图3。

空间调制元件6的反射面6a通过由半导体工序形成的微小的操作结构的集合构成，各个操作结构基于控制装置11的控制信号(电信号)在上下方向(反射面6a的法线方向)进行位移。

信息记录介质8由透明层8a、透明基板8c、以及由它们夹持的光敏聚合物等的感光层8b构成。透明层8a的表面形成反射膜而成为反射面8S。这里，在信息记录介质8的反射面8S形成导向槽或导向坑(pit)。

从放射光源1射出的激光2透过全息图3，通过准直透镜4聚光成为平行光后，由半反射镜5的镜面5a反射。由半反射镜5的镜面5a反射的光在空间调制元件6的反射面6a反射成为光2c，并由物镜7聚光后汇聚在信息记录介质8的反射面8S上的点P₀。由反射面8S反射的光经由物镜7、空间调制元件6的反射面6a、半反射镜5的镜面5a后由准直透镜4聚光。经准直透镜4聚光后的光被全息图3分离为+1次衍射光9a和-1次衍射光9b，并分别入射到光检测器10a、10b。从光检测器10a、10b生成针对反射面8S的聚焦误差信号和针对导向槽或导向坑的跟踪误差(tracking error)信号。并且，物镜7基于这些信号被驱动以使在反射面8S上的聚光的点(spot)不发生散焦或偏离路径(off track)。

通过空间调制元件6的各个操作机构的位移，由空间调制元件6的反射面6a反射的光被分离为多个衍射光，这些多个衍射光通过物镜7聚光在处于反射面8S的近前的感光层8b中的点P1、P2、……、Pn的n个点。由此，在感光层8b内形成确定的干涉图案。n例如是10万～100万左右的数。感光层8b按照该干涉图案的强度分布感光，并且折射率根据光强度发生变化。即，通过聚光点P1、P2、……、Pn的集合在信息记录介质8的感光层8b上记录记录信号(信息)。

另外，聚光点P1、P2、……、Pn都是0次衍射光(向着聚光点P₀的光)形成的圆锥体(如果物镜7的开口是方形，则是存在于四角锥体的内部的点)。

图2是表示本发明的一个实施方式中的信号记录时的信息记录再现装置的空间调制元件的结构，(a)是表示该空间调制元件的反射面的平面图，(b)是该空间调制元件的剖面图，(c)是表示构成该空间调制元件的操作结构的动作状态的示意图。

如图2的(a)、(b)所示，空间调制元件6的反射面6a被分割为棋盘格子状(也可以是六角形等的多角形)的微小区域(图2的(b)、(c)所示的操作机构6a1的反射镜6d1)，棋盘的格子的一个一个的微小区域形成与纸面平行的反射面。这里，空间调制元件6的反射面6a通过多个操作机构6a1无缝地填充。并且，棋盘格子的一个一个的微小区域通过来自控制装置11(参照图1)的控制信号在图2的(a)的纸面法线方向分别地向上向下，形成凸凹的表面(图2的(b))。由此由反射面6a反射的光2c的相位被空间地调制，而分离为多个衍射光。

如图2的(c)所示，操作机构6a1由反射镜6d1、电极板6b1、6c1构成，反射镜6d1与电极板6c1连接。并且，通过随着给与电极板6b1、6c1的电荷量的库仑力，电极板6c1弯曲，反射镜6d1以最大的位移量δ下降(图2的(c)的右图)。图2的(c)的右图表示给与电极板6b1、6c1极性相反的电荷、电极板6b1、6c1吸引的情况，但当给与电极板6b1、6c1相同极性的电荷时，反射镜6d1上升位移量δ。当将空间调制元件6的反射面6a的法线与入射光的光轴成的角设为θ、将激光2的波长设为λ时，反射镜6d1位移量δ如果是λcosθ以上是足够的，通过±δ的下降上升能够表现反射光的所有相位(-π～+π)。

图3是表示本发明的一个实施方式中的信号再现时的信息记录再现装置的剖面结构和在信息记录介质内部的光束的情况的图。

如图3所示，本实施方式的信息再现装置还具有作为信号检测器的信号再现用光检测器14、以及将透过半反射镜5的镜面5a的返回光聚光在信号再现用光检测器14上的准直透镜13。其他的结构因为与图1所示的信息记录再现装置相同，因此对于与图1所示部件相同的部件标注相同参照标号，并省略对其说明。

从放射光源1射出的激光2透过全息图3，由准直透镜4聚光成为平行光后，由半反射镜5的镜面5a反射。由半反射镜5的镜面5a反射的光由空间调制元件6的反射面6a反射后，由物镜7聚光并透过信息记录介质8的感光层8b(在去路上的透过)，汇聚在信息记录介质8的反射面8S上的点P₀。由反射面8S反射的光再次透过感光层8b(在回路上的透过)并经物镜7、空间调制元件6的反射面6a、半反射镜5的镜面5a后由准直透镜4聚光。经准直透镜4聚光后的光被全息图3分离为+1次衍射光9a和-1次衍射光9b，并分别入射到光检测器10a、10b。从光检测器10a、10b生成针对反射面8S的聚焦误差信号和针对导向槽或导向坑的跟踪误差信号。并且，物镜7基于这些信号被驱动以使在反射面8S上的聚光的点(spot)不发生散焦或偏离路径。空间调制元件6上的各个操作结构基于控制装置11的控制信号，形成镜面(所有的操作结构的反射镜6d1的位移量为零的状态)，通过空间调制元件6的反射面6a反射，光不产生衍射。另外，在感光层8b被进行记录，通过激光2在感光层8b上往复(通过前进路径和返回路径中透过感光层8b)产生对物镜7侧的衍射光(再现衍射光)12。并且，该衍射光12经过物镜7、空间调制元件6的反射面6a透过半反射镜5的镜面5a后，由准直透镜13聚光而成为聚光在信号再现用光检测器14上的各个位置的光集体15。另外，在感光层8b不发生衍射而直接透过的部分由准直透镜13聚光，而成为聚光在信号再现用光检测器14上的中心附近的光16。

图4是表示本实施方式中的信息记录再现装置的信号再现用的光检测器的检测面的平面图。

如图4所示，信号再现用光检测器14的检测面被分割为构成棋盘格子状的微小的光检测单元，并检测出光集体15在各自的光检测单元的中心附近聚光而独立的光的光量。在检测光量超过某个级别的情况下分配信号“1”、在检测光量没有超过某个级别的情况下分配信号“0”，由此能够将记录在感光层8b的记录信号作为页数据而再现。另外，在信号再现用光检测器14的中心附近聚光的光16是在感光层8b中没有衍射的部分，由于不包含记录信号，因此将信号再现用光检测器14的检测面的中心附近的区域14a从信号再现区域除去。并且，将包含在除去中心附近区域14a的信号再现区域的光检测单元的数量设定为N个。

由控制装置11的控制信号决定的空间调制元件6的操作结构的位移信息被规定如下。在信号再现用光检测器14中，选择出构成中心附近的区域14a以外的信号再现区域的光检测单元中被分配了的信号“1”的单元，并在被选择了的光检测单元的中心以一定光量(光量P)配置相位一致的发光点(波长λ)。另一方面，将半反射镜5的镜面5a的反射率设为R、将透过率设为T，来在放射光源1配置光量为N×P×T/R的发光点(波长λ)(光量N×P×T/R是基准，也可以是该值的1/3～3倍的范围的值)。在图3的光学结构(空间调制元件6的反射面6a为镜面状态)中，使从这些发光点同时发光，以也包含来自信息记录介质8的反射面8S的反射的模型基于波动方程式来计算(波动计算)在信息记录介质8的感光层8b内形成干涉图案的光分布。作为波动方程式使用下面(数式1)记载的菲涅耳(Fresnel-Kirchhoff)的衍射公式。

[数式1]

$U\left(P\right)=-\frac{\mathrm{iA}}{2\mathrm{\λ}}\∫{\∫}_s\frac{e^{\mathrm{ik}(r+s)}}{\mathrm{rs}}[\cos (n,r)-\cos (n,s)]\mathrm{dS}$

上述(数式1)中，U(P)是在点P的复数振幅，A是常数，λ是光的波长，K是波数2π/λ，分母中的r是发光点和开口面上的点的距离，分母中s是开口面上的点与点P的距离，cos(n，r)中的r是从发光点向开口面的光线的方向向量，cos(n，s)中的s是从开口面向点P的方向向量，cos(n，r)、cos(n，s)中的n表示是开口面的法线向量，cos(n，r)、cos(n，s)是构成括号内的两个向量的构成方向余弦。

将通过上述计算而得到的干涉图案用强度分布表示，通过将向着聚光点P₀的光束和感光层8b重叠而形成的圆锥台内部用相同尺寸的长方体进行分割，计算长方体的光量并按照大小的顺序提取n个长方体，计算各个长方体的中心的3维位置。但是长方体与通过物镜7以无像差聚光的光点的3维强度分布的椭圆体大致外接的形状相似。在n个的长方体的中心配置相同相位的发光点(波长λ)，并使发光点的光量与包含在对应的长方体中的光量一致(即，发光点的光强度＝包含于长方体中的光量÷长方体的体积)。在放射光源1中配置光量为N×P×T/R的发光点(波长λ)(光量为N×P×T/R是基准，也可以是该值的1/3～3倍的范围的值)。基于上述波动方程式，计算(波动计算)使从这些发光点同时发光、在空间调制元件6的反射面6a上形成干涉图案的光分布。并且，根据该干涉图案计算相位分布。该相位分布成为空间调制元件6的操作结构的位移信息。例如，在将在操作结构的位置的相位设为

(弧度)时，将反射面6a的法线与入射光的光轴构成的角设为θ，只要操作结构的反射镜6d1的位移量δ是

λcosθ/4π即可，向空间调制元件6发送控制信号以满足该条件。

光检测单元的“0”“1”的信号分配的组合最大存在2^N。对于这些所有的组合，如上所述事先对在感光层8b形成的干涉图案进行波动计算，并且如上所述事先对用于再现该干涉图案的空间调制元件6的操作结构的位移信息进行波动计算。并且使该操作结构的位移信息事先与记录信号相对应而作为表存储在存储器中，在信号记录时一边从存储器读取操作结构的位移信息一边将该记录信号写入感光层8b。在波动计算中由于是二重积分的运算因此需要较多的时间，但如果事先计算并将结果存储在存储器，则在信号记录时能够以与读出速度相对应的速度来进行记录。存储器的读出速度即个人电脑与存储器之间的连接传送速率已达到数Gbps，以感光层8b的感光速度足够为前提，假设将传送速度设为5Gbps，则在本实施方式的信息记录再现装置能够得到DVD记录再现装置的1000倍的速度。另外，通过半导体工序而形成的操作结构的响应性为数kHz，假设将响应性设为5kHz，则为了得到5Gbps的传送速率而需要将记录信号为N＝1000×1000的页数据。

由于在对感光层8b的记录包含来自信号再现时的反射面8S的反射影响等的所有的干扰的影响，并在信号再现时在光检测单元上投射理想的光点(再现光)来形成，因此几乎不会发生记录信号的读取错误。另外，即使信息记录介质的结构(各层的厚度和折射率、反射面的槽的规格、感光层的记录前后的折射率等)变化，也只是针对新的信息记录介质的结构重新计算操作结构的位移信息并作为表存储在存储器中，因此能够在该信息记录介质进行最优化的记录再现。

另外，在本实施方式中，作为将从光源射出的光分离为多个衍射光的衍射单元，以空间调制元件6为例进行说明，但只要能够改变光的相位分布，也可以使用其他结构的衍射单元，所述空间调制元件6为反射面6a通过半导体工序形成的微小的操作结构的集合来构成。

另外，在本实施方式中，通过反射来改变光的相位分布，但也可以是通过透过来改变光的相位分布的结构。例如有如下等方法：在相互对向的两片基板间夹着液晶层，通过向基板表面的电极施加电场使液晶分子的方位改变，由此来控制液晶层的折射率，而改变透过光的相位分布。

另外，在本实施方式中，在确定空间调制元件6的操作结构的位移信息时，在所选择的光检测单元的中心以相同光量配置相位一致的发光点，但也可以是其他的相位条件。例如，假如将构成棋盘格子状的光检测单元分成构成格子条纹状(checkered pattern)的白色和黑色的两个区域，可以是在配置于白色区域的光检测单元的发光点和配置于黑色区域的光检测单元的发光点具有π的相位差的相位条件。在该条件下，由于相邻的发光点的相位必然错开π，因此在考虑信号再现时投射在光检测单元的两个相近的发光点的情况下，两者的相位也错开π。从而，该中间点的强度为“0”，两个光点清楚地分离，再现光的对比度变高。

另外，在本实施方式中，在感光层8b的n个的长方体的中心配置相同相位的发光点，但未必必须是相同相位，只要与从n个发光点产生的光分布与在感光层8b形成的干涉图案的光分布近似，也可以是其他的相位条件。

另外，构成信号再现用光检测器14的信号再现区域的光检测单元的形状不是必须是方形，例如也可以是六角形等多角形。

另外，将通过向聚光点P₀的光束和感光层8b重叠而形成的圆锥台内部分割的长方体也可以是长方体以外的形状，例如也可以是六角柱等多角柱。

另外，在本实施方式中，通过波动计算求出感光层8b中的光强度分布和空间调制元件6的操作单元的位移信息，但本发明是进行感光层中的光强度分布的控制以使在信号检测面上的再现像为最优，只要满足了该特征，也可以用上述以外的方法来求得这些的信息(感光层8b中的光强度分布、空间调制元件6的操作结构的位移信息)。

进而，在本实施方式中，从物镜7到信息记录介质8的光束大体存在旋转对称的关系，但也可以是使倾斜入射到信息记录介质8的反射面8S等旋转非对称的结构，也可以是在反射面8S不发生反射而直接透过的结构。这种情况下，由于在前进路径和返回路径光路不同，因此必须分别设置物镜等的光学部件。

产业上的实用性

本发明能够适用在用于向信息记录介质记录记录信号的信息记录装置、以及用于将信息记录介质记录的记录信号再现的信息再现装置。

Claims (10)

1.一种信息记录装置，其特征在于，

包括：光源；将从所述光源射出的光分离为多个衍射光的衍射单元；将所述多个衍射光聚光在各个不同点的聚光单元，

从所述光源射出的光由所述衍射单元分离为多个衍射光，所述多个衍射光由所述聚光单元聚光在信息记录介质的感光层内的各个不同点，通过这些聚光点的集合将信息记录在所述信息记录介质的所述感光层。

2.一种信息再现装置，其特征在于，

包括：光源；对从所述光源射出的光进行聚光的聚光单元；由微小的光检测单元的集合构成的信号检测器，

从所述光源射出的光由所述聚光单元透过信息记录介质的感光层聚光在所述信息记录介质的反射面上，并由所述反射面反射而再次透过所述感光层，

通过在去路和回路透过所述感光层，来产生朝向所述聚光单元的再现衍射光，

所述再现衍射光经过所述聚光单元入射到所述信号检测器，通过所述光检测单元再现所述感光层的信息。

3.如权利要求1所述的信息记录装置，其特征在于，

所述衍射单元的表面由微小区域的集合来构成，所述微小区域按照输入到所述衍射单元的电信号分别地向上向下而形成凹凸的表面，并对所述凹凸的表面反射的光的相位进行空间调制，产生多个衍射光。

4.如权利要求1所示的信息记录装置，其特征在于，

所述衍射单元由所述微小区域的集合来构成，所述微小区域按照输入到所述衍射单元的电信号使内部的折射率分别地变化，并对透过所述微小区域的光的相位进行空间调制，产生多个衍射光。

5.如权利要求3所述的信息记录装置，其特征在于，

还包括：由微小的光检测单元的集合构成的信号检测器，

计算第一干涉图案的第一光分布，所述第一干涉图案是在所述衍射单元反射的光不进行衍射的条件下，将一部分的所述光检测单元的各中心发出的等强度的光、从所述光源射出的由所述聚光单元聚光在信息记录介质的反射面上的光、以及使所述反射面反射的光在所述感光层内进行干涉而得到的，

将所述干涉图案的区域以相同尺寸的微小体进行分割，计算包含在所述微小体中的光量并按照从大到小的顺序提取出n个微小体，并计算出第二干涉图案的光分布，所述第二干涉图案是以将包含于所述微小体内的光量除以所述微小体的体积而得到的值的光强度从所述微小体的中心发出的n个光、以及将从所述光源射出的光在所述衍射单元的表面上干涉而得到的，通过所述第二干涉图案的光分布来计算出所述衍射单元的表面的凹凸分布。

6.如权利要求4所述的信息记录装置，其特征在于，

还包括：由微小的光检测单元的集合构成的信号检测器，

计算第一干涉图案的第一光分布，该第一干涉图案是在透过所述衍射单元的光不进行衍射的条件下，将一部分的所述光检测单元的各中心发出的等强度的光、从所述光源射出的由所述聚光单元聚光在所述信息记录介质的反射面上的光、以及由所述反射面反射的光在所述感光层内干涉而得到的，

将所述干涉图案的区域以相同尺寸的微小体来进行分割、计算包含在所述微小体中的光量并按照从大到小的顺序提取出n个微小体，并计算出第二干涉图案的光分布，所述第二干涉图案是以将包含于所述微小体内的光量除以所述微小体的体积而得到的值的光强度从所述微小体的中心发出的n个光、以及将从所述光源射出的光在所述衍射单元的表面上干涉而得到的，通过所述第二干涉图案的光分布来计算出所述衍射单元的折射率分布。

7.如权利要求5或6所述的信息记录装置，其特征在于，

所述光检测单元被分为配置在该光检测单元的发光点的相位为0或者π的两种类型的区域，这两种类型的区域交替排列。

8.如权利要求5或6所述的信息记录装置，其特征在于，

从所述微小体的中心发出的光的相位一致。

9.如权利要求5所述的信息记录装置，其特征在于，

改变成为发光的光的基点的所述光检测单元的组合并顺次计算所述第一以及第二的干涉图案的光分布，得到所述衍射单元的表面的凹凸分布，将所述凹凸分布存储在存储器中，在信号记录时从所述存储器读取所述凹凸分布，并对所述凹凸的表面反射的光的相位进行空间调制。

10.如权利要求6所述的信息记录装置，其特征在于，

改变成为发光的光的基点的所述光检测单元的组合并顺次计算所述第一以及第二的干涉图案的光分布，得到所述衍射单元的折射率分布，将所述折射率分布存储在存储器中，在信号记录时从所述存储器读取所述折射率分布，并对透过所述微小区域的光的相位进行空间调制。

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