CN101615402A - 记录装置和记录方法 - Google Patents

Abstract

一种记录装置，包括：驱动单元，其旋转驱动包括记录层和轨道形成层的全息图记录介质，所述轨道形成层包括在径向方向以恒定间隔形成的引导轨道，其中信号光束和参考光束发射到所述记录层，使得根据信号光束记录全息图；信号光束生成单元；参考光束生成单元；记录单元，其发射信号光束和参考光束到介质并且记录全息图；旋转控制单元，其控制驱动单元，使得以恒定的旋转速度旋转驱动所述介质；以及记录控制单元，其选择一些引导轨道，使得全息图的径向方向记录间隔向外周边统计地减小，并且控制所述记录单元沿着选择的轨道记录全息图。

Description

记录装置和记录方法

技术领域

本发明涉及用于在用作具有记录层的可记录介质的全息图记录介质上记录数据的装置和方法，其中使用由信号光束和参考光束造成的干涉条纹(fringe)记录全息图。

背景技术

例如，日本未审专利申请公开No.2005-250038和2007-79438描述了使用由信号光束和参考光束造成的干涉条纹记录数据的全息图记录和重建装置。在这些全息图记录和重建装置中，当记录数据时，根据要记录的数据经历空间光调制(例如，光强度调制)的信号光束和不同于该信号光束的参考光束射入全息图记录介质中，并且在全息图记录介质中形成由两个光束造成的干涉条纹。以此方式，记录数据。

当重建数据时，将参考光束射入全息图记录介质。通过以此方式发射参考光，如上所述，可以获得根据在全息图记录介质中形成的干涉条纹生成的折射光束。也就是说，以此方式获得根据记录的数据生成的重建光束(即，重建信号光束)。通过使用电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器检测以此方式获得的重建光束，可以重建记录数据。

如同用于现有光盘(如致密盘(CD)和数字多功能盘(DVD))的记录和重建系统，全息图记录和重建装置可以沿着在介质上形成的轨道记录数据。也就是说，如同现有光盘，通过控制数据的记录和重建位置(例如，跟踪伺服控制)，全息图记录和重建装置可以沿着轨道记录数据。

此外，在全息图记录和重建装置中，使用信号光束和参考光束之间的干涉记录包括多个二进制值(“0”或“1”数据)的二维图像(全息图页(page))。此时，通过以重叠方式(复用(multiplexed)方式)记录全息图页，可以增加记录密度。也就是说，将全息图记录介质的记录材料从单体变为聚合体以便记录数据。因为改变为聚合体的单体的密度低，所以额外的全息图页可以记录在相同的位置，直到全部的单体已经用于记录。因此，可以以复用方式记录全息图页。

图15示意性地图示了这种全息图复用记录。在图15中，实线表示在全息图记录介质上形成的轨道TR。记录全息图页使得轨道TR位于全息图页的中心。

此外，在此情况下，全息图记录介质具有盘形状。轨道TR例如以螺旋图案或同心图案在全息图记录介质上形成。也就是说，在此情况下，多个同心轨道TR安排在径向方向上。在图15中，只提取和显示安排在径向方向上的多个同心轨道TR的三个轨道TR1到TR3。

如图15所示，当使用全息图复用记录方法沿着轨道TR记录全息图页时，记录全息图页以便在线(line)方向(轨道形成方向)上重叠。除了在线方向上的复用外，还采用在径向方向(轨道排列方向)上的复用。例如，当记录数据的量相对大并且全息图页连续记录在多个轨道TR中时，在轨道TR之间记录的全息图页也重叠。因此，为了在径向方向上记录相邻的全息图页使得相邻的全息图页重叠，预先确定轨道TR之间的间隔(轨道间距)以便小于全息图页的直径，如图15所示。

发明内容

上述全息图记录和重建装置还没有用于商业用途。当前，还要决定记录格式。

本发明描述了用于全息图记录和重建装置的特定记录格式。然而，如上所述，在当前情况下没有发现用作现有格式的记录格式。

因此，用于CD和DVD的现有记录格式用作参考，并且用于全息图记录和重建装置的最佳记录格式在下面讨论。

CAV方法

首先，作为最基本的记录格式，讨论恒定角速度(CAV)方法。如其名字所意味的，在CAV方法中，执行控制使得角速度恒定。CAV方法具有优点在于旋转控制被简化并且提供随机访问。

然而，在CAV方法中，当以恒定数据传输速率记录数据时，线记录密度向内周边较高而向外周边较低。结果，CAV方法具有缺点在于记录容量没有有效地提高，因此记录容量维持为低。

CLV方法

相反，为了将记录容量提高到最大，采用恒定线速度(CLV)方法。如其名字所意味的，在CLV方法中，执行控制使得线速度恒定。如果以恒定的数据传输速率记录数据，则从内周边到外周边的线记录密度可以是恒定的。

然而，在CLV方法中，需要轴旋转速度从内周边到外周边连续变化，因此，旋转控制系统的结构显著复杂。此外，当执行随机存取时，等待时间是必需的，直到盘的旋转稳定。关于这一点，CLV方法与CAV方法相比在随机存取的执行方面具有缺点。

MZ-CAV方法

MZ-CAV方法具有提供简化的控制的CAV方法的优点以及提供增加的记录容量的CLV方法的优点。更具体地，在MZ-CAV方法中，从内周边到外周边将盘的面积分为若干区域。在向外部区域增加数据传输速率的同时，以恒定的轴旋转速度记录数据。在此情况下，因为要实现CLV方法，所以每个区域的数据传输速率和该区域的最内周边的半径之间的关系表示如下：

数据传输速率＝(线记录密度)×(最内周边的半径)

确定数据传输速率，使得每个区域的最内周边的半径的线记录密度是恒定的。因此，MZ-CAV方法具有非恒定的数据传输速率的问题。

上述方法(记录格式)的描述指示理想的记录格式满足以下4个条件：

a)最大化的记录密度，

b)容易的随机存取

c)恒定的数据传输速率，以及

d)简化的旋转控制系统的电路配置。

也就是说，满足该4个条件的记录格式可以定义为“理想的记录格式”。

CAV、CLV和MZ-CAV方法的优点和缺点的概述在图16的表格中示出。

图16中示出的表格还指示用于现有光盘记录和重建装置的每种记录格式具有优点和缺点。

因此，通过考虑用于现有光盘的记录和重建装置和全息图记录和重建装置之间的差别，本发明提供了一种满足用于全息图记录和重建装置的上述4个条件的理想记录格式。

为此，本发明提供了具有以下配置的记录装置。

根据本发明的实施例，一种记录装置包括以下部件。也就是说，所述记录装置包括旋转驱动部件，用于旋转驱动全息图记录介质，其中所述全息图记录介质包括记录层和轨道形成层。根据要记录的数据通过空间光调制生成的信号光束和参考光束发射到所述记录层，使得生成干涉条纹并且根据所述信号光束记录全息图。所述轨道形成层包括在径向方向以恒定间隔在其中形成的引导轨道，并且所述引导轨道引导在所述记录层中全息图的记录位置。所述记录装置还包括信号光束生成部件，用于通过根据要记录的数据施加空间光调制到从光源发射的光束生成所述信号光束。所述记录装置还包括参考光束生成部件，用于通过使用预定模式(pattern)施加空间光调制到从光源发射的光束生成所述参考光束。所述记录装置还包括记录部件，用于发射由所述信号光束生成部件生成的所述信号光束和由所述参考光束生成部件生成的所述参考光束到所述全息图记录介质中，并且根据所述信号光束在所述全息图记录介质中记录全息图。所述记录装置还包括旋转控制部件，用于控制由所述旋转驱动部件执行的旋转操作，使得以恒定的旋转速度旋转驱动所述全息图记录介质。所述记录装置还包括记录控制部件，用于选择在所述全息图记录介质上形成的一些引导轨道，使得全息图的径向记录间隔向所述全息图记录介质的外周边统计地减小，并且控制所述记录部件沿着选择的引导轨道记录全息图。

在用于实现理想格式的上述四个条件中，CAV旋转控制方法清楚地满足四个条件的以下三个：

c)恒定的数据传输速率

b)容易的随机存取，以及

d)简化的旋转控制系统的电路配置。

因此，根据本发明的实施例，采用其中以恒定的旋转速度旋转全息图记录介质的CAV方法。

对于剩余的条件“最大化的记录密度”，CLV方法提供恒定的线记录密度，因此与其他的旋转控制方法相比提供了最大化的记录密度。如从该描述可见，如果对于整个盘可以获得每单位面积的恒定记录密度，则可以最大化记录密度(记录容量)。

注意，只有当使用现有光盘时才可以使用CLV方法最大化记录密度，所述现有光盘使用包括标记长度(凹坑长度)和空间长度的组合的信息记录数据。也就是说，对于全息图记录和重建装置出现不同的情况。

如上所述，所述全息图记录和重建装置在以下点上与现有光盘记录和重建装置显著不同：

a)以二维图像的形式记录全息图，其中安排多个二进制值。

b)以复用方式记录全息图，各全息图在线方向上相互偏移。

c)除了线方向外，以复用方式记录全息图，各全息图在径向方向上相互偏移。

在二维方向上的全息图的复用记录指示全息图记录和重建装置的表面记录密度可以由全息图的线方向记录密度和径向方向记录密度的组合确定。

如上所述，根据本发明的实施例，CAV方法用作旋转控制方法。在CAV方法中，如果以复用方式记录全息图同时在线方向上以恒定的角间隔(即，以恒定的数据传输速率)偏移全息图，则线方向记录容量向内周边增加而向外周边减小。

由于关于线方向记录容量的这种特性，与上述情况相比，通过向内周边在径向方向减小全息图的记录间隔而向外周边增加记录间隔，可以获得恒定值的表面记录密度。也就是说，当采用CAV方法时，线方向记录密度从内周边向外周边从高到低减小(内周边-低；外周边-高)。然而，如果设置径向方向记录密度以便从内周边向外周边从低到高增加，则表面记录密度可以维持恒定。

为了从内周边向外周边从低到高增加线方向记录密度，在记录介质上形成的引导轨道的间距可以向外周边逐渐减小。也就是说，通过使用具有这种结构并且沿着轨道记录数据的记录介质，可以记录数据使得径向方向记录密度从内周边向外周边从低到高自动增加。

然而，实际上，难以形成具有向外周边减小的轨道间距的引导轨道，因为轨道形成的控制是困难的。也就是说，制造这种记录介质是困难的。此外，为此可能增加记录介质的制造成本。

因此，根据本发明的实施例，采用包括在径向方向以恒定间隔安排的轨道的全息图记录介质。此外，使用CAV方法旋转驱动具有这种恒定的轨道间距的全息图记录介质。此外，为了记录全息图，选择轨道之一，使得全息图的径向方向记录间隔向外周边统计地(statistically)减小。此后，沿着选择的轨道TR记录全息图。

以此方式，如在使用具有向外周边减小的轨道间距的上述记录介质的情况下，可以使得全息图的表面记录密度恒定。也就是说，在全息图记录中，可以实现可以最大化记录密度的记录格式。

根据上述实施例，通过旋转驱动包括以恒定间隔形成的引导轨道的全息图记录介质，并且选择沿着其记录全息图的轨道之一，使得向全息图记录介质的外周边统计地减小全息图的径向方向记录间隔，可以实现满足以下四个条件的记录格式：

a)最大化的记录密度(高记录密度)，

b)恒定的数据传输速率，

c)容易的随机存取，以及

d)简化的旋转控制系统的电路配置。

也就是说，可以实现满足四个条件的“理想记录格式”。

附图说明

图1是根据本发明实施例的记录装置的示例性内部配置的框图；

图2图示根据本发明实施例的全息图记录介质的截面结构；

图3图示当轨道以螺旋模式形成时的全息图记录介质；

图4图示当形成多个同心轨道时的全息图记录介质；

图5图示根据本实施例的记录方法，其中示意性地示出在全息图记录介质上形成的轨道和沿着轨道记录的全息图之间的关系；

图6显示在使用第一方法获得的记录目标轨道之间的轨道间距(形成轨道的数目)的计算结果；

图7A和7B显示在使用第二方法获得的记录目标轨道之间的轨道间距(形成轨道的数目)的计算结果；

图8显示用于第一方法的轨道号转换表中的示例性信息；

图9显示用于第二方法的轨道号转换表中的示例性信息；

图10是图示实现根据本实施例的记录操作的示例性处理的程序的流程图；

图11图示一种修改，其中用于记录地址信息的轨道与用于引导全息图记录位置的轨道分开形成；

图12图示另一种修改，其中用于记录地址信息的轨道与用于引导全息图记录位置的轨道分开形成；

图13图示另一种修改；

图14图示在该修改中使用的全息图记录介质的示例性截面结构；

图15是全息图复用记录的示意性图示；以及

图16是图示CAV、CLV和MZ-CAV方法的优点和缺点的表格。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的各种示例性实施例。

记录装置的配置和全息图记录介质的结构

图1是根据本发明实施例的记录装置的示例性内部配置的框图。根据本实施例，除了在全息图记录介质HM上记录数据的功能外，记录装置还具有重建数据的功能。因此，下文中，图1中示出的根据本实施例的记录装置称为“记录和重建装置”。

根据本实施例，为了记录和重建全息图，采用称为“共轴方法”的方法。也就是说，信号光束和参考光束排列在相同轴上。这两个光束射入设置在预定位置的全息图记录介质HM，使得使用干涉条纹记录数据。此外，当重建数据时，参考光射入全息图记录介质HM，使得重建使用干涉条纹记录的数据。

在这种情况下，如图1所示，全息图记录介质HM具有盘形状。记录和重建装置旋转驱动全息图记录介质HM并且记录或重建数据。

在此情况下，全息图记录介质HM具有以螺旋模式或同心模式形成的轨道。操作记录和重建装置，使得数据记录在以此方式形成的轨道上并且从其重建。下面更详细地描述全息图记录介质HM。

下面参照图2到4描述根据本实施例的全息图记录介质HM的结构。

图2图示全息图记录介质HM的截面结构。

在此示例中，记录和重建装置使用两条不同的激光束：用于使用干涉条纹记录全息图的激光束，以及当沿着轨道记录和重建全息图时用于控制记录和重建位置(跟踪伺服)的激光束。

更具体地，记录和重建装置使用第一激光器1和第二激光器12。第一激光器1输出具有例如大约405nm的波长的蓝色-紫色激光束作为用于记录和重建数据的激光光源，而第二激光器12输出具有例如大约650nm的波长的红色激光束作为用于位置控制的激光光源。

因此，根据本实施例，如图2所示，全息图记录介质HM包括两个不同层：记录层32，全息图记录在该层并且从该层重建；以及位置控制信息记录层，具有使用基底36的截面不规则结构记录在该位置控制信息记录层中的地址信息。地址信息用于位置控制。

下面更详细地描述全息图记录介质HM的截面结构。

如图2所示，全息图记录介质HM从顶部开始包括：抗反射膜30、覆盖层31、记录层32、反射膜33、中间层34、反射膜35和基底36。

抗反射膜30通过抗反射(AR)涂层形成。抗反射膜30具有防止不需要的光反射的功能。覆盖层31由塑料基底或玻璃板形成。覆盖层31提供来保护记录层32。

例如，记录层32的材料是光敏聚合物。如上所述，使用从图1中示出的用作光源的第一激光器1发射的蓝色-紫色激光束执行记录和重建。

当发射用作参考光束的蓝色-紫色激光束以便重建数据时，并且如果获得根据在记录层32记录的干涉条纹(数据)形成的重建光束，则反射膜33以反射光束的形式向记录和重建装置返回重建光束。

提供基底36和反射膜35，用于控制记录/重建位置。以螺旋模式或同心模式在基底36上形成轨道TR，以便引导要在记录层32中形成的全息图的记录/重建位置。在此情况下，如下更详细所述，通过使用凹坑(pit)序列的记录信息(如地址信息)形成轨道TR。

通过溅射或蒸镀在基底36的表面上形成反射膜35，基底36具有在其上形成的轨道TR。在反射膜35和反射膜34之间形成中间层34。中间层34的材料是胶粘剂，如树脂。

如从上述描述可见，为了使用从用作光源的第二激光器12发射的红色激光束实现适当的位置控制，需要红色激光束到达具有用于位置控制的截面不规则模式的反射膜35。也就是说，为此目的，需要红色激光束穿过在反射膜35的顶部形成的反射膜33。

此外，需要反射膜33反射蓝色-紫色激光束，以便以反射光束的形式向记录和重建装置返回根据在记录层32中记录的全息图形成的重建光束。

因此，配置在记录层32和具有记录在其中的位置控制信息的反射膜35之间形成的反射膜33，以便具有波长选择性，其禁止用于全息图记录和重建的蓝色-紫色激光束(具有例如大约405nm的波长的激光束)穿过，而允许用于位置控制的红色激光束(具有例如大约650nm的波长的激光束)穿过。

通过提供这种波长选择性，红色激光束可以在记录和重建时适当地到达反射膜35，使得由记录和重建装置适当地检测用于位置控制的反射光信息。此外，从记录层32中记录的全息图输出的重建光束由记录和重建装置适当地检测。

图3和4图示在全息图记录介质HM上形成的引导轨道(轨道TR)。在途3和4中，示意性地示出了当在中间层34和反射膜35之间切开时，在反射膜35侧的全息图记录介质HM的截面。反射膜35具有根据基底36的表面的形状形成的截面不规则模式，基底36是反射膜35的下层。反射膜35具有在其上形成的轨道TR。因此，反射膜35也称为“轨道形成层”。

例如，在根据本实施例的全息图记录介质HM中，形成轨道TR以便具有螺旋模式，如图3所示。

可替代地，如图4所示，可以形成多个同心轨道TR。

注意，具有螺旋模式的轨道TR可以被视为单条连续线。然而，类似于多个同心轨道TR，如在径向方向所观察的，轨道TR可以被视为多个同心轨道TR。在螺旋模式的情况下，单个连续轨道具有用于每回(turn)的记录开始位置。因此，轨道TR被分为不同轨道，每个从旋转角度开始。

根据本实施例，通过记录地址信息的凹坑序列形成轨道TR。

记录为凹坑序列的地址信息包括轨道号信息和扇区号信息。

在此情况下，在全息图记录介质HM中，给所有轨道TR的每一个分配序列号。该序列号用作轨道号信息。此外，根据本实施例，每一个轨道TR分为相同数目的扇区。更具体地，根据本实施例，每一个轨道TR分为168个扇区。

如下更详细所述，根据本实施例，采用CAV方法。因此，在轨道TR中形成的各扇区的起始位置的角度是相同的。此外，在轨道TR中形成的各扇区的结束位置的角度是相同的。也就是说，在此情况下，在轨道TR中放射状地形成各扇区，以便具有相同的起始角度和相同的结束角度。

轨道号信息例如存储在每个扇区的顶部。此外，扇区号信息存储在存储轨道号信息的位置随后的位置。

此外，根据本实施例，形成轨道TR以便在盘的整个表面上在径向方向具有相同的间距。也就是说，在径向方向形成轨道TR的间隔是恒定的。

此外，确定形成轨道TR的间隔，以便至少小于全息图页的直径。因此，可以执行图15中示出的全息图的复用。

再参照图1，记录和重建装置包括用于支撑全息图记录介质HM的介质支撑单元(未示出)。当全息图记录介质HM安放在记录和重建装置中时，介质支撑单元支撑全息图记录介质HM，使得主轴马达18旋转地支撑全息图记录介质HM。在记录和重建装置中，通过将从用作光源的第一激光器1输出的激光束发射到被旋转驱动的全息图记录介质HM中，可以记录或重建全息图页。

例如，具有外部振荡器的激光二极管用于第一激光器1。如上注意到的，激光束的波长为大约405nm。下文中，从用作光源的第一激光器1输出的激光束称为“第一激光束”。

使从第一激光器1输出的第一激光束入射在遮光器2上。遮光器2的打开/关闭操作由控制单元25(下面更详细描述)控制，使得入射光束被阻挡或透过。

已经穿过遮光板2的第一激光束指向电流镜(galvano mirror)3，如图1所示。提供电流镜3以实现称为图像稳定功能的功能。

根据本实施例，记录和重建装置通过发射信号光束和参考光束到被旋转驱动的全息图记录介质HM来记录全息图。此时，为了记录通过信号光束和参考光束之间的干涉条纹生成的全息图，记录层32的记录材料需要一定的响应时间。

因此，在旋转全息图记录介质HM上记录数据的系统中，扫描激光束，以便使得信号光束和参考光束射入的全息图记录介质HM上的位置保持不变持续一定的时间段。更具体地，通过以与全息图记录介质HM的旋转速度(主轴马达18的旋转速度)同步的速度改变激光束的发射角度，信号光束和参考光束的发射点可以保持在某一位置持续一定的时间段。

在控制单元25的控制下，电流镜3改变入射光束的反射光束的发射角度。

从电流镜3输出的光束在镜4反射并且指向空间光调制器(SLM)5。

SLM 5对入射光束执行空间光调制(例如，空间光强调制)。在此情况下，SLM 5是反射型的。例如，如数字微镜器件(DMD)(注册商标)或反射液晶面板的空间光调制器用于SLM 5。

通过基于从图1中示出的记录调制器单元16提供的驱动信号，使用强度调制元件改变光强，SLM 5对入射光逐个像素地执行空间光强调制。

通过控制SLM 5的驱动，记录调制器单元16在记录数据时生成信号光束和参考光束，而在重建数据时只生成参考光束。

更具体地，例如，当记录数据时，记录调制器单元16生成驱动信号，其设置包括SLM 5的中心区域的预定区域(信号光束区域)中的像素，使得像素根据提供的要记录的数据具有开(on)/关(off)模式，设置来自信号光束区域的外周边侧的预定区域(称为“参考光束区域”)中的像素，使得像素具有预定的开/关模式，并且设置除上述区域外的区域中的所有像素为关。此后，记录调制器单元16提供驱动信号到SLM 5。通过基于驱动信号执行空间光强调制，SLM 5生成信号光束和参考光束。

当重建数据时，记录调制器单元16使用驱动信号驱动SLM 5，该驱动信号设置参考光束区域中的像素，使得像素具有上述预定的开/关模式，并且设置除参考光束区域外的区域中的所有像素为关。以此方式，SLM 5只生成参考光束。

注意，当记录数据时，记录调制器单元16为每个预定量的要记录的输入数据生成信号光束区域的开/关模式，使得包含要记录的上述数据串的预定量的数据的信号光束被顺序地生成。以此方式，每个全息图页的数据被顺序地记录在全息图记录介质HM中。

经历SLM 5的空间光调制的光束穿过偏振光束分光器6，并且入射在分色镜7上。

分色镜7允许第一激光束在此穿过。此外，分色镜7反射第二激光束(从第二激光器12发射的光束)。因此，已经穿过偏振光束分光器6的第一激光束穿过分色镜7。此后，如图1所示，第一激光束由镜8反射并且穿过1/4波片9。随后，第一激光束经由由两轴机制11支撑的物镜10射入全息图记录介质HM。

两轴机制11支撑物镜10，使得物镜10在其中物镜10移向全息图记录介质HM和从全息图记录介质HM移开的方向(聚焦方向)和全息图记录介质HM的径向方向(垂直于聚焦方向的方向，即，跟踪方向)上可移动。两轴机制11包括用于在聚焦方向上移动物镜10的聚焦线圈(coil)和用于在跟踪方向上移动物镜10的跟踪线圈。

如上所述，已经穿过SLM 5的第一激光束经由物镜10射入全息图记录介质HM。根据由SLM 5执行的空间光调制，生成基于第一激光束的信号光束和参考光束。因此，当记录数据时，信号光束和参考光束射入全息图记录介质HM。通过以上述方式发射信号光束和参考光束，通过这两个光束之间的干涉条纹在记录层32中生成衍射光栅(全息图)。因此，记录数据。

相反，当重建数据时，从SLM 5只发射参考光束。参考光束通过上述光路射入全息图记录介质HM。以此方式，当参考光束射入全息图记录介质HM时，获得根据干涉条纹形成的衍射光束(重建光束)。获得的重建光束由全息图记录介质HM的反射层33反射，并且作为反射光束返回到装置。

反射光束由物镜10变换为平行光束。平行光束然后穿过1/4波片9并且由镜8反射。反射光束穿过分色镜7并且入射在偏振光束分光器6上。

偏振光束分光器6反射入射的反射光束。使得由偏振光束分光器6反射的光束入射到图像传感器15上，如图1所示。

例如，CCD传感器或CMOS传感器用于图像传感器15。图像传感器15接收已经穿过上述光路的重建光束。图像传感器15然后将重建光束转换为电信号以便获得图像信号。图像信号包括在记录数据时提供给信号光束的0/1数据模式(即，光束的开/关模式)。也就是说，以此方式由图像传感器15检测的图像信号对应于在全息图记录介质HM中记录的数据的读出信号。

数据重建单元17从由图像传感器15检测的图像信号获取SLM 5的每个像素的值，并且确定该值是“0”还是“1”。因此，数据重建单元17重建在全息图记录介质HM中记录的数据。

如图1所示，记录和重建装置还包括光学系统，用于在使用第一激光束执行对全息图的上述记录/重建操作时控制记录和重建位置。更具体地，光学系统包括第二激光器12、偏振光束分光器13和光电检测器14。

第二激光器12发射具有不同于第一激光光束1的波长的激光束。更具体地，第二激光器12发射具有大约650nm的波长的激光束，如上所述。

注意，在此情况下，第一激光束1和第二激光束的波长之间的差别大约为250nm。

因为提供了这种波长之间足够的差别，所以从用作光源的第二激光器12发射的激光束(即，第二激光束)具有对全息图记录介质HM的记录层32可忽略的敏感性。

从第二激光器12发射的第二激光束穿过偏振光束分光器13，并且由分色镜7反射。第二激光束然后指向镜8。指向镜8的第二激光束穿过类似于上述第一激光束的路径，并且发射到全息图记录介质HM。

如从上面的描述可见，分色镜7具有使得第一激光束和第二激光束的光路相同并且发射第一激光束和第二激光束到全息图记录介质HM的功能。

如图2所示，在全息图记录介质HM中，发射的第二激光束穿过反射膜33并且由反射膜35反射，反射膜35是反射膜33的下层。也就是说，以此方式，可以获得包括关于反射膜35上的截面不规则模式(凹坑序列)的信息的反射光束。

如在第一激光束的情况下，来自反射膜35的反射光束经由物镜10、1/4波片9和镜8行进，并且入射在分色镜7上。

分色镜7反射来自全息图记录介质HM的第二激光束的反射光束。反射光束然后指向偏振光束分光器13。偏振光束分光器13反射来自全息图记录介质HM的反射光束。反射光束然后指向光电检测器14。

光电检测器14包括多个光接收元件。光电检测器14接收以上述方式从全息图记录介质HM指向的反射光束。光电检测器14然后将反射光束转换为电信号，并且将电信号提供给矩阵电路22。

矩阵电路22包括用于从光电检测器14的多个光接收元件输出的信号的矩阵计算/放大器电路。矩阵电路22通过矩阵计算处理生成需要的信号。

例如，矩阵电路22生成对应于从全息图记录介质HM中形成的凹坑序列生成的重建信号的信号(重建信号RF)、聚焦误差信号FE以及用于伺服控制的跟踪误差信号TE。

从矩阵电路22输出重建信号RF，并且将其提供到地址检测/时钟生成电路23。将聚焦误差信号FE和跟踪误差信号TE提供到伺服电路24。

地址检测/时钟生成电路23基于重建信号RF检测地址信息。此外，地址检测/时钟生成电路23生成时钟。

当地址检测/时钟生成电路23检测(重建)地址信息时，地址检测/时钟生成电路23检测上述轨道号信息和扇区号信息。

当地址检测/时钟生成电路23生成时钟时，地址检测/时钟生成电路23基于重建信号RF执行PLL处理，以便生成重建时钟。

将由地址检测/时钟生成电路23检测的(重建的)地址信息提供给控制单元25。尽管未示出，将时钟信息提供给使用工作时钟的形式的时钟信息的各种组件。

主轴控制电路19控制主轴马达18的旋转。根据本实施例，采用CAV方法作为用于控制主轴马达18的旋转(全息图记录介质HM的旋转)的方法。主轴控制电路19以恒定速度旋转主轴马达18。

如图1所示，滑动机制20支撑光学单元UN，使得光学单元UN在跟踪方向(全息图记录介质HM的径向方向)可滑动。在此情况下，光学单元UN包括在此形成的第一激光器1、遮光器2、电流镜3、镜4、SLM 5、偏振光束分光器6、分色镜7、镜8、1/4波片9、物镜10、两轴机制11、第二激光器12、偏振光束分光器13、光电检测器14和图像传感器15。提供滑动机制20，以便可滑动地支撑光学单元UN，并且光学单元UN在全息图记录介质HM的径向方向可滑动。

滑动驱动单元21包括用于驱动滑动机制20的马达。配置滑动机制20以便使用马达的驱动力滑动移动光学单元UN。

伺服电路24基于从矩阵电路22输出的聚焦误差信号FE和跟踪误差信号TE，生成聚焦伺服信号、跟踪伺服信号和螺纹(thread)伺服信号。然后伺服电路24执行伺服控制操作。

也就是说，伺服电路24根据聚焦误差信号FE和跟踪误差信号TE生成聚焦伺服信号和跟踪伺服信号，并且提供聚焦伺服信号和跟踪伺服信号作为用于两轴机制11的驱动信号(聚焦驱动信号和跟踪驱动信号)。因此，两轴机制11的聚焦线圈和跟踪线圈由根据伺服信号的驱动信号控制。以此方式，由光电检测器14、矩阵电路22、伺服电路24和两轴机制11形成跟踪伺服回路和聚焦伺服回路。

此外，响应于从控制单元25接收的轨道跳跃指令，伺服电路24将跟踪伺服回路改变为关，并且输出用作跟踪驱动信号的跳跃脉冲。因此，执行轨道跳跃操作。

此外，伺服电路24基于作为跟踪误差信号TE的低频分量获得的螺纹误差信号，指令滑动驱动单元21滑动地移动滑动机制20，并且查找由控制单元25执行的操作控制。以此方式，伺服电路24滑动地移动整个光学单元UN。

此外，伺服电路24基于从控制单元25接收的指令开始或停止主轴马达18的操作。

由伺服系统执行的上述操作由控制单元25控制，该控制单元25由包括中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)的微型计算机形成。

控制单元25基于存储在图1所示的存储器26中的程序执行各种计算和控制处理，以便执行记录和重建装置的总体控制。

例如，控制单元25控制上述伺服系统的操作，以便控制全息图的记录/重建位置。

更具体地，当重建在全息图记录介质HM中记录的数据时，控制单元25指定目标地址并且控制查找操作。也就是说，控制单元25发送目标地址到伺服电路24，并且指令伺服电路24使用该地址执行目标点的存取操作。这里，如上所述，当重建在全息图记录介质HM中记录的数据(全息图)时，需要发射基于第一激光束的参考光束。因此，当重建数据时，除了控制上述查找操作外，控制单元25控制记录调制器单元16，使得SLM 5执行对应于上述重建操作的操作并且生成参考光束。

相反，当数据在特定位置记录在全息图记录介质HM中时，控制单元25发送目标地址到伺服电路24，使得伺服电路24执行对目标地址的存取操作。此外，控制单元25指令记录调制器单元16根据要记录的数据开始SLM 5的驱动。

此外，当记录数据时，执行遮光器2的上述打开/关闭操作。此外，控制电流镜3，使得执行用作图像稳定功能的激光束的扫描操作。

为了控制电流镜3，改变该镜的角度，使得激光束的输出角度以预定速度向预定方向(与盘旋转方向相同的方向)改变。此后，该镜返回到相反方向。重复地执行这种控制。此外，为了控制遮光器2，在预定速度光束输出角度控制时段(即，在光点(spot)在介质上静止期间的时段，或在记录全息图页期间的记录时段)期间打开遮光器2，而在不同于预定速度光束输出角度控制时段的时段关闭遮光器2。

注意，根据上述控制，在各全息图记录时段之间，出现在其期间不发射光束的时段。然而，上述控制可以避免在全息图记录介质HM中记录的全息图之间形成不需要的记录部分。

根据实施例的记录操作

如上面注意到的，任何全息图记录和重建装置没有用于商业目的。此外，没有确定用于全息图记录和重建装置的记录格式。

如从上面的描述可见，根据本实施例，记录和重建装置在旋转盘状记录介质的同时记录和重建全息图，这类似于现有光盘(如CD或DVD)。因此，对于记录和重建装置的记录格式，可以采用用于现有光盘的格式。

然而，如图16所示，因为用于现有光盘的CAV方法、CLV方法和MZ(多区域)CAV方法每个具有优点和缺点，没有一种格式是理想的。

理想的记录格式是满足一下四个条件的格式：

a)最大化的记录密度(高记录密度)，

b)容易的随机存取

c)恒定的数据传输速率，以及

d)简化的旋转控制系统的电路配置。

没有一种现有格式满足全部四个条件。

因此，本实施例提供了理想的记录格式，其满足用于全息图记录和重建装置的上述四个条件，同时考虑了现有光盘记录和重建装置和全息图记录和重建装置之间的差别(更具体地，用于确定信噪比(SNR)的各因素之间的差别)。

在上述四个条件中，CAV方法满足以下三个条件：

b)容易的随机存取，

c)恒定的数据传输速率，以及

d)简化的旋转控制系统的电路配置

因此，如上所述，根据本实施例，采用CAV方法。

为了得到用于满足全息图记录和重建装置的条件“最大化的记录密度”的要求，下面讨论对于现有光盘满足条件的情况。

对于现有光盘，轨道间距是基本恒定的。这是因为由于当记录数据时发射的光束的宽度是恒定的，所以形成轨道的宽度是恒定的。因此，如果轨道间距不是稍大于轨道宽度的最小化的恒定值，则减小了记录密度。

对于现有光盘，根据轨道宽度tw确定提供最小化的SNR的最短标记长度(最短的记录波长)λ。此外，线记录密度与最短标记长度λ成反比。也就是说，线记录密度与1/λ成正比。

此外，由线记录密度和轨道间距确定表面记录密度d。为了简化，假设轨道间距与轨道宽度相同。那么，轨道记录密度d与1/(λ·t)成比例。也就是说，d∝1/(λ·t)。

当最短的标记长度由λ表示时，v＝λv，其中v表示线速度，而v表示数据传输速率。这里，角速度a和线速度v之间的关系表示为：

v＝2πr·a，

其中r表示径向位置。

上述描述指示：对于现有光盘，当采用CLV方法时，其中角速度a(旋转速度)与径向位置r成反比地改变，通过适当地确定线速度v、数据传输速率v和最短标记长度λ可以最大化表面记录密度d。

相反，如从上面的描述可见，所述全息图记录和重建装置在以下各点上与现有光盘记录和重建装置显著不同：

a)以二维图像的形式记录全息图，其中安排多个二进制值。

b)全息图以复用方式记录，各全息图在线方向上相互偏移。

c)除了线方向外，全息图以复用方式记录，各全息图在径向方向上相互偏移。

在二维方向上以复用方式记录全息图的全息图记录和重建装置中，表面记录密度d与c/(pa·pt)成正比，其中c＝全息图页的数据容量，pa＝在线方向上全息图的记录间隔，并且pt＝在径向方向上全息图的记录间隔。

在全息图记录和重建装置中，执行二维复用记录。因此，除了pa外，pt用作用于确定表面记录密度(和SNR)的可调整参数。因此，当确定表面记录密度使得获得某个恒定SNR时，在pa和pt的积恒定的条件下，可以自由地确定pa和pt的值。

根据本实施例，如上所述，CAV方法用作旋转控制方法。在CAV方法中，如果以复用方式记录全息图，同时在线方向以恒定的角间隔(即，以恒定的数据传输速率)偏移各全息图，则线方向记录容量向内周边增加而向外周边减小。

由于关于线方向记录容量的这种特性，与上述情况相反，通过在径向方向向内周边减小全息图的记录间隔并且向外周边增加记录间隔，可以获得恒定值的表面记录密度。也就是说，当采用CAV方法时，线方向记录密度从内周边向外周边从高到低减小(内周边-低；外周边-高)。然而，如果设置径向方向记录密度以便从内周边向外周边从低到高增加，则可以维持表面记录密度恒定。

为了从内周边向外周边从低到高增加线方向记录密度，在记录介质上形成的引导轨道(轨道TR)的间距可以向外周边逐渐地减小。也就是说，通过使用具有这种结构并且沿着轨道TR记录数据的记录介质，可以记录数据，使得径向方向记录密度从内周边向外周边从低到高增加。

然而，实际上，难以形成具有向外周边减小的轨道间距的引导轨道，因为轨道TR的形成的控制是困难的。也就是说，制造这种记录介质是困难的。此外，为此可能增加记录介质的制造成本。

因此，根据本发明的实施例，如图3和4所示，采用包括在径向方向以恒定间隔安排的轨道TR的全息图记录介质HM。

此外，根据本实施例，以恒定的旋转速度旋转驱动具有这种恒定的轨道间距的全息图记录介质HM。此外，为了记录全息图，选择轨道TR之一，使得全息图记录间隔向外周边统计地减小。此后，沿着选择的轨道TR记录全息图。

图5图示了根据本实施例的这种记录方法。在图5中，示意性地示出了在全息图记录介质HM上形成的每条轨道TR和沿着轨道TR记录的全息图之间的关系。注意，在图5中，只检索并显示部分的全息图记录介质HM。

为了简化，在图5中，只通过圆形显示了记录的全息图的中心部分。然而，实际上，在线方向和径向方向以复用方式记录整个全息图，如图15所示。

通过使用根据如图5所示的本实施例的上述记录方法，可以在内周边部分增加径向方向的全息图记录间隔，并且可以在外周边部分降低径向方向的全息图记录间隔。

如之前所提到的，根据本实施例，采用CAV方法。也就是说，以恒定的旋转速度旋转地驱动全息图记录介质HM，并且以恒定的间隔(时间间隔)记录全息图。

注意，当使用CAV方法记录数据时，轨道TR上记录全息图的各位置(角度)是相同的，如图5所示。也就是说，当从盘的顶部观察时，全息图记录在径向模式中。

根据本实施例的上述记录方法，从在全息图记录介质HM上形成的轨道TR中选择用于记录操作的轨道TR，随后使用选择的轨道TR记录全息图。

为了保持以下描述清楚，下文中，在全息图记录介质HM上形成的轨道TR称为“形成轨道”。从形成轨道TR中选择以便用于实际记录全息图的轨道TR称为“记录目标轨道”。

此外，如从上面的描述可见，在根据本实施例的记录方法中，重要的是选择“记录目标轨道”，使得径向方向记录间隔向外周边统计地减小。

为了向外周边统计地减小径向方向记录间隔，在选择的记录目标轨道之间的形成轨道的数目可以统计地与径向位置成反比。

下面描述用于选择记录目标轨道使得径向方向记录间隔向外周边统计地减小的特定方法。

第一方法

为了选择记录目标轨道，当全息图的径向方向记录间隔与径向位置成反比时，首先计算记录全息图的径向位置的值(记录全息图的位置的半径的值)。

在此示例中，具有以下值的参数用于计算：

r₀：在最内部周边处记录的全息图的径向位置...20mm，

P₀：在最内部周边处的全息图间隔...15μm，以及

gp：形成轨道间距...1μm。

在最内部周边记录的全息图的径向位置r₀表示到在最内部周边处的轨道TR上记录的全息图的半径的值(即，在最内部周边处的轨道TR的径向位置)。在最内部周边处的全息图间隔P₀表示在最内部周边处的轨道(或在轨道上记录的全息图)和随后记录全息图下一轨道(或在下一轨道是能够记录的全息图)之间的间隔。也就是说，在最内部周边处的全息图间隔P₀表示第一记录目标轨道和第二记录目标轨道之间的间隔。

形成轨道间距gp表示在全息图记录介质HM上形成的轨道之间的间隔(即，轨道间距)。

注意，各参数的上述值只是示例。重点在于，为了使用上述方法计算每个全息图的径向位置，需要预先确定各参数的值。

当各全息图之间的径向方向记录间隔与半径成反比时，全息图的径向位置的值可以计算如下。也就是说，第i全息图的径向位置r_i可以计算如下：

$r_i=r_{i-1}+\frac{r_0\·P_0}{r_{i-1}}...\left(1\right)$

通过使用等式(1)和第二全息图的径向位置，顺序地计算每个全息图的径向位置。

随后，根据第一方法，第(i-1)全息图和第i全息图之间的轨道TR的数目Tn(即，记录目标轨道的轨道间距)计算如下：

$\mathrm{Tn}=\mathrm{Round}\left[\frac{r_i-r_{i-1}}{\mathrm{gp}}\right]...\left(2\right)$

其中Round[]是返回最近整数(四舍五入的整数)的函数。

也就是说，在第一方法中，通过四舍五入相邻全息图之间的距离，选择记录目标轨道。

图6示出使用等式(2)获得的记录目标轨道之间的轨道间距(形成轨道的数目)的计算结果。在图6中，横坐标表示半径，而纵坐标表示轨道间距(形成轨道的数目)。径向位置和通过计算获得的实际轨道间距之间的关系使用实线示出。

注意，在图6中，使用交替的长短虚线示出理想的轨道间距作为参照。理想的轨道间距是基于使用等式(1)获得的每个全息图的径向位置的信息计算而没有四舍五入的轨道间距(形成轨道的数目)。

如从图6可见，根据第一方法，通过计算获得的实际轨道间距统计地等于理想轨道间距。因此，根据第一方法，可以选择每条记录目标轨道，使得全息图的径向方向记录间隔向外周边统计地减小。

第二方法

在第二实施例中，全息图的径向位置被四舍五入。

类似于第一方法，使用等式(1)计算关于每个全息图的径向位置的信息。

根据第二实施例，在计算每个全息图的径向位置后，第(i-1)全息图和第i全息图之间的轨道TR的数目Tn计算如下：

$\mathrm{Tn}=\mathrm{Round}\left[\frac{r_i-r_0}{\mathrm{gp}}\right]-\mathrm{Round}\left[\frac{r_{i-1}-r_0}{\mathrm{gp}}\right]...\left(3\right)$

图7示出使用等式(3)获得的记录目标轨道之间的轨道间距(形成轨道的数目)的计算结果。如在图6中，在图7A和7B中，横坐标表示半径，而纵坐标表示轨道间距(形成轨道的数目)。径向位置和通过计算获得的实际轨道间距之间的关系使用实线示出。

图7B是图7A的VIIB部分(即，当径向位置在从42nm到44nm的范围内时的计算结果)的放大视图。

注意，如在图6中，在图7A和7B中，使用交替的长短虚线示出理想的轨道间距。以与图6相同的方式计算理想轨道间距。

如从图7A和7B中示出的结果可见(具体地，图7A)，根据第二方法，类似于第一方法，通过计算获得的实际轨道间距统计地等于理想轨道间距。因此，可以选择每条记录目标轨道，使得全息图的径向方向记录间隔向外周边统计地减小。

通过使用上述两种方法之一计算记录目标轨道之间的轨道间距(形成轨道的数目)的值，可以从在全息图记录介质HM上形成的轨道(形成轨道)TR中选择要用作记录目标轨道的轨道TR。

总而言之，为了确定实际的记录格式，在以上述方式确定线方向记录密度后，选择记录目标轨道，使得形成轨道的数目与半径统计地成反比(即，在确定径向方向记录密度后)。更具体地，根据径向方向记录密度确定线方向记录密度(盘旋转速度和数据传输速率)，使得例如可以获得在考虑SNR同时预先确定的表面记录密度。

在以此方式选择记录目标轨道后，记录和重建装置选择记录目标轨道并且在轨道上记录全息图。以此方式，可以实现根据本实施例的记录操作。

在图1示出的记录和重建装置在存储器26中预先存储轨道号转换表26a。轨道号转换表26a用作用于选择记录目标轨道的信息。

轨道号转换表26a包含用于识别在全息图记录介质HM上形成的轨道TR的哪一个是记录目标轨道的信息。更具体地，轨道号转换表26a表示每个记录目标轨道的轨道号和在全息图记录介质HM上形成的轨道TR之一的轨道号之间的对应。

图8和9图示包含在轨道号转换表26a中的信息的示例。图8图示当使用上述第一方法选择记录目标轨道时的信息，而图9图示当使用上述第二方法选择记录目标轨道时的信息。

注意，图8和9只图示包含在轨道号转换表26a中的部分信息。

如图8和9所示，轨道号转换表26a包含记录目标轨道的轨道号(当从最内部周边计数时的记录目标轨道的序列号；下文中称为“记录目标轨道号”)和形成轨道的轨道号(即，上述轨道TR的轨道号；下文中称为“形成轨道号”)之间的对应。

此外，根据本实施例，轨道号转换表26a包含记录目标轨道的相应的间距信息(轨道的数目)。如图8和9所示，记录目标轨道的间距信息与记录目标轨道具有一对一的对应。记录目标轨道的间距信息指示位于相应的记录目标轨道和下一记录目标轨道之间的形成轨道的数目。

记录目标轨道的间距信息可以用作当在记录目标轨道之间执行轨道跳跃时，指示要跳跃的形成轨道的数目的信息。

图1中示出的控制单元25基于轨道号转换表26a控制记录操作，使得在记录目标轨道上记录全息图。因此，可以记录全息图，使得全息图的径向方向记录间隔向外周边统计地减小。

处理过程

接下来参照图10描述由实现根据本实施例的记录操作的记录和重建装置执行的处理的示例性过程。

图10图示实现根据本实施例的记录操作并且由图1中示出的控制单元25基于存储器26中存储的程序(未示出)执行的示例性处理的过程。

首先，在步骤101，确定记录区域。

当在全息图记录介质HM中记录数据时，基于全息图记录介质HM的数据记录状态和数据记录容量设置关于数据要记录的区域的信息。当全息图记录介质HM中的数据记录准备好时，在步骤S101执行这种记录区域的设置。

更具体地，如图10所示，设置以下项目：

a)起始记录目标轨道号n，

b)起始扇区号α，

c)结束记录目标轨道号m，以及

d)结束扇区号β。

注意，起始记录目标轨道号n用作用于识别从其开始记录的记录目标轨道的记录目标轨道号信息。起始扇区号α用作用于识别起始记录目标轨道上的扇区(也就是说，从其开始记录的扇区)的扇区号信息。类似地，结束记录目标轨道号m用作用于识别在其结束记录的记录目标轨道的记录目标轨道号信息。结束扇区号β用作用于识别结束记录目标轨道上的扇区(也就是说，在其结束记录的扇区)的扇区号信息。

在步骤S101执行的记录区域设置处理完成后，在步骤S102从表中获取对应于记录目标轨道n到m的形成轨道号。

也就是说，从如图8或9所示的轨道号转换表26a获取关于位于起始记录目标轨道n和起始记录目标轨道m之间的记录目标轨道的轨道号信息。

在步骤S103，执行用于从在对应于起始轨道(n)的形成轨道上的起始扇区(α)开始记录数据的处理。也就是说，执行控制，使得从具有起始记录目标轨道号n的记录目标轨道上具有起始扇区号α的扇区开始记录操作。

更具体地，将对应于在步骤S102获取的起始记录目标轨道号n的形成轨道号信息和起始扇区号信息(α)作为目标地址信息发送到伺服电路24。因此，指令伺服电路24在目标地址执行存取操作。此外，指令记录调制器单元16根据要记录的数据开始驱动SLM 5。此外，开始上述遮光器2的打开/关闭操作和电流镜3的驱动控制。

在步骤S104，确定当前轨道是否是轨道m。也就是说，确定当前记录目标轨道的记录目标轨道号是否等于结束记录目标轨道号m。

在步骤S104，如果当前轨道不是轨道m，则处理进到步骤S105。

在步骤S105，处理等待直到完成对轨道的最后扇区的记录操作。例如，因为在此示例中每条轨道的扇区的数目是168，所以在步骤S105，处理等待直到对具有扇区号168的扇区(其是该轨道上的最后扇区)的记录操作完成。

在对最后扇区的记录操作完成时，在步骤S106执行用于暂时停止记录操作的处理。也就是说，指令记录调制器单元16停止驱动SLM 5并且关闭遮光器2。因此，暂时停止记录操作。

在步骤S107，执行用于从对应于下一记录目标轨道的形成轨道的第一扇区重新开始记录操作的处理。也就是说，将对应于下一记录目标轨道的形成轨道号和关于下一记录目标轨道的第一扇区的扇区号信息(例如，扇区号(1))作为目标地址信息发送到伺服电路24。因此，指令伺服电路24在目标地址执行存取操作。此外，指令记录调制器单元16根据要记录的数据开始SLM 5的控制操作。此外，重新开始遮光器2的打开/关闭操作和电流镜3的驱动控制。

在完成在步骤S107执行的处理后，处理返回步骤S104，其中进行上述确定。

通过经由步骤S105、S106和S107重复从步骤S104到步骤S104的一系列处理，在位于记录区域中的记录目标轨道上记录全息图。

然而，如果在步骤S104，确定当前轨道是轨道(m)，则处理进到步骤S108，其中处理等待直到完成对扇区(β)的记录操作。也就是说，处理等待直到完成对具有上述结束扇区号β的扇区的记录操作。

在完成对扇区(β)的记录操作后，完成图10中示出的处理过程。

通过执行图10中示出的记录控制，可以将全息图记录在全息图记录介质HM中，使得全息图的径向方向记录间隔向外周边统计地减小。

也就是说，通过使用根据本实施例的这种记录控制，在恒定旋转速度和恒定数据传输速率(恒定的记录间隔)的条件下使用CAV方法记录全息图的情况下，可以使得全息图的表面记录密度恒定。结果，可以提供可以最大化记录密度的记录格式。

此外，如上所述，因为根据本实施例的记录和重建装置采用CAV方法，可以提供满足以下全部四个条件的理想记录格式：

a)最大化的记录密度，

b)容易的随机存取，

c)恒定的数据传输速率，以及

d)简化的旋转控制系统的电路配置。

此外，根据本实施例，使用具有以恒定间距形成的轨道TR的全息图记录介质HM。因此，可以采用用于形成轨道TR的现有制造步骤。结果，便利了记录介质的制造。此外，可以制造记录介质而不增加制造成本。

修改

尽管已经参照本发明的实施例描述了本发明，但是本发明不限于此。

例如，在上面的描述中，使用轨道号转换表26a中的表信息选择记录目标轨道。然而，可以通过计算选择记录目标轨道。

在此情况下，例如，通过将关于轨道(形成轨道)TR的轨道间距信息、关于主轴马达18的旋转速度信息和数据传输速率信息(线方向的全息图的间隔)预先存储在存储器26中，可以使用这些参数计算记录目标轨道，使得获得希望的表面记录密度。

此外，在上面的描述中，由单个凹坑序列形成的轨道用于地址信息的记录功能和全息图的记录位置的引导功能。然而，例如，如图11所示，用于记录地址信息的轨道可以与用于引导全息图记录位置的轨道分开形成。

在图11示出的示例中，除了从用于地址信息的凹坑序列形成的轨道外，在从凹坑序列形成的轨道之间形成三个DC凹槽(连续凹槽)。也就是说，在此情况下，可以认为由凹坑序列形成的轨道和三个DC凹槽形成一组(set)。

在图11示出的示例中，用于位置控制的红色激光束分为三个子光束，如图11所示。在此情况下，使用位于中间的主光束点读出在凹坑序列中记录的地址信息。此外，两个侧光束点之一(第一侧光束点)用于基于三个DC凹槽的跟踪伺服和聚焦伺服。

在此情况下，控制在径向方向主光束点和第一侧光束点之间的距离，使得当第一侧光束点跟踪三个DC凹槽的中间DC凹槽时，如图11所示，主光束点跟踪凹坑序列。以此方式，通过使用第一侧光束点执行跟踪伺服控制，主光束点可以跟踪凹坑序列。

注意，在此情况下，没有使用另外的侧光束点(第二侧光束点)。

控制用于记录和重建全息图的蓝色-紫色激光束的光轴，以便与主光束点对准。因此，在图11示出的示例中，在凹坑序列上形成全息图。

在图11示出的示例中，通过基于DC凹槽的跟踪伺服确定主光束点的位置，并且将全息图记录在与主光束点的位置相同的位置。因此，在此情况下，DC凹槽的轨道用作用于引导全息图的记录位置的引导轨道。

也就是说，在此情况下，如果在径向方向以恒定的间隔形成用作引导轨道的DC凹槽，此外用其间的预定距离(第一侧光束点和主光束点之间的距离)沿着DC凹槽形成凹坑序列，则可以再由地址信息识别的位置在凹坑序列上记录全息图。

为了满足这样的条件，在图11示出的示例中，形成凹坑序列的轨道和DC凹槽的轨道，以便以恒定的间隔放置。

如从上述描述可见，在图11示出的示例中，全息图没有记录在引导轨道上。然而，全息图仍然记录在沿着引导轨道的位置。因此，如果在径向方向以恒定间隔形成用作引导轨道的DC凹槽，则可以执行根据本实施例的上述记录操作，因此仍然可以获得恒定的表面记录密度的优点。

类似于图11示出的示例，在图12示出的示例中，形成从凹坑序列形成的轨道和从DC凹槽形成的轨道。然而，在此示例中，使用第一侧光束点读出凹坑序列上的地址信息，并且使用主光束点执行跟踪伺服和聚焦伺服控制。

如上面注意的，在与主光束点的位置相同的位置记录全息图。因此，在此情形下，在DC凹槽上记录全息图。此外，因为基于DC凹槽执行跟踪伺服控制，所以基于DC的凹槽的轨道用作用于引导全息图的记录位置的轨道。

类似于图11示出的示例，在此情况下在引导轨道上记录全息图。因此，如果在径向方向以恒定间隔形成用作引导轨道的DC凹槽，则可以执行根据本实施例的上述记录操作，因此可以获得相同的优点。

在图13示出的示例中，使用一个光束点对具有图11和12示出的结构之一的全息图记录介质HM执行位置控制。也就是说，在此情况下，类似于图1中示出的记录和重建装置，读出在凹坑序列上的地址信息，并且通过使用单个光束点执行基于凹坑序列的跟踪伺服和聚焦伺服控制。

尽管已经参照使用凹坑序列的地址信息的记录进行了前面的描述，但是地址信息可以通过周期性地改变凹槽的宽度并且使用关于该周期的信息来记录。可替代地，可以通过改变凹槽的深度并且使用指示各深度之间的差别的信息来记录地址信息。

在任一情况下，可以通过只使用凹槽来记录地址信息。因此，如图12所示沿着凹槽形成的凹坑序列是不必要的。

此外，尽管已经参照使用具有不同波长的激光光源执行全息图的记录(重建)和位置控制的情况进行了前面的描述，但是可以只使用用于记录全息图的激光光源来执行全息图的记录(重建)和位置控制。

图14图示了在此情况下使用的全息图记录介质(下文中称为“全息图记录介质n-HM”)的示例性截面结构。

不同于图2中示出的全息图记录介质HM，全息图记录介质n-HM不具有反射膜33和中间层34。此外，在此情况下，反射用于记录和重建全息图的激光束的反射膜40用作在基底36上形成的反射膜。记录层32在反射膜40上形成。

通过改变光学系统的配置使得由全息图记录介质n-HM反射的光束指向图像传感器15和光电检测器14，可以记录和重建全息图，并且可以只使用用于记录和重建全息图的激光光源执行全息图的位置的控制。

注意，如果全息图记录在由凹坑序列形成的轨道上，则根据凹坑序列的不规则性可以出现全息图的重建光束的改变，因此可能使全息图的重建光束的检测精度劣化。因此，类似于图11和12中示出的示例，光束被分为子光束。使用侧光束执行记录在从凹坑序列形成的轨道中的地址信息的读出和跟踪伺服控制，而使用主光束执行全息图的记录和重建。因此，该问题可以被避免。也就是说，通过使用这种技术，全息图记录在与凹坑序列分开预定距离(侧光束点和主光束点之间的距离)的位置。因此，可以重建全息图而不经历由于凹坑序列的干扰。

此外，尽管只参照对具有反射膜的反射全息图记录介质执行全息图的记录和重建的情况进行了前面的描述，但是本发明也可应用于不具有反射膜的透射全息图记录介质。

当使用透射全息图记录介质时，用于引导作为根据发射的参考光束形成的反射光束获得的重建图像到图像传感器15的偏振光束分光器6(以及1/4波片9)可以从记录和重建装置移除。此外，用于引导从具有在其中形成的轨道的层反射的发射光束(用于位置控制的反射光束)到光电检测器14的偏振光束分光器13可以从记录和重建装置移除。

在此情况下，根据参考光束的发射获得的重建光束穿过全息图记录介质HM。因此，额外的物镜布置在距激光束的发射点的全息图记录介质的相对侧，并且已经穿过全息图记录介质HM的重建光束可以经由额外的物镜指向图像传感器15。类似地，已经穿过轨道形成层的位置控制激光束的重建光束穿过整个全息图记录介质HM。因此，已经穿过全息图记录介质HM的重建光束可以经由额外的物镜指向光电检测器14。

此外，尽管已经参照其中参考光束和信号光束对准在同一轴并且执行记录的共轴方法进行了前面的描述，但是本发明也可应用于称为“两束方法”的方法，其中当记录数据时，独立地发射参考光束和信号光束。

在此情况下，记录和重建装置可以分开地包括当记录数据时用于生成信号光束的一组光源和SLM以及用于生成参考光束的一组光源和SLM。此外，记录和重建装置可以包括具有修改的结构的光学系统，使得由不同组生成的信号光束和参考光束以不同角度指向全息图记录介质。

本发明包含涉及于2008年6月24日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2008-164761中公开的主题，在此通过引用并入其整个内容。

本领域的技术人员应该理解，取决于设计要求和其它因素，可以出现各种修改、组合、子组合和替代，只要它们在权利要求和其等价物的范围内。

Claims (6)

1.一种记录装置，包括：

旋转驱动部件，用于旋转驱动全息图记录介质，所述全息图记录介质包括记录层和轨道形成层，根据要记录的数据通过空间光调制生成的信号光束和参考光束发射到所述记录层，使得生成干涉条纹并且根据所述信号光束记录全息图，所述轨道形成层包括在径向方向上以恒定间隔在其中形成的引导轨道，并且所述引导轨道引导在所述记录层中的全息图的记录位置；

信号光束生成部件，用于通过根据要记录的数据施加空间光调制到从光源发射的光束生成所述信号光束；

参考光束生成部件，用于通过使用预定模式施加空间光调制到从光源发射的光束生成所述参考光束；

记录部件，用于发射由所述信号光束生成部件生成的所述信号光束和由所述参考光束生成部件生成的所述参考光束到所述全息图记录介质中，并且根据所述信号光束在所述全息图记录介质中记录全息图；

旋转控制部件，用于控制由所述旋转驱动部件执行的旋转操作，使得所述全息图记录介质以恒定的旋转速度旋转驱动；以及

记录控制部件，用于选择在所述全息图记录介质上形成的一些引导轨道，使得全息图的径向方向记录间隔向所述全息图记录介质的外周边统计地减小，并且控制所述记录部件沿着选择的引导轨道记录全息图。

2.如权利要求1所述的记录装置，还包括：

存储部件，用于存储记录目标轨道识别信息，所述记录目标轨道识别信息用于从在所述全息图记录介质上形成的所述引导轨道中指示要在其上记录全息图的引导轨道，使得全息图的径向方向记录间隔向所述全息图记录介质的外周边统计地减小；

其中所述记录控制部件使用所述记录目标轨道识别信息选择要沿着其记录全息图的引导轨道。

3.如权利要求2所述的记录装置，其中所述全息图记录介质上的引导轨道由在其中记录地址信息的凹坑序列形成，并且其中所述记录装置还包括地址信息重建部件，用于重建以凹坑序列的形式记录在引导轨道上的地址信息。

4.如权利要求2所述的记录装置，其中所述全息图记录介质上的引导轨道由连续凹槽形成，并且在其中记录地址信息的凹坑序列沿着连续凹槽形式的引导轨道形成，并且其中所述记录装置还包括：位置控制部件，用于执行控制使得所述信号光束和所述参考光束的发射点跟踪以连续凹槽形式形成的引导轨道；以及地址信息重建部件，用于重建使用凹坑序列记录的所述地址信息。

5.一种记录方法，包括以下步骤：

旋转驱动全息图记录介质，所述全息图记录介质包括记录层和轨道形成层，根据要记录的数据通过空间光调制生成的信号光束和参考光束发射到所述记录层，使得生成干涉条纹并且根据所述信号光束记录全息图，所述轨道形成层包括在径向方向以恒定间隔在其中形成的引导轨道，并且所述引导轨道引导在所述记录层中全息图的记录位置；

通过根据要记录的数据施加空间光调制到从光源发射的光束生成所述信号光束；

通过使用预定模式施加空间光调制到从光源发射的光束生成所述参考光束；

选择在所述全息图记录介质上形成的一些引导轨道，使得全息图的径向方向记录间隔向所述全息图记录介质的外周边统计地减小，并且通过发射生成的信号光束和生成的参考光束到全息图记录介质中，沿着选择的引导轨道记录全息图。

6.一种记录装置，包括：

旋转驱动单元，配置为旋转驱动全息图记录介质，所述全息图记录介质包括记录层和轨道形成层，根据要记录的数据通过空间光调制生成的信号光束和参考光束发射到所述记录层，使得生成干涉条纹并且根据所述信号光束记录全息图，所述轨道形成层包括在径向方向以恒定间隔在其中形成的引导轨道，并且所述引导轨道引导在所述记录层中全息图的记录位置；

信号光束生成单元，配置为通过根据要记录的数据施加空间光调制到从光源发射的光束生成所述信号光束；

参考光束生成单元，配置为通过使用预定模式施加空间光调制到从光源发射的光束生成所述参考光束；

记录单元，配置为发射由所述信号光束生成单元生成的所述信号光束和由所述参考光束生成单元生成的所述参考光束到所述全息图记录介质中，并且根据所述信号光束在所述全息图记录介质中记录全息图；

旋转控制单元，配置为控制由所述旋转驱动单元执行的旋转操作，使得以恒定的旋转速度旋转驱动所述全息图记录介质；以及

记录控制单元，配置为选择在所述全息图记录介质上形成的一些引导轨道，使得全息图的径向方向记录间隔向所述全息图记录介质的外周边统计地减小，并且控制所述记录单元沿着选择的引导轨道记录全息图。

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