CN101866659A - 全息设备,倾斜检测方法和倾斜校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供全息设备、倾斜检测方法和倾斜校正方法。所述全息设备包括：向具有借助信号光和参照光之间的干涉条纹执行信息记录的记录层的全息记录介质照射光的光源；通过对来自光源的光进行空间光调制产生信号光和/或参照光并在来自光源的光的入射面内的预定位置产生标记光的空间光调制单元；把经过空间光调制单元的空间光调制的光经物镜照射到全息记录介质的光照射单元；通过全息记录介质接收经物镜照射的光的受光单元；倾斜检测单元，用于根据受光单元中的标记光的理想受光位置和受光单元的标记光的实际受光位置之间的误差的检测结果获得倾斜误差信号(表示作为经物镜照射到全息记录介质的信息记录面的入射角的倾斜角相对于理想角度的误差)。

Description

全息设备,倾斜检测方法和倾斜校正方法

技术领域

本发明涉及一种对其中利用信号光和参照光之间的干涉条纹记录信息的全息记录介质进行记录和/或再现的全息设备。此外，本发明涉及检测作为由全息记录介质的信息记录面和经物镜照射光的光轴形成的角度的倾斜角的倾斜检测方法，和校正倾斜角的倾斜校正方法。

背景技术

如JP-A-2007-79438中公开的一样，已知一种通过形成全息图进行数据记录的全息记录和再现方法。在该全息记录和再现方法中，在记录时，产生经过与记录数据相应的空间光强度调制(强度调制)的信号光和具备预定光强度模式(pattern)的参照光，并照射到全息记录介质上，从而，在记录介质上形成用于数据记录的全息图。

此外，在再现时，参照光被映射到记录介质上。这样，对按照记录时信号光和参照光的照射而形成的全息图，照射与记录时的参照光相同的参照光(具有和记录时相同的光强度模式)，从而，获得与记录的信号光分量相应的衍射光。即，获得与记录数据相应的再现图像(再现光)。按照这种方式获得的再现光由诸如CCD(电荷耦合器件)传感器或CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器之类的图像传感器检测，从而，实现记录数据的再现。

作为全息记录和再现方法，已知一种使参照光和信号光以相同的光轴为中心，并把参照光和信号光经公共物镜照射到全息记录介质上的所谓同轴法。

图14、15A和15B是说明利用同轴法的全息记录和再现的示图，图14示意表示记录方法，图15A和15B示意表示再现方法。

在图14、15A和15B中，作为例子，表示了使用具有反射膜的反射型全息记录介质100的情况。

首先，在全息记录和再现系统中，如图14、15A和15B中所示，为了在记录时产生信号光和参照光，及在再现时产生参照光，设置了SLM(空间光调制器)101。作为SLM 101，设置对每个像素的入射光进行光强度调制的强度调制器。例如，可以使用液晶面板作为强度调制器。

在图14中所示的记录时，凭借SLM 101的强度调制产生具备与记录数据相应的强度模式的信号光，和具备预定强度模式的参照光。在同轴法中，使信号光和参照光以相同的光轴为中心，如图中所示，并对入射光进行空间光调制。在这方面，通常，把信号光安排在内部，把参照光安排在其外部，如图中所示。

在SLM 101中产生的信号光和参照光经物镜102被照射到全息记录介质100上。从而，借助信号光和参照光之间的干涉条纹，在全息记录介质100上形成反映记录数据的全息图。即，通过形成全息图来实现数据的记录。

另一方面，在再现时，按照图15A中所示的方式在SLM 101中产生参照光(这里，参照光的强度模式与记录时的参照光的强度模式相同)。随后，经物镜102把参照光照射到全息记录介质100上。

响应把参照光照射到全息记录介质100上，如图15B中所示，获得与在全息记录介质100上形成的全息图相应的衍射光，从而，获得关于记录数据的再现图像(再现光)。这种情况下，再现图像作为反射光经物镜102从全息记录介质100被导引到图像传感器103，如图所示。

图像传感器103接收相对于每个像素按上述方式导引的再现图像，获得与每个像素的受光量相应的电信号，从而，获得相对于再现图像的检测图像。这样，在图像传感器103中检测的图像信号被用作相对于记录数据的读出信号。

这里，如上所述的全息记录和再现系统存在由于所谓的倾斜的发生，再现性能降低的问题，现有的CD(光盘)，DVD(数字通用光盘)等光盘系统情况通常就是这样。

就全息记录和再现系统来说，由于倾斜的发生，会出现再现图像的图像漂移，导致再现性能的恶化。

此外，如果发生倾斜，那么在记录全息图时的参照光的照射角和再现全息图时照射的参照光的照射角之间可能发生偏移，不能恰当地获得通过衍射产生的再现图像。在这方面，也可造成再现性能的恶化。

这里，为了校正倾斜，首先，可以想到的是倾斜角的检测(即，相对于倾斜角＝0°的误差的检测)。即，通过抵消检测到的倾斜角进行校正。

对倾斜角的检测来说，一种方法是使用直接检测记录介质的倾斜的传感器作为所谓的倾斜传感器。

另一方面，可以想到的是一种在不专门检测倾斜角的情况下实现倾斜校正的方法。

具体地说，使用再现光的量作为倾斜角的评估指标，并对获得最大的再现光量的倾斜角进行校正。

发明内容

但是，在如上所述采用使用倾斜传感器的校正方法的情况下，除了用于记录/再现的构造之外，还必须单独提供另一个传感器，在这点上，不能实现设备的小型化和设备制造成本的降低。

此外，使用再现光的量作为倾斜角的评估指标的方法是所谓的爬山法，校正时间较长。

这里，可以设想作为追随倾斜角随着记录介质的旋转的顺序变化的倾斜伺服，执行倾斜校正，但是，利用爬山法的校正方法存在响应性方面的问题，因此，导致伺服精度降低。

按照本发明的一个实施例的全息设备具有下述构造。

即，按照本发明的实施例的设备包括向全息记录介质照射光的光源，所述全息记录介质具有通过信号光和参照光之间的干涉条纹执行信息记录的记录层。

此外，所述设备包括空间光调制单元，所述空间光调制单元通过对来自光源的光进行空间光调制，产生信号光和/或参照光，并且在来自光源的光的入射面内的预定位置产生标记光。

此外，所述设备包括光照射单元，所述光照射单元把经过空间光调制单元的空间光调制的光经物镜照射到全息记录介质。

此外，所述设备包括受光单元，所述受光单元通过全息记录介质接收经物镜照射的光。

另外，所述设备包括倾斜检测单元，所述倾斜检测单元根据受光单元中的标记光的理想受光位置和受光单元的标记光的实际受光位置之间的误差的检测结果，获得倾斜误差信号，所述倾斜误差信号表示作为经物镜照射到全息记录介质的信息记录面的入射角的倾斜角相对于理想角度的误差。

此外，如下构成按照本发明的再一个实施例的倾斜检测方法。

即，按照本发明的实施例的倾斜检测方法是全息设备中的倾斜检测方法，所述全息设备包括向全息记录介质照射光的光源，所述全息记录介质具有借助信号光和参照光之间的干涉条纹执行信息记录的记录层，通过对来自光源的光进行空间光调制来产生信号光和/或参照光的空间光调制单元，把经过空间光调制单元的空间光调制的光经物镜照射到全息记录介质的光照射单元，和通过全息记录介质接收经物镜照射的光的受光单元，所述方法具有利用空间光调制单元，在来自光源的光的入射面内的预定位置产生标记光的步骤。

此外，所述方法具有根据受光单元中的标记光的理想受光位置和受光单元的标记光的实际受光位置之间的误差的检测结果，获得倾斜误差信号的步骤，所述倾斜误差信号表示作为经物镜照射到全息记录介质的信息记录面的入射角的倾斜角相对于理想角度的误差。

此外，如下构成按照本发明的又一个实施例的倾斜校正方法。

即，按照本发明的实施例的倾斜校正方法是全息设备中的倾斜校正方法，所述全息设备包括向全息记录介质照射光的光源，所述全息记录介质具有借助信号光和参照光之间的干涉条纹执行信息记录的记录层，通过对来自光源的光进行空间光调制来产生信号光和/或参照光的空间光调制单元，把经过空间光调制单元的空间光调制的光经物镜照射到全息记录介质的光照射单元，和通过全息记录介质接收经物镜照射的光的受光单元，所述方法具有利用空间光调制单元，在来自光源的光的入射面内的预定位置产生标记光的步骤。

此外，所述方法具有根据受光单元中的标记光的理想受光位置和受光单元的标记光的实际受光位置之间的误差的检测结果，获得倾斜误差信号的步骤，所述倾斜误差信号表示作为经物镜照射到全息记录介质的信息记录面的入射角的倾斜角相对于理想角度的误差。

此外，所述方法具有根据在倾斜检测步骤获得的倾斜误差信号，进行倾斜角的校正的步骤。

这里，如后所述，在全息设备中，由于倾斜的发生，出现在实像面中形成的图像的漂移。于是，通过按照上述方式产生标记光，把标记光照射到全息记录介质并利用受光单元接收标记光，和检测受光单元中标记光的理想受光位置和实际受光位置之间的误差，能够获得与倾斜角相关的信息。换句话说，根据受光单元中标记光的理想受光位置和实际受光位置之间的误差的检测结果，能够获得根据表示倾斜角相对于理想角度的误差的倾斜误差信号。

此外，按照本发明的实施例的倾斜校正方法，根据按照这种方式由标记光的受光位置的误差获得的倾斜误差信号，进行倾斜角的校正。即，从而能够进行校正，以使倾斜角等于理想角度。

按照本发明的实施例，能够按照上述方式，根据标记光的接收结果，进行倾斜角(倾斜误差)的检测。

从而，通过仅仅增加利用受光单元对受光信号的信号处理，就能够实现倾斜的检测，于是，不必通过提供用于倾斜检测的倾斜传感器而增加独立的构造。

在这点上，能够实现设备的小型化和设备制造成本的降低。

此外，按照本发明的实施例，能够根据表示倾斜角相对于理想角度的误差的倾斜误差信号，进行倾斜校正。从而，与使用利用再现光的量作为评估指标的爬山法进行校正的情况相比，能够显著改善校正的响应性。

此外，在本发明的实施例中，能够作为使振幅相对于为零的振幅值增减的信号，获得倾斜误差信号，振幅相对于为零的振幅值的增减表示倾斜误差的数量和极性。即，能够以所谓的推挽(push-pull)信号的形式获得倾斜误差信号。

如果能够获得推挽信号式的倾斜误差信号，那么通过进行倾斜校正，以抵消倾斜误差信号表示的误差，能够实现倾斜伺服。

附图说明

图1表示作为实施例的全息设备的内部构造。

图2是表示实施例中使用的全息记录介质的结构例子的剖视图。

图3A和3B是说明利用控制偏振方向的空间光调制器和偏振分束器的组合实现的强度调制的示图。

图4是说明在空间光调制器中设定各个区域，即参照光区，信号光区和间隙区的示图。

图5是说明光在图1中所示的整个光学系统中的行为的示图。

图6具体表示光在图1中所示的光学系统中的实像面的下游的行为。

图7是说明由于倾斜的发生，而发生的再现图像的图像漂移的示图。

图8是说明标记光的示图。

图9A和9B表示随着倾斜的发生，标记光的受光位置的变化。

图10A-10D表示就相应的标记光而论，理想的受光位置和实际的受光位置之间的误差。

图11A和11B是说明在标记光的中心的受光位置的具体检测方法的示图。

图12表示配备实施例的全息设备的倾斜控制单元的内部构造。

图13是说明与标记光的生成相应的改进例子的示图。

图14是说明同轴法的全息图记录方法的示图。

图15A和15B是说明同轴法的全息图再现方法的示图。

具体实施方式

下面，说明实现本发明的构造(下面称为实施例)。将按照下述顺序进行说明。

<1.实施例的全息记录和再现系统>

<2.倾斜和图像漂移之间的关系>

[2-1.光在光学系统中的行为]

[2-2.归因于倾斜的图像漂移的产生原理]

<3.作为实施例的倾斜检测和校正方法>

[3-1.标记光的产生]

[3-2.倾斜检测方法]

[3-3.倾斜校正方法]

[3-4.实现倾斜检测方法和倾斜校正方法的构造]

[3-5.实施例的概要]

<4.改进例子>

<1.实施例的全息记录和再现系统>

图1表示作为按照本发明实施例的全息设备的一个实施例的记录和再现设备的内部构造。

图1重点表示实施例的记录和再现设备的光学系统的构造。

在图1中，全息记录介质HM是利用信号光和参照光之间的干涉条纹，在其上进行信息记录的记录介质。此外，全息记录介质HM是圆盘形记录介质，在旋转地驱动全息记录介质HM的时候，进行全息图的记录/再现。

这里，参见图2，将简要说明全息记录介质HM的结构。图2表示全息记录介质HM的剖面结构。

如图2中所示，在全息记录介质HM中，从上层一侧到下层一侧形成覆盖层L1→记录层L2→反射膜L3→基板L4。

这里，“上层”和“下层”指的是当记录/再现用光进入的表面是上表面，与上表面相对的表面是下表面时，上表面一侧作为上层，下表面一侧作为下层。

覆盖层L1例如包括塑料或玻璃，是为保护在下面层中形成的记录层L2而设置的保护基板。

对记录层L2来说，选择通过利用与照射光的强度分布相应的折射率的变化，能够在其上进行信息记录的诸如光聚合物之类的材料作为其材料，并以后面说明的激光二极管(LD)1作为光源，利用激光束实现全息图的记录/再现。

此外，为了使按照再现时参照光的照射而获得的与记录在记录层L2中的全息图相应的再现图像(再现光)作为反射光返回到设备一侧，设置了反射膜L3。

在反射面L3的下一层中形成的基板L4是包括例如塑料或玻璃的保护基板。

下面返回图1进行说明。

在记录和再现设备中，使全息记录介质HM保持由图中的主轴电动机(SPM)16旋转驱动。在记录和再现设备中，对由主轴电动机16旋转驱动的全息记录介质HM照射激光束，以记录/再现全息图。

就本实施例来说，以可由图中的倾斜装置17调整的倾斜来保持主轴电动机16。具体地说，倾斜装置17能够沿彼此正交的两个方向调整倾斜，倾斜装置17保持主轴电动机16，以致在由主轴电动机16保持的全息记录介质HM的径向和切向的倾斜可以是可调整的。

这里，径向是与全息记录介质HM的径向一致的方向。此外，切向是与径向的垂直方向一致的方向(与全息记录介质HM的圆周方向和全息图记录线的形成方向对应)。

从后面说明的倾斜控制单元18向倾斜装置17分别供给径向驱动信号D-rad和切向驱动信号D-tan。倾斜装置17通过响应径向驱动信号D-rad和切向驱动信号D-tan沿相应方向调整主轴电动机16的倾斜，调整全息记录介质HM在径向和切向上的相应倾斜。

在图1中，图中用虚线环绕的部分对应于光学拾取器，所述光学拾取器包括对全息记录介质HM照射用于记录/再现全息图的激光束的光学系统。具体地说，在光学拾取器内，设置激光二极管1，准直透镜2，偏振分束器3，SLM 4，偏振分束器5，中继透镜6，光阑12，中继透镜7，反射镜8，部分衍射元件9，四分之一波长板10，物镜11，和图像传感器13。

激光二极管1输出波长约为405nm的蓝紫色激光束，作为记录和再现全息图的激光束。从激光二极管1输出的激光束经准直透镜2进入偏振分束器3。

在进入的激光束的相互正交的线性偏振分量中，偏振分束器3透过一个线性偏振的分量，并反射另一个线性偏振分量。例如，这种情况下，透过p偏振光分量，并反射s偏振光分量。

于是，就进入偏振分束器3的激光束来说，只有s偏振光分量被反射并被导引到SLM 4。

SLM 4包括作为FLC(铁电液晶)的反射液晶元件，并关于每个像素控制入射光的偏振方向。

SLM 4响应来自图中的调制控制单元14的驱动信号，进行空间光调制，以关于每个像素把入射光的偏振方向改变90°，或者不改变入射光的偏振方向。具体地说，响应驱动信号，关于每个像素进行偏振方向控制，以致关于对其来说驱动信号变为ON的像素，偏振方向的角度变化可为90°，关于对于其来说驱动信号变为OFF的像素，偏振方向的角度变化可为0°。

如图中所示，来自SLM 4的输出光(在SLM 4反射的光)再次进入偏振分束器3。

这里，在图1中所示的记录和再现设备中，通过利用SLM 4对每个像素的偏振方向控制和与入射光的偏振方向相应的偏振分束器3的选择性透射/反射性质，进行空间光强度调制(称为光强度调制，或者简称为强度调制)。

图3A和3B表示由SLM 4和偏振分束器3的组合实现的强度调制的原理。关于图3A中的ON像素的光和关于图3B中的OFF像素的光，示意表示了相应的光束。

如上所述，偏振分束器3透过p偏振光，并反射s偏振光，s偏振光进入SLM 4。

假设，SLM 4中偏振方向被改变90°的像素的光(驱动信号变成ON的像素的光)作为p偏振光进入偏振分束器3。这使SLM 4中的ON像素的光可以透过偏振分束器3，并被导引到全息记录介质HM一侧(图3A)。

另一方面，偏振方向未被改变的驱动信号变成OFF的像素的光作为s偏振光进入偏振分束器3。即，SLM 4中的OFF像素的光被偏振分束器3反射，不被导引到全息记录介质HM一侧(图3B)。

按照这种方式，借助作为控制偏振方向的空间光调制器的SLM 4和偏振分束器3的组合，形成对每个像素进行光强度调制的强度调制单元。

这里，本实施例的记录和再现设备采用同轴法作为全息记录和再现方法。即，信号光和参照光被安排成具有相同的光轴，并经公共物镜把二者照射到设置在预定位置的全息记录介质上，从而，通过形成全息图实现数据记录。此外，在再现时，经物镜把参照光照射到全息记录介质上，获得全息图的再现图像，从而实现记录数据的再现。

当采用同轴法时，在SLM 4中，为了使信号光和参照光以相同的光轴为中心，设定如图4中所示的相应区域。

如图4中所示，在SLM 4中，包括其中心(与光轴中心对应)的预定范围的圆形区域被设为信号光区A2。此外，在信号光区A2之外，设定环形参照光区A1，它们之间具有间隙区A3。

通过设定信号光区A2和参照光区A1，能够照射以相同光轴为中心的信号光和参照光。

间隙区A3被定义成避免在参照光区A1中产生的参照光泄漏到信号光区A2中并充当信号光的噪声的区域。于是，间隙区A3实质上应是阻挡入射光的非透射区。

由于SLM 4的像素形状是矩形，因此准确地说，信号光区A2不是圆形。类似地，准确地说，参照光区A1和间隙区A3也不是环形。在这个意义上，信号光区A2是近圆形区，参照光区A1和间隙区A3是近环形区。

在图1中，调制控制单元14对SLM 4进行驱动控制，从而在记录时产生信号光和参照光，在再现时产生参照光。

具体地说，在记录时，调制控制单元14产生向SLM 4中的信号光区A2的像素提供与供给的记录数据相应的on/off模式、向参照光区A1的像素提供预定的on/off模式和关闭所有其它像素的驱动信号，并把所述驱动信号提供给SLM 4。SLM 4根据驱动信号进行空间光调制(偏振方向控制)，从而，作为来自偏振分束器3的输出光，获得分别具有相同中心(光轴)的信号光和参照光。

此外，在再现时，调制控制单元14利用驱动信号驱动控制SLM4，向参照光区A1内的像素提供预定的on/off模式，并关闭所有其它像素，从而，只产生参照光。

这里，每次在记录/再现全息图时，本实施例的记录和再现设备都产生用于倾斜检测的标记光。

标记光的产生是由调制控制单元14对SLM 4的驱动控制实现的，这点将在后面进一步说明。

注意，在记录时，调制控制单元14工作，从而相对于输入记录数据线的每个预定单元，产生信号光区A2内的on/off模式，以致可顺序产生保存输入记录数据线的每个预定单元的数据的信号线。从而，对全息记录介质HM顺序进行以全息图页为单位(信号光和参照光之间的一次干涉能够记录的数据单元)的数据的记录。

利用偏振分束器3和SLM 4在强度调制单元中调制强度的激光束进入偏振分束器5。偏振分束器5也透过p偏振光，并反射s偏振光，因此，从强度调制单元输出的激光束(透过偏振分束器3的光)透过偏振分束器5。

通过偏振分束器5的激光束进入包括中继透镜6和中继透镜7的中继透镜系统。这种情况下，在中继透镜系统中的中继透镜6和路线透镜7之间插入光阑12。

如图中所示，借助中继透镜6，透过偏振分束器5的激光束的光通量被聚焦到焦点位置，借助中继透镜7，作为聚焦后的扩散光的激光光通量被转换成平行光。光阑12被设置在中继透镜6的焦点位置(傅里叶面：频率面)，透过在光轴周围预定范围中的光，阻挡其它光。

在本实施例中，显然光阑12的大小(透光区的大小)被设定成能够透过将在后面说明的标记光的大小。

透过中继透镜7的激光束的光轴被反射镜8弯折90°，光束经部分衍射元件9→四分之一波长板10被导引到物镜11。

为了防止再现时，在全息记录介质HM上反射的参照光(反射的参照光)导引到图像传感器13，并充当再现图像的噪声，设置了部分衍射元件9和四分之一波长板10。

部分衍射元件9和四分之一波长板10对反射的参照光的抑制作用将在后面说明。

进入物镜11的激光束被聚焦，并照射到全息记录介质HM上。

这里，如上所述，在记录时，通过强度调制单元(SLM 4和偏振分束器3)的强度调制，产生信号光和参照光，通过如上所述的路线，信号光和参照光被照射到全息记录介质HM上。从而，在全息记录介质HM的记录层L2中形成利用信号光和参照光之间的干涉条纹反映记录数据的全息图，实现数据记录。

此外，在再现时，强度调制单元产生参照光，并通过如上所述的路线照射到全息记录介质HM上。通过参照光的照射，作为来自反射膜L3的反射光，获得与在记录层L2中形成的全息图相应的再现图像(再现光)。再现图像经物镜11返回设备一侧。

这里，再现时照射在全息记录介质HM上的参照光(称为“出射参照光”)，按照上述强度调制单元的操作作为p偏振光进入部分衍射元件9。如后所述，部分衍射元件9透过所有出射参照光，p偏振光的出射参照光通过四分之一波长板10。按照这种方式，通过四分之一波长板10的p偏振光的出射参照光被转换成预定旋转方向的圆偏振光，并照射到全息记录介质HM上。

照射到全息记录介质HM上的参照光在反射膜L3被反射，并作为反射参照光(返回参照光)被导引到物镜11。在这点上，借助反射膜L3上的反射，返回参照光的圆偏振光旋转方向被转换成预定旋转方向的相反旋转方向，从而，返回参照光经四分之一波长板10被转换成s偏振光。

这里，考虑到偏振状态的转变，将说明部分衍射元件9和四分之一波长板10对反射参照光的抑制作用。

在部分衍射元件9中，在参照光进入的区域(除中心部分外的区域)中，形成诸如液晶衍射元件之类的偏振选择衍射元件，所述偏振选择衍射元件具有与线性偏振光的偏振状态相应的选择衍射性质(衍射一个线性偏振分量，透过另一个线性偏振分量)。具体地说，这种情况下，部分偏振元件9的偏振选择衍射元件透过p偏振光，并衍射s偏振光。从而，使出射参照光透过部分衍射元件9，部分衍射元件9只衍射(抑制)返回参照光。

从而，避免了检测到作为返回光的反射参照光作为再现图像的噪声分量，并且SN比变低的情况。

部分衍射元件9的信号光进入的区域(再现图像进入的区域)由透明材料构成，或者形成为小孔部分，以致该元件既能透过出射光，又能透过返回光。从而，使记录时的信号光和再现时的再现图像透过部分衍射元件9。

此外，这种情况下，为了按照如下所述的方式在间隙区A3内产生的标记光能够被图像传感器13接收，在部分衍射元件9中，在信号光进入的区域和在参照光进入的区域之间的区域也由透明材料构成，或者形成为小孔部分，以致该元件既能透过标记光的出射光，又能透过标记光的返回光。

这里，根据上面的说明可明白，在全息记录和再现系统中，参照光被映射到记录的全息图上，利用衍射现象获得再现图像，在这点上，衍射效率通常小于百分之几到百分之一。从而，按照上述方式作为反射光返回到设备一侧的参照光具有相对于再现图像的很高强度。即，作为反射光的参照光变成对再现图像的检测来说不可忽视的噪声分量。

于是，用上述部分衍射元件9和四分之一波长板10抑制反射的参照光，SN比得到显著改善。

按照上述方式在再现时获得的再现光透过部分衍射元件9。透过部分衍射元件9的再现光被反射镜8反射，随后通过上述中继透镜7→光阑12→和中继透镜6，并进入偏振分束器5。根据上面的说明可理解，来自全息记录介质HM的反射光经四分之一波长板10被转换成s偏振光，进入偏振分束器5的再现光被偏振分束器5反射，并被导引到图像传感器13。

图像传感器13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)传感器之类的图像感测器件，从全息记录介质HM接收按照上述方式导引的再现光，把光转换成电信号，并获得图像信号。这样获得的图像信号反映在记录时向信号光提供的on/off模式(即，“0”和“1”的数据模式)。即，按照这种方式由图像传感器13检测的图像信号是记录在全息记录介质HM中的数据的读出信号。

作为由图像传感器13获得的读出信号的图像信号被提供给数据再现单元15。

数据再现单元15进行包含在来自图像传感器13的图像信号中的SLM 4的像素单元的每个值的“0”和“1”数据识别，以及必要的记录调制代码的解调处理，并再现记录数据。

此外，就本实施例来说，图像传感器13得到的读出信号还被提供给倾斜控制单元18。

倾斜控制单元18根据读出信号检测倾斜角，并根据结果借助倾斜装置17控制主轴电动机16的倾斜调整操作(全息记录介质HM的倾斜调整操作)，从而，把径向和切向的全息记录介质HM的倾斜控制为恒定的预定倾斜(设计光学系统时设定的理想倾斜：这种情况下0°)。即，该单元实现倾斜伺服控制。

下面将进一步说明作为由倾斜控制单元18实现的实施例的倾斜控制的具体方法，和倾斜控制单元18的内部构造。

<2.倾斜和图像漂移之间的关系>

[2-1.光在光学系统中的行为]

图5关于以SLM 4的像素为单位的每个光束，表示光在图1中所示的记录和再现设备的光学系统中的行为。

图5中，在整个光学系统的构造中，只提取和表示了SLM 4，中继透镜6、7，物镜11和图像传感器13。图中的平面Spbs表示偏振分束器5的反射面，平面Sm表示反射镜8的反射面。另外，图中还表示了全息记录介质HM。

此外，在图5中，关于以像素为单位的光束，代表性地表示了信号光和再现光中的三个，和参照光中的两个。具体地说，就信号光和再现光而论，代表性地表示了位于信号光区A2的中心的像素的光束(包含整个激光光通量的光轴的光束)，和位于信号光区A2的最外侧圆周部分的相应像素的光束。此外，就参照光而论，代表性地表示了位于参照光区A1的最外侧圆周部分的相应像素的光束。

首先，如图中所示，从SLM 4的相应像素输出的光束以扩散光的状态，经平面Spbs(偏振光束分束器5)进入中继透镜6。这里，来自相应像素的输出光束的相应光轴是平行的。

进入中继透镜6的相应像素的光束从扩散光转换成平行光，如图中所示，除了在激光光轴(整个激光光通量的光轴)上的光束外的相应光束的光轴被弯折向激光光轴一侧。从而，在平面SF，相应光束在平行光状态下被聚焦到包括激光光轴的中心部分。

这里，平面SF是平行光中的相应像素的光束被聚焦到激光光轴上的平面，与物镜11的焦平面类似，被称为傅里叶平面(频率面)。

这里，如图1中所述，在中继透镜6的焦平面设置光阑12。换句话说，在作为光学系统中的傅里叶平面SF的位置设置光阑12。

在平行光状态下聚焦到傅里叶平面SF的相应光束进入中继透镜7，同时，从中继透镜6输出的相应光束(包括激光光轴在内的中心像素的光束除外)在傅里叶平面SF与激光光轴相交。从而，中继透镜6和中继透镜7之间的相应光束的进入位置和退出位置的关系是相对于激光光轴轴对称的关系。

相应光束经中继透镜7被转换成会聚光，如图7中所示，相应光束的光轴相互平行。通过中继透镜7的相应光束在平面Sm(反射镜8)被反射，并聚焦到实像面SR上的相应位置。实像面SR是物镜11的物面。

在这点上，通过中继透镜7的相应光束的光轴相互平行，如上所述，相应光束的焦点位置并不重叠，而是实像面SR上的单独位置。

聚焦在实像面SR上的相应光束以扩散光状态进入物镜11，如图中所示。扩散光中的相应光束经物镜11被转换成平行光，相应光束(激光光轴上的光束除外)的光轴被朝着激光光轴弯折。从而，在形成于全息记录介质HM上的物镜11的焦平面上，相应光束被聚焦到包含激光光轴的中心部分。

这里，在物镜11的焦平面上，相应光束处于平行光状态，相应光束被聚焦到一个位置。由此可知道，物镜11的焦平面和上述傅里叶平面SF具有共轭关系。

在图5中，表示了在平面Spbs被反射并被导引到图像传感器13的再现光的相应光束，由于如上所述，反射的参照光被部分衍射元件9(和四分之一波长板10)抑制，因此只有再现光被导引到图像传感器13，如图中所示。

部分衍射元件9被设置在作为实像面SR的位置。这是因为如上所述，部分衍射元件9必须有选择地透过/衍射在信号光区和参照光区中的光，如果部分衍射元件9未被设置在获得与在SLM 4的调制平面(成像平面)上的图像相同的图像的位置，那么可能无法获得恰当的选择性透射/衍射作用。

此外，在再现时，在与在记录时照射的信号光的相应光束相同的光束区中获得再现光。即，再现光的相应光束沿与附图中的信号光的相应光束相同的位置而行，到达平面Spbs，在平面Spbs被反射，并被导引到图像传感器13。同时，从中继透镜6向平面Spbs一侧输出的再现光的相应光束处于会聚光的状态，如图中所示，相应光轴是平行的，相应光束被聚焦到图像传感器13的检测面(受光面)上的单独位置。因此，在图像传感器13的检测面上，能够获得与实像面SR上的再现图像相同的图像。

这样，在图1中所示的记录和再现设备中的光学系统中，SLM 4的调制平面，实像面SR，图像传感器13的检测面相互具有共轭关系。

图6示意表示光在图5中的光学系统中的实像面SR的下游的行为。

在图6中，只提取和表示了物镜11，全息记录介质HM中的覆盖层L1，记录L2和反射膜L3的反射面，还表示了照射到全息记录介质HM的信号光束和参照光束。

根据图1的上述说明显然知道，实际上，被反射膜L3的反射面反射的光(＝返回光)返回到出射光进入的一侧，但是，在图6中，为了便于图解说明，使返回光朝着与出射光在反射面进入的一侧相反的一侧折返，以便与记录层L2，覆盖层L1和物镜11一起图解说明。

此外，图6中的实像面SR与图5中的实像面SR相同。即，它表示由中继透镜系统(6，7)形成的SLM 4的实像面(物镜11的物面)。

此外，图中的平面Sob表示物镜11的瞳面。

注意，在图6中，就信号光而论，只提取和表示了在信号光区A2内的各个像素中的总共三个像素的光束，即，位于与激光光轴对准的中心的一个像素的光束和分别位于最外侧圆周部分的两个像素的光束。此外，就参照光而论，只提取和表示了参照光区A1中，分别位于最外侧圆周部分的两个像素的光束。

根据上面的说明知道，在这种情况下的光学系统中，信号光和参照光的焦点位置被设定在反射膜L3的反射面上。即，物镜11的焦距是从物镜11的瞳面Sob到反射面的距离。

这种情况下，信号光的相应光束和参照光的相应光束被聚焦到反射面上的一个点，如图中所示。

在这方面上，信号光和参照光的相应光束(相对于每个像素的光束)被聚焦到实像面SR上，如图5中所述，并以扩散光的状态进入物镜11。随后，进入物镜11的相应光束以平行光的状态被聚焦到全息记录介质HM的反射面上的一点。

这里，在这种情况下的光学系统中，返回光和出射光的光路长度相等，于是，以反射面作为中心轴，出射光和返回光的相应光束是对称的，如图中所示。因此，以反射面作为中心轴，按照如由图中的实线框环绕的对称形状形成在记录层L2中形成的全息图。

全息图是由信号光和干涉光之间的干涉形成的。于是，在信号光和参照光在记录层L2中重叠的部分中形成全息图。在同轴法中，信号光和参照光的光通量被照射到记录介质上，从而会聚于一点(这种情况下，会聚于反射面上)，这种情况下形成的全息图的形状是与如图中所示的沙漏相似的形状。

图6中，为了图解说明，使实际返回出射光一侧的反射光朝着相反一侧折返，全息图的形状是如上所述的沙漏形状，不过，实际上，形成图中右半部的全息图(具有梯形形状)，与图中左半部的全息图重叠。

[2-2.归因于倾斜的图像漂移的产生原理]

如上所述，在全息记录和再现系统中，当由于全息记录介质HM的扭曲而发生倾斜，即，全息记录介质HM的倾斜角偏离理想角度时，会发生再现图像的图像漂移。

下面将参考图7说明这一点。

在下面的说明中，“倾斜角”指的是经由物镜11的照射光相对于全息记录介质HM的信息记录面(这种情况下，反射面)的入射角(以激光光轴为基准)。理想地，倾斜角为0°。

作为说明由于倾斜的发生而产生的再现图像的图像漂移的示图，图7提取和表示了实像面SR，物镜11的瞳面Sob，全息记录介质HM的反射面，和经过这些平面的信号光区内的三个光束的相应光轴。

在图7中，就信号光区内的三个光束(以像素为单位的光束)而论，代表性地表示了光轴与激光光轴对准的光束，和另外两个光束，图中用虚线表示的光轴表示当不存在全息记录介质HM的倾斜(即，就理想角度而论，倾斜＝0°)时，相应光束的光轴(出射和返回)，图中用实线箭头表示的光轴分别表示当以θ°倾斜全息记录介质HM时，作为返回光(反射光)的相应光束的光轴。

如图7中所示，当以θ°倾斜全息记录介质HM时(在倾斜角＝θ°的情况下)，相应光束的反射光被倾斜2θ°。考虑到当倾斜平面反射镜时光的反射角的变化，这是显而易见的。

由此可知，当全息记录介质HM被倾斜θ°时，与理想角度的情况相比，在再现时，从全息记录介质HM获得的再现图像的相应光束被倾斜2θ°。

这里，如图6中所示，由于从全息记录介质HM的反射面到物镜11的瞳面Sob的距离为“f”，因此在实像面SR上，相对于当全息记录介质HM的倾斜度为理想角度时的焦点，再现图像的相应光束的焦点漂移2θ×f。

即，由于全息记录介质HM的θ°倾斜，在再现图像中发生2θ·f的图像漂移。

实像面SR是图像传感器13的受光面的共轭平面(参见图5)。即，在图像传感器13的受光面上类似地产生在实像面SR上产生的图像漂移，因此，由于全息记录介质HM倾斜θ°，在图像传感器13的受光面上也发生再现图像的2θ·f的图像漂移。

此外，自然地，分别在径向和切向发生图像漂移。

此外，当倾斜角为-θ时，再现图像的图像漂移为-2θ·f。

<3.作为实施例的倾斜检测和校正方法>

[3-1.标记光的产生]

按照上述方式，在利用同轴法的全息记录和再现系统中，由于倾斜的发生而发生图像漂移。

如上所述，为了防止由再现图像的图像漂移引起的再现性能的恶化，进行了记录介质的倾斜的校正(倾斜校正)。

但是，过去，为了校正倾斜，设置了倾斜传感器，直接检测记录介质的倾斜。当采用使用倾斜传感器的校正方法时，除了记录/再现用构造之外，还必须单独提供另一个传感器，不能实现设备的小型化和降低设备制造成本。

此外，可以设想通过利用再现光的量作为倾斜角的评估指标来进行倾斜校正，而不专门进行倾斜角的检测的方法。不过，利用再现光的量作为倾斜角的评估指标的方法是所谓的爬山法，校正时间较长。爬山法存在响应性方面的问题，因此，在进行倾斜伺服的情况下，导致精度降低。

因此，在本实施例中，采用利用如图7中说明的因倾斜的发生而引起图像漂移的性质，根据图像漂移量的信息进行倾斜检测，并根据检测结果进行倾斜校正的方法。

具体地说，以当全息记录介质HM的倾斜角为理想角度(0°)时的受光位置(理想受光位置)为基准，根据理想受光位置和实际图像受光位置之间的误差，获得倾斜误差信号(代表相对于理想角度的误差的信号)。随后，调整倾斜角以使倾斜误差信号为零，从而实现校正，以致全息记录介质HM的倾斜可以恒定在理想角度。

在本实施例中，产生图8中所示的标记光，以检测如上所述的受光位置的误差。

在图8中，表示了在SLM 4中设定的各个区域(A1-A3)，对标记光来说，产生位置被确定为预定位置。具体地说，在本实施例中，在作为参照光区A1和信号光区A2之间的边界区的间隙区A3内的预定位置中产生标记光。

另外，在本实施例中，产生多于一个的标记光。具体地说，产生四个标记光，即标记光M1，标记光M2，标记光M3和标记光M4。

产生这四个标记光，以致相应的产生位置间隔足够大。具体地说，这种情况下，标记光M1和标记光M2的产生位置被设定在近正方形的SLM 4的有效像素范围的一条对角线上，标记光M3和标记光M4的产生位置被设定在另一条对角线上。另外，一组标记光M1和标记光M2与一组标记光M3和标记光M4被布置在关于激光光轴轴对称的位置上。

这里，假定纸张的横向方向是x方向，纸张的纵向方向(即，与横向方向垂直的方向)是y方向，这种情况下的标记光被设置成以致标记光M1和标记光M3的位置在SLM 4的y方向上位置相同，在x方向上隔开一定距离，如图中所示。类似地，标记光M2和标记光M4的位置在SLM 4的y方向上位置相同，在x方向上隔开一定距离。此外，标记光M1和标记光M4的位置在SLM 4的x方向上位置相同，在y方向上隔开一定距离，类似地，标记光M2和标记光M3的位置在SLM 4的x方向上位置相同，在y方向上隔开一定距离。

按照这种方式，在本实施例中，四个标记光被安排成在x方向和y方向上分别间隔足够的距离。

图8中用白色表示参照光区A1和信号光区A2，不过，这并不意味区域A1和A2都被开启(透射的)。根据图1的说明可知道，信号光区A2在记录时被顺序提供与记录数据相应的on/off模式，在再现时在整个区域中被关闭，此外，参照光区A1在记录时被提供预定的on/off模式，在再现时被提供与记录时相同的on/off模式。

自然地，在只产生标记光的情况下，各个区域A1和A2都被关闭。

此外，在本实施例中，标记光M1、M2、M3和M3的尺寸例如被设定成4像素×4像素。

这里，标记光的尺寸越大，受光位置的检测越容易。注意，当所述尺寸较大时，可能促进杂散光的产生，导致记录/再现性能的恶化。标记光的尺寸可被设定为考虑到该折衷关系，与真实的光学系统的构造相应的最佳尺寸。

[3-2.倾斜检测方法]

在本实施例中，根据通过对全息记录介质HM照射按照上述方式产生的标记光M1、M2、M3和M4，并利用图像传感器13接收反射光，检测全息记录介质HM在径向和切向的倾斜。

图9A和9B表示在发生倾斜的情况下，标记光M1、M2、M3和M4的受光位置的变化。

图9A表示当全息记录介质HM的径向和切向的倾斜角分别为理想角度＝0°时，相应标记光M1、M2、M3和M4在图像传感器13的受光面上的照射光斑m1、m2、m3和m4，图9B表示当全息记录介质HM在径向和切向分别相对于理想角度倾斜θ°时，受光面上的照射光斑m1、m2、m3和m4。

在图9A和9B中，还用图中的“A2”表示了信号光(再现时的再现图像)的照射光斑。

首先，图9A中所示的当全息记录介质HM的倾斜角为理想角度时，形成标记光M1、M2、M3和M4在受光面上的照射光斑的位置(相应标记光的受光位置)被称为理想受光位置m1-id、m2-id、m3-id、m4-id。

理想受光位置m1-id、m2-id、m3-id、m4-id在系统的设计阶段获得，因此是已知信息。

这里，如图中的黑色圆点所示，在本实施例中，“受光位置”使用形成照射光斑的区域的中心位置作为基准。于是，作为理想受光位置m1-id、m2-id、m3-id、m4-id的信息，必须知道至少在理想状态下，在受光面上形成的标记光M1、M2、M3和M4的中心位置的信息。

当从图9A中所示的状态，使全息记录介质HM在径向和切向相对于理想角度倾斜θ°时，如图9B中所示，标记光M1、M2、M3和M4的照射光斑m1、m2、m3、m4(受光位置)分别相对于理想受光位置m1-id、m2-id、m3-id、m4-id在x方向和y方向上漂移“2θ·f”。

这里，受光面上的x方向和y方向与SLM 4上的x方向和y方向对准(因为SLM 4的调制平面与图像传感器13的受光面具有共轭关系)。

按照图1中所示的光学系统的构造，受光面上沿x方向的图像漂移代表沿切向的倾斜，沿y方向的图像漂移代表径向的倾斜。

即，在图1中所示的光学系统中，从SLM 4的调制平面输出的激光束的光轴在反射镜8被弯折90°，随后该光束照射到全息记录介质HM上，因此，经物镜11照射的图像的x方向与全息记录介质HM的切向对准，y方向与全息记录介质HM的径向对准。

由此可知当在通过省略反射镜8或以其它方式，不使光轴弯折90°的情况下，把SLM 4的输出图像照射到全息记录介质HM时，受光面上沿x方向的图像漂移代表径向的倾斜，沿y方向的图像漂移代表切向的倾斜。

这里，按照参考图7说明的倾斜和图像漂移之间的关系，通过检测一个标记光的理想受光位置和实际受光位置之间的误差，大体上能够关于该标记光完成倾斜的检测。

但是实际上，会产生由光学系统的特性等等引起的图像的失真，如果仅仅关于一个标记光检测受光位置的误差，那么会导致倾斜检测的精度降低。

因此，在本实施例中，如图10A-10D中所示，通过关于多于一个的标记光独立地获得受光位置的误差，并计算受光位置误差值的平均值，获得考虑到图像失真的适当倾斜误差信号。

作为例子，图10A、10B、10C和10D分别表示关于标记光M1的理想受光位置m1-id和实际受光位置m1之间的关系，关于标记光M2的理想受光位置m2-id和实际受光位置m2之间的关系，关于标记光M3的理想受光位置m3-id和实际受光位置m3之间的关系，和关于标记光M4的理想受光位置m4-id和实际受光位置m4之间的关系。

如图10A中所示，标记光M1的理想受光位置m1-id和实际受光位置m1之间在x方向的位置误差被称为“m1Δx”，y方向的位置误差被称为“m1Δy”。

类似地，标记光M2的理想受光位置m2-id和实际受光位置m2之间在x方向的位置误差被称为“m2Δx”，y方向的位置误差被称为“m2Δy”(图10B)，标记光M3的理想受光位置m3-id和实际受光位置m3之间在x方向的位置误差被称为“m3Δx”，y方向的位置误差被称为“m3Δy”(图10C)，标记光M4的理想受光位置m4-id和实际受光位置m4之间在x方向的位置误差被称为“m4Δx”，y方向的位置误差被称为“m4Δy”(图10D)。

如图中所示，在本实施例中，获得每个标记光的理想受光位置和实际受光位置之间的位置误差，作为它们的中心之间的误差。

此外，代表x方向的位置误差的m1Δx～m4Δx，和代表y方向的位置误差的m1Δy～m4Δy分别按照切向的倾斜的方向(极性)和径向的倾斜的方向(极性)而在正/负极性方面变化

图11A和11B是说明标记光的受光位置的具体检测方法的示图。

图11A示意表示在图像传感器13的受光面上，实际标记受光区(照射光斑)及标记中心受光位置与理想标记中心受光位置之间的关系。在图11A中，受光面用以理想标记中心受光位置的坐标(x，y)作为(0，0)的二维平面表示。如图中所示，横轴表示x方向的像素的数目，纵轴表示y方向的像素的数目。

在本实施例中，用所谓的相关检测法进行标记光中心的受光位置的检测。即，使用与作为检测目标的标记光具有相同模式(这种情况下，其中所有4×4像素都处于on状态的实心模式(solid pattern))的模板(图像)，计算当移动模板时，在各个移动位置检测图像和模板之间的相关值，相关性最高的位置被检测为实际标记中心受光位置。

利用作为检测目标的标记光在图像传感器13上的理想标记中心受光位置作为标记搜索基准位置，通过关于标记搜索基准位置移动模板，实现这种情况下的相关计算。

具体地说，在本实施例中，分别计算当关于标记搜索基准位置(理想标记中心受光位置)沿x方向和y方向移动模板时，在各个移动位置检测图像和模板之间的相关值。即，通过计算相应方向的相关值，获得x方向的相关值的峰值位置和y方向的相关值的峰值位置，由x方向的峰值位置和y方向的峰值位置确定的坐标(x，y)被用作作为检测目标的标记光的标记中心受光位置的检测结果。

图11B表示分别计算当关于作为理想标记中心受光位置(标记搜索基准位置)的坐标(0，0)，沿相应的x方向和y方向移动图11A中所示的模板时，在相应移动位置的相关值的计算结果的曲线图。

从图11B显然可知道，当关于搜索基准位置沿相应的x方向和y方向移动模板时，x方向的相关值的峰值位置与实际标记中心受光位置的x坐标相符，y方向的相关值的峰值位置与实际标记中心受光位置的y坐标相符。

因此，按照上述方式获得x方向的峰值位置和y方向的峰值位置，依据峰值位置确定的坐标(x，y)可被用作作为检测目标的标记光的标记中心受光位置的检测结果。

注意，在图11A和11B的例子中，以像素为单位确定x方向和y方向的相关值的峰值位置的情况被作为例子，不过，取决于标记光的尺寸和图像传感器13的过采样率之间的关系，也可能不以像素为单位获得峰值位置。这种情况下，可根据在x方向的各个移动位置的相关值的计算结果，和在y方向的各个移动位置的相关值的计算结果，利用插值计算以小于像素单位的单位获得相应的峰值位置。

这里，通过利用上述方法获得作为标记中心受光位置的坐标(x，y)，能够获得作为目标的标记光的理想受光位置和实际受光位置之间在x方向和y方向的误差。

在本实施例中，分别获得利用如上所述的标记中心受光位置的检测处理得到的x方向的值和y方向的值，作为理想受光位置和实际受光位置之间在x方向的误差值和在y方向的误差值。

按照这种方式，能够获得标记光M1～M4的x方向的受光位置误差(这种情况下，对应于切向的倾斜)和y方向的受光位置误差(这种情况下，对应于径向的倾斜)。

如上所述，在本实施例中，关于标记光M1～M4的这样单独获得的x方向的受光位置误差和y方向的受光位置误差，分别计算其平均值。具体地说，就x方向的受光位置误差来说，计算

(m1Δx+m2Δx+m3Δx+m4Δx)/4

就y方向的受光位置误差来说，计算

(m1Δy+m2Δy+m3Δy+m4Δy)/4。

获得这些计算结果，分别作为表示切向的倾斜的倾斜误差信号值，和表示径向的倾斜的倾斜误差信号值。

本例中，全息记录介质HM的倾斜的理想倾斜角为0°(倾斜角＝0°)，因此，全息记录介质HM的倾斜被表示成相对于理想倾斜角＝0°的误差。在这个意义上，表示全息记录介质HM的切向和径向的相应倾斜的信号被称为倾斜误差信号。

[3-3.倾斜校正方法]

在实施例中，通过根据按照上述方式计算的切向的倾斜误差信号和径向的倾斜误差信号进行倾斜角的校正，实现所谓的倾斜伺服。

这里，根据上面的说明知道，按照上述方式计算的相应倾斜误差信号代表相对于到径向和切向的理想角度的相应倾斜角的倾斜方向(倾斜值的极性)及其数值，在倾斜角与理想角度一致的情况下，变成幅值为“0”的信号。

作为响应，在本实施例中，关于径向和切向的相应倾斜误差角进行倾斜角的校正，以致该值为“0”。从而，能够把倾斜角恒定地保持在理想角度，实现倾斜伺服。

[3-4.实现倾斜检测方法和倾斜校正方法的构造]

下面将参考图1和图12，说明实现作为上述实施例的倾斜检测方法和倾斜校正方法的构造。

首先，在实施例的记录和再现设备中，进行产生标记光M1～M4的空间光调制。

具体地说，图1中所示的调制控制单元14进行驱动控制，以开启如图8中所示，在间隙区A3内的预定位置中设定的标记光M1的产生位置，标记光M2的产生位置，标记光M3的产生位置和标记光M4的产生位置中的相应像素。即，在记录时，通过组合与信号光区A2内的记录数据相应的on/off模式，已说明的参照光区A1的预定on/off模式，和其中间隙区A3内的标记光M1-M4的相应产生位置(这种情况下，分别为4×4像素)都处于on状态，所有其它像素(包括参照光区A1的外部)都处于off状态的模式，产生关于SLM 4的所有有效像素的on/off模式。随后，按照这样产生的关于SLM 4的所有有效像素的on/off模式，驱动控制SLM 4的相应像素。

此外，在再现时，提供关于SLM 4的所有有效像素的on/off模式，其中在参照光区A1内使用和记录时相同的on/off模式，标记光M1-M4的相应产生位置中的像素处于on状态，除参照光区A1和标记光M1-M4的相应产生位置中的像素之外的所有像素处于off状态，并按照on/off模式驱动控制SLM 4的相应像素。

这里，在除全息图页的记录/再现期间之外的时间可进行利用标记光的倾斜检测和倾斜校正。这种情况下，调制控制单元14可不进行产生信号光和参照光的驱动控制，而只进行产生标记光M1-M4的驱动控制。

图12表示图1中所示的倾斜控制单元18的内部构造。

注意，在图12中，连同倾斜控制单元18的内部构造一起表示了图1中所示的图像传感器13。

如图中所示，倾斜控制单元18包括漂移量计算部分20，误差信号产生部分21x，误差信号产生部分21y，伺服信号产生部分22x，伺服信号产生部分22y，切向驱动器23x，和径向驱动器23y。

如图中所示，来自图像传感器13的读出信号(图像信号)被输入漂移量计算部分20。

漂移量计算部分20利用图11A和11B中说明的相关检测系统，检测标记光M1，标记光M2，标记光M3和标记光M4的相应标记中心受光位置，从而获得每个标记光M1-M4的x方向的受光位置误差值(m1Δx～m4Δx)和y方向的受光位置误差值(m1Δy～m4Δy)。

这种情况下，在漂移量计算部分20中，作为检测相应标记光的标记中心受光位置所必需的信息，设定每个标记光M1-M4的理想标记中心受光位置(图11A中的标记搜索基准位置)的信息，和关于标记光M1-M4的模板(这种情况下，其中所有4×4像素都处于on状态的公共模式)。漂移量计算部分20根据来自图像传感器13的读出信号，每个标记光M1-M4的理想标记中心受光位置的信息，和模板，利用在图11A和11B中说明的方法对每个标记光M1-M4进行标记中心受光位置(x，y)的检测。

从而，获得每个标记光M1-M4的x方向的受光位置误差m1Δx～m4Δx，和y方向的受光位置误差m1Δy～m4Δy。

漂移量计算部分20获得的受光位置误差m1Δx～m4Δx的相应数值被提供给误差信号产生部分21x，受光位置误差m1Δy～m4Δy的相应数值被提供给误差信号产生部分21y。

误差信号产生部分21x计算从漂移量计算部分20供给的受光位置误差m1Δx～m4Δx的平均值，并把结果提供给伺服信号产生部分22x。

此外，误差信号产生部分21y计算从漂移量计算部分20供给的受光位置误差m1Δy～m4Δy的平均值，并把结果提供给伺服信号产生部分22y。

伺服信号产生部分22x对从误差信号产生部分21x供给的平均值(切向倾斜误差信号)进行必要的处理，比如增益调整或相位补偿，产生用于实现切向的倾斜伺服的倾斜伺服信号(切向倾斜伺服信号)，并将其提供给切向驱动器23x。

此外，伺服信号产生部分22y对从误差信号产生部分21y供给的平均值(径向倾斜误差信号)进行必要的处理，比如增益调整或相位补偿，产生用于实现径向的倾斜伺服的倾斜伺服信号(径向倾斜伺服信号)，并将其提供给径向驱动器23y。

切向驱动器23x用图中以从伺服信号产生部分22x供给的切向倾斜伺服信号为基础的切向驱动信号D-tan，驱动控制图1中所示的倾斜装置17。

此外，径向驱动器23y用图中以从伺服信号产生部分22y供给的径向倾斜伺服信号为基础的径向驱动信号D-rad，驱动控制倾斜装置17。

按照上述构造，全息记录介质HM在切向和径向的相应倾斜被校正，以致在误差信号产生部分21x中获得的切向倾斜误差信号的值，和在误差信号产生部分21y中获得的径向倾斜误差信号的值可分别为“0”。即，从而实现把全息记录介质HM的倾斜角控制为恒定在理想角度(即，倾斜角恒定在理想角度＝0°)的倾斜伺服。

[3-5.实施例的概要]

如上所述，在本实施例中，在采用同轴法的全息记录和再现系统中，进行利用由于倾斜的发生而产生的图像漂移的倾斜检测。具体地说，产生与用于记录/再现的光不同的标记光，并将其照射到全息记录介质HM，图像传感器13接收反射光，根据结果检测每个标记光的理想受光位置和实际受光位置之间的位置误差。从而，能够获得与倾斜角相关的信息(表示关于理想角度＝0°的倾斜的极性，以及倾斜的数值)。换句话说，能够获得表示相对于理想角度的倾斜角误差的倾斜误差信号。

此外，在本实施例中，根据按照上述方式获得的倾斜误差信号，控制倾斜装置17对倾斜角的调整操作。从而，能够把倾斜角校正为与理想角度一致。

按照实施例，能够根据照射到全息记录介质HM的标记光的受光结果，进行倾斜角(倾斜误差)的检测，从而，仅仅通过增加图像传感器13对受光信号(读出信号)的信号处理，就能够实现倾斜检测。即，不必像过去那样，通过提供用于倾斜检测的倾斜传感器，单独增加另一结构。

在这方面，实现了设备的小型化和设备制造成本的降低。

此外，按照实施例，由于能够根据表示倾斜角相对于理想角度的误差的倾斜误差信号进行倾斜校正，与利用再现光的量作为评估指标的爬山法进行校正的情况相比，能够显著改进校正的响应性。

此外，能够作为使振幅相对于为零的振幅值增减的信号，获得倾斜误差信号，振幅相对于为零的振幅值的增减表示倾斜误差的数量和极性。即，能够以所谓的推挽信号的形式获得倾斜误差信号。

如果能够获得推挽信号式的倾斜误差信号，那么通过进行倾斜校正，以抵消倾斜误差信号表示的误差，能够实现倾斜伺服。

此外，在实施例中，产生多于一个的标记光，关于相应的标记光单独获得受光位置误差，并获得其平均值作为倾斜误差信号。从而，能够抑制由图像失真引起的误差信号的可靠性的降低。即，能够提高倾斜伺服的精度。

特别地，在实施例中，在调制平面内沿x方向和y方向分别隔开一定距离的位置中产生相应的标记光，并计算受光位置误差的平均值，从而，能够进一步抑制由图像失真引起的误差信号的可靠性的降低，从而，能够进一步提高倾斜伺服的精度。

此外，在实施例中，在间隙区A3内产生标记光，从而，能够在没有信号光或再现光的情况下进行倾斜检测和倾斜校正。即，能够在记录或再现的任何时候，进行倾斜检测和倾斜校正。

此外，由于在间隙区A3内产生标记内，因此能够在不牺牲记录容量的情况下实现倾斜检测和倾斜校正。同时，能够正常地获得部分衍射元件9对反射的参照光的抑制效应。

<4.改进例子>

上面说明了本发明的实施例，不过，本发明的实施例并不局限于说明的具体例子。

例如，在上面的说明中例证的标记光的数目及其产生位置只是例子，如图13中所示的改进例子也是可能的。

图13中所示的改进例子是通过从图8中所示的标记光M1-M4中省略一个标记光而形成的例子。具体地说，在该改进例子中，省略了标记光M2。

按照三个标记光M1、M3和M4，集合[M1，M3]和集合[M1，M4]分别在x方向和y方向上隔开一定距离。即，由此可知，如果至少产生三个标记光，那么能够实现x方向和y方向的间隔排列，以适应图像失真。具体地说，在利用三个标记光适应图像失真的情况下，可产生三个标记光，以致可获得在x方向隔开一定距离的一组两个标记光，和在y方向隔开一定距离的一组两个标记光。

这种情况下，关于每个标记光单独获得受光位置误差、并通过计算受光位置误差的平均值获得倾斜误差信号的点可与实施例的情况中相同。

另一方面，在产生三个标记光的情况下，当考虑图像失真时，可以不进行如实施例中举例说明的所有标记光的受光位置误差的平均值计算，而是通过至少单独检测在x方向上隔开一定距离的一组标记光，和在y方向上隔开一定距离的一组标记光在相应方向上的位置误差，并单独计算相应方向上的位置误差的平均值，可分别获得切向倾斜误差信号和径向倾斜误差信号。

具体地说，就在x方向上隔开一定距离的标记光来说，分别计算x方向上相对于理想受光位置的位置误差，通过计算位置误差的平均值，获得与切向倾斜和径向倾斜中的一个对应的倾斜误差信号。此外，就在y方向上隔开一定距离的标记光来说，分别计算y方向上相对于理想受光位置的位置误差，通过计算位置误差的平均值，获得与切向倾斜和径向倾斜中的另一个对应的倾斜误差信号。

此外，在上面的说明中，以标记光多于一个的情况作为例子，不过，在本发明的实施例中，至少可以产生仅仅一个标记光。这种情况下，通过关于所述一个标记光检测受光位置误差，获得倾斜误差信号。这种情况下，检测受光面上的一个方向(当使用图1中的光学系统时的x方向)的位置误差，以获得切向的误差信号，检测与受光面的所述一个方向正交的方向(当使用图1中的光学系统时的y方向)的位置误差，以获得径向的误差信号。

这里，所述“一个方向”被定义为由于切向和径向之一的倾斜，而发生图像漂移的方向。

显然，如实施例中举例说明的计算关于多于一个的标记单独检测的受光位置误差值的平均值的方法有利于容许上面说明的图像失真。

此外，在上面的说明中，举例说明了标记光的产生位置在间隙区A3内的情况，不过，标记光的产生位置不应局限于此，相反可以使用在参照光区A1之外的区域中的其它产生位置。

此外，在上面的说明中，标记光的模式被设定成其中所有像素都处于on状态的所谓实心模式，不过，关于标记光设定的空间光调制模式不应局限于实心模式，可以使用另一种模式。

此外，在上面的说明中，举例说明了用于接收标记光的受光部分也被用作接收全息图的再现图像的图像传感器13的情况，不过，可以独立于图像传感器13设置用于检测标记光的受光部分。

此外，在上面的说明中，举例说明了用于调整倾斜角的倾斜装置(倾斜角调整部分)适合于调整全息记录介质的倾斜的情况，不过，另外，倾斜角调整部分可由1)调整整个光学系统的倾斜，2)滑动驱动物镜，或3)利用液晶元件进行波前校正的构造实现。

例如，就1)的构造来说，存在调整图1中用虚线表示的整个光学拾取器的倾斜的构造。

此外，就2)的构造来说，可以提供沿与全息记录介质HM的径向和/或切向平行的方向滑动驱动图1中的物镜11的促动器。

此外，就3)的构造来说，可以提供进行物镜11的入射光的波前校正的液晶元件。

此外，在上面的说明中，举例说明了把本发明的实施例应用于全息记录介质HM的再现的情况，不过，适宜的是，本发明的实施例可应用于对没有反射膜的透射式全息记录介质执行再现的情况。

在支持透射式全息记录介质的情况下，再现光透过整个全息记录介质，并输出到与参照光的照射侧相反的一侧。因此，在这种情况下的光学系统中，提供位于全息记录介质后侧的供作为透射光的再现光进入的物镜，和经所述物镜入射再现光并把再现光导引到受光部分的光学系统(再现光学系统)。

此外，在上面的说明中，举例说明了把本发明的实施例应用于全息记录介质的记录/再现的情况，不过，适宜的是，本发明可以应用于只进行记录或再现的情况。

在只进行记录的情况下，设置在全息设备中的空间光调制单元适合于产生标记光，及产生信号光和参照光。另一方面，在只进行再现的情况下，空间光调制单元适合于产生标记光和参照光。

此外，在上面的说明中，举例说明了由控制偏振方向的空间光调制器和偏振分束器的组合实现关于标记光、参照光和信号光的强度调制的情况，不过，实现强度调制的构造不应局限于此。例如，可利用能够单独实现强度调制的空间光调制器，比如在图14和15A及15B中说明的利用透射液晶面板的SLM 101和DMD(数字微镜器件：注册商标)，实现强度调制。

本申请包含与在2009年4月17日，在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2009-100665中公开的主题相关的主题，该专利申请的整个内容在此引为参考。

本领域的技术人员应明白，根据设计要求和其它因素，可产生各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在附加权利要求或其等同物的范围之内。

Claims (14)

1.一种全息设备，包括：

向全息记录介质照射光的光源，所述全息记录介质具有借助信号光和参照光之间的干涉条纹执行信息记录的记录层；

空间光调制单元，所述空间光调制单元通过对来自光源的光进行空间光调制，产生信号光和/或参照光，并且在来自光源的光的入射面内的预定位置产生标记光；

光照射单元，所述光照射单元把经过空间光调制单元的空间光调制的光经物镜照射到全息记录介质；

受光单元，所述受光单元通过全息记录介质接收经物镜照射的光；

倾斜检测单元，所述倾斜检测单元根据受光单元中的标记光的理想受光位置和受光单元的标记光的实际受光位置之间的误差的检测结果，获得倾斜误差信号，所述倾斜误差信号表示作为经物镜照射到全息记录介质的信息记录面的入射角的倾斜角相对于理想角度的误差。

2.按照权利要求1所述的全息设备，其中倾斜检测单元根据标记光的理想受光位置和实际受光位置之间的在受光单元的受光面内的第一方向的位置误差的检测结果，获得与切向倾斜和径向倾斜之一对应的倾斜误差信号。

3.按照权利要求2所述的全息设备，其中倾斜检测单元根据标记光的理想受光位置和实际受光位置之间的在受光面内的第一方向的位置误差、和与在受光面内的第一方向正交的第二方向的位置误差的相应检测结果，获得与切向倾斜和径向倾斜对应的倾斜误差信号。

4.按照权利要求3所述的全息设备，其中在信号光的产生区域和参照光的产生区域之间设定隔离这些区域的间隙区，并且

空间光调制单元在间隙区内产生标记光。

5.按照权利要求4所述的全息设备，其中空间光调制单元产生多个标记光，并且

倾斜检测单元针对受光单元接收的所述多个标记光中的每个标记光，检测理想受光位置和实际受光位置之间的位置误差。

6.按照权利要求5所述的全息设备，其中空间光调制单元产生至少三个或者更多的标记光作为所述多个标记光，以获得在入射面内的第一方向间隔一定距离的一组两个标记光，和在与入射面内的第一方向正交的第二方向间隔一定距离的一组两个标记光。

7.按照权利要求6所述的全息设备，其中空间光调制单元产生总共四个标记光，以获得两组标记光，以致相应产生位置关于来自光源的光的光轴轴对称，并且

倾斜检测单元通过针对受光单元接收的四个标记光中的每个标记光检测第一方向的理想受光位置和实际受光位置之间的位置误差，并计算误差的平均值，来获得与切向倾斜和径向倾斜之一对应的倾斜误差信号，通过针对受光单元接收的四个标记光中的每个标记光检测第二方向的理想受光位置和实际受光位置之间的位置误差，并计算误差的平均值，来获得与切向倾斜和径向倾斜中的另一个对应的倾斜误差信号。

8.按照权利要求1所述的全息设备，还包括：

进行倾斜角的调整的倾斜角调整单元；和

根据倾斜检测单元获得的倾斜误差信号来控制倾斜角调整单元校正倾斜角的倾斜校正控制单元。

9.按照权利要求8所述的全息设备，其中倾斜角调整单元通过倾斜全息记录介质，进行倾斜角的调整。

10.按照权利要求8所述的全息设备，其中倾斜角调整单元通过倾斜包括光照射单元的整个光学系统，进行倾斜角的调整。

11.按照权利要求8所述的全息设备，其中倾斜角调整单元通过沿与全息记录介质的径向和/或切向平行的方向滑动驱动物镜，进行倾斜角的调整。

12.按照权利要求8所述的全息设备，其中倾斜角调整单元通过利用液晶元件对入射到物镜的光进行波前校正，执行倾斜角的调整。

13.一种全息设备中的倾斜检测方法，所述全息设备包括向全息记录介质照射光的光源，所述全息记录介质具有借助信号光和参照光之间的干涉条纹执行信息记录的记录层，通过对来自光源的光进行空间光调制来产生信号光和/或参照光的空间光调制单元，把经过空间光调制单元的空间光调制的光经物镜照射到全息记录介质的光照射单元，和通过全息记录介质接收经物镜照射的光的受光单元，所述方法包括下述步骤：

利用空间光调制单元，在来自光源的光的入射面内的预定位置产生标记光；和

根据受光单元中的标记光的理想受光位置和受光单元的标记光的实际受光位置之间的误差的检测结果，获得倾斜误差信号，所述倾斜误差信号表示作为经物镜照射到全息记录介质的信息记录面的入射角的倾斜角相对于理想角度的误差。

14.一种全息设备中的倾斜校正方法，所述全息设备包括向全息记录介质照射光的光源，所述全息记录介质具有借助信号光和参照光之间的干涉条纹执行信息记录的记录层，通过对来自光源的光进行空间光调制来产生信号光和/或参照光的空间光调制单元，把经过空间光调制单元的空间光调制的光经物镜照射到全息记录介质的光照射单元，和通过全息记录介质接收经物镜照射的光的受光单元，所述方法包括下述步骤：

利用空间光调制单元，在来自光源的光的入射面内的预定位置产生标记光；

根据受光单元中的标记光的理想受光位置和受光单元的标记光的实际受光位置之间的误差的检测结果，获得倾斜误差信号，所述倾斜误差信号表示作为经物镜照射到全息记录介质的信息记录面的入射角的倾斜角相对于理想角度的误差；和

根据在倾斜检测步骤获得的倾斜误差信号，进行倾斜角的校正。

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