CN103514909A - 全息图用光拾取器装置、光信息记录再现装置和再现方法 - Google Patents

全息图用光拾取器装置、光信息记录再现装置和再现方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种全息图用光拾取器装置、光信息记录再现装置再现方法，目的在于在双光束角度复用方式中，能够实现高速再现并且能够检测用于得到最佳的再现信号的角度误差信号。全息图用光拾取器装置（100）具备：将参考光分束为传播方向不同且偏振状态大致正交的2个光束的光轴分束元件（36）；改变对光信息记录介质（200）照射的参考光的入射角度的角度可变元件（38、40）；在对光信息记录介质照射参考光时检测从已记录区域产生的衍射光并转换为再现信号的摄像元件（41）；和在对光信息记录介质照射参考光时检测从已记录区域产生的衍射光的光检测器（54、63），使用由光检测器（54、63）检测出的信号，生成用于控制角度可变元件（38）的角度误差信号。

Description

全息图用光拾取器装置、光信息记录再现装置和再现方法
技术领域
本发明涉及用全息技术从光信息记录介质再现信息的全息图用光拾取器装置、光信息记录再现装置和光信息再现方法。
背景技术
近年来，提出了双光束角度复用方式作为能够高速记录/再现大容量的数据的全息技术。该方式中，需要高精度地控制信号光与参考光的相对角度。对于这样的要求，专利文献1中记载的技术中，为了探索信号光与参考光的相对角度而用摄像元件检测信号光，按每个记录角度运算SNR，根据该值预测下一个相对角度，由此控制参考光相对于信号光的相对角度。
专利文献1：美国专利申请公开第2009/0207710号公报
发明内容
专利文献1的技术中，虽然能够探索信号光与参考光的相对角度，但存在2个课题。第一点是因为用摄像元件检测再现信号、运算SNR之后生成相对角度的控制信号（以下称为角度误差信号），所以难以高速再现。此外，第二点是因为为了生成参考光的角度误差信号而设定为从再现信号最佳的相对角度偏离微小量的角度，所以不能得到最佳的再现信号。
于是，本发明的目的在于提供一种在双光束角度复用方式下能够实现高速再现、并且能够检测用于得到最佳的再现信号的角度误差信号的全息图用光拾取器装置、光信息记录再现装置和光信息再现方法。
上述目的能够用要求保护的权利的范围中记载的发明达成。列举一例，是一种全息图用光拾取器装置，通过对光信息记录介质照射参考光和信号光而形成全息图来记录信息信号，或者通过对光信息记录介质的全息图照射参考光来再现信息信号，全息图用光拾取器装置构成为，包括：出射光束的光源；分束元件，其将从光源出射的光束分束成信号光和参考光；光轴分束元件，其将参考光分束成传播方向不同且偏振状态大致正交的2个光束；角度可变元件，其改变对光信息记录介质照射的被分束为2个光束的参考光的入射角度；空间光调制器，其对信号光附加信息信号；物镜，其对光信息记录介质照射附加有信息信号的信号光；摄像元件，其在对光信息记录介质照射了被分束为2个光束的参考光时检测从已记录区域产生的衍射光并转换为再现信号；和光检测器，其在对光信息记录介质照射了被分束为2个光束的参考光时检测从已记录区域产生的衍射光，使用由光检测器检测到的信号，生成用于控制角度可变元件的角度误差信号。
根据本发明，能够提供一种能够实现高速再现、并且能够检测用于得到最佳的再现信号的角度误差信号的全息图用光拾取器装置、光信息记录再现装置和光信息再现方法。
附图说明
图1是表示第一实施例的全息图用拾取器装置的光学系统的结构图。
图2是表示检流计反射镜（galvano mirror）38的旋转角度与各光检测器中的检测信号强度的关系的图。
图3是表示检流计反射镜38的旋转角度与角度误差信号的关系的图。
图4是表示对检流计反射镜40入射的2个光束的光路的图。
图5是表示第二实施例的全息图用拾取器装置的光学系统的结构图。
图6是表示光检测器73的受光部的结构的图。
图7是表示光检测器73的受光部的其他结构例的图。
图8是表示光检测器56（或者54、63）的受光部的其他结构例的图。
图9是表示第三实施例的全息图用拾取器装置的光学系统的结构图。
图10是表示相对于检流计反射镜38的旋转角度的角度误差信号与再现信号的关系的图。
图11是表示在图9的结构中组合了图5的结构的光学系统的结构图。
图12是第四实施例的光信息记录再现装置的结构图。
符号说明
11：光源，12：准直透镜，13：快门，14：偏振可变元件，15：PBS棱镜，25：扩束器，26：相位掩模，27：中继透镜，28：PBS棱镜，29：空间光调制器，30：中继透镜，31：空间滤波器，32：物镜，33：偏振可变元件，34：反射镜，35：波片，36：罗森（Rochon）棱镜，37：反射镜，38：检流计反射镜（第一角度可变元件），39：扫描透镜，40：检流计反射镜（第二角度可变元件），41：摄像元件，51：透镜，52：PBS棱镜，53：检测透镜，54：光检测器，55：检测透镜，56：光检测器，61：PBS棱镜，62：检测透镜，63：光检测器，71：PBS棱镜，72：检测透镜，73：光检测器，81：透镜，82：PBS棱镜，83：检测透镜，84：光检测器，85：检测透镜，86：光检测器，100：光拾取器装置，102：光源驱动电路，103：伺服信号生成电路，104：伺服控制电路，105：信号处理电路，106：信号生成电路，107：快门控制电路，108：位置控制电路，109：光信息记录介质驱动元件，110：控制器，111：相位共轭光学系统，112：光信息记录介质固化（Cure）光学系统，113：光信息记录介质位置检测光学系统，200：光信息记录介质
具体实施方式
以下用附图说明本发明的实施例。
【实施例1】
图1是表示第一实施例的全息图用拾取器装置的光学系统的结构图。全息图用拾取器装置100是通过对光信息记录介质照射参考光和信号光而形成全息图来记录信息信号，或者通过对光信息记录介质的全息图照射参考光而再现信息信号的装置。对本实施例的全息图用拾取器装置结构和动作分为记录时和再现时进行说明。
＜记录时＞
首先说明记录时的动作。从光源11出射的光束，被准直透镜12转换为所要求的光束直径之后，通过快门13对偏振可变元件14入射。偏振可变元件14将光束转换为具有P偏振和S偏振的偏振光。此处，偏振可变元件14是根据记录/再现动作转换为规定的偏振光的元件，此处在记录时转换为P偏振和S偏振，再现时转换为S偏振光。通过了偏振可变元件14的光束对作为偏振性分束元件的偏振分束器（PBS）棱镜15入射，P偏振透过、S偏振反射，由此光束分束。此处，将透过PBS棱镜15的光束称为信号光，将反射的光束称为参考光。
透过了PBS棱镜15的信号光（P偏振）被扩束器25转换为所要求的光束直径，透过相位掩模26、中继透镜27、PBS棱镜28对空间光调制器29入射。空间光调制器29对信号光附加二维图像数据等信息信号，例如是使偏振转换（P偏振→S偏振）的微小元件二维排列、根据要记录的信息信号驱动各元件的结构。附加了信息信号的信号光（S偏振）在PBS棱镜28上反射而对偏振可变元件33入射。偏振可变元件33是根据记录/再现动作转换为规定的偏振光的元件，此处在记录时将S偏振转换为P偏振，在再现时使入射偏振光保持原状出射。转换为P偏振的信号光，经过中继透镜30（包括空间滤波器31）、PBS棱镜61、物镜32，在光信息记录介质200内聚光。
另一方面，在上述PBS棱镜15上反射的参考光（S偏振），经过反射镜34、波片35、罗森棱镜36、反射镜37，对检流计反射镜38入射。此处，波片35和罗森棱镜36如后文再现动作中所述，是将入射的参考光分束为偏振状态不同的2个光束的光轴分束元件。记录动作中，将分束后的一方的光束用作参考光。在检流计反射镜38上反射的参考光经过扫描透镜39对光信息记录介质200入射。此处，检流计反射镜38是能够在箭头方向上控制反射镜的角度的角度可变元件，由此在改变参考光对光信息记录介质200的入射角度的同时实现角度复用记录。此时，通过信号光和参考光（即2个光束）对光信息记录介质200内相互重叠地入射，在光信息记录介质200内形成干涉条纹图案。然后，将该干涉条纹图案作为全息图记录在记录介质内。本实施例中，将该全息图称为“页”（page），将角度复用了的页的记录区域称为“册”（book）。
在光信息记录介质200中记录了1页的信息之后，快门13关闭，用空间光调制器29显示下一个要记录的1页的信息。同时，检流计反射镜38微量旋转，参考光对光信息记录介质200的入射角度变更θ。之后，快门13打开时下一个要记录的信息被作为光信息记录介质200的同一册的新的页以复用角度记录。然后，页数达到规定的复用数时，进行对下一个记录区域（册）的移动。册移动时使物镜32的位置固定，与此相对地通过未图示的驱动单元使光信息记录介质200移动。反复该过程在多个块中进行角度复用记录。
＜再现时＞
接着，说明再现时的动作。与记录时重复的说明省略或简单进行。在PBS棱镜15上反射的参考光（S偏振），在反射镜34上反射，对波片35入射。波片35是将入射的S偏振转换为P偏振和S偏振组成的相互正交的偏振成分的元件。然后，透过波片35的参考光对罗森棱镜36入射。罗森棱镜36是根据入射的光束的偏振状态分束为传播方向相差微小角度φ的2个光束的光轴分束元件。因此，透过了罗森棱镜36的2个光束具有偏振状态大致正交且传播方向不同的光学特性。此处，设分束后的2个光束中的P偏振的光束为“第一光束（B1）”，设S偏振的光束为“第二光束（B2）”。本实施例中，第一光束（B1）用作从光信息记录介质200检测再现信号用的“参考用光束”，第二光束（B2）用作进行检流计反射镜38的角度控制用的“控制用光束”。
透过了罗森棱镜36的第一、第二光束在反射镜37上反射，对检流计反射镜38（第一角度可变元件）入射。检流计反射镜38是能够控制反射镜的角度的光学元件，通过使参考用光束（此处相当于第一光束）对光信息记录介质200的入射角度与记录页时的入射角度一致，而实现从角度复用记录的各页的再现。在检流计反射镜38上反射的第一、第二光束，经过扫描透镜39对光信息记录介质200入射。此时，从光信息记录介质200内的记录区域（页）在透镜51的方向上产生与入射角度对应的2个衍射光。这些衍射光透过透镜51，对作为偏振性分束元件的PBS棱镜52入射。此处，光信息记录介质200中产生的衍射光是与入射时相同的偏振状态，所以从第一光束（参考用光束）产生的第一衍射光（P偏振）透过PBS棱镜52，从第二光束（控制用光束）产生的第二衍射光（S偏振）在PBS棱镜52上反射。然后，第一衍射光经过检测透镜55对光检测器56的受光部入射，第二衍射光经过检测透镜53对光检测器54的受光部入射。其中，第二衍射光用于生成检流计反射镜38的角度误差信号。
另一方面，透过光信息记录介质200的第一、第二光束对检流计反射镜40（第二角度可变元件）入射。检流计反射镜40以第一光束（参考用光束）相对于检流计反射镜40大致垂直地入射的方式与检流计反射镜38（第一角度可变元件）的动作联动地控制。即，基于根据对检流计反射镜38输入的电压值（或电流值）换算的角度信息控制检流计反射镜40。由此，对检流计反射镜40入射的第一光束在大致垂直的方向（相同方向）上反射，再次对光信息记录介质200入射。此外，第二光束（控制用光束）在从垂直方向偏离的方向上反射，再次对光信息记录介质200入射。结果，从光信息记录介质200内的记录区域（页）对物镜32方向产生2个衍射光。设从反射的第一光束（参考用光束）产生的衍射光为第三衍射光，从反射的第二光束（控制用光束）产生的衍射光为第四衍射光。其中，第三衍射光是具有光信息记录介质200中记录的规定的信息的再现光。此外，第四衍射光用于生成检流计反射镜38的角度误差信号。第三、第四衍射光经过物镜32对作为偏振性分束元件的PBS棱镜61入射。此处，在光信息记录介质200中产生的衍射光是与入射时相同的偏振状态，所以第三衍射光（P偏振）透过PBS棱镜61，第四衍射光（S偏振）在PBS棱镜61上反射。
透过了PBS棱镜61的第三衍射光（再现光）对中继透镜30内的空间滤波器31入射。空间滤波器31具有开口部，仅使来自记录区域（页）的衍射光通过，屏蔽其以外的衍射光。通过了空间滤波器51的再现光经过中继透镜30对偏振可变元件33入射。偏振可变元件33在再现时使入射光以原本的偏振状态（P偏振）出射。由此，P偏振的再现光透过PBS棱镜28，对摄像元件41入射。摄像元件41将入射的再现光转换为电信号，再生成再现信号（图像数据等）。1个页的再现结束时，使检流计反射镜38微量旋转，变更参考用光束对光信息记录介质200的入射角度。然后，再现光信息记录介质200内的下一个页。反复该过程生成角度复用的各页的再现信号。
另一方面，在PBS61上反射的第四衍射光经过检测透镜62对光检测器63的受光部入射。第四衍射光与上述第二衍射光同样，是通过第二光束（控制用光束）产生的，但如后所述，入射的第二光束（控制用光束）的方向相对于第一光束（参考用光束）的方向在反方向上偏离微小角度φ。
于是，本实施例中，根据第二衍射光与第四衍射光的差分信号，生成检流计反射镜38的角度误差信号。设第二衍射光入射而用光检测器54得到的信号为S1，第四衍射光入射而用光检测器63得到的信号为S2的情况下，检流计反射镜38的角度误差信号（AES）用（1）式表示。
AES=S1-S2    （1）
其中，信号S1、信号S2是分别检测第二、第四衍射光的总光量（或一部分光量）的总和信号。此时，光检测器54和光检测器63中，可能因为角度误差以外的原因、例如检测灵敏度的差或衍射光的光路长度的差而在信号S1和信号S2中发生输出电平差。因此，对于这些影响预先补正。基于这样得到的角度误差信号（AES）驱动检流计反射镜38，以角度误差信号成为零的方式进行控制。
此处，说明本实施例中的角度误差信号的检测方法。
图2是表示检流计反射镜38的旋转角度与各光检测器中的检测信号强度的关系的图。设接收第一衍射光而用光检测器56得到的信号为S0，接收第二衍射光而用光检测器54得到的信号为S1，接收第三衍射光（再现光）而用摄像元件41得到的再现信号为S0'，接收第四衍射光而用光检测器63得到的信号为S2。各信号强度用最大值标准化。各光检测器的信号强度（各衍射光的强度），在光信息记录介质200中记录的页的角度（记录时的参考光的入射角度）与再现时入射的光束的入射角度一致时最大。此处，各页偏离规定的角度θ地进行了角度复用记录，所以信号强度的最大点每隔角度θ出现。
用光检测器56得到的信号S0和用摄像元件41得到的再现信号S0'，都是基于第一光束（参考用光束）产生的，所以对于检流计反射镜38的旋转角度同样地变化，两者的标准化曲线一致。与此相对，用光检测器54得到的信号S1和用光检测器63得到的信号S2，相对于信号S0（再现信号S0'）的曲线，成为在旋转角度方向上偏移了+φ和-φ的曲线。其原因在于，信号S1和信号S2基于传播方向与第一光束相差角度φ的第二光束（控制用光束）产生，进而第二光束因为在检流计反射镜40上反射而传播角度反转（+φ→-φ）。本实施例中利用该性质，通过用式（1）运算信号S1与信号S2的差动信号（S1-S2），而得到角度误差信号。
此处，设得到信号S0（再现信号S0'）的入射角度范围（旋转角度的幅度）为A时，用罗森棱镜36分束的第一、第二光束的相对角度偏移量φ优选为A/2以内。这是因为如果2个光束的相对角度偏移量φ大于A/2，则在信号S0（再现信号S0'）最大的入射角度位置上，不能得到足够电平的信号S1和信号S2。
图3表示检流计反射镜38的旋转角度与角度误差信号的关系的图。角度误差信号（实线）根据图2中的信号S1与信号S2的差动信号（S1-S2）求出。在再现信号（虚线）S0'最大的角度位置上角度误差信号为零，再现信号偏离最大点时角度误差信号称为正或负的信号。由此，能够精度良好地了解用于使再现信号最大的检流计反射镜38的驱动条件（旋转角度的大小和方向），基于它控制检流计反射镜38，由此能够进行稳定的再现。之所以能够检测出这样的角度误差信号，是因为相对于再现信号S0'（或信号S0）最大的检流计反射镜38的旋转角度，使信号S1和信号S2最大的旋转角度总是偏移了角度±φ。此处，对信号S1和信号S2的最大点偏移角度±φ的理由进行说明。
首先，说明光检测器54中的信号S1相对于光检测器56中的信号S0偏移的理由。本实施例中，设置罗森棱镜36，分束为传播方向相差微小角度φ的第一光束（参考用光束）和第二光束（控制用光束）并对光信息记录介质200入射。因此，从第一光束产生的信号S0和从第二光束产生的信号S1中，信号强度最大的检流计反射镜38的旋转角度偏移微小角度φ。其中，第一光束（参考用光束）之后被检流计反射镜40反射而对光信息记录介质200再次入射，产生再现光（再现信号S0'），但因为在检流计反射镜40上垂直反射，所以第一光束的方向不变。因此，再现信号S0'与信号S0的最大点是相同的位置，光检测器54的信号S1相对于再现信号S0'偏移微小角度φ。
接着，说明光检测器63中的信号S2相对于光检测器54中的信号S1在相反方向上偏移的理由。
图4是表示对检流计反射镜40入射的2个光束的光路的图。
（a）表示参考用光束（第一光束）的入射光B1和反射光B1'、控制用光束（第二光束）的入射光B2和反射光B2'。参考用光束的入射光B1对检流计反射镜40垂直入射，所以其反射光B1'在相同光路上返回。与此相对，控制用光束的入射光B2因为相对于检流计反射镜40从垂直方向倾斜角度φ地入射，所以其反射光B2'从垂直方向在相反一侧倾斜角度φ地出射。
（b）表示在入射光和反射光中控制用光束相对于参考用光束的相对角度。在入射光中，控制用光束B2相对于参考用光束B1向图面下侧方向倾斜角度φ。与此相对，在反射光中，控制用光束B2'相对于参考用光束B1'向图面上侧方向倾斜角度φ。这样，控制用光束的传播方向通过在检流计反射镜40上反射而使相对角度反转。
信号S1和信号S2分别从控制用光束B2和控制用光束B2'产生。因此，信号S1和信号S2的最大点相对于再现信号S0'的最大点相互在相反一侧偏移±φ。
这样，根据信号S1与信号S2的差动运算检测检流计反射镜38的角度误差信号，以误差信号成为零的方式进行控制，由此能够进行稳定的再现。此时，与基于来自摄像元件41的图像信号进行控制的方式比较，仅检测光量的光检测器54、63能够高频驱动，所以容易高速控制。此外，因为控制检流计反射镜38的旋转角度以使再现光量成为最大点，所以总是能够得到最佳的再现信号S0'。
本实施例能够进行以下变形。
再现记录密度（页的密度）较高的光信息记录介质200的情况下，为了避免来自记录区域的衍射光对角度误差信号用的光检测器入射，也可以在各光检测器（光检测器54、光检测器56、光检测器63）之前分别配置空间滤波器。此外，光检测器63的检测光学磁通（PBS棱镜61、检测棱镜62）也可以配置在空间滤波器31与摄像元件41之间。
使用了罗森棱镜36作为使参考光分束为传播方向和偏振状态不同的2个光束的光轴分束元件，但不限于此，例如能够使用沃拉斯顿棱镜、偏振衍射元件、偏振相位板等。
使用了检流计反射镜38、40作为角度可变元件，但不限于此，例如也可以使用声光元件或MEMS（Micro Electro Mechanical Systems：微机电系统）等。
也可以用波片35作为偏振可变元件，根据记录/再现动作改变偏振状态。即，仅在再现时转换为具有P偏振和S偏振的偏振光，在记录时保持原本的偏振状态。结果，再现时被罗森棱镜36分束为2个光束，但记录时以单一的光束传播，所以能够增大对光信息记录介质200入射的光量。
如上所述，本实施例的全息图用拾取器装置，特征在于用以罗森棱镜等为代表的光轴分束元件，将参考光分束为传播方向不同且偏振状态大致正交的2个光束。
此外，特征在于在以检流计反射镜为代表的第一角度可变元件（图1的符号38）上反射的参考光对光信息记录介质入射时，根据从光信息记录介质内的记录区域产生的衍射光使用以PBS棱镜为代表的偏振性分束元件用第一检测器（图1的符号54）检测规定的偏振成分的衍射光，在以检流计反射镜为代表的第二角度可变元件（图1的符号40）上反射的参考光对光信息记录介质入射时，根据从光信息记录介质内的记录区域产生的衍射光使用偏振分束元件用第二检测器（图1的符号63）检测规定的偏振成分的衍射光。
然后，特征在于根据从第一光检测器得到的第一信号S1和从上述第二光检测器得到的第二信号S2，生成第一角度可变元件的角度误差信号。
【实施例2】
图5是表示第二实施例的全息图用拾取器装置的光学系统的结构图。本实施例中，特征在于相对于实施例1（图1）的结构，附加了用于控制检流计反射镜40（第二角度可变元件）的检测光学系统。实施例2中追加的检测光学系统具有PBS棱镜71、检测透镜72、光检测器73，使用从检测器73输出的信号进行检流计反射镜40（第二角度可变元件）的角度控制。以下将检流计反射镜40的控制用的信号称为第二角度误差信号。然后，将检流计反射镜38（第一角度可变元件）的角度误差信号称为第一角度误差信号。
实施例1中的检流计反射镜40基于对检流计反射镜38（第一角度可变元件）的控制条件（旋转角度），求出用于使参考用光束（第一光束）对检流计反射镜40垂直入射的旋转角度并进行控制。该情况下，可能会因为温度变动等外部干扰的影响而使检流计反射镜40从最佳的旋转角度微量偏离。结果，在上述图4中，参考用光束（第一光束）的反射光B1'与入射光B1的方向不一致，控制用光束（第二光束）的入射光B2与反射光B2'的角度从规定角度±φ偏离而引起失衡。即，即使使用根据信号S1与信号S2的差动信号求出的角度误差信号，也不能得到再现信号S0'的最大点。
与此相对，实施例2中，直接检测从检流计反射镜40反射的第一光束的传播方向，控制反射光在垂直方向、即与入射光相同的方向上返回。由此，即使发生外部干扰，也能够使第一光束（参考用光束）总是在垂直方向上反射，能够得到稳定的再现信号。
对实施例2的动作进行说明。首先，检流计反射镜38（第一角度可变元件）的第一角度误差信号与实施例1同样地生成。然后，使用在检流计反射镜40（第二角度可变元件）上反射后、透过光信息记录介质200的第一光束（参考用光束）生成第二角度误差信号。
透过了光信息记录介质200的第一光束（参考用光束）经过中继透镜39、检流计反射镜38、反射镜37、罗森棱镜36、波片35，对PBS棱镜71入射。此处，参考用光束两次透过波片35，所以包括P偏振和S偏振双方的偏振成分，参考用光束的一部分（P偏振成分）透过PBS棱镜71。透过了PBS棱镜71的参考用光束的一部分经过检测棱镜72对光检测器73入射。光检测器73中，生成对于检流计反射镜40（第二角度可变元件）的第二角度误差信号（SAES）。
图6是表示光检测器73的受光部的结构的图。光检测器73中，具有在检流计反射镜40的旋转方向上至少分割为2部分的受光部（受光面D3、受光面D4）。RB表示入射的参考用光束的光斑。此处，设从受光面D3和受光面D4得到的信号分别为信号S3、信号S4的情况下，第二角度误差信号（SAES）用（2）式表示。
SAES=S3-S4    （2）
其中，本实施例中对于受光面D3与受光面D4之间表示为可以在双方的受光面上检测信号的暗线，但例如也可以增大参考用光束的光束直径，用单纯分割线的受光部进行检测。
能够用这样的运算检测第二角度误差信号是因为以下理由。首先，第一光束（参考用光束）对检流计反射镜40（第二角度可变元件）的入射角度从垂直方向偏离时，在检流计反射镜40上反射的参考用光束的传播方向偏离。因此，对光检测器73入射的参考用光束的位置偏离，如图6所示，受光部的光斑RB在上下方向上移动。通过用分割为2部分的受光部（受光面D3和受光面D4）检测它，能够根据其差求出检流计反射镜40的角度误差。本实施例中，通过检测棱镜72减小光束直径，所以相对于位置偏移的光量变化增大。
本实施例能够进行如下所述的变形。
图7表示光检测器73的受光部的其他结构例。图6中将光检测器73的受光部在检流计反射镜40的旋转方向上分割为2部分，但不限于此，例如也可以如图7所示分割为4部分。通过使用4个受光面De、Df、Dg、Dh，不仅在检流计反射镜40的旋转方向上，也能够生成与其垂直的方向的角度误差信号。
此外，用于控制检流计反射镜40的检测光学系统，可以配置在参考用光束的光路中的任意位置。本实施例的检流计反射镜40的控制用的检测光学系统和检测方法，不依赖于检流计反射镜38的控制用光学系统。因此，在检流计反射镜38的控制光学系统是不同结构的情况下，也能够直接应用上述的检流计反射镜40的控制光学系统。
本实施例中，使用了具有分割为2部分的受光部的光检测器73，但例如也可以是位置检测元件等检测位置的传感器。此外，检流计反射镜40的控制即使没有罗森棱镜36也能够实现，所以不依赖于检流计反射镜38的控制方法。
如上所述，本实施例的全息图用拾取器装置，特征在于具有检测在再现光信息记录介质时生成与参考光共轭的光束用的第二角度可变元件（图5的符号40）的反射光的光学系统。该光学系统特征在于至少具有光检测器（图5的符号73），光检测器至少具有1个至少分割为2部分的受光部。
在实施例1和实施例2中，能够使用光检测器56的信号S0进行检流计反射镜的角度控制以外的控制。例如，也可以使用光检测器56的信号S0的强度，控制信号S1的信号放大率。进而，也能够根据光检测器56、光检测器54或光检测器63等生成相对于记录区域的位置误差信号和聚焦误差信号。
图8表示光检测器56（或54、63）的受光部的其他结构例。将受光部分割为受光面Da、Db、Dc、Dd这4部分，通过对其信号进行运算能够检测光信息记录介质200的记录区域的位置误差信号。这是利用了在产生衍射光的介质上的位置偏离时，对光检测器56入射的衍射光（此处为S0）的位置也偏离的情况。设从受光面Da、Db、Dc、Dd得到的信号为Sa、Sb、Sc、Sd的情况下，光信息记录介质上的位置误差信号（XPES、YPES）能够用（3x）（3y）式表示。
XPES=（Sa+Sb）-（Sc+Sd）    （3x）
YPES=（Sa+Sd）-（Sb+Sc）    （3y）
根据该结构，不仅能够进行检流计反射镜38的角度控制，也能够控制光信息记录介质200与全息图用光拾取器装置的相对位置。
【实施例3】
图9是表示第三实施例的全息图用拾取器装置的光学系统的结构图。本实施例中，特征在于相对于实施例1（图1）的结构，删除了在物镜32与中继透镜30之间配置的PBS棱镜61、透镜62、光检测器63的光学系统。此外，对于实施例1中的光学部件51～56，改变符号作为光学部件81～86进行表示。用这样的结构能够进行对检流计反射镜38的角度控制，与实施例1相比较可以实现小型化、低成本化。此处，对于再现动作说明与实施例1的不同点。
与实施例1同样，在反射镜34上反射的参考光，被波片35和罗森棱镜36分束为偏振状态和传播方向（角度差φ）不同的2个光束。其中，设P偏振的光束为第一光束（B1），S偏振的光束为第二光束（B2），但实施例3中两个光束都用作用于进行检流计反射镜38的角度控制的控制用光束。然后，使用透过光信息记录介质200并在检流计反射镜40（第二角度可变元件）上反射的第一光束（B1'）作为用于从光信息记录介质200检测再现信号的参考用光束。
偏振状态和传播方向不同的第一、第二光束（都是控制用光束），在检流计反射镜38（第一角度可变元件）上反射并经过扫描透镜39对光信息记录介质200入射。此时，从光信息记录介质200内的记录区域向透镜81的方向产生与入射角度相应的2个衍射光。这些衍射光透过透镜81，对PBS棱镜82入射。从第一光束（B1）产生的第一衍射光（P偏振）透过PBS棱镜82，从第二光束（B2）产生的第二衍射光（S偏振）在PBS棱镜82上反射。然后，第一衍射光经过检测透镜85对光检测器86的受光部入射，第二衍射光经过检测透镜83对光检测器84的受光部入射。
设用光检测器84得到的信号为S5，用光检测器86得到的信号为S6的情况下，本实施例的角度误差信号（AES）用（4）式表示。
AES=S5-S6    （4）
其中，信号S5、信号S6分别是检测第一、第二衍射光的总光量（或一部分光量）的总和信号。此时，在光检测器84和光检测器86中，可能因为角度误差以外的原因、例如检测灵敏度的差和衍射光的偏振成分的差而在信号S5和信号S6中发生输出电平差。对于这些影响预先补正。基于这样得到的角度误差信号（AES）驱动检流计反射镜38，以角度信号成为零的方式进行控制。
另一方面，透过了光信息记录介质200的第一、第二光束，对检流计反射镜40（第二角度可变元件）入射。实施例3中，以第一光束对检流计反射镜40从垂直方向倾斜规定角度地入射的方式控制检流计反射镜40。然后，使用在检流计反射镜40上反射的第一光束作为用于从光信息记录介质200检测再现信号的参考用光束。
在检流计反射镜40上反射的第一光束（参考用光束）和第二光束再次透过光信息记录介质200，由此因第一光束（参考用光束）而从记录区域产生具有规定的信息的第三衍射光（再现光），并向物镜32的方向传播。再现光经过中继透镜30、空间滤波器31，经过偏振可变元件33、PBS棱镜28，对摄像元件41入射。然后基于对摄像元件41入射的再现光，生成再现图像数据。
此处，说明用于按照用上述（4）式生成的角度误差信号得到第三衍射光（再现光）的最佳条件的、检流计反射镜40的倾斜角度。
图10是表示相对于检流计反射镜38的旋转角度的角度误差信号与再现信号的关系的图。为了比较，表示了如实施例1所述使第一光束对检流计反射镜40垂直入射的情况。实施例1中如图3所示，再现信号S0'的最大点与角度误差信号（S1-S2）的最小点（零）一致。与此相对，图10的情况下，再现信号S0'的最大点从角度误差信号（S5-S6）的最小点（零）偏离了角度φ/2。
为了消除该角度偏离，本实施例中，以对检流计反射镜40入射的第一光束与在检流计反射镜40上反射的第一光束中发生传播方向的角度差φ/2的方式控制检流计反射镜40。即，通过从相对于对检流计反射镜40入射的第一光束垂直的姿态倾斜φ/4，能够使再现信号S0'的最大点与角度误差信号（S5-S6）的最小点（零）一致。具体而言，与对检流计反射镜38的驱动条件联动、并且加上φ/4的角度控制检流计反射镜40即可。
与此相应地，变更用罗森棱镜36分束的2个光束的相对角度φ的条件。设得到再现光的参考用光束的入射角度范围为A时，优选的相对角度φ为A以下。
本实施例用从分束的2个光束得到的信号S5和信号S6生成角度误差信号而控制检流计反射镜38。然后，通过使用由检流计反射镜40使光束的传播方向变化了φ/2的参考用光束，能够以再现信号与角度误差信号的最小点一致地成为最大的方式进行控制。由此，相对于实施例1能够实现小型化、低成本化。
如上所述，本实施例的全息图用拾取器装置，特征在于在以检流计反射镜为代表的第一角度可变元件（图9的符号38）上反射的参考光对光信息记录介质入射时，对于从光信息记录介质内的记录区域产生的衍射光用以PBS棱镜为代表的偏振性分束元件使其分束，用第一检测器（图9的符号84）检测第一偏振成分，用第二检测器（图9的符号86）检测第二偏振成分。其中，第一偏振成分与第二偏振成分正交。然后，特征在于根据从第一光检测器得到的第一信号S5和从上述第二光检测器得到的第二信号S6生成第一角度可变元件的角度误差信号。
本实施例能够进行如下所述的变形。
图11是表示在图9的结构中组合了上述实施例2（图5）的结构的全息图用拾取器装置的光学系统的结构图。即，附加了PBS棱镜71、检测透镜72、光检测器73作为用于控制检流计反射镜40（第二角度可变元件）的检测光学系统。该情况下，以相对于检流计反射镜40的第一光束的入射光和反射光偏离φ/2角度的方式进行控制。为此，可以机械调整光检测器73的受光部的位置，也可以附加电偏移量进行调整。
实施例3的情况下，在来自邻接的记录区域的衍射光会对角度误差信号用的光检测器的密度较高的记录状态的情况下，也可以在各光检测器（光检测器84、光检测器86）之前配置空间滤波器。
用不同的光检测器（光检测器84和光检测器86）检测用PBS棱镜82分束的衍射光，但例如也可以使用偏振衍射元件和形状不同的PBS棱镜而用1个光检测器的不同受光部进行检测。
此外，也能够将光检测器84或光检测器86的受光部分割为多个受光面，通过对其信号运算而生成位置误差信号和聚焦误差信号。
进而，实施例3的结构中，将检测再现光的摄像元件41配置在相对于光信息记录介质200与空间光调制器29相同的一侧，但不限于此。例如，也能够是将摄像元件41配置在相对于光信息记录介质200与空间光调制器29相反一侧，兼用作检测检流计反射镜38的角度误差信号用的光检测器84、86的结构。该情况下的优点在于不需要搭载检流计反射镜40（第二角度可变元件），用于角度控制的只有检流计反射镜38（第一角度可变元件），所以控制容易。
【实施例4】
图12表示第四实施例的光信息记录再现装置的结构图。光信息记录再现装置在光信息记录介质中形成全息图记录和/或再现信息信号。光信息记录再现装置的结构，在上述各实施例所示的光拾取器装置100之外，还具备光信息记录介质驱动元件109、相位共轭光学系统111、光信息记录介质固化（Cure）光学系统112、光信息记录介质位置检测光学系统113作为机构、光学系统。光信息记录介质200是能够相对于光拾取器装置100改变相对的记录/再现位置的结构。此外，图1、图5、图9、图11中所示的光拾取器装置100包括了相位共轭光学系统111（相当于检流计反射镜40）进行表示。
光拾取器装置100通过对光信息记录介质200照射参考光和信号光而形成全息图来记录信息信号，或者通过对光信息记录介质200的全息图照射参考光而再现信息信号。此时，具备以下电路作为记录再现动作的控制系统，各电路被控制器110控制。
要记录的信息信号通过信号生成电路106被发送至光拾取器装置100内的空间光调制器（图1的符号29），信号光被空间光调制器调制。再现光信息记录介质200中已记录的信息信号的情况下，用相位共轭光学系统111生成从光拾取器100出射的参考光的相位共轭光。此处，相位共轭光是保持与输入光相同的波前并且向反方向前进的光波，就图1而言是被检流计反射镜40反射的参考光。通过相位共轭光产生的衍射光（再现光）被光拾取器装置100内的摄像元件（图1的符号41）检测，通过信号处理电路105生成再现信号。
光源驱动电路102对光拾取器装置100、光信息记录介质固化（Cure）光学系统112、光信息记录介质位置检测光学系统113内的光源供给规定的光源驱动电流，从各光源以规定的光量发出光束。快门控制电路107通过控制光拾取器装置100内的快门（图1的符号13）的开闭时间，而调整对光信息记录介质200照射的参考光和信号光的照射时间。光信息记录介质固化（Cure）光学系统112生成光信息记录介质200的预固化和后固化使用的光束。预固化是在对光信息记录介质200内的所要求的位置照射参考光和信号光之前，预先照射规定的光束的前期工序。此外，后固化是在对光信息记录介质200内的所要求的位置记录信息之后，为了使其不能追加记录而照射规定的光束的后期工序。光信息记录介质位置检测光学系统113检测光信息记录介质200的大致位置，使用检测信号通过位置控制电路108调整光信息记录介质200的大致位置。
利用全息图的记录方式，能够超高密度地记录信息，但参考光相对于光信息记录介质200的入射角的容许误差非常小。因此，本实施例中，使用从光拾取器装置100输出的信号，生成对于检流计反射镜的角度误差信号。伺服信号生成电路103使用从光检测器54、56、84、86输出的信号，生成伺服控制用的角度误差信号，伺服控制电路104驱动光拾取器装置100内的检流计反射镜38对参考用光束的角度偏移量进行补正。
对于光拾取器装置100、相位共轭光学系统111、光信息记录介质固化（Cure）光学系统112、光信息记录介质位置检测光学系统113，也可以将一部分或全部光学系统综合简化为1个结构。
本实施例的光信息记录再现装置，搭载上述实施例1～3的光拾取器装置100，使用从光拾取器装置内的光检测器输出的信号生成角度误差信号。由此能够实现高速再现，并且能够使用这样的角度误差信号得到最佳的再现信号。
此外，本发明不限于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限于必须具备说明的所有结构。此外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，或者在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。此外，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。

Claims (14)

1.一种全息图用光拾取器装置，通过对光信息记录介质照射参考光和信号光而形成全息图来记录信息信号，或者通过对光信息记录介质的全息图照射参考光来再现信息信号，所述全息图用光拾取器装置的特征在于，包括：
出射光束的光源；
分束元件，其将从该光源出射的光束分束成信号光和参考光；
光轴分束元件，其将所述参考光分束成传播方向不同且偏振状态大致正交的2个光束；
角度可变元件，其改变对光信息记录介质照射的所述被分束为2个光束的参考光的入射角度；
空间光调制器，其对所述信号光附加信息信号；
物镜，其对所述光信息记录介质照射所述附加有信息信号的信号光；
摄像元件，其在对所述光信息记录介质照射了所述被分束为2个光束的参考光时检测从已记录区域产生的衍射光并转换为再现信号；和
光检测器，其在对所述光信息记录介质照射了所述被分束为2个光束的参考光时检测从已记录区域产生的衍射光，
使用由该光检测器检测到的信号，生成用于控制所述角度可变元件的角度误差信号。
2.一种全息图用光拾取器装置，通过对光信息记录介质照射参考光和信号光而形成全息图来记录信息信号，或者通过对光信息记录介质的全息图照射参考光来再现信息信号，所述全息图用光拾取器装置的特征在于，包括：
出射光束的光源；
分束元件，其将从该光源出射的光束分束成信号光和参考光；
光轴分束元件，其将所述参考光分束成传播方向不同且偏振状态大致正交的2个光束；
第一角度可变元件，其改变对光信息记录介质照射的所述被分束为2个光束的参考光的入射角度；
空间光调制器，其对所述信号光附加信息信号；
物镜，其对所述光信息记录介质照射所述附加有信息信号的信号光；
第二角度可变元件，其反射透过了所述光信息记录介质的所述参考光，使与该参考光共轭的共轭光改变入射角度照射到所述光信息记录介质；
摄像元件，其在从该第二角度可变元件对所述光信息记录介质照射了所述共轭光时，检测从已记录区域产生的衍射光并转换为再现信号；和
光检测器，其在对所述光信息记录介质照射了所述参考光或所述共轭光时检测从已记录区域产生的衍射光，
使用由该光检测器检测到的信号，生成用于控制所述第一角度可变元件的角度误差信号。
3.如权利要求2所述的全息图用光拾取器装置，其特征在于：
所述光检测器包括：
第一光检测器，其在从所述第一角度可变元件对所述光信息记录介质照射了所述参考光时，检测从所述光信息记录介质内的已记录区域产生的衍射光的规定的偏振成分；和
第二光检测器，其在从所述第二角度可变元件对所述光信息记录介质照射了所述共轭光时，检测从所述光信息记录介质内的已记录区域产生的衍射光的规定的偏振成分，
基于从所述第一光检测器得到的第一信号与从所述第二光检测器得到的第二信号的差动运算生成用于控制所述第一角度可变元件的角度误差信号。
4.如权利要求2或3所述的全息图用光拾取器装置，其特征在于：
使从所述光信息记录介质内的已记录区域产生作为再现信号的衍射光的所述共轭光，相对于所述第二角度可变元件大致垂直地入射和反射。
5.如权利要求2～4中任一项所述的全息图用光拾取器装置，其特征在于：
设对所述光信息记录介质照射所述参考光而从已记录区域得到衍射光的信号的所述参考光的入射角度范围为A时，
用所述光轴分束元件分束的2个光束的传播方向的相对角度φ在A/2以下。
6.一种全息图用光拾取器装置，通过对光信息记录介质照射参考光和信号光而形成全息图来记录信息信号，或者通过对光信息记录介质的全息图照射参考光来再现信息信号，所述全息图用光拾取器装置的特征在于，包括：
出射光束的光源；
分束元件，其将从该光源出射的光束分束成信号光和参考光；
光轴分束元件，其将所述参考光分束成传播方向不同且偏振状态大致正交的2个光束；
第一角度可变元件，其改变对光信息记录介质照射的所述被分束为2个光束的参考光的入射角度；
空间光调制器，其对所述信号光附加信息信号；
物镜，其对所述光信息记录介质照射所述附加有信息信号的信号光；
第二角度可变元件，其反射透过了所述光信息记录介质的所述参考光，使与该参考光共轭的共轭光改变入射角度照射到所述光信息记录介质；
摄像元件，其在从该第二角度可变元件对所述光信息记录介质照射了所述共轭光时，检测从已记录区域产生的衍射光并转换为再现信号；
第一光检测器，其在从所述第一角度可变元件对所述光信息记录介质照射了所述参考光时，检测从所述光信息记录介质内的已记录区域产生的衍射光的第一偏振成分；和
第二光检测器，其在从所述第一角度可变元件对所述光信息记录介质照射了所述参考光时，检测从所述光信息记录介质内的已记录区域产生的衍射光的第二偏振成分，
用该第一和第二光检测器检测的衍射光的所述第一偏振成分与所述第二偏振成分大致正交，
使用由该第一和第二光检测器检测到的信号，生成用于控制所述第一角度可变元件的角度误差信号。
7.如权利要求6所述的全息图用光拾取器装置，其特征在于：
设用所述光轴分束元件分束的2个光束的传播方向的相对角度为φ时，
使从所述光信息记录介质内的已记录区域产生作为再现信号的衍射光的所述共轭光，相对于所述第二角度可变元件从垂直方向偏离角度±φ/4来进行入射和反射。
8.如权利要求6或7所述的全息图用光拾取器装置，其特征在于：
设对所述光信息记录介质照射所述参考光而从已记录区域得到衍射光的信号的所述参考光的入射角度范围为A时，
用所述光轴分束元件分束的2个光束的传播方向的相对角度φ在A以下。
9.如权利要求3或6所述的全息图用光拾取器装置，其特征在于：
具有检测在所述第二角度可变元件反射了的所述共轭光的第三光检测器，
该第三光检测器的受光部至少被分割为2部分，
根据从该第三光检测器的受光部得到的至少2个信号生成用于控制所述第二角度可变元件的角度误差信号。
10.一种全息图用光拾取器装置，通过对光信息记录介质照射参考光和信号光而形成全息图来记录信息信号，或者通过对光信息记录介质的全息图照射参考光来再现信息信号，所述全息图用光拾取器装置的特征在于，包括：
出射光束的光源；
分束元件，其将从该光源出射的光束分束成信号光和参考光；
第一角度可变元件，其改变对光信息记录介质照射的所述参考光的入射角度；
空间光调制器，其对所述信号光附加信息信号；
物镜，其对所述光信息记录介质照射所述附加有信息信号的信号光；
第二角度可变元件，其反射透过了所述光信息记录介质的所述参考光，使与该参考光共轭的共轭光改变入射角度照射到所述光信息记录介质；
摄像元件，其在对所述光信息记录介质照射了所述参考光或所述共轭光时，检测从已记录区域产生的衍射光并转换为再现信号；
光检测器，其检测在所述第二角度可变元件反射了的所述共轭光；和
检测透镜，其用于对该光检测器照射光，
根据从所述光检测器得到的信号生成用于控制所述第二角度可变元件的角度误差信号。
11.一种光信息记录再现装置，通过在光信息记录介质中形成全息图来记录信息信号，或者从光信息记录介质的全息图再现信息信号，所述光信息记录再现装置的特征在于，包括：
权利要求1～10中任一项所述的全息图用光拾取器装置；
信号生成电路，其对所述全息图用光拾取器装置内的所述空间调制器发送要记录的信息信号；
信号处理电路，其使用由所述全息图用光拾取器装置内的所述摄像元件检测到的信号再现信息信号；
伺服信号生成电路，其使用由所述全息图用光拾取器装置内的所述光检测器检测到的信号来生成所述参考光的入射角度的角度误差信号；和
伺服控制电路，其根据该角度误差信号控制所述角度可变元件。
12.一种光信息再现方法，通过对光信息记录介质的全息图照射参考光来再现信息信号，其特征在于：
使参考光分束为传播方向不同且偏振状态大致正交的2个光束，
使该分束后的光束从第一方向对所述光信息记录介质入射并检测从已记录区域产生的第一衍射光，
使该分束后的光束从与所述第一方向不同的第二方向对所述光信息记录介质入射并检测从已记录区域产生的第二衍射光，
使用所述第一衍射光和所述第二衍射光，生成从已记录区域产生再现信号的所述参考光的入射角度的误差信号，
根据该误差信号控制所述参考光相对于所述光信息记录介质的入射角度。
13.如权利要求12所述的光信息再现方法，其特征在于：
设对所述光信息记录介质照射所述参考光而从已记录区域得到衍射光的信号的所述参考光的入射角度范围为A时，
所述分束的2个光束的传播方向的相对角度φ在A/2以下。
14.如权利要求12所述的光信息再现方法，其特征在于：
设对所述光信息记录介质照射所述参考光而从已记录区域得到衍射光的信号的所述参考光的入射角度范围为A时，
所述分束的2个光束的传播方向的相对角度φ在A以下。
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