CN105190753A - 光信息再现装置和光信息记录再现装置 - Google Patents

Abstract

本发明可获得对于已记录的全息图的高速高精度位置控制方法。通过一种光信息记录再现装置解决本发明的技术问题，该光信息记录再现装置使参考光与信号光干涉，将得到的干涉条纹作为全息图记录在上述光信息记录介质中，并使用参考光从记录在上述光信息记录介质中的全息图再现信息，其特征在于，包括：检测光生成部，生成包括上述信号光的一部分的光作为检测光；检测光入射部，使上述检测光入射到已记录的全息图上；和光检测部，检测因入射到上述全息图的上述检测光而产生的衍射光的光量，基于上述光检测部的输出检测上述已记录的全息图的位置。

Description

光信息再现装置和光信息记录再现装置

技术领域

本发明涉及使用全息术在光信息记录介质中记录信息、从光信息记录介质再现信息的光信息再现装置、光信息记录再现装置、光信息再现方法和光信息记录再现方法。

背景技术

目前，基于使用蓝紫色半导体激光的Blu-rayDisc(TM)标准，在民用方面已经能够实现具有50GB左右记录密度的光盘的商用化。今后，光盘也可望实现100GB～1TB这样与HDD(HardDiskDrive)容量同样程度的大容量。

不过，为了实现这样超高密度的光盘，需要使用与通过短波长化和物镜高NA化实现的高密度化技术不同的新方式的高密度化技术。

在进行有关下一代存储技术的研究中，利用全息术记录数字信息的全息记录技术受到了人们的关注。

全息记录技术指的是，使通过空间光调制器二维调制而得的具有页数据信息的信号光在记录介质的内部与参考光叠加，利用此时生成的干涉条纹图样在记录介质内产生折射率调制，由此在记录介质中记录信息的技术。

在信息再现时，将记录时使用的参考光照射到记录介质上，记录在记录介质中的全息图起到衍射光栅那样的作用，产生衍射光。该衍射光含有与所记录的信号光相同的相位信息，作为相同的光被再现。

再现的信号光使用CMOS或CCD等光检测器二维地、高速地检测。像这样的全息记录技术因为能够使用一个全息图将二维的信息一次记录到光记录介质中并进一步再现该信息，而且能够在记录介质的一处重复写入多个页数据，所以能够实现大容量和高速的信息的记录再现。

作为全息记录技术，例如有日本特开2004-272268号公报(专利文献1)。该公报中记载了将全息图复用记录的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-272268号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，在利用角度复用方式的全息术的记录再现装置中，为了访问已记录的目标全息图，需要在定位到目标全息图周边之后，一边确认全息图的信号质量一边进行位置的微调，所以存在访问(access)耗时的问题。

解决问题的技术手段

上述问题例如能够通过使用于检测位置偏差的检测光从记录时的信号光的光路入射到记录介质并检测衍射光来解决。

发明效果

根据本发明，能够提供一种可高速访问已记录的目标全息图、易用性好的光信息记录再现装置。

附图说明

图1是表示光信息记录再现装置内的拾取器的实施例的概略图。

图2是表示光信息记录再现装置的实施例的概略图。

图3是表示光信息记录再现装置内的拾取器的实施例的概略图。

图4是表示光信息记录再现装置内的拾取器的实施例的概略图。

图5是表示光信息记录再现装置内的拾取器的实施例的概略图。

图6是表示光信息记录再现装置的动作流程的实施例的概略图。

图7是表示光信息记录再现装置内的信号生成电路的实施例的概略图。

图8是表示光信息记录再现装置内的信号处理电路的实施例的概略图。

图9是表示信号生成电路和信号处理电路的动作流程的实施例的概略图。

图10是表示记录动作时的空间光调制器上显示的图像的实施例的图。

图11是表示位置检测动作时的空间光调制器上显示的图像的实施例的图。

图12是表示位置检测动作时的空间光调制器上显示的图像的实施例的图。

图13是表示位置检测动作时的空间光调制器上显示的图像的实施例的图。

图14是表示掩模的实施例的图。

图15是表示掩模的实施例的图。

图16是表示衍射效率关于光信息记录介质的移动量的关系的图。

图17是表示衍射效率关于光信息记录介质的移动量的关系的图。

图18是表示光信息记录再现装置内的位置检测光学系统的实施例的概略图。

图19是表示X方向上的位置检测信号的实施例的图。

图20是表示Y方向上的位置检测信号的实施例的图。

图21是表示再现动作时的位置控制动作流程的实施例的图。

图22是表示再现动作时的位置控制动作流程的实施例的图。

图23是表示光信息记录再现装置内的拾取器的实施例的概略图。

图24是表示再现动作时的位置控制动作流程的实施例的图。

图25是表示搜索用页记录动作时的空间光调制器上显示的图像的实施例的图。

图26是表示位置检测动作时的空间光调制器上显示的图像的实施例的图。

图27是表示掩模的实施例的图。

图28是表示册搜索信号的实施例的图。

图29是表示记录动作时的搜索用页记录动作流程的实施例的图。

图30是表示再现动作时的册搜索动作流程的实施例的图。

图31是表示册搜索信号的实施例的图。

图32是表示记录动作时的空间光调制器上显示的图像的实施例的图。

图33是表示光信息记录再现装置内的位置检测光学系统的实施例的概略图。

图34是表示Z方向的位置检测信号的实施例的图。

图35是表示信号光彼此干涉得到的全息图的记录的概略图。

图36是表示信号光彼此干涉得到的全息图的再现的概略图。

图37是表示信号光彼此干涉得到的全息图的记录的概略图。

图38是表示信号光彼此干涉得到的全息图的再现的概略图。

具体实施方式

下面使用附图说明本发明的实施例。

实施例1

按附图说明本发明的实施方式。图2是表示利用全息术记录和/或再现数字信息的光信息记录介质的记录再现装置的框图。

光信息记录再现装置10通过输入输出控制电路90与外部控制装置91连接。在记录的情况下，光信息记录再现装置10通过输入输出控制电路90从外部控制装置91接收要记录的信息信号。在再现的情况下，光信息记录再现装置10将再现的信息信号通过输入输出控制电路90发送到外部控制装置91。

光信息记录再现装置10包括拾取器11、再现用参考光光学系统12、固化(cure)光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14、位置检测光学系统15和旋转电机50，光信息记录介质1能够在旋转电机50的作用下旋转。

拾取器11起到对光信息记录介质1照射参考光和信号光而利用全息术在记录介质中记录数字信息的作用。此时，要记录的信息信号由控制器89经信号生成电路86发送到拾取器11内的空间光调制器，信号光被空间光调制器调制。

在对光信息记录介质1中记录的信息进行再现的情况下，利用再现用参考光光学系统12生成使从拾取器11出射的参考光以与记录时相反的方向对光信息记录介质入射的光波。对于再现用参考光所再现的再现光，使用拾取器11内的后述光检测器进行检测，由信号处理电路85再现信号。

对光信息记录介质1照射的参考光和信号光的照射时间，能够由控制器89通过快门控制电路87控制拾取器11内的快门的开闭时间而进行调整。

固化光学系统13的作用在于，生成光信息记录介质1的预固化(pre-cure)和后固化(post-cure)中使用的光束。所谓预固化指的是，在要于光信息记录介质1内的期望位置记录信息时，在对期望位置照射参考光和信号光之前预先照射规定的光束的前处理。所谓后固化指的是，在光信息记录介质1内的期望位置记录信息之后，为了使该期望位置变得不再能追加记录而照射规定的光束的后处理。

盘旋转角度检测用光学系统14用于检测光信息记录介质1的旋转角度。在要将光信息记录介质1调整至规定的旋转角度的情况下，能够利用盘旋转角度检测用光学系统14检测与旋转角度对应的信号，并使用检测出的信号由控制器89通过盘旋转电机控制电路88控制光信息记录介质1的旋转角度。

从光源驱动电路82对拾取器11、固化光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14内的光源供给规定的光源驱动电流，从而能够从各光源以规定的光量发射光束。

此外，拾取器11以及盘固化光学系统13设置有能够使它们的位置在光信息记录介质1的半径方向上滑动的机构，通过访问控制电路81进行位置控制。

然而，利用全息术的角度复用原理的记录技术中存在这样的趋势，即，对于参考光角度的偏差的容许误差变得极其小。

从而，需要在拾取器11内设置检测参考光角度偏差量的机构，在光信息记录再现装置10内设置利用伺服信号生成电路83生成伺服控制用的信号，通过伺服控制电路84修正该偏差量的伺服机构。

此外，拾取器11、固化光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14、位置检测光学系统15的某些光学系统结构或者所有光学系统结构也可以合并为一个而实现简化。

图3表示光信息记录再现装置10中拾取器11的基本光学系统结构之一例的记录原理。从光源301出射的光束透过准直透镜302入射到快门303。当快门303打开时，光束在通过快门303之后，被例如由2分之1波片等构成的光学元件304将偏振方向控制为p偏振与s偏振的光量比成为期望的比，然后入射到PBS(PolarizationBeamSplitter，偏振分束)棱镜305。

从PBS棱镜305透射的光束起到信号光306的作用，在被扩束器308扩大光束直径之后，透过相位掩模309、中继透镜310、PBS棱镜311入射到空间光调制器312。

经空间光调制器312附加了信息的信号光，在PBS棱镜311上反射，接着在中继透镜313和空间滤波器314中传播。之后，信号光被物镜315会聚于光信息记录介质1。

另一方面，在PBS棱镜305上反射的光束起到参考光307的作用，由偏振方向变换元件316根据是记录时还是再现时而设定为规定的偏振方向之后，经由反射镜317和反射镜318入射到电流计镜(galvanometermirror)319。电流计镜319能够由致动器320调整角度，所以能够将通过透镜321和透镜322之后入射到光信息记录介质1的参考光的入射角度设定为期望的角度。另外，为了设定参考光的入射角度，也可以使用对参考光的波前进行变换的元件来代替电流计镜。

这样，使信号光和参考光在光信息记录介质1中彼此叠加地入射，由此在记录介质内形成干涉条纹图案，通过将该图案写入记录介质而记录信息。此外，因为能够利用电流计镜319使对光信息记录介质1入射的参考光的入射角度发生变化，所以能够进行基于角度复用的记录。

以下，将在同一区域改变参考光角度记录的全息图中与每一个参考光角度对应的全息图称为页(page)，将同一区域中角度复用的页的集合称为册(book)。

图4表示光信息记录再现装置10中拾取器11的基本光学系统结构之一例的再现原理。在对已记录的信息进行再现的情况下，如上所述对光信息记录介质1照射参考光，使透射过光信息记录介质1的光束在可由致动器323调整角度的电流计镜324上反射，由此生成其再现用参考光。

由该再现用参考光所再现的再现光，在物镜315、中继透镜313和空间滤波器314中传播。之后，再现光从PBS棱镜311透射而入射到光检测器325，从而能够再现已记录的信号。光检测器325例如能够使用CMOS图像传感器或CCD图像传感器等摄像元件，但也可以是任意的元件，只要能够再现页数据即可。

图5是表示拾取器11的其他结构的图。图5中，从光源501出射的光束透过准直透镜502入射到快门503。当快门503打开时，光束在通过快门503之后，被例如由1/2波片等构成的光学元件504将偏振方向控制为p偏振与s偏振的光量比成为期望的比，然后入射到PBS棱镜505。

从PBS棱镜505透射的光束，经由PBS棱镜507入射到空间光调制器508。经空间光调制器508附加了信息的信号光506在PBS棱镜507上反射，接着在仅使规定入射角度的光束通过的角度滤波器509中传播。之后，信号光束被物镜510会聚于全息记录介质1。

另一方面，在PBS棱镜505上反射的光束作为参考光512发挥作用，由偏振方向变换元件519根据是记录时还是再现时而设定为规定的偏振方向之后，经由反射镜513和反射镜514入射到透镜515。透镜515起到使参考光512在物镜510的后焦面上会聚的作用，在物镜510的后焦面上会聚后的参考光，被物镜510再次变为平行光而向全息记录介质1入射。

此处，物镜510或光学组件521，例如能够在标记520所示的方向上驱动，通过使物镜510或光学组件521的位置沿着驱动方向520移位，物镜510与物镜510的后焦面上的会聚点的相对位置关系发生变化，所以能够将向全息记录介质1入射的参考光的入射角度设定为期望的角度。另外，也可以利用致动器驱动反射镜514而将参考光的入射角度设定为期望的角度，以代替驱动物镜510或光学组件521。

这样，使信号光和参考光在全息记录介质1中彼此叠加地入射，由此在记录介质内形成干涉条纹图案，通过将该图案写入记录介质而记录信息。此外，通过使物镜510或光学组件521的位置沿着驱动方向520移位，能够使对全息记录介质1入射的参考光的入射角度发生变化，所以能够进行角度复用记录。

在再现已记录的信息的情况下，如上所述对全息记录介质1照射参考光，使透射过全息记录介质1的光束在电流计镜516上反射，由此生成其再现用参考光。由该再现用参考光所再现的再现光，在物镜510、角度滤波器509中传播。之后，再现光从PBS棱镜507透射而入射到光检测器518，从而能够再现已记录的信号。

图5所示的光学系统采用了使信号光和参考光入射到同一物镜的结构，与图3所示的光学系统结构相比，具有能够大幅小型化的优点。

图6表示了光信息记录再现装置10中记录、再现的动作流程。此处，特别说明与利用全息术进行的记录再现相关的流程。

图6(a)表示在光信息记录再现装置10中插入光信息记录介质1之后，直到完成记录或再现的准备为止的动作流程，图6(b)表示从准备完成状态直到在光信息记录介质1中记录信息为止的动作流程，图6(c)表示从准备完成状态直到再现光信息记录介质1中记录的信息为止的动作流程。

如图6(a)所示，当插入介质时(601)，光信息记录再现装置10例如进行盘判别(602)，判别插入的介质是否是利用全息术进行数字信息的记录或再现的介质。

若盘判别的结果判断为是利用全息术进行数字信息的记录或再现的光信息记录介质，则光信息记录再现装置10读取光信息记录介质中设有的控制数据(603)，获取例如关于光信息记录介质的信息，关于记录和再现时的各种设定条件的信息。

读出控制数据之后，进行与控制数据相应的各种调整和与拾取器11相关的学习处理(604)，光信息记录再现装置10完成记录或再现的准备(605)。

从准备完成状态直到记录信息为止的动作流程如图6(b)所示，首先接收要记录的数据(611)，将与该数据相应的信息发送到拾取器11内的空间光调制器。

之后，根据需要事先进行例如光源301的功率优化和快门303的曝光时间优化等各种记录用学习处理(612)，以使得能够在光信息记录介质中记录高质量的信息。

然后，在寻轨动作(613)中控制访问控制电路81，将拾取器11和固化光学系统13的位置定位到光信息记录介质的规定位置。在光信息记录介质1具有地址信息的情况下，再现地址信息，确认是否定位到目标位置，如果没有配置在目标位置，则计算与规定位置间的偏离量，反复进行再次定位的动作。

之后，使用从固化光学系统13出射的光束对规定的区域进行预固化(614)，接着使用从拾取器11出射的参考光和信号光记录数据(615)。

记录数据之后，使用从固化光学系统13出射的光束进行后固化(616)，也可以根据需要对数据进行校验。

从准备完成状态直到再现已记录的信息的动作流程如图6(c)所示，首先，在寻轨动作(621)中控制访问控制电路81，将拾取器11和再现用参考光光学系统12的位置定位到光信息记录介质的规定位置。在光信息记录介质1具有地址信息的情况下，再现地址信息，确认是否定位到目标位置，如果没有配置在目标位置，则计算与规定位置间的偏离量，反复进行再次定位的动作。

之后，从拾取器11出射参考光，读出光信息记录介质中记录的信息(622)，发送再现数据(613)。

图9表示了记录、再现时的数据处理流程，图9(a)表示了在输入输出控制电路90中进行记录数据接收处理611之后，直到将数据变换为空间光调制器312上的二维数据为止的信号生成电路86中的记录数据处理流程，图9(b)表示了在光检测器325中检测出二维数据之后，直到输入输出控制电路90中的再现数据发送处理624为止的信号处理电路85中的再现数据处理流程。

使用图9(a)说明记录时的数据处理。当接收到用户数据时(901)，将其分割为多个数据串，为了再现时可以进行检错而使各数据串CRC化(902)，并为了使开(ON)像素数和关(OFF)像素数大致相等、防止出现同一图案(pattern)的反复而实施对数据串附加伪随机数数据串的加扰(903)，然后再为了再现时可以进行纠错而进行里德-所罗门编码等纠错编码(904)。接着，将数据变换为M×N的二维数据，对相当于1个页的数据反复该处理而构成1个页的二维数据(905)。对于这样构成的二维数据附加作为再现时的图像位置检测和图像畸变修正时的基准的标记(marker)(906)，将数据传输到空间光调制器312(907)。

接着，使用图9(b)说明再现时的数据处理流程。光检测器325检测出的图像数据被传输至信号处理电路85(911)。以该图像数据中包含的标记为基准检测图像位置(912)，对图像的倾斜、倍率、扭曲等畸变进行修正(913)，然后进行二进制化(二值化)处理(914)，再去除标记(915)，从而获得1个页的二维数据(916)。将这样得到的二维数据变换为多个数据串，之后进行纠错处理(917)，去除校验数据串。接着实施解扰处理(918)，基于CRC进行检错处理(919)并删除CRC校验码，最后经由输入输出控制电路90发送用户数据(920)。

图7是光信息记录再现装置10的信号生成电路86的框图。

对输出控制电路90开始用户数据的输入时，输入输出控制电路90对控制器89通知用户数据已开始输入。控制器89接收该通知，命令信号生成电路86对从输入输出控制电路90输入的1个页份的数据进行记录处理。来自控制器89的处理命令经由控制用线708通知信号生成电路86内的子控制器701。接收该通知后，子控制器701以使各信号处理电路并行动作的方式通过控制用线708进行各信号处理电路的控制。首先，对存储器控制电路703进行控制，以通过数据线709将从输入输出控制电路90输入的用户数据保存在存储器702中。当存储器702中保存的用户数据达到一定量时，使用CRC运算电路704进行使用户数据CRC化的控制。接着对于CRC化后的数据，利用加扰电路705实施附加伪随机数数据串进行加扰，并利用纠错编码电路706附加校验数据串进行纠错编码。最后，使拾取器接口电路707从存储器702中按空间光调制器312上的二维数据的排列顺序读取纠错编码后的数据，在附加作为再现时的基准的标记之后，向拾取器11内的空间光调制器312传输二维数据。

图8是光信息记录再现装置10的信号处理电路85的框图。

控制器89在拾取器11内的光检测器325检测出图像数据时，命令信号处理电路85对从拾取器11输入的1个页份的数据进行再现处理。来自控制器89的处理命令经由控制用线811通知到信号处理电路85内的子控制器801。接收到该通知后，子控制器801以使各信号处理电路并行动作的方式通过控制用线811进行各信号处理电路的控制。首先，对存储器控制电路803进行控制，以通过数据线812将从拾取器11经由拾取器接口电路810输入的图像数据保存在存储器802中。当存储器802中保存的数据达到一定量时，利用图像位置检测电路809从保存在存储器802中的图像数据内检测标记，提取有效数据范围。接着，使用检测出的标记，利用图像畸变修正电路808进行图像的倾斜、倍率、扭曲等畸变的修正，将图像数据变换为预期的二维数据的尺寸。对于构成尺寸变换后的二维数据的多个比特的各比特数据，在二进制化电路807中进行二进制化分别判定为“0”、“1”，在存储器802中以再现数据的输出顺序保存数据。接着，使用纠错电路806纠正各数据串中包含的错误，用解扰电路805解除附加伪随机数数据串的加扰，然后使用CRC运算电路804确认存储器802中的用户数据内部是否含有错误。之后，对输入输出控制电路90从存储器802传输用户数据。

此处，针对以上说明的本实施例的光信息记录再现装置中怎样正确定位到已记录的目标全息图(册)的方法进行说明。

首先，使用图35至图38说明本方式的原理。图35至图38示出了图3的光学系统中的本质的部分。在图3的光学系统，所记录的全息图中记录有信号光与参考光的干涉条纹，但除此以外，如图35所示来自空间光调制器312的各像素的信号光3501、3502在光信息记录介质1中交叉从而形成干涉条纹，该干涉条纹被记录为全息图3503。因此，如图36所示，如果对已记录的全息图3503照射检测光3601这样的记录时的信号光的一部分，则能够得到记录时的信号光3502作为衍射光3603。此外，同时也产生透射光3602。

以上示出了2个像素的例子，但实际上无数像素彼此会相互干涉。对于该情况用图37、图38说明。如图37所示，来自空间光调制器312的信号光3701会聚在光信息记录介质1中形成干涉条纹而被记录为全息图3702。因此，如图38所示，如果对已记录的全息图3702照射检测光3801这样的记录时的信号光的一部分，则能够得到记录时的信号光3701作为衍射光3803。该衍射光从已记录的全息图产生，所以基于该衍射光进行光信息记录介质1和/或拾取器11的位置调整，能够进行高精度的定位。另外，虽然也同时产生透射光3802，但透射光3802与衍射光3803相比光量较大，所以若遮挡该透射光则能够生成仅有衍射光的信号，能够提高位置检测精度。此外，因为已记录的全息图是角度复用的，所以得到的衍射光是来自所有页的衍射光的叠加光，衍射光的光量会较大，这也是特征之一。

接着说明将该原理应用到实际的记录再现装置的情况。图1是对图2的记录再现装置附加了位置检测光学系统15，使得在再现时能够位置控制至目标全息图(册)的例子。从光源301出射并从PBS棱镜305透射的光束，在被扩束器308扩大光束直径之后，透射过相位掩模309、中继透镜310、PBS棱镜311而入射到空间光调制器312。其中，因为存在相位掩模309，可能会导致出现记录时与检测时存在相位偏差、不能很好地获得衍射光的情况，所以在位置检测时也可以不使光束从相位掩模309透射。在空间光调制器312上，在记录时显示了如图10所示的记录数据，但在位置检测时在空间光调制器312上显示如图11或图12所示的图像。图11、图12中，白色表示使光透射，黑色表示使光不透射。其中，该透射区域(用白色表示的区域)只要包括信号光区域(用虚线表示的区域)的一部分即可，也可以是如图13所示的图案。该情况下，例如在从其他光源生成检测光的情况下，因为不需要使光束完全落在信号光区域内所以具有光路设计变得容易的效果。此外，透射区域的形状不仅可以是圆形，也可以是矩形等形状。该情况下，具有例如后述的掩模(mask)101的设计变得容易的效果。空间光调制器312生成的位置检测用的检测光在PBS棱镜311上反射，接着在中继透镜313以及空间滤波器314中传播。之后，检测光被物镜315会聚在光信息记录介质1上。由该检测光衍射得到衍射光，在中继透镜103、104以及掩模101中传播，入射到光检测器102。如上所述，衍射光中也包括从光信息记录介质1透射的检测光(0级衍射光)，所以利用掩模101阻断(遮挡)该光。该掩模101在使用图11的检测光的情况下使用图14的图案，在图12的检测光的情况下使用图15的图案。图14、图15中，白色表示使光透射，黑色表示使光不透射。该不透射的区域能够通过在透明的板上配置金属、涂料等不使光透射的物质而制作。其中，在光信息记录介质1与中继透镜103的距离，和中继透镜103与掩模101的距离，配置为中继透镜103的焦距时，空间光调制器312的像会呈现在掩模101上所以容易实现光的阻断，但不限定于此。此外，考虑到光信息记录介质1和掩模的位置偏差、像差等，掩模101的图案优选以将空间光调制器312上显示的图案包括在内的方式形成得稍大。此外，也能够组合使用液晶元件与偏振片，通过改变液晶元件上显示的图案等来改变掩模的图案。

此处，对于空间光调制器312的图案和位置检测灵敏度进行说明。图16、图17示出了表示衍射效率关于光信息记录介质的移动量的关系的曲线图。横轴是光信息记录介质1的移动量(记录时与位置检测时之间的偏差)，纵轴是衍射光强度，表示了空间光调制器312的图案为图12时改变透射区域的半径R的结果。根据该结果可知，透射区域小(R＝0.5mm)时灵敏度较低，区域大(R＝1.0mm)时灵敏度较高。因此，空间光调制器312的图案能够考虑必要的检测范围(range)、灵敏度来决定。另外，在本实施例中，作为检测位置偏差的检测光，通过使也用于生成参考光的激光光源所出射的激光的一部分沿记录时的信号光的光路入射而生成检测光，但不限于此，例如也可以使生成检测光的激光光源与用于生成参考光的激光光源为不同的光源。即，只要使光沿记录时信号光对记录介质的入射方向(也可以是一部分入射方向)入射到光信息记录介质即可，本实施例中，将生成实现该功能的光的结构称为检测光生成部。此外，将使该检测光引导至光信息记录介质的结构称为检测光入射部。

接着，对于位置检测信号的生成方法进行说明。图18中示出了光信息记录介质1、位置检测光学系统15的细节。并且，为了易于说明，相对于图1改变了光信息记录介质1的角度，但即使介质倾斜，只要考虑了倾斜则也能够同样适用。来自已记录的全息图1801的衍射光1803入射到光检测器102(图18(a))。光检测器102的俯视图为图18(b)，光检测器102被分割为4部分，根据衍射光的光斑1804、1805的位置生成位置检测信号。例如，图18的X方向(光信息记录介质1的旋转方向θ)的位置检测信号Ex通过对光检测器102的分割区域A、B、C、D的亮度按照Ex＝(A+C)-(B+D)运算而生成。图19中示出了X方向上的位置检测信号Ex的变化。例如在全息图位于1801时光斑为1804所以Ex＝0，全息图位于1802时光斑为1805所以Ex＞0。只要控制光信息记录介质1和/或拾取器11以使该位置检测信号Ex成为0即可。同样，图18的Y方向(光信息记录介质1的半径方向r)的位置检测信号Ey按照Ey＝(C+D)-(A+B)运算而生成。图20中示出了Y方向上的位置检测信号Ey的变化。只要控制光信息记录介质1和/或拾取器11以使该位置检测信号Ey成为0即可。另外，在位置检测信号Ex、Ey较小的情况下，以(A+B+C+D)的亮度进行归一化也是有效的。此外，也可以使用(A+B+C+D)作为位置检测信号，进行控制以使位置检测信号最大。此外，拾取器11的控制对象，可以是整个拾取器11或者空间滤波器314、物镜315这样一部分构成要素。此外，此处说明的X、Y、θ、r的定义并不限定，不限于圆盘状的盘，无论盘的形状，即使是方形也同样适用。

接着，对于使用了以上说明的技术的位置控制流程进行说明。图21中示出了再现时的处理流程。在再现目标册的情况下，在空间光调制器312上显示图12的图案(2101)，并利用光学元件304控制偏振方向以生成检测光(2102)。接着，定位至目标册位置附近(2103)，对光信息记录介质1照射检测光，并控制旋转角度以使位置检测信号Ex成为0(2104)，接着控制半径位置以使位置检测信号Ey成为0(2105)。然后，利用光学元件304控制偏振方向以生成用于读取数据的参考光(2106)。对光信息记录介质1照射所生成的参考光，读取册的信息(2107)。反复该2102至2107的动作直到再现结束(2108)。其中，以上例子中对每个册都进行位置调整，但也能够通过每隔数册实施步骤2102、2104、2105来实现高速化。此外，说明了空间光调制器312上显示图12的图案的情况，但不限定于此，可以使用任意的检测光，只要包括记录时的信号光的一部分即可。此外，步骤2104与步骤2105的顺序也可以相反。

根据以上第一实施例，能够使用一般而言响应速度快的光检测器的信号，进而通过将检测信号为0的位置作为目标进行控制，能够进行高速高精度的位置控制。

另外，以上结构中，为了生成包括记录时的信号光的一部分的检测光而使用了空间光调制器312，但不限定于此，也可以另外设置检测用的光学系统。例如，通过利用扩束器308减小光束直径，被空间光调制器312阻断的光减少，效率能够提高。这一点对于此后的实施例也是同样的。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于位置控制流程和空间光调制器312上显示的图案。如上所述，通过改变空间光调制器312的图案能够任意地设定位置检测范围、灵敏度，但扩大位置检测范围时调整目标附近的灵敏度会降低。鉴于这一点，本实施例通过切换为了增大位置检测范围而使图12的透射区域的半径较小的第一位置检测用图像，和为了提高目标附近的灵敏度而使图12的透射区域的半径与第一位置检测用图像相比较大的第二位置检测用图像进行控制，从而兼顾位置检测范围和灵敏度。

使用图22的处理流程对本实施例的位置控制流程进行说明。在再现目标册的情况下，在空间光调制器312上显示图12上的半径较小的第一位置检测用图像(2201)，并利用光学元件304控制偏振方向以生成检测光(2102)。接着，定位至目标册附近(2103)，对光信息记录介质1照射检测光，并控制旋转角度以使位置检测信号Ex成为0(2104)，接着控制半径位置以使位置检测信号Ey成为0(2105)。然后，在空间光调制器312上显示图12上的半径较大的第二位置检测用图像(2202)，并控制旋转角度以使位置检测信号Ex成为0(2203)，接着控制半径位置以使位置检测信号Ey成为0(2304)。此后与第一实施例同样，反复该2201至2107的动作直到再现结束(2108)。其中，以上例子中对每个册都进行位置调整，但也可以每隔数册实施步骤2201、2104、2105。此外，说明了空间光调制器312上显示图12的图案的情况，但不限定于此，可以使用任意的图案，只要改变第一位置检测用图像和第二位置检测用图像的形状即可。此外，步骤2104与步骤2105、步骤2203与步骤2204的顺序也可以相反。

根据以上第二实施例，通过改变检测光的尺寸，能够实现兼顾位置检测范围和灵敏度的高速高精度的位置控制。

实施例3

接着介绍检测光生成部和检测光入射部的其他实施例。本实施例与实施例1的不同之处在于位置控制流程。如第一实施例的图21的处理流程那样变更光学元件304的偏振方向，一般是需要花费时间的。因此，如果如图23所示控制光学元件304的偏振方向以始终生成检测光和参考光双方，则不会发生该问题。图23与再现时的结构图即图4的不同之处在于，配置了位置检测光学系统15、快门2301，和再现时也使光在信号光一方中透射。

使用图24的处理流程对本实施例的位置控制流程进行说明。在再现目标册的情况下，在空间光调制器312上显示图12的图案(2101)，并利用光学元件304控制偏振方向以生成检测光和参考光(2401)(同时生成)。此后与第一实施例同样，反复2103至2107的动作直到再现结束(2108)。其中，关于步骤2401中的检测光与参考光的光量比，因为降低参考光的光量会导致再现图像的质量劣化，所以优选为检测光∶参考光＝1∶9左右，但不限定于此。此外，位置检测时若照射参考光可能产生噪声。为了抑制该噪声，在参考光的路径中配置快门2301，并在位置检测时阻断参考光是有效的。该快门可以位于参考光照射到光信息记录介质1前的路径中的任意位置。此外，步骤2104与步骤2105的顺序也可以相反。

根据以上第三实施例，因为不再需要控制光学元件304所耗费的时间，所以能够实现高速高精度的位置控制。

实施例4

本实施例与实施例1的不同之处在于位置检测光学系统15和全息图位置检测方法。第一实施例中，在像图21的步骤2103那样控制至目标册位置附近存在困难的情况下，有可能会误定位到相邻册。因此，若预先记录了可供搜索目标册的页则不会发生该问题。

图25中示出了本实施例的册搜索用页。在中央配置册固有的或与相邻册不同的地址图案2501，在其周围配置圆环状的参考图案2502。虽然使该地址图案2501与册的地址关联是一种简单的方法，但为了避免误检测，优选使其为与相邻册及其附近的册相关性低的图案。另外，参考图案不限定于参考图案2502，为了扩大检测范围，也优选为相对于信号光的区域较小的区域。

在位置检测时，通过在空间光调制器312上显示目标册的地址图案2501而生成检测光。由此，仅在检测光照射到目标册的全息图上时能够得到较强的衍射光。另外，此时的掩模101如图27所示阻断包含地址图案250的区域。

册搜索用的位置检测信号Eall通过对光检测器102的分割区域A、B、C、D的亮度按照Eall＝(A+B+C+D)运算而生成。图28中示出了X方向上的位置检测信号Eall的变化。由于Eall在目标册位置中央最大，因此只要控制光信息记录介质1和/或拾取器11以使该位置检测信号Eall最大即可。

接着，对于使用了以上说明的技术的册搜索页记录流程进行说明。图29中示出了处理流程。首先，利用光学元件304控制偏振方向以生成信号光和参考光(2901)。接着，定位至目标册位置(2902)，在空间光调制器312上显示具有目标册的地址图案的册搜索用页，对光信息记录介质1照射信号光进行记录(2903)。接着，在改变参考光角度的同时以角度复用的方式记录通常的页(2904)。反复该2902至2904的动作直到记录结束(2905)。其中，以上例子中对每个册都记录了册搜索用页，但也能够通过每隔数册实施步骤2903而实现高速化。

接着，对于使用了以上说明的技术的位置控制流程进行说明。图30中示出了处理流程。在再现目标册的情况下，利用光学元件304控制偏振方向以生成检测光(3001)，在空间光调制器312上显示目标册的地址图案(3002)。接着，定位至目标册位置附近(3003)，对光信息记录介质1照射检测光，一边使光信息记录介质1移动一边检测位置检测信号Eall(3004)。此处，例如如图31所示在X方向上使光信息记录介质1移动时，位置检测信号Eall在目标册位置上增大。在其他册位置上地址图案有一部分符合，所以位置检测信号Eall不是0，但是应当小于目标册位置上的位置检测信号Eall。因此，事先决定阈值，在大于该阈值的情况下判定为是目标册位置，使光信息记录介质1的移动停止(3005)。之后，使用实施例1等的方法再现册(3006)。反复该3002至3006的动作直到再现结束(3007)。其中，以上例子中对每个册都进行搜索，但也能够通过仅对最初读取的册、或者每隔数册实施步骤3002至3005而实现高速化。此外，关于步骤3004、3005说明移动光信息记录介质1的情况，但也可以使拾取器11移动。

根据以上第四实施例，能够高速地搜索目标册，能够在不会误控制至相邻册的前提下实现高速高精度的位置控制。

另外，以上说明中说明了记录如图25所示的册搜索用页的例子，但如果如图32所示将地址图案2501嵌入通常的页中，则不需要记录册搜索用页。此外，仅记录一页的册搜索用页不能得到足够的衍射光，所以每隔数册生成以较长的曝光时间记录册搜索用页的搜索用册也是有效的。此外，地址图案的位置、尺寸不限定于地址图案2501，也可以配置在页的任意位置。但是，因为尺寸较小时可得到较大的检测范围，所以从册搜索的角度来看是优选的。此外，因为存在相位掩模309，可能出现记录时与检测时的相位有偏差、不能较好得到衍射光的情况，所以在记录和/或再现册搜索用页时，也可以不使光束从相位掩模309透射。

实施例5

本实施例与实施例1的不同之处在于位置检测光学系统15。第一实施例涉及X、Y方向的位置控制，但本实施例能够进行Z方向(聚焦方向)的位置控制。

图33中示出了光信息记录介质1、位置检测光学系统15的细节。与图18的不同之处在于柱透镜3301。柱透镜指的是具有圆柱状的折射面的透镜。该柱透镜3301以圆柱轴的倾斜与光检测器102的对角线的倾斜一致的方式从X轴倾斜45°配置。这样，能够使分割的方向与X、Y方向的位置检测相同，所以效率好。并且，为了易于说明，相对于图1改变了光信息记录介质1的角度，但即使介质倾斜，只要考虑了倾斜则也能够同样适用。另外，光检测器102的俯视图为图33(b)，柱透镜3301和中继透镜104的焦距、位置以使得衍射光的光斑1804成为正圆的方式决定。该状况下，当光信息记录介质1在Z方向上移动时，来自已记录的全息图3302的衍射光的光斑3303成为椭圆状。因此，Z方向(光信息记录介质1的厚度方向)的位置检测信号Ez通过对光检测器102的分割区域A、B、C、D的亮度按照Ez＝(B+C)-(A+D)运算而生成。图34中示出了Z方向上的位置检测信号Ez的变化。例如在全息图位于1801时光斑为1804所以Ez＝0，全息图位于3302时光斑为3303所以Ez＞0。只要控制光信息记录介质1和/或拾取器11以使该位置检测信号Ez成为0即可。

根据以上第五实施例，对于Z方向(聚焦方向)也能够进行高速高精度的位置控制。

其中，以上结构使用柱透镜进行了说明，但如果替代地在柱透镜3301的位置配置以光轴为中心使一半区域不透射的掩模等，则也能够降低成本，只要采用在全息图于Z方向上移动时光检测器102上的光斑的亮度分布会发生变化的结构即可，可以使用任意的结构。

另外，本发明不限定于上述实施例，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进行的详细说明，并不限定于必须具备所说明的所有结构。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。

此外，上述各结构、功能、处理部、处理单元等的一部分或者全部能够通过例如集成电路设计等用硬件实现。此外，上述各结构、功能等，也可以通过由处理器解释并执行实现各功能的程序来用软件实现。实现各功能的程序、表、文件等信息，能够存储在存储器、硬盘、SSD(SolidStateDrive：固态硬盘)等记录装置，或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。

此外，关于控制线和信息线表示了认为说明上需要的，不一定表示了产品上所有的控制线和信息线。也可以认为实际上几乎所有结构都是相互连接的。

附图标记说明

1……光信息记录介质，10……光信息记录再现装置，11……拾取器，12……再现用参考光光学系统，13……盘Cure光学系统，14……盘旋转角度检测用光学系统，15……位置检测光学系统，50……旋转电机，81……访问控制电路，82……光源驱动电路，83……伺服信号生成电路，84……伺服控制电路，85……信号处理电路，86……信号生成电路，87……快门控制电路，88……盘旋转电机控制电路，89……控制器，90……输入输出控制电路，91……外部控制装置，101……掩模，102……光检测器，103……中继透镜，104……中继透镜，301……光源，302……准直透镜，303……快门，304……1/2波片，305……偏振分束器，306……信号光，307……参考光，308……扩束器，309……相位掩模，310……中继透镜，311……偏振分束器，312……空间光调制器，313……中继透镜，314……空间滤波器，315……物镜，316……偏振方向变换元件，317……反射镜，318……反射镜，319……反射镜，320……致动器，321……透镜，322……透镜，323……致动器，324……反射镜，325……光检测器，501……光源，502……准直透镜，503……快门，504……光学元件，505……偏振分束器，506……信号光，507……偏振分束器，508……空间光调制器，509……扩束器，510……中继透镜，511……相位掩模，512……中继透镜，513……空间滤波器，514……反射镜，515……反射镜，516……反射镜，517……致动器，518……光检测器，519……透镜，520……透镜，521……反射镜，522……致动器，523……参考光，524……偏振方向变换元件，525……物镜，1801……全息图，1802……全息图，1803……衍射光，1804……光斑，1805……光斑，2301……快门，2501……地址图案，2502……参考图案，3301……柱透镜，3302……全息图，3303……光斑，3501……信号光，3502……信号光，3503……全息图，3601……检测光，3602……透射光，3603……衍射光，3701……信号光，3702……全息图，3801……检测光，3802……透射光，3803……衍射光。

Claims (15)

1.一种光信息记录再现装置，使参考光与信号光干涉，将得到的干涉条纹作为全息图记录在光信息记录介质中，并使用参考光从记录在所述光信息记录介质中的全息图再现信息，其特征在于，包括：

检测光生成部，生成包括所述信号光的一部分的光作为检测光；

检测光入射部，使所述检测光入射到已记录的全息图上；和

光检测部，检测因入射到所述全息图的所述检测光而产生的衍射光，

基于所述光检测部的输出检测所述已记录的全息图的位置。

2.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

包括掩模部，用于遮挡所述衍射光中从所述全息图透射的所述检测光。

3.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

所述光检测部被分割为多个区域，基于各区域中检测出的光量检测所述已记录的全息图的位置。

4.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

在使用第一检测光检测出所述全息图的位置之后，使用具有与第一检测光不同的光束直径的第二检测光检测所述全息图的位置。

5.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

在记录所述全息图时记录每个全息图的固有图案，

在位置检测时，使所述检测光为要检测的全息图的所述固有图案。

6.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

所述检测光生成部包括：

生成激光的激光光源；

改变所述激光光源生成的激光的偏振的光学元件；和

将通过所述光学元件后的激光分束为信号光和参考光的分束器，

在使用由所述分束器分束的参考光来再现光信息记录介质的数据的情况下，持续生成包括由该分束器分束的信号光的一部分的光作为检测光。

7.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于，包括：

遮挡从所述全息图透射的所述检测光的掩模部；和

柱透镜。

8.一种光信息再现装置，从记录了使参考光与信号光干涉而得到的干涉条纹作为全息图的光信息记录介质，使用参考光再现信息，其特征在于，包括：

检测光生成部，生成包括所述信号光的一部分的光作为检测光；

检测光入射部，使所述检测光入射到已记录的全息图上；和

光检测部，检测因入射到所述全息图的所述检测光而产生的衍射光，

基于所述光检测部的输出检测所述已记录的全息图的位置。

9.如权利要求8所述的光信息再现装置，其特征在于：

包括掩模部，用于遮挡所述衍射光中从所述全息图透射的所述检测光。

10.如权利要求8所述的光信息再现装置，其特征在于：

所述光检测部被分割为多个区域，基于各区域中检测出的光量检测所述已记录的全息图的位置。

11.如权利要求8所述的光信息再现装置，其特征在于：

在使用第一检测光检测出所述全息图的位置之后，使用具有与第一检测光不同的光束直径的第二检测光检测所述全息图的位置。

12.如权利要求8所述的光信息再现装置，其特征在于：

所述全息图中记录有每个全息图的固有图案，

在位置检测时，使所述检测光为要检测的全息图的所述固有图案。

13.如权利要求8所述的光信息再现装置，其特征在于：

所述检测光生成部包括：

生成激光的激光光源；

改变所述激光光源生成的激光的偏振的光学元件；和

将通过所述光学元件后的激光分束为信号光和参考光的分束器，

在使用由所述分束器分束的参考光来再现光信息记录介质的数据的情况下，持续生成包括由该分束器分束的信号光的一部分的光作为检测光。

14.如权利要求8所述的光信息再现装置，其特征在于，包括：

遮挡从所述全息图透射的所述检测光的掩模部；和

柱透镜。

15.一种光信息再现装置，从记录了使参考光与信号光干涉而得到的干涉条纹作为全息图的光信息记录介质，使用参考光再现信息，其特征在于，包括：

生成激光的激光光源；

将所述激光光源生成的激光分离为参考光和检测光的分束器；

参考光光学系统，将由所述分束器所分离的参考光引导至光信息记录介质；

检测光入射部，从全息图记录时的信号光对光信息记录介质入射的方向，照射由所述分束器所分离的检测光；

检测器，接收因通过所述检测光入射部后入射到光信息记录介质的检测光而产生的衍射光；和

根据所述检测器的输出调整所述参考光对光信息记录介质的入射位置的机构。