CN1296916C - Rom系统中使用的倾斜伺服装置 - Google Patents

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Abstract

一种ROM系统中使用的倾斜伺服装置，包括：产生再现光束，把该再现光束投射在数字存储媒体上的装置，以便产生反射光束；存储第一和第二全息图并分别用该第一和第二全息图衍射该反射光束的全息板，以便产生第一和第二全息衍射光束；第一和第二检测器，分别用于检测该第一和第二全息衍射光束，产生第一和第二检测信号；根据该第一和第二检测信号，产生倾斜伺服信号的装置；和使用该倾斜伺服信号，补偿数字存储媒体的倾斜误差的装置。

Description

ROM系统中使用的倾斜伺服装置
发明领域
本发明涉及一种倾斜伺服装置；更具体说，是涉及一种在ROM系统中使用的倾斜伺服装置，其利用从数字存储媒体反射的反射光束，和全息板中存储的全息图的角度选择性，补偿因数字存储媒体摆动产生的倾斜现象。
技术背景
在本领域内众所周知，对能存储大量数据的全息存储媒体的需求，正在持续增长。因此，近来已经开发了各种类型的全息存储媒体，以实现高存储容量。
全息ROM系统，作为使用全息存储媒体的典型系统，在其记录模式中，用欲存储于全息存储媒体中的数字数据所调制的调制信号光束，与参考光束干涉，在其间产生全息干涉图样，然后把干涉图形存储在例如由光折变晶体构成的全息存储媒体(如圆盘状的)中。光折变晶体，是一种对全息干涉图样的振幅及相位有不同反应的材料。在全息ROM系统的再现模式中，用基本上等价于记录模式中使用的参考光束复共轭的再现光束，照射全息存储媒体中存储的全息干涉图样，通过拾取所再现的光束来再现数字数据，该再现光束由记录在全息存储媒体中的全息干涉图样对再现光束的衍射形成。
于是，为了使全息干涉图样产生的所再现光束的数字数据可靠，再现光束的入射角，必须与参考光束的入射角相同，或与参考光束入射角相差180度(如果再现光束是参考光束的复共轭的话)。尤其是在全息存储媒体上，必须高精度地控制再现光束的入射角，因为全息存储媒体具有角度选择性。
但是，因为照射到全息存储媒体上的再现光束的入射角，会由于倾斜现象而起伏变化，所以不能从全息存储媒体准确地拾取所再现的光束，该倾斜现象是因圆盘状全息存储媒体以高速旋转时，使全息存储媒体产生摆动而产生的。
此外，因为任何以高速旋转的盘，必然受盘的摆动而产生的倾斜现象影响，所以在使用光学存储媒体如数字视盘(DVD)的光学ROM系统中，其中的数字数据是通过反射再现光束读出的，但由于光学存储媒体的摆动而产生的倾斜现象，使之不能准确地拾取从再现光束中获得的反射光束。
发明内容
因此，本发明的一个目的，是提供一种ROM系统中的倾斜伺服装置，其利用从数字存储媒体反射而获得的反射光束，和利用全息板中存储的全息图的角度选择性，来补偿由于数字存储媒体的摆动而产生的倾斜现象，其中数字存储媒体包括全息的和光学的存储媒体。
按照本发明的一个方面，提供一种伺服装置，该装置包括：
用于产生再现光束和把该再现光束投射在数字存储媒体上的装置，以便产生由在某一倾斜范围内倾斜的数字存储媒体反射的反射光束；
用于存储第一和第二全息图的全息板，并分别用该第一和第二全息图，衍射反射光束，产生第一和第二全息衍射光束，其中的第一全息图，是以第一倾斜参考角投射的第一倾斜参考光束，和以第一倾斜信号角投射的第一倾斜信号光束之间的干涉图形，而第二全息图，是以第二倾斜参考角投射的第二倾斜参考光束，和以第二倾斜信号角投射的第二倾斜信号光束之间的干涉图形；
第一和第二检测器，分别通过检测第一和第二全息衍射光束，以产生第一和第二检测信号；
用于根据第一和第二检测信号，产生倾斜伺服信号的装置；和
利用该倾斜伺服信号，补偿数字存储媒体倾斜误差的装置。
按照本发明的另一个方面，提供一种在倾斜伺服装置中使用的全息板，其中，再现光束由以某一倾斜误差倾斜的数字存储媒体反射，以产生再现光束的反射光束，
其中，该全息板存储第一和第二全息图，并分别用第一和第二全息图，衍射反射光束，产生第一和第二全息衍射光束，用该第一和第二全息衍射光束形成倾斜伺服信号，以补偿数字存储媒体的倾斜误差，其中的第一全息图，是以第一倾斜参考角投射的第一倾斜参考光束，和以第一倾斜信号角投射的第一倾斜信号光束之间的全息干涉图样，而第二全息图，是以第二倾斜参考角投射的第二倾斜参考光束，和以第二倾斜信号角投射的第二倾斜信号光束之间的全息干涉图样。
附图简述
通过结合附图对本发明的优选实施例进行的详细描述，本发明的上述和其他目的、特征将会变得更加清楚，其中：
图1是按照本发明的ROM系统中使用的倾斜伺服装置方框图；
图2示出在按照本发明的倾斜伺服装置中使用的全息存储媒体的结构；
图3是解释性图，按照本发明说明在全息板中存储两个全息图的原理；
图4按照本发明，说明全息板中两个全息图对反射光束R*的反射角θ的角度选择性。
发明详述
图1示出按照本发明的一个优选实施例的倾斜伺服装置。该倾斜伺服装置包括：光源10，如激光器；反射镜12；数字存储媒体14；全息板16；第一和第二检测器18、20；及倾斜伺服信号发生器22。
假定按照本发明的数字存储媒体14具有圆盘的形状，且在该数字存储媒体14围绕其中心轴旋转时，再现光束照射在数字存储媒体14上，以拾取数字存储媒体14中记录的信息。数字存储媒体14包括全息存储媒体和光学存储媒体。全息存储媒体是一种存储全息干涉图样的存储媒体，该全息干涉图样，是通过其中载有信息的调制信号光束，和与信号光束有相同波长、相同偏振的参考光束之间的干涉形成的。当与参考光束相应的再现光束照射在全息干涉图样上时，再现光束被全息干涉图样衍射，根据全息原理，产生与信号光束相应的所再现光束。同时，光学存储媒体是一种利用光束的反射特征，记录和检测光信号的存储媒体。光学存储媒体包括只读盘(如光盘只读存储器(CD-ROM)和数字视盘(ROM))、磁光盘、或相变式光盘。
将用于再现数据的再现光束R，投射在数字存储媒体14上。光源10产生再现光束R，而反射镜12把再现光束R按预定角度投射在数字存储媒体14上。例如，当数字存储媒体14是全息存储媒体时，再现光束R必须是参考光束的复共轭，才能使再现光束R被全息存储媒体中存储的全息干涉图样衍射，以产生所再现的光束S。另一方面，当数字存储媒体14是光学存储媒体时，再现光束R以预定的入射角投射在光学存储媒体上，以便光学记录层反射再现光束R，形成反射光束R*，用来提取光学存储媒体中记录的光信号。
与常规的没有反射层的全息存储媒体不同，按照本发明，必须在全息存储媒体内，形成反射再现光束R的反射层，使该全息存储媒体可以反射再现光束R，产生反射光束R*。图2示出按照本发明的全息存储媒体14的结构。全息存储媒体14包括：全息记录层202，其中存储由全息信号调制的调制信号光束和参考光束之间的全息干涉图样；分别形成在全息记录层202上表面及下表面的上部保护层204和下部保护层206；形成在下部保护层206下表面的反射层208，用于反射再现光束R，以产生反射光束R*；及形成在反射层208下表面的衬底层210。传统的方法，对采用光学存储媒体如DVD的情形，整个存储媒体的厚度是1.2mm，而反射层置于离存储媒体下表面0.55到0.65mm处(约相当于光学存储媒体整个厚度的一半)。因此，全息存储媒体的反射层，最好置于离存储媒体下表面0.55到0.65mm处(约相当于全息存储媒体整个厚度(1.2mm)的一半)，如同置于光学存储媒体如DVD中一样，以便保持光学存储媒体和全息存储媒体间的兼容性。
当具有圆盘形状的数字存储媒体14，围绕中心轴以高速旋转的时候，由于该数字存储媒体14的摆动，使该数字存储媒体14倾斜，如图1中的点划线a和双点划线b所示。因此，数字存储媒体14反射再现光束R，所形成的反射光束R*的反射角，在如图1指出的范围内。
图3是解释性图，说明实现本发明倾斜伺服装置的全息板16中存储两个全息图的原理。全息板16由能够在其中记录全息图的材料形成，诸如光聚合物和光折变晶体。具体说，第一倾斜参考光束RTA和第一倾斜信号光束STA，分别以第一倾斜参考角θTA和第一倾斜信号角，投射在全息板16上，以便第一倾斜参考光束RTA和第一倾斜信号光束STA之间的全息干涉，可以作为第一全息图被记录在全息板16内。此外，第二倾斜参考光束RTB和第二倾斜信号光束STB，分别以第二倾斜参考角θTB和第二倾斜信号角，投射在全息板16上，以便第二倾斜参考光束RTB和第二倾斜信号光束STB之间的另一个全息干涉，可以作为第二全息图被记录在全息板16内。因此，当与第一倾斜参考光束RTA相应的参考光束，以第一倾斜参考角θTA投射在全息板16上时，该参考光束被衍射，在第一倾斜信号角上再现与第一倾斜信号光束STA相应的信号光束。此外，当与第二倾斜参考光束RTB相应的参考光束，以第二倾斜参考角θTB投射在全息板16上时，该参考光束被衍射，在第二倾斜信号角上再现与第二倾斜信号光束STB相应的信号光束。最好是，第一倾斜参考光束RTA、第二倾斜参考光束RTB、第一倾斜信号光束STA、和第二倾斜信号光束STB，全部都具有与再现光束R和反射光束R*一样的相同的波长。回到图1，第一和第二倾斜参考角θTA和θTB，由反射光束R*的反射角θ的范围确定，该反射光束，是再现光束R被某一倾斜范围内倾斜的数字存储媒体14反射而形成的。例如，当数字存储媒体14如点划线a那样倾斜，以使反射光束R*的反射角θ等于第一倾斜参考角θTA时，反射光束R*被第一全息图衍射，只产生与第一倾斜信号光束STA相应的第一全息衍射光束HA *，而不会产生与第二倾斜信号光束STB相应的第二全息衍射光束HB *。相反，当数字存储媒体14如双点划线b那样倾斜，以使反射光束R*的反射角θ等于第二倾斜参考角θTB时，反射光束R*被第二全息图衍射，只产生与第二倾斜信号光束STB相应的第二全息衍射光束HB *，不产生与第一倾斜信号光束STA相应的第一全息衍射光束HA *。因此，全息板16的第一和第二倾斜参考角θTA和θTB，最好按照全息板16中存储的第一和第二全息图的角度选择性确定。
图4按照本发明，示出全息板16中存储的第一和第二全息图对反射光束R*的反射角θ的角度选择性。如果由数字存储媒体14产生的反射光束R*的反射角θ，等于第一倾斜参考角θTA，那么第一全息衍射光束HA *有最大强度。此外，随着反射角θ变成大于或小于第一倾斜参考角θTA，第一全息衍射光束HA *的强度迅速下降，且在最后，如果该反射角θ等于第二倾斜参考角θTB，第一全息衍射光束HA *的强度变成零。另一方面，如果数字存储媒体14产生的反射光束R*的反射角θ，等于第二倾斜参考角θTB，那么第二全息衍射光束HB *有最大强度。此外，随着反射角θ变成大于或小于第二倾斜参考角θTB，第二全息衍射光束HB *的强度迅速下降，且在最后，如果该反射角θ等于第一倾斜参考角θTA，第二全息衍射光束HB *的强度变成零。因此，如果反射光束R*的反射角θ，在第一倾斜参考角θTA至第二倾斜参考角θTB范围内变化，则第一和第二全息衍射光束HA *、HB *两者都可检测到。按照本发明，如果第一全息衍射光束HA *的强度，等于第二全息衍射光束HB *的强度，则可以确定，数字存储媒体14处在正常状态，如果不是这样，则可以用第一和第二全息衍射光束HA *、HB *之间的强度差，作为倾斜伺服信号。
返回参考图1，第一和第二检测器18、20分别检测全息板16中产生的第一和第二全息衍射光束HA *、HB *，以产生第一和第二检测信号。该第一和第二检测信号，分别表明第一和第二全息衍射光束HA *、HB *两者的强度。倾斜伺服信号发生器22通过发现第一和第二检测信号之差，产生倾斜伺服信号。用该倾斜伺服信号调整反射镜12，以便调整再现光束的入射角，从而补偿数字存储媒体14的倾斜误差。如在本实施例中所述，倾斜伺服信号只是调整了反射镜12，但这不是对本实施例的限制。例如，可以用倾斜伺服信号调整数字存储媒体14的旋转轴24，直接补偿数字存储媒体14的倾斜误差。此外，当确定数字存储媒体14为全息存储媒体时，全息存储媒体中存储的全息干涉图样，对再现光束衍射形成的再现信号光束S，其拾取位置可以根据全息存储媒体14的倾斜误差来补偿。另一方面，当确定数字存储媒体14为光学存储媒体时，则可以补偿反射光束R*的拾取位置。
如上所述，可以采用ROM系统使用的再现光束的反射光束和全息图角度选择性，检测并补偿因ROM系统的数字存储媒体摆动而产生的倾斜误差，从而可以再现更可靠的数据。
虽然已经参照优选实施例展示并说明本发明，但本领域技术人员应当了解，在不偏离由下面的权利要求书限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种变化和修改。

Claims (15)

1、一种倾斜伺服装置，包括：
用于产生再现光束，以及用于把该再现光束投射在数字存储媒体上，以便产生被一倾斜范围内倾斜的数字存储媒体反射的反射光束的装置；
用于存储第一和第二全息图，以及分别用第一和第二全息图衍射反射光束以产生第一和第二全息衍射光束的全息板，其中第一全息图是以第一倾斜参考角投射的第一倾斜参考光束和以第一倾斜信号角投射的第一倾斜信号光束之间的干涉图样，而第二全息图是以第二倾斜参考角投射的第二倾斜参考光束和以第二倾斜信号角投射的第二倾斜信号光束之间的干涉图样；
第一和第二检测器，分别用于通过检测第一和第二全息衍射光束来产生第一和第二检测信号；
用于根据第一和第二检测信号之差产生倾斜伺服信号的装置；和
用于利用倾斜伺服信号补偿数字存储媒体倾斜误差的装置。
2、如权利要求1中所述的倾斜伺服装置，其中，第一和第二倾斜参考角是根据由在特定范围内倾斜的数字存储媒体对再现光束的反射而形成的反射光束的反射角的范围而确定的。
3、如权利要求2中所述的倾斜伺服装置，其中，第一和第二倾斜参考角是分别根据全息板中存储的第一和第二全息图的角度选择性而确定的。
4、如权利要求1中所述的倾斜伺服装置，其中，使用倾斜伺服信号补偿再现光束在数字存储媒体上的入射角。
5、如权利要求1中所述的倾斜伺服装置，其中，所述再现光束、反射光束、第一和第二倾斜参考光束、以及所述第一和第二倾斜信号光束都具有相同的波长。
6、如权利要求1中所述的倾斜伺服装置，其中，数字存储媒体是全息存储媒体。
7、如权利要求6中所述的倾斜伺服装置，其中，全息存储媒体具有反射层，该反射层用于反射再现光束以形成反射光束。
8、如权利要求6中所述的倾斜伺服装置，其中，使用所述倾斜伺服信号来补偿由全息存储媒体对再现光束的衍射而形成的再现信号光束的拾取位置。
9、如权利要求1中所述的倾斜伺服装置，其中，数字存储媒体是利用光束的反射特征来记录和检测光信号的光学存储媒体。
10、如权利要求1中所述的倾斜伺服装置，其中，所述再现光束被用于再现数字存储媒体中存储的数据。
11、一种在倾斜伺服装置中使用的全息板，其中，以一倾斜误差倾斜的数字存储媒体反射再现光束，以产生该再现光束的反射光束，
其中全息板存储第一和第二全息图，并分别用该第一和第二全息图衍射该反射光束，以产生第一和第二全息衍射光束，该第一和第二全息衍射光束被用于形成倾斜伺服信号，以补偿数字存储媒体的倾斜误差，其中第一全息图是在以第一倾斜参考角投射的第一倾斜参考光束和以第一倾斜信号角投射的第一倾斜信号光束之间的全息干涉图样，而第二全息图是在以第二倾斜参考角投射的第二倾斜参考光束和以第二倾斜信号角投射的第二倾斜信号光束之间的全息干涉图样。
12、如权利要求11中所述的全息板，其中第一和第二倾斜参考角是根据由以一倾斜范围内的倾斜误差倾斜的数字存储媒体对再现光束的反射而形成的反射光束的反射角的范围确定的。
13、如权利要求12中所述的全息板，其中第一和第二倾斜参考角是根据第一和第二全息图的角度选择性特征而确定的。
14、如权利要求11中所述的全息板，其中数字存储媒体是全息存储媒体，该全息存储媒体有反射层，该反射层用于反射再现光束以形成反射光束。
15、如权利要求11中所述的全息板，其中该再现光束被用于再现数字存储媒体中存储的数据。
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