CN100386801C - 全息记录***以及光学斩波器 - Google Patents
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Abstract
一种全息记录***，其用简单的结构，即使是使记录介质高速移动，也能使全息记录光束进行跟踪。全息记录***10具有和全息记录介质14同步而向同一个方向移动的斩波器透镜30，斩波器透镜30以这样的方式构成，即，使入射的信息光以及参照光的光轴相对于这些而相对地移动的同时，照射到全息记录介质14的同一个信息记录区域15。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于利用全息术将信息记录在全息记录介质上的全息记录***以及光学斩波器(Optical Chopper)。
背景技术
利用全息术将信息记录在记录介质上的全息记录，通过如下方法进行：将信息光和参照光在全息记录介质的内部重合，并将由这些光产生的干涉图案作为衍射光栅而写入。
作为全息记录***之一，有这样的***：相对于由上述信息光和参照光构成的记录光束的光轴，使记录介质连续地移动，同时在时间、空间上对记录光束进行调制，并使其照射在记录介质上。例如，存在使圆盘状的记录介质旋转，同时从照射光头(Optical Head)照射记录光束的***。
此时，为了抑制记录在相对于记录光束而相对移动的记录介质上的衍射光栅的抖动，需要用数十nsec的短时间的脉冲光进行记录，而成为在记录/再现时灵敏度下降的原因。
对于此，如JP特开2002-183975号公报记载的那样，有一种装置，通过弹性臂、电磁线圈、磁铁而沿着圆盘状记录介质的圆周方向的轨道驱动照射光头，使记录光束的位置变化。
这是被称为准动态(Stop and Go)的记录方式，以在记录介质旋转时使记录光束相对于记录介质的信息记录区域不发生相对位置变化的方式进行记录，接着，在记录光束(激光)被关闭期间使照射光头返回到原来的位置。
在上述JP特开2002-183975号公报所记载的全息记录***中，如上所述，设置由弹性臂、线圈、磁铁构成的照射位置移动装置，并将其通过跟踪控制电路进行控制，以使记录光束的照射位置仅在规定的时间跟踪记录介质的信息记录区域并使其返回，所以结构复杂，并且制造成本较高，进而，有可能在使记录介质以更高的速度旋转时不能可靠的跟踪。
发明的公开
本发明是鉴于上述以往的问题点而提出的，其目的在于提供一种结构简单、并且即使是使记录介质高速移动也能使记录光束进行跟踪的全息记录***以及光学斩波器。
本发明人专心研究的结果，发现：通过和全息记录介质同步移动的斩波器透镜(Chopper Lens)，根据向该斩波器透镜的入射位置偏转记录光束，使得能够照射到全息记录介质的同一个位置，从而可以进行全息记录。
即，通过下面的本发明能够实现上述目的。
(1).一种全息记录***，其特征在于，具有：光照射装置，其向全息记录介质的信息记录区域照射信息光和参照光，使得上述信息光和参照光的干涉条纹作为衍射光栅而被记录；记录介质移动装置，其使上述全息记录介质相对于上述信息光以及参照光的光轴而移动；光学斩波器，其设置在上述光照射装置和上述全息记录介质之间的上述信息光以及参照光的光轴上，并且，在由这些信息光以及参照光向上述信息存储区域进行全息记录时，在与该信息记录区域的移动方向相同的方向上，并且仅在大致相同的移动距离同步，而使上述光轴移动。
(2).如(1)所述的全息记录***，其特征在于，上述光学斩波器具有和上述信息记录区域同步而向相同的方向移动的斩波器透镜，该斩波器透镜按照如下方式形成：在使从上述光照射装置入射的上述信息光以及参照光照射到上述信息记录区域上的同时，在进行上述全息记录时，根据向该斩波器透镜入射的入射位置的变化，使上述信息光以及参照光进行折射，使得出射光轴通过上述信息记录区域的同一点。
(3).如(2)所述的全息记录***，其特征在于，上述全息记录介质是圆盘状，上述光学斩波器具有和上述全息记录介质大致相同的半径且可同步旋转的圆盘状的斩光盘，该斩光盘具有在半径方向位置不同的多个环状区域，上述斩波器透镜在上述各环状区域，沿着环状区域的圆周方向，以相等的长度且等间距间隔地配置在上述斩光盘上，并且，该斩波器透镜以使上述参照光以及信息光向上述斩光盘的厚度方向透过的方式形成。
(4).如(2)或(3)所述的全息记录***，其特征在于，上述斩波器透镜是以和上述全息记录介质的平面平行、且与该全息记录介质的移动方向垂直的方向为长度方向的柱面透镜。
(5).如(3)或(4)所述的全息记录***，其特征在于，上述全息记录介质和斩光盘以同轴一体自由旋转的方式设置。
(6).如(1)～(5)中任一项所述的全息记录***，其特征在于，设置有：CCD照相机，其在经由上述斩波器透镜向上述全息记录介质的信息记录区域照射再现光时，形成由来自该信息记录区域的衍射光形成的全息再现像；校正装置，其校正由该CCD照相机获得的上述全息再现像的、基于上述斩波器透镜的移动的位置偏移。
(7).一种光学斩波器，其特征在于，具有：斩光盘，其是可旋转的圆盘状，并且具有在半径方向位置不同的多个环状区域；多个斩波器透镜，其在该斩光盘的上述环状区域内，沿着环状区域的圆周方向以相等的长度以及等间距间隔地配置，使从该斩光盘的一面侧入射的光折射并透过另一面侧，上述斩波器透镜，以如下方式形成：在和上述斩光盘一起向同一个方向以恒定速度进行旋转时，使从上述一面侧入射的激光的出射侧的光轴在上述另一面侧的特定的平面上折射，以使该光轴在旋转方向上处于固定位置。
(8).如(7)所示光学斩波器，其特征在于，上述斩波器透镜是以上述斩光盘的半径方向为长度方向的柱面透镜。
(9).如(7)或(8)所述的光学斩波器，其特征在于，上述斩波器透镜以及斩光盘通过透光树脂而形成为一体。
一种全息记录***，其特征在于，具有：光照射装置，其向全息记录介质的信息记录区域照射信息光和参照光，使得上述信息光和参照光的干涉条纹作为衍射光栅而被记录；记录介质移动装置，其使上述全息记录介质相对于上述信息光以及参照光的光轴而移动；光学斩波器，其在上述光照射装置和上述全息记录介质之间的上述信息光以及参照光的光轴上设置于上述全息记录介质之前的位置上，并且，与上述全息记录介质一体地移动，从而在由上述信息光以及参照光向上述信息记录区域进行全息记录时，在与该信息记录区域相对上述光轴的移动方向相同的方向上，使上述光轴与上述信息记录区域同步而移动相同的移动距离。
附图的简单说明
图1是表示本发明实施方式的一个例子的全息记录***的、包含一部分光学框图的简略主视图。
图2是表示使用于上述实施方式的例子中的光学斩波器的俯视图。
图3是放大表示图2的III部分的立体图。
图4是表示上述光学斩波器中的斩波器透镜的作用的光路图。
图5是表示在上述全息记录***中再现信息的过程的、包含一部分框图的简略立体图。
实施发明的最佳方式
下面，参照附图，详细说明本发明实施方式的一个例子。
如图1所示，此发明实施方式的一个例子中的全息记录***10具有：照射光头12，其为光照射装置；全息记录介质14，其将来自于该照射光头12的信息光和参照光的干涉条纹作为衍射光栅而进行记录；光学斩波器16，其是设置在照射光头12和全息记录介质14之间的上述信息光和参照光的光轴上、并使这些信息光和参照光与上述全息记录介质14的移动同步而使上述光轴移动的光轴移动装置。
上述照射光头12具有：激光光源18；光束扩展器20，其用于放大来自该激光光源18的激光的光束直径；光束分离器22，其将通过光束扩展器20放大了光束直径的激光分离成参照光以及信息光；信息光学***24，其利用于通过该光束分离器而分离了的信息光；以及参照光学***26，其利用于参照光。
上述信息光学***24具有：反射镜24A，其使透过了上述光束分离器22的信息光反射；傅立叶透镜24B，其使在反射镜24A被反射了的信息光照射在上述全息记录介质14的信息记录区域15(参照图4)上；空间光调制器(SLM)24C，其发置在上述反射镜24A和傅立叶透镜24B之间的信息光的光路上，并用于对信息光赋予二维信息。
另外，上述参照光学***26具有：反射镜26A，其用于对在上述光束分离器22上反射了的参照光进行反射；傅立叶透镜26B，其用于使在该反射镜26A上反射了的参照光照射在上述信息记录区域15。
如图2所示，上述光学斩波器16具有：可旋转的圆盘形状的斩光盘28；在该斩光盘28上一体设置的、使从该斩光盘28的、在图1中的上表面侧入射的光向下侧折射而透过的多个斩波器透镜30。
上述斩波器透镜30，在上述斩光盘28的半径方向上位置不同的多个环状区域32A、32B、32C、…内，在圆周方向以相等的长度以及等间距p间隔地配置。
如在图3中放大所示的那样，上述斩波器透镜30是以宽度w切取了柱面透镜的一部分的元件。
在该实施方式的例子中，上述光学斩波器16由和使用于非球面透镜等的精密透镜的树脂同样的光学树脂，将斩光盘28和斩波器透镜30构成为一体。作为上述光学树脂使用例如聚碳酸酯树脂、丙烯树脂等。
另外，如上所述，上述斩波器透镜30间隔地形成在斩光盘28的环状区域32A、32B、32C、…的圆周方向上，而在各斩波器透镜30之间，通过印刷等而形成有在图2中用斜线表示的掩模33，以使光不能透过。
上述光学斩波器16以和上述全息记录介质14一起通过主轴控制器34而一体旋转的方式被支撑着。此外，在图2中，仅表示有上述环状区域32A中的斩波器透镜30，其他的环状区域省略了图示。
上述斩波器透镜30以如下方式形成：在和上述斩光盘28一起向一个方向旋转时，在图1中从上侧入射的激光(信息光和参照光)的光轴在全息记录介质14内，在旋转方向上处于固定位置。
即，如图4(A)～(C)所示，在斩波器透镜30通过旋转，和全息记录介质14一起向图中的右侧方向同步移动的情况下，通过傅立叶透镜24B以及26B而从上方入射的信息光以及参照光出射到斩波器透镜30的下方时，其光轴在全息记录介质14的特定的平面上，在旋转方向上处于固定位置，由此，以照射全息记录介质14的同一个信息记录区域15的方式形成透镜形状。
更详细的说，如图4(A)所示，在斩波器透镜30的图中，从右侧入射的光的光轴，通过斩波器透镜30向在图4(A)中的左侧方向折射，而照射到信息记录区域15上。
进而，全息记录介质14和斩波器透镜30以如图4(B)所示的方式移动时，信息光和参照光，其出射一侧的光轴通过斩波器透镜30的中心轴，此时，照射在和斩波器透镜30同步移动的上述信息照射区域15上。
如图4(C)所示，斩波器透镜30进一步向右侧方向移动时，信息光以及参照光入射到斩波器透镜30的中心的左侧，在这里向右侧方向折射，并照射在同步移动的全息记录介质14的上述信息记录区域15上。
因此，全息记录介质14和斩波器透镜30同步移动的同时，来自傅立叶透镜24B、26B的信息光以及参照光照射在同一个信息存储区域15上。
此外，上述照射光头12通常成为一体，可以在全息记录介质14的半径方向上一体地移动。
在该照射光头12内，CCD照相机40是将上述全息记录介质14置于中间而设置在光学斩波器的相反侧，并在经由傅立叶透镜41入射来自信息记录区域15的衍射光时，能够形成全息再现像。
在形成该全息再现像时，通过上述空间光调制器24C遮断信息光学***24的光，将来自参照光学***26的参照光照射到信息记录区域15上，并将来自该信息记录区域15的衍射光经由傅立叶透镜41入射到CCD照相机40(参照图1)。
如图5所示，在上述CCD照相机40上设置有校正装置42，在信息再现时，对基于由全息记录介质14以及斩波器透镜30的旋转导致的全息再现像在CCD照相机40上的移动的位置偏移进行校正，使得向存储装置44以及/或者显示装置46输出校正过的全息再现像。
详细说明上述校正装置42的必要性以及作用。
若信息光照射到斩波器透镜30(实线)的中心时，信息光的光轴不变化而向全息记录介质14上的位置A射出。光学斩波器16以及全息记录介质14向箭头方向旋转，而信息光照射到用虚线表示的斩波器透镜30的左侧，则信息光由斩波器透镜30向在图5中的右侧折射，向全息记录介质14上的位置B射出。此时，由于旋转发生的光学斩波器16(斩波器透镜30)的移动距离、全息记录介质14的移动距离、以及AB间的距离这三个距离全部大致相等，所以透过同一个斩波器透镜30的信息光总是照射在全息记录介质14的同一个点上。
另一方面，从图5可知，向CCD照相机40的成像位置伴随着光学斩波器16以及全息记录介质14的旋转而变化。可是，此时的变化率(再现像在CCD照相机上的移动速度)，如果知道光学***和全息记录介质14的配置、全息记录介质14(光学斩波器16)的旋转速度、光学斩波器16上的斩波器透镜30的位置(半径)就能预测，所以，通过上述校正装置42对由CCD照相机40检测出的再现像执行图像处理(平移)，能够容易得到与全息记录介质14静止的情况相同的再现像。
上述实施方式的例子是将斩光盘28和斩波器透镜30通过透光树脂而形成为一体的，但是本发明并不限于此，也可以将斩波器透镜嵌入到斩光盘中。但是，如实施方式的例子那样，将斩光盘28和斩波器透镜30形成为一体时，能够降低制造成本以及提高斩波器透镜和斩光盘的装配精度。
另外，在上述实施方式的例子中，上述斩波器透镜30由以斩光盘28的半径方向为长度方向的柱面透镜或其一部分构成，所以，如图1所示，能够适应于配置在全息记录介质14的同一个半径上且与其垂直的面内的信息光学***24以及参照光学***26、更具体地说是经过傅立叶透镜24B、26B的信息光和参照光的光轴的配置。
进而，在上述实施方式的例子中，全息记录介质14是旋转的，但是本发明并不限于此，只要是在相对于信息光以及参照光的光轴所决定的平面而垂直的方向上移动即可，则并不仅限于旋转。此时，斩波器透镜30也和全息记录介质14同步而向同一个方向移动。
产业上的可利用性
由于本发明是如上所述那样构成的，所以具有如下的优越效果：不需使用复杂结构的照射位置移动装置，就可以使照射光头跟踪全息记录介质而使信息光以及参照光的光轴移动。
Claims (13)
1.一种全息记录***，其特征在于，具有：
光照射装置，其向全息记录介质的信息记录区域照射信息光和参照光，使得上述信息光和参照光的干涉条纹作为衍射光栅而被记录；
记录介质移动装置，其使上述全息记录介质相对于上述信息光以及参照光的光轴而移动；
光学斩波器，其在上述光照射装置和上述全息记录介质之间的上述信息光以及参照光的光轴上设置于上述全息记录介质之前的位置上，并且，与上述全息记录介质一体地移动，从而在由上述信息光以及参照光向上述信息记录区域进行全息记录时，在与该信息记录区域相对上述光轴的移动方向相同的方向上，使上述光轴与上述信息记录区域同步而移动相同的移动距离。
2.如权利要求1所述的全息记录***，其特征在于，上述光学斩波器具有和上述信息记录区域同步而向相同的方向移动的斩波器透镜，该斩波器透镜按照如下方式形成：在使从上述光照射装置入射的上述信息光以及参照光照射到上述信息记录区域上的同时，在进行上述全息记录时，根据向该斩波器透镜入射的入射位置的变化，使上述信息光以及参照光进行折射，使得出射光轴通过上述信息记录区域的同一点。
3.如权利要求2所述的全息记录***，其特征在于，上述全息记录介质是圆盘状，上述光学斩波器具有和上述全息记录介质大致相同的半径且可同步旋转的圆盘状的斩光盘，该斩光盘具有在半径方向位置不同的多个环状区域，上述斩波器透镜在上述各环状区域，沿着环状区域的圆周方向以相等的长度且等间距间隔地配置在上述斩光盘上，并且，该斩波器透镜以使上述参照光以及信息光向上述斩光盘的厚度方向透过的方式形成。
4.如权利要求2所述的全息记录***，其特征在于，上述斩波器透镜是以和上述全息记录介质的平面平行、且与该全息记录介质的移动方向垂直的方向为长度方向的柱面透镜。
5.如权利要求3所述的全息记录***，其特征在于，上述斩波器透镜是以和上述全息记录介质的平面平行、且与该全息记录介质的移动方向垂直的方向为长度方向的柱面透镜。
6.如权利要求3所述的全息记录***，其特征在于，上述全息记录介质和斩光盘以同轴一体自由旋转的方式设置。
7.如权利要求4所述的全息记录***，其特征在于，上述全息记录介质通过旋转轴以自由旋转的方式设置，而且，在包围该全息记录介质的旋转轴的环状区域上所配置的斩波器透镜，绕着上述旋转轴与上述全息记录介质同轴一体地自由旋转。
8.如权利要求5所述的全息记录***，其特征在于，上述全息记录介质和斩光盘以同轴一体自由旋转的方式设置。
9.如权利要求2～8中任一项所述的全息记录***，其特征在于，设置有：CCD照相机，其在经由上述斩波器透镜向上述全息记录介质的信息记录区域照射再现光时，形成由来自该信息记录区域的衍射光形成的全息再现像；校正装置，其校正由该CCD照相机获得的上述全息再现像的、基于上述斩波器透镜的移动的位置偏移。
10.一种光学斩波器，其特征在于，具有：
斩光盘，其是可旋转的圆盘状，并且具有在半径方向位置不同的多个环状区域；多个斩波器透镜，其在该斩光盘的上述环状区域内，沿着环状区域的圆周方向以相等的长度以及等间距间隔地配置，使从该斩光盘的一面侧入射的光折射并透过另一面侧，
上述斩波器透镜，以如下方式形成：在和上述斩光盘一起向同一个方向以恒定速度进行旋转时，使从上述一面侧入射的激光的出射侧的光轴在上述另一面侧的特定的平面上折射，以使该光轴在旋转方向上处于固定位置。
11.如权利要求10所述的光学斩波器，其特征在于，上述斩波器透镜是以上述斩光盘的半径方向为长度方向的柱面透镜。
12.如权利要求10所述的光学斩波器，其特征在于，上述斩波器透镜以及斩光盘通过透光树脂而形成为一体。
13.如权利要求11所述的光学斩波器，其特征在于，上述斩波器透镜以及斩光盘通过透光树脂而形成为一体。
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