CN101046988A - 记录光学信息的介质,设备和方法 - Google Patents

记录光学信息的介质,设备和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101046988A
CN101046988A CN200710093610.0A CN200710093610A CN101046988A CN 101046988 A CN101046988 A CN 101046988A CN 200710093610 A CN200710093610 A CN 200710093610A CN 101046988 A CN101046988 A CN 101046988A
Authority
CN
China
Prior art keywords
servo
information
following
follow
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200710093610.0A
Other languages
English (en)
Inventor
山本雄一郎
立田真一
久保田裕二
平尾明子
松本一纪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN101046988A publication Critical patent/CN101046988A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2407—Tracks or pits; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24085—Pits
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
    • G11B7/00772—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track on record carriers storing information in the form of optical interference patterns, e.g. holograms
    • G11B7/00781—Auxiliary information, e.g. index marks, address marks, pre-pits, gray codes
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/083—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers relative to record carriers storing information in the form of optical interference patterns, e.g. holograms
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2403—Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24035—Recording layers
    • G11B7/24044—Recording layers for storing optical interference patterns, e.g. holograms; for storing data in three dimensions, e.g. volume storage
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2403—Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24047—Substrates
    • G11B7/2405—Substrates being also used as track layers of pre-formatted layers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms

Landscapes

  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Abstract

光学信息记录介质包括基板，该基板包括上面具有伺服图案的伺服表面；信息记录层，层叠在基板的伺服表面上、能将信息作为全息图记录，该全息图通过包含信息的信息光束与参考光束之间的干涉产生；形成为伺服图案的一部分并在其中记录用于将发射自光学信息记录设备的用于在光学记录层中记录信息的光束对准信息记录层中的目标位置的地址信息和时钟信息的地址伺服区；和形成为伺服图案的一部分并受到光束照射从而使该光束跟随光学信息记录介质的转动的跟随伺服区。

Description

记录光学信息的介质，设备和方法
                         相关申请的交互引用
本申请基于2006年3月28日提交的先前的第2006-89280号日本专利申请并要求对其的优先权利益，该申请的全部内容通过引用结合在本文中。
                         技术领域
本发明涉及用于将信息记录为全息图的光学信息记录介质，光学信息记录设备和光学信息记录方法。
                         背景技术
人们积极开发使用全息术的高密度堆叠容量光盘(以下称为“全息光盘”)和全息光盘记录播放设备并投入实际使用。全息光盘通过使用于在光敏材料中记录图像的包括待记录图像的信息光束与参考光束产生干涉而记录信息，并记录由诸如液晶装置和数字微镜装置的空间光调制器进行的数字编码产生的二维图像。所述信息是可以在信息记录层的纵向方向上记录的三维记录。该信息可以在信息记录层的相同位置或重叠位置上多路记录。相比将信息记录在平面中的诸如高分辨率数字通用光盘(HD DVD)标准和Blu-ray标准的常规的光学记录方法，这样就允许记录多得多的信息。此外，因为信息可以用二维图像的单位读取，全息光盘具有能够高速传输信息的优势。
在为全息光盘记录播放设备开发的各种技术中，信息光束和参考光束在同一轴线上对准的共线全息记录方法被关注为符合HD DVD或Blu-ray标准的光盘记录播放设备的替代。
共线全息记录技术被披露在“先进共线全息(Advanced Collinear Holography)”(OpticalReview，Vo1.12，No.2，90-92(2005))，“全息数据存储***的新颖光路(A Novel CollinearOptical Setup for Holographic Data Storage System)”(Proceedings of SPIE of Optical DataStorage 2004，pp.297-303(2004))，JP-A 2004-265472(KOKAI)等文件中。基于共线全息记录技术，空间光调制器通过调制绿色或蓝紫色激光束的光强产生作为记录播放激光的信息光束和参考光束，物镜将信息光束和参考光束聚焦在光盘的信息记录层上。信息光束和参考光束在信息记录层中重叠以产生干涉条纹图案，并且干涉条纹图案被固定在信息记录层中，从而将信息记录为全息图。
共线全息记录方法使用在转动全息光盘即移动全息光盘上的位置时记录信息的移位复用方法。全息光盘上的信息通过用物镜只将用于播放的参考光束聚焦在信息记录层上，由使用互补金属氧化物半导体(CMOS)或电荷耦合器件(CCD)的固态图像传感器接收来自信息记录层中的干涉条纹图案的衍射光，并解码所接收的二维图像进行播放。
全息光盘上的聚焦伺服和跟踪伺服使用红色激光束，其波长不同于记录播放激光(绿色或蓝紫色激光束)的波长，且以与诸如HD DVD和Blu-ray的现有记录播放方法相同的方式进行伺服控制。
具体来说，当使用常规技术时，全息光盘记录播放设备无法在记录时高速转动光盘，从而需要用于从记录操作转换至播放操作的额外时间，且无法缩短寻找时间。
换而言之，为了用信息光束和参考光束将折射率调制写在信息记录层中需要一定的曝光时间。当光盘高速转动记录信息时，曝光位置移动，因此无法形成清晰的干涉条纹图案。曝光过程中的位移是***结构中非常严重的问题，因为全息记录包括用具有高空间分辨率的光敏材料写入精细的折射率调制。
当光盘低速转动以防止曝光过程中的位移时，记录播放设备无法快速从记录操作转变至播放操作。
为了解决该问题，JP-A 2003-85768(KOKAI)披露了一项技术，该技术使用使照射光跟随光盘转动的跟随机制。该跟随机制使记录播放设备能在跟踪光盘转动的同时发射信息光束和参考光束，从而使曝光过程中光束与光盘的相对速度为零。
根据该技术，记录播放激光束和伺服激光束聚焦在同一平面上，光盘包括用于地址伺服的凹坑，信息记录区以及用于在相同轨道上间歇跟随的锁定凹坑。通过照射伺服激光束以跟随锁定凹坑，记录播放设备检测光盘的行程量，并根据该测得的量移动记录播放激光束来记录全息图。
然而，根据JP-A 2003-85768(KOKAI)披露的技术，跟随激光束光源的位置根据记录位置从准直透镜的光轴连续位移。换而言之，光源自身被机械驱动，因此光源需要高度精确地安装。结果，所述跟随不足以精确到使该记录播放设备投入实用。
此外，因为在跟随过程中记录光束和光盘的相对速度为零，难以进行精确的跟踪伺服控制。因此难以进行记录光束对于目标记录位置的精确定位。
                         发明内容
根据本发明的一个方面，光学信息记录介质包括基板，该基板包括上面有伺服图案的伺服表面；信息记录层，层叠在基板的伺服表面上、能将信息作为全息图记录，该全息图通过包含信息的信息光束与参考光束之间的干涉产生；地址伺服区，沿轨道方向在伺服表面上形成为伺服图案的一部分，该地址伺服区在其中记录用于将从光学信息记录设备发射的用于将信息记录在信息记录层中的光束对准信息记录层中的目标位置的地址信息和时钟信息；以及跟随伺服区，沿轨道方向在伺服表面上形成为伺服图案的一部分，该跟随伺服区由光束照射从而使光束跟随光学信息记录介质的转动，其中地址伺服区和跟随伺服区平行排列，在光学信息记录介质上沿圆周方向延伸。
根据本发明的另一个方面，光学信息记录设备包括转动光学信息记录介质的电动机；发射光束的光源；从光源发射的光束生成记录光束的生成单元，该记录光束包括包含信息的信息光束以及参考光束，作为伺服光束的第一衍射光束和作为伺服光束的第二衍射光束；聚光器，该聚光器将信息光束和参考光束聚焦在光学信息记录介质上，将第一衍射光束聚焦在跟随伺服区，将第二衍射光束聚焦在地址伺服区，该光学信息记录介质包括：包括上面具有伺服图案的伺服表面的基板，信息记录层，层叠在基板的伺服表面上、能将信息作为全息图记录，该全息图通过包含信息的信息光束与参考光束之间的干涉产生，在伺服表面上沿轨道方向形成为伺服图案的一部分的在其中记录用于将光束对准信息记录层中的目标位置的地址信息和时钟信息的地址伺服区，以及在伺服表面上沿轨道方向形成为伺服图案的一部分的由光束照射从而使光束跟随光学信息记录介质的转动的跟随伺服区，其中地址伺服区和跟随伺服区平行排列，在光学信息记录介质上沿圆周方向延伸；检测反射自跟随伺服区的第一衍射光束的第一反射光和反射自地址伺服区的第二衍射光束的第二反射光的伺服光检测器；通过移动聚光器移动第一衍射光束和第二衍射光束在光学信息记录介质上的照射位置的照射位置移动单元；以及跟随控制单元，该跟随控制单元基于第一反射光通过移动第一衍射光束，第二衍射光束和记录光束的照射位置以跟随光学信息记录介质的转动从而使光学信息记录介质和照射位置之间的相对速度基本为零而进行跟随伺服控制以控制照射位置转换单元，并且在跟随伺服控制过程中记录信息。
根据本发明的再另一个方面，光学信息记录方法包括：转动光学信息记录介质；从光源发射光束；从光源发射的光束生成包括包含信息的信息光束以及参考光束的记录光束，作为伺服光束的第一衍射光束和作为伺服光束的第二衍射光束；将信息光束和参考光束聚焦在光学信息记录介质上；将第一衍射光束聚焦在跟随伺服区上；将第二衍射光束聚焦在地址伺服区上，该光学信息记录介质包括：包括上面具有伺服图案的伺服表面的基板；信息记录层，层叠在基板的伺服表面上、能将信息作为全息图记录，该全息图通过包含信息的信息光束与参考光束之间的干涉产生在伺服表面上沿轨道方向形成为伺服图案的一部分的在其中记录用于将光束对准信息记录层中的目标位置的地址信息和时钟信息的地址伺服区，以及在伺服表面上沿轨道方向形成为伺服图案的一部分的由光束照射从而使光束跟随光学信息记录介质的转动的跟随伺服区，其中地址伺服区和跟随伺服区平行排列，在光学信息记录介质上沿圆周方向延伸；检测反射自跟随伺服区的第一衍射光束的第一反射光，和反射自地址伺服区的第二衍射光束的第二反射光；通过移动聚光器移动第一衍射光束和第二衍射光束在光学信息记录介质上的照射位置；基于第一反射光，通过移动第一衍射光束，第二衍射光束和记录光束的照射位置以跟随光学信息记录介质的转动从而使光学信息记录介质和照射位置之间的相对速度基本为零而进行跟随伺服控制；以及在跟随伺服控制过程中记录信息。
                         附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的全息光盘的剖面图；
图2是根据第一实施例的伺服表面的放大顶视图；
图3是用于说明根据第一实施例的全息光盘记录播放设备的光学***的配置的示意图；
图4A是用于说明记录参考光束和信息光束的调制图案的示意图；
图4B是用于说明播放参考光束和信息光束的调制图案的示意图；
图5A是衍射光栅的透视图；
图5B是用于三个不同级次的衍射光束相对于衍射光栅的图案深度的衍射效率的曲线图；
图6是根据第一实施例的全息光盘记录播放设备的伺服***的框图；
图7是用于说明光检测器的配置的示意图；
图8A和图8B是用于说明从衍射自照射跟随凹坑列的伺服激光束的光束的反射获取的信号状态的示意图；
图9是用于说明当产生DPD信号时的信号状态的曲线图；
图10是用于说明跟随凹坑列的凹坑末端上的衍射光束的光斑位置以及由光检测器接收的衍射光束的反射的光斑的光强分布的示意图；
图11是指明当使用差分信号进行跟随伺服控制时的跟踪误差信号的曲线图；
图12A是用于说明使用跟随致动器在全息光盘上移动激光束光斑的方法的示意图；
图12B是用于说明使用跟随致动器在全息光盘上移动激光束光斑的另一个方法的示意图；
图13是根据第一实施例的记录和播放全息记录的过程的流程图；
图14是用于说明根据第一实施例的记录全息记录的操作和伺服激光的衍射光束的照射位置之间的关系的示意图；
图15是用于说明跟随凹坑列和记录在全息记录介质层中的全息图之间的位置关系的示意图；
图16是用于说明根据第二实施例的全息光盘记录播放设备中的光学***的配置的示意图；
图17是用于说明根据第三实施例的光检测器的配置的示意图；以及
图18是用于说明物镜的照射功率和允许的光盘转速之间的关系的曲线图。
                         具体实施方式
下文将参照附图详细说明本发明的示例性实施例。本发明并不限于以下说明的实施例。图1是根据第一实施例的全息光盘330的剖面图。全息光盘330包括依次层叠的聚碳酸酯(polycarbonate)基板101，透明间隔层103，其中记录有信息的全息记录介质层104和保护全息记录介质层104的保护层105。全息光盘330进一步包括形成在基板101的表面的面对全息记录介质层104的伺服表面102，伺服表面102包括形成于其上的用于聚焦伺服控制，跟踪伺服控制和跟随伺服控制的导向槽或脊(以下简称为“图案”)或凹坑。图1中显示的状态是物镜310将激光束106聚焦在伺服表面102上的状态。
激光束106穿过透明间隔层103。间隔层103通过在基板101上用旋涂法等方法涂覆UV树脂等材料形成。间隔层103被提供来在全息记录介质层104和伺服表面102之间形成间隔，从而以一定的尺寸在全息记录介质层104中形成信息光束和参考光束的干涉区，以控制其中产生的全息图的大小。
全息记录介质层104是通过干涉信息光束和参考光束在其中记录全息图的层次。全息记录介质层104用诸如光聚合物(photopolymer)的材料制成。光聚合物是利用单体的光聚合作用的光敏材料，通常包括单体，光聚合引发剂(initiator)以及信息记录前后维持光聚合物的体积的多孔基体。全息记录介质层104的厚度为几百微米以实现足以播放信号的衍射效率。
全息图用以下方式记录在全息记录介质层104中。信息光束和参考光束在全息记录介质层104中重叠并且形成干涉条纹图案。此时，光聚合物中的光聚合引发剂通过吸收光子被激活，促使干涉条纹图案的亮区中的单体的光聚合。当光聚合进行且消耗亮区中的单体时，附加单体被从暗区提供至亮区，从而在干涉条纹图案的亮区和暗区之间形成密度差。这样就形成了对应于干涉条纹图案中的光强分布的折射率调制，这就是进行全息记录的方法。
根据第一实施例的全息光盘330在基板101和全息记录介质层104之间不包括透过具有第一波长的伺服光束且反射具有第二波长的记录播放光束的分色镜层。因此，在全息记录介质层104中记录播放信息的光盘记录播放设备不要求多个光源来发射伺服光束和记录播放光束206。全息记录介质层104只需要一个光源，从而将单个激光束分割为具有相同波长的记录光束和伺服光束。这样就简化了光盘记录播放设备的光学***。图2是伺服表面102的放大顶视图。伺服表面102包括用于跟随伺服控制的跟随凹坑列203，和记录有地址信息及作为各操作时序的基础的基础时钟信息的地址凹坑列204。一对跟随凹坑列203和地址凹坑列204互相平行排列，在全息光盘330上沿圆周方向延伸。位于伺服表面102上跟随凹坑列203和地址凹坑列204之间的镜面202由记录播放光束206照射且被进行镜面抛光以降低噪声。
跟随凹坑列203是包括多个凹坑的单周期凹坑列，呈现作为单个周期205的移位多重记录全息图的移位距离。
两个相邻跟随凹坑列203之间的距离209等于移位多重记录的移位距离，从而使一对跟随凹坑列203和地址凹坑列204排列在该移位距离内。该移位距离至少为3微米从而充分减少由相邻全息图引起的串扰。因为该距离远大于数字通用光盘只读存储器(DVD-ROM)等的0.74微米的轨道间距，因此可以在该区域中嵌入各种预格式化信号，诸如伺服信号，地址信号和光盘信息。该大面积有利地包括平行排列并在圆周方向上延伸的跟随凹坑列203和地址凹坑列204，以及间隔排列在单个轨道上的各种预格式化信号。
为了使用信息光束和参考光束在全息记录介质层104中记录折射率调制，需要一定的曝光时间。当全息光盘330在记录过程中高速转动时，曝光位置移动并且无法产生清晰的干涉条纹图案。因为需要使用具有高空间分辨率的光敏材料记录细微的折射率调制，曝光过程中的对准偏差是对于全息记录的非常严重的问题。
图18是用于说明物镜310的照射功率和允许的光盘转速之间的关系的曲线图，假定曝光过程中允许的对准偏差是一微米。曝光所需的能量大小取决于记录介质，此处假定为五微焦，且光盘上的曝光点假定为距离光盘中心40毫米。考虑到光盘记录播放设备将作为商品生产，要求使用小型且低功率的半导体激光器作为记录播放光束206的光源。如果使用半导体激光器，且物镜的照射功率是100毫瓦的合理值，如图18所示，允许的转动速度是4.8rpm之低。当转动速度如此之低时，需要一些时间来从记录操作转换至播放操作。
如上所述，因为跟随凹坑列203和地址凹坑列204在全息光盘330上平行排列，光盘记录播放设备同时向跟随凹坑列203和地址凹坑列204发射激光束，从而同时进行跟随伺服控制和全息记录。跟随伺服控制将通过根据全息光盘330的转动移动激光束的光斑来控制光斑，从而使照射位置和全息光盘330之间的相对速度基本为零。除非另外规定，这里“基本为零”表示在全息记录介质层104中记录全息图的容限范围内的值。聚焦伺服控制，跟踪伺服控制和跟随伺服控制通过将来自单个光源的激光束分割为伺服光束和记录播放光束206，进一步用衍射光栅将伺服光束分割为作为正一级光束的衍射光束208和作为负一级光束的衍射光束207，并同时将衍射光束207发射至跟随凹坑列203，将衍射光束208发射至地址凹坑列204而进行。当进行跟随伺服控制，且衍射光束207照射跟随凹坑列203上各个凹坑的一端时，记录播放光束206在全息记录介质层104中记录全息图。更具体地说，在由衍射光束207照射的区域的中心到达各个凹坑的末端时记录全息图。图3是用于说明根据第一实施例的全息光盘记录播放设备的光学***的配置的示意图。
全息光盘记录播放设备的光学***包括发射激光束的半导体激光器301，准直透镜302，作为谐振器的衍射光栅303，分光器324，306和317，反射镜325和328，空间光调制器304，空间滤光器327a和327b，衍射光栅316，立方棱镜329，偏振分光器307，四分之一波片308，反射镜309，物镜310，聚光透镜313a和313b，圆柱透镜318，光检测器319和320，和互补金属氧化物半导体(CMOS)固态图像传感器315。致动器312和跟随致动器340也作为伺服***的一部分显示在图3中，下文将进行说明。
半导体激光器301发射激光束，鉴于半导体激光器的实用性和设计自由度，最好是具有405纳米带宽波长的蓝紫色激光。或者，可以使用发射532纳米带宽绿色激光的半导体激光器作为半导体激光器301。
发射自半导体激光器301的线偏振光束由准直透镜302从发散光束转换为平行光束。半导体激光器301可能引起模式跳变现象，即振荡波长由于操作温度或电流的改变而波动；然而，对于对波长变动只允许微小容限的全息光盘，不希望发生模式跳变现象。
为了防止模式跳变现象，紧随准直透镜302之后设置衍射光栅303，且由衍射光栅303衍射的光束返回半导体激光器301，从而形成在理想波长振荡的谐振器。根据第一实施例的全息光盘记录播放设备使用简单的利特罗(Littrow)谐振器以将一级衍射光束返回至半导体激光器301并提取具有稳定波长的零级衍射光束。然而，可以将利特曼(Littman)谐振器用于衍射光栅303代替利特罗(Littrow)谐振器。将来如果几乎没有波长移动和长相干长度的分布反馈(DFB)激光器投入实用，该DFB激光器作为半导体激光器301的使用将不需要任何衍射光栅303。
来自衍射光栅303的零级光束进入分光器324，分光器324将零级光束以预定的光强比例分割为透射光束和反射光束。透射光束用作记录播放光束206，反射光束用作伺服光束。
透射过分光器324的记录播放光束206由反射镜325反射，并进入空间光调制器304。空间光调制器304进行光强调制，并将记录播放光束206转换为参考光束和信息光束。虽然根据第一实施例数字微镜装置被用作空间光调制器304，但也可以使用有几十微秒响应速度的其它装置，诸如液晶装置或铁电液晶装置。
图4A和4B是用于说明使用空间光调制器304的参考光束和信息光束的调制图案的示意图。图4A显示记录图案，图4B显示播放图案。
信息图案包括二进制图案，该图案包括数字编码的信息和误差修正码。信息光束区域中的数据量大约为10至20千比特每帧，取决于空间光调制器304的性能，图像传感器的像素数量以及编码方法。虽然第一实施例使用“0”和“1”的二值化图案但也可以使用多数字图案。该多数字图案包括每帧极度增加的数据量。
空间滤光器327a包括两个透镜和针孔。发射自空间光调制器304的参考光束和信息光束进入空间滤光器327a以去除不必要的高级次衍射光。
从空间滤光器327a发射之后，参考光束和信息光束进入立方棱镜329。
另一方面，由分光器324反射的伺服光束由反射镜328反射，并且未接受经空间光调制器304进行的光强调制而进入衍射光栅316。因为分光器324将激光束分割为记录播放光束206和伺服光束，并且只有记录播放光束206接受光强调制以产生信息光束和参考光束，获取自来自全息光盘330的伺服光束的反射的各种伺服信号包括由记录播放光束206引起的已被降低的噪声。
伺服光束由衍射光栅316衍射并被分割成零级光束，正一级光束和负一级光束的三个衍射光束。正一级光束和负一级光束被用作伺服光束，而不将零级光束用作伺服光束。根据第一实施例，正一级光束是照射伺服表面上的地址凹坑列204的衍射光束208，负一级光束是照射跟随凹坑列203的衍射光束207。然而，负一级光束可以被用作照射地址凹坑列204的衍射光束208，正一级光束可以被用作照射跟随凹坑列203的衍射光束207。
衍射光栅316是具有矩形光栅截面的普通衍射光栅。光栅图案的深度被设计为最佳值，从而通过抑制不用作伺服光束的零级光束的衍射效率来改进光使用效率。图5A是衍射光栅的透视图，图5B是三个不同级次的衍射光束的衍射效率相对于衍射光栅316的图案深度的曲线图。在图5A中，伺服光束502进入衍射光栅316，并从衍射光栅发射零级光束503，正一级光束505和负一级光束504。在图5B中，横轴表示光栅图案的深度，纵轴表示衍射效率，实线曲线代表零级光束503的衍射效率，虚线曲线代表正一级光束505和负一级光束504的衍射效率。点划线曲线代表正/负三级光束的衍射效率。
如图5B中的箭头A所指，当光栅图案深度506为λ/(n-1)/2时，零级光束503的衍射效率基本为零，在此零级光束503的发射不影响伺服表面102。λ代表伺服光束502的波长，n代表基板101的折射率。
为便于说明，来自衍射光栅316的正一级光束505和负一级光束504在图3中显示为单个光束。通过将偏振衍射光栅用作衍射光栅316，各个光束仅当其向全息光盘330前进时才被偏振，从而进一步改进光使用效率。
被分割为正负一级的衍射光束207和208进入立方棱镜329，并与发射自空间滤光器327a的记录播放光束206中的信息光束和参考光束合波。包括信息光束和参考光束的零级光束以及伺服光束502的衍射光束的合波的光束由四分之一波片308圆偏振，由反射镜309反射，并由物镜310聚集在全息光盘330上。通过这种方式，各个作为零级光束的记录播放光束206，衍射光束207和衍射光束208在伺服表面102上形成光斑。
包括由全息光盘330反射的记录播放光束206，衍射光束207和衍射光束208的激光束在相反的方向上通过物镜310，并由四分之一波片308转换为线偏振光束，该线偏振光束的偏振方向与之前的线偏振光束以直角交叉。该线偏振反射光束由偏振分光器307反射并进入分光器306。分光器306以预定的光强比例将该反射光束分割为反射光束和透射光束，且透射光束进入空间滤光器327b。空间滤光器327b将衍射光束207和208从反射光束中去除，并提取记录播放光束206，该记录播放光束206由CMOS固态图像传感器315接收为二维图像。
另一方面，由分光器306反射的光束被用作伺服反射光束。该伺服反射光束进入分光器317，并以预定的光强比例被分割为反射光束和透射光束。
由分光器317反射的光束由聚光透镜313a从平行光束转换为会聚光束，穿过圆柱透镜318并由光检测器319聚集。光检测器319将聚集光束的光能转换为电信号。由光检测器319聚集的光斑通过驱动致动器312进行聚焦伺服控制。
透过分光器317的光束由聚光透镜313b从平行光束转换为会聚光束，并由光检测器320聚集。由光检测器320聚集的光斑通过驱动致动器312进行跟踪伺服控制，并通过驱动跟随致动器340进行跟踪聚焦伺服控制。下文将详细说明聚焦伺服控制，跟踪伺服控制和跟随伺服控制。
图6是根据第一实施例的光盘记录播放设备中的伺服***的框图。光盘记录播放设备包括主轴电动机620，主轴控制电路605，致动器312，聚焦控制单元602，跟踪控制单元603，跟随致动器340，跟随控制单元610和***控制器604。
主轴电动机620转动全息光盘330，主轴控制电路605控制主轴电动机620的转动。
致动器312根据来自聚焦控制单元602和跟踪控制单元603的指令在径向和光盘的轨道方向(图6中的水平方向)以及垂直于光盘的方向(图6中的竖直方向)上移动物镜310。聚焦控制单元602通过根据由光检测器319检测的光斑驱动致动器312进行物镜310的聚焦伺服控制。跟踪控制单元603通过根据由光检测器320检测的光斑驱动致动器312进行跟踪伺服控制。跟随致动器340根据来自跟随控制单元610的指令在光盘的轨道方向移动作为一个单元的物镜310和反射镜309。
跟随控制单元610通过根据由光检测器320检测的光斑驱动跟随致动器340进行跟随伺服控制。跟随致动器340被驱动，从而使衍射光束207和208和记录播放光束206的照射位置跟随全息光盘的转动，即，使全息光盘330和照射位置之间的相对速度基本为零。***控制器604向主轴控制电路605，聚焦控制单元602，跟踪控制单元603和跟随控制单元610发出各种指令。
聚焦控制单元602基于像散用以下方式进行聚焦伺服控制。聚集在光检测器319上的反射光束取决于聚集在全息光盘330上的光斑的聚焦误差呈现椭圆形。椭圆的长轴方向取决于聚焦误差的方向变化。利用这个性质，聚焦控制单元602产生聚焦误差信号，并根据该聚焦误差信号向致动器312发出指令，于是致动器312在垂直方向上朝向全息光盘330驱动物镜310，以将激光束聚焦在伺服表面102上。虽然根据第一实施例的记录播放设备将像散方法用作检测聚焦误差的典型方法，但也可以使用另一种方法，诸如刀口法或光束尺寸法。
跟踪伺服控制和跟随伺服控制基于由光检测器320检测的反射的光斑。
图7是用于说明光检测器320的接收表面的配置，各个接收表面上的光斑排列，以及从反射光束产生跟踪误差信号和跟随信号的信号电路的示意图。来自图2所示的伺服表面102的用于伺服控制的衍射光束207的反射进入接收表面704以形成光斑702，来自伺服表面102的用于伺服控制的衍射光束208的反射进入接收表面705以形成光斑703。为便于说明，光斑701也显示在图7中。光斑701当记录播放光束206的反射由CMOS固态图像传感器315接收时形成。
光检测器320的接收表面704被分割为四个部分接收表面704a至704d。来自部分接收表面704a和704c上的光斑的信号中的追踪信号由加法电路721加至来自部分接收表面704b和704d上的光斑的信号中的追踪信号。所产生的多重信号706由AC耦合电容进行AC耦合，输出作为跟随信号707的交变分量。跟随信号707由跟随控制单元610中的放大器612放大，并由跟随控制单元610中的跟随信号检测器613检测。在由控制相位的相位补偿电路614防止振荡之后，跟随信号707由放大器615进一步放大，并输出至跟随致动器340。
图8A和8B是用于说明从来自被照射到跟随凹坑列203的伺服光束502的衍射光束207的反射获取的信号的状态的示意图。通过计算机模拟获取的信号的状态绘制在图8A和8B中。横轴表示瞄准固定在全息光盘330上的坐标的衍射光束207的位置，纵轴表示信号强度水平。图8A所示的输出信号是获取自接收表面704上的光斑的多重信号706，图8B所示的输出信号是通过AC耦合多重信号706获取的跟随信号707。
分析基于与DVD-ROM相等的凹坑宽和凹坑深进行，假定物镜310的数值孔径(NA)为0.5，凹坑长为五微米，重复周期为10微米。结果显示当光斑位于不存在凹坑的镜面202时具有基本100％的最大值，当光斑位于凹坑中心时具有大约15％的最小值的周期信号。每个图8A和8B都包括跟随凹坑列203中三个周期的凹坑。图8B中箭头指出的输出信号707的零交叉点对应于由衍射光束207照射的各个凹坑的末端。
这表示在全息记录介质层104中的全息记录可以通过从半导体激光器301发射记录播放光束206，同时跟随控制单元610在零交叉点通过使衍射光束207和208跟随全息光盘330的转动进行跟随伺服控制而进行。
更具体地说，衍射光束208照射地址凹坑列204，与此同时衍射光束207照射跟随凹坑列203，跟踪控制单元603进行跟踪控制，且跟踪控制单元603获取地址信号以从中读取记录点。然后跟随控制单元610驱动跟随致动器340以移动物镜310和反射镜309来移动衍射光束207和208以及记录播放光束206的照射位置，从而使来自跟随凹坑列203的衍射光束207的反射的跟随信号基本为零。除非另外规定，此处“跟随信号基本为零”表示跟随信号处在在全息记录介质层104中记录全息图的容限范围内。
根据计算机模拟，伺服信号的灵敏度是很高的1.44/μm。此处伺服信号的灵敏度(接近零交叉点的倾角)被定义为当信号量关于镜面上反射的时间归一化时在轨道方向上光斑的每追踪距离变化量。通过将光斑精确对准记录点，该高灵敏的信号能够实现全息记录。
跟踪控制单元603通过用于DVD-ROM等的差分相位检测(DPD)方法，以及通过使用来自跟随凹坑列203的反射的信号强度的另一种方法进行跟踪控制。
更具体地说，当进行跟随伺服控制时，跟踪控制单元603使用信号强度进行跟踪伺服控制。当不进行跟随伺服控制时，跟踪控制单元603用DPD方法进行跟踪伺服控制。
来自部分接收表面704a和704c上的光斑的信号中的追踪信号以及来自部分接收表面704b和704d上的光斑的信号中的追踪信号被输入至差分放大器722。差分放大器722计算两个追踪信号之间的差异，并作为跟踪误差信号输出差分信号708。
另一方面，接收表面705被分割为四个部分接收表面705a至705d。衍射光束208的反射形成光斑703，光斑703在部分接收表面705a至705d上被分割为四个部分。来自部分接收表面705a和705c上的光斑的信号中的追踪信号以及来自部分接收表面705b和705d上的光斑的信号中的追踪信号由跟踪控制单元603中的电容731和732进行AC耦合。包括各个追踪信号的交变分量的所产生的信号709和710被分别输入至电平比较器723和724，且由电平比较器723和724数字化的信号711和712被输入至相位比较器725。输出自相位比较器725的信号713和714分别由累加器726和727以预定的间隔累加，并输入至差分放大器728。差分放大器728输出指明两个追踪信号之间的相位差的DPD信号715。
当跟随伺服控制开始时，根据来自***控制器604的开始跟随伺服控制的指令，跟踪控制单元603将开关729连接到差分放大器722，并输入差分信号708以开始跟踪伺服控制。
当跟随伺服控制终止时，根据来自***控制器604的终止跟随伺服控制的指令，跟踪控制单元603将开关729连接到被连接到相位比较器725的差分放大器728，并输入DPD信号715来用DPD法进行跟踪伺服控制。
使用跟踪伺服控制的两种方法是出于以下原因。在跟随伺服控制过程中，因为全息光盘330和光斑之间的相对速度基本为零，如果存在跟踪误差，无法产生指示跟踪误差的DPD信号，并且因此无法进行跟踪伺服。
图9是用于说明当DPD信号产生时的信号状态的曲线图。横轴表示时间，纵轴表示各个信号的振幅。图9所示的信号是作为来自接收表面705的两个跟踪信号的交变分量的信号709和710，根据信号709和710从电平比较器723和724输出的信号711和712，以及根据信号711和712从相位比较器725输出的信号713和714。
当全息光盘330和光斑之间的相对速度基本为零时，如图9所示，在一定时刻停止输出信号，并因此在该时间内无法产生DPD信号715。
因此，根据第一实施例的跟踪控制单元603在跟随伺服控制过程中使用差分信号708进行跟踪伺服控制，并且当不进行跟随伺服控制时使用DPD信号715用DPD法进行跟踪伺服控制。这样就无论是否进行跟随伺服控制都实现稳定的跟踪伺服控制。
在跟随伺服控制过程中使用差分信号708是出于以下原因。
图10是用于说明衍射光束207的光斑在跟随凹坑列203的凹坑末端上的照射位置以及由光检测器320接收的衍射光束207的反射的光斑701中的光强分布的示意图。左图对应于光斑偏左不对准，中图对应于光斑正确对准的情形，右图对应于光斑偏右不对准。
当光斑不对准时，在接收表面704的反向角落存在黑暗区域，且极性根据不对准的方向被反转。换而言之，黑暗区域的存在和位置只取决于光斑在凹坑上的位置改变，并且如果在跟随伺服控制过程中跟随凹坑列203和光斑之间的相对速度基本为零则检测到不对准的发生和方向。光斑是否不对准以及光斑不对准的方向可以通过使用来自被分割为四部分的接收表面704的追踪信号确定。因此，在跟随伺服控制过程中，使用差分信号708作为跟踪误差信号来进行跟踪伺服控制。
图11是当使用差分信号708进行跟随伺服控制时跟踪误差信号的曲线图。横轴表示不对准量，假设轨道间隔为10微米，纵轴表示跟踪误差信号。差分信号708的使用提供了能够实现跟踪伺服控制的跟踪误差信号。
图12A是用于说明使用跟随致动器340移动衍射光束207和208以及记录播放光束206在全息光盘330上的照射位置的方法的示意图。
根据第一实施例的全息光盘记录播放设备被配置为在全息光盘330的轨道方向上(在图12A的侧向方向上)作为一个单元驱动反射镜309和物镜310。为便于说明，记录播放光束206和伺服光束502在图12A中显示为光束1201。
虽然根据第一实施例光斑的移动由在轨道方向上作为一个单元移动反射镜309和物镜310的跟随致动器340实现，但全息光盘记录播放设备并不限于使用相同的移动方法。举例来说，如图12B所示，记录播放设备可以使用镜式电流计1209代替反射镜309，并通过转动镜式电流计1209而不移动物镜310来移动光斑。当照射位置的移动距离短且由于光束斜入射到物镜310所产生的像差在预定容限之内时，该方法是可行的。
图13是根据第一实施例的全息记录的记录和播放过程的流程图。聚焦控制单元602根据来自***控制器604的指令打开聚焦伺服控制，并根据由光检测器319接收的伺服光束502的反射用像散法开始聚焦伺服控制(步骤S1301)。
跟踪控制单元603根据来自***控制器604的指令打开跟踪伺服控制，并将开关729连接到与相位比较器725相连的差分放大器728，从而转换到DPD信号输入(步骤S1302)。在该时间点，获取自照射地址凹坑列204的衍射光束208的反射的DPD信号715被输入以开始基于DPD的跟踪伺服控制。更具体地说，致动器312由获取自由接收表面705接收的衍射光束208的反射的DPD信号715驱动。
***控制器604确定所指令的过程是否是在全息光盘330上进行记录(步骤S1303)。当指令为不记录时(步骤S1303为否)，记录播放设备播放记录在全息记录介质层104中的信息(步骤S1313)。
另一方面，当指令为在全息光盘330上记录信息时(步骤S1303为是)，跟踪控制单元603将照射位置移动至目标轨道(步骤S1304)。跟踪控制单元603从由光检测器320的接收表面705接收的衍射光束208的反射获取地址信号，并从地址信号读取记录信息的目标位置(步骤S1305)。
跟随控制单元610根据来自***控制器604的指令打开跟随伺服控制，并开始跟随伺服控制(步骤S1306)。跟踪控制单元603将开关729连接到差分放大器722，从而转换至差分信号708的输入(步骤S1307)。结果，跟踪伺服控制通过输入在跟随伺服控制过程中从来自跟随凹坑列203的衍射光束207的反射获得的追踪信号中的差分信号708进行。
跟随控制单元610通过从衍射光束207的反射获取跟随信号707，驱动跟随致动器340从而使跟随信号707指示基本为零，并在轨道方向上移动物镜310和反射镜309进行跟随伺服控制(步骤S1308)。结果，衍射光束207照射跟随凹坑列203上的凹坑的末端。
跟随控制单元610提供发射记录播放光束206的控制，同时驱动跟随致动器340来将跟随信号维持基本为零(步骤S1309)。分光器324分割来自从半导体激光器301发射的激光束的记录播放光束206，由空间光调制器304转换的信息光束和参考光束在全息记录介质层104中相互干涉，从而记录全息信息。
当信息记录操作完成时，跟随控制单元610根据来自***控制器604的指令关闭跟随控制并终止跟随伺服控制(步骤S1310)。跟踪控制单元603将开关729连接到差分放大器728，从而转换至DPD信号输入(步骤S1311)。结果，当不进行跟随伺服控制时，通过输入DPD信号715进行基于DPD的跟踪伺服控制。
然后跟随控制单元610驱动跟随致动器340以将物镜310和反射镜309返回至中间位置(步骤S1312)。记录播放设备重复步骤S1304及其后的过程。
图14是用于说明根据第一实施例的使用全息光盘记录播放设备记录全息记录的操作与衍射光束207和208的照射位置之间的关系的示意图。横轴表示时间，纵轴表示瞄准固定在全息光盘330上的坐标的衍射光束207和208的照射位置。图中也结合纵轴显示跟随凹坑列203和地址凹坑列204。线1401代表当使用根据第一实施例的全息光盘330和记录播放设备进行记录操作时衍射光束207在跟随凹坑列203上的照射位置的时间变更。线1402代表当使用现有的没有跟随伺服控制的记录播放设备进行记录操作时照射位置的时间变更。
在T3和T3之间的时间段以及T5和T6之间的时间段中进行跟随控制，从而使跟随信号基本为零，光束跟随转动的全息光盘330上的跟随凹坑列203中的凹坑的末端，并且在这些时间段中进行全息记录操作。
T3和T4之间的时间段以及T6和T7之间的时间段是从跟随控制到正常操作的过渡时间段。在T1和T2之间的时间段，T4和T5之间的时间段以及T7后的时间段不进行全息记录操作，并且线1401根据这些时间段中光盘的转动而倾斜。
另一方面，因为不进行跟随控制，现有的记录播放设备要求光盘如线1402所显示的以很低的速度转动，从而使单个曝光过程中的不对准保持在容限范围内。
图15是用于说明跟随凹坑列203和记录在全息记录介质层104中的全息图之间的位置关系的示意图。为便于说明，图15中所示的全息图比跟随凹坑列203中的凹坑放得更大。轨道方向为侧向。当衍射光束207照射跟随凹坑列203上的凹坑末端1502时，记录播放光束206的衍射光束在全息记录介质层104中记录全息图1503。通过当衍射光束207照射在伺服表面上预格式化的跟随凹坑列203的凹坑末端1502时将信息记录在全息记录介质层104中的位置上，可以进行高质量的全息记录。
根据第一实施例，因为全息记录是用记录播放光束206在跟随控制过程中进行的，跟随伺服控制和跟踪伺服控制都精确到足以进行将记录播放光束206精细对准到目标记录点，这样就能够保证高质量的全息记录。
此外，因为根据第一实施例的全息光盘记录播放设备在跟随伺服控制过程中使用差分信号708进行跟踪伺服控制，并且当不进行跟随伺服控制时用DPD法进行跟踪伺服控制，所以无论是否进行跟随伺服控制都能进行稳定的跟踪伺服控制。
图16是用于说明根据第二实施例的全息光盘记录播放设备中的光学***的配置的示意图。
由根据第二实施例的记录播放设备使用的全息光盘的配置与根据第一实施例的全息光盘相同。
根据第二实施例的全息光盘记录播放设备和第一实施例一样使用共线全息记录方法，其中信息光束和参考光束共轴排列。
根据第二实施例的全息光盘记录播放设备中的光学***包括半导体激光器301，准直透镜302，作为谐振器的衍射光栅303，空间光调制器1604，空间滤光器327b，空间滤光器327c，衍射光栅316，偏振分光器307，四分之一波片308，反射镜309，物镜310，分光器306和317，聚光透镜313a和313b，圆柱透镜318，光检测器319和320，和CMOS固态图像传感器315。致动器312和跟随致动器340也作为伺服***的一部分显示在图16中。
为减少各个伺服信号中的噪声，根据第一实施例的记录播放设备被配置为使用分光器324将发射自半导体激光器301的激光束分割为记录播放光束206和伺服光束502，从而使伺服光束502的光强不受调制。
然而，当伺服信号中的噪声在容限范围内时，不必要在调制光强之前分割激光束。在这样的情形中，记录播放设备不需要分光器324，反射镜325等，从而减少了要使用的光学部件的数量。利用这一点，根据第二实施例的记录播放设备不包括诸如分光器324和反射镜325的某些光学部件。取而代之，发射自半导体激光器301的激光束进入空间光调制器1604以产生信息光束和参考光束，事先不进行分割。
根据第二实施例的记录播放设备使用透射液晶装置作为空间光调制器1604。空间滤光器327c从包括发射自空间光调制器1604的信息光束和参考光束的激光束中去除不需要的高级次光，且所产生的激光束进入衍射光栅316。
激光束由衍射光栅316衍射并分割为零级光束，正一级光束和负一级光束的三个衍射光束。零级光束被用作记录播放光束206，正一级光束和负一级光束被用作伺服光束502。
正一级光束是照射伺服表面102上的地址凹坑列204的衍射光束208，负一级光是照射跟随凹坑列203的衍射光束207。零级光束是照射伺服表面102的记录播放光束206。或者，负一级光束可以用作照射地址凹坑列204的衍射光束208，正一级光束可以用作照射跟随凹坑列203的衍射光束207。
根据第二实施例的记录播放设备中的伺服机制与根据第一实施例的记录播放设备相同。根据第二实施例的记录播放设备用和根据第一实施例的记录播放设备相同的方式进行聚焦伺服控制，跟踪伺服控制和跟随伺服控制。
如上所述，根据第二实施例的记录播放设备将发射自半导体激光器301的激光束衍射为三个光束，并将零级光束用作记录播放光束206，将正负一级光束用作伺服光束502。这样就减少了光学部件的数量，从而简化了记录播放设备中的光学***。
由根据第三实施例的记录播放设备使用的全息光盘的配置与根据第一实施例的全息光盘相同。根据第三实施例的记录播放设备中的光学***也和根据第一实施例的记录播放设备相同。
根据第三实施例的记录播放设备的伺服机制的配置除了由跟踪控制单元603产生用于跟踪伺服控制的跟踪误差信号的过程之外与根据第一实施例的记录播放设备相同。
图17是用于说明根据第三实施例的光检测器320的接收表面的配置，各个接收表面上的光斑的排列，以及从反射产生跟踪误差信号和跟随信号的信号电路的示意图。如第一实施例一样，衍射光束207从图2所示的伺服表面102的反射进入接收表面704以形成光斑702，且衍射光束208的反射进入接收表面705以形成光斑703。
光检测器320的接收表面704被分割为四个部分接收表面704a至704d。来自在轨道方向的前进侧互相相邻的部分接收表面704a和704b上的光斑的两个信号由跟随控制单元1710中的加法电路1722相加以作为多重信号输出。来自在轨道方向的更靠近侧互相相邻的部分接收表面704c和704d上的光斑的两个信号由跟随控制单元1710中的加法电路1723相加以作为另一个多重信号输出。输出自加法电路1722和1723的两个多重信号由加法电路1721相加以作为多重信号706输出。具体地说，多重信号706获取自被照射到跟随凹坑列203并在接收表面704上接收的衍射光束207的反射的整个光斑。多重信号706由AC耦合电容611进行AC耦合，并从而将交变分量作为跟随信号707输出。跟随信号707在与第一实施例中相同的步骤之后被输出至跟随致动器340。
当不进行跟随伺服控制时，根据第三实施例的记录播放设备用DPD法进行跟踪伺服控制，并且在跟随伺服控制过程中使用来自跟随凹坑列203的反射的信号强度进行跟踪伺服控制。
在跟踪伺服控制过程中，来自相邻的部分接收表面704c和704d上的各个光斑的两个信号被输入至跟踪控制单元603中的差分放大器722。差分放大器722计算两个信号之间的差异，并将所产生的差分信号708作为跟踪误差信号输出。
根据第三实施例的记录播放设备不使用两个追踪信号的差分信号是出于以下原因。如图10所示，当伺服光束502不对准时，相邻的两个部分接收表面上的反射的光强不同。因此，在跟踪伺服控制过程中，根据第三实施例的记录播放设备使用来自部分接收表面704c和704d上的各个光斑的信号的差分信号708进行跟踪伺服控制，而不使用四个部分接收表面上的光强的追踪信号。这样就减少了信号处理的负荷并增加了跟踪伺服控制的处理速度。
虽然根据第三实施例在轨道方向更靠近侧相邻的部分接收表面704c和704d上的光斑被用于计算差分信号708，但记录播放设备可以被配置为从任何相邻的部分接收表面上的光斑计算差分信号708，从而使不对准的存在和方向可以被确定。
和第一实施例一样，接收表面705被分害为四个部分接收表面705a至705d。来自在轨道方向更靠近侧互相相邻的部分接收表面705c和705d上的光斑的信号分别由跟踪控制单元603中的电容731和732进行AC耦合。所产生的包括交变分量的信号709和710被输入至电平比较器723和724，并且来自电平比较器723和724的信号711和712被输入至相位比较器725。输出自相位比较器725的信号713和714由累加器726和727以预定的时间间隔累加，以被输入至差分放大器728。然后差分放大器728输出指示两个追踪信号之间的相位差的DPD信号715。
虽然根据第三实施例在轨道方向更靠近侧相邻的部分接收表面705c和705d上的光斑被用于计算DPD信号715，但记录播放设备可以被配置为从任何相邻的接收表面上的光斑计算DPD信号715，从而使不对准的存在和方向可以被确定。
当跟随伺服控制开始时，根据来自***控制器604的指令，跟踪控制单元603将开关729连接到差分放大器722，并输入差分信号708以开始跟踪伺服控制。
当跟随伺服控制终止时，根据来自***控制器604的指令，跟踪控制单元603将开关729连接到被连接到相位比较器725的差分放大器728，并输入DPD信号715以用DPD法进行跟踪伺服控制。
根据第三实施例的记录播放设备用与根据第一实施例的记录播放设备相同的方式进行聚焦伺服控制，跟踪伺服控制和跟随伺服控制。
根据第三实施例，在跟随伺服控制过程中使用来自两个相邻接收表面的信号的差分信号进行跟踪伺服控制。另一方面，当不进行跟随伺服控制时使用从来自接收衍射光束208从地址凹坑列204的反射的两个相邻的部分接收表面的信号产生的DPD信号进行跟踪伺服控制。结果，相比于使用所有四个接收表面上的光斑产生跟踪误差信号的情形，减少了信号处理的负荷，并且以更高的速度更高的精确度进行跟踪伺服控制。
对本领域的熟练技术人员而言容易实现其他优点和修改。因此，本发明在其更广大的方面不限于本文说明的具体细节和代表性实施例。相应地，可以做出诸多修改而不背离由附后的权利要求及其等价内容定义的总体发明概念的精神和范围。

Claims (20)

1.一种光学信息记录介质，其特征在于，该光学信息记录介质包括：
包括伺服表面的基板；
信息记录层，层叠在基板的伺服表面上、能够将信息作为全息图记录，该全息图通过包含信息的信息光束与参考光束之间的干涉产生；
地址伺服区，沿轨道方向形成在伺服表面上并在其中记录用于将从光学信息记录设备发射的用于将信息记录在信息记录层中的光束对准信息记录层中的目标位置的地址信息和时钟信息；和
跟随伺服区，沿轨道方向形成在伺服表面上并受到光束的照射从而使该光束跟随基板的转动的，其中，
地址伺服区和跟随伺服区平行排列，在基板上沿圆周方向延伸。
2.如权利要求1所述的介质，其特征在于，在跟随伺服区以等于用于移位多重记录信息的移位距离的间隔形成多个跟随凹坑。
3.如权利要求1所述的介质，其特征在于，跟随伺服区和地址伺服区平行排列在用于移位多重记录信息的移位距离之内，在基板上沿圆周方向延伸。
4.如权利要求1所述的介质，其特征在于，地址伺服区包括多个其上记录地址信息和时钟信息的地址凹坑。
5.如权利要求1所述的介质，其特征在于，该介质进一步包括：
层叠在伺服表面上的透明的间隔层，其中
信息记录层层叠在该间隔层上。
6.一种光学信息记录设备，其特征在于，该光学信息记录设备包括：
转动光学信息记录介质的电动机；
发射光束的光源；
生成单元，从发射自光源的光束生成包括包含信息的信息光束以及参考光束的记录光束，作为伺服光束的第一衍射光束和作为伺服光束的第二衍射光束；
聚光器，将信息光束和参考光束聚焦在光学信息记录介质上，将第一衍射光束聚焦在跟随伺服区上，以及将第二衍射光束聚焦在地址伺服区上，光学信息记录介质包括：
包括伺服表面的基板，
信息记录层，层叠在基板的伺服表面上、能够将信息作为全息图记录，该全息图通过包含信息的信息光束与参考光束之间的干涉产生，
地址伺服区，沿轨道方向形成在伺服表面上并在其中记录用于将光束对准信息记录层中的目标位置的地址信息和时钟信息，和
跟随伺服区，沿轨道方向形成在伺服表面上并受到光束的照射从而使该光束跟随光学信息记录介质的转动，其中，
地址伺服区和跟随伺服区平行排列，在光学信息记录介质上沿圆周方向延伸；
伺服光束检测器，检测反射自跟随伺服区的第一衍射光束的第一反射光和反射自地址伺服区的第二衍射光束的第二反射光；
照射位置移动单元，通过移动聚光器移动第一衍射光束和第二衍射光束在光学信息记录介质上的照射位置；和
跟随控制单元，该跟随控制单元基于第一反射光，通过移动第一衍射光束，第二衍射光束和记录光束的照射位置以跟随光学信息记录介质的转动从而使光学信息记录介质和照射位置之间的相对速度基本为零而进行跟随伺服控制以控制照射位置移动单元，并且在跟随伺服控制过程中记录信息。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，生成单元包括
将发射自光源的光束分割为记录光束和伺服光束的分割单元，
将记录光束转换为包含信息的信息光束以及参考光束的空间光调制单元，和
将伺服光束至少衍射为第一衍射光束和第二衍射光束的衍射单元。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，衍射单元将伺服光束衍射为零级光束，第一衍射光束和第二衍射光束，该衍射单元是衍射光栅，该衍射光栅具有使零级光束的衍射效率最小化的图案深度。
9.如权利要求6所述的设备，其特征在于，生成单元包括
将发射自光源的光束转换为包含信息的信息光束以及参考光束的空间光调制单元，和
将发射自光源的光束至少衍射为记录光束，第一衍射光束和第二衍射光束的衍射单元。
10.如权利要求6所述的设备，其特征在于，当伺服光检测器检测到来自以等于用于移位多重记录信息的移位距离的间隔形成在跟随伺服区中的跟随凹坑中的一个的端部的第一反射光时，跟随伺服控制单元进行跟随伺服控制。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，当作为转换自第一反射光的电信号的交变成分的跟随信号基本为零时跟随控制单元判定检测到来自跟随凹坑中的一个的端部的第一反射光并进行跟随伺服从而使跟随信号基本为零。
12.如权利要求6所述的设备，其特征在于，该设备进一步包括：
跟踪控制单元，基于来自地址伺服区的第二反射光读取目标位置的地址信息以进行对准控制以及进行跟踪伺服控制。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，跟踪控制单元在进行跟随伺服控制时和不进行跟随伺服控制时之间转换跟踪伺服方法。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，当进行跟随伺服控制时跟踪控制单元基于来自跟随伺服区的第一反射光进行跟踪伺服控制，当不进行跟随伺服控制时，跟踪控制单元基于来自地址伺服区的第二反射光进行跟踪伺服控制。
15.如权利要求14所述的设备，其特征在于，
伺服光检测器包括被分割为接收第一反射光的多个部分的第一接收单元，和被分割为接收第二反射光的多个部分的第二接收单元，以及
当进行跟随伺服控制时，跟踪控制单元基于由第一接收单元接收的第一反射光的光强进行跟踪伺服控制，当不进行跟随伺服控制时，跟踪控制单元基于转换自由第二接收单元接收的第二反射光的信号用差分相位检测方法进行跟踪伺服控制。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，
第一接收单元被分割为四个部分接收表面，以及
在跟随伺服控制过程中，跟踪控制单元基于指示由第一接收单元上两个相对的部分接收表面接收的第一反射光的光强的两个追踪信号的差分信号进行跟踪伺服控制。
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，
第二接收单元被分割为四个部分接收表面，以及
当不进行跟随伺服控制时，跟踪控制单元根据指示由第二接收单元的两个相对的部分接收表面接收的第一反射的光强的两个追踪信号的差分信号用差分相位检测方法进行跟踪伺服控制。
18.如权利要求15所述的设备，其特征在于，
第一接收表面被分割为四个部分接收表面，以及
在跟随伺服控制过程中，跟踪控制单元基于指示由第一接收表面的两个相邻的部分接收表面接收的第一反射光的光强的两个信号的差分信号进行跟踪伺服控制。
19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，
第二接收表面被分割为四个部分接收表面，以及
当不进行跟随伺服控制时，跟踪控制单元基于转换自由第二接收表面上两个相邻的部分接收表面接收的第二反射光的两个信号用差分相位检测方法进行跟踪伺服控制。
20.一种光学信息记录方法，其特征在于，该光学信息记录方法包括：
转动光学信息记录介质；
从光源发射光束；
从发射自光源的光束生成包括包含信息的信息光束以及参考光束的记录光束，作为伺服光束的第一衍射光束和作为伺服光束的第二衍射光束；
将信息光束和参考光束聚焦在光学信息记录介质上；
将第一衍射光束聚焦在跟随伺服区上；
将第二衍射光束聚焦在地址伺服区上，光学信息记录介质包括：
包括伺服表面的基板，
信息记录层，层叠在基板的伺服表面上、能够将信息作为全息图记录，该全息图通过包含信息的信息光束与参考光束之间的干涉产生，
地址伺服区，沿轨道方向形成在伺服表面上并在其中记录用于将光束对准信息记录层中的目标位置的地址信息和时钟信息，和
跟随伺服区、沿轨道方向形成在伺服表面上并受到光束的照射从而使该光束跟随光学信息记录介质的转动，其中
地址伺服区和跟随伺服区平行排列，在光学信息记录介质上沿圆周方向延伸；
检测反射自跟随伺服区的第一衍射光束的第一反射光，和反射自地址伺服区的第二衍射光束的第二反射光；
通过移动聚光器移动第一衍射光束和第二衍射光束在光学信息记录介质上的照射位置；
基于第一反射光，通过移动第一衍射光束，第二衍射光束和记录光束的照射位置以跟随光学信息记录介质的转动从而使光学信息记录介质和照射位置之间的相对速度基本为零而进行跟随伺服控制；和
在跟随伺服控制过程中记录信息。
CN200710093610.0A 2006-03-28 2007-03-28 记录光学信息的介质,设备和方法 Pending CN101046988A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006089280 2006-03-28
JP2006089280A JP4250633B2 (ja) 2006-03-28 2006-03-28 光情報記録媒体、光情報記録装置および光情報記録方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101046988A true CN101046988A (zh) 2007-10-03

Family

ID=38558705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200710093610.0A Pending CN101046988A (zh) 2006-03-28 2007-03-28 记录光学信息的介质,设备和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7768881B2 (zh)
JP (1) JP4250633B2 (zh)
CN (1) CN101046988A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102637439A (zh) * 2012-05-07 2012-08-15 清华大学深圳研究生院 一种适用于三维双光子荧光存储的光路***
CN107863116A (zh) * 2017-12-06 2018-03-30 苏州盤谷信息光学有限公司 一种增加存储容量的光盘记录方法
CN114371607A (zh) * 2020-10-15 2022-04-19 四川大学 一种基于复合波带片的数字全息成像***

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1701341A1 (en) * 2005-03-07 2006-09-13 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Holographic recording medium and pickup for this medium
JP4686391B2 (ja) * 2006-03-24 2011-05-25 株式会社東芝 光情報記録媒体、光情報記録装置および光情報記録方法
JP4748817B2 (ja) * 2006-03-31 2011-08-17 パイオニア株式会社 光情報記録再生装置、光情報再生装置、及び光情報記録再生方法
US8023384B2 (en) * 2007-04-13 2011-09-20 International Business Machines Corporation Computer program product for controlling an apparatus for accessing dual-path optical recording media
US20090196145A1 (en) * 2007-12-11 2009-08-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Optical information recording/reproducing apparatus, optical information reproducing apparatus, and optical information recording medium
JP4888416B2 (ja) * 2008-02-21 2012-02-29 パルステック工業株式会社 ホログラム記録装置及びホログラム記録方法
KR100975066B1 (ko) * 2008-08-28 2010-08-11 삼성전자주식회사 홀로그래픽 정보 기록/재생장치 및 기록층 위치 조정 방법
JP2011044195A (ja) * 2009-08-20 2011-03-03 Panasonic Corp 電子機器
JP2012094207A (ja) * 2010-10-26 2012-05-17 Sony Corp 記録装置、スポット位置制御方法
KR20140106055A (ko) * 2013-02-25 2014-09-03 도시바삼성스토리지테크놀러지코리아 주식회사 광픽업 및 이를 채용한 광정보저장매체 시스템
KR20140106054A (ko) * 2013-02-25 2014-09-03 도시바삼성스토리지테크놀러지코리아 주식회사 광픽업 및 이를 채용한 광정보저장매체 시스템

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6049512A (en) 1998-02-13 2000-04-11 International Business Machines Corporation In a system for creating, reading and writing on rotatable information storage media, an apparatus for two-sided writing
JP3639212B2 (ja) * 2000-12-11 2005-04-20 株式会社オプトウエア 光情報記録方法
JP2003085768A (ja) 2001-09-13 2003-03-20 Optware:Kk 光情報記録装置および方法
JP2003151143A (ja) * 2001-11-13 2003-05-23 Minebea Co Ltd 光情報記録装置
JP4209106B2 (ja) 2001-12-10 2009-01-14 新オプトウエア株式会社 光ディスク記録媒体
JP4162899B2 (ja) * 2002-02-04 2008-10-08 新オプトウエア株式会社 光情報記録装置および方法、光情報再生装置および方法、ならびに光情報記録再生装置および方法
JP2004158113A (ja) 2002-11-06 2004-06-03 Memory Tec Kk 光情報記録媒体
JP4200026B2 (ja) 2003-02-06 2008-12-24 新オプトウエア株式会社 光情報記録媒体
JP3828518B2 (ja) 2003-07-14 2006-10-04 株式会社東芝 記録再生装置及び記録再生方法
JP4686391B2 (ja) 2006-03-24 2011-05-25 株式会社東芝 光情報記録媒体、光情報記録装置および光情報記録方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102637439A (zh) * 2012-05-07 2012-08-15 清华大学深圳研究生院 一种适用于三维双光子荧光存储的光路***
CN102637439B (zh) * 2012-05-07 2014-10-29 清华大学深圳研究生院 一种适用于三维双光子荧光存储的光路***
CN107863116A (zh) * 2017-12-06 2018-03-30 苏州盤谷信息光学有限公司 一种增加存储容量的光盘记录方法
CN114371607A (zh) * 2020-10-15 2022-04-19 四川大学 一种基于复合波带片的数字全息成像***

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007265529A (ja) 2007-10-11
JP4250633B2 (ja) 2009-04-08
US7768881B2 (en) 2010-08-03
US20070230292A1 (en) 2007-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101046988A (zh) 记录光学信息的介质,设备和方法
CN101042894A (zh) 记录光信息的介质,设备和方法
CN1310221C (zh) 记录和再现方法
CN1448926A (zh) 信息重放方法
CN1627211A (zh) 全息记录介质以及记录和再现***
KR20080109635A (ko) 광 디스크 장치 및 수렴 위치 보정 방법
CN1244006A (zh) 光学记录与再现装置和光学记录与再现方法
CN1297960C (zh) 记录介质、记录和再现方法以及记录和再现装置
CN1530772A (zh) 用于记录和再现全息数据的方法以及全息记录介质
CN101030408A (zh) 光盘记录装置,光盘记录装置的控制方法,以及光盘
CN1158476A (zh) 光学拾取装置
US20050195722A1 (en) Reproducing apparatus, recording and reproducing apparatus and reproducing method
WO2010106987A1 (ja) ディスク状記録媒体、光スポット位置制御装置、光スポット位置制御方法
JP2006302326A (ja) 情報記録再生方法及び情報記録再生装置
WO1996010250A1 (fr) Procede, appareil et support d'enregistrement optique
CN1658090A (zh) 全息记录装置
CN1175757A (zh) 光学读出装置中的慧差校正方法和装置
CN1084016C (zh) 光检测装置
CN101030394A (zh) 光盘记录设备,光盘记录设备的控制方法以及光盘
CN1925035A (zh) 兼容的光学拾取器以及光学记录和/或再现设备
US20090245037A1 (en) Focus Servo Method, Optical Reproducing Method, and Optical Reproducing Apparatus
US20090303856A1 (en) Optical storage medium and optical information apparatus
CN1722257A (zh) 光学头装置、光信息装置及光信息再生方法
CN1522440A (zh) 光学记录再生介质、光学记录再生介质制造用原盘以及光学记录再生装置
CN103329202B (zh) 光拾取装置及光盘装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication