專利名稱：光信息記錄再現(xiàn)裝置和再現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對光信息記錄介質(zhì)進行記錄、從光信息記錄介質(zhì)對信息進行再現(xiàn)的全息存儲裝置。
背景技術(shù)：
當今，根據(jù)使用藍紫色半導體激光器的Blu-ray Disc(BD)標準等，具有50GB左右的記錄容量的光盤已經(jīng)商品化。今后在光存儲領(lǐng)域中，對具有與HDD (Hard Disc Drive)相同程度的100GB ITB左右的記錄容量的大容量光存儲的期待正在提高。然而，為了用光盤實現(xiàn)這樣的大容量，需要與至今為止各種短波長化和物鏡高NA 化帶來的現(xiàn)有技術(shù)中的高密度技術(shù)的趨勢不同的新的存儲技術(shù)。在進行下一代的光存儲技術(shù)相關(guān)的研究的過程中，利用全息術(shù)(holography)來記錄數(shù)字信息的全息記錄技術(shù)正在得到關(guān)注。全息記錄技術(shù)是使具有通過空間光調(diào)制器二維調(diào)制后的頁數(shù)據(jù)的信息的信號光與參考光在記錄介質(zhì)的內(nèi)部疊加，通過此時產(chǎn)生的干涉條紋圖案使記錄介質(zhì)中發(fā)生折射率調(diào)制來記錄信息的技術(shù)。并且，在信息再現(xiàn)時，令記錄時使用的參考光在相同的配置下照射記錄介質(zhì)，記錄介質(zhì)中記錄的全息圖像(hologram)如衍射光柵一樣發(fā)揮作用，產(chǎn)生衍射光。該衍射光包含了所記錄的信號光和相位信息，作為同一光被再現(xiàn)。再現(xiàn)的信號光用CMOS (互補型金屬氧化物半導體)、CCD (電荷耦合器件)等光檢測器二維地高速地檢測。如此在全息記錄中，在1個全息圖像中能夠同時記錄/再現(xiàn)二維信息，并且能夠在同一位置重復(疊加)寫入多個頁數(shù)據(jù)，因此在大容量以及高速的信息記錄再現(xiàn)中是有效的。作為全息記錄技術(shù)，例如有日本專利特開2004-272268號公報(專利文獻1)。在該公報中記載了所謂角度復用記錄方式，即在通過透鏡將信號光束聚光到光信息記錄介質(zhì)的同時，照射平行光束的參考光發(fā)生干涉而進行全息圖像的記錄，進一步地，一邊改變參考光入射到光記錄介質(zhì)的角度，一邊將不同的頁數(shù)據(jù)在空間光調(diào)制器中表示，進行多重記錄。此外作為全息記錄技術(shù)的大容量化的手段，提出了例如在信號光的各像素中附加多值的相位信息的方法(非專利文獻1)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本專利特開2004-272^8號公報非專利文獻# # ^lJ ^； K 1 :H. Noichi, H. Horimai, P. B. Lim, K. Watanabe and Μ. Inoue, "Collinear phase-lock holography for memories of the nextgeneration" IffHM 2008Digests,42-43(2008) ·

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，在非專利文獻1中，沒有公開具有對各像素附加了多值的相位信息的頁數(shù)據(jù)進行記錄，以及對該頁數(shù)據(jù)的各像素中附加的相位信息進行檢測的檢測方法的全息存儲裝置的具體結(jié)構(gòu)和相位信息的檢測方法。因此，本發(fā)明的目的為實現(xiàn)能夠進行相位多值記錄/再現(xiàn)、達成大容量化的全息存儲裝置。用于解決問題的手段本發(fā)明鑒于以上問題，作為一個例子，通過本發(fā)明的技術(shù)范圍所記載的結(jié)構(gòu)來解決。本發(fā)明的第一方面為一種全息存儲裝置，該裝置使參考光與信號光發(fā)生干涉，將所得到的干涉條紋作為頁數(shù)據(jù)記錄于全息記錄介質(zhì)，并對記錄的該頁數(shù)據(jù)進行再現(xiàn)，該全息存儲裝置包括第一相位調(diào)制單元，用于在記錄時對上述信號光的各像素附加相位信息， 生成頁數(shù)據(jù)；振蕩光生成單元，用于在再現(xiàn)時生成與來自上述全息記錄介質(zhì)的衍射光相疊加而發(fā)生干涉的振蕩光；第二相位調(diào)制單元，用于在上述振蕩光和來自上述全息記錄介質(zhì)的衍射光之間附加規(guī)定的相位差；和光檢測單元，對上述振蕩光與來自上述全息記錄介質(zhì)的衍射光疊加后的干涉光進行檢測，其中，上述第二相位調(diào)制單元對上述振蕩光附加規(guī)定的基準相位和至少3個與該基準相位不同的相位，在上述光檢測單元中，以對上述頁數(shù)據(jù)的各像素用至少4個像素進行過采樣的方式配置像素，對該至少4個像素，附加有上述基準相位和至少3個與該基準相位不同的相位的上述振蕩光入射至各個像素，與來自上述全息記錄介質(zhì)的衍射光疊加，利用條紋掃描法的原理檢測附加于上述信號光的各像素的相位信肩、ο另外，在本發(fā)明的第一方面的全息存儲裝置中，上述第二相位調(diào)制單元對上述振蕩光附加規(guī)定的基準相位和相對于該基準相位相差90度、180度、270度的相位，在上述光檢測單元中，以對上述頁數(shù)據(jù)的各像素用4個像素進行過采樣的方式配置像素。另外，在本發(fā)明的第一方面的全息存儲裝置中，上述第一相位調(diào)制單元還兼有振幅調(diào)制的功能。另外，在本發(fā)明的第一方面的全息存儲裝置中，各像素分別通過角度復用方式對具有相位信息的相位多值的頁數(shù)據(jù)進行多重記錄。另外，在本發(fā)明的第一方面的全息存儲裝置中，上述第二相位調(diào)制單元由使用了光子晶體的元件構(gòu)成。另外，在本發(fā)明的第一方面的全息存儲裝置中，在再現(xiàn)振幅調(diào)制型的頁數(shù)據(jù)時，停止上述振蕩光生成單元的動作，停止振蕩光的生成。本發(fā)明的第二方面為一種再現(xiàn)方法，該方法從通過使參考光與附加有相位信息的信號光發(fā)生干涉而進行了相位多值記錄的記錄介質(zhì)將信息再現(xiàn)，在該再現(xiàn)方法中通過將參考光照射至記錄介質(zhì)而衍射出衍射光，射出光束，對光束附加相位信息，使上述附加有相位信息的光束與來自記錄介質(zhì)的上述衍射光發(fā)生干涉，檢測上述干涉后的光，基于上述檢測得到的信息來生成記錄時附加至信號光的像素的相位信息，由此再現(xiàn)記錄介質(zhì)中記錄的 fn息ο
發(fā)明的效果通過本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)例如能進行相位多值記錄/再現(xiàn)、達成大容量化的全息存儲裝置。


圖1是表示光拾取裝置的第一實施例中記錄時的狀態(tài)的概要圖。圖2是表示光拾取裝置的第一實施例中再現(xiàn)時的狀態(tài)的概要圖。圖3是表示第一實施例的相機上的像素與衍射光和振蕩光的位置關(guān)系的概要圖,圖4是表示光拾取裝置的第二實施例中記錄時的狀態(tài)的概要圖。圖5是表示光拾取裝置的第二實施例中再現(xiàn)時的狀態(tài)的概要圖。圖6是第二實施例的第二相位調(diào)制單元部分的放大圖。圖7是第二實施例的第二相位調(diào)制單元的結(jié)構(gòu)圖。圖8是第三實施例的全息存儲裝置的概要圖。圖9是表示振蕩光的相位分布狀態(tài)的概要圖。圖10是表示頁數(shù)據(jù)的相位分布的概要圖。符號說明1 光信息記錄介質(zhì)60:光拾取裝置70:旋轉(zhuǎn)電機80 盤片處理(Cure)光學系統(tǒng)81 訪問控制電路82:光源驅(qū)動電路83:伺服信號生成電路84:伺服控制電路85 信號處理電路86:信號生成電路87:光閘控制電路88 盤片旋轉(zhuǎn)電機控制電路89 控制器90 盤片旋轉(zhuǎn)電機檢測用光學系統(tǒng)201 光源202 準直透鏡203 光閘204:偏振方向變換元件205 偏振分束器206 信號光207 參考光208:振蕩光209:偏振方向變換元件
210偏振分束器
211偏振分束器
212空間光調(diào)制器
213中繼透鏡
214空間濾光片
215物鏡
216偏振方向變換元件
217反射鏡
218反射鏡
219反射鏡
220致動器
221透鏡
222透鏡
223致動器
224反射鏡
225光檢測器
226二分之一波片
227反射鏡
228空間光調(diào)制器
229無偏振性分束器
230擴束器
231衍射光
250光學元件
251光學元件
具體實施例方式本發(fā)明涉及對應相位多值記錄/再現(xiàn)的全息存儲裝置，其中相位多值記錄/再現(xiàn)能夠?qū)Ω郊恿讼辔恍畔⒌捻摂?shù)據(jù)進行記錄以及對該頁數(shù)據(jù)的各像素附加的相位信息進行檢測并再現(xiàn)信息。下面針對本發(fā)明的實施例進行說明。實施例1 圖1是表示本發(fā)明的光拾取裝置60的第一實施例的概要圖，表示了記錄時的情形。光源201射出的光束透過(透射)準直透鏡202，入射到光閘203。光閘203打開時，光束在通過光間203后，由例如二分之一波片等構(gòu)成的偏振方向變換元件204對偏振方向進行控制，使得P偏振光與S偏振光的光量比成為所期望的比例，之后入射到偏振分束器205中。透過偏振分束器205的光由擴束器(expander) 230擴大光束直徑后，經(jīng)過偏振方向變換元件209、偏振分束器210以及偏振分束器211入射到空間光調(diào)制器212中，經(jīng)由空間光調(diào)制器212變成例如如圖10所示每個像素附加有相位信息的頁數(shù)據(jù)。在此，頁數(shù)據(jù)內(nèi)的相位分布為例如在光信息記錄介質(zhì)1的傅里葉平面上光強度分布中除去DC強度(所謂熱點)的相位分布。通過這種方法，能夠除去以往用于減少DC強度的相位遮蓋板(位相7 7夂)。作為一個例子，使其為附加在各像素上的相位的平均值為η的相位分布。作為其它例子，使其為附加在各像素上的相位的平均值為0.5 π或者1.5 π的相位分布。另外，作為其它例子，使一頁內(nèi)以相位=0為基準對相位隨機化后的像素數(shù)與以相位為π為基準對相位隨機化后的像素數(shù)相等。并且，空間光調(diào)制器212并不限定于只具有相位調(diào)制功能的空間光調(diào)制器。通過使空間光調(diào)制器212具有振幅調(diào)制功能，也能夠進行空間上的振幅調(diào)制。通過空間光調(diào)制器212變成頁數(shù)據(jù)的信號光206經(jīng)偏振分束器211反射，向中繼透鏡213和空間濾光片214傳播。之后，信號光206透過無偏振分束器2 后，由物鏡215 聚光在光信息記錄介質(zhì)1上。另一方面，經(jīng)偏振分束器205反射的光束作為參考光207起作用，在由偏振方向變換元件216根據(jù)記錄時或是再現(xiàn)時設定為規(guī)定的偏振方向后，經(jīng)過反射鏡217和反射鏡 218，入射到反射鏡219。此外，反射鏡219通過致動器220能夠調(diào)整角度，在通過透鏡221 和透鏡222后入射到光信息記錄介質(zhì)1。如上通過使信號光206和參考光207在光信息記錄介質(zhì)1相互疊加入射，在記錄介質(zhì)內(nèi)形成干涉條紋圖案，通過將該圖案寫入記錄介質(zhì)中來記錄信息。此外，由于通過反射鏡219能夠使入射到光信息記錄介質(zhì)1的參考光207的入射角度發(fā)生變化，因而能夠以角度復用進行記錄。圖2是表示本實施例中再現(xiàn)時的情形。沿著與記錄時相同的光路，參考光207入射到光信息記錄介質(zhì)1。本實施例中采用利用相位共軛光進行再現(xiàn)的方法，利用經(jīng)由致動器223驅(qū)動的反射鏡2M反射后再次入射到光信息記錄介質(zhì)1的參考光207對信息進行再現(xiàn)。從光信息記錄介質(zhì)1衍射出的衍射光231經(jīng)過物鏡215、無偏振分束器229、中繼透鏡 213、空間濾光片214、偏振分束器211，入射到相機225中。此外，為了生成在相機225與衍射光231干涉的振蕩(oscillator)光208，由偏振方向變換元件204控制偏振方向，使期望的光量透過偏振分束器205。透過偏振分束器205 的振蕩光208在透過擴束器230后，由偏振方向變換元件209控制偏振方向，在偏振分束器 210上反射。之后，振蕩光208由二分之一波片2 使偏振方向旋轉(zhuǎn)90度，經(jīng)反射鏡227反射后，入射到空間光調(diào)制器228。在空間光調(diào)制器228，包括規(guī)定的基準相位，還有與該基準相位相差90度、180度、270度的至少4個相位附加到振蕩光208上。經(jīng)無偏振分束器2 反射的振蕩光208經(jīng)過中繼透鏡213、空間濾光片214、偏振分束器211，入射到相機225，與所述衍射光231疊加而發(fā)生干涉。圖3是表示相機225中像素的配置、衍射光231和振蕩光208的位置關(guān)系的概要圖。圖3表示了過采樣(用4個像素檢測信號光的1個像素)的情況，另外在各像素，相位依次相差90°的振蕩光(符號208)疊加。此外圖3表示了除了相位調(diào)制外還進行了振幅調(diào)制的頁數(shù)據(jù)，但也可以是不進行振幅調(diào)制的白頁數(shù)據(jù)(white pagedata)。相機上的像素為如下結(jié)構(gòu)相對于頁數(shù)據(jù)的各像素以用至少4個像素過采樣的方式配置像素，附加了前面所述的4個相位(基準相位(本實施例中為了方便令其為0° )，基準相位+90°，基準相位+180°，基準相位+270° )的所述振蕩光208入射到進行過采樣的上述4個像素的各像素中。在此，在圖中使用的I1和12，以來自附加了基準相位的振蕩光208入射的像素的輸出值減去來自附加了基準相位+180°的振蕩光208入射的像素的輸出值所得的值為I1，以來自附加了基準相位+270°的振蕩光208入射的像素的輸出值減去來自附加了基準相位 +90°的振蕩光208入射的像素的輸出值所得的值為12。此外為了方便圖3表示了相對于相機225的一部分的像素的衍射光231和振蕩光 208的位置關(guān)系，但基本上在本實施例中，相對于用于過采樣的4個像素的全部組合，相同的位置關(guān)系成立。此外入射到用于過采樣的至少4個像素的振蕩光208的相位狀態(tài)中，上述的4個相位狀態(tài)(為了方便將4個相位狀態(tài)記為a、b、c、d)可以為如圖9(a)的位置關(guān)系，也可以為如圖9(b)的位置關(guān)系。通過采用圖9(b)的結(jié)構(gòu)，能夠使在相鄰4個像素上成相同相位狀態(tài)，能夠使其合理化。通過采用如上結(jié)構(gòu)，利用干涉儀等中一般使用的條紋掃描法的原理，利用圖3定義的I1和I2能夠計算出入射到各像素的衍射光231與附加到振蕩光208的基準相位之間的相位差Δ φ (公式1)，因此能夠檢測出附加到頁數(shù)據(jù)的各像素上的相位信息。
權(quán)利要求
1.一種全息存儲裝置，該裝置使參考光與信號光發(fā)生干涉，將所得到的干涉條紋作為頁數(shù)據(jù)記錄于全息記錄介質(zhì)，并對記錄的該頁數(shù)據(jù)進行再現(xiàn)，該全息存儲裝置的特征在于， 包括第一相位調(diào)制單元，用于在記錄時對所述信號光的各像素附加相位信息，生成頁數(shù)據(jù)；振蕩光生成單元，用于在再現(xiàn)時生成與來自所述全息記錄介質(zhì)的衍射光相疊加而發(fā)生干涉的振蕩光；第二相位調(diào)制單元，用于在所述振蕩光和來自所述全息記錄介質(zhì)的衍射光之間附加規(guī)定的相位差；和光檢測單元，對所述振蕩光與來自所述全息記錄介質(zhì)的衍射光疊加后的干涉光進行檢測，其中，所述第二相位調(diào)制單元對所述振蕩光附加規(guī)定的基準相位和至少3個與該基準相位不同的相位，在所述光檢測單元中，以對所述頁數(shù)據(jù)的各像素用至少4個像素進行過采樣的方式配置像素，對該至少4個像素，附加有所述基準相位和至少3個與該基準相位不同的相位的所述振蕩光入射至各個像素，與來自所述全息記錄介質(zhì)的衍射光疊加，利用條紋掃描法的原理檢測附加于所述信號光的各像素的相位信息。
2.如權(quán)利要求1所述的全息存儲裝置，其特征在于所述第二相位調(diào)制單元對所述振蕩光附加規(guī)定的基準相位和相對于該基準相位相差 90度、180度、270度的相位，在所述光檢測單元中，以對所述頁數(shù)據(jù)的各像素用4個像素進行過采樣的方式配置像素。
3.如權(quán)利要求1所述的全息存儲裝置，其特征在于 所述第一相位調(diào)制單元還兼有振幅調(diào)制的功能。
4.如權(quán)利要求1所述的全息存儲裝置，其特征在于各像素分別通過角度復用方式對具有相位信息的相位多值的頁數(shù)據(jù)進行多重記錄。
5.如權(quán)利要求1所述的全息存儲裝置，其特征在于 所述第二相位調(diào)制單元由使用了光子晶體的元件構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的全息存儲裝置，其特征在于在再現(xiàn)振幅調(diào)制型的頁數(shù)據(jù)時，停止所述振蕩光生成單元的動作，停止振蕩光的生成。
7.一種再現(xiàn)方法，該方法從通過使參考光與附加有相位信息的信號光發(fā)生干涉而進行了相位多值記錄的記錄介質(zhì)將信息再現(xiàn)，該再現(xiàn)方法的特征在于通過將參考光照射至記錄介質(zhì)而衍射出衍射光， 射出光束，對光束附加相位信息，使所述附加有相位信息的光束與來自記錄介質(zhì)的所述衍射光發(fā)生干涉， 檢測所述干涉后的光，基于所述檢測得到的信息來生成記錄時附加至信號光的像素的相位信息，由此再現(xiàn)記錄介質(zhì)中記錄的信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光信息記錄再現(xiàn)裝置和再現(xiàn)裝置。其目的為實現(xiàn)能夠進行相位多值記錄/再現(xiàn)能、達成大容量化的全息存儲裝置。本發(fā)明使用了一種全息存儲裝置，其具有第一相位調(diào)制單元，用于在記錄時在信號光的各像素上附加相位信息而生成頁數(shù)據(jù)；振蕩光生成單元，用于生成在再現(xiàn)時與來自全息記錄介質(zhì)的衍射光相疊加而發(fā)生干涉的振蕩光；第二相位調(diào)制單元，在所述振蕩光上附加規(guī)定的相位差；光檢測單元，對上述振蕩光與來自全息記錄介質(zhì)的衍射光疊加后的干涉光進行檢測。
文檔編號G11B7/0065GK102347034SQ20111010570
公開日2012年2月8日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者嶋田堅一, 星澤拓, 石井利樹, 鈴木基之 申請人:日立民用電子株式會社