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记录介质、记录和再现方法以及和再现装置pdf

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-07-03

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  记录介质、记录和再现方法以及记录和再现装置。一种记录介质,具有能够使用光照射进行信息的记录和再现并由基底承载的记录层。该记录介质包括引导层,该引导层具有多个引导轨道,从物镜聚焦的光束光斑通过该记录层沿各个引导轨道移动,以第一间距设置该多个引导轨道。该记录介质包括引导轨道转换区域,其设置在所述引导层上,并且在比所述引导轨道短的范围内具有沿所述引导轨道的延伸方向平行设置在沿垂直于所述引导轨道的方向彼此

  记录介质、记录和再现方法以及记录和再现装置。一种记录介质,具有能够使用光照射进行信息的记录和再现并由基底承载的记录层。该记录介质包括引导层,该引导层具有多个引导轨道,从物镜聚焦的光束光斑通过该记录层沿各个引导轨道移动,以第一间距设置该多个引导轨道。该记录介质包括引导轨道转换区域,其设置在所述引导层上,并且在比所述引导轨道短的范围内具有沿所述引导轨道的延伸方向平行设置在沿垂直于所述引导轨道的方向彼此相邻的所述多个引导轨道之间的至少一条轨道。

  1: 一种记录介质,具有能够使用光照射进行信息记录或再现并由基 底承载的记录层,该记录介质包括: 引导层,具有多个引导轨道,从物镜聚焦的光束光斑通过所述记录 层沿各个引导轨道移动,以第一间距设置所述多个引导轨道;以及 引导轨道转换区域,设置在所述引导层上,并且在比所述引导轨道 短的范围内具有沿所述引导轨道的延伸方向平行设置在沿垂直于所述引 导轨道的方向彼此相邻的所述多个引导轨道之间的至少一条轨道。

  2: 根据权利要求1所述的记录介质,还包括表示存在所述引导轨道 转换区域的轨道标记,并且沿所述引导轨道的延伸方向将该轨道标记设 置在彼此相邻的所述多个引导轨道之间。

  3: 根据权利要求1所述的记录介质,其中所述引导轨道转换区域包 括表示地址信息的地址标记。

  4: 根据权利要求1所述的记录介质,其中以大于所述光束的光斑直 径的第二间距来设置所述引导轨道转换区域的所述轨道。

  5: 根据权利要求4所述的记录介质,其中所述光斑直径处于衍射极 限的范围内,该衍射极限由所述光束的波长和所述物镜的数值孔径限定。

  6: 根据权利要求1所述的记录介质,其中在所述基底上相对于所述 基底的中心螺旋形或螺旋弧形地或者同心地形成所述引导轨道。

  7: 根据权利要求1所述的记录介质,其中在所述基底上平行地形成 所述引导轨道。

  8: 根据权利要求1所述的记录介质,其中所述第一间距是所述光束 的光斑直径的4/3倍或更大。

  9: 根据权利要求1所述的记录介质,其中由感光材料制成的所述记 录层能够保持光干涉图案。

  10: 根据权利要求1所述的记录介质,其中基于要沿垂直于所述引 导轨道的方向记录到所述记录层中的全息图的复用度,来设置所述第一 间距。

  11: 根据权利要求1所述的记录介质,其中所述引导层和所述记录 层通过一分隔层进行层叠。

  12: 根据权利要求1所述的记录介质,其中将所述引导轨道和所述 引导轨道转换区域的所述轨道形成为使得当所述光束光斑在所述引导轨 道转换区域内移动时,所述引导轨道和所述轨道基于反射回来的光而在 调制因子方面彼此不同。

  13: 根据权利要求12所述的记录介质,其中将所述引导轨道和所述 引导轨道转换区域的所述轨道的深度形成为使得所述引导轨道和所述轨 道在深度方面彼此不同。

  14: 根据权利要求12所述的记录介质,其中将所述引导轨道和所述 引导轨道转换区域的所述轨道的宽度形成为使得所述引导轨道和所述轨 道在宽度方面彼此不同。

  15: 根据权利要求12所述的记录介质,还包括第二反射部分,其形 成在所述引导轨道转换区域内,以使所述引导轨道和所述轨道在反射率 方面彼此不同。

  16: 一种用于记录介质的记录和再现方法,该记录介质具有能够使 用光照射进行信息记录和再现并由基底承载的记录层,该记录和再现方 法包括以下步骤: 提供一记录介质,该记录介质包括:引导层,该引导层具有多个引 导轨道,从物镜聚焦的光束光斑通过所述记录层沿各个引导轨道移动, 以第一间距设置所述多个引导轨道;引导轨道转换区域,设置在所述引 导层上,并且在比所述引导轨道短的范围内具有沿所述引导轨道的延伸 方向平行设置在沿垂直于所述引导轨道的方向彼此相邻的所述多个引导 轨道之间的至少一条轨道; 在所述引导轨道转换区域内移动所述光束光斑;以及 检测寻道误差信号。

  17: 根据权利要求16所述的记录和再现方法,其中所述记录介质具 有表示存在所述引导轨道转换区域的轨道标记,并且沿所述引导轨道的 延伸方向将该轨道标记设置在彼此相邻的所述多个引导轨道之间,并且 该轨道标记包括表示地址信息的地址标记,并且 其中检测所述寻道误差信号的所述步骤包括以下步骤:使用光束照 射来检测所述轨道标记;以及沿所述引导轨道转换区域移动所述光束的 照射位置。

  18: 根据权利要求16所述的记录和再现方法,其中将所述引导轨道 和所述引导轨道转换区域的所述轨道形成为使得当所述光束光斑在所述 引导轨道转换区域内移动时,所述引导轨道和所述轨道基于反射回来的 光而在调制因子方面彼此不同。

  19: 根据权利要求16所述的记录和再现方法,其中将所述引导轨道 和所述引导轨道转换区域的所述轨道的深度形成为使得所述引导轨道和 所述轨道在深度方面彼此不同。

  20: 根据权利要求16所述的记录和再现方法,其中将所述引导轨道 和所述引导轨道转换区域的所述轨道的宽度形成为使得所述引导轨道和 所述轨道在宽度方面彼此不同。

  21: 根据权利要求16所述的记录和再现方法,其中所述记录介质包 括第二反射部分,其形成在所述引导轨道转换区域内,以使所述引导轨 道和所述轨道在反射率方面彼此不同。

  22: 一种用于记录介质的记录装置,该记录介质具有能够使用光照 射进行信息记录和再现并由基底承载的记录层,该记录装置包括: 支撑部分,用于支撑记录介质,该记录介质包括:引导层,该引导 层具有多个引导轨道,从物镜聚焦的光束光斑通过所述记录层沿各个引 导轨道移动,以第一间距设置所述多个引导轨道;以及引导轨道转换区 域,设置在所述引导层上,并且在比所述引导轨道短的范围内具有沿所 述引导轨道的延伸方向平行设置在沿垂直于所述引导轨道的方向彼此相 邻的所述多个引导轨道之间的至少一条轨道;以及 检测器部分,用于在所述引导轨道转换区域内移动所述光束光斑, 以检测寻道误差信号。

  23: 根据权利要求22所述的记录装置,其中所述记录介质具有表示 存在所述引导轨道转换区域的轨道标记,并沿所述引导轨道的延伸方向 将该轨道标记设置在彼此相邻的所述多个引导轨道之间,并且该轨道标 记包括表示地址信息的地址标记,并且 其中所述检测部分包括:用于利用光束照射来检测所述轨道标记的 装置;以及用于沿所述引导轨道转换区域移动所述光束的照射位置的装 置。

  24: 一种用于记录介质的再现装置,该记录介质具有能够使用光照 射进行信息记录和再现并由基底承载的记录层,该再现装置包括: 支撑部分,用于支撑记录介质,该记录介质包括:引导层,该引导 层具有多个引导轨道,从物镜聚焦的光束光斑通过所述记录层沿各个引 导轨道移动,以第一间距设置所述多个引导轨道;以及引导轨道转换区 域,设置在所述引导层上,并且在比所述引导轨道短的范围内具有沿所 述引导轨道的延伸方向平行设置在沿垂直于所述引导轨道的方向彼此相 邻的所述多个引导轨道之间的至少一条轨道;以及 检测器部分,用于在所述引导轨道转换区域内移动所述光束光斑, 以检测寻道误差信号。

  25: 根据权利要求24所述的再现装置,其中所述记录介质具有表示 存在所述引导轨道转换区域的轨道标记,并沿所述引导轨道的延伸方向 将该轨道标记设置在彼此相邻的所述多个引导轨道之间,并且该轨道标 记包括表示地址信息的地址标记,并且 其中所述检测部分包括:用于利用光束照射来检测所述轨道标记的 装置;以及用于沿所述引导轨道转换区域移动所述光束的照射位置的装 置。

  本发明涉及在其上光学记录或再现信息的记录介质,例如光盘、光卡等,更具体地,涉及一种记录介质,其具有使用光束进行照射以记录或再现信息的记录层,并且涉及一种记录和再现方法,以及用于该方法的记录和再现装置。

  在诸如DVD(数字多功能光盘)等的光盘中,将信息信号记录为反射率的变化,并且进行记录和再现。例如,存在一种具有记录层的可重写光盘,该记录层具有被设置为引导轨道的不均匀预沟槽(pre-groove)或槽脊(land),其中,通过使用光束的照射,将多个凹坑(pit)等记录为与周围不同的反射率变化的标记。在向光盘进行记录和从光盘进行再现时,将光束会聚到引导轨道上以形成光斑,同时该光斑沿引导轨道移动(通过寻道伺服控制),检测由引导轨道上的标记反射并返回的光,以再现信息信号。

  为了实现以高密度将信息记录在光盘上,更多地尝试使光斑最小,减小各个标记的长度以及轨道间距。然而,轨道间距变窄使寻道误差信号(特别是径向推挽式信号)的输出电平降低。存在低信号电平对于进行寻道伺服控制不足的问题,即高密度信息记录的障碍之一。

  此外,为了提高记录信息的密度,全息术由于其能够高密度地记录二维数据信号而受到关注。全息术的特征在于,在由诸如光折变(photo-refractive)材料的感光材料制成的全息记录介质上将携带有记录信息的光的波前体记录为折射率地变化。例如,已经开发出一种使用全息记录介质作为盘片(全息盘)的记录和再现系统(参见日本专利申请特开平11-311937号公报)。

  图1表示气隙型全息盘的一部分。该全息盘包括:反射基底221;透明基底222,与反射基底的反射表面相对;以及全息层225,在反射基底221侧与透明基底222相接合。在反射基底221的反射表面和全息层225之间设置有预定厚度的气隙。在该全息盘中,在反射基底221的反射表面上形成多个预沟槽。

  如图2所示,全息盘的反射膜具有反射表面,该反射表面以预定的角度间隔形成有多个伺服区域6。在各个相邻伺服区域6之间的扇区区域中存在数据区域7。在伺服区域6中的各个轨道上形成沟槽(预沟槽),用于寻道伺服控制。另一方面,数据区域7没有沟槽。在全息盘的记录和再现的寻道伺服控制中,传统系统使光斑LS沿伺服区域6的预沟槽移动。在光斑LS经过数据区域6时,不执行寻道伺服控制,并且将物镜固定在读写头装置中。

  在该全息记录系统中,全息盘具有通过记录层在反射膜上会聚为光斑的参考光,并且由反射膜反射的参考光穿过记录层,同时,携带有待记录信息的信息光穿过该记录层。通过这种方式,在记录层中,反射参考光与信息光发生干涉,形成干涉图案以在记录层内体记录全息图。将该干涉图案的全息图彼此相邻、依次交叠地记录在记录层中。随后,照射参考光以检测和解调从各个全息图中还原的再现光,以再现所记录的信息。

  通常,可以基于全息图的复用度(multiplicity)来确定轨道间距。因此,与光束(对该光束进行伺服控制以记录和再现全息图)的光斑直径相比,轨道间距较宽。因此,图2表示记录或再现全息图的过程中光斑LS的示例性移动。当光斑LS沿径向从一个轨道移动到相邻的轨道时,根本不输出寻道误差信号。因此,由于外部干涉、扰动(perturbation)等而使光斑LS偏离该光斑应跟随的轨道。难以执行物镜的寻道伺服控制。

  另一方面,如果将轨道间距设置为与光斑的斑直径一致,则会增加全息图的复用度,使得该光斑可能会擦除相邻全息图和信号,另外在读取过程中可能出现串扰。此外,具有窄轨道间距的记录介质可能会导致下述不期望的情况:由于窄引导轨道结构而导致的衍射的影响使读出信号的S/N降低。

  因此,本发明的示例性目的是提供一种记录介质、记录和再现方法以及记录和再现装置,其即使在宽轨道间距的情况下,也能够稳定地记录和再现数据。

  根据本发明的记录介质是一种具有能够通过光照射进行信息的记录或再现并由基底承载的记录层的记录介质,其特征在于,包括:

  引导层,具有多个引导轨道,从物镜聚焦的光束光斑通过记录层沿各个引导轨道移动,以第一间距设置这些引导轨道;以及

  引导轨道转换区域,设置在所述引导层上,并且在比所述引导轨道短的范围内具有沿所述引导轨道的延伸方向平行设置在沿垂直于所述引导轨道的方向彼此相邻的所述多个引导轨道之间的至少一条轨道。

  根据本发明的记录和再现方法是用于下述记录介质的记录和再现方法,该记录介质具有能够通过光照射进行信息的记录或再现并由基底承载的记录层,该记录和再现方法的特征在于,包括以下步骤:

  提供记录介质,该记录介质包括:引导层,该引导层具有多个引导轨道,从物镜聚焦的光束光斑通过记录层沿各个引导轨道移动,以第一间距设置该多个引导轨道;以及引导轨道转换区域,设置在所述引导层上,并且在比所述引导轨道短的范围内具有沿所述引导轨道的延伸方向平行设置在沿垂直于所述引导轨道的方向彼此相邻的所述多个引导轨道之间的至少一条轨道;

  根据本发明的记录装置是用于下述记录介质的记录装置,该记录介质具有能够通过光照射进行信息的记录或再现并由基底承载的记录层,该记录装置的特征在于,包括:

  支撑部分,用于支撑记录介质,该记录介质包括:引导层,该引导层具有多个引导轨道,从物镜聚焦的光束光斑通过记录层沿各个引导轨道移动,以第一间距设置该多个引导轨道;以及引导轨道转换区域,设置在所述引导层上,并且在比所述引导轨道短的范围内具有沿所述引导轨道的延伸方向平行设置在沿垂直于所述引导轨道的方向彼此相邻的所述多个引导轨道之间的至少一条轨道;以及

  检测器部分,用于在所述引导轨道转换区域内移动该光束光斑,以检测寻道误差信号。

  根据本发明的再现装置是用于下述记录介质的再现装置,该记录介质具有能够使用光照射进行信息的记录和再现并由基底承载的记录层,该再现装置的特征在于,包括:

  支撑部分,用于支撑记录介质,该记录介质包括:引导层,该引导层具有多个引导轨道,从物镜聚焦的光束光斑通过记录层沿各个引导轨道移动,以第一间距设置该多个引导轨道;以及引导轨道转换区域,设置在所述引导层上,并且在比所述引导轨道短的范围内具有沿所述引导轨道的延伸方向平行设置在沿垂直于所述引导轨道的方向彼此相邻的所述多个引导轨道之间的至少一条轨道;以及

  检测器部分,用于在所述引导轨道转换区域内移动该光束光斑,以检测寻道误差信号。

  图10是总体上表示用于在根据本发明一个实施例的全息盘上记录或再现信息的记录和再现装置的结构的方框图;

  图11至13是总体上表示用于在根据本发明一个实施例的全息盘上记录信息和从该全息盘再现信息的记录和再现装置的读写头的示意图;

  图14是表示用于在根据本发明一个实施例的全息盘上记录信息和从该全息盘再现信息的记录和再现装置的读写头中的光电检测器的平面图;

  图15表示在记录和再现操作中,从根据本发明一个实施例的全息盘获取的寻道误差信号;

  图21和22是分别表示根据本发明另一实施例的全息盘的轨道结构的部分剖面图;

  图24表示在记录和再现操作中,从根据本发明另一实施例的全息盘获取的寻道误差信号。

  全息盘2包括:盘状基底3,由光学透明材料制成;以及记录层4,承载在该基底的主表面上,并由感光材料制成。为了能够利用穿过记录层4的光来记录或再现信息,使用光折变材料、烧孔材料、光致变色材料等作为制造记录层4的感光材料,以保持光干涉图案。在基底3的与层叠有记录层4的主表面的相对侧上层叠有反射层5。基底3用作为插入在记录层4和反射层5之间的分隔层。另外,可以在记录层4的外表面上设置光学透明保护层(未示出)。

  在基底3和反射层5之间的分界面上,不交叉地形成并延伸有多个沟槽,作为多个引导轨道GT。在基底上相对于基底的中心螺旋形地或同心地,或者以多个截断的螺旋形弧的形式形成这些引导轨道GT。该分界面用作为其上形成有多个轨道的引导层。形成这些引导轨道以进行寻道伺服控制,并且在引导轨道GT上方的记录层4上记录全息图HG。这是因为在记录和再现期间,寻道伺服电路使光束LS沿反射层5上的引导轨道GT移动。

  使用读写头,通过根据所检测的信号由致动器驱动物镜,来进行寻道伺服控制,该读写头包括:光源,用于发射光束;光学系统,包括用于将光束在反射层5上会聚为光斑,并将其反射光导向光电检测器的物镜;等等。将光斑的直径设置为小于由光束的波长和物镜的数值孔径(NA)确定的值(所谓的衍射极限,例如,为0.82λ/NA(λ=波长),但是当与波长相比像差(aberraion)足够小时,仅由光的波长和数值孔径来确定)。换句话说,当反射层位于从物镜照射的光束的束腰位置时,使用该光束以使其聚焦。根据接收来自光斑的反射光的光电检测器的输出(例如,推挽式信号)来确定沟槽的适当宽度。

  如表示该引导轨道结构的部分平面图的图4所示,将反射层5上的引导轨道GT的轨道间距(即,第一间距)设置为大于所照射光束光斑直径的4/3倍的第一值TpA的预定距离。如果沟槽的宽度大于光束光斑直径的1/3,则可以在相邻的引导轨道之间设置稍后描述的一个以上轨道。另外,通过沿径向方向记录在光束LS的光斑上方的全息图HG的复用度来确定轨道间距TpA。全息图的复用度由记录介质的特性、物镜的NA等来确定。例如,D.Psaltis,M.Levene,A.Pu,G.Barbastathis和K.Curtis的文章“Holographic storage using shift multiplexing”OPTICS LETTERSVol.20,No.7(April 1,1995)pp.782-784示出了使用球面参考波的位移复用(shift multiplex)记录方案,其中,当在几乎相同的位置反复写入多个全息图时,复用度(位移复用记录的移动距离,即,可以独立分离相邻全息图的最小距离)由信号光的波长、物镜和记录介质之间的距离、记录介质的厚度、信号光和球面波交叉的角度、以及物镜的数值孔径来确定。通常,将全息记录的复用度设置为比由物镜的NA、衍射极限、以及所照射光的波长确定的光斑宽很多的值。在介质的位移复用记录中,当基本上在统一位置将后续记录的全息图叠加在以前记录的全息图上时,部分以前记录的全息图被后续记录的全息图擦除。因此,复用度取决于全息图HG的重叠体积(superposed volume)比。

  如图3和4所示,在本实施例中,在引导层(即反射层5)上设置引导轨道转换区域TTR,并且将引导轨道转换区域TTR沿垂直于引导轨道GT的方向(径向)设置在彼此相邻的引导轨道GT之间。引导轨道转换区域TTR包括四条短沟槽(轨道)M,各条短沟槽均比引导轨道GT短。每个短沟槽M沿引导轨道的延伸方向(切向)延伸。在引导轨道之间平行设置比引导轨道短的短沟槽M。引导轨道转换区域TTR可以包含至少一条短沟槽。当然,以小于第一值TpA的第二轨道间距TpB(第二值)来设置这些短沟槽M。根据引导轨道GT和引导轨道转换区域TTR的这种结构,在数据区域DR的全息记录区域中没有用于光束光斑的周期轨道结构。由此,从引导轨道产生的极少的影响衍射光减少了对记录和再现的阻碍。

  将第二轨道间距TpB设置为大于由物镜的NA以及所照射光的波长(用于在全息图的记录和再现时对物镜进行伺服控制(聚焦伺服、寻道伺服等))来限定的衍射极限的值。换句话说,将引导轨道转换区域TTR的短沟槽(轨道)形成为具有大于光束的光斑直径的间距。

  根据该全息盘的引导轨道结构,可以使用所谓的轨道跳跃(trackjump)技术来将光斑从一条轨道转换到待记录的相邻轨道。虽然在引导轨道转换区域以外的区域间歇地检测寻道误差信号,但是可以在引导轨道转换区域TTR内连续检测寻道误差信号。

  如图5所示,在全息盘2上沿引导轨道GT的延伸方向交替地设置引导轨道转换区域TTR和数据区域DR。各个引导轨道转换区域TTR对数据区域DR进行分区。在全息盘2中,沿盘径向设置这些引导轨道转换区域TTR。如其它实施例的图6所示,全息盘2可具有下述结构,该结构使引导轨道转换区域TTR相对于数据区域DR不均等地设置并从径向偏离。

  在全息盘的其它实施例中,可以与引导轨道转换区域TTR相邻地形成表示预定信息的标记。如图7所示,可以沿引导轨道GT的延伸方向在彼此相邻的引导轨道GT之间设置表示存在引导轨道转换区域TTR的轨道标记TM。换句话说,表示引导轨道转换区域的信息(轨道标记TM)为预先记录在引导轨道上的地址信息。这种信息记录标记可以是坑状凹陷和凸起,或者黑白图案标记。由于通过使用用于伺服控制的光束光斑,使信息的轨道标记TM可读,所以在将分辨该引导轨道转换区域和其它引导轨道转换区域的同时,可以获取地址信息。

  另外,图8表示另一实施例。除了记录表示用于光斑转换过程中的轨道跳转的轨道号的信号(标记)以将光斑设置在轨道上以外,该全息盘与图7中所述的记录介质相同。由于引导轨道转换区域TTR具有表示轨道号及类似地址信息的地址标记AM,所以该装置可以获知光斑的当前位置在引导轨道转换区域TTR中的哪条轨道上。该装置通过记录在引导轨道转换区域上的地址信息来识别引导轨道转换区域。

  尽管上述实施例具有全息记录介质的下述结构,其中引导层(反射层5)和记录层4通过分隔层(基底3)层叠,但是如图9所示,可以采用没有分隔层的全息记录介质的另一实施例。该实施例具有下述结构,其中将反射层5、记录层4和透明覆盖层6按顺序层叠在具有引导轨道GT、短沟槽M等的基底3a上。另外,对于该全息记录介质的变型例之一,可以在反射层5和记录层4之间设置分隔层。

  图10表示用于将信息记录在应用了本发明的全息盘上或从该全息盘再现信息的记录和再现装置的总体结构,而图11-13表示该记录和再现装置的读写头的总体结构。

  图10的全息记录和再现装置包括:主轴电机22,用于通过一转台使全息盘2转动;读写头23,用于利用光束从全息盘2读取信号;读写头致动器24,用于夹持并径向移动读写头23;第一激光源驱动电路25;空间光调制器驱动电路26;再现信号处理电路27;伺服信号处理电路28;聚焦伺服电路29;寻道伺服电路30;读写头位置检测电路31,与读写头致动器24相连,用于检测读写头的位置信号;滑块伺服电路32,与读写头致动器24相连,用于向读写头致动器24提供预定信号;旋转编码器33,与主轴电机22相连,用于检测主轴电机的转速信号;旋转检测器34,与该编码器相连,用于生成全息盘2的转动位置信号;以及主轴伺服电路35,与主轴电机22相连,用于向其提供预定信号。

  该全息记录和再现装置具有与第一激光源驱动电路25、空间光调制器驱动电路26、再现信号处理电路27、伺服信号处理电路28、聚焦伺服电路29、寻道伺服电路30、读写头位置检测电路31、滑块伺服电路32、旋转编码器33、旋转检测器34、以及主轴伺服电路35相连的控制器电路50。该控制器电路50根据来自这些电路的信号,通过这些驱动器来进行与读写头相关的聚焦和寻道伺服控制、再现位置(径向位置)控制等。基于包含用于总体上控制该装置的多种存储器的微计算机的控制电路50,响应于由用户在操作面板(未示出)上的输入操作以及该装置的当前操作状态来生成多种控制信号,并且与用于向用户显示操作状态等的显示器(未示出)相连。控制器电路50还处理从外部输入的要进行记录的数据,例如对数据进行编码,并向空间光调制器驱动电路26提供预定的信号以控制记录操作。此外,基于来自再现信号处理电路27的信号,控制器电路50通过解调和纠错处理来恢复记录在全息盘上的数据。另外,控制器电路50对所恢复的数据进行解码,以再现作为再现信息数据输出的信息数据。

  图11中所示的读写头23由记录和再现光学系统、伺服系统以及公用系统构成,其中该记录和再现光学系统包括:第一激光源LD1,用于记录和再现全息图;第一准直透镜CL1;第一半反射棱镜HP1;第二半反射棱镜HP2;空间光调制器SLM;再现信号检测器,包括图像传感器CMOS,由CCD、互补金属氧化物薄膜半导体器件阵列等组成;第三半反射棱镜HP3;以及第四半反射棱镜HP4。该伺服系统包括:第二激光源LD2,用于对光束相对于全息盘2的位置进行伺服控制(聚焦、寻道);第二准直透镜CL2;1/4波片1/4λ;偏振分束器PBS;像散元件AS,例如柱面透镜;以及伺服信号检测器,包括光电检测器PD。该公用系统包括:二向棱镜DP和物镜OB。除了物镜OB外,这些系统都基本位于公共平面内。将第一、第三和第四半反射棱镜HP1、HP3和HP4的半反射镜面设置为彼此平行。在这些半反射镜面的法线方向上,第二半反射棱镜HP2和二向棱镜DP以及偏振分束器PBS的半反射镜面和分离平面彼此平行。将这些光学部设置为使得来自第一和第二激光源LD1和LD2的光束的光轴(单点划线)分别延伸到记录和再现光学系统以及伺服系统,并且基本上与公用系统匹配。

  此外,读写头23包括物镜致动器36,由用于沿光轴方向移动该物镜的聚焦部以及用于沿垂直于光轴的盘的径向方向移动该物镜的寻道部组成。

  第一激光源LD1与第一激光源驱动电路25相连,并通过该第一激光源驱动电路25对其输出进行调节,以使所发射光束的强度增大以用于记录,以及使射光束的强度减小以用于再现。

  空间光调制器SLM具有下述功能:使用具有以矩阵形状进行划分的多个像素电极的液晶面板等来电透射或遮挡入射光的部分或全部。与第一激光源驱动电路25相连的空间光调制器SLM调制并反射光束,以具有基于来自空间光调制器驱动电路26的待记录的页面数据(诸如平面上亮点图案和暗点图案等的二维数据)的偏振分量分布,以产生信号光。

  光电检测器PD与伺服信号处理电路28相连,并具有分别用于聚焦伺服和寻道伺服(通常用于光盘)的受光元件的形状。该伺服方案不限于像散方法,还可以采用推挽式方法。将光电检测器PD的输出信号(例如聚焦误差信号和寻道误差信号)提供给伺服信号处理电路28。

  在伺服信号处理电路28中,根据聚焦误差信号产生聚焦驱动信号,并通过控制器电路50将该聚焦驱动信号提供给聚焦伺服电路29。聚焦伺服电路29驱动安装在读写头23中的物镜致动器36的聚焦部,以使该聚焦部进行操作以调节照射到全息盘上的光斑的聚焦位置。

  另外,在伺服信号处理电路28中,根据寻道误差信号产生寻道驱动信号,并将其提供给寻道伺服电路30。寻道伺服电路30响应于该寻道驱动信号而驱动安装在读写头23中的物镜致动器36的寻道部,并且寻道部将照射到全息盘上的光斑的位置移动与由寻道驱动信号所携带的驱动电流相对应的量。

  控制器电路50基于来自操作面板或读写头位置检测电路31的位置信号以及来自伺服信号处理电路28的寻道误差信号而产生滑块驱动信号,并将该滑块驱动信号提供给滑块伺服电路32。滑块伺服电路32响应于携带有滑块驱动信号的驱动电流,通过读写头致动器24沿盘的径向移动读写头23。

  旋转编码器33检测表示用于通过转台使全息盘2转动的主轴电机33的当前转动频率的频率信号,产生表示与该频率信号相对应的主轴转动信号的转速信号,并将该转速信号提供给旋转检测器34。旋转检测器34产生提供给控制器电路50的转速位置信号。控制器电路50产生主轴驱动信号,将该主轴驱动信号提供给主轴伺服电路35以控制主轴电机22,来驱动全息盘2使其转动。

  将对通过使用上述全息图记录和再现装置利用光束照射全息盘来记录或再现信息的记录和再现方法进行说明。

  如图12所示,在记录过程中,通过第一半反射棱镜HP1将来自第一激光源LD1的具有预定强度的相干光分离为参考光束和信号光束(两光束均由虚线表示,并且为了对光路进行说明,使其偏离光轴)。

  信号光束透过第二半反射棱镜HP2,并沿反射表面的法线入射到空间光调制器SLM。由空间光调制器SLM以预定方式进行了调制并从空间光调制器SLM反射的信号光再次入射到第二半反射棱镜HP2,并导向第四半反射棱镜HP4。

  使用第四半反射棱镜HP4来组合参考光和信号光。两个组合光束透过二向棱镜DP,并由物镜OB会聚在全息盘2上,用于记录全息图。

  另一方面,在再现过程中,如图13所示,以与记录过程相似的方式通过第一半反射棱镜HP1将光分离为参考光束和信号光束,然而,仅使用参考光束来再现全息图。通过使空间光调制器SLM成为非反射状态(透光状态),只有来自第三半反射镜HP3的参考光透过二向棱镜DP和物镜OB,并入射到全息盘2上。

  从全息盘2产生的再现光(双点划线)透过物镜OB、二向棱镜DP、第四半反射棱镜HP4,以及第三半反射棱镜HP3,并入射到图像传感器CMOS上。图像传感器CMOS将与由再现光形成的图像相对应的输出传送给再现信号处理电路27,该再现信号处理电路27产生要提供给用于再现所记录页面数据的控制器电路50的再现信号。可以在第三半反射棱镜HP3和图像传感器CMOS之间设置成像透镜。

  在记录和再现过程中,用于伺服控制的第二激光源LD2以与第一激光源LD1不同的波长发射相干光,如图12和13所示。来自第二激光源LD2的伺服光束(细实线)为P偏振光(双箭头表示与纸面平行),沿包括第二准直透镜CL2、偏振分束器PBS和1/4波片1/4λ的用于伺服检测的光路引导该伺服光束,但是通过恰在物镜OB之前的二向棱镜DP将该伺服光束与信号光束和参考光束进行组合。在由二向棱镜DP反射之后,由物镜OB会聚该伺服光束,并且该伺服光束入射到全息盘2上。使从全息盘2反射的伺服光束返回到物镜OB,并且随后由1/4波片1/4λ转换为S偏振光(由虚线圆圈包围的黑色圆圈,表示垂直于纸面),通过偏振分束器PBS和像散元件AS将该S偏振光沿伺服光电检测器PD的受光表面的法线入射到伺服光电检测器PD的受光表面上。

  这里,为了记录和再现全息图,执行伺服控制,以对使用伺服光束的全息盘2进行定位。根据像散方法,例如如图14所示,光电检测器PD包括受光元件1a-1d(具有被等分为四部分以用于接收光束的受光表面)。划分光电检测器PD的方向与盘的径向和引导轨道的切向相对应。将光电检测器PD设置为使得聚焦光斑表现为以将光电检测器PD划分为受光元件1a-1d的线的交叉点为圆心的圆。

  根据光电检测器PD的各个受光元件1a-1d的输出信号,伺服信号处理电路28产生RF信号Rf和聚焦误差信号。当分别将受光元件1a-1d的信号按顺序标记为Aa-Ad时,通过Rf=Aa+Ab+Ac+Ad来计算RF信号Rf,通过FE=(Aa+Ac)-(Ab+Ad)来计算聚焦误差信号FE,并且通过THE=(Aa+Ad)-(Ab+Ac)来计算寻道误差信号THE。将这些误差信号提供给控制器电路50。

  接下来,将对在全息盘的记录和再现过程中通过使用例如图7中所示的光斑LS、LS2沿盘的径向从轨道1到轨道2的位置位动来说明寻道误差信号和轨道跳跃操作。

  控制器电路50从操作面板等接收轨道跳跃命令,并搜索当前时刻照射有光束的轨道1的轨道标记TM。控制器电路对当前轨道1保持寻道伺服控制,直到再次提供要进行检测的轨道标记TM的信号为止。在检测到轨道标记TM的信号时,沿引导轨道转换区域TTR移动所照射的光斑LS。也就是,响应于轨道标记TM信号将轨道跳跃信号提供给寻道伺服电路30,并且随后寻道伺服电路30向物镜致动器36提供振荡驱动电压,以在引导轨道转换区域TTR上方移动物镜OB,并沿盘的径向将光斑LS移动第二间距,以使光斑LS经过(cross)短沟槽(轨道)M。在图7中,由于在相邻引导轨道1和2之间形成有四条短沟槽M,所以可以通过反复提供五个驱动信号来将光斑LS移动到相邻的轨道2上。

  图15(A)表示通过使用图10所示的记录和再现装置的读写头,在经过引导轨道转换区域TTR的过程中,通过光斑LS的一系列轨道跳跃操作而获得的寻道误差信号的变化。附带地,图15(B)表示在数据区域DR中进行轨道跳跃操作的过程中由光斑LS2导致的寻道误差信号。

  控制器电路50包括二值化电路(量化器),用于对图15(A)中所示的寻道误差信号进行二值化。该二值化电路产生寻道误差信号,该寻道误差信号是由具有大于预定电平Th的信号电平的逻辑电平“1”的脉冲波以及具有小于预定电平Th的信号电平的逻辑电平“0”的脉冲波构成的脉冲信号。换句话说,每当所照射的光斑LS经过短沟槽(轨道)M时,图15(A)的寻道误差信号的峰值和峰值附近的值超过预定电平Th,因此二值化电路重复地产生图15(C)中所示的脉冲信号0或1。将二值化电路的输出提供给安装在控制器电路50中的边沿计数器,以对脉冲信号的前沿进行计数。

  在从当前引导轨道到目标引导轨道具有一定距离的情况下,对引导轨道转换区域TTR内的短沟槽M的计算是有效的。基于从读写头位置检测电路31和旋转检测器34提供的信号,控制器电路50获取经过引导轨道转换区域TTR的时间的数据。因此,基于短沟槽M的计数值,控制器电路50预测经过多个引导轨道的轨道跳跃信号的定时,以在从当前引导轨道到目标引导轨道的途中对引导轨道进行中继。控制器电路的预测使得能够防止光斑LS沿切向超过引导轨道转换区域TTR的宽度,并且能够防止光斑LS在轨道跳跃操作步骤中滑移到数据区域DR。

  图5表示一示例性实施例,其中光斑LS3从当前轨道移动到目标轨道B,以使得在最近的引导轨道转换区域TTR处开始轨道跳跃操作。在偏离到数据区域DR之前,光斑LS3在中途轨道跳跃至轨道A,并且随后在第三引导轨道转换区域TTR轨道跳跃到轨道B。在这种情况下,控制器电路50基于导向目标轨道的轨道数量以及预先从全息盘获取的TOC(内容表)信息来计算一预测值,以不从该引导轨道转换区域TTR偏离。控制器电路50将该预测值与从边沿计数器提供的计数值进行比较,并在每个预定的定时判断边沿计数器的计数值与所预测的值是否相等。根据该结果,控制器电路50向寻道伺服电路30(和/或滑块伺服电路32)提供轨道跳跃命令。

  本实施例包括:数据区域DR,具有相对宽的轨道间距,在该轨道间距中执行全息记录;以及引导轨道转换区域TTR,具有轨道间距相对窄的短沟槽,在轨道间距中执行轨道跳跃。因此,本实施例有利于平稳地将光斑移动至相邻的引导轨道,以及改善用于记录信息的随机存取操作。

  穿过图12和13中所示的第二激光源LD2、第二准直透镜CL2等的伺服光束的光轴可以偏离由作为根据前述的记录和再现装置的读写头的变型例的第一激光源LD1产生的参考光和信号光的公共轴。在这种情况下,在寻道伺服控制中,仅在引导轨道GT上对伺服光束的光斑LS5进行控制,并且同时将光斑LS6(即参考光和信号光)照射到相邻引导轨道之间的反射镜部分上,以在光斑LS6上方的记录层4执行全息记录。

  另外,虽然前述实施例包括图17中所示的作为记录介质的全息盘2,但是该记录介质的形状并不限于盘状。例如,如图18所示,该实施例包括由塑料等制成的矩形平行平板的光卡20a。在这种光卡中,可以在基底上相对于基底的中心(例如重心)螺旋形或螺旋弧形地(spiroarcually)或者同心地形成引导轨道。此外,可以在基底上平行地形成引导轨道。另外,基板可以与前述的相同,在具有引导轨道、短沟槽的基底上按顺序层叠反射层、记录层和透明覆盖层。

  在前述实施例中,例示了由感光材料制成的全息记录介质,以在全息记录介质中存储光干涉图案。此外,对于该全息记录介质可以采用相变材料、有机染料等。该实施例包括单次写入或可重写记录介质,其中将记录层的反射率变化用于信息的记录和再现。图19表示记录介质的另一实施例,其中在具有引导轨道GT、短沟槽M等的盘基底3a上形成有多层结构。在基底3a上按顺序层叠有:引导层(反射层)5;多层结构,由间隔物层SP和记录层41构成,间隔物层SP和记录层41分别具有预定的厚度,并彼此交替地层叠;以及透明覆盖层6。

  在上述实施例中,尽管聚焦伺服和寻道伺服基于像散方法,但是可以采用诸如三光束方法的公知方法,而不限于像散方法。

  如图9和图19所示,在前述实施例中,例示了其中引导轨道转换区域的轨道(短沟槽)M和引导轨道GT具有相同的剖面面积的示例。换句线所示,短沟槽M和引导轨道GT的宽度Gw和深度Gd是均匀的。相反,作为另一实施例,将短沟槽M和引导轨道GT形成为使得在引导轨道转换区域TTR和引导轨道GT中出现反射率的变化,如图21至23所示。换句话说,将引导轨道GT和引导轨道转换区域TTR的短沟槽M形成为使得当光束斑在引导轨道转换区域内移动时,引导轨道GT和短沟槽M基于反射回来的光而在调制因子方面不同。

  如图21所示,记录介质的多个示例之一具有引导轨道GT和短沟槽M,其深度GdA和GdB彼此不同,即,GdA≥GdB,引导轨道GT和短沟槽M形成在基底3a上。除了引导轨道GT和短沟槽M在深度方面彼此不同以外,该记录介质与前述实施例相同。

  如图22所示,记录介质的多个示例中的另一个具有引导轨道GT和短沟槽M,其宽度GwA和GwB彼此不同,即,GwA≥GwB,引导轨道GT和短沟槽M形成在基底3a上。除了引导轨道GT和短沟槽M在宽度方面彼此不同以外,该记录介质与前述实施例相同。

  图23表示记录介质的另一实施例,其中在基底3a上的各个引导轨道转换区域TTR内形成有具有不同反射率的第二反射部分DrR,例如,具有低于数据区域DR的反射率,以使引导轨道GT和短沟槽M的周围部分与第二反射部分DrR的反射率不同。除了短沟槽M(引导轨道GT)的周围部分与第二反射部分DrR的反射率不同以外,该记录介质与前述实施例相同。

  图24(A)表示通过使用图10所示的记录和再现装置的读写头,在经过与图21至23中所示的记录介质相关的引导轨道转换区域TTR的过程中,通过光斑LS的一系列轨道跳跃操作而获得的寻道误差信号的变化。图24(B)表示在数据区域DR进行轨道跳跃操作的过程中由光斑LS2导致的寻道误差信号。

  如图24(A)所示,在光束光斑在引导轨道GT上移动的过程中,由短沟槽M产生的寻道误差信号的幅值周期性地变化。由于与引导轨道GT相比,短沟槽M的幅值减小,所以很容易检测到从一个轨道到另一轨道的光斑转换操作。

  应该理解,前述说明和附图阐述了本发明的优选实施例。当然,对于本领域的技术人员,显然在不脱离所公开发明的精神和范围的情况下,可以进行各种修改、添加和替换设计。因此,应该理解,本发明不限于所公开的实施例,而是可以在所附权利要求的全部范围内进行实施。

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