專利名稱：記錄和再現(xiàn)設(shè)備以及偏振方向控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及記錄和再現(xiàn)設(shè)備，該設(shè)備在包含記錄層和反射式圓偏振膜的全息記錄
介質(zhì)上執(zhí)行記錄和再現(xiàn)，其中，數(shù)據(jù)由信號光與參考光之間的干涉條紋記錄在所述記錄層 中，所述反射式圓偏振膜形成于記錄層的下方并形成為將與入射的圓偏振光相同旋轉(zhuǎn)方向 的圓偏振光輸出作為反射光。本發(fā)明還涉及記錄和再現(xiàn)設(shè)備中的偏振方向控制方法。 本發(fā)明還涉及記錄和再現(xiàn)設(shè)備，該設(shè)備在包含記錄層和反射式線偏振膜的全息記 錄介質(zhì)上執(zhí)行記錄和再現(xiàn)，其中，數(shù)據(jù)由信號光與參考光之間的干涉條紋記錄在所述記錄 層中，所述反射式線偏振膜形成于記錄層的下方并形成為反射P偏振光和s偏振光中的僅一者。
背景技術(shù)：
如日本專利申請公開No. 2007-200385 (下文中稱為專利文獻(xiàn)1)中所述，例如，已 知一種全息記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)，其通過信號光與參考光之間的干涉條紋形成全息圖來記錄數(shù) 據(jù)。在這種全息記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)中，在記錄時，由根據(jù)記錄數(shù)據(jù)而受到空間光調(diào)制(例如光 強(qiáng)度調(diào)制)的信號光和與信號光不同的參考光對全息記錄介質(zhì)進(jìn)行照射，并在記錄介質(zhì)上 形成干涉條紋(全息圖)，從而記錄數(shù)據(jù)。 在再現(xiàn)時，由參考光照射記錄介質(zhì)。當(dāng)記錄介質(zhì)由參考光這樣照射時，獲得了與如 上所述形成的干涉條紋對應(yīng)的衍射光。即，由此獲得了與記錄數(shù)據(jù)對應(yīng)的再現(xiàn)圖像(再現(xiàn) 信號光)。通過由圖像傳感器(例如CCD (電荷耦合器件)傳感器或CMOS (互補(bǔ)金屬氧化物 半導(dǎo)體)傳感器)對這樣獲得的再現(xiàn)圖像進(jìn)行檢測而再現(xiàn)記錄數(shù)據(jù)。 圖20以及圖21A和圖21B是有助于說明全息記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)的示意圖。圖20示 意性地示出了記錄方法。圖21A和圖21B示意性地示出了再現(xiàn)方法。 圖20以及圖21A和圖21B示出了在采用所謂的共軸系統(tǒng)的情況下的記錄方法和 再現(xiàn)方法，在該共軸系統(tǒng)中，由布置在相同的光軸上的信號光和參考光執(zhí)行記錄。
另外，這些圖還圖示了使用具有反射膜的反射式全息記錄介質(zhì)100的情況。
首先，如圖20以及圖21A和圖21B所示，在這種全息記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)中，設(shè)置了 SLM(空間光調(diào)制器)101來在記錄時產(chǎn)生信號光和參考光，并在再現(xiàn)時產(chǎn)生參考光。SLM 101具有強(qiáng)度調(diào)制器，強(qiáng)度調(diào)制器使入射光以像素單位受到空間光強(qiáng)度調(diào)制(也稱為光強(qiáng) 度調(diào)制或簡稱為強(qiáng)度調(diào)制)。強(qiáng)度調(diào)制器例如可以由液晶面板形成。 首先，在圖20所示的記錄時，產(chǎn)生信號光和參考光，信號光由SLM101的強(qiáng)度調(diào)制 而被賦予了與記錄數(shù)據(jù)對應(yīng)的強(qiáng)度圖案，而參考光被賦予預(yù)定的強(qiáng)度圖案。共軸系統(tǒng)使入 射光受到空間光調(diào)制，使得信號光和參考光如圖20所示處于相同的光軸上。此時，一般而 言，信號光處于內(nèi)側(cè)，參考光處于信號光外側(cè)，如圖20所示。 SLM 101中產(chǎn)生的信號光和參考光通過物鏡102而施加到全息記錄介質(zhì)100上。 由此，通過信號光與參考光之間的干涉條紋而在全息記錄介質(zhì)100上形成反映了記錄數(shù)據(jù) 的全息圖。即，數(shù)據(jù)通過形成全息圖而被記錄。
在再現(xiàn)時，如圖21A所示，SLM 101產(chǎn)生參考光(此時參考光的強(qiáng)度圖案與記錄時 相同)。然后，通過物鏡102用參考光照射全息記錄介質(zhì)100。 響應(yīng)于由參考光對全息記錄介質(zhì)100的這種照射，如圖21B所示，獲得了與全息記
錄介質(zhì)ioo上形成的全息圖對應(yīng)的衍射光，從而獲得了所記錄的數(shù)據(jù)的再現(xiàn)圖像。在此情
況下，如圖21B所示，作為來自全息記錄介質(zhì)100的反射光，通過物鏡102使所再現(xiàn)的圖像 被導(dǎo)向圖像傳感器103。 圖像傳感器103以像素單位接收如上所述引導(dǎo)的再現(xiàn)圖像的光，并對于各個像素 獲得與所接收的光的量對應(yīng)的電信號。圖像傳感器103從而對于所再現(xiàn)的圖像獲得檢測圖 像。圖像傳感器103中這樣檢測到的圖像信號是記錄數(shù)據(jù)的讀出信號。
另夕卜，由參照圖20和圖21A、圖21B的說明可以理解，這種全息記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)以 信號光的單位對記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄/再現(xiàn)。即，在這種全息記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)中，由信號光與 參考光之間的一次干涉所形成的一個全息圖(稱為全息圖頁)是記錄/再現(xiàn)的最小單位。

發(fā)明內(nèi)容
在上述說明中，已經(jīng)圖示了具有反射膜的反射式全息記錄介質(zhì)作為全息記錄介質(zhì)
100。用于這種反射式全息記錄介質(zhì)的記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)具有這樣的優(yōu)點(diǎn)可以借用用于光盤
(例如CD(緊致盤)和DVD(數(shù)字多用途盤)等)的光學(xué)系統(tǒng)技術(shù)。另一方面，這種記錄和
再現(xiàn)系統(tǒng)具有這樣的問題用信號光和參考光照射所形成的全息圖較復(fù)雜。 圖22A和圖22B以及圖23A和圖23B圖示了反射式全息記錄介質(zhì)上記錄時可能產(chǎn)
生的全息圖模式(patern)。 如圖22A和圖22B以及圖23A和圖23B所示，可能產(chǎn)生下列四種模式，作為在對反 射式全息記錄介質(zhì)上執(zhí)行記錄時形成的全息圖的模式。 模式A :信號光(前往路徑)X參考光(前往路徑)=透射式全息圖 模式B :信號光(前往路徑)X參考光(返回路徑)=反射式全息圖 模式C :信號光(返回路徑)X參考光(前往路徑)=反射式全息圖 模式D :信號光(返回路徑)X參考光(返回路徑)=透射式全息圖 具體而言，圖22A所示模式A的透射式全息圖是通過經(jīng)由物鏡施加到全息記錄介
質(zhì)的信號光的前往路徑光與經(jīng)由物鏡施加到全息記錄介質(zhì)的參考光的前往路徑光之間的
干涉形成的全息圖。圖22B所示模式B的反射式全息圖是通過經(jīng)由物鏡施加到全息記錄介
質(zhì)的信號光的前往路徑光與從全息記錄介質(zhì)的反射膜反射的作為返回路徑光的參考光之
間的干涉形成的全息圖。 圖23A的模式C的反射式全息圖是與上述模式B相反的模式，即，經(jīng)由物鏡施加到
全息記錄介質(zhì)上的參考光的前往路徑光與從反射膜反射的作為返回路徑光的信號光之間
的干涉形成的全息圖。圖23B的模式D的透射式全息圖是由從反射膜反射的參考光的返回
路徑光與從反射膜反射的信號光的返回路徑光之間的干涉形成的全息圖。 這四種全息圖由于全息圖傳播方向和角度的差異而在所形成的干涉條紋特性方
面彼此不同。當(dāng)記錄介質(zhì)的體積或平均折射率由于記錄時記錄材料的反應(yīng)、溫度改變等而
變化時，各個全息圖中產(chǎn)生相位偏移。在某些情況下，再現(xiàn)時來自各個全息圖的衍射光的各
個部分可能相互削弱，因而再現(xiàn)信號的強(qiáng)度可能大大降低。
再現(xiàn)信號的強(qiáng)度降低引起了 SNR(S/N(信號/噪聲)比)的降低、再現(xiàn)操作穩(wěn)定性 的劣化、全息圖記錄密度的降低等。 因此，在本發(fā)明的實施例中，考慮到上述問題，記錄和再現(xiàn)設(shè)備被構(gòu)造如下。
該記錄和再現(xiàn)設(shè)備包括光源，其用于用信號光和參考光照射全息記錄介質(zhì)，所述 全息記錄介質(zhì)包括記錄層和反射式圓偏振膜，通過所述信號光與所述參考光的干涉條紋而 在所述記錄層中記錄數(shù)據(jù)，所述反射式圓偏振膜形成于所述記錄層下方并被形成為輸出與 入射圓偏振光相同旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光作為反射光。 該記錄和再現(xiàn)設(shè)備還包括強(qiáng)度調(diào)制部，其被構(gòu)造成使使從所述光源輸出的光以 像素單位受到空間光強(qiáng)度調(diào)制，所述強(qiáng)度調(diào)制部中設(shè)有信號光領(lǐng)域和參考光領(lǐng)域，所述信 號光領(lǐng)域作為用于產(chǎn)生所述信號光的區(qū)域，所述參考光領(lǐng)域作為用于產(chǎn)生所述參考光的區(qū) 域。 該記錄和再現(xiàn)設(shè)備還包括偏振分束器，其用于接收經(jīng)由所述強(qiáng)度調(diào)制部的入射光 作為前往路徑光，并接收作為來自所述全息記錄介質(zhì)的反射光而獲得的入射再現(xiàn)光作為返 回路徑光。 該記錄和再現(xiàn)設(shè)備還包括選擇性偏振方向控制部，其被構(gòu)造成執(zhí)行選擇性偏振方 向控制，以在接收經(jīng)由所述偏振分束器入射的所述前往路徑光的位置處，根據(jù)驅(qū)動信號，使 參考光束區(qū)域和信號光束區(qū)域中至少一者中的光的偏振方向改變90度或不改變，所述參 考光束區(qū)域作為經(jīng)由所述參考光領(lǐng)域的光的光束區(qū)域，所述信號光束區(qū)域作為經(jīng)由所述信 號光領(lǐng)域的光的光束區(qū)域。 該記錄和再現(xiàn)設(shè)備還包括線偏振光/圓偏振光轉(zhuǎn)換部，其被構(gòu)造成將通過由所述
選擇性偏振方向控制部進(jìn)行的所述選擇性偏振方向控制而獲得的線偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振
光，并將作為來自所述全息記錄介質(zhì)的反射光而獲得的圓偏振光轉(zhuǎn)換成線偏振光。 該記錄和再現(xiàn)設(shè)備還包括驅(qū)動控制部，其被構(gòu)造成控制所述選擇性偏振方向控制
部，以在記錄時實現(xiàn)所述參考光束區(qū)域中的光和所述信號光束區(qū)域中的光的偏振方向是相
同方向的狀態(tài)，并在再現(xiàn)時實現(xiàn)所述參考光束區(qū)域中的光和所述信號光束區(qū)域中的光的偏
振方向彼此正交的狀態(tài)，來作為被構(gòu)造成通過提供所述驅(qū)動信號來對所述選擇性偏振方向
控制部進(jìn)行控制的驅(qū)動控制部。 如上所述，在本發(fā)明中，在記錄時，使進(jìn)入線偏振光/圓偏振光轉(zhuǎn)換部的信號光和 參考光的偏振方向彼此一致。據(jù)此，信號光和參考光能夠由反射式圓偏振膜透射或反射。例 如，當(dāng)信號光和參考光由反射式圓偏振膜透射時，可以只記錄信號光(前往路徑)X參考光
(前往路徑)的透射式全息圖，從而防止記錄反射式全息圖。 或者，當(dāng)信號光和參考光由反射式圓偏振膜反射時，由于反射式圓偏振膜的特性 而防止了記錄反射式全息圖。具體而言，反射式圓偏振膜具有這樣的特性將與入射圓偏振 光相同旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光輸出作為反射光。因此，當(dāng)信號光和參考光由反射式圓偏振膜 反射時，以信號光(前往路徑)X參考光(返回路徑)和信號光(返回路徑)X參考光(前 往路徑)的形式，處于彼此相對關(guān)系的信號光和參考光具有的圓偏振旋轉(zhuǎn)方向彼此相同和 一致，處于相對關(guān)系的信號光和參考光彼此不干涉。這樣，當(dāng)信號光和參考光都由反射式圓 偏振膜反射時，也防止了記錄反射式全息圖。 另外，當(dāng)信號光與參考光這樣由反射式圓偏振膜反射時，能夠記錄信號光(前往路徑)X參考光(前往路徑)和信號光(返回路徑)X參考光(返回路徑)這兩種透射式 全息圖，從而實際上使所記錄的全息圖的厚度加倍。 另一方面，在本發(fā)明中，在再現(xiàn)時，執(zhí)行偏振方向控制以使進(jìn)入線偏振光/圓偏振 光轉(zhuǎn)換部的信號光和參考光的偏振方向彼此正交。如下文中將要說明的，這使得可以由偏 振分束器將再現(xiàn)光導(dǎo)向圖像傳感器那側(cè)，從而合適地執(zhí)行再現(xiàn)操作。同時，能夠防止返回路 徑中的參考光(作為反射光的參考光)被導(dǎo)向圖像傳感器那側(cè)。從而同時防止了再現(xiàn)特性 劣化。 根據(jù)本發(fā)明的另一種實施例，提供了一種記錄和再現(xiàn)設(shè)備中的偏振方向控制方 法。該記錄和再現(xiàn)設(shè)備包括光源，其用于用信號光和參考光照射全息記錄介質(zhì)，所述全息記 錄介質(zhì)包括記錄層和反射式圓偏振膜，通過所述信號光與所述參考光的干涉條紋而在所述 記錄層中記錄數(shù)據(jù)，所述反射式圓偏振膜形成于所述記錄層下方并被形成為輸出與入射圓 偏振光相同旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光作為反射光。 該記錄和再現(xiàn)設(shè)備還包括強(qiáng)度調(diào)制部，其被構(gòu)造成使從所述光源輸出的光以像素
單位受到空間光強(qiáng)度調(diào)制，所述強(qiáng)度調(diào)制部中設(shè)有信號光領(lǐng)域和參考光領(lǐng)域，所述信號光
領(lǐng)域作為用于產(chǎn)生所述信號光的區(qū)域，所述參考光領(lǐng)域作為用于產(chǎn)生所述參考光的區(qū)域。 該記錄和再現(xiàn)設(shè)備還包括偏振分束器，其用于接收經(jīng)由所述強(qiáng)度調(diào)制部的入射光
作為前往路徑光，并接收作為來自所述全息記錄介質(zhì)的反射光而獲得的入射再現(xiàn)光作為返
回路徑光。 該記錄和再現(xiàn)設(shè)備還包括選擇性偏振方向控制部，其被構(gòu)造成執(zhí)行選擇性偏振方 向控制，以在接收經(jīng)由所述偏振分束器入射的所述前往路徑光的位置處，根據(jù)驅(qū)動信號，使 參考光束區(qū)域和信號光束區(qū)域中至少一者中的光的偏振方向改變90度或不改變，所述參 考光束區(qū)域作為經(jīng)由所述參考光領(lǐng)域的光的光束區(qū)域，所述信號光束區(qū)域作為經(jīng)由所述信 號光領(lǐng)域的光的光束區(qū)域。 該記錄和再現(xiàn)設(shè)備還包括線偏振光/圓偏振光轉(zhuǎn)換部，其被構(gòu)造成將通過由所述
選擇性偏振方向控制部進(jìn)行的所述選擇性偏振方向控制而獲得的線偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振
光，并將作為來自所述全息記錄介質(zhì)的反射光而獲得的圓偏振光轉(zhuǎn)換成線偏振光； 該偏振方向控制方法包括以下步驟通過供應(yīng)所述驅(qū)動信號來控制偏振方向，以
在記錄時實現(xiàn)所述參考光束區(qū)域中的光和所述信號光束區(qū)域中的光的偏振方向是相同方
向的狀態(tài)，并在再現(xiàn)時實現(xiàn)所述參考光束區(qū)域中的光和所述信號光束區(qū)域中的光的偏振方
向彼此正交的狀態(tài)。 根據(jù)本發(fā)明的又一種實施例，提供了一種記錄和再現(xiàn)設(shè)備，包括光源，其用于用
信號光和參考光照射全息記錄介質(zhì)，所述全息記錄介質(zhì)包括記錄層和反射式線偏振膜，通
過所述信號光與所述參考光的干涉條紋而在所述記錄層中記錄數(shù)據(jù)，所述反射式圓偏振膜
形成于所述記錄層下方并被形成為反射P偏振光和S偏振光中的僅一者。 該記錄和再現(xiàn)設(shè)備還包括強(qiáng)度調(diào)制部，其被構(gòu)造成使從所述光源輸出的光以像素
單位受到空間光強(qiáng)度調(diào)制，所述強(qiáng)度調(diào)制部中設(shè)有信號光領(lǐng)域和參考光領(lǐng)域，所述信號光
領(lǐng)域作為用于產(chǎn)生所述信號光的區(qū)域，所述參考光領(lǐng)域作為用于產(chǎn)生所述參考光的區(qū)域。 該記錄和再現(xiàn)設(shè)備還包括偏振分束器，其被構(gòu)造成接收經(jīng)由所述強(qiáng)度調(diào)制部的入
射光作為前往路徑光，并接收作為來自所述全息記錄介質(zhì)的反射光而獲得的入射再現(xiàn)光作
8為返回路徑光。 該記錄和再現(xiàn)設(shè)備還包括選擇性偏振方向控制部，其被構(gòu)造成執(zhí)行選擇性偏振方 向控制，以在接收經(jīng)由所述偏振分束器入射的所述前往路徑光的位置處，根據(jù)驅(qū)動信號，使 參考光束區(qū)域和信號光束區(qū)域中至少一者中的光的偏振方向改變90度或不改變，所述參 考光束區(qū)域作為經(jīng)由所述參考光領(lǐng)域的光的光束區(qū)域，所述信號光束區(qū)域作為經(jīng)由所述信 號光領(lǐng)域的光的光束區(qū)域。 該記錄和再現(xiàn)設(shè)備還包括驅(qū)動控制部，其被構(gòu)造成控制所述選擇性偏振方向控制 部，以實現(xiàn)在記錄時所述參考光束區(qū)域中的光的偏振方向和在再現(xiàn)時所述參考光束區(qū)域中 的光的偏振方向彼此正交、在記錄時所述參考光束區(qū)域中的光和所述信號光束區(qū)域中的光 的偏振方向兩者是相同方向、并且在再現(xiàn)時所述參考光束區(qū)域中的光和所述信號光束區(qū)域 中的光的偏振方向彼此正交的狀態(tài)，來作為被構(gòu)造成通過提供所述驅(qū)動信號來對所述選擇 性偏振方向控制部進(jìn)行控制的驅(qū)動控制部。 根據(jù)本發(fā)明，即使使用反射式全息記錄介質(zhì)也能夠防止記錄反射式全息圖。這使 得即使在由于記錄或溫度改變而造成記錄介質(zhì)發(fā)生收縮時也可以獲得穩(wěn)定的衍射效率。因 而，防止了 S/N比的劣化，提高了再現(xiàn)穩(wěn)定性，并提高了記錄密度。 另外，由于本發(fā)明采用了利用反射式圓偏振膜作為反射膜來對照射全息記錄介質(zhì) 所用的圓偏振光的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行控制的方法，所以即使在全息記錄介質(zhì)受正被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的 同時執(zhí)行記錄和再現(xiàn)，也能夠防止反射式全息圖的記錄。


圖1是示出根據(jù)實施例的記錄和再現(xiàn)設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造的框圖； 圖2A和圖2B是幫助說明通過偏振方向控制式空間光調(diào)制器和偏振分束器的組合 而進(jìn)行的強(qiáng)度調(diào)制方法的示意圖； 圖3是幫助說明空間光調(diào)制器中設(shè)定的各參考光領(lǐng)域、信號光領(lǐng)域和間隙領(lǐng)域設(shè) 定的示意圖； 圖4是示出根據(jù)實施例的全息記錄介質(zhì)的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖；
圖5是幫助說明選擇性偏振方向控制元件的結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖6是幫助說明作為第一實施例的第一示例的偏振方向控制方法(記錄時)的示 意圖； 圖7A和圖7B是幫助說明作為第一實施例的第一示例的偏振方向控制方法(再現(xiàn) 時)的示意圖； 圖8是幫助說明作為第一實施例的第二示例的偏振方向控制方法(記錄時)的示 意圖； 圖9A和圖9B是幫助說明作為第一實施例的第二示例的偏振方向控制方法(再現(xiàn) 時)的示意圖； 圖IOA和圖IOB是幫助說明作為第二實施例的第一示例的偏振方向控制方法(記 錄時)的示意圖； 圖IIA和圖IIB是幫助說明作為第二實施例的第一示例的偏振方向控制方法(再 現(xiàn)時)的示意 圖12A和圖12B是幫助說明作為第二實施例的第二示例的偏振方向控制方法(記 錄時)的示意圖； 圖13A和圖13B是幫助說明作為第二實施例的第二示例的偏振方向控制方法(再 現(xiàn)時)的示意圖； 圖14是示出全息記錄介質(zhì)的剖面結(jié)構(gòu)的示意圖，該全息記錄介質(zhì)具有反射式線 偏振膜作為反射膜； 圖15是示出記錄和再現(xiàn)設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造的框圖，該設(shè)備作為與設(shè)置反射式線偏 振膜作為反射膜的情況對應(yīng)的變更示例； 圖16是幫助說明作為變更示例的偏振方向控制方法(記錄時)的示意圖；
圖17A和圖17B是幫助說明作為變更示例的偏振方向控制方法(再現(xiàn)時)的示意 圖； 圖18是幫助說明作為另一變更示例的偏振方向控制方法(記錄時)的示意圖；
圖19A和圖19B是幫助說明作為另一變更示例的偏振方向控制方法(再現(xiàn)時)的 示意圖； 圖20是幫助說明基于共軸系統(tǒng)的全息記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)(記錄時)的示意圖；
圖21A和圖21B是幫助說明基于共軸系統(tǒng)的全息記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)(再現(xiàn)時)的示 意圖； 圖22A和圖22B以及圖23A和圖23B是示出在反射式全息記錄介質(zhì)上記錄時可能 產(chǎn)生的全息圖模式的示意圖。
具體實施例方式
下面將說明用于執(zhí)行本發(fā)明的優(yōu)選實施方式(下文中稱為實施例)。 另外，將以下述順序進(jìn)行說明?！吹谝粚嵤├?gt;[記錄和再現(xiàn)設(shè)備的構(gòu)造][作為第一示例的偏振方向控制方法][作為第二示例的偏振方向控制方法][第一實施例的總結(jié)]〈第二實施例>[作為第一示例的偏振方向控制方法][作為第二示例的偏振方向控制方法][第二實施例的總結(jié)]〈變更示例>〈第一實施例>[記錄和再現(xiàn)設(shè)備的構(gòu)造] 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的記錄和再現(xiàn)設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造的框圖。
圖1所示記錄和再現(xiàn)設(shè)備被構(gòu)造成通過共軸系統(tǒng)來執(zhí)行全息記錄和再現(xiàn)。在共軸
系統(tǒng)中，信號光和參考光布置在相同光軸上，由信號光和參考光照射設(shè)在預(yù)定位置的全息
記錄介質(zhì)，通過形成全息圖來記錄數(shù)據(jù)，并在再現(xiàn)時通過用參考光照射全息記錄介質(zhì)而使以全息圖的形式記錄的數(shù)據(jù)再現(xiàn)。 另外，圖1所示記錄和再現(xiàn)設(shè)備具有與設(shè)有反射膜的反射式全息記錄介質(zhì)對應(yīng)的 構(gòu)造，作為圖中的全息記錄介質(zhì)HM。 在圖1中，設(shè)置了激光二極管(LD)l作為光源以獲得用于記錄和再現(xiàn)的激光。例 如用設(shè)有外部諧振器的激光二極管作為激光二極管l，激光的波長例如約為410nm。
從激光二極管1發(fā)射的光經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡2，然后被導(dǎo)向偏振分束器3。
當(dāng)由x軸和y軸平面表示入射面時，偏振分束器3被形成為使x偏振光(p偏振 光)透射而使y偏振光(s偏振光)反射，所述x偏振光的偏振方向與x軸的方向一致，所 述y偏振光的偏振方向與y軸的方向一致。 這樣，在如上所述從激光二極管1發(fā)射并進(jìn)入偏振分束器3的激光(線偏振光)
中，x偏振光由偏振分束器3透射，只有y偏振光由偏振分束器3反射。 由偏振分束器3反射的光(y偏振光)進(jìn)入SLM(空間光調(diào)制器)4。 SLM 4包括反射式液晶元件作為FLC (鐵電體液晶)。SLM 4被形成為以像素單位
對入射光的偏振方向進(jìn)行控制。 SLM 4通過根據(jù)來自圖1中的調(diào)制控制部12的驅(qū)動信號而針對每個像素使入射 光的偏振方向改變90度或不使入射光的偏振方向改變，來執(zhí)行空間光調(diào)制。具體而言，SLM 4被構(gòu)造成根據(jù)該驅(qū)動信號來以像素單位控制偏振方向，使得當(dāng)驅(qū)動信號為0N時偏振方向 的角度改變等于90度，而當(dāng)驅(qū)動信號為OFF時偏振方向的角度改變等于0度。
如圖1所示，從上述SLM 4發(fā)射的光(由SLM 4反射的光)再進(jìn)入偏振分束器3。
在此情況下，圖1所示記錄和再現(xiàn)設(shè)備使用由SLM 4以像素單位進(jìn)行的偏振方向 控制以及偏振分束器3根據(jù)入射光的偏振方向進(jìn)行選擇式透射/反射的特性，來以像素單 位執(zhí)行空間光強(qiáng)度調(diào)制(也稱為光強(qiáng)度調(diào)制或簡稱為強(qiáng)度調(diào)制)。 圖2A和圖2B示出了由SLM 4和偏振分束器3的組合實現(xiàn)的強(qiáng)度調(diào)制的操作的圖 像。圖2A示意性示出了 0N像素的光的光束狀態(tài)，圖2B示意性示出了 OFF像素的光的光束 狀態(tài)。 如上所述，在此情況下，從激光二極管1那側(cè)到偏振分束器3的入射光的偏振方向 是y方向。偏振分束器3透射x偏振光并反射y偏振光，因此y偏振光進(jìn)入SLM 4。
在這樣的前提下，偏振方向被SLM 4改變了 90度的像素的光(驅(qū)動信號為0N時 的像素的光)以x偏振光的形式進(jìn)入偏振分束器3。這樣，SLM 4中0N像素的光由偏振分 束器3透射，并被導(dǎo)向全息記錄介質(zhì)HM(圖2A)。 另一方面，當(dāng)驅(qū)動信號為OFF時偏振方向未改變的像素的光以y偏振光的形式進(jìn) 入偏振分束器3。 S卩，SLM 4中0FF像素的光由偏振分束器3反射，不被導(dǎo)向全息記錄介質(zhì) HM(圖2B)。 這樣，通過以像素單位執(zhí)行偏振方向控制的SLM 4以及偏振分束器3的組合，形成 了以像素單位執(zhí)行光強(qiáng)度調(diào)制的強(qiáng)度調(diào)制部。 在此情況下，本實施例中采用共軸系統(tǒng)作為全息記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)。當(dāng)采用共軸系 統(tǒng)時，SLM 4中設(shè)定了圖3所示的領(lǐng)域來將信號光和參考光布置在相同的光軸上。
如圖3所示，在SLM 4中，預(yù)定區(qū)域中包括SLM 4的中心(該中心與激光的光軸一 致)的大體圓形的領(lǐng)域被設(shè)定為信號光領(lǐng)域A2。大體環(huán)形的參考光領(lǐng)域A1設(shè)置在信號光領(lǐng)域A2的外側(cè)，參考光領(lǐng)域A1與信號光領(lǐng)域A2之間有間隙A3。 設(shè)定信號光領(lǐng)域A2和參考光領(lǐng)域A1使得信號光和參考光能夠被布置在相同光軸 上用于照射。 另外，間隙A3設(shè)定成這樣的區(qū)域該區(qū)域用于防止參考光領(lǐng)域A1中產(chǎn)生的參考光 泄漏到信號光領(lǐng)域A2中并成為信號光的噪聲。 返回圖l，調(diào)制控制部12對SLM 4執(zhí)行驅(qū)動控制，以在記錄時產(chǎn)生信號光和參考 光，并在再現(xiàn)時產(chǎn)生參考光。 具體而言，調(diào)制控制部12在記錄時產(chǎn)生驅(qū)動信號，以將SLM 4中的信號光領(lǐng)域A2 內(nèi)的像素設(shè)定成與調(diào)制控制部12供應(yīng)的記錄數(shù)據(jù)對應(yīng)的on/off圖案，將參考光領(lǐng)域A1中 的像素設(shè)定成預(yù)定的on/off圖案，并關(guān)斷全部的其他像素。調(diào)制控制部12將驅(qū)動信號提 供給SLM 4。 SLM 4根據(jù)該驅(qū)動信號執(zhí)行空間光調(diào)制(偏振方向控制)，從而獲得信號光和 參考光(它們各自被布置成使激光的光軸作為其中心)作為從偏振分束器3出射的光(由 偏振分束器3透射的光)。 調(diào)制控制部12在再現(xiàn)時通過驅(qū)動信號對SLM 4執(zhí)行驅(qū)動控制，將參考光領(lǐng)域Al 內(nèi)的像素設(shè)定成預(yù)定的on/off圖案并關(guān)斷全部的其他像素，從而只獲得參考光作為從偏 振分束器3出射的光。 另外，調(diào)制控制部12在記錄時工作以對于輸入記錄數(shù)據(jù)串的各個預(yù)定單位在信 號光領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)生on/off圖案，并從而依次產(chǎn)生信號光，該信號光儲存了記錄數(shù)據(jù)串的各個 預(yù)定單位的數(shù)據(jù)。由此，數(shù)據(jù)被以全息圖頁單位(能夠通過信號光與參考光之間的一次干 涉而記錄的數(shù)據(jù)單位)依次記錄到全息記錄介質(zhì)HM上。 由偏振分束器3透射的激光被導(dǎo)向偏振分束器5。偏振分束器5也被形成為使x 偏振光(P偏振光)透射而使y偏振光(s偏振光)反射。因此，由偏振分束器3透射的激 光(x偏振光)由偏振分束器5透射。 由偏振分束器5透射的激光被導(dǎo)向中繼透鏡系統(tǒng)，在該中繼透鏡系統(tǒng)中，如圖1所 示依次布置了中繼透鏡6、孔徑7和中繼透鏡8。如圖1所示，中繼透鏡6使由偏振分束器5 透射的激光會聚在預(yù)定的焦點(diǎn)位置，中繼透鏡8使激光在被會聚成準(zhǔn)直光之后轉(zhuǎn)換成發(fā)散 光。孔徑7布置在中繼透鏡6的焦點(diǎn)位置處(傅立葉面頻率面)?？讖?被形成為只使 以光軸為中心的預(yù)定區(qū)域內(nèi)的光透射而阻擋其他的光?？讖?限制了被記錄到全息記錄介 質(zhì)HM上的全息圖頁的尺寸，從而提高了全息圖的記錄密度(即數(shù)據(jù)記錄密度)。
經(jīng)過上述中繼透鏡系統(tǒng)的激光經(jīng)由下文所述的選擇性偏振方向控制元件15進(jìn)入 四分之一波片9。 另外，為了便于下面的說明，假定選擇性偏振方向控制元件15未被插入，并且經(jīng) 過中繼透鏡系統(tǒng)的激光在仍在保持為x偏振光(p偏振光)的情況下進(jìn)入四分之一波片9。
四分之一波片9使由x偏振光形成的激光轉(zhuǎn)換成圓偏振光。然后，由這樣轉(zhuǎn)換成 圓偏振光的激光經(jīng)過物鏡10照射全息記錄介質(zhì)HM。 如下文中要說明的，全息記錄介質(zhì)HM包括記錄層和記錄層之下形成的反射膜，全 息記錄在記錄層中執(zhí)行。 另外，為了便于下面的說明，假定形成普 反射膜(例如金屬膜)作為全息記錄介 質(zhì)HM中的反射膜。
在記錄時，基于上述調(diào)制控制部12的控制來產(chǎn)生根據(jù)記錄數(shù)據(jù)而受到光強(qiáng)度調(diào) 制的信號光以及被賦予預(yù)定強(qiáng)度圖案的參考光。通過上述光路用這樣產(chǎn)生的信號光和參 考光照射全息記錄介質(zhì)HM。由此，通過信號光與參考光之間的干涉條紋而在全息記錄介質(zhì) HM(記錄層)上形成反映了記錄數(shù)據(jù)的全息圖。即，執(zhí)行了數(shù)據(jù)記錄。 另一方面，在再現(xiàn)時，如上所述只產(chǎn)生參考光。通過上述光路用參考光照射全息記 錄介質(zhì)HM。響應(yīng)于參考光的照射而獲得與全息記錄介質(zhì)HM上形成的全息圖對應(yīng)的衍射光。 即，獲得了與全息記錄介質(zhì)HM上記錄的數(shù)據(jù)對應(yīng)的再現(xiàn)圖像(再現(xiàn)光)。
這樣響應(yīng)于參考光的照射而獲得的再現(xiàn)光作為來自全息記錄介質(zhì)HM的反射光， 經(jīng)過物鏡10，然后經(jīng)過四分之一波片9和上述中繼透鏡系統(tǒng)，并被導(dǎo)向偏振分束器5。
由于假定在此情況下沒有插入選擇性偏振方向控制元件15，并且設(shè)置了普通反射 膜作為全息記錄介質(zhì)HM的反射膜，所以如上所述被導(dǎo)向偏振分束器5的再現(xiàn)光由于四分之 一波片9的作用而以y偏振光的形式進(jìn)入偏振分束器5。這樣，該再現(xiàn)光由偏振分束器5反 射。反射光被如圖l所示導(dǎo)向圖像傳感器ll。 這里重要的一點(diǎn)是對應(yīng)這種情況下光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成，當(dāng)來自全息記錄介質(zhì)HM的 反射光以y偏振光的形式進(jìn)入偏振分束器時，反射光被導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。換言之， 當(dāng)來自全息記錄介質(zhì)HM的反射光以x偏振光的形式進(jìn)入偏振分束器時，反射光不被導(dǎo)向圖 像傳感器ll那側(cè)。 圖像傳感器11包括圖像拾取元件，例如CCD (電荷耦合器件)傳感器或CMOS (互補(bǔ) 金屬氧化物半導(dǎo)體)傳感器。圖像傳感器11接收從全息記錄介質(zhì)HM這樣導(dǎo)向的再現(xiàn)光， 并將再現(xiàn)光轉(zhuǎn)換成電信號，從而獲得圖像信號。這樣獲得的圖像信號反應(yīng)了記錄時信號光 中的光on/off圖案(即"0"和"1"的數(shù)據(jù)圖案)。即，圖像傳感器11中這樣檢測的圖像信 號對應(yīng)于全息記錄介質(zhì)HM上記錄的數(shù)據(jù)的讀出信號。 數(shù)據(jù)再現(xiàn)部13對于SLM 4的像素單位的各個值(這些值包含在由上述圖像傳感 器11檢測的圖像信號中)來識別"0"或"1"的數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要執(zhí)行用于記錄調(diào)制代碼 (recording modulation code)的解調(diào)過程。由此，數(shù)據(jù)再現(xiàn)部13再現(xiàn)了記錄數(shù)據(jù)。
另外，圖1所示記錄和再現(xiàn)設(shè)備具有控制部16，用于執(zhí)行上述選擇性偏振方向控 制元件15的驅(qū)動控制?？刂撇?6將在下文中說明。
[作為第一示例的偏振方向控制方法] 如上所述，根據(jù)本實施例的記錄和再現(xiàn)設(shè)備在設(shè)有反射膜的反射式全息記錄介質(zhì) 上執(zhí)行記錄和再現(xiàn)。 如早先參照圖22A和圖22B以及圖23A和圖23B所說明的，在反射式全息記錄介 質(zhì)上執(zhí)行記錄時記錄了下列四種全息圖。 模式A :信號光(前往路徑)X參考光(前往路徑)=透射式全息圖 模式B :信號光(前往路徑)X參考光(返回路徑)=反射式全息圖 模式C :信號光(返回路徑)X參考光(前往路徑)=反射式全息圖 模式D :信號光(返回路徑)X參考光(返回路徑)=透射式全息圖 具體而言，模式A(圖22A)的透射式全息圖是通過經(jīng)由物鏡施加到全息記錄介質(zhì)
的信號光的前往路徑光與經(jīng)由物鏡施加到全息記錄介質(zhì)的參考光的前往路徑光之間的干
涉形成的全息圖。模式B(圖22B)的反射式全息圖是通過經(jīng)由物鏡施加到全息記錄介質(zhì)的信號光的前往路徑光與從全息記錄介質(zhì)的反射膜反射的作為返回路徑光的參考光之間的 干涉形成的全息圖。 作為與上述模式B相反的模式，圖案C的反射式全息圖(圖23A)是通過經(jīng)由物鏡 施加到全息記錄介質(zhì)的參考光的前往路徑光與從全息記錄介質(zhì)的反射膜反射的作為返回 路徑光的信號光之間的干涉形成的全息圖。模式D(圖23B)的透射式全息圖是由從反射膜 反射的信號光的返回路徑光與從反射膜反射的參考光的返回路徑光之間的干涉形成的全 息圖。 這四種全息圖由于全息圖傳播方向和角度的差異而在所形成的干涉條紋特性方 面彼此不同。當(dāng)記錄介質(zhì)的體積或平均折射率由于記錄時記錄材料的反應(yīng)、溫度改變等而 變化時，各個全息圖中產(chǎn)生相位偏移。在某些情況下，再現(xiàn)時來自各個全息圖的衍射光的各 個部分可能相互削弱，因而再現(xiàn)信號的強(qiáng)度可能大大降低。 再現(xiàn)信號的強(qiáng)度降低引起了 SNR(S/N比)的降低、再現(xiàn)操作穩(wěn)定性的劣化、全息圖 記錄密度的降低等。 考慮到這點(diǎn)，本實施例防止了上述模式B和模式C的各個反射式全息圖的記錄，并 允許僅透射式全息圖的記錄。因此，抑制了再現(xiàn)信號的強(qiáng)度降低，并解決了上述問題。
作為這樣防止記錄反射式全息圖的方法，第一實施例中提出了一種方法，其允許 記錄僅上述模式A(信號光(前往路徑)X參考光(前往路徑))的透射式全息圖。
作為第一實施例的方法，下面將說明兩種示例，即第一示例和第二示例。首先將參 照圖4至圖7B說明第一示例的方法。 圖4示出了第一實施例的第一示例中所用全息記錄介質(zhì)HM的剖面結(jié)構(gòu)。 如圖4所示，在第一示例的全息記錄介質(zhì)HM中，從頂層起依次形成覆蓋層Ll 、記錄
層L2和反射式圓偏振膜L3。 覆蓋層Ll被設(shè)置為對覆蓋層Ll下方形成的記錄層L2進(jìn)行保護(hù)。覆蓋層Ll由透 明襯底(例如玻璃或聚碳酸酯)形成。記錄層L2是光敏材料(記錄材料)層，光敏材料例 如是光敏聚合物，該記錄層中通過信號光與參考光之間的干涉條紋來執(zhí)行全息記錄。
反射式圓偏振膜L3由具有圓偏振選擇性反射率的材料形成，該材料使沿預(yù)定旋 轉(zhuǎn)方向的圓偏振光透射，而使沿與所述預(yù)定旋轉(zhuǎn)方向相反旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光反射。具體 而言，反射式圓偏振膜L3由膽甾型(cholesteric)液晶形成。 在第一示例中所用的全息記錄介質(zhì)HM中，作為反射式圓偏振膜L3的膽甾型液晶 的螺旋結(jié)構(gòu)的巻繞方向是左向的。因此，右旋方向的圓偏振光被透射，左旋方向的圓偏振光 被選擇性地反射。 另外，圖4所示全息記錄介質(zhì)HM的結(jié)構(gòu)僅僅是示例，也可以例如通過下述方式來 形成另一種結(jié)構(gòu)設(shè)置幾P m至幾十ii m的無機(jī)材料的間隙層，以防止記錄層L2與反射式 圓偏振膜L3之間不需要的反應(yīng)。 另一方面，圖1所示的選擇性偏振方向控制元件15以及被構(gòu)造成執(zhí)行選擇性偏振 方向控制元件的驅(qū)動控制的控制部16被設(shè)置，來執(zhí)行偏振方向控制，所述偏振方向控制用 于只記錄與形成有反射式圓偏振膜L3的全息記錄介質(zhì)HM對應(yīng)的模式A的透射式全息圖， 并在再現(xiàn)時合適地將再現(xiàn)光導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。
圖5是示意性示出選擇性偏振方向控制元件15的結(jié)構(gòu)的圖。
另外，在圖5中，由虛線表示參考光的光束區(qū)域中的光所入射到的區(qū)域(作為經(jīng)過 SLM 4的參考光領(lǐng)域A1的光的光束區(qū)域)；由點(diǎn)劃線表示信號光的光束區(qū)域中的光所入射 到的區(qū)域(作為經(jīng)過SLM 4的信號光領(lǐng)域A2的光的光束區(qū)域)。 另外，在選擇性偏振方向控制元件15中，參考光的光束區(qū)域中的光所入射到的區(qū) 域?qū)⒃谙挛闹蟹Q為"選擇性偏振方向控制元件15的參考光領(lǐng)域"，類似地，在選擇性偏振方 向控制元件15中，信號光的光束區(qū)域中的光所入射到的區(qū)域?qū)⒃谙挛闹蟹Q為"選擇性偏振 方向控制元件15的信號光領(lǐng)域"。 如圖5所示，在選擇性偏振方向控制元件15中，信號光控制區(qū)域Am-s被設(shè)定為這 樣的區(qū)域該區(qū)域包括選擇性偏振方向控制元件15的信號光領(lǐng)域，并且不與選擇性偏振方 向控制元件15的參考光領(lǐng)域重疊。另外，下述區(qū)域被設(shè)定為參考光控制區(qū)域Am-r :該區(qū)域 包括選擇性偏振方向控制元件15的參考光領(lǐng)域，并且不與選擇性偏振方向控制元件15的 信號光領(lǐng)域重疊。 選擇性偏振方向控制元件15被插入SLM 4的實像面的位置，該面是由圖l所示光 學(xué)系統(tǒng)中包括中繼透鏡6和8的中繼透鏡系統(tǒng)形成的?；蛘撸x擇性偏振方向控制元件15 被插入與實像面鄰近的位置。與此相應(yīng)，選擇性偏振方向控制元件15的參考光領(lǐng)域和信號 光領(lǐng)域被設(shè)定成分別與SLM 4的參考光領(lǐng)域Al和信號光領(lǐng)域A2大體上相同的尺寸。
選擇性偏振方向控制元件15在與入射面平行的面中的布置位置被調(diào)節(jié)成使得 參考光束區(qū)域中的整個光被選擇性偏振方向控制元件15的參考光領(lǐng)域覆蓋，并且信號光 束區(qū)域中的整個光被選擇性偏振方向控制元件15的信號光領(lǐng)域覆蓋。具體而言，在此情況 下，由于信號光領(lǐng)域A2布置在參考光領(lǐng)域A1的內(nèi)側(cè)，并且信號光領(lǐng)域A2的中心與激光的 光軸一致，所以選擇性偏振方向控制元件15的面內(nèi)布置位置被調(diào)節(jié)成使得信號光控制區(qū) 域Am-s的中心與激光的光軸一致。 至少選擇性偏振方向控制元件15的信號光控制區(qū)域Am-s和參考光控制區(qū)域Am-r 由液晶元件形成，所述液晶元件根據(jù)驅(qū)動信號的on/off狀態(tài)來以Ji或0的相位調(diào)制量執(zhí) 行相位調(diào)制(當(dāng)驅(qū)動信號為on時的相位調(diào)制量與當(dāng)驅(qū)動信號為off時的相位調(diào)制量之間 被賦予n的相位差)。 具體而言，這樣的液晶元件可以通過下述方式來實現(xiàn)對液晶元件的厚度進(jìn)行調(diào) 節(jié)，使得在驅(qū)動信號的off時間(液晶分子水平對準(zhǔn)的時間)與驅(qū)動信號的on時間(液晶 分子垂直對準(zhǔn)的時間)之間產(chǎn)生Ji的相位差(入/2)。 被這樣形成從而根據(jù)驅(qū)動信號的on/off狀態(tài)以Ji或零來執(zhí)行相位調(diào)制的液晶元 件具有與半波片類似的特性。 眾所周知，令e成為由半波片的光學(xué)基準(zhǔn)軸線與入射光的偏振方向軸線所形成 的角度，則半波片具有使入射光的偏振方向改變2 9的特性。這樣，如上所述形成的選擇性 偏振方向控制元件15的信號光控制區(qū)域Am-s和參考光控制區(qū)域Am-r能夠根據(jù)向選擇性 偏振方向控制元件15施加的驅(qū)動信號的on/off狀態(tài)，彼此獨(dú)立地使入射光的偏振方向改 變90度或使入射光的偏振方向改變0度(即，使入射光的偏振方向不變)。
另外，為了確保起見，為能夠如上所述進(jìn)行90度/0度偏振方向控制，選擇性偏振 方向控制元件15是在下述情況下使用的選擇性偏振方向控制元件15的面內(nèi)布置角度被 調(diào)節(jié)成使得由選擇性偏振方向控制元件15的基準(zhǔn)軸線與入射光的偏振方向軸線(在此情CN 101727924 A
說明書
12/24頁 況下為x軸)形成的角度為45度。 圖1所示的控制部16對選擇性偏振方向控制元件15執(zhí)行下文所述的合適驅(qū)動控制，從而實現(xiàn)一種偏振方向控制方法，用于在再現(xiàn)時適當(dāng)?shù)貙⒃佻F(xiàn)光導(dǎo)向圖像傳感器11，同時防止記錄反射式全息圖。 圖6以及圖7A和圖7B是幫助對作為第一實施例的第一示例的偏振方向控制方法進(jìn)行說明的示意圖。 圖6、圖7A和圖7B中只提取并示出了了圖1所示的偏振分束器5、選擇性偏振方向控制元件15、四分之一波片9、物鏡10和全息記錄介質(zhì)HM。 圖6示出了信號光和參考光的各個光束以及各個光束的偏振狀態(tài)，作為幫助對記錄時進(jìn)行說明的示意圖。 圖7A和圖7B是幫助說明再現(xiàn)時的示意圖。圖7A示出了正向光路中的參考光的光束以及該光束的偏振狀態(tài)。圖7B示出了后向光路中的參考光(反射參考光)和再現(xiàn)光的光束以及這些光束的偏振狀態(tài)。 另外，對于圖6以及圖7A和圖7B所示的偏振狀態(tài)，這些圖中垂直方向的雙向箭頭表示與紙面平行的線偏振光(P偏振光)，雙圓表示與紙面垂直的線偏振光(s偏振光)，實線的右旋箭頭表示右旋方向的圓偏振光，虛線的左旋箭頭表示左旋方向的圓偏振光。為了確認(rèn)，偏振光的旋轉(zhuǎn)方向被定義為相對于光波行進(jìn)方向的旋轉(zhuǎn)方向。 首先，在圖6中，在第一示例中進(jìn)行記錄時，對于選擇性偏振方向控制元件15的信號光控制區(qū)域Am-s和參考光控制區(qū)域Am-r兩者，驅(qū)動信號都被關(guān)斷，從而使入射參考光和入射信號光的偏振方向不改變。 據(jù)此，以p偏振光的形式進(jìn)入選擇性偏振方向控制元件15的信號光和參考光兩者都被四分之一波片9轉(zhuǎn)換成右旋方向的圓偏振光，由右旋方向的圓偏振光經(jīng)由物鏡10照射全息記錄介質(zhì)HM。 如前文參照圖4所說明的，全息記錄介質(zhì)HM中形成的反射式圓偏振膜L3被構(gòu)造成使右旋方向的圓偏振光透射并使左旋方向的圓偏振光反射。這樣，在此情況下，在記錄時，信號光和參考光兩者都由反射式圓偏振膜L3透射，如圖6所示。 這樣，在此情況下，在記錄層L2中，只記錄了信號光(前往路徑)X參考光(前往路徑)這一種全息圖，因此能夠防止記錄反射式全息圖。 另一方面，在再現(xiàn)時，如圖7A和圖7B所示，選擇性偏振方向控制元件15中的信號光控制區(qū)域Am-s的驅(qū)動信號仍然關(guān)斷，只有參考光控制區(qū)域Am-r的驅(qū)動信號被開啟。艮P，只在參考光控制區(qū)域Am-r中使偏振方向改變了 90度。 據(jù)此，首先，在圖7A的前往路徑中，經(jīng)由選擇性偏振方向控制元件15而進(jìn)入四分
之一波片9的參考光被從p偏振光轉(zhuǎn)換成s偏振光，因而全息記錄介質(zhì)HM受到作為左旋方
向圓偏振光的參考光的照射。這樣，在再現(xiàn)時，參考光能夠從反射式圓偏振膜L3反射，由參
考光照射而獲得的再現(xiàn)光也能夠從反射式圓偏振膜L3反射。結(jié)果，如圖7B所示，能夠以反
向路徑光(來自全息記錄介質(zhì)HM的返回光)的形式獲得反射的參考光和再現(xiàn)光。 在這種實施例中，膽甾型液晶被選為全息記錄介質(zhì)HM中形成的反射式圓偏振膜
L3，并被形成為使得輸出與入射圓偏振光相同旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光作為反射光。 這樣，在保持入射左旋參考光的旋轉(zhuǎn)方向的形式中，以來自上述反射式圓偏振膜
16L3的反射光的形式獲得的反射參考光和再現(xiàn)光的圓偏振光的各部分的旋轉(zhuǎn)方向也類似的 是左旋方向。 這樣以左旋方向圓偏振光的形式獲得的反射參考光和再現(xiàn)光經(jīng)過物鏡10，然后經(jīng) 過四分之一波片9，從而被轉(zhuǎn)換成s偏振光。 在此情況下，如前所述，在再現(xiàn)時，選擇性偏振方向控制元件15受到控制，使得參 考光控制區(qū)域Am-r開啟而信號光控制區(qū)域Am-s關(guān)斷。這樣，如上所述被四分之一波片9 轉(zhuǎn)換成s偏振光的再現(xiàn)光在經(jīng)過選擇性偏振方向控制元件15之后其偏振方向不改變，并以 s偏振光的形式進(jìn)入偏振分束器5。 S卩，結(jié)果是再現(xiàn)光被合適地導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。
根據(jù)再現(xiàn)時選擇性偏振方向控制元件15的受控狀態(tài)，由四分之一波片9轉(zhuǎn)換成s 偏振光的反射參考光通過經(jīng)過選擇性偏振方向控制元件15而使其偏振方向改變了 90度， 并以P偏振光的形式進(jìn)入偏振分束器5。結(jié)果，反射參考光由偏振分束器5透射，并因此不 被導(dǎo)向圖像傳感器ll那側(cè)。 為了確認(rèn)，在再現(xiàn)光取決于全息圖的衍射效率(例如約O. 1%至1% )而具有較低 的光強(qiáng)度的情況下，無論衍射效率如何，反射參考光只是從反射式圓偏振膜L3反射的光， 因此反射參考光的光強(qiáng)度比再現(xiàn)光高得多。這樣，當(dāng)將反射參考光與再現(xiàn)光一起被導(dǎo)向圖 像傳感器11時，反射參考光變成了再現(xiàn)光的不可忽略的噪聲成分，從而使再現(xiàn)特性大大劣 化。 這樣，根據(jù)本實施例的偏振方向控制方法，能夠如上所述防止反射參考光被導(dǎo)向 圖像傳感器11那側(cè)，可以通過抑制噪聲而提高再現(xiàn)特性。
[作為第二示例的偏振方向控制方法]
下面將說明第一實施例的第二示例。 與圖6以及圖7A和圖7B中一樣，圖8以及圖9A和圖9B中只提取并示出了圖1 所示的偏振分束器5、選擇性偏振方向控制元件15、四分之一波片9、物鏡10和全息記錄介 質(zhì)HM，作為幫助對作為第一實施例的第二示例的偏振方向控制方法進(jìn)行說明的示意圖。
與圖6—樣，圖8示出了信號光和參考光的各個光束以及各個光束的偏振狀態(tài)，作 為幫助對記錄時進(jìn)行說明的示意圖。 與圖7A和圖7B—樣，圖9A和圖9B是幫助說明再現(xiàn)時的示意圖。圖9A示出了正 向光路中的參考光的光束以及該光束的偏振狀態(tài)。圖9B示出了后向光路中的參考光(反 射參考光)和再現(xiàn)光的光束以及這些光束的偏振狀態(tài)。 第二示例的方法對應(yīng)于這樣的情況使用反射式圓偏振膜L3-L作為全息記錄介 質(zhì)HM中的反射式圓偏振膜，所述膜L3-L具有與前述第一示例中所用的反射式圓偏振膜L3 相反的特性。 具體而言，例如，作為反射式圓偏振膜L3-L的膽甾型液晶的螺旋結(jié)構(gòu)的巻繞方向 與前述第一示例中的膽甾型液晶相反(右旋)。反射式圓偏振膜L3-L因而被構(gòu)造成使左旋 方向的圓偏振光透射而使右旋方向的圓偏振光反射，并輸出與入射的圓偏振光相同旋轉(zhuǎn)方 向的圓偏振光作為反射光。 為了與其中形成的具有這種反射式圓偏振膜L3-L的全息記錄介質(zhì)HM對應(yīng)，在此 情況下在記錄時，如圖8所示，對于選擇性偏振方向控制元件15的信號光控制區(qū)域Am-s和 參考光控制區(qū)域Am-r兩者，驅(qū)動信號都被接通(on)，使得入射參考光和入射信號光的偏振方向被改變90度。 由此，以p偏振光的形式進(jìn)入選擇性偏振方向控制元件15的信號光和參考光都被 選擇性偏振方向控制元件15改變成s偏振光。從而在此情況下，從四分之一波片9輸出的 信號光和參考光兩者都是左旋方向的圓偏振光。 如上所述，在此情況下的反射式圓偏振膜L3-L被構(gòu)造成使左旋方向的圓偏振光 透射而使右旋方向的圓偏振光反射。這樣，由于如上所述在記錄時選擇性偏振方向控制元 件15的控制，信號光和參考光兩者都由反射式圓偏振膜L3-L透射，如圖8所示。S卩，在此 情況下，也僅能夠執(zhí)行信號光(前往路徑)X參考光(前往路徑)這一種透射式全息圖的 記錄，因而能夠防止記錄反射式全息圖。 在此情況下在再現(xiàn)時，如圖9A和圖9B所示，選擇性偏振方向控制元件15中信 號光控制區(qū)域Am-s的驅(qū)動信號仍然開啟，只有參考光控制區(qū)域Am-r的驅(qū)動信號被關(guān)斷 (off)。即，在此情況下在再現(xiàn)時，只在信號光控制區(qū)域Am-s中使偏振方向改變90度。
據(jù)此，首先，在圖9A的前往路徑中，經(jīng)由選擇性偏振方向控制元件15而進(jìn)入四分 之一波片9的參考光仍然原樣保持為p偏振光，因而全息記錄介質(zhì)HM受到作為右旋方向圓 偏振光的參考光的照射。這樣，在此情況下，參考光也能夠從反射式圓偏振膜L3-L反射，由 參考光照射而獲得的再現(xiàn)光也能夠從反射式圓偏振膜L3-L反射。結(jié)果，如圖9B所示，能夠 以反向路徑光的形式獲得反射參考光和再現(xiàn)光。 在此情況下，反射式圓偏振膜L3-L也使入射的圓偏振光和反射的圓偏振光的圓 偏振旋轉(zhuǎn)方向是相同方向。因此，作為來自上述反射式圓偏振膜L3-L的反射光而獲得的反 射參考光和再現(xiàn)光的圓偏振旋轉(zhuǎn)方向是右旋方向，這與作為左旋方向圓偏振光的入射參考 光的情況相同。 這樣以右旋方向圓偏振光的形式獲得的反射參考光和信號光經(jīng)過物鏡10，然后通 過經(jīng)過四分之一波片9而被轉(zhuǎn)換成p偏振光，并進(jìn)入選擇性偏振方向控制元件15。
與前述情況一樣，在此情況下，在選擇性偏振方向控制元件15中，信號光控制區(qū) 域Am-s開啟，而參考光控制區(qū)域Am-r關(guān)斷。這樣，如上所述以p偏振光的形式進(jìn)入選擇性 偏振方向控制元件15的再現(xiàn)光通過經(jīng)過選擇性偏振方向控制元件15而被轉(zhuǎn)換成s偏振 光。再現(xiàn)光因而由偏振分束器5反射。S卩，在此情況下，再現(xiàn)光也能夠被合適地導(dǎo)向圖像傳 感器11那側(cè)。 以p偏振光的形式進(jìn)入選擇性偏振方向控制元件15的反射參考光仍然以p偏振 光的形式進(jìn)入偏振分束器5。因而反射參考光由偏振分束器5透射，從而能夠防止其被導(dǎo)向 圖像傳感器ll那側(cè)。 這樣，在全息記錄介質(zhì)HM中形成的反射式圓偏振膜具有與第一示例中相反的特
性的情況下，第二示例的方法也能夠提供與第一示例中類似的效果。[第一實施例的總結(jié)] 從上述說明可以理解，根據(jù)第一實施例的偏振方向控制方法，全息記錄介質(zhì)HM上 只記錄一種透射式全息圖，從而能夠防止記錄反射式全息圖。另外，在再現(xiàn)時，再現(xiàn)光能夠 合適地被導(dǎo)向圖像傳感器ll。 此外，在再現(xiàn)時，能夠防止反射參考光被導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。從而能夠改善 再現(xiàn)特性。
在能夠防止記錄反射式全息圖的情況下，能夠防止如上所述發(fā)生相位偏移時再現(xiàn) 光的強(qiáng)度降低。因而可以提高SNR(S/N比)，提高再現(xiàn)操作的穩(wěn)定性，并進(jìn)一步提高全息圖 的記錄密度。 另外，這種實施例采用的方法使用反射式圓偏振膜作為全息圖的反射膜，并通過 對照射反射式圓偏振膜所用的圓偏振光的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行控制來防止記錄反射式全息圖。這 樣，即使在對全息記錄介質(zhì)HM進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的同時執(zhí)行記錄和再現(xiàn)，也能夠合適地防止記 錄反射式全息圖。
〈第二實施例〉[作為第一示例的偏振方向控制方法] 第二實施例通過在記錄時使參考光和信號光反射而不使參考光和信號光透射來 只記錄兩種透射式全息圖，從而防止記錄反射式全息圖。 另外，第二實施例中記錄和再現(xiàn)設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造以及全息記錄介質(zhì)HM的剖面結(jié) 構(gòu)與第一實施例中所述的情況類似，因此將略去其重復(fù)說明。 與圖6、圖7A和圖7B中一樣，圖IOA和圖10B以及圖IIA和圖IIB只提取和示出 了圖1所示的偏振分束器5、選擇性偏振方向控制元件15、四分之一波片9、物鏡10和全息 記錄介質(zhì)HM，作為幫助說明作為第二實施例的第一示例的偏振方向控制方法的示意圖。
圖IOA和圖IOB是幫助說明記錄時的示意圖。與圖6、圖7A和圖7B—樣，圖10A 示出了正向光路中信號光和參考光的各個光束以及各個光束的偏振狀態(tài)，圖IOB示出了后 向光路中信號光和參考光的各個光束以及各個光束的偏振狀態(tài)。 圖IIA和圖IIB是幫助說明再現(xiàn)時的示意圖。與圖6、圖7A和圖7B—樣，圖11A 示出了正向光路中參考光的光束以及該光束的偏振狀態(tài)，圖IIB示出了后向光路中參考光 (反射參考光)和再現(xiàn)光的各個光束以及這些光束的偏振狀態(tài)。 第一示例的方法對應(yīng)于這樣的情況其中，全息記錄介質(zhì)HM中形成反射式圓偏振 膜L3-L。即，第一示例的方法對應(yīng)于這樣的情況左旋方向的圓偏振光被透射，而右旋方向 的圓偏振光被反射。 在第一示例的方法中，在記錄時，如圖IOA和圖IOB所示，對于選擇性偏振方向控 制元件15的信號光控制區(qū)域Am-s和參考光控制區(qū)域Am-r，驅(qū)動信號都被關(guān)斷，從而不使入 射參考光和入射信號光的偏振方向改變。 由此，以p偏振光的形式進(jìn)入選擇性偏振方向控制元件15的信號光和參考光兩者 都被四分之一波片9轉(zhuǎn)換成右旋方向的圓偏振光。這樣，在此情況下，在記錄時，如圖10A 至圖10B的轉(zhuǎn)變所示，參考光和信號光兩者都由反射式圓偏振膜L3-L反射。
與上述第一實施例中的情況一樣，反射式圓偏振膜L3-L使入射的圓偏振光的旋 轉(zhuǎn)方向和反射的圓偏振光的旋轉(zhuǎn)方向彼此相同。據(jù)此，在此情況下，在全息記錄介質(zhì)HM上， 作為信號光(前往路徑)X參考光(返回路徑)和信號光(返回路徑)X參考光(前往路 徑)而處于彼此相對關(guān)系的信號光和參考光的圓偏振方向相同并彼此一致，因此不會發(fā)生 光的這些彼此相對的部分之間的干涉。因而，能夠防止將信號光(前往路徑)X參考光(返 回路徑)的反射式全息圖(模式B)以及信號光(返回路徑)X參考光(前往路徑)的反 射式全息圖(模式C)進(jìn)行記錄。 這樣，根據(jù)上文參照圖IOA和圖IOB所述記錄時的偏振方向控制方法，防止了記錄反射式全息圖，并在此情況下在記錄層L2中只記錄模式A和模式D這兩種透射式全息圖。
在此情況下，在再現(xiàn)時，如圖IIA和圖11B所示，選擇性偏振方向控制元件15中參考光控制區(qū)域Am-r的驅(qū)動信號仍然保持關(guān)斷，只有信號光控制區(qū)域Am-s的驅(qū)動信號被開啟，使得只有信號光控制區(qū)域Am-s中偏振方向被改變90度。 這種再現(xiàn)時的偏振方向控制方法類似于前述第一實施例中圖9A和圖9B所示第二示例中再現(xiàn)時的偏振方向控制方法。 S卩，在此情況下，在再現(xiàn)時，也對選擇性偏振方向控制元件15執(zhí)行驅(qū)動控制，使得如上所述只在信號光控制區(qū)域Am-s中使偏振方向改變90度。由此，根據(jù)與前述第一實施例的第二示例中所述類似的原理，再現(xiàn)光能夠被合適地導(dǎo)向圖像傳感器11，同時，反射參考光不被導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。因而能夠改善再現(xiàn)特性。
[作為第二示例的偏振方向控制方法] 與圖6以及圖7A和圖7B中一樣，圖12A和圖12B以及圖13A和圖13B中只提取和示出了圖1所示的偏振分束器5、選擇性偏振方向控制元件15、四分之一波片9、物鏡10和全息記錄介質(zhì)HM，作為幫助說明作為第二實施例的第二示例的偏振方向控制方法的示意圖。 圖12A和圖12B是幫助說明記錄時的示意圖。與圖6以及圖7A和圖7B—樣，圖12A示出了前往路徑中信號光和參考光的各個光束以及各個光束的偏振狀態(tài)，圖12B示出了返回路徑中信號光和參考光的各個光束以及各個光束的偏振狀態(tài)。 圖13A和圖13B是幫助說明再現(xiàn)時的示意圖。與圖6以及圖7A和圖7B—樣，圖13A示出了前往路徑中參考光的光束和該光束的偏振狀態(tài)，圖13B示出了返回路徑中的參考光(反射參考光)和再現(xiàn)光的各個光束以及這些光束的偏振狀態(tài)。 第二實施例的第二示例的方法對應(yīng)于這樣的情況全息記錄介質(zhì)HM中形成反射
式圓偏振膜L3，即，右旋方向的圓偏振光被透射，而左旋方向的圓偏振光被反射。 在第二示例中，在記錄時，如圖12A和圖12B所示，對于選擇性偏振方向控制元件
15的信號光控制區(qū)域Am-s和參考光控制區(qū)域Am-r兩者，驅(qū)動信號都被開啟，從而使入射參
考光和入射信號光的偏振方向都被改變90度。 這樣，以p偏振光的形式進(jìn)入選擇性偏振方向控制元件15的信號光和參考光都以s偏振光的形式進(jìn)入四分之一波片9，因而由作為左旋方向圓偏振光的信號光和參考光來照射全息記錄介質(zhì)HM。 這樣，在此情況下，在記錄時，如從圖12A至圖12B的轉(zhuǎn)變所示，參考光和信號光兩者都由反射式圓偏振膜L3反射。反射式圓偏振膜L3還具有使入射圓偏振光的旋轉(zhuǎn)方向和反射圓偏振光的旋轉(zhuǎn)方向彼此相同的特性。因此，同樣在此情況下，作為信號光(前往路徑)X參考光(返回路徑)和信號光(返回路徑)X參考光(前往路徑)而處于彼此相對關(guān)系的信號光和參考光的圓偏振方向相同并彼此一致，因而不會發(fā)生光的這些部分之間的干涉。因而，同樣在此情況下，也能夠防止將信號光(前往路徑)X參考光(返回路徑)的反射式全息圖(模式B)和信號光(返回路徑)X參考光(前往路徑)的反射式全息圖(模式C)進(jìn)行記錄。即，在此情況下，也可以在記錄層L2中只記錄模式A和模式D這兩種透射式全息圖。 在第二示例中，在再現(xiàn)時，如圖13A和圖13B所示，選擇性偏振方向控制元件15中參考光控制領(lǐng)域Am-r的驅(qū)動信號仍然保持開啟，只使信號光控制領(lǐng)域Am-s的驅(qū)動信號關(guān) 斷，使得只在參考光控制領(lǐng)域Am-r中使偏振方向改變90度。 這種再現(xiàn)時的偏振方向控制方法與前述第一實施例中由圖7A和圖7B所示的第一 示例中再現(xiàn)時的偏振方向控制方法類似。 S卩，在此情況下，在再現(xiàn)時，也對選擇性偏振方向控制元件15執(zhí)行驅(qū)動控制，使得 如上所述只在參考光控制區(qū)域Am-r中使偏振方向改變90度。由此，根據(jù)與前述第一實施 例的第一示例中所述類似的原理，再現(xiàn)光能夠被合適地導(dǎo)向圖像傳感器11，同時，反射參考 光不會被導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。因而能夠改善再現(xiàn)特性。
[第二實施例的總結(jié)] 如上所述，根據(jù)第二實施例的方法，可以在全息記錄介質(zhì)HM上只記錄模式A和模 式D這兩種透射式全息圖，并因而防止記錄反射式全息圖。 這樣，參照圖22A和圖23B可以理解，記錄模式A和模式D這兩種透射式全息圖可 以看作記錄了雙厚度全息圖。這意味著與第一實施例相比，介質(zhì)的有效厚度增大為兩倍。
另外，從這樣記錄了兩種透射式全息圖的情況可以理解，當(dāng)采用第二實施例的方 法時，與采用第一實施例的方法的情況相比，用于介質(zhì)的曝光能量能夠增大為兩倍。這樣， 能夠比采用第一實施例的方法更多地提高介質(zhì)的有效靈敏度。
〈變更示例> 盡管已經(jīng)說明了本發(fā)明的實施例，但是本發(fā)明不限于上文所述的具體示例。
例如，上文所述光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造只是示例，本發(fā)明不限于此。 線偏振光(其進(jìn)入偏振分束器5以提取要被導(dǎo)向圖像傳感器ll那側(cè)的再現(xiàn)光)的 偏振方向、記錄/再現(xiàn)時對選擇性偏振方向控制元件15的信號光控制區(qū)域Am-s或參考光 控制區(qū)域Am-r進(jìn)行的驅(qū)動控制的模式、全息記錄介質(zhì)HM中形成的反射式圓偏振膜(L3或 L3-L)等的組合不限于上文所示的示例，而可以想到各種組合方式。 但是，利用任意這些組合，通過在記錄時和再現(xiàn)時執(zhí)行偏振方向控制以滿足下文 所述條件，就能夠防止記錄反射式全息圖并能夠在再現(xiàn)時將再現(xiàn)光合適地導(dǎo)向圖像傳感器 那側(cè)。 首先，當(dāng)如第一實施例中那樣采用在記錄時使信號光和參考光透射的方法時，滿 足下列條件就夠了。 1)使記錄時參考光的偏振方向與再現(xiàn)時參考光的偏振方向正交
2)在記錄時，使參考光和信號光的偏振方向彼此相同 3)在再現(xiàn)時，使得參考光和再現(xiàn)光(信號光的光束區(qū)域中的光)的偏振方向彼此 正交 上述1)的原因是在記錄時參考光需要由反射式圓偏振膜透射，并且在再現(xiàn)時參 考光需要由反射式圓偏振膜反射以獲得再現(xiàn)光。 上述2)的原因是信號光和參考光都需要由反射式圓偏振膜透射，以僅記錄一種 透射式全息圖。
上述3)的原因如下。 首先，作為對上述3)的原因進(jìn)行說明的前提，本發(fā)明中反射式圓偏振膜如上所述 具有使輸出圓偏振光沿與入射圓偏振光相同旋轉(zhuǎn)方向的特性。根據(jù)這種特性，使前往路徑
21中入射在四分之一波片9上的光以及返回路徑中從四分之一波片9出射的光的偏振方向彼 此相同(參見圖6至圖13B)。即，四分之一波片9與選擇性偏振方向控制元件15之間前往 路徑光和返回路徑光的偏振方向彼此相同。另外，根據(jù)這個方面，偏振分束器5與選擇性偏 振方向控制元件15之間前往路徑光和返回路徑光的偏振方向也彼此相同。
基于這種前提，首先將考慮這樣的情況作為選擇性偏振方向控制元件15的控制 模式，參考光的偏振方向在記錄時不改變，而在再現(xiàn)時改變90度。首先，當(dāng)然，處于由偏振 分束器5透射的偏振方向的參考光(或者，在使從偏振分束器5反射的光被導(dǎo)向選擇性偏 振方向控制元件15的構(gòu)造中，處于由偏振分束器5反射的偏振方向的參考光)進(jìn)入選擇性 偏振方向控制元件15。 在上述控制模式的情況下，在再現(xiàn)時執(zhí)行使參考光的偏振方向改變90度的控制。 因此，經(jīng)過選擇性偏振方向控制元件15的參考光(前往路徑)的偏振方向被轉(zhuǎn)換成被偏振 分束器5反射(或被偏振分束器5透射)的偏振方向。該參考光經(jīng)四分之一波片9而被轉(zhuǎn) 換成預(yù)定旋轉(zhuǎn)方向(設(shè)定為A旋轉(zhuǎn)方向)的圓偏振光，然后由反射式圓偏振膜反射。此時， 根據(jù)反射式圓偏振膜的上述特性，反射光以A旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光的形式原樣返回。結(jié)果， 四分之一波片9與選擇性偏振方向控制元件15之間的返回路徑參考光的偏振方向仍然是 被偏振分束器5反射(或被偏振分束器5透射)的偏振方向。由于這種返回路徑參考光進(jìn) 一步經(jīng)過選擇性偏振方向控制元件15，選擇性偏振方向控制元件15與偏振分束器5之間的 返回路徑參考光的偏振方向被轉(zhuǎn)換成被偏振分束器5透射(或被偏振分束器5反射)的偏 振方向。 如果不滿足上述3)的條件，參考光和再現(xiàn)光(信號光的光束區(qū)域中的光)的偏振 方向是相同方向，則再現(xiàn)光的偏振方向也是被偏振分束器5透射(或被偏振分束器5反射) 的偏振方向。因而再現(xiàn)光不能被導(dǎo)向圖像傳感器ll那側(cè)。從這個方面看，上述3)的條件 是必須的。 這對于采用下述控制模式的情況也成立在記錄時使參考光的偏振方向改變90 度并在再現(xiàn)時不改變參考光的偏振方向。即，在此情況下，在再現(xiàn)時不改變參考光的偏振方 向。因此，經(jīng)過選擇性偏振方向控制元件15的參考光(前往路徑)的偏振方向仍然保持為 被偏振分束器5透射(或被偏振分束器5反射)的偏振方向。該參考光通過經(jīng)過四分之一 波片9而被轉(zhuǎn)換成預(yù)定旋轉(zhuǎn)方向(被設(shè)定為B旋轉(zhuǎn)方向)的圓偏振光，然后由反射式圓偏 振膜反射并作為B旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光原樣被反射。因而，四分之一波片9與選擇性偏振 方向控制元件15之間返回路徑參考光的偏振方向仍然是被偏振分束器5透射(或被偏振 分束器5反射)的偏振方向。由于該返回路徑參考光進(jìn)一步經(jīng)過選擇性偏振方向控制元件 15，選擇性偏振方向控制元件15與偏振分束器5之間返回路徑參考光的偏振方向也仍然保 持為被偏振分束器5透射(或被偏振分束器5反射)的偏振方向。 S卩，在此情況下，如果再現(xiàn)時參考光與再現(xiàn)光的偏振方向不彼此正交，再現(xiàn)光的偏 振方向是被偏振分束器5透射(或被偏振分束器5反射)的偏振方向，因而再現(xiàn)光不能被 導(dǎo)向圖像傳感器ll那側(cè)。因而，在此情況下，在再現(xiàn)時使參考光和再現(xiàn)光(信號光的光束 區(qū)域中的光)的偏振方向彼此正交的條件3)也是必須的。 另外，當(dāng)如第二實施例中那樣通過在記錄時使信號光和參考光反射來防止記錄反 射式全息圖時，需要滿足下列條件。
4)使記錄時參考光的偏振方向和再現(xiàn)時參考光的偏振方向保持彼此不改變
5)在記錄時，使信號光和參考光的偏振方向彼此相同 6)在再現(xiàn)時，使參考光和再現(xiàn)光(信號光的光束區(qū)域中的光)的偏振方向彼此正交 上述4)的原因是對于這種情況下的方法，參考光在記錄時和再現(xiàn)時都需要由反射式圓偏振膜反射。
上述5)的原因是由于這種情況下的方法記錄兩種透射式全息圖，所以信號光也
需要從反射式圓偏振膜反射。 對于6)的原因如下。 首先，如上所述，當(dāng)使用本發(fā)明上述實施例中的反射式圓偏振膜時，選擇性偏振方向控制元件15與四分之一波片9之間前往路徑光和返回路徑光的偏振方向彼此相同。從這個方面，偏振分束器5與選擇性偏振方向控制元件15之間前往路徑光和返回路徑光的偏振方向也彼此相同。 另外，如上述4)的條件所示，在記錄時和再現(xiàn)時，參考光領(lǐng)域中的偏振方向都需要是相同的方向并在此情況下不改變。這樣，偏振分束器5與選擇性偏振方向控制元件15之間參考光的偏振方向在記錄時和再現(xiàn)時都相同，并且在前往路徑和返回路徑中都相同(參見圖IOA至圖13B)。 在此情況下，在記錄時和再現(xiàn)時，由偏振分束器5透射(或反射)的參考光沿前往路徑進(jìn)入選擇性偏振方向控制元件15。這樣，當(dāng)偏振分束器5與選擇性偏振方向控制元件15之間的參考光的偏振方向在前往路徑和返回路徑中相同時，返回路徑中的參考光與前往路徑中的參考光一樣由偏振分束器5透射(或反射)。即，參考光不被導(dǎo)向圖像傳感器ll那側(cè)。 這樣，如果不滿足上述6)的條件，使參考光和再現(xiàn)光的偏振方向在再現(xiàn)時相同，則再現(xiàn)光的偏振方向也是如上所述由偏振分束器5透射(或反射)的偏振方向。因而再現(xiàn)光不被導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。 這樣，在此情況下，在再現(xiàn)時，上述6)的使參考光和再現(xiàn)光(信號光的光束區(qū)域中的光)的偏振方向彼此正交的條件是必須的。 綜上所述，在采用根據(jù)第一實施例的方法和采用根據(jù)第二實施例的方法的任一情況下，在記錄時使參考光和信號光的偏振方向彼此一致而方向相同、以及在再現(xiàn)時使信號光的光束區(qū)域中的光(再現(xiàn)光)和參考光的偏振方向彼此正交是需要滿足的共同條件。
當(dāng)在記錄時使參考光和信號光的偏振方向彼此一致時，記錄時信號光和參考光都能夠兩者均由反射式圓偏振膜透射或兩者均由反射式圓偏振膜反射。因而能夠防止記錄反射式全息圖。 在這樣使記錄時參考光和信號光的偏振方向彼此一致的情況下，再現(xiàn)時使信號光的光束區(qū)域中的光和參考光的偏振方向彼此正交。由此，如上所述，在采用根據(jù)第一和第二實施例的方法的任一種情況下，再現(xiàn)光都可以被合適地導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。同時，能夠防止參考光被導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。 由此可以理解，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)執(zhí)行偏振方向控制以至少使記錄時參考光與信號光的偏振方向彼此一致而方向相同并使再現(xiàn)時信號光的光束區(qū)域中的光和參考光的偏振方向彼此正交時，能夠防止記錄反射式全息圖，且同時滿足在再現(xiàn)時將再現(xiàn)光導(dǎo)向圖像傳 感器ll那側(cè)的必要條件。 另外，在上述說明中，已經(jīng)舉例說明了用膽甾型液晶作為反射式圓偏振膜的情況。
但是，對于本發(fā)明的實施例中的反射式圓偏振膜，只要具有使預(yù)定旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光透
射、使沿與預(yù)定旋轉(zhuǎn)方向相反方向的圓偏振光反射、并將與入射圓偏振光相同旋轉(zhuǎn)方向的
圓偏振光輸出作為反射光就夠了。反射式圓偏振膜的具體組成材料不受限制。 另外，在上述說明中，已經(jīng)舉例說明了將被形成為能夠?qū)τ谛盘柟夂蛥⒖脊鈨烧?br> 根據(jù)驅(qū)動信號進(jìn)行偏振方向控制的元件作為選擇式偏振方向控制元件15。但是，在圖6以
及圖7A和圖7B所示的方法的情況下，只要至少僅對于參考光領(lǐng)域根據(jù)驅(qū)動信號執(zhí)行偏振
方向控制就夠了，因此顯然，在此情況下，只設(shè)定參考光控制區(qū)域Am-r作為選擇性偏振方
向控制元件15就夠了。 類似地，在圖IOA和圖10B以及圖IIA和圖11B所示的方法的情況下，例如，只要
僅設(shè)定信號光控制區(qū)域Am-s作為選擇性偏振方向控制元件15就夠了 。 即使在采用圖8以及圖9A和圖9B的方法的情況下，當(dāng)由半波片形成選擇性偏振
方向控制元件15的信號光領(lǐng)域時，例如，也可以只設(shè)定參考光控制區(qū)域Am-r作為根據(jù)驅(qū)動
信號執(zhí)行偏振方向控制的區(qū)域。 類似地，在采用圖12A和圖12B以及圖13A和圖13B的方法的情況下，當(dāng)由半波片 形成選擇性偏振方向控制元件15的參考光領(lǐng)域時，也可以只設(shè)定信號光控制區(qū)域Am-s作 為根據(jù)驅(qū)動信號執(zhí)行偏振方向控制的區(qū)域。 另外，在上述說明中，已經(jīng)舉例說明了用透射類型的選擇性偏振方向控制元件作
為選擇性偏振方向控制元件15的情況。但是當(dāng)然也可以使用反射類型的元件。 另外，在上述說明中，如作為選擇性偏振方向控制元件15而說明的那樣，已經(jīng)舉
例說明了這樣的情況根據(jù)本發(fā)明實施例的選擇性偏振方向控制部包含液晶相位差元件，
該元件根據(jù)驅(qū)動信號來以n的相位調(diào)制量或零的相位調(diào)制量執(zhí)行可變相位調(diào)制。但是，在
記錄/再現(xiàn)時執(zhí)行選擇性偏振方向控制的選擇性偏振方向控制部也可以在不使用這樣的
液晶相位差元件的情況下實現(xiàn)。 例如，可以提到這樣的構(gòu)造其中，在光路中放入和取出局部偏振方向控制元件從 而使之只在記錄時或再現(xiàn)時被插入光路中，所述局部偏振方向控制元件在參考光和信號光 進(jìn)入的那些區(qū)域中的一個區(qū)域中形成有半波片。即，在此情況下，設(shè)有用于使局部偏振方向 控制元件放入和取出光路的縮回和插入驅(qū)動部(例如滑動驅(qū)動或上下翻轉(zhuǎn)驅(qū)動)，控制部 16通過向縮回和插入驅(qū)動部供應(yīng)驅(qū)動信號來執(zhí)行驅(qū)動控制，以只在記錄時或再現(xiàn)時獲得該 縮回和插入驅(qū)動部被插入光路中的狀態(tài)。 或者，代替使用這種縮回和插入驅(qū)動的方法，處于被插入光路中的狀態(tài)下的上述 局部偏振方向控制元件(其中局部地形成有半波片)也可以受到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，使得局部偏振 方向控制元件的旋轉(zhuǎn)角度被改變，以提供在記錄時和再現(xiàn)時之間45度的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)角度差。 由此，僅在記錄時或再現(xiàn)時執(zhí)行偏振方向控制。在此情況下，設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動部被構(gòu)造成保持該局部偏振方向控制元件，以能夠?qū)植科穹较蚩刂圃M(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動，控制部16通過向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部供應(yīng)驅(qū)動信號來執(zhí)行驅(qū)動控制，使得局部偏振方向控制元 件受到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，以在記錄時和再現(xiàn)時將半波片的光學(xué)基準(zhǔn)軸線與入射光的偏振方向軸線
24形成的角度在0度和45度之間改變。從而能夠僅在記錄時和再現(xiàn)時中的一種情況下由半 波片執(zhí)行90度的偏振方向控制。 另外，在上述說明中，已經(jīng)說明了這樣的情況被構(gòu)造成在記錄/再現(xiàn)時執(zhí)行選 擇性偏振方向控制的偏振方向控制部與例如由四分之一波片9形成的線偏振光/圓偏振 光轉(zhuǎn)換部是彼此分立地形成的。但是，這些部分也可以被形成為彼此一體。在此情況下， 形成能夠由例如液晶相位差元件使入射光根據(jù)驅(qū)動信號以n/2(對于四分之一波長)和 3 Ji /2 (對于四分之三波長)的兩種相位調(diào)制量受到相位調(diào)制的元件，并插入如下所述的局 部偏振態(tài)轉(zhuǎn)換元件來代替選擇性偏振方向控制元件15和四分之一波片9的組合就夠了，其 中所述局部偏振態(tài)轉(zhuǎn)換元件在其被參考光進(jìn)入的區(qū)域內(nèi)以及其被信號光進(jìn)入的區(qū)域內(nèi)都 形成有上述使入射光受到相位調(diào)制的元件。 另外，盡管上述說明中沒有具體提到，但是為了對記錄/再現(xiàn)位置進(jìn)行控制，某些 全息記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)采用了這樣的方法形成位于全息反射膜下方的位置控制層并利用由 與全息記錄和再現(xiàn)光波長不同的位置控制光照射位置控制層而獲得的返回光來執(zhí)行記錄 和再現(xiàn)位置控制(例如尋軌伺服、搜尋操作等)，其中所述位置控制層具有通過形成凹坑 串、凹槽等而記錄于其中的位置信息。 在此情況下，全息反射膜(用于反射再現(xiàn)光的反射膜)需要具有這樣的波長選擇 性其使全息記錄和再現(xiàn)光反射，并使位置控制光透射，以將位置控制光導(dǎo)向形成于反射膜 下方的位置控制層。 S卩，為了提供這種位置控制方法，與全息反射膜對應(yīng)的反射式圓偏振膜(L3或 L3-L)需要具有波長選擇性。 膽甾型液晶具有對與膽甾型液晶的螺旋結(jié)構(gòu)的螺旋巻繞節(jié)距對應(yīng)的波長的光進(jìn) 行強(qiáng)烈反射的特性。因此，為了提供上述位置控制方法，尤其是，作為反射式圓偏振膜的膽 甾型液晶優(yōu)選地被形成為具有這樣的波長選擇性通過使螺旋的纏繞節(jié)距對應(yīng)于全息記錄 和再現(xiàn)光的波長，使得選擇性地只使全息記錄和再現(xiàn)光反射。 另外，在上述說明中，用偏振分束器5作為從返回路徑光的光束區(qū)域提取再現(xiàn)光 并選擇性地將再現(xiàn)光導(dǎo)向圖像傳感器ll那側(cè)的元件。但是，也可以用非偏振分束器(半透 半反鏡)代替偏振分束器5。 另外，在上述說明中，只舉例說明了與設(shè)置反射式圓偏振膜作為全息記錄介質(zhì)的 反射膜的情況對應(yīng)的來防止記錄反射式全息圖的方法。但是，根據(jù)包含反射式線偏振膜 L4(或L5，下文將說明)而不是反射式圓偏振膜(L3或L3-L)的全息記錄介質(zhì)HM，也能夠防 止記錄反射式全息圖，如下面的圖14所示。 在此情況下，反射式線偏振膜指這樣的膜其被形成為選擇性地反射(或透射)作
為P偏振光和s偏振光之一的入射光。這樣的反射式線偏振膜可以例如通過線柵膜(以大
約100nm的線節(jié)距在透明膜內(nèi)沿預(yù)定方向布置金屬細(xì)線)或光子晶體來實現(xiàn)。 假定形成圖14所示的反射式線偏振膜L4，以具有使p偏振光透射并使s偏振光反
射的特性。 圖15示出了記錄和再現(xiàn)設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造，作為對應(yīng)于全息記錄介質(zhì)HM而防止記 錄反射式全息圖的一種變更示例，所述全息記錄介質(zhì)包含上述反射式線偏振膜作為全息反 射膜。
作為變更示例的記錄和再現(xiàn)設(shè)備是通過從前述圖1所示的記錄和再現(xiàn)設(shè)備中略 去四分之一波片9而形成的。 在作為變更示例的記錄和再現(xiàn)設(shè)備中，控制部16執(zhí)行選擇性偏振方向控制元件 15的驅(qū)動控制，以使選擇性偏振方向控制元件15對入射光執(zhí)行偏振方向控制，從而在記錄 時防止記錄反射式全息圖并在再現(xiàn)時使再現(xiàn)光導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。
圖16以及圖17A和圖17B是幫助說明偏振方向控制方法的示意圖，該方法對應(yīng)于 如圖14所示設(shè)置了反射式線偏振膜L4(使p偏振光透射并使s偏振光反射)的情況。在這 些圖中只提取并示出了前述圖15所示的偏振分束器5、選擇性偏振方向控制元件15、物鏡 IO和全息記錄介質(zhì)HM。與前述圖6—樣，圖16示出了信號光和參考光的各個光束以及各 個光束的偏振狀態(tài)，作為幫助說明記錄時的示意圖。與圖7A和圖7B—樣，圖17A和圖17B 是幫助說明再現(xiàn)時的示意圖。圖17A示出了前往路徑中參考光的光束以及該光束的偏振狀 態(tài)。圖17B示出了返回路徑中再現(xiàn)光和參考光(反射參考光)的各個光束以及這些光束的 偏振狀態(tài)。 在此情況下，如圖16所示，在記錄時，對于選擇性偏振方向控制元件15的信號光 控制區(qū)域Am-s和參考光控制區(qū)域Am-r兩者，驅(qū)動信號都被關(guān)斷，從而使入射參考光和入射 信號光的偏振方向不改變。 由此，以p偏振光的形式進(jìn)入選擇性偏振方向控制元件15的信號光和參考光以p 偏振光的形式施加到全息記錄介質(zhì)HM。在此情況下，反射式線偏振膜L4使p偏振光透射。 這樣，如圖16所示，由于如上所述記錄時選擇性偏振方向控制元件15的控制，參考光和信 號光都由反射式線偏振膜L4透射。S卩，這使得可以只記錄信號光(前往路徑)X參考光 (前往路徑)這一種透射式全息圖，并防止記錄反射式全息圖。 在此情況下，在再現(xiàn)時，如圖17A和圖17B所示，選擇性偏振方向控制元件15中的 信號光控制區(qū)域Am-s的驅(qū)動信號仍然保持關(guān)斷，而只對于參考光控制領(lǐng)域Am-r開啟驅(qū)動 信號。即，只在參考光控制區(qū)域Am-r中使偏振方向改變90度。 據(jù)此，在圖17A的前往路徑中，經(jīng)過選擇性偏振方向控制元件15的參考光變成s 偏振光，由作為s偏振光的參考光經(jīng)由物鏡10照射全息記錄介質(zhì)HM。這樣，如圖17B所示， 參考光和通過用參考光照射而獲得的再現(xiàn)光都能從反射式線偏振膜L4反射，并能夠以反 向路徑光的形式獲得s偏振光的再現(xiàn)光和反射參考光。 如上所述，在此情況下，在選擇性偏振方向控制元件15中，信號光控制領(lǐng)域Am-s 被關(guān)斷，而參考光控制領(lǐng)域Am-r開啟。這樣，上述s偏振光的再現(xiàn)光原樣作為s偏振光進(jìn) 入偏振分束器5。因而，該再現(xiàn)光由偏振分束器5反射。S卩，在此情況下，也能夠使再現(xiàn)光被 合適地導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。 由s偏振光形成的反射參考光經(jīng)過選擇性偏振方向控制元件15，從而以p偏振光 的形式進(jìn)入偏振分束器5。因而，反射參考光由偏振分束器5透射，從而能夠防止其被導(dǎo)向 圖像傳感器ll那側(cè)。 通過這樣采用圖16以及圖17A和圖17B的偏振方向控制方法，與在全息記錄介質(zhì) HM中設(shè)置反射式線偏振膜L4的情況對應(yīng)，可以防止記錄反射式全息圖，并合適地將再現(xiàn)光 導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。同時，防止了反射參考光被導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。
反射式線偏振膜也能夠被形成為使s偏振光透射并使p偏振光反射。圖18以及圖19A和圖19B是幫助說明偏振方向控制方法的示意圖，該方法對應(yīng)于設(shè)置具有這種使s 偏振光透射而使P偏振光反射的特性的反射式線偏振膜L5的情況。在這些圖中，只提取和 示出了前述圖15所示的偏振分束器5、選擇性偏振方向控制元件15、物鏡10和全息記錄介 質(zhì)HM。與前述圖6—樣，圖18示出了信號光和參考光的各個光束以及各個光束的偏振狀 態(tài)，作為幫助說明記錄時的示意圖。 與圖7A和圖7B—樣，圖19A和圖19B是幫助說明再現(xiàn)時的示意圖。圖19A示出 了前往路徑中的參考光的光束以及該光束的偏振狀態(tài)。圖19B示出了返回路徑中的參考光 (反射參考光)和再現(xiàn)光的各個光束以及這些光束的偏振狀態(tài)。 在此情況下，在記錄時，如圖18所示，對于選擇性偏振方向控制元件15的信號光 控制區(qū)域Am-s和參考光控制區(qū)域Am-r兩者，驅(qū)動信號都被關(guān)斷，從而使入射參考光和入射 信號光的偏振方向都改變90度。 由此，以p偏振光的形式進(jìn)入選擇性偏振方向控制元件15的信號光和參考光兩者 都經(jīng)由物鏡10以s偏振光的形式被施加到全息記錄介質(zhì)HM。在此情況下，反射式線偏振膜 L5透射s偏振光并反射p偏振光。這樣，參考光和信號光兩者都由反射式線偏振膜L5透 射。由此，在此情況下，也可以只記錄信號光(前往路徑)X參考光(前往路徑)這一種透 射式全息圖，并防止記錄反射式全息圖。 在此情況下，在再現(xiàn)時，如圖19A和圖19B所示，選擇性偏振方向控制元件15中信 號光控制區(qū)域Am-s的驅(qū)動信號仍然保持開啟，而只對于參考光控制區(qū)域Am-r關(guān)斷驅(qū)動信 號。即，只在信號光控制區(qū)域Am-s中使偏振方向改變90度。 據(jù)此，在圖19A的前往路徑中，用依次經(jīng)過選擇性偏振方向控制元件15和物鏡10 而仍為P偏振光的參考光來照射全息記錄介質(zhì)HM。這樣，如圖19B所示，參考光和通過用參 考光照射而獲得的再現(xiàn)光都能夠由反射式線偏振膜L5反射，并能夠獲得p偏振光的反射參 考光和再現(xiàn)光作為返回路徑光。 如上所述，信號光控制區(qū)域Am-s被開啟，而參考光控制區(qū)域Am_r被關(guān)斷。這樣， 如上所述由P偏振光形成的再現(xiàn)光作為s偏振光進(jìn)入偏振分束器5。因而，在此情況下，再 現(xiàn)光也由偏振分束器5反射，并被合適地導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。 由p偏振光形成的反射參考光原樣作為p偏振光進(jìn)入偏振分束器5。因而，反射參 考光由偏振分束器5透射，因而能夠防止其被導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。
通過這樣采用圖18以及圖19A和圖19B所示的偏振方向控制方法，對應(yīng)于在全息 記錄介質(zhì)HM中設(shè)置反射式線偏振膜L5的情況，可以防止記錄反射式全息圖，并合適地將再 現(xiàn)光導(dǎo)向圖像傳感器11那側(cè)。在此情況下，也防止了反射參考光被導(dǎo)向圖像傳感器11那 由與前述圖6至圖9B的比較可以理解，在與上述反射式線偏振膜對應(yīng)的變更示例 中各個位置處的偏振狀態(tài)的改變類似于第一實施例中的改變情況，只是省略了四分之一波 片9。即，從這點(diǎn)也可以理解，在采用該變更示例的方法的情況下，當(dāng)滿足下列條件時也能夠 實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的。 1)使記錄時參考光的偏振方向與再現(xiàn)時參考光的偏振方向正交
2)在記錄時，使參考光和信號光的偏振方向彼此相同 3)在再現(xiàn)時，使參考光和再現(xiàn)光(信號光的光束區(qū)域中的光)的偏振方向彼此正交 即，在這種變更示例中，進(jìn)入偏振分束器5的線偏振光的偏振方向、記錄/再現(xiàn)時 對于選擇性偏振方向控制元件15的信號光控制區(qū)域Am-s或參考光控制區(qū)域Am-r的驅(qū)動 控制的模式、全息記錄介質(zhì)HM中形成的反射式線偏振膜(L4或L5)等的組合也不限于上文 所示的這些。 另外，在上述說明中，已經(jīng)舉例說明了這樣的情況通過偏振方向控制式的空間光 調(diào)制器(SLM 4)與偏振分束器的組合實現(xiàn)了執(zhí)行用于產(chǎn)生信號光和參考光的強(qiáng)度調(diào)制的 強(qiáng)度調(diào)制部。但是，也可以代替上述組合而使用這樣的空間光調(diào)制器該調(diào)制器作為能夠無 需結(jié)合偏振分束器而單獨(dú)執(zhí)行強(qiáng)度調(diào)制的強(qiáng)度調(diào)制器，例如反射式液晶面板或匿D(數(shù)字 微鏡設(shè)備注冊商標(biāo))。 另外，也能夠代替反射式空間光調(diào)制器而使用透射式空間光調(diào)制器(例如透射式 液晶面板)。 另外，在上述說明中，已經(jīng)舉例說明了這樣的情況在大體圓形的信號光領(lǐng)域A2 外側(cè)設(shè)置大體環(huán)形的參考光領(lǐng)域A1。但是，信號光領(lǐng)域和參考光領(lǐng)域的形狀不限于大體圓 形形狀和大體環(huán)形形狀。另外，參考光領(lǐng)域也可以布置在內(nèi)側(cè)，而信號光領(lǐng)域可以布置在外 根據(jù)信號光領(lǐng)域和參考光領(lǐng)域的形狀和布置關(guān)系，根據(jù)需要來在選擇性偏振方向
控制部中設(shè)定信號光控制區(qū)域和參考光控制區(qū)域的形狀和設(shè)置位置就夠了。 本申請包含與2008年10月10日在日本特許廳提交的日本在先專利申請
JP2008-264170揭示的主題有關(guān)的主題，該申請的全部內(nèi)容通過引用方式結(jié)合于此。 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，根據(jù)設(shè)計需要和其他因素可以產(chǎn)生各種變更、組合、子
組合和替換形式，只要它們在所附權(quán)利要求及其等同方案的范圍內(nèi)即可。
權(quán)利要求
一種記錄和再現(xiàn)設(shè)備，包括光源，其用于用信號光和參考光照射全息記錄介質(zhì)，所述全息記錄介質(zhì)包括記錄層和反射式圓偏振膜，通過所述信號光與所述參考光的干涉條紋而在所述記錄層中記錄數(shù)據(jù)，所述反射式圓偏振膜形成于所述記錄層下方并被形成為輸出與入射圓偏振光相同旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光作為反射光；強(qiáng)度調(diào)制部，其被構(gòu)造成使從所述光源輸出的光以像素單位受到空間光強(qiáng)度調(diào)制，所述強(qiáng)度調(diào)制部中設(shè)有信號光領(lǐng)域和參考光領(lǐng)域，所述信號光領(lǐng)域作為用于產(chǎn)生所述信號光的區(qū)域，所述參考光領(lǐng)域作為用于產(chǎn)生所述參考光的區(qū)域；偏振分束器，其用于接收經(jīng)由所述強(qiáng)度調(diào)制部的入射光作為前往路徑光，并接收作為來自所述全息記錄介質(zhì)的反射光而獲得的入射再現(xiàn)光作為返回路徑光；選擇性偏振方向控制部，其被構(gòu)造成執(zhí)行選擇性偏振方向控制，以在接收經(jīng)由所述偏振分束器入射的所述前往路徑光的位置處，根據(jù)驅(qū)動信號，使參考光束區(qū)域和信號光束區(qū)域中至少一者中的光的偏振方向改變90度或不改變，所述參考光束區(qū)域作為經(jīng)由所述參考光領(lǐng)域的光的光束區(qū)域，所述信號光束區(qū)域作為經(jīng)由所述信號光領(lǐng)域的光的光束區(qū)域；線偏振光/圓偏振光轉(zhuǎn)換部，其被構(gòu)造成將通過由所述選擇性偏振方向控制部進(jìn)行的所述選擇性偏振方向控制而獲得的線偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振光，并將作為來自所述全息記錄介質(zhì)的反射光而獲得的圓偏振光轉(zhuǎn)換成線偏振光；和驅(qū)動控制部，其被構(gòu)造成控制所述選擇性偏振方向控制部，以在記錄時實現(xiàn)所述參考光束區(qū)域中的光和所述信號光束區(qū)域中的光的偏振方向是相同方向的狀態(tài)，并在再現(xiàn)時實現(xiàn)所述參考光束區(qū)域中的光和所述信號光束區(qū)域中的光的偏振方向彼此正交的狀態(tài)，來作為被構(gòu)造成通過提供所述驅(qū)動信號來對所述選擇性偏振方向控制部進(jìn)行控制的驅(qū)動控制部。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄和再現(xiàn)設(shè)備，其中，所述選擇性偏振方向控制部由液晶相位差元件形成，所述液晶相位差元件被形 成為使得根據(jù)所述驅(qū)動信號的開啟狀態(tài)和關(guān)斷狀態(tài)之一，所述參考光束區(qū)域中的光和所 述信號光束區(qū)域中的光中的至少一者以n的相位調(diào)制量和零的相位調(diào)制量之一受到相位 調(diào)制。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的記錄和再現(xiàn)設(shè)備，其中，所述反射式圓偏振膜被形成為使第一旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光透射并使第二旋轉(zhuǎn)方 向的圓偏振光反射，并且所述驅(qū)動控制部在記錄時執(zhí)行控制，以使所述參考光束區(qū)域中的光和所述信號光束區(qū) 域中的光的偏振方向成為相同的偏振方向，使得當(dāng)所述參考光束區(qū)域中的光和所述信號光 束區(qū)域中的光兩者都經(jīng)由所述線偏振光/圓偏振光轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換成圓偏振光時所述參考光 束區(qū)域中的光和所述信號光束區(qū)域中的光兩者的旋轉(zhuǎn)方向都是所述第一旋轉(zhuǎn)方向；并在再 現(xiàn)時執(zhí)行控制，以使所述參考光束區(qū)域中的光的偏振方向成為如下偏振方向使得當(dāng)所述 參考光束區(qū)域中的光由所述線偏振光/圓偏振光轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換成圓偏振光時所述參考光束 區(qū)域中的光的旋轉(zhuǎn)方向是所述第二旋轉(zhuǎn)方向的偏振方向，并使所述信號光束區(qū)域中的光的 偏振方向與所述參考光束區(qū)域中的光的偏振方向正交。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的記錄和再現(xiàn)設(shè)備，其中，所述反射式圓偏振膜被形成為使第一旋轉(zhuǎn)方向的圓偏振光透射并使第二旋轉(zhuǎn)方 向的圓偏振光反射，并且所述驅(qū)動控制部在記錄時執(zhí)行控制，以使所述參考光束區(qū)域中的光和所述信號光束區(qū) 域中的光的偏振方向成為相同的偏振方向，使得當(dāng)所述參考光束區(qū)域中的光和所述信號光 束區(qū)域中的光兩者都經(jīng)由所述線偏振光/圓偏振光轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換成圓偏振光時所述參考光 束區(qū)域中的光和所述信號光束區(qū)域中的光兩者的旋轉(zhuǎn)方向都是所述第二旋轉(zhuǎn)方向；并在再 現(xiàn)時執(zhí)行控制，以使所述參考光束區(qū)域中的光的偏振方向成為使得當(dāng)所述參考光束區(qū)域中 的光由所述線偏振光/圓偏振光轉(zhuǎn)換部轉(zhuǎn)換成圓偏振光時所述參考光束區(qū)域中的光的旋 轉(zhuǎn)方向是所述第二旋轉(zhuǎn)方向的偏振方向，并使所述信號光束區(qū)域中的光的偏振方向與所述 參考光束區(qū)域中的光的偏振方向正交。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄和再現(xiàn)設(shè)備，其中，所述選擇性偏振方向控制部包括 局部偏振方向控制元件，其具有用于接收所述信號光束區(qū)域中的入射光的區(qū)域和用于接收所述參考光束區(qū)域中的入射光的區(qū)域，所述用于接收所述信號光束區(qū)域中的入射光的 區(qū)域和所述用于接收所述參考光束區(qū)域中的入射光的區(qū)域中的一者由半波片形成；以及縮回和插入驅(qū)動部，其被構(gòu)造成使所述局部偏振方向控制元件放入光路和從所述光路 取出。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的記錄和再現(xiàn)設(shè)備，其中，所述選擇性偏振方向控制部包括 局部偏振方向控制元件，其具有用于接收所述信號光束區(qū)域中的入射光的區(qū)域和用于接收所述參考光束區(qū)域中的入射光的區(qū)域，所述用于接收所述信號光束區(qū)域中的入射光的 區(qū)域和所述用于接收所述參考光束區(qū)域中的入射光的區(qū)域中的一者由半波片形成；以及旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，其被構(gòu)造成保持所述局部偏振方向控制元件，以能夠在所述局部偏振方 向控制元件被插在光路中的狀態(tài)下對所述局部偏振方向控制元件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
7. —種記錄和再現(xiàn)設(shè)備中的偏振方向控制方法，所述記錄和再現(xiàn)設(shè)備包括 光源，其用于用信號光和參考光照射全息記錄介質(zhì)，所述全息記錄介質(zhì)包括記錄層和反射式圓偏振膜，通過所述信號光與所述參考光的干涉條紋而在所述記錄層中記錄數(shù)據(jù)， 所述反射式圓偏振膜形成于所述記錄層下方并被形成為輸出與入射圓偏振光相同旋轉(zhuǎn)方 向的圓偏振光作為反射光；強(qiáng)度調(diào)制部，其被構(gòu)造成使從所述光源輸出的光以像素單位受到空間光強(qiáng)度調(diào)制，所 述強(qiáng)度調(diào)制部中設(shè)有信號光領(lǐng)域和和參考光領(lǐng)域，所述信號光領(lǐng)域作為用于產(chǎn)生所述信號 光的區(qū)域，所述參考光領(lǐng)域作為用于產(chǎn)生所述參考光的區(qū)域；偏振分束器，其被構(gòu)造成接收經(jīng)由所述強(qiáng)度調(diào)制部的入射光作為前往路徑光，并接收 作為來自所述全息記錄介質(zhì)的反射光而獲得的入射再現(xiàn)光作為返回路徑光；選擇性偏振方向控制部，其被構(gòu)造成執(zhí)行選擇性偏振方向控制，以在接收經(jīng)由所述偏 振分束器入射的所述前往路徑光的位置處，根據(jù)驅(qū)動信號，使參考光束區(qū)域和信號光束區(qū) 域中至少一者中的光的偏振方向改變90度或不改變，所述參考光束區(qū)域作為經(jīng)由所述參 考光領(lǐng)域的光的光束區(qū)域，所述信號光束區(qū)域作為經(jīng)由所述信號光領(lǐng)域的光的光束領(lǐng)域； 和線偏振光/圓偏振光轉(zhuǎn)換部，其被構(gòu)造成將通過由所述選擇性偏振方向控制部進(jìn)行的 所述選擇性偏振方向控制而獲得的線偏振光轉(zhuǎn)換成圓偏振光，并將作為來自所述全息記錄介質(zhì)的反射光而獲得的圓偏振光轉(zhuǎn)換成線偏振光； 所述偏振方向控制方法包括以下步驟通過供應(yīng)所述驅(qū)動信號來控制偏振方向，以在記錄時實現(xiàn)所述參考光束區(qū)域中的光和 所述信號光束區(qū)域中的光的偏振方向是相同方向的狀態(tài)，并在再現(xiàn)時實現(xiàn)所述參考光束區(qū) 域中的光和所述信號光束區(qū)域中的光的偏振方向彼此正交的狀態(tài)。
8. —種記錄和再現(xiàn)設(shè)備，包括光源，其用于用信號光和參考光照射全息記錄介質(zhì)，所述全息記錄介質(zhì)包括記錄層和 反射式線偏振膜，通過所述信號光與所述參考光的干涉條紋而在所述記錄層中記錄數(shù)據(jù)， 所述反射式圓偏振膜形成于所述記錄層下方并被形成為反射P偏振光和S偏振光中的僅一 者；強(qiáng)度調(diào)制部，其被構(gòu)造成使從所述光源輸出的光以像素單位受到空間光強(qiáng)度調(diào)制，所 述強(qiáng)度調(diào)制部中設(shè)有信號光領(lǐng)域和參考光領(lǐng)域，所述信號光領(lǐng)域作為用于產(chǎn)生所述信號光 的區(qū)域，所述參考光領(lǐng)域作為用于產(chǎn)生所述參考光的區(qū)域；偏振分束器，其被構(gòu)造成接收經(jīng)由所述強(qiáng)度調(diào)制部的入射光作為前往路徑光，并接收 作為來自所述全息記錄介質(zhì)的反射光而獲得的入射再現(xiàn)光作為返回路徑光；選擇性偏振方向控制部，其被構(gòu)造成執(zhí)行選擇性偏振方向控制，以在接收經(jīng)由所述偏 振分束器入射的所述前往路徑光的位置處，根據(jù)驅(qū)動信號，使參考光束區(qū)域和信號光束區(qū) 域中至少一者中的光的偏振方向改變90度或不改變，所述參考光束區(qū)域作為經(jīng)由所述參 考光領(lǐng)域的光的光束區(qū)域，所述信號光束區(qū)域作為經(jīng)由所述信號光領(lǐng)域的光的光束區(qū)域；驅(qū)動控制部，其被構(gòu)造成控制所述選擇性偏振方向控制部，以實現(xiàn)在記錄時所述參考 光束區(qū)域中的光的偏振方向和在再現(xiàn)時所述參考光束區(qū)域中的光的偏振方向彼此正交、在 記錄時所述參考光束區(qū)域中的光和所述信號光束區(qū)域中的光的偏振方向兩者是相同方向、 并且在再現(xiàn)時所述參考光束區(qū)域中的光和所述信號光束區(qū)域中的光的偏振方向彼此正交 的狀態(tài)，來作為被構(gòu)造成通過提供所述驅(qū)動信號來對所述選擇性偏振方向控制部進(jìn)行控制 的驅(qū)動控制部。
全文摘要
本發(fā)明涉及記錄和再現(xiàn)設(shè)備以及偏振方向控制方法。記錄和再現(xiàn)設(shè)備包括光源；強(qiáng)度調(diào)制部；偏振分束器；選擇性偏振方向控制部；線偏振光/圓偏振光轉(zhuǎn)換部；驅(qū)動控制部。
文檔編號G03H1/22GK101727924SQ20091017936
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日
發(fā)明者伊藤輝將, 田中健二, 福本敦 申請人:索尼株式會社