CN103514908B - 光信息记录再现装置和光信息记录再现方法 - Google Patents

Abstract

为了获得能够提高再现质量的再现光与振荡光的波前偏差检测方法和补偿方法，本发明提供一种使用光对光记录介质进行信息的记录和再现的光信息记录再现装置，其特征为包括：振荡光生成部，其生成与来自上述光记录介质的再现光叠加而发生干涉的振荡光；振荡光调制部，其在上述振荡光与上述再现光之间附加规定的相位差；光检测部，其检测上述振荡光与上述再现光叠加而生成的干涉光；波前偏差检测部，其从上述光检测部的输出检测上述振荡光与上述再现光的波前偏差量；和补偿量计算部，其根据上述波前偏差量计算波前补偿量，根据上述波前补偿量控制由上述振荡光调制部附加的相位差。

Description

光信息记录再现装置和光信息记录再现方法

技术领域

本发明涉及利用全息图在光信息记录介质上记录信息、从光信息记录介质再现信息的光信息记录再现装置和光信息记录再现方法。

背景技术

当前，通过利用蓝紫色半导体激光的Blu-rayDisc（TM）规格，在民用中具有50GB左右记录密度的光盘的商品化已变得可能。对于光盘今后也期望与100GB～1TB的HDD（HardDiskDrive：硬盘驱动器）容量同等程度的大容量化。

然而，为了实现这样超高密度的光盘，需要与基于短波长化和物镜高NA化的高密度化技术不同的新方式的高密度化技术。

在进行与下一代存储技术相关的研究之中，利用全息技术记录数字信息的全息图记录技术受到了注目。

全息图记录技术为如下技术：使通过空间光调制器二维调制后、具有页数据信息的信号光在记录介质内部与参考光叠加，通过此时产生的干涉条纹图案使记录介质内产生折射率调制，由此将信息记录在记录介质。

在信息再现时，如果在记录介质上照射记录时所用的参考光，记录在记录介质中的全息图像衍射光栅一样起作用，产生衍射光。该衍射光被作为包括相位信息在内的与所记录的信号光相同的光再现。

被再现的信号光，利用CMOS或CCD等光检测器二维地高速地检测。这样，全息记录技术能够通过一个全息图一次地在记录介质中记录二维的信息，并进一步地能够再现该信息，并且由于能够在记录介质的一个位置上重复记录多个页数据，所以能够实现大容量且高速的信息记录再现。

作为全息记录技术，例如有日本特开2004-272268号公报（专利文献1）。在该公报中记录了所谓角度复用记录方式：利用透镜将信号光束聚光在光信息记录介质上的同时照射平行光束的参考光，发生干涉而进行全息图的记录，进一步地，一边改变参考光照射光记录介质的入射角度，一边在空间光调制器上显示不同的页数据，进行多重记录。

此外，作为全息记录技术的大容量化的方案，例如有日本特开2012-27996号公报（专利文献2）。在该公报中记载了在信号光的各像素上附加多个值的相位信息的方法。

专利文献1：日本特开2004-272268号公报

专利文献2：日本特开2012-27996号公报

发明内容

然而，在专利文献2中，使来自全息记录介质的衍射光与附加了相位信息的振荡光叠加并发生干涉时，存在因衍射光与振荡光的波前错开而无法正确地检测相位的问题。

因此，本发明的目的为提供波前补偿方法，该波前补偿方法通过减少衍射光与振荡光的波前偏差而能够提高再现质量。

本发明的一个方面的使用光对光记录介质进行信息的记录和再现的光信息记录再现装置，包括：振荡光生成部，其生成与来自上述光记录介质的再现光叠加而发生干涉的振荡光；振荡光调制部，其在上述振荡光与上述再现光之间附加规定的相位差；光检测部，其检测上述振荡光与上述再现光叠加而生成的干涉光；波前偏差检测部，其从上述光检测部的输出检测上述振荡光与上述再现光的波前偏差量；和补偿量计算部，其根据上述波前偏差量计算波前补偿量，根据上述波前补偿量控制由上述振荡光调制部附加的相位差。

本发明的另一个方面的使用光对光记录介质进行信息的记录和再现的光信息记录再现方法，包括：振荡光生成步骤，生成与来自上述光记录介质的再现光叠加而发生干涉的振荡光；振荡光调制步骤，在上述振荡光与上述再现光之间附加规定的相位差；光检测步骤，检测上述振荡光与上述再现光叠加而生成的干涉光；波前偏差检测步骤，从上述光检测步骤的结果检测上述振荡光与上述再现光的波前偏差量；和补偿量计算步骤，从上述波前偏差量计算波前补偿量，根据上述波前补偿量控制在上述振荡光调制步骤中附加的相位差。

本发明的另一个方面的使用光对光记录介质进行信息的再现的光信息再现装置，包括：振荡光生成部，其生成与来自上述全息记录介质的再现光叠加而发生干涉的振荡光；振荡光调制部，其在上述振荡光与上述再现光之间附加规定的相位差；光检测部，其检测上述振荡光与上述再现光叠加而生成的干涉光；波前偏差检测部，其从上述光检测部的输出检测上述振荡光与上述再现光的波前偏差量；和补偿量计算部，其根据上述波前偏差量计算波前补偿量，根据上述波前补偿量控制由上述振荡光调制部附加的相位差。

根据本发明，能够减少全息图的记录再现处理中衍射光与振荡光的波前偏差，能够提高再现性能。

附图说明

图1是表示波前偏差检测和补偿控制的实施例的概要图。

图2是表示光信息记录再现装置的实施例的概要图。

图3是表示光信息记录再现装置内的拾取器的实施例的概要图。

图4是表示光信息记录再现装置内的拾取器的实施例的概要图。

图5是表示光检测器的像素与衍射光以及振荡光的位置关系的概要图。

图6是表示光信息记录再现装置的动作流程的实施例的概要图。

图7是表示光信息记录再现装置内的信号生成电路的实施例的概要图。

图8是表示光信息记录再现装置内的信号处理电路的实施例的概要图。

图9是表示信号生成电路和信号处理电路的动作流程的实施例的概要图。

图10是表示波前偏差检测电路的处理过程的实施例的概要图。

图11是表示补偿量计算电路的处理过程的实施例的概要图。

图12是表示波前偏差检测和补偿控制的实施例的概要图。

图13是表示存储器的电路结构的实施例的概要图。

图14是表示记录动作时的拾取器的动作流程的实施例的概要图。

图15是表示再现动作时的拾取器的动作流程的实施例的概要图。

图16是表示光信息记录再现装置内的拾取器的实施例的概要图。

图17是表示波前偏差量检测和补偿控制的实施例的概要图。

图18是表示页数据的相位分布的概要图。

符号说明：

1……光信息记录介质

10……光信息记录再现装置

11……拾取器

12……再现用参考光光学系统

13……盘Cure（固化）光学系统

14……盘旋转角度检测用光学系统

50……旋转电机

81……存取控制电路

82……光源驱动电路

83……伺服信号生成电路

84……伺服控制电路

85……信号处理电路

86……信号生成电路

87……快门控制电路

88……盘旋转电机控制电路

89……控制器

90……输入输出控制电路

91……外部控制装置

101……滤波电路

102……波前偏差检测电路

103……补偿量计算电路

201……光源

202……准直透镜

203……快门

204……1/2波片

205……偏振分束器

206……信号光

207……参考光

208……扩束器

209……偏振方向变换元件

210……偏振分束器

211……偏振分束器

212……空间光调制器

213……中继透镜

214……空间滤波器

215……物镜

216……偏振方向变换元件

217……反射镜

218……反射镜

219……反射镜

220……致动器

221……透镜

222……透镜

223……致动器

224……反射镜

225……光检测器

226……1/2波片

227……反射镜

228……空间光调制器

229……非偏振分束器

230……振荡光

231……衍射光

250……光学元件

251……光学元件

1201……页间滤波电路

1202……存储器

1301……存储器控制部

1301……第一存储器

1302……第二存储器

1303……第N存储器

1601……1/4波片

1602……半反射镜

1603……1/4波片

1701……切换器

具体实施方式

以下，针对本发明的实施例用图进行说明。

【实施例1】

依照附图说明本发明的实施方式。图2是表示利用全息技术记录和/或再现数字信息的光信息记录介质的记录再现装置的框图。

光信息记录再现装置10经由输入输出控制电路90连接到外部控制装置91。在进行记录的情况下，光信息记录再现装置10通过输入输出控制电路90从外部控制装置91接收要记录的信息信号。在进行再现的情况下，光信息记录再现装置10将再现后的信息信号通过输入输出控制电路90发送到外部控制装置91。

光信息记录再现装置10具备拾取器11、再现用参考光光学系统12、固化（cure）光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14和旋转电机50，为能够通过旋转电机50使光信息记录介质1旋转的结构。

拾取器11起到将参考光和信号光出射到光信息记录介质1而利用全息图在记录介质上记录数字信息的功能。此时，要记录的信息信号通过控制器89经由信号生成电路86送入拾取器11内的空间光调制器中，信号光由空间光调制器调制。

对记录在光信息记录介质1中的信息进行再现的情况下，由再现用参考光光学系统12生成与记录时从拾取器11射出的参考光逆向的、入射到光信息记录介质中的光波。通过拾取器11内的后述光检测器检测由再现用参考光再现的再现光，通过信号处理电路85再现信号。

向光信息记录介质1照射的参考光与信号光的照射时间能够通过由控制器89经由快门控制电路87控制拾取器11内的快门的开闭时间来调整。

固化光学系统13起到生成用于光信息记录介质1的预固化和后固化的光束的功能。预固化为：在光信息记录介质1内的期望位置上记录信息时，对期望位置照射参考光与信号光之前，预先照射规定的光束的前置工序。后固化为：在光信息记录介质1的期望位置上记录了信息后，为使该期望位置无法追加记录而照射规定的光束的后续工序。

盘旋转角度检测用光学系统14用于检测光信息记录介质1的旋转角度。在将光信息记录介质1调整到规定的旋转角度时，通过盘旋转角度检测用光学系统14检测与旋转角度相应的信号，利用检测到的信号能够由控制器89经由盘旋转电机控制电路88控制光信息记录介质1的旋转角度。

规定的光源驱动电流从光源驱动电路82供给到拾取器11、固化光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14内的光源，能够使各光源以规定的光量产生光束。

此外，拾取器11和盘固化光学系统13设有可在光信息记录介质1的半径方向上滑动的结构，通过存取控制电路81进行位置控制。

而利用了全息照相的角度复用原理的记录技术有对参考光角度的偏差的容许误差极小的特性。

因此，需要在光拾取器11内设置检测参考光角度偏差量的机构，在光信息记录再现装置10中配备用于在信号生成电路83中生成伺服控制用信号、经由伺服控制电路84修正该偏差量的伺服机构。

此外，拾取器11、固化光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14可将若干光学系统结构或者全部光学系统结构合并简化为一个。

图3表示光信息记录再现装置10中拾取器11的基本光学系统结构的一个例子的记录原理。从光源201射出的光束透过准直透镜202，入射到快门203。在快门203开启时光束通过快门203，之后由例如1/2波片等构成的偏振方向变换元件204以P偏振光与S偏振光的光量成规定的比的方式控制偏振方向后，入射到偏振分束器205。

透过了偏振分束器205的光束由扩束器208扩大光束直径后，经由偏振方向变换元件209、偏振分束器210和偏振分束器211，入射到空间光调制器212，例如图18所示，通过空间光调制器212变成对每个像素附加了相位信息的页数据。在此，页数据内的相位分布例如为在光信息记录介质1的傅里叶平面上的光强分布中除去DC强度（所谓强光点：hotspot）的相位分布。由此能够取消现有技术用于降低DC强度的相位掩模。作为一个例子是附加在各像素的相位的平均值为π的相位分布。作为另一个例子是附加在各像素的相位的平均值为0.5π或1.5π的相位分布。此外，作为又一个例子，在一页内，使以相位＝0为基准对相位随机化后的像素的数目与以相位π为基准对相位随机化后的像素的数目相等。

此外，空间光调制器212并非限定于仅具有相位调制功能的空间光调制器。通过使空间光调制器212具有振幅调制的功能，也能够进行空间上的振幅调制。

通过空间光调制器212而成为页数据的信号光206被偏振分束器211反射，经过中继透镜213和空间滤波器214传播。之后，信号光206透过非偏振分束器229后由物镜215聚光到光信息记录介质1上。

另一方面，被偏振分束器205反射的光束用作参考光207，由偏振方向变换元件216根据记录时或再现时设定的规定的偏振方向后，经由反射镜217和反射镜218入射到反射镜219。并且反射镜219可由致动器220调整角度，在通过透镜221和透镜222后入射到光信息记录介质1。

这样通过使信号光206和参考光207互相叠加地入射到光信息记录介质1中，在记录介质中形成干涉条纹图案，通过将该图案写入记录介质来记录信息。并且，由于能够通过反射镜219使入射到光信息记录介质1的参考光207的入射角度变化，能够实现基于角度复用的记录。

下面，对于同一区域改变参考光角度进行记录的全息图，将对应一个一个的参考光角度的全息图称为页（page），在同一区域角度复用的页集合称为册（book）。

图4表示光信息记录再现装置10中拾取器11的基本光学系统结构的一个例子的再现原理。参考光207沿着与记录时相同的光路入射到光信息记录介质1中。本实施例中采用基于相位共轭光的再现方法，利用被由致动器223驱动的反射镜224反射后再次入射到光信息记录介质1中的参考光207来再现信息。从光信息记录介质1衍射的衍射光231经过物镜215、非偏振分束器229、中继透镜213、空间滤波器214、偏振分束器211入射到光检测器225。

此外，在光检测器225中，由于生成与衍射光231发生干涉的振荡光230，由偏振方向变换元件204控制偏振方向，使规定的光量透过偏振分束器205。透过了偏振分束器205的振荡光230在透过扩束器208后，由偏振方向变换元件209控制偏振方向，被偏振分束器210反射。之后，振荡光230通过1/2波片226使偏振方向旋转90度，被反射镜227反射后入射到空间光调制器228。在空间光调制器228中，对振荡光230附加包括规定的基准相位在内以及相对于该基准相位变动90度、180度、270度等至少4个相位。被非偏振分束器229反射的振荡光230经过中继透镜213、空间滤波器214、偏振分束器211，入射到光检测器225中，与上述衍射光231叠加并发生干涉。

图5是表示光检测器225中像素的配置、衍射光231以及振荡光230的位置关系的概要图。此外，图5表示了在相位调制的基础上进行振幅调制的页数据，但也可以为未进行振幅调制的空白页（WhitePage）数据。光检测器上的像素为如下结构：以对页数据的每个像素以至少4个像素过采样的方式配置像素，使附加了上述4个相位（基准相位（本实施例为了方便令其为0°）、基准相位＋90°、基准相位＋180°、基准相位＋270°）的上述振荡光230入射到进行采样的上述4个像素的每个像素。在此，图中所用的I₁和I₂为，令附加基准相位的振荡光230所入射的像素的输出值减去附加了基准相位＋180°的振荡光230所入射的像素的输出值后所得的值为I₁，令附加基准相位＋270°的振荡光230所入射的像素的输出值减去附加了基准相位＋90°的振荡光230所入射的像素的输出值后所得的值为I₂。

此外，为了方便，图5表示衍射光231和振荡光230相对于光检测器225的一部分像素的位置关系，基本地，在本发明中，对于过采样所用的4个像素的全部组合，同样的位置关系成立。

通过采用这样的结构，利用普遍用于干涉仪等中的条纹扫描法的原理，利用图5中定义的I₁和I₂，能够通过公式1计算出入射到各像素的衍射光231与振荡光230上附加的基准相位的相位差Δφ，因此能够检测出附加到页数据的各像素的相位信息。

（公式1）

$\mathrm{\Δ\φ}={\tan }^{-1}\left(\frac{I_2}{I_1}\right)$ ……公式1

此外，在兼容地再现不进行相位多值记录而进行振幅调制的页数据的情况下，例如通过停止振荡光230的生成单元的动作，停止振荡光的生成来进行再现，来实现装置的兼容再现。此外，作为光检测器225，例如可利用CMOS图像传感器或CCD图像传感器等摄像元件，但只要能够再现页数据，可为任意的元件。

图6表示光信息记录再现装置10中记录、再现的动作流程。在此，特别地对利用全息技术的记录再现相关的流程进行说明。

图6（a）表示在光信息记录再现装置10中插入光信息记录介质1后记录或再现的准备完成为止的动作流程，图6（b）表示从准备完成状态到将信息记录在光信息记录介质1为止的动作流程，图6（c）表示从准备完成状态到对记录在光信息记录介质1的信息进行再现为止的动作流程。

如图6（a）所示，在插入介质后（601），光信息记录再现装置10进行例如插入的介质是否为利用全息图记录或再现数字信息的介质的盘判别（602）。

盘判别的结果若为利用全息图记录或再现数字信息的光信息记录介质，光信息记录再现装置10读取设于光信息记录介质中的控制数据（603），取得例如与光信息记录介质相关的信息或者例如与记录或再现时的各种设定条件相关的信息。

在读取控制信息后，进行与控制信息相应的各种调整和与拾取器11相关的学习处理（604），光信息记录再现装置10完成记录或再现的准备（605）。

从准备完成状态到记录信息为止的动作流程如图6（b）所示，首先接收要记录的数据（611），将与该数据相应的信息送入拾取器11内的空间光调制器中。

之后，为了使得能够在光信息记录再现装置上记录高质量的信息，根据需要事先进行例如光源201的功率最优化和快门203的曝光时间最优化等各种记录用学习处理（612）。

之后，在寻轨动作（613）中，控制存取控制电路81，将拾取器11以及固化光学系统13的位置定位在光信息记录介质的规定位置。在光信息记录介质1具有地址信息的情况下，再现地址信息，确认是否定位在目标位置，如果未配置在目标位置，则重复计算与规定位置的偏差量并再次定位的动作。

之后，利用固化光学系统13射出的光束对规定区域进行预固化（614），利用从拾取器11射出的参考光和信号光记录数据（615）。

在记录了数据后，利用从固化光学系统13射出的光束进行后固化（616）。根据需要可校验数据。

从准备完成状态到对记录的信息进行再现为止的动作流程如图6（c）所示，首先在寻轨动作（621）中，控制存取控制电路81，将拾取器11以及再现用参考光光学系统12的位置定位在光信息记录介质的规定位置。在光信息记录介质1具有地址信息的情况下，再现地址信息，确认是否定位在目标位置，如果未配置在目标位置，重复计算与规定位置的偏差量并再次定位的动作。

之后，从拾取器11射出参考光，读取记录在光信息记录介质中的信息（622），并发送再现数据（623）。

图9表示记录、再现时的数据处理流程，图9（a）表示在输入输出控制电路90中接收记录数据（611）后直到变换成空间光调制器212上的二维数据为止的、在信号生成电路86中的记录数据处理流程，图9（b）表示在光检测器225中检测到二维数据后直到输入输出控制电路90中发送再现数据624为止的、在信号处理电路85中的再现数据处理流程。

利用图9（a）说明记录时的数据处理。接收到用户数据（901）后，分割成多个数据串，对各数据串进行CRC处理以使得再现时能够进行错误检测（902），为了防止同一图案的重复，对数据串施以施加伪随机数数据串的加扰（903）后，进行Reed-Solomon编码等纠错编码以使得再现时能够进行纠错（904）。接着，将该数据串变换成M×N的二维数据，将其重复一页数据的量，来构成一页数据的二维数据（905）。对这样构成的二维数据附加再现时作为图像位置检测或画像失真修正的基准的标记（906），将数据发送到空间光调制器212（907）。

接着利用图9（b）说明再现时的数据处理流程。在光检测器225中检测到的图像数据被发送到信号处理电路85（911）。以包含在该图像数据中的标记为基准来检测图像位置（912），并修正图像的倾斜、倍率、畸变等失真（913）后，进行解码处理（914），通过除去标记（915）取得一页的数据量的二维数据（916）。这样获得的二维数据变换成多个数据串后，进行纠错处理（917），删除奇偶检验数据串。接着施以解扰处理（918），进行基于CRC的错误检测处理（919）并删除CRC奇偶检验后，经由输入输出控制电路90发送用户数据（920）。

图7是光信息记录再现装置10的信号生成电路86的框图。

在输入输出控制电路90中开始输入用户数据后，输入输出控制电路90向控制器89通知用户数据的输入已开始。控制器89接收到该通知，指示信号生成电路86对从输入输出控制电路90输入的一页的数据进行记录处理。来自控制器89的处理指令经由控制用线路708，通知信号生成电路86内的子控制器701。接收到该通知，子控制器701经由控制用线路708以使各信号处理电路并行动作的方式进行各信号处理电路的控制。首先对存储器控制电路703进行控制，使得经由数据线路709从输入输出控制电路90输入的用户数据存储在存储器702。存储在存储器702中的用户数据达到一定量后，进行在CRC运算电路704中对用户数据进行CRC处理的控制。接着对CRC处理后的数据在加扰电路705中进行施加伪随机数数据串的加扰处理，在纠错编码电路706中进行附加校验列的纠错编码的控制。最后以空间光调制器212上的二维数据的排列顺序，将纠错编码后的数据从存储器702读出到拾取器接口电路707，附加作为再现时的基准的标记后，将二维数据发送到拾取器11内的空间光调制器212。

图8是光信息记录再现装置10的信号处理电路85的框图。

控制器89在拾取器11内的光检测器225检测到图像数据后，指示信号处理电路85对从拾取器11输入的一页的数据进行再现处理。来自控制器89的处理指令经由控制用线路811通知信号处理电路85内的子控制器801。接收到该通知，子控制器801经由控制用线路811以使各信号处理电路并行动作的方式进行各信号处理电路的控制。首先对存储器控制电路803进行控制，使得通过数据线路812从拾取器11经由拾取器接口电脑810输入的图像数据存储在存储器802中。存储在存储器802中的数据达到一定量后，在图像位置检测电路809中进行从存储在存储器802的图像数据中检测标记并抽取有效数据范围的控制。接着，利用检测到的标记，在图像失真修正电路808中进行修正图像的倾斜、倍率、畸变等失真，将图像数据变换成期望的二维数据的尺寸的控制。对构成尺寸变换后的二维数据的多个比特的各比特数据，在解码电路807中进行判定多值数据并解码，向存储器802输出再现数据并存储数据的控制。接着，在纠错电路806中纠正各数据串中所含的错误，在解扰电路805中解除施加伪随机数数据串的加扰后，在CRC运算电路804中确认存储器802中的用户数据内是否包含错误。之后，将用户数据从存储器802发送到输入输出控制电路90。

在此，对以上说明的本实施例的光信息记录再现装置中作为本实施例的特征的振荡光的波前补偿控制详细地进行说明。在本实施例的相位多值再现方法中，可通过使图4的振荡光230和衍射光231在光检测器225上叠加并发生干涉来获得相位信息。然而，如果振荡光230的波前与衍射光231的波前不一致，则无法正确地求出相位信息。如果不对振荡光230和衍射光231进行振幅调制和相位调制，则该波前的不一致作为干涉条纹出现。因此，能够从该干涉条纹检测出波前偏差，对振荡光230的波前进行补偿即可。

利用图1、图10、图11说明本实施例的波前偏差检测和补偿步骤。

图1表示该波前补偿电路的结构图。首先，将从光检测器225的输出计算出的相位信息输入到滤波电路101中。由于记录时通过空间光调制器212对每个像素附加相位信息，该相位信息在每个像素上相位不连续，这样无法获得因波前偏差产生的干涉条纹。因此，通过在滤波电路101中利用低通滤波器等对相位信息平均化，计算出因波前偏差产生的干涉条纹（图10（a）），输入到波前偏差检测电路102。并且，低通滤波器优选以使该干涉条纹的频率通过的方式设计。波前偏差检测电路102中，从该干涉条纹（图10（a））计算出相位差（图10（b）），通过使非连续点连续（图10（c）），计算出波前偏差量，输入到补偿量计算电路103。补偿量计算电路103中计算抵消该计算出的波前偏差的补偿量（图11（a））。在空间光调制器228中对振荡光230附加包括规定的基准相位在内、相对于该基准相位至少4个相位，因此控制空间光调制器228，使得该基准相位为该补偿量（图11（b））。因此，空间光调制器228优选为液晶元件等电气地改变调制的相位量的元件。

通过以上的结构，在全息图记录再现光学系统中能够补偿振荡光与衍射光的波前偏差，能够改善再现性能。

此外，本实施例中以空间光调制器228为控制对象，但并不限于空间光调制器228，可在振荡光230的光路中插入变形反射镜或液晶元件等波前控制元件，也可通过控制构成拾取器11的元件的位置或特性来进行波前补偿。进一步地，在本实施例中直接地从波前偏差计算补偿量，但也可使用反馈控制来控制空间光调制器228使得像差最小。

此外，本实施例中以基于相位多值的记录再现为例进行了说明，但也可适用于零差检测等使振荡光与作为再现对象的光（本实施例中为衍射光）发生干涉的光学系统。进一步地，在基于相位多值的记录再现中也并不限于本实施例，也可适用于基于条纹扫描法等在改变振荡光的相位的同时使其与作为再现对象的光多次发生干涉的方法的相位信息检测等。

【实施例2】

本实施例与实施例1不同的是波前偏差检测和补偿步骤。

在实施例1中通过低通滤波器获得因振荡光230与衍射光231的波前偏差产生的干涉条纹。然而，由于波前偏差在页间基本不变，相对地，相位信息一般对页间没有依赖性，因此通过在页间平均相位信息也可获得干涉条纹。

利用图12、图13说明本实施例的波前偏差检测和补偿步骤。

图12表示该波前偏差补偿电路的结构图。首先，将从光检测器225的输入计算出的相位信息输入到页间滤波电路1201。页间滤波电路1201将输入的相位信息输入到存储器1202的存储器控制部1301。存储器控制部1301按照待处理的页的顺序，从第一存储器1302到第N存储器1304依次存储相位信息。存储的相位信息从旧的页依次替换为新的页。此外，存储器控制部1301将从第一存储器1302到第N存储器1304的全部或一部分相位信息传递到页间滤波电路1201。接着，页间滤波电路1201对从存储器控制部1301输入的多个页的相同位置的像素的相位信息进行平均，计算出因波前偏差产生的干涉条纹（图10（a））并输入到波前偏差检测电路102。之后的动作与实施例1相同。

第一存储器1302到第N存储器1304存储的相位信息可每册初始化，但如果在不同册中振荡光230与衍射光231的波前偏差的状态不变，也可以不初始化而进行处理。

此外，本实施例中，作为平均化的方法，将多个页的相位信息存储在不同的存储器，但并不限于此，例如在前页的相位信息上累加新页的相位信息的方法等，只需对多个页的相位信息进行平均化，可使用其它方法。此外，可将某册计算出的补偿量用于其它册。

通过上述结构，在全息图记录再现光学系统中能够补偿振荡光与衍射光的波前偏差，能够改善再现性能。进一步地，对于被实施例1的低通滤波器遮断的波前偏差也能够实现高精度的补偿。

【实施例3】

本实施例与实施例1不同的是波前偏差检测和补偿步骤。

其目的为：为了正确地检测出波前偏差，进行基于页整体上具有同一亮度和/或相位的空白页的调整。

利用图14、图15说明本实施例的波前偏差检测和补偿步骤。

图14的流程表示记录时的动作流程。将光信息记录介质1移动到作为记录对象的位置（1401），将检流计反射镜移动到作为基准的角度（1402），记录空白页（1403），之后依次记录通常的页（1404）。重复上述1401到1404的动作，直到记录完成（1405）。以上的步骤在各区块中记录空白页。

图15的流程表示再现时的动作流程。将光信息记录介质1移动到作为记录对象的位置（1501），将检流计反射镜移动到作为基准的角度（1502），再现空白页（1503）。在此，通过与实施例1相同的步骤，由波前偏差检测电路102、补偿量计算电路103计算出抵消波前偏差的补偿量（1504）。通过基于该补偿量控制空间光调制器228或波前控制元件，补偿振荡光与衍射光的波前偏差（1505）。之后依次再现记录页（1506）。重复上述1501到1506的动作，直到再现完成（1507）。

在以上的例子中在各区块中记录了空白页，但也并非每个区块都必需，可每隔多页记录空白页。此外，在因参考光角度变化导致振荡光与衍射光的波前偏差量改变的情况下等，可在各区块中记录多个空白页。此外，在再现时可不必使用全部空白页来调整，可采用每隔多册或者仅在盘插入时调整等方法。

进一步地，作为空白页以页整体为同一亮度为例进行说明，但也可不是整体而为一部分区域。

通过以上的步骤，在全息图记录再现光学系统中能够补偿振荡光与衍射光的波前偏差，能够改善再现性能。进一步地，对于被实施例1的低通滤波器遮断的波前偏差也能够实现高精度的补偿。

【实施例4】

本实施例与实施例1不同的是振荡光的生成方法。

利用图16、图17说明本实施例的波前偏差检测和补偿步骤。

图16是拾取器11的结构，实施例1与图16不同的是将振荡光用的空间光调制器228兼用作空间光调制器212。此外，图17表示图16中光束的路径，图中的箭头并非表示光束的光轴等，仅表示通过元件的顺序。

由于在光检测器225中与衍射光231发生干涉而生成振荡光230，通过偏振方向变换元件204控制偏振方向，使规定的光量透过偏振分束器205。透过了偏振分束器205的振荡光230由扩束器208扩大光束直径后，透过偏振分束器211入射到空间光调制器212。空间光调制器212中对振荡光230附加包括规定的基准相位在内以及相对于该基准相位变动90度、180度、270度等至少4个相位。因此，空间光调制器212需要以相对于记录时的页数据的每个像素以至少4个像素过采样的方式来配置，因此在本实施例的情况下，记录时以4个像素表示1个像素则刚好合适。附加了相位的振荡光230被偏振分束器211反射，经过中继透镜213传播，通过1/4波片1601变成圆偏振光，入射到半反射镜1602。被半反射镜1602反射的振荡光230通过1/4波片1601变成线偏振光，透过偏振分束器211，入射到光检测器225。

另一方面，通过置于参考光207的光路中的1/4波片1603被再现为圆偏振光的衍射光231透过物镜215、半反射镜1602，通过1/4波片1601变成线偏振光，透过偏振分束器211，入射到光检测器225。

接着，如图17所示，将从光检测器225的输出计算出的相位信息输入到滤波电路101，经过波前偏差检测电路102、补偿量计算电路103计算出补偿量。以切换器1701的输出在再现时选择补偿量计算电路103的输出，在记录时选择信号生成电路86的输出的方式动作。再现时，在空间光调制器212中对振荡光230附加包括规定的基准相位在内、相对于该基准相位至少4个相位，由此控制空间光调制器212，使得该基准相位成为作为切换器1701的输出的补偿量。

在上述例子中，将1/4波片1601和半反射镜1602配置在物镜215与中继透镜213之间，但也可配置在中继透镜213与偏振分束器211之间等，只需使振荡光230经由空间光调制器212入射到光检测器225即可。进一步地，使用半反射镜1602来说明，但也可为类似光子晶体元件等根据偏振控制透过、反射的元件，只需为可反射振荡光、透过衍射光的元件即可使用。

通过以上的结构，在全息图记录再现光学系统中能够补偿振荡光与衍射光的波前偏差，能够改善再现性能。进一步地，因为能够使信号光用的空间光调制器与振荡光用的空间光调制器共用，所以能够控制成本。

此外，本发明并不限于上述的实施例，包含了各种变形例。例如，上述实施例为为了对本发明易懂地说明而进行的详细说明，并非限定必须具备所说明的全部的结构。此外，能够将某实施例的结构的一部分替换成其他实施例的结构，并且在某实施例中能够添加其他实施例的结构。另外，针对各实施例的结构的一部分，能够进行其它结构的追加、删除、替换。

此外，上述的各结构、功能、处理部、处理单元等，其部分或者全部的能够通过例如集成电路设计等以硬件实现。此外，上述的各结构、功能，可以通过处理器解释和执行实现各自功能的程序以软件实现。实现各功能的程序、表格、文件等信息，可存储在存储器、硬盘、SSD（SolidStateDrive）等记录装置中，或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。

此外，控制连线和信息连线表示说明中所需的部分，并不限定产品中表现出所有的控制连线和信息连线。实际上可以认为几乎全部的结构互相连接。

Claims (13)

1.一种使用光对光记录介质进行信息的记录和再现的光信息记录再现装置，其特征在于，包括：

振荡光生成部，其生成与来自所述光记录介质的再现光叠加而发生干涉的振荡光；

振荡光调制部，其在所述振荡光与所述再现光之间附加规定的相位差；

光检测部，其检测所述振荡光与所述再现光叠加而生成的干涉光；

波前偏差检测部，其从所述光检测部的输出检测所述振荡光与所述再现光的波前偏差量；和

补偿量计算部，其根据所述波前偏差量计算波前补偿量，

根据所述波前补偿量控制由所述振荡光调制部附加的相位差，

所述波前偏差检测部根据使所述光检测部的输出通过低通滤波器而生成的信号检测波前偏差量。

2.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

所述波前偏差检测部根据对多页的所述光检测部的输出进行平滑化而得到的信号检测波前偏差量。

3.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

具有用于在信号光上附加信息的信号光调制部，

使所述信号光调制部输出的信号光与参考光发生干涉，将获得的干涉条纹作为全息图记录在所述光记录介质中，由此进行信息的记录，通过对记录后的所述光记录介质进行再现来进行信息的再现。

4.如权利要求3所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

在记录时记录基准页，该基准页的页的整体或部分的亮度和/或相位相同，

在再现时，对所述基准页计算所述波前补偿量，

根据所述基准页的波前补偿量控制由所述振荡光调制部附加的相位差。

5.如权利要求3所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

所述信号光调制部用作所述振荡光调制部。

6.一种使用光对光记录介质进行信息的记录和再现的光信息记录再现方法，其特征在于，包括：

振荡光生成步骤，生成与来自所述光记录介质的再现光叠加而发生干涉的振荡光；

振荡光调制步骤，在所述振荡光与所述再现光之间附加规定的相位差；

光检测步骤，检测所述振荡光与所述再现光叠加而生成的干涉光；

波前偏差检测步骤，从所述光检测步骤的结果检测所述振荡光与所述再现光的波前偏差量；和

补偿量计算步骤，从所述波前偏差量计算波前补偿量，

根据所述波前补偿量控制在所述振荡光调制步骤中附加的相位差，

所述波前偏差检测步骤中，根据使所述光检测步骤的结果通过低通滤波器而生成的信号检测波前偏差量。

7.如权利要求6所述的光信息记录再现方法，其特征在于：

所述波前偏差检测步骤中，根据对多页的所述光检测步骤的结果进行平滑化而得到的信号检测波前偏差量。

8.如权利要求6所述的光信息记录再现方法，其特征在于：

包括用于在信号光上附加信息的信号光调制步骤，

使作为所述信号光调制步骤的结果的信号光与参考光发生干涉，将获得的干涉条纹作为全息图记录在所述光记录介质中，由此进行信息的记录，通过对记录后的所述光记录介质进行再现来进行信息的再现。

9.如权利要求8所述的光信息记录再现方法，其特征在于：

在记录时记录基准页，该基准页的页的整体或部分的亮度和/或相位相同，

在再现时，对所述基准页计算所述波前补偿量，

根据所述基准页的波前补偿量控制在所述振荡光调制步骤中附加的相位差。

10.一种使用光对光记录介质进行信息的再现的光信息再现装置，其特征在于，包括：

振荡光生成部，其生成与来自所述光记录介质的再现光叠加而发生干涉的振荡光；

振荡光调制部，其在所述振荡光与所述再现光之间附加规定的相位差；

光检测部，其检测所述振荡光与所述再现光叠加而生成的干涉光；

波前偏差检测部，其从所述光检测部的输出检测所述振荡光与所述再现光的波前偏差量；和

补偿量计算部，其根据所述波前偏差量计算波前补偿量，

根据所述波前补偿量控制由所述振荡光调制部附加的相位差，

所述波前偏差检测部根据使所述光检测部的输出通过低通滤波器而生成的信号检测波前偏差量。

11.如权利要求10所述的光信息再现装置，其特征在于：

所述波前偏差检测部根据对多页的所述光检测部的输出进行平滑化而得到的信号检测波前偏差量。

12.如权利要求10所述的光信息再现装置，其特征在于：

再现所述光记录介质来进行信息的再现，其中所述光记录介质记录有使参考光与信号光发生干涉而获得的干涉条纹作为全息图。

13.如权利要求12所述的光信息再现装置，其特征在于：

所述全息图的一部分记录有页的整体或部分的亮度和/或相位相同的基准页，

对所述基准页计算所述波前补偿量，

根据所述基准页的波前补偿量控制由所述振荡光调制部附加的相位差。