專利名稱：全息記錄介質(zhì)和用于此介質(zhì)的拾取器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全息記錄介質(zhì)，更具體地涉及一種被適配為存儲(chǔ)所記錄 的全息圖的附加信息的全息盤介質(zhì)、以及用于同該全息記錄介質(zhì)一起使用的 全息存儲(chǔ)系統(tǒng)的全息拾取器。
背景技術(shù)：
在全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，通過記錄由兩個(gè)相干激光光束的疊加而產(chǎn)生的干涉 圖案來存儲(chǔ)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以例如通過改變兩個(gè)光 束之間的角度或者波長(zhǎng)、通過使用相位編碼的參考光束等而在同 一體積中存 儲(chǔ)多個(gè)數(shù)據(jù)。為了可靠地重新獲得信息，在讀出期間全息存儲(chǔ)系統(tǒng)的物理性 質(zhì)必須與在記錄期間相同。這意味著所述參考光束需要具有相同的波長(zhǎng)、相同的波前誤差(wavefront error )、相同的光束輪廓(beam profile )、相同的相 位編碼(如果使用相位編碼復(fù)用)等。此外，必須以相同的角度、在相同的 位置處照亮全息圖。為了精確控制或預(yù)先設(shè)置讀出系統(tǒng)，有利地對(duì)于每個(gè)單 獨(dú)的全息圖將易存取的位置、地址或內(nèi)容特定信息優(yōu)選地直接存儲(chǔ)在全息記 錄介質(zhì)上。例如，在WO 0157859中Szarvas等人提出除了用戶數(shù)據(jù)標(biāo)記之外 也將特殊標(biāo)識(shí)標(biāo)記存儲(chǔ)在每個(gè)所記錄的全息圖中。然而，在這種情況下，必 須將在記錄的時(shí)刻要存儲(chǔ)的任何信息存儲(chǔ)在全息圖中，接下來所述信息只在 使用正確的光束設(shè)置時(shí)可讀。在EP 1310952中，Horimai等人公開了將與DVD (數(shù)字多用途盤)類似 的基板作為在全息盤介質(zhì)下面的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(guiding structure)的構(gòu)思。在這 種情況下，利用與全息光束(即，用于全息記錄或讀出的光束)相同的物鏡， 將伺服光束會(huì)聚到全息盤介質(zhì)上。當(dāng)將全息光束和伺服光束相對(duì)于彼此固定 時(shí)，伺服光束可充當(dāng)用于全息記錄的光束的參考。將伺服光束會(huì)聚到導(dǎo)向結(jié) 構(gòu)上，而適當(dāng)?shù)貢?huì)聚全息光束以用于所選擇的全息記錄處理。雖然此方法便 于重新獲得所記錄的全息圖，但是有關(guān)在記錄期間全息存儲(chǔ)系統(tǒng)的物理性質(zhì) 的信息仍然不可用。US-A-6574174公開了具有全息層和伺服層的全息記錄介質(zhì)，所述伺服層 用于將用于讀取和/或記錄全息圖的光束相對(duì)于全息記錄介質(zhì)定位。除了伺服 數(shù)據(jù)之外，伺服層還包括附加數(shù)據(jù)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種全息記錄介質(zhì)，其允許記錄除了全息圖之 外的易存取的附加數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明，通過具有全息層和伺服層的全息記錄介質(zhì)實(shí)現(xiàn)此目的，所 述全息層用于存儲(chǔ)全息圖，所述伺服層用于將用于讀取和/或記錄全息圖的光 束相對(duì)于全息記錄介質(zhì)定位，其中所述伺服層是可記錄或可重寫的。以此方 式可將附加數(shù)據(jù)記錄在伺服層中。該附加數(shù)據(jù)，例如在制造全息記錄介質(zhì)期 間(例如在預(yù)記錄的介質(zhì)的情況下)、或者在將全息圖記錄在全息記錄介質(zhì)中 時(shí)，被記錄在伺服層中?？捎涗浀幕蚩芍貙懙乃欧佑欣匕A(yù)記錄的附 加數(shù)據(jù)。伺服層中的預(yù)記錄的附加數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)被記錄之前已經(jīng)可被訪問，這 允許把將全息存儲(chǔ)系統(tǒng)調(diào)整到全息圖的特定讀出狀態(tài)所需的信息、或者至少 對(duì)將全息存儲(chǔ)系統(tǒng)調(diào)整到全息圖的特定讀出狀態(tài)有幫助的信息與全息圖 一起 存儲(chǔ)。有利地，全息記錄介質(zhì)是全息盤。然而，本發(fā)明同樣適用于其它類型 的全息記錄介質(zhì)，例如，全息存儲(chǔ)卡等。對(duì)于類似于DVD的伺服層可采用紅光。如果全息層對(duì)于伺服光束的波長(zhǎng)不敏 感，則其不受將信息寫入伺服層、或從伺服層讀取信息的光束的影響。有利地，以數(shù)據(jù)標(biāo)記的形式將附加數(shù)據(jù)記錄在伺服層中，例如，凹坑(pit) 和平臺(tái)(land)。原則上，可使用導(dǎo)致所反射的伺服光束的可檢測(cè)的修改的任 何類型的標(biāo)記。有利地，數(shù)據(jù)標(biāo)記為游程長(zhǎng)度(run-length)編碼的。當(dāng)然， 也可使用其它的編碼。伺服層有利地包括用于觸發(fā)全息圖的讀取和/或記錄的 預(yù)i己錄的才示i己。優(yōu)選地，該伺服層為具有小于或基本等于相鄰全息圖之間的距離的軌道 間3巨(track pitch)的專九道的予貞制溝才曹層(pre-grooved layer )。本發(fā)明的另一目的是提出一種用于全息存儲(chǔ)系統(tǒng)的全息拾取器，所述全 息拾取器能夠重新獲得在根據(jù)本發(fā)明的全息記錄介質(zhì)中記錄的附加數(shù)據(jù)。通過用于全息存儲(chǔ)系統(tǒng)的全息拾取器來實(shí)現(xiàn)該目的，所述全息拾取器包
括-用于至少生成第一光束的光源，所述第一光束用于讀取在全息記錄介 質(zhì)中記錄的全息圖，-用于生成伺服光束的光源，所述伺服光束與全息記錄介質(zhì)的伺服層相 互作用，以將第一光束相對(duì)于全息記錄介質(zhì)定位，-用于重新獲得在全息記錄介質(zhì)的伺服層中記錄的附加數(shù)據(jù)的檢測(cè)器，以及-用于在全息記錄介質(zhì)的伺服層中記錄附加數(shù)據(jù)的光源。這樣的全息拾取器除了能夠讀取所記錄的全息圖之外，還能夠讀取和記 錄伺服層中的附加數(shù)據(jù)。如果全息拾取器還包括用于生成用于將全息圖記錄 在全息記錄介質(zhì)中的第二光束的光源，也可將此拾取器用于全息記錄。優(yōu)選 地，將伺服光束用于讀取在伺服層中記錄的附加數(shù)據(jù)。由于無論如何需要為 所反射的伺服光束提供檢測(cè)器來用于伺服控制，所以有利地將此檢測(cè)器適配 為檢測(cè)附加數(shù)據(jù)。記錄附加數(shù)據(jù)的最簡(jiǎn)單的解決方案是使用用于生成伺服光 束的高功率激光二極管。接著可將此激光二極管用于將數(shù)據(jù)記錄在伺服層中。有利地，全息拾取器還包括控制器，用于控制伺服光束與記錄和/或讀取 光束的相對(duì)位置。以此方式可調(diào)整伺服光束與記錄和/或讀取光束的相對(duì)位 置，使得以可能的最佳質(zhì)量重新獲得全息圖。如果在讀取期間用于伺服的光 束和全息圖讀出的光束相對(duì)于彼此處于與在記錄期間完全相同的位置，則實(shí) 現(xiàn)了最佳讀出信號(hào)。當(dāng)通過不同的全息存儲(chǔ)系統(tǒng)讀取不同的記錄介質(zhì)時(shí)，利用一種才幾制實(shí)現(xiàn)此狀況，所述^L制允"^午將光束相對(duì)于;f皮此^青確定位?？赏ㄟ^ 讀取全息圖(例如，在特定區(qū)域中)以及調(diào)整所述兩個(gè)光束直至全息圖為最 佳質(zhì)量(例如可通過誤差率檢測(cè)的)，來獲得自動(dòng)控制環(huán)路。 優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明， 一種全息存儲(chǔ)系統(tǒng)包括全息拾取器。


為了更好地理解，在下面的描述中將參照附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。應(yīng) 理解本發(fā)明不限于此示例實(shí)施例，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，也可 將特定的特性便利地組合和/或修改。在附圖中圖1示意性地描述用于全息存儲(chǔ)系統(tǒng)中的全息拾取器；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的全息記錄介質(zhì)的橫截面視圖3描述具有全息圖和伺服標(biāo)記(未按比例)的圖2的介質(zhì)的伺服層的 第一實(shí)施例；
圖4描述具有全息圖和伺服標(biāo)記(未按比例)的圖2的介質(zhì)的伺服層的 第二實(shí)施例；
圖5示出具有全息圖、傾斜的伺服光束和附加的伺服標(biāo)記(未按比例) 的全息記錄介質(zhì)的 一部分。
具體實(shí)施例方式
在全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中，通過記錄由兩個(gè)相干激光光束的疊加而產(chǎn)生的干涉 圖案來存儲(chǔ)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。圖1中示出了用于全息存儲(chǔ)系統(tǒng)中的全息拾取器1的 示例設(shè)置。相干光源(例如激光二極管2)發(fā)射光束3，所述光束3被準(zhǔn)直透 鏡4 ( collimating lens )準(zhǔn)直(collimate )。接著將光束3分為兩個(gè)分開的光束 6、 7。在該示例中，使用分光器BS實(shí)現(xiàn)將光束3分開。然而，同樣可以使 用用于此目的的其它光學(xué)組件?？臻g光調(diào)制器(SLM) 5調(diào)制兩個(gè)光束之一 (所謂的"物光束"6)以印上二維數(shù)據(jù)圖案。通過物鏡8，將物光束6和另一 光束(所謂的"參考光束"7) 二者會(huì)聚到全息記錄介質(zhì)9 (例如全息盤)上。 在物光束6和參考光束7的交叉點(diǎn)，出現(xiàn)干涉圖案，其被記錄在全息記錄介 質(zhì)9的光敏層(photo-sensitive layer)中。通過只利用參考光束7照亮所記錄的全息圖，從全息記錄介質(zhì)9重新獲 得所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。參考光束7被全息圖結(jié)構(gòu)衍射，并產(chǎn)生原始物光束6的副 本(重建的物光束IO)。此重建的物光束10被物鏡8準(zhǔn)直，并被第一分光器 .11引導(dǎo)到二維陣列檢測(cè)器12，例如CCD陣列。陣列檢測(cè)器12允許重建所記 錄的數(shù)據(jù)。
為了簡(jiǎn)化物光束6和參考光束7相對(duì)于全息記錄介質(zhì)9的定位，全息記 錄介質(zhì)9配備有伺服層。全息拾取器1包括用于生成伺服光束14的另一光源 13。伺服光束14被另一準(zhǔn)直透鏡15準(zhǔn)直，并通過第二分光器17耦合到物光 束6和參考光束7的光束路徑中。接著通過物鏡8將伺服光束14會(huì)聚到伺服 層上。伺服層反射的光束再次被物鏡8準(zhǔn)直，并被第二分光器17和第三分光 器18引向檢測(cè)器20。透鏡19將反射的光束會(huì)聚到檢測(cè)器20上。有利地， 伺服光束14具有與物光束6和參考光束7不同的波長(zhǎng)。在這種情況下，可將 波長(zhǎng)選擇分光器用作第二分光器17。優(yōu)選地，另外的伺服光束14是線性偏
振光束，其允許將第三分光器18實(shí)施為偏振選擇分光器。然后伺服光束14 的3各徑包括四分之一波片(wave plate) 16，用于將反射的伺服光束14的偏 振方向相對(duì)于由光源13發(fā)射的伺服光束14的偏振方向旋轉(zhuǎn)90度。如上所述，利用與用于全息記錄的光束6、 7相同的物鏡8，將伺服光束 14會(huì)聚到全息記錄介質(zhì)9上。由于全息光束6、 7和伺服光束14相對(duì)于彼此 固定，伺服光束14充當(dāng)用于全息記錄的光束6、 7的參考。由于光束6、 7和 14的不同的波長(zhǎng)和不同的準(zhǔn)直，全息光束6、 7和伺服光束14具有不同的焦 距。圖2中示出了全息記錄介質(zhì)9內(nèi)部的狀況的橫截面視圖。全息記錄介質(zhì) 9具有全息層94和伺服層92。適當(dāng)?shù)貙⑺欧馐?4會(huì)聚到伺服層92的導(dǎo)向 結(jié)構(gòu)上以用于所選4奪的全息記錄處理，將全息光束6、 7會(huì)聚到全息層94。 將伺服層92安排在基板91的上面，并通過中間層93與全息層94分開，對(duì) 于伺服光束14的波長(zhǎng)所述中間層93是透明的，但對(duì)于全息光束6、 7的波長(zhǎng) 所述中間層93是反射性的。位于全息層94的上面的是覆蓋層95。同樣可以 將伺服層92置于全息層94的上面，由適配的中間層93分開。然而，在這種 情況下，需要例如通過增加全息層94和伺服層92之間的距離使得當(dāng)穿過伺 服層92時(shí)全息光束6、 7具有相對(duì)較大的直徑，來補(bǔ)償由伺服層92導(dǎo)致的全 息光束6、 7的失真。根據(jù)本發(fā)明，伺服層92是可記錄的或可重寫的層。伺服層92不僅用于 精確聚焦/跟蹤(tracking),還用于記錄附加信息，諸如尋址信息、全息圖信 息(例如，位置、每個(gè)位置的全息圖數(shù)量等)、以及內(nèi)容特定信息。如果祠服 層是可重寫的層，也可以更新附加信息。每次記錄全息圖時(shí)，將一個(gè)或幾個(gè) 標(biāo)記寫入伺服層92的對(duì)應(yīng)區(qū)域中。接著可將伺服層92用于檢測(cè)全息圖的位 置，這是因?yàn)樵谝呀?jīng)記錄了全息圖的伺服層92中只存在標(biāo)記。另外，可將諸 如RLL編碼之類的編碼應(yīng)用到標(biāo)記上，以對(duì)在同一位置處復(fù)用的全息圖的數(shù) 量和每個(gè)對(duì)應(yīng)的參考光束的特性進(jìn)行編碼。同樣可對(duì)其它信息，例如在記錄 處理期間全息記錄介質(zhì)9的傾斜狀況等，進(jìn)行編碼。由于可比讀取全息圖的 數(shù)據(jù)更快地讀取伺服層92的信息，所以在全息記錄介質(zhì)9上的導(dǎo)航 (navigation)可變4尋更快。圖3和圖4描述了具有全息圖23和伺服標(biāo)記22的全息記錄介質(zhì)9的伺 服層92的第一和第二實(shí)施例。這兩幅圖未按比例。伺服層92由具有小于如 圖3所示的相鄰全息圖23之間的距離d2的軌道間距(TP)、或具有對(duì)應(yīng)于如
圖4所示的相鄰全息圖23之間的距離d2的軌道間距的軌道21 (例如，溝槽 和平臺(tái))組成。在這兩幅圖中，相鄰的全息圖具有與軌道21平行和垂直的不 同的距離d!、 d2。當(dāng)然，距離同樣可以相等。在全息記錄介質(zhì)9是全息盤的 情況下，軌道21可以是同心環(huán)或一螺旋。當(dāng)將全息圖23寫入全息層94時(shí)， 也將全息圖23的相關(guān)的附加信息以與具有不同的長(zhǎng)度s的標(biāo)記22的形式寫 入伺服層92中。這優(yōu)選地由伺服光束14完成。當(dāng)將第二全息圖23記錄在同 一位置時(shí)，在使用可重寫的伺服層92時(shí)可更新伺服層92中的信息。在讀出 期間，使用伺服層中的信息以將參考光束7和伺服光束14兩者都相對(duì)于全息 記錄介質(zhì)9定位，以可靠地重新獲得所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。當(dāng)軌道間距小于全息圖 之間的距離d2時(shí)，也可將信息記錄在沒有記錄全息圖23的相鄰的軌道21中。 另夕卜，例如以系統(tǒng)具有充足的時(shí)間適配特定的全息圖23的方式將附加數(shù)據(jù)記 錄在全息圖位置之前的軌道位置處也同樣是可行的。由于全息記錄介質(zhì)9的傾斜可能使全息讀出性能明顯地降級(jí)，所以期望 檢測(cè)傾斜的量。出于此目的，可將伺^光束14如圖5所示地分為不同的部分 光束25 (副光束side beam)以及主光束26，如果需要的話。如果將全息記 錄介質(zhì)9傾斜，由于由該傾斜引入的不同的路徑長(zhǎng)度，部分光束25在不同的 時(shí)間到達(dá)。通過測(cè)量部分光束25之間的相差，可使用時(shí)間差來檢測(cè)該傾斜。 可使副光束定位在具有預(yù)記錄的或模壓(embossed)的特性24的軌道21上， 可將所述預(yù)記錄的或^f莫壓的特性24用于觸發(fā)讀取或?qū)懭胩幚?。?dāng)然，同樣可 安排預(yù)記錄的或模壓的特性24使得利用主光束檢測(cè)所述預(yù)記錄的或模壓的 特性24。
權(quán)利要求
1.一種全息記錄介質(zhì)(9)，具有用于存儲(chǔ)全息圖的全息層(94)、以及用于將用于全息圖的讀取和/或記錄的光束相對(duì)于該全息記錄介質(zhì)(9)定位的伺服層(92)，所述全息記錄介質(zhì)(9)的特征在于所述伺服層(92)是可記錄的或可重寫的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的全息記錄介質(zhì)(9)，其中所述全息層(94)本質(zhì)上 對(duì)于具有用于所述伺服層(92)的波長(zhǎng)的光不敏感。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的全息記錄介質(zhì)(9 ),其中將數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)標(biāo)記(22 ) 的形式記錄在所述伺服層(92)中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的全息記錄介質(zhì)(9 ),其中所述伺服層(92 ) 是具有軌道(21)的預(yù)制溝槽層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的全息記錄介質(zhì)(9)，其中軌道間距基本等于相鄰的 全息圖(23)之間的距離(d2)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4的全息記錄介質(zhì)(9),其中所述軌道間距小于相鄰的 全息圖(23)之間的所述距離(d2)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6的任一項(xiàng)的全息記錄介質(zhì)(9 )，其中所述伺服層 (92 )包括用于觸發(fā)全息圖(23 )的讀取和/或記錄的預(yù)記錄的標(biāo)記(24 )。
8. —種用于與根據(jù)權(quán)利要求1至7的任一項(xiàng)的全息記錄介質(zhì)(9) 一起 使用的全息存儲(chǔ)系統(tǒng)的全息拾取器(1 ),包括畫用于生成至少第一光束(3、 7)的光源(2、 BS),所述第一光束(3、 7)用于讀取在所述全息記錄介質(zhì)(9)中記錄的全息圖(23)，-用于生成伺服光束(14)的光源(13),所述伺服光束(14)與所述全 息記錄介質(zhì)(9)的伺服層(92)相互作用，以將所述第一光束(3、 7)相對(duì) 于所述全息記錄介質(zhì)(9)定位，-用于重新獲得在所述全息記錄介質(zhì)(9)的所述伺服層(92)中記錄的 附加數(shù)據(jù)的檢測(cè)器(20)，以及畫用于將附加數(shù)據(jù)記錄在全息記錄介質(zhì)(9 )的伺服層(92 )中的光源(13 )。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的全息拾取器(1 ),還包括用于生成用于將全息圖(23 ) 記錄在所述全息記錄介質(zhì)(9)中的第二光束(3、 6)的光源(2、 BS)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9的全息拾取器(1 )，還包括控制器，用于控制 所述伺服光束(14)和所述第一和/或第二光束(3、 6、 7)的相對(duì)位置。
11. 一種全息存儲(chǔ)系統(tǒng)，其特征在于其包括根據(jù)權(quán)利要求8至IO之一 的全息拾取器(1 )。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種被適配為存儲(chǔ)所記錄的全息圖的附加信息的全息記錄介質(zhì)(9)、以及與全息記錄介質(zhì)(9)一起使用的全息存儲(chǔ)系統(tǒng)的全息拾取器(1)。根據(jù)本發(fā)明，全息記錄介質(zhì)(9)具有用于存儲(chǔ)全息圖的全息層(94)、以及用于將用于全息圖的讀取和/或記錄的光束相對(duì)于全息記錄介質(zhì)定位的伺服層(92)，其中伺服層(92)是可記錄的或可重寫的。與這樣的全息記錄介質(zhì)(9)一起使用的全息拾取器(1)包括用于將附加數(shù)據(jù)記錄在全息記錄介質(zhì)(9)的伺服層(92)中的光源(13)。
文檔編號(hào)G11B7/24044GK101138027SQ200680007416
公開日2008年3月5日 申請(qǐng)日期2006年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月7日
發(fā)明者克里斯托弗·巴爾韋格, 哈特穆特·里克特, ?？啤ぬ貏诩{, 迪特馬·布雷厄爾 申請(qǐng)人:湯姆森特許公司