再现装置和再现方法

专利名称：再现装置和再现方法
技术领域：
本发明涉及对全息图记录介质进行再现的再现装置及进行这种再现的 再现方法，数据由参考光和信号光的干涉图案记录在该全息图记录介质上。
背景技术：
例如，日本未审查专利申请公开第2006-107663和2007-79438号描述了 这样的全息图记录/再现方法，其通过以信号光和参考光的干涉图案形成全息 图而记录数据，并且通过发射参考光再现基于由干涉图案限定的全息图所记 录的数据。该全息图记录/再现方法的一个示例是所谓的同轴方法，其中通过 彼此同轴地设置信号光和参考光来进行记录。
图17、 18A和18B图解了基于同轴方法如何进行全息图记录/再现。具 体地讲，图17示出如何进行记录，而图18A和18B示出了如何进行再现。
参考图17,记录时，空间光调制器(SLM) 101对来自光源的入射光进 行空间光强度调制(这也称为"光强度调制"或者简称为"强度调制")，从 而产生彼此同轴地设置的信号光和参考光。例如，SLM 101可以由液晶面板 形成，其相对于每个像素透射或者阻止入射光。
在此情况下，信号光产生为根据记录数据提供强度图案。另一方面，参 考光产生为提供预定的强度图案。
这样由SLM 101产生的信号光和参考光进入相位掩模102。相位掩模 102给信号光和参考光提供随机相位调制图案，如图17所示。
给信号光和参考光提供这样的随机相位调制图案的原因是提高信号光 和参考光的干涉效率，并且通过扩散信号光和参考光的光谱而最小化DC成 分，以实现高记录密度。
例如，作为最小化DC成分的具体相位调制图案的示例，设定两个值"O" 和"7l"的随机图案。具体地讲，随机相位调制图案设定为使得不经受相位调 制的像素(即相位-O)和以ti (180。)调制相位的像素设置为对半地混合。
作为由SLM 101进行的光强度调制的结果，产生信号光使其光强度根
6据记录数据调制成"o"或"r。通过对信号光进行"o"或"7t"的相位调制，产生
波前振幅(wavefront amplitude)为"-l"、 "0"或"1 ( +1)"的光。具体地讲，
当相对于根据光强度"r调制的像素进行相位"o"调制时，振幅为"r。在相位 "7i"调制的情况下，振幅为"-r'。对于光强度"o"的像素，是否进行基于相位"o"
或"7l"的调制，振幅都保持"o"。
为了确i^，图19A和19B示出了相位掩才莫102不存在(图19A)和相 位掩模102存在(图19B)的情况之间信号光和参考光的差别。图19A和 19B表示采用颜色密度的光振幅的幅度关系。在图19A中，黑和白颜色分别 表示振幅"O"和'T'。在图19B中，黑、灰和白颜色分别表示振幅"-r、 "0"和 "1 ( + 1)"。
根据相位掩模102的相位图案是随机图案。因此，在从SLM 101输出
的信号光中光强度为"r的像素可以随机分成振幅为'T'和"-r'对半地混合。通 过将像素随机分成振幅为"1 "和"-1"，光谱可以均匀地在傅立叶平面上扩展
(即频面(fr叫uency plane):在此情况下介质上的图像)，由此最小化了在 信号线中的DC成分。另外，对于相位掩模102,也可以最小化参考光中的 DC成分，由此防止在傅立叶平面中产生DC成分。
通过以这种方式最小化DC成分，可以提高数据记录密度。其原因是， 当产生DC成分时，记录材料明显地响应DC成分，使得难于进行多重 (multiplex)全息图记录。换言之，在已经记录DC成分的部分上，难于进 一步进行全息图(数据)的多重记录。
采用上述随机相位图案而最小化DC成分允许多重数据记录，由此实现 高记录密度。
通过相位掩模102的信号光和参考光都被物镜103聚焦，并被发射到全 息图记录介质HM。结果，在全息图记录介质HM上形成才艮据信号光(记录 图像)的干涉图案(衍射光栅全息图)。换言之，因形成干涉图案而记录 数据。
参考图18A,在进行再现时，SLM101对入射光进行空间光调制(强度 调制)以产生参考光。以这样的方式产生的参考光传播通过相位掩模102然 后通过物镜103，以被发射到全息图记录介质HM。
通过以这种方式将参考光发射到全息图记录介质HM，如图18B所示， 获得根据记录的全息图的衍射光，并且作为反射光从全息图记录介质HM输出。换言之，根据记录数据获得再现图像(即再现光)。
由图像传感器104光学地接收以这样的方式获得的再现图像，该图像传 感器例如为电荷耦合器件(CCD)传感器或者互补金属氧化物半导体 (CMOS)传感器。根据图像传感器104的接收信号，再现记录的数据。
在全息图记录/再现系统中，进行记录时对包含根据记录数据的强度信息 的信号光进行相位调制"0"或"7C",以最小化DC成分，由此允许多重全息图 记录。
在进行这样的相位调制记录时，如图19B所示，信号光包含作为振幅信
息的三个值"o"、 " + r和"-r。换言之，这三个值记录在全息图记录介质hm 上。
然而，在此情况下的问题是在再现期间检测再现图像的图像传感器104
仅能检测光强度信息。
全息图记录/再现系统中的光学系统通常基于4f光学系统构造，其中设 置了 SLM、物镜、介质、接目镜(物镜)和图像传感器设置为彼此隔开透 镜的焦距。这样的构造就是所谓的傅立叶变换全息图构造。
在这样的傅立叶变换全息图的构造中，上述的记录和再现的系列步骤可 考虑如下。具体地讲，对SLM的记录数据图案进行傅立叶变换，并且将其 投射在全息图记录介质上，而对介质的读取信号(再现图像)进行反傅立叶 变换，并被投射在图像传感器上。图像传感器检测光强度值，该光强度值是 入射在图像传感器上的光的波前振幅的绝对值的平方。
考虑到这一点，现有技术的全息图记录/再现系统具有非线性特性，这是 因为它能够记录强度和相位，但是只能再现强度信息。由于在现有技术的全 息图记录/再现系统中这样的非线性特性问题，在相位调制记录后很难适当地 再现数据。
为了解决这样非线性特性的问题，本申请人已经提出了实现"线性读取" 的技术，该技术允许适当读出记录在介质上的相位信息(即在此情况下为振
幅"-r的信息)。具体地讲，该读取方法是在日本未审查专利申请公开第
2008-152827号中所披露的所谓的"相干叠加方法(coherent addition method )，，。
在该相干叠加方法中，在进行再现时，产生如图20所示的相干光，并 且与参考光一起发射到全息图记录介质HM。换言之，与上面参考图18A和18B描述的仅发射参考光的通常再现方法相比，在相干叠加方法中还额外地 发射相干光。
相干光产生为具有均匀的光强度和均匀的相位。此外，在同轴方法中， 通过允许光透射通过与用于记录而产生信号光的区域(称为信号光区域)相 同的区域而产生相干光，如图20所示。
参考图21A和21B，将具体描述根据相干叠加方法的再现技术。
首先，在进行根据相干叠加方法的再现时，作为相位调制元件提供能可 变地进行相位调制的相位调制器(即图21A中的相位调制器101b)。在此情 况下，在基于相干叠加方法进行再现的全息图记录/再现系统中，有必要设定 允许上述记录模式的多重记录的相位图案(即，对应于相位掩模102的二值 (binary)随机相位图案)和用于产生用于再现模式的相干光的均匀相位图 案作为提供给入射光的相位图案。换言之，对于相位调制元件，优选釆用能 够可变地进行相位调制的相位调制器101b。
在此情况下，SLM 101 —体地设置有相对于入射光进行强度调制的强度 调制器101a和前述的相位调制器101b。对于SLMIOI,能够以自由选择方 式调制入射光的强度和相位。
如图21A所示，在进行再现时，SLM101产生参考光和相干光。
在再现模式中，产生与记录模式中具有相同的强度图案和相同的相位图 案的参考光。换言之，产生的参考光与记录作为再现目标的全息图的参考光 具有相同强度图案和相位图案。这是因为，为了适当地再现多重记录的全息 图，有必要发射具有与用于记录全息图时的图案相同图案的参考光。换言之， 通过发射具有特定图案的参考光，所记录的全息图仅可以通过采用具有该相 同图案的参考光而适当再现。
结果，以再现模式产生的参考光为具有与记录模式中采用的参考光的强 度图案和相位图案相同的强度图案和相同的相位图案。
如上所述，通过使光透射通过记录时产生信号光的区域(即信号光区域) 而产生相干光。具体地讲，通过使强度调制器101a调制信号光区域中的各 像素到预定强度产生相干光而使得相干光的强度均匀。
在相干叠加方法中，具有均匀强度的相干光和因参考光的发射而获得的 再现图像在图像传感器104上形成各自的图像，并且图像传感器104检测再 现图像和相干光的合成光。在此情况下，相干光作为具有与再现图像的相位相同相位的成分被叠 加。因此，相干光的相位设定为等于再现图像的相位(即，再现图像中的参 考相位)。
术语"再现图像中的参考相位"是指SLM 101中的包括在再现图像中 的各像素的图像(记录信号)中施加有"0" (0兀)相位调制的记录像素的相 位。
再现图像中的参考相位对应于相位调制器101b施加0兀的相位调制的记 录信号的相位。因此，为了在再现图像中使得相干光的相位与该参考相位匹 配，可以考虑相千光可以由相位调制器101b给相干光施加相位"0"的相位调制。
然而，在全息图记录/再现系统中，有必要考虑到通过发射参考光到全息 图记录介质HM所获得的再现图像的相位从记录在介质上的信号的相位偏 移兀/2。换言之，如果给相干光施加相位"O"的调制，则再现图像中的参考相 位和相干光的相位之间产生"兀/2"的相差，使其难于作为具有与再现图像的相 位相同相位的成分而适当地叠加相干光。
考虑到这一点，为了使相干光的相位与再现图像中的参考相位匹配，相 位调制器101b进行"兀/2"的相位调制。具体地讲，在此情况下的相位调制器 101b相对于信号光区域中的各像素进行7i/2的相位调制。
由于因通过SLM 101进行的空间光调制而产生参考光和相干光，如图 21B所示，再现图像和具有与再现图像相同相位的相干光通过物镜103引导 到图像传感器104。在此情况下，相干光作为具有与再现图像相同相位的叠 加成分而被图像传感器104检测。
在相干叠加方法中，由图像传感器104检测"再现图像+相干光"的成 分，并且通过以下面的方式处理"再现图像+相干光"的检测的图像信号 来获得线性的读取信号。
首先，对于"再现图像+相干光"的图像信号，计算各像素值的平方根。
然后，由该平方根计算结果去除叠加相干光成分。具体地讲，例如，从 平方根计算结果的值减去叠加相干光的强度值。
下面的描述涉及如何通过相干光的叠加步骤、平方根计算步骤和叠加成 分去除步骤的上述系列步骤而实现线性读取。的最大振幅值为0.078，而其最小振幅值为-0.078。 另外，叠加相干光的强度值例如为0.1。
首先，将讨论比较示例，其中仅通过发射参考光而不进行相干光叠加来 进行读取。
根据上述的傅立叶变换全息图和再现图像的最大和最小振幅值，根据再 现图像的最大和最小振幅值获得的图像传感器104的输出值获得为
"6.ixi(rs"的相同值(为其平方)。因为图像传感器104检测对应于"+ r'和"-r 的值作为相同值，所以是否其后进行任何信号处理都难于适当恢复丢失的相 位信息。换言之，产生非线性畸变。
另一方面，根据相干叠加方法，在具有与再现图像的相位相同相位的相 干光与参考光一起发射时，根据相干光强度的值可以叠加给再现图像。为了
确认，因为这样的相干光具有均匀的振幅和均勻相位的DC成分，所以该相
干光不与记录的全息图干涉。
根据上面的说明，例如，在此情况下相干光的叠加量为0丄因此，0.1 的成分叠加到再现图像，从而图像传感器104将最大值0.078检测为0.1782 =0.032的强度,而将最小值-0.078检测为0.022"4.8xl0"的强度。在此情 况下，相对于图像传感器104的输出，如上所述计算平方根值，并且其后基 本去除叠加成分。因此，最大振幅值0.078可以通过0.178-0.1 =0.078恢复 到其原始值，并且最小振幅值-0.078可以通过0.022-0.1 = -0.078恢复到其原 始值。
这样，基于相干叠加方法的再现技术允许线性读取，其中通过相位调制 记录而记录的相位信息没有丢失。
在此情况下重要的是相干光相对于再现图像的叠加量(强度值)。具体 地讲，为了实现上述线性读取，所希望的是至少满足"相干光的叠加量大于 再现图像的最小振幅值的绝对值"的条件，以防止图像传感器104检测的强 度值(平方值)变为负值。
由这一点可见，在相干叠加方法中，所希望的是当叠加给再现图像时， 相干光至少满足"其强度大于再现图像的最小振幅值的绝对值"的条件和"其 相位与再现图像的参考相位相同"的条件
发明内容
根据相干叠加方法，当记录三个振幅值"-r、 "o"和"+ r以通过相位调 制记录来最小化DC成分从而实现高记录密度时，可以与相位"o"—起适当读 出包括相位信息的值"-r和"+ r,从而能够实现线性读取。
然而，现有技术的相千叠加方法的问题是没有考虑再现图像和相干光之 间的强度差。
根据发射给记录在全息图记录介质hm上的全息图的参考光而产生衍 射现象，基于该衍射现象而获得再现图像。换言之，再现图像的光强度取决 于该衍射现象的衍射效率。
具体地讲，全息图记录/再现系统中的衍射效率ri通常约为10-3至10"。
另一方面，叠加到再现图像的相干光的强度仅根据光损耗量决定，该光
损耗发生在从强度调制器101a输出的光经由全息图记录介质HM引导到图 像传感器104时。换言之，因为相干光通过前述的衍射效率完全没有经受这 样的光量的损耗，所以与再现图像的强度相比，相干光显然具有极高的强度。
具体地讲，假设相干光的强度设定为"r，则由图像传感器104检测的 相位i (记录相位'T'的像素的相位和记录相位"-r的像素的相位)可以表示
在此情况下，如果衍射效率n等于10、则相位I表示如下
1= (1 ±VlO-4 )2 =(1 ±10—2)2=1.02， 0.98
…(2)
这意味着再现图像相对于用作背景光的相干光的对比度极低(相位'T' 对相位"-l")。在此情况下，必须检测2%的微小强度差。
精确地检测这样低对比度的再现图像是极其困难的。出于这样的原因， 在现有技术中，再现特性的下降是不可避免的。
尽管日本未审查专利申请公开第2008-152827号揭示了相干光的强度设 定为"o.r'而不是"r的示例，但是在现有技术中仍然存在这样的问题，其中 通过利用可变地进行相对于各像素的光强度调制的强度调制器进行相干光 的强度调整。
考虑到前述的衍射效率(例如，1(T4)，所希望的是在 行强度'T'的调 制时，例如叠加的相干光的强度降低到约0.1% ( 1/1000)。
...(1然而，在当前情形下，在光强度调制相对于各像素可变地进行的构造中，
极难稳定地设定约1/1000的强度。出于这样的原因，在现有技术中，相干光
的强度(振幅)设定为显著地大于再现图像的振幅，如"r或"o.r,导致再 现特性的下降。
根据本发明的实施例，提供一种再现装置，该再现装置包括发光单元和 光衰减单元，发光单元发射参考光和相干光到全息图记录介质上，数据由信 号光和参考光的干涉图案记录在该全息图记录介质上，该相干光产生为具有 均匀的光强度和均匀的相位，光衰减单元对相干光的光强度进行衰减。
在根据本发明实施例以再现模式产生和发射相干光的构造中，额外地提 供用于对相干光的光强度进行衰减的单元。这允许相干光的强度可以显著衰 减。
根据本发明的实施例，因为额外地提供用于对相干光的光强度进行衰减 的光衰减单元，所以可以显著衰减相干光的强度。因此，通过发射参考光获 得的再现图像的对比度可以相应地增加，由此改善再现特性。


图1是图解根据第一实施例的记录/再现装置的内部构造的方块图2A和2B图解了如何通过偏振方向控制型空间光调制器和偏振分束 器的结合进行强度调制；
图3图解了空间光调制器中设置的参考光区域、信号光区域和间隙区域；
图4A和4B图解了相对于各像素能够可变地进行空间光相位调制的相 位调制器的构造；
图5图解了空间光调制控制单元的内部构造；
图6图解了数据再现单元的内部构造；
图7图解了根据实施例的部分光衰减元件的结构；
图8A和8B图解了根据第一实施例的光衰减技术；
图9是图解根据第二实施例的第一示例的记录/再现装置的内部构造的 方块图10图解了根据第二实施例的第一示例的部分偏振方向控制元件的结
构；
图11图解了移相器(phase shifter)的参考光轴和入射光的偏振方向轴之间形成的角度与偏振分束器的透射率之间的关系；
图12是图解根据第二实施例的第二示例的记录/再现装置的内部构造的 方块图13A和13B图解了根据第二实施例的第二示例的光衰减技术； 图14是图解根据第三实施例的记录/再现装置的内部构造的方块图； 图15图解了包括在根据第三实施例的记录/再现装置中的部分偏振方向 控制器的结构；
图16图解了加入空间光调制器的实像平面(real image plane)的记录/
再现装置的构造示例；
图17图解了如何在记录期间基于同轴方法进行全息图记录/再现方法； 图18A和18B图解了如何在再现期间基于同轴方法进行全息图记录/再
现方法；
图19A和19B是基于相位掩模的存在和不存在比较信号光和参考光的 振幅的示意图20是说明相干光的示意图；以及
图21A和21B是用于说明相干叠加方法的示意图。
具体实施例方式
在下文，将以下面的顺序描述本发明的优选实施例。
1、 第一实施例(采用部分光衰减元件的示例) 记录再现/装置的构造 根据第一实施例的部分光衰减技术
2、 第二实施例(釆用部分偏振方向控制元件的示例)
2.1、 第一示例(可滑动驱动部分偏振方向控制元件)
2.2、 第二示例(可旋转驱动部分偏振方向控制元件)
3、 第三实施例(釆用部分偏振方向控制器的示例)
4、 修改
1、第一实施例(采用部分光衰减元件的示例) 记录再现/装置的构造
图1是根据第一实施例的记录/再现装置的内部构造的方块图。下面要描 述的每个实施例都针对于根据本发明实施例的再现装置构造为也用作具有记录功能的记录/再现装置的情况。
根据图1所示第一实施例的记录/再现装置构造为基于同轴方法进行全 息图记录/再现。同轴方法涉及通过以下方式进行数据记录和进行数据再现，
通过将信号光和参考光^:此同轴设置，并且将这两种光发射到设定在预定位 置上的全息图记录介质以在其上形成全息图而进行数据记录，通过将参考光 发射到全息图记录介质以再现以全息图的形式记录的数据而进行数据再现。
在记录时，根据第一实施例的记录/再现装置为了改善记录密度而进行相 位调制记录。对于再现，为了实现线性记录，根据第一实施例的记录/再现装 置基于相干叠加方法进行再现。
根据第一实施例的记录/再现装置构造为采用具有反射膜的反射型全息
图记录介质作为全息图记录介质HM。
在图1中，激光二极管(LD) 1提供为光源，用于获得记录/再现的激
光束。具体地讲，该激光二极管1例如提供有外部谐振器，并且激光束的波
长例如为约410 nm。
从激光二极管1发射的光经由瞄准仪透镜2引导到偏振分束器3。 偏振分束器3构造为透射x偏振光且反射y偏振光(其偏振方向垂直于
x偏振光的偏振方向)。因此，在从激光二极管1发射并且进入偏振分束器3
的激光束(线性偏振束)中，x偏振光通过偏振分束器3,而y偏振光被偏
振分束器3反射。
被偏振分束器3反射的光(即y偏振光)行进通过稍后描述的部分光衰 减元件18，以进入偏振方向控制器4。
部分光衰减元件18将稍后描述，并且为了简便起见，这里描述的装置 处于不插设该部分光衰减元件18的状态。
偏振方向控制器4设有由铁电液晶(ferroelectric liquid crystal)制作的 反射液晶元件，并且构造为相对于每个像素控制入射光的偏振方向。
根据来自空间光调制控制单元16的驱动信号，偏振方向控制器4通过 针对每个像素的入射光的偏振方向改变90。或者不改变入射光的偏振方向而 进行空间光调制。具体地讲，偏振方向控制器4构造为根据驱动信号相对于 每个像素控制偏振方向，使得对应于开(ON)驱动信号的像素，偏振方向 的角度改变为90。，而对应于关(OFF)驱动信号的像素，偏振方向的角度 改变为0。。如图所示，来自偏振方向控制器4的输出光(即由偏振方向控制器4反射的光)重新进入偏振分束器3。
图1所示的记录/再现装置构造为通过利用相对于每个像素由偏振方向控制器4进行的偏振方向控制和偏振分束器3根据入射光的偏振方向的可选择透射/反射特性，从而来相对于各像素进行空间光强度调制(也称为"光强度调制"或者筒称为"强度调制，，)。
图2A和2B图解了如何通过偏振方向控制器4和偏振分束器3的结合进行强度调制操作。具体地讲，图2A示意性地图解了对应于ON像素的光束如何行进，而图2B图解了对应于OFF像素的光束如何行进。
如上所述，因为偏振分束器3构造为透射x偏振光且反射y偏振光，所以使得y偏振光进入偏振方向控制器4。
考虑到这一点，由偏振方向控制器4改变偏振方向90。的像素光(即对应于ON驱动信号的像素光)进入偏振分束器3作为x偏振光。因此，参考图2A，在偏振方向控制器4中对应于ON像素的光透射通过偏振分束器3，并且^皮引向全息图记录介质HM。
另一方面，对应于OFF驱动信号且不改变偏振方向的像素光进入偏振分束器3作为y偏振光。具体地讲，参考图2B，在偏振方向控制器4中对应于OFF像素的光由偏振分束器3反射，并且没有引导到全息图记录介质画。
从而，相对于每个像素进行偏振方向控制的偏振方向控制器4和偏振分束器3 —起构成强度调制单元，该强度调制单元相对于每个像素进行光强度调制。
在第一实施例中，同轴方法用作全息图记录/再现方法。在釆用同轴方法时，如图3所示的区域设定在偏振方向控制器4中，以便设置信号光和参考光彼此同轴。
如图3所示，偏振方向控制器4具有信号光区域A2，其以基本上圆形的形状覆盖预定的范围，并且包括偏振方向控制器4的中心(即光轴的中心)。而且，基本上环形形状的参考光区域A1围绕信号光区域A2，其间插设有间隙区域A3。
对于信号光区域A2和参考光区域Al，可以发射信号光和参考光使它们彼此同轴。间隙区域A3提供为防止产生在参考光区域Al中的参考光泄漏进入信号光区域A2而在信号光上产生噪声。
反过来参考图1,空间光调制控制单元16控制偏振方向控制器4的驱动和稍后描述的相位调制器8的驱动，以在记录期间产生信号光和参考光，例如对信号光和参考光给定用于相位调制记录的二值随机相位图案(其中相位"O"的数量和相位V'的数量基本上相等)，或者在再现期间产生与用于记录的那些具有相同强度和相同相位图案的相干光和参考光。
下面，将详细描述空间光调制控制单元16的操作。
如图l所示，经由偏振方向控制器4行进然后通过偏振分束器3的光引向中继透镜系统，该中继透镜系统包括依次设置的中继透镜5、孑L6和中继透镜7。如图所示，中继透镜5将透射通过偏振分束器3的激光束聚焦在预定的焦点位置上，并且聚焦后散射的激光束由中继透镜7准直。孔6提供在中继透镜5的焦点位置(即傅立叶平面频面)处，并且构造为仅透射居中在光轴上的预定范围内的光，而阻挡其余的光。孔6限制记录在全息图记录介质HM上的全息图面(hologrampage)的尺寸，由此改善全息图的记录密度(即数据记录密度)。
行进通过中继透镜系统的激光束引向相位调制器8。相位调制器8构造为相对于每个像素对入射光进行空间光相位调制(也筒称为相位调制)，并且类似于偏振方向控制器4，具有参考光区域A1、信号光区域A2和间隙区域A3。
为了就像素而言使相位调制器8与偏振方向控制器4匹配(也就是，匹配偏振方向控制器4的像素和相位调制器8的像素，从而它们分别具有一对一的关系)，相位调制器8这样来调整，以4吏得其安装位置与对应于由中继透镜系统形成的偏振方向控制器4的实像平面的位置对准，并且使得在平行于其入射面的平面上的位置允许行进通过偏振方向控制器4的参考光区域Al、信号光区域A2和间隙区域A3的光束分别进入相位调制器8的参考光区域A1、信号光区域A2和间隙区域A3。
在第一实施例中，相位调制器8由透射式液晶面板定义，其中相对于各像素可变化地进行相位调制。
可以通过基于图4A和4B所示的概念形成内部液晶元件获得该液晶面板，使其相对于各像素可变化地进行相位调制。
17图4A图解了在不给液晶元件施加驱动电压时(即驱动电压为OFF时)液晶面板内的液晶元件的情形。图4B图解了给液晶元件施加预定水平的驱动电压时(即驱动电压为ON时)液晶元件的情形。
当如图4A所示驱动电压为OFF时，液晶分子取向在水平方向上，而当如图4B所示驱动电压为ON时，液晶分子取向在垂直方向上。
在此情况下，关于液晶元件的折射系数n，如果在对应于OFF驱动电压的水平取向状态期间折射系数由nh表示，并且在对应于预定水平的ON驱动电压的垂直取向状态期间的折射系数由nv表示，则在OFF驱动电压状态期间给出的相位的改变量为(dxnm)，并且在ON驱动电压状态期间给出的相位的改变量为(dxnv)， d是液晶元件的厚度。从而，可以根据驱动电压的ON/OFF状态给出的相位差表示如下
△nd=dxnh-dxnv
该关系式显示可以调整液晶元件的厚度d以便对每个像素给出所希望的相位差。
根据第 一实施例的相位调制器8例如设定使得通过调整液晶元件的厚度d使相位差And等于兀。换言之，通过对每个像素的驱动电压ON和OFF之
间的转换，可以进行基于两个值"0"和"7U"的光相位调制。
对于基于预定水平的ON驱动电压和OFF驱动电压进行相位"0"和"7i"的调制的能力，通过以逐级的方式控制驱动电压水平到预定水平，相位可以在"0"和"7T之间逐级变化。例如，通过设定驱动电压水平到预定水平的一半，相位"ti/2 "的调制也是可能的。
为了确认，该相位调制器8在其参考光轴的方向与入射光的偏振方向(在此情况下，x方向)对准的状态下使用。
反过来参考图1，通过相位调制器8的光引向偏振分束器9。偏振分束器9也构造为透射x偏振光和反射y偏振光。因此，经由相位调制器8引导的激光束透射通过偏振分束器9。
透射通过偏振分束器9的光束引向中继透镜系统，该中继透镜系统包括依次设置的中继透镜10、孔11和中继透镜12。该中继透镜系统与上述包括中继透镜5、孑L 6和中继透镜7的中继透镜系统具有相同的作用。
行进通过包括中继透镜10、孔11和中继透镜12的中继透镜系统的激光束依次通过四分之一波片13，然后由物镜14朝着全息图记录介质HM的记录面发射，以在上面聚焦。
尽管稍后还将描述下面的内容，但是由偏振方向控制器4和偏振分束器3的结合构成的强度调制单元和相位调制器8在记录期间进行空间光调制，以产生信号光和参考光。因此，在记录时，信号光和参考光沿着上述光路朝着全息图记录介质HM发射，由此信号光和参考光的干涉图案(衍射光栅全息图)形成在全息图记录介质HM上。换言之，依次记录数据。
另一方面，在进行再现时，由偏振方向控制器4和偏振分束器3的结合构成的强度调制单元以及相位调制器8进行空间光调制，以产生参考光和相干光。参考光沿着上述光路朝着全息图记录介质HM发射，由此获得根据在全息图记录介质HM上形成的全息图的衍射光作为再现光(即再现图像)。该再现光朝着记录/再现装置返回，作为来自全息图记录介质HM的反射光。
由全息图记录介质HM反射相干光，以朝着记录/再现装置返回。
作为以这样的方式来自全息图记录介质HM的反射光获得的再现光和相干光行进通过物镜14,并且随后经由四分之一波片13、中继透镜12、孔11和中继透镜10引向偏振分束器9。
再现光由于四分之一波片13的作用而作为y偏振光进入偏振分束器9。因此，再现光由偏振分束器9反射，并且引向图像传感器15。相干光也由偏振分束器9反射，并且引导到图像传感器15。
图像传感器15包括摄像元件，如电荷耦合器件(CCD)传感器或者互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器。图像传感器15光学接收以上述方式从全息图记录介质HM引入的再现光(再现图像)和相干光，并且将它们转换成电信号。因此，在再现时，获得表述表示再现图像(即记录图像)的光强度检测结果的光学接收的信号(即图像信号)以及叠加到其上的相干光的成分。
由图像传感器15获得的图像信号(再现图像+相干光)提供给数据再现单元17。
数据再现单元17进行预定的再现信号处理和对图像信号的解码，以再现记录数据。稍后将描述数据再现单元17的内部构造和操作。相位调制记录
图1所示的记录/再现装置提供有孔6 (和孔11 ),从而根据在介质上全息图面占据面积的减少而实现高记录密度。为了确认，全息图面相当于信号光和参考光的单次发射所形成的干涉图
案。换言之，全息图面可以定义为能够记录在全息图记录介质HM上的最小的数据单元。
在根据第一实施例的记录/再现装置中，除了由于该孔使全息图面占据面积的减少而实现高记录密度外，通过最小化DC成分也可以改善记录密度，这通过发射给定"0"和"7l"相位调制(例如，二值随机相位图案)的信号光和参考光而进行记录而实现，如参考图17和图19A和19B的前述描述。换言之，通过相位调制记录改善记录密度。
在图1中，通过允许空间光调制控制单元16控制偏振方向控制器4和相位调制器8的驱动而进行这样的相位调制记录。
图5是图1所示偏振方向控制器4、相位调制器8和空间光调制控制单元16以及空间光调制控制单元16的内部构造的提取图。在图5中，还示出了进出偏振方向控制器4的光和进出相位调制器8的光。
参考图5，空间光调制控制单元16包含编码器21、映射部分(mappingportion) 22、偏振控制驱动器23、相位调制图案发生器24和相位调制驱动器25。
首先，在记录时，编码器21接收记录数据，如图1所示。相对于输入的记录数据，编码器21根据记录格式进行预定的记录调制编码。
在记录时，映射部分22根据记录格式在信号光区域A2内映射由编码器21编码的数据。具体地讲，对于信号光区域A2中这样的凄t据映射，产生相当于一个全息图面的凄史据图案。
除了在信号光区域A2中进行这样的数据映射外，映射部分22产生数据图案，其中参考光区域A1中的预定像素设为"r，其中的其余像素设为"0"，并且间隙区域A3中的像素和参考光区域A1外面的像素都设为"0"。而且，通过叠加该数据图案和信号光区域A2内的数据图案一起，映射部分22根据偏振方向控制器4的总有效像素产生数据图案。
以这样方式产生的对应于偏振方向控制器4的总有效像素的数据图案提供给偏振控制驱动器23。基于该数据图案，偏振控制驱动器23控制偏振方向控制器4的各像素的驱动。
结果，记录期间从偏振分束器3到如图1所示物镜14的输出光，包括
变为基于根据记录数据的图案而强度调制的信号光的光，以及变为基于预定图案而强度调制的参考光的光。
除了上述的偏振方向控制器4的驱动控制(即进行强度调制的操作)外，空间光调制控制单元16还在记录期间控制相位调制器8的驱动。
首先，相位调制图案发生器24产生相位调制图案，该相位调制图案基于预定的数据图案设定在相位调制器8的信号光区域A2内。在该实施例中，二值随机相位图案设定为在相位调制记录期间给出的相位调制图案。
而且，相位调制图案发生器24另外地产生预定的相位调制图案，以设定在相位调制器8的参考光区域A1中。二值随机相位图案还设定为设在信号光区域A2中的相位调制图案。
然后，相位调制图案发生器24叠加分别为信号光区域A2和参考光区域Al以这样的方式产生的相位调制图案(即对应于像素的控制图案)，以产生对应于相位调制器8的整个有效像素的相位调制图案。在此情况下，例如，对于信号光区域A2和参考光区域A1外面的像素设定对应于相位"O"的值。
然后，以这样方式产生的相位调制图案提供给相位调制驱动器25。
基于从相位调制图案发生器24提供的相位调制图案，相位调制驱动器25控制相位调制器8的各像素的驱动。从而，可以获得都基于二值随机相位图案进行相位调制的信号光和参考光，作为从相位调制器8输出的信号光。
相干叠加
如前所述，在再现期间仅发射参考光的全息图记录/再现系统中，就没有检测相位信息的能力而言，检测关于要被再现的图像的图像信号的图像传感器具有非线性特性。
在再现期间由于这样的非线性特性而仅发射参考光的系统中，很难适当地再现数据。
据此，根据该实施例的记录/再现装置构造为基于相干叠加法而进行再现，在该方法中，该装置在再现期间除了发射参考光外还发射相干光，以允许线性读取。
在此情况下，术语"相干光"是指振幅和相位均勻的光。具体地讲，相位设定为等于根据发射的参考光从全息图记录介质HM获得的再现图像内的参考相位，并且强度调整为使得当叠加到再现图像时该光的强度大于再现图像的最小振幅值的绝对值。
术语"再现图像内的参考相位"是指在记录期间进行相位"O"调制时记录的像素的相位。
为了通过以这样的方式发射相干光和参考光而进行读取，图5所示的空 间光调制控制单元16进行下面的再现操作。
首先，与参考光一起发射的相干光产生在记录时产生信号光的区域(即 信号光的光束区)中(见图20)。
在进行再现时，空间光调制控制单元16中的映射部分22产生数据图案， 其中参考光区域A1给出"0"和'T'图案，与记录时一样，信号光区域A2完全 给出"l",并且其余区域完全给出"O"。该数据图案随后提供给偏振控制驱动 器23。
偏振控制驱动器23根据从映射部分22提供给偏振方向控制器4的所有 像素的数据图案控制偏振方向控制器4的各像素的驱动。结果，如图l所示 从偏振分束器3到物镜14的输出光包括要变为给出与记录期间相同强度图 案的参考光的光以及要变为以信号光的整个光束区内具有均匀光强度"l"的 相干光的光。
此外，图5中的相位调制图案发生器24和相位调制驱动器25在再现期 间进行下面的操作。
具体地讲，相位调制图案发生器24产生与记录期间相位调制器8的参 考光区域A1的相位调制图案相类似的数据图案，并且还产生以预定值充满 整个信号光区域A2的数据图案。通过叠加这些数据图案在一起，产生对应 于相位调制器8的整个有效像素的数据，然后提供给相位调制驱动器25。
如上面参考图4A和4B所描述，相位调制器8构造为根据驱动电压水 平可变化地调制各像素的相位。具体地讲，每个像素的相位可以根据驱动电 压水平可变地在"O"和"兀"的范围内调制。
因此，相位调制驱动器25构造为根据来自相位调制图案发生器24的值 "O"至'T'(例如在256灰阶(gradation)中的0至255 )基于驱动电压水平来 驱动相位调制器8的每个像素。
当信号光区域A2充满以这样的方式由相位调制图案发生器24产生的数 据图案的预定值时，相位调制驱动器25根据该相应的值驱动相位调制器8 的信号光区域A2的各像素。结果，作为透射通过信号光区域A2的结果而 获得的相干光的相位可以根据预定值可变化地设定。
如上所述，相干光的相位有条件地设定为等于再现图像内的参考相位。为了设定相位等于再现图像内的参考相位，当在记录期间由相同的相位调制
器8给出相位"O"调制的像素相位设定为参考相位"O"时，由相位调制器8对 (在信号光区域A2内)相干光的相位调制量是允许相对于参考相位7i/2的相 差的量。换言之，相位调制器8可以在信号光区域A2内进行以兀/2的相位调 制量的相位调制。
给相干光兀/2相位调制的原因如下。
具体地讲，在全息图记录/再现方法中，当通过给全息图记录介质HM 发射参考光而获得再现图像时，再现图像的相位相对于记录信号的相位偏移 兀/2 (关于这样的现象，参见H. Kogelnik, "Coupled Wave Theory for Thick Hologram Grating", Bell System Technical Journal, 48， 2909-2947 )。考虑到这一
点，再现图像内的参考相位不会保持为"0"，而是可以偏移7T/2。因此，给予 相干光的相位可以设定到7T/2。
以这样的方式，在产生相干光时，相位调制器8对信号光区域A2内的 各像素进行相位"兀/2"的调制。
为了进行这样的相位"7u/2"的调制，相位调制图案发生器24给信号光区 域A2分配值"0.5"(即在256灰阶中对应于"127"的值)。
对于上述空间光调制控制单元16的操作，在再现期间，全息图记录介 质HM用参考光及相干光照射，该相干光的相位等于再现图像内^J参考相 位，并且其强度大于再现图像的最小振幅值的绝对值。换言之，在该实施例 中，发射参考光以获得记录在全息图记录介质HM上的数据的再现图像，并 且相干光在被发射到全息图记录介质HM后作为反射光与再现图像一起引 导到图像传感器15。
在此情况下，因为相干光的相位调制为使其等于再现图像的相位，所以 相干光在图像传感器15上形成图像时，相干光叠加为具有与再现图像的相 位相同相位的成分。从而，图像传感器15获得叠加有相干光作为附加成分 的关于再现图像的读取信号。
在该实施例中，图1所示的数据再现单元17基于由图像传感器15获得 的关于叠加有相干光的再现图像的读取信号(图像信号)再现记录的数据。
图6图解了数据再现单元17的内部构造。在图6中，还示出了图像传 感器15。
如图6所示，数据再现单元17提供有线性化处理器26和再现处理器27。
23线性化处理器26接收作为由图像传感器15获得的关于相干光和再现光 的检测结果的图像信号，以进行线性读取的处理。
在此情况下的线性化处理器26设有平方根计算器26a和偏移去除器 (offset remover) 26b,如图6所示。
平方根计算器26a计算包括在由图像传感器15获得的图像信号中的每 个值的平方根，并且给偏移去除器26b提供该计算结果。
为了确认，取决于图像传感器15,以基于诸如256个灰阶的预定灰阶的 振幅值表示检测光的强度。平方根计算器26a构造为相对于图像传感器15 的每个像素的振幅值计算平方根。
偏移去除器26b进行从平方根计算器26a获得的平方根值去除相干光成 分(即相对于作为检测目标的再现图像的偏移成分)的处理。具体地讲，在 此情况下的偏移去除器26b进行这样的处理，从平方根计算器26a获得的每 个像素的振幅值的平方根值减去对应于相干光的叠加量的值。
在该实施例的情况下，相千光的叠加量(叠加到再现图像的相干光的强 度)也根据稍后描述的实施例由光衰减单元调整。在偏移去除器26b中从计 算的平方根值减去的值经受光衰减单元的调整，以最终设定相干光叠加到再 现图像时(即相千光在图像传感器15上形成图像时)的强度值。
尽管这里作为去除相干光的叠加成分的示例描述了从计算的平方根值 减去相干光的叠加量值的技术，但是相干光的叠加成分可以通过其它选择性 方法去除，如过滤，其中从作为平方根计算器26a获得的计算平方根值的图 像信号去除DC成分。
通过相对于相干光和再现图像的检测结果进行上述的线性化处理，可以 获得适当表示通过相位调制记录而记录在全息图记录介质HM上的相位信 息的线性读取信号。具体地讲，可以获得适当表示通过相位调制记录而记录
"+r和"-r振幅的差异的信号。如前所述，假设对应于再现图像的振幅"+r
的最大值为"0.078",并且对应于振幅"-r的最小值为"-0.078",而且相干光的 叠加量设定为"O.l",其大于再现图像的最小值的绝对值"0.078",则图像传感 器15检测最大值0.078的强度为0.1782=0.032，以及最小值-0.078的强度为 0.022、4.8xl0弋通过相对于这些检测结果0.032和4.8x10"进行线性化处理， 基于(0.178-0.1=0.078)，对于再现图像的振幅最大值0.078可以恢复原值， 并且基于(0.022-0.1=-0.078)，对于最小值-0.078可以恢复原值。通过采用基于相干叠加法的再现技术，其中通过进行平方根计算和从相 干光和再现图像的检测结果去除相干光的叠加量进行线性化处理，可以获得 线性读取信号，在该线性读取信号中由相位调制记录而记录的相位信息没有 丟失。
作为由线性化处理器26进行的线性化处理的结果获得的线性读取信号 提供给再现处理器27。
再现处理器27基于由线性读取信号定义的图像信号再现记录数据，由 此获得再现数据。
具体地讲，再现处理器27对由线性读取信号限定的图像信号进行均衡 (equalizing )，以减少码间干涉(intersymbol interference )(即<象素间的干涉)。 而且，再现处理器27对均衡的图像信号进行重新取样(re-sampling)，以对 于偏振方向控制器4的各像素获得包括在图像信号中的值(数据图像值)。 此外，再现处理器27基于由重新取样获得的每个数据像素值例如进行"0"和 "l"间的数据识别处理，并且还相对于上述由编码器21进行的记录调制编码 进行解码，以再现记录数据。
在该实施例中，尽管通过相位调制记录在全息图记录介质hm上记录的
振幅信息包括三个值"+r、 "o"和"-r,但是值"+r和"-r都记录为数据"r。 因此，关于这些值"+r和"-r的振幅信息在再现期间都识别为数据"r。换言
之，当进行数据识别处理时，再现处理器27识别对应于振幅"0"的值为数据
"o"，并且对应于振幅"+r和"-r的值为数据"r。 根据第 一 实施例的部分光衰减技术
如前所述，全息图记录/再现系统在再现期间给记录在全息图记录介质 hm上的全息图发射参考光，并且通过利用相应发生的衍射现象获得再现图 像。考虑到这一点，显然全息图记录/再现系统中的再现图像的光量(光强度)
取决于记录在全息图记录介质hm上的全息图的衍射效率。
通常，全息图记录/再现系统中的4汙射效率Ti约为10^至10-4。
另一方面，叠加到再现图像的相干光的强度仅基于当从强度调制单元
(即偏振方向控制器4和偏振分束器3 )输出的光经由全息图记录 质hm 引导到图像传感器15时发生的光损耗量决定。换言之，因为相干光完全没 有经受通过上述衍射效率的光量的损耗，所以与再现图像的强度相比，相干 光显然具有极高的强度。在该实施例中，由偏振方向控制器4和偏振分束器3的结合构成的强度 调制单元通过使光透射通过信号光光束区来产生变为相干光的光。
偏振方向控制器(FLC) 4构造为根据驱动电压为ON或OFF来将入射 光的偏振方向改变90。或者0。。从而，通过包括偏振方向控制器4的强度调 制单元调整相干光到强度"1"。
当相干光的强度以这样的方式调整到T'时，由图像传感器15检测的振
幅I (具有记录振幅'T'的像素振幅和具有记录振幅"-r的像素振幅)表示如
下，如前所述
1=(1±*)2 …。)
在此情况下，如果衍射效率T]等于l(T4，贝'J
1= (1 士VlO-4 )2 =(1 ± 10—2)2=1.02, 0.98 (4)
这表示再现图像(振幅"+r到振幅"-r)相对于用作背景光的相干光的
强度的对比度极低。在此情况下，有必要检测2。/。的微小强度差。
很难以高精度检测这样具有低对比度的再现图像，在现有技术中再现特 性下降的不可避免。
考虑到这一点，在该实施例中，提供用于衰减相干光强度的光衰减单元。 利用光衰减单元，再现图像的对比度相对提高，由此改善再现特性。
如图i所示，根据第一实施例的记录/再现装置提供有部分光衰减元件
18、滑动驱动器19和控制单元20。
具体地讲，部分光衰减元件18具有图7所示的结构。
如图7所示，部分光衰减元件18部分地提供有由光衰减材料组成的光 衰减部分18a。例如，光衰减部分18a由诸如铬膜的金属膜构成。
部分光衰减元件18中光衰减部分18a以外的区域由具有满意的光学透 明度的材料构成，如透明玻璃或者透明树脂。
用于形成光衰减部分18a的光衰减材料没有特别限定，只要它能通过透 射部分的入射光并且吸收(和/或反射)另一部分入射光而衰减入射光。
如前所述，有必要设定叠加到再现图像的相干光的强度，使得该强度至 少大于再现图像的最小值的绝对值。相对于光衰减部分18a，决定其光衰减 率的因素(即透射率)，如其构成材料和膜压力，可以设定为使得该因素至
26少满足有关相干光强度的条件。
例如，在该实施例中，光衰减部分18a的透射率设定为约1%至0.1%。
光衰减部分18a的区域尺寸设置为大于或者等于信号光区域A2的尺寸， 而不与参考光区域A1重叠。
部分光衰減元件18的总尺寸设定为使得其在平行于入射面的平面内x 方向上的长度Lx至少大于或等于参考光区域Al的直径。参考光区域A1的 直径在此情况下为参考光区域A1外圓的直径。
部分光衰减元件18在垂直于x方向的y方向上的长度设定为从光衰减 部分18a—端到部分光衰减元件18的一端的长度Lyl至少大于或等于参考 光区域A1的直径。从光衰减部分18a的另一端到部分光衰减元件18的另一 端的长度Ly2设定为大于或等于从信号光区域A2的边缘到参考光区域Al 的外圆的距离。
在第一实施例中，具有图7所示结构的部分光衰减元件18中的光衰减 部分18a在记录模式和再现模式之间从光路移入和移出，从而在信号光的光 束区内产生的光(即相干光)仅在再现期间被衰减。
图8A和8B示意性地图解了根据第一实施例的光衰减技术。具体地讲， 图8A和8B分别示出了记录模式和再现模式期间部分光衰减元件18的驱动 状态。
如图8A所示，在记录时，驱动部分光衰减元件18使得部分光衰减元件 18中的光衰减部分18a从光路移除。具体地讲，部分光衰减元件18可滑动 地驱动，使得部分光衰减元件18中光衰减部分18a以外的区域(即图7中 由Lyl表示的区域)覆盖参考光的范围。因此，如上所述，全息图记录介质 HM在记录期间可以用信号光和参考光照射。换言之，可以进行正常的数据 记录。
另一方面，在进行再现时，如图8B所示，驱动部分光衰减元件18使得 部分光衰减元件18中的光衰减部分18a插入光if各。具体地讲，在此情况下， 将部分光衰减元件18驱动到光学系统内的插入位置，从而使得要入射在偏 振方向控制器4的信号光区域A2上的光完全进入光衰减部分18a。在该实 施例中，因为信号光区域A2设置在参考光区域A1内，并且信号光区域A2 的中心与激光束的光轴对准，所以可以驱动部分光衰减元件18使得光衰减 部分18a的中心与光轴对准。通过以这样的方式驱动部分光衰减先件18,信号光的光束区内获得的相 干光的强度在再现期间可以衰减到预定强度。另一方面，因为使得光衰减部 分18a没有重叠参考光的光束区，所以参考光可以照常发射到全息图记录介 质丽。
由图8B明显可见，在此情况下，部分光衰减元件18的插入位置在偏振 分束器3和偏振方向控制器4之间，并且要变为相干光的光前后行进通过光 衰减部分18a。换言之，在此情况下的相干光的强度在光衰减部分18a中经 受两次衰减而被调整。
在此情况下，考虑到要成为相干光的光要通过光衰减部分18a两次的情 况，设定光衰减部分18a的透射率使得相对于相干光的叠加量获得预定的强 度。
部分光衰减元件18在记录模式和再现模式之间的驱动通过图1所示的 滑动驱动器19和控制单元20进行。
在图1中，滑动驱动器19基于来自控制单元20的驱动信号滑动部分光 衰减元件18。例如，在此情况下的滑动驱动器19具有将电动机的转动驱动 力转换成滑动方向上的驱动力的机构。滑动驱动器19构造为在电动机响应 于来自控制单元20的驱动信号而^皮驱动时滑动部分光衰减元件18。
根据上面的描述，对于记录模式，优选驱动部分光衰减元件18使得光 衰减部分18a从光路移除。另一方面，对于再现模式，优选驱动部分光衰减 元件18使得光衰减部分18a的中心与光轴对准，从而使得要入射在偏振方 向控制器4的信号光区域A2上的光完全进入光衰减部分18a。
控制单元20基于预设的极性和脉冲宽度(时间)给滑动驱动器19传送 驱动信号，从而可以获得部分光衰减元件18对应于记录模式或者再现模式 的驱动状态。从而，可以获得部分光衰减元件18对应于记录模式和再现模 式的两个驱动状态。
为了获得部分光衰减元件18对应于记录模式和再现模式的两个驱动状 态，可以采用用于获得记录模式/再现模式驱动状态而限制部分光衰减元件 18的滑动距离的制动器(stopper)(定位构件)的技术。在此情况下，控制 单元20可以至少构造为在记录模式和再现模式之间转换驱动信号的极性(即 转换滑动方向)。
对于根据第 一 实施例的记录/再现装置，基于由强度调制单元进行的强度调制而产生的相干光的强度可以通过部分光衰减元件18衰减到预定强度。 利用相干光的这种衰减，可以提高由图像传感器15检测的再现图像的对比 度，由此最终改善再现特性。
2、第二实施例(采用部分偏振方向控制元件的示例) 2.1、第一示例(可滑动驱动部分偏振方向控制元件) 在第二实施例中，为了衰减相干光而采用包括部分偏振方向控制元件和 偏振分束器的结合的光衰减单元，部分偏振方向控制元件部分改变入射光的 偏振方向。具体地讲，部分偏振方向控制元件控制偏振方向，从而相干光可 以在偏振分束器处衰减。
作为根据第二实施例的技术示例，下面将描述第一示例和第二示例。 在第二实施例的第一示例中，部分偏振方向控制元件以与第 一实施例类
似的方式可滑动地驱动以衰减相干光。
图9是图解根据第二实施例的第 一示例的记录/再现装置的内部构造。 在下面的描述中，已经描述的成分和部分给出相同的附图标记，而不再
重复其描述。
在图9中，根据第二实施例的第一示例的记录/再现装置的构造与图1 所示的记录/再现装置的区别在于，由滑动驱动器19可滑动地支持的元件从 部分光衰减元件18改变到部分偏振方向控制元件30。
图10图解了部分偏振方向控制元件30的结构。
如图10所示，部分偏振方向控制元件30部分地提供有移相器(相移片) 30a。该移相器30a^4居偏振方向为各向异性的，并且构造为产生相差7t (即 相差入/2)。具体地讲，在此情况下，采用半波片。与光衰减部分18a相类似， 移相器30a给定的尺寸大于或者等于信号光区域A2的尺寸，并且不与参考 光区域Al重叠。关于部分偏振方向控制元件30的尺寸，其长度Lx、 Lyl 和Ly2以与第一实施例相同的方式设定。
部分偏振方向控制元件30中移相器30a区域以外的区域由具有满意的 光学透明性的材料构成，如透明玻璃或者透明树脂，并且不改变入射光的偏 振方向。
在根据第二实施例的第一示例的记录/再现装置中，具有这样结构的部分 偏振方向控制元件30以与第一实施例相类似的方式由滑动驱动器19和控制 单元20可滑动地驱动。具体地讲，在记录时，部分偏振方向控制元件30被可滑动地驱动，使 得提供有移相器30a的区域从光路移除(即使得部分偏振方向控制元件30 中移相器30a以外的区域覆盖参考光)。另一方面，在再现时，部分偏振方 向控制元件30被可滑动地驱动，使得提供有移相器30a的区域插入光路(即 移相器30a的区域中心与光轴对准)。
通过对于再现模式以这样的方式滑动部分偏振方向控制元件30,可以使 得信号光的光束区内的光完全进入移相器30a。
在此情况下，在部分偏振方向控制元件30被可滑动地驱动到再现模式 的光路的插入位置的状态下，移相器30a (即在此情况下的半波片)构造为 使得其参考光学轴的方向不与入射光的偏振方向(以及与其垂直的方向)对 准。
根据上面参考图1的描述，从用作光源的激光二极管1发射的光经由偏 振分束器3进入移相器30a作为y偏振光。在此情况下的移相器30a形成在 部分偏振方向控制元件30中，使得其参考光学轴的方向相对于入射光的偏
振方向y方向倾杀牛角度e。
与上面描述的光衰减部分18a相类似，移相器30a接收来自偏振分束器 3的光，并且使得该入射光经由偏振方向控制器4 (通过被反射)再次进入 偏振分束器3 (在此情况下，再现期间信号光区域A2中所有像素为ON)。
在光以这样的方式前后行进通过移相器30a的情况下，基于琼斯矢量分 析(Jones vector analysis)确定角度e与偏振分束器3相对于经由偏振方向控
制器4的on像素重新进入偏振分束器3的光的透射率的关系，该角度e形
成于在移相器30a上的入射光(即从偏振分束器3接收的光)的偏振方向轴 与移相器30a的参考光学轴之间。 结果如图11所示。
在图ii中，横坐标表示角度e，纵坐标表示偏振分束器3的透射率，以
此来表示该关系。
由纵坐标表示的透射率代表在偏振方向控制器4的ON像素中的光的强 度定义为"l"时透射通过偏振分束器3的光强度。
如图ll所示，偏振分束器3的透射率以45。角e为一个周期而以正弦波
的形式变化。具体地讲，对于对应于作为起点的0。角e为i的透射率，透射率
以正弦波形式改变，在透射率为l时具有最大振幅值，在透射率为0.5时具有中间振幅值，并且在透射率为o时具有最小振幅值。在此情况下，透射率以
22.5。角e为周期以l、 0、 l...的顺序交替改变。
由图ii中的分析结果明显可见，调整角度e可以调整信号光的光束区内 光的强度，即在再现期间要叠加到再现图像的相干光的强度。换言之，可以 调整角度e，从而要叠加的相干光的强度衰减到预定强度。
如上所述，相干光的强度希望在满足条件的范围内尽可能低，该条件为 "相干光在叠加到再现图像时的强度大于再现图像的最小振幅值的绝对
值"。考虑到这一点，显然在此情况下的角度e调整到接近22.5。或67.5。。
为了确认，对于上述再现模式以插入状态(滑动状态)的部分偏振方向
控制元件30,因为参考光可以透射通过在部分偏振方向控制元件30中移相 器30a区域以外的区域(即图10中由Ly2表示的区域)，所以在此情况下的 参考光也可以透射通过偏振分束器3。从而，参考光可以照常经由物镜14 发射到全息图记录介质HM。换言之，可以照常获得再现图像。
此外，如上所述，对于记录模式，驱动部分偏振方向控制元件30使得 移相器30a从光路移除。换言之，通过发射信号光和参考光可以照常进行记 录操作。
从而，根据第二实施例的第 一示例的记录/再现装置可以进行正常的记录 操作以及获得再现图像，同时也允许通过衰减相干光改善再现特性。
2.2、第二示例(可旋转驱动部分偏振方向控制元件)
在第二实施例的第二示例中，部分偏振方向控制元件被可旋转地驱动， 以在记录模式和再现模式之间可选择地控制信号光的光束区内光的偏振方 向，^^而可以在偏4展分束器处衰减相干光。
图12是图解根据第二实施例的第二示例的记录/再现装置的内部构造的 方块图。
根据第二示例的记录/再现装置提供有部分偏振方向控制元件31，取代 根据第一示例的记录/再现装置中的部分偏振方向控制元件30。此外，取代 滑动驱动器19和控制单元20，提供可旋转地支持部分偏振方向控制元件31 的旋转驱动器32和控制由旋转驱动器32进行的旋转操作的控制单元33。
部分偏振方向控制元件31提供有移相器30a，其尺寸与才艮据上述第一示 例的部分偏振方向控制元件30中的相同。然而，在此情况下的部分偏振方 向控制元件31给出的限制不同于根据第一示例的部分偏振方向控制元件30
31中长度Lx、 Lyl和Ly2上的限制。具体地讲，在部分偏振方向控制元件31 中，在x方向上从提供有移相器30a的区域的中心到其每个端部的长度和在 y方向上从中心到其每个端部的距离都可以设定为大于或者等于参考光区域 Al的半径(即从参考光区域Al的光轴到外圓的距离)。旋转驱动器32可旋转地支持部分偏振方向控制元件31,从而使得信号 光的光束区内的光完全进入移相器30a (就是说，使得光经由偏振方向控制 器4的信号光区域A2完全进入移相器30a)。具体地讲，旋转驱动器32可 旋转地支持部分偏振方向控制元件31 ，从而提供有移相器30a的区域的中心 与光轴对准。可旋转地支持部分偏振方向控制元件31的驱动器32响应从控制单元33 提供的驱动信号而将其旋转。例如，在此情况下的旋转驱动器32设有电动机，并且响应于来自控制 单元33的驱动信号而驱动电动机，由此旋转部分偏振方向控制元件31。控制单元33控制提供给旋转驱动器32中的电动机的驱动信号的极性和 脉冲宽度，从而在希望的旋转方向上以希望的角度旋转部分偏振方向控制元 件31。图13A和13B图解了根据第二实施例的第二示例的光衰减技术。具体 地讲，图13A对应于记录模式，并且图13B对应于再现模式。图13A和13B 是图12所示偏振分束器3、部分偏振方向控制元件31和偏振方向控制器4 的提取图。图13A示出了记录期间移相器30a的光束条件和参考光学轴的方 向。图13B示出了再现期间移相器30a的光束条件和参考光学轴的方向。为了记录模式和再现模式之间的比较，如图13A和13B所示，在根据 第二示例的光衰减技术中，部分偏振方向控制元件31被可旋转地驱动，从 而在记录期间移相器30a的参考光学轴与入射光(即第一入射光的y偏振光) 的偏振方向轴对准，并且在再现期间移相器30a的参考光学轴相对于入射光的偏振方向轴倾斜角度e。因此，在记录时，部分偏振方向控制元件31没有相对于信号光和参考 光的光束区中的光控制偏振方向，由此可以通过发射信号光和参考光而正常 地进行全息图记录。另一方面，在进行再现时，移相器30a设定在与第一示例相同的状态。 因此，在再现期间，信号光的光束区内光的强度(即相干光的强度)可以根据角度e调整(衰减)。此外，如上所述，由于部分偏振方向控制元件3i的尺寸设定和旋转驱动器32对部分偏振方向控制元件31的支持状态，没有相 对于参考光的光束区内的光而进行偏振方向控制，由此可以照常获得再现图 像。从而，在根据第二示例的光衰减技术中，部分偏振方向控制元件31被旋转以基于记录模式和再现模式之间的角度e给出旋转角度差，由此实现这样的状态对于记录模式移相器30a的参考光学轴与入射光的偏振方向轴对 准；对于再现模式在移相器30a的参考光学轴的方向与入射光的偏振方向轴之间给出基于角度e的角度差。从而，与第一示例相类似，在记录期间进行通过发射信号光和参考光的 记录操作，并且在再现期间通过发射参考光而获得再现图像，而通过衰减相 干光而改善再现特性。在此情况下的控制单元33构造为在记录模式和再现模式之间给旋转驱 动器32提供基于预设极性和脉沖宽度的驱动信号，从而部分偏振方向控制 元件31设定在这样的旋转角度，其在记录模式期间允许移相器30a的参考 光学轴与入射光的偏振方向轴(在此情况下的y轴)对准，或者在再现模式期间允许在移相器30a的参考光学轴与入射光的偏振方向轴之间给出基于角 度e的角度差，由此分别获得对应于记录模式的图13A和对应于再现模式的图 13B所示的部分偏振方向控制元件31的旋转状态。在此情况下，可以提供针对旋转操作的制动器的定位构件，从而可以获 得分别如图13A和13B所示的记录模式和再现模式期间部分偏振方向控制 元件31的旋转状态。在此情况下的控制单元33可以构造为至少控制旋转驱 动器32旋转部分偏振方向控制元件31的方向。3、第三实施例(采用部分偏振方向控制器的示例)在第三实施例中，采用的部分偏振方向控制器部分具有响应驱动信号可 以可变化地控制偏振方向的元件。部分偏振方向控制器对入射光进行部分偏 振方向控制，并且偏振分束器进行部分光衰减以衰减相干光。图14是图解根据第三实施例的记录/再现装置的内部构造的方块图。参考图14，与根据第一实施例(图1 )的记录/再现装置相比，在根据第 三实施例的记录/再现装置中省略了滑动驱动器19和控制单元20，部分光衰 减元件18由部分偏振方向控制器34取代，并且提供控制部分偏振方向控制200910170760.6 之 外的区域。与光衰减部分18a和移相器30a相类似，给出控制区域Ac的尺 寸大于或者等于信号光区域A2 (由点划线表示)的尺寸，而不与参考光区 域A1 (由虛线表示)重叠。部分偏振方向控制器34的总尺寸设定为在x方向上从控制区域Ac的中 心到其每个端部的长度和在y方向上从该中心到其每个端部的长度都大于或 者等于参考光区域A1的半径。部分偏振方向控制器34构造为在来自控制单元35的驱动信号的ON状 态和OFF状态之间在控制区域Ac中产生相差Ti(以相位调制量兀进行相位调 制)。控制区域Ac以外的区域由不改变入射光的偏振方向的材料构成，如透 明玻璃或者透明树脂。具体地讲，在部分偏振方向控制器34中，控制区域Ac由液晶元件形成。 液晶的厚度调整为在驱动信号的OFF状态(在液晶元件为水平取向时)和 驱动信号的ON状态(在液晶元件为垂直取向时)之间产生相位差Ti (X/2)。 该结构与上面参考图4描述的相位调制器8的结构相同。在根据驱动信号的ON状态和OFF状态产生相位差7i的部分偏振方向控 制器34中，当驱动信号为ON时，控制区域Ac具有类似于半波片的特性。考虑到这一点，在根据第三实施例的记录/再现装置中，部分偏振方向控 制器34插设在光学系统中，从而控制区域Ac的参考光学轴相对于入射光的 偏振方向轴(即在此情况下的y轴)倾斜角度e。在此情况下，部分偏振方 向控制器34插设在光学系统中，从而使得信号光的光束区内的全部光(即 通过偏振方向控制器4的信号光区域A2的全部光)进入控制区域Ac。具体 地讲，部分偏振方向控制器34的中心(也是控制区域Ac的中心)与激光束 的光轴对准。对于记录，控制区域Ac的驱动信号为OFF，而对于再现，驱动信号为 ON。如图14所示，由控制单元35控制部分偏振方向控制器34 (即控制区 域Ac)的驱动。通过以这样的方式对记录模式和再现;溪式的驱动进行控制，在记录期间 不改变部分偏振方向控制器34上入射光的偏振方向，由此允许通过发射信 号光和参考光进行正常的记录操作。另一方面，在进行再现时，在控制区域Ac中控制信号光的光束区内光的偏振方向，从而重新进入偏振分束器3的光的偏振方向才艮据角度e而改变 (在此情况下，角度e与偏振分束器3的透射率之间的关系与图ii所示相 同)，由此衰减叠加到再现图像的相干光。此外，如上所述，通过部分偏振方向控制器34的尺寸i殳定和部分偏振 方向控制器34在光路中的插设状态，相对于参考光的光束区内的光，部分 偏振方向控制器34没有进行偏振方向控制，由此可以照常获得再现图像。从而，根据第三实施例的记录/再现装置在记录期间通过发射信号光和参 考光可以进行正常的记录操作，并且在再现期间可以通过发射参考光获得再 现图像，同时也允许通过衰减相干光而改善再现特性。4、修改尽管上面已经描述了本发明的实施例，但是本发明不限于这些具体实施例。例如，尽管上面作为具体构造示例将光衰减部分18a或移相器30a从光 路移入或者移出，描述了可滑动地驱动部分光衰减元件18或部分偏振方向 控制元件30的构造，但是光衰减部分18a或移相器30a可以通过采用滑动 技术之外的替换驱动技术从光路移入和移出，例如，提供驱动器以从光路向 上或者向下弹出部分光衰减元件18或部分偏振方向控制元件30 (或31 )。此外，尽管在上面的描述中通过偏振方向控制型空间光调制器(即偏振 方向控制器4)和偏振分束器的结合来构造用于产生信号光和参考光而进行 强度调制的强度调制单元，但是可以替换地采用具有可自身进行强度调制的 强度调制器功能的单一空间光调制器，如反射式液晶面板或者(数字微镜装 置)Digital Micromirror Device ( DMD)(注册商标)，而不必与偏振分束器 结合。作为这样构造的示例，可以提供反射式液晶面板或者DMD而取代图1 所示的偏振方向控制器4，并且可以采用偏振分束器3作为半反光镜(half mirror)(在此情况下，经由准直透镜2发射的激光束为x偏振光而不是y偏 振光)。如果例如液晶面板用作可以自身进行强度调制的单一空间光调制器，则 相千光的强度可以调整到一定程度。换言之，可以产生强度低于强度'T'的 相干光。然而，在这样的强度调制器中，如液晶面板，其可以相对于各像素可变 地进行光强度调制，但难于调整相干光的强度到可以保证再现图像具有满意 对比度的程度。考虑到全息图的衍射效率(例如，io-4)，在进行相对于强度"r的调制时，要叠加的相千光优选减少到例如约0.1% ( 1/1000)。然而，在本条件下，在相对于各像素可变地进行光强度调制的构造中，很难稳定地设定强度到约 1/1000。出于这样的原因，在现有技术中，相干光的强度(振幅)设定为显 著地大于再现图像的振幅，如"r或"o.r,导致再现特性的下降。考虑到这一点，采用诸如前述液晶面板的强度调制器，其相对于各像素 能够可变地进行光强度调制。在此情况下，在能够相对于强度"r产生衰减 到一定程度的相干光时，基于本发明实施例的光衰减技术的相干光的衰减是 非常有效的。换言之，在本发明的实施例中，提供这样的构造，其允许基于 强度调制单元进行的强度调制而产生相干光的衰减。从而，相干光的强度可 以稳定地减少到较低的强度。结果，可以提高再现图像的对比度，由此最终 改善再现特性。作为空间光调制器，可以采用透射型(如透射型液晶面^！)而不是反射 型。例如，在采用透射的空间光调制器作为能自身进行强度调制的单一空间 光调制器时，可以改变光学系统的构造使得例如省略偏振分束器3，并且使 得激光束依次经由激光二极管i和准直透镜2而进入透射的空间光调制器。 作为选择，在采用偏振方向控制型透射空间光调制器时，可以依次设置激光二极管l、准直透镜2、空间光调制器和偏振分束器3。在以这样的方式采用透射的空间光调制器时，可以这样设置部分光衰减元件18、部分偏振方向控制元件30 (或31 )或者部分偏振方向控制器34， 从而使得例如可以以下面的顺序设置各元件激光二极管1、准直透镜2、 部分光衰减元件18和空间光调制器；或者以下面的顺序激光二极管l、准 直透镜2、部分偏振方向控制元件30 (或31)或者部分偏振方向控制器34、 空间光调制器和偏振分束器3。对于根据本发明实施例的光衰减单元,尽管在上面的描述中，部分光衰 减元件18、部分偏振方向控制元件30 (或31)或者部分偏振方向控制器34 插设在偏振分束器3和偏振方向控制器4之间，但是其位置不限于上面的描 述。36例如，这些元件可以设置在相位调制器8附近(也就是，在偏振方向控 制器4的实像平面附近)，如在相位调制器8和中继透镜7之间或者在相位 调制器8和偏振分束器9之间。作为选择，如图16所示，可以提供另外的中继透镜系统，以形成偏振 方向控制器4的新的实〗象平面(real image plane),由此允i午在部分光衰减元 件18、部分偏振方向控制元件30 (或31)或者部分偏振方向控制器34的插 设位置增加变化。图16图解了给根据第一实施例的构造(图l)增加另一个中继透镜系统 的构造示例。具体地讲，由虚线围绕并且由依次排列的中继透镜5和中继透镜7构成 的中继透镜系统插设在偏振分束器3和准直透镜2之间，从而偏振方向控制 器4的实像平面形成在中继透镜7和准直透镜2之间。在该示例中，部分光 衰减元件18插入对应于作为增加中继透镜系统的结果形成的实像平面的位 置。尽管该示例针对于插设部分光衰减元件18的情况，但是部分偏振方向 控制元件30 (或31)或者部分偏振方向控制器34可以类似地插入相同的位 置。然而，当插设位置设定为如图16所示或者在上述的相位调制器8附近 时，光没有前后行进通过部分光衰减元件18、部分偏振方向"t空制元件30(或 31)或者部分偏振方向控制器34,与上面的实施例不同。因此，考虑相对于入射光仅一次进行衰减或者偏振方向控制的情况，从 而设定引起叠加的相干光强度减少到预定强度的光衰减材料的透射率决定因素或者参考光学轴与入射光的偏振方向轴之间的角度e。为了确认，在再现期间，有必要适当引导再现图像到图像传感器15。因 此，很明显根据本发明实施例的光衰减单元设定在至少防止再现图像衰减的 插设位置(也就是，在图1的情况下，偏振分束器3和准直透镜2之间的位 置，偏振分束器3处于形成由图像传感器15提取的再现图像的平面)。为了适当衰减相干光，部分光衰减元件18、部分偏振方向控制元件30 (或31 )或者部分偏振方向控制器34的插设位置优选尽可能靠近偏振方向 控制器4 (或者自身能够进行强度调制的单一空间光调制器)的实像平面。 此外，更优选的是，如图16所示提供另外的中继透镜系统，并且插设在对应于偏振方向控制器4 (或者自身能够进行强度调制的单一空间光调制器)
的实像平面的位置。
尽管上面描述的记录/再现装置构造为采用反射型全息图记录介质HM， 但是记录/再现装置也可以构造为采用没有反射膜的透射型全息图记录介质。
当采用透射型全息图记录介质时，再现期间根据发射的参考光再现图像 穿过全息图记录介质以被输出到相对侧。
考虑到这一点，在此情况下的记录/再现装置在全息图记录介质相对于光 源的相对位置上提供有另外的物镜，并且使得再现图像进入物镜。使光学系 统引导通过该物镜获得的再现图像到图像传感器15。在此情况下，用于提取 从记录介质反射的光获得的再现图像的四分之一波片13因不需要而可以省
略o
为了确认，当记录/再现装置采用透射型全息图记录介质时，进行全息图 记录和再现的基本装置操作与反射型的相同。具体地讲，在记录时，通过发 射信号光和参考光在全息图记录介质上形成干涉图案，以在全息图记录介质 上记录数据。在进行再现时，给全息图记录介质发射参考光和相干光，从而 进行基于"相干叠加法"的再现。
在以这样的透射型全息图记录介质使用记录/再现装置时，根据本发明实
施例的光衰减单元可以插设在中继透镜12和物镜14 (在此情况下可以省略 四分之一波片13)之间。在此情况下，光衰减单元中的部分光衰减元件18、 部分偏振方向控制元件30或31或者部分偏振方向控制器34更优选插入对 应于由包括前述中继透镜12的中继透镜系统形成的实像平面的位置。
尽管在上面的描述中环形的参考光区域A1提供为围绕圆形的信号光区 域A2,但是信号光区域和参考光区域的形状不限于圆形和环形。作为另外 的选择，参考光区域可以设置在内侧，而信号光区域可以设置在外侧。
部分光衰减元件18、部分偏振方向控制元件30或31和部分偏振方向控 制器34每一个都可以形成为，根据设定在用于产生参考光和信号光的空间 光调制器中的信号光区域和参考光区域之间的形状和位置关系，不包括接收
包括接收空间光调制器的信号光区域上的入射光或通过信号光区域的光的 区域的区域至少由光衰减材料、移相器或者能够进行可变偏振方向控制的元 件形成。在上述第二和第三实施例中，部分偏振方向控制元件30或31中的移相 器30a和部分偏振方向控制器34中的控制区域Ac的区域:没定为部分覆盖间 隙区域A3。因此，甚至在间隙区域A3中的光强度由空间光调制器朝着"O" 调制时，由于由移相器30a或者控制区域Ac控制偏振方向，部分光强度也 没有调制到"O"。
因为移相器30a和控制区域Ac的尺寸设定为不与参考光区域Al重叠， 所以相对于参考光形成光强度为"O"的緩沖区域。然而，实际上，如果部分 重叠移相器30a和控制区域Ac的间隙区域A3的区域中的光对于参考光产 生噪声光，则可以在尺寸上减小移相器30a和控制区域Ac。在此情况下， 移相器30a和控制区域Ac的尺寸设定为满足尺寸大于或者等于信号光区域 A2尺寸的条件。
尽管上面的描述仅针对于在能够进行记录和再现的记录/再现装置中进 行相干光衰减的示例，但是在仅进行再现的仅再现装置中可以进行相干光的 衰减。
在仅再现装置的情况下，在包括信号光的光束区且参考光的光束区以外 的部分中，可以由光衰减单元连续进行相干光的衰减。具体地讲，可以连续 进行光衰减部分18a的部分光衰减或者移相器30a响应部分偏振方向控制由 偏振分束器的衰减。考虑到这一点，在仅再现装置中可以省略滑动驱动器19、 控制单元20、旋转驱动器32和控制单元33。另外，在仅再现装置的情况下， 仅对再现模式可变地进行部分偏振方向控制会是不必要的，意味着可以省略 部分偏振方向控制器34。
考虑到这一点，在仅再现装置的情况下，可以简单插i殳部分光衰减元件 18，从而光衰减部分18a覆盖信号光的整个光束区，或者可以插设部分偏振 方向控制元件30 (或31)和偏振分束器的结合(在此情况下，可以插设部 分偏振方向控制元件，从而具有移相器30a的区域覆盖信号光的整个光束区， 并且移相器30a的参考光学轴相对于入射光的偏振方向轴倾斜角度e )。
本申请包含2008年9月9日提交日本专利局的日本优先权专利申请JP 2008-231362中揭示的相关主题，将其全部内容引用参考于此。
本领域的技术人员应当理解的是，在权利要求或其等同特征的范围内， 根据设计需要和其他因素，可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。
权利要求
1、一种再现装置，包括发光单元，发射参考光和相干光到全息图记录介质上，数据由信号光和该参考光的干涉图案记录在该全息图记录介质上，该相干光产生为具有均匀的光强度和均匀的相位；以及光衰减单元，衰减该相干光的光强度。
2、 根据权利要求1所述的再现装置，其中该发光单元包括 光源，强度调制单元，包括空间光调制器，在该空间光调制器内设有用作产生 该信号光的区域的信号光区域和用作产生该参考光的区域的参考光区域，并 且相对于每个像素对入射光进行空间光调制，该强度调制单元构造为对该入 射光进行空间光强度调制，相位调制器，在该相位调制器内设有该信号光区域和该参考光区域，并 且相对于每个像素对入射光进行空间光相位调制，光学系统，将从该光源发射的光经由该强度调制单元、该相位调制器和 物镜引导到该全息图记录介质，以及调制控制单元，构造为控制该空间光调制器和该相位调制器的该参考光 区域内像素的驱动以产生该参考光，并且还构造为控制该空间光调制器和该 相位调制器的该信号光区域内像素的驱动以产生具有均匀光强度和均匀相 位的该相干光。
3、 根据权利要求2所述的再现装置，其中该光衰减单元包括部分光衰 减元件，在该部分光衰减元件中的一区域由光衰减材料组成，该区域不包括 接收该空间光调制器的该参考光区域上的入射光或者通过该参考光区域的 光的区域而包括接收该空间光调制器的该信号光区域上的入射光或者通过 该信号光区域的光的区域。
4、 根据权利要求3所述的再现装置，其中该再现装置还具有在该全息 图记录介质上进行记录的功能，并且其中该光衰减单元包括 该部分光衰减元件，驱动器，驱动该部分光衰减元件，4吏得该部分光衰减元件中由该光衰减材料构成的区域从光路移入和移出，以及驱动控制单元，控制该驱动器以驱动该部分光衰减元件，使得该信号光区域上的入射光或者通过该信号光区域的光仅在再现期间被由该光衰减材料构成的区域衰减。
5、 根据权利要求2所述的再现装置，其中该光衰减单元包括部分偏振方向控制元件，在该部分偏振方向控制元件中的一 区域由移相器形成，该区域不包括接收该空间光调制器的该参考光区域上的入射光或者通过该参考光区域的光的区域而包括接收该空间光调制器的该信号光区域上的入射光或者通过该信号光区域的光的区域，该移相器为各向异性且产生相差兀，以及偏振分束器，插入该光学系统中，以定位在该部分偏振方向控制元件和该物4竟之间。
6、 根据权利要求5所述的再现装置，其中该再现装置还具有在该全息图记录介质上进行记录的功能，并且其中该光衰减单元包括该部分偏振方向控制元件，驱动器，移动该部分偏振方向控制元件，该偏振分束器，以及驱动控制单元，控制该驱动器以移动该部分偏振方向控制元件，使得由于由该移相器形成的区域对入射光进行的偏振方向控制而仅在再现期间在该偏振分束器处衰减通过该信号光区域的光。
7、 根据权利要求6所述的再现装置，其中该驱动器构造为驱动该部分偏振方向控制元件，使得该部分偏振方向控制元件中由该移相器形成的区域从光路移入和移出，并且其中，在记录时，该驱动控制单元控制该驱动器以驱动该部分偏振方向控制元件，使得由该移相器形成的区域定位在该光路的外部，并且在再现时，该驱动控制单元控制该驱动器以驱动该部分偏振方向控制元件，使得该信号光区域上的入射光或者通过该信号光区域的光进入由该移相器形成的区域。
8、 根据权利要求6所述的再现装置，其中该部分偏振方向控制元件设置在该光学系统中，使得该信号光区域上的入射光或者通过该信号光区域的光进入由该移相器形成的区域，其中该驱动器是可旋转地驱动该部分偏振方向控制元件的旋转驱动器，并且其中该驱动控制单元控制该驱动器以旋转地驱动该部分偏振方向控制 元件，使得该部分偏振方向控制元件在记录模式和再现模式之间被给定预定 的旋转角度差。
9、 根据权利要求5所述的再现装置，其中该移相器为半波片。
10、 根据权利要求2所述的再现装置，其中该再现装置还具有在该全息 图记录介质上进行记录的功能，其中该光衰减单元包括部分偏振方向控制器，在该部分偏振方向控制器中的目标区域能够才艮据 驱动信号可变化地控制入射光的偏振方向，该目标区域不包括接收该空间光括接收该空间光调制器的该信号光区域上的入射光或者通过该信号光区域 的光的区域，驱动控制单元，通过给该部分偏振方向控制器提供该驱动信号来控制该 部分偏振方向控制器的偏振方向控制操作，以及偏振分束器，插设在该光学系统中，以定位在该部分偏振方向控制器和 该物4竟之间，并且其中该驱动控制单元控制该部分偏振方向控制器，使得仅在再现期间将 该目标区域上的入射光的偏振方向改变小于90。的预定角度。
11、 根据权利要求2所述的再现装置，其中包括在该强度调制单元中的 该空间光调制器设有铁电液晶元件，该铁电液晶元件相对于每个像素改变入 射光的偏#>方向，并且其中该强度调制单元还包括偏振分束器，该偏振分束器插设在接收通过 该空间光调制器的光的位置。
12、 根据权利要求2所述的再现装置，其中包括在该强度调制单元中的 该空间光调制器用作强度调制器，该强度调制器能够相对于每个像素对入射 光进行空间光强度调制。
13、 根据权利要求11和12任一项所述的再现装置，其中该光衰减单元 插设在对应于该空间光调制器的实像平面的位置。
14、 一种再现方法，通过发射参考光和相干光到全息图记录介质上而进行再现，数据由信号光和该参考光的干涉图案记录在该全息图记录介质上，该相干光产生为具有均匀的光强度和均匀的相位，该方法包括如下步骤在衰减该相干光的光强度的状态下进行该再现。
全文摘要
本发明提供一种再现装置和再现方法，该再现装置包括发光单元和光衰减单元，发光单元发射参考光和相干光到全息图记录介质上，该相干光产生为具有均匀的光强度和均匀的相位，数据由信号光和参考光的干涉图案记录在全息图记录介质上，光衰减单元衰减相干光的光强度。
文档编号G03H1/12GK101673566SQ200910170760
公开日2010年3月17日 申请日期2009年9月9日 优先权日2008年9月9日
发明者冈本好喜, 德山一龙, 森秀则, 田中健二, 福本敦, 高崎浩司 申请人:索尼株式会社