光学信息记录/再现设备、衍射光栅制造设备、光学信息记录介质以及定位控制方法

摘要

一种光学信息记录/再现设备包括：光学机构，其通过使用由用于记录或再现的照射光束转变成的两个束之间的干涉产生的干涉条纹，将信息光束和参考光束收集到具有衍射光栅和信息记录层的光学信息记录介质中，并且其引导伺服照射光束进入衍射光栅并且使所述伺服照射光束通过衍射光栅发生透射；光检测器，其检测由衍射光栅衍射并且透射通过其的衍射光束；以及调节单元，其基于检测的衍射光束的强度，控制驱动单元以调节光学信息记录介质和光学机构之间的位置或角度。

说明书

相关申请的交叉引用

此申请基于2007年9月26日提交的在先的日本专利申请号2007-250197并且要求其优先权；其全部内容通过引用被结合在本文中。

技术领域

本发明涉及用于在其中信息被记录作为全息图的光学信息记录介质中记录并再现信息作为全息图的光学信息记录/再现设备、衍射光栅制造设备、光学信息记录介质、以及定位控制方法。

背景技术

光学信息记录介质包括光盘(CD)、数字多用途盘(DVD)、以及高分辨率数字多用途盘(HD DVD)。光学信息记录介质增大记录密度迄今为止主要是通过使激光束的波长更短以及通过增大物镜的数值孔径(NA)。然而，由于一些技术原因，两个方法看来都已经接近极限，因此需要通过其它方式和系统以增大记录密度。

近来，在各种方法之中，使用全息摄影术的体积-记录型的高密度光记录(在下文中表示为“全息存储”)以及该全息存储器的记录/再现装置(在下文中表示为“全息存储记录/再现装置”)正在被开发用于实际用途。全息存储记录系统是通过向记录介质中的一个位置照射信息光束和参考光束以及通过在记录介质中记录照射时由信息光束和参考光束所形成的光干涉边缘实施的。更具体地说，信息光束通过用空间调制器例如液晶元件和数字微镜装置空间地调制激光束而携带信息，并且参考光束具有与信息光束相同的波长并且通常源自与信息光束相同的光源。

通过仅向全息存储器照射参考光束用于再现，记录的信息光束被再现以获得记录时被调制的信息。DVD或类似物是基于在记录面上记录记录标记的所谓的表面记录系统，而全息光盘是基于能够在信息记录层的厚度方向记录信息的体积记录系统。因此，与DVD或类似物相比较，全息光盘预计具有较高的记录密度。

在DVD或类似物的情况下，记录标记一般用开/关表示位数据，而在全息存储器的情况下，信息光束通过相对大量的信息一起被调制并且记录为干涉条纹。一组信息是存储在记录介质中的信息光束的图案，并且是由用于记录和再现的黑白点形成的二维的条形码的最小单元。信息组被称作页面数据。

多元记录系统也是增大全息存储器记录密度的方法之一。该多元记录系统是一种在全息存储器的一个位置记录多个页面数据的系统。该记录指的是照射激光束的角度被转移的角度多路记录，以及激光束照射的位置被稍微转移的转移多路记录。

在角度多路记录系统和转移多路记录系统中，多元记录是通过改变激光束和用于全息存储器的记录介质(在下文中表示为“全息存储记录介质”)之间的相对位置和相对角度而实现的。特别地，角度多路记录系统是与传统的CD、DVD及类似物完全不同的系统。如果任一传统的系统与转移多路记录系统相结合，则可以考虑典型的两个类型的方法。方法之一是不通过使用激光束而是通过旋转介质进行多元记录的技术(例如，美国专利号5,483,365)，并且另一个是通过绕介质旋转激光束进行多元记录的技术(例如，美国专利申请号2004/0179251)。

美国专利号5,483,365中公开的传统的技术的特点在于在光学系统例如透镜中不必配备可移动的单元以进行多元记录，因此装置的结构可以做得简单。然而，此技术很难被用于旋转圆盘例如CD和DVD。相反地，美国专利申请号2004/0179251中公开的传统的技术的特点在于装置结构变得太大，虽然该技术容易被用于旋转圆盘例如CD和DVD。

在两者的传统技术中，多元记录是用于全息存储器的基本技术，并且这样必须建立用于检测表示激光束和全息存储记录介质之间的相对位置和相对角度的伺服信息的技术。该技术对于实际应用非常重要，并且某些技术已经被开发。

例如，在JP-A 2003-178484(KOKAI)、JP-A 2003-228849(KOKAI)、JP-A 2004-265472(KOKAI)、以及JP-A 2004-326897(KOKAI)中公开了一种已知的技术，用于提供用于控制全息存储器记录介质中的位置的伺服坑，并且用于使用从伺服坑反射的光检测位置。

在JP-A 2006-171589(KOKAI)和JP-A 2006-171593(KOKAI)中公开了一种已知的方法，提供了一种在全息存储记录介质和其下游配备的成像装置之间的光阑，检测由小孔切割的光以检测和调节信息再现时介质的位移。

然而，JP-A 2003-178484(KOKAI)、JP-A 2003-228849(KOKAI)、JP-A 2004-265472(KOKAI)、JP-A 2004-326897(KOKAI)、JP-A 2006-171589(KOKAI)、以及JP-A 2006-171593(KOKAI)中公开的传统的技术中，一些发明很难被用于其中发明基于反射型全息存储记录介质的情况或被用于其中全息存储记录介质上激光束的入射角较大的情况。此外，在这些传统的技术中，会有其中全息存储记录介质需要滤光层以分离伺服激光束，检测被限于其中信息被再现的情况，并且很难检测信息光束和参考光束之间的位移的问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，光学信息记录/再现设备包括：第一光源，其发射用于记录或再现的照射光束；第二光源，其发射伺服照射光束；转换器，其将照射光束转换为运载信息的信息光束；光学机构，其通过使用由于信息光束和参考光束之间的干涉而产生的干涉条纹将信息光束和参考光束收集到光学信息记录介质中，其中光学信息记录介质具有衍射光栅和能够将信息记录为全息图的信息记录层，并且该光学机构引导伺服照射光束进入衍射光栅并且使伺服照射光束透射通过衍射光栅；光检测器，其检测由衍射光栅衍射并且透射通过其的衍射光束；驱动单元，驱动光学机构或光学信息记录介质；以及调节单元，其基于由光检测器检测的衍射光束的强度，控制驱动单元以调节光学信息记录介质和光学机构之间的位置或角度。

根据本发明另一个方面，衍射光栅制造设备包括：光源，其发射用于产生衍射光栅的照射光束；分光器，其将照射光束分为多个照射光束；以及光学机构，其在光学信息记录介质的信息记录层上，形成衍射光栅作为通过至少两束分裂的照射光束的干涉产生的干涉条纹，该信息记录层能够将信息记录为全息图。

根据本发明的又一个方面，光学信息记录介质包括：基板；信息记录层，其层叠在基板上，并且能够通过由参考光束和承载信息的信息光束之间的干涉产生的干涉条纹将信息记录为全息图；以及衍射光栅，其衍射伺服衍射光束并且使伺服衍射光束通过其发生透射。

根据本发明的又一个方面，定位控制方法包括：将由第一光源发射的用于记录或再现的照射光束转换为承载信息的信息光束；通过使用由于信息光束和参考光束之间的干涉而产生的干涉条纹将信息光束和参考光束收集到光学信息记录介质中，其中光学信息记录介质具有衍射光栅和能够将信息记录为全息图的信息记录层，并且引导伺服照射光束进入衍射光栅并且使伺服照射光束透射通过衍射光栅；检测由衍射光栅衍射并且通过其发生透射的衍射光束；以及基于在检测过程中检测的衍射光束的强度，控制驱动单元以调节光学信息记录介质和光学装置之间的位置或角度。

附图说明

图1是根据本发明第一实施方式的全息存储记录介质的结构的示意图；

图2是伺服激光束如何照射全息存储记录介质的示意图；

图3是根据第一实施方式的全息存储记录/再现装置中的光学系统的结构第示意图；

图4是说明光接收器上接收到的光图案如何在全息存储记录介质的位移方向变化的示意图；

图5是由于全息存储记录介质在θy方向旋转的角位移和光接收器1上的位移量之间的关系的图示；

图6是用于说明如何检测全息存储记录介质的位移的示意图；

图7是位置和角度调节处理的步骤的流程图；

图8是衍射光栅制造处理的步骤的流程图；

图9是说明根据第一变型例的位置调节的示意图；

图10是说明根据第二变型例的位置调节的示意图；

图11是说明根据第三变型例的位置调节的示意图；

图12是说明根据第四变型例的位置调节的示意图；

图13是说明根据第五变型例的位置调节的示意图；

图14是根据第二实施方式的全息存储记录/再现装置中的光学系统结构的示意图；

图15是说明根据第二实施方式的全息存储记录介质的位置和角度调节的示意图；

图16是说明光接收器上接收到的光图案如何在根据第二实施方式的全息存储记录介质的位移方向变化的示意图；

图17是如何使用于制造衍射光栅的激光束入射在根据第三实施方式的全息存储记录介质上的示意图；

图18是在其中用于制造衍射光栅的激光束被使用的衍射光栅制造处理的另一个实例的示意图；

图19是在其中具有两个全息图记录层的实例的示意图；以及

图20是根据本发明第四实施方式的全息存储记录介质的结构的示意图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明根据本发明的光学信息记录/再现设备、衍射光栅制造设备、光学信息记录介质、以及位置控制方法的例举的实施方式。

首先，下面说明根据第一实施方式的全息存储记录/再现装置中的记录并再现信息的全息存储记录介质。

如图1所示，根据第一实施方式的全息存储记录介质是透射记录介质，包含两个相对的衬底12a和12b，以及被两个衬底12a和12b固定并叠置在衬底12b上的全息图记录层13。在全息图记录层13内部形成的是衍射光栅15，其使照射在其上的伺服激光束发生衍射并使被衍射的伺服激光束通过其发生透射。

如图1所示，衍射光栅15位于全息图记录层13的中心位置，在其中利用信息光束和参考光束间的干涉记录信息，然而，它不限于上述的位置。例如，衍射光栅15可以偏离全息图记录层13的中心位置。例如，衍射光栅15可以位于这样的位置：其根据的是通过使伺服激光束从倾斜方向被入射在用于信息光束或用于参考光束的物镜上使得当衍射光栅15的位置从通过信息光束和参考光束间的干涉记录信息的位置发生位移时的位移。此外衍射光栅15可以不位于全息图记录层13的内部而位于衬底12a和12b的表面或衬底12a和12b的内部。

如图1所示，只形成单个衍射光栅15，然而，可在全息图记录层13中形成多个衍射光栅15。

衬底12a和12b由诸如玻璃、聚碳酸酯(polycarbonate)和丙烯酸树脂(acrylicresin)的具有光学透明性的材料形成。然而，材料并不限于这些材料。例如，衬底不需要对于所有激光束的波长具有透明性而仅仅必须由对于被使用的激光束的波长具有透明性的材料的形成。

全息图记录层13由全息记录材料形成。全息记录材料是在其上通过激光信息光束和激光参考光束干涉形成全息图的材料。全息记录材料的实例包含由通常被称为光敏聚合物(photopolymer)的自由基聚合(radical polymerization)材料形成的材料，诸如可由自由基聚合的化合物(radical polymerizable compound)、光基聚合引发剂(photo-radical polymerization initiator)和基质材料(matrix material)。要注意的是全息记录材料不限于这些，因此可以使用任何能够全息图记录的材料。

如图2所示，根据第一实施方式，单个伺服激光束照射到全息存储记录介质10以进行位置调整和角度调节。伺服激光束A与用于记录和复制的激光束的信息光束同轴照射，从与信息光束的照射方向相同的方向。光学系统的细节在图2中未显示。

照射到全息存储记录介质10的衍射光栅15的伺服激光束A被分成衍射透射光束A1、A2和A3，其中A1和A3在伺服激光束A被衍射光栅15衍射以透过其透射时获得，A2在伺服激光束A透过衍射光栅15透射并以与伺服激光束A的入射方向相同的方向直线传播时获得。要注意的是衍射透射光束A1和A3是当伺服激光束A被衍射光栅15衍射为穿透其透射时获得的“衍射透射光束”，而衍射透射光束A2是当伺服激光束A未被衍射光栅15衍射而穿透衍射光栅15透射时获得的“透射光束”，然而，所有的这些光束为简化起见都被称作“衍射透射光束”。

在下文中，假定所有的衍射透射光束穿过全息存储记录介质10并被输出到记录介质的另一侧。然而，衍射透射光束可能被衍射光栅15反射成输出到记录介质的同一侧。在第一实施方式中，伺服激光束A以直角进入全息存储记录介质10。将原点设定为衍射光栅的中央，设定Z轴为伺服激光束A的正前方向，正前方向与信息光束伺服激光束A照射方向是同样的方向，以及在垂直于伺服激光束A的平面内设定X轴和Y轴，由此形成坐标系。并且假定衍射透射光束A1在X-Z平面内，并且假定衍射透射光束A3在Y-Z平面内。

X轴和Y轴方向平行于全息存储记录介质10，而Z轴方向垂直于全息存储记录介质10。

进一步假定伺服激光束A是固定的而全息存储记录介质10被移动和旋转。然而，条件并不限于此。例如，伺服激光束A可以被构造成倾斜地进入全息存储记录介质10，或任何不同于上述结构的坐标系可被任意使用。

衍射光栅15的直径被设定在其中可以充分获得衍射透射光束的光量，并且被形成为小于参考光束的光束直径的范围内。该结构可以提高位置调节以及角度调节的精度，其中将在下文中说明，并且可以进一步减小对于信息的记录以及再现的不良影响诸如噪音。然而，结构并不限于此。

在第一实施方式中，从信息光束或从参考光束分离的激光束被用作伺服激光束A。伺服激光束A的光束直径与衍射光栅15的直径差不多相等，并使其显著地小于信息光束和参考光束的光束直径。与衍射光栅15类似，就提高精确度和防止噪音而言，优选使伺服激光束A的光束直径进一步地更小。

伺服激光束A的波长不同于信息光束或参考光束的波长，并且对全息图记录层13的全息记录材料不敏感。因此，伺服激光束A被设定为不会使全息记录材料被不必要地曝光。此外，在第一实施方式中，伺服激光束A和衍射透射光束A1、A2和A3是平行的光束，并且伺服激光束A和衍射光栅15的横截面是圆的。

然而，结构不限于此，因此，伺服激光束A可以被信息光束或参考光束共用。如果伺服激光束A的光强足够低或者照射周期足够短，可以使用具有与信息光束或参考光束同样波长的伺服激光束A。此外，伺服激光束A可以不是平行光束，并且必要时可插入透镜、镜面等。此外，伺服激光束A和衍射光栅15的横截面可以是任何不同于圆形的形状，例如，椭圆形或正方形。

衍射透射光束A1被光接收器1和光接收器2接收，从衍射光栅15到光接收器的各自的光程距离彼此不同。衍射透射光束A2被光接收器4接收并且衍射透射光束A3被光接收器3接收。

当伺服激光束A和全息存储记录介质10之间没有位移时，并且当相对位置和角度理想时，光接收器位于使衍射透射光束照射到全息存储记录介质10的中心。光接收器2可以制作成半透明以致衍射透射光束A1能够被光接收器1和光接收器2都接收到。另外，任何诸如光束分光器和半反射镜的单元可以被置于光接收器2的上游以致当衍射透射光束A1被光束分光器和半透明反射镜分裂时获得的光束能被光接收器1接收。如图2所示，光接收器1、2和3的光接收表面被分别分成四个部分，然而，分割不限于该数目。光接收表面的分割的数目可以按需要增减。如图2所示，在第一实施方式中，为了说明的简化起见，光接收器1、3和4被认为具有彼此相当的光程距离。然而，从衍射光栅15的光程距离可以彼此不同。

下面说明根据第一实施方式的全息存储记录/再现装置的光学系统。

如图3所示，第一实施方式采用双光束系统的光学系统，在其中信息光束和参考光束入射在全息存储记录介质10上以致通过分立的物镜在全息图记录层13彼此重叠。然而，光学系统不限定为双光束系统，因此也可以采用共线系统作为光学系统。共线系统指的是信息光束和参考光束从同一方向通过一个物镜或类似物入射在全息存储记录介质10上以致共用同样的中心轴。为避免复杂化，为激光束整形的准直透镜或类似物图3中未显示。

用于记录和再现的激光源201是发射用于记录和再现的激光的光源。激光源201通常结合外部的共振器(未显示)使用以稳定其中的绿色和蓝紫色半导体激光及其波长。要注意到是激光源201的结构可以为发射具有其他波长的激光束诸如分布反馈式(DFB)激光、二次谐波(SHG)激光、固体激光和气体激光的激光束。

从激光源201射出的激光束穿过四分之一波片202，并被偏振光束分光器203分成两束光束。两束光束中被偏振光束分光器203反射的第一光束被镜面205反射进入空间光调制器204，在那里第一光束被调制。液晶元件和数字微镜装置等可以被用作空间光调制器204。

第一光束的直径被透镜206和207校准，并且第一光束穿过波片209(例如四分之一波片)和偏振光束分光器210，通过会聚透镜211成为会聚光，并被收集作为靠近介质的信息光束。此时光闸208处于开启状态，因此不阻断作为信息光束的第一光束。

至于偏振光束分光器203分裂的两个光束中的穿过偏振光束分光器203的第二光束，其直径被透镜215和216调节。此后，第二光束被镜面220和221反射进入全息存储记录介质10，作为参考光束。

通过如下的光学系统执行将全息图记录到全息图记录层13。首先，信息光束和参考光束在全息图记录层13中重叠彼此以形成干涉条纹。此时，光敏聚合物中的光聚合引发剂吸收将被激活的光子，并激活和加速干涉条纹的明亮部分的单体的聚合反应。当单体的聚合反应进行并且干涉条纹的明亮部分中的单体被消耗时，单体从干涉条纹的黑暗部分被移动和提供到明亮部分。结果是，出现干涉条纹的明亮部分以及黑暗部分间的密度差。因此，根据干涉条纹图案的强度分布，形成了折射率调制并且实现了全息图记录。

在信息从全息存储记录介质10再现的情况下，光闸208被关闭以阻断信息光束，并且仅参考光束被允许进入全息存储记录介质10，以致从全息存储记录介质10射出的再现图像被成像装置214获取。诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)的二维图像传感器可以被用于成像装置214。然而，成像装置不限定于此，因此成像装置214能够被配置成使用一维的线性图象传感器或使用摄像管。

到达全息存储记录介质10的信息光束和参考光束的光程长度优选为彼此相同。然而，如果长度在从激光源201射出的激光束的相干长度的容许范围之内，光程的长度可以彼此不同。

伺服激光源230是发射伺服激光束的光源。伺服激光源230被配置成发射红和红外线半导体激光。然而，半导体激光不限于此，因此，伺服激光源230可以被配置成发射具有其他波长的激光束诸如DFB激光、SHG激光、固体激光和气体激光的激光束。

从伺服激光源230射出的伺服激光束A被镜面234和235反射成为被透镜236收集的光束，所收集的光束被偏振光束分光器210反射成为与信息光束共轴。伺服激光束A通过透镜211形成具有几乎等于衍射光栅15的直径的光束直径的平行光束，照射到全息存储记录介质10的衍射光栅15。

如上面说明的，第一实施方式中伺服激光束A与信息光束共轴照射到全息存储记录介质10，因此物镜211被伺服激光束A和参考光束共用。因此，伺服激光束A可以被用于信息光束和参考光束的位置调整。

在第一实施方式中伺服激光束A与信息光束同轴照射到全息存储记录介质10。然而，诸如镜面和偏振光束分光器的光学系统可以进一步被设置成使从伺服激光源230射出的伺服激光束A形成与参考光束共轴照射到全息存储记录介质10。在这种情况下，伺服激光束A可用于在全息存储记录介质10中再现信息的情况下执行位置调节和角度调节。此外，该情形具有能够调节的优点以致信息光束和参考光束能够在全息图记录层13中精确地彼此重叠。

从全息存储记录介质10射出的衍射透射光束被光接收器1到4分别接收并转换为电信号。要注意到是在图3中仅显示了光接收器2和4并且光接收器1和3未在其中显示。此外，标号213表示物镜以及标号256表示镜面。

调节器242接收来自调节单元240的指令按X、Y和Z轴方向移动全息存储记录介质10，并使其围绕X、Y和Z轴旋转。调节器241被用于移动物镜211。调节器243被用于移动镜面221。然而，它还可以被构建成不具有调节器241和243。

调节单元240基于光接收器1到4接收到的伺服激光束A的将被转换成电信号的衍射透射光束的强度调节全息存储记录介质10的位置和角度，并且控制调节器242和241的驱动。在调节单元240中具有各种类型的计算电路。

至于与信息光束共轴的伺服激光束A，存在径直穿过全息存储记录介质10的衍射透射光束A2可以进入成像装置214的可能性。还存在信息光束或参考光束的杂散光进入光接收器1到4的可能性。因此，为同时地执行记录和再现、位置调整以及角度调整，可以使用于记录和再现全息存储记录介质10的激光束的波长不同于上述方式中伺服激光束A的波长，并且分色镜212可以位于全息存储记录介质10和光接收器1间以避免该问题。

此外，通过在全息存储记录介质10和成像装置214间设置分色镜或通过使用功能部件以使信息光束或参考光束以及伺服激光束A是彼此垂直的偏振光束，偏振射束分光器等可以被布置在全息存储记录介质10和成像装置214之间或全息存储记录介质10和光接收器1之间。另外，成像装置214和光接收器1到4可以被配置成不检测不需要的光的波长。

下面说明调节单元240对全息存储记录介质10执行的位置调整和角度调节的细节。

位置调节是要修正全息存储记录介质10在X、Y和Z轴方向的相对位移。围绕X轴的旋转被称作在θx方向的旋转，围绕Y轴的旋转被称作在θy方向的旋转，以及围绕Z轴的旋转被称作在θz方向的旋转。角度调节是修正归因于全息存储记录介质10的旋转的在θx、θy和θz方向的角位移。

当在伺服激光束A和全息存储记录介质10间存在相对位置或相对角度的位移时，位置、角度、光强和衍射透射光束A1、A2和A3的光强分布分别发生改变。

在全息存储记录介质10的位移方向的光接收器上接收到的光图案的改变如图4所示。为了简化起见下面将基于如下假定并参照图4进行说明。假定当全息存储记录介质10在X轴方向移动时，这导致在光接收器1和2的垂直方向上的衍射透射光束A1的局部的不足，这导致水平方向的衍射透射光束A2的强度分布不平衡，以及导致光接收器3的水平方向的衍射透射光束A3的局部的不足。此外，假定是当伺服激光束A和衍射光栅间按照Y轴方向存在位移时，这导致正交于在X轴方向上的这些的方向上局部的不足和不平衡。

图4中接收的光图案的对比密度和位移是个别的并且仅仅由第一实施方式的说明需要的区域表示。因此，按照实际的情况，对比密度和位移改变或多或少归因于衍射光栅的衍射效率、全息存储记录介质10的透射率、和与衍射光栅的距离和角度，因此接收的光图案不限于如图4所示的这些。

接收到的光图案改变归因于全息存储记录介质10的如下所述发生的位移。当全息存储记录介质10在X轴正方向上移动，伺服激光束A仅按照X轴的负方向照射到衍射光栅的部分。因此伺服激光束A在X轴负方向的部分未照射到衍射光栅，以致伺服激光束A的该部分透射通过全息存储记录介质10。结果是，如图4所示，接收到衍射透射光束A1、A2和A3的光图案呈叶形，而接收到的衍射透射光束A2的光图案呈在其中X轴负方向上部分光强高以及其他的部分光强低的新月形。当全息存储记录介质10按X轴负方向移动时，接收到的光图案是其反向的样式，当它按照Y轴方向移动时，接收到的光图案是旋转90度的样式。

当全息存储记录介质10按照Z轴正方向移动时，衍射透射光束A1和A3向Z轴正方向平行地移动，而衍射透射光束A2不改变。当全息存储记录介质10按照θx方向旋转引起角位移时，衍射透射光束A1、A2和A3分别围绕X轴旋转。然而，光接收器2离衍射光栅的距离比光接收器1更短，因此使得接收到的光图案的位移比它更小。全息存储记录介质10按照θz方向旋转的情形也是同样的。全息存储记录介质10按照θz方向旋转以引起角位移，衍射透射光束A1和A3分别围绕Z轴旋转，而衍射透射光束A2不改变。

调节单元240通过检测接收到的光图案的改变检测诸如全息存储记录介质10位置的位移以及角位移伺服信息。检测精确度按下述方法获得。例如，当伺服激光束A的波长被设定为650纳米，衍射透射光束A1和A2间的角度被设定为30度，并且衍射光栅和光接收器1间的距离被设定为50毫米，计算被投射到光接收器1的衍射透射光束A1相对于全息存储记录介质10在θy方向的旋转的移动距离。计算的结果如图5所示。

如图5所示，水平轴表示全息存储记录介质10按θy方向的旋转角度[deg]，以及纵轴表示光接收器1上的位移[mm]。从图5可以清楚地看出，全息存储记录介质10每旋转0.1度获得约20微米的位移。如果衍射透射光束A1的直径被设定为100微米，位移相当于直径的20％的位移，其作为检测精确度被认为是令人满意的。

如图6所示，光接收器1、2和3的光接收表面分别被分成四个部分。然而，分割不限于该数目，因此，光接收表面能够被形成为没被分割。

为检测接收到的衍射透射光束A1的光强，调节单元240的四个加法电路511到514被连接到光接收器1。加法电路511计算在光接收表面被分割的四个部分的上侧的两个光接收元件的输出的和，并输出计算所得的和。加法电路512计算在左侧的两个光接收元件的输出的和并输出该计算所得的和。加法电路513计算下侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。加法电路514计算右侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。

加法电路516和被连接到这些的计算电路的差分电路515和517位于调节单元240中。加法电路516将加法电路511的输出和加法电路513的输出相加，并输出计算所得的输出M1。差分电路517计算加法电路511的输出和加法电路513的输出间的差值(即，光接收表面的纵向光强间的差值)，并输出计算所得的输出U1。差分电路515计算加法电路514的输出和加法电路512的输出间的差值(即，光接收表面的水平光强间的差值)，并输出计算所得的输出R1。

为检测接收到的衍射透射光束A1连接到光强，调节单元240两个加法电路521和522被连接到光接收器2。加法电路521计算在光接收表面被分割的四个部分的上侧的两个光接收元件的输出的和，并输出所计算的和。加法电路522计算下侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。

被连接到这些计算电路的差分电路523位于调节单元240中。差分电路523计算加法电路521的输出和加法电路522的输出间的差值(即，光接收表面的纵向光强间的差值)，并输出计算所得的输出U2。

为检测接收到的衍射透射光束A3的光强，调节单元240四个加法电路531到534被连接到光接收器3。加法电路531计算在光接收表面被分割的四个部分的上侧的两个光接收元件的输出的和，并输出所计算的和。加法电路532计算左侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。加法电路533计算下侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。加法电路534计算右侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。

被连接到这些计算电路的差分电路535和536位于调节单元240中。差分电路535计算加法电路531的输出和加法电路533的输出间的差值(即，光接收表面的纵向光强间的差值)，并输出计算所得的输出U3。差分电路536计算加法电路534的输出和加法电路532的输出间的差值(即，光接收表面的水平光强间的差值)，并输出计算所得的输出R3。

检测在X轴和Y轴方向的位移的方法，即，检测和调节全息存储记录介质10相对其表面的水平位移的方法将首先被说明。在X轴和Y周方向的位移只要使用由光接收器1接收到的衍射透射光束A1的光强来检测。因此，检测在X轴和Y轴方向的位移不需要衍射透射光束A2和A3，以及仅仅衍射透射光束A1被衍射光栅15完全地衍射。因此，仅仅检测到在X轴和Y轴的位移，配置可以被设置成不要光接收器2、3和4。要注意的是它可以被配置成以使光接收器1不接收衍射透射光束A1而接收衍射透射光束A3。

当计算所得的输出M1变化时在X轴和Y轴方向的位移被检测出。调节单元240发送指令到调节器242以在X轴和Y轴方向上移动全息存储记录介质10到在其处计算输出M1变为最大的位置，以及调节器242根据指令移动全息存储记录介质10。随着该移动，位移变为零。

在这种情况下的移动方向可以根据计算所得的归因于全息存储记录介质10在X轴以及Y轴方向上轻微的移动的输出M1的变化来确定。另外，移动方向可以根据存储器等中作为记录全息存储记录介质10移动和计算所得的输出M1的变化的历史数据来确定。

接下来说明在Z轴方向的位移的检测和调节和归因于在θx、θy和θz方向旋转的角位移的检测和调节。光接收器1接收到的衍射透射光束A1角位移光强，光接收器2接收到的衍射透射光束A1的光强，和光接收器3接收到的衍射透射光束A3的光强被用于检测Z轴方向的位移和用于检测归因于在θx、θy和θz方向的旋转的角位移。

如图6所示，光接收器2被表示为接收衍射透射光束A1，然而，光接收器2可以接收衍射透射光束A3。因此，在Z轴方向的位移的检测和调节和归因于在θx、θy和θz方向的旋转的角位移的检测和调节不需要衍射透射光束A2。因此，如果仅仅检测和校准在Z轴方向的位移和归因于在θx、θy和θz方向的旋转的角位移，配置可以被设置成不要光接收器4。此外，在Z轴方向的位移的检测和调节和归因于在θx、θy和θz方向的旋转的角位移的检测和调节不需要计算所得的输出R1和R3中的任一个。因此，如果仅仅检测和校准在直角坐标系中方向的位移和归因于在θx、θy和θz方向的旋转的角位移，配置可以被设置成不需要差分电路515和加法电路512和514。

调节单元240基于公式(1-1)到(1-4)检测在Z轴方向的位移和归因于在θx、θy、和θz方向的旋转的角位移。

Z＝-U2                  (1-1)

θx＝-U3                 (1-2)

θy＝U1                  (1-3)

θz＝-R1或-R3            (1-4)

更具体地说，例如，当在Z轴正方向移动全息存储记录介质10时，检测出计算所得的输出U2是负的并且方程(1-1)中的Z是正的。通过在Z轴负方向移动全息存储记录介质10以使方程(1-1)中的Z为零，能够校准全息存储记录介质10的位置。对于θx、θy和θz方向是同样的，因此仅仅使全息存储记录介质10旋转以使方程(1-2)到(1-4)的左边变为零。因此，调节单元240发送指令到调节器242以移动全息存储记录介质10到在Z轴方向的位置或移动或旋转它到在θx、θy和θz方向的位置以使方程(1-1)到(1-4)的左边变为零。调节器242根据指令移动或旋转全息存储记录介质10。相应地，位移变为零。

调节单元240对全息存储记录介质10的位置和角位移的检测和调节通过将X轴和Y轴方向与Z、θx、θy和θz方向组合实现。

下面参照图7说明根据第一实施方式的按上述方式配置的全息存储记录/再现装置的位置和角度调节的处理。

首先，调节单元240指示调节器242将全息存储记录介质10移动到基本上想要的位置和旋转角，加上调节器24将全息存储记录介质102移动和旋转到基本上想要的位置和旋转角(步骤S11)。相应地，伺服激光束A照射到至少衍射光栅的部分。在这种状态下，衍射透射光束A1和A3被光接收器1、2和3接收而没有从光接收器溢出，然而，位置和角度的精确度保持为调节器242的移动和旋转机构的机械精确度。

接下来，调节单元240指示调节器242调节伺服激光束A的位置以便与衍射光栅15重合，并且调节器242在X轴和Y轴方向移动全息存储记录介质10以使伺服激光束A与衍射光栅15重合(步骤S12)。更具体地说，调节单元240发送指令到调节器242以致X轴和Y轴方向移动全息存储记录介质10以使计算所得的A1变为最大。

调节单元240发送指令到调节器242以使所有的方程(1-1)到(1-4)变为零，以在Z轴和θx、θy和θz方向移动全息存储记录介质10(步骤S13)。

更具体地说，调节器242基于通过使用方程(1-1)到(1-4)的检测的结果在相反方向上移动和旋转全息存储记录介质10。当移动对于每个轴依次被调节时，步骤S13的处理被重复直到所有方程(1-1)到(1-4)的结果变为零(步骤S14)。然后，步骤S12到步骤S14的处理被重复直到完成位置和角度调节(步骤S15)。当全息存储记录介质10的位置和角度调节被完成时，启动信息记录/再现。

位置和角度调节的处理在信息记录/再现的间隙根据全息存储记录介质10的移动和旋转的精确度被执行，其允许改进精确度。然而，当精确度高得足够启动记录/再现时，位置和角度调节的处理可以在其启动前仅仅执行一次。

在信息记录/再现期间优选临时中止位置和角度调节的处理。然而，如果全息存储记录介质10归因于在记录期间内的位置和角度调节的移动和旋转与参考光束的波长相比是可忽略的，位置和角度调节的处理和记录和再现的处理可以被同时执行。同样的情况还有全息存储记录介质10在再现期间内的移动和旋转很小并且再现图像的移动和退化是可忽略的。然而，当信息记录/再现和伺服信息的检测被同时执行，来自伺服激光束A的诸如衍射透射光束和杂散光的光束被混在再现波束中，其可以妨害令人满意的再现图像的截获，或相反地，可以在信息光束和参考光束或其杂散光被投射到光接收器时使检测精确度变差。为避免该问题，有必要使伺服激光束A的波长不同于信息光束和参考光束的波长，通过诸如分色镜的波长分离单元分离这些波长，以形成垂直于信息光束和参考光束的偏振光束的伺服激光束A的偏振光束，并且通过诸如偏振光束分光器的偏振单元分离这些波长。此外，当使伺服激光束A的波长不同于信息光束和参考光束得波长时，以及当获取再现图像成像装置具有差不多对伺服激光束A的波长不敏感并且光接收器差不多对信息光束和参考光束的波长不敏感时，能够避免该问题而不需要使用这些光学单元。

至于在Z轴、θx、θy和θz方向的检测，当检测不是在一个点而是在多个点或角度作出时，考虑到光的轴向位移，光接收器只是被移到衍射透射光束将被投射的位置，或通过使用光接收器的多个分割的部分转换位置以使光接收器的中心与光束重合。更具体地，按如下说明光的轴向位移。例如当θy在θy＝0度(当全息存储记录介质10相对于伺服激光束A是直角)和θy＝5度需要检测时，假定全息存储记录介质10的厚度是1.2毫米并且其折射率均匀地为1.5，衍射透射光束A1在θy＝0度和θy＝5度间的轴向位移大约是35微米。因此，轴向位移只有必须通过将光接收器1和2移动与轴向位移相同的约35微米，通过纵向分割光接收器1和2与轴向位移相同的约35微米，或当θy＝0度和θy＝5度时通过切换计算在垂直方向上的输出U1和U2抵销。

下面参照图8说明根据第一个实施方式的全息存储记录/再现装置的衍射光栅制造处理。

首先，调节器242从调节单元240接收指令，移动和旋转全息存储记录介质10使得其基本上处于想要的位置和角度(步骤S21)。在这种情况下，如果衍射光栅15等在全息存储记录介质10中被制造或形成，全息存储记录介质10只是基于衍射光栅15移动和旋转。

接下来，信息光束和参考光束照射到全息存储记录介质10并在其内记录信息(步骤S22)。然后，伺服激光束A进一步照射到全息存储记录介质10以在全息图记录层13中形成衍射光栅15(步骤S23)。

接下来，调节器242从调节单元240接收指令，移动和旋转全息存储记录介质10使得其基本上处于下一个记录位置和角度(步骤S24)。此后，与步骤S22相似，信息光束和参考光束照射到全息存储记录介质10以在其内记录信息(步骤S25)。然后，与步骤S23相似，伺服激光束A被进一步照射到全息存储记录介质10以在全息图记录层13中制造衍射光栅15(步骤S26)。

从步骤S24到S26的处理被重复直到信息被完全记录(步骤S27)。当信息将要被再现时，基于在记录中从所制造的衍射光栅处获得的伺服信息位置和角度的精确度必须保持为较高。

应该注意的是信息记录处理(步骤S22和S25)以及衍射光栅制造处理(步骤S23和S26)可以被同时执行或可以以预定的时间间隔执行。另外，如果衍射光栅15不必每次都被制造，它可以被配置成只记录信息。此外，信息光束和参考光束被共轴地照射或通过使两光束的光轴基本上彼此重合，以制造衍射光栅。另外，能够如后面所说明的照射多个伺服激光束。

如上面说明的，根据第一实施方式的全息存储记录/再现装置在全息存储记录介质10的全息图记录层13中具有衍射光栅15，并且用伺服激光束A照射衍射光栅15以基于被衍射光栅15衍射并透射穿过的衍射透射光束的所接收到的光强的分布来调节全息存储记录介质10的位置位移和角位移。因此，即使信息将被记录至或从没有任何用于伺服控制的不同于透射类型全息图记录层13的层的全息存储记录介质10再现，伺服信息用简单的配置被精确地检测到，因此能够实现精确的多次记录。

下面将说明全息存储记录/再现装置的变型例和根据第一实施方式的位置和角度调节的变型例。

第一变型例是调节全息存储记录介质10在X轴和Y轴方向的位置位移的变型例。根据第一实施方式，衍射透射光束A1被光接收器1接收，而根据第一变型例，如图9所示，图像传感器901被用于接收衍射透射光束A1。图像传感器901接收衍射透射光束A1作为多像素的图像。调节单元240通过图像处理检测接收到的光图案的形状，诸如，接收到的光图案的长轴和短轴间的比率和长轴的倾角。调节单元240进一步从形状计算在X轴和Y轴方向的位移的数值和位移的比率，基于这些的数值调节位移，并发送指令到调节器242以便基于调节后的数值移动和旋转全息存储记录介质10。在第一变型例中，图像传感器901接收衍射透射光束A1，也可以接收衍射透射光束A3。

第二变型例被配置成由接收到的衍射透射光束A2的光强调节全息存储记录介质10在X轴和Y轴方向的位置位移。

在第二变型例中，如图10所示，光接收器4的光接收表面被分割成四个部分。为检测接收到的衍射透射光束A2的光强，光接收器4被连接到调节单元240的两个加法电路1001和1002。加法电路1001计算在光接收表面被分割的四个部分的上侧的两个光接收元件的输出的和，并输出所计算的和。加法电路1002计算下侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。

被连接到这些加法电路1001和1002的差分电路1003被设置调节单元240中。差分电路1003计算加法电路1001的输出加法电路1002的输出间的差值，并输出计算所得的输出A0。

当伺服激光束A和衍射光栅15彼此重合以使其间没有位移时，衍射透射光束A2具有最低的光强。因此，在位置和角度被调节的步骤S12中，调节单元240发送指令到调节器242以致X轴和Y轴方向移动全息存储记录介质10以使计算所得的其为光接收器4的光接收元件的输出的和的输出A0变为最小。

光接收器4的光接收表面被如图10所示分成四个部分，然而，它不是必须被分割。

第三变型例被配置成由接收到的衍射透射光束A2的光强间的差值调节全息存储记录介质10在X轴和Y轴方向的位置位移。

在第三变型例中，如图11所示，光接收器4的光接收表面被分割成四个部分。为检测接收到的衍射透射光束A2的光强，光接收器4被连接到调节单元240的四个加法电路1101到1104。加法电路1101计算在光接收表面被分割的四个部分的上侧的两个光接收元件的输出的和，并输出所计算的和。加法电路1102计算左侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。加法电路1103计算下侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。加法电路1104计算右侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。

被连接到这些加法电路的差分电路1105和1106位于调节单元240中。差分电路1105计算加法电路1102的输出和加法电路1104的输出间的差值(即，光接收表面的水平光强间的差值)，并输出计算所得的输出R0。差分电路1106计算加法电路1101的输出和加法电路1103的输出间的差值(即，光接收表面的纵向光强间的差值)，并输出计算所得的输出U0。

至于光接收器4中接收到的光图案，如图11所示，当全息存储记录介质10在X轴正方向被移动，左半侧的强度变高，并且当在Y轴正方向被移动，上半侧的强度变高。因此，在X轴和Y轴方向的位移能够使用方程(2-1)和(2-2)从U0和R0的差值被检测到。

X＝-R0                     (2-1)

Y＝U0                      (2-2)

更具体地，在位置和角度被调节的步骤S12中，调节单元240发送指令到调节器242以在X轴和Y轴方向移动全息存储记录介质10，以使方程(2-1)和(2-2)的左侧(U0和R0的差值)变为零。

衍射透射光束A2具有少量归因于全息存储记录介质10的旋转的轴向位移，因此归因于旋转在光接收器4中接收到的光图案几乎不被显示。因此，全息存储记录介质10的旋转几乎不影响在X轴和Y轴方向的检测。假定全息存储记录介质10的厚度是1.2毫米并且其折射率均匀地是1.5，当全息存储记录介质10从相对伺服激光束A是直角地状态被斜置0.01度时，衍射透射光束A2的位移变为约70纳米。假定伺服激光束A直径是100微米，位移是非常小的0.07％。当位移变为难题，在图6中的位置以及角度调节的处理中，在Z轴、θx、θy和θz方向的位移在步骤S13被调节之后在步骤S12中X轴和Y轴方向的位置调节只有必须被再次执行，或者在步骤S12处的在X轴和Y轴方向的位置调整和在步骤S13中在Z轴、θx、θy和θz方向的位移的调节只有必须被同时执行。另外，通过设置根据第一变型例的图像传感器而不是光接收器4并通过图像处理检测新月形图案，在X轴和Y轴方向的位移的数值和位移的比率能够与第一变型例类似地被计算出来。因此，全息存储记录介质10的位置能够基于这些数值被调节。

第四变型例被配置成由衍射透射光束A1和A3分别接收到的光强调节全息存储记录介质10在Z轴方向的位置位移并且调节其在θx、θy和θz方向在其中角位移。

在第四变型例中，如图12所示，光接收器1的光接收表面被分割成四个部分。为检测接收到的衍射透射光束A1的光强度，光接收器1被连接到调节单元240的四个加法电路1201到1204。加法电路1201计算在光接收表面被分割的四个部分的上侧的两个光接收元件的输出的和，并输出所计算的和。加法电路1202计算左侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。加法电路1203计算下侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。加法电路1204计算右侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。

被连接到这些加法电路的差分电路1205和1206位于调节单元240中。差分电路1205计算加法电路1201的输出和加法电路1203的输出间的差值(即，光接收表面的纵向光强间的差值)，并输出计算所得的输出U1。差分电路1206计算加法电路1202的输出和加法电路1204的输出间的差值(即，光接收表面的水平光强度间的差值)，并输出计算所得的输出R1。

光接收器3的光接收表面被分割成四个部分。为检测衍射透射光束A3接收到的光强，光接收器3被连接到调节单元240的四个加法电路1231到1234。加法电路1231计算在光接收表面被分割的四个部分的上侧的两个光接收元件的输出的和，并输出所计算的和。加法电路1232计算左侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。加法电路1233计算下侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。加法电路1234计算右侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。

被连接到这些加法电路的差分电路1235和1236位于调节单元240中。差分电路1235计算加法电路1231的输出和加法电路1233的输出间的差值(即，光接收表面的纵向光强间的差值)，并输出计算所得的输出U3。差分电路1236计算加法电路1232的输出和加法电路1234的输出间的差值(即，光接收表面的水平光强度间的差值)，并输出计算所得的输出R3。

全息存储记录介质10在Z轴的位置位移或在其中的角位移被方程(3-1)到(3-4)或方程(4-1)到(4-4)检测。通过使用方程(3-1)到(3-4)，两个位移能够被容易地检测到，而通过使用方程(4-1)到(4-2)，两个位移能够通过更精确地分离各轴被检测。

Z＝-U1+R3                       (3-1)

θx＝R1-U3                       (3-2)

θy＝U1+R3                       (3-3)

θz＝-R1-R3                      (3-4)

Z＝-U1-R1-U3+R3                 (4-1)

θx＝U1+R1-U3-R3                 (4-2)

θy＝U1-R1-U3+R3                 (4-3)

θz＝U1-R1-U3-R3                 (4-4)

更具体地，在位置和角度被调节的步骤S13，调节单元240发送指令到调节器242以在Z轴移动或在θx、θy和θz方向旋转全息存储记录介质10以使方程(3-1)到(3-4)或方程(4-1)到(4-4)的左侧变为零。

如图13所示，第五变型例被配置为由衍射透射光束A1和A2分别接收到的光强调节全息存储记录介质10在Z轴方向的位置位移并且调节其在θx、θy和θz方向的角位移。因此，衍射透射光束A3和光接收器2和3是不需要的，并且衍射光栅15只有必须是在一个方向衍射伺服激光束A。

在第五个变型例中，光接收器1的光接收表面被分成四个部分。调节单元240具有如第三变型例相对于光接收器1的同样的配置。因此调节单元240包含加法电路1201到1204并且还包含差分电路1205和1206。此外，与第四变型例相似，计算所得的输出U1基于光接收器1接收到的衍射透射光束A1从差分电路1205被输出，计算所得的输出U1是光接收表面的纵向光强间的差值。计算所得的作为光接收表面的水平的光强间差值的输出R1从差分电路1206被输出。

在第五变型例中，光接收器4的光接收表面被分成四个部分。调节单元240对于光接收器4具有如第三变型例同样的配置。因此，调节单元240包含加法电路1101到1104并且还包含差分电路1105和1106。此外，与第三变型例相似，基于光接收器4接收到的衍射透射光束A2计算所得的输出U0从差分电路1106被输出，计算所得的输出U0是光接收表面纵向光强间的差值。计算所得的作为光接收表面的水平的光强间差值的输出R0从差分电路1105被输出。

全息存储记录介质10在Z轴的位置位移和角位移能够根据方程(5-1)到(5-4)被检测。

Z＝R0-U1         (5-1)

θx＝U0               (5-2)

θy＝R0               (5-3)

θz＝-U0-R1           (5-4)

更具体地，在位置和角度被调节的步骤S13中，调节单元240发送指令到调节器242以在Z轴移动或在θx、θy和θz方向旋转全息存储记录介质10以使方程(5-1)到(5-4)的左侧变为零。

在第五变型例中，只有一束衍射透射光束被使用因此配置非常简单。然而，如上面说明的，因为衍射透射光束A2有少量归因于全息存储记录介质10的旋转的轴向位移，光接收器4以及下述的加法电路和差分电路的每一个检测精确度必须被增加为比其他变化例更多。因此，例如，伺服激光束A和衍射光栅15的直径仅仅被做的更小，并且进一步，衍射透射光束A2的光强仅仅被形成为比其他变化例更高。

根据第一到第五变型例，与第一实施方式的全息存储记录/再现装置类似，即使信息将被记录到或从没有用于伺服控制的不同于透射类型全息图记录层13的任何层全息存储记录介质10再现，用简单的配置精确地检测到伺服信息，因此能够实现精确的多次记录。

在第一实施方式和其第一到第五变型例中，单个伺服激光束A被用于调节全息存储记录介质10的位置和角度。然而，在第二实施方式中，多个伺服激光束被用于调节全息存储记录介质10的位置和角度。

在第二实施方式中，如图14所示，与第一实施方式相类似的双光束类型光学系统被采用，然而，光学系统不限于此类型。为避免复杂化，对激光束整形的准直透镜等在图14中未显示。

光程与第一实施方式中的差不多相同。更具体地，光程是将从用于记录和再现的激光源201射出的激光束的分裂成两束光束的处理和将两束光束作为信息光束和参考光束照射到全息存储记录介质10的处理。然而，第二实施方式与第一实施方式不同之处在于其中在已穿过偏振光束分光器203的参考光束的直径被透镜215和216调节之后，参考光束穿过偏振光束分光器217并被镜面220反射。

在第二实施方式中，两束伺服激光束A和B照射到全息存储记录介质10，因此从伺服激光源230射出的伺服激光束的光程彼此不同。要注意的是用于记录和再现的激光束以及伺服激光束的波长等与第一实施方式的相同。

如图14所示，从伺服激光源230射出的伺服激光束穿过半波片231以进入偏振光束分光器237，并偏振光束分光器237被分成两束光束。作为已穿过偏振光束分光器237的第一光束的伺服激光束A穿过四分之一波片239，此后，伺服激光束第一实施方式变为与信息光束共轴，并且两光束照射到全息存储记录介质10的衍射光栅15。

另一方面，作为已被偏振光束分光器237反射的第二光束的伺服激光束B被透镜233反射，伺服激光束B的直径被透镜222和235调节，并且伺服激光束B进一步被镜面219和218反射到进入偏振光束分光器217。此后，伺服激光束B被偏振光束分光器217反射成与参考光束共轴，并且，类似于参考光束，被镜面220和221反射，然后，与参考光束共轴的伺服激光束B作为参考光束从同一方向进入全息存储记录介质10。

这里，伺服激光束A和B到全息存储记录介质10的光程长度优选为彼此相等。然而，如果长度属于从伺服激光源230发出的光束的相干长度的容许范围内，然后光程的长度可以彼此不同。

下面参照图15说明根据第二个实施方式的通过调节单元240的全息存储记录介质10的位置和角度调节。

如图15所示，当伺服激光束A照射到全息存储记录介质10的衍射光栅15时，伺服激光束A被衍射成衍射透射光束A1和衍射透射光束A2。更具体地，衍射透射光束A1被衍射光栅15衍射到与伺服激光束B的入射方向相同的方向并穿过衍射光栅15，而衍射透射光束A2被透射通过衍射光栅15并以与伺服激光束A的入射方向相同的方向直线前进。

当伺服激光束B照射到全息存储记录介质10的衍射光栅15时，伺服激光束B被衍射成衍射透射光束B1和衍射透射光束B2。更具体地，衍射透射光束B1被透射通过衍射光栅15并以与伺服激光束B的入射方向相同的方向直线前进，而衍射透射光束B2被衍射光栅15衍射为伺服激光束A的入射方向相同的方向并穿过衍射光栅15。衍射透射光束A1和B1被光接收器1接收，而衍射透射光束A2和B2被光接收器4接收。

衍射透射光束A2和B1是不被衍射光栅15衍射而是透射通过衍射光栅15的“透射光束”。然而，为了简化起见所有这些光束被称作“衍射透射光束”。

如图6所示的是在根据第二实施方式的全息存储记录介质10的位移方向上的光接收器上接收到的光图案的变化。如图16所示，A2-4指示在光接收器4中接收到的衍射透射光束A2的光图案，以及A1-1指示在光接收器1中接收到的衍射透射光束A1的光图案。此外，如图16所示，B2-4指示在光接收器4中接收到的衍射透射光束B2的光图案，以及B1-1指示在光接收器1中接收到的衍射透射光束B1的光图案。

调节单元240通过检测接收到的光图案的改变来检测指示全息存储记录介质10的位置位移以及角位移的伺服信息。

如图15所示，光接收器1和4各自的光接收表面被分割成四个部分，然而分割不限于该数目。因此，光接收表面还可以被配置成没被分割。

为检测接收到的衍射透射光束A1和B1的光强，光接收器1被连接到调节单元240的四个加法电路1501到1504。加法电路1501计算在光接收表面被分割的四个部分的上侧的两个光接收元件的输出的和，并输出所计算的和。加法电路1502计算左侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。加法电路1503计算下侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。加法电路1504计算右侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。

另外的被连接到这些计算电路的加法电路1507和差分电路1505和1506被设置在调节单元240中。加法电路1507将加法电路1502的输出和加法电路1504的输出相加，并输出计算所得的输出M1。差分电路1505计算加法电路1501的输出和加法电路1503的输出间的差值(即，光接收表面的纵向光强间的差值)，并输出计算所得的输出U1。差分电路1506计算加法电路1504的输出和加法电路1502的输出间的差值(即，光接收表面的水平光强度间的差值)，并输出计算所得的输出R1。

在第二实施方式中，衍射透射光束的光强A1被光接收器1检测。更具体地，在光接收器1中的衍射透射光束A1的纵向光强间的差值通过使用计算所得的输出U1被检测，而其中的水平的光强间的差值通过使用计算所得的输出R1被检测。进一步，在光接收器1的光接收表面的被分割的部分中的衍射透射光束A1的光强的和通过使用计算所得的输出M1被检测。

另一方面，为检测接收到的衍射透射光束A2和B2的光强，光接收器4被连接到调节单元240的四个加法电路1541到1544。加法电路1541计算在光接收表面被分割的四个部分的上侧的两个光接收元件的输出的和，并输出所计算的和。加法电路1542计算左侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。加法电路1543计算下侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。加法电路1544计算右侧两个光接收元件的输出的和并输出计算所得的和。

另外的被连接到那些计算电路的加法电路1547和差分电路1545和1546位于调节单元240中。加法电路1547将加法电路1542的输出和加法电路1544的输出相加，并输出计算所得的输出A0。差分电路1545计算加法电路1541的输出和加法电路1543的输出间的差值(即，光接收表面的纵向光强间的差值)，并输出计算所得的输出U0。差分电路1546计算加法电路1544的输出和加法电路1542的输出间的差值(即，光接收表面的水平光强度间的差值)，并输出计算所得的输出R0。

在第二实施方式中，衍射透射光束的光强B2被光接收器4检测。更具体地，在光接收器4中的衍射透射光束B2的纵向光强间的差值通过使用计算所得的输出U0被检测，而其中的水平的光强间的差值通过使用计算所得的输出R0被检测。进一步，在光接收器4的光接收表面的被分割的部分中的衍射透射光束B2的光强的和通过使用计算所得的输出A0被检测。

按如图15所示的配置，衍射透射光束A1的方向与衍射透射光束B1的方向重合，并且衍射透射光束A2的方向与衍射透射光束B2的方向重合。因此，光接收器1和光接收器4分别对两个衍射透射光束的接收可以引起位置和角度调节的失败。为防止失败，只有必须采用下述配置。伺服激光束A的照射时序和伺服激光束B的照射时序被相互移开，或偏振单元被布置成使伺服激光束A和伺服激光束B的偏振光束被形成为彼此垂直并且只使一束想要的衍射透射光束穿过光接收器4和光接收器1的上游。

检测在X轴和Y轴方向的位移的方法，即，检测和校准全息存储记录介质10相对其表面的水平位移的方法将在下面说明。在X轴和Y轴方向的位移被检测作为计算所得的输出M1和A0的变化。在位置和角度被如第一实施方式所述的调节的步骤S12中，调节单元240发送指令到调节器242以在X轴和Y轴方向移动全息存储记录介质10到在那里计算所得的输出M1和A0变为最大的位置。调节器242根据指令移动全息存储记录介质10到该位置，因此位移变为零。

在第二实施方式中，伺服激光束A与信息光束共用一个诸如物镜的光学系统，而伺服激光束B与参考光束共用一个诸如物镜的光学系统，这允许各自的光轴被互相对准。因此，信息光束和参考光束的光轴通过使用伺服激光束被调节。换句话说，全息存储记录介质10在X轴和Y轴方向被调节以使衍射透射光束A1的光强变为最大，并且此后，伺服激光束B的光轴被调节以使衍射透射光束A1变为最大。信息光束和参考光束的光轴因此能够被同时调节。

然而，当装置只是用于再现而不必用于记录时，即当共轴的光学系统被采用时，因为信息光束不需要或因为信息光束和参考光束是互相共轴的所以该优点不是必要的。在这种情况下，根据第一实施方式的伺服激光束被单独设置的配置要简单得多。

全息存储记录介质10在Z轴的位置位移和角位移能够根据方程(6-1)到(6-4)被检测。

Z＝-U1+R0                   (6-1)

θx＝R1+U0                   (6-2)

θy＝U1+R0                   (6-3)

θz＝-R1+U0                  (6-4)

更具体地，在位置和角度被调节的步骤S13中，调节单元240发送指令到调节器242以在Z轴移动或在θx、θy和θz方向旋转全息存储记录介质10以使方程(6-1)到(6-4)的左侧变为零。

如上面说明的，根据第二实施方式的全息存储记录/再现装置在全息存储记录介质10的全息图记录层13中具有衍射光栅15，并且用伺服激光束A照射衍射光栅15以基于被衍射光栅15衍射并透射穿过的衍射透射光束的所接收到的光强度的分布来调节全息存储记录介质10的位置位移和角位移。因此，即使信息将被记录至或从没有任何用于伺服控制的不同于透射类型全息图记录层13的层的全息存储记录介质10再现，伺服信息用简单的配置被精确地检测到，因此能够实现精确的多次记录。

在第二实施方式中，与信息光束共轴的伺服激光束A和与参考光束共轴的伺服激光束B被用于执行全息存储记录介质10的位置和角度调节。因此，通过使用伺服激光束调节信息光束和参考光束的光轴。

此外，在第二实施方式中，当信息被记录时伺服激光束A和B可以同时照射或在信息被记录前后可以同时照射，以在全息存储记录介质10中制造新的衍射光栅。更具体地，全息存储记录介质10可以配置成对伺服激光束波长具有记录敏感度，或可以配置成以使全息图记录层13具有对信息光束和参考光束的波长具有记录敏感度的层和具有对伺服激光束A和B的波长具有记录敏感度的层。并且它能够被配置成以使衍射光栅15作为一种对于每一个根据需要的多次记录的标识器或地址信息通过照射伺服激光束A和B被埋设。以这样的方式被埋设的衍射光栅15精确地在其内存储记录的位置和角度信息。通过使用衍射光栅15，伺服信息能够被更精确地检测到。要注意的是具有对伺服激光束的波长的记录敏感度的全息记录材料能够通过配制光自由基聚合引发剂或通过添加增感染料被容易地实现。

更具体地，在多次移动和多次转角中，记录和再现被依次执行，而全息存储记录介质10以预定的步骤被移动或旋转。然而，通过使用同样的全息存储记录介质10实现信息的记录和衍射光栅15的制造，当用于记录的全息存储记录介质10的移动和旋转在调节器242的精确度被执行时衍射光栅15被制造。在记录中被制造的衍射光栅15被用于再现中的移动和旋转，并且高的驱动精确度能够因此被保持。因为全息存储记录介质10具有如下特征，所以这是有效的。即，记录所需要的位置精确度和角度精确度比再现所需要的低，即使在记录时从理想值存在轻微的位置和角度位移，如果在再现中位置和角度能够与在记录中符合地被精确地形成，记录和再现能够被相对令人满意地执行。进一步优选的是伺服激光束的部分或全部与信息光束和参考光束共轴或者光学部件因此被共用。

第三实施方式配备有制造衍射光栅的衍射光栅制造设备。在第一实施方式中，通过激光束的照射在全息存储器记录介质中构成衍射光栅15。衍射光栅15一般地是通过由光学或力学的单元形成掩模以基于该掩模复制衍射光栅15的方法构成的。根据第三实施方式，衍射光栅15能够直接地制造在全息存储记录介质10内部。

根据第三实施方式的衍射光栅制造设备的光学装置与根据第二实施方式的相同。然而，在第三实施方式中，使用三个用于制造衍射光栅的激光束。因此，光学机构进一步地包括光学元件例如进一步地分裂在第二实施方式中已经分裂的激光束的另一个偏振光束分光器，并且用于使得用于制造衍射光栅的一个激光束从不同于用于制造衍射光栅的另两个激光束的方向的方向入射在全息存储记录介质10上的透镜。

在第三实施方式中，如图17所示，通过产生例如入射在全息存储记录介质10上的，用于制造衍射光栅的激光束A，用于制造衍射光栅的激光束B，并且用于制造衍射光栅的激光束C的三个激光束，由于该三个激光束而造成的干涉条纹被形成在衍射光栅15的位置。该三个激光束A、B、和C被从一个光源获取，并且最好为具有其中偏振光束彼此重合并且其中由于该三个激光束A、B、和C而造成的干涉条纹被形成在全息图记录层13中的条件。

然而，不必同时照射三个激光束A、B、和C。例如，可以在不同于激光束A和C的照射的预定时间，照射激光束A和B。此外，激光束A、B、和C的波长可记录在其上形成全息图记录层13的全息材料中。因而，波长最好为不同于用于记录和再现信息的用于记录和再现的激光束的波长，除伺服激光束被信息光束和参考光束共用的情况之外。

类似于根据第一实施方式的衍射透射光束A2、A1、和A3，激光束A、B、和C的光轴最好为被照射以致包含激光束A和激光束B的各光轴的平面与包含激光束A和激光束C的各光轴的平面正交。

在第三实施方式中，所有的激光束A、B、和C是平行光束。因此，光学系统的设计变得容易。然而，所有的激光束不必定是平行光束，并且因而，例如，激光束A的一部分能够由会聚光束构造。

激光束B和C照射至其的范围仅必须包含制造衍射光栅15的全部面积，因此激光束可以照射到全息存储记录介质10的整个表面或可以仅向衍射光栅部分照射。

如图17所示单独地配备激光束A，但是可以照射多个激光束从而使衍射光栅15覆盖整个全息存储记录介质10。

通过当使得它绕衍射光栅旋转的时候多次向全息存储记录介质10照射激光束A，能够制造衍射光栅15。此外，激光束A可以一个旋转角仅照射一次。

然而，如果全息存储记录介质10的移动和旋转的精确度对于记录和再现需要的位置和旋转角的精确度足够，则激光束A的数目和照射次数的数目优选为较小。这使得当记录和再现时的噪声、光学元件的数目、待调节的项目、或记录需要的全部时间减少。

激光束A照射的位置最好为符合信息被记录或再现的位置的全息图记录层的位置，然而，微小的位移可以被允许。

激光束A在衍射光栅的位置的光束直径最好为比能够获得足够量的衍射光束的范围中的参考光束的直径尽可能小。以此特征，能够维持位置调整的高精度并且能够减少施加于信息的记录和再现上的坏影响。然而，光束直径未被以上特征所限制，并且这样，因为激光束A对应于伺服激光束A，所以待制造的衍射光栅的直径需要调节以使直径达到期望尺寸，即与伺服激光束A的相同的尺寸。

在下面参考图18解释使用用于制造衍射光栅的激光束制造衍射光栅的处理的另一个例子。如图18所示，用于制造衍射光栅的激光束的断面积和形状被控制以致激光束A、B、和C在衍射光栅的位置彼此重合。此外，构造可以为当全息存储记录介质10被移动和旋转的时候制造多个衍射光栅15。在这种情况下，必须预先调节以致激光束A、B、和C在衍射光栅的位置互相重覆。该重覆可以防止除衍射光栅的位置以外的区域暴露于光。此外，该重覆具有优点以致与如图17所示实例相比较，激光束B和C的全部量可以做得更小。

人们注意到激光束A、B、和C的任何一个可以被构造为使激光束的断面积较大，如图17所示。

当如图17和18所示的实例的任一与如第一实施方式所述的那个结合时，信息的记录和衍射光栅的制备还可以用相同的全息存储器记录/再现装置被实施。相应地，当以致动器242的精确度执行用于记录的移动和旋转的时候，制造衍射光栅15。当记录用于再现需要的移动和旋转时制造衍射光栅15，并且从而能够维持高驱动精度。在这种情况下，激光束A、B、和C的一部分或全部能够被共享为伺服激光束，如第一实施方式中指明的。

在这种情况下，它被构造以致包含在全息存储记录介质10中的全息照相记录材料具有对于不同于信息光束和参考光束的波长的至少一个波长的记录灵敏度，并且由于信息光束和参考光束之间的干涉而造成的记录以及衍射光栅的制备两者都能够用一个材料进行。

如图19所示，全息存储记录介质10还可以被构造为使全息图记录层13形成具有至少两个层，例如具有对于信息光束和参考光束的波长的记录灵敏度的层1902，和用于衍射光栅的制备中使用并具有对于不同于波长的至少一个波长的记录灵敏度的层1901。能够通过制备光自由基聚合引发剂和添加增感染料等等实施层1901。利用该实施，能够通过照射具有不同于信息光束和参考光束的波长的波长的激光束A、B、和C，制造衍射光栅。

在如图19所示构造的实例中，具有对于用于制造衍射光栅的激光束的波长的记录灵敏度的层1901最好为位于在全息图记录层13的厚度方向的中间。此外，更好的是具有对于信息光束和参考光束的波长的记录灵敏度的层1902不具有对于激光束A、B、和C的波长的灵敏度，并且层1901不具有对于信息光束和参考光束的波长的灵敏度。

在下面解释制造全息存储记录介质10的方法。如第一到第三实施方式所述，除将激光束照射到全息图记录层13的全息照相记录材料以形成干涉条纹，并且使用干涉条纹制造衍射光栅的方法之外，通过如在下面解释的这两种方法制造全息存储记录介质10。

第一方法的过程包括通过在薄片型薄板中制造衍射光栅15，在全息照相记录材料之间支持薄板，并且利用在其中形成的衍射光栅制造全息存储记录介质10。第二方法的过程包括通过将衍射光栅15包括在基板12a和12b中并且利用基板制造全息存储记录介质10。

在第一方法中，制造衍射光栅的普通的方法能够被应用，并且许多思想已经被放到实际用途。例如，表面的不规则性被光学地设计以致期望的衍射光束能够被获得，并且该表面被机械地或光学地加工并且使用抗蚀剂化学地处理，并且加工或处理的表面用于被塑模为基底材料。近年来，人们开发了一种叫做纳米压印的引人注目的技术，其可以实现微制备。其它的方法包括使用其中折射率周期地改变的叫做光子晶体的纳米结构作为衍射光栅的方法。不规则的典型的形式是具有以直角的叫做“闪耀”的锯齿波图案以产生双向的衍射的透射束的不规则的形式的组合。

衍射光栅15通过使用这些方法的任何一个被预先形成在薄片型薄板中。然后，如图20所示，薄板2001被插入在全息图记录层13的全息照相记录材料1902和1902之间。结果制得了具有形成在其中的衍射光栅15的全息存储记录介质10。

作为薄板2001的材料，具有光学透明度的材料，例如玻璃、聚碳酸酯、以及丙烯酸树脂能被使用。然而，材料不限于这些材料。例如，材料不必对于全部波长的激光束具有透明度，并且因而任何材料仅必须对于将被使用的激光束的波长具有透明度。

然而，当在薄板2001的表面上构成衍射光栅并且具有衍射光栅的薄板2001被插入在全息照相记录材料1902之间时，最好是在全息照相记录材料1902的折射率和薄板2001的材料的折射率之间有较大的差异。此外，薄板2001的尺寸可能是对应于全息存储记录介质10的整个平面的尺寸，或可能是对应于其部分的尺寸。至于衍射光栅15的数目，相对于全息存储记录介质10的整个平面可以排布大量衍射光栅15，或可能排布仅单个衍射光栅15。然而，为改进位置和角度调整的精确度，最好是大量衍射光栅被排布在延伸到全息存储记录介质10的整个平面的薄板2001上的相等的空间。

在第二方法中，在支持全息图记录层13的基板12a和12b的任一中预先构成衍射光栅15。第一方法中解释的制造衍射光栅的方法能被用于制造衍射光栅的方法。换句话说，能够通过将全息照相记录材料1902排布在基板12a和12b的各内侧并且使用和根据第一到第三实施方式的同样的方法，制造衍射光栅。人们注意到除在基板12a和12b的各内侧制备衍射光栅15之外，可以在基板12a和12b的各表面上制造衍射光栅15。

本领域的技术人员将易于发现其他的优点并进行扩展。因此，在更广泛的方面本发明不局限于在本文中显示和说明的细节和代表性的实施方式。因此，在不背离如附加的权利要求及其等价物所限定的总的发明构思的精神或范围的情况下可以作出各种扩展。