(57)【要約】  ホログラム記録媒体（Ｂ）に対して参照光と重なるように記録光（Ｓ）を照射するための対物レンズ（７）を備え、参照光および記録光（Ｓ）の照射部位にホログラムを多重記録するホログラム記録装置であって、対物レンズ（７）は、少なくとも１つの回転対称レンズ（７Ａ，７Ｂ）を有して構成されており、そのうちの少なくとも１つの回転対称レンズ（７Ａ）は、記録光（Ｓ）が進行する方向（Ｓ１）に対してレンズ光軸を傾けるように配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラム記録媒体に対して参照光と重なるように記録光を照射するための対物レンズを備え、上記参照光および記録光の照射部位にホログラムを多重記録するホログラム記録装置であって、
上記対物レンズは、少なくとも１つの回転対称レンズを有して構成されており、そのうちの少なくとも１つの回転対称レンズは、上記記録光が進行する方向に対してレンズ光軸を傾けるように配置されていることを特徴とする、ホログラム記録装置。
【請求項２】
上記回転対称レンズとしては、上記記録光に対して入射側の第１レンズと出射側の第２レンズとがあり、上記第１レンズは、上記記録光が進行する方向に対してレンズ光軸が傾けられている、請求項１に記載のホログラム記録装置。
【請求項３】
上記第１レンズは、両凸レンズからなり、上記第２レンズは、出射面を凹面とした凹凸レンズからなる、請求項２に記載のホログラム記録装置。
【請求項４】
ホログラム記録媒体に対して参照光と重なるように記録光を照射するための対物レンズを備え、上記参照光および記録光の照射部位にホログラムを多重記録するホログラム記録装置であって、
上記対物レンズは、複数の回転対称レンズを組み合わせた構成からなり、そのうちの少なくとも１つの回転対称レンズは、上記記録光の進行方向中心軸に対してレンズ軸が平行を保ったままずれるように配置されていることを特徴とする、ホログラム記録装置。
【請求項５】
上記回転対称レンズとしては、上記記録光に対して入射側の第１レンズと出射側の第２レンズとがあり、上記第１レンズは、上記記録光の進行方向中心軸に対してレンズ軸が平行を保ったままずれるように配置されている、請求項４に記載のホログラム記録装置。
【請求項６】
上記第１レンズは、両凸レンズからなり、上記第２レンズは、出射面を凹面とした凹凸レンズからなる、請求項５に記載のホログラム記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録媒体に対して記録光を照射するための対物レンズを備えたホログラム記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のホログラム記録装置としては、特許文献１に開示されたものがある。同文献に開示されたホログラム記録装置は、いわゆるコリニアホログラム方式により記録光および参照光をホログラム記録媒体に照射するための対物レンズを備えている。このような対物レンズは、開口数（ＮＡ）をできる限り大きくすることで集光性能を高めることができる。その一方、集光性能を高めると集光された部分の記録層において、記録材料が局所的に消費されることになる。これは再生信号が光学的に劣化することにつながる。そのため、多重記録を行う際の多重度を高める点では不利である。これを回避するため、従来においては、いわゆるデフォーカスにより焦点からずれた位置に記録層が配置されるようにホログラム記録媒体をセットし、記録光および参照光をホログラム記録媒体に対して照射するようにしている。【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１３２９６号公報
【０００４】
しかしながら、上記従来のホログラム記録装置では、デフォーカスによっては記録光および参照光の照射領域が記録層において広がってしまうため、多重記録を行う際のいわゆるブックサイズが大きくなり、高記録密度化の点で不利になるという難点があった。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。本発明は、多重記録による多重度を高め、かつ、高記録密度化にも寄与することができるホログラム記録装置を提供することをその課題としている。
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００７】
本発明の第１の側面により提供されるホログラム記録装置は、ホログラム記録媒体に対して参照光と重なるように記録光を照射するための対物レンズを備え、上記参照光および記録光の照射部位にホログラムを多重記録するホログラム記録装置であって、上記対物レンズは、少なくとも１つの回転対称レンズを有して構成されており、そのうちの少なくとも１つの回転対称レンズは、上記記録光が進行する方向に対してレンズ光軸を傾けるように配置されていることを特徴としている。
【０００８】
好ましくは、上記回転対称レンズとしては、上記記録光に対して入射側の第１レンズと出射側の第２レンズとがあり、上記第１レンズは、上記記録光が進行する方向に対してレンズ光軸が傾けられている。
【０００９】
好ましくは、上記第１レンズは、両凸レンズからなり、上記第２レンズは、出射面を凹面とした凹凸レンズからなる。
【００１０】
本発明の第２の側面により提供されるホログラム記録装置は、ホログラム記録媒体に対して参照光と重なるように記録光を照射するための対物レンズを備え、上記参照光および記録光の照射部位にホログラムを多重記録するホログラム記録装置であって、上記対物レンズは、複数の回転対称レンズを組み合わせた構成からなり、そのうちの少なくとも１つの回転対称レンズは、上記記録光の進行方向中心軸に対してレンズ軸が平行を保ったままずれるように配置されていることを特徴としている。
【００１１】
好ましくは、上記回転対称レンズとしては、上記記録光に対して入射側の第１レンズと出射側の第２レンズとがあり、上記第１レンズは、上記記録光の進行方向中心軸に対してレンズ軸が平行を保ったままずれるように配置されている。
【００１２】
好ましくは、上記第１レンズは、両凸レンズからなり、上記第２レンズは、出射面を凹面とした凹凸レンズからなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るホログラム記録装置の一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】図１のホログラム記録装置に備えられた対物レンズの光路図である。
【図３】本発明との比較例を説明するための説明図である。
【図４】本発明に係るホログラム記録装置の他の実施形態を示す光路図である。
【図５】本発明との比較例を説明するための説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。図１〜３は、本発明に係るホログラム記録装置の一実施形態を示している。【００１５】
図１に示すように、ホログラム記録装置Ａは、ホログラム記録媒体Ｂに対して記録参照光Ｒｓと重なるように記録光Ｓを照射することでホログラムを記録するものである。再生時には、記録参照光Ｒｓに対する位相共役光としての再生参照光Ｒｐをホログラム記録媒体Ｂに照射し、これにより回折によって生じた再生光Ｐを受光することでホログラムを再生するものである。【００１６】
ホログラム記録装置Ａは、光源１、コリメータレンズ２、ビームスプリッタ３、記録ズームレンズ４、空間光変調器５、ハーフミラー６、本発明が適用された対物レンズ７、第１の反射部材８、参照ズームレンズ９、記録用のガルバノミラー１０、第２の反射部材１１、再生用のガルバノミラー１２、および再生用の撮像素子２０を有して構成されている。このホログラム記録装置Ａに用いられるホログラム記録媒体Ｂは、光透過性を有する２つの保護層９０の間に記録層９１をもち、この記録層９１に対して両側から光を照射することができるように構成されている。記録層９１の厚みは、１．５ｍｍ程度である。この記録層９１には、記録光Ｓと記録参照光Ｒｓとが干渉することでホログラムが記録される。再生時には、破線で示すように記録層９１に対して記録時とは反対側から再生参照光Ｒｐが照射され、この再生参照光Ｒｐと干渉するホログラムによって生じた回折光が再生光Ｐとして対物レンズ７へと進行する。【００１７】
光源１は、たとえば半導体レーザ素子からなり、比較的帯域が狭く干渉性の高いレーザ光を出射する。コリメータレンズ２は、光源１から出射したレーザ光を平行光に変換する。コリメータレンズ２から出射した平行光は、ビームスプリッタ３によって記録光Ｓと参照光Ｒに分離される。記録光Ｓは、記録ズームレンズ４によってビーム径が拡大された後、空間光変調器５に入射する。参照光Ｒは、記録時に記録参照光Ｒｓとして、第１の反射部材８、参照ズームレンズ９、および記録用のガルバノミラー１０を順に経てホログラム記録媒体Ｂに照射される。また、参照光Ｒは、再生時に再生参照光Ｒｐとして、第１の反射部材８、参照ズームレンズ９、第２の反射部材１１、および再生用のガルバノミラー１２を順に経てホログラム記録媒体Ｂに照射される。記録参照光Ｒｓと再生参照光Ｒｐとは、互いに位相共役な関係にあり、それぞれが対応するガルバノミラー１０，１２によってホログラム記録媒体Ｂに対する入射角が変化させられる。これにより、記録層９１には、記録参照光Ｒｓの入射角に応じた複数のホログラムが多重記録され、再生時には、記録層９１から再生参照光Ｒｐの入射角に応じて複数のホログラムが読み出される。【００１８】
空間光変調器５は、たとえば透過型の液晶デバイスからなる。この空間光変調器５では、入射した記録光Ｓが記録すべき情報に応じた画素パターンの光に変調される。空間光変調器５から出射した記録光Ｓは、対物レンズ７を介してホログラム記録媒体Ｂの記録層９１で記録参照光Ｒｓと干渉するように照射される。再生時には、記録層９１に記録済みのホログラムと再生参照光Ｒｐとが干渉することで再生光Ｐが生じ、この再生光Ｐが記録光Ｓとは逆向きに対物レンズ７を通ってハーフミラー６で反射させられることにより、再生用の撮像素子２０で受光される。これにより、記録層９１に記録されたホログラムが読み出される。【００１９】
図２に示すように、対物レンズ７は、記録光Ｓに対して入射側の第１レンズ７Ａと出射側の第２レンズ７Ｂからなる。第１レンズ７Ａは、回転対称型の両凸レンズからなり、第２レンズ７Ｂは、出射面を凹面とした回転対称型の凹凸レンズからなる。第２レンズ７Ｂは、記録光Ｓの進行方向中心軸Ｓ１に対してレンズ光軸が一致するように配置されている一方、第１レンズ７Ａは、進行方向中心軸Ｓ１に対してレンズ光軸が傾くように配置されている。その傾き角θは、たとえば７．５度程度である。このような対物レンズ７では、空間光変調器５から出射した記録光Ｓが平行光線束としてまず第１レンズ７Ａに入射する。この第１レンズ７Ａが傾いているため、第１レンズ７Ａを出射した記録光Ｓは、そのまま第２レンズ７Ｂを通って光線束ごとに焦点が若干ずれた状態で記録層９１に照射される。つまり、対物レンズ７は、ホログラム記録媒体Ｂに対して収差が大となり、集光性能としてはそれほど高くない。【００２０】
このような対物レンズ７を通って照射された記録光Ｓは、記録層９１において記録参照光Ｒｓと干渉する。その際、ガルバノミラー１０が動作させられることで記録参照光Ｒｓの入射角が変化させられる。これにより、記録層９１には、記録参照光Ｒｓの入射角ごとに光学的に異なるホログラムが多重記録される。ホログラムの再生時には、記録時と同じ入射角をなすようにガルバノミラー１１が動作させられ、ホログラム記録媒体Ｂの裏面側から再生参照光Ｒｐが照射される。記録層９１においては、記録済みのホログラムに対して再生参照光Ｒｐが干渉することで回折光が生じ、この回折光が再生光Ｐとして対物レンズ７およびハーフミラー６を通って撮像素子２０に受光される。これにより、多重記録されたホログラムが再生参照光Ｒｐの入射角が変化させられるごとに再生される。このとき、再生光Ｐは、ある程度の収差をもつ対物レンズ７を通るが、この対物レンズ７は記録時に記録光Ｓを通すものであるため、記録光Ｓと同じ光路を辿って再生光Ｐが撮像素子２０へと導かれる。すなわち、記録光Ｓと再生光Ｐは、同じ対物レンズ７を通ることで同じような光学的な歪みをもつため、記録時と同じパターンの再生光Ｐを確実に得ることができる。【００２１】
次に、対物レンズ７の特性について説明する。【００２２】
図２に示すように、本実施形態の対物レンズ７によれば、収差を大きくすることで集光性能が低減させられているので、記録光Ｓおよび記録再生光Ｒｓが重なるように照射される記録層９１の照射部位においては、光強度が局所的に強まるようなことはない。そのため、記録光Ｓおよび記録再生光Ｒｓの照射部位では、多重記録によっても記録材料が局所的に消費されることはない。これはすなわち、再生信号の光学的特性が劣化しにくくなり、記録多重数を高めることができることを意味する。【００２３】
図３に比較例を示すように、たとえば第１レンズの傾き角θを０度とした対物レンズでは、ホログラム記録媒体Ｂの記録層９１における厚み方向０．３ｍｍ付近での相対光強度が顕著に高く、光強度が局所的に強くなることから光学的特性が劣化しやすくなる。一方、本実施形態の構成として第１レンズ７Ａの傾き角θを７．５度とした対物レンズ７では、記録層９１の厚み方向全体にわたって相対光強度が均一化されている。このような比較例からは、第１レンズの傾き角θを大きくするほど対物レンズ７の収差が大きくなり、光強度の均一化がより推し進められ、記録材料が局所的に消費されにくくなることが理解されよう。【００２４】
また、記録層９１における照射部位の大きさについては、対物レンズ７の収差が大となっても平面方向に記録光Ｓが大きく広がるわけではないので、多重記録の単位記録領域となる照射部位がそれほど大きくなることはなく、従来と同程度の大きさに抑えることができる。【００２５】
したがって、本実施形態の対物レンズ７を備えたホログラム記録装置Ａによれば、第１レンズ７Ａを傾けるだけで対物レンズ７に収差をもたせることができ、そのようなレンズの収差によって局所的な光強度のピークを抑えることができるので、同じ照射部位に光学的に重ねるようにホログラムを多重記録する際の多重度を高めることができる。また、照射部位の大きさが従来と同程度に抑えられるので、多重記録の多重度を高めるのに伴ってホログラムの高記録密度化にも寄与することができる。【００２６】
図４および図５は、本発明に係るホログラム記録装置の他の実施形態を示している。なお、先述の実施形態と同一または類似の構成要素については、同一符号を付してその説明を省略する。【００２７】
図４に示す対物レンズ７も、先述した実施形態と同様の光学的特性をもつ第１レンズ７Ａと第２レンズ７Ｂで構成されている。第２レンズ７Ｂは、記録光Ｓの進行方向中心軸Ｓ１に対してレンズ光軸が一致するように配置されている一方、本実施形態における第１レンズ７Ａは、進行方向中心軸Ｓ１に対してレンズ光軸が平行を保ったままずれるように配置されている。そのずれ量（シフト量）ｔは、たとえば０．８ｍｍ程度である。このような対物レンズ７の置き方によっても、第１レンズ７Ａを出射した記録光Ｓが第２レンズ７Ｂを通って光線束ごとに焦点が若干ずれた状態で記録層９１に照射されることとなる。これにより、対物レンズ７は、ホログラム記録媒体Ｂに対して収差が大となり、集光性能としてはそれほど高くない。【００２８】
図５に比較例を示すように、たとえば第１レンズのシフト量を０ｍｍとした対物レンズでは、ホログラム記録媒体Ｂの記録層９１における厚み方向０．３ｍｍ付近での相対光強度が顕著に高くなっており、光強度が局所的に強くなることから光学的特性が劣化しやすくなる。一方、本実施形態の構成として第１レンズ７Ａのシフト量を０．８ｍｍとした対物レンズ７では、記録層９１の厚み方向全体にわたって相対光強度が均一化されている。このような比較例からは、第１レンズのシフト量を大きくするほど対物レンズ７の収差が大きくなり、光強度の均一化がより推し進められ、記録材料が局所的に消費されにくくなることが理解されよう。【００２９】
したがって、第１レンズ７Ａを平行にずらした構成の対物レンズ７によっても、容易に収差をもたせることができ、ひいてはホログラムの多重度を高めることができるとともに、ホログラムの高記録密度化にも寄与することができる。【００３０】
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。【００３１】
上記実施形態で示した構成は、あくまでも一例にすぎず、仕様に応じて適宜設計変更することが可能である。【００３２】
たとえば、対物レンズを構成するレンズとしては、２枚に限らず３枚以上でもよい。また、第１レンズに代えて第２レンズに傾きやずれを設けるようにしてもよい。もちろん、第１および第２両方のレンズに傾きやずれを設けてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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