(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状に配列された複数のレーザ出射部を有するレーザ照射部と、
前記レーザ出射部の各々がマトリクスの各々の行に対応するように前記マトリクス状に配列された複数のマイクロミラーを有し、各々のマイクロミラーの角度を任意の角度に調整可能であり、各々のマイクロミラーの角度を調整することで、前記レーザ出射部から出射されたレーザ光を走査するレーザ光走査部と、
複数の体積型ホログラムが角度多重記録されており、前記レーザ光走査部からのレーザ光が照射され、予め記録された回路情報に基づく光パターンが読み出される体積型ホログラムメモリと、
複数の受光素子がアレイ状に配列された単一の受光部を有し、前記体積型ホログラムメモリから読み出され前記受光部で受光された光パターンに基づいて、アレイ状に配列された複数の論理演算セルを各種の論理演算回路に再構成する光再構成型ゲートアレイと、
前記レーザ照射部のいずれか１つもしくは複数のレーザ出射部からレーザ光を出射させ、前記レーザ光が出射されたレーザ出射部に対応する行に配列された複数のマイクロミラーのうち、何れか１つのマイクロミラーの角度を調整して、当該マイクロミラーに前記レーザ光を反射させる制御を行う制御部と、
を備えた光再構成型ゲートアレイの再構成制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、レーザ光が出射されていないレーザ出射部に対応する行のマイクロミラーの角度を、前記レーザ出射部からレーザが出射されていない期間内に調整する
請求項１に記載の光再構成型ゲートアレイの再構成制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記マイクロミラーの角度を調整しながら、所定のタイングでレーザ光を出射するように、前記マイクロミラーが配列された行に対応するレーザ出射部からレーザ光を出射させる制御を行う
請求項１に記載の光再構成型ゲートアレイの再構成制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記体積型ホログラムメモリに角度多重で回路情報が記録されている場合に、前記マイクロミラーの角度を調整しながら、常時又はパルス状にレーザ光を出射するように、前記マイクロミラーに対応するレーザ出射部からレーザ光を出射させる制御を行う
請求項１に記載の光再構成型ゲートアレイの再構成制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記光再構成型ゲートアレイの前記受光部に入射されるレーザ光の入射角度を変えながら当該光再構成型ゲートアレイの受光レベルを検出し、前記受光レベルに基づいて前記入射角度を決定し、決定した入射角度になるように前記レーザ光走査部の各マイクロミラーの角度を調整する
請求項１に記載の光再構成型ゲートアレイの再構成制御装置。
【請求項６】
前記レーザ照射部は、制御信号に応じて前記複数のレーザ出射部の各々を点灯駆動して出射されたレーザ光を照射する
請求項１に記載の光再構成型ゲートアレイの再構成制御装置。
【請求項７】
前記レーザ照射部の前記複数のレーザ出射部は複数の組に区分されると共に、組毎に共通の電源で駆動されるように構成されており、
前記制御部は、前記光再構成型ゲートアレイの前記受光部で受光された光パターンから前記複数のレーザ出射部のいずれかについて常時点灯となる故障を有することが検出された場合には、当該故障を有するレーザ出射部が属する組の複数のレーザ出射部の全部を点灯駆動するように前記レーザ照射部を制御する
請求項６に記載の光再構成型ゲートアレイの再構成制御装置。
【請求項８】
直線状に配列された複数のレーザ出射部を有するレーザ照射部と、
前記レーザ出射部の各々がマトリクスの各々の行に対応するように前記マトリクス状に配列された複数のマイクロミラーを有し、各々のマイクロミラーの角度を任意の角度に調整可能であり、各々のマイクロミラーの角度を調整することで、前記レーザ出射部から出射されたレーザ光を走査するレーザ光走査部と、
複数の体積型ホログラムが角度多重記録されており、前記レーザ光走査部からのレーザ光が照射され、予め記録された情報に基づく光パターンが読み出される体積型ホログラムメモリと、
前記レーザ照射部のいずれか１つもしくは複数のレーザ出射部からレーザ光を出射させ、前記レーザ光が出射されたレーザ出射部に対応する行に配列された複数のマイクロミラーのうち、何れか１つのマイクロミラーの角度を調整して、当該マイクロミラーに前記レーザ光を反射させ、レーザ光が出射されていないレーザ出射部に対応する行のマイクロミラーの角度を、前記レーザ出射部からレーザが出射されていない期間内に調整する制御を行う制御部と、
複数の受光素子がアレイ状に配列され、前記体積型ホログラムメモリから読み出された光パターンを受光する単一の受光部と、
を備えたホログラムメモリの情報読出装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記単一の受光部に入射されるレーザ光の入射角度を変えながら当該単一の受光部の受光レベルを検出し、前記受光レベルに基づいて前記入射角度を決定し、決定した入射角度になるように前記レーザ光走査部の各マイクロミラーの角度を調整する、
請求項８に記載のホログラムメモリの情報読出装置。
【請求項１０】
前記レーザ照射部の前記複数のレーザ出射部は複数の組に区分されると共に、組毎に共通の電源で駆動されるように構成されており、
前記制御部は、前記単一の受光部で受光された光パターンから前記複数のレーザ出射部のいずれかについて常時点灯となる故障を有することが検出された場合には、当該故障を有するレーザ出射部が属する組の複数のレーザ出射部の全部を点灯駆動するように前記レーザ照射部を制御する、
請求項８に記載のホログラムメモリの情報読出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光再構成型ゲートアレイの再構成制御装置及びホログラムメモリの情報読出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光が照射されると論理演算セルを各種の論理回路に再構成するデバイスとして光再構成型ゲートアレイ（ＯＲＧＡ：Optically Reconfigurable Gate Array）が提案されている。光再構成型ゲートアレイが再構成を行うためには大容量の回路情報が必要である。そこで、特許第４０３３８１８号公報（ＪＰ４０３３８１８Ｂ２）の第３２段落や、特許第４１２１１３８号公報（ＪＰ４１２１１３８Ｂ２）の第６９段落には、この回路情報を記憶する光メモリとして、例えばホログラムメモリを用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０３３８１８号公報（第３２段落）
【特許文献２】特許第４１２１１３８号公報（第６９段落）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ホログラムメモリは、非常に大容量であり、３Ｔｂｉｔ（テラビット）に達する超巨大な回路情報を記憶することが可能である。１Ｔｂｉｔは１０１２ビットであり、３Ｔｂｉｔは１兆ゲートの回路規模に相当する。しかし、記憶容量が大きくても、回路情報の転送に時間を要すれば、論理演算セルの再構成に時間がかかってしまうという問題がある。【０００５】
ここで、転送速度が１Ｇｂｐｓ（ギガビット/秒）に達する次世代のホログラムメモリを用いたとしても、１Ｔビットのデータの読み出しに２時間以上もかかってしまい、ホログラムメモリから大容量の回路情報を読み出すのは実用的ではない。【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するために提案されたものであり、ホログラムメモリから高速に回路情報を読み出すホログラムメモリの情報読出装置と、ホログラムメモリから高速に回路情報を読み出して光再構成型ゲートアレイの光再構成を行うことができる光再構成型ゲートアレイの光再構成制御装置と、を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光再構成型ゲートアレイの再構成制御装置は、直線状に配列された複数のレーザ出射部を有するレーザ照射部と、前記レーザ出射部の各々がマトリクスの各々の行に対応するように前記マトリクス状に配列された複数のマイクロミラーを有し、各々のマイクロミラーの角度を任意の角度に調整可能であり、各々のマイクロミラーの角度を調整することで、前記レーザ出射部から出射されたレーザ光を走査するレーザ光走査部と、複数の体積型ホログラムが角度多重記録されており、前記レーザ光走査部からのレーザ光が照射され、予め記録された回路情報に基づく光パターンが読み出される体積型ホログラムメモリと、複数の受光素子がアレイ状に配列された単一の受光部を有し、前記体積型ホログラムメモリから読み出され前記受光部で受光された光パターンに基づいて、アレイ状に配列された複数の論理演算セルを各種の論理演算回路に再構成する光再構成型ゲートアレイと、前記レーザ照射部のいずれか１つもしくは複数のレーザ出射部からレーザ光を出射させ、前記レーザ光が出射されたレーザ出射部に対応する行に配列された複数のマイクロミラーのうち、何れか１つのマイクロミラーの角度を調整して、当該マイクロミラーに前記レーザ光を反射させる制御を行う制御部と、を備えている。
【０００８】
また、本発明に係るホログラムメモリの情報読出装置は、直線状に配列された複数のレーザ出射部を有するレーザ照射部と、前記レーザ出射部の各々がマトリクスの各々の行に対応するように前記マトリクス状に配列された複数のマイクロミラーを有し、各々のマイクロミラーの角度を任意の角度に調整可能であり、各々のマイクロミラーの角度を調整することで、前記レーザ出射部から出射されたレーザ光を走査するレーザ光走査部と、複数の体積型ホログラムが角度多重記録されており、前記レーザ光走査部からのレーザ光が照射され、予め記録された情報に基づく光パターンが読み出される体積型ホログラムメモリと、前記レーザ照射部のいずれか１つもしくは複数のレーザ出射部からレーザ光を出射させ、前記レーザ光が出射されたレーザ出射部に対応する行に配列された複数のマイクロミラーのうち、何れか１つのマイクロミラーの角度を調整して、当該マイクロミラーに前記レーザ光を反射させ、レーザ光が出射されていないレーザ出射部に対応する行のマイクロミラーの角度を、前記レーザ出射部からレーザが出射されていない期間内に調整する制御を行う制御部と、複数の受光素子がアレイ状に配列され、前記体積型ホログラムメモリから読み出された光パターンを受光する単一の受光部と、を備えている。
【０００９】
上記発明においては、レーザ照射部のいずれか１つもしくは複数のレーザ出射部からレーザ光を出射させ、レーザ光が出射されたレーザ出射部に対応する行に配列された複数のマイクロミラーのうち、何れか１つのマイクロミラーの角度を調整して、前記レーザ光を反射させる制御が行われて、ホログラムメモリから高速に情報が読み出される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光再構成ゲートアレイの再構成制御装置は、ホログラムメモリから高速に回路情報を読み出して光再構成を行うことができる。また、本発明のホログラムメモリの情報読出装置は、ホログラムメモリから高速に回路情報を読み出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る光再構成ゲートアレイの再構成制御装置の構成を示す図である。
【図２】レーザアレイとマイクロミラー・アレイ・デバイスの配置を示す平面図である。
【図３Ａ】マイクロミラーが変位していない状態を示す断面図である。
【図３Ｂ】マイクロミラーが変位した状態を示す断面図である。
【図４】レーザ光の出射タイミングとマイクロミラーの角度との関係を示す図である。
【図５】レーザ光の出射タイミングとマイクロミラーの角度調整タイミングとを示すタイミングチャートである。
【図６】ホログラムメモリへ回路情報が記録される場合の光再構成型ゲートアレイの回路情報記録装置の構成を示す図である。
【図７Ａ】マイクロミラーの応答特性を示す図である。
【図７Ｂ】マイクロミラーの応答特性とレーザ光パルスの点灯タイミングとを示す図である。
【図８】電極１１Ｂの電位、電極１１Ｃの電位、ミラー角度、レーザ出射のそれぞれのタイミングを示すタイミングチャートである。
【図９Ａ】レーザを常時点灯させて情報を読み出す手法を示す図である。
【図９Ｂ】レーザをパルス点灯させて情報を読み出す手法を示す図である。
【図１０Ａ】ピエゾ素子タイプのマイクロミラー・アレイ・デバイスの静止時の状態を示す図である。
【図１０Ｂ】ピエゾ素子タイプのマイクロミラー・アレイ・デバイスの角度調整時の状態を示す図である。
【図１１】光再構成ゲートアレイのフォトダイオードの応答を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施の形態に係る光再構成ゲートアレイの再構成制御装置の構成を示す図である。
【００１４】
光再構成ゲートアレイの再構成制御装置は、複数のレーザ出射部を有するレーザアレイ１と、各々独立に制御可能なマイクロミラーを有するマイクロミラー・アレイ・デバイス３と、回路情報がホログラムとして記憶され、レーザ光が照射されると回路情報を示す光パターンが読み出されるホログラムメモリ４と、を備えている。例えば、体積型ホログラムメモリを、ホログラムメモリ４として用いてもよい。体積型ホログラムメモリは、複数のホログラムを多重記録することで、Ｔビットオーダの情報を記録することが可能である。また、多重記録方法として「角度多重」を用いた場合には、参照光の角度に応じて読出し光の角度を変えて、多重記録されたホログラムを個別に読み出すことができる。
【００１５】
また、光再構成ゲートアレイの再構成制御装置は、ホログラムメモリ４からの光パターンが照射されると光再構成を行う光再構成ゲートアレイ９と、レーザアレイ１のレーザ光出射タイミング及びマイクロミラーの角度を制御する制御装置１０と、を備えている。
【００１６】
レーザアレイ１は、直線状に配列された複数のレーザ出射部を有している。各レーザ出射部からのレーザ出射タイミング及び出射期間は、制御装置１０により制御されている。なお、レーザアレイ１は、図示しないレーザドライバを介して制御装置１０に接続されており、レーザドライバは制御装置１０からの制御信号に応じてレーザアレイ１の各レーザを独立に点灯駆動している。
【００１７】
マイクロミラー・アレイ・デバイス３は、いわゆるＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）である。マイクロミラー・アレイ・デバイス３は、マトリクス状に配列された複数のマイクロミラーを有している。なお、各マイクロミラーの角度（変位ゼロの場合を基準にした法線方向の角度）及び角度の変位速度は、制御装置１０により制御されている。また、レーザアレイ１、マイクロミラー・アレイ・デバイス３等、電気的に駆動される各部には、図示しない電源から電力が供給されている。
【００１８】
図２は、レーザアレイ１とマイクロミラー・アレイ・デバイス３の平面図である。同図に示すように、マトリクス状に配列されたマイクロミラーの行の各々は、レーザアレイ１のレーザ出射部の各々１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ・・・に対応している。
【００１９】
例えば、１つのレーザ出射部１Ａと１行分の複数のマイクロミラー１１、１２、１３、１４・・・とが１セットとなっており、全部で例えば１００セットが実装されている。このため、本実施形態では、レーザアレイ１は１００個のレーザ出射部を有し、マイクロミラー・アレイ・デバイス３は１００行のマトリクス状に構成された複数のマイクロミラーを有している。
【００２０】
図３Ａはマイクロミラー１１が変位していない状態を示す断面図であり、図３Ｂはマイクロミラー１１が変位した状態を示す断面図である。なお、他のマイクロミラーも図３Ａ及び図３Ｂと同様に構成されているが、ここではマイクロミラー１１を例に挙げて説明する。
【００２１】
マイクロミラー・アレイ・デバイス３は、マイクロミラー１１と、マイクロミラー１１の中心部を支持する支持部１１Ａと、支持部１１Ａに対して左右対称に設けられ、マイクロミラー１１から所定距離だけ隔てられた電極１１Ｂ、１１Ｃと、電極１１Ｂの側に設けられたストッパ−１１Ｄと、支持部１１Ａ、電極１１Ｂ、１１Ｃ、ストッパ１１Ｄを保持する基板１１Ｇと、を備えている。マイクロミラー１１のミラー角度がゼロの場合、マイクロミラー１１の一端側（電極１１Ｂの側）は、ストッパ１１Ｄに接している。
【００２２】
そして、電極１１Ｂ、１１Ｃにそれぞれ所定の電圧が印加されると、マイクロミラー１１と電極１１Ｂ、１１Ｃの電位差による静電力により、マイクロミラー１１はストッパ１１Ｄから離れて、マイクロミラー１１の角度が調整される。なお、角度の変位時間は、製品によって異なるが、例えば±１０度であれば１μｓ（マイクロ秒）以下、±４５度であれば３０μｓ以下である。
【００２３】
ここで、２００万画素を有し、２００μｓで応答するマイクロミラー・アレイ・デバイス３が既に商品化されている。また、後述するが、各マイクロミラーの角度は角度制御をすることにより１００個程度の角度分解能を持たせることができるため、各マイクロミラーは１００個程度のアドレッシングに活用可能である。よって、１つのマイクロミラー・アレイ・デバイス３で操作できる実際のアドレス数は約２億（＝１００×２００万画素）になる。これは、２５Ｔビットのアクセス量に相当する。
【００２４】
一方、マイクロミラーのスイッチングは機械的に行われるため、スイッチングに２００μｓ程度を要してしまうが、この点については、レーザアレイ１のスイッチングを併用することで解決できる。例えば、レーザアレイ１に２００個のレーザ光出射部があれば、約１μｓで定常的な読み出しが可能になる。よって、超高速なアクセスとＴビットオーダの超巨大なホログラムメモリ空間におけるアドレッシングが可能になる。
【００２５】
そして、レーザアレイ１によるレーザ光の出射タイミングと、マイクロミラー・アレイ・デバイス３のマイクロミラーの角度とは、次のような関係になっている。
【００２６】
図４は、レーザ光の出射タイミングとマイクロミラーの角度との関係を示す図である。ここでは、各々のマイクロミラーは、以下のように連続的に任意の角度に調整される。
【００２７】
再構成１では、マイクロミラーの各行において、レーザアレイ１から最も遠い位置を基準にして２番目のマイクロミラー１２、２２、３２、４２のミラー角度を任意の角度に設定する。そして、レーザ光出射部１Ａのみがオン（点灯状態）になり、レーザ光を出射する。これにより、レーザ光出射部１Ａから出射されたレーザ光は、マイクロミラー１２で反射される。
【００２８】
次の再構成２では、レーザ光出射部１Ａはオフ（消灯状態）になり、レーザ光出射部１Ｂのみがオンになる。そして、レーザ光出射部１Ａがレーザ光を点灯していない間に、マイクロミラー１２の角度が調整され、ミラー角度がゼロになる位置に向かって移動する。
【００２９】
そして、再構成３及び４でも同様に、レーザ光出射部１Ａがレーザ光を点灯していない間に、マイクロミラー１２の角度が調整され、ミラー角度がゼロになる位置に向かって移動する。このように、マイクロミラーの角度は、当該マイクロミラーの行に対応するレーザ光出射部からレーザ光が出射されていない期間に調整される。
【００３０】
ホログラムメモリ４には、光再構成ゲートアレイ９の論理演算セルを再構成するための回路情報が記録されている。そして、ホログラムメモリ４にマイクロミラー・アレイ・デバイス３からレーザ光が照射されると、ホログラムメモリ４から光パターンが読み出されて光再構成ゲートアレイ９に照射される。
【００３１】
光再構成ゲートアレイ９は、複数のフォトダイオードを含む単一の受光部を備え、受光部でホログラムメモリ４からの光パターンを受光して、アレイ状に配列された複数の論理演算セルを各種の論理演算回路に再構成する。即ち、光再構成ゲートアレイ９は、光再構成により回路を実装するＬＳＩ部である。ＬＳＩ部は、論理ブロック構造、スイッチマトリクス構造、及び複数のフォトダイオードを含んで構成されている。ＬＳＩ部に配置された複数のフォトダイオードが、光パターンの照射により回路情報を並列的に受け取ることで、ＬＳＩ部において光再構成が行われる。なお、受光部は、光パターンを受光できれば、上述のようなフォトダイオードアレイであってもよいし、イメージセンサであってもよい。即ち、フォトダイオード以外の受光素子で構成されていてもよい。
【００３２】
以上のように構成された光再構成ゲートアレイの再構成制御装置において、次のようにレーザ光の出射タイミングが制御される。
【００３３】
図５は、レーザ光の出射タイミングとマイクロミラーの角度調整タイミングとを示すタイミングチャートである。ここで、レーザアレイ１のレーザ出射部１Ａ、１Ｂ、１Ｃを例に挙げて説明する。また、各々のマイクロミラーは、連続的に０〜３０度までの任意の角度に調整される。
【００３４】
期間Ｔ１では、レーザ光出射部１Ａのレーザ光が点灯する。このとき、マイクロミラー１１の角度は２０度であり、マイクロミラー１２、１３の角度はゼロ度である。そして、ホログラムメモリ４の領域Ａ１には、２０度の角度でレーザ光が照射され、光パターンが読み出される。期間Ｔ１が経過すると、期間Ｔ３が終了するまでに、マイクロミラー１１の角度が２０度から１０度へと変更される。
【００３５】
期間Ｔ２では、レーザ光出射部１Ｂのレーザ光が点灯する。このとき、マイクロミラー２１の角度は２０度であり、マイクロミラー２２、２３の角度はゼロ度である。そして、ホログラムメモリ４の領域Ｂ１には、２０度の角度でレーザ光が照射され、光パターンが読み出される。期間Ｔ２が経過すると、期間Ｔ４が終了するまでに、マイクロミラー２１の角度が２０度からゼロ度へと変更され、マイクロミラー２３の角度がゼロ度から１０度へと変更される。
【００３６】
期間Ｔ３では、レーザ光出射部１Ｃのレーザ光が点灯する。このとき、マイクロミラー３１の角度は２０度であり、マイクロミラー３２、３３の角度はゼロ度である。そして、ホログラムメモリ４の領域Ｃ１には、２０度の角度でレーザ光が照射され、光パターンが読み出される。なお、マイクロミラー３１、３２、３３の角度は、いずれの期間であっても変化しない。
【００３７】
期間Ｔ４では、レーザ光出射部１Ａのレーザ光が再び点灯する。このとき、マイクロミラー１１の角度は１０度であり、マイクロミラー１２、１３の角度はゼロ度である。そして、ホログラムメモリ４の領域Ａ１には、１０度の角度でレーザ光が照射され、光パターンが読み出される。期間Ｔ４が経過すると、期間Ｔ６が終了するまでに、マイクロミラー１１の角度が１０度からゼロ度へと変更され、マイクロミラー１２の角度がゼロ度から３０度へと変更される。
【００３８】
期間Ｔ５では、レーザ光出射部１Ｂのレーザ光が再び点灯する。このとき、マイクロミラー２３の角度は１０度であり、マイクロミラー２１、２２の角度はゼロ度である。そして、ホログラムメモリ４の領域Ｂ３には、１０度の角度でレーザ光が照射され、光パターンが読み出される。
【００３９】
期間Ｔ６では、レーザ光出射部１Ｃのレーザ光が再び点灯する。そして、ホログラムメモリ４の領域Ｃ１には、２０度の角度でレーザ光が照射され、光パターンが読み出される。
【００４０】
期間Ｔ７では、レーザ光出射部１Ａのレーザ光が再び点灯する。そして、ホログラムメモリ４の領域Ａ２には、３０度の角度でレーザ光が照射され、光パターンが読み出される。
【００４１】
このように、レーザアレイ１からレーザ光が出射されるレーザ光出射部が順次切り替えられる。そして、マイクロミラーの角度は、他の行に対応するレーザ光出射部からレーザ光が出射されている間に調整される。これにより、ホログラムメモリ４の異なる領域にレーザ光が照射されるか、ホログラムメモリ４の同じ領域にレーザ光が異なる角度で照射されて、回路情報を示す光パターンが読み出される。
【００４２】
光再構成ゲートアレイ９は、このようにホログラムメモリ４から読み出された光パターンを受光して、アレイ状に配列された複数の論理演算セルを各種の論理演算回路に再構成する。
【００４３】
以上のように、本実施形態に係る光再構成型ゲートアレイの再構成制御装置は、高速スイッチングが得意なレーザアレイ１によるレーザ光の切替えと、低速スイッチングであるが大容量のアドレッシングが得意なマイクロミラー・アレイ・デバイス３のマイクロミラーの切替えと、を併用することで、ホログラムメモリ４から高速かつ連続的に回路情報を読み出し、この回路情報に基づいて、光再構成ゲートアレイ９を高速で再構成することができる。
【００４４】
（ホログラムメモリ４への回路情報の記録）
図６は、ホログラムメモリ４へ回路情報が記録される場合の光再構成型ゲートアレイの回路情報記録装置の構成を示す図である。光再構成型ゲートアレイの回路情報記録装置では、図１に示す光再構成ゲートアレイ９の位置に、光再構成ゲートアレイ９に代えて空間光変調素子１９が設けられている。空間光変調素子１９には、回路情報に基づいてイメージパターンが形成される。また、図１に示す構成に加えて、レーザアレイ１からのレーザ光を透過光（参照光用の光）と反射光（信号光用の光）とに分離するハーフミラー２と、ハーフミラー２からの反射光を所定方向へ反射するミラー５及びミラー６と、ミラー６からのレーザ光のビーム径を拡大するレンズ７及びレンズ８と、を備えている。
【００４５】
ハーフミラー２は、レーザアレイ１から出射されたレーザ光の一部を透過し、残りのレーザ光を反射する。そして、ハーフミラー２を透過したレーザ光は、参照光としてマイクロミラー・アレイ・デバイス３に照射される。また、ハーフミラー２で反射されたレーザ光は、信号光用の光としてミラー５へ照射される。参照光は、マイクロミラー・アレイ・デバイス３で反射された後、ホログラムメモリ４に照射される。
【００４６】
信号光用の光は、ミラー５で反射された後、ミラー６を介して、レンズ７，８でビーム径が拡大された後、空間光変調素子１９に照射される。信号光用の光は、空間光変調素子１９によりイメージパターンに応じて変調されて、回路情報が重畳された信号光が生成される。そして、回路情報が重畳された信号光が、ホログラムメモリ４へ照射される。信号光と参照光とはホログラムメモリ４の記録層で光干渉を起こし、空間光変調素子１９で形成されたイメージパターンが干渉縞（即ち、ホログラム）として記録される。この結果、光再構成ゲートアレイ９の回路情報がホログラムメモリ４に記録される。
【００４７】
［第２の実施形態］
つぎに、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４８】
（アナログ的アドレッシング技術）
以下、マイクロミラーとレーザ照射のタイミングを制御して、レーザ光を複数の異なる角度に照射する実施形態の例について説明する。図７Ａはマイクロミラーの応答特性を示す図であり、図７Ｂはマイクロミラーの応答特性とレーザ光パルスの点灯タイミングとを示す図である。図７Ａに示すように、図２に示す構成のマイクロミラーは、電極への電圧印加後に所定の応答曲線に従って角度変化する。そこで、図１に示す制御装置１０は、この電極に所定のタイミングで電圧が印加されるようにマイクロミラー・アレイ・デバイス３を制御し、ある一定時間経過後にレーザ光が照射されるようにレーザアレイ１を制御する。これにより、図７Ｂに示されるように、アナログ的に任意の角度でレーザ光の照射が可能であり、その角度に対応したホログラムメモリ上の情報の読出しが可能になる。
【００４９】
例えば図７Ｂの場合、マイクロミラーの角度は、時刻ｔ１でレーザ光が照射された場合は−４０度になり、時刻ｔ２でレーザ光が照射された場合は＋１０度になる。現在のレーザ技術では、パルス幅は１ｎｓ以下でも制御可能であるので、例えば１μｓで応答するマイクロミラーを考える場合、そのスイッチング角度分解能は１０００以上になる。
【００５０】
図８は、電極１１Ｂの電位、電極１１Ｃの電位、ミラー角度、及びレーザ出射のそれぞれのタイミングを示すタイミングチャートである。同図に示すように、電極に所定の電圧が印加され、過渡応答を考慮してレーザ光が出射されれば、アナログ変調が実現可能になる。
【００５１】
（レーザの点灯時間の制御）
続いて、このマイクロミラー・アレイ・デバイス３を用いて、ホログラムメモリ４に角度多重で記録された情報を連続的もしくは選択的に読み出す手法について説明する。
【００５２】
図９Ａはレーザを常時点灯させて情報を読み出す手法を示す図であり、図９Ｂはレーザをパルス点灯させて情報を読み出す手法を示す図である。図９Ａ及び図９Ｂに示す曲線は、図７Ａ及び図７Ｂと同様に、マイクロミラーの応答特性を表している。レーザアレイ１は、図１の制御装置１０によって連続点灯又はパルス駆動される。光再構成ゲートアレイ９（またはイメージセンサ）のフォトセンサの一部の情報は識別子の読出しに使用され、その識別子の情報に基づいて、当該識別子に対応する情報が読み出される。つまり、レーザの照射角度を連続的に変化させていき、レーザの照射角度がホログラムメモリの情報が読み出せる角度と一致するタイミングを識別子の情報により検出し、そのタイミングで情報を読み出すことにより、複数の異なる角度のホログラムメモリ情報を読み出せる。
【００５３】
（ピエゾ素子タイプの場合）
次に、マイクロミラーによりレーザ照射を複数角度にアドレッシングする別の実施形態について説明する。図１０Ａはピエゾ素子タイプのマイクロミラー・アレイ・デバイスの静止時の状態を示す図であり、図１０Ｂはその角度調整時の状態を示す図である。図１０Ａに示すように、マイクロミラー・アレイ・デバイス３は、マイクロミラー１１と、マイクロミラー１１を支持する支持部１１ｅと、支持部１１ｅが先端部に固定されたピエゾ素子１１ｆとを備えている。ピエゾ素子１１ｆに電圧が印加されると、ピエゾ素子１１ｆが湾曲し、マイクロミラー１１の角度が変化する。なお、マイクロミラー・アレイ・デバイス３のマイクロミラーの角度は、ピエゾ素子の場合、例えば０〜７度程度までアナログ的に調整可能であり、応答速度は例えば１度／μｓである。
【００５４】
（ホログラムメモリ４からの他の読出し手法）
ホログラムメモリ４の回路情報を読み込む場合、光再構成ゲートアレイ９の受光素子で受信された情報の一部（例えば１６ビット：６５５３６通り）はホログラムメモリ４の情報を識別するための識別情報として使用されてもよい。ホログラムメモリ４が体積型ホログラムメモリであって角度多重で記録された場合、レーザ光の照射角度を連続的に変えながら読み出すと、光再構成ゲートアレイ９のフォトダイオードでは、次のような応答が得られる。
【００５５】
図１１は、光再構成ゲートアレイ９のフォトダイオードの応答を示す図である。コンテキスト識別情報（回路情報の識別情報）の各ビットのコントラスト値（ハイレベルとローレベルの差）がある一定以上であれば、図１に示す制御装置１０は、照射角度は正しいと判定し、この情報からどのコンテキスト（回路情報）を読み出しているのか識別可能になる。また、マイクロミラー・アレイ・デバイス３の角度応答がセンシングできない場合でもコンテキストが正確に読み出される。例えば、ホログラムメモリ４に対するレーザ光の照射角度が正しい場合、図１１に示すように、情報“１”の場合はハイレベルに、情報“０”の場合はローレベルに落ち着く。図１１はハイレベル状態を示している。このように、照射角度が正しい角度と一致すれば、コントラスト値は所定値以上になり、照射角度が正しい角度と一致しなければ、コントラスト値は中間的な値になる。
【００５６】
なお、マイクロミラーの角度は、ピエゾタイプの場合、電圧依存性があるので印加電圧により類推可能であり、２値タイプの場合、時間依存性があるので時間を計れば類推可能である。但し、温度、電圧変動、劣化他の影響により一意に定められない場合もあり、その場合に、上記ブラインド的な検出方法は有効である。
【００５７】
（レーザアレイの一部が常時点灯故障した場合の対策）
次に、レーザアレイの一部に「常時点灯故障」した場合の対策について説明する。図１に示す光再構成ゲートアレイの再構成制御装置において、複数のレーザ出射部を有するレーザアレイ１の一部（レーザ）が、トランジスタの熱熔解等の不具合に起因して常時点灯モードで故障してしまった場合には、故障したレーザ出射部から出射されるレーザ光により、他のホログラムの読み出しが困難になる。この問題を回避するためには、レーザアレイ１の複数のレーザ出射部を予め複数の組に区分すると共に、組毎に共通の電源で駆動されるように構成しておいて、常時点灯故障が検知された場合には、故障したレーザ出射部と同じ組に属する複数のレーザ出射部の全部をオン（点灯状態）にするようにレーザアレイ１を制御すればよい。
【００５８】
共通の電源で駆動される複数のレーザ出射部の全部をオンにすることで、当該組に属する複数のレーザ出射部は、出射されるレーザ光の照射エネルギー（レーザパワー）が大幅に低下するか、駆動電流がレーザのしきい値電流以下となって消灯する。これにより、他の組に属するレーザ出射部から出射されるレーザ光により、他のホログラムの読み出しが可能となる。
【００５９】
常時点灯故障の検知は、例えば、回路情報に誤り検出符号を付加する等して、光再構成ゲートアレイ９の受光部で光パターンを受光した場合の「誤り検出」により行うことができる。「誤り検出」は、光再構成ゲートアレイ９の受光部から取得した情報に基づいて、制御装置１０によって実行される。
【００６０】
また、故障したレーザ出射部と同じ組に属する複数のレーザ出射部の全部がオフ（消灯状態）となっても、他の組に属するレーザ出射部によりレーザ光を照射して同じ回路情報が読み出せるように、ホログラムメモリ４に記憶しておく回路情報には冗長性を持たせておくことが好ましい。
【００６１】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内で設計上の変更をされたものにも適用可能であるのは勿論である。
【００６２】
例えば、上述した実施形態では、レーザ光を照射する手段としてレーザアレイ１を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、単一のレーザから出射されたレーザ光を回転多面鏡（ポリゴンミラー）が等角度走査して、等角度走査されたレーザ光をｆθレンズがマイクロミラー・アレイ・デバイス３の反射面上で等速度走査してもよい。
【００６３】
また、図４及び図５では示されていないが、レーザアレイ１が同時に複数のレーザ光を出射し、マイクロミラー・アレイ・デバイス３がレーザアレイ１からの複数のレーザ光をそれぞれ所定の方向へ反射してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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