(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間光変調器を用いて物体光に情報を乗せ、この物体光と参照光との干渉によって生じるホログラムを情報としてホールバーニングメモリに記録し、このホールバーニングメモリに記録された情報を所定波長の読み出し光を用いて読み出す、空間光変調器を用いたホールバーニングメモリへの情報記録方法において、
前記ホールバーニングメモリに電界Ｅ1 を印加し前記物体光に情報が乗っていない状態で波長λ0 の前記参照光を用いて前記ホールバーニングメモリに第１のホログラムを記録する第１のステップと、前記ホールバーニングメモリに電界Ｅ2 を印加し前記物体光に情報が乗った状態で波長λ0 の前記参照光を用いて前記ホールバーニングメモリに第２のホログラムを記録する第２のステップと、約  （Ｅ1 ＋Ｅ2 ）／２の値を持つ電界Ｅ0 を前記ホールバーニングメモリに印加した状態で前記波長λ0 に隣接する波長域にホールを生じる波長λ1 または波長λ2 の前記読み出し光を用いて前記ホールバーニングメモリに記録された情報を読み出す第３のステップとを備えたことを特徴とする空間光変調器を用いたホールバーニングメモリへの情報記録方法。
【請求項２】
空間光変調器を用いて物体光に情報を乗せ、この物体光と参照光との干渉によって生じるホログラムを情報としてホールバーニングメモリに記録し、このホールバーニングメモリに記録された情報を所定波長の読み出し光を用いて読み出す、空間光変調器を用いたホールバーニングメモリへの情報記録方法において、
前記ホールバーニングメモリに電界Ｅ0 を印加し前記物体光に情報が乗っていない状態で波長λ1 の前記参照光を用いて前記ホールバーニングメモリに第１のホログラムを記録する第１のステップと、前記ホールバーニングメモリに前記電界Ｅ0 を印加し前記物体光に情報が乗った状態で波長λ2 の前記参照光を用いて前記ホールバーニングメモリに第２のホログラムを記録する第２のステップと、前記電界Ｅ0 に隣接する電界域にホールを生じる電界Ｅ1 または電界Ｅ2 を前記ホールバーニングメモリに印加した状態で約（λ1 ＋λ2 ）／２の値を持つ波長λ0 の前記読み出し光を用いて前記ホールバーニングメモリに記録された情報を読み出す第３のステップとを備えたことを特徴とする空間光変調器を用いたホールバーニングメモリへの情報記録方法。
【請求項３】
前記第１のステップまたは前記第２のステップにおいて、前記物体光の位相をπだけずらして前記第１または第２のホログラムを前記ホールバーニングメモリに記録することを特徴とする請求項１または請求項２記載の空間光変調器を用いたホールバーニングメモリへの情報記録方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、空間光変調器によって情報が乗せられる物体光と参照光との干渉によって生じるホログラムを情報としてホールバーニングメモリに記録する、空間光変調器を用いたホールバーニングメモリへの情報記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光化学ホールバーニングメモリ（ＰＨＢ）は光ディスクのようなビット・バイ・ビット・メモリとして検討されているが、この方式だと十分なコントラストを得ることができず、結果としてメモリの密度を上げられない。このため、２次元画像（情報）をホログラムとしてＰＨＢに記録することが提案され、実験されている。
【０００３】
ＰＨＢを構成するポリマー中の有機分子の光吸収帯は、図９のグラフに示す数テラヘルツの広帯域に広がっている。ここで、同グラフの横軸は光の波長［λ］，縦軸は光吸収の度合いを示している。このようなＰＨＢに単一波長の光を照射すると、その波長に対応した吸収帯に図示のホールが残り、情報が記録されたことになる。従って、記録するホールの波長を複数採用すれば、多重化した記録がＰＨＢに対して行え、波長多重メモリを構成することが可能になる。ＰＨＢは非常に良好な波長純度を必要とするため、記録にレーザ光を用いなければならないが、記録の多重化は、レーザ光の波長幅を１０［ＭＨｚ］とすれば原理的には１０5 程度になる。また、記録したホールは、そのホールの記録に用いた波長を持つレーザ光によって読み出すことができる。このようなＰＨＢに対する情報の読み書きの効果は、現状においては数°Ｋ以下の極低温にＰＨＢが保たれた環境下において得られている。
【０００４】
また、ポリマーに電圧を掛けて電界Ｅを印加することにより、印加した電界Ｅの違いによって異なるホールを記録できることも知られている。すなわち、ＰＨＢに記録する光の波長を固定していても、ＰＨＢに印加する電圧つまり電界Ｅを変えることで異なる情報を記録することができる。情報をこのように記録した場合には、情報読み出しは、記録時に印加した電界Ｅと同じ電界ＥをＰＨＢに印加することにより、対応するホールが読み出せる。
【０００５】
従って、ＰＨＢは、ホールを書き込む２次元位置ｘ，ｙ、並びにホールを書き込むために用いられる光の波長λ、および印加する電界Ｅの４次元のメモリとして利用することができる。
【０００６】
しかし、上記のように、ＰＨＢへの情報記録には波長純度の高いレーザ光を用いなければならないため、２次元画像をＰＨＢに記録するためには、従来、透過型フィルムを使って所定波長の入射レーザ光を選択的に透過させていた。従って、この透過型フィルムを用いて入力情報を書き込む従来の情報記録方法においては、フィルムの作成やフィルムの入れ換えに手間を要した。このため、ＰＨＢを用いることによって簡易に波長多重記録が行えるというせっかくの長所が全く生かされていなかった。
【０００７】
この問題を解決する方法として、本出願人による特開平３−７２３１３号公報に開示された情報記録方法がある。同公報ではこの情報記録に、図１０に示す、空間光変調器（ＳＬＭ）を用いたＰＨＢ記録システムが用いられており、取扱いの不便な透過型フィルムの替わりにＳＬＭが採用されている。
【０００８】
空間光変調管１の光電面１１側には、ランプ６１で照明される入力画像６２が設けられている。この入力画像６２からの光はレンズ６３によって光電面１１に結像され、入力像に応じた電子が放出される。一方、光源はＡｒレーザ７１と色素レーザ７２からなる波長可変レーザ光源７で構成され、出力光の波長は１ｎｍごとの異なる値に設定される。波長可変レーザ光源７からのレーザ光はレンズ８１、ピンホール８２およびレンズ８３を経て偏光子３に入射し、コリメートされてハーフミラー８４に入射する。ハーフミラー８４で反射したレーザ光は、λ／２板８５を通って参照光（ＲＥＦ）としてＰＨＢ９に入射する。ハーフミラー８４を透過したレーザ光は空間光変調管１の電気光学結晶板１５で反射し、ハーフミラー４で光路変更され、検光子５を介してＰＨＢ９に物体光（ＯＢＪ）として入射する。この結果、物体光と参照光とが干渉して得られるホログラムがＰＨＢ９に記録され、入力画像に対応する強度分布を有するレーザ光画像がＰＨＢ９に情報として記録される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方法でＰＨＢにホログラムを記録すると、特に物体光を作るＳＬＭには少なからず不均一性があるため、これが画像の不均一性（シェーディング）となって好ましくない。この不均一性の原因は、ＳＬＭの光変調材料である電気光学結晶が平行平板に加工される際の加工精度（研磨精度）や、電気光学結晶の材料自体が持っている屈折率分布の不均一性、および装置を構成する光学系の誤差に起因する。例えば、５５°カットＬｉＮｂＯ3 が電気光学結晶に用いられ、このＬｉＮｂＯ3 が図１１の断面図に示すように加工され、結晶板の中心部と周辺部との間に△ｄ＝１．３μｍの高低差が生じたとする。このような電気光学結晶板について波長６３２．８ｎｍの読み出しレーザ光または参照レーザ光が往復すると、結晶板周辺部と中心部とで光の位相にπラジアンの差が生じ、偏光板を通過した後の光の強度分布は中心部が明るく、周辺部が暗くなってしまう。
【００１０】
これと同様な問題は電気光学結晶板の替わりに液晶を用いたＳＬＭでも生じる。この場合に画像に不均一性が生じる原因は、液晶を注入する２枚のガラス基板間の間隔の不均一、つまりセル厚の不均一に起因する。
【００１１】
このような不均一な光位相分布または光強度分布を持った状態でＰＨＢにホログラムを記録すると、その再生像にも同様な不均一が含まれることは明らかである。
【００１２】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、ホログラム画像の不均一性を補償でき、実時間で多重ホログラムメモリに読み書きすることのできる光学記録方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＳＬＭを用いて物体光に情報を乗せ、この物体光と参照光との干渉によって生じるホログラムを情報としてＰＨＢに記録し、このＰＨＢに記録された情報を所定波長の読み出し光を用いて読み出す、ＳＬＭを用いたＰＨＢへの情報記録方法において、図１（ａ）に示す波長（λ）−電界（Ｅ）平面を考え、以下の各ステップに従ってＰＨＢに情報を読み書きする。
【００１４】
▲１▼ＰＨＢに電界Ｅ1 を印加し、物体光に情報が乗っていない状態で、波長λ0 の参照光を用いてＰＨＢに第１のホログラムを記録する。
【００１５】
▲２▼ＰＨＢに電界Ｅ2 を印加し、物体光に情報が乗った状態で、波長λ0 の参照光を用いてＰＨＢに第２のホログラムを記録する。
【００１６】
▲３▼約（Ｅ1 ＋Ｅ2 ）／２の値を持つ電界Ｅ0 をＰＨＢに印加した状態で、波長λ0 に隣接する波長域にホールを生じる波長λ1 または波長λ2 の読み出し光を用いて、ＰＨＢに記録された情報を読み出す。
【００１７】
また、図１（ｂ）に示すλ−Ｅ平面を考え、以下の各ステップに従ってＰＨＢに情報を読み書きする。
【００１８】
▲１▼ＰＨＢに電界Ｅ0 を印加し、物体光に情報が乗っていない状態で、波長λ1 の前記参照光を用いてＰＨＢに第１のホログラムを記録する。
【００１９】
▲２▼ＰＨＢに電界Ｅ0 を印加し、物体光に情報が乗った状態で、波長λ2 の前記参照光を用いてＰＨＢに第２のホログラムを記録する。
【００２０】
▲３▼電界Ｅ0 に隣接する電界域にホールを生じる電界Ｅ1 または電界Ｅ2 をＰＨＢに印加した状態で、約（λ1 ＋λ2 ）／２の値を持つ波長λ0 の読み出し光を用いて、ＰＨＢに記録された情報を読み出す。
【００２１】
また、上記のステップ▲１▼またはステップ▲２▼において、物体光の位相をπだけずらして第１または第２のホログラムをＰＨＢに記録する。
【００２２】
【作用】
ステップ▲３▼によってＰＨＢに記録した情報を読み出すと、ステップ▲１▼および▲２▼でＰＨＢに記録した第１および第２の各ホログラム画像が重畳して読み出される。つまり、第１および第２の各ホログラム画像の光波の波面は同時に読み出され、読み出された各光波の位相差によって読み出し画像は相互に強め合ったり、弱め合ったりする。すなわち、ＰＨＢに記録した第１および第２の各ホログラム画像の光波の波面（位相）が０（等しい）のところでは、記録した各画像が相互に強調して読み出され、ＰＨＢの読み出し出力は最も明るくなる。また、光波の位相差がπのところでは、記録した各画像が相互に弱め合って読み出され、ＰＨＢの読み出し出力は最も暗くなる。また、第１および第２の各ホログラム画像の光波の位相差がπ／４，π／２などの中間の値のところでは、読み出し出力は最も明るい出力と最も暗い出力との間の中間レベルの強度の出力として読み出される。従って、物体光が記録されていない第１のホログラムと物体光が記録された第２のホログラムとに記録された各背景雑音間の位相差は等しくなるため、第１および第２の各ホログラムが同時に読み出されることにより、これら各ホログラムが重畳して得られる合成ホログラムの背景は最も明るくる。また、物体光の位相をπだけずらして第１または第２のホログラムがＰＨＢに記録されると、第１のホログラムと第２のホログラムとに記録された各背景雑音間の位相差はπとなるため、各ホログラムが同時に読み出されることにより、合成ホログラムの背景は最も暗く読み出される。
【００２３】
【実施例】
図２は本発明の一実施例によるＳＬＭを用いたＰＨＢへの情報記録方法に使用されるＰＨＢ記録システムを示している。
【００２４】
光化学ホールバーニングメモリ（ＰＨＢ）３１は、クロリン（２，３−dihydroporphyrin）をドープしたポリビニルブチラン（ＰＹＢ）フィルムであり、その厚さはおよそ９０μｍである。このフィルムは、クライオスタット（冷却器）３２中の液体ヘリウムに直接接触しており、その温度は１．７〜４．２Ｋに保たれている。ＰＨＢ３１を構成するこのフィルムは透明導電膜がコートされたガラス板に挟まれて固定されており、電圧可変な電源３３からこの透明導電膜に電圧を供給することにより、フィルム中に１０5 Ｖ／ｃｍ位の電界を印加することができる。
【００２５】
記録・再生用の光源にはＡｒ+ レーザと色素レーザからなる図示しない波長可変レーザ光源が用いられている。出力レーザ光の波長には６１０〜６７０ｎｍの波長が用いられている。色素レーザからの光は同じく図示しない対物レンズで拡大され、図示しないコリメートレンズで平行光になってハーフミラー３４に入射する。このハーフミラー３４を透過したレーザ光は参照光または記録読み出し光としてＰＨＢ３１に照射される。また、ハーフミラー３４で反射したレーザ光はさらにハーフミラー３５で光路が変換されて情報読み出し光となり、位相シフタ３６を介して空間光変調器（ＳＬＭ）３７の読み出し側（変調材料側）に入射する。一方、ランプ光源で照明された入力像３８もレンズ３９を介してこのＳＬＭ３７の書き込み側（アドレス材料側）に入射する。従って、ハーフミラー３５で光路が変換されてきた情報読み出し光が、変調材料を往復する間に入力像３８が重畳し、入力情報によって位相変調された物体光が生成される。この物体光は必要により位相シフタ３６で位相がシフトされてＰＨＢ３１に入射する。
【００２６】
ＰＨＢ３１に入射した物体光は、ハーフミラー３４を透過した参照光とＰＨＢ３１上で干渉する。この干渉によって約２μｍの干渉縞が形成され、物体光に乗った入力情報はホログラムとなってＰＨＢ３１に記録される。この記録は５００μＷ／ｃｍ2 位のパワーで行われる。また、この記録画像の読み出しは記録パワーの１／１０4 のパワーで行われる。
【００２７】
ＳＬＭ３７は物体光に情報を乗せる手段として用いられており、その詳細な構造は図３に示されている。このＳＬＭ３７では変調材料として並行配向ネマチック液晶３７ａが用いられている。この並行配向ネマチック液晶３７ａの液晶分子は面に平行に配向しており、配向層３７ｂ，ｃに挟まれている。配向層３７ｂの側には入射した情報読み出し光を反射する誘電体ミラー３７ｄが設けられている。また、この誘電体ミラー３７ｄに接してアモルファス・シリコン（ａ−Ｓｉ）からなる光導電体３７ｅが設けられている。この光導電体３７ｅは、書き込み光に対して反応するアドレス材料として用いられている。さらに、光導電体３７ｅおよび配向層３７ｃの各外側には透明導電膜（ＩＴＯ）３７ｆ，ｇが設けられており、さらにこれら透明導電膜３７ｆ，ｇの各外側にはガラス面板３７ｈ，ｉが設けられている。透明導電膜３７ｆ，ｇには電源４０から所定の電圧が印加される。
【００２８】
入力像３８が外部光によって照明され、レンズ３９で光導電体３７ｅ上にフォーカスされると、光が当たった部分のａ−Ｓｉの電気抵抗が低下し、透明導電膜３７ｆ，ｇ間に印加された電圧は、電気抵抗が低下した部分の光導電体３７ｅを介して並行配向ネマチック液晶３７ａに与えられる。並行配向ネマチック液晶３７ａの液晶分子は上述したように面に平行に配向しているが、電圧が与えられると傾く。情報読み出し光は偏波面ｅが液晶分子に平行になっており、電圧印加によって液晶分子が傾いた部分のネマチック液晶３７ａの屈折率は変化するため、誘電体ミラー３７ｄで反射した読み出し光の位相は、入力像３８に対応して変調される。つまり、２次元的に位相変調された入力情報が物体光に乗せられる。
【００２９】
この物体光は、位相シフタ３６により、必要に応じて一様に位相がπだけシフトされる。図４はこの位相シフタ３６の詳細な構造を示している。位相シフタ３６はＳＬＭと同じ並行配向ネマチック液晶３６ａからなり、この並行配向ネマチック液晶３６ａの両側には配向層３６ｂ，ｃが設けられている。さらに、これら配向層３６ｂ，ｃの両外側には透明導電膜３６ｄ，ｅ、これら透明導電膜３６ｄ，ｅの両外側にはガラス面板３６ｆ，ｇが設けられている。各透明導電膜３６ｄ，ｅには必要に応じて電源４１から所定の電圧が印加される。透明導電膜３６ｄ，ｅ間にこの電圧が印加されると、上述のＳＬＭと同様に並行配向ネマチック液晶３６ａの屈折率は一様に変化し、この液晶３６ａを通過する物体光の位相が一様にπだけシフトされる。
【００３０】
このような構成の装置を使用する、本実施例によるＳＬＭを用いたＰＨＢへの情報記録方法について図５を参照して以下に詳述する。
【００３１】
ＰＨＢ３１に入力画像を書き込む前の物体光、つまり入力像がなく情報が乗っていない物体光が、図５（ａ）に示すような位相の不均一を有していると仮定する。この物体光の位相の不均一性は、ＳＬＭ３７を構成する並行配向ネマチック液晶３７ａの厚みの不均一性や、装置を構成する光学系が有する誤差に対応して生じたものである。なお、同図（ａ）において、位相の不均一性は説明の便宜上位相０の部分と位相πの部分とに２値的に変化するよう描かれているが、実際には位相０の部分から位相πの部分への位相変化は例えばサイン波のようになだらかに変化する。同図（ａ）に示す物体光は、図１（ａ）に示す（λ0 ，Ｅ1 ）の条件で、参照光と共にＰＨＢ３１に第１のホログラムとして記録される。つまり、電源３３からＰＨＢ３１に電界Ｅ1 を生じる電圧が供給された状態で、波長λ0 の参照光を用いて第１のホログラム画像がＰＨＢ３１に記録される。この物体光はバックグラウンド（背景雑音）に相当している。
【００３２】
次に、図５（ｄ）に示す形状の入力画像が読み出し光の位相をπ変調するようにＳＬＭ３７に書き込まれると、図５（ｂ）に示す物体光が得られる。入力画像に対応した位相πは各画像位置においてバックグラウンドの位相と足し合わされ、物体光は図示の位相変化となる。入力画像が情報として乗ったこの物体光は、図１（ａ）に示す（λ0 ，Ｅ2 ）の条件で、参照光と共にＰＨＢ３１に第２のホログラムとして記録される。つまり、電源３３からＰＨＢ３１へ供給される電圧が電界Ｅ2 を生じる電圧に変えられ、上記と同じ波長λ0 の参照光を用いて第２のホログラム画像がＰＨＢ３１に記録される。
【００３３】
次に、このようにＰＨＢ３１に記録された画像は、ハーフミラー３４を透過したコリメートされたレーザ光を読み出し光として読み出される。なお、この際、ＳＬＭ３７の情報読み出し光は図示しないシャッターで閉じられている。この読み出し条件は図１（ａ）に示す（λ1 ，Ｅ0 ）または（λ2 ，Ｅ0 ）の条件で行われる。すなわち、電源３３からＰＨＢ３１に印加される電圧が電界Ｅ0 （＝  （Ｅ1 ＋Ｅ2 ）／２）を生じる電圧とされた状態で、波長λ1 またはλ2 の読み出し光を用いてＰＨＢ３１に記録された情報が読み出される。ここで、波長λ1 ，λ2 は、波長λ0 に隣接する波長域にホールを生じる波長である。例えば、λ0 を６３３ｎｍとすると、λ1 ＝６３３−５ＧＨｚ，λ2 ＝６３３＋５ＧＨｚとなる。５ＧＨｚは約６．５×１０-3ｎｍに相当する。また、電界Ｅ0 を０とすると、Ｅ1 ＝−２ＫＶ／ｃｍ，Ｅ2 ＝＋２ＫＶ／ｃｍである。図５（ｃ）はこの読み出しによって得られた画像を示しており、背景雑音が除去された明瞭な画像が得られている。この背景雑音の除去は次のようにして行われている。
【００３４】
つまり、読み出し光波長および印加電界が（λ1 ，Ｅ0 ）または（λ2 ，Ｅ0 ）の条件でＰＨＢ３１に記録された情報が読み出されると、参照光波長および印加電界が（λ0 ，Ｅ1 ）の条件でＰＨＢ３１に記録した第１のホログラム画像および（λ0 ，Ｅ2 ）の条件でＰＨＢ３１に記録した第２のホログラム画像が重畳して読み出される。つまり、ＰＨＢ３１に記録した第１および第２の各ホログラム画像の光波の波面は同時に読み出され、読み出された各光波の位相差によって読み出し画像は相互に強め合ったり、弱め合ったりする。すなわち、ＰＨＢ３１に記録した第１および第２の各ホログラム画像の光波の位相差が０のところ、つまり、重なり合った光波の各位相が０，０であったところ、または重なり合った光波の各位相がπ，πであったところに記録した各画像は干渉によって相互に強調して読み出される。このため、ＰＨＢ３１から読み出した出力は図５（ｃ）の白抜き領域に示されるバックグラウンド部分において最も明るくなる。また、光波の位相差がπのところ、つまり、重なり合った光波の各位相が０，πであったところに記録した各画像は相互に弱め合って読み出され、ＰＨＢ３１から読み出した出力は図５（ｃ）の斜線領域に示される信号部分において最も暗くなる。
【００３５】
なお、各光波の位相は２値的に描かれているが、前述のように実際にはサイン波状に位相は変化している。この位相変化は図５（ａ）に示す物体光と図５（ｂ）に示す物体光との各バックグラウンドで等しいため、重なり合った各光波の位相差は０となり、最も明るく読み出される。ここで、各光波の位相差がπ／４，π／２などの中間の値のところでは、読み出し出力は最も明るい出力と最も暗い出力との間の中間レベルの強度の出力として読み出される。
【００３６】
従って、物体光が記録されていない図５（ａ）に示す第１のホログラム画像と物体光が記録された図５（ｂ）に示す第２のホログラム画像とに記録された各バックグラウンド間の位相差は上記のように等しくなるため、第１および第２の各ホログラム画像が同時に読み出されることにより、これら各ホログラムが重畳して得られる図５（ｃ）に示す合成ホログラム画像のバックグラウンドは最も明るくる。
【００３７】
また、信号部分の位相を一様にπだけシフトするのが必要な場合には、情報記録は次のように行われる。つまり、電源４１から位相シフタ３６へ所定の電圧が供給され、ＳＬＭ３７から反射してきた入力情報が乗っていない物体光の位相が一様にπだけずらされ、物体光は図５（ｅ）に示す位相変化となる。つまり、位相変化は図５（ａ）に示すものと反対の状態になる。この物体光がまず参照光波長および印加電界が（λ0 ，Ｅ1 ）の上記と同じ条件でＰＨＢ３１に第１のホログラム画像として記録される。次に、図５（ｄ）に示す上記と同じ入力情報が乗った物体光は図５（ｆ）に示すように図５（ｂ）と同じものとし、この物体光が（λ0 ，Ｅ2 ）の上記と同じ条件でＰＨＢ３１に第２のホログラム画像として記録される。次に、上記と同じ（λ1 ，Ｅ0 ）または（λ2 ，Ｅ0 ）の条件でＰＨＢ３１に記録された情報が読み出されると、図５（ｇ）に示す画像が得られる。この画像では、入力情報が乗っていない図５（ｅ）に示す第１のホログラム画像のバックグラウンドの位相と、図５（ｆ）に示す第２のホログラム画像のバックグラウンドの位相とはπの差があるため、各ホログラムが同時に読み出されることにより、合成ホログラムのバックグランド領域の画像は図５（ｇ）の斜線領域に示すように最も暗くなる。また、入力画像部の光波の各位相は０，０またはπ，πと等しくなっているため、入力画像部の読み出し出力は図５（ｇ）に示すように最も明るくなる。このため、読み出された図５（ｇ）に示す再生画像は図５
（ｃ）に示す再生画像を反転した出力となる。
【００３８】
この結果、物体光に乗せられた図５（ｄ）に示す入力情報は、図５（ｃ）の再生画像においては最も明るい部分を背景として、図５（ｇ）の再生画像においては最も暗い部分を背景として、明確に読み出される。すなわち、ＳＬＭ３７を形成する並行配向ネマチック液晶３７ａの厚さに不均一があり、また、光学系に誤差が存在し、画像の不均一性の要因となる背景雑音が第１および第２の各ホログラム画像に含まれていても、これら各ホログラムが重畳して得られる合成ホログラムにおいては、各背景雑音が相互に補償し合って最も明るいまたは最も暗い均一な背景が形成される。この結果、合成ホログラムとして読み出された図５（ｃ）または図５（ｇ）の再生画像では、入力情報は均一な背景に忠実にかつ明瞭に復元されるようになる。
【００３９】
なお、上記実施例の説明においては、入力情報が乗っていない図５（ａ）に示す物体光を位相シフタ３６を用いて一様にπだけ位相シフトした場合について説明したが、入力情報が乗った図５（ｂ）に示す物体光を位相シフタ３６を用いて一様にπだけ位相シフトするようにしても良い。この場合においても、第１および第２の各ホログラム画像を合成して得られる画像は図５（ｇ）に示すものと同一の画像が得られ、上記実施例と同様な効果が奏される。
【００４０】
また、上記実施例の説明においては、各ホログラム画像のＰＨＢ３１への記録は、参照光の波長をλ0 で一定とし、ＰＨＢ３１に印加する電界をＥ1 ，Ｅ2 と変化させ、また、ＰＨＢ３１からの読み出しは電界をＥ0 で一定とし、読み出し光の波長をλ1 またはλ2 として行った場合について説明したが、つぎのような条件で入力情報をＰＨＢ３１に記録するようにしても良い。つまり、ＰＨＢ３１への各ホログラム画像の記録は、図１（ｂ）に示すように、ＰＨＢ３１に印加する電界をＥ0 で一定とし、参照光の波長をλ1 またはλ2 と変化させる。つまり、第１のホログラム画像は（λ1 ，Ｅ0 ）の条件でＰＨＢ３１に記録し、第２のホログラム画像は（λ2 ，Ｅ0 ）の条件でＰＨＢ３１に記録する。また、ＰＨＢ３１からの読み出しは読み出し光の波長をλ0 で一定とし、ＰＨＢ３１に印加する電界をＥ1 またはＥ2 として行う。ここで、電界Ｅ1 ，Ｅ2 は電界Ｅ0 に隣接する電界域にホールを生じる電界であり、また、波長λ0 は約（λ1 ＋λ2 ）／２の値を持つ波長である。このような条件においても、ＰＨＢ３１に上記条件で記録された第１および第２のホログラム画像を上記条件で読み出すことにより、各背景雑音が相互に補償し合って最も明るいまたは最も暗い均一な背景が形成される。よって、入力画像は上記実施例の場合と同様にこの均一な背景に明確に読み出され、上記実施例と同様な効果が奏される。
【００４１】
なお、このような本実施例によるＰＨＢへの情報記録方法の原理は以下の文献に示されている。
【００４２】
APPLIED OPTICS / Vol.29,No.29 /10 October 1990,「Spectral hole burning and molecular computing 」,4329 〜4331ページ
すなわち、同文献でも、異なる電界Ｅ1 ，Ｅ2 がＰＨＢに印加され、それぞれの電界Ｅ1 ，Ｅ2 において第１および第２の各ホログラムがＰＨＢに記録されている。記録したホログラムの読み出しは、ＰＨＢに（Ｅ1 ＋Ｅ2 ）／２の電界が印加された状態でλ１またはλ２の波長光を用いて行われている。この文献に示されるＰＨＢへの情報記録方法は上記本実施例による方法と同じ原理である。本実施例の特徴は、この情報記録原理を用い、ＳＬＭといったデバイスや光学系に起因する位相歪によって記録画像に生じる固定ノイズを除去し、記録情報を明瞭に再生するところにある。
【００４３】
また、上記実施例の説明においては、ＳＬＭ３７を並行配向ネマチック液晶を用いて構成した場合について説明したが、この液晶を用いたＬＣ−ＳＬＭの代わりに図６に示すＭＳＬＭを用いても良い。このＭＳＬＭでは、アドレス材料として光電面、光変調材料として電気光学結晶が用いられている。
【００４４】
つまり、入力情報を供給する書き込み光は光電面５１に入射する。書き込み光が入射した部分の光電面５１においては光電変換が行われ、入力画像に対応して光電面５１から電子が放出される。放出された電子は加速，集束電極５２によってマイクロ・チャネル・プレート（ＭＣＰ）５３に導かれ、このＭＣＰ５３において電子増倍される。増倍された電子は電気光学結晶表面を入射電子の分布に応じて帯電させる。このため、電気光学結晶５５ａには入力画像に対応する電界が印加される。電気光学結晶５５ａはＬｉＮｂＯ3 からなり、書き込み光側には誘電体ミラー５５ｂ，読み出し光側には透明電極５５ｃが設けられている。電気光学結晶５５ａは電界が印加された部分の屈折率が変化するため、この結晶軸に平行な偏波面を持つ情報読み出し光はこの電気光学結晶５５ａで位相変調が加えられる。従って、この位相変調により、誘電体ミラー５５ｂで反射する物体光に入力情報が乗せられる。
【００４５】
このようなＭＳＬＭを上記実施例のＳＬＭ３７の代わりに用いても良く、このＭＳＬＭを用いて装置を構成して上記実施例による情報記録方法を適用しても、上記実施例と同様な効果が奏される。
【００４６】
また、上記実施例では並行配向ネマチック液晶を用いた位相シフタ３６を用いて物体光の位相をシフトしたが、図７に示す電気光学結晶を用いた位相シフタを用いても良い。この位相シフタは図６に示すＭＳＬＭと同様にＬｉＮｂＯ3 からなる電気光学結晶６１を用いて構成されており、この電気光学結晶６１の両側には透明電極６２ａ，ｂが設けられている。電源６３からこの透明電極６２に所定の電圧が印加されると、電気光学結晶６１に電界が印加されて電気光学結晶６１の屈折率が一様に変化する。従って、この光屈折率の変化により、入射光の位相は一様にπだけシフトされる。
【００４７】
このような電気光学結晶を用いた位相シフタを上記実施例の位相シフタ３６の代わりに用いても良く、この位相シフタを用いた装置構成において、上記実施例による情報記録方法を用いても、上記実施例と同様な効果が奏される。
【００４８】
また、上記実施例によるＬＣ−ＳＬＭや上述したＭＳＬＭは、物体光に直接外界の像が書き込まれる方式の光アドレス型のＳＬＭであったが、ＣＲＴなどの表示装置に画像が提示され、これを光アドレス型のＳＬＭに書き込むことにより、電気アドレス型として使うこともできる。
【００４９】
図８には電気アドレス型のＳＬＭの一例としてＥＢＳＬＭが示されている。このＥＢＳＬＭには入力画像として時系列電気信号であるビデオ信号が入力される。電子銃７１はこのビデオ信号に従って電気光学結晶７３ａを入力画像に対応して帯電させ、電気光学結晶７３ａに入力画像に応じた電界を印加する。電気光学結晶７３ａはＬｉＮｂＯ3 からなり、書き込み側には誘電体ミラー７３ｂ、読み出し光側には透明電極７３ｃが設けられている。情報読み出し光の偏波面は電気光学結晶７３ａの結晶軸に平行になっており、電気光学結晶７３ａが印加電界に応じて屈折率を変化させることにより、読み出し光に位相変調が加えられ、物体光に入力情報が乗せられる。
【００５０】
このようなＥＢＳＬＭを上記実施例のＬＣ−ＳＬＭ３７の代わりに用いて装置を構成し、この装置に上記実施例による情報記録方法を適用した場合においても、上記実施例と同様な効果が奏される。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＰＨＢに記録した情報を読み出すと、ＰＨＢに記録した第１および第２の各ホログラム画像が重畳して読み出される。つまり、第１および第２の各ホログラム画像の光波の波面は同時に読み出され、読み出された各光波の位相差によって読み出し画像は相互に強め合ったり、弱め合ったりする。すなわち、ＰＨＢに記録した第１および第２の各ホログラム画像の光波の位相差が等しいところでは、記録した各画像が相互に強調して読み出され、ＰＨＢの読み出し出力は最も明るくなる。また、光波の位相差がπのところでは、記録した各画像が相互に弱め合って読み出され、ＰＨＢの読み出し出力は最も暗くなる。また、第１および第２の各ホログラム画像の光波の位相差がπ／４，π／２などの中間の値のところでは、読み出し出力は最も明るい出力と最も暗い出力との間の中間レベルの強度の出力として読み出される。従って、物体光が記録されていない第１のホログラムと物体光が記録された第２のホログラムとに記録された各背景雑音間の位相差は等しくなるため、第１および第２の各ホログラムが同時に読み出されることにより、これら各ホログラムが重畳して得られる合成ホログラムの背景は最も明るくる。また、物体光または参照光の位相をπだけずらして第１または第２のホログラムがＰＨＢに記録されると、第１のホログラムと第２のホログラムとに記録された各背景雑音間の位相差はπとなるため、各ホログラムが同時に読み出されることにより、合成ホログラムの背景は最も暗く読み出される。
【００５２】
このため、物体光に乗せられた情報は、この最も明るいまたは最も暗い背景に明確に読み出される。すなわち、ＳＬＭを形成する電気光学結晶板の屈折率分布に不均一性があったり、電気光学結晶板の加工精度が悪いため、または、光学系に誤差があるため、画像の不均一性の要因となる背景雑音が第１および第２の各ホログラムに含まれていても、これら各ホログラムが重畳して得られる合成ホログラムにおいては、各背景雑音が相互に補償し合って均一な背景が形成される。この結果、合成ホログラムとして読み出される再生画像において、入力情報は均一な背景に忠実にかつ明確に復元されるようになる。つまり、ＳＬＭを用いて物体光の位相情報を利用することで、光学系やデバイスに起因する位相歪が除去され、２次元光学システムとして有望なシステムを構築することが可能となる。さらに、実時間に近い速度で２次元情報を記録できるので、ＰＨＢの多重メモリとしての機能が有効に使える。よって、従来の画像の不均一性の問題は解消され、高密度の情報記録が簡易に行え、ＰＨＢによる波長多重記録の長所が十分に発揮されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を説明するためのグラフである。
【図２】本発明の一実施例によるＳＬＭを用いたＰＨＢへの情報記録方法に用いられる装置の構成を示す図である。
【図３】図２に示されたＳＬＭの詳細を示す断面図である。
【図４】図２に示された位相シフタの詳細を示す断面図である。
【図５】本実施例による情報記録方法の原理を説明するための図である。
【図６】図２に示されたＳＬＭの他の第１の例を示す図である。
【図７】図２に示された位相シフタの他の例を示す図である。
【図８】図２に示されたＳＬＭの他の第２の例を示す図である。
【図９】ＰＨＢへ情報が記録される波長帯域を示すグラフである。
【図１０】従来のＳＬＭを用いたＰＨＢへの情報記録方法に用いられる装置の構成を示す図である。
【図１１】ＳＬＭに用いられる電気光学結晶を示す断面図である。
【符号の説明】
３１…光化学ホールバーニングメモリ（ＰＨＢ）、３２…クライオスタット、３３，４０，４１…電源、３４，３５…ハーフミラー、３６…位相シフタ、３７…空間光変調器（ＳＬＭ）、３８…入力像、３９…レンズ。
【図１】
0003685819.tif 000002
【図２】
0003685819.tif 000003
【図３】
0003685819.tif 000004
【図４】
0003685819.tif 000005
【図５】
0003685819.tif 000006
【図６】
0003685819.tif 000007
【図７】
0003685819.tif 000008
【図８】
0003685819.tif 000009
【図９】
0003685819.tif 000010
【図１０】
0003685819.tif 000011
【図１１】
0003685819.tif 000012