(57)【要約】【課題】ホログラムメモリ再生時の回折光の２次元光センサ上での光量分布を均一化する。【解決手段】    回折光のビーム断面半径方向に透過率が異なるようにした光量フィルタ手段６を介して、回折光が光センサ手段に照射されるようにする。この光量フィルタ手段６は、光学経路上で、回折光の光量分布が光センサ手段上の光量分布と同様となる位置に配置される。そして光量フィルタ手段で半径方向に透過率が異なるように設定することで、光量分布差を補正し、ビーム半径方向に略一様な光量レベルで光センサ手段５に回折光が入射されるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラムパターンとしてデータが記録されたホログラム記録媒体に参照光を入射し、上記ホログラムパターンによる回折光を検出してデータを再生する再生装置において、
上記回折光を検出する光センサ手段と、
上記ホログラムパターンによる回折光を上記光センサ手段に導く光学経路上で、回折光の光量分布が上記光センサ手段上の光量分布と同様となる位置に配置され、回折光のビーム断面半径方向に透過率が異なるようにされた光量フィルタ手段と、
を備えたことを特徴とする再生装置。
【請求項２】
上記光量フィルタ手段は、上記光センサ手段での光量分布が略均一化されるように、回折光のビーム断面半径方向に透過率が固定的に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
【請求項３】
上記光量フィルタ手段は、透過率が可変制御されるとともに、
上記光量フィルタ手段の透過率を制御する透過率制御手段を、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の再生装置。
【請求項４】
上記光量フィルタ手段は、回折光のビーム断面半径方向の内周側の領域が透過率可変制御領域とされ、外周側の領域が透過領域とされていることを特徴とする請求項３に記載の再生装置。
【請求項５】
上記透過率制御手段は、
上記光センサ手段の出力を用いた信号処理により上記光センサ手段における光量分布情報を得、該光量分布情報に基づいて、上記光センサ手段での光量分布が略均一化されるように上記光量フィルタ手段の透過率を可変制御することを特徴とする請求項３に記載の再生装置。
【請求項６】
上記透過率制御手段は、
空間周波数フィルタを介した上記回折光を光検出器で検出することで、上記光センサ手段における光量分布情報を得、該光量分布情報に基づいて、上記光センサ手段での光量分布が略均一化されるように上記光量フィルタ手段の透過率を可変制御することを特徴とする請求項３に記載の再生装置。
【請求項７】
ホログラムパターンとしてデータが記録されたホログラム記録媒体に参照光を入射し、上記ホログラムパターンによる回折光を光センサ手段で検出してデータを再生する再生方法として、
上記ホログラムパターンによる回折光を上記光センサ手段に導く光学経路上であって、回折光の光量分布が上記光センサ手段上の光量分布と同様となる位置において、光量フィルタ手段により、回折光を、そのビーム断面半径方向で異なる透過率で透過させた後、上記光センサ手段で回折光を検出することを特徴とする再生方法。
【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する再生装置、及び再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特許第２９９８０４０号
【特許文献２】特開２００３−２９６９５８号公報
【特許文献３】特開昭５９−６５８２３号公報
【０００３】
導波路ホログラムメモリやボリュームホログラムメモリなどのホログラム記録媒体が開発されている。これらのホログラムメモリは、入射された参照光に対する回折効率が異なる例えば凹凸パターンによるホログラムパターンが形成され、これが記録データを表すものとなる。そしてホログラムパターンによって回折された回折光を検出することでデータを再生する。
図８（ａ）（ｂ）に、導波路ホログラムメモリ３１Ａやボリュームホログラムメモリ３１Ｂに対する再生光学系の例を示している。
図８（ａ）（ｂ）の再生光学系は基本的に同様であり、レンズ４１，４２、アパーチャ４３、レンズ４４を介して回折光Ｌ２を２次元光センサ４５に導くものとされる。図８（ａ）に示す導波路ホログラムメモリ３１Ａの場合は、参照光Ｌ１は、例えば記録媒体端面側から入射され、メモリ内部に形成された導波路を伝搬する。図８（ｂ）に示すボリュームホログラムメモリ３１Ｂの場合は、参照光Ｌ１は、所定の方向から所定のホログラムパターン領域に対して照射される。
【０００４】
再生光学系は基本的に同様であるため、導波路ホログラムメモリ３１Ａの場合を例にとって図９でデータ読出方法について説明する。
図９では、導波路ホログラムメモリ３１Ａの構造を断面図により示すとともに、導波路ホログラムメモリ３１Ａに対する再生光学系を示している。
即ち導波路ホログラムメモリ３１Ａは、基板３２上にクラッド層３３、コア層３４、クラッド層３６をこの順に積層して成る。
コア層３４は、この場合の光導波路であり、これを挟む２つのクラッド層３３、３６よりも屈折率の高い部材により形成されている。
光導波路は、光が屈折率の高い領域に伝播する性質を有することを利用したものである。つまり、このように屈折率の低いクラッド層３３、３６の間に屈折率の高いコア層３４が挿入されることで、図示するように記録媒体端面側から入射される参照光Ｌ１がこのコア層３４を介して伝播するようにされている。
また、この場合は、コア層３４とクラッド層３６とが接する面が凹凸部３５とされている。この凹凸部は、屈折率が凹部分と凸部分で互いに異なるものとなり、即ちこの凹凸部３５がホログラムパターンとされる。そしてこの凹凸パターンが、データに対応して計算された構造に形成されていることにより、データが記録された導波路ホログラムメモリとなる。
【０００５】
このような導波路ホログラムメモリ３１Ａに対するデータの再生には、導波路中に伝播している参照光Ｌ１が凹凸部３５によって回折され放射光となった回折光Ｌ２を光センサで電気信号に変換して読み出すという方法を採る。
即ち、入射された参照光Ｌ１は光導波路であるコア層３４を伝播するが、この参照光Ｌ１はホログラムパターンとしての凹凸部３５が形成された部分で回折をうけ、回折光Ｌ２となって光導波路外に放射される。
再生装置側では、読出対象とする回折光Ｌ２をレンズ４１により概平行光に変換した後、レンズ４２により再び集光する。集光された領域にはアパーチャ４３が配置されており、このアパーチャ４３によって読み出したい信号光以外の隣接光や迷光をカットしている。アパーチャ４３を通過した光はレンズ４４により再び概平行光に変換され、例えばＣＣＤ等の光電変換素子が面状に配置された２次元光センサ４５に照射される。
ホログラムメモリはいわゆる面読出であり、導波路ホログラムメモリ３１Ａにおける或る特定の領域範囲のホログラムパターンによる回折光Ｌ２が、２次元光センサ４５のセンサ面に照射される。そして２次元光センサ４５では、センサ面の各部での光量に応じた電気信号を出力し、その電気信号を処理することによって凹凸部３５としての特定の領域範囲の凹凸（ホログラムパターン）によるデータが再生されることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところでホログラム記録では、レンズのＮＡを高くすることで記録密度が高められることは良く知られている。しかしながら、ホログラムからの回折光量が回折角に対して一定ではない（角度依存性がある）などの原因により、ＣＣＤなどの２次元光量センサ４５の面上での光量平均が均一でなく、データ検出時に検出エラー等の原因となっていた。
例えば図８（ｂ）に２次元光センサ４５上での平均光量の分布の例を示しているが、中央部分で光量が多く、周辺にいくに従って光量が少なくなるような分布となる。
特に、このような２次元光センサ４５の中央部と周辺部の平均光量差は、ＮＡが大きくなるにつれ大きくなってしまう。
このような光量分布があると、２次元光センサ４５における中央部分の情報は適切な電気信号レベルとなって良好に再生できたとしても、周辺部分の情報は、十分なＳ／Ｎが得られるレベルの電気信号が得られず、良好に再生できない場合がある。
一方、周辺部分で十分なレベルの電気信号を得るために参照光Ｌ１の光量を増大させたり、或いはＣＣＤの検出時間（電荷蓄積時間）を長くするなどの手法をとると、今度は２次元光センサ４５の中央部分で、光量が多すぎる状況となる。
つまり、２次元光センサ４５において光量分布としての差が大きいと、２次元光センサ４５の受光ダイナミックレンジとの関係から、面読出対象の領域内で一様に良好な再生信号を得ることができない。
また、上記のような光量分布に対して、例えば信号処理によって平均光量が一定となるように再生信号に補正をかけることが考えられるが、ＣＣＤ等のＳ／Ｎの問題によってある程度以上の補正は困難である。
【０００７】
つまり、ホログラムメモリに対する高密度化のために光学系のＮＡを大きくしたいが、すると２次元光センサ４５上での光量の差が大きくなってしまい、その場合、そのような光量分布に対する補正は困難であるため、再生信号品質が低下し再生エラーが生じやすいという問題がある。このためホログラム記録媒体の記録密度の向上が困難となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みて、回折光が照射される２次元光センサ上での光量分布を略均一なものとすることを目的とする。
【０００９】
本発明の再生装置は、ホログラムパターンとしてデータが記録されたホログラム記録媒体に参照光を入射し、上記ホログラムパターンによる回折光を検出してデータを再生する再生装置であり、上記回折光を検出する光センサ手段と、上記ホログラムパターンによる回折光を上記光センサ手段に導く光学経路上で、回折光の光量分布が上記光センサ手段上の光量分布と同様となる位置に配置され、回折光のビーム断面半径方向に透過率が異なるようにされた光量フィルタ手段とを備える。
また上記光量フィルタ手段は、上記光センサ手段での光量分布が略均一化されるように、回折光のビーム断面半径方向に透過率が固定的に設定されているものとする。
或いは、上記光量フィルタ手段は透過率が可変制御されるとともに、上記光量フィルタ手段の透過率を制御する透過率制御手段を、さらに備えるようにする。
この場合において、上記光量フィルタ手段は、回折光のビーム断面半径方向の内周側の領域が透過率可変制御領域とされ、外周側の領域が透過領域とされている。
また上記透過率制御手段は、上記光センサ手段の出力を用いた信号処理により上記光センサ手段における光量分布情報を得、該光量分布情報に基づいて、上記光センサ手段での光量分布が略均一化されるように上記光量フィルタ手段の透過率を可変制御する。
或いは上記透過率制御手段は、空間周波数フィルタを介した上記回折光を光検出器で検出することで、上記光センサ手段における光量分布情報を得、該光量分布情報に基づいて、上記光センサ手段での光量分布が略均一化されるように上記光量フィルタ手段の透過率を可変制御する。
【００１０】
本発明の再生方法は、ホログラムパターンとしてデータが記録されたホログラム記録媒体に参照光を入射し、上記ホログラムパターンによる回折光を光センサ手段で検出してデータを再生する再生方法である。そして上記ホログラムパターンによる回折光を上記光センサ手段に導く光学経路上であって、回折光の光量分布が上記光センサ手段上の光量分布と同様となる位置において、光量フィルタ手段により、回折光を、そのビーム断面半径方向で異なる透過率で透過させた後、上記光センサ手段で回折光を検出する。
【００１１】
即ち本発明では、回折光のビーム断面半径方向に透過率が異なるようにした光量フィルタ手段を介して、回折光が光センサ手段に照射されるようにする。この光量フィルタ手段は、光学経路上で、回折光の光量分布が光センサ手段上の光量分布と同様となる位置に配置される。そして光量フィルタ手段で半径方向に透過率を設定することで、ビーム半径方向に略一様な光量レベルで光センサ手段に回折光が入射されるようにする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光量フィルタ手段を介することによって回折光の２次元光センサ面上の光量分布の差を低減または概均一にすることができる。これにより受光された回折光から変換された電気信号として、２次元光センサの光電変換素子のダイナミックレンジに応じた適切な電気信号を得ることができ、再生信号としてのＳ／Ｎが向上する。
そしてこのことは、高いＮＡのレンズを利用したとき発生する大きな光量分布差を解消できることになり、つまり再生光学系に高いＮＡのレンズを用いても十分なＳ／Ｎで信号を読み出すことが可能となるため、記録密度の高いホログラムメモリを実現できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、導波路ホログラムメモリ３１Ａ又はボリュームホログラムメモリ３１Ｂに対する再生装置の再生光学系として、第１〜第５の実施の形態を説明していく。なお、以下説明する各例は、導波路ホログラムメモリ３１Ａ、ボリュームホログラムメモリ３１Ｂのいずれであっても適用できるものである。
【００１４】
＜第１の実施の形態＞  
図１に第１の実施の形態の再生光学系を示す。図には、導波路ホログラムメモリ３１Ａの再生光学系として示しているが、ボリュームホログラムメモリ３１Ｂの場合も同様である。導波路ホログラムメモリ３１Ａは、例えば図９で説明したように、基板３２上にクラッド層３３、コア層３４、クラッド層３６を積層し、コア層３４が光導波路とされる。そしてコア層３４とクラッド層３６とが接する面がホログラムパターンとしての凹凸部３５とされ、この凹凸パターンによりデータが記録されている。
ここでは、記録データとしてのビットパターンがフーリエ変換されたデータがホログラムパターンとして記録されているものとする。
【００１５】
そして、ホログラムメモリ３１Ａに対する再生動作としては、光導波路を伝播している参照光Ｌ１がホログラムパターンによって回折され放射光となった回折光Ｌ２を、光センサで電気信号に変換して読み出すものとされる。
図１に示すように再生光学系は、レンズ１，２，アパーチャ３、レンズ４、透過光量フィルタ６を介して回折光Ｌ２を２次元光センサ５に入射する構成となっている。
【００１６】
参照光Ｌ１は、ホログラムメモリ中に形成されているデータに応じた回折パターン（ホログラムパターン）によって回折される。出射した回折光Ｌ２はレンズ１によって概平行光に変換されレンズ２に導入され再び集光される。上記のように、ビットパターンがフーリエ変換されたデータが記録されているものとすると、回折光Ｌ２としての光ビームはレンズ１を介して逆フーリエ変換され、元のビットデータに変換された後、レンズ２で再び集光フーリエ変換されることになる。
集光された位置にはアパーチャ３が配置されており、ここで余分な迷光や漏れ光が除去される。不要光が除去された光ビームはレンズ４によってフーリエ変換され２次元光センサ５へ照射されるべき平行光とされる。
レンズ４によって概平行光に変換された光ビームは、透過光量フィルタ６に導かれる。そして透過光量フィルタ６で光量分布が補正され、２次元光センサ５に導入される。２次元光センサ５ではＣＣＤ等の光電変換素子が面配列されており、各光電変換素子から、受光光量に応じた電気信号を出力する。図示しない再生信号処理系においては、該電気信号に対する所定の信号処理を行い、データを再生する。
【００１７】
上述したように、レンズのＮＡが高くなると２次元光センサ５の受光面上で光量分布の不均一が生じやすくなる。特に２次元光センサ５の中央部分と周辺部分との平均光量比が大きくなる。
透過光量フィルタ６は、この光量比を補正し、２次元光センサ５の受光面上全体の光量分布が２次元光センサ５を構成する光電変換素子のダイナミックレンジに収まるようにすることによって、Ｓ／Ｎを確保しやすくし、レンズの高ＮＡの効果が十分に発揮できるようにすることを目的として配置されている。
図２（ａ）（ｂ）に透過光量フィルタ６の透過率の例を模式的に示している。図２（ｂ）のようにレンズ４で平行光とされた回折光Ｌ２は透過光量フィルタ６に入射されるが、この透過光量フィルタ６をビーム断面側からみると、図２（ａ）のようになっており、つまりビーム断面に相当する透過制御領域６ａにおいて、その透過率は、ビーム断面半径ｒ方向に異なるように設定されている。即ち、ビーム断面の中心ほど透過率が低く、外周側にいくほど透過率が高くなるように設定されている。図２（ｃ）に、半径ｒ方向にみた、透過光量フィルタ６の透過率を破線で示している。
【００１８】
これに対して、レンズ４で平行光とされた回折光Ｌ２をビーム断面の半径ｒ方向に見た場合の光量分布は、回折光の角度依存性や高ＮＡ化により図２（ｃ）に一点鎖線で示すようになっている。
すると、透過光量フィルタ６を通ることで半径方向に光量補正された光ビームの光量は、図２（ｃ）に実線で示すようになり、つまり半径方向にみて略一定の光量となる。この透過光量フィルタ６で補正された光ビームが２次元光センサ５に入射されるため、２次元光センサ５における光量分布は、図２（ｄ）に模式的に示すように、ほぼ均一となる。
【００１９】
つまりこの例では、透過光量フィルタ６の面上の光量分布が図２（ｃ）の一点鎖線の「元光量」の様な分布であったとき、その透過光量フィルタ６による補正後が、実線の「補正光量」の様に光量分布が概一様になるようにするため、透過光量フィルタ６の透過率分布を、破線で示す「フィルタ透過率」となるように設定したものである。
即ち、補正前の光量分布が多いフィルタ中央部の透過率を低くし、光量が低下している外周部に向かって透過率分布が徐々に増大するように設定したものである。このように、透過率分布を設定することで光量分布を概一定に補正することができる。
これによって、高いＮＡのレンズを利用したとき発生する、２次元光センサ５上での大きな光量分布差を解消できることになり、つまり再生光学系に高いＮＡのレンズを用いても十分なＳ／Ｎで信号を読み出すことが可能となるため、記録密度の高いホログラムメモリを実現できる。
【００２０】
なお、透過光量フィルタ６の機能としては、光量分布を必ずしも一定にする必要はなく、多少の変動はあっても、光量分布全体が２次元光センサ５の光電変換素子のダイナミックレンジに収まり十分なＳ／Ｎが確保できるだけの変動は許容される。
また、この透過光量フィルタ６は、予め図２（ｃ）の破線のように半径ｒ方向の透過率が固定的に設定されて製造されたフィルタである。従って、ホログラムメモリの全体において、データ読出時の光量分布と光量平均値が概ね一定である場合に、このような固定的な透過率特性をもった透過光量フィルタ６を用いることが有効であるが、実際にはそのようなことが多く、従って、固定的な透過率特性をもった透過光量フィルタ６は十分実用的である。
【００２１】
＜第２の実施の形態＞
図３に第２の実施の形態としての再生光学系を示している。この例は、透過光量フィルタ６がレンズ１とレンズ２の間に配置されていることが、上記図１と異なる。
透過光量フィルタ６自体は図１の例と同様であり、図２で説明した透過特性を持つように設計されている。
透過光量フィルタ６は２次元光センサ５上の光量分布を補正することが目的であるので、光学系路上において、２次元光センサ上の光量分布と同様な分布を示す場所、即ちホログラムメモリ上で発生する光波分布がフーリエ逆変換された場所であればどこに配置してもよく、図１や図３に示した光学系の例では、それが２箇所ある。即ち図１のようにレンズ４と２次元光センサ５の間と、この図３のようにレンズ１とレンズ２の間である。
この図３のような構成によっても、上記図１の場合と同様の効果を得ることができる。
なお、図３ではボリュームホログラムメモリ３１Ｂを例に挙げているが、導波路ホログラムメモリ３１Ａでも、この図３の構成を適用できる。
【００２２】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態の再生光学系を図４に示す。
この例は、図１の例と同様に、レンズ１，レンズ２、アパーチャ３，レンズ４、２次元光センサ５を有すると共に、レンズ４と２次元光センサ５の間に透過光量フィルタ１５を配置しているが、この透過光量フィルタ１５は、図１〜図３で述べた固定的な透過特性の透過光量フィルタ６ではなく、透過率が可変とされているものである。
そして、この透過光量フィルタ１５の透過率を制御するための制御回路１０が設けられる。
【００２３】
図５に、透過率が可変制御される透過光量フィルタ１５の例を示す。
図５（ｂ）のようにレンズ４で平行光とされた回折光Ｌ２は透過光量フィルタ１５に入射されるが、この透過光量フィルタ１５をビーム断面側からみると、図５（ａ）のようになっており、つまりビーム断面に相当するようにリング状の透明領域１５ａが形成され、その透明領域１５ａのリング中心部分は例えば液晶で構成された透過率制御領域１５ｂとされている。
この透過率制御領域１５ｂは外部に配置された制御回路１０からの信号電圧によって液晶が制御されることによって透過率が変化する。
【００２４】
この動作によって光量分布を補正する動作原理を図５（ｃ）で説明する。
今、補正前の透過光量フィルタ面上での半径ｒ方向での光量分布が一点鎖線で示す「元光量」であるとする。このとき、透過率制御領域１５ｂに信号電圧を印加することによって透過率が変化し、これによって透過光量フィルタ１５の半径ｒ方向の透過率分布が、破線で示す「フィルタ透過率」のようになったとする。
するとこのような透過率分布状態の透過光量フィルタ１５を通過しら後の光量分布は、実線で示す「補正光量」のようになる。
この結果、「元光量」の光量分布と「補正光量」の光量分布を比べてみると、「元光量」の光量分布のピークｔｏピークが図中「ａ」であるのに対し、「補正光量」の光量分布のピークｔｏピークは「ｂ」となり、ａ＞ｂであるから光量分布の差は改善されていることになる。
そしてこのように光量差が補正された分、２次元光センサ５から出力される再生信号のＳ／Ｎが改善し、その結果エラーレートも改善する。
従ってこの例でも、再生光学系に高いＮＡのレンズを用いても十分なＳ／Ｎで信号を読み出すことが可能となり、記録密度の高いホログラムメモリを実現できる。
【００２５】
なお、この例では、補正光量としての光量分布を略均一とするものではないが、光量分布を必ずしも一定にするように透過率を制御する必要はなく、多少の変動はあっても、光量分布全体が２次元光センサ５のダイナミックレンジに収まり十分なＳ／Ｎが確保できれば、信号処理によってデータを読み出すことができるものである。
【００２６】
ところでこのように透過光量フィルタ１５は、透過率制御領域１５ｂの透過率が固定ではないので、外部に配置した制御回路１０によって最適な透過率を選ぶことが可能となり、例えば、信号光量が変化するようなホログラムメモリに対しても広範囲に対応することが可能となる。
図４に示す制御回路１０は、次のように透過率制御を行う。
制御回路１０は、まず２次元光センサ５の光電変換された電気信号を２次元ＦＦＴ部１１に入力し、２次元ＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理を行う。これによって２次元光センサ５上における光強度分布の情報を空間周波数軸上のパワースペクトルに変換する。
次にローパスフィルタ１２により高域成分を除去し、空間周波数のうち低周波成分を抽出する。この低周波成分は、平均の光量分布であり、これを２次元逆ＦＦＴ部で逆フーリエ変換することで、２次元光センサ５の面上における平均光量分布情報（即ち受光光量のエンベロープ成分）を得ることができる。
そしてデータ抽出制御部１４では、平均光量分布情報から、２次元光センサ５の面上における例えば中心部の光量の大きな領域の光量値と、周辺部の光量の低い部分の光量値を抽出し、その差をエラー信号を生成する。そしてエラー信号が小さくなるように駆動電圧を発生させ、上記図５のように液晶で形成された透過率制御領域１５ｂに印加する。つまり、上記エラー信号が小さくなるように収束的に駆動電圧を制御していくことで、透過率制御領域１５ｂの透過率を最適に制御することができ、図５（ｃ）における補正光量のピークｔｏピーク「ｂ」を最小化するように制御できることになる。
【００２７】
なお、図５の例では、透過光量フィルタ１５の透過率制御領域１５ｂは円形の単純な形状であったが、必要に応じて透過率制御領域を同心円状に複数に分割して、それぞれの領域を独立に制御回路１０によって制御してもよい。もちろん透過率制御領域１５ｂの形状は、円形形状以外の例えば楕円形状などとすることも考えられる。
また図４では、ホログラムメモリとして導波路ホログラムメモリ３１Ａを配置した例を示しているが通常のボリュームホログラムメモリ３１Ｂであってもよい。
【００２８】
＜第４の実施の形態＞
図６に第４の実施の形態としての再生光学系を示している。この例は、透過率可変の透過光量フィルタ１５がレンズ１とレンズ２の間に配置されていることが、上記図４と異なる。
透過光量フィルタ１５は図４の例と同様であり、図５で説明したように透過率制御領域１５ｂにおいて透過率が可変とされ、上記同様の制御回路１０の動作により透過率が制御される。
透過光量フィルタ６は２次元光センサ５上の光量分布を補正することが目的であるので、光学系路上において、２次元光センサ上の光量分布と同様な分布を示す場所、即ちホログラムメモリ上で発生する光波分布がフーリエ逆変換された場所であればどこに配置してもよく、図４や図６に示した光学系の例では、それが２箇所ある。即ち図４のようにレンズ４と２次元光センサ５の間と、この図６のようにレンズ１とレンズ２の間である。
この図６のような構成によっても、上記図４の場合と同様の効果を得ることができる。
なおボリュームホログラムメモリ３１Ｂの場合も、同様にこの図６の構成を適用できる。
【００２９】
＜第５の実施の形態＞
第５の実施の形態の再生光学系を図７に示す。
図７（ａ）の再生光学系は、レンズ１，透過光量フィルタ１５、レンズ６，ビームスプリッタ１６，アパーチャ３Ａ、レンズ４を介して回折光Ｌ２を２次元光センサ５に入射する構成となっている。透過光量フィルタ１５は、上記図４〜図６の例のように透過率が可変とされ、例えば制御回路１９からの駆動信号によって液晶による透過率制御領域１５ｂが駆動されることで、図５で説明したように最適な透過率が設定される。
【００３０】
そしてこの図７（ａ）の構成は、制御回路１９に２次元光センサ５に照射されるビームの光量分布情報を供給するために、ビームスプリッタ１６、アパーチャ３Ｂ、レンズ１７，検出器１８を設けているものである。つまり、図４，図６の制御回路１０における２次元逆ＦＦＴ部１１，ローパスフィルタ１２、２次元逆ＦＦＴ部１３としての処理機能を光学的に実現するものである。
【００３１】
例えばボリュームホログラムメモリ３１Ｂ（導波路ホログラムメモリ３１Ａでも同様）から回折された光波ビームはレンズ１により概平行光に変換され、透過光量フィルタ１５により光量を補正された後、レンズ２によって再び集光されるが、途中にビームスプリッタ１６が配置されており、レンズ２からの光ビームは２つに分離され、２箇所で集光する。
それぞれの分離された光ビームが概集光された位置にはそれぞれアパーチャ３Ａとアパーチャ３Ｂがビームの中心とアパーチャの中心が概一致するように配置されている。
アパーチャ近傍の光波分布は、２次元光センサ５で検出される光波分布のフーリエ変換像になっているので、アパーチャ近傍のビームの中心から外側に向かって、２次元光センサ５で検出される光波分布の空間周波数が高くなる方向に分布している。つまり中心に向かうほど空間周波数成分が低くなる。
アパーチャ３Ａ、３Ｂは、それぞれ図７（ｂ）に示すように中心孔の径が設定されている。アパーチャ３Ａは、２次元光センサ５に照射するビームを通過させるものである。そしてアパーチャ３Ａの通過ビームは、２次元光センサ５に照射してホログラムパターによるデータの細かなビットを再生するためのものであるため、空間周波数の高い成分までの光波が必要となる。このためアパーチャ３Ａの中心孔の直径は、その必要な範囲の周波数成分を通過させるために適切なサイズとされている。
一方、アパーチャ３Ｂは、ビームスプリッタ１６で分離された光、即ち制御回路１９に光量分布情報を供給するための光を通過させる。この場合、光量の平均値の分布を得るためのものであり、空間周波数の低い部分の情報のみが必要である。従ってアパーチャ３Ｂの中心孔の直径は小さく設定される。つまりアパーチャ３Ｂは、空間周波数フィルタとしてのローパスフィルタとして機能するものであり、図４，図６の例におけるローパスフィルタ１２の処理を光学的に行うものである。
【００３２】
アパーチャ３Ａを通過した光波はレンズ４によって再び概平行光に変換されたのち、２次元光センサ５に導入され電気信号として読み出される。
一方、アパーチャ３Ｂを通過した光波は、レンズ１７で再び概平行光に変換され検出器１８に導入される。
レンズ１７としては、レンズ４と概同等のレンズを選べば、検出器１８の面上の光量分布は２次元光センサ５の面上の光量分布と概同等となる。従って、検出器１８の面上の光量分布が小さくなるように透過光量フィルタ１５の透過率を制御すれば、２次元光センサ５における光量分布を均一化する方向に制御できる。
検出器１８の検出面上には、図７（ｃ）に示すようにビーム照射領域１８ａの中央部にディテクタＤ２が配置され、またビーム照射領域１８ａの周辺部にディテクタＤ１が配置されている。このディテクタＤ１，Ｄ２は、それぞれ検出された光量を電気信号に変換して制御回路１９に供給する。
制御回路１９は、ディテクタＤ１，Ｄ２からの電気信号の差をエラー信号として透過光量フィルタ１５に帰還をかける。即ち収束的にエラー信号が小さくなるように駆動電圧を発生させ、上記図５のように液晶で形成された透過率制御領域１５ｂに印加していくことで、透過率制御領域１５ｂの透過率を最適に制御する。
そしてこの図７の構成の場合も、透過光量フィルタ１５によって２次元光センサ５上の光量差を低減できることによって、高いＮＡのレンズにおいても十分なＳ／Ｎで再生信号を読み出すことが可能となり、記録密度の大きなホログラムメモリを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施の形態のホログラムメモリ再生光学系の説明図である。
【図２】第１，第２の実施の形態の透過光量フィルタの説明図である。
【図３】第２の実施の形態のホログラムメモリ再生光学系の説明図である。
【図４】第３の実施の形態のホログラムメモリ再生光学系の説明図である。
【図５】第３，第４の実施の形態の透過光量フィルタの説明図である。
【図６】第４の実施の形態のホログラムメモリ再生光学系の説明図である。
【図７】第５の実施の形態のホログラムメモリ再生光学系の説明図である。
【図８】ホログラムメモリ再生光学系の説明図である。
【図９】ホログラムメモリの構造及び再生動作の説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１，２，４，１７  レンズ、３，３Ａ，３Ｂ  アパーチャ、５  ２次元光センサ、６，１５  透過光量フィルタ、１０，１９  制御回路、１６  ビームスプリッタ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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