(57)【要約】【課題】  機構を簡素化し、小型で低コストのホログラム装置を提供する。【解決手段】  光源１からの光をホログラム４が形成された記録媒体３に入射させて情報を再生するホログラム装置において、光源１は基板１０と基板１０上に複数配置される発光部１１とで構成し、光源１と記録媒体３の間には各発光部１１からの複数の光を記録媒体３の略同じ位置に集光する集光手段２を設けてなる。また、基板１０上に複数配置される発光部１１はそれぞれ面発光素子からなり、それがアレイ状に配列される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光をホログラムが形成された記録媒体に入射させて情報を記録／再生するホログラム装置において、
上記光源は基板と該基板上に複数配置される発光部とで構成し、上記光源と記録媒体の間には上記各発光部からの複数の光を上記記録媒体の略同じ位置に集光する集光手段を設けたことを特徴とするホログラム装置。
【請求項２】
上記集光手段は上記各発光部にそれぞれ対応した複数の集光レンズを配置してなるレンズアレイと、該レンズアレイの後方に配置されるコリメーターレンズとからなることを特徴とする請求項１記載のホログラム装置。
【請求項３】
上記基板上に複数配置される発光部はそれぞれ面発光素子からなることを特徴とする請求項１又は２記載のホログラム装置。
【請求項４】
上記基板上に複数配置される面発光素子はアレイ状に配列されることを特徴とする請求項３記載のホログラム装置。
【請求項５】
上記発光部は複数の波長の光のうちいずれか１つを選択的に発生する波長可変発光素子からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のホログラム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光源からの光をホログラムが形成された記録媒体に入射させて情報を再生するホログラム装置に関し、より詳細には多重記録されたホログラムの再生を行うホログラム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からホログラムの原理を用いて情報を記録する記憶装置が知られている。ホログラムは参照光と物体光の干渉により記録媒体に形成されるもので、再生時には書き込み時と同じ波長及び角度の参照光をホログラムに入射させることで、元の情報が再生される。
【０００３】
ホログラム記憶媒体の特徴は高密度、大容量化を図ることができることである。また、参照光の角度を変化させる角度多重方式、あるいは参照光の波長を変化させる波長多重方式を用いることにより情報の多重記録ができ、さらなる高密度化が可能となる。従来の電子的な記憶装置が情報を逐次読み出すのに対して、ホログラムの場合は情報をページ毎に一挙に読み出すことができる。これによりデータの高速処理が可能となる。
【０００４】
角度多重方式において参照光の角度変化には従来ガルバノミラーが使用されていた。ホログラム装置での使用例の概念図を図６に示す。図６に示すようにこのホログラム装置は、参照光の角度変化用ガルバノミラー５０と集光レンズ５１とを有している。光源からの参照光Ｌ３をガルバノミラー５０で反射させてこの反射光Ｌ４を集光レンズ５１により記録媒体５２のホログラム５３に入射させる。ホログラム５３からの出射光は受光素子５４で受光する。ホログラム５３に対する入射角度は、ガルバノミラー５０の角度変化により変化する。このようにガルバノミラーを使用して角度多重されたホログラムを再生する装置としては、例えば特許文献１に挙げるようなものがある。
【特許文献１】特開２０００−１５５９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のホログラム装置では、記録媒体における参照光の照射角度を精度良く制御するためには複雑なガルバノミラーの駆動装置及びその制御系が必要とされた。従ってホログラム装置の小型化及び低コスト化が困難であった。
【０００６】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、機構を簡素化し、小型化及び低コスト化が可能な多重記録方式のホログラム装置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】
上記課題を解決するため本発明に係るホログラム装置は、光源からの光をホログラムが形成された記録媒体に入射させて情報を再生するホログラム装置において、
上記光源は基板と該基板上に複数配置される発光部とで構成し、上記光源と記録媒体の間には上記各発光部からの複数の光を上記記録媒体の略同じ位置に集光する集光手段を設けたことを特徴として構成されている。
【０００８】
また、本発明に係るホログラム装置は、上記集光手段は上記各発光部にそれぞれ対応した複数の集光レンズを配置してなるレンズアレイと、該レンズアレイの後方に配置されるコリメーターレンズとからなることを特徴として構成されている。
【０００９】
さらに、本発明に係るホログラム装置は、上記基板上に複数配置される発光部はそれぞれ面発光素子からなることを特徴として構成されている。
【００１０】
さらにまた、本発明に係るホログラム装置は、上記基板上に複数配置される面発光素子はアレイ状に配列されることを特徴として構成されている。
【００１１】
そして、本発明に係るホログラム装置は、上記発光部は複数の波長の光のうちいずれか１つを選択的に発生する波長可変発光素子からなることを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば複数の発光部でなる光源と、各発光部からの複数の光を上記記録媒体に集光する集光手段を設けた構成としたので、発光素子の発光位置を変更することのみにより容易に参照光照射角度を変化させて、記録媒体に角度によるホログラムの多重記録およびそのホログラムの再生が可能となる。これによって、ガルバノミラー及びその駆動系の複雑な機構が不要となり装置が簡素化できるので、ホログラム装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。また、機構が簡素化されることにより装置の信頼性も向上できる。
【００１３】
また、本発明によれば、集光手段は各発光部にそれぞれ対応した複数の集光レンズを配置してなるレンズアレイと、レンズアレイの後方に配置されるコリメーターレンズとからなることにより、ホログラムの大きさに対応した参照光を記録媒体の同一位置に均一に照射することができる。
【００１４】
さらに、本発明によれば複数の発光部はそれぞれ面発光素子からなる構成としたので、複数の発光部が基板上に同時形成することが可能となり、光源が低コスト化できる。これによりさらに低コストのホログラム装置が実現できる。
【００１５】
さらにまた、本発明によれば基板上に複数配置される面発光素子はアレイ状に配列される構成なので、ホログラムの再生に最適な発光パターンを形成することができる。
【００１６】
そして、本発明によれば発光部は複数の波長の光のうちいずれか１つを選択的に発生する波長可変発光素子からなる構成なので、複数の発光部による角度多重記録に加えて、各発光部による波長多重記録が可能となり、記録媒体における情報の記録密度をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態について図面に沿って詳細に説明する。図１には本実施形態におけるホログラム装置の概念図を示す。図１に示すようにホログラム装置の基本構成は、面発光素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃを配置した光源１と、光源１からの光を記録媒体３のホログラム４に集光する集光手段２と、ホログラム４からの出射光を受光する受光部５から構成される。図１に記載のホログラム装置は、ホログラム４の再生を行うものである。
【００１８】
記録媒体３のホログラム４は、物体光と参照光を一定の角度で照射して光の干渉縞を生じさせることで形成される。また、ホログラム４が形成された記録媒体３を複製することもできる。記録媒体３に記録された情報を読み取るには、ホログラム４を形成するのに用いた参照光と同じ光を記録媒体３に入射させることにより、その光は回折して元の像が再生される。これを例えばＣＭＯＳからなる受光部５によって受光することで、情報が読み取られる。なお、受光部５がＣＣＤ等から構成されるようにしてもよい。
【００１９】
ここで、ホログラム４の形成に際しては、参照光角度を変化させることによる空間多重がされる。すなわち、記録媒体３にはホログラム４を形成する際に参照光の角度を変化させることで同じ位置に複数の情報を書き込むことができる。これらの情報を読み込むためには、書き込みに用いた参照光の波長の光を、書き込み時と同角度で記録媒体３に入射することによって、それぞれ多重されたホログラム４を再生することになる。
【００２０】
次に、光源１の構成について説明する。光源１の斜視図を図２に示す。この図に示すように、光源１は基板１０上に複数の発光部１１ａ、１１ｂ、１１ｃが配置されてなるものである。各発光部１１は面発光素子からなり、具体的には面発光レーザが用いられる。ただしこれに限らず、例えば他所に設けられた光源から光ファイバーで導光してこれに替えることもできる。本実施形態では、発光部１１ａ、１１ｂ、１１ｃを互いに所定の間隔だけ離隔して直線状に配列した例で説明する。本実施形態において各発光部１１は、それぞれ同じ単波長の光Ｌ０ａ、Ｌ０ｂ、Ｌ０ｃを発生する。なお、本実施形態においては、各発光部１１として、面発光レーザを用いた構成としたので、複数の発光部１１が基板１０上に同時形成することが可能となり、光源１の低コスト化ができ、これにより低コストのホログラム装置が実現できる。また、面発光レーザに限らず、例えばファブリ・ペロー型レーザダイオードを用いてもよい。
【００２１】
集光手段２は、図１に示すように、光源１からの光を記録媒体３の略同じ位置に集光するもので、集光手段２からの出射光Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃが、ホログラム４を再生する参照光となる。ここで、図３に本実施形態における集光手段２の具体的構成についての概念図を示す。
【００２２】
図３に示すように、集光手段２は各発光部１１にそれぞれ対応した複数の集光レンズ２１、２１を配置してなるレンズアレイ２２と、レンズアレイ２２の後方に配置されるコリメーターレンズ２３とから構成される。各発光部１１からの光は、レンズアレイ２２によってホログラム４に対応する大きさとなってコリメーターレンズ２３に入射し、コリメーターレンズ２３によって平行光とされて記録媒体３の同一位置に入射する。
【００２３】
レンズアレイ２２を構成する各集光レンズ２１は、入射光線を所定の収束角を有して焦点に結ばせるレンズである。すなわち、各集光レンズ２１は対応する発光部１１からの光を一旦焦点に収束させて、それから発散光束とし、ビーム径をホログラムに対応する大きさとしてコリメーターレンズ２３に入射させる。ただし、光学系のホログラム４に対する位置決めを容易にするため、コリメーターレンズ２３に入射する光のビーム径は、ホログラム４に対してより大きいものとする。
【００２４】
各発光部１１からの光は出射角が小さく、光をレンズアレイ２２を介さずに直接コリメーターレンズ２３に入射させる場合には、ビーム径をホログラム４の大きさに対応させるために、光源１とコリメーターレンズ２３間の距離を大きくしなければならない。しかし、レンズアレイ２２を設けることによって、コリメーターレンズ２３における光のビーム径を拡大させることができるので、光源１とコリメーターレンズ２３間を狭めることでき、装置全体の小型化を図ることができる。
【００２５】
コリメーターレンズ２３は、伝播方向に広がりのある光線束をそれぞれ方向のそろった平行光に変換すると共にこの光を所定位置にそれぞれ入射させるものであり、本実施形態では単晶体の非球面レンズを用いている。そして、レンズアレイ２２の後方に設けられ、各集光レンズ２１を透過した光がそれぞれ入射可能な大きさを有する。コリメーターレンズ２３に入射する光は発散光であるから、コリメーターレンズ２３により平行光とされて記録媒体３の同一位置にそれぞれ入射する。すなわち、コリメーターレンズ２３を透過した光は、ホログラム４に対応する所定幅を有して記録媒体３に形成されたホログラム４にそれぞれ異なる角度で入射する。
【００２６】
次に、角度により多重記録されたホログラム再生の詳細を説明する。図１に示すように、光源１の各発光部１１は、それぞれ異なる位置から光を発生するので、集光手段２を介して記録媒体３に入射する各光Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃは、それぞれ異なる角度でホログラム４に入射する。
【００２７】
発光部１１ａからの光Ｌ０ａは、集光手段２により進行方向が変わり、光Ｌ１ａとなってホログラム４に対し、記録のための物体光Ｌ２とはθａの角度をなすように入射する。発光部１１ｂからの光Ｌ０ｂは、集光手段２を通過して光Ｌ１ｂとなり、ホログラム４に対し物体光Ｌ２とはθｂの角度をなすように入射する。発光部１１ｃからの光Ｌ０ｃは、集光手段２により進行方向が変わり、光Ｌ１ｃとなってホログラム４に対し物体光Ｌ２とはθｃの角度をなすように入射する。
【００２８】
各発光部１１からの光をホログラム４に対し同時に入射させると、複数の情報が同時に再生されて、受光部５では分離できないので、光源１からの光は、各発光部１１を順次発光させて出射することで、多重記録されたホログラム４の情報を角度毎に順次読み出す。
【００２９】
光源１としては、図２に示すような発光部１１の数及び配置には限られない。図４には、光源１の別の形態を示す。この図では、発光部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆを基板１０上に円形状となるように配置している。配置のパターンとしては、この他にも十字形状、楕円形状、四角形状などが考えられる。いずれにしても、発光部１１を基板１０上にアレイ状に配置することで、光源１を構成する。
【００３０】
次に、角度多重と波長多重を組み合わせて記録されたホログラム４の再生について説明する。この場合においても、基本的な構成については図１記載のものと同様である。すなわち、発光部１１を基板１０上にアレイ状に配置した光源１からの光を、集光手段２によって記録媒体３に入射させる。これによって各発光部１１からの光はそれぞれ異なる角度でホログラム４に入射するから、角度多重された情報をそれぞれ読み出すことができる。
【００３１】
図１の構成では、多重記録可能な数は発光部１１の数で決まり、それ以上の多重はできない。そこで光源１を構成する各発光部１１を波長可変光源とすることで、角度多重と波長多重の効果を組み合わせ、データ多重数を更に増加させることができるようになる。
【００３２】
本実施形態においては、各発光部１１を複数の波長の光のうちいずれか１つを選択的に発生することができる波長可変光源とする。また、各発光部１１はそれぞれ同じ中心波長を有しており、波長可変範囲においても同じ範囲で波長を変えることが可能である。ここで、波長可変光源としては、注入電流を変えて発振波長を変えるもの、温度を変えて発振波長を変えるもの、外部共振器長を形成し、その共振器長を変えて発振波長を変えるもの
など様々なものがあるが、波長を可変できるものであれば、どのタイプの波長可変光源を用いてもかまわない。
【００３３】
図５に波長多重されたホログラム４に参照光の波長を変化させて照射した際の回折効率について示す。この図に示すように、このホログラム４は５つの異なる波長に対してそれぞれ回折効率のピークを有している。すなわち、このホログラム４には５つのデータが多重されており、発光部１１で５つの波長の光のうちいずれか１つを選択してホログラム４に照射することによって、波長多重された情報を読み出すことができる。
【００３４】
このように光源１を構成すると、３つの発光部１１ａ、１１ｂ、１１ｃがそれぞれ５つのデータを読み取ることが可能なので、ホログラムの多重数は１５となる。すなわち、発光部１１を複数備えた光源１で、発光部１１をそれぞれ波長可変光源とすることにより、発光部１１の波長可変範囲が狭く多重数が少ない場合であっても、角度多重と組み合わせることで多重数を大幅に増加させることができ、記録媒体３における情報の記録密度を向上させることができる。
【００３５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用はこの実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態におけるホログラム装置の概念図である。
【図２】光源の斜視図である。
【図３】集光手段の具体的構成について示した概念図である。
【図４】光源の別の形態を示した斜視図である。
【図５】波長多重されたホログラムに参照光の波長を変化させて照射した際の回折効率について示した図である。
【図６】従来のホログラム装置の概念図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    光源
２    集光手段
３    記録媒体
４    ホログラム
５    受光部
１０    基板
１１    発光部
２１    集光レンズ
２２    レンズアレイ
２３    コリメーターレンズ
【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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