(57)【要約】      （修正有）【課題】  １次元空間光変調器を構成する回折制御素子の内部構造に起因する回折成分の低減を図ったホログラム記録装置、及びホログラム記録媒体を提供する。【解決手段】  １次元空間光変調器によって変調された信号光中に含まれ、かつ位相制御要素の配置に起因する回折光を遮蔽する。このようにすることで、回折制御素子の内部構造に起因する回折成分の低減を図ることができる。その結果、ホログラム記録媒体の記録容量の増大と、ホログラム記録媒体からの再生時における再生信号のノイズの低減とをもたらすことが可能となる。【選択図】  図１
2006154446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源から射出されたレーザ光を信号光と参照光に分離する光分離素子と、
出射光の位相差を相対的に制御する第１、第２の位相制御要素を有する個別回折制御素子を１次元に複数配列してなり、かつ前記分離手段で分離された信号光を位相変調する１次元空間光変調器と、
前記１次元空間光変調器によって変調された信号光中に含まれ、かつ前記位相制御要素の配置に起因する回折光を遮蔽する遮光板と、
前記遮光板を通過する信号光と、前記分離手段で分離された参照光をホログラム記録媒体に集光する集光光学系と、
を具備することを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項２】
前記遮光板が、前記１次元空間光変調器から出射する０次、−１次、および＋１次の回折光を通過させる
ことを特徴とする請求項１記載のホログラム記録装置。
【請求項３】
前記遮光板が、前記１次元空間光変調器から出射する−１次、＋１次の回折光のいずれか一方を遮蔽する
ことを特徴とする請求項２記載のホログラム記録装置。
【請求項４】
前記遮光板が、前記１次元空間光変調器から出射する−１次、＋１次の回折光の双方を遮蔽する
ことを特徴とする請求項３記載のホログラム記録装置。
【請求項５】
前記遮光板が、前記１次元空間光変調器から出射する０次、＋１次、および＋２次の回折光、または０次、−１次、および−２次を通過させる
ことを特徴とする請求項１記載のホログラム記録装置。
【請求項６】
前記遮光板が、前記１次元空間光変調器から出射する０次または絶対値で２次の回折光を遮蔽する
ことを特徴とする請求項５記載のホログラム記録装置。
【請求項７】
前記遮光板が、前記１次元空間光変調器から出射する０次および絶対値で２次の回折光を遮蔽する
ことを特徴とする請求項５記載のホログラム記録装置。
【請求項８】
前記遮光板が、前記集光光学系と前記ログラム記録媒体の間で、かつ前記集光光学系の焦点深度内に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のホログラム記録装置。
【請求項９】
前記遮光板が、前記集光光学系と前記ログラム記録媒体の間で、かつ前記集光光学系の焦点深度外に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のホログラム記録装置。
【請求項１０】
前記参照光が、前記遮光板で遮蔽されない領域を通過してホログラム記録媒体に集光される
ことを特徴とする請求項１記載のホログラム記録装置。
【請求項１１】
前記参照光が、前記信号光が入射する面と反対側の面からホログラム記録媒体に集光される
ことを特徴とする請求項１記載のホログラム記録装置。
【請求項１２】
請求項１記載のホログラム記録装置によって記録されたことを特徴とするホログラム記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相変調型の１次元空間光変調器を用いて変調した信号光を用いて、ホログラムを記録するホログラム記録装置、及びホログラム記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光源から射出された光を２つに分離し、一方の光を空間光変調器で変調して符号化した記録情報を持った信号光とし、他方の光を参照光として、ホログラム記録媒体内で重ねることにより発生する干渉縞を用いて、ホログラム記録媒体内に情報が記録される（ホログラム記録）。
情報が記録されたホログラム記録媒体に参照光を照射することでホログラム記録媒体から回折光（再生光）が射出する。この再生光を受光素子で受光し、電気信号に変換して復号化することで、記録情報が再生される（ホログラム再生）。
ホログラム記録における符号化された記録情報を信号光に持たせるための変調手段として、位相変調型の１次元空間光変調器を用いることができる。
ここで、凸レンズとスリットの組み合わせにより、１次以上の回折光成分を除去して０次回折光のみを抽出することでホログラム記録媒体にデータを光の強弱として記録する技術が開示されている（特許文献１参照）。また、第１、第２の位相制御要素それぞれによる絶対値で１次以上の回折光を遮断することで、情報の記録の際のノイズ成分を低減し、データの再現性を良好な状態に保つ技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−１３９０２１、段落番号０００６
【特許文献２】特開２００４−１３９０２３、段落番号０００８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、１次元空間光変調器によって回折される光には多様な回折光が存在する。このため、単純に０次回折光を用いたのみでは、信号強度が低減し、信号強度と低ノイズの両立を実現することが困難になる。
１次元空間光変調器は、光の回折を制御する回折制御素子を１次元に複数配列してなるが、この回折制御素子の内部構成に起因し、かつ回折制御素子での制御状態に依存しない回折成分が存在する。
この回折成分の光は、参照光とホログラム記録媒体上で干渉してホログラムを形成し、ホログラム記録媒体の記録容量の減少と、ホログラム記録媒体からの再生時における再生信号のノイズの増加とをもたらす要因となる。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、１次元空間光変調器を構成する回折制御素子の内部構造に起因する回折成分の低減を図ったホログラム記録装置、及びホログラム記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係るホログラム記録装置は、レーザ光源から射出されたレーザ光を信号光と参照光に分離する光分離素子と、出射光の位相差を相対的に制御する第１、第２の位相制御要素を有する個別回折制御素子を１次元に複数配列してなり、かつ前記分離手段で分離された信号光を位相変調する１次元空間光変調器と、前記１次元空間光変調器によって変調された信号光中に含まれ、かつ前記位相制御要素の配置に起因する回折光を遮蔽する遮光板と、前記遮光板を通過する信号光と、前記分離手段で分離された参照光をホログラム記録媒体に集光する集光光学系と、を具備することを特徴とする。
【０００５】
１次元空間光変調器によって変調された信号光中に含まれ、かつ前記位相制御要素の配置に起因する回折光を遮蔽することで、回折制御素子の内部構造に起因する回折成分の低減を図ることができる。その結果、ホログラム記録媒体の記録容量の増大と、ホログラム記録媒体からの再生時における再生信号のノイズの低減とをもたらすことが可能となる。
【０００６】
（１）前記遮光板が、１次元空間光変調器から出射する０次、−１次、および＋１次の回折光を通過させることができる。
これらの回折光が１次元空間光変調器の個別回折制御素子の制御状態に依存して変化し、記録すべき情報を含んでいるからである。特に、１次元空間光変調器の個別回折制御素子がＯＦＦ状態で０次回折光を発生する場合に有用である。
【０００７】
なお、前記遮光板が１次元空間光変調器から出射する−１次、＋１次の回折光のいずれか一方を遮蔽したり、さらには遮光板が前記１次元空間光変調器から出射する−１次、＋１次の回折光の双方を遮蔽したりしてもよい。
【０００８】
（２）前記遮光板が、前記１次元空間光変調器から出射する０次、＋１次、および＋２次の回折光、または０次、−１次、および−２次を通過させることができる。
これらの回折光が１次元空間光変調器の個別回折制御素子の制御状態に依存して変化し、記録すべき情報を含んでいるからである。特に、１次元空間光変調器の個別回折制御素子がＯＦＦ状態で１次回折光を発生する場合、一例として、ブレーズ型ＧＬＶ、に有用である。
【０００９】
なお、遮光板が１次元空間光変調器から出射する０次または絶対値で２次の回折光を遮蔽したり、さらには遮光板が１次元空間光変調器から出射する０次および絶対値で２次の回折光を遮蔽したりしてもよい。
【００１０】
（３）前記遮光板が、前記集光光学系と前記ログラム記録媒体の間で、かつ前記集光光学系の焦点深度内、または焦点深度外に配置することができる。
【００１１】
（４）参照光が、前記遮光板で遮蔽されない領域を通過してホログラム記録媒体に集光されてもよい。例えば、１次元空間光変調器からの回折光が広がる方向（個別回折制御素子が配列している方向）に対して、直角の位置から参照光が入射するように光学系を構成した場合が該当する。
【００１２】
（５）参照光が、前記信号光が入射する面と反対側の面からホログラム記録媒体に集光されてもよい。参照光を遮断しないように遮光板を構成することが容易となる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、１次元空間光変調器を構成する回折制御素子の内部構造に起因する回折成分の低減を図ったホログラム記録装置、及びホログラム記録媒体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るホログラム記録再生装置１０の構成を示す模式図である。
ホログラム記録再生装置１０は、レーザ光源１１、１／２波長板ＨＷＰ１、ＨＷＰ２，偏光ビームスプリッタＰＢＳ、空間フィルタ１２，ミラーＭ１〜Ｍ３，シリンドリカルレンズ１３，１４，バンドパスフィルタ１５，ＧＬＶ１６、集光光学系１７，１８、遮光板１９、ホログラム記録媒体２０，ＸＹステージ２１、光拡散ガラス２２，共役レンズ２３、ラインセンサ２４から構成される。
【００１５】
レーザ光源１１は、レーザ光を出射する光源である。
１／２波長板ＨＷＰ１、ＨＷＰ２は、入射したレーザ光の偏光面を９０°回転させる光学素子である。このうち、１／２波長板ＨＷＰ１は、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射するレーザ光Ｌ０の偏光方向を調節する。一方、１／２波長板ＨＷＰ２は、参照光Ｌ２の偏光方向を信号光Ｌ１と一致させるためのものである。
【００１６】
偏光ビームスプリッタＰＢＳは、１／２波長板ＨＷＰ１から出射されたレーザ光Ｌ０を２つのビーム（信号光Ｌ１，参照光Ｌ２）に分離する光学素子である。レーザ光が、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射される信号光Ｌ１と、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過する参照光Ｌ２とに分岐する。
【００１７】
空間フィルタ１２は、レンズｌ２１，１２２，ピンホール１２３から構成され、レーザ光源１１から出射されたレーザ光に含まれる高周波のノイズ成分を除去するための光学素子である。
ミラーＭ１〜Ｍ３は、光を反射しその方向を変える光学素子である。ミラーＭ１、Ｍ２は空間フィルタ１２から出射された信号光Ｌ１を反射し、シリンドリカルレンズ１３に入射させる。ミラーＭ３は１／２波長板ＨＷＰ２から出射される参照光Ｌ２を反射し、光拡散ガラス２２に入射させる。
【００１８】
シリンドリカルレンズ１３，１４は、光のビーム形状を円形から楕円形に変換するための光学素子である。シリンドリカルレンズ１３は、ＧＬＶ１６に対応するように、ミラーＭ２から出射された信号光Ｌ１のビーム形状を円形から楕円形に変換する。シリンドリカルレンズ１４は、ラインセンサ２４に対応するように、集光光学系１８から出射された再生光Ｌ３のビーム形状を円形から楕円形に変換する。
【００１９】
バンドパスフィルタ１５は，入射面に対して４５°で入射する光を透過し、その以外の入射角で入射する光を反射するように構成される。また、バンドパスフィルタ１５上の参照光Ｌ２が入射する領域内（但し、信号光Ｌ１が透過する範囲と干渉しない範囲）に、反射膜が形成されている。
バンドパスフィルタ１５は、シリンドリカルレンズ１３から入射した信号光Ｌ１を反射してＧＬＶ１６に出射し、ＧＬＶ１６で回折された信号光Ｌ１を透過して集光光学系１７へと出射させる。シリンドリカルレンズ１３からの信号光Ｌ１はバンドパスフィルタ１５に４５°からずれた角度で入射するため反射され、ＧＬＶ１６からの信号光Ｌ１はバンドパスフィルタ１５に略４５°で入射するため透過される。
また、バンドパスフィルタ１５は、共役レンズ２３から入射する参照光Ｌ２を反射膜で反射して集光光学系１７へと出射させる。
【００２０】
ＧＬＶ（Grating Light Valve）１６は、１次元空間光変調器（変調素子が１方向に複数並んで構成され、光の変調が１方向のみで行われ、他の方向には変調信号成分を持たない空間光変調器）の一種である。ＧＬＶ１６として、ブレーズ角θが１．９８５°のブレーズ型ＧＬＶを用いることができる。ＧＬＶ１６は、バンドパスフィルタ１５から入射した信号光Ｌ１を回折することで変調しバンドパスフィルタ１５に再入射させる。なお、ＧＬＶ１６の詳細は後述する。
後述するように、本実施形態ではＧＬＶ１６にブレーズ型を用いていることから、所定の入射角φ（例えば、ブレーズ角θが１．９８５°で、信号光Ｌ１の波長が４０５ｎｍであれば、φ＝２．７３１°）で信号光Ｌ１がＧＬＶ１６に入射している。
【００２１】
集光光学系１７，１８は、信号光Ｌ１、参照光Ｌ２、再生光Ｌ３をホログラム記録媒体２０上に、または記録媒体２０上から集光するための光学系、例えば、集光レンズである。集光光学系１７は、バンドパスフィルタ１５から入射する信号光Ｌ１および共役レンズ２３から入射する参照光Ｌ２をホログラム記録媒体２０上の略同一箇所に収束する。この結果、信号光Ｌ１と参照光Ｌ２がホログラム記録媒体２０上で干渉して干渉縞が形成される。集光光学系１８は、再生時にホログラム記録媒体２０上で発生した再生光Ｌ３を集光し平行光に変換してシリンドリカルレンズ１４へと出射させる。
集光光学系１７，１８は、ホログラム記録媒体２０を夾んで対向した位置に配置されている。即ち、ホログラム記録再生装置１０は、透過型のホログラム記録再生装置である。
【００２２】
遮光板１９（「遮蔽板」ともいう）は、ＧＬＶ１６から出射する信号光Ｌ１の一部を遮光する光学素子、ピンホール、スリット等の開口部が形成された板状部材である。遮光板１９は、複数の部材から構成することが可能である。遮光板１９が信号光Ｌ１の一部、特にノイズの原因となる回折成分を遮り、ホログラム記録媒体２０に到達しないようにすることでホログラム記録媒体２０への記録のＳ／Ｎ比および記録密度の向上を実現できる。なお、遮光板１９の詳細は後述する。
【００２３】
ホログラム記録媒体２０は，信号光Ｌ１と参照光Ｌ２の干渉によって生じた干渉縞を記録する記録媒体である。ホログラム記録媒体２０には、光照射強度に応じて屈折率が変化するフォトポリマーをガラス基板でサンドイッチしたものを用いることができる。フォトポリマーとして、例えばＩｎｐｈａｓｅ社製のフォトポリマーを用いることができる。
【００２４】
ＸＹステージ２１は、ホログラム記録媒体２０を載置あるいは固定し、ホログラム記録媒体２０を平面的、特にＸＹ方向（縦横方向）に移動させるための移動手段である。ＸＹステージ２１でホログラム記録媒体２０を平面的に移動することで、ホログラム記録媒体２０への信号光Ｌ１、参照光Ｌ２の集光位置が移動され、ホログラム記録媒体２０へのシフト多重記録が可能となる。
【００２５】
本実施形態では、ホログラム記録媒体２０をＸＹステージ２１でＸＹ方向（縦横方向）に移動させているが、ＸＹステージ２１を回転テーブルと一軸ステージの組合せに置き換えてホログラム記録媒体２０を径方向および円周方向に移動させてもよい。ホログラム記録媒体２０を平面的に（２軸に）移動することができれば、ホログラム記録媒体２０の全面を効率的に用いて、シフト多重による記録が可能である。なお、ホログラム記録媒体２０を縦方向横方向、径方向周方向のいずれに移動させるかに応じて、ホログラム記録媒体２０の形状をそれぞれ矩形、円形とするのが好ましい。
【００２６】
光拡散ガラス（ｄｉｆｆｕｓｅｒ）２２は，例えば、表面に凹凸を形成したガラス（いわゆる磨りガラス）であり、入射光を拡散することでその光束中にランダム性を付与する光学素子である。光拡散ガラス２２は、ミラーＭ３で反射された参照光Ｌ２を透過し光束中にランダム性を付与することで、位相相関によるシフト多重を可能とする。参照光Ｌ２の光束にランダム性が付与されることから、ホログラム記録媒体２０上に形成されるホログラムの分離が容易となり、ホログラム記録媒体２０へのシフト多重記録の高密度化が容易となる。
【００２７】
共役レンズ２３は、光拡散ガラス２２から拡散される光を平行光に変換する。この結果、光拡散ガラス２２の像（物点）がホログラム記録媒体２０に結像され（像点）、ホログラム記録媒体２０に光拡散ガラス２２を用いた位相多重記録がなされる。
【００２８】
ラインセンサ２４は、一次元上に複数配置された受光素子からなる受光装置である。受光素子として、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いることができる。受光素子が一次元に配置されているのはＧＬＶ１６が一次元の空間光変調器であることと対応する。但し、二次元上に配置された受光素子をラインセンサ２４として用いることができる。
【００２９】
（ホログラム記録再生装置１０の動作）
ホログラム記録再生装置１０の動作につき説明する。
Ａ．記録時
ホログラム記録媒体２０への情報の記録につき説明する。
レーザ光源１１から射出したレーザ光Ｌ０は、１／２波長板ＨＷＰ１を透過して、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射し、信号光Ｌ１と参照光Ｌ２に分離される。
【００３０】
信号光Ｌ１は、空間フィルタ１２を通り、ミラーＭ１、Ｍ２で反射されて折り曲げられた後に、シリンドリカルレンズ１３に入射し、バンドパスフィルタ１５で反射し、ＧＬＶ１６に入射される。
ＧＬＶ１６で変調された信号光Ｌ１は、バンドパスフィルタ１５を透過し、集光光学系１７で集光されて、ホログラム記録媒体２０に照射される。
ここで、集光光学系１７とホログラム記録媒体２０の間に設けられた遮光板１９により、信号光Ｌ１の一部が遮蔽されることで、ホログラム記録媒体２０へのホログラムの記録のノイズの低減等を実現できる。なお、この詳細は後述する。
【００３１】
一方、参照光Ｌ２は、１／２波長板ＨＷＰ２を透過して、ミラーＭ３で反射されて折り曲げられ、光拡散ガラス２２に入射される。光拡散ガラス２２から射出した参照光Ｌ２は、共役レンズ２３を透過し、バンドパスフィルタ１５で反射して、信号光Ｌ１同様、集光光学系１７にて集光され、ホログラム記録媒体２０に照射される。
信号光Ｌ１と参照光Ｌ２が、ホログラム記録媒体２０内で重なることにより干渉縞が発生する。この干渉縞によりホログラム記録媒体２０の屈折率が変化することでホログラム記録が行われる。
【００３２】
Ｂ．再生時
ホログラム記録媒体２０からのホログラム記録情報の再生につき説明する。
このときは、信号光Ｌ１をシャッタ等（図示せず）で遮蔽して、参照光Ｌ２のみをホログラム記録媒体２０に入射させる。参照光Ｌ２がホログラム記録媒体２０で回折することで再生光Ｌ３が射出される。この再生光Ｌ３を集光光学系１８、シリンドリカルレンズ１４を介して、ラインセンサ２４で受光し、電気信号に変換することで記録情報が再生される。
【００３３】
（ＧＬＶ１６の詳細）
ＧＬＶ１６の詳細につき説明する。
ＧＬＶ１６は、１次元的に配列された光変調の画素（変調素子、個別回折制御素子）３０から構成される。例えば、１０８８個の光変調用の画素３０を約２５μｍの間隔で１次元的に配列することでＧＬＶを構成できる。
【００３４】
図２は、ＧＬＶ１６の画素（変調素子、個別回折制御素子）３０の構造の一例を表す斜視図である。
図２に示すように、ＧＬＶ１６の画素３０は、リボン３１、電極３２，基板３３を含んで構成される。画素３０は、６つのリボン３１、即ち、交互に配置される３つの固定リボン３１１と３つの可動リボン３１２を有する。例えば、固定リボン３１１、可動リボン３１２の幅を共に３μｍとし、リボン３１の間隔を約４μｍとすることができる。このリボン３１は、位相制御要素を構成する。
可動リボン３１２は、電極３２との間に、電圧を加えることにより、静電吸引力によって電極３２、即ち、基板３３に引き寄せられる。図２は、可動リボン３１２に電圧が加えられた状態を示している。
【００３５】
図３は、ＧＬＶ１６の主要構成を側面方向から見た状態の一例を表す模式図である。このうち、図３（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、ブレーズ型ＧＬＶ１６ａおよび非ブレーズ型（通常型）ＧＬＶ１６ｂを表す。ブレーズ型ＧＬＶ１６ａではリボン３１が配列方向（Ｘ軸方向）にブレーズ角θ傾斜して配置され、非ブレーズ型ＧＬＶ１６ｂではリボン３１が配列方向（Ｘ軸方向）と平行に配置される。即ち、ブレーズ型、非ブレーズ型はリボン３１の傾斜（ブレーズ角θ）の有無に対応し、前者ではリボン３１の反射面（表面）が鋸歯状となり、後者ではリボン３１の反射面（表面）が平面状となる。
図１では、ＧＬＶ１６にブレーズ型を用いていることから、信号光Ｌ１がＧＬＶ１６に角度φで斜めに入射している。
【００３６】
図３（Ａ）では、ブレーズ型ＧＬＶ１６ａ中の画素３０のうち２つのみ（画素３０ａ、３０ｂ）を示している。画素３０ａでは可動リボン３１２に電圧が加えらず、画素３０ｂでは可動リボン３１２に電圧が加えられ、画素３０ａ、３０ｂそれぞれに入射光Ｌｉａ、Ｌｉｂが斜に入射している。
電圧無印加状態の画素３０ａでは、矩形状の６つのリボン３１がＸ軸に沿って配置されている。このとき、入射光Ｌｉａは回折されて０次、１次、２次の回折光Ｌｏ０ａ、Ｌｏ１ａ、Ｌｏ２ａ等が発生する。このうち１次回折光Ｌｏ１ａは、ブレーズ型ＧＬＶ１６ａの垂直方向（負のＺ軸方向）に出射することから、ホログラム記録媒体２０内に入射する。
【００３７】
一方、電圧印加状態の画素３０ｂでは、可動リボン３１２がＺ軸方向に移動し、一対の固定リボン３１１および可動リボン３１２が互いの面方向に沿って配置される。このとき、入射光Ｌｉｂは回折されて０次、＋１次、−１次、＋２次の回折光Ｌｏ０ｂ、Ｌｏ＋１ｂ、Ｌｏ−１ｂ、Ｌｏ＋２ｂ等が発生する。これらの回折光はいずれもブレーズ型ＧＬＶ１６ａの斜め方向に出射することから、ホログラム記録媒体２０内に光が入射しない。
以上のように、可動リボン３１２への印加電圧を制御して、反射状態と回折状態を切り換えることで、光に変調をかけ、ホログラム記録媒体２０上に光の明暗を作り出すことができる。
【００３８】
図３（Ｂ）では、非ブレーズ型ＧＬＶ１６ｂ中の画素３０のうち２つのみ（画素３０ｃ、３０ｄ）を示している。画素３０ｃでは可動リボン３１２に電圧が加えらず、画素３０ｄでは可動リボン３１２に電圧が加えられ、画素３０ｃ、３０ｄそれぞれに入射光Ｌｉｃ、Ｌｉｄが垂直に入射している。
電圧無印加状態の画素３０ｃでは、信号光Ｌｉｃは反射されて反射光Ｌｏｃとなり、ホログラム記録媒体２０内に入射する。一方、電圧印加状態の画素３０ｄでは、信号光Ｌｉｄは回折されて０次、２次の回折光Ｌ０１ｄ、Ｌ０２ｂとなり、ホログラム記録媒体２０内に光が入射しなくなる。
【００３９】
以上のように、ブレーズ型ＧＬＶ１６ａ、非ブレーズ型ＧＬＶ１６ｂいずれにおいても、可動リボン３１２への電圧の印加／無印加によって、ホログラム記録媒体２０に入射する信号光Ｌ１の明、暗を制御することができる。
既述のように、図１はＧＬＶ１６にブレーズ型ＧＬＶ１６ａを用いることを前提とした構成であるが、構成の一部を変更することでＧＬＶ１６に非ブレーズ型ＧＬＶ１６ｂを用いることが可能となる。具体的には、バンドパスフィルタ１５を偏光ビームスプリッタ等に変更し、この偏光ビームスプリッタとＧＬＶ１６との間に１／４波長板ＱＷＰを挿入する。さらに、ミラーＭ２の角度を調節して、信号光Ｌ１をＧＬＶ１６に鉛直方向から入射させる（入射角φ＝０°）。このようにすることで、ＧＬＶ１６に非ブレーズ型ＧＬＶ１６ｂを用いることが可能となる。
【００４０】
ここで、ブレーズ型ＧＬＶ１６ａと非ブレーズ型ＧＬＶ１６ｂでの特性の相違につき説明する。
非ブレーズ型ＧＬＶ１６ｂでは、リボン３１の反射面（表面）が平面的に配置されている。このために、非ブレーズ型ＧＬＶ１６ｂでは、明状態（電圧無印加状態）、暗状態（電圧印加状態）いずれにおいても、同じ角度で射出し、ホログラム記録媒体２０内に入射する０次光成分が存在する。
一方、ブレーズ型ＧＬＶ１６ａでは、リボン３１の反射面（表面）が平面的には配置されていない。このために、ブレーズ型ＧＬＶ１６ａでは、明状態、暗状態とで、同じ角度で射出し、ホログラム記録媒体２０内に入射する０次光成分を排除することが可能となる。
この結果、ブレーズ型ＧＬＶ１６ａは、非ブレーズ型ＧＬＶ１６ｂと比べて、電圧印加した状態、つまり暗状態のホログラム記録媒体２０内への光の入射光量を低減され、再生信号のＳ／Ｎの向上を図れる。
このようにブレーズ型ＧＬＶ１６ａと非ブレーズ型ＧＬＶ１６ｂとで、特性の相違はあるが、その相違は必ずしも本質的なものではない。このため、以下ではＧＬＶ１６がブレーズ型ＧＬＶ１６ａと非ブレーズ型ＧＬＶ１６ｂのいずれであるかを必ずしも区別せず説明する。
【００４１】
図４は、ＧＬＶ１６により反射、回折された光が、集光光学系１７により集光されて、ホログラム記録媒体２０に入射するまで光路を表す模式図である。ＧＬＶ１６の画素３０がＸ方向（水平）に配列している（例えば、１〜１０８８番目の画素）。図４は、遮光板１９がない状態を表し、また判り易さのために、ＧＬＶ１６、集光光学系１７、ホログラム記録媒体２０以外の要素の記載を省略している。
【００４２】
図４では、ＧＬＶ１６の両端および中央の画素３０（例えば、１番目、５４４番目及び１０８８番目の画素３０）それぞれから射出した光束を示している。それぞれの画素３０から射出した光束の主な成分には、画素ピッチによる回折光Ｌｐと、リボンピッチによる回折光Ｌｒとがある。
それぞれの画素３０から出射された画素ピッチによる回折光Ｌｐおよびリボンピッチによる回折光Ｌｒは、ＧＬＶ１６と距離Ｌ離れた集光光学系１７によって、ホログラム記録媒体２０に集光される。このとき、ホログラム記録媒体２０上において、画素ピッチによる回折光Ｌｐおよびリボンピッチによる２つの回折光Ｌｒが距離ｄ離れて集光する。
【００４３】
画素ピッチの回折光Ｌｐは、画素３０の状態（電圧印加（ＯＮ）、電圧無印加（ＯＦＦ））に対応する情報を含んでいる。一方、リボンピッチの回折光Ｌｒは、リボン３１の配置に対応し、画素３０の０Ｎ／ＯＦＦ状態と対応しない。即ち、リボンピッチの回折光Ｌｒは、いわば変調されず、記録情報を持たない光であり、画素３０の０Ｎ／ＯＦＦ状態の情報からみてノイズとなる。
このため、リボンピッチの回折光Ｌｒがホログラム記録媒体２０に入射することによって形成されるホログラムは、記録情報を持たない余分なホログラムであり、ホログラム記録媒体２０全体の記録容量を減少させる原因となる。また、情報の再生時には、ＤＣ成分としてラインセンサ２４に受光されてノイズとなり、再生信号のＳ／Ｎを悪化させる原因となる。
【００４４】
画素ピッチによる回折光Ｌｐは、０次、±１次、±２次の回折光Ｌｐ０，Ｌｐ±１，Ｌｐ±２をその成分として含み、リボンピッチによる回折光Ｌｒは、０次、±１次、±２次の回折光Ｌｒ０，Ｌｒ±１，Ｌｒ±２をその成分として含む。
但し、ブレーズ型と非ブレーズ型とで回折光の成分の対応関係が異なる。
非ブレーズ型ＧＬＶ１６ｂでの反射光Ｌｏがブレーズ型ＧＬＶ１６ａでの画素ピッチの１次の回折光Ｌｐ１に対応する。また、非ブレーズ型ＧＬＶ１６ｂでの画素ピッチの±１次の回折光Ｌｐ±１が、ブレーズ型ＧＬＶ１６ａでの画素ピッチの（１）０次及び＋２次の回折光（＋１次回折光が中心光の場合）、または（２）０次及び−２次の回折光（−１次回折光が中心光の場合）と対応する。また、非ブレーズ型ＧＬＶ１６ｂでのリボンピッチの±１次回折光Ｌｒ±１が、ブレーズ型ＧＬＶ１６ａでの回折光Ｌｒの０次及び＋１次の回折光Ｌｒ０，Ｌｒ＋１、あるいは０次及び−１次の回折光Ｌｒ０，Ｌｒ−１に対応する。
【００４５】
（遮光板１９の詳細）
遮光板１９が画素ピッチの回折光Ｌｐを通過し、リボンピッチの回折光Ｌｒを遮ることで、ホログラム記録媒体２０の記録容量の減少及び再生時のノイズを低減することが可能となる。
Ａ．遮光板の例１
図５は、図４と対応し、ＧＬＶ１６により回折された光が、集光光学系１７により集光されて、ホログラム記録媒体２０に入射するまでの光路を表す模式図である。図５は、図４と異なり、集光光学系１７とホログラム記録媒体２０との間に遮光板１９が配置され、リボンピッチの回折光Ｌｒを遮っている。
図６は、図５に示した遮光板１９の設置面における光軸進行方向（Ｚ負方向）から見た遮光板１９、信号光Ｌ１および参照光Ｌ２を表す模式図である。
【００４６】
図５，６に示すように遮光板１９は、２つの遮光板１９１，１９２から構成される。ここでは、ＧＬＶ１６として、リボン３１が電圧無印加のときに０次光が射出するタイプの非ブレーズ型ＧＬＶを用いている。
遮光板１９１，１９２が、リボンピッチの±１次回折光Ｌｒを遮蔽するように配置されている。画素ピッチによる０次及び±１次の回折光Ｌｐ０，Ｌｐ±１は遮光板１９１，１９２の間を通過している（遮光板１９１，１９２間の間隙がスリットとして機能）。記録情報を持たないリボンピッチの回折光Ｌｒを遮蔽して、記録情報を持つ画素ピッチの回折光Ｌｐをホログラム記録媒体２０に入射させることができる。
なお、ＧＬＶ１６にブレーズ型を用いる場合には、遮光板１９１，１９２がリボンピッチの０次及び＋１次の回折光Ｌｒ０、Ｌｒ＋１を遮蔽し、画素ピッチによる０次、１次、および２次の回折光Ｌｐ０、Ｌｐ１、Ｌｐ２を通過するように配置する。
【００４７】
遮光板１９は集光光学系１７の焦点深度内、焦点深度外のいずれに配置することも可能である。
前者の場合には、ホログラム記録媒体２０を集光光学系１７のデフォーカス位置に配置し、遮光板１９１、１９２との機械的干渉を回避することが好ましい。また、後者の場合には、遮光板１９を配置するためのスペースを確保するために（遮光板１９がリボンピッチによる±１次の回折光Ｌｒと画素ピッチの回折光Ｌｐの間隔ｄを確保するために）、ＧＬＶ１６と集光光学系１７との距離Ｌが適宜に設定される。
【００４８】
Ｂ．遮光板の例２
図７は、他の例の遮光板１９ａを示す模式図である。ここでは、ＧＬＶ１６に非ブレーズ型を用いている。
遮光板１９ａは、リボンピッチの±１次回折光Ｌｒを遮蔽して、開口部１９３から画素ピッチの回折光Ｌｐをホログラム記録媒体２０に入射させる。
なお、ＧＬＶ１６にブレーズ型を用いる場合には、遮光板１９ａがリボンピッチの０次及び＋１次の回折光Ｌｒ０、Ｌｒ＋１を遮蔽するように配置する。
この例は、例１での遮光板１９１、１９２を一体的に構成したことに相当する。
【００４９】
Ｃ．遮光板の例３
図８は、他の例の遮光板１９ｂを示す模式図である。ここでは、ＧＬＶ１６に非ブレーズ型を用いている。
ここでは遮光板１９は、２つの遮光板１９１，１９２ｂから構成され、遮光板１９２ｂは参照光Ｌ２中心側の近くに配置され、画素ピッチによる＋１次回折光Ｌｐ−１（あるいは−１次回折光Ｌｐ＋１）を遮蔽して、０次回折光Ｌｐ０と＋1次回折光Ｌｐ＋1（あるいは、−1次回折光Ｌｐ−1）を選択して入射させている。
このように、±１次回折光の一方を遮蔽することで、リボンピッチの高次回折光がホログラム記録媒体２０内に入射することを低減することができる。リボンピッチの回折光には、１次以上の高次の成分が含まれ、このような高次回折光は１次回折光より強度が小さいのが通例ではあるものの、ホログラム記録でのノイズの要因になる。
【００５０】
なお、ＧＬＶ１６にブレーズ型を用いる場合には、遮光板１９２ｂが画素ピッチによる０次回折光Ｌｐ０（あるいは２次回折光Ｌｐ２）を遮蔽して、１次および＋２次の回折光Ｌｐ１、Ｌｐ＋２（あるいは、０次の回折光Ｌｐ０）を入射させるように配置する。０次回折光、あるいは＋２次回折光の一方を遮蔽することで、リボンピッチの高次回折光がホログラム記録媒体２０内に入射することを低減する。
【００５１】
Ｄ．遮光板の例４
図９は、他の例の遮光板１９ｃを示す模式図である。ここでは、ＧＬＶ１６に非ブレーズ型を用いている。
ここでは遮光板１９ｃは、２つの遮光板１９１ｃ，１９２ｃから構成され、これらをリボンピッチによる±１次回折光Ｌｒに加えて、画素ピッチによる±１次回折Ｌｐ±１も遮蔽できるように配置している。
このように、±１次回折光の双方を遮蔽することで、リボンピッチの高次回折光がホログラム記録媒体２０内に入射することをさらに低減することができる。
【００５２】
なお、ＧＬＶ１６にブレーズ型を用いる場合には、２つの遮光板１９１ｃ，１９２ｃがリボンピッチによる０次および＋１次の回折光Ｌｒ０，Ｌｒ＋１に加えて、画素ピッチによる０次及び＋２次の回折光Ｌｐ０、Ｌｐ＋２も遮蔽できるように配置する。０次及び＋２次の回折光Ｌｐ０、Ｌｐ＋２の双方を遮蔽することで、リボンピッチの高次回折光がホログラム記録媒体２０内に入射することをさらに低減できる。
【００５３】
Ｅ．遮光板の配置
図１０は、遮光板１９が配置されるべき領域を表す模式図であり、遮光板１９付近を表す。
本図で示すように、遮光板設置範囲４１，４２の中に遮光板１９１，１９２が配置される。情報を持つ画素ピッチによる回折光Ｌｐを遮蔽せず、リボンピッチによる回折光Ｌｒを遮蔽できる範囲は限られているからである。
Ｚ方向では、遮光板１９の表裏で、画素ピッチによる回折光Ｌｐとリボンピッチによる回折光Ｌｒとが交わる位置Ｐ１，Ｐ２の間に遮光板設置範囲４１，４２が配置される。
【００５４】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、参照光Ｌ２の光路を妨げることなく、位相変調型の１次元空間変調器から回折された所定の回折光以外の回折光をホログラム記録媒体内へ入射しないよう遮蔽することができる。
所定の回折光以外の回折光を遮ることにより、記録に当っては記録容量の減少を低減でき、再生に当っては再生信号のＳ／Ｎの悪化を低減することができる。
【００５５】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態につき説明する。
図１１は、本発明の第２の実施形態に係るホログラム記録再生装置１０ａの構成を表す模式図である。ホログラム記録再生装置１０ａはホログラム記録再生装置１０と構成要素が基本的に同様であることから、図１１ではホログラム記録再生装置１０ａの構成要素の一部のみを示している。
図１１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、ホログラム記録再生装置１０ａをＹ軸方向およびＸ軸方法から見た状態を表している。また、図１１（Ｃ）はホログラム記録再生装置１０ａを集光光学系１７の直ぐ上からＺ負方向に見た状態を表している。なお、図１１（Ｃ）に表す信号光Ｌ１，参照光Ｌ２は、集光光学系１７上での入射位置を表している。
【００５６】
ホログラム記録再生装置１０ａでは、参照光Ｌ２がＹ正方向にずれてバンドパスフィルタ１５に入射する。また、遮光板１９が、遮光板１９１，１９２から構成されている（図５，６に対応）。これらの点以外は、ホログラム記録再生装置１０ａはホログラム記録再生装置１０と特に変わるところがない。
図１１（Ｃ）に示すように、信号光Ｌ１はＸ方向に広がっており、参照光Ｌ２は信号光Ｌ１からＹ方向にずれて配置される。このため、信号光Ｌ１と参照光Ｌ２それぞれが配置される領域が分離され、重なりが生じない。この結果、参照光Ｌ２を遮蔽することなく、信号光Ｌ１中の不要な成分（例えば、リボンピッチによる回折光Ｌｒ）を遮光板１９１，１９２によって遮蔽することが容易となる。例えば、遮光板１９１，１９２の間隔を狭めたときでも参照光Ｌ２が遮られないようにして、情報を持たないリボンピッチによる回折光Ｌｒをより確実に遮蔽できる。
【００５７】
（実験例）
図１２は、図１に示すホログラム記録再生装置１０でホログラム記録媒体２０上でのＧＬＶ１６からの回折光の像を示す図である。具体的には、図１に示すホログラム記録再生装置１０で遮光板１９に換えてＣＣＤカメラを配置し、ＧＬＶ１６からの回折光の像を撮影した。ここでは、ＧＬＶ１６としてブレーズ型を用いた。
本図に示すように、画素ピッチによる回折光Ｌｐ以外に、リボンピッチによる２つの回折光Ｌｒが観察される。
【００５８】
図１３（Ａ），（Ｂ）は、遮光板１９を用いて、リボンピッチによる回折光Ｌｒを遮蔽してホログラム記録したものを再生した場合にラインセンサ２４から出力される信号Ｓ１、Ｓ２を示す図である。なお、信号Ｓ２は信号Ｓ１の一部を横方向に拡大した状態を表す図である。
また、図１４は、遮光板１９を外して、ホログラム記録したものを再生した場合にラインセンサ２４から出力される信号Ｓ３を示す図である。この信号Ｓ３は信号Ｓ１に対応する。
ここで、図１３、１４では、ＧＬＶ１６の画素３０を１番目から１０８８番目まで１画素毎に明暗を繰り返した信号を記録信号としてホログラム記録媒体２０に記録している。
【００５９】
図１３，１４において、信号Ｓ１は紙面の左から右に向かって、画素１から画素１０８８より射出された光に相当し、ＤＣ＝０Ｖは、光の暗に相当する。
図１３で示すように、遮光板１９を用いてホログラム記録することにより、光の明と暗が、画素１から画素１０８８に向かって１画素毎に繰り返されており、忠実に記録信号が再生されることが判る。
一方、図１４で示すように、遮光板１９を用いずに記録した場合は、信号を持たないリボンピッチの回折光ＬｒによるＤＣ成分が全ての信号にのってしまい、１画素毎の光の明暗の検出が難しくなっていることがわかる。
【００６０】
（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨の範囲において、いろいろな変形が可能である。
例えば、ＧＬＶとしてブレーズ型ＧＬＶ、従来のＧＬＶいずれを用いることができる。
また、本実施形態では、参照光Ｌ２を、ホログラム記録媒体を基準にして、信号光Ｌ１と同じ方向から入射するように光学系を構成しているが、参照光Ｌ２と信号光Ｌ１を、ホログラム記録媒体を基準にして、相対する方向からホログラム記録媒体に入射するよう光学系を構成することも可能である。
参照光Ｌ２を遮断することなく、リボンピッチによる回折光Ｌｒをより確実に遮蔽する遮光板の配置がより容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示す模式図である。
【図２】ＧＬＶの画素の構造の一例を表す斜視図である。
【図３】ＧＬＶの主要構成を側面方向から見た状態の一例を表す模式図である。
【図４】ＧＬＶにより反射、回折された光が、集光光学系により集光されて、ホログラム記録媒体に入射するまで光路を表す模式図である。
【図５】ＧＬＶにより反射、回折された光が、集光光学系により集光されて、ホログラム記録媒体に入射するまで光路を表す模式図である。
【図６】図５に示した遮光板の設置面における光軸進行方向から見た遮光板、信号光および参照光を表す模式図である。
【図７】遮光板の他の例を示す模式図である。
【図８】遮光板の他の例を示す模式図である。
【図９】遮光板の他の例を示す模式図である。
【図１０】遮光板が配置されるべき領域を表す模式図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示す模式図である。
【図１２】図１に示すホログラム記録装置でホログラム記録媒体上でのＧＬＶからの回折光の像を示す図である。
【図１３】遮光板を用いて、ホログラム記録したものを再生した場合にラインセンサから出力される信号を示す図である。
【図１４】遮光板を用いないで、ホログラム記録したものを再生した場合にラインセンサから出力される信号を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０    ホログラム記録再生装置
１１    レーザ光源
１２    空間フィルタ
１３，１４，    シリンドリカルレンズ
１５    バンドパスフィルタ
１６    ＧＬＶ
１７，１８    集光光学系
１９    遮光板
２０    ホログラム記録媒体
２１    ＸＹステージ
２２    光拡散ガラス
２３    共役レンズ
２４    ラインセンサ
Ｍ１-Ｍ３    ミラー
ＰＢＳ    偏光ビームスプリッタ
３０    画素
３１    リボン
３１１    固定リボン
３１２    可動リボン
３２    電極
３３    基板
【図１】
2006154446.tif 000003
【図２】
2006154446.tif 000004
【図３】
2006154446.tif 000005
【図４】
2006154446.tif 000006
【図５】
2006154446.tif 000007
【図６】
2006154446.tif 000008
【図７】
2006154446.tif 000009
【図８】
2006154446.tif 000010
【図９】
2006154446.tif 000011
【図１０】
2006154446.tif 000012
【図１１】
2006154446.tif 000013
【図１２】
2006154446.tif 000014
【図１３】
2006154446.tif 000015
【図１４】
2006154446.tif 000016