(57)【要約】 【課題】参照光の角度を変化させてホログラム記録材料への参照光の入射角度を変化させる方法を採用して角度多重方式のホログラム記録再生装置全体の光学系を簡単化すること。【解決手段】再生時に参照光光学系４０を通して参照光２００をホログラム記録材料５０に照射し、その際、ホログラム記録材料５０を透過した透過光をレンズ２４と反射ミラー２５から成る位相共役参照光光学系により、透過光の進行方向を反対向きにして位相共役再生光を作成し、これをホログラム記録材料５０に照射して共役再生用信号光を発生させ、この再生用信号光を信号光光学系２２、ＰＢＳ２１を通してイメージセンサ２６に導くことによって、データを再生する。簡単な構成の位相共役参照光光学系により位相共役再生光を作成することができ、光学系を小形化することができる。【選択図】図１
2006317886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間変調された記録時信号光を信号光光学系によりホログラム記録材料に集光すると共に、別途記録時参照光を同ホログラム記録材料に照射することにより、この参照光と前記記録時信号光との干渉縞を同ホログラム記録材料に記録し、再生時、前記記録時参照光と逆方向に進行する位相共役参照光をホログラム記録材料に照射して位相共役再生信号光を発生させ、この位相共役再生信号光を前記信号光光学系を通して撮像素子に導く角度多重方式のホログラム記録再生装置であって、
前記再生時に前記記録時参照光を前記ホログラム記録材料に記録時と同一の経路で照射した際に、同ホログラム記録材料を透過した前記記録時参照光の進行方向を反対向きにする位相共役参照光光学系を具備し、
前記位相共役参照光光学系は前記記録時参照光の前記ホログラム記録材料への入射角度に依らず、前記記録時参照光の進行方向を反対向きに進行する前記位相共役再生信号光を生成することを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項２】
前記位相共役参照光光学系により生成される位相共役再生信号を偏光させる偏光手段を同位相共役参照光光学系に具備することを特徴とする請求項１記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３】
前記偏光手段は、前記ホログラム記録材料を透過した前記記録時参照光を往路で偏光するλ／４板であることを特徴とする請求項２記載のホログラム記録再生装置。
【請求項４】
前記位相共役参照光光学系は、ホログラム記録材料から焦点距離だけ離れた位置に配置されたレンズと、さらにこのレンズから焦点距離だけ離れた位置に配置された反射ミラーとを具備して成ることを特徴とする請求項１記載のホログラム記録再生装置。
【請求項５】
前記ホログラム記録材料と前記反射ミラーの間にλ／４板を配置することを特徴とする請求項４記載のホログラム記録再生装置。
【請求項６】
前記信号光を空間変調する空間変調器の表示画素と前記撮像素子の受光画素の対応関係を調整する倍率変換光学系を備えることを特徴とする請求項１記載のホログラム記録再生装置。
【請求項７】
前記信号光を空間変調する空間変調器は透過型であることを特徴とする請求項１記載のホログラム記録再生装置。
【請求項８】
前記信号光を空間変調する空間変調器は反射型であることを特徴とする請求項１記載のホログラム記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号光と参照光の干渉縞を記録材料に記録するホログラム記録再生装置に係り、特に記録時と再生時に同一の光学系を兼用で用いる位相共役光再生方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報により空間変調された信号光と参照光の干渉縞をホログラム記録材料に体積記録するホログラム技術を利用して大容量データの記録再生を行うホログラフィックデータストレージシステム（ホログラム記録再生装置）が提案されている（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
図１２は角度多重方式のホログラム記録再生装置の従来構成を示した概略図である。レーザ光源１から出射したコヒーレントなレーザ光は図示されない光学部品により信号光１００と参照光２００に分岐される。信号光１００は、空間変調器（ＳＬＭ）２に表示されたデータパターンにより変調された後、記録用信号光光学系４０１を通過してホログラム記録材料５０に集光される。この時、ホログラム記録材料５０には回転ミラー３により入射角度が調整された参照光２００が照射されるため、信号光１００はこの参照光２００と干渉し、その干渉縞がホログラム記録材料５０の同一領域に参照光２００の入射角が変化される毎にホログラム多重記録される。再生時には、記録時と同一の参照光を上述のようにホログラム記録材料５０に記録されたホログラムに照射することでホログラムが再生され、その再生された光は再生用信号光光学系４０２を通過してイメージセンサ４に結像し、ここで、光電変換された後、画像処理を施されてデータが再生される。
【０００４】
上記のような従来のホログラム記録再生装置では、記録用信号光光学系４０１と再生用信号光光学系４０２が分かれているために、どうしても光学系全体が大きくなってしまう。そこで、以下に述べる位相共役光再生方式と言う方法が知られている。
【０００５】
図１３は角度多重方式で且つ位相共役光再生方式のホログラム記録再生装置の従来例を示した概略図である。記録時、レーザ光源１から出射したコヒーレントなレーザ光は図示されない光学部品により信号光１００と参照光２００に分岐される。信号光１００は、空間変調器（ＳＬＭ）２に表示されたデータパターンにより変調された後、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５、更に記録用信号光光学系兼再生用信号光光学系４００を通過してホログラム記録材料５０に集光される。一方、参照光２００は回転ミラー３によりホログラム記録材料５０に対する入射角が調整された後、ホログラム記録材料５０に照射される。これにより、信号光１００はこの参照光２００と干渉し、その干渉縞がホログラム記録材料５０にホログラム記録され、その際に、参照光２００の入射角が変化される毎に、データがホログラム記録材料５０の同一領域に多重記録される。尚、記録時は図１４に示した記録用参照光光学系３０１を使用して、参照光２００がホログラム記録材料５０に照射される。
【０００６】
再生時は図１４に示すように、参照光２００を図１５の再生用参照光光学系３０２を通して位相共役参照光を作成し、これを信号光１００が入射する面に対して反対側からホログラム記録材料５０に照射する。これにより、ホログラム記録材料５０から位相共役再生信号光（回折光）が発生し、この再生光は記録用信号光光学系兼再生用信号光光学系４００を通過して偏光ビームスプリッタ５に入射され、ここでその進行方向を直角に変化されてイメージセンサ４に結像される。位相共役再生信号光はこのイメージセンサ４で光電変換された後、画像処理を施されてデータが再生される。尚、再生時は図１４に示した再生用参照光光学系３０２を使用して、参照光２００がホログラム記録材料５０に照射される。
【０００７】
上記のような位相共役光再生においては、再生時には記録時と逆向きの参照光を記録用信号光光学系兼再生用信号光光学系４００に入射させる必要がある。ここでは、逆向きと表現したが正確には位相共役光、若しくは時間反転光と表現できる。なお、図中、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）は記録時と再生時で光路を切り分けるためにあり、この切り分けのために図示しない半波長板を、偏光を変えるために光路中に入れる手法も知られている。しかしながら、従来の位相共役光再生では、再生時に、ホログラム記録材料５０の背面側から位相共役参照光を照射しなければならないが、それには図１４に示すような再生用参照光光学系３０２を別に必要とし、記録用信号光光学系兼再生用信号光光学系４００を用いて光学系を簡単化しても、再生用参照光光学系３０２が別に必要となれば、装置全体の光学系は小形化できないという問題がある。
【０００８】
そこで、図１６に示すように、固定反射ミラー４１により参照光２００の進路を変えるだけで、参照光２００の角度は固定にし、その代わり、ホログラム記録材料５０を図の矢印のように回転させて、参照光２００のホログラム記録材料５０への入射角度を相対的に変えて角度多重による記録再生を行うようにする。特に再生の場合、ホログラム記録材料５０の背後に反射ミラー４２を配置して、ホログラム記録材料５０を透過してきた参照光をこの反射ミラー４２で反射して共役再生光を生成し、これをホログラム記録材料５０の背後から照射して再生用信号光を得る構成とする。これにより、共役再生光を生成するために光学系を図１４のように引き回す必要をなくして、装置全体の光学系を小形化する公知例がある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１２３１６１  （第５頁、第８図）
【非特許文献１】IBM J.RES DEVELOP VOL 44 NO.3 MAY 2000「Holographic data strage 」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記のホログラム記録材料５０の背後にある反射ミラー４２により透過参照光を反射して位相共役参照光を生成する構成では、参照光２００が固定されているため、ホログラム記録材料５０の角度を変化させる角度多重方式だけにしか、上記の反射ミラー４２を用いて位相共役参照光を生成する構成を適用することができないという問題がある。
【００１０】
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、参照光の角度を変化させてホログラム記録材料への参照光の入射角度を変化させる方法を採用した角度多重方式のホログラム記録再生装置全体の光学系を簡単化することができる位相共役光再生方式のホログラム記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記目的を達成するため、空間変調された記録時信号光を信号光光学系によりホログラム記録材料に集光すると共に、別途記録時参照光を同ホログラム記録材料に照射することにより、この参照光と前記記録時信号光との干渉縞を同ホログラム記録材料に記録し、再生時、前記記録時参照光と逆方向に進行する位相共役参照光をホログラム記録材料に照射して位相共役再生信号光を発生させ、この位相共役再生信号光を前記信号光光学系を通して撮像素子に導く角度多重方式のホログラム記録再生装置であって、前記再生時に前記記録時参照光を前記ホログラム記録材料に記録時と同一の経路で照射した際に、同ホログラム記録材料を透過した前記記録時参照光の進行方向を反対向きにする位相共役参照光光学系を具備し、前記位相共役参照光光学系は前記記録時参照光の前記前記ホログラム記録材料への入射角度に依らず、前記記録時参照光の進行方向を反対向きに進行する前記位相共役再生信号光を生成することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の前記位相共役参照光光学系により生成される位相共役再生信号を偏光させる偏光手段を同位相共役参照光光学系に具備することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の前記位相共役参照光光学系はホログラム記録材料から焦点距離だけ離れた位置に配置されたレンズと、さらにこのレンズから焦点距離だけ離れた位置に配置された前記反射ミラーとを具備して成ることを特徴とする。
【００１４】
このように本発明のホログラム記録再生装置では、再生時に記録時参照光をホログラム記録材料に記録時と同一の経路で照射し、その際、同ホログラム記録材料を透過した前記記録時参照光の進行方向を位相共役参照光光学系によって反対向きにして位相共役再生に用いる位相共役参照光を作成する。この場合、位相共役参照光光学系はホログラム記録材料から焦点距離だけ離れた位置に配置されたレンズにより前記透過記録時参照光を屈折し、さらにそのレンズから焦点距離だけ離れた位置に配置された反射ミラーにより反射することによって位相共役参照光を作成するため、再生時に記録時参照光の前記ホログラム記録材料への入射角度が変化しても、同ホログラム記録材料を透過した前記記録時参照光を平行光として反射ミラーに垂直に入射させることができ、角度多重方式のホログラム記録再生装置の共役再生を可能にすることができる。また、位相共役参照光を作るために、参照光光学系を引き回す必要がなくなり、光学系を小形化することができる。さらに、参照光の入射角度に応じて、その角度を変化させるが、その際に、参照光の入射角度が変わっても焦点距離だけ離れた位置に配置されたレンズと、さらにこのレンズから焦点距離だけ離れた位置に配置された前記反射ミラーによりどれも平行光になって、反射ミラーに垂直に入射するようになるため、参照光の入射角度の変化に拘らず共役参照光を生成することができ、それ故、本発明は参照光角度可変型の角度多重方式の装置に対して最も有効となる。
【００１５】
位相共役参照光光学系に位相共役再生信号を偏光させる偏光手段であるλ／４板を配置し、ホログラム記録材料を透過した記録時参照光を往路でこのλ／４板を通過させることにより９０度偏光させ、記録時参照光のホログラム記録材料での反射光を共役光参照光と直交する偏光方向とすることによって、前記反射光が例え信号光光学系に入っても、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）により，その進路が９０度変更されて撮像素子に入射しないようにすることができ、Ｓ／Ｎの良い再生画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、再生時に前記記録時参照光を前記ホログラム記録材料に記録時と同一の経路で照射し、その際、同ホログラム記録材料を透過した前記記録時参照光の進行方向を反対向きにして位相共役再生に用いる位相共役参照光を作成する簡単な構成の共役参照光光学系を設けることにより、共役参照光を作るために参照光光学系を引き回す必要がなくなる。それ故、参照光光学系が簡単になり、光学系の大幅な小型化が可能になり、また、従来知られていたような高価な位相共役参照光発生の光学系が不要になり、装置の大幅な低価格化が可能になる。
さらに、参照光の入射角度が変わっても焦点距離だけ離れた位置に配置されたレンズと、さらにこのレンズから焦点距離だけ離れた位置に配置された前記反射ミラーによりどれも平行光になって、反射ミラーに垂直に入射するようになるため、参照光の入射角度の変化に拘らず共役参照光を生成することができ、それ故、本発明は参照光角度可変型の角度多重方式の装置に対して最も有効となる。
また、位相共役参照光光学系に位相共役再生信号を偏光させる偏光手段であるλ／４板を配置し、ホログラム記録材料を透過した記録時参照光を往路でλ／４板を通過させることにより９０度偏光させることによって、前記反射光が例え信号光光学系に入っても、偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）により，その進路が９０度変更されて撮像素子に入射しないようにすることができ、Ｓ／Ｎの良い再生画像を得ることができる。このλ／４板は信号光と再生信号光が直交するようにホログラム記録材料を透過した記録時参照光を９０度変更させるため、従来参照光光学系に必要であった調整が必要で高価なλ／２板を無くすことができるため、装置の光学系を安価にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
参照光の角度を変化させてホログラム記録材料への参照光の入射角度を変化させる方法を採用した角度多重方式のホログラム記録再生装置全体の光学系を簡単化する目的を、再生時に記録時参照光を前記ホログラム記録材料に記録時と同一の経路で照射し、その際、同ホログラム記録材料を透過した前記記録時参照光の進行方向を反対向きにして共役再生に用いる共役参照光を作成する簡単な構成の共役参照光光学系を設けることによって容易に実現した。
【実施例１】
【００１８】
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の構成を示したブロック図である。ホログラム記録再生装置は、レーザ光源１１、半波長板（λ／２板）１２、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１３、半波長板（λ／２板）１４、ビームエキスパンダ１５、回転ミラー１６、参照光光学系４０を構成するレンズ１７及び１８、ビームエキスパンダ１９、透過型の空間変調器（ＳＬＭ）２０、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２１、信号光光学系２２、アパーチャ２３、共役参照光光学系を形成する後段レンズ２４及び反射ミラー２５、イメージセンサ２６を有して構成されている。尚、アパーチャ２３は、記録時にはＳＬＭ２０の高次回折光などを遮断し、再生時にはホログラム記録材料５０による不要な散乱光や、再生する必要の無いホログラムからの回折光を遮断するための光学部品であり、ホログラムストレージには不可欠なものである。半波長板１２は、信号光１００と参照光２００の強度比を変化させるものであり、また、半波長板１４は、記録時と再生時で参照光２００の偏光面を９０度回転させ、記録時は信号光１００と偏光面をそろえてホログラム記録材料５０上での干渉性を向上させ、再生時には偏光面を９０度回転させることにより、再生された信号光がＰＢＳ２１によってイメージセンサ２６上に導かれるようにするためのものである。
【００１９】
次に本実施形態の動作について説明する。記録時、レーザ光源１１から出射したレーザ光は半波長板１２を通ってその偏光面が調整された後、ＰＢＳ１３により信号光１００と参照光２００に分岐される。信号光１００はビームエキスパンダ１９により平行光になり、ＳＬＭ２０に表示された記録データで空間変調された後、ＰＢＳ２１に入射されることでその進路が90度変更され、信号光光学系２２、アパーチャ２３を通ってホログラム記録材料５０に照射される。一方、参照光２００は半波長板１４を通ってビームエキスパンダ１５により平行光となり、これが回転ミラー１６を介してレンズ１７、１８の参照光光学系４０を通してホログラム記録材料５０に照射される。これにより、信号光１００と参照光２００の干渉縞がホログラム記録材料５０に記録される。
【００２０】
図２は上記した記録時の動作を更に詳しく説明する図である。入射参照光２００は回転ミラー１６により所望の角度に偏光され、参照光光学系４０を通過した後、ホログラム記録材料５０上で入射信号光１００と干渉し、ホログラムが記録される。その際、共役参照光光学系３０のシャッター２７が閉じていて、レンズ２４及び反射ミラー２５に光が入射しないため、通常のホログラム記録が行われる。
【００２１】
再生時、参照光２００のみがホログラム記録材料５０に入射される。図３はこの再生時の動作を更に詳しく説明する図である。記録時と同様に、参照光２００を回転ミラー１６、参照光光学系４０を通してホログラム記録材料５０に入射させるが、その際、参照光２００は回転ミラー１６によって所望の角度に偏光され、参照光光学系４０を通過してホログラム記録材料５０に達する。その時、ホログラム記録材料５０に記録されていたホログラ
ムにより回折光が発生し、それが直接再生信号光６０１となって共役参照光光学系３０外に出て行く。この再生された信号光はいわゆる直接像再生に相当し、以後、直接再生信号光と呼ぶ。本実施形態では、後に出てくる共役再生信号光６０２だけが必要で、この直接再生信号光６０１を必要しない。なお、この直接再生信号光６０１は、ホログラム記録材料５０の位置制御などを行うための信号として使うことも出来る。
【００２２】
ホログラム記録材料５０に当たった参照光２００は、一部直接再生信号光６０１となるが、大部分はそのまま回折されずにホログラム記録材料５０を透過し、この透過光２０１はホログラム記録材料５０から距離ｆ離れた位置にある焦点距離ｆを持つ後段レンズ２４を通過後、さらに距離ｆの位置にある反射ミラー２５上に集光される。なお、図３からわかるように、ホログラム記録材料５０上を平行光で通過した光は反射ミラー２５上で焦点を結ぶ。さらに、図３のような配置にすると、透過光２０１は反射ミラー２５上に垂直に入射する。反射ミラー２５で反射された光２０２は、もと来た経路と同じ経路を反対向きに進み、後段レンズ２４を通過した光は、もともとの参照光２００と進行方向が逆の光、すなわち共役参照光２０３となる。この共役参照光２０３がホログラム記録材料５０に当たると、共役再生の原理により、共役再生信号光６０２が得られ、これは記録時の信号光と逆向きに発生するため、図１のアパーチャ２３、信号光光学系２２を通ってＰＢＳ２１を透過してイメージセンサ２６に結像する。共役再生信号光６０２はイメージセンサ２６で光電変換をされた後、画像処理を施されて再生データとなる。
【００２３】
本実施形態によれば、再生時、参照光２００を記録時と同一の方向からホログラム記録材料５０に照射した際に、このホログラム記録材料５０を通過した透過光を反射ミラー２５で反射させて共役参照光２０３を生成し、この共役参照光２０３を用いてホログラム記録材料５０の記録データを再生することにより、再生時に参照光を引き回す再生時参照光光学系を必要としないため、光学系を大幅に簡単化でき、装置を小形化することができる。また、角度多重方式では、再生時に参照光２００を記録時のホログラム記録材料５０に対する入射角度に応じて、その角度を変化させるが、その際に、参照光２００の入射角度が変わっても後段レンズ２４によりどれも平行光になって、反射ミラー２５に垂直に入射するようになるため、参照光２００の入射角度の変化に拘らず共役参照光２０３を生成することができ、本発明は参照光２００の角度可変型の最も実用的な角度多重方式の装置に対して有効なものである。
【実施例２】
【００２４】
図４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の構成を示したブロック図である。但し、図１に示した第１の実施形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。本実施形態のホログラム記録再生装置の空間変調器（ＳＬＭ）２９は反射型であるため、信号光がビームエキスパンダ１９により平行光になって、直ぐにＰＢＳ２１を透過しＳＬＭ２９に入射され、このＳＬＭ２９に表示されているデータにより空間変調されて反射される。空間変調された信号光はＰＢＳ２１でその進路が90度変更されて、信号光光学系２２、アパーチャ２３を通ってホログラム記録材料５０に照射される。一方、参照光２００は第１の実施の形態と同様の参照光光学系４０を通してホログラム記録材料５０に照射される。これにより、信号光１００と参照光２００の干渉縞がホログラム記録材料５０に記録される。
【００２５】
再生時は、参照光２００を記録時と同一の方向からホログラム記録材料５０に照射した際に、このホログラム記録材料５０を通過した透過光を反射ミラー２５で反射させて共役参照光を生成し、この共役参照光を用いてホログラム記録材料５０の背面から照射することにより、ホログラム記録材料５０の記録ホログラムに対応する共役再生信号光を発生させ、この共役再生信号光が記録時の信号光と逆向きにアパーチャ２３、信号光光学系２２を通ってＰＢＳ２１を透過してイメージセンサ２６に結像する。共役再生信号光はイメージセンサ２６で光電変換をされた後、画像処理を施されて再生データとなる。
【００２６】
本実施形態によれば、反射型のＳＬＭ２９を用いても、第１の実施の形態と同様の共役参照光発生光学系により共役参照光を発生させて、ホログラムの再生を行うことができ、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【実施例３】
【００２７】
図５は、本発明の第３の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。本実施形態のホログラム記録再生装置では、ＳＬＭ２９の表示画素とイメージセンサ２６の受光画素のサイズが１対１対応でないような場合、倍率変換光学系３３をＰＢＳ２１とイメージセンサ２６との間に挿入して両画素の対応関係の調整を行っている。他の構成は第１の実施の形態と同様で同様の効果を得ることができる。また、倍率変換光学系はＳＬＭ２９とＰＢＳ２１の間に挿入しても同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
ところで、上記した第１、第２、第３の実施形態によれば、光学系を使用する場合、参照光２００とホログラム記録材料５０の角度の条件によっては、図６に示すようにホログラム記録材料５０の表面反射光５００がホログラム像と重なってしまい、ＳＮ比を低下させる場合がある。また、例えば図１において、再生時にホログラム再生像をＰＢＳ２１により分離して検出するため、参照光２００の偏光を調整することが必要で、そのため参照光光学系に価格が高く、調整が必要な１／２λ板１４を挿入しなければならないという問題もある。そこで、このような問題を解消したのが、以下に説明する実施形態である。
【実施例４】
【００２９】
図７は、本発明の第４の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。ホログラム記録再生装置は、レーザ光源１１、半波長板（λ／２板）１２、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１３、ビームエキスパンダ１５、回転ミラー１６、参照光光学系４０を構成する４ｆ系のレンズ１７及び１８、反射型の空間変調器（ＳＬＭ）２９、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２１、信号光光学系のレンズ２２、イメージセンサ２６、共役参照光光学系を形成する後段レンズ２４、反射ミラー２５、後段レンズ２４と反射ミラー２５の間に挿入されたλ／４板２８を有して構成されている。
【００３０】
次に本実施形態の動作について説明する。本実施形態の動作は図４に示した第２の実施形態とほぼ同様であるが、異なる点について図７に示したホログラム記録材料５０付近の詳細図である図８を参照して説明する。ホログラムを再生する際、回転ミラー１６により、（１）で偏光が直線偏光である参照光２００の光路の角度が変化される。そして（２）の焦点距離ｆのレンズで構成された４ｆ系（参照光光学系）を通ることでホログラム記録材料５０に参照光２００が入射する際、（３）のようにホログラム記録材料５０の同一箇所に平行光として入射される。ホログラム記録材料５０に参照光２００が入射すると材料表面で反射する光（９）と透過する光（４）両方が発生する。
【００３１】
まず、透過光から説明すると、透過光は（４）の光路を通り距離ｆ離れた位置にある焦点距離ｆのレンズ２４を透過する。透過した光はレンズ２４から距離ｆ離れた位置にある反射ミラー２５で反射し、（５）の光路を通り再びレンズ２４を透過する。ここで２回レンズ２４を通過することで、レンズ１枚で４ｆ系が構成でき、そのため回転ミラー１６で記録材料５０に入射する参照光２００の角度が変化してもそれに対応した共役光（６）を得ることができる。
【００３２】
ここで、図８の光学系では図４と異なり、ホログラム記録材料５０と反射ミラー２５の間にλ／４板２８が置かれている。参照光２００の偏光はλ／４板２８により円偏光に変化させられ反射ミラー２５で反射した後、再びλ／４板２８を透過することで、共役光の偏光は参照光２００の偏光と直交するような成分をもつ。参照光２００と垂直な偏光方向をもった共役光（６）は記録されたホログラムを共役再生する。これにより発生した再生信号光（７）は信号光光学系を構成するレンズ２２を通った後、ＰＢＳ２１を透過するような偏光方向を持つ。それ故、再生信号光（７）はＰＢＳ２１を（８）のように透過し、イメージセンサ２６により検出される。
【００３３】
一方、ホログラム記録材料５０で反射した参照光２００はレンズの位置、ホログラム記録材料５０の角度、入射する参照光２００の角度などにより変化し、（９）のように信号光光学系のレンズ２２に入射してしまう光線が発生してしまう。しかし、この光線は共役光と直交する偏光方向なため、ＰＢＳ２１によりすべて反射し、（１０）の光路を通ることでイメージセンサ２６への入射を防ぐことができる。
【００３４】
本実施形態によれば、共役光はホログラム記録材料５０と反射ミラー２５の間に置かれているλ／４板２８によりその偏光が９０度変えられるため、参照光２００のホログラム記録材料５０での反射光は共役光と直交する偏光方向になり、それにより、反射光が例え信号光光学系に入っても、ＰＢＳ２１によりその進路が９０度変更されて（１０）の光路を通ることで、イメージセンサ２６への入射を防ぐことができ、Ｓ／Ｎの良い再生画像を得ることができる。また、安価で調整不要のλ／４板２８により共役光の偏光を９０変えるため、従来参照光２００の光路に必要であった高価で調整要のλ／２板が無用になり、光学系の価格を低下させることができる。他の効果は図４に示した第２の実施形態と同様である。
【実施例５】
【００３５】
図９は、本発明の第５の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。ホログラム記録再生装置の構成は図７に示したそれとほぼ同様であるが、ＰＢＳ１３とレーザ光源１１との位置関係を変えて、信号光１００や参照光２００の偏光方向を図７のそれと変えることによって、図示の如く、イメージセンサ２６とＳＬＭ２９との位置関係をＰＢＳ２１に対して変えることができる。しかし、ホログラム記録再生装置の動作は図７に示した第４の実施形態と同様で同様の効果がある。
【実施例６】
【００３６】
図１０は、本発明の第６の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。ホログラム記録再生装置の構成は図７に示したそれとほぼ同様であるが、ＳＬＭ２０が透過型であり、信号光１００はＳＬＭ２０を通ってＰＢＳ２１に入射する構成となっている。しかし、ホログラム記録再生装置の動作は図７に示した第４の実施形態と同様で同様の効果がある。
【実施例７】
【００３７】
図１１は、本発明の第７の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。ホログラム記録再生装置はシフト多重型で、レーザ光源１１、半波長板  （λ／２板）１２、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１３、ビームエキスパンダ１５、固定ミラー３０、参照光光学系を構成するレンズ３２、反射型の空間変調器（ＳＬＭ）２９、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２１、信号光光学系のレンズ２２、イメージセンサ２６、共役参照光光学系を形成する後段レンズ２４、反射ミラー２５、後段レンズ２４と反射ミラー２５の間に挿入されたλ／４板２８を有して構成されている。
【００３８】
本実施形態によれば、ホログラム記録材料をトラック方向に僅かずつ動かして多重記録する構成以外は、図７の構成と同様であり、共役光はホログラム記録材料５０と反射ミラー２５の間に置かれているλ／４板２８によりその偏光が９０度変えられるため、参照光２００のホログラム記録材料５０での反射光は共役光と直交する偏光方向になり、それにより、反射光が例え信号光光学系に入っても、ＰＢＳ２１によりその進路が９０度変更されて、イメージセンサ２６への入射を防ぐことができ、Ｓ／Ｎの良い再生画像を得ることができる。また、他の効果も図１に示した第１の実施形態と同様である。
【００３９】
尚、本発明は上記実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。例えば、上記した第３の実施形態についても、第２の実施形態の反射型ＳＬＭを用いた構成にすることも容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【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したブロック図である。
【図２】図１に示したホログラム記録再生装置の記録動作を説明する図である。
【図３】図１に示したホログラム記録再生装置の再生動作を説明する図である。
【図４】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したブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。
【図６】図１に示したホログラム記録材料付近の詳細を示したブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。
【図８】図６に示したホログラム記録材料付近の詳細を示したブロック図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。
【図１２】角度多重方式のホログラム記録再生装置の従来構成を示した概略図である。
【図１３】従来の角度多重方式で且つ共役光再生方式のホログラム記録再生装置の記録動作を説明する概略図である。
【図１４】従来の角度多重方式で且つ共役光再生方式のホログラム記録再生装置の再生動作を説明する概略図である。
【図１５】図１３、図１４で用いる記録時と再生時の参照光光学系の構成例を示したブロック図である。
【図１６】従来の角度多重方式で且つ共役光再生方式のホログラム記録再生装置の構成例を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１……レーザ光源、１２、１４……半波長板（λ／２板）、１３、２１……偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、１５、１９……ビームエキスパンダ、１６……回転ミラー、１７、１８……レンズ、２０、２９……空間変調器（ＳＬＭ）、２２……信号光光学系、２３……アパーチャ、２４……後段レンズ、２５……反射ミラー、２６……イメージセンサ、２７……シャッター、２８……λ／４板、３０……共役参照光光学系、３３……倍率変換光学系、４０……参照光光学系、５０……ホログラム記録材料。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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