(57)【要約】【課題】  ホログラム記録媒体への多重記録をより高密度で行うことができるホログラム記録方法、ホログラム記録装置、ホログラム再生装置及びホログラム記録媒体を提供すること。【解決手段】  一次元位相フィルタ１２５がホログラム記録媒体１０１の半径方向に対して実質的に位相フィルタとしての効果をもたず、ホログラム記録媒体１０１の円周方向に対してだけ位相フィルタとしての効果をもつものであるので、ホログラム記録媒体１０１の円周方向に対しては位相相関多重によりホログラム記録される。一方、ホログラム記録媒体１０１の半径方向に対しては記録再生用光源１１１の波長を可変しながら、つまり波長多重によりホログラム記録される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラム記録媒体の第１の方向に対して位相相関多重によりホログラム記録し、
前記ホログラム記録媒体の前記第１の方向とは異なる第２の方向に対して波長多重によりホログラム記録する
ことを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項２】
請求項１に記載のホログラム記録方法であって、
前記位相相関多重に用いる位相フィルタは、前記第２の方向に対して実質的に位相フィルタとしての効果をもたないことを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項３】
請求項１に記載のホログラム記録方法であって、
前記ホログラム記録媒体がディスク型であり、
前記第１の方向が前記ホログラム記録媒体の円周方向であり、
前記第２の方向が前記ホログラム記録媒体の半径方向である
ことを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項４】
複数種類の波長のレーザ光を発光する光源と、
前記光源で発光されたレーザ光をホログラム記録するための信号光及び参照光としてホログラム記録媒体に導く光学系と、
前記信号光にデータ信号を重畳する手段と、
前記ホログラム記録媒体と前記信号光及び前記参照光とを第１の方向及び前記第１の方向とは異なる第２の方向に相対的に移動させる手段と、
前記参照光の光路上に配置され、前記第２の方向に対して実質的に位相フィルタとしての効果をもたない位相フィルタと
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５】
請求項４に記載のホログラム記録装置であって、
前記ホログラム記録媒体がディスク型であり、
前記第１の方向が前記ホログラム記録媒体の円周方向であり、
前記第２の方向が前記ホログラム記録媒体の半径方向であり、
前記ホログラム記録媒体と前記信号光及び前記参照光とを前記第２の方向に相対的に移動させるときに、前記光源の波長を可変する手段
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６】
複数種類の波長のレーザ光を発光する光源と、
前記光源で発光されたレーザ光をホログラム記録媒体に導く光学系と、
前記ホログラム記録媒体と前記レーザ光とを第１の方向及び前記第１の方向とは異なる第２の方向に相対的に移動させる手段と、
前記レーザ光の光路上に配置され、前記第２の方向に対して実質的に位相フィルタとしての効果をもたない位相フィルタと、
前記ホログラム記録媒体を通過したレーザ光を受光する手段と
を具備することを特徴とするホログラム再生装置。
【請求項７】
請求項６に記載のホログラム再生装置であって、
前記ホログラム記録媒体がディスク型であり、
前記第１の方向が前記ホログラム記録媒体の円周方向であり、
前記第２の方向が前記ホログラム記録媒体の半径方向であり、
前記ホログラム記録媒体と前記レーザ光とを前記第２の方向に相対的に移動させるときに、前記光源の波長を可変する手段
を具備することを特徴とするホログラム再生装置。
【請求項８】
第１の方向に対して位相相関多重によりホログラム記録され、
前記第１の方向とは異なる第２の方向に対して波長多重によりホログラム記録された
ことを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項９】
請求項８に記載のホログラム記録媒体であって、
前記ホログラム記録媒体がディスク型であり、
前記第１の方向が前記ホログラム記録媒体の円周方向であり、
前記第２の方向が前記ホログラム記録媒体の半径方向である
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、ホログラム記録方法、ホログラム記録装置、ホログラム再生装置及びホログラム記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィを使ってデータを記録するホログラム記録装置の開発が進められている。
【０００３】
ホログラム記録装置では、変調された（データが重畳された）信号光、変調されない参照光の２つをレーザ光から生成し、これらをホログラム記録媒体の同一場所に照射する。その結果、ホログラム記録媒体上で信号光と参照光が干渉して照射点に回折格子（ホログラム）が形成され、ホログラム記録媒体にデータが記録される。
【０００４】
記録済みのホログラム記録媒体に参照光を照射することで、記録時に形成された回折格子から回折光（再生光）が発生する。この再生光は記録時の信号光に重畳されたデータを含んでいるので、これを受光素子で受光して記録した信号を再生できる。
【０００５】
ホログラム記録媒体に多くの情報を記録するために、ホログラム記録媒体に多数のホログラムを形成する場合がある。この場合、ホログラム記録媒体の異なる箇所にホログラムを形成するとは限らず、ホログラム記録媒体の同一箇所に多重記録することによって従来の光ディスクを凌ぐ記憶容量を達成することができる。
【０００６】
多重記録のうち位相相関多重を用いた方式は記憶容量の増大を図る可能性が特に高く脚光を浴びている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
位相相関多重を用いた方式は、参照光の光路に例えばすりガラスからなる位相マスクを入れるものである。例えば、すりガラスの荒れの周期が３μｍ程度の場合、照射位置が３μｍずれると、データは再生されない。従って、３μｍピッチで位置をずらした多重記録が可能となる。この方式は、位相マスクの荒れの周期を選択することによって多重可能なピッチを調整することができるので、他の方式より高密度な多重の可能性を秘めている。
【特許文献１】特開平１１−２４２４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、位相相関多重を用いた方式は、すりガラス等の位相マスクにより参照光を乱しているため、再生の際にノイズが発生する。このノイズは、多重記録の回数が増えるにつれて増加し、多重記録が数百回で信号の再生が不可能になる。このため、メディアの性能面で更に多重記録が可能であっても、このノイズのために多重の回数の上限が決まってしまう、という課題がある。
【０００９】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、ホログラム記録媒体への多重記録をより高密度で行うことができるホログラム記録方法、ホログラム記録装置、ホログラム再生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】
【００１０】
Ａ．本発明に係るホログラム記録方法は、ホログラム記録媒体の第１の方向に対して位相相関多重によりホログラム記録し、前記ホログラム記録媒体の前記第１の方向とは異なる第２の方向に対して波長多重によりホログラム記録することを特徴とする。
【００１１】
本発明では、ホログラム記録媒体の第１の方向に対して位相相関多重によりホログラム記録しているが、ホログラム記録媒体の第１の方向とは異なる第２の方向に対して波長多重によりホログラム記録しているので、第２の方向の多重記録に対しては位相相関多重に伴うノイズの影響を受け難い。従って、本発明では、第２の方向に対してより高密度の多重記録が可能となり、ホログラム記録媒体への多重記録をより高密度で行うことができる。
【００１２】
ここで、前記位相相関多重に用いる位相フィルタは、前記第２の方向に対して実質的に位相フィルタとしての効果をもたないようにしてもよい。
【００１３】
第２の方向に対して実質的に位相フィルタとしての効果をもたないことで、第２の方向の多重記録に対しては位相相関多重に伴うノイズの影響がなくなる。
【００１４】
また、前記ホログラム記録媒体がディスク型であり、前記第１の方向が前記ホログラム記録媒体の円周方向であり、前記第２の方向が前記ホログラム記録媒体の半径方向であってもよい。
【００１５】
ホログラム記録媒体をディスク型とすることで、駆動系をより簡単な構成とすることができ、また取り扱いも容易となる。比較的に高速の切り替えが要求されない半径方向（トラック方向）に対して機構的に切り替えに時間を要する波長多重記録を行うことで、結果的にホログラム記録を高速で行うことができる。
Ｂ．本発明に係るホログラム記録装置は、複数種類の波長のレーザ光を発光する光源と、前記光源で発光されたレーザ光をホログラム記録するための信号光及び参照光としてホログラム記録媒体に導く光学系と、前記信号光にデータ信号を重畳する手段と、前記ホログラム記録媒体と前記信号光及び前記参照光とを第１の方向及び前記第１の方向とは異なる第２の方向に相対的に移動させる手段と、前記参照光の光路上に配置され、前記第２の方向に対して実質的に位相フィルタとしての効果をもたない位相フィルタとを具備することを特徴とする。
【００１６】
本発明では、ホログラム記録媒体の第１の方向に対しては位相相関多重によりホログラム記録が可能となり、第２の方向に対しては波長多重によりホログラム記録が可能になるので、ホログラム記録媒体への多重記録をより高密度で行うことができる。
【００１７】
ここで、前記ホログラム記録媒体がディスク型であり、前記第１の方向が前記ホログラム記録媒体の円周方向であり、前記第２の方向が前記ホログラム記録媒体の半径方向であり、前記ホログラム記録媒体と前記信号光及び前記参照光とを前記第２の方向に相対的に移動させるときに、前記光源の波長を可変する手段を具備するように構成してもよい。
【００１８】
ホログラム記録媒体をディスク型とすることで、記録装置の駆動系をより簡単な構成とすることができ、また取り扱いも容易となる。比較的に高速の切り替えが要求されない半径方向（トラック方向）に対して機構的に切り替えに時間を要する波長多重記録を行うことで、結果的にホログラム記録を高速で行うことができる。
Ｃ．本発明に係るホログラム再生装置は、複数種類の波長のレーザ光を発光する光源と、前記光源で発光されたレーザ光をホログラム記録媒体に導く光学系と、前記ホログラム記録媒体と前記レーザ光とを第１の方向及び前記第１の方向とは異なる第２の方向に相対的に移動させる手段と、前記レーザ光の光路上に配置され、前記第２の方向に対して実質的に位相フィルタとしての効果をもたない位相フィルタと、前記ホログラム記録媒体を通過したレーザ光を受光する手段とを具備することを特徴とする。
【００１９】
本発明では、第１の方向に対して位相相関多重によりホログラム記録され、第２の方向に対して波長多重によりホログラム記録されたホログラム記録媒体の再生することが可能となる。
【００２０】
ここで、前記ホログラム記録媒体がディスク型であり、前記第１の方向が前記ホログラム記録媒体の円周方向であり、前記第２の方向が前記ホログラム記録媒体の半径方向であり、前記ホログラム記録媒体と前記レーザ光とを前記第２の方向に相対的に移動させるときに、前記光源の波長を可変する手段を具備するようにしてもよい。
【００２１】
ホログラム記録媒体をディスク型とすることで、再生装置の駆動系をより簡単な構成とすることができ、また取り扱いも容易となる。また、上記のようにホログラム記録されたホログラム記録媒体の再生を行うことができる。
Ｄ．本発明に係るホログラム記録媒体は、第１の方向に対して位相相関多重によりホログラム記録され、前記第１の方向とは異なる第２の方向に対して波長多重によりホログラム記録されたことを特徴とする。
【００２２】
本発明では、多重記録をより高密度で行うことができるホログラム記録媒体を提供可能となる。ここで、前記ホログラム記録媒体がディスク型であり、前記第１の方向が前記ホログラム記録媒体の円周方向であり、前記第２の方向が前記ホログラム記録媒体の半径方向であってもよい。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明によれば、ホログラム記録媒体への多重記録をより高密度で行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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〕
【００２５】
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光学ユニット１００を表す模式図である。図２は、ホログラム記録媒体１０１の構成を示す斜視図である。
【００２６】
図１に示すように、ホログラム記録再生装置は、ホログラム記録媒体１０１への情報の記録、再生を行うものであり、光学ユニット１００を備える。
【００２７】
光学ユニット１００は、記録再生用光源１１１，ビームエキスパンダ１１２，偏光ビームスプリッタ１１３，ミラー１２１，空間光変調器１２２，レンズ１２３，ミラー１２４，一次元位相フィルタ１２５，レンズ１２６，レンズ１２７，レンズ１２８，ＣＣＤセンサ１２９を有する。
【００２８】
ホログラム記録媒体１０１は、円盤状（ディスク型）であり、保護層１０２，記録層１０３，保護層１０４を有し、信号光と参照光による干渉縞を記録する記録媒体である。
【００２９】
保護層１０２，１０４は、記録層１０３を外界から保護するための層である。
【００３０】
記録層１０３は、干渉縞を屈折率（あるいは、透過率）の変化として記録するものであり、光の強度に応じて屈折率（あるいは、透過率）の変化が行われる材料であれば、有機材料、無機材料の別を問うことなく利用可能である。
【００３１】
無機材料として、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）のような電気光学効果によって露光量に応じ屈折率が変化するフォトリフラクティブ材料を用いることができる。
【００３２】
有機材料として、例えば、光重合型フォトポリマを用いることができる。光重合型フォトポリマは、その初期状態では、モノマがマトリクスポリマに均一に分散している。これに光が照射されると、露光部でモノマが重合し、屈折率が変化する。
【００３３】
以上のように、記録層１０３の屈折率（あるいは透過率）が露光量に応じて変化することで、参照光と信号光との干渉によって生じる干渉縞を屈折率（あるいは透過率）の変化としてホログラム記録媒体１０１に記録できる。
【００３４】
ホログラム記録媒体１０１は、図示しない駆動手段で移動（ホログラム記録媒体１０１の半径方向）及び回転（ホログラム記録媒体１０１の円周方向）され、空間光変調器１２２の像を多数のホログラムとして記録することができる。ホログラム記録媒体１０１自体が移動するのではなく、光学ユニット１００がホログラム記録媒体１０１の半径方向に移動するものであっても構わない。
【００３５】
記録再生用光源１１１は、出射するレーザ光の波長を可変することが可能なレーザ光源であり、例えばチューナブルレーザが用いられる。これについては後述する。
【００３６】
ビームエキスパンダ１１２は、記録再生用光源１１１から照射されたレーザ光の径を拡張する光学素子である。
【００３７】
偏光ビームスプリッタ１１３は、ビームエキスパンダ１１２から入射したレーザ光を信号光と参照光に分割する光学素子である。
【００３８】
ミラー１２１は、入射した信号光をホログラム記録媒体１０１の第１の面側に照射するために、その光を反射してその方向を変更する光学素子である。ミラー１２４は、入射した参照光をホログラム記録媒体１０１の第１の面の反対面の第２の面側に照射するために、その光を反射してその方向を変更する光学素子である。
【００３９】
空間光変調器１２３は、信号光を空間的に（ここでは、２次元的に）変調して、データ信号を重畳する光学素子である。空間光変調器１２３は、透過型の素子である透過型強誘電体液晶素子を用いることができる。なお、空間光変調器に反射型の素子であるDMD (Digital micro mirror) や反射型液晶、GLV (Grating Light Value)素子を用いることが可能である。
【００４０】
レンズ１２３は、信号光をホログラム記録媒体１０１に集光する光学素子である。空間光変調器１２２上に表示された像（実像）がレンズ１２３の焦点位置にフラウンホーファー（Fraunhofer）回折像（フーリエ（Fourier）変換像）に変換されて結像する。
【００４１】
一次元位相フィルタ１２５は、ホログラム記録媒体１０１の半径方向に対して実質的に位相フィルタとしての効果をもたず、ホログラム記録媒体１０１の円周方向に対してだけ位相フィルタとしての効果をもつものである。このような一次元位相フィルタ１２５は、例えばすりガラスの表面にホログラム記録媒体１０１の半径方向へのキズをランダムに或いは所定の周期で入れることで実現可能である。
【００４２】
レンズ１２６は、ミラー１２４で反射した参照光をレンズ１２６の焦点位置にフラウンホーファー（Fraunhofer）回折像（フーリエ（Fourier）変換像）に変換して結像する光学素子である。
【００４３】
レンズ１２７は、レンズ１２６を通過した参照光を平行光にする。
【００４４】
従って、図３にも示すように、信号光は空間光変調器１２３及びレンズ１２３を介してホログラム記録媒体１０１の第１の面側から入射し、参照光は一次元位相フィルタ１２５及びレンズ１２６，１２７を介してホログラム記録媒体１０１の第１の面の反対面の第２の面側から入射する。その結果、ホログラム記録媒体１０１で信号光と参照光が干渉して照射点に回折格子（ホログラム）が形成され、ホログラム記録媒体１０１にデータが記録される。
【００４５】
レンズ１２８は、ホログラム記録媒体１０１から再生された回折光をＣＣＤセンサ１２９に集光する。このとき、ＣＣＤセンサ１２９の検知面には空間光変調器１２２に表示されていた実像が結像する。つまり、レンズ１２８はホログラム記録媒体１０１に記録された空間光変調器１２２のフーリエ変換像を逆フーリエ変換してＣＣＤセンサ１２９に結像する逆フーリエ変換レンズである。
【００４６】
ＣＣＤセンサ１２９は、再生された信号光を検出する受光素子であり、受光素子が２方向に配列された２次元受光素子である。
（記録再生用光源１１１の一例）
【００４７】
図４は上記の記録再生用光源１１１として用いられるチューナブルレーザの一例を示す図である。
【００４８】
記録再生用光源１１１は、レーザダイオード１３０，コリメートレンズ１３１，回折格子１３２，ミラー１３３，保持部材１３４及び回転駆動部１３５を備える。
【００４９】
レーザダイオード１３０は、マルチモードのレーザ光を発光する。例えば、４１０ｎｍ程度のブルーのレーザ光を発光するものである。
【００５０】
コリメートレンズ１３１は、レーザダイオード１３０により発光されたレーザ光を平行光とする。
【００５１】
回折格子１３２は、図５に示すように、波長ごとに異なる方向へ１次光を発生し、そのうち特定波長（例えば４１０ｎｍ）の１次光がレーザダイオード１３０に戻るようにレーザダイオード１３０との間の角度が設定されている。これにより、レーザダイオード１３０内でその波長成分だけが増大し、シングルモードとなる。レーザダイオード１３０により発光されるレーザ光の大半は、１次光ではなく０次光であり、回折格子１３２でミラーのように反射する。つまり、この記録再生用光源１１１は、基本的にはＬｉｔｔｒｏｗ型外部共振器レーザである。
【００５２】
ミラー１３３は、回折格子１３２により反射したレーザ光の光路を特定方向に変更する。
【００５３】
保持部材１３４は、回折格子１３２とミラー１３３とを保持する。回折格子１３２とミラー１３３とは常に所定の角度が維持されている。これにより、回折格子１３２が回転してもミラー１３３によりレーザ光の出射方向を固定することができる。
【００５４】
保持部材１３４は軸１３６により回転可能に保持されている。保持部材１３４では、軸１３６の一側に回折格子１３２及びミラー１３３が配置され、他側に回転用の軸１３７が一体的に設けられている。
【００５５】
回転駆動部１３５は、軸１３６を中心として保持部材１３４を回転するものであり、本体１３８、回転用の軸１３７を押すためのネジ１３９、回転用の軸１３７がネジ１３９により押される方向とは反対方向から回転用の軸１３７に弾性力を付与する板バネ１４０を備える。ネジ１３９は例えば図示を省略した回転駆動モータにより回転されるようになっている。
【００５６】
このように構成された記録再生用光源１１１では、回折格子１３２を回転させること、例えば４１０ｎｍ程度のブルーのレーザ光の波長を５ｎｍ程度可変することができる。
（ホログラム記録再生装置の作用効果）
【００５７】
このように構成されたホログラム記録再生装置では、一次元位相フィルタ１２５がホログラム記録媒体１０１の半径方向（図３Ｂ方向）に対して実質的に位相フィルタとしての効果をもたず、ホログラム記録媒体１０１の円周方向（図３Ａ方向）に対してだけ位相フィルタとしての効果をもつものであるので、ホログラム記録媒体１０１の円周方向（図３Ａ方向）に対しては位相相関多重によりホログラム記録される。一方、ホログラム記録媒体１０１の半径方向（図３Ｂ方向）に対しては記録再生用光源１１１の波長を可変しながら、つまり波長多重によりホログラム記録される。
【００５８】
本実施形態では、上記のような一次元位相フィルタ１２５を用い、かつ、半径方向に対しては波長多重によりホログラム記録することで、位相フィルタに起因するノイズが半径方向に影響を与えることなく、半径方向に対しても多重記録を行うことができる。
【００５９】
なお、ホログラム記録再生装置における再生動作においては、図示を省略した遮蔽板などを用いて信号光はホログラム記録媒体１０１に照射せず、参照光だけをホログラム記録媒体１０１に照射し、その反射光をＣＣＤセンサ１２９で受光することで行うことができる。
【００６０】
ここで、本実施形態では、再生光を照射してその反射光を受光する反射型としているので、ホログラム記録媒体１０１に対する再生波長の依存性は特に急峻であり、波長が０．１ｎｍ程度異なれば記録場所が重なっていても再生波長に対応した記録信号のみを再生することが可能である。従って、記録再生用光源１１１において５ｎｍ程度波長を可変可能であれば、
【００６１】
５ｎｍ／０．１ｎｍ＝５０
となり、半径方向に対して５０回程度の多重記録が可能となる。
【００６２】
一方、ホログラム記録媒体１０１におけるレーザ光のスポット径は１ｍｍφであり、５μｍピッチでホログラム記録媒体１０１の円周方向に位相相関多重を行うことが可能であったので、
【００６３】
１ｍｍ／５μｍ＝２００
となり、円周方向に対して２００回程度の多重記録が可能となる。
【００６４】
これにより、円周方向と半径方向の双方を考えると、
【００６５】
２００×５０＝１００００
となり、１万回程度の多重が可能となる。
〔第２の実施形態〕
【００６６】
図６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光学ユニット２００を表す模式図である。
【００６７】
第１の実施形態に係るホログラム記録再生装置は、ホログラム記録媒体１０１の第１の面側から信号光を照射し、ホログラム記録媒体１０１の第２の面側から参照光を照射し、再生時には反射光を受光するように構成されていたが、第２の実施形態に係るホログラム記録再生装置ではホログラム記録媒体１０１の第１の面側から信号光及び参照光を照射し、再生時にはホログラム記録媒体１０１の第２の面側で受光するように構成している点が異なる。ここでは、図１に示した要素と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
ここで、ホログラム記録媒体１０１におけるレーザ光のスポット径は１ｍｍφであり、５μｍピッチでホログラム記録媒体１０１の円周方向に位相相関多重を行うことが可能であったので、
【００６９】
１ｍｍ／５μｍ＝２００
となり、第１の実施形態と同様に円周方向に対して２００回程度の多重記録が可能となる。
【００７０】
一方、ホログラム記録媒体１０１の半径方向については、波長を４０５ｎｍから４１０ｎｍまで０．５ｎｍずつ変え、位置はそれに合わせて１００μｍずつ送って、波長多重記録を行い、
【００７１】
１ｍｍ／１００μｍ＝１０
となり、１０回の多重を行ったことになる。
【００７２】
図７は、厚さが１ｍｍのホログラム記録媒体１０１に対して参照光の入射角４５°、波長４１０ｎｍで１回だけホログラム記録した場合における、再生波長の依存性の実験データである。このグラフから、波長が０．５ｎｍより小さいと再生不能となることが分かる。逆に、波長が０．５ｎｍ以上異なれば記録場所が重なっていても再生波長に対応した記録信号だけが再生される。
【００７３】
これにより、円周方向と半径方向の双方を考えると、
【００７４】
２００×１０＝２０００
となり、２０００回程度の多重が可能となる。
〔第３の実施形態〕
【００７５】
図８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光学ユニット３００を表す模式図である。この光学ユニット３００はコーリニアと呼ばれるタイプであり、信号光と参照光とで同一の光学系が用いられている。
【００７６】
この光学ユニット３００は、記録再生用光源３１１，ビームエキスパンダ３１２，空間光変調器３１３，偏光ビームスプリッタ３１４，ファラデー素子３１５，レンズ３１６，ＣＣＤセンサ３１７を有する。
【００７７】
記録再生用光源３１１及びビームエキスパンダ３１２は、図１に示したものと同一の構成である。
【００７８】
空間光変調器３１３は、透過型強誘電体液晶素子３１８と、一次元位相フィルタ３１９とを備える。空間光変調器３１３における透過型強誘電体液晶素子３１８は、図９に示すように、信号光が通過するほぼ円形状の第１の領域３２０と、参照光が通過する第２の領域３２１とを有する。図１０に示すように、第１の領域３２０では、信号光が空間的に変調され、データ信号が重畳される。第２の領域３２１には、一次元位相フィルタ３１９が重ねられている。
【００７９】
一次元位相フィルタ３１９は、ホログラム記録媒体１０１の半径方向に対して実質的に位相フィルタとしての効果をもたず、ホログラム記録媒体１０１の円周方向に対してだけ位相フィルタとしての効果をもつものである。
【００８０】
ここで、空間光変調器３１３を出射した信号光及び参照光の偏光方向は、図１１に示すように、ホログラム記録媒体１０１の半径方向Ｃの方向にある。偏光ビームスプリッタ３１４は、偏光方向がその方向にある信号光及び参照光を透過する光学素子である。
【００８１】
ファラデー素子３１５は、光の偏光方向を４５°回転させる光学素子である。信号光及び参照光の偏光方向はファラデー素子３１５により４５°回転する。また、ホログラム記録媒体１０１を反射した反射光はファラデー素子３１５により更に４５°回転する。従って、ホログラム記録媒体１０１を反射した反射光の偏光方向は、偏光ビームスプリッタ３１４の透過軸の方向から９０°回転したことになり、ホログラム記録媒体１０１を反射した反射光は偏光ビームスプリッタ３１４を透過しないで反射し、ＣＣＤセンサ３１７に導かれる。
【００８２】
レンズ３１６は、信号光及び参照光をホログラム記録媒体１０１に集光する光学素子である。空間光変調器３１３上に表示された像（実像）がレンズ３１６の焦点位置にフラウンホーファー（Fraunhofer）回折像（フーリエ（Fourier）変換像）に変換されて結像するとともに、参照光もレンズ３１６の焦点位置にフラウンホーファー（Fraunhofer）回折像（フーリエ（Fourier）変換像）に変換して結像する。その結果、ホログラム記録媒体１０１で信号光と参照光が干渉して照射点に回折格子（ホログラム）が形成され、ホログラム記録媒体１０１にデータが記録される。
【００８３】
また、ホログラム記録媒体１０１から再生された回折光は、レンズ３１６、ファラデー素子３１５及び偏光ビームスプリッタ３１４を介してＣＣＤセンサ３１７に集光する。このとき、ＣＣＤセンサ３１７の検知面には空間光変調器３１３に表示されていた実像が結像する。つまり、レンズ３１６はホログラム記録媒体１０１に記録された空間光変調器３１３のフーリエ変換像を逆フーリエ変換してＣＣＤセンサ３１７に結像する逆フーリエ変換レンズでもある。
【００８４】
ＣＣＤセンサ３１７は、再生された信号光を検出する受光素子であり、受光素子が２方向に配列された２次元受光素子である。
（ホログラム記録再生装置の作用効果）
【００８５】
このように構成されたホログラム記録再生装置では、第１及び第２の実施形態と同様に、一次元位相フィルタ３１９がホログラム記録媒体１０１の半径方向に対して実質的に位相フィルタとしての効果をもたず、ホログラム記録媒体１０１の円周方向に対してだけ位相フィルタとしての効果をもつものであるので、ホログラム記録媒体１０１の円周方向に対しては位相相関多重によりホログラム記録される。一方、ホログラム記録媒体１０１の半径方向に対しては記録再生用光源３１１の波長を可変しながら、つまり波長多重によりホログラム記録される。従って、ホログラム記録媒体１０１への多重記録をより高密度で行うことができる。
【００８６】
加えて、本実施形態では、信号光と参照光を共通の光学系としているので、小型化及び部品点数の削減を図ることができる。特に、本発明を実現するためには参照光の光路に一次元位相フィルタを介在させる必要があるが、このような一次元位相フィルタ３１９を空間光変調器３１３と一体化できることから、構成をより簡単なものとすることが可能となる。
【００８７】
なお、このホログラム記録再生装置における再生動作においては、空間変調器の参照光部分のみを透過とすることにより、信号光はホログラム記録媒体１０１に照射せず、参照光だけをホログラム記録媒体１０１に照射し、その反射光をＣＣＤセンサ３１７で受光することで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るホログラム記録装置の光学ユニットを表す模式図である。
【図２】ホログラム記録媒体の構成を示す斜視図である。
【図３】ホログラム記録媒体への記録動作を示す概略的平面図である。
【図４】記録再生用光源の一例を示す模式図である。
【図５】記録再生用光源の動作を説明するための模式図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るホログラム記録装置の光学ユニットを表す模式図である。
【図７】ホログラム記録媒体における再生波長の依存性の実験データを示すグラフである。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るホログラム記録装置の光学ユニットを表す模式図である。
【図９】空間光変調器の説明図である（その１）。
【図１０】空間光変調器の説明図である（その２）。
【図１１】光の偏光方向を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８９】
１００  光学ユニット
１０１  ホログラム記録媒体
１１１  記録再生用光源
１１２  ビームエキスパンダ
１１３  偏光ビームスプリッタ
１２１  ミラー
１２２  空間光変調器
１２３  レンズ
１２４  ミラー
１２５  一次元位相フィルタ
１２６  レンズ
１２７  レンズ
１２８  レンズ
１２９  ＣＣＤセンサ
【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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