(57)【要約】【課題】  入射レーザ光の強度を保持し、かつ、導波路ホログラムメモリの入射面上の異なる結合領域で入射レーザ光の強度むらが発生することを抑制しながら、導波路層内の所望の結合位置に入射レーザ光を結合させるホログラム再生装置を提供する。【解決手段】  第１のレーザ光２１が光偏向素子１１によってｘｙ面内に偏向される。光偏向素子１１から出射された第２のレーザ光２２は光偏向素子１２に入射される。光偏向素子１２に入射された第２のレーザ光２２はｘｙ面内に偏向される。よってホログラム再生装置１００は入射レーザ光の幅を広げることなく入射レーザ光の強度を保持し、かつ、異なる結合領域における入射レーザ光の強度むらの発生を抑制することができるので所望の導波路層及び導波路層の結合面内における所望の結合位置にレーザ光を結合させることができる。【選択図】        図１
2006267842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導波路ホログラムメモリにレーザ光を入射するホログラム再生装置であって、
前記レーザ光を発する光源と、
前記レーザ光を平行光にする第１の光学系と、
前記第１の光学系から出射された前記レーザ光の向きを入射方向に対して第１の偏向角だけ変え、前記レーザ光を出射する第１の光偏向素子と、
前記第１の光偏向素子から出射された前記レーザ光の向きを入射方向に対して第２の偏向角だけ変え、前記レーザ光を出射する第２の光偏向素子と、
前記第２の光偏向素子から出射された前記レーザ光を、前記導波路ホログラムメモリに含まれる導波路層に光学的に結合させる第２の光学系とを備える、ホログラム再生装置。
【請求項２】
前記第１の偏向角と前記第２の偏向角とは、符号が逆であり、かつ、絶対値が等しい、請求項１に記載のホログラム再生装置。
【請求項３】
前記第１の光偏向素子は、印加される第１の駆動電圧に応じて、前記第１の偏向角を変化させ、
前記第２の光偏向素子は、印加される第２の駆動電圧に応じて、前記第２の偏向角を変化させ、
前記ホログラム再生装置は、前記第１の駆動電圧および前記第２の駆動電圧を制御する駆動部をさらに備える、請求項２に記載のホログラム再生装置。
【請求項４】
前記駆動部は、前記第１の駆動電圧および前記第２の駆動電圧を制御して、前記導波路層の結合面内における所望の結合位置に前記レーザ光を結合させる、請求項３に記載のホログラム再生装置。
【請求項５】
前記導波路ホログラムメモリは、複数の導波路層を含み、
前記駆動部は、前記第１の駆動電圧および前記第２の駆動電圧を制御して、前記複数の導波路層のうちの所望の導波路層に前記レーザ光を結合させる、請求項３に記載のホログラム再生装置。
【請求項６】
前記導波路ホログラムメモリは、前記レーザ光が入射される第１の面と、前記第１の面の反対側にある第２の面とを含み、
前記レーザ光は、前記第２の面側から入射し、前記導波路ホログラムメモリの脇を前記第１の面に向けて進み、
前記ホログラム再生装置は、前記脇を通過した前記レーザ光の進行方向を曲げ、前記第１の面にレーザ光を結合させるための光路変換部をさらに備える、請求項１に記載のホログラム再生装置。
【請求項７】
導波路ホログラムメモリにレーザ光を入射するホログラム再生装置であって、
第１の方向に偏光するレーザ光を発する光源と、
前記レーザ光を平行光にする第１の光学系と、
前記第１の光学系から出射された前記レーザ光の向きを入射方向に対して第１の偏向角だけ変え、前記レーザ光を出射する第１の光偏向素子と、
前記第１の光偏向素子から出射された前記レーザ光の向きを入射方向に対して第２の偏向角だけ変え、前記レーザ光を出射する第２の光偏向素子と、
前記第２の光偏向素子から出射された前記レーザ光の偏光方向を前記第１の方向から第２の方向に回転させる１／２波長板と、
前記１／２波長板から出射された前記レーザ光の向きを入射方向に対して第３の偏向角だけ変え、前記レーザ光を出射する第３の光偏向素子と、
前記第３の光偏向素子から出射された前記レーザ光の向きを、入射方向に対して第４の偏向角だけ変えて、前記レーザ光を出射する第４の光偏向素子と、
前記第４の光偏向素子から出射された前記レーザ光を、前記導波路ホログラムメモリに含まれる導波路層に光学的に結合させる第２の光学系とを備える、ホログラム再生装置。
【請求項８】
前記第１の偏向角と前記第２の偏向角とは、符号が逆であり、かつ、絶対値が等しい、請求項７に記載のホログラム再生装置。
【請求項９】
前記第３の偏向角と前記第４の偏向角とは、符号が逆であり、かつ、絶対値が等しい、請求項７に記載のホログラム再生装置。
【請求項１０】
前記第２の光偏向素子と前記１／２波長板と前記第３の光偏向素子とは一体的に形成される、請求項７に記載のホログラム再生装置。
【請求項１１】
前記第２の光偏向素子と前記１／２波長板とは、一体的に形成される、請求項７に記載のホログラム再生装置。
【請求項１２】
前記１／２波長板と前記第３の光偏向素子とは、一体的に形成される、請求項７に記載のホログラム再生装置。
【請求項１３】
前記第１から第４の光偏向素子は、印加される第１から第４の駆動電圧にそれぞれ応じて、前記第１から第４の偏向角をそれぞれ変化させ、
前記ホログラム再生装置は、前記第１から第４の駆動電圧を出力する駆動部をさらに備える、請求項７に記載のホログラム再生装置。
【請求項１４】
前記駆動部は、前記第１から第４の駆動電圧のうちの少なくとも２つを制御し、前記導波路層の結合面内における所望の結合位置に前記レーザ光を結合させる、請求項１３に記載のホログラム再生装置。
【請求項１５】
前記駆動部は、前記第１から第４の駆動電圧のうち、前記第１の駆動電圧と前記第２の駆動電圧とを制御し、前記所望の結合位置に前記レーザ光を結合させる、請求項１４に記載のホログラム再生装置。
【請求項１６】
前記駆動部は、前記第１から第４の駆動電圧のうち、前記第３の駆動電圧と前記第４の駆動電圧とを制御し、前記所望の結合位置に前記レーザ光を結合させる、請求項１４に記載のホログラム再生装置。
【請求項１７】
前記導波路ホログラムメモリは、複数の導波路層を含み、
前記駆動部は、前記第１から第４の駆動電圧のうちの少なくとも２つを制御し、前記複数の導波路層のうちの所望の導波路層に前記レーザ光を結合させる、請求項１３に記載のホログラム再生装置。
【請求項１８】
前記駆動部は、前記第１から第４の駆動電圧のうち、前記第１の駆動電圧と前記第２の駆動電圧とを制御し、前記所望の導波路層に前記レーザ光を結合させる、請求項１７に記載のホログラム再生装置。
【請求項１９】
前記駆動部は、前記第１から第４の駆動電圧のうち、前記第３の駆動電圧と前記第４の駆動電圧とを制御し、前記所望の導波路層に前記レーザ光を結合させる、請求項１７に記載のホログラム再生装置。
【請求項２０】
前記導波路ホログラムメモリは、前記レーザ光が入射される第１の面と、前記第１の面の反対側にある第２の面とを含み、
前記レーザ光は、前記第２の面側から入射し、前記導波路ホログラムメモリの脇を前記第１の面に向けて進み、
前記ホログラム再生装置は、前記脇を通過した前記レーザ光の進行方向を曲げ、前記第１の面にレーザ光を結合させるための光路変換部をさらに備える、請求項７に記載のホログラム再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はホログラム再生装置に関し、特に、導波路ホログラムメモリの所望の導波路層、および導波路層の結合面内における所望の結合位置に入射レーザ光を結合するためのホログラム再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機能向上のめざましい携帯電話に代表されるモバイル機器の発展に伴い、小型かつ大容量であるメモリ媒体の需要が急増している。需要を満たすメモリ媒体として導波路ホログラムメモリが注目されている。
【０００３】
導波路ホログラムメモリとは、導波路層のコア部に複数の凹凸形状が形成された光記録媒体である。導波路層にレーザ光が入射すると、複数の凹凸形状によりレーザ光が回折される。回折されたレーザ光は導波路層と垂直な方向に進み、導波路ホログラムメモリの外に出てＣＣＤ（charge coupled device）などの撮像素子上で結像され、情報が再生される。
【０００４】
一方、メモリ分野とは別の開発分野である、バックライトを必要としない液晶表示装置の開発分野において、ホログラムをバックライトの代わりに配置させた液晶表示装置が考案されている。これら２つの分野のそれぞれにおいて、大容量化メモリおよび液晶表示装置の大画面化のためにホログラムの大型化が必須事項となっている。
【０００５】
従来、導波路ホログラムメモリの大型化に伴い、入射レーザ光を導波路ホログラムメモリに結合させるために導波路層の幅に合わせて入射レーザ光の幅を広げていた。たとえば、特開２００３−３１６２４４号公報（特許文献１）にはレンズにより幅が広げられた入射レーザ光を用いた光再生装置用光入力装置および光再生装置用光入力方法が開示される。
【０００６】
図１３は、特開２００３−３１６２４４号公報（特許文献１）に開示される光再生装置用光入力装置の構造を示す上面図である。図１３を参照して、半導体レーザ１０１には発振波長が６６０ｎｍである半導体レーザが使用される。半導体レーザ１０１は単一縦モードで発振する。レーザ光の電場の振動方向は紙面と平行になるように配置されている。半導体レーザ１０１から出射されたレーザ光１０２は広がり角が３２°になるようにレンズ１０３によって広げられる。広げられたレーザ光１０４は光記録媒体１０５に結合される。
【０００７】
また、特開２００３−２９５１５３号公報（特許文献２）には、小型・軽量化に適した単純な構造にできる、高品位で高偏向角化が可能な光偏向装置および光偏向方法が開示されている。図１４は、特開２００３−２９５１５３号公報（特許文献２）に開示された液晶光位相変調素子の断面構造を示す図である。図１４を参照して、液晶層１１１は配向層１１２によって、電圧が印加されていない時に配向されている。電極１１３によって電圧が液晶層１１１に印加されると、液晶層１１１内に屈折率分布が形成され、入射直線偏光１１４は偏向されて出射する。
【特許文献１】特開２００３−３１６２４４号公報
【特許文献２】特開２００３−２９５１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特開２００３−３１６２４４号公報（特許文献１）に開示された従来技術のようにレンズにより入射レーザ光の幅を広げる場合、ホログラムメモリが大型化するに伴い、結合位置におけるレーザ光の強度がレーザ光の幅を広げる前よりも弱くなる。さらに、レーザ光の幅を広げるほど異なる結合領域において強度のむらが生じる。
【０００９】
本発明の目的は、入射レーザ光の強度を保持し、かつ、導波路ホログラムメモリの入射面上の異なる結合領域で入射レーザ光の強度むらが発生することを抑制しながら、導波路層内の所望の結合位置に入射レーザ光を結合させるホログラム再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は要約すれば、導波路ホログラムメモリにレーザ光を入射するホログラム再生装置であって、レーザ光を発する光源と、レーザ光を平行光にする第１の光学系と、第１の光学系から出射されたレーザ光の向きを入射方向に対して第１の偏向角だけ変え、レーザ光を出射する第１の光偏向素子と、第１の光偏向素子から出射されたレーザ光の向きを入射方向に対して第２の偏向角だけ変え、レーザ光を出射する第２の光偏向素子と、第２の光偏向素子から出射されたレーザ光を、導波路ホログラムメモリに含まれる導波路層に光学的に結合させる第２の光学系とを備える。
【００１１】
好ましくは、第１の偏向角と第２の偏向角とは、符号が逆であり、かつ、絶対値が等しい。
【００１２】
より好ましくは、第１の光偏向素子は、印加される第１の駆動電圧に応じて、第１の偏向角を変化させる。第２の光偏向素子は、印加される第２の駆動電圧に応じて、第２の偏向角を変化させる。ホログラム再生装置は、第１の駆動電圧および第２の駆動電圧を制御する駆動部をさらに備える。
【００１３】
さらに好ましくは、駆動部は、第１の駆動電圧および第２の駆動電圧を制御して、導波路層の結合面内における所望の結合位置にレーザ光を結合させる。
【００１４】
さらに好ましくは、導波路ホログラムメモリは、複数の導波路層を含み、駆動部は、第１の駆動電圧および第２の駆動電圧を制御して、複数の導波路層のうちの所望の導波路層にレーザ光を結合させる。
【００１５】
好ましくは、導波路ホログラムメモリは、レーザ光が入射される第１の面と、第１の面の反対側にある第２の面とを含み、レーザ光は、第２の面側から入射し、導波路ホログラムメモリの脇を第１の面に向けて進み、ホログラム再生装置は、脇を通過したレーザ光の進行方向を曲げ、第１の面にレーザ光を結合させるための光路変換部をさらに備える。
【００１６】
本発明の他の局面に従うと、導波路ホログラムメモリにレーザ光を入射するホログラム再生装置であって、第１の方向に偏光するレーザ光を発する光源と、レーザ光を平行光にする第１の光学系と、第１の光学系から出射されたレーザ光の向きを入射方向に対して第１の偏向角だけ変え、レーザ光を出射する第１の光偏向素子と、第１の光偏向素子から出射されたレーザ光の向きを入射方向に対して第２の偏向角だけ変え、レーザ光を出射する第２の光偏向素子と、第２の光偏向素子から出射されたレーザ光の偏光方向を第１の方向から第２の方向に回転させる１／２波長板と、１／２波長板から出射されたレーザ光の向きを入射方向に対して第３の偏向角だけ変え、レーザ光を出射する第３の光偏向素子と、第３の光偏向素子から出射されたレーザ光の向きを、入射方向に対して第４の偏向角だけ変えて、レーザ光を出射する第４の光偏向素子と、第４の光偏向素子から出射されたレーザ光を、導波路ホログラムメモリに含まれる導波路層に光学的に結合させる第２の光学系とを備える。
【００１７】
好ましくは、第１の偏向角と第２の偏向角とは、符号が逆であり、かつ、絶対値が等しい。
【００１８】
好ましくは、第３の偏向角と第４の偏向角とは、符号が逆であり、かつ、絶対値が等しい。
【００１９】
好ましくは、第２の光偏向素子と１／２波長板と第３の光偏向素子とは一体的に形成される。
【００２０】
好ましくは、第２の光偏向素子と１／２波長板とは、一体的に形成される。
【００２１】
好ましくは、１／２波長板と第３の光偏向素子とは、一体的に形成される。
【００２２】
好ましくは、第１から第４の光偏向素子は、印加される第１から第４の駆動電圧にそれぞれ応じて、第１から第４の偏向角をそれぞれ変化させる。ホログラム再生装置は、第１から第４の駆動電圧を出力する駆動部をさらに備える。
【００２３】
より好ましくは、駆動部は、第１から第４の駆動電圧のうちの少なくとも２つを制御し、導波路層の結合面内における所望の結合位置にレーザ光を結合させる。
【００２４】
より好ましくは、駆動部は、第１から第４の駆動電圧のうち、第１の駆動電圧と第２の駆動電圧とを制御し、所望の結合位置にレーザ光を結合させる。
より好ましくは、駆動部は、第１から第４の駆動電圧のうち、第３の駆動電圧と第４の駆動電圧とを制御し、所望の結合位置にレーザ光を結合させる。
【００２５】
より好ましくは、導波路ホログラムメモリは、複数の導波路層を含み、駆動部は、第１から第４の駆動電圧のうちの少なくとも２つを制御し、複数の導波路層のうちの所望の導波路層にレーザ光を結合させる。
【００２６】
さらに好ましくは、駆動部は、第１から第４の駆動電圧のうち、第１の駆動電圧と第２の駆動電圧とを制御し、所望の導波路層にレーザ光を結合させる。
【００２７】
さらに好ましくは、駆動部は、第１から第４の駆動電圧のうち、第３の駆動電圧と第４の駆動電圧とを制御し、所望の導波路層にレーザ光を結合させる。
【００２８】
好ましくは、導波路ホログラムメモリは、レーザ光が入射される第１の面と、第１の面の反対側にある第２の面とを含み、レーザ光は、第２の面側から入射し、導波路ホログラムメモリの脇を第１の面に向けて進み、ホログラム再生装置は、脇を通過したレーザ光の進行方向を曲げ、第１の面にレーザ光を結合させるための光路変換部をさらに備える。
【発明の効果】
【００２９】
本発明のホログラム再生装置によれば、複数の光偏向素子を用いて光源から発せられたレーザ光を偏向させることにより、入射レーザ光の強度を保持し、かつ、異なる結合領域における入射レーザ光の強度むらの発生を抑制しながら、導波路ホログラムメモリにおける所望の結合位置あるいは所望の導波路層にレーザ光を結合させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００３１】
［実施の形態１］
図１は、本発明のホログラム再生装置をホログラム媒体の側方から見た概略図である。図２は、図１のホログラム再生装置をホログラム媒体の上方から見た概略図である。
【００３２】
図１および図２を参照して、ホログラム再生装置１００は導波路ホログラムメモリ１から情報を再生する。導波路ホログラムメモリ１には導波路層３が設けられる。導波路ホログラムメモリ１は具体的にはスラブ型シングルモード導波路ホログラムである。
【００３３】
ホログラム再生装置１００はレーザ光を発する光源１０、光偏向素子１１、１２、コリメートレンズ１０Ａ、駆動部１５およびシリンドリカルレンズ２を備える。
【００３４】
導波路ホログラムメモリ１から情報を再生する際、光源１０からレーザ光が放射される。レーザ光はコリメートレンズ１０Ａにより所定の幅を持つ平行光にされる。コリメートレンズ１０Ａにより平行光にされた第１のレーザ光２１が光偏向素子１１によってｘｙ面内に偏向される。光偏向素子１１から出射された第２のレーザ光２２は光偏向素子１２に入射される。光偏向素子１２に入射された第２のレーザ光２２はｘｙ面内に偏向される。
【００３５】
光偏向素子１１、１２はそれぞれ駆動電圧Ｖ１，Ｖ２が印加されるとレーザ光を偏向する。駆動電圧の変化に応じて偏向角も変化する。駆動部１５は駆動電圧Ｖ１，Ｖ２を制御することにより光偏向素子１１、１２の各々の偏向角を制御する。
【００３６】
光偏向素子１２から出射された第３のレーザ光２３はシリンドリカルレンズ２に入射する。第３のレーザ光２３はシリンドリカルレンズ２によって、ｘｙ面内方向には集光されずにｚ軸方向にのみ集光された第４のレーザ光２４に変換される。第４のレーザ光２４は導波路ホログラムメモリ１に入射する。なお、第４のレーザ光２４はｙ軸方向に偏光成分を持つ。
【００３７】
以下では導波路層３の入射端面において第４のレーザ光２４を結合させる領域を「結合領域」と称し、導波路層３の内部においてレーザ光が結合する位置を「結合位置」と称する。また、結合位置が存在する面状の領域を以下では「結合面」と称する。
【００３８】
入射位置は光偏向素子１１の偏向角と光偏向素子１２の偏向角との関係により決まる。より詳しく説明すると、第２のレーザ光２２の出射位置において第１のレーザ光２１と第２のレーザ光２２とがなす第１の偏向角と、第３のレーザ光２３の出射位置において第２のレーザ光２２と第３のレーザ光２２とがなす第２の偏向角とは互いに符号が逆であり、かつ、絶対値が等しくなる。たとえば第１の偏向角が＋Ａ度であれば第２の偏向角は−Ａ度であり、第１の偏向角が−Ａ度であれば第２の偏向角は＋Ａ度である。
【００３９】
駆動部１５は第１の偏向角と第２の偏向角とが上述の関係を満たしながら変化するように駆動電圧Ｖ１，Ｖ２をそれぞれ制御する。よって、ホログラム再生装置１００は第４のレーザ光２４を導波路層３に平行に結合できるとともに、結合位置を制御することができる。これにより、ホログラム再生装置１００は、入射レーザ光の幅を広げることなく入射レーザ光の強度を保持し、かつ、異なる結合領域において入射レーザ光の強度むらが発生することを抑制しながら所望の結合位置に入射レーザ光を結合させることができる。
【００４０】
なお、導波路層３を伝播するレーザ光（導波光）は導波路層３のコア部に形成された複数の凹凸によりｚ軸方向に回折され、再生像として結像される。
【００４１】
次に図１、図２の光偏向素子１１，１２の具体例を説明する。図３は、液晶を用いた光偏向素子の断面構造を示す図である。
【００４２】
図３を参照して、光偏向素子１１は液晶層３０を含む。液晶層３０はたとえばネマティック液晶層であり、ホメオトロピック配向させている。配向膜３５は第１透明基板３１上に設けられた電極３３の表面と、第２透明基板３２上に設けられた電極３４の表面とに形成されている。また、第１透明基板３１と第２透明基板３２の各々において、電極が設けられる面と反対側の面には反射防止膜３６が形成されている。図３には明示しないが、液晶層３０が所定の一定厚みを保持するように、第１透明基板３１と第２透明基板３２とはスペーサを介して固定されている。透明基板としてはたとえばガラスが用いられる。
【００４３】
図４は、図３の液晶層３０の動作を示す図である。図５は、図４の液晶層３０のｙ軸方向の異常光屈折率の分布を示す図である。
【００４４】
図４および図５を参照して、電極３４は、電極３４ａ，３４ｂを含む。図４は、電極３４ａ，３４ｂのいずれにも電圧が印加されていない状態を示す。液晶層３０は第１透明基板３１と第２透明基板３２とに対して垂直に配向している。
【００４５】
入射直線偏光３７はｙ軸方向に偏光成分を持つ。このとき、液晶の配向方向に垂直な偏光成分を持つ入射光４１は、単なるガラス板を通過する場合と同様に直進する。よって異常光屈折率ｎ（ｙ）の分布はｙ軸方向に一様になる。
【００４６】
図６は、図４の電極３４ａのみに電圧を印加した状態を示す図である。図７は、図６の液晶層３０のｙ軸方向の異常光屈折率の分布を示す図である。
【００４７】
図６および図７を参照して、電圧を印加した部分の液晶分子は基板に平行に配向する。電極が形成されていない部分では液晶分子が垂直から平行に徐々に向きを変える。液晶層３０内には位置ｙの関数となる異常光屈折率ｎ(ｙ)の分布が直線的に変化するように予め動作点が定められている。
【００４８】
液晶層３０の厚みｄは一定である。異常光屈折率ｎ(ｙ)が直線的に変化している電極３４ａと電極３４ｂとの間隔Ｌにおいて、液晶層３０中を伝搬する入射直線偏光３７は異常光屈折率ｎ(ｙ)が大きいところで遅く伝播し、異常光屈折率ｎ(ｙ)が小さいところでは早く伝播する。このため、光の進路が曲げられる。光の進路が曲げられたときの偏向角をθとすると、偏向角θは以下の式（１）で示される。
【００４９】
θ＝ｄ×Δｎ／Ｌ  [ｒａｄ]…(１)
ここでΔｎは電極間の間隔Ｌの端点となる端点ａ、ｂでの異常光屈折率ｎ(ｙ)の差を示したものである。このように光偏向素子の液晶層３０における異常光屈折率ｎ(ｙ)の分布が直線的であれば、入射直線偏光３７と同様に出射直線偏光３８の波面も平面となる。よって入射直線偏光３７に対して出射直線偏光３８を角度θだけ偏向させることができる。
【００５０】
図８は、ホログラム媒体の側方から見たときの実施の形態１のホログラム再生装置の別の構成を示す概略図である。図９は、図８のホログラム再生装置をホログラム媒体の上方から見た概略図である。
【００５１】
図８、図９を参照して、ホログラム再生装置１００Ａは、光偏向素子１１から光偏向素子１２までの光路の一部が、導波路ホログラムメモリ１の媒体面上部に配置されている点で図１および図２のホログラム再生装置１００と異なる。具体的には、光源１０、光偏向素子１１、１２、およびコリメートレンズ１０Ａが導波路ホログラムメモリ１の媒体面の上方に配置されている点で、ホログラム再生装置１００Ａはホログラム再生装置１００と異なる。また、ホログラム再生装置１００Ａは２つのミラー部２５をさらに備える点でホログラム再生装置１００と異なる。ホログラム再生装置１００Ａの他の部分についてはホログラム再生装置１００と同様であるので以後の説明は繰り返さない。
【００５２】
導波路ホログラムメモリ１から情報を再生する際、光源１０から放射されたレーザ光はコリメートレンズ１０Ａにより平行光にされる。なお、レーザ光は導波路ホログラムメモリ１に入射レーザ光を結合する入射面と反対側の面側から入射面に向けて発せられる。コリメートレンズ１０Ａから出射された第１のレーザ光２１は、光偏向素子１１によってｘｙ面内に偏向される。光偏向素子１１から出射された第２のレーザ光２２は光偏向素子１２に入射される。光偏向素子１２に入射された第２のレーザ光２２はｘｙ面内に偏向され、光偏向素子１２から出射される。
【００５３】
光偏向素子１２から出射された第３のレーザ光２３の先には、第３のレーザ光２３を９０°曲げて出射するために、レーザ光の進行方向に対して４５°に傾けられた２つのミラー部２５が設けられる。２つのミラー部２５は本発明のホログラム再生装置における光路変換部に相当する。
【００５４】
２つのミラー部２５を通過した第３のレーザ光２３はシリンドリカルレンズ２に入射する。第３のレーザ光２３はシリンドリカルレンズ２によって、ｘｙ面内方向には集光されずにｚ軸方向にのみ集光された第４のレーザ光２４に変換される。第４のレーザ光２４は導波路層３に入射する。
【００５５】
光偏向素子１１，１２を用いた実施例として、図３の液晶層３０の厚みｄを２００μｍとし、電極間の間隔Ｌを１００μｍとし、液晶層３０の屈折率差Δｎを０．２５とすると、式（１）から偏向角θは約２８．７°となる。
【００５６】
この偏向角θの値は、ホログラム再生装置１００Ａが正方形の導波路ホログラムメモリを再生する場合に、ｘｙ面での面積を増加させることなく導波路層３のすべての結合位置にレーザ光を結合させる制御を行なうことができることを示す。また、長方形の導波路ホログラムメモリの場合、長軸方向に沿って光源１０からレーザ光を放射するように光源を配置することで、上記の偏向角θの条件のもと、ホログラム再生装置１００Ａはすべての結合位置にレーザ光を結合させる制御ができる。偏向角が所望の角度まで達しない場合は、光偏向素子１１，１２と同一の光偏向素子、あるいはプリズム等の素子を追加すればよい。
【００５７】
なお、図８および図９では光偏向素子１１，１２は導波路ホログラムメモリ１の上面に沿って配置されているが、光偏向素子１１から光偏向素子１２までのレーザ光の光路の一部は導波路ホログラムメモリ１の側面や下面に沿って配置されていてもよい。つまりレーザ光が導波路ホログラムメモリ１の脇を進むようにレーザ光の光路の一部が設けられていればよい。
【００５８】
以上のように実施の形態１によれば、２つの光偏向素子を用いることにより、入射レーザ光の幅を広げることなく入射レーザ光の強度を保持し、かつ、異なる結合領域において入射レーザ光の強度むらが発生することを抑制しながら所望の結合位置に入射レーザ光を結合させることができる。
【００５９】
［実施の形態２］
実施の形態１のホログラム再生装置は、ある１つの導波路層において結合位置を制御する。実施の形態２のホログラム再生装置は複数の導波路層が含まれるホログラム媒体においてレーザ光の結合位置を選択するにあたり、所望の導波路層に入射レーザ光を結合することができる。
【００６０】
図１０は、複数の導波路層のうちの所望の導波路層に入射レーザ光を結合させるホログラム再生装置の概略構成を示す図である。
【００６１】
図１０を参照して、ホログラム再生装置１００Ｂは、光偏向素子１２の出射面側に１／２波長板４２をさらに備える点において図８のホログラム再生装置１００Ａと異なる。また、光偏向素子１１，１２がｙｚ面内にレーザ光を偏向する点で、ホログラム再生装置１００Ｂはホログラム再生装置１００Ａと異なる。ホログラム再生装置１００Ｂの他の部分の構成はホログラム再生装置１００Ａと同様であるので以後の説明は繰り返さない。
【００６２】
光源１０から放射されたレーザ光はコリメートレンズ１０Ａにより平行光にされる。コリメートレンズ１０Ａにより平行光にされた第１のレーザ光２１は、光偏向素子１１によってｙｚ面内に偏向される。光偏向素子１１から出射された第２のレーザ光２２は光偏向素子１２に入射される。光偏向素子１２に入射された第２のレーザ光２２はｙｚ面内に偏向され、１／２波長板４２を通過し、第３のレーザ光２３として出射される。
【００６３】
ここで第１のレーザ光２１および第２のレーザ光２２はｚ軸方向に偏光成分をもつ。また、第３のレーザ光２３は１／２波長板４２によってｙ軸方向に偏光成分をもつ光となる。
【００６４】
１／２波長板４２から出射された第３のレーザ光２３の先には、第３のレーザ光２３を９０°曲げて出射するために、レーザ光の進行方向に対して４５°に傾けられた２つのミラー部２５が設けられる。２つのミラー部２５を通過した第３のレーザ光２３はレンズ２６に入射する。第３のレーザ光２３はレンズ２６によって、ｘｙ面内方向には集光されずにｚ軸方向にのみ集光された第４のレーザ光２４に変換される。第４のレーザ光２４は導波路ホログラムメモリ１の所望の導波路層３に結合される。
【００６５】
第４のレーザ光２４を結合させる導波路層３は光偏向素子１１の偏向角と光偏向素子１２の偏向角との関係により選択される。より詳細に説明すると、第２のレーザ光２２の出射位置において第１のレーザ光２１と第２のレーザ光２２とのなす第１の偏向角と、第３のレーザ光２３の出射位置において第２のレーザ光２２と第３のレーザ光２３とがなす第２の偏向角とは互いに符号が逆であり、かつ、絶対値が等しい関係を満たす。たとえば第１の偏向角が＋Ａ度であれば第２の偏向角は−Ａ度である。
【００６６】
レンズ２６は複数のシリンドリカルレンズを有する構造を持つ。ｚ軸方向におけるシリンドリカルレンズのピッチと導波路層３の層間のピッチと、第３のレーザ光２３の幅とは等しい。ｚ軸方向におけるシリンドリカルレンズのピッチと導波路層３の層間のピッチとが等しく、かつ、第３のレーザ光２３の幅がこれら２つのピッチよりも大きい場合には、レンズ２６より前の光路の途中に、透過できるレーザ光を選択する機構を新たに備えるか、レンズ２６以降の光路にレーザ光の偏向を行なう機構を新たに備えることでホログラム再生装置１００Ｂは結合に寄与するレーザ光を制御することができる。
【００６７】
なお、所望の導波路層３に入射レーザ光を結合させるためであれば、ホログラム再生装置１００Ｂは２つのミラー部２５を含まず、図１、図２のホログラム再生装置１００と同様の構成でもよい。
【００６８】
図１１は、実施の形態２のホログラム再生装置をホログラム媒体の側方から見た概略図である。図１２は、図１１のホログラム再生装置をホログラム媒体の上方から見た概略図である。
【００６９】
図１１および図１２を参照して、ホログラム再生装置１００Ｃは光偏向素子１３，１４をさらに備える点において図１０のホログラム再生装置１００Ｂと異なる。ホログラム再生装置１００Ｃの他の部分の構成はホログラム再生装置１００Ｂと同様であるので以後の説明は繰り返さない。なお、光偏向素子１３，１４の各々の構成は図３に示す光偏向素子１１の構成と同様であるので、光偏向素子１３，１４の各々の構成は以後説明しない。
【００７０】
光偏向素子１２と１／２波長板４２と光偏向素子１３とは一体的に形成される。このように光偏向素子１２，１３および１／２波長板４２を構成することでホログラム再生装置１００Ｃを小型化できる。また、１／２波長板４２はガラスからなる光偏向素子１２，１３の透明基板で挟まれる。よって１／２波長板４２が樹脂等で構成されていても変形しにくくなるので、ホログラム再生装置の信頼性が高くなる。
【００７１】
なお、光偏向素子１２と１／２波長板４２と光偏向素子１３とについては、光偏向素子１２と１／２波長板４２との２つが一体化されていてもよいし、１／２波長板４２と光偏向素子１３の２つが一体化されていてもよい。このような構成であってもホログラム再生装置１００Ｃを小型化することができる。
【００７２】
ホログラム再生装置１００Ｃの動作について説明する。光源１０から放射され、コリメートレンズ１０Ａで平行光にされた第１のレーザ光２１は、光偏向素子１１によってｙｚ面内に偏向される。光偏向素子１１から出射された第２のレーザ光２２は光偏向素子１２に入射される。光偏向素子１２に入射された第２のレーザ光２２はｙｚ面内に偏向されて光偏向素子１２から出射される。第１のレーザ光２１と第２のレーザ光２２の各々はｚ軸方向に偏光成分をもつ。
【００７３】
光偏向素子１２から出射した第２のレーザ光２２は１／２波長板４２によって偏光の向きが変えられてｙ軸方向に偏光成分をもつ。１／２波長板４２から出たレーザ光は光偏向素子１３によってｘｙ面内に偏向される。光偏向素子１３から出射された第３のレーザ光２３は光偏向素子１４に入射される。光偏向素子１４に入射された第３のレーザ光２３はｘｙ面内に偏向されて光偏向素子１４から出射する。光偏向素子１４から出射した第４のレーザ光２４はｙ軸方向に偏光成分をもつ。
【００７４】
なお、光偏向素子１３，１４は駆動部１５から出力される駆動電圧Ｖ３，Ｖ４のそれぞれの変化に応じて偏向角を変えることができる。
【００７５】
出射された第４のレーザ光２４の先には、第４のレーザ光２４を９０°曲げて出射するためにレーザ光の進行方向に対して４５°に傾けられた２つのミラー部２５が設けられる。２つのミラー部２５を通過した第４のレーザ光２４はレンズ２６に入射する。第４のレーザ光２４はレンズ２６によって、ｘｙ面内方向には集光されずにｚ軸方向にのみ集光された第５のレーザ光２７に変換される。第５のレーザ光２７は導波路ホログラムメモリ１に入射する。
【００７６】
複数の導波路層３のうち、第５のレーザ光２７が入射する導波路層３は光偏向素子１１による第１の偏向角と光偏向素子１２による第２の偏向角との関係で決まる。また、第５のレーザ光２７の結合位置は光偏向素子１３による第３の偏向角と光偏向素子１４による第４の偏向角との関係で決まる。
【００７７】
具体的には、第２のレーザ光２２の出射位置において第１のレーザ光２１と第２のレーザ光２２とがなすｚ軸方向の第１の偏向角と、第３のレーザ光２３の出射位置において第２のレーザ光２２と第３のレーザ光２２とがなすｚ軸方向の第２の偏向角とは互いに符号が逆であり、かつ、絶対値が等しくなる。また、第３のレーザ光２３の出射位置において第２のレーザ光２２と第３のレーザ光２３とがなすｙ軸方向の第３の偏向角と、第４のレーザ光２３の出射位置において第３のレーザ光２３と第３のレーザ光２２とがなすｙ軸方向の第４の偏向角とは互いに符号が逆であり、かつ、絶対値が等しくなる。
【００７８】
よってホログラム再生装置１００Ｃは、入射レーザ光の幅を広げることなく入射レーザ光の強度を保持し、かつ、異なる結合領域において入射レーザ光の強度むらが発生することを抑制しながら所望の結合位置および所望の導波路層に入射レーザ光を結合させることができる。
【００７９】
なお、光偏向素子１１，１２がレーザ光をｘｙ面内で偏向させ、光偏向素子１３，１４がレーザ光をｙｚ面内で偏向するように、ホログラム再生装置１００Ｃが構成されてもよい。
【００８０】
また、図１１および図１２では、光偏向素子１１〜１４は導波路ホログラムメモリ１の上面に沿って配置されている。この場合、レーザ光の光路の一部が導波路ホログラムメモリ１の上面に配置されているが、レーザ光の光路の一部は導波路ホログラムメモリ１の側面や下面に沿って配置されていてもよい。つまりレーザ光が導波路ホログラムメモリ１の脇を進むように、レーザ光の光路の一部が設けられていればよい。
【００８１】
以上のように実施の形態２によれば、ｙｚ面内にレーザ光を偏向する２つの光偏向素子と、ｘｙ面内にレーザ光を偏向する２つの光偏向素子とを備えることによって、結合領域における入射レーザ光の強度むらの発生を抑制しつつ所望の結合位置及び所望の導波路層に入射レーザ光を結合させることができる。
【００８２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明のホログラム再生装置をホログラム媒体の側方から見た概略図である。
【図２】図１のホログラム再生装置をホログラム媒体の上方から見た概略図である。
【図３】液晶を用いた光偏向素子の断面構造を示す図である。
【図４】図３の液晶層３０の動作を示す図である。
【図５】図４の液晶層３０のｙ軸方向の異常光屈折率分布を示す図である。
【図６】図４の電極３４ａのみに電圧を印加した状態を示す図である。
【図７】図６の液晶層３０のｙ軸方向の異常光屈折率分布を示す図である。
【図８】図８は、ホログラム媒体の側方から見たときの実施の形態１のホログラム再生装置の別の構成を示す概略図である。
【図９】図８のホログラム再生装置をホログラム媒体の上方から見た概略図である。
【図１０】複数の導波路層のうちの所望の導波路層に入射レーザ光を結合させるホログラム再生装置の概略構成を示す図である。
【図１１】実施の形態２のホログラム再生装置をホログラム媒体の側方から見た概略図である。
【図１２】図１１のホログラム再生装置をホログラム媒体の上方から見た概略図である。
【図１３】特開２００３−３１６２４４号公報（特許文献１）に開示される光再生装置用光入力装置の構造を示す上面図である。
【図１４】特開２００３−２９５１５３号公報（特許文献２）に開示された液晶光位相変調素子の断面構造を示す図である。
【符号の説明】
【００８４】
１  導波路ホログラムメモリ、２  シリンドリカルレンズ、３  導波路層、１０  光源、１０Ａ  コリメートレンズ、１１〜１４  光偏向素子、１５  駆動部、２１  第１のレーザ光、２２  第２のレーザ光、２３  第３のレーザ光、２４  第４のレーザ光、２５  ミラー部、２６  レンズ、２７  第５のレーザ光、３０  液晶層、３１  第１透明基板、３２  第２透明基板、３３，３４，３４ａ，３４ｂ  電極、３５  配向膜、３６  反射防止膜、３７  入射直線偏光、３８  出射直線偏光、４１  入射光、４２  １／２波長板、１００，１００Ａ〜１００Ｃ  ホログラム再生装置、１０１  半導体レーザ、１０２，１０４  レーザ光、１０３  レンズ、１０５  光記録媒体、１１１  液晶層、１１２  配向層、１１３  電極、１１４  入射直線偏光、ａ，ｂ  端点、Ｌ  間隔。
【図１】
2006267842.tif 000003
【図２】
2006267842.tif 000004
【図３】
2006267842.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006267842.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006267842.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2006267842.tif 000014
【図１３】
2006267842.tif 000015
【図１４】
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