(57)【要約】【課題】ホログラムの再生時に、光学系又は記録媒体を機械的に動かすことなく、光学的及び電気的動作のみによるフルアクセスを可能とするホログラフィック記録・再生装置を提供する。【解決手段】ホログラフィック記録・再生装置１０は、記録媒体１８におけるホログラムセル３０にホログラムを形成する際の信号光を球面波とし、且つ、その焦点を空間的に分離したホログラム毎にシフトさせておき、再生用参照光を照射したときの回折光の、光路上に、前記ホログラム毎の、信号光の焦点から撮像素子２２までの光路長が同一となるように結像ミラー４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを設定して、同一の撮像素子（同一の結像面）２２に回折光を結像させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
このレーザ光源からのレーザ光を信号光と参照光とに分岐するレーザ光分岐装置と、
Ｘ軸方向を行及びＹ軸方向を列として２次元アレイ状に配置された複数のホログラムセルからなり、各ホログラムセルは、Ｘ軸方向から再生用参照光を照射したときに、同一列の全部のホログラムセルから、Ｙ軸方向に回折光が発生するようにホログラムが形成可能な記録媒体と、
この記録媒体に対してＸ軸方向に平行に離間して設けられ、前記ホログラムセルの各列に対してＸ軸方向に参照光を照射するように、Ｙ軸方向に並んで配置された、１行のホログラムセルと同数の参照光照射光学系を含む参照光発生装置と、
前記ホログラムセルの各行に対して、Ｙ軸方向に信号光を照射するようにＸ軸方向に並んで配置された、１列のホログラムセルと同数の信号光照射光学系と、
前記信号光を、前記複数の信号光照射光学系のいずれかに導く信号光分岐装置と、
前記各信号光照射光学系に配置され、信号光に記録すべき情報を付与する空間光変調器及び該情報を付与された信号光を球面波とするフーリエ変換レンズと、
を有してなり、
前記フーリエ変換レンズは、前記ホログラムセルの行毎に、Ｙ軸方向の焦点位置が異なる球面波となるように設定されたことを特徴とするホログラフィック記録装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記信号光分岐装置は、前記信号光の光路上に配置された、前記１列のホログラムセルと同数のデータミラーからなるデータミラーアレイであり、前記データミラーの一つのみが選択的に反射状態とされて、前記信号光を、対応するホログラムセルの行に向けて反射するようにされたことを特徴とするホログラフィック記録装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記参照光発生装置は、前記レーザ光又は参照光の光路上に配置された、前記１行のホログラムセルと同数のアドレスミラーからなるアドレスミラーアレイを含み、前記アドレスミラーの一つのみが選択的に反射状態とされて、前記レーザ光又は参照光を、対応するホログラムセルの列に向けて反射するようにされたことを特徴とするホログラフィック記録装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記アドレスミラーアレイにおける前記アドレスミラーが、前記レーザ光を反射光と透過光とに分岐すると共に、該透過光が前記信号光となるように配置されたビームスプリッタとされたことを特徴とするホログラフィック記録装置。
【請求項５】
信号光と参照光との光学的干渉により、記録媒体における異なる記録領域に、それぞれホログラムを形成するホログラフィック記録方法であって、
前記信号光を球面波とし、その入射光軸上における焦点位置が、前記記録媒体に対して、前記記録領域毎に異なるようにしたことを特徴とするホログラフィック記録方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記記録媒体を、Ｘ軸方向を行、Ｙ軸方向を列として、２次元アレイ状に配列された複数のホログラムセルから構成し、
前記参照光は、前記列毎に、Ｘ軸方向からホログラムセルを照射し、
前記信号光は、Ｙ軸方向での焦点位置が前記行毎に異なる球面波として、Ｙ軸方向からホログラムセルを照射することを特徴とするホログラフィック記録方法。
【請求項７】
信号光と参照光との光学的干渉縞により、各々が、記録媒体における空間的に異なる位置に形成されている複数のホログラムと、
これらのホログラムの各々に再生用参照光を照射可能な参照光発生装置と、
撮像素子と、
前記複数のホログラムに再生用参照光を照射したときに発生する複数の回折光が前記撮像素子に結像するように設けられた結像光学系と、
前記複数の回折光の光路上に設けられ、そのうちの一つの光路を選択して回折光を通すと共に、他の回折光の光路を遮断する選択装置と、
を有してなるホログラフィックメモリ再生装置。
【請求項８】
請求項７において、
前記複数のホログラムは、Ｘ軸方向を行、Ｙ軸方向を列として、２次元アレイ状に配列されたホログラムセルに各々形成されていて、且つ、前記再生用参照光をＸ軸方向から照射したとき、該当する列のホログラムセルから、Ｙ軸方向に回折光が発生し、各行における他のホログラムセルを通って、又は、通らないで、行毎に、Ｙ軸方向の回折光が出射するようにされたことを特徴とするホログラフィックメモリ再生装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記ホログラムは、前記ホログラムセルの行毎に、Ｙ軸方向に異なる焦点を有する球面波としての前記信号光を、Ｙ軸方向に照射して形成されていて、前記結像光学系は、前記ホログラムセルの各行における信号光の焦点と前記結像レンズとの光学的距離が同一となり、且つ、前記各行からの回折光が前記結像レンズに向けて同一の入射光軸に統合されるように設けられた回折光統合装置を有することを特徴とするホログラフィックメモリ再生装置。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれかにおいて、
前記参照光発生装置は、レーザ光の光路上に配置された前記１行のホログラムセルと同数のアドレスミラーからなるアドレスミラーアレイを有し、前記アドレスミラーの一つのみが選択的に反射状態とされて、その反射光を、再生用参照光として前記ホログラムセルの対応する列に向けて反射するようにされたことを特徴とするホログラフィックメモリ再生装置。
【請求項１１】
請求項７乃至９のいずれかにおいて、
前記参照光発生装置は、前記１行のホログラムセルと同数のレーザダイオードを備えたレーザアレイを有し、これらレーザダイオードは、その発生するレーザ光を再生用参照光として、前記ホログラムセルの対応する列に入射するように設けられたことを特徴とするホログラフィックメモリ再生装置。
【請求項１２】
信号光と参照光との光学的干渉縞により、各々が、記録媒体における空間的に異なる位置に形成されている複数のホログラムに、再生用参照光を照射し、各ホログラムから発生する回折光を、結像レンズを含む結像光学系により、同一の撮像素子に結像するようにし、且つ、前記複数の回折光の光路のうちの一つの光路を選択して回折光を通すと共に、他の回折光の光路を遮断することを特徴とするホログラフィックメモリ再生方法。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記複数のホログラムは、Ｘ軸方向を行、Ｙ軸方向を列として、２次元アレイ状に配列されたホログラムセルに各々形成されていて、前記再生用参照光をＸ軸方向から照射して、該当する列のホログラムセルから、各行における他のホログラムセルを通って、又は、通らないで、行毎に、Ｙ軸方向の回折光を出射させるようにし、
レーザ光の光路上に、前記１行のホログラムセルと同数のアドレスミラーからなるアドレスミラーアレイを配置し、前記アドレスミラーをビームスプリッタとして、その一つのみを選択して、前記レーザ光を反射光と透過光とに分岐させると共に、該反射光を前記再生用参照光として、前記ホログラムセルの対応する列に向けて反射することを特徴とするホログラフィックメモリ再生方法。
【請求項１４】
レーザ光源と、
このレーザ光源からのレーザ光を信号光と参照光とに分岐するレーザ光分岐装置と、
Ｘ軸方向を行及びＹ軸方向を列として２次元アレイ状に配置された複数のホログラムセルからなり、各ホログラムセルには、Ｘ軸方向から再生用参照光を照射したときに、同一列の全部のホログラムセルから、Ｙ軸方向に回折光が発生するようにホログラムが形成可能な記録媒体と、
この記録媒体に対してＸ軸方向に平行に離間して設けられ、前記ホログラムセルの各列に対してＸ軸方向に参照光を照射するように、Ｙ軸方向に並んで配置された、１行のホログラムセルと同数の参照光照射光学系を含む参照光発生装置と、
前記ホログラムセルの各行に対して、Ｙ軸方向に信号光を照射するようにＸ軸方向に並んで配置された、１列のホログラムセルと同数の信号光照射光学系と、
前記レーザ光分岐装置からの信号光を前記複数の信号光照射光学系のいずれかに導く信号光分岐装置と、
前記各信号光照射光学系に配置され、信号光に記録すべき情報を付与する空間光変調器及び該情報を付与された信号光を球面波とするフーリエ変換レンズと、
各参照光照射光学系に設けられ、参照光を、Ｘ軸方向のコリメート光とするコリメータレンズと、
撮像素子と、
前記ホログラムセルの各行に対応して、各行からＹ軸方向に発生する回折光を、前記撮像素子に導く結像光学系と、
この結像光学系と前記ホログラムセルとの間に設けられ、前記ホログラムセルの行のいずれか一つを選択して、該行からの回折光のみを通し、他の行からの回折光を遮断する選択装置と、を有してなり、
前記フーリエ変換レンズは、その焦点位置が対応するホログラムセルの行毎に、Ｙ軸方向に異なるように配置され、
前記結像光学系は、前記ホログラムセルの各行からの回折光を同一の光軸上に統合する回折光統合装置と、この回折光統合装置と前記撮像素子との間に配置され、前記同一の光軸上の回折光を前記撮像素子に結像させる結像レンズとを有してなり、
前記回折光統合装置は、前記ホログラムセルの各行からの回折光の光路長が、前記フーリエ変換レンズと前記結像レンズ間で同一となるように構成されたことを特徴とするホログラフィック記録・再生装置。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記信号光分岐装置は、前記信号光の光路上に配置された、前記１列のホログラムセルと同数のデータミラーからなるデータミラーアレイであり、前記データミラーの一つのみが選択的に反射状態とされて、前記信号光を、対応するホログラムセルの行に向けて反射するようにされたことを特徴とするホログラフィック記録・再生装置。
【請求項１６】
請求項１４において、
前記参照光発生装置は、前記レーザ光又は参照光の光路上に配置された、前記１行のホログラムセルと同数のアドレスミラーからなるアドレスミラーアレイを含み、前記アドレスミラーの一つのみが選択的に反射状態とされて、前記レーザ光又は参照光を、対応するホログラムセルの列に向けて反射するようにされたことを特徴とするホログラフィック記録・再生装置。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記アドレスミラーアレイにおける前記アドレスミラーが、前記レーザ光を反射光と透過光とに分岐すると共に、該透過光が前記信号光となるように配置されたビームスプリッタとされたことを特徴とするホログラフィック記録・再生装置。
【請求項１８】
請求項１４乃至１７のいずれかにおいて、
前記回折光統合装置は、前記ホログラムセルの各行からの回折光の光路上に配置された前記１列のホログラムセルと同数の結像ミラーからなる結像ミラーアレイであり、前記結像ミラーの一つのみが選択的に反射状態とされて、入射する回折光を前記結像レンズ方向に反射するようにされ、前記各フーリエ変換レンズから対応する行のホログラムセル及び結像ミラーを経て、前記撮像素子に至る光路長が等しくなるようにされたことを特徴とするホログラフィック記録・再生装置。
【請求項１９】
レーザ光から分岐された信号光と参照光との光学的干渉縞により、各々が、記録媒体における空間的に異なる位置にホログラムを形成し、これらのホログラムに再生用参照光を照射し、各ホログラムから発生する回折光を、結像レンズを含む結像光学系により、同一の撮像素子に結像するようにし、且つ、前記複数の回折光の光路のうちの一つの光路を選択して回折光を通すと共に、他の回折光の光路を遮断することを特徴とするホログラフィック記録再生方法。
【請求項２０】
請求項１９において、
前記複数のホログラムは、Ｘ軸方向を行、Ｙ軸方向を列として、２次元アレイ状に配列されたホログラムセルに各々形成し、且つ、前記再生用参照光をＸ軸方向から照射したとき、該当する列のホログラムセルから、Ｙ軸方向に回折光が発生し、各行における他のホログラムセルを通って、又は、通らないで、行毎に、Ｙ軸方向の回折光を出射させることを特徴とするホログラフィック記録再生方法。
【請求項２１】
請求項２０において、
前記ホログラムを、前記ホログラムセルの行毎に、Ｙ軸方向に異なる焦点となる球面波としての前記信号光を、Ｙ軸方向に照射して形成し、前記ホログラムセルの各行における信号光の焦点位置と前記結像レンズとの光学的距離を同一とし、且つ、前記各行からの回折光を前記結像レンズに向けて同一の入射光軸に統合することを特徴とするホログラフィック記録再生方法。
【請求項２２】
請求項２０又は２１において、
前記レーザ光の光路上に、前記１行のホログラムセルと同数のアドレスミラーからなるアドレスミラーアレイを配置し、前記アドレスミラーをビームスプリッタとして、その一つのみを選択して、前記レーザ光を反射光と透過光とに分岐させると共に、該反射光を前記参照光又は前記再生用参照光として、前記ホログラムセルの対応する列に向けて反射することを特徴とするホログラフィックメモリ記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ホログラフィック記録装置、ホログラフィックメモリ再生装置、これらの方法及びホログラフィック記録・再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量のデジタル情報を保存できるストレージ技術の一つとして、ホログラフィックメモリがあり、その一例として、特許文献１に記載されるような、ホログラフィック記録方法とその装置等がある。
【０００３】
このようなホログラフィック記録方法あるいは装置において、空間的に分離したホログラム（空間多重）を記録又は再生する際に、光学系又は記録媒体の一方を機械的に動かす必要があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２０７４１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１記載のようなホログラフィック記録方法あるいはその装置において、光学系又は記録媒体の一方を機械的に動かす場合、この機械的な動作は一般的に、光学的あるいは電気的な動作と比較して緩慢であり、システムの動的パフォーマンス（データレート等）を制約しているという問題点がある。
【０００６】
この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、空間的に分離したホログラムの記録又は再生の際に、光学系又は記録媒体を機械的に動かすことなく、光学的及び電気的動作のみによるフルアクセスができるホログラフィック記録装置、その方法、ホログラフィックメモリ再生装置、その方法、及びホログラフィック記録・再生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】
本発明者は、鋭意研究の結果、ホログラムの再生時に、結像光学系における光路上の結像面を、空間的に分離したホログラム毎にシフトさせて配置することによって、どのホログラムを再生しても、同一の結像面に回折光が結像するようにして、光学系又は記録媒体を機械的に動かすことなく、光学的及び電気的動作のみによるフルアクセスができることが分かった。
【０００８】
即ち、以下の本発明により上記目的を達成することができる。
【０００９】
（１）レーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光を信号光と参照光とに分岐するレーザ光分岐装置と、Ｘ軸方向を行及びＹ軸方向を列として２次元アレイ状に配置された複数のホログラムセルからなり、各ホログラムセルは、Ｘ軸方向から再生用参照光を照射したときに、同一列の全部のホログラムセルから、Ｙ軸方向に回折光が発生するようにホログラムが形成可能な記録媒体と、この記録媒体に対してＸ軸方向に平行に離間して設けられ、前記ホログラムセルの各列に対してＸ軸方向に参照光を照射するように、Ｙ軸方向に並んで配置された、１行のホログラムセルと同数の参照光照射光学系を含む参照光発生装置と、前記ホログラムセルの各行に対して、Ｙ軸方向に信号光を照射するようにＸ軸方向に並んで配置された、１列のホログラムセルと同数の信号光照射光学系と、前記信号光を、前記複数の信号光照射光学系のいずれかに導く信号光分岐装置と、前記各信号光照射光学系に配置され、信号光に記録すべき情報を付与する空間光変調器及び該情報を付与された信号光を球面波とするフーリエ変換レンズと、を有してなり、前記フーリエ変換レンズは、前記ホログラムセルの行毎に、Ｙ軸方向の焦点位置が異なる球面波となるように設定されたことを特徴とするホログラフィック記録装置。
【００１０】
（２）前記信号光分岐装置は、前記信号光の光路上に配置された、前記１列のホログラムセルと同数のデータミラーからなるデータミラーアレイであり、前記データミラーの一つのみが選択的に反射状態とされて、前記信号光を、対応するホログラムセルの行に向けて反射するようにされたことを特徴とする（１）に記載のホログラフィック記録装置。
【００１１】
（３）前記参照光発生装置は、前記レーザ光又は参照光の光路上に配置された、前記１行のホログラムセルと同数のアドレスミラーからなるアドレスミラーアレイを含み、前記アドレスミラーの一つのみが選択的に反射状態とされて、前記レーザ光又は参照光を、対応するホログラムセルの列に向けて反射するようにされたことを特徴とする（１）又は（２）に記載のホログラフィック記録装置。
【００１２】
（４）前記アドレスミラーアレイにおける前記アドレスミラーが、前記レーザ光を反射光と透過光とに分岐すると共に、該透過光が前記信号光となるように配置されたビームスプリッタとされたことを特徴とする（３）に記載のホログラフィック記録装置。
【００１３】
（５）信号光と参照光との光学的干渉により、記録媒体における異なる記録領域に、それぞれホログラムを形成するホログラフィック記録方法であって、前記信号光を球面波とし、その入射光軸上における焦点位置が、前記記録媒体に対して、前記記録領域毎に異なるようにしたことを特徴とするホログラフィック記録方法。
【００１４】
（６）前記記録媒体を、Ｘ軸方向を行、Ｙ軸方向を列として、２次元アレイ状に配列された複数のホログラムセルから構成し、前記参照光は、前記列毎に、Ｘ軸方向からホログラムセルを照射し、前記信号光は、Ｙ軸方向での焦点位置が前記行毎に異なる球面波として、Ｙ軸方向からホログラムセルを照射することを特徴とする（５）に記載のホログラフィック記録方法。
【００１５】
（７）信号光と参照光との光学的干渉縞により、各々が、記録媒体における空間的に異なる位置に形成されている複数のホログラムと、これらのホログラムの各々に再生用参照光を照射可能な参照光発生装置と、撮像素子と、前記複数のホログラムに再生用参照光を照射したときに発生する複数の回折光が前記撮像素子に結像するように設けられた結像光学系と、前記複数の回折光の光路上に設けられ、そのうちの一つの光路を選択して回折光を通すと共に、他の回折光の光路を遮断する選択装置と、を有してなるホログラフィックメモリ再生装置。
【００１６】
（８）前記複数のホログラムは、Ｘ軸方向を行、Ｙ軸方向を列として、２次元アレイ状に配列されたホログラムセルに各々形成されていて、且つ、前記再生用参照光をＸ軸方向から照射したとき、該当する列のホログラムセルから、Ｙ軸方向に回折光が発生し、各行における他のホログラムセルを通って、又は、通らないで、行毎に、Ｙ軸方向の回折光が出射するようにされたことを特徴とする（７）に記載のホログラフィックメモリ再生装置。
【００１７】
（９）前記ホログラムは、前記ホログラムセルの行毎に、Ｙ軸方向に異なる焦点を有する球面波としての前記信号光を、Ｙ軸方向に照射して形成されていて、前記結像光学系は、前記ホログラムセルの各行における信号光の焦点と前記結像レンズとの光学的距離が同一となり、且つ、前記各行からの回折光が前記結像レンズに向けて同一の入射光軸に統合されるように設けられた回折光統合装置を有することを特徴とする（８）に記載のホログラフィックメモリ再生装置。
【００１８】
（１０）前記参照光発生装置は、レーザ光の光路上に配置された前記１行のホログラムセルと同数のアドレスミラーからなるアドレスミラーアレイを有し、前記アドレスミラーの一つのみが選択的に反射状態とされて、その反射光を、再生用参照光として前記ホログラムセルの対応する列に向けて反射するようにされたことを特徴とする（７）乃至（９）のいずれかに記載のホログラフィックメモリ再生装置。
【００１９】
（１１）前記参照光発生装置は、前記１行のホログラムセルの列数と同数のレーザダイオードを備えたレーザアレイを有し、これらレーザダイオードは、その発生するレーザ光を再生用参照光として、前記ホログラムセルの対応する列に入射するように設けられたことを特徴とする（７）乃至（９）のいずれかに記載のホログラフィックメモリ再生装置。
【００２０】
（１２）信号光と参照光との光学的干渉縞により、各々が、記録媒体における空間的に異なる位置に形成されている複数のホログラムに、再生用参照光を照射し、各ホログラムから発生する回折光を、結像レンズを含む結像光学系により、同一の撮像素子に結像するようにし、且つ、前記複数の回折光の光路のうちの一つの光路を選択して回折光を通すと共に、他の回折光の光路を遮断することを特徴とするホログラフィックメモリ再生方法。
【００２１】
（１３）前記複数のホログラムは、Ｘ軸方向を行、Ｙ軸方向を列として、２次元アレイ状に配列されたホログラムセルに各々形成されていて、且つ、前記再生用参照光をＸ軸方向から照射して、該当する列のホログラムセルから、Ｙ軸方向に回折光が発生し、各行における他のホログラムセルを通って、又は、通らないで、行毎に、Ｙ軸方向の回折光を出射させることを特徴とする（１２）に記載のホログラフィックメモリ再生方法。
【００２２】
（１４）レーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光を信号光と参照光とに分岐するレーザ光分岐装置と、Ｘ軸方向を行及びＹ軸方向を列として２次元アレイ状に配置された複数のホログラムセルからなり、各ホログラムセルには、Ｘ軸方向から再生用参照光を照射したときに、同一列の全部のホログラムセルから、Ｙ軸方向に回折光が発生するようにホログラムが形成可能な記録媒体と、この記録媒体に対してＸ軸方向に平行に離間して設けられ、前記ホログラムセルの各列に対してＸ軸方向に参照光を照射するように、Ｙ軸方向に並んで配置された、１行のホログラムセルと同数の参照光照射光学系を含む参照光発生装置と、前記ホログラムセルの各行に対して、Ｙ軸方向に信号光を照射するようにＸ軸方向に並んで配置された、１列のホログラムセルと同数の信号光照射光学系と、前記レーザ光分岐装置からの信号光を前記複数の信号光照射光学系のいずれかに導く信号光分岐装置と、前記各信号光照射光学系に配置され、信号光に記録すべき情報を付与する空間光変調器及び該情報を付与された信号光を球面波とするフーリエ変換レンズと、前記複数の信号光照射光学系に対して、前記レーザ光分岐装置からの信号光を、前記各信号光照射光学系に分岐する信号光分岐装置と、各参照光照射光学系に設けられ、参照光を、Ｘ軸方向のコリメート光とするコリメータレンズと、撮像素子と、前記ホログラムセルの各行に対応して、各行からＹ軸方向に発生する回折光を、前記撮像素子に導く結像光学系と、この結像光学系と前記ホログラムセルとの間に設けられ、前記ホログラムセルの行のいずれか一つを選択して、該行からの回折光のみを通し、他の行からの回折光を遮断する選択装置と、を有してなり、前記フーリエ変換レンズは、その焦点位置が対応するホログラムセルの行毎に、Ｙ軸方向に異なるように配置され、前記結像光学系は、前記ホログラムセルの各行からの回折光を同一の光軸上に統合する回折光統合装置と、この回折光統合装置と前記撮像素子との間に配置され、前記同一の光軸上の回折光を前記撮像素子に結像させる結像レンズとを有してなり、前記回折光統合装置は、前記ホログラムセルの各行からの回折光の光路長が、前記フーリエ変換レンズと前記結像レンズ間で同一となるように構成されたことを特徴とするホログラフィック記録・再生装置。
【００２３】
（１５）前記信号光分岐装置は、前記信号光の光路上に配置された、前記１列のホログラムセルと同数のデータミラーからなるデータミラーアレイであり、前記データミラーの一つのみが選択的に反射状態とされて、前記信号光を、対応するホログラムセルの行に向けて反射するようにされたことを特徴とする（１４）に記載のホログラフィック記録・再生装置。
【００２４】
（１６）前記参照光照射光学系は、前記レーザ光又は参照光の光路上に配置された、前記１行のホログラムセルと同数のアドレスミラーからなるアドレスミラーアレイを含み、前記アドレスミラーの一つのみが選択的に反射状態とされて、前記レーザ光又は参照光を、対応するホログラムセルの列に向けて反射するようにされたことを特徴とする（１４）に記載のホログラフィック記録・再生装置。
【００２５】
（１７）前記アドレスミラーアレイにおける前記アドレスミラーが、前記レーザ光を反射光と透過光とに分岐すると共に、該透過光が前記信号光となるように配置されたビームスプリッタとされたことを特徴とする（１６）に記載のホログラフィック記録・再生装置。
【００２６】
（１８）前記回折光統合装置は、前記ホログラムセルの各行からの回折光の光路上に配置された前記１列のホログラムセルと同数の結像ミラーからなる結像ミラーアレイであり、前記結像ミラーの一つのみが選択的に反射状態とされて、入射する回折光を前記結像レンズ方向に反射するようにされ、前記各フーリエ変換レンズから対応する行のホログラムセル及び結像ミラーを経て、前記撮像素子に至る光路長が等しくなるようにされたことを特徴とする（１４）乃至（１７）のいずれかに記載のホログラフィック記録・再生装置。
【００２７】
（１９）レーザ光から分岐された信号光と参照光との光学的干渉縞により、各々が、記録媒体における空間的に異なる位置にホログラムを形成し、これらのホログラムに再生用参照光を照射し、各ホログラムから発生する回折光を、結像レンズを含む結像光学系により、同一の撮像素子に結像するようにし、且つ、前記複数の回折光の光路のうちの一つの光路を選択して回折光を通すと共に、他の回折光の光路を遮断することを特徴とするホログラフィック記録再生方法。
【００２８】
（２０）前記複数のホログラムは、Ｘ軸方向を行、Ｙ軸方向を列として、２次元アレイ状に配列されたホログラムセルに各々形成し、且つ、前記再生用参照光をＸ軸方向から照射したとき、該当する列のホログラムセルから、Ｙ軸方向に回折光が発生し、各行における他のホログラムセルを通って、又は、通らないで、行毎に、Ｙ軸方向の回折光を出射させることを特徴とする（１９）に記載のホログラフィック記録再生方法。
【００２９】
（２１）前記ホログラムを、前記ホログラムセルの行毎に、Ｙ軸方向に異なる焦点となる球面波としての前記信号光を、Ｙ軸方向に照射して形成し、前記ホログラムセルの各行における信号光の焦点位置と前記結像レンズとの光学的距離を同一とし、且つ、前記各行からの回折光を前記結像レンズに向けて同一の入射光軸に統合することを特徴とする（２０）に記載のホログラフィック記録再生方法。
【００３０】
（２２）前記レーザ光の光路上に、前記１行のホログラムセルと同数のアドレスミラーからなるアドレスミラーアレイを配置し、前記アドレスミラーをビームスプリッタとして、その一つのみを選択して、前記レーザ光を反射光と透過光とに分岐させると共に、該反射光を前記参照光又は前記再生用参照光として、前記ホログラムセルの対応する列に向けて反射することを特徴とする（２０）又は（２１）に記載のホログラフィックメモリ記録再生方法。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、空間的に分離したホログラムを記録又は再生する際に、光学系や記録媒体を機械的に動かすことなく、光学的あるいは電気的な動作のみにより、複数の異なるホログラムにアクセスすることができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
最良の形態のホログラフィック記録・再生装置は、記録媒体を、Ｘ軸方向を行及びＹ軸方向を列として２次元アレイ状に配置された複数のホログラムセルから構成し、各ホログラムセルには、Ｘ軸方向から再生用参照光を照射したときに、同一列の全部のホログラムセルから、Ｙ軸方向に回折光が発生するようにホログラムが形成可能とし、この記録媒体に対して、Ｘ軸方向に平行に離間して設けられ、前記ホログラムセルの各列のうちいずれか１列に対してＸ軸方向に参照光を照射するように、Ｙ軸方向に並んで配置された、１行のホログラムセルと同数のアドレスミラーからなるアドレスミラーアレイと、前記ホログラムセルの各行のうちいずれか１行に対して、Ｙ軸方向に信号光を照射するようにＸ軸方向に並んで配置され、１列のホログラムセルと同数の信号光照射光学系を形成するデータミラーからなるデータミラーアレイと、前記各信号光照射光学系に配置され、信号光に記録すべき情報を付与する空間光変調器及び該情報を付与された信号光を球面波とするフーリエ変換レンズと、前記アドレスミラーからの反射光の光軸上に設けられ、参照光を、Ｘ軸方向のコリメート光とするコリメータレンズと、撮像素子と、前記ホログラムセルの各行に対して対応して、各行からＹ軸方向に発生する回折光を前記撮像素子に導く結像光学系と、この結像光学系と前記ホログラムセルとの間に設けられ、前記ホログラムセルの行のいずれか１つを選択して、該行からの回折光のみを通し、他の行からの回折光を遮断する選択装置と、を設けてなり、前記結像光学系は、前記ホログラムセルの各行からの回折光を同一の光軸上に統合する回折光統合装置と、この回折光統合装置と前記撮像素子との間に配置され、前記同一の光軸上の回折光を前記撮像素子に結像させる結像レンズと、を有し、前記フーリエ変換レンズは、その焦点位置が、対応するホログラムセルの行毎に、Ｙ軸方向に異なるように配置され、前記回折光統合装置は、前記ホログラムセルの各行からの回折光の光路長が前記フーリエ変換レンズと前記結像レンズ間で同一となるように構成したものである。
【実施例１】
【００３３】
以下本発明の実施例１について、図１を参照して詳細に説明する。
【００３４】
この実施例１に係る、ホログラフィック記録・再生装置１０は、レーザ光源１２と、このレーザ光源１２からのレーザ光を、信号光（透過光）と参照光（反射光）とに分岐すると共に、参照光を、複数の参照光照射光学系１４Ａ〜１４Ｄのいずれか１つに向けて反射するアドレスミラーアレイ１６と、前記アドレスミラーアレイ１６を透過した信号光を記録媒体１８に導くための信号光学系２０と、撮像素子２２と、前記記録媒体１８に、前記参照光照射光学系１４Ａ〜１４Ｄのいずれかから再生用参照光を照射したときに発生する回折光を前記撮像素子２２に結像させるための結像光学系２４とを備えている。
【００３５】
前記アドレスミラーアレイ１６は、前記レーザ光源１２から出射されたレーザ光の光路上に４個のアドレスミラー１６Ａ〜１６Ｄを配置した、例えばディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）からなり、いずれか１つのアドレスミラーを前記レーザ光の光路に対して４５°となる反射状態として、レーザ光を直角に（Ｘ軸方向；図１において下向きに）反射し、且つ、他のアドレスミラーを前記光路と平行な非反射状態に保持するものであり、又、これらアドレスミラー１６Ａ〜１６Ｄは、いずれも、ビームスプリッタであり、反射状態にあるとき、レーザ光の透過成分が信号光として前記信号光学系２０に入射できるようにされている。
【００３６】
すなわち、アドレスミラーアレイ１６は、前記参照光照射光学系１４Ａ〜１４Ｄとともに、記録媒体１８を照射する参照光発生装置としての機能、及び、レーザ光を反射光と透過光とに分岐するレーザ光分岐装置としての機能を兼ね備えている。
【００３７】
図１の符号２６Ａ、２６Ｂはレーザ光のビーム径を拡大するためのビームエキスパンダレンズを示す。
【００３８】
前記参照光照射光学系１４Ａ〜１４Ｄには、各々、コリメータレンズ１５Ａ〜１５Ｄが配置され、記録媒体１８に対して、図１において下向き（Ｘ軸方向）に入射する参照光をコリメート光とするようにされている。
【００３９】
前記記録媒体１８は、Ｘ軸方向を行、Ｙ軸方向を列として２次元アレイ状に配置された複数（実施例１においては１２個）のホログラムセル３０から構成されている。更に詳細には、図２に拡大して示されるように、ホログラムセル３０は、Ｘ軸方向のＡ行〜Ｃ行、Ｙ軸方向に１列〜４列に配置されている。
【００４０】
前記参照光照射光学系１４Ａ〜１４Ｄは、それぞれ前記１列〜４列に対応して設けられている。又、前記信号光学系２０は、信号光分岐装置であるデータミラーアレイ３２と、このデータミラーアレイ３２によって、３本に分岐されたＹ軸方向の信号光照射光学系２５Ａ〜２５Ｃと、を有して、これらの信号光照射光学系２５Ａ〜２５Ｃのいずれかに信号光を反射且つ入射するようにされている。
【００４１】
前記データミラーアレイ３２は、データミラー３２Ａ〜３２Ｃを、信号光の光路上に直列に配置してなり、レーザ光源１２側のデータミラー３２Ａ、３２Ｂは、信号光の光路と４５°となる反射状態と、平行となる非反射状態とのいずれかとなるようにされ、又、データミラー３２Ｃは、常時４５°の角度で、信号光を信号光照射光学系２５Ｃ方向に反射できるようにされている。
【００４２】
前記信号光照射光学系２５Ａ〜２５Ｃには、各々、データミラーアレイ３２側から、空間光変調器３４Ａ〜３４Ｃ及びフーリエ変換レンズ３６Ａ〜３６Ｃがこの順で配置されている。前記記録媒体１８を間にして、前記フーリエ変換レンズ３６Ａ〜３６Ｃの反対側で、前記信号光照射光学系２５Ａ〜２５Ｃの光軸の延長線上には、選択装置３８及び回折光統合装置４０がこの順で配置されている。
【００４３】
前記結像光学系２４は、前記選択装置３８、前記回折光統合装置４０及び結像レンズ４２を含んで構成されている。前記選択装置３８は、例えばライン空間光変調器からなり、前記信号光照射光学系２５Ａ〜２５Ｃの延長となる光路のいずれか１つを開き、且つ他を閉じることができるようにされている。
【００４４】
又、前記回折光統合装置４０は、３枚の結像ミラー４０Ａ〜４０ＣをＸ軸方向に並べた結像ミラーアレイであり、結像ミラー４０Ａが全反射ミラー、４０Ｂ、４０Ｃが一部透過反射ミラーとされ、前記記録媒体１８におけるＡ行〜Ｃ行のいずれかのホログラムセル３０から発生したいずれの回折光も、図１において下向き（Ｘ軸方向）に反射し、且つ、出光できるようにされている。
【００４５】
前記結像レンズ４２は、回折光を撮像素子２２に結像させるように、前記回折光統合装置４０と前記撮像素子２２との間に配置されている。ここで、前記フーリエ変換レンズ３６Ａ〜３６Ｃ及び前記回折光統合装置４０の結像ミラー４０Ａ〜４０Ｃは、前記記録媒体１８における行Ａ、Ｂ、Ｃのいずれからの回折光も、撮像素子２２に結像するように設定されている。
【００４６】
詳細には、前記フーリエ変換レンズ３６Ａ〜３６Ｃは、Ｙ軸方向の位置が異なり、且つ発生する球面波の焦点Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃが、図２に拡大して示されるように、行Ａ〜行Ｃにおいてそれぞれ相違するように設定されるが、これらの焦点から前記結像レンズ４２までの光学的距離（光路長）が等しくなるように、結像ミラー４０Ａ〜４０Ｃの位置が設定されている。又、上記に対応して、前記空間光変調器３４Ａ〜３４Ｃも、フーリエ変換レンズ３６Ａ〜３６Ｃとの距離が等しくなるように、Ｙ軸方向にずらして配置されている。
【００４７】
前記アドレスミラーアレイ１６、データミラーアレイ３２及び前記選択装置３８は、光路制御装置４４によって、反射状態となるアドレスミラー、データミラー及び回折光を通過させる光路を選択制御できるようにされている。
【００４８】
この光路制御装置４４は、中央演算装置４６によって制御され、又、この中央演算装置４６は、信号処理回路４８及び画像制御装置５０を介して前記空間光変調器３４Ａ〜３４Ｃに、記録すべき情報を表示させ、前記信号光照射光学系２５Ａ〜２５Ｃにおける信号光に情報を付与するようにされている。
【００４９】
又、中央演算装置４６は、クロック制御装置５２及びレーザ制御装置５４を介して、前記レーザ光源１２を制御できるようにされている。図１の符号５５はレーザ制御装置５４のための電源を示す。前記撮像素子２２には、Ｄ／Ａ変換器５６が接続され、撮像素子２２に結像された回折光像の情報を、信号処理回路４８を経て、前記中央演算装置４６に出力するようにされている。図１の符号５８は、参照光照射光学系１５Ａ〜１５Ｄから記録媒体１８をＸ軸方向に照射し、記録媒体１８を通過した参照光を遮蔽するための遮蔽板を示す。
【００５０】
次に、上記ホログラフィック記録・再生装置１０により、ホログラフィック記録し、且つそれを再生する過程について説明する。
【００５１】
レーザ光源１２から出射されたレーザ光は、アドレスミラーアレイ１６において、そのアドレスミラー１６Ａ〜１６Ｄのいずれかによって参照光照射光学系１５Ａ〜１５Ｄのいずれかに向けて反射され、且つ、一部が透過して信号光学系２０に入射される。
【００５２】
例えば、アドレスミラー１６Ｃが反射状態とされたとき、反射光は信号光照射光学系２５Ｃに入射し、コリメータレンズ１５Ｃを経てコリメート光とされ、記録媒体１８における列３にＸ軸方向から入射される。
【００５３】
前記アドレスミラー１６Ｃの透過光は、前記信号光学系２０に入射し、データミラーアレイ３２において、データミラー３２Ａ〜３２Ｃのうち、例えばデータミラー３２Ｃによって反射され、信号光照射光学系２５Ｃに入射される。
【００５４】
信号光照射光学系２５Ｃにおいて、信号光は、空間光変調器３４Ｃにおいて記録すべき情報が付与され、フーリエ変換レンズ３６Ｃを経て球面波となり、記録媒体１８における行ＣにＹ軸方向から入射される。
【００５５】
したがって、記録媒体１８における、列３、行Ｃのホログラムセル３０に、前記参照光と信号光とが入射して干渉し、ここにホログラムが形成される。
【００５６】
アドレスミラー１６Ａ〜１６Ｄ、データミラー３２Ａ〜３２Ｃを順次切り替える毎に、以上のような工程を、記録媒体１８における１２個のホログラムセル３０全てにホログラムを形成するまで繰り返す。
【００５７】
次に、ホログラムセル３０に記録されたホログラムの情報を再生する過程について説明する。なお、再生時には、前記空間光変調器３４Ａ〜３４Ｃを全て「暗」とし、信号光は遮断しておく。
【００５８】
このホログラフィック記録・再生装置１０では、記録媒体１８における一列の３個のホログラムセル３０に参照光が照射される。
【００５９】
例えば、列３を照射する場合は、アドレスミラーアレイ１６におけるアドレスミラー１６Ｃを反射状態とすると、反射された再生用参照光はコリメータレンズ１５Ｃにおいてコリメート光とされ、記録媒体１８における列３の３個のホログラムセル３０をＸ軸方向に照射することになる。
【００６０】
これにより、列３の３個のホログラムセル３０からは、記録時における信号光と同一方向に回折光が発生し、これら３本の回折光は、列３の右側に隣接する列４のホログラムセル３０を通って図１において右方向に出射する。
【００６１】
これら３本の回折光は、前記選択装置３８を経て、回折光統合装置４０における結像ミラー４０Ａ〜４０Ｃによってそれぞれ反射され、結像レンズ４２を経て、撮像素子２２に同時に結像することができる。
【００６２】
ここで、前記光路制御装置４４により、前記選択装置３８を、例えば行Ａ、Ｂ、Ｃの順で開き、且つ他を閉じるように制御したとすると、撮像素子２２には、列３における行Ａ、行Ｂ、行Ｃの３個のホログラムからこの順で回折光が結像され、Ｄ／Ａ変換器５６、信号処理回路４８を経て中央演算装置４６において記録した情報を再生することができる。
【００６３】
なお、この実施例１において、記録媒体１８は、３行、４列、合計１２個のホログラムセルから構成されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、行数及び列数は参照光（再生用参照光）及び信号光が透過できる範囲であればその数に限定されない。
【００６４】
又、前記アドレスミラーアレイを構成するアドレスミラー１６Ａ〜１６Ｄは、ビームスプリッタを兼ねているが、これは、例えばレーザ光源１２からのレーザ光を予めビームスプリッタによって信号光と参照光とに分岐しておき、その分岐された参照光がアドレスミラーアレイ１６に入射するようにしてもよい。この場合、アドレスミラーは単純な全反射ミラーであればよい。
【実施例２】
【００６５】
図３に示される実施例２は、例えば、前記ホログラフィック記録・再生装置１０において情報が記録された記録媒体１８のホログラムから情報を再生するためのホログラフィックメモリ再生装置６０であり、再生用のレーザ光源として、レーザダイオードアレイ６２を備えたものである。
【００６６】
このレーザダイオードアレイ６２は、前記ホログラフィック記録・再生装置１０における、参照光照射光学系１４Ａ〜１４Ｄに対応する位置に、レーザダイオード６２Ａ〜６２Ｄを配置して構成されている。これらのレーザダイオード６２Ａ〜６２Ｄは、光路制御装置６４によっていずれか１つが発光するようにされている。
【００６７】
他の構成は、前記実施例１に係るホログラフィック記録・再生装置１０の構成と同一構成部分に、図１と同一の符号を付することにより説明を省略するものとする。
【００６８】
なお、この実施例２においては、結像レンズ４２と撮像素子２２との間に、ミラー６６が配置されている。
【００６９】
この実施例２において、記録媒体１８のホログラムの情報を再生する過程は、前記実施例１におけると同様であるので説明は省略する。
【００７０】
なお、上記実施例１はホログラフィック記録・再生装置に関するものであり、又、実施例２はホログラフィックメモリ再生装置に関するものであるが、本発明は、ホログラフィック記録装置、その方法、ホログラフィックメモリ再生装置、その方法、及びホログラフィック記録・再生装置のいずれにも適用されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施例１に係るホログラフィック記録・再生装置を示すブロック図を含む光学系統図
【図２】同実施例１における記録媒体と信号光との関係を模式的に示す平面図
【図３】本発明の実施例２に係るホログラフィックメモリ再生装置を示す一部ブロック図を含む光学系統図
【符号の説明】
【００７２】
１０…ホログラフィック記録・再生装置
１２…レーザ光源
１４Ａ〜１４Ｄ…参照光照射光学系
１５Ａ〜１５Ｄ…コリメータレンズ
１６…アドレスミラーアレイ
１６Ａ〜１６Ｄ…アドレスミラー
１８…記録媒体
２０…信号光学系
２２…撮像素子
２４…結像光学系
２５Ａ〜２５Ｃ…信号光照射光学系
３０…ホログラムセル
３２…データミラーアレイ
３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ…データミラー
３４Ａ〜３４Ｃ…空間光変調器
３６Ａ〜３６Ｃ…フーリエ変換レンズ
３８…選択装置
４０…回折光統合装置
４０Ａ〜４０Ｃ…結像ミラー
４２…結像レンズ
４４…光路制御装置
４６…中央演算装置
６０…ホログラフィックメモリ再生装置
６２…レーザダイオードアレイ
６２Ａ〜６２Ｄ…レーザダイオード
６６…ミラー
【図１】
2006003613.tif 000003
【図２】
2006003613.tif 000004
【図３】
2006003613.tif 000005