(57)【要約】本発明は、光記録再生装置に関する。この装置は、記録媒体（２０４）を受ける受手段と、照射ビームを生成する照射源（２００）と、前記記録媒体に記録されたホログラフィック信号に対応する光を検出する手段（２０６）と、前記受手段に向けて前記照射ビームを方向付ける手段（２０２）と、前記検出手段に対して前記受手段の反対側に配置された反射型空間光変調器（２０５）とを含む。
2007537478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体を受ける受手段と、
照射ビームを生成する手段と、
前記記録媒体に記録されたホログラフィック信号に対応する光を検出する検出手段と、
前記受手段に向けて前記照射ビームを方向付ける方向付け手段と、
前記検出手段に対する前記受手段の反対側に配置された反射型空間光変調器とを含む、光記録再生装置。
【請求項２】
前記方向付け手段が、前記検出手段と前記受手段の間に偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタと前記受手段の間に４分１波長板とを含む、請求項１に記載の光記録再生装置。
【請求項３】
前記照射ビームが、前記記録媒体の同一位置にて異なるホログラムを記録するために波長を調整できる、請求項１に記載の光記録再生装置。
【請求項４】
前記検出手段と前記受手段の間に第１のレンズと、前記受手段と前記反射型空間光変調器の間に第２のレンズとを更に含む、請求項１に記載の光記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィック記録媒体にデータを記録し、該媒体からデータを再生する光記録再生装置に関する。
【０００２】
本発明は、特にＷＯＲＭ（Write Once Read Many）ホログラフィック装置に関連する。
【背景技術】
【０００３】
位相共役式の読み出しを用いて及び用いずに、ホログラフィック記録媒体にデータを記録及びそれからデータを再生できる光記録再生装置が、非特許文献１から知られている。図１は、位相共役式の読み出しを用いたかかる光装置を示す。この光装置は、照射源１００、コリメータ１０１、第１ビームスプリッタ１０２、空間光変調器１０３、第２ビームスプリッタ１０４、レンズ１０５、第１デフレクタ１０７、第１テレスコープ１０８、第１ミラー１０９、半波長板１１０、第２デフレクタ１１２、第２テレスコープ１１３、及び、検出器１１４を含む。
【０００４】
記録媒体にホログラムを記録している間、照射源１００により生成された照射ビームの半分は、第１ビームスプリッタ１０２により空間光変調器１０３に向けて送られる。照射ビームのこの部分は、信号ビームと称される。照射源１００により生成された照射ビームの半分は、第１デフレクタ１０７によりテレスコープ１０８に向けて偏向される。照射ビームのこの部分は、参照ビームと称される。信号ビームは、空間光変調器１０３により空間変調される。空間光変調器は、記録されるべきホログラムの０及び１のデータビットに対応する透過領域と吸収領域を含む。信号ビームは、空間光変調器１０３を通過した後、記録媒体１０６に記録されるべき信号、即ち記録されるべきホログラムを搬送する。信号ビームは、次いで、レンズ１０５により記録媒体１０６上に合焦される。
【０００５】
参照ビームも、第１テレスコープ１０８により記録媒体１０６上に合焦される。かくして、ホログラムは、信号ビームと参照ビーム間の干渉の結果として干渉パターンの形態で、記録媒体１０６に記録される。一のホログラムが一旦記録媒体１０６に記録されると、その他のホログラムが、記録媒体１０６の同一位置に記録される。このため、このホログラムに対応するデータは、空間光変調器に送られる。第１デフレクタ１０７は、記録媒体１０６に対する参照信号の角度が修正されるように回転される。第１テレスコープ１０８は、回転中、同一位置に参照ビームを維持するために用いられる。かくして、干渉パターンが、記録媒体１０６の同一位置に異なるパターンで記録される。これは、角度多重と称される。複数のホログラムが記録される記録媒体１０６の同一位置は、ブックと称される。
【０００６】
或いは、照射ビームの波長が、同一ブック内に異なるホログラムを記録すべく調整されてもよい。これは、波長多重と称される。
【０００７】
記録媒体からのホログラムの読み出し中、空間光変調器１０３は、完全に吸収性にされるので、ビームの如何なる部分も空間光変調器１０３を通過できない。第１デフレクタ１０７は、取り外され、照射源１００により生成されたビームのうちのビームスプリッタ１０２を通過する部分が、第２デフレクタ１１２に、第１ミラー１０９、半波長板１１０及び第２ミラー１１１を介して到達する。角度多重が記録媒体１０６へのホログラムの記録に用いられ、所与のホログラムが読み出されるべき場合、第２デフレクタ１１２は、記録媒体１０６に対する第２デフレクタ１１２の角度が、当該所与のホログラムを記録するために用いられた角度と同じになるように、配列される。第２デフレクタ１１２により偏向され第２テレスコープ１１３により記録媒体１０６に合焦された信号は、従って、当該所与のホログラムを記録するために用いられた参照信号の位相共役である。波長多重が記録媒体１０６へのホログラムの記録に用いられ、所与のホログラムが読み出されるべき場合、同一の波長が、当該所与のホログラムを読み出すために用いられる。
【０００８】
参照信号の位相共役は、次いで、情報パターンにより回折され、これにより、再構成された信号ビームが生成され、当該信号ビームは、次に、レンズ１０５及び第２ビームスプリッタ１０４を介して検出器１１４に到達する。
【０００９】
このＷＯＲＭホログラフィック装置の欠点は、参照信号を生成するための光の分岐と、参照信号の位相共役を生成するためのその他の光の分岐が必要であることである。これは、かかるホログラフィック装置を大型化し、高価なものとし、また、かかるホログラフィック装置の製造を時間の要するものとし且つ複雑化する。
【非特許文献１】光学科学（２００）におけるＳｐｒｉｎｇｅｒシリーズでの、Ｈ．Ｊ．Ｃｏｕｆａｌ，Ｄ．Ｐｓａｌｔｉｓ，Ｇ．Ｔ．Ｓｉｎｃｅｒｂｏｘ（Ｅｄｓ．）による‘Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｄａｔａ ｓｔｏｒａｇｅ’
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、よりコンパクトで製造がより容易なＷＯＲＭホログラフィック装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的のため、本発明は、記録媒体を受ける受手段と、
照射ビームを生成する手段と、
前記記録媒体に記録されたホログラフィック信号に対応する光を検出する検出手段と、
前記受手段に向けて前記照射ビームを方向付ける方向付け手段と、
前記検出手段に対する前記受手段の反対側に配置された反射型空間光変調器とを含む、光記録再生装置を提案する。
【００１２】
本発明によれば、反射型空間光変調器が用いられる。記録中、照射ビームは、記録媒体に向けて方向付けられ、次いで、空間変調され、記録媒体に戻る向きに反射される。その結果、参照ビーム及び信号ビームは、記録媒体内で干渉し、これにより、当該記録媒体内に情報パターンが生成される。読み出し中、参照ビームは、記録媒体に向けて方向付けられ、次いで、検出手段に向けて情報パターンにより回折される。従って、本発明によるＷＯＲＭホログラフィック装置は、信号ビームと参照ビームを生成するための別の光の分岐を必要としない。従って、本発明によるＷＯＲＭホログラフィック装置は、比較的コンパクトで製造が容易となる。
【００１３】
効果的には、前記方向付け手段は、前記検出手段と前記受手段の間に偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタと前記受手段の間に４分１波長板とを含む。この解決策は、特に実現が容易であり、同一の光学素子が記録及び読み出し中に使用されることを保証する。
【００１４】
好ましくは、前記照射ビームは、前記記録媒体の同一位置にて異なるホログラムを記録するために調整が可能な波長を有する。これは、波長多重を可能とし、これにより、記録媒体に記録できるデータ容量が増加される。
【００１５】
効果的には、当該光記録再生装置は、前記検出手段と前記受手段の間に第１のレンズと、前記受手段と前記反射型空間光変調器の間に第２のレンズとを更に含む。記録されるホログラムのサイズは、レンズの使用により減少し、これにより、記録媒体に記録できるデータ容量が増加される。更に、レンズの使用は、記録媒体内部の球面波の干渉を可能とする。その結果、シフト多重が可能となり、これにより、データ容量が更に増加される。本発明のこれらの局面等は、以下説明する実施例を参照することで、明らかになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
これより、本発明は、添付図面を参照して例示により、より詳細に説明される。
【００１７】
本発明による光学装置が図２ａ及び図２ｂに示されている。この光学装置は、照射源２００、コリメータ２０１、偏光ビームスプリッタ２０２、４分１波長板２０３、反射型空間光変調器２０５、及び、検出手段２０６を含む。この光学装置は、記録媒体２０４にホログラフィックデータを記録し且つ記録媒体２０４からホログラフィックデータを再生するためのものである。この光学装置は、また、記録媒体を受ける受手段を含むが、これは、図２ａ及び図２ｂには示されていない。これらの受手段は、例えば、記録媒体を上に載置できるテーブルである。例えば、ＣＤやＤＶＤプレイヤーで従来的に使用されているようなテーブルが用いられることができる。
【００１８】
記録中、図２ａに示すように、照射源２００は、照射ビームを生成し、生成された照射ビームは、コリメータ２０１により平行なビームへと変換される。この平行ビームは、次いで、偏光ビームスプリッタ２０２により記録媒体に向けられる。平行ビームは、偏光ビームスプリッタ２０２を通過した後、直線偏光を有する。この直線偏光化されたビームは、次いで、４分１波長板２０３を通過し、これにより、円偏光化されたビームが生成される。この円偏光ビームは、記録媒体２０４を通過し、反射型空間光変調器２０５に到達する。従って、円偏光化され、反射型空間光変調器２０５に送られる情報を搬送する反射信号が、反射される。この反射信号は、次いで、記録媒体２０４に到達し、そこで、ちょうど４分１波長板２０３を通過したばかりの円偏光化されたビームとの干渉が発生する。この干渉は、記録媒体２０４に情報パターンを生成し、かくして、記録されるべきホログラムが記録される。干渉は、反射型空間光変調器２０５から来るビームと、４分１波長板２０３を通過したばかりのビームとの間で生ずることができる。これは、これらの２つのビームが同一の偏光を有するからである。４分１波長板２０３を通過したばかりのビームは、参照ビームの役割を果たす一方、反射型空間光変調器２０５から来るビームは、信号ビームの役割を果たす。
【００１９】
本発明による光学装置において、信号ビーム及び参照ビームは、かくして、方向付け手段と反射型空間光変調器２０５を含む同一の光の分岐を用いて生成される。その結果、本発明による光装置は、先行技術による光学装置に比べて非常にコンパクトとなる。
【００２０】
反射型空間光変調器２０５は、例えば、反射型の強誘電体液晶オンシリコン（ＦＬＣＯＳ）光変調器であってよい。かかる空間光変調器は、とりわけ、会社“Ｂｏｕｌｄｅｒ  Ｎｏｎｌｉｎｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ”及び“Ｄｉｓｐｌａｙｔｅｃｈ”により商品化されている。反射型空間光変調器２０５は、また、反射型デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）光変調器であってよい。かかる光変調器は、とりわけ会社“Ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  Ｓｙｔｅｍｓ”により商品化されている。反射型空間光変調器２０５は、透過型空間光変調器とミラーの組み合わせであってよいが、この解決策は、透過型空間光変調器の効率が反射型空間光変調器の効率よりも低いので、好ましさが劣る。
【００２１】
ホログラムが一旦記録されると、その他のホログラムが、照射ビームの波長を修正することにより記録されてもよい。本発明による光学装置は、特に、波長多重に対して効果的である。実際には、記録媒体２０４の同一のブックに比較的多数のホログラムを記録するためには、波長選択性は、可能な限り低くされるべきである。波長選択性は、許容可能なクロストークで２つのホログラムを記録するために用いることができる２つの連続的な波長間のギャップを表す。上記の非特許文献１から知られているように、波長選択性は、Δλ＝（λｃｏｓθｓ）／２Ｌｓｉｎ２［０．５（θｆ＋θｓ）］であり、ここで、λは波長、Ｌは媒体の厚さ、θｆ及びθｓは、それぞれ、媒体の法線に対する参照ビーム及び信号ビームの角度である。先行技術の光学装置では、参照ビームと媒体の法線との間の角度θｆは、約π／４であるが、この角度は、本発明による光学装置ではゼロである。本発明による光学装置では、先行技術の光学装置よりも約６．８倍波長選択性が良いことが計算することができる。
【００２２】
これは、本発明による光学装置では、１ブック当たり記録できるホログラムの個数が先行技術の光学装置よりも約６．８倍であることを意味する。その結果、本発明によるＷＯＲＭホログラフィック装置が用いられたとき、データ容量が増加される。
【００２３】
１つのブックが記録媒体２０４に記録されると、他のブックが、検出手段２０６、偏光ビームスプリッタ２０２、４分１波長板２０３及び反射型空間光変調器２０５を含む光ピックアップユニットに対して記録媒体２０４を移動することにより、記録されてもよい。或いは、光ピックアップユニットが記録媒体２０４に対して、記録媒体２０４に平行な方向で移動される。
【００２４】
読み出し中、図２ｂに示すように、照射源２００は、所与の波長を有する照射ビームを生成し、生成された照射ビームは、コリメータ２０１により平行に変換される。この平行ビームは、次いで、偏光ビームスプリッタ２０２により記録媒体に向けられる。平行ビームは、偏光ビームスプリッタ２０２を通過した後、直線偏光を有する。この直線偏光化されたビームは、次いで、４分１波長板２０３を通過し、これにより、円偏光化されたビームが生成される。この円偏光ビームは、記録媒体２０４に到達し、当該記録媒体２０４に記録された情報パターンにより反射される。かくして、再構成された信号ビームが生成され、当該信号ビームは、同一の波長で記録されたホログラムに対応する記録された情報を搬送する。この再構成された信号ビームは、４分１波長板２０３を通過し、これにより、円偏光化されたビームが生成され、その偏光は、偏光ビームスプリッタによりちょうど反射されたばかりのビームの偏光に対して直交する。その結果、この直線偏光された再構築信号電子ビームは、偏光ビームスプリッタを通過し、従って、検出手段２０６に到達する。かくして、記録されたホログラムは読み出される。その他のホログラムを読み出すため、照射源２００により生成される照射ビームの波長が修正される。
【００２５】
検出手段２０６は、例えばＣＭＯＳピクセルディテクターアレイ、若しくはＣＣＤアレイであってよい。
【００２６】
尚、媒体２０４は、記録中に反射型空間光変調器２０５に対面する記録媒体２０４の側が読み出し中に記録手段に対面するような態様で、記録後に切り替えられる必要があり、その後、実際の画像を得るべく読み出されることができる。媒体の切り替えを行わない場合、検出手段により検出できない仮想的な画像が得られることになるだろう。効果的には、本発明による光学装置は、必要時に、記録媒体２０４を自動的に回転させる手段を含む。
【００２７】
図３ａ及び図３ｂは、本発明の効果的な実施例による光学装置を示す。この光学装置は、図２ａ及び図２ｂを参照して上述した要素に加えて、第１レンズ３０１及び第２レンズ３０２を含む。第１レンズ３０１は、偏光ビームスプリッタと記録媒体の間に配置され、第２レンズ３０２は、記録媒体２０４と反射型空間光変調器２０５の間に配置される。
【００２８】
記録中、図３ａに示すように、４分１波長板２０３を通過した照射ビームは、第１レンズ３０１により記録媒体２０４において合焦される。かくして、球面波ビームが記録媒体２０４において合焦される。この球面波ビームは、次いで、第２レンズ３０２により平行にされ、次いで、反射型空間光変調器２０５に到達し、そこで、信号ビームが生成される。反射型空間光変調器２０５からの戻り経路上で、信号ビームは、記録媒体２０４に第２レンズ３０２により合焦される。その結果、球面波信号ビームは、記録媒体２０４内の球面波参照ビームと干渉し、記録されるべきホログラムに対応する情報パターンが生成される。
【００２９】
球面波ビームが記録媒体２０４内で干渉するという事実によりシフト多重が可能となる。シフト多重は、光ピックアップユニットに対して記録媒体をシフトさせることによりホログラムの一セットを記録することにある。１つのホログラムないし１つのブックが一旦記録媒体の所与の位置で記録されると、記録媒体は、ホログラムの幅より小さい距離だけ移動される。シフト多重は、球面波が干渉するとき可能となるだけであり、従って、図２ａ及び図２ｂの光学装置を用いる場合は可能でない。
【００３０】
効果的には、シフト多重と波長多重の組み合わせが、記録媒体２０４にデータを記録するために用いられる。例えば、１つのブックは、ある位置で、照射源２００により生成される照射ビームの波長を調整することにより記録される。このブックが一旦記録されると、記録媒体２０４は、１つのブックの幅よりも小さい距離だけ光ピックアップユニットに対してシフトされる。その他のブックが、次いで、照射ビームの波長を調整することにより記録される。
【００３１】
尚、第１及び第２レンズ３０１，３０２は、０．４のような、比較的低い開口数を有してよい。実際には、これらのレンズは、球面波を生成するために使用されるだけである。その結果、かかる低開口数の使用、及びそれに伴い安価なレンズの使用は、光学装置の価格を比較的安価にする。
【００３２】
また、４分１波長板２０３は、第１レンズ３０１と記録媒体２０４の間に配置されうるが、この解決策は、４分１波長板の有効性は共役ビームよりも平行ビームにおける方が良好であるので、好ましさが劣る。
【００３３】
読み出し中、図３ｂに示すように、球面波ビームは、記録媒体２０４に向けて送られ、情報パターンにより反射される。図２ｂにおいて説明したように、再構成されたビームが生成され、この再構成されたビームは、次いで、検出手段２０６に到達する。所与の波長により光ピックアップユニットに対する記録媒体２０４の所与の位置で記録されたホログラムの読み出しは、同一位置に記録媒体２０４を配置し、同一波長を有する照射ビームを生成することにより実行される。尚、媒体２０４は、読み出しできるまで記録後に切り替えられる必要はない。仮想的な画像が第１レンズ３０１により実際の画像に変換されるので、実際の画像は、媒体２０４の切り替えを行うことなく得られる。
【００３４】
添付の特許請求の範囲（原文）における如何なる参照符号も、請求項を限定するのに解釈されるべきでない。明らかであろうが、動詞“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）”及びその変換形の使用は、請求項に列挙された要素以外の要素の存在を除外するものでない。要素に付される単数表現は、かかる要素の複数の存在を除外するものでない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】先行技術による光学装置を示す図。
【図２ａ】記録中の本発明による光学装置を示す図。
【図２ｂ】読み出し中の本発明による光学装置を示す図。
【図３ａ】記録中の本発明の効果的な実施例による光学装置を示す図。
【図３ｂ】読み出し中の本発明の効果的な実施例による光学装置を示す図。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【国際調査報告】
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2007537478.tif 000009
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