(57)【要約】【課題】記録容量を増やすことができるホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法を提供する。【解決手段】ホログラム記録再生装置１００Ａは、角度回転ミラー１６と、矩形開口１２と、媒体駆動部３８Ａとを含み、参照光ＲＬと信号光ＳＬとの干渉縞をホログラム記録媒体３０に記録するとともにホログラム記録媒体３０に記録されたホログラムを再生する。角度回転ミラー１６は、ホログラム記録媒体３０の同一の記録領域にデータが多重記録されるように参照光ＲＬのホログラム記録媒体３０への入射角を変化させる。矩形開口１２は、再生されるホログラムに隣接するホログラムからの再生光を遮光する。媒体駆動部３８Ａは、ホログラム記録媒体３０に入射する信号光ＳＬおよび参照光ＲＬの入射角度が変化するようにホログラム記録媒体３０を駆動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに前記記録媒体に記録されたホログラムを再生するホログラム記録再生装置であって、
前記記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させる偏向部と、
前記参照光の光軸と前記信号光の光軸とを含む面と、前記記録媒体の面とがなす角度を変化させる駆動部とを備える、ホログラム記録再生装置。
【請求項２】
前記駆動部は、前記参照光の光軸と前記信号光の光軸とを含む面と、前記記録媒体の面とが交差した交線を軸として前記記録媒体を回転させる、請求項１に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３】
参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに前記記録媒体に記録されたホログラムを再生するホログラム記録再生装置であって、
前記記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させる偏向部と、
前記参照光の光軸と前記信号光の光軸とを含む面と、前記記録媒体の面とが交差した交線の、前記記録媒体の面内での角度を変化させる駆動部とを備える、ホログラム記録再生装置。
【請求項４】
前記駆動部は、前記参照光の光軸と前記信号光の光軸との交差点を回転中心として、前記記録媒体を前記記録媒体の面内において回転させる、請求項３に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項５】
参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに前記記録媒体に記録されたホログラムを再生するホログラム記録再生装置であって、
前記記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させる偏向部と、
前記再生されるホログラムに隣接するホログラムからの再生光を遮光する遮光部とを備える、ホログラム記録再生装置。
【請求項６】
前記偏向部は、前記信号光の光軸と前記記録媒体の法線とを含む面内および該面と垂直な面内で前記参照光を偏向させる、請求項１〜５のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項７】
前記記録媒体を該記録媒体の法線方向または前記信号光の光軸に沿った方向に駆動させる媒体駆動部をさらに備える、請求項１〜６のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項８】
前記偏向部は、前記記録媒体の移動に合わせて、前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させる、請求項１〜７のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項９】
前記信号光を生成する光学系に含まれる集光素子を前記信号光の光軸に沿って駆動させる素子駆動部をさらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１０】
前記偏向部は、前記集光素子の移動に合わせて、前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させる、請求項９に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１１】
前記偏向部は、角度回転ミラーを含む、請求項１〜１０のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１２】
前記偏向部は、前記信号光を前記記録媒体に導く二焦点レンズを含む、請求項１〜５のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１３】
前記偏向部には、入射光の偏光方位に応じて回折効率が変化する偏光ホログラムが設けられている、請求項１〜８、１１および１２のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１４】
前記信号光を変調する空間光変調器をさらに備え、
前記遮光部は、前記隣接するホログラムからの再生光を遮光するとともに、前記空間光変調器で発生する高次回折光を遮光する、請求項５〜１３のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１５】
前記空間光変調器は、入射する前記信号光を画素単位でＰ偏光またはＳ偏光に変換して出射する反射液晶型空間光変調器である、請求項１４に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１６】
前記遮光部は、矩形開口である、請求項５〜１５のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１７】
参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに前記記録媒体に記録されたホログラムを再生するためのホログラム記録再生方法であって、
前記記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させるステップと、
前記参照光の光軸と前記信号光の光軸とを含む面と、前記記録媒体の面との交線を軸として、前記記録媒体を回転させるステップとを備える、ホログラム記録再生方法。
【請求項１８】
参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに前記記録媒体に記録されたホログラムを再生するためのホログラム記録再生方法であって、
前記記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させるステップと、
前記参照光の光軸と前記信号光の光軸との交差点を回転中心として、前記記録媒体を前記記録媒体の面内で回転させるステップとを備える、ホログラム記録再生方法。
【請求項１９】
参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに前記記録媒体に記録されたホログラムを再生するためのホログラム記録再生方法であって、
前記記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させるステップと、
前記再生されるホログラムに隣接するホログラムからの再生光を遮光するステップとを備える、ホログラム記録再生方法。
【請求項２０】
前記入射角を変化させるステップは、前記信号光の光軸と前記記録媒体の法線とを含む面内および該面と垂直な面内で前記参照光を偏向させるステップを含む、請求項１９に記載のホログラム記録再生方法。
【請求項２１】
前記入射角を変化させるステップは、前記記録媒体の移動または前記信号光を生成する光学系に含まれる集光素子の移動に合わせて、前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させるステップを含む、請求項１７〜２０のいずれかに記載のホログラム記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法に関し、より特定的には、参照光と信号光との干渉縞をホログラム記録媒体に多重記録するためのホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィを利用して記録媒体に情報を記録するホログラム記録は、イメージ情報をもった信号光および参照光をホログラム記録媒体の内部で重ね合わせ、そのときにできる干渉縞をホログラム記録媒体に書き込むことによって一般に行なわれる。記録された情報の再生時には、そのホログラム記録媒体に参照光を照射することにより、干渉縞による回折を通じてイメージ情報が再生される。再生されたイメージ情報を画像処理することで再生信号が得られる。このようにして、ホログラム記録媒体中には３次元的に干渉縞が書き込まれ、多重記録を用いて記憶容量の増大を図ることができる。
【０００３】
ホログラム記録の多重方式は、角度多重、ぺリストロフィック多重など多くの方式がこれまでに提案されている。このうち角度多重方式については、たとえば、特許文献１、非特許文献１に開示されたものが知られている。
【０００４】
図１２は、従来の角度多重記録方式のホログラム記録再生装置５００の記録時の構成を示した図である。
【０００５】
図１２を参照して、従来のホログラム記録再生装置５００は、レーザ光源５１と、スペイシャルフィルタ５２と、シャッター５３と、コリメートレンズ５４と、半波長板５５，６３と、信号光／参照光分離用の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５６と、ビームエキスパンダ５７と、記録光／再生光分離用の偏光ビームスプリッタ５８と、空間光変調器（ＳＬＭ）５９と、撮像素子６０と、リレーレンズ６１，６８と、ポリトピックアパーチャ６２と、対物レンズ６４と、角度回転ミラー６６とを備える。ホログラム記録再生装置５００は、ホログラム記録媒体７０内に信号光ＳＬと参照光ＲＬとを干渉させて干渉縞を記録し、参照光ＲＬの入射角を変化させてホログラムを角度多重方式で記録する。
【０００６】
次に、ホログラム記録再生装置５００の記録時の動作について詳しく説明する。
レーザ光源５１から出射されたレーザ光ＰＬは、スペイシャルフィルタ５２およびコリメートレンズ５４により所望のビーム径に変換され、偏光ビームスプリッタ５６で信号光ＳＬと参照光ＲＬとに分割される。信号光ＳＬと参照光ＲＬとの分割比率は、半波長板５５の回転で調整される。
【０００７】
参照光ＲＬは、角度回転ミラー６６で偏向され、テレセントリックレンズ２枚で構成されたリレーレンズ６７を通り、設定された入射角度でホログラム記録媒体７０に照射される。ホログラム記録媒体７０への参照光ＲＬの入射角は、Ｘ軸を中心に回転する角度回転ミラー６６の回転角が変化することで変更される。
【０００８】
ホログラム記録媒体７０への参照光ＲＬの入射位置は、リレーレンズ６７がテレセントリックレンズ２枚で構成されているため、角度回転ミラー６６を回転させても変化しないようになっている。参照光ＲＬは、回転角度ミラー６６が回転ミラー６６ａの位置にあるときは実線の経路をたどってホログラム記録媒体７０へ入射し、回転角度ミラー６６が回転ミラー６６ｂの位置にあるときは破線の経路をたどってホログラム記録媒体７０へ入射する。そのため、図１２に示すように、いずれの経路であっても、ホログラム記録媒体７０への参照光ＲＬの入射位置は変化しない。
【０００９】
信号光ＳＬは、空間光変調器５９の全面を照射するようにビームエキスパンダ５７によって光束径が調整され、空間光変調器５９によって振幅変調または位相変調を受ける。変調された信号光ＳＬは、偏光ビームスプリッタ５８で反射され、ホログラム記録媒体７０の方向に導かれる。空間光変調器５９で発生する不要回折光は、ポリトピックアパーチャ６２により遮光される。偏光ビームスプリッタ５８で反射された信号光ＳＬは、リレーレンズ６１および半波長板６３を通り、対物レンズ６４によってホログラム記録媒体７０内に集光される。集光された信号光ＳＬは、ホログラム記録媒体７０内で上記の参照光ＲＬと重なり、その結果発生する干渉縞の光強度分布がホログラムとして記録される。
【００１０】
ホログラム記録媒体７０にいったん情報が記録された後、次に記録されるデータページが空間光変調器５９に表示される。これとともに、角度回転ミラー６６がわずかに回転して、参照光ＲＬの入射角度が変更される。その後、シャッター５３が開くと、次に記録されるデータページがホログラム記録媒体７０の同一記録領域に多重角度で記録される。これを繰り返して所定の多重度になると、ホログラム記録媒体７０をＸ方向またはＹ方向に移動させ、次の記録領域に上記と同様の多重記録が行なわれる。
【００１１】
図１３は、ホログラム記録媒体７０の構造の一例を示した断面図である。
図１３を参照して、ホログラム記録媒体７０は、２枚の基盤７１ａ，７１ｂの間に感光性フォトポリマー７２を挟んで構成されている。感光性フォトポリマー７２に参照光ＲＬａ，ＲＬｂを位置を変えて様々な角度から照射することにより、ホログラム７５ａ〜７５ｃが形成され、角度多重記録が行なわれる。
【００１２】
図１４は、従来の角度多重記録方式のホログラム記録再生装置５００の再生時の構成を示した図である。
【００１３】
図１４を参照して、ホログラム記録再生装置５００の構成は、角度回転ミラー６９が付加された以外は図１２で説明したのと同様なので、ここでは説明を繰り返さない。次に、ホログラム記録再生装置５００の再生時の動作について詳しく説明する。
【００１４】
上述のようにして記録されたホログラムを再生するときは、半波長板５５を回転させてレーザ光ＰＬがＳ偏光となるようにする。Ｓ偏光のレーザ光ＰＬは、偏光ビームスプリッタ５６ですべて反射されるため、再生参照光ＣＲＬのみが発生する。再生参照光ＣＲＬは、角度回転ミラー６６およびリレーレンズ６７を経て、ホログラム記録媒体７０をいったん透過する。当該透過した再生参照光ＣＲＬは、角度回転ミラー６９で反射され、往路と同じ経路を逆にたどってホログラム記録媒体７０に入射する。
【００１５】
再生参照光ＣＲＬのホログラム記録媒体７０への照射により、対物レンズ６４の方向に再生光ＣＬが発生する。再生光ＣＬは、対物レンズ６４およびリレーレンズ６１を通って撮像素子６０に結像される。当該結像された再生光ＣＬに基づいて再生画像信号が生成される。次に、回転角度ミラー６６を回転させて、再生参照光ＣＲＬのホログラム記録媒体７０への入射角度を変化させる。これにより、ホログラム記録媒体７０の同一の記録領域から別のデータページに対応する再生光ＣＬを発生させ、撮像素子６０により次の再生画像データを得る。
【００１６】
上記の再生動作において、再生参照光ＣＲＬは隣接するホログラムにも照射されるため、その隣接するホログラムからも再生光ＣＬが発生する。しかし、その隣接ホログラムからの再生光ＣＬは上述のポリトピックアパーチャ６２で遮光することができる。そのため、図１４のホログラム記録再生装置５００では、ホログラム記録媒体７０の面内方向（Ｘ方向、Ｙ方向）の記録間隔を詰めても、クロストークの少ない再生動作が可能となる。
【００１７】
また、特許文献２には、ホログラム記録の多重方式として、ぺリストロフィック多重方式が開示されている。ぺリストロフィック多重方式は、ホログラム記録媒体を頂点とする円錐面内で参照光を回転させるという方式であり、角度多重方式の一種であるといえる。特許文献２のホログラム記録再生装置では、信号光はホログラム記録媒体面の法線方向から入射される。
【００１８】
また、非特許文献２には、ぺリストロフィック、角度および空間多重の結合使用によるホログラフィックデータ記憶について開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２７２２６８号公報
【特許文献２】特開２０００−３３８８４６号公報
【非特許文献１】ケビン・カーティス（Kevin Curtis）著、「ホログラフィック職業的アーカイブドライブ（Holographic Professional Archive Drive）」、光メモリ２００６国際シンポジウム（International Symposium on Optical Memory 2006（ＩＳＯＭ０６）、テクニカルダイジェスト（招待講演）
【非特許文献２】ジュ・ソ・ジャン（Ju-Seog Jang）、外２名、「ぺリストロフィック、角度および空間多重の結合使用によるホログラフィックデータ記憶（Holographic data storage by combined use of peristrophic, angular, and spatial multiplexing）」、Optical Engineering，Vol. 39, No. 11, November 2000, p.2975-2981
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
従来のホログラム記録再生装置５００において、ホログラム記録媒体７０へ記録するデータ量を増やすためには、ホログラム記録媒体７０の厚みを増すことが有効である。しかし、従来の角度多重記録方法では、対物レンズ６４の焦点を中心とした領域にしかホログラムが形成されない。そのため、ホログラム記録媒体７０を厚くしてもホログラム形成領域を拡大することができず、記録容量を大きく増やすことができなかった。
【００２０】
それゆえに、この発明の目的は、記録容量を増やすことができるホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明のある局面によれば、参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに記録媒体に記録されたホログラムを再生するホログラム記録再生装置であって、記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように参照光の記録媒体への入射角を変化させる偏向部と、参照光の光軸と信号光の光軸とを含む面と、記録媒体の面とがなす角度を変化させる駆動部とを備える。
【００２２】
好ましくは、駆動部は、参照光の光軸と信号光の光軸とを含む面と、記録媒体の面とが交差した交線を軸として記録媒体を回転させる。
【００２３】
この発明の他の局面によれば、参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに記録媒体に記録されたホログラムを再生するホログラム記録再生装置であって、記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように参照光の記録媒体への入射角を変化させる偏向部と、参照光の光軸と信号光の光軸とを含む面と、記録媒体の面とが交差した交線の、記録媒体の面内での角度を変化させる駆動部とを備える。
【００２４】
好ましくは、駆動部は、参照光の光軸と信号光の光軸との交差点を回転中心として、記録媒体を記録媒体の面内において回転させる。
【００２５】
この発明の他の局面によれば、参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに記録媒体に記録されたホログラムを再生するホログラム記録再生装置であって、記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように参照光の記録媒体への入射角を変化させる偏向部と、再生されるホログラムに隣接するホログラムからの再生光を遮光する遮光部とを備える。
【００２６】
好ましくは、偏向部は、信号光の光軸と記録媒体の法線とを含む面内および該面と垂直な面内で参照光を偏向させる。
【００２７】
好ましくは、記録媒体を該記録媒体の法線方向または信号光の光軸に沿った方向に駆動させる媒体駆動部をさらに備える。
【００２８】
好ましくは、偏向部は、記録媒体の移動に合わせて、参照光の記録媒体への入射角を変化させる。
【００２９】
好ましくは、信号光を生成する光学系に含まれる集光素子を信号光の光軸に沿って駆動させる素子駆動部をさらに備える。
【００３０】
好ましくは、偏向部は、集光素子の移動に合わせて、参照光の記録媒体への入射角を変化させる。
【００３１】
好ましくは、偏向部は、角度回転ミラーを含む。
好ましくは、偏向部は、信号光を記録媒体に導く二焦点レンズを含む。
【００３２】
好ましくは、偏向部には、入射光の偏光方位に応じて回折効率が変化する偏光ホログラムが設けられている。
【００３３】
好ましくは、信号光を変調する空間光変調器をさらに備える。遮光部は、隣接するホログラムからの再生光を遮光するとともに、空間光変調器で発生する高次回折光を遮光する。
【００３４】
好ましくは、空間光変調器は、入射する信号光を画素単位でＰ偏光またはＳ偏光に変換して出射する反射液晶型空間光変調器である。
【００３５】
好ましくは、遮光部は、矩形開口である。
この発明の他の局面によれば、参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに記録媒体に記録されたホログラムを再生するためのホログラム記録再生方法であって、記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように参照光の記録媒体への入射角を変化させるステップと、参照光の光軸と信号光の光軸とを含む面と、記録媒体の面との交線を軸として、記録媒体を回転させるステップとを備える。
【００３６】
この発明の他の局面によれば、参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに記録媒体に記録されたホログラムを再生するためのホログラム記録再生方法であって、記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように参照光の記録媒体への入射角を変化させるステップと、参照光の光軸と信号光の光軸との交差点を回転中心として、記録媒体を記録媒体の面内で回転させるステップとを備える。
【００３７】
この発明の他の局面によれば、参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに記録媒体に記録されたホログラムを再生するためのホログラム記録再生方法であって、記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように参照光の記録媒体への入射角を変化させるステップと、再生されるホログラムに隣接するホログラムからの再生光を遮光するステップとを備える。
【００３８】
好ましくは、入射角を変化させるステップは、信号光の光軸と記録媒体の法線とを含む面内および該面と垂直な面内で参照光を偏向させるステップを含む。
【００３９】
好ましくは、入射角を変化させるステップは、記録媒体の移動または信号光を生成する光学系に含まれる集光素子の移動に合わせて、参照光の記録媒体への入射角を変化させるステップを含む。
【発明の効果】
【００４０】
この発明によれば、記録容量を大きく増やすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、この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、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００４２】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるホログラム記録再生装置１００Ａの記録時の構成を示した図である。
【００４３】
図１を参照して、実施の形態１のホログラム記録再生装置１００Ａは、レーザ光源１と、スペイシャルフィルタ２と、シャッター３と、コリメートレンズ４と、半波長板５，１３と、信号光／参照光分離用の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）６と、ビームエキスパンダ７と、記録光／再生光分離用の偏光ビームスプリッタ８と、空間光変調器（ＳＬＭ）９と、撮像素子１０と、リレーレンズ１１，１７と、矩形開口１２と、対物レンズ１４と、角度回転ミラー１６と、媒体駆動部３８Ａとを備える。
【００４４】
ホログラム記録再生装置１００Ａは、ホログラム記録媒体３０に対してホログラムを角度多重方式で記録する。ホログラム記録媒体３０は、ガラス基板３１ａ，３１ｂと、ホログラム記録層３２とを含む。ホログラム記録媒体３０は、媒体駆動部３８Ａによって駆動される。矩形開口１２は、たとえばポリトピックアパーチャである。
【００４５】
次に、ホログラム記録再生装置１００Ａの記録時の動作について詳しく説明する。
レーザ光源１から出射されたレーザ光ＰＬは、スペイシャルフィルタ２およびコリメートレンズ４により所望のビーム径に変換され、偏光ビームスプリッタ６で信号光ＳＬと参照光ＲＬとに分割される。信号光ＳＬと参照光ＲＬとの分割比率は、半波長板５の回転で調整される。
【００４６】
参照光ＲＬは、半波長板１５を透過し、角度回転ミラー１６で偏向される。当該偏向された参照光ＲＬは、２枚のテレセントリックレンズで構成されたリレーレンズ１７を通り、設定された入射角度でホログラム記録媒体３０に照射される。ホログラム記録媒体３０への参照光ＲＬの入射角度は、Ｘ軸を中心に回転する角度回転ミラー１６の回転角が変化することで変更される。
【００４７】
ホログラム記録媒体３０への参照光ＲＬの入射位置は、リレーレンズ１７がテレセントリックレンズ２枚で構成されているため、角度回転ミラー１６を回転させても変化しないようになっている。応答速度が速く、角度精度の高い角度回転ミラーとしては、たとえばガルバノミラーがある。
【００４８】
信号光ＳＬは、空間光変調器９の全面を照射するようにビームエキスパンダ７によって光束径が調整され、空間光変調器９によって振幅変調または位相変調を受ける。空間光変調器（ＳＬＭ）９としては、たとえば、反射型液晶空間変調器、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）、さらには磁気光学効果、電気光学効果を利用した空間光変調器を用いることができる。ここでは、空間光変調器９として反射型液晶空間光変調器を用いた場合の信号光ＳＬの振幅変調について説明する。
【００４９】
反射型液晶空間光変調器の空間光変調器９は、入射するＰ偏光の信号光ＳＬを画素単位でＰ偏光またはＳ偏光に変換して出射する。Ｓ偏光成分で構成された信号光ＳＬは、偏光ビームスプリッタ８で反射され、ホログラム記録媒体３０の方向に導かれる。偏光ビームスプリッタ８で反射された信号光ＳＬは、リレーレンズ１１および半波長板１３を通り、対物レンズ１４によってホログラム記録媒体３０内に集光される。集光された信号光ＳＬは、ホログラム記録媒体３０内で上記の参照光ＲＬと重なり、その結果発生する干渉縞の光強度分布がホログラムとして記録される。
【００５０】
なお、空間光変調器９で発生する不要回折光は、矩形開口１２により遮光される。矩形開口１２は、信号光ＳＬの光束の光軸を中心とした矩形の開口部をもつ遮光マスクであり、図１ではリレーレンズ１１のレンズ焦点面に配置される。記録時には、リレーレンズ１１のレンズ焦点面に、空間光変調器９で形成された光振幅パターンのフーリエ変換像が形成される。当該フーリエ変換像は、複数の輝点をもち、光軸中心の輝点は０次回折光と呼ばれ、その周囲を１次、２次、３次・・・といった高次の回折光が取り巻く。
【００５１】
それぞれの回折光の中の強度分布は、ピーク値は異なるものの形状は同一である。ホログラム記録では、記録密度を高めるために、通常、０次光だけを通過させてホログラム記録媒体３０に記録する。矩形開口１２は、周囲の高次の回折光を取り除く役割を果たす。
【００５２】
ホログラム記録媒体３０にいったん情報が記録された後、次に記録されるデータページが空間光変調器９に表示される。これとともに、角度回転ミラー１６がわずかに回転して、参照光ＲＬの入射角度が変更される。その後、シャッター３が開くと、次に記録されるデータページがホログラム記録媒体３０の同一記録領域に角度多重で記録される。
【００５３】
上記の多重記録を繰り返して所定の多重度になると、媒体駆動部３８Ａは、ホログラム記録媒体３０をＸ方向、Ｙ方向、さらにはホログラム記録媒体３０ａから３０ｂのようにＺ方向へと移動させる。具体的には、媒体駆動部３８Ａは、ホログラム記録媒体３０を例えばＺ方向または信号光ＳＬの光軸に沿った方向に移動させる。移動後の記録領域においても、上記と同様の多重記録が行なわれる。
【００５４】
ホログラム記録媒体３０をＺ方向に移動させる際、記録時の参照光ＲＬの光軸と信号光ＳＬの光軸とのなす面、すなわちＹＺ面と、ホログラム記録媒体３０の面とがなす角度αを変化させた状態でホログラム記録媒体３０を移動させる（図４も参照）。ホログラム記録媒体３０を回転角αで回転させると、ホログラム記録媒体３０のＹＺ面における信号光ＳＬおよび参照光ＲＬの入射角が角度αだけ変化する。これは、例えばＹＺ面とホログラム記録媒体３０とが交差する線を軸として、ホログラム記録媒体３０を回転させることにより実現できる。
【００５５】
図２は、この発明の実施の形態１によるホログラム記録再生装置１００Ａの再生時の構成を示した図である。
【００５６】
図２を参照して、実施の形態１のホログラム記録再生装置１００Ａの構成は、矩形開口１２が取り除かれ、テレセントリックレンズ１８およびミラー１９が付加された以外は、図１で説明したのと同様なので、ここでは説明を繰り返さない。次に、ホログラム記録再生装置１００Ａの再生時の動作について詳しく説明する。
【００５７】
上述のようにして記録されたホログラムを再生するときは、半波長板５を回転させてレーザ光ＰＬがＳ偏光となるようにする。Ｓ偏光のレーザ光ＰＬは、偏光ビームスプリッタ６ですべて反射されるため、再生参照光ＣＲＬのみが発生する。再生参照光ＣＲＬは、角度回転ミラー１６およびリレーレンズ１７を経て、ホログラム記録媒体３０をいったん透過する。当該透過した再生参照光ＣＲＬは、テレセントリックレンズ１８を経てミラー１９で反射され、往路と同じ経路を逆にたどってホログラム記録媒体３０に入射する。
【００５８】
再生参照光ＣＲＬのホログラム記録媒体３０への照射により、対物レンズ１４の方向に再生光ＣＬが発生する。再生光ＣＬは、対物レンズ１４およびリレーレンズ１１を通って撮像素子１０に結像される。当該結像された再生光ＣＬに基づいて再生画像信号が生成される。次に、回転角度ミラー１６を回転させて、再生参照光ＣＲＬのホログラム記録媒体３０への入射角度を変化させる。これにより、ホログラム記録媒体３０の同一の記録領域から別のデータページに対応する再生光ＣＬを発生させ、撮像素子１０により次の再生画像データを得る。
【００５９】
後で詳細に説明するが、上記の再生動作において、ホログラム記録媒体３０のＺ方向にホログラムを記録した場合、Ｚ方向に隣接するホログラムにも再生参照光ＣＲＬが照射される。しかし、記録時にホログラム記録媒体３０を回転角αだけ回転させているため、上層に記録されたホログラムと下層に記録されたホログラムとで、ＹＺ面における参照光の入射角が異なる。ホログラム記録媒体３０を各々のホログラムの記録時の位置にすることで、上層および下層の各々のホログラムが再生できる。したがって、クロストークの少ない再生動作が可能となる。
【００６０】
図３は、ホログラム記録媒体３０の構造の一例を示した断面図である。
図３を参照して、ホログラム記録媒体３０は、ガラス基板３１ａ，３１ｂと、ホログラム記録層３２とを備える。ホログラム記録層３２には、図１，２のレーザ光源１の発振波長に感光するフォトポリマ材料が用いられている。ホログラム記録再生装置１００Ａでは、対物レンズ１４により集光された信号光ＳＬと平行光の参照光ＲＬとの干渉によりホログラムが記録される。そのため、各ホログラムは、信号光ＳＬの集光点を中心に強く記録される。図３では、ホログラム８１ａ〜８１ｃを中心に記録される。ホログラム８１ａ〜８１ｃの間でクロストークが生じないように、ホログラム８１ａ〜８１ｃは、ホログラムの間隔を制御して記録される。
【００６１】
さらに、ホログラム記録再生装置１００Ａでは、Ｚ方向にホログラム記録媒体３０を移動させてホログラムを記録する。このとき、信号光ＳＬの集光点もホログラム記録層３２内においてＺ方向に移動する。そのため、ホログラム群もホログラム８１ａ〜８１ｃからホログラム８１ｄ〜８１ｆの位置に中心が移動してホログラムが記録される。
【００６２】
図３において、ホログラム８１ａを再生するための再生参照光ＣＲＬが照射されると、ホログラム８１ａから再生光ＣＬが発生する。このとき、下層にあるホログラム８１ｄ，８１ｆにも再生参照光ＣＲＬが照射される。
【００６３】
実施の形態１のホログラム記録再生装置１００Ａでは、ホログラム記録層３２の上層のホログラム８１ａ〜８１ｃの記録時と下層のホログラム８１ｄ〜８１ｆの記録時とで、ホログラム記録媒体３０を回転させる。これにより、記録時の参照光ＲＬの光軸と信号光ＳＬの光軸とのなす面、すなわちＹＺ面と、ホログラム記録媒体３０の面とがなす角度を変化させる。
【００６４】
図４は、ホログラム記録媒体３０における信号光ＳＬと参照光ＲＬとの光軸の位置関係を示した斜視図である。
【００６５】
図４を参照して、上層のホログラム８１ａ〜８１ｃの記録時には、ホログラム記録媒体３０の回転角は０度（回転角α１と称する）である。下層のホログラム８１ｄ〜８１ｆの記録時には、ホログラム記録媒体３０は、Ｙ軸に平行な軸を中心にして回転角α２（α２≠α１）で回転している。これにより、再生時にホログラム記録媒体３０を回転角α１で配置すると上層のホログラム８１ａ〜８１ｃしか再生されず、再生時にホログラム記録媒体３０を回転角α２で配置すると下層のホログラム８１ｄ〜８１ｆしか再生されない。これにより、再生時のクロストークを低減できる。
【００６６】
なお、実施の形態１では、Ｚ方向に２多重する方式について説明した。しかし、このような設定は一例であって、さらに多重度を増やし、記録媒体の回転角を細かく設定し、参照光ＲＬの偏光方向の切り替えの数を増やしてもよい。
【００６７】
以上のように、実施の形態１によれば、ホログラム記録層の厚み方向への多重記録でホログラムの形成位置を厚み方向にずらすことにより、ホログラム記録媒体のダイナミックレンジを有効活用して、最大多重度を増やし、記録密度を高めることができる。
【００６８】
従来の角度多重記録方式だけでは、ホログラム記録媒体の厚みを増しても、その厚さを有効に活用できず、ホログラム記録媒体の記録密度に限界があった。しかし、角度多重記録とフォーカス方向のシフト多重記録とを組み合わせることによって、記録密度を高めることが可能となる。その際、参照光の偏光方向を制御することによって、多重度を増してもクロストークの少ない記録再生を実現できる。
【００６９】
［実施の形態２］
図５は、この発明の実施の形態２によるホログラム記録再生装置１００Ｂの記録時の構成を示した図である。
【００７０】
図５を参照して、実施の形態２のホログラム記録再生装置１００Ｂの構成は、参照光ＲＬの光軸と信号光ＳＬの光軸との交差点を回転中心として、ホログラム記録媒体３０をホログラム記録媒体３０の面内で回転させてホログラムを記録する点において、実施の形態１のホログラム記録再生装置１００Ａと異なる。また、媒体駆動部３８Ａが媒体駆動部３８Ｂに置き換えられた点においても異なる。実施の形態１と重複する部分の説明は、ここでは繰り返さない。
【００７１】
実施の形態２のホログラム記録再生装置１００Ｂでは、参照光ＲＬの光軸と信号光ＳＬの光軸との交点を中心にして、ホログラム記録媒体３０の面内（ＸＹ面内）でホログラム記録媒体３０を回転角β（図６参照）で回転させる。なお、他の実施の形態と同様、図５に描かれた媒体駆動部３８Ｂは模式図である。
【００７２】
図６は、ホログラム記録媒体３０における信号光ＳＬと参照光ＲＬとの光軸の位置関係を示した斜視図である。
【００７３】
図６を参照して、上層のホログラム８２ａ〜８２ｃの記録時には、ホログラム記録媒体３０の回転角は０度（β１と称する）である。下層のホログラム８２ｄ〜８２ｆの記録時には、ホログラム記録媒体３０がＸＹ面内で回転角β２（β２≠β１）で回転している。これにより、再生時にホログラム記録媒体３０を回転角β１で配置すると上層のホログラム８２ａ〜８２ｃしか再生されず、再生時にホログラム記録媒体３０を回転角β２で配置すると下層のホログラム８２ｄ〜８２ｆしか再生されない。そのため、再生時のクロストークを低減できる。
【００７４】
したがって、ホログラム記録媒体３０を回転させた状態でＺ方向に移動させて、ホログラム記録媒体３０の厚み方向の異なる位置にホログラム８２ａ〜８２ｆを記録した場合でも、隣接して記録されたホログラムからの再生光ＣＬは発生せず、クロストークのない再生像が得られる。再生するホログラムは、記録時と同一の回転角度に設定することで選択できる。
【００７５】
以上のように、実施の形態２によれば、参照光の光軸と信号光の光軸との交点を中心にして、ホログラム記録媒体の面内でホログラム記録媒体を回転させた状態でホログラム記録媒体の厚み方向に記録位置を移動させることによって、ホログラム記録媒体の厚み方向にホログラムを多重化する場合であっても、クロストーク量を大幅に低減できる。そのため、多重度を増加させた場合であっても、良質な信号が再生でき、結果として大容量の記録再生が可能なホログラム記録再生装置を実現できる。
【００７６】
［実施の形態３］
図７は、この発明の実施の形態３によるホログラム記録再生装置１００Ｃの記録時の構成を示した図である。
【００７７】
図７を参照して、実施の形態３のホログラム記録再生装置１００Ｃは、偏光ホログラム２０が付加され、媒体駆動部３８Ａが媒体駆動部３８Ｃに置き換えられた点において、実施の形態１のホログラム記録再生装置１００Ａと異なる。実施の形態１と重複する部分の説明はここでは繰り返さない。媒体駆動部３８Ｃは、ホログラム記録媒体３０をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に駆動する。
【００７８】
図７のホログラム記録再生装置１００Ｃでは、角度回転ミラー１６上に、偏光方位によって回折効率が変化する偏光ホログラム２０が設けられている。偏光ホログラム２０を設けることによって、参照光ＲＬの偏光方位の切り替えに応じて参照光ＲＬａ，ＲＬｂを切り替えることができる。
【００７９】
偏光ホログラム２０としては、たとえば、Ｐ偏光入射では０次回折光を発生させ、Ｓ偏光入射では１次回折光を発生させる構成が考えられる。このような構成で、半波長板１５を回転させて、参照光ＲＬの偏光をＳ偏光かＰ偏光に切り替えることで、参照光ＲＬの光路を参照光ＲＬａ，ＲＬｂのように切り替えることができる。
【００８０】
記録時には、信号光ＳＬの偏光方位を参照光ＲＬの偏光方位に合わせる必要がある。そのため、参照光ＲＬａ，ＲＬｂを用いた記録時において、信号光ＳＬ側の半波長板１３を回転させて、信号光ＳＬの偏光方位を参照光ＲＬａ，ＲＬｂの偏光方位とそれぞれ一致させるように調整する必要がある。また、再生時において、撮像素子１０にはＰ偏光の再生光ＣＬ（再生画像）しか入射しない。そのため、半波長板１３を回転させて、適切な偏光方位に変換された再生光ＣＬを撮像素子１０に導く必要がある。
【００８１】
なお、実施の形態３では、Ｚ方向に２多重し、参照光ＲＬの偏光方向を２方向で切り替える方式について説明した。しかし、このような設定は一例であって、さらに多重度を増やし、参照光ＲＬの偏光方向の切り替え数を増やしてもよい。
【００８２】
以上のように、実施の形態３によれば、角度回転ミラー上に偏光ホログラムを形成し、参照光の偏光方位を変化させた状態でホログラム記録媒体の厚み方向に記録位置を変化させることによって、ホログラム記録媒体の厚み方向にホログラムを多重化する場合であっても、クロストーク量を大幅に低減できる。そのため、多重度を増加させた場合であっても、良質な信号が再生でき、結果として大容量の記録再生が可能なホログラム記録再生装置を実現できる。
【００８３】
［実施の形態４］
図８は、この発明の実施の形態４によるホログラム記録再生装置１００Ｄの記録時の構成を示した図である。
【００８４】
図８を参照して、実施の形態４のホログラム記録再生装置１００Ｄの構成は、対物レンズ１４が二焦点レンズ４６に置き換えられ、媒体駆動部３８Ａが媒体駆動部３８Ｄに置き換えられた点において、実施の形態１のホログラム記録再生装置１００Ａと異なる。実施の形態１と重複する部分の説明はここでは繰り返さない。媒体駆動部３８Ｄは、ホログラム記録媒体３０を少なくともＸ方向およびＹ方向に駆動する。
【００８５】
実施の形態４のホログラム記録再生装置１００Ｄでは、対物レンズとして、偏光方位によって焦点距離が異なる二焦点レンズ４６が用いられている。このようなレンズは、たとえば、光学異方性をもつ硝材を加工することによって得られる。図８に示すように、二焦点レンズ４６にＰ偏光の信号光ＳＬが入射したとき、信号光ＳＬは信号光ＳＬａのように集光される。二焦点レンズ４６にＳ偏光の信号光ＳＬが入射したとき、信号光ＳＬは信号光ＳＬｂのように集光される。参照光ＲＬの光束径は、二焦点レンズ４６による信号光ＳＬのＰ偏光およびＳ偏光の集光点をともに照射できるよう幅広くしておく。
【００８６】
上記のように二焦点レンズ４６を配置すると、ホログラム記録媒体３０をＺ方向に移動させなくても、信号光ＳＬの偏光方位を切り替えるだけで、ホログラム記録媒体３０内での信号光ＳＬの光束の集光点を媒体厚み方向に変化させることができる。
【００８７】
実施の形態３では、対物レンズ１４を二焦点レンズ４６に置き換えた構成について説明したが、当該構成は実施の形態１，２にも適用することができる。すなわち、実施の形態１，２のホログラム記録再生装置においても、厚み方向の異なる位置に記録する際にホログラム記録媒体３０をＺ方向に駆動させる機構が不要となる。
【００８８】
以上のように、実施の形態４によれば、実施の形態１のホログラム記録再生装置の構成において、対物レンズの代わりに二焦点レンズを用いることによって、ホログラム記録媒体をＺ方向に駆動しなくても、ホログラムを媒体厚み方向に多重化することができる。これにより、ホログラム記録媒体をＺ方向に駆動する機構が不要となり、部品点数が削減されるため、装置の小型軽量化および低価格化に有効である。
【００８９】
[実施の形態５]
図９は、この発明の実施の形態５によるホログラム記録再生装置１００Ｅの再生時の構成を示した図である。
【００９０】
図９を参照して、実施の形態５のホログラム記録再生装置１００Ｅは、再生時に、再生されるホログラムに隣接するホログラムからの再生光を遮光する矩形開口１２を備える点において、実施の形態１の図２のホログラム記録再生装置１００Ａと異なる。また、媒体駆動部３８Ａが媒体駆動部３８Ｅに置き換えられた点においても異なる。実施の形態１と重複する部分の説明はここでは繰り返さない。媒体駆動部３８Ｅは、ホログラム記録媒体３０をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向に駆動する。
【００９１】
実施の形態５のホログラム記録再生装置１００Ｅは、再生時に、矩形開口１２としてポリトピックアパーチャがリレーレンズ１１の焦点面に配置される。これにより、ホログラム記録媒体３０の面内方向（Ｘ方向、Ｙ方向）の記録間隔を狭めてもクロストークの少ない再生像を得ることができる。
【００９２】
ホログラム記録媒体３０の記録間隔を狭めてもクロストークが少なくなる作用に関して、図１０を参照して説明する。
【００９３】
図１０は、ホログラム記録媒体３０の構造の一例を示した断面図である。
ホログラム記録媒体３０は、ガラス基板３１ａ，３１ｂと、ホログラム記録層３２とを含む。ホログラム記録層３２には、図９のレーザ光源１の発振波長に感光するフォトポリマ材料が用いられる。ホログラム記録再生装置１００Ｅでは、対物レンズ１４により集光された信号光ＳＬと平行光の参照光ＲＬとの干渉によりホログラムが記録される。そのため、各ホログラムは、信号光ＳＬの集光点を中心に強く記録される。図１０では、ホログラム３５ａ〜３５ｃを中心に記録される。
【００９４】
さらに、ホログラム記録再生装置１００Ｅでは、Ｚ方向にホログラム記録媒体３０を移動させてホログラムを記録する。このとき、信号光ＳＬの集光点もホログラム記録層３２内においてＺ方向に移動する。そのため、ホログラム群もホログラム３５ａ〜３５ｃからホログラム３５ｄ〜３５ｆの位置に中心が移動してホログラムが記録される。
【００９５】
図１０において、ホログラム３５ａを再生するための再生参照光ＣＲＬが照射されると、ホログラム３５ａから再生光ＣＬが発生する。このとき、ホログラム３５ａに隣接するホログラム３５ｂ〜３５ｆにも再生参照光ＣＲＬが照射されるため、ホログラム３５ｂ〜３５ｆからも再生光ＣＬが発生する。
【００９６】
このうち、ホログラム３５ｂ，３５ｃからの再生光ＣＬは、ポリトピックアパーチャである矩形開口１２が置かれた面で結像するため、矩形開口１２により遮光することが可能となる。これにより、実施の形態５のホログラム記録再生装置１００Ｅでは、ホログラム記録媒体３０の面内方向（Ｘ方向、Ｙ方向）の記録間隔を詰めても、クロストークの少ない再生動作が可能となる。
【００９７】
また、実施の形態５のホログラム記録再生装置１００Ｅは、実施の形態１〜３で説明したように、ホログラム記録層３２の上層のホログラム３５ａ〜３５ｃの記録時と下層のホログラム３５ｄ〜３５ｆの記録時とで、記録時の参照光ＲＬの光軸を変化させている。そのため、ホログラム３５ｄ，３５ｅからの再生光ＣＬにおいても、クロストークを低減させることができる。
【００９８】
なお、矩形開口１２を設けることにより面内方向のクロストーク量を低減できるという実施の形態５の態様は、再生時のみならず記録時にも応用でき、実施の形態１，２等の他の実施の形態にも適用可能である。
【００９９】
以上のように、実施の形態５によれば、矩形開口を設けることにより、面内方向のクロストーク量を低減でき、記録密度を高めることが可能となる。また、ホログラム記録媒体の厚み方向に対するホログラムの多重化と組み合わせることで、大容量の記録再生が可能なホログラム記録再生装置が実現できる。
【０１００】
［実施の形態６］
図１１は、この発明の実施の形態６によるホログラム記録再生装置１００Ｆの記録時の構成を示した図である。
【０１０１】
図１１を参照して、実施の形態６のホログラム記録再生装置１００Ｆの構成は、偏向ホログラム２０の代わりに角度回転ミラー４２およびリレーレンズ４３が設けられ、素子駆動部３９およびミラー４１が新たに付加され、媒体駆動部３８Ａが媒体駆動部３８Ｆに置き換えられた点において、実施の形態１のホログラム記録再生装置１００Ａと異なる。実施の形態１と重複する部分の説明はここでは繰り返さない。媒体駆動部３８Ｆは、ホログラム記録媒体３０をＸ方向およびＹ方向に駆動する。
【０１０２】
ビームスプリッタ６により反射された参照光ＲＬは、半波長板１５を経て、ミラー４１により進行方向をＸ軸の方向に曲げられる。当該曲げられた参照光ＲＬは、光軸と垂直な方向に回転可能な角度回転ミラー４２によりさらに偏向される。当該偏向された参照光ＲＬは、２枚のテレセントリックレンズで構成されたリレーレンズ４３により角度回転ミラー１６に導かれる。リレーレンズ４３がテレセントリックレンズ２枚で構成されているため、角度回転ミラー１６への参照光ＲＬの入射位置は、角度回転ミラー４２を回転させても変化しない。応答速度が速く、角度精度の高い角度回転ミラーとしては、たとえばガルバノミラーがある。
【０１０３】
上記のように、実施の形態６のホログラム記録再生装置１００Ｆは、角度回転ミラー４２およびリレーレンズ４３により、Ｘ軸の方向に参照光ＲＬを偏向させる。このように参照光ＲＬをＸ軸方向に偏向させる偏向光学系を設けることによって、記録の多重度をさらに増すことができる。
【０１０４】
実施の形態３，４のホログラム記録再生装置では、Ｓ偏光およびＰ偏光の２種類の光を利用していたため、従来の角度多重と比較して２倍しか多重度を増やすことができなかった。これに対し、実施の形態６のホログラム記録再生装置１００Ｆの構成であれば、参照光ＲＬの偏光方向切り替えの数を増やすことができるため、さらに記録の多重度を増すことが可能となる。
【０１０５】
また、実施の形態６で設けられた素子駆動部３９は、対物レンズ１４を信号光ＳＬの光軸に沿った方向に駆動する。図１１に示すように、対物レンズ１４ａの位置に駆動されたとき、信号光ＳＬは信号光ＳＬａのように集光される。対物レンズ１４ｂの位置に駆動されたとき、信号光ＳＬは信号光ＳＬｂのように集光される。このように素子駆動部３９によってホログラム記録媒体３０をＺ方向に駆動することによって、ホログラム記録媒体３０をＺ方向に移動させなくても、ホログラム記録媒体３０内での信号光ＳＬの光束の集光点を媒体厚み方向に変化させることができる。
【０１０６】
ホログラム記録媒体３０と比較して対物レンズ１４は軽量であるため、素子駆動部３９を設けることにより、媒体厚み方向の集光点の位置の切り替えを高速に行なうことができる。なお、対物レンズ１４の代わりにリレーレンズ１１を光軸方向に駆動させても、同様にホログラム記録位置３０内での集光点位置を変化させることができる。
【０１０７】
以上のように、実施の形態６によれば、実施の形態１のホログラム記録再生装置の構成において、偏向ホログラムの代わりに角度回転ミラーおよびリレーレンズを用いることによって、参照光をＸ軸方向に偏向させて記録の多重度をさらに増すことができる。また、素子駆動部を新たに設けることによって、ホログラム記録媒体をＺ方向に駆動しなくても、ホログラムを媒体厚み方向に多重化することができる。
【０１０８】
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、上記した実施の形態の説明ではなくて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】
【０１０９】
【図１】この発明の実施の形態１によるホログラム記録再生装置１００Ａの記録時の構成を示した図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるホログラム記録再生装置１００Ａの再生時の構成を示した図である。
【図３】ホログラム記録媒体３０の構造の一例を示した断面図である。
【図４】ホログラム記録媒体３０における信号光ＳＬと参照光ＲＬとの光軸の位置関係を示した斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるホログラム記録再生装置１００Ｂの記録時の構成を示した図である。
【図６】ホログラム記録媒体３０における信号光ＳＬと参照光ＲＬとの光軸の位置関係を示した斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態３によるホログラム記録再生装置１００Ｃの記録時の構成を示した図である。
【図８】この発明の実施の形態４によるホログラム記録再生装置１００Ｄの記録時の構成を示した図である。
【図９】この発明の実施の形態５によるホログラム記録再生装置１００Ｅの再生時の構成を示した図である。
【図１０】ホログラム記録媒体３０の構造の一例を示した断面図である。
【図１１】この発明の実施の形態６によるホログラム記録再生装置１００Ｆの記録時の構成を示した図である。
【図１２】従来の角度多重記録方式のホログラム記録再生装置５００の記録時の構成を示した図である。
【図１３】ホログラム記録媒体７０の構造の一例を示した断面図である。
【図１４】従来の角度多重記録方式のホログラム記録再生装置５００の再生時の構成を示した図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１，５１  レーザ光源、２，５２  スペイシャルフィルタ、３，５３  シャッター、４，５４  コリメートレンズ、５，１３，１５，５５，６３  半波長板、６，８，５６，５８  偏光ビームスプリッタ、７，５７  ビームエキスパンダ、９，５９  空間光変調器、１０，６０  撮像素子、１１，１７，４３，６１，６８  リレーレンズ、１２  矩形開口、１４，１４ａ，１４ｂ，６４  対物レンズ、１６，４２，６６，６９  角度回転ミラー、１８  テレセントリックレンズ、１９，４１  ミラー、２０  偏光ホログラム、３０，３０ａ，３０ｂ，７０  ホログラム記録媒体、３１ａ，３１ｂ  ガラス基板、３２  ホログラム記録層、３５ａ〜３５ｆ，７５ａ〜７５ｃ，８１ａ〜８１ｆ  ホログラム、３８Ａ〜３８Ｅ  媒体駆動部、３９  素子駆動部、４６  二焦点レンズ、６２  ポリトピックアパーチャ、７１ａ，７１ｂ  基盤、７２  感光性フォトポリマー、１００Ａ〜１００Ｅ，５００  ホログラム記録再生装置。
【図１】
2008268829.tif 000003
【図２】
2008268829.tif 000004
【図３】
2008268829.tif 000005
【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】
2008268829.tif 000011
【図１０】
2008268829.tif 000012
【図１１】
2008268829.tif 000013
【図１２】
2008268829.tif 000014
【図１３】
2008268829.tif 000015
【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年4月16日(2008.4.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに前記記録媒体に記録されたホログラムを再生するホログラム記録再生装置であって、
前記記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させる偏向部と、
前記参照光の光軸と前記信号光の光軸とを含む面と、前記記録媒体の面とがなす角度を変化させる駆動部とを備える、ホログラム記録再生装置。
【請求項２】
前記駆動部は、前記参照光の光軸と前記信号光の光軸とを含む面と、前記記録媒体の面とが交差した交線を軸として前記記録媒体を回転させる、請求項１に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３】
参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに前記記録媒体に記録されたホログラムを再生するホログラム記録再生装置であって、
前記記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させる偏向部と、
前記参照光の光軸と前記信号光の光軸とを含む面と、前記記録媒体の面とが交差した交線の、前記記録媒体の面内での角度を変化させる駆動部とを備える、ホログラム記録再生装置。
【請求項４】
前記駆動部は、前記参照光の光軸と前記信号光の光軸との交差点を回転中心として、前記記録媒体を前記記録媒体の面内において回転させる、請求項３に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項５】
参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに前記記録媒体に記録されたホログラムを再生するホログラム記録再生装置であって、
前記記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させる偏向部と、
前記再生されるホログラムに隣接するホログラムからの再生光を遮光する遮光部（１２）とを備え、
前記偏向部は、前記信号光の光軸と前記記録媒体の法線とを含む面内および該面と垂直な面内で前記参照光を偏向させる、ホログラム記録再生装置。
【請求項６】
前記記録媒体を該記録媒体の法線方向または前記信号光の光軸に沿った方向に駆動させる媒体駆動部をさらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項７】
前記偏向部は、前記記録媒体の移動に合わせて、前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させる、請求項５に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項８】
前記信号光を生成する光学系に含まれる集光素子を前記信号光の光軸に沿って駆動させる素子駆動部をさらに備える、請求項１〜５のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項９】
前記偏向部は、前記集光素子の移動に合わせて、前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させる、請求項８に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１０】
前記偏向部は、角度回転ミラーを含む、請求項１〜９のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１１】
前記偏向部は、前記信号光を前記記録媒体に導く二焦点レンズを含む、請求項５に記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１２】
前記偏向部には、入射光の偏光方位に応じて回折効率が変化する偏光ホログラムが設けられている、請求項５〜７、１０および１１のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１３】
前記信号光を変調する空間光変調器をさらに備え、
前記空間光変調器は、入射する前記信号光を画素単位でＰ偏光またはＳ偏光に変換して出射する反射液晶型空間光変調器である、請求項５〜１２のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項１４】
参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに前記記録媒体に記録されたホログラムを再生するためのホログラム記録再生方法であって、
前記記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させるステップと、
前記参照光の光軸と前記信号光の光軸とを含む面と、前記記録媒体の面との交線を軸として、前記記録媒体を回転させるステップとを備える、ホログラム記録再生方法。
【請求項１５】
参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに前記記録媒体に記録されたホログラムを再生するためのホログラム記録再生方法であって、
前記記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させるステップと、
前記参照光の光軸と前記信号光の光軸との交差点を回転中心として、前記記録媒体を前記記録媒体の面内で回転させるステップとを備える、ホログラム記録再生方法。
【請求項１６】
参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに前記記録媒体に記録されたホログラムを再生するためのホログラム記録再生方法であって、
前記記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させるステップと、
前記再生されるホログラムに隣接するホログラムからの再生光を遮光するステップとを備える、ホログラム記録再生方法。
【請求項１７】
前記入射角を変化させるステップは、前記信号光の光軸と前記記録媒体の法線とを含む面内および該面と垂直な面内で前記参照光を偏向させるステップを含む、請求項１６に記載のホログラム記録再生方法。
【請求項１８】
前記入射角を変化させるステップは、前記記録媒体の移動または前記信号光を生成する光学系に含まれる集光素子の移動に合わせて、前記参照光の前記記録媒体への入射角を変化させるステップを含む、請求項１４〜１７のいずれかに記載のホログラム記録再生方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
この発明の他の局面によれば、参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに記録媒体に記録されたホログラムを再生するホログラム記録再生装置であって、記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように参照光の記録媒体への入射角を変化させる偏向部と、再生されるホログラムに隣接するホログラムからの再生光を遮光する遮光部とを備える。偏向部は、信号光の光軸と記録媒体の法線とを含む面内およびその面と垂直な面内で参照光を偏向させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
好ましくは、信号光を変調する空間光変調器をさらに備える。空間光変調器は、入射する信号光を画素単位でＰ偏光またはＳ偏光に変換して出射する反射液晶型空間光変調器である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
この発明の他の局面によれば、参照光と信号光との干渉縞をホログラムとして記録媒体に記録するとともに記録媒体に記録されたホログラムを再生するためのホログラム記録再生方法であって、記録媒体の同一の記録領域にデータが多重記録されるように参照光の記録媒体への入射角を変化させるステップと、参照光の光軸と信号光の光軸とを含む面と、記録媒体の面との交線を軸として、記録媒体を回転させるステップとを備える。