(57)【要約】【課題】  書き込み高速化・大容量化に対応可能なホログラフィックメモリ装置を提供する。【解決手段】  記録媒体１０が装着可能とされ、コヒーレントな信号光ビーム４を記録媒体１０にフーリエ変換レンズ９を介して入射する信号光ビーム光学系と、  コヒーレントな参照光ビーム５を記録媒体１０に入射する参照光ビーム光学系と、記録媒体１０内部において参照光ビーム５を信号光ビーム５に対して交差させる手段１２と、を有する体積ホログラフィックメモリ装置であって、信号光ビーム光学系の光路には複数の空間光変調手段１１０〜１４０が設けられ、順次切り替え可能とされてなる。【選択図】  図１
2005250263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのコヒーレント光の三次元的な光干渉パターンをその屈折率の空間的な変化としてその内部に記録する記録媒体が装着可能とされ、
コヒーレントな信号光ビームを前記記録媒体にフーリエ変換レンズを介して入射する信号光ビーム光学系と、
コヒーレントな参照光ビームを前記記録媒体に入射する参照光ビーム光学系と、
前記記録媒体内部において前記参照光ビームを前記信号光ビームに対して交差させる手段と、を有する体積ホログラフィックメモリ装置であって、
前記信号光ビーム光学系の光路には複数の空間光変調手段が設けられ、これら空間光変調手段が順次切り替え可能とされてなることを特徴とするホログラフィックメモリ装置。
【請求項２】
前記空間光変調手段が、空間光変調器と、該空間光変調器に信号光ビームを選択的に照射するための一対の空間光変調器切り替え手段とを有するものとされることを特徴とする請求項１記載のホログラフィックメモリ装置。
【請求項３】
前記空間光変調器切り替え手段は、電界を印加することによって回折効率が変化する回折効率可変層が一対の透明電極に挟持されてなることを特徴とする請求項１または２記載のホログラフィックメモリ装置。
【請求項４】
前記回折効率可変層が前記透明電極と平行に設けられ、前記透明電極層を通して入射された入射光を、前記透明電極間に印加される電界強度により反射・透過切り替え可能とされてなることを特徴とする請求項３記載のホログラフィックメモリ装置。
【請求項５】
前記空間光変調器が表示遷移状態と表示飽和状態とからなる表示サイクルを繰り返す際に、
前記空間光変調器に対応する前記空間光変調器切り替え手段が、前記飽和表示状態において前記信号光ビームを前記空間光変調器に照射するように、回折状態と透過状態とを前記表示サイクルに対応して切り替える透過サイクルを繰り返すとともに、
これらの表示サイクルおよび透過サイクルを複数の前記空間光変調手段において、順次切り替えて前記記録媒体への記録をおこなう制御手段が設けられてなることを特徴とする請求項３または４記載のホログラフィックメモリ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィの原理を用いたホログラフィックメモリ装置に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型・大容量の次世代記録メディアとして、フォトポリマー材料やフォトリフラクティブ材料などにホログラム情報を記録するホログラフィックメモリ装置が期待されている。
【０００３】
ホログラフィックメモリ装置は、デジタルデータを空間的な光のオン・オフ信号、つまり平面上の明暗のドットパターンからなる空間光（信号光）に変換し、これに、適当な参照光を加えて光干渉パターンを得て、ホログラムに記録することによりホログラフィックメモリを形成して書き込むとともに、このホログラフィックメモリに参照光と同じ光を用いて、再生され生じるドットパターンの像を光電検出器アレイで受けて、その出力信号を電子回路で処理してデジタルデータに戻して読み出すものである。
【０００４】
このようなホログラフィックメモリ装置としては、以下のような技術が知られている。
【特許文献１】特開平１１−２８２３３０号公報
【０００５】
上記のようなホログラフィックメモリの書き込み（記録）に際しては、空間光変調器として液晶パネルを用い、この液晶パネルに必要なデジタルデータを順次切り替えて表示させて、空間光を変調させていた。
このようなホログラフメモリ装置において、記録・再生の高速化を実現するためには、空間光変調器には、データ切り替えレートとして数百〜数ｋＨｚを要求されることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、液晶パネルの表示データの切り替えに際して、液晶パネルの応答速度を考えると、数十Ｈｚから２００Ｈｚ程度が駆動の限界であり、ホログラフィックメモリ装置の書き込み高速化・大容量化には対応できないという問題があった。
さらに、液晶パネルにおける表示は線順次走査のため、均一な光密度で書き込みをおこなおうとすれば、実質的な書き込み可能時間は非常に短いものとなり、事実上実現困難である。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、書き込み高速化・大容量化に対応可能なホログラフィックメモリ装置を提供するという目的を達成しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のホログラフィックメモリ装置は、少なくとも２つのコヒーレント光の三次元的な光干渉パターンをその屈折率の空間的な変化としてその内部に記録する記録媒体が装着可能とされ、
コヒーレントな信号光ビームを前記記録媒体にフーリエ変換レンズを介して入射する信号光ビーム光学系と、
コヒーレントな参照光ビームを前記記録媒体に入射する参照光ビーム光学系と、
前記記録媒体内部において前記参照光ビームを前記信号光ビームに対して交差させる手段と、を有する体積ホログラフィックメモリ装置であって、
前記信号光ビーム光学系の光路には複数の空間光変調手段が設けられ、これら空間光変調手段が順次切り替え可能とされてなることにより上記課題を解決した。
本発明において、前記空間光変調手段が、空間光変調器と、該空間光変調器に信号光ビームを選択的に照射するための一対の空間光変調器切り替え手段とを有するものとされることが好ましい。
本発明の前記空間光変調器切り替え手段は、電界を印加することによって回折効率が変化する回折効率可変層が一対の透明電極に挟持されてなることが可能である。
また、本発明において、前記回折効率可変層が前記透明電極と平行に設けられ、前記透明電極層を通して入射された入射光を、前記透明電極間に印加される電界強度により反射・透過切り替え可能とされてなる手段を採用することができる。
また、本発明において、前記空間光変調器が表示遷移状態と表示飽和状態とからなる表示サイクルを繰り返す際に、前記空間光変調器に対応する前記空間光変調器切り替え手段が、前記飽和表示状態において前記信号光ビームを前記空間光変調器に照射するように、回折状態と透過状態とを前記表示サイクルに対応して切り替える透過サイクルを繰り返すとともに、これらの表示サイクルおよび透過サイクルを複数の前記空間光変調手段において、順次切り替えて前記記録媒体への記録をおこなう制御手段が設けられてなることがある。
【０００９】
本発明のホログラフィックメモリ装置は、少なくとも２つのコヒーレント光の三次元的な光干渉パターンをその屈折率の空間的な変化としてその内部に記録する記録媒体が装着可能とされ、コヒーレントな信号光ビームを前記記録媒体にフーリエ変換レンズを介して入射する信号光ビーム光学系と、コヒーレントな参照光ビームを前記記録媒体に入射する参照光ビーム光学系と、前記記録媒体内部において前記参照光ビームを前記信号光ビームに対して交差せしめその交差する角度を変化させる手段と、を有する体積ホログラフィックメモリ装置であって、前記信号光ビーム光学系の光路には複数の空間光変調手段が設けられ、これら空間光変調手段が順次切り替え可能とされてなり、前記複数の空間光変調手段に二次元デジタルデータを順次表示させ、この表示に対応してそれぞれの空間光変調手段に信号光ビームを順次入射するように切り替えて前記記録媒体に記録（書き込み）することによって、個々の空間光変調手段における二次元デジタルデータ表示に対する速度（表示速度）がたとえ数十Ｈｚから２００Ｈｚ程度であったとしても、上記信号光ビームの空間光変調手段に対する切り替えを数百〜数ｋＨｚ程度でおこなうことで、高速データレートに対応した書き込みをおこなうことが可能となる。
【００１０】
本発明において、前記空間光変調手段が、空間光変調器と、該空間光変調器に信号光ビームを選択的に照射するための一対の空間光変調器切り替え手段とを有するものとされることで、一対の空間光変調器切り替え手段によって、信号光ビームの入射する空間光変調器を順次選択することにより、複数の空間光変調手段において表示された二次元デジタルデータに応じて信号光ビームを順次空間変調することができる。従って、空間光変調器が液晶パネル等とされ、その表示速度が数十Ｈｚから２００Ｈｚ程度であったとしても、空間光切り替え手段により上記信号光ビームの空間光変調器に対する入射切り替えを数百〜数ｋＨｚ程度でおこない、表示信号光ビームの変調に充分な表示状態とされた空間光変調器によって信号光を変調することで、高速データレートに対応した書き込みをおこなうことが可能となる。
【００１１】
本発明の前記空間光変調器切り替え手段は、電界を印加することによって回折効率が変化する回折効率可変層が一対の透明電極に挟持されてなることにより、空間光変調器における表示状態に対応して空間光変調器切り替え手段の電極に電界を印加することにより回折効率可変層の回折効率を変化させて、空間光変調器に信号光ビームが入射するように切り替え、該空間光変調器によって信号光ビームを空間変調することができ、これにより、信号光ビームの空間変調をおこなう空間光変調器を数百〜数ｋＨｚ程度で切り替えることが可能となる。
【００１２】
ここで、前記回折効率可変層は、等方性屈折率を有する第１の領域と電界が印加されることにより前記第１の領域とは異なる屈折率を持つ第２の領域からなるものであることができる。
前記電界が印加された線状領域で回折される光は、下記式で示されるブラッグ条件を満たすものであることが好ましい。
２Λ・ｓｉｎθi’＝λ’
（式中、Λは回折効率可変層の屈折率分布周期、θi’は回折効率可変層内における光の入射軌跡と回折効率可変層内の等屈折率面との成す角度、λ’は回折効率可変層内における光の有効波長）
【００１３】
この回折効率可変層では、等方性屈折率を有する第１の領域と電界が印加されることにより前記第１の領域とは異なる屈折率を持つ第２の領域とを有する回折効率可変層が備えられているので、透明電極間に電圧を印加すると、この透明電極間に存在する上記第１の領域と第２の領域は屈折率に違いが生じるので、上記低屈折率層から出射された散乱光がブラッグ回折する。ここでの第１の領域と第２の領域の屈折率の違い（差）の大きさと回折効率の大きさには密接な相関がある。ただし、どんな光でも回折されるのではなく、波長や入射角度などがある特定の条件を満たす光のみが回折される。
【００１４】
また、本発明において、前記回折効率可変層が前記透明電極と平行に設けられ、前記透明電極層を通して入射された入射光を、前記透明電極間に印加される電界強度により反射・透過切り替え可能とされ、この回折効率可変層において回折された信号光ビームが空間光変調器に入射するように入射側の空間光変調器切り替え手段を配置するとともに、空間光変調器によって変調された信号光ビームが記録媒体へ向かう用に出射側の空間光変調器切り替え手段を配置し、前記透明電極への電界印加を切り替えることで信号光ビームを空間変調可能な表示状態とされた空間光変調器へ順次切り替えることができる。
【００１５】
また、本発明において、前記空間光変調器が表示遷移状態と表示飽和状態とからなる表示サイクルを繰り返す際に、前記空間光変調器に対応する前記空間光変調器切り替え手段が、前記表示飽和状態において前記信号光ビームを前記空間光変調器に照射するように、回折状態と透過状態とを前記表示サイクルに対応して切り替える透過サイクルを繰り返すとともに、これらの表示サイクルおよび透過サイクルを複数の前記空間光変調手段において、順次切り替えて前記記録媒体への記録をおこなう制御手段が設けられてなることによって、一つの空間光変調手段において、時刻t0に空間光変調器に二次元デジタルデータを表示させはじめて表示遷移状態とし、時刻t1に充分空間変調をおこなうことのできる表示状態となった表示飽和状態として後、時刻t2に空間光変調器切り替え手段を切り替えて信号光ビームが空間光変調器に入射するようにし、時刻t3に記録媒体における書き込みを開始し、時刻t4に空間光変調器における表示飽和状態を切り替え次の表示への表示遷移状態とするとともに、上記の１データの書き込みを複数の空間光変調手段で順次繰り返すように制御手段により制御する。これにより時刻t0から時刻t4までの表示サイクルおよび透過サイクルを繰り返して、数百〜数ｋＨｚ程度のデータ切り替えをおこない、高速データレートに対応した書き込みをおこなうことが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、前記複数の空間光変調手段に二次元デジタルデータを順次表示させ、この表示に対応してそれぞれの空間光変調手段に信号光ビームを順次入射するように切り替えて前記記録媒体に記録（書き込み）することによって、個々の空間光変調手段における二次元デジタルデータ表示に対する速度（表示速度）がたとえ数十Ｈｚから２００Ｈｚ程度であったとしても、上記信号光ビームの空間光変調手段に対する切り替えを数百〜数ｋＨｚ程度でおこなうことで、高速データレートに対応した書き込みをおこなうことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る本発明のホログラフィックメモリ装置の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００１８】
実際に体積ホログラフィックメモリを光情報記録再生装置に応用する実施形態において、例えば、記録媒体の同一空間内に参照光の照射角度を変えて記録する角度多重記録方式を採用して、説明する。角度多重方式では、画像１ページ分の情報の記録及び再生を、参照光についてあらかじめ設定した照射角で行い、記録媒体のおおむね同位置に繰り返し参照光の照射角度を変えて、複数ページの情報の記録及び再生を行う。読み出し時に隣接角度で記録したページ画像からのクロストークが生じない程度に角度の幅を持つ必要がある。 
用いられる記録媒体には、三次元的な光干渉パターンを結晶内の屈折率の空間的な変化として記録するフォトポリマー材料フォトリフラクティブ材料が使われている。
【００１９】
図１は本実施形態におけるホログラフィックメモリ装置を示す模式図である。
本実施形態におけるホログラフィックメモリ装置は、図１に示すように、レーザ光源装置１と、該レーザ光源装置１から出射された光ビームを信号光ビーム４と参照光ビーム５の２つに分ける偏光ビームスプリッタ３と、偏光ビームスプリッタ３でわけられた信号光ビーム４を所定径の平行光に拡大する光ビームエキスパンダ７と、複数の空間光変調手段１１０〜１５０と、反射鏡６、フーリエ変換レンズ９と、参照光ビーム５を記録媒体１０へ入射させるビームエキスパンダ１１、フーリエ変換レンズ１３と、再生時に参照光ビーム５による記録媒体１０からの回折光が介する逆フーリエ変換レンズ２０と、この回折光が照射される二次元光検出器アレイ２１と、これらの各部を制御する図示しない制御手段と、１／２波長板１４，１５とを有するものとされる。
【００２０】
本実施形態では、レーザ光源装置１から出射された光ビームを、１／２波長板１４により任意の偏光軸を持つ直線偏光に変換した後、偏光ビームスプリッタ３で信号光ビーム４と参照光ビーム５の２つに分け、それぞれは信号光ビーム光学系および参照光ビーム光学系の光路に導かれる。偏光ビームスプリッタ３を出たばかりの偏光ビーム４はＳ偏光（偏光ビームスプリッタ３へ入射する光と出射される光によって作られる平面に対して垂直方向の電界成分を持つ光）であり、また偏光ビームスプリッタ３を出たばかりの参照光ビーム５はＰ偏光（偏光ビームスプリッタ３へ入射する光と出射される光によって作られる平面に対して平行な電界成分を持つ光）であるが、この参照光ビーム５は１／２波長板１５によってＳ偏光に変換される。
１／２波長板１４，１５は、一軸性の屈折異方性を持つ材料が使われるが、入射光軸に対してその主軸（異常軸）方位を任意に選ぶことによって位相差を可変できる位相差板として働き、最大でπ（＝λ／２）の位相差、すなわち、９０°の偏光軸回転を与える。このような位相差πとなるものをファーストオーダーもしくはゼロオーダー、πの整数倍となるものをマルチオーダーといい、本実施形態の１／２波長板１４，１５はファーストオーダーであるが、マルチオーダーでもかまわない。
１／２波長板１４は、参照光と信号光との強度を調整するものとされる。
【００２１】
偏光ビームスプリッタ３を出射した信号光ビーム４は、信号光ビーム光学系において、ビームエキスパンダ７、空間光変調手段１１０〜１５０、反射鏡６、および、フーリエ変換レンズ９を通して記録媒体１０へ入射する。つまりビームエキスパンダ７により所定径の平行光に拡大される。さらに空間光変調手段１１０〜１５０により記録ページデータに応じて空間変調された後、すなわち信号光ビームが各画素毎の透過／非透過に二次元格子パターンとして空間変調された後、フーリエ変換レンズ９によりフーリエ変換され、記録媒体１０に集光され、記録媒体１０内にフーリエ変換像として結像される。このとき、１／２波長板により光の偏光方向を制御し、ＮＤフィルタにより所定の光強度に制御してもよい。 
ビームエキスパンダ７，１１は、単なるレンズの組み合わせではなく、対物レンズ、ピンホール、レンズからなるものとされている。対物レンズは短い光路で高倍率が得られることが特徴であり、ピンホールは対物レンズから出射されたビームに含まれる波面誤差を取り除く「空間フィルタ（spatial filter）」として機能する。波面誤差は２光干渉を乱すもととなり好ましくないからである。
【００２２】
一方、参照光ビーム光学系ではビームエキスパンダ１１及び反射鏡６を通して参照光ビーム５を記録媒体１０へ入射させ、媒体内部の位置で２つの光ビームを交差させる。偏光ビームスプリッタ３を透過した参照光ビーム５はビームエキスパンダ１１にて所定径の平行光に広げられるが、ＮＤフィルタでさらに光強度を制御されてもよい。その後、ページャ反射鏡１２で所定の角度に制御され記録媒体に入射する。ページャ反射鏡１２のページング動作は偏向角とミラーのスライドにより記録媒体の同一部位に角度の異なった参照光が入射するように制御がなされる。 
【００２３】
フーリエ変換レンズ９を透過した信号光ビームと反射鏡６を反射した参照光は記録媒体１０内でホログラムを形成する。すなわち、データを記録するときには信号光と参照光を同時に記録媒体１０に照射し媒体内にて屈折率が変化して干渉パターンを記録する。ホログラムの形成時間はレーザ光源装置１の自動シャッタで制御される。 
【００２４】
一方、再生時は、図示しないシャッタの閉塞により反射鏡６からの参照光のみが記録媒体１０に照射され、記録媒体１０からの回折光は逆フーリエ変換レンズ２０を介してＣＣＤを含む二次元光検出器アレイ２１に結像する。ＣＣＤの画素とＬＣＤの画素は１：１に対応するような調整がなされている。これら画素の対応関係は１：１だけでなく４：１または９：１など種々のパターンが存在する。このように、情報を再生するときは記録媒体１０の記録された干渉パターンに参照光５のみを照射することでデータを読み出すことができる。 
【００２５】
空間光変調手段１１０〜１５０は、略同一の構成とされ、ビームエキスパンダ７から照射される信号光ビーム光学系の光路に対して同一方向からそれぞれの空間光変調手段１１０〜１５０に信号光ビームが同一角度で入射可能なように平行状態として設けられる。
【００２６】
空間光変調手段１１０は、液晶パネル等とされる二次元デジタルデータを表示可能な空間光変調器１１１と、該空間光変調器１１１にビームエキスパンダ７で所定径の平行光に拡大された信号光を選択的に照射するとともに、空間光変調器１１１により空間変調された信号光を反射鏡６へ入射するための一対の空間光変調器切り替え手段１１２，１１３とを有する。液晶パネル１１１はその両面に付された一対の偏光板が平行ニコル配置とされており入射偏光と出射偏光とが等しくなるものとされる。
空間光変調器切り替え手段１１２，１１３は略同一の構成とされるとともに、空間光変調器１１１の光軸に対して入射面がそれぞれ対称状態、かつ、空間光変調器１１１に対して対称状態になるよう設けられている。
また、上記構成では、レーザ光源装置１のコヒーレンスが有限であるため、信号光ビームと参照光ビームの光路差ができるだけ小さくなるように構成されており、空間光変調器切り替え手段１１２，１１３はそれぞれ空間変調器１１に対して対称となるように後述の回折効率可変層１１６が逆向きに位置するよう配置されている。
【００２７】
図２は本実施形態におけるホログラフィックメモリ装置の空間光変調器切り替え手段を示す模式断面図である。
空間光変調器切り替え手段１１２は、図２に示すように、電界を印加することによって回折効率が変化する回折効率可変層１１６が一対の透明電極１１４，１１５に挟持され、これら回折効率可変層１１６、透明電極１１４，１１５は、空間光変調器切り替え手段１１２における光路となる部分全面に設けられている。この空間光変調器切り替え手段１１２は、回折効率可変層１１６のスイッチング速度が数十ｋＨｚに及ぶものであり、液晶等のスイッチング速度よりもはやいものとされる。
【００２８】
回折効率可変層１１６は、図３に示すように等方性屈折率を有する第１の領域１１７と異方性屈折率（１軸性もしくは２軸性）を持つ第２の領域１１８が厚み方向に周期的に繰り返された構造を持つホログラム記録材料から構成されている。第２の領域１１８は、電界が印加されることにより第１の領域１１７とは異なる屈折率を持つものである。
【００２９】
図３は本実施形態における空間光変調器切り替え手段の回折効率可変層の一部分を模式的に示す拡大断面図である。
本実施形態においては、第１の領域１１７はポリマー樹脂から構成され、第２の領域１１８は液晶から構成されている。図３の斜線で示された第１の領域１１７にはポリマー樹脂が高密度に存在しており、楕円形で囲まれた第２の領域１１８には液晶分子が高密度に充填されている。第２の領域１１８に用いられる液晶は、ネマティック液晶で、正もしくは負の誘電異方性を持ち、この液晶に電界を印加すると、液晶はそれ自身が持つ誘電率異方性により電界に応答して配向状態を変化させる。
上記液晶の誘電率異方性の符号が正か負かによって液晶の配向状態の変化する方向は異なり、正の誘電異方性を持つ場合は電界方向に対して液晶分子が平行になるように動き、また負の誘電異方性を持つ場合は電界方向に対して液晶分子が垂直になるように動くものが用いられる。このように液晶分子が動くことによって、第２の領域１１８の屈折率が変化する。
また、第２の領域１１８に用いる液晶としては、特表２０００−５１５９９６号に記載されているＰＤＬＣを用いることができる。
【００３０】
回折効率可変層１１６は体積ホログラムであり、下記式（１）で示されるブラッグ回折条件を満足する光が強く回折され（回折効率が大きい）、ブラッグ回折条件から外れた光は殆ど回折されない（回折効率がゼロまたは非常に小さい）。
２Λ・ｓｉｎθi’＝λ’    …    式（１）
（式中、Λは回折効率可変層１１６の屈折率分布周期、θi’は回折効率可変層内における光の入射軌跡と回折効率可変層内の等屈折率面との成す角度、λ’は回折効率可変層内における光の有効波長である。）上記等屈折率面とは、例えば図３に示す回折効率可変層１１６の一部分に電圧を印加した場合に、図３のIII−III線に沿った断面の屈折率分布において等しい屈折率値が連続した面のことをいう。
【００３１】
回折効率可変層１１６は、拡大された信号光４の波長に対するブラッグ条件下において電界を印加しないときの第２の領域１１８を構成する液晶の屈折率が周囲の第１の領域１１７のポリマー樹脂の屈折率とほぼ等しくなるように作製されている。そのため上記液晶に電界が印加されていないときは、回折効率可変層１１６に至る信号光４の一部がプラッグ条件を満たしていても、回折されずにそのまま回折効率可変層１１６を透過してしまう。また、ブラッグ条件を満たしていない光成分は回折されないので、上記液晶の状態に依存せずに回折効率可変層１１６を透過するのみである。
【００３２】
第２の領域１１８を構成する液晶に電界が印加されると液晶分子が動いて配向変化し、プラッグ条件下において光が感じる液晶領域の屈折率が周囲のポリマー樹脂（第１の領域１１７）の屈折率と差が生じるため、光は回折される。第２の領域１１８の屈折率が変化し周囲の第１の領域１１７の屈折率との差が小さくなれば回折効率は小さくなり、逆に第２の領域１１８の屈折率が変化し周囲の第１の領域１１７の屈折率との差が大きくなれば回折効率は大きくなる。
従って、回折効率可変層１１６に電界を印加すれぱ、光路となる透明電極１１４，１１５の設けられた部分でブラッグ条件を満たす特定の光のみが回折される。
そのため透明電極１１４，１１５に電界を印加しない状態では、透明電極１１５を透過した信号光ビーム４は、図２に示す左向き矢印Ａのように回折効率可変層１１６および透明電極１１４を透過するとともに、透明電極１１４，１１５に電界を印加しない状態では、透明電極１１５を透過した信号光ビーム４は、図２に示す上向き矢印Ｂのように回折されることになる。
上記の空間変調器切り替え手段１１２，１１３〜１４２，１４３、および、各光学素子は、いずれも表面反射による光量のロスを低減させるため、使用するレーザ波長および各素子への入射角度によって最適化された反射防止コーティング（いわゆるＡＲコート）が表面に施されていることが好ましい。
【００３３】
制御手段は、拡大された信号光４を空間光変調手段１１０〜１５０に順次切り替えるように空間光変調器切り替え手段１１２，１１３〜１５２，１５３を制御するとともに、これらの空間光変調手段１１０〜１５０において、それぞれの空間光変調器１１１〜１５に二次元デジタルデータを表示するように制御する。
【００３４】
図４は本実施形態における空間光変調手段の作動状態および記録媒体への記録状態を示すタイムチャートである。この図では、空間光変調手段１１０における空間光変調器１１１をＳＬＭ１で、空間光変調器切り替え手段１１２，１１３をＥＳＢＧ１で、記録媒体１０をＲＭで示している。また、空間光変調手段１２０，１３０は空間光変調手段１１０と同様に示しているが、空間光変調手段１４０に関しては図示していない。また、空間光変調器１１１〜１１３においては、表示遷移状態をonとして表している。記録媒体１０においては、記録する場所を変えるための空間的移動または、参照光ビームの角度設定を動作状態(on)とし、停止（記録）状態を(off)としている。
【００３５】
制御手段は、図４に示すように、まず、空間光変調手段１１０において、
・時刻t0に空間光変調器１１１に二次元デジタルデータを表示させはじめて表示遷移状態（on）とするとともに、記録媒体１０における書き込み位置の移動（設定）を開始（on）し、
・時刻t1に記録媒体１０における書き込み位置の移動を終了（off）し、
・時刻t2に空間光変調器１１１が充分空間変調をおこなうことのできる表示状態となった表示飽和状態（off）とし、
・時刻t3に空間光変調器切り替え手段１１２，１１３を切り替えて信号光ビームが空間光変調器１１１に入射するようにする（on）とともに、記録媒体１０における書き込みをおこない（off）、
・時刻t4に記録媒体１０における書き込みを終了するとともに書き込み位置の移動を開始し（on）、空間光変調器１１１における表示飽和状態を切り替え次の表示への表示遷移状態（on）とするとともに、空間光変調器切り替え手段１１２，１１３を切り替えて信号光ビームが空間光変調器１１１に入射しないようにし（off）、
・時刻t5に記録媒体１０における書き込み位置の移動を終了する（off）。
上記のように、時刻t0から時刻t2までの表示遷移状態Ｓ１と時刻t2から時刻t4までの表示飽和状態Ｓ２に対応して１サイクルＳとされ、この１サイクルＳが、時刻t0から時刻t4（時刻t1から時刻t5）までとされており、この間に空間光変調手段１１０に表示された二次元デジタルデータの記録媒体１０への書き込みが１回おこなわれ、時刻t12には、この１サイクルＳが、空間光変調手段１１０における、空間光変調器１１１の表示サイクル、および、空間光変調器切り替え手段１１２，１１３における透過サイクルとされる。
【００３６】
同様にこのような表示サイクルと透過サイクルとを繰り返す空間光変調手段１２０においては、
空間光変調器１２１に二次元デジタルデータを表示させはじめて表示遷移状態（on）とし、
・時刻t3に空間光変調器１２１が充分空間変調をおこなうことのできる表示状態となった表示飽和状態（off）とし、
・時刻t6に空間光変調器切り替え手段１２２，１２３を切り替えて信号光ビームが空間光変調器１２１に入射するようにする（on）とともに、記録媒体１０における書き込みをおこない（off）、
・時刻t7に記録媒体１０における書き込みを終了するとともに書き込み位置の移動を開始し（on）、空間光変調器１２１における表示飽和状態を切り替え次の表示への表示遷移状態（on）とするとともに、空間光変調器切り替え手段１２２，１２３を切り替えて信号光ビームが空間光変調器１２１に入射しないようにし（off）、
・時刻t8に記録媒体１０における書き込み位置の移動を終了する（off）。
このように空間光変調手段１２０においては、空間光変調手段１１０のサイクルＳに対して、時刻t2から時刻t3までの時間だけずれた状態で、同様の長さを持ったサイクルＳが繰り返される。
【００３７】
同様にこのような表示サイクルと透過サイクルとを繰り返す空間光変調手段１３０においては、
空間光変調器１３１に二次元デジタルデータを表示させはじめて表示遷移状態（on）とし、
・時刻t6に空間光変調器１３１が充分空間変調をおこなうことのできる表示状態となった表示飽和状態（off）とし、
・時刻t9に空間光変調器切り替え手段１３２，１３３を切り替えて信号光ビームが空間光変調器１３１に入射するようにする（on）とともに、記録媒体１０における書き込みをおこない（off）、
・時刻t10に記録媒体１０における書き込みを終了するとともに書き込み位置の移動を開始し（on）、空間光変調器１２１における表示飽和状態を切り替え次の表示への表示遷移状態（on）とするとともに、空間光変調器切り替え手段１２２，１２３を切り替えて信号光ビームが空間光変調器１２１に入射しないようにし（off）、
・時刻t11に記録媒体１０における書き込み位置の移動を終了する（off）。
このように空間光変調手段１３０においては、空間光変調手段１２０のサイクルＳに対して、時刻t2から時刻t3と等しい時刻t3から時刻t6までの時間だけずれた状態で、同様の長さを持ったサイクルＳが繰り返される。
【００３８】
さらに、同様にして、空間光変調手段１３０のサイクルＳに対して、時刻t2から時刻t3と等しい時間だけずれた状態で、同様の長さを持ったサイクルＳが空間光変調器１４０で繰り返され、また、空間光変調手段１４０のサイクルＳに対して、時刻t2から時刻t3と等しい時間だけずれた状態で、同様の長さを持ったサイクルＳが空間光変調器１５０で繰り返される。
次いで、空間光変調手段１１０においては、空間光変調手段１５０のサイクルＳに対して、時刻t2から時刻t3までの時間だけずれた状態で同様の長さを持ったサイクルＳが繰り返されるよになっている。
【００３９】
このように、複数の空間光変調手段１１０〜１５０の切り替えを順次繰り返すように制御手段により制御する。これにより書き込みサイクルＳ３のように記録媒体１０に高速データレートに対応した書き込みをおこなうことが可能となる。
【００４０】
本実施形態のホログラフィックメモリ装置において、記録すべきディジタル信号は制御手段のコントローラに入力され、このコントローラにて、エラー訂正符号付加、バイナリー符号化などの処理を行った後、信号光制御ドライバにてページ画像列の信号に変換され、ページ毎のデータがページ画像として、空間光変調手段１１０〜１４０におけるＬＣＤのような光透過型の空間光変調器１１１〜１４０に送り込まれ、画像データが形成される。制御手段のコントローラは、空間光変調手段１１０〜１５０を介して、画像データがある間の両光ビームの記録媒体に照射する時間を制御する。 また、制御手段のコントローラは、レーザ光源装置の自動シャッタをするシャッター制御ドライバを介して、画像データがある間の両光ビームの記録媒体に照射する時間を制御することもできる。
【００４１】
同時にコントローラは、画像データに対応して、参照光制御光ドライバを介してページャ反射鏡１２を移動させて反射鏡の角度位置を変えることにより、所定の入射角（θ）に設定された参照光が所定の時間照射されてホログラムが書き込まれる。以下、順次ページ画像の送出、参照光の入射角の設定、ホログラム記録という手順が繰り返される。この一つの角度の設定に対応して１ページ分の情報が記憶される。 
【００４２】
本実施形態においては、前記信号光ビーム光学系の光路には複数の空間光変調手段１１０〜１５０が設けられ、これら空間光変調手段１１０〜１５０が順次切り替え可能とされてなり、前記複数の空間光変調手段１１０〜１５０に二次元デジタルデータを順次表示させ、この表示に対応してそれぞれの空間光変調手段１１０〜１５０に信号光ビームを順次入射するように切り替えて記録媒体１０に記録（書き込み）することによって、個々の空間光変調手段における二次元デジタルデータ表示に対する速度（表示速度）がたとえ数十Ｈｚから２００Ｈｚ程度であったとしても、上記信号光ビームの空間光変調手段に対する切り替えを数百〜数ｋＨｚ程度でおこなうことで、高速データレートに対応した書き込みをおこなうことが可能となる。
【００４３】
前記空間光変調手段１１０〜１５０が、いずれも空間光変調器１１１〜１５１と、該空間光変調器１１１〜１５１に信号光ビームを選択的に照射するための一対の空間光変調器切り替え手段１１２，１１３〜１５２，１５３とを有するものとされることで、それぞれの空間光変調器切り替え手段１１２，１１３〜１５２，１５３によって、信号光ビームの入射する空間光変調器１１１〜１５１を順次選択することにより、複数の空間光変調器１１１〜１５１において表示された二次元デジタルデータに応じて信号光ビームを順次空間変調することができる。従って、空間光変調器が液晶パネル等とされ、その表示速度が数十Ｈｚから２００Ｈｚ程度であったとしても、空間光切り替え手段により上記信号光ビームの空間光変調器に対する入射切り替えを数百〜数ｋＨｚ程度でおこない、表示信号光ビームの変調に充分な表示状態とされた空間光変調器によって信号光を変調することで、高速データレートに対応した書き込みをおこなうことが可能となる。
【００４４】
前記空間光変調器切り替え手段１１２，１１３〜１５２，１５３は、電界を印加することによって回折効率が変化する回折効率可変層１１６・・が一対の透明電極１１４，１１５・・に挟持されてなることにより、空間光変調器における表示状態に対応して空間光変調器切り替え手段１１２，１１３〜１５２，１５３の電極１１４，１１５に電界を印加することにより回折効率可変層１１６の回折効率を変化させて、空間光変調器１１１〜１５１に信号光ビームが入射するように切り替え、該空間光変調器１１１〜１５１によって信号光ビームを空間変調することができ、これにより、信号光ビームの空間変調をおこなう空間光変調器１１１，１５１を数百〜数ｋＨｚ程度で切り替えることが可能となる。
【００４５】
本実施形態の制御手段は、空間光変調器１１１が表示遷移状態と表示飽和状態とからなる表示サイクルを繰り返すとともに、空間光変調器切り替え手段１１２，１１３が、表示飽和状態において前記信号光ビームを空間光変調器１１１に照射するように、回折状態と透過状態とを前記表示サイクルに対応して切り替える透過サイクルを繰り返すとともに、これらのサイクルＳを複数の空間光変調手段１１０〜１５０において、順次切り替えて記録媒体１０への記録をおこなうことで、上述したように、表示または透過のサイクルＳに対して、それよりも短い書き込みサイクルＳ３によって、記録媒体１０に書き込みをおこなうことが可能となる。その結果、液晶パネル等から規定される数十Ｈｚから２００Ｈｚ程度の表示サイクルＳに対して数百〜数ｋＨｚ程度の書き込みサイクルにより高速データレートに対応した書き込みをおこなうことが可能となる。
【００４６】
なお、本実施形態では、空間光変調手段が４つの例を記載したが、記録媒体の書き込みレートに対応して、つまり、１表示サイクルＳ中に書き込みサイクルＳ３を可能な回数に対応して、多数の空間光変調手段を設けることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の活用例として、他の方式のホログラフィックメモリ装置において、回折効率可変層を有する空間光変調手段を複数設けることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は本発明に係るホログラフィックメモリ装置の一実施形態を示す模式図である。
【図２】図２は本発明に係るホログラフィックメモリ装置の空間光変調器切り替え手段を示す模式断面図である。
【図３】図３は本発明に係る空間光変調器切り替え手段の回折効率可変層の一部分を模式的に示す拡大断面図である。
【図４】図４は本発明に係るホログラフィックメモリ装置の一実施形態における空間光変調手段の作動状態および記録媒体への記録状態を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００４９】
１     レーザ光源装置
３     半透明鏡
４     信号光ビーム
５     参照光ビーム
６     反射鏡
７     光ビームエキスパンダ
９     フーリエ変換レンズ
１０   記録媒体
１１   光ビームエキスパンダ
１２   ページャ反射鏡
１３   フーリエ変換レンズ
２０   逆フーリエ変換レンズ
２１   二次元光検出器アレイ
１１０〜１５０ 空間光変調手段
１１１〜１５１ 空間光変調器
１１２〜１５２，１１３〜１５３ 空間光変調器切り替え手段
１１４，１１５ 透明電極
１１６ 回折効率可変層
１１７ 第１の領域
１１８ 第２の領域
【図１】
2005250263.tif 000003
【図２】
2005250263.tif 000004
【図３】
2005250263.tif 000005
【図４】
2005250263.tif 000006