(57)【要約】      （修正有）【課題】  簡易な構成により波長多重されたホログラムの情報を再生することのできるホログラム装置を提供する。【解決手段】  光源１０からの光を記録媒体２に形成されたホログラム２ａに入射させ、ホログラム２ａからの出射光を受光部３で受光するホログラム装置において、光源１０は発生する光の発光強度のピークを複数の波長について有し、光源１０と記録媒体２の間には透過させる光の波長を切替える可変フィルタ１２を設け、可変フィルタ１２は光源１０から発生する光のうち１つの発光強度のピークを含む波長帯域の光を透過させると共に、波長帯域が含む発光強度のピークを切替えるように可変フィルタ１２の特性を変化させる駆動部１３に接続されてなる。【選択図】図１
2005332520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を記録媒体に形成されたホログラムに入射させ、該ホログラムからの出射光を受光部で受光するホログラム装置において、
上記光源は発生する光の発光強度のピークを複数の波長について有し、上記光源と記録媒体の間には透過させる光の波長を切替える可変フィルタを設け、該可変フィルタは上記光源から発生する光のうち１つの発光強度のピークを含む波長帯域の光を透過させると共に、該波長帯域が含む発光強度のピークを切替えるように上記可変フィルタの特性を変化させる駆動部に接続されたことを特徴とするホログラム装置。
【請求項２】
上記可変フィルタは多層膜フィルタからなり、上記駆動部は上記光源からの光の上記多層膜フィルタに対する入射角度を変化させるように上記多層膜フィルタを駆動することで、上記可変フィルタの特性を変化させることを特徴とする請求項１記載のホログラム装置。
【請求項３】
上記可変フィルタは多層膜フィルタからなり、該多層膜フィルタは面内で膜厚が連続的に変化してなり、上記駆動部は上記光源からの光の上記多層膜フィルタに対する入射位置を変化させるように上記多層膜フィルタを駆動することで、上記可変フィルタの特性を変化させることを特徴とする請求項１記載のホログラム装置。
【請求項４】
上記多層膜フィルタは一端から他端に向かって直線状に膜厚が変化してなり、上記駆動部は上記多層膜フィルタを直線的に駆動することを特徴とする請求項３記載のホログラム装置。
【請求項５】
上記駆動部は上記受光部から受光強度情報を受信する制御部に接続され、該制御部は上記受光強度情報に基づいて上記可変フィルタが透過する光の波長帯域が上記光源から発生する光の発光強度のピークの波長を含むように上記駆動部を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のホログラム装置。
【請求項６】
上記可変フィルタは複数の多層膜フィルタをアレイ状に設けたフィルタアレイからなり、上記駆動部は上記光源からの光を入射させる上記多層膜フィルタを切替えるように上記フィルタアレイを駆動することで、上記可変フィルタの特性を変化させることを特徴とする請求項１記載のホログラム装置。
【請求項７】
上記フィルタアレイは略円板形状からなると共に、上記多層膜フィルタを中心軸に対し円形状に配置し、上記駆動部は上記フィルタアレイの中心軸を回転させることを特徴とする請求項６記載のホログラム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラムの原理により情報が記録された記録媒体から情報を再生するホログラム装置に関し、特にホログラムを波長多重により形成した記録媒体から情報を再生するホログラム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からコンピュータ等に用いられる記憶装置としては、磁気や光によって情報を記録媒体に対して２次元的に書込み、読込みを行うものが広く用いられている。磁気を用いた記憶装置としては、ハードディスクなどが知られており、光を用いた記憶装置としては、ＣＤやＤＶＤなどが知られている。これら記憶装置は、大容量化の要求に応えるため、これまでに記録密度に関して著しい進歩を果たしてきたものである。そして、さらなる大容量化のための手段として、ホログラムの原理を用いた記憶装置の開発が進められている。
【０００３】
ホログラム記憶装置は、記録媒体上にページ単位でホログラムとして記録された情報を読み込んで再生するものである。記録媒体上には、符号化されたページ単位の情報が屈折率変化等のパターンとして書き込まれている。このパターンは、記録装置において物体光と参照光の干渉により形成されたホログラムであり、情報を記録媒体から読み込むには、参照光のみを記録媒体に入射させ、ホログラムのパターンで回折させてＣＣＤやＣＭＯＳ等の光電変換素子によって受光することにより、書き込まれた情報を再生することができる。
【０００４】
ホログラム記憶装置の大きな特徴の一つは、記録媒体に対し情報を空間的に多重記録させておくことができ、大きな記憶密度を得ることができることである。空間多重の方法としては、記録の際に参照光の入射角度を変化させることによる角度多重と、記録の際に参照光の波長を変化させることによる波長多重とが知られている。このうち、波長多重によって情報が多重記録された記録媒体から情報を再生するには、参照光の光源として複数の波長の光を発振することができる波長可変光源が必要である。
【０００５】
従来から知られている波長可変光源には、レーザの共振器長を熱的にあるいは機械的に変化させることにより、発振する波長を変化させるものが知られている。また、ＤＦＢレーザのグレーティングに対する電流注入により発振する波長を変化させるものも知られている。共振器長を機械的に変化させる波長可変レーザは、例えば特許文献１に記載されている。また、ＤＦＢレーザを用いた波長可変レーザは、例えば特許文献２に記載されている。共振器長を変化させる波長可変レーザは、レーザの共振器長を微小かつ正確に変化させなければならず、またＤＦＢレーザは周期構造を半導体レーザの内部に作り込まなければならないため、通常のレーザに比べて非常に高価なものである。
【特許文献１】特開２００３−６９１４６号公報
【特許文献２】特開平５−７０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ホログラム記憶装置のうち、情報の再生のみを行うホログラム装置は、ＰＣや小型情報端末等に搭載されることが想定されるため、高価な従来の波長可変レーザを用いることは困難である。
【０００７】
また、熱的に共振器長を変化させる波長可変レーザの場合、応答性が必ずしも高くないので、高速な波長切替が要求されるホログラム装置には適しない。加えて、熱を発生させることによる消費電力が大きいため、この点でもホログラム装置には適していない。
【０００８】
さらに、機械的に共振器長を変化させる波長可変レーザの場合、非常に微小な動作を正確に行わなければならず、微小な機構をレーザ内に作り込むことが必要であるために、コスト高の要因となっている。また、振動の発生により誤差が生じやすいとの問題点も有している。
【０００９】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、簡易な構成により波長多重されたホログラムの情報を再生することのできるホログラム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】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係るホログラム装置は、光源からの光を記録媒体に形成されたホログラムに入射させ、該ホログラムからの出射光を受光部で受光するホログラム装置において、
上記光源は発生する光の発光強度のピークを複数の波長について有し、上記光源と記録媒体の間には透過させる光の波長を切替える可変フィルタを設け、該可変フィルタは上記光源から発生する光のうち１つの発光強度のピークを含む波長帯域の光を透過させると共に、該波長帯域が含む発光強度のピークを切替えるように上記可変フィルタの特性を変化させる駆動部に接続されたことを特徴として構成されている。
【００１１】
また、本発明に係るホログラム装置は、上記可変フィルタは多層膜フィルタからなり、上記駆動部は上記光源からの光の上記多層膜フィルタに対する入射角度を変化させるように上記多層膜フィルタを駆動することで、上記可変フィルタの特性を変化させることを特徴として構成されている。
【００１２】
さらに、本発明に係るホログラム装置は、上記可変フィルタは多層膜フィルタからなり、該多層膜フィルタは面内で膜厚が連続的に変化してなり、上記駆動部は上記光源からの光の上記多層膜フィルタに対する入射位置を変化させるように上記多層膜フィルタを駆動することで、上記可変フィルタの特性を変化させることを特徴として構成されている。
【００１３】
さらにまた、本発明に係るホログラム装置は、上記多層膜フィルタは一端から他端に向かって直線状に膜厚が変化してなり、上記駆動部は上記多層膜フィルタを直線的に駆動することを特徴として構成されている。
【００１４】
そして、本発明に係るホログラム装置は、上記駆動部は上記受光部から受光強度情報を受信する制御部に接続され、該制御部は上記受光強度情報に基づいて上記可変フィルタが透過する光の波長帯域が上記光源から発生する光の発光強度のピークの波長を含むように上記駆動部を制御することを特徴として構成されている。
【００１５】
また、本発明に係るホログラム装置は、上記可変フィルタは複数の多層膜フィルタをアレイ状に設けたフィルタアレイからなり、上記駆動部は上記光源からの光を入射させる上記多層膜フィルタを切替えるように上記フィルタアレイを駆動することで、上記可変フィルタの特性を変化させることを特徴として構成されている。
【００１６】
さらに、本発明に係るホログラム装置は、上記フィルタアレイは略円板形状からなると共に、上記多層膜フィルタを中心軸に対し円形状に配置し、上記駆動部は上記フィルタアレイの中心軸を回転させることを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るホログラム装置によれば、光源は発生する光の発光強度のピークを複数の波長について有し、光源と記録媒体の間には透過させる光の波長を切替える可変フィルタを設け、可変フィルタは光源から発生する光のうち１つの発光強度のピークを含む波長帯域の光を透過させると共に、波長帯域が含む発光強度のピークを切替えるように可変フィルタの特性を変化させる駆動部に接続されたことにより、光源が発生する複数のピークのうち１つを可変フィルタにより選択的に透過させることができるので、光源と可変フィルタ及び駆動部の組合せを波長可変光源として見ることができ、波長多重されたホログラムを簡易な構成で再生することができる。光源としては安価なファブリペロー型レーザを用いることができるので、低コストでホログラム装置を構成することができる。
【００１８】
また、本発明に係るホログラム装置によれば、可変フィルタは多層膜フィルタからなり、駆動部は光源からの光の多層膜フィルタに対する入射角度を変化させるように多層膜フィルタを駆動することで、可変フィルタの特性を変化させることにより、多層膜フィルタの角度変化だけで可変フィルタの特性を変化させることができ、簡易な構成で波長可変光源を構成することができる。
【００１９】
さらに、本発明に係るホログラム装置によれば、可変フィルタは多層膜フィルタからなり、多層膜フィルタは面内で膜厚が連続的に変化してなり、駆動部は光源からの光の多層膜フィルタに対する入射位置を変化させるように多層膜フィルタを駆動することで、可変フィルタの特性を変化させることにより、多層膜フィルタの平行移動だけで可変フィルタの特性を変化させることができ、簡易な構成で波長可変光源を構成することができる。
【００２０】
さらにまた、本発明に係るホログラム装置によれば、多層膜フィルタは一端から他端に向かって直線状に膜厚が変化してなり、駆動部は多層膜フィルタを直線的に駆動することにより、多層膜フィルタを一方向に駆動するだけで可変フィルタの特性を変化させることができ、より簡易な構成で波長可変光源を構成することができる。
【００２１】
そして、本発明に係るホログラム装置によれば、受光部からの受光強度情報に基づいて可変フィルタが透過する光の波長帯域が光源から発生する光の発光強度のピークの波長を含むように駆動部を制御することにより、光源の発光強度特性が変化しても確実に受光強度を確保することができる。
【００２２】
また、本発明に係るホログラム装置によれば、可変フィルタは複数の多層膜フィルタをアレイ状に設けたフィルタアレイからなり、駆動部は光源からの光を入射させる多層膜フィルタを切替えるようにフィルタアレイを駆動することで、可変フィルタの特性を変化させることにより、フィルタアレイを回転または平行移動させるだけで可変フィルタの特性を変化させることができ、簡易な構成で波長可変光源を構成することができる。
【００２３】
さらに、本発明に係るホログラム装置によれば、フィルタアレイは略円板形状からなると共に、多層膜フィルタを中心軸に対し円形状に配置し、駆動部はフィルタアレイの中心軸を回転させることにより、駆動部によるフィルタアレイの回転動作のみで多層膜フィルタを切替えることができ、より簡易な構成で波長可変光源を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施形態について、図面に沿って詳細に説明する。図１には、本実施形態におけるホログラム装置の概要図を示す。この図に示すように、本実施形態におけるホログラム装置は、光源ユニット１から発生した光が記録媒体２のホログラム２ａに入射し、ホログラム２ａからの出射光を受光部３で受光し、ホログラム２ａに記録された情報を読み出す構成とされている。
【００２５】
光源ユニット１は、光を発生するレーザ１０と、このレーザ１０からの光を平行光とするコリメートレンズ１１とを有し、さらにコリメートレンズ１１からの光のうち特定の波長の光のみを透過させる可変フィルタ１２を備えている。可変フィルタ１２は、駆動部１３に接続されており、駆動部１３に駆動されることにより特性が変化し、透過させる光の波長を変化させることができる。
【００２６】
記録媒体２には、複数のホログラム２ａ、２ａが形成されている。各位置のホログラム２ａは、波長多重により複数の情報が書き込まれている。ホログラム２ａを再生するには、ホログラム２ａの書き込み時と同じ角度かつ同じ波長の参照光を入射することが必要である。波長多重により複数の情報が書き込まれたホログラム２ａを再生するには、同じホログラム２ａに対して書き込み時に用いた複数の波長の光を順次入射させることで、多重された情報を順次再生することができる。本実施形態では、可変フィルタ１２の特性を変化させることで透過させる光の波長を変化させ、それによってホログラム２ａに入射させる光の波長を変化させる。
【００２７】
ここで、光源として用いられるレーザ１０は、発光強度のピークが複数の波長について存在するような特性を有している。図２はレーザ１０の波長に対する発光強度分布を示している。この図に示すように、レーザ１０は一定の波長範囲において複数の発光強度のピークを有するような特性を有している。なお、各ピークの間隔は１ｎｍ程度である。
【００２８】
このような特性は、広く用いられているファブリペロー型の半導体レーザにおいて見られるものである。安価な半導体レーザは、共振器の端面が必ずしも均一な平面状ではなく、凹凸を有していることがあり、これによって共振器の場所によって共振器長が異なり、複数の波長の光を発振することになる。その結果、図２に示すような特性が見られる。
【００２９】
このように複数の発光強度のピークを有するレーザ光に対し、１つのピークの波長を含む波長帯域の光のみを透過させ、それ以外の波長の光は反射するような特性を持ったフィルタを通すことで、所定のピークに対応した波長の光だけを取り出すことができる。さらにフィルタを、透過させる光の波長を変化させる可変フィルタ１２として構成することにより、光源ユニット１を波長可変レーザとして用いることができる。
【００３０】
図３には、フィルタを透過したレーザ光の発光強度分布を示す。図３ａは可変フィルタ１２により、波長λ1の発光強度のピークを含む波長帯域の光を取り出した状態を示している。図３ｂは可変フィルタ１２の特性を変化させることにより、図３ａで取り出している波長帯域とは別の波長λ2の発光強度のピークを含む波長帯域の光を取り出した状態を示している。
【００３１】
図３ａに示すように、可変フィルタ１２はλ1を中心とした波長帯域だけ反射率が低く、それ以外の波長帯域は反射率が高い特性を有している。すなわち、反射率の低いλ1を中心とした波長帯域の光のみを透過させ、それ以外の波長帯域の光は反射させる。図２の発光強度特性を持ったレーザ光をこの可変フィルタ１２に入射させると、図３ａに示すように波長λ1の発光強度のピークとその周辺部の波長帯域の光のみを透過させ、それ以外の波長帯域の光を反射させる。すなわち、波長λ1の光のみを取り出すことができる。
【００３２】
可変フィルタ１２は上述のように透過させる光の特性を変化させることができる。図３ｂに示すように、可変フィルタ１２の特性をλ2を中心とした波長帯域だけ反射率が低くなるように変化させることにより、図２の発光強度特性を持ったレーザ光をこの可変フィルタ１２に入射させると、波長λ2の発光強度のピークとその周辺部の波長帯域の光のみを透過させ、それ以外の波長帯域の光を反射させる。すなわち、波長λ2の光のみを取り出すことができる。
【００３３】
可変フィルタ１２の特性を変化させることにより、レーザ１０の発生する光が有する発光強度のピークの数だけ波長を変化させることができる。ホログラム記憶装置では、わずかな波長の変化によっても多重することができるので、レーザ１０と可変フィルタ１２による１ｎｍ程度の間隔での波長変化であっても十分波長多重されたホログラム２ａの再生に用いることができる。
【００３４】
また、図２に示すようなレーザ１０の発光強度特性は温度等によって変動する。すなわち、発光強度のピークとなる各波長が少しずれることがある。その場合にも対応できるよう、図１に示すように駆動部１３にはその動作を制御する制御部１４が接続されている。
【００３５】
制御部１４は、受光部３と接続されており、受光部３における受光強度情報を逐次受信している。制御部１４は、この受光強度情報に基づいて受光部３における受光強度が最大となるように駆動部１３を制御して可変フィルタ１２の特性を変化させる。すなわち、駆動部１３の制御を通じて可変フィルタ１２の反射率の低い波長帯域を調整し、レーザ１０の発生する光が有する発光強度のピークを含むようにする。これにより、十分な強度を有した光をホログラム２ａに入射させることができる。
【実施例１】
【００３６】
次に、可変フィルタ１２及び駆動部１３の第１実施例について詳細に説明する。図４には、本実施例における光源ユニット１内の側面図を、図５にはその平面図を示す。本実施例では、可変フィルタ１２は１つの多層膜フィルタにより構成されている。多層膜フィルタは、屈折率の異なる層を相互に積層してなる多層膜部２１を基板２０上に形成してなるものである。そして、可変フィルタ１２に接続された駆動部１３により、入射光Ｌに対する角度を変化させることができる。
【００３７】
図５に示すように、駆動部１３はモータ等の回転動作を行うものであって、可変フィルタ１２の側面に接続されている。駆動部１３を動作させることで、可変フィルタ１２は光源１０及びコリメートレンズ１１に対向する面を傾けることができる。このようにして、可変フィルタ１２を入射光Ｌに対して角度可変としたことにより、多層膜部２１の入射光Ｌに対する実質的な膜厚を変化させることができる。
【００３８】
図４の点線で示す入射光Ｌに対して多層膜部２１が直交するように配置されている場合に比べて、図４の実線で示す入射光Ｌに対して多層膜部２１が傾斜するように配置されている場合の方が、入射光Ｌから見ると多層膜部２１の実質的な膜厚は増加する。すると、透過する光の波長帯域も変化し、可変フィルタ１２の特性は変化する。
【００３９】
したがって、可変フィルタ１２の入射光Ｌに対する角度を変化させることにより、可変フィルタ１２の特性を変化させることができる。この特性の変化により、可変フィルタ１２が透過する光の発光強度のピークを切替えることができ、光源ユニット１全体としては、波長可変光源として波長多重記録されたホログラム２ａの再生に用いることができる。
【実施例２】
【００４０】
次に、可変フィルタ１２及び駆動部１３の第２実施例について詳細に説明する。図６には、本実施例における光源ユニット１内の側面図を示す。本実施例では、可変フィルタ１２は１つの多層膜フィルタにより構成されている。本実施例の多層膜フィルタは、基板２０上に傾斜多層膜部２２を設けてなるものである点では、第１の実施例と同様である。しかし、その面内で傾斜多層膜部２２の膜厚が連続的に変化してなる点で異なっている。図６に示すように、傾斜多層膜部２２は一端から他端に向かって直線状に膜厚が変化している。傾斜多層膜部２２を構成する各膜についてそれらの膜厚が変化することで、傾斜多層膜部２２全体として膜厚が変化している。
【００４１】
可変フィルタ１２に接続された駆動部１３は、可変フィルタ１２を入射光Ｌに対する角度を変えることなく、その入射位置を変化させるように直線的に駆動する。図６では、可変フィルタ１２は上下方向に膜厚が変化するように形成されているので、駆動部１３は可変フィルタ１２を上下方向に駆動することにより、入射光Ｌの可変フィルタ１２への入射位置が変化する。これによって、入射光Ｌから見た傾斜多層膜部２２の膜厚が変化し、透過する光の波長帯域が変化する。すなわち、駆動部１３の駆動によって可変フィルタ１２の特性が変化する。それ以外は第１の実施例と同様であり、光源ユニット１全体としては、波長可変光源として波長多重記録されたホログラム２ａの再生に用いることができる。
【実施例３】
【００４２】
次に、可変フィルタ１２及び駆動部１３の第３実施例について詳細に説明する。図７には、本実施例における光源ユニット１内の側面図を示す。本実施例では、可変フィルタ１２は複数の多層膜フィルタ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄをアレイ状に配置したフィルタアレイ２３により構成されている。図８には、フィルタアレイ２３の正面図を示す。
【００４３】
フィルタアレイ２３は、略円板形状に形成されている。また、各多層膜フィルタ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、フィルタアレイ２３の中心軸２５に対して円形状に配置され、それぞれ異なる特性を有している。すなわち、異なる波長帯域の光のみを透過させる特性を有している。また、その透過させる光の波長帯域は、レーザ１０が発生する光の発光強度のピークを含み、しかも各多層膜フィルタ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄはそれぞれ異なるピークを含む波長帯域の光のみを透過する。
【００４４】
フィルタアレイ２３はこのような構成を有していることにより、入射光Ｌを入射させる多層膜フィルタを切替えることで、取り出す光の発光強度のピークを切替えることができる。すなわち、取り出す光の波長を変化させることができる。
【００４５】
駆動部１３は、フィルタアレイ２３の各多層膜フィルタ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを切替えるために、フィルタアレイ２３の中心軸２５上に配置され、フィルタアレイ２３を回転動作させる。フィルタアレイ２３の回転に伴って、レーザ１０からの入射光Ｌが入射する多層膜フィルタが切替えられ、可変フィルタ１２の特性を変化させる。
【００４６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用はこの実施形態には限られず、その技術的思想の範囲内において様々に適用されうるものである。例えば、本実施形態では、レーザ１０として安価なファブリペロー型の半導体レーザを用い、共振器長の不均一等に起因する複数の発光強度特性を用いているが、これに限らず複数の発光強度のピークを有する特性を持ったレーザであれば、どのようなものを用いてもよい。また、本実施形態ではホログラム再生装置に本発明を適用しているが、ホログラム記録再生装置に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施形態におけるホログラム装置の概要図である。
【図２】レーザの波長に対する発光強度分布である。
【図３】フィルタを透過したレーザ光の発光強度分布である。
【図４】第１実施例における光源ユニット内の側面図である。
【図５】第１実施例における光源ユニット内の平面図である。
【図６】第２実施例における光源ユニット内の側面図である。
【図７】第３実施例における光源ユニット内の側面図である。
【図８】フィルタアレイの正面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    光源ユニット
２    記録媒体
２ａ  ホログラム
３    受光部
１０    レーザ
１１    コリメートレンズ
１２    可変フィルタ
１３    駆動部
１４    制御部
２０    基板
２１    多層膜部
２２    傾斜多層膜部
２３    フィルタアレイ
２４ａ〜２４ｄ  多層膜フィルタ
２５    中心軸
【図１】
2005332520.tif 000003
【図２】
2005332520.tif 000004
【図３】
2005332520.tif 000005
【図４】
2005332520.tif 000006
【図５】
2005332520.tif 000007
【図６】
2005332520.tif 000008
【図７】
2005332520.tif 000009
【図８】
2005332520.tif 000010