(57)【要約】可干渉性の参照光ビームを記録情報に応じて空間的に変調して信号光ビームを生成し、前記信号光を光感応材料からなる記録材料に照射して、前記記録媒体に入射かつ通過させ、前記記録媒体の内部の前記信号光ビームの０次光及び回折光が干渉する部位に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成する記録工程と、前記参照光ビームを前記回折格子の領域に照射して前記信号光ビームに対応する再生波を生ぜしめる再生工程と、を含む。
2004013706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可干渉性の参照光ビームを記録情報に応じて空間的に変調して信号光ビームを生成し、前記信号光ビームを光感応材料からなる記録媒体に照射して、前記記録媒体に入射かつ通過させ、前記記録媒体の内部の前記信号光ビームの０次光及び回折光が干渉する部位に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成する記録工程と、
前記参照光ビームを前記回折格子の領域に照射して前記信号光ビームに対応する再生波を生ぜしめる再生工程と、を含むことを特徴とするホログラム記録再生方法。
【請求項２】
前記記録媒体の前記信号光ビームの入射側の反対側に設けられた、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域があることを特徴とする請求項１記載のホログラム記録再生方法。
【請求項３】
前記入射光処理領域はその一部に線状のトラックを有することを特徴とする請求項２記載のホログラム記録再生方法。
【請求項４】
前記トラックは、前記記録媒体における前記入射光処理領域の位置情報を有することを特徴とする請求項３記載のホログラム記録再生方法。
【請求項５】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を透過、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を反射する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項２記載のホログラム記録再生方法。
【請求項６】
前記入射光処理領域は、前起信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を透過する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項２記載のホログラム記録再生方法。
【請求項７】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は透過する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を吸収する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項２記載のホログラム記録再生方法。
【請求項８】
前記参照光ビームを空間変調する行及び列画素のマトリクスからなる空間光変調器を備え、前記信号光ビームの回折光で前記０次光処理領域が照射されないように、前記空間光変調器と前記記緑媒体とが相対的に配置されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載のホログラム記録再生方法。
【請求項９】
前記空間光変調器の行又は列の伸長方向と前記０次光処理領域の伸長方向とが所定角度θ（θ≠０）で交差するように、前記空間光変調器と前記記録媒体とが相対的に配置されていることを特徴とする請求項８記載のホログラム記録再生方法。
【請求項１０】
前記再生工程において、前記再生波は、前記記録媒体の前記信号光ビームの入射側の反対側に出力されることを特徴とする請求項６記載のホログラム記録再生方法。
【請求項１１】
可干渉性の参照光ビームを記録情報に応じて空間的に変調して信号光ビームを生成し、前記信号光ビームを光感応材料からなる記録媒体に照射して、前記記録媒体に入射かつ通過させ、前記記録媒体の内部の前記信号光ビームの０次光及び回折光が干渉する部位に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成することを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項１２】
前記記録媒体の前記信号光ビームの入射側の反対側に設けられた、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域があることを特徴とする請求項１１記載のホログラム記録方法。
【請求項１３】
前記入射光処理領域はその一部に線状のトラックを有することを特徴とする請求項１２記載のホログラム記録方法。
【請求項１４】
前記トラックは、前記記録媒体における前記入射光処理領域の位置情報を有することを特徴とする請求項１３記載のホログラム記録方法。
【請求項１５】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を透過、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を反射する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項１２記載のホログラム記録方法。
【請求項１６】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を透過する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項１２記載のホログラム記録方法。
【請求項１７】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は透過する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を吸収する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項１２記載のホログラム記録方法。
【請求項１８】
前記参照光ビームを空間変調する行及び列画素のマトリクスからなる空間光変調器を備え、前記信号光ビームの回折光で前記０次光処理領域が照射されないように、前記空間光変調器と前記記録媒体とが相対的に配置されていることを特徴とする請求項１５〜１７のいずれかに記載のホログラム記録方法。
【請求項１９】
前記空間光変調器の行又は列の伸長方向と前記０次光処理領域の伸長方向とが所定角度θ（θ≠０）で交差するように、前記空間光変調器と前記記録媒体とが相対的に配置されていることを特徴とする請求項１８記載のホログラム記録方法。
【請求項２０】
可干渉性の参照光ビームを記録情報に応じて空間的に変調して信号光ビームを生成し、前記信号光ビームを光感応材料からなる記録媒体に照射して、前記記録媒体に入射かつ通過させ、前記記録媒体の内部の前記信号光ビームの０次光及び回折光が干渉する部位に形成された光干渉パターンによる回折格子の領域に、前記参照光ビームを、照射して前記信号光ビームに対応する再生波を生ぜしめることを特徴とするホログラム再生方法。
【請求項２１】
前記記録媒体の前記信号光ビームの入射側の反対側に設けられた、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域があることを特徴とする請求項２０記載のホログラム再生方法。
【請求項２２】
前記入射光処理領域はその一部に線状のトラックを有することを特徴とする請求項２１記載のホログラム再生方法。
【請求項２３】
前記トラックは、前記記録媒体における前記入射光処理領域の位置情報を有することを特徴とする請求項２２記載のホログラム再生方法。
【請求項２４】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を透過、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を反射する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項２１記載のホログラム再生方法。
【請求項２５】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を透過する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項２１記載のホログラム再生方法。
【請求項２６】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は透過する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を吸収する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項２１記載のホログラム再生方法。
【請求項２７】
前記記録媒体の前記回折格子の領域は、行及び列画素のマトリクスからなる空間光変調器を用いて、前記信号光ビームの回折光で前記０次光処理領域が照射されないように前記空間光変調器と前記記録媒体とが相対的に配置されて、記録されていることを特徴とする請求項２４〜２６のいずれかに記載のホログラム再生方法。
【請求項２８】
前記空間光変調器の行又は列の伸長方向と前記０次光処理領域の伸長方向とが所定角度θ（θ≠０）で交差するように、前記空間光変調器と前記記録媒体とが相対的に配置されていることを特徴とする請求項２７記載のホログラム再生方法。
【請求項２９】
前記再生工程において、前記再生波は、前記記録媒体の前記信号光ビームの入射側の反対側に出力されることを特徴とする請求項２５記載のホログラム再生方法。
【請求項３０】
記録情報を記録媒体内において回折格子の領域として記録し、前記回折格子の領域から記録情報を再生するホログラム記録再生装置であって、
光感応材料からなる記録媒体を装着自在に保持する支持部と、
可干渉性の参照光ビームを発生する光源と、
記録情報に応じて前記参照光ビームを空間的に変調して信号光ビームを生成する空間光変調器を含む信号光生成部と、
前記信号光ビームを前記記録媒体に照射して、前記記録媒体内に入射かつ通過させる照射光学系を含み、前記照射光学系が前記記録媒体の内部の前記信号光ビームの０次光及び回折光が干渉する部位に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成し、並びに、前記参照光ビームを前記回折格子の領域に照射して前記信号光ビームに対応する再生波を生ぜしめる干渉部と、
前記再生波により結像された記録情報を検出する検出部と、を有することを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項３１】
前記記録媒体は、その前記信号光ビームの入射側の反対側に設けられた、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域を有することを特徴とする請求項３０記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３２】
前記入射光処理領域はその一部に線状のトラックを有することを特徴とする請求項３１記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３３】
前記トラックは、前記記録媒体における前記入射光処理領域の位置情報を有することを特徴とする請求項３２記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３４】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を透過、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を反射する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項３１記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３５】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を透過する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項３１記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３６】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は透過する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を吸収する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項３１記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３７】
前記参照光ビームを空間変調する行及び列画素のマトリクスからなる空間光変調器を備え、前記信号光ビームの回折光で前記０次光処理領域が照射されないように、前記空間光変調器と前記記録媒体とが相対的に配置されていることを特徴とする請求項３４〜３６のいずれかに記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３８】
前記空間光変調器の行又は列の伸長方向と前記０次光処理領域の伸長方向とが所定角度θ（θ≠０）で交差するように、前記空間光変調器と前記記録媒体とが相対的に配置されていることを特徴とする請求項３７記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３９】
前記再生波は、前記記録媒体の前記信号光ビームの入射側の反対側に出力されることを特徴とする請求項３５記載のホログラム記録再生装置。
【請求項４０】
前記再生波を前記参照光ビームの光路から分離する分離部を有することを特徴とする請求項３４又は３６記載のホログラム記録再生装置。
【請求項４１】
記録情報を記録媒体内において回折格子の領域として記録するホログラム記録装置であって、
光感応材料からなる記録媒体を装着自在に保持する支持部と、
可干渉性の参照光ビームを発生する光源と、
記緑情報に応じて前記参照光ビームを空間的に変調して信号光ビームを生成する空間光変調器を含む信号光生成部と、
前記信号光ビームを前記記録媒体に照射して、前記記録媒体内に入射かつ通過させる照射光学系を含み、前記照射光学系が前記記録媒体の内部の前記信号光ビームの０次光及び回折光が干渉する部位に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成する干渉部と、を有することを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項４２】
前記記録媒体は、その前記信号光ビームの入射側の反対側に設けられた、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域を有することを特徴とする請求項４１記載のホログラム記録装置。
【請求項４３】
前記入射光処理領域はその一部に線状のトラックを有することを特徴とする請求項４２記載のホログラム記録装置。
【請求項４４】
前記トラックは、前記記録媒体における前記入射光処理領域の位置情報を有することを特徴とする請求項４３記載のホログラム記録装置。
【請求項４５】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を透過、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を反射する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項４２記載のホログラム記録装置。
【請求項４６】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を透過する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項４２記載のホログラム記録装置。
【請求項４７】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は透過する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を吸収する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項４２記載のホログラム記録装置。
【請求項４８】
前記参照光ビームを空間変調する行及び列画素のマトリクスからなる空間光変調器を備え、前記信号光ビームの回折光で前記０次光処理領域が照射されないように、前記空間光変調器と前記記録媒体とが相対的に配置されていることを特徴とする請求項４５〜４７のいずれかに記載のホログラム記録装置。
【請求項４９】
前記空間光変調器の行又は列の伸長方向と前記０次光処理領域の伸長方向とが所定角度θ（θ≠０）で交差するように、前記空間光変調器と前記記録媒体とが相対的に配置されていることを特徴とする請求項４８記載のホログラム記録装置。
【請求項５０】
記録情報を記録媒体内において記録された回折格子の領域から記録情報を再生するホログラム再生装置であって、
光感応材料からなる記録媒体を装着自在に保持する支持部と、
可干渉性の参照光ビームを発生する光源と、
前記参照光ビームを前記記録媒体に照射して、前記記録媒体内に入射かつ通過させる照射光学系を含み、前記照射光学系が前記参照光ビームを前記回折格子の領域に照射して前記信号光ビームに対応する再生波を生ぜしめる照射部と、
前記再生波により結像された記録情報を検出する検出部と、を有することを特徴とするホログラム再生装置。
【請求項５１】
前記記録媒体は、その前記信号光ビームの入射側の反対側に設けられた、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域を有することを特徴とする請求項５０記載のホログラム再生装置。
【請求項５２】
前記入射光処理領域はその一部に線状のトラックを有することを特徴とする請求項５１記載のホログラム再生装置。
【請求項５３】
前記トラックは、前記記録媒体における前記入射光処理領域の位置情報を有することを特徴とする請求項５２記載のホログラム再生装置。
【請求項５４】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を透過、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を反射する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項５１記載のホログラム再生装置。
【請求項５５】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を透過する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項５１記載のホログラム再生装置。
【請求項５６】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は透過する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を吸収する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項５１記載のホログラム再生装置。
【請求項５７】
前記記録媒体の前記回折格子の領域は、行及び列画素のマトリクスからなる空間光変調器を用いて、前記信号光ビームの回折光で前記０次光処理領域が照射されないように前記空間光変調器と前記記録媒体とが相対的に配置されて、記録されていることを特徴とする請求項５４〜５６のいずれかに記載のホログラム再生装置。
【請求項５８】
前記空間光変調器の行又は列の伸長方向と前記０次光処理傾域の伸長方向とが所定角度θ（θ≠０）で交差するように、前記空間光変調器と前記記録媒体とが相対的に配置されていることを特徴とする請求項５７記載のホログラム再生装置。
【請求項５９】
前記再生波は、前記記録媒体の前記信号光ビームの入射側の反対側に出力されることを特徴とする請求項５５記載のホログラム再生装置。
【請求項６０】
前記再生波を前記参照光ビームの光路から分離する分離部を有することを特徴とする請求項５４又は５６記載のホログラム再生装置。
【請求項６１】
可干渉性の光ビームの照射によって記録情報を記録自在な光感応材料からなる記録媒体であって、前記光ビームの入射側の反対側に設けられた、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域を有することを特徴とする記録媒体。
【請求項６２】
前記入射光処理領域はその一部に線状のトラックを有することを特徴とする請求項６１記載の記録媒体。
【請求項６３】
前記トラックは、前記記録媒体における前記入射光処理領域の位置情報を有することを特徴とする請求項６２記載の記録媒体。
【請求項６４】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を透過、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を反射する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項６１記載の記録媒体。
【請求項６５】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を透過する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項６１記載の記録媒体。
【請求項６６】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は透過する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を吸収する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項６１記載の記録媒体。
【請求項６７】
記録情報を記録媒体内において回折格子の領域として記録し、前記回折格子の領域から記録情報を再生するホログラム記録再生装置であって、
光感応材料からなる記録媒体を装着自在に保持する支持部と、
可干渉性の参照光ビームを発生する光源と、
記録情報に応じて前記参照光ビームを空間的に変調して信号光ビームを生成する空間光変調器を含む信号光生成部と、
前記信号光ビームを前記記録媒体に照射して、前記記録媒体内に入射かつ通過させる照射光学系を含み、前記照射光学系が前記記録媒体の内部の前記信号光ビームの０次光及び回折光が干渉する部位に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成し、並びに、前記参照光ビームを前記回折格子の領域に照射して前記信号光ビームに対応する再生波を生ぜしめる干渉部と、
前記記録媒体の前記信号光ビームの入射側の反対側に配置され、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域と、
前記再生波により結像された記録情報を検出する検出部と、を有することを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項６８】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を透過、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を反射する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項６７記載のホログラム記録再生装置。
【請求項６９】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を透過する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項６７記載のホログラム記録再生装置。
【請求項７０】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は透過する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を吸収する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項６７記載のホログラム記録再生装置。
【請求項７１】
前記空間光変調器が行及び列画素のマトリクスからなり、前記入射光処理領域は、前記空間光変調器の行又は列の伸長方向と前記０次光処理領域の伸長方向とが所定角度θ（θ≠０）で交差するように、前記空間光変調器に対して相対的に配置されていることを特徴とする請求項６７記載のホログラム記録再生装置。
【請求項７２】
前記再生波は、前記記録媒体の前記信号光ビームの入射側の反対側に出力されることを特徴とする請求項６９記載のホログラム記録再生装置。
【請求項７３】
前記再生波を前記参照光ビームの光路から分離する分離部を有することを特徴とする請求項６８又は７０記載のホログラム記録再生装置。
【請求項７４】
記録情報を記録媒体内において回折格子の領域として記録するホログラム記録装置であって、
光感応材料からなる記録媒体を装着自在に保持する支持部と、
可干渉性の参照光ビームを発生する光源と、
記録情報に応じて前記参照光ビームを空間的に変調して信号光ビームを生成する空間光変調器を含む信号光生成部と、
前記信号光ビームを前記記録媒体に照射して、前記記録媒体内に入射かつ通過させる照射光学系を含み、前記照射光学系が前記記録媒体の内部の前記信号光ビームの０次光及び回折光が干渉する部位に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成する干渉部と、
前記記録媒体の前記信号光ビームの入射側の反対側に配置され、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域と、を有することを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項７５】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を透過、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を反射する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項７４記載のホログラム記録装置。
【請求項７６】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を透過する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項７４記載のホログラム記録装置。
【請求項７７】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は透過する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を吸収する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項７４記載のホログラム記録装置。
【請求項７８】
前記空間光変調器が行及び列画素のマトリクスからなり、前記入射光処理領域は、前記空間光変調器の行又は列の伸長方向と前記０次光処理領域の伸長方向とが所定角度θ（θ≠０）で交差するように、前記空間光変調器に対して相対的に配置されていることを特徴とする請求項７４記載のホログラム記録装置。
【請求項７９】
記録情報を記録媒体内において記録された回折格子の領域から記録情報を再生するホログラム再生装置であって、
光感応材料からなる記録媒体を装着自在に保持する支持部と、
可干渉性の参照光ビームを発生する光源と、
前記参照光ビームを前記記録媒体に照射して、前記記録媒体内に入射かつ通過させる照射光学系を含み、前記照射光学系が前記参照光ビームを前記回折格子の領域に照射して前記信号光ビームに対応する再生波を生ぜしめる照射部と、
前記記録媒体の前記信号光ビームの入射側の反対側に配置され、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域と、
前記再生波により結像された記録情報を検出する検出部と、を有することを特徴とするホログラム再生装置。
【請求項８０】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を透過、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を反射する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項７９記載のホログラム再生装置。
【請求項８１】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を透過する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項７９記載のホログラム再生装置。
【請求項８２】
前記入射光処理領域は、前記信号光ビームの０次光を反射、散乱、偏向又は透過する０次光処理領域と、前記０次光処理領域を画定し前記信号光ビームの回折光を吸収する回折光処理領域を有することを特徴とする請求項７９記載のホログラム再生装置。
【請求項８３】
前記記録媒体の前記回折格子の領域は、行及び列画素のマトリクスからなる空間光変調器を用いて、前記信号光ビームの回折光で前記０次光処理領域が照射されないように前記空間光変調器と前記記録媒体とが相対的に配置されて、記録されていることを特徴とする請求項８０〜８２のいずれかに記載のホログラム再生装置。
【請求項８４】
前記空間光変調器の行又は列の伸長方向と前記０次光処理領域の伸長方向とが所定角度θ（θ≠０）で交差するように、前記空間光変調器と前記記録媒体とが相対的に配置されていることを特徴とする請求項８３記載のホログラム再生装置。
【請求項８５】
前記再生波は、前記記録媒体の前記信号光ビームの入射側の反対側に出力されることを特徴とする請求項８１記載のホログラム再生装置。
【請求項８６】
前記再生波を前記参照光ビームの光路から分離する分離部を有することを特徴とする請求項８０又は８２記載のホログラム再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は光感応材料からなる記録媒体いわゆるホログラフィックメモリに関し、特にホログラフィックメモリを利用するホログラム記録再生方法及び光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】  ホログラムの原理を利用したデジタル情報記録システムとして、体積ホログラフィック記録システムが知られている。このシステムの特徴は、記録情報をフォトリフラクティブ材料などの光感応材料からなる記録媒体に屈折率の変化として記録することである。
従来のホログラム記録再生方法の１つにフーリエ変換を用いて記録再生する方法がある。
図１に示すように、従来の４ｆ系ホログラム記録再生装置において、レーザ光源１１から発せられたレーザ光ビーム１２は、ビームスプリッタ１３において光１２ａ、１２ｂとに分割される。光１２ａは、ビームエキスパンダＢＸでビーム径を拡大されて、平行光として、透過型のＴＦＴ液晶表示装置（ＬＣＤ）のパネルなどの空間光変調器ＳＬＭに照射される。空間光変調器ＳＬＭは、エンコーダーで信号変換された記録すべき情報を電気信号として受け取って、２次元データすなわち平面上に明暗のドットパターンなどの記録情報を形成する。光１２ａは、空間光変調器ＳＬＭを透過すると、光変調されて、データ信号成分を含む信号光となる。ドットパターン信号成分を含んだ信号光１２ａは、その焦点距離ｆだけ離しておいたフーリエ変換レンズ１６を通過してドットパターン信号成分がフーリエ変換されて、記録媒体１０内に集光される。一方、ビームスプリッタ１３において分割された光ビーム１２ｂは、参照光としてミラー１８、１９によって記録媒体１０内に導かれて、信号光１２ａの光路と記録媒体１０の内部で交差し干渉して光干渉パターンを形成し、光干渉パターン全体を屈折率の変化（屈折率格子）などの回折格子として記録する。
このように、コヒーレントな平行光で照明されたドットパターンデータからの回折光をフーリエ変換レンズで結像し、その焦点面すなわちフーリエ面上の分布に直してフーリエ変換の結果の分布をコヒーレントな参照光と干渉させてその干渉縞を焦点近傍の記録媒体に記録する。１ページ目の記録が終了したら、回動ミラー１９を所定量回転し、かつ、その位置を所定量平行移動させ記録媒体１０に対する参照光１２ｂの入射角度を変化させ、２ページ目を同じ手順で記録する。このように逐次記録を行うことにより角度多重記録を行う。
一方で、再生時には逆フーリエ変換を行いドットパターン像を再生する。情報再生においては、図１に示すように、例えば、空間光変調器ＳＬＭによって信号光１２ａの光路を遮断して、参照光１２ｂのみを記録媒体１０へ照射する。再生時には、再生するページを記録した時の参照光と同じ入射角度になるように、ミラーの位置と角度をミラーの回動と直線移動を組み合わせで変化させ制御する。参照光１２ｂが照射された記録媒体１０の信号光１２ａの入射側の反対側には、記録された信号光を再現した再生光が現れる。この再生光を逆フーリエ変換レンズ１６ａに導いて、逆フーリエ変換するとドットパターン信号を再現することができる。さらに、このドットパターン信号を焦点距離位置の電荷結合素子ＣＣＤなどの光検出器２０によって受光して、電気的なデジタルデータ信号に再変換した後、デコーダ２６に送ると、元のデータが再生される。
図１に示すように、従来は記録媒体内のある体積中に情報を高密度で記録するために角度多重や、波長多重を用いて数ｍｍ角程度の体積中に多重記録を行なっていた。このため角度選択性や波長選択性を確保するために、信号光と参照光の可干渉長を長くかつ、広く取っていた。このため記録に用いる光量単位あたりの強度が低下する。また高密度記録のためには多重記録する必要があるので消去時定数の大きい多重の行いやすいものが要求される。
従来の装置では高性能のフーリエ変換レンズ及び逆フーリエ変換レンズの２つが必要であり、さらに記録再生において参照光の制御に高精度のページング制御機構を設置する必要があり、システムの小型化に不利である問題が一例として挙げられる。
【発明の開示】
そこで、本発明の解決しようとする課題には、小型化が可能なホログラム記録媒体へのホログラム記録再生方法及びホログラム記録再生装置を提供することが一例として挙げられる。
発明のホログラム記録再生方法は、可干渉性の参照光ビームを記録情報に応じて空間的に変調して信号光ビームを生成し、前記信号光ビームを光感応材料からなる記録媒体に照射して、前記記録媒体に入射かつ通過させ、前記記録媒体の内部の前記信号光ビームの０次光及び回折光が干渉する部位に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成する記録工程と、
前記参照光ビームを前記回折格子の領域に照射して前記信号光ビームに対応する再生波を生ぜしめる再生工程と、を含むことを特徴とする。
信号光ビームは、可干渉性のある参照光ビームを記録情報に応じて空間的に変調して生成した光ビームであり、参照光ビームの空間的な変調に関係なく同じ波面となる０次光と、空間的な変調に応じた回折光とを含んでいる。よって、本発明では、信号光ビームの０次光をホログラム記録の参照光として用いる。
記録時には、信号光ビームを記録媒体に照射し、その０次光と回折光とが干渉する部位に生じる光干渉パターンに対応した屈折率格子を記録媒体内に記録する。
再生時には、記録時の信号光ビームと同じ位置、角度で、空間的に変調されていない信号光ビーム、すなわち無変調参照光ビームを記録媒体内の屈折率格子に照射する。この無変調参照光ビームは０次光を主成分とするので、かかる無変調参照光ビームを記録媒体内の屈折率格子に照射することにより、記録時の信号光ビームと同じ波面を持つ再生光が得られる。
再生光の検出時には、記録媒体内の屈折率格子から発生した再生光と再生に用いた無変調参照光ビームとが重なるため、再生に用いた無変調参照光ビームを除去あるいは低減することにより再生光の検出が容易になり、記録情報の再生が容易になる。
発明の記録媒体は、可干渉性の光ビームの照射によって記録情報を記録自在な光感応材料からなる記録媒体であって、前記光ビームの入射側の反対側に、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域が設けられたことを特徴とする。
再生に用いた無変調参照光ビームを除去あるいは低減するために、図２に示すように、無変調参照光ビームを集光レンズで記録媒体１０の入射側と反対側に焦点を持つように集光し、信号光ビームのビームウエストの位置に入射光処理領域Ｒを設ける。入射光処理領域Ｒは信号光ビームの０次光や無変調参照光ビームを処理するための０次光処理領域Ｒ１と、信号光ビームの回折光を処理するための回折光処理領域Ｒ２とからなる。
従来のホログラム記録再生システムの方法の１つに位相共役波による記録再生方法が考えられる。位相共役光再生法においても、一般的には記録及び再生時には両方とも同じ波面の光が必要である。例えば、信号光を記録媒体へ入射させ鏡で反射させて、位相共役波を生成して記録媒体へ戻し、記録媒体内の干渉により屈折率格子を生成して記録する記録再生方法では、鏡の抜き差しが必要となったり、信号光特に０次光の入射光学系への戻りによって、装置の光源に悪影響を及ぼすという問題が生じたり、前記悪影響を防止するための光学系を設けるために装置が大型化するという問題が生じる。しかし、本発明によれば、入射光の０次光と回折光とを分離して異なる処理、例えば一部の光を内部に戻す入射光処理領域により、かかる問題が解消される。
さらに、従来のホログラム記録再生方法のように、参照光ビームと信号光ビームとに別光学系を用いる必要が無く、本発明では、信号光ビームの０次光と信号光ビームの空間的な変調に応じた回折光とを用いるため、対物レンズなどの集光レンズに高い性能が必要では無く、装置の簡素化及び小型化には非常に有利である。
発明のホログラム記録方法は、可干渉性の参照光ビームを記録情報に応じて空間的に変調して信号光ビームを生成し、前記信号光ビームを光感応材料からなる記録媒体に照射して、前記記録媒体に入射かつ通過させ、前記記録媒体の内部の前記信号光ビームの０次光及び回折光が干渉する部位に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成することを特徴とする。
発明のホログラム再生方法は、可干渉性の参照光ビームを記録情報に応じて空間的に変調して信号光ビームを生成し、前記信号光ビームを光感応材料からなる記録媒体に照射して、前記記録媒体に入射かつ通過させ、前記記録媒体の内部の前記信号光ビームの０次光及び回折光が干渉する部位に形成された光干渉パターンによる回折格子の領域に、前記参照光ビームを、照射して前記信号光ビームに対応する再生波を生ぜしめることを特徴とする。
発明のホログラム記録再生装置は、記録情報を記録媒体内において回折格子の領域として記録し、前記回折格子の領域から記録情報を再生するホログラム記録再生装置であって、
光感応材料からなる記録媒体を装着自在に保持する支持部と、
可干渉性の参照光ビームを発生する光源と、
記録情報に応じて前記参照光ビームを空間的に変調して信号光ビームを生成する空間光変調器を含む信号光生成部と、
前記信号光ビームを前記記録媒体に照射して、前記記録媒体内に入射かつ通過させる照射光学系を含み、前記照射光学系が前記記録媒体の内部の前記信号光ビームの０次光及び回折光が干渉する部位に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成し、並びに、前記参照光ビームを前記回折格子の領域に照射して前記信号光ビームに対応する再生波を生ぜしめる干渉部と、
前記再生波により結像された記録情報を検出する検出部と、を有することを特徴とする。
発明のホログラム記録装置は、記録情報を記録媒体内において回折格子の領域として記録するホログラム記録装置であって、
光感応材料からなる記録媒体を装着自在に保持する支持部と、
可干渉性の参照光ビームを発生する光源と、
記録情報に応じて前記参照光ビームを空間的に変調して信号光ビームを生成する空間光変調器を含む信号光生成部と、
前記信号光ビームを前記記録媒体に照射して、前記記録媒体内に入射かつ通過させる照射光学系を含み、前記照射光学系が前記記録媒体の内部の前記信号光ビームの０次光及び回折光が干渉する部位に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成する干渉部と、を有することを特徴とする。
発明のホログラム再生装置は、記録情報を記録媒体内において記録された回折格子の領域から記録情報を再生するホログラム再生装置であって、
光感応材料からなる記録媒体を装着自在に保持する支持部と、
可干渉性の参照光ビームを発生する光源と、
前記参照光ビームを前記記録媒体に照射して、前記記録媒体内に入射かつ通過させる照射光学系を含み、前記照射光学系が前記参照光ビームを前記回折格子の領域に照射して前記信号光ビームに対応する再生波を生ぜしめる干渉部と、
前記再生波により結像された記録情報を検出する検出部と、を有することを特徴とする。
発明のホログラム記録再生装置は、記録情報を記録媒体内において回折格子の領域として記録し、前記回折格子の領域から記録情報を再生するホログラム記録再生装置であって、
光感応材料からなる記録媒体を保持する支持部と、
可干渉性の参照光ビームを発生する光源と、
記録情報に応じて前記参照光ビームを空間的に変調して信号光ビームを生成する空間光変調器を含む信号光生成部と、
前記信号光ビームを前記記録媒体に照射して、前記記録媒体内に入射かつ通過させる照射光学系を含み、前記照射光学系が前記記録媒体の内部の前記信号光ビームの０次光及び回折光が干渉する部位に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成し、並びに、前記参照光ビームを前記回折格子の領域に照射して前記信号光ビームに対応する再生波を生ぜしめる干渉部と、
前記記録媒体の前記信号光ビームの入射側の反対側に配置され、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域と、
前記再生波により結像された記録情報を検出する検出部と、を有することを特徴とする。
発明のホログラム記録装置は、記録情報を記録媒体内において回折格子の領域として記録するホログラム記録装置であって、
光感応材料からなる記録媒体を装着自在に保持する支持部と、
可干渉性の参照光ビームを発生する光源と、
記録情報に応じて前記参照光ビームを空間的に変調して信号光ビームを生成する空間光変調器を含む信号光生成部と、
前記信号光ビームを前記記録媒体に照射して、前記記録媒体内に入射かつ通過させる照射光学系を含み、前記照射光学系が前記記録媒体の内部の前記信号光ビームの０次光及び回折光が干渉する部位に光干渉パターンによる回折格子の領域を形成する干渉部と、
前記記録媒体の前記信号光ビームの入射側の反対側に配置され、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を前記記録媒体の内部に戻す入射光処理領域と、を有することを特徴とする。
発明のホログラム再生装置は、記録情報を記録媒体内において記録された回折格子の領域から記録情報を再生するホログラム再生装置であって、
光感応材料からなる記録媒体を装着自在に保持する支持部と、
可干渉性の参照光ビームを発生する光源と、
前記参照光ビームを前記記録媒体に照射して、前記記録媒体内に入射かつ通過させる照射光学系を含み、前記照射光学系が前記参照光ビームを前記回折格子の領域に照射して前記信号光ビームに対応する再生波を生ぜしめる干渉部と、
前記記録媒体の前記参照光ビームの入射側の反対側に配置され、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を前記記録媒体の内部に戻す入射光処理領域と、
前記再生波により結像された記録情報を検出する検出部と、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】  図１は、従来のホログラム記録再生システムを示す概略構成図である。
図２は、本発明によるホログラム記録媒体を示す概略断面図である。
図３は、本発明による実施形態のホログラム記録再生装置を説明する概略構成図である。
図４は、本発明による実施形態のホログラム記録再生装置における記録工程を説明する概略断面図である。
図５は、本発明による実施形態のホログラム記録媒体を示す概略断面図である。
図６は、本発明による実施形態のホログラム記録媒体と空間光変調器との関係を説明する概略平面図である。
図７は、本発明によるホログラム記録再生装置における記録工程を説明する概略斜視図である。
図８は、本発明による実施形態のホログラム記録再生装置における再生工程を説明する概略断面図である。
図９及び図１０は、本発明による他の実施形態のホログラム記録再生装置における記録工程を説明する概略断面図である。
図１１は、本発明による他の実施形態のホログラム記録再生装置を説明する概略構成図である。
図１２は、本発明による他の実施形態のホログラム記録再生装置における記録工程を説明する概略断面図である。
図１３は、本発明による他の実施形態のホログラム記録媒体を示す概略断面図である。
図１４は、本発明による他の実施形態のホログラム記録再生装置における再生工程を説明する概略断面図である。
図１５は、本発明による他の実施形態のホログラム記録再生装置における記録工程を説明する概略断面図である。
図１６及び図１７は、本発明による他の実施形態のホログラム記録再生装置における記録及び再生工程を説明する概略断面図である。
図１８は、本発明による他の実施形態のホログラム記録再生装置を説明する概略構成図である。
図１９は、本発明による他の実施形態のホログラム記録媒体の入射光処理領域と空間光変調器との関係を説明する概略平面図である。
図２０は、本発明によるホログラム記録再生装置における記録工程を説明する概略斜視図である。
図２１及び図２２は、本発明による他の実施形態のホログラム記録再生装置における記録工程を説明する概略断面図である。
図２３は、本発明による他の実施形態のホログラム記録再生装置を説明する概略構成図である。
図２４は、本発明による他の実施形態のホログラム記録再生装置における記録工程を説明する概略断面図である。
図２５及び図２６は、本発明による他の実施形態のホログラム記録再生装置における記録及び再生工程を説明する概略断面図である。
図２７は、本発明による他の実施形態のホログラム記録再生装置における入射光処理領域を示す概略斜視図である。
図２８は、本発明による他の実施形態のホログラム記録再生装置における記録媒体カートリッジを示す概略斜視図である。
発明を実施するための形態
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
本実施形態では記録時に別経路の参照光を用いず、その代わりに、信号光のみを記録媒体へ入射させて、信号光の０次光と回折光との干渉により屈折率格子を生成して記録し、参照光照射のみでかかる屈折率格子から信号光を再生する。記録媒体の照射側の反対側には、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を記録媒体内部に戻す入射光処理領域が一体化して設けられている。
＜第１実施例＞
図３に実施形態のホログラム記録再生装置を示す。光源１１には、例えば波長８５０ｎｍのＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）レーザを近赤外レーザ光源として用いる。参照光ビーム１２の光路上には、シャッタＳＨｓ、ビームエキスパンダＢＸ、空間光変調器ＳＬＭ、ビームスプリッタ１５、集光レンズ１６０が配置されている。シャッタＳＨｓはコントローラ３２に制御され、記録媒体への光ビームの照射時間を制御する。
ビームエキスパンダＢＸは、シャッタＳＨｓを通過した参照光ビーム１２の径を拡大して平行光線とし空間光変調器ＳＬＭに入射するように照射する。空間光変調器ＳＬＭは、エンコーダ２５より受けた２次元平面ページに対応する単位ページ系列の電気的なデータを受けて、明暗のドットマトリクス信号を表示する。参照光ビームは、データが表示されている空間光変調器ＳＬＭを通過すると光変調されて、データをドットマトリクス成分として含む信号光ビーム１２ａとなる。さらに集光レンズ１６０は、ビームスプリッタ１５を透過した信号光ビーム１２ａのドットマトリクス成分をフーリエ変換するとともに、記録媒体１０の装着位置の後方に焦点を結ぶように集光する。集光レンズ１６０により、シャッタＳＨｓが開いたとき、信号光ビーム１２ａ又は参照光ビーム１２が記録媒体１０の主面に所定入射角度例えば零度で照射される。ビームスプリッタ１５は後述する再生光を、参照光ビームの光路から分離してＣＣＤなどの光電変換器の光検出器２０へ供給する分離部である。空間光変調器ＳＬＭ及びＣＣＤ２０は、集光レンズ１６０の焦点距離に配置されている。
さらに、ビームスプリッタ１５は再生光をＣＣＤ２０に送り得る位置に配置されている。ＣＣＤ２０にはデコーダ２６が接続される。デコーダ２６はコントローラ３２へ接続される。なお、あらかじめ記録媒体１０にフォトリフラクティブ材料の種類に対応した標識を付してある場合、記録媒体１０がこれを移動させる支持部である可動ステージ６０上に装着されると、コントローラ３２は適当なセンサにより自動的にこの標識を読み取り、記録媒体１０の移動制御や記録媒体１０に適した記録再生制御を行うこともできる。
図３に示すように、記録媒体１０の入射側の反対側には、信号光ビーム１２ａの０次光を透過する０次光処理領域Ｒ１と信号光ビーム１２ａの回折光を反射する回折光処理領域Ｒ２を含む入射光処理領域Ｒが一体化して結合して設けられている。入射光処理領域Ｒは、信号光ビーム１２ａを処理するために設けられている。たとえば、入射光処理領域Ｒは、０次光処理領域Ｒ１すなわち０次光が透過する窓すなわち開口と、この開口を画定する回折光処理領域Ｒ２と、からなる。入射光処理領域Ｒはこれに限定されず、０次光処理領域Ｒ１は、回折光処理領域Ｒ２と処理が異なればよく、開口に代えて０次光を吸収する材料を設けることもできる。すわなち、０次光処理領域Ｒ１は０次光を透過又は吸収する領域であればよい。
記録の工程手順について述べる。
まず、図３に示す記録媒体１０を保持している可動ステージ６０をコントローラ３２で位置制御して、対象としている記録媒体１０を所定記録位置に移動する。
次に、記録信号をエンコーダ２５より空間光変調器ＳＬＭへ送出し、空間光変調器ＳＬＭが記録情報に対応したパターンを表示する。
次に、シャッタＳＨｓを開放して参照光ビーム１２を空間光変調器ＳＬＭに照射する。参照光ビーム１２が記録情報に対応したパターンが表示されている空間光変調器ＳＬＭにより空間的に変調され、信号光ビーム１２ａが生成される。生成された信号光ビーム１２ａが記録媒体１０へ照射され、記録が開始される。
信号光ビーム１２ａ（すなわち０次光及び回折光）による記録媒体１０内での屈折率格子の記録工程を説明する。
図４に示すように、信号光ビーム１２ａは０次光と空間的な変調に応じた回折光を含んでいる。信号光ビーム１２ａの０次光は空間的な変調によらず常に同じ波面となるのでホログラム参照光ビームと呼ぶこととし、信号光ビーム１２ａの空間的な変調に応じた回折光をホログラム信号光ビームと呼ぶこととする。すなわち記録時の信号光ビーム１２ａは少なくともホログラム参照光ビームとホログラム信号光ビームを含むことになる。
記録媒体１０に照射された信号光ビーム１２ａにより、ホログラム参照光ビームとホログラム信号光ビームとの間で光干渉パターンＰ１が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ１に対応した屈折率格子Ｐ１が記録媒体１０内に記録される。
信号光ビーム１２ａの０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）は入射光処理領域Ｒの０次光処理領域Ｒ１を透過し、記録媒体１０の入射側の反対側から出射される。信号光ビーム１２ａの回折光（すなわちホログラム信号光ビーム）は入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２で反射され、再び記録媒体１０に入射される。回折光処理領域Ｒ２で反射した信号光ビーム１２ａの回折光を反射ホログラム信号光ビームと呼ぶこととする。
記録媒体１０内には信号光ビーム１２ａのホログラム参照光ビームと反射ホログラム信号光ビームとの間で光干渉パターンＰ２が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ２に対応した屈折率格子Ｐ２が記録媒体１０内に記録される。図４には、各光干渉パターン形成の理解を容易にするために、一般的なホログラム記録における信号光として作用する光の伝播方向を白抜き矢印で示し、参照光として作用する光の伝播方向を暗色の矢印で示してある。後述の第２実施例については図９に、第３実施例については図１０に各光干渉パターン形成の理解を容易にするために、前記白抜き矢印と前記暗色の矢印を示しておく。
したがって、記録時には、空間光変調器ＳＬＭからの信号光１２ａ自身の０次光と回折光並びに０次光と回折光処理領域Ｒ２で反射した回折光が記録媒体１０内で干渉し３次元干渉パターンが生じる。図５に示すように、少なくとも光干渉パターンＰ１と光干渉パターンＰ２のそれぞれに対応したフォトリフラクティブ効果による屈折率格子Ｐ１と屈折率格子Ｐ２が記録媒体１０内にホログラム記録される。
記録媒体１０への記録終了後、コントローラ３２によりシャッタＳＨｓを閉鎖する。
記録媒体１０の所定記録位置での記録が終了したら、記録媒体１０を所定量移動し（図３のｙ方向へ）、記録媒体１０に対する信号光１２ａの位置を他の所定記録位置に変化させ、先の記録手順と同じ手順で記録する。このように逐次記録を行うことにより記録媒体１０に記録を行う。
図６は光源側から信号光１２ａの光軸方向から見た空間光変調器ＳＬＭと記録媒体１０の入射光処理領域Ｒとを並べて示した図である。図６に示すように、記録媒体１０入射側の反対側に設けられた入射光処理領域Ｒの０次光処理領域Ｒ１は、信号光１２ａの０次光が主として透過できる開口すなわち窓として機能するトラックＴＲを画定している。トラックＴＲは図６のｙ方向へ伸長している。トラックＴＲは間欠的に複数を線状にして設けることができ、これによって、０次光処理領域Ｒ１の記録媒体１０における位置情報をトラックＴＲに担持させることができる。
記録媒体１０及び空間光変調器ＳＬＭは、トラックＴＲの伸長方向ＤＴＲと空間光変調器ＳＬＭの画素マトリクスの行の伸長方向ＤＳＬＭとが所定角度θ（θ≠０）で交差するように、相対的に配置されている。他に、記録媒体１０及び空間光変調器ＳＬＭの角度設定に、マトリクスの列の伸長方向を利用しても良い。この記録媒体１０及び空間光変調器ＳＬＭの角度設定の構成は以下の理由による。
一般に、記録時には、記録情報に応じて各画素毎の透過／非透過となる２次元ドットパターンを表示した空間光変調器ＳＬＭに参照光ビーム１２が入射され空間的に変調されて信号光ビーム１２ａが生成される。信号光ビーム１２ａはフーリエ変換レンズすなわち集光レンズ１６０によりフーリエ変換され、記録媒体１０に入射され、フーリエ変換レンズに対応したフーリエ面ＦＦに信号光ビーム１２ａの０次光及び回折光の点像としてそれぞれ結像される。
図７に示すように、光空間変調器ＳＬＭで変調された信号光ビーム１２ａでは、光空間変調器の画素の繰り返し（ピッチａとする）による回折光が最高周波数成分となる。信号光ビーム１２ａは集光レンズ１６０によりフーリエ変換され、図７に示すフーリエ面ＦＦに空間光変調器ＳＬＭによる空間的な変調に応じた空間周波数スペクトル分布光強度が生じる。
画素ピッチによる空間周波数（１／ａ）、信号光ビーム１２ａの波長（λ）、フーリエ変換レンズ（集光レンズ１６０）の焦点距離（ｆ）を用いると、フーリエ面ＦＦでの０次光と１次光の間隔（ｄ１）はｄ１＝（１／ａ）・（λ）・（ｆ）のように表すことができる。例えば、光空間変調器の画素ピッチが１０μｍ、信号光ビーム１２ａの波長５３０ｎｍ、集光レンズ１６０の焦点距離１４ｍｍである場合、フーリエ面での０次光と１次回折光との間隔（ｄ１）は上式により、７５０μｍ程度となる。空間光変調ＳＬＭでの最高空間周波数成分は画素ピッチなので、フーリエ面ＦＦでは信号光ビーム１２ａの０次光の点像からもっと離れた位置に画素ピッチに応じた点像が存在する。したがって、フーリエ面ＦＦには信号光ビーム１２ａの中央の０次光と空間光変調器ＳＬＭの行方向と列方向の画素ピッチによる１次回折光と０次光とで構成される田の字型の空間内に光空間変調器の変調に応じた空間周波数スペクトル分布は存在することになる。
空間光変調器ＳＬＭの行方向に対応する回折光の点像は、フーリエ面ＦＦが入射光処理領域Ｒに含まれている。トラックＴＲの伸長方向ＤＴＲと空間光変調器ＳＬＭの画素マトリクスの行の伸長方向ＤＳＬＭの角度θ＝０度のときには、トラックＴＲ上に空間変調器ＳＬＭの画素マトリクスの行方向の空間周波数成分に応じた点像が結像される。
したがって空間光変調器ＳＬＭの行方向に対応する回折光は回折光処理領域Ｒ２で反射されないため、上述の光干渉パターンＰ２の生成において、空間光変調器ＳＬＭの行方向に応じた信号光ビーム１２ａの反射ホログラム信号光ビームは存在せず、信号光ビーム１２ａのホログラム参照光ビームとの光干渉は生じない。すなわちトラックＴＲの伸長方向ＤＴＲと空間光変調器ＳＬＭの画素マトリクスの行の伸長方向ＤＳＬＭの角度θ＝０度のときには、記録媒体１０の屈折率格子Ｐ２には空間光変調器ＳＬＭの行方向に対応した回折光による情報が記録されない。
記録情報の低周波成分は０次光の周辺に集中するが、０次光をあえて透過させ、０次光の周りに現れる残りの回折光を本実施形態では利用する。
１次回折光を有効に利用するため、すなわち信号光ビーム１２ａの（空間光変調器ＳＬＭの行方向に応じた）反射ホログラム信号光ビームと信号光ビーム１２ａの０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）とを光干渉させるために、記録媒体１０及び空間光変調器ＳＬＭは、トラックＴＲの伸長方向ＤＴＲと空間光変調器ＳＬＭの画素マトリクスの行（又は列）の伸長方向ＤＳＬＭとが所定角度θ（θ≠０）で交差するように、相対的に配置されている。
次に、再生の工程手順について述べる。
まず、図３に示す記録媒体１０を保持する可動ステージ６０をコントローラ３２で位置制御して、対象としている記録媒体１０を所定記録位置に移動する。
次に、参照光ビーム１２に対して空間的な変調を行わない状態すなわち全画素透過の情報をエンコーダ２５より空間光変調器ＳＬＭへ送出し、空間光変調器ＳＬＭの全画素透過パターンを表示させる。
次に、シャッタＳＨｓを開放してし参照光ビーム１２を空間光変調器ＳＬＭに照射し、信号光ビーム１２ａを生成し、生成した信号光ビーム１２ａを記録媒体１０に照射して再生を開始する。信号光ビーム１２ａは全透過表示の空間光変調器ＳＬＭを通過しているため変調されていない。したがって空間的な変調に応じた回折光は発生せず、信号光ビーム１２ａは０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）のみとなる。
信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）による記録媒体１０内での再生工程を説明する。
図８に示すように、再生時の信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）を記録時のホログラム参照光ビームと同じ角度、位置で記録媒体１０に照射すると、記録媒体１０内の屈折率格子Ｐ１と屈折率格子Ｐ２に照射され、記録情報に応じた屈折率格子Ｐ１より再生光１と屈折率格子Ｐ２より再生光２が発生する。信号光ビーム１２ａは０次光処理領域Ｒ１を透過して、記録媒体１０の入射側の反対側に出射される。したがって、信号光ビーム１２ａは、集光レンズ１６０に戻ることはなく、光検出器２０で受光されないので、記録情報の再生が容易になる。
再生光１は、入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２で反射し再び記録媒体１０に戻り、記録媒体１０の入射側から出射され集光レンズ１６０を通過する。再生光２は、記録時に回折光処理領域Ｒ２で反射しているので、再生光２は記録媒体１０の入射側から出射され、集光レンズ１６０を通過する。したがって再生時には、少なくとも再生光１と再生光２は記録媒体１０の入射側から出射し、集光レンズ１６０を通過する。
集光レンズ１６０を通過した再生光１と再生光２は、ビームスプリッタ１５で反射され、光検出器２０上で記録情報に応じたドットパターンを結像する。このドットパターン信号をＣＣＤ２０の受光器によって受光して、電気的なデジタルデータ信号に再変換した後、デコーダ２６に送ると、元のデータが再生される。
次に記録媒体１０の所定記録位置での再生終了後、コントローラ３２によりシャッタＳＨｓを閉鎖する。
次に記録媒体１０を移動し（図３のｙ方向）、記録媒体１０に対する信号光ビーム１２ａの位置を他の所定記録位置に変化させ、先の再生手順と同じ手順で再生する。このように逐次再生を行うことにより記録媒体１０の再生を行う。
＜第２実施例＞
さらに他の変形例では、図９に示すように、記録媒体１０の入射側の反対側の入射光処理領域Ｒに、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す回折光処理領域Ｒ２と信号光１２ａの０次光を散乱させる０次光散乱領域ＳＣをトラックに沿って内部に設けることができる。ｙ方向へ伸長しているトラック状の０次光散乱領域ＳＣは、信号光１２ａの０次光を記録媒体１０に散乱した状態で戻し、これと、入射０次光及び回折光並びに反射回折光の４つの光のうち２つの光による光干渉を干渉縞としてホログラム記録を達成する。
すなわち、記録媒体１０の入射側の反対側の入射光処理領域Ｒは、信号光ビーム１２ａの０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）を散乱させる０次光散乱領域ＳＣと回折光（すなわちホログラム信号光ビーム）を反射させる回折光処理領域Ｒ２とからなる。０次光散乱領域ＳＣはｙ方向に伸長しており、間欠的に複数を線上にして設けることができ、これによって、０次光散乱領域ＳＣの記録媒体１０における位置情報を担持させることができる。
信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム及びホログラム信号光ビーム）による記録媒体１０内での屈折率格子の記録工程を説明する。
記録媒体１０に照射された信号光ビーム１２ａにより、ホログラム参照光ビームとホログラム信号光ビームとの間で光干渉パターンＰ１が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ１に対応した屈折率格子Ｐ１が記録媒体１０内に記録される。
信号光ビーム１２ａの０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）は入射光処理領域Ｒの０次光散乱領域ＳＣで散乱され、再び記録媒体１０に入射される。０次光散乱領域ＳＣで散乱された信号光ビーム１２ａの０次光を散乱ホログラム参照光ビームと呼ぶこととする。信号光ビーム１２ａの回折光（すなわちホログラム信号光ビーム）は入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２で反射され反射ホログラム信号光ビームとなり、再び記録媒体１０に入射される。
記録媒体１０内には信号光ビーム１２ａ自身のホログラム参照光ビームと反射ホログラム信号光ビームとの間で光干渉パターンＰ２が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ２に対応した屈折率格子Ｐ２が記録媒体１０内に記録される。
記録媒体１０内には信号光ビーム１２ａの散乱ホログラム参照光ビームとホログラム信号光ビームとの間での光干渉パターンＰ３が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ３に対応した屈折率格子Ｐ３が記録媒体１０内に記録される。
記録媒体１０内には信号光ビーム１２ａの散乱ホログラム参照光ビームと反射ホログラム信号光ビームとの間での光干渉パターンＰ４が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ４に対応した屈折率格子Ｐ４が記録媒体１０内に記録される。
したがって、図９に示す変形例において、少なくとも光干渉パターンＰ１、光干渉パターンＰ２、光干渉パターンＰ３と光干渉パターンＰ４のそれぞれに対応したフォトリフラクティブ効果による屈折率格子Ｐ１、屈折率格子Ｐ２、屈折率格子Ｐ３と屈折率格子Ｐ４が記録媒体１０内にホログラム記録される。
次に、信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）による記録媒体１０内での再生工程を説明する。
再生時には参照光ビーム１２を空間的に変調しない。したがって信号光ビーム１２ａは０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）のみとなる。
再生時の信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）を記録時のホログラム参照光ビームと同じ角度、位置で記録媒体１０に照射すると、信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）は記録媒体１０内の屈折率格子Ｐ１、屈折率格子Ｐ２に照射され、記録情報に応じた屈折率格子Ｐ１より再生光１と屈折率格子Ｐ２より再生光２が発生する。次に信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）は、入射光処理領域Ｒの０次光散乱領域ＳＣで散乱され、再び記録媒体１０に入射されるので、散乱ホログラム参照光ビームとなる。散乱ホログラム参照光ビームは記録媒体１０内の屈折率格子Ｐ３と屈折率格子Ｐ４に照射され、記録情報に応じた屈折率格子Ｐ３より再生光３、屈折率格子Ｐ４より再生光４が発生する。
散乱ホログラム参照光ビームは、記録媒体１０の入射側から出射され、一部の光が集光レンズ１６０に戻るが、散乱されているため光検出器２０ではほとんど受光されず、記録清報の再生が容易になる。
再生光１及び再生光３は、入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２で反射され、再び記録媒体１０に入射され、記録媒体１０の入射側から出射され集光レンズ１６０を通過する。再生光２及び再生光４は、記録時に回折光処理領域Ｒ２で反射しているので、再生光２及び再生光４は発生後、記録媒体１０の入射側から出射され、集光レンズ１６０を通過する。したがって再生時には、少なくとも再生光１、再生光２、再生光３と再生光４は記録媒体１０の入射側から出射され、集光レンズ１６０を通過する。あとの工程は図３の実施形態と同じである。
＜第３実施例＞
さらに、図１０に示すように、記録媒体１０入射側の反対側の入射光処理領域Ｒに、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す部分として信号光１２ａの０次光を内部に偏向させる傾斜反射面を有する０次光偏向領域ＲＬをトラックに沿って内部に設けることができる。ｙ方向へ伸長しているトラック状の０次光偏向領域ＲＬは、信号光１２ａの０次光を記録媒体１０のトラックの一方側に偏らせて反射して戻し、これと、入射０次光及び回折光並びに反射回折光の４つの光のうち２つの光による光干渉を干渉縞としてホログラム記録を達成する。
すなわち、記録媒体１０の入射側の反対側の入射光処理領域Ｒに、信号光ビーム１２ａの０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）を記録媒体１０内部に偏向させ反射させる０次光偏向領域ＲＬと回折光（すなわちホログラム信号光ビーム）を反射させる回折光処理領域Ｒ２を設けている。０次光偏向領域ＲＬはｙ方向に伸長しており、間欠的に複数を線上にして設けることができ、これによって、０次光偏向領域ＲＬの記録媒体１０における位置情報を担持させることができる。
信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム及びホログラム信号光ビーム）による記録媒体１０内での屈折率格子の記録工程を説明する。
記録媒体１０に照射された信号光ビーム１２ａにより、ホログラム参照光ビームとホログラム信号光ビームとの間で光干渉パターンＰ１が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ１に対応した屈折率格子Ｐ１が記録媒体１０内に記録される。
信号光ビーム１２ａの０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）は入射光処理領域Ｒの０次光偏向領域ＲＬで偏向かつ反射され、再び記録媒体１０に入射される。０次光偏向領域ＲＬで偏向かつ反射された信号光ビーム１２ａの０次光を偏向ホログラム参照光ビームと呼ぶこととする。信号光ビーム１２ａの回折光（すなわちホログラム信号光ビーム）は入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２で反射され、再び記録媒体１０に入射される。
記録媒体１０内には信号光ビーム１２ａ自身のホログラム参照光ビームと反射ホログラム信号光ビームとの間で光干渉パターンＰ２が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ２に対応した屈折率格子Ｐ２が記録媒体１０内に記録される。
記録媒体１０内には信号光ビーム１２ａの偏向ホログラム参照光ビームとホログラム信号光ビームとの間での光干渉パターンＰ３が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ３に対応した屈折率格子Ｐ３が記録媒体１０内に記録される。
記録媒体１０内には信号光ビーム１２ａの偏向ホログラム参照光ビームと反射ホログラム信号光ビームとの間での光干渉パターンＰ４が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ４に対応した屈折率格子Ｐ４が記録媒体１０内に記録される
したがって図１０に示す変形例において、少なくとも光干渉パターンＰ１、光干渉パターンＰ２、光干渉パターンＰ３と光干渉パターンＰ４のそれぞれに対応したフォトリフラクティブ効果による屈折率格子Ｐ１、屈折率格子Ｐ２、屈折率格子Ｐ３と屈折率格子Ｐ４が記録媒体１０内にホログラム記録される。
次に、信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）による記録媒体１０内での再生工程を説明する。
再生時には参照光ビーム１２を空間的に変調しない。したがって信号光ビーム１２ａは０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）のみとなる。
再生時の信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）を記録時のホログラム参照光ビームと同じ角度、位置で記録媒体１０に照射すると、信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）は記録媒体１０内の屈折率格子Ｐ１、屈折率格子Ｐ２に照射され、記録情報に応じた屈折率格子Ｐ１より再生光１と屈折率格子Ｐ２より再生光２が発生する。次に信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）は、入射光処理領域Ｒの０次光偏向領域ＲＬで偏向かつ反射され、再び記緑媒体１０に入射されるので、偏向ホログラム参照光ビームとなる。偏向ホログラム参照光ビームは記録媒体１０内の屈折率格子Ｐ３と屈折率格子Ｐ４に照射され、記録情報に応じた屈折率格子Ｐ３より再生光３、屈折率格子Ｐ４より再生光４が発生する。
偏向ホログラム参照光ビームは、記緑媒体１０の入射側から出射される。０次光偏向領域ＲＬの傾き角度の大小により集光レンズ１６０に戻る偏向ホログラム参照光ビームの光量を制御できるので、集光レンズ１６０に光を戻さないことも可能である。また、一部の光が集光レンズ１６０に戻った場合でも、光検出器２０ではほとんど受光できず、記録情報の再生が容易になる。
再生光１及び再生光３は、入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２で反射され、再び記録媒体１０に入射され、記録媒体１０の入射側から出射され集光レンズ１６０を通過する。再生光２及び再生光４は、記録時に回折光処理領域Ｒ２で反射しているので、再生光２及び再生光４は発生後、記録媒体１０の入射側から出射され、集光レンズ１６０を通過する。したがって再生時には、少なくとも再生光１、再生光２、再生光３と再生光４は記録媒体１０の入射側から出射し、集光レンズ１６０を通過する。あとの工程は図３の実施形態と同じである。
この両変形例では、信号光ビーム１２ａの０次光が入射光処理領域Ｒを経て、再度記録媒体１０内部に戻る構成なので、照射光量を有効に使えるとともに、再生時に信号光ビーム１２ａがＣＣＤに受光されないようにして、記録情報の再生を容易にすることができる。
＜第４実施例＞
また、上記実施形態では入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２が光を反射する形態でのホログラム記録再生を示してきたが、回折光処理領域Ｒ２が光を透過する形態で用いても同等の効果を発揮できる。
図１１は、入射光処理領域Ｒの０次光処理領域Ｒ１と回折光処理領域Ｒ２が入射光を透過する形態すなわち全ての入射光を透過する入射光処理領域Ｒを用いた他の実施形態のホログラム記録再生装置を示す。このホログラム記録再生装置は、ビームスプリッタ１３、ミラー１８、１９からなる参照光を生成する光学系を除いた以外、図１に示す装置と同様である。０次光処理領域Ｒ１と回折光処理領域Ｒ２とで透過率（又は反射率又は吸収率）を異ならしめて、０次光と回折光とを分離する異なる処理を行うことで、０次光処理領域Ｒ１をトラッキングサーボのためにトラックとして用いることができる。
記録時には、図１１及び図１２に示すように、空間光変調器ＳＬＭからの信号光ビーム１２ａは０次光と空間的な変調に応じた回折光を含んでいるので、信号光１２ａ自身の０次及び回折光が記録媒体１０内で干渉し３次元干渉パターンが生じる。
すなわち、記録媒体１０に照射された信号光ビーム１２ａにより、ホログラム参照光ビームとホログラム信号光ビームとの間で光干渉パターンＰ１が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ１に対応した屈折率格子Ｐ１が記録媒体１０内に記録される。
信号光ビーム１２ａの０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）は入射光処理領域Ｒの０次光処理領域Ｒ１を透過し、信号光ビーム１２ａの回折光（すなわちホログラム信号光ビーム）は入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２を透過する。
したがって図１３に示すように、少なくとも光干渉パターンＰ１に対応したフォトリフラクティブ効果による屈折率格子Ｐ１が記録媒体１０内にホログラム記録される。
再生時には、図１１及び図１４に示すように、参照光ビーム１２に対して空間的な変調をしない状態すなわち全透過表示の空間光変調器ＳＬＭを経た信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）を記録時のホログラム参照光ビームと同じ角度、位置で記録媒体１０に照射すると、記録媒体１０内の屈折率格子Ｐ１に照射され、記録情報に応じた屈折率格子Ｐ１より再生光１が発生する。再生時の信号光ビーム１２ａは０次光のみのため、０次光処理領域Ｒ１を透過して記録媒体１０の入射側の反対側に出射され、集光レンズ１６ａを通過する。再生光１も記録媒体１０の入射側の反対側に出射され、集光レンズ１６ａを通過する。したがって、再生時には、少なくとも記録情報に応じた再生光１は記録媒体１０の入射側の反対側から出射され、集光レンズ１６ａを通過する。さらに、このドットパターン信号を含んだ集光レンズ１６ａを通過した再生光１を焦点距離位置の光検出器２０によって受光して、電気的なデジタルデータ信号に再変換した後、デコーダ２６に送ると、元のデータが再生される。
図１１で示す実施形態では、再生時には信号光ビーム１２ａも光検出器２０の受光器によって受光されるので、記録情報を精度良く得るには記録媒体１０内の屈折率格子Ｐ１による再生光１の光量が多くなる特性を持つ光感応材料を用いると良い。
＜第５実施例＞
さらに他の変形例では、図１５に示すように、記録媒体１０入射側の反対側に、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域として信号光１２ａの０次光のみを散乱させる０次光散乱領域ＳＣをトラック（ｙ方向）に沿って内部に設けることができる。ｙ方向へ伸長しているトラック状の０次光散乱領域ＳＣは、信号光１２ａの０次光を記録媒体１０に散乱した状態で戻し、これと、入射０次光及び回折光の４つの光のうち２つの光による光干渉を干渉縞としてホログラム記録を達成する。
すなわち、記録媒体１０の入射側の反対側の入射光処理領域Ｒは、信号光ビーム１２ａの０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）を散乱させる０次光散乱領域ＳＣと回折光（すなわちホログラム信号光ビーム）を透過させる回折光処理領域Ｒ２とからなる。０次光散乱領域ＳＣはｙ方向に伸長しており、間欠的に複数を線上にして設けることができ、これによって、０次光散乱領域ＳＣの記録媒体１０における位置情報を担持させることができる。
信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム及びホログラム信号光ビーム）による記録媒体１０内での屈折率格子の記録工程を説明する。
記録媒体１０に照射された信号光ビーム１２ａにより、ホログラム参照光ビームとホログラム信号光ビームとの間で光干渉パターンＰ１が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ１に対応した屈折率格子Ｐ１が記録媒体１０内に記録される。
信号光ビーム１２ａの０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）は入射光処理領域Ｒの０次光散乱領域ＳＣで散乱され、再び記録媒体１０に入射される。０次光散乱領域ＳＣで散乱された信号光ビーム１２ａの０次光を散乱ホログラム参照光ビームと呼ぶこととする。信号光ビーム１２ａの回折光（すなわちホログラム信号光ビーム）は入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２を透過し、記録媒体１０の入射側の反対側に出射される。
記録媒体１０内には信号光ビーム１２ａの散乱ホログラム参照光ビームとホログラム信号光ビームとの間での光干渉パターンＰ２が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ２に対応した屈折率格子Ｐ２が記録媒体１０内に記録される。
したがって、図１５に示す変形例において、少なくとも光干渉パターンＰ１と光干渉パターンＰ２のそれぞれに対応したフォトリフラクティブ効果による屈折率格子Ｐ１と屈折率格子Ｐ２が記録媒体１０内にホログラム記録される。
次に、信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）による記録媒体１０内での再生工程を説明する。
再生時には参照光ビーム１２を空間的に変調しない。したがって信号光ビーム１２ａは０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）のみとなる。
再生時の信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）を記録時のホログラム参照光ビームと同じ角度、位置で記録媒体１０に照射すると、信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）は記録媒体１０内の屈折率格子Ｐ１に照射され、記録情報に応じた屈折率格子Ｐ１より再生光１が発生する。次に信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）は、入射光処理領域Ｒの０次光散乱領域ＳＣで散乱され、再び記録媒体１０に入射されるので、散乱ホログラム参照光ビームとなる。散乱ホログラム参照光ビームは記録媒体１０内の屈折率格子Ｐ２に照射され、記録情報に応じた屈折率格子Ｐ２より再生光２が発生する。
再生光１及び再生光２は、入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２を透過し、記録媒体１０の入射側のの反対側に出射され集光レンズ１６ａを通過する。したがって再生時には、少なくとも再生光１と再生光２は記録媒体１０の入射側の反対側から出射され、集光レンズ１６ａを通過する。あとの工程は図１４の実施形態と同じである。
散乱ホログラム参照光ビームは、記録媒体１０の入射側から出射されるので、集光レンズ１６ａを通過する光はほとんど無く、光検出器２０ではほとんど受光されず、記録情報の再生が容易になる。
＜第６実施例＞
また、図１６に示す変形例のように、記録媒体１０入射側の反対側に、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域Ｒとして信号光１２ａの０次光のみを内部に反射させる０次光反射領域ＲＲをトラックに沿って内部に設けることができる。ｙ方向へ伸長しているトラック状の０次光反射領域ＲＲは、信号光１２ａの０次光を記録媒体１０のトラック上に反射して戻し、これと、入射０次光及び回折光の４つの光のうち２つの光による光干渉を干渉縞としてホログラム記録を達成する。
すなわち、記録媒体１０の入射側の反対側の入射光処理領域Ｒは、信号光ビーム１２ａの０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）を記録媒体１０の内部に反射させる０次光反射領域ＲＲと回折光（すなわちホログラム信号光ビーム）を透過させる回折光処理領域Ｒ２とからなる。０次光反射領域ＲＲはｙ方向に伸長しており、間欠的に複数を線上にして設けることができ、これによって、０次光反射領域ＲＲの記録媒体１０における位置情報を担持させることができる。
信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム及びホログラム信号光ビーム）による記録媒体１０内での屈折率格子の記録工程を説明する。
記録媒体１０に照射された信号光ビーム１２ａにより、ホログラム参照光ビームとホログラム信号光ビームとの間で光干渉パターンＰ１が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ１に対応した屈折率格子Ｐ１が記録媒体１０内に記録される。
信号光ビーム１２ａの０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）は入射光処理領域Ｒの０次光反射領域ＲＲで反射され、再び記録媒体１０内に入射される。０次光反射領域ＲＲで反射された信号光ビーム１２ａの０次光を反射ホログラム参照光ビームと呼ぶこととする。信号光ビーム１２ａの回折光（すなわちホログラム信号光ビーム）は入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２を透過し、記録媒体１０の入射側の反対側に出射される。
記緑媒体１０内には信号光ビーム１２ａの反射ホログラム参照光ビームとホログラム信号光ビームとの間での光干渉パターンＰ２が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ２に対応した屈折率格子Ｐ２が記録媒体１０内に記録される。
したがって図１６に示す変形例において、少なくとも光干渉パターンＰ１と光干渉パターンＰ２のそれぞれに対応したフォトリフラクティブ効果による屈折率格子Ｐ１と屈折率格子Ｐ２が記録媒体１０内にホログラム記録される。
次に、信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）による記録媒体１０内での再生工程を説明する。
再生時には参照光ビーム１２を空間的に変調しない。したがって信号光ビーム１２ａは０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）のみとなる。
再生時の信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）を記録時のホログラム参照光ビームと同じ角度、位置で記録媒体１０に照射すると、信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）は記録媒体１０内の屈折率格子Ｐ１に照射され、記録情報に応じた屈折率格子Ｐ１より再生光１が発生する。次に信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）は、入射光処理領域Ｒの０次光反射領域ＲＲで反射され、再び記録媒体１０に入射されるので、反射ホログラム参照光ビームとなる。反射ホログラム参照光ビームは記録媒体１０内の屈折率格子Ｐ２に照射され、記録情報に応じた屈折率格子Ｐ２より再生光２が発生する。
再生光１及び再生光２は、入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２を透過し、記録媒体１０の入射側の反対側に出射され集光レンズ１６ａを通過する。したがって、再生時には、少なくとも再生光１と再生光２は記録媒体１０の入射側の反対側から出射され、集光レンズ１６ａを通過する。あとの工程は図１４の実施形態と同じである。
反射ホログラム参照光ビームは、記録媒体１０の入射側から出射されるので、集光レンズ１６ａを通過する光は無いため、光検出器２０では受光されず、記録情報の再生が容易になる。
＜第７実施例＞
さらに、図１７に示す変形例のように、記録媒体１０入射側の反対側に、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域Ｒとして信号光１２ａの０次光を内部に偏向させる０次光偏向領域ＲＬをトラックに沿って内部に設けることができる。ｙ方向へ伸長しているトラック状の０次光偏向領域ＲＬは、信号光１２ａの０次光を記録媒体１０のトラックの一方側に偏らせて反射して戻し、これと、入射０次光及び回折光の４つの光のうち２つの光による光干渉を干渉縞としてホログラム記録を達成する。
すなわち、記録媒体１０の入射側の反対側の入射光処理領域Ｒは、信号光ビーム１２ａの０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）を記録媒体１０の内部に偏向させ反射させる０次光偏向領域ＲＬと回折光（すなわちホログラム信号光ビーム）を透過させる回折光処理領域Ｒ２とからなる。０次光反射領域ＲＬはｙ方向に伸長しており、間欠的に複数を線上にして設けることができ、これによって、０次光偏向領域ＲＬの記録媒体１０における位置情報を担持させることができる。
信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム及びホログラム信号光ビーム）による記録媒体１０内での屈折率格子の記録工程を説明する。
記録媒体１０に照射された信号光ビーム１２ａにより、ホログラム参照光ビームとホログラム信号光ビームとの間で光干渉パターンＰ１が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ１に対応した屈折率格子Ｐ１が記録媒体１０内に記録される。
信号光ビーム１２ａの０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）は入射光処理領域Ｒの０次光偏向領域ＲＬで偏向かつ反射され、再び記録媒体１０内に入射される。０次光反射領域ＲＬで偏光かつ反射された信号光ビーム１２ａの０次光を偏向ホログラム参照光ビームと呼ぶこととする。信号光ビーム１２ａの回折光（すなわちホログラム信号光ビーム）は入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２を透過し、記録媒体１０の入射側の反対側に出射される。
記録媒体１０内には信号光ビーム１２ａの偏向ホログラム参照光ビームとホログラム信号光ビームとの間での光干渉パターンＰ２が生じ、フォトリフラクティブ効果により光干渉パターンＰ２に対応した屈折率格子Ｐ２が記録媒体１０内に記録される。
したがって、図１７に示す変形例において、少なくとも光干渉パターンＰ１と光干渉パターンＰ２のそれぞれに対応したフォトリフラクティブ効果による屈折率格子Ｐ１と屈折率格子Ｐ２が記録媒体１０内にホログラム記録される。
次に、信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）による記録媒体１０内での再生工程を説明する。
再生時には参照光ビーム１２を空間的に変調しない。したがって信号光ビーム１２ａは０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）のみとなる。
再生時の信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）を記録時のホログラム参照光ビームと同じ角度、位置で記録媒体１０に照射すると、信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）は記録媒体１０内の屈折率格子Ｐ１に照射され、記録情報に応じた屈折率格子Ｐ１より再生光１が発生する。次に信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）は、入射光処理領域Ｒの０次光偏光領域ＲＬで偏向かつ反射され、再び記録媒体１０に入射されるので、偏向ホログラム参照光ビームとなる。偏向ホログラム参照光ビームは記録媒体１０内の屈折率格子Ｐ２に照射され、記録情報に応じた屈折率格子Ｐ２より再生光２が発生する。
再生光１及び再生光２は、入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２を透過し、記録媒体１０の入射側の反対側に出射され集光レンズ１６ａを通過する。したがって再生時には、少なくとも再生光１と再生光２は記録媒体１０の入射側の反対側から出射され、集光レンズ１６ａを通過する。あとの工程は図１４の実施形態と同じである。
偏向ホログラム参照光ビームは、記録媒体１０の入射側から出射されるので、集光レンズ１６ａを通過する光は無いため、光検出器２０では受光されず、記録情報の再生が容易になる。
これらの変形例は、信号光ビーム１２ａの０次光のみを記録媒体１０の内部に戻す構成で、照射光量を有効に使えるとともに、再生時に信号光ビーム１２ａ（すなわちホログラム参照光ビーム）が光検出器２０に受光されず、記録情報の再生を容易にすることができる。
また、上記各実施形態では記録媒体１０と入射光処理領域Ｒが一体化した形態で、ホログラム記録再生を行ってきたが、記録媒体１０と入射光処理領域Ｒを離して、入射光処理領域Ｒを装置側に設けても同等のホログラム記録再生の効果が発揮される。以下に、入射光処理領域Ｒを装置側に設けた実施例を示す。
＜第８実施例＞
図１８に記録媒体１０を用いた他の実施形態のホログラム記録再生装置を示す。このホログラム記録再生装置は、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を記録媒体１０内部に戻す回折光処理領域Ｒ２を含む入射光処理領域Ｒが記録媒体１０の入射側の反対側に、離間して備えている。入射光処理領域Ｒは、入射光の０次光を透過する０次光処理領域Ｒ１と回折光を反射する回折光処理領域Ｒ２とからなる。０次光処理領域Ｒ１は回折光処理領域Ｒ２と処理が異なればよく、０次光を吸収する処理でもよい。すなわち、０次光処理領域Ｒ１は０次光を透過又は吸収する処理を行う領域であればよい。図１８に示すホログラム記録再生装置は、離間した入射光処理領域Ｒ以外、図３に示す装置と同様である。
図１９に示すように、装置において記録媒体１０入射側の反対側に設けられた入射光処理領域Ｒの０次光処理領域Ｒ１は、信号光１２ａの０次光が主として透過できる窓である。記録媒体１０は、０次光処理領域Ｒ１の窓に対して図のｙ方向へ相対移動できるように構成されている。０次光処理領域Ｒ１の伸長方向ＤＴＲと空間光変調器ＳＬＭの画素マトリクスの行（又は列）の伸長方向ＤＳＬＭとが所定角度θ（θ≠０）で交差するように、入射光処理領域Ｒと空間光変調器ＳＬＭとが相対的に配置されている。
図２０に示すように、ホログラム記録において光空間変調器ＳＬＭで変調された信号光ビーム１２ａは、光空間変調器の画素の繰り返し（ピッチａとする）による回折光が最高周波数成分となる。信号光ビーム１２ａは集光レンズ１６０によりフーリエ変換され、図２０に示すフーリエ面ＦＦに空間光変調器ＳＬＭによる空間的な変調に応じた空間周波数スペクトル分布光強度が生じる。
記録及び再生の工程手順は、入射光処理領域Ｒと記録媒体１０が相対的に移動可能であること以外、図３に示す実施例と同様である。
＜第９実施例＞
さらに他の変形例では、図２１に示すように、記録媒体１０入射側の反対側の入射光処理領域Ｒにおいて、０次光処理領域として透過部に代えて、信号光１２ａの０次光を散乱させる０次光散乱領域ＳＣを設けることができる。０次光散乱領域ＳＣは、信号光１２ａの０次光を記録媒体１０に散乱した状態で戻し、これと、入射０次光及び回折光並びに反射回折光の４つの光のうち２つの光による光干渉を干渉縞としてホログラム記録を達成する。
＜第１０実施例＞
さらに、図２２に示すように、記録媒体１０入射側の反対側の入射光処理領域Ｒに、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す部分として信号光１２ａの０次光を内部に偏向させる傾斜反射面を有する０次光偏向領域ＲＬを設けることができる。０次光偏向領域ＲＬは、信号光１２ａの光軸に関して０次光を記録媒体１０の一方側に偏らせて反射して戻し、これと、入射０次光及び回折光並びに反射回折光の４つの光のうち２つの光による光干渉を干渉縞としてホログラム記録を達成する。
＜第１１実施例＞
さらにまた、図２３に入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２が入射光を透過する形態の他の実施形態のホログラム記録再生装置を示す。このホログラム記録再生装置は、ビームスプリッタ１３、ミラー１８、１９からなる参照光を生成する光学系を除き、入射光処理領域Ｒを設けた以外、図１に示す装置と同様である。すなわち、この実施形態では入射光処理領域Ｒは、０次光を散乱する０次光散乱領域ＳＣと、回折光を透過する回折光用透過部Ｔとからなる。
図２４に示すように、記録媒体１０入射側の反対側に、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を内部に戻す入射光処理領域として信号光１２ａの０次光のみを散乱させる０次光散乱領域ＳＣを入射光処理領域（ｙ方向）に沿って伸長して内部に設けることができる。ｙ方向へ伸長している入射光処理領域の０次光散乱領域ＳＣは、信号光１２ａの０次光を記録媒体１０に散乱した状態で戻し、これと、入射０次光及び回折光との干渉縞としてフォトリフラクティブ効果により記録媒体１０内に屈折率格子領域が形成される。再生時には、記録媒体１０は装置において、記録時同様に、記録媒体１０を通過する収束した参照光１２が入射するように固定される。再生工程において、参照光１２が記録媒体１０を通過すると、記録媒体１０の屈折率格子の領域より回折光が得られる。参照光１２の照射された記録媒体１０の反対側には、記録された光干渉パターンを再現した再生光が現れる。この再生光を逆フーリエ変換レンズ１６ａに導いて、逆フーリエ変換するとドットパターン信号を再現することができる。さらに、このドットパターン信号を焦点距離位置の光検出器２０によって受光して、電気的なデジタルデータ信号に再変換した後、デコーダに送ると、元のデータが再生される。
＜第１２実施例＞
さらにまた、図２５に入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２が入射光を透過する形態の他の実施形態のホログラム記録再生装置の一部を示す。このホログラム記録再生装置は、信号光１２ａの０次光のみを内部に反射させる０次光反射領域ＲＲと、回折光を透過する回折光用透過部Ｔとからなる入射光処理領域Ｒを設けた以外、図２３に示す装置と同様である。すなわち、記録媒体１０の入射側の反対側の入射光処理領域Ｒは、信号光ビーム１２ａの０次光（すなわちホログラム参照光ビーム）を記録媒体１０の内部に反射させる０次光反射領域ＲＲと回折光（すなわちホログラム信号光ビーム）を透過させる回折光処理領域Ｒ２とからなる。
＜第１３実施例＞
さらにまた、図２６に入射光処理領域Ｒの回折光処理領域Ｒ２が入射光を透過する形態の他の実施形態のホログラム記録再生装置の一部を示す。このホログラム記録再生装置は、０次光を記録媒体内部へ偏向する０次光偏向領域ＲＬと回折光を透過する回折光用透過部Ｔとからなる入射光処理領域Ｒを設けた以外、図２３に示す装置と同様である。すなわち、ｙ方向へ伸長している入射光処理領域の０次光偏向領域ＲＬは、信号光１２ａの０次光を記録媒体１０の入射光処理領域の一方側に偏らせて反射して戻し、これと、入射０次光及び回折光の４つの光のうち２つの光による光干渉を干渉縞としてホログラム記録を達成する。
これらの変形例は、信号光の０次光のみを記録媒体１０内部に戻す構成で、照射光量を有効に使うことができる。また、入射光処理領域は、入射光の０次光と回折光とを分離して一部の光を記録媒体に戻すために、０次光処理領域と回折光処理領域又は透過部とは異なる態様で光を処理する。よって、入射光処理領域は、０次光を透過又は吸収する０次光処理領域と、回折光を反射又は偏向する回折光処理領域と、を有することもできる。さらに、入射光処理領域は、０次光を反射、反射、散乱、偏向又は吸収する０次光処理領域と、異なる態様で回折光を反射又は偏向する回折光処理領域と、を有することもできる。
＜第１４実施例＞
さらに他の実施形態においては、図１８に示すホログラム記録再生装置における記録媒体１０に近接する入射光処理領域Ｒが独立して構成されているが、図２７に示すように、入射光処理領域Ｒと集光レンズ１６０とを筐体Ｒｓｕに固着してこれらの間に記録媒体１０が挿入できるように一体化して構成できる。
＜第１５実施例＞
また、記録媒体１０の形態はディスク、カードなど種々の形状で構成できるが、図２８に示すように、これら記録媒体をカートリッジＣＲに収納してその内壁面に入射光処理領域Ｒを設けることもできる。
＜第１６実施例＞
なお、上記実施形態では、ホログラム記録再生方法及びホログラム記録再生装置を例に説明したが、本発明は、明らかに、ホログラムの記録方法、ホログラム再生方法、ホログラム記録装置及びホログラム再生装置を含む。また、上記実施形態では、２次元データに応じて空間的に変調したいわゆる２次元変調の実施例を説明したが、本発明は１次元データに応じて空間的に変調した１次元変調のホログラム記録再生にも応用できる。また、上記実施形態では、記録媒体の光感応材料としてフォトリフラクティブ材料を用いて実施例を説明したが、いずれの実施形態でも、他の光感応材料たとえば、ホールバーニング材料やフォトクロミック材料で実施可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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