(57)【要約】【課題】光学系をコンパクトに保ちつつ参照光の対象物への照射面積を抑えることが可能な偏向光学ユニット、当該偏向光学ユニットに用いられるホログラム素子、当該ホログラム素子を作製するホログラム素子作製装置およびホログラム素子作製方法、および当該偏向光学ユニットを用いた情報記録装置および情報再生装置を提供する。【解決手段】レーザー光源１０５から出射された光束１０４は、スペイシャルフィルタ１０６により所望のビーム径に変換され、コリメートレンズ１０７により平行光に変換される。平行光となった光束１０４は、ＮＤフィルタ１２８により強度が調整される。強度が調整された光束１０４は、ミラー１０９により角度回転ミラー１０１に導かれる。角度回転ミラー１０１は、光束１０４をホログラム素子１０２に向けて反射する。ホログラム素子１０２には、光束１０４の入射位置にかかわらず所定の位置に再生光１０３ａ〜１０３ｃが集光するように予めホログラムが記録されている。【選択図】図１
2009020483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射された光束を偏向させるためのホログラム素子であって、
第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第１の領域内を通過して前記ホログラム素子へ入射する第１の光束を受ける第１のホログラムと、
前記第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第２の領域内を通過して前記ホログラム素子へ入射する第２の光束を受ける第２のホログラムとを備え、
前記第１のホログラムでの第１の回折光は、第２の基点を通り前記第１の回折光のビーム径によって定まる第３の領域を通過し、
前記第２のホログラムでの第２の回折光は、前記第２の基点を通り前記第２の回折光のビーム径によって定まる第４の領域を通過する、ホログラム素子。
【請求項２】
前記第１および第２の光束ならびに前記第１および第２の回折光は、いずれも平行光である、請求項１に記載のホログラム素子。
【請求項３】
前記第１および第２のホログラムは、前記ホログラム素子に多重記録されている、請求項１または２に記載のホログラム素子。
【請求項４】
前記第１および第２のホログラムは、前記ホログラム素子への前記第１および第２の光束の入射角度によらず一定の回折効率で前記第１および第２の回折光をそれぞれ出射する、請求項１〜３のいずれかに記載のホログラム素子。
【請求項５】
前記第１および第２の回折光の光束径は、前記第１および第２のホログラムからの出射位置によって異なる、請求項１〜４のいずれかに記載のホログラム素子。
【請求項６】
ホログラム素子を作製するためのホログラム素子作製装置であって、
光ビームを出射する光源と、
前記光ビームを作製用信号光と作製用参照光とに分離するビームスプリッタと、
信号光基準点を中心に角度を回転させることによって、前記作製用信号光を前記ホログラム素子の各領域に反射する第１の角度回転ミラーと、
参照光基準点を中心に角度を回転させることによって、前記作製用参照光を前記作製用信号光が前記ホログラム素子を照射した個所に反射する第２の角度回転ミラーと、
前記作製用信号光が前記ホログラム素子を透過した後、前記作製用信号光を前記信号光基準点に向けて反射するミラーと、
前記作製用信号光と前記作製用参照光との偏光を一致させる偏光調整部とを備える、ホログラム素子作製装置。
【請求項７】
前記作製用信号光および前記作製用参照光のビーム径を変化させるアパーチャをさらに備える、請求項６に記載のホログラム素子作製装置。
【請求項８】
前記ホログラム素子は、請求項１〜５のいずれかに記載のホログラム素子であって、
前記参照光基準点は、前記第１および第２の領域に含まれる前記第１の基点に対応し、
前記信号光基準点は、前記第３および第４の領域に含まれる前記第２の基点に対応する、請求項６または７に記載のホログラム素子作製装置。
【請求項９】
ホログラム素子を作製するためのホログラム素子作製方法であって、
光ビームを出射するステップと、
前記光ビームを作製用信号光と作製用参照光とに分離するステップと、
信号光基準点を中心に角度を回転させることによって、前記作製用信号光を前記ホログラム素子の各領域に反射するステップと、
参照光基準点を中心に角度を回転させることによって、前記作製用参照光を前記作製用信号光が前記ホログラム素子を照射した個所に反射するステップと、
前記作製用信号光が前記ホログラム素子を透過した後、前記作製用信号光を前記信号光基準点に向けて反射するステップと、
前記作製用信号光と前記作製用参照光との偏光を一致させるステップと、
前記作製用信号光と前記作製用参照光とを前記ホログラム素子の所定の位置で干渉させることにより多重記録するステップとを備える、ホログラム素子作製方法。
【請求項１０】
前記作製用信号光および前記作製用参照光のビーム径を変化させるステップをさらに備える、請求項９に記載のホログラム素子作製方法。
【請求項１１】
前記ホログラム素子は、請求項１〜５のいずれかに記載のホログラム素子であって、
前記参照光基準点は、前記第１および第２の領域に含まれる前記第１の基点に対応し、
前記信号光基準点は、前記第３および第４の領域に含まれる前記第２の基点に対応する、請求項９または１０に記載のホログラム素子作製方法。
【請求項１２】
光ビームを偏向させる偏向光学ユニットであって、
入射光の入射位置にかかわらず、前記入射光を再生光として所定の位置に照射するホログラム素子と、
角度を回転させることによって、前記ホログラム素子の各領域に向けて光ビームを反射する角度回転ミラーとを備える、偏向光学ユニット。
【請求項１３】
前記再生光の前記所定の位置への照射面積は、前記ホログラム素子からの出射角度にかかわらず一定である、請求項１２に記載の偏向光学ユニット。
【請求項１４】
前記ホログラム素子は、請求項１〜５のいずれかに記載のホログラム素子である、請求項１２または１３に記載の偏向光学ユニット。
【請求項１５】
前記角度回転ミラーの回転中心は、請求項６〜８のいずれかに記載の参照光基準点に設けられ、前記所定の位置は、請求項６〜８のいずれかに記載の信号光基準点に設定される、請求項１２〜１４のいずれかに記載の偏向光学ユニット。
【請求項１６】
角度多重記録方式により信号光と記録用参照光との干渉縞をホログラム記録媒体に記録する情報記録装置であって、
光束を出射する光源と、
前記光束を信号光と参照光とに分離するビームスプリッタと、
前記信号光に情報を与える空間光変調器と、
前記信号光を前記ホログラム記録媒体に集光する対物レンズと、
前記参照光を角度多重記録に合わせて偏向させて前記ホログラム記録媒体に集光する偏向光学ユニットとを備え、
前記偏向光学ユニットは、
入射光の入射位置にかかわらず、前記入射光を前記記録用参照光として前記ホログラム記録媒体の所定の位置に照射するホログラム素子と、
角度を回転させることによって、前記ホログラム素子の各領域に向けて光ビームを反射する角度回転ミラーとを含む、情報記録装置。
【請求項１７】
前記偏向光学ユニットは、請求項１２〜１５のいずれかに記載の偏向光学ユニットである、請求項１６に記載の情報記録装置。
【請求項１８】
角度多重記録方式により信号光と記録用参照光との干渉縞が記録されているホログラム記録媒体から再生用参照光によって情報を再生する情報再生装置であって、
前記参照光を角度多重記録に合わせて偏向させて前記ホログラム記録媒体に集光する偏向光学ユニットを備え、
前記偏向光学ユニットは、
入射光の入射位置にかかわらず、前記入射光を前記再生用参照光として前記ホログラム記録媒体の所定の位置に照射するホログラム素子と、
角度を回転させることによって、前記ホログラム素子の各領域に向けて光ビームを反射する角度回転ミラーとを含む、情報再生装置。
【請求項１９】
前記偏向光学ユニットは、請求項１２〜１５のいずれかに記載の偏向光学ユニットである、請求項１８に記載の情報再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ホログラム素子、ホログラム素子作製装置、ホログラム素子作製方法、偏向光学ユニット、情報記録装置および情報再生装置に関し、より特定的には、光束を偏向するホログラム素子、ホログラム素子を作製するためのホログラム素子作製装置およびホログラム素子作製方法、ホログラム素子を用いて参照光の光軸を偏向する偏向光学ユニット、および偏向光学ユニットを用いた情報記録装置および情報再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ホログラム技術を利用して大容量データの記録再生を行なうホログラム記録再生装置が提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。このホログラム記録再生装置では、記録密度向上のために多重記録という手法が用いられる。これは、従来のホログラム記録と異なり、１箇所に多数の独立なページを記録する方式である。このような多重記録方式として、代表的には、角度多重記録、シフト多重記録、位相コード多重記録などがあるが、その他スペックル多重など各種の方式が知られている。
【０００３】
図１４は、従来のホログラム記録再生装置１０００における構成を部分的に示した概略構成図である。
【０００４】
図１４を参照して、従来のホログラム記録再生装置１０００は、スキャンミラー１００１と、４ｆ光学系を構成するレンズ１００２，１００３とを備える。ホログラム記録再生装置１０００は、角度多重記録方式でホログラム記録材料（ホログラム記録媒体）１００６に情報を記録する。
【０００５】
図示しないレーザー光源から出射されたレーザー光は、信号光１００４と参照光１００５とに分岐される。空間変調器（図示せず）で空間的に変調された信号光１００４は、図示しない信号光光学系を通じてホログラム記録材料１００６に集光される。一方、参照光１００５は、図示しない参照光光学系を通じてスキャンミラー１００１により反射され、所望の角度で参照光光学系のレンズ１００２に入射する。
【０００６】
参照光１００５は、レンズ１００３を介してホログラム記録材料１００６を照射する。図１４に示すように、信号光１００４と参照光１００５との干渉により発生する干渉縞すなわちホログラム１００７がホログラム記録材料１００６に記録される。ここで、スキャンミラー１００１の角度を変化させると、その角度変化に応じて参照光１００５のホログラム記録材料１００６への入射角度が変化する。この入射角度毎に異なったホログラム１００７がホログラム記録材料１００６の同一記録領域に多重記録される。
【０００７】
上記のように、図１４のホログラム記録再生装置１０００では、参照光１００５を偏向させるためにスキャンミラー１００１を用いている。特許文献１では、スキャンミラー１００１の代替として回折光学素子を用いる手法も提案されている。
【０００８】
図１５は、図１４のホログラム記録再生装置１０００において入射角度の変化により参照光１００５がホログラム記録材料１００６を照射する面積の変化を示す図である。
【０００９】
図１５に示すように、参照光１００５ａ，１００５ｂは、ビームの太さが一定で、ホログラム記録材料１００６への入射角度Ａｇ，Ｂｇが異なる。この場合、図１５から明らかなように、参照光１００５ａに比べて参照光１００５ｂの方が、ホログラム記録材料１００６への照射面積が大きくなる。
【００１０】
図１６は、図１４のホログラム記録再生装置１０００において参照光１００５の入射角度の変化に対するホログラム記録材料１００６への照射面積の変化を示す図である。
【００１１】
図１６において、参照光１００５ａ〜１００５ｃは、いずれもビーム径φ１が一定であるものとする。この場合、図１６の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、スキャンミラー１００１の角度が変化して参照光１００５ａ〜１００５ｃの入射角度Ａｎ〜Ｃｎが小さくなればなるほど、ホログラム記録材料１００６に対する参照光１００５ａ〜１００５ｃの照射径φ１〜φ３は大きくなる（φ１＜φ２＜φ３）。
【００１２】
図１７は、図１４のホログラム記録再生装置１０００においてホログラム記録材料１００６に記録されたホログラム１００７を再生する様子を示した図である。
【００１３】
図１７を参照して、再生時には、参照光１００５のみがホログラム記録材料１００６に照射される。図１７では、説明を明確にするために、ホログラム記録材料１００６に対してある入射角で入射する参照光１００５ｐの光路を太矢印で示している。参照光１００５は、記録時と同様に、スキャンミラー１００１によって所望の角度に偏向され、レンズ１００２，１００３を通過してホログラム記録材料１００６に入射する。そのとき、ホログラム記録材料１００６に記録されているホログラム１００７から再生光１００８が発生する。再生光１００８は、図示しないイメージセンサによって光電変換された後、画像処理を施されてデータとして再生される。
【特許文献１】特開２００６−７８９４２号公報
【非特許文献１】J. Ashley  外１０名、「ホログラムデータ記憶（Holographic data storage)」、IBM, J. RES. DEVELOP，VOL. 44，NO.3，MAY 2000
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来のホログラム記録再生装置１０００では、参照光１００５のホログラム記録材料１００６に対する入射角度が図１５，１６のように変化したとき、信号光１００４は、参照光１００５の入射角度の変化にかかわらず、一定の入射角度でホログラム記録材料１００６の同一面積部分を照射する。これは、参照光１００５の照射面積が増えるほど、信号光１００４の照射範囲を含んで参照光１００５がホログラム記録材料１００６を照射する範囲が広がることを意味している。
【００１５】
しかしながら、ホログラム記録再生装置１０００では、参照光１００５はホログラム記録材料１００６内で信号光１００４の照射範囲を必要最小限カバーする範囲で照射することが望ましい。なぜなら、参照光１００５の不必要な部分の照射は、ホログラム記録材料１００６をそれだけ余計に感光させてしまうからである。ホログラム記録材料１００６の余分な感光は、そのダイナミックレンジの消費となり、ひいてはホログラム記録材料１００６の記録容量の低下につながる。
【００１６】
また、従来のホログラム記録再生装置１０００のように、参照光１００５の入射角度を２枚のレンズ１００２，１００３によって構成されたテレセントリック光学系（たとえば４ｆ光学系）により変化させる場合は、２枚のレンズ１００２，１００３の正確な位置調整が要求される。また、テレセントリック光学系を組み込んだ場合、光学系の全長が長くなるため、結果としてホログラム記録再生装置１０００が大きくなる。
【００１７】
それゆえに、この発明の目的は、光学系をコンパクトに保ちつつ参照光の対象物への照射面積を抑えることが可能な偏向光学ユニット、当該偏向光学ユニットに用いられるホログラム素子、当該ホログラム素子を作製するホログラム素子作製装置およびホログラム素子作製方法、および当該偏向光学ユニットを用いた情報記録装置および情報再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明のある局面によれば、入射された光束を偏向させるためのホログラム素子であって、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第１の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第１の光束を受ける第１のホログラムと、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第２の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第２の光束を受ける第２のホログラムとを備え、第１のホログラムでの第１の回折光は、第２の基点を通り第１の回折光のビーム径によって定まる第３の領域を通過し、第２のホログラムでの第２の回折光は、第２の基点を通り第２の回折光のビーム径によって定まる第４の領域を通過する。
【００１９】
好ましくは、第１および第２の光束ならびに第１および第２の回折光は、いずれも平行光である。
【００２０】
好ましくは、第１および第２のホログラムは、ホログラム素子に多重記録されている。
好ましくは、第１および第２のホログラムは、ホログラム素子への第１および第２の光束の入射角度によらず一定の回折効率で第１および第２の回折光をそれぞれ出射する。
【００２１】
好ましくは、第１および第２の回折光の光束径は、第１および第２のホログラムからの出射位置によって異なる。
【００２２】
この発明の他の局面によれば、ホログラム素子を作製するためのホログラム素子作製装置であって、光ビームを出射する光源と、光ビームを作製用信号光と作製用参照光とに分離するビームスプリッタと、信号光基準点を中心に角度を回転させることによって、作製用信号光をホログラム素子の各領域に反射する第１の角度回転ミラーと、参照光基準点を中心に角度を回転させることによって、作製用参照光を作製用信号光がホログラム素子を照射した個所に反射する第２の角度回転ミラーと、作製用信号光がホログラム素子を透過した後、作製用信号光を信号光基準点に向けて反射するミラーと、作製用信号光と作製用参照光との偏光を一致させる偏光調整部とを備える。
【００２３】
好ましくは、作製用信号光および作製用参照光のビーム径を変化させるアパーチャをさらに備える。
【００２４】
好ましくは、参照光基準点は、第１および第２の領域に含まれる第１の基点に対応し、信号光基準点は、第３および第４の領域に含まれる第２の基点に対応する。作製されるホログラム素子は、入射された光束を偏向させるためのホログラム素子であって、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第１の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第１の光束を受ける第１のホログラムと、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第２の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第２の光束を受ける第２のホログラムとを備え、第１のホログラムでの第１の回折光は、第２の基点を通り第１の回折光のビーム径によって定まる第３の領域を通過し、第２のホログラムでの第２の回折光は、第２の基点を通り第２の回折光のビーム径によって定まる第４の領域を通過する。
【００２５】
この発明のさらに他の局面によれば、ホログラム素子を作製するためのホログラム素子作製方法であって、光ビームを出射するステップと、光ビームを作製用信号光と作製用参照光とに分離するステップと、信号光基準点を中心に角度を回転させることによって、作製用信号光をホログラム素子の各領域に反射するステップと、参照光基準点を中心に角度を回転させることによって、作製用参照光を作製用信号光がホログラム素子を照射した個所に反射するステップと、作製用信号光がホログラム素子を透過した後、作製用信号光を信号光基準点に向けて反射するステップと、作製用信号光と作製用参照光との偏光を一致させるステップと、作製用信号光と作製用参照光とをホログラム素子の所定の位置で干渉させることにより多重記録するステップとを備える。
【００２６】
好ましくは、作製用信号光および作製用参照光のビーム径を変化させるステップをさらに備える。
【００２７】
好ましくは、参照光基準点は、第１および第２の領域に含まれる第１の基点に対応し、信号光基準点は、第３および第４の領域に含まれる第２の基点に対応する。作製されるホログラム素子は、入射された光束を偏向させるためのホログラム素子であって、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第１の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第１の光束を受ける第１のホログラムと、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第２の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第２の光束を受ける第２のホログラムとを備え、第１のホログラムでの第１の回折光は、第２の基点を通り第１の回折光のビーム径によって定まる第３の領域を通過し、第２のホログラムでの第２の回折光は、第２の基点を通り第２の回折光のビーム径によって定まる第４の領域を通過する。
【００２８】
この発明のさらに他の局面によれば、光ビームを偏向させる偏向光学ユニットであって、入射光の入射位置にかかわらず、入射光を再生光として所定の位置に照射するホログラム素子と、角度を回転させることによって、ホログラム素子の各領域に向けて光ビームを反射する角度回転ミラーとを備える。
【００２９】
好ましくは、再生光の所定の位置への照射面積は、ホログラム素子からの出射角度にかかわらず一定である。
【００３０】
好ましくは、ホログラム素子は、入射された光束を偏向させるためのホログラム素子であって、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第１の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第１の光束を受ける第１のホログラムと、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第２の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第２の光束を受ける第２のホログラムとを備え、第１のホログラムでの第１の回折光は、第２の基点を通り第１の回折光のビーム径によって定まる第３の領域を通過し、第２のホログラムでの第２の回折光は、第２の基点を通り第２の回折光のビーム径によって定まる第４の領域を通過する。
【００３１】
好ましくは、角度回転ミラーの回転中心は、ホログラム素子作製装置の第２の角度回転ミラーの回転軸である参照光基準点に設けられ、所定の位置は、ホログラム素子作製装置の第１の角度回転ミラーの回転軸である信号光基準点に設定される。
【００３２】
この発明のさらに他の局面によれば、角度多重記録方式により信号光と記録用参照光との干渉縞をホログラム記録媒体に記録する情報記録装置であって、光束を出射する光源と、光束を信号光と参照光とに分離するビームスプリッタと、信号光に情報を与える空間光変調器と、信号光をホログラム記録媒体に集光する対物レンズと、参照光を角度多重記録に合わせて偏向させてホログラム記録媒体に集光する偏向光学ユニットとを備える。偏向光学ユニットは、入射光の入射位置にかかわらず、入射光を記録用参照光としてホログラム記録媒体の所定の位置に照射するホログラム素子と、角度を回転させることによって、ホログラム素子の各領域に向けて光ビームを反射する角度回転ミラーとを含む。
【００３３】
好ましくは、偏向光学ユニットは、光ビームを偏向させる偏向光学ユニットであって、入射光の入射位置にかかわらず、入射光を再生光として所定の位置に照射するホログラム素子と、角度を回転させることによって、ホログラム素子の各領域に向けて光ビームを反射する角度回転ミラーとを備える。
【００３４】
この発明のさらに他の局面によれば、角度多重記録方式により信号光と記録用参照光との干渉縞が記録されているホログラム記録媒体から再生用参照光によって情報を再生する情報再生装置であって、参照光を角度多重記録に合わせて偏向させてホログラム記録媒体に集光する偏向光学ユニットを備える。偏向光学ユニットは、入射光の入射位置にかかわらず、入射光を再生用参照光としてホログラム記録媒体の所定の位置に照射するホログラム素子と、角度を回転させることによって、ホログラム素子の各領域に向けて光ビームを反射する角度回転ミラーとを含む。
【００３５】
好ましくは、偏向光学ユニットは、光ビームを偏向させる偏向光学ユニットであって、入射光の入射位置にかかわらず、入射光を再生光として所定の位置に照射するホログラム素子と、角度を回転させることによって、ホログラム素子の各領域に向けて光ビームを反射する角度回転ミラーとを備える。
【発明の効果】
【００３６】
この発明によれば、光学系をコンパクトに保ちつつ参照光の記録媒体への照射面積を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
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。
【００３８】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による偏向光学ユニット１００を含む偏向光学系１の構成を示した図である。
【００３９】
図１を参照して、実施の形態１の偏向光学系１は、偏向光学ユニット１００と、レーザー光源１０５と、スペイシャルフィルタ１０６と、コリメートレンズ１０７と、ＮＤ（Neutral Density）フィルタ１２８と、ミラー１０９とを備える。偏向光学ユニット１００は、角度回転ミラー１０１と、ホログラム素子１０２とを含み、対象物（たとえば記録媒体）４０３に対して再生光１０３ａ〜１０３ｃを照射する。
【００４０】
レーザー光源１０５から出射された光束１０４は、スペイシャルフィルタ１０６により所望のビーム径に変換され、コリメートレンズ１０７により平行光に変換される。平行光となった光束１０４は、ＮＤフィルタ１２８により強度が調整される。強度の調整は、たとえば波長板と偏光素子との組み合わせにより行なっても構わない。強度が調整された光束１０４は、ミラー１０９により角度回転ミラー１０１に導かれる。
【００４１】
角度回転ミラー１０１は、光束１０４をホログラム素子１０２に向けて反射する。角度回転ミラー１０１としては、たとえばガルバノミラーがある。ホログラム素子１０２には、光束１０４の入射位置にかかわらず所定の位置に再生光１０３ａ〜１０３ｃが集光するように予めホログラムが記録されている。
【００４２】
以上のように、実施の形態１によれば、偏向光学ユニット１００を用いることにより、角度回転ミラー１０１の回転動作のみで、特定の領域に対して段階的に角度を変化させつつ光束が照射される偏向光学系１を構築することが可能となる。
【００４３】
従来、特定の領域に対して偏向角を変えつつ光束を照射するためには、テレセントリックレンズを２枚用いた光学系を構築する必要があった。実施の形態１の偏向光学ユニット１００では、ホログラム素子１０２を用いることにより、光学系を簡略化することができ、かつ光学系の調整が容易になる。
【００４４】
［実施の形態２］
図２は、この発明の実施の形態２によるホログラム素子１０２の動作原理の一例を示す模式図である。
【００４５】
図２を参照して、ホログラム素子１０２の材料としては、光の干渉縞（ホログラム）を記録できるような材料、具体的には感光性のポリマー材料などを用いることができる。ホログラム素子１０２の中には、光束の干渉によりホログラム１０ａ１，１０ａ２，１０ｂ１，１０ｂ２，１０ｃ，１０ｄが多重記録されている。ここでは、まず一例として、ホログラム１０ｂ１に光束が照射される際の動作について説明する。
【００４６】
光束１１ｂは、基点１３を通って角度α１でホログラム１０ｂ１に入射する。一方、光束１２ｂは、基点１４に向かって角度β１でホログラム１０ｂ１から出射する。実施の形態１の偏向光学ユニット１００との対応では、基点１３には角度回転ミラー１０１の回転中心が位置付けられ、基点１４には対象物４０３が位置づけられる。
【００４７】
図３は、この発明の実施の形態２によるホログラム素子１０２の動作原理の一例を示す模式図である。
【００４８】
図３を参照して、ホログラム素子１０２中のホログラム１０ｂ１の作製時には、光束１１ｂおよび光束１２ｃがホログラム素子１０２に照射される。光束１１ｂ，１２ｃは、いずれも、収束発散しない平行光の入射光束である。光束１１ｂは、基点１３を通過するように照射される。光束１２ｃは、基点１４を通過するように照射される。基点１３，１４は、それぞれ光束１１ｂ，１２ｃのビーム径によって定まる領域内に存在している。このとき、ホログラム素子１０２中において、光束１１ｂ，１２ｃの干渉によって干渉縞が回折格子（ホログラム）として形成される。
【００４９】
図３において、ホログラム素子１０２中のホログラム１０ｂ１に対し、その作製時と同様の波長、入射角α１および波面を有する光束１１ｂを照射した場合、すなわちブラッグ条件を満たす光束１１ｂを照射した場合を仮定する。この場合、図２で示したように、ホログラム１０ｂ１の作製時に用いた光束１２ｃと同様の経路をたどる再生光１２ｂがホログラム素子１０２から発生する。一方、ホログラム１０ｂ１の作製時と波長、入射角、波面、位相などが異なる条件の光束１１ｂを照射した場合、ブラッグ条件が満たされず、再生光１２ｂは発生しない。
【００５０】
図４は、この発明の実施の形態２によるホログラム素子１０２の動作原理の他の一例を示す模式図である。
【００５１】
図４を参照して、光束１１ｄは、基点１３を通って角度α２でホログラム１０ｄに入射する。一方、光束１２ｄは、基点１４に向かって角度β２でホログラム１０ｄから出射する。光束１１ｄ，１２ｄは、いずれも、収束発散しない平行光の入射光束である。
【００５２】
図５は、この発明の実施の形態２によるホログラム素子１０２の動作原理の他の一例を示す模式図である。
【００５３】
図５を参照して、ホログラム素子１０２中のホログラム１０ｄの作製時には、光束１１ｄおよび光束１２ｅがホログラム素子１０２に照射される。光束１１ｄは、基点１３を通過するように照射される。光束１２ｅは、基点１４を通過するように照射される。
【００５４】
図５において、ホログラム素子１０２中のホログラム１０ｄに対し、その作製時と同様の波長、入射角α２および波面を有する光束１１ｄを照射した場合、すなわちブラッグ条件を満たす光束１１ｄを照射した場合を仮定する。この場合、図４で示したように、ホログラム１０ｄの作製時に用いた光束１２ｅと同様の経路をたどる再生光１２ｄがホログラム素子１０２から発生する。
【００５５】
上記のように、ホログラム素子１０２には、基点１３を通過するように光束１１ｂ，１１ｄ，・・・が照射されてホログラムが多重記録されている。基点１４を通過する回折光たる光束１２ｂ，１２ｄ，・・・の光束径は、ホログラム１０ｂ１，１０ｄ，・・・からの出射位置によって異なる。
【００５６】
ホログラム１０ｂ１，１０ｄ，・・・は、ホログラム素子１０２への光束１１ｂ，１１ｄ，・・・の入射角度によらず、一定の回折効率で回折光たる光束１２ｂ，１２ｄをそれぞれ出射する。なお、図２〜５中では間隔を空けてホログラム１０ａ１，１０ａ２，１０ｂ１，・・・を示したが、ホログラム１０ａ１，１０ａ２，１０ｂ１，・・・の一部が重なり合って記録すなわち多重記録されていても構わない。
【００５７】
図６は、この発明の実施の形態２によるホログラム素子１０２の動作原理のさらに他の一例を示す模式図である。
【００５８】
図６を参照して、ホログラム素子１０２には、ホログラム１０ｂ１の作製時と同じ波長および位相を有しており、かつ、基点１３を通過し、ビーム径が作製時の光束１１ｂ，１２ｃよりも大きい光束１１ｂｂが入射角α１で照射されている。このような場合、光束１１ｂｂのうち、ホログラム１０ｂ１のブラッグ条件を満たす成分によって、再生光１２ｂが生成される。
【００５９】
図６に示すように、光束１０ｂｂがホログラム１０ａ１，・・・，１０ｃ，１０ｄまで照射されたとしても、光束１０ｂｂの入射角はホログラム１０ａ１，１０ａ２，１０ｂ２，１０ｃ，１０ｄの作製時における入射角とは異なるので、ホログラム１０ａ１，１０ａ２，１０ｂ２，１０ｃ，１０ｄから再生光は生じない。したがって、ホログラム素子１０２の作製時と同じ波長を有し、かつ、基点１４を所望の角度で通過する光束を生成するには、ホログラム素子１０２に対する光束１０ｂｂの入射角を調整するだけでよい。
【００６０】
以上のように、実施の形態２によれば、実施の形態１の偏向光学ユニット１００との対応で基点１３，１４を位置づけることにより、偏向光学ユニット１００の構成を用いて所望のホログラム素子１０２を作製することができる。これにより、ブラッグ条件を満たす光束を照射した場合に限り、ホログラム作製時に用いた光束と同様の経路をたどる再生光がホログラム素子１０２から発生する。
【００６１】
［実施の形態３］
図７は、この発明の実施の形態３によるホログラム素子１０２の作製方法を示す模式図である。
【００６２】
図７においては、説明を簡単にするために、光束の伝搬方向を矢印で表記している。図示しない光源から出射された光束を偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）などにより分割し、一方をホログラム素子１０２の作製用信号光２０１とし、もう一方をホログラム素子１０２の作製用参照光２０２とする。作製用信号光２０１と作製用参照光２０２との偏光および強度は一致させておく。作製用信号光２０１は、作製用信号光２０１ａ〜２０１ｇを含む。作製用参照光２０２は、作製用参照光２０２ａ〜２０２ｇを含む。
【００６３】
作製用信号光２０１ａは、ホログラム素子１０２の出射側の信号光基準点２０３を通るようにホログラム素子１０２に照射される。作製用参照光２０２ａは、ホログラム素子１０２の入射側の参照光基準点２０４を通ってホログラム素子１０２に照射され、作製用信号光２０１ａとの干渉縞がホログラム素子１０２に記録される。
【００６４】
同様に、作製用信号光２０１ｂと作製用参照光２０２ｂとの干渉縞、作製用信号光２０１ｃと作製用参照光２０２ｃとの干渉縞、・・・のようにホログラム素子１０２に干渉縞を多重記録していく。ただし、上述したように、作製用信号光２０１ａ〜２０１ｇは常に信号光基準点２０３に向けて照射され、作製用参照光２０２ａ〜２０２ｇは常に参照光基準点２０４を透過するようにホログラム素子１０２に照射される。
【００６５】
ここで、参照光基準点２０４および信号光基準点２０３は、実施の形態２の図２〜６で示した基点１３および１４にそれぞれ対応する。すなわち、参照光基準点２０４および信号光基準点２０３は、参照光２０２および信号光２０１の各光束径によって定まる領域の範囲内の点である。
【００６６】
また、作製用信号光２０１ａと作製用信号光２０１ｂとのなす角、作製用信号光２０１ｂと作製用信号光２０１ｃとのなす角、・・・は、すべて等しい角度に設定されている。同様に、作製用参照光２０２ａと作製用参照光２０２ｂとのなす角、作製用参照光２０２ｂと作製用参照光２０２ｃとのなす角、・・・は、すべて等しい角度に設定されている。なお、ホログラム素子１０２と信号光基準点２０３との間の距離と、ホログラム素子１０２と参照光基準点２０４との間の距離とは、同一であっても異なっていても構わない。
【００６７】
図８は、この発明の実施の形態３によるホログラム素子作製装置２の構成を示した図である。
【００６８】
図８を参照して、実施の形態３のホログラム素子作製装置２は、ミラー２１ａ〜２４ａ，２７と、４分の１波長板２１ｂ〜２４ｂと、アパーチャー２５ａ，２５ｂと、角度回転ミラー１０１ａ，１０１ｂと、レーザー光源１０５と、スペイシャルフィルタ１０６と、コリメートレンズ１０７と、半波長板１０８と、偏光ビームスプリッタ１１０とを備える。ミラー２１ａ〜２４ａおよび４分の１波長板２１ｂ〜２４ｂは、一体となって形成されていてもよい。
【００６９】
アパーチャー２５ａ，２５ｂは、ホログラム素子１０２の作製時における光束の径を調整するために設けられている。また、図８においては、説明を簡単にするために、光束の主光線を矢印で表記している。
【００７０】
レーザー光源１０５から出射された光ビームは、スペイシャルフィルタ１０６により所望のビーム径に変換され、コリメートレンズ１０７により平行光に変換される。平行光となった光ビームは、半波長板１０８を通って、偏光ビームスプリッタ１１０により、ホログラム素子１０２の作製用信号光２０１と、ホログラム素子１０２の作製用参照光２０２とに分割される。作製用信号光２０１と作製用参照光２０２との分割比率は、半波長板１０８の回転で調整される。
【００７１】
作製用信号光２０１は、アパーチャー２５ｂを通って角度回転ミラー１０１ｂへと導かれる。角度回転ミラー１０１ｂの回転中心は、図７で説明した信号光基準点２０３に設けられている。作製用参照光２０２は、アパーチャー２５ａを通ってミラー２７で反射され、角度回転ミラー１０１ａへと導かれる。角度回転ミラー１０１ａの回転中心は、図７で説明した参照光基準点２０４に設けられている。
【００７２】
角度回転ミラー１０１ａによって作製用参照光２０２が反射され、所望の角度でホログラム素子１０２に入射する作製用参照光２０２ａ，２０２ｃ，２０２ｅ，２０２ｇが順次生成される。また、角度回転ミラー１０１ｂによって作製用信号光２０１が反射され、作製用参照光２０２ａ，２０２ｃ，２０２ｅ，２０２ｇがホログラム素子１０２に照射している領域を透過する方向で、ホログラム素子１０２に入射する作製用信号光２０１ａ，２０１ｃ，２０１ｅ，２０１ｇがそれぞれ生成される。
【００７３】
上記の際、作製用参照光２０２と作製用信号光２０１とは、ホログラム素子１０２上の同一領域に照射される。しかしながら、この時点では作製用参照光２０２と作製用信号光２０１とで偏光方向が異なるため、両者による干渉は誘起されず、ホログラム素子１０２には影響を与えない。
【００７４】
作製用信号光２０１ａ，２０１ｃ，２０１ｅ，２０１ｇは、ホログラム素子１０２をいったん透過した後、４分の１波長板２１ｂ〜２４ｂによって順次円偏光に変換される。円偏光に変換された作製用信号光２０１ａ，２０１ｃ，２０１ｅ，２０１ｇは、ミラー２１ａ〜２４ａによって角度回転ミラー１０１ｂの方向へそれぞれ反射され、再び４分の１波長板２１ｂ〜２４ｂを通過して順次直線偏光に変換される。
【００７５】
上記の際にも、作製用参照光２０２と作製用信号光２０１とは、ホログラム素子１０２上の同一領域に照射される。この時点では、作製用参照光２０２と作製用信号光２０１とで偏光方向が一致するため、ホログラム素子１０２中において両者の干渉が誘起され、干渉縞がホログラムとしてホログラム素子１０２に多重記録される。以上の動作により、ホログラム素子１０２が作製される。
【００７６】
また、図８のホログラム素子作製装置２によってホログラム素子１０２を作製する際、作製用信号光２０１および作製用参照光２０２のビーム径をアパーチャー２５ａ，２５ｂによりそれぞれ変化させることで、下記に示すように、図１の対象物４０３に照射される再生光１０３ａ〜１０３ｃの照射面積を常に一定に保つことができる。
【００７７】
図９は、ホログラム素子１０２から対象物４０３に照射される再生光４０１，４０２の様子を示した図である。
【００７８】
図９に示すように、ビーム径ｐの再生光４０１は、ホログラム素子１０２から入射角αｐで対象物４０３に出射される。また、ビーム径ｑの再生光４０２は、ホログラム素子１０２から入射角βｑで対象物４０３に出射される。ホログラム素子１０２の作製時において、ビーム径ｐおよび入射角αｐとビーム径ｑおよび入射角βｑとが下記（１）の関係を満たすようにすることで、再生光４０１，４０２の入射角度が変化しても対象物４０３への照射面積４０４を一定に保つことができる。
【００７９】
ｐ／ｃｏｓαｐ＝ｑ／ｃｏｓβｑ                                （１）
図７では、ホログラム素子１０２を作製する際、図７のＹ−Ｚ平面に対して平行な作製用信号光２０１と作製用参照光２０２とを干渉させて多重記録を行なった。しかし、作製用信号光２０１および作製用参照光２０２の方向はＹ−Ｚ平面だけには限られない。
【００８０】
図１０は、ホログラム素子１０２に対して作製用参照光２０２等が照射される様子を立体的に示した図である。
【００８１】
図１０に示すように、Ｙ−Ｚ平面だけでなく、Ｘ−Ｚ平面に対して平行な作製用信号光２０１ａ〜２０１ｄと作製用参照光２０２ａ〜２０４ｄとを干渉させて多重記録を行なっても構わない。ただし、いずれの場合においても、作製用信号光２０１は信号光基準点２０３を通過し、作製用参照光２０２は参照光基準点２０４を通過する必要がある。
【００８２】
なお、作製用信号光２０１が信号光基準点２０３を通過し、作製用参照光２０２が参照光基準点２０４を通過するのであれば、ホログラム素子１０２の任意の個所に干渉縞を記録しても構わない。図８のホログラム素子作製装置２では、作製用信号光２０１ａ，２０１ｃ，２０１ｅ，２０１ｇは、一度ホログラム素子１０２を透過した後、偏光を作製用参照光２０２ａ，２０２ｃ，２０２ｅ，２０２ｇと一致させてから、再びホログラム素子１０２に照射される。
【００８３】
図１１は、図１０のようなホログラム素子１０２に対する偏向光学ユニット１００ａの構成の一例を示した図である。
【００８４】
図１１を参照して、偏向光学ユニット１００ａは、２枚の角度回転ミラー１０１ｃ，１０１ｄを含む。角度回転ミラー１０１ｃは、紙面に平行な向きに回転軸を有している。角度回転ミラー１０１ｄは、紙面に垂直な向きに回転軸を有している。外部からの光束１０４は、角度回転ミラー１０１ｃ，１０１ｄによって方向が調整されてからホログラム素子１０２に入射し、再生光１０３ａ〜１０３ｃを照射する。
【００８５】
以上のように、実施の形態３によれば、ホログラム素子作製装置２によってホログラム素子１０２を作製し、テレセントリック光学系の代わりにホログラム素子１０２を利用して参照光を記録媒体に照射することにより、光学系をコンパクトに保ちつつ参照光の記録媒体への照射面積を抑えることができる。
【００８６】
［実施の形態４］
実施の形態４では、実施の形態１で説明した偏向光学ユニット１００を用いたホログラム記録再生装置において、角度多重記録方式によりホログラム記録媒体に対して情報を記録または再生する場合について説明する。
【００８７】
図１２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１０の記録時の動作を示した図である。ホログラム記録再生装置１０は、記録専用のホログラム記録装置であってもよい。
【００８８】
図１２を参照して、実施の形態４のホログラム記録再生装置１０は、偏向光学ユニット１００と、レーザ光源１０５と、スペイシャルフィルタ１０６と、コリメートレンズ１０７と、半波長板１０８，１１２，１２３と、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１０，１１８と、シャッター１１１と、ビームエキスパンダ１１７と、空間光変調器（ＳＬＭ）１１９と、撮像素子１２０と、リレーレンズ１２１と、ポリトピックアパーチャ１２２と、対物レンズ１２４と、結像レンズ１２５とを備える。
【００８９】
偏向光学ユニット１００は、角度回転ミラー１０１と、ホログラム素子１０２とを含み、ホログラム記録媒体１３０に対して記録用の参照光ＲＬａ〜ＲＬｃを照射する。ホログラム記録再生装置１０は、ホログラム記録媒体１３０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記録方式で記録する。
【００９０】
レーザー光源１０５から出射された光ビームは、スペイシャルフィルタ１０６により所望のビーム径に変換され、コリメートレンズ１０７により平行光に変換される。平行光となった光ビームは、半波長板１０８を通って、偏光ビームスプリッタ１１０により信号光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１０８の回転で調整される。
【００９１】
参照光ＲＬは、半波長板１１２により偏光を回転させられた後、角度回転ミラー１０１で反射されて、所望の角度でホログラム素子１０２に入射する。ホログラム素子１０２に参照光ＲＬが入射すると、ホログラム素子１０２中のホログラムから記録用の参照光ＲＬａ〜ＲＬｃが生じる。
【００９２】
ここで、角度回転ミラー１０１の角度を変化させると、その角度変化に応じて参照光ＲＬのホログラム素子１０２への入射角度が変化する。この入射角度ごとに、異なった記録用参照光ＲＬａ〜ＲＬｃが生じる。
【００９３】
一方、実施の形態３で説明したように、ホログラム記録媒体１３０は、記録用参照光ＲＬａ〜ＲＬｃが常に照射される位置（信号光基準点２０３）に設けられている。このため、記録用参照光ＲＬａ〜ＲＬｃは、ホログラム記録媒体１３０に対して常に所定の位置に照射される。その結果、角度回転ミラー１０１を回転させても、ホログラム記録媒体１３０に対する参照光ＲＬａ〜ＲＬｃの入射位置は変化しない。
【００９４】
信号光ＳＬは、空間光変調器１１９の全面を照射するようにビームエキスパンダ１１７によって光束径が調整され、空間光変調器１１９によって振幅変調および／または位相変調を受ける。空間光変調器１１９としては、たとえば、反射型液晶空間変調器、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）、磁気光学効果または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１１９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の振幅変化について説明する。
【００９５】
空間光変調器１１９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１１８でホログラム記録媒体１３０の方向に反射される。当該反射された信号光ＳＬは、リレーレンズ１２１および半波長板１２３を通り、対物レンズ１２４によってホログラム記録媒体１３０内に集光される。当該集光された信号光ＳＬは、ホログラム記録媒体１３０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。
【００９６】
なお、空間光変調器１１９で発生する不要回折光は、ポリトピックアパーチャ１２２により遮光される。ポリトピックアパーチャ１２２は、信号光ＳＬの光束の光軸を中心とした開口部を有する遮光マスクであり、図１２ではリレーレンズ１２１のレンズ焦点面に配置される。記録時には、リレーレンズ１２１のレンズ焦点面に、空間光変調器１１９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、複数の輝点を有する。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順に形成される。
【００９７】
それぞれの回折光における強度分布は、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次回折光だけを通過させてホログラム記録媒体１３０に記録する。ポリトピックアパーチャ１２２は、周囲の高次の回折光を取り除く役割を果たす。なお、ポリトピックアパーチャ１２２というのは一例であって、その他のアパーチャであってもよい。
【００９８】
ホログラム記録媒体１３０に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１１９に表示される。これとともに、角度回転ミラー１０１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１１１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１３０の同一記録領域に角度多重で記録される。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１３０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。
【００９９】
図１３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１０の再生時の動作を示した図である。ホログラム記録再生装置１０は、再生専用のホログラム再生装置であってもよい。
【０１００】
図１３のホログラム記録再生装置１０の構成は、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。撮像素子１２０としては、たとえば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）などが用いられる。また、再生時には、参照光ＲＬのみが用いられる。
【０１０１】
参照光ＲＬは、記録時と同様に、角度回転ミラー１０１によって所望の角度に偏向されてホログラム素子１０２に照射される。ホログラム素子１０２からは再生用の参照光ＲＬａ〜ＲＬｃが生じ、ホログラム記録媒体１３０に入射する。参照光ＲＬａ〜ＲＬｃのホログラム記録媒体１３０への照射によって、記録されていた信号光ＳＬと同一の光路をたどる再生光ＣＬが発生する。この再生光ＣＬは、結像レンズ１２５および撮像素子１２０によって検出され、光電変換された後、画像処理が施される。これにより、ホログラム記録媒体１３０に記録されていたデータが再生される。
【０１０２】
なお、上記した実施の形態４のホログラム記録再生装置１０において、実施の形態３の図１０に示したようなホログラム素子１０２を採用することもできる。また、実施の形態４のホログラム記録再生装置１０において、図１１に示したような２枚の角度回転ミラー１０１ｃ，１０１ｄを用いた偏向光学ユニット１００ａを採用することもできる。
【０１０３】
以上のように、実施の形態４によれば、実施の形態１の偏向光学ユニットを用いたホログラム記録再生装置を用いた情報を記録再生することにより、光学系をコンパクトに保ちつつ参照光の記録媒体への照射面積を抑えることができる。
【０１０４】
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】
【０１０５】
【図１】この発明の実施の形態１による偏向光学ユニット１００を含む偏向光学系１の構成を示した図である。
【図２】この発明の実施の形態２によるホログラム素子１０２の動作原理の一例を示す模式図である。
【図３】この発明の実施の形態２によるホログラム素子１０２の動作原理の一例を示す模式図である。
【図４】この発明の実施の形態２によるホログラム素子１０２の動作原理の他の一例を示す模式図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるホログラム素子１０２の動作原理の他の一例を示す模式図である。
【図６】この発明の実施の形態２によるホログラム素子１０２の動作原理のさらに他の一例を示す模式図である。
【図７】この発明の実施の形態３によるホログラム素子１０２の作製方法を示す模式図である。
【図８】この発明の実施の形態３によるホログラム素子作製装置２の構成を示した図である。
【図９】ホログラム素子１０２から対象物４０３に照射される再生光４０１，４０２の様子を示した図である。
【図１０】ホログラム素子１０２に対して作製用参照光２０２等が照射される様子を立体的に示した図である。
【図１１】図１０のようなホログラム素子１０２に対する偏向光学ユニット１００ａの構成の一例を示した図である。
【図１２】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１０の記録時の動作を示した図である。
【図１３】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１０の再生時の動作を示した図である。
【図１４】従来のホログラム記録再生装置１０００における構成を部分的に示した概略構成図である。
【図１５】図１４のホログラム記録再生装置１０００において入射角度の変化により参照光１００５がホログラム記録材料１００６を照射する面積の変化を示す図である。
【図１６】図１４のホログラム記録再生装置１０００において参照光１００５の入射角度の変化に対するホログラム記録材料１００６への照射面積の変化を示す図である。
【図１７】図１４のホログラム記録再生装置１０００においてホログラム記録材料１００６に記録されたホログラム１００７を再生する様子を示した図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  偏向光学系、２  ホログラム素子作製装置、１０，１０００  ホログラム記録再生装置、１０ａ１，１０ａ２，１０ｂ１，１０ｂ２，１０ｃ，１０ｄ  ホログラム、１１ｂ，１２ｂ，１１ｄ，１２ｄ，１２ｃ，１２ｅ  光束、１３，１４  基点、２１ａ〜２４ａ，２７，１０９  ミラー、２１ｂ〜２４ｂ  ４分の１波長板、２５ａ，２５ｂ  アパーチャー、１００  偏向光学ユニット、１０１，１０１ａ〜１０１ｄ  角度回転ミラー、１０２  ホログラム素子、１０５  レーザー光源、１０６  スペイシャルフィルタ、１０７  コリメートレンズ、１０８，１１２，１２３  半波長板、１１０，１１８  偏光ビームスプリッタ、１１１  シャッター、１１７  ビームエキスパンダ、１１９  空間光変調器、１２０  撮像素子、１２１  リレーレンズ、１２２  ポリトピックアパーチャ、１２４  対物レンズ、１２５  結像レンズ、１２８  ＮＤフィルタ、１３０  ホログラム記録媒体、４０３  対象物、１００１  スキャンミラー、１００２，１００３  レンズ、１００６  ホログラム記録材料。
【図１】
2009020483.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009020483.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009020483.tif 000009
【図８】
2009020483.tif 000010
【図９】
2009020483.tif 000011
【図１０】
2009020483.tif 000012
【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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【手続補正書】
【提出日】平成20年8月12日(2008.8.12)
【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】
入射された光束を偏向させるためのホログラム素子であって、
第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第１の領域内を通過して前記ホログラム素子へ入射する第１の光束を受ける第１のホログラムと、
前記第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第２の領域内を通過して前記ホログラム素子へ入射する第２の光束を受ける第２のホログラムとを備え、
前記第１のホログラムで回折される第１の回折光は、第２の基点を通り前記第１の回折光のビーム径によって定まる第３の領域を通過し、
前記第２のホログラムで回折される第２の回折光は、前記第２の基点を通り前記第２の回折光のビーム径によって定まる第４の領域を通過する、ホログラム素子。
【請求項２】
前記第１および第２の光束ならびに前記第１および第２の回折光は、いずれも平行光である、請求項１に記載のホログラム素子。
【請求項３】
前記第１および第２のホログラムは、前記ホログラム素子に多重記録されている、請求項１または２に記載のホログラム素子。
【請求項４】
前記第１および第２のホログラムは、前記ホログラム素子への前記第１および第２の光束の入射角度によらず一定の回折効率で前記第１および第２の回折光をそれぞれ出射する、請求項１〜３のいずれかに記載のホログラム素子。
【請求項５】
前記第１および第２の回折光の光束径は、前記第１および第２のホログラムからの出射位置によって異なる、請求項１〜４のいずれかに記載のホログラム素子。
【請求項６】
ホログラム素子を作製するためのホログラム素子作製装置であって、
光ビームを出射する光源と、
前記光ビームを作製用信号光と作製用参照光とに分離するビームスプリッタと、
信号光基準点を中心に角度を回転させることによって、前記作製用信号光を前記ホログラム素子の各領域に反射する第１の角度回転ミラーと、
参照光基準点を中心に角度を回転させることによって、前記作製用参照光を前記作製用信号光が前記ホログラム素子を照射した個所に反射する第２の角度回転ミラーと、
前記作製用信号光が前記ホログラム素子を透過した後、前記作製用信号光を前記信号光基準点に向けて反射するミラーと、
前記作製用信号光と前記作製用参照光との偏光を一致させる偏光調整部とを備える、ホログラム素子作製装置。
【請求項７】
前記作製用信号光および前記作製用参照光のビーム径を変化させるアパーチャをさらに備える、請求項６に記載のホログラム素子作製装置。
【請求項８】
前記ホログラム素子は、請求項１〜５のいずれかに記載のホログラム素子であって、
前記参照光基準点は、前記第１の基点に対応し、
前記信号光基準点は、前記第２の基点に対応する、請求項６または７に記載のホログラム素子作製装置。
【請求項９】
ホログラム素子を作製するためのホログラム素子作製方法であって、
光ビームを出射するステップと、
前記光ビームを作製用信号光と作製用参照光とに分離するステップと、
信号光基準点を中心に角度を回転させることによって、前記作製用信号光を前記ホログラム素子の各領域に反射するステップと、
参照光基準点を中心に角度を回転させることによって、前記作製用参照光を前記作製用信号光が前記ホログラム素子を照射した個所に反射するステップと、
前記作製用信号光が前記ホログラム素子を透過した後、前記作製用信号光を前記信号光基準点に向けて反射するステップと、
前記作製用信号光と前記作製用参照光との偏光を一致させるステップと、
前記作製用信号光と前記作製用参照光とを前記ホログラム素子の所定の位置で干渉させることにより多重記録するステップとを備える、ホログラム素子作製方法。
【請求項１０】
前記作製用信号光および前記作製用参照光のビーム径を変化させるステップをさらに備える、請求項９に記載のホログラム素子作製方法。
【請求項１１】
前記ホログラム素子は、請求項１〜５のいずれかに記載のホログラム素子であって、
前記参照光基準点は、前記第１の基点に対応し、
前記信号光基準点は、前記第２の基点に対応する、請求項９または１０に記載のホログラム素子作製方法。
【請求項１２】
光ビームを偏向させる偏向光学ユニットであって、
入射光の入射位置にかかわらず、前記入射光を再生光として所定の位置に照射するホログラム素子と、
角度を回転させることによって、前記ホログラム素子の各領域に向けて光ビームを反射する角度回転ミラーとを備える、偏向光学ユニット。
【請求項１３】
前記再生光の前記所定の位置への照射面積は、前記ホログラム素子からの出射角度にかかわらず一定である、請求項１２に記載の偏向光学ユニット。
【請求項１４】
前記ホログラム素子は、請求項１〜５のいずれかに記載のホログラム素子である、請求項１２または１３に記載の偏向光学ユニット。
【請求項１５】
前記角度回転ミラーの回転中心は、請求項６〜８のいずれかに記載の参照光基準点に設けられ、前記所定の位置は、請求項６〜８のいずれかに記載の信号光基準点に設定される、請求項１２〜１４のいずれかに記載の偏向光学ユニット。
【請求項１６】
角度多重記録方式により信号光と記録用参照光との干渉縞をホログラム記録媒体に記録する情報記録装置であって、
光束を出射する光源と、
前記光束を信号光と参照光とに分離するビームスプリッタと、
前記信号光に情報を与える空間光変調器と、
前記信号光を前記ホログラム記録媒体に集光する対物レンズと、
前記参照光を角度多重記録に合わせて偏向させて前記ホログラム記録媒体に集光する偏向光学ユニットとを備え、
前記偏向光学ユニットは、
入射光の入射位置にかかわらず、前記入射光を前記記録用参照光として前記ホログラム記録媒体の所定の位置に照射するホログラム素子と、
角度を回転させることによって、前記ホログラム素子の各領域に向けて光ビームを反射する角度回転ミラーとを含む、情報記録装置。
【請求項１７】
前記偏向光学ユニットは、請求項１４〜１５のいずれかに記載の偏向光学ユニットである、請求項１６に記載の情報記録装置。
【請求項１８】
角度多重記録方式により信号光と記録用参照光との干渉縞が記録されているホログラム
記録媒体から再生用参照光によって情報を再生する情報再生装置であって、
前記参照光を角度多重記録に合わせて偏向させて前記ホログラム記録媒体に集光する偏向光学ユニットを備え、
前記偏向光学ユニットは、
入射光の入射位置にかかわらず、前記入射光を前記再生用参照光として前記ホログラム記録媒体の所定の位置に照射するホログラム素子と、
角度を回転させることによって、前記ホログラム素子の各領域に向けて光ビームを反射する角度回転ミラーとを含む、情報再生装置。
【請求項１９】
前記偏向光学ユニットは、請求項１４〜１５のいずれかに記載の偏向光学ユニットである、請求項１８に記載の情報再生装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
この発明のある局面によれば、入射された光束を偏向させるためのホログラム素子であって、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第１の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第１の光束を受ける第１のホログラムと、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第２の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第２の光束を受ける第２のホログラムとを備え、第１のホログラムで回折される第１の回折光は、第２の基点を通り第１の回折光のビーム径によって定まる第３の領域を通過し、第２のホログラムで回折される第２の回折光は、第２の基点を通り第２の回折光のビーム径によって定まる第４の領域を通過する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
好ましくは、参照光基準点は、第１の基点に対応し、信号光基準点は、第２の基点に対応する。作製されるホログラム素子は、入射された光束を偏向させるためのホログラム素子であって、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第１の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第１の光束を受ける第１のホログラムと、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第２の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第２の光束を受ける第２のホログラムとを備え、第１のホログラムで回折される第１の回折光は、第２の基点を通り第１の回折光のビーム径によって定まる第３の領域を通過し、第２のホログラムで回折される第２の回折光は、第２の基点を通り第２の回折光のビーム径によって定まる第４の領域を通過する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
好ましくは、参照光基準点は、第１の基点に対応し、信号光基準点は、第２の基点に対応する。作製されるホログラム素子は、入射された光束を偏向させるためのホログラム素子であって、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第１の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第１の光束を受ける第１のホログラムと、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第２の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第２の光束を受ける第２のホログラムとを備え、第１のホログラムで回折される第１の回折光は、第２の基点を通り第１の回折光のビーム径によって定まる第３の領域を通過し、第２のホログラムで回折される第２の回折光は、第２の基点を通り第２の回折光のビーム径によって定まる第４の領域を通過する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
好ましくは、ホログラム素子は、入射された光束を偏向させるためのホログラム素子であって、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第１の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第１の光束を受ける第１のホログラムと、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第２の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第２の光束を受ける第２のホログラムとを備え、第１のホログラムで回折される第１の回折光は、第２の基点を通り第１の回折光のビーム径によって定まる第３の領域を通過し、第２のホログラムで回折される第２の回折光は、第２の基点を通り第２の回折光のビーム径によって定まる第４の領域を通過する。
【手続補正６】
【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、ホログラム素子は、入射された光束を偏向させるためのホログラム素子であって、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第１の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第１の光束を受ける第１のホログラムと、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第２の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第２の光束を受ける第２のホログラムとを備え、第１のホログラムで回折される第１の回折光は、第２の基点を通り第１の回折光のビーム径によって定まる第３の領域を通過し、第２のホログラムで回折される第２の回折光は、第２の基点を通り第２の回折光のビーム径によって定まる第４の領域を通過する。
【手続補正７】
【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】
好ましくは、ホログラム素子は、入射された光束を偏向させるためのホログラム素子であって、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第１の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第１の光束を受ける第１のホログラムと、第１の基点を通り入射光のビーム径によって定まる第２の領域内を通過してホログラム素子へ入射する第２の光束を受ける第２のホログラムとを備え、第１のホログラムで回折される第１の回折光は、第２の基点を通り第１の回折光のビーム径によって定まる第３の領域を通過し、第２のホログラムで回折される第２の回折光は、第２の基点を通り第２の回折光のビーム径によって定まる第４の領域を通過する。