(57)【要約】  コヒーレントな光束を出射する光源（１）と、この光源（１）からの光束の一部を２次元的な情報をもつ記録光に変調する空間光変調器（５Ａ）とを備え、光束の他の一部を記録光に干渉する参照光として用い、これら記録光および参照光をホログラム記録媒体（Ｂ）に向けて照射するホログラム記録装置Ａ１であって、光源（１）と空間光変調器（５Ａ）との間には、光束の一部を透過光として空間光変調器（５Ａ）へと進行させるとともに、光束の他の一部を反射光としてホログラム記録媒体（Ｂ）へと進行させる半透光性の光学素子（４）が配置されており、かつ、記録光および参照光は、光学素子（４）により透過光および反射光として分離された後、同一の光路（Ｌ）を通ってホログラム記録媒体（Ｂ）に照射されるように構成されている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
コヒーレントな光束を出射する光源と、この光源からの光束の一部を２次元的な情報をもつ記録光に変調する空間光変調器とを備え、上記光束の他の一部を上記記録光に干渉する参照光として用い、これら記録光および参照光をホログラム記録媒体に向けて照射するホログラム記録装置であって、
上記光源と上記空間光変調器との間には、上記光束の一部を透過光として上記空間光変調器へと進行させるとともに、上記光束の他の一部を反射光として上記ホログラム記録媒体へと進行させる半透光性の光学素子が配置されており、かつ、
上記記録光および参照光は、上記光学素子により透過光および反射光として分離された後、同一の光路を通って上記ホログラム記録媒体に照射されるように構成されていることを特徴とする、ホログラム記録装置。
【請求項２】
上記記録光は、上記光学素子を透過して上記空間光変調器により変調された後、上記光学素子を再び逆方向に透過して上記光路を進むとともに、上記参照光は、上記光学素子で反射した後、上記記録光とともに上記光路を進んで上記ホログラム記録媒体に達するように構成されている、請求項１に記載のホログラム記録装置。
【請求項３】
上記光源と上記光学素子との間には、上記光束を透過光として上記光学素子へと進行させるとともに、当該光学素子から戻ってきた上記記録光および参照光を反射光として上記ホログラム記録媒体へと進行させるようにビームスプリッタが配置されている、請求項２に記載のホログラム記録装置。
【請求項４】
再生時には、上記空間光変調器を駆動しないことで上記参照光のみが上記ホログラム記録媒体に照射されるように構成されており、この再生時において、上記ホログラム記録媒体から上記ビームスプリッタを透過してくる光を受光し、当該ホログラム記録媒体にホログラムとして記録された情報を読み出す２次元ディテクタを備えている、請求項３に記載のホログラム記録装置。
【請求項５】
上記光学素子は、誘電体膜が形成された入射面を有するハーフミラーからなり、上記空間光変調器は、デフォーマブルミラーデバイスからなる、請求項１ないし４のいずれかに記載のホログラム記録装置。
【請求項６】
上記空間光変調器に対向する上記光学素子の出射面は、曲面状に形成されている、請求項５に記載のホログラム記録装置。
【請求項７】
上記光学素子と上記空間光変調器との間には、位相板が配置されている、請求項５に記載のホログラム記録装置。
【請求項８】
上記光学素子は、誘電体膜が形成された入射面を有するハーフミラーからなり、上記空間光変調器は、液晶デバイスからなる、請求項１ないし４のいずれかに記載のホログラム記録装置。
【請求項９】
上記空間光変調器の上記光学素子に対向する側とは反対側には、当該空間光変調器を透過した光が反射して再び逆方向に透過するように反射板が配置されている、請求項８に記載のホログラム記録装置。
【請求項１０】
上記空間光変調器と上記反射板との間、または上記光学素子と上記空間光変調器との間には、位相板が配置されている、請求項９に記載のホログラム記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばレーザビームを用いてホログラム記録媒体にホログラムを記録するためのホログラム記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は、従来のホログラム記録装置（下記の特許文献１参照）を示す。図示されたホログラム記録装置は、レーザ光源１００、コリメータレンズ２００、第１および第２のビームスプリッタ３００Ａ，３００Ｂ、反射板３１０、空間光変調器４００、２次元ディテクタ５００、記録光・再生光兼用の対物レンズ６００、プリズム７００、および参照光用の対物レンズ７１０を備えている。空間光変調器４００は、光を選択的に透過可能な液晶デバイスからなる。対物レンズ６００，７１０およびプリズム７００は、ヘッドユニット８００に組み込まれている。ヘッドユニット８００は、駆動手段８１０によってホログラム記録媒体Ｂとの間隔や傾きが制御される。【０００３】
記録時には、レーザ光源１００からの光束がコリメータレンズ２００を通って第１のビームスプリッタ３００Ａに入射する。第１のビームスプリッタ３００Ａでは、入射光束が透過光と反射光とに分離される。透過光は、空間光変調器４００へと直進し、空間光変調器４００で２次元的な情報をもつ記録光に変調される。この記録光は、第２のビームスプリッタ３００Ｂおよび対物レンズ６００を通ってホログラム記録媒体Ｂに照射される。反射光は、上記記録光に干渉する参照光として用いられる。この参照光は、反射板３１０、プリズム７００および対物レンズ７１０により、記録光の光路Ｌ１とは異なる光路Ｌ２を通ってホログラム記録媒体Ｂに達する。ホログラム記録媒体Ｂの記録層９２には、記録光と参照光とが干渉することでホログラムが記録される。再生時には、空間光変調器４００が駆動されることなく、参照光のみがホログラム記録媒体Ｂに照射される。ホログラム記録媒体Ｂは、記録層９２のホログラムに参照光が当たることで再生光を発する。この再生光は、対物レンズ６００および第２のビームスプリッタ３００Ｂを通して２次元ディテクタ５００に受光される。これにより、ホログラム記録媒体Ｂにホログラムとして記録された情報が再生される。【０００４】
【特許文献１】特開平９−３０５９７８号公報
【０００５】
しかしながら、上記従来のホログラム記録装置では、記録光の光路Ｌ１と参照光の光路Ｌ２とが空間的に分離しているため、光学系が複雑になる難点がある。たとえば、記録光および参照光は、比較的大きな所定の角度で交差して干渉することから、２つの対物レンズ６００，７１０については、正確に位置合わせした上でヘッドユニット８００に組み付けなければならない。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。本発明は、光学系を簡素にすることができるホログラム記録装置を提供することをその課題としている。
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００８】
本発明により提供されるホログラム記録装置は、コヒーレントな光束を出射する光源と、この光源からの光束の一部を２次元的な情報をもつ記録光に変調する空間光変調器とを備え、上記光束の他の一部を上記記録光に干渉する参照光として用い、これら記録光および参照光をホログラム記録媒体に向けて照射するホログラム記録装置であって、上記光源と上記空間光変調器との間には、上記光束の一部を透過光として上記空間光変調器へと進行させるとともに、上記光束の他の一部を反射光として上記ホログラム記録媒体へと進行させる半透光性の光学素子が配置されており、かつ、上記記録光および参照光は、上記光学素子により透過光および反射光として分離された後、同一の光路を通って上記ホログラム記録媒体に照射されるように構成されている。
【０００９】
好ましくは、上記記録光は、上記光学素子を透過して上記空間光変調器により変調された後、上記光学素子を再び逆方向に透過して上記光路を進むとともに、上記参照光は、上記光学素子で反射した後、上記記録光とともに上記光路を進んで上記ホログラム記録媒体に達するように構成されている。
【００１０】
好ましくは、上記光源と上記光学素子との間には、上記光束を透過光として上記光学素子へと進行させるとともに、当該光学素子から戻ってきた上記記録光および参照光を反射光として上記ホログラム記録媒体へと進行させるようにビームスプリッタが配置されている。
【００１１】
好ましくは、再生時には、上記空間光変調器を駆動しないことで上記参照光のみが上記ホログラム記録媒体に照射されるように構成されており、この再生時において、上記ホログラム記録媒体から上記ビームスプリッタを透過してくる光を受光し、当該ホログラム記録媒体にホログラムとして記録された情報を読み出す２次元ディテクタを備えている。
【００１２】
好ましくは、上記光学素子は、誘電体膜が形成された入射面を有するハーフミラーからなり、上記空間光変調器は、デフォーマブルミラーデバイスからなる。
【００１３】
好ましくは、上記空間光変調器に対向する上記光学素子の出射面は、曲面状に形成されている。
【００１４】
好ましくは、上記光学素子と上記空間光変調器との間には、位相板が配置されている。
【００１５】
好ましくは、上記光学素子は、誘電体膜が形成された入射面を有するハーフミラーからなり、上記空間光変調器は、液晶デバイスからなる。
【００１６】
好ましくは、上記空間光変調器の上記光学素子に対向する側とは反対側には、当該空間光変調器を透過した光が反射して再び逆方向に透過するように反射板が配置されている。
【００１７】
好ましくは、上記空間光変調器と上記反射板との間、または上記光学素子と上記空間光変調器との間には、位相板が配置されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るホログラム記録装置の構成図である。
【図２】図１に示すホログラム記録装置の再生状態を示す図である。
【図３】図１に示すホログラム記録装置の要部断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るホログラム記録装置の要部断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係るホログラム記録装置の要部断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係るホログラム記録装置の構成図である。
【図７】図６に示すホログラム記録装置の要部断面図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係るホログラム記録装置の要部断面図である。
【図９】従来のホログラム記録装置の構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。【００２０】
図１〜３は、本発明に係るホログラム記録装置の第１実施形態を示している。図１は、記録時の状態を示し、図２は、再生時の状態を示している。【００２１】
図１および図２に示されているように、ホログラム記録装置Ａ１は、光源１、コリメータレンズ２、ビームスプリッタ３、半透光性の光学素子４、空間光変調器５Ａ、２次元ディテクタ６、および対物レンズ７を具備している。対物レンズ７は、ヘッドユニット８に組み込まれている。ヘッドユニット８は、駆動手段８ａによってホログラム記録媒体Ｂとの間隔や傾きが制御される。ホログラム記録媒体Ｂは、基板９０、反射膜９１、記録層９２、および保護膜９３を積層して構成されている。ホログラム記録媒体Ｂの記録層９２は、記録光と参照光とが干渉することでホログラムが記録される。【００２２】
光源１は、たとえば半導体レーザ素子からなる。記録時や再生時、光源１は、比較的帯域の狭いコヒーレントなレーザ光を出射する。【００２３】
コリメータレンズ２は、光源１から出射したレーザ光を平行光束に変換する。平行光束となったレーザ光は、ビームスプリッタ３に入射する。【００２４】
ビームスプリッタ３は、光源１と光学素子４との間に配置されている。このビームスプリッタ３は、光源１からくる入射光束を透過光として光学素子４へと直進させるとともに、光学素子４側から戻ってくる概ね全ての光を直角に反射する。反射した光は、対物レンズ７へと進む。【００２５】
光学素子４は、ハーフミラーからなり、誘電体膜が形成された入射面４０を有する。光学素子４は、入射面４０をビームスプリッタ３側に向けてビームスプリッタ３と空間光変調器５Ａとの間に配置されている。入射光束の一部は、光学素子４を透過して空間光変調器５Ａへと直進するとともに、入射光束の他の一部は、入射面４０で反射してビームスプリッタ３へと戻る。この光学素子４によって分離された透過光および反射光は、それぞれ記録光および参照光となる。【００２６】
空間光変調器５は、ＤＭＤ（Deformable Mirror Device）からなり、記録時にのみ駆動される。この空間光変調器５は、光学素子４の透過光を選択的に反射することで２次元的な情報をもつ記録光に変調する。空間光変調器５から出射した記録光は、光学素子４を再び逆方向に透過してビームスプリッタ３へと戻る。【００２７】
２次元ディテクタ６は、たとえばＣＣＤエリアセンサあるいはＣＭＯＳエリアセンサからなり、主として再生時に駆動される。この２次元ディテクタ６は、受光した再生光をデジタル信号に変換し、ホログラム記録媒体Ｂにホログラムとして記録された２次元的な情報を読み出す。【００２８】
対物レンズ７は、ビームスプリッタ３とホログラム記録媒体Ｂとの間に配置されている。記録時、記録光および参照光は、図１に示されているように、ビームスプリッタ３から同一の光路Ｌを通って対物レンズ７に集光される。記録光および参照光は、対物レンズ７によってホログラム記録媒体Ｂの記録層９２で互いに干渉するように照射される。これにより、記録層９２には、ホログラムが記録される。再生時には、図２に示されているように、参照光のみが光路Ｌを通って対物レンズ７に集光される。これにより、ホログラム記録媒体Ｂには、参照光が照射される。ホログラム記録媒体Ｂは、記録層９２のホログラムに参照光が当たることで再生光を発する。この再生光は、参照光とは逆方向に対物レンズ７を通ってビームスプリッタ３へと進行し、このビームスプリッタ３を真っ直ぐ透過して２次元ディテクタ６に受光される。これにより、ホログラムとして記録された情報が読み出される。【００２９】
次に、ホログラム記録装置Ａ１の作用について説明する。【００３０】
図１に示す記録時、光源１から出射した光束は、コリメータレンズ２を通ってビームスプリッタ３を真っ直ぐ透過し、光学素子４に入射する。光学素子４における入射光束の一部は、入射面４０を透過することで透過光となり、空間光変調器５Ａに入射する。入射光束の他の一部は、入射面４０で反射し、参照光としてビームスプリッタ３に入射する。【００３１】
図３に破線で示されているように、空間光変調器５Ａに入射した光は、画素ごとに反射・吸収されることで変調される。空間光変調器５Ａで変調された光は、２次元的な情報をもつ記録光となる。この記録光は、光学素子４を再び逆方向に透過してビームスプリッタ３に入射する。【００３２】
記録光は、光学素子４を透過してビームスプリッタ３へと進み、ビームスプリッタ３で略直角に屈折した後、対物レンズ７を通ってホログラム記録媒体Ｂに照射される。参照光も、光学素子４で反射してからビームスプリッタ３へと進み、ビームスプリッタ３で略直角に屈折した後、対物レンズ７を通ってホログラム記録媒体Ｂに照射される。すなわち、記録光と参照光とは、同一の光路Ｌを通ってホログラム記録媒体Ｂに照射される。【００３３】
図３に示されているように、参照光の波面は、単調に反射することで位相の揃った面をなす一方、記録光の波面は、空間光変調器５Ａにより変調されることで位相の不揃いな面をなす。そのため、記録光と参照光とは、同一光路Ｌを経てホログラム記録媒体Ｂに照射されるものの、記録層９２において効率良く干渉する。これにより、記録層９２には、２次元的な情報をもつホログラムが記録される。【００３４】
図２に示す再生時においても、光源１から出射した光束は、コリメータレンズ２およびビームスプリッタ３を経て光学素子４に入射し、この光学素子４によって透過光と反射光とに分離される。しかしながら、再生時においては、空間光変調器５Ａが駆動されずに全ての入射光束を吸収するため、光学素子４で反射した光となる参照光のみが光路Ｌを通ってホログラム記録媒体Ｂに照射される。【００３５】
ホログラム記録媒体Ｂは、記録層９２のホログラムに参照光が当たることで再生光を発する。この再生光は、参照光とは逆方向に対物レンズ７を通り、その後、ビームスプリッタ３を真っ直ぐ透過して２次元ディテクタ６に受光される。これにより、ホログラム記録媒体Ｂの記録層９２にホログラムとして記録された情報が再生される。【００３６】
したがって、本実施形態のホログラム記録装置Ａ１によれば、記録光と参照光とが同一の光路Ｌを通って照射されるように構成されているため、光源１から対物レンズ７までの光学系を簡素にすることができる。たとえば、光学系を構成する対物レンズ７は、記録光および参照光について兼用されることとなり、この対物レンズ７をヘッドユニット８に簡単に組み付けることができる。【００３７】
図４〜８は、本発明に係るホログラム記録装置の他の実施形態を示している。なお、これらの図面においては、上記第１実施形態と同一または類似の構成要素に同一の符号を付している。これらの図面に示されない構成要素については、上記第１実施形態と同一であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。【００３８】
図４は、第２実施形態に係るホログラム記録装置の要部断面図を示している。第２実施形態においては、光学素子４の出射面４１が凸面状に形成されている。図４に破線で示されているように、記録光は、凸面状の出射面４１を双方向に透過することにより、参照光に対してより光学的に干渉しやすい光となる。このような記録光も、参照光と同一の光路Ｌを通ってホログラム記録媒体Ｂに照射される。第２実施形態のホログラム記録装置によれば、記録光の波面と参照光の波面とが干渉しやすいものとなり、より効率良くホログラムを記録することができる。なお、光学素子の出射面は、凹面状であっても同様の効果が得られる。【００３９】
図５は、第３実施形態に係るホログラム記録装置の要部断面図を示している。第３実施形態においては、光学素子４と空間光変調器５Ａとの間に位相板４Ａが配置されている。位相板４Ａは、記録光に所定の位相差を与えることにより、記録光の波面をより位相の不揃いな面とする。このような記録光も、参照光と同一の光路Ｌを通ってホログラム記録媒体Ｂに照射される。このような第３実施形態のホログラム記録装置によっても、記録光の波面と参照光の波面とが干渉しやすいものとなり、より効率良くホログラムを記録することができる。【００４０】
図６および図７は、第４実施形態に係るホログラム記録装置Ａ２を示している。第４実施形態においては、空間光変調器５Ｂが液晶デバイスからなる。空間光変調器５Ｂの光学素子４に対向する側とは反対側には、反射板５Ｃが配置されている。この空間光変調器５Ｂは、図７に破線で示されているように、光学素子４の透過光を選択的に透過することで２次元的な情報をもつ記録光に変調する。空間光変調器５Ｂを透過して反射板５Ｃへと向かう記録光は、この反射板５Ｃにより反射されることで再び空間光変調器５Ｂを透過し、さらに光学素子４を透過してビームスプリッタ３へと戻る。このような第４実施形態のホログラム記録装置Ａ２によっても、記録光と参照光とが同一の光路Ｌを通って照射されることとなり、光源１から対物レンズ７までの光学系を簡素にすることができる。【００４１】
図８は、第５実施形態に係るホログラム記録装置を示している。第５実施形態においては、上記第４実施形態と同一の構成要素を備えるほか、空間光変調器５Ｂと反射板５Ｃとの間に位相板４Ａが配置されている。図８に破線で示されているように、空間光変調器５Ｂから反射板５Ｃへと進む記録光には、位相板４Ａによって所定の位相差が与えられる。したがって、第５実施形態のホログラム記録装置によっても、記録光の波面と参照光の波面とが干渉しやすいものとなり、より効率良くホログラムを記録することができる。なお、位相板については、光学素子と空間光変調器との間に配置するようにしても、同様の効果が得られる。
【図１】
2006080061.tif 000002
【図２】
2006080061.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006080061.tif 000006
【図６】
2006080061.tif 000007
【図７】
2006080061.tif 000008
【図８】
2006080061.tif 000009
【図９】
2006080061.tif 000010
【国際調査報告】
2006080061.tif 000011
2006080061.tif 000012