(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフメモリセル（ＨＭＣ）内のデータロケーションに、コヒーレント光の物体光ビームによるデータを記録するシステムにおいて、
前記ビームは複数の画素化ビームを形成するために空間変調されており
前記複数の画素化ビームの第１焦点面近傍に配置された第１反射素子（３１０）と、
前記第１反射素子から反射された前記複数の画素化ビームを屈折透過して、前記複数の画素化ビーム用の第２焦点面を生成する第１屈折透過素子（３１５）とからなり、
前記第２焦点面近傍に配置された第２反射素子（３２０）と、
前記第２反射素子に結合され、前記複数の画素化ビームを所望の方向に向けるために前記第２反射素子（３２０）を所望の回転角に従って方向付ける回転制御機構と、
前記第２反射素子から反射された前記複数の画素化ビームを屈折透過して、前記複数の画素化ビーム用の第３焦点面を生成する第２屈折透過素子（３２５）とからなり、
前記ホログラフメモリセル（ＨＭＣ）は前記第３焦点面近傍に配置され、前記所望の方向と前記ホログラフメモリセル（ＨＭＣ）の角度位置（φ）の関数であるロケーションで前記複数の画素化ビームを受光しており、
前記第１と第２反射素子および前記回転制御機構および前記第１と第２屈折透過素子は、前記第１反射素子と前記ホログラフメモリセル（ＨＭＣ）との間の前記複数の画素化ビーム間の光学パス長を一定に維持するよう構成されているデータ記録システム。
【請求項２】
前記第１焦点面は、フーリエ面であることを特徴とする請求項１記載のデータ記録システム。
【請求項３】
前記第２焦点面は、イメージ面であることを特徴とする請求項１記載のデータ記録システム。
【請求項４】
前記屈折透過素子は、凸レンズであることを特徴とする請求項１記載のデータ記録システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホログラフメモリセル（holographic memory cell （ＨＭＣ））に関し、特にこのようなホログラフメモリセル内のデータロケーションにアクセスするための光学システムに関する。
【０００２】
関連出願として、出願人の以下の公開番号のものがある。これらは同日に出願する予定である。特開平１１−１１９１２４、特開平１１−８４２６９、特開平１１−１２０６０９、特開平１１−１０１９４５、特開平１１−９５１１３、特開平１１−１０１９４６。
【０００３】
【従来の技術】
パソコン（ＰＣ）を含む現在のデータ処理システムは、様々な種類の光学データ記憶に依存している。例えばＣＤ−ＲＯＭデバイスは、殆どのＰＣに搭載される標準機器である。大部分のマルティメディアソフトウェア（ビデオゲーム，地図，百科事典等）はＣＤ−ＲＯＭの形態で販売されている。コンパクトディスクは、音楽用に最も普及した記録媒体である。さらに近年デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）が導入され、標準のＣＤ技術の記憶容量を０．５ギガバイトから５ギガバイトまで増加させている。
【０００４】
ＣＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤの大記憶容量と低価格化が、さらに大容量で安い光学記憶媒体の大きな需要を生み出している。数多くの大きなビジネス機器が、数百枚のディスクのうちから１枚のディスクにアクセスするためのジュークボックススタイルのＣＤチェンジャーを利用している。映画も沢山のＣＤ，ＤＶＤあるいは大型のレーザディスクを依然として必要としている。しかしＣＤ−ＲＯＭ技術やＤＶＤ技術も今や限界に近付きつつある。光学記憶システムの容量と速度を改善し続けるために、研究機関はＣＤサイズの記憶媒体中に数百ギガバイトを記憶できるホログラフ記憶デバイスに向けられている。
【０００５】
一度に大量のデータ全体を記憶し読み出すことのできるホログラフデータ記憶システムが開発されている。これらのシステムにおいては、記憶すべきデータは、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーン上に二次元（２Ｄ）の光学アレイとしてまず符号化される。この光学アレイは空間光変調器（spatial light modulator（ＳＬＭ））の一種である。別の種類のＳＬＭは、Texas Instruments' 社製のデジタルミラーデバイスであり、これは各ピクセルの反射率を変化させるような反射デバイスである。ここで「ＳＬＭ」とは、光学密度，光学位相，光学反射率を変化させるような固定マスクを含む。
【０００６】
第１レーザビーム（即ち平面波）はＳＬＭ内を伝播しこの二次元（２Ｄ）アレイ内のデータスクエア（即ちデータ正方形あるいはデータ長方形（ピクセル））からの強度パターンおよび／または位相パターンをピックアップする。このデータ符号ビーム（物体光と称する）は、感光性材料（ホログラフメモリセル（holographic memory cell （ＨＭＣ））中に投影される。第２レーザビーム（参照光と称する）もまたこのホログラフメモリセル上およびその中に投射される。物体光と参照光はその後ＨＭＣで交差してこのＨＭＣの体積要素内に干渉パターンを生成する。この干渉パターンがＨＭＣの材料を変化を引き起こし、ホログラムを生成させる。
【０００７】
ホログラフメモリセル内のホログラムの形成は、物体光と参照光との間の振幅と偏光状態と位相差の関数である。中でもホログラフメモリセルに投射される物体光と参照光の入射角に依存する。ホログラムが記憶された後、ＨＭＣ内にホログラムを生成した参照光と同一の再生照明光を投射することにより、このホログラムと再生照明光が相互作用して、データが符号化された物体光を再生し、そしてこの物体光が感光性検知器の二次元列に投射され、明るいピクセルと暗いピクセルのパターンを検知することによりデータが読み出される。
【０００８】
空間光変調器により生成された物体光は、高い空間−バンド幅の積（space-bandwidth product （ＳＢＰ））を有する。このビームのＳＢＰは、ビームが含む解像可能なピクセルの数に等しい。例えば、ＳＶＧＡコンピュータモニタにより生成された８００×６００のピクセル画像は４８０，０００のＳＢＰを有する。高いＳＢＰビームがホログラフメモリセルに投射される場合には、ビームが横切る光学パス長を一定に維持することが重要である。そうしないと高いＳＢＰ画像の焦点がぼけデータが失われることがあるからである。
【０００９】
物体光の高いＳＢＰ画像の焦点を合わせるために、光学パス長を一定に維持すると、今度は物体光をホログラフメモリセルの表面の様々な領域に向けることが困難となる。その理由は、このような方向変更は光学パス長を変化させることになるからである。しかし、多くのホログラフメモリシステムは、そのＳＢＰ＝１の参照光を組み込んでいる。
【００１０】
参照光のＳＢＰが小さいために、このようなホログラフデータ記憶システムは、その参照光を音響光学セルを介して投影し、そしてこのセルが固定光学パス長を有する光学システム（４−ｆ画像システム）内を通る参照光を回折させる。音響波の周波数を変えることは、参照光が回折される角度を変化させ、その結果ホログラフメモリセルの表面への入射角を変化させる。
【００１１】
このような角度調整した参照光走査を用いた方向制御システムは、角度多重化（angle multiplexing）システムとして公知のものであり、ホログラフメモリセルの表面上の同一ロケーションに、異なるデータ・ページを異なる参照光入射角で投射することができるため優れたものである。その後このデータは、再生用（interrogating） 参照光を異なる入射角に設定することにより取り出すことができる。
【００１２】
しかし、これらの従来システムは、例えば、通常の物体光のような高いＳＢＰビームをホログラフメモリセルの異なる場所に向けるには不十分である。その理由は、それら固有の空間−バンド幅積（space-bandwidth prduct）のスループットには、固有の限界が存在するからである。さらにまたこれらの従来システムは、ホログラフメモリセルの所望の位置に高いＳＢＰ対称ビームあるいは参照光を正確に向けるには限度がある。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の目的は、高い空間−バンド幅積のビームを、その焦点を失わせることなく、ホログラフメモリセルの表面の別々の領域に向けることのできる光学システムを提供することである。さらにまた本発明は、２次元以上の座標系において、高い空間−バンド幅積のビームを方向制御できる光学システムを提供することである。さらにまた本発明は、２次元以上の座標系において、参照光ビームを方向制御できる光学システムを提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
従来技術の前記した欠点を解決するために、本発明はＨＭＣのデータロケーションにアクセスするためにコヒーレント光の空間変調複素入射ビームの方向を制御するシステムと方法を提供する。本発明は請求項１に記載した特徴を有する。本発明はミラーのような反射素子を回転させる技術思想およびＨＭＣの異なるロケーションからデータを読み出したり書き込んだりするＨＭＣそのものの技術思想を含む。本発明の一実施例は請求項２に記載した特徴を有する。別の構成として、この第１焦点面はイメージ面でもよい。本発明の一実施例によれば、本発明は請求項３に記載した特徴を有する。別の構成例としては、この第２焦点面はフーリエ面でもよい。
【００１５】
本発明の一実施例によれば、本発明は請求項６に記載した特徴を有する。別の構成例によれば、この屈折透過素子は凹レンズでもよいが、但し他の素子が光ビームを集束させるものを含んでいることを条件とする。本発明の一実施例によれば、ＨＭＣはほぼ平面状態であるが、本発明はある種の応用例においては、非平面状態のＨＭＣにも適用可能である。本発明の一実施例によれば、本発明は請求項７に記載した特徴を有する。この第１の反射素子と第２の反射素子を組み合わせて光ビームの回転方向の制御を提供するものである。なお、本明細書において一般的に、旋回とは公転を意味し、回転とは自転を意味する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１Ａは、従来の単一レンズシステム１０を表す。この単一レンズシステムは公知であるが、本発明をより理解し易くするために、この従来の単一レンズシステム１０の構成を詳述する。単一レンズシステム１０は空間光変調器（ＳＬＭ）１２と薄い凸レンズ１６とを有する。この凸レンズ１６は２個の焦点を有する。焦点Ｘは、凸レンズ１６から焦点距離ｆだけ離れた面１４上にある（点線）。凸レンズ１６の反対側には焦点Ｙが凸レンズ１６から焦点距離ｆだけ離れた面１８上にある（点線で示す）。
【００１７】
空間光変調器１２は、例えば液晶表示（ＬＣＤ）スクリーンを有し、このスクリーン上にデータが透明なピクセルと不透明なピクセルの二次元（２Ｄ）のパターンで符号化される。空間光変調器１２と凸レンズ１６は、光学パス２２に直交するよう配置されている。焦点距離ｆを有する薄いレンズは、入力対象物から距離ｓの場所に配置されると、このレンズは次式のレンズの公式に従ってレンズの反対側の距離ｄの所に出力像を形成する。
１／ｆ＝１／ｓ＋１／ｄ
【００１８】
図１Ａに示した構成においては、空間光変調器１２は凸レンズ１６から距離ｓの場所に配置されており、その結果空間光変調器１２の出力像は凸レンズ１６から距離ｄ離れた面２０に形成される。以下に述べるような実施例においては、ｓ，ｄ，ｆはｓ＝ｄ＝２ｆとなるように選択すると、空間光変調器１２と出力像との間の全距離ｓ＋ｄは４ｆとなる。
【００１９】
図１Ｂは、従来の単一レンズのフーリエ変換システム１００を示す。入力対象物のフーリエ変換は公知であるが、本発明の理解を容易にするために従来技術にかかる単一レンズフーリエ変換システム１００をまず詳述する。コヒーレントのレーザビームの物体光が空間光変調器１０２を通過して投射され、符号化されたデータパターンをピックアップし、距離ｆ1 だけ伝播して凸レンズ１０４に到達する。物体光は凸レンズ１０４を通過し、距離ｆ1 だけ伝播し再びフーリエ面１０６に到達する。フーリエ面においては、全ての物体光の位置情報は角度情報となり、この物体光の全ての角度情報は位置情報となる。
【００２０】
この現象は、空間光変調器１０２上のＡ点から出た光ビーム１１１，１１３および空間光変調器１０２上のＢ点から出た光ビーム１１２，１１４を参照することにより理解できる。空間光変調器１０２上の二次元アレイのパターン内の小ピクセルは小開口を形成し、空間光変調器１０２を物体光が通過する際に物体光の回析を引き起こす。かくして光は、Ａ点とＢ点から幅広い方向に亘って外側に出射する。
【００２１】
光ビーム１１１と１１２は互いに平行であり、空間光変調器１０２の面に直交する方向に伝播している。光ビーム１１３と１１４もまた互いに平行であり、空間光変調器１０２から斜めの角度で（非法線方向に）出射する。光ビーム１１１と１１２は平行であるため、凸レンズ１０４への入射角は同一である。同様に光ビーム１１３と１１４も平行であるため凸レンズ１０４への入射角は同一である。
【００２２】
凸レンズ１０４のような薄いレンズの特徴は、レンズを通過する平行な光ビームは、フーリエ面の同一点に集光（集束）することである。かくして平行な２本の光ビーム１１１と１１２は空間光変調器１０２の異なった別々の点から出射してもフーリエ面１０６のＤ点に集束する。同様に平行な２本の光ビーム１１３と１１４は、空間光変調器１０２の別々の点から出射してもフーリエ面１０６のＣ点に集束する。
【００２３】
同時にまた、凸レンズ１０４のような薄いレンズの特徴は、入力物体（空間光変調器１０２）の同一点から異なる角度で（即ち、非平行で）出射した複数の光ビームは、この薄いレンズを通った後は平行光ビームとなることである。かくして空間光変調器１０２の点Ａから異なる角度（即ち、非平行の）で出た光ビーム１１１，１１３は、凸レンズ１０４を通過した後は互いに平行となり、それ故フーリエ面１０６のＣ点，Ｄ点では同一の入射角となる。同様に空間光変調器１０２のＢ点から異なる角度で（即ち、非平行に）出た光ビーム１１２，１１４は、凸レンズ１０４を通過した後は互いに平行となり、そのためフーリエ面１０６のＣ点，Ｄ点で同一の入射角を有するようになる。
【００２４】
前述したことにより、光ビームがフーリエ面１０６へ入射する位置は、光ビームが空間光変調器１０２を出た角度（位置ではない）により決定されることが分かる。同様に光ビームがフーリエ面１０６に入射する角度は、空間光変調器１０２を出た位置（角度ではない）により決定される。したがってフーリエ面においては、全ての物体光の位置情報は角度情報となり、全ての物体光の角度情報は位置情報となる。
【００２５】
図２は従来の４−ｆ画像システム２００を表す図である。図に示した４−ｆ画像システム２００の構成は無限共役（infinite conjugate）と称する。この４−ｆ画像システムは、公知であるが、本発明の理解を容易にするためにこの４−ｆ画像システム２００を詳述する。４−ｆ画像システム２００は、空間光変調器２０２と、焦点距離ｆ1 を有する薄い凸レンズ２０４と、焦点距離ｆ2 を有する薄い凸レンズ２０８とからなる、ここで焦点距離ｆ1 とｆ2 は等しくても等しくなくてもかまわない。
【００２６】
空間光変調器２０２は、例えばデータが透明なピクセルおよび不透明なピクセルからなる二次元アレイパターンで符号化される液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーンを含む。空間光変調器２０２と凸レンズ２０４と２０８とは光学パス２１５に直交して配置されが、この点線で示される光学パス２１５は実線２２２と一致している。
【００２７】
コヒーレントなレーザ光の平面波の物体光は、空間光変調器２０２から放射され符号化したデータパターンをピックアップして、距離ｆ1 伝播して凸レンズ２０４に到達する。光ビーム２２１−２２３で表される物体光は凸レンズ２０４を通過して距離ｆ1 だけ伝播して再びフーリエ面２０６に到達する。図１Ｂで説明したように、フーリエ面２０６においては、全ての物体光の位置情報は角度情報となり、そして全ての物体光の角度情報は位置情報となる。
【００２８】
フーリエ面２０６に形成された像は、凸レンズ２０８の入力物体である。フーリエ面２０６から物体光は距離ｆ2 だけ伝播して凸レンズ２０８に到達する。凸レンズ２０８を通過後この物体光は距離ｆ2 だけ伝播して出力像面２１０に到達する。そこで空間光変調器２０２の入力データ像が再構成される。出力像面２１０はフーリエ面２０６用のフーリエ面であり、かつまた空間光変調器２０２がある面の出力像面でもある。かくして出力像面２１０上に凸レンズ２０８により形成される像は、フーリエ面２０６上に凸レンズ２０４により形成されるフーリエ面のフーリエ面である。
【００２９】
光ビーム２２１−２２３が示すように、出力像面２１０上に形成された入力データ像は、空間光変調器２０２上に現れる像に対し反転している。そのためホログラフメモリセルが出力像面２１０の場所に配置されている場合には、空間光変調器２０２上の二次元アレイのパターンの反転像がホログラフメモリセル内のデータのページとして記憶される。レーザ光（レーザ光の別の参照光）（図示せず）が、データ像を記憶するために必要である。
【００３０】
上記した光学システムの別の実施例においては、空間光変調器が最初のレンズとその後のフーリエ面との間に配置される。最初のレンズに入射した物体光は最初のレンズにより集束するが、最初のレンズの前ではなく最初のレンズの後でＳＬＭからの符号化データをピックアップする。この構成においては、フーリエ次数のサイズ（位置）は、ＳＬＭとその後のフーリエ面との間の距離により線形に変化する。さらにまたビームの入射角は、ＳＬＭの位置によって変化する。
【００３１】
前掲の参照番号の特許明細書に開示されている光ビームの方向制御システムは、ホログラフメモリセルの表面でイメージデータあるいはフーリエ変換データを含む焦点面を移動させている。これらのシステムは、１つあるいは複数のミラーと、少なくとも１つの反射素子（凸レンズ）とを含み、ユークリッド座標軸上で１つあるいは２つの次元に物体光を方向制御している。しかし、ユークリッド座標の代わりに、円筒座標、極座標も用いることができる。本発明は、このような円筒座標を用いるシステムと方法を開示する。
【００３２】
図３は本発明の一実施例による焦点面ビーム方向制御システム３００を示す。この焦点面ビーム方向制御システム３００は、光ソース３０２と空間光変調器（ＳＬＭ）３０４と画像システム３０６とを有し、さらに固定ミラー３１０とレンズ３１５と回転可能ミラー３２０とレンズ３２５からなる旋回光学システムを有する。焦点面ビーム方向制御システム３００はまたホログラフメモリセル（ＨＭＣ）３３０と旋回制御装置３４０と駆動シャフト３４５とを有する。
【００３３】
光ソース３０２は、コヒーレントレーザ光のビームのような平面波物体光を空間光変調器（ＳＬＭ）３０４の方向に向けて放射する。このＳＬＭ３０４は、例えば液晶ディスプレー（ＬＣＤ）スクリーンを含み、その上に透明ピクセルと不透明ピクセルの二次元（２Ｄ）パターンでデータが符号化される。このデータが符号化された物体光は、ＨＭＣ３３０の中心の孔を通って放射され、最終的に画像システム３０６を通過する。この画像システム３０６は、図１Ａの単一レンズ画像システムあるいは図２の４−ｆ画像システムである。
【００３４】
レンズ３０８は、物体光が通過する画像システム３０６の最後のレンズを表し、これは図１Ａのレンズ１６、あるいは図２のレンズ２０８と等価のものである。固定ミラー３１０は、レンズ３０８からから焦点距離ｆだけ離れた位置に配置される。それ故固定ミラー３１０は、画像システム３０６を通って屈折透過される入力像（ＳＬＭ３０４）の出力イメージ焦点面あるいはフーリエ焦点面のいずれかの位置に配置される。いずれの場合にしても固定ミラー３１０は、入力ビームのフーリエ焦点面あるいは像焦点面をレンズ３１５を通過させ回転可能ミラー３２０の方向に反射させる。
【００３５】
固定ミラー３１０により反射された像は、レンズ３１５の入力対象である。このレンズ３１５は、固定ミラー３１０から焦点距離ｆだけ離れた位置に配置され、一方、回転可能ミラー３２０は、レンズ３１５から焦点距離ｆだけ離れた位置に配置されている。固定ミラー３１０上に形成された像は、レンズ３１５への入力対象であり、このレンズ３１５は、回転可能ミラー３２０上にそれ自身のフーリエ変換を生成する。レンズ３２５は、回転可能ミラー３２０から焦点距離ｆだけ離れた位置に配置され、ＨＭＣ３３０はレンズ３２５から焦点距離ｆだけ離れた位置に配置される。回転可能ミラー３２０上に形成された像は、レンズ３２５への入力対象であり、そしてこのレンズ３２５はＨＭＣ３３０上にそれ自身のフーリエ変換を生成する。
【００３６】
レンズ３１５と回転可能ミラー３２０とレンズ３２５とは４−ｆ画像システムを構成し、その回転可能ミラー３２０は第１レンズ（レンズ３１５）のフーリエ焦点面に配置され、物体光の方向を制御する。かくしてＨＭＣ３３０上に形成された出力像は、固定ミラー３１０から送られた入力像が反転したものである。
【００３７】
回転可能ミラー３２０は角度θだけ回転して、その結果回転可能ミラー３２０から反射されたビームは、レンズ３２５を通過してＨＭＣ３３０の上に結像する。入力対象面の位置情報はフーリエ変換面の角度情報となり、入力対象面の角度情報はフーリエ変換面の位置情報となることは前述した通りである。その結果回転可能ミラー３２０から反射された像の角度変位θは、回転可能ミラー３２０によりＨＭＣ３３０上に反射された像の位置変位ΔＲを生成する。このことは第１位置の即ち元の位置から第２の位置即ち回転した後の位置への回転可能ミラー３２０の回転がＨＭＣ３３０での像の変位ΔＲを生成する。ここでΔＲ＝ｆ（ｔａｎθ）である。極座標系の絶対半径Ｒは、ドライブアーム３３５の長さとθの値に属性を有するオフセットにより決定される。
【００３８】
回転可能ミラー３２０が回転する角度にかかわらず、ＨＭＣ３３０上の像はΔＲが妥当な範囲で走査されている間ほぼ合焦状態を維持する。このことは、ゼロ度のミラー回転でレンズの中心を通過する光ビームのパスの物理的な長さがゼロでないミラーの回転角でレンズの縁を通過する光ビームのパスの物理的長さよりも短くても、全てのビームの光学パス長さが等しいため、あてはまる。
【００３９】
固定ミラー３１０とレンズ３１５と回転可能ミラー３２０とは、ドライブアーム３３５上に互いに固定した位置に搭載される。回転可能ミラー３２０のある角度θに対しては、半径Ｒは固定されている。旋回制御装置３４０は、旋回角φに従って全３６０゜の軌道にドライブアーム３３５を旋回させる。かくして回転可能ミラー３２０からＨＭＣ３３０の表面上に反射した像は、φとθの値にしたがって極座標系（Ｒ，φ）で方向制御される。
【００４０】
図４は本発明の第２実施例による焦点面ビーム方向制御システム４００を表す。この焦点面ビーム方向制御システム４００は、光ソースと空間光変調器（ＳＬＭ）と画像システム４０６と回転ミラー４１０とレンズ４１５とホログラフメモリセル（ＨＭＣ）４２０とを有する。図面を見やすくするために、光ソースとＳＬＭは図示していない。焦点面ビーム方向制御システム３００とは対照的にホログラフメモリセルのほうが回転して極座標系の旋回角φを与える。
【００４１】
光ソースは、コヒーレントレーザ光のビームのような平面波物体光をＳＬＭの方向に向けて放射する。このＳＬＭは、例えば液晶ディスプレー（ＬＣＤ）スクリーンを含み、その上に透明ピクセルと不透明ピクセルの二次元（２Ｄ）パターンでデータが符号化される。このデータが符号化された物体光は、ＳＬＭを通過して最終的に画像システム４０６を通過する。この画像システム４０６は、図１Ａの単一レンズ画像システムあるいは図２の４−ｆ画像システムである。
【００４２】
レンズ４０８は、物体光が通過する画像システム４０６の最後のレンズを表し、これは図１Ａのレンズ１６、あるいは図２のレンズ２０８と等価のものである。回転ミラー４１０は、レンズ４０８から焦点距離ｆだけ離れた位置に配置される。それ故回転ミラー４１０は、画像システム４０６を通って屈折透過される入力像（ＳＬＭ）の出力イメージ焦点面あるいはフーリエ焦点面のいずれかの位置に配置される。いずれの場合にしても回転ミラー４１０は、入力ビームのフーリエ焦点面あるいはイメージ焦点面をレンズ４１５を通過させＨＭＣ４２０の方向に反射させる。
【００４３】
回転ミラー４１０は角度θだけ回転して、その結果回転ミラー４１０から反射されたビームは、レンズ４１５を通過してＨＭＣ４２０の上に結像する。このことは第１の位置即ち元の位置から第２位置の即ち回転した後の位置へのミラー４１０の回転がＨＭＣ４２０での像の変位ΔＲを生成する。ここでΔＲ＝ｆ（ｔａｎθ）である。極座標系の絶対半径Ｒは、ＨＭＣ４２０の中心に対するミラー４１０の相対位置とθの値に属性を有するオフセットにより決定される。極座標系（Ｒ，φ）の旋回角φは、ＨＭＣ４２０の旋回位置により与えられる。そしてこのＨＭＣ４２０は、３６０゜全回転で旋回する。
【００４４】
本発明の他の実施例においては、上記の方向制御システムは、ホログラフメモリセルに対し、物体光の粗い方向制御用に用いられ、一方、微細の制御走査は、像を結像する前にＳＬＭを、物理的に平行移動することにより、達成してもよい。ＳＬＭを、Ｒだけ平行移動すると、４−ｆ画像システムにおいては、−Ｒ（ｆ2／ｆ1）だけ出力像を、平行移動させることになる。ここでｆ1は、第１レンズの焦点距離で、ｆ2は、第２レンズの焦点距離である。ＳＬＭを、Ｒだけ平行移動することにより、単一レンズ画像システムにおいては、−Ｒ（ｄ/ｓ）だけ、出力は平行移動させる。
【００４５】
ＳＬＭを平行移動させる画像方向制御システムの詳細は、前掲の整理番号９８０１２４の明細書に記載されている。
【００４６】
１次元（１Ｄ）と２次元（２Ｄ）の、ビーム方向制御システムは、ホログラフメモリセルの反対側に、ミラーの対称配置機構を用いることにより、さらに改善できる。かくして、データは、ＨＭＣの両側に同時に、方向制御することができる。図７に関連して次に説明すると、空間光照射器を感光ディデクタの２次元配列でもって置換することにより、ＨＭＣの対向する側にミラーの対称配置機構を用いて、ＨＭＣから、データを取り出すことができる。
【００４７】
図５は本発明の第３実施例によるホログラフメモリシステム５００を表す。ミラー５０５とレンズ５１０は、物体光５２０（点線で示す）を回転するＨＭＣ５１５の上に方向付けるようなビーム方向制御システムを含む。物体光５２０は、４−ｆ画像システムあるいは単一レンズ画像システムのいずれかである。
【００４８】
前述したように参照光５２５（実線）と、物体光５２０は相互作用して選択された位置でホログラフ像を生成する。この位置はミラー５０５の傾斜角θとＨＭＣ５１５の旋回角φによって決定される。ホログラムは、物体光５２０と参照光５２５の相対振幅と偏光状態とその間の位相差および物体光５２０と参照光５２５がＨＭＣ５１５に入る角度の関数である。
【００４９】
データはレンズ５１０とミラー５０５に対し対称配置されたレンズ５３０とミラー５３５を用いて再生される。物体光５２０はホログラム生成するのに用いられたのと同一の角度と位置にＨＭＣ５１５に参照光５２５を投影することにより再生される。ホログラムと参照光５２５は、相互作用して再構成された物体光５４５（実線で示す）を再生する。
【００５０】
所望のデータページは、ホログラムを形成されたときのミラー５０５が回転されたのと同一角θにミラー５３５を回転させることにより選択される。再構成された物体光５４５は、その後感光性ディテクタ５４０上に投影されて、この感光性ディテクタ５４０が明るいピクセルと暗いピクセルのパターンを検知することによりデータを読み出す。レンズ５３０とミラー５３５は、再構成された物体光５４５をディテクタ５４０上に方向制御（de-steer）するだけでなく、ミラー５０５とレンズ５１０により引き起こされる軸からのズレに起因する歪（off-axis distortion）の影響を修正する。
【００５１】
以上述べたように、本発明のビームステアリングシステムを用いて物体光をホログラフメモリセルの所定の位置に向けることができる。さらにまたこのシステムは、参照光もまた所定の方向に向けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａ  従来の単一レンズ画像システムを表す図Ｂ  従来の単一レンズフーリエ変換システムを表す図
【図２】従来の４−ｆ画像システムを表す図
【図３】本発明の第１実施例による焦点面ビーム方向制御システムを表す図
【図４】本発明の第２実施例による焦点面ビーム方向制御システムを表す図
【図５】本発明の第３実施例によるホログラフメモリシステムを表す図
【符号の説明】
１０  単一レンズシステム
１２  空間光変調器（ＳＬＭ）
１４，１８，２０  面
１６  凸レンズ
２２  光学パス
１００  単一レンズフーリエ変換システム
１０２，２０２  空間光変調器
１０４，２０４，２０８  凸レンズ
１０６，２０６  フーリエ面
１１１，１１２，１１３，１１４  光ビーム
１１５，２１５  光学パス
２００  従来の４−ｆ画像システム
２１０  出力像面
２２１，２２２，２２３  光ビーム
３００  焦点面ビーム方向制御システム
３０２  光ソース
３０４  空間光変調器（ＳＬＭ）
３０６  画像システム
３０８，３１５，３２５  レンズ
３１０  固定ミラー
３２０  回転可能ミラー
３３０  ホログラフメモリセル（ＨＭＣ）
３３５  ドライブアーム
３４０  旋回制御装置
３４５  駆動シャフト
４００  焦点面ビーム方向制御システム
４０６  画像システム
４０８  レンズ
４１０  回転ミラー
４２０  ホログラフメモリセル（ＨＭＣ）
５００  ホログラフメモリシステム
５０５，５３５  ミラー
５１０，５３０  レンズ
５１５  ホログラフメモリセル（ＨＭＣ）
５２０，５４５  物体光
５２５  参照光
５４０  感光性ディテクタ
【図１】
0003749380.tif 000002
【図２】
0003749380.tif 000003
【図３】
0003749380.tif 000004
【図４】
0003749380.tif 000005
【図５】
0003749380.tif 000006