JP2009163779A - 発光装置及び前記発光装置を用いたホログラム再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 特に、安価で、且つ適切に、広範な波長可変帯域を有する発光装置、及び前記発光装置を用いたホログラム再生装置を提供することを目的としている。
【解決手段】 VCSELアレイ６を構成する各面発光レーザ２，３，４の適正波長帯域は夫々異なっている。制御部２０では、これら前記適正波長帯域を合わせた全域を波長可変帯域として、前記面発光レーザから照射される光の波長を可変に制御する。よって本発明によれば、広範な波長可変帯域を有する発光装置２４を安価に、且つ簡単な構造にて形成できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、再生参照光の照射によって記録媒体に記録されたデータを再生するホログラム再生装置等に使用可能な発光装置に関する。

下記の文献に記載されているように、ホログラムデータの再生では、再生参照光を、ホログラムデータが記録された記録媒体に入射させると、ブラッグ条件式により、前記再生参照光が前記データの干渉縞で回折され、再生光が発せられる。そして、前記再生光に含まれるホログラムデータの内容が、ＣＣＤやＣＭＯＳなどからなる撮像素子により読み出される。
特開２００５−３３１８６４号公報 特開２００３−２３３２９３号公報

ところで従来では、例えば波長多重によって複数の前記ホログラムデータが記録媒体に記録されている場合、ホログラム再生装置に用いられる光源には、単一の波長可変レーザを用いていた。
しかし従来の波長可変レーザは、構造が複雑となり高価であった。

特許文献１，２には、いずれも面発光レーザ（VCSEL）を複数用いた構造が開示されている。

例えば特許文献１では、各面発光レーザから発光される参照光に夫々対応する複数のホログラムデータを記録媒体に記録することで、一回の位置あわせで複数の前記ホログラムデータを再生できるとしている（特許文献１の［００１３］欄等）。

しかし特許文献１のホログラム再生装置は、広範な波長帯域でのホログラム再生を念頭に置いたものではない。例えば、特許文献１の［００１９］欄に「光源は、複数の発光部１０，１０を備えてなり、各発光部１０，１０はそれぞれ同じ波長の光を発生する。」と記載されている。すなわち各発光部１０，１０から発光される光は同じ波長帯域を有するものと考えられ、よって前記波長帯域から外れる記録参照光の波長にて記録されたホログラムデータを、特許文献１のホログラム再生装置では適切に再生できなかった。

また、特許文献１のように、ホログラムデータにそれぞれ対応する面発光レーザを用いたのでは前記面発光レーザの数が非常に多くなり、ホログラム再生装置の小型化を実現できなかった。

特許文献２にも特許文献１と同様に広範な波長帯域でのホログラム再生について特に記載がない。

そこで本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、安価で、且つ適切に、広範な波長可変帯域を有する発光装置、及び前記発光装置を用いたホログラム再生装置を提供することを目的としている。

本発明における発光装置は、適正波長帯域が夫々異なる複数の面発光レーザと、これら前記適正波長帯域を合わせた全域を波長可変帯域として前記面発光レーザから照射される光の波長を可変に制御する制御部と、を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、広範な波長可変帯域を有する発光装置を安価に、且つ簡単な構造にて形成できる。すなわち本発明では、適正波長帯域が異なる複数の面発光レーザ（VCSEL）を用いて、これら前記適正波長帯域により満たされる広範な波長可変帯域を形成するものであるため、従来のように高価な単一の波長可変レーザを用いなくても、安価な前記面発光レーザによって広範な波長可変機構を実現できる。なお「適正波長帯域」とは、任意に設定された、ある出力以上を得ることが出来る波長帯域と定義される。

特に、前記適正波長帯域は、赤色の波長帯域であることが、青色や緑色の波長帯域を用いる場合に比べて、より安価に製造できて好ましい。

また本発明におけるホログラム再生装置は、上記に記載された発光装置と、記録媒体に記録されているデータを取得する撮像部と、を有し、前記面発光レーザからは再生参照光が前記記録媒体に照射されて前記データを前記撮像部により取得することを特徴とするものである。

本発明では、上記発光装置を有することで、前記ホログラム再生装置を安価に且つ、且つ簡単な構造にて製造できる。そして本発明のホログラム再生装置では、記録媒体に記録されたホログラムデータを再生するのに必要な光の波長が広範な波長帯域に渡っている場合でも、前記ホログラムデータを適切に再生することが可能である。

本発明によれば、広範な波長可変帯域を有する発光装置を安価に、且つ簡単な構造にて形成できる。すなわち本発明では、適正波長帯域が異なる複数の面発光レーザ（VCSEL）を用いて、これら前記適正波長帯域により満たされる広範な波長可変帯域を形成するものであるため、従来のように高価な単一の波長可変レーザを用いなくても、安価な前記面発光レーザによって広範な波長可変機構を実現できる。

図１は、本実施形態として、ホログラム再生装置によって記録媒体からホログラムデータを再生する概念図、図２は本実施形態の発光装置のブロック図、図３は、本実施形態の発光装置から発光される光の波長と、出力との関係を示すグラフ、である。

図１に示すホログラム再生装置１は、同一の基板５上に複数の面発光レーザ（VCSEL）２〜４が形成されたVCSELアレイ６と、レンズアレイ７と、ＣＣＤやＣＭＯＳなどからなる撮像素子（撮像部）８とを有して構成される。

図１に示すように記録媒体９には、図示しないホログラム記録装置によってホログラムデータ１０が記録されている。前記ホログラムデータ１０は干渉縞として現れる。

今、図１に示すホログラム再生装置の前記面発光レーザ３から再生参照光１１を前記記録媒体９に向けて照射する。前記再生参照光１１は、前記レンズアレイ７によって平行光にされる。

前記再生参照光１１が前記ホログラムデータ１０に照射されると、ブラッグ条件式を満たす干渉縞では光が回折して、再生光（回折光）１３が前記記録媒体９から前記撮像素子８に向けて放出される。そして前記撮像素子８によって前記ホログラムデータ１０の内容が再生される。

図２に示すように、前記ホログラム再生装置１には、前記VCSELアレイ６と制御部２０を有する発光装置２４が設けられる。

前記制御部２０は、VCSEL切換部２１と、電流調整部２２と、角度調整部２３とを有して構成される。

前記VCSEL切換部２１では、前記記録媒体９に向けて発光する面発光レーザ２，３，４を切り替えている。例えば図１では、いずれかの面発光レーザ２，３，４に電流を供給して電流供給された前記面発光レーザがオン状態（電流供給されていない面発光レーザはオフ状態）とされて前記面発光レーザから再生参照光１１が照射されている。このような面発光レーザ２，３，４の切換を、前記VCSEL切換部２１によって行っている。

前記電流調整部２２では、今、オン状態にされている面発光レーザ３に供給される電流量を調整する。後述するように各面発光レーザ２，３，４は夫々異なる適正波長帯域を有する。各面発光レーザ２，３，４から照射される光の波長を変化させるには前記面発光レーザ２，３，４に供給される電流量を変えることにより行う。

前記角度調整部２３は、再生参照光１１の前記記録媒体９の表面に対する照射角度θ１を調整するためのもので、前記角度調整部２３により前記VCSELアレイ６（及びレンズアレイ７）の前記記録媒体９の表面に対する角度を調整する。前記角度調整部２３は設けられていなくてもよい。例えば波長多重であって前記照射角度θ１を変える必要性のない場合には前記角度調整部２３は不要である。

なお図２では前記レンズアレイ７を前記発光装置２４に含めていないが、前記レンズアレイ７を前記発光装置２４に含めてもよい。

本実施形態では、図３に示すように各面発光レーザ２，３，４から照射される光の適正波長帯域が夫々異なっている。図３の横軸の波長は図示左側から図示右側に向かうほど長くなっている。また縦軸の光出力は図示下側から図示上側に向かうほど大きくなっている。ここで、「適正波長帯域」とは、任意に設定された所定値以上の出力値（図３ではＷ１に設定）を有する波長帯域と定義される。

図３に示すように、本実施形態における各面発光レーザ２，３，４はシングルモード発振レーザである。各面発光レーザ２，３，４の出力ピークの波長は異なり、前記面発光レーザ２の適正波長帯域はλ１〜λ３で、前記面発光レーザ３の適正波長帯域はλ４〜λ５で、前記面発光レーザ２の適正波長帯域はλ６〜λ２となっている。各適正波長帯域は、出力ピークの波長を境にそれよりも波長が短くなるほど及びそれよりも波長が長くなるほど、出力値は徐々に小さくなっていく。図３に示すように、隣り合う前記適正波長帯域どうしは一部で重なっているものの、各適正波長帯域の範囲は一致していない（すなわち各適正波長帯域は異なっている）。

各適正波長帯域の範囲は、これら前記適正波長帯域を合わせたときに広範な連続帯域が得られるように、夫々規制されている。ここで「合わせる」とは、２つ以上の適正波長帯域を１つにまとめる、一緒にすることを意味する。そしてこれら前記適正波長帯域を合わせた全域を波長可変帯域として設定できる。前記波長可変帯域は、λ１〜λ２の広範となっている。

上記した制御部２０の前記VCSEL切換部２１及び電流調整部２２にて、面発光レーザ２、３、４を切り換え且つ前記面発光レーザ２，３，４に供給される電流値を調整することで、再生参照光１１の波長をλ１からλ２までの全域にて可変させることが可能である。このように本実施形態によれば、広範な波長可変帯域を得ることができるので、広範な波長帯域λ１〜λ２に渡って多数のホログラムデータが記録媒体に記録されているような場合でも、各ホログラムデータを確実に再生することが可能である。

また、波長多重でも角度多重でも、様々な要因（ばらつき等）により、ホログラム記録時に記録された波長とは異なる波長によって前記ホログラムデータ１０を再生しなればならない場合がある。かかる場合でも本実施形態では、再生参照光１１として広範な波長可変帯域を得ることができるので、確実に前記ホログラムデータ１０を読み取ることが出来る。

また前記面発光レーザ２，３，４から照射される光の適正波長帯域が、温度特性を有するとき、その温度特性も考慮して各適正波長帯域の幅を規制することが好ましい。例えば、温度が上昇すると前記適正波長帯域の範囲が徐々に小さくなっていく場合、使用環境の最高温度（あるいはそれ以上の）のときの各面発光レーザ２，３，４の適正波長帯域を合わせても連続帯域が得られるように、各適正波長帯域の幅を規制しておく。これにより、使用環境の温度内では、どの温度でも連続した波長可変帯域を得ることが可能である。

また本実施形態では、前記面発光レーザ２，３，４を用いることで、前記発光装置２４を安価に簡単な構造で形成できる。また各面発光レーザ２〜４の適正波長帯域を合わせた全域を波長可変帯域として使用することで、少ない数の面発光レーザ２〜４で広範な波長可変帯域を確保でき、発光装置２４、ひいてはホログラム再生装置１の小型化を実現できる。

また、本実施形態では、波長可変帯域λ１〜λ２の範囲は、赤色の波長帯域であることが好ましい。具体的な波長帯域は６８０ｎｍ〜６８８ｎｍの範囲内であることが好ましい。赤色の波長帯域を用いることで、青色や緑色の波長帯域を用いる場合に比べて、より安価な面発光レーザを用いることが出来る。

また図３に示すように、隣り合う前記面発光レーザ２，３，４どうしの適正波長帯域は一部で重なっている。前記面発光レーザ２の適正波長帯域λ１〜λ３と、前記面発光レーザ３の適正波長帯域λ４〜λ５とでは、波長λ４〜λ３の範囲が重なっている。また、前記面発光レーザ３の適正波長帯域λ４〜λ５と、前記面発光レーザ４の適正波長帯域λ６〜λ２とでは、波長λ６〜λ５の範囲が重なっている。このように隣り合う適正波長帯域どうしが一部で重なるように各面発光レーザ２，３，４の適正波長帯域の幅を規制することが好ましい。これにより、波長λ１〜λ２までの全域を連続した（途切れることのない）波長可変帯域として確実に使用できる。よって、隣り合う適正波長帯域にて、波長の一致点Ｌ１，Ｌ２での出力値が、前記適正波長帯域を規制する所定値Ｗ１よりも大きくなるように（少なくとも、前記一致点Ｌ１，Ｌ２での出力値≧所定値Ｗ１の関係を満たす。）各面発光レーザ２，３，４の適正波長帯域を規制することが好ましい。

また隣り合う適正波長帯域どうしが重なる波長の部分では、出力値が高いほうの面発光レーザから光が照射されるように、前記VCSEL切換部２１にて制御する。あるいは、前記VCSEL切換部２１にて、波長が重複する２つの面発光レーザの双方から同じ波長の光が出力されるようにしてもよい。通常、一つの面発光レーザのみから光が出力されるが、波長の重なる帯域では、２つの面発光レーザから同じ波長の光が出力されるように制御すると、出力がプラスされて大きくなる。このように制御することで、広範囲の波長にて高い出力値を得ることができ、前記ホログラムデータ１０の再生を適切に行える。

なお本実施形態の発光装置２は、ホログラム再生装置１の用途に限定されるものではない。広範な波長可変帯域を必要とする装置であれば、どのような装置にも使用可能である。

また実施形態では面発光レーザ２〜４は３つであったが、当然、数は任意に設定できる。

本実施形態として、ホログラム再生装置によって記録媒体からホログラムデータを再生する概念図、 本実施形態の発光装置のブロック図、 本実施形態の発光装置から発光される光の波長と、出力との関係を示すグラフ、

符号の説明

１ ホログラム再生装置
２、３、４ 面発光レーザ（VCSEL）
６ VCSELアレイ
７ レンズアレイ
８ 撮像素子
１１ 再生参照光
１３ 再生光
２０ 制御部
２１ VCSEL切換部
２２ 電流調整部
２３ 角度調整部
２４ 発光装置

Claims (3)

1. 適正波長帯域が夫々異なる複数の面発光レーザと、これら前記適正波長帯域を合わせた全域を波長可変帯域として前記面発光レーザから照射される光の波長を可変に制御する制御部と、を有することを特徴とする発光装置。
2. 前記波長可変帯域は、赤色の波長帯域である請求項１記載の発光装置。
3. 請求項１又は２に記載された発光装置と、記録媒体に記録されているデータを取得する撮像部と、を有し、前記面発光レーザからは再生参照光が前記記録媒体に照射されて前記データを前記撮像部により取得することを特徴とするホログラム再生装置。

Images