JP3215667B2 - 複合空間変調入射ビーム方向制御システム - Google Patents
複合空間変調入射ビーム方向制御システムInfo
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-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/085—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
- G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C13/00—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00
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- G11C13/042—Digital stores characterised by the use of storage elements not covered by groups G11C11/00, G11C23/00, or G11C25/00 using optical elements ; using other beam accessed elements, e.g. electron or ion beam using information stored in the form of interference pattern
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Holo Graphy (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Description
【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。
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、出願人の以下の整理番号
のものがある。これらは同日に出願する予定である。９
８０１２０、９８０１２４（本出願），９８０１２５，
９８０１２６，９８０１２７，９８０１３３。
のものがある。これらは同日に出願する予定である。９
８０１２０、９８０１２４（本出願），９８０１２５，
９８０１２６，９８０１２７，９８０１３３。
【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。
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。
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 mo
dulator（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。
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 mo
dulator（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（holo
graphic 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。
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（holo
graphic 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極性状態と位相差
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。
成は、物体光と参照光との間の振幅と極性状態と位相差
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、ＳＶ
ＧＡコンピュータモニタにより生成された８００×６０
０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。
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、ＳＶ
ＧＡコンピュータモニタにより生成された８００×６０
０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。
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。
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 multiplexi
ng）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（in
terrogating） 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。
た方向制御システムは、角度多重化（angle multiplexi
ng）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（in
terrogating） 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-ba
ndwidth 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。
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-ba
ndwidth 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、その焦点がぼけ
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走査できる光学シ
ステムを提供することである。さらに本発明の目的は、
２次元以上の座標系において、複合参照光を方向制御で
きる光学システムを提供することである。さらに本発明
の目的は、ＨＭＣの上の出力像の位置を微調整するため
に、高い空間−バンド幅積のビームを正確に方向制御で
きる光学システムを提供することである。
的は、高い空間バンド幅積のビームを、その焦点がぼけ
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走査できる光学シ
ステムを提供することである。さらに本発明の目的は、
２次元以上の座標系において、複合参照光を方向制御で
きる光学システムを提供することである。さらに本発明
の目的は、ＨＭＣの上の出力像の位置を微調整するため
に、高い空間−バンド幅積のビームを正確に方向制御で
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】本発明のシステムと方法
は、ＨＭＣ内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された複素入射ビームを走
査するものである。
は、ＨＭＣ内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された複素入射ビームを走
査するものである。
【００１５】本発明の一実施例は、請求項１に記載した
特徴を有する。光ビームが通過するＨＭＣの面は、第１
ビーム方向制御システムの焦点面であっても、あるいは
なくても良い。さらにまた光ビームが通過するＨＭＣの
面は、ＨＭＣの表面あるいはこのＨＭＣの内部でも良
い。さらにまた、光ビームが通過するＨＭＣの面は、Ｈ
ＭＣの表面に平行であっても、あるいはそうでなくても
良い。
特徴を有する。光ビームが通過するＨＭＣの面は、第１
ビーム方向制御システムの焦点面であっても、あるいは
なくても良い。さらにまた光ビームが通過するＨＭＣの
面は、ＨＭＣの表面あるいはこのＨＭＣの内部でも良
い。さらにまた、光ビームが通過するＨＭＣの面は、Ｈ
ＭＣの表面に平行であっても、あるいはそうでなくても
良い。
【００１６】本発明の一実施例によれば、本発明の請求
項２に記載した特徴を有する。さらに別法として本発明
は、請求項３に記載した特徴を有する。さらに本発明の
一実施例によれば、請求項４、５、６、７に記載した特
徴を有する。しかし、本発明は、ある種のアプリケーシ
ョンにおいては、非平面状態のＨＭＣ、あるいはＳＢＰ
が１００以下の入射ビームを用いても良い。
項２に記載した特徴を有する。さらに別法として本発明
は、請求項３に記載した特徴を有する。さらに本発明の
一実施例によれば、請求項４、５、６、７に記載した特
徴を有する。しかし、本発明は、ある種のアプリケーシ
ョンにおいては、非平面状態のＨＭＣ、あるいはＳＢＰ
が１００以下の入射ビームを用いても良い。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１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１０
０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ｆ~{１}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ｆ~{１}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。
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１０
０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ｆ~{１}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ｆ~{１}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。
【００１８】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１
０２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。
から出た光ビーム１１１，１１３および空間光変調器１
０２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。
【００１９】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。
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。
【００２０】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１
１４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。
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１
１４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。
【００２１】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１
１１，１１３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１１
２，１１４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。
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１
１１，１１３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１１
２，１１４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。
【００２２】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１
０２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。
面１０６へ入射する位置は、光ビームが空間光変調器１
０２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。
【００２３】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２０
２と、焦点距離ｆ~{１}を有する薄い凸レンズ２０４
と、焦点距離ｆ~{２}を有する薄い凸レンズ２０８とか
らなる、ここで焦点距離ｆ~{１}とｆ~{２}は等しくても
等しくなくてもかまわない。
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２０
２と、焦点距離ｆ~{１}を有する薄い凸レンズ２０４
と、焦点距離ｆ~{２}を有する薄い凸レンズ２０８とか
らなる、ここで焦点距離ｆ~{１}とｆ~{２}は等しくても
等しくなくてもかまわない。
【００２４】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（ＬＣ
Ｄ）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。
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（ＬＣ
Ｄ）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。
【００２５】コヒーレントなレーザ光の面波（plane wa
ve）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ｆ~{１}
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ｆ~{１}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。
ve）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ｆ~{１}
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ｆ~{１}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。
【００２６】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ｆ~{２}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ｆ~
{２}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。
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ｆ~{２}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ｆ~
{２}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。
【００２７】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。
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。
【００２８】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。
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。
【００２９】図３は、本発明の第１実施例による単一レ
ンズ画像システム３００を示す。この単一レンズ画像シ
ステム３００は、空間光変調器（spatial light modula
tor：ＳＬＭ）３０２と薄い凸レンズ３０４とを含む。
この空間光変調器３０２は例えば、液晶ディスプレイ
（liquid crystal display：ＬＣＤ）スクリーンであ
り、その上にデータが透明なピクセルと不透明なピクセ
ルの２次元パターンで符号化されている。空間光変調器
３０２は、位相マスクあるいは位相変調と振幅変調が混
じり合ったマスクである。以下に説明するように空間光
変調器３０２は、第１のすなわち元の位置は実線で、第
２のすなわち移動した後の位置は点線で示してある。単
一レンズ画像システム３００内の空間光変調器３０２の
動きを簡潔且つ明瞭に説明するために、空間光変調器３
０２は、凸レンズ３０４に対し、および前に示した空間
位相変調器に対し、小さく記載している。このように縮
小して描くことにより元の位置と移動した後の位置の空
間光変調器３０２の部分の重なりにより引き起こされる
不明瞭さを回避している。しかし、これは空間光変調器
３０２とレンズ３０４とＨＭＣ３０６の相対寸法、ある
いは絶対寸法の制限と解釈してはならない。
ンズ画像システム３００を示す。この単一レンズ画像シ
ステム３００は、空間光変調器（spatial light modula
tor：ＳＬＭ）３０２と薄い凸レンズ３０４とを含む。
この空間光変調器３０２は例えば、液晶ディスプレイ
（liquid crystal display：ＬＣＤ）スクリーンであ
り、その上にデータが透明なピクセルと不透明なピクセ
ルの２次元パターンで符号化されている。空間光変調器
３０２は、位相マスクあるいは位相変調と振幅変調が混
じり合ったマスクである。以下に説明するように空間光
変調器３０２は、第１のすなわち元の位置は実線で、第
２のすなわち移動した後の位置は点線で示してある。単
一レンズ画像システム３００内の空間光変調器３０２の
動きを簡潔且つ明瞭に説明するために、空間光変調器３
０２は、凸レンズ３０４に対し、および前に示した空間
位相変調器に対し、小さく記載している。このように縮
小して描くことにより元の位置と移動した後の位置の空
間光変調器３０２の部分の重なりにより引き起こされる
不明瞭さを回避している。しかし、これは空間光変調器
３０２とレンズ３０４とＨＭＣ３０６の相対寸法、ある
いは絶対寸法の制限と解釈してはならない。
【００３０】空間光変調器３０２と凸レンズ３０４は、
点線で示すように光学パス３１５（これは物体光あるい
は参照光である）に対し、直交して配置されている。凸
レンズ３０４は２個の焦点を有する。第１の焦点は、点
線で示すように凸レンズ３０４から焦点距離ｆだけ離れ
た位置の面３０３上にある。凸レンズ３０４の反対側に
第２の焦点が、凸レンズ３０４から焦点距離ｆだけ離れ
た点線で示すようにミラー３０５の上にある。焦点距離
ｆの薄いレンズが入力像から距離ｓだけ離れた位置にあ
る場合には、レンズは反対側の距離ｄだけ離れた位置に
出力像を形成する。この関係は １／ｆ＝１／ｓ＋１／ｄ で表される。
点線で示すように光学パス３１５（これは物体光あるい
は参照光である）に対し、直交して配置されている。凸
レンズ３０４は２個の焦点を有する。第１の焦点は、点
線で示すように凸レンズ３０４から焦点距離ｆだけ離れ
た位置の面３０３上にある。凸レンズ３０４の反対側に
第２の焦点が、凸レンズ３０４から焦点距離ｆだけ離れ
た点線で示すようにミラー３０５の上にある。焦点距離
ｆの薄いレンズが入力像から距離ｓだけ離れた位置にあ
る場合には、レンズは反対側の距離ｄだけ離れた位置に
出力像を形成する。この関係は １／ｆ＝１／ｓ＋１／ｄ で表される。
【００３１】図３に示すような構成においては、空間光
変調器３０２の表面は、点線で示したように凸レンズ３
０４から距離ｓだけ離れた場所の３０１内にあり、その
結果ＨＭＣ３０６の出力像は凸レンズ３０４から距離ｄ
だけ離れたホログラフメモリセル（ＨＭＣ）３０６の表
面上にある。本発明の好ましい実施例においては、ｓ、
ｄ、ｆ、は、ｓ＝ｄ＝２ｆの関係であり、空間光変調器
３０２とその出力像との間の距離ｓ＋ｄは４ｆとなる。
空間光変調器３０２は、ＨＭＣ３０６上の出力像の位置
をシフトするために、直交線３０１に沿って移動させ
る。
変調器３０２の表面は、点線で示したように凸レンズ３
０４から距離ｓだけ離れた場所の３０１内にあり、その
結果ＨＭＣ３０６の出力像は凸レンズ３０４から距離ｄ
だけ離れたホログラフメモリセル（ＨＭＣ）３０６の表
面上にある。本発明の好ましい実施例においては、ｓ、
ｄ、ｆ、は、ｓ＝ｄ＝２ｆの関係であり、空間光変調器
３０２とその出力像との間の距離ｓ＋ｄは４ｆとなる。
空間光変調器３０２は、ＨＭＣ３０６上の出力像の位置
をシフトするために、直交線３０１に沿って移動させ
る。
【００３２】光源３３０は、平面波物体光、例えばコヒ
ーレントレーザ光ビームを空間光変調器３０２上の２次
元パターン内に放射する。実線で示される光ビームは、
元の位置の空間光変調器３０２の表面上のＡ点から放射
し、凸レンズ３０４に入射する。この凸レンズ３０４
は、Ａ点から出た光ビームをＨＭＣ３０６上の出力像の
Ｂ点に収束させる。アクチュエータ３２０は、空間光変
調器３０２にシャフト３２２あるいは他の適当な機械的
結合手段によって結合され、空間光変調器３０２を距離
Ｒ１だけ移動させる。空間光変調器３０２を距離Ｒ１だ
け移動させると、Ａ点は距離Ｒ１だけＡ’点に移動す
る。すると点線で示す光ビームは、その移動した後の位
置の空間光変調器３０２の表面上のＡ’点から放射し、
凸レンズ３０４に入射する。凸レンズ３０４は、Ａ’点
から放射した光ビームをＨＭＣ３０６の移動した出力像
のＢ’点に収束させる。点Ｂから点Ｂ’までの距離Ｒ２
は、 Ｒ２＝−Ｒ１（ｄ／ｓ） で与えられる。上記の実施例においては、ｓ＝ｄ＝２ｆ
であるので、Ｒ２＝−Ｒ１となる。
ーレントレーザ光ビームを空間光変調器３０２上の２次
元パターン内に放射する。実線で示される光ビームは、
元の位置の空間光変調器３０２の表面上のＡ点から放射
し、凸レンズ３０４に入射する。この凸レンズ３０４
は、Ａ点から出た光ビームをＨＭＣ３０６上の出力像の
Ｂ点に収束させる。アクチュエータ３２０は、空間光変
調器３０２にシャフト３２２あるいは他の適当な機械的
結合手段によって結合され、空間光変調器３０２を距離
Ｒ１だけ移動させる。空間光変調器３０２を距離Ｒ１だ
け移動させると、Ａ点は距離Ｒ１だけＡ’点に移動す
る。すると点線で示す光ビームは、その移動した後の位
置の空間光変調器３０２の表面上のＡ’点から放射し、
凸レンズ３０４に入射する。凸レンズ３０４は、Ａ’点
から放射した光ビームをＨＭＣ３０６の移動した出力像
のＢ’点に収束させる。点Ｂから点Ｂ’までの距離Ｒ２
は、 Ｒ２＝−Ｒ１（ｄ／ｓ） で与えられる。上記の実施例においては、ｓ＝ｄ＝２ｆ
であるので、Ｒ２＝−Ｒ１となる。
【００３３】図４は、本発明の第２実施例による４−ｆ
画像システム４００を示す。この４−ｆ画像システム４
００は、空間光変調器（ＳＬＭ）４０２と、焦点距離ｆ
1の薄い凸レンズ４０４と、焦点距離ｆ2の薄い凸レンズ
４０８と、ホログラフメモリセル（ＨＭＣ）４１０とを
有する。このＳＬＭ４０２は例えば、液晶ディスプレイ
（liquid crystal display：ＬＣＤ）スクリーンであ
り、その上にデータが透明なピクセルと不透明なピクセ
ルの２次元パターンで符号化されている。本発明の一実
施例によれば、この４−ｆ画像システム４００は、無限
共益システムでｆ2＝ｆ1でその結果、全光学パス長は４
ｆである。
画像システム４００を示す。この４−ｆ画像システム４
００は、空間光変調器（ＳＬＭ）４０２と、焦点距離ｆ
1の薄い凸レンズ４０４と、焦点距離ｆ2の薄い凸レンズ
４０８と、ホログラフメモリセル（ＨＭＣ）４１０とを
有する。このＳＬＭ４０２は例えば、液晶ディスプレイ
（liquid crystal display：ＬＣＤ）スクリーンであ
り、その上にデータが透明なピクセルと不透明なピクセ
ルの２次元パターンで符号化されている。本発明の一実
施例によれば、この４−ｆ画像システム４００は、無限
共益システムでｆ2＝ｆ1でその結果、全光学パス長は４
ｆである。
【００３４】図３のシステムと同様に、ＳＬＭ４０２
は、第１のすなわち元の位置は実線で、第２のすなわち
移動した後の位置は点線で示してある。４−ｆ画像シス
テム４００内のＳＬＭ４０２の動きを簡潔且つ明瞭に説
明するために、ＳＬＭ４０２は、凸レンズ４０４に対
し、および前に示した空間位相変調器に対し、小さく描
いている。このように縮小して描くことにより元の位置
と移動した後の位置のＳＬＭ４０２の部分の重なりによ
り引き起こされる不明瞭さを回避している。しかし、こ
れはＳＬＭ４０２とレンズ４０４とレンズ４０８とＨＭ
Ｃ４１０の相対寸法、あるいは絶対寸法の制限と解釈し
てはならない。
は、第１のすなわち元の位置は実線で、第２のすなわち
移動した後の位置は点線で示してある。４−ｆ画像シス
テム４００内のＳＬＭ４０２の動きを簡潔且つ明瞭に説
明するために、ＳＬＭ４０２は、凸レンズ４０４に対
し、および前に示した空間位相変調器に対し、小さく描
いている。このように縮小して描くことにより元の位置
と移動した後の位置のＳＬＭ４０２の部分の重なりによ
り引き起こされる不明瞭さを回避している。しかし、こ
れはＳＬＭ４０２とレンズ４０４とレンズ４０８とＨＭ
Ｃ４１０の相対寸法、あるいは絶対寸法の制限と解釈し
てはならない。
【００３５】ＳＬＭ４０２、凸レンズ４０４、４０８、
ＨＭＣ４１０は、点線で示すように光軸４１５に直交し
て配置される。実線で示す光ビームは、元の位置のＳＬ
Ｍ４０２の表面上のＡ点から出射し、凸レンズ４０４上
に入射する。この凸レンズ４０４は、点線で示すよう
に、面４０６でＳＬＭ４０２のフーリエ変換を形成す
る。面４０６のフーリエ変換は、凸レンズ４０８への入
力像であり、そしてこの凸レンズ４０８がＨＭＣ４１０
の表面上で入力対称物のフーリエ変換を形成する。Ａ点
から出射した光ビームはＨＭＣ４１０のＢ点に入射す
る。
ＨＭＣ４１０は、点線で示すように光軸４１５に直交し
て配置される。実線で示す光ビームは、元の位置のＳＬ
Ｍ４０２の表面上のＡ点から出射し、凸レンズ４０４上
に入射する。この凸レンズ４０４は、点線で示すよう
に、面４０６でＳＬＭ４０２のフーリエ変換を形成す
る。面４０６のフーリエ変換は、凸レンズ４０８への入
力像であり、そしてこの凸レンズ４０８がＨＭＣ４１０
の表面上で入力対称物のフーリエ変換を形成する。Ａ点
から出射した光ビームはＨＭＣ４１０のＢ点に入射す
る。
【００３６】アクチュエータ４２０は、ＳＬＭ４０２に
シャフト４２２又は他の機械的結合手段によりＳＬＭ４
０２に結合されている。そしてこのＳＬＭ４０２を距離
Ｒ１だけ移動させる。Ｒ１だけＳＬＭ４０２を移動させ
るとＡ点をそれに対応する距離Ｒ１だけＡ’点に移動さ
せる。光源４３０は、平面波物体光、例えば、コヒーレ
ントレーザー光ビームをＳＬＭ４０２上の２次元パター
ンに放射する。点線で示す光ビームは、移動した後の位
置のＳＬＭ４０２の表面上のＡ’点から出射し、凸レン
ズ４０４、４０８を通過する。Ａ’点から放射した光ビ
ームは、ＨＭＣ４１０のＢ’点に入射する。Ｂ点から
Ｂ’点までの距離Ｒ２は、次式で与えられる。 Ｒ２＝−Ｒ１（ｆ2／ｆ1） 本発明の実施例においては、ｆ2＝ｆ1で、その結果Ｒ２
＝−Ｒ１となる。
シャフト４２２又は他の機械的結合手段によりＳＬＭ４
０２に結合されている。そしてこのＳＬＭ４０２を距離
Ｒ１だけ移動させる。Ｒ１だけＳＬＭ４０２を移動させ
るとＡ点をそれに対応する距離Ｒ１だけＡ’点に移動さ
せる。光源４３０は、平面波物体光、例えば、コヒーレ
ントレーザー光ビームをＳＬＭ４０２上の２次元パター
ンに放射する。点線で示す光ビームは、移動した後の位
置のＳＬＭ４０２の表面上のＡ’点から出射し、凸レン
ズ４０４、４０８を通過する。Ａ’点から放射した光ビ
ームは、ＨＭＣ４１０のＢ’点に入射する。Ｂ点から
Ｂ’点までの距離Ｒ２は、次式で与えられる。 Ｒ２＝−Ｒ１（ｆ2／ｆ1） 本発明の実施例においては、ｆ2＝ｆ1で、その結果Ｒ２
＝−Ｒ１となる。
【００３７】上記した本発明の実施例は、空間光変調器
は、１次元方向に移動させている。しかし、他の実施例
においては、空間光変調器は直交座標系の２次元方向に
移動させることもできる。さらに別の実施例において
は、アクチュエータは、その表面と同一面内で変位角θ
だけ空間光変調器を回転させて、ＨＭＣ内に出力像の対
応する回転角θを生成することもできる。さらに別の実
施例においては、アクチュエータは、直交する３本の軸
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と３個の角度軸（θ，φ，γ）を有する
６個の軸のいずれでも回転および／又は移動させること
もできる。さらに他の実施例においては、空間光変調器
を固定位置に保持し、ＨＭＣを移動させたり回転させた
りすることもできる。
は、１次元方向に移動させている。しかし、他の実施例
においては、空間光変調器は直交座標系の２次元方向に
移動させることもできる。さらに別の実施例において
は、アクチュエータは、その表面と同一面内で変位角θ
だけ空間光変調器を回転させて、ＨＭＣ内に出力像の対
応する回転角θを生成することもできる。さらに別の実
施例においては、アクチュエータは、直交する３本の軸
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と３個の角度軸（θ，φ，γ）を有する
６個の軸のいずれでも回転および／又は移動させること
もできる。さらに他の実施例においては、空間光変調器
を固定位置に保持し、ＨＭＣを移動させたり回転させた
りすることもできる。
【００３８】空間光変調器は、公知の機械的手段によ
り、移動および／又は回転させることが出来る。このア
クチュエータは、たくさんの種類が存在する。いずれに
しても、空間光変調器を移動させたり回転させるのに用
いられるアクチュエータの種類は、それが使用されるシ
ステムの要件によって決まる。
り、移動および／又は回転させることが出来る。このア
クチュエータは、たくさんの種類が存在する。いずれに
しても、空間光変調器を移動させたり回転させるのに用
いられるアクチュエータの種類は、それが使用されるシ
ステムの要件によって決まる。
【００３９】本発明の一実施例においては、精密制御ア
クチュエータを用いてＨＭＣ上のＳＬＭ像の位置を微調
整し、一方別の独立した粗い方向制御システムを用い
て、ＨＭＣ上のより長い距離にわたってＳＬＭの像を移
動させたり回転させたりする。この粗く制御する方向制
御システムは、前記した整理番号の出願の明細書に開示
されている。
クチュエータを用いてＨＭＣ上のＳＬＭ像の位置を微調
整し、一方別の独立した粗い方向制御システムを用い
て、ＨＭＣ上のより長い距離にわたってＳＬＭの像を移
動させたり回転させたりする。この粗く制御する方向制
御システムは、前記した整理番号の出願の明細書に開示
されている。
【００４０】図５は、本発明の第３実施例によるビーム
方向制御システム５００を示す。ビーム方向制御システ
ム５００は、光源５３０と空間光変調器（ＳＬＭ）５０
２と第１ビーム方向制御システム５０４とＨＭＣ５０６
とアクチュエータ５２０とシャフト５２２とを有する。
さらにこの第１ビーム方向制御システム５０４は、前掲
の整理番号の出願明細書に開示した粗く制御する方向制
御システムを有し、これによりＨＭＣ５０６上の距離
（振幅）にわたって空間光変調器（ＳＬＭ）５０２上の
２次元アレイパターンの出力像あるいはフーリエ変換を
独立に移動させたり回転させたりする。第１ビーム方向
制御システム５０４のビーム位置を設定するために、そ
の後ＳＬＭ５０２をＨＭＣ５０６上の短い距離（振幅）
だけ移動させたり回転させたりして、ビーム方向制御シ
ステム５００用の補正制御が出来る。
方向制御システム５００を示す。ビーム方向制御システ
ム５００は、光源５３０と空間光変調器（ＳＬＭ）５０
２と第１ビーム方向制御システム５０４とＨＭＣ５０６
とアクチュエータ５２０とシャフト５２２とを有する。
さらにこの第１ビーム方向制御システム５０４は、前掲
の整理番号の出願明細書に開示した粗く制御する方向制
御システムを有し、これによりＨＭＣ５０６上の距離
（振幅）にわたって空間光変調器（ＳＬＭ）５０２上の
２次元アレイパターンの出力像あるいはフーリエ変換を
独立に移動させたり回転させたりする。第１ビーム方向
制御システム５０４のビーム位置を設定するために、そ
の後ＳＬＭ５０２をＨＭＣ５０６上の短い距離（振幅）
だけ移動させたり回転させたりして、ビーム方向制御シ
ステム５００用の補正制御が出来る。
【００４１】１次元（１Ｄ）と２次元（２Ｄ）のビーム
方向制御システムは、ＨＭＣの両側にミラーとレンズか
らなるミラーイメージ（対称配置）を用いることにより
さらに改善することが出来る。かくしてデータは、ＨＭ
Ｃの両側に同時に方向付けることが出来る。さらにま
た、ＨＭＣの両側のミラーイメージ（対称）の工学は位
置を用いて、空間光変調器を感光ディテクタの２次元配
列で置換するとＨＭＣからデータを取り出すことが出来
る。
方向制御システムは、ＨＭＣの両側にミラーとレンズか
らなるミラーイメージ（対称配置）を用いることにより
さらに改善することが出来る。かくしてデータは、ＨＭ
Ｃの両側に同時に方向付けることが出来る。さらにま
た、ＨＭＣの両側のミラーイメージ（対称）の工学は位
置を用いて、空間光変調器を感光ディテクタの２次元配
列で置換するとＨＭＣからデータを取り出すことが出来
る。
【００４２】上記のビーム方向性制御システムは物体光
の方向制御に用いたが、同じ装置を参照光の方向制御に
容易に変更することが出来る。
の方向制御に用いたが、同じ装置を参照光の方向制御に
容易に変更することが出来る。
【図１】従来の単一レンズフーリエ変換システムを表す
図。
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実施例による単一レンズ画像シス
テムを表す図。
テムを表す図。
【図４】本発明の第２実施例による４−ｆ画像システム
を表す図。
を表す図。
【図５】本発明の第３実施例によるビーム方向制御シス
テムを表す図。
テムを表す図。
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 単一レンズ画像システム ３０２ 空間光変調器（ＳＬＭ） ３０４ 凸レンズ ３０５ ミラー ３０６ ホログラフメモリセル（ＨＭＣ） ３１５ 光学パス ３２０ アクチュエータ ３２２ シャフト ３３０ 光源 ４００ ４−ｆ画像システム ４０２ 空間光変調器（ＳＬＭ） ４０４、４０８ 凸レンズ ４１０ ホログラフメモリセル（ＨＭＣ） ４２０ アクチュエータ ４２２ シャフト ４３０ 光源 ５００ ビーム方向制御システム ５０２ 空間光変調器（ＳＬＭ） ５０４ 第１ビーム方向制御システム ５０６ ホログラフメモリセル（ＨＭＣ） ５２０ アクチュエータ ５２２ シャフト ５３０ 光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊ ｅｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ケヴィン リチャード カーティス アメリカ合衆国，07901 ニュージャー ジー，サミット，モーリス アヴェニュ ー 417，ナンバー８ (72)発明者 マイケル シー．タッキット アメリカ合衆国，07830 ニュージャー ジー，キャリフォン，ヒッコリー ラン 39 (56)参考文献 特開 昭54−91252（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 26/08 G11B 7/12 - 7/22
Claims (20)
- 【請求項１】 ホログラフメモリセル（ＨＭＣ）のデー
タロケーションにアクセスするために、空間光変調器か
らのコヒーレント光の複合空間変調入射ビームの方向を
制御する複合空間変調入射ビーム方向制御システムにお
いて、 （Ａ）前記空間光変調器からの光の入射ビームを受光
し、光ビームを生成する第１ビーム方向制御機構と、 前記第１ビーム方向制御機構は、前記ホログラフメモリ
セル（ＨＭＣ）の面にわたって、生成された光ビームを
第１値の増分でもって走査させ、 （Ｂ）前記空間光変調器に結合され、前記空間光変調器
を前記第１ビーム方向制御機構に対し平行移動させ、前
記光ビームが、第１の値よりも小さい第２の値を有する
増分でもって前記ホログラフメモリセル（ＨＭＣ）の面
を走査させる微細制御移動機構と、を有することを特徴
とする複合空間変調入射ビームの方向制御システム。 - 【請求項２】 前記（Ｂ）の機構は、前記空間光変調器
を回転させることを特徴とする請求項１記載のシステ
ム。 - 【請求項３】 前記（Ｂ）の機構は、第１軸に沿って前
記空間光変調器を線形に移動させることを特徴とする請
求項１記載のシステム。 - 【請求項４】 前記（Ｂ）の機構は、第１軸に直交する
第２軸に沿って前記空間光変調器を線形に移動させるこ
とを特徴とする請求項１記載のシステム。 - 【請求項５】 前記（Ａ）の機構は、前記生成された光
ビームを線形に走査させることを特徴とする請求項１記
載のシステム。 - 【請求項６】 前記（Ａ）の機構は、前記生成された光
ビームを線形に回転させることを特徴とする請求項１記
載のシステム。 - 【請求項７】 前記ホログラフメモリセル（ＨＭＣ）
は、ほぼ平面状で、前記入射ビームは、空間−バンド幅
積（ＳＢＰ）が１００以上であることを特徴とする請求
項１記載のシステム。 - 【請求項８】 ホログラフメモリセル（ＨＭＣ）のデー
タロケーションにアクセスするために、空間光変調器か
らのコヒーレント光の複合空間変調入射ビームの方向を
制御する方法において、 （Ａ） 第１ビーム方向制御機構内で光ビームを生成す
る前記空間光変調器からの光入射ビームを受光するステ
ップと、 （Ｂ） 前記ホログラフメモリセル（ＨＭＣ）の面にわ
たって、前記生成された光ビームを第１値の増分でもっ
て走査するステップと、 （Ｃ） 前記生成された光ビームが、前記ホログラフメ
モリセル（ＨＭＣ）の面に対し、前記第１値以下の増分
量でもって走査するよう、前記第１ビーム方向制御機構
に対し、前記空間光変調器を移動させる移動ステップ
と、からなることを特徴とする複合空間変調入射ビーム
の方向制御方法。 - 【請求項９】 前記（Ｃ）の移動ステップは、前記空間
光変調器を回転させるステップを含むことを特徴とする
請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 前記（Ｃ）の移動ステップは、前記空
間光変調器を移動させるステップを含むことを特徴とす
る請求項８記載の方法。 - 【請求項１１】 前記（Ｃ）の移動ステップは、前記空
間光変調器を第１軸に沿って線形に移動させることを特
徴とする請求項１０記載の方法。 - 【請求項１２】 前記第１ビーム方向制御機構は、前記
生成された光ビームを線形に走査することを特徴とする
請求項８記載の方法。 - 【請求項１３】 前記第１ビーム方向制御機構は、前記
生成された光ビームを回転させることを特徴とする請求
項８記載の方法。 - 【請求項１４】 前記ＨＭＣは、ほぼ平面状で、前記入
射ビームは、空間−バンド幅積（ＳＢＰ）が１００以上
であることを特徴とする請求項８記載の方法。 - 【請求項１５】 （Ａ） コヒーレント光源と、 （Ｂ） 前記コヒーレント光源から受光したコヒーレン
ト光の複合空間変調入射ビームを変調する空間光変調器
と、 （Ｃ） データを記憶用の平面状ホログラフメモリセル
（ＨＭＣ）と、 （Ｄ） 前記空間光変調器からの光の入射ビームを受光
し、光ビームを生成する第１ビーム方向制御機構と、 前記第１ビーム方向制御機構は、前記ＨＭＣの面にわた
って、生成された光ビームを第１値の増分でもって走査
させ、 （Ｅ） 前記空間光変調器に結合され、前記空間光変調
器を前記第１ビーム方向制御機構に対し平行移動させ、
前記光ビームが、第１の値よりも小さい第２の値を有す
る増分でもって前記ＨＭＣの面を走査する微細制御移動
機構と、からなることとを特徴とするデータ記憶システ
ム。 - 【請求項１６】 前記（Ｅ）微細制御移動機構は、前記
空間光変調器を回転させることを特徴とする請求項１５
記載のシステム。 - 【請求項１７】 前記（Ｅ）微細制御移動機構は、第１
軸に沿って前記空間光変調器を移動させ、 前記得られた光ビームは、空間−バンド幅積（ＳＢＰ）
が１００以上であることを特徴とする請求項１５記載の
システム。 - 【請求項１８】 前記（Ｅ）微細制御移動機構は、第１
軸に直交する第２軸に沿って前記空間光変調器を線形に
移動させることを特徴とする請求項１７記載のシステ
ム。 - 【請求項１９】 前記（Ｄ）第１ビーム方向制御機構
は、前記生成された光ビームを線形に走査させることを
特徴とする請求項１７記載のシステム。 - 【請求項２０】 前記（Ｄ）第１ビーム方向制御機構
は、前記生成された光ビームを線形に回転させることを
特徴とする請求項１７記載のシステム。
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| US08/881579 | 1997-06-24 | ||
| US08/881,579 US5844701A (en) | 1997-06-24 | 1997-06-24 | System and method using linear translation to access data locations in a holographic memory |
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| JPH1184269A JPH1184269A (ja) | 1999-03-26 |
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- 1998-06-24 KR KR1019980025299A patent/KR100295487B1/ko not_active IP Right Cessation
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