JPH03265884A

JPH03265884A - 像形成装置

Info

Publication number: JPH03265884A
Application number: JP2064321A
Authority: JP
Inventors: Shinya Hasegawa; 信也長谷川; Mamoru Hokari; 守穂刈; Yoshitake Iwata; 岩田　成健
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-03-16
Filing date: 1990-03-16
Publication date: 1991-11-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔概　要〕光学的像形成装置に関し、書換可能な実時間ホログラムを使用した高い先便用効率
の像形成装置を実現することを目的とし、相変化型記録
材料を塗布した回転可能な円盤状基板の上方に、該基板
の径方向に撮像素子を配列したデータ書込み用１次元光
アレイシャッタと、該基板上に読み取り光を照射するレ
ーザビーム光源系と、基板からの反射信号光を再生する
光学系とを基板の回転方向に見てこの順序で所定位置に
静置して構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は実時間ホログラムを使用した光学的像形成装置
に関する。

（２）〔従来の技術〕３次元の画像表示用として従来からホログラムを用いた
ものが知られている。

実時間（リアルタイム）で３次元の画像を表示すること
は、例えば、光を用いたニューロコンピュータなどのオ
プチカルコンピユーテイングで極めて重要な課題である
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、現状ではホログラムの何らかの現像、定着処理
が必要であり、そのため、本当の意味での実時間ホログ
ラムが得られないという問題点があった。また同様に、
像の書き換えも実時間で行いたいが、従来のホログラム
方式では実現できなかった。

本発明の目的は高い先便用効率を有する実時間ホログラ
ムによる光学的像形成装置を提供することにある。

（３）〔課題を解決するための手段〕本発明では、相変化型の光記録材料と１次元光アレイシ
ャッタを使用することにより問題の解決を図ったもので
ある。即ち、上記目的を達成するために本発明に係る像
形成装置によれば、相変化型記録材料を塗布した回転可
能な円盤状基板の上方に、該基板の径方向に撮像素子を
配列したデータ書込み用１次元光アレイシャッタと、該
基板上に読み取り光を照射するレーザビーム光源と、基
板からの反射信号光を再生する光学系とを基板の回転方
向に見てこの順序で所定位置に静置したことを構成上の
特徴とする。

また、別の本発明によれば、相変化型記録材料を塗布し
た回転可能な円盤状基板の上方に、該基板の径方向に撮
像素子を配列したデータ書込み用１次元光アレイシャッ
タと、該基板上に読み取り光を照射するレーザビーム光
源と、基板からの反射信号光を再生する光学系と、１次
元光アレイシャッタによる書込みデータを消去する消去
光学系とを基板の回転方向に見てこの順序で所定位置に
（４）静置したことを構成上の特徴とする像形成装置が提供さ
れる。

〔作　用〕

先組変化材料にレーザ光が入射すると、その入射点の反
射状態く反射率）が変化する。詰まり、先組変化材料に
レーザ光が入射すると、その入射点の所定セグメント領
域の光の反射状態が変化する反転領域が形成される。再
生時には再生レーデがこの反転領域に照射されると再生
ホログラムが得られる。従って、記録後直ちに再生が可
能となり実時間的にホログラムのパクーニングを制御す
ることが出来る。

また、１次元光アレイシャッタにより１次元のデータ情
報を書き込むことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

先ず初めに本発明の基嘩となる先組変化材料を用いたホ
ログラムの原理について説明する。これ（５）は本願出願人が先行特許出願において提案したものであ
る。

書き込み・消去可能な光ディスクに用いられる記録材料
には、アモーファスの相変化に伴う反射率の違いを利用
した相変化型があり、相変化型記録材料としては、例え
ばＴｅＯｘにＧｅ　、Ｓｎを加えた蒸着膜をプラスチッ
ク円板上に形成するものがある。蒸着後、全体をゆっく
り加熱、冷却すると膜は非晶質状態（例えば、光反射率
３０％）から微細結晶状態（例えば、光反射率１５％）
に変わるので、これを末記録盤とする。記録のため光ス
ポットを照射するとその部分が急熱・急冷されて非晶質
になり、反射率か変わる。消去では、トラック方向に拡
げた細長い光スポット　（線像）を照射し、トラックを
除熱・徐冷して結晶状態に戻す。

光記録材料のスキャニングは後述の如く、光記録材料を
塗布した円板を回転することにより行われる。相変化型
記録材料への記録方法として、ある設定条件の時に生じ
るであろう干渉縞のパターンを計算して、その縞パター
ンを描いて作る計算（６）ホログラム（ＣＧｔｌ　：　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｇｅｎ
ｅｒａｔｅｄ　ｆｌｏｌｏｇｒａｍ）による手法を用い
る。この手法を用いれば、他の光学素子では発生させる
ことが困難な任意形状の光波面でも原理的には発生させ
ることができる。

ＣＧＨのセルの作成は第２図で示される。第２図におい
て、図中矩形部は夫々細かく分割された個々のセル（セ
グメント領域）１１〜１４を示し、セル１２〜１４には
レーザビームの走査によりセル領域の反射領域となる窓
（反射領域）１５〜１７が作成される。相変化型記録材
料の水平方向のサイズをＸ１垂直方向のサイズを又とす
ると、セル１１〜１４は次式■を満足する必要がある。

Ｗｍｎ＝Ａｍｎ　　　）但し、へｍｎ；振幅 φｍｎ：位相ここで、Ｐｍｎは窓１５〜１７のサイズのセル１１〜１
４の横方向のずれ量であり、このＰｍｎによって各セル
の位相量を調整する。また、Ｗｍｎは窓１５〜１７の（
７）幅を大きくしたり小さくすることでそのホログラムをそ
の場所における反射率を変える反射率変化量である。第
０式を満足するときのホログラム反射率波形Ｔ　（ＸＩ
　Ｙ）　　は次式■で示される。

但し、０＜Ｃ＜１　　（第２図参照） β：セグメントの間隔第３図はレーザスキャニングによるＣＧＨの作成方法を
示す図であり、例えば第２図に示すセル１１〜１４の窓
１５〜１７のところは第３図中○印で示すように近似し
て変調をかけるようにする。したがって、○印で示す部
分が反射領域となる。

次に、作用を説明する。

スキャニングの方法として、レーザビームスキャニング
をスキャンする毎に動かすようにしてもよいが、第１図
に示すようにレーザホログラムを書き込み材料である相
変化型記録材料回転円板４（８）に塗布することにより２次元の操作を行う。すなわち、
計算機（又はＲＯＭ）ＩＱにより予め最良のホログラム
を知ることができるからその後で（同時でもよい）読み
取り用レーザビーム（再生用のレーザ光）２１を所定位
置から入射する。そうすると相変化型記録材料に記録さ
れたホログラムの再生像が第１図に示すように出力され
る。これをフーリエ変換レンズ４１を介して見ることが
できる。この場合、従来例のように現像等の処理を必要
とすることなく、そのまま光の強弱で情報が出力される
。

１ライン（円周）のスキャンが終わると、光のあたった
ところは読み取り用のレーザビーム２１を照射すると第
２図に示す窓１５〜１７が形成され相移転によって明る
く反射して情報を見ることができる。例えば、計算機に
より３次元物体の画像に必要な干渉縞は計算できるから
その情報を相変化型記録材料に書いておけば読み取り用
のレーザビーム２１を照射すると所定の結像位置（例え
ば観察者の眼の位置）に立体像が再生される。

このように、書き込み・消去可能な先組変化型（９）記録材料にレーザ光を入射、走査し、一定の微小セグメ
ントエリアに反転領域を作成し、再生光によりその光を
再生するようにしているので、記録後直ちに再生が可能
になり、容易に実時間の立体像を得ることができる。

本発明では上記の如き、先組変化型ホログラムを用いて
いる。

第１図に本発明の一実施例を示す。モータＭに回転自在
に支承される円板４上に塗布された先組変化型材料５０
に記録手段としての１次元光シャッタアレイ５１を介し
て情報を書き込む。１次元光シャッタアレイ５１は周知
の如く円板４の半径方向に配列された撮像素子列（図示
せず）を有する。２次元の空間光変調器は高価であると
いう問題点があるが、これに比べ、１次元の光アレイシ
ャッタは比較的安価で信頼性が高いという利点がある。

１次元の光アレイシャッタ５１としては、ＬＥＤアレイ
、液相シャッタアレイ、光導波路を用いたスキャニング
、半導体レーザアレイなどが知られている。これらの光
ビームにより、ＣＧＨのパター（１０）ンを記録する。

例えば半導体レーザ光源４５からの読み出し用のレーザ
２１はレンズ２７を介して書き込み用１次元光シャック
アレイ５１とは異なる位置に照射される。

１次元光シャックアレイ５１により書き込まれる情報（
ホログラム）は第１図に示す如く読み出し用レーザ２１
を照射時に再生される再生光が所定の一点（例えば眼の
位置）に収束するように書き込まれる。

３次元情報は、円盤基板４の半径上、逐次、書き換えビ
ーム１でデータを変えていけばよい。もし、複雑な３次
元のデータであり、計算に時間を要するのなら、これを
予め計算機１０内のＲＯＭなどに収めておくと、より高
速化が可能となる。

３次元像を再生する再生ビーム２１のサイズは、該作製
ホログラムの領域を充分覆うサイズである。

必要に応じて、このホログラム情報を消去するための消
去手段が基板４の回転方向に見て再生光学系の下流に設
けられる。消去手段は前述の如く、例えばシリンドリカ
ルレンズ３０により光の線像を（１１）作り、それを基板４に照射することにより、像情報を逐
次、消去していけば良い。

尚、上記の実施例は反射型ホログラムを例にとったが、
透過型ホログラムでも全く同様に適用できることは言う
までもない。

〔発明の効果〕

以上に記載した如く本発明によれば、相変化型記録材料
を用い、かつ書込み手段（記録手段）として低価格、高
信頼性の１次元光アレイシャッタを使用することにより
、データをリアルタイムに変化させることが出来る先便
用効率の高い廉価な像形成装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る像形成装置の一実施例を説明する
図、第２図はＣＧＨのセルの作成方法を示す図、第３図はそ
のレーザスキャニングによるＣ　Ｇ　Ｈの作成方法を示
す図。１・・・レーザビーム（記録用のレーザ光）、（１２）４・・・基板、２１・・・読み取り用レーザビーム（再生用レーザ光）
４１・・・再生光学系、　　　４５・・・半導体レーザ
、５０・・・相変化型記録材料。

Claims

【特許請求の範囲】１、相変化型記録材料（５０）を塗布した回転可能な円
盤状基板（４）の上方に、該基板の径方向に撮像素子を
配列したデータ書込み用１次元光アレイシャッタ（５１
）と、該基板上に読み取り光（１）を照射するレーザビ
ーム光源系（２１、２７、４５）と、基板からの反射信
号光を再生する光学系（４１）とを基板の回転方向に見
てこの順序で所定位置に静置したことを特徴とする像形
成装置。２、相変化型記録材料（５０）を塗布した回転可能な円
盤状基板（４）の上方に、該基板の径方向に撮像素子を
配列したデータ書込み用１次元光アレイシャッタ（５１
）と、該基板上に読み取り光（１）を照射するレーザビ
ーム光源系（２１、２７、４５）と、基板からの反射信
号光を再生する光学系（４１）と、１次元光アレイシャ
ッタによる書込みデータを消去する消去光学系（３０）
とを基板の回転方向に見てこの順序で所定位置に静置し
たことを特徴とする像形成装置。