JPH08339157A - 多重ホログラフィー - Google Patents
多重ホログラフィーInfo
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- JPH08339157A JPH08339157A JP8111042A JP11104296A JPH08339157A JP H08339157 A JPH08339157 A JP H08339157A JP 8111042 A JP8111042 A JP 8111042A JP 11104296 A JP11104296 A JP 11104296A JP H08339157 A JPH08339157 A JP H08339157A
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 開口選択性によって重複するホログラムを識
別する。 【解決手段】 多重ホログラムの再生に使用される読出
光線内に開口を使用することによって選択性が空間多重
化によって実現可能かな選択性を超えて増加され、重複
する画像の識別が可能になる。この“開口方式”は、ｘ
−方向のブラッグ選択性に依存するシフトホログラフィ
ーにおいて、ｙ−方向識別のために利用するのに適す
る。
別する。 【解決手段】 多重ホログラムの再生に使用される読出
光線内に開口を使用することによって選択性が空間多重
化によって実現可能かな選択性を超えて増加され、重複
する画像の識別が可能になる。この“開口方式”は、ｘ
−方向のブラッグ選択性に依存するシフトホログラフィ
ーにおいて、ｙ−方向識別のために利用するのに適す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ホログラフィーに関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】ホログラフィーは、１９４８年における
開発の発端以来大きな魅惑を持ち続けている。参照光線
との干渉による画像の記録および再生というホログラフ
ィーの概念は、当初から、技術者の興味を刺激してき
た。これが有する非常に大きな記憶容量のために、これ
はすぐにデジタルデータの蓄積用として考えられるよう
になった。両者は、実用的な高密度モノクロ光源として
機能するレーザの導入によって勢いづけられることとな
った。
開発の発端以来大きな魅惑を持ち続けている。参照光線
との干渉による画像の記録および再生というホログラフ
ィーの概念は、当初から、技術者の興味を刺激してき
た。これが有する非常に大きな記憶容量のために、これ
はすぐにデジタルデータの蓄積用として考えられるよう
になった。両者は、実用的な高密度モノクロ光源として
機能するレーザの導入によって勢いづけられることとな
った。
【０００３】容量を大きくしたいという願望から、すぐ
に、多重化が考えられるようになった。媒体内に記録さ
れた、連続して位置されたホログラム間の識別を行なう
ための多くの手段が提供されている。角度多重化は、参
照光線の入射角の差に基づいて識別する。これに関して
は、D.L.Staebler、et al.、“Multiple storage and era
sure of fiexed holograms in Fe-doped LiNbO3”、App
l.Phys.Lett.、vol.26、no.4、p.183、(1975)を参照された
い。別の方法として、多重化されたホログラム間の識別
は、波長に基づいて行なうこともできる。これに関して
は、G.A.Rakuljicand V.Leyva、OPTICS LETTS.、vol.17、n
o.20、p.1471、(1992)を参照されたい。
に、多重化が考えられるようになった。媒体内に記録さ
れた、連続して位置されたホログラム間の識別を行なう
ための多くの手段が提供されている。角度多重化は、参
照光線の入射角の差に基づいて識別する。これに関して
は、D.L.Staebler、et al.、“Multiple storage and era
sure of fiexed holograms in Fe-doped LiNbO3”、App
l.Phys.Lett.、vol.26、no.4、p.183、(1975)を参照された
い。別の方法として、多重化されたホログラム間の識別
は、波長に基づいて行なうこともできる。これに関して
は、G.A.Rakuljicand V.Leyva、OPTICS LETTS.、vol.17、n
o.20、p.1471、(1992)を参照されたい。
【０００４】“ペリストロフィック多重化（peristroph
ic multiplexing）”においては、媒体が光線の交差に
よって定義される軸の回りを回転され、これによって同
一ボリューム内に連続して位置されたホログラムの角度
識別が達成される。ここでは、パッキング密度は信号の
帯域幅に依存する。これに関しては、Optics Letters、v
ol.19、no.13、pp.993、994、July 1994を参照されたい。も
う一つのプロセスにおいては、“フラクタルサンプリン
グ”グリッドによって、ここでも同一ボリューム内の多
重化が達成される。ここでは、ホログラムは縮退方向
（degenerate direction）に格納され、角度間隔は信号
の帯域幅に依存する。これに関しては、J.Appl.Phys.、v
ol.65、no.6、pp.2191-2194、March 1989を参照されたい。
ic multiplexing）”においては、媒体が光線の交差に
よって定義される軸の回りを回転され、これによって同
一ボリューム内に連続して位置されたホログラムの角度
識別が達成される。ここでは、パッキング密度は信号の
帯域幅に依存する。これに関しては、Optics Letters、v
ol.19、no.13、pp.993、994、July 1994を参照されたい。も
う一つのプロセスにおいては、“フラクタルサンプリン
グ”グリッドによって、ここでも同一ボリューム内の多
重化が達成される。ここでは、ホログラムは縮退方向
（degenerate direction）に格納され、角度間隔は信号
の帯域幅に依存する。これに関しては、J.Appl.Phys.、v
ol.65、no.6、pp.2191-2194、March 1989を参照されたい。
【０００５】同一の媒体ボリュームを使用する代わりと
しての“空間多重化”においては、連続したホログラム
が媒体の異なる領域内に記録される。この方法において
は、密度がホログラムのサイズと大きな重複を回避する
必要性によって制限される。
しての“空間多重化”においては、連続したホログラム
が媒体の異なる領域内に記録される。この方法において
は、密度がホログラムのサイズと大きな重複を回避する
必要性によって制限される。
【０００６】“ボリュームホログラフィー（volume ho
lography）”は厚い記録媒体を使用する。厚い寸法が角
度変化並びに波長変化を、ブラッグ選択性に翻訳するた
めに必須である。 Opt Spectrosc.(USSR)vol.47、no.5、N
ovember 1979、 pp.530-535においてA.P.Yakimovichは、
通常の平面波の代わりに、球状の参照光線を使用するこ
とに言及し、ブラッグ選択性について計算している。こ
こでも重複する画像を識別する問題が存在することは言
うまでもない。
lography）”は厚い記録媒体を使用する。厚い寸法が角
度変化並びに波長変化を、ブラッグ選択性に翻訳するた
めに必須である。 Opt Spectrosc.(USSR)vol.47、no.5、N
ovember 1979、 pp.530-535においてA.P.Yakimovichは、
通常の平面波の代わりに、球状の参照光線を使用するこ
とに言及し、ブラッグ選択性について計算している。こ
こでも重複する画像を識別する問題が存在することは言
うまでもない。
【０００７】“シフトホログラフィー（shift holograp
hy）”が、1995 OSA Conference onOptical Computing
におけるA.Puらの議論の中に見られる。これに関して
は、会議議事録、Technical Digest Series、vol.10、pp.
219-221 を参照されたい。これは、ｘ−ｙ配列の連続し
て位置されたホログラムのパッキング密度を向上させ
る。媒体を“ｘ−方向”、つまり、グレーティング方向
にシフトすることによって生成される重複するホログラ
ムは、一次ブラッグ選択性によって識別される。グレー
ティングをこれが媒体に対して斜めの平面上に横たわる
ように傾斜させることによって、二次ブラッグ選択性を
ｙ−方向における選択のために使用することもできる。
報告される密度は、素晴らしいものであるが、ただし、
これは、薄い（８ｍｍ）記録媒体を必要とする。
hy）”が、1995 OSA Conference onOptical Computing
におけるA.Puらの議論の中に見られる。これに関して
は、会議議事録、Technical Digest Series、vol.10、pp.
219-221 を参照されたい。これは、ｘ−ｙ配列の連続し
て位置されたホログラムのパッキング密度を向上させ
る。媒体を“ｘ−方向”、つまり、グレーティング方向
にシフトすることによって生成される重複するホログラ
ムは、一次ブラッグ選択性によって識別される。グレー
ティングをこれが媒体に対して斜めの平面上に横たわる
ように傾斜させることによって、二次ブラッグ選択性を
ｙ−方向における選択のために使用することもできる。
報告される密度は、素晴らしいものであるが、ただし、
これは、薄い（８ｍｍ）記録媒体を必要とする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】一方、記録媒体の進歩
はそれほどでない。Puらによって報告される結果は支え
なしに置かれた結晶を使用する。コストおよび製造面か
ら考えると、支持された有機材料層を代わりに使用する
方が有利である。現時点では、許容できる層状媒体は、
たかだか百ないし数百μｍの厚さを持つのみである。要
求される８ｍｍあるいはそれ以上の層状媒体が入手でき
るようになるまでにはしばらく時間がかかることが見込
まれる。さらに、実用的な厚い媒体の開発に向けられて
いる研究は、有機ポリマー材料に集中している。これら
材料は、記録ステップの際に収縮する傾向を持つ。収縮
は媒体の平面内においては粘着性のサポートによって防
ぐことができるが、厚さ方向においては重大である。こ
れは、ｚ−方向二次ブラッグ選択性が使用される場合、
異なる信号位置との干渉によって生成されるグレーティ
ングが異なる傾斜角を与え、結果としてｘ−成分が一様
でなくなるという理由から、一つの大きな問題である。
これに関しては、Optical Engin.vol.32、no.8、pps.1839
-1847(1993)を参照されたい。
はそれほどでない。Puらによって報告される結果は支え
なしに置かれた結晶を使用する。コストおよび製造面か
ら考えると、支持された有機材料層を代わりに使用する
方が有利である。現時点では、許容できる層状媒体は、
たかだか百ないし数百μｍの厚さを持つのみである。要
求される８ｍｍあるいはそれ以上の層状媒体が入手でき
るようになるまでにはしばらく時間がかかることが見込
まれる。さらに、実用的な厚い媒体の開発に向けられて
いる研究は、有機ポリマー材料に集中している。これら
材料は、記録ステップの際に収縮する傾向を持つ。収縮
は媒体の平面内においては粘着性のサポートによって防
ぐことができるが、厚さ方向においては重大である。こ
れは、ｚ−方向二次ブラッグ選択性が使用される場合、
異なる信号位置との干渉によって生成されるグレーティ
ングが異なる傾斜角を与え、結果としてｘ−成分が一様
でなくなるという理由から、一つの大きな問題である。
これに関しては、Optical Engin.vol.32、no.8、pps.1839
-1847(1993)を参照されたい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】ブラッグ選択性が不十分
であるような場合に、再生光線内に位置される“開口選
択性（aperture selectivity）”を使用して、重複する
ホログラムを識別することが可能である。シフトホログ
ラフィーに対して使用された場合、開口選択性（アパー
チャライゼーション）は、ブラッグ選択性が縮退するあ
るいは不十分であるときの、ｙ−方向識別のためのブラ
ッグ選択性に対する補強手段となり得る。ブラッグ選択
性が厚さによって制限されるような薄い記録媒体に対し
ては、開口選択性をブラッグ選択性の完全な代替として
使用することが可能である。
であるような場合に、再生光線内に位置される“開口選
択性（aperture selectivity）”を使用して、重複する
ホログラムを識別することが可能である。シフトホログ
ラフィーに対して使用された場合、開口選択性（アパー
チャライゼーション）は、ブラッグ選択性が縮退するあ
るいは不十分であるときの、ｙ−方向識別のためのブラ
ッグ選択性に対する補強手段となり得る。ブラッグ選択
性が厚さによって制限されるような薄い記録媒体に対し
ては、開口選択性をブラッグ選択性の完全な代替として
使用することが可能である。
【００１０】一例として、単一の開口が使用される。好
ましくは、これは、画像ホログラフィーに対しては、フ
ーリエ平面上に位置され、フーリエホログラフィーに対
しては画像平面上に位置される。開口が使用される方向
での再生光線のサイズおよび形状と同一の（サイズおよ
び形状の）開口が使用された場合、その方向における選
択性が、空間多重化による選択性と比較して一桁改善さ
れる。
ましくは、これは、画像ホログラフィーに対しては、フ
ーリエ平面上に位置され、フーリエホログラフィーに対
しては画像平面上に位置される。開口が使用される方向
での再生光線のサイズおよび形状と同一の（サイズおよ
び形状の）開口が使用された場合、その方向における選
択性が、空間多重化による選択性と比較して一桁改善さ
れる。
【００１１】
＜概要＞従来の技術によるシフトホログラフィーの説明
において使用される用語が、可能な範囲で、本発明によ
る改良された手続きの説明においても使用される。従来
の技術によるシフトホログラフィーにおいては、入力信
号と参照光線によって、記録媒体に対して直角である
“入射平面（plane of incidence）”が定義される。第
一のホログラムを記録した後に、媒体が、光線との関係
で、ステップ方式にて、走査方向に沿ってシフトされ
る。ここで、走査方向は、入射平面と媒体表面が交差す
る線によって定義される。一連の重複するホログラムが
記録された後に、媒体が、媒体の平面内の走査方向に対
して直角な方向にステップされ、その後、この手続きが
反復される。走査方向は、“ｘ−方向”と呼ばれ：ステ
ップ方向は、“ｙ−方向”と呼ばれる。
において使用される用語が、可能な範囲で、本発明によ
る改良された手続きの説明においても使用される。従来
の技術によるシフトホログラフィーにおいては、入力信
号と参照光線によって、記録媒体に対して直角である
“入射平面（plane of incidence）”が定義される。第
一のホログラムを記録した後に、媒体が、光線との関係
で、ステップ方式にて、走査方向に沿ってシフトされ
る。ここで、走査方向は、入射平面と媒体表面が交差す
る線によって定義される。一連の重複するホログラムが
記録された後に、媒体が、媒体の平面内の走査方向に対
して直角な方向にステップされ、その後、この手続きが
反復される。走査方向は、“ｘ−方向”と呼ばれ：ステ
ップ方向は、“ｙ−方向”と呼ばれる。
【００１２】従来の技術によるシフトホログラフィーに
おいては、ｙ−方向の選択は、比較的弱い二次ブラッグ
効果に基づいて行なわれる。ｙ方向における弱い選択性
は、厚い記録媒体を使用することによって補償される。
報告されている研究においては、媒体は、支え無しで置
かれた結晶であり、参照光線と信号光線が直交結晶表面
内に導入される。公開の図面によると、平坦な表面の媒
体や、層状の媒体も代替として使用できることが示唆さ
れるが、これらも、バルク結晶の場合と同様に、引き続
いて、斜角グレーティング（グレーティング内のｚ−軸
成分）に依存する。
おいては、ｙ−方向の選択は、比較的弱い二次ブラッグ
効果に基づいて行なわれる。ｙ方向における弱い選択性
は、厚い記録媒体を使用することによって補償される。
報告されている研究においては、媒体は、支え無しで置
かれた結晶であり、参照光線と信号光線が直交結晶表面
内に導入される。公開の図面によると、平坦な表面の媒
体や、層状の媒体も代替として使用できることが示唆さ
れるが、これらも、バルク結晶の場合と同様に、引き続
いて、斜角グレーティング（グレーティング内のｚ−軸
成分）に依存する。
【００１３】本発明は、シフトホログラフィーの改良と
して説明すると理解しやすい。原理的には、一つの修正
のみが必要とされる。本発明においては、開口（apertu
re）の使用によって、検出される再生画像を限定するた
めに読み出し光線のサイズが制限される。参照光線がｙ
−成分を持たない、つまり、球状ではなく、同一平面内
の円柱波あるいは複数の平面波から成る場合は、ｙ−成
分を導入することが必要である。実験によって、入り参
照光線内に制限のための開口を使用することによって、
ｙ−成分が十分に導入できることが発見された。
して説明すると理解しやすい。原理的には、一つの修正
のみが必要とされる。本発明においては、開口（apertu
re）の使用によって、検出される再生画像を限定するた
めに読み出し光線のサイズが制限される。参照光線がｙ
−成分を持たない、つまり、球状ではなく、同一平面内
の円柱波あるいは複数の平面波から成る場合は、ｙ−成
分を導入することが必要である。実験によって、入り参
照光線内に制限のための開口を使用することによって、
ｙ−成分が十分に導入できることが発見された。
【００１４】本発明の命題、一般的に述べると、現時点
で使用が見込まれる媒体の厚さに対しては、ブラッグ選
択性が、ｙ−方向においては不十分である、つまり、二
次ブラッグ選択性が小さすぎて使用できないということ
である。このために、本発明による構造は、ｙ−方向選
択性を、ブラッグ選択性の代わりとして、開口の使用に
依存する。上記の説明は、当初の原型構造：つまり、
ａ）媒体に直角な入射平面の使用；およびｂ）参照光線
と信号光線との間で定義されるｘ−ｚ平面成分の角度
を、媒体の所で、媒体に直角の線によって二分すること
（θを二つの等しい半分の角度に分割すること）を、否
定するものではないことに注意する。以下の説明におい
ては、入射平面が媒体に対して直角であること、つま
り、この方向における相対的に小さな二次ブラッグ選択
性が、十分でないことを想定する。この想定は、薄い媒
体、つまり、２ｍｍあるいはそれ以下の厚さの媒体に対
しては、事実、妥当なものである。二次ブラッグ選択性
の大きさは、将来予想される形状を持つこれよりも厚い
媒体が使用された場合でも、小さすぎると思われる。実
験によると、同一の半分の角度が使用された場合、つま
り、参照光線と信号光線が媒体表面から直角方向から測
定されたとき同一の入射角を持つとき、良好なノイズ性
能が達成され、従って、二次ブラッグ選択性に対して要
求されるｚ−方向要件を小さくすることができることが
示される。
で使用が見込まれる媒体の厚さに対しては、ブラッグ選
択性が、ｙ−方向においては不十分である、つまり、二
次ブラッグ選択性が小さすぎて使用できないということ
である。このために、本発明による構造は、ｙ−方向選
択性を、ブラッグ選択性の代わりとして、開口の使用に
依存する。上記の説明は、当初の原型構造：つまり、
ａ）媒体に直角な入射平面の使用；およびｂ）参照光線
と信号光線との間で定義されるｘ−ｚ平面成分の角度
を、媒体の所で、媒体に直角の線によって二分すること
（θを二つの等しい半分の角度に分割すること）を、否
定するものではないことに注意する。以下の説明におい
ては、入射平面が媒体に対して直角であること、つま
り、この方向における相対的に小さな二次ブラッグ選択
性が、十分でないことを想定する。この想定は、薄い媒
体、つまり、２ｍｍあるいはそれ以下の厚さの媒体に対
しては、事実、妥当なものである。二次ブラッグ選択性
の大きさは、将来予想される形状を持つこれよりも厚い
媒体が使用された場合でも、小さすぎると思われる。実
験によると、同一の半分の角度が使用された場合、つま
り、参照光線と信号光線が媒体表面から直角方向から測
定されたとき同一の入射角を持つとき、良好なノイズ性
能が達成され、従って、二次ブラッグ選択性に対して要
求されるｚ−方向要件を小さくすることができることが
示される。
【００１５】以下の説明は、主として、直線状の配列
（ｘ−およびｙ−両方向に伸びる重複するホログラム
と、重複するホログラムの重複する列を有する配列）に
関してなされる。ここで使用される装置は、ホログラム
の第一の列を記録するために、平坦な記録媒体を光線に
対して直線的に、ステップ方式にて移動させ、記録が終
了すると、次の列の位置にステップする。ただし、媒体
とホログラム位置の相対移動を提供するための他の構
成、例えば、異なる半径を持つ円形の列（媒体）と、回
転を考えることも可能である。
（ｘ−およびｙ−両方向に伸びる重複するホログラム
と、重複するホログラムの重複する列を有する配列）に
関してなされる。ここで使用される装置は、ホログラム
の第一の列を記録するために、平坦な記録媒体を光線に
対して直線的に、ステップ方式にて移動させ、記録が終
了すると、次の列の位置にステップする。ただし、媒体
とホログラム位置の相対移動を提供するための他の構
成、例えば、異なる半径を持つ円形の列（媒体）と、回
転を考えることも可能である。
【００１６】＜発明の原理＞当初の用途としては、従来
の技術によるシフトホログラフィーに対する補助として
使用されることが見込まれる。この場合は、ブラッグ選
択性が、引き続いて、シフト方向の識別に対する基礎と
される。ｘ−方向は、同時に出願された合衆国特許出願
第 号（ケース３−７）において開示され
る“傾斜シフトホログラフィー（tilt shift holograph
y ）”においては、シフト方向と一致するものとして議
論される。ｘ−方向に対して開口を使用することも有効
ではあるが、ここでの説明においては、このことには触
れられない。つまり、ｘ−方向に関しては、（傾斜を持
つ場合も、持たない場合も）設計要件は同一である。
の技術によるシフトホログラフィーに対する補助として
使用されることが見込まれる。この場合は、ブラッグ選
択性が、引き続いて、シフト方向の識別に対する基礎と
される。ｘ−方向は、同時に出願された合衆国特許出願
第 号（ケース３−７）において開示され
る“傾斜シフトホログラフィー（tilt shift holograph
y ）”においては、シフト方向と一致するものとして議
論される。ｘ−方向に対して開口を使用することも有効
ではあるが、ここでの説明においては、このことには触
れられない。つまり、ｘ−方向に関しては、（傾斜を持
つ場合も、持たない場合も）設計要件は同一である。
【００１７】開口の機能は、要求される再生に対して要
求される光線のみが通過できるように通路を制限するこ
とにある。理想的には、オンプレーンホログラム（on-p
lanehologram ）に対しては、開口は、光学平面上に位
置され、再生信号光線の形状およびサイズと厳密に一致
する形状およびサイズが使用される。フーリエ変換ホロ
グラムに対しては、画像平面フィルタによってパッキン
グ密度の最大の改善が得られる。画像ホログラフィーの
場合は、フーリエ平面上の開口フィルタが最良の結果を
与える。ブラッグ選択がｘ−方向における動作機構であ
る場合は、開口のｘ−方向の寸法は、本発明に関しては
重要ではない。原理的には、開口は、不定長のスリット
であり得る。ただし、この方向に制限を加えることによ
って、これは望ましくない光をブロックすることもでき
る。
求される光線のみが通過できるように通路を制限するこ
とにある。理想的には、オンプレーンホログラム（on-p
lanehologram ）に対しては、開口は、光学平面上に位
置され、再生信号光線の形状およびサイズと厳密に一致
する形状およびサイズが使用される。フーリエ変換ホロ
グラムに対しては、画像平面フィルタによってパッキン
グ密度の最大の改善が得られる。画像ホログラフィーの
場合は、フーリエ平面上の開口フィルタが最良の結果を
与える。ブラッグ選択がｘ−方向における動作機構であ
る場合は、開口のｘ−方向の寸法は、本発明に関しては
重要ではない。原理的には、開口は、不定長のスリット
であり得る。ただし、この方向に制限を加えることによ
って、これは望ましくない光をブロックすることもでき
る。
【００１８】＜装置＞図１の装置が開口（方式）の基準
を開発するために使用された。この特定の実施例におい
ては、球状の参照光線が使用された。この光線は、ｙ−
成分を導入し、ｙ−方向の開口フィルタリングを達成す
るのに十分な、多様な入射角を記録媒体１３内に持つよ
うにされた。完全に入射平面内に横たわる参照光線を使
用するもう一つの実験的研究においては（ここでも同時
に申請された特許出願の入射平面の外側のシフト方向は
無視される）、ｙ−成分が、制限開口３０を使用して導
入された（光線の制限および付随するエッジ回折が点線
によって示される）。
を開発するために使用された。この特定の実施例におい
ては、球状の参照光線が使用された。この光線は、ｙ−
成分を導入し、ｙ−方向の開口フィルタリングを達成す
るのに十分な、多様な入射角を記録媒体１３内に持つよ
うにされた。完全に入射平面内に横たわる参照光線を使
用するもう一つの実験的研究においては（ここでも同時
に申請された特許出願の入射平面の外側のシフト方向は
無視される）、ｙ−成分が、制限開口３０を使用して導
入された（光線の制限および付随するエッジ回折が点線
によって示される）。
【００１９】ｙ−方向にモーメントを持つ（ｙ−方向の
成分を持つ）参照光線が球状のレンズ１０によって生成
された。レンズの焦点１２が、記録媒体１３から距離ｄ
の所に位置され、媒体内に参照光線のスポット１４が生
成された。スポットのサイズは、信号光線のスポットを
カバーするのに十分な面積を持つようにされた。信号光
線１５は、空間光変調器２６の照射によって生成され
た。この変調器によって、個々のホログラムが実験の目
的が達成されるように制御された。透明陽画２６のフー
リエ変換がレンズ列１７、１８、１９によってスポット
１４内に生成された。これらレンズは全て４Ｆ構成にさ
れた（１７−２６および１９−１４の間隔は焦点距離に
等しくされ、１７−１８および１８−１９の間隔はレン
ズペアの焦点距離の和に等しくされた）。４Ｆ構成され
たレンズ２０、２１、２２による読み出しの結果とし
て、検出器２３上に再生画像が得られた。
成分を持つ）参照光線が球状のレンズ１０によって生成
された。レンズの焦点１２が、記録媒体１３から距離ｄ
の所に位置され、媒体内に参照光線のスポット１４が生
成された。スポットのサイズは、信号光線のスポットを
カバーするのに十分な面積を持つようにされた。信号光
線１５は、空間光変調器２６の照射によって生成され
た。この変調器によって、個々のホログラムが実験の目
的が達成されるように制御された。透明陽画２６のフー
リエ変換がレンズ列１７、１８、１９によってスポット
１４内に生成された。これらレンズは全て４Ｆ構成にさ
れた（１７−２６および１９−１４の間隔は焦点距離に
等しくされ、１７−１８および１８−１９の間隔はレン
ズペアの焦点距離の和に等しくされた）。４Ｆ構成され
たレンズ２０、２１、２２による読み出しの結果とし
て、検出器２３上に再生画像が得られた。
【００２０】開口方式は、開口を、再生光線、この例に
おいては、検出器２３上に現われる光線のサイズを制限
するためのフィルタとして使用することに依存する。こ
の方式は、開口のサイズ／形状並びに位置に関する実験
を通じて確立される。たった一つの開口、つまり、開口
２９が、（それぞれ、画像ホログラフィー、あるいはフ
ーリエ変換ホログラフィーに対して）フーリエ平面、あ
るいは画像平面の所に使用されたときに最適な結果が得
られた。上のように位置される場合、開口のサイズは、
関連する方向においてのみ、変換／画像光線の寸法と一
致することが要求される。本明細書の様々な所で使用さ
れている“開口”という用語は、必ずしも、１個の開口
を持つ独立なプレートを意味するものではない。同等の
制限を追加の要素、あるいは追加の要素との組合せにて
含蓄的に達成することも可能である。一例として、検出
器、例えば、ＣＣＤ検出器２３を、この目的に合致する
小さなサイズに設計することも可能である。
おいては、検出器２３上に現われる光線のサイズを制限
するためのフィルタとして使用することに依存する。こ
の方式は、開口のサイズ／形状並びに位置に関する実験
を通じて確立される。たった一つの開口、つまり、開口
２９が、（それぞれ、画像ホログラフィー、あるいはフ
ーリエ変換ホログラフィーに対して）フーリエ平面、あ
るいは画像平面の所に使用されたときに最適な結果が得
られた。上のように位置される場合、開口のサイズは、
関連する方向においてのみ、変換／画像光線の寸法と一
致することが要求される。本明細書の様々な所で使用さ
れている“開口”という用語は、必ずしも、１個の開口
を持つ独立なプレートを意味するものではない。同等の
制限を追加の要素、あるいは追加の要素との組合せにて
含蓄的に達成することも可能である。一例として、検出
器、例えば、ＣＣＤ検出器２３を、この目的に合致する
小さなサイズに設計することも可能である。
【００２１】装置のバリエーションとして、報告されて
いる実験的研究において使用されているものを含めて色
々なものが考えられるが、これらは、従来の技術に従
う。例えば、各シリーズのレンズ１７−１９および２０
−２２内の一つのレンズを除去し、残りのレンズを４Ｆ
構成に配列し、これを画像を記録するための代替として
使用した場合でも、引き続いて、検出器上に再生画像を
得ることが可能である。フーリエ平面に置かれた開口マ
スクから成るフィルタ２５は、Ｏ次回折の通過のみを許
す。空間光変調器２６の後ろ、あるいは信号光線の画像
平面２７の所にランダム位相拡散器を配置することによ
り、フーリエ変換をにじませ、結果として記録の忠実度
を向上させることも可能である。他のレンズ構成も、画
像の記録と、フーリエ記録の両方に対して周知である。
いる実験的研究において使用されているものを含めて色
々なものが考えられるが、これらは、従来の技術に従
う。例えば、各シリーズのレンズ１７−１９および２０
−２２内の一つのレンズを除去し、残りのレンズを４Ｆ
構成に配列し、これを画像を記録するための代替として
使用した場合でも、引き続いて、検出器上に再生画像を
得ることが可能である。フーリエ平面に置かれた開口マ
スクから成るフィルタ２５は、Ｏ次回折の通過のみを許
す。空間光変調器２６の後ろ、あるいは信号光線の画像
平面２７の所にランダム位相拡散器を配置することによ
り、フーリエ変換をにじませ、結果として記録の忠実度
を向上させることも可能である。他のレンズ構成も、画
像の記録と、フーリエ記録の両方に対して周知である。
【００２２】＜Ｘ−方向の選択性＞本発明によるプロセ
スは、引き続いて、シフト方向においては、ブラッグ選
択性に依存する。以下においては、この値が、シフト方
向、ｘ−方向の一致（x-direction coinciding）、およ
び垂直入射平面に対して考察された。全てが入射平面内
に横たわる有限数の平面波から成る参照光線を使用し
て、ブラッグ選択性がｘ−方向に制限された。（ここで
は、二次ブラッグ選択性に関する複雑な考慮は無視し、
参照光線と信号光線が媒体に直角な線に対して同一の角
度を作るものと想定される。この単純化は、媒体が、十
分な二次ブラッグ選択性を期待するには薄すぎる場合、
例えば、この例において使用されるような条件、例え
ば、５００μｍ以下の厚さを持つ場合には、正当化でき
るものである）。重複するホログラムの列をｙ−方向に
識別ことはできなかった。円柱状の光線は、無限の平面
波から成る光線と等価であり、この場合でも、引き続い
て、ｙ−選択性に欠けることが示された。この説明の目
的に対しては、ｘ−方向選択性は、本質的に、変動され
なかった。この特定の例において使用された球状の参照
光線に対するブラッグ選択性は、近似的に以下のように
定義できる：
スは、引き続いて、シフト方向においては、ブラッグ選
択性に依存する。以下においては、この値が、シフト方
向、ｘ−方向の一致（x-direction coinciding）、およ
び垂直入射平面に対して考察された。全てが入射平面内
に横たわる有限数の平面波から成る参照光線を使用し
て、ブラッグ選択性がｘ−方向に制限された。（ここで
は、二次ブラッグ選択性に関する複雑な考慮は無視し、
参照光線と信号光線が媒体に直角な線に対して同一の角
度を作るものと想定される。この単純化は、媒体が、十
分な二次ブラッグ選択性を期待するには薄すぎる場合、
例えば、この例において使用されるような条件、例え
ば、５００μｍ以下の厚さを持つ場合には、正当化でき
るものである）。重複するホログラムの列をｙ−方向に
識別ことはできなかった。円柱状の光線は、無限の平面
波から成る光線と等価であり、この場合でも、引き続い
て、ｙ−選択性に欠けることが示された。この説明の目
的に対しては、ｘ−方向選択性は、本質的に、変動され
なかった。この特定の例において使用された球状の参照
光線に対するブラッグ選択性は、近似的に以下のように
定義できる：
【００２３】
【数１】
【００２４】ここで、全ての量は、参照光線に関するも
のであり、これらは以下のように定義される： λ＝記録媒体の外側の波長（真空波長として近似され
る） ｄ＝焦点から記録媒体までの距離 Ｌ＝記録媒体の厚さ θ＝媒体の表面の所で測定されたときの参照光線と信号
光線との間の全角 ＮＡ＝レンズの開口数
のであり、これらは以下のように定義される： λ＝記録媒体の外側の波長（真空波長として近似され
る） ｄ＝焦点から記録媒体までの距離 Ｌ＝記録媒体の厚さ θ＝媒体の表面の所で測定されたときの参照光線と信号
光線との間の全角 ＮＡ＝レンズの開口数
【００２５】例１ 記録媒体はｘ−カットされた２ｍｍの厚さのＦｅドープ
されたＬｉＮｂＯ3 から製造された。図１のレンズ構成
が使用され、記録されるホログラムとして、フーリエ変
換が試みられた。式１と関連して以下の値が用いられ
た： θ＝７５゜ λ＝５１４ｎｍ Ｌ＝２ｍｍ ｄ≒４ｍｍ レンズ２０−Ｆ／２．０、２００ｍｍ焦点長 レンズ１０−Ｆ／２．８３、８０ｍｍ焦点長
されたＬｉＮｂＯ3 から製造された。図１のレンズ構成
が使用され、記録されるホログラムとして、フーリエ変
換が試みられた。式１と関連して以下の値が用いられ
た： θ＝７５゜ λ＝５１４ｎｍ Ｌ＝２ｍｍ ｄ≒４ｍｍ レンズ２０−Ｆ／２．０、２００ｍｍ焦点長 レンズ１０−Ｆ／２．８３、８０ｍｍ焦点長
【００２６】空間光変調器２６は６４０×４８０の画素
から構成された。信号光線がフーリエ平面にてフィルタ
２５によってフィルタされ、０次の回折のみがパスされ
た。再生光線内に開口制限は使用されなかった。ｘ−方
向選択性は、約４μｍであった。ｙ−方向選択は、約３
ｍｍの記録スポットサイズに等しい空間多重化によっ
た。
から構成された。信号光線がフーリエ平面にてフィルタ
２５によってフィルタされ、０次の回折のみがパスされ
た。再生光線内に開口制限は使用されなかった。ｘ−方
向選択性は、約４μｍであった。ｙ−方向選択は、約３
ｍｍの記録スポットサイズに等しい空間多重化によっ
た。
【００２７】図２は、例１において記録された単一ホロ
グラムに対する回折強度を示し、開口なしに生成された
ホログラムを表す（ここでも、二次ブラッグ選択性は無
視できるものと想定された）。強度がｘ−方向およびｙ
−方向内の位置に従って、μｍの単位にてプロットされ
た。原点（ｘ＝０、ｙ＝０）は、ホログラムが記録され
た位置を示す。ｙ−方向における半最大値の所の全幅は
約４μｍであった。ｙ−方向には選択性が存在しないこ
とがわかった。
グラムに対する回折強度を示し、開口なしに生成された
ホログラムを表す（ここでも、二次ブラッグ選択性は無
視できるものと想定された）。強度がｘ−方向およびｙ
−方向内の位置に従って、μｍの単位にてプロットされ
た。原点（ｘ＝０、ｙ＝０）は、ホログラムが記録され
た位置を示す。ｙ−方向における半最大値の所の全幅は
約４μｍであった。ｙ−方向には選択性が存在しないこ
とがわかった。
【００２８】＜開口選択を使用してのｙ−方向選択性の
改善＞例１においては、媒体を（光線に対して）ｙ−方
向にスポットサイズに等しい距離だけ十分にステップ
（“空間的に多重化”）するために、シフトすることが
必要である。本発明は、開口方式によって望ましくない
再生をブロックすることを教示する。球状波参照光線
と、フーリエ変換ホログラフィーとの組合せに対して
は、これは、画像平面フィルタによって達成することが
できる。画像平面における信号光線と同一のサイズおよ
び形状の最適フィルタが使用された場合のｙ−選択性は
概ね以下によって定義される：
改善＞例１においては、媒体を（光線に対して）ｙ−方
向にスポットサイズに等しい距離だけ十分にステップ
（“空間的に多重化”）するために、シフトすることが
必要である。本発明は、開口方式によって望ましくない
再生をブロックすることを教示する。球状波参照光線
と、フーリエ変換ホログラフィーとの組合せに対して
は、これは、画像平面フィルタによって達成することが
できる。画像平面における信号光線と同一のサイズおよ
び形状の最適フィルタが使用された場合のｙ−選択性は
概ね以下によって定義される：
【数２】 ここで、 ｐ＝ｙ−方向における画像サイズ Ｆ2 ＝レンズ２０（再生光線内の記録媒体の次に来るレ
ンズ）の焦点長 ｄ＝記録媒体からの参照光線焦点の距離
ンズ）の焦点長 ｄ＝記録媒体からの参照光線焦点の距離
【００２９】例２ 例１が、今回は、画像平面上に開口フィルタが用いられ
たことを除いて、反復された。この開口は、１ｃｍのス
リット幅を持つスリット形状にされ、概ね長方形の画像
のｙ−寸法ｐと整合された。ｘ−選択性は、変化なく約
４μｍであった。ｙ−選択性は約２００μｍであった。
従って、再生画像を（開口方式にて）フィルタリングす
ることによって、ｙ−選択性の一桁の改善が達成された
こととなる。
たことを除いて、反復された。この開口は、１ｃｍのス
リット幅を持つスリット形状にされ、概ね長方形の画像
のｙ−寸法ｐと整合された。ｘ−選択性は、変化なく約
４μｍであった。ｙ−選択性は約２００μｍであった。
従って、再生画像を（開口方式にて）フィルタリングす
ることによって、ｙ−選択性の一桁の改善が達成された
こととなる。
【００３０】図３は、開口が使用されたときの測定回折
効率を示す。ｘ−方向選択性は、半最大値の所で約３．
９μｍに維持された。一方、ｙ−方向選択性は、今回
は、約２００μｍとなり、これは、図２からの計算と一
致するものである。
効率を示す。ｘ−方向選択性は、半最大値の所で約３．
９μｍに維持された。一方、ｙ−方向選択性は、今回
は、約２００μｍとなり、これは、図２からの計算と一
致するものである。
【００３１】例３ 例１の条件がホログラムの配列（アレイ）を記録するた
めに使用された。各々が１００個の重複するホログラム
から成る１１個の列が、δｘ≒３５μｍだけ離された。
列間の間隔は、δｙ≒２５０μｍとされた。ｘ−間隔
は、僅かなｘ−間隔であっても発生するノイズをできる
だけ押さえるために、小数以下第９桁までゼロ（ninth
null）となるようにされた。ｙ−方向の間隔は、望まし
くない再生の回避を保証するするのに十分な値にされ
た。結果として、開口方式は、パッキング密度を約一桁
改善させた。
めに使用された。各々が１００個の重複するホログラム
から成る１１個の列が、δｘ≒３５μｍだけ離された。
列間の間隔は、δｙ≒２５０μｍとされた。ｘ−間隔
は、僅かなｘ−間隔であっても発生するノイズをできる
だけ押さえるために、小数以下第９桁までゼロ（ninth
null）となるようにされた。ｙ−方向の間隔は、望まし
くない再生の回避を保証するするのに十分な値にされ
た。結果として、開口方式は、パッキング密度を約一桁
改善させた。
【００３２】＜ｘ−方向における開口選択性＞厚い記録
媒体を使用する殆どの条件下においては、ブラッグ選択
性がｘ−方向における選択動作のために使用される。薄
い媒体、つまり、上の例で想定される１００μｍ以下の
媒体に対しては、光線と整合するサイズおよび形状を持
つ平面上の開口（beam-conforming on-plane apertur）
の使用によって幾らかの改善が得られる。この態様は、
概ね一様の厚い媒体が入手できるようになるまでは、大
きな意味を持つ。ここで使用されるｘ−方向における開
口選択性は、式２に従う値を持つ（ここで、ｐはｘ−方
向の画像サイズである）。
媒体を使用する殆どの条件下においては、ブラッグ選択
性がｘ−方向における選択動作のために使用される。薄
い媒体、つまり、上の例で想定される１００μｍ以下の
媒体に対しては、光線と整合するサイズおよび形状を持
つ平面上の開口（beam-conforming on-plane apertur）
の使用によって幾らかの改善が得られる。この態様は、
概ね一様の厚い媒体が入手できるようになるまでは、大
きな意味を持つ。ここで使用されるｘ−方向における開
口選択性は、式２に従う値を持つ（ここで、ｐはｘ−方
向の画像サイズである）。
【００３３】＜複製＞多くの見込まれる用途は、ホログ
ラフィック配列の“マスタ”のコピーを作成することを
必要とする。この問題は、非多重ホログラムに対しては
既に解決されている。Handbook of Optical Holograph
y、Academic Press 1979、at pp.373-377において、様々
な技法が説明されている。“再生によるコピー（copyin
g by reconstruction）”と呼ばれる一つの方法におい
ては、まず最初に画像が再生され、続いて、新たなホロ
グラムが記録される。この方法は、厚いホログラムにも
薄いホログラムにも使用することができ、また、多重ホ
ログラムに対しても使用されている。多重ホログラムに
対しては、通常の単一の照射源が使用される場合は、
“一度に１つづつ”、再生、コピーすることが必要であ
る。ただし、この制約は、複数の互いにコヒーレントな
光源を使用して克服することができる。これに関して
は、Optics Letters、vol.17、no.9、pp.676-678、1992を参
照されたい。
ラフィック配列の“マスタ”のコピーを作成することを
必要とする。この問題は、非多重ホログラムに対しては
既に解決されている。Handbook of Optical Holograph
y、Academic Press 1979、at pp.373-377において、様々
な技法が説明されている。“再生によるコピー（copyin
g by reconstruction）”と呼ばれる一つの方法におい
ては、まず最初に画像が再生され、続いて、新たなホロ
グラムが記録される。この方法は、厚いホログラムにも
薄いホログラムにも使用することができ、また、多重ホ
ログラムに対しても使用されている。多重ホログラムに
対しては、通常の単一の照射源が使用される場合は、
“一度に１つづつ”、再生、コピーすることが必要であ
る。ただし、この制約は、複数の互いにコヒーレントな
光源を使用して克服することができる。これに関して
は、Optics Letters、vol.17、no.9、pp.676-678、1992を参
照されたい。
【００３４】この再生によるコピー方式は、本発明にお
いても使用することができる。この方式が使用される場
合は、この新規の手続きの後に、個々のホログラム複製
ステップとは独立して、多重ステッピングが使用され
る。つまり、媒体および／あるいは光線が、逐次記録の
間に、ステッピングされる。
いても使用することができる。この方式が使用される場
合は、この新規の手続きの後に、個々のホログラム複製
ステップとは独立して、多重ステッピングが使用され
る。つまり、媒体および／あるいは光線が、逐次記録の
間に、ステッピングされる。
【００３５】ｘ−、ｙ−両方向に開口が使用される手続
き上のバリエーション、つまり、“ｘ−ｙ開口方式多重
化”は、ユニークな機会を提供する。ここでは、選択が
ブラッグ選択性に依存しないために、厚い媒体に対する
要件は存在しない。この結果として得られる二次元配列
は、これら全体を単一のステップ（あるいは一連のステ
ップ）にて複製することができる。この場合は、非多重
二次元リリーフ位相ホログラムに対して以前から使用さ
れているスタンピングおよびエンボシングが可能にな
る。この形式のホログラムは、情報が、単一のフリー表
面上のトポロジーの変動の形式にて表され、開口シフト
多重化を使用することが可能である。複製はマスタの形
成とは独立されるため、最初のホログラフィックフィル
ム画像をこのステップの際に表面ホログラムに変換する
ことが可能である。
き上のバリエーション、つまり、“ｘ−ｙ開口方式多重
化”は、ユニークな機会を提供する。ここでは、選択が
ブラッグ選択性に依存しないために、厚い媒体に対する
要件は存在しない。この結果として得られる二次元配列
は、これら全体を単一のステップ（あるいは一連のステ
ップ）にて複製することができる。この場合は、非多重
二次元リリーフ位相ホログラムに対して以前から使用さ
れているスタンピングおよびエンボシングが可能にな
る。この形式のホログラムは、情報が、単一のフリー表
面上のトポロジーの変動の形式にて表され、開口シフト
多重化を使用することが可能である。複製はマスタの形
成とは独立されるため、最初のホログラフィックフィル
ム画像をこのステップの際に表面ホログラムに変換する
ことが可能である。
【００３６】ｘ−ｙ開口多重化によって生成される二次
元ホログラム配列は、非ホログラフィック画像再生に対
して使用される任意の手続きを使用して複製することが
できる。これらには、写真技術において使用される手続
きも含まれる。一般的に、写真媒体と類似する媒体を使
用するホログラフィック処理は、ブリーチングという追
加のステップを伴う。これに関しては、Holography Han
dbook、Ross Books、 Berkeley、CA、pp.56,57、1993 を参照
されたい。ブリーチングは、振幅画像を位相画像、例え
ば、現像されたフィルム画像に変換することであるとみ
なすことができる。この位相画像は、マトリックス上の
元素状の銀の粒子から構成され、強度の変動をその存在
の唯一の記録として留め、あとは無色にされる。多重複
製の形式が、非変換の、ブリーチングされてないマスタ
を使用して遂行され、多重振幅ホログラムの記録の後
に、最終的なブリーチングステップが導入される。
元ホログラム配列は、非ホログラフィック画像再生に対
して使用される任意の手続きを使用して複製することが
できる。これらには、写真技術において使用される手続
きも含まれる。一般的に、写真媒体と類似する媒体を使
用するホログラフィック処理は、ブリーチングという追
加のステップを伴う。これに関しては、Holography Han
dbook、Ross Books、 Berkeley、CA、pp.56,57、1993 を参照
されたい。ブリーチングは、振幅画像を位相画像、例え
ば、現像されたフィルム画像に変換することであるとみ
なすことができる。この位相画像は、マトリックス上の
元素状の銀の粒子から構成され、強度の変動をその存在
の唯一の記録として留め、あとは無色にされる。多重複
製の形式が、非変換の、ブリーチングされてないマスタ
を使用して遂行され、多重振幅ホログラムの記録の後
に、最終的なブリーチングステップが導入される。
【００３７】二次元配列の複製には、他の可能性も考え
られる。ここでは、選択並びに再生のために必要とされ
る情報を含む全ての関連する情報が厚さに独立であるた
めに、複製は、波長に致命的に依存することがない。ア
レイの全体あるいは一部分を新たな媒体の化学線特性に
合致する波長を使用して再生することができる。通常
は、マスタリングおよび再生の際に使用されるよりも短
い波長が使用される。
られる。ここでは、選択並びに再生のために必要とされ
る情報を含む全ての関連する情報が厚さに独立であるた
めに、複製は、波長に致命的に依存することがない。ア
レイの全体あるいは一部分を新たな媒体の化学線特性に
合致する波長を使用して再生することができる。通常
は、マスタリングおよび再生の際に使用されるよりも短
い波長が使用される。
【００３８】＜用途＞本発明による進歩は、大きなサー
ビス機会を提供する。現在ユーザの所有するホログラフ
ィック配列は、料金を払って、選択的にアクセスできる
ようにすることができる。類似する従来の技術による例
としてCD ROMがある。つまり、ここでは、内容が幾つか
の部分に分割され、個々の区分が、指定されたソフトウ
エアあるいはデータを含み、特定の部分へのアクセス
は、対応するアクセスコードによって承諾される。これ
に関しては、CD-ROM Librarian、vol7、no.4、pp.16-21、Ap
ril 1992を参照されたい。幾つかの状況においては、ホ
ログラムの配列がローカルユーザの所に維持され、全体
へのアクセスが、初期販売の部分として、無料あるいは
加入によって承諾される。
ビス機会を提供する。現在ユーザの所有するホログラフ
ィック配列は、料金を払って、選択的にアクセスできる
ようにすることができる。類似する従来の技術による例
としてCD ROMがある。つまり、ここでは、内容が幾つか
の部分に分割され、個々の区分が、指定されたソフトウ
エアあるいはデータを含み、特定の部分へのアクセス
は、対応するアクセスコードによって承諾される。これ
に関しては、CD-ROM Librarian、vol7、no.4、pp.16-21、Ap
ril 1992を参照されたい。幾つかの状況においては、ホ
ログラムの配列がローカルユーザの所に維持され、全体
へのアクセスが、初期販売の部分として、無料あるいは
加入によって承諾される。
【００３９】殆どの用途において、ホログラム／多重記
録は、初期の供給の役割のみを持つ。本発明による方法
は、このような“読み出し専用”の用途に対しても有効
である。他の用途として、持続するデータベースの生成
の場合のように、“一度の書込（write once）”として
使用することも考えられる。さらに、“読み出し−書込
み（read-write）に対する設備も二次元媒体にて動作す
る実現によって進展される。
録は、初期の供給の役割のみを持つ。本発明による方法
は、このような“読み出し専用”の用途に対しても有効
である。他の用途として、持続するデータベースの生成
の場合のように、“一度の書込（write once）”として
使用することも考えられる。さらに、“読み出し−書込
み（read-write）に対する設備も二次元媒体にて動作す
る実現によって進展される。
【００４０】＜バリエーション＞実施者は、上に明示さ
れた条件に従うことを選択することもできる。開口方式
においては、説明されたように、信号光線と形状および
サイズが合致する平面上の開口（on-plane aperture）
の使用によって最適な結果が得られる。画像ホログラフ
ィーが使用される場合は、整合開口（comforming aper
ture）にて選択性上の同等の結果が達成できる。平面か
ら外れる開口（off-plane aperturing）は、有効ではあ
るが、（平面開口ホログラムに対する選択性と）同一の
選択性を達成することはできない。つまり、選択性を一
つあるいはそれ以上の追加の開口によって保証すること
が要求される。オフ平面ホログラフィーに対する最適条
件は、決定されなかったが、これも実験的に決定するこ
とが可能である。
れた条件に従うことを選択することもできる。開口方式
においては、説明されたように、信号光線と形状および
サイズが合致する平面上の開口（on-plane aperture）
の使用によって最適な結果が得られる。画像ホログラフ
ィーが使用される場合は、整合開口（comforming aper
ture）にて選択性上の同等の結果が達成できる。平面か
ら外れる開口（off-plane aperturing）は、有効ではあ
るが、（平面開口ホログラムに対する選択性と）同一の
選択性を達成することはできない。つまり、選択性を一
つあるいはそれ以上の追加の開口によって保証すること
が要求される。オフ平面ホログラフィーに対する最適条
件は、決定されなかったが、これも実験的に決定するこ
とが可能である。
【００４１】従来の技術によるシフトホログラフィーと
同様に、媒体に対する光線の移動、あるいは光線および
媒体両者の移動は、媒体の移動と等価である。“相対的
な”移動という言及は、これら全てのバリエーションを
包含することを意図する。
同様に、媒体に対する光線の移動、あるいは光線および
媒体両者の移動は、媒体の移動と等価である。“相対的
な”移動という言及は、これら全てのバリエーションを
包含することを意図する。
【００４２】上記の説明は、記録媒体と光線の相対的な
移動との関連で行なわれたが、説明の特定の装置は、媒
体を機械的に移動されるものであった。ただし、多くの
見込まれる用途に於いては、固定された媒体と移動する
光線との組合せが効果的であり、より迅速なアクセスが
達成される。このような光線の舵取りによって、固定光
線と移動媒体に対する条件を再現することが可能であ
る。このような装置、単純な線形ステッピングに対する
代替を促進することを期待される。
移動との関連で行なわれたが、説明の特定の装置は、媒
体を機械的に移動されるものであった。ただし、多くの
見込まれる用途に於いては、固定された媒体と移動する
光線との組合せが効果的であり、より迅速なアクセスが
達成される。このような光線の舵取りによって、固定光
線と移動媒体に対する条件を再現することが可能であ
る。このような装置、単純な線形ステッピングに対する
代替を促進することを期待される。
【００４３】A.P.Yakimovichは、Opt Spectrosc.(USSR)
vol.47、no.5、November 1979、pp.530-533において、球状
の参照光線および厚い媒体に対するｚ−方向選択性に対
するモデルを提唱する。実験では、このメカニズムに基
づいてｚ−方向における多重化が可能であることが示さ
れた。ただし、現時点では、パッキング密度は、たかだ
一桁である。この方法は、ｘ−、およびｘ−方向多重化
の代替としては不十分であるが、ただし、本発明の手続
きと組合せて使用することは可能である。
vol.47、no.5、November 1979、pp.530-533において、球状
の参照光線および厚い媒体に対するｚ−方向選択性に対
するモデルを提唱する。実験では、このメカニズムに基
づいてｚ−方向における多重化が可能であることが示さ
れた。ただし、現時点では、パッキング密度は、たかだ
一桁である。この方法は、ｘ−、およびｘ−方向多重化
の代替としては不十分であるが、ただし、本発明の手続
きと組合せて使用することは可能である。
【００４４】この方法は、非平坦な媒体、つまり、円柱
その他の幾何学的形状の媒体に適用することができる。
ｘ−ｙ開口方式にて生成される二次元配列に対しては、
マスタおよび／あるいは複製にフレキシブルな媒体を使
用することが有利である。この配列の二次元特性のため
に、巻かれたフィルムおよびテープ上への記録が可能と
なる。
その他の幾何学的形状の媒体に適用することができる。
ｘ−ｙ開口方式にて生成される二次元配列に対しては、
マスタおよび／あるいは複製にフレキシブルな媒体を使
用することが有利である。この配列の二次元特性のため
に、巻かれたフィルムおよびテープ上への記録が可能と
なる。
【００４５】本発明の多重化方法は、これら特定の形式
に限られるものではなく、記録は、反射ホログラフィー
に基づくことも、信号を媒体上に画像としてとどめるこ
とも、あるいは、ホログラムを信号のフーリエ平面と画
像平面の中間の平面上に記録することも可能である。
に限られるものではなく、記録は、反射ホログラフィー
に基づくことも、信号を媒体上に画像としてとどめるこ
とも、あるいは、ホログラムを信号のフーリエ平面と画
像平面の中間の平面上に記録することも可能である。
【００４６】＜相対的な移動＞従来の技術によるシフト
ホログラフィーは、連続するホログラムを部分的に重複
して記録するという概念に依存する。一般的に、連続す
るホログラムの大部分は、同一のボリュームを占拠し、
新鮮なボリュームを占拠する部分が“シフト”によって
定義される。同一の概念が本発明の少なくとも一つの好
ましい実施例において用いられる。記録動作においてこ
れを達成するためには、参照領域付近の光線の入射位置
が再生の際に媒体と相対的に移動されることが必要であ
る。これと類似する相対的な移動が信号読み出し光線に
対しても行なわれ、この場合は、入射位置がアクセスさ
れるべきホログラムの位置によって決定される。
ホログラフィーは、連続するホログラムを部分的に重複
して記録するという概念に依存する。一般的に、連続す
るホログラムの大部分は、同一のボリュームを占拠し、
新鮮なボリュームを占拠する部分が“シフト”によって
定義される。同一の概念が本発明の少なくとも一つの好
ましい実施例において用いられる。記録動作においてこ
れを達成するためには、参照領域付近の光線の入射位置
が再生の際に媒体と相対的に移動されることが必要であ
る。これと類似する相対的な移動が信号読み出し光線に
対しても行なわれ、この場合は、入射位置がアクセスさ
れるべきホログラムの位置によって決定される。
【００４７】相対的な移動は、媒体の移動によって、あ
るいは光線の移動によって達成することができる。（光
源および全光学要素の移動による）光線全体の移動の代
わりに、光線の移動は、様々な形式の“光線舵取り（be
am steering）”の様式を取ることが可能であり、この
場合は、舵取りされる光線と関連する光学トレインの一
部分のみが、物理的な移動、追加の要素の導入などによ
って変化される。特許請求の範囲の中で使用される“媒
体と光線を互いに相対的に移動させる”という表現は、
これら全てのバリエーションを含むことを意図するもの
である。
るいは光線の移動によって達成することができる。（光
源および全光学要素の移動による）光線全体の移動の代
わりに、光線の移動は、様々な形式の“光線舵取り（be
am steering）”の様式を取ることが可能であり、この
場合は、舵取りされる光線と関連する光学トレインの一
部分のみが、物理的な移動、追加の要素の導入などによ
って変化される。特許請求の範囲の中で使用される“媒
体と光線を互いに相対的に移動させる”という表現は、
これら全てのバリエーションを含むことを意図するもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に適当な装置の線図である。
【図２】開口を使用しない場合の単一ホログラムの回折
密度を示す図である。
密度を示す図である。
【図３】単一の最適な開口を使用した場合の単一ホログ
ラムの回折密度を示す図である。
ラムの回折密度を示す図である。
フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム ラリー ウィルソン アメリカ合衆国 08876 ニュージャーシ ィ，サマーヴィル，ウエスト クリフ ス トリート 130
Claims (15)
- 【請求項１】 媒体の中に記録された重複する個々のホ
ログラムの配列内に含まれる個々のホログラムを再生す
るためのホログラフィックプロセスであって、このプロ
セスが読み出し光線による照射を含み、この読み出し光
線が、個々のホログラムを検索するために、この光線と
媒体とを互いに相対的に移動することによって、次々と
走査され、これによって連続して位置された再生画像光
線が生成され、ここで、この読み出し光線と再生画像光
線が“読み出し平面”を定義し、ここで前記の読み出し
光線内に前記の媒体の第一の主方向における光線サイズ
と概ね等しい開口が挿入され、これによってこの第一の
主方向における選択性が向上されることを特徴とするプ
ロセス。 - 【請求項２】 前記の配列がｘ−方向に横たわるものと
して定義される重複するホログラムの列から構成され、
これらの列がｙ−方向に配列され、ここで、前記の読み
出し平面と前記の媒体との交線の主要部分がｘ−方向に
横たわり、ｙ−方向が前記の第一の主方向を定義するこ
とを特徴とする請求項１のプロセス。 - 【請求項３】 前記のｘ−方向選択性がブラッグ選択性
に依存することを特徴とする請求項２のプロセス。 - 【請求項４】 前記の開口が前記のｙ−方向におけるビ
ームサイズと概ね等しいことを特徴とする請求項３のプ
ロセス。 - 【請求項５】 前記の開口が光学平面上に位置すること
を特徴とする請求項１のプロセス。 - 【請求項６】 前記の光学平面が画像平面であり、前記
のホログラムがフーリエ変換であることを特徴とする請
求項５のプロセス。 - 【請求項７】 前記の開口のサイズと形状がｘ−、ｙ−
両方向における光線のそれと概ね等しく、結果として、
個々のホログラムの選択がｘ−、ｙ−両方向における開
口選択性に基づくことを特徴とする請求項１のプロセ
ス。 - 【請求項８】 前記の媒体の厚さが１００μｍ以下であ
ることを特徴とする請求項７のプロセス。 - 【請求項９】 前記の光学平面がフーリエ平面であり、
前記のホログラムが画像であることを特徴とする請求項
１のプロセス。 - 【請求項１０】 前記の配列が円形であり、複数の同心
円形列から構成され、ホログラムが両方向に重複するこ
とを特徴とする請求項１のプロセス。 - 【請求項１１】 前記の配列がセグメントから構成さ
れ、個々のセグメントが複数のホログラムを含み、この
プロセスが配列の選択されたセグメントへのアクセスを
提供することを特徴とする請求項１のプロセス。 - 【請求項１２】 選択されたセグメントへのアクセスが
その選択されたセグメントに対するアクセス情報に従っ
て行なわれることを特徴とする請求項１１のプロセス。 - 【請求項１３】 前記の媒体がユーザによって所有さ
れ、前記のアクセス情報がサービスプロバイダによって
所有されることを特徴とする請求項１１のプロセス。 - 【請求項１４】 前記の配列の少なくとも一部分を記録
するステップが含まれ、この記録ステップが前記の記録
媒体内で参照光線と信号光線を干渉させる動作を含むこ
とを特徴とする請求項１のプロセス。 - 【請求項１５】 重複するホログラムのホログラフィッ
ク配列を複製するためのプロセスであって、 前記の配列が請求項８のプロセスによって生成され、前
記の配列が二次元手続きによって複製されることを特徴
とするプロセス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US43568295A | 1995-05-05 | 1995-05-05 | |
| US08/435682 | 1995-05-05 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007307288A Division JP2008077109A (ja) | 1995-05-05 | 2007-11-28 | 多重ホログラフィー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08339157A true JPH08339157A (ja) | 1996-12-24 |
| JP4076592B2 JP4076592B2 (ja) | 2008-04-16 |
Family
ID=23729369
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11104296A Expired - Fee Related JP4076592B2 (ja) | 1995-05-05 | 1996-05-02 | 多重ホログラフィー |
| JP2007307288A Abandoned JP2008077109A (ja) | 1995-05-05 | 2007-11-28 | 多重ホログラフィー |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007307288A Abandoned JP2008077109A (ja) | 1995-05-05 | 2007-11-28 | 多重ホログラフィー |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0741343A1 (ja) |
| JP (2) | JP4076592B2 (ja) |
| KR (1) | KR100477783B1 (ja) |
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| US8085643B2 (en) | 2008-11-26 | 2011-12-27 | Hitachi Consumer Electronics Co., Ltd. | Optical information reproducing apparatus, optical information recording and reproducing apparatus |
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-
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