JPH0850795A - 空間光変調器を用いたホールバーニングメモリへの情報記録方法 - Google Patents
空間光変調器を用いたホールバーニングメモリへの情報記録方法Info
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- JPH0850795A JPH0850795A JP18477294A JP18477294A JPH0850795A JP H0850795 A JPH0850795 A JP H0850795A JP 18477294 A JP18477294 A JP 18477294A JP 18477294 A JP18477294 A JP 18477294A JP H0850795 A JPH0850795 A JP H0850795A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学系やデバイスに起因する位相歪が除去で
き、しかも、実時間で入力情報を記録することの出来る
ＳＬＭを用いたＰＨＢへの情報記録方法を提供する。 【構成】 ＰＨＢ３１に電界Ｅ1 が印加された状態で波
長λ0 の参照光を用いてＰＨＢ３１に情報が乗っていな
い第１のホログラムが記録される。また、ＰＨＢ３１に
電界Ｅ2 が印加された状態で波長λ0 の参照光を用いて
ＰＨＢ３１に情報が乗った第２のホログラムが記録され
る。記録された各ホログラムは、ＰＨＢ３１に電界Ｅ0
（＝Ｅ1 ＋Ｅ2 ）／２が印加された状態で波長λ1 また
はλ2 の読み出し光を用いて読み出される。再生画像は
第１および第２の各ホログラムが重畳して読み出され
る。第１および第２の各ホログラムには等しい位相の背
景雑音が乗っているため、再生画像の背景部分は最も明
るくまたは最も暗く読み出される。
き、しかも、実時間で入力情報を記録することの出来る
ＳＬＭを用いたＰＨＢへの情報記録方法を提供する。 【構成】 ＰＨＢ３１に電界Ｅ1 が印加された状態で波
長λ0 の参照光を用いてＰＨＢ３１に情報が乗っていな
い第１のホログラムが記録される。また、ＰＨＢ３１に
電界Ｅ2 が印加された状態で波長λ0 の参照光を用いて
ＰＨＢ３１に情報が乗った第２のホログラムが記録され
る。記録された各ホログラムは、ＰＨＢ３１に電界Ｅ0
（＝Ｅ1 ＋Ｅ2 ）／２が印加された状態で波長λ1 また
はλ2 の読み出し光を用いて読み出される。再生画像は
第１および第２の各ホログラムが重畳して読み出され
る。第１および第２の各ホログラムには等しい位相の背
景雑音が乗っているため、再生画像の背景部分は最も明
るくまたは最も暗く読み出される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、空間光変調器によって
情報が乗せられる物体光と参照光との干渉によって生じ
るホログラムを情報としてホールバーニングメモリに記
録する、空間光変調器を用いたホールバーニングメモリ
への情報記録方法に関するものである。
情報が乗せられる物体光と参照光との干渉によって生じ
るホログラムを情報としてホールバーニングメモリに記
録する、空間光変調器を用いたホールバーニングメモリ
への情報記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光化学ホールバーニングメモリ
（ＰＨＢ）は光ディスクのようなビット・バイ・ビット
・メモリとして検討されているが、この方式だと十分な
コントラストを得ることができず、結果としてメモリの
密度を上げられない。このため、２次元画像（情報）を
ホログラムとしてＰＨＢに記録することが提案され、実
験されている。
（ＰＨＢ）は光ディスクのようなビット・バイ・ビット
・メモリとして検討されているが、この方式だと十分な
コントラストを得ることができず、結果としてメモリの
密度を上げられない。このため、２次元画像（情報）を
ホログラムとしてＰＨＢに記録することが提案され、実
験されている。
【０００３】ＰＨＢを構成するポリマー中の有機分子の
光吸収帯は、図９のグラフに示す数テラヘルツの広帯域
に広がっている。ここで、同グラフの横軸は光の波長
［λ］，縦軸は光吸収の度合いを示している。このよう
なＰＨＢに単一波長の光を照射すると、その波長に対応
した吸収帯に図示のホールが残り、情報が記録されたこ
とになる。従って、記録するホールの波長を複数採用す
れば、多重化した記録がＰＨＢに対して行え、波長多重
メモリを構成することが可能になる。ＰＨＢは非常に良
好な波長純度を必要とするため、記録にレーザ光を用い
なければならないが、記録の多重化は、レーザ光の波長
幅を１０［ＭＨｚ］とすれば原理的には１０5 程度にな
る。また、記録したホールは、そのホールの記録に用い
た波長を持つレーザ光によって読み出すことができる。
このようなＰＨＢに対する情報の読み書きの効果は、現
状においては数°Ｋ以下の極低温にＰＨＢが保たれた環
境下において得られている。
光吸収帯は、図９のグラフに示す数テラヘルツの広帯域
に広がっている。ここで、同グラフの横軸は光の波長
［λ］，縦軸は光吸収の度合いを示している。このよう
なＰＨＢに単一波長の光を照射すると、その波長に対応
した吸収帯に図示のホールが残り、情報が記録されたこ
とになる。従って、記録するホールの波長を複数採用す
れば、多重化した記録がＰＨＢに対して行え、波長多重
メモリを構成することが可能になる。ＰＨＢは非常に良
好な波長純度を必要とするため、記録にレーザ光を用い
なければならないが、記録の多重化は、レーザ光の波長
幅を１０［ＭＨｚ］とすれば原理的には１０5 程度にな
る。また、記録したホールは、そのホールの記録に用い
た波長を持つレーザ光によって読み出すことができる。
このようなＰＨＢに対する情報の読み書きの効果は、現
状においては数°Ｋ以下の極低温にＰＨＢが保たれた環
境下において得られている。
【０００４】また、ポリマーに電圧を掛けて電界Ｅを印
加することにより、印加した電界Ｅの違いによって異な
るホールを記録できることも知られている。すなわち、
ＰＨＢに記録する光の波長を固定していても、ＰＨＢに
印加する電圧つまり電界Ｅを変えることで異なる情報を
記録することができる。情報をこのように記録した場合
には、情報読み出しは、記録時に印加した電界Ｅと同じ
電界ＥをＰＨＢに印加することにより、対応するホール
が読み出せる。
加することにより、印加した電界Ｅの違いによって異な
るホールを記録できることも知られている。すなわち、
ＰＨＢに記録する光の波長を固定していても、ＰＨＢに
印加する電圧つまり電界Ｅを変えることで異なる情報を
記録することができる。情報をこのように記録した場合
には、情報読み出しは、記録時に印加した電界Ｅと同じ
電界ＥをＰＨＢに印加することにより、対応するホール
が読み出せる。
【０００５】従って、ＰＨＢは、ホールを書き込む２次
元位置ｘ，ｙ、並びにホールを書き込むために用いられ
る光の波長λ、および印加する電界Ｅの４次元のメモリ
として利用することができる。
元位置ｘ，ｙ、並びにホールを書き込むために用いられ
る光の波長λ、および印加する電界Ｅの４次元のメモリ
として利用することができる。
【０００６】しかし、上記のように、ＰＨＢへの情報記
録には波長純度の高いレーザ光を用いなければならない
ため、２次元画像をＰＨＢに記録するためには、従来、
透過型フィルムを使って所定波長の入射レーザ光を選択
的に透過させていた。従って、この透過型フィルムを用
いて入力情報を書き込む従来の情報記録方法において
は、フィルムの作成やフィルムの入れ換えに手間を要し
た。このため、ＰＨＢを用いることによって簡易に波長
多重記録が行えるというせっかくの長所が全く生かされ
ていなかった。
録には波長純度の高いレーザ光を用いなければならない
ため、２次元画像をＰＨＢに記録するためには、従来、
透過型フィルムを使って所定波長の入射レーザ光を選択
的に透過させていた。従って、この透過型フィルムを用
いて入力情報を書き込む従来の情報記録方法において
は、フィルムの作成やフィルムの入れ換えに手間を要し
た。このため、ＰＨＢを用いることによって簡易に波長
多重記録が行えるというせっかくの長所が全く生かされ
ていなかった。
【０００７】この問題を解決する方法として、本出願人
による特開平３−７２３１３号公報に開示された情報記
録方法がある。同公報ではこの情報記録に、図１０に示
す、空間光変調器（ＳＬＭ）を用いたＰＨＢ記録システ
ムが用いられており、取扱いの不便な透過型フィルムの
替わりにＳＬＭが採用されている。
による特開平３−７２３１３号公報に開示された情報記
録方法がある。同公報ではこの情報記録に、図１０に示
す、空間光変調器（ＳＬＭ）を用いたＰＨＢ記録システ
ムが用いられており、取扱いの不便な透過型フィルムの
替わりにＳＬＭが採用されている。
【０００８】空間光変調管１の光電面１１側には、ラン
プ６１で照明される入力画像６２が設けられている。こ
の入力画像６２からの光はレンズ６３によって光電面１
１に結像され、入力像に応じた電子が放出される。一
方、光源はＡｒレーザ７１と色素レーザ７２からなる波
長可変レーザ光源７で構成され、出力光の波長は１ｎｍ
ごとの異なる値に設定される。波長可変レーザ光源７か
らのレーザ光はレンズ８１、ピンホール８２およびレン
ズ８３を経て偏光子３に入射し、コリメートされてハー
フミラー８４に入射する。ハーフミラー８４で反射した
レーザ光は、λ／２板８５を通って参照光（ＲＥＦ）と
してＰＨＢ９に入射する。ハーフミラー８４を透過した
レーザ光は空間光変調管１の電気光学結晶板１５で反射
し、ハーフミラー４で光路変更され、検光子５を介して
ＰＨＢ９に物体光（ＯＢＪ）として入射する。この結
果、物体光と参照光とが干渉して得られるホログラムが
ＰＨＢ９に記録され、入力画像に対応する強度分布を有
するレーザ光画像がＰＨＢ９に情報として記録される。
プ６１で照明される入力画像６２が設けられている。こ
の入力画像６２からの光はレンズ６３によって光電面１
１に結像され、入力像に応じた電子が放出される。一
方、光源はＡｒレーザ７１と色素レーザ７２からなる波
長可変レーザ光源７で構成され、出力光の波長は１ｎｍ
ごとの異なる値に設定される。波長可変レーザ光源７か
らのレーザ光はレンズ８１、ピンホール８２およびレン
ズ８３を経て偏光子３に入射し、コリメートされてハー
フミラー８４に入射する。ハーフミラー８４で反射した
レーザ光は、λ／２板８５を通って参照光（ＲＥＦ）と
してＰＨＢ９に入射する。ハーフミラー８４を透過した
レーザ光は空間光変調管１の電気光学結晶板１５で反射
し、ハーフミラー４で光路変更され、検光子５を介して
ＰＨＢ９に物体光（ＯＢＪ）として入射する。この結
果、物体光と参照光とが干渉して得られるホログラムが
ＰＨＢ９に記録され、入力画像に対応する強度分布を有
するレーザ光画像がＰＨＢ９に情報として記録される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法でＰＨＢにホログラムを記録すると、特に物体
光を作るＳＬＭには少なからず不均一性があるため、こ
れが画像の不均一性（シェーディング）となって好まし
くない。この不均一性の原因は、ＳＬＭの光変調材料で
ある電気光学結晶が平行平板に加工される際の加工精度
（研磨精度）や、電気光学結晶の材料自体が持っている
屈折率分布の不均一性、および装置を構成する光学系の
誤差に起因する。例えば、５５°カットＬｉＮｂＯ3 が
電気光学結晶に用いられ、このＬｉＮｂＯ3 が図１１の
断面図に示すように加工され、結晶板の中心部と周辺部
との間に△ｄ＝１．３μｍの高低差が生じたとする。こ
のような電気光学結晶板について波長６３２．８ｎｍの
読み出しレーザ光または参照レーザ光が往復すると、結
晶板周辺部と中心部とで光の位相にπラジアンの差が生
じ、偏光板を通過した後の光の強度分布は中心部が明る
く、周辺部が暗くなってしまう。
うな方法でＰＨＢにホログラムを記録すると、特に物体
光を作るＳＬＭには少なからず不均一性があるため、こ
れが画像の不均一性（シェーディング）となって好まし
くない。この不均一性の原因は、ＳＬＭの光変調材料で
ある電気光学結晶が平行平板に加工される際の加工精度
（研磨精度）や、電気光学結晶の材料自体が持っている
屈折率分布の不均一性、および装置を構成する光学系の
誤差に起因する。例えば、５５°カットＬｉＮｂＯ3 が
電気光学結晶に用いられ、このＬｉＮｂＯ3 が図１１の
断面図に示すように加工され、結晶板の中心部と周辺部
との間に△ｄ＝１．３μｍの高低差が生じたとする。こ
のような電気光学結晶板について波長６３２．８ｎｍの
読み出しレーザ光または参照レーザ光が往復すると、結
晶板周辺部と中心部とで光の位相にπラジアンの差が生
じ、偏光板を通過した後の光の強度分布は中心部が明る
く、周辺部が暗くなってしまう。
【００１０】これと同様な問題は電気光学結晶板の替わ
りに液晶を用いたＳＬＭでも生じる。この場合に画像に
不均一性が生じる原因は、液晶を注入する２枚のガラス
基板間の間隔の不均一、つまりセル厚の不均一に起因す
る。
りに液晶を用いたＳＬＭでも生じる。この場合に画像に
不均一性が生じる原因は、液晶を注入する２枚のガラス
基板間の間隔の不均一、つまりセル厚の不均一に起因す
る。
【００１１】このような不均一な光位相分布または光強
度分布を持った状態でＰＨＢにホログラムを記録する
と、その再生像にも同様な不均一が含まれることは明ら
かである。
度分布を持った状態でＰＨＢにホログラムを記録する
と、その再生像にも同様な不均一が含まれることは明ら
かである。
【００１２】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、ホログラム画像の不均一性を補償で
き、実時間で多重ホログラムメモリに読み書きすること
のできる光学記録方法を提供することを目的とする。
になされたもので、ホログラム画像の不均一性を補償で
き、実時間で多重ホログラムメモリに読み書きすること
のできる光学記録方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＳＬＭを用い
て物体光に情報を乗せ、この物体光と参照光との干渉に
よって生じるホログラムを情報としてＰＨＢに記録し、
このＰＨＢに記録された情報を所定波長の読み出し光を
用いて読み出す、ＳＬＭを用いたＰＨＢへの情報記録方
法において、図１（ａ）に示す波長（λ）−電界（Ｅ）
平面を考え、以下の各ステップに従ってＰＨＢに情報を
読み書きする。
て物体光に情報を乗せ、この物体光と参照光との干渉に
よって生じるホログラムを情報としてＰＨＢに記録し、
このＰＨＢに記録された情報を所定波長の読み出し光を
用いて読み出す、ＳＬＭを用いたＰＨＢへの情報記録方
法において、図１（ａ）に示す波長（λ）−電界（Ｅ）
平面を考え、以下の各ステップに従ってＰＨＢに情報を
読み書きする。
【００１４】ＰＨＢに電界Ｅ1 を印加し、物体光に情
報が乗っていない状態で、波長λ0の参照光を用いてＰ
ＨＢに第１のホログラムを記録する。
報が乗っていない状態で、波長λ0の参照光を用いてＰ
ＨＢに第１のホログラムを記録する。
【００１５】ＰＨＢに電界Ｅ2 を印加し、物体光に情
報が乗った状態で、波長λ0 の参照光を用いてＰＨＢに
第２のホログラムを記録する。
報が乗った状態で、波長λ0 の参照光を用いてＰＨＢに
第２のホログラムを記録する。
【００１６】約（Ｅ1 ＋Ｅ2 ）／２の値を持つ電界Ｅ
0 をＰＨＢに印加した状態で、波長λ0 に隣接する波長
域にホールを生じる波長λ1 または波長λ2 の読み出し
光を用いて、ＰＨＢに記録された情報を読み出す。
0 をＰＨＢに印加した状態で、波長λ0 に隣接する波長
域にホールを生じる波長λ1 または波長λ2 の読み出し
光を用いて、ＰＨＢに記録された情報を読み出す。
【００１７】また、図１（ｂ）に示すλ−Ｅ平面を考
え、以下の各ステップに従ってＰＨＢに情報を読み書き
する。
え、以下の各ステップに従ってＰＨＢに情報を読み書き
する。
【００１８】ＰＨＢに電界Ｅ0 を印加し、物体光に情
報が乗っていない状態で、波長λ1の前記参照光を用い
てＰＨＢに第１のホログラムを記録する。
報が乗っていない状態で、波長λ1の前記参照光を用い
てＰＨＢに第１のホログラムを記録する。
【００１９】ＰＨＢに電界Ｅ0 を印加し、物体光に情
報が乗った状態で、波長λ2 の前記参照光を用いてＰＨ
Ｂに第２のホログラムを記録する。
報が乗った状態で、波長λ2 の前記参照光を用いてＰＨ
Ｂに第２のホログラムを記録する。
【００２０】電界Ｅ0 に隣接する電界域にホールを生
じる電界Ｅ1 または電界Ｅ2 をＰＨＢに印加した状態
で、約（λ1 ＋λ2 ）／２の値を持つ波長λ0 の読み出
し光を用いて、ＰＨＢに記録された情報を読み出す。
じる電界Ｅ1 または電界Ｅ2 をＰＨＢに印加した状態
で、約（λ1 ＋λ2 ）／２の値を持つ波長λ0 の読み出
し光を用いて、ＰＨＢに記録された情報を読み出す。
【００２１】また、上記のステップまたはステップ
において、物体光の位相をπだけずらして第１または第
２のホログラムをＰＨＢに記録する。
において、物体光の位相をπだけずらして第１または第
２のホログラムをＰＨＢに記録する。
【００２２】
【作用】ステップによってＰＨＢに記録した情報を読
み出すと、ステップおよびでＰＨＢに記録した第１
および第２の各ホログラム画像が重畳して読み出され
る。つまり、第１および第２の各ホログラム画像の光波
の波面は同時に読み出され、読み出された各光波の位相
差によって読み出し画像は相互に強め合ったり、弱め合
ったりする。すなわち、ＰＨＢに記録した第１および第
２の各ホログラム画像の光波の波面（位相）が０（等し
い）のところでは、記録した各画像が相互に強調して読
み出され、ＰＨＢの読み出し出力は最も明るくなる。ま
た、光波の位相差がπのところでは、記録した各画像が
相互に弱め合って読み出され、ＰＨＢの読み出し出力は
最も暗くなる。また、第１および第２の各ホログラム画
像の光波の位相差がπ／４，π／２などの中間の値のと
ころでは、読み出し出力は最も明るい出力と最も暗い出
力との間の中間レベルの強度の出力として読み出され
る。従って、物体光が記録されていない第１のホログラ
ムと物体光が記録された第２のホログラムとに記録され
た各背景雑音間の位相差は等しくなるため、第１および
第２の各ホログラムが同時に読み出されることにより、
これら各ホログラムが重畳して得られる合成ホログラム
の背景は最も明るくる。また、物体光の位相をπだけず
らして第１または第２のホログラムがＰＨＢに記録され
ると、第１のホログラムと第２のホログラムとに記録さ
れた各背景雑音間の位相差はπとなるため、各ホログラ
ムが同時に読み出されることにより、合成ホログラムの
背景は最も暗く読み出される。
み出すと、ステップおよびでＰＨＢに記録した第１
および第２の各ホログラム画像が重畳して読み出され
る。つまり、第１および第２の各ホログラム画像の光波
の波面は同時に読み出され、読み出された各光波の位相
差によって読み出し画像は相互に強め合ったり、弱め合
ったりする。すなわち、ＰＨＢに記録した第１および第
２の各ホログラム画像の光波の波面（位相）が０（等し
い）のところでは、記録した各画像が相互に強調して読
み出され、ＰＨＢの読み出し出力は最も明るくなる。ま
た、光波の位相差がπのところでは、記録した各画像が
相互に弱め合って読み出され、ＰＨＢの読み出し出力は
最も暗くなる。また、第１および第２の各ホログラム画
像の光波の位相差がπ／４，π／２などの中間の値のと
ころでは、読み出し出力は最も明るい出力と最も暗い出
力との間の中間レベルの強度の出力として読み出され
る。従って、物体光が記録されていない第１のホログラ
ムと物体光が記録された第２のホログラムとに記録され
た各背景雑音間の位相差は等しくなるため、第１および
第２の各ホログラムが同時に読み出されることにより、
これら各ホログラムが重畳して得られる合成ホログラム
の背景は最も明るくる。また、物体光の位相をπだけず
らして第１または第２のホログラムがＰＨＢに記録され
ると、第１のホログラムと第２のホログラムとに記録さ
れた各背景雑音間の位相差はπとなるため、各ホログラ
ムが同時に読み出されることにより、合成ホログラムの
背景は最も暗く読み出される。
【００２３】
【実施例】図２は本発明の一実施例によるＳＬＭを用い
たＰＨＢへの情報記録方法に使用されるＰＨＢ記録シス
テムを示している。
たＰＨＢへの情報記録方法に使用されるＰＨＢ記録シス
テムを示している。
【００２４】光化学ホールバーニングメモリ（ＰＨＢ）
３１は、クロリン（２，３−dihydroporphyrin）をドー
プしたポリビニルブチラン（ＰＹＢ）フィルムであり、
その厚さはおよそ９０μｍである。このフィルムは、ク
ライオスタット（冷却器）３２中の液体ヘリウムに直接
接触しており、その温度は１．７〜４．２Ｋに保たれて
いる。ＰＨＢ３１を構成するこのフィルムは透明導電膜
がコートされたガラス板に挟まれて固定されており、電
圧可変な電源３３からこの透明導電膜に電圧を供給する
ことにより、フィルム中に１０5 Ｖ／ｃｍ位の電界を印
加することができる。
３１は、クロリン（２，３−dihydroporphyrin）をドー
プしたポリビニルブチラン（ＰＹＢ）フィルムであり、
その厚さはおよそ９０μｍである。このフィルムは、ク
ライオスタット（冷却器）３２中の液体ヘリウムに直接
接触しており、その温度は１．７〜４．２Ｋに保たれて
いる。ＰＨＢ３１を構成するこのフィルムは透明導電膜
がコートされたガラス板に挟まれて固定されており、電
圧可変な電源３３からこの透明導電膜に電圧を供給する
ことにより、フィルム中に１０5 Ｖ／ｃｍ位の電界を印
加することができる。
【００２５】記録・再生用の光源にはＡｒ+ レーザと色
素レーザからなる図示しない波長可変レーザ光源が用い
られている。出力レーザ光の波長には６１０〜６７０ｎ
ｍの波長が用いられている。色素レーザからの光は同じ
く図示しない対物レンズで拡大され、図示しないコリメ
ートレンズで平行光になってハーフミラー３４に入射す
る。このハーフミラー３４を透過したレーザ光は参照光
または記録読み出し光としてＰＨＢ３１に照射される。
また、ハーフミラー３４で反射したレーザ光はさらにハ
ーフミラー３５で光路が変換されて情報読み出し光とな
り、位相シフタ３６を介して空間光変調器（ＳＬＭ）３
７の読み出し側（変調材料側）に入射する。一方、ラン
プ光源で照明された入力像３８もレンズ３９を介してこ
のＳＬＭ３７の書き込み側（アドレス材料側）に入射す
る。従って、ハーフミラー３５で光路が変換されてきた
情報読み出し光が、変調材料を往復する間に入力像３８
が重畳し、入力情報によって位相変調された物体光が生
成される。この物体光は必要により位相シフタ３６で位
相がシフトされてＰＨＢ３１に入射する。
素レーザからなる図示しない波長可変レーザ光源が用い
られている。出力レーザ光の波長には６１０〜６７０ｎ
ｍの波長が用いられている。色素レーザからの光は同じ
く図示しない対物レンズで拡大され、図示しないコリメ
ートレンズで平行光になってハーフミラー３４に入射す
る。このハーフミラー３４を透過したレーザ光は参照光
または記録読み出し光としてＰＨＢ３１に照射される。
また、ハーフミラー３４で反射したレーザ光はさらにハ
ーフミラー３５で光路が変換されて情報読み出し光とな
り、位相シフタ３６を介して空間光変調器（ＳＬＭ）３
７の読み出し側（変調材料側）に入射する。一方、ラン
プ光源で照明された入力像３８もレンズ３９を介してこ
のＳＬＭ３７の書き込み側（アドレス材料側）に入射す
る。従って、ハーフミラー３５で光路が変換されてきた
情報読み出し光が、変調材料を往復する間に入力像３８
が重畳し、入力情報によって位相変調された物体光が生
成される。この物体光は必要により位相シフタ３６で位
相がシフトされてＰＨＢ３１に入射する。
【００２６】ＰＨＢ３１に入射した物体光は、ハーフミ
ラー３４を透過した参照光とＰＨＢ３１上で干渉する。
この干渉によって約２μｍの干渉縞が形成され、物体光
に乗った入力情報はホログラムとなってＰＨＢ３１に記
録される。この記録は５００μＷ／ｃｍ2 位のパワーで
行われる。また、この記録画像の読み出しは記録パワー
の１／１０4 のパワーで行われる。
ラー３４を透過した参照光とＰＨＢ３１上で干渉する。
この干渉によって約２μｍの干渉縞が形成され、物体光
に乗った入力情報はホログラムとなってＰＨＢ３１に記
録される。この記録は５００μＷ／ｃｍ2 位のパワーで
行われる。また、この記録画像の読み出しは記録パワー
の１／１０4 のパワーで行われる。
【００２７】ＳＬＭ３７は物体光に情報を乗せる手段と
して用いられており、その詳細な構造は図３に示されて
いる。このＳＬＭ３７では変調材料として並行配向ネマ
チック液晶３７ａが用いられている。この並行配向ネマ
チック液晶３７ａの液晶分子は面に平行に配向してお
り、配向層３７ｂ，ｃに挟まれている。配向層３７ｂの
側には入射した情報読み出し光を反射する誘電体ミラー
３７ｄが設けられている。また、この誘電体ミラー３７
ｄに接してアモルファス・シリコン（ａ−Ｓｉ）からな
る光導電体３７ｅが設けられている。この光導電体３７
ｅは、書き込み光に対して反応するアドレス材料として
用いられている。さらに、光導電体３７ｅおよび配向層
３７ｃの各外側には透明導電膜（ＩＴＯ）３７ｆ，ｇが
設けられており、さらにこれら透明導電膜３７ｆ，ｇの
各外側にはガラス面板３７ｈ，ｉが設けられている。透
明導電膜３７ｆ，ｇには電源４０から所定の電圧が印加
される。
して用いられており、その詳細な構造は図３に示されて
いる。このＳＬＭ３７では変調材料として並行配向ネマ
チック液晶３７ａが用いられている。この並行配向ネマ
チック液晶３７ａの液晶分子は面に平行に配向してお
り、配向層３７ｂ，ｃに挟まれている。配向層３７ｂの
側には入射した情報読み出し光を反射する誘電体ミラー
３７ｄが設けられている。また、この誘電体ミラー３７
ｄに接してアモルファス・シリコン（ａ−Ｓｉ）からな
る光導電体３７ｅが設けられている。この光導電体３７
ｅは、書き込み光に対して反応するアドレス材料として
用いられている。さらに、光導電体３７ｅおよび配向層
３７ｃの各外側には透明導電膜（ＩＴＯ）３７ｆ，ｇが
設けられており、さらにこれら透明導電膜３７ｆ，ｇの
各外側にはガラス面板３７ｈ，ｉが設けられている。透
明導電膜３７ｆ，ｇには電源４０から所定の電圧が印加
される。
【００２８】入力像３８が外部光によって照明され、レ
ンズ３９で光導電体３７ｅ上にフォーカスされると、光
が当たった部分のａ−Ｓｉの電気抵抗が低下し、透明導
電膜３７ｆ，ｇ間に印加された電圧は、電気抵抗が低下
した部分の光導電体３７ｅを介して並行配向ネマチック
液晶３７ａに与えられる。並行配向ネマチック液晶３７
ａの液晶分子は上述したように面に平行に配向している
が、電圧が与えられると傾く。情報読み出し光は偏波面
ｅが液晶分子に平行になっており、電圧印加によって液
晶分子が傾いた部分のネマチック液晶３７ａの屈折率は
変化するため、誘電体ミラー３７ｄで反射した読み出し
光の位相は、入力像３８に対応して変調される。つま
り、２次元的に位相変調された入力情報が物体光に乗せ
られる。
ンズ３９で光導電体３７ｅ上にフォーカスされると、光
が当たった部分のａ−Ｓｉの電気抵抗が低下し、透明導
電膜３７ｆ，ｇ間に印加された電圧は、電気抵抗が低下
した部分の光導電体３７ｅを介して並行配向ネマチック
液晶３７ａに与えられる。並行配向ネマチック液晶３７
ａの液晶分子は上述したように面に平行に配向している
が、電圧が与えられると傾く。情報読み出し光は偏波面
ｅが液晶分子に平行になっており、電圧印加によって液
晶分子が傾いた部分のネマチック液晶３７ａの屈折率は
変化するため、誘電体ミラー３７ｄで反射した読み出し
光の位相は、入力像３８に対応して変調される。つま
り、２次元的に位相変調された入力情報が物体光に乗せ
られる。
【００２９】この物体光は、位相シフタ３６により、必
要に応じて一様に位相がπだけシフトされる。図４はこ
の位相シフタ３６の詳細な構造を示している。位相シフ
タ３６はＳＬＭと同じ並行配向ネマチック液晶３６ａか
らなり、この並行配向ネマチック液晶３６ａの両側には
配向層３６ｂ，ｃが設けられている。さらに、これら配
向層３６ｂ，ｃの両外側には透明導電膜３６ｄ，ｅ、こ
れら透明導電膜３６ｄ，ｅの両外側にはガラス面板３６
ｆ，ｇが設けられている。各透明導電膜３６ｄ，ｅには
必要に応じて電源４１から所定の電圧が印加される。透
明導電膜３６ｄ，ｅ間にこの電圧が印加されると、上述
のＳＬＭと同様に並行配向ネマチック液晶３６ａの屈折
率は一様に変化し、この液晶３６ａを通過する物体光の
位相が一様にπだけシフトされる。
要に応じて一様に位相がπだけシフトされる。図４はこ
の位相シフタ３６の詳細な構造を示している。位相シフ
タ３６はＳＬＭと同じ並行配向ネマチック液晶３６ａか
らなり、この並行配向ネマチック液晶３６ａの両側には
配向層３６ｂ，ｃが設けられている。さらに、これら配
向層３６ｂ，ｃの両外側には透明導電膜３６ｄ，ｅ、こ
れら透明導電膜３６ｄ，ｅの両外側にはガラス面板３６
ｆ，ｇが設けられている。各透明導電膜３６ｄ，ｅには
必要に応じて電源４１から所定の電圧が印加される。透
明導電膜３６ｄ，ｅ間にこの電圧が印加されると、上述
のＳＬＭと同様に並行配向ネマチック液晶３６ａの屈折
率は一様に変化し、この液晶３６ａを通過する物体光の
位相が一様にπだけシフトされる。
【００３０】このような構成の装置を使用する、本実施
例によるＳＬＭを用いたＰＨＢへの情報記録方法につい
て図５を参照して以下に詳述する。
例によるＳＬＭを用いたＰＨＢへの情報記録方法につい
て図５を参照して以下に詳述する。
【００３１】ＰＨＢ３１に入力画像を書き込む前の物体
光、つまり入力像がなく情報が乗っていない物体光が、
図５（ａ）に示すような位相の不均一を有していると仮
定する。この物体光の位相の不均一性は、ＳＬＭ３７を
構成する並行配向ネマチック液晶３７ａの厚みの不均一
性や、装置を構成する光学系が有する誤差に対応して生
じたものである。なお、同図（ａ）において、位相の不
均一性は説明の便宜上位相０の部分と位相πの部分とに
２値的に変化するよう描かれているが、実際には位相０
の部分から位相πの部分への位相変化は例えばサイン波
のようになだらかに変化する。同図（ａ）に示す物体光
は、図１（ａ）に示す（λ0 ，Ｅ1 ）の条件で、参照光
と共にＰＨＢ３１に第１のホログラムとして記録され
る。つまり、電源３３からＰＨＢ３１に電界Ｅ1 を生じ
る電圧が供給された状態で、波長λ0 の参照光を用いて
第１のホログラム画像がＰＨＢ３１に記録される。この
物体光はバックグラウンド（背景雑音）に相当してい
る。
光、つまり入力像がなく情報が乗っていない物体光が、
図５（ａ）に示すような位相の不均一を有していると仮
定する。この物体光の位相の不均一性は、ＳＬＭ３７を
構成する並行配向ネマチック液晶３７ａの厚みの不均一
性や、装置を構成する光学系が有する誤差に対応して生
じたものである。なお、同図（ａ）において、位相の不
均一性は説明の便宜上位相０の部分と位相πの部分とに
２値的に変化するよう描かれているが、実際には位相０
の部分から位相πの部分への位相変化は例えばサイン波
のようになだらかに変化する。同図（ａ）に示す物体光
は、図１（ａ）に示す（λ0 ，Ｅ1 ）の条件で、参照光
と共にＰＨＢ３１に第１のホログラムとして記録され
る。つまり、電源３３からＰＨＢ３１に電界Ｅ1 を生じ
る電圧が供給された状態で、波長λ0 の参照光を用いて
第１のホログラム画像がＰＨＢ３１に記録される。この
物体光はバックグラウンド（背景雑音）に相当してい
る。
【００３２】次に、図５（ｄ）に示す形状の入力画像が
読み出し光の位相をπ変調するようにＳＬＭ３７に書き
込まれると、図５（ｂ）に示す物体光が得られる。入力
画像に対応した位相πは各画像位置においてバックグラ
ウンドの位相と足し合わされ、物体光は図示の位相変化
となる。入力画像が情報として乗ったこの物体光は、図
１（ａ）に示す（λ0 ，Ｅ2 ）の条件で、参照光と共に
ＰＨＢ３１に第２のホログラムとして記録される。つま
り、電源３３からＰＨＢ３１へ供給される電圧が電界Ｅ
2 を生じる電圧に変えられ、上記と同じ波長λ0 の参照
光を用いて第２のホログラム画像がＰＨＢ３１に記録さ
れる。
読み出し光の位相をπ変調するようにＳＬＭ３７に書き
込まれると、図５（ｂ）に示す物体光が得られる。入力
画像に対応した位相πは各画像位置においてバックグラ
ウンドの位相と足し合わされ、物体光は図示の位相変化
となる。入力画像が情報として乗ったこの物体光は、図
１（ａ）に示す（λ0 ，Ｅ2 ）の条件で、参照光と共に
ＰＨＢ３１に第２のホログラムとして記録される。つま
り、電源３３からＰＨＢ３１へ供給される電圧が電界Ｅ
2 を生じる電圧に変えられ、上記と同じ波長λ0 の参照
光を用いて第２のホログラム画像がＰＨＢ３１に記録さ
れる。
【００３３】次に、このようにＰＨＢ３１に記録された
画像は、ハーフミラー３４を透過したコリメートされた
レーザ光を読み出し光として読み出される。なお、この
際、ＳＬＭ３７の情報読み出し光は図示しないシャッタ
ーで閉じられている。この読み出し条件は図１（ａ）に
示す（λ1 ，Ｅ0 ）または（λ2 ，Ｅ0 ）の条件で行わ
れる。すなわち、電源３３からＰＨＢ３１に印加される
電圧が電界Ｅ0 （＝（Ｅ1 ＋Ｅ2 ）／２）を生じる電圧
とされた状態で、波長λ1 またはλ2 の読み出し光を用
いてＰＨＢ３１に記録された情報が読み出される。ここ
で、波長λ1，λ2 は、波長λ0 に隣接する波長域にホ
ールを生じる波長である。例えば、λ0 を６３３ｎｍと
すると、λ1 ＝６３３−５ＧＨｚ，λ2 ＝６３３＋５Ｇ
Ｈｚとなる。５ＧＨｚは約６．５×１０-3ｎｍに相当す
る。また、電界Ｅ0 を０とすると、Ｅ1 ＝−２ＫＶ／ｃ
ｍ，Ｅ2 ＝＋２ＫＶ／ｃｍである。図５（ｃ）はこの読
み出しによって得られた画像を示しており、背景雑音が
除去された明瞭な画像が得られている。この背景雑音の
除去は次のようにして行われている。
画像は、ハーフミラー３４を透過したコリメートされた
レーザ光を読み出し光として読み出される。なお、この
際、ＳＬＭ３７の情報読み出し光は図示しないシャッタ
ーで閉じられている。この読み出し条件は図１（ａ）に
示す（λ1 ，Ｅ0 ）または（λ2 ，Ｅ0 ）の条件で行わ
れる。すなわち、電源３３からＰＨＢ３１に印加される
電圧が電界Ｅ0 （＝（Ｅ1 ＋Ｅ2 ）／２）を生じる電圧
とされた状態で、波長λ1 またはλ2 の読み出し光を用
いてＰＨＢ３１に記録された情報が読み出される。ここ
で、波長λ1，λ2 は、波長λ0 に隣接する波長域にホ
ールを生じる波長である。例えば、λ0 を６３３ｎｍと
すると、λ1 ＝６３３−５ＧＨｚ，λ2 ＝６３３＋５Ｇ
Ｈｚとなる。５ＧＨｚは約６．５×１０-3ｎｍに相当す
る。また、電界Ｅ0 を０とすると、Ｅ1 ＝−２ＫＶ／ｃ
ｍ，Ｅ2 ＝＋２ＫＶ／ｃｍである。図５（ｃ）はこの読
み出しによって得られた画像を示しており、背景雑音が
除去された明瞭な画像が得られている。この背景雑音の
除去は次のようにして行われている。
【００３４】つまり、読み出し光波長および印加電界が
（λ1 ，Ｅ0 ）または（λ2 ，Ｅ0）の条件でＰＨＢ３
１に記録された情報が読み出されると、参照光波長およ
び印加電界が（λ0 ，Ｅ1 ）の条件でＰＨＢ３１に記録
した第１のホログラム画像および（λ0 ，Ｅ2 ）の条件
でＰＨＢ３１に記録した第２のホログラム画像が重畳し
て読み出される。つまり、ＰＨＢ３１に記録した第１お
よび第２の各ホログラム画像の光波の波面は同時に読み
出され、読み出された各光波の位相差によって読み出し
画像は相互に強め合ったり、弱め合ったりする。すなわ
ち、ＰＨＢ３１に記録した第１および第２の各ホログラ
ム画像の光波の位相差が０のところ、つまり、重なり合
った光波の各位相が０，０であったところ、または重な
り合った光波の各位相がπ，πであったところに記録し
た各画像は干渉によって相互に強調して読み出される。
このため、ＰＨＢ３１から読み出した出力は図５（ｃ）
の白抜き領域に示されるバックグラウンド部分において
最も明るくなる。また、光波の位相差がπのところ、つ
まり、重なり合った光波の各位相が０，πであったとこ
ろに記録した各画像は相互に弱め合って読み出され、Ｐ
ＨＢ３１から読み出した出力は図５（ｃ）の斜線領域に
示される信号部分において最も暗くなる。
（λ1 ，Ｅ0 ）または（λ2 ，Ｅ0）の条件でＰＨＢ３
１に記録された情報が読み出されると、参照光波長およ
び印加電界が（λ0 ，Ｅ1 ）の条件でＰＨＢ３１に記録
した第１のホログラム画像および（λ0 ，Ｅ2 ）の条件
でＰＨＢ３１に記録した第２のホログラム画像が重畳し
て読み出される。つまり、ＰＨＢ３１に記録した第１お
よび第２の各ホログラム画像の光波の波面は同時に読み
出され、読み出された各光波の位相差によって読み出し
画像は相互に強め合ったり、弱め合ったりする。すなわ
ち、ＰＨＢ３１に記録した第１および第２の各ホログラ
ム画像の光波の位相差が０のところ、つまり、重なり合
った光波の各位相が０，０であったところ、または重な
り合った光波の各位相がπ，πであったところに記録し
た各画像は干渉によって相互に強調して読み出される。
このため、ＰＨＢ３１から読み出した出力は図５（ｃ）
の白抜き領域に示されるバックグラウンド部分において
最も明るくなる。また、光波の位相差がπのところ、つ
まり、重なり合った光波の各位相が０，πであったとこ
ろに記録した各画像は相互に弱め合って読み出され、Ｐ
ＨＢ３１から読み出した出力は図５（ｃ）の斜線領域に
示される信号部分において最も暗くなる。
【００３５】なお、各光波の位相は２値的に描かれてい
るが、前述のように実際にはサイン波状に位相は変化し
ている。この位相変化は図５（ａ）に示す物体光と図５
（ｂ）に示す物体光との各バックグラウンドで等しいた
め、重なり合った各光波の位相差は０となり、最も明る
く読み出される。ここで、各光波の位相差がπ／４，π
／２などの中間の値のところでは、読み出し出力は最も
明るい出力と最も暗い出力との間の中間レベルの強度の
出力として読み出される。
るが、前述のように実際にはサイン波状に位相は変化し
ている。この位相変化は図５（ａ）に示す物体光と図５
（ｂ）に示す物体光との各バックグラウンドで等しいた
め、重なり合った各光波の位相差は０となり、最も明る
く読み出される。ここで、各光波の位相差がπ／４，π
／２などの中間の値のところでは、読み出し出力は最も
明るい出力と最も暗い出力との間の中間レベルの強度の
出力として読み出される。
【００３６】従って、物体光が記録されていない図５
（ａ）に示す第１のホログラム画像と物体光が記録され
た図５（ｂ）に示す第２のホログラム画像とに記録され
た各バックグラウンド間の位相差は上記のように等しく
なるため、第１および第２の各ホログラム画像が同時に
読み出されることにより、これら各ホログラムが重畳し
て得られる図５（ｃ）に示す合成ホログラム画像のバッ
クグラウンドは最も明るくる。
（ａ）に示す第１のホログラム画像と物体光が記録され
た図５（ｂ）に示す第２のホログラム画像とに記録され
た各バックグラウンド間の位相差は上記のように等しく
なるため、第１および第２の各ホログラム画像が同時に
読み出されることにより、これら各ホログラムが重畳し
て得られる図５（ｃ）に示す合成ホログラム画像のバッ
クグラウンドは最も明るくる。
【００３７】また、信号部分の位相を一様にπだけシフ
トするのが必要な場合には、情報記録は次のように行わ
れる。つまり、電源４１から位相シフタ３６へ所定の電
圧が供給され、ＳＬＭ３７から反射してきた入力情報が
乗っていない物体光の位相が一様にπだけずらされ、物
体光は図５（ｅ）に示す位相変化となる。つまり、位相
変化は図５（ａ）に示すものと反対の状態になる。この
物体光がまず参照光波長および印加電界が（λ0 ，
Ｅ1 ）の上記と同じ条件でＰＨＢ３１に第１のホログラ
ム画像として記録される。次に、図５（ｄ）に示す上記
と同じ入力情報が乗った物体光は図５（ｆ）に示すよう
に図５（ｂ）と同じものとし、この物体光が（λ0 ，Ｅ
2 ）の上記と同じ条件でＰＨＢ３１に第２のホログラム
画像として記録される。次に、上記と同じ（λ1 ，
Ｅ0 ）または（λ2 ，Ｅ0 ）の条件でＰＨＢ３１に記録
された情報が読み出されると、図５（ｇ）に示す画像が
得られる。この画像では、入力情報が乗っていない図５
（ｅ）に示す第１のホログラム画像のバックグラウンド
の位相と、図５（ｆ）に示す第２のホログラム画像のバ
ックグラウンドの位相とはπの差があるため、各ホログ
ラムが同時に読み出されることにより、合成ホログラム
のバックグランド領域の画像は図５（ｇ）の斜線領域に
示すように最も暗くなる。また、入力画像部の光波の各
位相は０，０またはπ，πと等しくなっているため、入
力画像部の読み出し出力は図５（ｇ）に示すように最も
明るくなる。このため、読み出された図５（ｇ）に示す
再生画像は図５（ｃ）に示す再生画像を反転した出力と
なる。
トするのが必要な場合には、情報記録は次のように行わ
れる。つまり、電源４１から位相シフタ３６へ所定の電
圧が供給され、ＳＬＭ３７から反射してきた入力情報が
乗っていない物体光の位相が一様にπだけずらされ、物
体光は図５（ｅ）に示す位相変化となる。つまり、位相
変化は図５（ａ）に示すものと反対の状態になる。この
物体光がまず参照光波長および印加電界が（λ0 ，
Ｅ1 ）の上記と同じ条件でＰＨＢ３１に第１のホログラ
ム画像として記録される。次に、図５（ｄ）に示す上記
と同じ入力情報が乗った物体光は図５（ｆ）に示すよう
に図５（ｂ）と同じものとし、この物体光が（λ0 ，Ｅ
2 ）の上記と同じ条件でＰＨＢ３１に第２のホログラム
画像として記録される。次に、上記と同じ（λ1 ，
Ｅ0 ）または（λ2 ，Ｅ0 ）の条件でＰＨＢ３１に記録
された情報が読み出されると、図５（ｇ）に示す画像が
得られる。この画像では、入力情報が乗っていない図５
（ｅ）に示す第１のホログラム画像のバックグラウンド
の位相と、図５（ｆ）に示す第２のホログラム画像のバ
ックグラウンドの位相とはπの差があるため、各ホログ
ラムが同時に読み出されることにより、合成ホログラム
のバックグランド領域の画像は図５（ｇ）の斜線領域に
示すように最も暗くなる。また、入力画像部の光波の各
位相は０，０またはπ，πと等しくなっているため、入
力画像部の読み出し出力は図５（ｇ）に示すように最も
明るくなる。このため、読み出された図５（ｇ）に示す
再生画像は図５（ｃ）に示す再生画像を反転した出力と
なる。
【００３８】この結果、物体光に乗せられた図５（ｄ）
に示す入力情報は、図５（ｃ）の再生画像においては最
も明るい部分を背景として、図５（ｇ）の再生画像にお
いては最も暗い部分を背景として、明確に読み出され
る。すなわち、ＳＬＭ３７を形成する並行配向ネマチッ
ク液晶３７ａの厚さに不均一があり、また、光学系に誤
差が存在し、画像の不均一性の要因となる背景雑音が第
１および第２の各ホログラム画像に含まれていても、こ
れら各ホログラムが重畳して得られる合成ホログラムに
おいては、各背景雑音が相互に補償し合って最も明るい
または最も暗い均一な背景が形成される。この結果、合
成ホログラムとして読み出された図５（ｃ）または図５
（ｇ）の再生画像では、入力情報は均一な背景に忠実に
かつ明瞭に復元されるようになる。
に示す入力情報は、図５（ｃ）の再生画像においては最
も明るい部分を背景として、図５（ｇ）の再生画像にお
いては最も暗い部分を背景として、明確に読み出され
る。すなわち、ＳＬＭ３７を形成する並行配向ネマチッ
ク液晶３７ａの厚さに不均一があり、また、光学系に誤
差が存在し、画像の不均一性の要因となる背景雑音が第
１および第２の各ホログラム画像に含まれていても、こ
れら各ホログラムが重畳して得られる合成ホログラムに
おいては、各背景雑音が相互に補償し合って最も明るい
または最も暗い均一な背景が形成される。この結果、合
成ホログラムとして読み出された図５（ｃ）または図５
（ｇ）の再生画像では、入力情報は均一な背景に忠実に
かつ明瞭に復元されるようになる。
【００３９】なお、上記実施例の説明においては、入力
情報が乗っていない図５（ａ）に示す物体光を位相シフ
タ３６を用いて一様にπだけ位相シフトした場合につい
て説明したが、入力情報が乗った図５（ｂ）に示す物体
光を位相シフタ３６を用いて一様にπだけ位相シフトす
るようにしても良い。この場合においても、第１および
第２の各ホログラム画像を合成して得られる画像は図５
（ｇ）に示すものと同一の画像が得られ、上記実施例と
同様な効果が奏される。
情報が乗っていない図５（ａ）に示す物体光を位相シフ
タ３６を用いて一様にπだけ位相シフトした場合につい
て説明したが、入力情報が乗った図５（ｂ）に示す物体
光を位相シフタ３６を用いて一様にπだけ位相シフトす
るようにしても良い。この場合においても、第１および
第２の各ホログラム画像を合成して得られる画像は図５
（ｇ）に示すものと同一の画像が得られ、上記実施例と
同様な効果が奏される。
【００４０】また、上記実施例の説明においては、各ホ
ログラム画像のＰＨＢ３１への記録は、参照光の波長を
λ0 で一定とし、ＰＨＢ３１に印加する電界をＥ1 ，Ｅ
2 と変化させ、また、ＰＨＢ３１からの読み出しは電界
をＥ0 で一定とし、読み出し光の波長をλ1 またはλ2
として行った場合について説明したが、つぎのような条
件で入力情報をＰＨＢ３１に記録するようにしても良
い。つまり、ＰＨＢ３１への各ホログラム画像の記録
は、図１（ｂ）に示すように、ＰＨＢ３１に印加する電
界をＥ0 で一定とし、参照光の波長をλ1 またはλ2 と
変化させる。つまり、第１のホログラム画像は（λ1 ，
Ｅ0 ）の条件でＰＨＢ３１に記録し、第２のホログラム
画像は（λ2 ，Ｅ0 ）の条件でＰＨＢ３１に記録する。
また、ＰＨＢ３１からの読み出しは読み出し光の波長を
λ0 で一定とし、ＰＨＢ３１に印加する電界をＥ1 また
はＥ2 として行う。ここで、電界Ｅ1 ，Ｅ2 は電界Ｅ0
に隣接する電界域にホールを生じる電界であり、また、
波長λ0 は約（λ1 ＋λ2 ）／２の値を持つ波長であ
る。このような条件においても、ＰＨＢ３１に上記条件
で記録された第１および第２のホログラム画像を上記条
件で読み出すことにより、各背景雑音が相互に補償し合
って最も明るいまたは最も暗い均一な背景が形成され
る。よって、入力画像は上記実施例の場合と同様にこの
均一な背景に明確に読み出され、上記実施例と同様な効
果が奏される。
ログラム画像のＰＨＢ３１への記録は、参照光の波長を
λ0 で一定とし、ＰＨＢ３１に印加する電界をＥ1 ，Ｅ
2 と変化させ、また、ＰＨＢ３１からの読み出しは電界
をＥ0 で一定とし、読み出し光の波長をλ1 またはλ2
として行った場合について説明したが、つぎのような条
件で入力情報をＰＨＢ３１に記録するようにしても良
い。つまり、ＰＨＢ３１への各ホログラム画像の記録
は、図１（ｂ）に示すように、ＰＨＢ３１に印加する電
界をＥ0 で一定とし、参照光の波長をλ1 またはλ2 と
変化させる。つまり、第１のホログラム画像は（λ1 ，
Ｅ0 ）の条件でＰＨＢ３１に記録し、第２のホログラム
画像は（λ2 ，Ｅ0 ）の条件でＰＨＢ３１に記録する。
また、ＰＨＢ３１からの読み出しは読み出し光の波長を
λ0 で一定とし、ＰＨＢ３１に印加する電界をＥ1 また
はＥ2 として行う。ここで、電界Ｅ1 ，Ｅ2 は電界Ｅ0
に隣接する電界域にホールを生じる電界であり、また、
波長λ0 は約（λ1 ＋λ2 ）／２の値を持つ波長であ
る。このような条件においても、ＰＨＢ３１に上記条件
で記録された第１および第２のホログラム画像を上記条
件で読み出すことにより、各背景雑音が相互に補償し合
って最も明るいまたは最も暗い均一な背景が形成され
る。よって、入力画像は上記実施例の場合と同様にこの
均一な背景に明確に読み出され、上記実施例と同様な効
果が奏される。
【００４１】なお、このような本実施例によるＰＨＢへ
の情報記録方法の原理は以下の文献に示されている。
の情報記録方法の原理は以下の文献に示されている。
【００４２】APPLIED OPTICS / Vol.29,No.29 /10 Octo
ber 1990,「Spectral hole burning and molecular com
puting 」,4329 〜4331ページ すなわち、同文献でも、異なる電界Ｅ1 ，Ｅ2 がＰＨＢ
に印加され、それぞれの電界Ｅ1 ，Ｅ2 において第１お
よび第２の各ホログラムがＰＨＢに記録されている。記
録したホログラムの読み出しは、ＰＨＢに（Ｅ1 ＋
Ｅ2 ）／２の電界が印加された状態でλ１またはλ２の
波長光を用いて行われている。この文献に示されるＰＨ
Ｂへの情報記録方法は上記本実施例による方法と同じ原
理である。本実施例の特徴は、この情報記録原理を用
い、ＳＬＭといったデバイスや光学系に起因する位相歪
によって記録画像に生じる固定ノイズを除去し、記録情
報を明瞭に再生するところにある。
ber 1990,「Spectral hole burning and molecular com
puting 」,4329 〜4331ページ すなわち、同文献でも、異なる電界Ｅ1 ，Ｅ2 がＰＨＢ
に印加され、それぞれの電界Ｅ1 ，Ｅ2 において第１お
よび第２の各ホログラムがＰＨＢに記録されている。記
録したホログラムの読み出しは、ＰＨＢに（Ｅ1 ＋
Ｅ2 ）／２の電界が印加された状態でλ１またはλ２の
波長光を用いて行われている。この文献に示されるＰＨ
Ｂへの情報記録方法は上記本実施例による方法と同じ原
理である。本実施例の特徴は、この情報記録原理を用
い、ＳＬＭといったデバイスや光学系に起因する位相歪
によって記録画像に生じる固定ノイズを除去し、記録情
報を明瞭に再生するところにある。
【００４３】また、上記実施例の説明においては、ＳＬ
Ｍ３７を並行配向ネマチック液晶を用いて構成した場合
について説明したが、この液晶を用いたＬＣ−ＳＬＭの
代わりに図６に示すＭＳＬＭを用いても良い。このＭＳ
ＬＭでは、アドレス材料として光電面、光変調材料とし
て電気光学結晶が用いられている。
Ｍ３７を並行配向ネマチック液晶を用いて構成した場合
について説明したが、この液晶を用いたＬＣ−ＳＬＭの
代わりに図６に示すＭＳＬＭを用いても良い。このＭＳ
ＬＭでは、アドレス材料として光電面、光変調材料とし
て電気光学結晶が用いられている。
【００４４】つまり、入力情報を供給する書き込み光は
光電面５１に入射する。書き込み光が入射した部分の光
電面５１においては光電変換が行われ、入力画像に対応
して光電面５１から電子が放出される。放出された電子
は加速，集束電極５２によってマイクロ・チャネル・プ
レート（ＭＣＰ）５３に導かれ、このＭＣＰ５３におい
て電子増倍される。増倍された電子は電気光学結晶表面
を入射電子の分布に応じて帯電させる。このため、電気
光学結晶５５ａには入力画像に対応する電界が印加され
る。電気光学結晶５５ａはＬｉＮｂＯ3 からなり、書き
込み光側には誘電体ミラー５５ｂ，読み出し光側には透
明電極５５ｃが設けられている。電気光学結晶５５ａは
電界が印加された部分の屈折率が変化するため、この結
晶軸に平行な偏波面を持つ情報読み出し光はこの電気光
学結晶５５ａで位相変調が加えられる。従って、この位
相変調により、誘電体ミラー５５ｂで反射する物体光に
入力情報が乗せられる。
光電面５１に入射する。書き込み光が入射した部分の光
電面５１においては光電変換が行われ、入力画像に対応
して光電面５１から電子が放出される。放出された電子
は加速，集束電極５２によってマイクロ・チャネル・プ
レート（ＭＣＰ）５３に導かれ、このＭＣＰ５３におい
て電子増倍される。増倍された電子は電気光学結晶表面
を入射電子の分布に応じて帯電させる。このため、電気
光学結晶５５ａには入力画像に対応する電界が印加され
る。電気光学結晶５５ａはＬｉＮｂＯ3 からなり、書き
込み光側には誘電体ミラー５５ｂ，読み出し光側には透
明電極５５ｃが設けられている。電気光学結晶５５ａは
電界が印加された部分の屈折率が変化するため、この結
晶軸に平行な偏波面を持つ情報読み出し光はこの電気光
学結晶５５ａで位相変調が加えられる。従って、この位
相変調により、誘電体ミラー５５ｂで反射する物体光に
入力情報が乗せられる。
【００４５】このようなＭＳＬＭを上記実施例のＳＬＭ
３７の代わりに用いても良く、このＭＳＬＭを用いて装
置を構成して上記実施例による情報記録方法を適用して
も、上記実施例と同様な効果が奏される。
３７の代わりに用いても良く、このＭＳＬＭを用いて装
置を構成して上記実施例による情報記録方法を適用して
も、上記実施例と同様な効果が奏される。
【００４６】また、上記実施例では並行配向ネマチック
液晶を用いた位相シフタ３６を用いて物体光の位相をシ
フトしたが、図７に示す電気光学結晶を用いた位相シフ
タを用いても良い。この位相シフタは図６に示すＭＳＬ
Ｍと同様にＬｉＮｂＯ3 からなる電気光学結晶６１を用
いて構成されており、この電気光学結晶６１の両側には
透明電極６２ａ，ｂが設けられている。電源６３からこ
の透明電極６２に所定の電圧が印加されると、電気光学
結晶６１に電界が印加されて電気光学結晶６１の屈折率
が一様に変化する。従って、この光屈折率の変化によ
り、入射光の位相は一様にπだけシフトされる。
液晶を用いた位相シフタ３６を用いて物体光の位相をシ
フトしたが、図７に示す電気光学結晶を用いた位相シフ
タを用いても良い。この位相シフタは図６に示すＭＳＬ
Ｍと同様にＬｉＮｂＯ3 からなる電気光学結晶６１を用
いて構成されており、この電気光学結晶６１の両側には
透明電極６２ａ，ｂが設けられている。電源６３からこ
の透明電極６２に所定の電圧が印加されると、電気光学
結晶６１に電界が印加されて電気光学結晶６１の屈折率
が一様に変化する。従って、この光屈折率の変化によ
り、入射光の位相は一様にπだけシフトされる。
【００４７】このような電気光学結晶を用いた位相シフ
タを上記実施例の位相シフタ３６の代わりに用いても良
く、この位相シフタを用いた装置構成において、上記実
施例による情報記録方法を用いても、上記実施例と同様
な効果が奏される。
タを上記実施例の位相シフタ３６の代わりに用いても良
く、この位相シフタを用いた装置構成において、上記実
施例による情報記録方法を用いても、上記実施例と同様
な効果が奏される。
【００４８】また、上記実施例によるＬＣ−ＳＬＭや上
述したＭＳＬＭは、物体光に直接外界の像が書き込まれ
る方式の光アドレス型のＳＬＭであったが、ＣＲＴなど
の表示装置に画像が提示され、これを光アドレス型のＳ
ＬＭに書き込むことにより、電気アドレス型として使う
こともできる。
述したＭＳＬＭは、物体光に直接外界の像が書き込まれ
る方式の光アドレス型のＳＬＭであったが、ＣＲＴなど
の表示装置に画像が提示され、これを光アドレス型のＳ
ＬＭに書き込むことにより、電気アドレス型として使う
こともできる。
【００４９】図８には電気アドレス型のＳＬＭの一例と
してＥＢＳＬＭが示されている。このＥＢＳＬＭには入
力画像として時系列電気信号であるビデオ信号が入力さ
れる。電子銃７１はこのビデオ信号に従って電気光学結
晶７３ａを入力画像に対応して帯電させ、電気光学結晶
７３ａに入力画像に応じた電界を印加する。電気光学結
晶７３ａはＬｉＮｂＯ3 からなり、書き込み側には誘電
体ミラー７３ｂ、読み出し光側には透明電極７３ｃが設
けられている。情報読み出し光の偏波面は電気光学結晶
７３ａの結晶軸に平行になっており、電気光学結晶７３
ａが印加電界に応じて屈折率を変化させることにより、
読み出し光に位相変調が加えられ、物体光に入力情報が
乗せられる。
してＥＢＳＬＭが示されている。このＥＢＳＬＭには入
力画像として時系列電気信号であるビデオ信号が入力さ
れる。電子銃７１はこのビデオ信号に従って電気光学結
晶７３ａを入力画像に対応して帯電させ、電気光学結晶
７３ａに入力画像に応じた電界を印加する。電気光学結
晶７３ａはＬｉＮｂＯ3 からなり、書き込み側には誘電
体ミラー７３ｂ、読み出し光側には透明電極７３ｃが設
けられている。情報読み出し光の偏波面は電気光学結晶
７３ａの結晶軸に平行になっており、電気光学結晶７３
ａが印加電界に応じて屈折率を変化させることにより、
読み出し光に位相変調が加えられ、物体光に入力情報が
乗せられる。
【００５０】このようなＥＢＳＬＭを上記実施例のＬＣ
−ＳＬＭ３７の代わりに用いて装置を構成し、この装置
に上記実施例による情報記録方法を適用した場合におい
ても、上記実施例と同様な効果が奏される。
−ＳＬＭ３７の代わりに用いて装置を構成し、この装置
に上記実施例による情報記録方法を適用した場合におい
ても、上記実施例と同様な効果が奏される。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｐ
ＨＢに記録した情報を読み出すと、ＰＨＢに記録した第
１および第２の各ホログラム画像が重畳して読み出され
る。つまり、第１および第２の各ホログラム画像の光波
の波面は同時に読み出され、読み出された各光波の位相
差によって読み出し画像は相互に強め合ったり、弱め合
ったりする。すなわち、ＰＨＢに記録した第１および第
２の各ホログラム画像の光波の位相差が等しいところで
は、記録した各画像が相互に強調して読み出され、ＰＨ
Ｂの読み出し出力は最も明るくなる。また、光波の位相
差がπのところでは、記録した各画像が相互に弱め合っ
て読み出され、ＰＨＢの読み出し出力は最も暗くなる。
また、第１および第２の各ホログラム画像の光波の位相
差がπ／４，π／２などの中間の値のところでは、読み
出し出力は最も明るい出力と最も暗い出力との間の中間
レベルの強度の出力として読み出される。従って、物体
光が記録されていない第１のホログラムと物体光が記録
された第２のホログラムとに記録された各背景雑音間の
位相差は等しくなるため、第１および第２の各ホログラ
ムが同時に読み出されることにより、これら各ホログラ
ムが重畳して得られる合成ホログラムの背景は最も明る
くる。また、物体光または参照光の位相をπだけずらし
て第１または第２のホログラムがＰＨＢに記録される
と、第１のホログラムと第２のホログラムとに記録され
た各背景雑音間の位相差はπとなるため、各ホログラム
が同時に読み出されることにより、合成ホログラムの背
景は最も暗く読み出される。
ＨＢに記録した情報を読み出すと、ＰＨＢに記録した第
１および第２の各ホログラム画像が重畳して読み出され
る。つまり、第１および第２の各ホログラム画像の光波
の波面は同時に読み出され、読み出された各光波の位相
差によって読み出し画像は相互に強め合ったり、弱め合
ったりする。すなわち、ＰＨＢに記録した第１および第
２の各ホログラム画像の光波の位相差が等しいところで
は、記録した各画像が相互に強調して読み出され、ＰＨ
Ｂの読み出し出力は最も明るくなる。また、光波の位相
差がπのところでは、記録した各画像が相互に弱め合っ
て読み出され、ＰＨＢの読み出し出力は最も暗くなる。
また、第１および第２の各ホログラム画像の光波の位相
差がπ／４，π／２などの中間の値のところでは、読み
出し出力は最も明るい出力と最も暗い出力との間の中間
レベルの強度の出力として読み出される。従って、物体
光が記録されていない第１のホログラムと物体光が記録
された第２のホログラムとに記録された各背景雑音間の
位相差は等しくなるため、第１および第２の各ホログラ
ムが同時に読み出されることにより、これら各ホログラ
ムが重畳して得られる合成ホログラムの背景は最も明る
くる。また、物体光または参照光の位相をπだけずらし
て第１または第２のホログラムがＰＨＢに記録される
と、第１のホログラムと第２のホログラムとに記録され
た各背景雑音間の位相差はπとなるため、各ホログラム
が同時に読み出されることにより、合成ホログラムの背
景は最も暗く読み出される。
【００５２】このため、物体光に乗せられた情報は、こ
の最も明るいまたは最も暗い背景に明確に読み出され
る。すなわち、ＳＬＭを形成する電気光学結晶板の屈折
率分布に不均一性があったり、電気光学結晶板の加工精
度が悪いため、または、光学系に誤差があるため、画像
の不均一性の要因となる背景雑音が第１および第２の各
ホログラムに含まれていても、これら各ホログラムが重
畳して得られる合成ホログラムにおいては、各背景雑音
が相互に補償し合って均一な背景が形成される。この結
果、合成ホログラムとして読み出される再生画像におい
て、入力情報は均一な背景に忠実にかつ明確に復元され
るようになる。つまり、ＳＬＭを用いて物体光の位相情
報を利用することで、光学系やデバイスに起因する位相
歪が除去され、２次元光学システムとして有望なシステ
ムを構築することが可能となる。さらに、実時間に近い
速度で２次元情報を記録できるので、ＰＨＢの多重メモ
リとしての機能が有効に使える。よって、従来の画像の
不均一性の問題は解消され、高密度の情報記録が簡易に
行え、ＰＨＢによる波長多重記録の長所が十分に発揮さ
れるようになる。
の最も明るいまたは最も暗い背景に明確に読み出され
る。すなわち、ＳＬＭを形成する電気光学結晶板の屈折
率分布に不均一性があったり、電気光学結晶板の加工精
度が悪いため、または、光学系に誤差があるため、画像
の不均一性の要因となる背景雑音が第１および第２の各
ホログラムに含まれていても、これら各ホログラムが重
畳して得られる合成ホログラムにおいては、各背景雑音
が相互に補償し合って均一な背景が形成される。この結
果、合成ホログラムとして読み出される再生画像におい
て、入力情報は均一な背景に忠実にかつ明確に復元され
るようになる。つまり、ＳＬＭを用いて物体光の位相情
報を利用することで、光学系やデバイスに起因する位相
歪が除去され、２次元光学システムとして有望なシステ
ムを構築することが可能となる。さらに、実時間に近い
速度で２次元情報を記録できるので、ＰＨＢの多重メモ
リとしての機能が有効に使える。よって、従来の画像の
不均一性の問題は解消され、高密度の情報記録が簡易に
行え、ＰＨＢによる波長多重記録の長所が十分に発揮さ
れるようになる。
【図１】本発明を説明するためのグラフである。
【図２】本発明の一実施例によるＳＬＭを用いたＰＨＢ
への情報記録方法に用いられる装置の構成を示す図であ
る。
への情報記録方法に用いられる装置の構成を示す図であ
る。
【図３】図２に示されたＳＬＭの詳細を示す断面図であ
る。
る。
【図４】図２に示された位相シフタの詳細を示す断面図
である。
である。
【図５】本実施例による情報記録方法の原理を説明する
ための図である。
ための図である。
【図６】図２に示されたＳＬＭの他の第１の例を示す図
である。
である。
【図７】図２に示された位相シフタの他の例を示す図で
ある。
ある。
【図８】図２に示されたＳＬＭの他の第２の例を示す図
である。
である。
【図９】ＰＨＢへ情報が記録される波長帯域を示すグラ
フである。
フである。
【図１０】従来のＳＬＭを用いたＰＨＢへの情報記録方
法に用いられる装置の構成を示す図である。
法に用いられる装置の構成を示す図である。
【図１１】ＳＬＭに用いられる電気光学結晶を示す断面
図である。
図である。
３１…光化学ホールバーニングメモリ（ＰＨＢ）、３２
…クライオスタット、３３，４０，４１…電源、３４，
３５…ハーフミラー、３６…位相シフタ、３７…空間光
変調器（ＳＬＭ）、３８…入力像、３９…レンズ。
…クライオスタット、３３，４０，４１…電源、３４，
３５…ハーフミラー、３６…位相シフタ、３７…空間光
変調器（ＳＬＭ）、３８…入力像、３９…レンズ。
フロントページの続き (72)発明者 アロイス レン スイス国， チューリッヒ， シーエイチ −8092，ツェントラム イーティーエイ チ， スイス フェデラル インスティチ ュート オブ テクノロジー内 (72)発明者 ウルス ピー． ヴィルト スイス国， チューリッヒ， シーエイチ −8092，ツェントラム イーティーエイ チ， スイス フェデラル インスティチ ュート オブ テクノロジー内
Claims (3)
- 【請求項１】 空間光変調器を用いて物体光に情報を乗
せ、この物体光と参照光との干渉によって生じるホログ
ラムを情報としてホールバーニングメモリに記録し、こ
のホールバーニングメモリに記録された情報を所定波長
の読み出し光を用いて読み出す、空間光変調器を用いた
ホールバーニングメモリへの情報記録方法において、 前記ホールバーニングメモリに電界Ｅ1 を印加し前記物
体光に情報が乗っていない状態で波長λ0 の前記参照光
を用いて前記ホールバーニングメモリに第１のホログラ
ムを記録する第１のステップと、前記ホールバーニング
メモリに電界Ｅ2 を印加し前記物体光に情報が乗った状
態で波長λ0 の前記参照光を用いて前記ホールバーニン
グメモリに第２のホログラムを記録する第２のステップ
と、約（Ｅ1 ＋Ｅ2 ）／２の値を持つ電界Ｅ0 を前記ホ
ールバーニングメモリに印加した状態で前記波長λ0 に
隣接する波長域にホールを生じる波長λ1 または波長λ
2 の前記読み出し光を用いて前記ホールバーニングメモ
リに記録された情報を読み出す第３のステップとを備え
たことを特徴とする空間光変調器を用いたホールバーニ
ングメモリへの情報記録方法。 - 【請求項２】 空間光変調器を用いて物体光に情報を乗
せ、この物体光と参照光との干渉によって生じるホログ
ラムを情報としてホールバーニングメモリに記録し、こ
のホールバーニングメモリに記録された情報を所定波長
の読み出し光を用いて読み出す、空間光変調器を用いた
ホールバーニングメモリへの情報記録方法において、 前記ホールバーニングメモリに電界Ｅ0 を印加し前記物
体光に情報が乗っていない状態で波長λ1 の前記参照光
を用いて前記ホールバーニングメモリに第１のホログラ
ムを記録する第１のステップと、前記ホールバーニング
メモリに前記電界Ｅ0 を印加し前記物体光に情報が乗っ
た状態で波長λ2 の前記参照光を用いて前記ホールバー
ニングメモリに第２のホログラムを記録する第２のステ
ップと、前記電界Ｅ0 に隣接する電界域にホールを生じ
る電界Ｅ1 または電界Ｅ2 を前記ホールバーニングメモ
リに印加した状態で約（λ1 ＋λ2 ）／２の値を持つ波
長λ0 の前記読み出し光を用いて前記ホールバーニング
メモリに記録された情報を読み出す第３のステップとを
備えたことを特徴とする空間光変調器を用いたホールバ
ーニングメモリへの情報記録方法。 - 【請求項３】 前記第１のステップまたは前記第２のス
テップにおいて、前記物体光の位相をπだけずらして前
記第１または第２のホログラムを前記ホールバーニング
メモリに記録することを特徴とする請求項１または請求
項２記載の空間光変調器を用いたホールバーニングメモ
リへの情報記録方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18477294A JP3685819B2 (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 空間光変調器を用いたホールバーニングメモリへの情報記録方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18477294A JP3685819B2 (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 空間光変調器を用いたホールバーニングメモリへの情報記録方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0850795A true JPH0850795A (ja) | 1996-02-20 |
| JP3685819B2 JP3685819B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=16159050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18477294A Expired - Fee Related JP3685819B2 (ja) | 1994-08-05 | 1994-08-05 | 空間光変調器を用いたホールバーニングメモリへの情報記録方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3685819B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014054776A1 (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-10 | 公立大学法人兵庫県立大学 | ホログラフィック断層顕微鏡、ホログラフィック断層画像生成方法、およびホログラフィック断層画像用のデータ取得方法 |
-
1994
- 1994-08-05 JP JP18477294A patent/JP3685819B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014054776A1 (ja) * | 2012-10-05 | 2014-04-10 | 公立大学法人兵庫県立大学 | ホログラフィック断層顕微鏡、ホログラフィック断層画像生成方法、およびホログラフィック断層画像用のデータ取得方法 |
| JPWO2014054776A1 (ja) * | 2012-10-05 | 2016-08-25 | 公立大学法人兵庫県立大学 | ホログラフィック断層顕微鏡、ホログラフィック断層画像生成方法、およびホログラフィック断層画像用のデータ取得方法 |
| US9581961B2 (en) | 2012-10-05 | 2017-02-28 | University Of Hyogo | Holographic microscope, holographic image generation method, and method for acquiring data for holographic image |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3685819B2 (ja) | 2005-08-24 |
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