WO2006080061A1 - ホログラム記録装置 - Google Patents

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optical element
hologram
recording apparatus
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Hiroyasu Yoshikawa
Kouichi Tezuka
Kazushi Uno
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Fujitsu Limited
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    • G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms

Definitions

  • the present invention relates to a hologram recording apparatus for recording a hologram on a hologram recording medium using, for example, a laser beam.
  • FIG. 9 shows a conventional hologram recording apparatus (see Patent Document 1 below).
  • the illustrated hologram recording apparatus includes a laser light source 100, a collimator lens 200, first and second beam splitters 300A and 300B, a reflector 310, a spatial light modulator 400, a two-dimensional detector 500, a recording light and a reproducing light.
  • a dual purpose objective lens 600, a prism 700, and a reference light objective lens 7 10 are provided.
  • the spatial light modulator 400 is a liquid crystal device that can selectively transmit light.
  • the objective lenses 600 and 710 and the prism 700 are incorporated in the head unit 800.
  • the head unit 800 is controlled by the driving means 810 in terms of the interval and inclination with respect to the hologram recording medium B.
  • a light beam with a laser light source of 100 passes through the collimator lens 200 and enters the first beam splitter 300A.
  • the incident light beam is separated into transmitted light and reflected light.
  • the transmitted light travels straight to the spatial light modulator 400 and is modulated by the spatial light modulator 400 into recording light having two-dimensional information.
  • This recording light is applied to the hologram recording medium B through the second beam splitter 300B and the objective lens 600.
  • the reflected light is used as reference light that interferes with the recording light.
  • the reference light reaches the hologram recording medium B through an optical path L2 different from the optical path L1 of the recording light by the reflecting plate 310, the prism 700, and the objective lens 710.
  • a hologram is recorded on the recording layer 92 of the hologram recording medium B by the interference between the recording light and the reference light.
  • the hologram recording medium B is irradiated with only the reference light without being driven by the spatial light modulator 400 S.
  • the hologram recording medium B emits reproduction light when the reference light strikes the hologram of the recording layer 92.
  • This reproduced light is received by the two-dimensional detector 500 through the objective lens 600 and the second beam splitter 300B.
  • the hologram recording medium B is recorded as a hologram. Information is played back.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 9-305978
  • the optical path L1 of the recording light and the optical path L2 of the reference light are spatially separated, there is a problem that the optical system becomes complicated. For example, since the recording light and the reference light cross and interfere with each other at a relatively large predetermined angle, the two objective lenses 600 and 710 must be accurately aligned and assembled to the head unit 800. Nare ,.
  • An object of the present invention is to provide a hologram recording apparatus that can simplify an optical system.
  • the present invention takes the following technical means.
  • a hologram recording apparatus includes a light source that emits a coherent light beam, a spatial light modulator that modulates a part of the light beam from the light source into recording light having two-dimensional information, and A hologram recording apparatus that uses the other part of the luminous flux as reference light that interferes with the recording light, and irradiates the recording light and the reference light toward the hologram recording medium.
  • a part of the light flux is transmitted to the spatial light modulator as transmitted light between the spatial light modulator and the other part of the light flux as reflected light to the hologram recording medium.
  • a translucent optical element is disposed, and the recording light and the reference light are separated as transmitted light and reflected light by the optical element and then passed through the same optical path to record the hologram.
  • the medium is irradiated It is configured to.
  • the recording light passes through the optical element and is modulated by the spatial light modulator, and then passes again through the optical element in the reverse direction to travel along the optical path. Is reflected by the optical element and then travels along the optical path together with the recording light to reach the hologram recording medium.
  • the light beam is transmitted as transmitted light to the optical element, and the recording light and reference light returned from the optical element are reflected light.
  • a beam splitter to advance to the hologram recording medium as Has been placed.
  • the spatial light modulator is not driven so that only the reference light is irradiated onto the hologram recording medium.
  • the hologram recording medium is It is equipped with a two-dimensional detector that receives the light transmitted through the beam splitter and reads the information recorded as holograms on the hologram recording medium.
  • the optical element includes a half mirror having an incident surface on which a dielectric film is formed, and the spatial light modulator includes a deformable mirror device.
  • the emission surface of the optical element facing the spatial light modulator is formed in a curved surface shape.
  • a phase plate is arranged between the optical element and the spatial light modulator.
  • the optical element is a half mirror having an incident surface on which a dielectric film is formed
  • the spatial light modulator is a liquid crystal device.
  • a reflecting plate is arranged so that light transmitted through the spatial light modulator is reflected and transmitted again in the opposite direction. Is placed.
  • a phase plate is disposed between the spatial light modulator and the reflecting plate or between the optical element and the spatial light modulator.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a hologram recording apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a reproduction state of the hologram recording apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of main parts of the hologram recording apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of main parts of a hologram recording apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of main parts of a hologram recording apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of a hologram recording apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of main parts of the hologram recording apparatus shown in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of main parts of a hologram recording apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional hologram recording apparatus.
  • FIG. 11 shows a first embodiment of a hologram recording apparatus according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a state during recording
  • FIG. 2 shows a state during reproduction.
  • the hologram recording apparatus A1 includes a light source 1, a collimator lens 2, a beam splitter 3, a semi-transparent optical element 4, a spatial light modulator 5A, and a two-dimensional A detector 6 and an objective lens 7 are provided.
  • the objective lens 7 is incorporated in the head unit 8.
  • the head unit 8 is controlled to be tilted with respect to the hologram recording medium B by the driving means 8a.
  • the hologram recording medium B is configured by laminating a substrate 90, a reflective film 91, a recording layer 92, and a protective film 93. In the recording layer 92 of the hologram recording medium B, the hologram is recorded by the interference between the recording light and the reference light.
  • the light source 1 is made of a semiconductor laser element, for example. During recording and playback, the light source 1 emits a coherent laser beam with a relatively narrow band.
  • the collimator lens 2 converts the laser light emitted from the light source 1 into a parallel light beam.
  • the laser beam that has become a parallel light flux enters the beam splitter 3.
  • the beam splitter 3 is disposed between the light source 1 and the optical element 4.
  • the beam splitter 3 causes the incident light beam coming from the light source 1 to travel straight to the optical element 4 as transmitted light, and reflects almost all the light returning from the optical element 4 side at right angles. The reflected light travels to objective lens 7.
  • the optical element 4 is made of a half mirror and has an incident surface 40 on which a dielectric film is formed.
  • the optical element 4 is disposed between the beam splitter 3 and the spatial light modulator 5A with the incident surface 40 facing the beam splitter 3 side. A part of the incident light beam passes through the optical element 4 and travels straight to the spatial light modulator 5A, and another part of the incident light beam is reflected by the incident surface 40 and returns to the beam splitter 3. The transmitted light and reflected light separated by the optical element 4 become recording light and reference light, respectively.
  • the spatial light modulator 5 is composed of a DMD (Deformable Mirror Device) and is driven only during recording. This spatial light modulator 5 selectively reflects the light transmitted through the optical element 4 to Modulate to recording light with dimensional information. The recording light emitted from the spatial light modulator 5 passes through the optical element 4 in the reverse direction again and returns to the beam splitter 3.
  • DMD Deformable Mirror Device
  • the two-dimensional detector 6 includes, for example, a CCD area sensor or a CMOS area sensor, and is driven mainly during reproduction.
  • the two-dimensional detector 6 converts the received reproduction light into a digital signal, and reads the two-dimensional information recorded as a hologram on the hologram recording medium B.
  • the objective lens 7 is disposed between the beam splitter 3 and the hologram recording medium B.
  • the recording light and the reference light are condensed on the objective lens 7 through the same optical path L from the beam splitter 3 as shown in FIG.
  • the recording light and the reference light are irradiated by the objective lens 7 so as to interfere with each other on the recording layer 92 of the hologram recording medium B.
  • a hologram is recorded on the recording layer 92.
  • only the reference light is focused on the objective lens 7 through the optical path L.
  • the hologram recording medium B is irradiated with the reference light.
  • the hologram recording medium B emits reproduction light when the reference light strikes the hologram of the recording layer 92. This reproduced light travels in the direction opposite to the reference light through the objective lens 7 to the beam splitter 3, passes straight through the beam splitter 3, and is received by the two-dimensional detector 6. As a result, information recorded as a hologram is read out.
  • the light beam emitted from the light source 1 passes through the collimator lens 2 and passes straight through the beam splitter 3 and enters the optical element 4.
  • a part of the incident light beam in the optical element 4 is transmitted through the incident surface 40 and becomes transmitted light, and enters the spatial light modulator 5A.
  • the other part of the incident light beam is reflected by the incident surface 40 and enters the beam splitter 3 as reference light.
  • the light incident on the spatial light modulator 5A is modulated by being reflected and absorbed for each pixel.
  • the light modulated by the spatial light modulator 5A becomes recording light having two-dimensional information.
  • the recording light again passes through the optical element 4 in the reverse direction and enters the beam splitter 3.
  • the recording light passes through the optical element 4 and proceeds to the beam splitter 3. After being refracted substantially at a right angle, the hologram recording medium B is irradiated through the objective lens 7.
  • the reference light is also reflected by the optical element 4, proceeds to the beam splitter 3, is refracted substantially at a right angle by the beam splitter 3, and is irradiated to the hologram recording medium B through the objective lens 7. That is, the recording light and the reference light are irradiated onto the hologram recording medium B through the same optical path L.
  • the wavefront of the reference light is monotonically reflected to form a phase-matched surface, while the wavefront of the recording light is modulated by the spatial light modulator 5A.
  • the phase is uneven. Therefore, although the recording light and the reference light are irradiated onto the hologram recording medium B through the same optical path L, they interfere efficiently in the recording layer 92. As a result, a hologram having two-dimensional information is recorded on the recording layer 92.
  • the light beam emitted from the light source 1 enters the optical element 4 through the collimator lens 2 and the beam splitter 3, and is converted into transmitted light and reflected light by the optical element 4. To be separated.
  • the spatial light modulator 5A is not driven and absorbs all incident light flux, only the reference light that is reflected by the optical element 4 passes through the optical path L and irradiates the hologram recording medium B. Is done.
  • the hologram recording medium B emits reproduction light when the reference light strikes the hologram of the recording layer 92. This reproduced light passes through the objective lens 7 in the direction opposite to the reference light, and then passes straight through the beam splitter 3 and is received by the two-dimensional detector 6. Thereby, information recorded as a hologram on the recording layer 92 of the hologram recording medium B is reproduced.
  • the light source 1 to the objective lens 7 are The optical system can be simplified.
  • the objective lens 7 constituting the optical system is
  • the objective lens 7 can be easily assembled to the head unit 8 because the recording light and the reference light are also used.
  • FIGS. 4-18 show another embodiment of a hologram recording apparatus according to the present invention.
  • the same reference numerals are given to the same or similar components as those in the first embodiment. Since the components not shown in these drawings are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of a main part of the hologram recording apparatus according to the second embodiment.
  • the exit surface 41 of the optical element 4 is formed in a convex shape.
  • the recording light is transmitted through the convex emission surface 41 in both directions, so that the recording light becomes more easily optically interfered with the reference light.
  • Such recording light is also applied to the hologram recording medium B through the same optical path L as the reference light.
  • the wavefront of the recording light and the wavefront of the reference light easily interfere with each other, and a hologram can be recorded more efficiently. Even if the exit surface of the optical element is concave, the same effect is obtained.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view of the main part of the hologram recording apparatus according to the third embodiment.
  • the phase plate 4 ⁇ is disposed between the optical element 4 and the spatial light modulator 5 ⁇ .
  • the phase plate 4 ⁇ gives a predetermined phase difference to the recording light, thereby making the wave front of the recording light more uneven in phase.
  • Such recording light also irradiates the hologram recording medium ⁇ ⁇ through the same optical path L as the reference light.
  • the wavefront of the recording light and the wavefront of the reference light easily interfere with each other, and the hologram can be recorded more efficiently.
  • the spatial light modulator 5 ⁇ is a liquid crystal device.
  • a reflector 5C is disposed on the side of the spatial light modulator 5 ⁇ opposite to the side facing the optical element 4.
  • the spatial light modulator 5 ⁇ modulates the recording light having two-dimensional information by selectively transmitting the light transmitted through the optical element 4 as indicated by the broken line in FIG.
  • the recording light that passes through the spatial light modulator 5 ⁇ and travels toward the reflecting plate 5C is reflected by the reflecting plate 5C, and then passes again through the spatial light modulator 5 ⁇ , and further passes through the optical element 4 and passes through the beam splitter.
  • the recording light and the reference light are irradiated through the same optical path L, and the optical system from the light source 1 to the objective lens 7 is simplified. You can.
  • FIG. 8 shows a hologram recording apparatus according to the fifth embodiment.
  • the same components as those in the fourth embodiment are provided, and a phase plate 4 ⁇ is disposed between the spatial light modulator 5 ⁇ and the reflection plate 5C.
  • Spatial light as shown by the dashed line in Figure 8
  • the recording light traveling from the modulator 5B to the reflecting plate 5C is given a predetermined phase difference by the phase plate 4A. Accordingly, even with the hologram recording apparatus of the fifth embodiment, the wavefront of the recording light and the wavefront of the reference light easily interfere with each other, and the hologram can be recorded more efficiently. Note that the same effect can be obtained by arranging the phase plate between the optical element and the spatial light modulator.

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Abstract

　コヒーレントな光束を出射する光源（１）と、この光源（１）からの光束の一部を２次元的な情報をもつ記録光に変調する空間光変調器（５Ａ）とを備え、光束の他の一部を記録光に干渉する参照光として用い、これら記録光および参照光をホログラム記録媒体（Ｂ）に向けて照射するホログラム記録装置Ａ１であって、光源（１）と空間光変調器（５Ａ）との間には、光束の一部を透過光として空間光変調器（５Ａ）へと進行させるとともに、光束の他の一部を反射光としてホログラム記録媒体（Ｂ）へと進行させる半透光性の光学素子（４）が配置されており、かつ、記録光および参照光は、光学素子（４）により透過光および反射光として分離された後、同一の光路（Ｌ）を通ってホログラム記録媒体（Ｂ）に照射されるように構成されている。                                                                                       

Description

明 細 書
ホログラム記録装置
技術分野
[0001] 本発明は、たとえばレーザビームを用いてホログラム記録媒体にホログラムを記録 するためのホログラム記録装置に関する。
背景技術
[0002] 図 9は、従来のホログラム記録装置（下記の特許文献 1参照）を示す。図示されたホ ログラム記録装置は、レーザ光源 100、コリメータレンズ 200、第 1および第 2のビーム スプリッタ 300A, 300B、反射板 310、空間光変調器 400、 2次元ディテクタ 500、記 録光'再生光兼用の対物レンズ 600、プリズム 700、および参照光用の対物レンズ 7 10を備えている。空間光変調器 400は、光を選択的に透過可能な液晶デバイスから なる。対物レンズ 600, 710およびプリズム 700は、ヘッドユニット 800に組み込まれ ている。ヘッドユニット 800は、駆動手段 810によってホログラム記録媒体 Bとの間隔 や傾きが制御される。
[0003] 記録時には、レーザ光源 100力 の光束がコリメータレンズ 200を通って第 1のビー ムスプリッタ 300Aに入射する。第 1のビームスプリッタ 300Aでは、入射光束が透過 光と反射光とに分離される。透過光は、空間光変調器 400へと直進し、空間光変調 器 400で 2次元的な情報をもつ記録光に変調される。この記録光は、第 2のビームス プリッタ 300Bおよび対物レンズ 600を通ってホログラム記録媒体 Bに照射される。反 射光は、上記記録光に干渉する参照光として用いられる。この参照光は、反射板 31 0、プリズム 700および対物レンズ 710により、記録光の光路 L1とは異なる光路 L2を 通ってホログラム記録媒体 Bに達する。ホログラム記録媒体 Bの記録層 92には、記録 光と参照光とが干渉することでホログラムが記録される。再生時には、空間光変調器 400力 S駆動されることなく、参照光のみがホログラム記録媒体 Bに照射される。ホログ ラム記録媒体 Bは、記録層 92のホログラムに参照光が当たることで再生光を発する。 この再生光は、対物レンズ 600および第 2のビームスプリッタ 300Bを通して 2次元デ ィテクタ 500に受光される。これにより、ホログラム記録媒体 Bにホログラムとして記録 された情報が再生される。
[0004] 特許文献 1 :特開平 9 - 305978号公報
[0005] し力しながら、上記従来のホログラム記録装置では、記録光の光路 L1と参照光の 光路 L2とが空間的に分離しているため、光学系が複雑になる難点がある。たとえば、 記録光および参照光は、比較的大きな所定の角度で交差して干渉することから、 2つ の対物レンズ 600， 710については、正確に位置合わせした上でヘッドユニット 800 に組み付けなければならなレ、。
発明の開示
[0006] 本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。本発明は、光学系を簡 素にすることができるホログラム記録装置を提供することをその課題としている。
[0007] 上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
[0008] 本発明により提供されるホログラム記録装置は、コヒーレントな光束を出射する光源 と、この光源からの光束の一部を 2次元的な情報をもつ記録光に変調する空間光変 調器とを備え、上記光束の他の一部を上記記録光に干渉する参照光として用い、こ れら記録光および参照光をホログラム記録媒体に向けて照射するホログラム記録装 置であって、上記光源と上記空間光変調器との間には、上記光束の一部を透過光と して上記空間光変調器へと進行させるとともに、上記光束の他の一部を反射光として 上記ホログラム記録媒体へと進行させる半透光性の光学素子が配置されており、 つ、上記記録光および参照光は、上記光学素子により透過光および反射光として分 離された後、同一の光路を通って上記ホログラム記録媒体に照射されるように構成さ れている。
[0009] 好ましくは、上記記録光は、上記光学素子を透過して上記空間光変調器により変 調された後、上記光学素子を再び逆方向に透過して上記光路を進むとともに、上記 参照光は、上記光学素子で反射した後、上記記録光とともに上記光路を進んで上記 ホログラム記録媒体に達するように構成されてレ、る。
[0010] 好ましくは、上記光源と上記光学素子との間には、上記光束を透過光として上記光 学素子へと進行させるとともに、当該光学素子から戻ってきた上記記録光および参 照光を反射光として上記ホログラム記録媒体へと進行させるようにビームスプリッタが 配置されている。
[0011] 好ましくは、再生時には、上記空間光変調器を駆動しないことで上記参照光のみが 上記ホログラム記録媒体に照射されるように構成されており、この再生時において、 上記ホログラム記録媒体から上記ビームスプリッタを透過してくる光を受光し、当該ホ ログラム記録媒体にホログラムとして記録された情報を読み出す 2次元ディテクタを備 えている。
[0012] 好ましくは、上記光学素子は、誘電体膜が形成された入射面を有するハーフミラー からなり、上記空間光変調器は、デフォーマブルミラーデバイスからなる。
[0013] 好ましくは、上記空間光変調器に対向する上記光学素子の出射面は、曲面状に形 成されている。
[0014] 好ましくは、上記光学素子と上記空間光変調器との間には、位相板が配置されて いる。
[0015] 好ましくは、上記光学素子は、誘電体膜が形成された入射面を有するハーフミラー からなり、上記空間光変調器は、液晶デバイスからなる。
[0016] 好ましくは、上記空間光変調器の上記光学素子に対向する側とは反対側には、当 該空間光変調器を透過した光が反射して再び逆方向に透過するように反射板が配 置されている。
[0017] 好ましくは、上記空間光変調器と上記反射板との間、または上記光学素子と上記 空間光変調器との間には、位相板が配置されてレ、る。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]本発明の第 1実施形態に係るホログラム記録装置の構成図である。
[図 2]図 1に示すホログラム記録装置の再生状態を示す図である。
[図 3]図 1に示すホログラム記録装置の要部断面図である。
[図 4]本発明の第 2実施形態に係るホログラム記録装置の要部断面図である。
[図 5]本発明の第 3実施形態に係るホログラム記録装置の要部断面図である。
[図 6]本発明の第 4実施形態に係るホログラム記録装置の構成図である。
[図 7]図 6に示すホログラム記録装置の要部断面図である。
[図 8]本発明の第 5実施形態に係るホログラム記録装置の要部断面図である。 [図 9]従来のホログラム記録装置の構成図である。
発明を実施するための最良の形態
[0019] 以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
[0020] 図 1一 3は、本発明に係るホログラム記録装置の第 1実施形態を示している。図 1は 、記録時の状態を示し、図 2は、再生時の状態を示している。
[0021] 図 1および図 2に示されているように、ホログラム記録装置 A1は、光源 1、コリメータ レンズ 2、ビームスプリッタ 3、半透光性の光学素子 4、空間光変調器 5A、 2次元ディ テクタ 6、および対物レンズ 7を具備している。対物レンズ 7は、ヘッドユニット 8に組み 込まれている。ヘッドユニット 8は、駆動手段 8aによってホログラム記録媒体 Bとの間 隔ゃ傾きが制御される。ホログラム記録媒体 Bは、基板 90、反射膜 91、記録層 92、 および保護膜 93を積層して構成されている。ホログラム記録媒体 Bの記録層 92は、 記録光と参照光とが干渉することでホログラムが記録される。
[0022] 光源 1は、たとえば半導体レーザ素子からなる。記録時や再生時、光源 1は、比較 的帯域の狭レ、コヒーレントなレーザ光を出射する。
[0023] コリメータレンズ 2は、光源 1から出射したレーザ光を平行光束に変換する。平行光 束となったレーザ光は、ビームスプリッタ 3に入射する。
[0024] ビームスプリッタ 3は、光源 1と光学素子 4との間に配置されている。このビームスプリ ッタ 3は、光源 1からくる入射光束を透過光として光学素子 4へと直進させるとともに、 光学素子 4側から戻ってくる概ね全ての光を直角に反射する。反射した光は、対物レ ンズ 7へと進む。
[0025] 光学素子 4は、ハーフミラーからなり、誘電体膜が形成された入射面 40を有する。
光学素子 4は、入射面 40をビームスプリッタ 3側に向けてビームスプリッタ 3と空間光 変調器 5Aとの間に配置されている。入射光束の一部は、光学素子 4を透過して空間 光変調器 5Aへと直進するとともに、入射光束の他の一部は、入射面 40で反射してビ 一ムスプリッタ 3へと戻る。この光学素子 4によって分離された透過光および反射光は 、それぞれ記録光および参照光となる。
[0026] 空間光変調器 5は、 DMD (Deformable Mirror Device)からなり、記録時にのみ駆 動される。この空間光変調器 5は、光学素子 4の透過光を選択的に反射することで 2 次元的な情報をもつ記録光に変調する。空間光変調器 5から出射した記録光は、光 学素子 4を再び逆方向に透過してビームスプリッタ 3へと戻る。
[0027] 2次元ディテクタ 6は、たとえば CCDエリアセンサあるいは CMOSエリアセンサから なり、主として再生時に駆動される。この 2次元ディテクタ 6は、受光した再生光をデジ タル信号に変換し、ホログラム記録媒体 Bにホログラムとして記録された 2次元的な情 報を読み出す。
[0028] 対物レンズ 7は、ビームスプリッタ 3とホログラム記録媒体 Bとの間に配置されている 。記録時、記録光および参照光は、図 1に示されているように、ビームスプリッタ 3から 同一の光路 Lを通って対物レンズ 7に集光される。記録光および参照光は、対物レン ズ 7によってホログラム記録媒体 Bの記録層 92で互いに干渉するように照射される。 これにより、記録層 92には、ホログラムが記録される。再生時には、図 2に示されてい るように、参照光のみが光路 Lを通って対物レンズ 7に集光される。これにより、ホログ ラム記録媒体 Bには、参照光が照射される。ホログラム記録媒体 Bは、記録層 92のホ ログラムに参照光が当たることで再生光を発する。この再生光は、参照光とは逆方向 に対物レンズ 7を通ってビームスプリッタ 3へと進行し、このビームスプリッタ 3を真つ直 ぐ透過して 2次元ディテクタ 6に受光される。これにより、ホログラムとして記録された情 報が読み出される。
[0029] 次に、ホログラム記録装置 A1の作用について説明する。
[0030] 図 1に示す記録時、光源 1から出射した光束は、コリメータレンズ 2を通ってビームス プリッタ 3を真っ直ぐ透過し、光学素子 4に入射する。光学素子 4における入射光束の 一部は、入射面 40を透過することで透過光となり、空間光変調器 5Aに入射する。入 射光束の他の一部は、入射面 40で反射し、参照光としてビームスプリッタ 3に入射す る。
[0031] 図 3に破線で示されているように、空間光変調器 5Aに入射した光は、画素ごとに反 射'吸収されることで変調される。空間光変調器 5Aで変調された光は、 2次元的な情 報をもつ記録光となる。この記録光は、光学素子 4を再び逆方向に透過してビームス プリッタ 3に入射する。
[0032] 記録光は、光学素子 4を透過してビームスプリッタ 3へと進み、ビームスプリッタ 3で 略直角に屈折した後、対物レンズ 7を通ってホログラム記録媒体 Bに照射される。参 照光も、光学素子 4で反射してからビームスプリッタ 3へと進み、ビームスプリッタ 3で 略直角に屈折した後、対物レンズ 7を通ってホログラム記録媒体 Bに照射される。す なわち、記録光と参照光とは、同一の光路 Lを通ってホログラム記録媒体 Bに照射さ れる。
[0033] 図 3に示されているように、参照光の波面は、単調に反射することで位相の揃った 面をなす一方、記録光の波面は、空間光変調器 5Aにより変調されることで位相の不 揃いな面をなす。そのため、記録光と参照光とは、同一光路 Lを経てホログラム記録 媒体 Bに照射されるものの、記録層 92において効率良く干渉する。これにより、記録 層 92には、 2次元的な情報をもつホログラムが記録される。
[0034] 図 2に示す再生時においても、光源 1から出射した光束は、コリメータレンズ 2およ びビームスプリッタ 3を経て光学素子 4に入射し、この光学素子 4によって透過光と反 射光とに分離される。しかしながら、再生時においては、空間光変調器 5Aが駆動さ れずに全ての入射光束を吸収するため、光学素子 4で反射した光となる参照光のみ が光路 Lを通ってホログラム記録媒体 Bに照射される。
[0035] ホログラム記録媒体 Bは、記録層 92のホログラムに参照光が当たることで再生光を 発する。この再生光は、参照光とは逆方向に対物レンズ 7を通り、その後、ビームスプ リツタ 3を真っ直ぐ透過して 2次元ディテクタ 6に受光される。これにより、ホログラム記 録媒体 Bの記録層 92にホログラムとして記録された情報が再生される。
[0036] したがって、本実施形態のホログラム記録装置 A1によれば、記録光と参照光とが 同一の光路 Lを通って照射されるように構成されているため、光源 1から対物レンズ 7 までの光学系を簡素にすることができる。たとえば、光学系を構成する対物レンズ 7は
、記録光および参照光について兼用されることとなり、この対物レンズ 7をヘッドュニッ ト 8に簡単に組み付けることができる。
[0037] 図 4一 8は、本発明に係るホログラム記録装置の他の実施形態を示している。なお、 これらの図面においては、上記第 1実施形態と同一または類似の構成要素に同一の 符号を付している。これらの図面に示されない構成要素については、上記第 1実施 形態と同一であるため、同一の符号を付してその説明を省略する。 [0038] 図 4は、第 2実施形態に係るホログラム記録装置の要部断面図を示している。第 2 実施形態においては、光学素子 4の出射面 41が凸面状に形成されている。図 4に破 線で示されているように、記録光は、凸面状の出射面 41を双方向に透過することによ り、参照光に対してより光学的に干渉しやすい光となる。このような記録光も、参照光 と同一の光路 Lを通ってホログラム記録媒体 Bに照射される。第 2実施形態のホロダラ ム記録装置によれば、記録光の波面と参照光の波面とが干渉しやすいものとなり、よ り効率良くホログラムを記録することができる。なお、光学素子の出射面は、凹面状で あっても同様の ίカ果が得られる。
[0039] 図 5は、第 3実施形態に係るホログラム記録装置の要部断面図を示している。第 3 実施形態においては、光学素子 4と空間光変調器 5Αとの間に位相板 4Αが配置され ている。位相板 4Αは、記録光に所定の位相差を与えることにより、記録光の波面をよ り位相の不揃いな面とする。このような記録光も、参照光と同一の光路 Lを通ってホロ グラム記録媒体 Βに照射される。このような第 3実施形態のホログラム記録装置によつ ても、記録光の波面と参照光の波面とが干渉しやすいものとなり、より効率良くホログ ラムを記録することができる。
[0040] 図 6および図 7は、第 4実施形態に係るホログラム記録装置 Α2を示している。第 4実 施形態においては、空間光変調器 5Βが液晶デバイスからなる。空間光変調器 5Βの 光学素子 4に対向する側とは反対側には、反射板 5Cが配置されている。この空間光 変調器 5Βは、図 7に破線で示されているように、光学素子 4の透過光を選択的に透 過することで 2次元的な情報をもつ記録光に変調する。空間光変調器 5Βを透過して 反射板 5Cへと向かう記録光は、この反射板 5Cにより反射されることで再び空間光変 調器 5Βを透過し、さらに光学素子 4を透過してビームスプリッタ 3へと戻る。このような 第 4実施形態のホログラム記録装置 Α2によっても、記録光と参照光とが同一の光路 Lを通って照射されることとなり、光源 1から対物レンズ 7までの光学系を簡素にするこ とができる。
[0041] 図 8は、第 5実施形態に係るホログラム記録装置を示している。第 5実施形態におい ては、上記第 4実施形態と同一の構成要素を備えるほか、空間光変調器 5Βと反射板 5Cとの間に位相板 4Αが配置されている。図 8に破線で示されているように、空間光 変調器 5Bから反射板 5Cへと進む記録光には、位相板 4Aによって所定の位相差が 与えられる。したがって、第 5実施形態のホログラム記録装置によっても、記録光の波 面と参照光の波面とが干渉しやすいものとなり、より効率良くホログラムを記録するこ とができる。なお、位相板については、光学素子と空間光変調器との間に配置するよ うにしても、同様の効果が得られる。

Claims

請求の範囲
[1] コヒーレントな光束を出射する光源と、この光源からの光束の一部を 2次元的な情 報をもつ記録光に変調する空間光変調器とを備え、上記光束の他の一部を上記記 録光に干渉する参照光として用い、これら記録光および参照光をホログラム記録媒 体に向けて照射するホログラム記録装置であって、
上記光源と上記空間光変調器との間には、上記光束の一部を透過光として上記空 間光変調器へと進行させるとともに、上記光束の他の一部を反射光として上記ホログ ラム記録媒体へと進行させる半透光性の光学素子が配置されており、かつ、 上記記録光および参照光は、上記光学素子により透過光および反射光として分離 された後、同一の光路を通って上記ホログラム記録媒体に照射されるように構成され ていることを特徴とする、ホログラム記録装置。
[2] 上記記録光は、上記光学素子を透過して上記空間光変調器により変調された後、 上記光学素子を再び逆方向に透過して上記光路を進むとともに、上記参照光は、上 記光学素子で反射した後、上記記録光とともに上記光路を進んで上記ホログラム記 録媒体に達するように構成されている、請求項 1に記載のホログラム記録装置。
[3] 上記光源と上記光学素子との間には、上記光束を透過光として上記光学素子へと 進行させるとともに、当該光学素子から戻ってきた上記記録光および参照光を反射 光として上記ホログラム記録媒体へと進行させるようにビームスプリッタが配置されて いる、請求項 2に記載のホログラム記録装置。
[4] 再生時には、上記空間光変調器を駆動しないことで上記参照光のみが上記ホログ ラム記録媒体に照射されるように構成されており、この再生時において、上記ホロダラ ム記録媒体から上記ビームスプリッタを透過してくる光を受光し、当該ホログラム記録 媒体にホログラムとして記録された情報を読み出す 2次元ディテクタを備えている、請 求項 3に記載のホログラム記録装置。
[5] 上記光学素子は、誘電体膜が形成された入射面を有するハーフミラーからなり、上 記空間光変調器は、デフォーマブルミラーデバイスからなる、請求項 1ないし 4のいず れかに記載のホログラム記録装置。
[6] 上記空間光変調器に対向する上記光学素子の出射面は、曲面状に形成されてい る、請求項 5に記載のホログラム記録装置。
[7] 上記光学素子と上記空間光変調器との間には、位相板が配置されている、請求項
5に記載のホログラム記録装置。
[8] 上記光学素子は、誘電体膜が形成された入射面を有するハーフミラーからなり、上 記空間光変調器は、液晶デバイスからなる、請求項 1ないし 4のいずれかに記載のホ ログラム記録装置。
[9] 上記空間光変調器の上記光学素子に対向する側とは反対側には、当該空間光変 調器を透過した光が反射して再び逆方向に透過するように反射板が配置されてレ、る 、請求項 8に記載のホログラム記録装置。
[10] 上記空間光変調器と上記反射板との間、または上記光学素子と上記空間光変調 器との間には、位相板が配置されている、請求項 9に記載のホログラム記録装置。
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