WO2008001416A1 - Dispositif d'enregistrement d'hologramme et procédé d'enregistrement/reproduction d'hologramme - Google Patents

Dispositif d'enregistrement d'hologramme et procédé d'enregistrement/reproduction d'hologramme Download PDF

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hologram recording
recording
reflected
recording medium
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Kazushi Uno
Koichi Tezuka
Hiroyasu Yoshikawa
Yasumasa Iwamura
Yuzuru Yamakage
Satoshi Shimokawa
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Fujitsu Limited
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
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    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
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    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/083—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers relative to record carriers storing information in the form of optical interference patterns, e.g. holograms
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    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1362—Mirrors

Definitions

  • the present invention relates to a hologram recording apparatus and a hologram recording / reproducing method for multiplex recording a hologram by interference between recording light having a constant incident angle and reference light having a variable incident angle.
  • a conventional hologram recording method is disclosed in Patent Document 1.
  • the one disclosed in this document irradiates recording light perpendicularly to the hologram recording medium, and controls the tilt of the multi-mirror to the irradiation portion of the recording light so as not to change the incident angle.
  • the reference light is irradiated.
  • the multiple mirror is tilted with the point supported by the support member as a fulcrum, and the support member is configured to move parallel to the hologram recording medium.
  • the incident angle of the reference light with respect to the hologram recording medium is changed according to the inclination of the multiple mirror.
  • the reference light is aligned with the irradiation site by the parallel movement of the multiple mirror with respect to the hologram recording medium.
  • the recording light and the reference light interfere with each other at the irradiation site, so that holograms corresponding to these crossing angles are recorded in a multiplexed manner.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-234145
  • An object of the present invention is to provide a hologram recording apparatus and a hologram recording / reproducing method capable of easily performing variable incident angle control and irradiation position alignment control for reference light.
  • the present invention takes the following technical means.
  • a hologram recording device provided by the first aspect of the present invention is a hologram recording medium.
  • the recording light is irradiated onto the hologram recording medium
  • the reference light is irradiated onto the recording light irradiation part while variably controlling the incident angle with respect to the hologram recording medium
  • the hologram is applied to the irradiation part by interference between the recording light and the reference light.
  • a hologram recording apparatus that multiplex-records the reference light for recording, and reflects the reference light that has traveled along a predetermined optical path during recording to guide the reflected reference light to the irradiation site.
  • a swinging means for swinging the recording reference light reflecting means about a predetermined axis so as to change an incident angle of the reflected reference light to the hologram recording medium.
  • the reference light reflecting means is arranged so as to intersect with the predetermined optical path, while the recording reference light reflecting means swings on the predetermined axis of the swinging means. It connection with the incident angle of the reflection after the reference light is changed to be the reference light after the reflection is arranged so as to direct toward the irradiation site, as characterized Rukoto, Ru.
  • the recording reference light reflecting means is disposed obliquely above the irradiation site, and the predetermined axis is disposed below the hologram recording medium.
  • the predetermined axis is arranged below the irradiation site.
  • the reference light that has traveled along a predetermined optical path during reproduction is reflected obliquely below the irradiation site, so that the reflected reference light passes from below the hologram recording medium to the irradiation site.
  • the reproducing reference light reflecting means for guiding is provided, and the swinging means is configured to swing the reproducing reference light reflecting means around the predetermined axis.
  • the reference light that has traveled along a predetermined optical path at the time of reproduction is reflected obliquely below the irradiation site, so that the reflected reference light passes from below the hologram recording medium to the irradiation site.
  • the reproducing reference light reflecting means for guiding is provided, and the reproducing reference light reflecting means is configured to be swung around the predetermined axis or an axis substantially coinciding with the predetermined axis.
  • the hologram recording / reproducing method provided by the second aspect of the present invention irradiates the hologram recording medium with recording light and irradiates the recording light while variably controlling the incident angle with respect to the hologram recording medium. Irradiate the part with reference light, and these recording light and reference light.
  • a hologram recording / reproducing method in which holograms are multiplex-recorded on the irradiation site by interference with the reference beam, and the reference light that has traveled along a predetermined optical path during recording is reflected by a reference light reflecting means for recording.
  • the reflected reference light is directed toward the irradiation site.
  • the recording reference light reflecting means is swung around a predetermined axis.
  • the reference light that has traveled along a predetermined optical path during reproduction is reflected by reproduction reference light reflecting means, whereby the reflected reference light is directed from below the hologram recording medium to the irradiation site.
  • the reflected light is directed toward the irradiated portion while changing the incident angle of the reflected reference light with respect to the hologram recording medium.
  • the reference light reflecting means for reproduction is oscillated around an axis substantially coinciding with.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a hologram recording apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of main parts of the hologram recording apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an essential part for explaining an optical action by a comparative example.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part for explaining an optical action by a comparative example.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an essential part for explaining an optical action by a comparative example.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an essential part for explaining an optical action by a comparative example.
  • the principal ray has a constant incident angle 0 s (FIG. 2) with the disc-shaped hologram recording medium B tilted in a predetermined direction.
  • the recording light S is irradiated so that the recording light S is irradiated, and the reference light R is irradiated to the irradiation part p of the recording light S while the incident angle is variably controlled in a state tilted in the opposite direction to the recording light S.
  • the hologram is multiplexed and recorded by the interference between the recording light S and the reference light R.
  • the hologram recording apparatus A includes a recording light optical system for irradiating the recording light S and a reference for irradiating the reference light R while variably controlling the incident angle with respect to the hologram recording medium B. And an optical system for light.
  • a light source for emitting a laser beam a beam splitter for separating the laser beam into recording light S and reference light R, and a collimator lens for converting the laser beam into parallel light.
  • the optical system for recording light includes a spatial light modulator 2, a zoom lens 3, a beam splitter 4, and an objective lens 5 for recording light.
  • the optical system for reference light includes a reference light reflecting member for recording (reference light reflecting means for recording) 10, a reference light reflecting member for reproduction (reference light reflecting means for reproduction) 11, and these as an integral unit. It is composed of rocking means 20 for rocking.
  • the swinging means 20 is constituted by a U-shaped arm member 21 and a drive motor 22.
  • the reference light reflecting member 10 for recording is fixed to one end of an arm member 21 arranged on the upper surface side of the hologram recording medium B.
  • the reference light reflecting member 11 for reproduction is fixed to the other end of the arm member 21 disposed on the lower surface side of the hologram recording medium B.
  • the arm member 21 is swung by a drive motor 22 around a predetermined axis X substantially parallel to the radial direction of the hologram recording medium B.
  • the optical system for recording light and the optical system for reference light are mounted on a moving head (not shown) that can reciprocate in the radial direction of the hologram recording medium B.
  • the hologram recording medium B has a structure in which, for example, a photopolymer recording layer 90 is used as an intermediate layer, and translucent cover layers 91 and 92 are laminated on both sides of the recording layer 90. There will also be manpower.
  • the recording layer 90 has a thickness of about 1 mm, and the cover layers 91 and 92 have a thickness of about 0.5 mm.
  • a laser beam emitted from a light source (not shown) is converted into parallel light by a collimator lens (not shown), and then separated into recording light S and reference light R through a beam splitter.
  • the recording light S is guided to the spatial light modulator 2, while the reference light R is guided to the recording reference light reflecting member 10 or the reproducing reference light reflecting member 11.
  • the spatial light modulator 2 is, for example, a transmissive liquid crystal device, and modulates the incident recording light S into light of a two-dimensional pixel pattern according to information to be recorded.
  • the recording light S emitted from the spatial light modulator 2 is guided to the beam splitter 4 through the zoom lens 3, and finally converted into parallel light for each pixel by the objective lens 5 for recording light, and then the hologram Record Recording medium B is irradiated.
  • the objective lens 5 is arranged such that its optical axis forms a constant incident angle ⁇ s with respect to the hologram recording medium B.
  • the light corresponding to each pixel emitted from the spatial light modulator 2 is applied to the hologram recording medium B through the objective lens 5 with different incident angles, but here the light from the objective lens 5 is irradiated.
  • the principal ray that coincides with this optical axis is called the principal ray of the recording light S To do.
  • the incident angle ⁇ s of the recording light S is set to 28 deg.
  • the recording light S irradiation site P is formed so as to form a parallelogram-shaped photosensitive region in the recording layer 90 as shown in FIG. Figure 2 shows that the parallelogram-shaped photosensitive area has the maximum width.
  • the recording reference light reflecting member 10 and the reproducing reference light reflecting member 11 have flat reflecting surfaces 10a and 11a, respectively, and are integrated with each other with a predetermined axis. It can be swung around x.
  • the recording reference light reflecting member 10 is disposed in the vicinity of the recording light objective lens 5 and obliquely above the irradiated portion p, and travels along an optical path that is substantially perpendicular to the hologram recording medium B.
  • the reference light R is reflected obliquely downward toward the irradiation site P.
  • the optical path direction and the beam diameter of the reference light R before entering the reflecting surface 10a of the reference light reflecting member 10 are always constant.
  • the reference light reflecting member 11 for reproduction is disposed obliquely below the irradiation site p on the opposite side of the recording light objective lens 5 with the hologram recording medium B interposed therebetween, and is substantially relative to the hologram recording medium B.
  • the reference light R which has traveled along the parallel optical path, is reflected obliquely upward toward the irradiation site P.
  • the optical path direction and the beam diameter of the reference light R before entering the reflecting surface 11a of the reference light reflecting member 11 are also always constant.
  • the beam diameter of the reference light R is about 2 mm.
  • a galvanometer mirror may be employed as the reference light reflecting member for recording and reproduction.
  • the light corresponding to each pixel need not be converted into parallel light by the objective lens 5 and may be convergent light.
  • the convergence angle is relatively small by the objective lens 5 and is converted into convergent light.
  • the reference light reflecting members 10 and 11 in a state of being stopped at the position of the swing center are indicated by solid lines.
  • the incident angle ⁇ r of the reference light R is, for example, about 58 deg.
  • Reference light The reflecting members 10 and 11 are swung around a predetermined axis X within a certain rocking range, and as a result, the incident angle of the reference light R is changed within the range of ⁇ r ⁇ ⁇ .
  • the value of ⁇ ⁇ is, for example, about ⁇ 15 deg.
  • the predetermined axis X that is the center of swinging of the reference light reflecting members 10 and 11 is set at a predetermined position that is generally below the irradiation site p.
  • the axis X is arranged at a predetermined position shifted by 3.95 mm downward and 0.38 mm rightward from the focal point s of the recording light S included in the irradiated portion P.
  • the linear center distance to the predetermined axis X is also set to 15.18 mm for the incident center position force of the reference light R on the reflecting surface 10a in the state of the center of oscillation.
  • the incident angle 0 r of the reference light R for example, when the incident angle ⁇ r is changed by ⁇ 15 deg, the inclination angle of the reflecting surfaces 10a, 11a with respect to the hologram recording medium B becomes half of the incident angle change amount ⁇ 7.
  • the reference light reflecting members 10 and 11 are swung so as to change within a range of 5 deg.
  • the predetermined axis X is arranged at the predetermined position as described above from the design condition, and may be such that the predetermined position force is deviated to some extent by shaking during swinging.
  • the recording light S is collected by the objective lens 5 and irradiated so as to overlap the reference light R at the irradiation site p.
  • the objective lens 5 is provided obliquely with respect to the hologram recording medium B so that the principal ray of the recording light S is irradiated at a constant incident angle ⁇ s. Therefore, with respect to the reference light R, the incident angle 0 r can be changed greatly without being shifted by the objective lens 5.
  • the incident angle 0 r of the reference beam R is finely and variably controlled in a multi-dimensional manner, and the multiplicity of holograms can be easily increased. As shown in FIG.
  • the recording light S and the reference light R interfere to record a hologram. That is, on the recording layer 90 of the hologram recording medium B, holograms having different interference patterns are multiplexed and recorded as the incident angle 0 r of the reference light R changes.
  • the recording focused by the objective lens 5 having the optical axis of the incident angle ⁇ s ( 28 deg)
  • the reference light R having an incident angle ⁇ r is irradiated so as to cover the entire irradiation part p as shown by a rough broken line in FIG. So Therefore, the hologram is recorded without waste in the irradiated region P.
  • the recording reference light reflecting member 10 is swung counterclockwise about a predetermined axis X by an angle ⁇ ⁇ ⁇ 2.
  • the reference light R having an incident angle of ⁇ r ⁇ is indicated by a thin solid line
  • the reflecting surface 10a at that time is indicated by a one-dot chain line.
  • a hologram corresponding to the incident angle ⁇ V -a of the reference light scale is applied to the irradiated part ⁇ . It is recorded without waste in a state where it optically overlaps with the previously recorded hologram.
  • the recording reference light reflecting member 10 is swung in the clockwise direction around the predetermined axis X by an angle of ⁇ 2.
  • the reference light R having an incident angle of ⁇ r + ⁇ is indicated by a thin broken line, and the reflecting surface 10a at that time is indicated by a two-dot chain line.
  • the reference light R having an incident angle of ⁇ r + ⁇ is also irradiated so as to cover the entire irradiated part ⁇ , and the hologram corresponding to the incident angle 0 r + ⁇ of the reference light R is first applied to the irradiated part ⁇ . It is recorded without waste in a state where it optically overlaps the recorded hologram.
  • the downward force of the hologram recording medium B is also applied to the reference portion of the hologram recording medium B while the reproduction reference light reflecting member 11 is swung so as to have the same incident angle as that at the time of irradiation with respect to the irradiation site p on which the hologram is recorded in multiple recordings.
  • R is irradiated. From the irradiated portion p, the reference light R interferes with the hologram to generate reproduction light, and the information recorded as the hologram is reproduced by receiving the reproduction light.
  • the reference light R that only needs to swing the reference light reflecting member 11 for reproduction around the predetermined axis X within the same angle range as that during recording should always cover the entire irradiation site p. Irradiated. Therefore, the information recorded in the irradiation site p as a hologram About it, it can reproduce
  • FIGS. 3 to 6 show a configuration in which the position of a predetermined axis is changed as a comparative example.
  • the conditions other than those related to the position of the predetermined axis are the same as those shown in FIG.
  • FIG. 3 shows an axis xl that is shifted about 2 mm in the left direction and the downward direction from the predetermined axis X in FIG.
  • the reference light R with the incident angle 0 r ⁇ indicated by the thin solid line is irradiated to the left, and the reference light R with the incident angle 0 r + ⁇ indicated by the thin broken line is applied to the right. That is, with respect to the reference light R, when the incident angle is small and large, it becomes easy to move away from both sides of the irradiation site ⁇ , and it becomes difficult to direct the light around the irradiation site ⁇ . Therefore, the position of the axis xl shown in FIG. 3 is inappropriate for irradiating the reference light R so as to cover the entire irradiated part p while changing the incident angle.
  • FIG. 4 shows an axis x2 that is shifted from the predetermined axis X in FIG. 2 by about 2 mm in the right direction and the upward direction opposite to those in FIG.
  • the reference light R having the incident angle ⁇ r ⁇ indicated by the thin solid line is irradiated to the right
  • the reference light R having the incident angle ⁇ r + ⁇ indicated by the thin broken line is irradiated to the left. That is, in this case, the tendency is opposite to that in FIG. 3, but the reference light R is likely to be separated on both sides of the irradiation site ⁇ with a small incident angle and a large one as in FIG.
  • FIG. 5 shows an axis x3 that is shifted by about 2 mm in the right direction and the downward direction from the predetermined axis X in FIG.
  • the reference light R is slightly separated on both sides of the irradiated part p depending on whether the incident angle is small or large. It becomes a state. Therefore, the position of the axis x3 shown in FIG. 5 cannot be adopted as the optimum position when compared with FIG.
  • FIG. 6 shows an axis x4 that is displaced by about 2 mm in the left direction and the upward direction from the predetermined axis X in FIG.
  • the irradiation site p has a tendency similar to that shown in FIG. 2, and the reference light R is generally directed to the irradiation site p even when the incident angle changes.
  • the position of the axis x4 shown in FIG. 6 can be adopted as an appropriate position. Therefore, according to the hologram recording apparatus A of the present embodiment, it is only necessary to swing the reference light reflecting members 10 and 11 around the predetermined axis X disposed at a predetermined position substantially below the irradiation site p.
  • variable angle of incidence control of the reference light R and irradiation position alignment control for the irradiation site p are easily and simultaneously performed. be able to.
  • galvanometer mirrors When galvanometer mirrors are employed as the recording and reproducing reference light reflecting members, these galvanometer mirrors can be driven independently, and therefore become the oscillation center of each galvanometer mirror.
  • the given axis may not be exactly the same, but it will deviate within a certain range! /!

Description

明 細 書
ホログラム記録装置およびホログラム記録再生方法
技術分野
[0001] 本発明は、一定入射角の記録光と可変入射角の参照光との干渉によってホロダラ ムを多重記録するホログラム記録装置およびホログラム記録再生方法に関する。 背景技術
[0002] 従来のホログラム記録方法としては、特許文献 1に開示されたものがある。同文献に 開示されたものは、ホログラム記録媒体に対して垂直に記録光を照射するとともに、こ の記録光の照射部位に対し、多重ミラーの傾きを制御することで入射角を変化させな 力 参照光を照射するものである。多重ミラーは、支持部材によって支持された箇所 を支点に傾けられ、支持部材は、ホログラム記録媒体に対して平行移動するように構 成されている。参照光は、多重ミラーの傾きに応じてホログラム記録媒体に対する入 射角が変化させられ、その際、多重ミラーがホログラム記録媒体に対して平行移動す ることで参照光が照射部位に位置合わせされる。このような構成によれば、照射部位 において記録光と参照光とが干渉することにより、これらの交差角に応じたホログラム が多重記録される。
[0003] 特許文献 1：特開 2005— 234145号公報
[0004] し力しながら、上記従来のホログラム記録方法では、参照光の入射角を変化させる ために多重ミラーの傾きを制御しなければならないのに加え、照射部位から参照光 がずれな 、ようにホログラム記録媒体に対する多重ミラーの平行移動量を制御しなけ ればならないため、制御としては複雑になるという難点があった。
発明の開示
[0005] 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、参照光につ いての入射角可変制御と照射位置合わせ制御とを簡単に行うことができるホログラム 記録装置およびホログラム記録再生方法を提供することをその課題としている。
[0006] 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。
[0007] 本発明の第 1の側面により提供されるホログラム記録装置は、ホログラム記録媒体 に対して記録光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体に対する入射角を可変 制御しながら上記記録光の照射部位に参照光を照射し、これら記録光と参照光との 干渉によって上記照射部位にホログラムを多重記録するホログラム記録装置であつ て、記録時に所定の光路に沿って進行してきた上記参照光を反射することにより、反 射後の参照光を上記照射部位へと導く記録用の参照光反射手段と、上記ホログラム 記録媒体に対する上記反射後の参照光の入射角を変化させるように、上記記録用 の参照光反射手段を所定の軸周りに揺動させる揺動手段とを備え、上記記録用の参 照光反射手段は、上記所定の光路と交錯するように配置されている一方、上記揺動 手段における上記所定の軸は、上記記録用の参照光反射手段が揺動することによ つて上記反射後の参照光の入射角が変化しても、この反射後の参照光を上記照射 部位に向けて指向させるように配置されて 、ることを特徴として 、る。
[0008] 好ましくは、上記記録用の参照光反射手段は、上記照射部位の斜め上方に配置さ れているとともに、上記所定の軸は、上記ホログラム記録媒体の下方に配置されてい る。
[0009] 好ましくは、上記所定の軸は、上記照射部位の下方に配置されている。
[0010] 好ましくは、再生時に所定の光路に沿って進行してきた参照光を上記照射部位の 斜め下方で反射することにより、反射後の参照光を上記ホログラム記録媒体の下方 から上記照射部位へと導く再生用の参照光反射手段を備え、上記揺動手段は、上 記再生用の参照光反射手段を上記所定の軸周りに揺動させるようにも構成されて 、 る。
[0011] 好ましくは、再生時に所定の光路に沿って進行してきた参照光を上記照射部位の 斜め下方で反射することにより、反射後の参照光を上記ホログラム記録媒体の下方 から上記照射部位へと導く再生用の参照光反射手段を備え、この再生用の参照光 反射手段は、上記所定の軸、あるいはこれと略一致した軸周りに揺動させられるよう に構成されている。
[0012] 本発明の第 2の側面により提供されるホログラム記録再生方法は、ホログラム記録 媒体に対して記録光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体に対する入射角を 可変制御しながら上記記録光の照射部位に参照光を照射し、これら記録光と参照光 との干渉によって上記照射部位にホログラムを多重記録するホログラム記録再生方 法であって、記録時に所定の光路に沿って進行してきた上記参照光を、記録用の参 照光反射手段によって反射することにより、反射後の参照光を上記照射部位へと導く とともに、上記ホログラム記録媒体に対する上記反射後の参照光の入射角を変化さ せつつも、この反射後の参照光を上記照射部位に向けて指向させるように、上記記 録用の参照光反射手段を所定の軸周りに揺動させることを特徴としている。
[0013] 好ましくは、再生時に所定の光路に沿って進行してきた参照光を再生用の参照光 反射手段によって反射することにより、反射後の参照光を上記ホログラム記録媒体の 下方から上記照射部位へと導くとともに、上記ホログラム記録媒体に対する上記反射 後の参照光の入射角を変化させつつも、この反射後の参照光を上記照射部位に向 けて指向させるように、上記所定の軸、あるいはこれと略一致した軸周りに上記再生 用の参照光反射手段を揺動させる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明が適用されたホログラム記録装置の一実施形態を示す斜視図である。
[図 2]図 1に示すホログラム記録装置の要部断面図である。
[図 3]比較例により光学的作用を説明するための要部断面図である。
[図 4]比較例により光学的作用を説明するための要部断面図である。
[図 5]比較例により光学的作用を説明するための要部断面図である。
[図 6]比較例により光学的作用を説明するための要部断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0015] 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。
[0016] 図 1に示すように、本実施形態のホログラム記録装置 Aは、ディスク状のホログラム 記録媒体 Bに対し、所定の方向に傾けた状態で主光線が一定の入射角 0 s (図 2参 照）となるように記録光 Sを照射するとともに、この記録光 Sとは反対方向に傾けた状 態で入射角を可変制御しながら記録光 Sの照射部位 pに参照光 Rを照射し、これら記 録光 Sと参照光 Rとの干渉によってホログラムを多重記録するものである。
[0017] ホログラム記録装置 Aは、記録光 Sを照射するための記録光用の光学系と、ホログ ラム記録媒体 Bに対して入射角を可変制御しながら参照光 Rを照射するための参照 光用の光学系とを備えている。図外には、レーザビームを発する光源や、レーザビー ムを記録光 Sと参照光 Rとに分離するためのビームスプリッタ、さらにはレーザビーム を平行光に変換するコリメータレンズなどが設けられている。記録光用の光学系は、 空間光変調器 2、ズームレンズ 3、ビームスプリッタ 4、および記録光用の対物レンズ 5 で構成されている。参照光用の光学系は、記録用の参照光反射部材 (記録用の参 照光反射手段） 10、再生用の参照光反射部材 (再生用の参照光反射手段） 11、お よびこれらを一体的に揺動させる揺動手段 20で構成されている。揺動手段 20は、 U 字型のアーム部材 21および駆動モータ 22によって構成されている。記録用の参照 光反射部材 10は、ホログラム記録媒体 Bの上面側に配置されたアーム部材 21の一 端に固定されている。再生用の参照光反射部材 11は、ホログラム記録媒体 Bの下面 側に配置されたアーム部材 21の他端に固定されている。アーム部材 21は、ホロダラ ム記録媒体 Bの径方向に沿って概ね平行な所定の軸 X周りに駆動モータ 22によって 揺動させられる。これら記録光用の光学系および参照光用の光学系は、ホログラム記 録媒体 Bの径方向に往復移動可能な移動ヘッド（図示略）に搭載されて!、る。
[0018] 図 2に示すように、ホログラム記録媒体 Bは、たとえばフォトポリマーの記録層 90を 中間層として有し、この記録層 90の両側に透光性のカバー層 91, 92を積層した構 造力もなる。本実施形態では、たとえば記録層 90の厚みが lmm程度、カバー層 91 , 92の厚みが 0. 5mm程度である。記録時には、ホログラム記録媒体 Bの上面側から 記録光 Sおよび参照光 Rが照射される。再生時には、ホログラム記録媒体 Bの下面側 力 参照光 Rのみが照射される。
[0019] 図外の光源から出射したレーザビームは、図示しないコリメータレンズで平行光に 変換された後、ビームスプリッタを介して記録光 Sと参照光 Rに分離される。記録光 S は、空間光変調器 2へと導かれる一方、参照光 Rは、記録用の参照光反射部材 10あ るいは再生用の参照光反射部材 11へと導かれる。
[0020] 空間光変調器 2は、たとえば透過型の液晶デバイスカゝらなり、入射した記録光 Sを 記録すべき情報に応じて 2次元画素パターンの光に変調する。空間光変調器 2から 出射した記録光 Sは、ズームレンズ 3を介してビームスプリッタ 4へと導かれ、最終的 に記録光用の対物レンズ 5によって画素ごとに平行光に変換された後、ホログラム記 録媒体 Bに照射される。対物レンズ 5は、その光軸がホログラム記録媒体 Bに対して 一定の入射角 Θ sをなすように配置されている。なお、空間光変調器 2から出射した 各画素に対応する光は、対物レンズ 5を介してそれぞれ異なる入射角をなしながらホ ログラム記録媒体 Bに照射されるが、ここでは、対物レンズ 5の光軸と一致する主光線 をもつ画素が存在するとし、ホログラム記録媒体 Bに対して一定の入射角 Θ sをなすも のとし、この光軸と一致する主光線を記録光 Sの主光線と呼称する。本実施形態では 、一例として記録光 Sの入射角 Θ sが 28degに設定されている。記録光 Sの照射部位 Pは、ある画素に対する光に着目すれば、図 2に示すように断面力 みると、記録層 9 0において平行四辺形状の感光領域をなすように形成される。図 2には、平行四辺形 状の感光領域が最大幅となるものを示す。
[0021] 図 2に示すように、記録用の参照光反射部材 10および再生用の参照光反射部材 1 1は、それぞれ平面状の反射面 10a, 11aをもち、互いに一体となって所定の軸 x周り に揺動させられる。記録用の参照光反射部材 10は、記録光用の対物レンズ 5に近接 して照射部位 pの斜め上方に配置されており、ホログラム記録媒体 Bに対して概ね垂 直な光路に沿って進行してきた参照光 Rを照射部位 Pに向けて斜め下向きに反射さ せる。参照光反射部材 10の反射面 10aに入射する前の参照光 Rの光路方向および 光束径は、常に一定になっている。再生用の参照光反射部材 11は、ホログラム記録 媒体 Bを挟んで記録光用の対物レンズ 5とは反対側となる照射部位 pの斜め下方に 配置されており、ホログラム記録媒体 Bに対して概ね平行な光路に沿って進行してき た参照光 Rを照射部位 Pに向けて斜め上向きに反射させる。参照光反射部材 11の反 射面 11aに入射する前の参照光 Rの光路方向および光束径も、常に一定になってい る。たとえば参照光 Rの光束径は、 2mm程度である。なお、記録用および再生用の 参照光反射部材としては、ガルバノミラーを採用してもよい。再生時には、対物レンズ 5によって各画素に対応する光が平行光に変換される必要はなぐ収束光となっても よい。収束光となった場合、ホログラム記録媒体 B内において平行光になることはなく 、対物レンズ 5によって収束角度が比較的小さ!、収束光に変換される。
[0022] 図 2には、揺動中心の位置で停止した状態の参照光反射部材 10, 11が実線で示 されている。このとき、参照光 Rの入射角 Θ rは、たとえば 58deg程度である。参照光 反射部材 10, 11は、所定の軸 X周りに一定の揺動範囲で揺動され、その結果、参照 光 Rの入射角は、 Θ r± αの範囲で変化させられる。 ± αの値は、たとえば ± 15deg 程度である。参照光反射部材 10, 11の揺動中心となる所定の軸 Xは、概ね照射部位 pの下方となる所定位置に設定されている。具体的に本実施形態においては、照射 部位 Pに含まれる記録光 Sの焦点 sから下方向に 3. 95mm、および右方向に 0. 38 mmずれた所定位置に軸 Xが配置されている。その他の寸法としては、揺動中心の位 置にある状態において、反射面 10aにおける参照光 Rの入射中心位置力も所定の軸 Xまでの直線距離が 15. 18mmに設定されている。このような参照光 Rの入射角 0 r については、たとえば入射角 Θ rを ± 15deg変化させる場合、ホログラム記録媒体 Bに 対する反射面 10a, 11aの傾き角が入射角変化量の半分となる ± 7. 5degの範囲で 変化するように参照光反射部材 10, 11が揺動させられる。なお、所定の軸 Xは、設計 条件から上記したような所定位置に配置されたものであり、揺動時のぶれなどによつ て所定位置力 ある程度ずれるようなものであってもよい。
[0023] 記録光 Sは、対物レンズ 5によって集光され、照射部位 pにおいて参照光 Rと重なる ように照射される。対物レンズ 5は、記録光 Sの主光線が一定の入射角 Θ sで照射さ れるようにホログラム記録媒体 Bに対して斜めに設けられている。そのため、参照光 R については、対物レンズ 5にけられることなく入射角 0 rを大きく変化させることができ る。これにより、参照光 Rの入射角 0 rについては、より細かく多元的に可変制御され ることとなり、ホログラムの多重度を高めやすくなつている。図 2に示すように、照射部 位 pにおいては、記録光 Sと参照光 Rとが干渉することでホログラムが記録される。す なわち、ホログラム記録媒体 Bの記録層 90には、参照光 Rの入射角 0 rが変化するの に応じて異なる干渉パターンのホログラムが多重記録される。
[0024] 次に、ホログラム記録装置 Aの光学的作用について説明する。
[0025] 図 2に示すように、記録時に参照光反射部材 10が揺動中心の位置にある状態では 、入射角 Θ s ( = 28deg)の光軸をもつ対物レンズ 5で集光された記録光 Sと所定の入 射角 0 r ( = 58deg)力もなる参照光 Rとが記録層 90において干渉し、この参照光尺の 入射角 Θ rに応じたホログラムが照射部位 pに記録される。入射角 Θ rの参照光 Rは、 図 2に粗い破線で示されるように、照射部位 p全体をカバーするように照射される。そ のため、照射部位 Pにおいては、無駄なくホログラムが記録される。
[0026] 次に、記録光 Sの主光線が入射角 Θ sで照射された状態で参照光 Rの入射角は、
Θ rから θ V- a (=43deg)となるように変化させられる。このとき、記録用の参照光反 射部材 10は、 αΖ2の角度だけ所定の軸 Xを中心として反時計回りの方向に揺動さ せられる。図 2において、入射角が Θ r— αの参照光 Rは、細い実線で示され、その 際の反射面 10aは、一点鎖線で示される。すなわち、入射角が Θ r— αの参照光 Rも 、照射部位 ρ全体をカバーするように照射されるため、照射部位 ρには、参照光尺の 入射角 θ V - aに応じたホログラムが先に記録済みのホログラムと光学的に重なった 状態で無駄なく記録される。
[0027] さらに、参照光 Rの入射角は、 Θ rから Θ r+ a ( = 73deg)となるようにも変化させら れる。このとき、記録用の参照光反射部材 10は、 αΖ2の角度だけ所定の軸 Xを中心 として時計回りの方向に揺動させられる。図 2において、入射角が Θ r+ αの参照光 Rは、細い破線で示され、その際の反射面 10aは、二点鎖線で示される。すなわち、 入射角が Θ r + αの参照光 Rも、照射部位 ρ全体をカバーするように照射され、照射 部位 ρには、参照光 Rの入射角 0 r + αに応じたホログラムが先に記録済みのホログ ラムと光学的に重なった状態で無駄なく記録される。
[0028] このように参照光 Rの入射角を Θ r士 ocの角度範囲で変化させる際には、所定位置 に設定された所定の軸 X周りに士 ex Z2の角度範囲で記録用の参照光反射部材 10 を揺動させるだけでよい。その際、参照光 Rは、必ず照射部位 p全体を覆うように照射 されるため、照射部位 p全体の大きさを有効に利用してホログラムを高密度に多重記 録することができる。
[0029] 再生時には、ホログラムが多重記録された照射部位 pに対し、記録時と同じ入射角 となるように再生用の参照光反射部材 11を揺動させながらホログラム記録媒体 Bの 下方力も参照光 Rが照射される。照射部位 pからは、参照光 Rがホログラムと干渉する ことで再生光が生じ、この再生光を受光することでホログラムとして記録された情報が 再生される。この際においても、所定の軸 X周りに記録時と同程度の角度範囲で再生 用の参照光反射部材 11を揺動させるだけでよぐ参照光 Rは、必ず照射部位 p全体 を覆うように照射される。そのため、ホログラムとして照射部位 pに記録された情報に ついては、確実に再生することができる。
[0030] 図 3〜6は、比較例として所定の軸の位置を変更した形態を示して 、る。なお、所定 の軸の位置に関する以外の諸条件については、図 2に示すものと同一条件である。
[0031] 図 3は、図 2の所定の軸 Xに対し、左方向および下方向にそれぞれ 2mm程度位置 をずらした軸 xlを示している。この場合、照射部位 pにおいては、細い実線で示す入 射角 0 r— αの参照光 Rが左寄りに照射され、細い破線で示す入射角 0 r+ αの参 照光 Rが右寄りに照射される。すなわち、参照光 Rについては、入射角が小さいもの と大きいものとで照射部位 Ρの両側に離れやすくなり、照射部位 Ρを中心に指向させ ることが困難となる。そのため、図 3に示す軸 xlの位置は、入射角を変化させながら 照射部位 p全体をカバーするように参照光 Rを照射するには不適切である。
[0032] 図 4は、図 2の所定の軸 Xに対し、図 3とは逆方向となる右方向および上方向にそれ ぞれ 2mm程度位置をずらした軸 x2を示している。この場合、照射部位 pにおいては 、細い実線で示す入射角 Θ r αの参照光 Rが右寄りに照射され、細い破線で示す 入射角 Θ r+ αの参照光 Rが左寄りに照射される。すなわち、この場合には、図 3とは 逆の傾向となるが、参照光 Rについては、図 3と同様に入射角が小さいものと大きいも のとで照射部位 Ρの両側に離れやすくなるため、照射部位 Ρを中心に指向させること が困難となる。したがって、図 4に示す軸 χ2の位置によっても、入射角を変化させな 力 照射部位 Ρ全体をカバーするように参照光 Rを照射するには不適切である。
[0033] 図 5は、図 2の所定の軸 Xに対し、右方向および下方向にそれぞれ 2mm程度位置 をずらした軸 x3を示している。この場合、照射部位 pにおいては、図 3や図 4に示すよ うな顕著な傾向がみられないものの、参照光 Rは、入射角が小さいものと大きいものと で照射部位 pの両側に若干離れた状態となる。そのため、図 5に示す軸 x3の位置も、 図 2と比べた場合には最適な位置として採用することができない。
[0034] 図 6は、図 2の所定の軸 Xに対し、左方向および上方向にそれぞれ 2mm程度位置 をずらした軸 x4を示している。この場合、照射部位 pにおいては、図 2に示すような傾 向とほとんど同じような傾向がみられ、参照光 Rは、入射角が大小変化しても概ね照 射部位 pに指向させられる。そのため、図 6に示す軸 x4の位置は、適切な位置として 採用することができる。 [0035] したがって、本実施形態のホログラム記録装置 Aによれば、照射部位 pの概ね下方 となる所定位置に配置された所定の軸 X周りに参照光反射部材 10, 11を揺動させる だけで、照射部位 pに対してずれな 、ように参照光 Rを指向させながら照射すること ができるので、参照光 Rの入射角可変制御と照射部位 pに対する照射位置合わせ制 御とを簡単かつ同時に行うことができる。
[0036] なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
[0037] 上記実施形態で示した寸法や値などは、あくまでも一例にすぎず、仕様に応じて適 宜設計変更することが可能である。
[0038] 記録用および再生用の参照光反射部材としてガルバノミラーを採用した場合には、 これれらのガルバノミラーをそれぞれ独立して駆動することができるので、各ガルバノ ミラーの揺動中心となる所定の軸は、必ずしも完全に一致させる必要はなぐある程 度の範囲でずれて!/、てもよ!/、。

Claims

請求の範囲
[1] ホログラム記録媒体に対して記録光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体 に対する入射角を可変制御しながら上記記録光の照射部位に参照光を照射し、これ ら記録光と参照光との干渉によって上記照射部位にホログラムを多重記録するホログ ラム記録装置であって、
記録時に所定の光路に沿って進行してきた上記参照光を反射することにより、反射 後の参照光を上記照射部位へと導く記録用の参照光反射手段と、
上記ホログラム記録媒体に対する上記反射後の参照光の入射角を変化させるよう に、上記記録用の参照光反射手段を所定の軸周りに揺動させる揺動手段とを備え、 上記記録用の参照光反射手段は、上記所定の光路と交錯するように配置されてい る一方、上記揺動手段における上記所定の軸は、上記記録用の参照光反射手段が 揺動することによって上記反射後の参照光の入射角が変化しても、この反射後の参 照光を上記照射部位に向けて指向させるように配置されていることを特徴とする、ホ ログラム記録装置。
[2] 上記記録用の参照光反射手段は、上記照射部位の斜め上方に配置されているとと もに、上記所定の軸は、上記ホログラム記録媒体の下方に配置されている、請求項 1 に記載のホログラム記録装置。
[3] 上記所定の軸は、上記照射部位の下方に配置されている、請求項 2に記載のホロ グラム記録装置。
[4] 再生時に所定の光路に沿って進行してきた参照光を上記照射部位の斜め下方で 反射することにより、反射後の参照光を上記ホログラム記録媒体の下方から上記照射 部位へと導く再生用の参照光反射手段を備え、上記揺動手段は、上記再生用の参 照光反射手段を上記所定の軸周りに揺動させるようにも構成されて 、る、請求項 2に 記載のホログラム記録装置。
[5] 再生時に所定の光路に沿って進行してきた参照光を上記照射部位の斜め下方で 反射することにより、反射後の参照光を上記ホログラム記録媒体の下方から上記照射 部位へと導く再生用の参照光反射手段を備え、この再生用の参照光反射手段は、 上記所定の軸、あるいはこれと略一致した軸周りに揺動させられるように構成されて いる、請求項 2に記載のホログラム記録装置。
[6] ホログラム記録媒体に対して記録光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体 に対する入射角を可変制御しながら上記記録光の照射部位に参照光を照射し、これ ら記録光と参照光との干渉によって上記照射部位にホログラムを多重記録するホログ ラム記録再生方法であって、
記録時に所定の光路に沿って進行してきた上記参照光を、記録用の参照光反射 手段によって反射することにより、反射後の参照光を上記照射部位へと導くとともに、 上記ホログラム記録媒体に対する上記反射後の参照光の入射角を変化させつつも、 この反射後の参照光を上記照射部位に向けて指向させるように、上記記録用の参照 光反射手段を所定の軸周りに揺動させることを特徴とする、ホログラム記録再生方法
[7] 再生時に所定の光路に沿って進行してきた参照光を再生用の参照光反射手段に よって反射することにより、反射後の参照光を上記ホログラム記録媒体の下方力 上 記照射部位へと導くとともに、上記ホログラム記録媒体に対する上記反射後の参照 光の入射角を変化させつつも、この反射後の参照光を上記照射部位に向けて指向 させるように、上記所定の軸、あるいはこれと略一致した軸周りに上記再生用の参照 光反射手段を揺動させる、請求項 6に記載のホログラム記録再生方法。
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