JPS5953554B2 - 一次元ホログラム書き込み装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はホログラムメモリの書き込み装置の改良に関す
る。

多数のホログラムの集合からなるホログラム板に読み出
しレーザ光を照射し、再生ビット像を光電変換素子アレ
ーで検出するホログラムメモリ装置においては、大容量
化が最大の目標である。

そのためには高密度記録技術、高速度記録技術と多数ビ
ットの高速度読み出し技術の確立が必須である。ディジ
タル情報を二次元状に表示し、それをフーリエ変換して
ホログラムにするフーリエ変換ホログラムは高密度、高
速度記録が可能な優れた方式であるが、二次元の光電変
換素子アレーを必要とすること、再生ビット像と二次元
的位置合わせを必要とすること、高速の読み出しが困難
なことのためにこの方式を用いたホログラムメモリは実
用になつていない。一方、一次元の光電変換素子アレー
ならば得やすいし又、位置合わせ、高速動作が容易なこ
とがらこのようなデバイスを中心にシステムを組むこと
が得策であると言われている。一次元の再生ビット像を
得るホログラムは一次元状に表示した情報のフーリエ変
換（一次元フーリエ変換ホログラム）を行ない、参照光
との干渉縞を記録すればよい。この方式は二次元フーリ
エ変換ホログラムと同程度の高密度記録ができるフこと
はよく知られている。ところが、同時に記録するビット
数が二次元の場合に比較して実質的に少なくなるので記
録速度は低下する。このことは大容量化の場合長時間の
書き込み時間を要することになり、ホログラムメモリの
本来の目標を実質夕的に達成できなくなる恐れがある。
本発明の目的は一次元フーリエ変換ホログラムを複数個
同時’に記録する書き込み装置を提供することによつて
大容量、高密度のホログラムメモリを実用的にするもの
である。

ク 本発明によれば、ディジタル情報を透明または不透
明で表現し一次元のパターン列に変換する一次元の空間
変調器を他次元方向に複数個並べたものと、一次元空間
変調器のパターン列と垂直方向に各一次元空間変調器毎
に異なつた傾きをもつプＳリズム群と、フーリエ変換レ
ンズとを用いることによつて各一次元空間変調器のフー
リエ変換像を感光材料の異なつた位置に形成することに
よつて、一次元フーリエ変換ホログラムを複数個同時に
記録する書き込み装置が得られる。

次に図面を参照して本発明について詳細に説明する。

第１図は従来の一次元フーリエ変換ホログラムの書き込
み装置の構成を示す図で、液晶又はＰＬＺＴ結晶などで
作られた一次元空間変調器１と、フーリエ変換レンズ２
と感光材料３とから成る。

一次元空間変調器１と感光材料３はそれぞれフーリエ変
換レンズ２の前側焦点距離、後側焦点距離の位置に置か
れる。いま空間変調器１の１デイジタル情報の空間パタ
ーンサイズをＡｘｂ（ａは一次元のパターン列方向のサ
イズ）とすると、フーリエ変換ホログラムのサイズは（
２ｆλ／ａ）×（２ｆλ／ｂ）になる。

ここでｆはフーリエ変換レンズ２の焦点距離、λは書き
込み光の波長である。列えばｆ＝１００ｍｍ１λ＝０．
５μＭ．ａ＝２５０μＭ．ｂ＝１０ｍｍとすると、ホロ
グラムサイズは４００μｍ×１０μｍとなる。したがつ
て、１０μｍだけ離して他の一次元パターンのフーリエ
変換ホログラムを記録するためには、感光材料３を矢印
４の方向に１０μｍ移動して空間変調器のパターンを変
え時系列的に記録せねばならない。なお、一次元フーリ
エ変換ホログラムから再生されるビツト数ｎを１００ビ
ツトとすると、一次元の空間変調器サイズはＮａ＝２５
ｍｍとなり、フーリエ変換レンズの有効径は３０〜４０
ｍｍあればよい。第２図は本発明の書き込み装置の一実
施例を示す図で、１ａ，１ｂ，１ｃはそれぞれ第１図と
同．じ一次元空間変調器で、複数個並べたものである（
一次元パターン列方向は紙面に垂直）。

２はフーリエ変換レンズ、３は感光材料である。

一次元空間変調器］Ａ，ｌｂ，ｌｃと感光材料３とはそ
れぞれフーリエ変換レンズ２の前側及び後側焦点距．離
の位置に設けられる。１０ａ，１０ｂ，１０ｃはそれぞ
れ一次元空間変調器１ａ，１ｂ，１ｃに入射した平行光
８を各空間変調器毎に異なつた角度変化を与えるプリズ
ム群で空間変調器１ａ，１ｂ，１Ｃに密着して置かれる
。

プリズム１０ｂに討するプリズム１０ａによる角度変化
をθとすると、空間変調器１ａと１ｂのフーリエ変換像
は感光材料３の上でｆ・θだけずれる。同様にプリズム
１０Ｃによる角度変化を一θとすると−ｆ・θだけずれ
る。これらの３つの物体光５と参照光６とを干渉させれ
ば３個の一次元フーリエ変換ホログラムが同時に記録で
きる。今前記の例に従つて１０１ｔｍピツチで記録する
ためにはｆ＝１００ｍｍのときθ＝０．１ｍｒａｄだけ
傾ければよい。このようなプリズム群はＳｉＯ２のスパ
ツタやガラスのエツチングによつてつくることができる
。さらにホログラム群を記録するためには感光材料を矢
印４の方向に移動して空間変調器１ａ，１ｂ，１ｃの情
報を書き換えて記録すればよい。上記の例では３０μｍ
移動すれば、次の３個のホログラムが記録できる。以上
の方法で感光材料に書き込まれたホログラム群を読み出
すには、空間変調器１６の位置に一次元の光電変換素子
アレーを設けレンズ２に密着してＸ方向に集光作用をも
ちその焦点距離はほぼｆに等しいシリンドリカルレンズ
を設けた後、感光材料３を矢印方向４に移動させ、１ホ
ログラムサイズにほぼ等しい読み出し光７を作製時の参
照光６の方向とは逆方向から照射すれば、各ホログラム
からの再生ビツト像は時系列的に光電変換素子アレー上
にレンズ２とシリンドリカルレンズによつて集光できる
。

第３図は本発明の書き込み装置の他の実施例を示す図で
、読み出し時にレンズ２が不用になる以外は第２図の実
施例と同様の動作を行なう。

この場合、空間変調器１ａ，１ｂ，１ｃとプリズム１０
ａ，１０ｂ，１０ｃとは密着している必要はなく、プリ
ズム１０ａ，１０ｂ，１０ｃはレンズ２の左側の平行ビ
ーム８内に設けても実質的効果は同じである。またプリ
ズム１０ａ，１０ｂ，１０Ｃの像を空間変調器１ａ，１
ｂ，１ｃ上に結像する方法でも効果は同様に得られる。
以上の実施例では同時に記録する一次元プーリ工変換ホ
ログラムの数は３個の場合について説明したが、これに
限定されるものではない。同時に記録できるホログラム
の数は（レンズの有効径）／（空間変調器サイズｂ）で
決まるから、前記実施例でＦナンバが２のレンズを使う
ならば５個の同時記録が可能になる。本発明によれば大
容量のホログラムメモリの書き込み時間が従来の方法で
は５００時間（＝２１日間）必要なものが、１００時間
（＝４日間）で完了でき、実用的に重要な時間短縮にな
ることがわかる。以上の説明では各空間変調器を通過し
た平行光に一定の傾きを与える手段としてプリズムを用
いて説明したが、回折格子を用いてその一次光を利用し
ても同様の効果を得ることができる。

また以上の説明ではデイジタル情報の場合を述べたが、
アナログ情報の場合も本発明を適用することがで゛きる
ことは明らかで゛ある。

さらに以上の説明では一次元空間変調器と垂直方向に複
数個のホログラムを形成する動作を述べたが、一次元空
間変調器と同方向に複数個のホログラムを同時に記録す
ることもできる。

そのためにはプリズム群の各プリズムの傾きを空間変調
器方向につければよい。以上詳細に説明したように、本
発明によればホログラムメモリの本来の目標である大容
量、高密度のメモリを達成できるホログラム書き込み装
置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の書き込み装置の構成図、第２図および第
３図は本発明の書き込み装置の実施例を示す図で、１は
一次元空間変調器、２はフーリエ変換レンズ、３は感光
材料、５，８は物体光、６は参照光、７は読み出し光で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 情報を空間的パターンに表示する一次元空間変調器
   を複数個並設したものと、これら複数個の一次元空間変
   調器の各々を通過した光をそれぞれ一次元方向に異なる
   方向に分離せしめる手段と、前記複数個の一次元空間変
   調器に表示された情報パターンのフーリエ変換像を感光
   材料上に生ぜしめるためのレンズとを含み、前記複数個
   の一次元空間変調器の各々に表示された情報パターンを
   感光材料の異なつた位置に同時に形成することを特徴と
   する一次元ホログラム書き込み装置。