JP2000242156A - Device and method for recording and reproducing hologram - Google Patents
Device and method for recording and reproducing hologramInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、物体光と参照光と
の干渉効果を利用してホログラム記録媒体にデータを記
録し、又はホログラム記録媒体に記録されたデータを再
生するホログラム記録再生装置及びホログラム記録再生
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hologram recording / reproducing apparatus for recording data on a hologram recording medium or reproducing data recorded on a hologram recording medium by utilizing an interference effect between an object beam and a reference beam. The present invention relates to a hologram recording / reproducing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、記録すべきデータに応じて変調さ
れた物体光と参照光とを、大きなフォトリフラクティブ
効果を発現するホログラム記録媒体中で干渉させること
により、このホログラム記録媒体にデータを干渉縞とし
て記録し、また、データが記録されたホログラム記録媒
体に参照光と同じ入射角で読み出し光を入射させること
により、このホログラム記録媒体に記録されたデータを
再生するホログラム記録再生方式が提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, object light and reference light modulated according to data to be recorded interfere with each other in a hologram recording medium exhibiting a large photorefractive effect. A hologram recording / reproducing method for reproducing data recorded on a hologram recording medium by reproducing the data recorded on the hologram recording medium by recording the data as a fringe and making the reading light incident on the hologram recording medium on which the data is recorded at the same incident angle as the reference light has been proposed. ing.
【0003】このホログラム記録再生方式においては、
例えば、液晶表示パネル(LCD)等の空間光変調器を
透過することによりこの空間光変調器に表示された1画
像分のデータに応じて変調された光が物体光としてホロ
グラム記録媒体内に入射するので、1画像分のデータが
1つのホログラムとして、一度にホログラム記録媒体に
記録されることになる。そして、再生時においても、こ
の1画像分のデータを含むホログラム単位で再生される
ことになる。したがって、このホログラム記録再生方式
は、例えば、比較的高速アクセスが可能とされている光
ディスクを記録媒体として用いた記録再生方式と比較し
ても、より高速なデータアクセスが可能であるとの特徴
を有している。In this hologram recording / reproducing method,
For example, light transmitted through a spatial light modulator such as a liquid crystal display panel (LCD) and modulated in accordance with data for one image displayed on the spatial light modulator enters the hologram recording medium as object light as object light. Therefore, data for one image is recorded on the hologram recording medium at one time as one hologram. Then, also at the time of reproduction, reproduction is performed in units of holograms including the data of one image. Therefore, this hologram recording / reproducing method is characterized in that higher-speed data access is possible, for example, as compared with a recording / reproducing method using an optical disk, which is relatively high-speed accessible, as a recording medium. Have.
【0004】また、このホログラム記録再生方式におい
ては、例えば、1つのホログラムを記録する度に参照光
の入射角を変えること等により、1つのホログラム記録
媒体に多数のホログラムを重ねて記録する、いわゆる多
重記録が可能である。したがって、このホログラム記録
再生方式は、非常に高密度にデータを記録することがで
きるとの特徴を有している。In this hologram recording / reproducing method, for example, a large number of holograms are recorded on one hologram recording medium in a superimposed manner by changing an incident angle of a reference beam every time one hologram is recorded. Multiple recording is possible. Therefore, this hologram recording / reproducing method has a feature that data can be recorded at a very high density.
【0005】以上の点から、ホログラム記録再生方式
は、近年の情報産業の発達に伴って要求される記録密度
の向上やデータアクセスの高速化を満足させる記録再生
方式として注目されている。[0005] In view of the above, the hologram recording / reproducing method has attracted attention as a recording / reproducing method which satisfies the improvement in recording density and the speeding up of data access required with the development of the information industry in recent years.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このホログ
ラム記録再生方式において、高密度記録を実現する多重
記録は、記録時もしくは再生時の消去によって生じる回
折効率の低下により制限される。すなわち、多重記録を
行う場合、ホログラム記録媒体に先に記録されたホログ
ラムは、後のホログラムを記録する際に消去を受けて、
回折効率が多少低下する。また、多重記録によりホログ
ラム記録媒体に記録された各ホログラムは、再生時の露
光によっても回折効率が多少低下する。加えて、長期的
にも暗電流による電子の拡散により、経時的な回折効率
の低下が生じる。By the way, in this hologram recording / reproducing method, multiplex recording for realizing high-density recording is limited by a decrease in diffraction efficiency caused by erasure during recording or reproduction. That is, when performing multiplex recording, the hologram previously recorded on the hologram recording medium is erased when recording the subsequent hologram,
Diffraction efficiency is slightly reduced. Further, the diffraction efficiency of each hologram recorded on the hologram recording medium by the multiplex recording is slightly lowered even by exposure at the time of reproduction. In addition, the diffusion of electrons due to dark current causes a decrease in diffraction efficiency over time in the long term.
【0007】以上のように、ホログラム記録媒体に多重
記録された各ホログラムは、消去等によって回折効率が
低下すると、再生時のS/N比が徐々に低下することに
なる。As described above, when the diffraction efficiency of each hologram multiplex-recorded on the hologram recording medium is reduced due to erasure or the like, the S / N ratio at the time of reproduction gradually decreases.
【0008】ホログラム記録媒体に記録される各ホログ
ラムの記録時の回折効率ηwritw(t)は、次式(1)
で与えられる。The diffraction efficiency η writw (t) at the time of recording each hologram recorded on the hologram recording medium is given by the following equation (1).
Given by
【0009】 ηwritw(t)=η0・(1−e-αIt) ・・・(1) ここで、αは記録時の時定数、Iは空間的平均の光強
度、tは記録時を0とした時間、η0は飽和回折効率で
ある。Η writw (t) = η 0 · (1−e − α It ) (1) where α is a time constant at the time of recording, I is a spatial average light intensity, and t is a time at the time of recording. Is the time when is set to 0, η 0 is the saturation diffraction efficiency.
【0010】また、多重記録された各ホログラムを再生
する場合、もしくは先に記録されたホログラムを後のホ
ログラムを記録する際の光照射によって消去する場合の
回折効率ηread(t)は、次式(2)で与えられる。The diffraction efficiency η read (t) for reproducing each multiplexed hologram or for erasing a previously recorded hologram by irradiating light for recording a subsequent hologram is given by the following equation. Given by (2).
【0011】 ηread(t)=η1・e-α'It ・・・(2) ここで、α‘は再生(もしくは消去)時の時定数、Iは
平均の光強度、η1は初期回折効率である。[0011] η read (t) = η 1 · e - α 'It ··· (2) where, α' is the time constant of the time playback (or erased), I is the average of the light intensity, η 1 is the initial Diffraction efficiency.
【0012】以上の式から、再生により、ホログラム記
録媒体に記録された各ホログラムの回折効率は指数関数
的に低下することが分かる(『フォトリフラクティブ非
線型光学』、P.YEH著、丸善刊参照)。このとき、
全てのホログラムの回折効率が等しくなるように多重記
録すると、各ホログラムの最終的な回折効率は記録枚数
の2乗に反比例することが知られている("System metr
ic for holographic memory system", Fai H. Mok, Geo
ffrey W. Burr and Demetri Psaltis, OpticsLetters,
21, pp.896, 1996参照)。From the above equations, it can be seen that the diffraction efficiency of each hologram recorded on the hologram recording medium decreases exponentially by reproduction (see "Photorefractive Nonlinear Optics", P. YEH, published by Maruzen). ). At this time,
It is known that when multiple recording is performed so that the diffraction efficiencies of all holograms are equal, the final diffraction efficiency of each hologram is inversely proportional to the square of the number of recordings ("System meter").
ic for holographic memory system ", Fai H. Mok, Geo
ffrey W. Burr and Demetri Psaltis, OpticsLetters,
21, pp. 896, 1996).
【0013】例えば、1000枚のホログラムを等しい
強度で記録した場合、各ホログラムの回折効率は、1枚
のホログラムを記録した場合に比べて10-6程度にまで
低下する。For example, when 1,000 holograms are recorded with the same intensity, the diffraction efficiency of each hologram is reduced to about 10 -6 compared to the case where one hologram is recorded.
【0014】以上のように、回折効率が低下すると、再
生時のS/N比が低下することになる。そして、再生時
のS/N比の低下が大きいと、信号成分がノイズに埋も
れてしまって再生が不可能となる。したがって、再生可
能な回折効率を確保するためには、ホログラム記録媒体
に記録されるホログラムの枚数を制限する必要があり、
このことが、ホログラム記録媒体に記録されるデータの
記録容量を制限する要因となっていた。As described above, when the diffraction efficiency decreases, the S / N ratio at the time of reproduction decreases. If the decrease in the S / N ratio during reproduction is large, the signal component is buried in noise, and reproduction becomes impossible. Therefore, in order to ensure reproducible diffraction efficiency, it is necessary to limit the number of holograms recorded on the hologram recording medium,
This has been a factor limiting the recording capacity of data recorded on the hologram recording medium.
【0015】したがって、ホログラム記録再生方式にお
いては、回折効率の低下をできるだけ抑えて多重記録を
行うことにより、データの記録容量を高めることが、こ
の方式の特徴点を最大限に引き出してこの方式を広く一
般に普及させるための課題の一つとされている。Therefore, in the hologram recording / reproducing method, it is possible to increase the data recording capacity by performing the multiplex recording while minimizing the reduction in the diffraction efficiency. It is considered one of the issues for widespread use.
【0016】回折効率の低下をできるだけ抑えて多重記
録を行う手段としては、多重記録されたホログラムをマ
スターとして、さらにそのホログラムを別のホログラム
に多重記録するという方法が提案されている(“Multip
le multiple-exposure hologram”,Kristina M. Johnso
n, Mark Armstrong, Lambertus Hesselink, and Joseph
W. Goodman, Applied Optics,24, pp.4467-4472, 1985
参照)。As a means for performing multiplex recording while minimizing the reduction in diffraction efficiency, a method has been proposed in which a multiplexed hologram is used as a master and the hologram is multiplex-recorded on another hologram (see “Multiplot”).
le multiple-exposure hologram ”, Kristina M. Johnso
n, Mark Armstrong, Lambertus Hesselink, and Joseph
W. Goodman, Applied Optics, 24, pp. 4467-4472, 1985
reference).
【0017】この方法について、以下に説明する。ま
ず、m枚のホログラムを共通の参照光を用いて第1のホ
ログラム記録媒体に記録する。そして、この第1のホロ
グラム記録媒体に記録されたm枚のホログラムを一括し
て再生し、その再生光を物体光として、第2のホログラ
ム記録媒体に記録する。次に、再びm枚のホログラムを
第1のホログラム記録媒体に記録し、これを第2のホロ
グラム記録媒体に、最初のm枚のホログラムを記録した
ときと同一の参照光を用いて複写記録する。以上の手続
きをn回繰りかえす。その結果、第2のホログラム記録
媒体には、(n×m)枚のホログラムが多重記録される
ことになる。This method will be described below. First, m holograms are recorded on a first hologram recording medium using a common reference beam. Then, m holograms recorded on the first hologram recording medium are collectively reproduced, and the reproduced light is recorded on the second hologram recording medium as object light. Next, the m holograms are again recorded on the first hologram recording medium, and are copied and recorded on the second hologram recording medium using the same reference light as when the first m holograms were recorded. . The above procedure is repeated n times. As a result, (n × m) holograms are multiplex-recorded on the second hologram recording medium.
【0018】このホログラムを再生すれば、同時に(n
×m)枚のホログラムが重ね合わされて再生されるの
で、(n×m)層の画像を重ね合わせて同時に表示する
ことができる。この方法を用いて、例えば、立体の断層
を記録すれば、立体の全体を三次元的に表示することが
できる。If this hologram is reproduced, (n)
Since (xm) holograms are superimposed and reproduced, (nxm) layer images can be superimposed and displayed simultaneously. For example, if a three-dimensional tomographic image is recorded using this method, the entire three-dimensional object can be displayed three-dimensionally.
【0019】このときの回折効率は、通常のレコーディ
ングスケジュールで記録した場合と比べると、m倍にす
ることができる。すなわち、第1のホログラム記録媒体
にm枚のホログラムを記録すれば、各ホログラムの回折
効率は1/m2になる。しかし、第2のホログラム記録
媒体への複写時には、このm枚のホログラムが1枚のホ
ログラムとして記録されるので、m枚のホログラムの回
折効率の総和は1/n2となる。したがって、m枚のホ
ログラムは全て等しい回折効率とすれば、第二のホログ
ラムを再生した時、1枚のホログラム当たりの回折効率
はその1/mであり、最終的な1枚当たりの回折効率
は、1/(m×n2)である。一方、(n×m)枚のホ
ログラムを、通常のレコーディングスケジュールで多重
記録した場合の回折効率は1/(m2×n2)である。よ
って、以上の方法によりホログラムを複写することで、
回折効率はm倍になったことがわかる。At this time, the diffraction efficiency can be increased by a factor of m as compared with the case where recording is performed according to a normal recording schedule. That is, when m holograms are recorded on the first hologram recording medium, the diffraction efficiency of each hologram becomes 1 / m 2 . However, at the time of copying to the second hologram recording medium, since the m holograms are recorded as one hologram, the total diffraction efficiency of the m holograms is 1 / n 2 . Therefore, assuming that all the m holograms have the same diffraction efficiency, when the second hologram is reproduced, the diffraction efficiency per one hologram is 1 / m, and the final diffraction efficiency per one hologram is , 1 / (m × n 2 ). On the other hand, when (n × m) holograms are multiplex-recorded according to a normal recording schedule, the diffraction efficiency is 1 / (m 2 × n 2 ). Therefore, by copying the hologram by the above method,
It can be seen that the diffraction efficiency has increased m times.
【0020】しかしながら、この方法は、上述したよう
に、断面を重ね合わせて立体画像を表示することを目的
として提案されたものであり、第1のホログラム記録媒
体に多重記録されたホログラムを一括して再生するため
に、第1のホログラム記録媒体に各ホログラムを記録す
る際に共通の参照光を用いており、再生時には全てのホ
ログラムが重ね合わされた状態で同時に再生され、1枚
1枚のホログラムを分離することはできない。したがっ
て、この方法は、上述したような特殊な用途以外での適
用が困難で、上記課題を本質的に解決するには至ってい
ない。However, as described above, this method has been proposed for the purpose of displaying a three-dimensional image by superposing cross sections, and collectively collectively record holograms recorded on the first hologram recording medium. In order to reproduce the holograms, a common reference beam is used when recording each hologram on the first hologram recording medium. At the time of reproduction, all the holograms are reproduced simultaneously in a superimposed state, and each hologram is reproduced one by one. Cannot be separated. Therefore, this method is difficult to apply to applications other than the special uses as described above, and has not essentially solved the above-mentioned problems.
【0021】そこで、本発明は、回折効率の低下をでき
るだけ抑えながら多重記録を行い、大容量のデータの記
録再生を可能とするホログラム記録再生装置及びホログ
ラム記録再生方法を提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a hologram recording / reproducing apparatus and a hologram recording / reproducing method capable of performing multiplex recording while minimizing a decrease in diffraction efficiency and recording / reproducing a large amount of data. .
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】本発明に係るホログラム
記録再生装置は、上記課題を解決するために、1枚のホ
ログラムを記録する毎に物体光の入射角度を変えなが
ら、同一の参照光を用いて複数枚のホログラムを第1の
ホログラム記録媒体に多重記録する第1の記録手段と、
この第1の記録手段により第1のホログラム記録媒体に
多重記録された複数枚のホログラムを一括して再生する
第1の再生手段と、この第1の再生手段により一括して
再生された複数枚のホログラムの再生光を物体光とし
て、上記複数枚のホログラムが重ね合わされ1つのホロ
グラムとされてなる多重記録ホログラムを異なる参照光
を用いて第2の記録媒体に複数枚多重記録する第2の記
録手段と、この第2の記録手段により第2のホログラム
記録媒体に多重記録された複数枚の多重記録ホログラム
のうち所望の多重記録ホログラムを選択的に再生する第
2の再生手段とを備える。In order to solve the above problems, the hologram recording / reproducing apparatus according to the present invention uses the same reference light while changing the incident angle of the object light every time one hologram is recorded. First recording means for multiplex-recording a plurality of holograms on a first hologram recording medium using the first hologram recording medium;
First reproducing means for collectively reproducing a plurality of holograms multiplex-recorded on the first hologram recording medium by the first recording means, and a plurality of holograms collectively reproduced by the first reproducing means Second recording in which a plurality of holograms formed by superimposing the plurality of holograms and forming one hologram are multiplex-recorded on a second recording medium by using different reference lights, using reproduction light of the hologram as object light. Means, and second reproducing means for selectively reproducing a desired multiplexed hologram from a plurality of multiplexed holograms multiplex-recorded on the second hologram recording medium by the second recording means.
【0023】このホログラム記録再生装置によれば、第
1の記録手段により、複数枚のホログラムが第1の記録
媒体に多重記録される。このとき、各ホログラムは、そ
れぞれ物体光の入射角度を異ならせながら同一の参照光
を用いて第1のホログラム記録媒体に記録される。According to this hologram recording / reproducing apparatus, a plurality of holograms are multiplex-recorded on the first recording medium by the first recording means. At this time, each hologram is recorded on the first hologram recording medium using the same reference light while varying the incident angle of the object light.
【0024】第1の記録手段により第1のホログラム記
録媒体に多重記録された複数枚のホログラムは、第1の
再生手段により一括して再生される。すなわち、第1の
再生手段は、第1の記録手段が第1のホログラム記録媒
体に複数枚のホログラムを記録した際に用いた参照光と
同じ入射角で第1のホログラム記録媒体に読み出し光を
入射することにより、第1のホログラム記録媒体に多重
記録された複数枚のホログラムを一括して再生する。A plurality of holograms multiplex-recorded on the first hologram recording medium by the first recording means are collectively reproduced by the first reproducing means. That is, the first reproducing means outputs the read light to the first hologram recording medium at the same incident angle as the reference light used when the first recording means records a plurality of holograms on the first hologram recording medium. By being incident, a plurality of holograms multiplex-recorded on the first hologram recording medium are collectively reproduced.
【0025】第1の再生手段により一括して再生された
複数枚のホログラムは、各ホログラムが重ね合わされた
状態とされている。そして、この複数枚のホログラムが
重ね合わされ1つのホログラムとされてなる多重記録ホ
ログラムは、第2の記録手段により第2のホログラム記
録媒体に再度記録されることになる。すなわち、第2の
記録手段は、第1の再生手段により一括して再生された
複数枚のホログラム(多重記録ホログラム)の再生光を
物体光として用い、この多重記録ホログラムを第2のホ
ログラム記録媒体に再度記録する。そして、第2の記録
手段は、異なる参照光を用いて多重記録ホログラムを第
2の記録媒体に複数枚多重記録する。The plurality of holograms which are collectively reproduced by the first reproducing means are in a state where each hologram is superimposed. Then, the multiple recording hologram in which the plurality of holograms are superimposed to form one hologram is recorded again on the second hologram recording medium by the second recording means. That is, the second recording means uses, as object light, reproduction light of a plurality of holograms (multiplexed recording holograms) collectively reproduced by the first reproducing means, and uses the multiple recording hologram as a second hologram recording medium. Record again. Then, the second recording means multiplex-records a plurality of multiplexed holograms on the second recording medium using different reference beams.
【0026】第2の記録手段により第2のホログラム記
録媒体に多重記録された複数枚の多重記録ホログラム
は、第2の再生手段により選択的に再生される。すなわ
ち、第2の再生手段は、例えば、複数枚の多重記録ホロ
グラムが角度多重で第2のホログラム記録媒体に多重記
録されている場合には、読み出し光の入射角を選択する
ことにより、所望の多重記録ホログラムを再生する。The multiple recording holograms multiplex-recorded on the second hologram recording medium by the second recording means are selectively reproduced by the second reproducing means. That is, for example, when a plurality of multiplexed recording holograms are multiplex-recorded on the second hologram recording medium by angle multiplexing, the second reproducing unit selects a desired incident angle of the readout light to thereby obtain a desired angle. Regenerate the multiplex recording hologram.
【0027】なお、本発明に係るホログラム記録再生装
置は、第2の再生手段により再生された多重記録ホログ
ラムを構成する複数枚のホログラムのうち所望のホログ
ラムを抽出するホログラム抽出手段を備えることが望ま
しい。このホログラム抽出手段としては、例えば、第2
の再生手段により再生された多重記録ホログラムの再生
光を空間的な開口を用いて像のフーリエ面上でフィルタ
リングすることにより所望のホログラムを抽出するもの
や、第2の再生手段により再生された多重記録ホログラ
ムの再生光を角度依存性を有する素子により選択的に透
過又は反射させることにより所望のホログラムを抽出す
るものが考えられる。It is preferable that the hologram recording / reproducing apparatus according to the present invention includes hologram extracting means for extracting a desired hologram from a plurality of holograms constituting the multiplexed hologram reproduced by the second reproducing means. . As the hologram extracting means, for example, the second
And a multiplexed hologram reconstructed by the second reconstructing means, by extracting a desired hologram by filtering the reconstructed light of the multiplexed hologram reconstructed by the reconstructing means on the Fourier plane of the image using a spatial aperture. It is conceivable to extract a desired hologram by selectively transmitting or reflecting the reproduction light of the recording hologram by an element having an angle dependency.
【0028】また、本発明に係るホログラム記録再生装
置は、第1のホログラム記録媒体として、例えば、フォ
トリフラクティブ結晶等の書き換え可能なホログラム記
録材料を用い、第2のホログラム記録媒体として、例え
ば、フォトポリマー等の一度だけ記録が可能なホログラ
ム記録材料を用いることが望ましい。The hologram recording / reproducing apparatus according to the present invention uses a rewritable hologram recording material such as a photorefractive crystal as the first hologram recording medium, and uses a hologram recording medium as the second hologram recording medium. It is desirable to use a hologram recording material such as a polymer that can be recorded only once.
【0029】また、本発明に係るホログラム記録再生装
置は、第1の記録手段が、空間光変調器とこの空間光変
調器の各画素に対応して複数のマイクロレンズが配列さ
れてなるマイクロレンズアレイとを備え、空間光変調器
に入射する光の入射角を変えることにより各マイクロレ
ンズの焦点面におけるスポットを分離させ、空間光変調
器に表示された1画像を複数の画像に分割して複数枚の
ホログラムとして第1の記録媒体に多重記録し、第2の
再生手段が、空間光変調器に表示された1画像が分割さ
れた複数枚のホログラムが重ね合わされてなる多重記録
ホログラムを再生するようにしてもよい。Also, in the hologram recording / reproducing apparatus according to the present invention, the first recording means is a microlens comprising a spatial light modulator and a plurality of microlenses arranged corresponding to each pixel of the spatial light modulator. An array is provided, and a spot on a focal plane of each microlens is separated by changing an incident angle of light incident on the spatial light modulator, and one image displayed on the spatial light modulator is divided into a plurality of images. Multiple recording is performed on the first recording medium as a plurality of holograms, and the second reproducing unit reproduces a multiplex recording hologram formed by superimposing a plurality of holograms obtained by dividing one image displayed on the spatial light modulator. You may make it.
【0030】この場合、第2の再生手段により再生され
た多重記録ホログラムは、例えば、表示手段により1画
像として表示される。或いは、ホログラム抽出手段によ
り、多重記録ホログラムを構成する複数枚のホログラム
のうち所望のホログラムが抽出される。In this case, the multiplexed hologram reproduced by the second reproducing means is displayed as one image by the display means, for example. Alternatively, a desired hologram is extracted from a plurality of holograms constituting the multiplexed hologram by the hologram extracting means.
【0031】また、本発明に係るホログラム記録再生方
法は、上記課題を解決するために、1枚のホログラムを
記録する毎に物体光の入射角度を変えながら、同一の参
照光を用いて複数枚のホログラムを第1のホログラム記
録媒体に多重記録する第1のステップと、第1のステッ
プにおいて第1のホログラム記録媒体に多重記録された
複数枚のホログラムを一括して再生する第2のステップ
と、第2のステップにおいて一括して再生された複数枚
のホログラムの再生光を物体光として、上記複数枚のホ
ログラムが重ね合わされ1つのホログラムとされてなる
多重記録ホログラムを異なる参照光を用いて第2の記録
媒体に複数枚多重記録する第3のステップと、第3のス
テップにおいて第2のホログラム記録媒体に多重記録さ
れた複数枚の多重記録ホログラムのうち所望の多重記録
ホログラムを選択的に再生する第4のステップとを経る
ことを特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, the hologram recording / reproducing method according to the present invention changes a plurality of holograms by using the same reference light while changing the incident angle of the object light every time one hologram is recorded. A first step of multiplex-recording the holograms on the first hologram recording medium, and a second step of collectively reproducing a plurality of holograms multiplex-recorded on the first hologram recording medium in the first step. The multiplexed hologram formed by superimposing the plurality of holograms to form one hologram using the reproduction light of the plurality of holograms collectively reproduced in the second step as object light using a different reference light. A third step of multiplex-recording a plurality of sheets on the second recording medium, and multiplexing a plurality of sheets multiplex-recorded on the second hologram recording medium in the third step Of recorded hologram it is characterized by undergoing a fourth step of reproducing selectively the desired multiple recording holograms.
【0032】このホログラム記録再生方法によれば、第
1のステップにおいて、複数枚のホログラムが第1の記
録媒体に多重記録される。このとき、各ホログラムは、
それぞれ物体光の入射角度を異ならせながら同一の参照
光を用いて第1のホログラム記録媒体に記録される。According to the hologram recording / reproducing method, in the first step, a plurality of holograms are multiplex-recorded on the first recording medium. At this time, each hologram is
Recording is performed on the first hologram recording medium using the same reference light while changing the incident angle of the object light.
【0033】第1のステップにおいて第1のホログラム
記録媒体に多重記録された複数枚のホログラムは、第2
のステップにおいて一括して再生される。すなわち、第
2のステップでは、第1のステップにおいて第1のホロ
グラム記録媒体に複数枚のホログラムを記録した際に用
いた参照光と同じ入射角で第1のホログラム記録媒体に
読み出し光を入射することにより、第1のホログラム記
録媒体に多重記録された複数枚のホログラムを一括して
再生する。In the first step, a plurality of holograms multiplex-recorded on the first hologram recording medium are
Are reproduced collectively in the step. That is, in the second step, the readout light is incident on the first hologram recording medium at the same incident angle as the reference light used when recording a plurality of holograms on the first hologram recording medium in the first step. Thereby, a plurality of holograms multiplex-recorded on the first hologram recording medium are reproduced collectively.
【0034】第2のステップにおいて一括して再生され
た複数枚のホログラムは、各ホログラムが重ね合わされ
た状態とされている。そして、この複数枚のホログラム
が重ね合わされ1つのホログラムとされてなる多重記録
ホログラムは、第3のステップにおいて第2のホログラ
ム記録媒体に再度記録されることになる。すなわち、第
3のステップでは、第1の再生手段により一括して再生
された複数枚のホログラム(多重記録ホログラム)の再
生光を物体光として用い、この多重記録ホログラムを第
2のホログラム記録媒体に再度記録する。そして、第3
のステップでは、異なる参照光を用いて多重記録ホログ
ラムを第2の記録媒体に複数枚多重記録する。The plurality of holograms reproduced collectively in the second step are in a state where each hologram is superimposed. Then, the multiple recording hologram in which the plurality of holograms are superimposed into one hologram is recorded again in the second hologram recording medium in the third step. That is, in the third step, the reproduction light of a plurality of holograms (multiple recording holograms) collectively reproduced by the first reproducing means is used as object light, and the multiple recording hologram is used as the second hologram recording medium. Record again. And the third
In the step (2), multiple holograms are multiplex-recorded on the second recording medium using different reference beams.
【0035】第3のステップにおいて第2のホログラム
記録媒体に多重記録された複数枚の多重記録ホログラム
は、第4のステップにおいて選択的に再生される。すな
わち、第4のステップでは、例えば、複数枚の多重記録
ホログラムが角度多重で第2のホログラム記録媒体に多
重記録されている場合には、読み出し光の入射角を選択
することにより、所望の多重記録ホログラムを再生す
る。The multiple holograms multiplex-recorded on the second hologram recording medium in the third step are selectively reproduced in the fourth step. That is, in the fourth step, for example, when a plurality of multiplexed recording holograms are multiplex-recorded on the second hologram recording medium by angle multiplexing, the desired multiplexing is performed by selecting the incident angle of the reading light. Regenerate the recorded hologram.
【0036】なお、本発明に係るホログラム記録再生方
法は、第4のステップにおいて再生された多重記録ホロ
グラムを構成する複数枚のホログラムのうち所望のホロ
グラムを抽出する第5のステップを経ることが望まし
い。この第5のステップでは、例えば、第4のステップ
において再生された多重記録ホログラムの再生光を空間
的な開口を用いて像のフーリエ面上でフィルタリングす
ることにより所望のホログラムを抽出すること、或い
は、第2の再生手段により再生された多重記録ホログラ
ムの再生光を角度依存性を有する素子により選択的に透
過又は反射させることにより所望のホログラムを抽出す
ること等が考えられる。The hologram recording / reproducing method according to the present invention desirably includes a fifth step of extracting a desired hologram from a plurality of holograms constituting the multiplexed hologram reproduced in the fourth step. . In the fifth step, for example, a desired hologram is extracted by filtering the reproduction light of the multiplexed hologram reproduced in the fourth step on the Fourier plane of the image using a spatial aperture, or It is possible to extract a desired hologram by selectively transmitting or reflecting the reproduction light of the multiplexed hologram reproduced by the second reproducing means by an element having an angle dependency.
【0037】また、本発明に係るホログラム記録再生方
法は、第1のホログラム記録媒体として、例えば、フォ
トリフラクティブ結晶等の書き換え可能なホログラム記
録材料を用い、第2のホログラム記録媒体として、例え
ば、フォトポリマー等の一度だけ記録が可能なホログラ
ム記録材料を用いることが望ましい。In the hologram recording / reproducing method according to the present invention, a rewritable hologram recording material such as a photorefractive crystal is used as the first hologram recording medium, and a hologram recording medium is used as the second hologram recording medium. It is desirable to use a hologram recording material such as a polymer that can be recorded only once.
【0038】また、本発明に係るホログラム記録再生方
法は、第1のステップにおいて、空間光変調器とこの空
間光変調器の各画素に対応して複数のマイクロレンズが
配列されてなるマイクロレンズアレイとを用い、空間光
変調器に入射する光の入射角を変えることにより各マイ
クロレンズの焦点面におけるスポットを分離させ、空間
光変調器に表示された1画像を複数の画像に分割して複
数枚のホログラムとして第1の記録媒体に多重記録し、
第4のステップにおいて、空間光変調器に表示された1
画像が分割された複数枚のホログラムが重ね合わされて
なる多重記録ホログラムを再生するようにしてもよい。Further, in the hologram recording / reproducing method according to the present invention, in the first step, a microlens array comprising a spatial light modulator and a plurality of microlenses arranged corresponding to each pixel of the spatial light modulator. The spot on the focal plane of each microlens is separated by changing the angle of incidence of the light incident on the spatial light modulator, and one image displayed on the spatial light modulator is divided into a plurality of images. Multiplex recording on the first recording medium as one hologram,
In a fourth step, the 1 displayed on the spatial light modulator
A multiplexed hologram formed by superposing a plurality of holograms obtained by dividing an image may be reproduced.
【0039】この場合、第4のステップにおいて再生さ
れた多重記録ホログラムは、例えば、1画像として表示
される。或いは、第5のステップにおいて、多重記録ホ
ログラムを構成する複数枚のホログラムのうち所望のホ
ログラムが抽出される。In this case, the multiplexed hologram reproduced in the fourth step is displayed as, for example, one image. Alternatively, in the fifth step, a desired hologram is extracted from a plurality of holograms forming the multiplexed hologram.
【0040】[0040]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0041】本発明を適用したホログラム記録再生装置
の一構成例を図1に示す。この図1に示すホログラム記
録再生装置1は、波長幅が十分狭くコヒーレンスの高い
レーザ光を出射する光源2を備えている。この光源2か
ら出射されるレーザ光の光路上には、このレーザ光を平
行光に変換するコリメータレンズ3と、このコリメータ
レンズ3により平行光に変換されたレーザ光の光路を分
岐するための第1のビームスプリッタ4とが配設されて
いる。第1のビームスプリッタ4は、例えば、コリメー
タレンズ3により平行光に変換されたレーザ光の一部を
透過すると共に、他の一部を反射してその光路を例えば
約90度折り曲げることにより、このレーザ光の光路を
分岐する。FIG. 1 shows an example of the configuration of a hologram recording / reproducing apparatus to which the present invention is applied. The hologram recording / reproducing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a light source 2 which emits laser light having a sufficiently narrow wavelength width and high coherence. A collimator lens 3 for converting the laser light into parallel light is provided on an optical path of the laser light emitted from the light source 2, and a collimator lens 3 for branching the optical path of the laser light converted into parallel light by the collimator lens 3. One beam splitter 4 is provided. The first beam splitter 4 transmits, for example, a part of the laser light converted into the parallel light by the collimator lens 3 and reflects the other part to bend the optical path by, for example, about 90 degrees. The optical path of the laser light is branched.
【0042】第1のビームスプリッタ4により反射さ
れ、光路が折り曲げられたレーザ光の光路上には、この
レーザ光のON/OFFの切り換えを行う第1のシャッ
タ5と、このレーザ光の進行方向を制御する第1のビー
ムデフレクタ6とが配設されている。第1のビームデフ
レクタ6は、入射したレーザ光を所定の偏向角で偏向し
て透過又は反射させることによりこのレーザ光の進行方
向を制御するものであり、例えば、音響光学偏向器や電
気光学偏向器、ガルバノミラー等より構成される。な
お、この第1のビームデフレクタ6は、レーザ光を一次
元方向に偏向するようにしてもよいし、二次元方向に偏
向するようにしてもよい。A first shutter 5 for switching ON / OFF of the laser light is provided on the optical path of the laser light whose optical path is reflected by the first beam splitter 4, and the traveling direction of the laser light. And a first beam deflector 6 for controlling the first beam deflector. The first beam deflector 6 controls the traveling direction of the laser light by deflecting the incident laser light at a predetermined deflection angle and transmitting or reflecting the laser light. For example, an acousto-optic deflector or an electro-optic deflection And a galvanomirror. Note that the first beam deflector 6 may deflect the laser light in a one-dimensional direction or may deflect the laser light in a two-dimensional direction.
【0043】この第1のビームデフレクタ6により進行
方向が制御されたレーザ光の光路上には、空間光変調器
7と第1のホログラム記録媒体8とが配設されている。
そして、第1のビームデフレクタ6と空間光変調器7と
の間には、第1のビームデフレクタ6の出射面を空間光
変調器7に投影するためのレンズ9,10が配設されて
いる。なお、図1に示す例においては、第1のビームデ
フレクタ6の出射面を空間光変調器7に等倍で投影する
場合を考えて、レンズ9とレンズ10の焦点距離を共に
Fとし、第1のビームデフレクタ7をレンズ9の焦点面
上に配設し、空間光変調器7をレンズ10の焦点面上に
配設し、レンズ9とレンズ10の間隔が2Fとなるよう
にしている。On the optical path of the laser beam whose traveling direction is controlled by the first beam deflector 6, a spatial light modulator 7 and a first hologram recording medium 8 are provided.
Further, between the first beam deflector 6 and the spatial light modulator 7, lenses 9 and 10 for projecting the emission surface of the first beam deflector 6 to the spatial light modulator 7 are provided. . In the example shown in FIG. 1, the focal length of both the lens 9 and the lens 10 is set to F in consideration of a case where the emission surface of the first beam deflector 6 is projected onto the spatial light modulator 7 at the same magnification. One beam deflector 7 is disposed on the focal plane of the lens 9 and the spatial light modulator 7 is disposed on the focal plane of the lens 10 so that the distance between the lenses 9 and 10 is 2F.
【0044】ここで、ラグランジェヘルムホルツの関係
より、各面への入射光と入射角との積は一定なので、光
線を拡大するとビームの偏向角が縮小される。逆にビー
ムの偏向角を大きくしようとすると、ビーム径を縮小し
なければならない。したがって、必要であれば、この投
影倍率や第1のビームデフレクタ7での出射光束の出射
径を適当な値に設定することが望ましい。Here, from the relationship of Lagrange Helmholtz, the product of the incident light and the incident angle on each surface is constant, so that when the light beam is enlarged, the deflection angle of the beam is reduced. Conversely, to increase the beam deflection angle, the beam diameter must be reduced. Therefore, if necessary, it is desirable to set the projection magnification and the emission diameter of the emitted light beam from the first beam deflector 7 to appropriate values.
【0045】空間光変調器7は、例えば透過型の液晶表
示装置(LCD)等よりなり、画像信号に応じた画像を
表示部に表示する。そして、空間光変調器7は、第1の
ビームデフレクタ6から出射されたレーザ光をこの表示
部を透過させることにより、このレーザ光を表示部に表
示した画像に応じて変調する。The spatial light modulator 7 is composed of, for example, a transmission type liquid crystal display (LCD) and displays an image corresponding to an image signal on a display unit. The spatial light modulator 7 transmits the laser beam emitted from the first beam deflector 6 through the display unit, and modulates the laser beam according to the image displayed on the display unit.
【0046】このホログラム記録再生装置1において
は、以上のように、第1のビームスプリッタ4により反
射され、第1のビームデフレクタ6により偏向された後
に空間光変調器7により変調されたレーザ光が物体光と
される。In the hologram recording / reproducing apparatus 1, as described above, the laser light reflected by the first beam splitter 4, deflected by the first beam deflector 6, and then modulated by the spatial light modulator 7 is used. Object light.
【0047】空間光変調器7と第1のホログラム記録媒
体8との間には、空間光変調器7の表示部に表示された
画像に応じて変調された物体光をフーリエ変換するため
のレンズ11が配設されている。なお、図1に示す例に
おいては、レンズ11の焦点距離をfとし、空間光変調
器7と第1のホログラム記録媒体8とをそれぞれレンズ
11の焦点面上に配設するようにしている。ここで、第
1のホログラム記録媒体8は、その中心を位置の基準と
している。Between the spatial light modulator 7 and the first hologram recording medium 8, a lens for Fourier transforming the object light modulated according to the image displayed on the display unit of the spatial light modulator 7 11 are provided. In the example shown in FIG. 1, the focal length of the lens 11 is f, and the spatial light modulator 7 and the first hologram recording medium 8 are arranged on the focal plane of the lens 11, respectively. Here, the center of the first hologram recording medium 8 is used as a position reference.
【0048】第1のビームデフレクタ6により偏向され
た後に空間光変調器7により変調された物体光は、レン
ズ11を透過することによりフーリエ変換され、そのフ
ーリエ面近傍に配設された第1のホログラム記録媒体8
に、第1のビームデフレクタ6による偏向角に応じた入
射角で入射する。The object light modulated by the spatial light modulator 7 after being deflected by the first beam deflector 6 is transmitted through the lens 11 to be Fourier-transformed, and the first object light is disposed near the Fourier plane. Hologram recording medium 8
At an incident angle corresponding to the deflection angle of the first beam deflector 6.
【0049】一方、第1のビームスプリッタ4を透過し
たレーザ光の光路上には、このレーザ光を反射してその
光路を約90度折り曲げる折り返しミラー12と、この
折り返しミラー12により反射され、光路が折り曲げら
れたレーザ光の光路を分岐するための第2のビームスプ
リッタ13とが配設されている。第2のビームスプリッ
タ13は、例えば、折り返しミラー12により反射され
たレーザ光の一部を透過すると共に、他の一部を反射し
てその光路を例えば約90度折り曲げることにより、こ
のレーザ光の光路を分岐する。On the other hand, on the optical path of the laser beam transmitted through the first beam splitter 4, there are provided a folding mirror 12 for reflecting the laser beam and bending the optical path by about 90 degrees, and a reflecting mirror 12 for reflecting the laser beam. And a second beam splitter 13 for splitting the optical path of the laser light having the bent laser beam. The second beam splitter 13 transmits, for example, a part of the laser light reflected by the return mirror 12, reflects the other part, and bends the optical path of the laser light by, for example, about 90 degrees. The optical path is branched.
【0050】第2のビームスプリッタ13により反射さ
れ、光路が折り曲げられたレーザ光の光路上には、この
レーザ光のON/OFFの切り換えを行う第2のシャッ
タ14が配設されている。また、第2のビームスプリッ
タ13を透過したレーザ光の光路上には、このレーザ光
のON/OFFの切り換えを行う第3のシャッタ15が
配設されている。A second shutter 14 for switching ON / OFF of the laser light is disposed on the optical path of the laser light reflected by the second beam splitter 13 and bent. On the optical path of the laser beam transmitted through the second beam splitter 13, a third shutter 15 for switching ON / OFF of the laser beam is provided.
【0051】そして、このホログラム記録再生装置1に
おいては、第2のシャッタ14が開放されたときに、第
2のビームスプリッタ13により反射され、光路が折り
曲げられたレーザ光が、参照光として、上記第1のホロ
グラム記録媒体8に所定の入射角で入射するようになさ
れている。In the hologram recording / reproducing apparatus 1, when the second shutter 14 is opened, the laser light reflected by the second beam splitter 13 and having the optical path bent is used as the reference light as the above-mentioned reference light. The light is incident on the first hologram recording medium 8 at a predetermined incident angle.
【0052】したがって、このホログラム記録再生装置
1は、第1のシャッタ5及び第2のシャッタ14を開放
し、第3のシャッタ15を閉じた状態で光源2からレー
ザ光を出射することにより、空間光変調器7により変調
され、第1のビームデフレクタ6による偏向角に応じた
入射角で第1のホログラム記録媒体8に入射する物体光
と、所定の入射角で第1のホログラム記録媒体8に入射
する参照光とを、第1のホログラム記録媒体8中で干渉
させ、空間光変調器7に表示された画像をホログラムと
して第1のホログラム記録媒体8に記録することができ
る。Therefore, the hologram recording / reproducing apparatus 1 emits laser light from the light source 2 in a state where the first shutter 5 and the second shutter 14 are opened and the third shutter 15 is closed. The object light modulated by the light modulator 7 and incident on the first hologram recording medium 8 at an incident angle corresponding to the deflection angle of the first beam deflector 6 and the first hologram recording medium 8 at a predetermined incident angle The incident reference light is caused to interfere in the first hologram recording medium 8, and the image displayed on the spatial light modulator 7 can be recorded on the first hologram recording medium 8 as a hologram.
【0053】本発明に係るホログラム記録再生装置1
は、以上の記録過程を、第1のビームデフレクタ6によ
る偏向角を変えることにより空間光変調器7を透過した
物体光の第1のホログラム記録媒体8への入射角を変え
ながら、同一の参照光を用いて繰り返し行い、第1のホ
ログラム記録媒体8に複数枚のホログラムを多重記録す
る。以下、この記録過程を第1のステップという。Hologram recording / reproducing apparatus 1 according to the present invention
In the recording process described above, the same reference is performed while changing the angle of incidence of the object light transmitted through the spatial light modulator 7 on the first hologram recording medium 8 by changing the deflection angle of the first beam deflector 6. This is repeatedly performed using light, and a plurality of holograms are multiplex-recorded on the first hologram recording medium 8. Hereinafter, this recording process is referred to as a first step.
【0054】ホログラム記録再生装置1は、第1のホロ
グラム記録媒体8に多重記録された各「ページ」が再生
時に全て等しい回折効率を持つように、第1のステップ
におけるレコーディングスケジュールが設定されてい
る。The recording schedule in the first step of the hologram recording / reproducing apparatus 1 is set such that all “pages” multiplex-recorded on the first hologram recording medium 8 have the same diffraction efficiency during reproduction. .
【0055】なお、説明の便宜のために、以下の説明に
おいては、第1のホログラム記録媒体8に記録される1
枚1枚のホログラムを「ページ」と呼び、これらの各「ペ
ージ」が同一の参照光を用いて第1のホログラム記録媒
体に多重記録されることによりこれら複数の「ページ」
が重ね合わされてなる多重記録ホログラムを「チャプタ
ー」と呼ぶことにする。For the sake of convenience, in the following description, 1 is recorded on the first hologram recording medium 8.
Each hologram is called a “page”, and each of these “pages” is multiplex-recorded on the first hologram recording medium using the same reference light, so that the plurality of “pages”
Will be referred to as a “chapter”.
【0056】第1のステップにおいて第1のホログラム
記録媒体8に多重記録された全ての「ページ」は、上述し
たように、同一の参照光を用いて記録されている。した
がって、ホログラム記録再生装置1は、各「ページ」を
記録した際に用いた参照光と同じ光を、読み出し光とし
て第1のホログラム記録媒体8に入射させると、第1の
ホログラム記録媒体8に記録された「チャプター」の全て
の「ページ」を一括して再生することができる。以下、こ
の再生過程を第2のステップという。All "pages" multiplex-recorded on the first hologram recording medium 8 in the first step are recorded using the same reference light, as described above. Therefore, the hologram recording / reproducing apparatus 1 irradiates the first hologram recording medium 8 with the same light as the reference light used when recording each “page” as readout light. All the "pages" of the recorded "chapter" can be reproduced collectively. Hereinafter, this reproduction process is referred to as a second step.
【0057】第2のステップにおいて再生された再生光
の光路上には、この再生光をフーリエ変換するためのレ
ンズ16,17と、このレンズ16,17を透過した再
生光が物体光として入射する第2のホログラム記録媒体
18が配設されている。なお、図1に示す例において
は、レンズ16,17の焦点距離を共にfとし、第1の
ホログラム記録媒体8がレンズ16の焦点面上に位置
し、第2のホログラム記録媒体18がレンズ17の焦点
面上に位置し、レンズ16とレンズ17との間隔が2f
となるようにしている。ここで、第2のホログラム記録
媒体18は、その中心を位置の基準としている。On the optical path of the reproduced light reproduced in the second step, lenses 16 and 17 for Fourier transforming the reproduced light, and the reproduced light transmitted through the lenses 16 and 17 are incident as object light. A second hologram recording medium 18 is provided. In the example shown in FIG. 1, the focal lengths of the lenses 16 and 17 are both f, the first hologram recording medium 8 is located on the focal plane of the lens 16, and the second hologram recording medium 18 is And the distance between the lens 16 and the lens 17 is 2f
I am trying to be. Here, the center of the second hologram recording medium 18 is used as a position reference.
【0058】第2のステップにおいて、第1のホログラ
ム記録媒体8から再生された全ての「ページ」、すなわち
「チャプター」をレンズ16でフーリエ変換すれば、レン
ズ16の焦点面である再生像面に「チャプター」の再生
像が再生される。この再生像面に再生された「チャプタ
ー」の再生像は、「チャプター」を構成する全ての「ペー
ジ」の再生像がコヒーレントに重ね合わされ干渉し合っ
た状態とされているので、この像から各「ページ」を判別
して読み出すことはできない。In the second step, all the “pages”, ie, “chapters” reproduced from the first hologram recording medium 8 are Fourier-transformed by the lens 16, so that the reproduction image plane which is the focal plane of the lens 16 is obtained. A reproduced image of the “chapter” is reproduced. The reproduced images of the “chapter” reproduced on this reproduced image plane are in a state where the reproduced images of all the “pages” constituting the “chapter” are superposed coherently and interfere with each other. “Page” cannot be determined and read.
【0059】本発明に係るホログラム記録再生装置1
は、この再生像面に再生された「チャプター」の再生像
を再びレンズ17でフーリエ変換して、フーリエ変換さ
れた像を物体光として、そのフーリエ面近傍に配設され
た第2のホログラム記録媒体18に所定の角度で入射さ
せるようにしている。Hologram recording / reproducing apparatus 1 according to the present invention
A Fourier transform is again performed by the lens 17 on the reproduced image of the “chapter” reproduced on the reproduced image plane, and the Fourier-transformed image is used as the object light. The light is incident on the medium 18 at a predetermined angle.
【0060】一方、上述した第2のビームスプリッタ1
3を透過したレーザ光の光路上には、このレーザ光の進
行方向を制御する第2のビームデフレクタ19が配設さ
れている。この第2のビームデフレクタ19は、第1の
ビームデフレクタ4と同様に、入射したレーザ光を所定
の偏向角で偏向して透過又は反射させることによりこの
レーザ光の進行方向を制御するものであり、例えば、音
響光学偏向器や電気光学偏向器、ガルバノミラー等より
構成される。但し、この第2のビームデフレクタ19
は、「チャプター」を角度多重により第2のホログラム
記録媒体18に記録するために、参照光の入射角を変え
る手段として用いられるため、レーザ光を二次元方向に
偏向することはできず、物体光光軸を含む1次元面内で
偏向させる必要がある。もし、参照光と物体光の作る平
面に垂直な方向に参照光を走査すると、縮退が生じて、
複数のホログラムが同時に再生されてしまうからである
(「フォトリフラクティブ非線型光学」、P. Yeh、丸善参
照)。但し、フラクタル多重を行う場合はこの限りでは
なく、参照光と物体光の作る平面に垂直な方向にもレー
ザ光を偏向することができるが、それほど多くの多重度
を得られない上、再生像の位置が参照光と物体光の作る
平面に垂直な方向にシフトするため、CCDなどの受光
器を移動させるか、大きなCCDを用いるなどの手段を
講じなければならない。On the other hand, the second beam splitter 1
A second beam deflector 19 for controlling the traveling direction of the laser light is disposed on the optical path of the laser light transmitted through the laser beam 3. Like the first beam deflector 4, the second beam deflector 19 controls the traveling direction of the laser beam by deflecting the incident laser beam at a predetermined deflection angle and transmitting or reflecting the laser beam. For example, it is composed of an acousto-optic deflector, an electro-optic deflector, a galvanomirror and the like. However, the second beam deflector 19
Is used as a means for changing the incident angle of the reference light in order to record the “chapter” on the second hologram recording medium 18 by angle multiplexing, and therefore cannot deflect the laser light in the two-dimensional direction. It is necessary to deflect in a one-dimensional plane including the optical axis. If the reference beam is scanned in the direction perpendicular to the plane created by the reference beam and the object beam, degeneration occurs,
This is because multiple holograms are reproduced at the same time (see "Photorefractive Nonlinear Optics", P. Yeh, Maruzen). However, this is not the case when fractal multiplexing is performed, and the laser beam can be deflected also in a direction perpendicular to the plane formed by the reference beam and the object beam, but not so much multiplicity can be obtained and the reproduced image cannot be obtained. Is shifted in the direction perpendicular to the plane formed by the reference light and the object light, it is necessary to move a light receiver such as a CCD or use a large CCD.
【0061】本発明に係るホログラム記録再生装置1に
おいては、第2のビームスプリッタ13を透過し、第2
のビームデフレクタ19により進行方向が制御されたレ
ーザ光が、参照光として、第2のビームデフレクタ19
による偏向角に応じた入射角で第2のホログラム記録媒
体18に入射するようになされている。In the hologram recording / reproducing apparatus 1 according to the present invention, the light is transmitted through the second beam splitter 13 and
The laser beam whose traveling direction is controlled by the beam deflector 19 is used as the reference beam as the second beam deflector 19.
Is incident on the second hologram recording medium 18 at an incident angle corresponding to the deflection angle of the second hologram.
【0062】したがって、このホログラム記録再生装置
1は、第1のシャッタ5を閉じて第2及び第3のシャッ
タ14,15を開放し、光源2からレーザ光を出射する
ことにより、第1のホログラム記録媒体8に多重記録さ
れた各「ページ」、すなわち「チャプター」を再生し、
この再生光を物体光として所定の入射角で第2のホログ
ラム記録媒体18に入射させると共に、第2のビームス
プリッタ13を透過したレーザ光を第2のビームデフレ
クタ19により偏向し、この偏向角に応じた入射角で第
2のホログラム記録媒体18に参照光として入射させ、
これらの光を第2のホログラム記録媒体18中で干渉さ
せて、「チャプター」を構成する全ての「ページ」が重ね合
わされてなる多重記録ホログラムを1枚のホログラムと
して第2のホログラム記録媒体18に記録することがで
きる。Therefore, the hologram recording / reproducing apparatus 1 closes the first shutter 5 and opens the second and third shutters 14 and 15, and emits a laser beam from the light source 2, thereby obtaining the first hologram. Each “page” multiplex-recorded on the recording medium 8, that is, “chapter” is reproduced,
The reproduced light is made to be incident on the second hologram recording medium 18 at a predetermined incident angle as object light, and the laser light transmitted through the second beam splitter 13 is deflected by a second beam deflector 19, and is deflected by the second beam deflector 19. Incident on the second hologram recording medium 18 as reference light at the corresponding incident angle,
These lights interfere with each other in the second hologram recording medium 18, and a multiplexed hologram in which all the “pages” constituting the “chapter” are superimposed on the second hologram recording medium 18 as one hologram. Can be recorded.
【0063】本発明に係るホログラム記録再生装置1
は、以上の記録過程を経て、「チャプター」を構成する全
ての「ページ」が重ね合わされてなる多重記録ホログラム
を1枚のホログラムとして第2のホログラム記録媒体1
8に記録したら、再度、第1のステップに戻って、第1
のホログラム記録媒体8に新たな「ページ」を多重記録
し、第1のホログラム記録媒体8に新たな「チャプタ
ー」を構成する。このとき、第1のホログラム記録媒体
8へ新たな「チャプター」を記録する前に、第1のホログ
ラム記録媒体8に記録された古い「チャプター」の全ての
「ページ」を光照射や加熱などの手段を用いて消去するよ
うにしてもよい。The hologram recording / reproducing apparatus 1 according to the present invention
Is a multi-recording hologram in which all the “pages” constituting the “chapter” are superimposed through the above recording process as one hologram.
8 and then return to the first step again and
A new “page” is multiplex-recorded on the first hologram recording medium 8 to form a new “chapter” on the first hologram recording medium 8. At this time, before recording a new “chapter” on the first hologram recording medium 8, all “pages” of the old “chapter” recorded on the first hologram recording medium 8 are irradiated with light or heated. You may make it erase | eliminate using a means.
【0064】第1のホログラム記録媒体8へ新たな「チ
ャプター」が記録されたら、第2のステップにより、こ
の「チャプター」を再生する。そして、この「チャプタ
ー」の再生像を物体光として再び第2のホログラム記録
媒体18へ入射させる。このとき、第2のビームデフレ
クタ19による偏向角を変えることにより参照光の第2
のホログラム記録媒体18への入射角を前の「チャプタ
ー」記録時とは異ならせ、新たな「チャプター」を第1
のホログラム記録媒体18に記録する。この手続きを繰
り返して、第2の記録媒体18に、複数の「チャプタ
ー」をいわゆる角度多重記録により記録する。以下、こ
の記録過程を第3のステップという。When a new "chapter" is recorded on the first hologram recording medium 8, this "chapter" is reproduced in a second step. Then, the reproduced image of the “chapter” is made to enter the second hologram recording medium 18 again as object light. At this time, by changing the deflection angle by the second beam deflector 19, the second
The angle of incidence on the hologram recording medium 18 is different from that at the time of the previous “chapter” recording, and a new “chapter” is set as the first “chapter”.
Is recorded on the hologram recording medium 18. By repeating this procedure, a plurality of “chapter” is recorded on the second recording medium 18 by so-called angle multiplex recording. Hereinafter, this recording process is referred to as a third step.
【0065】ホログラム記録再生装置1は、第2のホロ
グラム記録媒体18に多重記録された各「チャプター」
が再生時に全て等しい回折効率を持つように、第3のス
テップにおけるレコーディングスケジュールが設定され
ている。The hologram recording / reproducing apparatus 1 controls each “chapter” multiplex-recorded on the second hologram recording medium 18.
Are set to have the same diffraction efficiency during reproduction.
【0066】なお、説明の便宜のために、以下の説明に
おいては、同一の参照光で多重記録された「ページ」から
なる「チャプター」を、第2のホログラム記録媒体18に
「チャプター」毎に異なる参照光を用いて多重記録したホ
ログラムの全体を「ブック」と呼ぶことにする。For the sake of convenience, in the following description, a “chapter” composed of “pages” multiplex-recorded with the same reference light will be described in the second hologram recording medium 18 for each “chapter”. The entire hologram multiplexed and recorded using different reference beams will be referred to as a “book”.
【0067】第3のステップにおいて第2のホログラム
記録媒体18に複数の「チャプター」が多重記録されて
なる「ブック」のうち、所望の「チャプター」を再生す
るには、第1のシャッタ5及び第2のシャッタ14を閉
じ、第3のシャッタ15を開放した状態で光源2からレ
ーザ光を出射させ、第2のビームデフレクタ19による
偏向角を調整して、再生する「チャプター」を記録した
際に用いた参照光と同じ光を、読み出し光として第2の
ホログラム記録媒体18に入射させればよい。以下、こ
の再生過程を第4のステップという。In the third step, to reproduce a desired “chapter” from a “book” in which a plurality of “chapters” are multiplex-recorded on the second hologram recording medium 18, the first shutter 5 and the When recording a “chapter” to be reproduced by emitting a laser beam from the light source 2 with the second shutter 14 closed and the third shutter 15 opened, adjusting the deflection angle by the second beam deflector 19 In this case, the same light as the reference light used in step (b) may be incident on the second hologram recording medium 18 as read light. Hereinafter, this reproduction process is referred to as a fourth step.
【0068】第4のステップにおいて再生された再生光
の光路上には、この再生光をフーリエ変換するためのレ
ンズ20,21が配設されている。図1に示す例におい
ては、レンズ20,21の焦点距離を共にfとし、第2
のホログラム記録媒体18がレンズ20の焦点面上に位
置し、レンズ20とレンズ21との間隔が2fとなるよ
うにしている。On the optical path of the reproduced light reproduced in the fourth step, lenses 20 and 21 for Fourier transforming the reproduced light are provided. In the example shown in FIG. 1, the focal lengths of the lenses 20 and 21 are both f, and the second
Is located on the focal plane of the lens 20, and the distance between the lens 20 and the lens 21 is 2f.
【0069】第4のステップにおいて、第2のホログラ
ム記録媒体18から選択的に再生された「チャプター」を
レンズ20でフーリエ変換すれば、レンズ20の焦点面
である再生像面に選択された「チャプター」の再生像が
再生される。しかし、上述したように、この再生像面に
再生された「チャプター」の再生像は、「チャプター」を
構成する全ての「ページ」の再生像がコヒーレントに重ね
合わされ干渉し合った状態とされているので、この像か
ら各「ページ」を判別して読み出すことはできない。In the fourth step, if the “chapter” selectively reproduced from the second hologram recording medium 18 is subjected to Fourier transform by the lens 20, the “chapter” selected as the reproduction image plane which is the focal plane of the lens 20 is obtained. The reproduced image of "chapter" is reproduced. However, as described above, the reproduced images of the “chapter” reproduced on this reproduced image plane are in a state where the reproduced images of all the “pages” constituting the “chapter” are superposed coherently and interfere with each other. Therefore, each “page” cannot be determined and read from this image.
【0070】そこで、本発明に係るホログラム記録再生
装置1は、この再生像面に再生された「チャプター」の
再生像を再びレンズ21でフーリエ変換して、フーリエ
変換された像をレンズ21の焦点面である再生像面に再
生する。ここで、レンズ21の焦点面である再生像面
は、空間光変調器7のフーリエ変換面になっている。し
たがって、空間光変調器7の面で異なる方向の平行光線
はこの再生像面において異なる点に集光されることにな
る。具体的には、空間光変調器7は、一般的に、各画素
の形状が矩形開口であるものが殆どであるため、この再
生像面に再生される再生像は、縦横に回折光が広がった
回折パターンをとる。Therefore, the hologram recording / reproducing apparatus 1 according to the present invention performs the Fourier transform on the reproduced image of the “chapter” reproduced on the reproduced image plane again by the lens 21, and focuses the Fourier-transformed image on the focal point of the lens 21. Playback is performed on a playback image plane that is a surface. Here, the reproduction image plane which is the focal plane of the lens 21 is a Fourier transform plane of the spatial light modulator 7. Therefore, parallel rays in different directions on the surface of the spatial light modulator 7 are condensed at different points on the reproduced image plane. More specifically, since the spatial light modulator 7 generally has a shape in which each pixel has a rectangular aperture in most cases, the reproduced image reproduced on the reproduced image plane has diffracted light spread vertically and horizontally. Take a diffraction pattern.
【0071】本発明に係るホログラム記録再生装置1
は、このレンズ21の焦点面である再生像面に、再生像
の縦横の正負1次光までを含めて、特定の「ページ」成分
の回折光をフィルタリングして取り出すホログラム抽出
手段22を配設し、このホログラム抽出手段22により
再生像面に再生された「チャプター」の中から所望の
「ページ」を抽出するようにしている。以下、この所望
の「ページ」を抽出する過程を第5のステップという。Hologram recording / reproducing apparatus 1 according to the present invention
Is provided with a hologram extracting means 22 for filtering out a diffracted light of a specific “page” component, including the vertical and horizontal positive and negative primary lights of the reproduced image, on a reproduced image plane which is a focal plane of the lens 21. Then, a desired “page” is extracted from the “chapter” reproduced on the reproduction image plane by the hologram extraction means 22. Hereinafter, the process of extracting the desired “page” is referred to as a fifth step.
【0072】第5のステップにおいて用いるホログラム
抽出手段22としては、例えば、開口部が可動のアパー
チャが考えられる。すなわち、このアパーチャを用い
て、「チャプター」全体の回折パターンの中から所望の
「ページ」の成分だけを開口部を介して透過させると共に
他の「ページ」の回折光を遮断し、開口部を介して透過し
た「ページ」成分の回折光を、その光路上に配設されたレ
ンズ23で再度フーリエ変換することで、その「ページ」
の像をレンズ23の後側焦点面に復元することができ
る。The hologram extracting means 22 used in the fifth step may be, for example, an aperture having a movable opening. That is, by using this aperture, only the desired “page” component from the diffraction pattern of the entire “chapter” is transmitted through the opening, and the diffracted light of the other “page” is blocked. The diffracted light of the “page” component transmitted through the lens is subjected to the Fourier transform again by the lens 23 disposed on the optical path, thereby obtaining the “page”.
Can be restored to the rear focal plane of the lens 23.
【0073】そして、このレンズ23の後側焦点面に、
CCD等のディテクターアレイ24を配設すれば、ホロ
グラム抽出手段22により抽出された「ページ」のデー
タを読み取ることができる。Then, on the rear focal plane of the lens 23,
If a detector array 24 such as a CCD is provided, the data of the “page” extracted by the hologram extracting means 22 can be read.
【0074】ここで、開口部が可動なアパーチャとして
は、例えば、図2に示すような液晶シャッターアレイ3
0を用いることが考えられる。この液晶シャッターアレ
イ30は、フィルタ面に液晶セル31のアレイからなる
シャッターのアレイが多数配置されてなるものである。
液晶セル31は、ディスプレイ用パネル等に使用される
液晶セルと同様のものであり、液晶を配向膜と透明電極
をコーティングした2枚の透明基板で挟んでなるもので
ある。そして、これら各液晶セル31には、各部を独立
に駆動できるトランジスタ素子や配線が施されている。
液晶シャッターアレイ30は、これら各液晶セル31に
外部から電気信号を与えることで、各液晶セル31の光
の透過率を個別に制御することができる。ここで、各液
晶セル31の開口は、特定の「ページ」の回折光のみを空
間的に選択できる形状と大きさを持つようになされてい
る。Here, as the aperture having a movable opening, for example, a liquid crystal shutter array 3 as shown in FIG.
It is conceivable to use 0. The liquid crystal shutter array 30 has a large number of shutter arrays each including an array of liquid crystal cells 31 arranged on a filter surface.
The liquid crystal cell 31 is similar to a liquid crystal cell used for a display panel or the like, and is formed by sandwiching liquid crystal between two transparent substrates coated with an alignment film and a transparent electrode. Each of the liquid crystal cells 31 is provided with a transistor element or a wiring capable of driving each part independently.
The liquid crystal shutter array 30 can individually control the light transmittance of each liquid crystal cell 31 by externally applying an electric signal to each liquid crystal cell 31. Here, the opening of each liquid crystal cell 31 has a shape and a size capable of spatially selecting only the diffracted light of a specific “page”.
【0075】この液晶シャッターアレイ30を用いて、
所望の「ページ」に対応した部分の液晶セル31の透過率
のみを高め、他の部分の液晶セル31の透過率を低くす
れば、図3に示すように、「チャプター」全体の回折パタ
ーンの中から所望の「ページ」の成分だけをこれに対応し
た部分の液晶セル31の開口部を介して透過させると共
に他の「ページ」の回折光を遮断して、所望の「ページ」の
みを選択して再生することができる。この液晶シャッタ
ーアレイ30を構成する各液晶セル31の動作原理は様
々なものが考えられ、空間光変調器として知られている
様々な素子、例えば、反射型液晶ディスプレイ、光書込
型ライトバルブ、微細加工技術を用いたマイクロミラー
アレイなどのマイクロマシン等を用いることができる。Using this liquid crystal shutter array 30,
By increasing only the transmittance of the liquid crystal cell 31 in a portion corresponding to a desired “page” and decreasing the transmittance of the liquid crystal cell 31 in other portions, as shown in FIG. 3, the diffraction pattern of the entire “chapter” can be obtained. Only the desired “page” component is transmitted through the corresponding portion of the liquid crystal cell 31 through the opening of the liquid crystal cell 31 and the other “page” diffracted light is blocked, and only the desired “page” is selected. And can be played. Various operation principles of each liquid crystal cell 31 constituting the liquid crystal shutter array 30 can be considered, and various elements known as a spatial light modulator, for example, a reflection type liquid crystal display, a light writing type light valve, A micromachine such as a micromirror array using a microfabrication technique can be used.
【0076】また、開口部が可動なアパーチャとして
は、上述した液晶シャッターアレイ30のように電気的
に開口部を移動させるものの他に、例えば、機械的に開
口部を移動させるシャッタ装置を用いるようにしてもよ
い。As the aperture having a movable opening, in addition to the above-described liquid crystal shutter array 30 that electrically moves the opening, for example, a shutter device that mechanically moves the opening may be used. It may be.
【0077】また、第5のステップにおいて用いるホロ
グラム抽出手段22としては、例えば、図4に示すよう
に、固定された開口部を有するアパーチャ40とガルバ
ノミラー等の光の進行方向を可変にするビーム偏向手段
41とを組み合わせたものが考えられる。この場合、第
4のステップにおいて再生された再生光の光路上に、レ
ンズ20に変えて、この再生光を平行光に変換するレン
ズ42を配設する。そして、レンズ42により平行光に
変換された再生光の光路上にビーム偏向手段41を配設
する。このビーム偏向手段41により、その後段に配設
されたレンズ21の焦点面で「チャプター」に属する全て
の「ページ」の回折パターンは走査されることになる。そ
して、「チャプター」に属する全ての「ページ」の回折パタ
ーンが走査されるレンズ21の焦点面に、アパーチャ4
0が配設される。As the hologram extracting means 22 used in the fifth step, for example, as shown in FIG. 4, an aperture 40 having a fixed opening and a beam for changing the traveling direction of light, such as a galvanomirror, are used. A combination with the deflecting means 41 is conceivable. In this case, instead of the lens 20, a lens 42 for converting the reproduction light into parallel light is provided on the optical path of the reproduction light reproduced in the fourth step. Then, the beam deflecting unit 41 is disposed on the optical path of the reproduction light converted into the parallel light by the lens 42. By this beam deflecting means 41, the diffraction patterns of all the "pages" belonging to the "chapter" are scanned on the focal plane of the lens 21 arranged at the subsequent stage. Then, the aperture 4 is placed on the focal plane of the lens 21 where the diffraction patterns of all the “pages” belonging to the “chapter” are scanned.
0 is provided.
【0078】アパーチャ40には、「チャプター」全体の
回折パターンの中から選択された1枚の「ページ」の回折
光のみを透過する開口部43が、例えばその中心部に設
けられている。そして、このアパーチャ40は、選択さ
れた「ページ」以外の「ページ」の回折光は全て遮断す
るようになされている。したがって、この尾ホログラム
抽出手段22は、ビーム偏向手段41により偏向された
「チャプター」全体の回折パターンの中から所望の「ペー
ジ」の成分だけをアパーチャ40の開口部43を介して
透過させることにより、「チャプター」の中から所望の
「ページ」のみを抽出することができる。The aperture 40 is provided with, for example, a central portion of an opening 43 that transmits only the diffracted light of one “page” selected from the diffraction pattern of the entire “chapter”. The aperture 40 blocks all the diffracted lights of the “page” other than the selected “page”. Therefore, the tail hologram extracting unit 22 transmits only the desired “page” component from the diffraction pattern of the entire “chapter” deflected by the beam deflecting unit 41 through the opening 43 of the aperture 40. , Only the desired “page” can be extracted from the “chapter”.
【0079】なお、ホログラム抽出手段22は、「チャ
プター」の中から所望の「ページ」のみを抽出すること
ができるものであれば、上述した例以外の構成とされて
いてもよく、また、上述した例を組み合わせた構成とさ
れていてもよい。The hologram extracting means 22 may have a configuration other than the above example as long as it can extract only a desired “page” from the “chapter”. A configuration in which the above examples are combined may be adopted.
【0080】本発明に係るホログラム記録再生装置1の
空間光変調器7からディテクターアレイ24までの部分
を図5に拡大して示す。また、図5中(a)〜(g)の
各面におけるレーザ光の強度分布を図6(a)〜図6
(g)に模式的に示す。FIG. 5 is an enlarged view of a portion from the spatial light modulator 7 to the detector array 24 of the hologram recording / reproducing apparatus 1 according to the present invention. 6A to 6G show the intensity distribution of the laser beam on each of the surfaces (a) to (g) in FIG.
(G) schematically shows this.
【0081】このホログラム記録再生装置1において、
空間光変調器7を透過するレーザ光は、図5中(a)面
で図6(a)のようなパターンとなる。また、第1のホ
ログラム記録媒体8に入射した物体光は、図5中(b)
面で図6(b)のようなパターンとなる。また、レンズ
16を透過した再生光(物体光)は、図5中(c)面で
図6(c)のようなパターンとなる。また、第2のホロ
グラム記録媒体18に入射した物体光は、図5中(d)
面で図6(d)のようなパターンとなる。また、レンズ
20を透過した再生光は、図5中(e)面で図6(e)
のようなパターンとなる。また、レンズ21を透過した
再生光は、図5中(f)面で図6(f)のようなパター
ンとなる。また、ディテクターアレイ24に入射した再
生光は、図5中(g)面で図6(g)のようなパターン
となる。In this hologram recording / reproducing apparatus 1,
The laser beam transmitted through the spatial light modulator 7 has a pattern as shown in FIG. 6A on the (a) plane in FIG. The object light incident on the first hologram recording medium 8 is shown in FIG.
The pattern is as shown in FIG. The reproduction light (object light) transmitted through the lens 16 has a pattern as shown in FIG. 6C on the (c) plane in FIG. The object light incident on the second hologram recording medium 18 is shown in FIG.
FIG. 6D shows a pattern on the surface. Also, the reproduction light transmitted through the lens 20 is shown in FIG.
It becomes a pattern like The reproduction light transmitted through the lens 21 has a pattern as shown in FIG. 6F on the (f) plane in FIG. The reproduction light incident on the detector array 24 has a pattern as shown in FIG. 6 (g) on the (g) plane in FIG.
【0082】ここで、「チャプター」を構成する各「ペ
ージ」の物体光(或いは再生光)は、異なる入射角の光
線であるため、そのフーリエ面である(b)面、(d)
面、(f)面では、空間的に分離された回折パターンを
示す。また、第1のホログラム記録媒体8に記録された
「チャプター」の再生像面である(c)面及び第2のホ
ログラム記録媒体18に記録された「チャプター」の再
生像面である(f)面では、「チャプター」に属する全て
の「ページ」が再生されるため、全ての「ページ」をコヒー
レントに重ね合わせたパターンが観察される。そして、
本発明に係るホログラム記録再生装置1においては、こ
の「チャプター」の再生像の中から所望の「ページ」のみ
がホログラム抽出手段22により抽出され、この「ペー
ジ」の成分のみがディテクターアレイ24に入射するの
で、(g)面ではこの選択された1枚の「ページ」のみ
が観察される。Here, since the object light (or reproduction light) of each “page” constituting the “chapter” is a ray having a different incident angle, its Fourier plane (b) plane, (d)
The plane and the (f) plane show spatially separated diffraction patterns. The (c) plane, which is the reproduced image plane of “chapter” recorded on the first hologram recording medium 8, and the (f), the reproduced image plane of “chapter” recorded on the second hologram recording medium 18. On the surface, since all the “pages” belonging to the “chapter” are reproduced, a pattern in which all the “pages” are superposed coherently is observed. And
In the hologram recording / reproducing apparatus 1 according to the present invention, only the desired “page” is extracted from the reproduced image of the “chapter” by the hologram extracting means 22, and only the component of the “page” is incident on the detector array 24. Therefore, in the (g) plane, only the selected one “page” is observed.
【0083】したがって、本発明に係るホログラム記録
再生装置1においては、第1のホログラム記録媒体8は
バッファーメモリーとして情報を一時蓄え、第2のホロ
グラム記録媒体18がメインメモリーとしての役割を果
たすことになる。ここで、第1のホログラムにm枚の
「ページ」を記録し、これを第2のホログラムにn回コ
ピーする時、つまり、それぞれm「ページ」からなるn
「チャプター」を1「ブック」とする時、1「ブック」は(n
×m)「ページ」から構成される。このとき、1「ページ」
当たりの回折効率は、1/(n2×m)である。通常の
レコーディングスケジュールでホログラムを多重記録し
た時の回折効率は、1/(n2×m2)であるから、本発
明に係るホログラム記録再生装置1によりホログラムを
記録再生することで、各ホログラムの回折効率を通常の
レコーディングスケジュールで多重記録した場合のm倍
にすることができる。Therefore, in the hologram recording / reproducing apparatus 1 according to the present invention, the first hologram recording medium 8 temporarily stores information as a buffer memory, and the second hologram recording medium 18 functions as a main memory. Become. Here, when m “pages” are recorded on the first hologram and are copied n times on the second hologram, that is, when n “pages” each including m “pages” are recorded.
When "chapter" is set to 1 "book", 1 "book" is (n
× m) Consists of “pages”. At this time, 1 "page"
The diffraction efficiency per unit is 1 / (n 2 × m). Since the diffraction efficiency when holograms are multiplex-recorded in a normal recording schedule is 1 / (n 2 × m 2 ), the holograms are recorded and reproduced by the hologram recording and reproducing apparatus 1 according to the present invention, so that each hologram is recorded. Diffraction efficiency can be increased by a factor of m as compared with the case where multiplex recording is performed with a normal recording schedule.
【0084】具体的には、例えば、1000枚のホログ
ラムを通常のレコーディングスケジュールで多重記録し
た場合、1枚のホログラムの回折効率は10-6となるの
に対して、本発明に係るホログラム記録再生装置1によ
り、100「ページ」、10「チャプター」として1000
枚のホログラムを記録再生した場合、1枚のホログラム
の回折効率は10-4となる。したがって、本発明に係る
ホログラム記録再生装置1を用いて以上のように100
0枚のホログラムを記録再生することにより、1枚のホ
ログラムの回折効率を、通常のレコーディングスケジュ
ールで多重記録した場合の100倍にすることができる
ことが分かる。More specifically, for example, when 1000 holograms are multiplex-recorded according to a normal recording schedule, the diffraction efficiency of one hologram is 10 −6 , whereas the hologram recording and reproduction according to the present invention is performed. By the device 1, 1000 as 100 “pages” and 10 “chapter”
When recording and reproducing one hologram, the diffraction efficiency of one hologram is 10 -4 . Therefore, as described above, using the hologram recording / reproducing apparatus 1 according to the present invention, 100
It can be seen that by recording / reproducing 0 holograms, the diffraction efficiency of one hologram can be made 100 times that in the case of multiplex recording with a normal recording schedule.
【0085】(マイクロレンズアレイを用いた例)次
に、空間光変調器7の各画素に対応して複数のマイクロ
レンズが配列されてなるマイクロレンズアレイを備えた
ホログラム記録再生装置について説明する。なお、以下
の説明において、上述したホログラム記録再生装置1と
同様の構成については同一の符号を付して詳細な説明を
省略する。(Example Using Microlens Array) Next, a hologram recording / reproducing apparatus having a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged corresponding to each pixel of the spatial light modulator 7 will be described. In the following description, the same components as those of the hologram recording / reproducing apparatus 1 described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.
【0086】ホログラム記録再生装置にマイクロレンズ
アレイを用いた場合、空間光変調器7に入射する光の入
射角を変えることにより、各マイクロレンズの焦点面に
おけるスポットを分離させ、空間光変調器7に表示され
た1枚の画像を複数の画像に分割することができる。When a microlens array is used in the hologram recording / reproducing device, the spot on the focal plane of each microlens is separated by changing the incident angle of the light incident on the spatial light modulator 7, and the spatial light modulator 7 Can be divided into a plurality of images.
【0087】この例のようにマイクロレンズアレイを用
いた場合は、上述したホログラム記録再生装置1の原理
が空間光変調器7の各画素毎に適用されることになる。
したがって、この例において特定の「ページ」を抽出す
る場合には、ホログラム抽出手段22によるフィルタリ
ングをマイクロレンズアレイの像面において、各画素単
位で行えばよい。When a microlens array is used as in this example, the principle of the hologram recording / reproducing apparatus 1 described above is applied to each pixel of the spatial light modulator 7.
Therefore, in the case of extracting a specific “page” in this example, filtering by the hologram extracting means 22 may be performed in pixel units on the image plane of the microlens array.
【0088】マイクロレンズアレイを用いたホログラム
記録再生装置の一構成例を図7に示す。ここでは、第1
のホログラム記録媒体8に対して記録再生を行う部分の
みを図示して説明する。FIG. 7 shows a configuration example of a hologram recording / reproducing apparatus using a microlens array. Here, the first
Only the portion that performs recording and reproduction on the hologram recording medium 8 will be described with reference to the drawings.
【0089】この図7に示すホログラム記録再生装置5
0においては、光源2より出射されたレーザー光は、コ
リメーターレンズ3により平行光に変換された後、第1
のビームスプリッタ4によりその光路が分岐される。そ
して、この図7に示す例においては、第1のビームスプ
リッタ4により反射されたレーザ光が、折り返しミラー
12により反射されて、参照光として第1のホログラム
記録媒体8に所定の入射角で入射する。なお、ここでは
図示を省略しているが、折り返しミラー12により反射
されたレーザ光の光路上に第2のビームスプリッタを配
設することにより、第2のホログラム記録媒体に入射さ
せる参照光を得ることができる。The hologram recording / reproducing apparatus 5 shown in FIG.
At 0, the laser light emitted from the light source 2 is converted into parallel light by the collimator lens 3 and then converted into the first light.
The optical path is branched by the beam splitter 4. In the example shown in FIG. 7, the laser beam reflected by the first beam splitter 4 is reflected by the folding mirror 12 and is incident on the first hologram recording medium 8 as a reference beam at a predetermined incident angle. I do. Although not shown here, a reference beam to be incident on the second hologram recording medium is obtained by disposing a second beam splitter on the optical path of the laser beam reflected by the return mirror 12. be able to.
【0090】第1のビームスプリッタ4を透過したレー
ザ光は、ガルバノミラー等の第1のビームデフレクタ6
により所定の偏向角で偏向され、進行方向が制御され
る。第1のビームデフレクタ6により進行方向が制御さ
れたレーザ光は、各「ページ」毎に異なる入射角で空間光
変調器7に入射する。そして、この空間光変調器7に表
示された画像に応じて変調されたレーザ光が物体光とさ
れる。The laser beam transmitted through the first beam splitter 4 is applied to a first beam deflector 6 such as a galvanomirror.
Is deflected at a predetermined deflection angle, and the traveling direction is controlled. The laser beam whose traveling direction is controlled by the first beam deflector 6 enters the spatial light modulator 7 at an incident angle different for each “page”. The laser light modulated according to the image displayed on the spatial light modulator 7 is used as the object light.
【0091】このホログラム記録再生装置50において
は、空間光変調器7の出射側にマイクロレンズアレイ5
1が配設されている。したがって、空間光変調器7を透
過してこの空間光変調器7に表示された画像に応じて変
調された物体光は、空間光変調器7の各画素毎に異なる
マイクロレンズエレメントによって集光される。この各
マイクロレンズエレメントのスポットを、レンズ11に
よりフーリエ変換し、物体光として第1のホログラム記
録媒体8に入射させる。これにより、マイクロレンズエ
レメントにより集光された物体光と、所定の入射角で第
1のホログラム記録媒体8に入射する参照光とを、第1
のホログラム記録媒体8中で干渉させ、マイクロレンズ
エレメントにより集光されたスポットの像を「ページ」
として第1のホログラム記録媒体8に記録することがで
きる。In this hologram recording / reproducing apparatus 50, the microlens array 5
1 is provided. Therefore, the object light transmitted through the spatial light modulator 7 and modulated according to the image displayed on the spatial light modulator 7 is condensed by a microlens element different for each pixel of the spatial light modulator 7. You. The spot of each microlens element is Fourier-transformed by the lens 11 and is incident on the first hologram recording medium 8 as object light. Thereby, the object light condensed by the microlens element and the reference light incident on the first hologram recording medium 8 at a predetermined angle of incidence
The image of the spot converged by the microlens element in the hologram recording medium 8
Can be recorded in the first hologram recording medium 8.
【0092】ホログラム記録再生装置50は、以上の記
録過程を、第1のビームデフレクタ6による偏向角を変
えることにより空間光変調器7に入射するレーザ光の入
射角を変えながら、同一の参照光を用いて繰り返し行
い、第1のホログラム記録媒体8に複数「ページ」を多
重記録する。The hologram recording / reproducing apparatus 50 performs the above recording process by changing the angle of deflection of the laser beam incident on the spatial light modulator 7 by changing the angle of deflection by the first beam deflector 6. Is repeatedly performed by using the hologram recording method.
【0093】このマイクロレンズアレイ51を用いたホ
ログラム記録再生装置50は、上述したホログラム記録
再生装置1と比較して、以下のような特徴がある。すな
わち、このホログラム記録再生装置50により第1のホ
ログラム記録媒体8に記録されたホログラムの再生光を
再びフーリエ変換して得られた再生像は、マイクロレン
ズアレイ51の焦点面の像である。したがって、異なる
「ページ」を記録する際に空間光変調器7に入射させるレ
ーザ光の角度間隔を十分大きくとれば、図8乃至図10
に示すように、再生像面では各画素を分離することがで
き、この再生像面にCCD等のディテクターアレイを配
設すれば、高精細な像を再生することができる。The hologram recording / reproducing apparatus 50 using the microlens array 51 has the following features as compared with the hologram recording / reproducing apparatus 1 described above. That is, a reproduced image obtained by performing Fourier transform on the reproduced light of the hologram recorded on the first hologram recording medium 8 by the hologram recording / reproducing device 50 again is an image on the focal plane of the microlens array 51. Accordingly, if the angular interval of the laser beams incident on the spatial light modulator 7 when recording different “pages” is made sufficiently large, FIGS.
As shown in (1), each pixel can be separated on the reproduced image plane. If a detector array such as a CCD is arranged on this reproduced image plane, a high-definition image can be reproduced.
【0094】但し、このマイクロレンズアレイ51を用
いたホログラム記録再生装置50により第1のホログラ
ム記録媒体8に記録されたホログラムの再生光を再びフ
ーリエ変換して得られた再生像は、図11に示すよう
に、異なる「ページ」の画素が隣り合ってなる像であり、
同じ「ページ」の画素は周期的に分布することになる。し
たがって、元の「ページ」を再生するには、上述したホ
ログラム記録再生装置1と同様に、第1のホログラム記
録媒体8に記録された「チャプター」の像を一括して再
生し、ハードウエア若しくはソフトウエアで電気信号処
理を行うことにより、この像を元の「ページ」に並べ替え
るようにする。However, a reproduced image obtained by subjecting the reproduced light of the hologram recorded on the first hologram recording medium 8 to Fourier transform again by the hologram recording / reproducing device 50 using the microlens array 51 is shown in FIG. As shown, pixels of different "pages" are adjacent images,
Pixels on the same "page" will be periodically distributed. Therefore, in order to reproduce the original “page”, the “chapter” image recorded on the first hologram recording medium 8 is collectively reproduced in the same manner as the hologram recording / reproducing apparatus 1 described above, and hardware or This image is rearranged into the original "page" by performing electrical signal processing by software.
【0095】また、逆に、最終的に所望の再生像が得ら
れるように、記録時に記録するデータを処理しておくよ
うにしてもよい。このように最終的に所望の再生像が得
られるように記録データを処理しておけば、このホログ
ラム記録再生装置50を画像表示装置として用いること
ができる。特開平7−36040にて開示される表示装
置は、全ての画素を同時に表示できないために、空間光
変調器に高速動作が要求されるという問題があった。し
かしながら、このホログラム記録再生装置50は、「チ
ャプター」に含まれる全ての「ページ」を同時に表示する
ことができるので、空間光変調器7を高速動作させるこ
となく高精細な画像を適切に表示することが可能であ
る。また、このホログラム記録再生装置50は、空間光
変調器7の画素数を「ページ」数倍にできるため、高精細
な静止画表示装置や三次元画像の表示に用いることがで
きる。Conversely, data to be recorded at the time of recording may be processed so that a desired reproduced image is finally obtained. If the recording data is processed so as to finally obtain a desired reproduction image, the hologram recording / reproduction device 50 can be used as an image display device. The display device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-36040 has a problem that high-speed operation is required for the spatial light modulator because all pixels cannot be displayed simultaneously. However, since the hologram recording / reproducing apparatus 50 can simultaneously display all “pages” included in the “chapter”, it appropriately displays a high-definition image without operating the spatial light modulator 7 at high speed. It is possible. Further, since the hologram recording / reproducing device 50 can increase the number of pixels of the spatial light modulator 7 by a number of “pages”, it can be used for a high-definition still image display device or a display of a three-dimensional image.
【0096】次に、このマイクロレンズアレイ51を用
いたホログラム記録再生装置50により第1のホログラ
ム記録媒体8に記録されたホログラムを、「ページ」毎に
1枚ずつ抜き出して再生する場合について説明する。こ
のホログラム記録再生装置50の空間光変調器7からデ
ィテクターアレイ24までの部分を図12に図示する。
このホログラム記録再生装置50は、上述したホログラ
ム記録再生装置1において用いられていたレンズ21に
変えてマイクロレンズアレイ52が配設され、また、ホ
ログラム抽出手段22として、角度依存性フィルタ53
が用いられていることを特徴としている。Next, a case will be described in which a hologram recorded on the first hologram recording medium 8 by the hologram recording / reproducing apparatus 50 using the microlens array 51 is extracted and reproduced one by one for each "page". . FIG. 12 shows a portion of the hologram recording / reproducing apparatus 50 from the spatial light modulator 7 to the detector array 24.
The hologram recording / reproducing apparatus 50 includes a microlens array 52 instead of the lens 21 used in the hologram recording / reproducing apparatus 1 described above.
Is used.
【0097】上述したように、このホログラム記録再生
装置50においては、空間光変調器7を透過し、マイク
ロレンズアレイ51により空間光変調器7の各画素毎に
集光されたスポットの像が「ページ」として第1のホロ
グラム記録媒体8に記録される。そして、空間光変調器
7に入射するレーザ光の入射角を変えながら、同一の参
照光を用いて以上の記録過程が繰り返し行われることに
より、第1のホログラム記録媒体8に複数の「ページ」
が多重記録される。As described above, in the hologram recording / reproducing apparatus 50, the image of the spot transmitted through the spatial light modulator 7 and condensed for each pixel of the spatial light modulator 7 by the microlens array 51 is represented by “ The page is recorded on the first hologram recording medium 8. By repeating the above recording process using the same reference light while changing the incident angle of the laser light incident on the spatial light modulator 7, a plurality of “pages” are recorded on the first hologram recording medium 8.
Are multiplex-recorded.
【0098】この第1のホログラム記録媒体8に、記録
時に用いた参照光と同じ光を読み出し光として入射させ
ることにより、第1のホログラム記録媒体8に多重記録
された全ての「ページ」、すなわち「チャプター」の像が一
括して再生される。そして、この再生光がレンズ16及
びレンズ17を透過した後に、物体光として第2のホロ
グラム記録媒体18に入射する。By causing the same light as the reference light used at the time of recording to enter the first hologram recording medium 8 as readout light, all “pages” multiplex-recorded on the first hologram recording medium 8, that is, The images of the "chapter" are reproduced collectively. Then, after the reproduction light passes through the lens 16 and the lens 17, it enters the second hologram recording medium 18 as object light.
【0099】この物体光と参照光とを第2のホログラム
記録媒体18中で干渉させることにより、第2のホログ
ラム記録媒体18に「チャプター」が複写記録される。
以上の記録過程を、各再生「チャプター」毎に入射角等を
変化させた参照光を用いて繰り返し行うことにより、第
2のホログラム記録媒体18へ角度多重等の多重方法に
より複数の「チャプター」が多重記録される。By causing the object light and the reference light to interfere with each other in the second hologram recording medium 18, a “chapter” is copied and recorded on the second hologram recording medium 18.
By repeating the above-mentioned recording process using a reference beam whose incident angle and the like are changed for each reproduction “chapter”, a plurality of “chapters” are formed on the second hologram recording medium 18 by a multiplexing method such as angle multiplexing. Are multiplex-recorded.
【0100】第2のホログラム記録媒体から所望の「チ
ャプター」を再生する場合には、この「チャプター」を記
録する際に用いた参照光と同じ光を読み出し光として第
2のホログラム記録媒体18に入射させる。これによ
り、第2のホログラム記録媒体18から所望の「チャプ
ター」が一括して再生される。この再生光をレンズ20
によりフーリエ変換すれば、このレンズ20の焦点面に
「チャプター」に含まれる全ての「ページ」の像が重ね合わ
されて再生される。When reproducing a desired “chapter” from the second hologram recording medium, the same light as the reference light used for recording the “chapter” is read out to the second hologram recording medium 18. Make it incident. As a result, a desired “chapter” is collectively reproduced from the second hologram recording medium 18. This reproduced light is passed through a lens 20
, The images of all the “pages” included in the “chapter” are superimposed and reproduced on the focal plane of the lens 20.
【0101】ホログラム再生装置50は、このレンズ2
0の焦点面に再生像面に焦点を置くマイクロレンズアレ
イ52により、この再生像の各スポットを「ページ」毎に
異なる角度に進行する平行光に変換する。このマイクロ
レンズアレイ52は、各レンズエレメントが空間光変調
器7の1画素に1対1で対応するように配置される。し
たがって、空間光変調器7に異なる入射角度で入射した
光を物体光として形成された各ホログラムの再生光は、
それぞれ異なる進行方向を持つことになる。The hologram reproducing device 50 uses the lens 2
The microlens array 52 that focuses on the reproduction image plane at the focal plane of 0 converts each spot of this reproduction image into parallel light traveling at a different angle for each “page”. The micro lens array 52 is arranged such that each lens element corresponds to one pixel of the spatial light modulator 7 on a one-to-one basis. Therefore, the reproduction light of each hologram formed as the object light with the light incident on the spatial light modulator 7 at different incident angles is:
Each will have a different direction of travel.
【0102】ホログラム記録再生装置50は、この各ホ
ログラムの再生光の光路上に角度依存性を持つ反射もし
くは透過フィルタ(角度依存性フィルタ53)が配設さ
れている。そして、ホログラム記録再生装置50は、各
ホログラムの再生光をこの角度依存性フィルタ53によ
り選択的に反射又は透過させることにより、各ホログラ
ムの再生光から一つの進行方向を持つ成分のみを取り出
すようにしている。The hologram recording / reproducing apparatus 50 is provided with an angle-dependent reflection or transmission filter (angle-dependent filter 53) on the optical path of the reproduction light of each hologram. Then, the hologram recording / reproducing device 50 selectively reflects or transmits the reproduced light of each hologram by the angle-dependent filter 53 so as to extract only a component having one traveling direction from the reproduced light of each hologram. ing.
【0103】この角度依存性フィルタ53により抽出さ
れた再生光の成分は、一つの「ページ」の成分である。こ
の一つの「ページ」の成分が、レンズ23を透過するこ
とにより、マイクロレンズ出射面の像として結像する。
そして、この像面に配設されたCCD等のディテクタア
レイ24により、角度依存性フィルタ53により抽出さ
れた「ページ」のデータが読み取られる。The component of the reproduction light extracted by the angle dependent filter 53 is a component of one “page”. The component of this one “page” transmits through the lens 23 to form an image on the exit surface of the microlens.
The data of the “page” extracted by the angle-dependent filter 53 is read by the detector array 24 such as a CCD arranged on the image plane.
【0104】ホログラム記録再生装置50は、以上の再
生過程を、例えば、角度依存性フィルタ53を回転させ
ることにより、若しくは角度依存性フィルタ53の選択
角度を変化させながら繰り返すことで、「チャプター」の
中の所望の「ページ」を次々に分離して取り出すことがで
きる。The hologram recording / reproducing apparatus 50 repeats the above-mentioned reproducing process, for example, by rotating the angle-dependent filter 53 or by changing the selected angle of the angle-dependent filter 53, thereby obtaining the “chapter”. Desired “pages” can be separated and taken out one after another.
【0105】ここで、この角度依存性フィルタ53とし
ては、全反射やブラッグ回折、多重反射の薄膜中の干
渉、波長以下の微細構造などの原理を用いた光学素子を
用いることができる。ブラッグ回折を用いた光学素子と
しては、音響光学素子や体積型ホログラムなどが挙げら
れる。また、波長以下の構造を持つ回折格子やフォトニ
クス結晶は、特定の波長、特定の入射角度に対して、共
鳴的な回折効率や透過率が生じるので、これを利用する
ことができる。また、これらのうち、複数個を組み合わ
せて使用することも可能である。Here, as the angle-dependent filter 53, an optical element based on principles such as total reflection, Bragg diffraction, interference in multiple reflection in a thin film, and fine structure with a wavelength or less can be used. Examples of the optical element using Bragg diffraction include an acousto-optic element and a volume hologram. In addition, a diffraction grating or a photonic crystal having a structure equal to or less than the wavelength has a resonant diffraction efficiency or transmittance at a specific wavelength and a specific incident angle, and can be used. In addition, it is also possible to use a plurality of these in combination.
【0106】(その他の変形例)なお、上述したホログ
ラム記録再生装置1やホログラム記録再生装置50にお
いては、第1のホログラム記録媒体8と第2のホログラ
ム記録媒体18の2つのホログラム記録媒体を用いるよ
うにしていたが、本発明に係るホログラム記録再生装置
は、以上の例に限定されるものではなく、2つ以上のホ
ログラム記録媒体を用いるようにしてもよい。例えば、
ホログラム記録再生装置は、第1のホログラム記録媒体
8を複数個並列に設置した場合には、記録速度の向上を
図ることができる。また、ホログラム記録再生装置は、
ホログラム記録媒体を直列に配列して、複写記録を繰り
返すことで、回折効率の向上を図ることができる。(Other Modifications) In the hologram recording / reproducing apparatus 1 and the hologram recording / reproducing apparatus 50 described above, two hologram recording media, the first hologram recording medium 8 and the second hologram recording medium 18, are used. However, the hologram recording / reproducing apparatus according to the present invention is not limited to the above example, and may use two or more hologram recording media. For example,
The hologram recording / reproducing device can improve the recording speed when a plurality of first hologram recording media 8 are installed in parallel. Also, the hologram recording / reproducing device
By arranging the hologram recording media in series and repeating copying and recording, the diffraction efficiency can be improved.
【0107】また、上述したホログラム記録再生装置1
やホログラム記録再生装置50においては、第1のホロ
グラム記録媒体8へのホログラム記録時に、参照光とし
て同一の光を用いるようにしていたが、本発明に係るホ
ログラム記録再生装置は、以上の例に限定されるもので
はなく、通常の角度多重記録と同様に、各「ページ」をそ
れぞれ異なる参照光で記録し、この参照光と同じ光を読
み出し光として全て同時に第1のホログラム記録媒体8
へ入射させ、全てのホログラムを一括して再生するよう
にしてもよい。この場合、複数の異なる参照光を生成す
る手段が必要になるため、構造が複雑になるが、このよ
うな構成とすることで選択的に特定のページだけを第2
のホログラム18に複写記録することができる。The hologram recording / reproducing apparatus 1 described above
In the hologram recording / reproducing apparatus 50, the same light is used as the reference light when recording the hologram on the first hologram recording medium 8. However, the hologram recording / reproducing apparatus according to the present invention is not limited to the above example. The present invention is not limited to this. Similar to the normal angle multiplex recording, each “page” is recorded with a different reference light, and the same light as the reference light is read out at the same time as the first hologram recording medium 8.
And all holograms may be collectively reproduced. In this case, a means for generating a plurality of different reference beams is required, which complicates the structure. However, with such a configuration, only a specific page can be selectively used as the second page.
Can be copied and recorded on the hologram 18.
【0108】また、第1のホログラム記録媒体8と第2
のホログラム記録媒体18は同一の材料である必要はな
く、様々なホログラム記録材料を組み合わせることがで
きる。例えば、第1のホログラム記録媒体8若しくは第
2のホログラム記録媒体18として、Pr:LiNbO
3,Pr:LiTaO3等の二波長記録が可能な材料を
用い、記録時のみ短波長の光線を照射することで、いわ
ゆる二波長ゲート記録により、非破壊再生を実現するこ
とも可能である(USP 5665493 Bai et al, Y.S. Bai an
d R. Kachru, Phys.Rev.Lett, 78,2944,1997参照)。ま
た、ホログラム記録媒体としてフォトポリマーを用いた
場合は、長期にわたって安定で、長期間保存が可能なホ
ログラムを記録できる。したがって、第1のホログラム
記録媒体8の材料として、長期保存には向かなくとも回
折効率が高く記録感度が高い、例えばフォトリフラクテ
ィブ結晶等の材料を用い、第2のホログラム記録媒体1
8の材料として、フォトポリマー等の長期保存が可能な
材料を用いれば、二つの材料の欠点を互いに補い合いな
がら長所を生かしたホログラム記録再生システムを構築
することができる。Further, the first hologram recording medium 8 and the second
The hologram recording media 18 need not be the same material, and various hologram recording materials can be combined. For example, as the first hologram recording medium 8 or the second hologram recording medium 18, Pr: LiNbO
3, non-destructive reproduction can be realized by so-called two-wavelength gate recording by using a material capable of two-wavelength recording such as Pr: LiTaO3 and irradiating a short-wavelength light beam only during recording (USP). 5665493 Bai et al, YS Bai an
d R. Kachru, Phys. Rev. Lett, 78, 2944, 1997). When a photopolymer is used as the hologram recording medium, a hologram that is stable for a long period and can be stored for a long period can be recorded. Therefore, as the material of the first hologram recording medium 8, a material such as a photorefractive crystal, which is not suitable for long-term storage but has high diffraction efficiency and high recording sensitivity, is used.
If a material that can be stored for a long period of time, such as a photopolymer, is used as the material of No. 8, a hologram recording / reproducing system that can take advantage of the advantages while compensating for the disadvantages of the two materials can be constructed.
【0109】特に、ホログラム記録媒体としてフォトポ
リマーを用いる場合は、図13に示すように、ホログラ
ム記録媒体の形状をディスク形状にすることが有効であ
る。光ディスクと同様の円盤構造にホログラム記録媒体
を加工し、これを回転させることで、ホログラム記録媒
体の異なる位置に別のホログラムを書込むことができる
上、取り扱いが容易である。また、多重化のために、ビ
ームデフレクターなどのビーム偏向手段を用いずとも、
ディスクの回転によってこれを代用することができる。
このような形状のホログラム記録媒体に対して多重記録
を行う場合には、シフト多重記録やペリストロフィック
多重記録が有効である。In particular, when a photopolymer is used as the hologram recording medium, it is effective to make the hologram recording medium into a disk shape as shown in FIG. By processing a hologram recording medium into a disk structure similar to that of an optical disk and rotating the hologram recording medium, another hologram can be written at different positions on the hologram recording medium, and handling is easy. Also, for multiplexing, without using a beam deflector such as a beam deflector,
This can be substituted by rotating the disk.
When multiplex recording is performed on a hologram recording medium having such a shape, shift multiplex recording or peristlographic multiplex recording is effective.
【0110】図13に示すホログラム記録再生装置60
は、第1のホログラム記録媒体8として、バルク形状の
フォトリフラクティブ結晶を用いている。そして、この
フォトリフラクティブ結晶よりなる第1のホログラム記
録媒体8に角度多重でホログラムを多重記録するように
している。また、このホログラム記録再生装置60は、
第2のホログラム記録媒体18として、フォトポリマー
をディスク表面に層状に塗布してなるものを用いてい
る。そして、このディスク状の第2のホログラム記録媒
体18にシフト多重でホログラムを多重記録するように
している。なお、このホログラム記録再生装置60のそ
の他の構成については、上述したホログラム記録再生装
置1と殆ど同じであるので、同一の構成については同一
の符号を付して説明を省略する。A hologram recording / reproducing apparatus 60 shown in FIG.
Uses a bulk-shaped photorefractive crystal as the first hologram recording medium 8. Then, holograms are multiplex-recorded by angle multiplexing on the first hologram recording medium 8 made of the photorefractive crystal. Further, the hologram recording / reproducing device 60
As the second hologram recording medium 18, a layer formed by applying a photopolymer in a layer form on a disk surface is used. Then, holograms are multiplex-recorded on the second hologram recording medium 18 in the form of a disk by shift multiplexing. The other configuration of the hologram recording / reproducing device 60 is almost the same as that of the hologram recording / reproducing device 1 described above, and thus the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【0111】また、上述したホログラム記録再生装置1
やホログラム記録再生装置50においては、第2のホロ
グラム記録媒体18の多重記録方法として、角度多重方
式を用いた場合について述べたが、本発明に係るホログ
ラム記録再生装置は、以上の例に限定されるものではな
く、その他の多重記録方法を用いてもよい。すなわち、
角度多重方式の変形と考えられるシフト多重方式やペリ
ストロフィック多重方式、位相コード多重方式等に加え
て、波長多重方式や空間多重方式、フラクタル多重方式
等を、この第2のホログラム記録媒体18へのホログラ
ム記録に用いることができる。また、これらのいくつか
を組み合わせた多重方式を採用してもよい。ただし、波
長多重方式を用いる場合は、同一の参照光を用いて再生
するために、「チャプター」毎に異なる波長を第1のホロ
グラム記録媒体8へのホログラム記録時にも用いる必要
がある。The hologram recording / reproducing apparatus 1 described above
In the hologram recording / reproducing apparatus 50, the case where the angle multiplexing method is used as the multiplex recording method of the second hologram recording medium 18 has been described, but the hologram recording / reproducing apparatus according to the present invention is not limited to the above example. Instead, other multiplex recording methods may be used. That is,
In addition to shift multiplexing, peristrophic multiplexing, phase code multiplexing, and the like, which are considered to be variations of the angle multiplexing method, wavelength multiplexing, spatial multiplexing, fractal multiplexing, etc. Can be used for hologram recording. Also, a multiplexing method combining some of these may be adopted. However, in the case of using the wavelength multiplexing method, it is necessary to use a different wavelength for each “chapter” when recording the hologram on the first hologram recording medium 8 in order to reproduce using the same reference light.
【0112】また、ホログラム再生時の参照光を、記録
時の参照光と同じ波面を持ち反対方向に伝播する共役光
を用いれば、物体光も反対方向に再生されることが知ら
れている。本発明に係るホログラム記録再生装置は、こ
の現象(位相共役)を利用して、第1のホログラム記録
媒体8若しくは第2のホログラム記録媒体18の再生を
行うようにしてもよい。It is known that if conjugate light having the same wavefront as the reference light during recording and propagating in the opposite direction is used as the reference light during hologram reproduction, the object light is also reproduced in the opposite direction. The hologram recording / reproducing apparatus according to the present invention may reproduce the first hologram recording medium 8 or the second hologram recording medium 18 using this phenomenon (phase conjugate).
【0113】位相共役を利用したホログラム記録再生装
置の一構成例を図14に示す。この図14に示すホログ
ラム記録再生装置70は、光源71から波長幅が十分狭
くコヒーレンスの高いレーザ光を出射する。光源71か
ら出射したレーザ光は、コリメータレンズ72を透過し
て平行光に変換された後、第1のビームスプリッタ73
に入射する。第1のビームスプリッタ73に入射したレ
ーザ光は、その一部がこの第1のビームスプリッタ73
を透過し、他の部分がこの第1のビームスプリッタ73
により反射される。FIG. 14 shows an example of the configuration of a hologram recording / reproducing apparatus using phase conjugation. The hologram recording / reproducing apparatus 70 shown in FIG. 14 emits a laser beam having a sufficiently narrow wavelength width and high coherence from a light source 71. The laser light emitted from the light source 71 passes through the collimator lens 72 and is converted into parallel light, and then the first beam splitter 73
Incident on. A part of the laser beam incident on the first beam splitter 73 is
Through the first beam splitter 73.
Is reflected by
【0114】第1のビームスプリッタ73を透過したレ
ーザ光は、その光路上に配設された第2のビームスプリ
ッタ74に入射する。そして、第2のビームスプリッタ
74に入射したレーザ光は、その一部がこの第2のビー
ムスプリッタ74を透過し、他の部分がこの第2のビー
ムスプリッタ74により反射される。The laser beam transmitted through the first beam splitter 73 enters a second beam splitter 74 disposed on the optical path. Then, a part of the laser light incident on the second beam splitter 74 is transmitted through the second beam splitter 74, and the other part is reflected by the second beam splitter 74.
【0115】第2のビームスプリッタ74を透過したレ
ーザ光は、その光路上に配設された第3のビームスプリ
ッタ75に入射する。そして、第3のビームスプリッタ
75に入射したレーザ光は、その一部がこの第3のビー
ムスプリッタ75を透過し、他の部分がこの第3のビー
ムスプリッタ75により反射される。The laser beam transmitted through the second beam splitter 74 is incident on a third beam splitter 75 provided on the optical path. Then, a part of the laser light that has entered the third beam splitter 75 is transmitted through the third beam splitter 75, and the other part is reflected by the third beam splitter 75.
【0116】第3のビームスプリッタ75を透過したレ
ーザ光は、第1のビームデフレクタ76によりその進行
方向が制御された後に空間光変調器77に入射する。そ
して、空間光変調器77を透過してこの空間光変調器7
7に表示された画像に応じて変調された光が物体光とさ
れる。この物体光は、第4のビームスプリッタ78を透
過し、レンズ79によりフーリエ変換された後に、第1
のビームデフレクタ76による偏向角に応じた入射角で
第1のホログラム記録媒体80に入射する。The laser beam transmitted through the third beam splitter 75 is incident on the spatial light modulator 77 after its traveling direction is controlled by the first beam deflector 76. Then, the light passes through the spatial light modulator 77 and passes through the spatial light modulator 7.
Light modulated according to the image displayed in 7 is used as object light. This object light passes through the fourth beam splitter 78 and is subjected to Fourier transform by the lens 79, after which the first
Incident on the first hologram recording medium 80 at an incident angle corresponding to the deflection angle of the beam deflector 76 of FIG.
【0117】一方、第2のビームスプリッタ74により
反射されたレーザ光は、第1のミラー81及び第2のミ
ラー82により反射され、所定の入射角で第1のホログ
ラム記録媒体80に入射する。これにより、第1のホロ
グラム記録媒体80中で物体光と参照光とが干渉し、第
1のホログラム記録媒体80にホログラム(「ペー
ジ」)が記録される。On the other hand, the laser light reflected by the second beam splitter 74 is reflected by the first mirror 81 and the second mirror 82 and is incident on the first hologram recording medium 80 at a predetermined incident angle. As a result, the object light and the reference light interfere with each other in the first hologram recording medium 80, and a hologram (“page”) is recorded on the first hologram recording medium 80.
【0118】このホログラム記録再生装置70は、以上
の記録過程を、物体光の入射角を変えながら同一の参照
光を用いて繰り返し行い、第1のホログラム記録媒体8
0に複数の「ページ」を多重記録する。The hologram recording / reproducing apparatus 70 repeats the above recording process using the same reference light while changing the incident angle of the object light, and
A plurality of “pages” are multiplex-recorded on 0.
【0119】ここで、第3のビームスプリッタ75によ
り反射されたレーザ光は、第3のミラー83及び第4の
ミラー84により反射された後に、第1のホログラム記
録媒体80に入射する。このレーザ光は、参照光と同じ
波面を持ち反対方向に伝播する共役光であるので、この
参照光の共役光を読み出し光として用いれば、第1のホ
ログラム記録媒体80に多重記録された複数の「ペー
ジ」(「チャプター」)が一括再生され、この再生光が
第1のホログラム記録媒体80の物体光が入射した側か
ら出射することになる。Here, the laser beam reflected by the third beam splitter 75 is incident on the first hologram recording medium 80 after being reflected by the third mirror 83 and the fourth mirror 84. Since this laser light is a conjugate light having the same wavefront as the reference light and propagating in the opposite direction, if the conjugate light of the reference light is used as the reading light, a plurality of multiplexed recordings on the first hologram recording medium 80 are performed. “Pages” (“chapter”) are collectively reproduced, and the reproduced light is emitted from the side of the first hologram recording medium 80 where the object light is incident.
【0120】この再生光は、レンズ79によりフーリエ
変換された後、第4のビームスプリッタ78により反射
され、第5のビームスプリッタ85に入射する。そし
て、第5のビームスプリッタ85を透過した再生光が、
レンズ86によりフーリエ変換された後に、物体光とし
て第2のホログラム記録媒体87に所定の入射角で入射
する。This reproduction light is subjected to Fourier transform by the lens 79, reflected by the fourth beam splitter 78, and enters the fifth beam splitter 85. Then, the reproduction light transmitted through the fifth beam splitter 85 is
After being Fourier-transformed by the lens 86, the light enters the second hologram recording medium 87 at a predetermined incident angle as object light.
【0121】一方、第1のビームスプリッタ73により
反射されたレーザ光は、第2のビームデフレクタ88に
より進行方向が制御され、第2のビームデフレクタ88
による偏向角に応じた入射角で、第2のホログラム記録
媒体87に参照光として入射する。これにより、第2の
ホログラム記録媒体87中で物体光と参照光とが干渉
し、第1のホログラム記録媒体80から一括して読み出
された「チャプター」が第2のホログラム記録媒体87
に複写記録される。On the other hand, the traveling direction of the laser beam reflected by the first beam splitter 73 is controlled by the second beam deflector 88, and the second beam deflector 88
Incident on the second hologram recording medium 87 as reference light at an incident angle corresponding to the deflection angle due to As a result, the object light and the reference light interfere with each other in the second hologram recording medium 87, and the “chapter” read out from the first hologram recording medium 80 collectively is converted into the second hologram recording medium 87.
Is recorded.
【0122】このホログラム記録再生装置70は、以上
の記録過程を、参照光の入射角を変えながら繰り返し行
い、第1のホログラム記録媒体80から次々に読み出さ
れた複数の「チャプター」を、角度多重等の多重方式に
より、第2のホログラム記録媒体87に複写記録する。The hologram recording / reproducing apparatus 70 repeats the above recording process while changing the incident angle of the reference light, and converts a plurality of “chapter” read one after another from the first hologram recording medium 80 into an angle. The data is copied and recorded on the second hologram recording medium 87 by a multiplexing method such as multiplexing.
【0123】第2のホログラム記録媒体80に参照光と
して入射したレーザ光は、第2のホログラム記録媒体8
0を透過した後に、その光路上に配設された第5のミラ
ー89により反射される。そして、第5のミラー89に
より反射されたレーザ光は、再度第2のホログラム記録
媒体87内に入射する。このレーザ光は、参照光と同じ
波面を持ち反対方向に伝播する共役光である。したがっ
て、このレーザ光を読み出し光として用いれば、第2の
ホログラム記録媒体87に多重記録されたホログラムが
選択的に再生され、この再生光が第2のホログラム記録
媒体87の物体光が入射した側から出射することにな
る。The laser beam incident on the second hologram recording medium 80 as reference light is applied to the second hologram recording medium 8.
After passing through 0, the light is reflected by a fifth mirror 89 disposed on the optical path. Then, the laser light reflected by the fifth mirror 89 enters the second hologram recording medium 87 again. This laser light is conjugate light having the same wavefront as the reference light and propagating in the opposite direction. Therefore, if this laser light is used as the reading light, the hologram multiplexed and recorded on the second hologram recording medium 87 is selectively reproduced, and the reproduced light is applied to the side of the second hologram recording medium 87 on which the object light is incident. Will be emitted.
【0124】この再生光は、レンズ86によりフーリエ
変換された後、第5のビームスプリッタ85に入射す
る。そして、第5のビームスプリッタ85により反射さ
れた再生光は、レンズ90により再度フーリエ変換され
た後、ホログラム抽出手段91に入射する。そして、こ
のホログラム抽出手段91により、第2のホログラム記
録媒体87から読み出された「チャプター」の中から特
定の「ページ」成分だけが抽出される。This reproduction light is Fourier-transformed by the lens 86, and then enters the fifth beam splitter 85. Then, the reproduction light reflected by the fifth beam splitter 85 is again Fourier-transformed by the lens 90, and then enters the hologram extraction means 91. Then, only a specific “page” component is extracted from the “chapter” read from the second hologram recording medium 87 by the hologram extracting means 91.
【0125】ホログラム抽出手段91により抽出された
特定の「ページ」成分の光は、レンズ92により再度フ
ーリエ変換された後、CCD等のディテクターアレイ9
3により受光される。これにより、第2のホログラム記
録媒体87から読み出された「チャプター」の中から、
所望の「ページ」のデータを読み取ることができる。The light of the specific “page” component extracted by the hologram extracting means 91 is again subjected to Fourier transform by the lens 92, and then the light from the detector array 9 such as a CCD is detected.
3 is received. Thereby, from among the “chapter” read from the second hologram recording medium 87,
The desired “page” data can be read.
【0126】なお、以上は、ホログラムをフーリエホロ
グラムとして記録する例について述べたが、本発明に係
るホログラム記録再生装置は、以上の例に限定されるも
のではなく、例えば、イメージホログラムやフレネルホ
ログラム等の他のホログラムを記録するように構成され
ていてもよい。また、以上は、透過型ホログラムを記録
再生する例について述べたが、本発明に係るホログラム
記録再生装置は、この例に限定されるものではなく、反
射型ホログラムを記録再生するように構成されていても
よい。In the above, an example in which a hologram is recorded as a Fourier hologram has been described. However, the hologram recording / reproducing apparatus according to the present invention is not limited to the above example. May be configured to record another hologram. In the above, an example of recording and reproducing a transmission hologram has been described. However, the hologram recording and reproducing apparatus according to the present invention is not limited to this example, and is configured to record and reproduce a reflection hologram. You may.
【0127】また、本発明の手法は、情報記録再生装置
や画像表示装置にのみ適用されるものではなく、その
他、ホログラム記録再生の原理を利用するものに広く適
用することができる。例えば、相関演算機、連想記憶等
の光コンピュータ、光インターコネクション、ホログラ
ムプリンタ、ホログラフィー干渉計、ホログラフィック
光学素子等に本発明の手法を適用することができる。The technique of the present invention is not only applied to information recording / reproducing devices and image display devices, but can be widely applied to other devices utilizing the principle of hologram recording / reproducing. For example, the method of the present invention can be applied to a correlation computer, an optical computer such as an associative memory, an optical interconnection, a hologram printer, a holographic interferometer, a holographic optical element, and the like.
【0128】[0128]
【発明の効果】本発明に係るホログラム記録再生装置に
よれば、第1の記録手段により第1のホログラム記録媒
体に多重記録されたホログラムが、第1の再生手段によ
り一括して再生され、この一括再生された多重記録ホロ
グラム複数枚が、第2の記録手段により第2のホログラ
ム記録媒体に多重複写記録されるので、最終的なホログ
ラム1枚当たりの回折効率を第1のホログラム記録媒体
に多重記録する際の多重枚数倍にすることができる。こ
れにより、ホログラムの多重記録による回折効率の低下
を避けることができ、S/N比を向上させて、記録情報
量を増やすことができる。According to the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, the holograms multiplex-recorded on the first hologram recording medium by the first recording means are collectively reproduced by the first reproducing means. The multiple recording holograms reproduced at one time are multiplex-copied and recorded on the second hologram recording medium by the second recording means, so that the final diffraction efficiency per hologram is multiplexed on the first hologram recording medium. It can be multiplied by the multiplex number when recording. As a result, a decrease in diffraction efficiency due to multiplex recording of holograms can be avoided, the S / N ratio can be improved, and the amount of recorded information can be increased.
【0129】また、このホログラム記録再生装置によれ
ば、第1の記録手段により第1のホログラム記録媒体に
多重記録されたホログラムが、第1の再生手段により一
括して再生されるので、一度に再生されるホログラム1
枚当たりに含まれる情報量が多く、アクセス速度の向上
が実現される。According to this hologram recording / reproducing apparatus, the holograms multiplex-recorded on the first hologram recording medium by the first recording means are collectively reproduced by the first reproducing means. Reconstructed hologram 1
The amount of information included per sheet is large, and the access speed is improved.
【0130】また、このホログラム記録再生装置によれ
ば、第1の記録手段により第1のホログラム記録媒体に
多重記録されたホログラムが、第1の再生手段により一
括して再生されるので、一度に多くの空間的情報を表示
することができる。したがって、このホログラム記録再
生装置は、高精細な静止画像や三次元画像の表示装置と
して用いることができる。According to this hologram recording / reproducing apparatus, the holograms multiplex-recorded on the first hologram recording medium by the first recording means are collectively reproduced by the first reproducing means. A lot of spatial information can be displayed. Therefore, this hologram recording / reproducing apparatus can be used as a display device for a high-definition still image or a three-dimensional image.
【0131】また、本発明に係るホログラム記録再生方
法によれば、第1のステップにおいて第1のホログラム
記録媒体に多重記録されたホログラムが、第2のステッ
プにおいて一括して再生され、この一括再生された多重
記録ホログラム複数枚が、第3のステップにおいて第2
のホログラム記録媒体に多重複写記録されるので、最終
的なホログラム1枚当たりの回折効率を第1のホログラ
ム記録媒体に多重記録する際の多重枚数倍にすることが
できる。これにより、ホログラムの多重記録による回折
効率の低下を避けることができ、S/N比を向上させ
て、記録情報量を増やすことができる。According to the hologram recording / reproducing method according to the present invention, the holograms multiplex-recorded on the first hologram recording medium in the first step are collectively reproduced in the second step, and the collective reproduction is performed. In the third step, the multiple multiplexed holograms
Hologram recording medium, the final diffraction efficiency per hologram can be multiplied by the number of multiplexed holograms recorded on the first hologram recording medium. As a result, a decrease in diffraction efficiency due to multiplex recording of holograms can be avoided, the S / N ratio can be improved, and the amount of recorded information can be increased.
【0132】また、このホログラム記録再生方法によれ
ば、第1のステップにおいて第1のホログラム記録媒体
に多重記録されたホログラムが、第2のステップにおい
て一括して再生されるので、一度に再生されるホログラ
ム1枚当たりに含まれる情報量が多く、アクセス速度の
向上が実現される。Further, according to the hologram recording / reproducing method, the holograms multiplex-recorded on the first hologram recording medium in the first step are collectively reproduced in the second step. The amount of information contained in one hologram is large, and the access speed is improved.
【0133】また、このホログラム記録再生方法によれ
ば、第1のステップにおいて第1のホログラム記録媒体
に多重記録されたホログラムが、第2のステップにおい
て一括して再生されるので、一度に多くの空間的情報を
表示することができるので、高精細な静止画像や三次元
画像を表示することができる。According to the hologram recording / reproducing method, the holograms multiplex-recorded on the first hologram recording medium in the first step are collectively reproduced in the second step. Since spatial information can be displayed, a high-definition still image or a three-dimensional image can be displayed.
【図1】本発明に係るホログラム記録再生装置の一構成
例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing one configuration example of a hologram recording / reproducing apparatus according to the present invention.
【図2】ホログラム抽出手段として用いる液晶シャッタ
アレイを示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a liquid crystal shutter array used as hologram extracting means.
【図3】上記液晶シャッタアレイを用いて所望のホログ
ラムの成分を抽出する様子を説明する模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram for explaining how a desired hologram component is extracted using the liquid crystal shutter array.
【図4】ホログラム抽出手段として固定された開口部を
有するアパーチャとビーム偏向手段とを組み合わせて用
いた例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an example in which an aperture having a fixed opening as a hologram extracting unit and a beam deflecting unit are used in combination.
【図5】本発明に係るホログラム記録再生装置の空間光
変調器からディテクターアレイまでの部分を拡大して示
す模式図である。FIG. 5 is an enlarged schematic view showing a portion from a spatial light modulator to a detector array of the hologram recording / reproducing apparatus according to the present invention.
【図6】図5中(a)〜(g)面におけるレーザ光の強
度分布を示す図であり、(a)は図5中(a)面におけ
るパターンを示し、(b)は図5中(b)面におけるパ
ターンを示し、(c)は図5中(c)面におけるパター
ンを示し、(d)は図5中(d)面におけるパターンを
示し、(e)は図5中(e)面におけるパターンを示
し、(f)は図5中(f)面におけるパターンを示し、
(g)は図5中(g)面におけるパターンを示してい
る。6A and 6B are diagrams showing the intensity distribution of laser light on the planes (a) to (g) in FIG. 5, where FIG. 6A shows a pattern on the plane (a) in FIG. 5, and FIG. FIG. 5C shows a pattern on the plane (c) in FIG. 5, FIG. 5C shows a pattern on the plane (d) in FIG. 5, and FIG. 5E shows a pattern on the plane (e) in FIG. 5) shows a pattern on the (f) plane in FIG. 5, and FIG.
(G) shows the pattern on the (g) plane in FIG.
【図7】マイクロレンズアレイを用いたホログラム記録
再生装置の第1のホログラム記録媒体に対して記録再生
を行う部分を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a portion for performing recording and reproduction on a first hologram recording medium of a hologram recording and reproduction apparatus using a microlens array.
【図8】マイクロレンズアレイにより空間光変調器の各
画素のスポットが再生像面において分離される様子を説
明する模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a manner in which a spot of each pixel of a spatial light modulator is separated on a reproduction image plane by a microlens array.
【図9】マイクロレンズアレイにより空間光変調器の各
画素のスポットが再生像面において分離される様子を示
す側面図である。FIG. 9 is a side view showing a manner in which spots of respective pixels of the spatial light modulator are separated on a reproduced image plane by a microlens array.
【図10】図9における再生像面の様子を示す平面図で
ある。FIG. 10 is a plan view showing a state of a reproduced image plane in FIG. 9;
【図11】マイクロレンズアレイを用いたホログラム記
録再生装置により第1のホログラム記録媒体に記録され
たホログラムの再生光から得られる再生像を示す図であ
る。FIG. 11 is a diagram showing a reproduced image obtained from reproduction light of a hologram recorded on a first hologram recording medium by a hologram recording / reproducing apparatus using a microlens array.
【図12】マイクロレンズアレイを用いたホログラム記
録再生装置の空間光変調器からディテクターアレイまで
の部分を示す模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram showing a portion from a spatial light modulator to a detector array of a hologram recording / reproducing apparatus using a microlens array.
【図13】第1のホログラム記録媒体としてバルク形状
のフォトリフラクティブ結晶を用い、第2のホログラム
記録媒体としてフォトポリマーをディスク表面に層状に
塗布してなるものを用いたホログラム記録再生装置を示
す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing a hologram recording / reproducing apparatus using a bulk-shaped photorefractive crystal as a first hologram recording medium, and using a layer obtained by applying a photopolymer in a layer on a disk surface as a second hologram recording medium FIG.
【図14】位相共役を利用したホログラム記録再生装置
の一構成例を示す模式図である。FIG. 14 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a hologram recording / reproducing apparatus using phase conjugation.
1 ホログラム記録再生装置、2 光源、6 第1のビ
ームデフレクタ、7空間光変調器、8 第1のホログラ
ム記録媒体、18 第2のホログラム記録媒体、19
第2のビームデフレクタ、22 ホログラム抽出手段、
24 ディテクターアレイReference Signs List 1 hologram recording / reproducing device, 2 light source, 6 first beam deflector, 7 spatial light modulator, 8 first hologram recording medium, 18 second hologram recording medium, 19
A second beam deflector, 22 hologram extracting means,
24 detector array
Claims (16)
の入射角度を変えながら、同一の参照光を用いて複数枚
のホログラムを第1のホログラム記録媒体に多重記録す
る第1の記録手段と、 上記第1の記録手段により上記第1のホログラム記録媒
体に多重記録された複数枚のホログラムを一括して再生
する第1の再生手段と、 上記第1の再生手段により一括して再生された複数枚の
ホログラムの再生光を物体光として、上記複数枚のホロ
グラムが重ね合わされ1つのホログラムとされてなる多
重記録ホログラムを異なる参照光を用いて第2の記録媒
体に複数枚多重記録する第2の記録手段と、 上記第2の記録手段により上記第2のホログラム記録媒
体に多重記録された複数枚の多重記録ホログラムのうち
所望の多重記録ホログラムを選択的に再生する第2の再
生手段とを備えることを特徴とするホログラム記録再生
装置。1. A first recording means for multiplex-recording a plurality of holograms on a first hologram recording medium using the same reference light while changing the incident angle of object light every time one hologram is recorded. A first reproducing means for collectively reproducing a plurality of holograms multiplex-recorded on the first hologram recording medium by the first recording means; and a collective reproduction by the first reproducing means. The multiplexed recording hologram formed by superimposing the plurality of holograms and forming one hologram is used as object light with the reproduced light of the plurality of holograms as object light. 2 recording means, and a desired multiple recording hologram is selectively selected from a plurality of multiple recording holograms multiplex-recorded on the second hologram recording medium by the second recording means. A hologram recording / reproducing apparatus comprising: a second reproducing means for reproducing.
重記録ホログラムを構成する複数枚のホログラムのうち
所望のホログラムを抽出するホログラム抽出手段を備え
ることを特徴とする請求項1記載のホログラム記録再生
装置。2. A hologram recording apparatus according to claim 1, further comprising hologram extraction means for extracting a desired hologram from a plurality of holograms constituting the multiplexed hologram reproduced by said second reproduction means. Playback device.
再生手段により再生された多重記録ホログラムの再生光
を空間的な開口を用いて像のフーリエ面上でフィルタリ
ングすることにより所望のホログラムを抽出することを
特徴とする請求項2記載のホログラム記録再生装置。3. The hologram extraction means extracts a desired hologram by filtering the reproduction light of the multiplexed hologram reproduced by the second reproduction means on the Fourier plane of the image using a spatial aperture. 3. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 2, wherein:
再生手段により再生された多重記録ホログラムの再生光
を角度依存性を有する素子により選択的に透過又は反射
させることにより所望のホログラムを抽出することを特
徴とする請求項2記載のホログラム記録再生装置。4. The hologram extracting means extracts a desired hologram by selectively transmitting or reflecting reproduction light of a multiplexed recording hologram reproduced by the second reproducing means by an element having an angle dependency. 3. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 2, wherein:
き換え可能なホログラム記録材料を用い、上記第2のホ
ログラム記録媒体として一度だけ記録が可能なホログラ
ム記録材料を用いることを特徴とする請求項1記載のホ
ログラム記録再生装置。5. The hologram recording material according to claim 1, wherein a rewritable hologram recording material is used as said first hologram recording medium, and a hologram recording material which can be recorded only once is used as said second hologram recording medium. Hologram recording and reproducing device.
この空間光変調器の各画素に対応して複数のマイクロレ
ンズが配列されてなるマイクロレンズアレイとを備え、
上記空間光変調器に入射する光の入射角を変えることに
より上記各マイクロレンズの焦点面におけるスポットを
分離させ、上記空間光変調器に表示された1画像を複数
の画像に分割して複数枚のホログラムとして上記第1の
記録媒体に多重記録し、 上記第2の再生手段は、上記空間光変調器に表示された
1画像が分割された複数枚のホログラムが重ね合わされ
てなる多重記録ホログラムを再生することを特徴とする
請求項1記載のホログラム記録再生装置。6. The first recording means includes a spatial light modulator and a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged corresponding to each pixel of the spatial light modulator.
The spot on the focal plane of each of the microlenses is separated by changing the incident angle of the light incident on the spatial light modulator, and one image displayed on the spatial light modulator is divided into a plurality of images to form a plurality of images. Multiplex-recording on the first recording medium as the hologram, and the second reproducing means forms a multiplex-recorded hologram formed by superimposing a plurality of holograms obtained by dividing one image displayed on the spatial light modulator. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the hologram is reproduced.
重記録ホログラムを1画像として表示する表示手段を備
えることを特徴とする請求項6記載のホログラム記録再
生装置。7. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 6, further comprising display means for displaying a multiplexed hologram reproduced by the second reproducing means as one image.
重記録ホログラムを構成する複数枚のホログラムのうち
所望のホログラムを抽出するホログラム抽出手段を備え
ることを特徴とする請求項6記載のホログラム記録再生
装置。8. A hologram recording apparatus according to claim 6, further comprising hologram extraction means for extracting a desired hologram from a plurality of holograms constituting the multiplexed hologram reproduced by said second reproduction means. Playback device.
の入射角度を変えながら、同一の参照光を用いて複数枚
のホログラムを第1のホログラム記録媒体に多重記録す
る第1のステップと、 上記第1のステップにおいて上記第1のホログラム記録
媒体に多重記録された複数枚のホログラムを一括して再
生する第2のステップと、 上記第2のステップにおいて一括して再生された複数枚
のホログラムの再生光を物体光として、上記複数枚のホ
ログラムが重ね合わされ1つのホログラムとされてなる
多重記録ホログラムを異なる参照光を用いて第2の記録
媒体に複数枚多重記録する第3のステップと、 上記第3のステップにおいて上記第2のホログラム記録
媒体に多重記録された複数枚の多重記録ホログラムのう
ち所望の多重記録ホログラムを選択的に再生する第4の
ステップとを経ることを特徴とするホログラム記録再生
方法。9. A first step of multiplex-recording a plurality of holograms on a first hologram recording medium using the same reference light while changing the incident angle of object light every time one hologram is recorded; A second step of collectively reproducing a plurality of holograms multiplex-recorded on the first hologram recording medium in the first step, and a plurality of holograms collectively reproduced in the second step. A third step of multiplex-recording a plurality of holograms formed by superimposing the plurality of holograms to form one hologram on a second recording medium using different reference beams, using the hologram reproduction light as object light; In the third step, a desired multiple-recording hologram is selected from a plurality of multiple-recording holograms multiplex-recorded on the second hologram recording medium. And a fourth step of selectively reproducing the hologram.
た多重記録ホログラムを構成する複数枚のホログラムの
うち所望のホログラムを抽出する第5のステップを経る
ことを特徴とする請求項9記載のホログラム記録再生方
法。10. The hologram recording according to claim 9, further comprising a fifth step of extracting a desired hologram from a plurality of holograms constituting the multiplexed hologram reproduced in the fourth step. Playback method.
テップにおいて再生された多重記録ホログラムの再生光
を空間的な開口を用いて像のフーリエ面上でフィルタリ
ングすることにより所望のホログラムを抽出することを
特徴とする請求項10記載のホログラム記録再生方法。11. The fifth step is to extract a desired hologram by filtering the reproduction light of the multiplexed hologram reproduced in the fourth step on the Fourier plane of the image using a spatial aperture. The hologram recording / reproducing method according to claim 10, wherein:
テップにおいて再生された多重記録ホログラムの再生光
を角度依存性を有する素子により選択的に透過又は反射
させることにより所望のホログラムを抽出することを特
徴とする請求項10記載のホログラム記録再生方法。12. The fifth step extracts a desired hologram by selectively transmitting or reflecting the reproduction light of the multiplexed hologram reproduced in the fourth step by an element having an angle dependency. The hologram recording / reproducing method according to claim 10, wherein:
書き換え可能なホログラム記録材料を用い、上記第2の
ホログラム記録媒体として一度だけ記録が可能なホログ
ラム記録材料を用いることを特徴とする請求項9記載の
ホログラム記録再生方法。13. The hologram recording material according to claim 9, wherein a rewritable hologram recording material is used as said first hologram recording medium, and a hologram recording material which can be recorded only once is used as said second hologram recording medium. Hologram recording / reproduction method.
変調器とこの空間光変調器の各画素に対応して複数のマ
イクロレンズが配列されてなるマイクロレンズアレイと
を用い、上記空間光変調器に入射する光の入射角を変え
ることにより上記各マイクロレンズの焦点面におけるス
ポットを分離させ、上記空間光変調器に表示された1画
像を複数の画像に分割して複数枚のホログラムとして上
記第1の記録媒体に多重記録し、 上記第4のステップにおいて、上記空間光変調器に表示
された1画像が分割された複数枚のホログラムが重ね合
わされてなる多重記録ホログラムを再生することを特徴
とする請求項9記載のホログラム記録再生方法。14. The spatial light modulator according to claim 1, wherein in the first step, a spatial light modulator and a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged corresponding to each pixel of the spatial light modulator are used. The spot on the focal plane of each of the microlenses is separated by changing the incident angle of light incident on the microlens, and one image displayed on the spatial light modulator is divided into a plurality of images to form a plurality of holograms. Multiplex recording on one recording medium; and reproducing, in the fourth step, a multiplex recording hologram in which a plurality of holograms obtained by dividing one image displayed on the spatial light modulator are superimposed. The hologram recording / reproducing method according to claim 9, wherein
た多重記録ホログラムを1画像として表示することを特
徴とする請求項14記載のホログラム記録再生方法。15. The hologram recording / reproducing method according to claim 14, wherein the multiplexed hologram reproduced in the fourth step is displayed as one image.
た多重記録ホログラムを構成する複数枚のホログラムの
うち所望のホログラムを抽出する第5のステップを経る
ことを特徴とする請求項14記載のホログラム記録再生
方法。16. The hologram recording according to claim 14, further comprising a fifth step of extracting a desired hologram from a plurality of holograms constituting the multiplexed hologram reproduced in the fourth step. Playback method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4694199A JP4214601B2 (en) | 1999-02-24 | 1999-02-24 | Hologram recording / reproducing apparatus and hologram recording / reproducing method |
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