JP2006216148A - ホログラフィー記録装置，ホログラフィー再生装置及びその方法並びにホログラフィー媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡便な符号化処理・復号処理を行うことにより、様々なオフセット要因を除去でき、変動要因に対して安定して、記録された情報データの再生が行えるホログラフィー記録，再生装置および方法を提供する。
【解決手段】 本発明のホログラフィー装置は、ホログラフィー媒体に参照光を照射して情報データを記録するものであり、ホログラフィー媒体に書き込む情報データにより変調された信号光を出力する光変調手段と、光変調手段の書き込む情報データ列において、各々の情報データを直前の情報データにより和分変換することにより符号化する符号化手段と、参照光により、情報データ列の情報データをホログラフィー媒体に書き込む書込手段とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、情報データの記録に用いるホログラフィー記録装置，ホログラフィー再生装置及びその方法並びにホログラフィー媒体に関する。

情報データよりなる信号光と、参照光とをホログラフィー媒体に照射して、このホログラフィー媒体内に干渉パターンを生成して、上記情報データを記録するホログラフィー記録システムが用いられている。
そして、このホログラフィー媒体に対し、「１」または「０」からなるディジタルデータを多重記録、また再生する方法として、以下に示す特許文献１に記載された方法及びこの方法に対応した装置がある。
この文献には、ホログラフィー媒体の複数箇所それぞれにおいて情報データを多重に記録する方法として、参照光の角度を変えて記録・再生を行う書込角度多重の方法と、参照光の波長を変えて記録・再生を行う方法が記載されている。

特許文献１に示す多重に記録する方法にあっては、多重化された情報データページを再生する際、参照光の角度または波長とステップ動作において切り替えて、対象とする情報データページに記録されている情報データを再生する。
例えば、書込角度多重の場合、ホログラフィー媒体に記録された情報データを、その記録した際の参照光と同様な角度に読出し用の参照光を照射することができれば、多重化された中から所望の角度で書き込んだ情報データ（データページの情報データ）を任意に読み出すことができる。

上述したような、多重化した情報データの記録及び再生に参照光を用いるが、この参照光はレーザ光源からコリメータ・レンズなどのレンズ系や、不要な干渉光を排除するためのピンホールなどを用いた空間フィルタを用いて生成される。
特開２００４−１７７９５８号公報

上述した構成において、一般のレーザ光は、図１０に示すように、レーザ光源から放射された後、コリメータ・レンズを通過して、例えば記録対象のメディアに投影された場合、投影された像の中央部と周辺部との間に強度分布を有している。
アポタイズ・フィルタのように中心部の強度を低下させるようなフィルタを用いれば、投影された像内において均一の強度分布とすることができる。
しかしながら、アポダイズ・フィルタを用いる方法は、ビーム強度を強制的に低下させるため、レーザ光の利用効率が低下する上に、フィルタを設けるためにコストアップ要因となるため好ましくない。

また、図１１において、参照光の強度分布により、再生時におけるディテクタ上の再生像（参照光の投影像）に及ぼす影響を示す。
例えば、図１１（ａ）において、ディテクタ上のＡ点にはメディアの厚さ方向に斜線で示された領域に干渉縞として記憶されている情報が結像され、一方、図１１（ｂ）において、ディテクタ上のＢ点にはメディアの厚さ方向に対して斜めのＡ点と異なる領域に記憶されている情報が結像される。

上述したように、ディテクタのＡ点とＢ点とにおいて、結像する成分がメディアに記録された領域が異なっており、参照光の強度分布が均一でない場合、ディテクタ上に投影される再生像の強度分布は一定でなく、一般的に再生像の周辺部が暗くなる傾向にある。
また、ホログラフィー再生装置において、理想的にはディテクタ上において、図１２（ａ）に示す強度分布を有することが好ましい。

しかしながら、光学素子やメディアにおける散乱または迷光、ごみによる回折など様々な影響により、図１２（ｂ）に示すように、ディテクタ上の強度分布はオフセット成分を有している。
図１２（ａ）及び（ｂ）において、横軸はディテクタ上の位置を示し、縦軸はその位置における再生光の強度を示している。
また、レーザ光源の光パワーが限定される場合、検出回路に付帯するオフセットやノイズの影響も無視できない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、簡便な符号化処理・復号処理を行うことにより、様々なオフセット要因を除去でき、変動要因に対して安定して、記録された情報データの再生が行えるホログラフィー記録，再生装置および方法を提供することを目的とする。

本発明のホログラフィー記録装置は、ホログラフィー媒体に参照光を照射して情報データを記録するホログラフィー記録装置であり、前記ホログラフィー媒体に書き込む情報データにより変調された信号光を出力する光変調手段と、該光変調手段の書き込む情報データ列において、各々の情報データを直前の情報データにより和分変換することにより符号化する符号化手段と、前記参照光により、前記情報データ列の情報データをホログラフィー媒体に書き込む書込手段とを有する。
本発明のホログラフィー記録方法は、ホログラフィー媒体に参照光を照射して情報データを記録するホログラフィー記録方法であり、光変調手段により前記ホログラフィー媒体に書き込む情報データにより変調された信号光を出力する過程と、符号化手段により該光変調手段の書き込む情報データ列において、各々の情報データを直前の情報データにより和分変換することにより符号化する過程と、書込手段により、前記参照光の照射を行うことで、前記情報データ列の情報データをホログラフィー媒体に書き込む過程とを有する。
これにより、ホログラフィー記録装置／方法は、情報データの記録時に、情報データ列において、各データが直前のデータとの和分変換により符号化し、この符号化したデータをメディアに記録しているため、再生時に、情報データ列に対応した順に、検出信号の差分変換を行うことにより、検出信号に含まれるオフセット成分や低周波のノイズ成分を除去することができ、安定した情報データの再生が行えるメディアを作成することができる。

本発明のホログラフィー記録装置は、前記情報データ書込手段が、前記情報データ列における各情報データ各々を、隣接しないように所定の間隔を空けて、前記ホログラフィー媒体に２次元的に配置して書き込んでいる。
これにより、ホログラフィー記録装置は、情報データの記録時に、情報データ列における符号化処理において、データが隣接しないように選択して和分変換する符号化を行っているため、ディテクタにおける隣接する画素データ間のクロストークの影響を低減することができ、安定した情報データの再生が行えるメディアを作成することができる。

本発明のホログラフィー再生装置は、情報データ列における情報データ各々を直前の情報データにより和分変換し、順次情報データが書き込まれたホログラフィー媒体から、参照光を照射して前記情報データを再生するホログラフィー再生装置であり、前記参照光を前記ホログラフィー媒体に照射する参照光照射手段と、前記ホログラフィー媒体から再生光を入射し、この再生光から情報データを検出するデータ検出手段と、前記情報データを読み出した順に、直前の情報データと差分変換し、前記情報データ列を再生する再生演算手段とを有する。
本発明のホログラフィー再生方法は、情報データ列における情報データ各々を直前の情報データにより和分変換し、順次情報データが書き込まれたホログラフィー媒体から、参照光を照射して前記情報データを再生するホログラフィー再生方法であり、参照光照射手段により前記参照光を前記ホログラフィー媒体に照射する過程と、データ検出手段により前記ホログラフィー媒体から再生光を入射し、この再生光から情報データを検出する過程と、再生演算手段により前記情報データを読み出した順に、直前の情報データと差分変換し、前記情報データ列を再生する過程とを有する。
これにより、本発明のホログラフィー再生装置／方法は、情報データの記録時に、情報データ列において、各データが直前のデータとの和分変換により符号化され、この符号化されたデータがメディアに記録されているため、メディアから情報データを再生する際、情報データ列に対応した順に、検出信号の差分変換を行うことにより、検出信号に含まれるオフセット成分や低周波のノイズ成分を除去することができ、安定した情報データの再生を行うことができる。

本発明のホログラフィー再生装置は、前記データ検出手段が、差分変換された情報データの信号の絶対値を求め、所定期間に蓄積された絶対値の平均値から閾値を算出し、この閾値により２値データの情報データに変換する。
これにより、本発明のホログラフィー再生装置は、データの再生処理において、差分変換された値が変化したときに「１」と、逆に変化しないとき「０」と判定する際、全体的な信号の平均値を、変化した値を判定する閾値としているため、安定した２値データを得ることができる。

本発明のホログラフィー再生装置は、前記データ検出手段が、差分変換された情報データの信号の絶対値を求め、所定期間に蓄積された絶対値の平均値により複数の閾値を算出し、この複数の閾値により多値データを出力する。
これにより、本発明のホログラフィー再生装置は、再生した情報データ列における各ビットのデータを多値化することにより、再生された各ビットのデータに、再生時の信頼性情報を含めた状態で後段のデータ処理回路へ出力する（信頼性情報の伝達を行う）ことができ、システム全体として、情報データの再生機能を向上させることができる。

本発明のホログラフィー媒体は、書き込まれている情報データ列における情報データ各々が直前の情報データにより和分変換されている。
これにより、本発明のホログラフィー媒体は、情報データの記録時に、情報データ列において、各データが直前のデータとの和分変換により符号化し、この符号化したデータをメディアに記録しているため、再生時に、情報データ列に対応した順に、検出信号の差分変換を行うことにより、検出信号に含まれるオフセット成分や低周波のノイズ成分を除去することができ、安定した情報データの再生を行うことができる。

以上説明したように、本発明のホログラフィー記録装置／方法は、情報データの記録時に、情報データ列において、各データが直前のデータとの和分変換により符号化し、順次メディアに記録しているため、再生時に、情報データ列に対応した順に、検出信号の差分変換を行うことで、検出信号に含まれるオフセット成分や低周波のノイズ成分を除去でき、安定して情報データの再生が行えるメディアを作成できる。

また、本発明のホログラフィー再生装置／方法は、情報データの記録時に、情報データ列において、各データを直前のデータとの和分変換により符号化し、情報データを再生する際、情報データ列に対応した順に、検出信号の差分変換を行うことにより、検出信号に含まれるオフセット成分や低周波のノイズ成分を除去することができ、安定した情報データの再生が行える。

以下、本発明の一実施形態によるホログラフィー記録装置及び再生装置を図面を参照して説明する。図２は、メディアに対して情報データを多重記録する際、参照光の角度を変えて、メディアの記録領域に情報データを記録する複数のページ（以下、情報データページ）を生成し、情報データの多重記録を行う場合の同実施形態における情報データの符号化処理を説明する概念図である。
本発明においては、情報データの記録処理の際、情報データ列（ビット列）において、直前の符号化データとの和を、モジュロ２（Modulo２）の加算演算を行い、符号化データを生成してメディアに順次記録する。
また、本発明においては、情報データの再生処理の際、検出された信号データの順番に差分演算を行い、得られる差分が所定の閾値を超えた場合に「１」、超えない場合に「０」と判定して情報データ列の各データ（ビット）の値の再生を行う。

＜第１の実施形態＞
次に、図１を参照して、本発明の第１の実施形態によるホログラフィー記録・再生装置の説明を行う。図１は第１の実施形態によるホログラフィー記録・再生装置の構成例を示すブロック図である。すなわち、図１は、メディアに記録、再生するための一構成例を示す光学レイアウト図である。
また、この図１の第１の実施形態においては、信号光と参照光とがメディア４に対して、同じ側から入射される透過型ホログラムを例として説明している。
図１に示す上記ホログラフィー記録・再生装置は、シャッタ１，ＳＬＭ・２，ＦＴレンズ３及び５，ディテクタ６，シャッタ７，ミラー８，符号化部９，書込部１０，データ検出部１１，再生演算部１２及び図示しないレーザ光源を有している。

Ａ．メディア４への情報データの記録処理
上記レーザ光源が所定の波長のレーザ光を放射し、このレーザ光が所定の機構により分配光Ｍ及び分配光Ｎに分割され、各々シャッタ１及びシャッタ７へ入射される。
ＳＬＭ・２は、液晶パネル等で構成されており、メディア４へ書き込む情報データ、すなわち書き込む２次元の情報データの各ビットに対応した市松模様のドットパターンを、分配光Ｍの入射角度に対し垂直な変調面に形成する。
上記変調面が、例えば液晶表示部である場合、複数の液晶素子の集合体で形成された所定の面積のドットが行（図２（ｂ）の横方向）と列（図２（ｂ）の縦方向）とをなして升目状に形成されており、信号光を透過／非透過に制御することで、情報データの各ビットのデータに対応したドットパターンが形成される。

上記ＳＬＭ・２は、入射される分配光Ｍの光の強度を、上記変調面におけるドットパターンにより変調し、メディア４に書き込む情報を含む信号光として、ＦＴ（フーリエ変換）レンズ３へ出射する。
また、この図２においてはＳＬＭ・２に透過型のＳＬＭを用いているが、ビームスプリッタ等を組み合わせて反射型のＳＬＭを用いることもできる。

ＦＴレンズ３は、ＳＬＭ・２からの信号光を集光し、ホログラム記録（多重化記録）されるメディア４に対して照射する。ここで、メディア４は、ＦＴレンズ３の集光点付近に設置されている。
シャッタ７は、シャッタ１の開閉のタイミングに同期して開閉動作することにより入射される分配光Ｎのミラー８への出射を制御する。
ミラー８は、入射光の反射角度を可変できるガルバノミラーなどで構成されており、入射する分配光Ｎの反射角度を、情報データ書込部９の制御により逐次変化させて、参照光としてメディア４へ出射する。

ここで、参照光は信号光がメディア４に入射する付近に重なるようにして入射されるよう制御されており、信号光と参照光とが干渉してできる干渉縞の情報が、情報データとしてメディア４に記録される。
このとき、ミラー８が参照光の角度を所定の角度ピッチで変えることにより、異なる信号光の情報データを、メディア４の所定の記憶領域に対して多重に記録させること、すなわち、ＳＬＭ・２の変調面に形成される異なるドットパターン（市松模様）の２次元情報データにより、順次、新たなデータを重ね書きすることができる。
それぞれ上記２次元の情報データが記録される参照光の角度（例えば、θ1，θ2，…等）を情報データページと呼ぶことにする。
すなわち、各情報データページには、情報データの全データが同一の参照光の入射角度θにて記録される。

ここで、符号化部９は、上記情報データの符号化処理を行う。このとき、符号化対象の元データである情報データは、インターリーバーやエラー訂正のための他の符号化などの必要な処理を行っておいても良い。
以下に、符号化部９が行う符号化処理について説明する。
符号化部９は、図２（ａ）に示すように、情報データ列の各データａiと直前に符号化された符号化データｂi-1との和を、以下の（１）式により、モジュロ２の演算（図２（ａ）の真理表の処理）を施すことにより行い、各データを符号化して、符号化データｂiとして出力する。（先頭のデータａ1に対しては、予め設定した符号化データｂ0を用いて符号化を行う。）

すなわち、上述した（１）式における和分変換（ｂi-1 ＋ ａi）の処理は、情報データにおいて、過去のデータ系列の和（Σａi）を求めることに相当する。
そして、書込部１０は、上記符号化データを、ＳＬＭ・２の変調面において、左上や右上から順次連続して、２次元的に配置する。
また、書込部１０は、図２（ｂ）に示すように、ＳＬＭ・２の変調面において、符号化データを連続させずに、所定の間隔毎に配置するようにしてもよい。例えば、隣接したドットとせず、隣接したドットを飛ばして、２個おきに、情報データ列における連続した符号化データを配置する。

この配置の場合、まず偶数番目のドット位置に対して符号化データｂiを、情報データ、すなわちビット列｛ｂ1，ｂ2，ｂ3，ｂ4，…｝の順番により配置し、変調面のドット行の１行（例えば、１行目のドット行）の最後の偶数番目のドットに到達した後、次は同一行の奇数番目のドット位置に対して、情報データにおけるビット列の順番により配置し、最後の奇数番目のドットに到達した後、次のドット行（例えば、２行目のドット行）に移り、上述の処理を繰り返す、というような方法である。
上述したメディア４に対する情報データの記録処理により、再生時において、隣接したことによる符号化間の干渉を、低減でき、再生時に安定したデータ再生が行える。

Ｂ．メディア４からの情報データの再生処理
次に、メディア４に記録された符号化データを再生する際、データ検出部１０は、信号光側のシャッタ１を閉じて、参照光側のシャッタ７を開けて、分配光Ｎのみをメディア４に入射させることにより、メディア４に記録された情報データの再生を行う。
データ検出部１０は、予め設定されている記録時の参照光の角度に対応させて、ミラー８の反射面を調整し、メディア４に入射する参照光の角度を制御し、各情報データページに記録されている符号化データの再生を行う。
この参照光の入射により、符号化データが再生光としてメディア４の裏面（参照光が入射される面と逆の面）から、ＦＴレンズ５に出射される。

ＦＴレンズ５は、入射される再生光を、ＦＴレンズ３に入射される信号光に、すなわち平行光（コヒーレント光）に戻し、ディテクタ（検出器）９へ、再生像として投影する。
ここで、ＦＴレンズ３及びＦＴレンズ５の焦点距離が同様であり、ＳＬＭ・２，ＦＴレンズ３，メディア４，ＦＴレンズ５，ディテクタ６は、それぞれ上記焦点距離だけ離れて配置されている。
すなわち、ＳＬＭ・２及びディテクタ６各々は、それぞれ、ＦＴレンズ３の前側焦点と、ＦＴレンズ５の後側焦点位置に置かれている。

このため、上述のように、メディア４の記録領域における各情報データページに記憶された情報データ、すなわち干渉縞により参照光が回折され、上記再生光が生成される。
そして、この再生光は、ＦＴレンズ５により平行な成分に変換され、ディテクタ６上にＳＬＭ・２の変調面における２次元ドットパターンと同様な市松模様のドットパターンとして結像され、情報データが再生される。
ディテクタ６は、２次元ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサなどで構成され、上記パターンを読み取り、検出信号としてデータ検出部１１へ出力する。

これにより、データ検出部１１は、入力された検出信号を、ＳＬＭ・２における変調面のドットパターンの単位にて信号レベルを平均化するなどして、図３（ａ）に示すように、ビット単位の信号レベル（アナログ値）の検出データｃi（アナログ信号）とする。
そして、データ検出部１１の図３（ｂ）に示す構成において、上記検出データｃiをＡＭＰ（オペアンプ）２０により、所定のゲインにて増幅し、増幅された検出データｃiのレベルをＳ／Ｈ（サンプルホールド）回路２１によりサンプリングして保持する。

そして、Ａ／Ｄ変換器２２は、Ｓ／Ｈ回路２１の出力する検出データｃiをＡ／Ｄ変換し、ＳＬＭ・２における変調面の市松模様のドットパターン単位（ビット単位の符号化データ）の検出データｃｄi（デジタル信号）として再生演算部１２へ出力する。
このとき、データ検出部１１は、メディア７の記録時と同じ順序に検出データｃiを取り出す処理を行うが、他に、一行の検出データｃi（変調面のドット行）を順番に、Ａ／Ｄ変換器２２によりＡ／Ｄ変換し、一時的に図示しないメモリに蓄積し、メモリから取り出す順序により、記録時と同じ順序に並び替えてもよい。

次に、再生演算部１２は、図３（ｂ）の回路構成からなり、順次、時系列に入力される検出データｃｄiを、以下に示す（２）式により復号処理して、元の情報データに対応した、復号データｄｄiを再生して出力する。
（２）式において、係数ｋは、光検出処理までの振幅変化率を表しており、また、オフセット成分は除去されるために除外してある。

図３（ｂ）に示した再生演算部１２の演算として、遅延素子（Ｚ^−１）２３は、検出データｃｄiの復号が行われる際、直前の検出データｃｄi-1を記録している。
そして、差分演算部２４は、検出データｃｄiから検出データｃｄi-1を減算する差分演算を行い、結果として得られた差分を、ＡＢＳ（絶対値化）回路２５へ出力する。
ＡＢＳ回路２５は、入力される上記差分を絶対値に変換して出力する。
すなわち、図４（ａ）に示すように、差分演算部２４の出力する差分として、符号化する前の元データ（情報データ）の「０」に対応するデータは直前のデータとの差が小さいため、「０」付近に分布することとなり、符号化する前の元データの「１」に対応するデータは直前のデータとの差が大きいため、＋方向または−方向に偏差した分布となる。

このため、ＡＢＳ回路２５により、絶対値を求めると図４（ｂ）のようになる。
また、閾値算出回路２６は、図４（ｂ）に示すように、絶対値の度数分布において、所定期間に蓄積された度数分布における絶対値の平均値を算出して、その平均値（または所定の係数を乗じた値）をしきい値として算出する。
そして、１／０判定回路２７は、入力される絶対値化された差分が上記しきい値を超える場合、上記検出データｃｄi、すなわち情報データのビットを「１」と判定し、一方、入力される絶対値化された差分が上記しきい値を超えない（下回る）場合、上記検出データｃｄiを「０」と判定し、この２値化された復号データｄｄiを判定結果として出力する。

また、別の再生演算の方法として、図５に示すように、１／０判定回路２７を設けず、絶対値化した差分を２値化せずに、多値データとして出力することもできる。
この場合、まず、図３の回路と同様に、差分演算部２４により、差分（ｃｄi−ｃｄi-1）を求める。このようにして求めた差分は図６（ａ）のような度数分布を示す。
そして、ＡＢＳ回路２５により、絶対値を求めると図６（ｂ）のようになる。
次に、多値変換回路２８は、図６（ｂ）の絶対値化した差分の０〜最大値までの値を、図６（ｃ）に示すように複数の段階に分割し、度数分布多段階に対応した多値データを出力する。

このように、多値データとすることにより、再生された情報データの確からしさの情報（尤度情報）を含むため、再生演算部１２の後段の処理回路により、この含まれる尤度情報を利用することができる。
一例として、エラー訂正回路の復号器としてビタビデコーダを用いる例が挙げられる。
２値化された入力データに基づく硬判定ビタビデコーダに比較し、尤度情報を含む多値入力の軟判定ビタビデコーダの方が、エラー訂正能力を高くすることができる。

ここで、多値化のレベルとしては、３ビット、８段階にすることで、符号化利得が２dB程度改善することが知られている。
このとき、図示してはいないが、差分の絶対値の平均値から、多値化の判定前のゲインを調整するか、多値の段階のいずれに含まれるかを判定する多値判定レベルを変化させるなどして、多段とするしきい値の調整に類する処理を行っておいた方がよい。

また、さらに別の再生演算の方法として、図７のように差分演算をディジタル回路ではなく、アナログ回路で行うようにしてもよい。
一例として、図７に示すように、遅延素子２３を設けずに、Ｓ／Ｈ回路３０を追加することにより、アナログデータである検出データｃi-1を保持する遅延回路を構成できる。
そして、差分演算部３１は、ＡＭＰ２０により、検出データｃiが出力されたタイミングにより、直前の検出データｃiとの差分を求めて、Ａ／Ｄ変換器２２に対して出力する。
これにより、Ａ／Ｄ変換器２２は、入力される差分をＡ／Ｄ変換してデジタルデータとして出力する。この差分が、「ｃｄi−ｃｄi-1」に対応している。

この方法においては、オフセットや低周波ノイズのレベルが大きい場合に、アナログの段階において、これらオフセットやノイズを除去することに対して有効である。
また、この構成においては、Ａ／Ｄ変換器２２におけるＡ／Ｄ変換のレンジを、オフセットや低周波ノイズのマージンに対応して用意する必要がなく、ダイナミックレンジを大きく取れ、実質的なビット分解能を向上することができる。
そして、平均値算出回路３２は、図８（ａ）に示す、Ａ／Ｄ変換器２２が順次出力する差分において、所定期間に蓄積された差分の平均値を算出し、その平均値を出力する。

次に、ＡＢＳ回路２９は、図８（ａ）における度数分布において、上記平均値を「０」となるように、縦軸の「ｃｄi−ｃｄi-1」の数値から、平均値を除算し、その除算結果の絶対値を出力する。
そして、閾値算出回路２６は、図８（ｂ）に示すように、上記絶対値の度数分布において、所定期間に蓄積された度数分布における絶対値の平均値を算出して、その平均値（または所定の係数を乗じた値）をしきい値として算出する。
次に、１／０判定回路２７は、入力される絶対値化された差分が上記しきい値を超える場合、上記検出データｃｄi、すなわち情報データのビットを「１」と判定し、一方、入力される絶対値化された差分が上記しきい値を超えない（下回る）場合、上記検出データｃｄiを「０」と判定し、この２値化された復号データｄｄiを判定結果として出力する。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態として、ホログラフィー記録装置とホログラフィー再生装置とを別にした、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）型、あるいは追記型のメディアに対応したシステム構成としてもよい。
例えば、図９に示すシステム構成は、記録時に信号光と参照光とをメディア４の反対側から入射させ（図９（ａ））、再生時に参照光を位相共役の再生照明光として、メディア４へ入射させる（図９（ｂ））反射型ホログラムを例としている。

図９に示す構成の場合、図９（ａ）に示すホログラフィー記録装置において、参照光の角度を変え、複数の情報データページに対し、各々情報データが多重記録されたメディア４を、ホログラフィーＲＯＭとして作成する。
ここで、図１と同様に、信号光がＳＬＭ・２から出射され、参照光がミラー８から出射され、他の構成については、データ検出部１０が無く、ＦＴレンズ３がＳＬＭ・２の前部に配設されている以外、図１と同様である。また、ＳＬＭ・２とメディア４との間に矩形開口部１３が設けられている。
そして、メディア４への情報データの書込処理は、上述した第１の実施形態と同様に、符号化部９が情報データの各データを符号化データに変換し、書込部１０がこの符号化データを書き込むことにより行われる。
このとき、参照光は、信号光が入射される面に対し、反対の面からメディア４における入射光の入射される記録領域に入射される。

そして、図９（ｂ）に示すホログラフィー再生装置において、読出し時に、参照光の代わりに位相共役再生照明光を用い、第１の実施形態で説明した読出し処理により、情報データの再生処理が行われる。
このホログラフィー再生装置は、ホログラフィー記録装置において、信号光が入力された面と同一の面に対し、位相共役再生照明光を入射させる。これにより、ホログラフィー再生装置側には、ＦＴレンズを設ける必要が無くなる。
位相共役再生照明光は、背後から読み出す構成であるため、参照光が位相共役光となるために定義しているものであり、図９（ａ）における参照光と同様のビームである。

このときの、位相共役再生照明光の角度の制御は、データ検出部１０により、図１に示す第１の実施形態と同様に、この位相共役再生照明光の入射する角度θは、ミラー８の反射面を、位相共役再生照明光が情報データページを再生する角度で入射するよう制御する。
また、ホログラフィー再生装置は、図示されていないが、シャッタ７，ミラー８，データ検出部１１，再生演算部１２，レーザ光源とが第１の実施形態と同様に設けられ、再生の処理が第１の実施形態と同様である。

第１の実施形態と異なる部分は、ディテクタ６が矩形開口部１４（ディテクタ６の検出面に対応した面積にする）を介して、位相共役再生照明光が入力されるメディア４の面と同一の側に配設されていることである。
したがって、図９（ｂ）に示すホログラフィー再生装置は、メディア４に記録された情報データを、第１の実施形態と同様に、位相共役再生照明光の角度を制御して入射させ、記録された情報データを再生するホログラフィーＲＯＭ再生装置とすることができる。

＜第３の実施形態＞
次に、本発明の第３の実施形態によるホログラフィー記録・再生装置の説明を行う。
第１及び第２の実施形態においては、上述したように、参照光の角度を変えることで、異なる角度毎の情報データページを生成することにより、記憶領域における情報データの多重化を行っている。
一方、この第３の実施形態は、レーザ光源を制御して、放射するレーザ光の波長を変え、波長毎にて多重化させる波長多重化のシステムに適用させた例である。
ところが、一般的に、透過型ホログラムにおいては、反射型ホログラムに比較して波長分解能が大きく劣るため、波長による多重化においては反射型ホログラムの方式、すなわち、第２の実施形態の位相共役光を用いて情報信号を再生する構成例が好適である。

本発明の第１の実施形態によるホログラフィー記録・再生装置の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態における情報データの符号化処理及び情報データページにおける記録処理を説明する概念図である。 図１におけるデータ検出部１１及び再生演算部１２の構成例を示すブロック図である。 図１における再生演算部１２において、差分の度数分布から情報データを求める際に用いるしきい値の算出を説明する概念図である。 図１におけるデータ検出部１１及び再生演算部１２の他の構成例を示すブロック図である。 図５における再生演算部１２において、差分の度数分布から多値データを求める概念図である。 図１におけるデータ検出部１１及び再生演算部１２の他の構成例を示すブロック図である。 図７における再生演算部１２において、差分の度数分布から情報データを求める概念図である。 本発明の第２の実施形態におけるホログラフィー記録装置及びホログラフィー再生装置を説明する概念図である。 レーザ光源の強度分布を示す概念図である。 参照光の強度分布が及ぼす影響を説明する概念図である。 ディテクタ上の光強度分布のオフセット成分の様子を示す概念図である。

符号の説明

１，７…シャッタ
２…ＳＬＭ
３，５…ＦＴレンズ
４…メディア
６…ディテクタ
８…ミラー
９…符号化部
１０…書込部
１１…データ検出部
１２…再生演算部
１３，１４…矩形開口部
２０…ＡＭＰ（差動増幅器）
２１，３０…Ｓ／Ｈ（サンプルホールド）回路
２２…Ａ／Ｄ変換器
２３…遅延素子（Ｚ^−１）
２４，３１…差分演算部
２５，２９…ＡＢＳ（絶対値化）回路
２６…しきい値閾値算出回路
２７…１／０判定回路
２８…多値変換回路
３２…平均値算出回路

Claims (8)

1. ホログラフィー媒体に参照光を照射して情報データを記録するホログラフィー記録装置であり、
   前記ホログラフィー媒体に書き込む情報データにより変調された信号光を出力する光変調手段と、
   該光変調手段の書き込む情報データ列において、各々の情報データを直前の情報データにより和分変換することにより符号化する符号化手段と、
   前記参照光により、前記情報データ列の情報データをホログラフィー媒体に書き込む書込手段と
   を有することを特徴とするホログラフィー記録装置。
2. 前記情報データ書込手段が、前記情報データ列における各情報データ各々を、隣接しないように所定の間隔を空けて、前記ホログラフィー媒体に２次元的に配置して書き込むことを特徴とする請求項１記載のホログラフィー記録装置。
3. 情報データ列における情報データ各々を直前の情報データにより和分変換し、順次情報データが書き込まれたホログラフィー媒体から、参照光を照射して前記情報データを再生するホログラフィー再生装置であり、
   前記参照光を前記ホログラフィー媒体に照射する参照光照射手段と、
   前記ホログラフィー媒体から再生光を入射し、この再生光から情報データを検出するデータ検出手段と、
   前記情報データを読み出した順に、直前の情報データと差分変換し、前記情報データ列を再生する再生演算手段と
   を有することを特徴とするホログラフィー再生装置。
4. 前記データ検出手段が、差分変換された情報データの信号の絶対値を求め、所定期間に蓄積された絶対値の平均値から閾値を算出し、この閾値により２値データの情報データに変換することを特徴とする請求項３に記載のホログラフィー再生装置。
5. 前記データ検出手段が、差分変換された情報データの信号の絶対値を求め、所定期間に蓄積された絶対値の平均値により複数の閾値を算出し、この複数の閾値により多値データを出力することを特徴とする請求項３に記載のホログラフィー再生装置。
6. 書き込まれている情報データ列における情報データ各々が直前の情報データにより和分変換されていることを特徴とするホログラフィー媒体。
7. ホログラフィー媒体に参照光を照射して情報データを記録するホログラフィー記録方法であり、
   光変調手段により前記ホログラフィー媒体に書き込む情報データにより変調された信号光を出力する過程と、
   符号化手段により該光変調手段の書き込む情報データ列において、各々の情報データを直前の情報データにより和分変換することにより符号化する過程と、
   書込手段により、前記参照光の照射を行うことで、前記情報データ列の情報データをホログラフィー媒体に書き込む過程と
   を有することを特徴とするホログラフィー記録方法。
8. 情報データ列における情報データ各々を直前の情報データにより和分変換し、順次情報データが書き込まれたホログラフィー媒体から、参照光を照射して前記情報データを再生するホログラフィー再生方法であり、
   参照光照射手段により前記参照光を前記ホログラフィー媒体に照射する過程と、
   データ検出手段により前記ホログラフィー媒体から再生光を入射し、この再生光から情報データを検出する過程と、
   再生演算手段により前記情報データを読み出した順に、直前の情報データと差分変換し、前記情報データ列を再生する過程と
   を有することを特徴とするホログラフィー再生方法。
   

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