JP2006317886A - Hologram recording reproducing apparatus - Google Patents

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Nobuhiro Kihara
信宏 木原
Norihiro Tanabe
典宏 田部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify an optical system in an entire hologram recording reproducing apparatus of a multi-angle system by employing a method of varying an incident angle of reference light to a hologram recording material by varying angles of the reference light. <P>SOLUTION: The hologram recording reproducing apparatus reproduces data by steps of: irradiating a hologram recording material 50 with reference light 200 through a reference light optical system 40 upon reproducing; changing the propagation direction of the light transmitted through the hologram recording material 50 into an opposite direction by a phase conjugate reference light optical system composed of a lens 24 and a reflective mirror 25 to generate phase conjugate reproducing light; irradiating the hologram recording material 50 with the phase conjugate reproducing light to generate conjugate reproducing signal light; and guiding the reproducing signal light through a signal light optical system 22 and a PBS (polarization beam splitter) 21 to an image sensor 26. The phase conjugate reproducing light can be produced by the phase conjugate reference light optical system in a simple configuration and the optical system can be made compact. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、信号光と参照光の干渉縞を記録材料に記録するホログラム記録再生装置に係り、特に記録時と再生時に同一の光学系を兼用で用いる位相共役光再生方式に関する。   The present invention relates to a hologram recording / reproducing apparatus that records interference fringes of signal light and reference light on a recording material, and more particularly to a phase conjugate light reproducing system that uses the same optical system for both recording and reproduction.

近年、情報により空間変調された信号光と参照光の干渉縞をホログラム記録材料に体積記録するホログラム技術を利用して大容量データの記録再生を行うホログラフィックデータストレージシステム(ホログラム記録再生装置)が提案されている(例えば非特許文献1参照)。   In recent years, there has been a holographic data storage system (hologram recording / reproducing apparatus) that records and reproduces a large amount of data by using a hologram technology for recording volume interference fringes between signal light and reference light spatially modulated by information on a hologram recording material. It has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1).

図12は角度多重方式のホログラム記録再生装置の従来構成を示した概略図である。レーザ光源1から出射したコヒーレントなレーザ光は図示されない光学部品により信号光100と参照光200に分岐される。信号光100は、空間変調器(SLM)2に表示されたデータパターンにより変調された後、記録用信号光光学系401を通過してホログラム記録材料50に集光される。この時、ホログラム記録材料50には回転ミラー3により入射角度が調整された参照光200が照射されるため、信号光100はこの参照光200と干渉し、その干渉縞がホログラム記録材料50の同一領域に参照光200の入射角が変化される毎にホログラム多重記録される。再生時には、記録時と同一の参照光を上述のようにホログラム記録材料50に記録されたホログラムに照射することでホログラムが再生され、その再生された光は再生用信号光光学系402を通過してイメージセンサ4に結像し、ここで、光電変換された後、画像処理を施されてデータが再生される。   FIG. 12 is a schematic diagram showing a conventional configuration of an angle multiplexing type hologram recording / reproducing apparatus. Coherent laser light emitted from the laser light source 1 is branched into signal light 100 and reference light 200 by an optical component (not shown). The signal light 100 is modulated by the data pattern displayed on the spatial modulator (SLM) 2, passes through the recording signal light optical system 401, and is collected on the hologram recording material 50. At this time, since the hologram recording material 50 is irradiated with the reference light 200 whose incident angle is adjusted by the rotating mirror 3, the signal light 100 interferes with the reference light 200, and the interference fringes are the same as those of the hologram recording material 50. Hologram multiplex recording is performed every time the incident angle of the reference beam 200 is changed in the region. At the time of reproduction, the hologram is reproduced by irradiating the hologram recorded on the hologram recording material 50 with the same reference light as that at the time of recording, and the reproduced light passes through the reproduction signal light optical system 402. The image is formed on the image sensor 4, and after photoelectric conversion, image processing is performed to reproduce data.

上記のような従来のホログラム記録再生装置では、記録用信号光光学系401と再生用信号光光学系402が分かれているために、どうしても光学系全体が大きくなってしまう。そこで、以下に述べる位相共役光再生方式と言う方法が知られている。   In the conventional hologram recording / reproducing apparatus as described above, since the recording signal light optical system 401 and the reproducing signal light optical system 402 are separated, the entire optical system inevitably becomes large. Therefore, a method called a phase conjugate light reproduction method described below is known.

図13は角度多重方式で且つ位相共役光再生方式のホログラム記録再生装置の従来例を示した概略図である。記録時、レーザ光源1から出射したコヒーレントなレーザ光は図示されない光学部品により信号光100と参照光200に分岐される。信号光100は、空間変調器(SLM)2に表示されたデータパターンにより変調された後、偏光ビームスプリッタ(PBS)5、更に記録用信号光光学系兼再生用信号光光学系400を通過してホログラム記録材料50に集光される。一方、参照光200は回転ミラー3によりホログラム記録材料50に対する入射角が調整された後、ホログラム記録材料50に照射される。これにより、信号光100はこの参照光200と干渉し、その干渉縞がホログラム記録材料50にホログラム記録され、その際に、参照光200の入射角が変化される毎に、データがホログラム記録材料50の同一領域に多重記録される。尚、記録時は図14に示した記録用参照光光学系301を使用して、参照光200がホログラム記録材料50に照射される。   FIG. 13 is a schematic view showing a conventional example of a hologram recording / reproducing apparatus of an angle multiplexing type and a phase conjugate light reproducing type. During recording, coherent laser light emitted from the laser light source 1 is branched into signal light 100 and reference light 200 by an optical component (not shown). The signal light 100 is modulated by the data pattern displayed on the spatial modulator (SLM) 2, and then passes through the polarization beam splitter (PBS) 5 and the recording signal light optical system / reproduction signal light optical system 400. Then, the light is focused on the hologram recording material 50. On the other hand, the reference light 200 is applied to the hologram recording material 50 after the incident angle with respect to the hologram recording material 50 is adjusted by the rotating mirror 3. Thereby, the signal light 100 interferes with the reference light 200, and the interference fringes are recorded on the hologram recording material 50. At this time, every time the incident angle of the reference light 200 is changed, the data is recorded on the hologram recording material. Multiple recording is performed in 50 identical areas. During recording, the hologram recording material 50 is irradiated with the reference light 200 using the recording reference light optical system 301 shown in FIG.

再生時は図14に示すように、参照光200を図15の再生用参照光光学系302を通して位相共役参照光を作成し、これを信号光100が入射する面に対して反対側からホログラム記録材料50に照射する。これにより、ホログラム記録材料50から位相共役再生信号光(回折光)が発生し、この再生光は記録用信号光光学系兼再生用信号光光学系400を通過して偏光ビームスプリッタ5に入射され、ここでその進行方向を直角に変化されてイメージセンサ4に結像される。位相共役再生信号光はこのイメージセンサ4で光電変換された後、画像処理を施されてデータが再生される。尚、再生時は図14に示した再生用参照光光学系302を使用して、参照光200がホログラム記録材料50に照射される。   At the time of reproduction, as shown in FIG. 14, the phase conjugate reference light is created from the reference light 200 through the reproduction reference light optical system 302 of FIG. 15, and this is recorded on the hologram from the opposite side to the surface on which the signal light 100 is incident. The material 50 is irradiated. Thereby, phase conjugate reproduction signal light (diffracted light) is generated from the hologram recording material 50, and this reproduction light passes through the recording signal light optical system / reproduction signal light optical system 400 and enters the polarization beam splitter 5. Here, the traveling direction is changed to a right angle and the image is formed on the image sensor 4. The phase conjugate reproduction signal light is photoelectrically converted by the image sensor 4 and then subjected to image processing to reproduce data. During reproduction, the hologram recording material 50 is irradiated with the reference light 200 using the reproduction reference light optical system 302 shown in FIG.

上記のような位相共役光再生においては、再生時には記録時と逆向きの参照光を記録用信号光光学系兼再生用信号光光学系400に入射させる必要がある。ここでは、逆向きと表現したが正確には位相共役光、若しくは時間反転光と表現できる。なお、図中、PBS(偏光ビームスプリッタ)は記録時と再生時で光路を切り分けるためにあり、この切り分けのために図示しない半波長板を、偏光を変えるために光路中に入れる手法も知られている。しかしながら、従来の位相共役光再生では、再生時に、ホログラム記録材料50の背面側から位相共役参照光を照射しなければならないが、それには図14に示すような再生用参照光光学系302を別に必要とし、記録用信号光光学系兼再生用信号光光学系400を用いて光学系を簡単化しても、再生用参照光光学系302が別に必要となれば、装置全体の光学系は小形化できないという問題がある。   In the phase conjugate light reproduction as described above, it is necessary to make the reference light in the direction opposite to that during recording incident on the recording signal light optical system / reproduction signal light optical system 400 during reproduction. Here, although expressed in the reverse direction, it can be expressed accurately as phase conjugate light or time-reversed light. In the figure, PBS (polarization beam splitter) is used to separate the optical path at the time of recording and at the time of reproduction. For this separation, a method of inserting a half-wave plate (not shown) into the optical path to change the polarization is also known. ing. However, in the conventional phase conjugate light reproduction, the phase conjugate reference light must be irradiated from the back side of the hologram recording material 50 during reproduction. For this purpose, a reproduction reference light optical system 302 as shown in FIG. Even if the optical system is simplified by using the recording signal light optical system 400 and the reproducing signal light optical system 400, if the reproduction reference light optical system 302 is required separately, the optical system of the entire apparatus is reduced in size. There is a problem that you can not.

そこで、図16に示すように、固定反射ミラー41により参照光200の進路を変えるだけで、参照光200の角度は固定にし、その代わり、ホログラム記録材料50を図の矢印のように回転させて、参照光200のホログラム記録材料50への入射角度を相対的に変えて角度多重による記録再生を行うようにする。特に再生の場合、ホログラム記録材料50の背後に反射ミラー42を配置して、ホログラム記録材料50を透過してきた参照光をこの反射ミラー42で反射して共役再生光を生成し、これをホログラム記録材料50の背後から照射して再生用信号光を得る構成とする。これにより、共役再生光を生成するために光学系を図14のように引き回す必要をなくして、装置全体の光学系を小形化する公知例がある(例えば特許文献1参照)。
特開2002−123161 (第5頁、第8図) IBM J.RES DEVELOP VOL 44 NO.3 MAY 2000「Holographic data strage 」
Therefore, as shown in FIG. 16, the angle of the reference light 200 is fixed only by changing the path of the reference light 200 by the fixed reflecting mirror 41, and instead, the hologram recording material 50 is rotated as shown by the arrow in the figure. Then, the incident angle of the reference beam 200 to the hologram recording material 50 is relatively changed to perform recording / reproduction by angle multiplexing. Particularly in the case of reproduction, a reflection mirror 42 is arranged behind the hologram recording material 50, and the reference light transmitted through the hologram recording material 50 is reflected by the reflection mirror 42 to generate conjugate reproduction light, which is recorded in the hologram recording. The reproduction signal light is obtained by irradiation from behind the material 50. Thus, there is a known example in which it is not necessary to route the optical system as shown in FIG. 14 in order to generate conjugate reproduction light, and the optical system of the entire apparatus is miniaturized (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-123161 (5th page, FIG. 8) IBM J.RES DEVELOP VOL 44 NO.3 MAY 2000 `` Holographic data strage ''

しかしながら、上記のホログラム記録材料50の背後にある反射ミラー42により透過参照光を反射して位相共役参照光を生成する構成では、参照光200が固定されているため、ホログラム記録材料50の角度を変化させる角度多重方式だけにしか、上記の反射ミラー42を用いて位相共役参照光を生成する構成を適用することができないという問題がある。   However, in the configuration in which the transmission reference light is reflected by the reflection mirror 42 behind the hologram recording material 50 and the phase conjugate reference light is generated, the reference light 200 is fixed. There is a problem that the configuration for generating the phase conjugate reference light using the reflection mirror 42 can be applied only to the angle multiplexing method to be changed.

本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、参照光の角度を変化させてホログラム記録材料への参照光の入射角度を変化させる方法を採用した角度多重方式のホログラム記録再生装置全体の光学系を簡単化することができる位相共役光再生方式のホログラム記録再生装置を提供することにある。   The present invention has been devised in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to employ an angle multiplexing method employing a method of changing the angle of reference light to change the incident angle of the reference light on the hologram recording material. It is an object of the present invention to provide a phase conjugate light reproduction type hologram recording / reproducing apparatus capable of simplifying the optical system of the entire hologram recording / reproducing apparatus.

本発明は上記目的を達成するため、空間変調された記録時信号光を信号光光学系によりホログラム記録材料に集光すると共に、別途記録時参照光を同ホログラム記録材料に照射することにより、この参照光と前記記録時信号光との干渉縞を同ホログラム記録材料に記録し、再生時、前記記録時参照光と逆方向に進行する位相共役参照光をホログラム記録材料に照射して位相共役再生信号光を発生させ、この位相共役再生信号光を前記信号光光学系を通して撮像素子に導く角度多重方式のホログラム記録再生装置であって、前記再生時に前記記録時参照光を前記ホログラム記録材料に記録時と同一の経路で照射した際に、同ホログラム記録材料を透過した前記記録時参照光の進行方向を反対向きにする位相共役参照光光学系を具備し、前記位相共役参照光光学系は前記記録時参照光の前記前記ホログラム記録材料への入射角度に依らず、前記記録時参照光の進行方向を反対向きに進行する前記位相共役再生信号光を生成することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention condenses the spatially modulated recording signal light on the hologram recording material by the signal light optical system, and separately irradiates the hologram recording material with the recording reference light. Interference fringes between reference light and signal light during recording are recorded on the same hologram recording material, and phase conjugate reproduction is performed by irradiating the hologram recording material with phase conjugate reference light that travels in the opposite direction to the reference light during recording during reproduction. An angle-multiplexed hologram recording / reproducing apparatus that generates signal light and guides the phase conjugate reproduced signal light to an image sensor through the signal light optical system, and records the recording reference light on the hologram recording material during the reproduction. A phase conjugate reference light optical system that reverses the traveling direction of the recording reference light transmitted through the hologram recording material when irradiated through the same path as the time, and the phase The role reference light optical system generates the phase conjugate reproduction signal light that travels in the opposite direction of the recording reference light regardless of the incident angle of the recording reference light to the hologram recording material. Features.

また、本発明の前記位相共役参照光光学系により生成される位相共役再生信号を偏光させる偏光手段を同位相共役参照光光学系に具備することを特徴とする。   The phase conjugate reference light optical system further includes a polarization unit that polarizes the phase conjugate reproduction signal generated by the phase conjugate reference light optical system of the present invention.

また、本発明の前記位相共役参照光光学系はホログラム記録材料から焦点距離だけ離れた位置に配置されたレンズと、さらにこのレンズから焦点距離だけ離れた位置に配置された前記反射ミラーとを具備して成ることを特徴とする。   Further, the phase conjugate reference light optical system of the present invention includes a lens disposed at a position away from the hologram recording material by a focal length, and further a reflection mirror disposed at a position away from the lens by a focal length. It is characterized by comprising.

このように本発明のホログラム記録再生装置では、再生時に記録時参照光をホログラム記録材料に記録時と同一の経路で照射し、その際、同ホログラム記録材料を透過した前記記録時参照光の進行方向を位相共役参照光光学系によって反対向きにして位相共役再生に用いる位相共役参照光を作成する。この場合、位相共役参照光光学系はホログラム記録材料から焦点距離だけ離れた位置に配置されたレンズにより前記透過記録時参照光を屈折し、さらにそのレンズから焦点距離だけ離れた位置に配置された反射ミラーにより反射することによって位相共役参照光を作成するため、再生時に記録時参照光の前記ホログラム記録材料への入射角度が変化しても、同ホログラム記録材料を透過した前記記録時参照光を平行光として反射ミラーに垂直に入射させることができ、角度多重方式のホログラム記録再生装置の共役再生を可能にすることができる。また、位相共役参照光を作るために、参照光光学系を引き回す必要がなくなり、光学系を小形化することができる。さらに、参照光の入射角度に応じて、その角度を変化させるが、その際に、参照光の入射角度が変わっても焦点距離だけ離れた位置に配置されたレンズと、さらにこのレンズから焦点距離だけ離れた位置に配置された前記反射ミラーによりどれも平行光になって、反射ミラーに垂直に入射するようになるため、参照光の入射角度の変化に拘らず共役参照光を生成することができ、それ故、本発明は参照光角度可変型の角度多重方式の装置に対して最も有効となる。   As described above, in the hologram recording / reproducing apparatus of the present invention, the recording reference light is irradiated onto the hologram recording material through the same path as that at the time of recording at the time of reproduction, and at that time, the progress of the recording reference light transmitted through the hologram recording material. The phase conjugate reference light used for phase conjugate reproduction is created with the direction reversed by the phase conjugate reference light optical system. In this case, the phase conjugate reference light optical system refracts the reference light during transmission recording by a lens disposed at a position away from the hologram recording material by a focal length, and is further disposed at a position away from the lens by the focal length. Since the phase conjugate reference light is generated by reflecting by the reflecting mirror, the recording reference light transmitted through the hologram recording material is transmitted even if the incident angle of the recording reference light to the hologram recording material changes during reproduction. As parallel light, the light can be vertically incident on the reflection mirror, and conjugate reproduction of the angle multiplexing type hologram recording / reproducing apparatus can be realized. Further, it is not necessary to route the reference light optical system in order to produce the phase conjugate reference light, and the optical system can be miniaturized. Furthermore, the angle is changed according to the incident angle of the reference light. At this time, even if the incident angle of the reference light changes, a lens arranged at a position separated by the focal length, and further the focal length from this lens. Since the reflection mirrors arranged at positions apart from each other become parallel light and enter the reflection mirror perpendicularly, conjugate reference light can be generated regardless of changes in the incident angle of the reference light. Therefore, the present invention is most effective for a reference light angle variable type angle multiplexing apparatus.

位相共役参照光光学系に位相共役再生信号を偏光させる偏光手段であるλ/4板を配置し、ホログラム記録材料を透過した記録時参照光を往路でこのλ/4板を通過させることにより90度偏光させ、記録時参照光のホログラム記録材料での反射光を共役光参照光と直交する偏光方向とすることによって、前記反射光が例え信号光光学系に入っても、偏光ビームスプリッタ(PBS)により,その進路が90度変更されて撮像素子に入射しないようにすることができ、S/Nの良い再生画像を得ることができる。   A λ / 4 plate, which is a polarizing means for polarizing a phase conjugate reproduction signal, is arranged in the phase conjugate reference light optical system, and the recording reference light transmitted through the hologram recording material is passed through the λ / 4 plate in the forward path. The polarization beam splitter (PBS) can be used even if the reflected light enters the signal light optical system, for example, even if the reflected light enters the signal light optical system. ), The course can be changed by 90 degrees so that it does not enter the image sensor, and a reproduced image with good S / N can be obtained.

本発明によれば、再生時に前記記録時参照光を前記ホログラム記録材料に記録時と同一の経路で照射し、その際、同ホログラム記録材料を透過した前記記録時参照光の進行方向を反対向きにして位相共役再生に用いる位相共役参照光を作成する簡単な構成の共役参照光光学系を設けることにより、共役参照光を作るために参照光光学系を引き回す必要がなくなる。それ故、参照光光学系が簡単になり、光学系の大幅な小型化が可能になり、また、従来知られていたような高価な位相共役参照光発生の光学系が不要になり、装置の大幅な低価格化が可能になる。
さらに、参照光の入射角度が変わっても焦点距離だけ離れた位置に配置されたレンズと、さらにこのレンズから焦点距離だけ離れた位置に配置された前記反射ミラーによりどれも平行光になって、反射ミラーに垂直に入射するようになるため、参照光の入射角度の変化に拘らず共役参照光を生成することができ、それ故、本発明は参照光角度可変型の角度多重方式の装置に対して最も有効となる。
また、位相共役参照光光学系に位相共役再生信号を偏光させる偏光手段であるλ/4板を配置し、ホログラム記録材料を透過した記録時参照光を往路でλ/4板を通過させることにより90度偏光させることによって、前記反射光が例え信号光光学系に入っても、偏光ビームスプリッター(PBS)により,その進路が90度変更されて撮像素子に入射しないようにすることができ、S/Nの良い再生画像を得ることができる。このλ/4板は信号光と再生信号光が直交するようにホログラム記録材料を透過した記録時参照光を90度変更させるため、従来参照光光学系に必要であった調整が必要で高価なλ/2板を無くすことができるため、装置の光学系を安価にすることができる。
According to the present invention, at the time of reproduction, the recording reference light is irradiated to the hologram recording material through the same path as at the time of recording, and at this time, the traveling direction of the recording reference light transmitted through the hologram recording material is opposite By providing a conjugate reference light optical system having a simple configuration for generating phase conjugate reference light used for phase conjugate reproduction, it is not necessary to route the reference light optical system in order to produce conjugate reference light. Therefore, the reference light optical system is simplified, the optical system can be greatly reduced in size, and an expensive optical system for generating phase conjugate reference light as conventionally known is not required. Significant price reduction is possible.
Furthermore, even if the incident angle of the reference light changes, the lens arranged at a position separated by the focal length and the reflection mirror arranged at a position separated from the lens by the focal length all become parallel light, Since the incident light is perpendicularly incident on the reflecting mirror, conjugate reference light can be generated regardless of changes in the incident angle of the reference light. Therefore, the present invention can be applied to a variable reference light angle type angle multiplexing apparatus. It is most effective for this.
In addition, a λ / 4 plate which is a polarization means for polarizing the phase conjugate reproduction signal is disposed in the phase conjugate reference light optical system, and the recording reference light transmitted through the hologram recording material is passed through the λ / 4 plate in the forward path. By polarizing 90 degrees, even if the reflected light enters the signal light optical system, the path can be changed by 90 degrees by the polarization beam splitter (PBS) so that it does not enter the image sensor. A reproduced image with good / N can be obtained. This λ / 4 plate changes the reference light during recording transmitted through the hologram recording material by 90 degrees so that the signal light and the reproduced signal light are orthogonal to each other. Therefore, adjustment required for the conventional reference light optical system is necessary and expensive. Since the λ / 2 plate can be eliminated, the optical system of the apparatus can be made inexpensive.

参照光の角度を変化させてホログラム記録材料への参照光の入射角度を変化させる方法を採用した角度多重方式のホログラム記録再生装置全体の光学系を簡単化する目的を、再生時に記録時参照光を前記ホログラム記録材料に記録時と同一の経路で照射し、その際、同ホログラム記録材料を透過した前記記録時参照光の進行方向を反対向きにして共役再生に用いる共役参照光を作成する簡単な構成の共役参照光光学系を設けることによって容易に実現した。   The purpose of simplifying the optical system of the entire angle-multiplexed hologram recording / reproducing apparatus adopting the method of changing the incident angle of the reference light to the hologram recording material by changing the angle of the reference light is the reference light during recording during reproduction. Is easy to create conjugate reference light used for conjugate reproduction by irradiating the hologram recording material through the same path as during recording, with the traveling direction of the recording reference light transmitted through the hologram recording material in the opposite direction. This is easily realized by providing a conjugate reference light optical system having a simple structure.

図1は、本発明の第1の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。ホログラム記録再生装置は、レーザ光源11、半波長板(λ/2板)12、偏光ビームスプリッタ(PBS)13、半波長板(λ/2板)14、ビームエキスパンダ15、回転ミラー16、参照光光学系40を構成するレンズ17及び18、ビームエキスパンダ19、透過型の空間変調器(SLM)20、偏光ビームスプリッタ(PBS)21、信号光光学系22、アパーチャ23、共役参照光光学系を形成する後段レンズ24及び反射ミラー25、イメージセンサ26を有して構成されている。尚、アパーチャ23は、記録時にはSLM20の高次回折光などを遮断し、再生時にはホログラム記録材料50による不要な散乱光や、再生する必要の無いホログラムからの回折光を遮断するための光学部品であり、ホログラムストレージには不可欠なものである。半波長板12は、信号光100と参照光200の強度比を変化させるものであり、また、半波長板14は、記録時と再生時で参照光200の偏光面を90度回転させ、記録時は信号光100と偏光面をそろえてホログラム記録材料50上での干渉性を向上させ、再生時には偏光面を90度回転させることにより、再生された信号光がPBS21によってイメージセンサ26上に導かれるようにするためのものである。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a hologram recording / reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention. The hologram recording / reproducing apparatus includes a laser light source 11, a half-wave plate (λ / 2 plate) 12, a polarization beam splitter (PBS) 13, a half-wave plate (λ / 2 plate) 14, a beam expander 15, and a rotating mirror 16. Lenses 17 and 18 constituting the optical optical system 40, a beam expander 19, a transmission type spatial modulator (SLM) 20, a polarization beam splitter (PBS) 21, a signal light optical system 22, an aperture 23, and a conjugate reference light optical system The rear lens 24, the reflection mirror 25, and the image sensor 26 are formed. The aperture 23 is an optical component that blocks high-order diffracted light of the SLM 20 during recording, and blocks unnecessary scattered light from the hologram recording material 50 and diffracted light from a hologram that does not need to be reproduced during reproduction. Indispensable for hologram storage. The half-wave plate 12 changes the intensity ratio between the signal light 100 and the reference light 200, and the half-wave plate 14 rotates the polarization plane of the reference light 200 90 degrees during recording and reproduction. In some cases, the plane of polarization of the signal light 100 is aligned to improve the coherence on the hologram recording material 50, and the plane of polarization is rotated 90 degrees during reproduction, so that the reproduced signal light is guided onto the image sensor 26 by the PBS 21. It is intended to make it happen.

次に本実施形態の動作について説明する。記録時、レーザ光源11から出射したレーザ光は半波長板12を通ってその偏光面が調整された後、PBS13により信号光100と参照光200に分岐される。信号光100はビームエキスパンダ19により平行光になり、SLM20に表示された記録データで空間変調された後、PBS21に入射されることでその進路が90度変更され、信号光光学系22、アパーチャ23を通ってホログラム記録材料50に照射される。一方、参照光200は半波長板14を通ってビームエキスパンダ15により平行光となり、これが回転ミラー16を介してレンズ17、18の参照光光学系40を通してホログラム記録材料50に照射される。これにより、信号光100と参照光200の干渉縞がホログラム記録材料50に記録される。   Next, the operation of this embodiment will be described. At the time of recording, the laser light emitted from the laser light source 11 passes through the half-wave plate 12 and its polarization plane is adjusted, and then is branched into the signal light 100 and the reference light 200 by the PBS 13. The signal light 100 is converted into parallel light by the beam expander 19, spatially modulated by the recording data displayed on the SLM 20, and then incident on the PBS 21, so that its path is changed by 90 degrees, and the signal light optical system 22, aperture The hologram recording material 50 is irradiated through 23. On the other hand, the reference light 200 passes through the half-wave plate 14 and becomes parallel light by the beam expander 15, and this is irradiated to the hologram recording material 50 through the reference light optical system 40 of the lenses 17 and 18 through the rotating mirror 16. Thereby, interference fringes between the signal light 100 and the reference light 200 are recorded on the hologram recording material 50.

図2は上記した記録時の動作を更に詳しく説明する図である。入射参照光200は回転ミラー16により所望の角度に偏光され、参照光光学系40を通過した後、ホログラム記録材料50上で入射信号光100と干渉し、ホログラムが記録される。その際、共役参照光光学系30のシャッター27が閉じていて、レンズ24及び反射ミラー25に光が入射しないため、通常のホログラム記録が行われる。   FIG. 2 is a diagram for explaining the above-described operation during recording in more detail. The incident reference light 200 is polarized at a desired angle by the rotating mirror 16, passes through the reference light optical system 40, and then interferes with the incident signal light 100 on the hologram recording material 50 to record a hologram. At this time, since the shutter 27 of the conjugate reference light optical system 30 is closed and light does not enter the lens 24 and the reflection mirror 25, normal hologram recording is performed.

再生時、参照光200のみがホログラム記録材料50に入射される。図3はこの再生時の動作を更に詳しく説明する図である。記録時と同様に、参照光200を回転ミラー16、参照光光学系40を通してホログラム記録材料50に入射させるが、その際、参照光200は回転ミラー16によって所望の角度に偏光され、参照光光学系40を通過してホログラム記録材料50に達する。その時、ホログラム記録材料50に記録されていたホログラ
ムにより回折光が発生し、それが直接再生信号光601となって共役参照光光学系30外に出て行く。この再生された信号光はいわゆる直接像再生に相当し、以後、直接再生信号光と呼ぶ。本実施形態では、後に出てくる共役再生信号光602だけが必要で、この直接再生信号光601を必要しない。なお、この直接再生信号光601は、ホログラム記録材料50の位置制御などを行うための信号として使うことも出来る。
At the time of reproduction, only the reference beam 200 is incident on the hologram recording material 50. FIG. 3 is a diagram for explaining the operation during reproduction in more detail. As in recording, the reference beam 200 is incident on the hologram recording material 50 through the rotary mirror 16 and the reference beam optical system 40. At this time, the reference beam 200 is polarized at a desired angle by the rotary mirror 16, and the reference beam optics is used. It passes through the system 40 and reaches the hologram recording material 50. At that time, diffracted light is generated by the hologram recorded in the hologram recording material 50, and this is directly reproduced signal light 601 and goes out of the conjugate reference light optical system 30. This reproduced signal light corresponds to so-called direct image reproduction, and is hereinafter referred to as direct reproduction signal light. In this embodiment, only the conjugate reproduction signal light 602 that comes out later is necessary, and this direct reproduction signal light 601 is not necessary. The direct reproduction signal light 601 can also be used as a signal for controlling the position of the hologram recording material 50.

ホログラム記録材料50に当たった参照光200は、一部直接再生信号光601となるが、大部分はそのまま回折されずにホログラム記録材料50を透過し、この透過光201はホログラム記録材料50から距離f離れた位置にある焦点距離fを持つ後段レンズ24を通過後、さらに距離fの位置にある反射ミラー25上に集光される。なお、図3からわかるように、ホログラム記録材料50上を平行光で通過した光は反射ミラー25上で焦点を結ぶ。さらに、図3のような配置にすると、透過光201は反射ミラー25上に垂直に入射する。反射ミラー25で反射された光202は、もと来た経路と同じ経路を反対向きに進み、後段レンズ24を通過した光は、もともとの参照光200と進行方向が逆の光、すなわち共役参照光203となる。この共役参照光203がホログラム記録材料50に当たると、共役再生の原理により、共役再生信号光602が得られ、これは記録時の信号光と逆向きに発生するため、図1のアパーチャ23、信号光光学系22を通ってPBS21を透過してイメージセンサ26に結像する。共役再生信号光602はイメージセンサ26で光電変換をされた後、画像処理を施されて再生データとなる。   The reference light 200 that hits the hologram recording material 50 is partly directly reproduced signal light 601, but most of the reference light 200 passes through the hologram recording material 50 without being diffracted as it is, and the transmitted light 201 is a distance from the hologram recording material 50. After passing through a rear lens 24 having a focal length f at a position f away, the light is further condensed on a reflection mirror 25 at a position f. As can be seen from FIG. 3, the light that has passed through the hologram recording material 50 as parallel light is focused on the reflection mirror 25. Further, in the arrangement as shown in FIG. 3, the transmitted light 201 enters the reflecting mirror 25 vertically. The light 202 reflected by the reflecting mirror 25 travels in the opposite direction on the same path as the original path, and the light that has passed through the rear lens 24 is light having a traveling direction opposite to that of the original reference light 200, that is, conjugate reference. It becomes light 203. When this conjugate reference light 203 strikes the hologram recording material 50, conjugate reproduction signal light 602 is obtained based on the principle of conjugate reproduction, and this is generated in the opposite direction to the signal light at the time of recording. The light passes through the optical optical system 22, passes through the PBS 21, and forms an image on the image sensor 26. The conjugate reproduction signal light 602 is subjected to photoelectric conversion by the image sensor 26, and then subjected to image processing to become reproduction data.

本実施形態によれば、再生時、参照光200を記録時と同一の方向からホログラム記録材料50に照射した際に、このホログラム記録材料50を通過した透過光を反射ミラー25で反射させて共役参照光203を生成し、この共役参照光203を用いてホログラム記録材料50の記録データを再生することにより、再生時に参照光を引き回す再生時参照光光学系を必要としないため、光学系を大幅に簡単化でき、装置を小形化することができる。また、角度多重方式では、再生時に参照光200を記録時のホログラム記録材料50に対する入射角度に応じて、その角度を変化させるが、その際に、参照光200の入射角度が変わっても後段レンズ24によりどれも平行光になって、反射ミラー25に垂直に入射するようになるため、参照光200の入射角度の変化に拘らず共役参照光203を生成することができ、本発明は参照光200の角度可変型の最も実用的な角度多重方式の装置に対して有効なものである。   According to the present embodiment, at the time of reproduction, when the hologram recording material 50 is irradiated with the reference light 200 from the same direction as that at the time of recording, the transmitted light that has passed through the hologram recording material 50 is reflected by the reflection mirror 25 and conjugated. By generating the reference beam 203 and reproducing the recorded data of the hologram recording material 50 using the conjugate reference beam 203, there is no need for a reproduction reference beam optical system that draws the reference beam during reproduction. The apparatus can be miniaturized. Further, in the angle multiplexing method, the reference light 200 is changed in accordance with the incident angle with respect to the hologram recording material 50 at the time of recording at the time of reproduction. At this time, even if the incident angle of the reference light 200 is changed, the latter lens 24, all become parallel light and enter the reflecting mirror 25 perpendicularly, so that the conjugate reference light 203 can be generated regardless of the change in the incident angle of the reference light 200. This is effective for 200 angle variable type most practical angle multiplexing systems.

図4は、本発明の第2の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。但し、図1に示した第1の実施形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。本実施形態のホログラム記録再生装置の空間変調器(SLM)29は反射型であるため、信号光がビームエキスパンダ19により平行光になって、直ぐにPBS21を透過しSLM29に入射され、このSLM29に表示されているデータにより空間変調されて反射される。空間変調された信号光はPBS21でその進路が90度変更されて、信号光光学系22、アパーチャ23を通ってホログラム記録材料50に照射される。一方、参照光200は第1の実施の形態と同様の参照光光学系40を通してホログラム記録材料50に照射される。これにより、信号光100と参照光200の干渉縞がホログラム記録材料50に記録される。   FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a hologram recording / reproducing apparatus according to the second embodiment of the present invention. However, the same parts as those in the first embodiment shown in FIG. Since the spatial modulator (SLM) 29 of the hologram recording / reproducing apparatus of the present embodiment is a reflection type, the signal light becomes parallel light by the beam expander 19, and immediately passes through the PBS 21 and enters the SLM 29. Reflected after being spatially modulated by the displayed data. The path of the spatially modulated signal light is changed by 90 degrees in the PBS 21, and the hologram recording material 50 is irradiated through the signal light optical system 22 and the aperture 23. On the other hand, the reference light 200 is applied to the hologram recording material 50 through the reference light optical system 40 similar to that of the first embodiment. Thereby, interference fringes between the signal light 100 and the reference light 200 are recorded on the hologram recording material 50.

再生時は、参照光200を記録時と同一の方向からホログラム記録材料50に照射した際に、このホログラム記録材料50を通過した透過光を反射ミラー25で反射させて共役参照光を生成し、この共役参照光を用いてホログラム記録材料50の背面から照射することにより、ホログラム記録材料50の記録ホログラムに対応する共役再生信号光を発生させ、この共役再生信号光が記録時の信号光と逆向きにアパーチャ23、信号光光学系22を通ってPBS21を透過してイメージセンサ26に結像する。共役再生信号光はイメージセンサ26で光電変換をされた後、画像処理を施されて再生データとなる。   During reproduction, when the hologram recording material 50 is irradiated with the reference light 200 from the same direction as during recording, the transmitted light that has passed through the hologram recording material 50 is reflected by the reflection mirror 25 to generate conjugate reference light, By irradiating from the back surface of the hologram recording material 50 using this conjugate reference light, conjugate reproduction signal light corresponding to the recording hologram of the hologram recording material 50 is generated, and this conjugate reproduction signal light is opposite to the signal light at the time of recording. The light passes through the aperture 23 and the signal light optical system 22 in the direction, passes through the PBS 21, and forms an image on the image sensor 26. The conjugate reproduction signal light is subjected to photoelectric conversion by the image sensor 26 and then subjected to image processing to become reproduction data.

本実施形態によれば、反射型のSLM29を用いても、第1の実施の形態と同様の共役参照光発生光学系により共役参照光を発生させて、ホログラムの再生を行うことができ、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。   According to the present embodiment, even when the reflective SLM 29 is used, the conjugate reference light can be generated by the conjugate reference light generation optical system similar to the first embodiment, and the hologram can be reproduced. The same effect as that of the first embodiment can be obtained.

図5は、本発明の第3の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。本実施形態のホログラム記録再生装置では、SLM29の表示画素とイメージセンサ26の受光画素のサイズが1対1対応でないような場合、倍率変換光学系33をPBS21とイメージセンサ26との間に挿入して両画素の対応関係の調整を行っている。他の構成は第1の実施の形態と同様で同様の効果を得ることができる。また、倍率変換光学系はSLM29とPBS21の間に挿入しても同様の作用効果を得ることができる。   FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a hologram recording / reproducing apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the hologram recording / reproducing apparatus of this embodiment, the magnification conversion optical system 33 is inserted between the PBS 21 and the image sensor 26 when the display pixels of the SLM 29 and the light receiving pixels of the image sensor 26 do not have a one-to-one correspondence. The correspondence between the two pixels is adjusted. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the same effects can be obtained. Further, even if the magnification conversion optical system is inserted between the SLM 29 and the PBS 21, the same effect can be obtained.

ところで、上記した第1、第2、第3の実施形態によれば、光学系を使用する場合、参照光200とホログラム記録材料50の角度の条件によっては、図6に示すようにホログラム記録材料50の表面反射光500がホログラム像と重なってしまい、SN比を低下させる場合がある。また、例えば図1において、再生時にホログラム再生像をPBS21により分離して検出するため、参照光200の偏光を調整することが必要で、そのため参照光光学系に価格が高く、調整が必要な1/2λ板14を挿入しなければならないという問題もある。そこで、このような問題を解消したのが、以下に説明する実施形態である。   By the way, according to the first, second, and third embodiments described above, when an optical system is used, depending on the angle condition between the reference beam 200 and the hologram recording material 50, as shown in FIG. 50 surface reflected light 500 may overlap with the hologram image, which may reduce the SN ratio. Further, for example, in FIG. 1, since the hologram reproduction image is separated and detected by the PBS 21 at the time of reproduction, it is necessary to adjust the polarization of the reference light 200. Therefore, the reference light optical system is expensive and requires adjustment 1 There is also a problem that the / 2λ plate 14 must be inserted. Therefore, the embodiment described below has solved such a problem.

図7は、本発明の第4の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。ホログラム記録再生装置は、レーザ光源11、半波長板(λ/2板)12、偏光ビームスプリッタ(PBS)13、ビームエキスパンダ15、回転ミラー16、参照光光学系40を構成する4f系のレンズ17及び18、反射型の空間変調器(SLM)29、偏光ビームスプリッタ(PBS)21、信号光光学系のレンズ22、イメージセンサ26、共役参照光光学系を形成する後段レンズ24、反射ミラー25、後段レンズ24と反射ミラー25の間に挿入されたλ/4板28を有して構成されている。   FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a hologram recording / reproducing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The hologram recording / reproducing apparatus includes a laser light source 11, a half-wave plate (λ / 2 plate) 12, a polarization beam splitter (PBS) 13, a beam expander 15, a rotating mirror 16, and a 4f lens constituting a reference light optical system 40. 17 and 18, a reflective spatial light modulator (SLM) 29, a polarization beam splitter (PBS) 21, a signal light optical system lens 22, an image sensor 26, a rear-stage lens 24 forming a conjugate reference light optical system, and a reflection mirror 25. The λ / 4 plate 28 is inserted between the rear lens 24 and the reflecting mirror 25.

次に本実施形態の動作について説明する。本実施形態の動作は図4に示した第2の実施形態とほぼ同様であるが、異なる点について図7に示したホログラム記録材料50付近の詳細図である図8を参照して説明する。ホログラムを再生する際、回転ミラー16により、(1)で偏光が直線偏光である参照光200の光路の角度が変化される。そして(2)の焦点距離fのレンズで構成された4f系(参照光光学系)を通ることでホログラム記録材料50に参照光200が入射する際、(3)のようにホログラム記録材料50の同一箇所に平行光として入射される。ホログラム記録材料50に参照光200が入射すると材料表面で反射する光(9)と透過する光(4)両方が発生する。   Next, the operation of this embodiment will be described. The operation of this embodiment is almost the same as that of the second embodiment shown in FIG. 4, but the differences will be described with reference to FIG. 8 which is a detailed view of the vicinity of the hologram recording material 50 shown in FIG. When reproducing a hologram, the angle of the optical path of the reference beam 200 whose polarization is linearly polarized in (1) is changed by the rotating mirror 16. Then, when the reference light 200 enters the hologram recording material 50 by passing through the 4f system (reference light optical system) constituted by the lens having the focal length f of (2), the hologram recording material 50 is made as shown in (3). Incident light is incident on the same spot as parallel light. When the reference light 200 is incident on the hologram recording material 50, both the light (9) reflected by the material surface and the light (4) transmitted are generated.

まず、透過光から説明すると、透過光は(4)の光路を通り距離f離れた位置にある焦点距離fのレンズ24を透過する。透過した光はレンズ24から距離f離れた位置にある反射ミラー25で反射し、(5)の光路を通り再びレンズ24を透過する。ここで2回レンズ24を通過することで、レンズ1枚で4f系が構成でき、そのため回転ミラー16で記録材料50に入射する参照光200の角度が変化してもそれに対応した共役光(6)を得ることができる。   First, in terms of transmitted light, the transmitted light passes through the lens 24 having a focal length f located at a distance f through the optical path (4). The transmitted light is reflected by the reflection mirror 25 located at a distance f from the lens 24, passes through the optical path (5), and is transmitted through the lens 24 again. Here, by passing through the lens 24 twice, a single lens can form a 4f system. Therefore, even if the angle of the reference light 200 incident on the recording material 50 is changed by the rotating mirror 16, the corresponding conjugate light (6 ) Can be obtained.

ここで、図8の光学系では図4と異なり、ホログラム記録材料50と反射ミラー25の間にλ/4板28が置かれている。参照光200の偏光はλ/4板28により円偏光に変化させられ反射ミラー25で反射した後、再びλ/4板28を透過することで、共役光の偏光は参照光200の偏光と直交するような成分をもつ。参照光200と垂直な偏光方向をもった共役光(6)は記録されたホログラムを共役再生する。これにより発生した再生信号光(7)は信号光光学系を構成するレンズ22を通った後、PBS21を透過するような偏光方向を持つ。それ故、再生信号光(7)はPBS21を(8)のように透過し、イメージセンサ26により検出される。   Here, in the optical system of FIG. 8, unlike FIG. 4, a λ / 4 plate 28 is placed between the hologram recording material 50 and the reflection mirror 25. The polarization of the reference light 200 is changed to circularly polarized light by the λ / 4 plate 28, reflected by the reflection mirror 25, and then transmitted again through the λ / 4 plate 28, so that the conjugate light is orthogonal to the polarization of the reference light 200. It has a component that does. The conjugate light (6) having a polarization direction perpendicular to the reference light 200 conjugately reproduces the recorded hologram. The reproduction signal light (7) generated thereby has a polarization direction that passes through the PBS 21 after passing through the lens 22 constituting the signal light optical system. Therefore, the reproduction signal light (7) passes through the PBS 21 as shown in (8) and is detected by the image sensor 26.

一方、ホログラム記録材料50で反射した参照光200はレンズの位置、ホログラム記録材料50の角度、入射する参照光200の角度などにより変化し、(9)のように信号光光学系のレンズ22に入射してしまう光線が発生してしまう。しかし、この光線は共役光と直交する偏光方向なため、PBS21によりすべて反射し、(10)の光路を通ることでイメージセンサ26への入射を防ぐことができる。   On the other hand, the reference light 200 reflected by the hologram recording material 50 changes depending on the position of the lens, the angle of the hologram recording material 50, the angle of the incident reference light 200, and the like, as shown in (9), to the lens 22 of the signal light optical system. An incident light beam is generated. However, since this light beam has a polarization direction orthogonal to the conjugate light, it is totally reflected by the PBS 21 and can be prevented from entering the image sensor 26 by passing through the optical path (10).

本実施形態によれば、共役光はホログラム記録材料50と反射ミラー25の間に置かれているλ/4板28によりその偏光が90度変えられるため、参照光200のホログラム記録材料50での反射光は共役光と直交する偏光方向になり、それにより、反射光が例え信号光光学系に入っても、PBS21によりその進路が90度変更されて(10)の光路を通ることで、イメージセンサ26への入射を防ぐことができ、S/Nの良い再生画像を得ることができる。また、安価で調整不要のλ/4板28により共役光の偏光を90変えるため、従来参照光200の光路に必要であった高価で調整要のλ/2板が無用になり、光学系の価格を低下させることができる。他の効果は図4に示した第2の実施形態と同様である。   According to this embodiment, since the polarization of the conjugate light is changed by 90 degrees by the λ / 4 plate 28 placed between the hologram recording material 50 and the reflection mirror 25, the reference light 200 at the hologram recording material 50 is changed. The reflected light has a polarization direction orthogonal to the conjugate light, so that even if the reflected light enters the signal light optical system, the path is changed by 90 degrees by the PBS 21 and passes through the optical path (10). Incident to the sensor 26 can be prevented, and a reproduced image with good S / N can be obtained. Further, since the polarization of the conjugate light is changed by 90 with the inexpensive and adjustment-free λ / 4 plate 28, the expensive and adjustment-necessary λ / 2 plate, which has been necessary for the optical path of the reference light 200 in the related art, becomes unnecessary. The price can be lowered. Other effects are the same as those of the second embodiment shown in FIG.

図9は、本発明の第5の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。ホログラム記録再生装置の構成は図7に示したそれとほぼ同様であるが、PBS13とレーザ光源11との位置関係を変えて、信号光100や参照光200の偏光方向を図7のそれと変えることによって、図示の如く、イメージセンサ26とSLM29との位置関係をPBS21に対して変えることができる。しかし、ホログラム記録再生装置の動作は図7に示した第4の実施形態と同様で同様の効果がある。   FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a hologram recording / reproducing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. The configuration of the hologram recording / reproducing apparatus is substantially the same as that shown in FIG. 7, but the positional relationship between the PBS 13 and the laser light source 11 is changed, and the polarization directions of the signal light 100 and the reference light 200 are changed from those shown in FIG. As shown in the figure, the positional relationship between the image sensor 26 and the SLM 29 can be changed with respect to the PBS 21. However, the operation of the hologram recording / reproducing apparatus is the same as that of the fourth embodiment shown in FIG.

図10は、本発明の第6の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。ホログラム記録再生装置の構成は図7に示したそれとほぼ同様であるが、SLM20が透過型であり、信号光100はSLM20を通ってPBS21に入射する構成となっている。しかし、ホログラム記録再生装置の動作は図7に示した第4の実施形態と同様で同様の効果がある。   FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a hologram recording / reproducing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. The configuration of the hologram recording / reproducing apparatus is almost the same as that shown in FIG. 7, but the SLM 20 is a transmission type, and the signal light 100 is incident on the PBS 21 through the SLM 20. However, the operation of the hologram recording / reproducing apparatus is the same as that of the fourth embodiment shown in FIG.

図11は、本発明の第7の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。ホログラム記録再生装置はシフト多重型で、レーザ光源11、半波長板 (λ/2板)12、偏光ビームスプリッタ(PBS)13、ビームエキスパンダ15、固定ミラー30、参照光光学系を構成するレンズ32、反射型の空間変調器(SLM)29、偏光ビームスプリッタ(PBS)21、信号光光学系のレンズ22、イメージセンサ26、共役参照光光学系を形成する後段レンズ24、反射ミラー25、後段レンズ24と反射ミラー25の間に挿入されたλ/4板28を有して構成されている。   FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a hologram recording / reproducing apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. The hologram recording / reproducing apparatus is a shift multiplex type, and includes a laser light source 11, a half-wave plate (λ / 2 plate) 12, a polarization beam splitter (PBS) 13, a beam expander 15, a fixed mirror 30, and a lens constituting a reference light optical system. 32, a reflective spatial modulator (SLM) 29, a polarization beam splitter (PBS) 21, a signal light optical system lens 22, an image sensor 26, a rear lens 24 forming a conjugate reference light optical system, a reflective mirror 25, and a rear stage A λ / 4 plate 28 inserted between the lens 24 and the reflection mirror 25 is provided.

本実施形態によれば、ホログラム記録材料をトラック方向に僅かずつ動かして多重記録する構成以外は、図7の構成と同様であり、共役光はホログラム記録材料50と反射ミラー25の間に置かれているλ/4板28によりその偏光が90度変えられるため、参照光200のホログラム記録材料50での反射光は共役光と直交する偏光方向になり、それにより、反射光が例え信号光光学系に入っても、PBS21によりその進路が90度変更されて、イメージセンサ26への入射を防ぐことができ、S/Nの良い再生画像を得ることができる。また、他の効果も図1に示した第1の実施形態と同様である。   According to the present embodiment, the configuration is the same as that of FIG. 7 except that the hologram recording material is moved slightly in the track direction to perform multiple recording, and the conjugate light is placed between the hologram recording material 50 and the reflection mirror 25. Since the polarization is changed by 90 degrees by the λ / 4 plate 28, the reflected light of the reference light 200 on the hologram recording material 50 has a polarization direction orthogonal to the conjugate light, so that the reflected light is compared with signal light optics, for example. Even if the system enters the system, the path is changed by 90 degrees by the PBS 21 to prevent the incident on the image sensor 26, and a reproduced image with a good S / N can be obtained. Other effects are also the same as those of the first embodiment shown in FIG.

尚、本発明は上記実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。例えば、上記した第3の実施形態についても、第2の実施形態の反射型SLMを用いた構成にすることも容易にできる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can implement also with another various form in a concrete structure, a function, an effect | action, and an effect. For example, the third embodiment described above can also be easily configured using the reflective SLM of the second embodiment.

本発明の第1の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a hologram recording / reproducing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1に示したホログラム記録再生装置の記録動作を説明する図である。It is a figure explaining the recording operation of the hologram recording / reproducing apparatus shown in FIG. 図1に示したホログラム記録再生装置の再生動作を説明する図である。It is a figure explaining the reproducing operation of the hologram recording / reproducing apparatus shown in FIG. 本発明の第2の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the hologram recording / reproducing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the hologram recording / reproducing apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図1に示したホログラム記録材料付近の詳細を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing details in the vicinity of the hologram recording material shown in FIG. 1. 本発明の第4の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the hologram recording / reproducing apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 図6に示したホログラム記録材料付近の詳細を示したブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing details in the vicinity of the hologram recording material shown in FIG. 6. 本発明の第5の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the hologram recording / reproducing apparatus which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the hologram recording / reproducing apparatus which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the hologram recording / reproducing apparatus which concerns on the 7th Embodiment of this invention. 角度多重方式のホログラム記録再生装置の従来構成を示した概略図である。1 is a schematic diagram showing a conventional configuration of an angle multiplexing type hologram recording / reproducing apparatus. 従来の角度多重方式で且つ共役光再生方式のホログラム記録再生装置の記録動作を説明する概略図である。It is the schematic explaining the recording operation | movement of the hologram recording / reproducing apparatus of the conventional angle multiplexing system and conjugate light reproduction | regeneration system. 従来の角度多重方式で且つ共役光再生方式のホログラム記録再生装置の再生動作を説明する概略図である。It is the schematic explaining the reproduction | regeneration operation | movement of the hologram recording / reproducing apparatus of the conventional angle multiplexing system and conjugate light reproduction | regeneration system. 図13、図14で用いる記録時と再生時の参照光光学系の構成例を示したブロック図である。FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of a reference light optical system at the time of recording and reproduction used in FIGS. 13 and 14. 従来の角度多重方式で且つ共役光再生方式のホログラム記録再生装置の構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structural example of the hologram recording / reproducing apparatus of the conventional angle multiplexing system and conjugate light reproduction | regeneration system.

符号の説明Explanation of symbols

11……レーザ光源、12、14……半波長板(λ/2板)、13、21……偏光ビームスプリッタ(PBS)、15、19……ビームエキスパンダ、16……回転ミラー、17、18……レンズ、20、29……空間変調器(SLM)、22……信号光光学系、23……アパーチャ、24……後段レンズ、25……反射ミラー、26……イメージセンサ、27……シャッター、28……λ/4板、30……共役参照光光学系、33……倍率変換光学系、40……参照光光学系、50……ホログラム記録材料。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Laser light source, 12, 14 ... Half-wave plate ((lambda) / 2 plate), 13, 21 ... Polarizing beam splitter (PBS), 15, 19 ... Beam expander, 16 ... Rotating mirror, 17, 18 ... Lens, 20, 29 ... Spatial modulator (SLM), 22 ... Signal light optical system, 23 ... Aperture, 24 ... Rear lens, 25 ... Reflective mirror, 26 ... Image sensor, 27 ... ... Shutter, 28 ... λ / 4 plate, 30 ... Conjugate reference light optical system, 33 ... Magnification conversion optical system, 40 ... Reference light optical system, 50 ... Hologram recording material.

Claims (8)

空間変調された記録時信号光を信号光光学系によりホログラム記録材料に集光すると共に、別途記録時参照光を同ホログラム記録材料に照射することにより、この参照光と前記記録時信号光との干渉縞を同ホログラム記録材料に記録し、再生時、前記記録時参照光と逆方向に進行する位相共役参照光をホログラム記録材料に照射して位相共役再生信号光を発生させ、この位相共役再生信号光を前記信号光光学系を通して撮像素子に導く角度多重方式のホログラム記録再生装置であって、
前記再生時に前記記録時参照光を前記ホログラム記録材料に記録時と同一の経路で照射した際に、同ホログラム記録材料を透過した前記記録時参照光の進行方向を反対向きにする位相共役参照光光学系を具備し、
前記位相共役参照光光学系は前記記録時参照光の前記ホログラム記録材料への入射角度に依らず、前記記録時参照光の進行方向を反対向きに進行する前記位相共役再生信号光を生成することを特徴とするホログラム記録再生装置。
The spatially modulated signal light during recording is focused on the hologram recording material by the signal light optical system, and the reference light and the signal light during recording are separately irradiated by irradiating the hologram recording material with the reference light during recording. Interference fringes are recorded on the same hologram recording material, and at the time of reproduction, phase conjugate reference light traveling in a direction opposite to the recording reference light is irradiated to the hologram recording material to generate phase conjugate reproduction signal light, and this phase conjugate reproduction An angle multiplexing type hologram recording / reproducing apparatus for guiding signal light to an image sensor through the signal light optical system,
Phase conjugate reference light that reverses the traveling direction of the recording reference light that has passed through the hologram recording material when the recording reference light is irradiated onto the hologram recording material through the same path as during recording during the reproduction. With an optical system,
The phase conjugate reference light optical system generates the phase conjugate reproduction signal light that travels in the opposite direction of the recording reference light regardless of the incident angle of the recording reference light to the hologram recording material. Hologram recording / reproducing apparatus characterized by the above.
前記位相共役参照光光学系により生成される位相共役再生信号を偏光させる偏光手段を同位相共役参照光光学系に具備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。   2. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the phase conjugate reference light optical system further comprises a polarization means for polarizing a phase conjugate reproduction signal generated by the phase conjugate reference light optical system. 前記偏光手段は、前記ホログラム記録材料を透過した前記記録時参照光を往路で偏光するλ/4板であ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 recording / reproducing apparatus according to claim 2, wherein the polarization means is a λ / 4 plate that polarizes the recording reference light transmitted through the hologram recording material in an outward path. 前記位相共役参照光光学系は、ホログラム記録材料から焦点距離だけ離れた位置に配置されたレンズと、さらにこのレンズから焦点距離だけ離れた位置に配置された反射ミラーとを具備して成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。   The phase conjugate reference light optical system includes a lens disposed at a position separated from the hologram recording material by a focal length, and a reflection mirror disposed at a position separated from the lens by a focal length. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein: 前記ホログラム記録材料と前記反射ミラーの間にλ/4板を配置することを特徴とする請求項4記載のホログラム記録再生装置。     5. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 4, wherein a λ / 4 plate is disposed between the hologram recording material and the reflection mirror. 前記信号光を空間変調する空間変調器の表示画素と前記撮像素子の受光画素の対応関係を調整する倍率変換光学系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。   The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 1, further comprising a magnification conversion optical system that adjusts a correspondence relationship between a display pixel of a spatial modulator that spatially modulates the signal light and a light receiving pixel of the imaging element. 前記信号光を空間変調する空間変調器は透過型であ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. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the spatial light modulator that spatially modulates the signal light is a transmission type. 前記信号光を空間変調する空間変調器は反射型であ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. The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the spatial modulator for spatially modulating the signal light is a reflection type.
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