JP2007114353A - ホログラムデータ読取ユニット、ホログラム再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クロストークを防止できる簡易な構成の要素ホログラムの読取光学系を実現する
【解決手段】参照光光源からの再生参照光の光路上や要素ホログラムからの再生像光の光路上などに絞り部を配置し、要素ホログラムの二次元画像の撮像の際に、隣り合う要素ホログラムからの再生像光のクロストーク成分を排除する。また絞り部を、参照光光源からの再生参照光の照射光路上で最もホログラム記録媒体側となる位置に配置したり、或いは要素ホログラムからの再生像光の光路上で結像光学系よりもホログラム記録媒体側となる位置に配置することで、読取光学系の構成を簡易化し省スペース化、低コスト化を実現する。
【選択図】図１６

Description

本発明は、各種データを二次元画像化し、要素ホログラムとして記録したホログラム記録媒体からデータを再生するホログラム再生装置、及びホログラム再生装置に用いることのできるホログラムデータ読取ユニットに関するものである。

特開２００５−１７３６４６号公報 特許第３２９３７７１号公報 特開平９−５０６４４号公報

シート状の記録媒体に情報を記録する例として、バーコード、ＱＲコード、ドットコード等に代表される１次元コード又は２次元コードが挙げられる。しかし、これらの情報記録媒体は、単位面積あたりに記録できる情報量が数十から数キロバイト程度と極めて低い。この原因は、単なる画像の濃淡印刷の記録分解能に物理的な限界があるからである。
また、同じくシート状の記録媒体としては、物体光と参照光の干渉縞によって各種データを記録するホログラム記録媒体も知られている。そしてホログラム記録媒体は、記録密度を飛躍的に向上させ、著しい大容量化が可能であることも知られており、例えばコンピュータデータや、オーディオやビデオ等のＡＶ（Audio-Visual）コンテンツデータなどに対する大容量のストレージメディアとして有用であると考えられている。

ホログラム記録媒体にデータを記録する際には、データを二次元ページデータとして画像化する。そして液晶パネル等に二次元画像化したデータを表示させ、その液晶パネルを透過した光を物体光、つまり二次元ページデータの像となる物体光をホログラム記録媒体に照射する。加えて、所定の角度から記録参照光をホログラム記録媒体に照射する。このとき物体光と記録参照光によって生ずる干渉縞が、ドット状や短冊状などの１つの要素ホログラムとして記録されることになる。つまり１つの要素ホログラムは、１つの二次元画像としてデータを記録したものとなる。

ホログラムメモリから情報を読み出すためには、半導体レーザ（レーザダイオード）などの再生参照光光源から放射した再生参照光を、照射光学系で平行光にして要素ホログラムに対して照射する。このとき要素ホログラムから、記録された二次元画像の再生像光が再生されるため、その再生像光を結像光学系でイメージャ（撮像素子部）に結像することにより、要素ホログラムに記録されたデータを読み出すことができる。

ここで、例えばシート状等のホログラムメモリを考え、コンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどを記録し、一般ユーザーがホログラムリーダとしての再生装置を用いて、ホログラムメモリに記録されたデータを取得できるようにするシステムを考える。
シート状のホログラムメモリとは、メディア表面としての平面上に多数の要素ホログラムを敷き詰めるように記録するものであり、このメディア表面に対してホログラムリーダを対向させて、各要素ホログラムとして記録されたデータを読み取っていくようにするものである。

要素ホログラムが複数個並べて記録されたホログラムメモリからデータ読出を行う場合、各要素ホログラム間のピッチが照射される再生参照光の光束径に比べ同等以上広く離れていない場合、クロストークが発生してしまうという問題がある。つまり、或る時点で読取対象としている１つの要素ホログラムの再生像光を撮像しようとしたときに、隣の要素ホログラムにも再生参照光が照射されて、その再生像光も発生してしまうためである。
従って、各要素ホログラム間のピッチは充分に拡げる必要があるが、これはホログラムメモリの記録密度を下げ、大容量化を阻む一因となる。

クロストークを発生させない方法としては、再生参照光の光束径を要素ホログラムとしてのマーク系と同等なサイズにまで小さくすることが考えられるが、再生参照光の照射光学系におけるコリメータレンズの収差、光源とコリメータレンズの位置関係（コリメートずれ）、コリメータレンズ等の照射光学系の回折などの影響などにより、ホログラムメモリ上で充分小さな平行光束径を実現することは非常に難しいという事情がある。

本発明は、これらの事情を考慮した上で、クロストークが生じないようにする読取光学系の構成を提案する。さらには、読取光学系の構成を簡易化し、省スペース化、低コスト化を実現することも目的とする。

本発明のホログラムデータ読取ユニットは、ホログラム記録媒体上に記録された要素ホログラムに対して再生参照光を照射する参照光光源と、上記再生参照光の要素ホログラムへの照射により発生する再生像光を結像面に結像させる結像光学系と、上記結像光学系によって結像された再生像光を電気信号に変換する撮像素子部と、読取対象としている要素ホログラム以外の要素ホログラムについての再生像光が上記撮像素子部に結像されないように配置される絞り部とを備える。
また、上記絞り部は、上記参照光光源からの再生参照光の光路上に配置されている。
例えば上記絞り部は、上記参照光光源からの再生参照光の照射光路上で、最もホログラム記録媒体側となる位置に配置されている。
或いは、上記絞り部は、ホログラム記録媒体上の要素ホログラムからの再生像光の光路上に配置されている。
例えば上記絞り部は、ホログラム記録媒体上の要素ホログラムからの再生像光の光路上であって、上記結像光学系よりもホログラム記録媒体側となる位置に配置されている。
また、上記ホログラム記録媒体における要素ホログラムが、デフォーカス記録された要素ホログラムである場合、上記絞り部は、上記要素ホログラムからの再生像光のフーリエ結像面位置もしくはその近辺に配置されている。
また、読取対象としている要素ホログラム周辺に対して上記再生参照光以外の外光を遮蔽する外光遮蔽部が形成されている。

本発明のホログラム再生装置は、データを二次元画像化し、二次元画像の物体光と記録参照光とを干渉させ、干渉縞によって上記データが要素ホログラムとして記録されるホログラム記録媒体からデータを再生するホログラム再生装置である。そして、ホログラム記録媒体上に記録された要素ホログラムに対して再生参照光を照射する参照光光源と、上記再生参照光の要素ホログラムへの照射により発生する再生像光を結像面に結像させる結像光学系と、上記結像光学系によって結像された再生像光を電気信号に変換する撮像素子部と、読取対象としている要素ホログラム以外の要素ホログラムについての再生像光が上記撮像素子部に結像されないように配置される絞り部と、上記撮像素子部で得られた二次元画像に対して信号処理を行い、上記要素ホログラムとして記録されたデータを復号する再生処理手段とを備える。

上記構成の本発明のホログラムデータ読取ユニットでは、ホログラム記録媒体上の要素ホログラムとして記録された二次元画像を撮像する。このホログラムデータ読取ユニットを備えたホログラム再生装置は、読み取った二次元画像を復号し、復号データを取得していくという動作を行う。
このような動作を多数のそれぞれの要素ホログラムに対して行うことで、各要素ホログラムからの復号データが集められ、その復号データを再構築することで、ホログラム記録媒体に記録されたコンテンツデータ等の再生データを得ることができる。
ここでホログラム記録媒体上に配列された要素ホログラムのそれぞれについて二次元画像を読み取っていく際には、隣り合う要素ホログラムからのクロストークを排除することが重要となる。このためには、読取光学系において、隣り合うホログラムマークのピッチと同等程度もしくはそれ以下の大きさの開口をもつ絞り部を、所要位置に配置する。絞り部の機能としては、再生参照光の光束径の制限機能、もしくは再生像光の選択機能の２通りの機能があるが、その両方もしくはどちらか一方の機能を発現することにより、クロストークの排除が可能となる。

本発明によれば、参照光光源からの再生参照光の光路上や要素ホログラムからの再生像光の光路上などに配置される絞り部によって、要素ホログラムの二次元画像の撮像の際に、隣り合う要素ホログラムからのクロストーク成分を排除することができるという効果がある。これにより高品質な撮像信号を得ることができ、二次元画像から適切なデータ再生が可能となる。またこのことからホログラム記録媒体の高密度化に適している。
また絞り部を、参照光光源からの再生参照光の照射光路上で最もホログラム記録媒体側となる位置に配置されるようにしたり、或いは要素ホログラムからの再生像光の光路上で結像光学系よりもホログラム記録媒体側となる位置に配置されることで、読取光学系の構成を簡易化でき、省スペース化、低コスト化を実現できる。

以下、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。
［１．ホログラムメモリの記録再生］
［２．ホログラムリーダの構成］
［３．読取ユニットの光学系構成例］
［４．読取ユニットの構造例］
［５．実施の形態の効果］

［１．ホログラムメモリの記録再生］

まずホログラムメモリ３に対する基本的な記録再生動作について図１で説明する。
図１（ａ）はホログラムメモリ３に対するデータ記録の様子を示している。例えばコンテンツデータやコンピュータプログラム等としてのデータをホログラムメモリ３に記録する場合、その記録データ全体は、多数の１ページ分のデータにエンコードされる。
例えばコンテンツデータ等の全体のデータが多数の所定サイズのデータブロックに分割され、ブロック単位でエンコード処理が行われる。
エンコードされた単位としての１つのデータブロックは、図示するような例えば二次元画像ＤＰに変換され、ＳＬＭ（Spatial Light Modulator：空間光変調器）１に供給される。
所定の光源から出力され、例えば平行光とされたレーザ光Ｌ１は、ＳＬＭ１で二次元画像ＤＰに基づいた変調が施されて、その二次元画像ＤＰの像としての物体光Ｌ２となる。
この物体光Ｌ２は、フーリエ変換レンズ２を通過することで、ホログラムメモリ３上にフーリエ変換像のスポットとして集光される。
このとき、ホログラムメモリ３に対しては、所定角度で記録参照光Ｌ３を照射する。これにより物体光Ｌ２と参照光Ｌ３が干渉し、その干渉縞によりドット状の要素ホログラムが記録されることになる。要素ホログラムとして記録されるデータは、二次元画像ＤＰの像のフーリエ像となる。

なお、この図１（ａ）で説明したものは、二次元画像ＤＰのフーリエ変換像を要素ホログラムとして記録する、いわゆる、フーリエ記録方式のものであるが、同様の手順を計算機を用いて計算して導いたホログラムパターンを直接スタンパーなどで記録媒体上に転写したもの（Computer Generated Hologram：ＣＧＨ）などでも良い。また、要素ホログラムとして記録されるフーリエ変換ホログラムパターンは完全なフーリエ変換ホログラムである必要は無く、後述するように、記録媒体のダイナミックレンジ特性などへの対応等のためデフォーカス記録方式で記録されたものでもよいし、または、ＣＧＨにおいてデフォーカスを考慮して計算されて形成されても良い。

上記のようにしてホログラムメモリ３に１つの要素ホログラムが記録されるが、順次エンコード単位のデータブロックが、同様に二次元画像ＤＰに変換されてＳＬＭ１に供給され、それぞれ要素ホログラムとして記録されていく。
各要素ホログラムの記録の際には、図示しない移送機構により、ホログラムメモリ３（ホログラム材料）の位置を移送させ（もしくは記録光学系を移送させ）、要素ホログラムの記録位置をホログラムメモリ３の平面上で僅かにずらせていく。これにより、例えばシート状のホログラムメモリ３に、その平面方向に多数の要素ホログラムが配置されるように記録が行われていくことになる。例えば図２には、１つの要素ホログラムを○で表しているが、このように平面上に多数の要素ホログラムが形成される。
図２では、ホログラムメモリ３の平面上に、横方向に３２個の要素ホログラム、縦方向に２４個の要素ホログラムを配置した例を示している。各要素ホログラムには図３に示すように、例えば５１２×３８４画素（ピクセル）の二次元画像ＤＰが記録される。

このように要素ホログラムが記録されたホログラムメモリ３に対しては図１（ｂ）のように再生が行われる。図１（ｂ）に示す結像レンズ４及び撮像素子部（イメージャ）５は、ホログラムリーダとしての再生装置内に設けられる構成である。結像レンズ４は撮像素子部５の受光面を結像面とする結像光学系を形成する。
ホログラムメモリ３に対しては、記録時と同じ照射角度で、再生参照光Ｌ４を照射する。再生参照光Ｌ４を照射すると、要素ホログラムとして記録された再生像が得られる。つまり二次元ページデータの像が、記録時の液晶パネル１と共役な場所に現れる。これを撮像素子部５で読み取ればよい。
即ちホログラムメモリ３からの再生像光Ｌ５は結像レンズ４を介して、例えばＣＣＤ撮像素子アレイ、もしくはＣＭＯＳ撮像素子アレイなどで形成された撮像素子部５に結像する。ホログラムメモリ３上でのフーリエ像は、結像レンズ４で逆フーリエ変換されて二次元画像ＤＰの再生像となり、この二次元画像ＤＰとしての再生像が撮像素子部５で読み取られる。
撮像素子部５は再生像に応じた電気信号としての撮像信号を発生させる。この撮像信号としての二次元画像信号についてデコード処理を行うことで、元々のデータ、つまり記録のために二次元画像ＤＰに変換する前のデータが得られることになる。
ホログラムメモリ３上の多数の要素ホログラムについて同様にデータ読出を行っていくことで、記録された元々のコンテンツデータ等を再生することができる。

ホログラムメモリ３の基本的な記録再生動作は以上のようになるが、このように要素ホログラムによってデータが記録されるホログラムメモリ３は密着コピーによる大量複製も容易に可能である。
従って、図１（ａ）のようにしてホログラム材料上に要素ホログラムを記録したホログラムメモリ３は、それをそのまま一般ユーザーに提供するホログラムメモリとしても良いが、これをマスターメディアとし、密着コピーにより大量のホログラムメモリの複製に用いてもよい。
例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどをホログラム記録媒体に記録し、これを広く頒布するとともに、一般ユーザーが再生装置（ホログラムリーダ２０）を用いて、ホログラムメモリ３に記録されたデータを取得できるようにするシステムなどを想定した場合、図１（ａ）のようにしてホログラムマスターメディアを生成し、そのマスターメディアから複製されたホログラムメモリを頒布して、ユーザーサイドで図１（ｂ）の動作でデータを読み出すようにすることが好適である。

ここでフーリエ記録とデフォーカス記録について述べておく。
一般的には上記図１（ａ）のように、物体光Ｌ２のフーリエ結像面とホログラム記録媒体（ホログラムメモリ３等）とを同じ位置に配置して記録するフーリエ記録方式が行われることが多い。図４（ａ）はこのフーリエ記録方式の場合を示している。
ところが記録媒体であるホログラム材料の記録ダイナミックレンジが狭いような場合、ＳＬＭフーリエ像のＤＣ成分（０次光成分）が記録媒体のダイナミックレンジを超え飽和状態になってしまうことにより、白黒のコントラスト低下（いわゆるＤＣ成分抜け）が発生する場合がある。
この対策のため、ランダム位相マスクやＡＸＩＣＯＮといった機能光学素子をＳＬＭ１の近傍等に配置することが考えられるが、光学系が煩雑になり、コストアップやサイズアップが免れない。
ここでコストアップすることのない可能な対策の一つとして、記録媒体をあえてフーリエ結像面と異なる位置に配置して記録するデフォーカス記録が知られている。
図４（ｂ）（ｃ）は、それぞれデフォーカス記録の様子を示している。即ちホログラム材料（ホログラムメモリ３）の位置を、フーリエ変換レンズ２による物体光Ｌ２のフーリエ結像面より近接させた位置において記録を行うものである。このようなデフォーカス記録によりＤＣ成分抜けを防止できる。

ところで、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）からもわかるように、フーリエ結像面からのデフォーカス量を大きくしていくに従って、記録される要素ホログラムとしてのマークサイズが大きくなる。つまりデフォーカス記録を行うと、ホログラムメモリ３上での要素ホログラムのサイズがフーリエ記録する場合に比べ、より大きくなってしまう。
図２のように多数の要素ホログラムが敷き詰められる場合においては、再生時には隣の要素ホログラムからの再生像光がクロストーク成分として影響する。例えば図１（ｂ）のように再生参照光Ｌ４を照射するときに、その時点で読取対象としている１つの要素ホログラムのみに再生参照光Ｌ４が照射されれば、隣接する要素ホログラムからの像は発生しないが、隣接する要素ホログラムに再生参照光Ｌ４が照射されてしまうと、隣の要素ホログラムからの再生像光も発生して、これが撮像素子部５に入射されることで、クロストーク成分となる。
上述したように再生参照光Ｌ４の光束径を要素ホログラムのマークサイズと同等に小さくすることは困難という事情もあり、そのことからクロストークを防止するには、各要素ホログラムを或る程度離して配置させたい。

ところが、各要素ホログラム同志の離間距離をとることは、ホログラムメモリ３の平面上に記録できる要素ホログラム数が低減されることになり、記録容量の点で不利となる。そのことから見れば、逆に、要素ホログラムのピッチを広げないことが要望される。
図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）のそれぞれの場合において、要素ホログラムのピッチＰＴを、同等とした場合を示している。
例えば図４（ａ）のフーリエ記録において、図５（ａ）のように各要素ホログラムｈＦが形成されるとし、この場合に好適な要素ホログラムの離間距離としてピッチＰＴを設定したとする。
図４（ｂ）（ｃ）のようにデフォーカス記録を行うと、要素ホログラムのサイズは図５（ｂ）（ｃ）の要素ホログラムｈＤのように大きくなるが、この場合にピッチＰＴを保つとすると、図示するように各要素ホログラムｈＤ同志がかなり近接したり、重なり合うこととなる。なおホログラム記録においては、要素ホログラムは重なり合ったとしても記録再生自体には問題はない。

詳しくは後述するが本例では、図５（ａ）のように要素ホログラムｈＦが形成されるフーリエ記録の場合においては、隣接する要素ホログラムｈＦからのクロストークを適切に排除する。
また、ＤＣ成分抜けを解消するデフォーカス記録が行われるが、記録容量を考慮して図５（ｂ）（ｃ）のように要素ホログラムｈＤが近接又は重なった状態で記録される場合、通常はクロストークの点で不利な状況となるが、そのような場合でも本例は、クロストークを適切に排除するものである。

ここで、フーリエ記録とデフォーカス記録の場合における、再生時の再生像光Ｌ５の様子を図６に示しておく。
図６（ａ）はフーリエ記録されたホログラムメモリ３の要素ホログラムｈＦに再生参照光Ｌ４が照射された場合を示しており、この場合要素ホログラムｈＦからの再生像光Ｌ５の光路は、図のようになる。つまりフーリエ結像面が要素ホログラムｈＦの位置であり、再生像光Ｌ５はフーリエ結像面から拡散する方向に発生する。
一方、デフォーカス記録の場合は図６（ｂ）のようになり、この場合、要素ホログラムｈＤに再生参照光Ｌ４が照射されると、要素ホログラムｈＤからの再生像光Ｌ５の光路は、フーリエ結像面に至るまで収束し、フーリエ結像面から拡散するようになる。

ホログラムメモリ３に対するスキャンについて説明する。
後述する本実施の形態の再生装置としてのホログラムリーダ２０は、ホログラムメモリ３に対して再生参照光Ｌ４を照射して各要素ホログラムを読み取っていくスキャンを行う。このスキャン方式としては、ユーザーが実行する手動スキャン方式と、ホログラムリーダ２０が機構的に実行する自動スキャン方式とが考えられる。

手動スキャン方式の例を図７に示す。図７（ａ）には一例として、オーディオコンテンツなどのデータが記録されたホログラムメモリ３が、ポスターＰＴ等に貼付されている状態を示している。図７（ｂ）に示すように、ホログラムリーダ２０は、ユーザーが手に持てる程度に小型軽量の携帯型の機器とされている。このホログラムリーダ２０の筐体上の一面には、上述した再生参照光Ｌ４を出力する光源や、ホログラムメモリ３からの再生像光を取り込むためのレンズ系などが形成されている。
ユーザーは図７（ｂ）のようにホログラムリーダ２０を持って、その筐体の一面側がホログラムメモリ３に対向するようにした状態で近接させる。例えば筐体をホログラムメモリ３に接触させるようにする。その状態でユーザーは左右方向或いは上下方向など任意の方向にホログラムリーダ６を移動させる。即ち任意に摺動させるようにする。このとき、再生参照光Ｌ４が所定角度で照射された要素ホログラムの再生像光がホログラムリーダ２０によって読み取られていく。
なお、図７（ａ）にはホログラムリーダ６をホログラムメモリ３に接触させた状態でユーザーが左右に振るような様子を示しているが、ホログラムリーダ２０の筐体をホログラムメモリ３の表面から少しだけ離した状態で上下左右に振るようなスキャン方式も想定される。

図７（ｃ）は、多数の要素ホログラムｈ１〜ｈ２４が記録されたホログラムメモリ３を模式的に示しているが、図７（ｂ）の状態でユーザーが任意に、例えば左右にホログラムリーダ６を振ることで、ホログラムメモリ３に対する読出スキャンの軌跡（再生参照光Ｌ４のスポットの軌跡）は破線で示すようになる。
実際にユーザーがどのようにホログラムリーダ２０を移動させるかは全く不定であるため、再生参照光Ｌ４のスポットは、全く不規則かつ不安定に、ホログラムメモリ３上の要素ホログラムに照射される。この状態で、再生参照光Ｌ４のスポットが照射された要素ホログラムの再生像がホログラムリーダ２０に読み取られていくことになる。つまり各要素ホログラムｈ１〜ｈ２４は、それぞれ、確率的に読み出しが行われる。ホログラムリーダ２０側では読み取れた要素ホログラムから順にデコードして蓄積し、必要量のデータがデコードできた時点で、再生データを再構成すればよい。

一方、自動スキャン方式とは、ホログラムリーダ２０が例えば内部のスキャン機構の動作によって再生参照光Ｌ４の照射位置を移動させたり、或いは結像レンズ４及び撮像素子部５を保持する読取ユニットを移動させて行くことで、ホログラムメモリ３上の各要素ホログラムを順次読み取っていく方式である。例えば図７（ｂ）のようにホログラムリーダ２０をポスター等に貼付されたホログラムメモリ３に対向させた状態で自動スキャンを行うことが考えられる。即ちその場合は、ユーザーは単にホログラムリーダ２０をホログラムメモリ３の正面に当てた状態を維持していればよく、スキャン機構によって再生参照光Ｌ４の照射位置やレンズ系が移動されることで、ホログラムメモリ３上の各要素ホログラムに対するスキャンが行われる。

［２．ホログラムリーダの構成］

実施の形態の再生装置としてのホログラムリーダ２０について説明する。図８はホログラムリーダ２０のブロック図である。
図８においてシステムコントローラ２１は、例えばマイクロコンピュータにより形成され、ホログラムメモリ３からのデータ読取のための動作を実行するために各部を制御する。
またシステムコントローラ２１は操作部３３の操作情報を監視し、ユーザーの操作に応じて必要な制御を行う。またシステムコントローラ２１は、表示部３４を制御してユーザーに提示する各種の情報の表示を実行させる。

ホログラムメモリ３からのデータ読取のために、読取ユニット１０を備える。読取ユニット１０内の光学系の構成や具体的な構造例は、後に各種の例を述べるが、この読取ユニット１０には、少なくとも図１（ｂ）で述べた結像レンズ４、撮像素子部５、及び参照光光源７を備える。
参照光光源７は例えば半導体レーザ等の点光源により形成される。参照光光源７は、発光駆動回路３０によって発光される。発光駆動回路３０は、当該ホログラムリーダ２０によってホログラムメモリ３の再生を行う場合に、システムコントローラ２１の指示によって参照光光源７を発光駆動する。発光駆動回路３０によって参照光光源７がオンとされることで、ホログラムメモリ３に対して記録時の記録参照光Ｌ３と同様の角度の再生参照光Ｌ４が出射される。

結像レンズ４はホログラムメモリ３からの再生像光Ｌ５を撮像素子部５に導く。撮像素子部５は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子によるイメージセンサによって構成されている。そしてこの撮像素子部５は、結像レンズ４の結像面に受光面が位置するように配置されており、結像レンズ４を介して入射した再生像光Ｌ５を受光し、電気信号としての撮像信号を出力する。

ホログラムスキャン制御部２２は、撮像素子部５の動作を制御すると共に、撮像素子部５によって得られる撮像信号の処理を行う。
即ちホログラムスキャン制御部２２は、撮像素子部５に対して転送タイミング信号、転送アドレス信号等を供給して、いわゆる撮像動作により固体撮像素子アレイで得られる撮像信号を順次転送出力させる。そして撮像素子部５から転送されたきた撮像信号について、サンプリング処理、ＡＧＣ処理、Ａ／Ｄ変換処理等を施して出力する。

ホログラムスキャン制御部２２から出力されるデジタルデータ化された撮像信号（二次元画像）は、メモリコントローラ２３の制御によってＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）２４に蓄積される。
メモリコントローラ２３は、ＤＲＡＭ２４、フラッシュメモリ２５に格納するデータについての各部の転送制御や、書込／読出制御を行う。
ＤＲＡＭ２４に蓄積された二次元画像に関する信号処理系として、ホログラム画像処理部２７，信号処理部２８が設けられる。
またホログラム画像処理部２７や信号処理部２８と、処理結果や処理に必要な情報についてのシステムコントローラ２１とのやりとりを行うためにＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）２９が用いられる。
また、フラッシュメモリ２５には、例えば上記各部での信号処理に必要な設定値、係数、その他の各種制御パラメータ等が記憶される。信号処理部２８で二次元画像信号から復号された復号データをフラッシュメモリ２５に記憶するようにしてもよい。

ホログラム画像処理部２７は、二次元画像について、光学的な原因によるデータ値の変動である光学歪み補正に関する処理や、明るさ調整、画像位置ズレ補正、画像回転ズレ等の幾何歪み補正に関する処理を行う。また撮像素子部５によっては階調のある撮像データとして再生像信号が得られるが、これを白黒の二値に変換する二値化処理も行う。ホログラムメモリ３から読み取るべきデータは、元々の記録データを明暗（白黒）の二値のデータとして二次元ページデータ化されたものであるからである。

信号処理部２８は、二次元の画像パターンとして二値化された再生像信号、つまり１つの要素ホログラムから得られたデータについて、デコード処理やエラー訂正処理、デインターリーブなどを行い、元のデータを得る。即ち、１枚の二次元画像としての撮像信号から、元々の記録データ（コンテンツデータ等）を構成する１つのデータブロックとしてのデータを復号する。
信号処理部２８は、デコードした１つのデータブロックのデータを、メモリコントローラ２３に受け渡す。メモリコントローラ２３は、デコードしたデータをＤＲＡＭ２４もしくはフラッシュメモリ２５に格納させる。
信号処理部２８でデコードされたデータがＤＲＡＭ２４又はフラッシュメモリ２５に格納されていくが、ホログラムメモリ３に対するスキャンが進むことで、例えば図２のように配列された要素ホログラムのそれぞれから読み出されたデータが順次ＤＲＡＭ２４又はフラッシュメモリ２５に格納された状態となる。メモリコントローラ２３は、格納された各データを所定のアドレス順に並べて再構築し、記録された元のデータ、例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータを生成する。

再構築されて生成されたデータは、外部インターフェース２６を介して外部機器１００、例えばパーソナルコンピュータや、オーディオプレーヤ或いはビデオプレーヤ等のＡＶ装置、又は携帯電話器等の外部機器に対して、ホログラムメモリ３からの再生データとして転送される。外部インターフェース２６は例えばＵＳＢインターフェース等が想定される。もちろん外部インターフェース２６はＵＳＢ以外の規格のインターフェースでもよい。ユーザーは外部機器側で、ホログラムメモリ３からの再生データを利用できる。例えばパーソナルコンピュータでコンピュータデータを利用したり、ＡＶ装置や携帯電話等で、ＡＶコンテンツデータを再生させることができる。

なお図示していないが、所定の記録メディアに対して記録を行うメディアドライブを設け、再生データを、そのメディアドライブにより記録メディアに記録されるようにしてもよい。
記録メディアとしては、例えば光ディスク、光磁気ディスク等が想定される。例えばＣＤ（Compact Disc）方式、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）方式、ブルーレイディスク（Blu-Ray Disc（商標））方式、ミニディスク（Mini Disc）方式などの各種方式の記録可能型のディスクが記録メディアとして考えられる。これらのディスクが記録メディアとされる場合、メディアドライブは、ディスク種別に対応したエンコード処理、エラー訂正コード処理、或いは圧縮処理等を施して、データをディスクに記録する。
また記録メディアとしてハードディスクも想定され、その場合、メディアドライブは、いわゆるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）として構成される。
さらに記録メディアは、固体メモリを内蔵した可搬性のメモリカード、或いは内蔵型固体メモリとしても実現でき、その場合メディアドライブは、メモリカード或いは内蔵型固体メモリに対する記録装置部として構成され、必要な信号処理を行ってデータ記録を行う。

さらには、例えば記録メディアに記録したＡＶコンテンツデータ等をメディアドライブで再生し、その再生したＡＶコンテンツデータ等をデコードして出力する音声再生出力系、映像再生出力系を備えることは当然考えられる。
またメディアドライブで再生したデータを外部インターフェース２６を介して外部機器に転送することもできる。
さらに上記のＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ミニディスク、メモリカード等の可搬性の記録メディアに記録した場合は、その記録メディアを外部機器で再生させることで、ユーザーはホログラムメモリ３から読み出した再生データを利用できる。

［３．読取ユニットの光学系構成例］

本例のホログラムリーダ２０における読取ユニット１０の各種の光学系構成例を説明する。上記のようにホログラムメモリ３には多数の要素ホログラムが配列されているが、本例の読取ユニット１０の光学系は、或る要素ホログラムの二次元画像ＤＰの再生像を撮像する際に、隣り合う要素ホログラムの再生像、即ちクロストーク成分を適切に排除できる構成としている。クロストーク成分の排除のために、再生参照光Ｌ４の照射光学系、もしくは再生像光Ｌ５の結像光学系のいずれかに、後述する各例のように絞り部１２を備える構成とする。

クロストークを排除するためには、読取ユニット１０内の光学系として、例えば隣り合う要素ホログラムのピッチと同等程度もしくはそれ以下の大きさの開口をもつ絞り部１２を所定位置に配置する。
絞り部１２の機能としては、再生参照光Ｌ４の光束径の制限機能、再生像光Ｌ５の選択機能の２通りの機能があるが、その両方もしくはどちらか一方の機能のみを発現することにより、クロストークの排除が可能となる。
図９〜図１４で各例を説明していく。

図９は、絞り部１２が再生参照光Ｌ４の光路上に配置され、再生参照光Ｌ４の光束径の制限機能を発現するようにした構成例である。
図示するように、読取ユニット１０の光学系として、参照光光源７、コリメータレンズ１１、絞り部１２、レンズ１３，１４、結像レンズ４、撮像素子部５を有する構成例である。
この場合、参照光光源７、コリメータレンズ１１、レンズ１３，１４で再生参照光Ｌ４の照射光学系が形成されるが、絞り部１２は、この照射光学系内に配置される。そしてこの場合、図示する位置Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５の間隔が全てレンズＬ３，Ｌ４の焦点距離Ｌｆとなる、いわゆる４ｆ光学系が形成されている。即ち再生参照光Ｌ４の光軸上での絞り部１２の位置Ｆ１、レンズ１３の位置Ｆ２、レンズ１３の焦点位置Ｆ３、レンズ１４の位置Ｆ４、ホログラムメモリ３の位置Ｆ５の各間隔が焦点距離Ｌｆとなっている。
この構成の場合、絞り部１２の像１２ａが４ｆ光学系を介してホログラムメモリ３上に結像されるようになる。
そしてこのとき、ホログラムメモリ３における要素ホログラムｈ１を、読取対象としているとすると、絞り部１２の機能により、再生参照光Ｌ４は要素ホログラムｈ１にのみ照射され、隣りの要素ホログラムｈ２，ｈ３には照射されない。従って要素ホログラムｈ１の再生像光Ｌ５のみが発生し、この再生像光Ｌ５が結像レンズ４を介して撮像素子部５に達するため、要素ホログラムｈ２，ｈ３の再生像光としてのクロストークがない状態で要素ホログラムｈ１の二次元画像が読み取れることになる。

なお一般に、クロストークを発生させないためには、再生参照光Ｌ４の光束径を要素ホログラムと同等なサイズにまで小さくすることが考えられるが、再生参照光Ｌ４の照射光学系におけるコリメータレンズの収差、参照光光源とコリメータレンズの位置関係（コリメートずれ）、コリメータレンズまたはその近傍等に配置した絞りによる回折などの影響等により、ホログラムメモリ３上で充分小さな平行光束径を実現することは非常に難しい。これに対して、回折の影響を極力少なくするためには、図９のように、ホログラムメモリ３上に絞り部１２の像１２ａが結像されるよう４ｆ光学系を介して構成することが好適である。

図１０は、絞り部１２が要素ホログラムからの再生像光Ｌ５の光路上に配置され、絞り部１２により再生像光Ｌ５の選択機能を発現させる構成例である。
この図１０の読取ユニット１０の光学系としては、参照光光源７、コリメータレンズ１１、レンズ１６ａ、１６ｂによるリレーレンズ１６、絞り部１２、結像レンズ４、撮像素子部５を備える。これは、リレーレンズ１６、結像レンズ４、撮像素子部５による再生像光Ｌ５の読取光学系内に絞り部１２を配置した例である。
参照光光源７から出力され、コリメータレンズ１１で平行光束とされた再生参照光Ｌ４は、読取対象としている要素ホログラムｈ１に照射され、またその周囲の要素ホログラムｈ２，ｈ３にも照射される。
この場合、絞り部１２は、リレーレンズ１６を介して要素ホログラムとの共役面上に配置されている。そして要素ホログラムｈ１の再生像光Ｌ５は、リレーレンズ１６を介して絞り部１２に達し、絞り部１２の開口を通った後、結像レンズ４を介して撮像素子部５に結像する。一方、要素ホログラムｈ２，ｈ３の各再生像光Ｌ５は、リレーレンズ１６を介して共役面に達した段階で絞り部１２によって遮られる。
従って撮像素子部５では、要素ホログラムｈ２，ｈ３によるクロストーク成分がない状態で要素ホログラムｈ１の二次元画像が読み取れることになる。

図１１は、絞り部１２が、再生参照光Ｌ４の照射光路上で、最もホログラムメモリ３側となる位置に配置される構成例であり、絞り部１２に再生参照光Ｌ４の光束径の制限機能を持たせるようにしたものである。
読取ユニット１０の光学系として、参照光光源７、コリメータレンズ１１、絞り部１２、結像レンズ４、撮像素子部５を有する。絞り部１２は、読取ユニット１０内において、スキャンの際にホログラムメモリ３上、もしくはその近傍となるような位置に配置される。
この場合、参照光光源７、コリメータレンズ１１により、要素ホログラムよりも大きな光束径の再生参照光Ｌ４の光束が照射されるが、その光束は要素ホログラムと同等サイズの開口を有する絞り部１２により制限される。これにより、要素ホログラムｈ１を読取対象としている場合、隣接する要素ホログラムｈ２，ｈ３への照射が制限される。従って要素ホログラムｈ１の再生像光Ｌ５のみが発生し、結像レンズ４を介して撮像素子部５に達するため、要素ホログラムｈ２，ｈ３の再生像光としてのクロストーク成分がない状態で要素ホログラムｈ１の二次元画像が読み取れることになる。
なお再生参照光Ｌ４の光束径の制限機能のためには、絞り部１２の位置は、この図１１の構成のように、ホログラムメモリ３上もしくはその近傍に配置されていることが、回折やコリメートずれによる影響を低減する上で望ましい。
また、図１１の構成例は、上記図９，図１０の例に比べてレンズなどの光学部品が少なくなり、構成の簡易化が実現できるため、安価で省スペースの装置構成として適している。

図１２は、絞り部１２が再生参照光Ｌ４の光路上に配置され、再生参照光Ｌ４の光束径の制限機能を有するようにした構成例であり、読取ユニット１０の光学系として、参照光光源７、絞り部１２、コリメータレンズ１１、結像レンズ４、撮像素子部５を有する。
この場合、絞り部１２は参照光光源７とコリメータレンズ１１の間に配置され、コリメータレンズ１１に至る段階で再生参照光Ｌ４の光束径を制限するようにしたものである。
この構成でも、例えば要素ホログラムｈ１を読取対象としている場合、隣接する要素ホログラムｈ２，ｈ３への照射が制限される。従って要素ホログラムｈ１の再生像光Ｌ５のみが結像レンズ４を介して撮像素子部５に達し、要素ホログラムｈ２，ｈ３の再生像光としてのクロストーク成分がない状態で要素ホログラムｈ１の二次元画像が読み取れる。

図１３は、絞り部１２が、要素ホログラムからの再生像Ｌ５の光路上に配置され、絞り部１２が再生像光Ｌ５の選択機能を有するようにした構成例である。また特にこの構成例は、絞り部１２が結像光学系（結像レンズ４）よりもホログラムメモリ３側となる位置に配置されている。さらにここでは、ホログラムメモリ３における要素ホログラムは、デフォーカス記録された要素ホログラムであり、絞り部１２は、要素ホログラムからの再生像光のフーリエ結像面位置に配置されるものとした構成例としている。
読取ユニット１０においては読取光学系として、絞り部１２、結像レンズ４、撮像素子部５が設けられる。なお、図示を省略しているが再生参照光Ｌ４の照射光学系として参照光光源７、コリメータレンズ１１が設けられている。

この場合、再生参照光Ｌ４としての平行光束は、読取対象としている要素ホログラムｈ１と、その周囲の要素ホログラムｈ２，ｈ３に照射される。
隣り合う複数の要素ホログラムに同時に再生参照光Ｌ４が照射されると、同時にそれぞれの要素ホログラムの再生像光Ｌ５が発生する。このとき、再生像光Ｌ５のフーリエ結像面上（もしくはその近傍）に配置された絞り部１２により、要素ホログラムｈ１の再生像光Ｌ５は絞り部１２を通り抜け、結像レンズ４を介して撮像素子部５に二次元画像を結像するが、それ以外の要素ホログラムｈ２，ｈ３等からの全ての不要な再生像光Ｌ５は絞り部１２によって遮られ、撮像素子部５に到達できない。これによりクロストークの排除が可能となる。
また、図１３の構成例は、上記図９，図１０の例に比べてレンズなどの光学部品が少なくなり、構成の簡易化が実現できるため、安価で省スペースの装置構成として適している。

なお、デフォーカス記録された要素ホログラムを考えた場合、再生像光Ｌ５の光束は、フーリエ結像面において最小となるため、フーリエ結像面は最も再生像光Ｌ５の選択性が良いものとなる。つまり図のようにフーリエ結像面（もしくはその極近傍）に絞り部１２を配置することで、再生像光Ｌ５の選択機能の発現のためには好適となる。
さらには、フーリエ結像面もしくはその近辺に絞り部１２を配置して、再生像光Ｌ５の選択性をよくすることは、ホログラムメモリ３において要素ホログラムのピッチを極力小さくしたいという観点からも望ましい。
図５で説明したようにデフォーカス記録を行うと要素ホログラムのサイズが大きくなり、この場合に要素ホログラム間のピッチを広げないようにすると、要素ホログラム間が非常に近接したり、重なり合う状態となり、クロストークの面で不利となる。
ところが、絞り部１２をフーリエ結像面上に配置した光学系を用いた再生を行うことにより、隣り合う要素ホログラム同士のピッチをフーリエ記録時のピッチと同じとしたまま重ねて記録しても、フーリエ結像面上での絞り部１２による再生像光Ｌ５の選択機能が同様に働くため、記録密度やコスト、サイズを維持したままで、クロストークのない、コントラストの良好な読み出しが実現可能となるものである。
例えば図１４は、図５（ｃ）のように要素ホログラムが重なり合って記録された状態を示しているが、フーリエ結像面では、各要素ホログラムｈ１、ｈ２，ｈ３の再生像光Ｌ５の光束が良好に分離されることになり、このフーリエ結像面に配置された絞り部１２により、読取対象としている要素ホログラムｈ１の再生像光Ｌ５のみを選択できることがわかる。
このように、再生像光Ｌ５を絞り部１２で適切に選択でき、クロストークを排除できるため、デフォーカス記録でも要素ホログラム同志のピッチを狭く保っても問題なく、ホログラムメモリ３の容量維持に好適となる。もちろん、さらに要素ホログラム同志のピッチを狭くして、大容量化を図ることも可能となる。

なお、図１３，図１４では要素ホログラムがデフォーカス記録されたホログラムメモリ３の場合について説明したが、図１３，図１４のような読出光学系の構成を、要素ホログラムがフーリエ記録されたホログラムメモリ３に対して用いることもできる。
但し、要素ホログラムがフーリエ記録されている場合は、各要素ホログラムからの再生像光Ｌ５は図６（ａ）に示したように発散していくため、絞り部１２は、非常にホログラムメモリ３上の要素ホログラムに近接した位置に配置することが適切となる。

ところで図１５に示すように、ホログラムメモリ３の構造として、記録媒体保護のために表面に厚いカバー層３ａが形成されている場合がある。
仮にホログラムメモリ３が、要素ホログラムがフーリエ結像面に一致して要素ホログラムが記録されている一般的なフーリエ記録の場合、上記のように絞り部１２の位置を要素ホログラムの極近傍に置くことが必要であるが、カバー層３ａが存在すると、そのような配置が不可能となる場合がある。そのような場合は、再生像光Ｌ５の選択機能を有する絞り部１２を構成できないことも想定される。その場合は、再生参照光Ｌ４の光束を制限するような絞り部１２を設ける構成をとる必要がある。
ところが要素ホログラムがデフォーカス記録されたホログラムメモリ３であれば、カバー層３ａが設けられている場合でも、絞り部１２が再生像光Ｌ５の選択機能を有する構成を採ることが可能である。
図１５の場合は、ホログラムメモリ３に記録された要素ホログラムは、デフォーカス記録されたもので、図１４と同様に要素ホログラムｈ１、ｈ２，ｈ３が重なり合って記録されたものとしている。このデフォーカス記録された要素ホログラムｈ１、ｈ２，ｈ３の再生像光Ｌ５は、カバー層３ａを越えた位置にフーリエ結像面が位置するため、図のように絞り部１２をフーリエ結像面もしくはその近傍に配置することができる。従って図１３，図１４の場合と同様に絞り部１２により再生像光Ｌ５の選択機能が発揮され、クロストークを排除できる。このように、記録媒体保護のためにホログラムメモリ３の表面に厚いカバー層３ａが配置されている場合においても、記録密度を低減することなくクロストークのない再生が可能となる。

［４．読取ユニットの構造例］

続いて上記のような光学系を備えた読取ユニット１０の構造例を説明する。
図１６はホログラムリーダ２０の筐体内に形成される読取ユニット１０の構造例を示している。
参照光光源７から照射される再生参照光Ｌ４は、コリメータレンズ１１によって平行光束とされてホログラムメモリ３に照射される。
また、この時点で要素ホログラムｈ１を読取対象としているとすると、要素ホログラムｈ１の再生像光Ｌ５は、結像レンズ４を介して撮像素子部５に達し、その二次元画像が撮像される。

この場合、要素ホログラムはデフォーカス記録されたものとしているが、絞り部１２（１２ａ、１２ｂ）としては、フーリエ結像面の近傍に配置されるようにしている。絞り部１２は、円形の開口を有する構造であるが、この図において、絞り部１２の一部を１２ａ、１２ｂとして異なる符号で示しているのは、これらがそれぞれ再生参照光Ｌ４の光束の制限機能と、再生像光Ｌ５の選択機能を発揮するようにしているためである。
即ち、絞り部１２ａは、再生参照光Ｌ４の照射光学系において、その光束を制限することで、要素ホログラムｈ１の隣の要素ホログラムｈ３に対して再生参照光Ｌ４が照射されないようにしている。またこの場合、再生参照光Ｌ４は要素ホログラムｈ１の隣の要素ホログラムｈ２に対しては照射されてしまい、その再生像光が発生するが、これに対して絞り部１２ｂが機能し、要素ホログラムｈ２の再生像光を遮断する。つまり、この図１６の光学系は、上述した図１１の光学系と図１３の光学系を合成した構成といえる。
そしてこのように絞り部１２が機能することで、要素ホログラムｈ１の再生像光Ｌ５が、クロストークなく撮像素子部５で撮像できるものとなっている。

なお、ここでは図１１，図１３を合成した光学系の例としているが、図９〜図１５で説明した各種光学系が採用されても良いことはいうまでもない。
また、再生参照光Ｌ４の波長が単一の場合には、読取光学系の色収差は特に考慮する必要がないので、構成する結像レンズ４としては正のパワーを持つ非球面レンズ一枚からなる１群１枚構成とすることができる。

そしてこの図１６の読取ユニット１０の構造では、光学系の構成部分を囲うように接触部１７が形成されている。
ホログラムメモリ３の対しては、例えば図７で説明したように、ユーザーがホログラムリーダ２０を接触させることになるが、このとき、接触部１７がホログラムメモリ３の表面に接触することになる。
ホログラムメモリ３の再生時においては、再生参照光Ｌ４以外の余計な外光（太陽光、室内照明等）がホログラムメモリ３に照射され、迷光成分が発生してしまうことは好ましくない。そこで、読取スキャン時に、少なくともその時点で読み取るべき要素ホログラムやその周辺を、接触部１７により外光から遮蔽するような構造にする。接触部１７を外光遮蔽部として機能させることで迷光成分の発生を配し、確実な読取が可能とするようにできる。

ところで、ホログラムメモリ３と絞り部１２の位置を極めて近くする（もしくは接触させる）構成によりクロストークの排除を実現する場合は、ホログラムメモリ３と絞り部１２（もしくは読取ユニット１０またはホログラムリーダ２０全体）との接触による傷や汚れに注意することが必要である。
このためには、絞り部１２とホログラムメモリ３との位置関係を適正に保つための構造が必要であるが、図１６の場合、接触部１７がスペーサとして機能することで、読取スキャン時に、絞り部１２とホログラムメモリ３との位置関係を適正に維持できる。

さらには、接触部１７がホログラムメモリ３と接触して摺動することは、場合によってホログラムメモリ３に傷や汚れを発生させることも想定される。
そこで、そのような自体を回避するためには、図１７，図１８，図１９、図２０のような構造が考えられる。
図１７は、ホログラムメモリ３との接触部がローラ（又はボール）１８となっている例である。ローラ（又はボール）１８を接触部とすることで、ホログラムリーダ２０をホログラムメモリ３上で円滑に摺動させることができ、ホログラムメモリ３上に傷が発生しにくくできる。
図１８は、接触部として潤滑材充填部１９を設けた例である。潤滑剤で満たした潤滑剤充填部１９により、ホログラムリーダ２０をホログラムメモリ３上で円滑に摺動させることができる。
もしくは、接触部を潤滑性の高い材質からなる構成としてもよい。

図１９は、例えば図１６のような接触部１７が、ホログラムメモリ３上で要素ホログラム上を摺動しないようにする例である。
図１９（ａ）に示すように、ホログラムメモリ３では、要素ホログラムが配列されている領域外に接触エリア３ｓを設ける。そしてホログラムリーダ２０は、図１９（ｂ）のように接触部１７が、この接触エリア３ｓ上を摺動されるようにすることで、要素ホログラムの表面に傷や汚れが生じることを避けるようにする。

図２０は、ホログラムリーダ２０においてホログラムメモリ３と接触する部分を、気流が流入するような形状とする例である。即ちホログラムリーダ２０がホログラムメモリ３上を摺動するとき、ホログラムリーダ２０とホログラムメモリ３の相対的な速度差により、図２０のように気流が発生し、ホログラムリーダ２０に浮力が与えられることで、スキャン時に非接触の状態でホログラムリーダ２０がホログラムメモリ３上を移動するようにした例である。

［５．実施の形態の効果］

以上実施の形態として各種の例を述べてきたが、本実施の形態の効果をまとめる。
実施の形態によれば、再生参照光Ｌ４の光路上や、要素ホログラムからの再生像光Ｌ５の光路上などに配置される絞り部１２によって、要素ホログラムの二次元画像の撮像の際に、隣り合う要素ホログラムからのクロストーク成分を排除することができる。これにより高品質な撮像信号を得ることができ、ホログラムリーダ２０では二次元画像から適切なデータ再生が可能となる。
またクロストークを排除できることから、ホログラムメモリ３においてピッチを詰めた要素ホログラム配列が可能となるため、ホログラムメモリ３の高密度化、大容量化に適している。またデフォーカス記録にとっても適切となる。
また絞り部１２を、再生参照光Ｌ４の照射光路上で最もホログラムメモリ３側となる位置に配置されるようにしたり、或いは要素ホログラムからの再生像光Ｌ５の光路上で結像レンズ４よりもホログラムメモリ３側となる位置に配置されることで、読取光学系の構成を簡易化でき、省スペース化、低コスト化を実現できる。
さらにホログラムメモリ３がデフォーカス記録されたものである場合、絞り部１２をフーリエ結像面もしくはその近傍に配置することで、絞り部１２による再生像光Ｌ５の選択機能を適切に発揮できるようにすることができるとともに、構造上の余裕も生ずる。

以上、読取ユニット１０及びホログラムリーダ２０の構成例を説明してきたが、これらの構成は一例であり、多様な変形例が考えられる。
また、上記構造例のような読取ユニット１０は、ホログラムリーダ２０に限らず、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）その他の情報処理機器に搭載し、ホログラム読取機能をそれらの機器に備えるようにすることもできる。

本発明の実施の形態のホログラムメモリの記録再生の説明図である。 実施の形態のホログラムメモリの要素ホログラムの説明図である。 実施の形態の要素ホログラムの二次元画像の説明図である。 実施の形態のホログラムメモリのフーリエ記録及びデフォーカス記録の説明図である。 実施の形態のフーリエ記録及びデフォーカス記録での要素ホログラムの説明図である。 実施の形態のフーリエ記録及びデフォーカス記録での再生像光の説明図である。 実施の形態のホログラムメモリに対する手動スキャンの説明図である。 実施の形態のホログラムリーダのブロック図である。 実施の形態の読取ユニットの光学系構成例の説明図である。 実施の形態の読取ユニットの光学系構成例の説明図である。 実施の形態の読取ユニットの光学系構成例の説明図である。 実施の形態の読取ユニットの光学系構成例の説明図である。 実施の形態の読取ユニットの光学系構成例の説明図である。 実施の形態の読取ユニットの光学系構成例の説明図である。 実施の形態の読取ユニットの光学系構成例の説明図である。 実施の形態の読取ユニットの構造例の説明図である。 実施の形態の読取ユニットの構造例の説明図である。 実施の形態の読取ユニットの構造例の説明図である。 実施の形態のホログラムリーダのホログラムメモリに対する接触位置の説明図である。 実施の形態の読取ユニットの構造例の説明図である。

符号の説明

３ ホログラムメモリ、４ 結像レンズ、５ 撮像素子部、７ 参照光光源、１０ 読取ユニット、１１ コリメータレンズ、１２，１２ａ，１２ｂ 絞り部、２０ ホログラムリーダ、２１ システムコントローラ、２２ ホログラムスキャン制御部、２３ メモリコントローラ、２４ ＤＲＡＭ、２７ ホログラム画像処理部、２８ 信号処理部、３０ 発光駆動回路、３４ 表示部

Claims (8)

1. ホログラム記録媒体上に記録された要素ホログラムに対して再生参照光を照射する参照光光源と、
   上記再生参照光の要素ホログラムへの照射により発生する再生像光を結像面に結像させる結像光学系と、
   上記結像光学系によって結像された再生像光を電気信号に変換する撮像素子部と、
   読取対象としている要素ホログラム以外の要素ホログラムについての再生像光が上記撮像素子部に結像されないように配置される絞り部と、
   を備えることを特徴とするホログラムデータ読取ユニット。
2. 上記絞り部は、上記参照光光源からの再生参照光の光路上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のホログラムデータ読取ユニット。
3. 上記絞り部は、上記参照光光源からの再生参照光の照射光路上で、最もホログラム記録媒体側となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のホログラムデータ読取ユニット。
4. 上記絞り部は、ホログラム記録媒体上の要素ホログラムからの再生像光の光路上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のホログラムデータ読取ユニット。
5. 上記絞り部は、ホログラム記録媒体上の要素ホログラムからの再生像光の光路上であって、上記結像光学系よりもホログラム記録媒体側となる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のホログラムデータ読取ユニット。
6. 上記ホログラム記録媒体における要素ホログラムは、デフォーカス記録された要素ホログラムであり、
   上記絞り部は、上記要素ホログラムからの再生像光のフーリエ結像面位置もしくはその近辺に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のホログラムデータ読取ユニット。
7. 読取対象としている要素ホログラム周辺に対して上記再生参照光以外の外光を遮蔽する外光遮蔽部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のホログラムデータ読取ユニット。
8. データを二次元画像化し、二次元画像の物体光と記録参照光とを干渉させ、干渉縞によって上記データが要素ホログラムとして記録されるホログラム記録媒体からデータを再生するホログラム再生装置として、
   ホログラム記録媒体上に記録された要素ホログラムに対して再生参照光を照射する参照光光源と、
   上記再生参照光の要素ホログラムへの照射により発生する再生像光を結像面に結像させる結像光学系と、
   上記結像光学系によって結像された再生像光を電気信号に変換する撮像素子部と、
   読取対象としている要素ホログラム以外の要素ホログラムについての再生像光が上記撮像素子部に結像されないように配置される絞り部と、
   上記撮像素子部で得られた二次元画像に対して信号処理を行い、上記要素ホログラムとして記録されたデータを復号する再生処理手段と、
   を備えることを特徴とするホログラム再生装置。

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