JP2007310933A - Hologram recording/reproducing apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hologram recording apparatus and reproducing apparatus having encryption functions. <P>SOLUTION: A recording data reference beam pattern is displayed in a reference beam spatial light modulation part 47 while a recording data signal light pattern is displayed in a signal light spatial light modulation part 46, thereby forming a recording data hologram in the predetermined area of the recording layer 50a of a hologram recording medium 50. An encryption reference beam pattern is displayed in the reference beam spatial light modulation part while an encryption signal light pattern is displayed in the signal light spatial light modulation part, thereby forming an encryption hologram in the same area where the recording data hologram is formed. Thus, the recording data hologram and the encryption hologram are written in a multiplexed manner in the same area of the recording layer 50a of the hologram recording medium 50, and reproduction is inhibited unless a reference beam used for recording is used. Since a signal light phase mask for modulating the phase of a signal light is provided, it is difficult that a recorded hologram is irradiated with the signal light, a recording data reference pattern is detected and encrypted recorded data is reproduced. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ホログラム記録再生装置に関する。   The present invention relates to a hologram recording / reproducing apparatus.

近年、高記録密度を達成するとともに、高転送速度で記録データを記録再生することが可能な記録再生装置であるホログラムメモリが注目を集めている。ホログラムメモリでは、記録媒体の厚み方向も活用し、記録に際しては、2次元の情報を1ページ単位として記録データに応じたページデータに基づき参照光と信号光との干渉縞を、ホログラム記録媒体の中にホログラムとして形成して、3次元的に一度に記録するものである。また、再生に際しては、このようにして形成されたホログラムに参照光を照射して発生する回折光を得て記録データを再生する(特許文献1、非特許文献2を参照)。   In recent years, a hologram memory, which is a recording / reproducing apparatus capable of achieving high recording density and recording / reproducing recorded data at a high transfer rate, has attracted attention. In the hologram memory, the thickness direction of the recording medium is also used, and when recording, the interference fringes between the reference light and the signal light are generated based on the page data corresponding to the recording data with two-dimensional information as one page unit. It is formed as a hologram inside and recorded three-dimensionally at a time. Further, at the time of reproduction, recorded data is reproduced by obtaining diffracted light generated by irradiating the hologram formed in this way with reference light (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).

このようなホログラムメモリにおいて、いわゆる、コアキシャル方式のホログラム記録再生装置が提案されており、多重化の技術も提案されている(非特許文献1を参照)。また、記録再生の特性を向上させるとともに、ホログラムメモリの構成を容易とするために、図10に示すように、液晶(FLC)を主要構成要素とする空間光変調器と高屈折率のTa25を主要構成要素とする位相マスクとをシリコンとガラスとの間に形成して、空間光変調器と位相マスクとを一体構成とすることが提案されている(非特許文献2を参照)。
特開2004−226821号公報 日経エレクトロニクス2005年1月17日号106頁〜114頁 Michael J.O’Callaghan et al.「Spatial light modulators with integrated phase masks for holographic data storage」Proceeding of ODS 2006 pp 23,MB3
In such a hologram memory, a so-called coaxial-type hologram recording / reproducing apparatus has been proposed, and a multiplexing technique has also been proposed (see Non-Patent Document 1). In addition, in order to improve the recording / reproducing characteristics and facilitate the configuration of the hologram memory, as shown in FIG. 10, a spatial light modulator mainly including liquid crystal (FLC) and a high refractive index Ta 2 are used. It has been proposed that a phase mask having O 5 as a main component is formed between silicon and glass so that the spatial light modulator and the phase mask are integrated (see Non-Patent Document 2). .
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-226821 Nikkei Electronics January 17, 2005, pages 106-114 Michael J. O'Callaghan et al. `` Spatial light modulators with integrated phase masks for holographic data storage '' Proceeding of ODS 2006 pp 23, MB3

このような、ホログラム記録媒体に記憶できる記録データの容量は従来の記録媒体に較べて桁違い大きい。このために、重要な記録データが、第三者によって容易に読み出しが可能であるとすると、機密事項、または、個人情報が従来にはないほど大量に流出する可能性があり、この流出によって重大な社会問題を引き起こす危険性を従来よりも一層有している。そこで、ホログラム記録媒体からの情報の読み出しに際しては、第三者が記録データを読み出すことが困難な暗号化の技術が要望されるが、ホログラム記録再生の特徴を活かした暗号化の技術は未だ提供されていない。   The volume of recording data that can be stored in such a hologram recording medium is orders of magnitude greater than that of conventional recording media. For this reason, assuming that important recorded data can be easily read by a third party, there is a possibility that confidential matters or personal information may be leaked in a large amount as never before. It has a greater risk of causing serious social problems. Therefore, when reading information from the hologram recording medium, an encryption technology that makes it difficult for a third party to read the recorded data is required, but an encryption technology that takes advantage of the characteristics of hologram recording and reproduction is still available. It has not been.

そこで、本発明は、ホログラム記録再生の特徴を活かした暗号化機能を有するホログラム記録再生装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a hologram recording / reproducing apparatus having an encryption function that takes advantage of the characteristics of hologram recording / reproducing.

本発明のホログラム記録置は、ページ毎の記録データに応じて変調された信号光と前記信号光と光源を同一とする参照光とを干渉させてホログラム記録媒体の記録層にホログラムを記録し、前記ホログラム記録媒体に前記参照光を照射して得た回折光に基づき前記ページ毎の記録データを再生するホログラム記録再生装置であって、前記信号光を発生させるための信号光パターンを表示する信号光空間光変調部と、前記参照光を発生させるための参照光パターンを表示する参照光空間光変調部と、前記信号光に位相変調を施す信号光位相マスクと、前記信号光空間光変調部に表示する信号光パターンの態様または前記参照光空間光変調部に表示する信号光パターンの態様の各々を制御する制御部と、を備え、前記記録データに応じた記録データ信号光パターンを前記信号光空間光変調部に表示しながら前記記録データ信号光パターンに対応した記録データ参照光パターンを前記参照光空間光変調部に表示して前記記録層の所定領域に記録データホログラムを形成するとともに、前記記録データホログラムを暗号化するための暗号用信号光パターンを前記信号光空間光変調部に表示しながら前記暗号用信号光パターンに対応した暗号用参照光パターンを前記参照光空間光変調部に表示して前記記録層の前記所定領域と同一領域に暗号用ホログラムを形成して前記記録データを記録し、前記記録データ参照光パターンを前記所定領域に照射して得られた回折光に基づき前記記録データを再生する。   The hologram recording apparatus of the present invention records the hologram on the recording layer of the hologram recording medium by causing the signal light modulated according to the recording data for each page to interfere with the signal light and the reference light having the same light source, A hologram recording / reproducing apparatus that reproduces recording data for each page based on diffracted light obtained by irradiating the hologram recording medium with the reference light, the signal displaying a signal light pattern for generating the signal light An optical spatial light modulator, a reference optical spatial light modulator that displays a reference light pattern for generating the reference light, a signal optical phase mask that performs phase modulation on the signal light, and the signal optical spatial light modulator A control unit that controls each of the modes of the signal light pattern to be displayed on the signal light and the modes of the signal light pattern to be displayed on the reference light spatial light modulation unit, and recording data corresponding to the recording data While displaying the signal light pattern on the signal light spatial light modulator, the recording data reference light pattern corresponding to the recording data signal light pattern is displayed on the reference light spatial light modulator, and the recording data is recorded in a predetermined area of the recording layer. The reference light pattern for encryption corresponding to the signal light pattern for encryption is formed while the hologram is formed and the signal light pattern for encryption for encrypting the recording data hologram is displayed on the signal light spatial light modulator. It is obtained by forming an encryption hologram in the same area as the predetermined area of the recording layer displayed on an optical spatial light modulator, recording the recording data, and irradiating the predetermined area with the recording data reference light pattern. The recorded data is reproduced based on the diffracted light.

このホログラム記録置は、記録データに応じた記録データ信号光パターンを信号光空間光変調部に表示しながら記録データ信号光パターンに対応して特定される記録データ参照光パターンを参照光空間光変調部に表示してホログラム記録媒体の記録層の所定領域に記録データホログラムを形成するとともに、暗号用信号光パターンを信号光空間光変調部に表示しながら暗号用参照光パターンを参照光空間光変調部に表示して記録データホログラムが形成されたと同一領域に暗号用ホログラムを形成する。このようにしてホログラム記録媒体の記録層の同一領域に記録データホログラムと暗号用ホログラムとが多重書きされ、記録時に用いた参照光を用いなければ再生ができない。そして、信号光に位相変調を施す信号光位相マスクを備えるので、記録されたホログラムに信号光を照射して、記録データ参照光パターンを検出して暗号化された記録データを再生することは困難である。   This hologram recording device displays a recording data signal light pattern corresponding to the recording data on the signal light spatial light modulation unit while modulating a recording data reference light pattern specified corresponding to the recording data signal light pattern with a reference light spatial light modulation. The recording data hologram is formed in a predetermined area of the recording layer of the hologram recording medium and the encryption reference light pattern is displayed on the signal light spatial light modulation section while the encryption reference light pattern is displayed on the reference light spatial light modulation. An encryption hologram is formed in the same area as the recording data hologram displayed on the screen. In this way, the recording data hologram and the encryption hologram are multiplexed and written in the same area of the recording layer of the hologram recording medium and cannot be reproduced unless the reference light used for recording is used. Since the signal light phase mask for performing phase modulation on the signal light is provided, it is difficult to reproduce the recorded data by detecting the recorded data reference light pattern by irradiating the recorded hologram with the signal light. It is.

本発明によれば、暗号化機能を有するホログラム記録再生装置を提供できる。   According to the present invention, a hologram recording / reproducing apparatus having an encryption function can be provided.

以下、本発明の実施の形態を説明する。まず、ホログラム記録再生装置の一例として、コアキシャル光学系を有してなるコアキシャル方式のホログラム記録再生装置について簡単に説明し、その後、ホログラム記録再生装置における暗号器の原理、具体的な例について順次説明する。   Embodiments of the present invention will be described below. First, as an example of a hologram recording / reproducing apparatus, a coaxial hologram recording / reproducing apparatus having a coaxial optical system will be briefly described, and then the principle of the encryptor and specific examples in the hologram recording / reproducing apparatus will be sequentially described. To do.

(コアキシャル方式のホログラム記録再生装置)
コアキシャル方式のホログラム記録装置では、後述する信号光と参照光との各々について、光ビームの光路の一部を共有することによって、同一の対物レンズを用いて、記録再生を行うことができるため、光学系の簡略化ができる。さらに従来のCD、DVDなどの光ディスクと互換性が比較的に容易であるために、将来の記録再生装置として注目を集めている。
(Coaxial hologram recording / reproducing device)
In the coaxial hologram recording apparatus, for each of the signal light and the reference light, which will be described later, by sharing a part of the optical path of the light beam, recording and reproduction can be performed using the same objective lens. The optical system can be simplified. Further, since it is relatively easy to be compatible with conventional optical discs such as CD and DVD, it attracts attention as a future recording / reproducing apparatus.

図1は、装置の主要部である光学部を中心として示した実施形態のホログラム記録再生装置100の模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram of a hologram recording / reproducing apparatus 100 according to an embodiment shown with an optical unit as a main part of the apparatus as a center.

ホログラム記録再生装置100には、サーボ用光学系30が配されている。サーボ用光学系30を構成する主要な光学部品にのみ符号を付して簡単に説明する。レーザ光源28はサーボ用の光ビームを射出する。サーボ用の光ビームは、記録再生のためのレーザ光源20からの光ビームの波長とは異なり、より長波長の光ビーム(例えば、赤色レーザビーム)として、サーボ用の光ビームと記録再生用の光ビームとが分離可能とできるようにされている。   The hologram recording / reproducing apparatus 100 is provided with a servo optical system 30. Only the main optical components constituting the servo optical system 30 will be described with reference numerals. The laser light source 28 emits a servo light beam. The servo light beam is different from the wavelength of the light beam from the laser light source 20 for recording / reproduction, and as a longer wavelength light beam (for example, a red laser beam), the servo light beam and the recording / reproduction light beam are used. The light beam can be separated.

ビームスプリッタ27は、ホログラム記録媒体50からの戻り光をフォトディテクタ29に導くためのものであり、フォトディテクタ29は、例えば、フォーカスサーボについては、アスティグマ法、ラジアル(トラッキング)サーボについては、プッシュプル法に対応するようにディテクタを複数に分割した構成を有している。また、ダイクロイックミラー34は、サーボ用光学系30と記録再生用光学系とに共通する光学部品であり、サーボ用の光ビームと記録再生用の光ビームとを分離する波長分離素子である。また、反射ミラー56は、サーボ用の光ビームおよび記録再生用光ビームの進行方向を変化させて、対物レンズ24へ導き、ホログラム記録媒体50のアドレスグルーブ50c(図3を参照)およびホログラムからの各々の回折光の進行方向を変化させて、サーボ用光学系30および記録再生用光学系へ導くものである。   The beam splitter 27 is for guiding the return light from the hologram recording medium 50 to the photo detector 29. The photo detector 29 is, for example, an astigma method for focus servo and a push-pull method for radial (tracking) servo. The detector is divided into a plurality of parts so as to correspond to the above. The dichroic mirror 34 is an optical component common to the servo optical system 30 and the recording / reproducing optical system, and is a wavelength separation element that separates the servo light beam and the recording / reproducing light beam. Further, the reflection mirror 56 changes the traveling directions of the servo light beam and the recording / reproducing light beam, guides them to the objective lens 24, and transmits them from the address groove 50c (see FIG. 3) of the hologram recording medium 50 and from the hologram. The traveling direction of each diffracted light is changed and guided to the servo optical system 30 and the recording / reproducing optical system.

また、スピンドルモータ51は、従来のCD、DVDなどの光ディスクと同様な外形形状を有するホログラム記録媒体50の円盤形状の幾何学的中心を中心として回転させるものであり、制御部60からの制御信号によってホログラム記録媒体50の回転位置が制御されている。   The spindle motor 51 rotates around the geometrical center of the disk shape of the hologram recording medium 50 having the same external shape as an optical disk such as a conventional CD or DVD. Thus, the rotational position of the hologram recording medium 50 is controlled.

ホログラム記録再生装置100の動作を簡単に説明する。まず、記録時の動作を説明する。   The operation of the hologram recording / reproducing apparatus 100 will be briefly described. First, the operation during recording will be described.

レーザ光源20からの光ビームは空間光変調器(SLM)37に入射する。空間光変調器37は光ビームを反射する(光ビームの方向を変える)か、反射しない(光ビームを吸収する)か、を各々のピクセル単位で制御するようになされている反射型の空間光変調器37である。レーザ光源20は、図示しないコリメートレンズ等の光学部品を有しており、レーザ光源20からの光ビームは平行光となされている。   The light beam from the laser light source 20 enters a spatial light modulator (SLM) 37. The spatial light modulator 37 controls whether the light beam is reflected (changes the direction of the light beam) or not reflected (absorbs the light beam) on a pixel-by-pixel basis. This is a modulator 37. The laser light source 20 has optical components such as a collimator lens (not shown), and the light beam from the laser light source 20 is converted into parallel light.

図2に、空間光変調器37に表示されるパターンを示す。空間光変調器37は、信号光空間光変調部46と参照光空間光変調部47との2つの領域を有している。空間光変調器37ではホログラム記録媒体50に記録を行うために、記録データに基づき、信号光空間光変調部46に信号光を発生させるための信号光パターンを表示し、参照光空間光変調部47に参照光を発生させるための参照光パターンを発生する。ここで、コアキシャル方式を採用しているホログラム記録再生装置100では、空間光変調器37は信号光空間光変調部46と前記参照光空間光変調部47との両方を有して構成されており、制御部60からの制御信号に基づき空間光変調器37の領域を分けて同一平面上に両者が各々構成されている。   FIG. 2 shows a pattern displayed on the spatial light modulator 37. The spatial light modulator 37 has two regions of a signal light spatial light modulation unit 46 and a reference light spatial light modulation unit 47. In order to perform recording on the hologram recording medium 50, the spatial light modulator 37 displays a signal light pattern for generating signal light on the signal light spatial light modulation unit 46 based on the recording data, and a reference light spatial light modulation unit. A reference light pattern for generating reference light is generated in 47. Here, in the hologram recording / reproducing apparatus 100 adopting the coaxial method, the spatial light modulator 37 is configured to include both the signal light spatial light modulation unit 46 and the reference light spatial light modulation unit 47. The regions of the spatial light modulator 37 are divided based on the control signal from the control unit 60, and both are configured on the same plane.

信号光および参照光の各々は、リレーレンズ35、リレーレンズ36、ビームスプリッタ23、リレーレンズ38、リレーレンズ39、ダイクロイックミラー34を通過して、反射ミラー56で反射され、対物レンズ24で記録再生に適したビームサイズに絞られてホログラム記録媒体50に照射され、ホログラム記録媒体50の記録層50a(図3を参照)で信号光と参照光とが重なり合いホログラムを形成することによって記録データが記録される。ここで、空間光変調器37で変調を受けた参照光または信号光と参照光によって形成される像の結像点を適切なものとするためにリレーレンズ39を紙面の横方向に移動させるためのリレーレンズアクチュエータ45が設けられ、制御部60からの信号で制御がなされている。   Each of the signal light and the reference light passes through the relay lens 35, the relay lens 36, the beam splitter 23, the relay lens 38, the relay lens 39, and the dichroic mirror 34, is reflected by the reflection mirror 56, and is recorded and reproduced by the objective lens 24. The recording size is reduced to a beam size suitable for the recording medium 50, and the hologram recording medium 50 is irradiated to the recording layer 50a of the hologram recording medium 50 (see FIG. 3). Is done. Here, in order to move the relay lens 39 in the lateral direction of the paper surface in order to make the image formation point of the image formed by the reference light or the signal light and the reference light modulated by the spatial light modulator 37 appropriate. The relay lens actuator 45 is provided and controlled by a signal from the control unit 60.

この場合において、記録再生を行う光ビームはホログラム記録媒体50の記録層に焦点を結び、ラジアル方向の所定位置に光ビームが配置されるように、サーボ用光学系30を含むフォーカスおよびラジアルサーボ系によって制御がなされ、ホログラム記録媒体50がラジアル方向と直行するトラックに沿った方向の所定位置となるようにスピンドルモータ51の回転角度を制御するスピンドルサーボ系によって制御がなされている。このようなサーボは、フォトディテクタ29からの電気信号を制御部60で処理して得られる。また、サーボ用光学系30からの光ビームはダイクロイックミラー34と反射ミラー56とで反射し、対物レンズ24を通過してホログラム記録媒体50に照射され、一方、記録再生用光学系からの光ビームはダイクロイックミラー34を透過して反射ミラー56で反射し、対物レンズ24を通過してホログラム記録媒体50に照射される。なお、コアキシャル方式を採用しているホログラム記録再生装置100では、信号光、参照光および回折光はすべて対物レンズ24を通過する。   In this case, the focus and radial servo system including the servo optical system 30 is so arranged that the light beam for recording / reproducing is focused on the recording layer of the hologram recording medium 50 and the light beam is arranged at a predetermined position in the radial direction. Is controlled by a spindle servo system that controls the rotation angle of the spindle motor 51 so that the hologram recording medium 50 is located at a predetermined position along a track orthogonal to the radial direction. Such a servo is obtained by processing the electrical signal from the photodetector 29 by the control unit 60. The light beam from the servo optical system 30 is reflected by the dichroic mirror 34 and the reflection mirror 56, passes through the objective lens 24, and is irradiated onto the hologram recording medium 50, while the light beam from the recording / reproducing optical system. Passes through the dichroic mirror 34, is reflected by the reflection mirror 56, passes through the objective lens 24, and is applied to the hologram recording medium 50. In the hologram recording / reproducing apparatus 100 adopting the coaxial method, the signal light, the reference light, and the diffracted light all pass through the objective lens 24.

ここで、ホログラム記録媒体50には記録再生用の光ビームおよびサーボ用の光ビームの位置決めをするためのアドレスグルーブ50cが配置されており、サーボ用光学系30は、従来のCD、DVD等におけると同様な構成を有して、ホログラム記録媒体50における記録再生用の光ビームおよびサーボ用の光ビームの位置がフォトディテクタ29からの電気信号に基づいて検出できるようにされている。すなわち、記録再生用の光ビームとサーボ用の光ビームとの相互の関係は、記録再生用の光学系とサーボ用のサーボ用光学系30の各々を構成する光学部品の配置の相対関係によって一義的に相互の関係が定められている。かくして、サーボ用の光ビームとホログラム記録媒体50との位置関係を上述したフォーカスおよびラジアルサーボ系、スピンドルサーボ系によって決めることによって、記録再生用の光ビームの位置関係も制御できるようになされている。   Here, the hologram recording medium 50 is provided with an address groove 50c for positioning a recording / reproducing light beam and a servo light beam, and the servo optical system 30 is used in a conventional CD, DVD or the like. The positions of the recording / reproducing light beam and the servo light beam in the hologram recording medium 50 can be detected based on the electrical signal from the photodetector 29. That is, the mutual relationship between the recording / reproducing light beam and the servo light beam is uniquely determined by the relative relationship of the arrangement of the optical components constituting each of the recording / reproducing optical system and the servo servo optical system 30. Mutual relations are defined. Thus, by determining the positional relationship between the servo light beam and the hologram recording medium 50 by the focus, radial servo system, and spindle servo system, the positional relationship of the recording / reproducing light beam can also be controlled. .

すなわち、サーボ用光学系30のフォトディテクタ29からは、いわゆる、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号が検出され、その各々のエラー信号に基づきフォーカスアクチュエータおよびトラッキングアクチュエータとで構成される対物レンズアクチュエータが、制御部60に配されたフォーカス・トラッキングサーボ回路(図示せず)により制御されて図1において、符号Fおよび符号Tで示す方向に対物レンズ24を変位させ、サーボ用の光ビームおよび記録再生用の光ビームの各々の光ビームがホログラム記録媒体50の目標位置を照射するようにされている。   That is, a so-called focus error signal and tracking error signal are detected from the photo detector 29 of the servo optical system 30, and an objective lens actuator composed of a focus actuator and a tracking actuator based on each error signal is provided as a control unit. The objective lens 24 is displaced in the directions indicated by reference numerals F and T in FIG. 1 to be controlled by a focus / tracking servo circuit (not shown) disposed at 60, and the servo light beam and recording / reproducing light are moved. Each light beam of the beam irradiates a target position of the hologram recording medium 50.

図1に示すホログラム記録再生装置100は、記録と再生との両方の機能を備えるホログラム記録再生装置であるとして、上述の説明をおこなってきたが、ホログラム記録再生装置100において、再生の機能に関する部分、例えば、イメージセンサ25を備えず、再生の機能がない装置として実施形態のホログラム記録装置を構成しても良く、ホログラム記録再生装置100において、記録の機能に関する部分、例えば、信号光空間光変調部46を備えず、記録の機能がない装置として実施形態のホログラム再生装置を構成しても良いものである。   The hologram recording / reproducing apparatus 100 shown in FIG. 1 has been described above as being a hologram recording / reproducing apparatus having both recording and reproduction functions. For example, the hologram recording apparatus of the embodiment may be configured as an apparatus that does not include the image sensor 25 and does not have a reproduction function. In the hologram recording / reproduction apparatus 100, a portion related to the recording function, for example, signal light spatial light modulation The hologram reproducing apparatus of the embodiment may be configured as an apparatus that does not include the unit 46 and has no recording function.

(ホログラム記録媒体の構造)
図3は、上述した、ホログラム記録媒体50の断面積方向に切断した構造を模式的に示し、さらに、信号光40および回折光42(破線の内側)、参照光41(実線と破線との間)およびサーボ用の光ビーム(一点鎖線の内側)がどのように対物レンズ24に入射するかを模式的に示す図である。ホログラム記録媒体50は、反射防止膜50d、プラスチック基板50g、記録層50a、ギャップ層50e、記録再生用の光ビームの反射膜であるダイクロイックミラー層50b、アドレスグルーブ50cを有するものである。ここでアドレスグルーブ50cは、スパイラル状に連続して形成される凹凸を有する溝(グルーブ)として形成され、そのグルーブの形状は光学的に読み取り可能なように変形されている。そして、その変形の態様によってホログラム記録媒体50における位置を特定できるようになされている。なお、グルーブの形状の変形は、例えば、グルーブが離散的にピットとして配置されるようにしても良く、また、グルーブの蛇行等のいかなるものであっても良い。
(Structure of hologram recording medium)
FIG. 3 schematically shows the structure cut in the cross-sectional area direction of the hologram recording medium 50 described above, and further includes the signal light 40, the diffracted light 42 (inside the broken line), and the reference light 41 (between the solid line and the broken line). ) And a servo light beam (inside the alternate long and short dash line) how the light enters the objective lens 24. The hologram recording medium 50 includes an antireflection film 50d, a plastic substrate 50g, a recording layer 50a, a gap layer 50e, a dichroic mirror layer 50b that is a recording / reproducing light beam reflecting film, and an address groove 50c. Here, the address groove 50c is formed as a groove having a concavo-convex formed continuously in a spiral shape, and the shape of the groove is deformed so as to be optically readable. The position on the hologram recording medium 50 can be specified by the deformation mode. Note that the deformation of the groove shape may be, for example, such that the grooves are discretely arranged as pits, or may be anything such as meandering of the groove.

記録時においては、記録層50aには、信号光40と参照光41との干渉によって生じる干渉縞の形状に応じてホログラムが形成され、再生時においては、このホログラムに参照光41のみが照射されることによって、記録時における信号光40と略同一の領域に、ホログラムに応じた回折光42が反射膜50bで反射されて、対物レンズ24を通過して生じる。一方、サーボ用の光ビームは、波長選択特性を有する反射膜50bを透過して、アドレスグルーブ50cが形成されたアルミ反射膜で反射して、CD、DVDにおけると同様の原理によって、サーボ用光学系30のフォトディテクタ29から検出した電気信号に基づいて、制御部60で、上述した、フォーカスサーボ、ラジアルサーボ、スピンドルモータの回転制御の処理のために必要とされる各々のサーボのためのエラー信号、さらには、ホログラム記録媒体50における光ビームが照射されるホログラム記録媒体50の記録層50aの位置の特定のためのアドレス信号が得られる。   At the time of recording, a hologram is formed on the recording layer 50a according to the shape of the interference fringes generated by the interference between the signal light 40 and the reference light 41, and only the reference light 41 is irradiated to the hologram at the time of reproduction. As a result, the diffracted light 42 corresponding to the hologram is reflected by the reflective film 50 b in the substantially same region as the signal light 40 at the time of recording, and is generated through the objective lens 24. On the other hand, the servo light beam is transmitted through the reflection film 50b having wavelength selection characteristics, reflected by the aluminum reflection film on which the address groove 50c is formed, and servo optically according to the same principle as in CD and DVD. Based on the electrical signal detected from the photodetector 29 of the system 30, the controller 60 uses the error signal for each servo required for the above-described focus servo, radial servo, and spindle motor rotation control processing. Further, an address signal for specifying the position of the recording layer 50a of the hologram recording medium 50 irradiated with the light beam in the hologram recording medium 50 is obtained.

(本明細書で用いる用語の説明)
暗号化についての概念を説明するに先立ち、本明細書において用いる用語について説明する。一の参照光パターンとこれと異なる他の参照光パターンとの関係についての概念を表す用語として、無相関の用語を以下用いる。無相関とは、空間光変調器37の参照光空間光変調部47に表示される一の参照光パターンと他の参照光パターンとの同一ピクセル(同一の位置にあるピクセル)が両方とも白部(光を反射するピクセル)とはならないことを意味するものである。また、無相関の用語は、参照光パターンについて用いられるのみではなく、このような参照光パターンから生じる参照光の相互についても使われるものである。また、無相関の用語は、一の信号光パターンとこれと異なる他の信号光パターンとの関係についても用いられ、さらには、このような信号光パターンから生じる信号光の相互についても用いられるものである。
(Explanation of terms used in this specification)
Prior to describing the concept of encryption, terms used in this specification will be described. An uncorrelated term is used below as a term representing a concept about a relationship between one reference light pattern and another reference light pattern different from the one. Uncorrelated means that both the same pixels (pixels at the same position) of one reference light pattern and other reference light patterns displayed on the reference light spatial light modulation unit 47 of the spatial light modulator 37 are white portions. It means that it is not (a pixel that reflects light). The term “uncorrelated” is used not only for the reference light pattern but also for the mutual reference light generated from such a reference light pattern. The term uncorrelated is also used for the relationship between one signal light pattern and another signal light pattern that is different from this, and it is also used for signal light generated from such signal light patterns. It is.

また、ホワイトレートの用語を以下において用いる。ホワイトレートとは、参照光パターンが黒部(光ビームを吸収して光ビームの反射を阻止するピクセル)と白部との2値情報の組み合わせで形成されている場合に、空間光変調器37の全体のピクセルの数に対する白部のピクセルの数の割合である。また、記録データを記録する時の参照光パターンのホワイトレートを1とした場合の暗号用参照光パターンのホワイトレートを基準化ホワイトレートと称する。また、ホワイトレートおよび基準化ホワイトレートの用語は、信号光パターンについても用いられる。   The term white rate is used in the following. The white rate is a reference light pattern formed by a combination of binary information of a black part (a pixel that absorbs a light beam and prevents reflection of the light beam) and a white part. The ratio of the number of white pixels to the total number of pixels. The white rate of the reference light pattern for encryption when the white rate of the reference light pattern when recording the recording data is 1 is referred to as a standardized white rate. The terms white rate and standardized white rate are also used for signal light patterns.

また、別の概念を表す用語として、M/#(エム・ナンバー)を用いる。M/#とは、ホログラム記録媒体における重ね書きの指標であり、M/#の値が大きいほど、記録層の同一領域における重ね書きの回数を大きくすることができるものである。また、M/#の消費が多いまたはM/#の消費が大きいという用語、およびM/#の消費が少ないまたはM/#の消費が小さいという用語を用いる。M/#の消費が多い(大きい)とは、情報をホログラムに記録することによって、有効な情報をホログラムとして重ね書きできる回数を大きく減らすことを言い、M/#の消費が少ない(小さい)とは、情報をホログラムに記録することによって、有効な情報をホログラムとして重ね書きできる回数を比較的に減らさないことを言うものである。   Further, M / # (M number) is used as a term representing another concept. M / # is an index of overwriting in the hologram recording medium, and the larger the value of M / #, the larger the number of overwriting in the same area of the recording layer. Further, the terms that M / # consumption is large or M / # consumption is large, and terms that M / # consumption is small or M / # consumption is small are used. “M / # consumption is high (large)” means that the number of times that valid information can be overwritten as a hologram is greatly reduced by recording information on the hologram, and M / # consumption is low (small). Means that the number of times that valid information can be overwritten as a hologram is not relatively reduced by recording information in the hologram.

また、記録データ信号光パターンおよび暗号用信号光パターンの用語を用いる。記録データ信号光パターンは記録データに対応して空間光変調器37の信号光空間光変調部46に表示される信号光パターンであり、暗号用信号光パターンは暗号化のための空間光変調器37の信号光空間光変調部46に表示される信号光パターンである。また、さらに、記録データ参照光パターンおよび暗号用参照光パターンの用語を用いる。記録データ参照光パターンは記録データ信号光パターンとともに空間光変調器37の参照光空間光変調部47に表示される参照光パターンであり、暗号用信号光パターンは暗号用信号光パターンとともに空間光変調器37の参照光空間光変調部47に表示される参照光パターンである。   Further, the terms of the recording data signal light pattern and the encryption signal light pattern are used. The recording data signal light pattern is a signal light pattern displayed on the signal light spatial light modulator 46 of the spatial light modulator 37 corresponding to the recording data, and the encryption signal light pattern is a spatial light modulator for encryption. 37 is a signal light pattern displayed on the 37 signal light spatial light modulator 46. Further, the terms of the recording data reference light pattern and the encryption reference light pattern are used. The recording data reference light pattern is a reference light pattern displayed on the reference light spatial light modulator 47 of the spatial light modulator 37 together with the recording data signal light pattern, and the encryption signal light pattern is spatial light modulated together with the encryption signal light pattern. This is a reference light pattern displayed on the reference light spatial light modulator 47 of the device 37.

また、記録データホログラムおよび暗号用ホログラムの用語を用いる。記録データホログラムは記録データに応じた信号光パターンである記録データ信号光パターンを信号光空間光変調部46に表示しながら記録データ信号光パターンに対応して特定される記録データ参照光パターンを参照光空間光変調部47に表示して記録層の所定領域に形成されたホログラムであり、暗号用ホログラムは記録データホログラムを暗号化するための信号光パターンである暗号用信号光パターンを信号光空間光変調部46に表示しながら暗号用信号光パターンに対応して特定される暗号用参照光パターンを参照光空間光変調部47に表示して記録層の所定領域に形成されたホログラムである。記録データホログラムおよび暗号用ホログラムの各々が形成される領域は同一の領域か相互に重複する領域である。   The terms recording data hologram and encryption hologram are used. The recording data hologram refers to the recording data reference light pattern specified corresponding to the recording data signal light pattern while displaying the recording data signal light pattern, which is a signal light pattern corresponding to the recording data, on the signal light spatial light modulator 46. A hologram displayed on the optical spatial light modulation unit 47 and formed in a predetermined area of the recording layer. The encryption hologram is a signal light pattern for encrypting a recording data hologram. The hologram is formed in a predetermined area of the recording layer by displaying on the reference light spatial light modulation unit 47 the encryption reference light pattern specified in correspondence with the encryption signal light pattern while being displayed on the light modulation unit. The area where each of the recording data hologram and the encryption hologram is formed is the same area or an overlapping area.

また、空間光変調器37およびイメージセンサ25についてピクセルの用語を用いる。ピクセルとは、制御部から空間光変調器に対して信号光パターンまたは参照光パターンの態様を制御できる最小の単位を言い、また、イメージセンサ25の再生像を制御部に取り込むことができる最小の単位を言うものである。ここで、空間光変調器37の1ピクセルにイメージセンサ25の1ピクセルが光学的に対応することが、制御の簡便さ、制御部60における処理の簡便さの点から見ると望ましいが、空間光変調器37の1ピクセルにイメージセンサ25の1ピクセルが光学的に対応することが必須ではない。   Further, the term “pixel” is used for the spatial light modulator 37 and the image sensor 25. The pixel is the smallest unit that can control the mode of the signal light pattern or the reference light pattern from the control unit to the spatial light modulator, and is the smallest unit that can take the reproduced image of the image sensor 25 into the control unit. It is a unit. Here, it is desirable that one pixel of the image sensor 25 optically corresponds to one pixel of the spatial light modulator 37 from the viewpoint of simplicity of control and ease of processing in the control unit 60. It is not essential for one pixel of the image sensor 25 to optically correspond to one pixel of the modulator 37.

信号光位相マスクおよび参照光位相マスクの用語を用いる。信号光位相マスクは信号光に作用する位相マスクであり、参照光位相マスクは参照光に作用する位相マスクである。   The terms signal light phase mask and reference light phase mask are used. The signal light phase mask is a phase mask that acts on the signal light, and the reference light phase mask is a phase mask that acts on the reference light.

また、1シンボルの用語を用いる。1シンボルの用語は、空間光変調器に2次元に配置される複数のピクセルによって構成される単位であって、例えば、縦4列、横4行のピクセルの集合等によって1シンボルが形成される。この1シンボルに対して、所定ビット長ごとのデジタルデータが対応する、いわゆる、ブロック符号として実施形態では符号化されている。1シンボルは同様にイメージセンサに2次元に配置される複数のピクセルによって構成される単位をも指す用語として用いられる。この他にいくつかの用語が用いられるが、当業者にとって比較的に一般的ではない用語については、引用の都度、用語の意味を簡単に説明する。   One symbol term is used. The term “one symbol” is a unit composed of a plurality of pixels arranged two-dimensionally in the spatial light modulator. For example, one symbol is formed by a set of pixels in four columns and four rows. . In this embodiment, one symbol is encoded as a so-called block code in which digital data corresponding to a predetermined bit length corresponds. Similarly, one symbol is also used as a term indicating a unit constituted by a plurality of pixels arranged two-dimensionally on the image sensor. Several other terms are used, but for terms that are relatively uncommon to those skilled in the art, the meaning of the terms will be briefly explained each time they are cited.

(暗号化の概念について)
図4ないし図6を引用して、本実施形態の暗号化(ホログラム記録媒体への記録の過程)の概念を示す。図4は暗号化の過程を模式的に示すものであり、図5は復号の過程を模式的に示すものである。図6は、信号光のみをホログラム記録媒体50に照射した場合の回折光のイメージセンサ25における像を模式的に示すものである。図4ないし図6はいずれも、一部の範囲のピクセルを模式的に示すものである。
(About the concept of encryption)
The concept of encryption (process of recording on the hologram recording medium) of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 schematically shows the encryption process, and FIG. 5 schematically shows the decryption process. FIG. 6 schematically shows an image of the diffracted light in the image sensor 25 when the hologram recording medium 50 is irradiated with only signal light. 4 to 6 schematically show a partial range of pixels.

図4(A)は、空間光変調器37に表示される、信号光パターン46aおよび参照光パターン47aの4シンボル分を模式的示すものである。ここで、1シンボルは縦4列、横4行の16ピクセルから構成されるものとしている。図4(A)の中心部に信号光パターン46aの一部を模式的に拡大して示し、図4(A)外周部に参照光パターン47aの位置のみを示す。図4(B)は、空間光変調器37に表示される、図4(A)に示したとは異なる別の信号光パターン46bおよび参照光パターン47bを同様に模式的示すものであり、図4(B)の中心部に信号光パターン46bの一部を模式的に示し、図4(B)の外周部に参照光パターン47bの位置のみを示す。ここで、参照光パターン47aと参照光パターン47bとは無相関なパターンである。ここで、信号光パターン46aを記録データ信号光パターン、参照光パターン47aを記録データ参照光パターン、信号光パターン46bを暗号用信号光パターン、参照光パターン47bを暗号用参照光パターンであるとして以下の説明をおこなう。   4A schematically shows four symbols of the signal light pattern 46a and the reference light pattern 47a displayed on the spatial light modulator 37. FIG. Here, one symbol is assumed to be composed of 16 pixels in 4 columns and 4 rows. A part of the signal light pattern 46a is schematically enlarged and shown in the central part of FIG. 4A, and only the position of the reference light pattern 47a is shown in the outer peripheral part of FIG. FIG. 4B schematically shows another signal light pattern 46b and reference light pattern 47b displayed on the spatial light modulator 37, which are different from those shown in FIG. 4A. A part of the signal light pattern 46b is schematically shown at the center of FIG. 4B, and only the position of the reference light pattern 47b is shown at the outer periphery of FIG. Here, the reference light pattern 47a and the reference light pattern 47b are uncorrelated patterns. Here, it is assumed that the signal light pattern 46a is a recording data signal light pattern, the reference light pattern 47a is a recording data reference light pattern, the signal light pattern 46b is an encryption signal light pattern, and the reference light pattern 47b is an encryption reference light pattern. I will explain.

空間光変調器37に表示するこの2組の各々の信号光パターンおよび参照光パターンを用いて、暗号化を以下の手順によっておこなう。まず、図4(A)に示す信号光パターン46aおよび参照光パターン47aを空間光変調器37に表示し、ホログラム記録媒体50の記録層50aにホログラムを形成する。次に、図4(B)に示す信号光パターン46bおよび参照光パターン47bを空間光変調器37に表示し、図4(A)に示す信号光パターン46aおよび参照光パターン47aによってホログラムが形成された領域と同一領域に重ねてホログラムを形成する。このようにして、同一領域に、少なくとも2回重ね書きすることによって記録データの暗号化した記録は終了する。   Using these two sets of signal light patterns and reference light patterns displayed on the spatial light modulator 37, encryption is performed according to the following procedure. First, the signal light pattern 46 a and the reference light pattern 47 a shown in FIG. 4A are displayed on the spatial light modulator 37, and a hologram is formed on the recording layer 50 a of the hologram recording medium 50. Next, the signal light pattern 46b and the reference light pattern 47b shown in FIG. 4B are displayed on the spatial light modulator 37, and a hologram is formed by the signal light pattern 46a and the reference light pattern 47a shown in FIG. A hologram is formed on the same area as the other area. In this way, the encrypted recording of the recording data is completed by overwriting at least twice in the same area.

次に、復号化(ホログラム記録媒体からの再生の過程)について説明する。図5(A)は、上述したようにして暗号化された(2重書された)ホログラムに、参照光パターン47aによって発生させた参照光を照射して、イメージセンサ25に得られる再生像I25aの一部(4シンボル分)を模式的に示すものであり、図5(B)は、暗号化されたホログラムに、オールホワイトの参照光パターン(参照光パターンが白部のみからなるパターン)によって発生させた参照光を照射して、イメージセンサ25に得られる再生像I25wの一部を模式的に示すものである。   Next, decoding (reproduction process from the hologram recording medium) will be described. FIG. 5A shows a reproduced image I25a obtained by the image sensor 25 by irradiating the reference light generated by the reference light pattern 47a onto the hologram (double-written) encrypted as described above. FIG. 5B schematically shows an encrypted hologram with an all-white reference light pattern (a pattern in which the reference light pattern is composed only of a white portion). A part of the reproduced image I25w obtained by irradiating the generated reference light and obtained by the image sensor 25 is schematically shown.

図5(A)と図4(A)とを比較すると、図5(A)に示す再生像I25aは、図4(A)に示す空間光変調器37に表示して記録された信号光パターン46aを完全に再現できることが分かる。すなわち、イメージセンサ25からの電気信号を制御部60で処理して記録データが完全に再生できることとなる。一方、図5(B)に示す再生像I25wは、信号光パターン46aと信号光パターン46bとが入り交じった再生像が得られ、信号光パターン46aの再生、記録データの再生は困難である。   Comparing FIG. 5 (A) and FIG. 4 (A), the reproduced image I25a shown in FIG. 5 (A) is displayed and recorded on the spatial light modulator 37 shown in FIG. 4 (A). It can be seen that 46a can be completely reproduced. That is, the recording signal can be completely reproduced by processing the electrical signal from the image sensor 25 by the control unit 60. On the other hand, the reproduced image I25w shown in FIG. 5B is a reproduced image in which the signal light pattern 46a and the signal light pattern 46b are mixed, and it is difficult to reproduce the signal light pattern 46a and the recorded data.

また、上述したようにして暗号化されて形成されたホログラムに対して、再生時の参照光パターンとして、オールホワイトの参照光パターンに替えて、参照光パターン47aと無相関ではなく、かつ、参照光パターン47bとも無相関ではなく、両方の各々に対して、白部の重なるピクセルの数が略同数である信号光パターン(例えば、参照光パターンの中にランダムに白部が分布するランダムパターン)を用いても信号光パターン46aと信号光パターン46bとの交じり合った信号パターンが再生されてしまい、信号光パターン46aの再生、記録データの再生は困難である。   In addition, the hologram formed by encryption as described above is not correlated with the reference light pattern 47a instead of the all-white reference light pattern as a reference light pattern at the time of reproduction, and is a reference. It is not uncorrelated with the light pattern 47b, and for each of both, a signal light pattern (for example, a random pattern in which white portions are randomly distributed in the reference light pattern) in which the number of pixels where white portions overlap is approximately the same number. Even if the signal light pattern 46 is used, the signal pattern in which the signal light pattern 46a and the signal light pattern 46b are mixed is reproduced, and it is difficult to reproduce the signal light pattern 46a and the recorded data.

(信号光パターンについて)
以上の説明から、記録データ参照光パターンと暗号用参照光パターンとを用いて暗号化を行う場合には、両者が無相関であることが望ましいことが理解できる。なぜなら、図5(A)において、信号光パターン46a、すなわち、記録データ参照光パターンが完全に再現できたのは、両者が無相関であったからであり、相関がある部分(両方の参照光の白部分の位置が一致する部分)については、記録データ参照光パターンを用いて再生したときには、暗号用信号光パターンによって形成されるホログラムからの回折光がノイズとなり、再生信号の品質が劣化(再生特性が劣化)するからである。
(Signal light pattern)
From the above description, it can be understood that when encryption is performed using the recording data reference light pattern and the encryption reference light pattern, it is desirable that the two are uncorrelated. This is because, in FIG. 5A, the signal light pattern 46a, that is, the recording data reference light pattern, can be completely reproduced because they are uncorrelated, and there is a correlated portion (of both reference lights). When the recorded data reference light pattern is used for reproduction, the diffracted light from the hologram formed by the encryption signal light pattern becomes noise and the reproduction signal quality deteriorates (reproduction). This is because the characteristics deteriorate.

また、暗号化用参照光パターンのホワイトレートについては、記録データ参照光パターンとホワイトレートが等しいことが望ましい。なぜなら、例えば、オールホワイトの参照光パターンで再生したときには、記録データ信号光パターンと暗号用信号光パターンとに基づく両方の情報が再生され、その時に、参照光の強度(明のピクセル数)に応じて回折光のパワーが変わり、記録データ信号光パターンと暗号用信号光パターンとが、このパワーの違いによって分別されてしまう場合があるからである。一方、暗号化用参照光パターンと記録データ参照光パターンとのホワイトレートが略等しい場合には、両情報を分別することが難しくなるので、暗号化した情報の復号がより困難となるためである。   Further, it is desirable that the white rate of the reference light pattern for encryption is equal to the white rate of the recording data reference light pattern. Because, for example, when reproducing with an all-white reference light pattern, both information based on the recording data signal light pattern and the encryption signal light pattern is reproduced, and at that time, the reference light intensity (the number of bright pixels) is increased. This is because the power of the diffracted light changes accordingly, and the recording data signal light pattern and the encryption signal light pattern may be separated by this power difference. On the other hand, when the white rate of the reference light pattern for encryption and the recording data reference light pattern is substantially the same, it is difficult to separate both pieces of information, so that it is more difficult to decrypt the encrypted information. .

また、参照光のホワイトレートは、M/#との関係において、重要なファクタである。1枚のホログラム記録媒体で容量を確保するためにはM/#がある程度大きくなければならない。すなわち、本実施形態の暗号化では、同一領域に異なるホログラムを重ね書きして形成するために、M/#が小さい場合には、いわゆる、多重記録における多重化の回数が、従来に較べてより制限を受けるためにホログラム形成領域の増加を出来るだけ減らすことが重要になる。参照光のホワイトレートが大きい場合には、M/#は実質的に小さくなり、使用可能となる多重回数は小さくなりM/#の消費が多い。一方、参照光のホワイトレートが小さい場合には、M/#は実質的に大きくなり、使用可能となる多重回数は大きくなり、M/#の消費は少ない。   The white rate of the reference light is an important factor in relation to M / #. In order to secure the capacity with one hologram recording medium, M / # must be large to some extent. That is, in the encryption of this embodiment, since different holograms are overwritten and formed in the same area, when M / # is small, the number of times of multiplexing in so-called multiplex recording is higher than in the conventional case. In order to be restricted, it is important to reduce the increase in the hologram forming area as much as possible. When the white rate of the reference light is large, M / # is substantially small, and the number of usable multiplexing times is small and M / # is consumed much. On the other hand, when the white rate of the reference light is small, M / # is substantially increased, the number of multiplexing operations that can be used is increased, and M / # is consumed less.

一方、ホワイトレートを小さくし過ぎると、暗号化の効果も薄れるので、暗号化のための参照光パターンの白部のピクセル数を暗号化に支障をきたさないように、ある程度大きくする必要がある。したがって、M/#の消費を多くしない範囲でありながら暗号化の効果を生じる範囲での最小のホワイトレートとすることが望ましい。ここで、上述した基準化ホワイトレートの値としては、例えば、1.5から0.1の範囲が望ましい。なお、以上は、空間光変調器37における参照光パターンの白部は完全に光ビームを透過させるものとして、基準化ホワイトレートの値の望ましい範囲を定めるものであったが、白部のピクセル数に制限を加えるのではなく、空間光変調器37において、記録データ参照光パターンの白部に対応する光ビームの透過率に較べ、暗号用参照光パターンの白部の透過率をより小さいものとして、M/#の消費を少なくするようにしても良い。例えば、記録データ用参照光パターンのホワイトレートは、例えば、0.01ないし0.5の範囲が望ましい範囲として挙げられる。   On the other hand, if the white rate is made too small, the effect of encryption is reduced, so the number of white pixels in the reference light pattern for encryption needs to be increased to some extent so as not to hinder the encryption. Therefore, it is desirable to set the minimum white rate within a range that does not increase the consumption of M / # but produces an encryption effect. Here, the value of the standardized white rate described above is preferably in the range of 1.5 to 0.1, for example. In the above description, the white portion of the reference light pattern in the spatial light modulator 37 defines the desirable range of the value of the standardized white rate assuming that the light beam is completely transmitted. In the spatial light modulator 37, the transmittance of the white portion of the encryption reference light pattern is made smaller than the transmittance of the light beam corresponding to the white portion of the recording data reference light pattern. , M / # may be reduced. For example, the white rate of the reference light pattern for recording data is preferably in the range of 0.01 to 0.5, for example.

(信号光パターンについて)
信号光パターンは、記録データを所定のフォーマットに基づき空間的に変調して得るものである。ここで、所定のフォーマットとは、アドレス付与のスキーム、誤り訂正のスキーム、記録データの空間変調のスキーム等を含むものである。例えば、本実施形態では空間変調のスキームを、所定長のビット(ブロック)に対して16ピクセルを対応させる1シンボルを単位とするブロックコードとしている。そして、16ピクセルのうち3ピクセルが白部(光ビームが透過する部分)としている。このようなブロックコードは、16:3符号と称される。16:3符号を用いて記録した場合に、図6を参照して暗号化のための信号光パターンについて説明する。
(Signal light pattern)
The signal light pattern is obtained by spatially modulating recording data based on a predetermined format. Here, the predetermined format includes an address assignment scheme, an error correction scheme, a recording data spatial modulation scheme, and the like. For example, in this embodiment, the spatial modulation scheme is a block code in units of one symbol that associates 16 pixels with a predetermined length of bits (blocks). Of the 16 pixels, 3 pixels are white portions (portions through which the light beam is transmitted). Such a block code is called a 16: 3 code. A signal light pattern for encryption will be described with reference to FIG. 6 when recording is performed using a 16: 3 code.

図6(A)は記録データに応じた空間光変調器37における記録データ信号光パターンを示すものであり、白部(白抜きの部分)は、光ビームが反射する部分を表し、黒部(黒い部分)は光ビームが反射しない部分を表すものである。また、図6(B)ないし図6(E)の各々は、参照光として参照光空間光変調部47をすべて白としたオールホワイトの参照光パターンを用いた場合のイメージセンサ25に回折光によって生じる再生像である。ここで、図6(B)ないし図6(E)を得るに際しては、相互に異なる位置に白部を有する図示しない暗号用信号光パターンを用いるものである。   FIG. 6A shows a recording data signal light pattern in the spatial light modulator 37 corresponding to the recording data. The white part (outlined part) represents the part where the light beam is reflected, and the black part (black part). (Portion) represents a portion where the light beam is not reflected. Each of FIGS. 6B to 6E uses diffracted light on the image sensor 25 in the case of using an all-white reference light pattern in which the reference light spatial light modulator 47 is all white as reference light. It is a reproduced image that occurs. Here, when obtaining FIGS. 6B to 6E, encryption signal light patterns (not shown) having white portions at mutually different positions are used.

空間光変調器37に表示される記録データ信号光パターンと暗号用信号光パターンとがすべての箇所(同一位置にあるピクセル)において異なる場合、すなわち、記録データ信号光パターンの白部と暗号用信号光パターンの白部とが、共通のピクセルには存在しない場合の暗号用ホログラムと記録データホログラムとの2重記録部分からの回折光によって生じるイメージセンサ25における再生像を図6(B)に示し、記録データ信号光パターンの白部と暗号用信号光パターンの白部とがピクセルの1箇所において共通するときに形成される暗号用ホログラムと記録データホログラムとの2重記録部分からの回折光によって生じるイメージセンサ25における再生像を図6(C)に示し、記録データ信号光パターンの白部と暗号用信号光パターンの白部とがピクセルの2箇所において共通するときに形成される暗号用ホログラムと記録データホログラムとの2重記録部分からの回折光によって生じるイメージセンサ25における再生像を図6(D)に示し、記録データ信号光パターンと暗号用信号光パターンとがすべての箇所において同じときに形成される暗号用ホログラムと記録データホログラムとの2重記録部分からの回折光によって生じるイメージセンサ25における再生像を図6(E)に示す。この場合において、記録時における暗号用参照光パターンは、記録データ参照光パターンとは無相関であるものを使用するものとした。   When the recording data signal light pattern and the encryption signal light pattern displayed on the spatial light modulator 37 are different at all locations (pixels at the same position), that is, the white portion of the recording data signal light pattern and the encryption signal FIG. 6B shows a reproduction image in the image sensor 25 generated by the diffracted light from the double recording portion of the encryption hologram and the recording data hologram when the white portion of the light pattern does not exist in the common pixel. By the diffracted light from the double recording portion of the encryption hologram and the recording data hologram formed when the white portion of the recording data signal light pattern and the white portion of the encryption signal light pattern are common at one place of the pixel The resulting reproduced image in the image sensor 25 is shown in FIG. 6C, where the white portion of the recording data signal light pattern and the encryption signal light pattern are displayed. FIG. 6D shows a reproduced image in the image sensor 25 generated by the diffracted light from the double recording portion of the encryption hologram and the recording data hologram formed when the white portion of the pixel is common at two locations of the pixel. The reproduced image in the image sensor 25 generated by the diffracted light from the double recording portion of the encryption hologram and the recording data hologram formed when the recording data signal light pattern and the encryption signal light pattern are the same in all locations. Is shown in FIG. In this case, the reference light pattern for encryption at the time of recording is one that is uncorrelated with the recorded data reference light pattern.

ここで、イメージセンサ25の再生像の一部を模式的に示す図6(B)ないし図6(E)の各々において、白部は、斜線部(斜線を施した部分)の略2倍の光量(光輝度)が照射されることを模式的に表し、黒部は光が照射されない部分を模式的に表すものである。このイメージセンサ25に生じる像を空間光変調器37に表示される像と対応づけると、斜線部は、記録データ信号光パターンと暗号用信号光パターンとにおける白部が一致しない部分(空間光変調器37の一の位置のピクセルにおいて、一方の信号光パターンを表示する場合にのみ白部となる部分)を示すものであり、白部は記録データ信号光パターンと暗号用信号光パターンとが一致する部分(空間光変調器37の一の位置のピクセルにおいて、両方の信号光パターンでともに白部となる部分)を示すものである。   Here, in each of FIGS. 6B to 6E schematically showing a part of the reproduced image of the image sensor 25, the white portion is approximately twice the shaded portion (the shaded portion). The amount of light (light luminance) is schematically represented, and the black portion schematically represents a portion not irradiated with light. When the image generated in the image sensor 25 is associated with the image displayed on the spatial light modulator 37, the shaded portion indicates a portion where the white portion of the recording data signal light pattern and the encryption signal light pattern do not match (spatial light modulation). In the pixel at one position of the device 37, a white portion is shown only when one signal light pattern is displayed, and the white portion matches the recording data signal light pattern and the encryption signal light pattern. (A portion that is a white portion in both signal light patterns in a pixel at one position of the spatial light modulator 37).

なお、図示をしていないが、空間光変調器37に表示される、図6(B)ないし図6(E)に対応する各々の暗号用信号光パターンは、図6(A)に示す白部に対応する位置にある斜線部を除いた斜線部と白部とが白部となり、その他の部分が黒部となるパターンによって構成されるものである。例えば、図6(B)に対応する暗号用信号光パターンの白部は、図面の、左側から2列目の上から1行目、左側から3列目の上から2行目、左側から4列目の上から1行目であることを示す。また、図6(C)に対応する暗号用信号光パターンの白部は、図面の、左側から2列目の上から1行目、左側から3列目の上から2行目、左側から4列目の上から3行目であることを示す。また、図6(D)に対応する暗号用信号光パターンの白部は、図面の、左側から1列目の上から2行目、左側から2列目の上から1行目、左側から4列目の上から3行目であることを示す。さらに、図6(E)に対応する暗号用信号光パターンの白部は、図面の、左側から1列目の上から2行目、左側から2列目の上から4行目、左側から4列目の上から3行目であることを示す。   Although not shown, each encryption signal light pattern corresponding to FIG. 6B to FIG. 6E displayed on the spatial light modulator 37 is white as shown in FIG. The hatched portion and the white portion excluding the shaded portion at the position corresponding to the portion are white portions, and the other portions are black portions. For example, the white portion of the signal light pattern for encryption corresponding to FIG. 6B is the first row from the top of the second column from the left side, the second row from the top of the third column from the left side, and 4 from the left side of the drawing. Indicates the first row from the top of the column. The white portion of the encryption signal light pattern corresponding to FIG. 6C is the first row from the top of the second column from the left side, the second row from the top of the third column from the left side, and 4 from the left side of the drawing. Indicates the third row from the top of the column. Also, the white part of the encryption signal light pattern corresponding to FIG. 6D is the second row from the top of the first column from the left side, the first row from the top of the second column from the left side, and 4 from the left side of the drawing. Indicates the third row from the top of the column. Furthermore, the white part of the signal light pattern for encryption corresponding to FIG. 6E is the second row from the top of the first column from the left side, the fourth row from the top of the second column from the left side, and 4 from the left side of the drawing. Indicates the third row from the top of the column.

このような、図6(B)ないし図6(E)に示す、イメージセンサ25の像から記録データを得るための復号化の一手法として、16個のデータ(1シンボル)をA/D変換器で取り込み、それらのA/D変換器で取り込んだ値のレベルが大きいものから(輝度が高いものから)順に3個を選択し、その3個が存在する位置を求めて復号する手法が一般的である。このような場合には、図6(B)に示す場合には、実質的に6個から3個の位置を特定することとなり、暗号化が良好に行われていることとなる。一方、図6(D)に示す場合には、実質的に4個から3個の位置を特定することとなり、この16個から再生される1シンボル分の記録データについては、暗号化の前の記録データ信号光パターンを確率1/2で再生できることとなり暗号化の効果は低減するものとなる。   As a decoding method for obtaining recording data from the image of the image sensor 25 shown in FIGS. 6B to 6E, 16 data (one symbol) are A / D converted. Generally, there is a method of selecting three in order from the one with the highest level of values taken in by the A / D converter (from the one with the highest luminance), and decoding by obtaining the position where the three exist Is. In such a case, in the case shown in FIG. 6B, six to three positions are substantially specified, and encryption is performed satisfactorily. On the other hand, in the case shown in FIG. 6 (D), four to three positions are substantially specified, and the recording data for one symbol reproduced from these 16 is recorded before encryption. The recorded data signal light pattern can be reproduced with a probability of 1/2, and the effect of encryption is reduced.

すなわち、イメージセンサ25において、図6(B)に示す様な像を得るためには、上述したように記録時において、記録データ参照光パターンと暗号用参照光パターンとを無相関とするのみならず、記録データ信号光パターンと暗号用信号光パターンとの関係についても無相関とすることがさらに好ましい。   That is, in order to obtain an image as shown in FIG. 6B in the image sensor 25, it is only necessary to make the recording data reference light pattern and the encryption reference light pattern uncorrelated during recording as described above. Further, it is more preferable that the relationship between the recording data signal light pattern and the encryption signal light pattern is also uncorrelated.

ここで、記録データ信号光パターンと暗号用信号光パターンとを無相関とするには、1ページごとに無相関なる1ページ分の暗号用信号光パターンを生成しても良いが、空間変調のスキームがブロックコードによりおこなわれるものであるので、より簡単には、記録データ信号光パターンに対応する16個のデータを取り込むごとに、この16個のデータから得られる無相関な暗号用信号光パターンを表示するための16個のデータを得ることが容易にできるものである。この場合には、予めすべての組み合わせからなる1シンボルの記録データに対応する無相関なコードの対応表を制御部60に設けたROM(Read Only Memory)に書き込んでおくことによってこの変換は簡単なものとできる。また、記録データ参照光パターンと暗号用参照光パターンとを無相関とするには、予め記録データ参照光パターンが分かっているので、空間光変調器37に表示される暗号用参照光パターンの全領域について、ROMに予め記憶しておくことも容易にできるものである。   Here, in order to make the recording data signal light pattern and the encryption signal light pattern uncorrelated, an encryption signal light pattern for one page that is uncorrelated for each page may be generated. Since the scheme is performed by a block code, more simply, each time 16 pieces of data corresponding to a recording data signal light pattern are captured, an uncorrelated encryption signal light pattern obtained from the 16 data is obtained. It is possible to easily obtain 16 pieces of data for displaying. In this case, this conversion can be easily performed by writing a correlation table of uncorrelated codes corresponding to 1-symbol recording data composed of all combinations in advance in a ROM (Read Only Memory) provided in the control unit 60. I can do it. In order to make the recording data reference light pattern and the encryption reference light pattern uncorrelated, since the recording data reference light pattern is known in advance, all of the encryption reference light patterns displayed on the spatial light modulator 37 are displayed. The area can be easily stored in the ROM in advance.

さらに、ROMを用いることなく、制御部60で、16個の数の範囲の乱数を3個ずつ順次発生させ、その乱数が示す位置が白部となるランダムなパターンを用いても、暗号化の効果はROMを用いる場合に比べて損なわれるものの十分に良好な効果を得られるものである。また暗号用信号光パターンの白部についても参照光の場合と同様に数を少なくするほど、暗号化の効果は低減するもののM/#の消費が少なくすることができるので、白部の数が16個のうちで、例えば、2個である3個以下の数を用いても良いものである。   Further, without using a ROM, the control unit 60 can sequentially generate 3 random numbers in a range of 16 numbers, and use a random pattern in which the position indicated by the random number is a white part. Although the effect is impaired as compared with the case of using a ROM, a sufficiently good effect can be obtained. Further, as the number of white portions of the signal light pattern for encryption is reduced as in the case of the reference light, although the effect of encryption is reduced, the M / # consumption can be reduced. Of the 16, the number of 3 or less, which is 2 may be used.

(暗号の解読について)
上述したようにして、暗号化を行う場合、特に、記録データ信号光パターンと暗号用信号光パターンとを無相関とする場合には、記録データ参照光パターンが分からない限り記録データの再生は困難であり、第三者によって暗号の解読はできないように思われる。しかしながら、記録データ参照光パターンは次の手順で見つけることができる。
(About decryption of code)
As described above, when encryption is performed, particularly when the recording data signal light pattern and the encryption signal light pattern are uncorrelated, it is difficult to reproduce the recording data unless the recording data reference light pattern is known. It seems that a third party cannot decrypt the code. However, the recording data reference light pattern can be found by the following procedure.

参照光と信号光との関係は交換可能な関係である。すなわち、記録データによってホログラムが形成されたホログラム記録媒体に参照光を照射することによって信号光パターンに応じた記録データが再生されると同様の原理によって、記録データによってホログラムが形成されたホログラム記録媒体に信号光を照射することによって参照光パターンに応じた信号(以下、参照光データと称する)が再生できる。   The relationship between the reference light and the signal light is an exchangeable relationship. That is, the hologram recording medium in which the hologram is formed by the recording data according to the same principle when the recording data corresponding to the signal light pattern is reproduced by irradiating the reference light to the hologram recording medium in which the hologram is formed by the recording data By irradiating with signal light, a signal corresponding to the reference light pattern (hereinafter referred to as reference light data) can be reproduced.

したがって、記録データが一旦解読された場合には、この記録データに応じた記録データ信号光パターンのみを空間光変調器37に表示し、この記録データが記録されたホログラムの記録領域に信号光を照射して得られた回折光をイメージセンサ25で受光することによって、記録データ参照光パターンの像をイメージセンサ25の受光面に得ることができる。この場合に、イメージセンサ25の記録データ参照光パターンの像が投影される受光面の位置は、記録時における空間光変調器37の記録データ参照光パターンの表示位置に対応して、イメージセンサ25の外周部となる。ここで、記録データに応じた記録データ信号光パターンの1例は、図6(A)に示すものである。   Therefore, when the recording data is once decoded, only the recording data signal light pattern corresponding to the recording data is displayed on the spatial light modulator 37, and the signal light is applied to the recording area of the hologram where the recording data is recorded. By receiving the diffracted light obtained by irradiation with the image sensor 25, an image of the recording data reference light pattern can be obtained on the light receiving surface of the image sensor 25. In this case, the position of the light receiving surface on which the image of the recording data reference light pattern of the image sensor 25 is projected corresponds to the display position of the recording data reference light pattern of the spatial light modulator 37 at the time of recording. It becomes the outer peripheral part. Here, an example of the recording data signal light pattern corresponding to the recording data is shown in FIG.

このようにして、記録データが一つでも分かっていれば、これから、記録データ参照光パターンをイメージセンサ25に像として形成し、イメージセンサ25から参照光データを検出して、事後は、この参照光データを空間光変調器37に制御部60から送出し、これによって、記録データ参照光パターンを空間光変調器37に表示することができる。このようにして、記録データ参照光パターンを空間光変調器37に表示して、暗号化されたホログラムから記録データを読み出して、暗号の解読がなされることとなる。以上は一の既知の記録データに基づいて記録データ参照光パターンを検出する方法を説明したが、次に、記録データが何であるか全く分からない場合に、記録データ参照光パターンを検出する方法を説明する。   In this way, if even one piece of recording data is known, the recording data reference light pattern is formed as an image on the image sensor 25, and the reference light data is detected from the image sensor 25. The optical data is sent from the control unit 60 to the spatial light modulator 37, whereby the recording data reference light pattern can be displayed on the spatial light modulator 37. In this way, the recorded data reference light pattern is displayed on the spatial light modulator 37, the recorded data is read from the encrypted hologram, and the decryption of the code is performed. The method for detecting the recording data reference light pattern based on one known recording data has been described above. Next, a method for detecting the recording data reference light pattern when the recording data is not known at all. explain.

ホログラムとして記録されているのは、参照光と信号光との干渉縞であるので、記録データ信号光パターンの一部、すなわち、1ピクセルからでも記録データ参照光パターンの全体を知ることができるものである。例えば、図6(A)に示した任意の白部の1ピクセルから記録データ参照光パターンを得ることができる。   Since the hologram is recorded as interference fringes between the reference light and the signal light, a part of the recorded data signal light pattern, that is, the entire recorded data reference light pattern can be known even from one pixel. It is. For example, a recording data reference light pattern can be obtained from one pixel in an arbitrary white portion shown in FIG.

具体的には、例えば、図6(A)を参照して示すように、図6(A)に示す範囲内では、図面の、左側から1列目の上から2行目、または、左側から2列目の上から3行目、または、左側から3列目の上から3行目のいずれかを白部とすることによって記録データ参照光パターンの全体を知ることができる。このときに、1ピクセルからの光量によって記録データ参照光パターンの全体の像をイメージセンサ25に生じさせるためには、この1ピクセルの輝度は非常に大きなものでなければ、十分なS/Nを有して記録データ参照光パターンを検出することができない。このために、ホログラム記録再生装置100のレーザ光源20のレーザ光の強度は、通常のホログラム記録再生装置におけると較べて非常に大きなものである必要がある。   Specifically, for example, as shown in FIG. 6 (A), within the range shown in FIG. 6 (A), the second row from the top of the first column from the left side or the left side of the drawing. The entire recording data reference light pattern can be known by setting either the third row from the top of the second column or the third row from the top of the third column from the left side as a white portion. At this time, in order to cause the image sensor 25 to generate the entire image of the recording data reference light pattern by the amount of light from one pixel, sufficient S / N is required unless the luminance of the one pixel is very high. And the recording data reference light pattern cannot be detected. For this reason, the intensity of the laser beam of the laser light source 20 of the hologram recording / reproducing apparatus 100 needs to be much higher than that in a normal hologram recording / reproducing apparatus.

また、暗号化に用いた暗号用信号光パターンがどのようなものであったかによって、記録データ参照光パターンの全体の像の再生が影響される。すなわち、ホログラムが多重化記録される領域を形成するに際して用いた暗号用信号光パターンが、記録データ参照光パターンと無相関である場合には、信号光空間光変調部46の任意の1ピクセルのみを白部とすることによって、記録データ参照光パターンまたは暗号用参照光パターンのいずれかの一方のみが再生できる。すなわち、白部とされた信号光空間光変調部46の任意の1ピクセルが、ホログラムを形成するときに用いられた記録データ信号光パターンの白部に該当する場合には、記録データ参照光パターンの像がイメージセンサ25に得られ、白部とされた信号光空間光変調部46の任意の1ピクセルが、ホログラムを形成するときに用いられた暗号用信号光パターンの白部に該当する場合には、暗号用参照光パターンの像がイメージセンサ25に得られる。また、白部とされた信号光空間光変調部46の任意の1ピクセルが、ホログラムを形成するときに用いられた記録データ信号光パターンの白部またはホログラムを形成するときに用いられた暗号用信号光パターンの白部のいずれの白部にも該当しない場合には、イメージセンサ25に参照光パターンの像を得ることができない。   Further, the reproduction of the entire image of the recording data reference light pattern is influenced by what kind of encryption signal light pattern is used for encryption. That is, when the encryption signal light pattern used in forming the region where the hologram is multiplexed and recorded is uncorrelated with the recording data reference light pattern, only one arbitrary pixel of the signal light spatial light modulation unit 46 is used. By making the white portion, only one of the recording data reference light pattern and the encryption reference light pattern can be reproduced. That is, when one arbitrary pixel of the signal light spatial light modulator 46 that is a white portion corresponds to a white portion of the recording data signal light pattern used when forming the hologram, the recording data reference light pattern Is obtained by the image sensor 25, and any one pixel of the signal light spatial light modulation unit 46, which is a white part, corresponds to the white part of the encryption signal light pattern used when forming the hologram In this case, an image of the encryption reference light pattern is obtained by the image sensor 25. Also, an arbitrary one pixel of the signal light spatial light modulation unit 46 that is a white portion is used for encryption used when forming a white portion or hologram of a recording data signal light pattern used when forming a hologram. If none of the white portions of the signal light pattern falls, no image of the reference light pattern can be obtained on the image sensor 25.

よって、複数回、信号光空間光変調部46の種々の位置に配置された1ピクセルのみを白部とすることによって、得られた複数の参照光パターンを順次、仮に記録データ参照光パターンであるとして用いて、記録データが解読されるか否かを確かめる。この結果、見出される記録データが解読される参照光パターンに該当するものが、記録データ参照光パターンである。このようにして、記録データ参照光パターンを見出すことができる。   Therefore, a plurality of reference light patterns obtained by setting only one pixel arranged at various positions of the signal light spatial light modulation unit 46 as a white portion a plurality of times are temporarily recorded data reference light patterns. To check whether the recorded data is deciphered. As a result, the recording data reference light pattern corresponds to the reference light pattern from which the found recording data is decoded. In this way, the recording data reference light pattern can be found.

次に、同一のホログラムの形成領域における暗号用信号光パターンが、記録データ参照光パターンと無相関でない場合について説明する。この場合には、信号光空間光変調部46の任意の1ピクセルが共通した白部ではない場合には、上述したと同様に、記録データ参照光パターンまたは暗号用参照光パターンのいずれかの一方のみが再生できるか、参照光パターンの像を得ることができないかのいずれかである。一方、信号光空間光変調部46の任意の1ピクセルが共通した白部である場合には、記録データ参照光パターンの像と暗号用参照光パターンの像とが入り交じった像が得られる。すなわち、記録データ参照光パターンの白部であって、かつ、暗号用参照光パターンの白部に該当するピクセルは2倍の明るさでイメージセンサ25に像を結び、いずれか、一方の白部である場合には、1倍の明るさでイメージセンサ25に像を結び、いずれの白部にも該当しないピクセルは暗いものである。   Next, the case where the encryption signal light pattern in the same hologram formation region is not uncorrelated with the recording data reference light pattern will be described. In this case, when any one pixel of the signal light spatial light modulation unit 46 is not a common white part, as described above, either the recording data reference light pattern or the encryption reference light pattern is used. Or the reference light pattern image cannot be obtained. On the other hand, when any one pixel of the signal light spatial light modulation unit 46 is a common white part, an image in which the image of the recording data reference light pattern and the image of the encryption reference light pattern are mixed is obtained. That is, a pixel corresponding to the white portion of the recording data reference light pattern and corresponding to the white portion of the encryption reference light pattern forms an image on the image sensor 25 with double brightness, and either one of the white portions In this case, an image is formed on the image sensor 25 with 1 × brightness, and any pixel that does not correspond to any white portion is dark.

以上の過程は、上述したように信号光パターンの1ピクセルのみに注目する場合であって、確認的には以下のように整理される。1.白部となるピクセルが,記録データを記録する時にのみ白部であった場合には、記録データ参照光パターンに応じた像が、イメージセンサ25の外周部に再生される。2.白部となるピクセルが,暗号を記録する時にのみ白部であった場合には、暗号用参照光パターンに応じた像が、イメージセンサ25の外周部に再生される。3.白部となるピクセルが,記録データを記録する時に白部ではなく、かつ、暗号を記録する時に白部ではなかった場合には、再生像は、イメージセンサ25の外周部に再生されない。4.白部となるピクセルが,記録データを記録する時に白部であり、かつ、暗号を記録する時に白部であった場合には、記録データ参照光パターンに応じた像と暗号用参照光パターンに応じた像とが重なって、イメージセンサ25の外周部に再生され、両方のパターン(記録データ参照光パターンおよび暗号用参照光パターンの両方)のいずれにおいても白部に該当するピクセルの輝度は、いずれか一方のパターン(記録データ参照光パターンまたは暗号用参照光パターンの一方)においてのみ白部である場合に該当するピクセルに較べて、その輝度は2倍となる。   The above process is a case where attention is paid to only one pixel of the signal light pattern as described above, and it is arranged as follows for confirmation. 1. If the pixel that becomes the white portion is a white portion only when recording data is recorded, an image corresponding to the recording data reference light pattern is reproduced on the outer peripheral portion of the image sensor 25. 2. If the pixel that becomes the white portion is the white portion only when the encryption is recorded, an image corresponding to the reference light pattern for encryption is reproduced on the outer peripheral portion of the image sensor 25. 3. If the pixel that becomes the white portion is not the white portion when recording the recording data and is not the white portion when recording the encryption, the reproduced image is not reproduced on the outer peripheral portion of the image sensor 25. 4). If the white pixel is a white part when recording data is recorded and a white part when recording a cipher, an image corresponding to the recording data reference light pattern and a reference light pattern for encryption are used. The brightness of the pixel corresponding to the white portion in both patterns (both the recording data reference light pattern and the encryption reference light pattern) is The luminance is doubled compared to the corresponding pixel in the case where only one of the patterns (one of the recording data reference light pattern or the encryption reference light pattern) is a white portion.

したがって、まず、2倍の明るさのピクセルが生じるイメージセンサ25における参照光パターンの回折像(この場合には、記録データ参照光パターンの像と暗号用参照光パターンの像とが入り交じった像がイメージセンサ25に得られている)、全黒パターン(すべてのピクセルが黒部となるパターン)となるイメージセンサ25における参照光パターンの回折像(この場合には、実際には回折光は発生していない)を除外して、均一な輝度を有する白部と黒部とのピクセルで構成される参照光パターンが生じるまで、信号光空間光変調部46の任意の1ピクセルを順次、白部とする。このようにして検出されるイメージセンサ25における参照光パターンの回折像は、記録データ参照光パターンの像であるか暗号用参照光パターンの像であるかのいずれか一方である。したがって、これらの検出された参照光パターンの回折像から参照光データを制御部60が検出し、この参照光データによって制御部60が空間光変調器37に表示する参照光パターンを記録データ参照光パターンであるとみなして、順に参照光空間光変調部47に表示して、ホログラムに光ビームを照射して記録データを再生できる参照光パターンを記録データ参照光パターンであると決定することができるものである。以上の処理は制御部60が予め処理手順を記憶したROMを有しており、この手順にしたがって制御部60が各部を制御しておこなわれる。   Therefore, first, a diffracted image of the reference light pattern in the image sensor 25 in which pixels having twice the brightness are generated (in this case, an image in which the image of the recording data reference light pattern and the image of the encryption reference light pattern are mixed) Is obtained by the image sensor 25), and the diffraction pattern of the reference light pattern in the image sensor 25 which is an all black pattern (a pattern in which all pixels are black) (in this case, actually diffracted light is generated). Any one pixel of the signal light spatial light modulation unit 46 is sequentially set as a white part until a reference light pattern composed of white and black pixels having uniform luminance is generated. . The diffracted image of the reference light pattern in the image sensor 25 detected in this way is either the recording data reference light pattern image or the encryption reference light pattern image. Therefore, the control unit 60 detects the reference light data from the detected diffraction pattern of the reference light pattern, and the reference light pattern displayed on the spatial light modulator 37 by the control unit 60 based on the reference light data is recorded data reference light. A reference light pattern that can be regarded as a pattern and displayed in order on the reference light spatial light modulation unit 47 to reproduce the recorded data by irradiating the hologram with the light beam can be determined to be the recorded data reference light pattern. Is. The above processing is performed by the control unit 60 having a ROM in which the processing procedure is stored in advance, and the control unit 60 controls each unit according to this procedure.

すなわち、このような暗号化の解読をおこなうためには、以下の条件を満たすホログラム再生装置を用いれば良いこととなる。まず、イメージセンサ25の受光領域についてであるが、暗号の解読を目的としない通常のホログラム再生装置では、受光領域は回折光のうち信号光のみに対応した中央部分を受光すれば良いものであるが、上述した暗号の解読のためには、参照光パターンに対応した領域の回折光を受光するために、信号光のみに対応した中央部分に加えてイメージセンサ25の外周部分も必要となる。すなわち、回折光のすべてを受光できるようになされていなければならない。   That is, in order to perform such decryption of encryption, a hologram reproducing device that satisfies the following conditions may be used. First, regarding the light receiving area of the image sensor 25, in a normal hologram reproducing apparatus not intended for decryption of the code, the light receiving area only needs to receive a central portion corresponding to only the signal light in the diffracted light. However, in order to decrypt the above-described code, in order to receive the diffracted light in the region corresponding to the reference light pattern, the outer peripheral portion of the image sensor 25 is required in addition to the central portion corresponding to only the signal light. That is, it must be configured to receive all of the diffracted light.

次に、制御部60は、空間光変調器37の信号光空間光変調部46に配された任意のピクセルを白部とするような制御が可能でなければならない。すなわち、1シンボル単位の制御のみならず、より細かく、ピクセル単位で制御できるようになされていなければならない。   Next, the control unit 60 must be able to perform control so that an arbitrary pixel arranged in the signal light spatial light modulation unit 46 of the spatial light modulator 37 is a white part. That is, it must be possible to control not only in units of symbols but also in units of pixels more finely.

さらに、レーザ光源20に関しては、暗号の解読を目的としない通常のホログラム再生装置では,空間光変調器37の多くのピクセルを白部として、この白部で反射される光ビームによって生じる回折光をイメージセンサ25で受光するようになっているが、上述した解読方法では、信号光空間光変調部46の1ピクセルのみによって反射された光ビームがホログラム記録媒体50に照射され、回折光をイメージセンサ25で検出するものである。このために、通常のホログラム再生装置を用いる場合には、回折光の光量は小さなものとなってしまう。一方、暗号の解読に用いるホログラム再生装置では、回折光の光量を大きくするために、通常のホログラム再生装置において用いられるレーザ光源に比して遙かに大きなレーザ出力が得られるようになされていなければならない。   Further, with respect to the laser light source 20, in a normal hologram reproducing device not intended for decryption, many pixels of the spatial light modulator 37 are set as white portions, and diffracted light generated by the light beam reflected by the white portions is generated. The image sensor 25 receives light. However, in the above-described decoding method, the light beam reflected by only one pixel of the signal light spatial light modulator 46 is irradiated onto the hologram recording medium 50, and diffracted light is emitted from the image sensor. 25 is detected. For this reason, when a normal hologram reproducing apparatus is used, the amount of diffracted light is small. On the other hand, in a hologram reproducing apparatus used for decryption of a code, in order to increase the amount of diffracted light, a laser output much larger than that of a laser light source used in a normal hologram reproducing apparatus must be obtained. I must.

上述した、イメージセンサ25の受光領域、制御部60の制御処理、レーザ光源20の高出力化の各々を技術の現状との関係で見るならば、イメージセンサ25の受光領域の拡大は、CMOSセンサ等におけるプロセスの進化によって技術的な困難性はない。また、制御部60がピクセル単位で制御することに関しても、制御信号の発生に関しては、DSP(Digital Signal Processor)の採用、空間光変調器37を構成するデバイスとして、例えば、液晶とアクティブマトリックス方式のドライバーの採用によって困難性はない。しかしながら、レーザ光源20の高出力化に関しては、レーザ光源の価格の面で一般には入手が困難であるのが現状である。   If each of the above-described light receiving area of the image sensor 25, control processing of the control unit 60, and high output of the laser light source 20 are viewed in relation to the current state of the technology, the enlargement of the light receiving area of the image sensor 25 There is no technical difficulty due to the evolution of processes in etc. In addition, regarding the control by the control unit 60 in units of pixels, the generation of the control signal is based on the adoption of a DSP (Digital Signal Processor) and a device constituting the spatial light modulator 37, for example, liquid crystal and active matrix methods. There is no difficulty by adopting the driver. However, regarding the increase in the output of the laser light source 20, it is currently difficult to obtain the laser light source in terms of the price.

このような点に鑑み、上述したものとは別のレーザ光源20に負担を強いるこがない以下に説明する暗号の解読方法が可能である。まず、信号光空間光変調部46の複数のピクセルを白部とする。ここで、この白部とされたピクセルの各々がどのようなものであるかについては、最初は、考慮を払わないものとする。しかしながら、このように複数のピクセルを白部とすることによって、通常の出力のレーザ光源をレーザ光源20として採用する場合にも回折光の光量は増え、回折光によってイメージセンサ25の受光面に形成される像の判別が容易となる。   In view of such a point, a method of decrypting a cipher described below that does not impose a burden on the laser light source 20 different from the above-described one is possible. First, a plurality of pixels of the signal light spatial light modulator 46 are set as white portions. Here, at first, no consideration is given to what each of the white pixels is. However, by using a plurality of pixels as white portions in this way, the amount of diffracted light increases even when a normal output laser light source is employed as the laser light source 20, and the diffracted light forms on the light receiving surface of the image sensor 25. Discrimination of the image to be performed becomes easy.

信号光空間光変調部46の複数の白部に該当するピクセルがどのようなものであるかによって、ホログラムに信号光を照射した場合に異なる現象が得られる。複数のピクセルを白部とする場合には、その積分として、上述した、信号光パターンの1ピクセルのみに注目する場合と同様の4つのケースが発生する。すなわち、白部とした複数のピクセルのうち、記録データを記録する時に白部であったピクセルの数と、暗号を記録する時に白部であったピクセルの数との大小関係によって、種々のケースに分離されることとなる。この場合において、信号光空間光変調部46の複数のピクセルを同時に白部とすることによってレーザ光源20からの光ビームの強度が小さい場合にも、以下に示す3つのケースに分離することは十分に可能となる。   Depending on what kind of pixels correspond to the plurality of white portions of the signal light spatial light modulator 46, different phenomena can be obtained when the hologram is irradiated with signal light. When a plurality of pixels are white portions, four cases similar to the case where attention is paid to only one pixel of the signal light pattern described above occur as the integration. That is, among a plurality of pixels that are white portions, there are various cases depending on the size relationship between the number of pixels that were white when recording data and the number of pixels that were white when recording encryption. Will be separated. In this case, even when the intensity of the light beam from the laser light source 20 is small by simultaneously making a plurality of pixels of the signal light spatial light modulator 46 white, it is sufficient to separate into the following three cases: It becomes possible.

すなわち、1.記録データを記録する時に白部であったピクセルの数が暗号を記録する時に白部であったピクセルの数よりも大きい場合には、記録データ参照光パターンに応じた像と暗号用参照光パターンに応じた像とが重なってイメージセンサ25の外周部において受光されるが、記録データ参照光パターンに応じた像がより鮮明(輝度が大きい)に受光される。2.記録データを記録する時に白部であったピクセルの数が暗号を記録する時に白部であったピクセルの数よりも小さい場合には、記録データ参照光パターンに応じた像と暗号用参照光パターンに応じた像とが重なってイメージセンサ25の外周部において受光されるが、暗号用参照光パターンに応じた像がより鮮明(輝度が大きい)に受光される。さらに、両方のパターンのいずれにおいても白部に該当するピクセルの輝度は、いずれか一方のパターンにおいてのみ白部である場合に該当するピクセルに較べて、その輝度は2倍となる。3.記録データを記録する時に白部であったピクセルの数が零であり、暗号を記録する時に白部であったピクセルの数もまた零である場合には、再生像は検知されない。   That is: If the number of pixels that were white when recording data was larger than the number of pixels that were white when recording the cipher, an image corresponding to the recording data reference light pattern and the reference light pattern for encryption However, the image corresponding to the recording data reference light pattern is received more clearly (with high brightness). 2. If the number of pixels that were white at the time of recording the recording data is smaller than the number of pixels that were white at the time of recording the cipher, the image corresponding to the recording data reference light pattern and the reference light pattern for encryption However, the image corresponding to the encryption reference light pattern is received more clearly (with high brightness). Furthermore, the luminance of the pixel corresponding to the white portion in both patterns is twice that of the pixel corresponding to the white portion in only one of the patterns. 3. If the number of pixels that are white when recording data is recorded is zero and the number of pixels that are white when recording cipher is also zero, the reproduced image is not detected.

このようなケース分けに従って、以下の手順で、記録データ参照光パターンを検出することができる。1.イメージセンサ25の各々のピクセルに注目するとその輝度は4段階となる。もし、明確に4段階とならない場合には、信号光空間光変調部46の複数の白部となるピクセルの組み合わせを変更する。2.輝度が最も高いピクセルを拾い出す。このピクセルは記録データ参照光パターンにおいて白部である(同様に暗号用参照光パターンにおいて白部である)。3.輝度が最も低いピクセルを拾い出す。このピクセルは記録データ参照光パターンにおいて黒部である(同様に暗号用参照光パターンにおいて黒部である)。4.輝度が2番目に高いピクセルを拾い出す。このピクセルは記録データ参照光パターンにおいて白部であるか、暗号用参照光パターンにおいて白部であるが、この段階ではいずれか不明である(白部の数が多い方の参照光パターンにこのピクセルは属する)。5.輝度が3番目に高いピクセルを拾い出す。このピクセルは記録データ参照光パターンにおいて白部であるか、暗号用参照光パターンにおいて白部であるが、この段階ではいずれか不明である白部の数が少ない方の参照光パターンにこのピクセルは属する)。6.輝度が最も高いピクセルと輝度が2番目に高いピクセルとを組み合わせて、このピクセルを白部とする参照光パターンを仮に記録データ参照光パターンとして、記録データの再生を試みる。誤りなく所望の記録データの再生ができれば、この参照光パターンが、記録データ参照光パターンである。7.輝度が最も高いピクセルと輝度が3番目に高いピクセルとを組み合わせて、このピクセルを白部とする参照光パターンを仮に記録データ参照光パターンとして、記録データの再生を試みる。誤りなく所望の記録データの再生ができれば、この参照光パターンが、記録データ参照光パターンである。   According to such case classification, the recording data reference light pattern can be detected by the following procedure. 1. When attention is paid to each pixel of the image sensor 25, the luminance becomes four levels. If the number of stages is not clearly four, the combination of a plurality of white parts of the signal light spatial light modulator 46 is changed. 2. Pick out the pixel with the highest brightness. This pixel is a white portion in the recording data reference light pattern (similarly, it is a white portion in the encryption reference light pattern). 3. Pick out the pixel with the lowest brightness. This pixel is a black portion in the recording data reference light pattern (similarly, it is a black portion in the encryption reference light pattern). 4). Pick out the second highest luminance pixel. This pixel is a white part in the recording data reference light pattern or a white part in the encryption reference light pattern, but at this stage, it is unclear (this pixel is added to the reference light pattern with the larger number of white parts). Belongs to). 5. Pick out the third highest luminance pixel. This pixel is a white part in the recording data reference light pattern or a white part in the encryption reference light pattern, but at this stage, this pixel is not included in the reference light pattern with the smaller number of white parts. Belong). 6). A combination of the pixel having the highest luminance and the pixel having the second highest luminance is used to attempt to reproduce the recording data using the reference light pattern having the pixel as a white portion as a recording data reference light pattern. If desired recording data can be reproduced without error, this reference light pattern is the recording data reference light pattern. 7). A combination of the pixel with the highest luminance and the pixel with the third highest luminance is used to attempt to reproduce the recorded data using the reference light pattern with this pixel as a white portion as a recorded data reference light pattern. If desired recording data can be reproduced without error, this reference light pattern is the recording data reference light pattern.

以上は、暗号用参照光パターンが一つである場合の記録データ参照光パターンの検出方法、すなわち、暗号解読方法であるが、暗号用参照光パターンが2以上である場合においても、上述した処理と類似した処理を複数回組み合わせることによって、記録データ参照光パターンを検出する。そして、この記録データ参照光パターンを用いて誤り訂正が可能とされた記録データを求め、この記録データに応じた記録データ信号光パターンを表示して、当該記録データを得たホログラムの形成領域に信号光を照射して、最終的には、記録データ参照光パターンを検出することが可能となる。以上の処理は制御部60が予め処理手順を記憶したROMを有しており、この手順にしたがって制御部60が各部を制御しておこなわれる。   The above is a method for detecting a recording data reference light pattern when there is one encryption reference light pattern, that is, a cryptanalysis method. Even when there are two or more encryption reference light patterns, the processing described above is performed. The recording data reference light pattern is detected by combining a plurality of processes similar to the above. Then, recording data that can be corrected by using the recording data reference light pattern is obtained, a recording data signal light pattern corresponding to the recording data is displayed, and the recording data is obtained in the hologram forming region. By irradiating the signal light, it is finally possible to detect the recording data reference light pattern. The above processing is performed by the control unit 60 having a ROM in which the processing procedure is stored in advance, and the control unit 60 controls each unit according to this procedure.

(位相マスクを付加するホログラム記録再生装置について)
上述した実施形態の暗号化方式においては、上述したようにして、記録データホログラムと暗号用ホログラムとが重複して記録された領域に、いくつかの信号光パターンから発生される信号光を照射して、最終的に記録データ参照光パターンを検出して、この記録データ参照光パターンを用いることによって、暗号の解読がなされるというものであり、上述した手順を経ることによって暗号の解読が可能であるという問題を有するものである。以下に、より、解読が困難な暗号化の方式について説明する。
(Regarding hologram recording / reproducing apparatus to which a phase mask is added)
In the encryption system of the above-described embodiment, as described above, signal light generated from several signal light patterns is irradiated onto the area where the recording data hologram and the encryption hologram are recorded overlappingly. Finally, the recording data reference light pattern is detected, and the recording data reference light pattern is used to decrypt the code. The cipher can be decrypted through the above-described procedure. There is a problem that there is. Hereinafter, an encryption method that is more difficult to decipher will be described.

図7は、より改善を図った暗号化を可能とする実施形態のホログラム記録再生装置200を示すものである。図7に示すホログラム記録再生装置200は、位相マスク44を備える点において、図1に示すホログラム記録再生装置100と異なるものである。ここで、空間光変調器37によって空間変調を受けた光ビームのうち、リレーレンズ35およびリレーレンズ36で投射した実像の部分の信号光成分のみが位相マスク44を通過するようにしている(図9を参照)。すなわち、位相マスク44は信号光位相マスクとして構成されている。図9は、位相マスク44の配置を示す図である。破線内の信号光の通過領域にのみ位相マスク44を配置して、破線と実線の間の参照光の通過領域には位相マスク44は配されていない。このように信号光にのみ位相マスク44の影響を与えることによって、上述したような、暗号化の解読方法は効果を生じないものとなる。   FIG. 7 shows a hologram recording / reproducing apparatus 200 according to an embodiment that enables encryption with improved improvement. The hologram recording / reproducing apparatus 200 shown in FIG. 7 is different from the hologram recording / reproducing apparatus 100 shown in FIG. Here, of the light beam that has undergone spatial modulation by the spatial light modulator 37, only the signal light component of the real image portion projected by the relay lens 35 and the relay lens 36 passes through the phase mask 44 (FIG. 9). That is, the phase mask 44 is configured as a signal light phase mask. FIG. 9 is a diagram showing the arrangement of the phase mask 44. The phase mask 44 is disposed only in the signal light passing region within the broken line, and the phase mask 44 is not disposed in the reference light passing region between the broken line and the solid line. As described above, the influence of the phase mask 44 only on the signal light makes the encryption decryption method as described above ineffective.

一方、複数のホログラム記録再生装置において、各々のホログラム記録再生装置の各々の信号光位相マスクが異なる態様のものであっても、あるいは、位相マスクを備えないホログラム記録再生装置であっても、いずれの、ホログラム記録再生装置の相互間においても、ホログラム記録媒体50の互換性は保たれる。すなわち、信号光位相マスクの態様が相互に異なるホログラム記録再生装置の任意の一つのホログラム記録再生装置によって、記録データが暗号化を施し記録された場合において、記録時における記録データ参照光パターンと再生時における記録データ参照光パターンとが同一のものである限り、これとは異なる別の任意の態様の信号光位相マスクを有するホログラム記録再生装置によってホログラム記録媒体50から記録データを再生することに何の困難も生じない。   On the other hand, in a plurality of hologram recording / reproducing devices, each hologram recording / reproducing device has a different signal light phase mask, or a hologram recording / reproducing device that does not include a phase mask. The compatibility of the hologram recording medium 50 is maintained between the hologram recording / reproducing apparatuses. That is, when recording data is encrypted and recorded by any one hologram recording / reproducing apparatus of hologram recording / reproducing apparatuses having different signal light phase masks, the recording data reference light pattern and the reproduction at the time of recording are reproduced. As long as the recording data reference light pattern at the time is the same, what is necessary to reproduce the recording data from the hologram recording medium 50 by the hologram recording / reproducing apparatus having the signal light phase mask of another arbitrary mode different from this? There is no difficulty.

なお、ここで、位相マスクの態様の異なりとは、位相マスクに形成された位相のパターンの異なりのみではなく、例えば、空間光変調器のピクセルに対応して位相マスクのマスクパターンが形成されるか否か、ピクセルパターンとは全く関係なく緩やかに位相パターンを与えるものか否か、すりガラスのようなデフューザを用いるものか否か、さらには、位相マスクを備えるか否かのいずれも含まれるものである。   Here, the difference in the mode of the phase mask is not only the difference in the phase pattern formed on the phase mask, but also the mask pattern of the phase mask is formed corresponding to the pixels of the spatial light modulator, for example. Whether or not to give a phase pattern gently regardless of the pixel pattern, whether to use a diffuser like ground glass, and whether to have a phase mask It is.

ホログラム記録再生装置200の動作は、多くの部分について、ホログラム記録再生装置100と略同様であるが、その動作について以下に説明する。レーザ光源20からの光ビームは、空間光変調器37に入射する。空間光変調器37ではホログラム記録を行うための記録パターンと参照光パターンを発生し、リレーレンズ35、リレーレンズ36、位相マスク44、ビームスプリッタ23、2組目のリレーレンズ38、リレーレンズ39、ダイクロイックミラー34を通過して、反射ミラー56で反射され、結像し、この像が対物レンズ24で最適なビームサイズに絞られてホログラム記録媒体50に照射され、ホログラム記録媒体50の内で参照光と記録光が重なり合いホログラムが形成される。   The operation of the hologram recording / reproducing apparatus 200 is substantially the same as that of the hologram recording / reproducing apparatus 100 for many parts. The operation will be described below. The light beam from the laser light source 20 enters the spatial light modulator 37. The spatial light modulator 37 generates a recording pattern and a reference light pattern for performing hologram recording. The relay lens 35, the relay lens 36, the phase mask 44, the beam splitter 23, the second set of relay lens 38, the relay lens 39, The light passes through the dichroic mirror 34, is reflected by the reflection mirror 56, forms an image, and the image is narrowed down to an optimum beam size by the objective lens 24 and irradiated onto the hologram recording medium 50. Light and recording light overlap to form a hologram.

記録再生を行うための光ビームはホログラム記録媒体50の決められた位置に照射できるようにサーボ用光学系30を用いる。このサーボ用光学系30は例えば赤色のレーザ光源28、フォトディテクタ29、ビームスプリッタ27などで構成されている。サーボ用光学系30からの光ビームはダイクロイックミラー34と反射ミラー56で反射し、対物レンズ24を通過してホログラム記録媒体50に照射される。ホログラム記録媒体50には位置決めするためのアドレスグルーブが配置されておりサーボ用光学系30は、従来のCD、DVD等と同様な光学系から構成され、ホログラム記録媒体50上の位置がフォトディテクタ29からの再生信号により検出できるようにされている。   The servo optical system 30 is used so that the light beam for recording / reproducing can be irradiated to a predetermined position of the hologram recording medium 50. The servo optical system 30 includes, for example, a red laser light source 28, a photodetector 29, a beam splitter 27, and the like. The light beam from the servo optical system 30 is reflected by the dichroic mirror 34 and the reflection mirror 56, passes through the objective lens 24, and is irradiated onto the hologram recording medium 50. The hologram recording medium 50 is provided with an address groove for positioning, and the servo optical system 30 is composed of an optical system similar to a conventional CD, DVD, etc., and the position on the hologram recording medium 50 is determined from the photodetector 29. It can be detected by the reproduction signal.

また、サーボ用光学系30のフォトディテクタ29からはホログラム記録媒体50からのフォーカスサーボエラー信号、トラッキングエラー信号が検出され、そのエラー信号に基づきフォーカスアクチュエータとトラッキングアクチュエータがサーボ回路により制御され、いつも目標位置に保たれている。空間光変調器37によって形成される記録パターン像の結像点65は、リレーレンズアクチュエータ45によって制御されるリレーレンズ39の配置位置と焦点距離により決まり、また、対物レンズ24との位置関係も最適な位置とされている。   Further, a focus servo error signal and a tracking error signal from the hologram recording medium 50 are detected from the photo detector 29 of the servo optical system 30, and the focus actuator and the tracking actuator are controlled by the servo circuit based on the error signal, and the target position is always set. It is kept in. The image formation point 65 of the recording pattern image formed by the spatial light modulator 37 is determined by the arrangement position and focal length of the relay lens 39 controlled by the relay lens actuator 45, and the positional relationship with the objective lens 24 is also optimal. It is considered as a position.

記録時には空間光変調器37からの参照光パターンと信号光によって記録され、ホログラム記録媒体50の回転によってホログラム記録再生装置100におけると同様にして暗号化記録される。   At the time of recording, recording is performed with the reference light pattern and the signal light from the spatial light modulator 37, and encryption recording is performed by the rotation of the hologram recording medium 50 in the same manner as in the hologram recording / reproducing apparatus 100.

(位相マスクを付加する暗号化の効果について)
上述したように、位相マスクを有するホログラム記録再生装置200においては、信号光を種々に替えた場合においても、記録時に用いた位相マスクと再生時に用いた位相マスクとが異なる場合には、異なる参照光パターンが得られることとなり、上述した位相マスクを備えない場合の暗号の解読方法を適用することはできないものである。よって、暗号化の効果は極めて大きなものとなる。
(About the effect of encryption that adds a phase mask)
As described above, in the hologram recording / reproducing apparatus 200 having the phase mask, even when the signal light is variously changed, if the phase mask used at the time of recording is different from the phase mask used at the time of reproduction, different references are made. As a result, an optical pattern is obtained, and it is impossible to apply the encryption decryption method when the above-described phase mask is not provided. Therefore, the encryption effect is extremely large.

(位相マスクを付加するホログラム記録再生装置の変形例について)
位相マスクを付加するホログラム記録再生装置の変形例として、例えば、以下のようなものが挙げられる。
(Modification of hologram recording / reproducing apparatus to which a phase mask is added)
Examples of modifications of the hologram recording / reproducing apparatus to which the phase mask is added include the following.

図8に示すホログラム記録再生装置300は、位相マスク付空間光変調器67を備えるものである。位相マスクは背景技術として、図10に示すようにして、空間光変調器と一体の構成とすることができる。図8に示すのは、図10に示すようにして、位相マスクと空間光変調器とを一体構成とした位相マスク付空間光変調器67であり、このような構成とすることによって、位相マスクの配置をμm(マイクロメータ)単位で調整する必要がなくなる。また、位相マスクは、位相マスク付空間光変調器67において、信号光空間光変調部のみに施すのみではなく、参照光空間光変調部にも施しても良いものである。すなわち、位相マスク付空間光変調器67は信号光位相マスクを付加した信号光位相マスク付空間光変調器として構成するのみならず、信号光位相マスクおよび参照光位相マスクを付加した信号光位相マスクおよび参照光位相マスク付空間光変調器として構成することができるものである。この場合には、記録時における参照光位相マスクと再生時における参照光位相マスクとは、同一態様であることが条件とはなるものの、参照光と信号光との干渉の効率は向上して良好なる記録再生特性を有するホログラムの形成が可能となる。   A hologram recording / reproducing apparatus 300 shown in FIG. 8 includes a spatial light modulator 67 with a phase mask. As a background art, the phase mask can be integrated with the spatial light modulator as shown in FIG. FIG. 8 shows a spatial light modulator 67 with a phase mask in which a phase mask and a spatial light modulator are integrated as shown in FIG. Need not be adjusted in units of μm (micrometer). Further, the phase mask may be applied not only to the signal light spatial light modulator in the spatial light modulator 67 with a phase mask but also to the reference light spatial light modulator. That is, the spatial light modulator 67 with a phase mask is not only configured as a spatial light modulator with a signal light phase mask to which a signal light phase mask is added, but also a signal light phase mask to which a signal light phase mask and a reference light phase mask are added. And a spatial light modulator with a reference light phase mask. In this case, the reference light phase mask at the time of recording and the reference light phase mask at the time of reproduction must be in the same mode, but the efficiency of interference between the reference light and the signal light is improved and good. The hologram having the recording / reproducing characteristics can be formed.

上述した実施形態は、いずれも、本発明の一実施形態に過ぎず、上述の実施形態に本発明が限定されるものではない。例えば、上述の説明では、信号光と参照光とを同軸状に配するコアキシャル方式について説明したが、信号光と参照光とを異なる光学部品を介してホログラム記録媒体に入射させる二光束方式においても同一の技術思想に基づき実施が可能なものである。また、例えば、空間光変調器に関しても、透過型、反射型を問わず、いずれを用いても実施が可能なものである。   Each of the above-described embodiments is merely an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above description, the coaxial method in which the signal light and the reference light are arranged coaxially has been described. However, in the two-beam method in which the signal light and the reference light are incident on the hologram recording medium through different optical components. Implementation is possible based on the same technical idea. Also, for example, the spatial light modulator can be implemented using either a transmission type or a reflection type.

光学部を中心として示した実施形態のホログラム記録再生装置の模式図である。1 is a schematic diagram of a hologram recording / reproducing apparatus according to an embodiment with an optical unit as a center. 空間光変調器に表示される信号光パターンおよび参照光パターンの一例を示すものである。An example of the signal light pattern and the reference light pattern displayed on the spatial light modulator is shown. ホログラム記録媒体の断面積方向に切断した構造を模式的に示すものである。1 schematically shows a structure cut in a cross-sectional area direction of a hologram recording medium. 空間光変調器に表示される、信号光パターンおよび参照光パターンを模式的示すものである。2 schematically shows a signal light pattern and a reference light pattern displayed on a spatial light modulator. 復号の過程を模式的に示す図である。It is a figure which shows the process of decoding typically. 暗号化のための信号光パターンについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the signal light pattern for encryption. 位相マスクを備える実施形態のホログラム記録再生装置の模式図である。It is a schematic diagram of the hologram recording / reproducing apparatus of an embodiment provided with a phase mask. 位相マスク付空間光変調器を備える実施形態のホログラム記録再生装置の模式図である。It is a schematic diagram of the hologram recording / reproducing apparatus of an embodiment provided with a spatial light modulator with a phase mask. 位相マスクの配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of a phase mask. 背景技術の位相マスクと空間光変調器とを一体の構成とする技術を示すものである。This shows a technique in which a phase mask and a spatial light modulator of the background art are integrated.

符号の説明Explanation of symbols

20、28 レーザ光源、23 ビームスプリッタ、24 対物レンズ、25 イメージセンサ、27 ビームスプリッタ、29 フォトディテクタ、30 サーボ用光学系、34 ダイクロイックミラー、35、36、38、39 リレーレンズ、37 空間光変調器、40 信号光、41 参照光、42 回折光、44 位相マスク、45 リレーレンズアクチュエータ、46 信号光空間光変調部、46a、46b、 信号光パターン、47 参照光空間光変調部、47a、47b 参照光パターン、50 ホログラム記録媒体、50a 記録層、50b ダイクロイックミラー層、50c アドレスグルーブ、50d 反射防止膜、50e ギャップ層、50g プラスチック基板、51 スピンドルモータ、56 反射ミラー、60 制御部、65 結像点、67 位相マスク付空間光変調器、100、200、300 ホログラム記録再生装置 20, 28 Laser light source, 23 Beam splitter, 24 Objective lens, 25 Image sensor, 27 Beam splitter, 29 Photo detector, 30 Optical system for servo, 34 Dichroic mirror, 35, 36, 38, 39 Relay lens, 37 Spatial light modulator , 40 Signal light, 41 Reference light, 42 Diffracted light, 44 Phase mask, 45 Relay lens actuator, 46 Signal light spatial light modulator, 46a, 46b, Signal light pattern, 47 Reference light spatial light modulator, 47a, 47b Optical pattern, 50 hologram recording medium, 50a recording layer, 50b dichroic mirror layer, 50c address groove, 50d antireflection film, 50e gap layer, 50g plastic substrate, 51 spindle motor, 56 reflection mirror, 60 control unit, 65 connection Point, 67 with a phase mask spatial light modulator, 100,200,300 hologram recording and reproducing apparatus

Claims (5)

ページ毎の記録データに応じて変調された信号光と前記信号光と光源を同一とする参照光とを干渉させてホログラム記録媒体の記録層にホログラムを記録し、前記ホログラム記録媒体に前記参照光を照射して得た回折光に基づき前記ページ毎の記録データを再生するホログラム記録再生装置であって、
前記信号光を発生させるための信号光パターンを表示する信号光空間光変調部と、
前記参照光を発生させるための参照光パターンを表示する参照光空間光変調部と、
前記信号光に位相変調を施す信号光位相マスクと、
前記信号光空間光変調部に表示する信号光パターンの態様または前記参照光空間光変調部に表示する信号光パターンの態様の各々を制御する制御部と、
を備え、
前記記録データに応じた記録データ信号光パターンを前記信号光空間光変調部に表示しながら前記記録データ信号光パターンに対応した記録データ参照光パターンを前記参照光空間光変調部に表示して前記記録層の所定領域に記録データホログラムを形成するとともに、
前記記録データホログラムを暗号化するための暗号用信号光パターンを前記信号光空間光変調部に表示しながら前記暗号用信号光パターンに対応した暗号用参照光パターンを前記参照光空間光変調部に表示して前記記録層の前記所定領域と同一領域に暗号用ホログラムを形成して前記記録データを記録し、
前記記録データ参照光パターンを前記所定領域に照射して得られた回折光に基づき前記記録データを再生することを特徴とするホログラム記録再生装置。
A hologram is recorded on the recording layer of the hologram recording medium by causing the signal light modulated according to the recording data for each page to interfere with the signal light and the reference light having the same light source, and the reference light is recorded on the hologram recording medium. A hologram recording / reproducing apparatus for reproducing the recording data for each page based on the diffracted light obtained by irradiating
A signal light spatial light modulator that displays a signal light pattern for generating the signal light;
A reference light spatial light modulator for displaying a reference light pattern for generating the reference light;
A signal light phase mask for performing phase modulation on the signal light;
A control unit that controls each of the aspects of the signal light pattern to be displayed on the signal light spatial light modulator or the aspects of the signal light pattern to be displayed on the reference light spatial light modulator;
With
Displaying a recording data reference light pattern corresponding to the recording data signal light pattern on the reference light spatial light modulator while displaying a recording data signal light pattern corresponding to the recording data on the signal light spatial light modulator. While forming a recording data hologram in a predetermined area of the recording layer,
An encryption reference light pattern corresponding to the encryption signal light pattern is displayed on the reference light spatial light modulation unit while an encryption signal light pattern for encrypting the recording data hologram is displayed on the signal light spatial light modulation unit. Displaying and recording the recording data by forming an encryption hologram in the same area as the predetermined area of the recording layer,
A hologram recording / reproducing apparatus, wherein the recording data is reproduced based on diffracted light obtained by irradiating the predetermined area with the recording data reference light pattern.
前記信号光空間光変調部と前記参照光空間光変調部とが同一平面状に配置されることを特徴とする請求項1に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 signal light spatial light modulator and the reference light spatial light modulator are arranged on the same plane. 前記信号光空間光変調部と前記信号光位相マスクとが一体形成されることを特徴とする請求項1に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 signal light spatial light modulator and the signal light phase mask are integrally formed. さらに、前記参照光に位相変調を施す参照光位相マスクを備え、前記参照光空間光変調部と前記参照光位相マスクとが一体形成されることを特徴とする請求項4に記載のホログラム記録再生装置。   5. The hologram recording / reproducing according to claim 4, further comprising a reference light phase mask for performing phase modulation on the reference light, wherein the reference light spatial light modulator and the reference light phase mask are integrally formed. apparatus. 前記信号光空間光変調部からの前記信号光を通過するリレーレンズをさらに備え、
前記リレーレンズを通過した前記信号光の実像形成面に前記信号光位相マスクを有することを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録再生装置。

A relay lens that passes the signal light from the signal light spatial light modulator;
The hologram recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the signal light phase mask is provided on a real image forming surface of the signal light that has passed through the relay lens.

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