JP2018041524A - Hologram reproduction device and hologram reproduction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ホログラム再生装置およびホログラム再生方法に関し、詳しくは、ホログラムに多重記録されたページデータ情報を効率的に再生し得るホログラム再生装置およびホログラム再生方法に関するものである。 The present invention relates to a hologram reproduction apparatus and a hologram reproduction method, and more particularly to a hologram reproduction apparatus and a hologram reproduction method that can efficiently reproduce page data information multiplexed and recorded on a hologram.
近年、大容量かつ高速な情報記録を可能としたホログラム記録媒体が注目されている。
ホログラム記録再生装置においては、記録したい情報を担持した信号光と、記録用参照光を干渉させ、生じた干渉縞を記録媒体に屈折率変化として記録・保持する。信号光は「ページデータ」と称される２次元データ画像により空間的に変調され、レンズを通じてホログラム記録媒体へ照射される。
In recent years, holographic recording media capable of high-capacity and high-speed information recording have attracted attention.
In the hologram recording / reproducing apparatus, the signal light carrying the information to be recorded and the recording reference light are caused to interfere with each other, and the generated interference fringes are recorded / held as a refractive index change on the recording medium. The signal light is spatially modulated by a two-dimensional data image called “page data”, and is irradiated onto the hologram recording medium through a lens.
そして、ホログラム記録媒体の再生装置においては、記録したときと同一の参照光の波長や入射角度（入射角度については、記録したときと反対の位置からの参照光の入射も可）を選択すれば、記録したページデータを再生することができる。
さらに記録媒体の高密度化・大容量化を目的として、参照光の条件（例えば記録媒体への入射角度、波長、あるいは波面等）を変化させながら、媒体の同一箇所に複数のページデータを多重して記録する多重記録方式の提案も各種なされている。
In the reproducing apparatus for the hologram recording medium, if the same wavelength and incident angle of the reference light as when recording (the incident angle can be incident from the opposite position as when recording) can be selected. The recorded page data can be reproduced.
Furthermore, for the purpose of increasing the density and capacity of the recording medium, multiple page data can be multiplexed at the same location on the medium while changing the reference light conditions (for example, the incident angle, wavelength, or wavefront of the recording medium). Various proposals have been made on the multiplex recording method for recording in this manner.
上述したように、ホログラム記録媒体は多重記録が可能で、多重数を増加させれば記録密度も増加するので、多重数を増加させるために、例えば角度多重においては、隣接するホログラム記録の角度間隔を小さくすることが行われる（例えば特許文献1を参照）。 As described above, the holographic recording medium can perform multiplex recording, and increasing the multiplex number increases the recording density. Therefore, in order to increase the multiplex number, for example, in angle multiplex, the angular interval between adjacent holographic recordings. Is reduced (see, for example, Patent Document 1).
このようなホログラム再生装置において、本願発明者等は、２枚のページデータを同時に再生することにより、再生時のデータ読み出し速度を従来の２倍とし得る提案をしている。 In such a hologram reproducing apparatus, the inventors of the present application have proposed that the data reading speed at the time of reproduction can be doubled by reproducing two page data simultaneously.
このホログラム再生装置は、ホログラム記録媒体に照射された参照光のうち、情報再生に寄与した光のその余の光の大部分がホログラム記録媒体を透過するため、この透過光を再度、参照光として利用し、ホログラム記録媒体から２つの参照光によって２つのページデータを同時に再生し、もって再生速度の倍速化を図る、との本願発明者の着想に基づくものである（特許文献２を参照）。 In this hologram reproducing apparatus, most of the light that contributed to information reproduction out of the reference light irradiated to the hologram recording medium is transmitted through the hologram recording medium. This is based on the idea of the inventor of the present application that two page data are simultaneously reproduced from a hologram recording medium by two reference beams, thereby double the reproduction speed (see Patent Document 2).
なお、最初にホログラム記録媒体に照射する第１の参照光と、ホログラム記録媒体を透過して、再びホログラム記録媒体に照射される第２の参照光は、一方をｐ偏光、他方をｓ偏光とすることにより、それらの照射により再生された、第１の再生光と第２の再生光も、一方がｐ偏光、他方がｓ偏光とされ、１つの偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）により互いに分離されて、それぞれ対応するカメラにより、担持した情報を撮像することができる。 Note that the first reference light that is first irradiated onto the hologram recording medium and the second reference light that is transmitted through the hologram recording medium and irradiated onto the hologram recording medium again are p-polarized and the other is s-polarized. Thus, the first reproduction light and the second reproduction light reproduced by the irradiation are also p-polarized and the other is s-polarized, and are separated from each other by one polarization beam splitter (PBS). The carried information can be imaged by the corresponding cameras.
ところで、上述したように、２つの再生光は偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）によって互いに分離されるが、完全に分離することは難しく、その分離度はＰＢＳの消光比等により表されるものとなっている。例えば第１の再生光の一部の成分が漏れ出し、第２の再生光を撮像するカメラ２で撮像されることがある。 By the way, as described above, the two reproduced lights are separated from each other by the polarization beam splitter (PBS), but it is difficult to completely separate them, and the degree of separation is expressed by the extinction ratio of the PBS or the like. Yes. For example, some components of the first reproduction light may leak and be imaged by the camera 2 that images the second reproduction light.
すなわち、各カメラにおいて、撮像しようとしている再生光情報だけではなく、他のカメラが撮像しようとしている再生光情報も同時に取得してしまい、これによりクロストークが生じ、再生したページデータの信号対雑音比（以下、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）と称する）が低下したり、再生データのビットエラーの原因となってしまう。 That is, in each camera, not only the reproduction light information to be imaged but also the reproduction light information to be imaged by another camera is acquired at the same time, thereby causing crosstalk, and the signal to noise of the reproduced page data. The ratio (hereinafter referred to as SNR (Signal to Noise Ratio)) is reduced, or bit errors of the reproduced data are caused.
また、従来の一般的なホログラム記録再生装置においても、高密度記録のためにクロストークが生じない、限界に近い密な角度間隔で多重記録を行う必要があるが、再生時に参照光の入射角度に誤差が生じると、それが微小な角度であっても、誤差により近づいた側に位置する隣接するページデータ情報が同時に再生されてしまい、ページ間クロストークが生じ、やはり、ＳＮＲが低下したり、再生データのビットエラーの原因となってしまう。 In addition, in a conventional general hologram recording / reproducing apparatus, it is necessary to perform multiplex recording at a close angular interval close to the limit, which does not cause crosstalk due to high-density recording. If an error occurs, even if the angle is a minute angle, adjacent page data information located on the side closer to the error is reproduced at the same time, resulting in inter-page crosstalk, which also reduces the SNR. This causes a bit error in the reproduced data.
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、クロストークノイズとして他のページデータが重畳された再生ページデータから、該クロストークノイズ成分を除去し得るホログラム再生装置およびホログラム再生方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a hologram reproducing apparatus and a hologram reproducing method capable of removing the crosstalk noise component from reproduction page data on which other page data is superimposed as crosstalk noise. It is intended to do.
本発明の第１のホログラム再生装置は、
ホログラム記録媒体に記録された第１のページデータ像情報を担持した第１の再生光と、該第１のページデータ像情報とは異なる、該ホログラム記録媒体に記録された第２のページデータ像情報を担持した第２の再生光と、の各光路が少なくとも一部において共通化されたホログラム再生装置において、
前記第２のページデータ像情報を再生したことにより得られた第２のページデータ画像に前記第１のページデータ像情報によるノイズ画像が混入してページデータ間クロストークが生じている場合に、前記第１のページデータ像情報による第１のページデータ画像の一部領域の明るさに対する、前記第１のページデータ像情報による、該一部領域に対応する前記ノイズ画像の一部領域の明るさの比率αを求め、この比率αに基づき、該ノイズ画像全体の明るさを求め、前記第２のページデータ画像の明るさから前記ノイズ画像の明るさを減算する演算処理手段を備えたことを特徴とするものである。
The first hologram reproducing apparatus of the present invention is
The first reproduction light carrying the first page data image information recorded on the hologram recording medium and the second page data image recorded on the hologram recording medium different from the first page data image information In the hologram reproducing apparatus in which each optical path of the second reproducing light carrying information is shared at least in part,
When a noise image due to the first page data image information is mixed in the second page data image obtained by reproducing the second page data image information, crosstalk between page data occurs. The brightness of the partial area of the noise image corresponding to the partial area according to the first page data image information with respect to the brightness of the partial area of the first page data image according to the first page data image information. An arithmetic processing means for obtaining a ratio α, obtaining the brightness of the entire noise image based on the ratio α, and subtracting the brightness of the noise image from the brightness of the second page data image. It is characterized by.
ここで、「ホログラム再生装置」とは、多重して記録された情報を再生する機能のみを有するもののみならず、情報をホログラムに多重記録する機能を併せ有するものも含めて称するものとする。 Here, the “hologram reproducing device” includes not only a device having a function of reproducing information recorded in a multiplexed manner but also a device having a function of simultaneously recording information in a hologram.
また、上述した本発明の第１のホログラム再生装置の１概念として具体化された第２のホログラム再生装置は、
ページデータに係る像情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて形成した干渉縞を、所定の条件を変化させながら、同一位置に複数重畳させて多重記録してなるホログラムに対し、再生用参照光を各ページデータの記録に応じた前記所定の条件で入射せしめて、前記ホログラムに多重記録されていた前記ページデータ像情報を再生するホログラム再生装置において、
前記再生用参照光を、ｐ偏光およびｓ偏光のいずれかである第１参照光に調整して出力する第１の参照光偏光調整手段と、
該第１の参照光偏光調整手段からの前記第１参照光について、前記ホログラムに前記所定の条件で入射するように前記所定の条件の調整を行う第１の所定条件調整手段と、
該第１の所定条件調整手段から出力され、前記ホログラム記録媒体に入射した前記第１参照光のうち、該ホログラム記録媒体を透過した偏光を、ｐ偏光およびｓ偏光のうち、前記第１参照光とは異なる偏光である第２参照光に調整して出力する第２の参照光偏光調整手段と、
該第２の参照光偏光調整手段からの第２参照光について、前記ホログラム記録媒体に、前記所定の条件とは異なる条件で入射するように前記所定の条件の調整を行う第２の所定条件調整手段と、
前記第１参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第１再生光と、前記第２参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第２再生光とを分離する再生光分離手段と、
前記分離された２つの再生光に担持されたホログラム情報を、各々撮像する２つの撮像手段と、を備え、
前記第２再生光に担持された第２のページデータ像情報を撮像することにより得られた第２のページデータ画像に、前記第１再生光に担持された第１のページデータ像情報によるノイズ画像が混入してページデータ間クロストークが生じている場合に、前記第１のページデータ画像の一部領域の明るさに対する、該一部領域に対応する前記ノイズ画像の一部領域の明るさの比率αに基づき前記ノイズ画像全体の明るさを求め、前記第２のページデータ画像の明るさから前記ノイズ画像の明るさを減算する演算処理手段を備えたことを特徴とするものである。
Further, the second hologram reproducing device embodied as one concept of the first hologram reproducing device of the present invention described above,
For holograms formed by multiple recording of overlapping interference fringes formed by interfering signal light carrying image information related to page data and recording reference light at the same position while changing predetermined conditions In the hologram reproduction apparatus for reproducing the page data image information multiplexed and recorded on the hologram by causing the reproduction reference light to enter under the predetermined condition corresponding to the recording of each page data,
First reference light polarization adjusting means for adjusting and outputting the reproduction reference light to first reference light that is either p-polarized light or s-polarized light;
First predetermined condition adjusting means for adjusting the predetermined condition so that the first reference light from the first reference light polarization adjusting means is incident on the hologram under the predetermined condition;
Of the first reference light output from the first predetermined condition adjusting means and incident on the hologram recording medium, the polarized light transmitted through the hologram recording medium is converted into the first reference light among p-polarized light and s-polarized light. Second reference light polarization adjusting means for adjusting and outputting the second reference light having a different polarization from
Second predetermined condition adjustment for adjusting the predetermined condition so that the second reference light from the second reference light polarization adjusting means is incident on the hologram recording medium under a condition different from the predetermined condition Means,
Reproduction light separating means for separating the first reproduction light generated from the hologram recording medium by the irradiation of the first reference light and the second reproduction light generated from the hologram recording medium by the irradiation of the second reference light;
Two image pickup means for picking up images of hologram information carried on the two separated reproduction lights, respectively,
Noise due to the first page data image information carried on the first reproduction light is added to the second page data image obtained by imaging the second page data image information carried on the second reproduction light. The brightness of the partial area of the noise image corresponding to the partial area with respect to the brightness of the partial area of the first page data image when image data is mixed and crosstalk between page data occurs. And a processing unit that calculates the brightness of the entire noise image based on the ratio α and subtracts the brightness of the noise image from the brightness of the second page data image.
また、前記第２のホログラム再生装置において、
前記演算処理手段が、前記２つの撮像手段のうちの、一方の撮像手段により撮像された前記第１のページデータ画像の明るさに対する、他方の撮像手段によりノイズ画像として撮像された前記第１のページデータ画像の明るさの比率αを求める比較評価器と、該比較評価器により求められた該比率αを、前記一方の撮像手段により撮像された前記第１のページデータ画像の明るさＡに乗じてα・Ａを求める乗算器と、前記他方の撮像手段により撮像された前記第２のページデータ画像の明るさＢから、該乗算器により求められた明るさα・Ａを減算する減算器とからなることが好ましい。
In the second hologram reproducing apparatus,
The arithmetic processing unit is configured to capture the first image captured as a noise image by the other imaging unit with respect to the brightness of the first page data image captured by one of the two imaging units. The comparison evaluator for obtaining the brightness ratio α of the page data image, and the ratio α obtained by the comparison evaluator are used as the brightness A of the first page data image captured by the one imaging unit. A multiplier for multiplying α · A and a subtractor for subtracting the brightness α · A obtained by the multiplier from the brightness B of the second page data image picked up by the other image pickup means It is preferable to consist of.
また、上述した本発明の第１のホログラム再生装置の１概念として具体化された第３のホログラム再生装置は、
ページデータに係る像情報を担持した信号光と記録用参照光とを干渉させて形成した干渉縞を、所定の条件を変化させながら、同一位置に複数重畳させて多重記録してなるホログラムに対し、再生用参照光を各ページデータの記録に応じた前記所定の条件で入射せしめて、前記ホログラムに多重記録されていた前記ページデータ像情報を再生するホログラム再生装置において、
前記再生用参照光を、ｐ偏光およびｓ偏光のいずれかに調整して出力する再生用参照光偏光調整手段と、
該再生用参照光偏光調整手段からの再生用参照光について、前記ホログラム記録媒体に前記所定の条件で入射するように前記所定の条件の調整を行う所定条件調整手段と、
前記再生用参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する再生光に担持されたページデータ情報を、所定の条件を変化させながら順次撮像する撮像手段と、を備え、
前記再生光に担持された第２のページのページデータ像情報を撮像することにより得られた第２のページのページデータ画像に、該第２のページとは前記所定の条件が隣接する第１のページのページデータ像情報によるノイズ画像が混入してページデータ間クロストークが生じている場合に、前記第１のページのページデータ画像の一部領域の明るさに対する、該一部領域に対応する前記ノイズ画像の一部領域の明るさの比率αに基づき、前記ノイズ画像全体の明るさを求め、前記第２のページデータ画像の明るさから前記ノイズ画像の明るさを減算する演算処理手段を備えたことを特徴とするものである。
Further, the third hologram reproducing device embodied as one concept of the first hologram reproducing device of the present invention described above,
For holograms formed by multiple recording of overlapping interference fringes formed by interfering signal light carrying image information related to page data and recording reference light at the same position while changing predetermined conditions In the hologram reproduction apparatus for reproducing the page data image information multiplexed and recorded on the hologram by causing the reproduction reference light to enter under the predetermined condition corresponding to the recording of each page data,
Reproduction reference light polarization adjusting means for adjusting the reproduction reference light to either p-polarized light or s-polarized light and outputting it;
Predetermined condition adjusting means for adjusting the predetermined condition so that the reproduction reference light from the reproduction reference light polarization adjusting means is incident on the hologram recording medium under the predetermined condition;
Imaging means for sequentially imaging page data information carried on the reproduction light generated from the hologram recording medium by irradiation of the reproduction reference light, while changing predetermined conditions;
A first page data image of the second page obtained by imaging the page data image information of the second page carried by the reproduction light is adjacent to the second page with the predetermined condition. Corresponding to the partial area with respect to the brightness of the partial area of the page data image of the first page when a noise image due to page data image information of the page of the page is mixed and crosstalk between page data occurs. An arithmetic processing unit that obtains the brightness of the entire noise image based on the brightness ratio α of the partial area of the noise image and subtracts the brightness of the noise image from the brightness of the second page data image It is characterized by comprising.
また、前記第３のホログラム再生装置において、
前記演算処理手段が、前記撮像手段により撮像された、前記第１のページのページデータと前記第２のページのページデータを分離するページデータ分離部と、前記第１のページのページデータ画像を記憶するメモリ領域と、該メモリ領域に記憶された前記第１のページのページデータ画像と、前記ページデータ分離部からの前記第２のページのページデータ画像と、を入力され、前記第１のページのページデータ画像の明るさに対する、前記第２のページのページデータ画像に混入した前記第１のページのノイズ画像の明るさの比率αを求める比較評価器と、該比較評価器により求められた該比率αを、前記撮像手段により撮像された前記第１のページデータ画像の明るさＡに乗じてα・Ａを求める乗算器と、前記撮像手段により撮像された前記第２のページデータ画像の明るさＢから、該乗算器により求められた明るさα・Ａを減算する減算器とからなることを特徴とするものである。
In the third hologram reproducing apparatus,
A page data separation unit that separates page data of the first page and page data of the second page captured by the imaging unit; and a page data image of the first page. A memory area to be stored, a page data image of the first page stored in the memory area, and a page data image of the second page from the page data separation unit are input, and the first page A comparison evaluator that obtains a ratio α of the brightness of the noise image of the first page mixed in the page data image of the second page with respect to the brightness of the page data image of the page, and is obtained by the comparison evaluator. Further, the ratio α is multiplied by the brightness A of the first page data image picked up by the image pickup means to obtain α · A, and the image pick-up is picked up by the image pickup means. From the brightness B of the serial second page data image, and characterized in that it consists of a subtractor for subtracting the brightness alpha · A obtained by the multiplier.
前記第２のホログラム再生装置および前記第３のホログラム再生装置において、前記所定の条件が、前記参照光のホログラムへの入射角度とされていることが好ましい。 In the second hologram reproducing device and the third hologram reproducing device, it is preferable that the predetermined condition is an incident angle of the reference light to the hologram.
また、本発明のホログラム再生方法は、
ホログラム記録媒体に記録された第１のページデータ像情報を担持した第１の再生光と、該第１のページデータ像情報とは異なる、該ホログラム記録媒体に記録された第２のページデータ像情報を担持した第２の再生光と、の各光路を少なくとも一部において共通化するホログラム再生方法において、
前記第２のページデータ像情報を再生したことにより得られた第２のページデータ画像に前記第１のページデータ像情報によるノイズ画像が混入してページデータ間クロストークが生じている場合に、前記第１のページデータ像情報による第１のページデータ画像の一部領域の明るさに対する、前記第１のページデータ像情報による、該一部領域に対応する前記ノイズ画像の一部領域の明るさの比率αを求め、前記第１のページデータ像情報による第１のページデータ画像Ａに、前記求められたαを乗じてα・Ａを求め、この後、前記第２のページデータ像情報を再生したことにより得られた第２のページデータ画像の明るさＢから前記ノイズ画像の明るさα・Ａを減算することを特徴とするものである。
Further, the hologram reproducing method of the present invention includes
The first reproduction light carrying the first page data image information recorded on the hologram recording medium and the second page data image recorded on the hologram recording medium different from the first page data image information In a hologram reproduction method for sharing at least a part of each optical path with the second reproduction light carrying information,
When a noise image due to the first page data image information is mixed in the second page data image obtained by reproducing the second page data image information, crosstalk between page data occurs. The brightness of the partial area of the noise image corresponding to the partial area according to the first page data image information with respect to the brightness of the partial area of the first page data image according to the first page data image information. A ratio α is obtained, and α · A is obtained by multiplying the first page data image A based on the first page data image information by the obtained α to obtain the second page data image information. The brightness α · A of the noise image is subtracted from the brightness B of the second page data image obtained by reproducing the image.
ここで、「ホログラム再生方法」とは、記録された情報を再生する機能のみを有するもののみならず、情報をホログラムに記録する機能を併せ有するものも含めて称するものとする。 Here, the “hologram reproduction method” includes not only those having a function of reproducing recorded information but also those having a function of recording information on a hologram.
本発明のホログラム再生装置および方法によれば、第１のページデータ像情報および第２のページデータ像情報のうち、いずれか一方を再生したことにより得られたページデータ画像に、いずれか他方によるノイズ画像が混入してページデータ間クロストークが生じている場合に、演算処理手段において、ページデータ画像の一部領域の明るさに対する、該一部領域に対応する該ノイズ画像の一部領域の明るさの比率αに基づき該ノイズ画像全体の明るさを求め、いずれか一方のページデータ画像から前記ノイズ画像を減算するように構成しているので、クロストークにより実際に混入しているノイズ画像の各画素の明るさを簡易、かつ正しく求めることができ、クロストークによるノイズ画像を除去したページデータ画像を求めることができる。
これにより、再生されたページデータのＳＮＲやビット誤り率を大幅に向上することができる。
According to the hologram reproducing apparatus and method of the present invention, the page data image obtained by reproducing either one of the first page data image information and the second page data image information depends on either one. In the case where noise images are mixed and crosstalk between page data occurs, the arithmetic processing means determines the partial area of the noise image corresponding to the partial area with respect to the brightness of the partial area of the page data image. Since the brightness of the entire noise image is obtained based on the brightness ratio α and the noise image is subtracted from one of the page data images, the noise image actually mixed by crosstalk The brightness of each pixel can be obtained easily and correctly, and a page data image from which noise images due to crosstalk have been removed can be obtained. That.
Thereby, the SNR and bit error rate of the reproduced page data can be greatly improved.
以下、本発明の実施例１に係るホログラム再生装置およびホログラム再生方法を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a hologram reproducing apparatus and a hologram reproducing method according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
この実施例１に係るホログラム再生装置は、ホログラム記録媒体の記録機能および再生機能を備えた記録再生装置として構成されている。本実施例において、記録機能は、複数枚のページデータ情報を角度多重によりホログラム記録媒体に記録するものであり、再生機能は、角度多重によりホログラム記録媒体に記録された複数枚のページデータ情報を、同時に２ページずつ再生するものである。 The hologram reproducing apparatus according to the first embodiment is configured as a recording / reproducing apparatus having a recording function and a reproducing function of a hologram recording medium. In the present embodiment, the recording function records a plurality of page data information on a hologram recording medium by angle multiplexing, and the reproducing function records a plurality of page data information recorded on the hologram recording medium by angle multiplexing. At the same time, two pages are reproduced.
なお、ホログラム記録媒体１１（図１を参照）は、例えばフォトポリマーで構成される。 Note that the hologram recording medium 11 (see FIG. 1) is made of, for example, a photopolymer.
実施例１にかかるホログラム再生装置は、異なるページデータ情報を同時に読み取り、それぞれのページデータ情報を担持した２つの再生光をＰＢＳ８（図１を参照）で分離し、各々対応するカメラ１３ａ、１３ｂ（図１を参照）により撮像するものであるが、このＰＢＳ８における消光比に応じて、各々他方向に再生光が漏れて、クロストークが生じることから、演算処理手段６１（図１を参照）において、目的とするページデータ画像からこの漏れ光にかかるノイズ画像分を差し引くことによりＳＮＲおよびビットエラーが大幅に改善されたページデータ画像を得ることができる。 The hologram reproducing apparatus according to the first embodiment simultaneously reads different page data information, separates two reproducing lights carrying the respective page data information with PBS 8 (see FIG. 1), and respectively corresponding cameras 13a and 13b ( In this case, since the reproduction light leaks in the other direction and crosstalk occurs according to the extinction ratio in the PBS 8, the arithmetic processing means 61 (see FIG. 1) By subtracting the noise image component related to the leaked light from the target page data image, a page data image in which the SNR and the bit error are greatly improved can be obtained.
以下、実施例１にかかるホログラム再生装置の光学系を図１を用いて具体的に説明する。
図１に示すように、記録時において、レーザ光源１から出射されたコヒーレントなレーザ光束は、図示されないシャッタを通過し、発散レンズ２、空間フィルタ３およびコリメートレンズ４からなるビームエキスパンダにより光束径を拡大され、半波長板５を通過し、ミラー６により直角に偏向され、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：以下単にＰＢＳと称する）７により２系の光束に分岐される。
Hereinafter, the optical system of the hologram reproducing apparatus according to the first embodiment will be specifically described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, at the time of recording, a coherent laser beam emitted from a laser light source 1 passes through a shutter (not shown), and a beam diameter is formed by a beam expander including a diverging lens 2, a spatial filter 3, and a collimating lens 4. , Passes through the half-wave plate 5, is deflected at right angles by the mirror 6, and is split into two light beams by a polarization beam splitter (PBS: hereinafter simply referred to as PBS) 7.
ＰＢＳ７から図中左方に向かう光束（信号搬送用光：ｐ偏光）は、ＰＢＳ８を透過して図１には示されない空間光変調器（ＳＬＭ（振幅変調器）：以下単にＳＬＭと称する：記録時には、図示するカメラ１３ｂと入れ替わるようにＳＬＭが配置される）に照射され、該ＳＬＭにより空間的に変調されて、白、黒２値の画素が２次元配列されたデジタル画像からなるページデータ情報を担持した信号光とされる。なお、この振幅変調ＳＬＭは、丁
度、図８に示す振幅変調ＳＬＭ１０９と同様にして配置される。
また、ＳＬＭから出射（反射）された信号光は、入射した状態とは偏光状態が変化してｓ偏光とされており、ＰＢＳ８において図中下方に反射され、レンズ（ＦＴＬ）１０によって光学的にフーリエ変換されてホログラム記録媒体１１に照射される。
A light beam (signal carrying light: p-polarized light) traveling from the PBS 7 to the left in the figure passes through the PBS 8 and is not shown in FIG. 1. A spatial light modulator (SLM (amplitude modulator): hereinafter simply referred to as SLM: recording) Page data information consisting of a digital image in which white and black binary pixels are two-dimensionally arranged by being spatially modulated by the SLM. Is signal light carrying The amplitude modulation SLM is arranged in the same manner as the amplitude modulation SLM 109 shown in FIG.
Further, the signal light emitted (reflected) from the SLM is changed into a s-polarized light by changing the polarization state from the incident state, reflected downward in the figure by the PBS 8 and optically reflected by the lens (FTL) 10. The hologram recording medium 11 is irradiated with the Fourier transform.
一方、ＰＢＳ７から図中下方に向かう光束（ｓ偏光）は、参照光（記録時参照光）とされ、半波長板１４（半波長板１４の光学軸が入射光の偏光方位に合致するように調整しておく）を通過し、ミラー１５により直角に偏向されるが、ｓ偏光状態とされているためＰＢＳ１６により反射され、ＰＢＳ１６から図中下方に向かうことになる。この光束はガルバノメータミラー１７により角度制御され、リレーレンズ１８を介して記録媒体１１中の信号光が照射される場所へ、信号光とは別角度で照射され、これにより、記録媒体１１の記録材料中に干渉縞模様の光の強弱に応じた屈折率変化が誘起され、これがホログラム情報として保持される。 On the other hand, the light beam (s-polarized light) traveling downward from the PBS 7 in the figure is used as reference light (recording reference light) so that the half-wave plate 14 (the optical axis of the half-wave plate 14 matches the polarization direction of the incident light). It is deflected at right angles by the mirror 15, but is reflected by the PBS 16 because it is in the s-polarized state, and goes downward from the PBS 16 in the figure. This light beam is angle-controlled by a galvanometer mirror 17 and is irradiated to a place where the signal light in the recording medium 11 is irradiated via the relay lens 18 at an angle different from that of the signal light. A refractive index change according to the intensity of interference fringe pattern light is induced therein, and this is held as hologram information.
なお、本実施形態装置においては、角度多重記録が前提とされているので、ページデータを上記ＳＬＭに表示させ、逐次、上記ＳＬＭへのページデータの表示を更新しつつ、この更新毎に、参照光の記録媒体への入射角度をガルバノメータミラー１７によって少しずつ変化させることにより、互いに異なるページデータを記録媒体中の同一位置へ多重記録することが可能となり、高密度な情報格納が可能となっている。 In this embodiment, since angle multiplexing recording is assumed, the page data is displayed on the SLM, and the display of the page data on the SLM is sequentially updated, and the reference is made for each update. By changing the incident angle of light on the recording medium little by little by the galvanometer mirror 17, different page data can be multiplexed and recorded at the same position in the recording medium, and high-density information storage is possible. Yes.
なお、図示されない計測制御部は、記録時において、レーザ光源１の駆動制御、およびガルバノメータミラー１７の角度制御を行うとともに、上記ＳＬＭに対してページデータを送出し、表示させるように指示する。 A measurement control unit (not shown) performs drive control of the laser light source 1 and angle control of the galvanometer mirror 17 during recording, and sends out page data to the SLM and instructs it to be displayed.
次に、図１を用いて、実施例１のホログラム再生装置の再生機能について説明する。
図１に示すように、ホログラム記録媒体１１に記録されたページデータ情報を再生する場合には、半波長板１４を調整することで、参照光の偏光方向を（ｓ偏光からｐ偏光に）変換する。この参照光は、ミラー１５で反射された後ＰＢＳ１６に到達するが、半波長板１４によってｐ偏光とされているので、このＰＢＳ１６を直進することになる。次に、ミラー２０によって、図中下方向に反射され、ｐ偏光とされていることからＰＢＳ２１を透過する。ＰＢＳ２１を直進したｐ偏光の再生用参照光は、角度制御を行うガルバノメータミラー２２およびリレーレンズ２３を介して、記録媒体１１中の信号光が照射された場所へ、その裏面側において記録用参照光の入射方向とは対向するような方向から照射される。
Next, the reproducing function of the hologram reproducing apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, when reproducing page data information recorded on the hologram recording medium 11, the polarization direction of the reference light is converted (from s-polarized light to p-polarized light) by adjusting the half-wave plate 14. To do. The reference light is reflected by the mirror 15 and then reaches the PBS 16. However, since the reference light is p-polarized by the half-wave plate 14, the reference light travels straight through the PBS 16. Next, the light is reflected by the mirror 20 in the downward direction in the drawing and is transmitted through the PBS 21 because it is p-polarized light. The p-polarized reproduction reference light that has traveled straight through the PBS 21 passes through the galvanometer mirror 22 and the relay lens 23 that perform angle control, and the reference light for recording on the back side of the recording medium 11 is irradiated with the signal light. Irradiation is from a direction opposite to the incident direction.
ところで、ホログラム記録媒体１１に照射された再生用参照光１は、ホログラム記録媒体１１の内部で回折して再生光を生成するが、照射光の大部分は、再生光として寄与することなく、ホログラム記録媒体１１をそのまま透過する。
本実施例では、このように透過された照射光の一部を参照光２として再度、ホログラム記録媒体１１に照射するようにして、ホログラム記録媒体１１からのデータの再生速度を２倍程度に増大させるようにしている。
By the way, the reproduction reference light 1 irradiated on the hologram recording medium 11 is diffracted inside the hologram recording medium 11 to generate reproduction light. However, most of the irradiation light does not contribute as reproduction light, but the hologram. It passes through the recording medium 11 as it is.
In this embodiment, a part of the transmitted light transmitted in this way is used as the reference light 2 again to irradiate the hologram recording medium 11, and the reproduction speed of data from the hologram recording medium 11 is increased about twice. I try to let them.
すなわち、ホログラム記録媒体１１を透過したｐ偏光は参照光２とされ、記録用再生光の入射経路を逆行し、リレーレンズ１８を通過し、ガルバノメータミラー１７により反射され、ＰＢＳ１６を直進し、ミラー３１により図中左方向に反射されて半波長板３２に到る。この半波長板３２では、ｐ偏光がｓ偏光に変換され、この後、再生用参照光２は、ミラー３３、ガルバノメータミラー３４を介して、ＰＢＳ２１に到る。このときの再生用参照光２はｓ偏光であるから、ＰＢＳ２１で図中下方に反射され、角度制御を行うガルバノメータミラー２２およびリレーレンズ２３を介して、ホログラム記録媒体１１中の参照光１が照射された場所へ、その裏面側において記録用参照光の入射方向とは対向するような
方向から照射される。
That is, the p-polarized light that has passed through the hologram recording medium 11 is used as the reference light 2, travels backward through the incident path of the recording reproduction light, passes through the relay lens 18, is reflected by the galvanometer mirror 17, travels straight through the PBS 16, and mirror 31 Thus, the light is reflected leftward in the figure and reaches the half-wave plate 32. In the half-wave plate 32, p-polarized light is converted into s-polarized light, and then the reproduction reference light 2 reaches the PBS 21 via the mirror 33 and the galvanometer mirror 34. Since the reproduction reference light 2 at this time is s-polarized light, the reference light 1 in the hologram recording medium 11 is irradiated through the galvanometer mirror 22 and the relay lens 23 that are reflected downward by the PBS 21 and perform angle control. The irradiated position is irradiated from the direction opposite to the incident direction of the recording reference light on the back surface side.
なお、ホログラム記録媒体１１への参照光２の入射角度は、参照光１の入射角度とは異なるように（通常は、ページデータが記録されている隣接ステップの入射角度分だけ異なるように）ガルバノメータミラー３４の回転角度が制御される。すなわち、ガルバノメータミラー３４は、記録媒体１１に同時に入射されるｐ偏光とｓ偏光の入射角の角度差に対応させるために設けられたものである。 Note that the galvanometer has an incident angle of the reference light 2 to the hologram recording medium 11 that is different from the incident angle of the reference light 1 (usually, different from the incident angle of the adjacent step in which page data is recorded). The rotation angle of the mirror 34 is controlled. That is, the galvanometer mirror 34 is provided in order to correspond to the angle difference between the incident angles of the p-polarized light and the s-polarized light that are simultaneously incident on the recording medium 11.
このように、参照光２の照射によってホログラム記録媒体１１から第２の再生光が射出される。この第２の再生光は、参照光１の照射によって、ホログラム記録媒体１１から射出された第１の再生光と同一方向（図中上方向）に射出され、レンズ１０を介してＰＢＳ８に照射される。このＰＢＳ８においては、ｐ偏光である第１の再生光は透過し、ｓ偏光である第２の再生光は反射することから、第１の再生光に担持されたページデータ情報はカメラ１３ａに入射して撮像され、一方、第２の再生光に担持されたページデータ情報はカメラ１３ｂに入射して撮像される。 As described above, the second reproduction light is emitted from the hologram recording medium 11 by the irradiation of the reference light 2. The second reproduction light is emitted in the same direction (upward in the figure) as the first reproduction light emitted from the hologram recording medium 11 by irradiation of the reference light 1, and is applied to the PBS 8 through the lens 10. The In this PBS 8, the first reproduction light that is p-polarized light is transmitted and the second reproduction light that is s-polarized light is reflected, so that the page data information carried by the first reproduction light is incident on the camera 13a. On the other hand, the page data information carried by the second reproduction light is incident on the camera 13b and imaged.
この後、２つの参照光は、ガルバノメータミラー１７、２２、３４の回転角度制御に応じ、順次、角度多重再生が行われるようにホログラム記録媒体１１への入射角度が制御される。
これにより、参照光照射の長時間化または光源の高パワー化を図ることなく、同時に２つのページデータの角度多重再生を行うことができ、ホログラム記録媒体１１からのデータの再生速度を２倍程度に増大させることができる。
なお、図示されない計測制御部は、再生時において、レーザ光源１の駆動制御、およびガルバノメータミラー１７、２２、３４の角度制御を行うとともに、カメラ１３ａ、１３ｂから出力されたページデータ情報信号を加工し、図示されないモニター上に、ページデータ画像として表示させるように指示する。
Thereafter, the incident angles of the two reference beams on the hologram recording medium 11 are controlled so that the angle multiplexed reproduction is sequentially performed according to the rotation angle control of the galvanometer mirrors 17, 22, and 34.
This makes it possible to perform angle-multiplexed reproduction of two page data at the same time without increasing the reference light irradiation time or increasing the power of the light source, and the reproduction speed of data from the hologram recording medium 11 is about doubled. Can be increased.
A measurement control unit (not shown) performs drive control of the laser light source 1 and angle control of the galvanometer mirrors 17, 22, and 34 at the time of reproduction, and processes page data information signals output from the cameras 13a and 13b. Instruct to display as a page data image on a monitor (not shown).
前述したように、上述したＰＢＳ８においては、分離面において、ｐ偏光とｓ偏光を完全に分離することは難しい。すなわち、ｐ偏光にかかる第１の再生光の大部分はカメラ１（１３ａ）方向に直進するが、第１の再生光の一部は分離面で反射されてカメラ２（１３ｂ）に入射してしまい、逆に、ｓ偏光にかかる第２の再生光の大部分はカメラ２（１３ｂ）方向に反射されるが、第２の再生光の一部は分離面を直進してカメラ１（１３ａ）に入射してしまう。 As described above, in the PBS 8 described above, it is difficult to completely separate p-polarized light and s-polarized light on the separation surface. That is, most of the first reproduction light applied to the p-polarized light goes straight in the direction of the camera 1 (13a), but a part of the first reproduction light is reflected by the separation surface and enters the camera 2 (13b). On the contrary, most of the second reproduction light applied to the s-polarized light is reflected in the direction of the camera 2 (13b), but a part of the second reproduction light travels straight on the separation surface and moves to the camera 1 (13a). Will be incident.
したがって、これら２つの再生光の間では、一部が各々他方向に漏れて、クロストークを生じさせることから、本実施例では、演算処理手段６１において、目的とするページデータ画像からこの漏れ光にかかるノイズ画像分を差し引くようにしている。 Therefore, between these two reproduction lights, a part leaks in the other direction to cause crosstalk, so in this embodiment, in the arithmetic processing means 61, the leaked light from the target page data image. Is subtracted from the noise image.
上記クロストークは、いずれのカメラ１３ａ、１３ｂによって撮像されたページデータ画像においても発生するが、図４に示すように、カメラ２（１３ｂ）によって撮像されたページデータ画像の方が、状況はより深刻である。これは、第１の再生光よりも第２の再生光の方が、元々の光量が小さいこと、およびカメラ１（１３ａ）においてノイズ光として撮像される第２の再生光の漏れ光よりも、カメラ２（１３ｂ）においてノイズ光として撮像される第１の再生光の漏れ光の方が、光量が大きいこと、という２つの理由からである。 The crosstalk occurs in the page data image captured by any of the cameras 13a and 13b. However, as shown in FIG. 4, the situation is more in the page data image captured by the camera 2 (13b). Serious. This is because the second reproduction light has a smaller original light amount than the first reproduction light, and the leakage light of the second reproduction light captured as noise light in the camera 1 (13a), This is because the leakage light of the first reproduction light imaged as noise light in the camera 2 (13b) has a larger light quantity for two reasons.
したがって、演算処理手段６１においては、カメラ２（１３ｂ）によって撮像されたページデータ画像から、カメラ２（１３ｂ）において撮像された第１の再生光の漏れ光によるノイズ画像を減算するようにしている。以下、この減算処理について説明する。なお、図３は、カメラ２（１３ｂ）によって撮像されたページデータ画像に第１の再生光の漏れ
光によるノイズ画像が混入してクロストークが生じている状態を示すものである。
Therefore, the arithmetic processing means 61 subtracts the noise image due to the leakage light of the first reproduction light imaged by the camera 2 (13b) from the page data image imaged by the camera 2 (13b). . Hereinafter, this subtraction process will be described. Note that FIG. 3 shows a state in which a crosstalk occurs due to a noise image due to the leakage light of the first reproduction light mixed in the page data image captured by the camera 2 (13b).
ここで、演算処理手段６１は、カメラ１（１３ａ）により撮像された第１のページデータ画像（ページデータ１とも称する）の所定領域の明るさに対する、カメラ２（１３ｂ）により撮像された第１のページデータ画像（ノイズ画像）の所定領域の明るさの比率αを求める比較評価器７３と、この比較評価器７３により求められた比率αを、カメラ１（１３ａ）により撮像された第１のページデータ画像全体（各画素）の明るさＡに乗じてα・Ａを求める乗算器７４と、カメラ２（１３ｂ）により撮像された第２のページデータ画像（ページデータ２とも称する）全体（各画素）の明るさＢから、該乗算器７４により求められた明るさα・Ａを減算する減算器７５とから構成されている。 Here, the arithmetic processing means 61 is the first image captured by the camera 2 (13b) with respect to the brightness of a predetermined area of the first page data image (also referred to as page data 1) captured by the camera 1 (13a). A comparison evaluator 73 for obtaining a brightness ratio α of a predetermined area of the page data image (noise image) of the first page, and a ratio α obtained by the comparison evaluator 73 is first imaged by the camera 1 (13a). A multiplier 74 for determining α · A by multiplying the brightness A of the entire page data image (each pixel) and an entire second page data image (also referred to as page data 2) captured by the camera 2 (13b) (each The subtractor 75 subtracts the brightness α · A obtained by the multiplier 74 from the brightness B of the pixel).
なお、図２に示すように、第１のページデータ画像（ページデータ１）は、演算処理手段６１に入力されることなくそのまま出力されるのと同時に、演算処理手段６１の比較評価器７３に入力される。第２のページデータ画像（ページデータ２）については、そのまま演算処理手段６１の比較評価器７３に入力される。
また、減算器７５により減算して求められた結果であるＢ−α・Ａは、ノイズ除去処理がなされた第２のページデータ画像（ページデータ２）として外部に出力される。
As shown in FIG. 2, the first page data image (page data 1) is output as it is without being input to the arithmetic processing means 61, and at the same time, is output to the comparison / evaluator 73 of the arithmetic processing means 61. Entered. The second page data image (page data 2) is input to the comparison / evaluator 73 of the arithmetic processing means 61 as it is.
Further, B-α · A, which is a result obtained by subtraction by the subtractor 75, is output to the outside as a second page data image (page data 2) subjected to noise removal processing.
なお、上述した比率αを求める場合の「所定領域」とは、例えば、第１のページデータ画像のみに設けられた、図３に示すような、データ領域外に形成したＬ字型のマーカーの領域とする。これにより、このマーカーの領域について、カメラ１（１３ａ）で撮像された第１のページデータ画像における明度と、カメラ２（１３ｂ）で撮像された第１のページデータ画像（ノイズ画像）における明度を比較することにより上記比率αを求めることができる。 The “predetermined area” in the case of obtaining the ratio α described above is, for example, an L-shaped marker provided outside the data area as shown in FIG. 3 provided only in the first page data image. This is an area. As a result, the brightness in the first page data image captured by the camera 1 (13a) and the brightness in the first page data image (noise image) captured by the camera 2 (13b) are determined for this marker area. The ratio α can be obtained by comparison.
図５に、記録用の第１のページデータ画像（ページデータ１）（ａ）、記録用の第２のページデータ画像（ページデータ２）（ｂ）、およびカメラ２（１３ｂ）で撮像された、クロストーク成分（ノイズ成分）が含まれた第２のページデータ画像（ページデータ２）（ｃ）を示す。 In FIG. 5, the first page data image for recording (page data 1) (a), the second page data image for recording (page data 2) (b), and the camera 2 (13b) were captured. 2 shows a second page data image (page data 2) (c) including a crosstalk component (noise component).
それぞれの記録用ページデータ画像（ａ）、（ｂ）のデータ領域外にＬ字型のマーカーを設けているが、このマーカーは、奇数ページ（第１のページデータ）と偶数ページ（第２のページデータ）で、互いに異なる領域（奇数ページについては短辺側の領域、偶数ページについては長辺側の領域）に設けられている。 An L-shaped marker is provided outside the data area of each of the recording page data images (a) and (b). The marker is an odd page (first page data) and an even page (second page). Page data) are provided in different regions (regions on the short side for odd pages and regions on the long side for even pages).
カメラ２（１３ｂ）で取得した第２のページデータ画像（ページデータ２）には、第１のページデータ画像（ページデータ１）のデータ画像およびマーカーの画像が混入しているが、両ページデータ画像におけるマーカーの画像位置が重なっていないため、「カメラ２（１３ｂ）で取得した第１のページデータ画像（ページデータ１）のマーカーの明るさ」と「カメラ１（１３ａ）で取得した第１のページデータ画像（ページデータ１）のマーカーの明るさ」を比較すれば、前述した明るさの比率（明度比較パラメーター値）αを求めることができる。 The second page data image (page data 2) acquired by the camera 2 (13b) is mixed with the data image of the first page data image (page data 1) and the marker image. Since the marker image positions in the image do not overlap, “the brightness of the marker of the first page data image (page data 1) acquired by the camera 2 (13b)” and “the first brightness acquired by the camera 1 (13a)”. The brightness ratio (brightness comparison parameter value) α described above can be obtained by comparing the “brightness of the marker of the page data image (page data 1)”.
前述したマーカーの検出は、ページデータ画像のエッジ等の特徴点を検出することにより、あるいは予め用意したテンプレートとの逐次比較等によるマッチング処理を用いて検出することにより行なうことができる。 The marker detection described above can be performed by detecting a feature point such as an edge of the page data image or by using a matching process such as sequential comparison with a template prepared in advance.
さらに、上記マーカーの検出は、再生されたページデータ画像内の領域において、第２のページデータ画像（ページデータ２）のデータが存在せず、かつ第１のページデータ画像（ページデータ１）のデータが存在する画素領域を利用して明るさの比率（明度比較パ
ラメーター値）αを求めるようにしてもよい。
Further, the marker is detected in the area in the reproduced page data image in which the data of the second page data image (page data 2) does not exist and the first page data image (page data 1) is detected. The brightness ratio (lightness comparison parameter value) α may be obtained using a pixel area where data exists.
また、明るさの比率（明度比較パラメーター値）αについては、１つのページデータ画像に１つの比率αを設けるのではなく、１つのページデータ画像における各領域毎に比率αを求めるようにしてもよい。例えば、図５（ａ）、（ｂ）で各々４つのマーカーを設けているように、ページデータを複数の領域に分割して各領域毎にマーカーを設け、各領域毎に異なる明るさの比率（明度比較パラメーター値）αを求めるようにしてもよい。 As for the brightness ratio (brightness comparison parameter value) α, instead of providing one ratio α for one page data image, the ratio α may be obtained for each region in one page data image. Good. For example, as shown in FIGS. 5A and 5B, each of the four markers is provided, the page data is divided into a plurality of areas, and a marker is provided for each area, and the brightness ratio is different for each area. (Lightness comparison parameter value) α may be obtained.
以上のようにして、比較評価器７３において求められた、比率（明度比較パラメーター値）αは乗算器７４に送出される。この乗算器７４においては、入力された比率（明度比較パラメーター値）αを、第１のページデータ画像（ページデータ１）の全画素に乗算して明るさの調整を行い（α・Ａ）、この明るさの調整が行われた第１のページデータ画像（ページデータ１）を減算器７５に出力する。図６はこのようにして乗算器７４で明るさが調整されて減算器７５に出力されたデータ画像（第１のページデータ画像のノイズ画像と等価）を示すものである。 As described above, the ratio (brightness comparison parameter value) α obtained by the comparative evaluator 73 is sent to the multiplier 74. The multiplier 74 multiplies all the pixels of the first page data image (page data 1) by the input ratio (lightness comparison parameter value) α to adjust the brightness (α · A), The first page data image (page data 1) on which the brightness has been adjusted is output to the subtractor 75. FIG. 6 shows the data image (equivalent to the noise image of the first page data image) that has been adjusted in brightness by the multiplier 74 and output to the subtractor 75 in this way.
この後、減算器７５において、第２のページデータ画像（ページデータ２）（Ｂ）から、乗算器７４で調整された、ノイズ成分と等価な第１のページデータ画像（ページデータ１）（α・Ａ）を減算することによって、ページ間クロストーク成分が除去された第２のページデータ画像（ページデータ２）を求めることができる。図７は、このようにして減算処理がなされ、ノイズ成分が除去されて出力された第２のページデータ画像を示すものである。 Thereafter, in the subtractor 75, the first page data image (page data 1) (α) equivalent to the noise component adjusted by the multiplier 74 from the second page data image (page data 2) (B). By subtracting A), the second page data image (page data 2) from which the inter-page crosstalk component has been removed can be obtained. FIG. 7 shows the second page data image that has been subjected to the subtraction process in this way and has been output with the noise component removed.
次に、本発明の実施例２に係るホログラム再生装置およびホログラム再生方法を、図８を参照しながら説明する。
この実施例２に係るホログラム再生装置は、上記実施例１に係るホログラム再生装置とは異なり、１つの再生光と１つのカメラを用いてホログラム記録媒体１１１に記録されていた画像情報を再生し、撮像する一般的な装置構成とされている。
このような一般的な装置構成のものにおいても上述したようなクロストークの問題が生じている。この問題は実施例２を用いて改善し得るので、以下その構成について説明する。
なお、上記実施例１と同様に、情報再生機能のみならず情報記録機能も有している。
Next, a hologram reproducing apparatus and a hologram reproducing method according to Example 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
Unlike the hologram reproduction apparatus according to the first embodiment, the hologram reproduction apparatus according to the second embodiment reproduces image information recorded on the hologram recording medium 111 using one reproduction light and one camera, It is a general apparatus configuration for imaging.
Even in such a general apparatus configuration, the above-described problem of crosstalk occurs. Since this problem can be improved by using the second embodiment, the configuration will be described below.
As in the first embodiment, the information recording function is provided as well as the information reproducing function.
この実施例２に係るホログラム再生装置の光学系の構成は、上記実施例１に係るホログラム再生装置の光学系の構成と類似しているので、同一の機能を有する部材については、上記実施例１における対応する部材の符号に１００を加えた符号を付して表し、詳細な説明は省略する。 Since the configuration of the optical system of the hologram reproducing device according to the second embodiment is similar to the configuration of the optical system of the hologram reproducing device according to the first embodiment, members having the same function are described in the first embodiment. The reference numerals of the corresponding members in FIG.
なお、実施例１においては、ミラー３１、半波長板３２、ミラー３３、ガルバノメータミラー３４およびＰＢＳ２１からなる第２の参照光を生成して、ホログラム記録媒体１１に照射するための光路が設けられているが、実施例２においては、この第２の参照光を生成する光路は設けられていない。さらに、前述したように、実施例１においては２つのカメラ１３ａ、１３ｂを設けているが、実施例２においては１つのカメラ１１３のみを設けている。なお、実施例２においては、情報再生時においても、実施例１における第２のカメラ１３ｂの配設位置に、情報記録時に用いられる振幅変調ＳＬＭ１０９が固定的に配設されている。 In the first embodiment, an optical path for generating the second reference light including the mirror 31, the half-wave plate 32, the mirror 33, the galvanometer mirror 34, and the PBS 21 and irradiating the hologram recording medium 11 is provided. However, in the second embodiment, an optical path for generating the second reference light is not provided. Further, as described above, the two cameras 13a and 13b are provided in the first embodiment, but only one camera 113 is provided in the second embodiment. In the second embodiment, the amplitude modulation SLM 109 used at the time of information recording is fixedly disposed at the position where the second camera 13b in the first embodiment is disposed even during information reproduction.
ところで、ホログラム記録装置においては、高密度記録のために、例えば、クロストークが生じない、限界に近い角度間隔で多重記録を行うようにしている場合が多いが、再生時に参照光の入射角度に誤差が生じると、それが微小な角度であっても、誤差により近づ
いた側に位置する隣接するページデータ情報が同時に再生されてしまい、ページ間クロストークが生じ、やはり、ＳＮＲが低下したり、再生データのビットエラーの原因となる。この実施例２に係るホログラム再生装置は、このような場合においても、クロストークノイズが重畳されたページデータ画像からクロストークノイズを除去することが可能である。
By the way, in a hologram recording apparatus, for high-density recording, for example, multiplex recording is often performed at an angular interval close to the limit where crosstalk does not occur. When an error occurs, even if it is a minute angle, adjacent page data information located on the side closer to the error is reproduced at the same time, resulting in inter-page crosstalk, which also reduces the SNR, This may cause a bit error in the playback data. Even in such a case, the hologram reproducing apparatus according to the second embodiment can remove the crosstalk noise from the page data image on which the crosstalk noise is superimposed.
以下、図９を用いて、実施例２に係るホログラム再生装置の演算処理手段１６１について説明する。 Hereinafter, the processing unit 161 of the hologram reproducing apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
この演算処理手段１６１は、第１のページデータ画像（ページデータ１）と、第１のページデータ画像（ページデータ１）によるクロストークノイズが重畳された第２のページデータ画像（ページデータ２）を分離するページデータ分離部１７１と、分離するページデータ分離部１７１から出力された第１のページデータ画像（ページデータ１）を記憶するメモリ領域１７２と、このメモリ領域１７２から出力された第１のページデータ画像（ページデータ１）の所定領域の明るさに対する、第２のページデータ画像（ページデータ２）にクロストークノイズとして重畳された第１のページデータ画像（ページデータ１）の上記所定領域の明るさの比率αを求める比較評価器１７３と、この比較評価器１７３により求められた比率αを、カメラ１１３により撮像された第１のページデータ画像全体（各画素）の明るさＡに乗じてα・Ａを求める乗算器１７４と、カメラ１１３により撮像された第２のページデータ画像（ページデータ２）全体（各画素）の明るさＢから、該乗算器１７４により求められた明るさα・Ａを減算する減算器１７５とから構成されている。 The arithmetic processing unit 161 includes a first page data image (page data 1) and a second page data image (page data 2) on which crosstalk noise caused by the first page data image (page data 1) is superimposed. The page data separation unit 171 for separating the page data, the memory area 172 for storing the first page data image (page data 1) output from the page data separation unit 171 for separation, and the first data output from the memory area 172 The predetermined value of the first page data image (page data 1) superimposed as crosstalk noise on the second page data image (page data 2) with respect to the brightness of a predetermined region of the page data image (page data 1) The comparative evaluator 173 for obtaining the brightness ratio α of the area and the ratio α obtained by the comparative evaluator 173 are used as the camera. Multiplier 174 that calculates α · A by multiplying brightness A of the entire first page data image (each pixel) imaged by 113 and second page data image (page data 2) imaged by camera 113 The subtractor 175 subtracts the brightness α · A obtained by the multiplier 174 from the brightness B of the whole (each pixel).
ここで、例えば、角度多重記録されたページデータの集合体であるブックの先頭または末尾のページデータにおいては、隣接するページデータが片側のみにあるため、他のページデータよりもＳＮＲが高く、本実施例におけるページデータ１として設定することが好ましい。 Here, for example, in the top or bottom page data of a book that is an aggregate of angle-multiplexed page data, the adjacent page data is only on one side, so the SNR is higher than the other page data. It is preferably set as page data 1 in the embodiment.
分離を容易にするためには、例えば、第１のページデータ画像（ページデータ１）のみについて、データ領域外に分離用のマーカーを設ける。第１のページデータ画像（ページデータ１）についてはそのまま出力されるのと同時に、同データをメモリ領域に一時的に保存する。 In order to facilitate separation, for example, a separation marker is provided outside the data area for only the first page data image (page data 1). The first page data image (page data 1) is output as it is, and at the same time, the data is temporarily stored in the memory area.
この後、第一の実施例と同様に、２つのページデータについての比較および減算処理を順次行うことで、クロストーク成分が除去された第２のページデータ画像（多重されたページデータ）を順次、出力することができる。 Thereafter, as in the first embodiment, the comparison and subtraction processing is sequentially performed on the two page data, so that the second page data image (multiplexed page data) from which the crosstalk component has been removed is sequentially applied. Can be output.
減算器１７５から出力された第２のページデータ画像（ページデータ２）については、外部に出力するのと同時にメモリ領域１７２に保存し、第２のページデータ画像（ページデータ２）に隣接して記録されている第３のページデータ画像（ページデータ３）に重畳された第２のページデータ画像（ページデータ２）のクロストーク成分を除去するのに利用することができる。同処理を、ブック内で多重された各ページデータ画像について、繰り返し行うことで、ブック内全体でＳＮＲの高いページデータを得ることができる。 The second page data image (page data 2) output from the subtracter 175 is stored in the memory area 172 at the same time as being output to the outside, and is adjacent to the second page data image (page data 2). This can be used to remove the crosstalk component of the second page data image (page data 2) superimposed on the recorded third page data image (page data 3). By repeating this process for each page data image multiplexed in the book, page data having a high SNR can be obtained in the entire book.
なお、本発明のホログラム再生装置およびホログラム再生方法としては、上記実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。
例えば、上記実施形態においては、ホログラム再生装置の光学系として、図１および図８に示すものを用いているが、これに限られるものではなく、光学系において種々の態様のものに適用が可能である。例えば、図１および図８に示す実施形態装置においては、位相共役タイプとされているが、これに替えて、記録時と再生時のいずれにおいても、記録媒体の同一側に参照光が入射されるようなタイプに構成してもよい。
また、上記各実施例は、角度多重記録がなされたホログラム記録媒体の再生処理に適用するものであるが、ペリストロフィック多重等の他の多重記録手法を用いて多重記録がなされたホログラム記録媒体の再生処理にも適用することができる。
また、上記各実施例のホログラム再生装置は、再生機能の他に記録機能も有しているものであるが、本発明を再生機能のみを有するホログラム再生装置に適用してもかまわない。
また、上述した、ノイズ成分の明るさの比率αを求める際に用いたマーカーとしては、上記実施例のものに限られず、他の形状のものとすることも可能である。
The hologram reproducing apparatus and the hologram reproducing method of the present invention are not limited to those of the above-described embodiment, and various other aspects can be changed.
For example, in the above embodiment, the optical system shown in FIGS. 1 and 8 is used as the optical system of the hologram reproducing apparatus. However, the optical system is not limited to this, and can be applied to various optical systems. It is. For example, in the embodiment apparatus shown in FIG. 1 and FIG. 8, the phase conjugate type is used. Instead, reference light is incident on the same side of the recording medium during recording and during reproduction. You may comprise in such a type.
In addition, each of the above embodiments is applied to the reproduction processing of a hologram recording medium on which angle multiplex recording has been performed. However, the holographic recording medium on which multiplex recording has been performed using other multiplex recording methods such as peritropic multiplex It can also be applied to the reproduction process.
Further, the hologram reproducing apparatus of each of the above embodiments has a recording function in addition to the reproducing function, but the present invention may be applied to a hologram reproducing apparatus having only a reproducing function.
Further, the marker used when obtaining the brightness ratio α of the noise component described above is not limited to that of the above-described embodiment, but may be of other shapes.
なお、上述したように、角度多重の記録および再生においては、上記ガルバノメータミラー１７、２２、３４、１１７、１２２の角度および位置を少しずつ変化させることになるが、具体的には、例えば、入射角を35度〜55度の範囲（信号光および参照光を記録媒体１１、１１１に入射させる際に、光出射端構造および出射光が物理的に干渉（ケラレ）を起こさない範囲内）で、例えば0.2度ずつ変化させる度に該領域にページデータ情報の記
録または再生が行なわれるようにすればよい。
As described above, in angle multiplexing recording and reproduction, the angle and position of the galvanometer mirrors 17, 22, 34, 117, 122 are changed little by little. The angle is in the range of 35 degrees to 55 degrees (within the range in which the light exit end structure and the emitted light do not physically interfere (eclipse) when the signal light and the reference light are incident on the recording medium 11, 111), For example, the page data information may be recorded or reproduced in the area every time it is changed by 0.2 degrees.
１、１０１ レーザ光源
２、１０２ 発散レンズ
３、１０３ 空間フィルタ
４、１０４ コリメートレンズ
５、１４、３２、１０５、１１４ 半波長板
６、１５、２０、３１、３３、１０６、１１５、１２０ ミラー
７、８、１６、２１、１０７、１０８、１１６ 偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
１０、１８、２３、１１０、１１８、１２３ レンズ（ＦＴＬ）
１１、１１１ ホログラム記録媒体（記録媒体）
１３ａ、１３ｂ、１１３ カメラ
１７、２２、３４、１１７、１２２ ガルバノメータミラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Laser light source 2,102 Divergent lens 3,103 Spatial filter 4,104 Collimate lens 5,14,32,105,114 Half-wave plate 6,15,20,31,33,106,115,120 Mirror 7, 8, 16, 21, 107, 108, 116 Polarizing beam splitter (PBS)
10, 18, 23, 110, 118, 123 Lens (FTL)
11, 111 Hologram recording medium (recording medium)
13a, 13b, 113 Camera 17, 22, 34, 117, 122 Galvanometer mirror
Claims (7)
前記第２のページデータ像情報を再生したことにより得られた第２のページデータ画像に前記第１のページデータ像情報によるノイズ画像が混入してページデータ間クロストークが生じている場合に、前記第１のページデータ像情報による第１のページデータ画像の一部領域の明るさに対する、前記第１のページデータ像情報による、該一部領域に対応する前記ノイズ画像の一部領域の明るさの比率αを求め、この比率αに基づき、該ノイズ画像全体の明るさを求め、前記第２のページデータ画像の明るさから前記ノイズ画像の明るさを減算する演算処理手段を備えたことを特徴とするホログラム再生装置。 The first reproduction light carrying the first page data image information recorded on the hologram recording medium and the second page data image recorded on the hologram recording medium different from the first page data image information In the hologram reproducing apparatus in which each optical path of the second reproducing light carrying information is shared at least in part,
When a noise image due to the first page data image information is mixed in the second page data image obtained by reproducing the second page data image information, crosstalk between page data occurs. The brightness of the partial area of the noise image corresponding to the partial area according to the first page data image information with respect to the brightness of the partial area of the first page data image according to the first page data image information. An arithmetic processing means for obtaining a ratio α, obtaining the brightness of the entire noise image based on the ratio α, and subtracting the brightness of the noise image from the brightness of the second page data image. A hologram reproducing apparatus characterized by the above.
前記再生用参照光を、ｐ偏光およびｓ偏光のいずれかである第１参照光に調整して出力する第１の参照光偏光調整手段と、
該第１の参照光偏光調整手段からの前記第１参照光について、前記ホログラムに前記所定の条件で入射するように前記所定の条件の調整を行う第１の所定条件調整手段と、
該第１の所定条件調整手段から出力され、前記ホログラム記録媒体に入射した前記第１参照光のうち、該ホログラム記録媒体を透過した偏光を、ｐ偏光およびｓ偏光のうち、前記第１参照光とは異なる偏光である第２参照光に調整して出力する第２の参照光偏光調整手段と、
該第２の参照光偏光調整手段からの第２参照光について、前記ホログラム記録媒体に、前記所定の条件とは異なる条件で入射するように前記所定の条件の調整を行う第２の所定条件調整手段と、
前記第１参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第１再生光と、前記第２参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する第２再生光とを分離する再生光分離手段と、
前記分離された２つの再生光に担持されたホログラム情報を、各々撮像する２つの撮像手段と、を備え、
前記第２再生光に担持された第２のページデータ像情報を撮像することにより得られた第２のページデータ画像に、前記第１再生光に担持された第１のページデータ像情報によるノイズ画像が混入してページデータ間クロストークが生じている場合に、前記第１のページデータ画像の一部領域の明るさに対する、該一部領域に対応する前記ノイズ画像の一部領域の明るさの比率αに基づき前記ノイズ画像全体の明るさを求め、前記第２のページデータ画像の明るさから前記ノイズ画像の明るさを減算する演算処理手段を備えたことを特徴とするホログラム再生装置。 For holograms formed by multiple recording of overlapping interference fringes formed by interfering signal light carrying image information related to page data and recording reference light at the same position while changing predetermined conditions In the hologram reproduction apparatus for reproducing the page data image information multiplexed and recorded on the hologram by causing the reproduction reference light to enter under the predetermined condition corresponding to the recording of each page data,
First reference light polarization adjusting means for adjusting and outputting the reproduction reference light to first reference light that is either p-polarized light or s-polarized light;
First predetermined condition adjusting means for adjusting the predetermined condition so that the first reference light from the first reference light polarization adjusting means is incident on the hologram under the predetermined condition;
Of the first reference light output from the first predetermined condition adjusting means and incident on the hologram recording medium, the polarized light transmitted through the hologram recording medium is converted into the first reference light among p-polarized light and s-polarized light. Second reference light polarization adjusting means for adjusting and outputting the second reference light having a different polarization from
Second predetermined condition adjustment for adjusting the predetermined condition so that the second reference light from the second reference light polarization adjusting means is incident on the hologram recording medium under a condition different from the predetermined condition Means,
Reproduction light separating means for separating the first reproduction light generated from the hologram recording medium by the irradiation of the first reference light and the second reproduction light generated from the hologram recording medium by the irradiation of the second reference light;
Two image pickup means for picking up images of hologram information carried on the two separated reproduction lights, respectively,
Noise due to the first page data image information carried on the first reproduction light is added to the second page data image obtained by imaging the second page data image information carried on the second reproduction light. The brightness of the partial area of the noise image corresponding to the partial area with respect to the brightness of the partial area of the first page data image when image data is mixed and crosstalk between page data occurs. A hologram reproducing apparatus comprising arithmetic processing means for obtaining the brightness of the entire noise image based on the ratio α and subtracting the brightness of the noise image from the brightness of the second page data image.
装置。 The arithmetic processing unit is configured to capture the first image captured as a noise image by the other imaging unit with respect to the brightness of the first page data image captured by one of the two imaging units. The comparison evaluator for obtaining the brightness ratio α of the page data image, and the ratio α obtained by the comparison evaluator are used as the brightness A of the first page data image captured by the one imaging unit. A multiplier for multiplying α · A and a subtractor for subtracting the brightness α · A obtained by the multiplier from the brightness B of the second page data image picked up by the other image pickup means The hologram reproducing apparatus according to claim 2, comprising:
前記再生用参照光を、ｐ偏光およびｓ偏光のいずれかに調整して出力する再生用参照光偏光調整手段と、
該再生用参照光偏光調整手段からの再生用参照光について、前記ホログラム記録媒体に前記所定の条件で入射するように前記所定の条件の調整を行う所定条件調整手段と、
前記再生用参照光の照射により前記ホログラム記録媒体から発生する再生光に担持されたページデータ情報を、所定の条件を変化させながら順次撮像する撮像手段と、を備え、
前記再生光に担持された第２のページのページデータ像情報を撮像することにより得られた第２のページのページデータ画像に、該第２のページとは前記所定の条件が隣接する第１のページのページデータ像情報によるノイズ画像が混入してページデータ間クロストークが生じている場合に、前記第１のページのページデータ画像の一部領域の明るさに対する、該一部領域に対応する前記ノイズ画像の一部領域の明るさの比率αに基づき、前記ノイズ画像全体の明るさを求め、前記第２のページデータ画像の明るさから前記ノイズ画像の明るさを減算する演算処理手段を備えたことを特徴とするホログラム再生装置。 For holograms formed by multiple recording of overlapping interference fringes formed by interfering signal light carrying image information related to page data and recording reference light at the same position while changing predetermined conditions In the hologram reproduction apparatus for reproducing the page data image information multiplexed and recorded on the hologram by causing the reproduction reference light to enter under the predetermined condition corresponding to the recording of each page data,
Reproduction reference light polarization adjusting means for adjusting the reproduction reference light to either p-polarized light or s-polarized light and outputting it;
Predetermined condition adjusting means for adjusting the predetermined condition so that the reproduction reference light from the reproduction reference light polarization adjusting means is incident on the hologram recording medium under the predetermined condition;
Imaging means for sequentially imaging page data information carried on the reproduction light generated from the hologram recording medium by irradiation of the reproduction reference light, while changing predetermined conditions;
A first page data image of the second page obtained by imaging the page data image information of the second page carried by the reproduction light is adjacent to the second page with the predetermined condition. Corresponding to the partial area with respect to the brightness of the partial area of the page data image of the first page when a noise image due to page data image information of the page of the page is mixed and crosstalk between page data occurs. An arithmetic processing unit that obtains the brightness of the entire noise image based on the brightness ratio α of the partial area of the noise image and subtracts the brightness of the noise image from the brightness of the second page data image A hologram reproducing apparatus comprising:
前記第２のページデータ像情報を再生したことにより得られた第２のページデータ画像に前記第１のページデータ像情報によるノイズ画像が混入してページデータ間クロストークが生じている場合に、前記第１のページデータ像情報による第１のページデータ画像の一部領域の明るさに対する、前記第１のページデータ像情報による、該一部領域に対応する前記ノイズ画像の一部領域の明るさの比率αを求め、前記第１のページデータ像情報による第１のページデータ画像Ａに、前記求められたαを乗じてα・Ａを求め、この後、前記第２のページデータ像情報を再生したことにより得られた第２のページデータ画像の明るさＢから前記ノイズ画像の明るさα・Ａを減算することを特徴とするホログラム再生方法。 The first reproduction light carrying the first page data image information recorded on the hologram recording medium and the second page data image recorded on the hologram recording medium different from the first page data image information In a hologram reproduction method for sharing at least a part of each optical path with the second reproduction light carrying information,
When a noise image due to the first page data image information is mixed in the second page data image obtained by reproducing the second page data image information, crosstalk between page data occurs. The brightness of the partial area of the noise image corresponding to the partial area according to the first page data image information with respect to the brightness of the partial area of the first page data image according to the first page data image information. A ratio α is obtained, and α · A is obtained by multiplying the first page data image A based on the first page data image information by the obtained α to obtain the second page data image information. The hologram reproduction method of subtracting the brightness α · A of the noise image from the brightness B of the second page data image obtained by reproducing the image.
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