JP3737292B2 - 光変調装置及び光学的情報処理システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生成された光ビームを二次元的に変調して射出する光変調装置及び当該光変調装置を含み当該射出された光ビームに対して予め設定された所定の光学的処理を施す光学的情報処理システムの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述したように光ビームを二次元的に変調し、当該変調された光ビームに対して光学的処理を施す光学的情報処理システムとして、いわゆるホログラフィックメモリを用いた光学的情報記録再生システム（以下、光メモリシステムと称する。）が知られている。
【０００３】
ここで、当該光メモリシステムでは、入力信号をホログラフィックメモリに記録する場合には、複数の画素よりなる透過型の空間光変調装置（具体的には、例えば、複数の画素を有する液晶テレビ等）を用いて、記録すべき入力信号に基づいて記録信号光を二次元的に空間光変調し、当該空間光変調された記録信号光と別に射出される記録参照光とを干渉させることにより二次元的な回折光を生成し、当該回折光により形成される像を入力信号に対応する二次元情報として記録媒体としてのホログラフィックメモリに記録する。
【０００４】
このとき、当該ホログラフィックメモリとしては、例えばニオブ酸リチウム層を複数層積層して形成された体積型ホログラム記録素子が用いられる。
【０００５】
一方、上記二次元情報が記録されているホログラフィックメモリから当該二次元情報を読み出すことにより上記入力信号を再生する場合には、当該ホログラフィックメモリ上の二次元情報に対して再生参照光（上記記録参照光と同じ入射角度をもってホログラフィックメモリに照射されるものである。）を照射することにより生成される反射光を複数の画素を有する受光装置で受光して夫々の画素から受光信号を生成し、当該生成された受光信号を用いて元の入力信号を再生する構成となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の光メモリシステムにおいて、上記空間光変調装置又は受光装置に可動部分が含まれていたり、或いは、ホログラフィックメモリ自体を頻繁に交換したりすると、光メモリシステムとしての位置誤差が生じ、具体的には、空間光変調装置の中の一の画素から射出された光ビームに相当する反射光（再生参照光のホログラフィックメモリからの反射光）が当該一の画素からの光ビームを受光すべきとして予め設定された受光装置上の画素に正しく入射しなくなる場合があり、この場合には、元の入力信号が正確に再生されない場合があるという問題点があった。
【０００７】
すなわち、より具体的に説明すると、例えば空間光変調装置におけるｉ行ｊ列目の画素から射出された光ビームに相当する反射光が本来的には受光装置におけるＩ行Ｊ列目の画素に入射すべきであったとし、更に上記ホログラフィックメモリ交換等により位置ずれが生じた結果受光装置におけるＩ行Ｊ列目の画素に入射すべき反射光がＩE行ＪE列目の画素に入射したとすると、この場合には、空間光変調装置におけるｉ行ｊ列目の画素から射出された光ビームに相当する反射光を受光した結果としての受光信号を取得する際には本来はＩE行ＪE列目の画素からの受光信号を取り込むべきところ、位置ずれ前の処理を踏襲して受光装置におけるＩ行Ｊ列目の画素からの受光信号を取り込むと、その取り込んだ受光信号は、最早当該ｉ行ｊ列目の画素から射出された光ビームに相当する反射光を受光した結果としての受光信号とは異なることとなる。
【０００８】
そして、このようなときには、結果として所望の受光信号が得られず、正確に元の入力信号が再生されないこととなるのである。
【０００９】
そこで、本発明は、上記の各問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、光学的情報処理システムにおける位置ずれが発生した場合でも、受光装置から出力される受光信号を用いたその後の処理において当該位置ずれがない場合と同様に正確な当該処理を行うことが可能な光変調装置及び当該光変調装置を含む光学的情報処理システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、情報に基づいて光ビームを二次元的に空間光変調器により変調し、予め設定された光学的処理を施した後に、受光装置にて二次元情報として前記情報を検出する光学的情報処理システムにおける二次元的な空間光変調の方法であって、前記空間光変調器によって前記光ビームを変調する際における前記空間光変調器上の二次元情報と、当該空間光変調器上の二次元情報に対応する前記受光装置上の二次元情報と、の間の位置関係を検出するための信号を含む処理すべき情報に基づいて前記空間光変調器を制御することを特徴とする。
【００１１】
よって、受光装置における位置ずれを検出するための検出用光ビームを、他の光変調手段とは別個の位置ずれ検出用光変調手段により光ビームの一部を変調して生成するので、当該検出用光ビームの受光装置上の照射位置を検出することにより変調後の他の光ビームを受光する際の当該光ビームの照射位置のずれを正確に検出することができる。
【００１２】
上記の課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の二次元空間光変調方法であって、前記光学的処理は、前記変調された光ビーム及び記録参照光ビームを同時に記録媒体に照射することにより前記変調された光ビームを前記二次元情報として前記記録媒体に記録し、当該二次元情報が記録された記録媒体に対して照射された再生参照光ビームに基づいて再生信号光を生成し、前記生成された再生信号光を前記受光装置により受光する光学的記録再生処理であることを特徴とする。
【００１３】
よって、複数の検出用光ビームを別個に生成することができるので、それらを用いてより正確に位置ずれを検出することができる。
【００１４】
上記の課題を解決するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の二次元空間光変調方法であって、前記空間光変調器上の二次元情報に係る二次元的な変調領域のうち、前記処理すべき情報を示す領域と、前記位置関係を検出するための信号を示す領域と、はそれぞれ異なる領域であることを特徴とする。
【００１５】
よって、四辺形である変調領域の各角に対応する位置に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各角から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【００１６】
上記の課題を解決するために、請求項４に記載の発明は請求項３に記載の二次元空間光変調方法であって、前記変調領域は、少なくとも１以上の変調画素により構成され、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素は、前記変調領域において、複数の場所に位置することを特徴とする。
【００１７】
よって、四辺形である変調領域の各辺の中点に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各辺の中点から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【００１８】
上記の課題を解決するために、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の二次元空間光変調方法であって、前記変調領域は四角形であって、当該四角形の各角に対応する位置毎に、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
よって、変調された光ビームに対して所定の光学的処理を施すことにより新たな位置ずれが発生しても、同様に当該所定の光学的処理が施された検出用光ビームの受光装置上の照射位置を検出することにより当該位置ずれを正確に検出することができる。
【００２０】
上記の課題を解決するために、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の二次元空間光変調方法であって、前記変調領域は四角形であって、当該四角形の各辺の中点に対応する位置毎に、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
よって、受光装置における位置ずれを検出するための検出用光ビームを、他の光変調手段とは別個の位置ずれ検出用光変調手段により光ビームの一部を変調して生成し、その受光装置上の照射位置に基づいて当該位置ずれを検出するので、変調後の他の光ビームを受光する際の当該光ビームの照射位置のずれを正確に検出することができる。
【００２２】
上記の課題を解決するために、請求項７に記載の発明は、情報に基づいて光ビームを二次元的に変調する光変調装置と、前記情報を二次元情報として検出し、ＣＰＵへ入力する受光装置と、光学的情報処理システムであって、前記光変調装置は、前記光ビームを変調する際における当該光変調装置上の二次元情報と、当該光変調装置上の二次元情報に対応する前記受光装置上の二次元情報と、の間の位置関係を検出するための信号を含む処理すべき情報に基づいて、前記光ビームを二次元的に変調する手段を備え、前記受光装置は、予め設定された光学的処理が施された前記変調された光ビームを、前記二次元情報として検出し、前記ＣＰＵへ入力する手段を備え、前記ＣＰＵは、前記受光装置によって検出された二次元情報に含まれる前記位置関係を検出するための信号に基づいて、前記位置関係を検出する手段と、当該検出の結果に基づいて前記光変調装置を制御する手段と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
よって、当該少なくとも一個の光受光手段からの受光信号に基づいてより正確に位置ずれを検出することができる。
【００２４】
上記の課題を解決するために、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光学的情報処理システムであって、前記光学的処理は、前記変調された光ビーム及び記録参照光ビームを同時に記録媒体に照射することにより前記変調された光ビームを前記二次元情報として前記記録媒体に記録し、当該二次元情報が記録された記録媒体に対して照射された再生参照光ビームに基づいて再生信号光を生成し、前記生成された再生信号光を前記受光装置により受光する光学的記録再生処理であることを特徴とする。
【００２５】
よって、光受光手段の大きさを単位とした場合の小数点以下の精度で位置ずれを検出することができる。
【００２６】
上記の課題を解決するために、請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の光学的情報処理システムであって、前記光変調装置上の二次元情報に係る二次元的な変調領域のうち、前記処理すべき情報を示す領域と、前記位置関係を検出するための信号を示す領域と、はそれぞれ異なる領域であることを特徴とする。
【００２７】
よって、複数の検出用光ビームを別個に生成することができるので、それらを用いてより正確に位置ずれを検出することができる。
【００２８】
上記の課題を解決するために、請求項１０に記載の発明は、請求項７乃至９に記載の光学的情報処理システムであって、前記光変調装置により変調された前記光ビームを受光するための前記受光装置上の受光領域は、前記再生信号光が前記受光装置に照射される際の前記受光装置上の照射領域よりも広いことを特徴とする。
【００２９】
よって、四辺形である変調領域の各角に対応する位置に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各角から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【００３０】
上記の課題を解決するために、請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載の光学的情報処理システムであって、前記変調領域は、少なくとも１以上の変調画素により構成され、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素は、前記変調領域において、複数の場所に位置することを特徴とする。
【００３１】
よって、四辺形である変調領域の各辺の中点に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各辺の中点から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【００３２】
上記の課題を解決するために、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の光学的情報処理システムであって、前記変調領域は四角形であって、当該四角形の各角に対応する位置毎に、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素が設けられていることを特徴とする。
【００３３】
よって、変調された光ビームに対して所定の光学的処理を施すことにより新たな位置ずれが発生しても、同様に当該所定の光学的処理が施された検出用光ビームの受光装置上の照射位置を検出することにより当該位置ずれを正確に検出することができる。
【００３４】
上記の課題を解決するために、請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載の光学的情報処理システムであって、前記変調領域は四角形であって、当該四角形の各辺の中点に対応する位置毎に、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素が設けられていることを特徴とする。
上記の課題を解決するために、請求項１４に記載の発明は、請求項１０乃至請求項１３に記載の光学的情報処理システムであって、前記光変調装置と前記受光装置における各画素を単位とした、前記光変調装置に対する前記受光装置の光学倍率は、２以上であることを特徴とする。
【００３５】
よって、記録媒体の入れ替え等により光ビームの受光装置上の照射位置がずれたとしても、その位置ずれを正確に検出し、二次元情報の処理に反映することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に好適な実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、レーザ光を用いてホログラフィにより情報を二次元的に記録・再生する光メモリシステムに対して本発明を適用した場合の実施形態である。
【００３７】
（Ｉ）光メモリシステムの構成及び概要動作
始めに、本実施形態に係る光メモリシステムの全体構成及び概要動作について、図１を用いて説明する。
【００３８】
なお、図１は実施形態に係る光メモリシステムの概要構成を示す図である。
【００３９】
図１に示すように、実施形態の光メモリシステムＳは、光変調手段としての複数の変調画素を含む変調領域を有する光変調装置としての液晶空間光変調器１と、レンズ２及び５と、処理装置及び記録媒体としての光メモリ３と、Ｙθステージ４と、上記変調画素に夫々対応する光受光手段としての複数の受光画素を含む受光領域を有する受光装置としてのＣＣＤ（Charge Coupled Device）素子６と、ミラー７及び１８と、アナモフィック光学系８と、照射位置検出手段及び位置ずれ検出手段としてのＣＰＵ９と、検出装置としての再生回路１０と、メモリ１１と、アルゴンレーザ１６と、ハーフミラー１７と、シャッタ１４及び１５と、により構成されている。
【００４０】
次に、液晶空間光変調器１の構成について、図２を用いて説明する。なお、図２は液晶空間光変調器１をレンズ２側から見た平面図である。
【００４１】
図２に示すように液晶空間光変調器１は、液晶層を各変調画素１ａ毎に分割された透明電極で挟むことにより形成された四辺形の変調領域１ｃをその中央に有している。そして、各変調画素１ａが夫々に光ビームを透過するか否かを、変調画素１ａに対応する液晶層の配向性を後述する入力信号Ｓinに基づいて各変調画素１ａ毎に別個に変化させることにより制御する。
【００４２】
また、変調領域１ｃの四隅に夫々位置する四つの変調画素１ａが、位置ずれ検出用光変調手段としての検出画素１ｂとされており、当該検出画素１ｂは常に光ビームを透過するように制御される。
【００４３】
次に、ＣＣＤ素子６の構成について、図３を用いて説明する。なお、図３はＣＣＤ素子６をレンズ５に対して反対側から見た平面図である。
【００４４】
図３に示すようにＣＣＤ素子６は、入射してくる光ビームを独立して夫々に受光可能な受光画素６ａを複数個含む四辺形の受光領域６ｂをその中央に有している。そして、各受光画素６ａは，夫々に光ビームが照射されるとその照射量に対応した出力レベルを有する後述のＣＣＤ出力信号Ｓpを夫々に出力する。なお、受光領域６ｂの広さは、上記変調領域１ｃ全体に対応する後述の再生信号光Ｌpが照射されるＣＣＤ素子６上の照射領域よりも広く設定されている。
【００４５】
次に、上記光メモリシステムＳの概要動作について説明する。
【００４６】
始めに情報記録時の動作について説明する。
【００４７】
情報の記録時においては、先ず、記録すべき記録情報（例えば、一頁分の文章を含む画像の如く二次元的に表現可能な情報）に対応する入力信号Ｓinが液晶空間光変調器１に印加される。
【００４８】
このとき、当該入力信号Ｓinは各変調画素１ａを夫々別個に制御するように印加される。また、四つの検出画素１ｂに印加される入力信号Ｓinは、各検出画素１ｂが常に後述するレーザ光Ｌaの一部を透過するように当該検出画素１ｂを制御するような入力信号Ｓinとされる。
【００４９】
更に、本実施形態では、全ての変調画素１ａのうち上記記録情報に対応する入力信号Ｓinが印加されるのは、図２において左下がり斜線で示される領域内に含まれている変調画素１ａのみであり、その他の、図２において右下がり斜線で示されている範囲内の変調画素１ａには、常に当該範囲内の変調画素１ａが後述するレーザ光Ｌaを透過しないように制御する入力信号Ｓinが印加される。
【００５０】
一方、これらの動作と並行して、シャッタ１４は、ＣＰＵ９からの制御信号Ｓcl1に基づいて、アルゴンレーザ１６から射出されハーフミラー１７において反射されたレーザ光Ｌaを液晶空間光変調器１内の変調領域１ｃの全面に渡って照射する。
【００５１】
そして、上記入力信号Ｓinにより駆動される液晶空間光変調器１によりレーザ光Ｌaに対して当該入力信号Ｓinに基づく空間光変調処理が施される。このとき施される空間光変調処理は、上述したように、変調領域１ｃ内の各変調画素１ａについて入力信号Ｓinに基づきレーザ光Ｌaの透過又は非透過を制御することにより、二次元的に実行される。また、上記検出画素１ｂを透過したレーザ光Ｌaは検出用レーザ光Ｌadとしてレンズ２に射出される。
【００５２】
次に、空間光変調処理が施されたレーザ光Ｌa及び上記検出用レーザ光Ｌadはレンズ２により集光され、夫々に信号光Ｌsとして光メモリ３の情報記録面に照射される。
【００５３】
ここで、光メモリ３は、Ｙ方向（図１中縦方向）とθ方向（Ｙ方向に平行な光メモリ３の中心軸に垂直な面内における回転方向）に光メモリ３を移動又は回転させることが可能なＹθステージ４上に載置されており、例えば薄層化されたニオブ酸リチウム結晶を積層することにより形成されている。そして、液晶空間光変調器１により二次元的に空間光変調された信号光Ｌsが照射されることにより、入力信号Ｓinに対応する二次元情報が記録される。なお、このときには、上記検出用レーザ光Ｌadが集光されて照射された情報記録面上の位置には、変調領域１ｃとの位置関係を維持したまま各検出画素１ｂの位置情報が記録されることとなる。
【００５４】
次に、上記信号光Ｌsの光メモリ３への照射と並行して、シャッタ１５がＣＰＵ９からの制御信号Ｓcl2に基づいてアルゴンレーザ１６から射出されハーフミラー１７を透過した後にミラー１８において反射されたレーザ光Ｌbを射出し、当該レーザ光Ｌbがアナモフィック光学系８（すなわち、レーザ光Ｌbの光軸に垂直な面内の各方向によって倍率の異なる光学系）により変調された後、ミラー９を介して参照光Ｌrとして光メモリ３上の信号光Ｌsの照射位置に同時に照射される。これにより光メモリ３上の信号光Ｌsの照射位置において当該信号光Ｌsと参照光Ｌrとが相互に干渉し、この干渉に基づくホログラムにより入力信号Ｓinに含まれる情報及び検出画素１ｂの位置に対応する情報が二次元情報として当該光メモリ３上に記録される。
【００５５】
次に、光メモリ３に記録された上記二次元情報の再生時の動作について説明する。
【００５６】
当該二次元情報の再生時においては、始めに、シャッタ１５がＣＰＵ９からの制御信号Ｓcl2に基づいて、アルゴンレーザ１６から射出されハーフミラー１７を透過した後にミラー１８において反射されたレーザ光Ｌbを射出し、当該レーザ光Ｌbが情報記録時と同様にアナモフィック光学系８及びミラー７を介して光メモリ３上の再生すべき二次元情報が記録されている位置へ参照光Ｌrとして照射される。
【００５７】
そして、当該参照光Ｌrが光メモリ３上の当該二次元情報により変調されると共に反射され、その反射光がレンズ５により平行光である再生信号光Ｌpとされた後、ＣＣＤ素子６の受光面に入射され、当該ＣＣＤ素子６上の各画素により電気信号であるＣＣＤ出力信号Ｓpに変換されて出力される。なお、当該再生信号光Ｌpには、上記検出画素１ｂにより変調された二次元情報も含まれており、従って当該再生信号光Ｌpが照射された位置の受光画素６ａから出力されたＣＣＤ出力信号Ｓpには、検出画素１ｂに対応する二次元情報が含まれている。
【００５８】
ここで、当該ＣＣＤ素子６内の各受光画素６ａの空間的な位置は、上記液晶空間光変調器１に含まれる各変調画素１ａ及び検出画素１ｂの空間的な位置と夫々対応する画素毎に一致していることが望ましいが、上述したように正確に一致させることは困難である。
【００５９】
そして、ＣＣＤ素子６から出力されたＣＣＤ出力信号Ｓpは、再生回路１０及びＣＰＵ９へ入力される。
【００６０】
このとき、ＣＰＵ９は、入力されたＣＣＤ出力信号Ｓpの中から上述した検出画像１ｂに対応する二次元情報を抽出し、これにより、液晶空間光変調器１とＣＣＤ素子６との間の位置ずれを検出し、再生信号光Ｌpのうち本来の再生データに対応する部分の光ビームによって照射される受光画素６ａを示す検出信号Ｓcdを生成して再生回路１０へ出力する。なお、ＣＰＵ９は上記位置ずれ検出処理を実行するに際し、必要な情報を記憶信号Ｓzとしてメモリ１１に記憶させながら必要に応じて読み出して当該位置ずれ検出処理を行う。
【００６１】
そして、再生回路１０は、ＣＰＵ９からの検出信号Ｓcdを用い、再生信号光Ｌpのうち本来の再生データに対応する部分の光ビームによって照射される受光画素６ａを検出し、当該受光画素６ａから出力されるＣＣＤ出力信号Ｓpを再生し、元の入力信号Ｓinに対応する再生信号Ｓoutを生成して外部に出力する。
【００６２】
ここで、上述した光学系（すなわち、レンズ２及び５、ミラー７並びに光メモリ３を少なくとも含む光学系）の倍率αの設定については、検出用レーザ光Ｌadに対応する信号光Ｌsに対応する参照光Ｌrの反射光（情報再生時の反射光）の受光領域６ｂ上の照射領域の広さが、当該照射領域内に少なくとも一つの受光画素６ａを完全に含むような倍率とされる。これは、情報再生時にＣＰＵ９において実行される後述する位置ずれ検出処理において、検出用レーザ光Ｌadに対応する信号光Ｌsに対応する参照光Ｌrの反射光を少なくとも一の受光素子６ａで完全に受光しこれにより出力されるＣＣＤ出力信号Ｓpを用いるからである。
【００６３】
より具体的には、液晶空間光変調器１及びＣＣＤ素子６における各画素を単位として考えた場合（この場合には、液晶空間光変調器１におけるｘ個の変調画素１ａに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌｐが照射される受光領域６ｂ上の照射領域内に含まれる受光画素６ａの数がｙ個であったとすると、倍率αの定義は、
【数１】
α×α＝ｙ／ｘ
となる。）には、倍率αの値は「２」以上であることが必要となる。この理由は、図４左に示すように、倍率αが「２」未満であるときは、変調領域１ｃにおけるｉ行ｊ列目にある変調画素１ａ又は検出画素１ｂに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌｐが照射される受光領域６ｂ上の照射領域ＳＰ内に、当該ｉ行ｊ列目にある変調画素１ａ又は検出画素１ｂに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌｐを受光すべき受光領域６ｂにおけるＩ行Ｊ列目にある受光画素６ａが完全に含まれない場合が発生するが、一方、液晶空間光変調器１、光メモリ３及びＣＣＤ素子６の間で位置ずれがあったとしても、倍率αが「２」以上であるときは、図４右に示すように、当該照射領域ＳＰ内に当該Ｉ行Ｊ列目にある受光画素６ａが完全に含まれるからである。
【００６４】
（II）本発明に係る位置ずれ検出動作
次に、ＣＰＵ９において検出信号Ｓcdを生成する際に実行される本発明に係る位置ずれ検出動作について、図２、図３、図５及び図６を用いて説明する。
【００６５】
始めに、前提となる座標軸の設定等について、図２、図３及び図５を用いて説明する。
【００６６】
なお、図５は、液晶空間光変調器１から射出されたレーザ光Ｌaによる光メモリ３への二次元情報の記録の際の当該レーザ光Ｌa及び検出用レーザ光Ｌadの光路と、当該光メモリ３からの再生信号光Ｌpを用いた二次元情報の再生の際の当該再生信号光Ｌpの光路を一つの図内に纏めて示したものであり、液晶空間光変調器１から射出されたレーザ光Ｌa及び検出用レーザ光Ｌadと対応する再生信号号Ｌpとが同じ光路として記載されている。
【００６７】
図５に示すように、各変調画素１ａを基本単位としたｘｙ平面内に変調領域１ｃを置き、当該変調領域１ｃ内に変調画素１ａがｘ方向にｍ個、ｙ方向にｎ個の計ｍ×ｎ個含まれているとする。このとき、入力信号Ｓinに基づいて各変調画素１ａが駆動されることにより、変調領域１ｃ内に当該入力信号Ｓinに対応する光強度分布が形成される。
【００６８】
そして、当該光強度分布が光メモリ３を介して受光領域６ｂに投影される。このとき、当該受光領域６ｂは各受光画素６ａを基本単位としたＸＹ平面内に置かれており、当該受光領域６ｂ内に受光画素６ａがＸ方向にＭ個、Ｙ方向にＮ個の計Ｍ×Ｎ個含まれているとする。
【００６９】
なお、図５に示す系では、変調領域１ｃと受光領域６ｂとの間に光メモリ３を挿入していることとなり、これにより、当該図５に示す系は入力信号Ｓinに際して二次元的に（すなわち並列的に）記録及び再生という処理を施す系となる。
【００７０】
次に、液晶空間光変調器１において、変調領域１ｃの占める範囲を０≦ｘ≦ｍ、０≦ｙ≦ｎとする。一方、これと同様に、ＣＣＤ素子６において受光領域６ｂの占める領域を０≦Ｘ≦Ｍ、０≦Ｙ≦Ｎとする。そして、図５に示すように、光学系の倍率をαとして液晶空間光変調器１上の２点（０、０）及び（ｍ、ｎ）を対角とする長方形の変調領域１ｃが受光領域６ｂ内の２点（Ｘ0、Ｙ0）及び（αｍ＋Ｘ0、αｎ＋Ｙ0）を対角とする長方形領域に投影されるものとする（この場合には、受光領域６ａにおいては、受光画素６ａのＸ方向の数ＭについてはＭ≧αｍ＋Ｘ0であることが必要であり、Ｙ方向の数ＮについてはＮ≧αｎ＋Ｙ0である必要がある。）。
【００７１】
このとき，変調領域１ｃ上のｉ行ｊ列目（この場合、行及び列の番号の初期値を「０」とする。）の変調画素１ａに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが照射される受光領域６ｂ上の受光画素６ａ（すなわち、ｉ行ｊ列目の変調画素１ａを駆動する入力信号Ｓinに対応するＣＣＤ出力信号Ｓpが出力される受光画素６ａ）の受光領域６ｂ内の位置が予めＩ行Ｊ列目と設定されているとすると、当該受光画素６ａの位置を示す座標値（Ｉ、Ｊ）は次式で与えられる。
【００７２】
【数２】
Ｉ＝［α（ｉ＋０．５）＋Ｘ0］
Ｊ＝［α（ｊ＋０．５）＋Ｙ0］ … （１）
なお、式（１）において元の変調画素１ａを示す座標値に「＋０．５」を加算するのは、変調領域１ｃにおいてはｉ行ｊ列目の変調画素１ａの中心位置の座標が（ｉ＋０．５、ｊ＋０．５）となるからである。更に式（１）において、［ ］の記号は当該記号で囲まれている部分の計算値の整数部分だけを取り出すことを示している（以下の各式において同じ。）。
【００７３】
ここで、特に、αの値が「１」であり、且つＸ0及びＹ0が共に整数となるように光学系を設定した場合には、上記式（１）は、
【数３】
Ｉ＝ｉ＋Ｘ0
Ｊ＝ｊ＋Ｙ0
となる。
【００７４】
また、αの値が「１」でないか、又はＸ0及びＹ0が共に整数でない場合でも、実施形態の光メモリシステムＳでは、光学系の倍率αが２以上とされているので、変調領域１ｃ内のｉ行ｊ列目の変調画素１ａに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが照射される受光領域６ｂ上の照射領域内に一つが完全に収まる受光画素６ａが必ず存在することとなり、このことは、換言すると、受光領域６ｂ内のＩ行Ｊ列目の受光画素６ａに変調領域１ｃ内のｉ行ｊ列目以外の変調画素１ａに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが照射されないことを示している。
【００７５】
次に、上記前提の下における本発明の位置ずれ検出処理について説明する。
【００７６】
本発明においては、図２に示すように変調領域１ｃ内の四隅に検出画素１ｂを設け、当該各検出画素１ｂに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが照射される受光領域６ｂ上の照射領域の当該受光領域６ｂ上の位置を検出することにより、液晶空間光変調器１とＣＣＤ素子６との間の位置ずれ（すなわち、例えば、変調領域１ｃ内のｉ行ｊ列目の変調画素１ａに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが照射される受光画素６ａが受光領域６ｂ上のＩ行Ｊ列目に位置している受光画素６ａであると予め設定されているときに、当該ｉ行ｊ列目の変調画素１ａに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpの実際の受光領域６ｂ上の位置と当該Ｉ行Ｊ列目の位置との間の位置ずれ）があるとき、変調領域１ｃ上のｉ行ｊ列目の変調画素１ａに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが実際に照射される受光画素６ａの位置を示す座標値（Ｉ’、Ｊ’）を求めるための上位式（１）に相当する変換式を求め、これによりｉ行ｊ列目の変調画素１ａを駆動した入力信号Ｓinに対応するＣＣＤ出力信号Ｓpを正確に検出する。
【００７７】
次に、具体的な処理について、図２、図３、図５及び図６を用いて説明する。
【００７８】
先ず、液晶空間光変調器１においては、検出画素１ｂをその四隅に設定するため、上述したように実際に入力信号Ｓinにより駆動される変調画素１ａの範囲（図２において左下がり斜線で示す。）を変調領域１ｃの範囲よりも小さくし、具体的には、変調領域１ｃ内に含まれる全ての変調画素１ａ及び検出画素１ｂの数をｍ×ｎ個とし、一方、入力信号Ｓinにより駆動される変調画素１ａの数を図２に示すようにｍ’×ｎ’個とする。
【００７９】
より具体的には、各検出画素１ｂは常にレーザ光Ｌaを透過するように設定され、一方、入力信号Ｓinにより変調領域１ｃ内のｉ0行ｊ0列から（ｍ’＋ｉ0−１）行（ｎ’＋ｊ0−１）列までの範囲にある（ｍ’×ｎ’個）の変調画素１ａが駆動される。
【００８０】
そして、当該入力信号Ｓinにより（ｍ’×ｎ’）個の変調画素１ａを駆動し、対応する二次元情報を光メモリ３に記録すると共に、これを再生した再生信号光Ｌpが図３に左下がり斜線で示す平行四辺形の受光領域６ｂの範囲に照射されたとし、更に四つの検出画素１ｂに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが照射される受光領域６ｂ上の位置が、図３に示すように夫々座標値（ＸA、ＹA）、座標値（ＸB、ＹB）、座標値（ＸC、ＹC）及び座標値（ＸD、ＹD）であったとする。なお、図３において、（ｍ’×ｎ’）個の変調画素１ａに対応する二次元情報を示す受光領域６ｂの範囲及び検出画素１ｂに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが照射される受光領域６ｂ上の照射範囲が歪んでいるのは、図３が、上記位置ずれとしてｘ軸又はｙ軸に平行な方向の位置ずれだけでなく変調領域１ｃに垂直な軸を中心とする回転による位置ずれが含まれている場合を示しているからである。
【００８１】
次に、上記各検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpの照射位置の座標のうち、座標値（ＸA、ＹA）の算出について、図６を用いて例示する。
【００８２】
なお、図６は四つある当該再生信号光Ｌpが照射された受光領域６ｂにおける一の当該照射領域ＳＰ（その座標値が座標値（ＸA、ＹA）である。）を示す図である。
【００８３】
検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpの照射位置を求める場合には、先ず、その出力が「１」となる（すなわち、当該照射範囲ＳＰ内にその全てが含まれている）受光画素６ａであって、図６中最も左上にあるもの（以下、この受光画素６ａを受光画素６acとする。）を検索し、その受光領域６ｂ内の位置がＩA行ＪA列目であるとする。なお、受光画素６acを検索する具体的な方法としては、例えば、照射領域ＳＰ内にある全ての受光画素６ａからのＣＣＤ出力信号Ｓpを右方向及び下方向に順に走査し、その出力値が「１」となる受光画素６ａのうち最初に検索された受光画素６ａを受光画素６acとする方法等がある。
【００８４】
次に、当該受光画素６acに対してすぐ上にある受光画素６ａ（以下、この受光画素６ａを受光画素６auとする。）から出力されるＣＣＤ出力信号Ｓp(以下、このＣＣＤ出力信号ＳpをＣＣＤ出力信号Ｓpuとしその出力値をＶ1とする。)と、当該受光画素６acに対してすぐ左にある受光画素６ａ（以下、この受光画素６ａを受光画素６alとする。）から出力されるＣＣＤ出力信号Ｓp(以下、このＣＣＤ出力信号ＳpをＣＣＤ出力信号Ｓplとしその出力値をＶ2とする。)とをＣＰＵ９において検出する。この時、当該出力値Ｖ1及びＶ2の値は、夫々に「０」と「１」の間の値を取ることとなる。
【００８５】
そして、以上の条件の下で、上記座標値（ＸA、ＹA）は以下の式により算出される。
【００８６】
【数４】
ＸA＝ＩA−Ｖ1
ＹA＝ＪA−Ｖ2 … （２）
但し、式（２）において、夫々の右辺の値「Ｖ1」及び「Ｖ2」は上記ＣＣＤ出力信号Ｓpuの出力値Ｖ1及びＣＣＤ出力信号Ｓplの出力値Ｖ2を夫々ＣＣＤ出力信号Ｓpの最大値で除した値（無次元数）であるが、当該ＣＣＤ出力信号Ｓpの最大値が通常は「１」であるので、式（２）においては各出力値をそのまま用いている。
【００８７】
そして、以上説明した方法と同様の方法により、検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpの照射位置の他の座標値（ＸB、ＹB）、（ＸC、ＹC）及び（ＸD、ＹD）をも算出することができる。
【００８８】
次に、上述のようにして算出した検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpの各照射位置の座標値（ＸA、ＹA）、（ＸB、ＹB）、（ＸC、ＹC）及び（ＸD、ＹD）を用いることにより、液晶空間光変調器１とＣＣＤ素子６との間に位置ずれがあるときに本来受光すべき再生信号光Ｌpが照射されている受光画素６ａを求めるための当該変調領域１ｃを示すｘｙ座標系から当該受光領域６ｂを示すＸＹ座標系への１次変換式が以下のように算出される。
【００８９】
【数５】
この時の各係数は、変調領域１ｃ（ｘｙ平面）上の各点（０、０）、（０、ｎ）、（ｍ、０）及び（ｍ、ｎ）が受光領域６ｂ（ＸＹ平面）上の各点（ＸA、ＹA）、（ＸB、ＹB）、（ＸC、ＹC）及び（ＸD、ＹD）に対応することから以下のように算出できる。
【００９０】
【数６】
そして、上記式（３）及び（４）より、上記位置ずれがあるときの変調領域１ｃ上のｉ行ｊ列目の変調画素１ａに対応する再生信号光Ｌpが照射される受光領域６ｂ上の受光画素６ａの受光領域６ｂ内の位置（Ｉ’、Ｊ’）を求める変換式（式（１）に対応する。）は、次式で与えられる。
【００９１】
【数７】
以後、この式（５）に相当する検出信号ＳcdをＣＰＵ９から再生回路１０に出力することにより、変調領域１ｃにおけるｉ行ｊ列目の変調画素１ａに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpに対応するＣＣＤ出力信号Ｓpについては、当該変調領域１ｃにおける（ｉ0≦ｉ≦ｍ’＋ｉ0−１）及び（ｊ0≦ｊ≦ｎ’＋ｊ0−１）の範囲内のｉ行ｊ列目にある変調画素１ａに対して式（５）を用いて算出されたＩ’及びＪ’により、受光領域６ｂ内のＩ’行Ｊ’列の受光画素６ａから取り出されたＣＣＤ出力信号Ｓpを当該ｉ行ｊ列目の変調画素１ａを駆動した入力信号Ｓinに対応するＣＣＤ出力信号Ｓpとして再生することができる。
【００９２】
以上説明したように、実施形態の光メモリシステムＳの動作によれば、液晶空間光変調器１とＣＣＤ素子６との間における位置ずれを検出するための検出用レーザ光Ｌadを、他の変調画素１ａとは別個の検出画素１ｂによりレーザ光Ｌaの一部を変調して生成し、そのＣＣＤ素子６上の照射位置に基づいて当該位置ずれを検出するので、再生信号光Ｌpを受光する際の当該再生信号光Ｌpに含まれる位置ずれを正確に検出することができる。
【００９３】
また、検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpの照射範囲内に少なくとも一個の受光画素６ａが含まれるので、少なくとも一個の受光画素６ａからのＣＣＤ出力信号Ｓpに基づいてより正確に位置ずれを検出することができる。
【００９４】
更に、検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpの照射範囲内に含まれる受光画素６ａの受光領域６ｂにおける位置を検出することにより、その照射位置を受光画素６ａ一個分の大きさを単位とする精度で検出し、更に隣接する受光画素６ａから取り出されたＣＣＤ出力信号Ｓp（図６においては、受光画素６auの出力Ｖ1及び受光画素６alの出力Ｖ2）を用いることにより、照射位置を受光画素６ａ一個分の大きさを単位として小数点以下の精度で算出することができる。
【００９５】
更にまた、四つの検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpが夫々別個に得られるので、それらを用いてより正確に位置ずれを検出することができる。
【００９６】
また、四辺形である変調領域１ｃの各角に対応する位置に夫々検出画素１ｂが設けられているので、変調領域１ｃの各角に対応する再生信号光Ｌpが四つ射出されることとなり、ＣＣＤ素子６において夫々の再生信号光Ｌpの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理でＸ方向及びＹ方向の位置ずれを検出することができる。
【００９７】
更に、光メモリ３の入れ替え等により再生信号光ＬpのＣＣＤ素子６上の照射位置がずれたとしても、その位置ずれを正確に検出し、生成されたＣＣＤ出力信号Ｓpを用いたその後の二次元情報の処理に反映することができるので、ＣＣＤ素子６における本来の照射位置に再生信号光Ｌpが照射された場合と同様に正確に当該二次元情報を再生することができる。
【００９８】
（III）変形形態
次に、本発明に係る変形形態について説明する。
【００９９】
先ず、第１変形形態として、上記実施形態においては変調領域１ｃにおける四隅に夫々位置している一個の変調画素１ａを夫々検出画素１ｂとして用いたが、これ以外に、四隅にある複数個の変調画素１ａを纏めて検出画素１ｂとしてもよい。
【０１００】
より具体的には、例えば、変調領域１ｃの四隅にある２×２個の変調画素１ａを検出画素１ｂとして使用する場合には、当該検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpを受光する受光画素６ａであって、それから出力されるＣＣＤ出力信号Ｓpが「１」となる［２α］×［２α］個の受光画素６ａのうち最も左上にあるものを探して上述した式（２）乃至式（５）に対応する処理を行えばよい。
【０１０１】
このとき、上記式（２）に基づいて座標値（ＸA、ＹA）を求めるには、先ず、当該最も左上にある受光画素６ａに対してすぐ上に隣接する［２α］個の受光画素６ａの平均出力値をＶ1とし、当該最も左上にある受光画素６ａに対してすぐ左に隣接する［２α］個の受光画素６ａの平均出力値をＶ2として当該式（２）を適用すればよい。この変形形態は、特に再生信号光Ｌpに雑音が多く含まれている場合に有効である。
【０１０２】
また、第２変形形態として、上記座標値（ＸA、ＹA）を求める方法は、図６及び式（２）で示した方法に限定するものではない。
【０１０３】
すなわち、例えば、ＩA行ＪA列の受光画素６ａからのＣＣＤ出力信号Ｓpの出力値をＶ0とし、そのすぐ上に隣接する受光素子６ａからのＣＣＤ出力信号Ｓpの出力値をＶ1とし、更にそのすぐ上に隣接する受光画素６ａからのＣＣＤ出力信号Ｓpの出力値をＶ1’とし、ＩA行ＪA列の受光画素６ａのすぐ左に隣接する受光画素６ａからのＣＣＤ出力信号Ｓpの出力値をＶ2とし、更にそのすぐ左に隣接する受光画素６ａからのＣＣＤ出力信号Ｓpの出力値をＶ2’として夫々を検出し、次式より座標値（ＸA、ＹA）を求めてもよい。
【０１０４】
【数８】
ＸA＝ＩA−（Ｖ1−Ｖ1’）／（Ｖ0−Ｖ1’）
ＹA＝ＪA−（Ｖ2−Ｖ2’）／（Ｖ0−Ｖ2’）
この式により、座標値（ＸA、ＹA）等を算出する方法は、特にＣＣＤ素子６からのＣＣＤ出力信号Ｓp自体にオフセット（直流成分）が含まれている場合に有効である。
【０１０５】
更に、第３変形形態として、上述の実施形態においては、変調領域１ｃにおける四隅に検出画素１ｂを設けたが、これ以外の変調領域１ｃ内の位置に検出画素１ｂを追加してもよい。
【０１０６】
より具体的には、例えば、変調領域１ｃを構成する四辺形の各辺の中点、すなわち、座標値（０、ｎ／２）、座標値（ｍ／２、０）、座標値（ｍ／２、ｎ）及び座標値（ｍ、ｎ／２）で表される位置にも検出画素１ｂを追加し、その四つの検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpが入射する受光領域６ｂの位置の座標値を夫々座標値（ＸE、ＹE）、座標値（ＸF、ＹF）、座標値（ＸG、ＹG）及び座標値（ＸH、ＹH）する。そして、上記式（４）に対応する座標変換式をｘ及びｙの２次方程式として以下の式を用いてもよい。すなわち、
【数９】
Ｘ＝Ａ1ｘ2ｙ＋Ａ2ｘｙ2＋Ａ3ｘ2＋Ａ4ｘｙ＋Ａ5ｙ2＋Ａ6ｘ＋Ａ7ｙ＋Ａ8
Ｙ＝Ｂlｘ2ｙ＋Ｂ2ｘｙ2＋Ｂ3ｘ2＋Ｂ4ｘｙ＋Ｂ5ｙ2＋Ｂ6ｘ＋Ｂ7ｙ＋Ｂ8
このとき各係数は以下のようになる。すなわち、
【数１０】
Ａ1＝２（ＸB−ＸA＋ＸD−ＸC＋２ＸF−２ＸG）／（ｍ2×ｎ）
Ａ2＝２（ＸC−ＸA＋ＸD−ＸB＋２ＸE−２ＸH）／（ｍ×ｎ2）
Ａ3＝２（ＸA＋ＸC−２ＸF）／ｍ2
Ａ4＝（５ＸA−ＸB−ＸC−３ＸD−４ＸE−４ＸF＋４ＸG＋４ＸH）／（ｍ×ｎ）
Ａ5＝２（ＸA＋ＸB−２ＸE）／ｎ2
Ａ6＝（４ＸF−３ＸA−ＸC）／ｍ
Ａ7＝（４ＸE−３ＸA−ＸB）／ｎ
Ａ8＝ＸA
Ｂ1＝２（ＹB−ＹA＋ＹD−ＹC＋２ＹF−２ＹG）／（ｍ2×ｎ）
Ｂ2＝２（ＹC−ＹA＋ＹD−ＹB＋２ＹE−２ＹH）／（ｍ×ｎ2）
Ｂ3＝２（ＹA＋ＹC−２ＹF）／ｍ2
Ｂ4＝（５ＹA−ＹB−ＹC−３ＹD−４ＹE−４ＹF＋４ＹG＋４ＹH）／（ｍ×ｎ）
Ｂ5＝２（ＹA＋ＹB−２ＹE）／ｎ2
Ｂ6＝（４ＹF−３ＹA−ＹC）／ｍ
Ｂ7＝（４ＹE−３ＹA−ＹB）／ｎ
Ｂ8＝ＹA
このように変調領域１ｃの各辺の中点にも検出画素１ｂを設けた場合には、更に高精度に位置ずれを検出することができる。
【０１０７】
なお、上記第３変形形態において、変調領域１ｃを構成する四辺形の各辺の中点（座標値（０、ｎ／２）、座標値（ｍ／２、０）、座標値（ｍ／２、ｎ）及び座標値（ｍ、ｎ／２）で表される位置）のみに検出画素１ｂを設けても上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１０８】
更にまた、第４変形形態として、上述の実施形態では、検出画素１ｂとしてレーザ光Ｌaを透過する液晶画素を用いたが、これ以外に当該検出画素１ｂとなるべき位置に単なる孔を形成しておいてもよい。更に、図２においてレーザ光Ｌaを不透過とする領域（図２中右下下がりの斜線で示した領域）を単なる遮光壁により構成してもよい。
【０１０９】
この場合には、位置ずれ検出のための構成を簡略化することができる。
【０１１０】
更に、上述した実施形態及び変形形態においては、光メモリシステムＳに対して本発明を適用した場合を説明したが、これ以外に、例えば、変調領域１ｃから射出されたレーザ光を単なる倍率変更レンズを透過させた後受光領域６ｂにおいて受光する光学的情報処理システムにおける位置ずれを検出する場合に本発明を適用してもよいし、また、変調領域１ｃから射出されたレーザ光を単なる遮蔽マスクによりその一部を遮蔽した後受光領域６ｂにおいて受光する光学的情報処理システムにおける位置ずれを検出する場合に本発明を適用してもよい。
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、受光装置における位置ずれを検出するための検出用光ビームを、他の光変調手段とは別個の位置ずれ検出用光変調手段により光ビームの一部を変調して生成するので、当該検出用光ビームの受光装置上の照射位置を検出することにより変調後の他の光ビームを受光する際の当該光ビームの照射位置のずれを正確に検出することができる。
【０１１２】
従って、当該受光した光ビームのその後の処理に対して検出した位置ずれを反映させることにより、本来の照射位置に当該光ビームが照射された場合と同様に正確に当該光ビームを処理することができる。
【０１１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、複数の位置ずれ検出用光変調手段から夫々に検出用光ビームを別個に生成することができるので、それらを用いてより正確に位置ずれを検出することができる。
【０１１４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、四辺形である変調領域の各角に対応する位置に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各角から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【０１１５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、四辺形である変調領域の各辺の中点に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各辺の中点から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【０１１６】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、光ビームが変調された後、更に光学的処理を施されて受光装置に到達するので、変調された光ビームに対して当該所定の光学的処理を施すことにより新たな位置ずれが発生しても、同様に当該所定の光学的処理が施された検出用光ビームの受光装置上の照射位置を検出することにより当該位置ずれを正確に検出することができる。
【０１１７】
請求項６に記載の発明によれば、受光装置における位置ずれを検出するための検出用光ビームを、他の光変調手段とは別個の位置ずれ検出用光変調手段により光ビームの一部を変調して生成し、その受光装置上の照射位置に基づいて当該位置ずれを検出するので、変調後の他の光ビームを受光する際の当該光ビームの照射位置のずれを正確に検出することができる。
【０１１８】
従って、当該受光した光ビームに対応する受光信号を用いたその後の処理に対して検出した位置ずれを反映させることにより、本来の照射位置に当該光ビームが照射された場合と同様に正確に当該光ビームを処理することができる。
【０１１９】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加えて、検出用光ビームの照射範囲内に少なくとも一個の光受光手段が含まれるので、少なくとも一個の光受光手段からの受光信号に基づいてより正確に位置ずれを検出することができる。
【０１２０】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明の効果に加えて、検出用光ビームの照射範囲内に含まれる光受光手段の受光領域における位置を検出することにより照射位置を検出するので、光受光手段の大きさを単位とした場合の小数点以下の精度で位置ずれを検出することができる。
【０１２１】
請求項９に記載の発明によれば、請求項６から８のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、複数の位置ずれ検出用光変調手段から夫々検出用光ビームを別個に生成することができるので、それらを用いてより正確に位置ずれを検出することができる。
【０１２２】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項９に記載の発明の効果に加えて、四辺形である変調領域の各角に対応する位置に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各角から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【０１２３】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項９又は１０に記載の発明の効果に加えて、四辺形である変調領域の各辺の中点に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各辺の中点から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【０１２４】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項６から１１のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、変調された光ビームに対して処理装置により所定の光学的処理を施すことにより新たな位置ずれが発生しても、同様に当該所定の光学的処理が施された検出用光ビームの受光装置上の照射位置を検出することにより当該位置ずれを正確に検出することができる。
【０１２５】
請求項１３に記載の発明によれば、請求項１２に記載の発明の効果に加えて、記録媒体の入れ替え等により光ビームの受光装置上の照射位置がずれたとしても、その位置ずれを正確に検出し、生成された受光信号を用いたその後の二次元情報の処理に反映することができるので、受光装置における本来の照射位置に光ビームが照射された場合と同様に正確に当該光ビームを処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の光メモリシステムの概要構成を示すブロック図である。
【図２】液晶空間光変調器の構成を示す平面図である。
【図３】ＣＣＤ素子の構成を示す平面図である。
【図４】光メモリシステムの光学系の倍率を説明する図である。
【図５】光メモリシステムにおける光学系の構成を説明する図である。
【図６】位置ずれ検出処理を説明する図である。
【符号の説明】
１…液晶空間光変調器
１ａ…変調画素
１ｂ…検出画素
１ｃ…変調領域
２、５…レンズ
３…光メモリ
４…Ｙθステージ
６…ＣＣＤ素子
６ａ、６ac、６au、６al…受光画素
６ｂ…受光領域
７、１８…ミラー
８…アナモフィック光学系
９…ＣＰＵ
１０…再生回路
１１…メモリ
１４、１５…シャッタ
１６…アルゴンレーザ
１７…ハーフミラー
Ｓ…光メモリシステム
ＳＰ…照射領域
Ｓcl1、Ｓcl2…制御信号
Ｓcd…検出信号
Ｓz…記憶信号
Ｓp…ＣＣＤ出力信号
Ｓout…再生信号
Ｓin…入力信号
Ｌa、Ｌb…レーザ光
Ｌad…検出用レーザ光
Ｌs…信号光
Ｌp…再生信号光
Ｌr…参照光
【発明の属する技術分野】
本発明は、生成された光ビームを二次元的に変調して射出する光変調装置及び当該光変調装置を含み当該射出された光ビームに対して予め設定された所定の光学的処理を施す光学的情報処理システムの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上述したように光ビームを二次元的に変調し、当該変調された光ビームに対して光学的処理を施す光学的情報処理システムとして、いわゆるホログラフィックメモリを用いた光学的情報記録再生システム（以下、光メモリシステムと称する。）が知られている。
【０００３】
ここで、当該光メモリシステムでは、入力信号をホログラフィックメモリに記録する場合には、複数の画素よりなる透過型の空間光変調装置（具体的には、例えば、複数の画素を有する液晶テレビ等）を用いて、記録すべき入力信号に基づいて記録信号光を二次元的に空間光変調し、当該空間光変調された記録信号光と別に射出される記録参照光とを干渉させることにより二次元的な回折光を生成し、当該回折光により形成される像を入力信号に対応する二次元情報として記録媒体としてのホログラフィックメモリに記録する。
【０００４】
このとき、当該ホログラフィックメモリとしては、例えばニオブ酸リチウム層を複数層積層して形成された体積型ホログラム記録素子が用いられる。
【０００５】
一方、上記二次元情報が記録されているホログラフィックメモリから当該二次元情報を読み出すことにより上記入力信号を再生する場合には、当該ホログラフィックメモリ上の二次元情報に対して再生参照光（上記記録参照光と同じ入射角度をもってホログラフィックメモリに照射されるものである。）を照射することにより生成される反射光を複数の画素を有する受光装置で受光して夫々の画素から受光信号を生成し、当該生成された受光信号を用いて元の入力信号を再生する構成となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の光メモリシステムにおいて、上記空間光変調装置又は受光装置に可動部分が含まれていたり、或いは、ホログラフィックメモリ自体を頻繁に交換したりすると、光メモリシステムとしての位置誤差が生じ、具体的には、空間光変調装置の中の一の画素から射出された光ビームに相当する反射光（再生参照光のホログラフィックメモリからの反射光）が当該一の画素からの光ビームを受光すべきとして予め設定された受光装置上の画素に正しく入射しなくなる場合があり、この場合には、元の入力信号が正確に再生されない場合があるという問題点があった。
【０００７】
すなわち、より具体的に説明すると、例えば空間光変調装置におけるｉ行ｊ列目の画素から射出された光ビームに相当する反射光が本来的には受光装置におけるＩ行Ｊ列目の画素に入射すべきであったとし、更に上記ホログラフィックメモリ交換等により位置ずれが生じた結果受光装置におけるＩ行Ｊ列目の画素に入射すべき反射光がＩE行ＪE列目の画素に入射したとすると、この場合には、空間光変調装置におけるｉ行ｊ列目の画素から射出された光ビームに相当する反射光を受光した結果としての受光信号を取得する際には本来はＩE行ＪE列目の画素からの受光信号を取り込むべきところ、位置ずれ前の処理を踏襲して受光装置におけるＩ行Ｊ列目の画素からの受光信号を取り込むと、その取り込んだ受光信号は、最早当該ｉ行ｊ列目の画素から射出された光ビームに相当する反射光を受光した結果としての受光信号とは異なることとなる。
【０００８】
そして、このようなときには、結果として所望の受光信号が得られず、正確に元の入力信号が再生されないこととなるのである。
【０００９】
そこで、本発明は、上記の各問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、光学的情報処理システムにおける位置ずれが発生した場合でも、受光装置から出力される受光信号を用いたその後の処理において当該位置ずれがない場合と同様に正確な当該処理を行うことが可能な光変調装置及び当該光変調装置を含む光学的情報処理システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、情報に基づいて光ビームを二次元的に空間光変調器により変調し、予め設定された光学的処理を施した後に、受光装置にて二次元情報として前記情報を検出する光学的情報処理システムにおける二次元的な空間光変調の方法であって、前記空間光変調器によって前記光ビームを変調する際における前記空間光変調器上の二次元情報と、当該空間光変調器上の二次元情報に対応する前記受光装置上の二次元情報と、の間の位置関係を検出するための信号を含む処理すべき情報に基づいて前記空間光変調器を制御することを特徴とする。
【００１１】
よって、受光装置における位置ずれを検出するための検出用光ビームを、他の光変調手段とは別個の位置ずれ検出用光変調手段により光ビームの一部を変調して生成するので、当該検出用光ビームの受光装置上の照射位置を検出することにより変調後の他の光ビームを受光する際の当該光ビームの照射位置のずれを正確に検出することができる。
【００１２】
上記の課題を解決するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の二次元空間光変調方法であって、前記光学的処理は、前記変調された光ビーム及び記録参照光ビームを同時に記録媒体に照射することにより前記変調された光ビームを前記二次元情報として前記記録媒体に記録し、当該二次元情報が記録された記録媒体に対して照射された再生参照光ビームに基づいて再生信号光を生成し、前記生成された再生信号光を前記受光装置により受光する光学的記録再生処理であることを特徴とする。
【００１３】
よって、複数の検出用光ビームを別個に生成することができるので、それらを用いてより正確に位置ずれを検出することができる。
【００１４】
上記の課題を解決するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の二次元空間光変調方法であって、前記空間光変調器上の二次元情報に係る二次元的な変調領域のうち、前記処理すべき情報を示す領域と、前記位置関係を検出するための信号を示す領域と、はそれぞれ異なる領域であることを特徴とする。
【００１５】
よって、四辺形である変調領域の各角に対応する位置に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各角から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【００１６】
上記の課題を解決するために、請求項４に記載の発明は請求項３に記載の二次元空間光変調方法であって、前記変調領域は、少なくとも１以上の変調画素により構成され、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素は、前記変調領域において、複数の場所に位置することを特徴とする。
【００１７】
よって、四辺形である変調領域の各辺の中点に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各辺の中点から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【００１８】
上記の課題を解決するために、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の二次元空間光変調方法であって、前記変調領域は四角形であって、当該四角形の各角に対応する位置毎に、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
よって、変調された光ビームに対して所定の光学的処理を施すことにより新たな位置ずれが発生しても、同様に当該所定の光学的処理が施された検出用光ビームの受光装置上の照射位置を検出することにより当該位置ずれを正確に検出することができる。
【００２０】
上記の課題を解決するために、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の二次元空間光変調方法であって、前記変調領域は四角形であって、当該四角形の各辺の中点に対応する位置毎に、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
よって、受光装置における位置ずれを検出するための検出用光ビームを、他の光変調手段とは別個の位置ずれ検出用光変調手段により光ビームの一部を変調して生成し、その受光装置上の照射位置に基づいて当該位置ずれを検出するので、変調後の他の光ビームを受光する際の当該光ビームの照射位置のずれを正確に検出することができる。
【００２２】
上記の課題を解決するために、請求項７に記載の発明は、情報に基づいて光ビームを二次元的に変調する光変調装置と、前記情報を二次元情報として検出し、ＣＰＵへ入力する受光装置と、光学的情報処理システムであって、前記光変調装置は、前記光ビームを変調する際における当該光変調装置上の二次元情報と、当該光変調装置上の二次元情報に対応する前記受光装置上の二次元情報と、の間の位置関係を検出するための信号を含む処理すべき情報に基づいて、前記光ビームを二次元的に変調する手段を備え、前記受光装置は、予め設定された光学的処理が施された前記変調された光ビームを、前記二次元情報として検出し、前記ＣＰＵへ入力する手段を備え、前記ＣＰＵは、前記受光装置によって検出された二次元情報に含まれる前記位置関係を検出するための信号に基づいて、前記位置関係を検出する手段と、当該検出の結果に基づいて前記光変調装置を制御する手段と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
よって、当該少なくとも一個の光受光手段からの受光信号に基づいてより正確に位置ずれを検出することができる。
【００２４】
上記の課題を解決するために、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光学的情報処理システムであって、前記光学的処理は、前記変調された光ビーム及び記録参照光ビームを同時に記録媒体に照射することにより前記変調された光ビームを前記二次元情報として前記記録媒体に記録し、当該二次元情報が記録された記録媒体に対して照射された再生参照光ビームに基づいて再生信号光を生成し、前記生成された再生信号光を前記受光装置により受光する光学的記録再生処理であることを特徴とする。
【００２５】
よって、光受光手段の大きさを単位とした場合の小数点以下の精度で位置ずれを検出することができる。
【００２６】
上記の課題を解決するために、請求項９に記載の発明は、請求項７又は８に記載の光学的情報処理システムであって、前記光変調装置上の二次元情報に係る二次元的な変調領域のうち、前記処理すべき情報を示す領域と、前記位置関係を検出するための信号を示す領域と、はそれぞれ異なる領域であることを特徴とする。
【００２７】
よって、複数の検出用光ビームを別個に生成することができるので、それらを用いてより正確に位置ずれを検出することができる。
【００２８】
上記の課題を解決するために、請求項１０に記載の発明は、請求項７乃至９に記載の光学的情報処理システムであって、前記光変調装置により変調された前記光ビームを受光するための前記受光装置上の受光領域は、前記再生信号光が前記受光装置に照射される際の前記受光装置上の照射領域よりも広いことを特徴とする。
【００２９】
よって、四辺形である変調領域の各角に対応する位置に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各角から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【００３０】
上記の課題を解決するために、請求項１１に記載の発明は、請求項９又は１０に記載の光学的情報処理システムであって、前記変調領域は、少なくとも１以上の変調画素により構成され、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素は、前記変調領域において、複数の場所に位置することを特徴とする。
【００３１】
よって、四辺形である変調領域の各辺の中点に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各辺の中点から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【００３２】
上記の課題を解決するために、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の光学的情報処理システムであって、前記変調領域は四角形であって、当該四角形の各角に対応する位置毎に、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素が設けられていることを特徴とする。
【００３３】
よって、変調された光ビームに対して所定の光学的処理を施すことにより新たな位置ずれが発生しても、同様に当該所定の光学的処理が施された検出用光ビームの受光装置上の照射位置を検出することにより当該位置ずれを正確に検出することができる。
【００３４】
上記の課題を解決するために、請求項１３に記載の発明は、請求項１１に記載の光学的情報処理システムであって、前記変調領域は四角形であって、当該四角形の各辺の中点に対応する位置毎に、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素が設けられていることを特徴とする。
上記の課題を解決するために、請求項１４に記載の発明は、請求項１０乃至請求項１３に記載の光学的情報処理システムであって、前記光変調装置と前記受光装置における各画素を単位とした、前記光変調装置に対する前記受光装置の光学倍率は、２以上であることを特徴とする。
【００３５】
よって、記録媒体の入れ替え等により光ビームの受光装置上の照射位置がずれたとしても、その位置ずれを正確に検出し、二次元情報の処理に反映することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に好適な実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、レーザ光を用いてホログラフィにより情報を二次元的に記録・再生する光メモリシステムに対して本発明を適用した場合の実施形態である。
【００３７】
（Ｉ）光メモリシステムの構成及び概要動作
始めに、本実施形態に係る光メモリシステムの全体構成及び概要動作について、図１を用いて説明する。
【００３８】
なお、図１は実施形態に係る光メモリシステムの概要構成を示す図である。
【００３９】
図１に示すように、実施形態の光メモリシステムＳは、光変調手段としての複数の変調画素を含む変調領域を有する光変調装置としての液晶空間光変調器１と、レンズ２及び５と、処理装置及び記録媒体としての光メモリ３と、Ｙθステージ４と、上記変調画素に夫々対応する光受光手段としての複数の受光画素を含む受光領域を有する受光装置としてのＣＣＤ（Charge Coupled Device）素子６と、ミラー７及び１８と、アナモフィック光学系８と、照射位置検出手段及び位置ずれ検出手段としてのＣＰＵ９と、検出装置としての再生回路１０と、メモリ１１と、アルゴンレーザ１６と、ハーフミラー１７と、シャッタ１４及び１５と、により構成されている。
【００４０】
次に、液晶空間光変調器１の構成について、図２を用いて説明する。なお、図２は液晶空間光変調器１をレンズ２側から見た平面図である。
【００４１】
図２に示すように液晶空間光変調器１は、液晶層を各変調画素１ａ毎に分割された透明電極で挟むことにより形成された四辺形の変調領域１ｃをその中央に有している。そして、各変調画素１ａが夫々に光ビームを透過するか否かを、変調画素１ａに対応する液晶層の配向性を後述する入力信号Ｓinに基づいて各変調画素１ａ毎に別個に変化させることにより制御する。
【００４２】
また、変調領域１ｃの四隅に夫々位置する四つの変調画素１ａが、位置ずれ検出用光変調手段としての検出画素１ｂとされており、当該検出画素１ｂは常に光ビームを透過するように制御される。
【００４３】
次に、ＣＣＤ素子６の構成について、図３を用いて説明する。なお、図３はＣＣＤ素子６をレンズ５に対して反対側から見た平面図である。
【００４４】
図３に示すようにＣＣＤ素子６は、入射してくる光ビームを独立して夫々に受光可能な受光画素６ａを複数個含む四辺形の受光領域６ｂをその中央に有している。そして、各受光画素６ａは，夫々に光ビームが照射されるとその照射量に対応した出力レベルを有する後述のＣＣＤ出力信号Ｓpを夫々に出力する。なお、受光領域６ｂの広さは、上記変調領域１ｃ全体に対応する後述の再生信号光Ｌpが照射されるＣＣＤ素子６上の照射領域よりも広く設定されている。
【００４５】
次に、上記光メモリシステムＳの概要動作について説明する。
【００４６】
始めに情報記録時の動作について説明する。
【００４７】
情報の記録時においては、先ず、記録すべき記録情報（例えば、一頁分の文章を含む画像の如く二次元的に表現可能な情報）に対応する入力信号Ｓinが液晶空間光変調器１に印加される。
【００４８】
このとき、当該入力信号Ｓinは各変調画素１ａを夫々別個に制御するように印加される。また、四つの検出画素１ｂに印加される入力信号Ｓinは、各検出画素１ｂが常に後述するレーザ光Ｌaの一部を透過するように当該検出画素１ｂを制御するような入力信号Ｓinとされる。
【００４９】
更に、本実施形態では、全ての変調画素１ａのうち上記記録情報に対応する入力信号Ｓinが印加されるのは、図２において左下がり斜線で示される領域内に含まれている変調画素１ａのみであり、その他の、図２において右下がり斜線で示されている範囲内の変調画素１ａには、常に当該範囲内の変調画素１ａが後述するレーザ光Ｌaを透過しないように制御する入力信号Ｓinが印加される。
【００５０】
一方、これらの動作と並行して、シャッタ１４は、ＣＰＵ９からの制御信号Ｓcl1に基づいて、アルゴンレーザ１６から射出されハーフミラー１７において反射されたレーザ光Ｌaを液晶空間光変調器１内の変調領域１ｃの全面に渡って照射する。
【００５１】
そして、上記入力信号Ｓinにより駆動される液晶空間光変調器１によりレーザ光Ｌaに対して当該入力信号Ｓinに基づく空間光変調処理が施される。このとき施される空間光変調処理は、上述したように、変調領域１ｃ内の各変調画素１ａについて入力信号Ｓinに基づきレーザ光Ｌaの透過又は非透過を制御することにより、二次元的に実行される。また、上記検出画素１ｂを透過したレーザ光Ｌaは検出用レーザ光Ｌadとしてレンズ２に射出される。
【００５２】
次に、空間光変調処理が施されたレーザ光Ｌa及び上記検出用レーザ光Ｌadはレンズ２により集光され、夫々に信号光Ｌsとして光メモリ３の情報記録面に照射される。
【００５３】
ここで、光メモリ３は、Ｙ方向（図１中縦方向）とθ方向（Ｙ方向に平行な光メモリ３の中心軸に垂直な面内における回転方向）に光メモリ３を移動又は回転させることが可能なＹθステージ４上に載置されており、例えば薄層化されたニオブ酸リチウム結晶を積層することにより形成されている。そして、液晶空間光変調器１により二次元的に空間光変調された信号光Ｌsが照射されることにより、入力信号Ｓinに対応する二次元情報が記録される。なお、このときには、上記検出用レーザ光Ｌadが集光されて照射された情報記録面上の位置には、変調領域１ｃとの位置関係を維持したまま各検出画素１ｂの位置情報が記録されることとなる。
【００５４】
次に、上記信号光Ｌsの光メモリ３への照射と並行して、シャッタ１５がＣＰＵ９からの制御信号Ｓcl2に基づいてアルゴンレーザ１６から射出されハーフミラー１７を透過した後にミラー１８において反射されたレーザ光Ｌbを射出し、当該レーザ光Ｌbがアナモフィック光学系８（すなわち、レーザ光Ｌbの光軸に垂直な面内の各方向によって倍率の異なる光学系）により変調された後、ミラー９を介して参照光Ｌrとして光メモリ３上の信号光Ｌsの照射位置に同時に照射される。これにより光メモリ３上の信号光Ｌsの照射位置において当該信号光Ｌsと参照光Ｌrとが相互に干渉し、この干渉に基づくホログラムにより入力信号Ｓinに含まれる情報及び検出画素１ｂの位置に対応する情報が二次元情報として当該光メモリ３上に記録される。
【００５５】
次に、光メモリ３に記録された上記二次元情報の再生時の動作について説明する。
【００５６】
当該二次元情報の再生時においては、始めに、シャッタ１５がＣＰＵ９からの制御信号Ｓcl2に基づいて、アルゴンレーザ１６から射出されハーフミラー１７を透過した後にミラー１８において反射されたレーザ光Ｌbを射出し、当該レーザ光Ｌbが情報記録時と同様にアナモフィック光学系８及びミラー７を介して光メモリ３上の再生すべき二次元情報が記録されている位置へ参照光Ｌrとして照射される。
【００５７】
そして、当該参照光Ｌrが光メモリ３上の当該二次元情報により変調されると共に反射され、その反射光がレンズ５により平行光である再生信号光Ｌpとされた後、ＣＣＤ素子６の受光面に入射され、当該ＣＣＤ素子６上の各画素により電気信号であるＣＣＤ出力信号Ｓpに変換されて出力される。なお、当該再生信号光Ｌpには、上記検出画素１ｂにより変調された二次元情報も含まれており、従って当該再生信号光Ｌpが照射された位置の受光画素６ａから出力されたＣＣＤ出力信号Ｓpには、検出画素１ｂに対応する二次元情報が含まれている。
【００５８】
ここで、当該ＣＣＤ素子６内の各受光画素６ａの空間的な位置は、上記液晶空間光変調器１に含まれる各変調画素１ａ及び検出画素１ｂの空間的な位置と夫々対応する画素毎に一致していることが望ましいが、上述したように正確に一致させることは困難である。
【００５９】
そして、ＣＣＤ素子６から出力されたＣＣＤ出力信号Ｓpは、再生回路１０及びＣＰＵ９へ入力される。
【００６０】
このとき、ＣＰＵ９は、入力されたＣＣＤ出力信号Ｓpの中から上述した検出画像１ｂに対応する二次元情報を抽出し、これにより、液晶空間光変調器１とＣＣＤ素子６との間の位置ずれを検出し、再生信号光Ｌpのうち本来の再生データに対応する部分の光ビームによって照射される受光画素６ａを示す検出信号Ｓcdを生成して再生回路１０へ出力する。なお、ＣＰＵ９は上記位置ずれ検出処理を実行するに際し、必要な情報を記憶信号Ｓzとしてメモリ１１に記憶させながら必要に応じて読み出して当該位置ずれ検出処理を行う。
【００６１】
そして、再生回路１０は、ＣＰＵ９からの検出信号Ｓcdを用い、再生信号光Ｌpのうち本来の再生データに対応する部分の光ビームによって照射される受光画素６ａを検出し、当該受光画素６ａから出力されるＣＣＤ出力信号Ｓpを再生し、元の入力信号Ｓinに対応する再生信号Ｓoutを生成して外部に出力する。
【００６２】
ここで、上述した光学系（すなわち、レンズ２及び５、ミラー７並びに光メモリ３を少なくとも含む光学系）の倍率αの設定については、検出用レーザ光Ｌadに対応する信号光Ｌsに対応する参照光Ｌrの反射光（情報再生時の反射光）の受光領域６ｂ上の照射領域の広さが、当該照射領域内に少なくとも一つの受光画素６ａを完全に含むような倍率とされる。これは、情報再生時にＣＰＵ９において実行される後述する位置ずれ検出処理において、検出用レーザ光Ｌadに対応する信号光Ｌsに対応する参照光Ｌrの反射光を少なくとも一の受光素子６ａで完全に受光しこれにより出力されるＣＣＤ出力信号Ｓpを用いるからである。
【００６３】
より具体的には、液晶空間光変調器１及びＣＣＤ素子６における各画素を単位として考えた場合（この場合には、液晶空間光変調器１におけるｘ個の変調画素１ａに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌｐが照射される受光領域６ｂ上の照射領域内に含まれる受光画素６ａの数がｙ個であったとすると、倍率αの定義は、
【数１】
α×α＝ｙ／ｘ
となる。）には、倍率αの値は「２」以上であることが必要となる。この理由は、図４左に示すように、倍率αが「２」未満であるときは、変調領域１ｃにおけるｉ行ｊ列目にある変調画素１ａ又は検出画素１ｂに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌｐが照射される受光領域６ｂ上の照射領域ＳＰ内に、当該ｉ行ｊ列目にある変調画素１ａ又は検出画素１ｂに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌｐを受光すべき受光領域６ｂにおけるＩ行Ｊ列目にある受光画素６ａが完全に含まれない場合が発生するが、一方、液晶空間光変調器１、光メモリ３及びＣＣＤ素子６の間で位置ずれがあったとしても、倍率αが「２」以上であるときは、図４右に示すように、当該照射領域ＳＰ内に当該Ｉ行Ｊ列目にある受光画素６ａが完全に含まれるからである。
【００６４】
（II）本発明に係る位置ずれ検出動作
次に、ＣＰＵ９において検出信号Ｓcdを生成する際に実行される本発明に係る位置ずれ検出動作について、図２、図３、図５及び図６を用いて説明する。
【００６５】
始めに、前提となる座標軸の設定等について、図２、図３及び図５を用いて説明する。
【００６６】
なお、図５は、液晶空間光変調器１から射出されたレーザ光Ｌaによる光メモリ３への二次元情報の記録の際の当該レーザ光Ｌa及び検出用レーザ光Ｌadの光路と、当該光メモリ３からの再生信号光Ｌpを用いた二次元情報の再生の際の当該再生信号光Ｌpの光路を一つの図内に纏めて示したものであり、液晶空間光変調器１から射出されたレーザ光Ｌa及び検出用レーザ光Ｌadと対応する再生信号号Ｌpとが同じ光路として記載されている。
【００６７】
図５に示すように、各変調画素１ａを基本単位としたｘｙ平面内に変調領域１ｃを置き、当該変調領域１ｃ内に変調画素１ａがｘ方向にｍ個、ｙ方向にｎ個の計ｍ×ｎ個含まれているとする。このとき、入力信号Ｓinに基づいて各変調画素１ａが駆動されることにより、変調領域１ｃ内に当該入力信号Ｓinに対応する光強度分布が形成される。
【００６８】
そして、当該光強度分布が光メモリ３を介して受光領域６ｂに投影される。このとき、当該受光領域６ｂは各受光画素６ａを基本単位としたＸＹ平面内に置かれており、当該受光領域６ｂ内に受光画素６ａがＸ方向にＭ個、Ｙ方向にＮ個の計Ｍ×Ｎ個含まれているとする。
【００６９】
なお、図５に示す系では、変調領域１ｃと受光領域６ｂとの間に光メモリ３を挿入していることとなり、これにより、当該図５に示す系は入力信号Ｓinに際して二次元的に（すなわち並列的に）記録及び再生という処理を施す系となる。
【００７０】
次に、液晶空間光変調器１において、変調領域１ｃの占める範囲を０≦ｘ≦ｍ、０≦ｙ≦ｎとする。一方、これと同様に、ＣＣＤ素子６において受光領域６ｂの占める領域を０≦Ｘ≦Ｍ、０≦Ｙ≦Ｎとする。そして、図５に示すように、光学系の倍率をαとして液晶空間光変調器１上の２点（０、０）及び（ｍ、ｎ）を対角とする長方形の変調領域１ｃが受光領域６ｂ内の２点（Ｘ0、Ｙ0）及び（αｍ＋Ｘ0、αｎ＋Ｙ0）を対角とする長方形領域に投影されるものとする（この場合には、受光領域６ａにおいては、受光画素６ａのＸ方向の数ＭについてはＭ≧αｍ＋Ｘ0であることが必要であり、Ｙ方向の数ＮについてはＮ≧αｎ＋Ｙ0である必要がある。）。
【００７１】
このとき，変調領域１ｃ上のｉ行ｊ列目（この場合、行及び列の番号の初期値を「０」とする。）の変調画素１ａに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが照射される受光領域６ｂ上の受光画素６ａ（すなわち、ｉ行ｊ列目の変調画素１ａを駆動する入力信号Ｓinに対応するＣＣＤ出力信号Ｓpが出力される受光画素６ａ）の受光領域６ｂ内の位置が予めＩ行Ｊ列目と設定されているとすると、当該受光画素６ａの位置を示す座標値（Ｉ、Ｊ）は次式で与えられる。
【００７２】
【数２】
Ｉ＝［α（ｉ＋０．５）＋Ｘ0］
Ｊ＝［α（ｊ＋０．５）＋Ｙ0］ … （１）
なお、式（１）において元の変調画素１ａを示す座標値に「＋０．５」を加算するのは、変調領域１ｃにおいてはｉ行ｊ列目の変調画素１ａの中心位置の座標が（ｉ＋０．５、ｊ＋０．５）となるからである。更に式（１）において、［ ］の記号は当該記号で囲まれている部分の計算値の整数部分だけを取り出すことを示している（以下の各式において同じ。）。
【００７３】
ここで、特に、αの値が「１」であり、且つＸ0及びＹ0が共に整数となるように光学系を設定した場合には、上記式（１）は、
【数３】
Ｉ＝ｉ＋Ｘ0
Ｊ＝ｊ＋Ｙ0
となる。
【００７４】
また、αの値が「１」でないか、又はＸ0及びＹ0が共に整数でない場合でも、実施形態の光メモリシステムＳでは、光学系の倍率αが２以上とされているので、変調領域１ｃ内のｉ行ｊ列目の変調画素１ａに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが照射される受光領域６ｂ上の照射領域内に一つが完全に収まる受光画素６ａが必ず存在することとなり、このことは、換言すると、受光領域６ｂ内のＩ行Ｊ列目の受光画素６ａに変調領域１ｃ内のｉ行ｊ列目以外の変調画素１ａに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが照射されないことを示している。
【００７５】
次に、上記前提の下における本発明の位置ずれ検出処理について説明する。
【００７６】
本発明においては、図２に示すように変調領域１ｃ内の四隅に検出画素１ｂを設け、当該各検出画素１ｂに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが照射される受光領域６ｂ上の照射領域の当該受光領域６ｂ上の位置を検出することにより、液晶空間光変調器１とＣＣＤ素子６との間の位置ずれ（すなわち、例えば、変調領域１ｃ内のｉ行ｊ列目の変調画素１ａに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが照射される受光画素６ａが受光領域６ｂ上のＩ行Ｊ列目に位置している受光画素６ａであると予め設定されているときに、当該ｉ行ｊ列目の変調画素１ａに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpの実際の受光領域６ｂ上の位置と当該Ｉ行Ｊ列目の位置との間の位置ずれ）があるとき、変調領域１ｃ上のｉ行ｊ列目の変調画素１ａに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが実際に照射される受光画素６ａの位置を示す座標値（Ｉ’、Ｊ’）を求めるための上位式（１）に相当する変換式を求め、これによりｉ行ｊ列目の変調画素１ａを駆動した入力信号Ｓinに対応するＣＣＤ出力信号Ｓpを正確に検出する。
【００７７】
次に、具体的な処理について、図２、図３、図５及び図６を用いて説明する。
【００７８】
先ず、液晶空間光変調器１においては、検出画素１ｂをその四隅に設定するため、上述したように実際に入力信号Ｓinにより駆動される変調画素１ａの範囲（図２において左下がり斜線で示す。）を変調領域１ｃの範囲よりも小さくし、具体的には、変調領域１ｃ内に含まれる全ての変調画素１ａ及び検出画素１ｂの数をｍ×ｎ個とし、一方、入力信号Ｓinにより駆動される変調画素１ａの数を図２に示すようにｍ’×ｎ’個とする。
【００７９】
より具体的には、各検出画素１ｂは常にレーザ光Ｌaを透過するように設定され、一方、入力信号Ｓinにより変調領域１ｃ内のｉ0行ｊ0列から（ｍ’＋ｉ0−１）行（ｎ’＋ｊ0−１）列までの範囲にある（ｍ’×ｎ’個）の変調画素１ａが駆動される。
【００８０】
そして、当該入力信号Ｓinにより（ｍ’×ｎ’）個の変調画素１ａを駆動し、対応する二次元情報を光メモリ３に記録すると共に、これを再生した再生信号光Ｌpが図３に左下がり斜線で示す平行四辺形の受光領域６ｂの範囲に照射されたとし、更に四つの検出画素１ｂに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが照射される受光領域６ｂ上の位置が、図３に示すように夫々座標値（ＸA、ＹA）、座標値（ＸB、ＹB）、座標値（ＸC、ＹC）及び座標値（ＸD、ＹD）であったとする。なお、図３において、（ｍ’×ｎ’）個の変調画素１ａに対応する二次元情報を示す受光領域６ｂの範囲及び検出画素１ｂに対応する光メモリ３上の二次元情報により変調された再生信号光Ｌpが照射される受光領域６ｂ上の照射範囲が歪んでいるのは、図３が、上記位置ずれとしてｘ軸又はｙ軸に平行な方向の位置ずれだけでなく変調領域１ｃに垂直な軸を中心とする回転による位置ずれが含まれている場合を示しているからである。
【００８１】
次に、上記各検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpの照射位置の座標のうち、座標値（ＸA、ＹA）の算出について、図６を用いて例示する。
【００８２】
なお、図６は四つある当該再生信号光Ｌpが照射された受光領域６ｂにおける一の当該照射領域ＳＰ（その座標値が座標値（ＸA、ＹA）である。）を示す図である。
【００８３】
検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpの照射位置を求める場合には、先ず、その出力が「１」となる（すなわち、当該照射範囲ＳＰ内にその全てが含まれている）受光画素６ａであって、図６中最も左上にあるもの（以下、この受光画素６ａを受光画素６acとする。）を検索し、その受光領域６ｂ内の位置がＩA行ＪA列目であるとする。なお、受光画素６acを検索する具体的な方法としては、例えば、照射領域ＳＰ内にある全ての受光画素６ａからのＣＣＤ出力信号Ｓpを右方向及び下方向に順に走査し、その出力値が「１」となる受光画素６ａのうち最初に検索された受光画素６ａを受光画素６acとする方法等がある。
【００８４】
次に、当該受光画素６acに対してすぐ上にある受光画素６ａ（以下、この受光画素６ａを受光画素６auとする。）から出力されるＣＣＤ出力信号Ｓp(以下、このＣＣＤ出力信号ＳpをＣＣＤ出力信号Ｓpuとしその出力値をＶ1とする。)と、当該受光画素６acに対してすぐ左にある受光画素６ａ（以下、この受光画素６ａを受光画素６alとする。）から出力されるＣＣＤ出力信号Ｓp(以下、このＣＣＤ出力信号ＳpをＣＣＤ出力信号Ｓplとしその出力値をＶ2とする。)とをＣＰＵ９において検出する。この時、当該出力値Ｖ1及びＶ2の値は、夫々に「０」と「１」の間の値を取ることとなる。
【００８５】
そして、以上の条件の下で、上記座標値（ＸA、ＹA）は以下の式により算出される。
【００８６】
【数４】
ＸA＝ＩA−Ｖ1
ＹA＝ＪA−Ｖ2 … （２）
但し、式（２）において、夫々の右辺の値「Ｖ1」及び「Ｖ2」は上記ＣＣＤ出力信号Ｓpuの出力値Ｖ1及びＣＣＤ出力信号Ｓplの出力値Ｖ2を夫々ＣＣＤ出力信号Ｓpの最大値で除した値（無次元数）であるが、当該ＣＣＤ出力信号Ｓpの最大値が通常は「１」であるので、式（２）においては各出力値をそのまま用いている。
【００８７】
そして、以上説明した方法と同様の方法により、検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpの照射位置の他の座標値（ＸB、ＹB）、（ＸC、ＹC）及び（ＸD、ＹD）をも算出することができる。
【００８８】
次に、上述のようにして算出した検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpの各照射位置の座標値（ＸA、ＹA）、（ＸB、ＹB）、（ＸC、ＹC）及び（ＸD、ＹD）を用いることにより、液晶空間光変調器１とＣＣＤ素子６との間に位置ずれがあるときに本来受光すべき再生信号光Ｌpが照射されている受光画素６ａを求めるための当該変調領域１ｃを示すｘｙ座標系から当該受光領域６ｂを示すＸＹ座標系への１次変換式が以下のように算出される。
【００８９】
【数５】
【００９０】
【数６】
【００９１】
【数７】
【００９２】
以上説明したように、実施形態の光メモリシステムＳの動作によれば、液晶空間光変調器１とＣＣＤ素子６との間における位置ずれを検出するための検出用レーザ光Ｌadを、他の変調画素１ａとは別個の検出画素１ｂによりレーザ光Ｌaの一部を変調して生成し、そのＣＣＤ素子６上の照射位置に基づいて当該位置ずれを検出するので、再生信号光Ｌpを受光する際の当該再生信号光Ｌpに含まれる位置ずれを正確に検出することができる。
【００９３】
また、検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpの照射範囲内に少なくとも一個の受光画素６ａが含まれるので、少なくとも一個の受光画素６ａからのＣＣＤ出力信号Ｓpに基づいてより正確に位置ずれを検出することができる。
【００９４】
更に、検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpの照射範囲内に含まれる受光画素６ａの受光領域６ｂにおける位置を検出することにより、その照射位置を受光画素６ａ一個分の大きさを単位とする精度で検出し、更に隣接する受光画素６ａから取り出されたＣＣＤ出力信号Ｓp（図６においては、受光画素６auの出力Ｖ1及び受光画素６alの出力Ｖ2）を用いることにより、照射位置を受光画素６ａ一個分の大きさを単位として小数点以下の精度で算出することができる。
【００９５】
更にまた、四つの検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpが夫々別個に得られるので、それらを用いてより正確に位置ずれを検出することができる。
【００９６】
また、四辺形である変調領域１ｃの各角に対応する位置に夫々検出画素１ｂが設けられているので、変調領域１ｃの各角に対応する再生信号光Ｌpが四つ射出されることとなり、ＣＣＤ素子６において夫々の再生信号光Ｌpの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理でＸ方向及びＹ方向の位置ずれを検出することができる。
【００９７】
更に、光メモリ３の入れ替え等により再生信号光ＬpのＣＣＤ素子６上の照射位置がずれたとしても、その位置ずれを正確に検出し、生成されたＣＣＤ出力信号Ｓpを用いたその後の二次元情報の処理に反映することができるので、ＣＣＤ素子６における本来の照射位置に再生信号光Ｌpが照射された場合と同様に正確に当該二次元情報を再生することができる。
【００９８】
（III）変形形態
次に、本発明に係る変形形態について説明する。
【００９９】
先ず、第１変形形態として、上記実施形態においては変調領域１ｃにおける四隅に夫々位置している一個の変調画素１ａを夫々検出画素１ｂとして用いたが、これ以外に、四隅にある複数個の変調画素１ａを纏めて検出画素１ｂとしてもよい。
【０１００】
より具体的には、例えば、変調領域１ｃの四隅にある２×２個の変調画素１ａを検出画素１ｂとして使用する場合には、当該検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpを受光する受光画素６ａであって、それから出力されるＣＣＤ出力信号Ｓpが「１」となる［２α］×［２α］個の受光画素６ａのうち最も左上にあるものを探して上述した式（２）乃至式（５）に対応する処理を行えばよい。
【０１０１】
このとき、上記式（２）に基づいて座標値（ＸA、ＹA）を求めるには、先ず、当該最も左上にある受光画素６ａに対してすぐ上に隣接する［２α］個の受光画素６ａの平均出力値をＶ1とし、当該最も左上にある受光画素６ａに対してすぐ左に隣接する［２α］個の受光画素６ａの平均出力値をＶ2として当該式（２）を適用すればよい。この変形形態は、特に再生信号光Ｌpに雑音が多く含まれている場合に有効である。
【０１０２】
また、第２変形形態として、上記座標値（ＸA、ＹA）を求める方法は、図６及び式（２）で示した方法に限定するものではない。
【０１０３】
すなわち、例えば、ＩA行ＪA列の受光画素６ａからのＣＣＤ出力信号Ｓpの出力値をＶ0とし、そのすぐ上に隣接する受光素子６ａからのＣＣＤ出力信号Ｓpの出力値をＶ1とし、更にそのすぐ上に隣接する受光画素６ａからのＣＣＤ出力信号Ｓpの出力値をＶ1’とし、ＩA行ＪA列の受光画素６ａのすぐ左に隣接する受光画素６ａからのＣＣＤ出力信号Ｓpの出力値をＶ2とし、更にそのすぐ左に隣接する受光画素６ａからのＣＣＤ出力信号Ｓpの出力値をＶ2’として夫々を検出し、次式より座標値（ＸA、ＹA）を求めてもよい。
【０１０４】
【数８】
ＸA＝ＩA−（Ｖ1−Ｖ1’）／（Ｖ0−Ｖ1’）
ＹA＝ＪA−（Ｖ2−Ｖ2’）／（Ｖ0−Ｖ2’）
この式により、座標値（ＸA、ＹA）等を算出する方法は、特にＣＣＤ素子６からのＣＣＤ出力信号Ｓp自体にオフセット（直流成分）が含まれている場合に有効である。
【０１０５】
更に、第３変形形態として、上述の実施形態においては、変調領域１ｃにおける四隅に検出画素１ｂを設けたが、これ以外の変調領域１ｃ内の位置に検出画素１ｂを追加してもよい。
【０１０６】
より具体的には、例えば、変調領域１ｃを構成する四辺形の各辺の中点、すなわち、座標値（０、ｎ／２）、座標値（ｍ／２、０）、座標値（ｍ／２、ｎ）及び座標値（ｍ、ｎ／２）で表される位置にも検出画素１ｂを追加し、その四つの検出画素１ｂに対応する再生信号光Ｌpが入射する受光領域６ｂの位置の座標値を夫々座標値（ＸE、ＹE）、座標値（ＸF、ＹF）、座標値（ＸG、ＹG）及び座標値（ＸH、ＹH）する。そして、上記式（４）に対応する座標変換式をｘ及びｙの２次方程式として以下の式を用いてもよい。すなわち、
【数９】
Ｘ＝Ａ1ｘ2ｙ＋Ａ2ｘｙ2＋Ａ3ｘ2＋Ａ4ｘｙ＋Ａ5ｙ2＋Ａ6ｘ＋Ａ7ｙ＋Ａ8
Ｙ＝Ｂlｘ2ｙ＋Ｂ2ｘｙ2＋Ｂ3ｘ2＋Ｂ4ｘｙ＋Ｂ5ｙ2＋Ｂ6ｘ＋Ｂ7ｙ＋Ｂ8
このとき各係数は以下のようになる。すなわち、
【数１０】
Ａ1＝２（ＸB−ＸA＋ＸD−ＸC＋２ＸF−２ＸG）／（ｍ2×ｎ）
Ａ2＝２（ＸC−ＸA＋ＸD−ＸB＋２ＸE−２ＸH）／（ｍ×ｎ2）
Ａ3＝２（ＸA＋ＸC−２ＸF）／ｍ2
Ａ4＝（５ＸA−ＸB−ＸC−３ＸD−４ＸE−４ＸF＋４ＸG＋４ＸH）／（ｍ×ｎ）
Ａ5＝２（ＸA＋ＸB−２ＸE）／ｎ2
Ａ6＝（４ＸF−３ＸA−ＸC）／ｍ
Ａ7＝（４ＸE−３ＸA−ＸB）／ｎ
Ａ8＝ＸA
Ｂ1＝２（ＹB−ＹA＋ＹD−ＹC＋２ＹF−２ＹG）／（ｍ2×ｎ）
Ｂ2＝２（ＹC−ＹA＋ＹD−ＹB＋２ＹE−２ＹH）／（ｍ×ｎ2）
Ｂ3＝２（ＹA＋ＹC−２ＹF）／ｍ2
Ｂ4＝（５ＹA−ＹB−ＹC−３ＹD−４ＹE−４ＹF＋４ＹG＋４ＹH）／（ｍ×ｎ）
Ｂ5＝２（ＹA＋ＹB−２ＹE）／ｎ2
Ｂ6＝（４ＹF−３ＹA−ＹC）／ｍ
Ｂ7＝（４ＹE−３ＹA−ＹB）／ｎ
Ｂ8＝ＹA
このように変調領域１ｃの各辺の中点にも検出画素１ｂを設けた場合には、更に高精度に位置ずれを検出することができる。
【０１０７】
なお、上記第３変形形態において、変調領域１ｃを構成する四辺形の各辺の中点（座標値（０、ｎ／２）、座標値（ｍ／２、０）、座標値（ｍ／２、ｎ）及び座標値（ｍ、ｎ／２）で表される位置）のみに検出画素１ｂを設けても上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【０１０８】
更にまた、第４変形形態として、上述の実施形態では、検出画素１ｂとしてレーザ光Ｌaを透過する液晶画素を用いたが、これ以外に当該検出画素１ｂとなるべき位置に単なる孔を形成しておいてもよい。更に、図２においてレーザ光Ｌaを不透過とする領域（図２中右下下がりの斜線で示した領域）を単なる遮光壁により構成してもよい。
【０１０９】
この場合には、位置ずれ検出のための構成を簡略化することができる。
【０１１０】
更に、上述した実施形態及び変形形態においては、光メモリシステムＳに対して本発明を適用した場合を説明したが、これ以外に、例えば、変調領域１ｃから射出されたレーザ光を単なる倍率変更レンズを透過させた後受光領域６ｂにおいて受光する光学的情報処理システムにおける位置ずれを検出する場合に本発明を適用してもよいし、また、変調領域１ｃから射出されたレーザ光を単なる遮蔽マスクによりその一部を遮蔽した後受光領域６ｂにおいて受光する光学的情報処理システムにおける位置ずれを検出する場合に本発明を適用してもよい。
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、受光装置における位置ずれを検出するための検出用光ビームを、他の光変調手段とは別個の位置ずれ検出用光変調手段により光ビームの一部を変調して生成するので、当該検出用光ビームの受光装置上の照射位置を検出することにより変調後の他の光ビームを受光する際の当該光ビームの照射位置のずれを正確に検出することができる。
【０１１２】
従って、当該受光した光ビームのその後の処理に対して検出した位置ずれを反映させることにより、本来の照射位置に当該光ビームが照射された場合と同様に正確に当該光ビームを処理することができる。
【０１１３】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、複数の位置ずれ検出用光変調手段から夫々に検出用光ビームを別個に生成することができるので、それらを用いてより正確に位置ずれを検出することができる。
【０１１４】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、四辺形である変調領域の各角に対応する位置に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各角から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【０１１５】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、四辺形である変調領域の各辺の中点に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各辺の中点から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【０１１６】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１から４のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、光ビームが変調された後、更に光学的処理を施されて受光装置に到達するので、変調された光ビームに対して当該所定の光学的処理を施すことにより新たな位置ずれが発生しても、同様に当該所定の光学的処理が施された検出用光ビームの受光装置上の照射位置を検出することにより当該位置ずれを正確に検出することができる。
【０１１７】
請求項６に記載の発明によれば、受光装置における位置ずれを検出するための検出用光ビームを、他の光変調手段とは別個の位置ずれ検出用光変調手段により光ビームの一部を変調して生成し、その受光装置上の照射位置に基づいて当該位置ずれを検出するので、変調後の他の光ビームを受光する際の当該光ビームの照射位置のずれを正確に検出することができる。
【０１１８】
従って、当該受光した光ビームに対応する受光信号を用いたその後の処理に対して検出した位置ずれを反映させることにより、本来の照射位置に当該光ビームが照射された場合と同様に正確に当該光ビームを処理することができる。
【０１１９】
請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明の効果に加えて、検出用光ビームの照射範囲内に少なくとも一個の光受光手段が含まれるので、少なくとも一個の光受光手段からの受光信号に基づいてより正確に位置ずれを検出することができる。
【０１２０】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明の効果に加えて、検出用光ビームの照射範囲内に含まれる光受光手段の受光領域における位置を検出することにより照射位置を検出するので、光受光手段の大きさを単位とした場合の小数点以下の精度で位置ずれを検出することができる。
【０１２１】
請求項９に記載の発明によれば、請求項６から８のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、複数の位置ずれ検出用光変調手段から夫々検出用光ビームを別個に生成することができるので、それらを用いてより正確に位置ずれを検出することができる。
【０１２２】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項９に記載の発明の効果に加えて、四辺形である変調領域の各角に対応する位置に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各角から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【０１２３】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項９又は１０に記載の発明の効果に加えて、四辺形である変調領域の各辺の中点に夫々位置ずれ検出用光変調手段が設けられているので、変調領域の各辺の中点から検出用光ビームが射出されることとなり、受光装置において夫々の検出用光ビームの照射位置から位置ずれを検出する際、簡易な処理で複数方向の位置ずれを検出することができる。
【０１２４】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項６から１１のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、変調された光ビームに対して処理装置により所定の光学的処理を施すことにより新たな位置ずれが発生しても、同様に当該所定の光学的処理が施された検出用光ビームの受光装置上の照射位置を検出することにより当該位置ずれを正確に検出することができる。
【０１２５】
請求項１３に記載の発明によれば、請求項１２に記載の発明の効果に加えて、記録媒体の入れ替え等により光ビームの受光装置上の照射位置がずれたとしても、その位置ずれを正確に検出し、生成された受光信号を用いたその後の二次元情報の処理に反映することができるので、受光装置における本来の照射位置に光ビームが照射された場合と同様に正確に当該光ビームを処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の光メモリシステムの概要構成を示すブロック図である。
【図２】液晶空間光変調器の構成を示す平面図である。
【図３】ＣＣＤ素子の構成を示す平面図である。
【図４】光メモリシステムの光学系の倍率を説明する図である。
【図５】光メモリシステムにおける光学系の構成を説明する図である。
【図６】位置ずれ検出処理を説明する図である。
【符号の説明】
１…液晶空間光変調器
１ａ…変調画素
１ｂ…検出画素
１ｃ…変調領域
２、５…レンズ
３…光メモリ
４…Ｙθステージ
６…ＣＣＤ素子
６ａ、６ac、６au、６al…受光画素
６ｂ…受光領域
７、１８…ミラー
８…アナモフィック光学系
９…ＣＰＵ
１０…再生回路
１１…メモリ
１４、１５…シャッタ
１６…アルゴンレーザ
１７…ハーフミラー
Ｓ…光メモリシステム
ＳＰ…照射領域
Ｓcl1、Ｓcl2…制御信号
Ｓcd…検出信号
Ｓz…記憶信号
Ｓp…ＣＣＤ出力信号
Ｓout…再生信号
Ｓin…入力信号
Ｌa、Ｌb…レーザ光
Ｌad…検出用レーザ光
Ｌs…信号光
Ｌp…再生信号光
Ｌr…参照光
Claims (14)
- 情報に基づいて光ビームを二次元的に空間光変調器により変調し、予め設定された光学的処理を施した後に、受光装置にて二次元情報として前記情報を検出する光学的情報処理システムにおける二次元的な空間光変調の方法であって、前記空間光変調器によって前記光ビームを変調する際における前記空間光変調器上の二次元情報と、当該空間光変調器上の二次元情報に対応する前記受光装置上の二次元情報と、の間の位置関係を検出するための信号を含む処理すべき情報に基づいて前記空間光変調器を制御することを特徴とする二次元空間光変調方法。
- 請求項１に記載の二次元空間光変調方法であって、
前記光学的処理は、前記変調された光ビーム及び記録参照光ビームを同時に記録媒体に照射することにより前記変調された光ビームを前記二次元情報として前記記録媒体に記録し、
当該二次元情報が記録された記録媒体に対して照射された再生参照光ビームに基づいて再生信号光を生成し、
前記生成された再生信号光を前記受光装置により受光する光学的記録再生処理であることを特徴とする二次元空間光変調方法。 - 請求項１又は２に記載の二次元空間光変調方法であって、
前記空間光変調器上の二次元情報に係る二次元的な変調領域のうち、前記処理すべき情報を示す領域と、前記位置関係を検出するための信号を示す領域と、はそれぞれ異なる領域であることを特徴とする二次元空間光変調方法。 - 請求項３に記載の二次元空間光変調方法であって、
前記変調領域は、少なくとも１以上の変調画素により構成され、
前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素は、前記変調領域において、複数の場所に位置することを特徴とする二次元空間光変調方法。 - 請求項４に記載の二次元空間光変調方法であって、
前記変調領域は四角形であって、
当該四角形の各角に対応する位置毎に、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素が設けられていることを特徴とする二次元空間光変調方法。 - 請求項４に記載の二次元空間光変調方法であって、
前記変調領域は四角形であって、
当該四角形の各辺の中点に対応する位置毎に、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素が設けられていることを特徴とする二次元空間光変調方法。 - 情報に基づいて光ビームを二次元的に変調する光変調装置と、前記情報を二次元情報として検出し、ＣＰＵへ入力する受光装置と、光学的情報処理システムであって、
前記光変調装置は、
前記光ビームを変調する際における当該光変調装置上の二次元情報と、当該光変調装置上の二次元情報に対応する前記受光装置上の二次元情報と、の間の位置関係を検出するための信号を含む処理すべき情報に基づいて、前記光ビームを二次元的に変調する手段を備え、
前記受光装置は、
予め設定された光学的処理が施された前記変調された光ビームを、前記二次元情報として検出し、前記ＣＰＵへ入力する手段を備え、
前記ＣＰＵは、
前記受光装置によって検出された二次元情報に含まれる前記位置関係を検出するための信号に基づいて、前記位置関係を検出する手段と、
当該検出の結果に基づいて前記光変調装置を制御する手段と、
を備えることを特徴とする光学的情報処理システム。 - 請求項７に記載の光学的情報処理システムであって、
前記光学的処理は、前記変調された光ビーム及び記録参照光ビームを同時に記録媒体に 照射することにより前記変調された光ビームを前記二次元情報として前記記録媒体に記録し、
当該二次元情報が記録された記録媒体に対して照射された再生参照光ビームに基づいて再生信号光を生成し、
前記生成された再生信号光を前記受光装置により受光する光学的記録再生処理であることを特徴とする光学的情報処理システム。 - 請求項７又は８に記載の光学的情報処理システムであって、
前記光変調装置上の二次元情報に係る二次元的な変調領域のうち、前記処理すべき情報を示す領域と、前記位置関係を検出するための信号を示す領域と、はそれぞれ異なる領域であることを特徴とする光学的情報処理システム。 - 請求項７乃至９のいずれか一項に記載の光学的情報処理システムであって、
前記光変調装置により変調された前記光ビームを受光するための前記受光装置上の受光領域は、前記再生信号光が前記受光装置に照射される際の前記受光装置上の照射領域よりも広いことを特徴とする光学的情報処理システム。 - 請求項９又は１０に記載の光学的情報処理システムであって、
前記変調領域は、少なくとも１以上の変調画素により構成され、
前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素は、前記変調領域において、複数の場所に位置することを特徴とする光学的情報処理システム。 - 請求項１１に記載の光学的情報処理システムであって、
前記変調領域は四角形であって、
当該四角形の各角に対応する位置毎に、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素が設けられていることを特徴とする光学的情報処理システム。 - 請求項１１に記載の光学的情報処理システムであって、
前記変調領域は四角形であって、
当該四角形の各辺の中点に対応する位置毎に、前記位置関係を検出するための信号を示す領域を構成する変調画素が設けられていることを特徴とする光学的情報処理システム。 - 請求項１０乃至請求項１３に記載の光学的情報処理システムであって、
前記光変調装置と前記受光装置における各画素を単位とした、前記光変調装置に対する前記受光装置の光学倍率は、２以上であることを特徴とする光学的情報処理システム。
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