JP6525808B2 - Hologram recording medium multiplex recording and reproducing method and hologram recording medium multiplex recording and reproducing apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、ホログラム記録媒体多重記録再生方法およびホログラム記録媒体多重記録再生装置に関し、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記録媒体多重記録再生方法およびホログラム記録媒体多重記録再生装置に関するものである。   The present invention relates to a hologram recording medium multiplex recording / reproducing method and a hologram recording medium multiplex recording / reproducing apparatus, and more specifically, a hologram recording medium multiplex recording / reproducing method and hologram recording capable of efficiently reproducing page data information multiplexed and recorded in a hologram. The present invention relates to a medium multiplex recording and reproducing apparatus.

近年、大容量かつ高速の情報記録再生システムとしてホログラム記録が注目されている。ホログラム記録は、参照光・信号光と呼ばれる同一光源からの2つのコヒーレント光を干渉させ、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」と呼ばれる2次元データ画像により空間的に変調され、レンズを介して記録媒体へ照射される。参照光の条件(例えば記録媒体への入射角度、波長、あるいは位相等)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こともできるため高密度化・大容量化が可能である。多重の方法はこれまで様々なものが提案されており、そのうち照射光の入射角度を変えながら多重記録再生するものを角度多重方式と称する(例えば特許文献1を参照)。   In recent years, hologram recording has attracted attention as a large-capacity and high-speed information recording and reproducing system. Hologram recording causes two coherent lights from the same light source called reference light and signal light to interfere, and records and holds the generated interference fringes on the recording medium as a change in refractive index. The signal light is spatially modulated by a two-dimensional data image called "page data" and irradiated to the recording medium through a lens. Since multiple page data can be multiplexed and recorded at the same location of the medium while changing the conditions of the reference light (for example, incident angle to the recording medium, wavelength, phase, etc.), high density and large capacity are realized Is possible. Various methods have been proposed so far, and among them, one that performs multiple recording and reproduction while changing the incident angle of the irradiation light is called an angular multiplexing method (see, for example, Patent Document 1).

角度多重方式を用いた記録再生装置においては、例えば図7に示すように、参照光の記録媒体410への入射角度を、ガルバノミラー425によって少しずつ変えながら複数のページデータをホログラムの形態で記録する。また再生時には、記録したときと同一条件の参照光を、記録時の参照光照射方向とは逆側から記録媒体410へ照射する(位相共役再生)と、記録媒体410の内部のホログラムにより光が回折し、再生光が得られる。これをカメラ420等で撮影し復号化することで元の情報を読み出すことが可能である(なお、図7に示す各部材に付した符号は、対応する、図2(参考例1)の各部材に付した符号に300を加えたものである)。 For example, as shown in FIG. 7, in the recording / reproducing apparatus using the angle multiplexing method, a plurality of page data is recorded in the form of a hologram while changing the incident angle of the reference light to the recording medium 410 little by little by the galvano mirror 425. Do. At the time of reproduction, the reference light under the same conditions as when recording is applied to the recording medium 410 from the side opposite to the reference light irradiation direction at the time of recording (phase conjugate reproduction). The light is diffracted to obtain reproduced light. It is possible to read out the original information by photographing this with a camera 420 etc. and decoding (note that the reference numerals given to the respective members shown in FIG. 7 correspond to the respective ones in FIG. 2 ( Reference Example 1). It is what added 300 to the code | symbol attached | subjected to the member).

ところで、角度多重においては参照光の記録媒体410への入射角度に一定の範囲の制約がある。これは、信号光および参照光の記録媒体410への入射時に物理的干渉が起きないようにする必要から生じるものである。   By the way, in the angle multiplexing, the incident angle of the reference beam to the recording medium 410 is restricted within a certain range. This arises from the need to prevent physical interference from occurring when the signal light and the reference light are incident on the recording medium 410.

この制約を考慮すると、例えば参照光の記録媒体410への入射角度が可変範囲30度で、角度多重のための角度間隔を0.2度きざみとした場合、151多重できることになる。記録媒体410の同一箇所へ、より多くのホログラムを角度多重すれば記録密度および記録容量が向上できるが、角度多重数を大幅に向上させることは、クロストーク等の問題から必ずしも容易ではない。   In consideration of this restriction, for example, in the case where the incident angle of the reference beam to the recording medium 410 is within a variable range of 30 degrees and the angle interval for angle multiplexing is 0.2 degrees, 151 multiplexing is possible. Although recording density and recording capacity can be improved by angularly multiplexing more holograms to the same part of the recording medium 410, it is not always easy to significantly improve the angular multiplexing number due to problems such as crosstalk.

ところで、ホログラム記録媒体(410)に記録されたページデータを再生する場合、光路中に配した半波長板(422)等により所定の偏光角とした参照光をホログラム記録媒体(410)に照射する。参照光がホログラム記録媒体(410)に入射すると、ホログラム干渉縞によって回折され、ページデータ情報を担持した再生光が出力される。この後、再生光はカメラ(420)等に入射され、ページデータ情報はカメラ(420)等の2次元撮像素子により撮像される。   By the way, when reproducing page data recorded in the hologram recording medium (410), the hologram recording medium (410) is irradiated with reference light which is set to a predetermined polarization angle by a half-wave plate (422) or the like disposed in the optical path. . When the reference light is incident on the hologram recording medium (410), it is diffracted by the hologram interference fringes, and the reproduction light carrying page data information is output. Thereafter, the reproduction light is incident on a camera (420) or the like, and the page data information is imaged by a two-dimensional imaging device such as a camera (420).

特開2006−154163号公報JP, 2006-154163, A

しかしながら、1ページデータ当たりのデータ量を増加させる場合、カメラにおける撮
像素子の画素数の増加や画素の高精細化、さらには、撮像素子の画素数の増加や画素の高精細化に伴う高感度化やデータ転送の高速化が必要となる。
また、カメラのフレームレートを向上する場合においても、カメラの各画素の高感度化やデータ転送の高速化が必要になる。
このように従来の装置では、再生データの転送速度はカメラの性能で律速されてしまっていた。これでは、再生データの転送速度を向上させるためにはカメラ自体の機能を向上させなければならないことになる。
However, when increasing the amount of data per page data, the sensitivity of the camera increases with the increase in the number of pixels of the imaging device, the resolution of the pixels, and the increase in the number of pixels of the imaging device and the resolution of the pixels. And speeding up data transfer are needed.
Further, even in the case of improving the frame rate of the camera, it is necessary to increase the sensitivity of each pixel of the camera and to speed up data transfer.
As described above, in the conventional apparatus, the transfer speed of reproduction data has been limited by the performance of the camera. In this case, in order to improve the transfer rate of reproduction data, it is necessary to improve the function of the camera itself.

一方、近年、ライトワンスの記録媒体として光感光性樹脂材料(以下、フォトポリマーと称する)が多用されている。フォトポリマーによる媒体は多重度指標が高く、長期間安定してデータを保持できるなどの利点がある。しかし、フォトポリマーの場合、記録媒体内部に屈折率差を生じさせてホログラム(干渉縞)を記録する。このとき光重合により媒体収縮が生じる。また、信号記録時と信号再生時との間で温度差が生じた場合には、温度差の影響により記録媒体が収縮したり膨張したりすることがある。記録媒体が収縮あるいは膨張すると、媒体中に記録された干渉縞が歪んだ状態となる、いわゆる干渉縞歪み(ホログラム記録情報歪:以下、ホログラム歪みと称する)が生じる。   On the other hand, in recent years, a photosensitive resin material (hereinafter referred to as a photopolymer) is widely used as a write-once recording medium. A medium based on photopolymer has advantages such as high multiplicity index and long-term stable data retention. However, in the case of photopolymer, a hologram (interference fringe) is recorded by causing a refractive index difference inside the recording medium. At this time, the medium shrinks due to photopolymerization. When a temperature difference occurs between signal recording and signal reproduction, the recording medium may be contracted or expanded due to the influence of the temperature difference. When the recording medium contracts or expands, so-called interference fringe distortion (hologram recording information distortion: hereinafter referred to as “hologram distortion”) occurs in which the interference fringes recorded in the medium are distorted.

歪んだ干渉縞に記録時と同様の参照光を入射しても、記録されたビットデータを誤りなく再生することが難しくなるため、再生データのSNR(Signal to Noise Ratio)が低
下してしまう。
そのため、ホログラム歪みを光学的に補償して、再生データのSNRを改善する方法が検討されている。具体的には参照光の波長や入射角度、波面を制御する方法である。
Even if reference light similar to that at the time of recording is incident on the distorted interference fringes, it becomes difficult to reproduce the recorded bit data without error, and the SNR (Signal to Noise Ratio) of the reproduced data is lowered.
Therefore, a method of improving the SNR of reproduced data by optically compensating for hologram distortion has been considered. Specifically, it is a method of controlling the wavelength and incident angle of the reference light, and the wavefront.

しかし、参照光の波長や入射角度に基づきホログラム歪みを補償する方法は、近年の情報記録の高密度化により信号光路中のレンズのNAが高くなった場合、十分に補償されない。
そこで、参照光の波面を最適化することにより、レンズのNAが高くなった場合でもホログラム歪みを補償し得る手法が注目されている。
However, the method of compensating for the hologram distortion based on the wavelength of the reference light and the incident angle is not sufficiently compensated when the NA of the lens in the signal light path becomes high due to the recent increase in the density of information recording.
Therefore, attention is focused on a method capable of compensating for the hologram distortion even when the NA of the lens is increased by optimizing the wavefront of the reference light.

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、多重記録されたホログラム記録媒体において、再生データの転送速度の向上を図るとともに、参照光の波面を最適化することによりホログラム歪みを補償し得るホログラム記録媒体多重記録再生方法およびホログラム記録媒体多重記録再生装置を提供することを目的とするものである。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a multiplexed recording hologram recording medium, it is possible to improve the transfer rate of reproduction data and to compensate the hologram distortion by optimizing the wavefront of reference light. It is an object of the present invention to provide a recording medium multiplex recording and reproducing method and a hologram recording medium multiplex recording and reproducing apparatus.

本発明のホログラム記録媒体多重記録再生装置は、
ページデータに係る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、同一位置に複数重畳させて角度多重記録してなるホログラム記録媒体に対し、再生用参照光を所定角度で入射せしめて、前記ページデータ情報を再生するホログラム記録媒体多重記録再生装置において、
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、ホログラムの歪みが減少するように波面を制御する第1の波面制御手段と、
該第1の波面制御手段からの前記第1参照光について、前記ホログラム記録媒体に所定角度で入射するように射出角度の調整を行う第1の偏向角度調整手段と、
該第1の偏向角度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前記第2参照光について、該ホログラム記録媒体の透過による該第1参照光の波面の歪みやホログラムの歪みが減少するように前記第2参照光の波面を制御する第2の波面制御手段と、
該第2の波面制御手段からの第2参照光について、前記ホログラム記録媒体に、前記所定角度とは異なる角度で入射するように射出角度の調整を行う第2の偏向角度調整手段と、
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、
を備えたことを特徴とするものである。
Holograms recording medium multiplex recording and reproducing apparatus of the present invention,
A plurality of interference fringes formed by causing signal light carrying information related to page data to interfere with the recording reference light are superimposed at the same position and a plurality of angle lights are recorded in the hologram recording medium. A hologram recording medium multiplex recording and reproducing apparatus for reproducing the page data information by making the light incident at a predetermined angle,
First reference light polarization adjusting means for adjusting and outputting the reproduction reference light to a first reference light which is either p polarization or s polarization;
First wavefront control means for controlling the wavefront of the first reference light from the first reference light polarization adjustment means so as to reduce distortion of a hologram;
First deflection angle adjustment means for adjusting an emission angle of the first reference light from the first wavefront control means to be incident on the hologram recording medium at a predetermined angle;
Of the first reference light output from the first deflection angle adjustment means and incident on the hologram recording medium, the polarized light transmitted through the hologram recording medium is the first reference light of p-polarized light and s-polarized light. A second reference light polarization adjusting means for adjusting and outputting a second reference light having a polarization different from that of
With respect to the second reference light from the second reference light polarization adjusting means, the wavefront of the second reference beam is reduced so as to reduce distortion of the wavefront of the first reference beam and distortion of the hologram due to transmission of the hologram recording medium. Second wavefront control means for controlling
Second deflection angle adjusting means for adjusting the emission angle so that the second reference light from the second wavefront control means is incident on the hologram recording medium at an angle different from the predetermined angle;
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 imaging means for respectively imaging the hologram information carried by the two separated reproduction lights;
It is characterized by having.

ここで、「ホログラム記録媒体多重記録再生装置」とは、多重記録再生機能を有するもののみならず多重記録されたホログラムを再生する機能のみを有するものも含めて称するものとする。   Here, the “hologram recording medium multiplex recording and reproducing apparatus” refers to not only one having a multiple recording and reproducing function but also one having only a function to reproduce a multiple recorded hologram.

また、前記ホログラム記録媒体を透過した前記第2参照光のうち光路外に出力されたノイズ光をトラップするノイズ光トラップ手段を備えることが好ましい。   Preferably, noise light trapping means is provided for trapping noise light outputted out of the optical path among the second reference light transmitted through the hologram recording medium.

また、上述したホログラム記録媒体多重記録再生装置において前記多重記録再生手段が、前記各直線偏光を各々偏向するガルバノミラーであることが好ましい。 Further, said multi-recording and reproduction means at holograms recording medium multiplex recording and reproducing apparatus described above, it is preferable that the a galvanometer mirror, each for deflecting the respective linearly polarized light.

また、ページデータの記録時には信号光が出射される一方、ページデータの再生時には再生光が入射する所定の位置において、ページデータの記録時には、ページデータに基づいて光を変調する変調素子を、一方、ページデータの再生時には、再生された再生光のうち、p偏光またはs偏光のいずれかの直線偏光が担持するページデータ情報を撮像する撮像素子を、各々設置するように切り替える、素子入替え機構を備えてなることが好ましい。   In addition, while signal light is emitted at the time of recording page data, at a predetermined position where the reproduction light is incident at the time of reproduction of page data, at the time of recording page data, a modulation element that modulates light based on page data is And an element switching mechanism for switching so as to respectively install an imaging element for imaging page data information carried by linear polarized light of either p-polarization or s-polarization among reproduced reproduction light when reproducing page data. It is preferable to have it.

さらに、本発明のホログラム記録媒体多重記録再生方法は、
ページデータに係る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、同一位置に複数重畳させて角度多重記録してなるホログラム記録媒体に対し、再生用参照光を所定角度で入射せしめて、前記ページデータ情報を再生するホログラム記録媒体多重記録再生方法において、
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し、
ホログラムの歪みが減少するように該第1参照光の波面を制御し、
前記第1参照光について、前記ホログラムに所定角度で入射するように入射角度の調整を行い、
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し、
該ホログラム記録媒体の透過による該第1参照光の波面の歪みやホログラムの歪みが減少するように該第2参照光の波面を制御し、
該第2参照光について、前記ホログラム記録媒体に、前記所定角度とは異なる角度で入射するように入射角度の調整を行い、
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再生光とを分離し、
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、2つの撮像手段により各々撮像する、
ことを特徴とするものである。
Furthermore, holograms recording medium multiplex recording and reproduction method of the present invention,
A plurality of interference fringes formed by causing signal light carrying information related to page data to interfere with the recording reference light are superimposed at the same position and a plurality of angle lights are recorded in the hologram recording medium. A hologram recording medium multiplex recording and reproducing method for reproducing the page data information by making the light incident at a predetermined angle,
Adjusting the reproduction reference light to a first reference light which is either p-polarization or s-polarization;
Controlling the wavefront of the first reference beam so as to reduce distortion of the hologram;
Adjusting an incident angle of the first reference light so as to be incident on the hologram at a predetermined angle;
Of the first reference light incident on the hologram recording medium, the polarization transmitted through the hologram recording medium is adjusted to the second reference light of p-polarization and s-polarization different from the first reference light. Output
Controlling the wavefront of the second reference beam such that distortion of the wavefront of the first reference beam or distortion of the hologram due to transmission of the hologram recording medium is reduced;
Adjusting the incident angle of the second reference light so as to be incident on the hologram recording medium at an angle different from the predetermined angle;
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 are separated,
The hologram information carried by the two separated reproduction lights are respectively imaged by two imaging means.
It is characterized by

ここで、「ホログラム記録媒体多重記録再生方法」とは、多重記録処理、およびその多重記録の再生処理の両者を行うもののみならず多重記録されたホログラムを再生する処理に特化して処理するものを含めて称するものとする。   Here, the “hologram recording medium multiplex recording and reproducing method” is a process that specializes not only in performing both the multiplex recording process and the regeneration process of the multiplex recording but also in a process for reproducing the multiplex recorded hologram. It shall be called including.

本発明のホログラム再生方法および装置によれば、再生時参照光をp偏光とs偏光に分離し、これらの偏光を、各々ホログラム記録媒体の同一位置に、互いに入射角を変えて同時に入射せしめて、多重記録再生の手法を用いて、これらホログラム記録媒体に多重記録されていたページデータ情報を2ページ分ずつ順次再生しているので、多重記録されたホログラムにおいて、ページデータの1ページ当たりのデータ量を増加させたり、カメラの
フレームレートを向上させたりする等の、カメラ側の特段の機能向上を図ることなく、ホログラムから再生されたデータの転送速度の向上を図ることができる。
According to the hologram reproducing method and apparatus of the present invention, the reference light during reproduction is separated into p-polarized light and s-polarized light, and these polarized lights are simultaneously incident on the same position of the hologram recording medium with different incident angles. Since page data information multiplexed and recorded on these hologram recording media is sequentially reproduced by two pages using the method of multiplex recording and reproduction, data per page of page data in the multiplex recorded hologram It is possible to improve the transfer speed of data reproduced from the hologram, without increasing the amount or increasing the frame rate of the camera, etc., without particularly improving the functions on the camera side.

しかも、各ページデータの再生を行うための再生用参照光について、ホログラム記録媒体に照射する前に、その波面の歪みが少なくなるような制御を行っているので、ホログラムの歪みを補償してページデータのSNRを改善することができる。   Moreover, control is performed to reduce distortion of the wave front before irradiating the hologram recording medium with reference light for reproduction for reproducing each page data. The SNR of the data can be improved.

本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置の原理を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the principle of the hologram recording-medium multiple recording and reproducing apparatus based on embodiment of this invention. 参考例1に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置の光学系を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing an optical system of a hologram recording medium multiplex recording and reproduction apparatus according to a reference example 1; 参考例2に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置の光学系を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic view showing an optical system of a hologram recording medium multiplex recording and reproduction apparatus according to a reference example 2; 本発明の実施例に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置の光学系を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing an optical system of a hologram recording medium multiplex recording and reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置により得られたデータを示す写真である。It is a photograph which shows the data obtained by the hologram recording-medium multiplex recording and reproducing apparatus based on embodiment of this invention. 本発明の実施例に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置の変型例の光学系の一部を示す概略図である。A part of the optical system of the variation of the holographic recording medium multiplex recording and reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention is a schematic diagram showing. 従来技術に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置の光学系を示す概略図である。It is the schematic which shows the optical system of the hologram recording-medium multiplex recording-and-reproducing apparatus based on a prior art.

以下、本発明の実施形態に係るホログラム記録媒体多重記録再生方法およびホログラム記録媒体多重記録再生装置を参考例とともに、図面を参照しながら説明する。
図1に、ホログラム記録媒体の歪みや参照光波面の歪みを補償して2ページのページデータを同時に再生することが可能なホログラム記録媒体の再生原理を示す。
Hereinafter, a hologram recording medium multiplex recording and reproducing method and a hologram recording medium multiplex recording and reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described together with a reference example with reference to the drawings.
FIG. 1 shows the principle of reproduction of a hologram recording medium capable of simultaneously reproducing page data of two pages by compensating distortion of the hologram recording medium and distortion of the reference light wavefront.

ホログラム記録媒体を再生するときにホログラム記録媒体に入射する参照光として、p偏光とs偏光の2つの偏光状態を用いる。
それぞれの参照光路中に位相変調SLMやデフォーマブルミラー等からなる、波面を制御するための波面制御器40a、40bと、ホログラム記録媒体10への入射角度を制御するためのガルバノミラー50a、50bを設ける。角度多重されたホログラムを再生する場合に、所定のページデータはp偏光の参照光を用い、この所定のページデータに隣接するページデータはs偏光の参照光を用いて、これらの2つの参照光を記録媒体10に同時に入射する。それぞれの参照光がホログラムで回折して得られる再生光は同じ光路を進む。そのため、再生光路中にPBS(偏光分離手段)を設けてp偏光の再生光とs偏光の再生光に分離し、それぞれの再生光をカメラで撮像することでデータを再生することができる。それぞれの偏光の波面は、それぞれの再生像を撮像するカメラの情報をもとに、再生像が最適になるように参照光路中の波面制御器40a、40bを制御する。
以下、2つの参考例および実施例について具体的に説明する。
When reproducing a hologram recording medium, two polarization states of p-polarization and s-polarization are used as reference light to be incident on the hologram recording medium.
Wavefront controllers 40a and 40b for controlling the wavefront, and galvano mirrors 50a and 50b for controlling the incident angle to the hologram recording medium 10, each of which comprises a phase modulation SLM, a deformable mirror or the like in each reference light path. Set up. When reproducing an angle-multiplexed hologram, predetermined page data uses p-polarized reference light, and page data adjacent to the predetermined page data uses s-polarized reference light, and these two reference lights are used. Are simultaneously incident on the recording medium 10. The reproduction light obtained by diffracting each reference light with the hologram travels along the same optical path. Therefore, PBS (polarization separation means) is provided in the reproduction optical path to separate the light into p-polarization reproduction light and s-polarization reproduction light, and data can be reproduced by imaging each reproduction light with a camera. The wavefronts of the respective polarizations control the wavefront controllers 40a and 40b in the reference optical path so as to optimize the reproduced image, based on the information of the camera for capturing the respective reproduced images.
Hereinafter, two reference examples and examples will be specifically described.

参考例1>
この参考例1に係る、図2に示すホログラム記録媒体多重記録再生装置は、ホログラム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。
なお、ホログラム記録媒体110はフォトポリマーで構成され、位相共役型に対応した構成とされている。
ただし、参考例1、2および本発明の装置に係るホログラム記録媒体110の材料としては、フォトポリマーに限られるものではなく、また、光学系としても、必ずしも位相共役型に限られるものではない。
Reference Example 1
According to the reference example 1, a hologram recording medium multiplex recording and reproducing apparatus shown in FIG. 2 is configured as a recording and reproducing apparatus having a recording and playback functions of the hologram.
The hologram recording medium 110 is made of a photopolymer and has a configuration corresponding to the phase conjugation type.
However, the material of the hologram recording medium 110 according to the devices of the first and second embodiments and the present invention is not limited to the photopolymer, and the optical system is not necessarily limited to the phase conjugate type.

図2に示すように、記録時において、レーザ光源111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112およびコリメートレンズ113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114を通過し、ミラー115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)116により2系の光束に分岐される。   As shown in FIG. 2, at the time of recording, the coherent laser beam emitted from the laser light source 111 passes through a shutter (not shown), and the beam diameter is expanded by a beam expander consisting of a diverging lens 112 and a collimating lens 113, The light passes through the half-wave plate 114, is deflected at a right angle by the mirror 115, and is split into two light fluxes by a polarization beam splitter (PBS: hereinafter simply referred to as PBS) 116.

PBS116から図中左方に向かう光束(信号搬送用光:p偏光)は、PBS117を透過して図2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130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、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7に示す振幅変調SLM460と同様にして配置される。   A light flux (signal-carrying light: p-polarized light) traveling from the PBS 116 to the left in the figure passes through the PBS 117 and is not shown in FIG. 2. A spatial light modulator (SLM (amplitude modulator): hereinafter simply referred to as SLM: recording Sometimes, an SLM is arranged so as to replace the illustrated camera 130, and is spatially modulated by the SLM to be signal light carrying page data information consisting of a digital image. Note that this amplitude modulation SLM is arranged in the same manner as the amplitude modulation SLM 460 shown in FIG.

また、SLMから出射(反射)された信号光は、ページデータに依存して入射した状態とは偏光状態が変化してs偏光となり、PBS117において図中下方に反射され、レンズ(FTL)118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110に照射される。   In addition, the signal light emitted (reflected) from the SLM changes its polarization state from the incident state depending on the page data to be s-polarized light, is reflected downward in the figure by the PBS 117, and is reflected by the lens (FTL) 118 It is optically Fourier-transformed and irradiated to the hologram recording medium 110.

一方、PBS116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122(半波長板122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123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PBS124により反射され、PBS124から図中下方に向かうことになる。この光束はガルバノミラー125により角度制御され、リレーレンズ126を介して記録媒体110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110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, a light beam (s-polarized light) directed downward from the PBS 116 is used as a reference light (reference light during recording) so that the half-wave plate 122 (the optical axis of the half-wave plate 122 matches the polarization direction of the incident light) It passes through and is deflected at a right angle by the mirror 123, but since it is s-polarized, it is reflected by the PBS 124 and is directed downward from the PBS 124 in the figure. The luminous flux is angularly controlled by the galvano mirror 125, and is irradiated to the place where the signal light in the recording medium 110 is irradiated through the relay lens 126 at an angle different from that of the signal light, whereby the recording material of the recording medium 110 A refractive index change corresponding to the intensity of interference fringe light is induced therein, and this is held as hologram information.

なお、参考例1、2および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ミラー125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 the reference examples 1 and 2 and the apparatus according to the present embodiment, since angle multiplex recording is assumed, page data is displayed on the SLM, and while sequentially displaying page data on the SLM, By changing the incident angle of the reference beam to the recording medium little by little by means of the galvano mirror 125 for each update, it becomes possible to multiplex and record different page data at the same position in the recording medium, and high density information Storage is possible.

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111の駆動制御、およびガルバノミラー125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。   At the time of recording, a measurement control unit (not shown) performs drive control of the laser light source 111 and angle control of the galvano mirror 125, and sends page data to the SLM and instructs it to display.

次に、図2を用いて、参考例1のホログラム記録媒体多重記録再生装置の再生機能について説明する。
図2に示すように、ホログラム記録媒体110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122の位置を調整することで、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123で反射された後、PBS124に到達するが、半波長板122によってp偏光とされているので、このPBS124を直進することになる。
Next, with reference to FIG. 2, it will be described playback function of the hologram recording medium multiplex recording and reproducing apparatus of Example 1.
As shown in FIG. 2, when the page data information recorded in the hologram recording medium 110 is reproduced, the polarization direction of the reference light is changed from s-polarization to p-polarization by adjusting the position of the half-wave plate 122. )Convert. The reference light is reflected by the mirror 123 and reaches the PBS 124, but since it is p-polarized by the half-wave plate 122, it travels straight through the PBS 124.

次に、再生用参照光路中に配設したビームスプリッタ(BS)131により、参照光を2つに分岐する。ビームスプリッタ(BS)131で反射された参照光は波面制御器140aで波面が制御され、ミラー132により反射されてPBS135に到達するが、p偏
光状態とされているので、このPBS135を透過する。一方、ビームスプリッタ(BS)131を透過した参照光は半波長板134でs偏光に変換され、波面制御器140bで波面が制御され、ガルバノミラー150bで角度制御されて、PBS135に到達するが、s偏光状態とされているので、このPBS135で反射される。
Next, the reference beam is split into two by a beam splitter (BS) 131 disposed in the reference beam path for reproduction. The wavefront of the reference beam reflected by the beam splitter (BS) 131 is controlled by the wavefront controller 140a, and the reference beam is reflected by the mirror 132 to reach the PBS 135, but since it is p-polarized, it passes through the PBS 135. On the other hand, the reference light transmitted through the beam splitter (BS) 131 is converted to s-polarized light by the half-wave plate 134, the wavefront is controlled by the wavefront controller 140b, and angle controlled by the galvano mirror 150b to reach the PBS 135, Since the light is s-polarized, it is reflected by the PBS 135.

PBS135を透過したp偏光と、PBS135で反射されたs偏光は、重なるようにしてガルバノミラー150aに到達し、このガルバノミラー150aによって、p偏光の再生用参照光とs偏光の再生用参照光に対して、角度多重処理を行うための入射角度の制御が行われる。   The p-polarized light transmitted through the PBS 135 and the s-polarized light reflected by the PBS 135 reach the galvano mirror 150 a in an overlapping manner, and the galvano mirror 150 a converts the p-polarized reference light and the s-polarized reference light for reproduction. On the other hand, control of the incident angle for performing angle multiplexing processing is performed.

すなわち、ホログラム記録媒体110への再生用参照光2の入射角度は、再生用参照光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)ガルバノミラー150bの回転角度が制御される。すなわち、ガルバノミラー150bは、記録媒体110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。   That is, the incident angle of the reproduction reference beam 2 to the hologram recording medium 110 is different from the incident angle of the reproduction reference beam 1 (usually, it differs by the incident angle of the adjacent step in which the page data is recorded) So that the rotation angle of the galvano mirror 150b is controlled. That is, the galvano mirror 150 b is provided to correspond to the angle difference between the incident angles of the p-polarized light and the s-polarized light simultaneously incident on the recording medium 110.

また、上述したように、ガルバノミラー150bで、波面制御器140bからのs偏光の再生用参照光を角度調整することによって、s偏光の記録媒体110への入射角度が、p偏光の記録媒体110への入射角度に対して、角度多重記録ホログラムの隣接するページ間の角度が与えられるように制御される。
なお、ガルバノミラー150aとホログラム記録媒体110の間にはリレーレンズ136が配設されている。
このように、記録媒体110へ入射された、s偏光の再生用参照光、およびp偏光の再生用参照光は、記録媒体110中の信号光が照射された場所へ、その裏面側から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。
Further, as described above, the angle of the s-polarized light incident on the recording medium 110 is p-polarized recording medium 110 by adjusting the angle of the s-polarized reproduction reference light from the wavefront controller 140 b by the galvano mirror 150 b. The angle between the adjacent pages of the angle multiplex recording hologram is controlled to be given with respect to the incident angle to the light.
A relay lens 136 is disposed between the galvano mirror 150 a and the hologram recording medium 110.
As described above, the s-polarized reproduction reference light and the p-polarized reproduction reference light incident on the recording medium 110 are recorded on the recording medium 110 from the back side to the place where the signal light is irradiated. The light is emitted from the direction opposite to the incident direction of the reference light.

このように、s偏光の再生用参照光の照射によって、ホログラム記録媒体110から所定のページデータの再生光が射出され、p偏光の再生用参照光の照射によって、ホログラム記録媒体110から所定のページデータに隣接するページデータの再生光が射出される。
これら射出された2つの再生光は、互いに同一方向(図中上方向)に射出され、レンズ118を介してPBS117に照射される。このPBS117においては、p偏光である再生光は透過し、s偏光である再生光は反射されることから、p偏光である再生光に担持されたページデータ情報はカメラ120に入射して撮像され、一方、s偏光である再生光に担持されたページデータ情報はカメラ130に入射して撮像される。
As described above, the reproduction light of predetermined page data is emitted from the hologram recording medium 110 by the irradiation of the reproduction reference light of s-polarization, and the predetermined page of the hologram recording medium 110 is the irradiation of the reproduction reference light of p-polarization. A reproduction light of page data adjacent to the data is emitted.
The two reproduction lights thus emitted are emitted in the same direction (upward direction in the drawing), and are irradiated to the PBS 117 through the lens 118. The PBS 117 transmits p-polarized reproduction light and reflects s-polarization reproduction light. Therefore, page data information carried by the p-polarization reproduction light is incident on the camera 120 and imaged. On the other hand, page data information carried by reproduction light which is s-polarized light is incident upon the camera 130 and imaged.

なお、カメラ120で取得された再生光情報において、例えば次式で表わされる評価値を計算し、評価値が高くなるように波面制御器140aを制御する。   In the reproduction light information acquired by the camera 120, for example, an evaluation value represented by the following equation is calculated, and the wavefront controller 140a is controlled so that the evaluation value becomes high.

同様にカメラ130で取得した再生光情報において、波面制御器140bを制御する。これによりSNRの高い再生データを得ることができる。また、隣接するページデータ同士のホログラム歪みは類似しているため、補償するための波面制御器140a、140bの設定値も類似する。そのため波面制御器140a(または140b)についてのみ制御を行い、波面制御器140b(または140a)は波面制御器140a(または140b)と同じ値を用いて制御してもよい。   Similarly, in the reproduction light information acquired by the camera 130, the wavefront controller 140b is controlled. This makes it possible to obtain reproduction data with high SNR. Further, since the hologram distortions of adjacent page data are similar, the setting values of the wavefront controllers 140a and 140b for compensation are also similar. Therefore, control may be performed only on the wavefront controller 140a (or 140b), and the wavefront controller 140b (or 140a) may be controlled using the same value as the wavefront controller 140a (or 140b).

さらには、隣接するページデータ同士のホログラム歪みは類似していることに鑑み、カメラ120およびカメラ130で各々取得した再生光情報の平均値によって、波面制御器140a、140bを制御するようにしてもよい。   Furthermore, in view of the fact that the hologram distortions of adjacent page data are similar to each other, the wavefront controllers 140a and 140b may be controlled by the average value of the reproduction light information acquired by the camera 120 and the camera 130 respectively. Good.

これによってもSNRの高い再生データが得られる。
なお、図5(a)は、カメラ120からのp偏光の再生データ(ページ番号003)を示すものであり、図5(b)は、カメラ130からのs偏光の再生データ(ページ番号00
4)を示すものである。このように、SNRの高い2ページデータの再生データを同時に
得ることができるので、データ転送速度を大幅に向上させることができる。
This also provides reproduced data with high SNR.
5 (a) shows the p-polarization reproduction data (page number 003) from the camera 120, and FIG. 5 (b) shows the s-polarization reproduction data (page number 00) from the camera 130.
4) is shown. As described above, since reproduction data of two-page data having high SNR can be obtained simultaneously, the data transfer rate can be greatly improved.

参考例2>
この参考例2に係る、図3に示すホログラム記録媒体多重記録再生装置は、上記参考例1のものと同様に、ホログラム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。
この参考例2のホログラム記録媒体多重記録再生装置は、大部分は参考例1のものと同様の構成とされているので、これら同様の部材については、対応する参考例1の部材の符号に100を加えた符号を付して表し、詳細な説明は省略する。
参考例2の特徴点は、BS231によって再生用参照光をp偏光とs偏光に分離する前に、波面制御器240による波面制御を行うようにしている。
Reference Example 2
According to the reference example 2, the hologram recording medium multiplex recording and reproducing apparatus shown in FIG. 3, similar to that of Reference Example 1, and is configured as a recording and reproducing apparatus having a recording and playback functions of the hologram.
Holographic recording medium multiplex recording and reproducing apparatus of this reference example 2, since most have the same construction as that of Example 1, for these same members, the sign of the corresponding reference example 1 of member 100 The symbol which added and represents, represents, and abbreviate | omits detailed description.
The feature point of the reference example 2 is that wavefront control by the wavefront controller 240 is performed before the reproduction reference light is separated into p-polarized light and s-polarized light by the BS 231.

すなわち、PBS224を透過した再生用参照光は波面制御器240で波面が制御され、ビームスプリッタ(BS)231により2系に分割される。
ビームスプリッタ(BS)を透過した再生用参照光はp偏光のままとされているので、PBS235を透過し、ガルバノミラー250aに到達する。
一方、ビームスプリッタ(BS)231で反射された再生用参照光は、ミラー232を介して半波長板234に入射し、p偏光がs偏光に変換される。この後、s偏光に変換された再生用参照光は、ガルバノミラー250bで反射され、PBS235で反射されてガルバノミラー250aに到達する。
That is, the wavefront of the reproduction reference beam transmitted through the PBS 224 is controlled by the wavefront controller 240, and the reference beam is split into two systems by the beam splitter (BS) 231.
Since the reproduction reference light transmitted through the beam splitter (BS) is kept as p-polarized light, it transmits through the PBS 235 and reaches the galvano mirror 250a.
On the other hand, the reproduction reference light reflected by the beam splitter (BS) 231 enters the half-wave plate 234 through the mirror 232, and the p-polarized light is converted into s-polarized light. Thereafter, the reproduction reference light converted into s-polarized light is reflected by the galvano mirror 250 b, reflected by the PBS 235, and reaches the galvano mirror 250 a.

この後の再生用参照光に対する作用は、参考例1のものと同様である。
すなわち、ホログラム記録媒体210への再生用参照光2の入射角度は、再生用参照光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)ガルバノミラー250bの回転角度が制御される。すなわち、ガルバノミラー250bは、記録媒体210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。
Effects on reproduction reference light after this are similar to those of Reference Example 1.
That is, the incident angle of the reproduction reference beam 2 to the hologram recording medium 210 is different from the incident angle of the reproduction reference beam 1 (usually, it differs by the incident angle of the adjacent step in which the page data is recorded) So that the rotation angle of the galvano mirror 250b is controlled. That is, the galvano mirror 250 b is provided to correspond to the angle difference between the incident angles of the p-polarized light and the s-polarized light simultaneously incident on the recording medium 210.

また、波面の制御方法としては、参考例1と同様に、カメラ220とカメラ230で取得した再生情報において、上述した式(1)で表わされる評価値をそれぞれ計算し、その平均値が高くなるように波面制御器240を制御する。隣接するページのホログラム歪みは類似しているため、p偏光およびs偏光の双方においてSNRの高い再生データが得られる。また、参考例1と同様に、カメラ220のみ、あるいはカメラ230の再生データを用いて評価値を計算し、その値が高くなるように波面制御器240を制御してもよい。 Further, as a control method of wavefront in the same manner as in Reference Example 1, in the obtained playback information on the camera 220 and the camera 230, an evaluation value represented by the formula (1) described above were calculated respectively, the average value is higher that Control the wavefront controller 240 in the same manner. Since the hologram distortion of adjacent pages is similar, high SNR reproduced data can be obtained for both p-polarization and s-polarization. Further, in the same manner as in Reference Example 1, the camera 220 only, or by using the reproduction data of the camera 230 to calculate the evaluation value, it may control the wavefront controller 240 so that the value is higher.

<実施例>
この実施例に係る、図4に示すホログラム記録媒体多重記録再生装置は、上記参考例1のものと同様に、ホログラム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。
ここで、ホログラムの記録機能に係る光学構成は、参考例1、2と同様であるから、詳しい説明は省略して、再生機能に係る光学構成のみについて説明する。
<Example>
According to this embodiment, holographic recording medium multiplex recording and reproducing apparatus shown in FIG. 4, similar to that of Reference Example 1, and is configured as a recording and reproducing apparatus having a recording and playback functions of the hologram.
The optical configuration according to the recording function of the hologram are similar to those in Reference Examples 1 and 2, detailed description will be omitted, only will be described optical arrangement according to the reproduction function.

図4に示すように、ホログラム記録媒体310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322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323で反射された後PBS324に到達するが、半波長板322によってp偏光とされているので、このPBS324を直進することになる。次に、波面制御器340a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PBS335を透過する。PBS335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ミラー350aおよびリレーレンズ336を介して、記録媒体310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。   As shown in FIG. 4, in the case of reproducing page data information recorded in the hologram recording medium 310, the polarization direction of the reference light is converted (from s-polarization to p-polarization) by adjusting the half-wave plate 322. Do. The reference light is reflected by the mirror 323 and reaches the PBS 324, but since it is p-polarized by the half-wave plate 322, it travels straight through the PBS 324. Next, it is reflected downward in the figure by the wavefront controller 340a, and since it is p-polarized, it is transmitted through the PBS 335. The p-polarization reproduction reference light traveling straight through the PBS 335 is directed to the place where the signal light in the recording medium 310 is irradiated via the galvano mirror 350a and the relay lens 336 which performs angle control, and the recording reference light on the back side. The light is emitted from the direction opposite to the incident direction of.

ところで、ホログラム記録媒体310に照射された再生用参照光1は、ホログラム記録媒体310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310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再生用参照光2として、再度ホログラム記録媒体310に照射するようにして、ホログラム記録媒体310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, although the reproduction reference light 1 irradiated to the hologram recording medium 310 is diffracted inside the hologram recording medium 310 to generate reproduction light, most of the irradiation light does not contribute as reproduction light, but the hologram It passes through the recording medium 310 as it is.
In this embodiment, a part of the irradiation light thus transmitted is again irradiated to the hologram recording medium 310 as the reference light 2 for reproduction, and the reproduction speed of data from the hologram recording medium 310 is approximately doubled. To increase it.

すなわち、ホログラム記録媒体310を透過したp偏光は再生用参照光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326を通過し、ガルバノミラー325により反射され、PBS324を直進し、ミラー332により図中左方向に反射されて半波長板334に到る。この半波長板334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、波面制御器340b、ガルバノミラー350bを介して、PBS335に到る。このときの再生用参照光2はs偏光であるから、PBS335で図中下方に反射され、角度制御を行うガルバノミラー350aおよびリレーレンズ336を介して、ホログラム記録媒体310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。   That is, the p-polarized light transmitted through the hologram recording medium 310 is used as the reference light 2 for reproduction, travels backward the incident path of the reproduction light for recording, passes through the relay lens 326, is reflected by the galvano mirror 325, and goes straight on the PBS 324 The light is reflected leftward in the figure by the mirror 332 and reaches the half-wave plate 334. The half-wave plate 334 converts the p-polarized light into s-polarized light, and thereafter, the reproduction reference light 2 reaches the PBS 335 via the wavefront controller 340 b and the galvano mirror 350 b. At this time, since the reproduction reference light 2 is s-polarized light, it is reflected downward in the figure by the PBS 335, and the signal light in the hologram recording medium 310 is irradiated through the galvano mirror 350a and the relay lens 336 which performs angle control. The light is irradiated from the direction opposite to the incident direction of the recording reference light on the back side of the light source.

なお、ホログラム記録媒体310への再生用参照光2の入射角度は、再生用参照光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)ガルバノミラー350bの回転角度が制御される。すなわち、ガルバノミラー350bは、記録媒体310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。   The incident angle of the reproduction reference beam 2 to the hologram recording medium 310 is different from the incident angle of the reproduction reference beam 1 (usually, it differs by the incident angle of the adjacent step in which the page data is recorded). So that the rotation angle of the galvano mirror 350b is controlled. That is, the galvano mirror 350 b is provided to correspond to the angle difference between the incident angles of the p-polarized light and the s-polarized light simultaneously incident on the recording medium 310.

このように、再生用参照光2の照射によってホログラム記録媒体310から第2の再生光が射出される。この第2の再生光は、再生用参照光1の照射によって、ホログラム記録媒体310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318を介してPBS317に照射される。このPBS317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320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330に入射して撮像される。   As described above, the second reproduction light is emitted from the hologram recording medium 310 by the irradiation of the reproduction reference light 2. This second reproduction light is emitted in the same direction (upward direction in the figure) as the first reproduction light emitted from the hologram recording medium 310 by the irradiation of the reproduction reference light 1, and is sent to the PBS 317 via the lens 318. It is irradiated. In this PBS 317, the first reproduction light that is p-polarized light is transmitted, and the second reproduction light that is s-polarized light is reflected, so the page data information carried by the first reproduction light is incident on the camera 320 And the page data information carried by the second reproduction light is incident upon the camera 330 and imaged.

この後、2つの再生用参照光は、ガルバノミラー325およびガルバノミラー350a
、bの回転角度制御に応じ、順次、角度多重記録の再生が行われるようにホログラム記録媒体310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、角度多重記録された2つのページデータの同時再生を行うことができ、ホログラム記録媒体310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。
After this, the two reproduction reference beams are the Galvano mirror 325 and the Galvano mirror 350a.
And b, the incident angle to the hologram recording medium 310 is controlled so that reproduction of angle multiplex recording is sequentially performed.
As a result, simultaneous reproduction of two page data recorded in angle multiplex recording can be performed 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 310 can be increased. It can be increased by about two times.

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311の駆動制御、およびガルバノミラー325、350a、350bの角度制御を行うとともに、カメラ320、330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。   A measurement control unit (not shown) performs drive control of the laser light source 311 and angle control of the galvano mirrors 325, 350a, 350b at the time of reproduction, and processes the page data information signal output from the cameras 320, 330. It instructs to display as a page data image on a monitor not shown.

また、上述した第1の再生光と第2の再生光を比較すると、撮像時に各々のカメラで得られる光量が通常、異なることになる。これは、ホログラム記録媒体310に照射された再生用参照光1、2のうち、このホログラム記録媒体310における反射光量、回折光量、吸収光量、さらには、ミラーやPBS等の光学部品における吸収光量や反射光量により、再生用参照光1よりも再生用参照光2における再生時の参照光のパワーが低下するためである。   In addition, when the first reproduction light and the second reproduction light described above are compared, the amount of light obtained by each camera at the time of imaging is usually different. Among the reference lights 1 and 2 for reproduction irradiated to the hologram recording medium 310, the reflected light amount, diffracted light amount, absorbed light amount in the hologram recording medium 310, and further, absorbed light amount in optical parts such as a mirror and PBS, This is because the power of the reference light at the time of reproduction in the reproduction reference light 2 is lower than that of the reproduction reference light 1 due to the reflected light amount.

そこで、本実施例においては、第1の再生光が入射するカメラ320のレンズ前面にNDフィルタ等の減光手段(他の減光手段を用いることも可:図示せず)を配設して、カメラ320に入射する光量を調整することにより、2つのページデータの再生時間が等しくなるようにしても、両者の光量を同等とすることができるようにしている。   Therefore, in the present embodiment, a light reduction means such as an ND filter (other light reduction means may be used: not shown) is provided on the lens front surface of the camera 320 on which the first reproduction light is incident. By adjusting the amount of light incident on the camera 320, it is possible to make the amounts of light of the two page data equal, even if the reproduction time of the two page data is equal.

また、再生用参照光1と同様に、再生用参照光2についても、その大部分がホログラム記録媒体310を透過することになる。そこで、本実施例においては、この透過光が迷光となってノイズ光として悪影響を及ぼさないように、この透過光をトラップするノイズ光トラップ手段(図示せず)を設けている。   Further, as with the reproduction reference light 1, most of the reproduction reference light 2 is also transmitted through the hologram recording medium 310. Therefore, in the present embodiment, a noise light trap means (not shown) for trapping the transmitted light is provided so that the transmitted light does not become stray light and exerts an adverse effect as noise light.

すなわち、ホログラム記録媒体310に照射された再生用参照光2のうち、このホログラム記録媒体310を透過したs偏光は、リレーレンズ326とガルバノミラー325を介して、PBS324で図中右方に反射され、ミラー323で反射され、半波長板322でp偏光に変換される。変換されたp偏光はPBS316を透過し、外部に出力されるノイズ光となり得るので、図中でPBS316の上方近傍にノイズ光トラップ手段を配設してノイズ光をトラップするようにしている。これによりホログラム記録媒体310に光が再度戻ることがなく、再生するページデータの信号品質低下を防ぐことができる。   That is, of the reproduction reference light 2 irradiated to the hologram recording medium 310, s-polarized light transmitted through the hologram recording medium 310 is reflected to the right in the figure by the PBS 324 through the relay lens 326 and the galvano mirror 325. , And is converted to p-polarized light by the half-wave plate 322. Since the converted p-polarized light can be transmitted through the PBS 316 and become noise light output to the outside, noise light trapping means is disposed in the vicinity of the upper side of the PBS 316 in the drawing to trap noise light. As a result, the light does not return to the hologram recording medium 310 again, and the signal quality of the page data to be reproduced can be prevented from being deteriorated.

なお、ノイズ光トラップ手段としては、光吸収材やビームポケットを用いることが好ましいが、これに限られるものではない。   Although it is preferable to use a light absorbing material or a beam pocket as the noise light trapping means, it is not limited thereto.

また、本実施形態に係るホログラム記録媒体多重記録再生装置は、ホログラム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ため、記録時において使用される上述したSLMと、図4に示されている、再生時において使用されるカメラ330とが、切替設置可能とされており、例えば、直線的に移動する直動板上や回転移動する回転板上に、SLMとカメラ330を各々配設し、直動板や回転板を切替移動させることによって、該当するSLMまたはカメラ330を光路上に配設することが好ましい。また、この切替移動の開始は、記録時/再生時の切替タイミング等に応じて自動的に行われるように構成することが好ましい。   In addition, since the hologram recording medium multiplex recording and reproducing apparatus according to the present embodiment is configured as a recording and reproducing apparatus having a hologram recording function and a reproduction function, the above-described SLM used at the time of recording and FIG. The camera 330 shown at the time of reproduction is switchable and installable. For example, the SLM and the camera 330 are respectively mounted on a linearly moving linear plate and a rotating plate. It is preferable to arrange the corresponding SLM or camera 330 on the optical path by arranging and switching and moving the linear plate and the rotary plate. In addition, it is preferable that the start of the switching movement is automatically performed according to the switching timing of recording / reproducing and the like.

また、波面の制御方法としては、参考例1と同様に、カメラ320とカメラ330で取得した再生データにおいて、式(1)で表わされる評価値をそれぞれ計算し、それぞれの評価値が高くなるようにそれぞれの波面制御器340a、340bを制御する。s偏光の参照光波面制御は記録媒体の透過による波面の歪みも同時に制御することができるため、従来よりSNRの高い再生データが得られる。 Further, as a control method of wavefront in the same manner as in Reference Example 1, the reproduced data obtained by the camera 320 and the camera 330, and calculates an evaluation value of the formula (1), respectively, such that each evaluation value increases Control the respective wavefront controllers 340a and 340b. Since the reference light wavefront control of s-polarization can simultaneously control distortion of the wavefront due to transmission of the recording medium, reproduction data with a higher SNR than before can be obtained.

また、上記実施例において、例えば、図6に示すように、再生用参照光1の光路と再生用参照光2の光路の一部との共通化を図るようにして光学素子の数を減少させるようにしてもよい。 Further, Oite to the above embodiment, for example, as shown in FIG. 6, the number of optical elements so as to achieve commonality of a portion of the optical path of the reference light for reproduction 2 with the optical path of the reference light for reproduction 1 It may be reduced.

すなわち、図6に示すように、再生時において、p偏光として入射された再生用参照光1は、ミラー523を介してPBS524に照射され、このPBS524において、図中左方に透過され、波面制御器540、さらには角度制御を行うガルバノミラー550およびリレーレンズ536を介して、ホログラム記録媒体510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。   That is, as shown in FIG. 6, at the time of reproduction, the reproduction reference light 1 incident as p-polarized light is irradiated to the PBS 524 through the mirror 523 and transmitted to the left in the drawing by the PBS 524 to control the wavefront. The position where the signal light is irradiated in the hologram recording medium 510 via the galvano mirror 550 and the relay lens 536 that performs angle control, and the back side of the hologram recording medium 510 face the incident direction of the recording reference light. It is irradiated from such a direction.

上記ホログラム記録媒体510に照射された再生用参照光1のうち、ホログラム記録媒体510を透過したp偏光は再生用参照光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526を通過し、ガルバノミラー525により反射され、半波長板534に入射してp偏光からs偏光に変換される。s偏光とされた再生用参照光2はPBS524において図中左方に反射され、波面制御器540により反射され、角度制御を行うガルバノミラー550およびリレーレンズ536を介して、ホログラム記録媒体510中の再生用参照光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。   Of the reproduction reference light 1 irradiated to the hologram recording medium 510, the p-polarized light transmitted through the hologram recording medium 510 is used as the reproduction reference light 2 to reverse the incident path of the recording reproduction light. It passes, is reflected by the galvano mirror 525, is incident on the half-wave plate 534, and is converted from p-polarization to s-polarization. The s-polarized reproduction reference light 2 is reflected leftward in the figure by the PBS 524, reflected by the wavefront controller 540, and controlled via the galvano mirror 550 and the relay lens 536 for angle control in the hologram recording medium 510. The area irradiated with the reproduction reference light 1 is irradiated from the direction opposite to the incident direction of the recording reference light on the back surface side.

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、また、参照光波面の歪みを補償しつつ同時に2つのページデータの角度多重記録再生を行うことができ、参考例1のものと同様に、ホログラム記録媒体510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。
ただし、この変型例においては、データを記録する際には、PBS524を矢印A方向に90度回転させて、ミラー523方向から入射するs偏光である記録用参照光がこのPBS524の偏光反射面において図中下方に反射されるように設定する必要がある。
Thus, without achieving high power of prolonged or source of the reference beam irradiation, also can make the angular multiplexing recording reproducing two page data while simultaneously compensating for the distortion of the reference wavefront, reference example Similar to the one, the reproduction speed of data from the hologram recording medium 510 can be doubled.
However, in this modification, when recording data, the PBS 524 is rotated 90 degrees in the direction of arrow A, and the recording reference light which is s-polarized light incident from the mirror 523 direction is on the polarization reflection surface of this PBS 524 It is necessary to set to be reflected downward in the figure.

また、上述した、実施例装置においては、記録機能と再生機能の両者を併せ有するものとされているが、本発明のホログラム記録媒体多重記録再生装置としては、再生機能のみを有するものとしてもかまわない。 Further, described above, in the real施例device has been assumed to have combined both recording function and playback function, as the hologram recording medium multiplex recording and reproducing apparatus of the present invention, even as having only the reproduction function I do not mind.

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、上記ガルバノミラー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、信号光の軸に対して参照光入射角を55度〜75度の範囲(信号光および参照光を記録媒体に入射させる際に、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-multiplexed recording and reproduction, the angle and position of the galvano mirror are gradually changed. Specifically, for example, the reference light is incident on the axis of the signal light. For example, 0.2 degrees in a range of 55 degrees to 75 degrees (in a range where the light emitting end structure and the emitted light do not physically cause interference (vignetting) when the signal light and the reference light are incident on the recording medium) The page data information may be recorded or reproduced in the area each time it is changed.

また、上記実施例のものでは、第1の偏向角度調整手段(例えば実施例のガルバノミラー50a)と第2の偏向角度調整手段(例えば実施例のガルバノミラー50a、50b)の一部(例えば実施例のガルバノミラー50a)とが同じ偏向角度調整手段を用いて構成されているが、これら2つの偏向角度調整手段が互いに共通要素を持たない構成とすることも可能である。
なお、上述した実施例のノイズ光トラップ手段は、ノイズ光が出力される光学素子の近傍に設けるようにしているが、この位置から光ファイバー等でノイズ光を導光して該素子とは離間した位置でノイズ光をトラップするようにしてもよい。
なお、本発明の概念を拡張して用いれば、角度多重以外のペリストロフィック多重等の種々の多重手法に適用することができる。
Also, by way of the upper you施例, first deflection angle adjustment means (e.g. galvanomirror 3 50a in the embodiment) and the second deflection angle adjusting means (e.g. galvanomirror 3 50a, 3 50b in the embodiment) Although a portion (e.g., galvanometer mirror 3 50a in the embodiment) are configured with the same deflection angle adjusting means, it is also possible to adopt a configuration in which the two deflection angle adjustment means disjoint from each other .
Incidentally, the noise light trapping unit of the real施例described above, but be provided in the vicinity of the optical element noise light is output, and the element to guide the noise light in an optical fiber or the like from this position Noise light may be trapped at spaced locations.
In addition, if the concept of the present invention is extended and used, it can be applied to various multiplexing methods such as perimetric multiplexing other than angle multiplexing.

111、211、311、411 レーザ光源
112、212、312、412 発散レンズ
113、213、313、413 コリメートレンズ
114、122、134、214、222、234、314、322、334、414、422、534 半波長板
115、123、132、215、223、232、315、323、332、415、423、432、523 ミラー
17、116、117、124、135、216、217、224、235、316、317、324、335、416、417、424、524
偏光ビームスプリッタ(PBS)131、231 ビームスプリッタ(BS)
118、126、136、218、226、236、318、326、336、418、426、436、518、526、536 レンズ
10、110、210、310、410、510 ホログラム記録媒体(記録媒体)20,30、120、130、220、230、320、330、420 カメラ
50a、50b、125、150a、150b、225、250a、250b、325、350a、350b、425、450、525、550 ガルバノミラー
460 振幅変調SLM
40a、40b、140a、140b、240、340a、340b、540
波面制御器
111, 211, 311, 411 Laser light source 112, 212, 312, 412 Divergence lens 113, 213, 313, 413 Collimate lens 114, 122, 134, 222, 234, 314, 322, 334, 414, 422, 534 Half-wave plate 115, 123, 132, 215, 223, 232, 323, 332, 415, 423, 432, 523 Mirror 17, 116, 117, 124, 135, 216, 217, 224, 235, 316, 317 , 324, 335, 416, 417, 424, 524
Polarizing beam splitter (PBS) 131, 231 Beam splitter (BS)
118, 126, 136, 218, 226, 236, 318, 326, 336, 418, 426, 518, 526, 536 Lenses 10, 110, 210, 310, 410, 510 Holographic recording medium (recording medium) 20, 30, 120, 130, 220, 230, 320, 330, 420 cameras 50a, 50b, 125, 150a, 150b, 225, 250a, 250b, 325, 350a, 350b, 425, 450, 525, 550 Galvano mirror 460 amplitude modulation SLM
40a, 40b, 140a, 140b, 240, 340a, 340b, 540
Wavefront controller

Claims (3)

ページデータに係る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、同一位置に複数重畳させて角度多重記録してなるホログラム記録媒体に対し、再生用参照光を所定角度で入射せしめて、前記ページデータ情報を再生するホログラム記録媒体多重記録再生装置において、
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、ホログラムの歪みが減少するように波面を制御する第1の波面制御手段と、
該第1の波面制御手段からの前記第1参照光について、前記ホログラム記録媒体に所定角度で入射するように射出角度の調整を行う第1の偏向角度調整手段と、
該第1の偏向角度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前記第2参照光について、ホログラム記録媒体の透過による参照光の波面の歪みやホログラムの歪みが減少するように波面を制御する第2の波面制御手段と、
該第2の波面制御手段からの第2参照光について、前記ホログラム記録媒体に、前記所定角度とは異なる角度で入射するように射出角度の調整を行う第2の偏向角度調整手段と、
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、
を備えたことを特徴とするホログラム記録媒体多重記録再生装置。
A plurality of interference fringes formed by causing signal light carrying information related to page data to interfere with the recording reference light are superimposed at the same position and a plurality of angle lights are recorded in the hologram recording medium. A hologram recording medium multiplex recording and reproducing apparatus for reproducing the page data information by making the light incident at a predetermined angle,
First reference light polarization adjusting means for adjusting and outputting the reproduction reference light to a first reference light which is either p polarization or s polarization;
First wavefront control means for controlling the wavefront of the first reference light from the first reference light polarization adjustment means so as to reduce distortion of a hologram;
First deflection angle adjustment means for adjusting an emission angle of the first reference light from the first wavefront control means to be incident on the hologram recording medium at a predetermined angle;
Of the first reference light output from the first deflection angle adjustment means and incident on the hologram recording medium, the polarized light transmitted through the hologram recording medium is the first reference light of p-polarized light and s-polarized light. A second reference light polarization adjusting means for adjusting and outputting a second reference light having a polarization different from that of
Second wavefront control means for controlling the wavefront of the second reference light from the second reference light polarization adjustment means so as to reduce distortion of the wavefront of the reference light due to transmission of the hologram recording medium and distortion of the hologram; ,
Second deflection angle adjusting means for adjusting the emission angle so that the second reference light from the second wavefront control means is incident on the hologram recording medium at an angle different from the predetermined angle;
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 imaging means for respectively imaging the hologram information carried by the two separated reproduction lights;
A hologram recording medium multiplex recording and reproducing apparatus comprising:
ページデータの記録時には信号光が出射され、一方、ページデータの再生時には再生光が入射する所定の位置において、ページデータの記録時には、ページデータに基づいて光を変調する変調素子を、一方、ページデータの再生時には、再生された再生光のうち、p偏光またはs偏光のいずれかの直線偏光が担持するページデータ情報を撮像する撮像素子を、設置するように切り替える素子入れ替え機構を備えてなることを特徴とする請求項1に記載のホログラム記録媒体多重記録再生装置。 When recording page data, signal light is emitted, and when reproducing page data, at a predetermined position where the reproduction light is incident, when page data is recorded, a modulation element that modulates light based on page data is used. The apparatus further comprises an element switching mechanism for switching an image pickup element for picking up page data information carried by linear polarization of either p-polarization or s-polarization among the reproduced light to be reproduced at the time of data reproduction. holographic recording medium multiplex recording and reproducing apparatus according to claim 1, wherein the. ページデータに係る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、同一位置に複数重畳させて角度多重記録してなるホログラム記録媒体に対し、再生用参照光を所定角度で入射せしめて、前記ページデータ情報を再生するホログラム記録媒体多重記録再生方法において、
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し、
ホログラムの歪みが減少するように該第1参照光の波面を制御し、
前記第1参照光について、前記ホログラムに所定角度で入射するように入射角度の調整を行い、
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し、
ホログラム記録媒体の透過による参照光の波面の歪みやホログラムの歪みが減少するように該第2参照光の波面を制御し、
該第2参照光について、前記ホログラム記録媒体に、前記所定角度とは異なる角度で入射するように入射角度の調整を行い、
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再生光とを分離し、
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、2つの撮像手段により各々撮像することを特徴とするホログラム記録媒体多重記録再生方法。
A plurality of interference fringes formed by causing signal light carrying information related to page data to interfere with the recording reference light are superimposed at the same position and a plurality of angle lights are recorded in the hologram recording medium. A hologram recording medium multiplex recording and reproducing method for reproducing the page data information by making the light incident at a predetermined angle,
Adjusting the reproduction reference light to a first reference light which is either p-polarization or s-polarization;
Controlling the wavefront of the first reference beam so as to reduce distortion of the hologram;
Adjusting an incident angle of the first reference light so as to be incident on the hologram at a predetermined angle;
Of the first reference light incident on the hologram recording medium, the polarization transmitted through the hologram recording medium is adjusted to the second reference light of p-polarization and s-polarization different from the first reference light. Output
Controlling the wavefront of the second reference beam such that distortion of the wavefront of the reference beam or distortion of the hologram due to transmission of the hologram recording medium is reduced;
Adjusting the incident angle of the second reference light so as to be incident on the hologram recording medium at an angle different from the predetermined angle;
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 are separated,
A hologram recording medium multiplex recording and reproducing method characterized in that the hologram information carried by the two separated reproduction lights are respectively imaged by two imaging means.
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