JPS6046714B2 - ホログラムメモリ記録読出方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フーリエ変換ホログラフイシステムを基礎
とした高品質高密度ホログラムメモリの記録読出方式に
関するものである。

従来、フーリエホログラムを用いたメモリ方式に関す
る発明・報告は多いが、実用的見地からみると記録密度
ならびに品質がともに優れ、さらに安定した性能を有す
るホログラムメモリを作成できる一貫したシステム方式
は数が極めて限られている。

また、必ず何らかの欠点を残しているがために他のメモ
リ方式に比べると信頼性、経済性、あるいは適用範囲に
難点がある。ホログラムメモリ方式の問題点は、（１）
拡散板の構成方式などからくる記録密度と画質のバラン
ス、（ｉｉ）読出像の位置精度、（ｉ■）再生画面内で
の強度むら、（ｉｖ）大量にホログラムメモリを作成し
た場合に、各々のホログラム間で再生像の明るさが異な
り、同一パターンでも像の明るさが一定しないこと、な
どがある。そ’の他、特に読出系には長期間に渡つて繰
返し使用に耐える。しかも安価、量産に適した要素（光
源、メモリ記録材料、光学系、撮像系、信号処理系、全
体機構系）が要求される。 そこで本発明の基礎をなす
着眼点を述べると、まず第１に、メモリの記録密度と品
質はホログラム方式の特徴を代表するものであり、両者
をバランスさせて相当程度のメモリ容量を実現させなけ
ればならない。通常は、冗長性、回折効率、画質などと
同時に改善するために拡散板を用いたフーリエ変換ホロ
グラフイ系が用いられるのであるが、拡散板に何らかの
位相分布を与えて情報拡散の目的を達しようとするとき
、位相板の空間周波数帯域制限を充分に行なえず、その
ためホログラム開口を一定サイズ以下に小さくした（高
密度記録）場合、再生像面上に空間ノイズが顕著に現わ
れ、記録密度はせいぜい回折限界の密度の１１１０以下
にとどまつた。この問題は本発明者が先に出願している
擬似ランダム位相系列を用いた拡散板方式（特願昭４９
−８９２４８号および特願昭５０−４９９８０号）によ
り基本的に解決されている。第２に像位置精度の問題は
関係する要素が多岐に渡るが、主として１ホログラムの
記録波長λ１と像読出に用いる波長λ２の違い、あるい
は読出像倍率の如何による収差、２記録しようとする情
報パターンを記録系に遂次挿入する際の機械的精度、同
じくメモリ記録体の設定精度など、３像読出系の読出ビ
ーム照射精度などをあげることができる。ホログラム収
差は同一波長光を用いて記録・読出を行なえば問題ない
が、実用上は読出光源には安価で安定な小型Ｕｅ−Ｎｅ
レーザを用い、一方記録の上ではフォトレジストや重ク
ロム酸ゼラチン膜がよく感光する短波長のしかも大出力
レーザを用いるのがはなはだ好都合てある。この点は収
差のよく補−正されたフーリエ変換レンズ系を用いるこ
とによつて完全に解決させうる。すなわち、画像電子学
会第伯回研究会予稿７９−０４−１（１９７λ１１、２
）加藤、藤戸、佐藤「ホログラフイにおける漢字メモｌ
月の１−２、１−３にも示されるように１フ．ーリエ変
換レンズが波長、焦点距離に依らず機能すること、２レ
ンズフーリエ変換ホログラムが、レンズ作用を全く有せ
す、平行格子状の干渉縞のみの重畳したものと見なせる
こと、の理由から上記のような無収差系が実現できるも
のである。〔Ｍ．ＫＡＴＯｅｔａｌ．Ａｐｐｌ．Ｏｐｔ
ｌｌ４、１０９３（１９７５）〕。第３に、１つのホロ
グラムから再生された像の一画面内で強度むらが生じる
のは、記録媒体の空間周波数応答特性（ＭＴＦ）による
もので、レンズフーリエ変換ホログラムの場合は、画く
面内で参照光からの距離が大きい点程再生効率が低下し
て暗くなる。第４に多数個のホログラム間て像の明るさ
が変動する現像は、たとえば記録光源の出力は一定して
いてもコヒーレンス条件が変動するとか、記録系に何ら
かの振動が加えられて干渉縞の移動が生じるとかの原因
によるもので、コヒーレント光学技術の弱点の１つと考
えられるものである。この点に関しては、光源のコヒー
レンスの変動があつてもホログラムに記録される干渉縞
の変動を全く生じず、逆に光源の空間的コヒーレンスを
一定限低下させることによつて余分のノイズ成分を抑圧
しうるホログラフイ方式〔Ｍ．ＫＡＴＯＪ．Ｏｐｔ．Ｓ
Ｏｃ．Ａｍｌ６眠１５０７（１９７４）〕が開ノ発され
、安定したホログラムメモリの作製を可能にする基礎技
術が提供されている。本発明は上記従来技術に鑑み、フ
ーリエ変換レンズ系を記録ならびに像読出に用い、擬似
ランダム拡散板によつて帯域制限条件のもとに情報拡散
を計り、ホログラム記録光学系を光源のコヒーレンス条
件変動や装置系の振動に対して安定化するとともに、記
録材料のＭＴＦを補償するなどの機能を有したホログラ
フイシステムによつて、高品質高密度ホログラムメモリ
を安定した条件のもとに量産しうることを目的としてい
る。

このとき、与えられる自由度のうちで重要なものは、１
記録・読出光源の波長λ１，λ２は全く任意に選びうる
２記録用ならびに像読出用フーリエ変換レンズの焦点距
離Ｆｌ，ｆ２はそれぞれ系全体の設計条件を考慮して選
択できる３必要な情報パターンを遂次ホログラムに記録
する装置は特別の除震設備を要せず、設置場所を何処に
ても求めることができるなどである。さて本発明は、以
上のような考察を基に実用的なホログラムメモリの記録
・読出が可能な一貫システムを提供せんとするものであ
るが、システムの特徴を有効ならしめるために、要素の
連けいに特別の方式を用いている。

また、本発明は基本的には作成されるホログラムメモリ
にの形態がフィルムテープ上にーコマづつ順に並びて記
録されている場合とか、ディスク上に円周に沿つて遂次
配列されている場合とかにかかわらず適用しうるもので
はあるが、記録および読出を首尾一貫させた形でひとつ
の光学システムとしてまとめて述べる必要上、以下の実
施例においては、ページ構成のホログラムメモリを作成
する方式として説明する。第１図は拡散板のみのフーリ
エ変換ホログラムを作成する光学系（以下系〔１〕と称
する）の概念図である。

アルゴンイオンレーザもしくはヘリウムカドミウムレー
ザのような短波長（その波長をλ１とする）の光源１か
ら得られる光束をミラー３１で方向転換してから、ビー
ムスプリッタ３２で光束を分割し、一方はミラー４１、
収束レンズ５１、ピンホール６１、コリメートレンズ７
１、ミラー４３および収束レンズ５４などを介してピン
ホールならびに拡散板設置機構を備えた開口部６３に集
光された参照光となる。他方の光束は、ミラー４２、収
束レンズ５３、同５牡ピンホール６２、コリメートレン
ズ７２などを介して拡散板８を照明する平行光束を生じ
る。これら両光束は、フーリエ変換レンズ９１（焦点距
離をｆ１とする）を介して感光媒体１００に入射し、互
いに干渉して拡散板８のフーリエ変換ホログラム作成を
可能ならしめる。このとき参照光源ならびに拡散板８は
レンズ９１の前側焦点面に、媒体１００は後側焦点面に
設定される露光時間はシャッタ２で調整するこのプロセ
スは通常のコヒーレント光ホログラフイと同等であり、
光源のコヒーレンス条件ならびに系の除震には細心の注
意を払う必要がある。しかし、拡散板のホログラムは良
質ものが一枚のみ出来ればよいので、この点が通常のホ
ログラムメモリ作成過程と根本的に異なるところであり
、この点を本システムは以下において繰返し利用する。
ここて拡散板８に大略重ねて用いられる位相板８２、振
幅フィルタ８１については後て詳述する。第２図は、先
に説明した拡散板のフーリエ変換ホログラムを再回折光
学系によつて結像する形で構成された白色干渉系を基礎
にしたホログラムメモリ作製光学系（以下系〔旧と称す
る）の概念図である。

光源の波長は系〔１〕と同じくλ１の波長を用い、同じ
く焦点距離ｆ１のフーリエ変換レンズ系９２，９３を用
いる。光源１から出たコヒーレント光束は、光束の空間
的コヒーレンスを一定限定低下させる為の装置３を通過
して後、収束レンズ５牡開口６４、コリメートレンズ７
３を介して光学媒体１０１に入射する。ここて媒体１０
１は系〔１〕で作成した拡散板のフーリエ変換ホログラ
ムに他ならず、これが開口１１１と重ねられて、フーリ
エ変換レンズ９２の前側焦点面に設置される。レンズ９
２の後側焦点面には、拡散板の像が再生されるが、この
とき媒体１０１に入射する光束は、第１図の参照光がホ
ログラム面に入射する方向と逆方向から入射する配置と
し、第１の開口部６３と同様な開口部６５の微小開口６
５１にＯ次回折光が集光し、同時に拡散板像の一つが再
生されて開口部６５の面内に現われる。その像面上に二
次元情報パターンを配置した物体８３が設定され、この
とき同時に物体８３並びに開口６５１は、第２のフーリ
エ変換レンズ系９３の前側焦点面に設定されている。物
体光並びに参“照光は開口１１２を介してホログラムメ
モリ記録媒体１０２に入射する。ここで開口１１１なら
びに開口１１２は、同一形状、同一サイズもしくは一方
が他方より大きくてもよく、小さい方の開口が一つのホ
ログラムメモリ開口を決定する。両開口はこの他に、入
射光が光学系中で反射、散乱されてホログラム記録面に
ノイズ光として入射するのを防ぐ役割も果す。いま第３
図に示すような二次元情報パターン８３を固定する開口
部６４において、参照光透適用の微小開口６５１は、同
一面内に設置されるパターン８３の最小情報サイズ（分
解能）程度の広がりを有しており、コヒーレンス低下装
置３によつて空間的コヒーレンスを下げた場合に、支障
が生じないよう、かつ必要な参照光成分以外の光が通過
しないように設計されている。また開口６５１の背後に
は光量減衰のためのフィルタ６６が備えらており、参照
光対物体光の光量比を加減している。同時にフィルタ６
６の光学的厚みは、情報パターン８３（たとえは写真乾
板）の光学的厚みにほぼ一致させてあり、これによつて
物体光と参照光の光路がほぼ同等になり、より良質のホ
ログラムが作成される。ページ構成ホログラムメモリを
作成するためには、第３図に示したようなパターン８３
一枚ごとに、一個のホログラムを記録し、次に別のパタ
ーンを挿入するとともに、記録体１０２をその面内て平
行移動して別の記録面にホログラムを書込むといつた手
続きを繰返して、必要な全ページに書込みを実行するこ
とができる。いま第３図で一例を示したような、８行×
８列のマトリクス状配列のもとに得られる計困文字（符
号）を１ページとして、１つのホログラムに対応させた
ものをサブホログラムと称することにすれば、たとえば
第４図の如き４４ページのサブホログラム１０４−１，
１０４−２，・・，１０４−４４を含むホログラムメモ
リ板１０４には、２８１蚊字（符号）の情報を記録でき
ることになる。

第５図は、ホログラムメモリ板からから必要な情報（文
字、符号）を読出す光学系、ならびに読出した光学情報
を光電変換して電気信号として取り出すシステム構成の
ブロック図を示している。（以下系〔■〕と称する）。
図において、Ｈｅ−Ｎｅレーザ（６３２８Ａ）１２から
発したコヒーレント光束は光偏向器２００、同２０１に
よつてそれぞれ互いに直交する二次元方向に偏角を与え
られ、ミラー４３、コリメートレンズ系７４，５５，７
５を介してホログラムメモリ板１０３のいづれかのペー
ジ（サブホログラム）を照射する。このとき入射ビーム
はすべて互いに平行な光束となる如く、前記コリメート
光学系によるビーム整形が行なわれており、また入射ビ
ームのメモリ板への入射角０は、再生用フーリエ変換レ
ンズ系９４の有効開口を最大に利用できる角度を考慮し
て決められる。しかし斜方向から再生光を入射させた場
合でも、メモリ板を透過した０次回折光の中にはレンズ
系９４をそのまま通過する光があり、この強い０次光が
レンズ面内で反射を繰り返して再生像面内にフレアある
いはゴーストを生じる。そこでホログラムメモリ板１０
３とレンズ９４の中間に干渉フィルタ１０４を挿入して
、０次光を減衰させ、０次光とは大きな角度差で回折さ
れる情報成分のみよく透過させるようにした系を構成し
ている。１００１は光偏向器２００と２０１を駆動する
装置、１０００は再生像を受光する撮像装置、１００２
，１００３は撮像装置１０００の制御する装置、１００
７〜１００９は入力装置、１００４，１００５は走査変
換等の信号処理装置、１００６はディスプレイ装置てあ
る。

第６図はメモリ板１０３に入射するビーム２２が、メモ
リ板を透過した成分を大部分を反射させ、実際にレンズ
９４に入射する光束２２０は、たとえば１１１００以下
に減衰させられる。

必要な情報光束２２１、同２２２などは干渉フィルタ１
０４に対して垂直入射に近い条件で入射するため、とえ
ば高々１ｎ程度の減衰にとどまる。第７図は通常の干渉
フィルタに単色コリメート光束を入射させ、入射角θ１
と透過率Ｔ（％）との関係を求めたデータの例で、たと
えば引＝１５ののときＴΣ５０％であるが、θ，＝３０
０のときＴΣ０．９％とすることができる。いまホログ
ラムメモリ板への入射角をθ＝３００とし、干渉フィル
タを更に約５傾けて、干渉フィルタへの入射角を３５更
とすれば、０次光の影響は実質上無視できる程度になる
。このとき再生像の中心に集光する光束が干渉フィルタ
に垂直入射するようにホログラム記録系を設計すれば、
再生像の四隅にそれぞれ集光する光束は干渉フィルタに
対して約１５ぞで入射するようにできる。ただし、設計
例として、λ１＝４８８０゛Ａ１λ２＝６３２８Ａ，．
ｆ１＝７０ｗｎ１ｆ２＝２８顛、パターンサイズ２０Ｔ
Ｉｎ×２０ＴＩｎとしている。このとき再生像の四隅が
暗くなる現象は、先に述べた記録材料のＭＴＦによる影
響と乗算された効果をもたらす。そこで系〔１〕で拡散
板をフーリエホログラムに記録する際、予め干渉フィル
タ挿入による減衰をも考慮に入れた逆フィルタを作り、
これを第１図８１の位置に挿入しておけば、情報記録系
〔■〕ならびに読出系〔■〕には何ら不都合を生じるこ
となく問題を解決することがで”きる。もし系〔■〕、
あるいは系〔■〕で逆フィルタを用いる場合には、光束
のロスやフィルタと他の素子との間で生じる多重反射光
成分の発生、あるいは他の素子とマサツの恐れなどを除
くことが困難である。補償用濃度フィルタの作り方その
ものについては、いろいろな方法が考えられるが、一番
簡単な方法は、まず系〔１〕、系〔旧を通して拡散板の
みをホログラムメモリ板に記録したものを系〔■〕で再
生し、干渉フィルタを通して再生した像を写真乾板に記
録することである。これをレンズ系て拡大して、もとの
拡散板の開口サイズにもどし、さらにその密着性を作成
すれば逆フィルタが得られる。もつと確実に必要な濃度
勾配を得るには、系〔１〕及び系〔■〕で用いる記録材
料のＭＴＦ′を実測によつて求め、それと干渉フィルタ
の特性（第７図）を合わせた濃度分布から、これを補償
する逆フィルタの濃度分布を計算し、たとえば５ないし
１０レベルの段階を分けてパターンを作成して、これら
部分パターンを写真フィルムあるいは蒸着膜によつて合
成する方法て濃度フィルタを実現することができる。一
次元的な分布例を第８図に示している。図においてａは
感材のＭＴＦによる再生像面上の輝度分布、ｂは干渉フ
ィルタによる減衰効果、ｃがａとｂを合わせた減衰を示
している。３１は透過率が３の逆数で表わされる濃度フ
ィルタの特性を示す。

計算機と連結したプロッタを用いれば、このような分布
をレベル毎に二次元的に分解していくことは容易である
。第９図は上側に拡散板８が透過光に対して位相変移を
与える構造を示し、下側に同じ拡散板のホログラムから
の再生像面の一断面（一次元方向）をみた場合に強度分
布を示している。

８８０が０次光、８８が再生像、８８１は拡散板から発
した光束間の干渉縞から生じる一次回折光（いわゆる歪
項）、８８２は歪項の二次回折光成分である。

歪項の高調波成分８８２は位相ホログラムにおいては、
回折効率を増すにつれて顕著に現われる。この場合ホロ
グラムの二重記録技術を利用して歪項を減らす手法が知
られている〔Ｓ．ＹＯｋＯｚｋｌａｎｄＭ．ＫｕｒＯｄ
ａ．ｓＪ．Ｏｐｔ．ＳＯｃ．Ａｍ．ｖＯｌ６５、１００
７（１９７５）〕。その場合回折格子の一次回折光が、
格子ピッチの１１２だけ格子を格子面内で並進させた前
後でπだけの位相変移を生じることを利用しているが、
本発明においては、第１０図のような段差εを有する位
相板を用い、（ｎ−１）ε＝λ１／２なる条件のもとに
第１図の系〔１〕で拡散板８に接近させたホログラムを
記録する。ただし、ｎは位相板の屈折率てある。段差の
設けられる境界８２１は参照光の位置６３１に対して第
１０図のような関係にある。拡散板のホログラムを記録
するにあたつて、位相板８２の位相境界８２１を拡散板
の中央に位置せしめ、参照光はしや断して露光した状態
を１回記録することと、位相板８２を取除いてから通常
通じホログラムを記録することを含めて、二重露光の手
続きを行なう。すなわち、歪項の発生要因は、物体（拡
散板）上の各点相互の干渉により生じた干渉縞に帰着す
るものてある。そこて物体面上２点間の干渉に着眼して
考えれば、第１３図ａに示すように、位相板８２により
点Ｐに対して点Ｑて位相差令を与えると、ホログラム面
１００での格子縞（ピッチＰ）は、位相板８２がない場
合に比べて、冫だけ変移し、かくして点Ｐ，Ｑによる歪
項成分は抑圧されることになる。同様にＰ点からＲまで
の各点は、ＲからＱ迄の各点との間て干渉する成分は各
々同様の事情におかれることになる。点Ｐ，Ｑに対応す
る干渉縞の強度分布と、その変移の状態を第１３図ｂに
示す。

このような手段 一５１を講
じた場合、歪項は、物体幅ＰＱか冫に減じたと同様の効
果を来して、第９図に示すノイズ成分８８２は再生像面
８８の上では抑圧されることになる。

項歪の振舞いに関するさらに詳しい取扱いについては、
上記文献（０ｐｔ．Ｓｃｃ．，Ａｒｒ１．）に記載され
ている。こうして歪項に対応する干渉縞は、比較的高い
周波数成分のものについては、互いに１１２ピッチだけ
ずれた状態で重ね合わされて記録されるので打消し合う
ことになる。位相板を用いる理由は、回折格子を用いる
ことに比べて位相板εを厳密に実現できることの他、実
際に二重露光する作業が簡単にかつ確実に行なわれるよ
うにするためである。すなわち、系〔１〕で位相板８２
を光軸に垂直な面内で平行移動させること、及び参照光
を一回しや断してから露光することだけで目的を達しう
る。ホログラムメモリの基本性能を決定する拡散板につ
いて、次に説明する。

第９図でＭＸＭ個の要素領域から構成される拡散板８を
示している。各領域に対しては、そこを通過する光束に
対して生じる位相変移の相対値がφ１１，φ２１，φＭ
ｌ，・・・・φ１Ｎ４，φ２Ｍ，・・，φＭＭとして与
えられており、特にこのＭＸＭ個の位相系列に対して一
定の条件を設けている。

もつとも簡単な例としては、（イ）、１１π、）７ｒ）
なる４レベルの位相のうちから最隣接項間の位相差が？
又は一？のいづれか一方となる如くレベルを選び、この
規則以外には系列全体としてレベルの配列に規則性が残
らないような擬似ランダム位相系”列を構成する場合て
ある。しかし、位相差が号では再生像面上て隣接領域と
の干渉の結果、サンプリング効果による拡散板像のゆら
ぎ（山と谷が交互に繰返す現象）が生じ、このため読出
される情）報量が元の情報に比べて１１４に減少する結
果となる。また４レベル擬似ランダム系列を用いた拡散
板のパワースペクトルは、上記サブリング間隔に対して
指定される回折限界の開口サイズに比べ面積比で２倍強
あることが計算され、高密度記録には必ずしも充分でな
い。この場合、たとえば（イ）、１７１、４π、モ）か
らなる６レベル３ゝ３ゝ′！Ｔ３の複合擬似ランダム系
列を用いて、サンプリング効果を抑圧し、しかも帯域制
限条件をよく満足した拡散板を構成する方式が有利であ
る。

このような擬似ランダムについては特願昭５０−８２９
９５号に詳しく述べられている。第３図との関連で説明
すれば、文字原板８３の一文字（符号）あたりのサイズ
を２．５＝とし、文字間のスペース０．５順をとつたと
して、拡散板のピッチＰ＝２５μとするとき一文字当り
のサンプリング点数は８０×８０点となり、このときλ
１＝４８８００、ｆ１＝７『なる条件のとに６レベル複
数擬似ラダム位相板のパワースペクトル主要部のサイズ
は１蒜×１ｗｎ弱であり、回折限界のサイズ１．９７Ｔ
ｍ×１．畑のホログラム開口に用いて、極めて高品質の
文字パターンを再生しうることがわかる。通常の漢字パ
ターンであれば、相当複雑な場合でも４０×４０点程度
の情報量で充分分解され、拡散板のピッチＰ＝５０μと
してホログラムサイズは１Ｗ＄ｔ×１Ｔｆ＄Ｌ程度て充
分である。一方、読出用フーリエ変換レンズは、記録用
レンズと異なり、メモリ板側に含まれる情報量がページ
数だけ増加しているので、全ページいづれからの再生情
報をも無収差に近い状態で反対側の受像素子（第５図１
０００）上へ変換結像できることが必要である。そこで
レンズ設計上は非常な困難をともなうのであるが、現実
にはＦ２＝２８ｗｕｎとしてのメモリ板側の有効開口が
１７ＴＷｔ〜１８７Ｔ＄ｔφ程度までは収差補正のよく
行なわれたフーリエ変換レンズを試作しうる。このとき
再生像側の有効開口は８順φ程度まで広げられる。した
がつて、第４図て１ページあたりスペースを含めて２Ｗ
ＵｒＬ×２Ｗ＄Ｌを占有するときには、４４ページのサ
ブホログラムを一枚のメモリ板上に収容でき、もしサイ
ズ１ｗｍ×１？で１ページのサブホログラムを構成する
ときには、４倍以上のメモリ容量を実現しうる。次に、
１ページ当りに記録てきる情報量と画質の改善方法につ
いて述べる。

次に再生像画中に拡散板像のサンプリング効果が現われ
ることを述べ隣接領域間の位相差ができるだけ小さく、
かつ全位相系列のパワースペクトルが一定帯域内に制限
されている位相板が要求される事情に触れたが、６レベ
ル擬似ランダム位相板にあつても、回折限界の記録密度
を得ようとする場合には相当程度のサンプリング効果と
、各サンプル点像の強度の揺ぎが残存する。第１１図は
、そのような位相板像の強度分布の模様を概略示した例
である。いまもし、この強度分布を系〔■〕第２図の８
３の位置で写真に撮影し、現像処理したネガ写真を再び
元の位置にもどして挿入し、その状態でホログラム１０
２を作成すれば、そのホログラムからの再生像は第１１
図のようなゆらぎを補償されているので、より平担な一
様分布を実現するものとなる。そこで改めてこれを第２
図１０１の位置に挿入して、以下のホログラムを記録す
れば、得られるホログラムメモリの品質は一層改善され
ることになる。最後に、ホログラム記録材料のダイナミ
ックレインジを実効的に拡大せしめ、あわせてホログラ
ムの歪項を抑圧する別法を説明する。

次に第１０図の位相板を用いて歪項を抑圧する方法を述
べたが、もつと根本的に、全歪項成分に対する抑圧を行
なうには拡散板のパワースペクトル全体に適当な処理を
施す必要がある。いま、第１２図の上側に示すように、
拡散板のパワースペクトル分布のみをたとえば乾板２０
０２に記録し、これを現像処理したネガパターンとし、
元の位置に正確にもどした後、記録材料１００を密着さ
せてホログラムを記録する。このとき、乾板２００２の
乳剤面２００３は１〜２μ以下の薄いものが望ましく、
ホログラム記録板の感光面２００１は、乳剤面２００３
に接して固定される必要がある。さもなければ、拡散板
のパワースペクトル（一種のスペックルパターン）は主
として数μ四方程度の領域を基本パターンとしたもので
あるので、位置合わせが困難となる。第１２図下方に点
線２００２−１て示しているのは、そのようなスペック
ルパターンの強度分布の例であつて、これのネガパター
ンを通して得られる（フィルタリングされたパワースペ
クトル）分布の様子を示すのが実線２００２−２である
。

写真乳剤の感光特性は、必ずしも直線性がよくな”いこ
と、さらにこのような濃度フィルタを通して物体光（拡
散板のパワースペクトル）のみならず参照光を変調する
ことによる再生像への影響が懸念されるが、実際にはホ
ログラム情報として重要なのは位相情報であつて、振幅
情報は一定値のままでも像再生過程にほとんど悪影響を
与えない。このことはキノフォームにおいてキノフォー
ム面の振幅をすべて１として処理していこと、あるいは
位相情報のみで構成した計算機ホログラムに関する報告
〔ヅＦｉｃｋｈＯｌＯｇｒ′Ａｍ：ＡｓｕｒｖｅｙＯＭ
．Ｒ．Ｂ．ＦＯｒｓｈＯｗＯｐｔｉｃｓａｎｄＬｌｓｅ
ｒＴＯｃｈｎＯｌＯｇｙ．．ＦｅｂｒｕａｒＹｌ９７４
．Ｐ．２８〜〕からも了解される。数ミクロン程度の微
細パターンを写真に撮影し、現像処理後精度よく元の位
置に戻すことにはかなりの困難を伴うことがある。その
場合は露光後も乾板を取りはづさず、その位置のままで
現像液を入れたセルを乾板に近づけ、水洗と定着も同じ
セル内に導いた液で処理すれば容易に目的を達しうる。
さて以上述べてきたような種々のフィルタリング操作は
、１干渉フィルタ使用（第６図）による減衰効果の補償
系、２ホログラム記録材料のＭＴＦによる画像の強度む
ら（第８図−１）の補償系、３ホログラム歪項の抑圧系
（第１０図及び第１２図）、４拡散板のサンプリング効
果（第１１図）抑圧系などからなり、これらすべてを通
常のホログラフイ系て実施するには多大の困難を伴うと
ころを、本発明ではすてに説明した通り、情報記録以前
の前処理の形で済ませており、本番のホログラムメモリ
作成および像再生系においては何ら支障を生じない。

以上の利点は、特に本発明が系〔■〕を用いたホログラ
ム記録方式を採用しているところに集中して現われてい
るのてあるが、最後に本発明においては系〔旧において
拡散板のホログラム１０１（第２図）は位相板の体積ホ
ログラム〔４６Ｔｈｉｃｋｈ０１０ｇｒａｍａｓｕｒｖ
ｅｙ″Ｍ．Ｒ．Ｂ，ｓＦＯｒｓｈＯｗｌＯｐｔｉｃｓａ
ｎｄＬｌｌＳｅｒＴＯｃｈｎＯｌＯｇｙｌＦｅｂｒｕａ
ｒｙｌ９７４、Ｐ．２８〜〕の形式を用いることで特徴
がいつそう顕著に発揮される。位相型体積ホログラムは
平面ホログラムに比べてＳ／Ｎ１回折効率の点て優れて
おり、これによつて第２図の情報パターン８３は明るい
一様照明を受けることができ、光源１のパワーが極めて
効率的に利用される。また、インコヒーレント装置３を
介して記録されるホログラム１０２は、高品質ホログラ
ム１０１の結像面で得られるものであるが、インコヒー
レント光源による平均作用のため、通常のコヒーレント
系で生じる余分の散乱光や反射光の影響が抑圧されてお
り、平面ホログラムであつてもＳ／Ｎのよいホログラム
を作成しうる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のホログラム記録読出システムの一部であ
り、第１図はホログラム作成光学系の構成図、第２図は
二次元情報ホログラムメモリ作成光学系の構成図、第３
図は情報パターンの配置図、第４図はホログラムメモリ
のページ構成図、第５図はページ構成ホログラムメモリ
の読出系の構成図、第６図は干渉フィルタを用いてメモ
リを読出す系の構成図、第７図は干渉フィルタの透過率
が入射角度に依存する特性の概略図、第８図イ，口は干
渉フィルタ系ならびに記録材料の空間周波数応答特性に
よる再生像強度の偏りを示す図、第９図は拡散板の位相
分布と再生像面に現われる歪項域分の概略図、第１０図
は位相板の構成図、第１１図は６レベル擬似ランダム位
相板の像の強度分布を示す図面、第１２図は拡散板のパ
ワースペクトルを処理するフィルタの作成系の説明図、
第１３図Ａ，ｂは第１０図に示す位相板を用いた動作説
明図である。 １，１２・・・・・ルーザ光源、８・・・・・・拡散板
、８１・・・・振幅フィルタ、８２・・・・・・位相板
、８３・・・・・・物体、９１，９２，９３，９４・・
・・・・フーリエ変換レンズ、１００・・・・・・感光
媒体、１０１・・・・・・拡散板ホログラム、１０２・
・・・・・記録媒体、１０３・・・・・・ホログラムメ
モリ板、１０４・・・・・・干渉フィルタ、２００，２
０１・・・・・・光偏向器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 二次元面内に光学的なシェーディング補正のための
   濃度分布を有する逆フィルタを拡散板に重ねて物体とし
   、波長λ＿１のコヒーレント光源ならびに焦点距離ｆ＿
   １のフーリエ変換形の第１のホログラムを作製する第１
   の系と、焦点距離ｆ＿１の２組のフーリエ変換レンズお
   よび波長λ＿１の光源を含む再回析光業系によつて前記
   第１のホログラムを結像し、前記第１のホログラムから
   の一次回折光を二次元情報パターンで振幅変調して前記
   ホログラムの結像面に第２のホログラムを作製する第２
   の系と、前記第２のホログラムを波長λ＿２のコヒーレ
   ント光で照明し、焦点距離ｆ＿２のフーリエ変換レンズ
   を介して前記二次元情報パターン像を再生する第３の系
   を具備するホログラムメモリ記録読出方式。 ２ 前記濃度分布フィルタは感光記録媒体の周波数応答
   特性、前記第３の系において設けた０次光抑制用干渉フ
   ィルタによる情報パターンの強度スペクトルの勾配の少
   なくとも一つを補正するものであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載のホログラムメモリ記録読出
   方式。 ３ 前記第１の系において、半平面が残りの半平面に比
   べて一様に半波長λ＿１／２の光路差を透過光に対して
   生じる位相板を前記拡散板に重ねた状態と重ねない状態
   を多重記録して前記第２のホログラムを形成することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のホログラムメ
   モリ記録読出方式。