JP2007108385A - Hologram data reading unit, imager unit, hologram reproduction device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a simplified composition in a reproduction device for a hologram recording medium on which data are recorded by angle-multiplexing, and also realize space saving and cost reduction in the reading unit of the reproduction device, in particular. <P>SOLUTION: In a hologram data reading unit, a plurality of reference light sources are disposed and switched so that irradiation with reproduction reference light can be made at a plurality of angles without preparing a complicated light source moving mechanism. Also, a plurality of reference light sources are disposed on a surface conjugated with the imaging plane of an imaging optical system so that the imaging optical system can be shared as the irradiation optical system of the reproduction reference light. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、各種データを二次元画像化し、要素ホログラムとして記録したホログラム記録媒体、特には互いに照射角度の異なる記録用参照光を用いることで上記要素ホログラムを角度多重記録したホログラム記録媒体からデータを再生するホログラム再生装置に関し、またホログラム再生装置に用いることのできるホログラムデータ読取ユニット、イメージャユニットに関するものである。   The present invention provides a holographic recording medium in which various types of data are two-dimensionally imaged and recorded as element holograms, particularly data from a hologram recording medium in which the element holograms are angle-multiplexed recorded by using recording reference beams having different irradiation angles. The present invention relates to a hologram reproducing apparatus to be reproduced, and also relates to a hologram data reading unit and an imager unit that can be used in the hologram reproducing apparatus.

特開２００５−１７３６４６号公報JP 2005-173646 A 特許第３１８６３１６号公報Japanese Patent No. 3186316

シート状の記録媒体に情報を記録する例として、バーコード、ＱＲコード、ドットコード等に代表される１次元コード又は２次元コードが挙げられる。しかし、これらの情報記録媒体は、単位面積あたりに記録できる情報量が数十から数キロバイト程度と極めて低い。この原因は、単なる画像の濃淡印刷の記録分解能に物理的な限界があるからである。
また、同じくシート状の記録媒体としては、物体光と参照光の干渉縞によって各種データを記録するホログラム記録媒体も知られている。そしてホログラム記録媒体は、記録密度を飛躍的に向上させ、著しい大容量化が可能であることも知られており、例えばコンピュータデータや、オーディオやビデオ等のＡＶ（Audio-Visual）コンテンツデータなどに対する大容量のストレージメディアとして有用であると考えられている。 As an example of recording information on a sheet-like recording medium, a one-dimensional code or a two-dimensional code represented by a bar code, a QR code, a dot code, and the like can be given. However, these information recording media have an extremely low amount of information that can be recorded per unit area, on the order of several tens to several kilobytes. This is because there is a physical limit to the recording resolution of simple image density printing.
Similarly, as a sheet-like recording medium, a hologram recording medium that records various data by interference fringes of object light and reference light is also known. It is also known that the hologram recording medium can dramatically increase the recording density and can be significantly increased in capacity, for example, for computer data, AV (Audio-Visual) content data such as audio and video, etc. It is considered useful as a large-capacity storage medium.

ホログラム記録媒体にデータを記録する際には、データを二次元ページデータとして画像化する。そして液晶パネル等に二次元画像化したデータを表示させ、その液晶パネルを透過した光を物体光、つまり二次元ページデータの像となる物体光をホログラム記録媒体に照射する。加えて、所定の角度から記録参照光をホログラム記録媒体に照射する。このとき物体光と記録参照光によって生ずる干渉縞が、ドット状や短冊状などの１つの要素ホログラムとして記録されることになる。つまり１つの要素ホログラムは、１つの二次元画像としてデータを記録したものとなる。   When data is recorded on the hologram recording medium, the data is imaged as two-dimensional page data. Then, the two-dimensional image data is displayed on a liquid crystal panel or the like, and the hologram recording medium is irradiated with object light, that is, object light that becomes an image of two-dimensional page data, through the light transmitted through the liquid crystal panel. In addition, the hologram recording medium is irradiated with recording reference light from a predetermined angle. At this time, interference fringes generated by the object light and the recording reference light are recorded as one element hologram such as a dot shape or a strip shape. That is, one element hologram records data as one two-dimensional image.

ホログラムメモリから情報を読み出すためには、半導体レーザ（レーザダイオード）などの再生参照光光源から放射した再生参照光を、照射光学系で平行光にして要素ホログラムに対して照射する。このとき要素ホログラムから、記録された二次元画像の再生像光が再生されるため、その再生像光を結像光学系でイメージャ（撮像素子部）に結像することにより、要素ホログラムに記録されたデータを読み出すことができる。   In order to read information from the hologram memory, the reproduction reference light emitted from a reproduction reference light source such as a semiconductor laser (laser diode) is converted into parallel light by the irradiation optical system and irradiated to the element hologram. At this time, since the reproduced image light of the recorded two-dimensional image is reproduced from the element hologram, the reproduced image light is recorded on the element hologram by forming an image on the imager (imaging device unit) by the imaging optical system. Data can be read out.

また、ホログラムメモリの大容量化のために角度多重記録という方法がある。これはホログラムメモリ上の同一の位置に、記録参照光の角度を変えながら、角度毎に異なるデータを重ね書きする方法で、読み出し時には、照射する再生参照光の角度に応じて、記録時にそれと同じ角度の記録参照光で記録した二次元画像だけが分離して再生されるというものである。   Further, there is a method called angle multiplex recording for increasing the capacity of the hologram memory. This is a method of overwriting different data for each angle while changing the angle of the recording reference light at the same position on the hologram memory. At the time of reading, it is the same as that at the time of recording depending on the angle of the reproduction reference light to be irradiated. Only the two-dimensional image recorded with the angle recording reference light is separated and reproduced.

ここで、例えばシート状等のホログラムメモリを考え、コンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどを記録し、一般ユーザーがホログラムリーダとしての再生装置を用いて、ホログラムメモリに記録されたデータを取得できるようにするシステムを考える。
シート状のホログラムメモリとは、メディア表面としての平面上に多数の要素ホログラムを敷き詰めるように記録するものであり、このメディア表面に対してホログラムリーダを対向させて、各要素ホログラムとして記録されたデータを読み取っていくようにするものである。
そしてホログラムメモリが上記の角度多重記録されたものであった場合、ホログラムリーダ側は、記録時に用いられた互いに異なる複数の角度の記録参照光に対応して、それらの角度と同一の状態で、再生参照光を照射できるようにする必要がある。
例えば記録時に３種類の照射角度θA、θB、θCの各記録参照光が用いられて角度多重記録されたとすると、ホログラムリーダ側も、照射角度θA、θB、θCのそれぞれの状態で再生参照光を照射できるようにする必要がある。 Here, for example, a sheet-like hologram memory is considered, computer data and AV content data are recorded, and a general user can acquire data recorded in the hologram memory by using a reproducing device as a hologram reader. Think of a system.
The sheet-shaped hologram memory is a recording that records a large number of element holograms on a plane as a medium surface, and data recorded as each element hologram with the hologram reader facing the medium surface. Is to be read.
And when the hologram memory is the above-mentioned angle multiplexed recording, the hologram reader side corresponds to the recording reference beams of a plurality of different angles used at the time of recording, in the same state as those angles, It is necessary to be able to irradiate the reproduction reference light.
For example, when recording is performed with angle-multiplexed recording using three types of recording reference beams at the irradiation angles θA, θB, and θC at the time of recording, the hologram reader side also uses the reproduction reference light at each of the irradiation angles θA, θB, and θC. It is necessary to be able to irradiate.

このように再生参照光の角度を変化させるためには、ホログラムリーダ内で参照光光源の位置を変化させる機構を持たせる必要があり、装置としての大型化やコストアップが問題となる。また再生参照光の角度を変化させるために参照光光源やミラーなどをメカニカルな機構で動かすようにすることは、その動作のための時間を要し、データ読み出しに要する時間が長くなる。   In order to change the angle of the reproduction reference light in this way, it is necessary to provide a mechanism for changing the position of the reference light source in the hologram reader, and there is a problem in increasing the size and cost of the apparatus. In addition, moving the reference light source or the mirror by a mechanical mechanism in order to change the angle of the reproduction reference light requires time for the operation, and increases the time required for data reading.

そこで本発明は、角度多重記録されたホログラム記録媒体に対する再生装置において、このような問題を解消するとともに、さらに簡易な構成を実現し、特に再生装置内の読取ユニットにおいて省スペース化、低コスト化を実現することを目的とする。   Therefore, the present invention solves such problems in a reproducing apparatus for a hologram recording medium recorded by angle multiplexing, and realizes a simpler structure, and particularly saves space and reduces costs in a reading unit in the reproducing apparatus. It aims at realizing.

本発明のホログラムデータ読取ユニットは、ホログラム記録媒体上に角度多重記録された要素ホログラムに対して、照射角度の異なる再生参照光を照射するために選択的に発光駆動される複数の参照光光源と、再生参照光の要素ホログラムへの照射により発生する再生像光を結像面に結像させる結像光学系と、上記結像面に受光面が位置するように配置され上記再生像光を電気信号に変換する撮像素子部とを備える。
ここで、上記再生参照光についての照射光学系として、上記結像光学系を共用するとともに、上記複数の参照光光源は、上記結像面と共役な面上に配置されているようにする。
また上記結像光学系の光路中にビームスプリッタを配置し、複数の参照光光源からの再生参照光と、上記再生像光の一方はビームスプリッタによって反射され、他方はビームスプリッタを透過することによって、上記結像面と上記複数の参照光光源が共役な面上に位置するようにする。
また、上記結像光学系の有効領域のうち、上記撮像素子部の有効領域に導かれる光束を遮らない領域に反射部又は回折部を設け、複数の参照光光源からの光束を上記反射部で反射又は回折部で回折させることによって、上記結像面と上記複数の参照光光源が共役な面上に位置するようにする。
また上記撮像素子部はパッケージ内に封入された半導体撮像素子であり、上記パッケージ内に複数の参照光光源及び反射部が配置されている。 The hologram data reading unit of the present invention includes a plurality of reference light sources that are selectively driven to emit light to irradiate reproduction reference light having different irradiation angles to element holograms that are angle-multiplexed and recorded on a hologram recording medium. An image-forming optical system that forms an image on the image plane with the reproduced image light generated by irradiating the element hologram with the reproduction reference light, and the light-receiving surface is positioned on the image-formation plane, An image sensor unit for converting into a signal.
Here, as the irradiation optical system for the reproduction reference light, the imaging optical system is shared, and the plurality of reference light sources are arranged on a plane conjugate with the imaging plane.
A beam splitter is disposed in the optical path of the imaging optical system, and one of the reproduction reference light from the plurality of reference light sources and the reproduction image light is reflected by the beam splitter, and the other is transmitted through the beam splitter. The imaging plane and the reference light sources are positioned on a conjugate plane.
In addition, a reflection unit or a diffraction unit is provided in a region that does not block the light beam guided to the effective region of the imaging element unit in the effective region of the imaging optical system, and the light beam from a plurality of reference light sources is transmitted by the reflection unit. The image forming plane and the plurality of reference light sources are positioned on a conjugate plane by diffracting by a reflection or diffraction section.
The image sensor section is a semiconductor image sensor enclosed in a package, and a plurality of reference light sources and reflectors are arranged in the package.

本発明のイメージャユニットは、ホログラム記録媒体上に形成された要素ホログラムに対して、照射角度の異なる再生参照光を照射するために選択的に発光駆動される複数の参照光光源と、再生参照光の要素ホログラムへの照射により発生する再生像光を受光し、電気信号に変換する撮像素子部とがパッケージ内に封入されて配置されている。   The imager unit of the present invention includes a plurality of reference light sources that are selectively driven to irradiate elemental holograms formed on a hologram recording medium with reproduction reference light having different irradiation angles, and reproduction reference light. An image pickup element portion that receives reproduced image light generated by irradiation of the element hologram and converts it into an electrical signal is enclosed in a package.

本発明のホログラム再生装置は、データを二次元画像化し、二次元画像の物体光と記録用参照光とを干渉させ、干渉縞によって上記データが要素ホログラムとして記録されるホログラム記録媒体であって、互いに照射角度の異なる記録用参照光を用いることで上記要素ホログラムを角度多重記録したホログラム記録媒体からデータを再生するホログラム再生装置である。そして、ホログラム記録媒体上に角度多重記録された要素ホログラムに対して、照射角度の異なる再生参照光を照射するために選択的に発光駆動される複数の参照光光源と、再生参照光の要素ホログラムへの照射により発生する再生像光を結像面に結像させる結像光学系と、上記結像面に受光面が位置するように配置され、上記再生像光を電気信号に変換する撮像素子部と、上記撮像素子部で得られた二次元画像に対して信号処理を行い、上記要素ホログラムとして記録されたデータを復号する信号処理手段とを備える。
また上記再生参照光についての照射光学系として、上記結像光学系を共用するとともに、上記複数の参照光光源は、上記結像面と共役な面上に配置されている。 The hologram reproducing device of the present invention is a hologram recording medium in which data is two-dimensionally imaged, the object light of the two-dimensional image and the recording reference light are interfered, and the data is recorded as an element hologram by interference fringes, The hologram reproducing apparatus reproduces data from a hologram recording medium on which the element hologram is angle-multiplexed recorded by using recording reference beams having different irradiation angles. A plurality of reference light sources that are selectively driven to emit reproduction reference light having different irradiation angles with respect to the element hologram that is angle-multiplexed on the hologram recording medium; and an element hologram of the reproduction reference light An imaging optical system for forming a reproduced image light generated by irradiation on the imaging surface, and an image sensor that converts the reproduced image light into an electrical signal, with the light receiving surface positioned on the imaging surface And signal processing means for performing signal processing on the two-dimensional image obtained by the imaging element unit and decoding data recorded as the element hologram.
The imaging optical system is shared as an irradiation optical system for the reproduction reference light, and the plurality of reference light sources are arranged on a plane conjugate with the imaging plane.

ホログラム再生装置は、ホログラム記録媒体上の要素ホログラムから読み取った二次元画像を復号し、復号データを取得していくという動作を行うが、この動作を多数のそれぞれの要素ホログラムに対して行うことで、各要素ホログラムからの復号データが集められ、その復号データを再構築することで、ホログラム記録媒体に記録されたコンテンツデータ等の再生データを得ることができる。
ホログラム記録媒体が角度多重記録されたものである場合、このホログラム再生装置におけるホログラムデータ読取ユニットは、ホログラム記録媒体に対して異なる複数の角度で再生参照光を照射できるようにする必要がある。このとき、複数の参照光光源を配置して、これを切り換えるようにすれば、複雑な光源移動機構を備えずに、複数の角度での再生参照光の照射が可能となる。
ここにおいてさらに構成の効率化を実現し、小型化やコストダウンを図るには、再生参照光の照射光学系を独立して設けず、結像光学系を照射光学系として共用できるようにすることが有効である。
フーリエ変換ホログラム記録によって生成されたホログラムを再生するための、再生光像を結像させる結像光学系は、無限遠方に存在する2次元ページデータ像をイメージャ（撮像素子部）上に結像する光学系と等価となる。そのため、結像光学系の結像面上あるいはその共役面上にレーザダイオードなどの点光源を参照光光源として配置することにより、その光源から放射された光束を、結像光学系を逆に辿ることによって、ホログラム記録媒体上で平行光束となすことができる。この時、結像面上あるいはその共役面上の点光源位置によってホログラムに照射される平行光束角度が変わる。従って、結像面上あるいはその共役面上に複数の点光源としてレーザダイオード等の参照光光源を配置し、交互にオン／オフさせることにより高速角度切り替え可能で省スペース、低コストの角度多重読み出し光学系が実現できる。 The hologram reproducing apparatus performs an operation of decoding a two-dimensional image read from an element hologram on a hologram recording medium and acquiring decoded data. By performing this operation on a large number of element holograms, The decoded data from each element hologram is collected, and the decoded data is reconstructed, whereby reproduction data such as content data recorded on the hologram recording medium can be obtained.
When the hologram recording medium is one in which angle multiplexing recording is performed, it is necessary that the hologram data reading unit in this hologram reproducing apparatus can irradiate the hologram recording medium with reproduction reference light at a plurality of different angles. At this time, if a plurality of reference light sources are arranged and switched, it is possible to irradiate the reproduction reference light at a plurality of angles without providing a complicated light source moving mechanism.
Here, in order to further improve the efficiency of the configuration and reduce the size and cost, it is possible to share the imaging optical system as the irradiation optical system without providing the reproduction reference light irradiation optical system independently. Is effective.
An imaging optical system that forms a reproduction light image for reproducing a hologram generated by Fourier transform hologram recording forms a two-dimensional page data image existing at infinity on an imager (imaging device unit). Equivalent to an optical system. For this reason, a point light source such as a laser diode is arranged as a reference light source on the imaging surface of the imaging optical system or its conjugate plane, and the light beam emitted from the light source is traced back through the imaging optical system. Thus, a parallel light beam can be formed on the hologram recording medium. At this time, the angle of the parallel light beam applied to the hologram changes depending on the position of the point light source on the image plane or its conjugate plane. Therefore, a reference light source such as a laser diode is arranged as a plurality of point light sources on the image plane or its conjugate plane, and can be switched at high speed by alternately turning on and off, thereby saving space and low cost angle multiplex readout. An optical system can be realized.

本発明によれば、角度多重記録されたホログラム記録媒体に対する読取のために、複数の参照光光源を配置し、これらをオン／オフすることで再生参照光の角度を切り換えるようにしている。また、各参照光光源は、結像光学系の結像面と共役面に配置されるようにし、結像光学系を再生参照光の照射光学系と共用する。
これらのことから、高速に再生参照光の角度の切換を実現すると共に、省スペースで、且つ、低コストなホログラムデータ読取ユニットを構成できるという効果があり、またこれはホログラム再生装置の小型化に寄与する。
各参照光光源を結像光学系の結像面と共役面に配置し、結像光学系を再生参照光の照射光学系と共用する構成は、ビームスプリッタを用いることで容易に実現できる。
また、結像光学系の有効領域のうち、上記撮像素子部の有効領域に導かれる光束を遮らない領域に反射部又は回折部を設け、複数の参照光光源からの光束を上記反射部で反射又は回折部で回折させるようにすれば、再生像光をロスなく有効に撮像素子部に結像させることができる。
またイメージャユニットとして、撮像素子部をパッケージ内に封入された半導体撮像素子とし、そのパッケージ内に半導体レーザ等から成る複数の参照光光源を配置することで、更なる低コスト化や省スペース化が可能である。 According to the present invention, a plurality of reference light sources are arranged for reading on a hologram recording medium on which angle multiplexing recording is performed, and the angle of the reproduction reference light is switched by turning these on / off. In addition, each reference light source is arranged on the imaging plane and the conjugate plane of the imaging optical system, and the imaging optical system is shared with the reproduction reference light irradiation optical system.
As a result, the angle of the reproduction reference beam can be switched at a high speed, and the space-saving and low-cost hologram data reading unit can be configured. This also reduces the size of the hologram reproduction apparatus. Contribute.
A configuration in which the respective reference light sources are arranged on the imaging surface and the conjugate surface of the imaging optical system and the imaging optical system is shared with the reproduction reference light irradiation optical system can be easily realized by using a beam splitter.
In addition, a reflection unit or a diffraction unit is provided in an effective region of the imaging optical system in a region that does not block the light beam guided to the effective region of the imaging element unit, and the light beams from a plurality of reference light sources are reflected by the reflection unit. Alternatively, if the diffraction part is diffracted, the reproduced image light can be effectively imaged on the image sensor part without loss.
In addition, as an imager unit, the imaging element unit is a semiconductor imaging element enclosed in a package, and a plurality of reference light sources including semiconductor lasers are arranged in the package, thereby further reducing cost and space. Is possible.

以下、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。
［１．ホログラムメモリの記録再生］
［２．ホログラムリーダの構成］
［３．読取ユニットの各種構成例］
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order.
[1. Recording and playback of hologram memory]
[2. Configuration of hologram reader]
[3. Various configuration examples of the reading unit]

［１．ホログラムメモリの記録再生］

まずホログラムメモリ３に対する基本的な記録再生動作について図１で説明する。
図１（ａ）はホログラムメモリ３に対するデータ記録の様子を示している。例えばコンテンツデータやコンピュータプログラム等としてのデータをホログラムメモリ３に記録する場合、その記録データ全体は、多数の１ページ分のデータにエンコードされる。
例えばコンテンツデータ等の全体のデータが多数の所定サイズのデータブロックに分割され、ブロック単位でエンコード処理が行われる。
エンコードされた単位としての１つのデータブロックは、図示するような例えば二次元画像ＤＰに変換され、液晶パネル１において表示される。
所定の光源から出力され、例えば平行光とされたレーザ光Ｌ１は、二次元画像ＤＰが表示された液晶パネル１を通過することで、その二次元画像ＤＰの像としての物体光Ｌ２となる。
この物体光Ｌ２は、集光レンズ２で集光され、ホログラムメモリ３上にスポットとして集光される。
このとき、ホログラムメモリ３に対しては、所定角度で記録参照光Ｌ３を照射する。これにより物体光Ｌ２と参照光Ｌ３が干渉し、その干渉縞によりドット状の要素ホログラムが記録されることになる。
なおこのように集光レンズ２を用いる場合、要素ホログラムとして記録されるデータは、集光レンズ２のフーリエ変換作用により、記録データの像のフーリエ像となる。 [1. Recording and playback of hologram memory]

First, a basic recording / reproducing operation for the hologram memory 3 will be described with reference to FIG.
FIG. 1A shows a state of data recording on the hologram memory 3. For example, when data such as content data or a computer program is recorded in the hologram memory 3, the entire recording data is encoded into a large number of data for one page.
For example, the entire data such as content data is divided into a large number of data blocks of a predetermined size, and encoding processing is performed on a block basis.
One data block as an encoded unit is converted into a two-dimensional image DP as shown in the figure and displayed on the liquid crystal panel 1.
The laser beam L1 output from a predetermined light source, for example, converted into parallel light, passes through the liquid crystal panel 1 on which the two-dimensional image DP is displayed, and becomes object light L2 as an image of the two-dimensional image DP.
The object light L2 is collected by the condenser lens 2 and collected as a spot on the hologram memory 3.
At this time, the recording reference light L3 is irradiated to the hologram memory 3 at a predetermined angle. Thereby, the object light L2 and the reference light L3 interfere with each other, and a dot-shaped element hologram is recorded by the interference fringes.
When the condenser lens 2 is used in this way, the data recorded as the element hologram becomes a Fourier image of the recording data image by the Fourier transform action of the condenser lens 2.

このようにしてホログラムメモリ３に１つの要素ホログラムが記録されるが、順次エンコード単位のデータブロックが、同様に二次元画像ＤＰに変換され、液晶パネル１に表示され、それぞれ要素ホログラムとして記録されていく。
各要素ホログラムの記録の際には、図示しない移送機構により、ホログラムメモリ３（ホログラム材料）の位置を移送させ（もしくは記録光学系を移送させ）、要素ホログラムの記録位置をホログラムメモリ３の平面上で僅かにずらせていく。これにより、例えばシート状のホログラムメモリ３に、その平面方向に多数の要素ホログラムが配置されるように記録が行われていくことになる。例えば図２には、１つの要素ホログラムを○で表しているが、このように平面上に多数の要素ホログラムが形成される。
図２では、ホログラムメモリ３の平面上に、横方向に３２個の要素ホログラム、縦方向に２４個の要素ホログラムを配置した例を示している。各要素ホログラムには図３に示すように、例えば５１２×３８４画素（ピクセル）の二次元画像ＤＰが記録される。 In this way, one element hologram is recorded in the hologram memory 3. Data blocks in units of encoding are similarly converted into a two-dimensional image DP, displayed on the liquid crystal panel 1, and recorded as element holograms. Go.
When recording each element hologram, the position of the hologram memory 3 (hologram material) is transferred (or the recording optical system is transferred) by a transfer mechanism (not shown), and the recording position of the element hologram is set on the plane of the hologram memory 3. Then shift it slightly. Thereby, for example, recording is performed on the sheet-like hologram memory 3 so that a large number of element holograms are arranged in the plane direction. For example, in FIG. 2, one element hologram is indicated by a circle, but a number of element holograms are thus formed on a plane.
FIG. 2 shows an example in which 32 element holograms are arranged in the horizontal direction and 24 element holograms are arranged in the vertical direction on the plane of the hologram memory 3. As shown in FIG. 3, for example, a 512 × 384 pixel (pixel) two-dimensional image DP is recorded in each element hologram.

このように要素ホログラムが記録されたホログラムメモリ３に対しては図１（ｂ）のように再生が行われる。図１（ｂ）に示す結像光学系４及び撮像素子部（イメージャ）５は、ホログラムリーダとしての再生装置内に設けられる構成である。
ホログラムメモリ３に対しては、記録時と同じ照射角度で、再生参照光Ｌ４を照射する。再生参照光Ｌ４を照射すると、要素ホログラムとして記録された再生像が得られる。つまり二次元ページデータの像が、記録時の液晶パネル１と共役な場所に現れる。これを撮像素子部５で読み取ればよい。
即ちホログラムメモリ３からの再生像光Ｌ５は結像光学系４で平行光とされ、例えばＣＣＤ撮像素子アレイ、もしくはＣＭＯＳ撮像素子アレイなどで形成された撮像素子部５に入射する。ホログラムメモリ３上でのフーリエ像は、結像光学系４で逆フーリエ変換されて二次元ページデータの像となるため、この二次元画像ＤＰとしての再生像が撮像素子部５で読み取られる。
撮像素子部５は再生像に応じた電気信号としての二次元画像信号を発生させる。この二次元画像信号についてデコード処理を行うことで、元々のデータ、つまり記録のために二次元ページデータに変換する前のデータが得られることになる。
ホログラムメモリ３上の多数の要素ホログラムについて同様にデータ読出を行っていくことで、記録された元々のコンテンツデータ等を再生することができる。 The hologram memory 3 in which element holograms are recorded in this way is reproduced as shown in FIG. The imaging optical system 4 and the image sensor unit (imager) 5 shown in FIG. 1B are configured in a reproducing apparatus as a hologram reader.
The hologram memory 3 is irradiated with the reproduction reference light L4 at the same irradiation angle as that during recording. When the reproduction reference light L4 is irradiated, a reproduction image recorded as an element hologram is obtained. That is, an image of two-dimensional page data appears at a location conjugate with the liquid crystal panel 1 at the time of recording. What is necessary is just to read this with the image pick-up element part 5. FIG.
That is, the reproduced image light L5 from the hologram memory 3 is converted into parallel light by the imaging optical system 4 and is incident on the image sensor section 5 formed by, for example, a CCD image sensor array or a CMOS image sensor array. Since the Fourier image on the hologram memory 3 is subjected to inverse Fourier transform by the imaging optical system 4 and becomes an image of two-dimensional page data, the reproduced image as the two-dimensional image DP is read by the imaging element unit 5.
The image sensor unit 5 generates a two-dimensional image signal as an electrical signal corresponding to the reproduced image. By decoding the two-dimensional image signal, original data, that is, data before being converted into two-dimensional page data for recording can be obtained.
By reading data similarly for a number of element holograms on the hologram memory 3, the original recorded content data and the like can be reproduced.

ホログラムメモリ３の基本的な記録再生動作は以上のようになるが、角度多重方式で要素ホログラムを記録することで、著しい大容量化が可能となる。
角度多重記録の様子を図４に示す。この場合、図４（ａ）（ｂ）にそれぞれ示すように、記録参照光は、光源位置８Ａ、８Ｂからの記録参照光Ｌ３Ａ、Ｌ３Ｂとしてそれぞれ異なる角度θA、θBでホログラムメモリ３に参照光を照射できるようにしている。なお、光源位置８Ａ，８Ｂは、記録光学系によってホログラムメモリ３に対して参照光を照射する位置としているが、その位置にそれぞれ異なる光源素子を配置することを必要とするものではない。例えば１つの光源からの光の光路を変更することで光源位置８Ａ，８Ｂを切り換えるようにしてもよい。 Although the basic recording / reproducing operation of the hologram memory 3 is as described above, it is possible to significantly increase the capacity by recording the element hologram by the angle multiplexing method.
The state of angle multiplexing recording is shown in FIG. In this case, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the recording reference light is transmitted to the hologram memory 3 at different angles θA and θB as recording reference lights L3A and L3B from the light source positions 8A and 8B, respectively. It is possible to irradiate. Although the light source positions 8A and 8B are positions where the hologram memory 3 is irradiated with the reference light by the recording optical system, it is not necessary to dispose different light source elements at the positions. For example, the light source positions 8A and 8B may be switched by changing the optical path of light from one light source.

角度多重記録の場合、まず図４（ａ）のように、記録するデータの二次元画像ＤＰを液晶パネル１に供給し、表示させる。このとき液晶パネル１を通過した二次元画像ＤＰの像としての物体光Ｌ２が集光レンズ２で集光されてホログラムメモリ３上にスポットとして照射されるが、この期間は光源位置８Ａからの角度θAの記録参照光Ｌ３Ａをホログラムメモリ３に与える。この記録参照光Ｌ３Ａと物体光Ｌ２による干渉縞により要素ホログラムが記録される。
また別のタイミングでは、図４（ｂ）のように、記録するデータの二次元画像ＤＰを液晶パネル１に供給し、表示させる。このとき液晶パネル１を通過した二次元画像ＤＰの像としての物体光Ｌ２が集光レンズ２で集光されてホログラムメモリ３上にスポットとして照射されるが、この期間は光源位置８Ｂからの角度θBの記録参照光Ｌ３Ｂをホログラムメモリ３に与える。この記録参照光Ｌ３Ｂと物体光Ｌ２による干渉縞により要素ホログラムが記録される。 In the case of angle multiplex recording, first, as shown in FIG. 4A, a two-dimensional image DP of data to be recorded is supplied to the liquid crystal panel 1 and displayed. At this time, the object light L2 as an image of the two-dimensional image DP that has passed through the liquid crystal panel 1 is collected by the condenser lens 2 and irradiated as a spot on the hologram memory 3. During this period, the angle from the light source position 8A Recording reference light L3A of θA is given to the hologram memory 3. Element holograms are recorded by the interference fringes by the recording reference light L3A and the object light L2.
At another timing, as shown in FIG. 4B, a two-dimensional image DP of data to be recorded is supplied to the liquid crystal panel 1 and displayed. At this time, the object light L2 as an image of the two-dimensional image DP that has passed through the liquid crystal panel 1 is collected by the condenser lens 2 and irradiated as a spot on the hologram memory 3. During this period, an angle from the light source position 8B is used. Recording reference light L3B of θB is given to the hologram memory 3. Element holograms are recorded by the interference fringes of the recording reference light L3B and the object light L2.

以上の図４（ａ）（ｂ）の記録動作をそれぞれ行っていくことにより、ホログラムメモリ３には図５に示すように、記録参照光Ｌ３Ａを用いて形成される要素ホログラムｈAが多数配列された第１面３Ａと、記録参照光Ｌ３Ｂを用いて形成される要素ホログラムｈBが多数配列された第２面３Ｂとが形成された状態とすることができる。つまり二次元平面上に角度多重方式で複数の面に要素ホログラムが記録されたホログラムメモリ３が形成される。なお、第１面３Ａ、第２面３Ｂは実際に物理的に多層的な面として分かれているわけではないが、説明の便宜上、「面」という言葉を用いている。   By performing the recording operations shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), a large number of element holograms hA formed using the recording reference light L3A are arranged in the hologram memory 3 as shown in FIG. Further, the first surface 3A and the second surface 3B on which a large number of element holograms hB formed using the recording reference light L3B are arranged can be formed. That is, the hologram memory 3 in which element holograms are recorded on a plurality of surfaces by the angle multiplexing method on the two-dimensional plane is formed. The first surface 3A and the second surface 3B are not actually physically separated as multi-layer surfaces, but the term “surface” is used for convenience of explanation.

このように要素ホログラムｈA、ｈBが記録されたホログラムメモリ３に対する再生時の動作は次のようになる。
図６（ａ）はホログラムメモリ３の第１面３Ａからの要素ホログラムｈAの読出の様子を示している。
図６においては参照光光源７Ａ、７Ｂを示しているが、これは後述する再生装置（ホログラムリーダ２０）において設けられる光源である。
参照光光源７Ａは、記録時の光源位置８Ａと同様の角度θAでホログラムメモリ３に再生参照光Ｌ４Ａを照射するように配置され、また参照光光源７Ｂは、記録時の光源位置８Ｂと同様の角度θBでホログラムメモリ３に再生参照光Ｌ４Ｂを照射するように配置されている。 The reproduction operation for the hologram memory 3 in which the element holograms hA and hB are recorded in this way is as follows.
FIG. 6A shows how the element hologram hA is read from the first surface 3A of the hologram memory 3. FIG.
Although reference light sources 7A and 7B are shown in FIG. 6, this is a light source provided in a reproducing apparatus (hologram reader 20) described later.
The reference light source 7A is arranged to irradiate the reproduction reference light L4A to the hologram memory 3 at the same angle θA as the light source position 8A during recording, and the reference light source 7B is the same as the light source position 8B during recording. The hologram memory 3 is arranged to irradiate the reproduction reference light L4B at an angle θB.

第１面３Ａの要素ホログラムｈAの読取の際には、参照光光源７Ａがオンとされ、図６（ａ）に示すように再生参照光Ｌ４ＡのスポットＳＰＡが要素ホログラムｈAに照射される。この要素ホログラムｈAと同一の位置には第２面３Ｂの要素ホログラムｈBも記録されているのであるが、再生参照光Ｌ４Ａが照射された際には、要素ホログラムｈAの再生像光Ｌ５のみが得られ、これが撮像素子部５で検出される。
また第２面３Ｂの要素ホログラムｈBの読取の際には、参照光光源７Ｂがオンとされ、図６（ｂ）に示すように再生参照光Ｌ４ＢのスポットＳＰＢが要素ホログラムｈBに照射される。これにより要素ホログラムｈAの再生像光は得られず、要素ホログラムｈBの再生像光Ｌ５のみが得られ、これが撮像素子部５で検出される。 When reading the element hologram hA on the first surface 3A, the reference light source 7A is turned on, and the spot SPA of the reproduction reference light L4A is irradiated to the element hologram hA as shown in FIG. 6A. Although the element hologram hB of the second surface 3B is also recorded at the same position as this element hologram hA, only the reproduced image light L5 of the element hologram hA is obtained when the reproduction reference light L4A is irradiated. This is detected by the image sensor section 5.
When reading the element hologram hB on the second surface 3B, the reference light source 7B is turned on, and the spot SPB of the reproduction reference light L4B is irradiated to the element hologram hB as shown in FIG. 6B. As a result, the reproduced image light of the element hologram hA is not obtained, and only the reproduced image light L5 of the element hologram hB is obtained, and this is detected by the image sensor section 5.

なお、ここでは２つの異なる角度の記録参照光Ｌ３Ａ，Ｌ３Ｂを用いて、上記第１面３Ａ、第２面３Ｂとしての角度多重記録を行った例を述べたが、３種類以上の異なる角度の記録参照光を用いることで、更に第３面以上の多重記録を行うことができる。   Here, the example in which the angle multiplex recording as the first surface 3A and the second surface 3B is performed using the recording reference beams L3A and L3B having two different angles has been described. By using the recording reference beam, it is possible to perform multiplex recording on the third and higher surfaces.

ホログラムメモリ３についての記録再生や角度多重方式の記録再生は以上のように行われるが、このように要素ホログラムによってデータが記録されるホログラムメモリ３は密着コピーによる大量複製も容易に可能である。
従って、図１（ａ）のようにしてホログラム材料上に要素ホログラムを記録したホログラムメモリ３は、それをそのまま一般ユーザーに提供するホログラムメモリとしても良いが、これをマスターメディアとし、密着コピーにより大量のホログラムメモリの複製に用いてもよい。
例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどをホログラム記録媒体に記録し、これを広く頒布するとともに、一般ユーザーが再生装置（ホログラムリーダ２０）を用いて、ホログラムメモリ３に記録されたデータを取得できるようにするシステムなどを想定した場合、図１（ａ）のようにしてホログラムマスターメディアを生成し、そのマスターメディアから複製されたホログラムメモリを頒布して、ユーザーサイドで図１（ｂ）の動作でデータを読み出すようにすることが好適である。
Recording / reproduction and angle multiplexing type recording / reproduction with respect to the hologram memory 3 are performed as described above, but the hologram memory 3 in which data is recorded by the element hologram as described above can easily be mass-replicated by contact copying.
Therefore, the hologram memory 3 in which the element hologram is recorded on the hologram material as shown in FIG. 1A may be used as a hologram memory for providing it to general users as it is. The hologram memory may be used for duplication.
For example, computer data, AV content data, and the like are recorded on a hologram recording medium and distributed widely, so that a general user can acquire data recorded in the hologram memory 3 using a reproducing device (hologram reader 20). 1A, a hologram master medium is generated as shown in FIG. 1A, a hologram memory replicated from the master medium is distributed, and data is operated by the operation of FIG. 1B on the user side. Is preferably read out.

［２．ホログラムリーダの構成］

実施の形態の再生装置としてのホログラムリーダ２０について説明する。図７はホログラムリーダ２０のブロック図である。
図７においてシステムコントローラ２１は、例えばマイクロコンピュータにより形成され、ホログラムメモリ３からのデータ読取のための動作を実行するために各部を制御する。
またシステムコントローラ２１は操作部３３の操作情報を監視し、ユーザーの操作に応じて必要な制御を行う。またシステムコントローラ２１は、表示部３４を制御してユーザーに提示する各種の情報の表示を実行させる。 [2. Configuration of hologram reader]

A hologram reader 20 as a reproducing apparatus according to the embodiment will be described. FIG. 7 is a block diagram of the hologram reader 20.
In FIG. 7, the system controller 21 is formed by, for example, a microcomputer and controls each unit in order to execute an operation for reading data from the hologram memory 3.
Further, the system controller 21 monitors the operation information of the operation unit 33 and performs necessary control according to the user's operation. In addition, the system controller 21 controls the display unit 34 to display various information presented to the user.

ホログラムメモリ３からのデータ読取のために、読取ユニット１０を備える。読取ユニット１０の構成例は、後に各種の例を述べるが、この読取ユニット１０には、少なくとも図１（ｂ）、図６で述べた結像光学系４、撮像素子部５、及び参照光光源７を備える。なお、図７では参照光光源７として、２つの参照光光源７Ａ、７Ｂを示しているが、これは、ホログラムメモリ３が図５のように第１面３Ａ、第２面３Ｂとして２つの面に角度多重記録された場合に対応する構成である。ホログラムメモリ３が３面以上に角度多重記録されているものである場合に対応するには、その多重面数に対応する数の参照光光源７が配置される。   A reading unit 10 is provided for reading data from the hologram memory 3. Various examples of the configuration of the reading unit 10 will be described later. The reading unit 10 includes at least the imaging optical system 4, the imaging element unit 5, and the reference light source described in FIG. 1B and FIG. 6. 7 is provided. In FIG. 7, two reference light sources 7A and 7B are shown as the reference light source 7, but this is because the hologram memory 3 has two surfaces as the first surface 3A and the second surface 3B as shown in FIG. This is a configuration corresponding to the case where angle multiplex recording is performed. In order to cope with the case where the hologram memory 3 is one in which angle multiplexing recording is performed on three or more surfaces, the number of reference light sources 7 corresponding to the number of multiplexing surfaces is arranged.

図４，図５，図６で説明した例に沿って言えば、参照光光源７Ａは、ホログラムメモリ３に対して角度θAで再生参照光Ｌ４Ａを照射するように配置されている。また参照光光源７Ｂは、ホログラムメモリ３に対して角度θBで再生参照光Ｌ４Ｂを照射するように配置されている。
参照光光源７Ａ、７Ｂは例えば半導体レーザ等の点光源により形成される。参照光光源７Ａ，７Ｂは、発光駆動回路３０によって発光される。発光駆動回路３０は、当該ホログラムリーダ２０によってホログラムメモリ３の再生を行う場合に、システムコントローラ２１の指示によって参照光光源７Ａ、７Ｂをそれぞれ発光駆動する。発光駆動回路３０によって参照光光源７Ａがオンとされることで、ホログラムメモリ３に対して角度θAの再生参照光Ｌ４Ａが出射され、また参照光光源７Ｂがオンとされることで、角度θBの再生参照光Ｌ４Ｂが出射される。 According to the example described with reference to FIGS. 4, 5, and 6, the reference light source 7 </ b> A is disposed so as to irradiate the hologram memory 3 with the reproduction reference light L <b> 4 </ b> A at an angle θA. The reference light source 7B is arranged so as to irradiate the hologram memory 3 with the reproduction reference light L4B at an angle θB.
The reference light sources 7A and 7B are formed by a point light source such as a semiconductor laser. The reference light sources 7A and 7B are emitted by the light emission drive circuit 30. The light emission drive circuit 30 drives the reference light sources 7A and 7B to emit light according to an instruction from the system controller 21 when the hologram reader 3 reproduces the hologram memory 3. When the reference light source 7A is turned on by the light emission drive circuit 30, the reproduction reference light L4A having an angle θA is emitted to the hologram memory 3, and when the reference light source 7B is turned on, the reference light source 7B is turned on. Reproduction reference light L4B is emitted.

結像光学系４はホログラムメモリ３からの再生像光Ｌ５を撮像素子部５に導く。撮像素子部５は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）等の固体撮像素子によるイメージセンサによって構成され、結像光学系４を介して入射した再生像光Ｌ５を受光し、電気信号としての撮像信号を出力する。   The imaging optical system 4 guides the reproduced image light L5 from the hologram memory 3 to the imaging element unit 5. The imaging device unit 5 is configured by an image sensor using a solid-state imaging device such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS), and receives the reproduced image light L5 incident through the imaging optical system 4. Then, an imaging signal as an electrical signal is output.

ホログラムスキャン制御部２２は、撮像素子部５の動作を制御すると共に、撮像素子部５によって得られる撮像信号の処理を行う。
即ちホログラムスキャン制御部２２は、撮像素子部５に対して転送タイミング信号、転送アドレス信号等を供給して、いわゆる撮像動作により固体撮像素子アレイで得られる撮像信号を順次転送出力させる。そして撮像素子部５から転送されたきた撮像信号について、サンプリング処理、ＡＧＣ処理、Ａ／Ｄ変換処理等を施して出力する。 The hologram scan control unit 22 controls the operation of the imaging element unit 5 and processes an imaging signal obtained by the imaging element unit 5.
That is, the hologram scan control unit 22 supplies a transfer timing signal, a transfer address signal, and the like to the image pickup device unit 5 and sequentially transfers and outputs an image pickup signal obtained by the solid-state image pickup device array by a so-called image pickup operation. Then, the imaging signal transferred from the imaging element unit 5 is subjected to sampling processing, AGC processing, A / D conversion processing, and the like and output.

ホログラムスキャン制御部２２から出力されるデジタルデータ化された撮像信号（二次元画像）は、メモリコントローラ２３の制御によってＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）２４に蓄積される。
メモリコントローラ２３は、ＤＲＡＭ２４、フラッシュメモリ２５に格納するデータについての各部の転送制御や、書込／読出制御を行う。
ＤＲＡＭ２４に蓄積された二次元画像に関する信号処理系として、ホログラム画像処理部２７，信号処理部２８が設けられる。
またホログラム画像処理部２７や信号処理部２８と、処理結果や処理に必要な情報についてのシステムコントローラ２１とのやりとりを行うためにＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）２９が用いられる。
また、フラッシュメモリ２５には、例えば上記各部での信号処理に必要な設定値、係数、その他の各種制御パラメータ等が記憶される。信号処理部２８で二次元画像信号から復号された復号データをフラッシュメモリ２５に記憶するようにしてもよい。 An imaging signal (two-dimensional image) converted to digital data output from the hologram scan control unit 22 is accumulated in a DRAM (Dynamic Random Access Memory) 24 under the control of the memory controller 23.
The memory controller 23 performs transfer control of each unit and write / read control for data stored in the DRAM 24 and the flash memory 25.
As a signal processing system related to the two-dimensional image stored in the DRAM 24, a hologram image processing unit 27 and a signal processing unit 28 are provided.
In addition, an SRAM (Static Random Access Memory) 29 is used for exchanging the hologram image processing unit 27 and the signal processing unit 28 with the system controller 21 for processing results and information necessary for processing.
Further, the flash memory 25 stores, for example, setting values, coefficients, and other various control parameters necessary for signal processing in each of the above-described units. The decoded data decoded from the two-dimensional image signal by the signal processing unit 28 may be stored in the flash memory 25.

ホログラム画像処理部２７は、二次元画像について、光学的な原因によるデータ値の変動である光学歪み補正に関する処理や、明るさ調整、画像位置ズレ補正、画像回転ズレ等の幾何歪み補正に関する処理を行う。また撮像素子部５によっては階調のある撮像データとして再生像信号が得られるが、これを白黒の二値に変換する二値化処理も行う。ホログラムメモリ３から読み取るべきデータは、元々の記録データを明暗（白黒）の二値のデータとして二次元ページデータ化されたものであるからである。   The hologram image processing unit 27 performs processing related to optical distortion correction, which is a change in data value due to an optical cause, and processing related to geometric distortion correction such as brightness adjustment, image position shift correction, and image rotation shift for a two-dimensional image. Do. Also, depending on the image sensor section 5, a reproduced image signal is obtained as image data with gradation, but binarization processing for converting this into black and white binary data is also performed. This is because the data to be read from the hologram memory 3 is obtained by converting the original recording data into two-dimensional page data as light and dark (black and white) binary data.

信号処理部２８は、二次元の画像パターンとして二値化された再生像信号、つまり１つの要素ホログラムから得られたデータについて、デコード処理やエラー訂正処理、デインターリーブなどを行い、元のデータを得る。即ち、１枚の二次元画像としての撮像信号から、元々の記録データ（コンテンツデータ等）を構成する１つのデータブロックとしてのデータを復号する。
信号処理部２８は、デコードした１つのデータブロックのデータを、メモリコントローラ２３に受け渡す。メモリコントローラ２３は、デコードしたデータをＤＲＡＭ２４もしくはフラッシュメモリ２５に格納させる。
信号処理部２８でデコードされたデータがＤＲＡＭ２４又はフラッシュメモリ２５に格納されていくが、ホログラムメモリ３に対するスキャンが進むことで、例えば図５のように配列された要素ホログラムのそれぞれから読み出されたデータが順次ＤＲＡＭ２４又はフラッシュメモリ２５に格納された状態となる。メモリコントローラ２３は、格納された各データを所定のアドレス順に並べて再構築し、記録された元のデータ、例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータを生成する。 The signal processing unit 28 performs decoding processing, error correction processing, deinterleaving, etc. on the reproduced image signal binarized as a two-dimensional image pattern, that is, data obtained from one element hologram, and converts the original data obtain. That is, data as one data block constituting original recording data (content data or the like) is decoded from an imaging signal as one two-dimensional image.
The signal processing unit 28 passes the decoded data of one data block to the memory controller 23. The memory controller 23 stores the decoded data in the DRAM 24 or the flash memory 25.
The data decoded by the signal processing unit 28 is stored in the DRAM 24 or the flash memory 25, but is read from each of the element holograms arranged as shown in FIG. Data is sequentially stored in the DRAM 24 or the flash memory 25. The memory controller 23 reconstructs the stored data by arranging them in the order of predetermined addresses, and generates the recorded original data, for example, computer data and AV content data.

再構築されて生成されたデータは、外部インターフェース２６を介して外部機器１００、例えばパーソナルコンピュータや、オーディオプレーヤ或いはビデオプレーヤ等のＡＶ装置、又は携帯電話器等の外部機器に対して、ホログラムメモリ３からの再生データとして転送される。外部インターフェース２６は例えばＵＳＢインターフェース等が想定される。もちろん外部インターフェース２６はＵＳＢ以外の規格のインターフェースでもよい。ユーザーは外部機器側で、ホログラムメモリ３からの再生データを利用できる。例えばパーソナルコンピュータでコンピュータデータを利用したり、ＡＶ装置や携帯電話等で、ＡＶコンテンツデータを再生させることができる。   The reconstructed data is transmitted to the external device 100 via the external interface 26, such as a personal computer, an AV device such as an audio player or a video player, or an external device such as a mobile phone. Is transferred as playback data. As the external interface 26, for example, a USB interface or the like is assumed. Of course, the external interface 26 may be an interface of a standard other than USB. The user can use the reproduction data from the hologram memory 3 on the external device side. For example, it is possible to use computer data with a personal computer, or to reproduce AV content data with an AV device or a mobile phone.

なお図示していないが、所定の記録メディアに対して記録を行うメディアドライブを設け、再生データを、そのメディアドライブにより記録メディアに記録されるようにしてもよい。
記録メディアとしては、例えば光ディスク、光磁気ディスク等が想定される。例えばＣＤ（Compact Disc）方式、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）方式、ブルーレイディスク（Blu-Ray Disc（商標））方式、ミニディスク（Mini Disc）方式などの各種方式の記録可能型のディスクが記録メディアとして考えられる。これらのディスクが記録メディアとされる場合、メディアドライブは、ディスク種別に対応したエンコード処理、エラー訂正コード処理、或いは圧縮処理等を施して、データをディスクに記録する。
また記録メディアとしてハードディスクも想定され、その場合、メディアドライブは、いわゆるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）として構成される。
さらに記録メディアは、固体メモリを内蔵した可搬性のメモリカード、或いは内蔵型固体メモリとしても実現でき、その場合メディアドライブは、メモリカード或いは内蔵型固体メモリに対する記録装置部として構成され、必要な信号処理を行ってデータ記録を行う。 Although not shown in the figure, a media drive for recording on a predetermined recording medium may be provided, and the reproduction data may be recorded on the recording medium by the media drive.
As the recording medium, for example, an optical disk, a magneto-optical disk or the like is assumed. For example, various types of recordable discs such as CD (Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc), Blu-Ray Disc (trademark), and Mini Disc are available as recording media. Conceivable. When these discs are used as recording media, the media drive performs encoding processing, error correction code processing, compression processing, or the like corresponding to the disc type, and records data on the disc.
Further, a hard disk is also assumed as a recording medium, and in this case, the media drive is configured as a so-called HDD (hard disk drive).
Furthermore, the recording medium can be realized as a portable memory card with a built-in solid-state memory or a built-in solid-state memory. In that case, the media drive is configured as a recording device unit for the memory card or the built-in solid-state memory, and necessary signals Process and record data.

さらには、例えば記録メディアに記録したＡＶコンテンツデータ等をメディアドライブで再生し、その再生したＡＶコンテンツデータ等をデコードして出力する音声再生出力系、映像再生出力系を備えることは当然考えられる。
またメディアドライブで再生したデータを外部インターフェース２６を介して外部機器に転送することもできる。
さらに上記のＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ミニディスク、メモリカード等の可搬性の記録メディアに記録した場合は、その記録メディアを外部機器で再生させることで、ユーザーはホログラムメモリ３から読み出した再生データを利用できる。
Further, for example, it is naturally conceivable to include an audio reproduction output system and a video reproduction output system for reproducing AV content data recorded on a recording medium with a media drive and decoding and outputting the reproduced AV content data.
Data reproduced by the media drive can be transferred to an external device via the external interface 26.
Further, when recording on a portable recording medium such as the above-mentioned CD, DVD, Blu-ray disc, mini-disc, memory card, etc., the reproduction data read out from the hologram memory 3 by the user is reproduced by an external device. Can be used.

［３．読取ユニットの各種構成例］

このようなホログラムリーダ２０に搭載される読取ユニット１０の構成例について、図８以降で各種の例を説明していく。各例は、特に角度多重記録されたホログラムメモリ３に対する読取ユニットとして好適なものである。
本例の読取ユニット１０は、次のような各効果の一部又は全部を得ることを目的として、後述する各構成を採るものである。
・参照光光源の角度可変機構を持たない簡易な構成で、角度多重記録に対応する各角度での再生参照光の照射を可能とすること。
・再生参照光の角度切換を高速に実行できるようにし、角度多重記録されたデータの読取時間を迅速化すること。
・読取ユニット１０の構成を簡素化し、省スペース化、小型化、低コスト化を促進すること。
・再生像光Ｌ５を効率よく撮像素子部に結像させ、二次元画像を輝度状態のよい撮像信号として得るようにすること。
・撮像素子部を有するイメージャユニットの構造により、更なる構成の簡略化及び低コスト化を図ること。 [3. Various configuration examples of the reading unit]

Various examples of the configuration of the reading unit 10 mounted on the hologram reader 20 will be described with reference to FIG. Each example is particularly suitable as a reading unit for the hologram memory 3 in which angle multiplexing recording is performed.
The reading unit 10 of the present example adopts each configuration described later for the purpose of obtaining part or all of the following effects.
-It is possible to irradiate reproduction reference light at each angle corresponding to angle multiplex recording with a simple configuration that does not have an angle variable mechanism of the reference light source.
To make it possible to switch the angle of the reproduction reference beam at high speed and to speed up the reading time of the data recorded by angle multiplexing.
To simplify the configuration of the reading unit 10 and promote space saving, downsizing, and cost reduction.
-Reproduced image light L5 is efficiently imaged on the image sensor unit so as to obtain a two-dimensional image as an image signal having a good luminance state.
-Further simplification of the configuration and cost reduction by the structure of the imager unit having the image sensor section.

まず図８で読取ユニット１０の第１の構成例を説明する。
なお、この図８（及び後述する図９〜図１７）では、参照光光源からの再生参照光Ｌ４の光路を実線で示し、再生参照光が照射された要素ホログラムｈからの再生像光Ｌ５の光路を点線で示すものとする。またホログラムメモリ３上では、角度多重記録された要素ホログラムｈ（図８の場合は図５のように２重記録された要素ホログラムｈＡ、ｈＢ）を模式的に示している。 First, a first configuration example of the reading unit 10 will be described with reference to FIG.
In FIG. 8 (and FIGS. 9 to 17 described later), the optical path of the reproduction reference light L4 from the reference light source is indicated by a solid line, and the reproduction image light L5 from the element hologram h irradiated with the reproduction reference light is shown. The optical path is indicated by a dotted line. Further, on the hologram memory 3, an element hologram h that is angle-multiplexed recorded (element holograms hA and hB that are doubly recorded as in FIG. 5 in the case of FIG. 8) is schematically shown.

図８の読取ユニット１０は、参照光光源７Ａ、７Ｂ、照射光学系１２Ａ、１２Ｂ、結像光学系４、撮像素子部５を有する。結像光学系４は２群２枚構成のレンズで形成されている。また撮像素子部５は、結像光学系４の結像面に受光面５Ａが位置するように配置されている。撮像素子部５は、受光面５ａで受光した画像を電気信号に変換する。この撮像素子部５はパッケージ１１内に封入されており、その前面がカバーガラス１１ａで覆われている。
例えばレーザダイオード等による参照光光源７Ａがオンとされると、再生参照光Ｌ４Ａは、照射光学系１２Ａにより平行光束とされて第１の角度でホログラムメモリ３に照射される。また参照光光源７Ｂがオンとされると、再生参照光Ｌ４Ｂが、照射光学系１２Ｂにより平行光束とされて第２の角度でホログラムメモリ３に照射される。
このような読取ユニット１０によれば、参照光光源７Ａ、７Ｂをオン／オフすることで第１，第２の角度の再生参照光Ｌ４Ａ、Ｌ４Ｂを照射することができ、参照光光源の角度可変機構を持たない簡易な構成とできるとともに、再生参照光の角度切換を高速に実行できる。 The reading unit 10 in FIG. 8 includes reference light sources 7A and 7B, irradiation optical systems 12A and 12B, an imaging optical system 4, and an image sensor unit 5. The imaging optical system 4 is formed by a lens having a two-group two-lens configuration. The imaging element unit 5 is arranged so that the light receiving surface 5 </ b> A is positioned on the imaging surface of the imaging optical system 4. The imaging element unit 5 converts an image received by the light receiving surface 5a into an electrical signal. The imaging element unit 5 is enclosed in a package 11 and the front surface thereof is covered with a cover glass 11a.
For example, when the reference light source 7A such as a laser diode is turned on, the reproduction reference light L4A is converted into a parallel light beam by the irradiation optical system 12A and irradiated onto the hologram memory 3 at the first angle. When the reference light source 7B is turned on, the reproduction reference light L4B is converted into a parallel light beam by the irradiation optical system 12B and irradiated onto the hologram memory 3 at the second angle.
According to such a reading unit 10, the reference light sources 7A and 7B can be turned on / off to irradiate the reproduction reference lights L4A and L4B having the first and second angles, and the angle of the reference light source can be varied. A simple configuration without a mechanism can be achieved, and angle switching of reproduction reference light can be performed at high speed.

次に読取ユニット１０の第２の構成例を図９〜図１３に示す。
図９に示すように、ホログラムメモリ３は要素ホログラムｈＡ、ｈＢ、ｈＣが、それぞれ角度θA、θB、θCの角度の記録参照光を用いて角度多重記録された場合の例としている。
読取ユニット１０は２群２枚構成の結像光学系４と、結像光学系４の結像面に受光面５ａが位置するように配置された撮像素子部５と、参照光光源７Ａ、７Ｂ、７Ｃとしての３つのレーザ光源を備えたレーザチップアレイ１４を備える。また結像光学系４と撮像素子部５との間に配置されたビームスプリッタ１３を備える。撮像素子部５は、受光面５ａで受光した画像を電気信号に変換する。この撮像素子部５はパッケージ１１内に封入されており、その前面がカバーガラス１１ａで覆われている。 Next, a second configuration example of the reading unit 10 is shown in FIGS.
As shown in FIG. 9, the hologram memory 3 is an example in which element holograms hA, hB, and hC are angle-multiplexed and recorded using recording reference beams having angles θA, θB, and θC, respectively.
The reading unit 10 includes an imaging optical system 4 having a two-group, two-element configuration, an imaging element unit 5 disposed so that a light receiving surface 5a is positioned on an imaging surface of the imaging optical system 4, and reference light sources 7A and 7B. , 7C is provided with a laser chip array 14 having three laser light sources. In addition, a beam splitter 13 is provided between the imaging optical system 4 and the imaging element unit 5. The imaging element unit 5 converts an image received by the light receiving surface 5a into an electrical signal. The imaging element unit 5 is enclosed in a package 11 and the front surface thereof is covered with a cover glass 11a.

図１０に、レーザチップアレイ１４において参照光光源７Ａがオンとされた場合の再生参照光Ｌ４Ａの光路を示している。
参照光光源７Ａが駆動されると、そこから放射された光束はビームスプリッタ５で反射された後、結像光学系４を結像面側から物体側へと透過し、平行な光束から成る再生参照光Ｌ４Ａとしてホログラムメモリ３上に形成された要素ホログラムｈに照射される。この場合、再生参照光Ｌ４Ａは角度θAで照射されるようにレーザチップアレイ１４が配置されており、従って、再生参照光Ｌ４Ａが照射されることによって要素ホログラムｈＡの再生像光が発生する。この要素ホログラムｈＡの再生像光は、図９に点線の光路とて示したように、結像光学系４によって撮像素子部５の受光面５ａ上に結像し、撮像素子部５によって電気信号に変換される。 FIG. 10 shows an optical path of the reproduction reference light L4A when the reference light source 7A is turned on in the laser chip array 14.
When the reference light source 7A is driven, the light beam emitted from the reference light source 7A is reflected by the beam splitter 5 and then passes through the imaging optical system 4 from the imaging surface side to the object side, thereby reproducing the parallel light beam. The element hologram h formed on the hologram memory 3 is irradiated as the reference light L4A. In this case, the laser chip array 14 is arranged so that the reproduction reference light L4A is irradiated at an angle θA. Therefore, the reproduction image light of the element hologram hA is generated when the reproduction reference light L4A is irradiated. The reproduced image light of the element hologram hA is imaged on the light receiving surface 5a of the image sensor unit 5 by the imaging optical system 4 as shown by the dotted optical path in FIG. Is converted to

また図１１に示すように、参照光光源７Ｂが駆動されると、そこから放射された光束は同様にビームスプリッタ５で反射された後、結像光学系４を結像面側から物体側へと透過し、平行な光束から成る再生参照光Ｌ４Ｂとしてホログラムメモリ３に照射される。この場合、再生参照光Ｌ４Ｂは角度θBで照射されることになり、要素ホログラムｈＢの再生像光が発生し、これが結像光学系４によって撮像素子部５の受光面５ａ上に結像され、撮像素子部５によって電気信号に変換される。
さらに図１２に示すように、参照光光源７Ｃが駆動されると、そこから放射された光束は同様にビームスプリッタ５で反射された後、結像光学系４を結像面側から物体側へと透過し、平行な光束から成る再生参照光Ｌ４Ｃとしてホログラムメモリ３に照射される。この場合、再生参照光Ｌ４Ｃは角度θCで照射されることになり、要素ホログラムｈＣの再生像光が発生し、これが結像光学系４によって撮像素子部５の受光面５ａ上に結像され、撮像素子部５によって電気信号に変換される。 As shown in FIG. 11, when the reference light source 7B is driven, the light beam emitted from the reference light source 7B is similarly reflected by the beam splitter 5 and then moves the imaging optical system 4 from the imaging surface side to the object side. The hologram memory 3 is irradiated as reproduction reference light L4B consisting of parallel light beams. In this case, the reproduction reference light L4B is irradiated at an angle θB, and a reproduction image light of the element hologram hB is generated, which is imaged on the light receiving surface 5a of the imaging element unit 5 by the imaging optical system 4, It is converted into an electric signal by the image sensor section 5.
Further, as shown in FIG. 12, when the reference light source 7C is driven, the light beam radiated therefrom is similarly reflected by the beam splitter 5, and then the imaging optical system 4 is moved from the imaging surface side to the object side. The hologram memory 3 is irradiated as reproduction reference light L4C consisting of parallel light beams. In this case, the reproduction reference light L4C is irradiated at an angle θC, and a reproduction image light of the element hologram hC is generated, which is imaged on the light receiving surface 5a of the imaging element unit 5 by the imaging optical system 4, It is converted into an electric signal by the image sensor section 5.

フーリエ変換ホログラム記録によって生成されたホログラムを再生するための結像光学系４は、無限遠方に存在する2次元ページデータ像を撮像素子部５に結像する光学系と等価となる。そのため、結像光学系４の結像面である受光面５ａ上あるいはその共役面上にレーザ光源などの点光源を配置することにより、その光源から放射された光束を、結像光学系を逆に辿ることによって、ホログラムメモリ３上で平行光束となすことができる。
図９〜図１２に示した参照光光源７Ａ、７Ｂ、７Ｃの位置は、結像光学系４の結像面、即ち受光面５ａと共役な位置となっている。光路をビームスプリッタ１３での反射面で折り返して考えると、図１０，図１１，図１２に示した再生参照光Ｌ４Ａ、Ｌ４Ｂ、Ｌ４Ｃの各光路は図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）のようになる。つまり、レーザチップアレイ１４における参照光光源７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、受光面５ａと同一面上に配置されていると考えることができる。
そしてこの図１３からわかるように、結像面上あるいはその共役面上の点光源位置によってホログラムに照射される平行光束角度が変わる。従って、図１２のように結像面の共役面上に複数の点光源（レーザダイオード）を配置し、交互にオン／オフさせることにより再生参照光の角度を高速に切り替え可能となる。さらには、結像光学系４を再生参照光の照射光学系として共用することになるため、省スペース、低コストの読取ユニット１０として、角度多重記録に対する読み出し光学系を実現できる。 The imaging optical system 4 for reproducing a hologram generated by Fourier transform hologram recording is equivalent to an optical system that forms a two-dimensional page data image existing at infinity on the imaging element unit 5. Therefore, by arranging a point light source such as a laser light source on the light receiving surface 5a that is the image forming surface of the image forming optical system 4 or on its conjugate surface, the light beam emitted from the light source is reversed with respect to the image forming optical system. By tracing to, it can be made a parallel light beam on the hologram memory 3.
The positions of the reference light sources 7A, 7B, and 7C shown in FIGS. 9 to 12 are conjugate to the imaging surface of the imaging optical system 4, that is, the light receiving surface 5a. When the optical path is turned back at the reflecting surface of the beam splitter 13, the optical paths of the reproduction reference lights L4A, L4B, and L4C shown in FIGS. 10, 11, and 12 are shown in FIGS. 13 (a), 13 (b), and 13 (c). It becomes like this. That is, it can be considered that the reference light sources 7A, 7B, and 7C in the laser chip array 14 are arranged on the same surface as the light receiving surface 5a.
As can be seen from FIG. 13, the angle of the parallel light beam applied to the hologram varies depending on the position of the point light source on the image plane or its conjugate plane. Accordingly, by arranging a plurality of point light sources (laser diodes) on the conjugate plane of the imaging plane as shown in FIG. 12 and alternately turning them on / off, the angle of the reproduction reference light can be switched at high speed. Furthermore, since the imaging optical system 4 is shared as the reproduction reference light irradiation optical system, a reading optical system for angle-multiplexed recording can be realized as the space-saving and low-cost reading unit 10.

なお、角度多重記録の際に、各記録参照光について角度を変えるのみでなく、波長も異なるようにすることが考えられる。
即ち、ホログラムメモリ３の角度多重記録の際に、角度θAで波長λAの記録参照光を用いて要素ホログラムｈＡを記録し、角度θBで波長λBの記録参照光を用いて要素ホログラムｈＢを記録し、角度θCで波長λCの記録参照光を用いて要素ホログラムｈＣを記録するようにする。
そのようなホログラムメモリ３に対しては、図９の構成におけるレーザチップアレイ１４の参照光光源７Ａ、７Ｂ、７Ｃを、それぞれ異なる波長λA、λB、λCのレーザ光源とする。
照射角度だけでなく、波長も異なるものとすることで、再生時に要素ホログラムｈＡ、ｈＢ、ｈＣの読出時に、互いのクロストーク成分が非常に低減されるものとなり、高精度のデータ読出に有利となる。 In angle multiplexing recording, it is conceivable not only to change the angle for each recording reference beam but also to change the wavelength.
That is, at the time of angle multiplex recording of the hologram memory 3, the element hologram hA is recorded by using the recording reference light having the wavelength λA at the angle θA, and the element hologram hB is recorded by using the recording reference light having the wavelength λB at the angle θB. Then, the element hologram hC is recorded using the recording reference light having the angle θC and the wavelength λC.
For such a hologram memory 3, the reference light sources 7A, 7B and 7C of the laser chip array 14 in the configuration of FIG. 9 are used as laser light sources having different wavelengths λA, λB and λC, respectively.
By changing not only the irradiation angle but also the wavelength, the mutual crosstalk components are greatly reduced when reading the element holograms hA, hB, and hC during reproduction, which is advantageous for high-precision data reading. Become.

図１４に読取ユニット１０の第３の構成例を示す。
なお、この図１４（ａ）に示す構成は、上記図９とほぼ同様であるが、図１４（ｂ）に矢印Ｘ方向にみたレーザチップアレイ１４を示すように、レーザチップアレイ１４は９個のレーザ光源として参照光光源７Ａ〜７Ｉが形成されている。
このレーザチップアレイ１４の参照光光源７Ａ〜７Ｉが二次元に配列されている面は上記図９の例の場合と同じく、結像光学系４の結像面の共役面となる。
従って、二次元平面上で９個のレーザ光源が配置されるということは、角度θA、θB、θC・・・θIという９種類の角度の再生参照光を照射できることを意味する。
つまりホログラムメモリ３が、第１面〜第９面として要素ホログラムｈＡ〜ｈＩが角度多重記録されたものである場合に対応する読取ユニット１０を、図９の例と同様に構成できる。 FIG. 14 shows a third configuration example of the reading unit 10.
The configuration shown in FIG. 14A is almost the same as that shown in FIG. 9, but there are nine laser chip arrays 14 as shown in FIG. 14B. Reference light sources 7A to 7I are formed as laser light sources.
The surface of the laser chip array 14 on which the reference light sources 7A to 7I are two-dimensionally arranged is a conjugate surface of the imaging surface of the imaging optical system 4 as in the case of the example of FIG.
Therefore, the arrangement of nine laser light sources on the two-dimensional plane means that the reproduction reference light with nine kinds of angles θA, θB, θC... ΘI can be irradiated.
That is, the reading unit 10 corresponding to the case where the hologram memory 3 is one in which the element holograms hA to hI are angle-multiplexed recorded as the first surface to the ninth surface can be configured similarly to the example of FIG.

レーザチップアレイ１４に９個の参照光光源７Ａ〜７Ｉを有するようにする例は、説明上の一例にすぎないが、レーザチップアレイ１４において、図９のように結像面の共役面に１次元に複数のレーザ光源を配置したり、或いは図１４のように二次元にレーザ光源を配置することで、複数の異なる角度の参照光光源を形成できるものである。
なお、角度多重記録時に波長も異なる記録参照光が使用された場合は、図１４のような二次元配置のレーザ光源の場合も、それぞれ波長の異なる光源とすることになる。 The example in which the laser chip array 14 includes the nine reference light sources 7A to 7I is merely an example for explanation, but in the laser chip array 14, 1 is provided on the conjugate plane of the imaging plane as shown in FIG. A plurality of reference light sources having different angles can be formed by arranging a plurality of laser light sources in two dimensions, or arranging a laser light source in two dimensions as shown in FIG.
When recording reference light having different wavelengths is used during angle multiplex recording, the two-dimensionally arranged laser light sources as shown in FIG. 14 are light sources having different wavelengths.

続いて図１５で読取ユニット１０の第４の構成例を説明する。
読取ユニット１０は、上記各構成例を同様に２群２枚構成の結像光学系４と、結像光学系４の結像面に受光面５ａが位置するように配置された撮像素子部５を備える。また参照光光源７Ａ，７Ｂを備えるとともに、結像光学系４と撮像素子部５との間にガラス等の透明基体１４が配置され、その一部に反射部１５Ａ、１５Ｂが形成される。
反射部１５Ａ、１５Ｂは透明基体１４の背面に蒸着等の手段によって形成された反射膜として形成されている。そして、この反射部１５Ａ、１５Ｂは、ともに結像光学系４の有効領域のうち、撮像素子部５の有効領域に導かれる光束を遮らない領域に形成されている。 Next, a fourth configuration example of the reading unit 10 will be described with reference to FIG.
The reading unit 10 includes the image forming optical system 4 having two groups and two elements in the same manner as each of the above configuration examples, and the image sensor unit 5 disposed so that the light receiving surface 5a is positioned on the image forming surface of the image forming optical system 4. Is provided. In addition to the reference light sources 7A and 7B, a transparent substrate 14 such as glass is disposed between the imaging optical system 4 and the image pickup device portion 5, and reflection portions 15A and 15B are formed in a part thereof.
The reflecting portions 15A and 15B are formed as reflecting films formed on the back surface of the transparent substrate 14 by means such as vapor deposition. The reflecting portions 15 </ b> A and 15 </ b> B are both formed in the effective area of the imaging optical system 4 in an area that does not block the light beam guided to the effective area of the image sensor section 5.

この読取ユニット１０において、参照光光源７Ａが駆動されると、そこから放射された光束は反射部１５Ａで反射された後、結像光学系４を結像面側から物体側へと透過し、平行な光束から成る再生参照光Ｌ４Ａとしてホログラムメモリ３に照射される。この場合、再生参照光Ｌ４Ａが角度θAで照射されるように参照光光源７Ａが配置されており、従って、再生参照光Ｌ４Ａが照射されることによって要素ホログラムｈＡの再生像光が発生する。この要素ホログラムｈＡの再生像光は、結像光学系４によって撮像素子部５の受光面５ａ上に結像し、撮像素子部５によって電気信号に変換される。
また参照光光源７Ｂが駆動されると、そこから放射された光束は反射部１５Ｂで反射された後、結像光学系４を結像面側から物体側へと透過し、平行な光束から成る再生参照光Ｌ４Ｂとしてホログラムメモリ３に照射される。この場合、再生参照光Ｌ４Ｂが角度θBで照射されるように参照光光源７Ｂが配置されており、従って、再生参照光Ｌ４Ｂが照射されることによって要素ホログラムｈＢの再生像光が発生する。この要素ホログラムｈＢの再生像光は、結像光学系４によって撮像素子部５の受光面５ａ上に結像し、撮像素子部５によって電気信号に変換される。 In the reading unit 10, when the reference light source 7A is driven, the light beam emitted from the reference light source 7A is reflected by the reflecting portion 15A and then passes through the imaging optical system 4 from the imaging surface side to the object side. The hologram memory 3 is irradiated as reproduction reference light L4A composed of parallel light beams. In this case, the reference light source 7A is arranged so that the reproduction reference light L4A is irradiated at an angle θA. Therefore, the reproduction image light of the element hologram hA is generated when the reproduction reference light L4A is irradiated. The reproduced image light of the element hologram hA is imaged on the light receiving surface 5 a of the image sensor unit 5 by the imaging optical system 4 and converted into an electric signal by the image sensor unit 5.
When the reference light source 7B is driven, a light beam emitted from the reference light source 7B is reflected by the reflecting portion 15B, and then passes through the image forming optical system 4 from the image forming surface side to the object side. The hologram memory 3 is irradiated as reproduction reference light L4B. In this case, the reference light source 7B is arranged so that the reproduction reference light L4B is irradiated at an angle θB. Therefore, the reproduction image light of the element hologram hB is generated when the reproduction reference light L4B is irradiated. The reproduced image light of the element hologram hB is imaged on the light receiving surface 5a of the image sensor unit 5 by the imaging optical system 4 and converted into an electric signal by the image sensor unit 5.

この場合、光路を反射部１５Ａ、１５Ｂで折り返して考えると、再生参照光Ｌ４Ａ、Ｌ４Ｂの各光路は図１６（ａ）（ｂ）のようになる。つまり、参照光光源７Ａ、７Ｂは、受光面５ａと同一面上に配置されていると考えることができる。
即ちこの図１５の読取ユニット１０にあっても、参照光光源７Ａ，７Ｂから放射した光束を一旦反射部１５Ａ、１５Ｂによって反射させてから結像光学系４に像面側から入射させることによって、参照光光源７Ａ、７Ｂの位置を結像光学系４の結像面である受光面５ａと共役な位置とすることができ、結像光学系４を再生参照光の照射光学系として共用することで構成の簡易化による省スペース効果とコストダウン効果を得ることができる。
さらに、この図１５の構成例の場合、要素ホログラムの再生像光Ｌ５をロス無く効率よく撮像素子部５に導くことができる。
図９、図１４のようにビームスプリッタ１３を介在させると、撮像素子部５への入射光量が低下してしまうが、図１５ではそのような事がないためである。このため、撮像素子部５での輝度状態の良い二次元画像を得やすく、データの復号処理に有利となる。 In this case, when the optical path is turned back at the reflecting portions 15A and 15B, the optical paths of the reproduction reference lights L4A and L4B are as shown in FIGS. That is, it can be considered that the reference light sources 7A and 7B are arranged on the same surface as the light receiving surface 5a.
That is, even in the reading unit 10 of FIG. 15, the light beams emitted from the reference light sources 7A and 7B are once reflected by the reflecting portions 15A and 15B and then incident on the imaging optical system 4 from the image plane side. The positions of the reference light sources 7A and 7B can be conjugated with the light receiving surface 5a, which is the image forming surface of the image forming optical system 4, and the image forming optical system 4 is shared as the reproduction reference light irradiation optical system. Thus, it is possible to obtain a space saving effect and a cost reduction effect by simplifying the configuration.
Further, in the case of the configuration example of FIG. 15, the reproduced image light L5 of the element hologram can be efficiently guided to the image sensor section 5 without loss.
If the beam splitter 13 is interposed as shown in FIGS. 9 and 14, the amount of light incident on the image sensor section 5 is reduced, but this is not the case in FIG. For this reason, it is easy to obtain a two-dimensional image with a good luminance state in the image sensor section 5, which is advantageous for data decoding processing.

なお、反射部１５Ａ、１５Ｂに代えて回折部を同様の位置に配置しても同様の効果を奏することができる。例えばホログラム素子として回折部を設ける。回折部として反射角度（回折角度）を調整設定することで、共役面とすべき参照光光源７Ａ、７Ｂの配置の自由度を上げることができる。   It should be noted that the same effect can be obtained even if the diffractive portion is arranged at the same position in place of the reflecting portions 15A and 15B. For example, a diffraction part is provided as a hologram element. By adjusting and setting the reflection angle (diffraction angle) as the diffractive portion, it is possible to increase the degree of freedom of arrangement of the reference light sources 7A and 7B that should be conjugate surfaces.

図１７により、読取ユニット１０の第５の構成例を説明する。
この場合の読取ユニット１０は、２群２枚構成の結像光学系４と、結像光学系４の結像面に受光面５ａが位置するように配置された撮像素子部５を備えることは、上記各例と同様である。
そしてこの場合、参照光光源７Ａ、７Ｂと、参照光光源７Ａ，７Ｂから放射された光束を反射する反射部（プリズム）１６Ａ、１６Ｂを備える。
撮像素子部５、参照光光源７Ａ、７Ｂ、及び反射部１６Ａ、１６Ｂは単一のパッケージ１１内に封入されて構成される。パッケージ１１の凹部１１ｂ内に単一の基板１９が配置される。そして基板１９上に例えば、光電変換部や電荷転送部を備えたＣＣＤ等の撮像素子部５が形成され、かつ、基板１９の撮像素子部５の形成領域外に半導体レーザからなる参照光光源７Ａ、７Ｂと、プリズムによる反射部１６Ａ、１６Ｂが設けられる。そして凹部１１ｂの前面がカバーガラス１１ａで覆われる。
このようなパッケージ１１により、１つのイメージャユニット１７が形成される。 A fifth configuration example of the reading unit 10 will be described with reference to FIG.
In this case, the reading unit 10 includes an imaging optical system 4 having a two-group two-element configuration, and an imaging element unit 5 arranged so that the light receiving surface 5a is positioned on the imaging surface of the imaging optical system 4. The same as the above examples.
In this case, the reference light sources 7A and 7B and the reflecting portions (prisms) 16A and 16B that reflect the light beams emitted from the reference light sources 7A and 7B are provided.
The imaging element unit 5, the reference light sources 7A and 7B, and the reflection units 16A and 16B are configured to be enclosed in a single package 11. A single substrate 19 is disposed in the recess 11 b of the package 11. Then, for example, an imaging element unit 5 such as a CCD having a photoelectric conversion unit and a charge transfer unit is formed on the substrate 19, and the reference light source 7 A made of a semiconductor laser outside the formation region of the imaging element unit 5 of the substrate 19. , 7B, and reflecting portions 16A, 16B by prisms are provided. And the front surface of the recessed part 11b is covered with the cover glass 11a.
With such a package 11, one imager unit 17 is formed.

この読取ユニット１０では、参照光光源７Ａが駆動されると、そこから放射された光束は反射部１６Ａで反射されカバーガラス１１ａを透過した後、結像光学系４を結像面側から物体側へと透過し、平行な光束から成る再生参照光Ｌ４Ａとしてホログラムメモリ３に照射される。この再生参照光Ｌ４Ａは角度θAで照射されることになり、従って、要素ホログラムｈＡの再生像光が発生する。この要素ホログラムｈＡの再生像光は、結像光学系４によって撮像素子部５の受光面５ａ上に結像し、撮像素子部５によって電気信号に変換される。
また参照光光源７Ｂが駆動されると、そこから放射された光束は反射部１６Ｂで反射されカバーガラス１１ａを透過した後、結像光学系４を結像面側から物体側へと透過し、平行な光束から成る再生参照光Ｌ４Ｂとしてホログラムメモリ３に照射される。この再生参照光Ｌ４Ｂは角度θBで照射されることになり、従って、要素ホログラムｈＢの再生像光が発生する。この要素ホログラムｈＢの再生像光は、結像光学系４によって撮像素子部５の受光面５ａ上に結像し、撮像素子部５によって電気信号に変換される。 In the reading unit 10, when the reference light source 7A is driven, the light beam emitted from the reference light source 7A is reflected by the reflecting portion 16A and transmitted through the cover glass 11a, and then the imaging optical system 4 is moved from the imaging surface side to the object side. The hologram memory 3 is irradiated as reproduction reference light L4A consisting of parallel light beams. The reproduction reference light L4A is irradiated at an angle θA, and thus reproduction image light of the element hologram hA is generated. The reproduced image light of the element hologram hA is imaged on the light receiving surface 5 a of the image sensor unit 5 by the imaging optical system 4 and converted into an electric signal by the image sensor unit 5.
When the reference light source 7B is driven, the light beam emitted from the reference light source 7B is reflected by the reflecting portion 16B and passes through the cover glass 11a, and then passes through the imaging optical system 4 from the imaging surface side to the object side. The hologram memory 3 is irradiated as reproduction reference light L4B composed of parallel light beams. The reproduction reference light L4B is irradiated at an angle θB, and thus reproduction image light of the element hologram hB is generated. The reproduced image light of the element hologram hB is imaged on the light receiving surface 5a of the image sensor unit 5 by the imaging optical system 4 and converted into an electric signal by the image sensor unit 5.

この図１７の読取ユニット１０にあっても、参照光光源７Ａ、７Ｂから放射した光束を一旦反射部１６Ａ、１６Ｂによって反射させてから結像光学系４に像面側から入射させることによって、参照光光源７Ａ、７Ｂの位置を結像光学系４の結像面と共役な位置とすることができる。従って、結像光学系４を再生参照光の照射光学系として共用することができ、読取ユニット１０の構成の簡易化による省スペース効果とコストダウン効果を得ることができる。また、上記図１５の場合と同様、ビームスプリッタ１３を用いないため、撮像素子部５で良好な輝度レベルの撮像信号を得やすいという点で有利である。
更にこの場合、撮像素子部５、参照光光源７Ａ、７Ｂ、反射部（プリズム）１６Ａ、１６Ｂが同一のパッケージ１１内に配置されて、単一の部品のイメージャユニット１７として扱えるので、さらなる省スペース化が可能になる。また、読取ユニット１０の製造時には、結像光学系４とイメージャユニット１７との間の位置関係を正確に位置決めすればよく、撮像素子部５、参照光光源７Ａ、７Ｂ、反射部１６Ａ、１６Ｂの間相互の位置関係を調整する必要はない。従って組付が容易になり、これもコストダウンに寄与する。 Even in the reading unit 10 of FIG. 17, the light beams emitted from the reference light sources 7A and 7B are once reflected by the reflecting portions 16A and 16B and then incident on the image forming optical system 4 from the image plane side. The positions of the light sources 7A and 7B can be made conjugate with the imaging plane of the imaging optical system 4. Therefore, the imaging optical system 4 can be shared as a reproduction reference light irradiation optical system, and a space saving effect and a cost reduction effect can be obtained by simplifying the configuration of the reading unit 10. Further, as in the case of FIG. 15 described above, since the beam splitter 13 is not used, it is advantageous in that it is easy to obtain an image signal with a good luminance level in the image sensor section 5.
Further, in this case, the image pickup device section 5, the reference light sources 7A and 7B, and the reflection sections (prisms) 16A and 16B are arranged in the same package 11 and can be handled as a single component imager unit 17, thereby further saving space. Can be realized. Further, when the reading unit 10 is manufactured, the positional relationship between the imaging optical system 4 and the imager unit 17 may be accurately positioned, and the imaging element unit 5, the reference light sources 7A and 7B, and the reflection units 16A and 16B. There is no need to adjust the mutual positional relationship. Therefore, assembly becomes easy, which also contributes to cost reduction.

以上、読取ユニット１０の構成例を説明してきたが、これらの読取ユニット１０は、図７のようなホログラムリーダ２０に搭載することに好適となる。
また、このような読取ユニット１０は、ホログラムリーダ２０に限らず、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）その他の情報処理機器に搭載し、ホログラム読取機能をそれらの機器に備えるようにすることもできる。
なお、上記した実施の形態において示した各部の具体的形状及び構造は、いずれも本発明を実施するための一例にすぎず、多様な変形例が想定されることは言うまでもない。 The configuration example of the reading unit 10 has been described above. However, these reading units 10 are suitable for being mounted on a hologram reader 20 as shown in FIG.
Further, such a reading unit 10 is not limited to the hologram reader 20 but may be mounted on a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistant) or other information processing device so that the device has a hologram reading function. .
It should be noted that the specific shapes and structures of the respective parts shown in the above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and it goes without saying that various modifications are assumed.

本発明の実施の形態のホログラムメモリの記録再生の説明図である。It is explanatory drawing of the recording / reproducing of the hologram memory of embodiment of this invention. 実施の形態のホログラムメモリの要素ホログラムの説明図である。It is explanatory drawing of the element hologram of the hologram memory of embodiment. 実施の形態の要素ホログラムの二次元画像の説明図である。It is explanatory drawing of the two-dimensional image of the element hologram of embodiment. 実施の形態のホログラムメモリの角度多重記録の説明図である。It is explanatory drawing of angle multiplexing recording of the hologram memory of embodiment. 実施の形態の角度多重記録のホログラムメモリの記録面の説明図である。It is explanatory drawing of the recording surface of the hologram memory of angle multiplexing recording of embodiment. 実施の形態の角度多重記録ホログラムメモリの再生動作の説明図である。It is explanatory drawing of the reproduction | regeneration operation | movement of the angle multiplex recording hologram memory of embodiment. 実施の形態のホログラムリーダのブロック図である。It is a block diagram of the hologram reader of an embodiment. 実施の形態の読取ユニットの第１の構成例の説明図である。It is explanatory drawing of the 1st structural example of the reading unit of embodiment. 実施の形態の読取ユニットの第２の構成例の説明図である。It is explanatory drawing of the 2nd structural example of the reading unit of embodiment. 実施の形態の読取ユニットの第２の構成例の参照光光路の説明図である。It is explanatory drawing of the reference light optical path of the 2nd structural example of the reading unit of embodiment. 実施の形態の読取ユニットの第２の構成例の参照光光路の説明図である。It is explanatory drawing of the reference light optical path of the 2nd structural example of the reading unit of embodiment. 実施の形態の読取ユニットの第２の構成例の参照光光路の説明図である。It is explanatory drawing of the reference light optical path of the 2nd structural example of the reading unit of embodiment. 実施の形態の読取ユニットの第２の構成例の共役面の説明図である。It is explanatory drawing of the conjugate surface of the 2nd structural example of the reading unit of embodiment. 実施の形態の読取ユニットの第３の構成例の説明図である。It is explanatory drawing of the 3rd structural example of the reading unit of embodiment. 実施の形態の読取ユニットの第４の構成例の説明図である。It is explanatory drawing of the 4th structural example of the reading unit of embodiment. 実施の形態の読取ユニットの第４の構成例の共役面の説明図である。It is explanatory drawing of the conjugate surface of the 4th structural example of the reading unit of embodiment. 実施の形態の読取ユニットの第５の構成例の説明図である。It is explanatory drawing of the 5th structural example of the reading unit of embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

３ ホログラムメモリ、４ 結像光学系、５ 撮像素子部、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ 参照光光源、１０ 読取ユニット、１１ パッケージ、１３ ビームスプリッタ、１４ レーザチップアレイ、１５ 透明基体、１５Ａ，１５Ｂ 反射部、１６Ａ，１６Ｂ 反射部、１７ イメージャユニット、２０ ホログラムリーダ、２１ システムコントローラ、２２ ホログラムスキャン制御部、２３ メモリコントローラ、２４ ＤＲＡＭ、２７ ホログラム画像処理部、２８ 信号処理部、３０ 発光駆動回路、３４ 表示部
3 hologram memory, 4 imaging optical system, 5 imaging device section, 7A, 7B, 7C reference light source, 10 reading unit, 11 package, 13 beam splitter, 14 laser chip array, 15 transparent substrate, 15A, 15B reflecting section, 16A, 16B Reflector, 17 imager unit, 20 hologram reader, 21 system controller, 22 hologram scan controller, 23 memory controller, 24 DRAM, 27 hologram image processor, 28 signal processor, 30 light emission drive circuit, 34 display unit

Claims (8)

ホログラム記録媒体上に角度多重記録された要素ホログラムに対して、照射角度の異なる再生参照光を照射するために選択的に発光駆動される複数の参照光光源と、
再生参照光の要素ホログラムへの照射により発生する再生像光を結像面に結像させる結像光学系と、
上記結像面に受光面が位置するように配置され、上記再生像光を電気信号に変換する撮像素子部と、
を備えることを特徴とするホログラムデータ読取ユニット。 A plurality of reference light sources that are selectively driven to emit reproduction reference light having different irradiation angles with respect to the element hologram that is angle-multiplexed recorded on the hologram recording medium;
An imaging optical system that forms an image on the imaging surface of the reproduced image light generated by irradiating the element hologram with the reproduced reference beam;
An imaging element unit arranged so that a light receiving surface is positioned on the imaging surface, and converting the reproduced image light into an electrical signal;
A hologram data reading unit comprising: 上記再生参照光についての照射光学系として、上記結像光学系を共用するとともに、
上記複数の参照光光源は、上記結像面と共役な面上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のホログラムデータ読取ユニット。 As the irradiation optical system for the reproduction reference light, the imaging optical system is shared,
The hologram data reading unit according to claim 1, wherein the plurality of reference light sources are arranged on a plane conjugate with the imaging plane. 上記結像光学系の光路中にビームスプリッタを配置し、複数の参照光光源からの再生参照光と上記再生像光の一方はビームスプリッタによって反射され、他方はビームスプリッタを透過することによって、上記結像面と上記複数の参照光光源が共役な面上に位置するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のホログラムデータ読取ユニット。   A beam splitter is disposed in the optical path of the imaging optical system, one of the reproduction reference light from the plurality of reference light sources and the reproduction image light is reflected by the beam splitter, and the other is transmitted through the beam splitter, thereby 3. The hologram data reading unit according to claim 2, wherein the imaging plane and the plurality of reference light sources are positioned on a conjugate plane. 上記結像光学系の有効領域のうち、上記撮像素子部の有効領域に導かれる光束を遮らない領域に反射部又は回折部を設け、
複数の参照光光源からの光束を上記反射部で反射又は回折部で回折させることによって、上記結像面と上記複数の参照光光源が共役な面上に位置するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のホログラムデータ読取ユニット。 Of the effective area of the imaging optical system, a reflecting part or a diffractive part is provided in an area that does not block the light beam guided to the effective area of the imaging element unit,
The light beam from a plurality of reference light sources is reflected by the reflection unit or diffracted by the diffraction unit so that the imaging surface and the plurality of reference light sources are positioned on a conjugate surface. The hologram data reading unit according to claim 2. 上記撮像素子部はパッケージ内に封入された半導体撮像素子であり、
上記パッケージ内に複数の参照光光源及び反射部が配置されていることを特徴とする請求項２に記載のホログラムデータ読取ユニット。 The image sensor unit is a semiconductor image sensor enclosed in a package,
3. The hologram data reading unit according to claim 2, wherein a plurality of reference light sources and reflecting portions are arranged in the package. ホログラム記録媒体上に形成された要素ホログラムに対して、照射角度の異なる再生参照光を照射するために選択的に発光駆動される複数の参照光光源と、
再生参照光の要素ホログラムへの照射により発生する再生像光を受光し、電気信号に変換する撮像素子部と、
がパッケージ内に封入されて配置されていることを特徴とするイメージャユニット。 A plurality of reference light sources selectively driven to emit light to irradiate the reproduction reference light having different irradiation angles with respect to the element hologram formed on the hologram recording medium;
An image sensor that receives reproduced image light generated by irradiation of the element hologram of the reproduced reference light and converts it into an electrical signal;
Is an imager unit that is enclosed in a package. データを二次元画像化し、二次元画像の物体光と記録用参照光とを干渉させ、干渉縞によって上記データが要素ホログラムとして記録されるホログラム記録媒体であって、互いに照射角度の異なる記録用参照光を用いることで上記要素ホログラムを角度多重記録したホログラム記録媒体からデータを再生するホログラム再生装置として、
ホログラム記録媒体上に角度多重記録された要素ホログラムに対して、照射角度の異なる再生参照光を照射するために選択的に発光駆動される複数の参照光光源と、
再生参照光の要素ホログラムへの照射により発生する再生像光を結像面に結像させる結像光学系と、
上記結像面に受光面が位置するように配置され、上記再生像光を電気信号に変換する撮像素子部と、
上記撮像素子部で得られた二次元画像に対して信号処理を行い、上記要素ホログラムとして記録されたデータを復号する信号処理手段と、
を備えることを特徴とするホログラム再生装置。 A hologram recording medium in which the data is converted into a two-dimensional image, the object light of the two-dimensional image and the recording reference light interfere with each other, and the above data is recorded as an element hologram by interference fringes. As a hologram reproducing device for reproducing data from a hologram recording medium in which the element hologram is angle-multiplexed recorded by using light,
A plurality of reference light sources that are selectively driven to emit reproduction reference light having different irradiation angles with respect to the element hologram that is angle-multiplexed recorded on the hologram recording medium;
An imaging optical system that forms an image on the imaging surface of the reproduced image light generated by irradiating the element hologram with the reproduced reference beam;
An imaging element unit arranged so that a light receiving surface is positioned on the imaging surface, and converting the reproduced image light into an electrical signal;
Signal processing means for performing signal processing on the two-dimensional image obtained by the imaging element unit and decoding data recorded as the element hologram;
A hologram reproducing apparatus comprising: 上記再生参照光についての照射光学系として、上記結像光学系を共用するとともに、
上記複数の参照光光源は、上記結像面と共役な面上に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のホログラム再生装置。
As the irradiation optical system for the reproduction reference light, the imaging optical system is shared,
8. The hologram reproducing apparatus according to claim 7, wherein the plurality of reference light sources are arranged on a plane conjugate with the imaging plane.

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