JP2020107377A

JP2020107377A - Hologram recording/reproducing device and hologram recording/reproducing method

Info

Publication number: JP2020107377A
Application number: JP2018245102A
Authority: JP
Inventors: 下浦　厚志; Atsushi Shimoura; 厚志下浦; 梶山　康一; Koichi Kajiyama; 康一梶山; 顯皓海老塚; Akihiro Ebizuka; 山本　学; Manabu Yamamoto; 学山本; 秀真堀内; Hidemasa Horiuchi
Original assignee: Tokyo University of Science; V Technology Co Ltd
Current assignee: Tokyo University of Science; V Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-07-09

Abstract

To suppress data read error caused by speckle noise in a hologram recording/reproducing device.SOLUTION: A hologram recording/reproducing device irradiates a recording medium with signal light carrying data information and reference light to record the data information in the recording medium as a hologram, and reproduces an image of the data information recorded as the hologram by irradiating the recording medium in which the hologram is recorded with the reference light. The hologram recording/reproducing device comprises: a signal light irradiation unit irradiating the recording medium with the signal light; a reference light irradiation unit irradiating the recording medium with the reference light; a shift multiple recording mechanism for relatively moving the recording medium with respect to the signal light irradiation unit and the reference light irradiation unit; and a noise removing mechanism for constantly minutely oscillating the reference light irradiation unit within recording or reproducing time of a single hologram.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ホログラム記録再生装置及びホログラム記録再生方法に関するものである。 The present invention relates to a hologram recording/reproducing device and a hologram recording/reproducing method.

ホログラム記録再生技術（ホログラムメモリー技術）は、高転送速度・高記録密度で長期保存可能な光記録技術として注目されており、次世代のマルチメディアストレージとしての実用化が期待されている。デジタル情報を記録再生するホログラムメモリーは、２次元化されたデジタルビットパターン（ページデータ）を記録媒体にホログラムとして多重記録することにより高転送速度・高記録密度の大容量光メモリを実現可能にするものである。 The hologram recording/reproducing technology (hologram memory technology) is drawing attention as an optical recording technology capable of long-term storage at a high transfer rate and a high recording density, and is expected to be put to practical use as a next-generation multimedia storage. A hologram memory that records and reproduces digital information makes it possible to realize a large-capacity optical memory with a high transfer rate and a high recording density by multiple-recording a two-dimensionalized digital bit pattern (page data) as a hologram on a recording medium. Is.

ホログラムメモリーの記録方法は、ページデータに基づいて空間光変調された信号光と、この信号光とコヒーレントな参照光とを記録媒体内で干渉させることでホログラムを形成し、ページデータの２次元パターンをホログラムとして記録媒体に記録している。そして、ホログラムメモリーの再生方法は、記録に用いた参照光を記録媒体に記録されているホログラムに照射することにより回折光（再生光）を発生させ、この回折光をイメージセンサで受光することで、ホログラムとして記録されているページデータを２次元パターンの画像として再生している。 A hologram memory recording method forms a hologram by causing a signal light spatially light-modulated based on page data and a reference light coherent with the signal light to interfere with each other in a recording medium to form a two-dimensional pattern of page data. Is recorded as a hologram on the recording medium. The hologram memory is reproduced by irradiating the hologram recorded on the recording medium with the reference light used for recording to generate diffracted light (reproduced light), and the diffracted light is received by the image sensor. The page data recorded as a hologram is reproduced as a two-dimensional pattern image.

このようなホログラムメモリーは、再生用の参照光の照射条件が記録時と一致しているときだけブラッグ回折条件が満たされ、高い強度の再生光が得られる。このため参照光の照射条件を変えて記録再生することで、記録媒体の同じ領域に分離再生できる別のホログラムを多重記録することが可能になる。ホログラムメモリーの多重記録方式としては、角度多重記録方式（下記特許文献１参照）、球面参照光シフト多重記録方式（下記特許文献２参照）などが知られている。 In such a hologram memory, the Bragg diffraction condition is satisfied only when the irradiation condition of the reference light for reproduction coincides with that at the time of recording, and the reproduction light of high intensity can be obtained. Therefore, by changing the irradiation condition of the reference light and performing recording/reproduction, it becomes possible to multiplex-record another hologram that can be separated/reproduced in the same region of the recording medium. Known multiplex recording methods for hologram memory include an angle multiplex recording method (see Patent Document 1 below) and a spherical reference light shift multiplex recording method (see Patent Document 2 below).

特開２０１０−２３８３０５号公報JP, 2010-238305, A 特開２０１７−１６２５２４号公報JP, 2017-162524, A

ホログラムメモリーの記録再生精度を低下させる要因の一つにスペックルノイズがある。スペックルノイズは、散乱したコヒーレント光が互いに不規則な位相関係で干渉することによって生じる斑点状の干渉パターンであり、ホログラムメモリーにおいては、ホログラム記録時に信号光に担持されるデータ情報の２次元パターンと共に記録面に記録され、ホログラム再生時には、記録されたスペックルノイズと、新たに再生光の散乱で生じるスペックルノイズとが合わさって再生面（イメージセンサの受光面）に付加される。このようなスペックルノイズは、ページデータの２次元パターンに加わることで、データのビットパターンとの区別が付かなくなって、データの読み取りエラーの原因になる。 Speckle noise is one of the factors that reduce the recording and reproducing accuracy of the hologram memory. Speckle noise is a speckled interference pattern caused by scattered coherent light beams interfering with each other in an irregular phase relationship. In a hologram memory, a two-dimensional pattern of data information carried in signal light during hologram recording. At the same time, the recorded speckle noise is recorded on the recording surface, and at the time of hologram reproduction, the recorded speckle noise and the speckle noise newly generated by scattering of the reproduction light are combined and added to the reproduction surface (light receiving surface of the image sensor). When such speckle noise is added to the two-dimensional pattern of page data, it becomes indistinguishable from the bit pattern of data, which causes a data reading error.

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、ホログラム記録再生装置において、スペックルノイズに起因するデータの読み取りエラーを抑止することを課題としている。 The present invention has been proposed to address such a problem. That is, it is an object of the hologram recording/reproducing apparatus to suppress a data reading error due to speckle noise.

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
データ情報を担持した信号光と参照光とを記録媒体に照射してデータ情報をホログラムとして記録媒体に記録すると共に、ホログラムが記録された記録媒体に参照光を照射することによりホログラムとして記録されているデータ情報の画像を再生するホログラム記録再生装置であって、信号光を記録媒体に照射する信号光照射部と、参照光を記録媒体に照射する参照光照射部と、前記信号光照射部と前記参照光照射部に対して記録媒体を相対的に移動させるシフト多重記録機構と、単体のホログラムが記録又は再生される時間内で前記参照光照射部を常時微小変動させるノイズ除去機構とを備えることを特徴とするホログラム記録再生装置。 In order to solve such a problem, the present invention has the following configurations.
The recording medium is irradiated with the signal light carrying the data information and the reference light to record the data information as a hologram on the recording medium, and the recording medium having the hologram recorded thereon is irradiated with the reference light to be recorded as the hologram. A hologram recording/reproducing apparatus for reproducing an image of data information, in which a signal light irradiation unit that irradiates a recording medium with signal light, a reference light irradiation unit that irradiates a recording medium with reference light, and the signal light irradiation unit A shift multiplex recording mechanism that moves the recording medium relative to the reference light irradiation unit, and a noise removal mechanism that constantly minutely changes the reference light irradiation unit within a time period during which a single hologram is recorded or reproduced. A hologram recording/reproducing apparatus characterized by the above.

本発明の実施形態に係るホログラム記録再生装置を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the hologram recording/reproducing apparatus which concerns on embodiment of this invention. シフト多重ホログラム列を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the shift multiplex hologram row. ノイズ除去機構の動作を示す説明図である（（ａ）が集光レンズを光軸方向に微小変動させる例、（ｂ）が集光レンズを光軸と交差する方向に微小変動させる例、（ｃ）が集光レンズを光軸と交差する軸周りに回動するように微小変動させる例）。6A and 6B are explanatory views showing the operation of the noise removing mechanism ((a) shows an example in which the condenser lens is slightly changed in the optical axis direction, (b) is an example in which the condenser lens is slightly changed in a direction intersecting the optical axis, (c) An example in which the condenser lens is slightly changed so as to rotate around an axis intersecting the optical axis). ノイズ除去機構の動作を示す説明図である（（ａ）が平行平面基板を光軸と交差する軸周りに回動するように微小変動させる例、（ｂ）が平行平面基板を光軸周りに回動するように微小振動させる例、（ｃ）がウエッジ板を光軸周りに回動するように微小変動させる例）。It is explanatory drawing which shows operation|movement of a noise removal mechanism ((a) is an example which minutely changes so that a parallel plane substrate may be rotated around the axis|shaft which intersects an optical axis, (b) shows a parallel plane substrate around an optical axis. An example in which a minute vibration is performed so as to rotate, and an example in which (c) slightly changes so that the wedge plate is rotated around the optical axis).

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１に本発明の一実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成例を示す。なお、本発明の構成は特に図示の例に限定されるものではない。図１に示すように、ホログラム記録再生装置１は、ホログラム記録媒体Ｍに信号光Ｌ１を照射する信号光照射部２と、ホログラム記録媒体Ｍに参照光Ｌ２を照射する参照光照射部３と、再生光Ｌ３を受光してホログラム記録媒体Ｍにホログラムとして記録されているデータ情報を２次元画像として出力する再生光検出部４とを備えている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration example of a hologram recording/reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention. The configuration of the present invention is not particularly limited to the illustrated example. As shown in FIG. 1, the hologram recording/reproducing apparatus 1 includes a signal light irradiation unit 2 that irradiates the hologram recording medium M with the signal light L1, and a reference light irradiation unit 3 that irradiates the hologram recording medium M with the reference light L2. The reproduction light detection unit 4 receives the reproduction light L3 and outputs the data information recorded as a hologram on the hologram recording medium M as a two-dimensional image.

信号光照射部２は、コヒーレント光源（例えば、レーザー光源）５から出射された光にデータ情報を担持させた信号光Ｌ１をホログラム記録媒体Ｍの特定位置に照射するための光学系であり、データ情報に基づいてコヒーレント光源からの光を空間光変調するＤＭＤなどの空間光変調器２０を備えている。 The signal light irradiation unit 2 is an optical system for irradiating a specific position of the hologram recording medium M with the signal light L1 in which the light emitted from the coherent light source (for example, a laser light source) 5 carries data information. A spatial light modulator 20 such as a DMD that spatially modulates light from a coherent light source based on information is provided.

より具体的な図示の構成例を説明すると、コヒーレント光源５から出射された光は、例えば、ビーム成形レンズ５０、アイソレータ５１、１／２波長板５２、シャッタ５３、ミラー５４、ピンホール５５を間に挟むリレーレンズ５６，５７、１／２波長板５８を経由して、光分離要素（ハーフプリズム）５９に入射され、光分離要素５９にて信号光Ｌ１になる光Ｌ１０と参照光Ｌ２になる光Ｌ２０に分離される。そして、信号光Ｌ１になる光Ｌ１０は、ミラー２１で反射され、空間光変調器２０で空間光変調されることでデータ情報を担持した信号光Ｌ１となり、信号光Ｌ１は、リレーレンズ２２、ナイキストフィルタ２５、リレーレンズ２３を通過し集光レンズ２４にて集光されてホログラム記録媒体Ｍに照射される。 Explaining a more specific illustrated configuration example, the light emitted from the coherent light source 5 passes through, for example, the beam shaping lens 50, the isolator 51, the half-wave plate 52, the shutter 53, the mirror 54, and the pinhole 55. After passing through the relay lenses 56, 57 and the half-wave plate 58 sandwiched between them, the light is incident on the light separation element (half prism) 59, and becomes the signal light L1 and the reference light L2 at the light separation element 59. It is split into light L20. The light L10 that becomes the signal light L1 is reflected by the mirror 21 and spatially modulated by the spatial light modulator 20 to become signal light L1 carrying data information. The signal light L1 is transmitted to the relay lens 22 and Nyquist. It passes through the filter 25 and the relay lens 23, is condensed by the condenser lens 24, and is applied to the hologram recording medium M.

参照光照射部３は、信号光Ｌ１とコヒーレントな光（参照光Ｌ２）を信号光Ｌ１が照射されているホログラム記録媒体Ｍの特定位置に照射する光学系である。より具体的な図示の構成例を説明すると、光分離要素５９で分離された光Ｌ２０は、１／２波長板３１、リレーレンズ３２，３３、ミラー３４，３５などを経た後、集光レンズ３０にて集光されてホログラム記録媒体Ｍに照射される。照射された信号光Ｌ１と参照光Ｌ２はホログラム記録媒体Ｍ内で干渉してホログラムを形成する。 The reference light irradiation unit 3 is an optical system that irradiates light (reference light L2) coherent with the signal light L1 onto a specific position of the hologram recording medium M on which the signal light L1 is applied. Explaining the configuration example more specifically, the light L20 separated by the light separation element 59 passes through the half-wave plate 31, the relay lenses 32 and 33, the mirrors 34 and 35, and then the condenser lens 30. The light is condensed at and is irradiated onto the hologram recording medium M. The irradiated signal light L1 and reference light L2 interfere in the hologram recording medium M to form a hologram.

ホログラム記録媒体Ｍは、例えば、光反応性モノマーよりなる記録層を備えたものを用いることができる。光反応性モノマーは、光（信号光と参照光）が照射されるとポリマーに変換されて、その結果、屈折率分布を有する領域が形成される。ホログラム記録媒体Ｍの記録層には、信号光Ｌ１と参照光Ｌ２の干渉縞が屈折率分布として記録されることで、データ情報を含むホログラムが記録される。 As the hologram recording medium M, for example, one provided with a recording layer made of a photoreactive monomer can be used. The photoreactive monomer is converted into a polymer when irradiated with light (signal light and reference light), and as a result, a region having a refractive index distribution is formed. In the recording layer of the hologram recording medium M, interference fringes of the signal light L1 and the reference light L2 are recorded as a refractive index distribution, so that a hologram including data information is recorded.

再生光検出部４は、再生光集光レンズ４０とイメージセンサ４１を備えている。イメージセンサ４１は、ホログラム記録媒体Ｍに記録されているホログラムに参照光Ｌ２を照射することで発生する再生光Ｌ３を、再生光集光レンズ４０を介して受光するものであり、再生光Ｌ３の受光によってホログラムとして記録されているデータ情報を２次元画像として再生する。 The reproduction light detector 4 includes a reproduction light condenser lens 40 and an image sensor 41. The image sensor 41 receives the reproduction light L3 generated by irradiating the hologram recorded on the hologram recording medium M with the reference light L2 through the reproduction light condensing lens 40. By receiving the light, the data information recorded as a hologram is reproduced as a two-dimensional image.

ホログラム記録再生装置１は、シフト多重記録機構６（光学系シフト機構６０，記録媒体シフト機構６１）を備えている。シフト多重記録機構６は、信号光照射部２と参照光照射部３に対してホログラム記録媒体Ｍを相対的に移動させる機構であり、信号光照射部２と参照光照射部３を備える光学機構７をホログラム記録媒体Ｍに対して移動させる光学系シフト機構６０と光学機構７に対してホログラム記録媒体Ｍを移動させる記録媒体シフト機構６１の一方又は両方によって構成される。 The hologram recording/reproducing apparatus 1 includes a shift multiplex recording mechanism 6 (optical system shift mechanism 60, recording medium shift mechanism 61). The shift multiplex recording mechanism 6 is a mechanism for moving the hologram recording medium M relative to the signal light irradiation unit 2 and the reference light irradiation unit 3, and is an optical mechanism including the signal light irradiation unit 2 and the reference light irradiation unit 3. The optical system shift mechanism 60 moves the hologram recording medium M with respect to the hologram recording medium M, and the recording medium shift mechanism 61 moves the hologram recording medium M with respect to the optical mechanism 7.

シフト多重記録機構６は、ホログラム記録媒体Ｍにおける所定の領域に、信号光Ｌ１と参照光Ｌ２との干渉縞をホログラムとして記録した後、信号光照射部２と参照光照射部３を備える光学機構７をホログラム記録媒体Ｍの表面に沿って一方向に移動させるか、或いは光学機構７に対してホログラム記録媒体Ｍを一方向に移動させた状態において、新たなホログラムをその記録領域の一部が既に記録されているホログラムの記録領域と重なる状態で記録する操作を繰り返し行うものである。 The shift multiplex recording mechanism 6 records the interference fringes of the signal light L1 and the reference light L2 as a hologram in a predetermined area of the hologram recording medium M, and then includes the signal light irradiation unit 2 and the reference light irradiation unit 3. 7 is moved in one direction along the surface of the hologram recording medium M, or in the state where the hologram recording medium M is moved in one direction with respect to the optical mechanism 7, a new hologram is partially recorded. The recording operation is repeated in a state of overlapping with the recording area of the already recorded hologram.

これによって、図２に示すように、各単体のホログラムＨが互いに一部が重なる状態で一方向に並ぶように記録されたシフト多重ホログラム列Ｈｓが記録される。ここで、単体のホログラムＨは、例えば直径ｄが１ｍｍ程度であって、シフト量は例えば１０μｍ程度に設定することができる。このように多重記録されたシフト多重ホログラム列Ｈｓは、各単体のホログラムＨを独立して再生できる（クロストーク無く再生できる）ように、各ホログラムが異なるブラッグ回折条件で記録再生されることになる。 As a result, as shown in FIG. 2, the shift-multiplexed hologram sequence Hs is recorded in which the holograms H of the single bodies are recorded so as to be aligned in one direction in a state where the holograms H overlap each other. Here, the hologram H as a single body has a diameter d of, for example, about 1 mm, and the shift amount can be set to, for example, about 10 μm. In the shift-multiplexed hologram array Hs thus multiple-recorded, each hologram is recorded and reproduced under different Bragg diffraction conditions so that each single hologram H can be independently reproduced (reproduction without crosstalk). ..

そして、ホログラム記録再生装置１は、ノイズ除去機構８を備えている。このノイズ除去機構８は、単体のホログラムＨが記録又は再生される時間内で参照光照射部３を常時微小変動させることで、記録又は再生時に生じるスペックルノイズを除去するものである。図示の例では、集光レンズ３０に対してノイズ除去機構８を設けた例を示しているが、特にこれに限定されるものではなく、参照光照射部３を構成する光学系や光学要素にノイズ除去機構８を設けることができる。 The hologram recording/reproducing apparatus 1 includes a noise removing mechanism 8. The noise removing mechanism 8 removes speckle noise generated at the time of recording or reproducing by constantly minutely changing the reference light irradiating unit 3 within the time when the hologram H alone is recorded or reproduced. The illustrated example shows an example in which the noise removing mechanism 8 is provided for the condenser lens 30, but the invention is not particularly limited to this, and an optical system or an optical element forming the reference light irradiation unit 3 may be used. A noise removing mechanism 8 can be provided.

ノイズ除去機構８の動作は、単体のホログラムＨの記録時であれば、特定のブラッグ回折条件で生じる干渉縞がホログラム記録媒体Ｍに記録される時間内で参照光Ｌ２の状態を常時微小変動させるものであり、単体のホログラムＨを記録する際のブラッグ回折条件が満たされている範囲で、参照光Ｌ２の状態を常時微小変動させている。このため、ノイズ除去機構８の動作は、単体のホログラムＨをブラッグ回折条件を変えて多重記録する動作とは根本的に異なっている。 The operation of the noise removal mechanism 8 is such that, when recording a single hologram H, the state of the reference light L2 is constantly slightly changed within the time when interference fringes generated under a specific Bragg diffraction condition are recorded on the hologram recording medium M. That is, the state of the reference light L2 is constantly slightly changed within a range where the Bragg diffraction condition when recording the single hologram H is satisfied. Therefore, the operation of the noise removing mechanism 8 is fundamentally different from the operation of performing multiplex recording on a single hologram H by changing the Bragg diffraction condition.

また、単体のホログラムＨの再生時におけるノイズ除去機構８の動作は、ホログラム記録媒体Ｍに記録されている単体のホログラムＨを特定のブラッグ回折条件で再生する際に、多重記録されたホログラムのうち単体のホログラムが再生される時間内で、単体のホログラムＨを再生する際のブラッグ回折条件が満たされている範囲で、参照光Ｌ２の状態を常時微小変動させている。 In addition, the operation of the noise removing mechanism 8 during reproduction of the single hologram H is performed among the holograms recorded in multiple recording when the single hologram H recorded in the hologram recording medium M is reproduced under a specific Bragg diffraction condition. The state of the reference light L2 is constantly minutely varied within a range in which the Bragg diffraction condition for reproducing the single hologram H is satisfied within the time for reproducing the single hologram.

図３及び図４は、ノイズ除去機構８の動作例を示している。図３（ａ）に示した例は、参照光照射部３の集光レンズ３０を光軸方向に沿って微小変動させる動作を行っている。図３（ｂ）に示した例は、参照光照射部３の集光レンズ３０を光軸と交差する方向に沿って微小変動させる動作を行っている。図３（ｃ）に示した例は、参照光照射部３の集光レンズ３０を光軸方向と交差する軸周りに回動するように微小変動させる動作を行っている。 3 and 4 show an operation example of the noise removing mechanism 8. In the example shown in FIG. 3A, the operation of slightly changing the condenser lens 30 of the reference light irradiation unit 3 along the optical axis direction is performed. In the example shown in FIG. 3B, the operation of slightly changing the condenser lens 30 of the reference light irradiation unit 3 along the direction intersecting the optical axis is performed. In the example shown in FIG. 3C, the operation of slightly changing the condensing lens 30 of the reference light irradiating unit 3 so as to rotate around an axis intersecting the optical axis direction is performed.

また、図４（ａ）に示した例では、参照光照射部３の集光レンズ３０の入射側に平行平面基板３０Ｐを配置し、この平行平面基板３０Ｐを光軸と交差する軸周りに回動させる微小変動を行っている。図４（ｂ）に示した例では、参照光照射部３の集光レンズ３０の入射側に平行平面基板３０Ｐを配置し、この平行平面基板３０Ｐを光軸周りに回動させる微小変動を行っている。図４（ｃ）に示した例では、参照光照射部３の集光レンズ３０の入射側にウエッジ板３０Ｑを配置し、このウエッジ板３０Ｑを光軸周りに回動させる微小変動を行っている。 Further, in the example shown in FIG. 4A, a parallel plane substrate 30P is arranged on the incident side of the condenser lens 30 of the reference light irradiation unit 3, and the parallel plane substrate 30P is rotated around an axis intersecting the optical axis. We are making small fluctuations that cause it to move. In the example shown in FIG. 4B, a plane parallel substrate 30P is arranged on the incident side of the condenser lens 30 of the reference light irradiator 3, and the plane parallel substrate 30P is rotated about the optical axis to make a slight change. ing. In the example shown in FIG. 4C, a wedge plate 30Q is arranged on the incident side of the condenser lens 30 of the reference light irradiating unit 3, and the wedge plate 30Q is rotated about the optical axis to make a minute change. ..

このようなノイズ除去機構８によると、ホログラム記録再生装置１において、参照光Ｌ２の状態（位相）を変化させることで、信号光Ｌ１と参照光Ｌ２の散乱光の干渉によって生じるスペックルノイズを時間的に平均化することができる。スペックルノイズは、参照光Ｌ２の状態が時間的に変化すると瞬時に異なる空間で発生することになり、同じ位置に重なって記録再生されることを回避することができる。このため、ホログラム記録時には、スペックルノイズが時間的に平均化されたデータ情報をホログラムとして記録することができ、ホログラム再生時には、イメージセンサ４１の出力において、スペックルノイズが時間的に平均化されたデータ情報を２次元画像として再生することができる。 According to the noise removing mechanism 8 as described above, in the hologram recording/reproducing apparatus 1, by changing the state (phase) of the reference light L2, the speckle noise caused by the interference of the scattered light of the signal light L1 and the reference light L2 can be eliminated. Can be averaged. The speckle noise is generated in different spaces instantaneously when the state of the reference light L2 changes with time, and it is possible to avoid recording and reproducing overlapping the same position. Therefore, during hologram recording, data information in which speckle noise is temporally averaged can be recorded as a hologram, and during hologram reproduction, speckle noise is temporally averaged in the output of the image sensor 41. The data information can be reproduced as a two-dimensional image.

図１に示したホログラム記録再生装置１は、制御部９を備えている。制御部９は、シフト多重記録機構６とノイズ除去機構８の動作を制御しながら、空間光変調器２０に、２次元化されたデジタルビットパターンからなるページデータＰの時系列データ情報を送信している。 The hologram recording/reproducing apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a control unit 9. The control unit 9 controls the operations of the shift multiplex recording mechanism 6 and the noise removing mechanism 8 and transmits the time-series data information of the page data P including a two-dimensionalized digital bit pattern to the spatial light modulator 20. ing.

これによると、ホログラム記録再生装置１は、ページデータＰを担持した信号光Ｌ１と参照光Ｌ２とをホログラム記録媒体Ｍに照射してページデータＰをホログラムとしてホログラム記録媒体Ｍに記録すると共に、ホログラムが記録されたホログラム記録媒体Ｍに参照光Ｌ２を照射することによりホログラムとして記録されているページデータＰの２次元画像を再生する。この際、制御部９がシフト多重記録機構６を動作制御することで、信号光Ｌ１と参照光Ｌ２に対してホログラム記録媒体Ｍを相対的に移動させてページデータＰの時系列データ情報をホログラムとしてシフト多重記録する。 According to this, the hologram recording/reproducing apparatus 1 irradiates the hologram recording medium M with the signal light L1 carrying the page data P and the reference light L2 to record the page data P as a hologram on the hologram recording medium M, and at the same time, the hologram. The two-dimensional image of the page data P recorded as a hologram is reproduced by irradiating the hologram recording medium M on which is recorded with the reference light L2. At this time, the control unit 9 controls the operation of the shift multiplex recording mechanism 6 to move the hologram recording medium M relative to the signal light L1 and the reference light L2, and the time-series data information of the page data P is hologramed. Shift multiplex recording.

そして、制御部９は、ノイズ除去機構８を動作制御することで、一つのページデータＰを含む単体のホログラムが記録又は再生される時間内で、ページデータＰのデジタルビットパターンの記録再生に影響しない範囲で、参照光Ｌ２をホログラム記録媒体Ｍに照射する参照光照射部３を常時微小変動させている。ここでの微小変動幅は、例えば、ホログラム記録媒体Ｍの記録面での信号光Ｌ１と参照光Ｌ２の振れ幅が、ホログラムとして記録されるページデータＰのビット間隔より小さくなるように設定される。 Then, the control unit 9 controls the operation of the noise removal mechanism 8 to influence the recording/reproduction of the digital bit pattern of the page data P within the time period during which a single hologram containing one page data P is recorded or reproduced. The reference light irradiating section 3 for irradiating the hologram recording medium M with the reference light L2 is constantly slightly changed within a range not to be used. The minute fluctuation width here is set, for example, so that the fluctuation width of the signal light L1 and the reference light L2 on the recording surface of the hologram recording medium M is smaller than the bit interval of the page data P recorded as a hologram. ..

これによって、ホログラム記録再生装置１は、スペックルノイズの除去を図りながら、ページデータＰの時系列データ情報をホログラム記録媒体Ｍにシフト多重記録することができ、また、スペックルノイズの除去を図りながら記録されたページデータＰの時系列データ情報を２次元画像として再生することができる。これにより、ホログラム記録再生装置１は、スペックルノイズに起因するデータの読み取りエラーを抑止することができる。 As a result, the hologram recording/reproducing apparatus 1 can shift-multiplex-record the time-series data information of the page data P on the hologram recording medium M while attempting to remove speckle noise, and also remove speckle noise. However, the time series data information of the recorded page data P can be reproduced as a two-dimensional image. As a result, the hologram recording/reproducing apparatus 1 can suppress a data reading error due to speckle noise.

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。 As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to these embodiments, and changes in design within the scope not departing from the gist of the present invention. Even so, it is included in the present invention. Further, the respective embodiments described above can be combined by diverting each other's technology as long as there is no particular contradiction or problem in the purpose and configuration.

１：ホログラム記録再生装置，
２：信号光照射部，３：参照光照射部，４：再生光検出部，
５：コヒーレント光源，６：シフト多重記録機構，
６０：光学系シフト機構，６１：記録媒体シフト機構，
７：光学機構，８：ノイズ除去機構，９：制御部，
２０：空間光変調器，２１，３４，３５，５４：ミラー，
２２，２３，３２，３３，５６，５７：リレーレンズ，
２４，３０：集光レンズ，２５：ナイキストフィルタ，
３１，５２，５８：１／２波長板，
５０：ビーム成形レンズ，５１：アイソレータ，５３：シャッタ，
５５：ピンホール，５９：光分離要素，
Ｌ１：信号光，Ｌ２：参照光，Ｌ３：再生光，
Ｍ：ホログラム記録媒体，Ｈ：ホログラム，Ｈｓ：シフト多重ホログラム列，
Ｐ：ページデータ 1: Hologram recording/reproducing device,
2: signal light irradiation unit, 3: reference light irradiation unit, 4: reproduction light detection unit,
5: coherent light source, 6: shift multiplex recording mechanism,
60: optical system shift mechanism, 61: recording medium shift mechanism,
7: optical mechanism, 8: noise removing mechanism, 9: control unit,
20: spatial light modulator, 21, 34, 35, 54: mirror,
22, 23, 32, 33, 56, 57: relay lens,
24, 30: condenser lens, 25: Nyquist filter,
31, 52, 58: 1/2 wave plate,
50: beam shaping lens, 51: isolator, 53: shutter,
55: pinhole, 59: light separating element,
L1: signal light, L2: reference light, L3: reproduction light,
M: hologram recording medium, H: hologram, Hs: shift multiplex hologram sequence,
P: Page data

Claims

データ情報を担持した信号光と参照光とを記録媒体に照射してデータ情報をホログラムとして記録媒体に記録すると共に、ホログラムが記録された記録媒体に参照光を照射することによりホログラムとして記録されているデータ情報の画像を再生するホログラム記録再生装置であって、
信号光を記録媒体に照射する信号光照射部と、
参照光を記録媒体に照射する参照光照射部と、
前記信号光照射部と前記参照光照射部に対して記録媒体を相対的に移動させるシフト多重記録機構と、
単体のホログラムが記録又は再生される時間内で前記参照光照射部を常時微小変動させるノイズ除去機構とを備えることを特徴とするホログラム記録再生装置。 By irradiating the recording medium with the signal light carrying the data information and the reference light to record the data information as a hologram on the recording medium, the hologram is recorded as a hologram by irradiating the recording medium with the reference light. A hologram recording/reproducing apparatus for reproducing an image of data information,
A signal light irradiating unit for irradiating the recording medium with the signal light,
A reference light irradiation unit for irradiating the recording medium with the reference light,
A shift multiplex recording mechanism that moves a recording medium relative to the signal light irradiation unit and the reference light irradiation unit;
A hologram recording/reproducing apparatus comprising: a noise removing mechanism for constantly minutely changing the reference light irradiating unit within a time period during which a single hologram is recorded or reproduced.

前記ノイズ除去機構は、前記参照光照射部における集光レンズを微小変動させることを特徴とする請求項１記載のホログラム記録再生装置。 The hologram recording/reproducing apparatus according to claim 1, wherein the noise removing mechanism slightly changes a condenser lens in the reference light irradiation unit.

前記データ情報は、２次元化されたデジタルビットパターンからなるページデータであり、前記単体のホログラムは、一つのページデータを記録再生することを特徴とする請求項１又は２記載のホログラム記録再生装置。 3. The hologram recording/reproducing apparatus according to claim 1, wherein the data information is page data composed of a two-dimensionalized digital bit pattern, and the single hologram records/reproduces one page data. ..

前記ノイズ除去機構は、前記ページデータのデジタルビットパターンの記録再生に影響しない範囲で前記参照光照射部を変動させることを特徴とする請求項３記載のホログラム記録再生装置。 4. The hologram recording/reproducing apparatus according to claim 3, wherein the noise removing mechanism changes the reference light irradiation unit within a range that does not affect recording/reproducing of a digital bit pattern of the page data.

２次元化されたデジタルビットパターンからなるページデータを担持した信号光と参照光とを記録媒体に照射してページデータをホログラムとして記録媒体に記録すると共に、ホログラムが記録された記録媒体に参照光を照射することによりホログラムとして記録されているページデータの２次元画像を再生するホログラム記録再生方法であって、
信号光と参照光に対して記録媒体を相対的に移動させてページデータのホログラムをシフト多重記録し、
一つのページデータを含む単体のホログラムが記録又は再生される時間内で、ページデータのデジタルビットパターンの記録再生に影響しない範囲で、参照光を記録媒体に照射する参照光照射部を常時微小変動させることを特徴とするホログラム記録再生方法。 The recording medium is irradiated with signal light and reference light carrying page data having a two-dimensionalized digital bit pattern to record the page data as a hologram on the recording medium, and the reference light is recorded on the recording medium on which the hologram is recorded. A hologram recording/reproducing method for reproducing a two-dimensional image of page data recorded as a hologram by irradiating
The recording medium is moved relative to the signal light and the reference light to shift-multiplex-record the page data hologram.
Within the time when a single hologram containing one page data is recorded or reproduced, the reference light irradiation unit that irradiates the recording medium with the reference light is constantly minutely changed within the range that does not affect the recording and reproduction of the digital bit pattern of the page data. A hologram recording/reproducing method characterized by: