JP5099745B2 - Hologram device - Google Patents
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Description
本発明は、ホログラム装置に関する。 The present invention also relates to a hologram equipment.
再生に不要な光を除去するための絞りを光学系に設けたホログラム再生装置が提案されている（特許文献１、参照。）。さらに、絞りの周辺に投影された光を光検出器によって検出し、その検出結果に基づいてホログラム記録媒体を移動させるホログラム再生装置が提案されている（特許文献２、参照。）。 There has been proposed a hologram reproducing apparatus in which an optical system is provided with a diaphragm for removing light unnecessary for reproduction (see Patent Document 1). Further, there has been proposed a hologram reproducing device that detects light projected on the periphery of a stop by a photodetector and moves a hologram recording medium based on the detection result (see Patent Document 2).
後者の構成によれば、本来、絞りを透過すべき光がホログラム記録媒体の位置ずれによって絞りを通過できなかったことや、絞りにて遮断された光がどちらの方向にずれているかを検知することができ、ホログラム記録媒体の絞りに対する相対的な位置ずれを補正することが可能であった。
しかしながら、絞りに対するホログラム記録媒体の位置ずれを補正することができても、開口径を調整することができないため、本来、再生に必要な再生信号光を遮断してしまったり、再生に悪影響を与える再生参照光を通過させてしまったりする不具合が生じるという問題があった。
本発明は、再生に必要な再生信号光のみを撮像することができるホログラム装置を提供することを目的とする。
However, even if the positional deviation of the hologram recording medium with respect to the stop can be corrected, the aperture diameter cannot be adjusted. Therefore, the reproduction signal light that is originally necessary for reproduction may be blocked or the reproduction may be adversely affected. There has been a problem in that the reproduction reference light passes through.
The present invention aims to provide a hologram equipment capable of imaging only reproduced signal beam necessary for reproduction.
上記課題を解決するために、本発明は、空間光変調器を介してホログラム記録媒体に照明参照光を照射し、得られた再生光を集光レンズを介して撮像素子で撮像し、画像データを取得するホログラム装置において、上記集光レンズと上記撮像素子の間に配置され、非開口部により上記再生光の外縁部分を遮断しつつ、開口部により同再生光を通過させる遮光手段と、
上記再生光の光路断面における所定位置に基準マークを生成させるとともに、上記画像データにおける上記基準マークが結像された位置、および、上記画像データにおける上記開口部の縁が結像された位置を特定する境界特定手段と、上記画像データにおける上記基準マークが結像された位置、および、上記画像データにおける上記開口部の縁が結像された位置に基づいて上記遮光手段の位置ずれを特定するとともに、当該位置ずれを解消するように上記遮光手段の位置を調整する位置調整手段とを具備する構成としてある。
In order to solve the above-described problems, the present invention irradiates a hologram recording medium with illumination reference light via a spatial light modulator, images the obtained reproduction light with an imaging element via a condenser lens, and outputs image data. A light-shielding means that is disposed between the condensing lens and the image sensor and blocks the outer edge portion of the reproduction light by the non-opening portion, and allows the reproduction light to pass through the opening portion.
A reference mark is generated at a predetermined position in the optical path section of the reproduction light, and the position where the reference mark is imaged in the image data and the position where the edge of the opening is imaged in the image data are specified. Identifying the position deviation of the light-shielding means based on the boundary specifying means that performs imaging, the position where the reference mark is imaged in the image data, and the position where the edge of the opening in the image data is imaged And a position adjusting means for adjusting the position of the light shielding means so as to eliminate the positional deviation .
上記のように構成した発明において、ホログラム記録媒体に照明参照光を照射して得られた再生光を撮像素子で撮像することにより、画像データを取得する。そして、当該取得した画像データに基づいて電子データを再生する。上記再生光は、上記電子データが反映された再生信号光と、光路断面において当該再生参照光の外側に隣接する再生参照光とから構成される。遮光手段は、上記再生参照光を遮光する非開口部と、上記再生信号光を通過させて上記撮像素子に結像させる開口部（アイリス）とを有している。境界特定手段は、上記再生信号光と上記再生参照光との境界位置を特定する。さらに、開口径調整手段は、特定された境界位置に基づいて上記遮光手段の開口部の大きさを調整する。 In inventions constructed as described above, by imaging the reproduction light obtained by irradiating illumination reference beam on the hologram recording medium by the image sensor to obtain image data. Then, electronic data is reproduced based on the acquired image data. The reproduction light includes reproduction signal light in which the electronic data is reflected and reproduction reference light adjacent to the outside of the reproduction reference light in the optical path cross section. The light shielding means has a non-opening for shielding the reproduction reference light and an opening (iris) for allowing the reproduction signal light to pass through and forming an image on the image sensor. The boundary specifying unit specifies a boundary position between the reproduction signal light and the reproduction reference light. Further, the opening diameter adjusting means adjusts the size of the opening of the light shielding means based on the specified boundary position.
また、本発明は、上記境界特定手段は、上記再生光の光路断面における所定位置に基準マークを生成させるとともに、上記画像データにおける上記基準マークが結像された位置に基づいて上記境界位置を特定する構成としてある。
上記のように構成した発明において、まず上記境界特定手段が上記再生光の光路断面における所定位置に基準マークを生成させる。そして、この基準マークの上記画像データにおける結像位置に基づいて境界位置を特定する。
According to the present invention, the boundary specifying means generates a reference mark at a predetermined position in the optical path section of the reproduction light, and specifies the boundary position based on a position where the reference mark is imaged in the image data. It is as composition to do.
In inventions constructed as described above, first, the boundary specific means to produce a reference mark in a predetermined position in the optical path cross-section of the reproducing light. Then, the boundary position is specified based on the imaging position of the reference mark in the image data.
さらに、本発明では、上記境界特定手段は、上記再生信号光の光路断面における所定位置に基準マークを生成させる構成としてある。
上記のように構成した発明において、上記境界特定手段が上記再生光の光路断面における所定位置に基準マークを生成させるにあたり、上記再生光のうち上記再生信号光のなかに上記基準マークを生成する。
Furthermore, in the present invention, the boundary specifying means is configured to generate a reference mark at a predetermined position in the optical path cross section of the reproduction signal light.
Generated in inventions constructed as described above, the boundary particular means Upon generate a reference mark in a predetermined position in the optical path cross-section of the reproducing light, the reference marks Some of the reproduced signal light of the reproducing light To do.
一方、本発明では、上記境界特定手段は、上記再生参照光の光路断面における所定位置に上記基準マークを生成させる構成としてある。
上記のように構成した発明において、上記境界特定手段が上記再生光の光路断面における所定位置に基準マークを生成させるにあたり、上記再生光のうち上記再生参照光のなかに上記基準マークを生成してもよい。
On the other hand, in the present invention, the boundary specifying means is configured to generate the reference mark at a predetermined position in the optical path section of the reproduction reference light.
In inventions constructed as described above, generates the reference mark Some of the boundary particular means Upon generate a reference mark in a predetermined position in the optical path cross-section of the reproduction light, the reproduction reference light of the reproducing light May be.
また、本発明では、上記境界特定手段は、上記照明参照光が上記ホログラム記録媒体において回折したホログラフィーとして上記基準マークを生成する構成としてある。
上記のように構成した発明において、上記照明参照光が上記ホログラム記録媒体に記録された回折格子において回折することによりホログラフィーが生成されるが、このホログラフィーの一部として上記基準マークを生成することができる。
In the present invention, the boundary specifying means generates the reference mark as holography in which the illumination reference light is diffracted by the hologram recording medium.
In inventions constructed as described above, but the illumination reference beam holography is generated by the diffraction at the diffraction grating recorded on the hologram recording medium, generating the reference mark as part of this holographic be able to.
一方、本発明では、上記境界特定手段は、上記照明参照光が上記ホログラム記録媒体を透過した実体光として上記基準マークを生成する構成としてある。
上記のように構成した発明において、上記照明参照光が上記ホログラム記録媒体において回折しないことにより、そのまま実体光が生成されるが、この実体光の一部として上記基準マークを生成することができる。
On the other hand , in the present invention, the boundary specifying means is configured to generate the fiducial mark as the actual light that is transmitted through the hologram recording medium by the illumination reference light.
In inventions constructed as described above, by the illumination reference beam is not diffracted at the hologram recording medium, but it is the entity light is generated, is possible to generate the reference mark as part of the entity light it can.
さらに、本発明では、上記境界特定手段は、上記照明参照光が上記ホログラム記録媒体を透過した実体光として上記基準マークを生成するにあたり、上記照明参照光の出力を弱める構成としてある。
上記のように構成した発明において、上記境界特定手段は、上記照明参照光が上記ホログラム記録媒体を透過した実体光として上記基準マークを生成する場合、実体光を撮像することとなる。これに対して、上記照明参照光の出力を弱めることにより、過剰の強度の光が上記撮像素子に入射することが防止できる。
Furthermore, in the present invention, the boundary specifying means is configured to weaken the output of the illumination reference light when the reference mark is generated as the substantial light that has passed through the hologram recording medium.
In inventions constructed as described above, the boundary specifying unit, if the illuminating reference light for generating the reference mark as an entity light transmitted through the hologram recording medium, and imaging the entities light. On the other hand, by weakening the output of the illumination reference light, it is possible to prevent excessive intensity of light from entering the image sensor.
また、本発明では、上記画像データにおける上記基準マークが結像された位置、および、上記画像データにおける上記開口部の縁が結像された位置に基づいて上記遮光手段の位置ずれを特定するとともに、当該位置ずれを解消するように上記遮光手段の位置を調整する位置調整手段を具備する構成としてある。 In the present invention, the positional deviation of the light shielding means is specified based on the position where the reference mark is imaged in the image data and the position where the edge of the opening is imaged in the image data. The position adjusting means for adjusting the position of the light shielding means so as to eliminate the positional deviation is provided.
上記のように構成した発明において、位置調整手段は、上記画像データにおける上記基準マークが結像された位置、および、上記画像データにおける上記開口部の縁が結像された位置に基づいて上記遮光手段の位置ずれを特定する。そして、特定した位置ずれを解消するように上記遮光手段の位置を調整する。 In inventions constructed as described above, the position adjusting means, the position where the reference mark is imaged in the image data, and, based on the position where the edge of the opening in the image data is imaged The positional deviation of the light shielding means is specified. Then, the position of the light shielding means is adjusted so as to eliminate the specified positional deviation.
さらに、より具体的な構成例として、本発明は、ホログラム記録媒体に照明参照光を照射して得られた再生光を撮像素子で撮像した画像データに基づいて電子データを再生するホログラム装置において、上記再生光は、上記電子データが反映された再生信号光と、光路断面において当該再生参照光の外側に隣接する再生参照光とからなるとともに、非開口部にて上記再生参照光を遮光しつつ開口部にて上記再生信号光を通過させ上記撮像素子に結像させる遮光手段と、上記再生光の光路断面における所定位置に基準マークを生成させるとともに、上記画像データにおける上記基準マークが結像された位置に基づいて上記再生信号光と上記再生参照光との境界位置を特定する境界特定手段と、上記境界位置に基づいて上記遮光手段の開口部の大きさを調整する開口径調整手段と、上記画像データにおける上記基準マークが結像された位置、および、上記画像データにおける上記開口部の縁が結像された位置に基づいて上記遮光手段の位置ずれを特定するとともに、当該位置ずれを解消するように上記遮光手段の位置を調整する位置調整手段とを具備する構成としてある。 Furthermore, as a more specific configuration example, the present invention provides a hologram apparatus that reproduces electronic data based on image data obtained by imaging reproduction light obtained by irradiating a hologram recording medium with illumination reference light using an imaging device. The reproduction light includes reproduction signal light in which the electronic data is reflected and reproduction reference light adjacent to the outside of the reproduction reference light on the optical path cross section, while shielding the reproduction reference light in a non-opening portion. Light shielding means for allowing the reproduction signal light to pass through the opening and forming an image on the imaging device, and generating a reference mark at a predetermined position in the optical path section of the reproduction light, and forming the reference mark in the image data. Boundary specifying means for specifying a boundary position between the reproduction signal light and the reproduction reference light based on the position, and a large opening of the light shielding means based on the boundary position. A position deviation of the light shielding means based on an aperture diameter adjusting means for adjusting the height, a position where the reference mark is imaged in the image data, and a position where the edge of the opening is imaged in the image data And a position adjusting means for adjusting the position of the light shielding means so as to eliminate the positional deviation.
以上説明したように本発明によれば、再生に必要な再生信号光のみを撮像することができるホログラム装置を提供することができる。
本発明によれば、基準マークの位置を利用して境界位置を特定することができる。
本発明によれば、光学系の収差の少ない位置に基準マークを生成することができ、精度のよい調整を行うことができる。
本発明によれば、再生信号光の外側に基準マークを生成することにより、再生信号光の全体を電子データの記録に利用でき、記憶容量を大きくすることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a hologram apparatus that can image only reproduction signal light necessary for reproduction.
According to the present invention, the boundary position can be specified using the position of the reference mark.
According to the present invention, it is possible to generate a reference mark at a position where the aberration of the optical system is small, and it is possible to perform adjustment with high accuracy.
According to the present invention, by generating the reference mark outside the reproduction signal light, the entire reproduction signal light can be used for recording electronic data, and the storage capacity can be increased.
以下、下記の順序に従って本発明の実施形態を説明する。
（１）ホログラム装置の構成：
（２）記録再生処理：
（３）開口調整処理：
（４）変形例：
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order.
(1) Configuration of hologram device:
(2) Recording / playback processing:
(3) Aperture adjustment processing:
(4) Modification:
（１）ホログラム記録再生装置の構成
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。本実施形態においては、電子データの記録と再生が可能なホログラム記録再生装置１００を例にとって説明するが、むろん、本発明は再生専用装置においても実現できるし、他の機能を併せ持つ複合機においても実現することができる。以下、図１と図２を参照してホログラム記録再生装置１００の構成を説明する。図１は、透過型の記録媒体に対して記録再生を行うコリニア方式のホログラム記録再生装置の概略構成を示すブロック図であり、図２は、透過型の記録媒体に対して記録再生を行うコリニア方式のホログラム記録再生装置の光学系５０の概略構成を示す構成図である。コリニア方式においては、信号光と参照光とが同一光軸上に配置されるのが大きな特徴であり、２光束干渉法等に比べて光学系をコンパクトに構成することができる。ホログラム記録再生装置１００は、光学系５０と制御部３０とを含んで構成される。
(1) Configuration of Hologram Recording / Reproducing Device Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the hologram recording / reproducing apparatus 100 capable of recording and reproducing electronic data will be described as an example. However, the present invention can of course be implemented in a reproduction-only apparatus, and also in a multifunction machine having other functions. Can be realized. Hereinafter, the configuration of the hologram recording / reproducing apparatus 100 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a collinear hologram recording / reproducing apparatus that performs recording / reproduction on a transmissive recording medium, and FIG. 2 is a collinear that performs recording / reproduction on a transmissive recording medium. It is a block diagram which shows schematic structure of the optical system 50 of the hologram recording / reproducing apparatus of a system. The collinear method is characterized in that the signal light and the reference light are arranged on the same optical axis, and the optical system can be configured more compactly compared to the two-beam interference method or the like. The hologram recording / reproducing apparatus 100 includes an optical system 50 and a control unit 30.
光学系５０は、レーザ光源１０と、ＤＭＤ[Digital Micro-mirror Device]１２と、対物レンズ１４と、集光レンズ１８，２２と、遮光板２０と、倍率調整レンズ２４と、光センサ２６と、を含んで構成される。制御部３０は、レーザ光源１０の出力制御を行うドライバ３０ａと、入力された電子データを所定の画像データに符号化してＤＭＤ１２に出力するエンコーダ３０ｂと、光センサ２６で得られる画像データから電子データを複号化するデコーダ３０ｄと、遮光板２０を制御するドライバ３０ｃと、所定の制御プログラムにしたがって各種制御処理を実行するマイコン３０ｆとから構成されている。マイコン３０ｆは図示しないＣＰＵやＲＡＭやＲＯＭ等を備えており、ＲＯＭから読み出した制御プログラムをＲＡＭに展開しつつＣＰＵが後述する処理に必要な演算を実行する。 The optical system 50 includes a laser light source 10, a DMD [Digital Micro-mirror Device] 12, an objective lens 14, condenser lenses 18 and 22, a light shielding plate 20, a magnification adjustment lens 24, an optical sensor 26, It is comprised including. The control unit 30 includes a driver 30 a that controls output of the laser light source 10, an encoder 30 b that encodes input electronic data into predetermined image data and outputs the image data to the DMD 12, and electronic data from image data obtained by the optical sensor 26. Is composed of a decoder 30d for decoding the signal, a driver 30c for controlling the light shielding plate 20, and a microcomputer 30f for executing various control processes in accordance with a predetermined control program. The microcomputer 30f includes a CPU, a RAM, a ROM, and the like (not shown), and the CPU executes a calculation necessary for processing to be described later while expanding a control program read from the ROM in the RAM.
レーザ光源１０は、光（電磁波）を増幅して例えば緑色のコヒーレントな光を発生させてＤＭＤ１２に入射させる。このＤＭＤ１２に入射されるレーザ光は、図示しないコリメートレンズ等によってＤＭＤ１２の入射面形状に合わせた平行光とされている。レーザ光源１０としては、固体レーザや液体レーザやガスレーザや半導体レーザ等のレーザ光を発生するものであればよく、様々なものが採用可能である。 The laser light source 10 amplifies light (electromagnetic wave) to generate, for example, green coherent light and makes it incident on the DMD 12. The laser light incident on the DMD 12 is made into parallel light matched to the shape of the incident surface of the DMD 12 by a collimator lens (not shown) or the like. Any laser light source 10 may be used as long as it generates laser light such as a solid-state laser, a liquid laser, a gas laser, and a semiconductor laser, and various laser light sources can be employed.
ＤＭＤ１２は、ドットマトリクス状に配列された複数のマイクロミラーにより構成されており、マイクロミラーの配向角を個別に制御する。ＤＭＤ１２は、入射された光をマイクロミラー毎に空間的に（本実施形態では２次元的に）変調した記録信号光と、入射された光を空間的に変調しない記録参照光とを生成する。１つの空間光変調器で信号光と参照光とを同時に生成する構成であるため、両者の相対的な位置関係は空間光変調器で決定するため常に一定となる。ここにおける変調とは、例えばＤＭＤ１２に入力された画像データに基づいてマイクロミラー単位でオン／オフ制御を行うことにより、一様なレーザ光を加工することを意味する。すなわち、入射されたレーザ光を後段の対物レンズ１４に反射する方向と、対物レンズ１４に反射しない方向とのいずれかにＤＭＤ１２の各マイクロミラーの配向角を画像データに応じて切り換えることにより、もとのレーザ光を空間的に変調する。そのため、ＤＭＤ１２が空間光変調器を構成する。本実施形態では空間光変調器としてＤＭＤ１２を採用したが、反射型液晶や透過型液晶や磁気光学空間変調器[MOSLM]等を用いることも可能である。 The DMD 12 is configured by a plurality of micromirrors arranged in a dot matrix, and individually controls the orientation angle of the micromirrors. The DMD 12 generates recording signal light obtained by spatially modulating the incident light for each micromirror (two-dimensionally in this embodiment) and recording reference light that does not spatially modulate the incident light. Since the signal light and the reference light are generated simultaneously by one spatial light modulator, the relative positional relationship between the two is always constant because it is determined by the spatial light modulator. The modulation in this case means that uniform laser light is processed by performing on / off control in units of micromirrors based on, for example, image data input to the DMD 12. That is, by switching the orientation angle of each micromirror of the DMD 12 in accordance with the image data, either the direction in which the incident laser light is reflected by the objective lens 14 at the subsequent stage or the direction in which it is not reflected by the objective lens 14. And spatially modulate the laser beam. Therefore, the DMD 12 forms a spatial light modulator. In this embodiment, the DMD 12 is employed as the spatial light modulator, but a reflective liquid crystal, a transmissive liquid crystal, a magneto-optical spatial modulator [MOSLM], or the like can also be used.
対物レンズ１４はＤＭＤ１２から入射した光をホログラム記録媒体１６の記録層に集光させる。ホログラム記録媒体１６の記録層は光感応性の材料で形成されており、記録時に記録信号光と照明参照光とが干渉して形成される干渉縞の強度分布がホログラム記録媒体１６の屈折率あるいは透過率の変化となって記録される。そして、この屈折率あるいは透過率の変化は回折格子として振舞う。この記録層としては、例えばニオブ酸リチウム単結晶やフォトポリマー等の感光材料を使用することができる。 The objective lens 14 focuses the light incident from the DMD 12 on the recording layer of the hologram recording medium 16. The recording layer of the hologram recording medium 16 is made of a light-sensitive material, and the intensity distribution of interference fringes formed by the interference between the recording signal light and the illumination reference light during recording indicates the refractive index of the hologram recording medium 16 or Recorded as a change in transmittance. This change in refractive index or transmittance behaves as a diffraction grating. As the recording layer, for example, a photosensitive material such as a lithium niobate single crystal or a photopolymer can be used.
ホログラム記録媒体１６においては記録時に形成した屈折率あるいは透過率の変化が記録後の光照射や他の環境変動に対しても安定して維持される。再生時には、ホログラム記録媒体１６に照明参照光が入射されると、記録された屈折率あるいは透過率の変化が回折格子として作用して回折光が発生する。ホログラム記録媒体１６は、種々の形状を採用することができ、バルク状のものであってもディスク状のものであってもよい。いずれの形状であっても干渉パターンの結像位置を変えることができ、例えばシフト多重により多量の電子データを記録することができる。また、記録層における結像深度や結像角度を変えることにより、より多くの電子データを多重記録することができる。 In the hologram recording medium 16, the change in refractive index or transmittance formed during recording is stably maintained against light irradiation after recording and other environmental fluctuations. At the time of reproduction, when illumination reference light is incident on the hologram recording medium 16, the recorded change in refractive index or transmittance acts as a diffraction grating to generate diffracted light. The hologram recording medium 16 can adopt various shapes, and may be a bulk shape or a disk shape. Regardless of the shape, the imaging position of the interference pattern can be changed. For example, a large amount of electronic data can be recorded by shift multiplexing. Further, by changing the imaging depth and the imaging angle in the recording layer, more electronic data can be recorded in a multiplexed manner.
集光レンズ１８は、再生時においてホログラム記録媒体１６を通過してきた再生光を集光して平行光線に変換する。集光レンズ２２は、集光レンズ１８にて変換された平行光線を所定の焦点に再度集光させる。遮光板２０は、集光レンズ１８と集光レンズ２２の間の平行光線となる区間に配置されている。遮光板２０は、本発明の遮光手段を構成する。 The condenser lens 18 condenses the reproduction light that has passed through the hologram recording medium 16 during reproduction and converts it into parallel rays. The condensing lens 22 condenses again the parallel light beam converted by the condensing lens 18 at a predetermined focal point. The light shielding plate 20 is disposed in a section that is a parallel light beam between the condenser lens 18 and the condenser lens 22. The light shielding plate 20 constitutes the light shielding means of the present invention.
図３は、遮光板２０を正面から見て示している。同図において、遮光板２０は複数の絞り羽２０ａ，２０ａ・・によって構成されており、これらの傾きをアイリス調整用アクチュエータＡＣ１を駆動させることによって中央に開口部ＡＰの径を所望の大きさに調整することができる。一方、絞り羽２０ａ，２０ａ・・によって遮光される部位が本発明の非開口部に相当する。位置調整用アクチュエータＡＣ２を駆動させることによって光軸方向に直交する面において遮光板２０の位置を調整することが可能となっており、開口部ＡＰの位置を高さ方向（Ｙ）および幅方向（Ｘ）に調整することができる。ドライバ３０ｃは、後述するマイコン３０ｆの調整処理にしたがって上述したアイリス調整用アクチュエータＡＣ１や位置調整用アクチュエータＡＣ２を駆動させ、開口部ＡＰの位置および径を調整する。 FIG. 3 shows the light shielding plate 20 as viewed from the front. In the figure, the light-shielding plate 20 is composed of a plurality of diaphragm blades 20a, 20a,..., And by driving an iris adjusting actuator AC1 with these inclinations, the diameter of the opening AP is set to a desired size in the center. Can be adjusted. On the other hand, the portion shielded by the diaphragm blades 20a, 20a,... Corresponds to the non-opening portion of the present invention. By driving the position adjusting actuator AC2, it is possible to adjust the position of the light shielding plate 20 on the surface orthogonal to the optical axis direction. The position of the opening AP is set in the height direction (Y) and the width direction ( X). The driver 30c drives the iris adjustment actuator AC1 and the position adjustment actuator AC2 described above according to the adjustment process of the microcomputer 30f described later, and adjusts the position and diameter of the opening AP.
倍率調整レンズ２４は、集光レンズ１８，２２から出射されて所定の焦点を越えて再度拡散した光を集光し、光センサ２６の受光面の所定の範囲内に結像させる。すなわち、光学系５０において、倍率調整レンズ２４は、倍率調整レンズ２４に入射される光が受光面の所定の範囲内に収まるように集光するとともに、倍率調整レンズ２４を通過した光の結像面が光センサ２６の受光面となるように配置される。 The magnification adjusting lens 24 collects the light emitted from the condenser lenses 18 and 22 and diffused again beyond a predetermined focal point, and forms an image within a predetermined range of the light receiving surface of the optical sensor 26. That is, in the optical system 50, the magnification adjustment lens 24 condenses the light incident on the magnification adjustment lens 24 so that it falls within a predetermined range of the light receiving surface, and forms an image of the light that has passed through the magnification adjustment lens 24. It arrange | positions so that a surface may become the light-receiving surface of the optical sensor 26. FIG.
光センサ２６は、複数の光電素子がドットマトリクス状に配列されたセンサであり、各光電素子に入射した光強度（輝度）に応じて電荷が発生し、当該電荷の量をデジタル化した輝度画像データを生成してデコーダ３０ｂに出力する。より具体的には、電荷の量を所定の閾値を基準として２値化判定して２値化画像データを生成してデコーダ３０ｂに出力する。光センサ２６としては、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサを利用することができる。この光センサ２６を構成する複数の光電素子が再生光を撮像する撮像素子を構成する。 The optical sensor 26 is a sensor in which a plurality of photoelectric elements are arranged in a dot matrix, and an electric charge is generated according to light intensity (luminance) incident on each photoelectric element, and a luminance image obtained by digitizing the amount of the electric charge. Data is generated and output to the decoder 30b. More specifically, binarization determination is performed with respect to the amount of charge with a predetermined threshold as a reference to generate binarized image data, which is output to the decoder 30b. As the optical sensor 26, for example, a CCD sensor or a CMOS sensor can be used. A plurality of photoelectric elements constituting the optical sensor 26 constitute an imaging element for imaging the reproduction light.
（２）記録再生処理
図４は、記録時におけるホログラム記録再生装置１００の主要部の様子を模式的に示している。記録時においては、例えば他の記録媒体から読み取ったり通信媒体を介して取得した電子データがエンコーダ３０ｂに入力される。エンコーダ３０ｂは、例えば２値の電子データを２値（オン／オフ、あるいは明／暗）の２次元画像データに画像変調（エンコード）する。例えば、図５に示すように、電子データの“０”を画像パターンの「オフ」＋「オン」に、電子データの“１”を画像パターンの「オン」＋「オフ」に対応させるように規定し、電子データにおけるビット配列に応じて当該画像パターンを配列させることにより画像データに変調することができる。
(2) Recording / Reproducing Process FIG. 4 schematically shows the main part of the hologram recording / reproducing apparatus 100 during recording. At the time of recording, for example, electronic data read from another recording medium or acquired via a communication medium is input to the encoder 30b. For example, the encoder 30b performs image modulation (encoding) of binary electronic data into binary (on / off or bright / dark) two-dimensional image data. For example, as shown in FIG. 5, “0” of the electronic data corresponds to “off” + “on” of the image pattern, and “1” of the electronic data corresponds to “on” + “off” of the image pattern. It can be modulated into image data by arranging and arranging the image pattern in accordance with the bit arrangement in the electronic data.
図６は、エンコーダ３０ｂが変換した画像データを示している。同図において、電子データに基づく画像データ（実データ領域Ａ１）は略円形とされている。エンコーダ３０ｂは、この実データ領域Ａ１を外形が矩形状の不変データ領域Ａ２の中央部に合成する。実データ領域Ａ１は電子データが反映されてパターンが変化するが、不変データ領域Ａ２は電子データによらない一定の画像データであり、オン／オフ比率が実データ領域Ｄ１と略等しくなるような固定のランダムパターンが設定される。実データ領域Ｄ１と不変データ領域Ｄ２とを合成した画像データは、ＤＭＤ１２に出力される。この画像データの各画素は、ＤＭＤ１２の各マイクロミラーに対応しており、各画素の値（オン／オフ）によってマイクロミラーの配向角が制御される。 FIG. 6 shows the image data converted by the encoder 30b. In the figure, image data (actual data area A1) based on electronic data is substantially circular. The encoder 30b combines the actual data area A1 with the central part of the invariant data area A2 whose outer shape is rectangular. The actual data area A1 reflects the electronic data and the pattern changes, but the invariant data area A2 is fixed image data that does not depend on the electronic data, and the on / off ratio is fixed to be substantially equal to the actual data area D1. A random pattern is set. The image data obtained by combining the actual data area D1 and the invariant data area D2 is output to the DMD 12. Each pixel of the image data corresponds to each micromirror of the DMD 12, and the orientation angle of the micromirror is controlled by the value (on / off) of each pixel.
すなわち、画像データにおけるオンの画素に対応するマイクロミラーは反射光を対物レンズ１４に入射させ、オフの画素に対応するマイクロミラーは反射光を対物レンズ１４に入射させない。以上のように各マイクロミラーの配向角が制御されたＤＭＤ１２に対してレーザ光源１０からのレーザ光が照射されると、当該レーザ光が上述した画像データに応じて変調させられ、ホログラム記録媒体１６に照射させられる。 That is, the micromirror corresponding to the ON pixel in the image data causes the reflected light to enter the objective lens 14, and the micromirror corresponding to the OFF pixel does not cause the reflected light to enter the objective lens 14. When the laser light from the laser light source 10 is irradiated to the DMD 12 in which the orientation angle of each micromirror is controlled as described above, the laser light is modulated in accordance with the image data described above, and the hologram recording medium 16 Is irradiated.
図７は、記録時の光学系の様子を詳細に示している。同図に示すようにＤＭＤ１２から実データ領域Ａ１と不変データ領域Ａ２からの反射光が対物レンズ１４に入射し、ホログラム記録媒体１６に集光して照射される。ここで、実データ領域Ａ１からの反射光を記録信号光ＷＳと不変データ領域Ａ２からの反射光を記録参照光ＷＲというものとする。記録信号光ＷＳと記録参照光ＷＲの光軸は共通線であり、本実施形態の光学系はコリニア方式となっている。記録信号光ＷＳおよび記録参照光ＷＲが集光させられると、干渉が生じ、ホログラム記録媒体１６に干渉パターンが形成されることとなる。これにより記録信号光ＷＳに変調された電子データをホログラム記録媒体１６に干渉パターンとして記録することができる。 FIG. 7 shows in detail the state of the optical system during recording. As shown in the figure, the reflected light from the actual data area A1 and the invariant data area A2 enters the objective lens 14 from the DMD 12 and is condensed and irradiated on the hologram recording medium 16. Here, the reflected light from the actual data area A1 is referred to as recording signal light WS, and the reflected light from the invariant data area A2 is referred to as recording reference light WR. The optical axes of the recording signal light WS and the recording reference light WR are a common line, and the optical system of this embodiment is a collinear method. When the recording signal light WS and the recording reference light WR are collected, interference occurs, and an interference pattern is formed on the hologram recording medium 16. Thereby, the electronic data modulated by the recording signal light WS can be recorded on the hologram recording medium 16 as an interference pattern.
以上のような干渉パターンをホログラム記録媒体１６に互いにオーバーラップさせて多重記録していくことにより、大容量の電子データの記録が可能となる。なお、記録参照光ＷＲは記録信号光ＷＳの外側に供給されればよく、記録信号光ＷＳの形状は円形に限定されるものではない。例えば、記録信号光ＷＳを矩形状とすることも可能である。この場合、記録信号光ＷＳを外側から囲む記録参照光ＷＲを矩形枠状とし、遮光板２０も開口部ＡＰの形状が矩形状のものを採用すればよい。 By recording the interference pattern as described above in the hologram recording medium 16 so as to overlap each other, a large amount of electronic data can be recorded. The recording reference light WR may be supplied to the outside of the recording signal light WS, and the shape of the recording signal light WS is not limited to a circle. For example, the recording signal light WS can be rectangular. In this case, the recording reference light WR that surrounds the recording signal light WS from the outside may have a rectangular frame shape, and the light shielding plate 20 may have a rectangular opening AP shape.
図９は、再生時におけるホログラム記録再生装置１００の主要部の様子を模式的に示している。再生時においては、上述した干渉パターンが多重記録されたホログラム記録媒体１６がセットされており、ホログラム記録媒体１６の読みとりが行われる。まず、エンコーダ３０ｂは、すべてオフの実データ領域Ａ１を作成する。エンコーダ３０ｂは、この実データ領域Ａ１を不変データ領域Ａ２の中央部に合成する。ここにおける不変データ領域Ａ２も記録時と同じ固定のランダムパターンの画像データである。この画像データは、ＤＭＤ１２に出力される。図８は、再生時にＤＭＤ１２に出力される画像データを示している。同図に示すように、実データ領域Ａ１の画素がオフ（暗）状態に設定され、不変データ領域Ａ２の画素は固定のランダムパターンに応じたがオン・オフ（明・暗）状態に設定された画像データがＤＭＤ１２に出力される。上述した画像データによって各マイクロミラーの配向角が制御されたＤＭＤ１２においてレーザ光源１０からのレーザ光が反射されることとなる。 FIG. 9 schematically shows the main part of the hologram recording / reproducing apparatus 100 during reproduction. At the time of reproduction, the hologram recording medium 16 on which the above-described interference pattern is recorded in a multiplexed manner is set, and the hologram recording medium 16 is read. First, the encoder 30b creates a real data area A1 that is all off. The encoder 30b combines the actual data area A1 with the central part of the invariant data area A2. The invariant data area A2 here is also the same fixed random pattern image data as at the time of recording. This image data is output to the DMD 12. FIG. 8 shows image data output to the DMD 12 during reproduction. As shown in the figure, the pixels in the actual data area A1 are set to an off (dark) state, and the pixels in the invariant data area A2 are set to an on / off (light / dark) state according to a fixed random pattern. The image data is output to the DMD 12. The laser light from the laser light source 10 is reflected by the DMD 12 in which the orientation angle of each micromirror is controlled by the image data described above.
図１０は、再生時の光学系の様子を詳細に示している。同図に示すようにＤＭＤ１２から光軸を共通させた実データ領域Ａ１と不変データ領域Ａ２からの反射光が対物レンズ１４に入射し、ホログラム記録媒体１６に集光して照射される。ただし、実データ領域Ａ１に対応するマイクロミラーは対物レンズ１４に反射光を入射させないため、実データ領域Ａ１によって反射させられた光束はホログラム記録媒体１６に到達せず、不変データ領域Ａ２のみによって反射させられた光束のみがホログラム記録媒体１６に到達する。ここで、再生時において不変データ領域Ａ２によって反射させられた光束を照明参照光ＬＲとする。 FIG. 10 shows in detail the state of the optical system during reproduction. As shown in the figure, the reflected light from the real data area A1 and the invariant data area A2 having the same optical axis from the DMD 12 is incident on the objective lens 14 and is condensed and irradiated onto the hologram recording medium 16. However, since the micromirror corresponding to the actual data area A1 does not allow the reflected light to enter the objective lens 14, the light beam reflected by the actual data area A1 does not reach the hologram recording medium 16, but is reflected only by the invariable data area A2. Only the emitted light beam reaches the hologram recording medium 16. Here, the light beam reflected by the invariant data area A2 at the time of reproduction is referred to as illumination reference light LR.
照明参照光ＬＲがホログラム記録媒体１６に照射されると、ホログラム記録媒体１６を透過した再生光Ｒが生成される。なお、図示しないアクチュエータによって記録時と再生時の光軸が一致するようにホログラム記録媒体１６と光学系の位置が制御されている。図１０ａに示すように照明参照光ＬＲがホログラム記録媒体１６を透過する際には、ホログラム記録媒体１６に記録された干渉パターンを回折格子とした回折が生じ、当該干渉パターンを記録した際の記録信号光ＷＳと同様の回折透過光を再現することができる。この回折透過光を再生信号光ＲＳというものとする。再生信号光ＲＳは、集光レンズ１８にて一旦平行光線に変換され、さらに集光レンズ２２と倍率調整レンズ２４を介して光センサ２６に受光される。光センサ２６は、再生信号光ＲＳの像を示す画像データを生成し、当該画像データを２値化してデコーダ３０ｄに出力する。デコーダ３０ｄは、エンコーダ３０ｂにおける符号化処理と逆の復号化処理を行い、当該画像データを復号した電子データが再生される。 When the illumination reference light LR is irradiated onto the hologram recording medium 16, the reproduction light R transmitted through the hologram recording medium 16 is generated. The positions of the hologram recording medium 16 and the optical system are controlled by an actuator (not shown) so that the optical axes at the time of recording coincide with those at the time of reproduction. As shown in FIG. 10a, when the illumination reference light LR passes through the hologram recording medium 16, diffraction occurs using the interference pattern recorded on the hologram recording medium 16 as a diffraction grating, and recording is performed when the interference pattern is recorded. Diffracted and transmitted light similar to the signal light WS can be reproduced. This diffracted transmitted light is referred to as reproduction signal light RS. The reproduction signal light RS is once converted into parallel rays by the condenser lens 18 and further received by the optical sensor 26 via the condenser lens 22 and the magnification adjustment lens 24. The optical sensor 26 generates image data indicating an image of the reproduction signal light RS, binarizes the image data, and outputs it to the decoder 30d. The decoder 30d performs a decoding process opposite to the encoding process in the encoder 30b, and electronic data obtained by decoding the image data is reproduced.
ところで、照明参照光ＬＲがホログラム記録媒体１６を透過する際には、再生信号光ＲＳのみならず、当該再生信号光ＲＳの外側に隣接した光束も生成されることとなる。この光束においては、ホログラム記録媒体１６の干渉パターンによる回折によって生じた回折光成分（以下、再生参照光ＲＲと表記する。）と、照明参照光ＬＲがそのままホログラム記録媒体１６を透過した実体光成分（以下、実体参照光ＳＲと表記する。）が含まれることとなる。なお、実データ領域Ａ１と不変データ領域Ａ２の境界位置が再生信号光ＲＳと再生参照光ＲＲ（実体参照光ＳＲ）との境界位置に対応する。この再生参照光ＲＲと実体参照光ＳＲは、電子データの再生に不要である。特に、実体参照光ＳＲは、回折光たる再生信号光ＲＳよりもはるかに光の強度が大きいものとなる。図１０ｂのように、例えば未記録のメディア等の干渉パターンが記録されていないホログラム記録媒体１６に照明参照光ＬＲを照射した場合には、回折により再生参照光ＲＲおよび再生信号光ＲＳが生じることなく実体参照光ＳＲのみが生成されることとなる。 By the way, when the illumination reference light LR passes through the hologram recording medium 16, not only the reproduction signal light RS but also a light beam adjacent to the outside of the reproduction signal light RS is generated. In this light beam, a diffracted light component (hereinafter referred to as reproduction reference light RR) generated by diffraction due to the interference pattern of the hologram recording medium 16 and an actual light component in which the illumination reference light LR passes through the hologram recording medium 16 as it is. (Hereinafter referred to as entity reference light SR). The boundary position between the actual data area A1 and the invariant data area A2 corresponds to the boundary position between the reproduction signal light RS and the reproduction reference light RR (substance reference light SR). The reproduction reference light RR and the entity reference light SR are not necessary for reproducing electronic data. In particular, the entity reference light SR has a much higher light intensity than the reproduction signal light RS that is diffracted light. As shown in FIG. 10b, for example, when the illumination reference light LR is irradiated onto the hologram recording medium 16 on which no interference pattern is recorded, such as an unrecorded medium, the reproduction reference light RR and the reproduction signal light RS are generated by diffraction. Instead, only the entity reference light SR is generated.
再生信号光ＲＳの強度に感度が調整された光センサ２６にて光の強度が大きい実体参照光ＳＲを含んだ参照光が受光されると参照光の内側に受光された再生信号光ＲＳの像が白潰れしたり、ぼやけたりするといった不具合が生じることとなる。また、光強度が大きい実体参照光ＳＲは光軸中心から離れた領域に分布するため、光学系を構成する光学部品のホルダーでの反射等による迷光が再生信号光ＲＳに混入し、再生像を劣化させるといった不具合が生じることもある。そこで、再生参照光ＲＲを遮断すべく遮光板２０が備えられている。遮光板２０は中央に略円形の開口部ＡＰを有しているため、再生参照光ＲＲと実体参照光ＳＲを遮光して当該開口部ＡＰを介して中央の再生信号光ＲＳを光センサ２６に受光させるようにしている。これにより、回折光に適合した感度の光センサ２６を使用することができる。 When the reference light including the substantial reference light SR having a high light intensity is received by the optical sensor 26 whose sensitivity is adjusted to the intensity of the reproduction signal light RS, the image of the reproduction signal light RS received inside the reference light. This causes problems such as whitening or blurring. In addition, since the substantial reference light SR having a high light intensity is distributed in a region away from the center of the optical axis, stray light due to reflection at the holder of the optical component constituting the optical system is mixed into the reproduction signal light RS, and a reproduced image is formed. There may be a problem that it deteriorates. Therefore, a light shielding plate 20 is provided to block the reproduction reference light RR. Since the light shielding plate 20 has a substantially circular opening AP in the center, the reproduction reference light RR and the entity reference light SR are shielded, and the central reproduction signal light RS is transmitted to the optical sensor 26 through the opening AP. It is designed to receive light. Accordingly, it is possible to use the optical sensor 26 having a sensitivity suitable for the diffracted light.
（３）開口調整処理
以上のように、再生時における再生信号光ＲＳの像の白潰れやぼやけを防止するために、遮光板２０の開口部ＡＰを再生信号光ＲＳと再生参照光ＲＲの光束に対して適切な位置および大きさに調整しておく必要がある。そのため、本実施形態においは、以下に説明する開口部ＡＰの開口調整処理をマイコン３０ｆが実行する。図１１は、開口調整処理の流れを示している。ステップＳ１００においては、予め開口部ＡＰの径を大きくするようにドライバ３０ｃにアイリス調整用アクチュエータＡＣ１を制御させる。ここでは、通常時よりも開口部ＡＰの開口径が大きくなるようにできればよく、例えば本実施形態では通常時の開口径よりも１０％大きくなるようにする。
(3) Aperture Adjustment Processing As described above, in order to prevent the whiteness and blurring of the image of the reproduction signal light RS during reproduction, the aperture AP of the light shielding plate 20 passes through the light flux of the reproduction signal light RS and the reproduction reference light RR. It is necessary to adjust to an appropriate position and size. Therefore, in the present embodiment, the microcomputer 30f executes the opening adjustment process of the opening AP described below. FIG. 11 shows the flow of the opening adjustment process. In step S100, the driver 30c controls the iris adjustment actuator AC1 in advance to increase the diameter of the opening AP. Here, it is only necessary that the opening diameter of the opening AP be larger than that at the normal time. For example, in the present embodiment, the opening diameter is set to be 10% larger than the opening diameter at the normal time.
ステップＳ１１０においては、上述した再生時と同様にホログラム記録媒体１６における干渉パターンに照明参照光ＬＲを照射し、その際に生成された再生光Ｒを光センサ２６にて撮像する。ステップＳ１００にて開口部ＡＰが意図的に大きくされているため、ここでは再生信号光ＲＳと再生参照光ＲＲの内縁部分の光が受光される。図６において示すように、不変データ領域Ａ２における実データ領域Ａ１との境界付近においては、上下左右に４点の基準マークＭ１〜Ｍ４が設けられている。 In step S110, the illumination reference light LR is irradiated to the interference pattern in the hologram recording medium 16 in the same manner as in the reproduction described above, and the reproduction light R generated at that time is imaged by the optical sensor 26. Since the opening AP is intentionally enlarged in step S100, the light at the inner edge portion of the reproduction signal light RS and the reproduction reference light RR is received here. As shown in FIG. 6, four reference marks M <b> 1 to M <b> 4 are provided on the top, bottom, left, and right in the vicinity of the boundary between the invariant data area A <b> 2 and the actual data area A <b> 1.
従って、照明参照光ＬＲの光路断面における再生信号光ＲＳとの境界付近（所定位置）においても基準マークＭ１〜Ｍ４が生成されることとなる。なお、本明細書においてＤＭＤ１２に出力する画像データが示す基準マークＭ１〜Ｍ４のみならず、画像データ上の基準マークＭ１〜Ｍ４に応じてＤＭＤ１２が生成した光、および、最終的に光センサ２６にて結像された像も基準マークＭ１〜Ｍ４の概念に含まれるものとする。本実施形態において、基準マークＭ１〜Ｍ４は、基準マークＭ１〜Ｍ４の間隔を基準（１００％）として、不変データ領域Ａ２の内縁端が上下左右５％ずつ内側となる位置にそれぞれ形成されるものとする。ステップＳ１００にて開口部ＡＰの開口径の開口径を１０％大きくしているため、基準マークＭ１〜Ｍ４に対応する光も開口部ＡＰの内側を通過し、基準マークＭ１〜Ｍ４の像も光センサ２６にて撮像される。 Therefore, the reference marks M1 to M4 are also generated near the boundary (predetermined position) with the reproduction signal light RS on the optical path cross section of the illumination reference light LR. In this specification, not only the reference marks M1 to M4 indicated by the image data output to the DMD 12 but also the light generated by the DMD 12 according to the reference marks M1 to M4 on the image data and finally the optical sensor 26. The image formed in this way is also included in the concept of the reference marks M1 to M4. In the present embodiment, the reference marks M1 to M4 are respectively formed at positions where the inner edge of the invariant data area A2 is inward by 5% vertically and horizontally, with the interval between the reference marks M1 to M4 as a reference (100%). And Since the aperture diameter of the aperture AP is increased by 10% in step S100, the light corresponding to the reference marks M1 to M4 also passes through the aperture AP, and the images of the reference marks M1 to M4 are also light. An image is picked up by the sensor 26.
図１２は、ステップＳ１１０にて撮像された画像データの一例を示している。同図において、開口部ＡＰの内側において基準マークＭ１〜Ｍ４が撮像されている。ステップＳ１２０においては、当該画像データに基づいて開口部ＡＰの像の中心位置Ｃ１、および、基準マークＭ１〜Ｍ４を通過する円の中心位置Ｃ０と径Ｄ０を算出する（境界特定手段）。開口部ＡＰの外側は遮光板２０によって完全に遮光されるため、画像データにおいて輝度を有しない領域を特定することによって開口部ＡＰの外側を特定することができ、その内側が開口部ＡＰの像であると特定することができる。また厳密には、開口部ＡＰは絞り羽２０ａ，２０ａ・・による多角形であるが、ほぼ円形であると考えることができる。 FIG. 12 shows an example of the image data captured in step S110. In the figure, the reference marks M1 to M4 are imaged inside the opening AP. In step S120, the center position C1 of the image of the aperture AP and the center position C0 and the diameter D0 of the circle passing through the reference marks M1 to M4 are calculated based on the image data (boundary specifying means). Since the outside of the opening AP is completely shielded by the light shielding plate 20, the outside of the opening AP can be specified by specifying a region having no luminance in the image data, and the inside of the opening AP is an image of the opening AP. Can be specified. Strictly speaking, the aperture AP is a polygon formed by the diaphragm blades 20a, 20a,... But can be considered to be almost circular.
従って、開口部ＡＰの像の中心位置Ｃ１を算出することができる。基準マークＭ１〜Ｍ４の像は明瞭に捉えられているため、Ｘ方向とＹ方向に関して基準マークＭ１〜Ｍ４の位置の平均値を得ることにより、基準マークＭ１〜Ｍ４を通過する円の中心位置Ｃ０を算出することができる。Ｘ方向とＹ方向のいずれかに関して基準マークＭ１〜Ｍ４の位置の差分を得ることにより、基準マークＭ１〜Ｍ４を通過する円の径Ｄ０を得ることができる。なお、本実施形態では４点の基準マークＭ１〜Ｍ４を例示したが、基準マークを通過する円が一意的に特定できればよいため、基準マークは少なくとも３点あればよい。 Therefore, the center position C1 of the image of the aperture AP can be calculated. Since the images of the reference marks M1 to M4 are clearly captured, the center position C0 of the circle passing through the reference marks M1 to M4 is obtained by obtaining the average value of the positions of the reference marks M1 to M4 in the X direction and the Y direction. Can be calculated. By obtaining the difference between the positions of the reference marks M1 to M4 with respect to either the X direction or the Y direction, the diameter D0 of the circle passing through the reference marks M1 to M4 can be obtained. In the present embodiment, the four reference marks M1 to M4 are exemplified, but it is sufficient that the circle passing through the reference mark can be uniquely identified.
ステップＳ１３０においては、開口部ＡＰの像の中心位置Ｃ１と、基準マークＭ１〜Ｍ４を通過する円の中心位置Ｃ０とのずれをＸ方向とＹ方向のそれぞれについて算出し、当該ずれを解消するように、ドライバ３０ｃに位置調整用アクチュエータＡＣ２を駆動させる（位置調整手段）。画像データの画素数と、集光レンズ１８と集光レンズ２２の間の平行光線の光路断面における物理的な距離との関係は一意的であるため、画像データにおける画素のずれから位置調整用アクチュエータＡＣ２が駆動すべき量を一意的に得ることができる。 In step S130, the deviation between the center position C1 of the image of the aperture AP and the center position C0 of the circle passing through the reference marks M1 to M4 is calculated for each of the X direction and the Y direction so as to eliminate the deviation. Next, the driver 30c drives the position adjusting actuator AC2 (position adjusting means). Since the relationship between the number of pixels of the image data and the physical distance in the optical path section of the parallel light beam between the condensing lens 18 and the condensing lens 22 is unique, the position adjusting actuator is determined from the pixel shift in the image data. The amount to be driven by AC2 can be uniquely obtained.
次に、ステップＳ１４０において、基準マークＭ１〜Ｍ４を通過する円の径Ｄ０に０．９０を乗算することにより目標撮像径Ｄｔを算出する。上述したとおり、基準マークＭ１〜Ｍ４の間隔を基準（１００％）として上下左右５％ずつ内側に不変データ領域Ａ２の内縁端が位置するように基準マークＭ１〜Ｍ４が配置されている（基準マークＭ１〜Ｍ４の境界に対する相対位置が既知である。）ため、これらの５％内側が実データ領域Ａ１によって生じる再生信号光ＲＳと不変データ領域Ａ２によって生じる再生参照光ＲＲ（実体参照光ＳＲ）との境界位置であると特定できる。また、基準マークＭ１〜Ｍ４を通過する円の径Ｄ０の９０％が撮像された画像データにおける再生信号光ＲＳと再生参照光ＲＲ（実体参照光ＳＲ）との境界線の円の径となる。 Next, in step S140, the target imaging diameter Dt is calculated by multiplying the diameter D0 of the circle passing through the reference marks M1 to M4 by 0.90. As described above, the reference marks M1 to M4 are arranged such that the inner edge of the invariant data area A2 is located inside by 5% in the vertical and horizontal directions with the interval between the reference marks M1 to M4 as a reference (100%). Therefore, the reproduction signal light RS generated by the actual data area A1 and the reproduction reference light RR (substance reference light SR) generated by the invariant data area A2 Can be identified as the boundary position. Further, 90% of the diameter D0 of the circle passing through the reference marks M1 to M4 is the diameter of the circle of the boundary line between the reproduction signal light RS and the reproduction reference light RR (substance reference light SR) in the captured image data.
以上のようにして目標撮像径Ｄｔが特定できると、光センサ２６にて撮像した画像データにおける開口部ＡＰの像の径が目標撮像径Ｄｔとなるように、ドライバ３０ｃにアイリス調整用アクチュエータＡＣ１を駆動させる（開口径調整手段）。ここにおいても、画像データにおける目標撮像径Ｄｔからアイリス調整用アクチュエータＡＣ１が駆動すべき量を一意的に得ることができる。 When the target imaging diameter Dt can be specified as described above, the iris adjustment actuator AC1 is provided to the driver 30c so that the diameter of the image of the aperture AP in the image data captured by the optical sensor 26 becomes the target imaging diameter Dt. Drive (opening diameter adjusting means). Also in this case, the amount to be driven by the iris adjustment actuator AC1 can be uniquely obtained from the target imaging diameter Dt in the image data.
以上のようにして開口部ＡＰの位置および径を調整することにより、開口部ＡＰによって再生信号光ＲＳのみを通過させることができ、再生参照光ＲＲの影響を受けない再生を実現することができる。また、光学系５０やホログラム記録媒体１６にばらつきによって再生信号光ＲＳ（実体参照光ＳＲ）の光束の位置や径にばらつきが生じる場合であっても、当該ばらつきを補償することができ、高いＳ／Ｎを実現することができる。むろん、本発明において、開口部ＡＰの調整は行わず、開口部ＡＰの径のみを調整するようにしてもよい。 By adjusting the position and diameter of the aperture AP as described above, it is possible to allow only the reproduction signal light RS to pass through the aperture AP and to realize reproduction that is not affected by the reproduction reference light RR. . Further, even when the optical system 50 and the hologram recording medium 16 have variations in the position and diameter of the light flux of the reproduction signal light RS (substance reference light SR) due to variations, the variations can be compensated for and the high S / N can be realized. Of course, in the present invention, the opening AP may not be adjusted, and only the diameter of the opening AP may be adjusted.
（４）変形例：
上述した実施形態においては再生参照光ＲＲに基準マークＭ１〜Ｍ４を構成する光が含まれるものを例示したが、再生信号光ＲＳと再生参照光ＲＲ（実体参照光ＳＲ）との位置関係が既知であれば基準マークＭ１〜Ｍ４はどこに形成しもよい。例えば、再生信号光ＲＳにて基準マークを含ませるようにすることもできる。図１３は、再生信号光ＲＳに基準マークを含ませる場合にＤＭＤ１２に出力する画像データを示している。同図において、基準マークＭ１〜Ｍ４を基準（１００％）として５％ずつ外側に実データ領域Ａ１と不変データ領域Ａ２との境界が位置するように、基準マークＭ１〜Ｍ４が配置されている。この場合、基準マークを形成するために実データ領域Ａ１の画素が使用されるため１ページに記録することができる電子データの容量が減少することとなるが、調整に際して上述したステップＳ１００のように予め開口部ＡＰを広げておかなくても済む。また、各光学系の収差の少ない中央の領域を使用して基準マークＭ１〜Ｍ４の位置を把握することができるため、精度よい調整を実現することができる。
(4) Modification:
In the above-described embodiment, the reproduction reference light RR includes light that includes the reference marks M1 to M4. However, the positional relationship between the reproduction signal light RS and the reproduction reference light RR (substance reference light SR) is known. If so, the reference marks M1 to M4 may be formed anywhere. For example, the reference mark can be included in the reproduction signal light RS. FIG. 13 shows image data output to the DMD 12 when the reproduction signal light RS includes a reference mark. In the figure, the reference marks M1 to M4 are arranged so that the boundary between the actual data area A1 and the invariant data area A2 is located outside by 5% with reference marks M1 to M4 as the reference (100%). In this case, since the pixels of the actual data area A1 are used to form the reference marks, the volume of electronic data that can be recorded on one page is reduced. It is not necessary to widen the opening AP in advance. In addition, since the positions of the reference marks M1 to M4 can be grasped using a central region with less aberration of each optical system, it is possible to realize an accurate adjustment.
さらに、上述した実施形態では基準マークＭ１〜Ｍ４を実データ領域Ａ１と不変データ領域Ａ２との境界付近に形成するものとしたが、基準マークＭ１〜Ｍ４をより外側に形成するようにしてもよい。図１４は、基準マークＭ１〜Ｍ４をより外側に形成する場合に記録時にＤＭＤ１２に出力する画像データを示している。同図において、不変データ領域Ａ２の外縁付近に基準マークＭ１〜Ｍ４が配置されている。このような外縁付近の位置においては、光が干渉の影響が少なく実体光のままホログラム記録媒体１６に到達することとなる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the reference marks M1 to M4 are formed near the boundary between the actual data area A1 and the invariant data area A2, but the reference marks M1 to M4 may be formed on the outer side. . FIG. 14 shows image data output to the DMD 12 during recording when the reference marks M1 to M4 are formed on the outer side. In the figure, reference marks M1 to M4 are arranged near the outer edge of the invariant data area A2. At such a position in the vicinity of the outer edge, the light reaches the hologram recording medium 16 as the actual light with little influence of interference.
従って、記録時において、実体光の寄与が回折光よりも大きい実体像として基準マークＭ１〜Ｍ４が、ホログラム記録媒体１６に記録されることとなる。例えば、調整時（ステップＳ１１０）において、図１５に示すように基準マークＭ１〜Ｍ４が形成される所定の範囲においてべた光がホログラム記録媒体１６に照射させるための領域を設けた画像データをＤＭＤ１３に出力しておくことにより、実体パターンの透過像（影）としての基準マークＭ１〜Ｍ４が光センサ２６にて撮像されるようにすることができる。この場合も、基準マークＭ１〜Ｍ４が撮像されることには変わりはないため、上述した実施形態と同様の手法で開口部ＡＰの位置および径を調整することができる。ただし、通常撮像する回折光よりも強度の大きい実体光としての基準マークＭ１〜Ｍ４を撮像することとなるため、例えばドライバ３０ａが供給する供給電流を抑えるなどしてレーザ光源１０の出力光量を弱めた上で基準マークＭ１〜Ｍ４を撮像する必要がある。なお、基準マークＭ１〜Ｍ４を撮像したときに、光センサ２６が飽和しなければよく、例えば減光板を用いたり光センサ２６の感度を落としたりするなどの対応をすることも可能である。 Therefore, at the time of recording, the reference marks M1 to M4 are recorded on the hologram recording medium 16 as a substantial image in which the contribution of the substantial light is larger than that of the diffracted light. For example, at the time of adjustment (step S110), as shown in FIG. 15, image data provided with an area for irradiating the hologram recording medium 16 with solid light in a predetermined range where the reference marks M1 to M4 are formed is given to the DMD 13. By outputting, the reference marks M1 to M4 as the transmission images (shadows) of the actual pattern can be captured by the optical sensor 26. Also in this case, since the fiducial marks M1 to M4 are imaged, the position and diameter of the opening AP can be adjusted by the same method as in the above-described embodiment. However, since the fiducial marks M1 to M4 are captured as substantial light having higher intensity than the diffracted light that is normally imaged, the output light amount of the laser light source 10 is weakened by, for example, suppressing the supply current supplied by the driver 30a. In addition, it is necessary to image the reference marks M1 to M4. It should be noted that when the fiducial marks M1 to M4 are imaged, it is sufficient that the optical sensor 26 is not saturated. For example, it is possible to take measures such as using a dimming plate or reducing the sensitivity of the optical sensor 26.
さらに、基準マークＭ１〜Ｍ４に対応した干渉／実体パターンをホログラム記録媒体１６に形成しなくても調整処理を行うことも可能である。例えば、図１６に示した画像データを調整時（ステップＳ１１０）にて未記録のホログラム記録媒体１６に照射することによって同様の調整処理を行うことができる。図１０ｂに示すように干渉パターンが未記録のホログラム記録媒体１６に照明参照光ＬＲを照射すると、照明参照光ＬＲがそのまま実体参照光ＳＲとして透過する。従って、図１６のように照明参照光ＬＲに基準マークＭ１〜Ｍ４を含ませておけば基準マークＭ１〜Ｍ４を光センサ２６にて撮像させることができ、基準マークＭ１〜Ｍ４の結像位置に基づいて同様に調整を行うことができる。この場合、ホログラム記録媒体１６に予め何らかのパターンを記録する必要がないため、簡単に調整を行うことができる。また、異機種でホログラム記録媒体１６を再生する場合等において記録波長が不明であり回折による基準マークＭ１〜Ｍ４の生成ができない場合であっても、実体光による基準マークＭ１〜Ｍ４を生成することができる。従って、記録を行わない再生専用装置においても本発明を実現することができる。 Further, the adjustment process can be performed without forming the interference / substance pattern corresponding to the reference marks M1 to M4 on the hologram recording medium 16. For example, the same adjustment process can be performed by irradiating the unrecorded hologram recording medium 16 at the time of adjustment (step S110) with the image data shown in FIG. As shown in FIG. 10b, when the illumination reference light LR is irradiated onto the hologram recording medium 16 in which no interference pattern is recorded, the illumination reference light LR is transmitted as it is as the entity reference light SR. Therefore, if the reference marks M1 to M4 are included in the illumination reference light LR as shown in FIG. 16, the reference marks M1 to M4 can be imaged by the optical sensor 26, and the imaging positions of the reference marks M1 to M4 are set. Adjustments can be made as well. In this case, since it is not necessary to record any pattern on the hologram recording medium 16 in advance, the adjustment can be easily performed. Further, even when reproducing the hologram recording medium 16 with a different model or the like, even when the recording wavelength is unknown and the reference marks M1 to M4 cannot be generated by diffraction, the reference marks M1 to M4 are generated by the actual light. Can do. Therefore, the present invention can be realized even in a reproduction-only apparatus that does not perform recording.
上述した実施形態では同一円周上に位置する４個の基準マークＭ１〜Ｍ４を形成するようにしたが、径の異なる複数の円周上に基準マークＭ１〜Ｍ４を形成するようにしてもよい。図１７は径の異なる２個の円周上に基準マークＭ１〜Ｍ４を形成する場合に記録時にＤＭＤ１２に出力する画像データを示している。同図において、実データ領域Ａ１と不変データ領域Ａ２の境界位置の内側に基準マークＭ１，Ｍ２が上下に並んで配置されており、当該境界位置の外側に基準マークＭ３，Ｍ４が左右に並んで配置されている。ここで、開口部ＡＰに位置ずれがないことを前提とすると、基準マークＭ３，Ｍ４が双方とも光センサ２６にて撮像されず、基準マークＭ１，Ｍ２が双方とも光センサ２６にて撮像される場合に、開口部ＡＰの径が適正であると判断することができる。従って、基準マークＭ３，Ｍ４のみが撮像されるように開口部ＡＰの径を調整するようにすれば、開口部ＡＰの径を適正化させることができる。 In the above-described embodiment, the four reference marks M1 to M4 positioned on the same circumference are formed. However, the reference marks M1 to M4 may be formed on a plurality of circumferences having different diameters. . FIG. 17 shows image data output to the DMD 12 during recording when the reference marks M1 to M4 are formed on two circumferences having different diameters. In the figure, reference marks M1 and M2 are arranged vertically inside the boundary position between the actual data area A1 and the invariant data area A2, and the reference marks M3 and M4 are arranged side by side outside the boundary position. Has been placed. Here, if it is assumed that there is no positional deviation in the opening AP, neither of the reference marks M3 and M4 is imaged by the optical sensor 26, and both of the reference marks M1 and M2 are imaged by the optical sensor 26. In this case, it can be determined that the diameter of the opening AP is appropriate. Therefore, if the diameter of the opening AP is adjusted so that only the reference marks M3 and M4 are imaged, the diameter of the opening AP can be optimized.
なお、ＤＭＤ１２よりも光センサ２６の方が高解像度とされるため、撮像した画像データにおける複数の画素によって基準マークＭ１〜Ｍ４の写像が構成されることとなり、これらの画素の重心を基準マークＭ１〜Ｍ４の位置とするのが望ましい。上述した実施形態において矩形状の基準マークＭ１〜Ｍ４を例示したが、円形や三角形等の他の形状の基準マークＭ１〜Ｍ４を使用することも可能である。また、調整処理を行うタイミングとしては、電源を投入するごとや再生を行うごとに行ってもよいし、工場出荷時やメンテナンス時に行うようにしてもよい。さらに、電子データのＳ／Ｎ等の再生品質を検知し、再生品質が劣化したときに調整処理を行うようにしてもよい。遮光板２０の位置は平行光線となる位置にしたが、他の位置に遮光板２０を設けるようにしてもよい。 Since the optical sensor 26 has a higher resolution than the DMD 12, the mapping of the reference marks M1 to M4 is constituted by a plurality of pixels in the captured image data, and the center of gravity of these pixels is used as the reference mark M1. It is desirable to set the position at ~ M4. In the embodiment described above, the rectangular reference marks M1 to M4 are illustrated, but it is also possible to use reference marks M1 to M4 having other shapes such as a circle and a triangle. Further, the timing for performing the adjustment processing may be performed every time the power is turned on or regeneration is performed, or may be performed at the time of factory shipment or maintenance. Furthermore, reproduction quality such as S / N of electronic data may be detected, and adjustment processing may be performed when the reproduction quality deteriorates. Although the position of the light shielding plate 20 is set to be a parallel light beam, the light shielding plate 20 may be provided at another position.
なお、本発明は上記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・上記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって上記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・上記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が上記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。
Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiments. It goes without saying for those skilled in the art,
・ Applying mutually interchangeable members and configurations disclosed in the above embodiments by appropriately changing the combination thereof.− Although not disclosed in the above embodiments, it is a publicly known technique and the above embodiments. The members and configurations that can be mutually replaced with the members and configurations disclosed in the above are appropriately replaced, and the combination is changed and applied. It is an embodiment of the present invention that a person skilled in the art can appropriately replace the members and configurations that can be assumed as substitutes for the members and configurations disclosed in the above-described embodiments, and change the combinations and apply them. It is disclosed as.
１０…レーザ光源、１２…ＤＭＤ、１４…対物レンズ、１６…ホログラム記録媒体、１８…集光レンズ、２０…遮光板、２２…集光レンズ、２４…倍率調整レンズ、２６…光センサ、３０…制御部、３０ａ…ドライバ、３０ｂ…エンコーダ、３０ｃ…ドライバ、３０ｄ…デコーダ、３０ｆ…マイコン、１００…ホログラム記録再生装置、Ｍ１〜Ｍ４…基準マーク。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Laser light source, 12 ... DMD, 14 ... Objective lens, 16 ... Hologram recording medium, 18 ... Condensing lens, 20 ... Light shielding plate, 22 ... Condensing lens, 24 ... Magnification adjustment lens, 26 ... Optical sensor, 30 ... Control part, 30a ... driver, 30b ... encoder, 30c ... driver, 30d ... decoder, 30f ... microcomputer, 100 ... hologram recording / reproducing apparatus, M1-M4 ... reference mark.
Claims (5)
上記集光レンズと上記撮像素子の間に配置され、非開口部により上記再生光の外縁部分を遮断しつつ、開口部により同再生光を通過させる遮光手段と、
上記再生光の光路断面における所定位置に基準マークを生成させるとともに、上記画像データにおける上記基準マークが結像された位置、および、上記画像データにおける上記開口部の縁が結像された位置を特定する境界特定手段と、
上記画像データにおける上記基準マークが結像された位置、および、上記画像データにおける上記開口部の縁が結像された位置に基づいて上記遮光手段の位置ずれを特定するとともに、当該位置ずれを解消するように上記遮光手段の位置を調整する位置調整手段とを具備することを特徴とするホログラム装置。 In a hologram apparatus that irradiates a hologram recording medium with an illumination reference light via a spatial light modulator , images the obtained reproduction light with an imaging element via a condenser lens, and obtains image data .
A light shielding means that is disposed between the condenser lens and the imaging device, and blocks the outer edge portion of the reproduction light by the non-opening, and allows the reproduction light to pass through the opening ;
A reference mark is generated at a predetermined position in the optical path section of the reproduction light, and the position where the reference mark is imaged in the image data and the position where the edge of the opening is imaged in the image data are specified. boundary identification means for,
Based on the position where the reference mark is imaged in the image data and the position where the edge of the opening is imaged in the image data, the position deviation of the light shielding means is specified and the position deviation is eliminated. And a position adjusting means for adjusting the position of the light shielding means.
上記位置調整手段は、上記第１の中心位置と上記第２の中心位置との位置ずれを解消するように上記遮光手段の位置を調整することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のホログラム装置。 The boundary specifying means generates at least three reference marks at predetermined positions in the optical path cross section of the reproduction light, and a first center position of a circle passing through the three reference mark images in the image data, And calculating a second center position of the image of the opening in the image data,
3. The position adjusting means adjusts the position of the light shielding means so as to eliminate a positional shift between the first center position and the second center position. hologram apparatus according to any.
上記開口径調整手段は、上記第１の径と上記第２の径とのずれを解消するように上記開口部の開口径を調整することを特徴とする請求項２に記載のホログラム装置。 The boundary specifying unit generates at least three reference marks at predetermined positions in the optical path cross section of the reproduction signal light, and a first diameter of a circle that passes through the three reference mark images in the image data, And calculating a second diameter of the image of the opening in the image data,
The hologram apparatus according to claim 2 , wherein the opening diameter adjusting unit adjusts the opening diameter of the opening so as to eliminate a deviation between the first diameter and the second diameter .
上記境界特定手段は、上記空間光変調器により、上記記録信号光と上記記録参照光との境界位置との相対位置が既知の基準マークを上記記録信号光または上記記録参照光に生成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のホログラム装置。 The boundary specifying means generates, in the recording signal light or the recording reference light, a reference mark whose relative position between the boundary position of the recording signal light and the recording reference light is known by the spatial light modulator. The hologram apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the hologram apparatus is characterized.
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