(57)【要約】【課題】高記録密度及び高Ｓ／Ｎ比を実現できるホログラム記録装置、ホログラム再生装置、ホログラム記録方法及びホログラム再生方法を提供する。【解決手段】光源１０からのコヒーレント光を位相変調用の位相マスク１６を介して空間光変調器１８に入射させると、信号光Ｓが空間光変調器１８の中央領域を、参照光Ｒが外周領域を透過し、フーリエ変換レンズ２０によりフーリエ変換した後、信号光Ｓに含まれる直流成分を抑制する光抑制体２２を透過させてから光記録媒体２４に照射する。これにより、光記録媒体２４に信号光Ｓがホログラムとして記録される。また、参照光Ｒのみを記録媒体２４に照射し、ホログラムからの回折光を光検出器２８で受光し、光検出器２８の出力信号を逆フィルタ３０に入力して位相マスク１６と光抑制体２２とに起因するノイズを除去してから情報取得部３２によりホログラムに含まれていた情報を取得する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した信号光の位相を入射位置に応じて位相変調する位相変調手段と、
前記位相変調手段により位相変調された信号光が光記録媒体上に結像されたフーリエ変換像の直流成分に対応して形成された遮光部を有し、前記信号光の直流成分を抑制する抑制手段と、
を備えることを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項２】
信号光のフーリエ変換像の直流成分に対応して形成された遮光部を有し、前記信号光の直流成分を抑制する抑制手段と、
前記抑制手段により直流成分が抑制された信号光の位相を入射位置に応じて位相変調する位相変調手段と、
を備えることを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のホログラム記録装置において、前記位相変調手段には、空間光変調器の画素単位と等しい大きさ、または空間光変調器の画素単位より大きい大きさで位相変調単位面が形成されていることを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項４】
請求項３記載のホログラム記録装置において、前記位相変調手段は、互いに逆位相の成分を打ち消しあうような位相変調度を有する位相変調単位面がランダムに２次元配列されているランダム位相変調手段であることを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４記載のホログラム記録装置において、前記位相変調単位面の大きさが前記空間光変調器の画素単位の整数倍であり、前記空間光変調器の画素単位またはその整数倍の画素群が、前記位相変調手段の位相変調単位面と空間的に重なって配置されていることを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項６】
信号光を位相変調し、前記位相変調した信号光の直流成分を抑制し、前記直流成分を抑制した信号光と参照光とを光記録媒体に照射して前記光記録媒体にホログラムを記録することを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項７】
信号光の直流成分を抑制し、前記直流成分が抑制された信号光を位相変調し、前記位相変調した信号光と参照光とを光記録媒体に照射して前記光記録媒体にホログラムを記録することを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７記載のホログラム記録方法において、前記信号光の位相変調は、空間光変調器の画素単位と等しい大きさ、または空間光変調器の画素単位より大きい大きさの位相変調手段により行うことを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項９】
請求項８記載のホログラム記録方法において、前記位相変調手段は、互いに逆位相の成分を打ち消しあうような位相変調度を有する位相変調単位面がランダムに２次元配列されているランダム位相変調手段であることを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項１０】
入射した信号光の位相を入射位置に応じて位相変調する位相変調手段と、前記位相変調手段により位相変調された信号光が光記録媒体上に結像されたフーリエ変換像の直流成分に対応して形成された遮光部を有し、前記信号光の直流成分を抑制する抑制手段と、を備えるホログラム記録装置により情報がホログラムとして記録された光記録媒体に読出光を照射し、得られた前記ホログラムからの回折光を受光する光検出器と、
前記光検出器の出力信号に含まれる、前記位相変調手段における複数の位相変調単位面の配置状況と前記抑制手段とに起因する成分を除去する除去手段と、
前記除去手段の出力信号から情報を取得する情報取得手段と、
を備えることを特徴とするホログラム再生装置。
【請求項１１】
信号光のフーリエ変換像の直流成分に対応して形成された遮光部を有し、前記信号光の直流成分を抑制する抑制手段と、前記抑制手段により直流成分が抑制された信号光の位相を入射位置に応じて位相変調する位相変調手段と、を備えるホログラム記録装置により情報がホログラムとして記録された光記録媒体に読出光を照射し、得られた前記ホログラムからの回折光を受光する光検出器と、
前記光検出器の出力信号に含まれる、前記位相変調手段における複数の位相変調単位面の配置状況と前記抑制手段とに起因する成分を除去する除去手段と、
前記除去手段の出力信号から情報を取得する情報取得手段と、
を備えることを特徴とするホログラム再生装置。
【請求項１２】
入射した信号光の位相を入射位置に応じて位相変調する位相変調手段と、前記位相変調手段により位相変調された信号光が光記録媒体上に結像されたフーリエ変換像の直流成分に対応して形成された遮光部を有し、前記信号光の直流成分を抑制する抑制手段と、を備えるホログラム記録装置により情報がホログラムとして記録された光記録媒体に読出光を照射し、
前記ホログラムからの回折光を光検出器に受光させ、
前記光検出器の出力信号に含まれる、前記位相変調手段における複数の位相変調単位面の配置状況と前記抑制手段とに起因する成分を除去手段により除去し、
前記除去手段により前記成分を除去した出力信号から情報を取得することを特徴とするホログラム再生方法。
【請求項１３】
信号光のフーリエ変換像の直流成分に対応して形成された遮光部を有し、前記信号光の直流成分を抑制する抑制手段と、前記抑制手段により直流成分が抑制された信号光の位相を入射位置に応じて位相変調する位相変調手段と、を備えるホログラム記録装置により情報がホログラムとして記録された光記録媒体に読出光を照射し、
前記ホログラムからの回折光を光検出器に受光させ、
前記光検出器の出力信号に含まれる、前記位相変調手段における複数の位相変調単位面の配置状況と前記抑制手段とに起因する成分を除去手段により除去し、
前記除去手段により前記成分を除去した出力信号から情報を取得することを特徴とするホログラム再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録装置、ホログラム再生装置、ホログラム記録方法及びホログラム再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラム記録方法は、二値のデジタルデータ「０，１」を例えば「明，暗」としてデジタル画像化した信号光を、ホログラムとして記録再生することによりデジタルデータの記録再生を行うものである。この場合、信号光はレンズによりフーリエ変換され、フーリエ変換像が光記録媒体に照射される。
【０００３】
また、下記特許文献１には、信号光を位相変調することにより、フーリエ変換面における直流成分のピーク強度を抑制して記録媒体の高記録密度化を図るホログラフィック記録再生装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１０７６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、高記録密度及び高Ｓ／Ｎ比を実現できるホログラム記録装置、ホログラム再生装置、ホログラム記録方法及びホログラム再生方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１記載のホログラム記録装置の発明は、入射した信号光の位相を入射位置に応じて位相変調する位相変調手段と、前記位相変調手段により位相変調された信号光が光記録媒体上に結像されたフーリエ変換像の直流成分に対応して形成された遮光部を有し、前記信号光の直流成分を抑制する抑制手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載のホログラム記録装置の発明は、信号光のフーリエ変換像の直流成分に対応して形成された遮光部を有し、前記信号光の直流成分を抑制する抑制手段と、前記抑制手段により直流成分が抑制された信号光の位相を入射位置に応じて位相変調する位相変調手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、前記位相変調手段に、空間光変調器の画素単位と等しい大きさ、または空間光変調器の画素単位より大きい大きさで位相変調単位面が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記位相変調手段が、互いに逆位相の成分を打ち消しあうような位相変調度を有する位相変調単位面がランダムに２次元配列されているランダム位相変調手段であることを特徴とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項３または請求項４記載の発明において、前記位相変調単位面の大きさが前記空間光変調器の画素単位の整数倍であり、前記空間光変調器の画素単位またはその整数倍の画素群が、前記位相変調手段の位相変調単位面と空間的に重なって配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載のホログラム記録方法の発明は、信号光を位相変調し、前記位相変調した信号光の直流成分を抑制し、前記直流成分を抑制した信号光と参照光とを光記録媒体に照射して前記光記録媒体にホログラムを記録することを特徴とする。
【００１１】
請求項７記載のホログラム記録方法の発明は、信号光の直流成分を抑制し、前記直流成分が抑制された信号光を位相変調し、前記位相変調した信号光と参照光とを光記録媒体に照射して前記光記録媒体にホログラムを記録することを特徴とする。
【００１２】
請求項８記載の発明は、請求項６または請求項７記載の発明において、前記信号光の位相変調が、空間光変調器の画素単位と等しい大きさ、または空間光変調器の画素単位より大きい大きさの位相変調手段により行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項９記載の発明は、請求項８記載のホログラム記録方法において、前記位相変調手段が、互いに逆位相の成分を打ち消しあうような位相変調度を有する位相変調単位面がランダムに２次元配列されているランダム位相変調手段であることを特徴とする。
【００１４】
請求項１０記載のホログラム再生装置の発明は、入射した信号光の位相を入射位置に応じて位相変調する位相変調手段と、前記位相変調手段により位相変調された信号光が光記録媒体上に結像されたフーリエ変換像の直流成分に対応して形成された遮光部を有し、前記信号光の直流成分を抑制する抑制手段と、を備えるホログラム記録装置により情報がホログラムとして記録された光記録媒体に読出光を照射し、得られた前記ホログラムからの回折光を受光する光検出器と、前記光検出器の出力信号に含まれる、前記位相変調手段における複数の位相変調単位面の配置状況と前記抑制手段とに起因する成分を除去する除去手段と、前記除去手段の出力信号から情報を取得する情報取得手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項１１記載のホログラム再生装置の発明は、信号光のフーリエ変換像の直流成分に対応して形成された遮光部を有し、前記信号光の直流成分を抑制する抑制手段と、前記抑制手段により直流成分が抑制された信号光の位相を入射位置に応じて位相変調する位相変調手段と、を備えるホログラム記録装置により情報がホログラムとして記録された光記録媒体に読出光を照射し、得られた前記ホログラムからの回折光を受光する光検出器と、前記光検出器の出力信号に含まれる、前記位相変調手段における複数の位相変調単位面の配置状況と前記抑制手段とに起因する成分を除去する除去手段と、前記除去手段の出力信号から情報を取得する情報取得手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項１２記載のホログラム再生方法の発明は、入射した信号光の位相を入射位置に応じて位相変調する位相変調手段と、前記位相変調手段により位相変調された信号光が光記録媒体上に結像されたフーリエ変換像の直流成分に対応して形成された遮光部を有し、前記信号光の直流成分を抑制する抑制手段と、を備えるホログラム記録装置により情報がホログラムとして記録された光記録媒体に読出光を照射し、前記ホログラムからの回折光を光検出器に受光させ、前記光検出器の出力信号に含まれる、前記位相変調手段における複数の位相変調単位面の配置状況と前記抑制手段とに起因する成分を除去手段により除去し、前記除去手段により前記成分を除去した出力信号から情報を取得することを特徴とする。
【００１７】
請求項１３記載のホログラム再生方法の発明は、信号光のフーリエ変換像の直流成分に対応して形成された遮光部を有し、前記信号光の直流成分を抑制する抑制手段と、前記抑制手段により直流成分が抑制された信号光の位相を入射位置に応じて位相変調する位相変調手段と、を備えるホログラム記録装置により情報がホログラムとして記録された光記録媒体に読出光を照射し、前記ホログラムからの回折光を光検出器に受光させ、前記光検出器の出力信号に含まれる、前記位相変調手段における複数の位相変調単位面の配置状況と前記抑制手段とに起因する成分を除去手段により除去し、前記除去手段により前記成分を除去した出力信号から情報を取得することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、位相変調した信号光のフーリエ変換像の直流成分を抑制しない場合と比べて、高記録密度及び高Ｓ／Ｎ比を実現できるホログラム記録装置を提供できる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、信号光の直流成分を抑制した後に位相変調することにより、光記録媒体中での信号光と参照光との重なりが改善されるとともに、位相変調後に抑制手段で直流成分を抑制する工程を無くすことによりノイズを低減できる。これにより、後述する逆フィルタを不要とすることもできる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、空間光変調器の画素単位より位相変調単位面の大きさが小さい場合に比べ、装置間の互換性が高いホログラム記録装置を提供できる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、信号光の直流成分をより抑制でき、高記録密度を実現できる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、空間変調器の画素単位と位相変調単位画素の境界が一致することにより、画素ずれによる不要な高周波成分を発生することなく記録でき、高記録密度を実現できる。
【００２３】
請求項６の発明によれば、位相変調した信号光のフーリエ変換像の直流成分を抑制しない場合と比べて、高記録密度及び高Ｓ／Ｎ比を実現できるホログラム記録方法を提供できる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、信号光の直流成分を抑制した後に位相変調することにより、光記録媒体中での信号光と参照光との重なりが改善されるとともに、位相変調後に抑制手段で直流成分を抑制する工程を無くすことによりノイズを低減できるホログラム記録方法を提供できる。
【００２５】
請求項８の発明によれば、空間光変調器の画素単位より位相変調単位面の大きさが小さい場合に比べ、装置間の互換性が高いホログラム記録方法を提供できる。
【００２６】
請求項９の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、信号光の直流成分をより抑制でき、高記録密度を実現できるホログラム記録方法を提供できる。
【００２７】
請求項１０の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、ホログラム記録時のノイズに影響されにくいホログラム再生装置を提供できる。
【００２８】
請求項１１の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、ホログラム記録時のノイズに影響されにくいホログラム再生装置を提供できる。
【００２９】
請求項１２の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、ホログラム記録時のノイズに影響されにくいホログラム再生方法を提供できる。
【００３０】
請求項１３の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、ホログラム記録時のノイズに影響されにくいホログラム再生方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００３２】
図１には、本発明にかかるホログラム記録・再生装置の一実施形態の構成例が示される。図１において、信号光をホログラムとして記録する際には、光源１０からのコヒーレント光をレンズ１２，１４によって口径の広い平行光にし、位相変調手段の１つの実施手段である位相マスク１６を介して空間光変調器１８に入射させる。
【００３３】
上記空間光変調器１８は、例えば液晶パネルにより構成され、図示しないコンピュータによって２値のデジタルデータ「０，１」を「明，暗」としたデジタル画像（２値画像）を表示する。これによって、空間光変調器１８を通過した光は、２値画像の各画素の値に応じて強度変調されて信号光Ｓとなる。この信号光Ｓを、フーリエ変換レンズ２０によってフーリエ変換し、遮光部を有する光抑制体２２を透過させて光記録媒体２４に照射する。光抑制体２２は光記録媒体２４の前方に配置され、信号光Ｓに含まれる直流成分を抑制するハイパスフィルタ（本願請求項でいう抑制手段の一例である）として機能する。
【００３４】
また、参照光Ｒは、上記信号光Ｓと光軸を共通にして、その外側から光記録媒体２４に照射される。この参照光Ｒも、光源１０からのコヒーレント光をレンズ１２，１４によって平行光にし、位相マスク１６を介して空間光変調器１８の外周領域に入射させる。空間光変調器１８の外周領域を通過した参照光は、信号光Ｓと同様にフーリエ変換レンズ２０によってフーリエ変換し、光抑制体２２を透過させて光記録媒体２４に照射する。なお、光抑制体２２については後述する。
【００３５】
以上の工程により、光記録媒体２４中でフーリエ変換後の信号光Ｓと参照光Ｒとが干渉して、光記録媒体２４に信号光Ｓがホログラムとして記録される。
【００３６】
図３には、空間光変調器１８の表示パターンが示される。図３において、中央領域Ａには、図４に例示された２値画像が表示され、外周領域Ｂには参照光が透過する。
【００３７】
なお、図１の例は、参照光Ｒと信号光Ｓとが同軸光学系により光記録媒体２４に照射される、いわゆるコリニア方式であるが、光源１０からのコヒーレント光を図示しないビームスプリッタ及び適宜な反射鏡により信号光Ｓとは別の光路を通過する参照光Ｒ’として光記録媒体２４に照射する二光波方式としてもよい。
【００３８】
また、図１の例では、位相マスク１６が空間光変調器１８よりも光源１０側に配置されているが、両者の位置を逆にして空間光変調器１８を光源１０側に配置してもよい。
【００３９】
次に、図１において、ホログラムの回折光から情報を再生する際には、光源１０からのコヒーレント光を空間光変調器１８により参照光Ｒのみとし、フーリエ変換レンズ２０によってフーリエ変換し、光抑制体２２を透過させて光記録媒体２４に照射する。この場合、図４に示された空間光変調器１８において、表示パターンの中央領域Ａを透過する信号光Ｓを遮断し、参照光Ｒのみが外周領域Ｂを透過するように制御する。これにより発生するホログラムからの回折光を逆フーリエ変換レンズ２６で平行光とし、光検出器２８により受光する。回折光を受光した光検出器２８の出力信号は、除去手段（以下逆フィルタと記す）３０に入力される。この逆フィルタ３０は、位相マスク１６と光抑制体２２とに起因するノイズを除去する機能を有するものであり、コンピュータ等による演算処理で実現する。なお、逆フィルタ３０の機能の詳細は後述する。逆フィルタ３０の出力信号はコンピュータ等により実現される情報取得部３２に入力され、ホログラムに含まれていた情報を取得する。
【００４０】
図２には、本発明にかかるホログラム記録装置の他の実施形態の構成例が示され、図１の実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。図２において、特徴的な点は、１組のリレーレンズ３４、フーリエ変換レンズ３６及び逆フーリエ変換レンズ３８が追加された点である。
【００４１】
リレーレンズ３４を位相マスク１６と空間光変調器１８との間に配置することにより、位相マスク１６と空間光変調器１８とを所定の距離離隔させることができる。これにより、ホログラム記録装置の構成の自由度を高めることができる。また、位相マスク１６と空間光変調器１８とを、信号光について光学的に同じ場所に配置することも可能になる。同様に、フーリエ変換レンズ３６と逆フーリエ変換レンズ３８との間に光抑制体２２を配置することにより、光抑制体２２と光記録媒体２４とを所定の距離離隔させることができる。また、空間的にまったく同位置のフーリエ変換面に光抑制体２２と光記録媒体２４を配置することは、それぞれに厚みがあり困難であるが、フーリエ変換レンズ３６と逆フーリエ変換レンズ３８を配置することによって、信号光について光学的に同じ場所に光抑制体２２と光記録媒体２４を配置することも可能となる。
【００４２】
なお、本例においても、位相マスク１６と空間光変調器１８の配置は逆であってもよく、空間光変調器１８を位相マスク１６より光源１０側に配置することができる。
【００４３】
図４には、空間光変調器１８に表示される２値画像の一部分の例が示される。上述したように、２値画像は、２値のデジタルデータ「０，１」が「明，暗」として表示されている。図４において、白及び黒の矩形のパターンが上記「明，暗」として表示された２値画像であり、各白及び黒の矩形領域は、例えばｄ×ｄ＝２×２画素により構成されている。本実施形態においては、この矩形領域を画素単位と呼び、以下「画素ピッチ」と記載する。
【００４４】
図５（ａ），（ｂ）には、上記２値画像をフーリエ変換レンズ２０によってフーリエ変換したフーリエ変換像及びその強度分布の例が示される。図５（ａ）において、フーリエ変換像は規則的な回折格子であり、０次からｎ次の成分を有している。ここで次数とは、光記録媒体２４においてフーリエ変換像が結像するフーリエ変換面で０次すなわち像の中心からζ＝ｆλ／ｄの距離毎に現れる輝点の順位であり、レンズの焦点距離ｆ、記録波長
λ、空間光変調器１８の画素ピッチｄにより決まる値である。なお、図５（ａ）では、輝点を白丸（○）で示している。この輝点の大きさは輝度を反映している。また、輝点のＸ軸方向の広がりは２値画像のＸ軸方向の空間周波数ωｘに対応し、Ｙ軸方向の広がりは２
値画像のＹ軸方向の空間周波数ωｙに対応している。Ｘ軸方向について見ると、フーリエ
変換像は０次光（ωｘ＝０）を中心にプラス方向及びマイナス方向に対象に広がっており、Ｙ軸方向についても同様である。
【００４５】
また、フーリエ変換像の強度分布を表す図５（ｂ）においては、横軸がフーリエ変換面の中心からの距離であり、縦軸が光の強度である。なお、図５（ｂ）の強度分布は、図５（ａ）のＸ軸方向またはＹ軸方向のいずれでも同様となる。フーリエ変換像の強度分布は、直流成分である０次光（ωｘ＝０）のピークが中心にあり、最も高い（強度が高い）ピークとなっている。また、信号光のデータ成分は、直流成分のピークのまわりに存在する強度が低い（ピーク高さが低い）交流成分に含まれている。
【００４６】
図６には、位相マスク１６の説明図が示される。図６において、円形領域の内側が位相マスク領域であり、白及び黒の色の領域はガラス等の光透過材料の表面に形成された凹凸を表している。例えば、白の領域が凸部であり、黒の領域が凹部となっている。このような凹凸のパターンにより光の位相を変調することができる。ここで、各凹凸（黒白）の領域は、２種類の位相変調度を有する本発明の位相変調単位面に相当する。２種類の位相変調度は、それぞれ０とπの位相差を与えるものであれば、もっとも効果的に直流成分を抑
えることができ、好適である。このように、互いに逆位相の成分を打ち消すような位相差を与えるものの組み合わせであることが好ましい。なお、図６に示された位相マスク１６は、より信号光の強度分布を平坦にできるために凹凸のパターンがランダムに２次元配列されているランダム位相マスクとなっているが、凹凸のパターンを周期的に配列してもよい。さらに、ここでは与える位相差の種類が２種類であるものについて記述したが、本願はこれに限定されるものではなく、２ｎ種類の位相差を与えるもの等、既知のさまざまな
位相変調手段を適用できる。
【００４７】
位相マスク１６の表面に形成された凹凸の面方向の大きさは、空間光変調器１８の画素ピッチの整数倍とすることができる。例えば、空間光変調器１８が図１に示された２値画像（明，暗）を画素単位で２×２画素のピッチで表示した場合、位相マスク１６の凹凸の大きさを、２×２画素ピッチ（上記画素単位と等しい大きさであり、以後、２画素ピッチという）、４×４画素ピッチ（以後、４画素ピッチという）、８×８画素ピッチ（以後、８画素ピッチという）、１６×１６画素ピッチ（以後、１６画素ピッチという）及び３２×３２画素ピッチ（以後、３２画素ピッチという）等とすることができる。
【００４８】
図７（ａ）〜（ｅ）には、上記各画素ピッチを有する位相マスク１６により信号光の位相を変調した場合の強度分布の例が示される。図７（ａ）が３２画素ピッチ、図７（ｂ）が１６画素ピッチ、図７（ｃ）が８画素ピッチ、図７（ｄ）が４画素ピッチ、図７（ｅ）が２画素ピッチの位相マスク１６を使用した場合を示している。なお、図７（ｆ）は、位相マスク１６を用いない場合の強度分布であり、図５（ｂ）に示されたものと同じ強度分布である。
【００４９】
図７（ａ）〜（ｅ）から分かるように、いずれの位相マスク１６を使用した場合にも、位相マスク１６を用いない場合（図７（ｆ））と比較して、直流成分が分散されてその強度（ピーク高さ）が抑制され、データ成分を含む交流成分のピークが嵩上げされている。これにより、光記録媒体２４の一部分のみに強度の高い直流成分が照射され、ホログラムが不均一になることを回避できるので、記録密度を向上することができる。
【００５０】
図７（ａ）〜（ｅ）に示されるように、直流成分の抑制の程度は、位相マスク１６の画素ピッチが細かい（数値が小さい）ほど大きいことがわかる。一方、画素ピッチが細かいと、位相マスク１６の再現性が低下し、装置間の互換性が困難になるという問題がある。以上より、位相マスク１６の画素ピッチは、空間光変調器１８の画素ピッチより大きい方が装置間の互換性を容易に維持できるが、直流成分の抑制の程度が小さくなる。そこで、位相マスク１６で十分に抑制できなかった直流成分は光抑制体２２により抑制することにより、高い記録密度と互換性とを両立することができる。
【００５１】
図８には、光抑制体２２の構成例が示される。図８において、光抑制体２２はガラス等の光透過材料で構成され、その中央領域に光を反射または吸収することにより光を透過させない遮光部４０が形成されている。この遮光部４０は、図７（ａ）〜（ｅ）に示された直流成分のピーク位置に対応して形成され、フーリエ変換像の中央領域の光を遮ることにより、フーリエ変換像に含まれる直流成分を抑制する。なお、本実施形態において、遮光部４０は完全にフーリエ変換像の直流成分を遮光するものである必要はなく、前述のようにフーリエ変換像に含まれる直流成分を抑制できるものであれば良い。
【００５２】
なお、図８では、光抑制体２２の形状が矩形となっているが、これに限定されず、例えば円形とすることもできる。また、遮光部４０の形状も円形に限らず、例えば矩形としてもよい。遮光部４０の大きさは、光記録媒体２４の表面に結像されるフーリエ変換像中の直流成分のピークの面積に応じて決定する。
【００５３】
図９（ａ），（ｂ）には、逆フィルタ３０の機能の説明図が示される。図９（ａ）は、図６に示された位相マスク１６である。この位相マスク１６を透過した光が光抑制体２２を通過すると、図９（ｂ）に示されるように、位相マスク１６における複数の位相変調単位面の配置状況（形成パターン）と光抑制体２２とに起因する光の強度分布が発生する。図９（ｂ）の白黒の縞模様が光の強度分布を示している。このように、位相マスク１６を透過した光が光抑制体２２でフィルタリングされることにより発生する光の強度分布は、光記録媒体２４にホログラムを記録する際にノイズとなる。このノイズは、光検出器２８で検出され、光検出器２８の出力信号に含まれる。
【００５４】
そこで、逆フィルタ３０では、上記ノイズを予め求めておき、光検出器２８の出力信号からノイズを除去する演算処理を行う。この演算は、例えばノイズである光の強度分布の減算処理等で行うことができる。
【００５５】
図１０には、本発明にかかるホログラム記録装置のさらに他の実施形態の構成例が示され、図２の実施形態と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。図１０において、特徴的な点は、光抑制体２２を位相マスク１６よりも空間光変調器１８側に配置した点にある。
【００５６】
図１０の例では、空間光変調器１８と位相マスク１６との間に、フーリエ変換レンズ３６と逆フーリエ変換レンズ３８とを配置、フーリエ変換レンズ３６と逆フーリエ変換レンズ３８との間に光抑制体２２を配置している。このような構成により、光抑制体２２により信号光Ｓの直流成分を抑制した後に位相マスク１６で位相変調し、これをフーリエ変換レンズ２０によってフーリエ変換して光記録媒体２４に照射することになる。
【００５７】
前述したとおり、位相マスク１６の表面に形成された凹凸の面方向の大きさは、空間光変調器１８の画素ピッチの整数倍とすることができるが、空間光変調器１８の画素単位（例えば２×２画素）またはその整数倍の画素群は、位相マスク１６の各凹凸の面と空間的に重なって配置されるのが好適である。ここで、空間的に重なって配置とは、光軸方向に平行移動した場合に互いに重なる位置関係に配置されることをいう。すなわち、凹凸の画素単位と空間光変調器１８の画素単位またはその整数倍の画素群が一致する配置である。
【００５８】
以上のように、光抑制体２２を位相マスク１６よりも空間光変調器１８側に配置することにより、位相変調後に抑制手段で直流成分を抑制する工程を無くし、かつ空間光変調器１８の画素単位またはその整数倍の画素群を、位相マスク１６の各凹凸の面と空間的に重なって配置することにより、光記録媒体２４に記録されるホログラムに含まれるノイズを低減できる。これにより、逆フィルタ３０を不要とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明にかかるホログラム記録・再生装置の一実施形態の構成例を示す図である。
【図２】本発明にかかるホログラム記録・再生装置の他の実施形態の構成例を示す図である。
【図３】空間光変調器の表示パターンを示す図である。
【図４】空間光変調器に表示される２値画像の一部分の例を示す図である。
【図５】フーリエ変換像及びその強度分布の例を示す図である。
【図６】位相マスクの説明図である。
【図７】位相マスクにより信号光の位相を変調した場合の強度分布の例を示す図である。
【図８】光抑制体の構成例を示す図である。
【図９】逆フィルタの機能の説明図である。
【図１０】本発明にかかるホログラム記録・再生装置のさらに他の実施形態の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  光源、１２，１４  レンズ、１６  位相マスク、１８  空間光変調器、２０，３６  フーリエ変換レンズ、２２  光抑制体、２４  光記録媒体、２６，３８  逆フーリエ変換レンズ、２８  光検出器、３０  逆フィルタ、３２  情報取得部、３４  リレーレンズ、４０  遮光部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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