JP3569207B2 - Holographic information recording medium - Google Patents

Description

と記す場合、撮像素子で実際に観測されるのは光強度分布Ｉであり、次式（２）に示すようにスカラー光電磁場の絶対値の自乗である。
【００１４】
【数２】

つまり、この光強度分布が再生画像であると言える。ホログラム情報記録媒体作製に際しては、式（２）を満たすようなスカラー光電磁場を結像面１０内で生成するようなホログラムを設計することになる。設計ではまず、導波路面１１内でどのようなスカラー光電磁場を用意すれば結像面１０内で目的とするスカラー光電磁場Ｕ_ｉが得られるかを予測する。予測された導放路面１１内でのスカラー光電磁場を
【数３】

と記す。スカラー光電磁場Ｕ_ｗが判れば、ホログラムは例えば
【数４】

のようなものにすればよい。ただし、ｊは虚数単位、βは導波路の伝搬定数とする。ところで、ホログラム像（再生画像）９を忠実に生成するような導波路面１１内でのスカラー光電磁場Ｕ_ｗは、理想的には連続的に変化するものであり、したがってホログラム７も図２に示すように連続的に変化するものである。
【００１５】
しかし、従来はスカラー光電磁場Ｕ_ｗの予測には数値計算を用いており、したがって、得られる数値は一定間隔おきで、このために図３に示すように、実際に作成されるホログラム１２はモザイク状になり、理想的なホログラムからは誤差がある。このように、本来は連続なホログラムを有限個の代表点で近似的に置き換えることを、デジタル信号処理の分野での用語に習い、標本化（サンプリング）と称する。標本化したホログラム１２でも、目的とする画像はほぼ忠実に再生されるが、画像の重ね写り現象が起きる。
【００１６】
図３に示したように、目的とした画像とほぼ同形の画像が、元の位置から上下（ｙ方向）左右（ｘ方向）にずれて生成される。本来目的とした画像の周りに生成されるこれらの像を、テレビ受像機で電波の反射のために発生する同様な現象にならい、ゴースト１３と称する。ゴースト１３は、元の画像と比較して強度は弱いものの、特に元の画像と比較して強度が１０％を越えると影響が大きく、再生画像の認知に大きな支障を来すことがあった。
【００１７】
ゴーストの強さ・発生する位置は、以下のようにフーリエ光学で予測することができる。導波路面内での理想的なスカラー光電磁場Ｕ_Ｗ（ｘ，ｙ）のフーリエ変換を、
【数５】

と記す。但し、ｆｘ，ｆｙは空間周波数である。ただし、ここで行ったフーリエ変換は次式（６）で定義される（以下、フーリエ変換したものを空間スペクトルと称することがある）。
【００１８】
【数６】

実際の導波路面内でのスカラー光電磁場は、標本化のために例えば
【数７】

と書くことができる。但し、ｍ，ｎは整数、式（７）における関数ｒｅｃｔは、式（８）で定義される。
【数８】

また式（７）におけるａは標本化のピッチで、図３に示すように実際のホログラム１２を構成する単位正方形（ユニットセルと称する）の一辺の長さである。
【００１９】
また、式（７）をフーリエ変換すると式（５）に対応して、標本化された場合の導波路面内でのスカラー光電磁場の空間スペクトルとして、
【数９】

が得られる。但し、式（９）における関数ｓｉｎｃは、以下で定義される。
【数１０】

式（９）は、図４にも示したように、標本化したホログラムの空間スペクトルＶ_ＷＳは、理想のホログラムの空間スペクトルＶ_ｗをｆｘ，ｆｙの方向に周期的に並べたものにｓｉｎｃ関数を乗じたものであることを示している。
【００２０】
図４から判るように、標本化したホログラムの空間スペクトルＶ_ＷＳの中央部は理想のホログラムの空間スペクトルＶ_ｗに近いが、左右に元のＶ_ｗには存在しない小さなピークがある。これらが、ゴーストを発生する因子となる。これらのピークはｆｘ＝±１／ａ付近のｓｉｎｃ関数が０に近い部分にあるため、元のＶ_ｗと比較して小さい。
しかし、元のホログラムが高い空間周波数成分を持ち、従って図４でＶ_ｗがもっと左右に拡がった形であった場合、ゴースト発生因子となるピークは大きくなる。これより、ノイズであるゴーストを弱めるためには、空間スベクトルがあまり広くなく、特に±１／ａ以上の領域まで拡がらないようなホログラムを用いるのが良いことが判る。
【００２１】
目的とする結像面内でのスカラー光電磁場Ｕ_ｉ（ｘ，ｙ）をフーリエ変換したものを
【数１１】

とすると、フーリエ光学では結像面内とホログラム情報記録媒体における導波路面内のスカラー光電磁場には、次式（１２）の関係が成り立つとする。
【数１２】

但し、λ。は空気中での光の波長、ｋは空気中での光の波数でｋ＝２π／λ。、ｚは結像面と導波路面との距離である。これより、標本化の結果、結像面内で得られるスカラー光電磁場Ｕ_ｉｓ（ｘ，ｙ）は、
【数１３】

と計算される。但し、全体にかかる一定位相ずれの係数は省略した。式（１３）において、ξ、ηは−ａ／２からａ／２までの範囲の実数である。
【００２２】
式（１３）は、実際に得られるスカラー光電磁場は整数ｍ，ｎで指数付けされた複数の成分からなることを意味している。式（１３）における右辺の最初の指数関数部は単なる位相ずれであり、重要ではない。その後の積分の部分は、意図したスカラー光電磁場Ｕ_ｉと同様な形で、一定間隔λ_０ｚ／ａおきにずれたスカラー光電磁場となる。このうち、（ｍ，ｎ）＝（０，０）の成分が意図したスカラー光電磁場Ｕ_ｉにほぼ等しいものであり、それ以外の（ｍ，ｎ）値の成分は全てゴーストである。
【００２３】
ゴーストのうち、最も強いのは（ｍ，ｎ）＝（＋１，０），（−１，０），（０，＋１），（０，−１）のものであり、図３に示すように元の画像の上下左右に現れる。これを（１，Ｏ）ゴーストと称する。式（１３）における積分演算はａ×ａのユニットセル領域内で行っており、この領域内でＵ_ｉ（ｘ，ｙ）が余り変化しない場合、被積分関数である指数関数項のために積分値は０に近づき、ゴーストは弱くなる。逆にＵ_ｉ（ｘ，ｙ）が大きく変化する場合はゴーストは強くなる。
一例として、結像面内で例えば次式（１４）で表せるようなスカラー光電磁場を生成しようとする場合を考える。
【００２４】
【数１４】

ここでλは複素定数、Ｄは実定数である。これに対して強度分布は式（２）より、
【数１５】

となり、観測される画像は図５のようになる。同図から判るようにこの画像は円形で、ｘ＝ｙ＝０の中心で強度が最大、この中心から離れるにしたがって単調に強度が弱くなり、Ｄ／２離れた円周上で最大強度の１ ／ｅ^２となる。この直径Ｄの円の内部に全光パワーの９０％以上が集中することから、この直径Ｄは上記円形画像の大きさであるといえる。
【００２５】
図６は、この円形画像を生成しようとするときの、（１，０）ゴースト成分と目的とする画像である（０，０）成分との光強度比をプロットしたもので、横軸は円形画像の直径Ｄとホログラム標本化ピッチａとの比である。計算には式（１３）を用いた。同図より、再生されるホログラム画像（円形画像）における光強度分布の最大強度の点から該最大強度の１／ｅ^２となる光強度の円周上の点までの距離をＤ／２とするときの直径Ｄをホログラム標本化ピッチａより大きくしていくとゴーストが域少していくことか判る。
【００２６】
ところで、図６は１個の円形画像を想定したものであるが、このような円形画像を単位として画素と称し、図７に示すように、画素１４を縦横方向に多数並べて、それぞれに異なる強度を与え、新たに一つの画像１５を構成することができる。この画像全体のスカラー光電磁場は例えば、
【数１６】

と表される。但し、ｃは画素間のピッチ、μ，νは整数である。式（１６）は式（１４）の重ね合わせであることから、この画像に関して、ゴーストの強度が図５と全く同様になることは、明らかである。
【００２７】
すなわち、画素における光強度分布の最大強度の点から該最大強度の１／ｅ^２となる光強度の円周上の点までの距離をＤ／２とするときの直径Ｄを大きくしていくとゴーストは弱くなるが、逆に直径Ｄが標本化ピッチａよりも小さくなると、ノイズとしてのゴースト強度は目的とする画像の強度の１０％を越え、画像を意図した通りに認知するのに困難を来す。したがって、本発明は、画素の大きさ、すなわち、画素のサイズを標本化ピッチよりも大きくすることにより、意図通りの画像認知を可能にするものである。
【００２８】
光強度分布（式（１４））、または光電磁場分布（式（１５））で定義される画素は、図５に示すように円形であるが、本発明は円形の画素に関するものに限定されるわけではない。四角形や楕円のように、縦と横の長さが違う画素でも同様に適用できるものであり、その場合は画素の最大幅が標本化ピッチよりも大きければよい。また、図５に示した画素のように強度が滑らかに変化する画素では、どこまでを画素の領域としてどこから画素でないか、外形がはっきりしないことがあるが、その場合は画素中の最大強度の１／ｅ^２となる場所を画素領域とその外側とを分ける境界として画素の大きさを決める。
【００２９】
次に、本発明の実施の形態に係るホログラム情報記録媒体の実施例について説明する。本実施例においては、ホログラム再生には波長６８０ｎｍの半導体レーザを用いることとし、ホログラム標本化ピッチは１．６７５μｍとした。目的とする画像は、微小な画素を１３．７μｍおきに縦３２個×横３２個並べたもので、全ての画素の強度は等しくし、全体で１辺０．４２５ｍｍの正方形となるものである。ただし、画素には種々の大きさや形のものを用いた。各画像のホログラムを数値計算で求め、これらのホログラムの各々を具備するホログラムカードを作製し、実際に光を導波させたところ図８、図９のような再生画像が観測された。
【００３０】
白線の正方形が目的とした縦３２個×横３２個の画像からなる画像の部分である（図８（ａ），（ｂ））。図５と同様に式（１５）により得られる強度分布の円形画素を用いており、図８（ａ）の円形画素の直径Ｄは０．６μｍ、図８（ｂ）の円形画素の直径Ｄは３．１μｍである。２つの画像のうち、標本化ピッチ１．６７５μｍよりも小さい０．６μｍ直径の円形画素を用いた図８（ａ）では、本来の画像の上下左右に強いゴーストか出ており、このために全体では意図した縦３２個×横３２個の点列という画像とは違った画像に見える。これに対し、本発明による、標本化ピッチよりも大きい直径３．１μｍの円形画素を用いた図８（ｂ）にはゴーストは殆ど観測されず、当初目的としたとおりの画像になっていることが判る。
【００３１】
一方、図９（ｃ）の画像再生例は、やはり直径１．０μｍの円形画素を用いているが、この画素は図５に示す円形画素とは異なり、画素の円の内部は均一強度で、円の外側では強度０というものである。図９（ｄ）の画像再生例も図９（ｃ）の画像再生例と同様に均一強度の円形画像であるが、直径は３．０μｍである。この円形画素の場合でも、本発明に従った直径３μｍの円形画素の場合で有効にゴーストが抑制され（図９（ｄ））、本発明に従わない直径１μｍの円形画素ではゴーストが残っていることが判る（図９（ｃ））。
【００３２】
【発明の効果】
以上に説明したように、請求項１に記載の発明によれば、ホログラム情報記録媒体であって、ホログラム画像の結像面内において、再生されるホログラム画像を構成する単位である円形画素の直径が、該円形画素における光強度分布の最大強度の点から該最大強度の１／ｅ ² となる光強度の円周上の点までの距離をＤ／２とするときにＤであり、該直径Ｄを、ホログラムの標本化のピッチよりも大きくしたので、ホログラムから再生された画像の劣化を防止し、またはホログラムに記録された情報の読み出し誤りの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ホログラムカードの構造と情報再生の原理を示す説明図。
【図２】画像を再生するのに理想的なホログラムと再生される目的とする画像との関係を示す説明図。
【図３】数値計算で作成される実際のホログラムと再生される画像との関係を示す説明図。
【図４】ホログラムの空間スペクトルを示す説明図。
【図５】式（１４）で定義される円形画像の再生例を示す図。
【図６】ホログラム像を再生する際に生じるゴースト成分と目的とする画像との光強度比を、再生される円形画像の直径Ｄとホログラム標本化ピッチａとの比の大きさに対してプロットした特性図。
【図７】円形画素によるホログラム像の再生例を示す説明図。
【図８】本発明の実施例に係るホログラム情報記録媒体のホログラム像再生の一例を示す説明図。
【図９】本発明の実施例に係るホログラム情報記録媒体のホログラム像再生の他の例を示す説明図。
【符号の説明】
１ コア層
２ クラッド層
３ レンズ
４ レーザ光
５ ホログラムカード
６ 導波光
７ 散乱要因（ホログラム）
８ 回折光
９ ホログラム像
１０ 結像面
１１ 導波路面
１２ 実際のホログラム
１３ ゴースト[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a read-only hologram information recording medium, and more particularly to a read-only hologram information recording medium suitable for use as a portable memory card, such as a magnetic card or an IC card.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a read-only multiplex hologram card (hereinafter abbreviated as a hologram card) has been devised as an information recording medium that can be carried in a pocket, is inexpensive, and has little risk of forgery. FIG. 1 is a diagram showing a sectional structure of a hologram card and a principle of information reproduction. In the figure, the hologram card 5 is characterized by a structure in which layers having a high refractive index (referred to as core layer 1) and layers having a low refractive index (referred to as clad layer 2) are alternately laminated.
[0003]
As shown in FIG. 1, when the laser beam 4 narrowed down by the lens 3 is applied to the side end face of the hologram card 5, the laser beam 4 is confined in the vicinity of the core layer 1 and proceeds in the hologram card 5. I do. This light is referred to as guided light 6, and a region near the core layer 1 where the light energy of the guided light 6 is concentrated is referred to as a slab waveguide or simply a waveguide. One waveguide includes one core layer 1 and a part of the adjacent cladding layer 2. The hologram card 5 has another feature that each waveguide includes a hologram.
[0004]
The guided light 6 propagating through the waveguide is scattered out of the waveguide by a scattering factor 7 created in advance, and the scattering factor 7 is designed to function as a bologram as a whole. Interfere with each other and travel upward or downward in FIG. 1 as a whole, and become light that forms an image in one plane outside the hologram card 5. This light is called a diffracted light 8, and the image is called a hologram image (reproduced image) 9. The hologram image 9 contains information on the hologram in the waveguide, and the information is read out by observing this image with an image pickup device (two-dimensional detector) such as a CCD.
[0005]
Further, if the focusing of the laser beam 4 by the lens 3 is appropriate, the guided light can be propagated to only one of the waveguides, so that the hologram information created in each waveguide can be read out independently. I can do it. Among hologram card technologies, a technology for creating a hologram that generates a hologram image suitable for reading information with an image sensor is important.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional hologram card, the hologram is generated by numerical calculation. In this case, the image is overlaid and the image quality is degraded, or a reading error occurs with a high probability.
The present invention has been made in view of such circumstances, and a hologram information recording medium capable of preventing deterioration of an image reproduced from a hologram or suppressing occurrence of reading error of information recorded on the hologram. The purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is a hologram information recording medium, wherein a diameter of a circular pixel, which is a unit constituting a hologram image to be reproduced, is formed within an imaging plane of the hologram image. , When the distance from the point of the maximum intensity of the light intensity distribution in the circular pixel to a point on the circumference of the light intensity that is 1 / e ² of the maximum intensity is D / 2, Is larger than the hologram sampling pitch.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, in the hologram information recording medium, the diameter of a circular pixel, which is a unit constituting a hologram image to be reproduced , in the image plane of the hologram image is equal to the light in the circular pixel. When the distance from the point of the maximum intensity of the intensity distribution to a point on the circumference of the light intensity that is 1 / e ² of the maximum intensity is D / 2, the diameter is D, and the diameter D is obtained by sampling the hologram. Since the pitch is larger than the pitch of the hologram, it is possible to prevent the image reproduced from the hologram from deteriorating, or to suppress the occurrence of reading error of the information recorded on the hologram.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between an image reproduced from the hologram information recording medium and a hologram recorded on the hologram information recording medium. The guided light 6 is diffracted by the hologram 7 in a direction substantially perpendicular to the waveguide surface 11 and forms an image in a certain plane. This plane is referred to as an image plane 10. Therefore, the observation of the reproduced image is performed by placing the image sensor on the image plane 10. The scalar photoelectric magnetic field in the image plane 10 is expressed by a phaser display as follows.

In this case, what is actually observed by the image sensor is the light intensity distribution I, and is the square of the absolute value of the scalar photoelectric magnetic field as shown in the following equation (2).
[0014]
(Equation 2)

That is, it can be said that this light intensity distribution is a reproduced image. When manufacturing a hologram information recording medium, a hologram that generates a scalar photoelectric magnetic field that satisfies Expression (2) in the imaging plane 10 is designed. The design First, to predict or scalar light field U _i of interest in the imaging plane 10. If prepare what scalar optical field in the waveguide surface 11 is obtained. The predicted scalar photoelectromagnetic field in the guideway surface 11 is given by

It is written. If the scalar photoelectric magnetic field U _w is known, the hologram is expressed by, for example,

It should be something like Here, j is an imaginary unit, and β is a propagation constant of the waveguide. By the way, the scalar photoelectric magnetic field U _w in the waveguide surface 11 that faithfully generates the hologram image (reproduced image) 9 ideally changes continuously. Therefore, the hologram 7 is also shown in FIG. It changes continuously as shown.
[0015]
However, in the past, numerical calculations were used to predict the scalar photoelectric magnetic field U _w , and thus the obtained numerical values were regularly spaced. Therefore, as shown in FIG. And there is an error from the ideal hologram. In this way, approximating the replacement of an originally continuous hologram with a finite number of representative points is called sampling in accordance with the term in the field of digital signal processing. Even with the sampled hologram 12, the target image is reproduced almost faithfully, but the image overlap phenomenon occurs.
[0016]
As shown in FIG. 3, an image having substantially the same shape as the target image is generated shifted from the original position vertically (y direction) and left and right (x direction). These images generated around the originally intended image are referred to as ghosts 13, following a similar phenomenon that occurs due to the reflection of radio waves in a television receiver. The ghost 13 has a weaker intensity than the original image, but particularly when the intensity exceeds 10% as compared with the original image, the ghost 13 has a large effect, which may greatly hinder the recognition of the reproduced image.
[0017]
The strength of the ghost and the position where the ghost occurs can be predicted by Fourier optics as follows. The Fourier transform of the ideal scalar photoelectric magnetic field U _W (x, y) in the waveguide plane is
(Equation 5)

It is written. Here, fx and fy are spatial frequencies. However, the Fourier transform performed here is defined by the following expression (6) (hereinafter, the Fourier transform may be referred to as a spatial spectrum).
[0018]
(Equation 6)

The scalar photoelectromagnetic field in the actual waveguide plane is calculated by, for example,

Can be written. Here, m and n are integers, and the function rect in Expression (7) is defined by Expression (8).
(Equation 8)

In the equation (7), a is a sampling pitch, which is the length of one side of a unit square (referred to as a unit cell) constituting the actual hologram 12 as shown in FIG.
[0019]
When the equation (7) is Fourier-transformed, it corresponds to the equation (5), and as a spatial spectrum of a scalar photoelectric magnetic field in the waveguide plane when sampled,
(Equation 9)

Is obtained. However, the function sinc in equation (9) is defined below.
(Equation 10)

Equation (9) indicates that the spatial spectrum V _WS of the sampled hologram is a sinc function obtained by periodically arranging the spatial spectrum V _w of the ideal hologram in the directions of fx and fy, as shown in FIG. Is multiplied by.
[0020]
As can be seen from FIG. 4, the center of the spatial spectrum V _WS of the sampled hologram is close to the spatial spectrum V _w of the ideal hologram, but there are small peaks on the left and right that do not exist in the original V _w . These are factors that cause ghosts. These peaks for sinc function near fx = ± 1 / a is in the portion close to 0, small compared to the original _{V w.}
However, having the original hologram high spatial frequency components, thus when V _w is in the form that has spread to more lateral in Figure 4, peak a ghost factor increases. From this, it can be seen that in order to reduce ghosts as noises, it is better to use a hologram whose spatial vector is not so wide, and in particular, does not spread to an area of ± 1 / a or more.
[0021]
The Fourier transform of the scalar photoelectric magnetic field U _i (x, y) in the target image plane is expressed as

Then, in Fourier optics, it is assumed that the following equation (12) holds between the scalar photoelectric magnetic field in the imaging plane and the scalar photoelectric magnetic field in the waveguide plane in the hologram information recording medium.
(Equation 12)

Where λ. Is the wavelength of light in air, k is the wave number of light in air, and k = 2π / λ. , Z is the distance between the imaging plane and the waveguide plane. From this, the scalar photoelectric magnetic field U _is (x, y) obtained in the imaging plane as a result of sampling is
(Equation 13)

Is calculated. However, the constant phase shift coefficient over the whole is omitted. In Expression (13), ξ and η are real numbers in the range from −a / 2 to a / 2.
[0022]
Equation (13) means that the actually obtained scalar photoelectric field consists of a plurality of components indexed by integers m and n. The first exponential function part on the right side in equation (13) is simply a phase shift and is not significant. Subsequent integrals will be scalar optomagnetic fields shifted at regular intervals λ ₀ z / a in a manner similar to the intended scalar optomagnetic field U _i . Among them, the component of (m, n) = (0, 0) is almost equal to the intended scalar photoelectric magnetic field U _i , and the other components of (m, n) value are all ghosts.
[0023]
Among the ghosts, the strongest ones are (m, n) = (+ 1, 0), (-1, 0), (0, +1), (0, -1), as shown in FIG. Appears on the top, bottom, left and right of the original image. This is called a (1, O) ghost. The integration operation in the equation (13) is performed in an a × a unit cell region. If U _i (x, y) does not change much in this region, integration is performed for an exponential function term that is an integrand. The value approaches 0 and the ghost becomes weaker. Conversely, when U _i (x, y) greatly changes, the ghost becomes stronger.
As an example, consider a case where an attempt is made to generate a scalar photoelectric magnetic field that can be expressed by, for example, the following equation (14) in the image plane.
[0024]
[Equation 14]

Here, λ is a complex constant, and D is a real constant. On the other hand, the intensity distribution is given by equation (2).
(Equation 15)

And the observed image is as shown in FIG. As can be seen from this figure, this image is circular, with the intensity being greatest at the center of x = y = 0, monotonically decreasing with distance from the center, and having the maximum intensity of 1 on the circumference D / 2 away. / ^{e 2} become. Since 90% or more of the total optical power is concentrated inside the circle having the diameter D, it can be said that the diameter D is the size of the circular image.
[0025]
FIG. 6 is a plot of the light intensity ratio between the (1,0) ghost component and the target image (0,0) when generating this circular image. The horizontal axis is circular. This is the ratio between the image diameter D and the hologram sampling pitch a. Equation (13) was used for the calculation. From the figure, the distance from the point of maximum intensity of the light intensity distribution in the reproduced hologram image (circular image) to a point on the circumference of the light intensity that is 1 / e ² of the maximum intensity is D / 2. If the diameter D at this time is made larger than the hologram sampling pitch a, it can be seen that the ghost is slightly reduced.
[0026]
By the way, FIG. 6 assumes one circular image. Such a circular image is called a pixel as a unit, and as shown in FIG. And a new image 15 can be constructed. The scalar photoelectric field of this entire image is, for example,
(Equation 16)

It is expressed as Here, c is a pitch between pixels, and μ and ν are integers. Since equation (16) is a superposition of equation (14), it is clear that the ghost intensity is exactly the same as in FIG. 5 for this image.
[0027]
That is, when the distance D from the point of the maximum intensity of the light intensity distribution in the pixel to the point on the circumference of the light intensity which is 1 / e ² of the maximum intensity is D / 2, the diameter D is increased. The ghost is weakened, but if the diameter D is smaller than the sampling pitch a, the ghost intensity as noise exceeds 10% of the intensity of the target image, making it difficult to recognize the image as intended. Come. Therefore, the present invention enables the intended image recognition by making the pixel size, that is, the pixel size larger than the sampling pitch.
[0028]
The pixel defined by the light intensity distribution (Equation (14)) or the photoelectric magnetic field distribution (Equation (15)) is circular as shown in FIG. 5, but the present invention is limited to a pixel related to a circular pixel. Do not mean. The same can be applied to pixels having different vertical and horizontal lengths, such as a rectangle and an ellipse. In this case, the maximum width of the pixel may be larger than the sampling pitch. In the case of a pixel whose intensity changes smoothly as in the pixel shown in FIG. 5, there is a case where the area of the pixel is not a pixel from where the pixel area is, and the outer shape is not clear. The location of / e ² is determined as the size of the pixel as a boundary separating the pixel region from the outside.
[0029]
Next, examples of the hologram information recording medium according to the embodiment of the present invention will be described. In this example, a semiconductor laser having a wavelength of 680 nm was used for hologram reproduction, and the hologram sampling pitch was 1.675 μm. The target image is an image in which minute pixels are arranged 32 × 32 at 13.7 μm intervals, and the intensity of all pixels is equal, and the entire image is a square with a side of 0.425 mm. . However, pixels of various sizes and shapes were used. Holograms of each image were obtained by numerical calculation, a hologram card including each of these holograms was produced, and when light was actually guided, reproduced images as shown in FIGS. 8 and 9 were observed.
[0030]
The square of the white line is a portion of the image composed of the intended 32 × 32 images (FIGS. 8A and 8B). As in FIG. 5, circular pixels having an intensity distribution obtained by Expression (15) are used. The diameter D of the circular pixel in FIG. 8A is 0.6 μm, and the diameter D of the circular pixel in FIG. 3.1 μm. In FIG. 8A using a circular pixel having a diameter of 0.6 μm smaller than the sampling pitch of 1.675 μm in the two images, a strong ghost appears on the upper, lower, left, and right sides of the original image. In this case, the image looks different from the intended 32 × 32 dot sequence. On the other hand, in FIG. 8B using a circular pixel having a diameter of 3.1 μm larger than the sampling pitch according to the present invention, almost no ghost is observed, and the image is as originally intended. I understand.
[0031]
On the other hand, in the image reproduction example of FIG. 9C, a circular pixel having a diameter of 1.0 μm is also used. This pixel is different from the circular pixel shown in FIG. The intensity is 0 outside the circle. The image reproduction example of FIG. 9D is also a circular image having a uniform intensity similarly to the image reproduction example of FIG. 9C, but has a diameter of 3.0 μm. Even in the case of this circular pixel, the ghost is effectively suppressed in the case of the circular pixel of 3 μm in diameter according to the present invention (FIG. 9D), and the ghost remains in the circular pixel of 1 μm in diameter which does not comply with the present invention. It can be seen (FIG. 9C).
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, in the hologram information recording medium, the diameter of a circular pixel, which is a unit constituting a hologram image to be reproduced , in the imaging plane of the hologram image Is D when the distance from the point of maximum intensity of the light intensity distribution in the circular pixel to a point on the circumference of the light intensity that is 1 / e ² of the maximum intensity is D / 2, and the diameter is Since D is made larger than the hologram sampling pitch, it is possible to prevent the image reproduced from the hologram from deteriorating, or to suppress the occurrence of an error in reading information recorded on the hologram.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing the structure of a hologram card and the principle of information reproduction.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between an ideal hologram for reproducing an image and a target image to be reproduced.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between an actual hologram created by numerical calculation and a reproduced image.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a spatial spectrum of a hologram.
FIG. 5 is a diagram showing a reproduction example of a circular image defined by Expression (14).
FIG. 6 is a plot of a light intensity ratio between a ghost component generated when reproducing a hologram image and a target image, with respect to a magnitude of a ratio between a diameter D of a reproduced circular image and a hologram sampling pitch a. FIG.
FIG. 7 is an explanatory view showing an example of reproducing a hologram image by circular pixels.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of hologram image reproduction of the hologram information recording medium according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory view showing another example of hologram image reproduction of the hologram information recording medium according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 core layer 2 clad layer 3 lens 4 laser beam 5 hologram card 6 guided light 7 scattering factor (hologram)
8 Diffracted light 9 Hologram image 10 Image plane 11 Waveguide plane 12 Actual hologram 13 Ghost

Claims (1)

In the image plane of the hologram image, the light whose circular pixel as a unit constituting the reproduced hologram image has a diameter of 1 / e ² of the maximum intensity from the point of the maximum intensity of the light intensity distribution in the circular pixel. A hologram information recording medium, wherein D is a distance when a distance to a point on the circumference of the intensity is D / 2, and the diameter D is larger than a hologram sampling pitch.

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