全息装置、空间光调制器和图像拾取装置的定位方法、以及全息照相记录材料制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种全息装置，该全息装置用于记录由空间光调制器光学空间调制的参考光和信号光形成的干涉条纹到全息记录材料上或通过图像拾取装置获得再现图像信号来拾取由照射照明再现光到全息记录材料上产生的再现信号光图像。该全息装置包括匹配数据采集部件，算术运算部件，和定位控制部件。该匹配数据采集部件通过图像拾取装置获得再现图像信号来直接拾取相应于显示在空间光调制器上的像素匹配图案光学空间调制过的信号光图像。该算术运算部件利用再现图像信号的亮度值来执行预定算术运算。该定位控制部件移动图像拾取装置和空间光调制器之间的相对位置以响应算术运算部件的算术运算结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于记录数据到全息照相存储器和从全息照相存储器再现数据的全息装置，更特别地，涉及一种用来在像素水平定位空间光调制器与图像传感器的用于空间光调制器和图像拾取装置的定位方法。
技术介绍
近年来，为了实现已被注意到的有作为强存储的候选物能力的下一代产品和下下代产品光盘的全息存储器的实际应用，全息技术已经并且正在迅速地发展。利用全息技术来执行大数量数据的记录和再现的全息记录和再现系统已经被开发出来，例如，2000年5月的IBMJ.RES DEVELOP的第44卷第3期中的“全息数据存储”(“Holographic data storage”，IBM J.RES DEVELOP，Vol.44，No.3，May，2000)。根据该全息存储记录和再现系统(全息装置)，相干的激光束被分成信号光和参考光，并且通过空间光调制器(SLM)根据存储数据强度调制该信号光。将已调制的信号光聚光到全息记录介质(全息记录材料)上。因此，由于参考光也照射到全息记录介质上，信号光和参考光彼此相互干涉，并且通过干涉形成的干涉条纹作为细的密度图案记录在记录介质中。为了再现记录在全息记录介质中的数据，以和参考光到全息记录介质的角相同的角引入与参考光相同的照明再现光。因此，数据以相应于记录在全息记录介质中的干涉条纹的衍射光(现在信号光)再现。该再现信号光被聚光到例如CCD+CMOS图像传感器的图像传感器上并被作为位组合格式收回到图像拾取装置中。通过图像拾取装置获得的接收光信号被分析并以数据再现。
技术实现思路
然而，根据现有技术的全息存储，如果执行的数据再现没有精确地执行空间光调制器与图像传感器之间的定位或全息再现图像与图像传感器之间的定位，则空间光调制器的一个像素的图像可能未必形成在图像传感器的一个像素上。因此，在某种环境下，再现信号光被相邻像素之间的图像传感器的一部分接收，并且像素可接收的光量减少。全息再现通常显示出差的S/N比，并且在二值全处息再现中，不能获得0水平和1水平之间的高反差。因此，图像传感器接收的光量的减少将显著影响误码率(BER)。希望提供一种全息装置，一种用于空间光调制器和图像拾取装置的定位方法，通过该方法可自动地在像素水平校正空间光调制器和像素传感器之间的位置的位移，以及一种全息记录材料，在其上记录用来自动地校正上述位置的位移的数据。根据本专利技术的实施例，这里提供的一种全息装置，该全息装置用于将由空间光调制器光学空间调制的参考光和信号光形成的干涉条纹记录到全息记录材料上或通过图像拾取装置获得再现图像信号来拾取由照射照明再现光到全息记录材料上产生的再现信号光图像。该全息装置包括通过图像拾取装置获得再现图像信号来直接拾取相应于显示在空间光调制器上的像素匹配图案光学空间调制过的信号光图像的匹配数据采集部件，利用再现图像信号的亮度值来执行预定算术运算的算术运算部件，和用于移动图像拾取装置和空间光调制器之间的相对位置以响应算术运算部件的算术运算结果的定位控制部件。根据本专利技术的另一个实施例，这里提供一种用于在全息装置中的空间光调制器和图像拾取装置的定位方法。该定位方法包括如下步骤在空间光调制器上显示像素匹配图案，通过图像拾取装置获得再现图像信号来直接拾取相应于该显示在空间光调制器上的像素匹配图案光学空间调制过的信号光图像，利用再现图像信号的亮度值来执行预定算术运算，和移动图像拾取装置和空间光调制器之间的相对位置以响应算术运算结果。根据本专利技术的另一个实施例，这里提供一种通过图像拾取装置获得再现图像信号来拾取由照射照明再现光到全息记录材料上再现的再现信号光图像的全息装置。该全息装置包括通过图像拾取装置获得再现图像信号来拾取由预先记录在全息记录介质内的相位匹配图案的再现而获得的再现信号光图像的一匹配数据采集部件，利用再现图像信号的亮度值来执行预定算术运算的一算术运算部件，和用于移动图像拾取装置和空间光调制器之间的相对位置以响应算术运算部件的算术运算结果的一定位控制部件。根据本专利技术的另一个实施例，这里提供一种用于在全息装置中的空间光调制器和图像拾取装置的定位方法。该定位方法包括如下步骤再现预先记录在全息记录材料中的相位匹配图案来获得再现信号光，通过图像拾取装置获得再现图像信号来拾取再现信号光图像，利用再现图像信号的亮度值来执行预定算术运算，和移动图像拾取装置和空间光调制器之间的相对位置以响应算术运算结果。在全息装置和用于空间光调制器和图像拾取装置的定位方法中，通过具有比空间光调制器的分辨率高的图像拾取装置拾取像素匹配图案的图像，并且结果图象信号的亮度信号被用于执行预定算术运算以规定一个评价值。然后，相对于空间光调制器移动图像拾取装置的位置，以便评价值可能具有最大值从而自动地在像素水平校正空间光调制器和图像拾取装置之间的位置的位移。特别地，例如，在图像拾取装置的分辨率是空间光调制器的两倍高的场合，当图像信号是重复取样(oversample)时，如果空间光调制和图像拾取装置的位置彼此在像素水平并不重合，此时图像拾取装置接收光量减少。利用这个事实，使用评价函数评价接收光总量的减少，并且把这个评价值的总和显示最大值的位置认为是空间光调制器和图像拾取装置彼此在像素水平重合的位置。需要注意的是在预先记录在全息材料中的像素匹配图案用作上面描述的像素匹配图案的场合，也可以执行相似的定位操作。利用全息装置和用于空间光调制器和图像拾取装置的定位方法，通过利用具有比空间光调制器的分辨率高的图像拾取装置拾取像素匹配图案，利用结果图像信号的亮度值执行预定的算术运算以及相对于空间光调制器移动图像拾取装置的位置以致算术运算的结果可以具有最大值，可以校正空间光调制器和图像拾取装置之间任何的位置的位移。因此，可以增加图像拾取装置的接收光水平以再现具有低误码率和高质量的图像。附图说明结合附图，通过参考描述，将了解本专利技术的这些和其他目的，其中图1所示的是根据本专利技术实施例的全息装置结构的方块图；图2所示的是显示在图1所示的空间光调制器上的匹配图案一例子的示意图；图3所示的是显示在图1所示的空间光调制器上的匹配图案的配置一例子的示意图；图4A和4B是说明图1所示的空间光调制器和图像传感器之间的定位原理的波形图；图5是说明由图1所示的图像传感器的连续像素产生的亮度信号一例子的示意图；图6所示的是数据页的一例子的示意图，显示在图1所示的空间光调制器上用于自动定位的标记并入该数据页；图7是图6所示的数据页一部分的放大图；图8所示的是并入图1所示的全息记录和再现装置中的用于自动定位的控制系统的方块图；图9是说明由图8的控制系绕执行自动定位控制程序的流程图；图10所示的是当涉及一些位置的位移时，由图1所示的装置拾取的图像一例子的示意图；图11所示的是当没有涉及位置的位移时，由图1所示的装置拾取的图像一例子的示意图；图12所示的是当切掉图11所示的一图像时，该图像一例子的示意图。具体实施例方式首先参照图1，这里所示的是以运用了本专利技术的全息记录和再现装置形式的全息装置的结构。该全息记录和再现装置包括例如半导体层的激光光源1，快门2，半波片3，相位束分离器(PBS)4，另一个快门5，反射镜6，空间滤波器7，准直透镜8，另一个反射镜9，空间光调制器(SLM)10，以及傅立叶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全息装置，用于记录由空间光调制器光学空间调制的参考光和信号光形成的干涉条纹到全息记录材料上或通过图像拾取装置来拾取由照射照明再现光到全息记录材料上产生的再现信号光图像以获得再现图像信号，该装置包括：匹配数据采集部件，用于通过所述 图像拾取装置来直接拾取以显示在所述空间光调制器上的像素匹配图案光学空间调制过的信号光图像以获得再现图像信号；算术运算部件，用于利用该再现图像信号的亮度值来执行预定算术运算；和定位控制部件，用于移动所述图像拾取装置和所述空间光 调制器之间的相对位置以响应所述算术运算部件的算术运算结果。

【技术特征摘要】
JP 2004-7-28 2004-219578;JP 2005-1-21 2005-0145131.一种全息装置，用于记录由空间光调制器光学空间调制的参考光和信号光形成的干涉条纹到全息记录材料上或通过图像拾取装置来拾取由照射照明再现光到全息记录材料上产生的再现信号光图像以获得再现图像信号，该装置包括匹配数据采集部件，用于通过所述图像拾取装置来直接拾取以显示在所述空间光调制器上的像素匹配图案光学空间调制过的信号光图像以获得再现图像信号；算术运算部件，用于利用该再现图像信号的亮度值来执行预定算术运算；和定位控制部件，用于移动所述图像拾取装置和所述空间光调制器之间的相对位置以响应所述算术运算部件的算术运算结果。2.根据权利要求1的全息装置，其中所述定位控制部件相对于所述空间光调制器移动所述图像拾取装置或相对于所述图像拾取装置移动所述空间光调制器以响应所述算术运算部件的算术运算结果。3.根据权利要求1的全息装置，其中所述图像拾取装置具有比所述空间光调制器更高的分辨率，并且所述匹配数据采集部件重复取样以像素匹配图案光学空间调制过的信号光。4.根据权利要求3的全息装置，其中所述图像拾取装置的分辨率等于或高于所述空间光调制器的分辨率的两倍。5.根据权利要求1的全息装置，其中所述算术运算部件计算所述图像拾取装置的多个连续像素亮度值之差的平方和，然后计算这些平方和的总和或计算多个连续像素亮度值之差的总和。6.根据权利要求5的全息装置，其中所述算述运算部件计算平方和的总和并将计算出的平方和的总和规定为评价函数，或计算差值的总和并将计算出的差值的总和规定为评价函数，从再现图像信号获得多个线剖面，汇集这些剖面，以及基于评价函数从汇集的剖面中计算评价值。7.根据权利要求1的全息装置，其中所述定位控制部件移动所述图像拾取装置的机械位置以定位所述图像拾取装置以便所述算术运算部件的运算结果具有最大值。8.根据权利要求1的全息装置，其中像素匹配图案由一交替图案组成并以分散的方式显示在所述空间光调制器的显示屏的多个位置上。9.根据权利要求1的全息装置，其中像素匹配图案由设置在所述空间光调制器的显示屏的四个拐角的每一相邻定位标记之间的一细长的二值交替图案组成。10.一种全息装置，用于通过图像拾取装置来拾取由照射照明再现光到全息记录材料上所再现的再现信号光图像以获得再现图像信号，该装置包拾匹配数据采集部件，用于通过所述图像拾取装置来拾取由预先记录在全息记录介质内的相位匹配图案的再现而获得的再现信号光图像以获得再现图像信号；算术运算部件，用于利用所述再现图像信号的亮度值来执行预定算术运算；和定位控制部件，用于移动所述图像拾取装置和所述空间光调制器之间的相对位置以响应所述算术运算部件的算术运算结果。11.根据权利要求10的全息装置，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：马场茂幸，木原信宏，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]