JP2000067459A - Optical processing method and optical processor - Google Patents
Optical processing method and optical processorInfo
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Landscapes
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- Optical Head (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、画像などのデー
タがホログラムとして記録された光記録媒体からデータ
を読み出す光処理方法および光処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical processing method and an optical processing apparatus for reading data from an optical recording medium in which data such as an image is recorded as a hologram.
【0002】[0002]
【従来の技術】被測定パターンとマスクパターンとを比
較して、両者のパターンの異なる部分のみを検出する欠
陥検査装置や、背景光中から新規物体のみを光検出する
視覚センサなどの装置においては、通常、2つの画像パ
ターンを検出して、その和と差を演算することにより、
2つの画像の違いを識別して、物体の欠陥や移動などを
検知している。2. Description of the Related Art In a device such as a defect inspection device that compares a pattern to be measured and a mask pattern and detects only a portion different between the two patterns, and a visual sensor that detects only a new object from background light, etc. , Usually, by detecting two image patterns and calculating the sum and difference thereof,
The difference between the two images is identified to detect a defect or movement of the object.
【0003】このような2つの画像の演算は、通常、コ
ンピュータによって行われる。しかし、コンピュータに
よる画像処理は、基本的には1画素ごとに逐次演算する
ため、処理時間が長くなる欠点がある。そのため、実時
間で2つの画像の和や差を演算することは、事実上難し
い。また、処理時間を短くしようとすると、高速コンピ
ュータや並列コンピュータが必要となるが、これは高価
な上、大型であり、実用に適さない。The calculation of such two images is usually performed by a computer. However, image processing by a computer basically has a drawback that the processing time is long because the calculation is performed sequentially for each pixel. Therefore, it is practically difficult to calculate the sum or difference of two images in real time. In order to shorten the processing time, a high-speed computer or a parallel computer is required. However, this is expensive, large, and not suitable for practical use.
【0004】この問題を解決する方法として、特開平3
−107827号には、コヒーレントなプローブ光およ
びポンプ光を、互いの偏光方向を平行にして入射させた
ときに生じる光強度の変化に従って、媒体中に非可逆的
な格子を形成するとともに、互いの偏光方向を垂直にし
て入射させたときに生じる偏光方向の変調に従って、媒
体中に可逆的な(一時的な)格子を形成し、前記ポンプ
光と同じ偏光方向を有する他のコヒーレントなポンプ光
を前記ポンプ光と対向させて入射させたときの、非可逆
的な格子によるホログラフィー再生過程と、可逆的な格
子による4光波混合過程とによって、それぞれプローブ
光の前記ポンプ光と平行および垂直な偏光方向と等しい
偏光方向を有する互いに直交した2つの位相共役光を発
生させ、この2つの位相共役光を比較することによっ
て、2つの画像の和と差を演算する方法が示されてい
る。As a method for solving this problem, Japanese Patent Laid-Open No.
No. 107827 discloses that an irreversible grating is formed in a medium according to a change in light intensity caused when a coherent probe light and a pump light are incident with their polarization directions parallel to each other, A reversible (temporary) grating is formed in the medium in accordance with the polarization direction modulation that occurs when the polarization direction is perpendicularly incident, and another coherent pump light having the same polarization direction as the pump light is generated. A holographic reproduction process using an irreversible grating and a four-wave mixing process using a reversible grating, when the light is made to face the pump light, the polarization directions of the probe light parallel and perpendicular to the pump light, respectively. By generating two orthogonal phase conjugate lights having polarization directions equal to and comparing the two phase conjugate lights, the sum of the two images is calculated. How to calculate the difference are shown.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特開平3−107827号に示された方法には、以下の
ような問題がある。上記の方法では、2つの画像のう
ち、一方は媒体に記録されているホログラムからの再生
光(位相共役光)であり、他方は4光波混合によって実
時間で得られる再生光(位相共役光)である。したがっ
て、演算する2つの画像を同時に媒体に記録することが
できない。そのため、上記の方法を画像やデジタルデー
タを蓄積するホログラムメモリシステムとして用いる場
合には、記録されている複数の画像やデジタルデータ間
の演算を行うことはできない。また、上記の方法では、
得られた演算結果を記録するには別途、蓄積装置が必要
となる。However, the method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-107827 has the following problems. In the above method, one of the two images is reproduction light (phase conjugate light) from a hologram recorded on a medium, and the other is reproduction light (phase conjugate light) obtained in real time by four-wave mixing. It is. Therefore, two images to be calculated cannot be simultaneously recorded on a medium. Therefore, when the above method is used as a hologram memory system for storing images and digital data, it is not possible to perform calculations between a plurality of recorded images and digital data. Also, in the above method,
In order to record the obtained calculation result, a storage device is separately required.
【0006】さらに、上記の方法では、2つの画像を同
時に媒体に記録することや、2つの画像を同時に実時間
で再生することができないため、演算する2つの画像が
変化する場合には、2つの画像の和や差などを演算する
ことができないという問題がある。Further, in the above method, two images cannot be simultaneously recorded on a medium, and two images cannot be reproduced simultaneously in real time. There is a problem that the sum or difference of two images cannot be calculated.
【0007】そこで、この発明は、光記録媒体に記録さ
れている2つの画像などのデータ間で、和または差の演
算や論理演算などの任意の演算を、簡便かつ高速に行う
ことができるようにしたものである。Therefore, the present invention enables arbitrary and simple operations such as sum or difference operations and logical operations to be performed between data such as two images recorded on an optical recording medium. It was made.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明の光処理方法で
は、互いに直交する偏光方向を有する2つの信号光が同
一の参照光によって同一の領域に記録されている光記録
媒体の前記領域に、前記参照光と同じ読み出し光を照射
して、互いに直交する偏光方向を有する2つの回折光成
分が合成された回折光を得、この回折光から任意の偏光
成分を取り出すことによって、前記領域に前記2つの信
号光として記録されている2つのデータ間の演算出力を
得る。According to the optical processing method of the present invention, two signal lights having polarization directions orthogonal to each other are recorded in the same area of the optical recording medium by the same reference light. By irradiating the same read light as the reference light to obtain a diffracted light in which two diffracted light components having polarization directions orthogonal to each other are synthesized, and by extracting an arbitrary polarized light component from the diffracted light, An operation output between two data recorded as two signal lights is obtained.
【0009】[0009]
【作用】出願人は先に、特願平10−32834号によ
って、信号光または参照光の偏光方向を変えて、複数の
信号光を複数のホログラムとして、光記録媒体の同一領
域に多重に記録することを提案した。The applicant previously disclosed in Japanese Patent Application No. Hei 10-32834, by changing the polarization direction of signal light or reference light and recording a plurality of signal lights as a plurality of holograms in the same area of an optical recording medium in a multiplex manner. Suggested to do.
【0010】この先願の光記録方法では、信号光と参照
光の偏光方向を、互いに平行な方向と互いに直交する方
向の2通りとすることによって、入射光の偏光状態に感
応して偏光方向を記録できる光記録媒体(以下、偏光感
応型の光記録媒体と称する)の同一領域に、2つの信号
光を2枚のホログラムとして多重に記録することができ
る。In the optical recording method of the prior application, the signal light and the reference light are polarized in two directions, that is, a direction parallel to each other and a direction orthogonal to each other. Two signal lights can be multiplexed and recorded as two holograms in the same region of a recordable optical recording medium (hereinafter referred to as a polarization-sensitive optical recording medium).
【0011】これによれば、例えば、第1段階で、信号
光と参照光の偏光方向を互いに平行にして、第1の信号
光を1枚目のホログラムとして記録し、第2段階で、信
号光の偏光方向を90°回転させることにより、信号光
と参照光の偏光方向を互いに直交させて、第2の信号光
を2枚目のホログラムとして、1枚目のホログラムが記
録された領域に記録することができる。According to this, for example, in the first step, the polarization directions of the signal light and the reference light are made parallel to each other, the first signal light is recorded as the first hologram, and in the second step, the signal light is recorded. By rotating the polarization direction of the light by 90 °, the polarization directions of the signal light and the reference light are made orthogonal to each other, and the second signal light is used as a second hologram in the area where the first hologram is recorded. Can be recorded.
【0012】読み出し時には、2枚のホログラムが記録
されている領域に、記録時の参照光と同じ読み出し光を
照射することによって、2枚のホログラムから、それぞ
れ再生像を得ることができる。ただし、1枚目のホログ
ラムからの回折光成分と、2枚目のホログラムからの回
折光成分は、互いに偏光方向が直交する。At the time of reading, a reproduced image can be obtained from each of the two holograms by irradiating an area where two holograms are recorded with the same reading light as the reference light at the time of recording. However, the diffracted light component from the first hologram and the diffracted light component from the second hologram have orthogonal polarization directions.
【0013】そこで、回折光の光路に偏光子を配置し、
その偏光子の方位(透過軸)を、回折光の互いに偏光方
向が直交する2つの回折光成分の偏光方向に、それぞれ
一致させることによって、2つの回折像を分離して読み
出し、多重記録されている2つのデータを分離して読み
取ることができる。Therefore, a polarizer is arranged in the optical path of the diffracted light,
By making the direction (transmission axis) of the polarizer coincide with the polarization directions of two diffracted light components of which the polarization directions of the diffracted light are orthogonal to each other, the two diffraction images are separated and read out, and are multiplex-recorded. Two data can be read separately.
【0014】この先願の光記録方法を利用して、この発
明の光処理方法では、上述したように、互いに直交する
偏光方向を有する2つの信号光が同一の参照光によって
同一の領域に記録されている光記録媒体の前記領域に、
前記参照光と同じ読み出し光を照射して、互いに直交す
る偏光方向を有する2つの回折光成分が合成された回折
光を得、この回折光から任意の偏光成分を取り出すこと
によって、前記領域に前記2つの信号光として記録され
ている2つのデータ間の演算出力を得るものである。Using the optical recording method of the prior application, in the optical processing method of the present invention, as described above, two signal lights having polarization directions orthogonal to each other are recorded in the same area by the same reference light. In the area of the optical recording medium
By irradiating the same read light as the reference light to obtain a diffracted light in which two diffracted light components having polarization directions orthogonal to each other are synthesized, and by extracting an arbitrary polarized light component from the diffracted light, An arithmetic output between two data recorded as two signal lights is obtained.
【0015】したがって、この発明の光処理方法によれ
ば、光記録媒体に記録されている2つの画像などのデー
タ間で、和または差の演算や論理演算などの任意の演算
を、簡便かつ高速に行うことができる。Therefore, according to the optical processing method of the present invention, any operation, such as a sum or difference operation or a logical operation, between two data such as images recorded on an optical recording medium can be performed simply and at high speed. Can be done.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】〔光処理方法の原理〕図1は、こ
の発明の光処理方法の原理を示す。上述したように、光
記録媒体には、互いに直交する偏光方向を有する、1枚
目の画像の信号光および2枚目の画像の信号光が、それ
ぞれホログラムとして、同一の参照光によって同一の領
域に記録されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [Principle of Light Processing Method] FIG. 1 shows the principle of a light processing method according to the present invention. As described above, in the optical recording medium, the signal light of the first image and the signal light of the second image having the polarization directions orthogonal to each other are formed as holograms by the same reference light in the same area. It is recorded in.
【0017】この2枚のホログラムが記録されている領
域に、記録時の参照光と同じ読み出し光を照射すること
によって、2枚のホログラムから、それぞれ再生像が得
られる。ただし、図1に示すように、1枚目のホログラ
ムからの回折光成分A1と、2枚目のホログラムからの
回折光成分A2は、互いに偏光方向が直交する。By irradiating the area where the two holograms are recorded with the same readout light as the reference light at the time of recording, a reproduced image is obtained from each of the two holograms. However, as shown in FIG. 1, the polarization direction of the diffracted light component A1 from the first hologram and the diffracted light component A2 from the second hologram are orthogonal to each other.
【0018】上述したように、回折光の光路には偏光子
を配置する。この偏光子の方位θを0°にして、回折光
成分A1の偏光方向と一致させたときには、1枚目のホ
ログラムの回折像のみを分離して取り出すことができ
る。このとき、回折光成分A1の振幅をT1とすると、
偏光子を透過する光強度は|T1|2に比例する。As described above, the polarizer is arranged in the optical path of the diffracted light. When the direction θ of the polarizer is set to 0 ° and coincides with the polarization direction of the diffracted light component A1, only the diffraction image of the first hologram can be separated and taken out. At this time, assuming that the amplitude of the diffracted light component A1 is T1,
Light intensity transmitted through the polarizer | proportional to 2 | T1.
【0019】偏光子の方位θを90°にして、回折光成
分A2の偏光方向と一致させたときには、2枚目のホロ
グラムの回折像のみを分離して取り出すことができる。
このとき、回折光成分A2の振幅をT2とすると、偏光
子を透過する光強度は|T2|2に比例する。When the direction θ of the polarizer is set to 90 ° and coincides with the polarization direction of the diffracted light component A2, only the diffraction image of the second hologram can be separated and taken out.
At this time, when the amplitude of the diffracted light components A2 and T2, the light intensity transmitted through the polarizer | proportional to 2 | T2.
【0020】偏光子の方位θを45°にして、2つの回
折光成分A1およびA2の合成ベクトルの方向と平行に
すると、偏光子を透過する光強度は|T1+T2|2に
比例するようになる。すなわち、θ=45°とすること
によって、2つの回折光成分A1およびA2の和が得ら
れる。[0020] In the azimuth θ of the polarizer 45 °, when parallel to the direction of the two composite vectors of the diffracted light components A1 and A2, the light intensity transmitted through the polarizer | becomes proportional to 2 | T1 + T2 . That is, by setting θ = 45 °, the sum of the two diffracted light components A1 and A2 is obtained.
【0021】偏光子の方位θを135°にして、2つの
回折光成分A1およびA2の合成ベクトルの方向と直交
させると、偏光子を透過する光強度は|T1−T2|2
に比例するようになる。すなわち、θ=135°とする
ことによって、2つの回折光成分A1およびA2の差が
得られる。When the azimuth θ of the polarizer is set to 135 ° and is orthogonal to the direction of the combined vector of the two diffracted light components A1 and A2, the light intensity transmitted through the polarizer is | T1−T2 | 2
Becomes proportional to That is, by setting θ = 135 °, a difference between the two diffracted light components A1 and A2 is obtained.
【0022】回折光成分A1およびA2として読み出さ
れる1枚目および2枚目の画像を、それぞれ図2(A)
および(B)に示すような二値画像とすると、θ=45
°としたときの加算出力は、同図(C)に示すような画
像となり、θ=135°としたときの減算出力は、同図
(D)に示すような画像となる。同図(D)の減算出力
の画像は、1枚目および2枚目の画像の排他的論理和
(XOR)である。The first and second images read as the diffracted light components A1 and A2 are shown in FIG.
If a binary image as shown in FIG.
When the angle is set to °, the added output becomes an image as shown in FIG. 7C, and when the angle θ is set to 135 °, the subtracted output becomes an image as shown in FIG. The image of the subtraction output in FIG. 11D is an exclusive OR (XOR) of the first and second images.
【0023】また、同図(C)の加算出力の画像を、コ
ンピュータなどによって、しきい値処理することによっ
て、1枚目および2枚目の画像の、同図(E)に示すよ
うな論理積(AND)の画像、または同図(F)に示す
ような論理和(OR)の画像を得ることができる。Also, the image of the addition output of FIG. 3C is subjected to threshold processing by a computer or the like, so that the logic of the first and second images as shown in FIG. An image of a product (AND) or an image of a logical sum (OR) as shown in FIG.
【0024】以上のように、この発明によれば、演算す
る2つの画像をホログラムとして光記録媒体の同一領域
に、あらかじめ記録しておくことができる。そして、読
み出し時に、回折光の光路中に配置した偏光子の方位を
調整するだけで、そのホログラムとして記録されている
2つの画像の、和または差や論理演算出力など、任意の
演算出力を得ることができる。As described above, according to the present invention, two images to be calculated can be recorded in advance in the same area of an optical recording medium as a hologram. Then, at the time of reading, by simply adjusting the orientation of the polarizer arranged in the optical path of the diffracted light, an arbitrary operation output such as a sum or difference or a logical operation output of the two images recorded as the hologram is obtained. be able to.
【0025】〔光処理方法および光処理装置の実施形
態〕図3は、この発明の光処理方法および光処理装置の
一実施形態を示す。光源30からのコヒーレント光を、
ビームスプリッタ31で2つの光に分け、記録時にはシ
ャッタ32を開けて、ビームスプリッタ31を透過した
光を、レンズ33および34によって口径の広い平行光
にして、空間光変調器20に入射させる。[Embodiment of Light Processing Method and Light Processing Apparatus] FIG. 3 shows one embodiment of the light processing method and light processing apparatus of the present invention. The coherent light from the light source 30 is
The beam is split into two lights by a beam splitter 31, and at the time of recording, a shutter 32 is opened, and the light transmitted through the beam splitter 31 is converted into wide-parallel light by lenses 33 and 34, and is incident on the spatial light modulator 20.
【0026】後述するように、コンピュータ50によっ
て空間光変調器20に画像を表示して、空間光変調器2
0を通過した光として、空間光変調器20に表示された
画像の情報を有する信号光を得、この信号光を1/2波
長板21を通過させて、所定の偏光方向を有する信号光
1に変換する。As described later, an image is displayed on the spatial light modulator 20 by the computer 50 and the spatial light modulator 2 is displayed.
As the light passing through 0, a signal light having information of an image displayed on the spatial light modulator 20 is obtained, and this signal light is passed through a half-wave plate 21 to be converted into a signal light 1 having a predetermined polarization direction. Convert to
【0027】この1/2波長板21を通過した信号光1
を、レンズ35によって集光して、上述した偏光感応型
の光記録媒体10に照射する。同時に、ビームスプリッ
タ31で反射した光を、参照光2として、ミラー37お
よび38で反射させて、光記録媒体10の信号光1が照
射される領域に照射する。これによって、光記録媒体1
0中で信号光1と参照光2が干渉して、光記録媒体10
中にホログラムが記録される。The signal light 1 having passed through the half-wave plate 21
Is condensed by the lens 35 and is irradiated on the above-mentioned polarization-sensitive optical recording medium 10. At the same time, the light reflected by the beam splitter 31 is reflected as the reference light 2 by the mirrors 37 and 38, and is applied to an area of the optical recording medium 10 where the signal light 1 is applied. Thereby, the optical recording medium 1
0, the signal light 1 and the reference light 2 interfere with each other, and the optical recording medium 10
A hologram is recorded inside.
【0028】この場合、第1段階では、1枚目の画像と
して、図2(A)に示したような画像を空間光変調器2
0に表示し、1/2波長板21を、これを通過した信号
光1の偏光方向が紙面に垂直(これを0°とする)とな
るように調整して、信号光1と参照光2を同時に光記録
媒体10に照射することによって、光記録媒体10中に
1枚目のホログラムを記録する。In this case, in the first stage, as the first image, an image as shown in FIG.
0, and the 波長 wavelength plate 21 is adjusted so that the polarization direction of the signal light 1 passing therethrough is perpendicular to the paper surface (this is set to 0 °), and the signal light 1 and the reference light 2 are adjusted. At the same time, the first hologram is recorded in the optical recording medium 10.
【0029】次に、第2段階では、2枚目の画像とし
て、図2(B)に示したような画像を空間光変調器20
に表示し、1/2波長板21を、これを通過した信号光
1の偏光方向が紙面に平行(これを90°とする)とな
るように調整して、信号光1と参照光2を同時に光記録
媒体10に照射することによって、光記録媒体10中の
1枚目のホログラムが記録された領域に2枚目のホログ
ラムを記録する。Next, in the second stage, as the second image, an image as shown in FIG.
And the signal light 1 and the reference light 2 are adjusted by adjusting the half-wave plate 21 so that the polarization direction of the signal light 1 passing therethrough is parallel to the paper surface (this is 90 °). By irradiating the optical recording medium 10 at the same time, a second hologram is recorded in an area of the optical recording medium 10 where the first hologram is recorded.
【0030】ただし、参照光2の偏光方向は、1枚目の
ホログラムの記録時と2枚目のホログラムの記録時で同
一にする。However, the polarization direction of the reference light 2 is the same when recording the first hologram and when recording the second hologram.
【0031】読み出し時には、シャッタ32を閉じて信
号光1を遮断し、記録時の参照光2と同じ光を読み出し
光3として、光記録媒体10に照射する。照射された読
み出し光3は、光記録媒体10中に記録されているホロ
グラムによって回折される。At the time of reading, the signal light 1 is shut off by closing the shutter 32, and the same light as the reference light 2 at the time of recording is irradiated to the optical recording medium 10 as the reading light 3. The irradiated reading light 3 is diffracted by the hologram recorded in the optical recording medium 10.
【0032】その回折光4を、レンズ36によって、C
CDなどの光検出器40上に結像させて、信号光1のデ
ータ画像を読み取る。この場合、レンズ36と光検出器
40との間に偏光子22を配置し、図では結線を省略し
たが、コンピュータ50によって、この偏光子22の透
過軸を任意の方向に調整することによって、以下のよう
に、1枚目の画像または2枚目の画像のみ、または1枚
目の画像と2枚目の画像との間の任意の演算出力を読み
出す。The diffracted light 4 is converted by the lens 36 into C
An image is formed on a photodetector 40 such as a CD, and a data image of the signal light 1 is read. In this case, the polarizer 22 is arranged between the lens 36 and the photodetector 40, and the connection is omitted in the figure. However, by adjusting the transmission axis of the polarizer 22 in an arbitrary direction by the computer 50, As described below, only the first image or the second image, or an arbitrary calculation output between the first image and the second image is read.
【0033】図1において説明したように、1枚目の画
像のみを読み出すときには、偏光子22の透過軸を0°
とし、2枚目の画像のみを読み出すときには、偏光子2
2の透過軸を90°とする。第1段階で記録された1枚
目のホログラムからの回折光成分A1の振幅をT1、第
2段階で記録された2枚目のホログラムからの回折光成
分A2の振幅をT2とすると、偏光子22の透過軸を0
°としたときには、偏光子22を透過する光強度は|T
1|2に比例し、偏光子22の透過軸を90°としたと
きには、偏光子22を透過する光強度は|T2|2に比
例する。As described with reference to FIG. 1, when reading only the first image, the transmission axis of the polarizer 22 is set to 0 °.
When reading only the second image, the polarizer 2
The transmission axis of No. 2 is 90 °. Assuming that the amplitude of the diffracted light component A1 from the first hologram recorded in the first stage is T1, and the amplitude of the diffracted light component A2 from the second hologram recorded in the second stage is T2, a polarizer is used. 22 transmission axes
°, the light intensity transmitted through the polarizer 22 is | T
1 | 2 in proportion, when the transmission axis of the polarizer 22 was 90 °, the light intensity transmitted through the polarizer 22 | proportional to 2 | T2.
【0034】ただし、これは、信号光1の偏光が回折光
4に忠実に再生された場合である。実際には、光学系や
光記録媒体10の偏光特性によって、回折光4の偏光方
向は信号光1のそれと若干ずれる可能性がある。しか
し、その場合でも、多重記録されている2つの画像の偏
光方向は互いに直交した関係に保たれているので、偏光
子22の透過軸を適当に調整することによって、2つの
画像をクロストークを生じることなく分離して取り出す
ことができる。However, this is the case where the polarization of the signal light 1 is reproduced faithfully to the diffracted light 4. Actually, the polarization direction of the diffracted light 4 may slightly deviate from that of the signal light 1 due to the polarization characteristics of the optical system and the optical recording medium 10. However, even in such a case, the polarization directions of the two multiplex-recorded images are kept orthogonal to each other. Therefore, by appropriately adjusting the transmission axis of the polarizer 22, crosstalk between the two images can be reduced. It can be separated and taken out without generating.
【0035】偏光子22の透過軸を45°にすれば、偏
光子22を透過する光強度は|T1+T2|2に比例す
るようになり、2つの画像の加算出力が得られる。ま
た、偏光子22の透過軸を135°にすれば、偏光子2
2を透過する光強度は|T1−T2|2に比例するよう
になり、2つの画像の減算出力が得られる。If the transmission axis of the polarizer 22 is set at 45 °, the light intensity transmitted through the polarizer 22 becomes proportional to | T1 + T2 | 2, and an added output of two images is obtained. When the transmission axis of the polarizer 22 is set to 135 °, the polarizer 2
2 is proportional to | T1−T2 | 2, and a subtraction output of two images is obtained.
【0036】振幅T1およびT2で表される2つの画像
が、それぞれ、光の「明」(データ“1”)と「暗」
(データ“0”)で表される二値画像である場合には、
2つの画像の減算出力|T1−T2|2も二値データと
なり、図2(D)に示したように2つの画像の排他的論
理和(XOR)と等価になる。The two images represented by the amplitudes T1 and T2 are respectively "light" (data "1") and "dark" of light.
If the image is a binary image represented by (data “0”),
Subtracting outputs of the two images | T1-T2 | 2 also becomes binary data, equivalent to the exclusive OR of the two images as shown in FIG. 2 (D) (XOR).
【0037】一方、2つの画像の加算出力|T1+T2
|2は“1+1”,“1”,“0”の3つの値(明る
さ)を有するが、しきい値処理することによって、“1
+1”と“1”を「明」、“0”を「暗」とすれば、図
2(F)に示したように2つの画像の論理和(OR)が
得られ、“1+1”を「明」、“1”と“0”を「暗」
とすれば、図2(E)に示したように2つの画像の論理
積(AND)が得られる。On the other hand, the added output of two images | T1 + T2
| 2 has three values (brightness) of “1 + 1”, “1”, and “0”.
If “+1” and “1” are “bright” and “0” is “dark”, a logical sum (OR) of two images is obtained as shown in FIG. "Bright", "1" and "0" are "dark"
Then, a logical product (AND) of the two images is obtained as shown in FIG.
【0038】〔実施例〕上述した方法で、実際に記録再
生を試みた。光記録媒体10としては、信号光1と参照
光2との間の偏光角が、いかなる値のときでも、ホログ
ラムを記録できるものであれば、どのようなものでもよ
いが、ここでは、図4に示す化学式で表される、側鎖に
シアノアゾベンゼンを有するポリエステルを用いた。[Embodiment] Recording and reproduction were actually attempted by the method described above. The optical recording medium 10 may be of any type as long as the hologram can be recorded, regardless of the value of the polarization angle between the signal light 1 and the reference light 2. A polyester having a cyanoazobenzene in a side chain, represented by the chemical formula shown below, was used.
【0039】この材料は、特願平10−32834号に
詳細に記載されているように、側鎖のシアノアゾベンゼ
ンの光異性化による光誘起異方性(光誘起複屈折性、光
誘起2色性)によって、信号光の偏光方向をホログラム
として記録することができる。ホログラム読み出し光の
偏光方向を参照光のそれと等しくすれば、信号光と同じ
偏光方向を有する回折光を得ることができる。また、信
号光または参照光の偏光方向を変えて、複数の信号光を
複数のホログラムとして、光記録媒体の同一領域に多重
に記録することができる。すなわち、互いに直交する偏
光方向を有する2つの信号光を同一の参照光によって光
記録媒体の同一の領域に記録し、参照光と同じ読み出し
光で読み出すと、信号光と等しい互いに直交する偏光方
向を有する2つの回折光成分を同時に得ることができ
る。また、記録されたホログラムは、室温自然光のもと
で数年以上、緩和なく記録が保持される。As described in detail in Japanese Patent Application No. 10-32834, this material can be used for photo-induced anisotropy (photo-induced birefringence, photo-induced two-color) by photoisomerization of side chain cyanoazobenzene. ), The polarization direction of the signal light can be recorded as a hologram. By making the polarization direction of the hologram readout light equal to that of the reference light, diffracted light having the same polarization direction as the signal light can be obtained. Also, by changing the polarization direction of the signal light or the reference light, a plurality of signal lights can be multiplexed and recorded as a plurality of holograms in the same area of the optical recording medium. That is, when two signal lights having polarization directions orthogonal to each other are recorded in the same area of the optical recording medium by the same reference light and read out by the same reading light as the reference light, the orthogonal polarization directions equal to the signal light are changed. The two diffracted light components can be obtained at the same time. Further, the recorded hologram is maintained without relaxation for several years or more under room-temperature natural light.
【0040】光源30には、光記録媒体10としての、
側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルに感度
のあるアルゴンイオンレーザの発振線515nmを使用
した。空間光変調器20には、一画素の大きさが42μ
m×42μmで640×480画素のプロジェクタ用液
晶パネル1.3型を用いた。The light source 30 includes the optical recording medium 10,
An 515 nm oscillation line of an argon ion laser sensitive to polyester having cyanoazobenzene in the side chain was used. The spatial light modulator 20 has a pixel size of 42 μm.
A 1.3-inch liquid crystal panel for projectors having m × 42 μm and 640 × 480 pixels was used.
【0041】記録の第1段階では、図2(A)に示した
1枚目の画像を、コンピュータ50で作成して空間光変
調器20に表示し、1/2波長板21を信号光1の偏光
方向が紙面に垂直(0°)となるように調整して、信号
光1と参照光2を同時に光記録媒体10に照射すること
によって、光記録媒体10中に1枚目のホログラムを記
録した。このとき、参照光2の偏光方向は、信号光1の
それと等しい0°とした。In the first stage of recording, the first image shown in FIG. 2A is created by the computer 50 and displayed on the spatial light modulator 20, and the half-wave plate 21 is set to the signal light 1 Is adjusted so that the polarization direction becomes perpendicular (0 °) to the paper surface, and the signal light 1 and the reference light 2 are simultaneously irradiated on the optical recording medium 10, so that the first hologram is placed in the optical recording medium 10. Recorded. At this time, the polarization direction of the reference light 2 was set to 0 °, which is the same as that of the signal light 1.
【0042】記録の第2段階では、図2(B)に示した
2枚目の画像を、コンピュータ50で作成して空間光変
調器20に表示し、1/2波長板21を信号光1の偏光
方向が紙面に平行(90°)となるように調整して、信
号光1と参照光2を同時に光記録媒体10に照射するこ
とによって、光記録媒体10中の1枚目のホログラムが
記録された領域に2枚目のホログラムを記録した。この
とき、参照光2の偏光方向は、第1段階と等しい0°と
した。In the second stage of recording, the second image shown in FIG. 2B is created by the computer 50 and displayed on the spatial light modulator 20, and the half-wave plate 21 is set to the signal light 1 Is adjusted so that the polarization direction is parallel (90 °) to the paper surface, and the signal light 1 and the reference light 2 are simultaneously irradiated on the optical recording medium 10 so that the first hologram in the optical recording medium 10 is A second hologram was recorded in the recorded area. At this time, the polarization direction of the reference light 2 was set to 0 ° which is the same as the first stage.
【0043】読み出し時には、シャッタ32を閉じて信
号光1を遮断し、記録時の参照光2と同じ光を読み出し
光3として、光記録媒体10に照射した。読み出し光3
の偏光方向は、参照光2と等しい0°とした。回折光4
をレンズ36によって光検出器40上に結像させ、信号
光1のデータ画像を読み取った。At the time of reading, the signal light 1 was shut off by closing the shutter 32, and the same light as the reference light 2 at the time of recording was irradiated to the optical recording medium 10 as the reading light 3. Read light 3
Was set to 0 ° which is the same as the reference light 2. Diffracted light 4
Was imaged on the photodetector 40 by the lens 36, and the data image of the signal light 1 was read.
【0044】偏光子22の透過軸をほぼ0°にしたとき
には、図2(A)に示した1枚目の画像が検出され、偏
光子22の透過軸をほぼ90°にしたときには、図2
(B)に示した2枚目の画像が検出された。When the transmission axis of the polarizer 22 is substantially 0 °, the first image shown in FIG. 2A is detected. When the transmission axis of the polarizer 22 is substantially 90 °, the first image shown in FIG.
The second image shown in (B) was detected.
【0045】偏光子22の透過軸をほぼ45°にしたと
きには、図2(C)に示した加算出力の画像が検出さ
れ、偏光子22の透過軸をほぼ135°にしたときに
は、図2(D)に示した減算出力の画像(排他的論理和
の画像)が検出された。また、偏光子22の透過軸をほ
ぼ45°にしたときに得られた加算出力の画像を、しき
い値を2通りに変えて、しきい値処理することによっ
て、図2(E)に示した論理積の画像と、図2(F)に
示した論理和の画像とが得られた。When the transmission axis of the polarizer 22 is set to approximately 45 °, the image of the added output shown in FIG. 2C is detected. The image of the subtraction output (the image of exclusive OR) shown in D) was detected. FIG. 2E shows an addition output image obtained when the transmission axis of the polarizer 22 is set to approximately 45 ° by performing threshold processing while changing the threshold value in two ways. Thus, the image of the logical product and the image of the logical sum shown in FIG. 2 (F) were obtained.
【0046】〔他の実施形態〕偏光感応型の光記録媒体
10の材料としては、側鎖にシアノアゾベンゼンを有す
るポリエステルに限らず、一般的に、側鎖に光異性化す
る基を有する高分子または高分子液晶が好適である。ま
た、その光異性化する基としては、アゾベンゼン骨格を
含むものが好適であり、その高分子または高分子液晶と
しては、ポリエステル群から適宜選択した少なくとも1
種のモノマー重合体が好適である。[Other Embodiments] The material of the polarization-sensitive optical recording medium 10 is not limited to polyester having cyanoazobenzene in the side chain, but is generally a polymer having a photoisomerizable group in the side chain. Alternatively, a polymer liquid crystal is preferable. As the photoisomerizable group, a group containing an azobenzene skeleton is preferable, and as the polymer or the polymer liquid crystal, at least one group appropriately selected from the polyester group is used.
Some monomeric polymers are preferred.
【0047】また、光記録媒体10全体を、このような
光誘起異方性を示す材料で形成しないで、ガラス基板な
どの透明基板の一面側に、このような光誘起異方性を示
す材料からなる偏光感応層を形成してもよい。Further, the entire optical recording medium 10 is not formed of such a material exhibiting light-induced anisotropy, but is provided on one surface side of a transparent substrate such as a glass substrate. May be formed.
【0048】[0048]
【発明の効果】上述したように、この発明の光処理方法
および光処理装置によれば、光記録媒体に記録されてい
る2つの画像などのデータ間で、和または差の演算や論
理演算などの任意の演算を、簡便かつ高速に行うことが
できる。さらに、この発明の光処理方法によれば、光記
録媒体に記録されているデジタルデータを演算処理して
出力するデジタルメモリシステムを実現することがで
き、コンピュータのCPUの負担を軽減することができ
る。As described above, according to the optical processing method and the optical processing apparatus of the present invention, a sum or difference operation, a logical operation, or the like is performed between data such as two images recorded on an optical recording medium. Can be simply and quickly performed. Further, according to the optical processing method of the present invention, it is possible to realize a digital memory system for performing arithmetic processing on digital data recorded on an optical recording medium and outputting the digital data, and reduce the load on the CPU of the computer. .
【図1】この発明の光処理方法での信号光の偏光方向、
回折光の偏光方向および偏光子の方位の関係を示す図で
ある。FIG. 1 shows the polarization direction of signal light in the optical processing method of the present invention;
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a polarization direction of diffracted light and an orientation of a polarizer.
【図2】この発明の光処理方法での入力画像と出力画像
の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of an input image and an output image in the light processing method of the present invention.
【図3】この発明の光処理方法および光処理装置の一実
施形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing one embodiment of a light processing method and a light processing apparatus of the present invention.
【図4】この発明の光処理方法で用いる光記録媒体の材
料の一例の化学式を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a chemical formula of an example of a material of an optical recording medium used in the optical processing method of the present invention.
1…信号光 2…参照光 3…読み出し光 4…回折光 10…光記録媒体 20…空間光変調器 21…1/2波長板 22…偏光子 30…光源 31…ビームスプリッタ 32…シャッタ 40…光検出器 50…コンピュータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Signal light 2 ... Reference light 3 ... Reading light 4 ... Diffraction light 10 ... Optical recording medium 20 ... Spatial light modulator 21 ... 1/2 wavelength plate 22 ... Polarizer 30 ... Light source 31 ... Beam splitter 32 ... Shutter 40 ... Photodetector 50 ... Computer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 和夫 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい富士ゼロックス株式会社内 Fターム(参考) 2K008 AA01 AA04 AA06 AA17 BB04 BB06 CC01 DD12 HH12 HH14 HH26 5D119 BA01 BB20 CA20 FA02 JA31 JA33 JA70 KA07 KA08 KA11 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Kazuo Baba 430 Sakai, Nakagawa-machi, Ashigara-gun, Kanagawa Prefecture Green Tech Nakai Fuji Xerox Co., Ltd. F-term (reference) 2K008 AA01 AA04 AA06 AA17 BB04 BB06 CC01 DD12 HH12 HH14 HH26 5D119 BA01 BB20 CA20 FA02 JA31 JA33 JA70 KA07 KA08 KA11
Claims (8)
号光が同一の参照光によって同一の領域に記録されてい
る光記録媒体の前記領域に、前記参照光と同じ読み出し
光を照射して、互いに直交する偏光方向を有する2つの
回折光成分が合成された回折光を得、この回折光から任
意の偏光成分を取り出すことによって、前記領域に前記
2つの信号光として記録されている2つのデータ間の演
算出力を得ることを特徴とする光処理方法。1. An area of an optical recording medium in which two signal lights having polarization directions orthogonal to each other are recorded in the same area by the same reference light, is irradiated with the same reading light as the reference light, By obtaining a diffracted light in which two diffracted light components having polarization directions orthogonal to each other are combined, and extracting an arbitrary polarized component from the diffracted light, two data recorded as the two signal lights in the area are obtained. An optical processing method characterized by obtaining an operation output during the period.
と平行な偏光成分を偏光子により取り出すことによっ
て、前記演算出力として加算出力を得ることを特徴とす
る光処理方法。2. The optical processing method according to claim 1, wherein a polarization component parallel to a combined vector of the two diffracted light components is extracted from the diffracted light by a polarizer, thereby obtaining an addition output as the arithmetic output. A light processing method characterized by the above-mentioned.
2つのデータの論理積または論理和を得ることを特徴と
する光処理方法。3. The optical processing method according to claim 2, wherein a logical product or a logical sum of the two data is obtained by subjecting the added output to threshold processing.
と直交する偏光成分を偏光子により取り出すことによっ
て、前記演算出力として減算出力または排他的論理和を
得ることを特徴とする光処理方法。4. The optical processing method according to claim 1, wherein a polarization component orthogonal to a combined vector of the two diffracted light components is extracted from the diffracted light by a polarizer, so that the subtraction output or the exclusive output is obtained as the arithmetic output. An optical processing method characterized by obtaining a logical sum.
いて、 前記光記録媒体が、少なくとも一面側に、側鎖に光異性
化する基を有する高分子または高分子液晶からなる偏光
感応層を有することを特徴とする光処理方法。5. The polarization-sensitive method according to claim 1, wherein the optical recording medium is made of a polymer or a polymer liquid crystal having a photoisomerizable group in a side chain on at least one side. A light processing method comprising a layer.
ることを特徴とする光処理方法。6. The light processing method according to claim 5, wherein the photoisomerizable group contains an azobenzene skeleton.
ばれた少なくとも1種のモノマー重合体であることを特
徴とする光処理方法。7. The light processing method according to claim 5, wherein the polymer or liquid crystal polymer is at least one monomer polymer selected from a polyester group.
号光が同一の参照光によって同一の領域に記録されてい
る光記録媒体の前記領域に、前記参照光と同じ読み出し
光を照射して、互いに直交する偏光方向を有する2つの
回折光成分が合成された回折光を得る光学系と、 前記回折光から任意の偏光成分を取り出す偏光子と、 この偏光子を透過した偏光成分を検出する光検出器と、 を備える光処理装置。8. An area of an optical recording medium in which two signal lights having polarization directions orthogonal to each other are recorded in the same area by the same reference light, is irradiated with the same reading light as the reference light, An optical system that obtains a diffracted light in which two diffracted light components having polarization directions orthogonal to each other are combined; a polarizer that extracts an arbitrary polarized light component from the diffracted light; and a light that detects the polarized light component transmitted through the polarizer. A light processing device comprising: a detector;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23185698A JP3865023B2 (en) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | Optical processing method and optical processing apparatus |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000067459A true JP2000067459A (en) | 2000-03-03 |
JP3865023B2 JP3865023B2 (en) | 2007-01-10 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6949732B2 (en) * | 2001-07-18 | 2005-09-27 | Hitachi Ltd. | Optical apparatuses using the near-field light |
-
1998
- 1998-08-18 JP JP23185698A patent/JP3865023B2/en not_active Expired - Fee Related
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US6949732B2 (en) * | 2001-07-18 | 2005-09-27 | Hitachi Ltd. | Optical apparatuses using the near-field light |
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