(57)【要約】【課題】多値のホログラムメモリーにおいて、再生時にノイズの影響を小さくしてヒストグラムの輝度レベルの分散を小さくし、これによりビット誤りを低減し、正しくデータを復元し得るホログラムシンボルおよびホログラム記録再生装置を提供する。【解決手段】情報記録用のホログラム記録媒体に記録されるページデータの画像要素を構成し、かつ所定の複数画素１２０からなり、多値の階調を表すように構成されたホログラムシンボルにおいて、複数画素の各画素１２０の表示は明と暗の２値とされ、複数の画素１２０のうちの、明または暗の表示とされた画素の数に応じて、シンボル１１０全体の階調が規定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録用のホログラム記録媒体に記録されるページデータの画像要素を構成し、かつ互いに隣接する所定の複数画素から構成されることで、多値の階調を表すように形成されたシンボル部の集合であるホログラムシンボルにおいて、
前記複数画素の各画素の表示は明と暗の２値とし、前記複数画素のうちの、明または暗の表示とされた画素の数に応じて、前記シンボル部全体の階調のレベルが規定された構成とされていることを特徴とするホログラムシンボル。
【請求項２】
前記シンボル部が、縦方向および横方向が同数の画素を配列した正方形状とされ、かつ該シンボル部の各々において、前記明の表示とされた画素群の領域は、縦方向および横方向に同数の画素を配列した正方形状とされてなることを特徴とする請求項１に記載のホログラムシンボル。
【請求項３】
隣接する該シンボル部同士の、前記明の表示とされた画素が互いに隣接しないように、前記暗の表示とされた画素を間に介在させた形状としたことを特徴とする請求項１または２に記載のホログラムシンボル。
【請求項４】
前記シンボル部は、少なくとも最外周を構成する画素が前記暗の表示とされた構成であることを特徴とする請求項３に記載のホログラムシンボル。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のホログラムシンボルを用いたページデータを記録再生するホログラム記録再生装置において、前記ページデータを表示する空間光変調素子と、該空間光変調素子に表示された該ページデータの情報を担持してなる信号光と参照光とを干渉させてホログラム記録媒体に該ページデータの情報をホログラム記録するとともに、ホログラム記録された該ページデータの情報を再生する記録再生光学系と、該再生された該ページデータの情報を撮像するイメージセンサと、から構成されてなることを特徴とするホログラム記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録すべきページデータを構成するホログラムシンボル、およびこのページデータをホログラム記録媒体に記録するホログラム記録再生装置に関するものであり、大規模な情報アーカイブ装置およびそれを利用したアーカイブシステムに寄与するものであって、デジタルライブラリー、医療機関、データセンターおよび映像アーカイブス等への適用が可能なホログラムシンボルおよびホログラム記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量かつ高速な情報記録再生システムとしてホログラムメモリーが注目されている。ホログラムメモリーは、参照光・信号光と称される２つのコヒーレント光を干渉させ、生じた干渉縞を記録媒体に屈折率変化として記録・保持する。信号光は、液晶パネルなどの空間光変調器に表示された「ページデータ」と称される２次元データ画像により空間的に変調され、この後レンズを通じて記録媒体へ照射される。
【０００３】
ページデータは画素毎に明点もしくは暗点とした明暗パターンであり、例えば記録すべきデータが１または０の２値データの並びであるとすれば、これを２次元状に順序よく配列し、１を明点、０を暗点に対応させて表示したものである。１つの明点または暗点は空間光変調器の１つの画素で構成されるとは限らず、例えば縦３画素、横３画素の計９画素等の、隣接する複数画素で構成することもあるので、これ以降、明点、暗点の単位を「シンボル」と称することとする。
【０００４】
ところで、上記のようなホログラムメモリーは、参照光の条件（例えば記録媒体への入射角度、波長、あるいは波面など）を変化させながら、媒体の同一箇所に複数のページデータを多重して記録することにより高密度化・大容量化が可能である。多重の方式としてはこれまで様々なものが提案されている。そのうち角度多重方式は媒体を光学系に対し静止させた状態で、参照光の媒体入射角度を変化させることにより、媒体の同一箇所に異なるホログラム、すなわち異なるページデータを重ね書きする。このため、ホログラムメモリーを容易に高密度記録化することが可能である。
【０００５】
ホログラムメモリーに記録されたページデータの再生時には、参照光の媒体入射角度を記録時と同一の角度となるように選択すれば、ブラッグの回折条件を満たすホログラムからのみ強い回折光が生じ、これにより一つのページデータを選択的に再生することができる。
【０００６】
回折された再生光はイメージセンサで撮像する。撮像された再生像には記録したページデータが含まれているので、この領域を特定し、補間などの座標変換を用いて元のページデータ配列に並べ替える。その後、デインターリーブ、誤り訂正などの信号処理を施すことにより元のページデータを復元できる。このような一連の流れは、例えば後述する非特許文献１や後述する特許文献１に詳述されている。
【０００７】
ここで転送速度と記録密度・容量について考察する。ページデータの画素数としては縦横方向のいずれも1000画素〜2000画素程度を配列することが一般的である。これは使用する空間光変調器の画素数にも依存して決められる。ここで、例えばページデータの画素数が縦1000画素×横1000画素の百万画素だとする。１シンボルを１画素で構成するものとし、１シンボルに１ビット（明と暗の２値）の情報量を割り当てると、１つのページデータが１Ｍビットの情報量を有することになる。このとき、１つのページデータのホログラムとしての記録またはホログラムからの再生を１ミリ秒で完了させると、データ転送速度は１Ｇビット／秒となる。面記録密度については、例えば記録媒体面におけるホログラム面積が０．５×０．５mmであり、角度多重により400多重した場合には面記録密度１.６Ｇビット／平方ミリとなる。この面記録密度は約１Ｔビット／平方インチであり、一辺３インチの正方形の記録媒体面の全面にデータをホログラムとして記録すると、約１Ｔバイトの容量となる。
【０００８】
転送速度と密度・容量のさらなる向上にむけて種々の手法が提案されているが、中でも多値記録は両者を同時に向上できるものとして有望である。多値記録とは、具体的には、１シンボルに１ビットを超える情報量を割り当てることを意味する。また、「多値」とは１シンボルに２値を超える輝度レベル数を割り当てることを意味する。例えば１シンボルに４値を単純に割り当てた場合、１シンボルあたりのビット数は２ビットとなり、転送速度も密度・容量もそれぞれ２倍に向上できる。
【０００９】
多値の実現には位相変調と振幅変調のどちらか、あるいはその混合が考えられるが、本願発明者等は、振幅変調型の多値に注目して本発明をなしたものである。以降の「多値」および「４値」は、振幅変調型における多値および４値を意味するものとする。
【００１０】
ところで、多値の場合、２値と同じノイズ量のもとではビット誤りが増えてしまうという問題がある。このことを、図４、５を用いて説明する。図４は８ビット階調のイメージセンサにおける２値の場合の典型的なヒストグラムの例である。記録時にはページデータ内でシンボル（明点、暗点）を、それぞれ一つの画素で構成して空間光変調器に表示するとした場合、これをホログラムとして記録したのち再生すると、そのシンボル輝度は拡がりをもったヒストグラムを形成する。これは、さまざまな要因によるノイズが重畳されることから、ページデータ内の各シンボル値がばらつきをもつためである。しかしながら、２値の場合のケースでは、図４に示すように、暗点と明点の分布に重なりがみられず、例えばシンボル輝度Ｔを境目として、Ｔより低いシンボル輝度は暗点であり、Ｔより高いシンボル輝度は明点である、と判定すればビット誤り無くデータを復号することができる。
【００１１】
一方、同じノイズ量のもとで４値を記録再生した場合のヒストグラムの例を図５に示す。
ここで、４つの振幅値を明点、明灰点、暗灰点、暗点と称することとする。ノイズにより各画素値にばらつきが生じるため、分布が相互に重なりをもつ。重なる部分はいずれの振幅値に相当するか明確に判定できないため、ビット誤りとなることが問題である。
【００１２】
ホログラムメモリーにおける種々のノイズ要因については後述する特許文献２に記載されており、そのうち支配的なものを挙げると次のとおりである。
１）信号光生成の段階で発生するもの：レーザ光のビームプロファイルに起因するノイズ、および信号光生成系での光学部品間の多重干渉に起因するノイズ等である。
２）信号光生成から記録再生までの間に発生するもの：参照光の波面誤差に起因するノイズ、および信号光生成系以外の光学系での光学部品間の多重干渉に起因するノイズ等である。
３）信号光の伝搬時のもの：変調パターン伝送時における光学系の光学伝達関数（OTF：Optical Transfer Function）、および復元時のリサンプリングに起因するノイズのうち光のあるシンボルに重畳されるもの等である。
４）再生光の撮影時に関するもの：撮像素子のショットノイズ、および撮像素子の固定パターンノイズ等である。
【００１３】
これらのノイズ１）〜４）の影響で、図５に示すようにヒストグラムの各曲線の分散が大きくなるため、ビット誤りが生じることとなり、記録したデータを正しく復元できない、という問題がある。
【００１４】
このようなノイズ要因に対して、その低減手法も提案されている。
例えば、レーザ光のビームプロファイル、撮像素子の固定パターンノイズ、あるいは光学部品間の多重干渉等に起因するような、時間変動せずに再生ページデータ内で位置的に移動のない「固定パターンノイズ」の場合には、そのパターンを取得し、再生ページデータを、そのパターンで除算することで軽減する手法が知られている（下記特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開2014-32714号公報
【特許文献２】特許第5100729号
【特許文献３】特許第4863913号
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】木下ほか、“高精細映像再生に向けたホログラムメモリー信号処理アルゴリズム” 映像情報メディア学会論文誌, Vol.68, No.8, pp.J348-J357 (July 2014)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
４値に代表される振幅多値では、ページデータ内のシンボルがそれぞれ輝度レベルをもつが、上述したようなノイズ低減手法によっても、振幅値の重なりを回避する程度までノイズを低減することは難しく、再生時に、シンボルがいずれの輝度レベルに属するか明確に判定できない。
特に暗点以外のシンボルにおいて、光にノイズが重畳された状態となることを改善する手法が望まれている。
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、多値のホログラムメモリーにおいて、再生時にノイズの影響を小さくしてヒストグラムの輝度レベルの分散を小さくし、もってビット誤りを低減し、正しくデータを復元し得るホログラムシンボルおよびホログラム記録再生装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明のホログラムシンボルは、
情報記録用のホログラム記録媒体に記録されるページデータの画像要素を構成し、かつ互いに隣接する所定の複数画素から構成されることで、多値の階調を表すように形成されたシンボル部の集合体であるホログラムシンボルにおいて、
前記複数画素の各画素の表示は明と暗の２値とし、前記複数画素のうちの、明または暗の表示とされた画素の数に応じて、前記シンボル部全体の階調のレベルが規定された構成とされていることを特徴とするものである。
なお、本願の特許請求の範囲ならびに、明細書の課題を解決するための手段および発明の効果の欄における記載では、「シンボル部」単体を多数集合した「シンボル部」の群を「ホログラムシンボル」と称するものとする。
また、本願の特許請求の範囲および明細書の記載において、「暗の表示」とは、明るさにより分類された複数の階調レベルのうち、最も明るさのレベルが低い階調レベルの表示を称し、「明の表示」とは、「暗の表示」以外の階調レベルの表示を称するものとする。
【００１９】
また、前記シンボル部が、縦方向および横方向が同数の画素を配列した正方形状とされ、かつ該シンボル部の各々において、前記明の表示とされた画素群の領域は、縦方向および横方向に同数の画素を配列した正方形状とされてなることが好ましい。
【００２０】
また、隣接する該シンボル部同士の、前記明の表示とされた画素が互いに隣接しないように、前記暗の表示とされた画素を間に介在させた形状とすることが好ましい。
前記シンボル部は、少なくとも最外周を構成する画素が前記暗の表示とされた構成であることが好ましい。
【００２１】
さらに、本発明のホログラム記録再生装置は、上記のいずれかのホログラムシンボルを用いたページデータを記録再生するホログラム記録再生装置において、前記ページデータを表示する空間光変調素子と、該空間光変調素子に表示された該ページデータの情報を担持してなる信号光と参照光とを干渉させてホログラム記録媒体に該ページデータの情報をホログラム記録するとともに、ホログラム記録された該ページデータの情報を再生する記録再生光学系と、該再生された該ページデータの情報を撮像するイメージセンサと、から構成されてなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のホログラムシンボルおよびホログラム記録再生装置によれば、シンボル部は明と暗の２値とし、前記複数画素のうちの、明または暗の表示とされた画素の数に応じて、前記シンボル全体の階調を制御することができ、また、このホログラムシンボルを用いて形成されたページデータを良好に復元することができる。
すなわち、各画素の階調自体は２値で表されているので、明点なのか暗点なのかの識別を明確に行うことができ、その明点の数に応じて、階調のレベルを判断することができるので、再生時におけるノイズの影響を極めて小さくすることができる。
これにより、ヒストグラムの輝度レベルの分散を、大幅に小さくすることができ、ビット誤りを低減し、正しくデータを復元することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態（実施例）に係るホログラムシンボルの原理を説明するための概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係るホログラム記録再生装置の構成を示す概略図である。
【図３】本発明の実施例に係るホログラムシンボルによるページデータを再生した場合の明るさ分布のヒストグラムを示すものである。
【図４】ホログラムシンボルの階調が２値の場合における再生ページデータの明るさ分布のヒストグラムを示すものである。
【図５】ホログラムシンボルの階調が４値の場合における再生ページデータの明るさ分布のヒストグラムを示すものである。
【図６】従来技術（比較例）に係るホログラムシンボルを説明するための概略図である。
【図７】図６に示す従来技術（比較例）に係るホログラムシンボルによるページデータを再生した場合の明るさ分布のヒストグラムを示すものである。
【図８】図１に示す実施形態に係るホログラムシンボルの変更態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係るホログラムシンボルを、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、１つのシンボル１１０を、縦６×横６の３６個の画素１２０で構成し、各画素１２０を、明または暗の２値のいずれかに設定する。
また、明るい画素（以下、明画素と称する）の数と、暗い画素（以下、暗画素と称する）の数（３６-明画素の数）を調整することにより、各シンボル１１０が暗点、暗灰点、明灰点、明点のいずれか（本実施形態においては４階調とされている）となるように設定する。
【００２５】
本実施形態におけるシンボル構成は、信号品質を向上させるように、ノイズの影響を軽減し得るものであり、イメージセンサ２１（図２を参照）で再生像を取得する際に、中間調である暗灰点と明灰点の輝度が飽和しないようイメージセンサ２１のゲイン、露光時間およびレーザーパワーが調整される。
【００２６】
換言すれば、シンボル１１０の明点については輝度が飽和（8ビット階調で255）状態に設定することも可能である。この場合、暗灰点と明灰点に重畳されているノイズとその影響による輝度レベル変動が直接的に再現されて、イメージセンサ２１において認識される。
【００２７】
そこで、中間調であっても、そのシンボル１１０を構成する画素１２０の輝度値を、明画素についてはシンボル１１０の飽和（８ビット階調で255）状態と一致させ、その画素１２０の画素数を変化させることで開口率を変化させ、これにより、シンボル１１０を暗灰点や明灰点の中間調を表現するように構成するようにしている。
【００２８】
すなわち、図１に示すように、暗灰点（（ｂ）を参照）、明灰点（（ｃ）を参照）、および明点（（ｄ）を参照）については、シンボル１１０内でＯＮ（明画素）となる画素１２０の数がそれぞれ４個、９個、および１６個であり、シンボル１１０内での開口率としてはそれぞれ１１％、２５％、４４％となる。
なお、暗点については、シンボル１１０内でＯＮ（明画素）となる画素１２０の数は０個であり、シンボル１１０内での開口率としては０％となる。
【００２９】
このように本実施形態により形成されたシンボル１１０は、各画素１２０の階調を２値で表しているので、各画素１２０の明るさのレベル識別を明確に行うことができ、その明点の数に応じてシンボル１１０の階調を判断するようにしているので、再生像におけるノイズの影響を極めて小さくすることができることになる。
【００３０】
なお、本実施形態においては、上述したように、シンボル１１０の暗灰点、明灰点、および明点については、シンボル１１０内でＯＮ（明画素）となる画素１２０の数がそれぞれ４個、９個、および１６個とされているが、いずれも、明画素となる画素１２０の群が縦、横、共に等しい数の正方形状とされている。
また、これらの暗灰点、明灰点、および明点のいずれについても、明画素となる画素１２０の群の周囲に、少なくとも１画素の暗画素の帯１１１を設けている。このように、シンボル１１０の外周部に暗画素の帯１１１を設けることにより、隣接するシンボル１１０同士の、明画素となる画素１２０が隣りあう状態となるのを防止することができ、解像特性の低下をきたすことがないので、ビット誤りの増加を防止することができる。
【００３１】
図２は、本発明の実施形態に係るホログラム記録再生装置１００の構成を示すものである。このホログラム記録再生装置１００は、上記実施形態に係るホログラムシンボルを用いたページデータをホログラム記録媒体１１にホログラム記録し、再生する装置であって、多重記録機能が付加されたホログラム記録再生装置１００とされている。
図２に示すホログラム記録再生装置１００は、記録媒体（ホログラム記録媒体：以下同じ）１１に対するホログラムの記録・再生を行うホログラム光学系３００と、空間光変調器（ＳＬＭ）２３に対して、記録に係るページデータ情報を出力するページデータ出力手段１２３と、再生されたホログラムを撮像する、ＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子等からなるイメージセンサ２１と、イメージセンサ２１により撮像された再生像情報を格納する再生像格納メモリ１２１を備えてなる。なお、使用に供される記録媒体１１は、例えば、２枚のガラス板に挟持された厚さ１mm程度のフォトポリマー材料により構成される。
【００３２】
上記ホログラム光学系３００において、レーザ光源１から出射された光ビームは、シャッタ２を開くことでスペイシャルフィルタ３に導かれ、このスペイシャルフィルタ３により空間的なノイズが除去されるとともにビーム径が拡大される。
【００３３】
信号記録時において、スペイシャルフィルタ３からの光ビームは、ミラー４を介して半波長板５により所望の偏光比に調整され、この後、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）６により分離された偏光のうち、例えば、縦偏光成分（Ｓ偏光成分）は参照光として、横偏光成分（Ｐ偏光成分）は、後に信号（ページデータ）が担持される信号搬送用光として各々利用される。なお、この光ビームとしては、例えば、波長４０５ｎｍのレーザ光が使用される。
【００３４】
上記信号搬送用光は、レンズ７とレンズ８により後述の元ページデータ配列の大きさ程度までビーム径が拡大された後、シャッタ２２を開くことでＰＢＳ９を透過して、ＳＬＭ（Spatial Light Modulator：空間光変調器）２３に照射される。このとき、ＳＬＭ２３には、前述したように、ページデータ出力手段１２３から送出された、前述したシンボル１１０を用いて形成された元ページデータが表示されており、これにより信号搬送用光が空間的に変調されて信号光となる。なお、ＳＬＭ２３としては、例えば、画素数４０９６×２４００、画素ピッチ３．８μmの反射型液晶パネル（ＬＣＯＳ）を用い、元ページデータの画素配列として、例えば、３４８０×２０８８の大きさとする。なお、反射型液晶パネルに替えて、透過型液晶パネルやＤＭＤ等の他のＳＬＭを用いることも可能である。
【００３５】
元ページデータへの情報の格納は、例えば、記録すべき情報列をｋビットずつ取り出し、所定の変換テーブルを用いてｍ×ｎの画素配列に変換した後、元ページデータ配列の左上端から右方向へ順に格納する。右端まで格納し終えたら１つ下の行へ移り、同様に変換、格納を続ける。
【００３６】
上記信号光は、その縦偏光成分のみがＰＢＳ９によってＦＴＬ（Fourier Transform Lens：フーリエ変換レンズ）１０の方向へ反射される。反射された信号光（縦偏光成分）は、ＦＴＬ１０を透過することにより光学的なフーリエ変換を受け、その後、フーリエ変換面に配置された開口絞り１２の開口（空間フィルタ）により０次の回折光のみが通過を許容され、リレーレンズ２４を介して記録媒体１１上に照射される。
【００３７】
一方、上記参照光は、縦偏光状態のまま半波長板１４を通過する。半波長板１４を通過した参照光は、ミラー１５を介して（開口）絞り１６に入射し、光束径を縮小された後、ＰＢＳ１７において記録時参照光として直角に反射され、ミラー１８、ガルバノメータミラー１９およびリレーレンズ２０を介して、所定の角度で記録媒体１１上に照射される。
【００３８】
記録時参照光と信号光が交差した部分において光の干渉縞、すなわち光の明暗が生じ、この位置に記録媒体１１が配置されていることにより記録媒体１１の記録面において屈折率分布が形成され、１つのホログラムの記録操作が完了する。なお、ガルバノメータミラー１９の角度を変えて参照光の記録媒体１１への入射角度を変えることにより、記録媒体１１の同一領域に複数のホログラムを記録する角度多重記録を行うことができる。なお、この角度多重処理における角度ピッチは例えば0.15°、多重数は例えば９６とする。
【００３９】
また、信号再生時においては、スペイシャルフィルタ３からの光ビームが半波長板５により完全に縦偏光（Ｓ偏光）とされ、ＰＢＳ６により直角に反射される。この後、半波長板１４により完全に横偏光（Ｐ偏光）にされることで、ＰＢＳ１７を再生時参照光として透過し、ミラー３１、ガルバノメータミラー３２およびリレーレンズ３３を介して、裏面側より記録媒体１１へ照射される。これは、位相共役再生と称される周知の再生手法であり、この場合には再生光は、記録媒体１１からＦＴＬ１０側へ出射されてＦＴＬ１０を通過する。このときの再生光は横偏光であるから、この後、ＰＢＳ９を透過してイメージセンサ２１に入射する。なお、イメージセンサ２１には、例えば、画素数５００８×２８１６、画素ピッチ３．１μmのＣＭＯＳ撮像素子を用いる。
【００４０】
再生光がイメージセンサ２１に入射すると、再生光に担持された再生像情報が取得（撮像）され、この再生像情報は、再生像格納メモリ１２１に送出され、この後、再生像に対する各処理、すなわち再生像に補間処理、領域切り出し、フィルタリング等の信号処理が施され、さらに復調・エラー訂正処理が施されることで元データを良好に復元することができる。
【実施例】
【００４１】
以下、上記実施形態に係るホログラムシンボルを用いてページデータを作成し、上記ホログラム記録再生装置１００を用いて該ページデータをホログラム記録媒体１１に記録し、再生した場合を実施例として、その評価を行った。
また、図６に示す、従来技術に係るホログラムシンボルを用いてページデータを作成し、上記ホログラム記録再生装置１００と同様に構成されたホログラム記録再生装置を用いて該ページデータをホログラム記録媒体に記録し、再生した場合を比較例としてその評価を行い、本実施例の場合と比較した。
【００４２】
(実施例)
本実施例の諸元を下表１に示す。
【表１】
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上記諸元により規定された条件に設定し、イメージセンサ２１で撮影された再生ページデータを補間処理や領域切り出しして、暗点と明点を検出し、そのシンボル輝度を輝度レベル0から255まで規格化することによりページデータ全体に関する明るさのヒストグラムを得た。
その結果は、図３に示す如くである。ヒストグラム上の各シンボル１１０に対応するピークは分散が低減され曲線が先鋭化されていることが明らかである。これにより、各階調の曲線同士の重なりが解消され、輝度レベルの誤認識が大幅に軽減されていることが確認された。
【００４３】
(比較例)
一方、従来技術（比較例）に係るホログラムシンボルは、図６に示す如く、１つのシンボルを6×6画素で構成するとともに、そのシンボルを縦方向に３個、横方向に３個並べて正方形状としたものである。各表示画素の明るさは、各階調毎に一様であり、暗点、暗灰点、明灰点、明点の４つの階調を表現し得るように構成した。また、3×3シンボルのうち必ず6シンボルが暗点であるものとし、残り3シンボルは暗点ではなく、かつ少なくとも１シンボルは明点となるように規定した。
【００４４】
イメージセンサで撮影された再生ページデータを補間処理や領域切り出しして、3×3シンボルごとに暗点と明点を検出し、そのシンボル輝度を輝度レベル0から255まで規格化することによりページデータ全体に関する明るさのヒストグラムを得た。これを図７に示す。
図７に示すヒストグラムから明らかなように、シンボル間の境界においては、レンズ収差やレンズMTF、瞳径、高周波成分遮断の影響により、隣接シンボルに光が漏れてしまい、波形なまりが発生した。これにより、それぞれの分布は重なりが大きくなり、ビット誤りの発生を阻止することは困難であった。
【００４５】
＜変更態様＞
本発明のホログラムシンボルおよびホログラム記録再生装置としては上記実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の変更の態様をとることが可能である。例えば、上述したシンボル１１０の外周部に設けた暗画素の帯１１１は、隣接するシンボル１１０同士で、明画素の領域が隣りあう状態となるのを防止することにあるので、例えば図８に示す（４シンボル分を抜粋して示す）ように、シンボル１１０Ａの一つの角（図中、各シンボル１１０Ａの右下の角）を挟む２つの辺に沿って暗画素の帯１１１Ａを設けたシンボル１１０Ａによる構成としてもよい。このような構成とすることにより、当該シンボル１１０Ａの暗画素の帯１１１Ａおよび隣接するシンボル１１０Ａの暗画素の帯１１１Ａによって、隣接するシンボル１１０Ａの、明画素の領域１１２Ａ同士が連続して配置されることが防止される。
【００４６】
その際に、暗画素の帯１１１Ａの幅は各々２画素分とし、暗灰点は中央の縦２×横２の４画素を明画素とすること（図８の（Ａ）の領域）により、明灰点は、暗灰点の明画素の領域（Ａ）を含む縦３×横３の９画素を明画素とすること（図８の（Ａ）＋（Ｂ）の領域）により、さらに明点は、明灰点の明画素の領域（Ａ）＋（Ｂ）を含む縦４×横４の１６画素を明画素とすること（図８の（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）の領域）により、各々構成される。
【００４７】
なお、図８に示すようなシンボル構成のＳＬＭを用いることができれば、表示制御処理も容易となり好ましい。その場合において、上述した暗画素の帯１１１Ａは不透明な電気配線部とすればスペース上効率的であり、好ましい。
【００４８】
また、本発明のホログラムシンボルおよびホログラム記録再生装置は、上述した実施形態に示す開口率、シンボルを構成するための画素数、光学系を構成する空間光変調器やイメージセンサの仕様等に限られるものではない。これらの仕様等は、ホログラムメモリーの要求スペックと密接に関連し、種々のシステムパラメータが複雑に絡み合って決定づけられるものであるため、状況に応じ、適宜、態様を変更して適用させることが望ましい。
また、上述した実施形態においては、正方形状のシンボルを複数の正方形状の画素で構成するようにしているが、画素の形状、明表示（高輝度表示）となる画素群がなす領域形状、シンボルの形状等については正方形状に限定されるものではなく、例えば、シンボル１１０内の離間した画素によって構成される複数の画素により明表示（高輝度表示）とされるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１      レーザ光源
２、２２      シャッタ
３      スペイシャルフィルタ
４、１５、１８、３１      ミラー
５、１４      半波長板
６、９、１７      ＰＢＳ
７、８、１０      レンズ（ＦＴＬを含む）
１１      ホログラム記録媒体
１２、１６      絞り（開口絞りを含む）
２１      イメージセンサ
２３      ＳＬＭ（空間光変調素子）
２０、２４、３３      リレーレンズ
１９、３２      ガルバノメータミラー
１００  ホログラム記録再生装置
１１０、１１０Ａ      シンボル
１１１、１１１Ａ      暗画素の帯（暗画素帯領域）
１１２Ａ      明画素の領域
１２０      画素
１２１      再生像格納メモリ
１２３      ページデータ出力手段
３００  ホログラム光学系
【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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