(57)【要約】【課題】  積層ホログラム記憶媒体に記録された情報データを再生する際に、再生画像データを正確にデコードすることを可能とする。【解決手段】  、少なくとも、再生されるべき画像データである基画像データまたは合成画像データを入力する画像データ入力部１８と、基画像データまたは再生画像データを情報データに変換する情報データ変換部１９と、情報データを再生画像データに逆変換する情報データ逆変換部２０と、合成画像データと基画像データとの差分が前記再生画像データと基画像データとの差分より小さくなるものとする係数αを算出する係数(α)算出部２１と、前記再生画像データ、基画像データ及び係数αにより求められる合成画像を生成する合成画像データ生成部２４と、記録データ用回折格子層に記録する情報データを出力する情報データ出力部２６とを有する。【選択図】    図１
2006220936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層ホログラム情報記憶媒体における記録データ用回折格子層に記録する情報データを生成する情報データ生成装置であって、
少なくとも、再生されるべき画像データである基画像データまたは合成画像データを入力する画像データ入力手段と、
基画像データまたは再生画像データを情報データに変換する情報データ変換手段と、
情報データを再生画像データに逆変換する情報データ逆変換手段と、
合成画像データと基画像データとの差分が前記再生画像データと基画像データとの差分より小さくなるものとする係数αを算出する係数(α)算出手段と、
前記再生画像データ、基画像データ及び係数αにより求められる合成画像を生成する合成画像データ生成手段と、
記録データ用回折格子層に記録する情報データを出力する情報データ出力手段と、
を有することを特徴とする情報データ生成装置。
【請求項２】
前記情報データ出力手段は、前記再生画像データと基画像データとの差分が予め定めた閾値より小さくなった際に逆変換により得られる再生画像データが該逆変換される前の情報データを出力することを特徴とする請求項１に記載の情報データ生成装置。
【請求項３】
積層ホログラム情報記憶媒体における記録データ用回折格子層に記録する情報データを生成する情報データ生成装置であって、
少なくとも、再生されるべき画像データである基画像データを入力する画像データ入力手段と、
基画像データまたは階調反転画像データを情報データに変換する情報データ変換手段と、
情報データを再生画像データに逆変換する情報データ逆変換手段と、
前記再生画像データの階調反転画像データを生成する階調反転画像データ生成手段と、
記録データ用回折格子層に記録する情報データを出力する情報データ出力手段と、
を有することを特徴とする情報データ生成装置。
【請求項４】
積層ホログラム情報記憶媒体における記録データ用回折格子層に記録する情報データを生成する情報データ生成装置であって、
少なくとも、再生画像データを構成する、記録データ用回折格子層から出射する再生光である光検出器における輝点の間隔を調節する輝点間隔調整手段と、
再生されるべき画像である基画像データを入力する画像データ入力手段と、
基画像データを情報データに変換する情報データ変換手段と、
記録データ用回折格子層に記録する情報データを出力する情報データ出力手段と、
を有することを特徴とする情報データ生成装置。
【請求項５】
積層ホログラム情報記憶媒体における記録データ用回折格子層に記録する情報データを生成する情報データ生成方法であって、
少なくとも、再生されるべき画像データである基画像データまたは合成画像データを入力するステップと、
基画像データまたは再生画像データを情報データに変換するステップと、
情報データを再生画像データに逆変換するステップと、
合成画像データと基画像データとの差分が前記再生画像データと基画像データとの差分より小さくなるものとする係数αを算出するステップと、
前記再生画像データ、基画像データ及び係数αにより求められる合成画像を生成するステップと、
前記再生画像データと基画像データとの差分が予め定めた閾値より小さくなった際に逆変換により得られる再生画像データが該逆変換される前の情報データを、記録データ用回折格子層に記録する情報データとして出力するステップと、
を有することを特徴とする情報データ生成方法。
【請求項６】
積層ホログラム情報記憶媒体における記録データ用回折格子層に記録する情報データを生成する情報データ生成方法であって、
少なくとも、再生されるべき画像データである基画像データを入力するステップと、
基画像データまたは階調反転画像データを情報データに変換するステップと、
情報データを再生画像データに逆変換するステップと、
前記再生画像データの階調反転画像データを生成するステップと、
記録データ用回折格子層に記録する情報データを出力するステップと、
を有することを特徴とする情報データ生成方法。
【請求項７】
積層ホログラム情報記憶媒体における記録データ用回折格子層に記録する情報データを生成する情報データ生成方法であって、
少なくとも、再生画像データを構成する、記録データ用回折格子層から出射する再生光である光検出器における輝点の間隔を調節するステップと、
再生されるべき画像である基画像データを入力するステップと、
基画像データを情報データに変換するステップと、
記録データ用回折格子層に記録する情報データを出力するステップと、
を有することを特徴とする情報データ生成方法。
【請求項８】
積層ホログラム情報記憶媒体における記録データ用回折格子層に記録する情報データを生成する情報データ生成プログラムであって、
少なくとも、再生されるべき画像データである基画像データまたは合成画像データを入力するステップと、
基画像データまたは再生画像データを情報データに変換するステップと、
情報データを再生画像データに逆変換するステップと、
合成画像データと基画像データとの差分が前記再生画像データと基画像データとの差分より小さくなるものとする係数αを算出するステップと、
前記再生画像データ、基画像データ及び係数αにより求められる合成画像を生成するステップと、
前記再生画像データと基画像データとの差分が予め定めた閾値より小さくなった際に逆変換により得られる再生画像データが該逆変換される前の情報データを、記録データ用回折格子層に記録する情報データとして出力するステップと、
をコンピュータに実行させるための情報データ生成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層ホログラム情報記憶媒体に記憶する情報データの生成装置、情報データ生成方法及び情報データ生成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
〈従来の積層ホログラム記憶媒体〉
従来の積層ホログラムＲＯＭを用いた記憶媒体、記録装置、記録再生方法（特許文献１参照）を以下に説明する。
図１７は、記憶媒体１’の側面（断面）を示す図であり、この記憶媒体１’は、ア層２’とクラッド層３’が交互に積層され、コア層２’とクラッド層３’との境界に回折格子層４’が設けられた構造を成している。回折格子層４’には情報データが例えば、凹凸形状によって記憶されている。
【０００３】
図１８は、記憶媒体１’に対する再生装置５’の側面を示す図であり、再生装置５’は、光ヘッド６’と、光検出器７’とから構成されている。光ヘッド６’は、記憶媒体１’の所望のコア層２’に入射光８’を入射させる機能を有する。
再生方法は以下の通りである。光ヘッド６’により記憶媒体１’の所望のコア層２’に入射光８’を入射させると、光は回折格子層４’に記憶されている情報データに依存して回折され、再生光９’が記憶媒体１’の上面に出射する。これを光検出器７’で検出すると記憶媒体１’に記憶された情報データを再生することができる。記憶媒体１’は、小型大容量化でき、また再生装置５’は、構成、構造が単純なため小型化できる。積層ホログラムＲＯＭは将来の小型大容量なコンテンツ配布用メモリとして期待されている。
【０００４】
近年、コンテンツの著作権を不正コピー、偽造行為などから守るため、ＲＯＭ型記憶媒体に対して例えば、固有（ＩＤ）情報データを付与する必要性が生じてきた。このためには、記憶媒体個々に対して情報データを記憶できること、さらにできればこの情報データをＲＯＭ用の再生装置で再生できることが要求される。
しかしながら、上記従来技術においては、記憶媒体１’は例えば、原盤を用いたスタンピング技術により作製されるため、全く同一の情報データを有した記憶媒体を大量に生産することは得意とするものの、１枚１枚異なる情報データを有する媒体を作製することは生産性、コスト面で割が合わず苦手である。
また、記憶媒体１’はＲＯＭ専用媒体であり媒体作製後には情報データを記録することができない。
【０００５】
＜本願発明を適用する積層ホログラム記憶媒体＞
そこで、本願発明者は上述の積層ホログラム記憶媒体を以下のような構成とすることを提案する。
図１９は積層ホログラム情報記憶媒体である記憶媒体１の一例を示す図である。記憶媒体１は、３つのコア層２と、前記コア層２を挟むように配置した４つのクラッド層３と、前記コア層２とクラッド層との境界あるいはコア層２内に設けた２つの回折格子層４と、特定の１つのコア層２とこれを挟むクラッド層３（ギャップ層４４）との境界あるいはコア層２内に設けた１つの記録データ用回折格子層４３と、前記他方のコア層２にクラッド層３（ギャップ層４４）を介して配された記録層４２とから構成される。
【０００６】
図１９ではコア層２を３つ、クラッド層３を４つとしたが、コア層２は２つあるいは４つ以上、クラッド層３は前記コア層２を挟む数だけあればよい。さらに図２０に示すように、コア層２が１つの場合も特定の記録型媒体の用途では同様の効果を奏する。回折格子層４には情報データが例えば凹凸形状、あるいは屈折率分布として（情報データとして）記憶されている。記録層４２、記録データ用回折格子層４３およびギャップ層４４は１つだけでなく、複数でも同様の効果を奏する。
【０００７】
また、回折格子層４、記録層４２は、コア層２に直接隣接するだけでなく、ギャップ層を設けても配されても同様の効果を奏する。コア層、クラッド層の材料としては樹脂、ガラス、光学結晶などが使用でき、ギャップ層としてはクラッド層３と同様の特性を有する材料（樹脂、ガラス、光学結晶など）を用いることができる。記録層４２は、光（赤外光、可視光、紫外光、レーザ光、Ｘ線、電子線などを含む）あるいは熱が当たると形状あるいは屈折率などの光学特性が変化し、結果として光に対する透過／不透過性（透明／不透明変化、穴有り／無しなどを含む）機能を有する材料が利用できる。
【０００８】
例えば、特定の光、熱が当たると不透明から透明に変わる（あるいはその逆）、あるいは形状変化／昇華により消失する（穴が開く）ような特性を有する材料が利用できる（記録層４２上にこのようにして形成された跡を記録マーク４５と呼ぶこととする）。透過部分を記録マーク４５としても、あるいは不透過部分を記録マーク４５としても良い。記録データ用回折格子層４３は、回折格子層４と同様で、凹凸形状あるいは屈折率分布により情報データが記録されたものであり、隣接するコア層２に入射した入射光８を再生光９として出射するものである。
【０００９】
ここで、記憶媒体１内の回折格子層４へのＲＯＭ情報データ記録は、例えば原盤を用いたスタンピング技術により作製される。一方ＩＤ情報データ記録に際しては光線照射系あるいは電子線照射系を用いて、記録層４２に光に対する透過／不透過性を示す箇所（記録マーク４５：透明／不透明、穴有り／無しなどを含む）を描画、あるいは空間光変調器などを用いた一括投影により形成する。この記録マーク４５の位置、形状などにより、記録層４２に情報データを記録することが可能となる。記録層４２の形状、屈折率変化、消失（穴開き）などが記録マーク４５として機能する。
【００１０】
図２１は記憶媒体１に対する再生装置５の一例を示す側面図であり、再生装置５は、光ヘッド６と、光検出器７と、開口マスク１０と、再生光学系１２とから構成される。光ヘッド６は記憶媒体１の所望のコア層２に入射光８を入射させる機能を持つ。記録マーク４５は開口マスク１０における開口１１の下方に配する。再生光９は入射光８が回折格子層４および記録データ用回折格子層４３で回折される光である。光検出器７は再生光９を検出する機能を持つ。
再生光学系１２は、回折格子層４および記録データ用回折格子層４３から出射した再生光９を光検出器７に結像させる機能を持ち、例えば開口マスク１０、レンズ、プリズム、ハーフミラー、（偏光）ビームスプリッタ、ミラー、偏光子、液晶素子など各種光学部品およびこれらを組合せたものから構成することができる。
【００１１】
ここで開口マスク１０は記憶媒体１から出射した再生光９が光検出器７に入射するまでの光路の途中に配置され、各々の回折格子層４に多重に情報データを記憶した場合、各回折格子層４から出射する複数の再生光９を分離再生する機能を持つ。なお、再生光学系１２や開口マスク１０は必ずしも必要とは限らない。
再生装置５による記憶媒体１内における回折格子層４内の情報データ再生は、回折格子層４に隣接するコア層２に光ヘッド６からの入射光８を入射させ、回折格子層４から出射される再生光９を光検出器７で検出する。
【００１２】
一方、ＩＤ情報データ再生に際しては、記録データ用回折格子層４３に隣接するコア層２に光ヘッド６から入射光８を入射させ、記録データ用回折格子層４３から出射される再生光９を、情報データを持った記録層４２における記録マーク４５の有無に対応させて、光検出器７の位置で光の明暗パターンとして検出再生することにより、記録層４２に記録された情報データを再生する。ここで記録データ用回折格子層４３の記録データは、再生光９が光検出器７に結像するよう形成しておくと、記憶媒体１と光検出器７の間に再生光学系１２や開口マスク１０が入っても必ず情報データに対応した再生像を光検出器７にて再生できるため有利である。
【００１３】
図２２は、検出器７上における情報データの再生画像データを示す図であり、光検出器７上の光の明暗１つ１つをセル４９と呼び、セル明部（セル白色部１５）一つを拡大した図を図２３に示す。なお各セル白色部１５は記録データ用回折格子層４３からの再生光９の微小な輝点１４の集合である。
本願発明は、以上のような記憶媒体個々のＩＤ情報データを記憶することが可能な積層ホログラム記憶媒体に適用することが可能である。
【００１４】
＜従来の情報データ生成装置及び情報データ生成方法＞
ここで、記録データ用回折格子層４３の記録データを、再生光９が光検出器７に結像するように形成する従来の情報データ生成装置及び情報データ生成方法について以下に説明する。前記記録データ用回折格子層４３上の凹凸形状、即ち情報データ（この場合ホログラムデータ）の生成装置の構成を図２４に、情報データ生成（計算）方法の一例を図２５に示す。
【００１５】
図２５において、基画像データは再生させたい画像のデータであり、再生画像データは再生結果の画像データである。記録データ用回折格子層４３に隣接するコア層２に入射光８が入射、導波し、記録データ用回折格子層４３の凹凸形状によって回折、散乱する再生光９の記録データ用回折格子層４３上での波面を表す関数をuh（θh）とする（このuhがホログラムデータに対応する）。
関数uhは記録データ用回折格子層４３上に二次元的に分布する関数であり、θhは波面関数の強度および位相を表すパラメータである。光検出器７上に結像する像の波面関数を同様にｕr、（θr）とする。ここでｕr は光検出器７上に二次元的に分布する関数であり、θrは強度および位相を表すパラメータである。
【００１６】
関数uhは関数urを基画像(再生させたい画像)データと置き、原理的には波動光学的解析により、即ち関数urと伝達関数ｇの積を光検出器７上で面積分すること、すなわち次式
【００１７】
【数１】
2006220936.tif 000003
で求めることができる。記録データ用回折格子層４３上の凹凸形状はuhが解ればこれを基に凹凸形状による散乱光の記録データ用回折格子層４３上での分布がuhとなるように形成すればよい。
また逆に情報データ(uh)から再生画像データ(ur)を計算により求める場合は、上記の計算（変換）の逆計算（逆変換）を行えばよい。ここで変換と逆変換について説明する。基画像データを変換して得られる記録データ用回折格子層４３上の情報データ(uh)は、一般に記録データ用回折格子層４３の面上に無限に広がった関数となる。よって、この無限に広がった情報データ(uh)を無限の領域で面積分し逆変換してやれば、再生画像データ(ur)は基画像データと等しいものとなる。
【００１８】
しかし、光学的(現実的)には、記録データ用回折格子層４３は無限には広がっておらず、従って、変換によって得られる記録データ領域は、記憶媒体、開口、記録マークなどの領域に制限されたものとなる。このように無限領域でなく、制限された有限領域で面積分し逆変換することによって、実際の現象と同様、再生画像データ(ur)は基画像データとは異なったものとして計算、再生されることになる。即ち逆変換時の面積分領域を、実際の系に合わせて有限とすることで、実際の光学的現象を忠実に再現、説明するよう、数学的に記述することができる。以下においては、逆変換（および変換も）とは、実際の系に合わせて有限領域で面積分することを意味するものである。
なお、関数uhが正しく変換されたか否かの確認は、上記逆変換後の再生画像データと基画像データを比較することにより可能である。
【特許文献１】特開平１１−３４５４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、図２６に示すように、記憶媒体１の記録マーク４５のサイズを小さくした場合、記録マークサイズをｄ、焦点距離をｆ、入射光の波長をλとすると、再生光スポットサイズφはφ＝２・ｆ・λ／ｄとなり、輝点がぼけてしまう。
また、図２７及び図２８に示すように回折格子層４３からの複数の輝点１４同士が干渉を起こす場合、図２９に示すように再生画像データにノイズ等５１が加わってしまい、基画像データと一致せず、例えば再生画像データのデコードなどを行うことが困難なものとなる。
【００２０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、積層ホログラム記憶媒体に記録された情報データを再生する際に、再生画像データを正確にデコードすることを可能とする情報データ生成装置、情報データ生成方法及び情報データ生成プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、積層ホログラム情報記憶媒体における記録データ用回折格子層に記録する情報データを生成する情報データ生成装置であって、少なくとも、再生されるべき画像データである基画像データまたは合成画像データを入力する画像データ入力手段と、基画像データまたは再生画像データを情報データに変換する情報データ変換手段と、情報データを再生画像データに逆変換する情報データ逆変換手段と、合成画像データと基画像データとの差分が前記再生画像データと基画像データとの差分より小さくなるものとする係数αを算出する係数(α)算出手段と、前記再生画像データ、基画像データ及び係数αにより求められる合成画像を生成する合成画像データ生成手段と、記録データ用回折格子層に記録する情報データを出力する情報データ出力手段とを有することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の情報データ生成装置において、前記情報データ出力手段は、前記再生画像データと基画像データとの差分が予め定めた閾値より小さくなった際に逆変換により得られる再生画像データが該逆変換される前の情報データを出力することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項３に記載の発明は、積層ホログラム情報記憶媒体における記録データ用回折格子層に記録する情報データを生成する情報データ生成装置であって、少なくとも、再生されるべき画像データである基画像データを入力する画像データ入力手段と、基画像データまたは階調反転画像データを情報データに変換する情報データ変換手段と、情報データを再生画像データに逆変換する情報データ逆変換手段と、前記再生画像データの階調反転画像データを生成する階調反転画像データ生成手段と、記録データ用回折格子層に記録する情報データを出力する情報データ出力手段とを有することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項４に記載の発明は、積層ホログラム情報記憶媒体における記録データ用回折格子層に記録する情報データを生成する情報データ生成装置であって、  少なくとも、再生画像データを構成する、記録データ用回折格子層から出射する再生光である光検出器における輝点の間隔を調節する輝点間隔調整手段と、再生されるべき画像である基画像データを入力する画像データ入力手段と、基画像データを情報データに変換する情報データ変換手段と、記録データ用回折格子層に記録する情報データを出力する情報データ出力手段とを有することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項５に記載の発明は、積層ホログラム情報記憶媒体における記録データ用回折格子層に記録する情報データを生成する情報データ生成方法であって、少なくとも、再生されるべき画像データである基画像データまたは合成画像データを入力するステップと、基画像データまたは再生画像データを情報データに変換するステップと、情報データを再生画像データに逆変換するステップと、合成画像データと基画像データとの差分が前記再生画像データと基画像データとの差分より小さくなるものとする係数αを算出するステップと、前記再生画像データ、基画像データ及び係数αにより求められる合成画像を生成するステップと、前記再生画像データと基画像データとの差分が予め定めた閾値より小さくなった際に逆変換により得られる再生画像データが該逆変換される前の情報データを、記録データ用回折格子層に記録する情報データとして出力するステップとを有することを特徴とする。
【００２６】
また、請求項６に記載の発明は、積層ホログラム情報記憶媒体における記録データ用回折格子層に記録する情報データを生成する情報データ生成方法であって、少なくとも、再生されるべき画像データである基画像データを入力するステップと、基画像データまたは階調反転画像データを情報データに変換するステップと、情報データを再生画像データに逆変換するステップと、前記再生画像データの階調反転画像データを生成するステップと、記録データ用回折格子層に記録する情報データを出力するステップとを有することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項７に記載の発明は、積層ホログラム情報記憶媒体における記録データ用回折格子層に記録する情報データを生成する情報データ生成方法であって、  少なくとも、再生画像データを構成する、記録データ用回折格子層から出射する再生光である光検出器における輝点の間隔を調節するステップと、再生されるべき画像である基画像データを入力するステップと、基画像データを情報データに変換するステップと、記録データ用回折格子層に記録する情報データを出力するステップとを有することを特徴とする。
【００２８】
また、請求項８に記載の発明は、積層ホログラム情報記憶媒体における記録データ用回折格子層に記録する情報データを生成する情報データ生成プログラムであって、少なくとも、再生されるべき画像データである基画像データまたは合成画像データを入力するステップと、基画像データまたは再生画像データを情報データに変換するステップと、情報データを再生画像データに逆変換するステップと、合成画像データと基画像データとの差分が前記再生画像データと基画像データとの差分より小さくなるものとする係数αを算出するステップと、前記再生画像データ、基画像データ及び係数αにより求められる合成画像を生成するステップと、前記再生画像データと基画像データとの差分が予め定めた閾値より小さくなった際に逆変換により得られる再生画像データが該逆変換される前の情報データを、記録データ用回折格子層に記録する情報データとして出力するステップとをコンピュータに実行させるための情報データ生成プログラムであることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、積層ホログラム記憶媒体に記録された情報データを再生する際、回折限界や干渉などが生じても再生画像データを正確にデコードすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
[第１実施形態]
本発明の第１実施形態に係る情報データ生成装置は、再生されるべき画像データである基画像データまたは合成画像データを入力する画像データ入力部と、基画像データまたは合成画像データを情報データヘ変換する情報データ変換部と、情報データを再生画像データに逆変換する情報データ逆変換部と、前記再生画像データと基画像データとの差分を予め定めた閾値と比較する画像データ差分判定部と、後述の合成画像データと基画像データとの差分が前記再生画像データと基画像データとの差分より小さくなるものとする係数αを算出する係数(α)生成部と、前記再生画像データ、基画像データ及び係数αにより求められる前記合成画像を生成する合成画像データ生成部と、記録データ用回折格子層に記憶する情報データを出力する情報データ出力部から構成される。
【００３２】
＜実施例１＞
本発明の第１実施形態に係る情報データ生成装置の構成例を図１に示す。同図において、情報データ生成装置１７ａは、画像データ入力部１８と、情報データ変換部１９と、情報データ逆変換部２０と、係数(α)算出部２１と、合成画像データ生成部２４と、画像データ差分判定部２５と、情報データ出力部２６から構成される。
また、情報データ生成装置１７−ａを使用して実施する情報データ生成方法は、再生されるべき画像データである基画像データをホログラム計算することにより得られるホログラムデータを情報データとする方法であり、図２及び図３に1つのセル白色部１５に着目した手順例を示す。
【００３３】
まず、画像データ入力部１８において再生されるべき画像データである基画像データB1{uro}を入力し（ステップ１００）、基画像データB1を情報データ変換部１９において情報データI1に変換する（ステップ１０１）。次に、その情報データI1を情報データ逆変換部２０において再生画像データR1{ur(θ1)}に逆変換する（ステップ１０２）。画像合成行程では、基画像データＢ1と再生画像データR1及び係数(α)算出部２１において算出したαを用い、合成画像データ生成部２４において合成画像データR1’を生成する（ステップ１０３〜０６）。生成された合成画像データ、即ちR1’ {ur(θ1) ’ }を新たな基画像データB2とする（ステップ１０７）。
【００３４】
再生画像データRmと基画像データB1との差分と、予め定めた閾値を画像データ差分判定部２５において比較し、差分が閾値より小さくなるまで上記画像合成行程を繰り返し（ステップ１０３、ステップ１０５〜１０７、１０１〜１０３）、上記差分が閾値より小さくなった時点で情報データ出力部２６より情報データＩを出力する（ステップ１０４）。記録データ用回折格子層４３に記憶する情報データとしては、最終的に得られる再生画像データRN{ur(θN)}に逆変換する前の情報データINを用いればよい。ここでθmは、再生画像データの波面関数urの強度および位相を表すパラメータであり、再生画像データ{ur(θm)}と基画像データB1{uro}との差分G(θm)および合成画像データ{ur(θm)'}を求める式は
【００３５】
【数２】
2006220936.tif 000004
および
【００３６】
【数３】
2006220936.tif 000005
と表される。ここで、αは０＜G(θm)'＜G(θm)を満たすように選ばれた係数であり、例えば、最急降下法やニュートン法等により求めることができる。また、G(θm)'は合成画像データ｛ur(θm) '｝を情報データに変換し、更にその情報データを逆変換した再生画像データと基画像データＢ1{urｏ}との差分、ｍは合成行程の繰り返し回数(1、2、3、…)、θ0は基画像データＢ1{urｏ}の強度及び位相を表すパラメータである。
【００３７】
＜実施例２＞
また、本発明の第１実施形態に係る情報データ生成装置の他の構成例を図４に示す。同図において、情報データ生成装置１７−ｂは、２つの画像データ入力部１８と、２つの情報データ変換部１９と、２つの情報データ逆変換部２０と、係数(α)算出部２１と、合成画像データ生成部２４と、画像データ差分判定部２５と、情報データ出力部２６から構成される。実施例１の情報データ生成装置１７−ａに、画像データ入力部１８、情報データ変換部１９及び情報データ逆変換部２０を追加した構成である。なお以下の情報データ生成装置１７−ｂにおける各部の機能は図１に示した情報データ生成装置１７−ａにおける各部のものと同様である。
【００３８】
また情報データ生成装置１７−ｂを使用して実施する情報データ生成方法を図５及び図６に示す。
まず、画像データ入力部１８において再生されるべき画像データである基画像データB1{uro}を入力し（ステップ２００）、基画像データB1を情報データ変換部１９において情報データI1に変換する（ステップ２０１）。その情報データI1を情報データ逆変換部２０において再生画像データR1に逆変換する（ステップ２０２）。得られた再生画像データR1を次の基画像データB2として上記同様に情報データI2に変換およびその逆変換を行い、再生画像データR2を得る（ステップ２０３〜２０５）。
【００３９】
画像データ差分判定部２５で再生画像データRmと基画像データB1との差分と、予め定めた閾値とを比較し、その差分が閾値以下でない場合には（ステップ２０６）、基画像データB2と再生画像データR2及び係数(α)算出部２１において算出したαを用い、合成画像データ生成部２４において合成画像データR2'を生成する（ステップ２０８、２０９）。
【００４０】
生成された合成画像データ、すなわちR2'{ur(θ2)'}を新たな基画像データB3とする（ステップ２０９）。再生画像データRmと基画像データB1との差分と、予め定めた閾値を画像データ差分判定部２５において比較し、差分が閾値より小さくなるまで上記画像合成行程を繰り返し（ステップ２０６、ステップ２０８〜２１０、２０４〜２０６）、上記差分が閾値より小さくなった時点で情報データ出力部２６より情報データＩを出力する（ステップ２０７）。
記録データ用回折格子層４３に記憶する情報データとしては、最終的に得られる再生画像データRN{ur(θN)}に逆変換する前の情報データINを用いればよい。
図５に示した情報データ生成方法は図２に示した情報データ生成方法に対し、情報データ変換及び情報データ逆変換行程1つずつの組を1組のみ追加して設けているが、複数組追加して設けても同様の効果を奏する。
【００４１】
[第２実施形態]
本発明の第２実施形態に係る情報データ生成装置は、再生されるべき画像データである基画像データまたは後述の階調反転画像データを入力する画像データ入力部と、基画像データまたは後述の階調反転画像データを情報データヘ変換する情報データ変換部と、情報データを再生画像データに逆変換する情報データ逆変換部と、前記再生画像データの階調反転画像データを生成する階調反転画像データ生成部と、記録データ用回折格子層に記憶する情報データを出力する情報データ出力部から構成される。
階調反転画像データ生成部は情報データ逆変換部により得られた再生画像データの階調反転（例えば、画像データが２５６階調（０〜２５５）である場合、階調値ｎを２５５−ｎと変換)する機能を有する。
【００４２】
＜実施例１＞
本発明の第２実施形態に係る情報データ生成装置の構成例を図７に示す。同図において、情報データ生成装置１７−ｃは、画像データ入力部１８と、２つの情報データ変換都１９と、情報データ逆変換部２０と、階調反転画像生成部２２と、情報データ出力部２６とから構成される。
また情報データ生成装置１７−ｃを使用して実施する情報データ生成方法を図８及び図９に示す。
【００４３】
まず、画像データ入力部１８において再生されるべき画像データである基画像データB1{uro}を入力し（ステップ３００）、基画像データB1を情報データ変換部１９において情報データI1に変換する（ステップ３０１）。この情報データI1を情報データ逆変換部２０において再生画像データR1に逆変換する（ステップ３０２）。得られた再生画像データR1を、階調反転画像データ生成部２２において階調反転し、その階調反転画像データを次の計算の基画像データB2とする（ステップ３０３）。
【００４４】
そして、情報データ変換部１９において基画像データB2を情報データＩ2に変換し、情報データ出力部２６により情報データを出力する（ステップ３０４、３０５）。
これにより、情報データＩ2を逆変換して得られる再生画像データを初めの基画像データB1により近付けることができる。したがって記録データ用回折格子層４３に記憶する情報データとしては情報データＩ2を用いればよい。
【００４５】
＜実施例２＞
本発明の第２実施形態に係る情報データ生成装置の他の構成例を図１０に示す。同図において、情報データ生成装置１７−ｄは、画像データ入力部１８と、３つの情報データ変換部１９と、2つの情報データ逆変換部２０と、２つの階調反転画像生成部２２と、情報データ出力部２６とから構成される。
また図１０に示した情報データ生成装置１７−ｄにおける情報データ生成方法を図１１及び図１２に示す。
【００４６】
これらの図において、まず画像データ入力部１８において再生されるべき画像データである基画像データB1{uro}を入力（ステップ４００）し、基画像データB1を情報データ変換部１９において情報データI1に変換する（ステップ４０１）。この情報データI1を情報データ逆変換部２０において再生画像データR1に逆変換する（ステップ４０２）。得られた再生画像データR1を、階調反転画像データ生成部２２において階調反転し、その階調反転画像データを次の計算の基画像データB2とする（ステップ４０３）。
【００４７】
同様に再度情報データ変換部１９において新たな基画像データB2を情報データI2に変換し（ステップ４０４）、その情報データI2を逆変換し、再生画像データR2を得る（ステップ４０５）。得られた再生画像データR2を階調反転し、その階調反転画像データを次の計算の基画像データB3とする（ステップ４０６）。その新たな基画像データB3を情報データ変換部１９により情報データI3に変換し、情報データI3を情報データ出力部２６より出力する（ステップ４０７、４０８）。
【００４８】
これにより、情報データI3を逆変換して得られる再生画像データを初めの基画像データB1により近付けることができる。したがって記録データ用回折格子層４３に記憶する情報データとしては情報データI3を用いればよい。
本実施形態では、階調反転行程を1回または２回とした例を示したが、３回以上の場合も同様の効果を奏する。ただし回数が少ない方が、全行程を短縮できる点で有利である。
【００４９】
[第３実施形態]
本発明の第３実施形態に係る情報データ生成装置は、再生画像データを構成する、記録データ用回折格子層から出射する再生光である光検出器における輝点の間隔を調節する機能を有する１つ以上の輝点間隔調整部と、再生されるべき画像データである基画像データを入力する画像データ入力部と、基画像データを情報データヘ変換する情報データ変換部と、記録データ用回折格子層に記憶する情報データを出力する情報データ出力部とから構成される。
【００５０】
図１３に本発明の第３実施形態に係る情報データ生成装置の構成例を示す。同図において、情報データ生成装置１７−ｅは、輝点間隔調整部２３と、画像データ入力部１８と、情報データ変換部１９と、情報データ出力部２６とから構成される。
輝点間隔調整部２３は、再生画像データを構成する記録データ用回折格子層から出射する再生光、すなわち光検出器７における輝点１４（図１５参照）の間隔を調節する機能を有する。
【００５１】
また本実施形態に係る情報データ生成装置１７−ｅを使用して実施する情報データ生成方法を図１４に示す。
同図において、まず、輝点間隔調整部２３において、輝点間隔が小さくなるように調整し（ステップ５００）、画像データ入力部１８において再生されるべき画像データである基画像データＢを入力する（ステップ５０１）。
次に情報データ変換部１９において基画像データＢを情報データＩヘ変換し（ステップ５０２）し、情報データＩを情報データ出力部２６より出力する（ステップ５０３）。
【００５２】
ここで、輝点間隔を小さくする方法の詳細を図１５及び図１６に示す。
図１５（ａ）に示すように図２８（ａ）の輝点１４の間隔を４分の１に小さくする、すなわち輝点１４の密度を４倍に高めることにより、図２８（ｃ）に示すような輝度値のむらは図１５（ｃ）に示すように平坦化され、セル内の輝度むら、すなわち再生画像データの乱れを低減する情報データを生成することが可能となる。
【００５３】
なお、輝点の密度を高める方法については図１６に示す。図１６（ａ）および図１６（ｂ）に情報データであるホログラムデータuh 及び光検出器上の再生画像データｕr を示す。uh およびｕrはi行ｊ列の配列となり、uh (i,j)およびｕr(i,j)は座標(i,j)における再生光９の記録データ用回折格子層４３上での波面関数および光検出器７上に結像する像の波面関数である。ここでＸ軸およびＹ軸のサイズを不変とし、iおよびjの値を大きくする、すなわちホログラム計算するデータ量(計算領域16のデータ量)を増加させる。これにより輝点14間隔Δlx、Δlyは小さくなり、輝点１４の密度を高めることが可能となる。
【００５４】
なお、本発明に係る情報データ生成装置（図１、図４、図７、図１０、図１３）は、コンピュータとプログラムによっても実現することができる。すなわち、上記情報データ生成装置の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、情報データ生成装置を実現できる。
【００５５】
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００５６】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
本明細書で図示した情報データ生成装置及びその生成方法は、本発明の典型的な実施形態に過ぎず、各実施形態を組合せ、あるいは組み替えたものも同様の効果を奏し、本発明の範躊とする。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る情報データ生成装置の構成の一例を示すブロック図。
【図２】図１に示した本発明の第１実施形態に係る情報データ生成装置の処理内容（情報データ生成方法）を示すフローチャート。
【図３】図１に示した情報データ生成装置により実施する情報データ生成方法を示す説明図。
【図４】本発明の第１実施形態に係る情報データ生成装置の構成の他の例を示すブロック図。
【図５】図４に示した本発明の第１実施形態に係る情報データ生成装置の処理内容（情報データ生成方法）を示すフローチャート。
【図６】図４に示した情報データ生成装置により実施する情報データ生成方法を示す説明図。
【図７】本発明の第２実施形態に係る情報データ生成装置の構成の一例を示すブロック図。
【図８】図７に示した本発明の第２実施形態に係る情報データ生成装置の処理内容（情報データ生成方法）を示すフローチャート。
【図９】図７に示した情報データ生成装置により実施する情報データ生成方法を示す説明図。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る情報データ生成装置の構成の他の例を示すブロック図。
【図１１】図１０に示した本発明の第２実施形態に係る情報データ生成装置の処理内容（情報データ生成方法）を示すフローチャート。
【図１２】図１０に示した情報データ生成装置により実施する情報データ生成方法を示す説明図。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る情報データ生成装置の構成例を示すブロック図。
【図１４】図１３に示した本発明の第３実施形態に係る情報データ生成装置の処理内容（情報データ生成方法）を示すフローチャート。
【図１５】図１３に示した情報データ生成装置により実施する情報データ生成方法を示す説明図。
【図１６】本発明の第３実施形態に係る情報データ生成方法における輝点間隔調整方法を示す説明図。
【図１７】従来の記憶媒体の構成の一例の側面（断面）を示す図。
【図１８】従来の再生装置の構成の一例を示す図。
【図１９】従来の記憶媒体の構成の他の例の側面（断面）を示す図。
【図２０】従来の記憶媒体の構成のさらに他の例の側面（断面）を示す図。
【図２１】従来の再生装置の構成の他の例を示す図。
【図２２】従来の再生装置における光検出器上における再生画像データを示す図。
【図２３】従来の再生装置における光検出器上における１セル部の拡大図。
【図２４】従来の情報データ生成装置の構成を示すブロック図。
【図２５】従来の情報データ生成装置を使用して実施する情報データ生成(計算)方法を示す説明図。
【図２６】従来の情報データ生成装置再生装置における再生過程における回折限界を示す説明図。
【図２７】再生過程における輝点間干渉を示す説明図。
【図２８】再生過程に生ずるセル内の輝度むらを示す説明図。
【図２９】従来の情報データ生成方法において輝点干渉及び回折限界等が生じる状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００５８】
１…記憶媒体、２…コア層、３…クラッド層、４…回折格子層、５…再生装置、６…光ヘッド、７…光検出器、８…入射光、９…再生光、１０…開ロマスク、１１…開口、１２…再生光学系、１３…従来の情報データ生成装置、１４…輝点、１５…セル白色部、１６…計算領域、１７…情報データ生成装置、１８…画像データ入力部、１９…情報データ変換部、２０…情報データ逆変換部、２１…係数(α)算出部、２２…階調反転部、２３…輝点間隔調整部、２４…合成画像データ生成部、２５…画像データ差分判定部、２６…情報データ出力部４２…記録層、４３…記録データ用回折格子層、４４…ギャップ層、４５…記録マーク、４９…セル、５０…ＩＤ再生像、５１…ノイズ等
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2006220936.tif 000023
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2006220936.tif 000026
【図２２】
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【図２３】
2006220936.tif 000028
【図２４】
2006220936.tif 000029
【図２５】
2006220936.tif 000030
【図２６】
2006220936.tif 000031
【図２７】
2006220936.tif 000032
【図２８】
2006220936.tif 000033
【図２９】
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