(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ領域およびこのデータ領域の位置座標の指標となるマーカー情報を有するページデータを干渉縞の形式でホログラム記録媒体に順次記録して多重記録を行うホログラム記録部と、前記ホログラム記録媒体に多重記録されているページデータを順次再生するホログラム再生部とを備えたホログラム記録再生装置において、
前記ホログラム記録部は、一連の前記ページデータに対して、前記マーカー情報が間欠的に記録されるように処理するマーカー情報間欠記録処理手段を備え、
前記ホログラム再生部は、前記ホログラム記録媒体から順次再生した一連の前記ページデータのうち、マーカー情報が記憶されている第１のページデータから該マーカー情報を検出するマーカー情報検出手段と、該マーカー情報検出手段により検出された前記マーカー情報を記憶するマーカー情報記憶手段と、該マーカー情報記憶手段に記憶されたマーカー情報に基づいて、前記第１のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する第１データ領域位置座標算出手段とを備えるとともに、前記マーカー情報が記録されていない第２のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する際に、前記マーカー情報記憶手段に記憶されている前記マーカー情報のうち、当該第２のページデータに対して最も角度間隔が小さい状態の前記第１のページデータに係るマーカー情報を読み出す最小角度差マーカー情報読出手段と、この最小角度差マーカー情報読出手段により読み出された最小角度差マーカー情報に基づいて、前記第２のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する第２データ領域位置座標算出手段を備えた、ことを特徴とするホログラム記録再生装置。
【請求項２】
当該第２のページデータよりも先に前記ホログラム記録媒体に記録された前記第１のページデータに係るマーカー情報であって、これら第１および第２のページデータが、前記ホログラム記録媒体に記録された順に該ホログラム記録媒体から読み出されるように構成されており、前記第２のページデータに対して最も角度間隔が小さい状態の前記第１のページデータに係るマーカー情報を、前記マーカー情報記憶手段に最新に記憶されたマーカー情報とすることを特徴とする請求項１記載のホログラム記録再生装置。
【請求項３】
前記順次記録されるページデータに対して１から順にホログラム番号（ｎ：自然数）を付したときに、ｎをｋ（２以上の自然数）で除した余りが所定の値ｍ（ｍ＜ｋ）の場合には、前記第１のページデータを記録するように、かつその余の場合には、前記第２のページデータを記録するように、各々構成されてなることを特徴とする請求項２記載のホログラム記録再生装置。
【請求項４】
前記ｍが１であることを特徴とする請求項３記載のホログラム記録再生装置。
【請求項５】
前記ｋが２〜４の自然数のうちのいずれかであることを特徴とする請求項３または４記載のホログラム記録再生装置。
【請求項６】
データ領域およびこのデータ領域の位置座標の指標となるマーカー情報を有するページデータを干渉縞の形式でホログラム記録媒体に順次記録して多重記録を行うとともに、前記ホログラム記録媒体に多重記録されているページデータを順次再生するホログラム記録再生方法において、
前記ページデータの記録時においては、
前記順次記録される一連の前記ページデータに、前記マーカー情報を間欠的に記録するとともに、
前記ページデータの再生時においては、
前記マーカー情報が記録されている第１のページデータのデータ領域に対しては、前記ホログラム記録媒体から再生した当該第１のページデータから前記マーカー情報を取得し
、この取得された前記マーカー情報をマーカー情報記憶手段に記憶するとともに、この記憶したマーカー情報に基づいて、この第１のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出し、
その一方、前記マーカー情報が記録されていない第２のページデータのデータ領域に対しては、前記マーカー情報記憶手段に記憶されていた前記マーカー情報のうち、当該第２のページデータに対して最も角度間隔が小さい状態の前記第１のページデータに係るマーカー情報を読み出し、この読み出された最小角度差マーカー情報に基づいて、当該第２のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する、ことを特徴とするホログラム記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法に関し、詳しくは、ホログラム記録媒体に多重記録されるページデータについてデータ領域の位置座標の指標となるマーカー情報の記録再生の改善に係るホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、大容量かつ高速な情報記録を可能としたホログラム記録媒体が注目されている。
ホログラム記録再生装置においては、記録したい情報を担持した信号光と、記録用参照光を干渉させ、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「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、レンズを通じてホログラム記録媒体へ照射される。
【０００３】
そして、ホログラム記録媒体の再生装置においては、記録したときと同一の参照光の波長や角度（角度については、記録したときと反対の位置からの参照光の入射も可）を選択すれば、記録したページデータを再生することができる。
さらに記録媒体の高密度化・大容量化を目的として、参照光の条件（例えば記録媒体への入射角度、波長、あるいは波面等）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多重記録方式の提案も各種なされている。
【０００４】
上述したように、ホログラム記録媒体は多重記録が可能で、多重数を増加させれば記録密度も増加するので、多重数を増加させるために、例えば角度多重においては、隣接するホログラム記録の角度間隔を小さくすることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、多重記録する隣接ホログラムの角度間隔を小さくすると、この隣接ホログラム間でクロストークを生じ、信号再生の誤り率が増加する。
換言すれば、誤り訂正が可能なビット誤り率の範囲内であれば、最終的に良好な再生データを得ることができるので、隣接ホログラムの角度間隔は誤り訂正が可能な限界値まで狭めることができる。
【０００６】
ホログラム記録媒体の干渉縞で回折され、再生された信号光はイメージセンサーによって撮像される。
撮像された再生像にはページデータが含まれているので、この領域を特定し、補間等の座標変換を用いて記録前のページデータ配列に並べ替える。その後、コンボリューションフィルターやデインターリーブ、誤り訂正等の信号処理を施すことにより元のデータを復元することができる。このような信号再生に係る一連の処理の流れは、非特許文献１に詳述されている。
【０００７】
ところで、上述の再生像から、ページデータの領域や各画素データの位置座標を特定するためには、ページデータ領域の内部または外部に位置検出のための「マーカー」あるいは「リザーブドブロック」と称される微小画像（以降、マーカー等とも称する）を、ページデータと共に、ページデータとの位置関係が規定された状態でホログラムとして記録しておく必要がある。なお、マーカー等としては、特許文献１、２に示されているように、種々のパターンのものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４８０９７５６号公報
【特許文献２】特開２００６‐６５２７２号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】映像情報メディア学会論文誌, Vol.68, No.8, pp.J348-J357 (July 2014) 「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」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、マーカーの位置検出には画像位置検出アルゴリズムであるブロックマッチングを使用することが一般に行われている。また、このブロックマッチングの処理に必要な精度は、０．１画素程度であることが上記非特許文献１の図６に示されている。同図によれば、最も確からしい位置から０．５画素分の誤差がマーカーの位置検出において生じた場合には、再生信号のビット誤り率が１桁程度も悪化することが示されている。
すなわち、マーカーの位置検出にはサブピクセルレベルの高い精度が要求され、この高い精度が満たされない場合は、そのことがビット誤り率の低下に直結する。
【００１１】
このように、撮像された再生像に係るページデータ領域のうち、データが表示されるデータ領域は、誤り訂正が可能なビット誤り率であればクロストークは許容される。
一方、撮像された再生像に係るページデータ領域のうち、マーカー情報の表示領域については、マーカー位置の僅かなずれによってもビット誤り率、およびマーカー情報のクロストークによる影響を有効に補正する手法がないことから、隣接ホログラムからのマーカー情報がクロストークとして重畳した場合、例えば、図８に示す連続するホログラム番号のページデータにおいて、例えばｎ＝６の場合には、ｎ＝５およびｎ＝７のホログラム番号のマーカー情報の双方がクロストークとして重畳されており、ｎ＝６のページデータ自体のマーカー情報と交叉するように、隣接する両側のページデータのマーカー情報が弱い強度ではあるが表示されており（クロストーク情報を見やすく表示した模式図である図９を参照）、ともすると真のマーカー情報ではなくクロストークによる偽のマーカー情報を検出してしまう虞がある。このため、ビット誤り率を大幅に低下させることが困難であった。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、ホログラム多重記録を行う場合に、ページデータのデータ領域の位置を特定する指標としてのマーカー情報に対して、両側方に位置するページデータのマーカー情報がクロストークによって重畳されて、ビット誤り率が増加することを防止し得るホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法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】
【００１３】
本発明のホログラム記録再生装置は、データ領域およびこのデータ領域の位置座標の指標となるマーカー情報を有するページデータを干渉縞の形式でホログラム記録媒体に順次記録して多重記録を行うホログラム記録部と、前記ホログラム記録媒体に多重記録されているページデータを順次再生するホログラム再生部とを備えたホログラム記録再生装置において、
前記ホログラム記録部は、一連の前記ページデータに対して、前記マーカー情報が間欠的に記録されるように処理するマーカー情報間欠記録処理手段を備え、
前記ホログラム再生部は、前記ホログラム記録媒体から順次再生した一連の前記ページデータのうち、マーカー情報が記憶されている第１のページデータから該マーカー情報を検出するマーカー情報検出手段と、該マーカー情報検出手段により検出された前記マーカー情報を記憶するマーカー情報記憶手段と、該マーカー情報記憶手段に記憶されたマーカー情報に基づいて、前記第１のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する第１
データ領域位置座標算出手段とを備えるとともに、前記マーカー情報が記録されていない第２のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する際に、前記マーカー情報記憶手段に記憶されている前記マーカー情報のうち、当該第２のページデータに対して最も角度間隔が小さい状態の第１のページデータに係るマーカー情報を読み出す最小角度差マーカー情報読出手段と、この最小角度差マーカー情報読出手段により読み出された最小角度差マーカー情報に基づいて、前記第２のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する第２データ領域位置座標算出手段を備えた、ことを特徴とするものである。
【００１４】
ここで、「間欠的に」とは、全てのページデータに対してではなく、マーカー情報を有さないページデータを挟んで、という程の意味であり、必ずしも等間隔である必要はなく、さらに必ずしも規則的である必要もないが、少なくとも連続したページデータの各々にマーカー情報が記録される状況は排除される。
また、ここで、「ページデータ」は、各ページの、データ領域と、そのデータ領域の周りに位置するフレーム領域（本実施形態では、マーカーが記録されている領域）と、を含む再生像領域に対応するデータを有するものとする。
【００１５】
また、当該第２のページデータよりも先に前記ホログラム記録媒体に記録された前記第１のページデータに係るマーカー情報であって、これら第１および第２のページデータが、前記ホログラム記録媒体に記録された順に該ホログラム記録媒体から読み出されるように構成されており、前記第２のページデータに対して最も角度間隔が小さい状態の前記第１のページデータに係るマーカー情報を、前記マーカー情報記憶手段に最新に記憶されたマーカー情報とすることが可能である。
また、前記順次記録されるページデータに対して１から順にホログラム番号（ｎ：自然数）を付したときに、ｎをｋ（２以上の自然数）で除した余りが所定の値ｍ（ｍ＜ｋ）の場合には、前記第１のページデータを記録するように、かつその余の場合には、前記第２のページデータを記録するように、各々構成されてなることが好ましい。
【００１６】
上記ｍは１とすることが好ましい。
さらに、前記ｋが、２〜４の自然数のうちのいずれかであることが好ましい。
【００１７】
また、本発明のホログラム記録再生方法においては、データ領域およびこのデータ領域の位置座標の指標となるマーカー情報を有するページデータを干渉縞の形式でホログラム記録媒体に順次記録して多重記録を行うとともに、前記ホログラム記録媒体に多重記録されているページデータを順次再生するホログラム記録再生方法において、
前記ページデータの記録時においては、
前記順次記録される一連の前記ページデータに、前記マーカー情報を間欠的に記録するとともに、
前記ページデータの再生時においては、
前記マーカー情報が記録されている第１のページデータのデータ領域に対しては、前記ホログラム記録媒体から再生した当該第１のページデータから前記マーカー情報を取得し、この取得された前記マーカー情報をマーカー情報記憶手段に記憶するとともに、この記憶したマーカー情報に基づいて、この第１のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出し、
その一方、前記マーカー情報が記録されていない第２のページデータのデータ領域に対しては、前記マーカー情報記憶手段に記憶されていた前記マーカー情報のうち、当該第２のページデータに対して最も角度間隔が小さい状態の前記ホログラム記録媒体に記録された前記第１のページデータに係るマーカー情報を読み出し、この読み出された最小角度差マーカー情報に基づいて、当該第２のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する、ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明のホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法においては、記録媒体の同一領域に複数のページデータを順次記録する際に、ページデータのマーカー情報は、記録されるページデータ全てに対してではなく、間欠的に記録するようにしている。
【００１９】
また、本発明のホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法においては、マーカー情報が付された第１のページデータのデータ領域の位置座標に対しては、ホログラム記録媒体から再生した前記第１のページデータ中から取得したマーカー情報に基づいて算出するようにしている。
【００２０】
また、前記マーカー情報が付されていない第２のページデータのデータ領域の位置座標は、記憶されていた前記マーカー情報のうちの、当該第２のページデータに対して最も角度間隔が小さい状態の前記第１のページデータに係る最小角度間隔マーカー情報に基づいて算出するようにしている。
【００２１】
すなわち、少なくとも、所定の第１のページデータのマーカー情報が、この第１のページデータの両側方に位置する第１のページデータのマーカー情報と、クロストークによって互いに重なり合うという状況を排除することができる。また、マーカー情報が記録されていない第２のページデータに関しては、この第２のページデータとは最も角度間隔が小さい状態の第１のページデータに係るマーカー情報を指標としているので、指標としての誤差が小さい状態とすることができる。
したがって、全てのページデータにおいてデータ情報の位置座標を正確に特定することが容易であるから、ビット誤り率が増加する状況を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係るホログラム記録再生方法により、１ページデータおきにマーカーを記録した態様を示すものである。
【図２】図１のホログラム記録再生装置によりホログラム記録媒体に記録された信号情報を再生した像の模式図を示すものである。
【図３】図１のホログラム記録再生装置によりホログラム記録媒体に記録された信号情報を再生した実際の像を示すものである。
【図４】本発明の実施形態に係るホログラム記録再生装置の光学配置図を示す図面である。
【図５】本発明の実施形態に係るホログラム記録再生方法を用いて得られた、各ページデータのビット誤り率を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態に係るホログラム記録再生方法により、２ページデータおきにマーカーを記録した態様を示すものである。
【図７】本発明の実施形態に係るホログラム記録再生方法により、３ページデータおきにマーカーを記録した態様を示すものである。
【図８】従来技術により全ページにマーカーを記録した態様を示すものである。
【図９】従来技術により全ページにマーカーを記録した態様において、隣接したページのマーカーのクロストークが重畳されている様子を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態に係るホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法を、図面を参照しながら説明する。
まず図１を用い、本発明の実施形態に係るホログラム記録再生方法により、ホログラム記録媒体の同一位置に記録された一連のページデータ（ホログラム番号ｎ：図１では、ｎ＝１〜５）におけるマーカー記録の配列を示すものである。
実際にはｎは９６まで存在し、ｎが小さい程、記録時参照光の入射角度が小とされる。ただし、ｎが小さい程、記録時参照光の入射角度を大とすることも可能である。
この図１に示すように、本発明の全てのページデータ（ｎ＝１〜５）にマーカーが記録されているのではなく、ｎの数が奇数となるページデータのみにマーカーが記録されており、ｎの数が偶数となるページデータにはマーカーが記録されていない。
【００２４】
このように、マーカーは、少なくとも１ページは空けて、間欠的に記録されることになる。
そして、再生時においては、ｎの数が奇数となるページデータについては、そのページデータに記録され、再生されたマーカーの位置に基づいてデータ領域の各データの位置座標が特定される。一方、ｎの数が偶数となるページデータについては、ｎの数が奇数となるページデータのマーカー情報が参照される。それらマーカーの位置情報に基づいてデータ領域の位置座標、および各シンボル（データ）の位置座標が特定される。
【００２５】
なお、ページデータが再生される順番は、記録された順番と同じとされる。
ここで、ホログラム記録情報をイメージセンサー（図４のイメージセンサー５を参照）で読み取り、それを再生して得られたホログラム再生像の模式図を図２に示す。
このイメージセンサー５で取得された画像（再生像領域ＩＲ）は、長方形状のホログラムデータ領域（データ領域ＤＲ）と、このデータ領域ＤＲの外部フレームに含まれる位置情報指標となる正方形状をなす複数個のマーカー５０を有している。なお、このマーカー５０は、上記ＳＬＭ２１において元ページデータが配列表示される際に一緒に表示されるものであり、元ページデータ配列におけるマーカー位置とデータ領域四隅の座標との位置関係は、記録時に定められた既知のものとなっている。
【００２６】
図１の各画像は、この図２の左上隅部分のみを拡大して示すようにしたものである。
なお、マーカー５０の大きさ、形状としては、種々の態様をとることができ、また、マーカー５０の配設位置としても、上記データ領域ＤＲの外フレーム部のいずれの位置とすることができるとともに、上記データ領域ＤＲの内部のいずれの位置とすることもできる。ただし、データ領域ＤＲの４隅であって、上記データ領域ＤＲの隅部近傍外部にマーカー５０を各々設けることにより、データ領域ＤＲの各画素の位置特定精度を良好なものとすることができる。
また、ここで「ページデータ」とは、各ページにおいて上記再生像領域ＩＲに対応する、データ領域ＤＲやその周りのフレームに位置するマーカー情報等を含む全データを称するものとする。
【００２７】
なお、図３はこのようにして得られた、実際の再生像領域ＩＲを示す画像である。
ところで、ホログラム記録媒体への多重記録においては、隣接するホログラム記録の角度間隔を小さくして多重数を増加させることが考えられるが、その一方で、多重記録の角度間隔が小さくなる程、この隣接して記録されたホログラム間でクロストークを生じ、信号再生の誤り率が増加する。また、各データ領域の位置座標の指標となるマーカー５０についても、隣接して記録されたホログラム間でクロストークを生じ（図９に示す模式図を参照）、信号再生の誤り率が大幅に増加する。
【００２８】
しかし、同じように誤り率が生じた場合でも、データ領域の誤りについては、補間等の座標変換を用いて記録前のページデータと一致するように並べ替えることができ、その後、コンボリューション演算、デインターリーブ、誤り訂正等の信号処理を施すことにより元のデータを復元することができるのに対し、マーカーについてクロストークが生じた場合には、そもそも誤り訂正処理を良好に行うことが難しく、また、サブピクセル単位の誤差がマーカーの位置検出において生じた場合には、再生信号のビット誤り率が大幅に低下することから、マーカーについてクロストークが生じた場合にはビット誤り率が極端に悪
化する虞がある。
【００２９】
そこで、本実施形態のホログラム記録再生装置においては、前述したように、ページデータ１つおきに、マーカー５０を記録するようにしており、これによって、マーカー５０を付したページデータにおいて、隣接するページからのマーカー５０のクロストークがなくなり、マーカー５０のクロストークに伴う、再生信号のビット誤り率の大幅な低下を防止することができる。
【００３０】
以下、図４を用いて、本発明の実施形態に係るホログラム記録再生装置（以下、角度多重ホログラム記録再生装置１と称する）について説明する。
図４に示すホログラム記録再生装置１は、本発明に係るホログラム再生装置の一実施形態を構成するものであり、記録媒体（ホログラム記録媒体：以下同じ）９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３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ー５と、を備えてなる。なお、使用した記録媒体９は、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たものである。
【００３１】
上記ホログラム光学系３において、レーザー光源１１から出射された光ビームは、シャッター１２を開くことでスペイシャルフィルター１３に導かれ、このスペイシャルフィルター１３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。
【００３２】
信号記録時において、スペイシャルフィルター１３からの光ビームは、ミラー１４を介して半波長板１５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）１６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５３２ｎｍの緑色レーザー光が使用される。
【００３３】
上記信号搬送用光は、レンズ１７とレンズ１８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、シャッター１９を開くことでＰＢＳ２０を透過して、ＳＬＭ（Spatial Light Modulator：空間光変調器）２１に照射される。このとき、Ｓ
ＬＭ２１には、制御部４１から送出された元ページデータ配列が表示されており、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、ＳＬＭ２１としては、例えば、画素数１４０８×１０５８、画素ピッチ１０．４μm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、１２６０×１０４４の大きさとする。
【００３４】
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５ビットずつ取り出し、所定の変換テーブルを用いて３×３の配列に変換した後、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（５/９変調処理）。
【００３５】
上記信号光は、その縦偏光成分のみがＰＢＳ２０によってＦＴＬ（Fourier Transform Lens：フーリエ変換レンズ）２２の方向へ反射される。反射された信号光（縦偏光成分）は、ＦＴＬ２２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（空間フィルター）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９上に照射される。なお、開口絞り２３の開口を矩形とした場合、その一辺の長さは、例えば、ナイキスト空間周波数の２．０倍とする。
【００３６】
一方、上記参照光は、縦偏光状態のまま半波長板３１を通過する。半波長板３１を通過した参照光は、ミラー３２を介して（開口）絞り３３に入射し、光束径を縮小された後、ＰＢＳ３４において記録時参照光として直角に反射され、ミラー３５、ガルバノメータミラー３６およびリレーレンズ３７を介して、所定の角度で記録媒体９上に照射される。
【００３７】
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９が配置されていることにより記録媒体９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３６の角度を変えて参照光の記録媒体９への入射角度を変えることにより、記録媒体９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。
【００３８】
また、信号再生時においては、スペイシャルフィルター１３からの光ビームが半波長板１５により完全に縦偏光（Ｓ偏光）とされ、ＰＢＳ１６により直角に反射される。この後、半波長板３１により完全に横偏光（Ｐ偏光）にされることで、ＰＢＳ３４を再生時参照光として透過し、ミラー３８、ガルバノメータミラー３９およびリレーレンズ４０を介して、裏面側より記録媒体９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９からＦＴＬ２２側へ出射されてＦＴＬ２２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、ＰＢＳ２０を透過してイメージセンサー５に入射する。なお、イメージセンサー５には、例えば、画素数１６９６×１７１０、画素ピッチ８．０μmのＣＭＯＳ撮像素子を用いる。上記ＳＬＭ２１との画素
ピッチの比から、オーバーサンプリングレートは略１．３となる。
【００３９】
イメージセンサー５に入射した再生光に担持された再生像情報を取得（撮像）した後、演算部７において、前述したような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。
【００４０】
なお、ページデータに対して、テンプレートマッチング法等を用いてマーカー位置を特定することによって、前述したようなデータ領域ＤＲの四隅の座標、さらにはデータ領域ＤＲの各画素の座標を算出することができる。
また、上記制御装置４１は、各ページデータにマーカー５０が間欠的に記録されるように処理するマーカー情報間欠記録処理手段４１Ａを備えている。すなわち、マーカー５０を記録されたページデータに隣接するページデータにはマーカー５０が記録されないように処理されるので、マーカー５０を記録されたページデータのマーカー５０近傍に、誤認識され得るマーカー５０がクロストークにより重畳されて記録される事態を大幅に低減することができる。
【００４１】
また、上記演算部７は、ホログラム記録媒体９から順次再生したページデータのうち、マーカー５０が記憶されている第１のページデータからマーカー情報を検出するマーカー情報検出手段７１と、このマーカー情報検出手段７１により検出されたマーカー情報を記憶するマーカー情報記憶手段（例えばＤＲＡＭ）７２と、このマーカー情報記憶手段７２に記憶されているマーカー情報に基づいて、当該マーカー５０が記録されているページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する第１データ領域位置座標算出手段７３を備える。さらに、マーカー５０が記録されていない第２のページデータについては、マーカー情報記憶手段７２に記憶されているマーカー情報のうち、最新に記憶されたマーカー情報を読み出す最新マーカー情報読出手段７４と、最新マーカー情報読出手段７４により読み出された最新に記憶されたマーカー情報に基づいて、当該第２のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する第２データ領域位置座標算出手段７５を備えている。
【００４２】
なお、上記演算部７においては、得られた９６枚の再生像に基づき、位置座標が特定されたデータ領域中のシンボル（データ）抽出を行い、5/9変調符号を復号することでデー
タ列を復元する。このような処理に係るアルゴリズムの詳細は、前述したように、非特許文献１に開示されているので説明は省略するが、その処理は、いずれもこの演算部７において実行される。
【００４３】
上述したように、マーカー５０が記録された第１のページデータにおいては、その記録されたマーカー５０を、また、マーカー５０が記録されていない第２のページデータにおいては、最新に（直前に）記録されたマーカー５０により、その記録されたページデータのデータ領域の位置座標を、位置誤差が生じていないマーカー５０に基づいて特定することができる。また、マーカー５０が記録されていない第２のページデータについて使用するマーカー５０を最新に記録されたものとして、そのページデータと、実際に使用するマーカー５０が記録されていたページデータの記録時角度差を必要最小限の角度としているから、その観点からも、ページデータのデータ領域の位置座標の誤差を最小のものとすることができる。
【００４４】
上述した本実施形態の作用効果を、図１に示す一連の画像を用いて具体的に説明する。
すなわち、図１のｎ＝１，３，５の画像の場合には明瞭なマーカー５０（画像左上隅の矩形状の図形）が表示されている。
これに対して、ｎ＝２，４の画像については、マーカーを記録していないにも拘らず、画像左上隅に弱い強度の矩形状の図形が、上下にずれた状態（参照光の入射角度が互いに異なることによる）で２つ表示されている。これは、隣接するページデータのマーカー５０の画像がクロストークによって表示されたものであり、例えば、ｎ＝４に表示された矩形図形は、ｎ＝３，５のマーカー５０の画像がクロストークによって表示されていることを示している。このことは、ｎ＝２の画像についても同様である。
【００４５】
換言すれば、ｎ＝２，４の画像についてもマーカー５０の画像を記録する従来の手法によれば、そのページデータに記録されているマーカー５０の像と、隣接する両側のページデータに記録されているマーカー５０のクロストークによる像とが重畳されることにより、
マーカー位置検出過程においてクロストーク成分を誤検出したり、算出されたマーカー位置に大きな誤差が生じたりしてしまうことを示している。
【００４６】
ここで、ｎ＝２，４，６，・・・，９６の画像についてはマーカー５０が付加されていないので、例えばｎ＝４のホログラム番号のページデータついては、ｎ＝３の画像である、最新に得られたマーカー５０の位置（ｎ−１番のマーカー５０の位置）をマーカー情報記憶手段７２（以下、単にDRAMと称する）内に格納しておき、これをｎ＝４のマーカー位置（ｎ番目のマーカー位置）であるとみなしてDRAMから読みだして用いている。
【００４７】
なお、マーカー５０の位置のずれとしては、ページデータを記録する際の参照光の入射角度の差が０．５度程度以内であれば殆ど問題は生じない。
図５に本実施形態のビット誤り率を示す。このビット誤り率は、再生像から最終的に得られたデータ列を、記録される際の元データと比較することにより得た。なお、横軸はホログラム番号ｎを示すものである。
図５によれば、全ページデータ９６枚の平均のビット誤り率は1.6×10-3、最大のビッ
ト誤り率は2.6×10-3であった。この値は、低密度パリティ検査符号（LDPC符号）等の、
近年主流の誤り訂正符号処理を用いれば、誤り率が良好とされる範囲まで訂正が十分可能な低いビット誤り率であり、マーカー位置がクロストークの影響を抑制することにより正しく検出され、記録データが大きな問題無く再生されることを示している。
【００４８】
ところで、図１のｎ＝１，３，５の画像のマーカー５０の表示近傍部分については、当該ページデータのマーカー５０が明瞭に表示されているものの、クロストークによる強度の微弱なマーカー５０も表示されていることが視認できる。これは角度多重の場合の角度選択性がsinc関数の自乗で表わされるためであり、具体的には、ホログラム番号ｎが２つ以上離れたページデータに記録されるマーカー５０が、クロストークにより表示されることによる。
【００４９】
そこで、これらのクロストークによる影響を低減させ、マーカー位置検出精度をより高めるために、マーカー５０を記録するぺージデータ間の、ページデータの数（マーカーを記録しないページデータの数）を増やすことが好ましい。
すなわち、順次記録されるページデータに対して、１から順にホログラム番号（ｎ：自然数）を付し、ｎをｋ（２以上の自然数）で除した余りが１の場合には、マーカー情報を有するページデータを記録するように、かつその余の場合には、マーカー情報を有さないページデータを記録するように構成する（記録されているページデータの読出しもｎを増加させる順番で行う）ことで効果が得られるが、このｋの数を、上述した実施形態のように２とするのではなく、３以上とすることにより、さらに良好な効果を得ることができる。
【００５０】
例えばｋ＝３とした場合には、ｎをｋで除した余りが１となるホログラム番号、すなわちｎ＝１，４，７，１０，・・・，９４の場合のみマーカー５０が付加されたページデータを記録する。その後このページデータを再生して取得された再生像のうち、ｎ＝１３〜１７までのものについて、再生像左上隅のマーカー５０近傍を拡大した図を図６に示す。
同様にｋ＝４とした場合には、ｎをｋで除した余りが１となるホログラム番号、すなわちｎ＝１，５，９，１３，・・・，９３の場合のみマーカー５０が付加されたページデータを記録する。その後このページデータを再生して取得された再生像のうち、ｎ＝１３〜１７までについて、再生像左上隅のマーカー５０近傍を拡大した図を図７に示す。
【００５１】
なお、マーカー５０が付加されていないページデータに関しては、前述した実施形態のものと同様に、最新に、DRAMに記憶されたマーカー位置検出結果をDRAMから読みだして用いる。
図６および図７に示すように、マーカー５０が付加された再生像についてはマーカー部分におけるクロストーク成分が、図１の場合のクロストーク成分と比べてより低減されている（強度がより弱くなっている）ことが明らかである。
ところで、DRAMから読みだすマーカー位置検出結果は最大でｋ−１個前のホログラム番号のページデータのものである。ｋを大きな値に設定するほど、大きな角度差を有するページデータのマーカー５０を参照することになり、この場合には真値からの差が大きくなるため精度が悪くなる虞がある。したがって、好ましくは、ｋの値を２〜４程度に設定することが望ましい。
【００５２】
また、本発明のホログラム記録再生装置および方法としては、上記実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。
例えば、上記実施形態においては、記録多重方式として角度多重を採用しているが、その他の多重方式（例えば波長多重、位置シフト多重等）についても本発明のホログラム記録再生装置および方法を適用することが可能である。
また、前述した、実施形態の光学条件等は一例であり、例示されていない光学条件であっても本発明を実施することができる。
【００５３】
また、ホログラム記録は、上述した実施形態のように、ホログラム番号ｎが小さいものから順に行ってもよいし、大きいものから順に行ってもよい。
また、上記実施形態のホログラム記録再生装置および方法では、第２のページデータの
データ領域の座標を求める際の指標としてのマーカー５０を、この第２のページデータよりも前に記録した第１のページデータに係るマーカー５０としているが、この第２のページデータよりも後に記録した第１のページデータに係るマーカー５０としてもよい。
【００５４】
また、上記実施形態のホログラム記録再生装置および方法では、マーカー５０を記録したページデータ間のページデータ数を一定数（１、２または３）としているが、必ずしも一定数とせずともよい。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、記録すべき情報をページデータと称する２次元画像としてホログラムに記録再生する情報記録再生技術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り、例えば、デジタルライブラリー、医療機関、データセンター、映像アーカイブス等への応用が期待される。
【符号の説明】
【００５６】
１      ホログラム記録再生装置
３      ホログラム光学系
５      イメージセンサー
７      演算部
９      ホログラム記録媒体
１１      レーザー光源
１２、１９      シャッター
１３      スペイシャルフィルター
１４、３２、３５、３８      ミラー
１５、３１      半波長板
１６、２０、３４      ＰＢＳ
１７、１８、２２      レンズ（ＦＴＬを含む）
２１      ＳＬＭ（空間光変調素子）
２３、３３      開口絞り
２４、３７、４０      リレーレンズ
３６、３９      ガルバノメータミラー
４１      制御部
４１Ａ      マーカー情報間欠記録処理手段
５０      マーカー
７１      マーカー情報検出手段
７２      マーカー情報記憶手段
７３      第１データ領域位置座標算出手段
７４      最新マーカー情報読出手段
７５      第２データ領域位置座標算出手段
ＤＲ      データ領域
ＩＲ      再生像領域
【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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