(57)【要約】【課題】  再生像のムラ、歪みによる再生データの誤りが生じにくいホログラム記録装置、ホログラム記録方法、ホログラム記録媒体、およびプログラムを提供する。【解決手段】  空間変調器の表示面上の画素が信号雑音比によって第１、第２の画素のグループに区分され、ビット情報、ビット情報に対応する冗長ビット情報がそれぞれ第１、第２の画素のグループに対応付けられる。このように対応付けされた情報に基づき、空間変調器が制御され、信号光が変調されてホログラム記録媒体への情報の記録が行われる。信号雑音比によって区分された画素のグループに情報が対応付けされるので、情報の重みに応じて対応付けを行い、情報全体としての誤りの発生を低減できる。【選択図】  図１
2005031560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビット情報と、前記ビット情報に対応する冗長ビット情報とを含む情報をホログラム記録媒体に記録するホログラム記録装置であって、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
複数の画素を含む表示面を有し、かつ前記レーザ光源から出射されたレーザ光を変調する空間変調器と、
前記空間変調器で変調されたレーザ光をホログラム記録媒体に集光させる集光素子と、
前記ビット情報を前記表示面上の第１の画素のグループに、前記冗長ビット情報を信号雑音比によって前記第１の画素のグループと区分される前記表示面上の第２の画素のグループに、それぞれ対応付ける情報対応付部と、
前記情報対応付部で対応付けされた情報に基づき、前記空間変調器を制御する空間変調器制御部と、
を具備することを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項２】
前記第１の画素のグループの信号雑音比が前記第２の画素のグループの信号雑音比よりも大きい、
ことを特徴とする請求項１記載のホログラム記録装置。
【請求項３】
前記第１の画素のグループの信号雑音比が前記第２の画素のグループの信号雑音比よりも小さい、
ことを特徴とする請求項１記載のホログラム記録装置。
【請求項４】
前記空間変調器の表示面上の画素を前記第１、第２の画素のグループに分類する画素分類部、
をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のホログラム記録装置。
【請求項５】
前記画素分類部が、前記表示面の中心からの距離に基づいて、画素を前記第１、第２の画素のグループに分類する
ことを特徴とする請求項４記載のホログラム記録装置。
【請求項６】
前記冗長ビット情報が、前記ビット情報をターボ符号化することによって生成される  
ことを特徴とする請求項１記載のホログラム記録装置。
【請求項７】
前記冗長ビット情報が、前記ビット情報から生成された低密度パリティ検査符号である
ことを特徴とする請求項１記載のホログラム記録装置。
【請求項８】
ビット情報と、前記ビット情報に対応する冗長ビット情報とを含む情報をホログラム記録媒体に記録するホログラム記録方法であって、
前記ビット情報を空間変調器の表示面上の第１の画素のグループに、前記冗長ビット情報を信号雑音比によって前記第１の画素のグループと区分される前記表示面上の第２の画素のグループに、それぞれ対応付ける情報対応ステップと、
前記情報対応ステップで対応付けられた情報に基づき、空間変調器を制御する変調器制御ステップと、
前記変調器制御ステップで制御された空間変調器によって、レーザ光を変調する変調ステップと、
前記変調ステップで変調されたレーザ光をホログラム記録媒体に集光させる集光ステップと、
を具備することを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項９】
前記第１の画素のグループの信号雑音比が前記第２の画素のグループの信号雑音比よりも大きい、
ことを特徴とする請求項８記載のホログラム記録方法。
【請求項１０】
前記第１の画素のグループの信号雑音比が前記第２の画素のグループの信号雑音比よりも小さい、
ことを特徴とする請求項８記載のホログラム記録方法。
【請求項１１】
前記空間変調器の表示面上の画素を前記第１、第２の画素のグループに分類する画素分類ステップ、
をさらに具備することを特徴とする請求項８記載のホログラム記録方法。
【請求項１２】
前記画素分類ステップにおいて、前記表示面の中心からの距離に基づいて、画素を前記第１、第２の画素のグループに分類する
ことを特徴とする請求項１１記載のホログラム記録方法。
【請求項１３】
前記ビット情報をターボ符号化して前記冗長ビット情報を生成する冗長ビット情報生成ステップ
をさらに具備することを特徴とする請求項８記載のホログラム記録方法。
【請求項１４】
前記冗長ビット情報からの低密度パリティ検査符号として前記冗長ビット情報を生成する冗長ビット情報生成ステップ
をさらに具備することを特徴とする請求項８記載のホログラム記録方法。
【請求項１５】
ビット情報を表す第１の画素のグループと、前記ビット情報に対応する冗長ビット情報を表し、かつ信号雑音比によって前記第１の画素のグループと区分される第２の画素のグループと、を含む像が記録されることを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項１６】
ビット情報を空間変調器の表示面上の第１の画素のグループに、前記ビット情報に対応する冗長ビット情報を信号雑音比によって前記第１の画素のグループと区分される前記表示面上の第２の画素のグループに、それぞれ対応付ける情報対応ステップと、
前記情報対応ステップで対応付けられた情報に基づき、空間変調器を制御する変調器制御ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラムを用いて情報を記録するホログラム記録装置、ホログラム記録方法、ホログラム記録媒体、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラム記録媒体にデータを記録するホログラム記録装置が開発されている。  
ホログラム記録装置では、レーザ光を参照光と信号光の２つに分割して、参照光はそのまま、信号光は複数画素を有する空間変調器（例えば、液晶素子）を通過させた後に、ホログラム記録媒体に照射する。この結果、参照光と信号光とが干渉して形成された干渉縞がホログラム記録媒体に記録される。このとき空間変調器の各画素の表示パターンを設定することで、ホログラム記録媒体に所望のデータを記録できる。
【０００３】
データを記録したホログラム記録媒体に参照光のみを照射すると、記録時に空間変調器に表示されたパターンに対応する回折光（再生光）が発生し、データの再生を行える（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−０６６９７７号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ホログラム記録装置で再生した再生像に光強度のムラや像の歪みなどを生じる場合がある。このような再生像のムラ、歪みは再生像から記録したデータをデコードする際に誤りの原因となる可能性がある。  
上記に鑑み、本発明は再生像のムラ、歪みによる再生データの誤りが生じにくいホログラム記録装置、ホログラム記録方法、ホログラム記録媒体、および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】
【０００５】
Ａ．  本発明に係るホログラム記録装置は、ビット情報と、前記ビット情報に対応する冗長ビット情報とを含む情報をホログラム記録媒体に記録するホログラム記録装置であって、レーザ光を出射するレーザ光源と、複数の画素を含む表示面を有し、かつ前記レーザ光源から出射されたレーザ光を変調する空間変調器と、前記空間変調器で変調されたレーザ光をホログラム記録媒体に集光させる集光素子と、前記ビット情報を前記表示面上の第１の画素のグループに、前記冗長ビット情報を信号雑音比によって前記第１の画素のグループと区分される前記表示面上の第２の画素のグループに、それぞれ対応付ける情報対応付部と、前記情報対応付部で対応付けされた情報に基づき、前記空間変調器を制御する空間変調器制御部と、を具備することを特徴とする。
【０００６】
空間変調器の表示面上の画素が信号雑音比によって第１、第２の画素のグループに区分され、ビット情報、ビット情報に対応する冗長ビット情報がそれぞれ第１、第２の画素のグループに対応付けられる。このように対応付けされた情報に基づき、空間変調器が制御され、信号光が変調されてホログラム記録媒体への情報の記録が行われる。信号雑音比によって区分された画素のグループに情報が対応付けされるので、情報の重みに応じて対応付けを行い、情報全体としての誤りの発生を低減できる。
【０００７】
（１）ここで、前記第１の画素のグループの信号雑音比が前記第２の画素のグループの信号雑音比よりも大きい場合、小さい場合の双方があり得る。  
ビット情報が冗長ビット情報よりも重みが大きいときには前者を、そうでないときには後者を選択して、情報全体としての誤りの発生を低減できる。
【０００８】
（２）ホログラム記録装置が、前記空間変調器の表示面上の画素を前記第１、第２の画素のグループに分類する画素分類部、をさらに具備してもよい。
【０００９】
画素の信号雑音比に基づいて画素を分類できる。  
前記画素分類部が、前記表示面の中心からの距離に基づいて、画素を前記第１、第２の画素のグループに分類しても差し支えない。一般に画素の信号雑音比は表示面の中心からの距離に応じて変化する場合が多いからである。
【００１０】
（３）前記冗長ビット情報には、ターボ符号や低密度パリティ検査符号を用いることができる。
【００１１】
Ｂ．  本発明に係るホログラム記録方法は、ビット情報と、前記ビット情報に対応する冗長ビット情報とを含む情報をホログラム記録媒体に記録するホログラム記録方法であって、前記ビット情報を空間変調器の表示面上の第１の画素のグループに、前記冗長ビット情報を信号雑音比によって前記第１の画素のグループと区分される前記表示面上の第２の画素のグループに、それぞれ対応付ける情報対応ステップと、前記情報対応ステップで対応付けられた情報に基づき、空間変調器を制御する変調器制御ステップと、前記変調器制御ステップで制御された空間変調器によって、レーザ光を変調する変調ステップと、前記変調ステップで変調されたレーザ光をホログラム記録媒体に集光させる集光ステップと、を具備することを特徴とする。
【００１２】
（１）ここで、前記第１の画素のグループの信号雑音比が前記第２の画素のグループの信号雑音比よりも大きい場合、小さい場合の双方があり得る。  
ビット情報が冗長ビット情報よりも重みが大きいときには前者を、そうでないときには後者を選択して、情報全体としての誤りの発生を低減できる。
【００１３】
（２）ホログラム記録方法が、前記空間変調器の表示面上の画素を前記第１、第２の画素のグループに分類する画素分類ステップ、をさらに具備してもよい。  
画素の信号雑音比に基づいて画素を分類できる。  
前記画素分類部が、前記表示面の中心からの距離に基づいて、画素を前記第１、第２の画素のグループに分類しても差し支えない。一般に画素の信号雑音比は表示面の中心からの距離に応じて変化する場合が多いからである。
【００１４】
（３）前記冗長ビット情報には、ターボ符号や低密度パリティ検査符号を用いることができる。
【００１５】
Ｃ．本発明に係るホログラム記録媒体は、ビット情報を表す第１の画素のグループと、前記ビット情報に対応する冗長ビット情報を表し、かつ信号雑音比によって前記第１の画素のグループと区分される第２の画素のグループと、を含む像が記録されることを特徴とする。  
信号雑音比によって区分された第１、第２の画素のグループによって情報が表される。このため情報の重みに応じてホログラム記録媒体への情報の記録が行うことで情報全体としての誤りの発生を低減できる。
【００１６】
Ｄ．本発明に係るプログラムは、ビット情報を空間変調器の表示面上の第１の画素のグループに、前記ビット情報に対応する冗長ビット情報を信号雑音比によって前記第１の画素のグループと区分される前記表示面上の第２の画素のグループに、それぞれ対応付ける情報対応ステップと、前記情報対応ステップで対応付けられた情報に基づき、空間変調器を制御する変調器制御ステップと、をコンピュータに実行させる。  
空間変調器の表示面上の画素が信号雑音比によって第１、第２の画素のグループに区分され、ビット情報、ビット情報に対応する冗長ビット情報がそれぞれ第１、第２の画素のグループに対応付けられる。このように対応付けされた情報に基づき、空間変調器が制御される。  
信号雑音比によって区分された第１、第２の画素のグループに情報が対応付けされる。このため情報の重みに応じて対応付けを行い、信号光を変調してホログラム記録媒体への情報の記録が行うことで情報全体としての誤りの発生を低減できる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば再生像のムラ、歪みによる再生データの誤りが生じにくいホログラム記録装置、ホログラム記録方法、ホログラム記録媒体、およびプログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施形態に係るホログラム記録装置１００を表す模式図である。本図に示すようにホログラム記録装置１００は、レーザ光源１０、ビームエキスパンダ２０，ハーフミラー３０，光シャッター４０，空間変調器５０，ミラー６０，検出器７０、凸レンズ８１〜８３、制御部９０から構成され、ホログラム記録媒体Ｍへの情報の記録および再生を行う。  
レーザ光源１０は、レーザ光を出射する光源である。  
ビームエキスパンダ２０は、平凹レンズ２１と凸レンズ２２を組み合わせて構成され、入射した光のビーム径を空間変調器５０に対応するように拡大する光学素子である。  
ハーフミラー３０は、入射したレーザ光を２つの光（参照光Ｌ０、信号光Ｌ１）に分岐する光学素子である。  
光シャッター４０は、信号光Ｌ１の通過／遮蔽を制御する光学素子であり、ホログラム記録装置１００による記録／再生を制御するのに用いられる。
【００２０】
空間変調器５０は、平面を格子（「ピクセル」、「画素」ともいう）の配列で分割して、格子の透過率と情報符号（データ）とを対応させる光学素子である。  
図２は、空間変調器５０を正面から見た状態を表す模式図である。空間変調器５０は、表示面５１上に画素５２が形成され、それぞれの画素５２が信号光Ｌ１の通過量を制御することで、ホログラム記録媒体Ｍに記録するデータを表示することができる。画素５２は信号光Ｌ１の通過量が大きい「明」状態（５２（１））と信号光Ｌ１の通過量が小さい「暗」状態（５２（２））の２通りを表示可能であり、この明暗によって画素５２毎に１ビットの情報を表すことができる。  
ミラー６０は、信号光Ｌ１を反射してその方向を変える光学素子である。
【００２１】
検出器７０は、平面を格子（「ピクセル」、「画素」、「受光素子」ともいう）の配列で分割して、格子の光量と情報符号（データ）とを対応させる光学素子である。即ち、検出器７０には、縦横に複数の受光素子が配列され、凸レンズ８３から出射した再生光を受光し、受光した光の強度に応じた信号を出力する。  
図３は、検出器７０を正面から見た状態と、図２での空間変調器５０の表示パターンを再生したときの再生像Ｉｍとを対比して表す模式図である。本図に示すように、検出器７０の受光面７１上に受光素子を単位とする画素７２を有し、これらの画素７２それぞれが再生光の強度を検出することで、空間変調器５０に表示された像を再生できる。図３では、検出器７０の受光面７１と投影された空間変調器５０の像が対応していないが、これらを対応させることでホログラム記録媒体Ｍに記録されたデータを検出器７０によって再生できる。
【００２２】
以上のように、空間変調器５０の画素５２と検出器７０の画素７２とは何らかの対応関係がある。但し、この関係は必ずしも１対１の関係である必要はない。例えば、検出器７０の画素７２の個数が空間変調器５０の画素５２の個数よりも多くてもよい。また、検出器７０の画素７２には空間変調器５０の画素５２と対応しない画素があっても差し支えない。
【００２３】
凸レンズ８１は、ミラー６０で反射された信号光Ｌ１をホログラム記録媒体Ｍに集光するための光学素子である。  
凸レンズ８２は、ハーフミラー３０で分岐された参照光Ｌ０をホログラム記録媒体Ｍに集光するための光学素子である。凸レンズ８２から出射した参照光Ｌ０と凸レンズ８１から出射した信号光Ｌ１とは、ホログラム記録媒体Ｍの同一箇所に照射され干渉縞（光の明暗）を形成する。  
凸レンズ８３は、ホログラム記録媒体Ｍからの記録の再生を行った際の再生光を検出器７０に集光させるための光学素子である。
【００２４】
ホログラム記録媒体Ｍは、凸レンズ８１，８２からの出射光による干渉縞を屈折率の変化として記録する記録媒体である。ホログラム記録媒体Ｍの屈折率が露光量に応じて変化することで、参照光Ｌ０と信号光Ｌ１との干渉によって生じる干渉縞を屈折率の変化としてホログラム記録媒体Ｍに記録できる。
【００２５】
ホログラム記録媒体Ｍの構成材料として、光の強度に応じて屈折率の変化が行われる材料であれば、有機材料、無機材料の別を問うことなく利用可能である。  
無機材料として、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）のような電気光学効果によって露光量に応じ屈折率が変化するフォトリフラクティブ材料を用いることができる。
【００２６】
有機材料として、例えば、光重合型フォトポリマを用いることができる。光重合型フォトポリマは、その初期状態では、モノマがマトリクスポリマに均一に分散している。これに光が照射されると、露光部でモノマが重合し、ポリマ化するにつれてその部分の屈折率が変化する。
【００２７】
ホログラム記録媒体Ｍからのデータの再生は、光シャッター４０を閉じて、ホログラム記録媒体Ｍに参照光Ｌ０のみを照射することで行える。ホログラム記録媒体Ｍ上のデータが記録された箇所に参照光Ｌ０が照射されることで、信号光Ｌ１の進行方向の回折光（再生光）を生じる。検出器７０で受光することで、ホログラム記録媒体Ｍに記録された情報を再生できる。
（空間変調器５０上の画素５２の配置とデータの再現性の関係）
空間変調器５０で表したデータが記録、再生される場合を考える。この場合、再生像は空間変調器５０での表示状態を必ずしも忠実には反映せず、光強度のムラや像の歪みがあることが多い。
【００２８】
光強度のムラは信号光Ｌ１の強度分布に起因して生じる可能性がある。  
図４は、空間変調器５０の表示面５１上での信号光Ｌ１の強度分布を表す模式図である。領域Ａ０からＡ３と表示面５１中央付近から外周に行くほど画素５２での光の強度が小さく、従い信号雑音比（Ｓ／Ｎ比）が小さいことが判る。  
このため、再生像にも強度分布が生じ、再生像の中央から外周部にいくほど光強度が小さくなり、信号雑音比も小さくなる。
【００２９】
再生像の歪みはホログラム記録装置１００の光学系に起因して生じる可能性がある。  
図５は再生像の歪みの一例を空間変調器５０の画素５２の配列と対比して表す模式図である。再生像の歪みは実線で画素５２の配列は破線で表されている。本図の例で、再生像はその中心部で比較的元の形をとどめているが（歪みが小さい）、外周にいくにしたがって歪みが大きくなっている。本図では、正方形の画素５２の辺がくびれて再生されているが、正方形の辺が膨らんだり、傾いて平行四辺形になったりする場合もある。  
本図に示したように、再生像の歪みは一般に空間変調器５０の外周部にいくほど大きくなり、従い信号雑音比が小さくなる。  
以上のように、光強度、像の歪みいずれの観点から見ても空間変調器５０の中心部から外側にいくにしたがって信号雑音比が小さくなる傾向がある。
【００３０】
上述は、マクロな観点からみた信号雑音比の考察である。ミクロの観点からは、検出器７０を構成している画素（ピクセル、受光素子）７２の性能によって信号雑音比が異なることが予想できる。  
図６は、検出器７０の画素７２の配列と信号雑音比との関係を表した模式図である。信号雑音比の小さい画素７２にはハッチングを施している。なお、各画素７２での信号雑音比の相対的比較は、画素７２に発生する雑音を事前に測定することで行える。
【００３１】
以上のように、ホログラム記録装置１００では、画素５２（いわば情報を格納する格子）によって信号雑音比は均一ではなく、空間変調器５０の中心から遠くなるにつれて各画素７２での信号雑音比が小さくなる可能性がある。
【００３２】
ここで、例えばターボ符号のように元の情報に所定のパリティ条件をみたす冗長符号（冗長情報）を付加する符号化方法を考える。このとき、冗長情報部分は元の情報中の符号を用いて生成されるので、冗長情報部分では元の符号の重みは分散されて小さくなる。この一方、元の情報部分には、誤りの影響が直接でることが考えられる。このため、元の情報部分と冗長情報部分とで情報の重みが異なると考えられる。
【００３３】
情報全体を構成する各部分での情報の重みの相違は、元の情報から冗長情報を生成する場合以外にも生じ得る。例えば、元の情報系列を生成行列によって別の情報系列に変換する場合にも、生成行列の要素を制御することで情報の重みを制御できる。
（空間変調器５０の画素５２配列と表示する情報との対応付け）
以上のような情報の重みを制御する符号化方式で変換された情報系列をホログラム記録装置１００で記録する場合には、記録する情報の重みと空間変調器５０での画素５２とを対応付けることで、情報全体としての再生の誤りを低減できる。
【００３４】
図７は、空間変調器５０の画素５２の配置と表示する情報との対応関係の一例を表す模式図である。本図において、表示面５１は内側のハッチングされない領域Ａ１０と外側のハッチングされた領域Ａ１１に区分される。即ち、ここでは空間変調器５０の表示面５１の中心からの距離によって、領域Ａ１０、Ａ１１が区分されている。  
領域Ａ０は、元の情報をあらわすための画素５２を有する領域である。また、領域Ａ１は、元の情報から生成されたターボ符号などの冗長情報をあらわすための画素５２を有する領域である。  
例えば、元の情報は、内周の領域Ａ０中の画素５２に左上から順に配列するものとする。一方、冗長情報は、外周の領域Ａ１中の画素５２に左上から順に時計回りに配列することができる。
【００３５】
このとき空間変調器５０の外周部では、再生光の強度が減少し、また再生像に歪みが生じる。再生光の強度の減少は、信号の劣化を意味し、誤りが生じる確率が高くなる。また、再生像の歪みは、再生像が検出器７０の画素７２に正しく収まらなくなり、誤りが生じる確率が高くなる。
【００３６】
しかしながら、外側の領域Ａ１に対応する情報は冗長情報であるから、元の情報を再生する際にノイズの影響が分散される。従って、図７のように、空間変調器５０の内周部と外周部とで表示する情報の種別を区分することで、データに誤りが生じる確率を減少させることができる。
【００３７】
図８は、空間変調器５０の画素５２の配置と表示する情報との対応関係の他の例を表す模式図である。本図において、表示面５１はハッチングされない領域Ａ２０とハッチングされた領域Ａ２１に区分される。領域Ａ２０は、ターボ符号における元の情報をあらわすための画素５２を有する領域である。また、領域Ａ２１は、ターボ符号などの冗長情報をあらわすための画素５２を有する領域である。このように、領域Ａ２０、Ａ２１の区分が空間変調器５０の表示面５１の外周、内周に対応しないことも考えられる（空間変調器５０の表示面５１の中心からの距離に直接的には依存しない）。
【００３８】
このような空間変調器５０の表示面５１の区分は、検出器７０側の各画素７２のノイズあるいは誤りの生起確率を測定することで行える。  
図９は、検出器７０側の各画素７２のノイズあるいは誤りの生起確率を測定した結果の一例を表す模式図である。本図では、検出器７０側の受光面７１（空間変調器５０の表示面５１に対応する）は、誤りの生起確率が小さい順に領域Ａ３０，Ａ３１，Ａ３２の３つに区分されている。
【００３９】
図８での領域Ａ２０は図９での領域Ａ３０の全部とＡ３１の一部に対応し、図８での領域Ａ２１は図９での領域Ａ３２の全部とＡ３１の一部に対応する。即ち、図９での領域Ａ３１は、図８での領域Ａ２０、Ａ２１に適宜に配分されている。  
図９の領域Ａ３２は、ノイズの影響で誤りが生じる確率が高い画素５２が含まれるが、この領域Ａ３２には冗長情報が記録される。このため、元の情報を再生する際にノイズの影響が分散され、誤りの確率を低減できる。
（制御部９０の詳細）
図１０は、制御部９０の内部構成の詳細を表すブロック図である。以下、図１，１０に基づき、制御部９０の内部構成を説明する。  
制御部９０は、データ記憶部９１，データ符号化部９２，画素分類部９３、データ配置部９４，空間変調器駆動部９５から構成され、空間変調器５０の制御を行う。
【００４０】
データ記憶部９１はホログラム記録媒体Ｍに記録するデータを記憶する記憶部である。  
データ符号化部９２は、データ記憶部９１に記憶されたデータを符号化する。この符号化の一例としてターボ符号化を挙げることができる。符号化されたデータは、複数のビット列で表され、元のデータの内容に対応するビット情報とこのビット情報に対応する冗長ビット情報の情報グループ１、２に分類することができる。なお、ターボ符号化の処理は符号化レートＲに依存するため、符号化レートＲの値が事前に入力される。このとき、ビット情報と冗長ビット情報の要素数の比はＲ：（１−Ｒ）となる。なお、ターボ符号化の詳細は後述する。
【００４１】
画素分類部９３は、空間変調器５０の画素５２（ビット情報を格納する配列要素たる格子）を、それぞれの信号雑音比の大小によって分類する。  
このとき、画素５２（配列要素）は２つのグループに分けられ、それぞれの画素５２の個数（要素数）の比はＲ：（１−Ｒ）とする。また、画素グループ１の画素の信号雑音比は、画素グループ２の要素の信号雑音比よりも大きいとする。画素分類部９３による分類結果をテーブルに表して記憶しておくと、便宜である。なお、この分類の詳細は後述する。
【００４２】
データ配置部９４は、ビット情報と冗長ビット情報を空間変調器５０上の画素の位置に応じて、配置するものであり、情報対応付部として機能する。  
データ符号化部９２で出力された情報グループ１，２の要素が、画素分類部９３で分類された画素グループ１，２に対応して格納される。即ち、情報グループ１の要素全てが画素グループ１に、情報グループ２の要素全てが画素グループ２に、それぞれ対応するように格納される。  
なお、ここでいう「格納」とは、情報がこれと対応付けられた画素グループの画素で表示されるように、情報が再配列されることを意味する。
【００４３】
このときの格納の順番（対応付け）は、適宜に決定することができる。例えば、情報グループ１，２の要素から番号の小さいものから順に、対応する画素グループ１，２の左上の画素５２に対応させる（左上のビット情報未格納配列に格納する）ことができる。このようにして再配列されたビット配列がデータ配置部９４から出力される。  
空間変調器駆動部９５はデータ配置部９４でのデータの配置に基づき空間変調器駆動部９５を駆動する。
【００４４】
図１１は、データ符号化部９２での処理内容の詳細を表すブロック図である。  
データ符号化部９２に入力されたビット情報は二つに分岐される。この内の一方はとくに変化させることなく情報グループ１に分類される。他方は、さらに二つに分岐されて、そのうち一方は畳み込み演算器に、他方は、インターリーバに入力される。
【００４５】
畳み込み演算器では、畳み込み演算によってビット情報が別の系列の情報に変換される。このように元の情報から変換された情報を用いることで符号化レートを大幅に小さくすることができる。
【００４６】
指定された符号化レートを満たす情報にするため、畳み込み演算器から出力されたビット系列の一部分を間引きする。例えば、符号化レートＲ＝０．５のときは、偶数番目あるいは奇数番目を間引く。このようにすると冗長ビットのビット数は、元のビット情報の半分になる。このようにして得られた冗長ビット情報を第２のビット情報グループに分類する。
【００４７】
インターリーバに入力されたビット情報は、インターリーバ内でビット系列の順番の並び替えが行われる。この並び換えはインターリーバの規則に従って行われる。並び替えられたビット情報は、畳み込み演算器に入力された後、間引きが行われて第２のビット情報グループに分類される。
【００４８】
図１２は、画素分類部９３での処理内容の詳細を表す模式図である。  
画素分類部９３では、画素５２（配列要素）の信号雑音比を基準にして画素５２のグループ分けが行われる。  
画素分類部９３には、画素５２ごとの信号雑音比の情報が記憶されている。信号雑音比は、例えば、計算機シミュレーションによる見積もりや、所定の表示パターン（表示データ）を用いた検出によって導出できる。なお、信号雑音比の情報は、信号雑音比の絶対値、相対値、あるいは信号雑音比の順番のいずれでも差し支えない。
【００４９】
画素分類部９３でのグループ分けでは、符号化レートＲを入力して、第１のグループと第２のグループの要素数との間の比がＲ：（１−Ｒ）となるように、画素５２を分類する。このとき、信号雑音比の大きい順に第１のグループとして、全体のうちのＲの割合だけ選択し、残りが第２のグループとなるように画素５２が分類される。
【００５０】
ホログラム記録装置１００では、空間変調器５０の表示面５１の外周部と内周部での信号雑音比が異なり、内周部の信号雑音比が大きい場合が多い。このため、信号雑音比の見積もりを行わずに表示面５１中心からの距離によってグループを分類して、第１のグループは内周部、第２のグループは外周部としてもよい。
【００５１】
符号化レートＲ等の条件によって、第１、第２のグループでの分類の結果が異なる場合があり得る。本図の分類例１，２はそれぞれ、信号雑音比が大きいものから順に第１のグループにした場合、信号雑音比が小さいものから順に第１のグループにした場合のグループ分けの結果の一例を表している。分類例１，２のいずれでも、ハッチングの無い部分が画素グループ１、ハッチングの有る部分が画素グループ２を表している。
【００５２】
図１３は、データ配置部９４での処理内容の詳細を表す模式図である。データ配置部９４では、分類された画素５２（配列要素）に対して、分類された情報の対応付け（格納）が行われる。図１３（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図１２の分類例１、２に対応する。いずれの場合でも、分類例１、２の画素グループ１、２に情報グループ１，２が対応付けられる。
【００５３】
既述のように、ビット情報、画素（配列要素）のいずれも第１、第２のグループがＲ：（１−Ｒ）の比となるように設定されている。そして、情報グループ１，２の要素が、画素分類部９３で分類された画素グループ１，２に対応して格納される。即ち、情報グループ１の要素全てが画素グループ１に格納され、情報グループ２の要素全てが画素グループ２に対応付け（格納）される。
このときの格納の順番は、適宜に決定することができる。例えば、情報グループ１，２の要素から番号の小さいものから順に、対応する画素グループ１，２の左上のビット情報未格納配列に格納することができる。ビット情報が格納されたビット配列がデータ配置部９４から出力される。
【００５４】
このようにして、例えば、第１の情報グループにあるビット要素は、全て信号雑音比が大きい画素５２に対応付け、第２の情報グループにあるビット要素は、全て信号雑音比が小さい画素５２に対応付けることができる。また、場合によっては、第１の情報グループにあるビット要素は、全て信号雑音比が小さい画素５２に対応付けて、第２の情報グループにあるビット要素は、全て信号雑音比が大きい画素５２に対応付けることもできる。  
どちらの対応付けを行うかは、事前の計算シミュレーションなどにより決定することができる。
【００５５】
以上のように、上記実施形態によれば、情報ビットと冗長ビットを有する情報を記録する際に、画素の配置による信号雑音比の相違を考慮することで、情報の再現性を向上することができる。その結果、ホログラムによる記録再生と、ターボ符号との適切な融合が可能となる。
（その他の実施形態）
本発明の実施形態は上記の実施形態に限られず拡張、変更可能であり、拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。  
例えば、上記実施形態でのホログラム記録媒体は、平面（２次元的）にホログラムを記録しても良いし、立体（３次元的）にホログラムを記録する体積ホログラムを用いてもよい。  
また、符号化の例としてターボ符号を挙げたが、これ以外に、例えば低密度パリティ検査符号を用いてもよい。即ち、ホログラムによる記録再生と、符号化一般との適切な融合が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係るホログラム記録装置を表す模式図である。
【図２】空間変調器を正面から見た状態を表す模式図である。
【図３】検出器正面から見た状態と、図２での空間変調器５０の表示パターンを再生したときの再生像とを対比して表す模式図である。
【図４】空間変調器の表示面上での信号光Ｌ１の強度分布を表す模式図である。
【図５】再生像の歪みの一例を空間変調器の画素配列と対比して表す模式図である。
【図６】検出器の画素の配列と信号雑音比との関係を表した模式図である。
【図７】空間変調器の画素の配置と表示する情報との対応関係の一例を表す模式図である。
【図８】空間変調器の画素の配置と表示する情報との対応関係の他の例を表す模式図である。
【図９】検出器側の各画素のノイズあるいは誤りの生起確率を測定した結果の一例を表す模式図である。
【図１０】制御部の内部構成の詳細を表すブロック図である。
【図１１】データ符号化部での処理内容の詳細を表すブロック図である。
【図１２】画素分類部での処理内容の詳細を表す模式図である。
【図１３】データ配置部９４での処理内容の詳細を表す模式図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００  ホログラム記録装置
１０  レーザ光源
２０  ビームエキスパンダ
２１  平凹レンズ
２２  凸レンズ
３０  ハーフミラー
４０  光シャッター
５０  空間変調器
５１  表示面
５２  画素
６０  ミラー
７０  検出器
７１  受光面
７２  画素
８１〜８３  凸レンズ
９０  制御部
９１  データ記憶部
９２  データ符号化部
９３  画素分類部
９４  データ配置部
９５  空間変調器駆動部
Ｍ  ホログラム記録媒体
【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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