(57)【要約】【課題】要素ホログラム内、要素ホログラム間のクロストークの問題を回避しつつ、高い記録密度で情報を記録できるようにする。【解決手段】  ホログラム記録媒体に記録された要素ホログラムには、記録時に用いる記録用参照光の波長が異なる複数種類の画素から形成される二次元画像が記録される。例えばＲ、Ｇ、Ｂの記録用参照光でそれぞれ記録される３種類の画素によって二次元画像が要素ホログラム化される。それぞれの種類の画素は、同波長の再生用参照光を照射することによって再生像光が得られるため、ホログラム再生装置としては、例えばＲ、Ｇ、Ｂの波長の再生用参照光を切り換えて用いたり、或いは再生像光を波長毎に分離する。これにより、各種類の画素の再生像光をクロストークが殆ど無い状態で読み出し、各再生像光の撮像信号を合成して要素ホログラムに記録された二次元画像を得る。【選択図】      図３
2007072279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を二次元画像化し、該二次元画像の物体光と記録用参照光とを干渉させ、干渉縞によって上記二次元画像が要素ホログラムとして記録されるホログラム記録媒体であって、
上記要素ホログラムは、それぞれ波長の異なる記録用参照光によって記録された複数種類の画素から成る二次元画像が記録されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項２】
上記要素ホログラムとして記録される上記複数種類の画素から成る二次元画像は、同一種類の有効画素が隣接しないように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項３】
上記要素ホログラムとして記録される上記複数種類の画素から成る二次元画像は、異なる種類の有効画素の画素間隔が、同一種類の有効画素の画素間隔より狭くされていることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項４】
上記要素ホログラムとして記録される上記複数種類の画素から成る二次元画像は、隣接する有効画素同志は、それぞれ異なる種類の画素とされていることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項５】
上記複数種類の画素は、赤色波長の記録用参照光で記録された画素と、緑色波長の記録用参照光で記録された画素と、青色波長の記録用参照光で記録された画素であることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項６】
隣り合う要素ホログラム同志においては、二次元画像を構成する上記複数種類の画素の配置パターンが異なることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項７】
隣り合う要素ホログラムとして記録される各二次元画像では、各二次元画像の同一行又は同一列が、異なる種類の画素となるようにされていることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体。
【請求項８】
情報を二次元画像化し、該二次元画像の物体光と記録用参照光とを干渉させ、干渉縞によって上記二次元画像が要素ホログラムとして記録されるホログラム記録媒体であって、上記要素ホログラムは、それぞれ波長の異なる記録用参照光によって記録された複数種類の画素から成る二次元画像が記録されているホログラム記録媒体から、情報を再生するホログラム再生装置として、
上記ホログラム記録媒体の各要素ホログラムに再生用参照光を照射するとともに、上記要素ホログラムからの再生像光として、上記複数種類の画素のそれぞれの再生像光を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段で得られる、上記複数種類の画素のそれぞれの再生像光の撮像信号を合成して、要素ホログラムに記録された二次元画像を得る撮像信号処理手段と、
上記撮像信号処理手段で得られた二次元画像に対して復号処理を行い、上記情報を再生する復号処理手段と、
を備えることを特徴とするホログラム再生装置。
【請求項９】
上記撮像手段は、
複数の波長の再生用参照光を出力可能な光源部と、
上記光源部から出力する再生用参照光の波長を切り換える波長制御部と、
上記要素ホログラムからの上記複数種類の画素のそれぞれの再生像光を撮像する撮像素子部と、
を有し、
上記波長制御部が上記光源部から出力させる再生用参照光の波長を所定タイミングで切り換えると共に、上記光源部から照射されている再生用参照光の波長に対応した種類の画素の再生像光が上記撮像素子部で撮像されることを特徴とする請求項８に記載のホログラム再生装置。
【請求項１０】
上記撮像手段は、
上記要素ホログラムにおける複数種類の画素の全てに対応する広波長帯域の再生用参照光を照射する光源部と、
上記要素ホログラムからの再生像光を、波長に応じて透過させる波長フィルタ部と、
上記波長フィルタ部を介して導かれた再生像光を撮像する撮像素子部と、
上記波長フィルタ部での透過波長を切換制御するフィルタ制御部と、
を有し、
上記フィルタ制御部が上記波長フィルタ部の透過波長を所定タイミングで切り換えると共に、上記波長フィルタ部の透過波長に対応した種類の画素の再生像光が上記撮像素子部で撮像されることを特徴とする請求項８に記載のホログラム再生装置。
【請求項１１】
上記撮像手段は、
上記要素ホログラムにおける複数種類の画素の全てに対応する広波長帯域の再生用参照光を照射する光源部と、
上記要素ホログラムからの再生像光を撮像する撮像素子部と、
を備え、
上記撮像信号処理手段は、
上記撮像素子部で得られた再生像光の撮像信号に対して波長フィルタ処理を行って上記複数種類の画素のそれぞれについての撮像信号を得、各撮像信号を合成して、要素ホログラムに記録された二次元画像を得ることを特徴とする請求項８に記載のホログラム再生装置。
【請求項１２】
上記撮像手段は、
上記要素ホログラムにおける複数種類の画素の全てに対応する広波長帯域の再生用参照光を照射する光源部と、
上記要素ホログラムからの再生像光を、波長に応じて分光する分光部と、
上記分光部で分光された各波長の再生像光のそれぞれに対応して設けられる複数の撮像素子部と、
を備えることを特徴とする請求項８に記載のホログラム再生装置。
【請求項１３】
情報を二次元画像化し、該二次元画像の物体光と記録用参照光とを干渉させ、干渉縞によって上記二次元画像が要素ホログラムとして記録されるホログラム記録媒体であって、上記要素ホログラムは、それぞれ波長の異なる記録用参照光によって記録された複数種類の画素から成る二次元画像が記録されているホログラム記録媒体から、情報を再生するホログラム再生方法として、
上記ホログラム記録媒体の各要素ホログラムに再生用参照光を照射するとともに、上記要素ホログラムからの再生像光として、上記複数種類の画素のそれぞれの再生像光を撮像する撮像ステップと、
上記撮像ステップで得られる、上記複数種類の画素のそれぞれの再生像光の撮像信号を合成して、要素ホログラムに記録された二次元画像を得る撮像信号処理ステップと、
上記撮像信号処理ステップで得られた二次元画像に対して復号処理を行い、上記情報を再生する復号ステップと、
を備えることを特徴とするホログラム再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声／音楽等の音情報、静止画／動画等の画像情報、又はテキストファイル等の情報を二次元画像化し、要素ホログラムして記録したホログラム記録媒体、及びホログラム記録媒体から光学的に要素ホログラムの二次元画像を読み取り、読み取った二次元画像から情報を再生するホログラム再生装置、ホログラム再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００５−１７３６４６号公報
【特許文献２】特開平５−２４２２８７号公報
【特許文献３】特開２０００−２６８１２３号公報
【特許文献４】特表２００５−５０９２２３号公報
【０００３】
シート状の記録媒体に情報を記録する例として、バーコード、ＱＲコード、ドットコード等に代表される１次元コード又は２次元コードが挙げられる。しかし、これらの情報記録媒体は、単位面積あたりに記録できる情報量が数十から数キロバイト程度と極めて低い。この原因は、単なる画像の濃淡印刷の記録分解能に物理的な限界があるからである。
【０００４】
また、同じくシート状の記録媒体としては、物体光と参照光の干渉縞によって各種データを記録するホログラム記録媒体も知られている。そしてホログラム記録媒体は、記録密度を飛躍的に向上させ、著しい大容量化が可能であることも知られており、例えばコンピュータデータや、オーディオやビデオ等のＡＶ（Audio-Visual）コンテンツデータなどに対する大容量のストレージメディアとして有用であると考えられている。
【０００５】
ホログラム記録媒体にデータを記録する際には、データを二次元ページデータとして画像化する。そして液晶パネル等に画像化したデータを表示させ、その液晶パネルを透過した光を物体光、つまり二次元ページデータの像となる物体光をホログラム記録媒体に照射する。加えて、所定の角度から参照光をホログラム記録媒体に照射する。このとき物体光と参照光によって生ずる干渉縞が、ドット状や短冊状などの１つの要素ホログラムとして記録されることになる。つまり１つの要素ホログラムは、１つの二次元ページデータを記録したものとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、例えばシート状等のホログラムメモリを考え、コンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどを記録し、一般ユーザーがホログラムリーダとしての再生装置を用いて、ホログラムメモリに記録されたデータを取得できるようにするシステムを考える。
シート状のホログラムメモリとは、メディア表面としての平面上に多数の要素ホログラムを敷き詰めるように記録するものであり、このメディア表面に対してホログラムリーダを対向させて、各要素ホログラムとして記録されたデータを読み取っていくようにするものである。
【０００７】
このようなシステムを考えた場合、その使用形態やシステム形態に応じて次のような点を考慮することが必要となる。
・ホログラムリーダによるホログラムメモリからの安定したデータ再生性能。
・ホログラムメモリとしてコンテンツデータ等の記憶のための或る程度の容量の維持。
【０００８】
本発明では、これらの観点を考慮しつつ、例えばユーザーがホログラム記録媒体からデータ取得できるシステムにおいて好適なホログラム記録媒体、再生装置、再生方法を実現することを目的とする。特には、要素ホログラム内や要素ホログラム間のクロストークの問題を回避しつつ、高い記録密度で情報を記録できるようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のホログラム記録媒体は、情報を二次元画像化し、該二次元画像の物体光と記録用参照光とを干渉させ、干渉縞によって上記二次元画像が要素ホログラムとして記録されるホログラム記録媒体であって、上記要素ホログラムは、それぞれ波長の異なる記録用参照光によって記録された複数種類の画素から成る二次元画像が記録されているものである。
また上記要素ホログラムとして記録される上記複数種類の画素から成る二次元画像は、同一種類の有効画素が隣接しないように形成されている。
また、上記要素ホログラムとして記録される上記複数種類の画素から成る二次元画像は、異なる種類の有効画素の画素間隔が、同一種類の有効画素の画素間隔より狭くされている。
また上記要素ホログラムとして記録される上記複数種類の画素から成る二次元画像は、隣接する有効画素同志は、それぞれ異なる種類の画素とされている。
また上記複数種類の画素は、赤色波長の記録用参照光で記録された画素と、緑色波長の記録用参照光で記録された画素と、青色波長の記録用参照光で記録された画素である。
また隣り合う要素ホログラム同志においては、二次元画像を構成する上記複数種類の画素の配置パターンが異なる。例えば隣り合う要素ホログラムとして記録される各二次元画像では、各二次元画像の同一行又は同一列が、異なる種類の画素となるようにされている。
【００１０】
本発明のホログラム再生装置は、上記ホログラム記録媒体から情報を再生するホログラム再生装置であり、上記ホログラム記録媒体の各要素ホログラムに再生用参照光を照射するとともに上記要素ホログラムからの再生像光として上記複数種類の画素のそれぞれの再生像光を撮像する撮像手段と、上記撮像手段で得られる上記複数種類の画素のそれぞれの再生像光の撮像信号を合成して要素ホログラムに記録された二次元画像を得る撮像信号処理手段と、上記撮像信号処理手段で得られた二次元画像に対して復号処理を行い上記情報を再生する復号処理手段とを備える。
【００１１】
上記撮像手段は、複数の波長の再生用参照光を出力可能な光源部と、上記光源部から出力する再生用参照光の波長を切り換える波長制御部と、上記要素ホログラムからの上記複数種類の画素のそれぞれの再生像光を撮像する撮像素子部とを有する。そして、上記波長制御部が上記光源部から出力させる再生用参照光の波長を所定タイミングで切り換えると共に、上記光源部から照射されている再生用参照光の波長に対応した種類の画素の再生像光が上記撮像素子部で撮像されるようにする。
或いは、上記撮像手段は、上記要素ホログラムにおける複数種類の画素の全てに対応する広波長帯域の再生用参照光を照射する光源部と、上記要素ホログラムからの再生像光を、波長に応じて透過させる波長フィルタ部と、上記波長フィルタ部を介して導かれた再生像光を撮像する撮像素子部と、上記波長フィルタ部での透過波長を切換制御するフィルタ制御部とを有する。そして上記フィルタ制御部が上記波長フィルタ部の透過波長を所定タイミングで切り換えると共に、上記波長フィルタ部の透過波長に対応した種類の画素の再生像光が上記撮像素子部で撮像されるようにする。
或いは、上記撮像手段は、上記要素ホログラムにおける複数種類の画素の全てに対応する広波長帯域の再生用参照光を照射する光源部と、上記要素ホログラムからの再生像光を撮像する撮像素子部とを備える。そして上記撮像信号処理手段は、上記撮像素子部で得られた再生像光の撮像信号に対して波長フィルタ処理を行って上記複数種類の画素のそれぞれについての撮像信号を得、各撮像信号を合成して、要素ホログラムに記録された二次元画像を得る構成とする。
或いは、上記撮像手段は、上記要素ホログラムにおける複数種類の画素の全てに対応する広波長帯域の再生用参照光を照射する光源部と、上記要素ホログラムからの再生像光を、波長に応じて分光する分光部と、上記分光部で分光された各波長の再生像光のそれぞれに対応して設けられる複数の撮像素子部とを備える。
【００１２】
本発明のホログラム再生方法は、上記ホログラム記録媒体の各要素ホログラムに再生用参照光を照射するとともに、上記要素ホログラムからの再生像光として、上記複数種類の画素のそれぞれの再生像光を撮像する撮像ステップと、上記撮像ステップで得られる、上記複数種類の画素のそれぞれの再生像光の撮像信号を合成して、要素ホログラムに記録された二次元画像を得る撮像信号処理ステップと、上記撮像信号処理ステップで得られた二次元画像に対して復号処理を行い、上記情報を再生する復号ステップとを備える。
【００１３】
即ち本発明では、例えばシート状のホログラム記録媒体に記録された要素ホログラム配列をスキャンし、データ再生することを可能とするものであるが、ホログラム記録媒体に記録された要素ホログラムは、記録時に用いる記録用参照光の波長が異なる複数種類の画素による二次元画像が記録されている。例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の記録用参照光でそれぞれ記録された３種類の画素により１つの要素ホログラムにおける二次元画像が構成される。
それぞれの種類の画素に対しては、同波長の再生用参照光を照射することによって再生像光が得られる。これは１つの要素ホログラムにおける異なる種類の画素が、ほとんどクロストーク無く読み出せることを意味する。
ホログラム再生装置としては、例えばＲ、Ｇ、Ｂの波長の再生用参照光を切り換えて用いたり、或いは再生像光を波長毎に分離することにより、各種類の画素の再生像光を画素間のクロストークがほとんど無い状態で読み出すことができ、各種類の再生像光の撮像信号を合成すれば、１つの要素ホログラムに記録された二次元画像を得ることができる。また、隣り合う要素ホログラム同志でも、それらの要素ホログラムの二次元画像を構成する複数種類の画素の配置パターンが異なるようにすれば、要素ホログラム同志のクロストークも軽減できる。
要素ホログラムからの読み出しにおいて、要素ホログラム内でのクロストークや要素ホログラム間でのクロストークを軽減できることにより、二次元画像の読取誤差が低減され、再生エラーレートの向上を実現できる。
なお、二次元画像における画素の内の有効画素とは、例えば明暗の二値の情報として記録情報を表現する画素のことである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ホログラム記録媒体に記録された要素ホログラムは、記録時に用いる記録用参照光の波長が異なる複数種類の画素による二次元画像が記録されている。このためホログラム再生装置としては、異なる波長の再生用参照光を切り換えて用いたり、或いは再生像光を波長毎に分離することなどにより、各種類の画素の再生像光の撮像信号を得、各撮像信号から二次元画像を得ることができる。これによって各要素ホログラムの二次元画像を、画素間、つまり要素ホログラム内でのクロストークが低減された状態で読み出すことができる。また、隣り合う要素ホログラム同志でも、それらの要素ホログラムの二次元画像を構成する複数種類の画素の配置パターンが異なるようにすれば、要素ホログラム同志のクロストークも軽減できる。従って安定した情報再生を実現できる。
さらに、各種類の画素の配置方式により、クロストークが無い状態で有効画素を高密度に配置できることになるため、二次元画像、つまり１つの要素ホログラムの記録容量を高め、全体としてホログラム記録媒体の容量を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。
［１．ホログラムメモリの記録再生］
［２．実施の形態のホログラムメモリ］
［３．ホログラムリーダの構成例Ｉ］
［４．ホログラムリーダの構成例II］
［５．ホログラムリーダの構成例III］
［６．ホログラムリーダの構成例IV］
［７．実施の形態の効果及び変形例］
【００１６】
［１．ホログラムメモリの記録再生］
まずホログラムメモリ３に対する基本的な記録再生動作について図１で説明する。
図１（ａ）はホログラムメモリ３に対するデータ記録の様子を示している。例えばコンテンツデータやコンピュータプログラム等としてのデータをホログラムメモリ３に記録する場合、その記録データ全体は、多数の１ページ分のデータにエンコードされる。
例えばコンテンツデータ等の全体のデータが多数の所定サイズのデータブロックに分割され、ブロック単位でエンコード処理が行われる。
エンコードされた単位としての１つのデータブロックは、図示するような例えば二次元画像ＤＰに変換され、液晶パネル１において表示される。
所定の光源から出力され、例えば平行光とされたレーザ光Ｌ１は、二次元画像ＤＰが表示された液晶パネル１を通過することで、その二次元画像ＤＰの像としての物体光Ｌ２となる。
この物体光Ｌ２は、集光レンズ２で集光され、ホログラムメモリ３上にスポットとして集光される。
このとき、ホログラムメモリ３に対しては、所定角度で記録参照光Ｌ３を照射する。これにより物体光Ｌ２と参照光Ｌ３が干渉し、その干渉縞によりドット状の要素ホログラムが記録されることになる。
なおこのように集光レンズ２を用いる場合、要素ホログラムとして記録されるデータは、集光レンズ２のフーリエ変換作用により、記録データである二次元画像ＤＰの像のフーリエ像となる。
【００１７】
このようにしてホログラムメモリ３に１つの要素ホログラムが記録されるが、順次エンコード単位のデータが、同様に二次元画像ＤＰに変換され、液晶パネル１に表示され、それぞれ要素ホログラムとして記録されていく。
各要素ホログラムの記録の際には、図示しない移送機構により、ホログラムメモリ３（ホログラム材料）の位置を移送させ（もしくは記録光学系を移送させ）、要素ホログラムの記録位置をホログラムメモリ３の平面上で僅かにずらせていく。これにより、例えばシート状のホログラムメモリ３に、その平面方向に多数の要素ホログラムが配置されるように記録が行われていくことになる。例えば図２には、１つの要素ホログラムを○で表しているが、このように平面上に多数の要素ホログラムが形成される。
○で示すそれぞれの要素ホログラムが、１つのページデータとしての二次元画像ＤＰが記録されたものとなる。
【００１８】
このように要素ホログラムが記録されたホログラムメモリ３に対しては図１（ｂ）のように再生が行われる。図１（ｂ）に示すコリメータレンズ４及びイメージャ５は、ホログラムリーダとしての再生装置内に設けられる構成である。
ホログラムメモリ３に対しては、記録時と同じ照射角度で、再生参照光Ｌ４を照射する。再生参照光Ｌ４を照射すると、要素ホログラムの再生像が得られる。つまり二次元画像ＤＰの像が、記録時の液晶パネル１と共役な場所に現れる。これをイメージャ５で読み取ればよい。
即ちホログラムメモリ３からの再生像光Ｌ５はコリメータレンズ４で平行光とされ、例えばＣＣＤ撮像素子アレイ、もしくはＣＭＯＳ撮像素子アレイなどで形成されたイメージャ５に入射する。ホログラムメモリ３上でのフーリエ像は、コリメータレンズ４で逆フーリエ変換されて二次元画像ＤＰの像となるため、この二次元画像ＤＰとしての再生像がイメージャ５で読み取られる。
イメージャ５は再生像に応じた電気信号としての撮像信号を発生させる。この撮像信号についてデコード処理を行うことで、元々のデータ、つまり記録のために二次元画像ＤＰに変換する前のデータが得られることになる。
ホログラムメモリ３上の多数の要素ホログラムについて同様にデータ読出を行っていくことで、記録された元々のコンテンツデータ等を再生することができる。
【００１９】
なお、このように要素ホログラムによってデータが記録されるホログラムメモリ３は密着コピーによる大量複製も容易に可能である。
従って、図１（ａ）のようにしてホログラム材料上に要素ホログラムを記録したホログラムメモリ３は、それをそのまま一般ユーザーに提供するホログラムメモリとしても良いが、これをマスターメディアとし、密着コピーにより大量のホログラムメモリの複製に用いてもよい。
例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどをホログラム記録媒体に記録し、これを広く頒布するとともに、一般ユーザーが再生装置（ホログラムリーダ６）を用いて、ホログラムメモリ３に記録されたデータを取得できるようにするシステムなどを想定した場合、図１（ａ）のようにしてホログラムマスターメディアを生成し、そのマスターメディアから複製されたホログラムメモリを頒布して、ユーザーサイドで図１（ｂ）の動作でデータを読み出すようにすることが好適である。
【００２０】
［２．実施の形態のホログラムメモリ］
実施の形態のホログラムメモリ３は、上記図２のように形成される１つ１つの要素ホログラムに、記録時に用いる記録用参照光の波長が異なる複数種類の画素によって形成される二次元画像が記録されているものである。例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の記録参照光でそれぞれ記録された３種類の画素により１つの要素ホログラムにおける二次元画像が構成される例を、以下説明する。
【００２１】
１つの二次元画像ＤＰは、図４（ａ）に示すようにｎ行×ｍ列のピクセル群で構成され、１つのピクセルは、その明暗により１ビットの情報を表すことができる。なお、１つの二次元画像ＤＰを構成するピクセル数としてのｎ、ｍの値は任意であり、図面では説明の都合上、少ない画素数で簡略化して示しているが、例えば１つの二次元画像ＤＰはｎ＝３８４、ｍ＝５１２で、５１２×３８４画素の構成とすることなどが考えられる。
ここで、このような二次元画像は、その再生時に隣接画素間でクロストークが生じ、各画素の明暗の情報があいまいになる現象がある。これは当然画素単位の信号が劣化し、データ再生精度を低下させる。本例のホログラムメモリ３は、このような画素間のクロストークを低減できるようにすることを目的の１つとしている。
【００２２】
図３（ａ）に、１つの要素ホログラムとして記録された二次元画像ＤＰの例を示す。図において□は二次元画像ＤＰを構成する１つの画素（ピクセル）を表している。
なお、図４（ａ）のようなｎ×ｍ個のピクセルのそれぞれが、明／暗により１ビット値を表現できるが、全てのピクセルについて、データを表現する有効画素としてもよいし、一部のピクセルのみをデータを表現する有効画素とし、残りを無効画素としてもよい。
例えば図４（ｂ）は、図示するように有効画素と無効画素を設定し、有効画素が隣接しないようにした例である。
図３（ａ）は、この図４（ｂ）の有効画素部分のみを示しているものである。
【００２３】
図３（ａ）の二次元画像ＤＰは、□で示す有効画素として、Ｒピクセルの画素の行、Ｇピクセルの画素の行、Ｂピクセルの画素の行・・・というように、１行おき毎にＲピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセルが順番に配置されている。
Ｒピクセルは、記録時に記録参照光Ｌ３が赤色波長とされて記録された画素、Ｇピクセルは、記録時に記録参照光Ｌ３が緑色波長とされて記録された画素、Ｂピクセルは、記録時に記録参照光Ｌ３が青色波長とされて記録された画素である。
【００２４】
要素ホログラムとして、例えばこのような二次元画像ＤＰを記録する動作を説明する。
図１（ａ）で説明したように、記録時には元々のコンテンツデータ等を１ページ分毎のサイズに分割したデータブロック毎に１つの二次元画像ＤＰに変換していくが、図３（ａ）のような二次元画像ＤＰの記録を行う場合は、１つのデータブロックから図３（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すような３つの二次元画像ＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ３を生成する。この二次元画像ＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ３は、それぞれ二次元画像ＤＰの一部の有効画素を形成する。例えば図３（ｂ）の二次元画像ＤＰ１は、図３（ａ）の二次元画像ＤＰでＲピクセルとなる有効画素を含み、図３（ｃ）の二次元画像ＤＰ２は、図３（ａ）の二次元画像ＤＰでＧピクセルとなる有効画素を含み、図３（ｄ）の二次元画像ＤＰ３は、図３（ａ）の二次元画像ＤＰでＢピクセルとなる有効画素を含むものとされる。
【００２５】
このような３つの二次元画像ＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ３を用いて図５のように１つの要素ホログラムの記録が行われる。
まず図５（ａ）のように、二次元画像ＤＰ１を液晶パネル１に供給し、表示させる。このとき、例えば波長可変レーザ等の波長可変光源６を用い、赤色波長の記録参照光Ｌ３Ｒをホログラムメモリ３に照射させる。すると、二次元画像ＤＰ１の像となる物体光Ｌ２と記録参照光Ｌ３Ｒが干渉して、二次元画像ＤＰ１の画像成分が１つの要素ホログラムとして記録されることになる。
続いてホログラムメモリ３の平面上の記録位置を移動させないまま、図５（ｂ）のように、二次元画像ＤＰ２を液晶パネル１に供給し、表示させる。このとき波長可変光源６から緑色波長の記録参照光Ｌ３Ｇをホログラムメモリ３に照射させる。すると、二次元画像ＤＰ２の像となる物体光Ｌ２と記録参照光Ｌ３Ｇが干渉して、二次元画像ＤＰ２の画像成分が上記二次元画像ＤＰ１と同一の位置に記録されることになる。
さらに続いて、ホログラムメモリ３の平面上の記録位置を移動させないまま、図５（ｃ）のように、二次元画像ＤＰ３を液晶パネル１に供給し、表示させる。このとき波長可変光源６から青色波長の記録参照光Ｌ３Ｂをホログラムメモリ３に照射させる。すると、二次元画像ＤＰ３の像となる物体光Ｌ２と記録参照光Ｌ３Ｂが干渉して、二次元画像ＤＰ３の画像成分が上記二次元画像ＤＰ１、ＤＰ２と同一の位置に記録されることになる。
以上により、ホログラムメモリ３上に、二次元画像ＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ３の画像成分をそれぞれ異なる波長の記録参照光Ｌ３Ｒ、Ｌ３Ｇ、Ｌ３Ｂで記録した１つの要素ホログラムが形成されることになり、その要素ホログラムは、図３（ａ）のようにＲピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセルを含む二次元画像ＤＰを記録したものとなる。
なお、ここでは１つの波長可変光源６を用いたが、もちろん赤色光光源、緑色光光源、青色光光源を設け、これらを順次切り換えて、各記録参照光Ｌ３Ｒ、Ｌ３Ｇ、Ｌ３Ｂを照射するようにしてもよい。
【００２６】
このような要素ホログラムの再生時には、Ｒピクセルについては、赤色波長成分を含む再生参照光が照射されたときに、その再生像光が発生する。またＧピクセルについては、緑色波長成分を含む再生参照光が照射されたときに、その再生像光が発生する。Ｂピクセルについては、青色波長成分を含む再生参照光が照射されたときに、その再生像光が発生する。従って、再生を行うホログラムリーダ６では、再生参照光Ｌ４の波長を順次変化させて読出を行ったり、或いは波長成分毎に分離することで、二次元画像ＤＰの各有効画素の情報を、画素間のクロストークのない状態で読み出すことができる。
【００２７】
図３（ａ）の二次元画像ＤＰのパターンは説明上の一例であるが、１つの要素ホログラムとして記録する二次元画像ＤＰとしては、多様な例が考えられる。
上記図３（ａ）では、Ｒピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセルとしての有効画素同志が列方向及び行方向に隣接しないように配置した例であり、有効画素同志が隣接しないことは、それだけで画素間のクロストークの低減に有効である。
ところが、異なる種類のピクセル同志では、その波長の違いにより再生時のクロストークを防止できることを考えれば、異なる種類のピクセル同志が隣接してもかまわないものとなる。
そこで図６（ａ）のように、各有効画素行の間に無効画素の行を配置することを無くし、上下方向に、異なる種類のピクセルが隣接するパターンとすることが考えられる。この場合、有効画素のピッチとしては、同一種類（例えばＲピクセルとＲピクセル）の有効画素ピッチＰ１に比べて、異なる種類同志（例えばＲピクセルとＧピクセル）の有効画素のピッチＰ２を狭くすることができる。このようなパターンとすれば、１つの二次元画像ＤＰにおける有効画素数を増やし、つまり１つの要素ホログラムに記録されるデータ量を増加させることができる。従ってホログラムメモリ３の大容量化に好適である。
【００２８】
図６（ｂ）は、各行では、Ｒピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセルという異なる種類のピクセルが順番に隣接して配列され、列方向には無効画素を介して同一種類の有効画素が並ぶようにしたパターンである。この場合も、図３（ａ）のパターンに比べて大容量化に好適である。
図６（ｃ）は、図６（ｂ）と同様に、各行で、Ｒピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセルという異なる種類のピクセルが順番に隣接して配列されるが、行毎に順番がずれるようにすることで、列方向にも異なる種類の有効画素が並ぶようにしたものである。この場合、同一種類の有効画素同志の列方向の離間間隔が離れるため、クロストーク低減により有効である。
図６（ｄ）は、無効画素を無くして全てを有効画素とするとともに、縦方向及び横方向には同一種類の有効画素同志が並ばないようにしたパターンである。このパターンは、大容量化を必要とする場合に最も好適である。但し、斜め方向に同一種類の有効画素同志が並ぶため、上記各パターンに比べて、画素間クロストークの低減には多少、不利となる。
【００２９】
なお、画素間クロストークは、システムに応じて、行内（横方向）に発生し易かったり、列内（縦方向）に発生しやすかったりするなどの傾向がある。
このため、例えば縦方向に画素間クロストークが発生しやすいシステムの場合は、図３（ａ）や図６（ａ）のように、列方向に異なる種類の有効画素が並ぶようにして、同一種類の有効画素同志の間隔を縦方向に広げることが好適であり、逆に横方向に画素間クロストークが発生しやすいシステムの場合は、図６（ｂ）のように行方向に異なる種類の有効画素が並べて、同一種類の有効画素同志の間隔を横方向に広げることが好適となる。
また、斜め方向に画素間のクロストークが発生しにくいのであれば、図６（ｄ）のパターンで大容量化を図ることが適切となる。
【００３０】
ここまでは、Ｒピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセルの３種類の画素で二次元画像ＤＰを形成した例を述べたが、もちろん異なる波長の記録参照光で記録した２種類の画素で二次元画像ＤＰを形成したり、４種類以上の画素で二次元画像ＤＰを形成してもよい。
図７は、記録参照光として波長λ１，λ２，λ３，λ４の４種類を切り換えることで、４種類の画素で二次元画像ＤＰを形成した場合のパターン例を示している。図のように、例えば第１行、第３行・・・の奇数行にはλ１ピクセル、λ２ピクセルを交互に配置し、第２行、第４行・・・の偶数行にはλ３ピクセル、λ４ピクセルを交互に配置する。このようにすれば、同種の画素は、すべて１画素分のピッチＰ１を保ったまま、有効画素を列方向、行方向とも詰めて配置することができる。従って、画素間のクロストークの低減と大容量化を最も有効に実現できることになる。
なお、図３，図６，図７の例以外にも、多様な画素パターンが考えられることは言うまでもない。
【００３１】
ところで以上は、１つの要素ホログラムにおける二次元画像ＤＰについて、その画素間のクロストークを低減する手法を述べてきたが、図２のように平面上に配列される要素ホログラム同志でもクロストークの問題が存在する。
図２のように、２次元ページデータを記録した要素ホログラムを同一記録媒体に複数配列して記録し、それを順次読み出すことにより、大容量なストレージメディアとして用いることができるが、隣り合う要素ホログラムの間隔が短いと、各要素ホログラムから読み出される二次元画像でクロストークが起こる。この要素ホログラム間でのクロストークによっても、再生時の読み取り誤差が発生しやすくなり、エラーレートが悪化してしまう。
【００３２】
例えば図８（ａ）には、ホログラムメモリ３上において、要素ホログラムｈ２と、その周囲に間隔を比較的詰めて要素ホログラムｈ１，ｈ３，ｈ４，ｈ５が配置されている状態を示している。これに対して光源７から再生参照光Ｌ４が照射されるとする。参照光光源７からの再生参照光Ｌ４のスポットＳＰは、１つの要素ホログラムのサイズより大きな径となっている。
この場合、図のように再生参照光Ｌ４のスポットＳＰが要素ホログラムｈ２の真上にきたときに、そのスポットＳＰ内に周囲の要素ホログラムｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５も入ってしまう。すると、イメージャ５には要素ホログラムｈ２の再生像光に加えて、要素ホログラムｈ１，ｈ３，ｈ４，ｈ５のそれぞれの一部の再生像光も検出されてしまうことになり、クロストークが生ずる。当然ながらこのような状態では要素ホログラムｈ２の再生像光の撮像信号が劣化した状態となる。つまり各要素ホログラムからのデータの再生精度が低下する。
【００３３】
一方、クロストークが問題にならないようにするには、各要素ホログラム間の距離を十分に離して配置すればよい。即ち図８（ｂ）のように距離を離して要素ホログラムを配置すれば、図のように再生参照光Ｌ４のスポットＳＰが要素ホログラムｈ２の真上にきたときに、そのスポットＳＰ内に周囲の要素ホログラムｈ１，ｈ３，ｈ４，ｈ５は入らない。つまりこの状態で要素ホログラムｈ１，ｈ３，ｈ４，ｈ５の再生像光は生じない。
ところが、このように各要素ホログラムを十分に離間させることは、ホログラムメモリ３の平面上での記録密度を低下させることになる。
つまり、各要素ホログラム間の距離を狭めれば狭めるほど記録密度が上がりホログラムメモリの記憶容量を上げることができるものの、再生時にクロストークの問題が生ずる。逆に各要素ホログラム間の距離を十分に離せばクロストークの問題は解消されるが、ホログラムメモリ３の記憶容量が低下する。
【００３４】
上述のように要素ホログラム内でのクロストークの問題を解消し、さらに要素ホログラム間でのクロストークと記憶容量の課題を解決する場合は、本実施の形態のホログラムメモリ３として、各要素ホログラムに記録する二次元画像を図９，図１０のようにする例が考えられる。
【００３５】
図９には、例えば平面上に並ぶ３つの要素ホログラムｈａ，ｈｂ，ｈｃにおける二次元画像のパターン例を示している。
要素ホログラムｈａの二次元画像は、第１行、第４行・・・の画素をＲピクセル、第２行、第５行・・・の画素をＧピクセル、第３行、第６行・・・の画素をＢピクセルとしている。
要素ホログラムｈｂの二次元画像は、第１行、第４行・・・の画素をＢピクセル、第２行、第５行・・・の画素をＲピクセル、第３行、第６行・・・の画素をＧピクセルとしている。
要素ホログラムｈｃの二次元画像は、第１行、第４行・・・の画素をＧピクセル、第２行、第５行・・・の画素をＢピクセル、第３行、第６行・・・の画素をＲピクセルとしている。
ホログラムメモリ３の平面上に並ぶ各要素ホログラムとしては、それぞれ図９の要素ホログラムｈａ，ｈｂ，ｈｃ，ｈａ，ｈｂ，ｈｃ・・・のように順番に形成していく。つまり横方向に並ぶ要素ホログラムについて、各二次元画像の同一行が、異なる種類の画素となるようにされている。
このようにすると、各要素ホログラム内の画素間のクロストークが低減されることに加えて、例えば要素ホログラム同志が図８（ａ）のように近接していても、その要素ホログラム間で、各行同志のクロストークが低減できることになる。これにより要素ホログラムの間隔を狭くしても、各要素ホログラムからの二次元画像の読取精度を向上させることができる。つまり高精度の再生と要素ホログラムの高密度記録による容量向上を実現できる。
【００３６】
なお図９は、例えば隣接する要素ホログラム同志で、各行のクロストークが低減されるようにしたが、隣接する要素ホログラム同志において、各二次元画像の同一列が、異なる種類の画素となるようにしてもよい。
【００３７】
図１０も、同じく平面上で並ぶ３つの要素ホログラムｈａ，ｈｂ，ｈｃにおける二次元画像のパターン例を示している。
要素ホログラムｈａの二次元画像は、第１行、第３行・・・の奇数行の画素がＲピクセルとされ、第２行、第４行・・・の偶数行の画素がＧピクセルとされている。
要素ホログラムｈｂの二次元画像は、第１行、第３行・・・の奇数行の画素がＧピクセルとされ、第２行、第４行・・・の偶数行の画素がＢピクセルとされている。
要素ホログラムｈｃの二次元画像は、第１行、第３行・・・の奇数行の画素がＢピクセルとされ、第２行、第４行・・・の偶数行の画素がＲピクセルとされている。
この場合も、例えば要素ホログラム同志が図８（ａ）のように近接していても、その要素ホログラム間で、各行同志のクロストークが低減できることになり、要素ホログラムの間隔を狭くして高密度化を図ることができる。なお、要素ホログラム内の二次元画像を構成する画素間においては、上下方向のクロストークマージン、つまり同種の画素の間隔が１画素分となり、これが２画素分であった図９の場合より不利となるが、要素ホログラム間で考えると、同種の画素の三次元距離は均一になる。これは、クロストーク発生時の訂正信号処理の演算を簡易化するという利点を生じさせるものとなる。
【００３８】
なお、各要素ホログラムにおいて、二次元画像を構成する複数種類の画素の配置パターンが異なるようにする場合として、この図９，図１０以外の例も多様に考えられることは言うまでもない。
【００３９】
［３．ホログラムリーダの構成例Ｉ］
以下、上記のような要素ホログラムが記録されたホログラムメモリ３に対する実施の形態の再生装置としてのホログラムリーダ６について説明する。なお、ホログラムリーダ６の例として構成例Ｉ〜IVの４つの実施の形態を順次説明する。
【００４０】
実施の形態の構成例Ｉとしてのホログラムリーダ６（ホログラム再生装置）の構成を図１３で説明する。
ホログラムリーダ６は、撮像部１０、信号処理部２０、メモリ部３０、外部機器ＩＦ部４０の４つのブロックを有する。これら各部は、システムコントローラ５１の制御に基づいてそれぞれ所要の動作を行う。
【００４１】
システムコントローラ５１は、例えばマイクロコンピュータにより形成され、ホログラムメモリ３からのデータ読取のための動作を実行するために各部を制御する。
またシステムコントローラ５１は操作部５３の操作情報を監視し、ユーザーの操作に応じて必要な制御を行う。またシステムコントローラ５１は、表示部５２を制御してユーザーに提示する各種の情報の表示を実行させる。
【００４２】
撮像部１０は、ホログラムメモリ３の要素ホログラムから再生される二次元画像を撮像するためのブロックであり、コリメータレンズ１１、撮像素子部（イメージャ）１２、カメラ制御機構部１３、発光駆動部１４、ホログラムスキャン制御部１５、参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂを有して構成される。
コリメータレンズ１１、撮像素子部１２は、図１（ｂ）で説明したコリメータレンズ４及びイメージャ５に相当する。撮像素子部１２はＣＭＯＳイメージセンサ、或いはＣＣＤイメージセンサ等の二次元画像を検出する装置である。
カメラ制御機構部１３は撮像素子部１２（或いは参照光光源１６）とホログラムメモリ３との位置関係を制御するための装置であり、可動部を手動または自動で制御する機能を持つ。即ちカメラ制御機構部１３が、ホログラムメモリ３に対してスキャン位置を制御することで、ホログラムメモリ３上の各要素ホログラムが、撮像部１０で順次読み取られていく。
【００４３】
参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、図１に示した記録時の記録参照光Ｌ３（図５のＬ３Ｒ、Ｌ３Ｇ、Ｌ３Ｂ）と同じ角度でホログラムメモリ３に対して再生参照光Ｌ４を照射するようにホログラムリーダ６の筐体上に配置されている。
特には、参照光光源１６Ｒは赤色波長の半導体レーザ光源とされ、上述した要素ホログラムにおけるＲピクセルに対応する赤色再生参照光Ｌ４Ｒを出力する参照光光源として設けられている。
また参照光光源１６Ｇは緑色波長の半導体レーザ光源とされ、要素ホログラムのＧピクセルに対応する緑色再生参照光Ｌ４Ｇを出力する参照光光源として設けられている。
また参照光光源１６Ｂは青色波長の半導体レーザ光源とされ、要素ホログラムのＢピクセルに対応する青色再生参照光Ｌ４Ｂを出力する参照光光源として設けられている。
なお、参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、半導体レーザの他、それぞれ赤、緑、青の波長の光を発生するＬＥＤ（Light Emitting Diode）によって構成されてもよい。
各参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、それぞれ発光駆動部１４によって発光制御される。発光駆動部１４は、当該ホログラムリーダ６によってホログラムメモリ３の再生を行う場合に、システムコントローラ５１の指示によって参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂのそれぞれを所定タイミングで発光駆動する。
【００４４】
ホログラムスキャン制御部１５は、撮像素子部１２から読み取られた二次元画像の状態及び変数用メモリ２６に格納されたこれまでのスキャン状況を元にホログラムスキャンの撮像タイミングと読み出し画素を決定し、スキャンタイミング信号、スキャンアドレス信号を撮像素子部１２に与えて撮像素子部１２での撮像動作を制御する。また撮像素子部１２で得られた二次元画像信号の処理を行う。
ホログラムスキャン制御部１５内には、撮像素子部１２で得られた撮像信号を一時的に格納するバッファ部１５ａ、１５ｂ、１５ｃが設けられる。
バッファ部１５ａは、要素ホログラムのＲピクセルの再生像光の撮像信号を格納し、バッファ部１５ｂは、要素ホログラムのＧピクセルの再生像光の撮像信号を格納し、バッファ部１５ｃは、要素ホログラムのＢピクセルの再生像光の撮像信号を格納する。例えば要素ホログラムに図３（ａ）の二次元画像ＤＰが記録されていると仮定した場合、各バッファ部１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、図３（ｂ）（ｃ）（ｄ）の二次元画像ＤＰ１，ＤＰ２，ＤＰ３の撮像信号を格納することになる。
そしてホログラムスキャン制御部１５は、バッファ部１５ａ、１５ｂ、１５ｃに取り込まれた各撮像信号を合成することで、１つの要素ホログラムとして記録された二次元画像ＤＰとしての撮像信号を生成する。
【００４５】
信号処理部２０は、撮像部１０にて撮像された二次元画像に信号処理を施すためのブロックであり、メモリコントローラ２１、光学補正変数算出部２２、幾何歪み補正変数算出部２３、二値化部２４、復号部２５、変数用メモリ２６で構成される。
メモリコントローラ２１は、ホログラムスキャン制御部１５、光学補正変数算出部２２、幾何歪み補正変数算出部２３、二値化部２４、復号部２５の各々と、メモリ部３０とのデータ読み書きのアービトレーションをとる。
光学補正変数算出部２２は、二次元画像内の輝度バラツキの状態を検出し、光学補正変数を決定する。
幾何歪み補正変数算出部２３は、二次元画像内の幾何学的な歪みを検出し、幾何補正変数を決定する。
二値化部２４は、光学補正変数及び幾何補正変数を元に、二次元画像を二値化する。
復号部２５は二値化部２４二値化されたデータを復号し、ホログラムメモリ３から読み出した情報を再生する。
変数用メモリ２６は光学補正変数算出部２２で算出された光学補正変数、幾何歪み補正変数算出部２３で算出された幾何補正変数を格納する。
【００４６】
メモリ部３０は、ホログラムスキャン制御部１５から転送されてくる二次元画像を記憶する機能と、信号処理部２０にて行われる信号処理中間結果を記憶する機能、復号部２５にて復号された情報を記憶する機能を有する装置であり、第１の記憶領域としての情報用メモリ３１と、第２の記憶領域としての不揮発性メモリ３２で構成される。
情報用メモリ３１は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）で構成され、ホログラムスキャン制御部１５から転送されてくる二次元画像を記憶する記憶領域とされる。記憶した二次元画像は、光学補正変数算出部２２、幾何歪み補正変数算出部２３、二値化部２４の処理のために読み出される。
不揮発性メモリ３２は復号部２５で復号された情報、例えば音声／映像情報等の記憶領域とされる。
【００４７】
外部機器ＩＦ部４０は、このホログラムリーダ６で読み出した音声／映像情報等を外部機器１００へ伝送する装置であり、外部機器インターフェース４１を備える。
【００４８】
ホログラムメモリ３からのデータ読出の際の各部の動作を述べる。
ホログラムメモリ３に対するスキャンを行う際には、発光駆動部１４が参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂをそれぞれ所定タイミングで発光駆動する。
再生参照光Ｌ４が照射されたホログラムメモリ３からは、要素ホログラムの再生像光が得られ、これがコリメータレンズ４を介して撮像素子部１２に結像する。参照光光源１６Ｒが照射されている場合は、要素ホログラムからのＲピクセルの二次元画像が撮像素子部１２で撮像されることになる。また、参照光光源１６Ｇが照射されている場合は、要素ホログラムからのＧピクセルの二次元画像が撮像素子部１２で撮像され、さらに参照光光源１６Ｂが照射されている場合は、要素ホログラムからのＢピクセルの二次元画像が撮像素子部１２で撮像されることになる。
撮像素子部１２に結像した二次元画像は、電気信号に変換されてホログラムスキャン制御部１５に転送される。
【００４９】
ホログラムスキャン制御部１５は、撮像素子部１２の動作を制御すると共に、撮像素子部１２によって得られる二次元画像信号の処理を行う。
即ちホログラムスキャン制御部１５は、撮像素子部１２に対してスキャンタイミング信号、スキャンアドレス信号等を供給して、いわゆる撮像動作により固体撮像素子アレイで得られる二次元画像信号を順次転送出力させる。そして撮像素子部１２から転送されたくるＲピクセル二次元画像信号、Ｇピクセルの二次元画像信号、Ｂピクセルの二次元画像信号のそれぞれについて、サンプリング処理、ＡＧＣ処理、Ａ／Ｄ変換処理等を施して、上記のようにバッファ部１５ａ、１５ｂ、１５ｃに格納する。
そしてバッファ部１５ａ、１５ｂ、１５ｃに格納した各二次元画像信号を合成して、１つの要素ホログラムからの二次元画像ＤＰとしての二次元画像信号を生成し、出力する。
【００５０】
ホログラムスキャン制御部１５から出力されるデジタルデータ化された二次元画像信号は、メモリコントローラ２１の制御によって情報用メモリ３１に記憶される。
【００５１】
情報用メモリ３１に記憶された二次元画像信号については、光学補正変数算出部２２で、光学補正変数が算出される。即ち情報用メモリ３１から光学補正変数算出部２２に二次元画像信号が転送され、光学補正変数算出部２２で光学的な原因によるデータ値の変動である光学歪み補正や、明るさ調整補正のための補正変数が算出される。光学補正変数算出部２２は、算出した光学補正変数を変数用メモリ２６に格納する。
なお、光学補正変数算出部２２は、実際に二次元画像信号に対して光学補正処理を行うものではなく、光学補正変数を算出して変数用メモリ２６に格納する処理を行うのみである。つまり、二次元画像信号を補正し、補正した二次元画像信号を情報用メモリ３１に転送して二次元画像信号を補正した状態に更新させる動作は行われない。
【００５２】
また情報用メモリ３１に記憶された二次元画像信号については、幾何歪み補正変数算出部２３で、幾何補正変数が算出される。即ち情報用メモリ３１から幾何歪み補正変数算出部２３に二次元画像信号が転送され、幾何歪み補正変数算出部２３で、画像位置ズレ補正、画像回転ズレ補正など、幾何歪み補正のための補正変数が算出される。幾何歪み補正変数算出部２３は、算出した幾何補正変数を変数用メモリ２６に格納する。
なお、幾何歪み補正変数算出部２３も、実際に二次元画像信号に対して幾何歪み補正処理を行うものではなく、幾何補正変数を算出して変数用メモリ２６に格納する処理を行うのみであって、二次元画像信号を補正し、補正した二次元画像信号を情報用メモリ３１に転送して二次元画像信号を補正した状態に更新させる動作は行われない。
【００５３】
光学補正変数算出部２２、幾何歪み補正変数算出部２３での処理により、光学補正変数、幾何補正変数が変数用メモリ２６に格納された二次元画像信号は、情報用メモリ３１から二値化部２４に転送され、二値化される。撮像素子部１２によっては階調のある撮像データとして二次元画像信号が得られるが、これを白黒（明暗）の二値に変換する二値化処理を行うものである。ホログラムメモリ３から読み取るべきデータは、元々の記録データを白黒の二値のデータとして二次元ページデータ化されたものであるからである。
この二値化部２４では、二値化の際に、その二次元画像信号について変数用メモリ２６に格納されている光学補正変数、幾何補正変数を用いて処理を行う。即ち幾何補正変数に基づいて、情報用メモリ３１からの二次元画像信号の読込の際の座標を調整し、また光学補正変数に基づいて二値化の際の閾値を設定する。
二値化部２４で光学補正変数、幾何補正変数を用いた二値化処理を行うことで、二値化された二次元画像信号は、結果的に光学補正、幾何歪み補正が実行された状態となる。
二値化部２４で二値化された二次元画像信号は、直接、或いは情報用メモリ３１を介して、復号部２５に転送される。
【００５４】
復号部２５は、二値化された二次元画像信号、つまり１つの要素ホログラムから得られたデータについて、デコード処理やエラー訂正処理を行い、元のデータを復号する。
復号部２５は、デコードしたデータを、メモリコントローラ２１に受け渡す。メモリコントローラ２１は、デコードされたデータを不揮発性メモリ３２に格納させる。
ホログラムメモリ３の各要素ホログラムから得られる二次元画像信号について、復号部２５で順次デコードされ、不揮発性メモリ３２に蓄積されていくことで、最終的に、ホログラムメモリ３に記録されている元々のデータ、例えばＡＶコンテンツデータやコンピュータデータ等が不揮発性メモリ３２上で構築される。
【００５５】
不揮発性メモリ３２上で再構築されたデータは、外部機器インターフェース４１により外部機器１００、例えばパーソナルコンピュータや、オーディオプレーヤ或いはビデオプレーヤ等のＡＶ装置、又は携帯電話器等の外部機器に対して、ホログラムメモリ３からの再生データとして転送される。外部インターフェース２６は例えばＵＳＢインターフェース等が想定される。もちろん外部インターフェース２６はＵＳＢ以外の規格のインターフェースでもよい。ユーザーは外部機器１００側で、ホログラムメモリ３からの再生データを利用できる。例えばパーソナルコンピュータでコンピュータデータを利用したり、ＡＶ装置や携帯電話等で、ＡＶコンテンツデータを再生させることができる。
【００５６】
なお図示していないが、所定の記録メディアに対して記録を行うメディアドライブを設け、再生データを、そのメディアドライブにより記録メディアに記録されるようにしてもよい。
記録メディアとしては、例えば光ディスク、光磁気ディスク等が想定される。例えばＣＤ（Compact Disc）方式、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）方式、ブルーレイディスク（Blu-Ray Disc）方式、ミニディスク（Mini Disc）方式などの各種方式の記録可能型のディスクが記録メディアとして考えられる。これらのディスクが記録メディアとされる場合、メディアドライブは、ディスク種別に対応したエンコード処理、エラー訂正コード処理、或いは圧縮処理等を施して、再生したデータをディスクに記録する。
また記録メディアとしてハードディスクも想定され、その場合、メディアドライブは、いわゆるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）として構成される。
さらに記録メディアは、固体メモリを内蔵した可搬性のメモリカード、或いは内蔵型固体メモリとしても実現でき、その場合メディアドライブは、メモリカード或いは内蔵型固体メモリに対する記録装置部として構成され、必要な信号処理を行って再生したデータの記録を行う。
【００５７】
さらには、例えば記録メディアに記録したＡＶコンテンツデータをメディアドライブで再生し、その再生したＡＶコンテンツデータをデコードして出力する音声再生出力系、映像再生出力系を備えることは当然考えられる。
またメディアドライブで再生したデータを外部機器インターフェース４１を介して外部機器に転送することもできる。
さらに上記のＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ミニディスク、メモリカード等の可搬性の記録メディアに記録した場合は、その記録メディアを外部機器で再生させることで、ユーザーはホログラムメモリ３から読み出した再生データを利用できる。
【００５８】
なお、ホログラムメモリ３に対するスキャンを行ってデータを読み出す再生動作（データダウンロード動作）と、得られたオーディオ／画像等のデータを外部機器１００に転送したり、或いは上記のように再生出力系で再生出力する動作は、基本的には同時に行われない。このため、メモリ部３０において、情報用メモリ３１及び不揮発性メモリ３２のいずれか一方、もしくは両方を再生装置に具備された他の記憶手段で代替することにより、メモリ構成を簡略化できる。
例えば上記のように光ディスクやＨＤＤなどの記録メディアに復号したデータを記録するようにすれば、再生データ構築までは情報用メモリ３１に格納し、不揮発性メモリ３２を不要とすることも可能である。
【００５９】
このホログラムリーダ６によりホログラムメモリ３からデータ再生を行う際の処理を図１２，図１３で説明する。
図１２、図１３はデータ再生時においてシステムコントローラ５１の制御に基づいて実行される処理を示している。
【００６０】
例えばユーザーが操作部５３で再生開始の操作を行うことなどに応じて、システムコントローラ５１はホログラムメモリ３に対する再生動作を開始する。
システムコントローラ５１は、まずステップＦ１０１でカメラ制御機構部１３に指示して、撮像部１０が、再生対象となっているホログラムメモリ３上の或る要素ホログラムに対する読取が行われる状態になるように制御する。
そしてステップＦ１０２では、撮像素子部１２及びホログラムスキャン制御部１５の動作により、或る要素ホログラムの再生像光Ｌ５が取り込まれ、二次元画像の撮像信号としてのデジタルデータが得られる。このステップＦ１０２の詳しい処理については図１３で後述する。
【００６１】
ステップＦ１０３では、ホログラムスキャン制御部１５から出力される、或る要素ホログラムの二次元画像信号が、メモリコントローラ２１によって一旦情報用メモリ３１に格納される。
システムコントローラ５１は、ステップＦ１０３の動作としての要素ホログラムの二次元画像信号の取込を確認したら、ステップＦ１０４の画像処理、ステップＦ１０５のデコード処理を実行させる。
即ちステップＦ１０４では情報用メモリ３１に取り込んだ二次元画像信号について、光学補正変数算出部２２、幾何歪み補正変数算出部２３の処理を実行させる。
またステップＦ１０５では、二次元画像信号について二値化部２４，復号部２５の処理を実行させ、復号データを得る。
そしてステップＦ１０５で或る１つの要素ホログラムについてのデータがデコードされたら、ステップＦ１０６で、その復号データを不揮発性メモリ３２に格納させる。
【００６２】
ステップＦ１０７では、システムコントローラ５１は、ホログラムメモリ３の全体の読み出しが完了したか否かを判断する。
ホログラムメモリ３からの読み出し動作は、ホログラムメモリ３の各要素ホログラムにブロック単位で分けられた元々のコンテンツデータ等を読み出す動作であり、従って、元々のコンテンツデータ等を構成することができるように全てのブロックのデータが読み出せるまで行われる。つまりコンテンツデータ等を復元できる所定量以上の要素ホログラムの読み出しが完了するまで行われる。そして、コンテンツデータ等を復元できる所定量以上のブロックのデータが不揮発性メモリ３２に格納できた時点で、ホログラムメモリ３の全体の読取が完了したと判断される。
例えば、記録時に各要素ホログラムに記録されたデータのヘッダ情報においては、記録データ全体（例えばコンテンツデータ全体）のデータサイズや、分割したデータブロック数が記録されているようにする。このようにすれば、最初に或る１つの要素ホログラムからのデータがデコードできた時点で、システムコントローラ５１は読み出すべき全体のデータサイズやデータブロック数を確認できる。
このため、読取完了の判断は、既に不揮発性メモリ３２に格納したデータとしてのデータサイズと、再生すべき全体のデータサイズ（元の記録データ全体のサイズ）を比較することで可能となる。
【００６３】
なお、ステップＦ１０７で、ホログラムメモリ３の全体の読取が完了と判断される状態となるのは、再生データ（＝元の記録データ）を構成可能な所定量のデータブロックのデータの読み取れたか否かという条件で判断するものであり、ホログラムメモリ３の全ての要素ホログラムの読取を完了したか否かという判断とする必要はない。
同一のデータ内容を記録した要素ホログラムが複数記録されている場合も想定されるし、さらには、全てのデータブロックを読み込まなくとも、エラー訂正処理やデータ補間処理で元々の記録データを構築できる場合もあるためである。
【００６４】
ステップＦ１０７で、まだ読取完了でないと判断された場合は、ステップＦ１０１に戻り、システムコントローラ５１はカメラ制御機構部１３に指示して次の要素ホログラムのスキャン状態に制御させ、ステップＦ１０２以降の処理を同様に実行する。
ステップＦ１０７で読取完了と判断されたときは、ステップＦ１０８に進み、システムコントローラ５１はメモリコントローラ２１に指示し、不揮発性メモリ３２に格納された読出データを再構築させる。即ちこの時点で所定量のデータ、即ち元々の記録データを構成する必要量のデータブロックのデータが不揮発性メモリ３２に格納されているため、各データブロックをブロック番号順に並べ、再生データを生成する。例えばコンテンツデータとしての再生データを生成する。この再生データは、その後例えば外部インターフェース４１から外部機器１００に出力され、ユーザーは、外部機器１００において再生データを使用することができる。
以上でホログラムメモリ３からの再生が完了し、システムコントローラ５１は再生処理を終える。
【００６５】
このような再生処理において、１つの要素ホログラムからの二次元画像信号は、ステップＦ１０２で読み取られることになるが、ステップＦ１０２の要素ホログラムの読取処理は、上述のように要素ホログラム内にＲピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセルとしての情報が記録されていることから、図１３に示すように行われる。
まずステップＦ２０１で、システムコントローラ５１は発光駆動部１４に指示して、参照光光源１６Ｒをオンとさせ、読み出し対象の要素ホログラムに対して赤色波長の再生参照光Ｌ４Ｒを照射させる。
このとき、要素ホログラムからＲピクセルの再生像光が得られ、撮像素子部１２で撮像される。ホログラムスキャン制御部１５ではステップＦ２０２として、このときの撮像信号に対して所定の処理を行い、バッファ部１５ａに格納する。
次ステップＦ２０３で、システムコントローラ５１は発光駆動部１４に指示して、参照光光源１６Ｒをオフさせるとともに参照光光源１６Ｇをオンとさせ、読み出し対象の要素ホログラムに対して緑色波長の再生参照光Ｌ４Ｇを照射させる。
このとき、要素ホログラムからＧピクセルの再生像光が得られ、撮像素子部１２で撮像される。ホログラムスキャン制御部１５ではステップＦ２０４として、このときの撮像信号に対して所定の処理を行い、バッファ部１５ｂに格納する。
次ステップＦ２０５で、システムコントローラ５１は発光駆動部１４に指示して、参照光光源１６Ｇをオフさせるとともに参照光光源１６Ｂをオンとさせ、読み出し対象の要素ホログラムに対して青色波長の再生参照光Ｌ４Ｂを照射させる。
このとき、要素ホログラムからＢピクセルの再生像光が得られ、撮像素子部１２で撮像される。ホログラムスキャン制御部１５ではステップＦ２０６として、このときの撮像信号に対して所定の処理を行い、バッファ部１５ｃに格納する。
【００６６】
ステップＦ２０６では、システムコントローラ５１は発光駆動部１４に指示して、参照光光源１６Ｂをオフさせる。
そしてステップＦ２０８では、ホログラムスキャン制御部１５において、バッファ部１５ａ、１５ｂ、１５ｃに格納された撮像信号の合成処理を行うことになり、これによって、スキャン対象となっていた１つの要素ホログラムからの二次元画像信号が得られることになる。
この二次元画像信号が、図１２のステップＦ１０３で情報用メモリ３１に格納され、以降上述した処理で復号される。
【００６７】
以上のように構成例Ｉのホログラムリーダ６は、発光駆動部１４が参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂから出力させる再生参照光Ｌ４の波長を所定タイミングで切り換えると共に、照射されている再生参照光Ｌ４（Ｌ４Ｒ、Ｌ４Ｇ、Ｌ４Ｂ）の波長に対応した種類の画素の再生像光が撮像素子部１２で撮像されるように構成したものである。
【００６８】
なお、以上の構成例Ｉのホログラムリーダ６においては、本発明の請求項８、請求項９のホログラム再生装置の構成要件には、以下の部位又は処理機能が対応する。
撮像手段：撮像部１０。
撮像信号処理手段：ホログラムスキャン制御部１５。
復号処理手段：信号処理部２０。
光源部：参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ。
波長制御部：発光駆動部１４及びシステムコントローラ５１の発光制御機能（ステップＦ２０１，Ｆ２０３，Ｆ２０５，Ｆ２０７）。
撮像素子部：撮像素子部１２。
【００６９】
また本発明のホログラム再生方法の構成要件は、以下のように対応する。
撮像ステップ：ステップＦ１０１、Ｆ１０２（Ｆ２０１〜Ｆ２０７）。
撮像信号処理ステップ：Ｆ１０２（Ｆ２０８）
復号ステップ：ステップＦ１０４，Ｆ１０５。
【００７０】
［４．ホログラムリーダの構成例II］
続いて実施の形態のホログラムリーダ６の構成例IIについて説明する。
図１４は構成例IIとしてのホログラムリーダ６のブロック図である。なお、上記図１１の構成例Ｉとは、信号処理部２０、メモリ部３０、外部機器ＩＦ部４０の構成及び動作は同様であるため、これらの説明は省略し、主に撮像部１０について述べる。
【００７１】
この場合、撮像部１０は、コリメータレンズ１１、波長フィルタ１７、撮像素子部１２、カメラ制御機構部１３、発光駆動部１４、ホログラムスキャン制御部１５、参照光光源１６Ｗ、フィルタ制御部１８を有して構成される。
上記構成例Ｉと異なるのは、コリメータレンズ１１を介して導入される再生像光が波長フィルタ１７を介して撮像素子部１２に導かれることと、再生参照光Ｌ４の光源として１つの参照光光源１６Ｗが設けられることである。
参照光光源１６Ｗは赤、緑、青の波長成分を含む広波長帯域の光として白色光を出力する光源とされる。発光駆動部１４はシステムコントローラ５１の指示に応じて参照光光源１６Ｗをオン／オフする。
波長フィルタ１７は、赤色光を透過する赤色透過フィルタ、緑色光を透過する緑色透過フィルタ、青色光を透過する青色透過フィルタという３つのフィルタを有し、これらを再生像光の光路上に選択的に挿入できる構成とされている。例えば回転可能な円盤基台に赤色透過フィルタ、緑色透過フィルタ、青色透過フィルタが１２０°毎に配置され、円盤基台が回転されることで、この３つのうち１つのフィルタが光路上に挿入されるような機構が想定される。この場合、フィルタ制御部１８が、システムコントローラ５１の指示に応じて円盤基台を回転駆動することで、所要のフィルタが光路に挿入される。
なおもちろん、これ以外の構造であっても、赤、緑、青をそれぞれ透過させるフィルタの１つが選択的に再生像光の光路に挿入される構成であれば、どのようなものでも良い。
【００７２】
図１４のホログラムリーダ６によりホログラムメモリ３からデータ再生を行う際の処理を図１５、図１６で説明する。図１５，図１６はデータ再生時においてシステムコントローラ５１の制御に基づいて実行される処理を示している。
【００７３】
システムコントローラ５１は、再生開始に伴い、図１５の処理を開始する。まずステップＦ３０１で参照光光源１６Ｗをオンとするように発光駆動部１４に指示を与え、再生参照光Ｌ４をホログラムメモリ３に照射できる状態とする。
ステップＦ３０２〜Ｆ３０８は、図１２のステップＦ１０１〜Ｆ１０７と概略同様である。即ちステップＦ３０２でカメラ制御機構部１３により或る要素ホログラムに対する読取可能な状態とさせ、ステップＦ２０３で要素ホログラムから二次元画像信号を読み取り、ステップＦ３０４で二次元画像信号を情報用メモリ３１に格納し、ステップＦ３０５で二次元画像信号に対する画像処理を実行させ、ステップＦ３０６で二次元画像信号に対する復号処理を実行させ、ステップＦ３０７で復号データを不揮発性メモリ３２に格納する。これを、ステップＦ３０８でホログラムメモリ３の全体の読取が完了したと判断されるまで繰り返す。
【００７４】
ステップＦ３０８でホログラムメモリ３の全体の読取が完了したと判断されたら、ステップＦ３０９に進み、システムコントローラ５１は発光駆動部１４に指示して参照光光源１６Ｗをオフとさせる。そしてステップＦ３１０では、不揮発性メモリ３２に格納された読出データを再構築させる。以上でホログラムメモリ３からの再生が完了し、システムコントローラ５１は再生処理を終える。
【００７５】
このような再生処理において、１つの要素ホログラムからの二次元画像信号は、ステップＦ２０３で読み取られることになるが、ステップＦ２０３の要素ホログラムの読取処理は図１６に示すように行われる。
まずステップＦ４０１で、システムコントローラ５１は、フィルタ制御部１８に指示を与え、波長フィルタ１７において赤色波長を透過する赤色透過フィルタがコリメータレンズ１１と撮像素子部１２の間に挿入されるように制御する。
要素ホログラムには白色の再生参照光Ｌ４が照射されているため、要素ホログラムからはＲピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセルの全ての再生像光が得られるが、波長フィルタ１７によってＲピクセルの再生像光のみが撮像素子部１２で撮像される。ホログラムスキャン制御部１５ではステップＦ４０２として、このときの撮像信号に対して所定の処理を行い、バッファ部１５ａに格納する。
【００７６】
次にステップＦ４０３で、システムコントローラ５１は、フィルタ制御部１８に指示を与え、波長フィルタ１７において緑色波長を透過する緑色透過フィルタがコリメータレンズ１１と撮像素子部１２の間に挿入されるように制御する。
この場合、波長フィルタ１７によってＲピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセルの再生像光のうちＧピクセルの再生像光のみが撮像素子部１２で撮像される。ホログラムスキャン制御部１５ではステップＦ４０４として、このときの撮像信号に対して所定の処理を行い、バッファ部１５ｂに格納する。
次にステップＦ４０５で、システムコントローラ５１は、フィルタ制御部１８に指示を与え、波長フィルタ１７において青色波長を透過する青色透過フィルタがコリメータレンズ１１と撮像素子部１２の間に挿入されるように制御する。
この場合、波長フィルタ１７によってＲピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセルの再生像光のうちＢピクセルの再生像光のみが撮像素子部１２で撮像される。ホログラムスキャン制御部１５ではステップＦ４０６として、このときの撮像信号に対して所定の処理を行い、バッファ部１５ｃに格納する。
【００７７】
ステップＦ４０７では、ホログラムスキャン制御部１５において、バッファ部１５ａ、１５ｂ、１５ｃに格納された撮像信号の合成処理を行うことになり、これによって、スキャン対象となっていた１つの要素ホログラムからの二次元画像信号が得られることになる。
この二次元画像信号が、図１５のステップＦ３０４で情報用メモリ３１に格納され、以降上述した処理で復号される。
【００７８】
以上のように構成例IIのホログラムリーダ６は、フィルタ制御部１８が波長フィルタ１７の透過波長を所定タイミングで切り換えると共に、波長フィルタ１７の透過波長に対応した種類の画素の再生像光が撮像素子部１２で撮像されるように構成したものである。
【００７９】
なお、以上の構成例IIのホログラムリーダ６においては、本発明の請求項８、請求項１０のホログラム再生装置の構成要件には、以下の部位又は処理機能が対応する。
撮像手段：撮像部１０。
撮像信号処理手段：ホログラムスキャン制御部１５。
復号処理手段：信号処理部２０。
光源部：参照光光源１６Ｗ。
波長フィルタ部：波長フィルタ１７。
撮像素子部：撮像素子部１２。
フィルタ制御部：フィルタ制御部１８及びシステムコントローラ５１のフィルタ制御機能（ステップＦ４０１，Ｆ４０３，Ｆ４０５）。
【００８０】
また本発明のホログラム再生方法の構成要件は、以下のように対応する。
撮像ステップ：ステップＦ３０１、Ｆ３０２、Ｆ３０３（Ｆ４０１〜Ｆ４０６）。
撮像信号処理ステップ：Ｆ３０３（Ｆ４０７）
復号ステップ：ステップＦ３０５，Ｆ３０６。
【００８１】
［５．ホログラムリーダの構成例III］
続いて実施の形態のホログラムリーダ６の構成例IIIについて説明する。
図１７は構成例IIIとしてのホログラムリーダ６のブロック図である。なお、上記図１１の構成例Ｉとは、信号処理部２０、メモリ部３０、外部機器ＩＦ部４０の構成及び動作は同様であるため、これらの説明は省略し、主に撮像部１０について述べる。
【００８２】
この場合、撮像部１０は、コリメータレンズ１１、撮像素子部１２、カメラ制御機構部１３、発光駆動部１４、ホログラムスキャン制御部１５、参照光光源１６Ｗを有して構成される。
上記構成例Ｉと異なるのは、再生参照光Ｌ４の光源として１つの参照光光源１６Ｗが設けられることと、ホログラムスキャン制御部１５内に、波長フィルタ１５ｄが設けられることである。
【００８３】
参照光光源１６Ｗは赤、緑、青の波長成分を含む広波長帯域の光として白色光を出力する光源とされる。発光駆動部１４はシステムコントローラ５１の指示に応じて参照光光源１６Ｗをオン／オフする。
波長フィルタ１５ｄは、撮像素子部１２から得られる撮像信号に対するフィルタ演算処理を行い、赤色波長成分、緑色波長成分、青色波長成分をそれぞれ抽出する。そして波長フィルタ部１５ｄで抽出された撮像信号の赤色波長成分の信号、即ちＲピクセルの二次元画像信号成分はバッファ部１５ａに記憶される。またフィルタ部１５ｄで抽出された撮像信号の緑色波長成分の信号、即ちＧピクセルの二次元画像信号成分はバッファ部１５ｂに記憶され、さらにフィルタ部１５ｄで抽出された撮像信号の青色波長成分の信号、即ちＢピクセルの二次元画像信号成分はバッファ部１５ｃに記憶される。
【００８４】
図１７のホログラムリーダ６によりホログラムメモリ３からデータ再生を行う際の処理は、上記図１５とほぼ同様であるが、ステップＦ３０３の要素ホログラム読取処理は図１８のようになる。
要素ホログラムには白色の再生参照光Ｌ４が照射されているため、要素ホログラムからはＲピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセルの全ての再生像光が得られ、これらが撮像素子部１２で撮像され、ステップＦ５０１としてホログラムスキャン制御部１５に取り込まれる。
ホログラムスキャン制御部１５ではステップＦ５０２として、波長フィルタ部１５ｄで、取り込んだ撮像信号に対して波長毎に信号成分を抽出する波長フィルタ処理を行う。
そしてステップＦ５０３で、波長フィルタ部１５ｄで抽出された赤色波長の撮像信号成分、緑色波長の撮像信号成分、青色波長の撮像信号成分を、それぞれバッファ部１５ａ、１５ｂ、１５ｃに格納する。
【００８５】
ステップＦ５０４では、ホログラムスキャン制御部１５は、バッファ部１５ａ、１５ｂ、１５ｃに格納された撮像信号の合成処理を行うことになり、これによって、スキャン対象となっていた１つの要素ホログラムからの二次元画像信号が得られることになる。
この二次元画像信号が、図１５のステップＦ３０４で情報用メモリ３１に格納され、以降上述した処理で復号される。
【００８６】
以上のように構成例IIIのホログラムリーダ６は、撮像素子部１２で得られた再生像光の撮像信号に対して波長フィルタ１５ｄで波長毎の撮像信号成分の抽出処理を行って複数種類の画素（Ｒピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセル）のそれぞれについての撮像信号を得、各撮像信号を合成して、要素ホログラムに記録された二次元画像を得るように構成したものである。
【００８７】
なお、以上の構成例IIIのホログラムリーダ６においては、本発明の請求項８、請求項１１のホログラム再生装置の構成要件には、以下の部位又は処理機能が対応する。
撮像手段：撮像部１０。
撮像信号処理手段：ホログラムスキャン制御部１５。
復号処理手段：信号処理部２０。
光源部：参照光光源１６Ｗ。
【００８８】
また本発明のホログラム再生方法の構成要件は、以下のように対応する。
撮像ステップ：ステップＦ３０１、Ｆ３０２、Ｆ３０３（Ｆ５０１）。
撮像信号処理ステップ：Ｆ３０３（Ｆ５０２〜Ｆ５０４）。
復号ステップ：ステップＦ３０５，Ｆ３０６。
【００８９】
［６．ホログラムリーダの構成例IV］
続いて実施の形態のホログラムリーダ６の構成例IVについて説明する。
図１９は構成例IVとしてのホログラムリーダ６のブロック図である。なお、上記図１１の構成例Ｉとは、信号処理部２０、メモリ部３０、外部機器ＩＦ部４０の構成及び動作は同様であるため、これらの説明は省略し、主に撮像部１０について述べる。
【００９０】
この場合、撮像部１０は、コリメータレンズ１１、分光プリズム１９、撮像素子部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、カメラ制御機構部１３、発光駆動部１４、ホログラムスキャン制御部１５、参照光光源１６Ｗを有して構成される。
上記構成例Ｉと異なるのは、再生参照光Ｌ４の光源として１つの参照光光源１６Ｗが設けられることと、分光プリズム１９及び３つの撮像素子部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂが設けられることである。
参照光光源１６Ｗは赤、緑、青の波長成分を含む広波長帯域の光として白色光を出力する光源とされる。発光駆動部１４はシステムコントローラ５１の指示に応じて参照光光源１６Ｗをオン／オフする。
分光プリズム１９は、コリメータレンズ１１を介して入射される再生像光Ｌ５を、波長毎に異なる角度に屈折させることで、分光する。
要素ホログラムからのＲピクセルの再生像光Ｌ５Ｒは分光プリズム１９を介して撮像素子部１２Ｒに導かれる。要素ホログラムからのＧピクセルの再生像光Ｌ５Ｇは分光プリズム１９を介して撮像素子部１２Ｇに導かれる。要素ホログラムからのＢピクセルの再生像光Ｌ５Ｂは分光プリズム１９を介して撮像素子部１２Ｂに導かれる。
撮像素子部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、それぞれホログラムスキャン制御部１５の制御によって撮像動作を行う。撮像素子部１２Ｒで得られた撮像信号、即ちＲピクセルの二次元画像信号はバッファ部１５ａに一時的に記憶される。撮像素子部１２Ｇで得られた撮像信号、即ちＧピクセルの二次元画像信号はバッファ部１５ｂに一時的に記憶される。撮像素子部１２Ｂで得られた撮像信号、即ちＢピクセルの二次元画像信号はバッファ部１５ｃに一時的に記憶される。
【００９１】
この図１９のホログラムリーダ６によるホログラムメモリ３の再生処理は、上記図１５とほぼ同様となるため詳細な説明は省くが、ステップＦ３０３の要素ホログラム読取処理は図２０のようになる。
この場合、ステップＦ６０１として、白色光の再生参照光Ｌ４によって発生する要素ホログラムからのＲピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセルの各再生像光は、それぞれ撮像素子部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂで撮像され、それぞれバッファ部１５ｃ，１５ｄ，１５ｅに格納される。
ステップＦ６０２では、ホログラムスキャン制御部１５は、バッファ部１５ａ、１５ｂ、１５ｃに格納された撮像信号の合成処理を行うことになり、これによって、スキャン対象となっていた１つの要素ホログラムからの二次元画像信号が得られる。
この二次元画像信号が、図１５のステップＦ３０４で情報用メモリ３１に格納され、以降上述した処理で復号される。
【００９２】
以上のように構成例IVのホログラムリーダ６は、要素ホログラム内の複数種類の画素（Ｒピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセル）の全てに対応する広波長帯域の再生参照光Ｌ４を照射して、それらの再生像光を分光プリズム１９で分光する。そして分光された各再生像光を撮像素子部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂで撮像し、各撮像信号を合成して要素ホログラムの二次元画像を得るように構成したものである。
【００９３】
なお、以上の構成例IVのホログラムリーダ６においては、本発明の請求項８、請求項１２のホログラム再生装置の構成要件には、以下の部位又は処理機能が対応する。
撮像手段：撮像部１０。
撮像信号処理手段：ホログラムスキャン制御部１５。
復号処理手段：信号処理部２０。
光源部：参照光光源１６Ｗ。
分光部：分光プリズム１９。
撮像素子部：撮像素子部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ。
【００９４】
また本発明のホログラム再生方法の構成要件は、以下のように対応する。
撮像ステップ：ステップＦ３０１、Ｆ３０２、Ｆ３０３（Ｆ６０１）。
撮像信号処理ステップ：Ｆ３０３（Ｆ６０２）。
復号ステップ：ステップＦ３０５，Ｆ３０６。
【００９５】
［７．実施の形態の効果及び変形例］
以上、実施の形態の構成及び動作について説明してきたが、実施の形態のホログラムメモリ３、ホログラムリーダ６によれば次のような効果が得られる。
ホログラムメモリ３上の要素ホログラムには、記録時に用いる記録参照光Ｌ３の波長が異なる複数種類の画素（Ｒピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセル）で形成される二次元画像ＤＰが記録されている。
このためホログラムリーダ６としては、構成例Ｉのように異なる波長の再生参照光Ｌ４Ｒ、Ｌ４Ｇ、Ｌ４Ｂを切り換えて用いたり、或いは構成例II、III、IVのように再生像光や撮像信号を波長毎に分離することなどにより、各種類の画素の二次元画像を画素間のクロストークが殆ど無い状態で読み出すことができる。
また、ホログラムメモリ３上で隣接する要素ホログラムが図９，図１０で説明したような二次元画像ＤＰとされていることで、要素ホログラム間のクロストークも低減された状態で読み出しを行うことができる。
従って、ホログラムメモリ３の記録容量を高めると共に、クロストークが軽減した状態で安定した情報再生を実現できる。
【００９６】
またホログラムリーダ６では、幾何歪み補正変数算出部２３，光学補正変数算出部２２は、情報用メモリ３１に記憶された二次元画像に対して幾何歪み補正、光学補正等のための補正変数を算出し、補正変数を変数用メモリ２６に記憶する。そして二値化部２４は、変数用メモリ２６に記憶されている補正変数を用いて二値化処理を行うことで、結果的に幾何歪み補正、光学補正がなされた状態での二値化データを得、これを復号部２５で復号して再生データを得る。これは、情報用メモリ３１に記憶されている二次元画像に対して直接幾何歪み補正、光学補正等の補正処理を順次行うものではないため、補正処理した二次元画像を情報用メモリ３１に書き込むこと、つまり情報用メモリ３１で二次元画像を補正した状態に更新することも行われない。従って、幾何歪み補正、光学歪み補正を順次実行する場合に必要な情報用メモリ３１に対するアクセス処理負担、及びそれによる処理時間負担も解消でき、再生処理の著しい効率化を実現できる。
さらに、二値化部２４及び復号部２５による情報復号を実行するまでは、二次元画像自体に対する補正処理を行わないことは、補正に伴う演算誤差の抑圧という利点も得られる。
これらのことから、ホログラム記録媒体からの大量の情報読出、高速な再生処理、高品質な再生情報の取得という効果を実現することができる。
【００９７】
なお、実施の形態で説明したホログラムメモリ３は密着コピーによる大量複製も容易に可能である。
従って例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどをホログラム記録媒体に記録し、これを広く頒布するとともに、一般ユーザーが再生装置（ホログラムリーダ２０）を用いて、ホログラムメモリ３に記録されたデータを取得できるようにするシステムなどを想定した場合、非常に好適なものとすることができる。
【００９８】
以上実施の形態を説明してきたが、本発明としての変形例は多様に考えられる。
実施の形態ではＲ、Ｇ、Ｂの各波長に対応する３種類の画素（Ｒピクセル、Ｇピクセル、Ｂピクセル）を有する二次元画像ＤＰを要素ホログラム化する例を述べたが、２種類の波長、或いは４種類以上の波長に対応する画素により二次元画像ＤＰを構成する要素ホログラムを記録するようにしても良い。ホログラムリーダ６としては、記録された画素の種類の数に応じて上記例を応用すればよい。
【００９９】
また、構成例Ｉの場合において、３種類の参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂを設けることに代えて、波長可変レーザを用意し、再生参照光Ｌ４の波長を切り換えるようにしてもよい。
また、上記各例はカメラ制御機構部１３が、ホログラムメモリ３上の各要素ホログラムを順次読み込むようにスキャン制御するものとしたが、例えばユーザーがホログラムメモリ３上でホログラムリーダー６を手動で移動させて、任意の要素ホログラムを順次スキャンしていくようなスキャン方式も考えられる。
【０１００】
再生装置（ホログラムリーダ６）の構成例は上記構成Ｉ〜IVや変形例として述べたものに限られない。ホログラムメモリ３から再生したデータの出力形態も多様に考えられる。
またホログラムメモリ３は、それ自体がコンピュータデータやＡＶコンテンツデータ等の提供媒体として、現在一般に流通しているＣＤ、ＤＶＤのようなパッケージメディア形態でユーザーに販売、提供されるものでもよいし、ポスターや書籍などに貼付されたり印刷形成されて、ユーザーがホログラムリーダを用いて、各種データ等を入手できるような形態とされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施の形態のホログラムメモリの記録再生の説明図である。
【図２】実施の形態の要素ホログラムを記録したホログラムメモリの説明図である。
【図３】実施の形態の要素ホログラムの二次元画像の説明図である。
【図４】実施の形態の二次元画像の画素構成の説明図である。
【図５】実施の形態の要素ホログラムの記録動作の説明図である。
【図６】実施の形態の要素ホログラムの二次元画像の各例の説明図である。
【図７】実施の形態の要素ホログラムの二次元画像の例の説明図である。
【図８】要素ホログラムの配置間隔とクロストークの説明図である。
【図９】実施の形態の要素ホログラムの二次元画像の例の説明図である。
【図１０】実施の形態の要素ホログラムの二次元画像の例の説明図である。
【図１１】実施の形態のホログラムリーダの構成例Ｉのブロック図である。
【図１２】実施の形態のホログラムリーダの構成例Ｉの再生処理のフローチャートである。
【図１３】実施の形態のホログラムリーダの構成例Ｉの要素ホログラム読取処理のフローチャートである。
【図１４】実施の形態のホログラムリーダの構成例IIのブロック図である。
【図１５】実施の形態のホログラムリーダの構成例II、III、IVの再生処理のフローチャートである。
【図１６】実施の形態のホログラムリーダの構成例IIの要素ホログラム読取処理のフローチャートである。
【図１７】実施の形態のホログラムリーダの構成例IIIのブロック図である。
【図１８】実施の形態のホログラムリーダの構成例IIIの要素ホログラム読取処理のフローチャートである。
【図１９】実施の形態のホログラムリーダの構成例IVのブロック図である。
【図２０】実施の形態のホログラムリーダの構成例IVの要素ホログラム読取処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０２】
３  ホログラムメモリ、６  ホログラムリーダ、１０  撮像部、１２  撮像素子部、１５  ホログラムスキャン制御部、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ  バッファ部、１５ｄ  波長フィルタ、１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ，１６Ｗ  参照光光源、１７  波長フィルタ、１８  フィルタ制御部、１９  分光プリズム、２０  信号処理部、２１  メモリコントローラ、２２  光学補正変数算出部、２３  幾何歪み補正変数算出部、２４  二値化部、２５  復号部、２６  変数用メモリ、３０  メモリ部、３１  情報用メモリ、３２  不揮発性メモリ、４０  外部機器ＩＦ部、４１  外部機器インターフェース、５１  システムコントローラ
【図１】
2007072279.tif 000003
【図２】
2007072279.tif 000004
【図３】
2007072279.tif 000005
【図４】
2007072279.tif 000006
【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】
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【図１９】
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【図２０】
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