(57)【要約】【課題】ホログラムメモリからの適切なデータ再生。【解決手段】  ホログラム記録媒体上で１つの要素ホログラムとして記録する二次元画像ＤＰは、その二次元画像内で内側領域ＡＲｉと、該内側領域の周囲となる外周領域ＡＲｏとが設定され、上記内側領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データ（Ｂ00〜Ｂ77）が含まれているとともに、その各単位データの全部又は一部が上記外周領域にも含まれるようにする。つまり単位データを１つの要素ホログラム（１つの二次元画像）内において複数個記録するようにする。これにより、ホログラム再生装置での撮像素子部で二次元画像を撮像する際に幾何学的なズレが生じても、各単位データのそれぞれが、少なくとも１つは良好に読めるようにする。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位データから成る要素ホログラム記録データを二次元画像化し、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１つの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、
上記二次元画像は、二次元画像内で内側領域と、該内側領域の周囲となる外周領域とが設定され、上記内側領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが含まれているとともに、上記各単位データの全部又は一部が上記外周領域にも含まれることを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項２】
上記単位データは、単位データ毎に付与されたアドレス情報を有す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】
上記内側領域は、ホログラム記録媒体からデータ読出を行う再生装置の有効撮像画素範囲に相当する領域として設定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】
上記内側領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが、それぞれ複数個含ま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】
上記内側領域内において、さらに中央領域と周囲領域が設定され、上記中央領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが含まれているとともに、上記各単位データの全部又は一部が上記周囲領域にも含まれ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】
複数の単位データから成る要素ホログラム記録データを二次元画像化し、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１つの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、上記二次元画像は、二次元画像内で内側領域と、該内側領域の周囲となる外周領域とが設定され、上記内側領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが含まれているとともに、上記各単位データの全部又は一部が上記外周領域にも含まれ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に再生用参照光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体の要素ホログラムからの再生像光としてあらわれる二次元画像を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段で得られた二次元画像に対して、上記単位データ毎に復号処理を行い、復号した各単位データを集めて１つの上記要素ホログラム記録データの復号データを得る復号手段と、
を備えることを特徴とするホログラム再生装置。
【請求項７】
上記単位データは、単位データ毎に付与されたアドレス情報を有するとともに、
上記復号手段は、復号した各単位データについて上記アドレス情報に基づいて並び替えを行うことで、上記要素ホログラム記録データとしての復号データを得ることを特徴とする請求項６に記載のホログラム再生装置。
【請求項８】
複数の単位データから成る要素ホログラム記録データを二次元画像化し、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１つの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、上記二次元画像は、二次元画像内で内側領域と、該内側領域の周囲となる外周領域とが設定され、上記内側領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが含まれているとともに、上記各単位データの全部又は一部が上記外周領域にも含まれ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に再生用参照光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体の要素ホログラムからの再生像光としてあらわれる二次元画像を撮像する撮像ステップと、
上記撮像ステップで得られた二次元画像に対して、上記単位データ毎に復号処理を行い、復号した各単位データを集めて１つの上記要素ホログラム記録データの復号データを得る復号ステップと、
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データ情報を二次元画像化し、要素ホログラムとして記録したホログラム記録媒体と、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】特開平８−１７１６２０号公報
【特許文献２】特開平１１−２７２２９４号公報
【特許文献３】特開平１１−３３０９７３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、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が要求される。特に再生装置では、各要素ホログラムから撮像した二次元画像に対して復号を行い、復号データを得るという過程を経ることになるが、この際に、要素ホログラムからの二次元画像に含まれる情報を適切に取得することが重要である。
要素ホログラムの二次元画像は、ＣＣＤ撮像素子アレイ或いはＣＭＯＳ撮像素子アレイなどの撮像素子部で撮像されるが、要素ホログラムからの再生像光として得られる二次元画像は、撮像素子に対して幾何学的なズレが生じた状態で撮像素子部に結像することが多い。例えば縦横方向にずれたり、回転方向にずれた状態で撮像される状態がある。このような状態で得られた二次元画像は、その一部の情報が欠落したり、或いは画像パターンの歪みが生じていることなどにより、復号時のエラーレートが悪化するという問題が存在する。これによりデータ再生性能が低下してしまう。
【０００８】
本発明では、このような点を考慮し、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、安定して再生データを得ることのできるホログラム記録媒体及びホログラム再生装置、再生方法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】
【０００９】
本発明のホログラム記録媒体は、複数の単位データから成る要素ホログラム記録データを二次元画像化し、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１つの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る。そして上記二次元画像は、二次元画像内で内側領域と、該内側領域の周囲となる外周領域とが設定され、上記内側領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが含まれているとともに、上記各単位データの全部又は一部が上記外周領域にも含まれる。
また上記単位データは、単位データ毎に付与されたアドレス情報を有する。
また上記内側領域は、ホログラム記録媒体からデータ読出を行う再生装置の有効撮像画素範囲に相当する領域として設定されている。
また上記内側領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが、それぞれ複数個含まれている。
また上記内側領域内において、さらに中央領域と周囲領域が設定され、上記中央領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが含まれているとともに、上記各単位データの全部又は一部が上記周囲領域にも含まれる。
【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に再生用参照光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体の要素ホログラムからの再生像光としてあらわれる二次元画像を撮像する撮像手段と、上記撮像手段で得られた二次元画像に対して、上記単位データ毎に復号処理を行い、復号した各単位データを集めて１つの上記要素ホログラム記録データの復号データを得る復号手段とを備える。
また上記単位データは、単位データ毎に付与されたアドレス情報を有するとともに、上記復号手段は、復号した各単位データについて上記アドレス情報に基づいて並び替えを行うことで、上記要素ホログラム記録データとしての復号データを得る。
【００１１】
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から情報を再生するホログラム再生方法であり、上記ホログラム記録媒体に再生用参照光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体の要素ホログラムからの再生像光としてあらわれる二次元画像を撮像する撮像ステップと、上記撮像ステップで得られた二次元画像に対して、上記単位データ毎に復号処理を行い、復号した各単位データを集めて１つの上記要素ホログラム記録データの復号データを得る復号ステップとを備える。
【００１２】
ホログラム記録媒体の再生の際には、ホログラム記録媒体上に記録されている各要素ホログラムから読み取った二次元画像を復号していく動作を行う。この動作を多数の要素ホログラムに対して行うことで、各要素ホログラムからの復号データが集められ、その結果ホログラム記録媒体に記録されたコンテンツデータ等の再生データを得ることができる。
本明細書では説明上、各要素ホログラムに記録されたデータを「要素ホログラム記録データ」と呼ぶこととしているが、ホログラム記録媒体上の各要素ホログラムから、それぞれ要素ホログラム記録データを適切に復号することが重要である。
ここで、１つの要素ホログラムに記録される要素ホログラム記録データは、複数の単位データから成る。１つの単位データとしての二次元パターンが集められて、要素ホログラム化するための二次元画像を生成している。１つの単位データに相当する二次元パターンを「画素ブロック」と呼ぶとすると、画素ブロックが多数二次元的に配列されて、要素ホログラム化するための二次元画像が生成される。
１つの要素ホログラムの再生処理としては、その要素ホログラムからの二次元画像を画素ブロック毎に分割し、各画素ブロックから各単位データを復号する。そして復号された各単位データを合成することで、要素ホログラム記録データを復号できる。
仮に１つの要素ホログラム記録データが第１〜第ｎの単位データから構成されるとすると、１つの要素ホログラムの再生の際に、その第１〜第ｎの単位データが正しく得られれば、１つの要素ホログラム記録データを正しく再生できる。
上記のように、１つの要素ホログラムとして記録する二次元画像は、その二次元画像内で内側領域と、該内側領域の周囲となる外周領域とが設定され、上記内側領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データ（第１〜第ｎの単位データ）が含まれているとともに、その各単位データの全部又は一部が上記外周領域にも含まれるようにすると、ホログラム再生装置での撮像素子部で二次元画像を撮像する際に幾何学的なズレが生じても、第１〜第ｎの単位データについて、全部又は殆どが、良好に読める状態とすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ホログラム記録媒体上での各要素ホログラムは、要素ホログラム記録データを表す二次元画像が記録されているが、その二次元画像の内側領域内において、要素ホログラム記録データを構成する各単位データが含まれ、また外周領域には、各単位データの全部又は一部が記録されている。つまり単位データの全部または一部は、１つの二次元画像内に複数回記録されている。
これにより、要素ホログラムの二次元画像の撮像時に幾何学的なズレが生じたとしても、撮像された二次元画像においては、要素ホログラム記録データを構成する各単位データの全部又は大多数を含む状態とすることができる。このため各単位データを復号し、これを集めて要素ホログラム記録データの復号データを得ることができ、エラーレートを向上させた、良好な再生動作を実現できるという効果がある。
また内側領域内においても各単位データを複数個含むようにすることで、さらに回転ズレ等の幾何学ズレがあっても、各単位データを適正に復号でき、さらにエラーレートを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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．要素ホログラムの記録構造］
［３．ホログラムリーダの構成］
［４．再生処理］
［５．実施の形態の効果］
【００１５】
［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、図２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。
例えば図２（ａ）に示すように、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（ＢＬＫ１・・・ＢＬＫｎ）に分割され、データブロックＢＬＫ単位でエンコード処理が行われる。
エンコード処理では、例えば図２（ｂ）のように、ブロックデータにヘッダ情報やエラー訂正のためのパリティが付加され、これが要素ホログラム記録データＤＴとなる。ヘッダとしては、例えばデータブロック番号等のアドレス情報、コンテンツデータの属性、ファイルタイプ、コンテンツデータ全体のサイズ、データブロックのサイズ、コンテンツデータを形成するデータブロック数などが含まれる。
【００１６】
例えばこの図２（ｂ）の要素ホログラム記録データＤＴについてインターリーブや二次元パターン変換が行われて、図２（ｃ）の二次元画像ＤＰとされる。
要素ホログラム記録データＤＴを二次元画像ＤＰへ変換する際の処理としては、例えば図２（ｅ）のように単位データ毎に二次元パターンへの変換が行われる。
図２（ｅ）における単位データＤＴ01、ＤＴ02・・・ＤＴpqは、要素ホログラム記録データＤＴを構成するものである。例えば、図２（ｂ）の要素ホログラム記録データＤＴについてインターリーブ処理を施した後、所定データサイズ毎に分割したものが単位データＤＴ01、ＤＴ02・・・ＤＴpqである。つまりＤＴ＝ＤＴ01＋ＤＴ02＋・・・＋ＤＴpqである。
この各単位データＤＴ01、ＤＴ02・・・ＤＴpqには、それぞれ単位データアドレスＡｄ01、Ａｄ02・・・Ａｄpqが付加されたうえで、画素ブロックＢ01、Ｂ02・・・Ｂpqとしての画像パターンに変換される。
画素ブロックＢ（Ｂ01、Ｂ02・・・Ｂpq）は、縦横の所定の画素数（例えば１６×１６画素）のブロックであり、単位データ（単位データアドレスを含む）としての所定バイト数の情報を各画素の明暗の２値情報で表現する。
そして図２（ｄ）に示すように画素ブロックＢ01、Ｂ02・・・Ｂpqが二次元平面に配列されることで、二次元画像ＤＰが形成される。
【００１７】
このように生成された二次元画像ＤＰは、図１（ａ）のように液晶パネル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、記録データの像のフーリエ像となる。
【００１８】
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、図２（ａ）の各データブロックＢＬＫが、それぞれ順次同様に二次元画像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３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。
図３では、ホログラムメモリ３の平面上に、横方向に３２個の要素ホログラム、縦方向に２４個の要素ホログラムを配置した例を示している。各要素ホログラムには図４に示すように二次元画像ＤＰが記録される。
【００１９】
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１１及びイメージャ１２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、要素ホログラムとして記録された再生像が得られる。つまり二次元ページデータの像が、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１２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１１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１２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１１で逆フーリエ変換されて二次元ページデータの像となるため、この二次元画像ＤＰとしての再生像がイメージャ１２で読み取られる。
イメージャ１２は再生像に応じた電気信号としての二次元画像信号を発生させる。この二次元画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、要素ホログラム記録データＤＴが得られることになる。即ちコンテンツデータを構成する１つのデータブロックＢＬＫが得られる。
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、各データブロックＢＬＫが読み出されることになり、ホログラムメモリ３に記録された元々のコンテンツデータ等を復元することができる。
【００２０】
上記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メモリ３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。
【００２１】
後述する本実施の形態の再生装置としてのホログラムリーダ６は、ホログラムメモリ３に対して再生参照光Ｌ４を照射して各要素ホログラムを読み取っていくスキャンを行う。このスキャン方式としては、ユーザーが実行する手動スキャン方式と、ホログラムリーダ６が機構的に実行する自動スキャン方式とが考えられる。
【００２２】
手動スキャン方式の例を図５に示す。図５（ａ）には一例として、オーディオコンテンツなどのデータが記録されたホログラムメモリ３が、ポスターＰＴ等に貼付されている状態を示している。ホログラムリーダ６は、ユーザーが手に持てる程度に小型軽量の機器とされている。このホログラムリーダ６の筐体上の一面には、上述した再生参照光Ｌ４を出力する光源や、ホログラムメモリ３からの再生像光を取り込むためのレンズ系などが形成されている。
ユーザーは図のようにホログラムリーダ６を持って、その筐体の一面側がホログラムメモリ３に対向するようにした状態で近接させ、ホログラムリーダ６を任意の方向に振るようにする。このとき、再生参照光Ｌ４が所定角度で照射された要素ホログラムの再生像がホログラムリーダ６によって読み取られていく。
なお、図５（ａ）にはホログラムリーダ６をホログラムメモリ３から離した状態でユーザーが左右に振るような様子を示しているが、図６に示すように、ホログラムリーダ６の筐体の一部をホログラムメモリ３の表面上に接触させた状態で上下左右に振る、つまり摺動させるようなスキャン方式も想定される。
【００２３】
図５（ｂ）は、多数の要素ホログラムｈ１〜ｈ２４が記録されたホログラムメモリ３を模式的に示しているが、ユーザーは任意に、例えば左右にホログラムリーダ６を振ることで、ホログラムメモリ３に対する読出スキャンの軌跡（再生参照光Ｌ４のスポットの軌跡）は破線で示すようになる。
実際にユーザーがどのようにホログラムリーダ６を移動させるかは全く不定であるため、再生参照光Ｌ４のスポットは、全く不規則かつ不安定に、ホログラムメモリ３上の要素ホログラムに照射される。この状態で、再生参照光Ｌ４のスポットが照射された要素ホログラムの再生像がホログラムリーダ６に読み取られていくことになる。つまり各要素ホログラムｈ１〜ｈ２４は、それぞれ、確率的に読み出しが行われる。ホログラムリーダ６側では読み取れた要素ホログラムから順にデコードして蓄積し、必要量のデータがデコードできた時点で、再生データを再構成すればよい。
【００２４】
一方、自動スキャン方式とは、ホログラムリーダ６が例えば内部のスキャン機構の動作によって再生参照光Ｌ４の照射位置を移動させたり、或いはコリメータレンズ４及びイメージャ５を保持するユニットを移動させて行くことで、ホログラムメモリ３上の各要素ホログラムを順次読み取っていく方式である。例えば図６のようにホログラムリーダ６をポスター等に貼付されたホログラムメモリ３に対向させた状態で自動スキャンを行うことが考えられる。即ちその場合は、ユーザーは単にホログラムリーダ６をホログラムメモリ３の正面に維持していればよく、スキャン機構によって再生参照光Ｌ４の照射位置やレンズ系が移動されることで、ホログラムメモリ３上の各要素ホログラムに対するスキャンが行われる。
又は、例えばホログラムメモリ３としてのシートをカード状の基板部に貼付した形式のメディアとし、これをホログラムリーダ６内に装填し、ホログラムリーダ６内でスキャン動作を行って各要素ホログラムを読み取っていくような方式も想定できる。
【００２５】
［２．要素ホログラムの記録構造］
ホログラムメモリ３上に記録される各要素ホログラムの記録構造を説明する。
図７は、１つの要素ホログラムとして記録される二次元画像ＤＰの例を示している。そしてこの図７では、二次元画像ＤＰが、縦２４個×横２４個の画素ブロックＢによって構成される状態を示している。
１つの画素ブロックＢは、例えば図８に示すようにＸ画素×Ｙ画素のブロックとされる。ここでは、Ｘ＝Ｙ＝１６とし、１６×１６画素で画素ブロックＢが形成される例としている。
各画素ブロックＢには、図２（ｅ）に示したように、要素ホログラム記録データＤＴを構成する単位データが記録される。例えば１つの画素ブロックＢ01は、データＤＴ01と単位データアドレスＡｄ01を含む単位データを、図８のように二次元パターン化したものである。
【００２６】
例えばこのように二次元画像ＤＰは、それぞれが単位データを表現する画素ブロックＢを集めたものとなり、これが要素ホログラムとして記録される。
そして１つの要素ホログラムには図２（ｂ）のような要素ホログラム記録データＤＴが記録されるものであるが、この要素ホログラム記録データＤＴは、図２（ｅ）のように複数の単位データから構成される。
ここで本例のホログラムメモリ３は、要素ホログラムとして記録される二次元画像ＤＰは、その二次元画像内で内側領域と、該内側領域の周囲となる外周領域とが設定され、内側領域内に、要素ホログラム記録データＤＴを構成する全ての単位データが含まれているようにするとともに、各単位データの全部又は一部が外周領域にも含まれるものとする。
【００２７】
このような二次元画像ＤＰの例を図９以降で説明する。
なお、説明及び図示の簡略化のため、図９以降では、１つの二次元画像ＤＰは、１２×１２の画素ブロックで形成されるものとする。
図９（ａ）に、二次元画像ＤＰの構造例を示す。
この二次元画像ＤＰにおいては、破線の内側が内側領域ＡＲｉとされ、その破線の外側の周囲部分が外周領域ＡＲｏとされる。
内側領域ＡＲｉは、ホログラムメモリ３からデータ読出を行う後述する再生装置（ホログラムリーダ６）の撮像素子部１２における有効撮像画素範囲１２Ａに相当する領域として設定されている。
例えば図９（ｂ）にＣＣＤ或いはＣＭＯＳ撮像センサアレイにより構成される、撮像素子部１２の有効撮像画素範囲１２Ａを示すが、この有効撮像画素範囲１２Ａが、例えば８画素ブロック×８画素ブロックの範囲に相当するものであるとする。
この場合、二次元画像ＤＰにおける内側領域ＡＲｉは、図９（ａ）のように中央の８画素ブロック×８画素ブロックの範囲に設定される。
【００２８】
ここで、二次元画像ＤＰとされて要素ホログラムに記録される要素ホログラム記録データＤＴが、単位データＤＴ00〜ＤＴ77（ＤＴ00・・ＤＴ07、ＤＴ10・・ＤＴ17、ＤＴ20・・ＤＴ27、ＤＴ30・・ＤＴ37、ＤＴ40・・ＤＴ47、ＤＴ50・・ＤＴ57、ＤＴ60・・ＤＴ67、ＤＴ70・・ＤＴ77）から構成されるとする。
即ち要素ホログラム記録データＤＴ＝単位データＤＴ00＋ＤＴ01＋ＤＴ02＋・・・＋ＤＴ77であるとする。
ここで、単位データＤＴ00〜Ｂ77（単位データアドレスＡｄ01〜Ａｄ77を含む）をそれぞれ二次元パターン化した画素ブロックＢを、Ｂ00〜Ｂ77（Ｂ00・・Ｂ07、Ｂ10・・Ｂ17、Ｂ20・・Ｂ27、Ｂ30・・Ｂ37、Ｂ40・・Ｂ47、Ｂ50・・Ｂ57、Ｂ60・・Ｂ67、Ｂ70・・Ｂ77）で表すこととする。
例えば画素ブロックＢ00は、単位データＢ00と単位データアドレスＡｄ00を二次元パターン化した画素ブロックである。
【００２９】
このとき、図９（ａ）のように、二次元画像ＤＰは、内側領域ＡＲｉに、画素ブロックＢ00〜Ｂ77がそれぞれ１つづつ含まれるようにされる。
また、外周領域ＡＲｏには、画素ブロックＢ00〜Ｂ77のうちの所定の画素ブロックが、それぞれ所定位置に配置される。
例えば内側領域ＡＲｉ内で最も左側の２列に配置される画素ブロックＢ00・・Ｂ07、Ｂ10・・Ｂ17は、外周領域ＡＲｏとしての右側の２列にも配置されている。
また、内側領域ＡＲｉ内で最も右側の２列に配置される画素ブロックＢ60・・Ｂ67、Ｂ70・・Ｂ77は、外周領域ＡＲｏとしての左側の２列にも配置されている。
また、内側領域ＡＲｉ内で上側の２行に配置される画素ブロックＢ00、Ｂ10、Ｂ20、・・・Ｂ70、Ｂ01、Ｂ11、Ｂ21、・・・Ｂ71は、外周領域ＡＲｏとしての下側の２行にも配置されている。
また、内側領域ＡＲｉ内で下側の２行に配置される画素ブロックＢ06、Ｂ16、Ｂ26、・・・Ｂ76、Ｂ07、Ｂ17、Ｂ27、・・・Ｂ77は、外周領域ＡＲｏとしての上側の２行にも配置されている。
【００３０】
このように、内側領域ＡＲｉ内に、要素ホログラム記録データＤＴを構成する全ての単位データの画素ブロックが配置されており、さらに一部の単位データの画素ブロックは外周領域ＡＲｏにも配置されている。
このように二次元画像ＤＰが形成されることで、ホログラムリーダ６の撮像素子部１２では、有効撮像画素範囲１２Ａの撮像信号として、殆どの場合、画素ブロックＢ00〜Ｂ77（つまり単位データＤＴ00〜ＤＴ77の画像）を欠損なく撮像することができる。
【００３１】
例えば、幾何学的なズレが無い状態で要素ホログラムの二次元画像が撮像された場合、図９（ｂ）の有効撮像画素範囲１２Ａの撮像素子部１２により、図９（ａ）における内側領域ＡＲｉが撮像される。この場合、問題なく画素ブロックＢ00〜Ｂ77の撮像信号を得ることができる。
ところが、例えば上述した手動スキャンの場合などは特に、要素ホログラムに対するスキャン位置の精度が規定できないことや、手ぶれ、さらにはユーザーがホログラムリーダ６をホログラムメモリ３に対向させる際の方向性などにより、幾何学的なズレが生じた状態で二次元画像ＤＰの再生像光が撮像素子部１２に結像する。なお、自動スキャンの場合であっても、幾何学的なズレは生ずる可能性はある。幾何学的なズレとしては、縦方向のズレ、横方向のズレ、回転方向のズレがある。
ここで、縦方向のズレと横方向のズレが複合的に生じた状態を図１０に示す。
図１０においては実線の枠で示した範囲が、撮像素子部１２における有効撮像画素範囲１２Ａに結像した範囲であるとしている。
するとこの場合、内側領域ＡＲｉ内の一部の画素ブロックが読み取れない。即ち斜線を付した、画素ブロックＢ06、Ｂ07、Ｂ16、Ｂ17・・・等が読み込めないことになる。ところが、これらの斜線を付した画素ブロックは、外周領域ＡＲｏにも配置されており、有効撮像画素範囲１２Ａ内において、全て含まれる状態となっている。つまり、この図１０のように縦方向、横方向に幾何学的なズレが生じた状態で二次元画像ＤＰが撮像素子部１２に結像しても、画素ブロックＢ00〜Ｂ77を欠損なく撮像でき、各画素ブロックの復号処理により、単位データＤＴ00〜ＤＴ77を得ることができる。
この例の画素ブロック配置構成の場合、縦方向、横方向、又は縦横方向のズレとして、図１０以外の各方向にズレが生じた場合も、図示しないが、いずれも画素ブロックＢ00〜Ｂ77を欠損なく撮像できる。
従って、要素ホログラムから適切に要素ホログラム記録データＤＴを復号できるものである。
【００３２】
なお、図９（ａ）に示した画素ブロック配置構成の場合、回転方向のズレによっては、画素ブロックＢ00〜Ｂ77の一部が撮像できない場合が生ずる。
図１１に例を示す。図１１は、回転方向のズレが最も大きい場合として４５°のズレが生じた場合を示している。この場合、有効撮像画素範囲１２Ａと二次元画像ＤＰの位置関係が図示するようになり、内側領域ＡＲｉ内で斜線を付した画素ブロックＢ00、Ｂ01、Ｂ10、Ｂ06、Ｂ07、Ｂ17、Ｂ60、Ｂ70、Ｂ71、Ｂ67、Ｂ76、Ｂ77の１２個の画素ブロックが撮像できない状態となっている。また、この場合はこれらの１２個の画素ブロックは、外周領域ＡＲｏにあって撮像できた画素ブロックでもない。従って１２個の画素ブロックが欠損した状態で撮像されるものとなる。
画素ブロックＢ00〜Ｂ77の一部が撮像できない場合、つまり単位データＤＴ00〜ＤＴ77の一部が欠損したとしても、欠損した単位データ数が少数であれば、復号時のエラー訂正処理により復元できる。即ち図２（ｂ）に示した要素ホログラム記録データＤＴに含まれるエラー訂正用パリティを用いたエラー訂正処理により欠損した単位データを復元できる。但し、もちろんそれは、設定されたエラー訂正能力の範囲内の欠損に限られる。
従って、図１１のような場合も、エラー訂正能力によっては適切に単位データＤＴ00〜ＤＴ77を復元し、要素ホログラム記録データＤＴを得ることができる場合もあるが、当然、なるべく欠損数は少なくすることが望ましい。
【００３３】
このような回転ズレが生じた場合にも、なるべく単位データの欠損数を少なくできるようにした配置構成を図１２に示す。
図１２の例は、内側領域ＡＲｉ内は図９（ａ）と同様に画素ブロックＢ00〜Ｂ77が配置されている。
また、外周領域ＡＲｏには、画素ブロックＢ00〜Ｂ77のうちの所定の画素ブロックが、それぞれ図示するように所定位置に配置される。
この場合に上記図１０と同様に４５°の回転ズレが生じた状態を図１３に示すが、図１０と同様に、内側領域ＡＲｉ内で斜線を付した画素ブロックＢ00、Ｂ01、Ｂ10、Ｂ06、Ｂ07、Ｂ17、Ｂ60、Ｂ70、Ｂ71、Ｂ67、Ｂ76、Ｂ77の１２個の画素ブロックが撮像できない状態となる。
ところが、このうち画素ブロックＢ77、Ｂ70、Ｂ07、Ｂ00は、図中○を付して示すように、外周領域ＡＲｏにあって撮像できた画素ブロックとなる。
つまりこの例の場合は、内側領域ＡＲｉ内で撮像できなかった１２個の画素ブロックのうちで４つの画素ブロックは外周領域ＡＲｏから撮像できたものとなり、従って最大の回転ズレがあった場合でも、単位データの欠損数を少なくすることができ、エラー訂正処理によって要素ホログラム記録データＤＴを正しく復号できる可能性を高めることができる。
【００３４】
次に、縦方向、横方向、回転方向のいずれのズレが生じた場合であっても、またそれらの複合的なズレが生じた場合であっても、単位データを欠損無く撮像できるようにする例を説明する。
これは、内側領域ＡＲｉ内に、要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが、それぞれ複数個含まれているようにするものであり、その例を図１４に示す。
なお、この場合、二次元画像ＤＰとされて要素ホログラムに記録される要素ホログラム記録データＤＴが、単位データＤＴ00〜ＤＴ73（ＤＴ00・・ＤＴ03、ＤＴ10・・ＤＴ13、ＤＴ20・・ＤＴ23、ＤＴ30・・ＤＴ33、ＤＴ40・・ＤＴ43、ＤＴ50・・ＤＴ53、ＤＴ60・・ＤＴ63、ＤＴ70・・ＤＴ73）から構成されるとする。
即ち要素ホログラム記録データＤＴ＝単位データＤＴ00＋ＤＴ01＋ＤＴ02＋・・・＋ＤＴ73であるとする。
上記各例の場合と同様に、単位データＤＴ00〜Ｂ73（単位データアドレスＡｄ01〜Ａｄ73を含む）をそれぞれ二次元パターン化した画素ブロックＢを、Ｂ00〜Ｂ73（Ｂ00・・Ｂ03、Ｂ10・・Ｂ13、Ｂ20・・Ｂ23、Ｂ30・・Ｂ33、Ｂ40・・Ｂ43、Ｂ50・・Ｂ53、Ｂ60・・Ｂ63、Ｂ70・・Ｂ73）で表すこととする。
【００３５】
このとき、図１４のように、二次元画像ＤＰは、内側領域ＡＲｉに、画素ブロックＢ00〜Ｂ73がそれぞれ２つづつ含まれるようにされる。
つまり内側領域ＡＲｉ内の上半分の４行の範囲に、画素ブロックＢ00〜Ｂ73がそれぞれ配置され、また下半分の４行の範囲に、画素ブロックＢ00〜Ｂ73がそれぞれ配置されている。図からわかるように、画素ブロックＢ00〜Ｂ03は上４行の１列目と下４行の５列目、画素ブロックＢ10〜Ｂ13は上４行の２列目と下４行の６列目、画素ブロックＢ20〜Ｂ23は上４行の３列目と下４行の７列目・・・というように、上半分と下半分では、同一の画素ブロックが４列分ずれて配置されている。
また、外周領域ＡＲｏには、画素ブロックＢ00〜Ｂ73の全ての画素ブロックが、それぞれ所定位置に配置される。
例えば内側領域ＡＲｉ内で最も左側の２列に配置される画素ブロックＢ00・・Ｂ03、Ｂ40・・Ｂ43、Ｂ10・・Ｂ13、Ｂ50・・Ｂ53は、外周領域ＡＲｏとしての右側の２列に配置されている。
また、内側領域ＡＲｉ内で最も右側の２列に配置される画素ブロックＢ60・・Ｂ63、Ｂ20・・Ｂ23、Ｂ70・・Ｂ73、Ｂ30・・Ｂ33は、外周領域ＡＲｏとしての左側の２列にも配置されている。
また、内側領域ＡＲｉ内で上側の２行に配置される画素ブロックＢ00、Ｂ10、Ｂ20、・・・Ｂ70、Ｂ01、Ｂ11、Ｂ21、・・・Ｂ71は、外周領域ＡＲｏとしての下側の２行にも配置されている。
また、内側領域ＡＲｉ内で下側の２行に配置される画素ブロックＢ42、Ｂ52、Ｂ62、・・・Ｂ32、Ｂ43、Ｂ53、Ｂ63、・・・Ｂ33は、外周領域ＡＲｏとしての上側の２行にも配置されている。
また、内側領域ＡＲｉ内で左上隅に配置される画素ブロックＢ00、Ｂ01、Ｂ10、Ｂ11、は、外周領域ＡＲｏとしての右下隅にも配置されている。
また、内側領域ＡＲｉ内で右上隅に配置される画素ブロックＢ60、Ｂ61、Ｂ70、Ｂ71、は、外周領域ＡＲｏとしての左下隅にも配置されている。
また、内側領域ＡＲｉ内で左下隅に配置される画素ブロックＢ42、Ｂ43、Ｂ52、Ｂ53、は、外周領域ＡＲｏとしての右上隅にも配置されている。
また、内側領域ＡＲｉ内で右下隅に配置される画素ブロックＢ22、Ｂ23、Ｂ32、Ｂ33、は、外周領域ＡＲｏとしての左上隅にも配置されている。
【００３６】
このような配置例において、縦方向のズレと横方向のズレが複合的に生じた状態を図１５に示す。
するとこの場合、内側領域ＡＲｉ内で斜線を付した画素ブロックＢ00、Ｂ01、Ｂ02、Ｂ03・・・等が読み込めないことになる。ところが、これらの斜線を付した画素ブロックは、外周領域ＡＲｏにも配置されており、有効撮像画素範囲１２Ａ内において、全て含まれる状態となっている。つまり、この図１５のように縦方向、横方向に幾何学的なズレが生じた状態で二次元画像ＤＰが撮像素子部１２に結像しても、画素ブロックＢ00〜Ｂ73を欠損なく撮像でき、各画素ブロックの復号処理により、単位データＤＴ00〜ＤＴ73を得ることができる。もちろん図示しない他の方向性で縦方向、横方向、又は縦横方向のズレが生じた場合も、いずれも画素ブロックＢ00〜Ｂ73を欠損なく撮像できる。
【００３７】
さらに４５°の回転ズレと横方向ズレが複合的に生じた場合を図１６に示す。
この場合、図からわかるように、内側領域ＡＲｉ内では斜線を付した画素ブロックＢ00、Ｂ01、Ｂ02、Ｂ10、Ｂ11、Ｂ20、Ｂ41、Ｂ42、Ｂ43、Ｂ52、Ｂ53、Ｂ63、Ｂ70、Ｂ33の１４個の画素ブロックが撮像できない状態となる。
ところが、これらの画素ブロックは、図中○を付して示すように、内周領域ＡＲｉにあって撮像できた画素ブロックと同一の画素ブロックである。つまり、この図１６のように回転ズレが生じた状態でも、画素ブロックＢ00〜Ｂ73を欠損なく撮像でき、各画素ブロックの復号処理により、単位データＤＴ00〜ＤＴ73を得ることができる。
【００３８】
即ちこの例の場合は、縦方向や横方向のズレが生じた場合に内側領域ＡＲｉ内で読めなかった画素ブロックは、外周領域ＡＲｏに配置されている同一の画素ブロックでカバーでき、また回転方向のズレが生じた場合に内側領域ＡＲｉ内で読めなかった画素ブロックは、同じく内側領域ＡＲｉ内に配置されている同一の画素ブロックでカバーできる。
このようにすることで、二次元画像ＤＰの範囲内でのほぼ全ての幾何学的なズレに対応して、全ての単位データを復号できる可能性は高く、要素ホログラムから適切に要素ホログラム記録データＤＴを復号できる。
【００３９】
さらに、他の例を説明する。
これは図１７に示すように、内側領域ＡＲｉを、さらに中央領域ＡＲｉｉと周囲領域ＡＲｉｏに分けて設定し、中央領域ＡＲｉｉ内に、要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが含まれるようにするとともに、各単位データの全部又は一部が周囲領域ＡＲｉｏにも含まれるようにするものである。
上述のように、内側領域ＡＲｉは、有効撮像画素範囲１２Ａに相当する領域である。この内側領域ＡＲｉを、図１７に一点鎖線で示すように中央領域ＡＲｉｉと周囲領域ＡＲｉｏに分ける。
【００４０】
なお、この場合、二次元画像ＤＰとされて要素ホログラムに記録される要素ホログラム記録データＤＴが、単位データＤＴ00〜ＤＴ55（ＤＴ00・・ＤＴ05、ＤＴ10・・ＤＴ15、ＤＴ20・・ＤＴ25、ＤＴ30・・ＤＴ35、ＤＴ40・・ＤＴ45、ＤＴ50・・ＤＴ55）から構成されるとする。即ち要素ホログラム記録データＤＴ＝単位データＤＴ00＋ＤＴ01＋ＤＴ02＋・・・＋ＤＴ55であるとする。
上記各例の場合と同様に、単位データＤＴ00〜Ｂ55（単位データアドレスＡｄ01〜Ａｄ55を含む）をそれぞれ二次元パターン化した画素ブロックＢを、Ｂ00〜Ｂ55（Ｂ00・・Ｂ05、Ｂ10・・Ｂ15、Ｂ20・・Ｂ25、Ｂ30・・Ｂ35、Ｂ40・・Ｂ45、Ｂ50・・Ｂ55）で表すこととする。
【００４１】
このとき、図１７のように、二次元画像ＤＰは、内側領域ＡＲｉ内の中央領域ＡＲｉｉ内に、画素ブロックＢ00〜Ｂ55がそれぞれ１つづつ配置されている。
そして周囲領域ＡＲｉｏには、中央領域ＡＲｉｉ内で周辺部に配置された画素ブロックがそれぞれ所定位置に配置されている。
即ち中央領域ＡＲｉｉ内の上端１行に配置された画素ブロックＢ00、Ｂ10、Ｂ20、Ｂ30、Ｂ40、Ｂ50は、周囲領域ＡＲｉｏとしての下側にも配置される。
中央領域ＡＲｉｉ内の下端１行に配置された画素ブロックＢ05、Ｂ15、Ｂ25、Ｂ35、Ｂ45、Ｂ55は、周囲領域ＡＲｉｏとしての上側にも配置される。
中央領域ＡＲｉｉ内の右端１列に配置された画素ブロックＢ50、Ｂ51、Ｂ52、Ｂ53、Ｂ54、Ｂ55は、周囲領域ＡＲｉｏとしての左側にも配置される。
中央領域ＡＲｉｉ内の左端１列に配置された画素ブロックＢ00、Ｂ01、Ｂ02、Ｂ03、Ｂ04、Ｂ05は、周囲領域ＡＲｉｏとしての右側にも配置される。
【００４２】
また、外周領域ＡＲｏには、周囲領域ＡＲｉｏの配置関係をそのまま外側に拡張した状態で各画素ブロックが配置される。
中央領域ＡＲｉｉの下３行に配置された画素ブロックが、外周領域ＡＲｏと周囲領域ＡＲｉｏを含めて、二次元画像ＤＰの上３行の所定位置に配置される。
中央領域ＡＲｉｉの上３行に配置された画素ブロックが、外周領域ＡＲｏと周囲領域ＡＲｉｏを含めて、二次元画像ＤＰの下３行の所定位置に配置される。
中央領域ＡＲｉｉの右３行に配置された画素ブロックが、外周領域ＡＲｏと周囲領域ＡＲｉｏを含めて、二次元画像ＤＰの左３列の所定位置に配置される。
中央領域ＡＲｉｉの左３行に配置された画素ブロックが、外周領域ＡＲｏと周囲領域ＡＲｉｏを含めて、二次元画像ＤＰの右３列の所定位置に配置される。
【００４３】
これは、換言すれば、図９（ａ）或いは図１２のような例における内側領域ＡＲｉ、つまり各単位データを１つづつ配置する領域を、中央領域ＡＲｉｉとして、撮像素子部１２の有効撮像画素範囲１２Ａよりも狭くしたものとも言える。
【００４４】
この例の場合、４５°の回転ズレと横方向ズレが複合的に生じた状態を図１８に示す。
図からわかるように、中央領域ＡＲｉｉ内では斜線を付した画素ブロックＢ00、Ｂ08が撮像できない状態となる。
ところが、これら画素ブロックＢ00、Ｂ08は、図中○を付して示すように、周囲領域ＡＲｉｏにあって撮像できた画素ブロックと同一の画素ブロックである。つまり、回転ズレが生じた状態でも、画素ブロックＢ00〜Ｂ55を欠損なく撮像でき、各画素ブロックの復号処理により、単位データＤＴ00〜ＤＴ55を得ることができる。
図示しないが、他の状態の幾何学的なズレにも、殆ど良好に対応できる。
また、殆どの画素ブロックが中央領域ＡＲｉｉ内の画素ブロックとして撮像できるものとなり、幾何学的なズレに対する対応力がもともと強固な配置構成といえる。
このようにすることで、二次元画像ＤＰの範囲内でのほぼ全ての幾何学的なズレに対応して、全ての単位データを復号できる可能性は非常に高く、要素ホログラムから適切に要素ホログラム記録データＤＴを復号できる。
【００４５】
なお、以上の図９（ａ）、図１２、図１４、図１７の各例においては、内側領域ＡＲｉもしくは中央領域ＡＲｉｉで撮像できなかった画素ブロックを、他の同一の画素ブロックでカバーできるものであるが、同一の画素ブロックが複数読み込める場合も多い。例えば読み込めた或る画素ブロックが、何らかの原因で復号エラーとなったような場合、同一の画素ブロックが読み込めていれば、その同一の画素ブロックを適正に復号できる場合もある。このような点でも、良好な復号結果を得るという点で有利となる。
【００４６】
［３．ホログラムリーダの構成］
実施の形態のホログラムリーダ６（ホログラム再生装置）の構成を図１９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。
【００４７】
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。
【００４８】
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１６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１１及びイメージャ１２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。なお、図５，図６で説明したような手動スキャン方式を採用する場合は、このカメラ制御機構部１３は不要となる。
参照光光源１６は、図１に示した記録時の記録参照光Ｌ３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。例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）或いは半導体レーザによる参照光光源１６は、発光駆動部１４によって発光される。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１６を発光駆動する。
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。
【００４９】
信号処理部２０は、撮像部１０にて撮像された一連の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、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、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。
二値化部２４は、光学補正変数を元に、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を格納する。
【００５０】
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、情報用メモリ３１と不揮発性メモリ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、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、つまり各要素ホログラムから読み出した要素ホログラム記録データＤＴとしての例えば音声／映像情報等の記憶領域とされる。
【００５１】
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。
【００５２】
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１６を発光駆動する。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。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。
【００５３】
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から転送されたきた二次元画像信号について、サンプリング処理、ＡＧＣ処理、Ａ／Ｄ変換処理等を施して出力する。
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。
【００５４】
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。
【００５５】
光学補正変数算出部２２での処理により、光学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を用いて処理を行う。即ち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。
【００５６】
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、要素ホログラム記録データＤＴを復号する。
復号部２５は、デコードした要素ホログラム記録データＤＴ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、デコードされた要素ホログラム記録データＤＴ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、復号された要素ホログラム記録データＤＴが不揮発性メモリ３２に蓄積されていくことで、最終的に、図２（ａ）に示したようなホログラムメモリ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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
さらには、例えば記録メディアに記録したＡＶコンテンツデータ等をメディアドライブで再生し、その再生したＡＶコンテンツデータ等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。
【００６０】
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とすれば、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。
【００６１】
［４．再生処理］
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２０で説明する。図２０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。
例えばユーザーは、操作部５３から再生開始の操作を行った後、図５或いは図６のようにホログラムリーダ６をホログラムメモリ３に対向させて任意に移動させることになる。
【００６２】
システムコントローラ５１は、操作部５３を用いた再生開始の操作を検知したら、ステップＦ１０１で参照光光源をオンとする。即ち発光駆動部１４に指示を与え、参照光光源１６を発光させ、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。
この状態でユーザーがホログラムリーダ６をホログラムメモリ３に対向させて移動させることで、ホログラムメモリ３の要素ホログラムの再生像光Ｌ５が順次撮像素子部１２に検出されることになる。
なお、ホログラムリーダ６がカメラ制御機構部１３を備え、カメラ制御機構部１３によってスキャン位置が制御される構成の場合は、スキャン開始と共にシステムコントローラ５１はホログラムスキャン制御部１５に指示してカメラ制御機構部１３の動作を開始させる。以下では、スキャン方式は手動スキャンとし、カメラ制御機構部１３は設けられないものとして説明を続ける。
【００６３】
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、要素ホログラムの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。
ホログラムスキャン制御部１５は、撮像素子部１２で得られた撮像信号に対して、所要の信号処理やＡ／Ｄ変換を行い、要素ホログラムの二次元画像信号としてメモリコントローラ２１に受け渡し、情報用メモリ３１に格納させていく。
なおこのとき、図９〜図１８により説明したように撮像素子部１２の有効撮像画素範囲１２Ａに結像した範囲としての二次元画像ＤＰが撮像されるものである。
【００６４】
システムコントローラ５１は、ステップＦ１０２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、その二次元画像信号について、ステップＦ１０３の画像処理
即ちステップＦ１０３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の処理を実行させ、光学補正変数を変数用メモリ２６に記憶させる。そして、情報用メモリ３１に取り込んだ二次元画像信号について、二値化部２４における光学補正変数を用いた二値化処理を実行させる。
【００６５】
次にステップＦ１０４、Ｆ１０５では、二値化された二次元画像信号を復号部２５に転送させ、復号処理を実行させる。
ステップＦ１０４での復号処理は、撮像された二次元画像ＤＰに対して、画素ブロック単位で行われる。即ち二次元画像ＤＰを例えば図７に示したように画素ブロックＢ毎に画像分割して、画素ブロックＢ毎に復号処理を行う。
例えば１つの画素ブロックＢ01の復号処理によれば、図２（ｆ）に示したように単位データＤＴ01と単位データアドレスＡｄ01が得られることになる。
復号部２５は、各画素ブロックについて順次処理を行い、それぞれの画素ブロックから単位データと単位データアドレスを復号していく。
【００６６】
ステップＦ１０４で撮像された二次元画像の範囲内における全ての画素ブロックについての復号を終えたら、ステップＦ１０５で、復号データをアドレス順に並び替えて要素ホログラム記録データＤＴを形成する。
つまり順不同で復号された各単位データを、単位データアドレスＡｄ（Ａｄ00、Ａｄ01・・・）の順番に並び替えていく。これにより、図２（ｆ）の各単位データから、図２（ｂ）の要素ホログラム記録データＤＴに相当するデータ列が得られる。このデータ列に対しては、更にデインタリーブやエラー訂正処理等の必要な復号処理を行い、要素ホログラム記録データＤＴとしてのヘッダ及びデータブロックＢＬＫとしての復号データを得る。
【００６７】
ステップＦ１０５で或る１つの要素ホログラムについての要素ホログラム記録データＤＴの復号データが得られたら、ステップＦ１０６では、その復号データが、既に不揮発性メモリ３２に格納されているか否かを判断する。
復号データが、まだ不揮発性メモリ３２に格納していないものであると判断された場合は、ステップＦ１０７に進み、当該要素ホログラム記録データＤＴとしての復号データを、不揮発性メモリ３２に格納させる。
【００６８】
ステップＦ１０９では、ホログラムメモリ３からのデータ読出が完了したか否かを判断する。即ち、再生データを再構築できる必要量のデータブロックＢＬＫが不揮発性メモリ３２に格納された状態になっているか否かを判断する。
ホログラムメモリ３からのデータ読取が完了していなければ、ステップＦ１０２に戻って再び上記処理を同様に実行する。
【００６９】
なお、記録時に各要素ホログラムに記録されたヘッダ情報（要素ホログラム記録データＤＴにおけるヘッダ）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、データブロック番号などが記録されているようにする。
このため、ステップＦ１０６で、復号データが、既に不揮発性メモリ３２に格納されているか否かの判断は、例えば復号データのヘッダ情報としてのデータブロック番号を確認し、同じデータブロック番号の復号データが既に不揮発性メモリ３２に記憶されているか否かを確認すればよい。
【００７０】
また、ヘッダ情報に記録データ全体（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ことにより、最初に或る１つの要素ホログラム記録データＤＴ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。
このためステップＦ１０９では、データ全体のデータサイズ又はデータブロック数と、不揮発性メモリ３２に格納したデータサイズ又はデータブロック数を比較することで、ホログラムメモリ３からの読取が完了したか否かを判別できる。
なお、ステップＦ１０９で、ホログラムメモリ３からのデータ読取が完了、つまり要素ホログラム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。
【００７１】
ステップＦ１０６において、復号データが既に不揮発性メモリ３２に格納されているデータと同一内容と判断された場合は、ステップＦ１０８に進む。
復号部２５で復号したデータが、既に不揮発性メモリ３２に記憶されているデータと同一内容となる場合が生ずるのは、同一の要素ホログラムの読み出しが既に行われていた場合か、或いは同一のデータ内容を記録した要素ホログラムが複数個、ホログラムメモリ３に記録されている場合に、今回読み出した要素ホログラムとは別の要素ホログラムから同一のデータが既に読み出されていた場合である。
上述したように手動スキャンを行う場合、スキャンされる要素ホログラムは全く不定であり、同じ要素ホログラムが複数回スキャンされる場合がある。
また、特に手動スキャンを想定して、各要素ホログラムが確率的に読み込まれるものとしたシステムでは、なるべく迅速に各データブロックの要素ホログラムが読み込まれるように、同じ内容の要素ホログラム記録データＤＴとした要素ホログラムを複数記録する考え方がある。
これらのことから、同一内容の要素ホログラム記録データＤＴが復号されることがあるため、ステップＦ１０６の判断を行い、既に不揮発性メモリ３２に記憶済の要素ホログラム記録データＤＴが再度復号された場合は、ステップＦ１０８に進んで、その復号データを破棄してステップＦ１０２に戻る。
なお、フローチャートには示していないが、ステップＦ１０４，Ｆ１０５で復号エラーとなり要素ホログラム記録データＤＴが適正に得られなかった場合も、そのデータを破棄してステップＦ１０２に戻ればよい。
【００７２】
ステップＦ１０９でホログラムメモリ３の読取完了と判断されたら、ステップＦ１１０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１６をオフとさせる。
そしてステップＦ１１１では、メモリコントローラ２１に指示して、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ＢＬＫ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、図２（ａ）のような元々のコンテンツデータ等を再構築し、これを再生データとする。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。
【００７３】
［５．実施の形態の効果］
以上の実施の形態においては次のような効果を得ることができる。
ホログラムメモリ３上での各要素ホログラムは、要素ホログラム記録データＤＴを表す二次元画像が記録されているが、図９〜図１８で説明したように、その二次元画像の内側領域ＡＲｉ内において、要素ホログラム記録データＤＴを構成する各単位データが含まれ、また外周領域ＡＲｏには、各単位データの全部又は一部が記録されている。つまり単位データの全部または一部は、１つの二次元画像ＤＰ内に複数回記録されている。
これにより、要素ホログラムの二次元画像の撮像時に幾何学的なズレが生じたとしても、撮像された二次元画像においては、要素ホログラム記録データＤＴを構成する各単位データ（ＤＴ01、ＤＴ02・・・）の全部又は大多数を含む状態とすることができる。このため各単位データを復号し、これを集めて要素ホログラム記録データＤＴの復号データを得ることができ、エラーレートを向上させた、良好な再生動作を実現できるという効果がある。
また内側領域ＡＲｉ内においても各単位データを複数個含むようにすることで、さらに回転ズレ等の幾何学ズレがあっても、各単位データを適正に復号でき、さらにエラーレートを向上させることができる。
【００７４】
またこのことから、ホログラムリーダ６においては幾何学的なズレを補正する処理は不要となり、ホログラムリーダ６の構成の簡略化や撮像した二次元画像信号に対する処理の効率化を促すことができる。
【００７５】
また本例では、情報用メモリ手段に記憶された二次元画像に対して光学補正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で二値化を行う際に、変数用メモリ２６に記憶されている補正変数に基づいて処理を行うことで、結果的に光学補正がなされた状態での情報再生を実現する。この場合、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光学補正処理を行うものではないため、補正処理した二次元画像についての情報用メモリ３１への書込も発生しない。従って、光学歪み補正を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を解消でき、再生処理の効率化を実現できる。
さらに、二値化処理を実行するまで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。
【００７６】
また、要素ホログラムから読み出し、復号したデータは不揮発性メモリ３２に蓄積されていき、最終的に各要素ホログラムからの再生データが不揮発性メモリ３２上で再構築されてコンテンツデータ等の再生データが形成される。これはホログラムメモリ３上の要素ホログラムを任意の順番に読み出しても良いことを意味する。従って、図５，図６で説明した手動スキャンによって順不同に要素ホログラムを読み出すシステムとして好適である。またカメラ制御機構部１３によってスキャン位置を可変制御していくときも、その可変制御動作の自由度を高めることができる。
【００７７】
以上実施の形態を説明してきたが、実施の形態で述べたホログラムリーダ６の構成や処理手順はあくまで一例であり、本発明としてはその要旨の範囲内で多様な変形例が想定される。
また図９〜図１８で説明したような要素ホログラムとして記録される二次元画像ＤＰにおける画素ブロックの配置構成も、さらに多様に考えられることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【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として記録する二次元画像の説明図である。
【図３】実施の形態のホログラムメモリの要素ホログラムの説明図である。
【図４】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５】実施の形態のホログラムリーダの手動スキャン動作例の説明図である。
【図６】実施の形態のホログラムリーダの手動スキャン動作例の説明図である。
【図７】実施の形態の二次元画像を構成する画素ブロックの説明図である。
【図８】実施の形態の画素ブロックの説明図である。
【図９】実施の形態の二次元画像の画素ブロックの配置構成の説明図である。
【図１０】実施の形態の二次元画像に対する縦横方向のズレが生じた撮像状態の説明図である。
【図１１】実施の形態の二次元画像に対する回転方向のズレが生じた撮像状態の説明図である。
【図１２】実施の形態の二次元画像の画素ブロックの配置構成の説明図である。
【図１３】実施の形態の二次元画像に対する回転方向のズレが生じた撮像状態の説明図である。
【図１４】実施の形態の二次元画像の画素ブロックの配置構成の説明図である。
【図１５】実施の形態の二次元画像に対する縦横方向のズレが生じた撮像状態の説明図である。
【図１６】実施の形態の二次元画像に対する縦横方向及び回転方向のズレが生じた撮像状態の説明図である。
【図１７】実施の形態の二次元画像の画素ブロックの配置構成の説明図である。
【図１８】実施の形態の二次元画像に対する縦横方向及び回転方向のズレが生じた撮像状態の説明図である。
【図１９】実施の形態のホログラムリーダ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再生処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
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、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、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】
2007093855.tif 000003
【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】
2007093855.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2007093855.tif 000021
【図２０】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年9月25日(2006.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
要素ホログラム記録データを所定のデータ量ごとに分割して画素ブロック化し、複数の上記画素ブロックを配列して二次元画像化し、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１つの要素ホログラムとして記録されるホログラム記録媒体において、
上記二次元画像の所定領域内には、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての画素ブロックが含まれるように、上記画素ブロックが配置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】
上記二次元画像の上記所定領域内には、上記画素ブロックがｎ×ｎ個の正方に配置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記録データを構成する全ての上記画素ブロックには、各々異なる識別情報が付与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】
複数の単位データから成る要素ホログラム記録データを二次元画像化し、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１つの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、
上記二次元画像は、
二次元画像内で内側領域と、
上記内側領域の周囲となる外周領域とを備え、
上記内側領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが含まれているとともに、上記各単位データの全部又は一部が上記外周領域にも含まれることを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項５】
上記内側領域は、ホログラム記録媒体からデータ読出を行う再生装置の有効撮像画素範囲に相当する領域として設定されていることを特徴とする請求項４に記載のホログラム記録媒体。
【請求項６】
上記内側領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが、それぞれ複数個含まれていることを特徴とする請求項４に記載のホログラム記録媒体。
【請求項７】
上記内側領域内において、さらに中央領域と周囲領域が設定され、上記中央領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが含まれているとともに、上記各単位データの全部又は一部が上記周囲領域にも含まれることを特徴とする請求項４に記載のホログラム記録媒体。
【請求項８】
複数の単位データから成る要素ホログラム記録データを二次元画像化し、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１つの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、上記二次元画像の所定領域には、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが含まれているホログラム記録媒体から、情報を再生する再生装置として、
上記ホログラム記録媒体に再生用参照光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体の要素ホログラムからの再生像光としてあらわれる二次元画像を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段で得られた二次元画像に対して、上記単位データ毎に復号処理を行い、復号した各単位データを集めて１つの上記要素ホログラム記録データの復号データを得る復号手段と、
を備えることを特徴とする再生装置。
【請求項９】
上記単位データは、単位データ毎に付与されたアドレス情報を有するとともに、
上記復号手段は、復号した各単位データについて上記アドレス情報に基づいて並び替えを行うことで、上記要素ホログラム記録データとしての復号データを得ることを特徴とする請求項８に記載の再生装置。
【請求項１０】
上記撮像手段は、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが含まれる上記二次元画像の上記所定領域以上の領域を撮像可能とされていることを特徴とする請求項８に記載の再生装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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データ情報を二次元画像化し、要素ホログラムとして記録したホログラム記録媒体と、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再生装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明では、このような点を考慮し、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、安定して再生データを得ることのできるホログラム記録媒体及び再生装置を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明のホログラム記録媒体は、要素ホログラム記録データを所定のデータ量ごとに分割して画素ブロック化し、複数の上記画素ブロックを配列して二次元画像化し、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１つの要素ホログラムとして記録されるホログラム記録媒体において、上記二次元画像の所定領域内には、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての画素ブロックが含まれるように、上記画素ブロックが配置されている。
また上記二次元画像の上記所定領域内には、上記画素ブロックがｎ×ｎ個の正方に配置されている。
また上記要素ホログラム記録データを構成する全ての上記画素ブロックには、各々異なる識別情報が付与されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また本発明のホログラム記録媒体は、複数の単位データから成る要素ホログラム記録データを二次元画像化し、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１つの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、上記二次元画像は、二次元画像内で内側領域と、上記内側領域の周囲となる外周領域とを備え、上記内側領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが含まれているとともに、上記各単位データの全部又は一部が上記外周領域にも含まれる。
また上記内側領域は、ホログラム記録媒体からデータ読出を行う再生装置の有効撮像画素範囲に相当する領域として設定されている。
また上記内側領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが、それぞれ複数個含まれている。
また上記内側領域内において、さらに中央領域と周囲領域が設定され、上記中央領域内に、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが含まれているとともに、上記各単位データの全部又は一部が上記周囲領域にも含まれる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明のホログラム再生装置は、複数の単位データから成る要素ホログラム記録データを二次元画像化し、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１つの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、上記二次元画像の所定領域には、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが含まれているホログラム記録媒体から、情報を再生する再生装置として、上記ホログラム記録媒体に再生用参照光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体の要素ホログラムからの再生像光としてあらわれる二次元画像を撮像する撮像手段と、上記撮像手段で得られた二次元画像に対して、上記単位データ毎に復号処理を行い、復号した各単位データを集めて１つの上記要素ホログラム記録データの復号データを得る復号手段とを備える。
また上記単位データは、単位データ毎に付与されたアドレス情報を有するとともに、上記復号手段は、復号した各単位データについて上記アドレス情報に基づいて並び替えを行うことで、上記要素ホログラム記録データとしての復号データを得る。
また上記撮像手段は、上記要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが含まれる上記二次元画像の上記所定領域以上の領域を撮像可能とされている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明によれば、ホログラム記録媒体上での各要素ホログラムは、要素ホログラム記録データを表す二次元画像が記録されているが、その二次元画像の所定領域内に要素ホログラム記録データを構成する各単位データ（画素ブロック）が含まれている。また所定領域内として例えば内側領域内において、要素ホログラム記録データを構成する各単位データが含まれている。また外周領域には、各単位データの全部又は一部が記録されている。その場合単位データの全部または一部は、１つの二次元画像内に複数回記録されている。
これにより、要素ホログラムの二次元画像の撮像時に幾何学的なズレが生じたとしても、撮像された二次元画像においては、要素ホログラム記録データを構成する各単位データの全部又は大多数を含む状態とすることができる。このため各単位データを復号し、これを集めて要素ホログラム記録データの復号データを得ることができ、エラーレートを向上させた、良好な再生動作を実現できるという効果がある。
また内側領域内においても各単位データを複数個含むようにすることで、さらに回転ズレ等の幾何学ズレがあっても、各単位データを適正に復号でき、さらにエラーレートを向上させることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
一方、自動スキャン方式とは、ホログラムリーダ６が例えば内部のスキャン機構の動作によって再生参照光Ｌ４の照射位置を移動させたり、或いはコリメータレンズ１１及びイメージャ１２を保持するユニットを移動させて行くことで、ホログラムメモリ３上の各要素ホログラムを順次読み取っていく方式である。例えば図６のようにホログラムリーダ６をポスター等に貼付されたホログラムメモリ３に対向させた状態で自動スキャンを行うことが考えられる。即ちその場合は、ユーザーは単にホログラムリーダ６をホログラムメモリ３の正面に維持していればよく、スキャン機構によって再生参照光Ｌ４の照射位置やレンズ系が移動されることで、ホログラムメモリ３上の各要素ホログラムに対するスキャンが行われる。
又は、例えばホログラムメモリ３としてのシートをカード状の基板部に貼付した形式のメディアとし、これをホログラムリーダ６内に装填し、ホログラムリーダ６内でスキャン動作を行って各要素ホログラムを読み取っていくような方式も想定できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
ここで、二次元画像ＤＰとされて要素ホログラムに記録される要素ホログラム記録データＤＴが、単位データＤＴ00〜ＤＴ77（ＤＴ00・・ＤＴ07、ＤＴ10・・ＤＴ17、ＤＴ20・・ＤＴ27、ＤＴ30・・ＤＴ37、ＤＴ40・・ＤＴ47、ＤＴ50・・ＤＴ57、ＤＴ60・・ＤＴ67、ＤＴ70・・ＤＴ77）から構成されるとする。
即ち要素ホログラム記録データＤＴ＝単位データＤＴ00＋ＤＴ01＋ＤＴ02＋・・・＋ＤＴ77であるとする。
ここで、単位データＤＴ00〜ＤＴ77（単位データアドレスＡｄ00〜Ａｄ77を含む）をそれぞれ二次元パターン化した画素ブロックＢを、Ｂ00〜Ｂ77（Ｂ00・・Ｂ07、Ｂ10・・Ｂ17、Ｂ20・・Ｂ27、Ｂ30・・Ｂ37、Ｂ40・・Ｂ47、Ｂ50・・Ｂ57、Ｂ60・・Ｂ67、Ｂ70・・Ｂ77）で表すこととする。
例えば画素ブロックＢ00は、単位データＤＴ00と単位データアドレスＡｄ00を二次元パターン化した画素ブロックである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
このような回転ズレが生じた場合にも、なるべく単位データの欠損数を少なくできるようにした配置構成を図１２に示す。
図１２の例は、内側領域ＡＲｉ内は図９（ａ）と同様に画素ブロックＢ00〜Ｂ77が配置されている。
また、外周領域ＡＲｏには、画素ブロックＢ00〜Ｂ77のうちの所定の画素ブロックが、それぞれ図示するように所定位置に配置される。
この場合に上記図１１と同様に４５°の回転ズレが生じた状態を図１３に示すが、図１０と同様に、内側領域ＡＲｉ内で斜線を付した画素ブロックＢ00、Ｂ01、Ｂ10、Ｂ06、Ｂ07、Ｂ17、Ｂ60、Ｂ70、Ｂ71、Ｂ67、Ｂ76、Ｂ77の１２個の画素ブロックが撮像できない状態となる。
ところが、このうち画素ブロックＢ77、Ｂ70、Ｂ07、Ｂ00は、図中○を付して示すように、外周領域ＡＲｏにあって撮像できた画素ブロックとなる。
つまりこの例の場合は、内側領域ＡＲｉ内で撮像できなかった１２個の画素ブロックのうちで４つの画素ブロックは外周領域ＡＲｏから撮像できたものとなり、従って最大の回転ズレがあった場合でも、単位データの欠損数を少なくすることができ、エラー訂正処理によって要素ホログラム記録データＤＴを正しく復号できる可能性を高めることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
次に、縦方向、横方向、回転方向のいずれのズレが生じた場合であっても、またそれらの複合的なズレが生じた場合であっても、単位データを欠損無く撮像できるようにする例を説明する。
これは、内側領域ＡＲｉ内に、要素ホログラム記録データを構成する全ての単位データが、それぞれ複数個含まれているようにするものであり、その例を図１４に示す。
なお、この場合、二次元画像ＤＰとされて要素ホログラムに記録される要素ホログラム記録データＤＴが、単位データＤＴ00〜ＤＴ73（ＤＴ00・・ＤＴ03、ＤＴ10・・ＤＴ13、ＤＴ20・・ＤＴ23、ＤＴ30・・ＤＴ33、ＤＴ40・・ＤＴ43、ＤＴ50・・ＤＴ53、ＤＴ60・・ＤＴ63、ＤＴ70・・ＤＴ73）から構成されるとする。
即ち要素ホログラム記録データＤＴ＝単位データＤＴ00＋ＤＴ01＋ＤＴ02＋・・・＋ＤＴ73であるとする。
上記各例の場合と同様に、単位データＤＴ00〜ＤＴ73（単位データアドレスＡｄ00〜Ａｄ73を含む）をそれぞれ二次元パターン化した画素ブロックＢを、Ｂ00〜Ｂ73（Ｂ00・・Ｂ03、Ｂ10・・Ｂ13、Ｂ20・・Ｂ23、Ｂ30・・Ｂ33、Ｂ40・・Ｂ43、Ｂ50・・Ｂ53、Ｂ60・・Ｂ63、Ｂ70・・Ｂ73）で表すこととする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
さらに４５°の回転ズレと横方向ズレが複合的に生じた場合を図１６に示す。
この場合、図からわかるように、内側領域ＡＲｉ内では斜線を付した画素ブロックＢ00、Ｂ01、Ｂ02、Ｂ10、Ｂ11、Ｂ20、Ｂ41、Ｂ42、Ｂ43、Ｂ52、Ｂ53、Ｂ63、Ｂ70、Ｂ33の１４個の画素ブロックが撮像できない状態となる。
ところが、これらの画素ブロックは、図中○を付して示すように、内側領域ＡＲｉにあって撮像できた画素ブロックと同一の画素ブロックである。つまり、この図１６のように回転ズレが生じた状態でも、画素ブロックＢ00〜Ｂ73を欠損なく撮像でき、各画素ブロックの復号処理により、単位データＤＴ00〜ＤＴ73を得ることができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
また、外周領域ＡＲｏには、周囲領域ＡＲｉｏの配置関係をそのまま外側に拡張した状態で各画素ブロックが配置される。
中央領域ＡＲｉｉの下３行に配置された画素ブロックが、外周領域ＡＲｏと周囲領域ＡＲｉｏを含めて、二次元画像ＤＰの上３行の所定位置に配置される。
中央領域ＡＲｉｉの上３行に配置された画素ブロックが、外周領域ＡＲｏと周囲領域ＡＲｉｏを含めて、二次元画像ＤＰの下３行の所定位置に配置される。
中央領域ＡＲｉｉの右３列に配置された画素ブロックが、外周領域ＡＲｏと周囲領域ＡＲｉｏを含めて、二次元画像ＤＰの左３列の所定位置に配置される。
中央領域ＡＲｉｉの左３列に配置された画素ブロックが、外周領域ＡＲｏと周囲領域ＡＲｉｏを含めて、二次元画像ＤＰの右３列の所定位置に配置される。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
この例の場合、４５°の回転ズレと横方向ズレが複合的に生じた状態を図１８に示す。
図からわかるように、中央領域ＡＲｉｉ内では斜線を付した画素ブロックＢ00、Ｂ05が撮像できない状態となる。
ところが、これら画素ブロックＢ00、Ｂ05は、図中○を付して示すように、周囲領域ＡＲｉｏにあって撮像できた画素ブロックと同一の画素ブロックである。つまり、回転ズレが生じた状態でも、画素ブロックＢ00〜Ｂ55を欠損なく撮像でき、各画素ブロックの復号処理により、単位データＤＴ00〜ＤＴ55を得ることができる。
図示しないが、他の状態の幾何学的なズレにも、殆ど良好に対応できる。
また、殆どの画素ブロックが中央領域ＡＲｉｉ内の画素ブロックとして撮像できるものとなり、幾何学的なズレに対する対応力がもともと強固な配置構成といえる。
このようにすることで、二次元画像ＤＰの範囲内でのほぼ全ての幾何学的なズレに対応して、全ての単位データを復号できる可能性は非常に高く、要素ホログラムから適切に要素ホログラム記録データＤＴを復号できる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
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１６を発光駆動する。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１１を介して撮像素子部１２に結像する。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。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５７】
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。外部機器インターフェース４１は例えばＵＳＢインターフェース等が想定される。もちろん外部機器インターフェース４１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。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
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：登録商標）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。