JP3566033B2 - ホログラムメモリ装置およびこのホログラムメモリ装置により記録対象情報を記録および再生する方法 - Google Patents
ホログラムメモリ装置およびこのホログラムメモリ装置により記録対象情報を記録および再生する方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホログラフィの原理を用いたホログラムメモリ装置、およびこのホログラムメモリ装置により情報を記録および再生する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１に従来のホログラムメモリ装置の一例を示す。図１１に示すホログラムメモリ装置での情報記録は以下のようにして行われる。すなわち、まず、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光が、ビームスプリッタ１０２で物体光と参照光に分離される。
【０００３】
このうち物体光は、ページコンポーザとして機能する液晶パネル１０３を通過する。物体光は、液晶パネル１０３を通過する際に、面としての情報を付加され、ニオブ酸リチウム結晶からなるホログラム記録媒体１０４に入射するようになっている。なお、液晶パネル１０３により付加される情報のイメージは１０３ａで示すようなものであり、図１１に示すイメージ１０３ａにおいて、例えば白い部位が１を表すデジタルデータ、黒い部位が０を表すデジタルデータとなる。
【０００４】
一方、参照光は、機械式のスキャナ１０５により偏向され、ビームスプリッタ１０６を透過し、格子状ミラー１０７に入射する。参照光は格子状ミラー１０７のいずれかの部分により反射され、ビームスプリッタ１０６、およびレンズ１０８を経てホログラム記録媒体１０４に入射する。
【０００５】
物体光および参照光はホログラム記録媒体１０４内で干渉し、その干渉情報がホログラム記録媒体１０４内に記録されるようになっている。なお、参照光のホログラム材料への入射角度は、スキャナ１０５により決定されるようになっている。
【０００６】
情報の読み出しを行う際には、情報が記録された場合と同じ角度で参照光をホログラム記録媒体１０４に照射することにより物体光が再生され、この再生された物体光はＣＣＤ（ＣＣＤアレイ）１０９に導かれる。そしてＣＣＤ１０９は物体光を光電変換して電気信号とし、この信号がデジタルデータに変換されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなホログラムメモリ装置においては、ホログラム記録媒体の多重記録性を利用することにより膨大な量の情報を記録することができる。しかし、このことは、多重記録された情報を再生する場合に、記録時のホログラム記録媒体への参照光の入射角度を精密に再現する必要があることを意味する。
【０００８】
また、ホログラムメモリ装置においては、物体光に付加されたデジタルデータを誤差なく迅速に電気的なデジタルデータに変換する必要性から、ホログラム記録材料とＣＣＤ１０９との位置関係を精密に調節する必要がある。
【０００９】
従って、磁気ディスクや光ディスクのように、記録媒体であるホログラム材料を入れ替えて、異なる情報を記録・再生することは極めて困難である。このため、従来のホログラムメモリ装置、例えば上記のホログラムメモリ装置においては、ホログラム記録媒体１０４は不動の構成要素として設けられており、またホログラム記録媒体１０４とＣＣＤ１０９との相対的位置関係も不変となっている。しかし、従来のホログラムメモリ装置のように、ホログラム記録媒体を装置の一部をなす構成要素とすると、ホログラムメモリが本質的に有する大容量記録性を十分に生かすことができない。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、記録媒体の入れ替えを可能とすることができるようなホログラム記録媒体に対する情報の記録・再生方法を提供するとともに、前記方法を行うのに適したホログラムメモリ装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、複数の情報付加要素により物体光に情報を付加する空間光変調器を備えたホログラムメモリ装置によりホログラム記録媒体に記録対象情報を記録する方法において、記録対象情報とこの記録対象情報の再生条件を示す再生条件情報を明部および暗部の組み合わせとして割り付けるための第１のデータ領域とこの第１のデータ領域を明部および暗部の一方のみで取り囲む領域を更に明部および暗部の他方のみで取り囲む第２のデータ領域として割り付けるための第２のデータ領域と前記空間光変調器の情報付加要素に割り付けるためのマップを作成する工程と、作成されたマップに基づいて、前記空間光変調器の各情報付加要素の状態を、入射した物体光が前記ホログラム記録媒体に導かれるようにする第１の状態または入射した物体光が前記ホログラム記録媒体に導かれないようにする第２の状態のいずれかの状態に調節する工程と、調整された前記空間光変調器を経由して前記ホログラム記録媒体に物体光を入射させるとともに、参照光を前記ホログラム記録媒体に入射させ、物体光と参照光の干渉情報を前記ホログラム記録媒体に記録する工程と、を備え、物体光を前記空間光変調器を経由して前記ホログラム記録媒体に入射させる際に、前記第１の状態とされた情報付加要素に入射した物体光のみが前記ホログラム記録媒体に入射し、これにより、前記ホログラム記録媒体上に、前記第１の状態とされた情報付加要素に対応してデジタルデータの０および１の一方を表す明部および前記第２の状態とされた情報付加要素に対応してデジタルデータの０および１の他方を表す暗部の組み合わせを有する二次元画像が投影され、前記再生条件情報は、ダミーデータからなる再生位置検出情報を含み、前記再生位置検出情報と前記記録対象情報とは、予め定められた位置関係をもって前記マップ上に割り付けられており、これにより、再生時に、再生される二次元画像上における前記再生位置検出情報の位置を特定することにより該二次元画像上における前記記録対象情報の位置を特定することを可能としたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、参照光を照射することによりホログラム記録媒体から再生される物体光が投影される画像センサを備えたホログラムメモリ装置を用いて、記録対象情報とその再生条件を示す再生条件情報とを含む情報が記録されたホログラム記録媒体から記録対象情報を再生する方法において、物体光に付加された情報を画像センサにより暫定的に読み出す暫定読出工程と、読み出された情報から再生条件情報を抽出する抽出工程と、抽出された再生条件情報に基づいて再生条件を調節する調節工程と、調節された再生条件により記録対象情報を読み出す記録対象情報読出工程と、を備え、前記暫定読出工程において、物体光はデジタルデータの０および１の一方を表現する明部およびデジタルデータの０および１の他方を表現する暗部の組み合わせを有する第１のデータ領域とこの第１のデータ領域を明部および暗部の一方のみで取り囲む領域を更に明部および暗部の他方のみで取り囲む第２のデータ領域を有する二次元画像として前記画像センサ上に投影され、前記再生条件情報は、ダミーデータを有する再生位置検出情報を含み、前記再生位置検出情報と前記記録対象情報とは、予め定められた位置関係をもって前記二次元画像上に割り付けられており、前記抽出工程は、前記画像センサ上に投影された二次元画像上の前記再生位置検出情報に対応する領域の位置を特定する工程を含み、前記調節工程は、前記抽出工程において特定された前記再生位置検出情報に対応する領域の位置に基づいて物体光が前記画像センサの所定位置に正しく投影されているかを判定する工程と、この判定に基づいて再生条件を調節する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明は、ホログラム記録媒体に対する記録対象情報の記録を行うためのホログラムメモリ装置において、物体光および参照光を生成する手段と、物体光に情報を付加する複数の情報付加要素を有する空間光変調器と、記録対象情報とこの記録対象情報の再生条件を示す再生条件情報とを、予め定められた規則に基づいて、前記空間光変調器の各情報付加要素に割り付けるためのマップを作成するマップ作成手段と、前記マップに基づいて前記空間光変調器を制御する手段と、を備え、前記空間光変調器の各情報付加要素は、入射した物体光が前記ホログラム記録媒体に導かれるようにする第１の状態または入射した物体光が前記ホログラム記録媒体に導かれないようにする第２の状態のいずれかの状態をとることができるように構成され、これにより、前記空間光変調器を経由してホログラム記録媒体に向かう物体光が、前記第１の状態とされた情報付加要素に対応してデジタルデータの０および１の一方を表す明部および前記第２の状態とされた情報付加要素に対応してデジタルデータの０および１の他方を表す暗部を有する二次元画像の組み合わせを有する第１のデータ領域とこの第１のデータ領域を明部および暗部の一方のみで取り囲む領域を更に明部および暗部の他方のみで取り囲む第２のデータ領域を有するとして前記ホログラム記録媒体上に投影されるようになっており、前記再生条件情報は、ダミーデータを有する再生位置検出情報を含み、前記マップ作成手段は、前記再生位置検出情報と前記記録対象情報とを予め定められた位置関係をもって前記マップ上に割り付けるように構成されており、これにより、再生時に、再生される二次元画像上における前記再生位置検出情報の位置を特定することにより該二次元画像上における前記記録対象情報の位置を特定することを可能としたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明は、記録対象情報とこの記録対象情報の再生条件を示す再生条件情報とを含む情報が記録されたホログラム記録媒体から記録対象情報の再生を行うホログラムメモリ装置において、 参照光を生成する手段と、 参照光をホログラム記録媒体に照射した場合に再生される物体光が投影される画像センサと、 画像センサにより読み取られた情報から再生条件情報を抽出する抽出手段と、 前記画像センサにより読み取られた情報のうち再生条件情報に基づいて情報の再生条件を調節する調節手段と、を備え、 前記再生条件情報は、ダミーデータを有する再生位置検出情報を含み、前記再生位置検出情報と前記記録対象情報とは、予め定められた位置関係をもって前記二次元画像上に割り付けられており、 前記抽出手段は、デジタルデータの０および１の一方を表現する明部およびデジタルデータの０および１の他方を表現する暗部の組み合わせを有する第１のデータ領域と、この第１のデータ領域を明部および暗部の一方のみで取り囲む領域を更に明部および暗部の他方のみで取り囲む第２のデータ領域を有する二次元画像として前記画像センサ上に投影された物体光から、前記二次元画像の前記再生位置検出情報に対応する領域の位置を特定する手段を有し、 前記調節手段は、前記抽出手段が特定した前記再生位置検出情報に対応する領域の位置に基づいて、物体光が前記画像センサの所定位置に正しく投影されているか判定する手段と、この判定に基づいて再生条件を調節する手段と、を含むことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明は、情報が付加された物体光とこの物体光と干渉する参照光との干渉情報が記録されたホログラム記録媒体において、 このホログラム記録媒体に記録された情報には、記録対象情報とこの記録対象情報の再生条件を示す再生条件情報とが含まれており、 このホログラム記録媒体に記録された情報は、このホログラム記録媒体上に、デジタルデータの０および１の一方を表す明部およびデジタルデータの０および１の他方を表す暗部の組み合わせを有する第１のデータ領域とこの第１のデータ領域を明部および暗部の一方のみで取り囲む領域を更に明部および暗部の他方のみで取り囲む第２のデータ領域を有する二次元画像として投影された物体光と、参照光との干渉情報であり、 前記再生条件情報は、ダミーデータを有する再生位置検出情報を含み、前記二次元画像には、前記再生位置検出情報と前記記録対象情報とは、予め定められた位置関係をもって割り付けられており、これにより、再生時に、再生される二次元画像上における前記再生位置検出情報の位置を特定することにより該二次元画像上における前記記録対象情報の位置を特定することを可能としたことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図８は本発明の一実施形態を示す図である。
【００１８】
まず、ホログラムメモリ装置の全体構成について説明する。図１に示すように、ホログラムメモリ装置は、干渉性の良い光、例えばレーザ光を発生する光源装置１と、光源装置１からのレーザ光を参照光と物体光とに分けるビームスプリッタ２とを有している。
【００１９】
ホログラムメモリ装置の物体光の光路上には、情報を物体光に付加するための空間光変調器３が設けられており、この空間光変調器３は変調器制御部４により制御されている。空間光変調器３は、例えば液晶パネルから構成されている。
【００２０】
なお、空間光変調器としては、液晶パネルの他に例えばＴＩ社（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ） 製のＤＭＤ（デジタルマイクロミラーアレーデバイス）を使用することも可能である。ＤＭＤによる物体光への情報の付加は、ＤＭＤを構成する各マイクロミラーを揺動させ、第１の方向を向いたマイクロミラーにより所定の幅を有する物体光の一部をホログラム記録媒体に入射するように反射し、第２の方向を向いたマイクロミラーにより物体光の残りの部分をホログラム記録媒体に入射しない方向にそらすことにより行われる。このように物体光を互いに異なる方向に反射させた場合、物体光を光路に垂直な面に投影すると、後に説明する投影像６０と同様な投影像が得られる。このようにして、ＤＭＤにより物体光に情報を付加することもできる。
【００２１】
また、参照光の光路上には、ホログラム記録媒体５への参照光の入射角度を調節するための手段として参照光偏向器１０が設けられており、この参照光偏向器１０には、参照光偏向器１０の動作を制御する偏向器制御部２０が設けられている。
【００２２】
また、ホログラム記録媒体５から再生される物体光の光路上には、ＣＣＤ等の光電変換素子がアレー状に配列された画像センサ３０が設けられている。
【００２３】
図２に示すように、画像センサ３０は画像センサホルダ４０に取り付けられており、この画像センサホルダ４０は、ホログラムメモリ装置本体に固着された取付台４１に４つの圧電素子４２、４３、４４、４５を介して取り付けられている。各圧電素子は画像センサ制御部８により制御されるようになっている。
【００２４】
上記態様で設けられた画像センサ３０は、圧電素子４２および４３に同一の電圧を印加することにより、若しくは圧電素子４４および４５に同一の電圧を印加することにより、物体光の光路に垂直な平面上を平行移動することができるようになっている。
【００２５】
また、画像センサ３０は、圧電素子４２および４３に逆の電圧を印加することにより、若しくは圧電素子４４および４５に逆の電圧を印加することにより、物体光の光路に垂直な平面上で回転移動することができるようになっている。
【００２６】
なお、画像センサ３０を変位させる機構は、上記構成のものに限定されるものではなく、他の種類のアクチュエータを使用してもよい。
【００２７】
前述した画像センサ制御部８、偏向器制御部２０および変調器制御部３はこのホログラムメモリ装置全体を制御する中央制御演算部７により制御されるようになっており、この中央制御演算部７には入出力装置９が接続されている。
【００２８】
また、図１に概略的に示すように、ホログラムメモリ装置には、ホログラム記録媒体５を着脱自在に保持する保持装置６が設けられている。
【００２９】
次に、参照光偏向器１０の構成について説明する。
【００３０】
参照光偏向器１０は、参照光の光路上に順次配置された回動ミラー１１、１２を有している。このうち回動ミラー１１、１２は、各々の反射面が互いに対向するように設けられ、同一方向を向いたそれぞれの回動軸線１１ａ，１２ａを中心として図示しないアクチュエータにより回動自在となっている。
【００３１】
この参照光偏向器１０は、以下に詳述するように回動ミラー１１、１２を同時に回動させることにより、ホログラム記録媒体５への参照光の入射位置を変更することなく入射角度のみを変更することができるようになっている。
【００３２】
すなわち、図３に示すように、回動ミラー１１、１２が図３実線位置にある場合、回動ミラー１１により反射された参照光は、回動ミラー１２の反射面上の点Ｐ１を通りホログラム記録媒体５の点Ｑに入射する。
【００３３】
この実線位置を基準として、回動ミラー１１が二点鎖線位置となるように所定角度時計方向に回動させ、これと並行して回動ミラー１２が二点鎖線位置となるように所定角度時計方向に回動させる。これにより、回動ミラー１１により反射された参照光は、回動ミラー１２の反射面上の点Ｐ２を通り、回動ミラー１１、１２が実線位置にある場合と同様にホログラム記録媒体５内の点Ｑに入射する。
【００３４】
以上の説明より理解できるように、参照光偏向器１０は、ホログラム記録媒体５への入射位置を変更することなく、ホログラム記録媒体５への入射角のみを変更する機能を有する。なお、前記機能を実現するために回動ミラー１１および回動ミラー１２のそれぞれに要求される回転角の関係は幾何的演算により容易に算出することが可能である。
【００３５】
なお、参照光偏向器１０の構成は上記のものに限定されるものではない。すなわち本件発明者により開発された上記構成の他、例えば音響光学素子といわゆる４ｆ系の光学系とを組み合わせた公知の構成により、参照光の入射位置を変更することなく参照光の入射角度のみを変更する機能を実現することが可能である。
【００３６】
次に偏向器制御部２０の構成について説明する。図１に示すように、偏向器制御部２０は、参照光偏向器１０の２枚の回動ミラー１１、１２の回動角度を監視するセンサ２１と、各回動ミラーの回動角度とホログラム記録媒体への参照光の公称入射角θｎ （「公称入射角」の定義については後述する）との関係式が格納されたデータベース２２と、演算部２３と、校正演算（校正演算の内容については後述する）により求められた回動ミラー１１、１２の回動角度とホログラム記録媒体への参照光の入射角との関係を記憶するメモリ２４と、演算部２３の指令に基づいて回動ミラー１１、１２を駆動するドライバ２５とを有している。
【００３７】
なお、図１において、符号７１はビームエキスパンダ、７２および７３は反射鏡、７４および７５はフーリエ変換レンズ、７６はコリメータレンズをそれぞれ示しているが、これら構成要素は公知のものであり、かつ本発明の要旨とは直接関係ないため、以下の説明においてはこれらの構成要素についての言及は行わないものとする。
【００３８】
次に、本実施形態において使用されるホログラム記録媒体５について説明する。図８（ａ）に示すように、ホログラム記録媒体５は、ニオブ酸リチウムまたはフォトポリマー等のホログラム材料からなる本体部５ａと、この本体部５ａを支持する枠体５ｂとからなる。保持装置６は、ホログラム記録媒体５の枠体５ｂを支持することによりホログラム記録媒体５をこのホログラムメモリ装置内の所定の位置に保持するようになっている。
【００３９】
次に、上記構成を有するホログラムメモリ装置の作用について説明するが、以下の説明を進めるに先立ち、本実施形態において「公称入射角θｎ 」なる概念を導入した理由と、「公称入射角θｎ 」なる用語の定義とについて説明する。
【００４０】
ホログラム記録媒体５への参照光の入射角の真の値（以下、「実入射角θｒ 」という。図１参照）は、参照光偏向器１０の作動状態のみならず、ホログラムメモリ装置の組立精度、装置の個体差、ホログラム記録媒体５の保持装置６への装着精度等の様々な要因により変動する。このことは、同一規格で製造されたホログラムメモリ装置同士の間でデータの交換を行う場合に問題となる。ホログラムメモリ装置において多重記録された情報を再生するためには、ホログラム記録媒体５への再生時の参照光の入射角を、記録時の入射角と厳密に一致させなければならないからである。
【００４１】
前述した記録時と再生時の入射角を一致させるため、実入射角θｒ を記録対象情報とともに記録し、記録された実入射角θｒ データに基づいて再生時の参照光の入射角を定めるという手法も考えられるが、実入射角θｒ を測定することは極めて困難である。
【００４２】
この問題を解決するため、本実施形態においては、記録時に記録対象情報とともに公称入射角θｎ のデータをホログラム記録媒体５に記録するようにしている。
【００４３】
ここで、公称入射角θｎ とは、ホログラムメモリ装置およびホログラム記録媒体５が製造誤差が全くない状態で製造され、かつホログラム記録媒体５が理想的な状態で保持装置６に保持されているものと仮定し、参照光偏向器１０の作動状態のみに基づいて決定される仮想的な入射角である。
【００４４】
以上が公称入射角θｎ なる用語の定義であり、従って、公称入射角θｎ は、実入射角θｒ に対して、ホログラムメモリ装置およびホログラム記録媒体５の個々の製造精度や保持装置６に対するホログラム記録媒体５の装着精度に起因する誤差を常に含むものとなる。
【００４５】
以下、本実施形態の作用について説明する。
【００４６】
まず、入出力装置９から記録すべきデジタルデータ（記録対象情報）が入力され、このデジタルデータは中央制御演算部７に送信される。
【００４７】
次に、偏向器制御部２０のセンサ２１により参照光偏向器１０の回動ミラー１１、１２の基準位置に対する回転角が検出され、この回転角データは偏向器制御部２０の演算部２３に送信される。
【００４８】
参照光偏向器１０の作動状態（すなわち回動ミラー１１、１２の回転角）と公称入射角θｎ との関係式は偏向器制御部２０のデータベース２２に格納されており、演算部２３は、データベース２２から前記関係式を取り出し、現時点でのホログラム記録媒体５への参照光の公称入射角θｎ を算出する。ここで例えば公称入射角θｎ の値がβ１ であった場合、この値β１ が中央制御演算部７に送信される。なお、この時点での実入射角θｒ がα１ であるものとして以下の説明を行う。
【００４９】
中央制御演算部７は、公称入射角θｎ のデータβ１ を符号化する。中央制御演算部７は、この符号化された公称入射角θｎ データβ１ および入出力装置９から入力されたデジタルデータ（記録対象情報）と、中央制御演算部７自らが生成したダミーデータとを、予め定められた規則に基づいて配列し（マッピングを行い）、マップ５０を作成する。
【００５０】
作成されたマップ５０を図４（ａ）に示す。なお、図４（ａ）において、符号Ａ１，Ａ２，Ｂ０，Ｂ１のいずれかが記入された各マス目にそれぞれ１ビットのデータがマッピングされる。
【００５１】
図４（ａ）に示すように、マップ５０は、符号Ａ１またはＡ２が付された長方形の第１のデータ領域５１と、第１の領域５１を枠状に囲み符号Ｂ０またはＢ１が付された第２のデータ領域５２とから構成されている。第２のデータ領域５２は、第１のデータ領域５１を直接的に取り囲む領域５２ａと、前記領域５２ａを更に取り囲む領域５２ｂとからなる。
【００５２】
ここで第１のデータ領域５１の符号Ａ１が付された先頭のｎビット（図４（ａ）においては５ビット）分の領域５１ａには、ホログラム記録媒体５への参照光の公称入射角θｎ を示すデータ（参照光情報）が記入される。なお、ここで前記ビット数ｎは記録の多重度に基づいて定められ、多重度が高いほど多くのビット数ｎが割り付けられる。
【００５３】
また、符号Ａ２が付された領域５１ｂには、入出力装置９から入力された「記録対象情報」が割り当てられている。なお、本明細書において、「記録対象情報」とは、ホログラム記録媒体５に記録すべき本来の情報、例えば音声情報、画像情報、文書情報等（これらはあくまで例示であり、「記録対象情報」なる用語の概念を限定するものではない）の情報を意味している。
【００５４】
そして、符号Ｂ０およびＢ１が付された領域、すなわち第２のデータ領域５２には、第１のデータ領域５１の位置を特定するための再生位置検出データ（以下「再生位置検出情報」ともいう）（前述したダミーデータに相当する）が割り付けられている。符号Ｂ１を付した領域５２ａにはデジタルデータの１が記入され、符号Ｂ０を付した領域５２ｂにはデジタルデータの０が記入されている。なお、後述するように、第２のデータ領域５２のデジタルデータは、専ら第１のデータ領域５１を特定するために使用されるものであり、それ自体がデータとしての意味を持つものではない。
【００５５】
なお、前述した参照光情報（領域５１ａ）と再生位置検出情報（第２のデータ領域５２）をあわせて「再生条件情報」という。すなわち、本明細書において、「再生条件情報」とは、「記録対象情報」を読み出すために用いられる情報を意味する。
【００５６】
以上説明したマップ５０の形式（１ページに記録されるビット数、各領域の形状および位置関係、各領域に割り付けられるビット数など）は規格化され、この規格はすべてのホログラムメモリ装置に適用される。
【００５７】
なお、上述したマップ５０へのデータの割付方法は、本発明を実施するための最善の態様を示したものではあるが、これに限定されるものではない。すなわち、再生位置検出情報が割り付けられる第２のデータ領域５２は、記録対象情報が割り付けられる第１のデータ領域５１の位置の特定が可能な限りにおいて、第１のデータ領域５１と一定の位置関係を有していれば十分である。また、第１のデータ領域５１の形状も長方形形状に限定されるものではない。
【００５８】
このマップ５０のデータは変調器制御部４に送信され、変調器制御部４はこのマップ５０に基づいて空間光変調器３の各情報付加要素の状態を制御する。
【００５９】
ここで「情報付加要素」とは、空間光変調器３が液晶パネルの場合は、１ビット分の情報を表現する１画素または複数画素の集合体をいう。また、空間光変調器３がＤＭＤの場合には、１ビット分の情報を表現する１枚のマイクロミラーまたは複数枚のマイクロミラーの集合体をいう。すなわち「情報付加要素」とは空間光変調器３において１ビット分の情報を表現する１単位の要素を意味し、情報付加要素の１単位は、図４（ｂ）におけるマス目１マスにより示される。
【００６０】
すなわち図４（ｂ）を空間光変調器３の液晶パネル面を示すものとした場合、ハッチングが付されたマス目は物体光を遮断し、白く残されたマス目は物体光を通過させるような状態となっていることを示す。また、図４（ｂ）を空間光変調器３のマイクロミラーの反射面を示すものとした場合、ハッチングが付されたマス目状の領域は物体光をホログラム記録媒体に入射しないように反射させ、白く残された領域は物体光をホログラム記録媒体に導くように反射させるような状態となっていることを示す。
【００６１】
そして物体光は、この空間光変調器３を通過したり空間光変調器３により反射されることにより、二次元画像６０として表現することができる平面的な情報を付加される。すなわち、空間光変調器３を通過した物体光を物体光の光路と垂直な平面に投影すると、図４（ｂ）に示すような明暗で表現された二次元画像６０が得られる。
【００６２】
このようにして情報が付加された物体光はホログラム記録媒体５に入射する。
【００６３】
一方、参照光は参照光偏向器１０を経て、所定の実入射角θｒ でホログラム記録媒体５に入射する。参照光は物体光と干渉し、この干渉情報（干渉縞）がホログラム記録媒体５に記録される。以上のようにしてホログラム記録媒体５に１ページ分の記録対象情報が記録される。すなわち、ホログラム記録媒体５に記録対象情報と再生条件情報とを含む情報が記録される。
【００６４】
次のページの情報（記録対象情報）を書き込む場合には、参照光偏向器１０を調節してホログラム記録媒体５への参照光の入射角を変更し、上記と同様の手順で記録対象情報の記録が行われる。なお、この場合も、参照光偏向器１０の状態に基づいて算出された公称入射角θｎ の記録が同様に行われる。すなわち、１ページ分の記録対象情報に対してこれに対応する再生条件情報が記録されることになる。
【００６５】
なお、複数ページの情報（記録対象情報）が記録される際には、ページ番号（第Ｎページであるかを示す番号）Ｎと公称入射角θｎ の値は一意的に対応するように記録が行われる。また、互いに隣り合うページにそれぞれ対応する参照光の公称入射角θｎ の差は、常に一定とされる。従って、互いに隣り合うページにそれぞれ対応する参照光の実入射角θｒ の差も常に一定である（図６参照）。
【００６６】
従って、前述したマップ５０の第１のデータ領域５１の領域５１ａには、公称入射角θｎ と一意的に対応する参照光情報、例えばページ番号Ｎを記録しても構わない。
【００６７】
次に、このようにして記録された記録対象情報を他のホログラムメモリ装置で再生する場合の作用について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６８】
なお、本実施形態に示す各ホログラムメモリ装置及びホログラム記録媒体５は所定の規格の下に製造されるものであり、ホログラムメモリ装置の仕様は互いに同一となっている。
【００６９】
まず、ホログラム記録媒体５は、記録が行われたホログラムメモリ装置から取り外され、再生用のホログラムメモリ装置の保持装置６に装着される。
【００７０】
再生が行われる場合、まず入出力装置９から読み取り対象となっている記録対象情報のページ番号Ｎが入力され、ホログラム記録媒体５に記録された記録対象情報のうちの何ページ目の情報を読み取るかが指定される（ステップＳ１００）。なお、以下の説明においては、説明の簡略化のため、記録時に、実入射角θｒ の値がα１ 、公称入射角θｎ の値がβ１ で記録された１ページ目の記録対象情報を読み出す場合を例にとって説明する。
【００７１】
中央制御演算部７は指定されたページ番号１と対応する公称入射角θｎ を求める。前述したようにページ番号Ｎと公称入射角θｎ とは一意的に対応するようになっており、かつ、ページ番号Ｎと公称入射角θｎ との関係はすべての装置に共通しているため、求められた公称入射角θｎ の値はβ１ となる。この値β１ は偏向器制御部２０に送信される。
【００７２】
偏向器制御部２０の演算部２３は、データベース２２に格納された（本再生装置における）公称入射角θｎ と参照光偏向器１０の作動状態との関係式に基づいて、この公称入射角θｎ の値β１ を実現するための参照光偏向器１０の回動ミラー１１、１２の回転角を算出し、その算出結果に基づいて参照光偏向器１０を調節する（ステップＳ１０１）。
【００７３】
次に、参照光がホログラム記録媒体５に照射され、これによりホログラム記録媒体５から物体光が再生される。再生された物体光は画像センサ３０により読み取られる（ステップＳ１０２）。
【００７４】
ここで図６は多重記録が行われたホログラム記録媒体５に参照光の実入射角θｒ を順次変化させていった場合に、再生される物体光の強度の変化を概略的に示す図である。
【００７５】
図６に示すように、各ページに対応する物体光の強度分布のピークは一定の角度ごとに現れている。また、参照光の実入射角θｒ が、物体光の強度がピークを示す実入射角θｒ からわずかにずれると物体光強度は大幅に減衰するようになっている。また、図６には、画像センサ３０が物体光に付加された情報を情報として認識することができる物体光強度の下限値（しきい値）が破線で示されてる。
【００７６】
ここで、ホログラム記録媒体５の保持装置６への位置決め誤差や装置の個体差等の理由により、参照光の実入射角θｒ の値は、２ページ目に対応する実入射角θｒ の値α２ と３ページ目に対応する実入射角θｒ の値α３ との間のαｒ となっているものとする（図６参照）。
【００７７】
この場合、物体光の強度は破線で示されるしきい値以下であるため、画像センサ３０は、物体光に付加された情報を情報として認識することができない状態にある。
【００７８】
画像センサ３０により光電変換された画像信号の強度を監視している中央制御演算部７は、画像信号の強度が十分なものであるか否かを判断し（ステップＳ１０３）所定のしきい値以下の場合、偏向器制御部２０に走査指令信号を発信する。
【００７９】
偏向器制御部２０はドライバ２５を介して参照光偏向器１０の回動ミラー１１、１２を適宜回動させ、参照光の実入射角θｒ を連続的に変化させる（ステップＳ１０４）。
【００８０】
中央制御演算部７は、参照光の実入射角θｒ の変化に対応して変化する画像センサ３０からの画像信号の強度を監視し、画像信号の強度が最大になった時点（図６においては実入射角θｒ の値がα３ となった時点）で偏向器制御部２０に走査停止信号を発信する。そして参照光偏向器１０の動作が停止する。ステップＳ１０４の処理により、画像センサ３０は物体光に付加された情報を十分に認識することができるようになる。
【００８１】
ここで、次の処理ステップを説明する前に、本ホログラムメモリ装置の画像センサ３０がどのようにして物体光に付加された情報を読みとるかについて説明する。
【００８２】
再生された物体光が画像センサ３０に入射した場合、画像センサ３０の撮像面は、図４（ｂ）に示すような画像６０が投影される。
【００８３】
本ホログラムメモリ装置においては、画像センサ３０が、投影される画像６０のうちマップ５０の第１のデータ領域５１（図４（ａ）参照）に対応する第１のデータ領域６１を、撮像面の特定の領域３１（図２および７参照）で読み取ることが原則となっている。従って、画像６０を構成する各マス目（以下、このマス目１つを「画像要素」という）に付加された情報（明暗情報）は、画像センサ３０の特定の画素により読みとられることが原則となっている。なお、好ましくは１つの画像要素には少なくとも４画素が割り当てられる。
【００８４】
このように、各画像要素を読みとる画素を特定することにより、煩雑な演算操作を行うことなく、画像センサ３０により光電変換された画像信号を図４（ａ）に示すようなマップ５０形式のデータに復元することができる。
【００８５】
以下、情報の読み出し操作について続けて説明する。
【００８６】
次に、中央制御演算部７は、画像センサ３０の撮像面に投影された画像６０の第１のデータ領域６１と、画像センサ３０の特定の領域３１との位置関係を判断する（ステップＳ１０６）。
【００８７】
ここで、ホログラム記録媒体５の保持装置６への位置決め誤差や装置の個体差等の理由により、画像６０の第１のデータ領域６１が投影される位置は、画像センサ３０の領域３１からずれていることが通常である。画像センサ３０の領域３１に対する画像６０の第１のデータ領域６１の位置関係は、図７（ａ）に示すように平行移動した関係、図７（ｂ）に示すように回転移動した関係、または図７（ｃ）に示すように平行移動と回転移動の双方がなされている関係のいずれかになる。
【００８８】
第１のデータ領域６１と領域３１との位置関係がどのようになっているかは、第１のデータ領域６１の外側を囲む枠状の第２のデータ領域６２に対応する画像信号に基づいて演算される。
【００８９】
中央制御演算部７は、画像６０の第２のデータ領域６２のうち外側の明るい領域６２ｂ（好ましくは領域６２ｂの四隅）が画像センサ３０の撮像面のいかなる位置にあるかを計算する。
【００９０】
本実施形態においては、画像６０の第２のデータ領域６２の領域６２ｂと第１のデータ領域６１との間に、第２のデータ領域６２の内側の暗い領域６２ａが位置している。このため、第１のデータ領域６１を認識することが容易である。すなわち、暗い領域６２ａを設けることなく第１のデータ領域６１の外側に直接明るい領域６２ｂを設けた場合には、第１の領域の位置が正しく認識できない場合も考えらえる（このことは投影像が撮像面に対して回転している場合に顕著となる）。これに対して本実施形態においては、暗い領域６２ａにより第１のデータ領域６１と第２のデータ領域６２の明るい領域６２ｂとが分離されているため、明るい領域６２ｂの位置を正確に特定することができる。
【００９１】
次に、中央制御演算部７は、画像６０の第２のデータ領域６２の明るい領域６２ｂの位置を示すデータに基づいて画像６０の第１のデータ領域６１の現在位置を特定し、第１のデータ領域６１と画像センサ３０の撮像面の領域３１とを完全に合致させるために必要な画像センサ３０の移動量を算出する。算出された必要移動量のデータは画像センサ制御部８に送信される。
【００９２】
これを受けた画像センサ制御部８は、必要移動量のデータに基づいて画像センサ移動用の圧電素子４２〜４５に印加する電圧を算出するとともに、算出された電圧を各圧電素子４２〜４５に印加する。これにより画像６０の第１のデータ領域６１と画像センサ３０の撮像面の領域３１とが完全に合致する（ステップＳ１０７）。
【００９３】
なお、ステップＳ１０７においては、画像センサ３０を移動させることにより画像６０の第１のデータ領域６１と画像センサ３０の撮像面の領域３１とを合致させる処理、すなわち画像センサ３０に対する物体光の投影位置の補正処理を行ったが、これに限定されるものではない。
【００９４】
すなわち、上記処理と等価な処理を画像センサ３０を移動させることなく演算処理のみにより実施してもよい。この演算処理は、画像センサ３０の所定位置からずれて投影された画像６０を画像センサ３０の所定位置に投影されたものとして処理できるように、画像センサ３０からの信号をソフトウエア的に変形させることにより実施される。
【００９５】
特に、図７（ａ）に示すような平行移動を補正する処理は演算処理により容易に行うことができるため、回転移動に対する補正処理を画像センサ３０を移動させることにより行い、平行移動に対する補正処理を演算処理により行うことも好ましい。
【００９６】
また、本実施形態においては、画像センサ３０を変位させることにより、画像センサと物体光との相対的位置関係を補正するようにしているが、これに限定されるものでもない。すなわち保持装置６を移動させる機構を設けて、この機構を作動させることによりホログラム記録５を移動させ、これにより位置関係の補正を行ってもよい。参照光はある程度の幅をもってホログラム記録媒体５に入射するため、このような手法により補正を行うことも可能である。
【００９７】
ところで、ホログラム記録媒体５の位置ずれ等に起因して再生された物体光の光路方向、すなわち画像センサ３０の撮像面の法線方向にも投影像は移動するが、この方向への位置ずれの影響は少ないため補正操作は必要ない。
【００９８】
ステップＳ１０７が終了すると、再生された物体光に付加された情報（記録対象情報および再生条件情報）を読み取ることが可能となるため、中央制御演算部７は、この時点で画像６０の第１のデータ領域６１に記録された情報を暫定的に読み出す（ステップＳ１０８）。
【００９９】
これにより、特に第１のデータ領域５１の領域５１ａに記録された記録時の参照光の公称入射角θｎ の値（参照光情報）が読み出される。なお、この場合誤った第３ページが読みだされているため、読み出された公称入射角θｎ の値はβ３ である。中央制御演算部７はこの値β３ を偏向器制御部２０に送信する。
【０１００】
次に、偏向器制御部２０の演算部２３は、データベース２２に格納された関係式により参照光偏向器１０の現時点における状態に基づいて公称入射角θｎ を算出するとともに、算出した値を中央制御演算部７から送られた公称入射角θｎ の値と比較する（ステップＳ１０９）。
【０１０１】
ホログラムメモリ装置の個体差やホログラム記録媒体の位置決め誤差等により、両公称入射角の間には差があるのが通常であり、本例では以下のようになっている。
【０１０２】
すなわち、図６に示すように、ステップＳ１０４が終了した時点において、参照光変更器１０はホログラム記録媒体５に実入射角α３ で参照光を入射させるような状態になっている。ここで、再生を実行しているホログラムメモリ装置は、データベース２２に格納された参照光変更器１０の状態と参照光の公称入射角θｎ との関係式に基づいて、現時点における参照光の公称入射角θｎ の値がβ１ ＋（α３ −αｒ ）であるものと認識している。
【０１０３】
従ってホログラム記録媒体５から読み出された公称入射角と偏向器制御部２０の演算部２３が認識している公称入射角との間には、β３ −｛β１ ＋（α３ −αｒ ）｝なる差がある。
【０１０４】
演算部２３は、前記差β３ −｛β１ ＋（α３ −αｒ ）｝に基づいてデータベース２２から読み込んだ関係式を校正する。具体的には、例えば、参照光変更器１０がホログラム記録媒体５に実入射角α３ で参照光を入射させるような状態になっている場合に、演算部２３が公称入射角がβ３ であると認識できるように関係式を校正する。そして演算部２３は校正した関係式をメモリ２４に記憶させる（ステップＳ１１０）。
【０１０５】
なお、これ以降は、偏向器制御部２０における公称入射角θｎ を求める演算はメモリ２４に記憶された校正後の関係式に基づいて行われる。そしてメモリ２４内に記憶された関係式は、ホログラム記録媒体５の装着状態が変化しない限りは変更されない。
【０１０６】
次に、中央制御演算部７は、ホログラム記録媒体５から読み出された公称入射角θｎ の値に基づいて現在読み出されているページ番号Ｎを求め、ステップＳ１０１で指定したページ番号と一致しているかを確認する（ステップＳ１１１）。
【０１０７】
本具体例においては、１ページ目を指定したのに対して３ページ目が読まれていることがわかるため、中央制御演算部７は、参照光の入射角を２ページ分に相当する分だけずらすように偏向器制御部２０に指令を発し、これを受けた偏向器制御部２０は、参照光の入射角を所定角度（この場合β３ −β１ ）ずらすように回動ミラー１１、１２の回転角を修正する（ステップＳ１１２）。
【０１０８】
ステップＳ１１２が終了すると、指定したページに記録された情報を正しく読めるようになる。中央制御演算部７は、画像センサ３０から送信されてくる画像信号をマップ５０形式のデータに復元する。更に中央制御演算部７は、記録対象情報および再生条件情報を含むマップ５０形式のデータから記録対象情報を抽出し、入出力装置９に出力する（ステップＳ１１３）。以上により記録対象情報の読み出しが完了する。
【０１０９】
なお、上記説明においては、あるホログラムメモリ装置で記録が行われたホログラム記録媒体５を他のホログラムメモリ装置により読み出す場合の作用について説明したが、これとは異なる場合、例えば、あるホログラムメモリ装置で部分的に記録が行われたホログラム記録媒体５に、他のホログラムメモリ装置により残余の部分に更に記録を行う場合には、既に書き込まれた情報（参照光情報）を一旦読み出すことにより上記と同様にして前記関係式の校正処理を行い、校正された関係式に基づいてその後の記録時の公称入射角を算出し記録すればよい。
【０１１０】
すなわち、ホログラム記録媒体５に最初に情報を書き込んだ装置により記録された公称入射角を基準として、他の装置における公称入射角が修正されることになる。
【０１１１】
なお、上記実施形態においては、公称入射角という基準を用いて装置間の整合をとるようにしているが、これに限定されるものではない。実入射角の測定は理論的には可能であるため（装置の構成は複雑化するが）、実入射角を基準として装置間の整合をとるようにしてもよい。
【０１１２】
以上説明したように、本実施形態によれば、ホログラム記録媒体の位置決め誤差や再生用参照光の入射角の誤差等があっても、ホログラムメモリ装置の大容量記録を損なうことなく、前記誤差を適切に補正することができる。このため、ホログラム記録媒体の入れ替えが可能で、かつ振動等がある環境下においても使用することができるホログラムメモリ装置を提供することができる。これにより、以下に示すような応用例を実現することができる。
【０１１３】
次に、本実施形態を応用したシステムについて説明する。
【０１１４】
［第１の応用例］
図９はホログラムメモリ装置をビデオカメラ８１および編集機器８２からなる映像システムに適用した例を示している。ビデオ画像はデータ圧縮を行ったとしても膨大なデータ量となり、長時間の撮影には大容量の記録媒体が必要となるが、ビデオカメラ８１の記録装置として本実施形態のホログラムメモリ装置を適用することにより長時間撮影が可能となる。
【０１１５】
また、撮影中の振動等により、ホログラム記録媒体の装着状態が変化しても、前述した位置ずれ補正機能および公称入射角校正機能により問題なく撮影を続行することができる。
【０１１６】
また、映像情報が記録されたホログラム記録をビデオカメラ８１から取り外し編集機器８２に装着する場合に、ホログラムメモリ装置の個体間の機械的誤差やホログラム記録媒体の装着状態のばらつきの問題も、前述した位置ずれ補正機能および公称入射角校正機能により解決することができる。
【０１１７】
［第２の応用例］
図１０はホログラムメモリ装置をいわゆるカーナビゲーションシステムに適用した例を示している。カーナビゲーションシステムにおいては、広域かつ詳細な地図情報等を提供する必要性から、大容量の記録媒体が必要とされる。そこで、ホログラム記録媒体を地図情報を格納したＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）として用いる。
【０１１８】
この場合も、走行中の振動等によりホログラム記録媒体の位置ずれや、経時変化による画像センサの位置ずれ等が発生することも考えられるが、本実施形態による位置ずれ補正機能および公称入射角校正機能により問題なく継続使用が可能となる。装置の経時変化に対応しても特別な機械的調整は不要である。
【０１１９】
なお、本応用例はカーナビゲーションシステムへの適用に限定されるものではなく、他の移動体、例えば船や飛行機等に搭載される情報機器の記録再生装置への適用も可能である。
【０１２０】
［第３の応用例］
さらに他の応用例として、本実施形態の位置ずれ補正機能を利用して画像データ等の照合や検索を行うことも可能である。
【０１２１】
例えば、ある特定の画像と一致する画像を画像データベースから検索することを考える。ここで扱う画像としては、例えば指紋画像や公文書のデータ等が挙げられる。
【０１２２】
ここで、前記画像データベースは２値画像を扱っており、ホログラム記録媒体にそのまま画像の形で記憶されているとする。
【０１２３】
本応用例においては、前記実施形態の構成に加えて、画像センサ３０に比較の対象となる比較画像を記録するメモリ機能と、各画素ごとの比較機能を持たせ、前記比較画像を画像センサ３０に予め転送しておく。
【０１２４】
そしてホログラム記録媒体から順次登録してある画像を再生し、再生した画像それぞれについて位置合わせを行い、同時に画像の比較を行わせる。
【０１２５】
このようにすると、画像データベースに登録されている大量の画像データを外部メモリに転送することなく、画像の検索を行うことができる。
【０１２６】
［ホログラム記録媒体の変形例］
前述した実施形態の説明においては、ホログラム記録媒体５として比較的小型のものを想定して、ホログラム記録媒体５内の一点に複数の情報を記録する場合を想定して説明を行った。しかし、前述したように、本発明によるホログラムメモリ装置は極めて優れた位置ずれ補正機能および入射角校正機能を備えているため、ホログラム記録媒体５を大型化し、ホログラム記録媒体５内の複数の領域にそれぞれ複数の情報を記録するようにしてもよい。なおこの場合、保持装置６を移動させる機構が必要となる。
【０１２７】
さらには、図８（ｂ）に示すように、ホログラム記録媒体５の本体５ａを円盤状に形成してもよい。この場合ホログラム記録媒体はスピンドルモータ９０によりチャッキングされ回転自在に保持される。
【０１２８】
この場合、スピンドルモータ９０をホログラム記録媒体（の本体５ａ）の半径方向に移動可能とする機構を設けたり、光学的に参照光（および物体光）の入射位置を変更する機構を設けることにより、ホログラム記録媒体の任意の位置に書き込まれた記録対象情報にアクセスすることができる。
【０１２９】
なお、上記２つの変形例においては、ホログラム記録媒体の複数領域に記録対象情報を記録するようになっているため、再生条件情報の一つとして前記各領域のアドレスを示す情報を、前述したマップ５０の第１のデータ領域５１に割り付けて記録することが好ましい。なお、本変形例を上記の３つの応用例に適用することも当然に可能である。
【０１３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、異なる装置間で記録媒体を交換するでき、かつ振動等がある環境下においても使用することができるホログラムメモリ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるホログラムメモリ装置の一実施形態を示す図であって、ホログラムメモリ装置の全体構成を示す概略図。
【図２】画像センサを変位させる手段の一例を示す図。
【図３】参照光偏向器の構成および作用を示す図。
【図４】図４（ａ）は、空間光変調器の各情報付加要素への情報の割付を行うためのマップを示す図であり、図４（ｂ）は前記マップに基づいて制御された空間光変調器により情報を付加された物体光を平面上に投影した場合に得られる画像を示す図。図４（ａ）におけるマス目と図４（ｂ）におけるマス目は一対一に対応する。
【図５】記録対象情報の読み出し手順を示すフローチャート。
【図６】公称入射角の校正の手順を示す図。
【図７】画像センサに投影される物体光の位置ずれの態様を示す図。
【図８】ホログラム記録媒体の構成を示す図。
【図９】本発明の応用例を示す図。
【図１０】本発明の応用例を示す図。
【図１１】従来のホログラムメモリ装置を示す図。
【符号の説明】
３ 空間光変調器
５ ホログラム記録媒体
５ａ （ホログラム記録媒体）の本体
１０ 参照光偏向器
３０ 画像センサ
５０ （情報の割付を示す）マップ
【発明の属する技術分野】
本発明はホログラフィの原理を用いたホログラムメモリ装置、およびこのホログラムメモリ装置により情報を記録および再生する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１に従来のホログラムメモリ装置の一例を示す。図１１に示すホログラムメモリ装置での情報記録は以下のようにして行われる。すなわち、まず、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光が、ビームスプリッタ１０２で物体光と参照光に分離される。
【０００３】
このうち物体光は、ページコンポーザとして機能する液晶パネル１０３を通過する。物体光は、液晶パネル１０３を通過する際に、面としての情報を付加され、ニオブ酸リチウム結晶からなるホログラム記録媒体１０４に入射するようになっている。なお、液晶パネル１０３により付加される情報のイメージは１０３ａで示すようなものであり、図１１に示すイメージ１０３ａにおいて、例えば白い部位が１を表すデジタルデータ、黒い部位が０を表すデジタルデータとなる。
【０００４】
一方、参照光は、機械式のスキャナ１０５により偏向され、ビームスプリッタ１０６を透過し、格子状ミラー１０７に入射する。参照光は格子状ミラー１０７のいずれかの部分により反射され、ビームスプリッタ１０６、およびレンズ１０８を経てホログラム記録媒体１０４に入射する。
【０００５】
物体光および参照光はホログラム記録媒体１０４内で干渉し、その干渉情報がホログラム記録媒体１０４内に記録されるようになっている。なお、参照光のホログラム材料への入射角度は、スキャナ１０５により決定されるようになっている。
【０００６】
情報の読み出しを行う際には、情報が記録された場合と同じ角度で参照光をホログラム記録媒体１０４に照射することにより物体光が再生され、この再生された物体光はＣＣＤ（ＣＣＤアレイ）１０９に導かれる。そしてＣＣＤ１０９は物体光を光電変換して電気信号とし、この信号がデジタルデータに変換されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなホログラムメモリ装置においては、ホログラム記録媒体の多重記録性を利用することにより膨大な量の情報を記録することができる。しかし、このことは、多重記録された情報を再生する場合に、記録時のホログラム記録媒体への参照光の入射角度を精密に再現する必要があることを意味する。
【０００８】
また、ホログラムメモリ装置においては、物体光に付加されたデジタルデータを誤差なく迅速に電気的なデジタルデータに変換する必要性から、ホログラム記録材料とＣＣＤ１０９との位置関係を精密に調節する必要がある。
【０００９】
従って、磁気ディスクや光ディスクのように、記録媒体であるホログラム材料を入れ替えて、異なる情報を記録・再生することは極めて困難である。このため、従来のホログラムメモリ装置、例えば上記のホログラムメモリ装置においては、ホログラム記録媒体１０４は不動の構成要素として設けられており、またホログラム記録媒体１０４とＣＣＤ１０９との相対的位置関係も不変となっている。しかし、従来のホログラムメモリ装置のように、ホログラム記録媒体を装置の一部をなす構成要素とすると、ホログラムメモリが本質的に有する大容量記録性を十分に生かすことができない。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、記録媒体の入れ替えを可能とすることができるようなホログラム記録媒体に対する情報の記録・再生方法を提供するとともに、前記方法を行うのに適したホログラムメモリ装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、複数の情報付加要素により物体光に情報を付加する空間光変調器を備えたホログラムメモリ装置によりホログラム記録媒体に記録対象情報を記録する方法において、記録対象情報とこの記録対象情報の再生条件を示す再生条件情報を明部および暗部の組み合わせとして割り付けるための第１のデータ領域とこの第１のデータ領域を明部および暗部の一方のみで取り囲む領域を更に明部および暗部の他方のみで取り囲む第２のデータ領域として割り付けるための第２のデータ領域と前記空間光変調器の情報付加要素に割り付けるためのマップを作成する工程と、作成されたマップに基づいて、前記空間光変調器の各情報付加要素の状態を、入射した物体光が前記ホログラム記録媒体に導かれるようにする第１の状態または入射した物体光が前記ホログラム記録媒体に導かれないようにする第２の状態のいずれかの状態に調節する工程と、調整された前記空間光変調器を経由して前記ホログラム記録媒体に物体光を入射させるとともに、参照光を前記ホログラム記録媒体に入射させ、物体光と参照光の干渉情報を前記ホログラム記録媒体に記録する工程と、を備え、物体光を前記空間光変調器を経由して前記ホログラム記録媒体に入射させる際に、前記第１の状態とされた情報付加要素に入射した物体光のみが前記ホログラム記録媒体に入射し、これにより、前記ホログラム記録媒体上に、前記第１の状態とされた情報付加要素に対応してデジタルデータの０および１の一方を表す明部および前記第２の状態とされた情報付加要素に対応してデジタルデータの０および１の他方を表す暗部の組み合わせを有する二次元画像が投影され、前記再生条件情報は、ダミーデータからなる再生位置検出情報を含み、前記再生位置検出情報と前記記録対象情報とは、予め定められた位置関係をもって前記マップ上に割り付けられており、これにより、再生時に、再生される二次元画像上における前記再生位置検出情報の位置を特定することにより該二次元画像上における前記記録対象情報の位置を特定することを可能としたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明は、参照光を照射することによりホログラム記録媒体から再生される物体光が投影される画像センサを備えたホログラムメモリ装置を用いて、記録対象情報とその再生条件を示す再生条件情報とを含む情報が記録されたホログラム記録媒体から記録対象情報を再生する方法において、物体光に付加された情報を画像センサにより暫定的に読み出す暫定読出工程と、読み出された情報から再生条件情報を抽出する抽出工程と、抽出された再生条件情報に基づいて再生条件を調節する調節工程と、調節された再生条件により記録対象情報を読み出す記録対象情報読出工程と、を備え、前記暫定読出工程において、物体光はデジタルデータの０および１の一方を表現する明部およびデジタルデータの０および１の他方を表現する暗部の組み合わせを有する第１のデータ領域とこの第１のデータ領域を明部および暗部の一方のみで取り囲む領域を更に明部および暗部の他方のみで取り囲む第２のデータ領域を有する二次元画像として前記画像センサ上に投影され、前記再生条件情報は、ダミーデータを有する再生位置検出情報を含み、前記再生位置検出情報と前記記録対象情報とは、予め定められた位置関係をもって前記二次元画像上に割り付けられており、前記抽出工程は、前記画像センサ上に投影された二次元画像上の前記再生位置検出情報に対応する領域の位置を特定する工程を含み、前記調節工程は、前記抽出工程において特定された前記再生位置検出情報に対応する領域の位置に基づいて物体光が前記画像センサの所定位置に正しく投影されているかを判定する工程と、この判定に基づいて再生条件を調節する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明は、ホログラム記録媒体に対する記録対象情報の記録を行うためのホログラムメモリ装置において、物体光および参照光を生成する手段と、物体光に情報を付加する複数の情報付加要素を有する空間光変調器と、記録対象情報とこの記録対象情報の再生条件を示す再生条件情報とを、予め定められた規則に基づいて、前記空間光変調器の各情報付加要素に割り付けるためのマップを作成するマップ作成手段と、前記マップに基づいて前記空間光変調器を制御する手段と、を備え、前記空間光変調器の各情報付加要素は、入射した物体光が前記ホログラム記録媒体に導かれるようにする第１の状態または入射した物体光が前記ホログラム記録媒体に導かれないようにする第２の状態のいずれかの状態をとることができるように構成され、これにより、前記空間光変調器を経由してホログラム記録媒体に向かう物体光が、前記第１の状態とされた情報付加要素に対応してデジタルデータの０および１の一方を表す明部および前記第２の状態とされた情報付加要素に対応してデジタルデータの０および１の他方を表す暗部を有する二次元画像の組み合わせを有する第１のデータ領域とこの第１のデータ領域を明部および暗部の一方のみで取り囲む領域を更に明部および暗部の他方のみで取り囲む第２のデータ領域を有するとして前記ホログラム記録媒体上に投影されるようになっており、前記再生条件情報は、ダミーデータを有する再生位置検出情報を含み、前記マップ作成手段は、前記再生位置検出情報と前記記録対象情報とを予め定められた位置関係をもって前記マップ上に割り付けるように構成されており、これにより、再生時に、再生される二次元画像上における前記再生位置検出情報の位置を特定することにより該二次元画像上における前記記録対象情報の位置を特定することを可能としたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明は、記録対象情報とこの記録対象情報の再生条件を示す再生条件情報とを含む情報が記録されたホログラム記録媒体から記録対象情報の再生を行うホログラムメモリ装置において、 参照光を生成する手段と、 参照光をホログラム記録媒体に照射した場合に再生される物体光が投影される画像センサと、 画像センサにより読み取られた情報から再生条件情報を抽出する抽出手段と、 前記画像センサにより読み取られた情報のうち再生条件情報に基づいて情報の再生条件を調節する調節手段と、を備え、 前記再生条件情報は、ダミーデータを有する再生位置検出情報を含み、前記再生位置検出情報と前記記録対象情報とは、予め定められた位置関係をもって前記二次元画像上に割り付けられており、 前記抽出手段は、デジタルデータの０および１の一方を表現する明部およびデジタルデータの０および１の他方を表現する暗部の組み合わせを有する第１のデータ領域と、この第１のデータ領域を明部および暗部の一方のみで取り囲む領域を更に明部および暗部の他方のみで取り囲む第２のデータ領域を有する二次元画像として前記画像センサ上に投影された物体光から、前記二次元画像の前記再生位置検出情報に対応する領域の位置を特定する手段を有し、 前記調節手段は、前記抽出手段が特定した前記再生位置検出情報に対応する領域の位置に基づいて、物体光が前記画像センサの所定位置に正しく投影されているか判定する手段と、この判定に基づいて再生条件を調節する手段と、を含むことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明は、情報が付加された物体光とこの物体光と干渉する参照光との干渉情報が記録されたホログラム記録媒体において、 このホログラム記録媒体に記録された情報には、記録対象情報とこの記録対象情報の再生条件を示す再生条件情報とが含まれており、 このホログラム記録媒体に記録された情報は、このホログラム記録媒体上に、デジタルデータの０および１の一方を表す明部およびデジタルデータの０および１の他方を表す暗部の組み合わせを有する第１のデータ領域とこの第１のデータ領域を明部および暗部の一方のみで取り囲む領域を更に明部および暗部の他方のみで取り囲む第２のデータ領域を有する二次元画像として投影された物体光と、参照光との干渉情報であり、 前記再生条件情報は、ダミーデータを有する再生位置検出情報を含み、前記二次元画像には、前記再生位置検出情報と前記記録対象情報とは、予め定められた位置関係をもって割り付けられており、これにより、再生時に、再生される二次元画像上における前記再生位置検出情報の位置を特定することにより該二次元画像上における前記記録対象情報の位置を特定することを可能としたことを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図８は本発明の一実施形態を示す図である。
【００１８】
まず、ホログラムメモリ装置の全体構成について説明する。図１に示すように、ホログラムメモリ装置は、干渉性の良い光、例えばレーザ光を発生する光源装置１と、光源装置１からのレーザ光を参照光と物体光とに分けるビームスプリッタ２とを有している。
【００１９】
ホログラムメモリ装置の物体光の光路上には、情報を物体光に付加するための空間光変調器３が設けられており、この空間光変調器３は変調器制御部４により制御されている。空間光変調器３は、例えば液晶パネルから構成されている。
【００２０】
なお、空間光変調器としては、液晶パネルの他に例えばＴＩ社（Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ） 製のＤＭＤ（デジタルマイクロミラーアレーデバイス）を使用することも可能である。ＤＭＤによる物体光への情報の付加は、ＤＭＤを構成する各マイクロミラーを揺動させ、第１の方向を向いたマイクロミラーにより所定の幅を有する物体光の一部をホログラム記録媒体に入射するように反射し、第２の方向を向いたマイクロミラーにより物体光の残りの部分をホログラム記録媒体に入射しない方向にそらすことにより行われる。このように物体光を互いに異なる方向に反射させた場合、物体光を光路に垂直な面に投影すると、後に説明する投影像６０と同様な投影像が得られる。このようにして、ＤＭＤにより物体光に情報を付加することもできる。
【００２１】
また、参照光の光路上には、ホログラム記録媒体５への参照光の入射角度を調節するための手段として参照光偏向器１０が設けられており、この参照光偏向器１０には、参照光偏向器１０の動作を制御する偏向器制御部２０が設けられている。
【００２２】
また、ホログラム記録媒体５から再生される物体光の光路上には、ＣＣＤ等の光電変換素子がアレー状に配列された画像センサ３０が設けられている。
【００２３】
図２に示すように、画像センサ３０は画像センサホルダ４０に取り付けられており、この画像センサホルダ４０は、ホログラムメモリ装置本体に固着された取付台４１に４つの圧電素子４２、４３、４４、４５を介して取り付けられている。各圧電素子は画像センサ制御部８により制御されるようになっている。
【００２４】
上記態様で設けられた画像センサ３０は、圧電素子４２および４３に同一の電圧を印加することにより、若しくは圧電素子４４および４５に同一の電圧を印加することにより、物体光の光路に垂直な平面上を平行移動することができるようになっている。
【００２５】
また、画像センサ３０は、圧電素子４２および４３に逆の電圧を印加することにより、若しくは圧電素子４４および４５に逆の電圧を印加することにより、物体光の光路に垂直な平面上で回転移動することができるようになっている。
【００２６】
なお、画像センサ３０を変位させる機構は、上記構成のものに限定されるものではなく、他の種類のアクチュエータを使用してもよい。
【００２７】
前述した画像センサ制御部８、偏向器制御部２０および変調器制御部３はこのホログラムメモリ装置全体を制御する中央制御演算部７により制御されるようになっており、この中央制御演算部７には入出力装置９が接続されている。
【００２８】
また、図１に概略的に示すように、ホログラムメモリ装置には、ホログラム記録媒体５を着脱自在に保持する保持装置６が設けられている。
【００２９】
次に、参照光偏向器１０の構成について説明する。
【００３０】
参照光偏向器１０は、参照光の光路上に順次配置された回動ミラー１１、１２を有している。このうち回動ミラー１１、１２は、各々の反射面が互いに対向するように設けられ、同一方向を向いたそれぞれの回動軸線１１ａ，１２ａを中心として図示しないアクチュエータにより回動自在となっている。
【００３１】
この参照光偏向器１０は、以下に詳述するように回動ミラー１１、１２を同時に回動させることにより、ホログラム記録媒体５への参照光の入射位置を変更することなく入射角度のみを変更することができるようになっている。
【００３２】
すなわち、図３に示すように、回動ミラー１１、１２が図３実線位置にある場合、回動ミラー１１により反射された参照光は、回動ミラー１２の反射面上の点Ｐ１を通りホログラム記録媒体５の点Ｑに入射する。
【００３３】
この実線位置を基準として、回動ミラー１１が二点鎖線位置となるように所定角度時計方向に回動させ、これと並行して回動ミラー１２が二点鎖線位置となるように所定角度時計方向に回動させる。これにより、回動ミラー１１により反射された参照光は、回動ミラー１２の反射面上の点Ｐ２を通り、回動ミラー１１、１２が実線位置にある場合と同様にホログラム記録媒体５内の点Ｑに入射する。
【００３４】
以上の説明より理解できるように、参照光偏向器１０は、ホログラム記録媒体５への入射位置を変更することなく、ホログラム記録媒体５への入射角のみを変更する機能を有する。なお、前記機能を実現するために回動ミラー１１および回動ミラー１２のそれぞれに要求される回転角の関係は幾何的演算により容易に算出することが可能である。
【００３５】
なお、参照光偏向器１０の構成は上記のものに限定されるものではない。すなわち本件発明者により開発された上記構成の他、例えば音響光学素子といわゆる４ｆ系の光学系とを組み合わせた公知の構成により、参照光の入射位置を変更することなく参照光の入射角度のみを変更する機能を実現することが可能である。
【００３６】
次に偏向器制御部２０の構成について説明する。図１に示すように、偏向器制御部２０は、参照光偏向器１０の２枚の回動ミラー１１、１２の回動角度を監視するセンサ２１と、各回動ミラーの回動角度とホログラム記録媒体への参照光の公称入射角θｎ （「公称入射角」の定義については後述する）との関係式が格納されたデータベース２２と、演算部２３と、校正演算（校正演算の内容については後述する）により求められた回動ミラー１１、１２の回動角度とホログラム記録媒体への参照光の入射角との関係を記憶するメモリ２４と、演算部２３の指令に基づいて回動ミラー１１、１２を駆動するドライバ２５とを有している。
【００３７】
なお、図１において、符号７１はビームエキスパンダ、７２および７３は反射鏡、７４および７５はフーリエ変換レンズ、７６はコリメータレンズをそれぞれ示しているが、これら構成要素は公知のものであり、かつ本発明の要旨とは直接関係ないため、以下の説明においてはこれらの構成要素についての言及は行わないものとする。
【００３８】
次に、本実施形態において使用されるホログラム記録媒体５について説明する。図８（ａ）に示すように、ホログラム記録媒体５は、ニオブ酸リチウムまたはフォトポリマー等のホログラム材料からなる本体部５ａと、この本体部５ａを支持する枠体５ｂとからなる。保持装置６は、ホログラム記録媒体５の枠体５ｂを支持することによりホログラム記録媒体５をこのホログラムメモリ装置内の所定の位置に保持するようになっている。
【００３９】
次に、上記構成を有するホログラムメモリ装置の作用について説明するが、以下の説明を進めるに先立ち、本実施形態において「公称入射角θｎ 」なる概念を導入した理由と、「公称入射角θｎ 」なる用語の定義とについて説明する。
【００４０】
ホログラム記録媒体５への参照光の入射角の真の値（以下、「実入射角θｒ 」という。図１参照）は、参照光偏向器１０の作動状態のみならず、ホログラムメモリ装置の組立精度、装置の個体差、ホログラム記録媒体５の保持装置６への装着精度等の様々な要因により変動する。このことは、同一規格で製造されたホログラムメモリ装置同士の間でデータの交換を行う場合に問題となる。ホログラムメモリ装置において多重記録された情報を再生するためには、ホログラム記録媒体５への再生時の参照光の入射角を、記録時の入射角と厳密に一致させなければならないからである。
【００４１】
前述した記録時と再生時の入射角を一致させるため、実入射角θｒ を記録対象情報とともに記録し、記録された実入射角θｒ データに基づいて再生時の参照光の入射角を定めるという手法も考えられるが、実入射角θｒ を測定することは極めて困難である。
【００４２】
この問題を解決するため、本実施形態においては、記録時に記録対象情報とともに公称入射角θｎ のデータをホログラム記録媒体５に記録するようにしている。
【００４３】
ここで、公称入射角θｎ とは、ホログラムメモリ装置およびホログラム記録媒体５が製造誤差が全くない状態で製造され、かつホログラム記録媒体５が理想的な状態で保持装置６に保持されているものと仮定し、参照光偏向器１０の作動状態のみに基づいて決定される仮想的な入射角である。
【００４４】
以上が公称入射角θｎ なる用語の定義であり、従って、公称入射角θｎ は、実入射角θｒ に対して、ホログラムメモリ装置およびホログラム記録媒体５の個々の製造精度や保持装置６に対するホログラム記録媒体５の装着精度に起因する誤差を常に含むものとなる。
【００４５】
以下、本実施形態の作用について説明する。
【００４６】
まず、入出力装置９から記録すべきデジタルデータ（記録対象情報）が入力され、このデジタルデータは中央制御演算部７に送信される。
【００４７】
次に、偏向器制御部２０のセンサ２１により参照光偏向器１０の回動ミラー１１、１２の基準位置に対する回転角が検出され、この回転角データは偏向器制御部２０の演算部２３に送信される。
【００４８】
参照光偏向器１０の作動状態（すなわち回動ミラー１１、１２の回転角）と公称入射角θｎ との関係式は偏向器制御部２０のデータベース２２に格納されており、演算部２３は、データベース２２から前記関係式を取り出し、現時点でのホログラム記録媒体５への参照光の公称入射角θｎ を算出する。ここで例えば公称入射角θｎ の値がβ１ であった場合、この値β１ が中央制御演算部７に送信される。なお、この時点での実入射角θｒ がα１ であるものとして以下の説明を行う。
【００４９】
中央制御演算部７は、公称入射角θｎ のデータβ１ を符号化する。中央制御演算部７は、この符号化された公称入射角θｎ データβ１ および入出力装置９から入力されたデジタルデータ（記録対象情報）と、中央制御演算部７自らが生成したダミーデータとを、予め定められた規則に基づいて配列し（マッピングを行い）、マップ５０を作成する。
【００５０】
作成されたマップ５０を図４（ａ）に示す。なお、図４（ａ）において、符号Ａ１，Ａ２，Ｂ０，Ｂ１のいずれかが記入された各マス目にそれぞれ１ビットのデータがマッピングされる。
【００５１】
図４（ａ）に示すように、マップ５０は、符号Ａ１またはＡ２が付された長方形の第１のデータ領域５１と、第１の領域５１を枠状に囲み符号Ｂ０またはＢ１が付された第２のデータ領域５２とから構成されている。第２のデータ領域５２は、第１のデータ領域５１を直接的に取り囲む領域５２ａと、前記領域５２ａを更に取り囲む領域５２ｂとからなる。
【００５２】
ここで第１のデータ領域５１の符号Ａ１が付された先頭のｎビット（図４（ａ）においては５ビット）分の領域５１ａには、ホログラム記録媒体５への参照光の公称入射角θｎ を示すデータ（参照光情報）が記入される。なお、ここで前記ビット数ｎは記録の多重度に基づいて定められ、多重度が高いほど多くのビット数ｎが割り付けられる。
【００５３】
また、符号Ａ２が付された領域５１ｂには、入出力装置９から入力された「記録対象情報」が割り当てられている。なお、本明細書において、「記録対象情報」とは、ホログラム記録媒体５に記録すべき本来の情報、例えば音声情報、画像情報、文書情報等（これらはあくまで例示であり、「記録対象情報」なる用語の概念を限定するものではない）の情報を意味している。
【００５４】
そして、符号Ｂ０およびＢ１が付された領域、すなわち第２のデータ領域５２には、第１のデータ領域５１の位置を特定するための再生位置検出データ（以下「再生位置検出情報」ともいう）（前述したダミーデータに相当する）が割り付けられている。符号Ｂ１を付した領域５２ａにはデジタルデータの１が記入され、符号Ｂ０を付した領域５２ｂにはデジタルデータの０が記入されている。なお、後述するように、第２のデータ領域５２のデジタルデータは、専ら第１のデータ領域５１を特定するために使用されるものであり、それ自体がデータとしての意味を持つものではない。
【００５５】
なお、前述した参照光情報（領域５１ａ）と再生位置検出情報（第２のデータ領域５２）をあわせて「再生条件情報」という。すなわち、本明細書において、「再生条件情報」とは、「記録対象情報」を読み出すために用いられる情報を意味する。
【００５６】
以上説明したマップ５０の形式（１ページに記録されるビット数、各領域の形状および位置関係、各領域に割り付けられるビット数など）は規格化され、この規格はすべてのホログラムメモリ装置に適用される。
【００５７】
なお、上述したマップ５０へのデータの割付方法は、本発明を実施するための最善の態様を示したものではあるが、これに限定されるものではない。すなわち、再生位置検出情報が割り付けられる第２のデータ領域５２は、記録対象情報が割り付けられる第１のデータ領域５１の位置の特定が可能な限りにおいて、第１のデータ領域５１と一定の位置関係を有していれば十分である。また、第１のデータ領域５１の形状も長方形形状に限定されるものではない。
【００５８】
このマップ５０のデータは変調器制御部４に送信され、変調器制御部４はこのマップ５０に基づいて空間光変調器３の各情報付加要素の状態を制御する。
【００５９】
ここで「情報付加要素」とは、空間光変調器３が液晶パネルの場合は、１ビット分の情報を表現する１画素または複数画素の集合体をいう。また、空間光変調器３がＤＭＤの場合には、１ビット分の情報を表現する１枚のマイクロミラーまたは複数枚のマイクロミラーの集合体をいう。すなわち「情報付加要素」とは空間光変調器３において１ビット分の情報を表現する１単位の要素を意味し、情報付加要素の１単位は、図４（ｂ）におけるマス目１マスにより示される。
【００６０】
すなわち図４（ｂ）を空間光変調器３の液晶パネル面を示すものとした場合、ハッチングが付されたマス目は物体光を遮断し、白く残されたマス目は物体光を通過させるような状態となっていることを示す。また、図４（ｂ）を空間光変調器３のマイクロミラーの反射面を示すものとした場合、ハッチングが付されたマス目状の領域は物体光をホログラム記録媒体に入射しないように反射させ、白く残された領域は物体光をホログラム記録媒体に導くように反射させるような状態となっていることを示す。
【００６１】
そして物体光は、この空間光変調器３を通過したり空間光変調器３により反射されることにより、二次元画像６０として表現することができる平面的な情報を付加される。すなわち、空間光変調器３を通過した物体光を物体光の光路と垂直な平面に投影すると、図４（ｂ）に示すような明暗で表現された二次元画像６０が得られる。
【００６２】
このようにして情報が付加された物体光はホログラム記録媒体５に入射する。
【００６３】
一方、参照光は参照光偏向器１０を経て、所定の実入射角θｒ でホログラム記録媒体５に入射する。参照光は物体光と干渉し、この干渉情報（干渉縞）がホログラム記録媒体５に記録される。以上のようにしてホログラム記録媒体５に１ページ分の記録対象情報が記録される。すなわち、ホログラム記録媒体５に記録対象情報と再生条件情報とを含む情報が記録される。
【００６４】
次のページの情報（記録対象情報）を書き込む場合には、参照光偏向器１０を調節してホログラム記録媒体５への参照光の入射角を変更し、上記と同様の手順で記録対象情報の記録が行われる。なお、この場合も、参照光偏向器１０の状態に基づいて算出された公称入射角θｎ の記録が同様に行われる。すなわち、１ページ分の記録対象情報に対してこれに対応する再生条件情報が記録されることになる。
【００６５】
なお、複数ページの情報（記録対象情報）が記録される際には、ページ番号（第Ｎページであるかを示す番号）Ｎと公称入射角θｎ の値は一意的に対応するように記録が行われる。また、互いに隣り合うページにそれぞれ対応する参照光の公称入射角θｎ の差は、常に一定とされる。従って、互いに隣り合うページにそれぞれ対応する参照光の実入射角θｒ の差も常に一定である（図６参照）。
【００６６】
従って、前述したマップ５０の第１のデータ領域５１の領域５１ａには、公称入射角θｎ と一意的に対応する参照光情報、例えばページ番号Ｎを記録しても構わない。
【００６７】
次に、このようにして記録された記録対象情報を他のホログラムメモリ装置で再生する場合の作用について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６８】
なお、本実施形態に示す各ホログラムメモリ装置及びホログラム記録媒体５は所定の規格の下に製造されるものであり、ホログラムメモリ装置の仕様は互いに同一となっている。
【００６９】
まず、ホログラム記録媒体５は、記録が行われたホログラムメモリ装置から取り外され、再生用のホログラムメモリ装置の保持装置６に装着される。
【００７０】
再生が行われる場合、まず入出力装置９から読み取り対象となっている記録対象情報のページ番号Ｎが入力され、ホログラム記録媒体５に記録された記録対象情報のうちの何ページ目の情報を読み取るかが指定される（ステップＳ１００）。なお、以下の説明においては、説明の簡略化のため、記録時に、実入射角θｒ の値がα１ 、公称入射角θｎ の値がβ１ で記録された１ページ目の記録対象情報を読み出す場合を例にとって説明する。
【００７１】
中央制御演算部７は指定されたページ番号１と対応する公称入射角θｎ を求める。前述したようにページ番号Ｎと公称入射角θｎ とは一意的に対応するようになっており、かつ、ページ番号Ｎと公称入射角θｎ との関係はすべての装置に共通しているため、求められた公称入射角θｎ の値はβ１ となる。この値β１ は偏向器制御部２０に送信される。
【００７２】
偏向器制御部２０の演算部２３は、データベース２２に格納された（本再生装置における）公称入射角θｎ と参照光偏向器１０の作動状態との関係式に基づいて、この公称入射角θｎ の値β１ を実現するための参照光偏向器１０の回動ミラー１１、１２の回転角を算出し、その算出結果に基づいて参照光偏向器１０を調節する（ステップＳ１０１）。
【００７３】
次に、参照光がホログラム記録媒体５に照射され、これによりホログラム記録媒体５から物体光が再生される。再生された物体光は画像センサ３０により読み取られる（ステップＳ１０２）。
【００７４】
ここで図６は多重記録が行われたホログラム記録媒体５に参照光の実入射角θｒ を順次変化させていった場合に、再生される物体光の強度の変化を概略的に示す図である。
【００７５】
図６に示すように、各ページに対応する物体光の強度分布のピークは一定の角度ごとに現れている。また、参照光の実入射角θｒ が、物体光の強度がピークを示す実入射角θｒ からわずかにずれると物体光強度は大幅に減衰するようになっている。また、図６には、画像センサ３０が物体光に付加された情報を情報として認識することができる物体光強度の下限値（しきい値）が破線で示されてる。
【００７６】
ここで、ホログラム記録媒体５の保持装置６への位置決め誤差や装置の個体差等の理由により、参照光の実入射角θｒ の値は、２ページ目に対応する実入射角θｒ の値α２ と３ページ目に対応する実入射角θｒ の値α３ との間のαｒ となっているものとする（図６参照）。
【００７７】
この場合、物体光の強度は破線で示されるしきい値以下であるため、画像センサ３０は、物体光に付加された情報を情報として認識することができない状態にある。
【００７８】
画像センサ３０により光電変換された画像信号の強度を監視している中央制御演算部７は、画像信号の強度が十分なものであるか否かを判断し（ステップＳ１０３）所定のしきい値以下の場合、偏向器制御部２０に走査指令信号を発信する。
【００７９】
偏向器制御部２０はドライバ２５を介して参照光偏向器１０の回動ミラー１１、１２を適宜回動させ、参照光の実入射角θｒ を連続的に変化させる（ステップＳ１０４）。
【００８０】
中央制御演算部７は、参照光の実入射角θｒ の変化に対応して変化する画像センサ３０からの画像信号の強度を監視し、画像信号の強度が最大になった時点（図６においては実入射角θｒ の値がα３ となった時点）で偏向器制御部２０に走査停止信号を発信する。そして参照光偏向器１０の動作が停止する。ステップＳ１０４の処理により、画像センサ３０は物体光に付加された情報を十分に認識することができるようになる。
【００８１】
ここで、次の処理ステップを説明する前に、本ホログラムメモリ装置の画像センサ３０がどのようにして物体光に付加された情報を読みとるかについて説明する。
【００８２】
再生された物体光が画像センサ３０に入射した場合、画像センサ３０の撮像面は、図４（ｂ）に示すような画像６０が投影される。
【００８３】
本ホログラムメモリ装置においては、画像センサ３０が、投影される画像６０のうちマップ５０の第１のデータ領域５１（図４（ａ）参照）に対応する第１のデータ領域６１を、撮像面の特定の領域３１（図２および７参照）で読み取ることが原則となっている。従って、画像６０を構成する各マス目（以下、このマス目１つを「画像要素」という）に付加された情報（明暗情報）は、画像センサ３０の特定の画素により読みとられることが原則となっている。なお、好ましくは１つの画像要素には少なくとも４画素が割り当てられる。
【００８４】
このように、各画像要素を読みとる画素を特定することにより、煩雑な演算操作を行うことなく、画像センサ３０により光電変換された画像信号を図４（ａ）に示すようなマップ５０形式のデータに復元することができる。
【００８５】
以下、情報の読み出し操作について続けて説明する。
【００８６】
次に、中央制御演算部７は、画像センサ３０の撮像面に投影された画像６０の第１のデータ領域６１と、画像センサ３０の特定の領域３１との位置関係を判断する（ステップＳ１０６）。
【００８７】
ここで、ホログラム記録媒体５の保持装置６への位置決め誤差や装置の個体差等の理由により、画像６０の第１のデータ領域６１が投影される位置は、画像センサ３０の領域３１からずれていることが通常である。画像センサ３０の領域３１に対する画像６０の第１のデータ領域６１の位置関係は、図７（ａ）に示すように平行移動した関係、図７（ｂ）に示すように回転移動した関係、または図７（ｃ）に示すように平行移動と回転移動の双方がなされている関係のいずれかになる。
【００８８】
第１のデータ領域６１と領域３１との位置関係がどのようになっているかは、第１のデータ領域６１の外側を囲む枠状の第２のデータ領域６２に対応する画像信号に基づいて演算される。
【００８９】
中央制御演算部７は、画像６０の第２のデータ領域６２のうち外側の明るい領域６２ｂ（好ましくは領域６２ｂの四隅）が画像センサ３０の撮像面のいかなる位置にあるかを計算する。
【００９０】
本実施形態においては、画像６０の第２のデータ領域６２の領域６２ｂと第１のデータ領域６１との間に、第２のデータ領域６２の内側の暗い領域６２ａが位置している。このため、第１のデータ領域６１を認識することが容易である。すなわち、暗い領域６２ａを設けることなく第１のデータ領域６１の外側に直接明るい領域６２ｂを設けた場合には、第１の領域の位置が正しく認識できない場合も考えらえる（このことは投影像が撮像面に対して回転している場合に顕著となる）。これに対して本実施形態においては、暗い領域６２ａにより第１のデータ領域６１と第２のデータ領域６２の明るい領域６２ｂとが分離されているため、明るい領域６２ｂの位置を正確に特定することができる。
【００９１】
次に、中央制御演算部７は、画像６０の第２のデータ領域６２の明るい領域６２ｂの位置を示すデータに基づいて画像６０の第１のデータ領域６１の現在位置を特定し、第１のデータ領域６１と画像センサ３０の撮像面の領域３１とを完全に合致させるために必要な画像センサ３０の移動量を算出する。算出された必要移動量のデータは画像センサ制御部８に送信される。
【００９２】
これを受けた画像センサ制御部８は、必要移動量のデータに基づいて画像センサ移動用の圧電素子４２〜４５に印加する電圧を算出するとともに、算出された電圧を各圧電素子４２〜４５に印加する。これにより画像６０の第１のデータ領域６１と画像センサ３０の撮像面の領域３１とが完全に合致する（ステップＳ１０７）。
【００９３】
なお、ステップＳ１０７においては、画像センサ３０を移動させることにより画像６０の第１のデータ領域６１と画像センサ３０の撮像面の領域３１とを合致させる処理、すなわち画像センサ３０に対する物体光の投影位置の補正処理を行ったが、これに限定されるものではない。
【００９４】
すなわち、上記処理と等価な処理を画像センサ３０を移動させることなく演算処理のみにより実施してもよい。この演算処理は、画像センサ３０の所定位置からずれて投影された画像６０を画像センサ３０の所定位置に投影されたものとして処理できるように、画像センサ３０からの信号をソフトウエア的に変形させることにより実施される。
【００９５】
特に、図７（ａ）に示すような平行移動を補正する処理は演算処理により容易に行うことができるため、回転移動に対する補正処理を画像センサ３０を移動させることにより行い、平行移動に対する補正処理を演算処理により行うことも好ましい。
【００９６】
また、本実施形態においては、画像センサ３０を変位させることにより、画像センサと物体光との相対的位置関係を補正するようにしているが、これに限定されるものでもない。すなわち保持装置６を移動させる機構を設けて、この機構を作動させることによりホログラム記録５を移動させ、これにより位置関係の補正を行ってもよい。参照光はある程度の幅をもってホログラム記録媒体５に入射するため、このような手法により補正を行うことも可能である。
【００９７】
ところで、ホログラム記録媒体５の位置ずれ等に起因して再生された物体光の光路方向、すなわち画像センサ３０の撮像面の法線方向にも投影像は移動するが、この方向への位置ずれの影響は少ないため補正操作は必要ない。
【００９８】
ステップＳ１０７が終了すると、再生された物体光に付加された情報（記録対象情報および再生条件情報）を読み取ることが可能となるため、中央制御演算部７は、この時点で画像６０の第１のデータ領域６１に記録された情報を暫定的に読み出す（ステップＳ１０８）。
【００９９】
これにより、特に第１のデータ領域５１の領域５１ａに記録された記録時の参照光の公称入射角θｎ の値（参照光情報）が読み出される。なお、この場合誤った第３ページが読みだされているため、読み出された公称入射角θｎ の値はβ３ である。中央制御演算部７はこの値β３ を偏向器制御部２０に送信する。
【０１００】
次に、偏向器制御部２０の演算部２３は、データベース２２に格納された関係式により参照光偏向器１０の現時点における状態に基づいて公称入射角θｎ を算出するとともに、算出した値を中央制御演算部７から送られた公称入射角θｎ の値と比較する（ステップＳ１０９）。
【０１０１】
ホログラムメモリ装置の個体差やホログラム記録媒体の位置決め誤差等により、両公称入射角の間には差があるのが通常であり、本例では以下のようになっている。
【０１０２】
すなわち、図６に示すように、ステップＳ１０４が終了した時点において、参照光変更器１０はホログラム記録媒体５に実入射角α３ で参照光を入射させるような状態になっている。ここで、再生を実行しているホログラムメモリ装置は、データベース２２に格納された参照光変更器１０の状態と参照光の公称入射角θｎ との関係式に基づいて、現時点における参照光の公称入射角θｎ の値がβ１ ＋（α３ −αｒ ）であるものと認識している。
【０１０３】
従ってホログラム記録媒体５から読み出された公称入射角と偏向器制御部２０の演算部２３が認識している公称入射角との間には、β３ −｛β１ ＋（α３ −αｒ ）｝なる差がある。
【０１０４】
演算部２３は、前記差β３ −｛β１ ＋（α３ −αｒ ）｝に基づいてデータベース２２から読み込んだ関係式を校正する。具体的には、例えば、参照光変更器１０がホログラム記録媒体５に実入射角α３ で参照光を入射させるような状態になっている場合に、演算部２３が公称入射角がβ３ であると認識できるように関係式を校正する。そして演算部２３は校正した関係式をメモリ２４に記憶させる（ステップＳ１１０）。
【０１０５】
なお、これ以降は、偏向器制御部２０における公称入射角θｎ を求める演算はメモリ２４に記憶された校正後の関係式に基づいて行われる。そしてメモリ２４内に記憶された関係式は、ホログラム記録媒体５の装着状態が変化しない限りは変更されない。
【０１０６】
次に、中央制御演算部７は、ホログラム記録媒体５から読み出された公称入射角θｎ の値に基づいて現在読み出されているページ番号Ｎを求め、ステップＳ１０１で指定したページ番号と一致しているかを確認する（ステップＳ１１１）。
【０１０７】
本具体例においては、１ページ目を指定したのに対して３ページ目が読まれていることがわかるため、中央制御演算部７は、参照光の入射角を２ページ分に相当する分だけずらすように偏向器制御部２０に指令を発し、これを受けた偏向器制御部２０は、参照光の入射角を所定角度（この場合β３ −β１ ）ずらすように回動ミラー１１、１２の回転角を修正する（ステップＳ１１２）。
【０１０８】
ステップＳ１１２が終了すると、指定したページに記録された情報を正しく読めるようになる。中央制御演算部７は、画像センサ３０から送信されてくる画像信号をマップ５０形式のデータに復元する。更に中央制御演算部７は、記録対象情報および再生条件情報を含むマップ５０形式のデータから記録対象情報を抽出し、入出力装置９に出力する（ステップＳ１１３）。以上により記録対象情報の読み出しが完了する。
【０１０９】
なお、上記説明においては、あるホログラムメモリ装置で記録が行われたホログラム記録媒体５を他のホログラムメモリ装置により読み出す場合の作用について説明したが、これとは異なる場合、例えば、あるホログラムメモリ装置で部分的に記録が行われたホログラム記録媒体５に、他のホログラムメモリ装置により残余の部分に更に記録を行う場合には、既に書き込まれた情報（参照光情報）を一旦読み出すことにより上記と同様にして前記関係式の校正処理を行い、校正された関係式に基づいてその後の記録時の公称入射角を算出し記録すればよい。
【０１１０】
すなわち、ホログラム記録媒体５に最初に情報を書き込んだ装置により記録された公称入射角を基準として、他の装置における公称入射角が修正されることになる。
【０１１１】
なお、上記実施形態においては、公称入射角という基準を用いて装置間の整合をとるようにしているが、これに限定されるものではない。実入射角の測定は理論的には可能であるため（装置の構成は複雑化するが）、実入射角を基準として装置間の整合をとるようにしてもよい。
【０１１２】
以上説明したように、本実施形態によれば、ホログラム記録媒体の位置決め誤差や再生用参照光の入射角の誤差等があっても、ホログラムメモリ装置の大容量記録を損なうことなく、前記誤差を適切に補正することができる。このため、ホログラム記録媒体の入れ替えが可能で、かつ振動等がある環境下においても使用することができるホログラムメモリ装置を提供することができる。これにより、以下に示すような応用例を実現することができる。
【０１１３】
次に、本実施形態を応用したシステムについて説明する。
【０１１４】
［第１の応用例］
図９はホログラムメモリ装置をビデオカメラ８１および編集機器８２からなる映像システムに適用した例を示している。ビデオ画像はデータ圧縮を行ったとしても膨大なデータ量となり、長時間の撮影には大容量の記録媒体が必要となるが、ビデオカメラ８１の記録装置として本実施形態のホログラムメモリ装置を適用することにより長時間撮影が可能となる。
【０１１５】
また、撮影中の振動等により、ホログラム記録媒体の装着状態が変化しても、前述した位置ずれ補正機能および公称入射角校正機能により問題なく撮影を続行することができる。
【０１１６】
また、映像情報が記録されたホログラム記録をビデオカメラ８１から取り外し編集機器８２に装着する場合に、ホログラムメモリ装置の個体間の機械的誤差やホログラム記録媒体の装着状態のばらつきの問題も、前述した位置ずれ補正機能および公称入射角校正機能により解決することができる。
【０１１７】
［第２の応用例］
図１０はホログラムメモリ装置をいわゆるカーナビゲーションシステムに適用した例を示している。カーナビゲーションシステムにおいては、広域かつ詳細な地図情報等を提供する必要性から、大容量の記録媒体が必要とされる。そこで、ホログラム記録媒体を地図情報を格納したＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）として用いる。
【０１１８】
この場合も、走行中の振動等によりホログラム記録媒体の位置ずれや、経時変化による画像センサの位置ずれ等が発生することも考えられるが、本実施形態による位置ずれ補正機能および公称入射角校正機能により問題なく継続使用が可能となる。装置の経時変化に対応しても特別な機械的調整は不要である。
【０１１９】
なお、本応用例はカーナビゲーションシステムへの適用に限定されるものではなく、他の移動体、例えば船や飛行機等に搭載される情報機器の記録再生装置への適用も可能である。
【０１２０】
［第３の応用例］
さらに他の応用例として、本実施形態の位置ずれ補正機能を利用して画像データ等の照合や検索を行うことも可能である。
【０１２１】
例えば、ある特定の画像と一致する画像を画像データベースから検索することを考える。ここで扱う画像としては、例えば指紋画像や公文書のデータ等が挙げられる。
【０１２２】
ここで、前記画像データベースは２値画像を扱っており、ホログラム記録媒体にそのまま画像の形で記憶されているとする。
【０１２３】
本応用例においては、前記実施形態の構成に加えて、画像センサ３０に比較の対象となる比較画像を記録するメモリ機能と、各画素ごとの比較機能を持たせ、前記比較画像を画像センサ３０に予め転送しておく。
【０１２４】
そしてホログラム記録媒体から順次登録してある画像を再生し、再生した画像それぞれについて位置合わせを行い、同時に画像の比較を行わせる。
【０１２５】
このようにすると、画像データベースに登録されている大量の画像データを外部メモリに転送することなく、画像の検索を行うことができる。
【０１２６】
［ホログラム記録媒体の変形例］
前述した実施形態の説明においては、ホログラム記録媒体５として比較的小型のものを想定して、ホログラム記録媒体５内の一点に複数の情報を記録する場合を想定して説明を行った。しかし、前述したように、本発明によるホログラムメモリ装置は極めて優れた位置ずれ補正機能および入射角校正機能を備えているため、ホログラム記録媒体５を大型化し、ホログラム記録媒体５内の複数の領域にそれぞれ複数の情報を記録するようにしてもよい。なおこの場合、保持装置６を移動させる機構が必要となる。
【０１２７】
さらには、図８（ｂ）に示すように、ホログラム記録媒体５の本体５ａを円盤状に形成してもよい。この場合ホログラム記録媒体はスピンドルモータ９０によりチャッキングされ回転自在に保持される。
【０１２８】
この場合、スピンドルモータ９０をホログラム記録媒体（の本体５ａ）の半径方向に移動可能とする機構を設けたり、光学的に参照光（および物体光）の入射位置を変更する機構を設けることにより、ホログラム記録媒体の任意の位置に書き込まれた記録対象情報にアクセスすることができる。
【０１２９】
なお、上記２つの変形例においては、ホログラム記録媒体の複数領域に記録対象情報を記録するようになっているため、再生条件情報の一つとして前記各領域のアドレスを示す情報を、前述したマップ５０の第１のデータ領域５１に割り付けて記録することが好ましい。なお、本変形例を上記の３つの応用例に適用することも当然に可能である。
【０１３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、異なる装置間で記録媒体を交換するでき、かつ振動等がある環境下においても使用することができるホログラムメモリ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるホログラムメモリ装置の一実施形態を示す図であって、ホログラムメモリ装置の全体構成を示す概略図。
【図２】画像センサを変位させる手段の一例を示す図。
【図３】参照光偏向器の構成および作用を示す図。
【図４】図４（ａ）は、空間光変調器の各情報付加要素への情報の割付を行うためのマップを示す図であり、図４（ｂ）は前記マップに基づいて制御された空間光変調器により情報を付加された物体光を平面上に投影した場合に得られる画像を示す図。図４（ａ）におけるマス目と図４（ｂ）におけるマス目は一対一に対応する。
【図５】記録対象情報の読み出し手順を示すフローチャート。
【図６】公称入射角の校正の手順を示す図。
【図７】画像センサに投影される物体光の位置ずれの態様を示す図。
【図８】ホログラム記録媒体の構成を示す図。
【図９】本発明の応用例を示す図。
【図１０】本発明の応用例を示す図。
【図１１】従来のホログラムメモリ装置を示す図。
【符号の説明】
３ 空間光変調器
５ ホログラム記録媒体
５ａ （ホログラム記録媒体）の本体
１０ 参照光偏向器
３０ 画像センサ
５０ （情報の割付を示す）マップ
Claims (10)
- 複数の情報付加要素により物体光に情報を付加する空間光変調器を備えたホログラムメモリ装置によりホログラム記録媒体に記録対象情報を記録する方法において、
記録対象情報とこの記録対象情報の再生条件を示す再生条件情報を明部および暗部の組み合わせとして割り付けるための第１のデータ領域とこの第１のデータ領域を明部および暗部の一方のみで取り囲む領域を更に明部および暗部の他方のみで取り囲む第２のデータ領域として割り付けるための第２のデータ領域と前記空間光変調器の情報付加要素に割り付けるためのマップを作成する工程と、
作成されたマップに基づいて、前記空間光変調器の各情報付加要素の状態を、入射した物体光が前記ホログラム記録媒体に導かれるようにする第１の状態または入射した物体光が前記ホログラム記録媒体に導かれないようにする第２の状態のいずれかの状態に調節する工程と、
調整された前記空間光変調器を経由して前記ホログラム記録媒体に物体光を入射させるとともに、参照光を前記ホログラム記録媒体に入射させ、物体光と参照光の干渉情報を前記ホログラム記録媒体に記録する工程と、
を備え、
物体光を前記空間光変調器を経由して前記ホログラム記録媒体に入射させる際に、前記第１の状態とされた情報付加要素に入射した物体光のみが前記ホログラム記録媒体に入射し、これにより、前記ホログラム記録媒体上に、前記第１の状態とされた情報付加要素に対応してデジタルデータの０および１の一方を表す明部および前記第２の状態とされた情報付加要素に対応してデジタルデータの０および１の他方を表す暗部の組み合わせを有する二次元画像が投影され、
前記再生条件情報は、ダミーデータを有する再生位置検出情報を含み、前記再生位置検出情報と前記記録対象情報とは、予め定められた位置関係をもって前記マップ上に割り付けられており、これにより、再生時に、再生される二次元画像上における前記再生位置検出情報の位置を特定することにより該二次元画像上における前記記録対象情報の位置を特定することを可能とした
ことを特徴とするホログラム記録媒体に記録対象情報を記録する方法。 - 前記再生条件情報には、記録時における前記ホログラム記録媒体への参照光の入射角に対応する参照光情報が含まれていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 参照光を照射することによりホログラム記録媒体から再生される物体光が投影される画像センサを備えたホログラムメモリ装置を用いて、記録対象情報とその再生条件を示す再生条件情報とを含む情報が記録されたホログラム記録媒体から記録対象情報を再生する方法において、
物体光に付加された情報を画像センサにより暫定的に読み出す暫定読出工程と、読み出された情報から再生条件情報を抽出する抽出工程と、抽出された再生条件情報に基づいて再生条件を調節する調節工程と、
調節された再生条件により記録対象情報を読み出す記録対象情報読出工程と、を備え、
前記暫定読出工程において、物体光はデジタルデータの０および１の一方を表現する明部およびデジタルデータの０および１の他方を表現する暗部の組み合わせを有する第１のデータ領域とこの第１のデータ領域を明部および暗部の一方のみで取り囲む領域を更に明部および暗部の他方のみで取り囲む第２のデータ領域を有する二次元画像として前記画像センサ上に投影され、
前記再生条件情報は、ダミーデータを有する再生位置検出情報を含み、前記再生位置検出情報と前記記録対象情報とは、予め定められた位置関係をもって前記二次元画像上に割り付けられており、
前記抽出工程は、前記画像センサ上に投影された二次元画像上の前記再生位置検出情報に対応する領域の位置を特定する工程を含み、
前記調節工程は、前記抽出工程において特定された前記再生位置検出情報に対応する領域の位置に基づいて物体光が前記画像センサの所定位置に正しく投影されているかを判定する工程と、この判定に基づいて再生条件を調節する工程とを含む
ことを特徴とするホログラム記録媒体から記録対象情報を再生する方法。 - 前記再生条件情報には、記録時における前記ホログラム記録媒体への参照光の入射角に対応する参照光情報が含まれており、
前記抽出工程は、前記参照光情報を抽出する工程を更に含み、
前記調節工程は、抽出された前記参照光情報に基づいて前記ホログラム記録媒体への参照光の入射角度を変更する工程を更に含んでいる、
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。 - ホログラム記録媒体に対する記録対象情報の記録を行うためのホログラムメモリ装置において、
物体光および参照光を生成する手段と、
物体光に情報を付加する複数の情報付加要素を有する空間光変調器と、
記録対象情報とこの記録対象情報の再生条件を示す再生条件情報とを、予め定められた規則に基づいて、前記空間光変調器の各情報付加要素に割り付けるためのマップを作成するマップ作成手段と、
前記マップに基づいて前記空間光変調器を制御する手段と、
を備え、
前記空間光変調器の各情報付加要素は、入射した物体光が前記ホログラム記録媒体に導かれるようにする第１の状態または入射した物体光が前記ホログラム記録媒体に導かれないようにする第２の状態のいずれかの状態をとることができるように構成され、これにより、前記空間光変調器を経由してホログラム記録媒体に向かう物体光が、前記第１の状態とされた情報付加要素に対応してデジタルデータの０および１の一方を表す明部および前記第２の状態とされた情報付加要素に対応してデジタルデータの０および１の他方を表す暗部を有する二次元画像の組み合わせを有する第１のデータ領域とこの第１のデータ領域を明部および暗部の一方のみで取り囲む領域を更に明部および暗部の他方のみで取り囲む第２のデータ領域を有するとして前記ホログラム記録媒体上に投影されるようになっており、
前記再生条件情報は、ダミーデータを有する再生位置検出情報を含み、
前記マップ作成手段は、前記再生位置検出情報と前記記録対象情報とを予め定められた位置関係をもって前記マップ上に割り付けるように構成されており、これにより、再生時に、再生される二次元画像上における前記再生位置検出情報の位置を特定することにより該二次元画像上における前記記録対象情報の位置を特定することを可能とした
ことを特徴とするホログラムメモリ装置。 - 前記再生条件情報には、記録時における前記ホログラム記録媒体への参照光の入射角に対応する参照光情報が含まれており、このホログラムメモリ装置が、記録時におけるホログラム記録媒体への参照光の入射角に対応する参照光情報を検出する手段を更に備えていることを特徴とする、請求項５に記載のホログラムメモリ装置。
- 記録対象情報とこの記録対象情報の再生条件を示す再生条件情報とを含む情報が記録されたホログラム記録媒体から記録対象情報の再生を行うホログラムメモリ装置において、
参照光を生成する手段と、
参照光をホログラム記録媒体に照射した場合に再生される物体光が投影される画像センサと、
画像センサにより読み取られた情報から再生条件情報を抽出する抽出手段と、
前記画像センサにより読み取られた情報のうち再生条件情報に基づいて情報の再生条件を調節する調節手段と、
を備え、
前記再生条件情報は、ダミーデータを有する再生位置検出情報を含み、前記再生位置検出情報と前記記録対象情報とは、予め定められた位置関係をもって前記二次元画像上に割り付けられており、
前記抽出手段は、デジタルデータの０および１の一方を表現する明部およびデジタルデータの０および１の他方を表現する暗部の組み合わせを有する第１のデータ領域と、この第１のデータ領域を明部および暗部の一方のみで取り囲む領域を更に明部および暗部の他方のみで取り囲む第２のデータ領域を有する二次元画像として前記画像センサ上に投影された物体光から、前記二次元画像の前記再生位置検出情報に対応する領域の位置を特定する手段を有し、
前記調節手段は、前記抽出手段が特定した前記再生位置検出情報に対応する領域の位置に基づいて、物体光が前記画像センサの所定位置に正しく投影されているか判定する手段と、この判定に基づいて再生条件を調節する手段と、を含む
ことを特徴とするホログラムメモリ装置。 - 前記再生条件情報には、記録時における前記ホログラム記録媒体への参照光の入射角に
対応する参照光情報が含まれており、
前記抽出手段は、前記参照光情報を抽出する手段を更に含み、
前記調節手段は、抽出された前記参照光情報に基づいて前記ホログラム記録媒体への参
照光の入射角度を変更する手段を更に含んでいる、
ことを特徴とする請求項７に記載のホログラムメモリ装置。 - 情報が付加された物体光とこの物体光と干渉する参照光との干渉情報が記録されたホログラム記録媒体において、
このホログラム記録媒体に記録された情報には、記録対象情報とこの記録対象情報の再生条件を示す再生条件情報とが含まれており、
このホログラム記録媒体に記録された情報は、このホログラム記録媒体上に、デジタルデータの０および１の一方を表す明部およびデジタルデータの０および１の他方を表す暗部の組み合わせを有する第１のデータ領域とこの第１のデータ領域を明部および暗部の一方のみで取り囲む領域を更に明部および暗部の他方のみで取り囲む第２のデータ領域を有する二次元画像として投影された物体光と、参照光との干渉情報であり、
前記再生条件情報は、ダミーデータを有する再生位置検出情報を含み、前記二次元画像には、前記再生位置検出情報と前記記録対象情報とは、予め定められた位置関係をもって割り付けられており、これにより、再生時に、再生される二次元画像上における前記再生位置検出情報の位置を特定することにより該二次元画像上における前記記録対象情報の位置を特定することを可能としたことを特徴とするホログラム記録媒体。 - 前記再生条件情報には、記録時における前記ホログラム記録媒体への参照光の入射角に対応する参照光情報が含まれていることを特徴とする、請求項９に記載のホログラム記録媒体。
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