JP3940874B2 - 光検索方法、光再生方法、光検索再生装置および光記録方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホログラムとして記録された画像からマッチトフィルタリングによって画像を検索する方法および装置、ホログラムとして記録された画像を再生する方法および装置、および画像をホログラムとして記録する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
次世代のコンピュータファイルメモリとして、３次元的記録領域に由来する大容量性と２次元一括記録再生方式に由来する高速性とを兼ね備えたホログラムメモリが注目されている。
【０００３】
ホログラムメモリでは、同一体積内に多重させて複数のデータページを記録することができ、かつ各ページごとにデータを一括して読み出すことができる。アナログ画像ではなく、二値のデジタルデータ「０，１」を「明、暗」としてデジタル画像化し、ホログラムとして記録再生することによって、デジタルデータの記録再生も可能となる。最近では、このデジタルホログラムメモリシステムの具体的な光学系や、体積多重記録方式に基づくＳＮ比やビット誤り率の評価、または２次元符号化についての提案がなされ、光学系の収差の影響など、より光学的な観点からの研究も進展している。
【０００４】
文献「Ｄ．Ｐｓａｌｔｉｓ，Ｍ．Ｌｅｖｅｎｅ，Ａ．Ｐｕ，Ｇ．Ｂａｒｂａｓｔａｔｈｉｓ ａｎｄ Ｋ．Ｃｕｒｔｉｓ；Ｏｐｔ．Ｌｅｔｔ．２０（１９９５）７８２」には、体積多重記録方式の一例であるシフト多重記録方式が示されている。
【０００５】
このシフト多重記録方式では、ホログラム記録媒体をディスク形状とし、空間光変調器を介して得られた物体光を、レンズによってフーリエ変換して、ホログラム記録媒体に照射すると同時に、対物レンズを介して得られた球面波の参照光を、ホログラム記録媒体に照射して、ホログラム記録媒体の回転によって同じ領域に複数のホログラムを重ね書きする。例えば、ビーム径を１．５ｍｍφとすると、ホログラム記録媒体を数十μｍ移動させるだけで、ほぼ同じ領域に別のホログラムを、クロストークを生じることなく記録することができる。これは、参照光が球面波であるため、ホログラム記録媒体の移動によって参照光の角度が変化したのと等価になることを利用したものである。
【０００６】
ホログラムメモリでは、記録密度を向上させるために、またはホログラムにシフトインバリアントな特性を持たせるために、上述したようにレンズによってデータ画像（物体光）のフーリエ変換像（フラウンフォーファ回折像）を記録する。これは、データ画像の振幅分布のフーリエ変換に比例することから、フーリエ変換ホログラムと呼ばれる。
【０００７】
このように記録されたフーリエ変換ホログラムに記録時と同じ参照光を照射することによって、ホログラム回折光が得られ、その回折光をレンズにより逆フーリエ変換し、変換後の回折光をＣＣＤなどの光検出器により検出することによって、記録されたデータを再生することができる。
【０００８】
さらに、ホログラムメモリでは、単に画像を記録再生するだけでなく、マッチトフィルタリングとして知られているように、ある画像のホログラムが記録されている領域に、同じ画像または別の画像の物体光を照射することによって、２つの画像の間で光学的コリレーション演算を行うことができ、ある画像中に特定の画像（パターン）が存在するか否か、および存在する場合には存在する位置を、検出することができる。
【０００９】
このように、ホログラムメモリは、画像を記録再生するメモリとしてだけでなく、マッチトフィルタリング相関器としての機能をも有し、多数の画像を記録再生できるだけでなく、画像を高速で検索することができる。
【００１０】
図８〜図１０を用いて、従来のホログラム記録再生方法およびマッチトフィルタリングによる画像検索方法を示す。
【００１１】
ホログラム記録時には、図８に示すように、平行光１によって記録画像（記録すべき画像）９１を照明して物体光２ａを得、この物体光２ａをレンズ９２によってフーリエ変換し、その変換後の物体光３ａを光記録媒体９３に照射すると同時に、参照光５を光記録媒体９３に照射して、光記録媒体９３中にホログラムを記録する。
【００１２】
ホログラム再生時には、図９に示すように、上記のようにホログラムが記録された光記録媒体９３に記録時と同じ参照光５を照射して、そのホログラムから物体光の光路上に回折光８を得、その回折光８をレンズ９４によって逆フーリエ変換し、その変換後の回折光９を光検出器９５上に結像させる。
【００１３】
マッチトフィルタリングによって画像を検索する場合には、図１０に示すように、平行光１によって検索画像９６を照明して物体光２ｂを得、この物体光２ｂをレンズ９７によってフーリエ変換し、その変換後の物体光３ｂを読み出し光として、図８の方法によって記録画像９１がホログラムとして記録されている光記録媒体９３に照射して、そのホログラムから参照光の光路上に回折光６を得、その回折光６をレンズ９８によって逆フーリエ変換し、その変換後の回折光７を光検出器９９上に結像させる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マッチトフィルタリングによって画像を高ＳＮ比で検索するには、ホログラムに記録されている画像の角度と検索画像の角度とが一致している必要がある。
【００１５】
例えば、ホログラムに記録されている画像が、図７に記録画像として示すように、星形、四角形、三角形および円形の図形からなり、検索画像が、同図に検索画像として示すように、三角形の図形からなる場合、記録画像（ホログラムに記録されている画像）の角度と検索画像の角度とが一致していれば、マッチトフィルタリングによって得られる相関像は、同図に相関像として示す７つの画像中のθ＝０°とした画像に示すように、記録画像中の三角形の図形の位置で相関ピークを生じ、自己相関値と相互相関値を容易に識別できるものとなる。
【００１６】
しかし、記録画像が検索画像に対して傾いている場合には、マッチトフィルタリングによって得られる相関像は、同図に相関像として示す７つの画像中のθ＝＋６°，θ＝＋４°，θ＝＋２°，θ＝−２°，θ＝−４°，θ＝−６°とした画像に示すように、記録画像の検索画像に対する傾き角θが大きくなるほど、ノイズが増加し、自己相関値と相互相関値のコントラストも低くなって、自己相関値と相互相関値の識別が困難となる。傾き角θは、反時計回り方向をプラス、時計回り方向をマイナスとしたものである。
【００１７】
一般に、記録画像中に検索画像の回転相似形またはそれに酷似した形状の画像が存在する場合には、記録画像が検索画像に対して傾いていると、相関像のＳＮ比が低下して、画像検索が難しくなる。
【００１８】
検索画像が文字列などのように、あらかじめ形状がわかっているものの羅列からなる場合には、コンピュータに記憶させたデータを参照して光記録媒体の傾きを推定し、補正することも可能であるが、いちいちそのためのデータを用意しておかなければならないとともに、処理に時間がかかり、特に検索画像が指紋などのような複雑な画像である場合には、膨大なメモリ容量と処理時間を必要とする。
【００１９】
そこで、この発明は、マッチトフィルタリングによって画像を検索する方法において、簡便な方法によって画像を高ＳＮ比で高速に検索することができるようにしたものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
この発明の光検索方法は、
記録されるべき画像に、自己相関によって明確な相関強度が得られ、かつ相関強度に角度依存性のある単位図形からなる角度検出補正用記録画像が付加された画像の物体光がホログラムとして記録されている光記録媒体に、前記角度検出補正用記録画像を構成する単位図形と相似形の単位図形からなる角度検出補正用検索画像の物体光を照射して、前記角度検出補正用記録画像と前記角度検出補正用検索画像との相関像を得る第１工程と、
前記相関像中の相関強度に基づいて、前記ホログラムとして記録されている画像の角度が検索画像の角度と一致するように前記光記録媒体の傾きを補正した状態で、前記光記録媒体に本来の検索画像の物体光を読み出し光として照射して、前記ホログラムとして記録されている画像を検索する第２工程と、
を備えるものである。
【００２１】
この発明の光再生方法は、
記録されるべき画像に、自己相関によって明確な相関強度が得られ、かつ相関強度に角度依存性のある単位図形からなる角度検出補正用記録画像が付加された画像の物体光がホログラムとして記録されている光記録媒体に、前記角度検出補正用記録画像を構成する単位図形と相似形の単位図形からなる角度検出補正用検索画像の物体光を照射して、前記角度検出補正用記録画像と前記角度検出補正用検索画像との相関像を得る第１工程と、
前記相関像中の相関強度に基づいて、前記ホログラムとして記録されている画像への読み出し光の照射位置が記録時のホログラムとして記録される画像への参照光の照射位置と一致するように前記光記録媒体の傾きを補正した状態で、前記光記録媒体に記録時の参照光と同じ光を読み出し光として照射して、前記ホログラムとして記録されている画像を再生する第２工程と、
を備えるものである。
【００２２】
【作用】
上記の方法による、この発明の光検索方法では、ホログラムに記録されている画像の角度と検索画像の角度とが一致した状態で、ホログラムに記録されている画像を検索することができ、簡便な方法によって画像を高ＳＮ比で高速に検索することができる。同様に、上記の方法による、この発明の光再生方法では、簡便な方法によって、ホログラムに記録されている画像を高ＳＮ比で再生することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
〔装置の一例…図１〜図３〕
図１は、この発明の光検索装置の一例を示し、光記録装置および光再生装置を兼ねる場合である。
【００２４】
光記録媒体１０としては、ホログラムを記録できるものであれば、どのようなものでもよいが、一例として、光記録層として、図３に示す化学式で表される、側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルを形成したものを用いる。この材料は、特開平１０−３４０４７９号に詳細に記載されているように、側鎖のシアノアゾベンゼンの光異性化による光誘起異方性によって、ホログラムの記録、再生、消去が可能である。
【００２５】
光記録層の厚さは、ホログラムを効率よく記録できれば、特に制限されない。光記録媒体１０は、この例では、ディスク形状とする。
【００２６】
光学ヘッド２０の光源２１としては、光記録媒体１０に感度のあるコヒーレント光を発するものを用いる。例えば、光記録媒体１０の光記録層として、図３に示した側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルを用いる場合には、これに感度のある波長５１５ｎｍのアルゴンイオンレーザを用いる。
【００２７】
この光源２１からの光を、ビームスプリッタ２２に入射させ、記録時、または後述の角度検出補正時を含む画像検索時（相関演算時）には、シャッタ２３を開いて、ビームスプリッタ２２を透過した光を、レンズ２４および２５によって口径の広い平行光１にして、物体光形成用の空間光変調器２６に入射させる。
【００２８】
コンピュータ５０によって、空間光変調器２６には、記録時には記録すべき画像に後述の角度検出補正用記録画像を付加した画像を、角度検出補正時（角度検出補正のための相関演算時）には後述の角度検出補正用検索画像を、角度検出補正後の画像検索時には本来の検索画像を、それぞれ表示して、空間光変調器２６を透過した光２として、記録時には物体光２ａを、角度検出補正時を含む画像検索時には物体光２ｂを、それぞれ得る。空間光変調器２６としては、透過型の液晶パネルなどを用いることができる。
【００２９】
この空間光変調器２６からの物体光２（２ａまたは２ｂ）を、レンズ２７によってフーリエ変換し、その変換後の物体光３（３ａまたは３ｂ）を、光記録媒体１０に照射する。
【００３０】
記録時には、シャッタ３１を開いて、ビームスプリッタ２２で反射した光を、ミラー３２および３３で反射させて、参照光５として、光記録媒体１０の記録画像のフーリエ変換された物体光３ａが照射される領域に、物体光３ａと同時に照射する。
【００３１】
これによって、光記録媒体１０中に、記録画像のフーリエ変換された物体光３ａが、ホログラムとして記録される。
【００３２】
角度検出補正時を含む画像検索時には、シャッタ３１を閉じて参照光５を遮断し、検索画像（角度検出補正用検索画像または本来の検索画像）のフーリエ変換された物体光３ｂを、読み出し光として、光記録媒体１０に記録されているホログラムに照射して、そのホログラムから参照光５の光路上に、ホログラム回折光６を得る。
【００３３】
その回折光６を、レンズ４１によって逆フーリエ変換し、その変換後の回折光７を、２次元アレイ状の光検出器４２上に結像させる。
【００３４】
再生時には、シャッタ２３を閉じて物体光３を遮断し、シャッタ３１を開いて、記録時と同じ参照光５を、読み出し光として、光記録媒体１０に記録されているホログラムに照射して、そのホログラムから物体光３の光路上に、ホログラム回折光８を得る。
【００３５】
その回折光８を、レンズ４５によって逆フーリエ変換し、その変換後の回折光９を、２次元アレイ状の光検出器４６上に結像させる。
【００３６】
この例では、モータ６０により光記録媒体１０を、図２の矢印１９で示すように回転させることによって、光記録媒体１０の周方向に場所を変えて複数のホログラムを記録することができるとともに、光記録媒体１０の周方向の異なる場所に記録されている複数のホログラムから画像を検索し、再生することができる。
【００３７】
さらに、ヘッド移動機構７０により光学ヘッド２０を、図２の矢印７１で示すように光記録媒体１０の径方向に移動させることによって、光記録媒体１０中に同心円状の記録トラックを形成するようにホログラムを記録することができるとともに、その同心円状の記録トラックに記録されているホログラムから画像を検索し、再生することができる。
【００３８】
〔記録方法…図４〕
上述したように、記録時には、記録すべき画像に角度検出補正用記録画像を付加した画像を、空間光変調器２６に表示して、角度検出補正用記録画像が付加された画像のフーリエ変換された物体光を、参照光５によって、ホログラムとして光記録媒体１０に記録する。
【００３９】
この場合の角度検出補正用記録画像は、角度検出補正用検索画像との相関像から、光記録媒体１０の傾き、この例では光記録媒体１０の回転角度を検出し、補正できるものであれば、どのようなものでもよいが、互いに傾きを変えた複数の単位図形からなる画像とすることが望ましい。
【００４０】
その単位図形は、自己相関によって明確な相関強度が得られ、かつ相関強度に角度依存性のあるものであればよい。
【００４１】
自己相関によって明確な相関強度が得られる図形としては、フーリエ変換後の０次光または低次光の強度が低くなるものが適し、輪郭成分や線分によって構成される図形が適する。ただし、内部が塗りつぶされた図形で、フーリエ変換後の０次光または低次光の強度が高くなるものでも、フーリエ変換後にマスクなどによって０次光または低次光の強度を低くすれば、単位図形として用いることができる。
【００４２】
相関強度に角度依存性のある図形としては、例えば直線によって構成される図形が適する。ただし、１本の直線だけでは相関強度の強い位置を特定しにくいので、２本以上の直線からなる図形が望ましい。
【００４３】
以上の点から、角度検出補正用記録画像は、一例として、図４に示すように、互いに交差する線分からなる単位図形、例えば、互いに直交する２本の線分からなる十字の図形を、α＝−６°，α＝−４°，α＝−２°，α＝０°，α＝＋２°，α＝＋４°，α＝＋６°として示すように、互いに傾きを変えて複数、配列したものとする。傾き角αは、時計回り方向をマイナス、反時計回り方向をプラスとしたものである。ただし、その配列方向は、横方向に限らず、縦方向など、任意の方向とすることができる。
【００４４】
図５に記録画像として示すように、このような角度検出補正用記録画像を記録すべき画像に付加して、記録する画像とする。図５は、星形、四角形、三角形および円形の図形からなる記録すべき画像の下側に角度検出補正用記録画像を配置する場合であるが、記録すべき画像の上側に配置してもよい。また、単位図形を縦方向に配列する場合には、記録すべき画像の左側または右側に配置するなど、角度検出補正用記録画像は、記録すべき画像と重ならない限り、任意の位置に配置することができる。
【００４５】
〔角度検出補正方法…図５、図６〕
上述したように、角度検出補正時（角度検出補正のための画像検索時）には、角度検出補正用検索画像を空間光変調器２６に表示して、角度検出補正用検索画像のフーリエ変換された物体光を、読み出し光として、光記録媒体１０に記録されているホログラムに照射する。
【００４６】
この場合の角度検出補正用検索画像は、角度検出補正用記録画像の単位図形の一つからなるものとする。すなわち、図４に示したように、角度検出補正用記録画像の単位図形を十字の図形とする場合には、図５に検索画像として示すように、角度検出補正用検索画像は十字の図形とする。ただし、後述するように、その大きさは、必ずしも角度検出補正用記録画像の単位図形と同じでなくてもよい。
【００４７】
この角度検出補正用検索画像のフーリエ変換された物体光を、図５に記録画像として示す、角度検出補正用記録画像が付加された画像が記録されたホログラムに照射すると、そのホログラムはマッチトフィルタとして機能して、フーリエ変換後の回折光７として、記録画像（ホログラムに記録されている画像）と角度検出補正用検索画像との相関像が得られる。
【００４８】
この場合、その得られる相関像は、記録画像の角度と角度検出補正用検索画像の角度とが一致しているときには、図５に相関像として示す７つの画像中のθ＝０°とした画像に示すように、角度検出補正用記録画像中の図４でα＝０°として示した中央の十字図形の位置で相関ピークを生じ、記録画像が角度検出補正用検索画像に対して傾いているときには、図５に相関像として示す７つの画像中のθ＝＋６°，θ＝＋４°，θ＝＋２°，θ＝−２°，θ＝−４°，θ＝−６°とした画像に示すように、角度検出補正用記録画像中の角度検出補正用検索画像の十字図形と同じ傾きになる十字図形の位置で相関ピークを生じる。
【００４９】
例えば、記録画像が角度検出補正用検索画像に対して＋６°傾いているときには、角度検出補正用記録画像中の一番左側の十字図形が角度検出補正用検索画像の十字図形と同じ傾きになって、その位置で相関ピークを生じ、記録画像が角度検出補正用検索画像に対して−６°傾いているときには、角度検出補正用記録画像中の一番右側の十字図形が角度検出補正用検索画像の十字図形と同じ傾きになって、その位置で相関ピークを生じる。
【００５０】
したがって、回折光７として得られる相関像中の相関ピーク位置から、記録画像の角度検出補正用検索画像に対する傾きの方向および大きさを検出することができる。
【００５１】
そこで、この例では、光検出器４２から得られる画像データをコンピュータ５０に取り込み、コンピュータ５０で、その画像データを処理することによって、相関像中の相関ピーク位置を検出し、その相関ピーク位置が角度検出補正用記録画像中の中央の十字図形の位置に一致するように、すなわち記録画像の角度が検索画像の角度と一致するように、コンピュータ５０によってモータ６０を駆動制御し、光記録媒体１０の回転角度を補正する。
【００５２】
図６に検索画像として示す３つの画像のように、角度検出補正用検索画像の十字図形の大きさを、角度検出補正用記録画像の十字図形の１００％（角度検出補正用記録画像の十字図形と同じ大きさ）、５０％、１５０％というように変えた場合、同図にそれぞれの場合の相関像を示すように、相関像の状態はほとんど変わらない。
【００５３】
〔検索および再生の方法…図７〕
本来の画像検索を行うには、上述したように記録画像（ホログラムに記録されている画像）の角度が検索画像の角度と一致するように光記録媒体１０の回転角度を補正した状態で、本来の検索画像を空間光変調器２６に表示して、本来の検索画像のフーリエ変換された物体光を、読み出し光として、光記録媒体１０に記録されているホログラムに照射する。
【００５４】
このとき、記録画像の角度が検索画像の角度と一致するように光記録媒体１０の回転角度が補正されているので、例えば、ホログラムに記録されている画像が、図７に記録画像として示すように、星形、四角形、三角形および円形の図形からなり、本来の検索画像が、同図に検索画像として示すように、三角形の図形からなる場合、マッチトフィルタリングによって回折光７として得られる相関像は、同図に相関像として示す７つの画像中のθ＝０°とした画像に示すように、記録画像中の三角形の図形の位置で相関ピークを生じ、自己相関値と相互相関値を容易に識別できるものとなって、記録画像中に本来の検索画像が存在するか否か、および存在する場合には存在する位置を、確実に検出することができる。
【００５５】
検索の結果、さらに記録されている画像を再生するには、上述したように、記録時と同じ参照光５を、読み出し光として、光記録媒体１０に記録されているホログラムに照射し、逆フーリエ変換後の回折光９を、光検出器４６上に結像させる。これによって、記録されている画像を再生することができる。
【００５６】
このとき、光記録媒体１０に記録されている画像への読み出し光５の照射位置が、記録時の光記録媒体１０に記録される画像への参照光５の照射位置と一致するように、光記録媒体１０の回転角度が補正されているので、記録されている画像を高ＳＮ比で再生することができる。
【００５７】
この場合、コンピュータ５０において、再生された画像データを検索の結果と照らし合わせて、再生された画像データから検索画像の部分のみを抽出することができる。
【００５８】
〔実験による検証〕
上述した方法および装置で、実際に記録、角度検出補正、検索および再生を試みた。光記録媒体１０としては、光記録層として、図３に示した側鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルを形成したものを用いた。光源２１としては、上述した波長５１５ｎｍのアルゴンイオンレーザを用いた。
【００５９】
空間光変調器２６としては、一画素の大きさが４２μｍ×４２μｍで、６４０×４８０画素のプロジェクタ用液晶パネル１．３型を用いた。フーリエ変換用のレンズ２７および逆フーリエ変換用のレンズ４５としては、焦点距離が５５ｍｍのものを用いた。
【００６０】
最初に、図４に示した角度検出補正用記録画像を付加した、図５に記録画像として示した画像を、フーリエ変換ホログラムとして光記録媒体１０中に記録した。
【００６１】
次に、まず、光記録媒体１０を記録時に対して＋６°回転させ、図７に検索画像として示した三角形の図形の画像の物体光を、光記録媒体１０のホログラムが記録されている領域に照射して、回折光７を光検出器４２によって検出した。その結果、得られた相関像は、図７に相関像として示す７つの画像中のθ＝＋６°とした画像に示すように、ノイズの多い画像となった。
【００６２】
次に、光記録媒体１０を記録時に対して＋６°回転させたまま、図５に検索画像として示した十字図形の画像の物体光を、光記録媒体１０のホログラムが記録されている領域に照射して、回折光７を光検出器４２によって検出した。その結果、得られた相関像中には、図５に相関像として示す７つの画像中のθ＝＋６°とした画像に示すように、角度検出補正用記録画像中の一番左側の十字図形の位置で相関ピークを観察することができた。これは、光記録媒体１０を記録時に対して＋６°回転させた結果、ホログラムに記録されている角度検出補正用記録画像中の図４でα＝−６°として示した一番左側の十字図形が図５の検索画像の十字図形と同じ傾きになったからである。これから、このとき、光記録媒体１０が記録時に対して＋６°回転していることがわかる。
【００６３】
次に、図５の検索画像の物体光を照射しながら、光記録媒体１０を＋６°の位置からマイナス方向（時計回り方向）に回転させたところ、相関ピーク位置は角度検出補正用記録画像中の左側から右側に移動し、光記録媒体１０を０°の位置に回転させたときには、相関ピーク位置が角度検出補正用記録画像中の中央になった。これは、ホログラムに記録されている角度検出補正用記録画像中の図４でα＝０°として示した中央の十字図形が図５の検索画像の十字図形と同じ傾きになったことを示している。
【００６４】
このように光記録媒体１０を記録時と同じ回転角度にした状態で、再び、図７に検索画像として示した三角形の図形の画像の物体光を、光記録媒体１０のホログラムが記録されている領域に照射して、回折光７を光検出器４２によって検出した。その結果、得られた相関像は、図７中のθ＝０°とした相関像に示すように、ノイズの少ない、高ＳＮ比のものとなった。その相関ピーク位置は、ホログラムに記録されている画像中の、検索画像と同じ三角形の図形の位置を正確に示している。
【００６５】
以上の結果は、この発明の効果を十分に示すものである。
【００６６】
【発明の効果】
上述したように、この発明の光検索方法によれば、簡便な方法によって画像を高ＳＮ比で高速に検索することができ、検索画像が指紋などのような複雑な画像であるときでも確実かつ高速に検索することができる。
【００６７】
また、この発明の光再生方法によれば、簡便な方法によって、記録されている画像を高ＳＮ比で再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の光検索装置の一例を示す図である。
【図２】光記録媒体の回転と光学ヘッドの移動を示す図である。
【図３】光記録媒体の光記録層の材料の一例の化学式を示す図である。
【図４】角度検出補正用記録画像の一例を示す図である。
【図５】記録画像、角度検出補正用検索画像および相関像の関係を示す図である。
【図６】角度検出補正用検索画像の大きさを変えたときの相関像の様子を示す図である。
【図７】記録画像、本来の検索画像および相関像の関係を示す図である。
【図８】従来のホログラム記録方法を示す図である。
【図９】従来のホログラム再生方法を示す図である。
【図１０】従来のマッチトフィルタリング方法を示す図である。
【符号の説明】
２，３…物体光
５…参照光
６，７，８，９…回折光
１０…光記録媒体
２０…光学ヘッド
２１…光源
２２…ビームスプリッタ
２３，３１…シャッタ
２６…空間光変調器
４２，４６…光検出器
４３…相関像光学系
４７…再生像光学系
５０…コンピュータ
６０…モータ
７０…ヘッド移動機構

Claims (9)

1. 記録されるべき画像に、自己相関によって明確な相関強度が得られ、かつ相関強度に角度依存性のある単位図形からなる角度検出補正用記録画像が付加された画像の物体光がホログラムとして記録されている光記録媒体に、前記角度検出補正用記録画像を構成する単位図形と相似形の単位図形からなる角度検出補正用検索画像の物体光を照射して、前記角度検出補正用記録画像と前記角度検出補正用検索画像との相関像を得る第１工程と、
   前記相関像中の相関強度に基づいて、前記ホログラムとして記録されている画像の角度が検索画像の角度と一致するように前記光記録媒体の傾きを補正した状態で、前記光記録媒体に本来の検索画像の物体光を読み出し光として照射して、前記ホログラムとして記録されている画像を検索する第２工程と、
   を備える光検索方法。
2. 請求項１の光検索方法において、
   前記角度検出補正用記録画像は、互いに相似形の、かつ互いに傾きが変えられた複数の単位図形からなるものである光検索方法。
3. 請求項１または２の光検索方法において、
   前記光記録媒体は、回転駆動されるディスク形状のものであり、前記傾きは、その光記録媒体の回転角度である光検索方法。
4. 記録されるべき画像に、自己相関によって明確な相関強度が得られ、かつ相関強度に角度依存性のある単位図形からなる角度検出補正用記録画像が付加された画像の物体光がホログラムとして記録されている光記録媒体に、前記角度検出補正用記録画像を構成する単位図形と相似形の単位図形からなる角度検出補正用検索画像の物体光を照射して、前記角度検出補正用記録画像と前記角度検出補正用検索画像との相関像を得る第１工程と、
   前記相関像中の相関強度に基づいて、前記ホログラムとして記録されている画像への読み出し光の照射位置が記録時のホログラムとして記録される画像への参照光の照射位置と一致するように前記光記録媒体の傾きを補正した状態で、前記光記録媒体に記録時の参照光と同じ光を読み出し光として照射して、前記ホログラムとして記録されている画像を再生する第２工程と、
   を備える光再生方法。
5. 請求項４の光再生方法において、
   前記角度検出補正用記録画像は、互いに相似形の、かつ互いに傾きが変えられた複数の単位図形からなるものである光再生方法。
6. 請求項４または５の光再生方法において、
   前記光記録媒体は、回転駆動されるディスク形状のものであり、前記傾きは、その光記録媒体の回転角度である光再生方法。
7. 記録されるべき画像に、自己相関によって明確な相関強度が得られ、かつ相関強度に角度依存性のある単位図形からなる角度検出補正用記録画像が付加された画像の物体光がホログラムとして記録されている光記録媒体から、前記ホログラムとして記録されている画像を検索再生する装置であって、
   コヒーレント光を発する光源と、
   それぞれ、前記角度検出補正用記録画像を構成する単位図形と相似形の単位図形からなる角度検出補正用検索画像、および本来の検索画像に応じて、前記光源からの光を変調して、前記角度検出補正用検索画像の物体光、および前記本来の検索画像の物体光を生成する空間光変調器と、
   前記角度検出補正用検索画像の物体光、および前記本来の検索画像の物体光を、前記光記録媒体に記録されているホログラムに照射する結像光学系と、
   前記光源からの光から参照光を得て、前記ホログラムに照射する参照光光学系と、
   前記角度検出補正用検索画像の物体光、または前記本来の検索画像の物体光が、前記ホログラムに照射されることによって、前記ホログラムから前記参照光の光路上に読み出された回折光を検出する第１の光検出器と、
   前記角度検出補正用検索画像の物体光が前記ホログラムに照射されたときに前記第１の光検出器で検出された回折光中の、前記角度検出補正用記録画像と前記角度検出補正用検索画像との相関強度に基づいて、前記ホログラムとして記録されている画像の角度が検索画像の角度と一致するように前記光記録媒体の傾きを補正する制御手段と、
   前記参照光が前記ホログラムに照射されることによって、前記ホログラムから前記物体光の光路上に読み出された回折光を検出する第２の光検出器と、
   を備える光検索再生装置。
8. 請求項７の光検索再生装置において、
   前記光記録媒体がディスク形状であり、当該光検索再生装置が、その光記録媒体を回転させる媒体駆動機構と、前記光源、空間光変調器、結像光学系、参照光光学系、第１の光検出器および第２の光検出器を含む光学ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘッド移動機構とを備え、前記制御手段が前記媒体駆動機構を制御する光検索再生装置。
9. 記録されるべき画像に、それぞれは自己相関によって明確な相関強度が得られ、かつ相関強度に角度依存性のある、互いに相似形の、かつ互いに傾きが変えられた複数の単位図形からなる角度検出補正用記録画像を付加した画像の物体光を、ホログラムとして光記録媒体に記録する光記録方法。

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