JP2007072280A - Hologram reproducing device, hologram reproducing method, and hologram recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
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、要素ホログラムして記録したホログラム記録媒体、及びホログラム記録媒体から光学的に要素ホログラムの二次元画像を読み取り、読み取った二次元画像から情報を再生するホログラム再生装置、ホログラム再生方法に関する。 The present invention relates to a hologram recording medium in which sound information such as voice / music, image information such as a still image / moving image, or data information such as a text file is converted into a two-dimensional image and recorded as an element hologram, and optically generated from the hologram recording medium In particular, the present invention relates to a hologram reproducing apparatus and a hologram reproducing method for reading a two-dimensional image of an element hologram and reproducing information from the read two-dimensional image.
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。 As an example of recording information on a sheet-like recording medium, a one-dimensional code or a two-dimensional code represented by a bar code, a QR code, a dot code, and the like can be given. However, in these information recording media, the amount of information that can be recorded per unit area is extremely low, about several tens to several kilobytes. This is because there is a physical limit to the recording resolution of simple image density printing.
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。 Similarly, as a sheet-like recording medium, a hologram recording medium that records various data by interference fringes of object light and reference light is also known. It is also known that the hologram recording medium can dramatically increase the recording density and can be significantly increased in capacity, for example, for computer data, AV (Audio-Visual) content data such as audio and video, etc. It is considered useful as a large-capacity storage medium.
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。 When data is recorded on the hologram recording medium, the data is imaged as two-dimensional page data. Then, the imaged data is displayed on a liquid crystal panel or the like, and the light transmitted through the liquid crystal panel is irradiated with object light, that is, object light that becomes an image of two-dimensional page data, on the hologram recording medium. In addition, the hologram recording medium is irradiated with reference light from a predetermined angle. At this time, the interference fringes generated by the object light and the reference light are recorded as one element hologram such as a dot shape or a strip shape. That is, one element hologram is a record of one two-dimensional page data.
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。
By the way, considering a hologram memory such as a sheet, for example, a system for recording computer data, AV content data, etc., and allowing a general user to acquire data recorded in the hologram memory using a reproducing device as a hologram reader think of.
The sheet-shaped hologram memory is a recording that records a large number of element holograms on a plane as a medium surface, and data recorded as each element hologram with the hologram reader facing the medium surface. Is to be read.
このようなシステムを考えた場合、その使用形態やシステム形態に応じて次のような点を考慮することが必要となる。
・ホログラムリーダによるホログラムメモリからの安定したデータ再生性能。
・ホログラムメモリとしてコンテンツデータ等の記憶のための或る程度の容量の維持。
When such a system is considered, it is necessary to consider the following points according to the use form and system form.
・ Stable data reproduction performance from hologram memory by hologram reader.
-Maintaining a certain capacity for storing content data as a hologram memory.
本発明では、これらの観点を考慮しつつ、例えばユーザーがホログラム記録媒体からデータ取得できるシステムにおいて好適なホログラム記録媒体、再生装置、再生方法を実現することを目的とする。特には、要素ホログラム間のクロストークの問題を回避しつつ、高い記録密度で情報を記録できるようにする。 An object of the present invention is to realize a hologram recording medium, a reproducing apparatus, and a reproducing method that are suitable for a system in which, for example, a user can acquire data from a hologram recording medium in consideration of these viewpoints. In particular, information can be recorded at a high recording density while avoiding the problem of crosstalk between element holograms.
本発明のホログラム再生装置は、情報を画像化し、画像化された情報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情報が要素ホログラムとして記録されるホログラム記録媒体であって、上記要素ホログラムとして、記録時に用いた記録用参照光の波長が異なる複数種類の要素ホログラムが記録されたホログラム記録媒体から、情報を再生する再生装置である。そして、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として、上記複数種類の要素ホログラムのそれぞれについての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復号処理を行い、上記情報を再生する復号処理手段とを備える。 The hologram reproduction apparatus of the present invention is a hologram recording medium that images information, causes the object light of the imaged information and the recording reference light to interfere, and records the information as an element hologram by interference fringes, The reproduction apparatus reproduces information from a hologram recording medium on which a plurality of types of element holograms having different wavelengths of recording reference light used for recording are recorded as the element hologram. Then, the hologram recording medium is irradiated with reproduction reference light, and a two-dimensional image of each of the plurality of types of element holograms is captured as a two-dimensional image that appears as reproduced image light from the element hologram of the hologram recording medium. And a decoding processing unit that performs decoding processing on the two-dimensional image obtained by the imaging unit and reproduces the information.
上記撮像手段は、複数の波長の再生用参照光を出力可能な光源部と、上記光源部から出力する再生用参照光の波長を切り換える波長制御部と、上記要素ホログラムについての二次元画像を撮像する撮像素子部とを有する。そして上記波長制御部が上記光源部から出力させる再生用参照光の波長を所定タイミングで切り換えると共に、上記ホログラム記録媒体上の複数種類の要素ホログラムのうちで、上記光源部から照射されている再生用参照光の波長に対応した種類の要素ホログラムの二次元画像が上記撮像素子部で撮像される。
又は上記撮像手段は、複数の波長の再生用参照光を出力可能な光源部と、上記光源部から出力する再生用参照光の波長を制御する波長制御部と、上記要素ホログラムについての二次元画像を撮像する撮像素子部と、上記要素ホログラムに対するトラッキング状態を判別するトラッキング状態判別部とを有する。そして、上記トラッキング状態判別部は、上記波長制御部の制御によって上記光源部から複数の波長の再生用参照光を同時に照射した状態において上記撮像素子部で得られる信号から、要素ホログラムに対するトラッキングタイミングを判別するとともに、上記トラッキング状態判別部によって、或る要素ホログラムに対するトラッキングタイミングと判別されたときに、上記波長制御部が、該要素ホログラムに応じた波長の再生用参照光のみを照射するように上記光源部を制御し、上記撮像素子部で、該要素ホログラムの二次元画像を撮像する。
又は、上記撮像手段は、上記複数種類の要素ホログラムの全てに対応する広波長帯域の再生用参照光を照射する光源部と、上記ホログラム記録媒体からの再生像光を波長に応じて透過させる波長フィルタ部と、上記波長フィルタ部を介して導かれた再生像光としての、上記要素ホログラムの二次元画像を撮像する撮像素子部と、上記波長フィルタ部での透過波長を切換制御するフィルタ制御部とを有する。そして、上記フィルタ制御部が上記波長フィルタ部の透過波長を所定タイミングで切り換えると共に、上記ホログラム記録媒体上の複数種類の要素ホログラムのうちで、上記波長フィルタ部の透過波長に対応した種類の要素ホログラムの二次元画像が上記撮像素子部で撮像される。
又は、上記撮像手段は、上記複数種類の要素ホログラムの全てに対応する広波長帯域の再生用参照光を照射する光源部と、上記ホログラム記録媒体からの再生像光を撮像する撮像素子部と、上記撮像素子部で得られた再生像光の信号に対して波長フィルタ処理を行い、上記複数種類の要素ホログラムのそれぞれについての二次元画像を得るフィルタ演算部とを備える。
又は、上記撮像手段は、上記複数種類の要素ホログラムの全てに対応する広波長帯域の再生用参照光を照射する光源部と、上記ホログラム記録媒体からの再生像光を波長に応じて分光する分光部と、上記分光部で分光された各波長の再生像光のそれぞれに対応して設けられる複数の撮像素子部とを備える。
The imaging means captures a two-dimensional image of the element hologram, a light source unit capable of outputting reproduction reference light having a plurality of wavelengths, a wavelength control unit for switching the wavelength of the reproduction reference light output from the light source unit, and And an image sensor portion. Then, the wavelength control unit switches the wavelength of the reproduction reference light output from the light source unit at a predetermined timing, and among the plural types of element holograms on the hologram recording medium, the reproduction light irradiated from the light source unit A two-dimensional image of an element hologram of a type corresponding to the wavelength of the reference light is picked up by the image pickup device section.
Alternatively, the imaging means includes a light source unit capable of outputting reproduction reference light having a plurality of wavelengths, a wavelength control unit for controlling the wavelength of the reproduction reference light output from the light source unit, and a two-dimensional image of the element hologram. And a tracking state determination unit for determining a tracking state with respect to the element hologram. The tracking state discriminating unit obtains a tracking timing for the element hologram from a signal obtained by the imaging element unit in a state in which the reproduction reference light having a plurality of wavelengths is simultaneously irradiated from the light source unit under the control of the wavelength control unit. In addition, when the tracking state discriminating unit discriminates the tracking timing for a certain element hologram, the wavelength control unit emits only the reproduction reference light having a wavelength corresponding to the element hologram. The light source unit is controlled, and a two-dimensional image of the element hologram is captured by the image sensor unit.
Alternatively, the imaging means includes a light source unit that irradiates reproduction reference light having a wide wavelength band corresponding to all of the plurality of types of element holograms, and a wavelength that transmits the reproduction image light from the hologram recording medium according to the wavelength. A filter unit, an image sensor unit that captures a two-dimensional image of the element hologram as reproduced image light guided through the wavelength filter unit, and a filter control unit that switches and controls the transmission wavelength in the wavelength filter unit And have. The filter control unit switches the transmission wavelength of the wavelength filter unit at a predetermined timing, and the element hologram of a type corresponding to the transmission wavelength of the wavelength filter unit among a plurality of types of element holograms on the hologram recording medium. These two-dimensional images are picked up by the image pickup device section.
Alternatively, the imaging means includes a light source unit that irradiates reproduction reference light having a wide wavelength band corresponding to all of the plurality of types of element holograms, and an imaging element unit that captures reproduced image light from the hologram recording medium, A filter operation unit that performs wavelength filter processing on the reproduced image light signal obtained by the imaging element unit and obtains a two-dimensional image of each of the plurality of types of element holograms.
Alternatively, the imaging means includes a light source unit that irradiates reproduction reference light having a wide wavelength band corresponding to all of the plurality of types of element holograms, and a spectroscope that separates reproduction image light from the hologram recording medium according to wavelength. And a plurality of image sensor units provided corresponding to each of the reproduction image light of each wavelength dispersed by the spectroscopic unit.
本発明のホログラム再生方法は、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として、上記複数種類の要素ホログラムのそれぞれについての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復号処理を行い情報を再生する復号ステップとを備える。 The hologram reproducing method of the present invention irradiates a hologram recording medium with reference light for reproduction, and as a two-dimensional image that appears as reproduced image light from an element hologram of the hologram recording medium, An imaging step of capturing a two-dimensional image, and a decoding step of performing decoding processing on the two-dimensional image obtained in the imaging step to reproduce information.
本発明のホログラム記録媒体は、情報を画像化し、画像化された情報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情報が要素ホログラムとして記録されるホログラム記録媒体であって、上記要素ホログラムとして、記録時に用いた記録用参照光の波長が異なる複数種類の要素ホログラムが隣接して記録されたホログラム記録媒体である。 The hologram recording medium of the present invention is a hologram recording medium in which information is imaged, the object light of the imaged information is interfered with a recording reference light, and the information is recorded as an element hologram by interference fringes, A hologram recording medium on which a plurality of types of element holograms having different wavelengths of recording reference light used during recording are recorded adjacently as the element hologram.
即ち本発明では、上記の撮像手段、復号処理手段を備えた再生装置により、例えばシート状のホログラム記録媒体に記録された要素ホログラム配列をスキャンし、データ再生することを可能とする。
ここでホログラム記録媒体には、記録時に用いる記録用参照光の波長が異なる複数種類の要素ホログラムが隣接して記録されている。例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の記録用参照光でそれぞれ記録された３種類の要素ホログラムが記録される。それぞれの種類の要素ホログラムに対しては、同波長の再生用参照光を照射することによって再生像光が得られる。これは、異なる波長の種類の要素ホログラムは、密接したり、平面方向にみて重なった状態で記録されていたとしても、それぞれの再生像光を分離してクロストーク無く読み出せることを意味する。
ホログラム再生装置としては、例えばＲ、Ｇ、Ｂの波長の再生用参照光を切り換えて用いたり、或いは再生像光を波長毎に分離することにより、各種類の要素ホログラムの再生像光としての二次元画像をクロストークが殆ど無い状態で読み出せる。クロストークが著しく軽減されることにより、読取誤差が低減され、再生エラーレートの向上を実現できる。
That is, in the present invention, it is possible to reproduce data by scanning an element hologram array recorded on, for example, a sheet-like hologram recording medium by a reproducing apparatus including the above-described imaging means and decoding processing means.
Here, on the hologram recording medium, a plurality of types of element holograms having different wavelengths of recording reference light used during recording are recorded adjacently. For example, three types of element holograms recorded with R (red), G (green), and B (blue) recording reference beams are recorded. Reproduction image light is obtained by irradiating each type of element hologram with reproduction reference light having the same wavelength. This means that element holograms of different types of wavelengths can be read out without crosstalk by separating each reproduced image light even if they are recorded in close contact or in a state of being overlapped when viewed in the plane direction.
As a hologram reproducing device, for example, the reproduction reference light having the R, G, and B wavelengths is switched and used, or the reproduced image light is separated for each wavelength, so that two kinds of element holograms as reproduced image light can be used. Dimensional images can be read with little crosstalk. By remarkably reducing the crosstalk, the reading error can be reduced and the reproduction error rate can be improved.
本発明によれば、ホログラム記録媒体には、記録時に用いる記録用参照光の波長が異なる複数種類の要素ホログラムが記録されている。このためホログラム再生装置としては、異なる波長の再生用参照光を切り換えて用いたり、或いは再生像光を波長毎に分離することなどにより、各種類の要素ホログラムの再生像光としての二次元画像をクロストーク無く読み出すことができる。また、このことから、各種類の要素ホログラムの配置位置を、クロストークを避ける目的で平面方向に十分離間させるという必要はなく、平面的に記録密度を高めることができる。
即ち本発明によれば、要素ホログラムを高密度に記録して、ホログラム記録媒体の記録容量を高めると共に、クロストークが軽減した状態で安定した情報再生を実現できるという効果がある。
According to the present invention, a plurality of types of element holograms having different wavelengths of recording reference light used during recording are recorded on the hologram recording medium. For this reason, as a hologram reproducing device, a two-dimensional image as a reproduction image light of each type of element hologram can be obtained by switching and using reproduction reference light of different wavelengths or by separating the reproduction image light for each wavelength. Reading can be performed without crosstalk. In addition, from this, it is not necessary to sufficiently dispose the arrangement positions of each type of element hologram in the plane direction in order to avoid crosstalk, and the recording density can be increased in a plane.
That is, according to the present invention, element holograms are recorded at a high density, and the recording capacity of the hologram recording medium is increased, and stable information reproduction can be realized with reduced crosstalk.
以下、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。
［１．ホログラムメモリの記録再生］
［２．実施の形態のホログラムメモリ上の要素ホログラム配置］
［３．ホログラムリーダの構成例Ｉ］
［４．ホログラムリーダの構成例II］
［５．ホログラムリーダの構成例III］
［６．ホログラムリーダの構成例IV］
［７．ホログラムリーダの構成例Ｖ］
［８．実施の形態の効果及び変形例］
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order.
[1. Recording and playback of hologram memory]
[2. Element hologram arrangement on hologram memory of embodiment]
[3. Hologram reader configuration example I]
[4. Hologram reader configuration example II]
[5. Hologram reader configuration example III]
[6. Hologram reader configuration example IV]
[7. Hologram reader configuration example V]
[8. Effects and modifications of the embodiment]
［１．ホログラムメモリの記録再生］
まずホログラムメモリ３に対する基本的な記録再生動作について図１で説明する。
図１（ａ）はホログラムメモリ３に対するデータ記録の様子を示している。例えばコンテンツデータやコンピュータプログラム等としてのデータをホログラムメモリ３に記録する場合、その記録データ全体は、多数の１ページ分のデータにエンコードされる。
エンコードされた単位としての１つのデータＤＴは、図示するような例えば二次元画像データに変換され、液晶パネル１において二次元ページデータ画像として表示される。
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、二次元ページデータ画像が表示された液晶パネル１を通過することで、その二次元ページデータ画像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。
[1. Recording and playback of hologram memory]
First, a basic recording / reproducing operation for the
FIG. 1A shows a state of data recording on the
One piece of data DT as an encoded unit is converted into, for example, two-dimensional image data as shown in the figure, and is displayed on the
The laser light L1 output from a predetermined light source, for example, converted into parallel light, passes through the
The object light L2 is collected by the condenser lens 2 and collected as a spot on the
At this time, the recording reference light L3 is irradiated to the
When the condenser lens 2 is used in this way, the data recorded as the element hologram becomes a Fourier image of the recording data image by the Fourier transform action of the condenser lens 2.
このようにしてホログラムメモリ３に１つの要素ホログラムが記録されるが、順次エンコード単位のデータＤＴが、同様に二次元ページデータに変換され、液晶パネル１に表示され、それぞれ要素ホログラムとして記録されていく。
各要素ホログラムの記録の際には、図示しない移送機構により、ホログラムメモリ３（ホログラム材料）の位置を移送させ（もしくは記録光学系を移送させ）、要素ホログラムの記録位置をホログラムメモリ３の平面上で僅かにずらせていく。これにより、例えばシート状のホログラムメモリ３に、その平面方向に多数の要素ホログラムが配置されるように記録が行われていくことになる。例えば図２には、１つの要素ホログラムを○で表しているが、このように平面上に多数の要素ホログラムが形成される。
そして、それぞれの要素ホログラムには、図３に例示するようにデータＤＴとしての二次元画像が記録されたものとなる。
In this way, one element hologram is recorded in the
When recording each element hologram, the position of the hologram memory 3 (hologram material) is transferred (or the recording optical system is transferred) by a transfer mechanism (not shown), and the recording position of the element hologram is set on the plane of the
In each element hologram, a two-dimensional image as data DT is recorded as illustrated in FIG.
このように要素ホログラムが記録されたホログラムメモリ３に対しては図１（ｂ）のように再生が行われる。図１（ｂ）に示すコリメータレンズ４及びイメージャ５は、ホログラムリーダとしての再生装置内に設けられる構成である。
ホログラムメモリ３に対しては、記録時と同じ照射角度で、再生参照光Ｌ４を照射する。再生参照光Ｌ４を照射すると、要素ホログラム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５で読み取ればよい。
即ちホログラムメモリ３からの再生像光Ｌ５はコリメータレンズ４で平行光とされ、例えばＣＣＤ撮像素子アレイ、もしくはＣＭＯＳ撮像素子アレイなどで形成されたイメージャ５に入射する。ホログラムメモリ３上でのフーリエ像は、コリメータレンズ４で逆フーリエ変換されて二次元ページデータの像となるため、この二次元ページデータ画像としての再生像がイメージャ５で読み取られる。
イメージャ５は再生像に応じた電気信号としての撮像信号を発生させる。この撮像信号についてデコード処理を行うことで、元々のデータ、つまり記録のために二次元ページデータに変換する前のデータが得られることになる。
ホログラムメモリ３上の多数の要素ホログラムについて同様にデータ読出を行っていくことで、記録された元々のコンテンツデータ等を再生することができる。
The
The
That is, the reproduced image light L5 from the
The
By reading data similarly for a number of element holograms on the
なお、このように要素ホログラムによってデータが記録されるホログラムメモリ３は密着コピーによる大量複製も容易に可能である。
従って、図１（ａ）のようにしてホログラム材料上に要素ホログラムを記録したホログラムメモリ３は、それをそのまま一般ユーザーに提供するホログラムメモリとしても良いが、これをマスターメディアとし、密着コピーにより大量のホログラムメモリの複製に用いてもよい。
例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどをホログラム記録媒体に記録し、これを広く頒布するとともに、一般ユーザーが再生装置（ホログラムリーダ６）を用いて、ホログラムメモリ３に記録されたデータを取得できるようにするシステムなどを想定した場合、図１（ａ）のようにしてホログラムマスターメディアを生成し、そのマスターメディアから複製されたホログラムメモリを頒布して、ユーザーサイドで図１（ｂ）の動作でデータを読み出すようにすることが好適である。
Note that the
Therefore, the
For example, computer data, AV content data, and the like are recorded on a hologram recording medium and distributed widely, so that a general user can acquire data recorded in the
［２．実施の形態のホログラムメモリ上の要素ホログラム配置］
上記図２，図３のホログラムメモリ３上の要素ホログラムの配置は、実現可能な一例として想定されるが、本発明のホログラム記録媒体の実施の形態としてホログラムメモリ３を考えた場合、平面上の要素ホログラムの配置は図２とは異なる状態となる。以下、実施の形態のホログラムメモリ３としての要素ホログラム配置について説明する。
実施の形態のホログラムメモリ３は、図１で説明したように、コンテンツデータ等の情報を上記二次元ページデータとして画像化し、画像化された情報の物体光Ｌ２と記録用参照光Ｌ３とを干渉させ、干渉縞が要素ホログラムとして記録されるものであるが、要素ホログラムとしては、記録時に用いた記録用参照光の波長が異なる複数種類の要素ホログラムが隣接して記録されているものである。
[2. Element hologram arrangement on hologram memory of embodiment]
The arrangement of the element holograms on the
As described with reference to FIG. 1, the
まず、要素ホログラムの配置における事情に関して述べる。
例えば上記図２のように、２次元ページデータを記録した要素ホログラムを同一記録媒体に複数配列して記録し、それを順次読み出すことにより、大容量なストレージメディアとして用いることができるが、隣り合う要素ホログラムの間隔が短いと、各要素ホログラムから読み出される二次元画像でクロストークが起こる問題が存在する。このクロストークにより再生時の読み取り誤差が発生しやすくなり、エラーレートが悪化してしまう。
First, the situation in the arrangement of element holograms will be described.
For example, as shown in FIG. 2 above, a plurality of element holograms on which two-dimensional page data is recorded are arranged and recorded on the same recording medium, and can be used as a large-capacity storage medium by sequentially reading them. When the interval between element holograms is short, there is a problem that crosstalk occurs in a two-dimensional image read from each element hologram. This crosstalk tends to cause a reading error during reproduction, and the error rate is deteriorated.
例えば図４（ａ）には、ホログラムメモリ３上において、要素ホログラムｈ２と、その周囲に間隔を比較的詰めて要素ホログラムｈ１，ｈ３，ｈ４，ｈ５が配置されている状態を示している。これに対して光源７から再生参照光Ｌ４が照射されるとする。参照光光源７からの再生参照光Ｌ４のスポットＳＰは、１つの要素ホログラムのサイズより大きな径となっている。
この場合、図のように再生参照光Ｌ４のスポットＳＰが要素ホログラムｈ２の真上にきたときに、そのスポットＳＰ内に周囲の要素ホログラムｈ２，ｈ３，ｈ４，ｈ５も入ってしまう。すると、イメージャ５には要素ホログラムｈ２の再生像光に加えて、要素ホログラムｈ１，ｈ３，ｈ４，ｈ５のそれぞれの一部の再生像光も検出されてしまうことになり、クロストークが生ずる。当然ながらこのような状態では要素ホログラムｈ２の再生像光の撮像信号が劣化した状態となる。つまり各要素ホログラムからのデータＤＴの再生精度が低下する。
For example, FIG. 4A shows a state in which the element hologram h2 and the element holograms h1, h3, h4, and h5 are arranged on the
In this case, when the spot SP of the reproduction reference light L4 comes right above the element hologram h2 as shown in the drawing, the surrounding element holograms h2, h3, h4, and h5 also enter the spot SP. Then, in addition to the reproduced image light of the element hologram h2, the
このように各要素ホログラムが比較的近接して配置されている場合に、要素ホログラムｈ１，ｈ２，ｈ３を順に再生用参照光Ｌ４で走査していった場合にイメージャ５で得られる撮像信号を考えると図５（ａ）のようになる。なお図示する信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、要素ホログラムｈ１，ｈ２，ｈ３の二次元画像の輝度合計値と考えればよい。
図５（ａ）からわかるように、要素ホログラムｈ１，ｈ２，ｈ３について得られる各信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、その波形が重複し、その重複成分がクロストークとなって再生処理に影響する。
図５（ｂ）は、各要素ホログラムをさらに近接させた場合であるが、この場合、要素ホログラムｈ１，ｈ２，ｈ３について得られる各信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の波形重複は更に顕著になり、クロストークが増大する。
In this way, when the element holograms are arranged relatively close to each other, consider an imaging signal obtained by the
As can be seen from FIG. 5A, the signals S1, S2, and S3 obtained for the element holograms h1, h2, and h3 have overlapping waveforms, and the overlapping components become crosstalk and affect the reproduction process.
FIG. 5B shows a case where the element holograms are further brought closer to each other. In this case, the waveform overlap of the signals S1, S2, and S3 obtained for the element holograms h1, h2, and h3 becomes more prominent. Talk increases.
一方、クロストークが問題にならないようにするには、各要素ホログラム間の距離を十分に離して配置すればよい。即ち図４（ｂ）のように距離を離して、要素ホログラムを配置すれば、図のように再生参照光Ｌ４のスポットＳＰが要素ホログラムｈ２の真上にきたときに、そのスポットＳＰ内に周囲の要素ホログラムｈ１，ｈ３，ｈ４，ｈ５は入らない。つまりこの状態で要素ホログラムｈ１，ｈ３，ｈ４，ｈ５の再生像光は生じない。
この場合に、要素ホログラムｈ１，ｈ２，ｈ３を順に再生用参照光Ｌ４で走査していった場合にイメージャ５で得られる撮像信号を考えると図５（ｃ）のようになり、要素ホログラムｈ１，ｈ２，ｈ３について得られる各信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、その波形が孤立したものとなり、クロストークが生じない。
ところが、このように各要素ホログラムを十分に離間させることは、ホログラムメモリ３の平面上での記録密度を低下させることになる。
On the other hand, in order to prevent crosstalk from becoming a problem, the distances between the element holograms may be sufficiently separated. That is, if the element holograms are arranged at a distance as shown in FIG. 4B, when the spot SP of the reproduction reference light L4 comes directly above the element hologram h2 as shown in the figure, the surroundings are inside the spot SP. The element holograms h1, h3, h4, and h5 are not included. That is, the reproduced image light of the element holograms h1, h3, h4, and h5 is not generated in this state.
In this case, when an imaging signal obtained by the
However, sufficiently separating the element holograms in this way reduces the recording density on the plane of the
つまり、各要素ホログラム間の距離を狭めれば狭めるほど記録密度が上がりホログラムメモリの記憶容量を上げることができるものの、再生時にクロストークの問題が生ずる。逆に各要素ホログラム間の距離を十分に離せばクロストークの問題は解消されるが、ホログラムメモリ３の記憶容量が低下する。
これに対し、本実施の形態のホログラムメモリ３では、要素ホログラムとしてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のそれぞれ異なる波長の記録参照光Ｌ３によって３種類の要素ホログラムを記録するようにする。そして各要素ホログラムについては、異なる種類の要素ホログラム同志が隣接するように配置する。
図６（ｂ）に、実施の形態のホログラムメモリ３における３種類の各要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢの配置例を示している。要素ホログラムｈＲは、図１で説明した記録時に記録参照光Ｌ３が赤色光とされた状態で記録された要素ホログラム、要素ホログラムｈＧは、記録時に記録参照光Ｌ３が緑色光とされた状態で記録された要素ホログラム、要素ホログラムｈＢは、記録時に記録参照光Ｌ３が青色光とされた状態で記録された要素ホログラムである。例えば記録参照光Ｌ３の光源として、赤色レーザ、緑色レーザ、青色レーザの３種類をそれぞれ交互に用いることで、図のように要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢを記録することができる。
なお、図６（ａ）は、図５（ｃ）のように各要素ホログラムを離間配置させた状態を比較のために示している。図６（ａ）においては、破線で示すように、要素ホログラムｈは、クロストークが生じない離間距離として要素ホログラム１つ分だけ離間させている。各要素ホログラムのピッチをＰ１で示している。
That is, as the distance between the element holograms is reduced, the recording density increases and the storage capacity of the hologram memory can be increased, but the problem of crosstalk occurs during reproduction. Conversely, if the distance between the element holograms is sufficiently increased, the problem of crosstalk is solved, but the storage capacity of the
On the other hand, in the
FIG. 6B shows an arrangement example of the three types of element holograms hR, hG, and hB in the
FIG. 6A shows, for comparison, a state in which the element holograms are spaced apart as shown in FIG. In FIG. 6A, as indicated by a broken line, the element hologram h is separated by one element hologram as a separation distance in which crosstalk does not occur. The pitch of each element hologram is indicated by P1.
本例の場合、要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢを、それぞれ図６（ｂ）のように一部重畳させながら記録する。一部重複しながら隣接する要素ホログラムの離間ピッチはＰ１／３となる。この場合、同種の要素ホログラム同志、例えば要素ホログラムｈＲと要素ホログラムｈＲは、要素ホログラムの１つ分離間させて記録されていることになる。同様に要素ホログラムｈＧと要素ホログラムｈＧ、要素ホログラムｈＢと要素ホログラムｈＢも、それぞれ要素ホログラムの１つ分離間させて記録されている。
つまり同じ波長の記録参照光Ｌ３で記録された要素ホログラム同志は、図６（ａ）と同様にピッチＰ１の間隔で記録されるが、３つの異なる波長の記録参照光Ｌ３によって３種類の要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢでみると、要素ホログラムの離間ピッチはＰ１／３であり、図６（ａ）の場合に比べて３倍の記録密度で記録されていることになる。
In the case of this example, the element holograms hR, hG, and hB are recorded while being partially overlapped as shown in FIG. The spacing between adjacent element holograms while partially overlapping is P1 / 3. In this case, the element holograms of the same type, for example, the element hologram hR and the element hologram hR are recorded with one element hologram separated. Similarly, the element hologram hG and the element hologram hG, and the element hologram hB and the element hologram hB are recorded with one element hologram separated from each other.
That is, the element holograms recorded with the recording reference light L3 having the same wavelength are recorded at intervals of the pitch P1 as in FIG. 6A, but three types of element holograms are recorded by the recording reference light L3 having three different wavelengths. Looking at hR, hG, and hB, the separation pitch of the element holograms is P1 / 3, which means that recording is performed at a recording density three times that in the case of FIG.
この場合にホログラムリーダのイメージャ５で読み取られる各要素ホログラムからの信号波形（輝度合計値）は図７のようになる。
図７（ａ）は要素ホログラム配列を示し、図７（ｂ）にイメージャ５で読み取られる各要素ホログラムの撮像信号の輝度合計値の波形を示している。信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢはそれぞれ要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢに対応する輝度信号レベルである。図７（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、図７（ｂ）に示した信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢの波形をそれぞれ別々に示している。
In this case, signal waveforms (total luminance values) from the element holograms read by the
FIG. 7A shows the element hologram arrangement, and FIG. 7B shows the waveform of the luminance total value of the imaging signal of each element hologram read by the
ホログラムメモリ３の再生は図１（ｂ）で説明したように行われるが、要素ホログラムｈＲについては、再生参照光Ｌ４が赤色の光の場合に再生像光が発生し、これがイメージャ５に撮像される。従って、赤色の再生参照光Ｌ４で走査を行うと、イメージャ５で読み取られる信号の輝度波形は図７（ｃ）の信号ＳＲのようになる。これは図５（ｃ）の孤立波形と同様であり、クロストークの問題は生じない。
また要素ホログラムｈＧについては、再生参照光Ｌ４が緑色の光の場合に再生像光が発生し、これがイメージャ５に撮像される。従って、緑色の再生参照光Ｌ４で走査を行うと、イメージャ５で読み取られる信号の輝度波形は図７（ｄ）の信号ＳＧのようになり、これも図５（ｃ）の孤立波形と同様でクロストークの問題は生じない。
さらに要素ホログラムｈＢについては、再生参照光Ｌ４が青色の光の場合に再生像光が発生し、これがイメージャ５に撮像される。従って、青色の再生参照光Ｌ４で走査を行うと、イメージャ５で読み取られる信号の輝度波形は図７（ｅ）の信号ＳＢのようになり、これも図５（ｃ）の孤立波形と同様でクロストークの問題は生じない。
Reproduction of the
For the element hologram hG, reproduced image light is generated when the reproduced reference light L4 is green light, and this is imaged by the
Further, regarding the element hologram hB, when the reproduction reference light L4 is blue light, reproduction image light is generated and is captured by the
即ち、波長の異なる記録参照光Ｌ３によって３種類の要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢを記録した場合、これらを十分に離間させずに配置しても、再生時には、それぞれ波長の異なる再生参照光Ｌ４を用いるようにすれば、クロストークが発生しないものとなる。
また、例えば再生参照光Ｌ４を白色光、つまりＲ、Ｇ、Ｂの各波長成分を含む光波長帯域の光とすると、全ての要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢからの再生像光が発生するが、波長毎に再生像光或いは撮像信号を分離する手法をとれば、それぞれの要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢの信号をクロストーク無く抽出できる。
つまり本例のホログラムメモリ３は、異なる波長による複数種類の要素ホログラムを隣接配置することで、クロストークを低減した上で高密度記録を可能とするものである。
That is, when three types of element holograms hR, hG, and hB are recorded by the recording reference light L3 having different wavelengths, the reproduction reference light L4 having different wavelengths is reproduced during reproduction even if they are arranged without being sufficiently separated. If used, crosstalk will not occur.
For example, when the reproduction reference light L4 is white light, that is, light in an optical wavelength band including each of the R, G, and B wavelength components, reproduced image light is generated from all the element holograms hR, hG, and hB. If a method of separating the reproduced image light or the imaging signal for each wavelength is taken, the signals of the respective element holograms hR, hG, hB can be extracted without crosstalk.
That is, the
図８、図９、図１０にホログラムメモリ３の二次元平面上での要素ホログラムの配置例を示す。
図８は、図６（ｂ）に示した１行の配列を複数行形成する例である。なお、同種の要素ホログラム同志（例えば要素ホログラムｈＲとｈＲ）が十分な離間距離となるように、各行の離間距離としてピッチＰ１を確保すればよい。
図９は、各行で上下方向に同種の要素ホログラム同志がずれるように配置した例である。この場合も、同種の要素ホログラム間は全てピッチＰ１が確保されるが、行間は図８の例に比べて狭くすることができる。
図１０は、要素ホログラムｈλ１、ｈλ２、ｈλ３、ｈλ４として、それぞれ波長の異なる４種類の記録参照光Ｌ３によって記録された４種類の要素ホログラムの配置例である。
例えば第１行、第３行・・・の奇数行には要素ホログラムｈλ１、ｈλ２を交互に配置し、第２行、第４行・・・の偶数行には要素ホログラムｈλ３、ｈλ４を交互に配置する。この場合、図のように、同種の要素ホログラム同志が全てピッチＰ１を保ったまま、各要素ホログラムを列方向、行方向とも詰めて配置することができる。
なお、この図８，図９，図１０以外にも、多様な配置例が考えられることは言うまでもない。
8, 9, and 10 show examples of arrangement of element holograms on the two-dimensional plane of the
FIG. 8 is an example in which a plurality of rows of the one row array shown in FIG. 6B are formed. Note that the pitch P1 may be secured as the separation distance of each row so that the same type of element holograms (for example, element holograms hR and hR) have a sufficient separation distance.
FIG. 9 shows an example in which the same kind of element holograms are shifted in the vertical direction in each row. In this case as well, the pitch P1 is ensured between the element holograms of the same type, but the line spacing can be made narrower than in the example of FIG.
FIG. 10 is an arrangement example of four types of element holograms recorded by four types of recording reference beams L3 having different wavelengths as element holograms hλ1, hλ2, hλ3, and hλ4.
For example, the element holograms hλ1 and hλ2 are alternately arranged in the odd rows of the first row, the third row,..., And the element holograms hλ3 and hλ4 are alternately arranged in the even rows of the second row, the fourth row. Deploy. In this case, as shown in the figure, all the element holograms can be arranged in the column direction and the row direction while maintaining the pitch P1.
Needless to say, various arrangement examples other than those shown in FIGS. 8, 9, and 10 can be considered.
［３．ホログラムリーダの構成例Ｉ］
以下、上記のような要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢが記録されたホログラムメモリ３に対する実施の形態の再生装置としてのホログラムリーダ６について説明する。なお、ホログラムリーダ６の例として構成例Ｉ〜Ｖの５つの実施の形態を順次説明する。
[3. Hologram reader configuration example I]
Hereinafter, the
まず、各例のホログラムリーダ６として共通のスキャン方式について述べる。
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。
First, a scanning method common to the
The
手動スキャン方式の例を図１１に示す。図１１（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１１（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１２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。
An example of the manual scanning method is shown in FIG. FIG. 11A shows, as an example, a state in which the
As shown in the figure, the user holds the
FIG. 11A shows a state in which the user swings left and right while the
図１１（ｂ）は、上述のように３種類の要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢが多数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。
FIG. 11B schematically shows the
Since how the user actually moves the
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（後述する図１３に示すカメラ制御機構部１３）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１２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にあてがっ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の表面上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。
On the other hand, in the automatic scanning method, the
Alternatively, for example, a medium of a form in which a sheet as the
実施の形態の構成例Ｉとしてのホログラムリーダ６（ホログラム再生装置）の構成を図１３で説明する。
ホログラムリーダ６は、撮像部１０、信号処理部２０、メモリ部３０、外部機器ＩＦ部４０の４つのブロックを有する。これら各部は、システムコントローラ５１の制御に基づいてそれぞれ所要の動作を行う。
A configuration of a hologram reader 6 (hologram reproducing device) as Configuration Example I of the embodiment will be described with reference to FIG.
The
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。
The
Further, the
撮像部１０は、ホログラムメモリ３の要素ホログラムから再生される二次元画像を撮像するためのブロックであり、コリメータレンズ１１、撮像素子部（イメージャ）１２、カメラ制御機構部１３、発光駆動部１４、ホログラムスキャン制御部１５、参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂを有して構成される。
コリメータレンズ１１、撮像素子部１２は、図１（ｂ）で説明したコリメータレンズ４及びイメージャ５に相当する。撮像素子部１２はＣＭＯＳイメージセンサ、或いはＣＣＤイメージセンサ等の二次元画像を検出する装置である。
カメラ制御機構部１３は撮像素子部１２（或いは参照光光源１６）とホログラムメモリ３との位置関係を制御するための装置であり、可動部を手動または自動で制御する機能を持つ。なお、図１１，図１２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。
The
The
The camera
参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、図１に示した記録時の記録参照光Ｌ３と同じ角度でホログラムメモリ３に対して再生参照光Ｌ４を照射するようにホログラムリーダ６の筐体上に配置されている。
特には、参照光光源１６Ｒは赤色波長の半導体レーザ光源とされ、上述した要素ホログラムｈＲに対応する赤色再生参照光Ｌ４Ｒを出力する参照光光源として設けられている。
また参照光光源１６Ｇは緑色波長の半導体レーザ光源とされ、要素ホログラムｈＧに対応する緑色再生参照光Ｌ４Ｇを出力する参照光光源として設けられている。
また参照光光源１６Ｂは青色波長の半導体レーザ光源とされ、要素ホログラムｈＢに対応する青色再生参照光Ｌ４Ｂを出力する参照光光源として設けられている。
なお、参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、半導体レーザの他、それぞれ赤、緑、青の波長の光を発生するＬＥＤ（Light Emitting Diode）によって構成されてもよい。
各参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂは、それぞれ発光駆動部１４によって発光制御される。発光駆動部１４は、当該ホログラムリーダ６によってホログラムメモリ３の再生を行う場合に、システムコントローラ５１の指示によって参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂのそれぞれを所定タイミングで発光駆動する。
The
In particular, the
The
The
The
The
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。
The hologram
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、幾何歪み補正変数算出部２３、二値化部２４、復号部２５、変数用メモリ２６で構成される。
メモリコントローラ２１は、ホログラムスキャン制御部１５、光学補正変数算出部２２、幾何歪み補正変数算出部２３、二値化部２４、復号部２５の各々と、メモリ部３０とのデータ読み書きのアービトレーションをとる。
光学補正変数算出部２２は、二次元画像内の輝度バラツキの状態を検出し、光学補正変数を決定する。
幾何歪み補正変数算出部２３は、二次元画像内の幾何学的な歪みを検出し、幾何補正変数を決定する。
二値化部２４は、光学補正変数及び幾何補正変数を元に、二次元画像を二値化する。
復号部２５は二値化部２４二値化されたデータを復号し、ホログラムメモリ３から読み出した情報を再生する。
変数用メモリ２６は光学補正変数算出部２２で算出された光学補正変数、幾何歪み補正変数算出部２３で算出された幾何補正変数を格納する。
The signal processing unit 20 is a block for performing signal processing on a series of two-dimensional images captured by the
The
The optical correction
The geometric distortion correction
The
The
The
メモリ部３０は、ホログラムスキャン制御部１５から転送されてくる二次元画像を記憶する機能と、信号処理部２０にて行われる信号処理中間結果を記憶する機能、復号部２５にて復号された情報を記憶する機能を有する装置であり、第１の記憶領域としての情報用メモリ３１と、第２の記憶領域としての不揮発性メモリ３２で構成される。
情報用メモリ３１は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）で構成され、ホログラムスキャン制御部１５から転送されてくる二次元画像を記憶する記憶領域とされる。記憶した二次元画像は、光学補正変数算出部２２、幾何歪み補正変数算出部２３、二値化部２４の処理のために読み出される。
不揮発性メモリ３２は復号部２５で復号された情報、例えば音声／映像情報等の記憶領域とされる。
The
The
The
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。
The external device IF unit 40 is a device that transmits audio / video information read by the
ホログラムメモリ３からのデータ読出の際の各部の動作を述べる。
ホログラムメモリ３に対するスキャンを行う際には、発光駆動部１４が参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂをそれぞれ所定タイミングで発光駆動する。
再生参照光Ｌ４が照射されたホログラムメモリ３からは、要素ホログラムの再生像光が得られ、これがコリメータレンズ４を介して撮像素子部１２に結像する。参照光光源１６Ｒが照射されている場合は、要素ホログラムｈＲの二次元画像が撮像素子部１２で撮像されることになる。また、参照光光源１６Ｇが照射されている場合は、要素ホログラムｈＧの二次元画像が撮像素子部１２で撮像され、さらに参照光光源１６Ｂが照射されている場合は、要素ホログラムｈＢの二次元画像が撮像素子部１２で撮像されることになる。
撮像素子部１２に結像した二次元画像は、電気信号に変換されてホログラムスキャン制御部１５に転送される。
The operation of each unit when reading data from the
When scanning the
Reproduced image light of the element hologram is obtained from the
The two-dimensional image formed on the
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。
The hologram
That is, the hologram
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。
The two-dimensional image signal converted into digital data output from the hologram
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。
For the two-dimensional image signal stored in the
The optical correction
また情報用メモリ３１に記憶された二次元画像信号については、幾何歪み補正変数算出部２３で、幾何補正変数が算出される。即ち情報用メモリ３１から幾何歪み補正変数算出部２３に二次元画像信号が転送され、幾何歪み補正変数算出部２３で、画像位置ズレ補正、画像回転ズレ補正など、幾何歪み補正のための補正変数が算出される。幾何歪み補正変数算出部２３は、算出した幾何補正変数を変数用メモリ２６に格納する。
なお、幾何歪み補正変数算出部２３も、実際に二次元画像信号に対して幾何歪み補正処理を行うものではなく、幾何補正変数を算出して変数用メモリ２６に格納する処理を行うのみであって、二次元画像信号を補正し、補正した二次元画像信号を情報用メモリ３１に転送して二次元画像信号を補正した状態に更新させる動作は行われない。
For the two-dimensional image signal stored in the
The geometric distortion correction
光学補正変数算出部２２、幾何歪み補正変数算出部２３での処理により、光学補正変数、幾何補正変数が変数用メモリ２６に格納された二次元画像信号は、情報用メモリ３１から二値化部２４に転送され、二値化される。撮像素子部１２によっては階調のある撮像データとして二次元画像信号が得られるが、これを白黒（明暗）の二値に変換する二値化処理を行うものである。ホログラムメモリ３から読み取るべきデータは、元々の記録データを白黒の二値のデータとして二次元ページデータ化されたものであるからである。
この二値化部２４では、二値化の際に、その二次元画像信号について変数用メモリ２６に格納されている光学補正変数、幾何補正変数を用いて処理を行う。即ち幾何補正変数に基づいて、情報用メモリ３１からの二次元画像信号の読込の際の座標を調整し、また光学補正変数に基づいて二値化の際の閾値を設定する。
二値化部２４で光学補正変数、幾何補正変数を用いた二値化処理を行うことで、二値化された二次元画像信号は、結果的に光学補正、幾何歪み補正が実行された状態となる。
二値化部２４で二値化された二次元画像信号は、直接、或いは情報用メモリ３１を介して、復号部２５に転送される。
The two-dimensional image signal in which the optical correction variable and the geometric correction variable are stored in the
In the
The
The two-dimensional image signal binarized by the
復号部２５は、二値化された二次元画像信号、つまり１つの要素ホログラムから得られたデータについて、デコード処理やエラー訂正処理を行い、元のデータを復号する。
復号部２５は、デコードしたデータを、メモリコントローラ２１に受け渡す。メモリコントローラ２１は、デコードされたデータを不揮発性メモリ３２に格納させる。
ホログラムメモリ３の各要素ホログラムから得られる二次元画像信号について、復号部２５で順次デコードされ、不揮発性メモリ３２に蓄積されていくことで、最終的に、ホログラムメモリ３に記録されている元々のデータ、例えばＡＶコンテンツデータやコンピュータデータ等が不揮発性メモリ３２上で構築される。
The
The
The two-dimensional image signal obtained from each element hologram of the
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。
The data reconstructed on the
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。
Although not shown in the figure, a media drive for recording on a predetermined recording medium may be provided, and the reproduction data may be recorded on the recording medium by the media drive.
As the recording medium, for example, an optical disk, a magneto-optical disk or the like is assumed. For example, recordable discs of various types such as a CD (Compact Disc) method, a DVD (Digital Versatile Disc) method, a Blu-ray Disc (Blu-Ray Disc) method, and a mini disc (Mini Disc) method are considered as the recording media. When these discs are used as recording media, the media drive performs encoding processing, error correction code processing, compression processing, or the like corresponding to the disc type, and records the reproduced data on the disc.
Further, a hard disk is also assumed as a recording medium, and in this case, the media drive is configured as a so-called HDD (hard disk drive).
Furthermore, the recording medium can be realized as a portable memory card with a built-in solid-state memory or a built-in solid-state memory. Record the data reproduced by processing.
さらには、例えば記録メディアに記録したＡＶコンテンツデータをメディアドライブで再生し、その再生したＡＶコンテンツデータをデコードして出力する音声再生出力系、映像再生出力系を備えることは当然考えられる。
またメディアドライブで再生したデータを外部機器インターフェース４１を介して外部機器に転送することもできる。
さらに上記のＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ミニディスク、メモリカード等の可搬性の記録メディアに記録した場合は、その記録メディアを外部機器で再生させることで、ユーザーはホログラムメモリ３から読み出した再生データを利用できる。
Furthermore, for example, it is naturally conceivable to include an audio reproduction output system and a video reproduction output system for reproducing AV content data recorded on a recording medium with a media drive and decoding and outputting the reproduced AV content data.
Data reproduced by the media drive can also be transferred to an external device via the
Further, when recording on a portable recording medium such as the above-mentioned CD, DVD, Blu-ray disc, mini-disc, memory card, etc., the reproduction data read out from the
なお、ホログラムメモリ３に対するスキャンを行ってデータを読み出す再生動作（データダウンロード動作）と、得られたオーディオ／画像等のデータを外部機器１００に転送したり、或いは上記のように再生出力系で再生出力する動作は、基本的には同時に行われない。このため、メモリ部３０において、情報用メモリ３１及び不揮発性メモリ３２のいずれか一方、もしくは両方を再生装置に具備された他の記憶手段で代替することにより、メモリ構成を簡略化できる。
例えば上記のように光ディスクやＨＤＤなどの記録メディアに復号したデータを記録するようにすれば、再生データ構築までは情報用メモリ３１に格納し、不揮発性メモリ３２を不要とすることも可能である。
It should be noted that a reproduction operation (data download operation) for scanning the
For example, if the decrypted data is recorded on a recording medium such as an optical disk or an HDD as described above, it is possible to store the data in the
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１４で説明する。図１４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１１或いは図１２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。
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で変数ｘ＝１とし、ステップＦ１０２で第ｘの波長の参照光光源をオンとする。例えば第１の波長を赤色波長、第２の波長を緑色波長、第３の波長を青色波長とする例で述べる。この場合、システムコントローラ５１は、まず第１の波長である赤色波長の参照光光源１６Ｒをオンとするように発光駆動部１４に指示を与え、参照光光源１６Ｒを発光させ、再生参照光Ｌ４Ｒ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ｈＲ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。
Processing when data is reproduced from the
For example, after performing the reproduction start operation from the
When the
In this state, when the user moves the
When the
ステップＦ１０３では、撮像素子部１２及びホログラムスキャン制御部１５の動作により、或る要素ホログラムｈＲの再生像光Ｌ５が取り込まれ、二次元画像の撮像信号としてのデジタルデータが得られる。ホログラムスキャン制御部１５から出力される、或る要素ホログラムｈＲの二次元画像信号は、メモリコントローラ２１によって一旦情報用メモリ３１に格納される。
システムコントローラ５１は、ステップＦ１０３の動作としての要素ホログラムの二次元画像信号の取込を確認したら、ステップＦ１０４の画像処理、ステップＦ１０５のデコード処理を実行させる。
即ちステップＦ１０４では情報用メモリ３１に取り込んだ二次元画像信号について、光学補正変数算出部２２、幾何歪み補正変数算出部２３の処理を実行させる。
またステップＦ１０５では、二次元画像信号について二値化部２４，復号部２５の処理を実行させ、復号データを得る。
In Step F103, the operation of the image
When the
That is, in step F104, the processing of the optical correction
In step F105, the
ステップＦ１０５で或る１つの要素ホログラムについてのデータがデコードされたら、ステップＦ１０６では、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。例えばデコードしたデータに含まれているアドレス、データブロック番号などを確認し、これと同一のアドレス、データブロック番号の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確認すればよい。
同じデータが既に不揮発性メモリ３２に格納されている場合とは、今回読み込んだ要素ホログラムが、以前に読み込まれていた場合である。ホログラムメモリ３に対して上述の通りユーザーの手動スキャンによって各要素ホログラムの読み出しが行われるとした場合、同じ要素ホログラムが複数回読み出されることがあるためである。
逆に、今回デコードしたデータと同一のデータが不揮発性メモリ３２に格納されていない場合とは、或る要素ホログラムから、はじめてデータの読み出しができた場合である。
When data about one element hologram is decoded in step F105, it is determined in step F106 whether the decoded data is already stored in the
The case where the same data is already stored in the
On the contrary, the case where the same data as the data decoded this time is not stored in the
ステップＦ１０６で、デコードしたデータが、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Ｆ１０８に進み、当該デコードしたデータを、或る１つの要素ホログラムから読み出したデータとして不揮発性メモリ３２に格納させる。
If it is determined in step F106 that the decoded data is not yet stored in the
ステップＦ１０９では、データ読出の進捗状況を計算する。
ホログラムメモリ３からのデータ読出の際に、１つの要素ホログラムからは１つの二次元画像として記録されたデータが読み出されるが、これは元々のコンテンツデータ等を構成するデータの１ブロック分である。
仮に、ホログラムメモリ３上の全ての要素ホログラムに異なる二次元画像が記録されているとすると、全ての要素ホログラムのデータを復号した時点で、元々のコンテンツデータ等を構成する全てのブロックのデータを取得できるものである。
ホログラムメモリ３からの読み出し動作は、ホログラムメモリ３に各要素ホログラムにブロック単位で分けられた元々のコンテンツデータ等を読み出す動作であり、従って、元々のコンテンツデータ等を構成することができるように全てのブロックのデータが読み出せるまで行われる。つまりコンテンツデータ等を復元できる所定量以上の要素ホログラムの読み出しが完了するまで行われる。そして、コンテンツデータ等を復元できる所定量以上のブロックのデータが不揮発性メモリ３２に格納できた時点で、データ読出が１００％完了できたことになる。
ステップＦ１０９での進捗状況の計算とは、その時点で、何パーセントのデータをデコードし、不揮発性メモリ３２に格納したかの計算となる。
In step F109, the progress of data reading is calculated.
When data is read from the
Assuming that different two-dimensional images are recorded on all the element holograms on the
The reading operation from the
The calculation of the progress status in step F109 is a calculation of what percentage of data is decoded and stored in the
例えば、記録時に各要素ホログラムに記録されたデータのヘッダ情報においては、記録データ全体（例えばコンテンツデータ全体）のデータサイズや、分割したデータブロック数が記録されているようにする。このようにすれば、最初に或る１つの要素ホログラムからのデータがデコードできた時点で、システムコントローラ５１は読み出すべき全体のデータサイズやデータブロック数を確認できる。
このため、進捗状況の計算は、既に不揮発性メモリ３２に格納したデータとしてのデータサイズと、再生すべき全体のデータサイズ（元の記録データ全体のサイズ）から進捗状況が何パーセントであるかを求めることができる。
或いは、全体のデータブロック数と、不揮発性メモリ３２に格納したデータブロックの数から、読出の進捗状況が何パーセントであるか求めることができる。
For example, in the header information of data recorded in each element hologram at the time of recording, the data size of the entire recording data (for example, the entire content data) and the number of divided data blocks are recorded. In this way, when the data from a certain element hologram can be decoded first, the
For this reason, the calculation of the progress status indicates the percentage of the progress status from the data size as the data already stored in the
Alternatively, from the total number of data blocks and the number of data blocks stored in the
なお、ステップＦ１０９で、データ読取の進捗状況が１００％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。
In step F109, the data reading progress is 100% completed, that is, the reading of the element hologram is determined to be completed. The determination is based on whether or not the block data has been read, and it is not necessary to determine whether or not reading of all the element holograms in the
It is assumed that multiple element holograms that record the same data contents are recorded, and furthermore, original recording data can be constructed by error correction processing and data interpolation processing without reading all data blocks Because there is also.
ステップＦ１１０では、第ｘの波長（第１の波長）の再生参照光Ｌ４（Ｌ４Ｒ）での必要量のデータ読み取りが完了したか否か、即ち多数の要素ホログラムｈＲから読み出されるべきデータが不揮発性メモリ３２に格納された状態になっているか否かを判断する。
なお、この判断のために、各種類の要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢのヘッダ情報として、その種類の要素ホログラムの全体で記録されたデータサイズやデータブロック数が記録されていればよい。
例えば多数の要素ホログラムｈＲとして記録された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、現在スキャン中の波長の再生参照光Ｌ４による読取を完了できたか否かが判別できる。
In Step F110, whether or not the required amount of data reading with the reproduction reference light L4 (L4R) of the xth wavelength (first wavelength) has been completed, that is, the data to be read from the multiple element holograms hR is nonvolatile. It is determined whether or not the data is stored in the
For this determination, it is only necessary to record the data size and the number of data blocks recorded for the whole type element holograms as the header information of each type element holograms hR, hG, and hB.
For example, by comparing the data size or the number of data blocks of the entire data recorded as a number of element holograms hR with the data size or the number of data blocks stored in the
現在の波長（参照光光源１６Ｒからの赤色再生参照光Ｌ４）による要素ホログラムｈＲのデータ読取が完了していなければ、ステップＦ１１１に進み、読取進捗状況を表示部５２に表示させる。この場合、ステップＦ１０９で計算した読取進捗状況に応じた表示を実行させることになる。例えばスキャン進行に伴って、図１５（ａ）のような進捗状況バー６０で進捗状況の表示を行う。
そしてステップＦ１０３に戻って、続いて再生像光が読み取られてくる要素ホログラムｈＲについての処理を同様に実行していく。
If data reading of the element hologram hR with the current wavelength (red reproduction reference light L4 from the
Then, returning to step F103, the process for the element hologram hR from which the reproduced image light is subsequently read is executed in the same manner.
図１４のステップＦ１０６において、デコードしたデータが既に不揮発性メモリ３２に格納されていると判断された場合は、ステップＦ１０７に進み、そのデコードデータ、つまり或る要素ホログラムからの読出データを破棄してステップＦ１０３に戻る。即ちこれは、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である。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。
なお、図１４には示していないが、ステップＦ１０５でデコードエラーとなる場合がある。例えば或る要素ホログラムの二次元画像信号が得られた場合でも、スキャン位置が適切ではなかったなどの理由で良好な読取ができず、適正なデコードができなかったような場合は、そのデータは破棄してステップＦ１０３にもどればよい。
If it is determined in step F106 in FIG. 14 that the decoded data is already stored in the
Although not shown in FIG. 14, a decoding error may occur in step F105. For example, even when a two-dimensional image signal of a certain element hologram is obtained, if the scanning position is not appropriate, good reading cannot be performed, and proper decoding cannot be performed. Discard and return to step F103.
第１の波長の再生参照光として、例えば参照光光源１６Ｒから赤色再生参照光Ｌ４Ｒが照射されている状態で、以上のステップＦ１０３〜Ｆ１１１の処理が繰り返されていくことで、ホログラムメモリ３上で、要素ホログラムｈＲが読み取られていく。
またこのとき、表示部５２では進捗状況バー６０のパーセンテージ表示が進行していくことになり、ユーザーは、これを見ることで、あとどれくらい手動スキャンを行う必要があるのかを認識できる。
As the reproduction reference light of the first wavelength, for example, when the red reproduction reference light L4R is irradiated from the
At this time, the percentage display of the
ステップＦ１１０で第１の波長、つまり赤色再生参照光Ｌ４Ｒによるまり要素ホログラムｈＲについての必要量のデータ読出が完了と判断されたら、ステップＦ１１２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７Ｒをオフとさせる。
そしてまだ読取を行っていない種類の要素ホログラムがあればステップＦ１１３からＦ１１４に進み、変数ｘをインクリメントしてステップＦ１０２に戻る。この場合、変数ｘ＝２とされ、ステップＦ１０２で第２の波長の参照光光源１６Ｇをオンとする。即ちシステムコントローラ５１は発光駆動部１４に指示して参照光光源１６Ｇから緑色再生参照光Ｌ４Ｇの発光を開始させる。
If it is determined in step F110 that the required amount of data has been read from the first wavelength, that is, the red reproduction reference light L4R, the
If there is an element hologram of a type that has not been read yet, the process proceeds from step F113 to F114, the variable x is incremented, and the process returns to step F102. In this case, the variable x = 2, and the
参照光光源７Ｇを発光させた状態で、ステップＦ１０３以降の処理を上記同様に行うことで、今度は要素ホログラムｈＧからデータ読出が行われていくことになる。そして順不同に読み出されてくる要素ホログラムｈＧからの読出データが不揮発性メモリ３２に蓄積されていく。
ある時点で、ステップＦ１１０で、第２の波長の緑色再生参照光Ｌ４Ｇによる要素ホログラムｈＧの読出が完了したと判断されたら、ステップＦ１１２で参照光光源７Ｇをオフとする。
そしてまだ読取を行っていない種類の要素ホログラムがるためステップＦ１１３からＦ１１４に進み、変数ｘをインクリメントしてステップＦ１０２に戻る。この場合、変数ｘ＝３とされ、ステップＦ１０２で第３の波長の参照光光源１６Ｂをオンとする。即ちシステムコントローラ５１は発光駆動部１４に指示して参照光光源１６Ｂから青色再生参照光Ｌ４Ｂの発光を開始させる。
By performing the processing after step F103 in the same manner as described above with the reference light source 7G being lit, data is read from the element hologram hG this time. Then, read data from the element hologram hG read in random order is accumulated in the
At some point, if it is determined in step F110 that the reading of the element hologram hG by the green reproduction reference light L4G having the second wavelength is completed, the reference light source 7G is turned off in step F112.
Since there is an element hologram of a type that has not yet been read, the process proceeds from step F113 to F114, the variable x is incremented, and the process returns to step F102. In this case, the variable x = 3, and the
参照光光源７Ｂを発光させた状態で、ステップＦ１０３以降の処理を上記同様に行うことで、今度は要素ホログラムｈＢからデータ読出が行われていくことになる。そして順不同に読み出されてくる要素ホログラムｈＢからの読出データが不揮発性メモリ３２に蓄積されていく。
ある時点で、ステップＦ１１０で、第３の波長の青色再生参照光Ｌ４Ｂによる要素ホログラムｈＢの読出が完了したと判断されたら、ステップＦ１１２で参照光光源７Ｂをオフとする。
By performing the processing after step F103 in the same manner as described above in a state where the reference light source 7B is made to emit light, data is read from the element hologram hB this time. Then, read data from the element hologram hB read in random order is accumulated in the
At a certain time, when it is determined in step F110 that the reading of the element hologram hB by the blue reproduction reference light L4B having the third wavelength is completed, the reference light source 7B is turned off in step F112.
ホログラムメモリ３が、要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢの３種類が記録されているものである場合、この時点でステップＦ１１３で、ホログラムメモリ３全体の読取完了となる。
この場合、ステップＦ１１５に進み、表示部５２で読取完了表示を行う。つまり図１５（ｂ）のように進捗状況バー６０及び数値を１００％完了の状態で表示させる。またこのとき、スキャン完了として、ユーザーに手動スキャンを終わらせるメッセージを表示してもよい。
When the
In this case, the process proceeds to step F115, and the reading completion display is performed on the
そしてステップＦ１１２では、システムコントローラ５１はメモリコントローラ２１に指示し、不揮発性メモリ３２に格納された読出データを再構築させる。即ちこの時点で所定量のデータ、即ち元々の記録データを構成する必要量のデータブロックのデータが不揮発性メモリ３２に格納されているため、各データブロックをブロック番号順に並べ、再生データを生成する。例えばコンテンツデータとしての再生データを生成する。この再生データは、その後例えば外部インターフェース４１から外部機器１００に出力され、ユーザーは、外部機器１００において再生データを使用することができる。
以上でホログラムメモリ３からの再生が完了し、システムコントローラ５１は再生処理を終える。
In step F112, the
Thus, the reproduction from the
以上のように構成例Ｉのホログラムリーダ６は、発光駆動部１４が参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂから出力させる再生参照光Ｌ４の波長を所定タイミングで切り換えると共に、ホログラムメモリ３上の複数種類の要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢのうちで、再生参照光Ｌ４の波長（Ｌ４Ｒ、Ｌ４Ｇ、Ｌ４Ｂ）に対応した種類の要素ホログラムの二次元画像が撮像素子部１２で撮像されるように構成したものである。
As described above, the
なお、以上の構成例Ｉのホログラムリーダ６においては、本発明の請求項１、請求項２のホログラム再生装置の構成要件には、以下の部位又は処理機能が対応する。
撮像手段：撮像部１０。
復号処理手段：信号処理部２０。
光源部：参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ。
波長制御部：発光駆動部１４及びシステムコントローラ５１の発光制御機能（ステップＦ１０１，Ｆ１０２，Ｆ１１２，Ｆ１１４）。
撮像素子部：撮像素子部１２。
In the
Imaging means: imaging
Decoding processing means: signal processing unit 20.
Light source unit: reference
Wavelength controller: Light emission control function of the
Image sensor unit:
また本発明のホログラム再生方法の構成要件は、以下のように対応する。
撮像ステップ：ステップＦ１０１〜Ｆ１０３、Ｆ１１２、Ｆ１１４。
復号ステップ：ステップＦ１０４，Ｆ１０５。
Further, the configuration requirements of the hologram reproducing method of the present invention correspond as follows.
Imaging step: Steps F101 to F103, F112, F114.
Decoding step: steps F104 and F105.
［４．ホログラムリーダの構成例II］
続いて実施の形態のホログラムリーダ６の構成例IIについて説明する。
図１６は構成例IIとしてのホログラムリーダ６のブロック図である。なお、上記図１３の構成例Ｉとは、信号処理部２０、メモリ部３０、外部機器ＩＦ部４０の構成及び動作は同様であるため、これらの説明は省略し、主に撮像部１０について述べる。
[4. Hologram reader configuration example II]
Next, a configuration example II of the
FIG. 16 is a block diagram of a
この場合、撮像部１０は、コリメータレンズ１１、撮像素子部１２、カメラ制御機構部１３、発光駆動部１４、ホログラムスキャン制御部１５、参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂを有して構成される。
そして上記構成例Ｉと異なるのは、ホログラムスキャン制御部１５内のトラッキング演算部１５ａで要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢに対するトラッキングタイミングの判定演算を行うこと、及びトラッキングタイミングの判定結果に応じて発光駆動部１４による参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂが発光制御動作を行うことである。
In this case, the
The difference from the above configuration example I is that the tracking
ここでいうトラッキングとは、再生参照光Ｌ４（Ｌ４Ｒ、Ｌ４Ｇ、Ｌ４Ｂ）が或る要素ホログラムに対して最適位置に照射されたタイミングを検出ものである。これは或る要素ホログラムから最も輝度レベルの高い再生像光が得られるタイミングとも言える。
図１７でトラッキングについて説明する。
図１７（ａ）は要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢの配列の一部を示しており、この要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢに対して、再生参照光Ｌ４Ｒ、Ｌ４Ｇ、Ｌ４Ｂが全てオンの状態で矢印に示すようにスキャンが行われたときに撮像素子部１２で得られる再生像光の検出波形（輝度合計値）を図１７（ｂ）に信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢとして示している。実線で示す信号ＳＲは再生参照光Ｌ４Ｒによって得られる要素ホログラムｈＲの再生像光の検出輝度レベル、一点鎖線で示す信号ＳＧは再生参照光Ｌ４Ｇによって得られる要素ホログラムｈＧの再生像光の検出輝度レベル、点線で示す信号ＳＢは再生参照光Ｌ４Ｂによって得られる要素ホログラムｈＢの再生像光の検出輝度レベルである。信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢは、それぞれ再生参照光Ｌ４Ｒ、Ｌ４Ｇ、Ｌ４Ｂが要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢの中心位置となったときに輝度レベルが最大となる。
さらに図１７（ｃ）は、信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢを合計値（ＳＲ＋ＳＧ＋ＳＢ）として、輝度加算信号の波形を示している。
The tracking here refers to detecting the timing at which the reproduction reference light L4 (L4R, L4G, L4B) is irradiated to an optimum position with respect to a certain element hologram. This can be said to be the timing at which reproduced image light having the highest luminance level is obtained from a certain element hologram.
Tracking will be described with reference to FIG.
FIG. 17A shows a part of the arrangement of the element holograms hR, hG, hB, and the arrows are displayed with the reproduction reference beams L4R, L4G, L4B turned on for the element holograms hR, hG, hB. As shown in FIG. 17, the detection waveform (luminance total value) of the reproduced image light obtained by the
Further, FIG. 17C shows the waveform of the luminance addition signal with the signals SR, SG, and SB as a total value (SR + SG + SB).
トラッキング動作としては、システムコントローラ５１は、発光駆動部１４を制御して、参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂを全てオンとさせる。このとき、撮像素子部１２によっては、要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢのそれぞれの再生像光が検出されることになる。
トラッキング演算部１５ａは、撮像素子部１２で得られた再生像光の撮像信号から、図１７（ｂ）の信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢのレベルを検出する。また信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢのレベルを加算し、図１７（ｃ）の輝度加算信号のレベルを算出する。そして輝度加算信号と閾値Ｔｈの比較処理を行う。
トラッキング演算部１５ａは、輝度加算信号と閾値Ｔｈの比較結果と、信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢの各レベルの情報をシステムコントローラ５１に受け渡す。システムコントローラ５１はトラッキング演算部１５ａからの情報に基づいてトラッキング状態を判別する。
図１７（ｃ）からわかるように、輝度加算信号が閾値Ｔｈを越えるのは、或る要素ホログラムに対する最適なトラッキングタイミング、つまりスキャン位置が或る要素ホログラムの真上付近となっている期間である。
つまり、輝度加算信号と閾値Ｔｈの比較結果によって、或る要素ホログラムに対する適切なトラッキングタイミングとなっているか否かが判別できる。また、トラッキングタイミングとなったことが判別された時点で、要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢのいずれの要素ホログラムに対する最適トラッキングタイミングであるかは、信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢのレベルにより判別できる。例えば要素ホログラムｈＲに対するトラッキングタイミングでは、信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢのうちで信号ＳＲが最大になっているためである。
このようにして或る要素ホログラムに対するトラッキングタイミング、つまり好適な再生像光が得られる期間となったことが検出されたら、そのときに対応する波長の参照光光源のみをオンとし、他をオフとすれば、１つの要素ホログラムの二次元画像をクロストーク無く得ることができる。
As the tracking operation, the
The tracking
The tracking
As can be seen from FIG. 17 (c), the luminance addition signal exceeds the threshold Th during the optimal tracking timing for a certain element hologram, that is, the period during which the scan position is directly above the certain element hologram. .
That is, it is possible to determine whether or not an appropriate tracking timing for a certain element hologram is obtained based on a comparison result between the luminance addition signal and the threshold value Th. Further, when it is determined that the tracking timing is reached, it is possible to determine which of the element holograms hR, hG, and hB is the optimum tracking timing for the level of the signals SR, SG, and SB. This is because, for example, the signal SR is maximum among the signals SR, SG, and SB at the tracking timing for the element hologram hR.
In this way, when it is detected that the tracking timing for a certain element hologram, that is, a period during which a suitable reproduced image light is obtained, only the reference light source having the corresponding wavelength at that time is turned on and the others are turned off. Then, a two-dimensional image of one element hologram can be obtained without crosstalk.
なお、以上のトラッキングタイミング判別を行うためには、参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂからの再生参照光Ｌ４Ｒ、Ｌ４Ｇ、Ｌ４Ｂは、それぞれ要素ホログラムに対して均等な距離関係で照射されることが望ましいため、ホログラムリーダ６の読込面（ホログラムメモリ３に対向する筐体面）において、図１８のように円周上の３カ所から円の中心に向けて１つの要素ホログラムに照射されるように配置されるとよい。
In order to perform the above tracking timing discrimination, it is desirable that the reproduction reference beams L4R, L4G, and L4B from the reference
図１６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１９で説明する。図１９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。
なお、説明の簡略化のため、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する。また進捗状況表示についての説明も省略する。但し、自動スキャンが採用される場合はカメラ制御機構部１３が動作してスキャンを行う。また進捗状況表示についても構成例Ｉで述べた場合と同様に行うことができる。
The processing when data is reproduced from the
For simplification of explanation, it is assumed that the scanning method is manual scanning and the camera
再生開始に応じて、システムコントローラ５１は、ステップＦ２０１で発光駆動部１４に指示を与え、参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂを全て発光させ、再生参照光Ｌ４Ｒ、Ｌ４Ｇ、Ｌ４Ｂ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ｈＲ、ｈＧ、ｈＢの再生像光Ｌ５が撮像素子部１２に検出されることになる。
In response to the start of reproduction, the
In this state, when the user moves the
この状態でシステムコントローラ５１は、ステップＦ２０２で、トラッキング演算部１５ａの輝度加算信号と閾値Ｔｈの比較結果を監視する。スキャン位置が或る要素ホログラムの真上付近となったときに、輝度加算信号ＳＲ＋ＳＧ＋ＳＢが閾値Ｔｈを越えるため、ステップＦ２０２ではこの状態となることを待機することになる。
ステップＦ２０２で輝度加算信号（ＳＲ＋ＳＧ＋ＳＢ）＞閾値Ｔｈとなったことが検出されたら、ステップＦ２０３，Ｆ２０４に進んで、その時点で得られる信号ＳＲ、ＳＧ、ＳＢのレベル比較を行う。
In this state, in step F202, the
If it is detected in step F202 that the luminance addition signal (SR + SG + SB)> threshold Th, the process proceeds to steps F203 and F204, and the levels of the signals SR, SG, and SB obtained at that time are compared.
ステップＦ２０３でＳＲ＞ＳＢ、及びＳＲ＞ＳＧ、つまり信号ＳＲが最大とされたら、そのときは要素ホログラムｈＲに対するトラッキングタイミングと判別できるため、ステップＦ２０５に進み、発光駆動部１４に指示して参照光光源１６Ｇ、１６Ｂをオフとさせる。
これにより要素ホログラムｈＲに対するトラッキングタイミングにおいて、その要素ホログラムｈＲに対して参照光光源１６Ｒからの再生参照光Ｌ４Ｒのみが照射される状態となり、要素ホログラムｈＲの再生像光のみが撮像素子部１２に導かれる。このときの撮像素子部１２及びホログラムスキャン制御部１５の動作により、ステップＦ２０６として要素ホログラムｈＲ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。そしてホログラムスキャン制御部１５から出力される、或る要素ホログラムｈＲの二次元画像信号は、メモリコントローラ２１によって一旦情報用メモリ３１に格納される。
If SR> SB and SR> SG, that is, the signal SR is maximized in step F203, the tracking timing for the element hologram hR can be determined at that time, so the process proceeds to step F205 to instruct the light
As a result, at the tracking timing for the element hologram hR, only the reproduction reference light L4R from the
ステップＦ２０４でＳＢ＞ＳＲ、及びＳＢ＞ＳＧ、つまり信号ＳＢが最大とされたら、そのときは要素ホログラムｈＢに対するトラッキングタイミングと判別できるため、ステップＦ２０７に進み、発光駆動部１４に指示して参照光光源１６Ｇ、１６Ｒをオフとさせる。
これにより要素ホログラムｈＢに対するトラッキングタイミングにおいて、その要素ホログラムｈＢに対して参照光光源１６Ｂからの再生参照光Ｌ４Ｂのみが照射される状態となり、要素ホログラムｈＢの再生像光のみが撮像素子部１２に導かれる。このときの撮像素子部１２及びホログラムスキャン制御部１５の動作により、ステップＦ２０８として要素ホログラムｈＢ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。そしてホログラムスキャン制御部１５から出力される、或る要素ホログラムｈＢの二次元画像信号は、メモリコントローラ２１によって一旦情報用メモリ３１に格納される。
If SB> SR and SB> SG, that is, the signal SB is maximized in step F204, the tracking timing for the element hologram hB can be determined at that time, so the process proceeds to step F207 to instruct the light
As a result, at the tracking timing for the element hologram hB, only the reproduction reference light L4B from the
ステップＦ２０３、Ｆ２０４で否定結果となった場合、つまりＳＧ＞ＳＲ、及びＳＧ＞ＳＢで信号ＳＧが最大と判断された場合は、要素ホログラムｈＧに対するトラッキングタイミングと判別できるため、ステップＦ２０９に進み、発光駆動部１４に指示して参照光光源１６Ｒ、１６Ｂをオフとさせる。
これにより要素ホログラムｈＧに対するトラッキングタイミングにおいて、その要素ホログラムｈＧに対して参照光光源１６Ｇからの再生参照光Ｌ４Ｇのみが照射される状態となり、要素ホログラムｈＧの再生像光のみが撮像素子部１２に導かれる。このときの撮像素子部１２及びホログラムスキャン制御部１５の動作により、ステップＦ２１０として要素ホログラムｈＧ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。そしてホログラムスキャン制御部１５から出力される、或る要素ホログラムｈＧの二次元画像信号は、メモリコントローラ２１によって一旦情報用メモリ３１に格納される。
If a negative result is obtained in steps F203 and F204, that is, if SG> SR and SG> SB and the signal SG is determined to be maximum, the tracking timing for the element hologram hG can be determined, so the process proceeds to step F209 to emit light. The
As a result, at the tracking timing for the element hologram hG, only the reproduction reference light L4G from the
システムコントローラ５１は、ステップＦ２０６，又はＦ２０８，又はＦ２１０の動作としての要素ホログラムの二次元画像信号の取込を確認したら、ステップＦ２１１の画像処理、ステップＦ２１２のデコード処理を実行させる。
即ちステップＦ２１１では情報用メモリ３１に取り込んだ二次元画像信号について、光学補正変数算出部２２、幾何歪み補正変数算出部２３の処理を実行させる。
またステップＦ２１２では、二次元画像信号について二値化部２４，復号部２５の処理を実行させ、復号データを得る。
When the
That is, in step F211, the optical correction
In step F212, the
ステップＦ２１２で或る１つの要素ホログラムについてのデータがデコードされたら、ステップＦ２１３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。
デコードしたデータが、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Ｆ２１５に進み、当該デコードしたデータを、或る１つの要素ホログラムから読み出したデータとして不揮発性メモリ３２に格納させる。
When data about one element hologram is decoded in step F212, it is determined in step F213 whether or not the decoded data is already stored in the
If it is determined that the decoded data is not yet stored in the
ステップＦ２１６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。
なお、この判断のために、各要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢのヘッダ情報として、元々のコンテンツデータ等の記録データのデータサイズやデータブロック数が記録されていればよい。
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Ｆ２０１に戻って再び上記処理を同様に実行し、トラッキング判別しながらトラッキングタイミングとなった要素ホログラムに対するデータ読出を行っていく。
In step F216, it is determined whether or not the data reading from the
For this determination, the data size and the number of data blocks of the recording data such as the original content data may be recorded as the header information of each element hologram hR, hG, hB.
If the data reading from the
ステップＦ２１３において、デコードしたデータが既に不揮発性メモリ３２に格納されていると判断された場合は、ステップＦ２１４に進み、そのデコードデータ、つまり或る要素ホログラムからの読出データを破棄してステップＦ２０１に戻る。
また図１９には示していないが、ステップＦ２１２でデコードエラーとなった場合も、そのデータを破棄してステップＦ２０１にもどればよい。
If it is determined in step F213 that the decoded data is already stored in the
Although not shown in FIG. 19, even when a decoding error occurs in step F212, the data may be discarded and the process may return to step F201.
ステップＦ２１６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Ｆ２１７に進み、システムコントローラ５１はメモリコントローラ２１に指示して、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のデータが不揮発性メモリ３２に格納されているため、各データブロックをブロック番号順に並べ、再生データを生成する。例えばコンテンツデータとしての再生データを生成する。この再生データは、その後例えば外部インターフェース４１から外部機器１００に出力され、ユーザーは、外部機器１００において再生データを使用することができる。
ステップＦ２１８では、その時点でオンとされていた参照光光源をオフとさせる。即ち参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂを全てオフとさせ、以上でホログラムメモリ３からの再生処理を終える。
If it is determined in step F216 that reading of the
In step F218, the reference light source that was turned on at that time is turned off. That is, the
以上のように構成例IIのホログラムリーダ６は、再生参照光Ｌ４Ｒ、Ｌ４Ｇ、Ｌ４Ｂが同時に照射される状態においてトラッキング演算部１５ａの演算結果からシステムコントローラ５１は要素ホログラムに対するトラッキングタイミングを判別する。そして或る要素ホログラムに対するトラッキングタイミングと判別されたときに、その要素ホログラムに応じた波長の再生参照光のみを照射するようにし、撮像素子部１２で、当該要素ホログラムの二次元画像を撮像するように構成したものである。
As described above, in the
なお、以上の構成例IIのホログラムリーダ６においては、本発明の請求項１、請求項３のホログラム再生装置の構成要件には、以下の部位又は処理機能が対応する。
撮像手段：撮像部１０。
復号処理手段：信号処理部２０。
光源部：参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂ。
波長制御部：発光駆動部１４及びシステムコントローラ５１の発光制御機能（ステップＦ２０１，Ｆ２０５，Ｆ２０７，Ｆ２０９）。
撮像素子部：撮像素子部１２。
トラッキング状態判別部：トラッキング演算部１５ａ及びシステムコントローラ５１のトラッキング判別機能（ステップＦ２０２、Ｆ２０３、Ｆ２０４）。
In the
Imaging means: imaging
Decoding processing means: signal processing unit 20.
Light source unit: reference
Wavelength controller: Light emission control function of the
Image sensor unit:
Tracking state determination unit: tracking determination function of the tracking
また本発明のホログラム再生方法の構成要件は、以下のように対応する。
撮像ステップ：ステップＦ２０１〜Ｆ２１０。
復号ステップ：ステップＦ２１１，Ｆ２１２。
Further, the configuration requirements of the hologram reproducing method of the present invention correspond as follows.
Imaging step: Steps F201 to F210.
Decoding step: Steps F211, F212.
［５．ホログラムリーダの構成例III］
続いて実施の形態のホログラムリーダ６の構成例IIIについて説明する。
図２０は構成例IIIとしてのホログラムリーダ６のブロック図である。なお、上記図１３の構成例Ｉとは、信号処理部２０、メモリ部３０、外部機器ＩＦ部４０の構成及び動作は同様であるため、これらの説明は省略し、主に撮像部１０について述べる。
[5. Hologram reader configuration example III]
Next, a configuration example III of the
FIG. 20 is a block diagram of the
この場合、撮像部１０は、コリメータレンズ１１、波長フィルタ１７、撮像素子部１２、カメラ制御機構部１３、発光駆動部１４、ホログラムスキャン制御部１５、参照光光源１６Ｗ、フィルタ制御部１８を有して構成される。
上記構成例Ｉと異なるのは、コリメータレンズ１１を介して導入される再生像光が波長フィルタ１７を介して撮像素子部１２に導かれることと、再生参照光Ｌ４の光源として１つの参照光光源１６Ｗが設けられることである。
参照光光源１６Ｗは赤、緑、青の波長成分を含む広波長帯域の光として白色光を出力する光源とされる。発光駆動部１４はシステムコントローラ５１の指示に応じて参照光光源１６Ｗをオン／オフする。
波長フィルタ１７は、赤色光を透過する赤色透過フィルタ、緑色光を透過する緑色透過フィルタ、青色光を透過する青色透過フィルタという３つのフィルタを有し、これらを再生像光の光路上に選択的に挿入できる構成とされている。例えば回転可能な円盤基台に赤色透過フィルタ、緑色透過フィルタ、青色透過フィルタが１２０°毎に配置され、円盤基台が回転されることで、この３つのうち１つのフィルタが光路上に挿入されるような機構が想定される。この場合、フィルタ制御部１８が、システムコントローラ５１の指示に応じて円盤基台を回転駆動することで、所要のフィルタが光路に挿入される。
なおもちろん、これ以外の構造であっても、赤、緑、青をそれぞれ透過させるフィルタの１つが選択的に再生像光の光路に挿入される構成であれば、どのようなものでも良い。
In this case, the
The difference from the above configuration example I is that the reproduced image light introduced through the
The
The
Of course, any other structure may be used as long as one of the filters that respectively transmit red, green, and blue is selectively inserted into the optical path of the reproduced image light.
図２０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２１で説明する。図２１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。
なお、説明の簡略化のため、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する。また進捗状況表示についての説明も省略する。但し、自動スキャンが採用される場合はカメラ制御機構部１３が動作してスキャンを行う。また進捗状況表示についても構成例Ｉで述べた場合と同様に行うことができる。
The processing when data is reproduced from the
For simplification of explanation, it is assumed that the scanning method is manual scanning and the camera
システムコントローラ５１は、再生開始に伴い、まずステップＦ３０１で参照光光源１６Ｗをオンとするように発光駆動部１４に指示を与え、再生参照光Ｌ４をホログラムメモリ３に照射できる状態とする。
またシステムコントローラ５１は、ステップＦ３０２で変数ｘ＝１とし、ステップＦ３０３で波長フィルタ１７を第ｘの波長を透過する状態に制御する。例えば第１の波長を赤色波長、第２の波長を緑色波長、第３の波長を青色波長とする例で述べる。この場合、システムコントローラ５１は、まず第１の波長である赤色波長を透過する赤色透過フィルタがコリメータレンズ１１と撮像素子部１２の間に挿入されるようにフィルタ制御部１８に指示を与える。
As the reproduction starts, the
The
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と、ホログラムメモリ３には白色の再生参照光Ｌ４が照射されているため、要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢのそれぞれの再生像光が発生する。ところが波長フィルタ１７において赤色透過フィルタが機能していることから、撮像素子部１２には要素ホログラムｈＲの再生像光Ｌ５のみが到達し、要素ホログラムｈＲの二次元画像が撮像素子部１２に検出されることになる。
In this state, when the user moves the
ステップＦ３０４では、撮像素子部１２及びホログラムスキャン制御部１５の動作により、或る要素ホログラムｈＲの再生像光Ｌ５が取り込まれ、二次元画像の撮像信号としてのデジタルデータが得られる。ホログラムスキャン制御部１５から出力される、或る要素ホログラムｈＲの二次元画像信号は、メモリコントローラ２１によって一旦情報用メモリ３１に格納される。
システムコントローラ５１は、ステップＦ３０４の動作としての要素ホログラムの二次元画像信号の取込を確認したら、ステップＦ３０５の画像処理、ステップＦ３０６のデコード処理を実行させる。
即ちステップＦ３０５では情報用メモリ３１に取り込んだ二次元画像信号について、光学補正変数算出部２２、幾何歪み補正変数算出部２３の処理を実行させる。
またステップＦ３０６では、二次元画像信号について二値化部２４，復号部２５の処理を実行させ、復号データを得る。
In Step F304, the reproduction image light L5 of a certain element hologram hR is taken in by the operations of the
When the
That is, in step F305, the processing of the optical correction
In step F306, the
ステップＦ３０６で或る１つの要素ホログラムについてのデータがデコードされたら、ステップＦ３０７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。
デコードしたデータが、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Ｆ３０９に進み、当該デコードしたデータを、或る１つの要素ホログラムから読み出したデータとして不揮発性メモリ３２に格納させる。
If the data for one element hologram is decoded in step F306, it is determined in step F307 whether or not the decoded data is already stored in the
If it is determined that the decoded data is not yet stored in the
ステップＦ３１０では、第ｘの波長（第１の波長）をフィルタ部１７で選択した状態での必要量のデータ読み取りが完了したか否か、即ち多数の要素ホログラムｈＲから読み出されるべきデータが不揮発性メモリ３２に格納された状態になっているか否かを判断する。
なお、この判断のために、各種類の要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢのヘッダ情報として、その種類の要素ホログラムの全体で記録されたデータサイズやデータブロック数が記録されていればよい。
In step F310, whether or not the required amount of data has been read with the xth wavelength (first wavelength) selected by the
For this determination, it is only necessary to record the data size and the number of data blocks recorded for the whole type element holograms as the header information of each type element holograms hR, hG, and hB.
現在のフィルタ部１７で選択している波長（赤色波長）による二次元画像の読取、つまり要素ホログラムｈＲのデータ読取が完了していなければ、ステップＦ３０４に戻って、続いて再生像光が読み取られてくる要素ホログラムｈＲについての処理を同様に実行していく。
If the reading of the two-dimensional image by the wavelength (red wavelength) currently selected by the
ステップＦ３０７において、デコードしたデータが既に不揮発性メモリ３２に格納されていると判断された場合は、ステップＦ３０８に進み、そのデコードデータ、つまり或る要素ホログラムからの読出データを破棄してステップＦ３０４に戻る。
また図２１には示していないが、ステップＦ３０６でデコードエラーとなった場合も、そのデータを破棄してステップＦ３０４にもどればよい。
If it is determined in step F307 that the decoded data is already stored in the
Although not shown in FIG. 21, if a decoding error occurs in step F306, the data can be discarded and the process can return to step F304.
フィルタ部１７で例えば赤色波長が透過されるように設定されている状態で、以上のステップＦ３０４〜Ｆ３１０の処理が繰り返されていくことで、ホログラムメモリ３上の要素ホログラムｈＲが読み取られていく。
ステップＦ３１０で、フィルタ部１７で第１の波長、つまり赤色波長が選択的に透過される状態でのデータ読出、つまり要素ホログラムｈＲについての必要量のデータ読出が完了と判断されたら、ステップＦ３１１に進み、ホログラムメモリ３の全体の読出が完了したか否かを判断する。
そしてまだ読取を行っていない種類の要素ホログラムがあればステップＦ３１１からＦ３１２に進み、変数ｘをインクリメントしてステップＦ３０３に戻る。この場合、変数ｘ＝２とされ、ステップＦ３０３で波長フィルタ１７を第２の波長を透過する状態に制御する。即ちシステムコントローラ５１は、緑色波長を透過する緑色透過フィルタがコリメータレンズ１１と撮像素子部１２の間に挿入されるようにフィルタ制御部１８に指示を与える。
これにより、緑色波長である要素ホログラムｈＧの再生像光が選択的に透過されて撮像素子部１２で検出される状態となる。
この状態でステップＦ３０４以降の処理を上記同様に行うことで、今度は要素ホログラムｈＧからデータ読出が行われていくことになる。そして順不同に読み出されてくる要素ホログラムｈＧからの読出データが不揮発性メモリ３２に蓄積されていく。
For example, the element hologram hR on the
If it is determined in step F310 that the data reading in the state in which the first wavelength, that is, the red wavelength is selectively transmitted by the
If there is an element hologram of a type that has not been read yet, the process proceeds from step F311 to F312 to increment the variable x and returns to step F303. In this case, the variable x = 2, and the
As a result, the reproduced image light of the element hologram hG having a green wavelength is selectively transmitted and detected by the
In this state, the processing after step F304 is performed in the same manner as described above, so that data is read from the element hologram hG. Then, read data from the element hologram hG read in random order is accumulated in the
ある時点で、ステップＦ３１０で、第２の波長の透過状態での読み取り、即ち要素ホログラムｈＧの読出が完了したと判断されたら、ステップＦ３１１に進む。
この場合、まだ読取を行っていない種類の要素ホログラムがるためステップＦ３１１からＦ３１２に進み、変数ｘをインクリメントしてステップＦ３０３に戻る。つまり変数ｘ＝２とされ、ステップＦ３０３で波長フィルタ１７を第３の波長を透過する状態に制御する。即ちシステムコントローラ５１は、青色波長を透過する緑色透過フィルタがコリメータレンズ１１と撮像素子部１２の間に挿入されるようにフィルタ制御部１８に指示を与える。
これにより、青色波長である要素ホログラムｈＢの再生像光が選択的に透過されて撮像素子部１２で検出される状態となる。
この状態でステップＦ３０４以降の処理を上記同様に行うことで、今度は要素ホログラムｈＢからデータ読出が行われていくことになる。そして順不同に読み出されてくる要素ホログラムｈＢからの読出データが不揮発性メモリ３２に蓄積されていく。
ある時点で、ステップＦ３１０で、第３の波長の透過状態による要素ホログラムｈＢの読出が完了したと判断されたら、ステップＦ３１１に進む。
ホログラムメモリ３が、要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢの３種類が記録されているものである場合、この時点のステップＦ３１１で、ホログラムメモリ３全体の読取完了となる。
この場合システムコントローラ５１は、ステップＦ３１３に進み、発光駆動部１４に指示して参照光光源１６Ｗをオフにさせ、またステップＦ３１４でメモリコントローラ２１に指示し、不揮発性メモリ３２に格納された読出データを再構築させる。即ちこの時点で所定量のデータ、即ち元々の記録データを構成する必要量のデータブロックのデータが不揮発性メモリ３２に格納されているため、各データブロックをブロック番号順に並べ、再生データを生成する。例えばコンテンツデータとしての再生データを生成する。この再生データは、その後例えば外部インターフェース４１から外部機器１００に出力され、ユーザーは、外部機器１００において再生データを使用することができる。
以上でホログラムメモリ３からの再生が完了し、システムコントローラ５１は再生処理を終える。
At some point, when it is determined in step F310 that reading in the transmission state of the second wavelength, that is, reading of the element hologram hG is completed, the process proceeds to step F311.
In this case, since there is an element hologram of a type that has not yet been read, the process proceeds from step F311 to F312 to increment the variable x and returns to step F303. That is, the variable x = 2, and the
As a result, the reproduction image light of the element hologram hB having a blue wavelength is selectively transmitted and detected by the
In this state, by performing the processing after step F304 in the same manner as described above, data is read from the element hologram hB. Then, read data from the element hologram hB read in random order is accumulated in the
At some point, if it is determined in step F310 that reading of the element hologram hB by the transmission state of the third wavelength is completed, the process proceeds to step F311.
When the
In this case, the
Thus, the reproduction from the
以上のように構成例IIIのホログラムリーダ６は、フィルタ制御部１８が波長フィルタ１７の透過波長を所定タイミングで切り換えると共に、ホログラムメモリ３上の複数種類の要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢのうちで、波長フィルタ１７の透過波長に対応した種類の要素ホログラムの二次元画像が撮像素子部１２で撮像されるように構成したものである。
As described above, in the
なお、以上の構成例IIIのホログラムリーダ６においては、本発明の請求項１、請求項４のホログラム再生装置の構成要件には、以下の部位又は処理機能が対応する。
撮像手段：撮像部１０。
復号処理手段：信号処理部２０。
光源部：参照光光源１６Ｗ。
波長フィルタ部：波長フィルタ１７。
撮像素子部：撮像素子部１２。
フィルタ制御部：フィルタ制御部１８及びシステムコントローラ５１のフィルタ制御機能（ステップＦ３０２，Ｆ３０３，Ｆ３１２）。
In the
Imaging means: imaging
Decoding processing means: signal processing unit 20.
Light source unit: reference
Wavelength filter unit:
Image sensor unit:
Filter control unit: Filter control function of the
また本発明のホログラム再生方法の構成要件は、以下のように対応する。
撮像ステップ：ステップＦ３０１〜Ｆ３０４、Ｆ３１２。
復号ステップ：ステップＦ３０５，Ｆ３０６。
Further, the configuration requirements of the hologram reproducing method of the present invention correspond as follows.
Imaging step: Steps F301 to F304, F312.
Decoding step: Steps F305 and F306.
［６．ホログラムリーダの構成例IV］
続いて実施の形態のホログラムリーダ６の構成例IVについて説明する。
図２２は構成例IVとしてのホログラムリーダ６のブロック図である。なお、上記図１３の構成例Ｉとは、信号処理部２０、メモリ部３０、外部機器ＩＦ部４０の構成及び動作は同様であるため、これらの説明は省略し、主に撮像部１０について述べる。
[6. Hologram reader configuration example IV]
Next, a configuration example IV of the
FIG. 22 is a block diagram of the
この場合、撮像部１０は、コリメータレンズ１１、撮像素子部１２、カメラ制御機構部１３、発光駆動部１４、ホログラムスキャン制御部１５、参照光光源１６Ｗを有して構成される。
上記構成例Ｉと異なるのは、再生参照光Ｌ４の光源として１つの参照光光源１６Ｗが設けられることと、ホログラムスキャン制御部１５内に、波長フィルタ１５ｂ、バッファ部１５ｃ，１５ｄ，１５ｅが設けられることである。
参照光光源１６Ｗは赤、緑、青の波長成分を含む広波長帯域の光として白色光を出力する光源とされる。発光駆動部１４はシステムコントローラ５１の指示に応じて参照光光源１６Ｗをオン／オフする。
波長フィルタ１５ｂは、撮像素子部１２から得られる撮像信号に対するフィルタ演算処理を行い、赤色波長成分、緑色波長成分、青色波長成分をそれぞれ抽出する。
バッファ部１５ｃは、波長フィルタ１５ｂで抽出された撮像信号の赤色波長成分の信号、即ち要素ホログラムｈＲの二次元画像信号成分を一時的に記憶する。
バッファ部１５ｄは、波長フィルタ１５ｂで抽出された撮像信号の緑色波長成分の信号、即ち要素ホログラムｈＧの二次元画像信号成分を一時的に記憶する。
バッファ部１５ｅは、波長フィルタ１５ｂで抽出された撮像信号の青色波長成分の信号、即ち要素ホログラムｈＢの二次元画像信号成分を一時的に記憶する。
In this case, the
The difference from the configuration example I is that one
The
The
The
The
The
図２２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２３で説明する。図２３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。
なお、説明の簡略化のため、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する。また進捗状況表示についての説明も省略する。但し、自動スキャンが採用される場合はカメラ制御機構部１３が動作してスキャンを行う。また進捗状況表示についても構成例Ｉで述べた場合と同様に行うことができる。
A process when data is reproduced from the
For simplification of explanation, it is assumed that the scanning method is manual scanning and the camera
再生開始に応じて、システムコントローラ５１は、ステップＦ４０１で発光駆動部１４に指示を与え、参照光光源１６Ｗを発光させ、白色光の再生参照光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ｈＲ、ｈＧ、ｈＢの再生像光Ｌ５が撮像素子部１２に検出されることになる。
In response to the start of reproduction, the
In this state, when the user moves the
ステップＦ４０２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ｈＲ、ｈＧ、ｈＲ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。
つまり、撮像素子部１２によっては要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢの再生像光Ｌ５が撮像されるが、その撮像信号から、ホログラムスキャン制御部１５内でフィルタ部１５ｂの演算処理により、赤色波長成分、緑色波長成分、青色波長成分が抽出される。そして赤色波長成分の撮像信号成分が、バッファ部１５ｃに要素ホログラムｈＲの二次元画像信号として格納される。
同様に緑色波長成分の撮像信号成分が、バッファ部１５ｄに要素ホログラムｈＧの二次元画像信号として格納され、青色波長成分の撮像信号成分が、バッファ部１５ｅに要素ホログラムｈＢの二次元画像信号として格納される。
ホログラムスキャン制御部１５は、それぞれバッファ部１５ｃ，１５ｄ，１５ｅに格納される撮像信号に対して、順次信号処理やＡ／Ｄ変換を行い、それぞれ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。
In step F402, digital data as a two-dimensional image pickup signal of the element holograms hR, hG, and hR is obtained by the operations of the image
In other words, the reproduced image light L5 of the element holograms hR, hG, and hB is picked up by the image
Similarly, the imaging signal component of the green wavelength component is stored as a two-dimensional image signal of the element hologram hG in the
The hologram
システムコントローラ５１は、ステップＦ４０２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する毎に、その二次元画像信号毎に、ステップＦ４０３の画像処理、ステップＦ４０４のデコード処理を実行させる。
即ちステップＦ４０３では情報用メモリ３１に取り込んだ二次元画像信号について、光学補正変数算出部２２、幾何歪み補正変数算出部２３の処理を実行させる。
またステップＦ４０４では、二次元画像信号について二値化部２４，復号部２５の処理を実行させ、復号データを得る。
The
That is, in step F403, the optical correction
In step F404, the
ステップＦ４０４で或る１つの要素ホログラムについてのデータがデコードされたら、ステップＦ４０５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。
デコードしたデータが、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Ｆ４０７に進み、当該デコードしたデータを、或る１つの要素ホログラムから読み出したデータとして不揮発性メモリ３２に格納させる。
If the data for one element hologram is decoded in step F404, it is determined in step F405 whether the decoded data is already stored in the
If it is determined that the decoded data is not yet stored in the
ステップＦ４０８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Ｆ４０２に戻って再び上記処理を同様に実行する。
In step F408, it is determined whether data reading from the
If the data reading from the
ステップＦ４０５において、デコードしたデータが既に不揮発性メモリ３２に格納されていると判断された場合は、ステップＦ４０６に進み、そのデコードデータ、つまり或る要素ホログラムからの読出データを破棄してステップＦ４０２に戻る。
また図２３には示していないが、ステップＦ４０４でデコードエラーとなった場合も、そのデータを破棄してステップＦ４０２にもどればよい。
If it is determined in step F405 that the decoded data is already stored in the
Although not shown in FIG. 23, if a decoding error occurs in step F404, the data may be discarded and the process may return to step F402.
ステップＦ４０８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Ｆ４０９に進み、システムコントローラ５１は発光駆動部１４に指示して参照光光源１６Ｗをオフとさせる。
そしてステップＦ４１０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のデータが不揮発性メモリ３２に格納されているため、各データブロックをブロック番号順に並べ、再生データを生成する。例えばコンテンツデータとしての再生データを生成する。この再生データは、その後例えば外部インターフェース４１から外部機器１００に出力され、ユーザーは、外部機器１００において再生データを使用することができる。
If it is determined in step F408 that reading of the
In step F410, the
以上のように構成例IVのホログラムリーダ６は、複数種類の要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢの全てに対応する広波長帯域の再生参照光Ｌ４を照射して、それらの要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＲからの再生像光を撮像素子部１２で撮像する。そして撮像素子部１２で得られた再生像光の信号に対して波長フィルタ部１５ｂで波長フィルタ処理を行い、複数種類の要素ホログラムのそれぞれについての二次元画像を得るように構成したものである。
As described above, the
なお、以上の構成例IVのホログラムリーダ６においては、本発明の請求項１、請求項５のホログラム再生装置の構成要件には、以下の部位又は処理機能が対応する。
撮像手段：撮像部１０。
復号処理手段：信号処理部２０。
光源部：参照光光源１６Ｗ。
撮像素子部：撮像素子部１２。
フィルタ演算部：波長フィルタ部１５ｂ。
In the
Imaging means: imaging
Decoding processing means: signal processing unit 20.
Light source unit: reference
Image sensor unit:
Filter operation unit:
また本発明のホログラム再生方法の構成要件は、以下のように対応する。
撮像ステップ：ステップＦ４０１、Ｆ４０２。
復号ステップ：ステップＦ４０３，Ｆ４０４。
Further, the configuration requirements of the hologram reproducing method of the present invention correspond as follows.
Imaging step: Steps F401 and F402.
Decoding step: steps F403, F404.
［７．ホログラムリーダの構成例Ｖ］
続いて実施の形態のホログラムリーダ６の構成例Ｖについて説明する。
図２４は構成例Ｖとしてのホログラムリーダ６のブロック図である。なお、上記図１３の構成例Ｉとは、信号処理部２０、メモリ部３０、外部機器ＩＦ部４０の構成及び動作は同様であるため、これらの説明は省略し、主に撮像部１０について述べる。
[7. Hologram reader configuration example V]
Next, a configuration example V of the
FIG. 24 is a block diagram of a
この場合、撮像部１０は、コリメータレンズ１１、分光プリズム１９、撮像素子部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ、カメラ制御機構部１３、発光駆動部１４、ホログラムスキャン制御部１５、参照光光源１６Ｗを有して構成される。
上記構成例Ｉと異なるのは、再生参照光Ｌ４の光源として１つの参照光光源１６Ｗが設けられることと、分光プリズム１９及び３つの撮像素子部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂが設けられ、さらにホログラムスキャン制御部１５内に、バッファ部１５ｃ，１５ｄ，１５ｅが設けられることである。
参照光光源１６Ｗは赤、緑、青の波長成分を含む広波長帯域の光として白色光を出力する光源とされる。発光駆動部１４はシステムコントローラ５１の指示に応じて参照光光源１６Ｗをオン／オフする。
分光プリズム１９は、コリメータレンズ１１を介して入射される再生像光Ｌ５を、波長毎に異なる角度に屈折させることで、分光する。
要素ホログラムｈＲの再生像光Ｌ５Ｒは分光プリズム１９を介して撮像素子部１２Ｒに導かれる。要素ホログラムｈＧの再生像光Ｌ５Ｇは分光プリズム１９を介して撮像素子部１２Ｇに導かれる。要素ホログラムｈＢの再生像光Ｌ５Ｂは分光プリズム１９を介して撮像素子部１２Ｂに導かれる。
撮像素子部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂは、それぞれホログラムスキャン制御部１５の制御によって撮像動作を行う。撮像素子部１２Ｒで得られた撮像信号、即ち要素ホログラムｈＲの二次元画像信号はバッファ部１５ｃに一時的に記憶される。撮像素子部１２Ｇで得られた撮像信号、即ち要素ホログラムｈＧの二次元画像信号はバッファ部１５ｄに一時的に記憶される。撮像素子部１２Ｂで得られた撮像信号、即ち要素ホログラムｈＢの二次元画像信号はバッファ部１５ｅに一時的に記憶される。
In this case, the
The difference from the above configuration example I is that one
The
The
The reconstructed image light L5R of the element hologram hR is guided to the
The
この図２４のホログラムリーダ６によるホログラムメモリ３の再生処理は、上記図２３とほぼ同様となるため詳細な説明は省くが、この場合、白色光の再生参照光Ｌ４によって、要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢの各再生像光は、それぞれ撮像素子部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂで撮像され、それぞれバッファ部１５ｃ，１５ｄ，１５ｅに格納されることになる。ホログラムスキャン制御部１５は、バッファ部１５ｃ，１５ｄ，１５ｅに格納された各二次元画像信号に対して、処理を行い、情報用メモリ３１に格納していく。そして情報用メモリ３１に格納された二次元画像信号に対して、画像処理や復号処理が上記各構成例の場合と同様に実行されていけばよい。
The reproduction process of the
即ち構成例Ｖのホログラムリーダ６は、複数種類の要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢの全てに対応する広波長帯域の再生参照光Ｌ４を照射して、それらの要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＲからの再生像光を分光プリズム１９で分光する。そして分光された各再生像光を撮像素子部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂで撮像することで、複数種類の要素ホログラムのそれぞれについての二次元画像を得るように構成したものである。
That is, the
なお、以上の構成例Ｖのホログラムリーダ６においては、本発明の請求項１、請求項６のホログラム再生装置の構成要件には、以下の部位又は処理機能が対応する。
撮像手段：撮像部１０。
復号処理手段：信号処理部２０。
光源部：参照光光源１６Ｗ。
分光部：分光プリズム１９。
撮像素子部：撮像素子部１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂ。
In the
Imaging means: imaging
Decoding processing means: signal processing unit 20.
Light source unit: reference
Spectroscopic unit:
Image sensor unit:
［８．実施の形態の効果及び変形例］
以上、実施の形態の構成及び動作について説明してきたが、実施の形態のホログラムメモリ３、ホログラムリーダ６によれば次のような効果が得られる。
ホログラムメモリ３には、記録時に用いる記録参照光Ｌ３の波長が異なる複数種類の要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢが記録されている。このためホログラムリーダ６としては、構成例Ｉ、IIのように異なる波長の再生参照光Ｌ４Ｒ、Ｌ４Ｇ、Ｌ４Ｂを切り換えて用いたり、或いは構成例III、IV、Ｖのように再生像光や撮像信号を波長毎に分離することなどにより、各種類の要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢの二次元画像をクロストーク無く読み出すことができる。また、このことから、各種類の要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢの配置位置を、クロストークを避ける目的で平面方向に十分離間させるという必要はなく、平面的に記録密度を高めることができる。例えば図８、図９のように高密度に要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＲを記録できる。
即ち各要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢを高密度に隣接記録して、ホログラムメモリ３の記録容量を高めると共に、クロストークが軽減した状態で安定した情報再生を実現できる。
[8. Effects and modifications of the embodiment]
The configuration and operation of the embodiment have been described above. According to the
In the
That is, the element holograms hR, hG, and hB are adjacently recorded at a high density to increase the recording capacity of the
また構成例IIのようにトラッキングタイミングを検出して要素ホログラムの二次元画像の撮像を行うようにすれば、再生像光の輝度レベルが高い状態で最適な撮像信号を得ることができる。つまり二次元画像信号の品質が向上し、これによってデータ再生性能がさらに向上される。 If the tracking timing is detected and the two-dimensional image of the element hologram is picked up as in the configuration example II, an optimum image pickup signal can be obtained with a high luminance level of the reproduced image light. That is, the quality of the two-dimensional image signal is improved, thereby further improving the data reproduction performance.
また、上記各例の処理からわかるように本例のホログラムリーダ６では、ホログラムメモリ３上の要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢについて、読み込む順番にこだわらずに、読み取れた要素ホログラムのデータから復号を行い、不揮発性メモリ３２に格納していく。またこのとき、表示部５２にはスキャン（データ読取）の進捗状況を表示させていく。
そして所定量の要素ホログラムの読み出しが完了した時点で、データを再構築し、元々のコンテンツデータ等のデータ、つまり再生データを生成するものである。
このような処理は、図１１、図１２で説明したような手動スキャンによってのホログラムメモリ３からのデータ再生に好適となる。
そしてこのことは、参照光光源７やコリメータレンズ４，イメージャ５による再生像光の検出系において、スキャン機構を設ける必要はなくなり、これらは装置内に固定的に配置されればよい。従って、ホログラムリーダ２０を簡易な構成とし、低コストで実現できる。
また、手動スキャンの場合、各要素ホログラムの読み出しは確率的に行われるものとなるが、復号データを不揮発性メモリ３２に格納し、また同一の復号データが得られた場合はそれを破棄し、必要量の読出データが揃った時点で再生データを再構築して生成する処理を行うことで、再生データを適切に得ることができる。
さらにユーザーにとっては、再生しようとするときに、単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ればよく、感覚的に容易であり、困難な操作を要求するものではない。このため使用性も良いものとなる。
さらには進捗状況表示によって、どれくらいスキャンを完了したか、或いはあとどれくらい手動スキャンを続ければよいかが把握できることは、使用性の向上に非常に有効である。例えばやみくもに手動スキャンを続けることは、ユーザーにとっては使用感が悪いものとなるが、ユーザーが進捗状況を把握できることで、このような点は解消される。
そしてこれらのことから、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の実現に好適となる。
Further, as can be seen from the processing of the above examples, the
Then, when reading of a predetermined amount of element holograms is completed, the data is reconstructed, and data such as original content data, that is, reproduction data is generated.
Such processing is suitable for data reproduction from the
This means that it is not necessary to provide a scanning mechanism in the reproduction image light detection system using the
Further, in the case of manual scanning, each element hologram is read out stochastically, but the decoded data is stored in the
Further, for the user, it is only necessary to arbitrarily move the
Furthermore, it is very effective for improving usability to know how much scanning has been completed or how much manual scanning should be continued by displaying the progress status. For example, if the manual scan is performed indiscriminately, the user's feeling of use is bad, but this point can be solved by allowing the user to grasp the progress status.
For these reasons, for example, computer data, AV content data, and the like are recorded in the
また、幾何歪み補正変数算出部２３，光学補正変数算出部２２は、情報用メモリ３１に記憶された二次元画像に対して幾何歪み補正、光学補正等のための補正変数を算出し、補正変数を変数用メモリ２６に記憶する。そして二値化部２４は、変数用メモリ２６に記憶されている補正変数を用いて二値化処理を行うことで、結果的に幾何歪み補正、光学補正がなされた状態での二値化データを得、これを復号部２５で復号して再生データを得る。これは、情報用メモリ３１に記憶されている二次元画像に対して直接幾何歪み補正、光学補正等の補正処理を順次行うものではないため、補正処理した二次元画像を情報用メモリ３１に書き込むこと、つまり情報用メモリ３１で二次元画像を補正した状態に更新することも行われない。従って、幾何歪み補正、光学歪み補正を順次実行する場合に必要な情報用メモリ３１に対するアクセス処理負担、及びそれによる処理時間負担も解消でき、再生処理の著しい効率化を実現できる。
さらに、二値化部２４及び復号部２５による情報復号を実行するまでは、二次元画像自体に対する補正処理を行わないことは、補正に伴う演算誤差の抑圧という利点も得られる。
これらのことから、ホログラム記録媒体からの大量の情報読出、高速な再生処理、高品質な再生情報の取得という効果を実現することができる。
Further, the geometric distortion correction
Further, not performing the correction process on the two-dimensional image itself until the information decoding by the
For these reasons, it is possible to realize the effects of reading a large amount of information from the hologram recording medium, high-speed reproduction processing, and obtaining high-quality reproduction information.
なお、実施の形態で説明したホログラムメモリ３は密着コピーによる大量複製も容易に可能である。
従って例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどをホログラム記録媒体に記録し、これを広く頒布するとともに、一般ユーザーが再生装置（ホログラムリーダ２０）を用いて、ホログラムメモリ３に記録されたデータを取得できるようにするシステムなどを想定した場合、非常に好適なものとすることができる。
Note that the
Therefore, for example, computer data and AV content data can be recorded on a hologram recording medium and widely distributed, and a general user can acquire data recorded in the
以上実施の形態を説明してきたが、本発明としての変形例は多様に考えられる。
実施の形態ではＲ、Ｇ、Ｂの各波長に対応する３種類の要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＲを記録した例を述べたが、２種類の波長、或いは４種類以上の波長に対応する要素ホログラムをホログラムメモリ３に記録するようにしても良い。ホログラムリーダ６としては、記録された要素ホログラムの種類の数に応じて上記例を応用すればよい。
Although the embodiments have been described above, various modifications as the present invention are conceivable.
In the embodiment, an example in which three types of element holograms hR, hG, and hR corresponding to R, G, and B wavelengths are recorded has been described. May be recorded in the
また、構成例Ｉの場合において、３種類の参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂを設けることに代えて、波長可変レーザを用意し、再生参照光Ｌ４の波長を切り換えるようにしてもよい。
また、構成例Ｉのように参照光光源を複数備え、これを切り換えて各種類の要素ホログラムの読み出しを行う場合において、参照光光源の切換タイミングとしては、多様な例が考えられる。
例えば０．１秒、０．５秒、１秒などの所定の短い期間毎に、参照光光源１６Ｒ、１６Ｂ、１６Ｇを順次切り換えながら発光させていくような切り換え方式も適切である。例えばユーザーの手動スキャンの過程における一振り、例えば左右の一振りにおいては、そのスキャン軌跡の往路と復路がほぼ同一となるようなことも考えられる。短い期間毎に参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂを切り換えていけば、この往路と復路で、各種類の要素ホログラムｈＲ、ｈＧ、ｈＢを読み取ることのできる可能性も高くなり、スキャンの効率化を期待できる。
また、例えば３秒程度などの間隔で参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂを切り換えるようにしてもよい。さらには、不揮発性メモリ３２に格納されたデータにおける各種類の要素ホログラムの読込済の量、割合などに応じて参照光光源１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂを切り換えるようにしてもよい。
いずれにしても、最終的に不揮発性メモリ３２に、再生データ構築可能な所定量のデータが格納される状態になるようにすればよく、例えば各種類の要素ホログラムの読取順序や読取期間の設定、つまり各波長の参照光光源の切り換え制御のタイミングは多様に考えられる。
In the case of the configuration example I, instead of providing the three types of
Further, in the case where a plurality of reference light sources are provided as in the configuration example I and the element holograms are read out by switching between them, various examples of the reference light source switching timing are conceivable.
For example, a switching method in which light is emitted while sequentially switching the
Further, the
In any case, it suffices that a predetermined amount of data capable of constructing reproduction data is finally stored in the
また、ホログラムリーダ６において表示部５２に加えて、或いは表示部５２を設けずに、音声合成部及びスピーカを設けるようにし、進捗状況等の各種音声出力を実行できるようにすることも考えられる。
In addition, in the
再生装置（ホログラムリーダ６）の構成例は上記構成Ｉ〜Ｖや変形例として述べたものに限られない。ホログラムメモリ３から再生したデータの出力形態も多様に考えられる。
またホログラムメモリ３は、それ自体がコンピュータデータやＡＶコンテンツデータ等の提供媒体として、現在一般に流通しているＣＤ、ＤＶＤのようなパッケージメディア形態でユーザーに販売、提供されるものでもよいし、ポスターや書籍などに貼付されたり印刷形成されて、ユーザーがホログラムリーダを用いて、各種データ等を入手できるような形態とされてもよい。
The configuration example of the reproducing apparatus (hologram reader 6) is not limited to the configurations I to V and the modifications described above. Various output forms of data reproduced from the
Further, the
３ ホログラムメモリ、６ ホログラムリーダ、１０ 撮像部、１２ 撮像素子部、１５ ホログラムスキャン制御部、１５ａ トラッキング演算部、１５ｂ 波長フィルタ部、１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ バッファ部、１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ，１６Ｗ 参照光光源、１７ 波長フィルタ、１８ フィルタ制御部、１９ 分光プリズム、２０ 信号処理部、２１ メモリコントローラ、２２ 光学補正変数算出部、２３ 幾何歪み補正変数算出部、２４ 二値化部、２５ 復号部、２６ 変数用メモリ、３０ メモリ部、３１ 情報用メモリ、３２ 不揮発性メモリ、４０ 外部機器ＩＦ部、４１ 外部機器インターフェース、５１ システムコントローラ 3 hologram memory, 6 hologram reader, 10 imaging unit, 12 imaging element unit, 15 hologram scan control unit, 15a tracking calculation unit, 15b wavelength filter unit, 15c, 15d, 15e buffer unit, 16R, 16G, 16B, 16W Reference light Light source, 17 wavelength filter, 18 filter control unit, 19 spectral prism, 20 signal processing unit, 21 memory controller, 22 optical correction variable calculation unit, 23 geometric distortion correction variable calculation unit, 24 binarization unit, 25 decoding unit, 26 Variable memory, 30 memory section, 31 information memory, 32 non-volatile memory, 40 external device IF section, 41 external device interface, 51 system controller
Claims (8)
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として、上記複数種類の要素ホログラムのそれぞれについての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復号処理を行い、上記情報を再生する復号処理手段と、
を備えることを特徴とするホログラム再生装置。 A hologram recording medium in which information is imaged, the object light of the imaged information is interfered with the recording reference light, and the information is recorded as an element hologram by interference fringes, and the element hologram is used at the time of recording. As a hologram reproducing device for reproducing information from a hologram recording medium on which a plurality of types of element holograms having different wavelengths of the recording reference light were recorded,
Imaging that irradiates the hologram recording medium with reference light for reproduction and images a two-dimensional image of each of the plurality of types of element holograms as a two-dimensional image that appears as reproduced image light from the element hologram of the hologram recording medium Means,
Decoding processing means for performing decoding processing on the two-dimensional image obtained by the imaging means and reproducing the information;
A hologram reproducing apparatus comprising:
複数の波長の再生用参照光を出力可能な光源部と、
上記光源部から出力する再生用参照光の波長を切り換える波長制御部と、
上記要素ホログラムについての二次元画像を撮像する撮像素子部と、
を有し、
上記波長制御部が上記光源部から出力させる再生用参照光の波長を所定タイミングで切り換えると共に、上記ホログラム記録媒体上の複数種類の要素ホログラムのうちで、上記光源部から照射されている再生用参照光の波長に対応した種類の要素ホログラムの二次元画像が上記撮像素子部で撮像されることを特徴とする請求項１に記載のホログラム再生装置。 The imaging means is
A light source unit capable of outputting reference light for reproduction of a plurality of wavelengths;
A wavelength control unit for switching the wavelength of the reproduction reference light output from the light source unit;
An image sensor section that captures a two-dimensional image of the element hologram;
Have
The wavelength control unit switches the wavelength of the reproduction reference light output from the light source unit at a predetermined timing, and among the plural types of element holograms on the hologram recording medium, the reproduction reference irradiated from the light source unit 2. The hologram reproducing apparatus according to claim 1, wherein a two-dimensional image of an element hologram of a type corresponding to the wavelength of light is picked up by the image pickup device section.
複数の波長の再生用参照光を出力可能な光源部と、
上記光源部から出力する再生用参照光の波長を制御する波長制御部と、
上記要素ホログラムについての二次元画像を撮像する撮像素子部と、
上記要素ホログラムに対するトラッキング状態を判別するトラッキング状態判別部と、
を有し、
上記トラッキング状態判別部は、上記波長制御部の制御によって上記光源部から複数の波長の再生用参照光を同時に照射した状態において上記撮像素子部で得られる信号から、要素ホログラムに対するトラッキングタイミングを判別するとともに、
上記トラッキング状態判別部によって、或る要素ホログラムに対するトラッキングタイミングと判別されたときに、上記波長制御部が、該要素ホログラムに応じた波長の再生用参照光のみを照射するように上記光源部を制御し、上記撮像素子部で、該要素ホログラムの二次元画像を撮像することを特徴とする請求項１に記載のホログラム再生装置。 The imaging means is
A light source unit capable of outputting reference light for reproduction of a plurality of wavelengths;
A wavelength control unit that controls the wavelength of the reproduction reference light output from the light source unit;
An image sensor section that captures a two-dimensional image of the element hologram;
A tracking state determination unit for determining a tracking state for the element hologram;
Have
The tracking state discriminating unit discriminates a tracking timing for the element hologram from a signal obtained by the imaging element unit in a state where a reproduction reference light having a plurality of wavelengths is simultaneously irradiated from the light source unit under the control of the wavelength control unit. With
When the tracking state discriminating unit discriminates the tracking timing for a certain element hologram, the wavelength control unit controls the light source unit so that only the reproduction reference light having a wavelength corresponding to the element hologram is emitted. The hologram reproducing apparatus according to claim 1, wherein a two-dimensional image of the element hologram is picked up by the image pickup device section.
上記複数種類の要素ホログラムの全てに対応する広波長帯域の再生用参照光を照射する光源部と、
上記ホログラム記録媒体からの再生像光を、波長に応じて透過させる波長フィルタ部と、
上記波長フィルタ部を介して導かれた再生像光としての、上記要素ホログラムの二次元画像を撮像する撮像素子部と、
上記波長フィルタ部での透過波長を切換制御するフィルタ制御部と、
を有し、
上記フィルタ制御部が上記波長フィルタ部の透過波長を所定タイミングで切り換えると共に、上記ホログラム記録媒体上の複数種類の要素ホログラムのうちで、上記波長フィルタ部の透過波長に対応した種類の要素ホログラムの二次元画像が上記撮像素子部で撮像されることを特徴とする請求項１に記載のホログラム再生装置。 The imaging means is
A light source unit for irradiating a reproduction reference beam having a wide wavelength band corresponding to all of the plurality of types of element holograms;
A wavelength filter that transmits the reproduced image light from the hologram recording medium according to the wavelength; and
An imaging element unit that captures a two-dimensional image of the element hologram as a reproduced image light guided through the wavelength filter unit;
A filter control unit for switching and controlling the transmission wavelength in the wavelength filter unit;
Have
The filter control unit switches the transmission wavelength of the wavelength filter unit at a predetermined timing, and among the plurality of types of element holograms on the hologram recording medium, two types of element holograms corresponding to the transmission wavelength of the wavelength filter unit are provided. The hologram reproduction apparatus according to claim 1, wherein a two-dimensional image is picked up by the image pickup device unit.
上記複数種類の要素ホログラムの全てに対応する広波長帯域の再生用参照光を照射する光源部と、
上記ホログラム記録媒体からの再生像光を撮像する撮像素子部と、
上記撮像素子部で得られた再生像光の信号に対して波長フィルタ処理を行い、上記複数種類の要素ホログラムのそれぞれについての二次元画像を得るフィルタ演算部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のホログラム再生装置。 The imaging means is
A light source unit for irradiating a reproduction reference beam having a wide wavelength band corresponding to all of the plurality of types of element holograms;
An image pickup device for picking up reproduced image light from the hologram recording medium;
A filter operation unit that performs a wavelength filter process on the signal of the reproduced image light obtained by the imaging element unit, and obtains a two-dimensional image for each of the plurality of types of element holograms;
The hologram reproducing apparatus according to claim 1, comprising:
上記複数種類の要素ホログラムの全てに対応する広波長帯域の再生用参照光を照射する光源部と、
上記ホログラム記録媒体からの再生像光を、波長に応じて分光する分光部と、
上記分光部で分光された各波長の再生像光のそれぞれに対応して設けられる複数の撮像素子部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のホログラム再生装置。 The imaging means is
A light source unit for irradiating a reproduction reference beam having a wide wavelength band corresponding to all of the plurality of types of element holograms;
A spectroscopic unit that splits the reproduced image light from the hologram recording medium according to a wavelength;
A plurality of image sensor units provided corresponding to each of the reproduction image light of each wavelength split by the spectroscopic unit;
The hologram reproducing apparatus according to claim 1, comprising:
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として、上記複数種類の要素ホログラムのそれぞれについての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復号処理を行い、上記情報を再生する復号ステップと、
を備えることを特徴とするホログラム再生方法。 A hologram recording medium in which information is imaged, the object light of the imaged information is interfered with the recording reference light, and the information is recorded as an element hologram by interference fringes, and the element hologram is used at the time of recording. As a hologram reproducing method for reproducing information from a hologram recording medium on which a plurality of types of element holograms having different wavelengths of recording reference light were recorded,
Imaging that irradiates the hologram recording medium with reference light for reproduction and images a two-dimensional image of each of the plurality of types of element holograms as a two-dimensional image that appears as reproduced image light from the element hologram of the hologram recording medium Steps,
A decoding step of performing decoding processing on the two-dimensional image obtained in the imaging step and reproducing the information;
A hologram reproducing method comprising:
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