ホログラム再生装置、ホログラム再生方法
【課題】ホログラムメモリからの高品質なデータ再生。
【解決手段】ホログラム再生装置は、ホログラムメモリ上の要素ホログラムから読み取った二次元画像を復号し、復号情報を記憶手段に記憶していくという動作を行う。このとき、既に記憶手段に取り込んだ復号情報と同一データ内容の復号情報が得られる場合があるが、そのような場合、同一内容の２つの復号情報、つまり既に記憶手段に記憶されている復号情報と、今回の復号処理で得られた復号情報とを比較して（Ｆ１０７）、品質の良好な方を記憶手段に保存するようにする（Ｆ１０８）。
【解決手段】ホログラム再生装置は、ホログラムメモリ上の要素ホログラムから読み取った二次元画像を復号し、復号情報を記憶手段に記憶していくという動作を行う。このとき、既に記憶手段に取り込んだ復号情報と同一データ内容の復号情報が得られる場合があるが、そのような場合、同一内容の２つの復号情報、つまり既に記憶手段に記憶されている復号情報と、今回の復号処理で得られた復号情報とを比較して（Ｆ１０７）、品質の良好な方を記憶手段に保存するようにする（Ｆ１０８）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声／音楽等の音情報、静止画／動画等の画像情報、又はテキストファイル等のデータ情報を二次元画像化し、要素ホログラムとして記録したホログラム記録媒体から、光学的に要素ホログラムの二次元画像を読み取り、読み取った二次元画像から情報を再生するホログラム再生装置、ホログラム再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００５−１７３６４６号公報
【０００３】
シート状の記録媒体に情報を記録する例として、バーコード、ＱＲコード、ドットコード等に代表される１次元コード又は２次元コードが挙げられる。しかし、これらの情報記録媒体は、単位面積あたりに記録できる情報量が数十から数キロバイト程度と極めて低い。この原因は、単なる画像の濃淡印刷の記録分解能に物理的な限界があるからである。
【０００４】
また、同じくシート状の記録媒体としては、物体光と参照光の干渉縞によって各種データを記録するホログラム記録媒体も知られている。そしてホログラム記録媒体は、記録密度を飛躍的に向上させ、著しい大容量化が可能であることも知られており、例えばコンピュータデータや、オーディオやビデオ等のＡＶ（Audio-Visual）コンテンツデータなどに対する大容量のストレージメディアとして有用であると考えられている。
【０００５】
ホログラム記録媒体にデータを記録する際には、データを二次元ページデータとして画像化する。そして液晶パネル等に画像化したデータを表示させ、その液晶パネルを透過した光を物体光、つまり二次元ページデータの像となる物体光をホログラム記録媒体に照射する。加えて、所定の角度から参照光をホログラム記録媒体に照射する。このとき物体光と参照光によって生ずる干渉縞が、ドット状や短冊状などの１つの要素ホログラムとして記録されることになる。つまり１つの要素ホログラムは、１つの二次元ページデータを記録したものとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、例えばシート状等のホログラムメモリを考え、コンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどを記録し、一般ユーザーがホログラムリーダとしての再生装置を用いて、ホログラムメモリに記録されたデータを取得できるようにするシステムを考える。
シート状のホログラムメモリとは、メディア表面としての平面上に多数の要素ホログラムを敷き詰めるように記録するものであり、このメディア表面に対してホログラムリーダを対向させて、各要素ホログラムとして記録されたデータを読み取っていくようにするものである。
【０００７】
このようなシステムを考えた場合、ホログラムリーダによるホログラムメモリからの安定したデータ再生性能が要求される。特には、要素ホログラムから読み取った二次元画像に対して復号を行い、復号データを得るという過程で、より品質の良い復号データが得られるようにすることが重要である。
【０００８】
本発明では、このような点を考慮し、例えばユーザーがホログラム記録媒体からデータ取得できるシステムにおいて好適な、高品質の再生データを得ることのできるホログラム再生装置、再生方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のホログラム再生装置は、情報を二次元画像化し、二次元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から、情報を再生するホログラム再生装置である。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う復号手段と、上記復号手段で得られた復号情報を記憶する記憶手段と、上記記憶手段に記憶されている復号情報と同一のデータ内容の復号情報が、上記復号手段で得られた場合に、当該２つの復号情報の品質を比較し、比較結果により選択した方の復号情報が上記記憶手段に記憶される状態とする復号情報選択手段とを備える。
また上記復号情報選択手段は、同一データ内容の上記２つの復号情報の品質として、上記復号手段での復号処理過程におけるエラー訂正数を比較する。
【００１０】
本発明のホログラム再生方法は、上記ホログラム記録媒体に再生用参照光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体の要素ホログラムからの再生像光としてあらわれる二次元画像を撮像する撮像ステップと、上記撮像ステップで得られた二次元画像に対して復号処理を行う復号ステップと、上記復号ステップで得られた復号情報を記憶手段に記憶する記憶ステップと、上記記憶手段に記憶されている復号情報と同一のデータ内容の復号情報が、上記復号ステップで得られた場合に、当該２つの復号情報の品質を比較し、比較結果により選択した方の復号情報が上記記憶手段に記憶される状態とする復号情報選択ステップとを備える。
【００１１】
ホログラム再生装置は、ホログラム記録媒体上の要素ホログラムから読み取った二次元画像を復号し、復号データを記憶手段に記憶していくという動作を行うが、この動作を多数のそれぞれの要素ホログラムに対して行うことで、各要素ホログラムからの復号データが記憶手段に集められ、その結果ホログラム記録媒体に記録されたコンテンツデータ等の再生データを得ることができる。
ここで、ホログラム記録媒体上の各要素ホログラムに対して、ユーザーが手動でスキャンを行う場合、同一の要素ホログラムを複数回読み込むことがある。この場合、既に記憶手段に取り込んだ復号情報と同一データ内容の復号情報が得られる。またホログラム記録媒体上で同一のデータ内容の二次元画像を記録した要素ホログラムが複数存在する場合も、既に記憶手段に取り込んだ復号情報と同一データ内容の復号情報が得られることがある。
これらの場合、同一内容の２つの復号情報、つまり既に記憶手段に記憶されている復号情報と、今回の復号処理で得られた復号情報とを比較して、品質の良好な方を記憶手段に保存するようにする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ホログラム記録媒体上の要素ホログラムから読み取った二次元画像を復号し、復号データを記憶手段に記憶していくが、記憶手段に記憶されている復号情報と同一のデータ内容の復号情報が得られた場合には、その２つの復号情報の品質を比較し、比較結果により選択した方の復号情報が上記記憶手段に記憶される状態とする。このため、よりよい品質の復号情報を保存することができ、結果として品質のよい再生データを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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．ホログラムリーダの構成］
［３．再生処理］
［４．実施の形態の効果］
【００１４】
［１．ホログラムメモリの記録再生］
まずホログラムメモリ３に対する基本的な記録再生動作について図１で説明する。
図１（ａ）はホログラムメモリ３に対するデータ記録の様子を示している。例えばコンテンツデータやコンピュータプログラム等としてのデータをホログラムメモリ３に記録する場合、その記録データ全体は、多数の１ページ分のデータにエンコードされる。
例えばコンテンツデータ等の全体のデータが多数の所定サイズのデータブロックに分割され、ブロック単位でエンコード処理が行われる。
エンコードされた単位としての１つのデータブロックは、図示するような例えば二次元画像ＤＰに変換され、液晶パネル１において表示される。
所定の光源から出力され、例えば平行光とされたレーザ光Ｌ１は、二次元画像ＤＰが表示された液晶パネル１を通過することで、その二次元画像ＤＰの像としての物体光Ｌ２となる。
この物体光Ｌ２は、集光レンズ２で集光され、ホログラムメモリ３上にスポットとして集光される。
このとき、ホログラムメモリ３に対しては、所定角度で記録参照光Ｌ３を照射する。これにより物体光Ｌ２と参照光Ｌ３が干渉し、その干渉縞によりドット状の要素ホログラムが記録されることになる。
なおこのように集光レンズ２を用いる場合、要素ホログラムとして記録されるデータは、集光レンズ２のフーリエ変換作用により、記録データの像のフーリエ像となる。
【００１５】
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ブロックが、同様に二次元画像ＤＰに変換され、液晶パネル１に表示され、それぞれ要素ホログラムとして記録されていく。
各要素ホログラムの記録の際には、図示しない移送機構により、ホログラムメモリ３（ホログラム材料）の位置を移送させ（もしくは記録光学系を移送させ）、要素ホログラムの記録位置をホログラムメモリ３の平面上で僅かにずらせていく。これにより、例えばシート状のホログラムメモリ３に、その平面方向に多数の要素ホログラムが配置されるように記録が行われていくことになる。例えば図２には、１つの要素ホログラムを○で表しているが、このように平面上に多数の要素ホログラムが形成される。
図２では、ホログラムメモリ３の平面上に、横方向に３２個の要素ホログラム、縦方向に２４個の要素ホログラムを配置した例を示している。各要素ホログラムには図３に示すように、例えば５１２×３８４画素（ピクセル）の二次元画像ＤＰが記録される。
【００１６】
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、この二次元画像ＤＰとしての再生像がイメージャ５で読み取られる。
イメージャ５は再生像に応じた電気信号としての再生像信号を発生させる。この再生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。
【００１７】
上記のように要素ホログラムによってデータが記録されるホログラムメモリ３は密着コピーによる大量複製も容易に可能である。
従って、図１（ａ）のようにしてホログラム材料上に要素ホログラムを記録したホログラムメモリ３は、それをそのまま一般ユーザーに提供するホログラムメモリとしても良いが、これをマスターメディアとし、密着コピーにより大量のホログラムメモリの複製に用いてもよい。
例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどをホログラム記録媒体に記録し、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。
【００１８】
後述する本実施の形態の再生装置としてのホログラムリーダ６は、ホログラムメモリ３に対して再生参照光Ｌ４を照射して各要素ホログラムを読み取っていくスキャンを行う。このスキャン方式としては、ユーザーが実行する手動スキャン方式と、ホログラムリーダ６が機構的に実行する自動スキャン方式とが考えられる。
【００１９】
手動スキャン方式の例を図４に示す。図４（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４（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５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。
【００２０】
図４（ｂ）は、多数の要素ホログラムｈ１〜ｈ２４が記録されたホログラムメモリ３を模式的に示しているが、ユーザーは任意に、例えば左右にホログラムリーダ６を振ることで、ホログラムメモリ３に対する読出スキャンの軌跡（再生参照光Ｌ４のスポットの軌跡）は破線で示すようになる。
実際にユーザーがどのようにホログラムリーダ６を移動させるかは全く不定であるため、再生参照光Ｌ４のスポットは、全く不規則かつ不安定に、ホログラムメモリ３上の要素ホログラムに照射される。この状態で、再生参照光Ｌ４のスポットが照射された要素ホログラムの再生像がホログラムリーダ６に読み取られていくことになる。つまり各要素ホログラムｈ１〜ｈ２４は、それぞれ、確率的に読み出しが行われる。ホログラムリーダ６側では読み取れた要素ホログラムから順にデコードして蓄積し、必要量のデータがデコードできた時点で、再生データを再構成すればよい。
【００２１】
一方、自動スキャン方式とは、ホログラムリーダ６が例えば内部のスキャン機構の動作によって再生参照光Ｌ４の照射位置を移動させたり、或いはコリメータレンズ４及びイメージャ５を保持するユニットを移動させて行くことで、ホログラムメモリ３上の各要素ホログラムを順次読み取っていく方式である。例えば図５のようにホログラムリーダ６をポスター等に貼付されたホログラムメモリ３に対向させた状態で自動スキャンを行うことが考えられる。即ちその場合は、ユーザーは単にホログラムリーダ６をホログラムメモリ３の正面に維持していればよく、スキャン機構によって再生参照光Ｌ４の照射位置やレンズ系が移動されることで、ホログラムメモリ３上の各要素ホログラムに対するスキャンが行われる。
又は、例えばホログラムメモリ３としてのシートをカード状の基板部に貼付した形式のメディアとし、これをホログラムリーダ６内に装填し、ホログラムリーダ６内でスキャン動作を行って各要素ホログラムを読み取っていくような方式も想定できる。
【００２２】
［２．ホログラムリーダの構成］
実施の形態のホログラムリーダ６（ホログラム再生装置）の構成を図６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。
【００２３】
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。
【００２４】
撮像部１０は、ホログラムメモリ３の要素ホログラムから再生される二次元画像を撮像するためのブロックであり、コリメータレンズ１１、撮像素子部（イメージャ）１２、カメラ制御機構部１３、発光駆動部１４、ホログラムスキャン制御部１５、参照光光源１６を有して構成される。
コリメータレンズ１１、撮像素子部１２は、図１（ｂ）で説明したコリメータレンズ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４，図５で説明したような手動スキャン方式を採用する場合は、このカメラ制御機構部１３は不要となる。
参照光光源１６は、図１に示した記録時の記録参照光Ｌ３と同じ角度でホログラムメモリ３に対して再生参照光Ｌ４を照射するようにホログラムリーダ６の筐体上に配置されている。例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）或いは半導体レーザによる参照光光源１６は、発光駆動部１４によって発光される。発光駆動部１４は、当該ホログラムリーダ６によってホログラムメモリ３の再生を行う場合に、システムコントローラ５１の指示によって参照光光源１６を発光駆動する。
ホログラムスキャン制御部１５は、撮像素子部１２から読み取られた二次元画像の状態及び変数用メモリ２６に格納されたこれまでのスキャン状況を元にホログラムスキャンの撮像タイミングと読み出し画素を決定し、スキャンタイミング信号、スキャンアドレス信号を撮像素子部１２に与えて撮像素子部１２での撮像動作を制御する。また撮像素子部１２で得られた二次元画像信号の処理を行う。
【００２５】
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、ミキシングストラテジ処理部２８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で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。
ミキシングストラテジ処理部２８は、復号部２５で得られた復号データが、既にメモリ部３０の不揮発性メモリ３２に記憶されている復号データと同一内容であるときに、その復号データ同志を比較し、品質の良好な復号データを選択する。そして不揮発性メモリ３２において、選択した方の復号データが保存されるようにする。
【００２６】
メモリ部３０は、ホログラムスキャン制御部１５から転送されてくる二次元画像を記憶する機能と、信号処理部２０にて行われる信号処理中間結果を記憶する機能、復号部２５にて復号された情報を記憶する機能を有する装置であり、情報用メモリ３１と不揮発性メモリ３２で構成される。
情報用メモリ３１は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）で構成され、ホログラムスキャン制御部１５から転送されてくる二次元画像を記憶する記憶領域とされる。記憶した二次元画像は、光学補正変数算出部２２、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。
【００２７】
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。
【００２８】
ホログラムメモリ３からのデータ読出の際の各部の動作を述べる。
ホログラムメモリ３に対するスキャンを行う際には、発光駆動部１４が参照光光源１６を発光駆動する。再生参照光Ｌ４が照射されたホログラムメモリ３からは、要素ホログラムの再生像光が得られ、これがコリメータレンズ４を介して撮像素子部１２に結像する。撮像素子部１２に結像した二次元画像は、電気信号に変換されてホログラムスキャン制御部１５に転送される。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
但し、復号部２５で復号したデータが既に不揮発性メモリ３２に記憶されていた場合は、今回復号したデータと、不揮発性メモリ３２に記憶されていたデータとについて、ミキシングストラテジ処理部２８で品質比較処理を行う。例えば復号時のエラー訂正処理におけるエラー訂正数を比較する。そして、不揮発性メモリ３２に記憶されたデータの方がエラー訂正数が少なく、高品質であると判断した場合は、今回の復号データは破棄する。一方、今回復号したデータの方がエラー訂正数が少なく、高品質であると判断した場合は、不揮発性メモリ３２に上書きするように記憶させる。つまり不揮発性メモリ３２での記憶データを書き換える。
【００３５】
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。
【００３６】
不揮発性メモリ３２上で再構築されたデータは、外部機器インターフェース４１により外部機器１００、例えばパーソナルコンピュータや、オーディオプレーヤ或いはビデオプレーヤ等のＡＶ装置、又は携帯電話器等の外部機器に対して、ホログラムメモリ３からの再生データとして転送される。外部機器インターフェース４１は例えばＵＳＢインターフェース等が想定される。もちろん外部機器インターフェース４１はＵＳＢ以外の規格のインターフェースでもよい。ユーザーは外部機器１００側で、ホログラムメモリ３からの再生データを利用できる。例えばパーソナルコンピュータでコンピュータデータを利用したり、ＡＶ装置や携帯電話等で、ＡＶコンテンツデータを再生させることができる。
【００３７】
なお図示していないが、所定の記録メディアに対して記録を行うメディアドライブを設け、再生データを、そのメディアドライブにより記録メディアに記録されるようにしてもよい。
記録メディアとしては、例えば光ディスク、光磁気ディスク等が想定される。例えばＣＤ（Compact Disc）方式、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）方式、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc：登録商標）方式、ミニディスク（Mini Disc）方式などの各種方式の記録可能型のディスクが記録メディアとして考えられる。これらのディスクが記録メディアとされる場合、メディアドライブは、ディスク種別に対応したエンコード処理、エラー訂正コード処理、或いは圧縮処理等を施して、再生したデータをディスクに記録する。
また記録メディアとしてハードディスクも想定され、その場合、メディアドライブは、いわゆるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）として構成される。
さらに記録メディアは、固体メモリを内蔵した可搬性のメモリカード、或いは内蔵型固体メモリとしても実現でき、その場合メディアドライブは、メモリカード或いは内蔵型固体メモリに対する記録装置部として構成され、必要な信号処理を行って再生したデータの記録を行う。
【００３８】
さらには、例えば記録メディアに記録したＡＶコンテンツデータ等をメディアドライブで再生し、その再生したＡＶコンテンツデータ等をデコードして出力する音声再生出力系、映像再生出力系を備えることは当然考えられる。
またメディアドライブで再生したデータを外部機器インターフェース４１を介して外部機器に転送することもできる。
さらに上記のＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ミニディスク、メモリカード等の可搬性の記録メディアに記録した場合は、その記録メディアを外部機器で再生させることで、ユーザーはホログラムメモリ３から読み出した再生データを利用できる。
【００３９】
なお、ホログラムメモリ３に対するスキャンを行ってデータを読み出す再生動作（データダウンロード動作）と、得られたオーディオ／画像等のデータを外部機器１００に転送したり、或いは上記のように再生出力系で再生出力する動作は、基本的には同時に行われないとすれば、メモリ部３０において、情報用メモリ３１及び不揮発性メモリ３２のいずれか一方、もしくは両方を再生装置に具備された他の記憶手段で代替することにより、メモリ構成を簡略化できる。
例えば上記のように光ディスクやＨＤＤなどの記録メディアに復号したデータを記録するようにすれば、再生データ構築までは情報用メモリ３１に格納し、不揮発性メモリ３２を不要とすることも可能である。
【００４０】
［３．再生処理］
このホログラムリーダ６によりホログラムメモリ３からデータ再生を行う際の処理を図７で説明する。図７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４或いは図５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。
【００４１】
システムコントローラ５１は、操作部５３を用いた再生開始の操作を検知したら、ステップＦ１０１で参照光光源をオンとする。即ち発光駆動部１４に指示を与え、参照光光源１６を発光させ、再生参照光Ｌ４をホログラムメモリ３に照射できる状態とする。
この状態でユーザーがホログラムリーダ６をホログラムメモリ３に対向させて移動させることで、ホログラムメモリ３の要素ホログラムの再生像光Ｌ５が順次撮像素子部１２に検出されることになる。
なお、ホログラムリーダ６がカメラ制御機構部１３を備え、カメラ制御機構部１３によってスキャン位置が制御される構成の場合は、スキャン開始と共にシステムコントローラ５１はホログラムスキャン制御部１５に指示してカメラ制御機構部１３の動作を開始させる。以下では、スキャン方式は手動スキャンとし、カメラ制御機構部１３は設けられないものとして説明を続ける。
【００４２】
ステップＦ１０２では撮像素子部１２及びホログラムスキャン制御部１５の動作により、要素ホログラムの二次元画像の撮像信号としてのデジタルデータが得られる。
ホログラムスキャン制御部１５は、撮像素子部１２で得られた撮像信号に対して、所要の信号処理やＡ／Ｄ変換を行い、要素ホログラムの二次元画像信号としてメモリコントローラ２１に受け渡し、情報用メモリ３１に格納させていく。
【００４３】
システムコントローラ５１は、ステップＦ１０２の動作としての要素ホログラムの二次元画像信号の取込を確認したら、その二次元画像信号について、ステップＦ１０３の画像処理、ステップＦ１０４のデコード処理を実行させる。
即ちステップＦ１０３では情報用メモリ３１に取り込んだ二次元画像信号について、光学補正変数算出部２２、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Ｆ１０４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。
【００４４】
ステップＦ１０４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Ｆ１０５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Ｆ１０６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。
【００４５】
ステップＦ１０９では、ホログラムメモリ３からのデータ読出が完了したか否かを判断する。即ち、再生データを再構築できる必要量のデータブロックが不揮発性メモリ３２に格納された状態になっているか否かを判断する。
ホログラムメモリ３からのデータ読取が完了していなければ、ステップＦ１０２に戻って再び上記処理を同様に実行する。
【００４６】
なお、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、データブロック番号などが記録されているようにする。
このため、ステップＦ１０５で、復号データが、既に不揮発性メモリ３２に格納されているか否かの判断は、例えば復号データのヘッダ情報としてのデータブロック番号を確認し、同じデータブロック番号の復号データが既に不揮発性メモリ３２に記憶されているか否かを確認すればよい。
【００４７】
また、ヘッダ情報に記録データ全体（例えばコンテンツデータ全体）のデータサイズや、分割したデータブロック数が記録されていることにより、最初に或る１つの要素ホログラム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。
このためステップＦ１０９では、データ全体のデータサイズ又はデータブロック数と、不揮発性メモリ３２に格納したデータサイズ又はデータブロック数を比較することで、ホログラムメモリ３からの読取が完了したか否かを判別できる。
なお、ステップＦ１０９で、ホログラムメモリ３からのデータ読取が完了、つまり要素ホログラムの読取が完了と判断される状態となるのは、再生データ（＝元の記録データ）を構成可能な所定量のデータブロックのデータの読み取れたか否かという条件で判断するものであり、ホログラムメモリ３の全ての要素ホログラムの読取を完了したか否かという判断とする必要はない。
同一のデータ内容を記録した要素ホログラムが複数記録されている場合も想定されるし、さらには、全てのデータブロックを読み込まなくとも、エラー訂正処理やデータ補間処理で元々の記録データを構築できる場合もあるためである。
【００４８】
ステップＦ１０５において、デコードしたデータが既に不揮発性メモリ３２に格納されているデータと同一内容と判断された場合は、ステップＦ１０７に進む。
復号部２５で復号したデータが、既に不揮発性メモリ３２に記憶されているデータと同一内容となる場合が生ずるのは、同一の要素ホログラムの読み出しが既に行われていた場合か、或いは同一のデータ内容を記録した要素ホログラムが複数個、ホログラムメモリ３に記録されている場合に、今回読み出した要素ホログラムとは別の要素ホログラムから同一のデータが既に読み出されていた場合である。
上述したように手動スキャンを行う場合、スキャンされる要素ホログラムは全く不定であり、同じ要素ホログラムが複数回スキャンされる場合がある。例えば図８に、ホログラムメモリ３上の○で示す要素ホログラムが配列されている例を示しているが、このようなホログラムメモリ３に対して、ユーザーの手動スキャンの軌跡が矢印で示すようになったとする。この場合、スキャン軌跡にあたった各要素ホログラムの二次元画像が順次読み込まれて復号されるわけであるが、例えば図８で斜線を付した要素ホログラムは、２回、読込が行われたものとなる。例えばこのような状況で、ある要素ホログラムが２回読み込まれたら、２回目にデコードしたデータは既に不揮発性メモリ３２に格納されているデータと同一内容となる。
【００４９】
また、特に手動スキャンを想定して、各要素ホログラムが確率的に読み込まれるものとしたシステムでは、なるべく迅速に各データブロックの要素ホログラムが読み込まれるように、同じデータの要素ホログラムを複数記録する考え方がある。
例えば、図４（ｂ）には模式的な例として、ホログラムメモリ３に要素ホログラムｈ１〜ｈ２４が記録されている状態を示したが、これは例えば元々の記録データを２４個のデータブロックＢＬＫに分割し、各データブロックＢＬＫのデータＤＴを、それぞれ２４個の要素ホログラムｈ１〜ｈ２４として記録した状態である。このような場合、図７のステップＦ１０９でホログラムメモリ３からのデータ読み出しが完了したと判断されるのは、２４個の要素ホログラムｈ１〜ｈ２４の全てについてのデータ読出が完了した時点となる。
ところが手動スキャンで再生を行うホログラムリーダ６は、各要素ホログラムｈ１〜ｈ２４を確率的に読み出すものであることを考えると、ホログラムメモリ３上の全ての要素ホログラムｈ１〜ｈ２４をまんべんなく取り込むことが困難になる場合があり得る。
つまり手動スキャンはあくまでユーザーの動作であるので、ユーザーが任意にホログラムリーダ６を移動させるときに、なかなかスキャンできない要素ホログラムが生ずることがある。言い換えれば再生参照光Ｌ４が照射されない要素ホログラムが生ずることがある。そして、例えば要素ホログラムｈ５の読取がなかなかできないでいると、その要素ホログラムｈ５に記録されたデータブロックＢＬＫのデータＤＴが読み込めず、ステップＦ１０９で所定量のデータ読み出し完了と判断されない状態が続き、ユーザーがいつまでも手動スキャンを続けなければならないという事態が生ずることがあり得る。
【００５０】
このようなことを考えると、手動スキャンにより再生を行うシステムでは、各データＤＴの読取確率を上げることが重要となる。
そして各データＤＴの読取確率を上げるには、ホログラムメモリ３に同一のデータ内容の要素ホログラムを複数記録しておくことが適切となる。
図９に例を示す。ここではホログラムメモリ３上に、要素ホログラムｈ１〜ｈ１２が記録されているとしている。元々の記録データは、１２個のデータブロックに分割し、その各データブロックのデータを、それぞれ要素ホログラムｈ１〜ｈ１２として記録する。そして各要素ホログラムｈ１〜ｈ１２は、それぞれ多数形成され、縦方向に並ぶように配置されている。
このようにすると、ユーザーがホログラムメモリ３を横切るように手動スキャンさせれば、ほぼ確実に全ての要素ホログラムｈ１〜ｈ１２のデータを読み込めることになる。つまり各データブロックのデータの読取確率を大幅に向上させ、手動スキャンの時間を短縮できる。
このときに、ユーザーが矢印のように右方向へのスキャンを行い、続いて左方向への戻るようにスキャンしたとする。すると、左に戻るスキャンの際に、既に一度読み込まれた要素ホログラムと同一データ内容の要素ホログラムが、読み込まれることになる。
例えばこのような状況でも、デコードしたデータが既に不揮発性メモリ３２に格納されているデータと同一内容となることが発生する。
なお、自動スキャン方式の場合でも、同一内容の要素ホログラムが複数記録されていれば、同一内容のデータが複数回復号されることは発生する。
【００５１】
図７のステップＦ１０５で復号データが不揮発性メモリ３２に格納されているデータと同一内容であると判断され、ステップＦ１０７に進むと、ミキシングストラテジ処理部２８により、両復号データの比較処理が行われる。
即ち、ミキシングストラテジ処理部２８は、今回ステップＦ１０４で復号部２５で復号されたデータにおけるエラー訂正数と、同じデータブロック番号のデータとして不揮発性メモリ３２に記憶されているデータを復号した際のエラー訂正数を比較するなどの処理により、両復号データにおいてどちらが高品質のデータとなっているかを判断する。
そして、ステップＦ１０８では、上記判断により高品質として選択した方の復号データが、当該データブロック番号のデータとして不揮発性メモリ３２に保存されるようにする。
即ち、不揮発性メモリ３２に記憶されたデータの方がエラー訂正数が少なく、高品質であると判断した場合は、今回の復号データは破棄する。
一方、今回復号したデータの方がエラー訂正数が少なく、高品質であると判断した場合は、不揮発性メモリ３２に上書き記憶させ、不揮発性メモリ３２上でデータを書き換える。
以上の処理を経てステップＦ１０９に進む。
なお、両復号データの品質の比較は、エラー訂正数の比較以外の手法で行っても良い。
【００５２】
ステップＦ１０９でホログラムメモリ３の読取完了と判断されたら、ステップＦ１１０に進み、システムコントローラ５１は発光駆動部１４に指示して参照光光源１６をオフとさせる。
そしてステップＦ１１１では、メモリコントローラ２１に指示して、不揮発性メモリ３２に格納された読出データを再構築させる。即ちこの時点で所定量のデータ、即ち元々の記録データを構成する必要量のデータブロック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。
【００５３】
［４．実施の形態の効果］
以上の実施の形態においては次のような効果を得ることができる。
本例のホログラムリーダ６は、ホログラムメモリ３上の要素ホログラムから読み取った二次元画像を復号し、復号データを不揮発性メモリ３２に記憶していくが、不揮発性メモリ３２に記憶されている復号データと同一のデータ内容の復号データが得られた場合には、その２つの復号データの品質を比較し、選択した方の復号データが不揮発性メモリ３２に記憶される状態とする。このため、不揮発性メモリ３２には、よりよい品質の復号データが保存されていく状態となり、結果として品質のよい再生データを再構築することができる。
特に手動スキャンの場合、同じデータ内容の要素ホログラムが読み込まれることが発生するのは或る程度やむを得ないが、上記動作は、そのような場合の復号データを無駄にしないことで、再生データの高品質化に役立てるものであるといえる。
【００５４】
また本例では、情報用メモリ手段に記憶された二次元画像に対して幾何歪み補正、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で二値化を行う際に、変数用メモリ２６に記憶されている補正変数に基づいて処理を行うことで、結果的に幾何歪み補正、光学補正がなされた状態での情報再生を実現する。この場合、情報用メモリ３１に記憶されている二次元画像に対して直接幾何歪み補正、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についての情報用メモリ３１への書込も発生しない。従って、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を解消でき、再生処理の効率化を実現できる。
さらに、二値化処理を実行するまで二次元画像自体に対する補正処理を行わないことは、補正に伴う演算誤差の抑圧という利点も得られる。
【００５５】
また、要素ホログラムから読み出し、復号したデータは不揮発性メモリ３２に蓄積されていき、最終的に各要素ホログラムからの再生データが不揮発性メモリ３２上で再構築されてコンテンツデータ等の再生データが形成される。これはホログラムメモリ３上の要素ホログラムを任意の順番に読み出しても良いことを意味する。従って、図４，図５で説明した手動スキャンによって順不同に要素ホログラムを読み出すシステムとして好適である。またカメラ制御機構部１３によってスキャン位置を可変制御していくときも、その可変制御動作の自由度を高めることができる。
【００５６】
以上実施の形態を説明してきたが、実施の形態で述べたホログラムリーダ６の構成や処理手順はあくまで一例であり、本発明としてはその要旨の範囲内で多様な変形例が想定される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態のホログラムメモリの記録再生の説明図である。
【図２】実施の形態のホログラムメモリの要素ホログラムの説明図である。
【図３】実施の形態の要素ホログラムの二次元画像の説明図である。
【図４】実施の形態のホログラムリーダの手動スキャン動作例の説明図である。
【図５】実施の形態のホログラムリーダの手動スキャン動作例の説明図である。
【図６】実施の形態のホログラムリーダのブロック図である。
【図７】実施の形態のホログラムリーダの再生処理のフローチャートである。
【図８】実施の形態の同一要素ホログラムが読み込まれる場合の説明図である。
【図９】実施の形態の同一内容の要素ホログラムが読み込まれる場合の説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
３ ホログラムメモリ、６ ホログラムリーダ、１０ 撮像部、１２ 撮像素子部、１５ ホログラムスキャン制御部、２０ 信号処理部、２１ メモリコントローラ、２２ 光学補正変数算出部、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、２８ ミキシングストラテジ処理部、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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声／音楽等の音情報、静止画／動画等の画像情報、又はテキストファイル等のデータ情報を二次元画像化し、要素ホログラムとして記録したホログラム記録媒体から、光学的に要素ホログラムの二次元画像を読み取り、読み取った二次元画像から情報を再生するホログラム再生装置、ホログラム再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００５−１７３６４６号公報
【０００３】
シート状の記録媒体に情報を記録する例として、バーコード、ＱＲコード、ドットコード等に代表される１次元コード又は２次元コードが挙げられる。しかし、これらの情報記録媒体は、単位面積あたりに記録できる情報量が数十から数キロバイト程度と極めて低い。この原因は、単なる画像の濃淡印刷の記録分解能に物理的な限界があるからである。
【０００４】
また、同じくシート状の記録媒体としては、物体光と参照光の干渉縞によって各種データを記録するホログラム記録媒体も知られている。そしてホログラム記録媒体は、記録密度を飛躍的に向上させ、著しい大容量化が可能であることも知られており、例えばコンピュータデータや、オーディオやビデオ等のＡＶ（Audio-Visual）コンテンツデータなどに対する大容量のストレージメディアとして有用であると考えられている。
【０００５】
ホログラム記録媒体にデータを記録する際には、データを二次元ページデータとして画像化する。そして液晶パネル等に画像化したデータを表示させ、その液晶パネルを透過した光を物体光、つまり二次元ページデータの像となる物体光をホログラム記録媒体に照射する。加えて、所定の角度から参照光をホログラム記録媒体に照射する。このとき物体光と参照光によって生ずる干渉縞が、ドット状や短冊状などの１つの要素ホログラムとして記録されることになる。つまり１つの要素ホログラムは、１つの二次元ページデータを記録したものとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、例えばシート状等のホログラムメモリを考え、コンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどを記録し、一般ユーザーがホログラムリーダとしての再生装置を用いて、ホログラムメモリに記録されたデータを取得できるようにするシステムを考える。
シート状のホログラムメモリとは、メディア表面としての平面上に多数の要素ホログラムを敷き詰めるように記録するものであり、このメディア表面に対してホログラムリーダを対向させて、各要素ホログラムとして記録されたデータを読み取っていくようにするものである。
【０００７】
このようなシステムを考えた場合、ホログラムリーダによるホログラムメモリからの安定したデータ再生性能が要求される。特には、要素ホログラムから読み取った二次元画像に対して復号を行い、復号データを得るという過程で、より品質の良い復号データが得られるようにすることが重要である。
【０００８】
本発明では、このような点を考慮し、例えばユーザーがホログラム記録媒体からデータ取得できるシステムにおいて好適な、高品質の再生データを得ることのできるホログラム再生装置、再生方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のホログラム再生装置は、情報を二次元画像化し、二次元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から、情報を再生するホログラム再生装置である。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う復号手段と、上記復号手段で得られた復号情報を記憶する記憶手段と、上記記憶手段に記憶されている復号情報と同一のデータ内容の復号情報が、上記復号手段で得られた場合に、当該２つの復号情報の品質を比較し、比較結果により選択した方の復号情報が上記記憶手段に記憶される状態とする復号情報選択手段とを備える。
また上記復号情報選択手段は、同一データ内容の上記２つの復号情報の品質として、上記復号手段での復号処理過程におけるエラー訂正数を比較する。
【００１０】
本発明のホログラム再生方法は、上記ホログラム記録媒体に再生用参照光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体の要素ホログラムからの再生像光としてあらわれる二次元画像を撮像する撮像ステップと、上記撮像ステップで得られた二次元画像に対して復号処理を行う復号ステップと、上記復号ステップで得られた復号情報を記憶手段に記憶する記憶ステップと、上記記憶手段に記憶されている復号情報と同一のデータ内容の復号情報が、上記復号ステップで得られた場合に、当該２つの復号情報の品質を比較し、比較結果により選択した方の復号情報が上記記憶手段に記憶される状態とする復号情報選択ステップとを備える。
【００１１】
ホログラム再生装置は、ホログラム記録媒体上の要素ホログラムから読み取った二次元画像を復号し、復号データを記憶手段に記憶していくという動作を行うが、この動作を多数のそれぞれの要素ホログラムに対して行うことで、各要素ホログラムからの復号データが記憶手段に集められ、その結果ホログラム記録媒体に記録されたコンテンツデータ等の再生データを得ることができる。
ここで、ホログラム記録媒体上の各要素ホログラムに対して、ユーザーが手動でスキャンを行う場合、同一の要素ホログラムを複数回読み込むことがある。この場合、既に記憶手段に取り込んだ復号情報と同一データ内容の復号情報が得られる。またホログラム記録媒体上で同一のデータ内容の二次元画像を記録した要素ホログラムが複数存在する場合も、既に記憶手段に取り込んだ復号情報と同一データ内容の復号情報が得られることがある。
これらの場合、同一内容の２つの復号情報、つまり既に記憶手段に記憶されている復号情報と、今回の復号処理で得られた復号情報とを比較して、品質の良好な方を記憶手段に保存するようにする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ホログラム記録媒体上の要素ホログラムから読み取った二次元画像を復号し、復号データを記憶手段に記憶していくが、記憶手段に記憶されている復号情報と同一のデータ内容の復号情報が得られた場合には、その２つの復号情報の品質を比較し、比較結果により選択した方の復号情報が上記記憶手段に記憶される状態とする。このため、よりよい品質の復号情報を保存することができ、結果として品質のよい再生データを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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．ホログラムリーダの構成］
［３．再生処理］
［４．実施の形態の効果］
【００１４】
［１．ホログラムメモリの記録再生］
まずホログラムメモリ３に対する基本的な記録再生動作について図１で説明する。
図１（ａ）はホログラムメモリ３に対するデータ記録の様子を示している。例えばコンテンツデータやコンピュータプログラム等としてのデータをホログラムメモリ３に記録する場合、その記録データ全体は、多数の１ページ分のデータにエンコードされる。
例えばコンテンツデータ等の全体のデータが多数の所定サイズのデータブロックに分割され、ブロック単位でエンコード処理が行われる。
エンコードされた単位としての１つのデータブロックは、図示するような例えば二次元画像ＤＰに変換され、液晶パネル１において表示される。
所定の光源から出力され、例えば平行光とされたレーザ光Ｌ１は、二次元画像ＤＰが表示された液晶パネル１を通過することで、その二次元画像ＤＰの像としての物体光Ｌ２となる。
この物体光Ｌ２は、集光レンズ２で集光され、ホログラムメモリ３上にスポットとして集光される。
このとき、ホログラムメモリ３に対しては、所定角度で記録参照光Ｌ３を照射する。これにより物体光Ｌ２と参照光Ｌ３が干渉し、その干渉縞によりドット状の要素ホログラムが記録されることになる。
なおこのように集光レンズ２を用いる場合、要素ホログラムとして記録されるデータは、集光レンズ２のフーリエ変換作用により、記録データの像のフーリエ像となる。
【００１５】
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ブロックが、同様に二次元画像ＤＰに変換され、液晶パネル１に表示され、それぞれ要素ホログラムとして記録されていく。
各要素ホログラムの記録の際には、図示しない移送機構により、ホログラムメモリ３（ホログラム材料）の位置を移送させ（もしくは記録光学系を移送させ）、要素ホログラムの記録位置をホログラムメモリ３の平面上で僅かにずらせていく。これにより、例えばシート状のホログラムメモリ３に、その平面方向に多数の要素ホログラムが配置されるように記録が行われていくことになる。例えば図２には、１つの要素ホログラムを○で表しているが、このように平面上に多数の要素ホログラムが形成される。
図２では、ホログラムメモリ３の平面上に、横方向に３２個の要素ホログラム、縦方向に２４個の要素ホログラムを配置した例を示している。各要素ホログラムには図３に示すように、例えば５１２×３８４画素（ピクセル）の二次元画像ＤＰが記録される。
【００１６】
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、この二次元画像ＤＰとしての再生像がイメージャ５で読み取られる。
イメージャ５は再生像に応じた電気信号としての再生像信号を発生させる。この再生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。
【００１７】
上記のように要素ホログラムによってデータが記録されるホログラムメモリ３は密着コピーによる大量複製も容易に可能である。
従って、図１（ａ）のようにしてホログラム材料上に要素ホログラムを記録したホログラムメモリ３は、それをそのまま一般ユーザーに提供するホログラムメモリとしても良いが、これをマスターメディアとし、密着コピーにより大量のホログラムメモリの複製に用いてもよい。
例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどをホログラム記録媒体に記録し、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。
【００１８】
後述する本実施の形態の再生装置としてのホログラムリーダ６は、ホログラムメモリ３に対して再生参照光Ｌ４を照射して各要素ホログラムを読み取っていくスキャンを行う。このスキャン方式としては、ユーザーが実行する手動スキャン方式と、ホログラムリーダ６が機構的に実行する自動スキャン方式とが考えられる。
【００１９】
手動スキャン方式の例を図４に示す。図４（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４（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５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。
【００２０】
図４（ｂ）は、多数の要素ホログラムｈ１〜ｈ２４が記録されたホログラムメモリ３を模式的に示しているが、ユーザーは任意に、例えば左右にホログラムリーダ６を振ることで、ホログラムメモリ３に対する読出スキャンの軌跡（再生参照光Ｌ４のスポットの軌跡）は破線で示すようになる。
実際にユーザーがどのようにホログラムリーダ６を移動させるかは全く不定であるため、再生参照光Ｌ４のスポットは、全く不規則かつ不安定に、ホログラムメモリ３上の要素ホログラムに照射される。この状態で、再生参照光Ｌ４のスポットが照射された要素ホログラムの再生像がホログラムリーダ６に読み取られていくことになる。つまり各要素ホログラムｈ１〜ｈ２４は、それぞれ、確率的に読み出しが行われる。ホログラムリーダ６側では読み取れた要素ホログラムから順にデコードして蓄積し、必要量のデータがデコードできた時点で、再生データを再構成すればよい。
【００２１】
一方、自動スキャン方式とは、ホログラムリーダ６が例えば内部のスキャン機構の動作によって再生参照光Ｌ４の照射位置を移動させたり、或いはコリメータレンズ４及びイメージャ５を保持するユニットを移動させて行くことで、ホログラムメモリ３上の各要素ホログラムを順次読み取っていく方式である。例えば図５のようにホログラムリーダ６をポスター等に貼付されたホログラムメモリ３に対向させた状態で自動スキャンを行うことが考えられる。即ちその場合は、ユーザーは単にホログラムリーダ６をホログラムメモリ３の正面に維持していればよく、スキャン機構によって再生参照光Ｌ４の照射位置やレンズ系が移動されることで、ホログラムメモリ３上の各要素ホログラムに対するスキャンが行われる。
又は、例えばホログラムメモリ３としてのシートをカード状の基板部に貼付した形式のメディアとし、これをホログラムリーダ６内に装填し、ホログラムリーダ６内でスキャン動作を行って各要素ホログラムを読み取っていくような方式も想定できる。
【００２２】
［２．ホログラムリーダの構成］
実施の形態のホログラムリーダ６（ホログラム再生装置）の構成を図６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。
【００２３】
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。
【００２４】
撮像部１０は、ホログラムメモリ３の要素ホログラムから再生される二次元画像を撮像するためのブロックであり、コリメータレンズ１１、撮像素子部（イメージャ）１２、カメラ制御機構部１３、発光駆動部１４、ホログラムスキャン制御部１５、参照光光源１６を有して構成される。
コリメータレンズ１１、撮像素子部１２は、図１（ｂ）で説明したコリメータレンズ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４，図５で説明したような手動スキャン方式を採用する場合は、このカメラ制御機構部１３は不要となる。
参照光光源１６は、図１に示した記録時の記録参照光Ｌ３と同じ角度でホログラムメモリ３に対して再生参照光Ｌ４を照射するようにホログラムリーダ６の筐体上に配置されている。例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）或いは半導体レーザによる参照光光源１６は、発光駆動部１４によって発光される。発光駆動部１４は、当該ホログラムリーダ６によってホログラムメモリ３の再生を行う場合に、システムコントローラ５１の指示によって参照光光源１６を発光駆動する。
ホログラムスキャン制御部１５は、撮像素子部１２から読み取られた二次元画像の状態及び変数用メモリ２６に格納されたこれまでのスキャン状況を元にホログラムスキャンの撮像タイミングと読み出し画素を決定し、スキャンタイミング信号、スキャンアドレス信号を撮像素子部１２に与えて撮像素子部１２での撮像動作を制御する。また撮像素子部１２で得られた二次元画像信号の処理を行う。
【００２５】
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、ミキシングストラテジ処理部２８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で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。
ミキシングストラテジ処理部２８は、復号部２５で得られた復号データが、既にメモリ部３０の不揮発性メモリ３２に記憶されている復号データと同一内容であるときに、その復号データ同志を比較し、品質の良好な復号データを選択する。そして不揮発性メモリ３２において、選択した方の復号データが保存されるようにする。
【００２６】
メモリ部３０は、ホログラムスキャン制御部１５から転送されてくる二次元画像を記憶する機能と、信号処理部２０にて行われる信号処理中間結果を記憶する機能、復号部２５にて復号された情報を記憶する機能を有する装置であり、情報用メモリ３１と不揮発性メモリ３２で構成される。
情報用メモリ３１は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）で構成され、ホログラムスキャン制御部１５から転送されてくる二次元画像を記憶する記憶領域とされる。記憶した二次元画像は、光学補正変数算出部２２、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。
【００２７】
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。
【００２８】
ホログラムメモリ３からのデータ読出の際の各部の動作を述べる。
ホログラムメモリ３に対するスキャンを行う際には、発光駆動部１４が参照光光源１６を発光駆動する。再生参照光Ｌ４が照射されたホログラムメモリ３からは、要素ホログラムの再生像光が得られ、これがコリメータレンズ４を介して撮像素子部１２に結像する。撮像素子部１２に結像した二次元画像は、電気信号に変換されてホログラムスキャン制御部１５に転送される。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
但し、復号部２５で復号したデータが既に不揮発性メモリ３２に記憶されていた場合は、今回復号したデータと、不揮発性メモリ３２に記憶されていたデータとについて、ミキシングストラテジ処理部２８で品質比較処理を行う。例えば復号時のエラー訂正処理におけるエラー訂正数を比較する。そして、不揮発性メモリ３２に記憶されたデータの方がエラー訂正数が少なく、高品質であると判断した場合は、今回の復号データは破棄する。一方、今回復号したデータの方がエラー訂正数が少なく、高品質であると判断した場合は、不揮発性メモリ３２に上書きするように記憶させる。つまり不揮発性メモリ３２での記憶データを書き換える。
【００３５】
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。
【００３６】
不揮発性メモリ３２上で再構築されたデータは、外部機器インターフェース４１により外部機器１００、例えばパーソナルコンピュータや、オーディオプレーヤ或いはビデオプレーヤ等のＡＶ装置、又は携帯電話器等の外部機器に対して、ホログラムメモリ３からの再生データとして転送される。外部機器インターフェース４１は例えばＵＳＢインターフェース等が想定される。もちろん外部機器インターフェース４１はＵＳＢ以外の規格のインターフェースでもよい。ユーザーは外部機器１００側で、ホログラムメモリ３からの再生データを利用できる。例えばパーソナルコンピュータでコンピュータデータを利用したり、ＡＶ装置や携帯電話等で、ＡＶコンテンツデータを再生させることができる。
【００３７】
なお図示していないが、所定の記録メディアに対して記録を行うメディアドライブを設け、再生データを、そのメディアドライブにより記録メディアに記録されるようにしてもよい。
記録メディアとしては、例えば光ディスク、光磁気ディスク等が想定される。例えばＣＤ（Compact Disc）方式、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）方式、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc：登録商標）方式、ミニディスク（Mini Disc）方式などの各種方式の記録可能型のディスクが記録メディアとして考えられる。これらのディスクが記録メディアとされる場合、メディアドライブは、ディスク種別に対応したエンコード処理、エラー訂正コード処理、或いは圧縮処理等を施して、再生したデータをディスクに記録する。
また記録メディアとしてハードディスクも想定され、その場合、メディアドライブは、いわゆるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）として構成される。
さらに記録メディアは、固体メモリを内蔵した可搬性のメモリカード、或いは内蔵型固体メモリとしても実現でき、その場合メディアドライブは、メモリカード或いは内蔵型固体メモリに対する記録装置部として構成され、必要な信号処理を行って再生したデータの記録を行う。
【００３８】
さらには、例えば記録メディアに記録したＡＶコンテンツデータ等をメディアドライブで再生し、その再生したＡＶコンテンツデータ等をデコードして出力する音声再生出力系、映像再生出力系を備えることは当然考えられる。
またメディアドライブで再生したデータを外部機器インターフェース４１を介して外部機器に転送することもできる。
さらに上記のＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ミニディスク、メモリカード等の可搬性の記録メディアに記録した場合は、その記録メディアを外部機器で再生させることで、ユーザーはホログラムメモリ３から読み出した再生データを利用できる。
【００３９】
なお、ホログラムメモリ３に対するスキャンを行ってデータを読み出す再生動作（データダウンロード動作）と、得られたオーディオ／画像等のデータを外部機器１００に転送したり、或いは上記のように再生出力系で再生出力する動作は、基本的には同時に行われないとすれば、メモリ部３０において、情報用メモリ３１及び不揮発性メモリ３２のいずれか一方、もしくは両方を再生装置に具備された他の記憶手段で代替することにより、メモリ構成を簡略化できる。
例えば上記のように光ディスクやＨＤＤなどの記録メディアに復号したデータを記録するようにすれば、再生データ構築までは情報用メモリ３１に格納し、不揮発性メモリ３２を不要とすることも可能である。
【００４０】
［３．再生処理］
このホログラムリーダ６によりホログラムメモリ３からデータ再生を行う際の処理を図７で説明する。図７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４或いは図５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。
【００４１】
システムコントローラ５１は、操作部５３を用いた再生開始の操作を検知したら、ステップＦ１０１で参照光光源をオンとする。即ち発光駆動部１４に指示を与え、参照光光源１６を発光させ、再生参照光Ｌ４をホログラムメモリ３に照射できる状態とする。
この状態でユーザーがホログラムリーダ６をホログラムメモリ３に対向させて移動させることで、ホログラムメモリ３の要素ホログラムの再生像光Ｌ５が順次撮像素子部１２に検出されることになる。
なお、ホログラムリーダ６がカメラ制御機構部１３を備え、カメラ制御機構部１３によってスキャン位置が制御される構成の場合は、スキャン開始と共にシステムコントローラ５１はホログラムスキャン制御部１５に指示してカメラ制御機構部１３の動作を開始させる。以下では、スキャン方式は手動スキャンとし、カメラ制御機構部１３は設けられないものとして説明を続ける。
【００４２】
ステップＦ１０２では撮像素子部１２及びホログラムスキャン制御部１５の動作により、要素ホログラムの二次元画像の撮像信号としてのデジタルデータが得られる。
ホログラムスキャン制御部１５は、撮像素子部１２で得られた撮像信号に対して、所要の信号処理やＡ／Ｄ変換を行い、要素ホログラムの二次元画像信号としてメモリコントローラ２１に受け渡し、情報用メモリ３１に格納させていく。
【００４３】
システムコントローラ５１は、ステップＦ１０２の動作としての要素ホログラムの二次元画像信号の取込を確認したら、その二次元画像信号について、ステップＦ１０３の画像処理、ステップＦ１０４のデコード処理を実行させる。
即ちステップＦ１０３では情報用メモリ３１に取り込んだ二次元画像信号について、光学補正変数算出部２２、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Ｆ１０４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。
【００４４】
ステップＦ１０４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Ｆ１０５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Ｆ１０６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。
【００４５】
ステップＦ１０９では、ホログラムメモリ３からのデータ読出が完了したか否かを判断する。即ち、再生データを再構築できる必要量のデータブロックが不揮発性メモリ３２に格納された状態になっているか否かを判断する。
ホログラムメモリ３からのデータ読取が完了していなければ、ステップＦ１０２に戻って再び上記処理を同様に実行する。
【００４６】
なお、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、データブロック番号などが記録されているようにする。
このため、ステップＦ１０５で、復号データが、既に不揮発性メモリ３２に格納されているか否かの判断は、例えば復号データのヘッダ情報としてのデータブロック番号を確認し、同じデータブロック番号の復号データが既に不揮発性メモリ３２に記憶されているか否かを確認すればよい。
【００４７】
また、ヘッダ情報に記録データ全体（例えばコンテンツデータ全体）のデータサイズや、分割したデータブロック数が記録されていることにより、最初に或る１つの要素ホログラム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。
このためステップＦ１０９では、データ全体のデータサイズ又はデータブロック数と、不揮発性メモリ３２に格納したデータサイズ又はデータブロック数を比較することで、ホログラムメモリ３からの読取が完了したか否かを判別できる。
なお、ステップＦ１０９で、ホログラムメモリ３からのデータ読取が完了、つまり要素ホログラムの読取が完了と判断される状態となるのは、再生データ（＝元の記録データ）を構成可能な所定量のデータブロックのデータの読み取れたか否かという条件で判断するものであり、ホログラムメモリ３の全ての要素ホログラムの読取を完了したか否かという判断とする必要はない。
同一のデータ内容を記録した要素ホログラムが複数記録されている場合も想定されるし、さらには、全てのデータブロックを読み込まなくとも、エラー訂正処理やデータ補間処理で元々の記録データを構築できる場合もあるためである。
【００４８】
ステップＦ１０５において、デコードしたデータが既に不揮発性メモリ３２に格納されているデータと同一内容と判断された場合は、ステップＦ１０７に進む。
復号部２５で復号したデータが、既に不揮発性メモリ３２に記憶されているデータと同一内容となる場合が生ずるのは、同一の要素ホログラムの読み出しが既に行われていた場合か、或いは同一のデータ内容を記録した要素ホログラムが複数個、ホログラムメモリ３に記録されている場合に、今回読み出した要素ホログラムとは別の要素ホログラムから同一のデータが既に読み出されていた場合である。
上述したように手動スキャンを行う場合、スキャンされる要素ホログラムは全く不定であり、同じ要素ホログラムが複数回スキャンされる場合がある。例えば図８に、ホログラムメモリ３上の○で示す要素ホログラムが配列されている例を示しているが、このようなホログラムメモリ３に対して、ユーザーの手動スキャンの軌跡が矢印で示すようになったとする。この場合、スキャン軌跡にあたった各要素ホログラムの二次元画像が順次読み込まれて復号されるわけであるが、例えば図８で斜線を付した要素ホログラムは、２回、読込が行われたものとなる。例えばこのような状況で、ある要素ホログラムが２回読み込まれたら、２回目にデコードしたデータは既に不揮発性メモリ３２に格納されているデータと同一内容となる。
【００４９】
また、特に手動スキャンを想定して、各要素ホログラムが確率的に読み込まれるものとしたシステムでは、なるべく迅速に各データブロックの要素ホログラムが読み込まれるように、同じデータの要素ホログラムを複数記録する考え方がある。
例えば、図４（ｂ）には模式的な例として、ホログラムメモリ３に要素ホログラムｈ１〜ｈ２４が記録されている状態を示したが、これは例えば元々の記録データを２４個のデータブロックＢＬＫに分割し、各データブロックＢＬＫのデータＤＴを、それぞれ２４個の要素ホログラムｈ１〜ｈ２４として記録した状態である。このような場合、図７のステップＦ１０９でホログラムメモリ３からのデータ読み出しが完了したと判断されるのは、２４個の要素ホログラムｈ１〜ｈ２４の全てについてのデータ読出が完了した時点となる。
ところが手動スキャンで再生を行うホログラムリーダ６は、各要素ホログラムｈ１〜ｈ２４を確率的に読み出すものであることを考えると、ホログラムメモリ３上の全ての要素ホログラムｈ１〜ｈ２４をまんべんなく取り込むことが困難になる場合があり得る。
つまり手動スキャンはあくまでユーザーの動作であるので、ユーザーが任意にホログラムリーダ６を移動させるときに、なかなかスキャンできない要素ホログラムが生ずることがある。言い換えれば再生参照光Ｌ４が照射されない要素ホログラムが生ずることがある。そして、例えば要素ホログラムｈ５の読取がなかなかできないでいると、その要素ホログラムｈ５に記録されたデータブロックＢＬＫのデータＤＴが読み込めず、ステップＦ１０９で所定量のデータ読み出し完了と判断されない状態が続き、ユーザーがいつまでも手動スキャンを続けなければならないという事態が生ずることがあり得る。
【００５０】
このようなことを考えると、手動スキャンにより再生を行うシステムでは、各データＤＴの読取確率を上げることが重要となる。
そして各データＤＴの読取確率を上げるには、ホログラムメモリ３に同一のデータ内容の要素ホログラムを複数記録しておくことが適切となる。
図９に例を示す。ここではホログラムメモリ３上に、要素ホログラムｈ１〜ｈ１２が記録されているとしている。元々の記録データは、１２個のデータブロックに分割し、その各データブロックのデータを、それぞれ要素ホログラムｈ１〜ｈ１２として記録する。そして各要素ホログラムｈ１〜ｈ１２は、それぞれ多数形成され、縦方向に並ぶように配置されている。
このようにすると、ユーザーがホログラムメモリ３を横切るように手動スキャンさせれば、ほぼ確実に全ての要素ホログラムｈ１〜ｈ１２のデータを読み込めることになる。つまり各データブロックのデータの読取確率を大幅に向上させ、手動スキャンの時間を短縮できる。
このときに、ユーザーが矢印のように右方向へのスキャンを行い、続いて左方向への戻るようにスキャンしたとする。すると、左に戻るスキャンの際に、既に一度読み込まれた要素ホログラムと同一データ内容の要素ホログラムが、読み込まれることになる。
例えばこのような状況でも、デコードしたデータが既に不揮発性メモリ３２に格納されているデータと同一内容となることが発生する。
なお、自動スキャン方式の場合でも、同一内容の要素ホログラムが複数記録されていれば、同一内容のデータが複数回復号されることは発生する。
【００５１】
図７のステップＦ１０５で復号データが不揮発性メモリ３２に格納されているデータと同一内容であると判断され、ステップＦ１０７に進むと、ミキシングストラテジ処理部２８により、両復号データの比較処理が行われる。
即ち、ミキシングストラテジ処理部２８は、今回ステップＦ１０４で復号部２５で復号されたデータにおけるエラー訂正数と、同じデータブロック番号のデータとして不揮発性メモリ３２に記憶されているデータを復号した際のエラー訂正数を比較するなどの処理により、両復号データにおいてどちらが高品質のデータとなっているかを判断する。
そして、ステップＦ１０８では、上記判断により高品質として選択した方の復号データが、当該データブロック番号のデータとして不揮発性メモリ３２に保存されるようにする。
即ち、不揮発性メモリ３２に記憶されたデータの方がエラー訂正数が少なく、高品質であると判断した場合は、今回の復号データは破棄する。
一方、今回復号したデータの方がエラー訂正数が少なく、高品質であると判断した場合は、不揮発性メモリ３２に上書き記憶させ、不揮発性メモリ３２上でデータを書き換える。
以上の処理を経てステップＦ１０９に進む。
なお、両復号データの品質の比較は、エラー訂正数の比較以外の手法で行っても良い。
【００５２】
ステップＦ１０９でホログラムメモリ３の読取完了と判断されたら、ステップＦ１１０に進み、システムコントローラ５１は発光駆動部１４に指示して参照光光源１６をオフとさせる。
そしてステップＦ１１１では、メモリコントローラ２１に指示して、不揮発性メモリ３２に格納された読出データを再構築させる。即ちこの時点で所定量のデータ、即ち元々の記録データを構成する必要量のデータブロック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。
【００５３】
［４．実施の形態の効果］
以上の実施の形態においては次のような効果を得ることができる。
本例のホログラムリーダ６は、ホログラムメモリ３上の要素ホログラムから読み取った二次元画像を復号し、復号データを不揮発性メモリ３２に記憶していくが、不揮発性メモリ３２に記憶されている復号データと同一のデータ内容の復号データが得られた場合には、その２つの復号データの品質を比較し、選択した方の復号データが不揮発性メモリ３２に記憶される状態とする。このため、不揮発性メモリ３２には、よりよい品質の復号データが保存されていく状態となり、結果として品質のよい再生データを再構築することができる。
特に手動スキャンの場合、同じデータ内容の要素ホログラムが読み込まれることが発生するのは或る程度やむを得ないが、上記動作は、そのような場合の復号データを無駄にしないことで、再生データの高品質化に役立てるものであるといえる。
【００５４】
また本例では、情報用メモリ手段に記憶された二次元画像に対して幾何歪み補正、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で二値化を行う際に、変数用メモリ２６に記憶されている補正変数に基づいて処理を行うことで、結果的に幾何歪み補正、光学補正がなされた状態での情報再生を実現する。この場合、情報用メモリ３１に記憶されている二次元画像に対して直接幾何歪み補正、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についての情報用メモリ３１への書込も発生しない。従って、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を解消でき、再生処理の効率化を実現できる。
さらに、二値化処理を実行するまで二次元画像自体に対する補正処理を行わないことは、補正に伴う演算誤差の抑圧という利点も得られる。
【００５５】
また、要素ホログラムから読み出し、復号したデータは不揮発性メモリ３２に蓄積されていき、最終的に各要素ホログラムからの再生データが不揮発性メモリ３２上で再構築されてコンテンツデータ等の再生データが形成される。これはホログラムメモリ３上の要素ホログラムを任意の順番に読み出しても良いことを意味する。従って、図４，図５で説明した手動スキャンによって順不同に要素ホログラムを読み出すシステムとして好適である。またカメラ制御機構部１３によってスキャン位置を可変制御していくときも、その可変制御動作の自由度を高めることができる。
【００５６】
以上実施の形態を説明してきたが、実施の形態で述べたホログラムリーダ６の構成や処理手順はあくまで一例であり、本発明としてはその要旨の範囲内で多様な変形例が想定される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態のホログラムメモリの記録再生の説明図である。
【図２】実施の形態のホログラムメモリの要素ホログラムの説明図である。
【図３】実施の形態の要素ホログラムの二次元画像の説明図である。
【図４】実施の形態のホログラムリーダの手動スキャン動作例の説明図である。
【図５】実施の形態のホログラムリーダの手動スキャン動作例の説明図である。
【図６】実施の形態のホログラムリーダのブロック図である。
【図７】実施の形態のホログラムリーダの再生処理のフローチャートである。
【図８】実施の形態の同一要素ホログラムが読み込まれる場合の説明図である。
【図９】実施の形態の同一内容の要素ホログラムが読み込まれる場合の説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
３ ホログラムメモリ、６ ホログラムリーダ、１０ 撮像部、１２ 撮像素子部、１５ ホログラムスキャン制御部、２０ 信号処理部、２１ メモリコントローラ、２２ 光学補正変数算出部、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、２８ ミキシングストラテジ処理部、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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を二次元画像化し、二次元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から、情報を再生するホログラム再生装置として、
上記ホログラム記録媒体に再生用参照光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体の要素ホログラムからの再生像光としてあらわれる二次元画像を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段で得られた二次元画像に対して復号処理を行う復号手段と、
上記復号手段で得られた復号情報を記憶する記憶手段と、
上記記憶手段に記憶されている復号情報と同一のデータ内容の復号情報が、上記復号手段で得られた場合に、当該２つの復号情報の品質を比較し、比較結果により選択した方の復号情報が上記記憶手段に記憶される状態とする復号情報選択手段と、
を備えることを特徴とするホログラム再生装置。
【請求項２】
上記復号情報選択手段は、同一データ内容の上記２つの復号情報の品質として、上記復号手段での復号処理過程におけるエラー訂正数を比較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。
【請求項３】
情報を二次元画像化し、二次元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から、情報を再生するホログラム再生方法として、
上記ホログラム記録媒体に再生用参照光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体の要素ホログラムからの再生像光としてあらわれる二次元画像を撮像する撮像ステップと、
上記撮像ステップで得られた二次元画像に対して復号処理を行う復号ステップと、
上記復号ステップで得られた復号情報を記憶手段に記憶する記憶ステップと、
上記記憶手段に記憶されている復号情報と同一のデータ内容の復号情報が、上記復号ステップで得られた場合に、当該２つの復号情報の品質を比較し、比較結果により選択した方の復号情報が上記記憶手段に記憶される状態とする復号情報選択ステップと、
を備えることを特徴とするホログラム再生方法。
【請求項１】
情報を二次元画像化し、二次元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から、情報を再生するホログラム再生装置として、
上記ホログラム記録媒体に再生用参照光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体の要素ホログラムからの再生像光としてあらわれる二次元画像を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段で得られた二次元画像に対して復号処理を行う復号手段と、
上記復号手段で得られた復号情報を記憶する記憶手段と、
上記記憶手段に記憶されている復号情報と同一のデータ内容の復号情報が、上記復号手段で得られた場合に、当該２つの復号情報の品質を比較し、比較結果により選択した方の復号情報が上記記憶手段に記憶される状態とする復号情報選択手段と、
を備えることを特徴とするホログラム再生装置。
【請求項２】
上記復号情報選択手段は、同一データ内容の上記２つの復号情報の品質として、上記復号手段での復号処理過程におけるエラー訂正数を比較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。
【請求項３】
情報を二次元画像化し、二次元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から、情報を再生するホログラム再生方法として、
上記ホログラム記録媒体に再生用参照光を照射するとともに、上記ホログラム記録媒体の要素ホログラムからの再生像光としてあらわれる二次元画像を撮像する撮像ステップと、
上記撮像ステップで得られた二次元画像に対して復号処理を行う復号ステップと、
上記復号ステップで得られた復号情報を記憶手段に記憶する記憶ステップと、
上記記憶手段に記憶されている復号情報と同一のデータ内容の復号情報が、上記復号ステップで得られた場合に、当該２つの復号情報の品質を比較し、比較結果により選択した方の復号情報が上記記憶手段に記憶される状態とする復号情報選択ステップと、
を備えることを特徴とするホログラム再生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１１５３８５（Ｐ２００７−１１５３８５Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８１４２３（Ｐ２００６−１８１４２３）
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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