ホログラム記録装置およびホログラム記録方法
【課題】符号化率を改善し、なおかつ、良好なＳＮ比の再生光が得られる記録を行うことができるホログラム記録装置および記録方法の提供を課題としている。
【解決手段】本発明によって提供されるホログラム記録装置Ａは、複数の検査符号を用いて記録すべき情報の畳み込み演算を行うことにより、複数の畳み込みデータを生成する畳み込みデータ生成手段１１と、上記複数の畳み込みデータを複数の光変調データに変換するデータ変換手段１２と、上記複数の光変調データごとに光利用効率を試算し、この光利用効率が所定範囲内に収まる光変調データを選択する光変調データ選択手段１３と、選択された上記光変調データに基づいて光変調を行うことにより、上記記録光を生成する空間光変調手段５と、を備えている。
【解決手段】本発明によって提供されるホログラム記録装置Ａは、複数の検査符号を用いて記録すべき情報の畳み込み演算を行うことにより、複数の畳み込みデータを生成する畳み込みデータ生成手段１１と、上記複数の畳み込みデータを複数の光変調データに変換するデータ変換手段１２と、上記複数の光変調データごとに光利用効率を試算し、この光利用効率が所定範囲内に収まる光変調データを選択する光変調データ選択手段１３と、選択された上記光変調データに基づいて光変調を行うことにより、上記記録光を生成する空間光変調手段５と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録光と参照光をホログラム記録媒体において干渉させることによりホログラムを記録するホログラム記録装置およびその記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラム記録において、記録すべき情報は二次元符号化されて、たとえば明暗の画素パターンに対応する光変調データに変換される。この光変調データに基づいて記録光は光変調される。ホログラム記録では、このように光変調された記録光と、この記録光と同一の光源から発せられた参照光とを用いてホログラム記録媒体上に干渉縞を発生させ、その干渉縞を記録する。この干渉縞に記録時と同じ参照光を照射すると、再生光を得ることができる。ホログラム記録媒体に記録するときの記録光と参照光の強度が大きく異なっていると、再生光における信号対雑音比（ＳＮ比）が低くなりもとの情報を再生しにくくなることがあった。このため、ホログラム記録では記録時における記録光と参照光の強度をある程度揃える必要がある。参照光の強度は比較的容易に制御可能であるが、記録光の強度は、記録すべき情報に応じて変化することがあり、その制御が困難であった。そこで、上記記録すべき情報を明暗の画素の比率が常に１：１となるような光変調データに変換するバランス変調法が行われることがあった（特許文献１参照）。
【０００３】
このようなバランス変調法においては、たとえば、光変調データは４個の画素からなる画素ブロックごとに区画されており、この区画された各画素ブロックでの明暗の画素の比率が常に１：１となっている。このような光変調データによって記録光の強度は一定となり、容易に記録光と参照光の強度比を等しくし、再生光のＳＮ比が高くなる記録を行うことができる。
【０００４】
しかしながら、このようなバランス変調法では、明暗の画素の比率が一定の画素パターンしか用いないため、１つの画素ブロックで表すことができる情報量が少なくなっていた。たとえば、画素ブロックが４つの画素からなる場合、この画素ブロックがとり得る画素パターンは図９に示すように６通りしかない。このような画素ブロックは８パターンとなる３ビットの情報を表すことができない。このため、４つの画素で２ビットの情報しか表せていなかった。１つの画素ブロックによって表現できるビット数の比を符号化率とすると、この場合の符号化率は０．５しかないことになる。これに対しバランス変調法を用いない場合は、１つの画素が画素ブロックに相当すると考えると、１画素で２ビット表すことができるので符号化率は１になっている。このようにバランス変調法を用いると、符号化率が低くなり、ホログラム記録媒体全体の情報量が少なくなってしまうという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２２８０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、符号化率を改善し、なおかつ、良好なＳＮ比の再生光が得られる記録を行うことができるホログラム記録装置およびホログラム記録方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面により提供されるホログラム記録装置は、記録すべき情報に基づいて光変調された記録光と参照光とをホログラム記録媒体において干渉させることによりホログラムを記録するホログラム記録装置であって、複数の検査符号を用いて上記記録すべき情報の畳み込み演算を行うことにより、複数の畳み込みデータを生成する畳み込みデータ生成手段と、上記複数の畳み込みデータを複数の光変調データに変換するデータ変換手段と、上記複数の光変調データごとに光利用効率を試算し、この光利用効率が所定範囲内に収まる光変調データを選択する光変調データ選択手段と、選択された上記光変調データに基づいて光変調を行うことにより、上記記録光を生成する空間光変調手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
好ましい実施の形態においては、上記データ変換手段は、上記畳み込みデータを二次元符号化することにより上記光変調データに変換する。
【０００９】
より好ましい実施の形態においては、上記データ変換手段は、上記畳み込みデータを所定数ずつに分割し、分割したデータごとに光利用効率の異なる複数の画素パターンを用いて二次元符号化を行うことにより、これらの画素パターンからなる光変調データを生成する。
【００１０】
他の好ましい実施の形態においては、上記データ変換手段は、上記畳み込みデータを生成する際に用いた上記検査符号も上記光変調データの一部として変換する。
【００１１】
他の好ましい実施の形態においては、上記ホログラム記録媒体に記録時と同じ参照光を照射することで再生光を取得し、この再生光から元の上記光変調データを再生する光変調データ再生手段と、再生された上記光変調データを復号化することにより元の上記畳み込みデータとこれに対応する上記検査符号を取得する復号化手段と、復号化により得られた上記畳み込みデータを上記検査符号で畳み込み復調することにより上記ホログラムとして記録された元の情報を得る畳み込み復調手段とを備えている。
【００１２】
本発明の第２の側面により提供されるホログラム記録方法は、記録すべき情報に基づいて光変調された記録光と参照光とをホログラム記録媒体において干渉させることによりホログラムを記録するホログラム記録方法であって、複数の検査符号を用いて上記記録すべき情報の畳み込み演算を行うことにより、複数の畳み込みデータを生成し、上記複数の畳み込みデータを複数の光変調データに変換し、上記複数の光変調データごとに光利用効率を試算し、この光利用効率が所定範囲内に収まる光変調データを選択し、選択された上記光変調データに基づき、上記畳み込みデータを二次元符号化したうえで、上記畳み込みデータを所定数ずつに分割し、分割したデータごとに光利用効率の異なる複数の画素パターンを用いて二次元符号化を行うことにより、これらの画素パターンからなる光変調データを生成し、生成した光変調データに基づいて光変調を行うことにより、上記記録光を生成することを特徴とする。
【００１３】
このようなホログラム記録装置によれば、上記データ変換手段において得られる光変調データの光利用効率が様々な値をとるような変換を行う場合でも、光利用効率が所定範囲内に収まる光変調データを選択することにより記録光の強度を所定範囲内に収めることができる。光変調データの光利用効率が様々な値をとるような変換を行うと、画素パターンのパターン数が増加するため符号化率を改善しやすくなる。さらに、記録光の強度を所定範囲内に収めることによって、記録時における記録光と参照光との強度比を最適な値に近づけやすくなり、良好なＳＮ比の再生光を得ることが可能な記録を行うことができる。なお、上記光変調データの光利用効率は、上記光変調データを上記空間光変調手段における明暗の画素で表現した場合の明の画素の比率として表される。
【００１４】
本発明のその他の利点および特徴については、以下に行う発明の実施形態の説明から、より明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１６】
図１〜図８には、本発明に係るホログラム記録装置の実施形態の一例を示している。図１に示すように、ホログラム記録装置Ａは、ホログラム記録媒体Ｂに対して記録光および参照光を照射してホログラムを記録することができ、さらに記録した情報を再生することができる。図２は、ホログラム記録装置Ａの要部構成図であり、記録すべき情報から記録光を生成するための構成を示している。このホログラム記録装置Ａは、光源１、コリメータレンズ２、ビームエキスパンダ３、ビームスプリッタ４、空間光変調手段５、ハーフミラー６、記録光用の対物レンズ７、反射板８、プリズム９、参照光用の対物レンズ１０、畳み込みデータ生成手段１１、データ変換手段１２、光変調データ選択手段１３、光変調データ再生手段１４、復号化手段１５、および畳み込み復調手段１６と、を備えて構成されている。図示しないその他の構成要素としては、ホログラム記録媒体Ｂを回転ディスクとして回転させるための回転機構や、ホログラム記録媒体Ｂの径方向へ対物レンズ７，１０などの光学系を移動させるための移動機構を備えている。さらに、対物レンズ７，１０を図１中の上下方向へ移動させるための移動機構も備えている。
【００１７】
ホログラム記録媒体Ｂは、基板９０、反射膜９１、記録層９２、および保護層９３の積層構造からなる。記録層９２には、記録光および参照光を重なるように照射することで、干渉縞としてのホログラムが記録される。
【００１８】
光源１は、たとえば半導体レーザ素子からなり、比較的帯域が狭く干渉性の高いレーザ光を出射する。コリメータレンズ２は、光源１から出たレーザ光を平行光に変換する。コリメータレンズ２から出射した平行光は、ビームエキスパンダ３へ進入する。ビームエキスパンダ３は、組み合わせレンズからなり、上記平行光の径を拡大しつつビームスプリッタ４へ導く。
【００１９】
ビームスプリッタ４は、たとえばハーフミラーなどであり、ビームエキスパンダ３から入射した平行光を空間光変調手段５に向かう光と、反射板８へ向かう光とに分離する。
【００２０】
空間光変調手段５は、たとえば液晶画面装置が用いられ、明暗の状態を切り替え可能な所定数の画素を有している。明の画素は、ビームスプリッタ４から入射した光をハーフミラー６へ向けて出射する。一方、暗の画素はビームスプリッタ４から入射した光を遮断する。なお、図２、図４および図５では明の画素は白で表示しており、暗の画素にはハッチングを施している。空間光変調手段５は、このような明暗の画素パターンによってビームスプリッタ４から入射した光を変調して記録光を生成する。空間光変調手段５で生成された記録光は、ハーフミラー６へ向けて照射される。
【００２１】
なお、空間光変調手段５には、多数の光反射素子を配列して成るデフォーマブルミラー装置を用いてもよい。
【００２２】
ハーフミラー６は、記録時には、空間光変調器５から入射してきた記録光を透過させ対物レンズ７へ向けて出射する。一方、再生時には、対物レンズ７から入射してきた再生光を光変調データ再生手段１４へ向けて反射させる。
【００２３】
対物レンズ７は、記録時には入射した記録光を記録位置９２ａに収束させる一方、再生時には再生光をハーフミラー６へ向けて出射する。
【００２４】
反射板８は、ビームスプリッタ４から出射された参照光をプリズム９へ向けて反射させる。プリズム９に入射した参照光は屈折されて対物レンズ１０へ入射する。対物レンズ１０へ入射した参照光は、記録光と重なるように、記録位置９２ａに向けて照射される。この参照光は記録光のように変調されないので参照光の強度は、一定の値となる。本実施形態では、空間光変調手段５の全画素の３７．５％が明のときに記録位置９２ａに照射される記録光と、記録位置９２ａに照射される参照光との強度比が１となるように設定されている。
【００２５】
畳み込みデータ生成手段１１は、図２に示すように並列する４つの畳み込み演算器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから成り、記録すべき情報から４つの畳み込みデータを生成する。記録すべき情報から畳み込みデータを生成する際に、記録すべき情報に作用させる情報列を検査符号「Ｃ」とする。検査符号「Ｃ」は、たとえば２ビットからなる。畳み込み演算器１１ａでは「００」が、畳み込み演算器１１ｂでは「０１」が、畳み込み演算器１１ｃでは「１０」が、畳み込み演算器１１ｄでは「１１」が、検査符号「Ｃ」として用いられている。図３には、畳み込み演算器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄにおける畳み込み演算を説明するための説明図を示している。畳み込み演算器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄでは、まず、記録すべき情報を２ビットごとに分割する。図３では、分割された２ビットごとの情報列をＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６で示している。次に、Ｍ１と検査符号「Ｃ」とのビットごとの排他的論理和を演算し、その演算で得られた２ビットの情報列がＮ１となる。次に、Ｎ１とＭ２とのビットごとの排他的論理和を演算し、その演算で得られた２ビットの情報列がＮ２となる。さらに、Ｎ２とＭ３とのビットごとの排他的論理和を演算し、その演算で得られた２ビットの情報列がＮ３となる。この繰り返しにより、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６を作成し、これらを合わせて畳み込みデータを生成する。
【００２６】
データ変換手段１２は、図２に示すように並列する４つの二次元符号化器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄから成り、畳み込みデータおよび検査符号「Ｃ」を空間光変調手段５に表示可能な光変調データに変換する。二次元符号化器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、図４に示すような３ビットの情報列と８種類の画素パターンとを対応させる変換テーブルを備えている。二次元符号化器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、図４の変換テーブルに従って畳み込みデータを３ビットごとに画素パターンに変換する二次元符号化を行う。二次元符号化器１２ａは、検査符号「００」および畳み込み演算器１１ａで生成された畳み込みデータを二次元符号化する。二次元符号化器１２ｂは、検査符号「０１」および畳み込み演算器１１ｂで生成された畳み込みデータを二次元符号化する。二次元符号化器１２ｃは、検査符号「１０」および畳み込み演算器１１ｃで生成された畳み込みデータを二次元符号化する。二次元符号化器１２ｄは、検査符号「１１」および畳み込み演算器１１ｄで生成された畳み込みデータを二次元符号化する。検査符号「Ｃ」の二次元符号化は、たとえば各検査符号の先頭に０を付加して３ビットとし、図４の変換テーブルに従って変換することで行われる。
【００２７】
光変調データ選択手段１３は、二次元符号化器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄで得られた４つの光変調データの光利用効率を試算し、試算した光利用効率が所望の範囲内に収まっている光変調データを選択する。光変調データの光利用効率は、光変調データの全画素における明の画素の比率とする。上記の所望の範囲は、たとえば３３．７５％〜４１．２５％である。この範囲内に入る光変調データが複数ある場合は、光利用効率が３７．５％により近いほうを最適な光変調データとして選択する。最適な光変調データが複数ある場合は、より小さい検査符号「Ｃ」に対応する最適な光変調データを選択する。
【００２８】
なお、記録すべき情報および畳み込みデータのビット数が多くなればなるほど、光変調データにおける検査符号「Ｃ」に相当する画素パターンの比率は低下する。このため、検査符号「Ｃ」に相当する画素パターンの明暗は、光変調データの光利用効率にあまり影響を与えない。このことから、検査符号「Ｃ」に相当する画素パターンを無視して光変調データの光利用効率の試算を行っても構わない。
【００２９】
図５には、ホログラム記録装置Ａにおける再生機構の構成図を示している。ホログラム記録媒体Ｂの記録層９２に形成された干渉縞に記録時と同じ波長、入射角で参照光を照射すると再生光が生じる。この再生光を光変調データ再生手段１４で取得し、さらに復号化手段１５および畳み込み復調手段１６によりもとの情報に戻すことでホログラム記録媒体Ｂに記録された情報を得ることができる。この再生光のＳＮ比を高い値にするためには、記録時における記録光と参照光との強度比が一定の関係である必要がある。一般的には、記録光と参照光との強度比が１であるのが好ましい。図６には、記録時における記録光と参照光との強度比と再生光のＳＮ比との間の関係を簡略な説明図で示している。図６によると、十分正確な再生を行うのに必要なＳＮ比を得るには、記録光と参照光との強度比を、１−α〜１＋α内に収める必要がある。αの値はホログラム記録媒体Ｂの特性や、エラーチェックの精度などによって決定され、ここでは、たとえば０．１とする。ただし、図６は例であり、最適ＳＮ比が１であるとは限らない。最適値がＡ（≠１）の場合は、強度比をＡ−α〜Ａ＋α内とする。
【００３０】
光変調データ再生手段１４は、たとえばＣＣＤであり、ハーフミラー６で反射してきた再生光を受光し、この再生光からホログラムとして記録された明暗の画素パターンを読み取ることができる。ここで読み取られた明暗の画素パターンは、光変調データ選択手段１３で選択された光変調データに相当する。
【００３１】
復号化手段１５は、光変調データ再生手段１４で得られた光変調データを畳み込みデータおよびそれに対応する検査符号「Ｃ」に戻すための二次元復号化器である。復号化手段１５は、図４の変換テーブルとは逆向きに画素パターンを３ビットの情報列に対応させる変換テーブルを有しており、この変換テーブルを用いて二次元復号化を行う。
【００３２】
畳み込み復調手段１６は、復号化手段１５で得られた畳み込みデータとそれに対応する検査符号「Ｃ」から記録されたもとの情報を求めるための演算器である。この畳み込み復調手段１６は、図７に示すように、まず、畳み込みデータをＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６・・・に分割する。続いて、Ｎ１と検査符号「Ｃ」とのビットごとの排他的論理和を演算することでＭ１を復元する。次に、Ｎ１とＮ２とのビットごとの排他的論理和を演算することでＭ２を復元する。次に、Ｎ２とＮ３とのビットごとの排他的論理和を演算することでＭ３を復元する。このような演算を繰り返し、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６・・・を合わせる事によりもとの情報を復元する。
【００３３】
次に、このようなホログラム記録装置Ａによるホログラム記録方法について図８を用いて説明を行う。
【００３４】
まず、畳み込みデータ生成手段１１は、たとえばホストコンピュータから入力された記録すべき情報に対して畳み込み演算を行い、得られた畳み込みデータをデータ変換手段１２に送信する。（ステップＳ１）。
【００３５】
次に、データ変換手段１２は、受信した畳み込みデータを二次元符号化して光変調データを生成し、得られた光変調データを光変調データ選択手段１３へ送信する（ステップＳ２）。
【００３６】
さらに次に、光変調データ選択手段１３は、受信した光変調データの中から最適な光変調データを選択し、空間光変調手段５へ送信する（ステップＳ３）。
【００３７】
さらに次に、空間光変調手段５は、受信した光変調データに基づいて記録光を生成し、記録光をホログラム記録媒体Ｂの記録位置９２ａに照射すし、同時に、ホログラム記録媒体Ｂの記録位置９２ａに参照光を照射する（ステップＳ４）。
【００３８】
以上のステップＳ１〜Ｓ４により、ホログラム記録装置Ａは、記録すべき情報に基づく記録光を生成し、この記録光と参照光とを記録位置９２ａにおいて干渉させてホログラム記録を行うことができる。
【００３９】
次に、ホログラム記録装置Ａの動作を、図２に示す具体例を参照に説明する。
【００４０】
ここでは、たとえば「１０００１０１００１１１」を、ホログラム記録装置Ａを用いてホログラム記録媒体Ｂに記録する。まず、畳み込みデータ生成手段１１に「１０００１０１００１１１」を入力する。このとき、畳み込み演算器１１ａでは、検査符号「００」を用いて「１０１０００１０１１００」が畳み込みデータとして得られる。畳み込み演算器１１ｂでは、検査符号「０１」を用いて「１１１１０１１１１００１」が畳み込みデータとして得られる。畳み込み演算器１１ｃでは、検査符号「１０」を用いて「００００１００００１１０」が畳み込みデータとして得られる。畳み込み演算器１１ｄでは、検査符号「１１」を用いて「０１０１１１０１００１１」が畳み込みデータとして得られる。
【００４１】
畳み込み演算器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄで得られた畳み込みデータはそれぞれに対応する検査符号「Ｃ」とともに、二次元符号化器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄへ送信される。二次元符号化器１２ａは、「１０１」，「０００」，「１０１」，「１００」を図４の変換テーブルに従って画素パターンに変換し、同時に検査符号「００」を「０００」として図４の変換テーブルに従って画素パターンに変換する。このように変換して得られた画素パターンを光変調データとし、光変調データ選択手段１３へ送信する。二次元符号化器１２ｂ，１２ｃ，１２ｄでも同様に畳み込みデータを３ビットごとに画素パターンに変換して光変調データを生成し、この光変調データを光変調データ選択手段１３へ送信する。
【００４２】
光変調データ選択手段１３では、受信した光変調データの光利用効率を試算する。二次元符号化器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄで得られる光変調データの光利用効率は、それぞれたとえば２５．０％、３５．０％、４０．０％、５０．０％となっている。そのうち、光利用効率が３３．７５％〜４１．２５％の範囲内にあるのは、二次元符号化器１２ｂ，１２ｃから送られてきた光変調データである。３５．０％と４０．０％とは、いずれも３７．５％との差が２．５％であるので、対応する検査符号「Ｃ」がより小さい二次元符号化器１２ｂから送られてきた光変調データが選択される。
【００４３】
空間光変調手段５では、このように選択された二次元符号化器１２ｂから送られてきた光変調データを表示するように各画素の明暗を切り替える制御が行われる。空間光変調手段５の全画素が、選択された光変調データによってその明暗が切り替えられる場合、明の画素は全画素の３３．７５％〜４１．２５％となる。したがって、ホログラム記録装置Ａでは、全画素の３３．７５％〜４１．２５％が明であるような空間光変調手段５によって記録光は変調されている。空間光変調手段５によって変調された記録光と、参照光とを記録位置９２ａに照射すると干渉縞がホログラムとして記録される。参照光の記録位置９２ａにおける強度は、空間光変調手段５の全画素の３７．５％が明のときの記録光の強度との比が１になるように設定されているので、記録位置９２ａにおける記録光と参照光との強度比は０．９〜１．１になっている。
【００４４】
さらに、このようにして記録されたホログラムは図５に示すように再生することができる。記録位置９２ａに記録時と同じ波長、同じ入射角の参照光を照射すると再生光が生じる。この再生光は対物レンズ７およびハーフミラー６を経て光変調データ再生手段１４によって受光される。光変調データ再生手段１４では、選択された光変調データに相当する画素パターンを取得することができる。この画素パターンを復号化手段１５によって変換すると、畳み込み演算器１１ｂで得た「１１１１０１１１１００１」と検査符号「０１」とを復元することができる。さらに「１１１１０１１１１００１」と検査符号「０１」とを畳み込み復調手段１６に入力すると、元の「１０００１０１００１１１」を復元することができる。
【００４５】
このようなホログラム記録装置Ａでは、１つの画素ブロックで３ビットの情報列を表現しているので、符号化率が０．７５となっている。さらに、記録位置９２ａにおける記録光と参照光との強度比が０．９〜１．１になるため、十分正確な再生を行うのに必要なＳＮ比を得ることができる。このようにホログラム記録装置Ａを用い上記のような記録方法を行えば、符号化率を改善しつつ、十分正確な再生を行うのに必要なＳＮ比の再生光を得ることができる。
【００４６】
さらに、上記の方法では、検査符号「Ｃ」を２ビットとしたが、よりビット数を増やすことも可能である。検査符号「Ｃ」のビット数を増やすと、検査符号「Ｃ」の種類を増やし、より多くの畳み込みデータを生成することができるため、光利用効率が３７．５％により近い光変調データを取得できる確率が高くなる。光利用効率が３７．５％に近い光変調データが増加すると、選択された光変調データでも光利用効率が３７．５％に近いものが増加し、記録位置９２ａにおける記録光と参照光との強度比がより１に近くなる。このように、ホログラム記録装置Ａでは、検査符号「Ｃ」のビット数を増やすことで、さらに再生光のＳＮ比を高めることが可能である。
【００４７】
本発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は本発明の範囲に含まれる。たとえば、上記実施形態においては、データ変換手段でブロックごとの画素パターンを用いているが、単に１と０を各画素の明暗に置き換えることで光変調データに変換する場合でも、明暗の画素の一方が極端に増加するのを防止するなどの効果を得ることができる。
【００４８】
また、上記の実施形態では畳み込みデータ生成手段１１において畳み込み演算器を４つ並列に並べてそれぞれで演算を行っているが、１つの畳み込み演算器で順次演算を行っても構わない。データ変換手段１２における二次元符号化器の場合も同様に１つの二次元符号化器によって順次変換処理を行ってもよい。
【００４９】
さらにまた、上記の実施形態において、データ変換手段において用いられる画素パターンは４つの画素で構成されているが、より多くの画素で構成された画素パターンを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るホログラム記録装置の一例を示す構成図である。
【図２】図１のホログラム記録装置の要部構成図である。
【図３】畳み込み演算器における演算の説明図である。
【図４】二次元符号化器における変換テーブルの一例である。
【図５】図１のホログラム記録装置における再生機構の構成図である。
【図６】記録光と再生光との強度比と再生光のＳＮ比との関係を示す説明図である。
【図７】畳み込み復調手段における演算の説明図である。
【図８】本発明に係るホログラム記録方法の一例を示すフローチャート図である。
【図９】従来のホログラム記録装置における画素パターンである。
【符号の説明】
【００５１】
Ａ ホログラム記録装置
５ 空間光変調手段
１１ 畳み込みデータ生成手段
１２ データ変換手段
１３ 光変調データ選択手段
１４ 光変調データ再生手段
１５ 復号化手段
１６ 畳み込み復調手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録光と参照光をホログラム記録媒体において干渉させることによりホログラムを記録するホログラム記録装置およびその記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラム記録において、記録すべき情報は二次元符号化されて、たとえば明暗の画素パターンに対応する光変調データに変換される。この光変調データに基づいて記録光は光変調される。ホログラム記録では、このように光変調された記録光と、この記録光と同一の光源から発せられた参照光とを用いてホログラム記録媒体上に干渉縞を発生させ、その干渉縞を記録する。この干渉縞に記録時と同じ参照光を照射すると、再生光を得ることができる。ホログラム記録媒体に記録するときの記録光と参照光の強度が大きく異なっていると、再生光における信号対雑音比（ＳＮ比）が低くなりもとの情報を再生しにくくなることがあった。このため、ホログラム記録では記録時における記録光と参照光の強度をある程度揃える必要がある。参照光の強度は比較的容易に制御可能であるが、記録光の強度は、記録すべき情報に応じて変化することがあり、その制御が困難であった。そこで、上記記録すべき情報を明暗の画素の比率が常に１：１となるような光変調データに変換するバランス変調法が行われることがあった（特許文献１参照）。
【０００３】
このようなバランス変調法においては、たとえば、光変調データは４個の画素からなる画素ブロックごとに区画されており、この区画された各画素ブロックでの明暗の画素の比率が常に１：１となっている。このような光変調データによって記録光の強度は一定となり、容易に記録光と参照光の強度比を等しくし、再生光のＳＮ比が高くなる記録を行うことができる。
【０００４】
しかしながら、このようなバランス変調法では、明暗の画素の比率が一定の画素パターンしか用いないため、１つの画素ブロックで表すことができる情報量が少なくなっていた。たとえば、画素ブロックが４つの画素からなる場合、この画素ブロックがとり得る画素パターンは図９に示すように６通りしかない。このような画素ブロックは８パターンとなる３ビットの情報を表すことができない。このため、４つの画素で２ビットの情報しか表せていなかった。１つの画素ブロックによって表現できるビット数の比を符号化率とすると、この場合の符号化率は０．５しかないことになる。これに対しバランス変調法を用いない場合は、１つの画素が画素ブロックに相当すると考えると、１画素で２ビット表すことができるので符号化率は１になっている。このようにバランス変調法を用いると、符号化率が低くなり、ホログラム記録媒体全体の情報量が少なくなってしまうという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２２８０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、符号化率を改善し、なおかつ、良好なＳＮ比の再生光が得られる記録を行うことができるホログラム記録装置およびホログラム記録方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の側面により提供されるホログラム記録装置は、記録すべき情報に基づいて光変調された記録光と参照光とをホログラム記録媒体において干渉させることによりホログラムを記録するホログラム記録装置であって、複数の検査符号を用いて上記記録すべき情報の畳み込み演算を行うことにより、複数の畳み込みデータを生成する畳み込みデータ生成手段と、上記複数の畳み込みデータを複数の光変調データに変換するデータ変換手段と、上記複数の光変調データごとに光利用効率を試算し、この光利用効率が所定範囲内に収まる光変調データを選択する光変調データ選択手段と、選択された上記光変調データに基づいて光変調を行うことにより、上記記録光を生成する空間光変調手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
好ましい実施の形態においては、上記データ変換手段は、上記畳み込みデータを二次元符号化することにより上記光変調データに変換する。
【０００９】
より好ましい実施の形態においては、上記データ変換手段は、上記畳み込みデータを所定数ずつに分割し、分割したデータごとに光利用効率の異なる複数の画素パターンを用いて二次元符号化を行うことにより、これらの画素パターンからなる光変調データを生成する。
【００１０】
他の好ましい実施の形態においては、上記データ変換手段は、上記畳み込みデータを生成する際に用いた上記検査符号も上記光変調データの一部として変換する。
【００１１】
他の好ましい実施の形態においては、上記ホログラム記録媒体に記録時と同じ参照光を照射することで再生光を取得し、この再生光から元の上記光変調データを再生する光変調データ再生手段と、再生された上記光変調データを復号化することにより元の上記畳み込みデータとこれに対応する上記検査符号を取得する復号化手段と、復号化により得られた上記畳み込みデータを上記検査符号で畳み込み復調することにより上記ホログラムとして記録された元の情報を得る畳み込み復調手段とを備えている。
【００１２】
本発明の第２の側面により提供されるホログラム記録方法は、記録すべき情報に基づいて光変調された記録光と参照光とをホログラム記録媒体において干渉させることによりホログラムを記録するホログラム記録方法であって、複数の検査符号を用いて上記記録すべき情報の畳み込み演算を行うことにより、複数の畳み込みデータを生成し、上記複数の畳み込みデータを複数の光変調データに変換し、上記複数の光変調データごとに光利用効率を試算し、この光利用効率が所定範囲内に収まる光変調データを選択し、選択された上記光変調データに基づき、上記畳み込みデータを二次元符号化したうえで、上記畳み込みデータを所定数ずつに分割し、分割したデータごとに光利用効率の異なる複数の画素パターンを用いて二次元符号化を行うことにより、これらの画素パターンからなる光変調データを生成し、生成した光変調データに基づいて光変調を行うことにより、上記記録光を生成することを特徴とする。
【００１３】
このようなホログラム記録装置によれば、上記データ変換手段において得られる光変調データの光利用効率が様々な値をとるような変換を行う場合でも、光利用効率が所定範囲内に収まる光変調データを選択することにより記録光の強度を所定範囲内に収めることができる。光変調データの光利用効率が様々な値をとるような変換を行うと、画素パターンのパターン数が増加するため符号化率を改善しやすくなる。さらに、記録光の強度を所定範囲内に収めることによって、記録時における記録光と参照光との強度比を最適な値に近づけやすくなり、良好なＳＮ比の再生光を得ることが可能な記録を行うことができる。なお、上記光変調データの光利用効率は、上記光変調データを上記空間光変調手段における明暗の画素で表現した場合の明の画素の比率として表される。
【００１４】
本発明のその他の利点および特徴については、以下に行う発明の実施形態の説明から、より明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００１６】
図１〜図８には、本発明に係るホログラム記録装置の実施形態の一例を示している。図１に示すように、ホログラム記録装置Ａは、ホログラム記録媒体Ｂに対して記録光および参照光を照射してホログラムを記録することができ、さらに記録した情報を再生することができる。図２は、ホログラム記録装置Ａの要部構成図であり、記録すべき情報から記録光を生成するための構成を示している。このホログラム記録装置Ａは、光源１、コリメータレンズ２、ビームエキスパンダ３、ビームスプリッタ４、空間光変調手段５、ハーフミラー６、記録光用の対物レンズ７、反射板８、プリズム９、参照光用の対物レンズ１０、畳み込みデータ生成手段１１、データ変換手段１２、光変調データ選択手段１３、光変調データ再生手段１４、復号化手段１５、および畳み込み復調手段１６と、を備えて構成されている。図示しないその他の構成要素としては、ホログラム記録媒体Ｂを回転ディスクとして回転させるための回転機構や、ホログラム記録媒体Ｂの径方向へ対物レンズ７，１０などの光学系を移動させるための移動機構を備えている。さらに、対物レンズ７，１０を図１中の上下方向へ移動させるための移動機構も備えている。
【００１７】
ホログラム記録媒体Ｂは、基板９０、反射膜９１、記録層９２、および保護層９３の積層構造からなる。記録層９２には、記録光および参照光を重なるように照射することで、干渉縞としてのホログラムが記録される。
【００１８】
光源１は、たとえば半導体レーザ素子からなり、比較的帯域が狭く干渉性の高いレーザ光を出射する。コリメータレンズ２は、光源１から出たレーザ光を平行光に変換する。コリメータレンズ２から出射した平行光は、ビームエキスパンダ３へ進入する。ビームエキスパンダ３は、組み合わせレンズからなり、上記平行光の径を拡大しつつビームスプリッタ４へ導く。
【００１９】
ビームスプリッタ４は、たとえばハーフミラーなどであり、ビームエキスパンダ３から入射した平行光を空間光変調手段５に向かう光と、反射板８へ向かう光とに分離する。
【００２０】
空間光変調手段５は、たとえば液晶画面装置が用いられ、明暗の状態を切り替え可能な所定数の画素を有している。明の画素は、ビームスプリッタ４から入射した光をハーフミラー６へ向けて出射する。一方、暗の画素はビームスプリッタ４から入射した光を遮断する。なお、図２、図４および図５では明の画素は白で表示しており、暗の画素にはハッチングを施している。空間光変調手段５は、このような明暗の画素パターンによってビームスプリッタ４から入射した光を変調して記録光を生成する。空間光変調手段５で生成された記録光は、ハーフミラー６へ向けて照射される。
【００２１】
なお、空間光変調手段５には、多数の光反射素子を配列して成るデフォーマブルミラー装置を用いてもよい。
【００２２】
ハーフミラー６は、記録時には、空間光変調器５から入射してきた記録光を透過させ対物レンズ７へ向けて出射する。一方、再生時には、対物レンズ７から入射してきた再生光を光変調データ再生手段１４へ向けて反射させる。
【００２３】
対物レンズ７は、記録時には入射した記録光を記録位置９２ａに収束させる一方、再生時には再生光をハーフミラー６へ向けて出射する。
【００２４】
反射板８は、ビームスプリッタ４から出射された参照光をプリズム９へ向けて反射させる。プリズム９に入射した参照光は屈折されて対物レンズ１０へ入射する。対物レンズ１０へ入射した参照光は、記録光と重なるように、記録位置９２ａに向けて照射される。この参照光は記録光のように変調されないので参照光の強度は、一定の値となる。本実施形態では、空間光変調手段５の全画素の３７．５％が明のときに記録位置９２ａに照射される記録光と、記録位置９２ａに照射される参照光との強度比が１となるように設定されている。
【００２５】
畳み込みデータ生成手段１１は、図２に示すように並列する４つの畳み込み演算器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄから成り、記録すべき情報から４つの畳み込みデータを生成する。記録すべき情報から畳み込みデータを生成する際に、記録すべき情報に作用させる情報列を検査符号「Ｃ」とする。検査符号「Ｃ」は、たとえば２ビットからなる。畳み込み演算器１１ａでは「００」が、畳み込み演算器１１ｂでは「０１」が、畳み込み演算器１１ｃでは「１０」が、畳み込み演算器１１ｄでは「１１」が、検査符号「Ｃ」として用いられている。図３には、畳み込み演算器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄにおける畳み込み演算を説明するための説明図を示している。畳み込み演算器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄでは、まず、記録すべき情報を２ビットごとに分割する。図３では、分割された２ビットごとの情報列をＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６で示している。次に、Ｍ１と検査符号「Ｃ」とのビットごとの排他的論理和を演算し、その演算で得られた２ビットの情報列がＮ１となる。次に、Ｎ１とＭ２とのビットごとの排他的論理和を演算し、その演算で得られた２ビットの情報列がＮ２となる。さらに、Ｎ２とＭ３とのビットごとの排他的論理和を演算し、その演算で得られた２ビットの情報列がＮ３となる。この繰り返しにより、Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６を作成し、これらを合わせて畳み込みデータを生成する。
【００２６】
データ変換手段１２は、図２に示すように並列する４つの二次元符号化器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄから成り、畳み込みデータおよび検査符号「Ｃ」を空間光変調手段５に表示可能な光変調データに変換する。二次元符号化器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、図４に示すような３ビットの情報列と８種類の画素パターンとを対応させる変換テーブルを備えている。二次元符号化器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、図４の変換テーブルに従って畳み込みデータを３ビットごとに画素パターンに変換する二次元符号化を行う。二次元符号化器１２ａは、検査符号「００」および畳み込み演算器１１ａで生成された畳み込みデータを二次元符号化する。二次元符号化器１２ｂは、検査符号「０１」および畳み込み演算器１１ｂで生成された畳み込みデータを二次元符号化する。二次元符号化器１２ｃは、検査符号「１０」および畳み込み演算器１１ｃで生成された畳み込みデータを二次元符号化する。二次元符号化器１２ｄは、検査符号「１１」および畳み込み演算器１１ｄで生成された畳み込みデータを二次元符号化する。検査符号「Ｃ」の二次元符号化は、たとえば各検査符号の先頭に０を付加して３ビットとし、図４の変換テーブルに従って変換することで行われる。
【００２７】
光変調データ選択手段１３は、二次元符号化器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄで得られた４つの光変調データの光利用効率を試算し、試算した光利用効率が所望の範囲内に収まっている光変調データを選択する。光変調データの光利用効率は、光変調データの全画素における明の画素の比率とする。上記の所望の範囲は、たとえば３３．７５％〜４１．２５％である。この範囲内に入る光変調データが複数ある場合は、光利用効率が３７．５％により近いほうを最適な光変調データとして選択する。最適な光変調データが複数ある場合は、より小さい検査符号「Ｃ」に対応する最適な光変調データを選択する。
【００２８】
なお、記録すべき情報および畳み込みデータのビット数が多くなればなるほど、光変調データにおける検査符号「Ｃ」に相当する画素パターンの比率は低下する。このため、検査符号「Ｃ」に相当する画素パターンの明暗は、光変調データの光利用効率にあまり影響を与えない。このことから、検査符号「Ｃ」に相当する画素パターンを無視して光変調データの光利用効率の試算を行っても構わない。
【００２９】
図５には、ホログラム記録装置Ａにおける再生機構の構成図を示している。ホログラム記録媒体Ｂの記録層９２に形成された干渉縞に記録時と同じ波長、入射角で参照光を照射すると再生光が生じる。この再生光を光変調データ再生手段１４で取得し、さらに復号化手段１５および畳み込み復調手段１６によりもとの情報に戻すことでホログラム記録媒体Ｂに記録された情報を得ることができる。この再生光のＳＮ比を高い値にするためには、記録時における記録光と参照光との強度比が一定の関係である必要がある。一般的には、記録光と参照光との強度比が１であるのが好ましい。図６には、記録時における記録光と参照光との強度比と再生光のＳＮ比との間の関係を簡略な説明図で示している。図６によると、十分正確な再生を行うのに必要なＳＮ比を得るには、記録光と参照光との強度比を、１−α〜１＋α内に収める必要がある。αの値はホログラム記録媒体Ｂの特性や、エラーチェックの精度などによって決定され、ここでは、たとえば０．１とする。ただし、図６は例であり、最適ＳＮ比が１であるとは限らない。最適値がＡ（≠１）の場合は、強度比をＡ−α〜Ａ＋α内とする。
【００３０】
光変調データ再生手段１４は、たとえばＣＣＤであり、ハーフミラー６で反射してきた再生光を受光し、この再生光からホログラムとして記録された明暗の画素パターンを読み取ることができる。ここで読み取られた明暗の画素パターンは、光変調データ選択手段１３で選択された光変調データに相当する。
【００３１】
復号化手段１５は、光変調データ再生手段１４で得られた光変調データを畳み込みデータおよびそれに対応する検査符号「Ｃ」に戻すための二次元復号化器である。復号化手段１５は、図４の変換テーブルとは逆向きに画素パターンを３ビットの情報列に対応させる変換テーブルを有しており、この変換テーブルを用いて二次元復号化を行う。
【００３２】
畳み込み復調手段１６は、復号化手段１５で得られた畳み込みデータとそれに対応する検査符号「Ｃ」から記録されたもとの情報を求めるための演算器である。この畳み込み復調手段１６は、図７に示すように、まず、畳み込みデータをＮ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４，Ｎ５，Ｎ６・・・に分割する。続いて、Ｎ１と検査符号「Ｃ」とのビットごとの排他的論理和を演算することでＭ１を復元する。次に、Ｎ１とＮ２とのビットごとの排他的論理和を演算することでＭ２を復元する。次に、Ｎ２とＮ３とのビットごとの排他的論理和を演算することでＭ３を復元する。このような演算を繰り返し、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６・・・を合わせる事によりもとの情報を復元する。
【００３３】
次に、このようなホログラム記録装置Ａによるホログラム記録方法について図８を用いて説明を行う。
【００３４】
まず、畳み込みデータ生成手段１１は、たとえばホストコンピュータから入力された記録すべき情報に対して畳み込み演算を行い、得られた畳み込みデータをデータ変換手段１２に送信する。（ステップＳ１）。
【００３５】
次に、データ変換手段１２は、受信した畳み込みデータを二次元符号化して光変調データを生成し、得られた光変調データを光変調データ選択手段１３へ送信する（ステップＳ２）。
【００３６】
さらに次に、光変調データ選択手段１３は、受信した光変調データの中から最適な光変調データを選択し、空間光変調手段５へ送信する（ステップＳ３）。
【００３７】
さらに次に、空間光変調手段５は、受信した光変調データに基づいて記録光を生成し、記録光をホログラム記録媒体Ｂの記録位置９２ａに照射すし、同時に、ホログラム記録媒体Ｂの記録位置９２ａに参照光を照射する（ステップＳ４）。
【００３８】
以上のステップＳ１〜Ｓ４により、ホログラム記録装置Ａは、記録すべき情報に基づく記録光を生成し、この記録光と参照光とを記録位置９２ａにおいて干渉させてホログラム記録を行うことができる。
【００３９】
次に、ホログラム記録装置Ａの動作を、図２に示す具体例を参照に説明する。
【００４０】
ここでは、たとえば「１０００１０１００１１１」を、ホログラム記録装置Ａを用いてホログラム記録媒体Ｂに記録する。まず、畳み込みデータ生成手段１１に「１０００１０１００１１１」を入力する。このとき、畳み込み演算器１１ａでは、検査符号「００」を用いて「１０１０００１０１１００」が畳み込みデータとして得られる。畳み込み演算器１１ｂでは、検査符号「０１」を用いて「１１１１０１１１１００１」が畳み込みデータとして得られる。畳み込み演算器１１ｃでは、検査符号「１０」を用いて「００００１００００１１０」が畳み込みデータとして得られる。畳み込み演算器１１ｄでは、検査符号「１１」を用いて「０１０１１１０１００１１」が畳み込みデータとして得られる。
【００４１】
畳み込み演算器１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄで得られた畳み込みデータはそれぞれに対応する検査符号「Ｃ」とともに、二次元符号化器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄへ送信される。二次元符号化器１２ａは、「１０１」，「０００」，「１０１」，「１００」を図４の変換テーブルに従って画素パターンに変換し、同時に検査符号「００」を「０００」として図４の変換テーブルに従って画素パターンに変換する。このように変換して得られた画素パターンを光変調データとし、光変調データ選択手段１３へ送信する。二次元符号化器１２ｂ，１２ｃ，１２ｄでも同様に畳み込みデータを３ビットごとに画素パターンに変換して光変調データを生成し、この光変調データを光変調データ選択手段１３へ送信する。
【００４２】
光変調データ選択手段１３では、受信した光変調データの光利用効率を試算する。二次元符号化器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄで得られる光変調データの光利用効率は、それぞれたとえば２５．０％、３５．０％、４０．０％、５０．０％となっている。そのうち、光利用効率が３３．７５％〜４１．２５％の範囲内にあるのは、二次元符号化器１２ｂ，１２ｃから送られてきた光変調データである。３５．０％と４０．０％とは、いずれも３７．５％との差が２．５％であるので、対応する検査符号「Ｃ」がより小さい二次元符号化器１２ｂから送られてきた光変調データが選択される。
【００４３】
空間光変調手段５では、このように選択された二次元符号化器１２ｂから送られてきた光変調データを表示するように各画素の明暗を切り替える制御が行われる。空間光変調手段５の全画素が、選択された光変調データによってその明暗が切り替えられる場合、明の画素は全画素の３３．７５％〜４１．２５％となる。したがって、ホログラム記録装置Ａでは、全画素の３３．７５％〜４１．２５％が明であるような空間光変調手段５によって記録光は変調されている。空間光変調手段５によって変調された記録光と、参照光とを記録位置９２ａに照射すると干渉縞がホログラムとして記録される。参照光の記録位置９２ａにおける強度は、空間光変調手段５の全画素の３７．５％が明のときの記録光の強度との比が１になるように設定されているので、記録位置９２ａにおける記録光と参照光との強度比は０．９〜１．１になっている。
【００４４】
さらに、このようにして記録されたホログラムは図５に示すように再生することができる。記録位置９２ａに記録時と同じ波長、同じ入射角の参照光を照射すると再生光が生じる。この再生光は対物レンズ７およびハーフミラー６を経て光変調データ再生手段１４によって受光される。光変調データ再生手段１４では、選択された光変調データに相当する画素パターンを取得することができる。この画素パターンを復号化手段１５によって変換すると、畳み込み演算器１１ｂで得た「１１１１０１１１１００１」と検査符号「０１」とを復元することができる。さらに「１１１１０１１１１００１」と検査符号「０１」とを畳み込み復調手段１６に入力すると、元の「１０００１０１００１１１」を復元することができる。
【００４５】
このようなホログラム記録装置Ａでは、１つの画素ブロックで３ビットの情報列を表現しているので、符号化率が０．７５となっている。さらに、記録位置９２ａにおける記録光と参照光との強度比が０．９〜１．１になるため、十分正確な再生を行うのに必要なＳＮ比を得ることができる。このようにホログラム記録装置Ａを用い上記のような記録方法を行えば、符号化率を改善しつつ、十分正確な再生を行うのに必要なＳＮ比の再生光を得ることができる。
【００４６】
さらに、上記の方法では、検査符号「Ｃ」を２ビットとしたが、よりビット数を増やすことも可能である。検査符号「Ｃ」のビット数を増やすと、検査符号「Ｃ」の種類を増やし、より多くの畳み込みデータを生成することができるため、光利用効率が３７．５％により近い光変調データを取得できる確率が高くなる。光利用効率が３７．５％に近い光変調データが増加すると、選択された光変調データでも光利用効率が３７．５％に近いものが増加し、記録位置９２ａにおける記録光と参照光との強度比がより１に近くなる。このように、ホログラム記録装置Ａでは、検査符号「Ｃ」のビット数を増やすことで、さらに再生光のＳＮ比を高めることが可能である。
【００４７】
本発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した事項の範囲内でのあらゆる変更は本発明の範囲に含まれる。たとえば、上記実施形態においては、データ変換手段でブロックごとの画素パターンを用いているが、単に１と０を各画素の明暗に置き換えることで光変調データに変換する場合でも、明暗の画素の一方が極端に増加するのを防止するなどの効果を得ることができる。
【００４８】
また、上記の実施形態では畳み込みデータ生成手段１１において畳み込み演算器を４つ並列に並べてそれぞれで演算を行っているが、１つの畳み込み演算器で順次演算を行っても構わない。データ変換手段１２における二次元符号化器の場合も同様に１つの二次元符号化器によって順次変換処理を行ってもよい。
【００４９】
さらにまた、上記の実施形態において、データ変換手段において用いられる画素パターンは４つの画素で構成されているが、より多くの画素で構成された画素パターンを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係るホログラム記録装置の一例を示す構成図である。
【図２】図１のホログラム記録装置の要部構成図である。
【図３】畳み込み演算器における演算の説明図である。
【図４】二次元符号化器における変換テーブルの一例である。
【図５】図１のホログラム記録装置における再生機構の構成図である。
【図６】記録光と再生光との強度比と再生光のＳＮ比との関係を示す説明図である。
【図７】畳み込み復調手段における演算の説明図である。
【図８】本発明に係るホログラム記録方法の一例を示すフローチャート図である。
【図９】従来のホログラム記録装置における画素パターンである。
【符号の説明】
【００５１】
Ａ ホログラム記録装置
５ 空間光変調手段
１１ 畳み込みデータ生成手段
１２ データ変換手段
１３ 光変調データ選択手段
１４ 光変調データ再生手段
１５ 復号化手段
１６ 畳み込み復調手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録すべき情報に基づいて光変調された記録光と参照光とをホログラム記録媒体において干渉させることによりホログラムを記録するホログラム記録装置であって、
複数の検査符号を用いて上記記録すべき情報の畳み込み演算を行うことにより、複数の畳み込みデータを生成する畳み込みデータ生成手段と、
上記複数の畳み込みデータを複数の光変調データに変換するデータ変換手段と、
上記複数の光変調データごとに光利用効率を試算し、この光利用効率が所定範囲内に収まる光変調データを選択する光変調データ選択手段と、
選択された上記光変調データに基づいて光変調を行うことにより、上記記録光を生成する空間光変調手段と、
を備えていることを特徴とする、ホログラム記録装置。
【請求項２】
上記データ変換手段は、上記畳み込みデータを二次元符号化することにより上記光変調データに変換する、請求項１に記載のホログラム記録装置。
【請求項３】
上記データ変換手段は、上記畳み込みデータを所定数ずつに分割し、分割したデータごとに光利用効率の異なる複数の画素パターンを用いて二次元符号化を行うことにより、これらの画素パターンからなる光変調データを生成する、請求項２に記載のホログラム記録装置。
【請求項４】
上記データ変換手段は、上記畳み込みデータを生成する際に用いた上記検査符号も上記光変調データの一部として変換する、請求項１ないし３に記載のホログラム記録装置。
【請求項５】
上記ホログラム記録媒体に記録時と同じ参照光を照射することで再生光を取得し、この再生光から元の上記光変調データを再生する光変調データ再生手段と、再生された上記光変調データを復号化することにより元の上記畳み込みデータとこれに対応する上記検査符号を取得する復号化手段と、復号化により得られた上記畳み込みデータを上記検査符号で畳み込み復調することにより上記ホログラムとして記録された元の情報を得る畳み込み復調手段とを備えている、請求項４に記載のホログラム記録装置。
【請求項６】
記録すべき情報に基づいて光変調された記録光と参照光とをホログラム記録媒体において干渉させることによりホログラムを記録するホログラム記録方法であって、
複数の検査符号を用いて上記記録すべき情報の畳み込み演算を行うことにより、複数の畳み込みデータを生成し、上記複数の畳み込みデータを複数の光変調データに変換し、
上記複数の光変調データごとに光利用効率を試算し、この光利用効率が所定範囲内に収まる光変調データを選択し、
選択された上記光変調データに基づき、上記畳み込みデータを二次元符号化したうえで、上記畳み込みデータを所定数ずつに分割し、分割したデータごとに光利用効率の異なる複数の画素パターンを用いて二次元符号化を行うことにより、これらの画素パターンからなる光変調データを生成し、
生成した光変調データに基づいて光変調を行うことにより、上記記録光を生成することを特徴とする、ホログラム記録方法。
【請求項１】
記録すべき情報に基づいて光変調された記録光と参照光とをホログラム記録媒体において干渉させることによりホログラムを記録するホログラム記録装置であって、
複数の検査符号を用いて上記記録すべき情報の畳み込み演算を行うことにより、複数の畳み込みデータを生成する畳み込みデータ生成手段と、
上記複数の畳み込みデータを複数の光変調データに変換するデータ変換手段と、
上記複数の光変調データごとに光利用効率を試算し、この光利用効率が所定範囲内に収まる光変調データを選択する光変調データ選択手段と、
選択された上記光変調データに基づいて光変調を行うことにより、上記記録光を生成する空間光変調手段と、
を備えていることを特徴とする、ホログラム記録装置。
【請求項２】
上記データ変換手段は、上記畳み込みデータを二次元符号化することにより上記光変調データに変換する、請求項１に記載のホログラム記録装置。
【請求項３】
上記データ変換手段は、上記畳み込みデータを所定数ずつに分割し、分割したデータごとに光利用効率の異なる複数の画素パターンを用いて二次元符号化を行うことにより、これらの画素パターンからなる光変調データを生成する、請求項２に記載のホログラム記録装置。
【請求項４】
上記データ変換手段は、上記畳み込みデータを生成する際に用いた上記検査符号も上記光変調データの一部として変換する、請求項１ないし３に記載のホログラム記録装置。
【請求項５】
上記ホログラム記録媒体に記録時と同じ参照光を照射することで再生光を取得し、この再生光から元の上記光変調データを再生する光変調データ再生手段と、再生された上記光変調データを復号化することにより元の上記畳み込みデータとこれに対応する上記検査符号を取得する復号化手段と、復号化により得られた上記畳み込みデータを上記検査符号で畳み込み復調することにより上記ホログラムとして記録された元の情報を得る畳み込み復調手段とを備えている、請求項４に記載のホログラム記録装置。
【請求項６】
記録すべき情報に基づいて光変調された記録光と参照光とをホログラム記録媒体において干渉させることによりホログラムを記録するホログラム記録方法であって、
複数の検査符号を用いて上記記録すべき情報の畳み込み演算を行うことにより、複数の畳み込みデータを生成し、上記複数の畳み込みデータを複数の光変調データに変換し、
上記複数の光変調データごとに光利用効率を試算し、この光利用効率が所定範囲内に収まる光変調データを選択し、
選択された上記光変調データに基づき、上記畳み込みデータを二次元符号化したうえで、上記畳み込みデータを所定数ずつに分割し、分割したデータごとに光利用効率の異なる複数の画素パターンを用いて二次元符号化を行うことにより、これらの画素パターンからなる光変調データを生成し、
生成した光変調データに基づいて光変調を行うことにより、上記記録光を生成することを特徴とする、ホログラム記録方法。
【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２００９−３２３３０（Ｐ２００９−３２３３０Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９５３０８（Ｐ２００７−１９５３０８）
【出願日】平成１９年７月２７日（２００７．７．２７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２７日（２００７．７．２７）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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