JP2001022254A - ホログラム記録方法およびフィルタリング方法 - Google Patents
ホログラム記録方法およびフィルタリング方法Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/88—Image or video recognition using optical means, e.g. reference filters, holographic masks, frequency domain filters or spatial domain filters
-
- G—PHYSICS
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- G03H2222/00—Light sources or light beam properties
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Holo Graphy (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 フーリエスペクトルの各周波数成分が失われ
ることなく、所望の空間周波数特性のフィルタリングを
行うことができ、ホログラムメモリとしてのデータ記録
再生機能と高速性及び大容量性を有する識別能力の高い
マツチトフィルタリングを行える記録方法とフィルタリ
ング方法を提供する。 【解決手段】 被検索画像の０°の偏光のフーリエ変換
された物体光２を、参照光５によってホログラム記録す
る。参照光５は、スケールｍのドーターウェーブレット
が９０°の偏光を持つような空間偏光分布とする。その
ホログラムを、検索画像の０°の偏光のフーリエ変換さ
れた物体光で読み出す。ホログラムからの回折光とし
て、スケールｍに対応する空間周波数成分と、その他の
空間周波数成分とで、偏光が９０°異なるものが得られ
る。偏光素子によって、そのうちのスケールｍに対応す
る空間周波数成分のみを取り出す。
ることなく、所望の空間周波数特性のフィルタリングを
行うことができ、ホログラムメモリとしてのデータ記録
再生機能と高速性及び大容量性を有する識別能力の高い
マツチトフィルタリングを行える記録方法とフィルタリ
ング方法を提供する。 【解決手段】 被検索画像の０°の偏光のフーリエ変換
された物体光２を、参照光５によってホログラム記録す
る。参照光５は、スケールｍのドーターウェーブレット
が９０°の偏光を持つような空間偏光分布とする。その
ホログラムを、検索画像の０°の偏光のフーリエ変換さ
れた物体光で読み出す。ホログラムからの回折光とし
て、スケールｍに対応する空間周波数成分と、その他の
空間周波数成分とで、偏光が９０°異なるものが得られ
る。偏光素子によって、そのうちのスケールｍに対応す
る空間周波数成分のみを取り出す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、各種の画像をホ
ログラムとして記録し、再生する方法および装置、およ
びホログラムの記録再生過程で、ローパスフィルタリン
グ、ハイパスフィルタリング、ウェーブレット変換、マ
ツチトフィルタリングなどの空間周波数フィルタリング
を行う方法および装置に関する。
ログラムとして記録し、再生する方法および装置、およ
びホログラムの記録再生過程で、ローパスフィルタリン
グ、ハイパスフィルタリング、ウェーブレット変換、マ
ツチトフィルタリングなどの空間周波数フィルタリング
を行う方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ホログラムメモリは、画像をページごと
に一括して記録再生できる高速性と、光記録媒体の同一
体積内に多重させて複数ページの画像を記録できる大容
量性とを備えているので、次世代のコンピュータファイ
ルメモリなどとして注目されている。
に一括して記録再生できる高速性と、光記録媒体の同一
体積内に多重させて複数ページの画像を記録できる大容
量性とを備えているので、次世代のコンピュータファイ
ルメモリなどとして注目されている。
【０００３】また、ホログラムメモリでは、単に画像を
記録再生するだけでなく、画像解析、画像圧縮、画像分
解、画像検索などのために空間周波数フィルタリングを
行うことができる。空間周波数フィルタリングは、光学
的フーリエ変換によって、入力画像の２次元スペクトル
を求め、空間周波数フィルタによって、そのスペクトル
を変化させるもので、種々の演算ができる代表的な並列
光コンピューティング技術であり、光学的コンボリュー
ションと考えることができる。
記録再生するだけでなく、画像解析、画像圧縮、画像分
解、画像検索などのために空間周波数フィルタリングを
行うことができる。空間周波数フィルタリングは、光学
的フーリエ変換によって、入力画像の２次元スペクトル
を求め、空間周波数フィルタによって、そのスペクトル
を変化させるもので、種々の演算ができる代表的な並列
光コンピューティング技術であり、光学的コンボリュー
ションと考えることができる。
【０００４】空間周波数フィルタリング（以下では「フ
ィルタリング」と略する）の代表的なものに、ローパス
フィルタ、ハイパスフィルタおよびバンドパスフィルタ
がある。
ィルタリング」と略する）の代表的なものに、ローパス
フィルタ、ハイパスフィルタおよびバンドパスフィルタ
がある。
【０００５】一般に、画像スペクトルの低周波成分は画
像の大まかな構造に対応し、エッジや微細構造は高周波
成分に寄与する。ローパスフィルタは、画像スペクトル
の低周波成分のみを透過させ、高い周波数成分のノイズ
を除去することができる。ハイパスフィルタは、逆に高
周波成分のみを透過させ、画像の境界部分を抽出した
り、微細構造を強調する目的で使用される。また、ある
空間周波数帯のみを透過させるバンドパスフィルタは、
画像圧縮や画像解析に利用されている。
像の大まかな構造に対応し、エッジや微細構造は高周波
成分に寄与する。ローパスフィルタは、画像スペクトル
の低周波成分のみを透過させ、高い周波数成分のノイズ
を除去することができる。ハイパスフィルタは、逆に高
周波成分のみを透過させ、画像の境界部分を抽出した
り、微細構造を強調する目的で使用される。また、ある
空間周波数帯のみを透過させるバンドパスフィルタは、
画像圧縮や画像解析に利用されている。
【０００６】さらに、ホログラフィ技術を用いると、空
間周波数フィルタに複素振幅特性を持たせることができ
るので、光学的コリレーションを行うことができ、パタ
ーン認識や検索処理が可能となる。
間周波数フィルタに複素振幅特性を持たせることができ
るので、光学的コリレーションを行うことができ、パタ
ーン認識や検索処理が可能となる。
【０００７】一般に、波動の複素振幅分布を、そのまま
直接的に記録することはできない。直接的には光の強度
分布のみが測定可能で、写真は強度分布のみを記録して
いる。これに対して、ホログラフィでは、複素振幅分布
にキャリア成分を導入することによって、複素振幅分布
の記録再生を可能にしている。
直接的に記録することはできない。直接的には光の強度
分布のみが測定可能で、写真は強度分布のみを記録して
いる。これに対して、ホログラフィでは、複素振幅分布
にキャリア成分を導入することによって、複素振幅分布
の記録再生を可能にしている。
【０００８】このホログラフィの特性を利用したフィル
タにマツチトフィルタがある。これは、信号対雑音比を
最大にするフィルタであり、参照画像と入力画像との相
関演算によって、ある２次元画像中に特定のパターンが
存在するか否か、および存在する場合には存在する位置
を検出することができる。
タにマツチトフィルタがある。これは、信号対雑音比を
最大にするフィルタであり、参照画像と入力画像との相
関演算によって、ある２次元画像中に特定のパターンが
存在するか否か、および存在する場合には存在する位置
を検出することができる。
【０００９】さらに、よりロバストで識別能力の高いマ
ツチトフィルタとして、位相オンリーマツチトフィルタ
（Ｊ Ｌ．Ｈｏｒｎｅｒ ｅｔ ａｌ．，ＡＰＰＬＩＥ
ＤＯＰＴＩＣＳ Ｖｏｌ．２３ ｐｐ．８１２−８１６
（１９８４）参照）や、ウェーブレットマツチトフィル
タ（Ｙ．Ｓｈｅｎｇ ｅｔ ａｌ．，ＯＰＴＩＣＳＬＥ
ＴＴＥＲＳ Ｖｏｌ．１８ ｐｐ．２９９−３０１（１
９９３）参照）が考えられている。
ツチトフィルタとして、位相オンリーマツチトフィルタ
（Ｊ Ｌ．Ｈｏｒｎｅｒ ｅｔ ａｌ．，ＡＰＰＬＩＥ
ＤＯＰＴＩＣＳ Ｖｏｌ．２３ ｐｐ．８１２−８１６
（１９８４）参照）や、ウェーブレットマツチトフィル
タ（Ｙ．Ｓｈｅｎｇ ｅｔ ａｌ．，ＯＰＴＩＣＳＬＥ
ＴＴＥＲＳ Ｖｏｌ．１８ ｐｐ．２９９−３０１（１
９９３）参照）が考えられている。
【００１０】位相オンリーマツチトフィルタは、入力物
体フーリエ変換像の位相成分と参照物体フーリエ変換像
の位相成分のみが記録されたフィルタである。このマツ
チトフィルタは、光の利用効率が高いことに加え、相関
値が自己相関でδ関数となることから、一般的なマツチ
トフィルタと比較して、より高い識別能力を有する。
体フーリエ変換像の位相成分と参照物体フーリエ変換像
の位相成分のみが記録されたフィルタである。このマツ
チトフィルタは、光の利用効率が高いことに加え、相関
値が自己相関でδ関数となることから、一般的なマツチ
トフィルタと比較して、より高い識別能力を有する。
【００１１】ウェーブレットマツチトフィルタは、画像
の特徴が輪郭部分に集中していることを利用して、ウェ
ーブレット変換によって参照画像および入力画像の低周
波成分を除去し、それぞれの高周波成分の間で相関演算
を行うことによって、高い識別能力を得るものである。
の特徴が輪郭部分に集中していることを利用して、ウェ
ーブレット変換によって参照画像および入力画像の低周
波成分を除去し、それぞれの高周波成分の間で相関演算
を行うことによって、高い識別能力を得るものである。
【００１２】図２３〜図２５を用いて、従来のホログラ
ム記録再生方法およびフィルタリング方法を示す。
ム記録再生方法およびフィルタリング方法を示す。
【００１３】ホログラム記録時には、図２３に示すよう
に、平行光１によって画像９１を照明して物体光２を
得、この物体光２をレンズ９２によってフーリエ変換
し、その変換後の物体光３を光記録媒体９３に照射する
と同時に、平面波の参照光５を光記録媒体９３に照射し
て、光記録媒体９３中にホログラムを記録する。
に、平行光１によって画像９１を照明して物体光２を
得、この物体光２をレンズ９２によってフーリエ変換
し、その変換後の物体光３を光記録媒体９３に照射する
と同時に、平面波の参照光５を光記録媒体９３に照射し
て、光記録媒体９３中にホログラムを記録する。
【００１４】ホログラム再生時には、図２４に示すよう
に、上記のようにホログラムが記録された光記録媒体９
３に記録時と同じ参照光５を照射して、そのホログラム
から物体光の光路上に回折光６Ａを得、その回折光６Ａ
をレンズ９４によって逆フーリエ変換し、その変換後の
回折光７Ａを光検出器９５上に結像させる。
に、上記のようにホログラムが記録された光記録媒体９
３に記録時と同じ参照光５を照射して、そのホログラム
から物体光の光路上に回折光６Ａを得、その回折光６Ａ
をレンズ９４によって逆フーリエ変換し、その変換後の
回折光７Ａを光検出器９５上に結像させる。
【００１５】再生像のフィルタリングを行う場合には、
光記録媒体９３とレンズ９４との間に２次元の透過率分
布を有するフィルタ１００を配置して、回折光６Ａのフ
ーリエスペクトル中の所望の空間周波数成分のみを取り
出す。
光記録媒体９３とレンズ９４との間に２次元の透過率分
布を有するフィルタ１００を配置して、回折光６Ａのフ
ーリエスペクトル中の所望の空間周波数成分のみを取り
出す。
【００１６】例えば、ローパスフィルタリングを行う場
合には、回折光６Ａのフーリエスペクトル中の空間的に
中心部に位置する低周波スペクトルのみをフィルタ１０
０を透過させて、周辺部に位置する高周波スペクトルは
遮断し、ハイパスフィルタリングを行う場合には、逆
に、中心部に位置する低周波スペクトルは遮断して、周
辺部に位置する高周波スペクトルのみをフィルタ１００
を透過させる。
合には、回折光６Ａのフーリエスペクトル中の空間的に
中心部に位置する低周波スペクトルのみをフィルタ１０
０を透過させて、周辺部に位置する高周波スペクトルは
遮断し、ハイパスフィルタリングを行う場合には、逆
に、中心部に位置する低周波スペクトルは遮断して、周
辺部に位置する高周波スペクトルのみをフィルタ１００
を透過させる。
【００１７】画像間の相関演算を行う場合には、図２５
に示すように、平行光１によって画像９６を照明して物
体光２ａを得、この物体光２ａをレンズ９７によってフ
ーリエ変換し、その変換後の物体光３ａを読み出し光と
して、図２３の方法によって画像９１がホログラムとし
て記録されている光記録媒体９３に照射して、そのホロ
グラムから参照光の光路上に回折光６Ｂを得、その回折
光６Ｂをレンズ９８によって逆フーリエ変換し、その変
換後の回折光７Ｂを光検出器９９上に結像させる。
に示すように、平行光１によって画像９６を照明して物
体光２ａを得、この物体光２ａをレンズ９７によってフ
ーリエ変換し、その変換後の物体光３ａを読み出し光と
して、図２３の方法によって画像９１がホログラムとし
て記録されている光記録媒体９３に照射して、そのホロ
グラムから参照光の光路上に回折光６Ｂを得、その回折
光６Ｂをレンズ９８によって逆フーリエ変換し、その変
換後の回折光７Ｂを光検出器９９上に結像させる。
【００１８】図２３の記録方法において、簡単のため、
物体光の波数ベクトルｋは参照光の波数を基準にすると
して、フーリエ変換前の物体光２をＯｅｘｐ（−ｉｋ
ｒ）、フーリエ変換後の物体光３をｏｅｘｐ（−ｉｋ’
ｒ）、参照光５をＲ（＝Ｒ＊）とすると、光記録媒体９
３中に記録されるホログラムＴは、次式で与えられる。
ただし、式（１）以下の式では、便宜上、α（アルフ
ァ）を「比例」を意味する記号として用いる。
物体光の波数ベクトルｋは参照光の波数を基準にすると
して、フーリエ変換前の物体光２をＯｅｘｐ（−ｉｋ
ｒ）、フーリエ変換後の物体光３をｏｅｘｐ（−ｉｋ’
ｒ）、参照光５をＲ（＝Ｒ＊）とすると、光記録媒体９
３中に記録されるホログラムＴは、次式で与えられる。
ただし、式（１）以下の式では、便宜上、α（アルフ
ァ）を「比例」を意味する記号として用いる。
【００１９】 Ｔα｜Ｒ＋ｏｅｘｐ（−ｉｋ’ｒ）｜２ ＝｜Ｒ｜２＋｜ｏ｜２ ＋Ｒ＊ｏｅｘｐ（−ｉｋ’ｒ） ＋Ｒｏ＊ｅｘｐ（ｉｋ’ｒ） …（１）。
【００２０】図２４の再生方法において、このホログラ
ムＴに参照光５として、記録時の参照光５と同じ参照光
Ｒ（＝Ｒ＊）を照射した場合、回折光は、次式で与えら
れる。
ムＴに参照光５として、記録時の参照光５と同じ参照光
Ｒ（＝Ｒ＊）を照射した場合、回折光は、次式で与えら
れる。
【００２１】 ＲＴα｛Ｒ｜Ｒ｜２＋Ｒ｜ｏ｜２ ＋ＲＲ＊ｏｅｘｐ（−ｉｋ’ｒ） ＋ＲＲｏ＊ｅｘｐ（ｉｋ’ｒ）｝…（２）。
【００２２】参照光Ｒ（＝Ｒ＊）は平面波であること
と、式（２）の第３項が物体光の光路上に回折されるこ
とから、回折光６Ａである再生回折光Ｉは、 Ｉαｏｅｘｐ（−ｉｋ’ｒ） …（３） で表される。
と、式（２）の第３項が物体光の光路上に回折されるこ
とから、回折光６Ａである再生回折光Ｉは、 Ｉαｏｅｘｐ（−ｉｋ’ｒ） …（３） で表される。
【００２３】この再生回折光Ｉがレンズ９４によって逆
フーリエ変換されることによって、回折光７Ａとして物
体光Ｏｅｘｐ（−ｉｋｒ）が得られる。
フーリエ変換されることによって、回折光７Ａとして物
体光Ｏｅｘｐ（−ｉｋｒ）が得られる。
【００２４】一方、図２５の相関演算方法において、上
記のホログラムＴにフーリエ変換後の物体光３ａとし
て、記録時の物体光３と同じ物体光ｏｅｘｐ（−ｉｋ’
ｒ）を照射した場合、回折光は、次式で与えられる。
記のホログラムＴにフーリエ変換後の物体光３ａとし
て、記録時の物体光３と同じ物体光ｏｅｘｐ（−ｉｋ’
ｒ）を照射した場合、回折光は、次式で与えられる。
【００２５】 ｏｅｘｐ（−ｉｋ’ｒ）Ｔ α｛ｏｅｘｐ（−ｉｋ’ｒ）｜Ｒ｜２ ＋ｏｅｘｐ（−ｉｋ’ｒ）｜ｏ｜２ ＋ｏｅｘｐ（−ｉｋ’ｒ）Ｒ＊ｏｅｘｐ（−ｉｋ’ｒ） ＋ｏｅｘｐ（−ｉｋ’ｒ）Ｒｏ＊ｅｘｐ（ｉｋ’ｒ） …（４）。
【００２６】この式（４）の第４項が参照光の光路上に
回折されるので、回折光６Ｂである再生回折光Ｉは、 Ｉαｏｏ＊ …（５） で表される。
回折されるので、回折光６Ｂである再生回折光Ｉは、 Ｉαｏｏ＊ …（５） で表される。
【００２７】この再生回折光Ｉがレンズ９８によって逆
フーリエ変換されることによって、回折光７Ｂとして物
体光の自己相関値Ｏ★Ｏ＊が得られる。ただし、 Ｏ★Ｏ＊＝−∞ ∞∫ｏ（ｒ′）ｏ＊（ｒ′−ｒ）ｄｒ′ …（６） である。−∞ ∞∫は、−∞から∞までの積分を意味す
る。
フーリエ変換されることによって、回折光７Ｂとして物
体光の自己相関値Ｏ★Ｏ＊が得られる。ただし、 Ｏ★Ｏ＊＝−∞ ∞∫ｏ（ｒ′）ｏ＊（ｒ′−ｒ）ｄｒ′ …（６） である。−∞ ∞∫は、−∞から∞までの積分を意味す
る。
【００２８】また、物体光３ａとして任意の画像の物体
光を照射すれば、その画像９６とホログラムＴとして記
録されている画像９１との相互相関値を得ることがで
き、マツチトフィルタリングを行うことができる。
光を照射すれば、その画像９６とホログラムＴとして記
録されている画像９１との相互相関値を得ることがで
き、マツチトフィルタリングを行うことができる。
【００２９】図２６は、同図（Ａ）に物体光として示す
多数のアルファベットが配列された画像をホログラム記
録し、そのホログラムに同図（Ｂ）のようなアルファベ
ット「Ｋ」を示す画像を検索画像として照射した場合で
ある。この場合、同図（Ｃ）に示すように、相関像とし
ては記録画像のアルファベット「Ｋ」の位置に自己相関
ピークが現れ、他のアルファベットとの間の相互相関値
は自己相関値に比べて小さくなる。したがって、記録画
像中に検索画像「Ｋ」が存在すること、およびその存在
する位置を知ることができる。
多数のアルファベットが配列された画像をホログラム記
録し、そのホログラムに同図（Ｂ）のようなアルファベ
ット「Ｋ」を示す画像を検索画像として照射した場合で
ある。この場合、同図（Ｃ）に示すように、相関像とし
ては記録画像のアルファベット「Ｋ」の位置に自己相関
ピークが現れ、他のアルファベットとの間の相互相関値
は自己相関値に比べて小さくなる。したがって、記録画
像中に検索画像「Ｋ」が存在すること、およびその存在
する位置を知ることができる。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のフィルタリング方法では、２次元の透過率分布
を有するフィルタ１００によって、回折光６Ａのフーリ
エスペクトルの、ある周波数成分を透過させ、他の周波
数成分を遮断するので、フィルタ１００の出力側では、
遮断された周波数成分が失われてしまって、他の周波数
の再生像を得ることができない。すなわち、フィルタ１
００をローパスフィルタとする場合には、フィルタ１０
０の出力側で回折光６Ａの高周波スペクトルが失われて
しまい、逆にフィルタ１００をハイパスフィルタとする
場合には、フィルタ１００の出力側で回折光６Ａの低周
波スペクトルが失われてしまう。
た従来のフィルタリング方法では、２次元の透過率分布
を有するフィルタ１００によって、回折光６Ａのフーリ
エスペクトルの、ある周波数成分を透過させ、他の周波
数成分を遮断するので、フィルタ１００の出力側では、
遮断された周波数成分が失われてしまって、他の周波数
の再生像を得ることができない。すなわち、フィルタ１
００をローパスフィルタとする場合には、フィルタ１０
０の出力側で回折光６Ａの高周波スペクトルが失われて
しまい、逆にフィルタ１００をハイパスフィルタとする
場合には、フィルタ１００の出力側で回折光６Ａの低周
波スペクトルが失われてしまう。
【００３１】そのため、ローパスフィルタリングとハイ
パスフィルタリングを同時に行う場合には、回折光６Ａ
を２光波に分離して、それぞれの光路中にローパスフィ
ルタおよびハイパスフィルタを設け、逆フーリエ変換用
のレンズ９４および光検出器９５も、それぞれの光路上
に設ける必要があり、再生光学系が複雑かつ大型になっ
てしまう。
パスフィルタリングを同時に行う場合には、回折光６Ａ
を２光波に分離して、それぞれの光路中にローパスフィ
ルタおよびハイパスフィルタを設け、逆フーリエ変換用
のレンズ９４および光検出器９５も、それぞれの光路上
に設ける必要があり、再生光学系が複雑かつ大型になっ
てしまう。
【００３２】そこで、この発明は、第１に、フーリエス
ペクトルの各周波数成分が失われることなく、かつ装置
の複雑化および大型化を来たすことなく、ホログラム記
録再生過程において、所望の空間周波数特性のフィルタ
リングを行うことができ、ローパスフィルタリングとハ
イパスフィルタリングなど、互いに相補的なフィルタリ
ングを同時に行うこともできるようにするものである。
ペクトルの各周波数成分が失われることなく、かつ装置
の複雑化および大型化を来たすことなく、ホログラム記
録再生過程において、所望の空間周波数特性のフィルタ
リングを行うことができ、ローパスフィルタリングとハ
イパスフィルタリングなど、互いに相補的なフィルタリ
ングを同時に行うこともできるようにするものである。
【００３３】また、上述した従来のマツチトフィルタリ
ング方法では、図２６のような高次の空間周波数成分が
多い画像については、自己相関値と相互相関値を比較的
容易に区別できるものの、図２７（Ａ）のような低次の
空間周波数成分が多い画像については、円形、四角形、
三角形という、それぞれの形状によらず、それぞれの画
像スペクトルのほとんどの周波数成分が一致するため、
例えば、同図（Ｂ）に示すように三角形の画像を検索画
像とした場合、相関像は、同図（Ｃ）に示すように自己
相関値と相互相関値を区別しにくいものとなり、画像検
索が難しくなる。
ング方法では、図２６のような高次の空間周波数成分が
多い画像については、自己相関値と相互相関値を比較的
容易に区別できるものの、図２７（Ａ）のような低次の
空間周波数成分が多い画像については、円形、四角形、
三角形という、それぞれの形状によらず、それぞれの画
像スペクトルのほとんどの周波数成分が一致するため、
例えば、同図（Ｂ）に示すように三角形の画像を検索画
像とした場合、相関像は、同図（Ｃ）に示すように自己
相関値と相互相関値を区別しにくいものとなり、画像検
索が難しくなる。
【００３４】そこで、図２８（Ａ）（Ｂ）に示すよう
に、あらかじめ記録画像および検索画像から、それぞれ
の画像の特徴が集中している輪郭部分（高周波成分）を
抽出して、これら輪郭画像間で相関演算を行うことが考
えられており、この方法によれば、同図（Ｃ）に示すよ
うに自己相関値と相互相関値を比較的容易に区別できる
ようになる。
に、あらかじめ記録画像および検索画像から、それぞれ
の画像の特徴が集中している輪郭部分（高周波成分）を
抽出して、これら輪郭画像間で相関演算を行うことが考
えられており、この方法によれば、同図（Ｃ）に示すよ
うに自己相関値と相互相関値を比較的容易に区別できる
ようになる。
【００３５】例えば、コンピュータを用いて輪郭部分を
抽出する方法や、特開平４−３０６７８７号に記載のよ
うに光学的ハイパスフィルタリングによって輪郭部分を
抽出する方法が提案されている。
抽出する方法や、特開平４−３０６７８７号に記載のよ
うに光学的ハイパスフィルタリングによって輪郭部分を
抽出する方法が提案されている。
【００３６】しかしながら、この方法によると、輪郭部
分を抽出するという、相関演算のための特別の前処理が
必要となり、ホログラムメモリの高速検索性という特長
が失われてしまう。ホログラムメモリは、高速転送性お
よび高速検索性と大容量性とを兼ね備えてこそ、有用性
を発揮できるものである。
分を抽出するという、相関演算のための特別の前処理が
必要となり、ホログラムメモリの高速検索性という特長
が失われてしまう。ホログラムメモリは、高速転送性お
よび高速検索性と大容量性とを兼ね備えてこそ、有用性
を発揮できるものである。
【００３７】また、識別能力の高いマツチトフィルタと
して考えられている上述した位相オンリーマツチトフィ
ルタは、高Ｓ／Ｎの相関像が得られるものの、記録画像
の振幅情報が欠落するため、もとの画像を再生すること
ができないという問題がある。同様に、上述したウェー
ブレットマツチトフィルタも、高Ｓ／Ｎの相関像が得ら
れるものの、記録画像の低周波成分が欠落するため、も
との画像を再生することができないという問題がある。
そのため、これらのマツチトフィルタは、相関演算には
有効であるが、データを記録再生するホログラムメモリ
としての機能を失うことになる。
して考えられている上述した位相オンリーマツチトフィ
ルタは、高Ｓ／Ｎの相関像が得られるものの、記録画像
の振幅情報が欠落するため、もとの画像を再生すること
ができないという問題がある。同様に、上述したウェー
ブレットマツチトフィルタも、高Ｓ／Ｎの相関像が得ら
れるものの、記録画像の低周波成分が欠落するため、も
との画像を再生することができないという問題がある。
そのため、これらのマツチトフィルタは、相関演算には
有効であるが、データを記録再生するホログラムメモリ
としての機能を失うことになる。
【００３８】そこで、この発明は、第２に、ホログラム
メモリとしてのデータ記録再生機能と高速性および大容
量性を失うことなく、識別能力の高いマツチトフィルタ
リングを行うことができるようにするものである。
メモリとしてのデータ記録再生機能と高速性および大容
量性を失うことなく、識別能力の高いマツチトフィルタ
リングを行うことができるようにするものである。
【００３９】
【課題を解決するための手段】この発明の光記録方法で
は、フーリエ変換された物体光と、空間周波数フィルタ
の形状に応じた空間偏光分布を有する参照光を、光記録
媒体に同時に照射して、前記光記録媒体中にホログラム
を記録する。
は、フーリエ変換された物体光と、空間周波数フィルタ
の形状に応じた空間偏光分布を有する参照光を、光記録
媒体に同時に照射して、前記光記録媒体中にホログラム
を記録する。
【００４０】この発明の第１のフィルタリング方法で
は、フーリエ変換された物体光と、空間周波数フィルタ
の形状に応じた空間偏光分布を有する参照光とによっ
て、ホログラムが記録されている光記録媒体に、前記参
照光とは異なる空間偏光分布を有する読み出し光を照射
して、前記物体光の空間周波数スペクトルの一部または
全部を読み出す。
は、フーリエ変換された物体光と、空間周波数フィルタ
の形状に応じた空間偏光分布を有する参照光とによっ
て、ホログラムが記録されている光記録媒体に、前記参
照光とは異なる空間偏光分布を有する読み出し光を照射
して、前記物体光の空間周波数スペクトルの一部または
全部を読み出す。
【００４１】この発明の第２のフィルタリング方法で
は、フーリエ変換された物体光と、空間周波数フィルタ
の形状に応じた空間偏光分布を有する参照光とによっ
て、ホログラムが記録されている光記録媒体に、検索画
像のフーリエ変換された物体光を照射して、前記ホログ
ラムに記録されている画像と前記検索画像との間の、空
間周波数スペクトルの一部または全部についての相関演
算値を得る。
は、フーリエ変換された物体光と、空間周波数フィルタ
の形状に応じた空間偏光分布を有する参照光とによっ
て、ホログラムが記録されている光記録媒体に、検索画
像のフーリエ変換された物体光を照射して、前記ホログ
ラムに記録されている画像と前記検索画像との間の、空
間周波数スペクトルの一部または全部についての相関演
算値を得る。
【００４２】
【作用】光誘起複屈折性を示す材料は、これに入射する
光の偏光状態に感応し、入射光の偏光方向を記録するこ
とができる。例えば、側鎖に光異性化する基を有する高
分子または高分子液晶、または光異性化する分子を分散
させた高分子は、直線偏光を照射すると、光異性化が誘
起されて、直線偏光の方向に応じて屈折率の異方性を生
じ、偏光方向を記録し、保存することができる。
光の偏光状態に感応し、入射光の偏光方向を記録するこ
とができる。例えば、側鎖に光異性化する基を有する高
分子または高分子液晶、または光異性化する分子を分散
させた高分子は、直線偏光を照射すると、光異性化が誘
起されて、直線偏光の方向に応じて屈折率の異方性を生
じ、偏光方向を記録し、保存することができる。
【００４３】通常のホログラムは、物体光と参照光の偏
光を、それぞれ空間的に一様にし、かつ互いに同一方向
にして、記録する。
光を、それぞれ空間的に一様にし、かつ互いに同一方向
にして、記録する。
【００４４】これに対して、上記の光誘起複屈折性を示
す材料は、物体光と参照光の偏光方向を互いに変えて、
例えば互いに直交させて、ホログラムを記録することが
できる。例えば、０°の偏光の物体光を、９０°の偏光
の参照光によって、ホログラムとして記録することがで
き、その記録された物体光は、９０°の偏光の読み出し
光によって、０°の偏光の回折光として読み出すことが
できる。
す材料は、物体光と参照光の偏光方向を互いに変えて、
例えば互いに直交させて、ホログラムを記録することが
できる。例えば、０°の偏光の物体光を、９０°の偏光
の参照光によって、ホログラムとして記録することがで
き、その記録された物体光は、９０°の偏光の読み出し
光によって、０°の偏光の回折光として読み出すことが
できる。
【００４５】また、物体光または参照光の偏光を空間的
に変調して、ホログラムを記録することもできる。例え
ば、空間的に中心部が０°で、周辺部が９０°の偏光の
物体光を、空間的に一様な０°の偏光の参照光によっ
て、ホログラムとして記録することができ、その記録さ
れた物体光は、空間的に一様な０°の偏光の読み出し光
によって、空間的に中心部が０°で、周辺部が９０°の
偏光の回折光として読み出すことができるとともに、空
間的に中心部が０°で、周辺部が９０°の偏光の読み出
し光によって、空間的に一様な０°の偏光の回折光とし
て読み出すことができる。
に変調して、ホログラムを記録することもできる。例え
ば、空間的に中心部が０°で、周辺部が９０°の偏光の
物体光を、空間的に一様な０°の偏光の参照光によっ
て、ホログラムとして記録することができ、その記録さ
れた物体光は、空間的に一様な０°の偏光の読み出し光
によって、空間的に中心部が０°で、周辺部が９０°の
偏光の回折光として読み出すことができるとともに、空
間的に中心部が０°で、周辺部が９０°の偏光の読み出
し光によって、空間的に一様な０°の偏光の回折光とし
て読み出すことができる。
【００４６】逆に、空間的に一様な０°の偏光の物体光
を、空間的に中心部が０°で、周辺部が９０°の偏光の
参照光によって、ホログラムとして記録することがで
き、その記録された物体光は、空間的に中心部が０°
で、周辺部が９０°の偏光の読み出し光によって、空間
的に一様な０°の偏光の回折光として読み出すことがで
きるとともに、空間的に一様な０°の偏光の読み出し光
によって、空間的に中心部が０°で、周辺部が９０°の
偏光の回折光として読み出すことができる。
を、空間的に中心部が０°で、周辺部が９０°の偏光の
参照光によって、ホログラムとして記録することがで
き、その記録された物体光は、空間的に中心部が０°
で、周辺部が９０°の偏光の読み出し光によって、空間
的に一様な０°の偏光の回折光として読み出すことがで
きるとともに、空間的に一様な０°の偏光の読み出し光
によって、空間的に中心部が０°で、周辺部が９０°の
偏光の回折光として読み出すことができる。
【００４７】これを利用して、上述したように、この発
明のホログラム記録方法では、フーリエ変換された物体
光と、空間周波数フィルタの形状に応じた空間偏光分布
を有する参照光を、光記録媒体に同時に照射して、前記
光記録媒体中にホログラムを記録するものである。
明のホログラム記録方法では、フーリエ変換された物体
光と、空間周波数フィルタの形状に応じた空間偏光分布
を有する参照光を、光記録媒体に同時に照射して、前記
光記録媒体中にホログラムを記録するものである。
【００４８】例えば、フーリエ変換された物体光を空間
的に一様な０°の偏光として、参照光は、物体光の低周
波スペクトルに対応する中心部分が９０°の偏光で、物
体光の高周波スペクトルに対応する周辺部分が０°の偏
光の空間偏光分布とする。
的に一様な０°の偏光として、参照光は、物体光の低周
波スペクトルに対応する中心部分が９０°の偏光で、物
体光の高周波スペクトルに対応する周辺部分が０°の偏
光の空間偏光分布とする。
【００４９】このようにして記録されたホログラムに、
再生時、例えば、空間的に一様な０°の偏光の参照光を
照射すると、ホログラムに記録された物体光は、低周波
スペクトルについては、９０°の偏光の参照光成分によ
って記録されたものが、０°の偏光の参照光によって偏
光が９０°回転して、９０°の偏光の回折光成分として
読み出され、高周波スペクトルについては、０°の偏光
の参照光成分によって記録されたものが、０°の偏光の
参照光によって偏光が回転することなく、０°の偏光の
回折光成分として読み出されて、ホログラムからの回折
光は、物体光と同じ振幅分布を有するものの、低周波ス
ペクトルが９０°の偏光となり、高周波スペクトルが０
°の偏光となる。
再生時、例えば、空間的に一様な０°の偏光の参照光を
照射すると、ホログラムに記録された物体光は、低周波
スペクトルについては、９０°の偏光の参照光成分によ
って記録されたものが、０°の偏光の参照光によって偏
光が９０°回転して、９０°の偏光の回折光成分として
読み出され、高周波スペクトルについては、０°の偏光
の参照光成分によって記録されたものが、０°の偏光の
参照光によって偏光が回転することなく、０°の偏光の
回折光成分として読み出されて、ホログラムからの回折
光は、物体光と同じ振幅分布を有するものの、低周波ス
ペクトルが９０°の偏光となり、高周波スペクトルが０
°の偏光となる。
【００５０】したがって、回折光の光路上に偏光素子を
配置して、その方位を９０°に調整すれば、物体光の低
周波スペクトルのみからなる低周波再生像が得られ、ロ
ーパスフィルタリングを行うことができる。また、偏光
素子の方位を０°に調整すれば、物体光の高周波スペク
トルのみからなる高周波再生像が得られ、ハイパスフィ
ルタリングを行うことができる。
配置して、その方位を９０°に調整すれば、物体光の低
周波スペクトルのみからなる低周波再生像が得られ、ロ
ーパスフィルタリングを行うことができる。また、偏光
素子の方位を０°に調整すれば、物体光の高周波スペク
トルのみからなる高周波再生像が得られ、ハイパスフィ
ルタリングを行うことができる。
【００５１】記録時の参照光の空間偏光分布をマツチト
フィルタに対応したものにして、画像検索時、例えば、
検索画像の空間的に一様な０°の偏光の物体光を被検索
画像が記録されているホログラムに照射すれば、ホログ
ラムからの回折光として、ある空間周波数成分と他の空
間周波数成分とで偏光が９０°異なるものが得られ、偏
光素子によって、必要な空間周波数成分を取り出すこと
によって、相互相関像に対して自己相関像の強度が高
い、高Ｓ／Ｎの相関像を得ることができ、ホログラムメ
モリとしてのデータ記録再生機能と高速性および大容量
性を失うことなく、識別能力の高いマツチトフィルタリ
ングを行うことができる。
フィルタに対応したものにして、画像検索時、例えば、
検索画像の空間的に一様な０°の偏光の物体光を被検索
画像が記録されているホログラムに照射すれば、ホログ
ラムからの回折光として、ある空間周波数成分と他の空
間周波数成分とで偏光が９０°異なるものが得られ、偏
光素子によって、必要な空間周波数成分を取り出すこと
によって、相互相関像に対して自己相関像の強度が高
い、高Ｓ／Ｎの相関像を得ることができ、ホログラムメ
モリとしてのデータ記録再生機能と高速性および大容量
性を失うことなく、識別能力の高いマツチトフィルタリ
ングを行うことができる。
【００５２】
【発明の実施の形態】〔光記録媒体の一例…図１〜図
７〕この発明の方法で用いる光記録媒体は、図１（Ａ）
に示すように、ガラス基板などの透明基板１１の一面側
に光記録層１２を形成したものとし、または図１（Ｂ）
に示すように、光記録層１２のみからなるものとする。
７〕この発明の方法で用いる光記録媒体は、図１（Ａ）
に示すように、ガラス基板などの透明基板１１の一面側
に光記録層１２を形成したものとし、または図１（Ｂ）
に示すように、光記録層１２のみからなるものとする。
【００５３】光記録層１２としては、光誘起複屈折性を
示し、入射光の偏光方向を記録し、保持できるものであ
れば、どのようなものでもよいが、側鎖に光異性化する
基を有する高分子または高分子液晶、または光異性化す
る分子を分散させた高分子が好ましい。また、その光異
性化する基または分子としては、アゾベンゼン骨格を含
むものが好適である。
示し、入射光の偏光方向を記録し、保持できるものであ
れば、どのようなものでもよいが、側鎖に光異性化する
基を有する高分子または高分子液晶、または光異性化す
る分子を分散させた高分子が好ましい。また、その光異
性化する基または分子としては、アゾベンゼン骨格を含
むものが好適である。
【００５４】光記録層１２の最も好ましい材料の一つ
は、図２に示す化学式で表される、側鎖にシアノアゾベ
ンゼンを有するポリエステルである。この材料は、側鎖
のシアノアゾベンゼンの光異性化による光誘起異方性に
よって、入射光の偏光方向を記録し、保持することがで
きる。
は、図２に示す化学式で表される、側鎖にシアノアゾベ
ンゼンを有するポリエステルである。この材料は、側鎖
のシアノアゾベンゼンの光異性化による光誘起異方性に
よって、入射光の偏光方向を記録し、保持することがで
きる。
【００５５】発明者は、側鎖にシアノアゾベンゼンを有
するポリエステルが、物体光または参照光の空間偏光分
布をホログラムとして忠実に記録再生できることを、図
３〜図５に示す光学系によって確認した。
するポリエステルが、物体光または参照光の空間偏光分
布をホログラムとして忠実に記録再生できることを、図
３〜図５に示す光学系によって確認した。
【００５６】光記録媒体１０は、側鎖にシアノアゾベン
ゼンを有するポリエステルからなる光記録層を備えたも
のである。図３の記録光学系の光源２１としては、側鎖
にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルに感度のあ
るアルゴンイオンレーザの発振線５１５ｎｍを用いた。
ゼンを有するポリエステルからなる光記録層を備えたも
のである。図３の記録光学系の光源２１としては、側鎖
にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルに感度のあ
るアルゴンイオンレーザの発振線５１５ｎｍを用いた。
【００５７】この光源２１からの光を、偏光板（１／２
波長板）２２に透過させて、所定方位（その方位を０°
とする）の直線偏光とし、その直線偏光を、レンズ２３
および２４によって口径の広い平行光１にして、偏光変
調可能な空間光変調器３１に入射させた。
波長板）２２に透過させて、所定方位（その方位を０°
とする）の直線偏光とし、その直線偏光を、レンズ２３
および２４によって口径の広い平行光１にして、偏光変
調可能な空間光変調器３１に入射させた。
【００５８】空間光変調器３１としては、図４に示すよ
うに、透明基板３２および３３の内面に透明電極３４お
よび３５が形成され、透明電極３４，３５間に電気光学
変換部材３６として液晶が装填された、電気アドレス型
の空間光変調器を用いた。これは、プロジェクタ用の液
晶パネルから偏光板を取り除いたもので、各画素Ｐｘご
とに入射光の偏光を任意に回転させることができる１／
２波長板として機能させることができる。
うに、透明基板３２および３３の内面に透明電極３４お
よび３５が形成され、透明電極３４，３５間に電気光学
変換部材３６として液晶が装填された、電気アドレス型
の空間光変調器を用いた。これは、プロジェクタ用の液
晶パネルから偏光板を取り除いたもので、各画素Ｐｘご
とに入射光の偏光を任意に回転させることができる１／
２波長板として機能させることができる。
【００５９】変調用信号によって、この空間光変調器３
１の、図６（Ａ）に示すように、一方向に１０分割され
た画素領域３１ａ〜３１ｊを制御して、空間光変調器３
１を透過した光として、図６（Ｂ）に示すように、一方
向に１０分割された空間部分において、０°から９０°
まで、偏光方向が１０°ずつ変化した物体光２を得た。
１の、図６（Ａ）に示すように、一方向に１０分割され
た画素領域３１ａ〜３１ｊを制御して、空間光変調器３
１を透過した光として、図６（Ｂ）に示すように、一方
向に１０分割された空間部分において、０°から９０°
まで、偏光方向が１０°ずつ変化した物体光２を得た。
【００６０】この物体光２を、レンズ２５によってフー
リエ変換し、その変換後の物体光３を、光記録媒体１０
に照射すると同時に、光源２１からの光から得た、空間
的に一様な０°の偏光の参照光５を、光記録媒体１０に
照射して、光記録媒体中にホログラムを記録した。
リエ変換し、その変換後の物体光３を、光記録媒体１０
に照射すると同時に、光源２１からの光から得た、空間
的に一様な０°の偏光の参照光５を、光記録媒体１０に
照射して、光記録媒体中にホログラムを記録した。
【００６１】再生時には、図５に示すように、上記のよ
うにホログラムを記録した光記録媒体１０に、記録時と
同じ、空間的に一様な０°の偏光の参照光５を照射し
て、そのホログラムから回折光６Ａを得、その回折光６
Ａを、レンズ６１によって逆フーリエ変換し、その変換
後の回折光７Ａを、偏光ビームスプリッタ６４で反射さ
せて、再生光８ｐとして光検出器６３ｐ上に結像させる
とともに、偏光ビームスプリッタ６４を透過させて、再
生光８ｓとして光検出器６３ｓ上に結像させた。
うにホログラムを記録した光記録媒体１０に、記録時と
同じ、空間的に一様な０°の偏光の参照光５を照射し
て、そのホログラムから回折光６Ａを得、その回折光６
Ａを、レンズ６１によって逆フーリエ変換し、その変換
後の回折光７Ａを、偏光ビームスプリッタ６４で反射さ
せて、再生光８ｐとして光検出器６３ｐ上に結像させる
とともに、偏光ビームスプリッタ６４を透過させて、再
生光８ｓとして光検出器６３ｓ上に結像させた。
【００６２】その結果、再生光８ｐとしては、図６
（Ｃ）に示すように、一方向に１０分割された空間部分
において、最大強度から最小強度まで、光強度が段階的
に変化した画像が得られ、再生光８ｓとしては、図６
（Ｄ）に示すように、一方向に１０分割された空間部分
において、逆に最小強度から最大強度まで、光強度が段
階的に変化した画像が得られた。
（Ｃ）に示すように、一方向に１０分割された空間部分
において、最大強度から最小強度まで、光強度が段階的
に変化した画像が得られ、再生光８ｓとしては、図６
（Ｄ）に示すように、一方向に１０分割された空間部分
において、逆に最小強度から最大強度まで、光強度が段
階的に変化した画像が得られた。
【００６３】これら２つの画像間の光強度分布比から、
再生光８ｐ（回折光７Ａ）の偏光分布を算出した結果、
図７に示すように、物体光２の偏光角と再生光８ｐ（回
折光７Ａ）の偏光角が同じであることがわかった。物体
光２の偏光角と再生光８ｓの偏光角は、９０°相違す
る。
再生光８ｐ（回折光７Ａ）の偏光分布を算出した結果、
図７に示すように、物体光２の偏光角と再生光８ｐ（回
折光７Ａ）の偏光角が同じであることがわかった。物体
光２の偏光角と再生光８ｓの偏光角は、９０°相違す
る。
【００６４】したがって、側鎖にシアノアゾベンゼンを
有するポリエステルは、物体光の空間偏光分布をホログ
ラムとして忠実に記録再生することができる。参照光の
空間偏光分布についても、同様である。
有するポリエステルは、物体光の空間偏光分布をホログ
ラムとして忠実に記録再生することができる。参照光の
空間偏光分布についても、同様である。
【００６５】〔ホログラム記録再生装置およびフィルタ
リング装置の実施形態…図８および図９〕図８は、この
発明のホログラム記録再生装置およびフィルタリング装
置の一実施形態を示し、一つの装置で、ホログラムの記
録再生、ウェーブレット変換を含むフィルタリング、お
よびマツチトフィルタリング（相関演算）を行うことが
できるようにした場合である。
リング装置の実施形態…図８および図９〕図８は、この
発明のホログラム記録再生装置およびフィルタリング装
置の一実施形態を示し、一つの装置で、ホログラムの記
録再生、ウェーブレット変換を含むフィルタリング、お
よびマツチトフィルタリング（相関演算）を行うことが
できるようにした場合である。
【００６６】図８では、物体光３および３ａと参照光５
が光記録媒体１０に同時に照射され、回折光６Ａおよび
６Ｂが光記録媒体１０から同時に得られるように示して
いるが、後述するように、記録時には、物体光３および
参照光５のみが照射され、再生時には、参照光５のみが
照射されるとともに、回折光６Ａのみが得られ、相関演
算時には、物体光３ａのみが照射されるとともに、回折
光６Ｂのみが得られる。
が光記録媒体１０に同時に照射され、回折光６Ａおよび
６Ｂが光記録媒体１０から同時に得られるように示して
いるが、後述するように、記録時には、物体光３および
参照光５のみが照射され、再生時には、参照光５のみが
照射されるとともに、回折光６Ａのみが得られ、相関演
算時には、物体光３ａのみが照射されるとともに、回折
光６Ｂのみが得られる。
【００６７】光記録媒体１０は、例えば図２に示した側
鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルによって
形成し、かつディスク形状としたものである。
鎖にシアノアゾベンゼンを有するポリエステルによって
形成し、かつディスク形状としたものである。
【００６８】光学ヘッド５０の光源２１としては、光記
録媒体１０に感度のあるコヒーレント光を発するものを
用いる。光記録媒体１０が側鎖にシアノアゾベンゼンを
有するポリエステルからなる場合には、例えばアルゴン
イオンレーザの発振線５１５ｎｍを用いる。
録媒体１０に感度のあるコヒーレント光を発するものを
用いる。光記録媒体１０が側鎖にシアノアゾベンゼンを
有するポリエステルからなる場合には、例えばアルゴン
イオンレーザの発振線５１５ｎｍを用いる。
【００６９】この光源２１からの光を、ビームスプリッ
タ２９に入射させ、記録時または相関演算時には、シャ
ッタ５１を開いて、ビームスプリッタ２９を透過した光
を、偏光板（または１／２波長板）２２に透過させて、
所定方位（その方位を０°とする）の直線偏光とし、そ
の直線偏光を、レンズ２３および２４によって口径の広
い平行光１にして、空間光変調器３９に入射させる。
タ２９に入射させ、記録時または相関演算時には、シャ
ッタ５１を開いて、ビームスプリッタ２９を透過した光
を、偏光板（または１／２波長板）２２に透過させて、
所定方位（その方位を０°とする）の直線偏光とし、そ
の直線偏光を、レンズ２３および２４によって口径の広
い平行光１にして、空間光変調器３９に入射させる。
【００７０】コンピュータ８９によって、空間光変調器
３９には、記録する画像または検索画像を表示して、空
間光変調器３９を透過した光として、０°の偏光の物体
光２または２ａを得る。空間光変調器３９としては、透
過型の液晶パネルなどを用いることができる。
３９には、記録する画像または検索画像を表示して、空
間光変調器３９を透過した光として、０°の偏光の物体
光２または２ａを得る。空間光変調器３９としては、透
過型の液晶パネルなどを用いることができる。
【００７１】この物体光２または２ａを、レンズ２５に
よってフーリエ変換し、その変換後の物体光３または３
ａを、光記録媒体１０に照射する。
よってフーリエ変換し、その変換後の物体光３または３
ａを、光記録媒体１０に照射する。
【００７２】記録時または再生時には、シャッタ５２を
開いて、ビームスプリッタ２９で反射した光を、さらに
ミラー５３で反射させ、レンズ５４および５５によって
口径の広い平行光にして、偏光変調可能な空間光変調器
３１に入射させる。空間光変調器３１としては、例えば
図４に示したような電気アドレス型の空間光変調器を用
いる。
開いて、ビームスプリッタ２９で反射した光を、さらに
ミラー５３で反射させ、レンズ５４および５５によって
口径の広い平行光にして、偏光変調可能な空間光変調器
３１に入射させる。空間光変調器３１としては、例えば
図４に示したような電気アドレス型の空間光変調器を用
いる。
【００７３】そして、コンピュータ８１によって、空間
光変調器３１の各画素を制御して、空間光変調器３１を
透過する光を空間的に偏光変調し、空間光変調器３１を
透過した光として、記録時には、後述のように空間周波
数フィルタの形状に応じた空間偏光分布を有し、再生時
には、もとの画像を再生するときには、記録時と同じ空
間偏光分布を有し、フィルタリングを行うときには、例
えば空間的に一様な０°の偏光の、平面波の参照光４を
得る。
光変調器３１の各画素を制御して、空間光変調器３１を
透過する光を空間的に偏光変調し、空間光変調器３１を
透過した光として、記録時には、後述のように空間周波
数フィルタの形状に応じた空間偏光分布を有し、再生時
には、もとの画像を再生するときには、記録時と同じ空
間偏光分布を有し、フィルタリングを行うときには、例
えば空間的に一様な０°の偏光の、平面波の参照光４を
得る。
【００７４】この参照光４を、レンズ５６および５７か
らなる縮小光学系５８によって縮小し、さらにミラー５
９で反射させて、参照光５として光記録媒体１０に照射
する。
らなる縮小光学系５８によって縮小し、さらにミラー５
９で反射させて、参照光５として光記録媒体１０に照射
する。
【００７５】再生時には、シャッタ５１を閉じて物体光
を遮断し、相関演算時には、シャッタ５２を閉じて参照
光を遮断する。
を遮断し、相関演算時には、シャッタ５２を閉じて参照
光を遮断する。
【００７６】再生時には、光記録媒体１０に記録されて
いるホログラムに、上記のような参照光が照射されるこ
とによって、そのホログラムから物体光の光路上に回折
光６Ａが得られる。その回折光６Ａを、レンズ６１によ
って逆フーリエ変換し、その変換後の回折光７Ａを、検
光子６２に入射させ、検光子６２を透過した回折光８Ａ
を、光検出器６３上に結像させる。検光子６２は、後述
のように方位を調整する。
いるホログラムに、上記のような参照光が照射されるこ
とによって、そのホログラムから物体光の光路上に回折
光６Ａが得られる。その回折光６Ａを、レンズ６１によ
って逆フーリエ変換し、その変換後の回折光７Ａを、検
光子６２に入射させ、検光子６２を透過した回折光８Ａ
を、光検出器６３上に結像させる。検光子６２は、後述
のように方位を調整する。
【００７７】相関演算時には、光記録媒体１０に記録さ
れているホログラムに、上記のように検索画像の物体光
３ａが照射されることによって、そのホログラムから参
照光の光路上に回折光６Ｂが得られる。その回折光６Ｂ
を、レンズ６６によって逆フーリエ変換し、その変換後
の回折光７Ｂを、検光子６７に入射させ、検光子６７を
透過した回折光８Ｂを、光検出器６８上に結像させる。
検光子６７は、後述のように方位を調整する。
れているホログラムに、上記のように検索画像の物体光
３ａが照射されることによって、そのホログラムから参
照光の光路上に回折光６Ｂが得られる。その回折光６Ｂ
を、レンズ６６によって逆フーリエ変換し、その変換後
の回折光７Ｂを、検光子６７に入射させ、検光子６７を
透過した回折光８Ｂを、光検出器６８上に結像させる。
検光子６７は、後述のように方位を調整する。
【００７８】この実施形態では、モータ４０により光記
録媒体１０を、図９の矢印１９で示すように回転させる
ことによって、光記録媒体１０の周方向に場所を変え
て、複数のホログラムを記録することができるととも
に、複数のホログラムから画像を検索することができ
る。
録媒体１０を、図９の矢印１９で示すように回転させる
ことによって、光記録媒体１０の周方向に場所を変え
て、複数のホログラムを記録することができるととも
に、複数のホログラムから画像を検索することができ
る。
【００７９】さらに、ヘッド移動機構７０により光学ヘ
ッド５０を、図９の矢印７１で示すように光記録媒体１
０の径方向に移動させることによって、光記録媒体１０
中に同心円状の記録トラックを形成するようにホログラ
ムを記録することができるとともに、その同心円状の記
録トラックに記録されているホログラムから画像を検索
することができる。
ッド５０を、図９の矢印７１で示すように光記録媒体１
０の径方向に移動させることによって、光記録媒体１０
中に同心円状の記録トラックを形成するようにホログラ
ムを記録することができるとともに、その同心円状の記
録トラックに記録されているホログラムから画像を検索
することができる。
【００８０】〔ホログラムの記録再生とフィルタリング
…図１０〜図１６〕 （ホログラム記録…図１０）図８の装置で、光記録媒体
１０中にホログラムを記録するには、図１０に示すよう
に、空間的に一様な０°の偏光のフーリエ変換された物
体光３を、光記録媒体１０に照射すると同時に、参照光
５として、空間周波数フィルタの形状に応じた空間偏光
分布を有する平面波を生成して、光記録媒体１０に照射
する。
…図１０〜図１６〕 （ホログラム記録…図１０）図８の装置で、光記録媒体
１０中にホログラムを記録するには、図１０に示すよう
に、空間的に一様な０°の偏光のフーリエ変換された物
体光３を、光記録媒体１０に照射すると同時に、参照光
５として、空間周波数フィルタの形状に応じた空間偏光
分布を有する平面波を生成して、光記録媒体１０に照射
する。
【００８１】例えば、再生像のローパスフィルタリング
またはハイパスフィルタリングを行う場合には、図１０
に示すように、参照光５を、物体光３の低周波スペクト
ルに対応する中心の円形部分５ａが９０°の偏光で、物
体光３の高周波スペクトルに対応する他の部分５ｂが０
°の偏光の空間偏光分布とする。
またはハイパスフィルタリングを行う場合には、図１０
に示すように、参照光５を、物体光３の低周波スペクト
ルに対応する中心の円形部分５ａが９０°の偏光で、物
体光３の高周波スペクトルに対応する他の部分５ｂが０
°の偏光の空間偏光分布とする。
【００８２】これによって、物体光３の低周波スペクト
ルは、９０°の偏光の参照光成分によってホログラム記
録され、物体光３の高周波スペクトルは、０°の偏光の
参照光成分によってホログラム記録される。
ルは、９０°の偏光の参照光成分によってホログラム記
録され、物体光３の高周波スペクトルは、０°の偏光の
参照光成分によってホログラム記録される。
【００８３】（もとの画像の再生…図１１）このように
してホログラムが記録された光記録媒体１０から、もと
の画像を再生する場合には、記録時と同じ空間偏光分布
を有する参照光を、光記録媒体１０のホログラムが記録
された領域に照射する。例えば、記録時の参照光を図１
０に示したような空間偏光分布とした場合には、再生時
の参照光も図１１に示すような空間偏光分布とする。
してホログラムが記録された光記録媒体１０から、もと
の画像を再生する場合には、記録時と同じ空間偏光分布
を有する参照光を、光記録媒体１０のホログラムが記録
された領域に照射する。例えば、記録時の参照光を図１
０に示したような空間偏光分布とした場合には、再生時
の参照光も図１１に示すような空間偏光分布とする。
【００８４】これによって、ホログラムに記録された物
体光３は、低周波スペクトルについては、９０°の偏光
の参照光成分によって記録されたものが、９０°の偏光
の参照光成分によって読み出され、高周波スペクトルに
ついては、０°の偏光の参照光成分によって記録された
ものが、０°の偏光の参照光成分によって読み出され
て、ホログラムからの回折光６Ａは、図１１に示すよう
に空間的に一様な０°の偏光となる。
体光３は、低周波スペクトルについては、９０°の偏光
の参照光成分によって記録されたものが、９０°の偏光
の参照光成分によって読み出され、高周波スペクトルに
ついては、０°の偏光の参照光成分によって記録された
ものが、０°の偏光の参照光成分によって読み出され
て、ホログラムからの回折光６Ａは、図１１に示すよう
に空間的に一様な０°の偏光となる。
【００８５】したがって、検光子６２の方位を０°に調
整することによって、検光子６２を透過した回折光８Ａ
として、物体光３の低周波スペクトルおよび高周波スペ
クトルからなる再生像が得られ、もとの画像を再生する
ことができる。
整することによって、検光子６２を透過した回折光８Ａ
として、物体光３の低周波スペクトルおよび高周波スペ
クトルからなる再生像が得られ、もとの画像を再生する
ことができる。
【００８６】（ローパスフィルタリングとハイパスフィ
ルタリング…図１２および図１３）再生像のローパスフ
ィルタリングまたはハイパスフィルタリングを行う場合
には、再生時の参照光を、記録時の参照光とは異なる空
間偏光分布とする。例えば、図１２に示すように、再生
時の参照光を空間的に一様な０°の偏光とする。
ルタリング…図１２および図１３）再生像のローパスフ
ィルタリングまたはハイパスフィルタリングを行う場合
には、再生時の参照光を、記録時の参照光とは異なる空
間偏光分布とする。例えば、図１２に示すように、再生
時の参照光を空間的に一様な０°の偏光とする。
【００８７】これによって、ホログラムに記録された物
体光３は、低周波スペクトルについては、９０°の偏光
の参照光成分によって記録されたものが、０°の偏光の
参照光によって偏光が９０°回転して、９０°の偏光の
回折光成分として読み出され、高周波スペクトルについ
ては、０°の偏光の参照光成分によって記録されたもの
が、０°の偏光の参照光によって偏光が回転することな
く、０°の偏光の回折光成分として読み出されて、ホロ
グラムからの回折光６Ａは、物体光３と同じ振幅分布を
有するものの、図１２に示すように、低周波スペクトル
６Ａａが９０°の偏光となり、高周波スペクトル６Ａｂ
が０°の偏光となる。
体光３は、低周波スペクトルについては、９０°の偏光
の参照光成分によって記録されたものが、０°の偏光の
参照光によって偏光が９０°回転して、９０°の偏光の
回折光成分として読み出され、高周波スペクトルについ
ては、０°の偏光の参照光成分によって記録されたもの
が、０°の偏光の参照光によって偏光が回転することな
く、０°の偏光の回折光成分として読み出されて、ホロ
グラムからの回折光６Ａは、物体光３と同じ振幅分布を
有するものの、図１２に示すように、低周波スペクトル
６Ａａが９０°の偏光となり、高周波スペクトル６Ａｂ
が０°の偏光となる。
【００８８】したがって、検光子６２の方位を９０°に
調整することによって、検光子６２を透過した回折光８
Ａとして、物体光３の低周波スペクトルのみからなる低
周波再生像が得られ、ローパスフィルタリングを行うこ
とができる。また、検光子６２の方位を０°に調整する
ことによって、検光子６２を透過した回折光８Ａとし
て、物体光３の高周波スペクトルのみからなる高周波再
生像が得られ、ハイパスフィルタリングを行うことがで
きる。
調整することによって、検光子６２を透過した回折光８
Ａとして、物体光３の低周波スペクトルのみからなる低
周波再生像が得られ、ローパスフィルタリングを行うこ
とができる。また、検光子６２の方位を０°に調整する
ことによって、検光子６２を透過した回折光８Ａとし
て、物体光３の高周波スペクトルのみからなる高周波再
生像が得られ、ハイパスフィルタリングを行うことがで
きる。
【００８９】さらに、検光子６２の方位を４５°に調整
すれば、それぞれ検光子６２の方位を９０°または０°
に調整するときに比べて低い光強度となるが、検光子６
２を透過した回折光８Ａとして、物体光３の低周波スペ
クトルおよび高周波スペクトルからなる画像が得られ、
もとの画像を再生することができる。
すれば、それぞれ検光子６２の方位を９０°または０°
に調整するときに比べて低い光強度となるが、検光子６
２を透過した回折光８Ａとして、物体光３の低周波スペ
クトルおよび高周波スペクトルからなる画像が得られ、
もとの画像を再生することができる。
【００９０】また、図１３に示すように、偏光素子とし
て検光子６２の代わりに偏光ビームスプリッタ６４を設
けて、ホログラムからの回折光６Ａをレンズ６１によっ
て逆フーリエ変換した後の回折光７Ａを、偏光ビームス
プリッタ６４を透過した９０°の偏光の回折光８Ｌと偏
光ビームスプリッタ６４で反射した０°の偏光の回折光
８Ｈとに分離し、回折光８Ｌを光検出器６３Ｌ上に結像
させ、回折光８Ｈを光検出器６３Ｈ上に結像させるよう
に構成すれば、ローパスフィルタリングとハイパスフィ
ルタリングを同時に行うことができる。
て検光子６２の代わりに偏光ビームスプリッタ６４を設
けて、ホログラムからの回折光６Ａをレンズ６１によっ
て逆フーリエ変換した後の回折光７Ａを、偏光ビームス
プリッタ６４を透過した９０°の偏光の回折光８Ｌと偏
光ビームスプリッタ６４で反射した０°の偏光の回折光
８Ｈとに分離し、回折光８Ｌを光検出器６３Ｌ上に結像
させ、回折光８Ｈを光検出器６３Ｈ上に結像させるよう
に構成すれば、ローパスフィルタリングとハイパスフィ
ルタリングを同時に行うことができる。
【００９１】（実験例）図１０の方法によってホログラ
ムを記録し、図１２の方法によってローパスフィルタリ
ングおよびハイパスフィルタリングを行った。
ムを記録し、図１２の方法によってローパスフィルタリ
ングおよびハイパスフィルタリングを行った。
【００９２】光記録媒体１０としては、側鎖にシアノア
ゾベンゼンを有するポリエステルを用い、図８の光源２
１としては、アルゴンイオンレーザの発振線５１５ｎｍ
を用い、その光強度を５Ｗ／ｃｍ２とした。
ゾベンゼンを有するポリエステルを用い、図８の光源２
１としては、アルゴンイオンレーザの発振線５１５ｎｍ
を用い、その光強度を５Ｗ／ｃｍ２とした。
【００９３】空間光変調器３９および３１としては、そ
れぞれ、一画素の大きさが４２μｍ×４２μｍで、６４
０×４８０画素のプロジェクタ用液晶パネル１．３型を
用いた。ただし、空間光変調器３１については偏光板を
取り外して用いた。縮小光学系５８は、空間光変調器３
１を透過した参照光４を１／４に縮小するものとした。
れぞれ、一画素の大きさが４２μｍ×４２μｍで、６４
０×４８０画素のプロジェクタ用液晶パネル１．３型を
用いた。ただし、空間光変調器３１については偏光板を
取り外して用いた。縮小光学系５８は、空間光変調器３
１を透過した参照光４を１／４に縮小するものとした。
【００９４】空間光変調器３９に、記録画像として図１
４（Ａ）に示す画像を表示し、記録時の参照光は、図１
０に示したような空間偏光分布として、光記録媒体１０
中にホログラムを記録した。物体光フーリエスペクトル
は、図１４（Ｂ）に示すものである。
４（Ａ）に示す画像を表示し、記録時の参照光は、図１
０に示したような空間偏光分布として、光記録媒体１０
中にホログラムを記録した。物体光フーリエスペクトル
は、図１４（Ｂ）に示すものである。
【００９５】再生時の参照光を、図１２に示したように
空間的に一様な０°の偏光として、記録されたホログラ
ムに照射し、検光子６２の方位を９０°に調整したとこ
ろ、回折光８Ａとして、図１４（Ｃ）に示す低周波再生
像が得られた。また、検光子６２の方位を０°に調整し
たところ、回折光８Ａとして、図１４（Ｅ）に示す高周
波再生像が得られた。低周波スペクトルは、図１４
（Ｄ）に示すものであり、高周波スペクトルは、図１４
（Ｆ）に示すものである。
空間的に一様な０°の偏光として、記録されたホログラ
ムに照射し、検光子６２の方位を９０°に調整したとこ
ろ、回折光８Ａとして、図１４（Ｃ）に示す低周波再生
像が得られた。また、検光子６２の方位を０°に調整し
たところ、回折光８Ａとして、図１４（Ｅ）に示す高周
波再生像が得られた。低周波スペクトルは、図１４
（Ｄ）に示すものであり、高周波スペクトルは、図１４
（Ｆ）に示すものである。
【００９６】（他のフィルタリング）記録時の参照光
を、図１５（Ａ）に示すように、フーリエ変換された物
体光の所定空間周波数帯に対応する環状部分５ｄが９０
°の偏光で、その内側の部分５ｃおよび外側の部分５ｅ
が０°の偏光の空間偏光分布とし、再生時の参照光を、
図１５（Ｂ）に示すように、空間的に一様な０°の偏光
とすれば、図１６（Ａ）に示すようなバンドパスフィル
タ特性のフィルタリングと図１６（Ｂ）に示すようなバ
ンドエリミネータ特性のフィルタリングを、図１２のよ
うに検光子６２を用いる場合には検光子６２の調整方位
に応じて選択的に、図１３のように偏光ビームスプリッ
タ６４を用いる場合には同時に、行うことができる。
を、図１５（Ａ）に示すように、フーリエ変換された物
体光の所定空間周波数帯に対応する環状部分５ｄが９０
°の偏光で、その内側の部分５ｃおよび外側の部分５ｅ
が０°の偏光の空間偏光分布とし、再生時の参照光を、
図１５（Ｂ）に示すように、空間的に一様な０°の偏光
とすれば、図１６（Ａ）に示すようなバンドパスフィル
タ特性のフィルタリングと図１６（Ｂ）に示すようなバ
ンドエリミネータ特性のフィルタリングを、図１２のよ
うに検光子６２を用いる場合には検光子６２の調整方位
に応じて選択的に、図１３のように偏光ビームスプリッ
タ６４を用いる場合には同時に、行うことができる。
【００９７】また、記録時の参照光の空間偏光分布を上
述した空間偏光分布と変えることによって、空間周波数
特性が１次関数で表される微分フィルタや空間周波数特
性が２次関数で表されるラプラシアンフィルタ（文献
「Ｓ．Ｈ．Ｌｅｅ：Ｏｐｔ．Ｅｎｇ．，１３，１９６
（１９７４）」参照）などのフィルタリングを行うこと
ができる。さらに、ＧａｂｏｒフィルタやＷａｖｅｌｅ
ｔフィルタ（文献「Ｙ．Ｌｉ ａｎｄ Ｙ．Ｚｈａｎ
ｇ：Ｏｐｔ．Ｅｎｇ．，３１（１９９２）１８６５−１
８８５」参照）を構成して、記録画像の多重解像度解
析、画像符号化、画像圧縮などに応用することも可能で
ある。
述した空間偏光分布と変えることによって、空間周波数
特性が１次関数で表される微分フィルタや空間周波数特
性が２次関数で表されるラプラシアンフィルタ（文献
「Ｓ．Ｈ．Ｌｅｅ：Ｏｐｔ．Ｅｎｇ．，１３，１９６
（１９７４）」参照）などのフィルタリングを行うこと
ができる。さらに、ＧａｂｏｒフィルタやＷａｖｅｌｅ
ｔフィルタ（文献「Ｙ．Ｌｉ ａｎｄ Ｙ．Ｚｈａｎ
ｇ：Ｏｐｔ．Ｅｎｇ．，３１（１９９２）１８６５−１
８８５」参照）を構成して、記録画像の多重解像度解
析、画像符号化、画像圧縮などに応用することも可能で
ある。
【００９８】（記録時の参照光を一様な偏光とする場
合）上述したフィルタリングの例は、記録時の参照光を
空間周波数フィルタの形状に応じた空間偏光分布を有す
るものとし、再生時の参照光を空間的に一様な０°の偏
光とする場合であるが、逆でもよい。
合）上述したフィルタリングの例は、記録時の参照光を
空間周波数フィルタの形状に応じた空間偏光分布を有す
るものとし、再生時の参照光を空間的に一様な０°の偏
光とする場合であるが、逆でもよい。
【００９９】すなわち、記録時の参照光は空間的に一様
な０°の偏光とし、再生時、例えばローパスフィルタリ
ングまたはハイパスフィルタリングを行う場合には、再
生時の参照光を、図１０（同図は記録光学系であるが）
に参照光５（上述した例では記録時の参照光であるが）
として示したような空間偏光分布とする。
な０°の偏光とし、再生時、例えばローパスフィルタリ
ングまたはハイパスフィルタリングを行う場合には、再
生時の参照光を、図１０（同図は記録光学系であるが）
に参照光５（上述した例では記録時の参照光であるが）
として示したような空間偏光分布とする。
【０１００】これによって、ホログラムに記録された物
体光３は、低周波スペクトルについては、０°の偏光の
参照光によって記録されたものが、９０°の偏光の参照
光成分によって偏光が９０°回転して、９０°の偏光の
回折光成分として読み出され、高周波スペクトルについ
ては、０°の偏光の参照光によって記録されたものが、
０°の偏光の参照光成分によって偏光が回転することな
く、０°の偏光の回折光成分として読み出されて、ホロ
グラムからの回折光６Ａは、上述した例と同様に、図１
２に示すように、低周波スペクトル６Ａａが９０°の偏
光となり、高周波スペクトル６Ａｂが０°の偏光とな
る。
体光３は、低周波スペクトルについては、０°の偏光の
参照光によって記録されたものが、９０°の偏光の参照
光成分によって偏光が９０°回転して、９０°の偏光の
回折光成分として読み出され、高周波スペクトルについ
ては、０°の偏光の参照光によって記録されたものが、
０°の偏光の参照光成分によって偏光が回転することな
く、０°の偏光の回折光成分として読み出されて、ホロ
グラムからの回折光６Ａは、上述した例と同様に、図１
２に示すように、低周波スペクトル６Ａａが９０°の偏
光となり、高周波スペクトル６Ａｂが０°の偏光とな
る。
【０１０１】したがって、上述した例と同様に、検光子
６２の方位を９０°に調整することによって、ローパス
フィルタリングを行うことができるとともに、検光子６
２の方位を０°に調整することによって、ハイパスフィ
ルタリングを行うことができる。
６２の方位を９０°に調整することによって、ローパス
フィルタリングを行うことができるとともに、検光子６
２の方位を０°に調整することによって、ハイパスフィ
ルタリングを行うことができる。
【０１０２】また、この場合、再生時の参照光も空間的
に一様な０°の偏光とすれば、もとの画像を再生するこ
とができる。さらに、再生時の参照光を、図１５（Ａ）
に参照光５（上述した例では図１５（Ａ）の参照光５は
記録時の参照光であるが）として示したような空間偏光
分布とすれば、バンドパスフィルタリングまたはバンド
エリミネータフィルタリングを行うことができる。
に一様な０°の偏光とすれば、もとの画像を再生するこ
とができる。さらに、再生時の参照光を、図１５（Ａ）
に参照光５（上述した例では図１５（Ａ）の参照光５は
記録時の参照光であるが）として示したような空間偏光
分布とすれば、バンドパスフィルタリングまたはバンド
エリミネータフィルタリングを行うことができる。
【０１０３】すなわち、上述した例では、記録時に空間
周波数フィルタの形状（特性）が定められるのに対し
て、この例では、再生時に空間周波数フィルタの特性を
任意に設定し、変更することができる。
周波数フィルタの形状（特性）が定められるのに対し
て、この例では、再生時に空間周波数フィルタの特性を
任意に設定し、変更することができる。
【０１０４】〔ウェーブレット変換…図１７〜図１９〕
この発明のフィルタリング方法は、ウェーブレット変換
に適用することができる。光学的ウェーブレット変換に
ついては、文献「Ｄ．Ｍｅｎｄｌｏｖｉｃ ａｎｄ
Ｎ．Ｋｏｎｆｏｒｔｉ：Ｏｐｔ．Ｅｎｇ．，３２（１９
９３）６５４２−６５４６」などに詳細に示されている
が、ここでは、簡単のために、一次元信号ｆ（ｘ）を用
いて示す。
この発明のフィルタリング方法は、ウェーブレット変換
に適用することができる。光学的ウェーブレット変換に
ついては、文献「Ｄ．Ｍｅｎｄｌｏｖｉｃ ａｎｄ
Ｎ．Ｋｏｎｆｏｒｔｉ：Ｏｐｔ．Ｅｎｇ．，３２（１９
９３）６５４２−６５４６」などに詳細に示されている
が、ここでは、簡単のために、一次元信号ｆ（ｘ）を用
いて示す。
【０１０５】信号パターンｆ（ｘ）のウェーブレット変
換は、 Ｗｆ（ａ，ｂ）＝−∞ ∞∫ｆ（ｘ）ｈ＊ ａ，ｂ（ｘ）ｄｘ …（７） で定義される。−∞ ∞∫は、−∞から∞までの積分を意
味する。
換は、 Ｗｆ（ａ，ｂ）＝−∞ ∞∫ｆ（ｘ）ｈ＊ ａ，ｂ（ｘ）ｄｘ …（７） で定義される。−∞ ∞∫は、−∞から∞までの積分を意
味する。
【０１０６】ここで、ｈａ，ｂ（ｘ）は、 ｈａ，ｂ（ｘ）＝ａ−１／２ｈ｛（ｘ−ｂ）／ａ｝ …（８） で与えられるドーターウェーブレットであり、マザーウ
ェーブレット関数のスケールａとトランスレートｂで与
えられる。
ェーブレット関数のスケールａとトランスレートｂで与
えられる。
【０１０７】典型的なマザーウェーブレットは、例え
ば、 ｈ（ｘ）＝ｅｘｐ｛（ｘ／ｘｏ）２／２｝ｅｘｏ（ｉ２πωｏｘ）…（９） で与えられる。ただし、ωｏは空間周波数である。
ば、 ｈ（ｘ）＝ｅｘｐ｛（ｘ／ｘｏ）２／２｝ｅｘｏ（ｉ２πωｏｘ）…（９） で与えられる。ただし、ωｏは空間周波数である。
【０１０８】このガウシャンエンベロープを持つマザー
ウェーブレットｈ（ｘ）は、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍｏｒ
ｌｅｔ ｗａｖｅｌｅｔとして知られている（文献
「Ｊ．Ｍ．Ｃｏｍｂｅｓ，ｅｔ ａｌ．，ｅｄｓ．，Ｗ
ａｖｅｌｅｔ：Ｔｉｍｅ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｅｔ
ｈｏｄｓ ａｎｄ Ｐｈａｓｅ Ｓｐａｃｅ（Ｓｐｒｉ
ｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，Ｂｅｒｌｉｎ，１９８９）」
参照）。
ウェーブレットｈ（ｘ）は、Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍｏｒ
ｌｅｔ ｗａｖｅｌｅｔとして知られている（文献
「Ｊ．Ｍ．Ｃｏｍｂｅｓ，ｅｔ ａｌ．，ｅｄｓ．，Ｗ
ａｖｅｌｅｔ：Ｔｉｍｅ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｍｅｔ
ｈｏｄｓ ａｎｄ Ｐｈａｓｅ Ｓｐａｃｅ（Ｓｐｒｉ
ｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ，Ｂｅｒｌｉｎ，１９８９）」
参照）。
【０１０９】ウェーブレット変換は、スケールａを適切
な関係とすることを基礎とし、画像の空間周波数に対応
したサンプリングレートでの画像分解を実現する。その
ため、画像の多重解像度解析や画像圧縮などに有用であ
る。
な関係とすることを基礎とし、画像の空間周波数に対応
したサンプリングレートでの画像分解を実現する。その
ため、画像の多重解像度解析や画像圧縮などに有用であ
る。
【０１１０】多くの実用的な応用では、信号は離散的に
サンプリングされ、そのため離散的なスケールａが用い
られる。このとき、スケールａは、 ａ＝ａｏｍ …（１０） で定義される。ここで、ａｏ＞１であり、ｍは整数であ
る。
サンプリングされ、そのため離散的なスケールａが用い
られる。このとき、スケールａは、 ａ＝ａｏｍ …（１０） で定義される。ここで、ａｏ＞１であり、ｍは整数であ
る。
【０１１１】この定義によって、式（７）は、 Ｗｆ（ｍ，ｂ）＝−∞ ∞∫ｆ（ｘ）ｈ＊ ｍ，ｂ（ｘ）ｄｘ …（１１） と書き換えられる。ここで、ドーターウェーブレット
は、 ｈｍ，ｂ（ｘ）＝（１／ａｏｍ／２）ｈ｛（ｘ−ｂ）／ａｏｍ｝…（１２） で与えられる。
は、 ｈｍ，ｂ（ｘ）＝（１／ａｏｍ／２）ｈ｛（ｘ−ｂ）／ａｏｍ｝…（１２） で与えられる。
【０１１２】式（７）または式（１１）に戻ると、ウェ
ーブレット変換は、信号パターンｆ（ｘ）とドーターウ
ェーブレットｈａ，ｂ（ｘ）またはｈｍ，ｂ（ｘ）との
相関値であることがわかる。
ーブレット変換は、信号パターンｆ（ｘ）とドーターウ
ェーブレットｈａ，ｂ（ｘ）またはｈｍ，ｂ（ｘ）との
相関値であることがわかる。
【０１１３】したがって、ドーターウェーブレットｈ
ａ，ｂ（ｘ）またはｈｍ，ｂ（ｘ）の複素共役フーリエ
変換像Ｈ＊ ａ，ｂ（ω）またはＨ＊ ｍ，ｂ（ω）がフー
リエ変換面にあり、信号パターンｆ（ｘ）が入力面にあ
れば、ウェーブレット変換は古典的な二重回折光学系と
等価である。そして、図１０に示した記録光学系および
図１１に示した再生光学系は、この条件を満足する。
ａ，ｂ（ｘ）またはｈｍ，ｂ（ｘ）の複素共役フーリエ
変換像Ｈ＊ ａ，ｂ（ω）またはＨ＊ ｍ，ｂ（ω）がフー
リエ変換面にあり、信号パターンｆ（ｘ）が入力面にあ
れば、ウェーブレット変換は古典的な二重回折光学系と
等価である。そして、図１０に示した記録光学系および
図１１に示した再生光学系は、この条件を満足する。
【０１１４】図８の装置で、ウェーブレット変換を行う
には、例えば、記録時の参照光は、図１７（Ａ）に示す
ように、上記のスケールｍに対応する環状部分５ｑが９
０°の偏光で、その内側の部分５ｐおよび外側の部分５
ｒが０°の偏光の空間偏光分布とし、再生時の参照光
は、図１７（Ｂ）に示すように、空間的に一様な０°の
偏光とする。
には、例えば、記録時の参照光は、図１７（Ａ）に示す
ように、上記のスケールｍに対応する環状部分５ｑが９
０°の偏光で、その内側の部分５ｐおよび外側の部分５
ｒが０°の偏光の空間偏光分布とし、再生時の参照光
は、図１７（Ｂ）に示すように、空間的に一様な０°の
偏光とする。
【０１１５】図１７（Ａ）の記録時の参照光の空間偏光
分布は、式（１２）の、あるｍの値を持つドーターウェ
ーブレットｈｍ，ｂ（ｘ）の複素共役フーリエ変換像Ｈ
＊ ｍ，ｂ（ω）に対応しており、その偏光角を９０°と
し、他の偏光角を０°とするものである。
分布は、式（１２）の、あるｍの値を持つドーターウェ
ーブレットｈｍ，ｂ（ｘ）の複素共役フーリエ変換像Ｈ
＊ ｍ，ｂ（ω）に対応しており、その偏光角を９０°と
し、他の偏光角を０°とするものである。
【０１１６】このような空間偏光分布の参照光によっ
て、０°の偏光のフーリエ変換された物体光をホログラ
ム記録する。その記録されたホログラムを、図１７
（Ｂ）に示したような０°の偏光の参照光で読み出す
と、物体光のスケールｍに対応する空間周波数成分のみ
の偏光が９０°回転するので、その空間周波数成分を検
光子や偏光ビームスプリッタで分離することによって、
スケールｍのウェーブレット変換像を得ることができ
る。
て、０°の偏光のフーリエ変換された物体光をホログラ
ム記録する。その記録されたホログラムを、図１７
（Ｂ）に示したような０°の偏光の参照光で読み出す
と、物体光のスケールｍに対応する空間周波数成分のみ
の偏光が９０°回転するので、その空間周波数成分を検
光子や偏光ビームスプリッタで分離することによって、
スケールｍのウェーブレット変換像を得ることができ
る。
【０１１７】図１８は、図１４（Ａ）に示した画像につ
き、このようなウェーブレット変換を行った場合を示
し、図１８（Ａ）は変換前の記録画像、図１８（Ｂ）は
得られたスケールｍのウェーブレット変換像である。
き、このようなウェーブレット変換を行った場合を示
し、図１８（Ａ）は変換前の記録画像、図１８（Ｂ）は
得られたスケールｍのウェーブレット変換像である。
【０１１８】空間的に一様な０°の偏光の参照光によっ
て、０°の偏光のフーリエ変換された物体光をホログラ
ム記録し、その記録されたホログラムを、スケールｍの
ドーターウェーブレットｈｍ，ｂ（ｘ）が９０°の偏光
を持つような参照光で読み出しても、ウェーブレット変
換像を得ることができる。この場合には、図１９（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）に示すように読み出し用の参照光の空間偏
光分布をスケールｍに従って変化させることによって
（それぞれ、部分５ｍ１，５ｍ２，５ｍ３が９０°の偏
光である）、様々なスケールのウェーブレット変換像を
得ることができる。
て、０°の偏光のフーリエ変換された物体光をホログラ
ム記録し、その記録されたホログラムを、スケールｍの
ドーターウェーブレットｈｍ，ｂ（ｘ）が９０°の偏光
を持つような参照光で読み出しても、ウェーブレット変
換像を得ることができる。この場合には、図１９（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）に示すように読み出し用の参照光の空間偏
光分布をスケールｍに従って変化させることによって
（それぞれ、部分５ｍ１，５ｍ２，５ｍ３が９０°の偏
光である）、様々なスケールのウェーブレット変換像を
得ることができる。
【０１１９】図１９（Ｄ）（Ｅ）（Ｆ）は、図１４
（Ａ）に示した画像につき、このように読み出し用の参
照光の空間偏光分布をスケールｍに従って変化させてウ
ェーブレット変換を行った場合に得られた、それぞれｍ
＝１，２，３のウェーブレット変換像を示す。
（Ａ）に示した画像につき、このように読み出し用の参
照光の空間偏光分布をスケールｍに従って変化させてウ
ェーブレット変換を行った場合に得られた、それぞれｍ
＝１，２，３のウェーブレット変換像を示す。
【０１２０】〔マツチトフィルタリング…図２０〜図２
２〕図８の装置で、マツチトフィルタリングを行うに
は、記録時、図２０に示すように、被検索画像の０°の
偏光のフーリエ変換された物体光３を、参照光５によっ
てホログラム記録する。このとき、同図に示すように、
参照光５は、上記のウェーブレット変換のスケールｍに
対応する環状部分５ｑが９０°の偏光で、その内側の部
分５ｐおよび外側の部分５ｒが０°の偏光の空間偏光分
布とする。
２〕図８の装置で、マツチトフィルタリングを行うに
は、記録時、図２０に示すように、被検索画像の０°の
偏光のフーリエ変換された物体光３を、参照光５によっ
てホログラム記録する。このとき、同図に示すように、
参照光５は、上記のウェーブレット変換のスケールｍに
対応する環状部分５ｑが９０°の偏光で、その内側の部
分５ｐおよび外側の部分５ｒが０°の偏光の空間偏光分
布とする。
【０１２１】相関演算時（画像検索時）には、図２１に
示すように、検索画像の０°の偏光のフーリエ変換され
た物体光３ａで、上記のように記録されたホログラムを
読み出す。このとき、レンズ６６の焦点位置には、記録
されている被検索画像と読み出し光としての検索画像が
等しければ、自己相関像が得られ、被検索画像と検索画
像が異なれば、相互相関像が得られる。
示すように、検索画像の０°の偏光のフーリエ変換され
た物体光３ａで、上記のように記録されたホログラムを
読み出す。このとき、レンズ６６の焦点位置には、記録
されている被検索画像と読み出し光としての検索画像が
等しければ、自己相関像が得られ、被検索画像と検索画
像が異なれば、相互相関像が得られる。
【０１２２】この場合、被検索画像の０°の偏光のフー
リエ変換された物体光３は、図２０に示した空間偏光分
布の参照光によってホログラム記録されているので、相
関像スペクトルとして得られる回折光６Ｂは、スケール
ｍに対応する空間周波数成分については、９０°の偏光
の参照光成分によって記録されたものが、０°の偏光の
物体光３ａによって偏光が９０°回転して、９０°の偏
光の回折光成分として読み出され、その他の空間周波数
成分については、０°の偏光の参照光成分によって記録
されたものが、０°の偏光の物体光３ａによって偏光が
回転することなく、０°の偏光の回折光成分として読み
出される。
リエ変換された物体光３は、図２０に示した空間偏光分
布の参照光によってホログラム記録されているので、相
関像スペクトルとして得られる回折光６Ｂは、スケール
ｍに対応する空間周波数成分については、９０°の偏光
の参照光成分によって記録されたものが、０°の偏光の
物体光３ａによって偏光が９０°回転して、９０°の偏
光の回折光成分として読み出され、その他の空間周波数
成分については、０°の偏光の参照光成分によって記録
されたものが、０°の偏光の物体光３ａによって偏光が
回転することなく、０°の偏光の回折光成分として読み
出される。
【０１２３】すなわち、この場合の相関像スペクトル
は、従来のマツチトフィルタリングとは異なり、スケー
ルｍに対応する空間周波数成分と、その他の空間周波数
成分とで、偏光が９０°異なるものとなる。
は、従来のマツチトフィルタリングとは異なり、スケー
ルｍに対応する空間周波数成分と、その他の空間周波数
成分とで、偏光が９０°異なるものとなる。
【０１２４】したがって、図２１に示すように検光子６
７の方位を９０°に調整することによって、検光子６７
を透過した回折光８Ｂとして、スケールｍに対応する空
間周波数成分のみからなる相関像が得られ、スケールｍ
に対応するスペクトル間での演算結果の相関値を分離す
ることができる。
７の方位を９０°に調整することによって、検光子６７
を透過した回折光８Ｂとして、スケールｍに対応する空
間周波数成分のみからなる相関像が得られ、スケールｍ
に対応するスペクトル間での演算結果の相関値を分離す
ることができる。
【０１２５】図２２は、上記のマツチトフィルタリング
方法によって、同図（Ａ）に物体光として示す９人の顔
写真が配列された画像をホログラム記録し、そのホログ
ラムに同図（Ｂ）のような一人の顔写真からなる画像を
検索画像として照射した場合である。
方法によって、同図（Ａ）に物体光として示す９人の顔
写真が配列された画像をホログラム記録し、そのホログ
ラムに同図（Ｂ）のような一人の顔写真からなる画像を
検索画像として照射した場合である。
【０１２６】この場合、図２１の検光子６７を透過する
前の回折光７Ｂは、図２２（Ｃ）に示すような相関像と
なって、図２７（Ｃ）に示した相関像と同様に自己相関
値と相互相関値を区別しにくいが、検光子６７を透過し
た後の回折光８Ｂは、図２２（Ｄ）に示すような相関像
となって、自己相関値と相互相関値を容易に区別するこ
とができる。これは、検光子６７を透過した後の回折光
８Ｂとしては、被検索画像と検索画像の０次を含まな
い、画像形状に依存したスペクトル間でのみ相関演算が
行われたからである。
前の回折光７Ｂは、図２２（Ｃ）に示すような相関像と
なって、図２７（Ｃ）に示した相関像と同様に自己相関
値と相互相関値を区別しにくいが、検光子６７を透過し
た後の回折光８Ｂは、図２２（Ｄ）に示すような相関像
となって、自己相関値と相互相関値を容易に区別するこ
とができる。これは、検光子６７を透過した後の回折光
８Ｂとしては、被検索画像と検索画像の０次を含まな
い、画像形状に依存したスペクトル間でのみ相関演算が
行われたからである。
【０１２７】具体的に、図２２（Ｃ）の相関像は、本人
の顔の画像との自己相関像の強度と他人の顔の画像との
相互相関像の強度が、ほぼ等しく、本人の認証が不可能
である。これは、顔の頬の部分に代表される低次の空間
周波数スペクトルが、９人全員の顔で共通であるためで
ある。これに対して、図２２（Ｄ）の相関像は、相互相
関像に対して自己相関像の強度が非常に高くなり、自己
相関像のみが強く現れる。これは、人の顔に特徴のある
空間周波数スペクトル間で相関演算が行われた結果であ
る。
の顔の画像との自己相関像の強度と他人の顔の画像との
相互相関像の強度が、ほぼ等しく、本人の認証が不可能
である。これは、顔の頬の部分に代表される低次の空間
周波数スペクトルが、９人全員の顔で共通であるためで
ある。これに対して、図２２（Ｄ）の相関像は、相互相
関像に対して自己相関像の強度が非常に高くなり、自己
相関像のみが強く現れる。これは、人の顔に特徴のある
空間周波数スペクトル間で相関演算が行われた結果であ
る。
【０１２８】この発明のマツチトフィルタリングは、ま
さに光学的ウェーブレットマツチトフィルタリングであ
る。ウェーブレットマツチトフィルタリングでは、高Ｓ
／Ｎの相関像を得るには、取り扱う画像に応じてスケー
ルｍを適切に設定する必要がある。
さに光学的ウェーブレットマツチトフィルタリングであ
る。ウェーブレットマツチトフィルタリングでは、高Ｓ
／Ｎの相関像を得るには、取り扱う画像に応じてスケー
ルｍを適切に設定する必要がある。
【０１２９】なお、従来のウェーブレットマツチトフィ
ルタリングについては、文献「Ｊ．Ｗｉｄｊａｄａ ａ
ｎｄ Ｙ．Ｔｏｍｉｔａ，Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎｓ，１１７，１２３−１２６（１９９
５）」などに示されている。
ルタリングについては、文献「Ｊ．Ｗｉｄｊａｄａ ａ
ｎｄ Ｙ．Ｔｏｍｉｔａ，Ｏｐｔｉｃｓ Ｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎｓ，１１７，１２３−１２６（１９９
５）」などに示されている。
【０１３０】
【発明の効果】上述したように、この発明によれば、フ
ーリエスペクトルの各周波数成分が失われることなく、
かつ装置の複雑化および大型化を来たすことなく、ホロ
グラム記録再生過程において、所望の空間周波数特性の
フィルタリングを行うことができ、ローパスフィルタリ
ングとハイパスフィルタリングなど、互いに相補的なフ
ィルタリングを同時に行うこともできる。
ーリエスペクトルの各周波数成分が失われることなく、
かつ装置の複雑化および大型化を来たすことなく、ホロ
グラム記録再生過程において、所望の空間周波数特性の
フィルタリングを行うことができ、ローパスフィルタリ
ングとハイパスフィルタリングなど、互いに相補的なフ
ィルタリングを同時に行うこともできる。
【０１３１】また、この発明によれば、ホログラムメモ
リとしてのデータ記録再生機能と高速性および大容量性
を失うことなく、識別能力の高いマツチトフィルタリン
グを行うことができる。
リとしてのデータ記録再生機能と高速性および大容量性
を失うことなく、識別能力の高いマツチトフィルタリン
グを行うことができる。
【０１３２】すなわち、この発明によれば、高精細なア
ナログ画像をホログラムメモリに蓄積しておき、再生像
または相関像の必要な偏光成分を抽出するだけで、所望
の空間周波数成分の再生像または相関像を、必要な分解
能および高Ｓ／Ｎで出力することができる。
ナログ画像をホログラムメモリに蓄積しておき、再生像
または相関像の必要な偏光成分を抽出するだけで、所望
の空間周波数成分の再生像または相関像を、必要な分解
能および高Ｓ／Ｎで出力することができる。
【０１３３】また、ウェーブレット変換などの画像処理
機能も有し、ホログラムメモリからウェーブレット変換
像などの処理された画像を高速に出力することによっ
て、ＣＰＵの負担を大きく低減させることができる。そ
のため、高速性および大容量性を備えるデジタルデータ
用ファイルメモリとしてのみならず、高精細画像用サー
バとして利用することも可能となる。
機能も有し、ホログラムメモリからウェーブレット変換
像などの処理された画像を高速に出力することによっ
て、ＣＰＵの負担を大きく低減させることができる。そ
のため、高速性および大容量性を備えるデジタルデータ
用ファイルメモリとしてのみならず、高精細画像用サー
バとして利用することも可能となる。
【０１３４】さらに、古い特許などに代表される電子化
されていないドキュメントなどを、アナログ画像として
ホログラムに蓄積しておき、キーワードとなる文字や文
章によって、ページ内およびページ間で、高精度かつ高
速に検索することができる。そのほか、高精細の画像か
らターゲットの位置を検出し、あるいは顔写真や指紋に
代表される個人を識別する情報のデータベースから、検
索する情報を、高精度かつ高速に検索することができ
る。
されていないドキュメントなどを、アナログ画像として
ホログラムに蓄積しておき、キーワードとなる文字や文
章によって、ページ内およびページ間で、高精度かつ高
速に検索することができる。そのほか、高精細の画像か
らターゲットの位置を検出し、あるいは顔写真や指紋に
代表される個人を識別する情報のデータベースから、検
索する情報を、高精度かつ高速に検索することができ
る。
【図１】この発明の方法に用いる光記録媒体の一例を示
す図である。
す図である。
【図２】この発明の方法に用いる光記録媒体の材料の一
例の化学式を示す図である。
例の化学式を示す図である。
【図３】実験に用いた記録光学系を示す図である。
【図４】偏光変調可能な空間光変調器の一例を示す図で
ある。
ある。
【図５】実験に用いた再生光学系を示す図である。
【図６】実験に用いた物体光の偏光分布と実験結果の再
生光の強度を示す図である。
生光の強度を示す図である。
【図７】実験結果の、物体光の偏光角に対する再生光の
偏光角を示す図である。
偏光角を示す図である。
【図８】この発明のホログラム記録再生装置およびフィ
ルタリング装置の一実施形態を示す図である。
ルタリング装置の一実施形態を示す図である。
【図９】図８の実施形態での光記録媒体の回転と光学ヘ
ッドの移動を示す図である。
ッドの移動を示す図である。
【図１０】この発明のホログラム記録方法の一例を示す
図である。
図である。
【図１１】この発明のホログラム再生方法の一例を示す
図である。
図である。
【図１２】この発明のフィルタリング方法の一例を示す
図である。
図である。
【図１３】この発明のフィルタリング方法の他の例を示
す図である。
す図である。
【図１４】図１２の方法の実験結果を示す図である。
【図１５】この発明のフィルタリング方法のさらに他の
例を示す図である。
例を示す図である。
【図１６】図１５の空間周波数フィルタの特性を示す図
である。
である。
【図１７】この発明のウェーブレット変換方法の一例を
示す図である。
示す図である。
【図１８】図１７の方法の実験結果を示す図である。
【図１９】この発明のウェーブレット変換方法の他の例
と実験結果を示す図である。
と実験結果を示す図である。
【図２０】この発明のマツチトフィルタリング方法の一
例の記録光学系を示す図である。
例の記録光学系を示す図である。
【図２１】この発明のマツチトフィルタリング方法の一
例の相関演算光学系を示す図である。
例の相関演算光学系を示す図である。
【図２２】この発明のマツチトフィルタリング方法の一
例の実験結果を示す図である。
例の実験結果を示す図である。
【図２３】従来のホログラム記録方法を示す図である。
【図２４】従来のホログラム再生方法およびフィルタリ
ング方法を示す図である。
ング方法を示す図である。
【図２５】従来のマツチトフィルタリング方法を示す図
である。
である。
【図２６】従来のマツチトフィルタリング方法の実験結
果を示す図である。
果を示す図である。
【図２７】従来のマツチトフィルタリング方法の実験結
果を示す図である。
果を示す図である。
【図２８】従来のマツチトフィルタリング方法の実験結
果を示す図である。
果を示す図である。
２，２ａ…物体光 ３，３ａ…フーリエ変換された物体光 ５…参照光 １０…光記録媒体 ２１…光源 ３１，３９…空間光変調器 ６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂ…回折光 ４０…モータ ５０…光学ヘッド ５８…縮小光学系 ６２，６７…検光子 ６３，６３Ｌ，６３Ｈ，６８…光検出器 ６４…偏光ビームスプリッタ ６５…再生像光学系 ６９…相関像光学系 ７０…ヘッド移動機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新津 岳洋 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 石井 努 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 西片 康成 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 馬場 和夫 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい富士ゼロックス株式会社内 Ｆターム(参考） 2K008 AA02 AA04 AA17 BB04 CC01 CC03 DD12 EE01 FF21 HH06 HH12 HH13 HH14 HH26 HH28
Claims (31)
- 【請求項１】フーリエ変換された物体光と、空間周波数
フィルタの形状に応じた空間偏光分布を有する参照光
を、光記録媒体に同時に照射して、前記光記録媒体中に
ホログラムを記録するホログラム記録方法。 - 【請求項２】請求項１のホログラム記録方法において、 前記光記録媒体がディスク形状であり、前記光記録媒体
を回転させるとともに、前記物体光および前記参照光を
生成して前記光記録媒体に照射する光学ヘッドを前記光
記録媒体の径方向に移動させるホログラム記録方法。 - 【請求項３】コヒーレント光を発する光源と、 この光源からの光を強度変調して、物体光を生成する第
１の空間光変調器と、 この物体光を光記録媒体に照射する第１の結像光学系
と、 前記光源からの光を偏光変調して、空間周波数フィルタ
の形状に応じた空間偏光分布を有する参照光を生成する
第２の空間光変調器と、 この参照光を前記光記録媒体に照射する第２の結像光学
系と、 を備えるホログラム記録装置。 - 【請求項４】請求項３のホログラム記録装置において、 前記物体光をフーリエ変換するレンズを備えるホログラ
ム記録装置。 - 【請求項５】請求項３または４のホログラム記録装置に
おいて、 前記光記録媒体がディスク形状であり、当該ホログラム
記録装置が、前記光記録媒体を回転させる媒体駆動機構
と、前記光源、第１、第２の空間光変調器および第１、
第２の結像光学系を含む光学ヘッドを前記光記録媒体の
径方向に移動させるヘッド移動機構とを備えるホログラ
ム記録装置。 - 【請求項６】フーリエ変換された物体光と、空間周波数
フィルタの形状に応じた空間偏光分布を有する参照光と
によって、ホログラムが記録された光記録媒体。 - 【請求項７】請求項６の光記録媒体において、 前記ホログラムに記録されている画像が、ドキュメント
などのアナログ画像である光記録媒体。 - 【請求項８】請求項６の光記録媒体において、 前記ホログラムに記録されている画像が、顔写真、指
紋、またはその他の、個人を識別する画像である光記録
媒体。 - 【請求項９】請求項６〜８のいずれかの光記録媒体にお
いて、 当該光記録媒体がディスク形状である光記録媒体。 - 【請求項１０】フーリエ変換された物体光と、空間周波
数フィルタの形状に応じた空間偏光分布を有する参照光
とによって、ホログラムが記録されている光記録媒体
に、前記参照光とは異なる空間偏光分布を有する読み出
し光を照射して、前記物体光の空間周波数スペクトルの
一部または全部を読み出すフィルタリング方法。 - 【請求項１１】請求項１０のフィルタリング方法におい
て、 前記読み出し光を空間的に一様な偏光とするフィルタリ
ング方法。 - 【請求項１２】フーリエ変換された物体光と、参照光と
によって、ホログラムが記録されている光記録媒体に、
空間周波数フィルタの形状に応じた空間偏光分布を有す
る読み出し光を照射して、前記物体光の空間周波数スペ
クトルの一部または全部を読み出すフィルタリング方
法。 - 【請求項１３】請求項１０〜１２のいずれかのフィルタ
リング方法において、 前記光記録媒体がディスク形状であり、前記光記録媒体
を回転させるとともに、前記読み出し光を生成して前記
光記録媒体に照射する光学ヘッドを前記光記録媒体の径
方向に移動させるフィルタリング方法。 - 【請求項１４】コヒーレント光を発する光源と、 この光源からの光を偏光変調して、フーリエ変換された
物体光と参照光とによってホログラムが記録されている
光記録媒体に照射される、前記参照光とは異なる空間偏
光分布を有する読み出し光を生成する空間光変調器と、 この読み出し光を前記光記録媒体に照射する結像光学系
と、 を備えるフィルタリング装置。 - 【請求項１５】請求項１４のフィルタリング装置におい
て、 前記光記録媒体がディスク形状であり、当該フィルタリ
ング装置が、前記光記録媒体を回転させる媒体駆動機構
と、前記光源、空間光変調器および結像光学系を含む光
学ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘッド
移動機構とを備えるフィルタリング装置。 - 【請求項１６】フーリエ変換された物体光と、空間周波
数フィルタの形状に応じた空間偏光分布を有する参照光
とによって、ホログラムが記録されている光記録媒体
に、検索画像のフーリエ変換された物体光を照射して、
前記ホログラムに記録されている画像と前記検索画像と
の間の、空間周波数スペクトルの一部または全部につい
ての相関演算値を得るフィルタリング方法。 - 【請求項１７】請求項１６のフィルタリング方法におい
て、 前記ホログラムに記録されている画像と前記検索画像
の、少なくともいずれか一方が、ドキュメントなどのア
ナログ画像であるフィルタリング方法。 - 【請求項１８】請求項１６のフィルタリング方法におい
て、 前記ホログラムに記録されている画像と前記検索画像
の、少なくともいずれか一方が、顔写真、指紋、または
その他の、個人を識別する画像であるフィルタリング方
法。 - 【請求項１９】請求項１６〜１８のいずれかのフィルタ
リング方法において、 前記光記録媒体がディスク形状であり、前記光記録媒体
を回転させるとともに、前記検索画像のフーリエ変換さ
れた物体光を生成して前記光記録媒体に照射する光学ヘ
ッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるフィルタリ
ング方法。 - 【請求項２０】コヒーレント光を発する光源と、 この光源からの光を強度変調して、検索画像の物体光を
生成する空間光変調器と、 この物体光を、被検索画像のフーリエ変換された物体光
と、空間周波数フィルタの形状に応じた空間偏光分布を
有する参照光とによって、ホログラムが記録されている
光記録媒体に照射する結像光学系と、 を備えるフィルタリング装置。 - 【請求項２１】請求項２０のフィルタリング装置におい
て、 前記検索画像の物体光をフーリエ変換するレンズを備え
るフィルタリング装置。 - 【請求項２２】請求項２０または２１のフィルタリング
装置において、 前記ホログラムに記録されている画像が、ドキュメント
などのアナログ画像であるフィルタリング装置。 - 【請求項２３】請求項２０または２１のフィルタリング
装置において、 前記ホログラムに記録されている画像が、顔写真、指
紋、またはその他の、個人を識別する画像であるフィル
タリング装置。 - 【請求項２４】請求項２０〜２３のいずれかのフィルタ
リング装置において、 前記光記録媒体がディスク形状であり、当該フィルタリ
ング装置が、前記光記録媒体を回転させる媒体駆動機構
と、前記光源、空間光変調器および結像光学系を含む光
学ヘッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘッド
移動機構とを備えるフィルタリング装置。 - 【請求項２５】コヒーレント光を発する光源と、 この光源からの光を強度変調して、検索画像の物体光を
生成する第１の空間光変調器と、 この物体光を、被検索画像のフーリエ変換された物体光
と参照光とによってホログラムが記録されている光記録
媒体に照射する第１の結像光学系と、 前記光源からの光を偏光変調して、前記参照光とは異な
る空間偏光分布を有する読み出し光を生成する第２の空
間光変調器と、 この読み出し光を前記光記録媒体に照射する第２の結像
光学系と、 前記検索画像の物体光が前記ホログラムに照射されるこ
とによって得られる第１の回折光を検出する第１の光検
出器と、 前記読み出し光が前記ホログラムに照射されることによ
って得られる第２の回折光を検出する第２の光検出器
と、 を備えるフィルタリング装置。 - 【請求項２６】請求項２５のフィルタリング装置におい
て、 前記検索画像の物体光をフーリエ変換するレンズを備え
るフィルタリング装置。 - 【請求項２７】請求項２５または２６のフィルタリング
装置において、 前記第１および第２の回折光を、それぞれ逆フーリエ変
換するレンズを備えるフィルタリング装置。 - 【請求項２８】請求項２５〜２７のフィルタリング装置
において、 前記第１および第２の回折光中のそれぞれ一部の偏光成
分を取り出す偏光素子を備えるフィルタリング装置。 - 【請求項２９】請求項２５〜２８のいずれかのフィルタ
リング装置において、 前記ホログラムに記録されている画像と前記検索画像
の、少なくともいずれか一方が、ドキュメントなどのア
ナログ画像であるフィルタリング装置。 - 【請求項３０】請求項２５〜２８のいずれかのフィルタ
リング装置において、 前記ホログラムに記録されている画像と前記検索画像
の、少なくともいずれか一方が、顔写真、指紋、または
その他の、個人を識別する画像であるフィルタリング装
置。 - 【請求項３１】請求項２５〜３０のいずれかのフィルタ
リング装置において、 前記光記録媒体がディスク形状であり、当該フィルタリ
ング装置が、前記光記録媒体を回転させる媒体駆動機構
と、前記光源、第１、第２の空間光変調器、第１、第２
の結像光学系および第１、第２の光検出器を含む光学ヘ
ッドを前記光記録媒体の径方向に移動させるヘッド移動
機構とを備えるフィルタリング装置。
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