JP2008217990A - Hologram recording apparatus, hologram playback apparatus, information encoding method, method of recording, and information playback method - Google Patents

Hologram recording apparatus, hologram playback apparatus, information encoding method, method of recording, and information playback method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hologram recording and playback apparatus that reduces error bits. <P>SOLUTION: The hologram recording and playback apparatus 100 has a spatial light modulator 112 that modulates a light flux spatially and an objective lens 106 that collects object light and reference light for recording to a recording medium, in order to perform hologram recording of information. The spatial light modulator 112 is controlled by a control section that generates a two-dimensional digital pattern which is formed with n items of first subsets comprising sixteen elements and which corresponds to the information. A first subset includes four pairs of second subsets, each second subset includes four elements. Out of the four pairs of second subsets, in three pairs of second subsets, the control section makes one element out of the elements forming the second subsets a first state, makes the three elements a second state, and makes four elements forming the remaining one pair of second subsets out of the four pairs of second subsets, a second state. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光を用いた情報記憶のためのホログラフィーメモリに用いる技術に関する。   The present invention relates to a technique used in a holographic memory for storing information using light.

レーザー等の光源を用い、物体による散乱光(「物体光」あるいは「信号光」と呼ぶ)と同じ光源からの非散乱光(「参照光」あるいは「ポンプ光」と呼ぶ)とを干渉させ、その干渉稿(「ホログラム」と呼ぶ)を光記録可能な写真乾板等の記憶媒体に記録する。そして、再生時には、記録された干渉稿に参照光のみを照射し、物体による散乱光を再現する技術をホログラフィーと称する。   Using a light source such as a laser, interfere with non-scattered light (referred to as “reference light” or “pump light”) from the same light source as light scattered by the object (referred to as “object light” or “signal light”), The interference draft (referred to as “hologram”) is recorded on a storage medium such as a photographic plate capable of optical recording. A technique for reproducing the scattered light from the object by irradiating the recorded interference manuscript only with the reference light during reproduction is called holography.

また、記憶媒体の奥行きが記録光の波長に比べて十分長い場合は、同一媒体内に複数のホログラムを記録することが可能である。この技術を体積多重ホログラフィーと称する。フォトリフラクティブ結晶や感光性のフォトポリマーのようなある種の材料は、光を照射することで屈折率が変化する。このため、これらの材料は、体積多重ホログラフィー用の記録媒体として用いられている。   Further, when the depth of the storage medium is sufficiently longer than the wavelength of the recording light, a plurality of holograms can be recorded in the same medium. This technique is called volume multiplex holography. Certain materials, such as photorefractive crystals and photosensitive photopolymers, change their refractive index when irradiated with light. For this reason, these materials are used as recording media for volume multiplex holography.

一方、デジタル情報の記録においては、物体光を液晶パネル等の二次元空間光変調器を通過させ、物体光に強度分布もしくは位相分布を持たせることによって、物体光に二次元のデジタルパターン情報を与える。二次元空間光変調器通過後の物体光は、レンズを用いて集光され、記録媒体によって照射される。このように、物体光に二次元のデジタルパターン情報を与えたホログラムにより情報の記録再生を行なうシステムをホログラフィックメモリと称する。   On the other hand, in the recording of digital information, the object light is passed through a two-dimensional spatial light modulator such as a liquid crystal panel, and the object light has a two-dimensional digital pattern information by giving the object light an intensity distribution or phase distribution. give. The object light after passing through the two-dimensional spatial light modulator is condensed using a lens and irradiated by a recording medium. A system that records and reproduces information using a hologram that gives two-dimensional digital pattern information to object light in this way is called a holographic memory.

二次元空間光変調器によって物体光にデジタルパターン情報を与えるための手法として、特許文献1では、on(明)ビットの連続により生じる媒体飽和を軽減し、装置の記録密度と記憶容量及びデータ転送速度を向上する方法について開示されている。   As a method for giving digital pattern information to object light by a two-dimensional spatial light modulator, Patent Document 1 reduces the medium saturation caused by the continuation of on (bright) bits, and reduces the recording density, storage capacity, and data transfer of the device. A method for improving speed is disclosed.

特許文献1で開示されている方法では、on(明)とoff(暗)の2種類の情報ビットが二次元的に配置されたデジタルパターン情報を生成する。ここでは、n×nビット(ただし、nは3以上の所定の整数)を単位符号ブロックとし、単位符号ブロック中のonビット数sをn−1なる整数とする。そして、2のm乗(ただし、mは整数)の値が、単位符号ブロック中のonビット数がsであるパターンの全数を超えない最大値をとるようにmを選択し、単位符号ブロックによってmビットの情報を表現している。   In the method disclosed in Patent Document 1, digital pattern information in which two types of information bits, on (bright) and off (dark), are two-dimensionally arranged is generated. Here, n × n bits (where n is a predetermined integer of 3 or more) is a unit code block, and the number of on bits s in the unit code block is an integer of n−1. Then, m is selected so that the value of 2 to the power of m (where m is an integer) takes a maximum value that does not exceed the total number of patterns in which the number of on bits in the unit code block is s, and the unit code block It represents m-bit information.

図13は、n=3の場合における二次元デジタルパターンの例を示す図である。図13において、on(明)ビットは白、off(暗)ビットは斜線で示してある。図11に示すように、n=3の場合、onビット数sは2(=3−1)となる。
特開2001−75463号公報
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a two-dimensional digital pattern in the case of n = 3. In FIG. 13, the on (bright) bit is indicated by white, and the off (dark) bit is indicated by diagonal lines. As shown in FIG. 11, when n = 3, the number of on bits s is 2 (= 3-1).
JP 2001-75463 A

しかしながら、特許文献1に開示の方法では、クロストークや光学系に起因する輝度ムラが再生光に生じた場合に、一つの物体光光束に含まれる二次元デジタルパターンである一ページを一つの閾値で二値化処理を行なうとエラーが生じることがある。   However, in the method disclosed in Patent Document 1, when luminance unevenness due to crosstalk or an optical system occurs in reproduction light, one page which is a two-dimensional digital pattern included in one object light beam is set as one threshold value. An error may occur when performing binarization processing with.

具体的なエラーとして、たとえば、再生されたイメージ情報の一部に輝度ムラがあるとき、輝度ムラによって本来“1”として処理されるべきデータビットが、輝度値が閾値に満たないために誤って“0”と認識されることがある。逆に、本来“0”として処理されるべきブロックの輝度値が閾値を超えてしまったために、誤って“1”と認識されることがある。また、一ページあたりの面積が大きい際には、再生光の強度分布ムラにより、一つの閾値で二値化処理を行なうことによってエラービットが生じやすくなる。   As a specific error, for example, when there is luminance unevenness in a part of the reproduced image information, a data bit that should be processed as “1” due to the luminance unevenness is erroneously detected because the luminance value is less than the threshold value. It may be recognized as “0”. Conversely, the luminance value of a block that should be processed as “0” originally exceeds the threshold value, so that it may be erroneously recognized as “1”. Also, when the area per page is large, error bits are likely to occur by performing binarization processing with one threshold value due to unevenness in the intensity distribution of the reproduction light.

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、エラービットを低減するようなホログラム記録再生装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a hologram recording / reproducing apparatus capable of reducing error bits.

本発明の1つの局面に従うと、光干渉縞によって情報を記録するホログラム記録装置であって、情報に対応する二次元デジタルパターンを、16要素からなる第1の部分集合n個によって生成する空間光変調器とその制御手段を備え、該第1の部分集合は、4個の要素からなる4組の第2の部分集合を含み、制御手段は、4組の第2の部分集合のうち3組について、当該第2の部分集合を構成する4個の要素の1個を第1の状態とし、3個の要素を第2の状態とする手段と、4組の第2の部分集合のうち残る1組の第2の部分集合において、4個の要素をすべて第2の状態とする手段とを含む。   According to one aspect of the present invention, there is provided a hologram recording apparatus that records information by optical interference fringes, and generates a two-dimensional digital pattern corresponding to information by a first subset n of 16 elements. A modulator and its control means, wherein the first subset includes four second subsets of four elements, and the control means comprises three sets of the four second subsets For one of the four elements constituting the second subset, the means for setting the three elements to the second state, and the remaining of the four sets of the second subset Means for bringing all four elements into a second state in a second subset of sets.

好ましくは、空間光変調器は、二次元デジタルパターンを表示するための表示装置を含み、表示装置は、空間光変調器に入射する光束から記録用参照光を生成するための参照光生成領域と、空間光変調器に入射する光束から物体光を生成するための物体光生成領域とを有し、制御手段は、物体光生成領域に対し、情報に対応する二次元デジタルパターンを表示させる。   Preferably, the spatial light modulator includes a display device for displaying a two-dimensional digital pattern, and the display device includes a reference light generation region for generating recording reference light from a light beam incident on the spatial light modulator; And an object light generation region for generating object light from a light beam incident on the spatial light modulator, and the control means displays a two-dimensional digital pattern corresponding to the information on the object light generation region.

好ましくは、第1の状態はon(明)ビットであり、第2の状態はoff(暗)ビットである。   Preferably, the first state is an on (bright) bit and the second state is an off (dark) bit.

好ましくは、第1の状態はoff(暗)ビットであり、第2の状態はon(明)ビットである。   Preferably, the first state is an off (dark) bit and the second state is an on (bright) bit.

本発明の他の局面に従うと、光干渉縞が記録された記録媒体から情報を読み出すホログラム再生装置であって、記録媒体から再生光を検出するための手段と、再生光に含まれる二次元デジタルパターンを、複数の第1の部分集合に分割する手段とを備え、第1の部分集合は、第1の部分集合内の所定の位置にそれぞれ配置された4組の第2の部分集合を含み、第2の部分集合は、4個の要素を有しており、要素は、第1の状態または第2の状態のいずれかの状態であり、複数の第1の部分集合ごとに、第1の部分集合を複数の第2の部分集合に分割し、複数の第2の部分集合の中から4個の要素がすべて第2の状態である第2の部分集合を検出する手段をさらに備える。   According to another aspect of the present invention, there is provided a hologram reproducing device for reading information from a recording medium on which optical interference fringes are recorded, the means for detecting the reproducing light from the recording medium, and the two-dimensional digital contained in the reproducing light. Means for dividing the pattern into a plurality of first subsets, wherein the first subset includes four sets of second subsets respectively arranged at predetermined positions in the first subset. , The second subset has four elements, the elements being in either the first state or the second state, and for each of the plurality of first subsets, the first Means for dividing the subset into a plurality of second subsets, and detecting a second subset in which all four elements are in the second state from the plurality of second subsets.

好ましくは、4個の要素がすべて第2の状態である第2の部分集合の輝度値に基づき、複数の第2の部分集合の輝度補正を行なう手段をさらに備える。   Preferably, the apparatus further includes means for correcting the luminance of the plurality of second subsets based on the luminance value of the second subset in which all four elements are in the second state.

好ましくは、情報は、16要素からなる第1の部分集合n個によって構成される二次元デジタルパターンに対応し、4組の第2の部分集合のうち、3組の第2の部分集合において、第2の部分集合を構成する4個の要素のうち、1個の要素は第1の状態であり、3個の要素は第2の状態であり、4組の第2の部分集合のうち、残りの1組の第2の部分集合において、第2の部分集合を構成する4個の要素はすべて第2の状態である。   Preferably, the information corresponds to a two-dimensional digital pattern composed of n first subsets of 16 elements, and in three sets of second subsets of the four sets of second subsets, Of the four elements constituting the second subset, one element is in the first state, three elements are in the second state, and among the four sets of second subsets, In the remaining one set of the second subset, all four elements constituting the second subset are in the second state.

好ましくは、4個の要素がすべて第2の状態である第2の部分集合は、複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が低く、複数の第1の部分集合ごとに、第1の部分集合を構成する各要素を輝度値に基づき順位付けする手段をさらに備え、輝度補正を行なう手段は、第1の部分集合を構成する16要素のうち、上位3位までの輝度値を有する要素を第1の状態に補正し、残りの要素を第2の状態に補正する。   Preferably, the second subset in which all four elements are in the second state has the lowest luminance value among the plurality of second subsets, and the first subset is divided into the first subset for each of the plurality of first subsets. Means for ranking each element constituting the subset based on the luminance value, and means for performing luminance correction has the luminance values of the top three of the 16 elements constituting the first subset The elements are corrected to the first state, and the remaining elements are corrected to the second state.

4個の要素がすべて第2の状態である第2の部分集合は、複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が高く、複数の第1の部分集合ごとに、第1の部分集合を構成する各要素を輝度値に基づき順位付けする手段をさらに備え、輝度補正を行なう手段は、第1の部分集合を構成する16要素のうち、下位3位までの輝度値を有する要素を第1の状態に補正し、残りの要素を第2の状態に補正する。   The second subset in which all four elements are in the second state has the highest luminance value among the plurality of second subsets. For each of the plurality of first subsets, the first subset Means for ranking each element that constitutes the element based on the luminance value, and the means for performing luminance correction includes elements having luminance values up to the third lowest rank among the 16 elements constituting the first subset. The state is corrected to 1 and the remaining elements are corrected to the second state.

好ましくは、4個の要素がすべて第2の状態である第2の部分集合は、複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が低く、輝度補正を行なう手段は、4個の要素がすべて第2の状態である第2の部分集合に含まれるすべての要素がoff(暗)ビットになるように補正し、第1の部分集合に含まれる第2の部分集合のうち4個の要素がすべて第2の状態である第2の部分集合を除く第2の部分集合各々について、各第2の部分集合に含まれる要素のうち輝度値が最大の要素をon(明)ビットに、輝度値が最大の要素以外の要素をoff(暗)ビットになるように補正する。   Preferably, the second subset in which all four elements are in the second state has the lowest luminance value among the plurality of second subsets, and the means for performing luminance correction includes four elements All elements included in the second subset, all in the second state, are corrected to be off (dark) bits, and four elements of the second subset included in the first subset For each second subset excluding the second subset, all of which are in the second state, the element having the maximum luminance value among the elements included in each second subset is set to the on (bright) bit, and the luminance The elements other than the element with the maximum value are corrected so as to be an off (dark) bit.

4個の要素がすべて第2の状態である第2の部分集合は、複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が高く、輝度補正を行なう手段は、4個の要素がすべて第2の状態である第2の部分集合に含まれるすべての要素がon(明)ビットになるように補正し、第1の部分集合に含まれる第2の部分集合のうち4個の要素がすべて第2の状態である第2の部分集合を除く第2の部分集合各々について、各第2の部分集合に含まれる要素のうち輝度値が最大の要素をoff(暗)ビットに、輝度値が最大の要素以外の要素をon(明)ビットになるように補正する。   The second subset in which all four elements are in the second state has the highest luminance value among the plurality of second subsets, and the means for performing luminance correction is that all four elements are in the second state. So that all elements included in the second subset in the state are on (bright) bits, and all four elements of the second subset included in the first subset For each of the second subsets excluding the second subset in the state 2, the element having the maximum luminance value among the elements included in each second subset is set to the off (dark) bit, and the luminance value is the maximum. The other elements are corrected so as to be on (bright) bits.

本発明のさらに他の局面に従うと、情報を、16nビットパターンごとに8nビットの二次元デジタルパターンとして表示させる情報符号化方法であって、二次元デジタルパターンは、16ビットパターンからなる第1の部分集合n個によって構成され、第1の部分集合は、第1の部分集合内の所定の位置にそれぞれ配置された4組の第2の部分集合を含み、各第2の部分集合は、4個のビットパターンを有しており、4組の第2の部分集合のうち、3組の第2の部分集合において、第2の部分集合を構成する4個のビットパターンのうち、1個のビットパターンを第1の状態とし、3個のビットパターンを第2の状態とするステップと、4組の第2の部分集合のうち、残りの1組の第2の部分集合において、第2の部分集合を構成する4個のビットパターンをすべて第2の状態とするステップとを備える。   According to still another aspect of the present invention, there is provided an information encoding method for displaying information as an 8n-bit two-dimensional digital pattern for each 16n-bit pattern, wherein the two-dimensional digital pattern includes a first 16-bit pattern. The first subset includes four second subsets respectively arranged at predetermined positions in the first subset, and each second subset includes 4 subsets. One of four bit patterns constituting the second subset in the second subset of the three sets out of the four second subsets. In the step of setting the bit pattern to the first state and the three bit patterns to the second state, and the remaining second set of the second subset of the four sets of the second subset, 4 pieces constituting a subset All the bit patterns and a step of the second state.

好ましくは、4個のビットパターンをすべて第2の状態とするステップは、8nビットのうち2nビットを決定する。   Preferably, the step of setting all four bit patterns to the second state determines 2n bits out of 8n bits.

好ましくは、4個のビットパターンのうち、1個のビットパターンを第1の状態とし、3個のビットパターンを第2の状態とするステップは、8nビットのうち6nビットを決定する。   Preferably, among the four bit patterns, the step of setting one bit pattern to the first state and the three bit patterns to the second state determines 6n bits out of 8n bits.

好ましくは、ホログラム記録のために情報を二次元デジタルパターンとして表示する。
本願発明のさらに他の局面に従うと、情報を、16nビットパターンごとに8nビットの二次元デジタルパターンとして表示させる情報符号化方法を用いて、デジタルパターンを記録媒体に書き込む記録方法であって、二次元デジタルパターンは、16ビットパターンからなる第1の部分集合n個によって構成され、第1の部分集合は、第1の部分集合内の所定の位置にそれぞれ配置された4組の第2の部分集合を含み、各第2の部分集合は、4個のビットパターンを有しており、4組の第2の部分集合のうち、3組の第2の部分集合において、第2の部分集合を構成する4個のビットパターンのうち、1個のビットパターンを第1の状態とし、3個のビットパターンを第2の状態とするステップと、4組の第2の部分集合のうち、残りの1組の第2の部分集合において、第2の部分集合を構成する4個のビットパターンをすべて第2の状態とするステップと、4組の第2の部分集合を記録媒体に書き込むステップとを備える。
Preferably, the information is displayed as a two-dimensional digital pattern for hologram recording.
According to still another aspect of the present invention, there is provided a recording method for writing a digital pattern on a recording medium using an information encoding method for displaying information as an 8n-bit two-dimensional digital pattern for each 16n-bit pattern. The dimensional digital pattern is composed of n first subsets of 16-bit patterns, and the first subsets are four sets of second parts respectively arranged at predetermined positions in the first subset. Each of the second subsets has four bit patterns, and among the four second subsets, in the second set of three sets, the second subset Of the four bit patterns that constitute, the step of setting one bit pattern to the first state and the three bit patterns to the second state, and the remaining two of the four second subsets 1 In a second subset of, comprising the steps of a four second all bit patterns condition constituting the second subset, and writing to the four sets of the second subset of the recording medium.

好ましくは、記録媒体はホログラムメモリである。
本願発明の他の局面に従うと、情報を、16nビットパターンごとに8nビットの二次元デジタルパターンとして表示させる情報符号化方法を用いて記録された二次元デジタルパターンを読み出す情報再生方法であって、二次元デジタルパターンを検出するステップと、二次元デジタルパターンを、複数の第1の部分集合に分割する手段を備え、第1の部分集合は、第1の部分集合内の所定の位置にそれぞれ配置された4組の第2の部分集合を含み、第2の部分集合は、4個のビットパターンを有しており、要素は、第1の状態または第2の状態のいずれかの状態であり、複数の第1の部分集合ごとに、第1の部分集合を複数の第2の部分集合に分割し、複数の第2の部分集合の中から4個のビットパターンがすべて第2の状態である第2の部分集合を検出するステップをさらに備える。
Preferably, the recording medium is a hologram memory.
According to another aspect of the present invention, there is provided an information reproduction method for reading a two-dimensional digital pattern recorded using an information encoding method for displaying information as an 8n-bit two-dimensional digital pattern for every 16n-bit pattern, A step of detecting a two-dimensional digital pattern; and means for dividing the two-dimensional digital pattern into a plurality of first subsets, each of the first subsets being arranged at a predetermined position in the first subset. The second subset has four bit patterns, and the element is in either the first state or the second state The first subset is divided into a plurality of second subsets for each of the plurality of first subsets, and all four bit patterns from the plurality of second subsets are in the second state. A second one Further comprising the step of detecting a partial set.

好ましくは、4個のビットパターンがすべて第2の状態である第2の部分集合の輝度値に基づき、複数の第2の部分集合の輝度補正を行なうステップをさらに備える。   Preferably, the method further includes a step of correcting the luminance of the plurality of second subsets based on the luminance value of the second subset in which all four bit patterns are in the second state.

好ましくは、情報は、16ビットパターンからなる第1の部分集合n個によって構成される二次元デジタルパターンに対応し、4組の第2の部分集合のうち、3組の第2の部分集合において、第2の部分集合を構成する4個のビットパターンのうち、1個のビットパターンは第1の状態であり、3個のデジタルパターンは第2の状態であり、4組の第2の部分集合のうち、残りの1組の第2の部分集合において、第2の部分集合を構成する4個のビットパターンはすべて第2の状態である。   Preferably, the information corresponds to a two-dimensional digital pattern composed of n first subsets of 16-bit patterns, and in three sets of second subsets out of four sets of second subsets. Of the four bit patterns constituting the second subset, one bit pattern is in the first state, three digital patterns are in the second state, and four sets of second parts In the remaining second subset of the set, all four bit patterns constituting the second subset are in the second state.

好ましくは、4個のビットパターンがすべて第2の状態である第2の部分集合は、複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が低く、複数の第1の部分集合ごとに、第1の部分集合を構成する各ビットパターンを、輝度値に基づき順位付けを行うステップと、複数の第1の部分集合を構成する16ビットパターンのうち、輝度値に基づく順位付けの結果により、輝度の高い順から3個のビットパターンを第1の状態に補正し、残りのビットを第2の状態に補正するするステップとをさらに備える。   Preferably, the second subset in which all of the four bit patterns are in the second state has the lowest luminance value among the plurality of second subsets, and the second subset is in each of the plurality of first subsets. Each bit pattern constituting one subset is ranked based on the luminance value, and among the 16-bit patterns constituting the plurality of first subsets, the ranking results based on the luminance value Correcting the three bit patterns from the highest to the first state and correcting the remaining bits to the second state.

好ましくは、4個のビットパターンがすべて第2の状態である第2の部分集合は、複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が低く、複数の第1の部分集合ごとに、第1の部分集合を構成する各ビットパターンを、輝度値に基づき順位付けを行うステップと、複数の第1の部分集合を構成する16ビットパターンのうち、輝度値に基づく順位付けの結果により、輝度の低い順から3個のビットパターンを第1の状態に補正し、残りのビットパターンを第2の状態に補正するステップとをさらに備える。   Preferably, the second subset in which all of the four bit patterns are in the second state has the lowest luminance value among the plurality of second subsets, and the second subset is in each of the plurality of first subsets. Each bit pattern constituting one subset is ranked based on the luminance value, and among the 16-bit patterns constituting the plurality of first subsets, the ranking results based on the luminance value Correcting the three bit patterns from the lowest to the first state and correcting the remaining bit patterns to the second state.

好ましくは、4個のビットパターンがすべて第2の状態である第2の部分集合は、複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が低く、4個のビットパターンがすべて第2の状態である第2の部分集合に含まれるすべてのビットパターンがoff(暗)ビットになるように補正するステップと、第1の部分集合に含まれる第2の部分集合のうち4個のビットパターンがすべて第2の状態である第2の部分集合を除く第2の部分集合各々について、各第2の部分集合に含まれるビットパターンのうち輝度値が最大のビットパターンをon(明)ビットに、輝度値が最大のビットパターン以外のビットパターンをoff(暗)ビットになるように補正するステップとをさらに備える。   Preferably, the second subset in which all four bit patterns are in the second state has the lowest luminance value among the plurality of second subsets, and all four bit patterns are in the second state. Correcting all the bit patterns included in the second subset to be off (dark) bits, and four bit patterns of the second subset included in the first subset For each second subset excluding the second subset, all in the second state, the bit pattern having the maximum luminance value among the bit patterns included in each second subset is turned on (bright) bit, And a step of correcting a bit pattern other than the bit pattern having the maximum luminance value to be an off (dark) bit.

好ましくは、4個のビットパターンがすべて第2の状態である第2の部分集合は、複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が低く、4個のビットパターンがすべて第2の状態である第2の部分集合に含まれるすべてのビットパターンがon(明)ビットになるように補正するステップと、第1の部分集合に含まれる第2の部分集合のうち4個のビットパターンがすべて第2の状態である第2の部分集合を除く第2の部分集合各々について、各第2の部分集合に含まれるビットパターンのうち輝度値が最大のビットパターンをoff(暗)ビットに、輝度値が最大のビットパターン以外のビットパターンをon(明)ビットになるように補正するステップとをさらに備える。   Preferably, the second subset in which all four bit patterns are in the second state has the lowest luminance value among the plurality of second subsets, and all four bit patterns are in the second state. Correcting all the bit patterns included in the second subset to be on bits, and four bit patterns of the second subset included in the first subset are For each of the second subsets excluding the second subset, all of which are in the second state, the bit pattern having the maximum luminance value among the bit patterns included in each second subset is set to an off (dark) bit. And a step of correcting a bit pattern other than the bit pattern having the maximum luminance value to be an on (bright) bit.

好ましくは、ホログラムメモリに記録された情報を読み出す。   Preferably, information recorded in the hologram memory is read out.

本発明によれば、二次元デジタルパターンに冗長性を持たせて記録することができる。これにより、エラービットを低減することができる。   According to the present invention, a two-dimensional digital pattern can be recorded with redundancy. Thereby, error bits can be reduced.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについては詳細な説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るホログラム記録再生装置の記録時の形態を示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a recording mode of the hologram recording / reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図1を参照して、本発明に係るホログラム記録再生装置の構成および記録時における作用について説明する。   With reference to FIG. 1, the configuration of the hologram recording / reproducing apparatus according to the present invention and the operation during recording will be described.

図1において、ホログラム記録再生装置100は、制御装置210によって制御される空間光変調器112と、ビームスプリッター102と、リレーレンズ103a,103bと、ミラー104と、4分の1波長板105と、対物レンズ106と、記録媒体107と、光検出器110と、アクチュエータ111とから構成される。なお、記録媒体107は、感光性材料108と基板109a,109bとから構成されており、屈折率変調により干渉縞(=ホログラム)が形成される。また、光が入射してくる側とは反対側の基板である基板109aには反射膜が設けられている。   In FIG. 1, a hologram recording / reproducing apparatus 100 includes a spatial light modulator 112 controlled by a control device 210, a beam splitter 102, relay lenses 103a and 103b, a mirror 104, a quarter-wave plate 105, The objective lens 106, the recording medium 107, the photodetector 110, and the actuator 111 are included. Note that the recording medium 107 includes a photosensitive material 108 and substrates 109a and 109b, and interference fringes (= holograms) are formed by refractive index modulation. In addition, a reflective film is provided on the substrate 109a which is the substrate opposite to the side on which light is incident.

ホログラム記録再生装置100の記録時において、図示しない光源から出射されたコヒーレントな光束は、空間光変調器112を透過あるいは反射することによって、物体光及び参照光を含んだ光束101に空間的に変調される。   During recording by the hologram recording / reproducing apparatus 100, a coherent light beam emitted from a light source (not shown) is spatially modulated into a light beam 101 including object light and reference light by transmitting or reflecting the spatial light modulator 112. Is done.

図2は、空間光変調器112の構造を模式的に示す図である。
図2に示すように、空間光変調器112は、物体光を生成するための物体光表示領域201と、参照光を生成するための参照光表示領域202a,202b,202c,202dとを有し、制御装置210によって制御される。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the structure of the spatial light modulator 112.
As shown in FIG. 2, the spatial light modulator 112 has an object light display area 201 for generating object light, and reference light display areas 202a, 202b, 202c, and 202d for generating reference light. Controlled by the control device 210.

制御装置210は、記録すべき情報を二次元のデジタルパターンに変換し、物体光表示領域に与える物体光生成処理部204と、記録用の参照光を生成するよう空間光変調器を制御するための記録用参照光生成処理部206と、再生用の参照光を生成するよう空間光変調器を制御するための再生用参照光生成処理部208とを含む。コヒーレントな光束は、それぞれの領域内において必要に応じて振幅変調される。なお、空間光変調器112としては、たとえば、透過型の液晶素子等を用いることができる。物体光生成処理部204は、物体光表示領域201の液晶素子の各画素について透過または遮断を指定する。それによって、各画素に1ビットのデータが対応付けられる。   The control device 210 converts the information to be recorded into a two-dimensional digital pattern, and controls the object light generation processing unit 204 to give to the object light display area and the spatial light modulator to generate the reference light for recording. Recording reference light generation processing unit 206 and a reproduction reference light generation processing unit 208 for controlling the spatial light modulator to generate reproduction reference light. The coherent light beam is amplitude-modulated as necessary in each region. As the spatial light modulator 112, for example, a transmissive liquid crystal element or the like can be used. The object light generation processing unit 204 designates transmission or blocking for each pixel of the liquid crystal element in the object light display area 201. Thereby, 1-bit data is associated with each pixel.

図1に戻って、リレーレンズ103a,103bは、一対のレンズ群であり、空間光変調器112に表示された像を再び実像として結像するものである。ミラー104は、記録用光および再生用光の進行方向を対物レンズ106に向ける光学素子である。4分の1波長板105は、互いに垂直な方向に振動する偏光の光路差を4分の1波長変化させる位相板である。4分の1波長板105によって、P偏光の光は円偏光に変化され、更にこの円偏光の光が4分の1波長板105を通過するとS偏光に変化される。対物レンズ106は、記録用光および再生用光を記録媒体107に向けて収束させるものであり、記録用光および再生用光は、対物レンズ106によって記録媒体107の所定の位置に照射されることになる。   Returning to FIG. 1, the relay lenses 103 a and 103 b are a pair of lens groups, and form an image displayed on the spatial light modulator 112 as a real image again. The mirror 104 is an optical element that directs the traveling direction of the recording light and the reproducing light toward the objective lens 106. The quarter-wave plate 105 is a phase plate that changes the optical path difference of polarized light that vibrates in directions perpendicular to each other by a quarter wavelength. P-polarized light is changed to circularly polarized light by the quarter-wave plate 105, and when the circularly polarized light passes through the quarter-wave plate 105, it is changed to S-polarized light. The objective lens 106 converges the recording light and the reproduction light toward the recording medium 107, and the recording light and the reproduction light are applied to a predetermined position of the recording medium 107 by the objective lens 106. become.

図3は、本発明の第1の実施の形態に係るホログラム記録再生装置の再生時の形態を示す図である。   FIG. 3 is a diagram showing a form during reproduction of the hologram recording / reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図3を参照して、本発明の第1の実施の形態に係るホログラム記録再生装置の再生時の作用について説明する。   With reference to FIG. 3, the operation at the time of reproduction of the hologram recording / reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.

再生時は、記録時に用いた参照光と同一の光束を記録媒体107に記録されたホログラムに照射し、再生光を発生させる。再生光は基板109aの反射膜によって対物レンズ106側に反射され、4分の1波長板105によって、記録時と異なる偏光方向の光束になり伝搬する。再生光はビームスプリッター102によって、光検出器110側に反射する。光検出器110は、再生光を受光して記録された情報を再生するものであり、格子状に配列された多数の受光素子を有している。受光素子としてCCD(Charge Coupled Device)を採用したCCDアレイや、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)を採用したCMOSセンサーなどを使用することができる。   At the time of reproduction, the same light beam as the reference light used at the time of recording is irradiated on the hologram recorded on the recording medium 107 to generate reproduction light. The reproduction light is reflected to the objective lens 106 side by the reflective film of the substrate 109a, and propagates as a light beam having a polarization direction different from that at the time of recording by the quarter-wave plate 105. The reproduction light is reflected by the beam splitter 102 toward the photodetector 110 side. The photodetector 110 receives reproduction light and reproduces recorded information, and has a large number of light receiving elements arranged in a lattice pattern. A CCD array employing a CCD (Charge Coupled Device) as a light receiving element, a CMOS sensor employing a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), or the like can be used.

なお、本実施の形態では、図1から図3に示すような光学系を利用するが、これに限定するわけではなく、次図のような光学系でもよい。   In this embodiment, an optical system as shown in FIGS. 1 to 3 is used. However, the present invention is not limited to this, and an optical system as shown in the following figure may be used.

図4は、本発明に係るホログラム記録再生装置の図1から図3とは異なる光学系を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing an optical system different from those shown in FIGS. 1 to 3 of the hologram recording / reproducing apparatus according to the present invention.

図4に示すように、この光学系では、物体光401と参照光402の光路を分ける。そして、物体光401はレンズ403によって球面波とし、参照光402は平面波として、記録媒体400に照射する。従って、図4の光学系の場合、レンズ403によって記録媒体に集光されるのは物体光401である。なお、参照光402の入射角度θを変化させて多重記録を行なう角度多重型の光学系を用いても構わない。   As shown in FIG. 4, in this optical system, the optical paths of the object light 401 and the reference light 402 are separated. The object light 401 is irradiated to the recording medium 400 as a spherical wave by the lens 403 and the reference light 402 is irradiated as a plane wave. Therefore, in the case of the optical system of FIG. 4, the object light 401 is condensed on the recording medium by the lens 403. An angle multiplexing type optical system that performs multiple recording by changing the incident angle θ of the reference beam 402 may be used.

次に、以上のようなホログラム記録再生装置が備える空間光変調器112の物体光表示領域201において、コヒーレントな光束に与える情報(以下、「ページデータ」と呼ぶ)について、まず、符号化方法について述べ、その後に記録方法、情報再生方法について説明する。なお、以下では、簡単のため、4×4画素を用いた8ビットの二次元デジタルパターンを例に挙げて説明する。   Next, with respect to information (hereinafter referred to as “page data”) given to a coherent light beam in the object light display region 201 of the spatial light modulator 112 provided in the hologram recording / reproducing apparatus as described above, first, an encoding method is described. After that, a recording method and an information reproducing method will be described. In the following, for simplicity, an 8-bit two-dimensional digital pattern using 4 × 4 pixels will be described as an example.

本発明に係る情報符号化方法では、4×4画素を用いて表現される8ビットの二次元デジタルパターンにおいて、8ビットのうち2ビットを用い、4×4画素の中で輝度値の基準となる領域を示す。そして、情報再生処理において、基準となる領域の輝度値に基づいて16画素ごとの輝度調整を行なう。これにより、再生像中の輝度ムラによって生じるエラービットを低減させることができる。   In the information encoding method according to the present invention, in an 8-bit two-dimensional digital pattern expressed using 4 × 4 pixels, 2 bits out of 8 bits are used, and a reference of luminance value in 4 × 4 pixels is set. Indicates the region. Then, in the information reproduction process, the luminance is adjusted every 16 pixels based on the luminance value of the reference region. As a result, error bits caused by luminance unevenness in the reproduced image can be reduced.

図5は、8ビットのうち、2ビットによって示される情報の表現方法を説明するための図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining a method of expressing information indicated by 2 bits out of 8 bits.

図5に示すように、本発明に係る情報符号化方法では、空間光変調器の4×4画素のうち、2×2画素の常に光が遮断される領域を定める。つまり、8ビットのうち2ビットを用いて、常に光が遮断される領域を定める。なお、図5では、斜線部の領域が光を遮断する領域、白抜きの領域が光を透過する領域を示している。   As shown in FIG. 5, in the information encoding method according to the present invention, a region where light is always blocked of 2 × 2 pixels among the 4 × 4 pixels of the spatial light modulator is determined. That is, 2 bits out of 8 bits are used to define a region where light is always blocked. In FIG. 5, the shaded area indicates a light blocking area, and the white area indicates a light transmitting area.

たとえば、8ビットのビット列のうち、始めの2ビットが“00”であれば、図5(A)のように、4×4画素のうち、左上の2×2画素が常に光を遮断する領域とする。また、始めの2ビットが“11”であれば、図5(B)のように、4×4画素のうち、右上の2×2画素が常に光を遮断する領域とする。さらに、始めの2ビットが“01”であれば、図5(C)のように、4×4画素のうち、左下の2×2画素が常に光を遮断する領域とする。また、始めの2ビットが“10”であれば、図5(D)のように、4×4画素のうち、右下の2×2画素が常に光を遮断する領域となるような規則を与える。   For example, if the first 2 bits of the 8-bit bit string are “00”, the upper left 2 × 2 pixel of 4 × 4 pixels always blocks light as shown in FIG. 5A. And If the first 2 bits are “11”, as shown in FIG. 5B, the upper right 2 × 2 pixel of 4 × 4 pixels is a region where light is always blocked. Further, if the first 2 bits are “01”, the lower left 2 × 2 pixel of the 4 × 4 pixels is a region that always blocks light as shown in FIG. 5C. If the first 2 bits are “10”, the rule that the lower right 2 × 2 pixels of the 4 × 4 pixels always block light as shown in FIG. give.

このように、本発明に係る情報符号化方法では、4×4画素のうちの常に光が遮断される領域の位置は、8ビットの情報のうち2ビットを表現する。ここで、個々の画素は必ずしも空間光変調器の一つの画素である必要はなく、複数の画素の集合であっても構わない。また、上記では始めの2ビットを判断基準としたが、この限りではない。   Thus, in the information encoding method according to the present invention, the position of the region where light is always blocked in 4 × 4 pixels represents 2 bits of 8-bit information. Here, each pixel does not necessarily have to be one pixel of the spatial light modulator, and may be a set of a plurality of pixels. In the above description, the first two bits are used as a criterion for determination.

つづいて、8ビットのうち、残りの6ビットによって示される情報の表現方法について述べる。   Next, a method of expressing information indicated by the remaining 6 bits out of 8 bits will be described.

本発明に係る情報符号化方法における残りの6ビットは、図5において示した斜線部以外の領域を、2ビットずつ3つの領域に分けて表現される。残りの6ビットは、図5において示した斜線部以外の領域を左上方から右端側に進み、右端に達した時点で左端に移動し、2画素下がって再び右端に進むように表示するパターンを定めていく。なお、4画素すべてが光を遮断する領域は判明しているため、飛ばして表示パターンを定めていく。   The remaining 6 bits in the information encoding method according to the present invention are expressed by dividing the area other than the shaded area shown in FIG. 5 into 3 areas by 2 bits. The remaining 6 bits are a pattern in which the region other than the shaded portion shown in FIG. 5 is advanced from the upper left to the right end, moved to the left end when reaching the right end, and displayed so as to go down to the right end again by 2 pixels. I will decide. Since the region where all four pixels block light is known, the display pattern is determined by skipping.

図6は、8ビットのうち、残り6ビットによって示される情報の表現方法を説明するための図である。   FIG. 6 is a diagram for describing a method of expressing information indicated by the remaining 6 bits out of 8 bits.

図6に示すように、図5において示した斜線部以外の領域を用いて、残りの6ビットを2ビットずつ3つの領域に分けて表示することができる。残りの6ビットを2ビットずつ3つの領域に分けて表示するパターンとしては、2×2画素からなり、そのうちただ一つの画素のみ光を透過し、他の3画素は光を遮断する4種類のパターンを用いる。どの画素が光を透過するかの場合分けは4通りあり、すなわち最小パターンは2ビットに相当する。   As shown in FIG. 6, the remaining 6 bits can be divided into three areas and displayed in three areas by using the area other than the shaded area shown in FIG. The remaining 6 bits are divided into 3 areas of 2 bits for display. The pattern consists of 2 × 2 pixels, only one of which transmits light, and the other 3 pixels block light. Use a pattern. There are four cases of which pixels transmit light, that is, the minimum pattern corresponds to 2 bits.

たとえば、2ビットが“00”であれば、図6(A)に示すように、2×2画素のうち、左上の1画素が常に光を透過する領域とする。また、2ビットが“11”であれば、図6(B)に示すように、2×2画素のうち、右上の1画素が常に光を透過する領域とする。さらに、2ビットが“01”であれば、図6(C)に示すように、2×2画素のうち、右下の1画素が常に光を透過する領域とする。また、2ビットが“10”であれば、図6(D)に示すように、2×2画素のうち、左下の1画素が常に光を透過する領域となるような規則を与える。なお、図6では、斜線部の領域が光を遮断する領域、白抜きの領域が光を透過する領域を示している。   For example, if the 2 bits are “00”, as shown in FIG. 6A, one pixel at the upper left of the 2 × 2 pixels is set as a region that always transmits light. If the 2 bits are “11”, as shown in FIG. 6B, the upper right pixel of the 2 × 2 pixels is a region that always transmits light. Further, if the 2 bits are “01”, as shown in FIG. 6C, one pixel at the lower right of the 2 × 2 pixels is a region that always transmits light. If the 2 bits are “10”, as shown in FIG. 6D, a rule is given so that the lower left one pixel of the 2 × 2 pixels is always a light transmitting region. In FIG. 6, the shaded area indicates a light blocking area, and the white area indicates a light transmitting area.

上述したように、2×2画素によって2ビットを表わすことにより、4×4画素において一方向の明ビット(光を透過する画素)の連結が長くて二つとすることができる。これにより、二次元デジタルパターン内で明ビットの集中を避けることができる。   As described above, 2 bits are represented by 2 × 2 pixels, so that the connection of bright bits (pixels that transmit light) in one direction is long and 4 in 4 × 4 pixels. As a result, the concentration of bright bits in the two-dimensional digital pattern can be avoided.

また、上述した説明では、斜線部の領域が光を遮断する領域、白抜きの領域が光を透過する領域としたが、逆であってもよい。   In the above description, the shaded area is a light blocking area and the white area is a light transmitting area.

ここで、上述のような規則に従う本発明に係る情報符号化方法について具体例を用いて説明する。   Here, the information encoding method according to the present invention that complies with the above-described rules will be described using a specific example.

図7は、8ビット情報の符号化を説明するための図である。
図7(A)は、8ビット情報を示し、図7(B)は、8ビット情報を符号化した二次元デジタルパターンを示す。なお、斜線部の領域は光を遮断する領域、白抜きの領域は光を透過する領域を示している。
FIG. 7 is a diagram for describing encoding of 8-bit information.
FIG. 7A shows 8-bit information, and FIG. 7B shows a two-dimensional digital pattern obtained by encoding 8-bit information. The shaded area indicates a light blocking area, and the white area indicates a light transmitting area.

図7(A)に示すように、8ビットのビット列のうち、始めの2ビットは“00”である。このため、図7(B)において、2×2画素710は、図5(A)に示すように光を遮断する領域となる。また、次の2ビットは“10”である。このため、2×2画素712は、図6(D)に示すように、左下の1画素が光を透過する領域となる。さらに、次の2ビット“01”は2×2画素714に、また、その次の2ビット“11”は2×2画素716に対応する。   As shown in FIG. 7A, the first 2 bits of the 8-bit bit string are “00”. For this reason, in FIG. 7B, the 2 × 2 pixels 710 are regions that block light as shown in FIG. The next 2 bits are “10”. For this reason, as shown in FIG. 6D, the 2 × 2 pixel 712 is a region through which one pixel at the lower left transmits light. Further, the next 2 bits “01” correspond to 2 × 2 pixels 714, and the next 2 bits “11” correspond to 2 × 2 pixels 716.

本実施の形態では簡単のため、ページデータに含まれる情報量は、4×4画素を用いて8ビットを表現したが、これに限定するわけではない。たとえば、ページデータとして4×8画素を用い、各4×4画素ごとに上述のように8ビットの情報を生成し16ビットの情報を表現する方法や、あるいは、8×8画素を用い、各4×4画素ごとに上述のように8ビットの情報を生成し、32ビットの情報を表現する方法や、あるいは、16n画素を用いて、各4×4画素ごとに上述のように8ビットの情報を生成し、8nビットの情報を表現する方法などを用いて、ページデータに含まれる情報量を増大させて情報の記録を行なっても構わない。   In the present embodiment, for simplicity, the amount of information included in the page data is expressed as 8 bits using 4 × 4 pixels, but is not limited thereto. For example, 4 × 8 pixels are used as page data, and 8-bit information is generated for each 4 × 4 pixel as described above to express 16-bit information, or each 8 × 8 pixel is used. A method of generating 8-bit information for each 4 × 4 pixel as described above and expressing 32-bit information, or using 16n pixels, an 8-bit information for each 4 × 4 pixel as described above. Information may be recorded by increasing the amount of information included in the page data using a method of generating information and expressing 8n-bit information.

次に、制御装置210によって記録すべき情報を上記のように二次元デジタルパターンに符号化した上で物体光表示領域201に与え、記録媒体107に記録する手順について説明する。なお、簡単のため、ここでは、8ビットの情報を記録する手順について述べる。   Next, a description will be given of a procedure in which information to be recorded by the control device 210 is encoded into a two-dimensional digital pattern as described above, given to the object light display area 201, and recorded on the recording medium 107. For the sake of simplicity, a procedure for recording 8-bit information will be described here.

図8は、ホログラム記録再生装置100が記録媒体107に記録する手順を示したフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for recording on the recording medium 107 by the hologram recording / reproducing apparatus 100.

図8を参照して、ホログラム記録再生装置100が情報を記録する手順について説明する。   A procedure for recording information by the hologram recording / reproducing apparatus 100 will be described with reference to FIG.

ステップS800において、制御装置210は記録すべき情報を読み込む。
次に、ステップS802において、制御装置210は、8ビットのうち、始めの2ビットに対応するブロックを決定する。ここでは、図5に示したように、光を遮断する領域を決定する。
In step S800, the control device 210 reads information to be recorded.
Next, in step S802, the control device 210 determines a block corresponding to the first 2 bits among the 8 bits. Here, as shown in FIG. 5, the area | region which interrupts | blocks light is determined.

続いて、ステップS804において、制御装置210は、残りの6ビットのデジタルパターンを決定する。ここでは、6ビットを2ビットずつに分け、図6に示したように、各2ビットに対応するデジタルパターンを決定する。そして、ステップS802で決定した領域以外の領域を左上方から右端側に進み、右端に達した時点で左端に移動し、2画素下がって再び右端に進むように表示するパターンを定めていく。   Subsequently, in step S804, the control device 210 determines the remaining 6-bit digital pattern. Here, 6 bits are divided into 2 bits, and a digital pattern corresponding to each 2 bits is determined as shown in FIG. Then, a region other than the region determined in step S802 is advanced from the upper left to the right end, moved to the left end when reaching the right end, and a pattern to be displayed is defined so as to go down to the right end again by two pixels.

そして、ステップS806において、制御装置210は、物体光表示領域201に対し、生成した二次元デジタルパターンを与え、物体光を生成する。   In step S806, the control device 210 gives the generated two-dimensional digital pattern to the object light display region 201 to generate object light.

最後に、ステップS808において、レンズ106は、物体光と記録用参照光とを記録媒体107に集光する。物体光と記録用参照光とが干渉し、物体光と記録用参照光との間の干渉縞を記録する。   Finally, in step S808, the lens 106 condenses the object light and the recording reference light on the recording medium 107. The object light and the recording reference light interfere to record interference fringes between the object light and the recording reference light.

なお、ステップS800から804の手順は、本発明に係る情報符号化方法を用いた処理に対応する。   Note that the procedure from step S800 to step 804 corresponds to the process using the information encoding method according to the present invention.

次に、本発明の第1の実施の形態に係るホログラム記録再生装置100の光検出器110が情報を再生する処理方法について説明する。なお、ここでは、簡単のため、4×4画素を1ブロックとする、8ビットの二次元デジタルパターンの処理方法について述べる。   Next, a processing method for reproducing information by the photodetector 110 of the hologram recording / reproducing apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention will be described. Here, for the sake of simplicity, an 8-bit two-dimensional digital pattern processing method in which 4 × 4 pixels are one block will be described.

本発明に係る再生方法では、再生画像中に輝度ムラが生じていたとしても、予め上述したように符号化されているため、再生処理の基準となる領域の輝度値によって再生画像の補正を行なうことが可能となる。これにより、エラービットを低減することができる。   In the reproduction method according to the present invention, even if luminance unevenness occurs in the reproduced image, since it is encoded in advance as described above, the reproduced image is corrected based on the luminance value of the region serving as a reference for the reproduction process. It becomes possible. Thereby, error bits can be reduced.

図9は、ホログラム記録再生装置100が記録媒体107に記録されている情報を再生する手順を示したフローチャートである。   FIG. 9 is a flowchart showing a procedure of reproducing information recorded on the recording medium 107 by the hologram recording / reproducing apparatus 100.

図9を参照して、ホログラム記録再生装置100が情報を再生する手順について説明する。   With reference to FIG. 9, the procedure in which the hologram recording / reproducing apparatus 100 reproduces information will be described.

ステップS900において、光検出器110は、検出した二次元デジタルパターンを2×2画素のサブブロックに分割する。   In step S900, the photodetector 110 divides the detected two-dimensional digital pattern into 2 × 2 pixel sub-blocks.

次に、ステップS902において、光検出器110は、ステップS900で分割した各サブブロックの輝度値を計算する。たとえば、各サブブロックを構成する4画素の輝度値の和をサブブロックの輝度値とする。   Next, in step S902, the photodetector 110 calculates the luminance value of each sub-block divided in step S900. For example, the sum of the luminance values of four pixels constituting each sub block is set as the luminance value of the sub block.

続いて、ステップS904において、光検出器110は、再生処理の基準となるサブブロックを検出する。たとえば、ステップS902で求めた各サブブロックの輝度値の和から、サブブロックごとに差分検出を行ない、最小の輝度値を有するサブブロックを基準となるサブブロックとする。   Subsequently, in step S904, the photodetector 110 detects a sub-block serving as a reference for reproduction processing. For example, the difference detection is performed for each sub block from the sum of the luminance values of each sub block obtained in step S902, and the sub block having the minimum luminance value is set as a reference sub block.

そして、ステップS906において、光検出器110は、各サブブロックの輝度値から、ステップS904で求めた基準となるサブブロックの輝度値をオフセット量として差し引いて補正する。   In step S906, the photodetector 110 corrects the luminance value of each sub block by subtracting the luminance value of the reference sub block obtained in step S904 as an offset amount.

最後に、ステップS908において、光検出器110は、各サブブロックにおける輝度分布を閾値処理によって二値化を行なった後、図5や図6に示した規則と照合し、ビット判定を行なって情報を再生する。   Finally, in step S908, the photodetector 110 binarizes the luminance distribution in each sub-block by threshold processing, and then compares the information with the rules shown in FIG. 5 and FIG. Play.

ここで、上述のような情報の再生方法について具体例を用いて説明する。
図10は、再生された二次元デジタルパターン800の一例を示す図である。
Here, a method of reproducing information as described above will be described using a specific example.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a reproduced two-dimensional digital pattern 800.

図10(A)は、二次元デジタルパターン800を示し、図10(B)は、二次元デジタルパターンを復号化して得られた8ビット情報を示す。なお、図10(A)において、斜線部の領域は光を遮断する領域、白塗りの領域は光を透過する領域である。   FIG. 10A shows a two-dimensional digital pattern 800, and FIG. 10B shows 8-bit information obtained by decoding the two-dimensional digital pattern. In FIG. 10A, the shaded area is an area that blocks light, and the white area is an area that transmits light.

二次元デジタルパターン800は上述のようにCCDアレイ、あるいはCMOSのような光検出器によって検出される。なお、図10(A)の二次元デジタルパターンでは、白黒に塗り分けられており、理想的な再生像では、白塗りの領域にのみ再生光が存在しており、斜線部の領域には再生光が存在していない。   The two-dimensional digital pattern 800 is detected by a photodetector such as a CCD array or CMOS as described above. In the two-dimensional digital pattern shown in FIG. 10A, black and white are separately applied. In an ideal reproduction image, reproduction light exists only in the white area, and reproduction is performed in the shaded area. There is no light.

しかしながら、実際の再生像では、白塗りの領域にムラが生じていたり、迷光の影響により斜線部の領域にノイズが一部存在していたりする。   However, in an actual reproduced image, unevenness occurs in the white area, or noise is partially present in the shaded area due to the influence of stray light.

本発明におけるホログラム記録再生装置の情報再生方法では、図10(A)に示したように、4×4画素の再生像である二次元デジタルパターン800を2×2画素の画素810,812,814,816に分割して処理をしていく。   In the information reproducing method of the hologram recording / reproducing apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 10A, a two-dimensional digital pattern 800 that is a reproduced image of 4 × 4 pixels is converted into 2 × 2 pixel pixels 810, 812, and 814. , 816 and processing.

次に、各2×2画素810,812,814,816の輝度値を求める。そして、各2×2画素810,812,814,816間での輝度値の差分を検出し、最も輝度値が低い領域を求める。具体的には、2×2画素810,812,814,816の各領域において、それぞれの領域を構成する4画素の輝度値の和を求める。輝度値の和を求め、2×2画素810,812,814,816の領域ごとに差分検出を行なう。図10(A)では、斜線部の領域は光を遮断する領域、白塗りの領域は光を透過する領域であるため、差分検出により、最小の輝度値を有する領域が判明する。   Next, the luminance value of each 2 × 2 pixel 810, 812, 814, 816 is obtained. Then, a difference in luminance value between the 2 × 2 pixels 810, 812, 814, and 816 is detected, and an area having the lowest luminance value is obtained. Specifically, in each region of 2 × 2 pixels 810, 812, 814, and 816, the sum of the luminance values of the four pixels constituting each region is obtained. The sum of luminance values is obtained, and difference detection is performed for each region of 2 × 2 pixels 810, 812, 814, and 816. In FIG. 10A, the shaded area is an area that blocks light, and the white area is an area that transmits light, so that the area having the minimum luminance value is determined by difference detection.

なお、図10(A)においては、再生光が存在する2×2画素810,812,816の3つの領域における輝度値は、たとえノイズの回折光が2×2画素810,812,816の斜線部の領域に存在したとしても、2×2画素814の領域と比較して高い値となっている。このことから、2×2画素814の領域が最小の輝度値を有すると判明する。したがって、図5に示した規則に従うと、再生された二次元デジタルパターン800において、最初の2ビットは“10”であることが判明する。   In FIG. 10A, the luminance values in the three regions of the 2 × 2 pixels 810, 812, and 816 where the reproduction light is present are the diagonal lines of the diffracted light of the noise 2 × 2 pixels 810, 812, and 816. Even if it exists in the area of the part, it is higher than the area of 2 × 2 pixels 814. From this, it is found that the area of 2 × 2 pixels 814 has the minimum luminance value. Therefore, according to the rules shown in FIG. 5, it is found that the first two bits are “10” in the reproduced two-dimensional digital pattern 800.

同様にして、たとえば、2×2画素810が最も輝度値が低い場合には、最初の2ビットは“00”となる。また、2×2画素812が最も輝度値が低い場合には、最初の2ビットは“11”となる。さらに、2×2画素816が最も輝度値が低い場合には、最初の2ビットは“01”となる。   Similarly, for example, when the 2 × 2 pixel 810 has the lowest luminance value, the first two bits are “00”. When the 2 × 2 pixel 812 has the lowest luminance value, the first 2 bits are “11”. Furthermore, when the 2 × 2 pixel 816 has the lowest luminance value, the first two bits are “01”.

本実施の形態では、情報再生処理の基準となる領域は最も輝度値が低い領域であるが、情報再生処理の基準となる領域は最も輝度が高い、あるいは最も輝度が低い領域を用いるため、基準となる領域の検出を容易にすることができる。   In this embodiment, the region serving as the reference for the information reproduction process is the region having the lowest luminance value, but the region serving as the reference for the information reproduction process uses the region having the highest luminance or the lowest luminance. It is possible to facilitate the detection of the region to be.

続いて、2×2画素814よりも輝度値が高い残りの810,812,816のビット判別について説明する。   Subsequently, the bit discrimination of the remaining 810, 812, and 816 having a luminance value higher than that of the 2 × 2 pixel 814 will be described.

上述のように、図10(A)においては、2×2画素814が最も輝度値が低いことが判明している。そのため、2×2画素814を構成する輝度値を求め、二次元デジタルパターン800のうち、残りの2×2画素810,812,816の輝度値から、2×2画素814の輝度値をオフセット量として差し引く。   As described above, it has been found that 2 × 2 pixels 814 have the lowest luminance value in FIG. Therefore, the luminance value constituting the 2 × 2 pixel 814 is obtained, and the luminance value of the 2 × 2 pixel 814 is offset from the luminance value of the remaining 2 × 2 pixels 810, 812, and 816 in the two-dimensional digital pattern 800. Subtract as.

その後、2×2画素810,812,816の輝度分布を閾値処理によって二値化を行った後、図6に示した規則と照合し、4×4画素の再生像である二次元デジタルパターン800のビット判定を行なう。これにより2×2画素810,812,816にノイズが生じた場合においても、ビットの判定を行なうことができる。   Thereafter, the luminance distribution of the 2 × 2 pixels 810, 812, and 816 is binarized by threshold processing, and then collated with the rules shown in FIG. 6 to check the two-dimensional digital pattern 800 that is a 4 × 4 pixel reproduced image. This bit is judged. As a result, even when noise occurs in the 2 × 2 pixels 810, 812, and 816, bit determination can be performed.

このように、再生画像中に輝度ムラが生じていたとしても、情報再生処理の基準となる領域の輝度値によって、16画素ごとに再生画像の補正を行なうことが可能になる。なお、2×2画素810,812,816のビット判定は、左上方から右端側に進み、右端に達した時点で左端に移動し2画素下がって再び右端に進み、輝度値が最も低いと判明している2×2画素814は読み飛ばして判定していく。上述の規則に従うと、図10(B)に示したビットになる。   As described above, even if luminance unevenness occurs in the reproduced image, the reproduced image can be corrected every 16 pixels according to the luminance value of the region serving as a reference for the information reproducing process. The bit determination of 2 × 2 pixels 810, 812, and 816 proceeds from the upper left to the right end, and when reaching the right end, moves to the left end, moves down by two pixels and proceeds to the right end again, and the luminance value is found to be the lowest. The determined 2 × 2 pixels 814 are skipped and determined. If the above rules are followed, the bits shown in FIG.

なお、本実施の形態においては、簡単のため、4×4画素の二次元デジタルパターンを8ビットの情報に復元したが、これに限定するわけではない。   In this embodiment, for simplicity, the 4 × 4 pixel two-dimensional digital pattern is restored to 8-bit information. However, the present invention is not limited to this.

図11は、4×8画素の再生像と分割されたブロックとを示す図である。
図12は、8×8画素の再生像と分割されたブロックとを示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a 4 × 8 pixel reproduced image and divided blocks.
FIG. 12 is a diagram showing an 8 × 8 pixel reproduced image and divided blocks.

図11および図12を参照して、4×4画素以外の二次元デジタルパターンの復元について説明する。   With reference to FIGS. 11 and 12, restoration of a two-dimensional digital pattern other than 4 × 4 pixels will be described.

たとえば、図11(A)に示すような4×8画素で構成される二次元デジタルパターン900の再生像の場合では、図11(B),(C)に示すように、4×4画素ごとに再生像を2個のブロック901及び902に分割し、各ブロック901および902を、2×2画素の4個のサブブロック910、912,914,916および920,922,924,926に分割する。そして、ブロック901および902において、4個のサブブロック910〜916および920〜926間の輝度値の差分を検出し、ブロック901および902における画像処理の基準となるサブブロックの輝度値を求める。基準となるサブブロックの輝度値をオフセット量として、残りのサブブロックの輝度値から差し引く。その後、ブロック901および902において、それぞれ閾値処理によりブロックの二値化を実行し、ビットの判定を行なう。   For example, in the case of a reproduced image of a two-dimensional digital pattern 900 composed of 4 × 8 pixels as shown in FIG. 11A, every 4 × 4 pixels as shown in FIGS. 11B and 11C. The reproduced image is divided into two blocks 901 and 902, and each block 901 and 902 is divided into four sub-blocks 910, 912, 914, 916 and 920, 922, 924, 926 of 2 × 2 pixels. . Then, in blocks 901 and 902, the difference in luminance value between the four sub-blocks 910-916 and 920-926 is detected, and the luminance value of the sub-block serving as a reference for image processing in the blocks 901 and 902 is obtained. The luminance value of the reference sub-block is used as an offset amount and is subtracted from the luminance values of the remaining sub-blocks. Thereafter, in blocks 901 and 902, binarization of the block is executed by threshold processing, respectively, and bit determination is performed.

このように4×8画素で構成される二次元デジタルパターン900の再生像の場合では、4×4画素ごとに再生像を2個のブロック901および902に分割し、各ブロックでビット判定を行なうことで16ビットの情報を復元することができる。   Thus, in the case of a reproduced image of the two-dimensional digital pattern 900 composed of 4 × 8 pixels, the reproduced image is divided into two blocks 901 and 902 for each 4 × 4 pixel, and bit determination is performed in each block. Thus, 16-bit information can be restored.

同様に、図12(A)に示すような8×8画素の二次元デジタルパターン1000の場合では、図12(B)〜(E)に示すように、4×4画素ごとに再生像を4個のブロック1001〜1004に分割し、更に各ブロック1001〜1004を上述のように2×2画素の4個のサブブロックに分割する。一連の処理を各ブロック1001〜1004で行ない、32ビットの情報を復元する。あるいは、16n画素の再生像の場合では、16画素ごとに再生像をn個のブロックに分割し、上述のように処理を行ない、8nビットの情報を復元、としても構わない。そのため、物体光の光束の径を大きくし、ページデータの容量が増えたとしてもノイズの影響等を受けない画像処理が可能になる。   Similarly, in the case of an 8 × 8 pixel two-dimensional digital pattern 1000 as shown in FIG. 12 (A), as shown in FIGS. 12 (B) to 12 (E), four reproduced images are obtained every 4 × 4 pixels. The blocks are divided into blocks 1001 to 1004, and each block 1001 to 1004 is further divided into four sub-blocks of 2 × 2 pixels as described above. A series of processing is performed in each of the blocks 1001 to 1004 to restore 32-bit information. Alternatively, in the case of a reconstructed image of 16n pixels, the reconstructed image may be divided into n blocks every 16 pixels, and processing may be performed as described above to restore 8n-bit information. Therefore, even if the diameter of the light beam of the object light is increased and the capacity of the page data is increased, image processing that is not affected by noise or the like becomes possible.

本実施の形態に係るホログラム記録再生装置によれば、二次元デジタルパターンを構成する各々の16画素のうち、少なくとも4画素から構成されるサブブロック1組は光を遮断する状態(もしくは、光を透過する状態)として記録することができる。このため、二次元デジタルパターン中に輝度ムラが生じていたとしても、各々16画素中において、常に光を遮断する領域の輝度値を基準とすることで、16画素ごとの輝度調整を行なうことができる。また、二次元デジタルパターン中で、4画素ともに光を遮断する状態であるサブブロックの位置と、残りのサブブロックを構成する4画素の状態で情報を表現することから、二次元デジタルパターンに冗長性を持たせ、エラーを低減することができる。   According to the hologram recording / reproducing apparatus according to the present embodiment, one set of sub-blocks composed of at least 4 pixels out of 16 pixels constituting a two-dimensional digital pattern is in a state of blocking light (or As a transparent state). For this reason, even if luminance unevenness occurs in the two-dimensional digital pattern, the luminance adjustment for each 16 pixels can be performed by using the luminance value of the region that always blocks light in each of the 16 pixels as a reference. it can. In addition, in the two-dimensional digital pattern, information is represented by the position of the sub-block where all four pixels block light and the state of the four pixels that make up the remaining sub-blocks. The error can be reduced.

また、本実施の形態に係るホログラム記録再生装置によれば、二次元デジタルパターン内で、一方向における明ビットの連続が長くて二つであり、明ビットの集中を避けることができる。したがって、ビットパターンが持つ低周波成分を抑圧して、フーリエ面における低周波成分への光量の集中が緩和される。その結果、媒体飽和による画像の劣化が抑えられ、SNの高い再生像を得ることが可能になる。さらに、記録媒体のダイナミックレンジを有効に活用し、結果として多くのホログラムを多重記録することが可能になる。   Further, according to the hologram recording / reproducing apparatus according to the present embodiment, the bright bits are continuous in two directions in the two-dimensional digital pattern, and two bright bits can be avoided. Therefore, the low frequency component of the bit pattern is suppressed, and the concentration of the light amount on the low frequency component in the Fourier plane is alleviated. As a result, image degradation due to medium saturation is suppressed, and a reproduced image having a high SN can be obtained. Further, the dynamic range of the recording medium can be effectively used, and as a result, a large number of holograms can be multiplex-recorded.

また、本実施の形態に係るホログラム記録再生装置によれば、二次元デジタルパターンに冗長性を持たせることができ、かつ、二次元デジタルパターン中の明ビットの数を多くすることが可能になるため、光利用効率を高くすることができる。さらに、4組のサブブロック中の1組は、常に光を遮断する領域(もしくは、光を透過する領域)であるため、最も輝度が低くなる(もしくは、高くなる)ため、画像処理の基準となるサブブロック領域の検出が容易になる。   Further, according to the hologram recording / reproducing apparatus according to the present embodiment, it is possible to provide redundancy to the two-dimensional digital pattern and increase the number of bright bits in the two-dimensional digital pattern. Therefore, the light use efficiency can be increased. Furthermore, since one of the four sets of sub-blocks is a region that always blocks light (or a region that transmits light), the luminance is the lowest (or higher). It becomes easy to detect the sub-block area.

また、本実施の形態に係るホログラム記録再生装置によれば、ホログラムから再生された二次元デジタルパターンを複数のブロックに分割し、更に当該ブロックを複数のサブブロックに分割する。これにより、再生画像中に輝度ムラが生じていたとしても、サブブロックの輝度値によってブロックごとの再生画像の補正を行なうことが可能になる。   Further, according to the hologram recording / reproducing apparatus according to the present embodiment, the two-dimensional digital pattern reproduced from the hologram is divided into a plurality of blocks, and the block is further divided into a plurality of sub-blocks. As a result, even if luminance unevenness occurs in the reproduced image, it becomes possible to correct the reproduced image for each block by the luminance value of the sub-block.

(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るホログラム記録再生装置は、第1の実施の形態に係るホログラム記録再生装置と、以下で説明するように、情報再生方法が異なる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The hologram recording / reproducing apparatus according to the present embodiment is different from the hologram recording / reproducing apparatus according to the first embodiment in the information reproducing method as described below.

第2の実施の形態に係るホログラム記録再生装置の構成は、第1の実施の形態と同様であり、繰り返さない。また、ページデータの符号化方法、情報を記録媒体に記録する方法も、第1の実施の形態において説明した方法と同様であるため、繰り返さない。   The configuration of the hologram recording / reproducing apparatus according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and will not be repeated. Also, the page data encoding method and the method for recording information on the recording medium are the same as the method described in the first embodiment, and thus will not be repeated.

第2の実施の形態に係るホログラム記録再生装置100が情報を再生する手順について、図14を参照して説明する。図14は、第2の実施の形態に係るホログラム記録再生装置が記録媒体107に記録されている情報を再生する手順を示したフローチャートである。なお、ここでは、情報は、3つの明ビットと13個の暗ビットからなるブロックで符号化されているものとして説明する。   A procedure for reproducing information by the hologram recording / reproducing apparatus 100 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a flowchart showing a procedure for reproducing information recorded on the recording medium 107 by the hologram recording / reproducing apparatus according to the second embodiment. In the following description, it is assumed that the information is encoded by a block composed of three bright bits and 13 dark bits.

ステップS1400からステップS1406で行なわれる処理は、図9のステップS900からステップS906で行なわれる処理と同様である。   The processing performed from step S1400 to step S1406 is the same as the processing performed from step S900 to step S906 in FIG.

ステップS1408において、光検出器110は、ブロックを構成する各画素の輝度値の順位付けを行う。ここでは、各サブブロックは16画素で構成されていることから輝度値を高い順に16個順位付けを行う。   In step S1408, the photodetector 110 ranks the luminance value of each pixel constituting the block. Here, since each sub-block is composed of 16 pixels, 16 luminance values are ranked in descending order.

続いて、ステップS1410において、光検出器110は、ステップS1408において輝度の順位付けされた各画素のうち、上位3位までの輝度値を有する画素(輝度値が最大の画素、輝度値が次に高い画素、輝度値がその次に高い画素)を抽出する。その後、抽出された3画素を明ビットに補正し、残りの13個の画素を暗ビットに補正する二値化処理を行う。上述の符号化方式により、4×4画素中に含まれる明ビットの数は3個までと定められていることから、上記の処理により、1個のブロックに対し適切な二値化がなされることが期待できる。   Subsequently, in step S1410, the photodetector 110 determines that the pixel having the luminance value up to the top three of the pixels ranked in luminance in step S1408 (the pixel having the highest luminance value, the luminance value is next). Higher pixels and pixels with the next highest luminance value) are extracted. Thereafter, a binarization process is performed in which the extracted three pixels are corrected to bright bits and the remaining 13 pixels are corrected to dark bits. Since the number of bright bits included in a 4 × 4 pixel is determined to be up to 3 by the above encoding method, appropriate binarization is performed for one block by the above processing. I can expect that.

最後に、ステップS1412において、光検出器110は、図5や図6に示した規則と照合し、ビット判定を行なって情報を再生する。   Finally, in step S1412, the photodetector 110 checks the rules shown in FIGS. 5 and 6 and performs bit determination to reproduce information.

上では、3つの明ビットと13個の暗ビットからなるブロックを用いて符号化された情報の再生について説明したが、情報が3つの暗ビットと13個の明ビットからなるブロックを用いて符号化されている場合は、光検出器110はステップS1410において、下位3位までの輝度値を有する画素を抽出する。   In the above, the reproduction of information encoded using a block consisting of three bright bits and 13 dark bits has been described. However, information is encoded using a block consisting of three dark bits and 13 bright bits. If it is, the photodetector 110 extracts pixels having luminance values up to the third lowest rank in step S1410.

(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施の形態に係るホログラム記録再生装置も、情報再生方法が第1の実施の形態に係るホログラム記録再生装置と異なる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The hologram recording / reproducing apparatus according to the present embodiment is also different from the hologram recording / reproducing apparatus according to the first embodiment in the information reproducing method.

第3の実施の形態に係るホログラム記録再生装置の構成は、第1の実施の形態と同様であり、繰り返さない。また、ページデータの符号化方法、情報を記録媒体に記録する方法も、第1の実施の形態において説明した方法と同様であるため、繰り返さない。   The configuration of the hologram recording / reproducing apparatus according to the third embodiment is the same as that of the first embodiment, and will not be repeated. Also, the page data encoding method and the method for recording information on the recording medium are the same as the method described in the first embodiment, and thus will not be repeated.

第3の実施の形態に係るホログラム記録再生装置100が情報を再生する手順について、図15を参照して説明する。図15は、第3の実施の形態に係るホログラム記録再生装置が記録媒体107に記録されている情報を再生する手順を示したフローチャートである。情報は、3つの明ビットと13個の暗ビットからなるブロックで符号化されているものとする。   A procedure for reproducing information by the hologram recording / reproducing apparatus 100 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a flowchart showing a procedure for reproducing information recorded on the recording medium 107 by the hologram recording / reproducing apparatus according to the third embodiment. It is assumed that the information is encoded in a block composed of 3 bright bits and 13 dark bits.

ステップS1500において、光検出器110は、検出した二次元デジタルパターンに含まれるブロックを、2×2画素のサブブロックに分割する。   In step S1500, the photodetector 110 divides a block included in the detected two-dimensional digital pattern into 2 × 2 pixel sub-blocks.

次に、ステップS1502において、光検出器110は、ステップS1500で得られた各サブブロックの輝度値を計算する。たとえば、各サブブロックを構成する4画素の輝度値の和をサブブロックの輝度値とする。   Next, in step S1502, the photodetector 110 calculates the luminance value of each sub-block obtained in step S1500. For example, the sum of the luminance values of four pixels constituting each sub block is set as the luminance value of the sub block.

ステップS1504において、光検出器110は、輝度値が最も低いサブブロックを検出する。   In step S1504, the photodetector 110 detects a sub-block having the lowest luminance value.

ステップS1506において、光検出器110は、輝度値が最も低いサブブロックに含まれる画素の輝度値を0に補正する。   In step S1506, the photodetector 110 corrects the luminance value of the pixel included in the sub-block having the lowest luminance value to 0.

続いて、ステップS1508において、光検出器110は、残りの3つのサブブロックそれぞれについて、最大輝度値を有する画素を抽出し、最大輝度値を有する画素以外の画素の輝度値を0にする。   Subsequently, in step S1508, the photodetector 110 extracts the pixel having the maximum luminance value for each of the remaining three sub-blocks, and sets the luminance values of the pixels other than the pixel having the maximum luminance value to 0.

最後に、ステップS1510において、光検出器110は、図5や図6に示した規則と照合し、ビット判定を行なって情報を再生する。   Finally, in step S1510, the photodetector 110 compares the rules shown in FIGS. 5 and 6 and performs bit determination to reproduce information.

図16は、第3の実施の形態における再生方法および一律の閾値による2値化処理を用いた再生方法それぞれで生じるエラーの評価結果を示す図である。この実験データは、192画素×192画素のページデータを符号化した二次元デジタルパターンを再生して得られたものである。また、記録媒体には、二次元デジタルパターンを多重記録しており、評価した二次元デジタルパターンは、そのうちの一つである。   FIG. 16 is a diagram illustrating evaluation results of errors that occur in the reproduction method according to the third embodiment and the reproduction method using the binarization process with a uniform threshold. This experimental data is obtained by reproducing a two-dimensional digital pattern obtained by encoding page data of 192 pixels × 192 pixels. In addition, two-dimensional digital patterns are recorded on the recording medium, and the evaluated two-dimensional digital pattern is one of them.

本発明の手法により再生した場合のエラー数およびビットエラーレート(BER)の値は、それぞれ、120個、0.004であった。一方、ブロック中のすべての画素にわたって一律の閾値を用いて2値化処理を施したあと再生処理を行なった場合の、エラー数およびビットエラーレート(BER)の値は、それぞれ、167個、0.006であった。ここで、閾値としては、検出した再生像のヒストグラムにおける、明ビットと暗ビットの分布の谷間の輝度値を用いた。この実験結果から、本発明の再生手法により、エラー数が低減できていることが分かる。   The number of errors and the bit error rate (BER) when reproduced by the method of the present invention were 120 and 0.004, respectively. On the other hand, the number of errors and the bit error rate (BER) when the binarization process is performed using a uniform threshold for all the pixels in the block and the reproduction process is performed are 167 and 0, respectively. 0.006. Here, as the threshold value, the luminance value between the valleys of the distribution of the bright bits and the dark bits in the histogram of the reproduced image detected is used. From this experimental result, it can be seen that the number of errors can be reduced by the reproduction method of the present invention.

(まとめ)
以上、説明したように、本願発明に係るホログラム記録装置は、情報を表わす物体光と記録用参照光とを記録媒体に照射して、物体光と記録用参照光によって生じる干渉縞を記録媒体に書き込むことで情報を記録するものであって、情報のホログラム記録を行なうために、光束を空間的に変調させるための空間光変調器と、情報に対応する、16要素からなる第1の部分集合n個によって構成される二次元デジタルパターンを生成し、二次元デジタルパターンに基づいて空間光変調器を制御するための制御手段とを備え、第1の部分集合は、第1の部分集合内の所定の位置にそれぞれ配置された4組の第2の部分集合を含み、各第2の部分集合は、4個の要素を有しており、制御手段は、4組の第2の部分集合のうち、3組の第2の部分集合において、第2の部分集合を構成する4個の要素のうち、1個の要素を第1の状態とし、3個の要素を第2の状態とする手段と、4組の第2の部分集合のうち、残りの1組の第2の部分集合において、第2の部分集合を構成する4個の要素をすべて第2の状態とする手段とを含み、物体光と記録用参照光とを記録媒体に集光するためのレンズとをさらに備える。
(Summary)
As described above, the hologram recording apparatus according to the present invention irradiates the recording medium with the object light representing information and the recording reference light, and the interference fringes generated by the object light and the recording reference light are applied to the recording medium. Information is recorded by writing, and a spatial light modulator for spatially modulating a light beam to perform hologram recording of information, and a first subset of 16 elements corresponding to information and a control means for controlling the spatial light modulator based on the two-dimensional digital pattern, and generating a two-dimensional digital pattern composed of n pieces, wherein the first subset is included in the first subset 4 sets of 2nd subsets each arranged at a predetermined position, each 2nd subset has 4 elements, and the control means includes 4 sets of 2nd subsets. 3 sets of 2nd subset And means for setting one element to a first state and three elements to a second state among four elements constituting the second subset, and four sets of second parts Means for bringing all four elements constituting the second subset into the second state in the remaining second subset of the set, the object beam and the recording reference beam. And a lens for focusing on the recording medium.

また、本願発明に係るホログラム再生装置は、情報を表わす物体光と記録用参照光との干渉縞が記録された記録媒体から情報を読み出すものであって、記録媒体に再生用参照光を照射することにより生じる二次元デジタルパターンを担った再生光を検出するための手段と、再生光に含まれる二次元デジタルパターンを、複数の第1の部分集合に分割する手段を備え、第1の部分集合は、第1の部分集合内の所定の位置にそれぞれ配置された4組の第2の部分集合を含み、第2の部分集合は、4個の要素を有しており、要素は、第1の状態または第2の状態のいずれかの状態であり、複数の第1の部分集合ごとに、第1の部分集合を複数の第2の部分集合に分割し、複数の第2の部分集合の中から4個の要素がすべて第2の状態である第2の部分集合を検出する手段と、4個の要素がすべて第2の状態である第2の部分集合の輝度値に基づき、複数の第2の部分集合の輝度補正を行なう手段とを備える。   The hologram reproducing apparatus according to the present invention reads information from a recording medium on which interference fringes between an object beam representing information and a recording reference beam are recorded, and irradiates the recording medium with the reproducing reference beam. Means for detecting the reproduction light bearing the two-dimensional digital pattern generated by this, and means for dividing the two-dimensional digital pattern included in the reproduction light into a plurality of first subsets, the first subset Includes four sets of second subsets respectively arranged at predetermined positions in the first subset, and the second subset has four elements, and the elements include the first subset Or the second state, and for each of the plurality of first subsets, the first subset is divided into a plurality of second subsets, and the plurality of second subsets The second part in which all four elements are in the second state It means for detecting a set, on the basis of the luminance values of the four elements second subset all in the second state, and means for performing brightness correction of the plurality of second subset.

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の第1の実施の形態に係るホログラム記録再生装置の記録時の形態を示す図である。It is a figure which shows the form at the time of the recording of the hologram recording / reproducing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 空間光変調器112の構造を模式的に示す図である。3 is a diagram schematically showing the structure of a spatial light modulator 112. FIG. 本発明の第1の実施の形態に係るホログラム記録再生装置の再生時の形態を示す図である。It is a figure which shows the form at the time of reproduction | regeneration of the hologram recording / reproducing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明に係るホログラム記録再生装置の図1から図3とは異なる光学系を示す図である。It is a figure which shows the optical system different from FIGS. 1-3 of the hologram recording / reproducing apparatus based on this invention. 8ビットのうち、2ビットによって示される情報の表現方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the expression method of the information shown by 2 bits among 8 bits. 8ビットのうち、残り6ビットによって示される情報の表現方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the expression method of the information shown by remaining 6 bits among 8 bits. 8ビット情報の符号化を説明するための図である。It is a figure for demonstrating encoding of 8-bit information. 第1の実施の形態に係るホログラム記録再生装置100が記録媒体107に記録する手順を示したフローチャートである。3 is a flowchart showing a procedure for recording on the recording medium 107 by the hologram recording / reproducing apparatus 100 according to the first embodiment. 第1の実施の形態に係るホログラム記録再生装置100が記録媒体107に記録されている情報を再生する手順を示したフローチャートである。3 is a flowchart showing a procedure for reproducing information recorded on a recording medium 107 by the hologram recording / reproducing apparatus 100 according to the first embodiment. 再生された二次元デジタルパターン800の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the reproduced two-dimensional digital pattern 800. 4×8画素の再生像と分割されたブロックとを示す図である。It is a figure which shows the reproduced image of 4x8 pixel, and the divided | segmented block. 8×8画素の再生像と分割されたブロックとを示す図である。It is a figure which shows the reproduced image of 8x8 pixel, and the divided | segmented block. n=3の場合における二次元デジタルパターンの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the two-dimensional digital pattern in the case of n = 3. 第2の実施の形態に係るホログラム記録再生装置100が記録媒体107に記録されている情報を再生する手順を示したフローチャートである。6 is a flowchart showing a procedure for reproducing information recorded on a recording medium 107 by the hologram recording / reproducing apparatus 100 according to the second embodiment. 第3の実施の形態に係るホログラム記録再生装置100が記録媒体107に記録されている情報を再生する手順を示したフローチャートである。10 is a flowchart showing a procedure for reproducing information recorded on a recording medium 107 by a hologram recording / reproducing apparatus 100 according to a third embodiment. 第3の実施の形態における再生方法および一律の閾値による2値化処理を用いた再生方法それぞれで生じるエラーの評価結果を示す図である。It is a figure which shows the evaluation result of the error which arises in each of the reproducing | regenerating method in 3rd Embodiment, and the reproducing | regenerating method using the binarization process by a uniform threshold value.

符号の説明Explanation of symbols

100 ホログラム記録再生装置、102 ビームスプリッター、103a,103b リレーレンズ、104 ミラー、105 4分の1波長板、106 対物レンズ、107 記録媒体、108 感光性材料、109a,109b 基板、110 光検出器、111 アクチュエータ、112 空間光変調器、120 処理装置、121 分割部、122 検出部、123 補正部、124 判定部、125 順位付け部、201 物体光表示領域、202a,202b,202c,202d 参照光表示領域、204 物体光生成処理部、206 記録用参照光生成処理部、208 再生用参照光生成処理部、210 制御装置、400 記録媒体、401 物体光、402 参照光、403 レンズ。   100 hologram recording / reproducing apparatus, 102 beam splitter, 103a, 103b relay lens, 104 mirror, 105 quarter wave plate, 106 objective lens, 107 recording medium, 108 photosensitive material, 109a, 109b substrate, 110 photodetector, DESCRIPTION OF SYMBOLS 111 Actuator, 112 Spatial light modulator, 120 processing apparatus, 121 division | segmentation part, 122 detection part, 123 correction | amendment part, 124 determination part, 125 ranking part, 201 object light display area, 202a, 202b, 202c, 202d Reference light display Area, 204 object light generation processing unit, 206 reference light generation processing unit for recording, 208 reference light generation processing unit for reproduction, 210 control device, 400 recording medium, 401 object light, 402 reference light, 403 lens.

Claims (25)

光干渉縞によって情報を記録するホログラム記録装置であって、
前記情報に対応する二次元デジタルパターンを、16要素からなる第1の部分集合n個によって生成する空間光変調器とその制御手段を備え、
該第1の部分集合は、2×2個の要素からなる4組の第2の部分集合からなり、
前記制御手段は、前記4組の第2の部分集合のうち3組について、当該第2の部分集合を構成する4個の要素の1個を第1の状態とし、3個の要素を第2の状態とする手段と、
前記4組の第2の部分集合のうち残る1組の第2の部分集合において、4個の要素をすべて第2の状態とする手段とを含むホログラム記録装置。
A hologram recording apparatus for recording information by optical interference fringes,
A spatial light modulator that generates a two-dimensional digital pattern corresponding to the information by n first subsets of 16 elements and its control means;
The first subset consists of four sets of second subsets of 2 × 2 elements,
For the three sets of the four second subsets, the control means sets one of the four elements constituting the second subset to the first state, and sets the three elements to the second state. Means for making the state of
A hologram recording apparatus comprising: means for bringing all four elements into the second state in the remaining second subset of the four sets of second subsets.
前記空間光変調器は、前記二次元デジタルパターンを表示するための表示装置を含み、
前記表示装置は、
前記空間光変調器に入射する光束から記録用参照光を生成するための参照光生成領域と、
前記空間光変調器に入射する光束から物体光を生成するための物体光生成領域とを有し、
前記制御手段は、前記物体光生成領域に対し、前記情報に対応する二次元デジタルパターンを表示させる、請求項1記載のホログラム記録装置。
The spatial light modulator includes a display device for displaying the two-dimensional digital pattern;
The display device
A reference light generation region for generating recording reference light from a light beam incident on the spatial light modulator;
An object light generation region for generating object light from a light beam incident on the spatial light modulator,
The hologram recording apparatus according to claim 1, wherein the control unit displays a two-dimensional digital pattern corresponding to the information on the object light generation region.
前記第1の状態はon(明)ビットであり、前記第2の状態はoff(暗)ビットである、請求項1記載のホログラム記録装置。   The hologram recording apparatus according to claim 1, wherein the first state is an on (bright) bit, and the second state is an off (dark) bit. 前記第1の状態はoff(暗)ビットであり、前記第2の状態はon(明)ビットである、請求項1記載のホログラム記録装置。   The hologram recording apparatus according to claim 1, wherein the first state is an off (dark) bit, and the second state is an on (bright) bit. 光干渉縞が記録された記録媒体から情報を読み出すホログラム再生装置であって、
前記記録媒体から再生光を検出するための手段と、前記再生光に含まれる二次元デジタルパターンを、複数の第1の部分集合に分割する手段とを備え、
前記第1の部分集合は、前記第1の部分集合内の所定の位置にそれぞれ配置された4組の第2の部分集合からなり、
前記第2の部分集合は、2×2個の要素を有しており、
前記要素は、第1の状態または第2の状態のいずれかの状態であり、
前記複数の第1の部分集合ごとに、前記第1の部分集合を複数の前記第2の部分集合に分割し、前記複数の第2の部分集合の中から前記4個の要素がすべて前記第2の状態である第2の部分集合を検出する手段をさらに備える、ホログラム再生装置。
A hologram reproducing apparatus for reading information from a recording medium on which optical interference fringes are recorded,
Means for detecting reproduction light from the recording medium, and means for dividing a two-dimensional digital pattern included in the reproduction light into a plurality of first subsets,
The first subset is composed of four sets of second subsets respectively arranged at predetermined positions in the first subset;
The second subset has 2 × 2 elements;
The element is in either the first state or the second state;
For each of the plurality of first subsets, the first subset is divided into a plurality of the second subsets, and all the four elements of the plurality of second subsets are the first subsets. A hologram reproducing apparatus, further comprising means for detecting a second subset in the state of 2.
前記4個の要素がすべて前記第2の状態である第2の部分集合の輝度値に基づき、前記複数の第2の部分集合の輝度補正を行なう手段をさらに備える、請求項5記載のホログラム再生装置。   6. The hologram reproduction according to claim 5, further comprising means for correcting the luminance of the plurality of second subsets based on the luminance value of the second subset in which all of the four elements are in the second state. apparatus. 前記情報は、16要素からなる第1の部分集合n個によって構成される二次元デジタルパターンに対応し、
前記4組の第2の部分集合のうち、3組の第2の部分集合において、前記第2の部分集合を構成する4個の要素のうち、1個の要素は第1の状態であり、3個の要素は第2の状態であり、
前記4組の第2の部分集合のうち、残りの1組の第2の部分集合において、前記第2の部分集合を構成する4個の要素はすべて第2の状態である、請求項5記載のホログラム再生装置。
The information corresponds to a two-dimensional digital pattern composed of n first subsets of 16 elements,
Of the four sets of second subsets, in three sets of second subsets, one element out of the four elements constituting the second subset is in the first state, The three elements are in the second state,
The four elements constituting the second subset in the remaining second subset of the four sets of the second subset are all in the second state. Hologram reproducing device.
前記4個の要素がすべて前記第2の状態である第2の部分集合は、前記複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が低く、
前記複数の第1の部分集合ごとに、前記第1の部分集合を構成する各要素を輝度値に基づき順位付けする手段をさらに備え、
前記輝度補正を行なう手段は、前記第1の部分集合を構成する16要素のうち、上位3位までの輝度値を有する要素を第1の状態に補正し、残りの要素を第2の状態に補正する請求項5記載のホログラム再生装置。
The second subset in which the four elements are all in the second state has the lowest luminance value among the plurality of second subsets,
Means for ranking each element constituting the first subset based on a luminance value for each of the plurality of first subsets;
The means for performing luminance correction corrects an element having a luminance value of the top three of the 16 elements constituting the first subset to the first state, and sets the remaining elements to the second state. 6. The hologram reproducing apparatus according to claim 5, wherein correction is performed.
前記4個の要素がすべて前記第2の状態である第2の部分集合は、前記複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が高く、
前記複数の第1の部分集合ごとに、前記第1の部分集合を構成する各要素を輝度値に基づき順位付けする手段をさらに備え、
前記輝度補正を行なう手段は、前記第1の部分集合を構成する16要素のうち、下位3位までの輝度値を有する要素を第1の状態に補正し、残りの要素を第2の状態に補正する請求項5記載のホログラム再生装置。
The second subset in which the four elements are all in the second state has the highest luminance value among the plurality of second subsets,
Means for ranking each element constituting the first subset based on a luminance value for each of the plurality of first subsets;
The means for performing luminance correction corrects elements having luminance values up to the third lowest rank among the 16 elements constituting the first subset to the first state, and sets the remaining elements to the second state. 6. The hologram reproducing apparatus according to claim 5, wherein correction is performed.
前記4個の要素がすべて前記第2の状態である第2の部分集合は、前記複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が低く、
前記輝度補正を行なう手段は、前記4個の要素がすべて前記第2の状態である第2の部分集合に含まれるすべての要素が前記off(暗)ビットになるように補正し、
前記第1の部分集合に含まれる第2の部分集合のうち前記4個の要素がすべて前記第2の状態である第2の部分集合を除く第2の部分集合各々について、各前記第2の部分集合に含まれる要素のうち輝度値が最大の要素を前記on(明)ビットに、前記輝度値が最大の要素以外の要素を前記off(暗)ビットになるように補正する、請求項5記載のホログラム再生装置。
The second subset in which the four elements are all in the second state has the lowest luminance value among the plurality of second subsets,
The means for performing luminance correction corrects all the elements included in the second subset in which the four elements are in the second state to be the off (dark) bits,
For each of the second subsets excluding the second subset in which all of the four elements of the second subset included in the first subset are in the second state, the second subset 6. The element having the maximum luminance value among the elements included in the subset is corrected to the on (bright) bit, and the elements other than the element having the maximum luminance value are corrected to the off (dark) bit. The hologram reproducing apparatus as described.
前記4個の要素がすべて前記第2の状態である第2の部分集合は、前記複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が高く、
前記輝度補正を行なう手段は、前記4個の要素がすべて前記第2の状態である第2の部分集合に含まれるすべての要素が前記on(明)ビットになるように補正し、
前記第1の部分集合に含まれる第2の部分集合のうち前記4個の要素がすべて前記第2の状態である第2の部分集合を除く第2の部分集合各々について、各前記第2の部分集合に含まれる要素のうち輝度値が最大の要素を前記off(暗)ビットに、前記輝度値が最大の要素以外の要素を前記on(明)ビットになるように補正する、請求項5記載のホログラム再生装置。
The second subset in which the four elements are all in the second state has the highest luminance value among the plurality of second subsets,
The means for performing luminance correction corrects all the elements included in the second subset in which the four elements are all in the second state to be the on (bright) bits,
For each of the second subsets excluding the second subset in which all of the four elements of the second subset included in the first subset are in the second state, the second subset 6. The element having the maximum luminance value among the elements included in the subset is corrected to the off (dark) bit, and the elements other than the element having the maximum luminance value are corrected to the on (bright) bit. The hologram reproducing apparatus as described.
情報を、16nビットパターンごとに8nビットの二次元デジタルパターンとして表示させる情報符号化方法であって、
前記二次元デジタルパターンは、16ビットパターンからなる第1の部分集合n個によって構成され、
前記第1の部分集合は、前記第1の部分集合内の所定の位置にそれぞれ配置された4組の第2の部分集合からなり、
各前記第2の部分集合は、2×2個のビットパターンを有しており、
前記4組の第2の部分集合のうち、3組の第2の部分集合において、前記第2の部分集合を構成する4個のビットパターンのうち、1個のビットパターンを第1の状態とし、3個のビットパターンを第2の状態とするステップと、
前記4組の第2の部分集合のうち、残りの1組の第2の部分集合において、前記第2の部分集合を構成する4個のビットパターンをすべて第2の状態とするステップとを備える、情報符号化方法。
An information encoding method for displaying information as an 8n-bit two-dimensional digital pattern every 16n-bit pattern,
The two-dimensional digital pattern is composed of a first subset n of 16-bit patterns,
The first subset is composed of four sets of second subsets respectively arranged at predetermined positions in the first subset;
Each said second subset has 2 × 2 bit patterns;
Of the four sets of second subsets, one of the four bit patterns constituting the second subset in the second set of three sets has one bit pattern as the first state. Placing three bit patterns in a second state;
A step of setting all four bit patterns constituting the second subset to the second state in the remaining second subset of the four sets of the second subsets. Information encoding method.
前記4個のビットパターンをすべて第2の状態とするステップは、前記8nビットのうち2nビットを決定する、請求項12記載の情報符号化方法。   13. The information encoding method according to claim 12, wherein the step of setting all the four bit patterns to the second state determines 2n bits among the 8n bits. 前記4個のビットパターンのうち、1個のビットパターンを第1の状態とし、3個のビットパターンを第2の状態とするステップは、前記8nビットのうち6nビットを決定する、請求項12記載の情報符号化方法。   The step of setting one bit pattern to the first state and the three bit patterns to the second state among the four bit patterns determines 6n bits of the 8n bits. The information encoding method described. ホログラム記録のために前記情報を前記二次元デジタルパターンとして表示する、請求項12記載の情報符号化方法。   The information encoding method according to claim 12, wherein the information is displayed as the two-dimensional digital pattern for hologram recording. 情報を、16nビットパターンごとに8nビットの二次元デジタルパターンとして表示させる情報符号化方法を用いて、デジタルパターンを記録媒体に書き込む記録方法であって、
前記二次元デジタルパターンは、16ビットパターンからなる第1の部分集合n個によって構成され、
前記第1の部分集合は、前記第1の部分集合内の所定の位置にそれぞれ配置された4組の第2の部分集合からなり、
各前記第2の部分集合は、2×2個のビットパターンを有しており、
前記4組の第2の部分集合のうち、3組の第2の部分集合において、前記第2の部分集合を構成する4個のビットパターンのうち、1個のビットパターンを第1の状態とし、3個のビットパターンを第2の状態とするステップと、
前記4組の第2の部分集合のうち、残りの1組の第2の部分集合において、前記第2の部分集合を構成する4個のビットパターンをすべて第2の状態とするステップと、
前記4組の第2の部分集合を前記記録媒体に書き込むステップとを備える、デジタルパターンを記録媒体に書き込む記録方法。
A recording method for writing a digital pattern on a recording medium using an information encoding method for displaying information as an 8n-bit two-dimensional digital pattern every 16n-bit pattern,
The two-dimensional digital pattern is composed of a first subset n of 16-bit patterns,
The first subset is composed of four sets of second subsets respectively arranged at predetermined positions in the first subset;
Each said second subset has 2 × 2 bit patterns;
Of the four sets of second subsets, one of the four bit patterns constituting the second subset in the second set of three sets has one bit pattern as the first state. Placing three bit patterns in a second state;
A step of setting all four bit patterns constituting the second subset to the second state in the remaining second subset of the four sets of the second subset;
And a step of writing the four sets of second subsets on the recording medium.
前記記録媒体はホログラムメモリである、請求項16記載の記録方法。   The recording method according to claim 16, wherein the recording medium is a hologram memory. 情報を、16nビットパターンごとに8nビットの二次元デジタルパターンとして表示させる情報符号化方法を用いて記録された二次元デジタルパターンを読み出す情報再生方法であって、
前記二次元デジタルパターンを検出するステップと、
前記二次元デジタルパターンを、複数の第1の部分集合に分割するステップとを備え、
前記第1の部分集合は、前記第1の部分集合内の所定の位置にそれぞれ配置された4組の第2の部分集合からなり、
前記第2の部分集合は、
2×2個のビットパターンを有しており、
前記要素は、第1の状態または第2の状態のいずれかの状態であり、
前記複数の第1の部分集合ごとに、前記第1の部分集合を複数の前記第2の部分集合に分割し、前記複数の第2の部分集合の中から前記4個のビットパターンがすべて前記第2の状態である第2の部分集合を検出するステップをさらに備える、情報再生方法。
An information reproduction method for reading a two-dimensional digital pattern recorded by using an information encoding method for displaying information as an 8n-bit two-dimensional digital pattern every 16n-bit pattern,
Detecting the two-dimensional digital pattern;
Dividing the two-dimensional digital pattern into a plurality of first subsets,
The first subset is composed of four sets of second subsets respectively arranged at predetermined positions in the first subset;
The second subset is
It has 2x2 bit patterns,
The element is in either the first state or the second state;
For each of the plurality of first subsets, the first subset is divided into a plurality of second subsets, and all of the four bit patterns from the plurality of second subsets are An information reproducing method, further comprising detecting a second subset that is in a second state.
前記4個のビットパターンがすべて前記第2の状態である第2の部分集合の輝度値に基づき、前記複数の第2の部分集合の輝度補正を行なうステップをさらに備える、請求項18記載の情報再生方法。   19. The information according to claim 18, further comprising the step of performing luminance correction of the plurality of second subsets based on luminance values of the second subset in which all the four bit patterns are in the second state. Playback method. 前記情報は、16ビットパターンからなる第1の部分集合n個によって構成される二次元デジタルパターンに対応し、
前記4組の第2の部分集合のうち、3組の第2の部分集合において、前記第2の部分集合を構成する4個のビットパターンのうち、1個のビットパターンは第1の状態であり、3個のデジタルパターンは第2の状態であり、
前記4組の第2の部分集合のうち、残りの1組の第2の部分集合において、前記第2の部分集合を構成する4個のビットパターンはすべて第2の状態である、請求項18記載の情報再生方法。
The information corresponds to a two-dimensional digital pattern composed of n first subsets of 16-bit patterns;
Of the four sets of second subsets, in the second set of three sets, one bit pattern of the four bit patterns constituting the second subset is in the first state. Yes, the three digital patterns are in the second state,
19. In the remaining second subset of the four sets of the second subsets, all four bit patterns constituting the second subset are in the second state. The information reproduction method described.
前記4個のビットパターンがすべて前記第2の状態である第2の部分集合は、前記複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が低く、
前記複数の第1の部分集合ごとに、前記第1の部分集合を構成する各ビットパターンを、輝度値に基づき順位付けを行うステップと、
前記複数の第1の部分集合を構成する16ビットパターンのうち、前記輝度値に基づく順位付けの結果により、輝度の高い順から3個のビットパターンを第1の状態に補正し、残りのビットを第2の状態に補正するステップとをさらに備える、請求項18記載の情報再生方法。
The second subset in which the four bit patterns are all in the second state has the lowest luminance value among the plurality of second subsets,
For each of the plurality of first subsets, ranking each bit pattern constituting the first subset based on a luminance value;
Of the 16-bit patterns constituting the plurality of first subsets, three bit patterns are corrected to the first state from the highest luminance according to the ranking result based on the luminance value, and the remaining bits The information reproducing method according to claim 18, further comprising a step of correcting to a second state.
前記4個のビットパターンがすべて前記第2の状態である第2の部分集合は、前記複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が高く、
前記複数の第1の部分集合ごとに、前記第1の部分集合を構成する各ビットパターンを、輝度値に基づき順位付けを行うステップと、
前記複数の第1の部分集合を構成する16ビットパターンのうち、前記輝度値に基づく順位付けの結果により、輝度の低い順から3個のビットパターンを第1の状態に補正し、残りのビットパターンを第2の状態に補正するステップとをさらに備える、請求項18記載の情報再生方法。
The second subset in which the four bit patterns are all in the second state has the highest luminance value among the plurality of second subsets,
For each of the plurality of first subsets, ranking each bit pattern constituting the first subset based on a luminance value;
Of the 16-bit patterns constituting the plurality of first subsets, three bit patterns are corrected to the first state from the lowest luminance according to the ranking result based on the luminance value, and the remaining bits The information reproducing method according to claim 18, further comprising a step of correcting the pattern to the second state.
前記4個のビットパターンがすべて前記第2の状態である第2の部分集合は、前記複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が低く、
前記4個のビットパターンがすべて前記第2の状態である第2の部分集合に含まれるすべてのビットパターンが前記off(暗)ビットになるように補正するステップと、
前記第1の部分集合に含まれる第2の部分集合のうち前記4個のビットパターンがすべて前記第2の状態である第2の部分集合を除く第2の部分集合各々について、各前記第2の部分集合に含まれるビットパターンのうち輝度値が最大のビットパターンを前記on(明)ビットに、前記輝度値が最大のビットパターン以外のビットパターンを前記off(暗)ビットになるように補正するステップとをさらに備える、請求項18記載の情報再生方法。
The second subset in which the four bit patterns are all in the second state has the lowest luminance value among the plurality of second subsets,
Correcting all the bit patterns included in the second subset in which the four bit patterns are all in the second state to be the off (dark) bits;
For each of the second subsets excluding the second subset in which the four bit patterns are all in the second state among the second subsets included in the first subset, the second subset The bit pattern having the maximum luminance value among the bit patterns included in the subset is corrected to the on (bright) bit, and the bit pattern other than the bit pattern having the maximum luminance value is corrected to the off (dark) bit. The information reproducing method according to claim 18, further comprising the step of:
前記4個のビットパターンがすべて前記第2の状態である第2の部分集合は、前記複数の第2の部分集合の中で最も輝度値が高く、
前記4個のビットパターンがすべて前記第2の状態である第2の部分集合に含まれるすべてのビットパターンが前記on(明)ビットになるように補正するステップと、
前記第1の部分集合に含まれる第2の部分集合のうち前記4個のビットパターンがすべて前記第2の状態である第2の部分集合を除く第2の部分集合各々について、各前記第2の部分集合に含まれるビットパターンのうち輝度値が最小のビットパターンを前記off(暗)ビットに、前記輝度値が最小のビットパターン以外のビットパターンを前記on(明)ビットになるように補正するステップとをさらに備える、請求項18記載の情報再生方法。
The second subset in which the four bit patterns are all in the second state has the highest luminance value among the plurality of second subsets,
Correcting all the bit patterns included in the second subset in which the four bit patterns are all in the second state to be the on (bright) bits;
For each of the second subsets excluding the second subset in which the four bit patterns are all in the second state among the second subsets included in the first subset, the second subset Among the bit patterns included in the subset, the bit pattern having the smallest luminance value is corrected to the off (dark) bit, and the bit pattern other than the bit pattern having the smallest luminance value is corrected to the on (bright) bit. The information reproducing method according to claim 18, further comprising the step of:
ホログラムメモリに記録された前記情報を読み出す、請求項18記載の情報再生方法。   The information reproducing method according to claim 18, wherein the information recorded in the hologram memory is read out.
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