JP6518183B2 - Hologram recording and reproducing apparatus and hologram recording and reproducing method - Google Patents
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Description
本発明は、ホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法に関し、詳しくは、ホログラム記録媒体に多重記録されるページデータについてデータ領域の位置座標の指標となるマーカー情報の記録再生の改善に係るホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法に関するものである。 The present invention relates to a hologram recording / reproduction apparatus and a hologram recording / reproduction method, and more particularly, to hologram recording / reproduction relating to improvement of recording / reproduction of marker information serving as an index of position coordinates of data area in page data multiplexed and recorded on a hologram recording medium. The present invention relates to an apparatus and a hologram recording and reproducing method.
近年、大容量かつ高速な情報記録を可能としたホログラム記録媒体が注目されている。
ホログラム記録再生装置においては、記録したい情報を担持した信号光と、記録用参照光を干渉させ、生じた干渉縞を記録媒体に屈折率変化として記録・保持する。信号光は「ページデータ」と称される２次元データ画像により空間的に変調され、レンズを通じてホログラム記録媒体へ照射される。
In recent years, hologram recording media capable of large-capacity and high-speed information recording have attracted attention.
In the hologram recording and reproducing apparatus, the signal light carrying information to be recorded and the recording reference light interfere with each other, and the generated interference fringes are recorded and held as a refractive index change on the recording medium. The signal light is spatially modulated by a two-dimensional data image called "page data", and is irradiated to the hologram recording medium through a lens.
そして、ホログラム記録媒体の再生装置においては、記録したときと同一の参照光の波長や角度（角度については、記録したときと反対の位置からの参照光の入射も可）を選択すれば、記録したページデータを再生することができる。
さらに記録媒体の高密度化・大容量化を目的として、参照光の条件（例えば記録媒体への入射角度、波長、あるいは波面等）を変化させながら、媒体の同一箇所に複数のページデータを多重して記録する多重記録方式の提案も各種なされている。
Then, in the reproduction apparatus of the hologram recording medium, if the wavelength and angle of the same reference light as the one for recording (for the angle, the incidence of the reference light from the opposite position to the one for recording is also acceptable) Page data can be reproduced.
Furthermore, in order to increase the density and capacity of the recording medium, multiple page data are multiplexed at the same location of the medium while changing the conditions of the reference light (for example, the incident angle to the recording medium, the wavelength, or the wavefront). Various proposals have also been made for the multiplex recording method of recording data.
上述したように、ホログラム記録媒体は多重記録が可能で、多重数を増加させれば記録密度も増加するので、多重数を増加させるために、例えば角度多重においては、隣接するホログラム記録の角度間隔を小さくすることが考えられる。 As described above, the hologram recording medium is capable of multiple recording, and the recording density also increases as the number of multiplexing increases, so that, for example, in angular multiplexing, the angular intervals of adjacent hologram recordings are increased to increase the number of multiplexing. To reduce the
しかしながら、多重記録する隣接ホログラムの角度間隔を小さくすると、この隣接ホログラム間でクロストークを生じ、信号再生の誤り率が増加する。
換言すれば、誤り訂正が可能なビット誤り率の範囲内であれば、最終的に良好な再生データを得ることができるので、隣接ホログラムの角度間隔は誤り訂正が可能な限界値まで狭めることができる。
However, if the angular interval of adjacent holograms to be recorded in multiples is decreased, crosstalk occurs between the adjacent holograms, and the error rate of signal reproduction increases.
In other words, since good reproduced data can be finally obtained if the bit error rate is within the range where error correction can be performed, the angle interval between adjacent holograms can be narrowed to the limit value where error correction can be performed. it can.
ホログラム記録媒体の干渉縞で回折され、再生された信号光はイメージセンサーによって撮像される。
撮像された再生像にはページデータが含まれているので、この領域を特定し、補間等の座標変換を用いて記録前のページデータ配列に並べ替える。その後、コンボリューションフィルターやデインターリーブ、誤り訂正等の信号処理を施すことにより元のデータを復元することができる。このような信号再生に係る一連の処理の流れは、非特許文献１に詳述されている。
The signal light diffracted and reproduced by the interference fringes of the hologram recording medium is imaged by an image sensor.
Since page data is included in the captured reproduced image, this area is specified and rearranged into a page data array before recording using coordinate conversion such as interpolation. Thereafter, the original data can be restored by performing signal processing such as convolution filter, deinterleaving, error correction and the like. The flow of a series of processes related to such signal reproduction is described in detail in Non-Patent Document 1.
ところで、上述の再生像から、ページデータの領域や各画素データの位置座標を特定するためには、ページデータ領域の内部または外部に位置検出のための「マーカー」あるいは「リザーブドブロック」と称される微小画像（以降、マーカー等とも称する）を、ページデータと共に、ページデータとの位置関係が規定された状態でホログラムとして記録しておく必要がある。なお、マーカー等としては、特許文献１、２に示されているように、種々のパターンのものが提案されている。 By the way, in order to specify the page data area and the position coordinates of each pixel data from the above-mentioned reproduced image, it is called "marker" or "reserved block" for position detection inside or outside the page data area. It is necessary to record, as page data, a minute image (hereinafter also referred to as a marker or the like) to be recorded as a hologram in a state where the positional relationship with the page data is defined. In addition, as a marker etc., as the patent document 1 and 2 show, the thing of various patterns is proposed.
しかしながら、マーカーの位置検出には画像位置検出アルゴリズムであるブロックマッチングを使用することが一般に行われている。また、このブロックマッチングの処理に必要な精度は、０．１画素程度であることが上記非特許文献１の図６に示されている。同図によれば、最も確からしい位置から０．５画素分の誤差がマーカーの位置検出において生じた場合には、再生信号のビット誤り率が１桁程度も悪化することが示されている。
すなわち、マーカーの位置検出にはサブピクセルレベルの高い精度が要求され、この高い精度が満たされない場合は、そのことがビット誤り率の低下に直結する。
However, it is common practice to use block matching, which is an image position detection algorithm, for position detection of markers. Further, it is shown in FIG. 6 of Non-Patent Document 1 that the accuracy required for the block matching process is about 0.1 pixel. According to the figure, it is shown that the bit error rate of the reproduction signal is degraded by about one digit when an error of 0.5 pixels from the most probable position occurs in the position detection of the marker.
That is, high accuracy at the sub-pixel level is required to detect the position of the marker, and if this high accuracy is not satisfied, this directly leads to a decrease in bit error rate.
このように、撮像された再生像に係るページデータ領域のうち、データが表示されるデータ領域は、誤り訂正が可能なビット誤り率であればクロストークは許容される。
一方、撮像された再生像に係るページデータ領域のうち、マーカー情報の表示領域については、マーカー位置の僅かなずれによってもビット誤り率、およびマーカー情報のクロストークによる影響を有効に補正する手法がないことから、隣接ホログラムからのマーカー情報がクロストークとして重畳した場合、例えば、図８に示す連続するホログラム番号のページデータにおいて、例えばｎ＝６の場合には、ｎ＝５およびｎ＝７のホログラム番号のマーカー情報の双方がクロストークとして重畳されており、ｎ＝６のページデータ自体のマーカー情報と交叉するように、隣接する両側のページデータのマーカー情報が弱い強度ではあるが表示されており（クロストーク情報を見やすく表示した模式図である図９を参照）、ともすると真のマーカー情報ではなくクロストークによる偽のマーカー情報を検出してしまう虞がある。このため、ビット誤り率を大幅に低下させることが困難であった。
As described above, in the data area in which the data is displayed in the page data area related to the captured reproduced image, crosstalk is allowed if the bit error rate can be corrected.
On the other hand, in the display area of the marker information in the page data area related to the captured image, there is a method of effectively correcting the bit error rate and the influence of the crosstalk of the marker information even by a slight shift of the marker position. In the case where marker information from adjacent holograms is superimposed as crosstalk, for example, in the page data of consecutive hologram numbers shown in FIG. 8, for example, in the case of n = 6, n = 5 and n = 7. Both marker information of the hologram number is superimposed as crosstalk, and the marker information of the page data on both sides adjacent to it is displayed with weak intensity so that it crosses the marker information of the page data of n = 6 itself. (See Fig. 9 which is a schematic diagram showing crosstalk information in an easy-to-see manner), or true mar There is a fear that detects the marker false information due to cross-talk rather than over information. Therefore, it has been difficult to significantly reduce the bit error rate.
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、ホログラム多重記録を行う場合に、ページデータのデータ領域の位置を特定する指標としてのマーカー情報に対して、両側方に位置するページデータのマーカー情報がクロストークによって重畳されて、ビット誤り率が増加することを防止し得るホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in the case of performing hologram multiplex recording, the page data located on both sides of the marker information as an index for specifying the position of the data area of the page data. It is an object of the present invention to provide a hologram recording and reproducing apparatus and a hologram recording and reproducing method which can prevent marker information from being superimposed by crosstalk and increase in bit error rate.
本発明のホログラム記録再生装置は、データ領域およびこのデータ領域の位置座標の指標となるマーカー情報を有するページデータを干渉縞の形式でホログラム記録媒体に順次記録して多重記録を行うホログラム記録部と、前記ホログラム記録媒体に多重記録されているページデータを順次再生するホログラム再生部とを備えたホログラム記録再生装置において、
前記ホログラム記録部は、一連の前記ページデータに対して、前記マーカー情報が間欠的に記録されるように処理するマーカー情報間欠記録処理手段を備え、
前記ホログラム再生部は、前記ホログラム記録媒体から順次再生した一連の前記ページデータのうち、マーカー情報が記憶されている第１のページデータから該マーカー情報を検出するマーカー情報検出手段と、該マーカー情報検出手段により検出された前記マーカー情報を記憶するマーカー情報記憶手段と、該マーカー情報記憶手段に記憶されたマーカー情報に基づいて、前記第１のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する第１
データ領域位置座標算出手段とを備えるとともに、前記マーカー情報が記録されていない第２のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する際に、前記マーカー情報記憶手段に記憶されている前記マーカー情報のうち、当該第２のページデータに対して最も角度間隔が小さい状態の第１のページデータに係るマーカー情報を読み出す最小角度差マーカー情報読出手段と、この最小角度差マーカー情報読出手段により読み出された最小角度差マーカー情報に基づいて、前記第２のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する第２データ領域位置座標算出手段を備えた、ことを特徴とするものである。
A hologram recording and reproducing apparatus according to the present invention sequentially records page data having data areas and marker information serving as an index of position coordinates of the data areas in the form of interference fringes on a hologram recording medium to perform multiplex recording. A hologram recording and reproducing apparatus comprising: a hologram reproducing unit for sequentially reproducing page data multiplexed and recorded on the hologram recording medium;
The hologram recording unit includes marker information intermittent recording processing means for processing the marker information to be recorded intermittently for a series of the page data;
The hologram reproduction unit is a marker information detection means for detecting the marker information from first page data in which marker information is stored among a series of the page data reproduced sequentially from the hologram recording medium, and the marker information Calculating position coordinates of a data area relating to the first page data based on marker information storage means for storing the marker information detected by the detection means, and marker information stored in the marker information storage means 1
The marker information stored in the marker information storage unit when calculating the position coordinates of the data region related to the second page data in which the marker information is not recorded, and the data region position coordinate calculation unit. Among them, the minimum angle difference marker information reading means for reading marker information related to the first page data in a state in which the angle interval is the smallest with respect to the second page data, and the minimum angle difference marker information reading means A second data area position coordinate calculation means is provided for calculating the position coordinate of the data area related to the second page data based on the minimum angle difference marker information.
ここで、「間欠的に」とは、全てのページデータに対してではなく、マーカー情報を有さないページデータを挟んで、という程の意味であり、必ずしも等間隔である必要はなく、さらに必ずしも規則的である必要もないが、少なくとも連続したページデータの各々にマーカー情報が記録される状況は排除される。
また、ここで、「ページデータ」は、各ページの、データ領域と、そのデータ領域の周りに位置するフレーム領域（本実施形態では、マーカーが記録されている領域）と、を含む再生像領域に対応するデータを有するものとする。
Here, "intermittently" does not mean for all page data, but means page data having no marker information, meaning it does not have to be at regular intervals, and further Although not necessarily regular, the situation where marker information is recorded in at least each successive page data is excluded.
Here, “page data” is a reproduced image area including a data area of each page and a frame area (in the present embodiment, an area in which a marker is recorded) of the data area. Shall have data corresponding to
また、当該第２のページデータよりも先に前記ホログラム記録媒体に記録された前記第１のページデータに係るマーカー情報であって、これら第１および第２のページデータが、前記ホログラム記録媒体に記録された順に該ホログラム記録媒体から読み出されるように構成されており、前記第２のページデータに対して最も角度間隔が小さい状態の前記第１のページデータに係るマーカー情報を、前記マーカー情報記憶手段に最新に記憶されたマーカー情報とすることが可能である。
また、前記順次記録されるページデータに対して１から順にホログラム番号（ｎ：自然数）を付したときに、ｎをｋ（２以上の自然数）で除した余りが所定の値ｍ（ｍ＜ｋ）の場合には、前記第１のページデータを記録するように、かつその余の場合には、前記第２のページデータを記録するように、各々構成されてなることが好ましい。
Further, marker information related to the first page data recorded on the hologram recording medium prior to the second page data, wherein the first and second page data are recorded on the hologram recording medium The marker information storage unit is configured to read out from the hologram recording medium in the order of recording, and the marker information related to the first page data in a state in which the angular interval is the smallest with respect to the second page data. It is possible to use marker information most recently stored in the means.
In addition, when a hologram number (n: natural number) is sequentially assigned to the page data to be sequentially recorded, the remainder obtained by dividing n by k (natural number of 2 or more) is a predetermined value m (m <k In the case of), it is preferable to be configured to record the first page data, and in the other case, to record the second page data.
上記ｍは１とすることが好ましい。
さらに、前記ｋが、２〜４の自然数のうちのいずれかであることが好ましい。
The above m is preferably 1.
Furthermore, it is preferable that said k is any one of 2 to 4 natural numbers.
また、本発明のホログラム記録再生方法においては、データ領域およびこのデータ領域の位置座標の指標となるマーカー情報を有するページデータを干渉縞の形式でホログラム記録媒体に順次記録して多重記録を行うとともに、前記ホログラム記録媒体に多重記録されているページデータを順次再生するホログラム記録再生方法において、
前記ページデータの記録時においては、
前記順次記録される一連の前記ページデータに、前記マーカー情報を間欠的に記録するとともに、
前記ページデータの再生時においては、
前記マーカー情報が記録されている第１のページデータのデータ領域に対しては、前記ホログラム記録媒体から再生した当該第１のページデータから前記マーカー情報を取得し、この取得された前記マーカー情報をマーカー情報記憶手段に記憶するとともに、この記憶したマーカー情報に基づいて、この第１のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出し、
その一方、前記マーカー情報が記録されていない第２のページデータのデータ領域に対しては、前記マーカー情報記憶手段に記憶されていた前記マーカー情報のうち、当該第２のページデータに対して最も角度間隔が小さい状態の前記ホログラム記録媒体に記録された前記第１のページデータに係るマーカー情報を読み出し、この読み出された最小角度差マーカー情報に基づいて、当該第２のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する、ことを特徴とするものである。
Further, in the hologram recording / reproduction method of the present invention, page data having data areas and marker information as an index of position coordinates of the data areas are sequentially recorded in the form of interference fringes on a hologram recording medium to perform multiplex recording. A hologram recording and reproducing method for sequentially reproducing page data multiplexed and recorded on the hologram recording medium;
When recording the page data,
The marker information is intermittently recorded in the series of page data sequentially recorded.
At the time of reproduction of the page data,
For the data area of the first page data in which the marker information is recorded, the marker information is acquired from the first page data reproduced from the hologram recording medium, and the acquired marker information is The position coordinates of the data area related to the first page data are calculated based on the stored marker information while being stored in the marker information storage means,
On the other hand, with respect to the data area of the second page data in which the marker information is not recorded, the second page data among the marker information stored in the marker information storage means is the most The marker information related to the first page data recorded on the hologram recording medium with a small angular interval is read out, and based on the read minimum angle difference marker information, data related to the second page data The position coordinates of the area are calculated.
以上説明したように、本発明のホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法においては、記録媒体の同一領域に複数のページデータを順次記録する際に、ページデータのマーカー情報は、記録されるページデータ全てに対してではなく、間欠的に記録するようにしている。 As described above, in the hologram recording / reproducing apparatus and the hologram recording / reproducing method of the present invention, when sequentially recording a plurality of page data in the same area of the recording medium, the marker information of the page data is the page data to be recorded It is made to record intermittently, not to all.
また、本発明のホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法においては、マーカー情報が付された第１のページデータのデータ領域の位置座標に対しては、ホログラム記録媒体から再生した前記第１のページデータ中から取得したマーカー情報に基づいて算出するようにしている。 In the hologram recording and reproducing apparatus and the hologram recording and reproducing method according to the present invention, the first page reproduced from the hologram recording medium with respect to the position coordinates of the data area of the first page data to which the marker information is added. It is calculated based on marker information acquired from data.
また、前記マーカー情報が付されていない第２のページデータのデータ領域の位置座標は、記憶されていた前記マーカー情報のうちの、当該第２のページデータに対して最も角度間隔が小さい状態の前記第１のページデータに係る最小角度間隔マーカー情報に基づいて算出するようにしている。 Further, position coordinates of the data area of the second page data to which the marker information is not attached is in a state in which the angular interval is the smallest with respect to the second page data of the stored marker information. It is calculated based on the minimum angle interval marker information according to the first page data.
すなわち、少なくとも、所定の第１のページデータのマーカー情報が、この第１のページデータの両側方に位置する第１のページデータのマーカー情報と、クロストークによって互いに重なり合うという状況を排除することができる。また、マーカー情報が記録されていない第２のページデータに関しては、この第２のページデータとは最も角度間隔が小さい状態の第１のページデータに係るマーカー情報を指標としているので、指標としての誤差が小さい状態とすることができる。
したがって、全てのページデータにおいてデータ情報の位置座標を正確に特定することが容易であるから、ビット誤り率が増加する状況を防止することができる。
That is, at least, the situation where marker information of predetermined first page data overlaps with marker information of first page data located on both sides of the first page data due to crosstalk can be eliminated. it can. Further, with regard to the second page data in which marker information is not recorded, marker information relating to the first page data in a state in which the angular interval is the smallest from this second page data is used as an index. An error can be made small.
Therefore, it is easy to accurately specify the position coordinates of the data information in all page data, so it is possible to prevent a situation in which the bit error rate increases.
以下、本発明の実施形態に係るホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生方法を、図面を参照しながら説明する。
まず図１を用い、本発明の実施形態に係るホログラム記録再生方法により、ホログラム記録媒体の同一位置に記録された一連のページデータ（ホログラム番号ｎ：図１では、ｎ＝１〜５）におけるマーカー記録の配列を示すものである。
実際にはｎは９６まで存在し、ｎが小さい程、記録時参照光の入射角度が小とされる。ただし、ｎが小さい程、記録時参照光の入射角度を大とすることも可能である。
この図１に示すように、本発明の全てのページデータ（ｎ＝１〜５）にマーカーが記録されているのではなく、ｎの数が奇数となるページデータのみにマーカーが記録されており、ｎの数が偶数となるページデータにはマーカーが記録されていない。
Hereinafter, a hologram recording and reproducing apparatus and a hologram recording and reproducing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, markers in a series of page data (hologram number n: n = 1 to 5 in FIG. 1) recorded at the same position of the hologram recording medium by the hologram recording / reproducing method according to the embodiment of the present invention using FIG. It shows the arrangement of the records.
In practice, n is up to 96, and the smaller the n, the smaller the incident angle of the reference light during recording. However, it is also possible to make the incident angle of the reference light at the time of recording larger as n is smaller.
As shown in FIG. 1, markers are not recorded in all page data (n = 1 to 5) of the present invention, but markers are recorded only in page data in which the number of n is an odd number. The marker is not recorded on the page data in which the number of n is even.
このように、マーカーは、少なくとも１ページは空けて、間欠的に記録されることになる。
そして、再生時においては、ｎの数が奇数となるページデータについては、そのページデータに記録され、再生されたマーカーの位置に基づいてデータ領域の各データの位置座標が特定される。一方、ｎの数が偶数となるページデータについては、ｎの数が奇数となるページデータのマーカー情報が参照される。それらマーカーの位置情報に基づいてデータ領域の位置座標、および各シンボル（データ）の位置座標が特定される。
In this way, the marker will be recorded intermittently, leaving at least one page open.
Then, at the time of reproduction, for page data in which the number of n is an odd number, the page data is recorded in the page data, and the position coordinates of each data of the data area are specified based on the position of the reproduced marker. On the other hand, for page data in which the number of n is even, marker information of page data in which the number of n is odd is referred to. The position coordinates of the data area and the position coordinates of each symbol (data) are specified based on the position information of the markers.
なお、ページデータが再生される順番は、記録された順番と同じとされる。
ここで、ホログラム記録情報をイメージセンサー（図４のイメージセンサー５を参照）で読み取り、それを再生して得られたホログラム再生像の模式図を図２に示す。
このイメージセンサー５で取得された画像（再生像領域ＩＲ）は、長方形状のホログラムデータ領域（データ領域ＤＲ）と、このデータ領域ＤＲの外部フレームに含まれる位置情報指標となる正方形状をなす複数個のマーカー５０を有している。なお、このマーカー５０は、上記ＳＬＭ２１において元ページデータが配列表示される際に一緒に表示されるものであり、元ページデータ配列におけるマーカー位置とデータ領域四隅の座標との位置関係は、記録時に定められた既知のものとなっている。
The order in which page data is reproduced is the same as the order in which the page data is recorded.
Here, FIG. 2 shows a schematic view of a hologram reproduction image obtained by reading the hologram recording information with an image sensor (see the image sensor 5 in FIG. 4) and reproducing it.
The image (reproduced image area IR) acquired by the image sensor 5 has a rectangular hologram data area (data area DR) and a plurality of square shapes serving as position information indexes included in an external frame of the data area DR. The number of markers 50 is provided. The marker 50 is displayed together when the original page data is arranged and displayed in the SLM 21. The positional relationship between the marker position in the original page data array and the coordinates of the four corners of the data area is the time of recording. It has been established and known.
図１の各画像は、この図２の左上隅部分のみを拡大して示すようにしたものである。
なお、マーカー５０の大きさ、形状としては、種々の態様をとることができ、また、マーカー５０の配設位置としても、上記データ領域ＤＲの外フレーム部のいずれの位置とすることができるとともに、上記データ領域ＤＲの内部のいずれの位置とすることもできる。ただし、データ領域ＤＲの４隅であって、上記データ領域ＤＲの隅部近傍外部にマーカー５０を各々設けることにより、データ領域ＤＲの各画素の位置特定精度を良好なものとすることができる。
また、ここで「ページデータ」とは、各ページにおいて上記再生像領域ＩＲに対応する、データ領域ＤＲやその周りのフレームに位置するマーカー情報等を含む全データを称するものとする。
Each image in FIG. 1 is an enlarged view of only the upper left corner of FIG.
Note that the size and shape of the marker 50 can take various forms, and the position of the marker 50 can be any position of the outer frame portion of the data area DR. Or any position inside the data area DR. However, by providing the markers 50 at the four corners of the data area DR and outside the vicinity of the corner of the data area DR, the position identification accuracy of each pixel of the data area DR can be made excellent.
Also, the term "page data" as used herein refers to all data including marker information and the like located in the data area DR and frames around it corresponding to the reproduced image area IR in each page.
なお、図３はこのようにして得られた、実際の再生像領域ＩＲを示す画像である。
ところで、ホログラム記録媒体への多重記録においては、隣接するホログラム記録の角度間隔を小さくして多重数を増加させることが考えられるが、その一方で、多重記録の角度間隔が小さくなる程、この隣接して記録されたホログラム間でクロストークを生じ、信号再生の誤り率が増加する。また、各データ領域の位置座標の指標となるマーカー５０についても、隣接して記録されたホログラム間でクロストークを生じ（図９に示す模式図を参照）、信号再生の誤り率が大幅に増加する。
FIG. 3 is an image showing the actual reproduced image area IR obtained in this manner.
By the way, in multiplex recording on a hologram recording medium, it is conceivable to decrease the angular interval of adjacent hologram recording to increase the number of multiplexes, but on the other hand, the smaller the angular interval of multiplexed recording, Cross talk occurs between recorded holograms, and the error rate of signal reproduction increases. In addition, cross-talk occurs between adjacently recorded holograms (see the schematic diagram shown in FIG. 9) also for the marker 50 serving as an index of the position coordinates of each data area (see the schematic diagram shown in FIG. 9), and the error rate of signal reproduction significantly increases. Do.
しかし、同じように誤り率が生じた場合でも、データ領域の誤りについては、補間等の座標変換を用いて記録前のページデータと一致するように並べ替えることができ、その後、コンボリューション演算、デインターリーブ、誤り訂正等の信号処理を施すことにより元のデータを復元することができるのに対し、マーカーについてクロストークが生じた場合には、そもそも誤り訂正処理を良好に行うことが難しく、また、サブピクセル単位の誤差がマーカーの位置検出において生じた場合には、再生信号のビット誤り率が大幅に低下することから、マーカーについてクロストークが生じた場合にはビット誤り率が極端に悪
化する虞がある。
However, even if an error rate similarly occurs, errors in the data area can be rearranged to coincide with the page data before recording using coordinate transformation such as interpolation, and then, the convolution operation, While original data can be restored by performing signal processing such as deinterleaving and error correction, it is difficult to perform error correction well in the first place when crosstalk occurs with markers, and The bit error rate of the reproduced signal is significantly reduced when an error in sub-pixel units occurs in the position detection of the marker, so that the bit error rate is extremely deteriorated when crosstalk occurs with respect to the marker. There is a risk.
そこで、本実施形態のホログラム記録再生装置においては、前述したように、ページデータ１つおきに、マーカー５０を記録するようにしており、これによって、マーカー５０を付したページデータにおいて、隣接するページからのマーカー５０のクロストークがなくなり、マーカー５０のクロストークに伴う、再生信号のビット誤り率の大幅な低下を防止することができる。 Therefore, in the hologram recording and reproducing apparatus according to the present embodiment, as described above, the markers 50 are recorded every other page data, and in this way, adjacent page data in the page data to which the markers 50 are attached It is possible to eliminate the cross talk of the marker 50 from V.2 and to prevent the significant reduction of the bit error rate of the reproduced signal caused by the cross talk of the marker 50.
以下、図４を用いて、本発明の実施形態に係るホログラム記録再生装置（以下、角度多重ホログラム記録再生装置１と称する）について説明する。
図４に示すホログラム記録再生装置１は、本発明に係るホログラム再生装置の一実施形態を構成するものであり、記録媒体（ホログラム記録媒体：以下同じ）９に対するホログラムの記録・再生を行うホログラム光学系３と、再生されたホログラムを撮像する、ＣＣＤ撮像素子やＣＭＯＳ撮像素子等からなるイメージセンサー５と、を備えてなる。なお、使用した記録媒体９は、２枚のガラス板に挟持された厚さ１mm程度のフォトポリマー材料により構成されたものである。
Hereinafter, a hologram recording and reproducing apparatus (hereinafter, referred to as an angle multiplex hologram recording and reproducing apparatus 1) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The hologram recording / reproducing apparatus 1 shown in FIG. 4 constitutes an embodiment of the hologram reproducing apparatus according to the present invention, and is a hologram optical for recording / reproducing a hologram on a recording medium (hologram recording medium: the same in the following). It comprises a system 3 and an image sensor 5 composed of a CCD imaging device, a CMOS imaging device or the like for imaging a reproduced hologram. The recording medium 9 used is made of a photopolymer material having a thickness of about 1 mm, which is sandwiched between two glass plates.
上記ホログラム光学系３において、レーザー光源１１から出射された光ビームは、シャッター１２を開くことでスペイシャルフィルター１３に導かれ、このスペイシャルフィルター１３により空間的なノイズが除去されるとともにビーム径が拡大される。 In the hologram optical system 3, the light beam emitted from the laser light source 11 is guided to the spatial filter 13 by opening the shutter 12, the spatial filter 13 removes spatial noise, and the beam diameter It is expanded.
信号記録時において、スペイシャルフィルター１３からの光ビームは、ミラー１４を介して半波長板１５により所望の偏光比に調整され、この後、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）１６により分離された偏光のうち、例えば、縦偏光成分（Ｓ偏光成分）は参照光として、横偏光成分（Ｐ偏光成分）は、後に信号（ページデータ）が担持される信号搬送用光として各々利用される。なお、この光ビームとしては、例えば、波長５３２ｎｍの緑色レーザー光が使用される。 At the time of signal recording, the light beam from the spatial filter 13 is adjusted to a desired polarization ratio by the half-wave plate 15 through the mirror 14, and thereafter, of the polarization split by the PBS (polarization beam splitter) 16. For example, a longitudinally polarized light component (S polarized light component) is used as a reference light, and a horizontally polarized light component (P polarized light component) is later used as signal carrying light on which a signal (page data) is carried. As this light beam, for example, a green laser beam with a wavelength of 532 nm is used.
上記信号搬送用光は、レンズ１７とレンズ１８により後述の元ページデータ配列の大きさ程度までビーム径が拡大された後、シャッター１９を開くことでＰＢＳ２０を透過して、ＳＬＭ（Spatial Light Modulator：空間光変調器）２１に照射される。このとき、Ｓ
ＬＭ２１には、制御部４１から送出された元ページデータ配列が表示されており、これにより信号搬送用光が空間的に変調されて信号光となる。なお、ＳＬＭ２１としては、例えば、画素数１４０８×１０５８、画素ピッチ１０．４μmの反射型液晶パネル（ＬＣＯＳ
）を用い、元ページデータの画素配列として、例えば、１２６０×１０４４の大きさとする。
After the beam diameter of the light for signal transmission is enlarged to the extent of the size of the original page data array described later by the lens 17 and the lens 18, the shutter 19 is opened to transmit the PBS 20 to transmit the SLM (Spatial Light Modulator: The spatial light modulator 21 is irradiated. At this time, S
The LM 21 displays the original page data array sent out from the control unit 41, whereby the signal carrier light is spatially modulated to become signal light. The SLM 21 may be, for example, a reflective liquid crystal panel (LCOS with a pixel number of 1408 × 1058 and a pixel pitch of 10.4 μm).
), And has a size of, for example, 1260 × 1044 as a pixel array of original page data.
元ページデータへの情報の格納は、例えば、記録すべき情報列を５ビットずつ取り出し、所定の変換テーブルを用いて３×３の配列に変換した後、元ページデータ配列の左上端から右方向へ順に格納する。右端まで格納し終えたら１つ下の行へ移り、同様に変換、格納を続ける（５/９変調処理）。 For storing information in the original page data, for example, the information string to be recorded is taken out 5 bits at a time, converted to a 3 × 3 array using a predetermined conversion table, and then rightward from the upper left end of the original page data array Store in order. After storing to the right end, move to the line below and continue conversion and storage in the same manner (5/9 modulation processing).
上記信号光は、その縦偏光成分のみがＰＢＳ２０によってＦＴＬ（Fourier Transform Lens：フーリエ変換レンズ）２２の方向へ反射される。反射された信号光（縦偏光成分）は、ＦＴＬ２２を透過することにより光学的なフーリエ変換を受け、その後、フーリエ変換面に配置された開口絞り１２の開口（空間フィルター）により０次の回折光のみが通過を許容され、リレーレンズ２４を介して記録媒体９上に照射される。なお、開口絞り２３の開口を矩形とした場合、その一辺の長さは、例えば、ナイキスト空間周波数の２．０倍とする。 Only the longitudinally polarized light component of the signal light is reflected by the PBS 20 toward the FTL (Fourier Transform Lens) 22. The reflected signal light (longitudinal polarization component) is subjected to an optical Fourier transform by transmitting through the FTL 22, and then the zeroth-order diffracted light by the aperture (spatial filter) of the aperture stop 12 disposed on the Fourier transform plane Is allowed to pass through, and is irradiated onto the recording medium 9 through the relay lens 24. When the aperture of the aperture stop 23 is rectangular, the length of one side thereof is, for example, 2.0 times the Nyquist spatial frequency.
一方、上記参照光は、縦偏光状態のまま半波長板３１を通過する。半波長板３１を通過した参照光は、ミラー３２を介して（開口）絞り３３に入射し、光束径を縮小された後、ＰＢＳ３４において記録時参照光として直角に反射され、ミラー３５、ガルバノメータミラー３６およびリレーレンズ３７を介して、所定の角度で記録媒体９上に照射される。 On the other hand, the reference light passes through the half-wave plate 31 in the longitudinally polarized state. The reference light having passed through the half-wave plate 31 is incident on the (aperture) stop 33 through the mirror 32, and after being reduced in diameter, reflected at a right angle as reference light at the PBS 34, the mirror 35 and galvanometer mirror The light is irradiated onto the recording medium 9 at a predetermined angle via the lens 36 and the relay lens 37.
記録時参照光と信号光が交差した部分において光の干渉縞、すなわち光の明暗が生じ、この位置に記録媒体９が配置されていることにより記録媒体９の記録面において屈折率分布が形成され、１つのホログラムの記録操作が完了する。なお、ガルバノメータミラー３６の角度を変えて参照光の記録媒体９への入射角度を変えることにより、記録媒体９の同一領域に複数のホログラムを記録する角度多重記録を行うことができる。なお、この角度多重処理における角度ピッチは例えば0.15°、多重数は例えば９６とする。 At the intersection of the reference light and the signal light during recording, light interference fringes, that is, light and dark of the light occur, and the recording medium 9 is disposed at this position to form a refractive index distribution on the recording surface of the recording medium 9 , Recording operation of one hologram is completed. By changing the angle of the galvanometer mirror 36 and changing the incident angle of the reference light to the recording medium 9, angle multiplex recording can be performed in which a plurality of holograms are recorded in the same area of the recording medium 9. The angle pitch in this angle multiplexing process is, for example, 0.15 °, and the multiplexing number is, for example, 96.
また、信号再生時においては、スペイシャルフィルター１３からの光ビームが半波長板１５により完全に縦偏光（Ｓ偏光）とされ、ＰＢＳ１６により直角に反射される。この後、半波長板３１により完全に横偏光（Ｐ偏光）にされることで、ＰＢＳ３４を再生時参照光として透過し、ミラー３８、ガルバノメータミラー３９およびリレーレンズ４０を介して、裏面側より記録媒体９へ照射される。これは、位相共役再生と称される周知の再生手法であり、この場合には再生光は、記録媒体９からＦＴＬ２２側へ出射されてＦＴＬ２２を通過する。このときの再生光は横偏光であるから、この後、ＰＢＳ２０を透過してイメージセンサー５に入射する。なお、イメージセンサー５には、例えば、画素数１６９６×１７１０、画素ピッチ８．０μmのＣＭＯＳ撮像素子を用いる。上記ＳＬＭ２１との画素
ピッチの比から、オーバーサンプリングレートは略１．３となる。
Further, at the time of signal reproduction, the light beam from the spatial filter 13 is completely longitudinally polarized (S-polarized) by the half-wave plate 15 and is reflected at right angles by the PBS 16. After this, the light is converted to transversely polarized light (P polarized light) completely by the half-wave plate 31, so that the PBS 34 is transmitted as reference light during reproduction, and recording is performed from the back side via the mirror 38, galvanometer mirror 39 and relay lens 40. The medium 9 is irradiated. This is a known reproduction method called phase conjugate reproduction, and in this case, reproduction light is emitted from the recording medium 9 to the FTL 22 side and passes through the FTL 22. Since the reproduction light at this time is transversely polarized light, it passes through the PBS 20 and enters the image sensor 5 after that. As the image sensor 5, for example, a CMOS imaging device with 1696 × 1710 pixels and 8.0 μm pixel pitch is used. From the ratio of the pixel pitch to that of the SLM 21, the oversampling rate is approximately 1.3.
イメージセンサー５に入射した再生光に担持された再生像情報を取得（撮像）した後、演算部７において、前述したような再生像に対する各処理、すなわち再生像に補間処理、領域切り出し、フィルタリング等の信号処理が施され、さらに復調・エラー訂正処理が施されることで元データを良好に復元することができる。 After the reproduction image information carried by the reproduction light incident on the image sensor 5 is acquired (captured), the processing unit 7 performs each process on the reproduction image as described above, that is, interpolation processing, area segmentation, filtering, etc. to the reproduction image Signal processing is performed, and further demodulation and error correction processing are performed, whereby the original data can be restored well.
なお、ページデータに対して、テンプレートマッチング法等を用いてマーカー位置を特定することによって、前述したようなデータ領域ＤＲの四隅の座標、さらにはデータ領域ＤＲの各画素の座標を算出することができる。
また、上記制御装置４１は、各ページデータにマーカー５０が間欠的に記録されるように処理するマーカー情報間欠記録処理手段４１Ａを備えている。すなわち、マーカー５０を記録されたページデータに隣接するページデータにはマーカー５０が記録されないように処理されるので、マーカー５０を記録されたページデータのマーカー５０近傍に、誤認識され得るマーカー５０がクロストークにより重畳されて記録される事態を大幅に低減することができる。
Note that the coordinates of the four corners of the data area DR as described above, and further, the coordinates of each pixel of the data area DR can be calculated by specifying the marker position using the template matching method or the like for the page data. it can.
Further, the control device 41 is provided with a marker information intermittent recording processing means 41A which processes the marker 50 to be intermittently recorded in each page data. That is, since the marker 50 is processed so as not to be recorded in the page data adjacent to the page data in which the marker 50 is recorded, the marker 50 which may be misrecognized in the vicinity of the marker 50 of the page data in which the marker 50 is recorded. It is possible to significantly reduce the situation of being superimposed and recorded by crosstalk.
また、上記演算部７は、ホログラム記録媒体９から順次再生したページデータのうち、マーカー５０が記憶されている第１のページデータからマーカー情報を検出するマーカー情報検出手段７１と、このマーカー情報検出手段７１により検出されたマーカー情報を記憶するマーカー情報記憶手段（例えばＤＲＡＭ）７２と、このマーカー情報記憶手段７２に記憶されているマーカー情報に基づいて、当該マーカー５０が記録されているページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する第１データ領域位置座標算出手段７３を備える。さらに、マーカー５０が記録されていない第２のページデータについては、マーカー情報記憶手段７２に記憶されているマーカー情報のうち、最新に記憶されたマーカー情報を読み出す最新マーカー情報読出手段７４と、最新マーカー情報読出手段７４により読み出された最新に記憶されたマーカー情報に基づいて、当該第２のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する第２データ領域位置座標算出手段７５を備えている。 Further, the calculation unit 7 detects marker information from the first page data in which the marker 50 is stored among the page data sequentially reproduced from the hologram recording medium 9, and the marker information detection Based on marker information storage means (for example, DRAM) 72 for storing the marker information detected by means 71 and the marker information stored in the marker information storage means 72, the page data on which the marker 50 is recorded A first data area position coordinate calculating unit 73 is provided to calculate the position coordinate of the data area. Furthermore, for the second page data in which the marker 50 is not recorded, the latest marker information reading means 74 for reading out the latest stored marker information among the marker information stored in the marker information storage means 72, and the latest The second data area position coordinate calculating means 75 is provided for calculating the position coordinates of the data area related to the second page data based on the latest stored marker information read by the marker information reading means 74. .
なお、上記演算部７においては、得られた９６枚の再生像に基づき、位置座標が特定されたデータ領域中のシンボル（データ）抽出を行い、5/9変調符号を復号することでデー
タ列を復元する。このような処理に係るアルゴリズムの詳細は、前述したように、非特許文献１に開示されているので説明は省略するが、その処理は、いずれもこの演算部７において実行される。
Note that the arithmetic unit 7 extracts symbols (data) in the data area whose position coordinates are specified based on the obtained 96 reproduced images, and decodes the 5/9 modulation code to obtain a data string. Restore. The details of the algorithm related to such processing are, as described above, disclosed in Non-Patent Document 1 and thus the description thereof is omitted, but all the processing is executed in this operation unit 7.
上述したように、マーカー５０が記録された第１のページデータにおいては、その記録されたマーカー５０を、また、マーカー５０が記録されていない第２のページデータにおいては、最新に（直前に）記録されたマーカー５０により、その記録されたページデータのデータ領域の位置座標を、位置誤差が生じていないマーカー５０に基づいて特定することができる。また、マーカー５０が記録されていない第２のページデータについて使用するマーカー５０を最新に記録されたものとして、そのページデータと、実際に使用するマーカー５０が記録されていたページデータの記録時角度差を必要最小限の角度としているから、その観点からも、ページデータのデータ領域の位置座標の誤差を最小のものとすることができる。 As described above, in the first page data in which the marker 50 is recorded, the recorded marker 50 is used, and in the second page data in which the marker 50 is not recorded, it is updated (immediately before) With the recorded marker 50, the position coordinates of the data area of the recorded page data can be specified based on the marker 50 in which the position error does not occur. In addition, assuming that the marker 50 used for the second page data in which the marker 50 is not recorded is the latest recorded, the recording time angle of the page data and the page data in which the marker 50 actually used is recorded. Since the difference is at the minimum necessary angle, the error of the position coordinates of the data area of the page data can be minimized from this point of view as well.
上述した本実施形態の作用効果を、図１に示す一連の画像を用いて具体的に説明する。
すなわち、図１のｎ＝１，３，５の画像の場合には明瞭なマーカー５０（画像左上隅の矩形状の図形）が表示されている。
これに対して、ｎ＝２，４の画像については、マーカーを記録していないにも拘らず、画像左上隅に弱い強度の矩形状の図形が、上下にずれた状態（参照光の入射角度が互いに異なることによる）で２つ表示されている。これは、隣接するページデータのマーカー５０の画像がクロストークによって表示されたものであり、例えば、ｎ＝４に表示された矩形図形は、ｎ＝３，５のマーカー５０の画像がクロストークによって表示されていることを示している。このことは、ｎ＝２の画像についても同様である。
The operation and effect of the above-described embodiment will be specifically described using a series of images shown in FIG.
That is, in the case of the image of n = 1, 3, and 5 in FIG. 1, a clear marker 50 (a rectangular figure at the upper left corner of the image) is displayed.
On the other hand, for an image of n = 2 and 4, although the marker is not recorded, a rectangular figure of weak intensity is shifted up and down in the upper left corner of the image (incident angle of reference light Are different from each other). This is the image of the marker 50 of the adjacent page data displayed by crosstalk. For example, in the rectangular graphic displayed at n = 4, the image of the marker 50 of n = 3, 5 is caused by the crosstalk Indicates that it is displayed. The same is true for the n = 2 image.
換言すれば、ｎ＝２，４の画像についてもマーカー５０の画像を記録する従来の手法によれば、そのページデータに記録されているマーカー５０の像と、隣接する両側のページデータに記録されているマーカー５０のクロストークによる像とが重畳されることにより、
マーカー位置検出過程においてクロストーク成分を誤検出したり、算出されたマーカー位置に大きな誤差が生じたりしてしまうことを示している。
In other words, according to the conventional method of recording the image of the marker 50 even for the image of n = 2, 4, the image of the marker 50 recorded in the page data and the page data of both adjacent sides By the cross-talk image of the marker 50 being superimposed,
It is shown that the crosstalk component is erroneously detected in the marker position detection process, or a large error occurs in the calculated marker position.
ここで、ｎ＝２，４，６，・・・，９６の画像についてはマーカー５０が付加されていないので、例えばｎ＝４のホログラム番号のページデータついては、ｎ＝３の画像である、最新に得られたマーカー５０の位置（ｎ−１番のマーカー５０の位置）をマーカー情報記憶手段７２（以下、単にDRAMと称する）内に格納しておき、これをｎ＝４のマーカー位置（ｎ番目のマーカー位置）であるとみなしてDRAMから読みだして用いている。 Here, since the marker 50 is not added to the image of n = 2, 4, 6,..., 96, for example, the page data of the hologram number of n = 4 is the image of n = 3. The position of the marker 50 obtained in (the position of the n-1 marker 50) is stored in the marker information storage means 72 (hereinafter simply referred to as DRAM), and this is stored at the n = 4 marker position (n It is regarded that it is the second marker position) and read from DRAM and used.
なお、マーカー５０の位置のずれとしては、ページデータを記録する際の参照光の入射角度の差が０．５度程度以内であれば殆ど問題は生じない。
図５に本実施形態のビット誤り率を示す。このビット誤り率は、再生像から最終的に得られたデータ列を、記録される際の元データと比較することにより得た。なお、横軸はホログラム番号ｎを示すものである。
図５によれば、全ページデータ９６枚の平均のビット誤り率は1.6×10-3、最大のビッ
ト誤り率は2.6×10-3であった。この値は、低密度パリティ検査符号（LDPC符号）等の、
近年主流の誤り訂正符号処理を用いれば、誤り率が良好とされる範囲まで訂正が十分可能な低いビット誤り率であり、マーカー位置がクロストークの影響を抑制することにより正しく検出され、記録データが大きな問題無く再生されることを示している。
In addition, if the difference in the incident angle of the reference light at the time of recording the page data is within about 0.5 degree, the problem of displacement of the position of the marker 50 hardly occurs.
FIG. 5 shows the bit error rate of the present embodiment. This bit error rate was obtained by comparing the data string finally obtained from the reproduced image with the original data as recorded. The horizontal axis indicates the hologram number n.
According to FIG. 5, the average bit error rate of all 96 pieces of page data is 1.6 × 10 −3 , and the maximum bit error rate is 2.6 × 10 −3 . This value is a low density parity check code (LDPC code), etc.
If mainstream error correction code processing is used in recent years, it is a low bit error rate that can be corrected to a range where the error rate is good, and marker positions are detected correctly by suppressing the influence of crosstalk, and recording data Is shown to play without major problems.
ところで、図１のｎ＝１，３，５の画像のマーカー５０の表示近傍部分については、当該ページデータのマーカー５０が明瞭に表示されているものの、クロストークによる強度の微弱なマーカー５０も表示されていることが視認できる。これは角度多重の場合の角度選択性がsinc関数の自乗で表わされるためであり、具体的には、ホログラム番号ｎが２つ以上離れたページデータに記録されるマーカー５０が、クロストークにより表示されることによる。 By the way, although the marker 50 of the said page data is clearly displayed about the display vicinity part of the marker 50 of the image of n = 1,3,5 of FIG. 1, the weak marker 50 of the intensity | strength by crosstalk is also displayed It is visible that it is done. This is because the angular selectivity in the case of angular multiplexing is represented by the square of the sinc function, and more specifically, the marker 50 recorded on page data separated by two or more hologram numbers n is displayed by crosstalk By being done.
そこで、これらのクロストークによる影響を低減させ、マーカー位置検出精度をより高めるために、マーカー５０を記録するぺージデータ間の、ページデータの数（マーカーを記録しないページデータの数）を増やすことが好ましい。
すなわち、順次記録されるページデータに対して、１から順にホログラム番号（ｎ：自然数）を付し、ｎをｋ（２以上の自然数）で除した余りが１の場合には、マーカー情報を有するページデータを記録するように、かつその余の場合には、マーカー情報を有さないページデータを記録するように構成する（記録されているページデータの読出しもｎを増加させる順番で行う）ことで効果が得られるが、このｋの数を、上述した実施形態のように２とするのではなく、３以上とすることにより、さらに良好な効果を得ることができる。
Therefore, in order to reduce the influence of the crosstalk and further enhance the marker position detection accuracy, increase the number of page data (the number of page data not recorded with the marker) between the page data recorded with the marker 50. Is preferred.
That is, page numbers to be sequentially recorded are given hologram numbers (n: natural numbers) sequentially from 1 and have marker information when the remainder obtained by dividing n by k (natural number of 2 or more) is 1. To record page data, and in the other cases, to be configured to record page data without marker information (perform reading of recorded page data in order of increasing n) The effect can be obtained, but by setting the number of k to 3 or more instead of 2 as in the embodiment described above, a more favorable effect can be obtained.
例えばｋ＝３とした場合には、ｎをｋで除した余りが１となるホログラム番号、すなわちｎ＝１，４，７，１０，・・・，９４の場合のみマーカー５０が付加されたページデータを記録する。その後このページデータを再生して取得された再生像のうち、ｎ＝１３〜１７までのものについて、再生像左上隅のマーカー５０近傍を拡大した図を図６に示す。
同様にｋ＝４とした場合には、ｎをｋで除した余りが１となるホログラム番号、すなわちｎ＝１，５，９，１３，・・・，９３の場合のみマーカー５０が付加されたページデータを記録する。その後このページデータを再生して取得された再生像のうち、ｎ＝１３〜１７までについて、再生像左上隅のマーカー５０近傍を拡大した図を図７に示す。
For example, in the case of k = 3, the page to which the marker 50 is added only in the case of n = 1, 4, 7, 10, ..., 94. Record data. Thereafter, among the reproduced images acquired by reproducing the page data, a diagram in which the vicinity of the marker 50 in the upper left corner of the reproduced image is enlarged is shown in FIG.
Similarly, in the case of k = 4, the marker 50 is added only in the case of a hologram number where the remainder after dividing n by k is 1, ie, n = 1, 5, 9, 13,. Record page data. Thereafter, among the reproduced images acquired by reproducing the page data, a diagram in which the vicinity of the marker 50 in the upper left corner of the reproduced image is enlarged is shown in FIG.
なお、マーカー５０が付加されていないページデータに関しては、前述した実施形態のものと同様に、最新に、DRAMに記憶されたマーカー位置検出結果をDRAMから読みだして用いる。
図６および図７に示すように、マーカー５０が付加された再生像についてはマーカー部分におけるクロストーク成分が、図１の場合のクロストーク成分と比べてより低減されている（強度がより弱くなっている）ことが明らかである。
ところで、DRAMから読みだすマーカー位置検出結果は最大でｋ−１個前のホログラム番号のページデータのものである。ｋを大きな値に設定するほど、大きな角度差を有するページデータのマーカー５０を参照することになり、この場合には真値からの差が大きくなるため精度が悪くなる虞がある。したがって、好ましくは、ｋの値を２〜４程度に設定することが望ましい。
As for the page data to which the marker 50 is not added, the marker position detection result stored in the DRAM is read from the DRAM and used most recently, as in the embodiment described above.
As shown in FIGS. 6 and 7, in the reproduced image to which the marker 50 is added, the crosstalk component in the marker portion is further reduced as compared with the crosstalk component in the case of FIG. Is clear).
By the way, the marker position detection result read out from the DRAM is that of page data of the hologram number of k-1 preceding holograms at the maximum. As k is set to a large value, the marker 50 of page data having a large angle difference is referred to. In this case, the difference from the true value is large, and the accuracy may be deteriorated. Therefore, preferably, it is desirable to set the value of k to about 2 to 4.
また、本発明のホログラム記録再生装置および方法としては、上記実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。
例えば、上記実施形態においては、記録多重方式として角度多重を採用しているが、その他の多重方式（例えば波長多重、位置シフト多重等）についても本発明のホログラム記録再生装置および方法を適用することが可能である。
また、前述した、実施形態の光学条件等は一例であり、例示されていない光学条件であっても本発明を実施することができる。
Further, the hologram recording and reproducing apparatus and method of the present invention are not limited to those of the above embodiment, and various other modifications can be made.
For example, in the above embodiment, angle multiplexing is adopted as the recording multiplexing method, but the hologram recording / reproducing apparatus and method of the present invention may be applied to other multiplexing methods (for example, wavelength multiplexing, position shift multiplexing, etc.). Is possible.
In addition, the optical conditions and the like of the embodiment described above are examples, and the present invention can be practiced even if the optical conditions are not exemplified.
また、ホログラム記録は、上述した実施形態のように、ホログラム番号ｎが小さいものから順に行ってもよいし、大きいものから順に行ってもよい。
また、上記実施形態のホログラム記録再生装置および方法では、第２のページデータの
データ領域の座標を求める際の指標としてのマーカー５０を、この第２のページデータよりも前に記録した第１のページデータに係るマーカー５０としているが、この第２のページデータよりも後に記録した第１のページデータに係るマーカー５０としてもよい。
In addition, as in the above-described embodiment, the hologram recording may be sequentially performed from the smallest hologram number n, or may be sequentially performed from the largest hologram number n.
Further, in the hologram recording and reproducing apparatus and method according to the above-described embodiment, the first marker 50 is recorded before the second page data as an index when obtaining the coordinates of the data area of the second page data. Although it is set as the marker 50 which concerns on page data, it is good also as the marker 50 which concerns on the 1st page data recorded after this 2nd page data.
また、上記実施形態のホログラム記録再生装置および方法では、マーカー５０を記録したページデータ間のページデータ数を一定数（１、２または３）としているが、必ずしも一定数とせずともよい。 In the hologram recording and reproducing apparatus and method of the above embodiment, the number of page data between page data recorded with the marker 50 is a fixed number (1, 2 or 3), but may not necessarily be a fixed number.
本発明は、記録すべき情報をページデータと称する２次元画像としてホログラムに記録再生する情報記録再生技術に関するものであり、大規模な情報アーカイブ装置およびそれを利用したアーカイブシステムに寄与するものであり、例えば、デジタルライブラリー、医療機関、データセンター、映像アーカイブス等への応用が期待される。 The present invention relates to an information recording and reproducing technology for recording and reproducing information to be recorded on a hologram as a two-dimensional image called page data, and contributes to a large-scale information archiving apparatus and an archive system using the same. For example, applications to digital libraries, medical institutions, data centers, video archives, etc. are expected.
１ ホログラム記録再生装置
３ ホログラム光学系
５ イメージセンサー
７ 演算部
９ ホログラム記録媒体
１１ レーザー光源
１２、１９ シャッター
１３ スペイシャルフィルター
１４、３２、３５、３８ ミラー
１５、３１ 半波長板
１６、２０、３４ ＰＢＳ
１７、１８、２２ レンズ（ＦＴＬを含む）
２１ ＳＬＭ（空間光変調素子）
２３、３３ 開口絞り
２４、３７、４０ リレーレンズ
３６、３９ ガルバノメータミラー
４１ 制御部
４１Ａ マーカー情報間欠記録処理手段
５０ マーカー
７１ マーカー情報検出手段
７２ マーカー情報記憶手段
７３ 第１データ領域位置座標算出手段
７４ 最新マーカー情報読出手段
７５ 第２データ領域位置座標算出手段
ＤＲ データ領域
ＩＲ 再生像領域
Reference Signs List 1 hologram recording / reproducing apparatus 3 hologram optical system 5 image sensor 7 arithmetic unit 9 hologram recording medium 11 laser light source 12, 19 shutter 13 spatial filter 14, 32, 35, 38 mirror 15, 31 half-wave plate 16, 20, 34 PBS
17, 18 and 22 lenses (including FTL)
21 SLM (Spatial Light Modulator)
23, 33 aperture stop 24, 37, 40 relay lens 36, 39 galvanometer mirror 41 control unit 41A marker information intermittent recording processing means 50 marker 71 marker information detection means 72 marker information storage means 73 first data area position coordinate calculation means 74 latest Marker information reading means 75 second data area position coordinate calculating means DR data area IR reproduced image area
Claims (6)
前記ホログラム記録部は、一連の前記ページデータに対して、前記マーカー情報が間欠的に記録されるように処理するマーカー情報間欠記録処理手段を備え、
前記ホログラム再生部は、前記ホログラム記録媒体から順次再生した一連の前記ページデータのうち、マーカー情報が記憶されている第１のページデータから該マーカー情報を検出するマーカー情報検出手段と、該マーカー情報検出手段により検出された前記マーカー情報を記憶するマーカー情報記憶手段と、該マーカー情報記憶手段に記憶されたマーカー情報に基づいて、前記第１のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する第１データ領域位置座標算出手段とを備えるとともに、前記マーカー情報が記録されていない第２のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する際に、前記マーカー情報記憶手段に記憶されている前記マーカー情報のうち、当該第２のページデータに対して最も角度間隔が小さい状態の前記第１のページデータに係るマーカー情報を読み出す最小角度差マーカー情報読出手段と、この最小角度差マーカー情報読出手段により読み出された最小角度差マーカー情報に基づいて、前記第２のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する第２データ領域位置座標算出手段を備えた、ことを特徴とするホログラム記録再生装置。 Page data having marker areas serving as indexes of data areas and position coordinates of the data areas are sequentially recorded on the hologram recording medium in the form of interference fringes and multiplexed recording is performed on the hologram recording medium; And a hologram recording and reproducing apparatus including a hologram reproducing unit for sequentially reproducing the page data being read;
The hologram recording unit includes marker information intermittent recording processing means for processing the marker information to be recorded intermittently for a series of the page data;
The hologram reproduction unit is a marker information detection means for detecting the marker information from first page data in which marker information is stored among a series of the page data reproduced sequentially from the hologram recording medium, and the marker information Calculating position coordinates of a data area relating to the first page data based on marker information storage means for storing the marker information detected by the detection means, and marker information stored in the marker information storage means (1) The marker stored in the marker information storage unit when calculating the position coordinate of the data region related to the second page data in which the marker information is not recorded, while including the data region position coordinate calculation unit Among the information, the first one in the state where the angular interval is the smallest with respect to the second page data The minimum angle difference marker information reading means for reading marker information related to page data, and the data area related to the second page data based on the minimum angle difference marker information read by the minimum angle difference marker information reading means What is claimed is: 1. A hologram recording and reproducing apparatus comprising: second data area position coordinate calculating means for calculating position coordinates.
前記ページデータの記録時においては、
前記順次記録される一連の前記ページデータに、前記マーカー情報を間欠的に記録するとともに、
前記ページデータの再生時においては、
前記マーカー情報が記録されている第１のページデータのデータ領域に対しては、前記ホログラム記録媒体から再生した当該第１のページデータから前記マーカー情報を取得し
、この取得された前記マーカー情報をマーカー情報記憶手段に記憶するとともに、この記憶したマーカー情報に基づいて、この第１のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出し、
その一方、前記マーカー情報が記録されていない第２のページデータのデータ領域に対しては、前記マーカー情報記憶手段に記憶されていた前記マーカー情報のうち、当該第２のページデータに対して最も角度間隔が小さい状態の前記第１のページデータに係るマーカー情報を読み出し、この読み出された最小角度差マーカー情報に基づいて、当該第２のページデータに係るデータ領域の位置座標を算出する、ことを特徴とするホログラム記録再生方法。 Page data having marker data which is an index of the data area and the position coordinates of this data area is sequentially recorded on the hologram recording medium in the form of interference fringes to perform multiplex recording, and the page multiplexed and recorded on the hologram recording medium In the hologram recording and reproducing method for sequentially reproducing data,
When recording the page data,
The marker information is intermittently recorded in the series of page data sequentially recorded.
At the time of reproduction of the page data,
For the data area of the first page data in which the marker information is recorded, the marker information is acquired from the first page data reproduced from the hologram recording medium, and the acquired marker information is The position coordinates of the data area related to the first page data are calculated based on the stored marker information while being stored in the marker information storage means,
On the other hand, with respect to the data area of the second page data in which the marker information is not recorded, the second page data among the marker information stored in the marker information storage means is the most The marker information on the first page data in a state in which the angle interval is small is read out, and the position coordinates of the data area on the second page data are calculated based on the read minimum angle difference marker information. Hologram recording and reproducing method characterized in that.
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