JP2006323291A - 記録媒体、再生装置、再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大容量化とクロストークの点で好適なホログラム記録媒体、及び簡易な構成で安定にデータ読出が可能な再生装置の実現。
【解決手段】
ホログラム記録媒体は、第１種のデータの物体光と第１の角度で入射される記録用参照光とを用いて形成される第１種の要素ホログラムと、第ｎ種のデータの物体光と第ｎの角度で入射される記録用参照光とを用いて形成される第ｎ種の要素ホログラムとが記録されていると共に（但しｎ≧２）、第１種の要素ホログラムから第ｎ種の要素ホログラムまでのそれぞれは、他の要素ホログラムと重ならない非重畳部分が設けられながら、一部が他の種の要素ホログラムと重畳した状態で連続的に記録されるようにする。再生装置は、各要素ホログラムの走査タイミングを検出し、その走査タイミングで、その要素ホログラムに対応する１つの参照光発生手段のみから再生用参照光を照射させてデータを取り込む。
【選択図】 図３

Description

本発明はデータに応じた画像の物体光と参照光とを干渉させ、干渉縞によってデータを記録するホログラム記録媒体、及びその再生装置、再生方法に関するものである。

特開２００５−３２３０８号公報

物体光と参照光の干渉縞によって各種データを記録するホログラム記録媒体が知られている。そしてホログラム記録媒体は、記録密度を飛躍的に向上させ、著しい大容量化が可能であることも知られており、例えばコンピュータデータや、オーディオやビデオ等のＡＶ（Audio-Visual）コンテンツデータなどに対する大容量のストレージメディアとして有用であると考えられている。

ホログラム記録媒体にデータを記録する際には、データを二次元ページデータとして画像化する。そして液晶パネル等に画像化したデータを表示させ、その液晶パネルを透過した光を物体光、つまり二次元ページデータの像となる物体光をホログラム記録媒体に照射する。加えて、所定の角度から参照光をホログラム記録媒体に照射する。このとき物体光と参照光によって生ずる干渉縞として、１つの要素ホログラムが記録されることになる。つまり１つの要素ホログラムは、１つの二次元ページデータを記録したものとなる。

このようなホログラム記録に関する技術として、上記特許文献１にはシフト多重、角度多重と呼ばれる手法で、ホログラム記録媒体において著しい大容量化を実現する手法が記述されている。
例えばシフト多重と呼ばれる手法は、コリニア光学系などを用いることにより参照光を集光光（もしくは拡散光）にすることで、ホログラム記録媒体上に要素ホログラムを重ねて記録することにより記録密度を向上させる。
また角度多重は、参照光の角度を変化させながららホログラム記録媒体上の同一の位置に多数の要素ホログラムを重ねて記録することで、記録密度を向上させる。

ところで、例えばシート状等のホログラムメモリを考え、コンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどを記録し、一般ユーザーがホログラムリーダとしての再生装置を用いて、ホログラムメモリに記録されたデータを取得できるようにするシステムを考える。
シート状のホログラムメモリとは、メディア表面としての平面上に多数の要素ホログラムを敷き詰めるように記録するものであり、このメディア表面に対してホログラムリーダを対向させて、各要素ホログラムとして記録されたデータを読み取っていくようにするものである。
このようなシステムを考えた場合、次のような特徴を実現することが必要とされる。
・ホログラムメモリの或る程度の大容量化。
・ホログラムメモリの大量複製の容易性。
・ホログラムリーダのユーザーへの安価な提供及びそのための簡易な装置構成。
・ホログラムリーダの安定したデータ再生性能。

これに対して従来のホログラムメモリでは、次のような問題が存在している。
まず、上述したシフト多重、角度多重によれば、ホログラムメモリの大容量化は十分すぎるレベルが実現できる。例えばテラバイトオーダーも可能と考えられている。ところが、一般ユーザーにコンピュータデータやＡＶコンテンツデータを提供するためのシステムとしては、これほどの容量は必要ない。例えばこれらのシフト多重、角度多重を用いなくても、ホログラムメモリでは、ＡＶコンテンツデータ等の記録に必要な容量を実現することができる。
そして、シフト多重、角度多重の場合、それらの記録方式に対応した再生装置構成が必要になるため、ホログラムリーダを簡易な構成で安価に製造することが困難になる。例えば角度多重方式で記録した場合、ホログラムリーダには、再生のための参照光をホログラムメモリに対して、多様な角度で照射する構造を設ける必要があり、ホログラムリーダの大型化やコストアップが生ずる。
さらに、シフト多重では、いわゆる密着コピーによる大量複製が難しいという点がある。
つまり、シフト多重、角度多重等の方式は、著しい大容量を求めるシステムには有用であるが、ホログラムメモリを大量に頒布し、簡易に一般ユーザーに各種データを提供するシステムとしては最適とは言い難い。

そこで次に、シフト多重、角度多重を用いず、平面上のホログラムメモリに、要素ホログラムが重ならないように記録していくことを考える。
この場合、考慮しなければならないのは、或る程度の記録密度、つまり容量の確保と、クロストークの問題である。
物体光と、特定の角度で与えられる参照光を用いて、ホログラムメモリの平面上に要素ホログラムを互いに重ならないように記録していく場合、各要素ホログラム間の距離は読み出し時のクロストークを軽減するために十分な距離だけ離す必要がある。これは当然ながら記録密度を制限することになり、必要な程度の容量が実現できなくなるおそれがある。
また要素ホログラムを敷き詰めたホログラムメモリからデータを読み出す場合には、各要素ホログラムのパターンになんらかの識別パターンを埋め込み、そこから位置関係を示す信号を取り出せればサーボ信号として用いることができるが、このときには逆に、クロストークが少ないように十分な距離をおいて各ホログラムを配置した場合には信号が間欠的にしか得られず、サーボ信号としては適さない。

そこで本発明は、或る程度の容量を確保でき、かつクロストークの点でも問題が生じないようなホログラム記録媒体、及びそのホログラム記録媒体に対して簡易な構成で安定にデータ読出が可能な再生装置、再生方法を実現することを目的とする。

本発明のホログラム記録媒体は、画像化したデータの物体光と参照光とを干渉させ、干渉縞によって上記データを要素ホログラムとして記録するホログラム記録媒体において、第１種のデータの物体光と、第１の角度で入射される記録用参照光とを用いて形成される第１種の要素ホログラムと、第ｎ種のデータの物体光と、第ｎの角度で入射される記録用参照光とを用いて形成される第ｎ種の要素ホログラムとが記録されていると共に（但しｎ≧２）、第１種の要素ホログラムから第ｎ種の要素ホログラムまでのそれぞれは、他の要素ホログラムと重ならない非重畳部分が設けられながら、一部が他の種の要素ホログラムと重畳した状態で連続的に記録されているものである。
また上記第１種のデータから上記第ｎ種のデータには、画像化された際に第１種から第ｎ種のデータのそれぞれにおいて異なる状態にあらわれる識別マークが付加されている。

なお、ここでいう第１種のデータ、第ｎ種のデータとは、それぞれが互いに異なる角度で照射される参照光を用いて記録されるデータのことを示しており、データ自体の種別を示すものではない。
そして第１種の要素ホログラムとは、第１種のデータを記録した要素ホログラムであり、第ｎ種の要素ホログラムとは、第ｎ種のデータを記録した要素ホログラムである。

本発明の再生装置は、上記ホログラム記録媒体に対して再生を行う再生装置として、上記第１の角度から上記第ｎの角度までのそれぞれの角度状態で、上記ホログラム記録媒体に再生用参照光を照射する第１から第ｎの参照光発生手段と、上記再生用参照光が照射されたホログラム記録媒体から得られる再生像を検出し、再生像信号を出力する再生像検出手段と、上記再生像検出手段で検出される再生像信号のうちで、上記各要素ホログラムについての再生像信号を取り込む信号取込手段と、上記信号取込手段で取り込まれた再生像信号からデータを再生する再生処理手段と、上記第１から第ｎの参照光発生手段による各再生用参照光を照射した状態において上記再生像検出手段から出力される再生像信号から、上記ホログラム記録媒体に記録された各要素ホログラムの走査タイミングを検出するタイミング検出手段と、上記タイミング検出手段で検出された１つの要素ホログラムの走査タイミングで、上記第１から第ｎの参照光発生手段のうちでその要素ホログラムに対応する１つの参照光発生手段のみから再生用参照光を照射させるとともに、当該走査タイミングで上記再生像検出手段から出力される再生像信号の取り込みを、上記信号取込手段に実行させる制御手段とを備える。
また、上記タイミング検出手段は、上記再生像検出手段から出力される、上記識別マークの再生像信号を用いて、上記ホログラム記録媒体に記録された各要素ホログラムの走査タイミングを検出する。

本発明の再生方法は、上記ホログラム記録媒体に対する再生方法として、上記第１の角度から上記第ｎの角度までのそれぞれの角度状態の再生用参照光を、上記ホログラム記録媒体に照射した状態で、上記ホログラム記録媒体から得られる再生像信号から、上記ホログラム記録媒体に記録された各要素ホログラムの走査タイミングを検出するタイミング検出ステップと、上記タイミング検出ステップで検出された１つの要素ホログラムの非重畳部分の走査タイミングで、その要素ホログラムに対応する角度の再生用参照光を照射させ、再生像信号を取り込む再生像信号取込ステップと、上記再生像信号取込ステップで取り込んだ再生像信号について再生処理を行い、データを再生する再生処理ステップとを備える。

２次元ページデータを１つの要素ホログラムとして記録したホログラム記録媒体に対して、再生装置で各要素ホログラムを読み出していき、再生データを得るようにすることで、例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータを提供できる比較的大容量なストレージメディアシステムを実現できる。
但し上述したように、各要素ホログラム間の距離を狭めれば狭めるほど記録密度が上がるものの、再生時に参照光が要素ホログラムより大きい場合には隣接するホログラムからの再生信号も拾ってしまうことになり、クロストークが生じてしまう。
ここでホログラムメモリは、記録されたときと同じ角度から参照光をあてたときに、その記録された信号が再生されることに着目する。すなわちホログラム記録媒体において、異なる角度での参照光で記録した要素ホログラムを隣り合うように配置すれば、隣接する要素ホログラム間のクロストークを軽減しつつ記録密度を高めることが可能となる。
つまり、第１種の要素ホログラムから第ｎ種の要素ホログラムまでのそれぞれは、他の要素ホログラムと重ならない非重畳部分が設けられながら、一部が他の種の要素ホログラムと重畳した状態で連続的に記録されているようにすることが、記録密度の向上とクロストーク低減に有効となる。
またこのように要素ホログラムを記録したホログラム記録媒体からデータを読み出す上記の再生装置においては、再生参照光用の照明、つまり参照光発生手段を複数持ち、その点灯タイミングを制御することにより、各要素ホログラムを読み出すときにはクロストークが少ない信号を読みつつ、同時に各ホログラム間の位置関係を示す信号を取り出すことも可能で、かつ適切なタイミング信号等を生成することもできる。

本発明のホログラム記録媒体では、隣接する要素ホログラムからのクロストークを大幅に軽減することが可能なため、高密度なホログラム・アレイとしてのホログラム記録媒体を実現でき、また各要素ホログラム間の距離や方向およびタイミングを示すサーボ信号も取り出しやすい。
本発明の再生装置では、再生用の参照光を発生する参照光発生手段を複数持ち、そのそれぞれの点灯タイミングを制御することにより、再生時にはクロストークが少ない信号を読み出しつつ、同時に各要素ホログラム間の位置関係を示す信号を取り出すことも可能なので適切なタイミング信号等を生成することもできる。つまり簡易な構成で安定した読出が可能となる。
また本発明のように要素ホログラムを記録したホログラム記録媒体は密着コピーによる大量複製も容易に可能である。

従って本発明によれば、ホログラム記録媒体の或る程度の大容量化、大量複製の容易性、再生装置の簡易な装置構成、安定したデータ再生性能という効果を得ることができるるものとなる。このため、例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどをホログラム記録媒体に記録し、これを広く頒布するとともに、一般ユーザーが再生装置を用いて、ホログラム記録媒体に記録されたデータを取得できるようにするシステムなどを想定した場合、非常に好適なものとすることができる。

以下、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。
［１．ホログラムメモリの記録再生］
［２．実施の形態のホログラムメモリ］
［３．再生装置構成］
［４．ホログラムメモリに対する再生動作］

［１．ホログラムメモリの記録再生］

まず実施の形態におけるホログラムメモリ３の基本的な記録再生動作について図１で説明する。
図１（ａ）はホログラムメモリ３に対するデータ記録の様子を示している。記録しようとするデータは、図示するような例えば二次元バーコード状の画像データに変換され、液晶パネル１において二次元ページデータ画像として表示される。
所定の光源から出力され、例えば平行光とされたレーザ光Ｌ１は、二次元ページデータ画像が表示された液晶パネル１を通過することで、その二次元ページデータ画像の像としての物体光Ｌ２となる。
この物体光Ｌ２は、集光レンズ２で集光され、ホログラムメモリ３上にスポットとして集光される。
このとき、ホログラムメモリ３に対しては、所定角度で記録参照光Ｌ３を照射する。これにより物体光Ｌ２と参照光Ｌ３が干渉し、その干渉縞により要素ホログラムが記録されることになる。
このように集光レンズ２を用いる場合、要素ホログラムとして記録されるデータは、集光レンズ２のフーリエ変換作用により、記録データの像のフーリエ像となる。

このように要素ホログラムが記録されたホログラムメモリ３に対しては図１（ｂ）のように再生が行われる。図１（ｂ）に示すコリメータレンズ４及びイメージャ５は、ホログラムリーダとしての再生装置内に設けられる構成である。
ホログラムメモリ３に対しては、記録時と同じ照射角度で、再生参照光Ｌ４を照射する。再生参照光Ｌ４を照射すると、要素ホログラムとして記録された再生像が得られる。つまり二次元ページデータの像が、記録時の液晶パネル１と共役な場所に現れる。これをイメージャ５で読み取ればよい。
即ちホログラムメモリ３からの再生像光Ｌ５はコリメータレンズ４で平行光とされ、例えばＣＣＤ撮像素子アレイ、もしくはＣＭＯＳ撮像素子アレイなどで形成されたイメージャ５に入射する。ホログラムメモリ３上でのフーリエ像は、コリメータレンズ４で逆フーリエ変換されて二次元ページデータの像となるため、この二次元ページデータ画像としての再生像がイメージャ５で読み取られる。
イメージャ５は再生像に応じた電気信号としての再生像信号を発生させる。この再生像信号についてデコード処理を行うことで、元々のデータ、つまり記録のために二次元ページデータに変換する前のデータが得られることになる。

［２．実施の形態のホログラムメモリ］

以上のような記録再生動作を基本とした、本実施の形態のホログラムメモリ３について説明する。図２は記録時の様子を示している。
記録時には、記録光学系として液晶パネル１、集光レンズ２の他、図示しない光源や所要の光学系素子が配置される。
また記録参照光は、光源位置６Ａ、６Ｂからの記録参照光Ｌ３Ａ、Ｌ３Ｂとしてそれぞれ異なる角度状態でホログラムメモリ３に参照光を照射できるようにしている。なお、光源位置６Ａ，６Ｂは、記録光学系によってホログラムメモリ３に対して参照光を照射する位置としており、その位置にそれぞれ異なる光源素子を配置することを必要とするものではない。

実施の形態においては、記録するデータを、１つの二次元ページデータとする単位としてのデータブロック毎に、順番に第１種のデータ（データＤａ）と第２種のデータ（データＤｂ）に振り分ける。
例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータとしての１つの記録データは、図２（ｃ）のように所定バイト（ｘバイト）毎のデータブロックＢＬＫに分割し、各データブロックをそれぞれ１つの二次元ページデータにエンコードする。
この１つのデータブロックＢＬＫが最終的にホログラムメモリ３に１つの要素ホログラムとして記録されるわけであるが、二次元ページデータにエンコードする際には、例えば最初のｘバイトのデータブロックＢＬＫをデータＤａ、次のデータブロックＢＬＫをデータＤｂ、次のデータブロックＢＬＫをデータＤａ・・・というように第１種のデータ、第２種のデータとして交互に振り分けていく。但し、必ずしも順番に振り分ける必要はない。
そして、データＤａについては、二次元ページデータにエンコードする際に、図２（ａ）に示すようにその画像上に、識別マークとして左上隅に白領域Ｗａが、左下隅に黒領域Ｂａが設けられるようにする。
またデータＤｂについては、二次元ページデータにエンコードする際に、図２（ｃ）に示すようにその画像上に、識別マークとして左上隅に黒領域Ｂｂが、左下隅に白領域Ｗｂが設けられるようにする。

データＤａとされた或るデータブロックＢＬＫのデータを記録するタイミングでは、図２（ａ）のように、そのデータＤａの二次元ページデータを液晶パネル１に供給し、二次元ページデータ画像を表示させる。このとき液晶パネル１を通過した二次元ページデータ画像の像としての物体光Ｌ２が集光レンズ２で集光されてホログラムメモリ３上にスポットとして照射されるが、このタイミングでは光源位置６Ａからの第１の角度の記録参照光Ｌ３Ａをホログラムメモリ３に与える。この記録参照光Ｌ３Ａと物体光Ｌ２による干渉縞により、データＤａについての要素ホログラム（第１種の要素ホログラム）が記録される。

またデータＤｂとされた或るデータブロックＢＬＫのデータを記録するタイミングでは、図２（ｂ）のように、そのデータＤｂの二次元ページデータを液晶パネル１に供給し、二次元ページデータ画像を表示させる。このとき液晶パネル１を通過した二次元ページデータ画像の像としての物体光Ｌ２が集光レンズ２で集光されてホログラムメモリ３上にスポットとして照射されるが、このタイミングでは光源位置６Ｂからの第２の角度の記録参照光Ｌ３Ｂをホログラムメモリ３に与える。この記録参照光Ｌ３Ｂと物体光Ｌ２による干渉縞により、データＤｂについての要素ホログラム（第２種の要素ホログラム）が記録される。

さらに、このようにデータＤａ、Ｄｂを、記録参照光Ｌ３Ａ、Ｌ３Ｂと切換ながら交互に記録していく。この際には、図示しない移送機構により、ホログラムメモリ３（ホログラム材料）の位置を移送させ（もしくは記録光学系を移送させ）、要素ホログラムの記録位置をホログラムメモリ３の平面上で僅かにずらせていくことで、データＤａにかかる第１種の要素ホログラムと、データＤｂにかかる第２種の要素ホログラムが、互いに重ならない非重畳部分が設けられながら、一部が重畳した状態で連続的に記録されていくようにする。

図３（ａ）に、データＤａに基づく第１種の要素ホログラム８Ａと、データＤｂに基づく第２種の要素ホログラム８Ｂが順次記録された際の様子を示している。
物体光Ｌ２のスポット照射位置と、ホログラムメモリ３との相対位置が、図３（ａ）の距離ｄ１だけ移送されながら上記記録が行われていくことで、隣接する要素ホログラム８Ａ、８Ｂは、その移送方向にみて重畳部分Ｗが形成されるとともに、それぞれの要素ホログラム８Ａ、８Ｂにおいて非重畳部分ＮＷａ、ＮＷｂが存在するように記録されていく。
非重畳部分ＮＷａは、要素ホログラム８Ａにおいて、要素ホログラム８Ｂが重畳されていない部分である。また非重畳部分ＮＷｂは、要素ホログラム８Ｂにおいて要素ホログラム８Ａが重畳されていない部分である。

ホログラムメモリ３としての二次元平面上に、図３（ａ）のように要素ホログラム８Ａ、８Ｂを記録していく場合は、図３（ｂ）のように、各行の要素ホログラム８Ａ、８Ｂを、例えば距離ｄ２だけ離間させながら、各行で、同様にそれぞれ重畳部分Ｗと非重畳部分ＮＷａ，ＮＷｂが設けられるように要素ホログラム８Ａ、８Ｂを形成していけばよい。
なおこのとき、図のように各行で要素ホログラム８Ａ、８Ｂの位置がずれるようにすること、つまり図面上の上下方向に同一種の要素ホログラムが隣接しないようにすることが好適である。

例えばホログラムメモリ３をディスク形状などとして実現し、周回トラック方向に要素ホログラム８Ａ、８Ｂを記録していく場合、図３（ａ）のような要素ホログラム８Ａ、８Ｂをトラック線方向に記録していけばよい。
またホログラムメモリ３をカード状、シート状などとして２次元平面に要素ホログラム８Ａ、８Ｂを配列する場合は、図３（ｂ）のように記録を行えばよい。

このように要素ホログラム８Ａ、８Ｂが記録されたホログラムメモリ３に対する再生時の動作は次のようになる。
図３（ａ）（ｂ）のように要素ホログラム８Ａ、８Ｂが記録されたホログラムメモリ３に対する再生動作には、ホログラムリーダが、それぞれ記録参照光Ｌ３Ａ、Ｌ３Ｂと同様の角度から再生参照光を照射し、その際に得られる再生像を読み取っていく動作となる。

図４（ａ）（ｂ）に、ホログラムメモリ３に照射する再生参照光のスポットの様子を示している。図４（ａ）の参照光スポットＳＰＡは、記録参照光Ｌ３Ａと同一の角度状態で照射される再生参照光のスポットであるが、この参照光スポットＳＰＡのスポット径は、要素ホログラム８Ａ、８Ｂの径以上とされ、即ち、参照光スポットＳＰＡは、１つの要素ホログラム８Ａの全体の再生像を導出できるサイズとされている。さらには、図のように、参照光スポットＳＰＡが或る要素ホログラム８Ａの非重畳部分ＮＷａを中心として照射されているときに、その参照光スポットＳＰＡは、隣接する要素ホログラム８Ｂをひとつおいて位置する左右の要素ホログラム８Ａにはかからないサイズとされている。
図示していないが、記録参照光Ｌ３Ｂと同一の角度状態で照射される再生参照光のスポットＳＰＢのサイズについても同様である。

図４（ｂ）では、記録参照光Ｌ３Ｂと同一の角度状態で照射される再生参照光の参照光スポットＳＰＢについて示しているが、この場合もスキャン方向には上記と同一の条件となるようにスポットサイズが設定されている。つまり、参照光スポットＳＰＢが或る要素ホログラム８Ｂの非重畳部分ＮＷｂを中心として照射されているときに、その参照光スポットＳＰＢは、スキャン方向に隣接する要素ホログラム８Ａをひとつおいて位置する左右の要素ホログラム８Ｂにはかからないサイズとされている。
さらには、参照光スポットＳＰＢは、図面上で上下方向に隣接する行の要素ホログラム８Ｂにかからないサイズともされている。
図示していないが、記録参照光Ｌ３Ａと同一の角度状態で照射される再生参照光のスポットＳＰＡのサイズについても同様である。

換言すれば、図４（ａ）（ｂ）のような要素ホログラム８Ａ、８Ｂと参照光スポットＳＰＡ、ＳＰＢが得られるように、スポットサイズと要素ホログラムのサイズ関係を考慮して、図３（ａ）（ｂ）に示した記録時の相対位置移送距離、即ち要素ホログラムの離間距離ｄ１，ｄ２が設定されるものである。

図５（ａ）（ｂ）に、要素ホログラム８Ａ、８Ｂに対するデータ読出、つまり再生像の取込の様子を示す。
ホログラムリーダ側には、再生像の取込のためにコリメータレンズ４、イメージャ５が備えられるとともに、再生参照光を発生させる参照光光源７Ａ、７Ｂが用意される。参照光光源７Ａからは、記録参照光Ｌ３Ａと同一の角度状態で、ホログラムメモリ３に再生参照光Ｌ４Ａが照射される。参照光光源７Ｂからは、記録参照光Ｌ３Ｂと同一の角度状態で、ホログラムメモリ３に再生参照光Ｌ４Ｂが照射される。

要素ホログラム８Ａのスキャンタイミングは、図５（ａ）に示すように、再生参照光Ｌ４Ａの参照光スポットＳＰＡが、１つの要素ホログラム８Ａの全体を含む状態となっているときである。つまり参照光スポットＳＰＡの中心が、或る１つの要素ホログラム８Ａの中心付近にあるタイミングである。このとき参照光光源７Ａのみがオンとされ、参照光光源７Ｂはオフとされる。そして参照光スポットＳＰＡによって要素ホログラム８Ａの再生像が発生され、コリメータレンズ４を介して、その再生像がイメージャ５によって取り込まれる。
この場合、要素ホログラム８Ａに一部が重畳して隣接する左右の要素ホログラム８Ｂは、再生参照光Ｌ４Ａとは異なる角度の記録参照光Ｌ３Ｂで記録された要素ホログラムである。従って、図のように参照光スポットＳＰＡに含まれている部分が存在しても、要素ホログラム８Ｂからの再生像は発生しない。また、図５（ａ）には示していない、さらに左右の要素ホログラム８Ａについては、図４の説明からわかるように、このタイミングでは参照光スポットＳＰＡの範囲内に位置しない。従って、図５（ａ）に示すスキャンタイミングでは、図示する要素ホログラム８Ａの再生像のみを、ほとんどクロストークなくイメージャ５によって取り込めることになる。

また要素ホログラム８Ｂのスキャンタイミングは、図５（ｂ）に示すように、再生参照光Ｌ４Ｂの参照光スポットＳＰＢが、１つの要素ホログラム８Ｂの全体を含む状態となっているときである。つまり参照光スポットＳＰＢの中心が、或る１つの要素ホログラム８Ｂの中心付近にあるタイミングである。このとき参照光光源７Ｂのみがオンとされ、参照光光源７Ａはオフとされる。そして参照光スポットＳＰＢによって要素ホログラム８Ｂの再生像が発生され、コリメータレンズ４を介して、その再生像がイメージャ５によって取り込まれる。
この場合、要素ホログラム８Ｂに一部が重畳して隣接する左右の要素ホログラム８Ａは、再生参照光Ｌ４Ｂとは異なる角度の記録参照光Ｌ３Ａで記録された要素ホログラムである。従って、図のように参照光スポットＳＰＢに含まれている部分が存在しても、要素ホログラム８Ａからの再生像は発生しない。また、図５（ｂ）には示していない、さらに左右の要素ホログラム８Ｂについては、図４の説明からわかるように、このタイミングでは参照光スポットＳＰＢの範囲内に位置しない。従って、図５（ｂ）に示すスキャンタイミングでは、図示する要素ホログラム８Ｂの再生像のみを、ほとんどクロストークなくイメージャ５によって取り込めることになる。

なお、再生時の参照光スポットＳＰＡ，ＳＰＢは、１つの要素ホログラムの再生像を適正に得るためには、要素ホログラムのサイズ以上としなければならない。再生スキャン時に、要素ホログラムの中心と参照光スポットＳＰＡ，ＳＰＢの中心が一致するとは限らないため、或る程度の余裕をみて、実際にはスポットサイズは要素ホログラムサイズよりも大きくする必要がある。
ここで、要素ホログラム８Ａ、８Ｂは、上記のように非重畳部分ＮＷａ，ＮＷｂを形成しながら、一部が重畳部分Ｗとされて連続していることも、クロストークの低減に寄与するものである。つまり非重畳部分ＮＷａが形成されるように、各要素ホログラム間に距離的な余裕をもつことで、例えば参照光スポットＳＰＡが１つの要素ホログラム８Ａの中心付近に照射されたタイミングでは、その要素ホログラム８Ａよりも径の大きい参照光のスポットＳＰＡが照射されても、要素ホログラム８Ｂを１つおいて隣接する同種の要素ホログラム８Ａにかからないようになるためである。

以上のことをまとめる。
２次元ページデータに基づく要素ホログラムを順次ホログラムメモリ３に記録していくことで、例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータを記録できる比較的大容量のメディアを実現できる。
このとき各要素ホログラムの間の距離を狭めれば狭めるほど記録密度が上がるものの、再生時には、参照光スポットが要素ホログラムより大きい場合に、隣接する要素ホログラムからの再生像も拾ってしまうことになり、クロストークが生じてしまう。これはフォトポリマーを用いたリップマン・ホログラムであっても、ＣＧＨ（計算機ホログラム）を用いたエンボス・ホログラムでも同様である。

ここで本実施の形態では、記録された要素ホログラムは、記録されたときと同じ角度から参照光をあてたときに再生像が得られることに着目する。
ホログラムメモリ３において、異なる角度での記録参照光Ｌ３Ａ、Ｌ３Ｂで記録した要素ホログラム８Ａ、８Ｂを隣り合うように配置すれば、隣接ホログラム間のクロストークを軽減しつつ記録密度を高めることが可能となる。
つまり要素ホログラム８Ａを再生するときには、再生参照光Ｌ４Ａを用いるが、これは要素ホログラム８Ｂを記録した際の記録参照光Ｌ３Ｂの角度と大きく異なっているため、たとえ再生参照光Ｌ４Ａが要素ホログラム８Ｂにかかっていたとしても、要素ホログラム８Ｂからは信号は再生されない。よって隣接ホログラム間の距離を狭めても、クロストークは増大しない。
また図４（ａ）（ｂ）で説明したように再生時の参照光スポットＳＰＡ，ＳＰＢのサイズと、要素ホログラム８Ａ、８Ｂのサイズ、及び要素ホログラム８Ａ、８Ｂの間の距離ｄ１，ｄ２が設定されていることで、特定のタイミングでは、１つの参照光スポットＳＰＡ内には１つ要素ホログラム８Ａが含まれるのみという状態を得ることができる。つまり参照光スポットＳＰＡの中心が要素ホログラム８Ａの中心とほぼ一致しているタイミングでは、同種の他の要素ホログラム８Ａからの再生像も発生しない。従って、このタイミングで再生像を取り込むようにすれば、他の要素ホログラム８Ａからのクロストークもほとんど発生しない。

これらのことから本実施の形態では、要素ホログラム８Ａ、８Ｂを高密度に記録していきながら、クロストークのほとんどない状態でのデータ読出が可能となるものである。
なお要素ホログラム８Ａ、８Ｂは重畳部分Ｗで重なった状態で記録されるが、ホログラムメモリ３の材料としてフォトポリマーを用いた場合には、複数の要素ホログラムを重ねて記録することが可能であることは既に知られている。上述したシフト多重、角度多重も、複数の要素ホログラムを重ねて記録することからも、これは明らかである。
また上記のようにクロストークを排除できるタイミングで各要素ホログラムの再生像の読出を行うには、再生装置（ホログラムリーダ）側で、そのタイミング（スキャンタイミング）を判別する必要がある。これには上述した識別マークを利用する。即ちデータＤａの二次元ページデータにおける白領域Ｗａ、黒領域Ｂａと、データＤｂの二次元ページデータにおける黒領域Ｂｂ、白領域Ｗｂである。これについては再生装置の実施の形態としての図７，図８，図９で述べるホログラムリーダの説明中で述べる。

また、本実施の形態の場合、記録参照光Ｌ３Ａ、Ｌ３Ｂを用いて要素ホログラム８Ａ、８Ｂを記録するものであるが、この場合、密着コピーでホログラムメモリ３を大量複製することが容易に可能である。即ちコピーマスターとなるホログラムメモリ３に、ホログラム材料を密着させ、記録参照光Ｌ３Ａと同一の角度で参照光をあてていくことで、要素ホログラム８Ａを転写でき、同様に記録参照光Ｌ３Ｂと同一の角度で参照光をあてていくことで、要素ホログラム８Ｂを転写できるためである。

ところで、ここまでは、参照光として２つの異なる角度で照射する記録参照光Ｌ３Ａ，Ｌ３Ｂを用いた例を述べたが、さらに多数の異なる角度の参照光を用いることも可能である。
図６は、４種類の要素ホログラム８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを記録する例である。
この場合、図２（ｃ）に示したような記録するデータを、１つの二次元ページデータとする単位としてのデータブロック毎に、順番に第１種のデータ（データＤａ）、第２種のデータ（データＤｂ）、第３種のデータ（データＤｃ）、第４種のデータ（データＤｄ）に振り分ける。
そして図６（ｃ）に示すように、データＤａについては、二次元ページデータにエンコードする際に、その画像上に、識別マークとして左上隅に白領域Ｗａが、左下隅に黒領域Ｂａが設けられるようにする。
データＤｂについては、二次元ページデータにエンコードする際に、その画像上に、識別マークとして左上隅に黒領域Ｂｂが、左下隅に白領域Ｗｂが設けられるようにする。
データＤｃについては、二次元ページデータにエンコードする際に、その画像上に、識別マークとして右上隅に白領域Ｗｃが、右下隅に黒領域Ｂｃが設けられるようにする。
データＤｄについては、二次元ページデータにエンコードする際に、その画像上に、識別マークとして右上隅に黒領域Ｂｄが、右下隅に白領域Ｗｄが設けられるようにする。

そして、まず図３（ａ）で説明したものと同様に、まずデータＤａ、Ｄｂによる第１種及び第２種の要素ホログラム８Ａ、８Ｂを１行記録していく。要素ホログラム８Ａの記録時には第１の角度の記録参照光を与え、要素ホログラム８Ｂの記録時には第２の角度の記録参照光を与える。
続いての行は、データＤｃ、Ｄｄによる第３種及び第４種の要素ホログラム８Ｃ、８Ｄを１行記録していく。要素ホログラム８Ｃの記録時には第３の角度の記録参照光を与え、要素ホログラム８Ｄの記録時には第４の角度の記録参照光を与える。
なお各行の離間間隔ｄ３は、図３（ｂ）に示した離間間隔ｄ２よりも狭くする。
このような記録動作を繰り返していくことで、図６（ａ）のように各要素ホログラム８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄが記録される。

図６（ｂ）には、要素ホログラム８Ｂに対応する再生時の参照光スポットＳＰＢを例示しているが、この図からわかるように、スキャン中の特定のタイミング、つまり参照光スポットＳＰＢの中心が或る１つの要素ホログラム８Ｂの中心と略一致した時点では、この参照光スポットＳＰＢ内には、他の要素ホログラム８Ａ、８Ｃ、８Ｄの一部が含まれるが、同種の他の要素ホログラム８Ｂは含まれない。また、この参照光スポットＳＰＢによっては、他の要素ホログラム８Ａ、８Ｃ、８Ｄの再生像は発生されない。
従って、この図６（ｂ）の状態のタイミングでは、１つの要素ホログラム８Ｂのみの再生像をクロストークなく取り込むことができる。
即ち、この例のように参照光角度を４種類で異なるものとして要素ホログラム８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを記録していくようにすれば、各行の離間間隔ｄ３を狭くすることもでき、より高密度のデータ記録が実現できるものとなる。

［３．再生装置構成］

続いて、図２、図３で説明したホログラムメモリ３に対して図４、図５で説明した再生動作を実行する再生装置としてのホログラムリーダ２０について説明する。

図７によりホログラムリーダ２０の構成を説明する。
図７においてシステムコントローラ２１は、例えばマイクロコンピュータにより形成され、ホログラムメモリ３からのデータ読取のための動作を実行するために各部を制御する。
またシステムコントローラ２１は操作部３３の操作情報を監視し、ユーザーの操作に応じて必要な制御を行う。またシステムコントローラ２１は、表示部３４を制御してユーザーに提示する各種の情報の表示を実行させる。

ホログラムメモリ３からのデータ読取のために、コリメータレンズ４、イメージャ５，及び２つの参照光光源７Ａ、７Ｂを備える。
参照光光源７Ａは、図２に示した記録時の記録参照光Ｌ３Ａと同じ角度でホログラムメモリ３に対して再生参照光Ｌ４Ａを照射するように配置されている。
また参照光光源７Ｂは、図２に示した記録時の記録参照光Ｌ３Ｂと同じ角度でホログラムメモリ３に対して再生参照光Ｌ４Ｂを照射するように配置されている。
レンズ４はホログラムメモリ３からの再生像光をイメージャ５に導く。イメージャ５は、例えばＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子アレイによって構成され、コリメータレンズ４を介して入射した再生像の光を受光し、電気信号としての再生像信号を出力する。

例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）による参照光光源７Ａ，７Ｂは、それぞれ発光駆動回路３０によって発光される。発光駆動回路３０は、当該ホログラムリーダ２０によってホログラムメモリ３の再生を行う場合に、システムコントローラ２１の指示によって参照光光源７Ａ、７Ｂのそれぞれを所定のタイミングでオン／オフさせるように発光駆動する。

ホログラムスキャン制御部２２は、イメージャ５の動作を制御すると共に、イメージ５によって得られる再生像信号の処理を行う。
即ちホログラムスキャン制御部２２は、イメージャ５に対して転送タイミング信号、転送アドレス信号等を供給して、いわゆる撮像動作により固体撮像素子アレイで得られる再生像信号を順次転送出力させる。そしてイメージャ５から転送されたきた再生像信号について、サンプリング処理、ＡＧＣ処理、Ａ／Ｄ変換処理等を施して出力する。

またイメージャ５において、上述したように二次元ページデータに付加されている識別マークに相当するセンス領域からの信号ＳＡ，ＳＢは演算器３２に供給され、その差分信号（ＳＡ−ＳＢ）がホログラムスキャン制御部２２を介してシステムコントローラ２１に供給される。
後述するが、システムコントローラ２１は、差分信号（ＳＡ−ＳＢ）を用いてスキャンタイミングを判別し、ホログラムスキャン制御部２２によるイメージャ５からの再生像信号の取込やＤＲＡＭ２４への格納、参照光光源７Ａ、７Ｂの発光制御を行う。

ホログラムスキャン制御部２２から出力されるデジタルデータ化された再生像信号は、メモリコントローラ２３の制御によってＤＲＡＭ２４に蓄積される。
メモリコントローラ２３は、ＤＲＡＭ２４、フラッシュメモリ２５に格納するデータについての各部の転送制御や、書込／読出制御を行う。、
ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）２４に蓄積された再生像信号に関する信号処理系として、ホログラム画像処理部２７，信号処理部２８が設けられる。
またホログラム画像処理部２７や信号処理部２８と、処理結果や処理に必要な情報についてのシステムコントローラ２１とのやりとりを行うためにＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）２９が用いられる。
また、フラッシュメモリ２５には、例えば上記各部での信号処理に必要な設定値、係数、その他の各種制御パラメータ等が記憶される。

ホログラム画像処理部２７は、再生像信号について、光学的な原因によるデータ値の変動である光学歪み補正や、明るさ調整、画像位置ズレ補正、画像回転ズレ補正を行う。またイメージャ５によっては階調のある撮像データとして再生像信号が得られるが、これを白黒の二値に変換する二値化処理も行う。ホログラムメモリ３から読み取るべきデータは、元々の記録データを白黒の二値のデータとして二次元ページデータ化されたものであるからである。

信号処理部２８は、二次元の画像パターンとして二値化された再生像信号について、デコード処理やエラー訂正処理を行い、元のデータを得る。
即ち、１枚の二次元画像としての再生像信号から、図２（ｃ）に示したような１つのデータブロックＢＬＫとしてのデータ列を生成する。
信号処理部２８は、ＤＲＡＭ２４に蓄積された各二次元ページデータ画像としての再生像信号について、それぞれデータブロックＢＬＫとしてのデータ列を生成していき、各データブロックＢＬＫのデータを所定のアドレス順に並べて、記録された元のデータ、例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータを生成していく。
なお、信号処理部２８は、データブロックから抽出したコンピュータデータやＡＶコンテンツデータについて、そのデータ形態に応じて、圧縮処理や圧縮に対する伸長処理、送信用又は記録用のエンコード処理、或いは暗号化に対するデコード処理等を行うこともある。

信号処理部２８で得られたデータは、外部インターフェース２６を介して外部機器１００、例えばパーソナルコンピュータや、オーディオプレーヤ或いはビデオプレーヤ等のＡＶ装置、又は携帯電話器等の外部機器に対して、ホログラムメモリ３からの再生データとして転送される。外部インターフェース２６は例えばＵＳＢインターフェース等が想定される。もちろん外部インターフェース２６はＵＳＢ以外の規格のインターフェースでもよい。ユーザーは外部機器側で、ホログラムメモリ３からの再生データを利用できる。例えばパーソナルコンピュータでコンピュータデータを利用したり、ＡＶ装置や携帯電話等で、ＡＶコンテンツデータを再生させることができる。

なお図示していないが、所定の記録メディアに対して記録を行うメディアドライブを設け、信号処理部２８で得られた再生データを、そのメディアドライブにより記録メディアに記録されるようにしてもよい。
記録メディアとしては、例えば光ディスク、光磁気ディスク等が想定される。例えばＣＤ（Compact Disc）方式、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）方式、ブルーレイディスク（Blu-Ray Disc）方式、ＭＤ（Mini Disc）方式などの各種方式の記録可能型のディスクが記録メディアとして考えられる。これらのディスクが記録メディアとされる場合、メディアドライブは、ディスク種別に対応したエンコード処理、エラー訂正コード処理、或いは圧縮処理等を施して、オーディオデータをディスクに記録する。
また記録メディアとしてハードディスクも想定され、その場合、メディアドライブは、いわゆるＨＤＤ（ハードディスクドライブ）として構成される。
さらに記録メディアは、固体メモリを内蔵した可搬性のメモリカード、或いは内蔵型固体メモリとしても実現でき、その場合メディアドライブは、メモリカード或いは内蔵型固体メモリに対する記録装置部として構成され、必要な信号処理を行ってオーディオデータ記録を行う。

さらには、例えば記録メディアに記録したＡＶコンテンツデータをメディアドライブで再生し、その再生したＡＶコンテンツデータをデコードして出力する音声再生出力系、映像再生出力系を備えることは当然考えられる。
またメディアドライブで再生したオーディオデータを外部インターフェース２６を介して外部機器に転送することもできる。
さらに上記のＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＭＤ、メモリカード等の可搬性の記録メディアに記録した場合は、その記録メディアを外部機器で再生させることで、ユーザーはホログラムメモリ３から読み出した再生データを利用できる。

［４．ホログラムメモリに対する再生動作］

このホログラムリーダ２０により図５で説明した再生動作が行われるが、このためにホログラムリーダ２０は、ホログラムメモリ３上の要素ホログラム８Ａ、８Ｂに対して適切なタイミングで参照光光源７Ａ、７Ｂの発光状態を制御し、イメージャ５による撮像信号として再生像信号を取り込む必要がある。以下、この動作について説明する。

図８はホログラムメモリ３からのデータ読込時のシステムコントローラ２１の処理を示し、また図９はその際の信号波形を示している。
ホログラムメモリ３には、図２，図３で説明した動作により、図９（ａ）のように要素ホログラム８Ａ、８Ｂが互いに一部重畳しながら記録されており、このようなホログラムメモリ３に対してホログラムリーダ２０は、図示するスキャン方向に、要素ホログラム８Ａ、８Ｂを交互にスキャンしていく。

なお、本実施の形態ではスキャンのための動作自体は限定されないが、多様に考えられる。例えばホログラムリーダ２０にホログラムメモリ３の装填機構を設けるようにし、ホログラムメモリ３に対して、コリメータレンズ４及びイメージャ５の位置が移動されるようにするスキャン機構を設けても良い。或いは、コリメータレンズ４及びイメージャ５による固定的な読取位置上を、ホログラムメモリ３が移送されるようにしてもよい。
さらにはホログラムリーダ２０を小型の装置とし、ユーザーがホログラムリーダ２０を手に持ってホログラムメモリ３の表面上をなぞるように移動させることも考えられる。
いずれにしても、コリメータレンズ４及びイメージャ５によって再生像を読み取る位置が、図９（ａ）のように要素ホログラム８Ａ、８Ｂの上を移動していくようにすればよい。

図９（ｂ）に示す信号ＳＡは、イメージャ５において再生像の左上隅の撮像信号として得られる信号である。
また図９（ｃ）に示す信号ＳＢは、イメージャ５において再生像の左下隅の撮像信号として得られる信号である。
つまり信号ＳＡは図２（ａ）（ｂ）に示した識別マークとしての、データＤａの白領域Ｗａ、データＤｂの黒領域Ｂｂの部分の撮像信号（再生像信号）であり、信号ＳＢは、データＤａの黒領域Ｂａ、データＤｂの白領域Ｗｂの部分の撮像信号（再生像信号）である。
図９（ｄ）の差分信号（ＳＡ−ＳＢ）は、この信号ＳＡ、ＳＢの差分として演算器３２で得られる信号である。

図８のフローチャートにより、データ読取時の処理を説明する。
システムコントローラ２１は、ステップＦ１０１として、発光駆動回路３０に指示を与え、参照光光源７Ａ、７Ｂを発光させる。つまり再生参照光Ｌ４Ａ，Ｌ４Ｂをホログラムメモリ３に照射させる。
再生参照光Ｌ４Ａ、Ｌ４Ｂの両方を照射している期間は、要素ホログラム８Ａ、８Ｂの両方から再生像がイメージャ５に検出されることになる。

ここで、信号ＳＡ、ＳＢ及び差分信号（ＳＡ−ＳＢ）は図９（ｂ）（ｃ）（ｄ）のようになる。
まず、図２（ａ）からわかるように、データＤａ、つまり要素ホログラム８Ａの再生像では、その再生像の左上隅が白領域Ｗａとされており、この部分に関しては高輝度の領域であるとして、高レベルの撮像信号が検出される。
また図２（ｂ）からわかるように、データＤｂ、つまり要素ホログラム８Ｂの再生像では、その再生像の左上隅が黒領域Ｂｂとされており、この部分に関しては低輝度の領域であるとして、低レベル（黒レベル）の撮像信号が検出される。

今、図９（ａ）のようにスキャンが進むとするとき、再生像の左上隅は、白画像→白黒混合画像→黒画像→白黒混合画像→白画像・・・と遷移していく。即ち要素ホログラム８Ａの中心タイミングで最も白い像となり、要素ホログラム８Ｂの中心タイミングで最も黒い像となる。この様子が信号ＳＡとしてあらわれる。
一方、再生像の左下隅も、同様に黒画像、白黒混合画像、白画像を遷移していくが、この場合、要素ホログラム８Ａの中心タイミングで最も黒い像となり、要素ホログラム８Ｂの中心タイミングで最も白い像となる。この様子が信号ＳＢとしてあらわれる。

この信号ＳＡ、ＳＢの差分信号（ＳＡ−ＳＢ）が演算器３２で得られてシステムコントローラ２１に供給される。
システムコントローラ２１は、ステップＦ１０２で、この信号ＳＡ、ＳＢの差分信号（さ−ＳＢ）の絶対値と、特定の閾値ｔｈを比較する。そして｜ＳＡ−ＳＢ｜＞ｔｈとなったらステップＦ１０３に進み、ここでは差分信号（ＳＡ−ＳＢ）が正値であるか負値であるかを判別して処理を分岐する。
差分信号（ＳＡ−ＳＢ）が正値であれば、ステップＦ１０４に進んで、参照光光源７Ｂをオフとし、参照光光源７Ａによる参照光Ｌ４Ａのみがホログラムメモリ３に照射される状態とする。そしてステップＦ１０５で、その参照光Ｌ４Ａのみの期間にイメージャ５から得られる再生像信号を、要素ホログラム８Ａ（データＤａ）の再生像信号として取り込むようにホログラムスキャン制御部２２に指示する。
また差分信号（ＳＡ−ＳＢ）が負値であれば、ステップＦ１０６に進んで、参照光光源７Ａをオフとし、参照光光源７Ｂによる参照光Ｌ４Ｂのみがホログラムメモリ３に照射される状態とする。そしてステップＦ１０７で、その参照光Ｌ４Ｂのみの期間にイメージャ５から得られる再生像信号を、要素ホログラム８Ｂ（データＤｂ）の再生像信号として取り込むようにホログラムスキャン制御部２２に指示する。

ステップＦ１０５又はＦ１０７で取り込んだ再生像信号については、ホログラムスキャン制御部２２で処理させて、ステップＦ１０８でＤＲＡＭ２４に格納させる。
そして、ステップＦ１０９で全ての要素ホログラムからの二次元ページデータとしての再生像信号の取込が完了したか否かを判断し、完了していなければステップＦ１０１に戻ってスキャン動作を継続する。
なお、全ての要素ホログラム（８Ａ、８Ｂ）から再生像信号の読み取りとは、図２（ｃ）の記録データの全てのデータブロックＢＬＫについての読取が完了したということである。１つのデータブロックＢＬＫが１つの要素ホログラムとしてホログラムメモリ３に記録されているのであれば、ホログラムメモリ３の要素ホログラムについて全てステップＦ１０５又はＦ１０７での読込が完了した時点で、ステップＦ１０９で完了と判断される。ただし、記録形式として、１つのデータブロックＢＬＫを複数の要素ホログラムとして記録することも考えられる。即ち同じデータを記録した要素ホログラムが複数存在する場合である。例えば再生信頼性の向上やスキャン動作の確度を向上させるために、このような手法を採ることも考えられる。その場合は、全ての要素ホログラムについて読込を行う前に、ステップＦ１０９で完了と判断されることもある。つまり、図２（ｃ）のような記録データの全てのデータブロックＢＬＫについての再生像信号が読み取れた時点で、ステップＦ１０９で読取完了と判断されるものである。

読取完了となったら、ステップＦ１１０で、ホログラムメモリ３から読み取ったデータの再構築を行う。つまりＤＲＡＭ２４に格納した、全てのデータブロックＢＬＫの再生像信号について、ホログラム画像処理部２７、信号処理部２８の処理を実行させ、記録された元のデータを再構築する。
またステップＦ１１１で、参照光光源７Ａ、７Ｂをオフとし、再生参照光Ｌ４Ａ、Ｌ４Ｂの照射を終了させる。
以上で、ホログラムメモリ３からのデータ読取処理を終える。

ステップＦ１０５，Ｆ１０７でのデータ取込のタイミングを図９で説明する。
図９（ｇ）に示す期間ＡＢは、ステップＦ１０１以降で参照光光源７Ａ、７Ｂの両方がオンとされている期間である。
図９（ｂ）（ｃ）の信号ＳＡ，ＳＢの差分信号（ＳＡ−ＳＢ）は図９（ｄ）のようになるが、ステップＦ１０２で差分信号の絶対値｜ＳＡ−ＳＢ｜＞ｔｈとなるのは、差分信号（ＳＡ−ＳＢ）が図９（ｄ）の正負のいずれかの閾値ｔｈを越えている期間となる。

そしてステップＦ１０３で差分信号（ＳＡ−ＳＢ）が正値であるとき、つまり図９（ｄ）の正側の閾値ｔｈを越えている期間は、ステップＦ１０４で、図９（ｆ）に示すように参照光光源７Ｂがオフとされ、ホログラムメモリ３には参照光光源７Ａによる再生参照光Ｌ４Ａのみが照射される。これは、図９（ｇ）の期間Ａの状態である。
図９（ａ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）からわかるように、この期間Ａは、スキャン方向に移動する参照光Ｌ４ＡのスポットＳＰＡの中心が要素ホログラム８Ａの中心とほぼ一致している期間である。つまり図５（ａ）で説明した状態になっている期間である。
このため、図９（ｈ）に示すように、システムコントローラ２１は、期間Ａにおいて、ホログラムスキャン制御部２２にデータ取込タイミング信号ＴＡを与え、そのときの再生像信号を、要素ホログラム８Ａの再生像信号として取り込ませる。この期間Ａは、参照光Ｌ４Ｂはオフであるので、そのときに再生参照光Ｌ４ＡのスポットＳＰＡに含まれている要素ホログラム８Ｂの再生像は発生しない。また、そのときのスポットＳＰＡは、そのときに照射している要素ホログラム８Ａ以外の要素ホログラム８Ａには照射されていない。
つまり、期間Ａには、そのときにスポットＳＰＡがあてられている１つの要素ホログラム８Ａのみの再生像がイメージャ５に検出されているものとなり、従ってステップＦ１０５として、期間Ａにイメージャ５からの再生像信号を取込を行えば、当該対象の要素ホログラム８Ａの再生像信号として、他の要素ホログラム８Ｂ、８Ａからのクロストークの少ない再生像信号を得ることができる。

またステップＦ１０３で差分信号（ＳＡ−ＳＢ）が負値であるとき、つまり図９（ｄ）の負側の閾値ｔｈを越えている期間は、ステップＦ１０６で、図９（ｅ）に示すように参照光光源７Ａがオフとされ、ホログラムメモリ３には参照光光源７Ｂによる再生参照光Ｌ４Ｂのみが照射される。これは、図９（ｇ）の期間Ｂの状態である。
図９（ａ）（ｅ）（ｆ）（ｇ）からわかるように、この期間Ｂは、スキャン方向に移動する参照光Ｌ４ＢのスポットＳＰＢの中心が要素ホログラム８Ｂの中心とほぼ一致している期間である。つまり図５（ｂ）で説明した状態になっている期間である。
このため、図９（ｈ）に示すように、システムコントローラ２１は、期間Ｂにおいて、ホログラムスキャン制御部２２にデータ取込タイミング信号ＴＢを与え、そのときの再生像信号を、要素ホログラム８Ｂの再生像信号として取り込ませる。この期間Ｂは、参照光Ｌ４Ａはオフであるので、そのときに再生参照光Ｌ４ＢのスポットＳＰＢに含まれている要素ホログラム８Ａの再生像は発生しない。また、そのときのスポットＳＰＢは、そのときに照射している要素ホログラム８Ｂ以外の要素ホログラム８Ｂには照射されていない。
つまり、期間Ｂには、そのときにスポットＳＰＢがあてられている１つの要素ホログラム８Ｂのみの再生像がイメージャ５に検出されているものとなり、従ってステップＦ１０７として、期間Ｂにイメージャ５からの再生像信号を取込を行えば、当該対象の要素ホログラム８Ｂの再生像信号として、他の要素ホログラム８Ａ、８Ｂからのクロストークの少ない再生像信号を得ることができる。

以上のようにして本例のホログラムリーダ２０は、要素ホログラム８Ａ、８Ｂが一部重畳され（図３のＷ）、かつ非重畳部分（図３のＮＷａ、ＮＷｂ）が設けられながら連続的に記録されたホログラムメモリ３から、各要素ホログラム８Ａ，８Ｂ，８Ａ，８Ｂ・・・の再生像信号を品質良くより込むことができる。
特に、そのためには、要素ホログラム８Ａ、８Ｂの再生像における識別マークとしての白領域、黒領域から、サーボ信号として機能する差分信号（ＳＡ−ＳＢ）を得、スキャンタイミングを検出できるため、取込タイミングの制御のために複雑な構成を必要としない。さらには、要素ホログラム８Ａ、８Ｂの再生像自体からスキャンタイミングを検出できることは、スキャンの際の、レンズ４及びイメージャ５と、ホログラムメモリ３の相対位置の移送動作に精度が要求されないことにもなる。例えばユーザーがホログラムリーダ２０を手に持って、レンズ３をホログラムメモリ３に対向させた状態でホログラムリーダ２０を左右に移動させるようなスキャン手法も採用できるものとなる。

これらのことから、簡易な装置構成で安定したデータ再生性能を備えたホログラムリーダ２０を実現できる。このため、例えばコンピュータデータやＡＶコンテンツデータなどをホログラムメモリ３に記録し、これを広く頒布するとともに、一般ユーザーがホログラムリーダ２０を用いて、ホログラムメモリ３に記録されたデータを取得できるようにするシステムなどに好適となる。

なお、以上の図７、図８，図９の実施の形態においては、本発明の再生装置の請求項の構成要件には、以下の部位又は処理機能が対応する。
参照光発生手段：参照光光源７Ａ、７Ｂ、及び発光駆動回路３０。
再生像検出手段：イメージャ５。
信号取込手段：ホログラムスキャン制御部２２、ＤＲＡＭ２４。
再生処理手段：ホログラム画像処理部２７、信号処理部２８。
タイミング検出手段：演算器３２及び差分信号（ＳＡ−ＳＢ）に関するシステムコントローラ２１のステップＦ１０１，Ｆ１０２，Ｆ１０３の処理機能。
制御手段：システムコントローラ２１のステップＦ１０４〜Ｆ１０８の処理機能。
また本発明の再生方法の請求項の構成要件は、以下のように対応する。
タイミング検出ステップ：ステップＦ１０１、Ｆ１０２、Ｆ１０３。
再生像信号取込ステップ：ステップＦ１０４〜Ｆ１０８。
再生処理ステップ：ステップＦ１１０。

ところで、以上では図３のように要素ホログラム８Ａ、８Ｂを記録したホログラムメモリ３に対するホログラムリーダ２０として説明したが、図６のように要素ホログラム８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄを記録したホログラムメモリ３に対するホログラムリーダも実現可能である。その場合、再生参照光の光源として、要素ホログラム８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄのそれぞれの記録時の記録参照光と同じ角度状態でホログラムメモリ３に再生参照光を照射する４つの参照光光源を設けるようにする。
またスキャンタイミングについては、図６（ｃ）に示した各データＤａ，Ｄｂ，Ｄｃ，Ｄｄの識別マークによる再生像信号を利用して判別すればよい。

再生装置（ホログラムリーダ）の構成は上記図７の構成に限られない。ホログラムメモリ３から再生したデータの出力形態も多様に考えられる。
またホログラムメモリ３は、それ自体がコンピュータデータやＡＶコンテンツデータ等の提供媒体として、現在一般に流通しているＣＤ、ＤＶＤのようなパッケージメディア形態でユーザーに販売、提供されるものでもよいし、ポスターや書籍などに貼付されたり印刷形成されて、ユーザーがホログラムリーダを用いて、各種データ等を入手できるような形態とされてもよい。

本発明の実施の形態のホログラムメモリの記録再生原理の説明図である。 実施の形態のホログラムメモリのデータ記録時の動作の説明図である。 実施の形態のホログラムメモリに記録された要素ホログラムの説明図である。 実施の形態のホログラムメモリにおける要素ホログラムと再生参照光のスポットの関係の説明図である。 実施の形態のホログラムメモリに対するデータ再生時の動作の説明図である。 他の実施の形態のホログラムメモリの説明図である。 実施の形態のホログラムリーダのブロック図である。 実施の形態のホログラムリーダの再生時の処理のフローチャートである。 実施の形態のホログラムリーダの再生時の動作波形の説明図である。

符号の説明

３ ホログラムメモリ、４ レンズ、５ イメージャ、７Ａ，７Ｂ 参照光光源、８Ａ，８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ 要素ホログラム、２１ システムコントローラ、２２ ホログラムスキャン制御部、３０ 発光駆動回路、３２ 演算器

Claims (5)

1. 画像化したデータの物体光と参照光とを干渉させ、干渉縞によって上記データを要素ホログラムとして記録するホログラム記録媒体において、
   第１種のデータの物体光と、第１の角度で入射される記録用参照光とを用いて形成される第１種の要素ホログラムと、
   第ｎ種のデータの物体光と、第ｎの角度で入射される記録用参照光とを用いて形成される第ｎ種の要素ホログラムとが記録されていると共に（但しｎ≧２）、
   第１種の要素ホログラムから第ｎ種の要素ホログラムまでのそれぞれは、他の要素ホログラムと重ならない非重畳部分が設けられながら、一部が他の種の要素ホログラムと重畳した状態で連続的に記録されていることを特徴とするホログラム記録媒体。
2. 上記第１種のデータから上記第ｎ種のデータには、画像化された際に第１種から第ｎ種のデータのそれぞれにおいて異なる状態にあらわれる識別マークが付加されていることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録媒体。
3. 画像化したデータの物体光と参照光とを干渉させ、干渉縞によって上記データを要素ホログラムとして記録するホログラム記録媒体であって、
   第１種のデータの物体光と、第１の角度で入射される記録用参照光とを用いて形成される第１種の要素ホログラムと、
   第ｎ種のデータの物体光と、第ｎの角度で入射される記録用参照光とを用いて形成される第ｎ種の要素ホログラムとが記録されていると共に（但しｎ≧２）、
   第１種の要素ホログラムから第ｎ種の要素ホログラムまでのそれぞれは、他の要素ホログラムと重ならない非重畳部分が設けられながら、一部が他の種の要素ホログラムと重畳した状態で連続的に記録されているホログラム記録媒体に対して再生を行う再生装置として、
   上記第１の角度から上記第ｎの角度までのそれぞれの角度状態で、上記ホログラム記録媒体に再生用参照光を照射する第１から第ｎの参照光発生手段と、
   上記再生用参照光が照射されたホログラム記録媒体から得られる再生像を検出し、再生像信号を出力する再生像検出手段と、
   上記再生像検出手段で検出される再生像信号のうちで、上記各要素ホログラムについての再生像信号を取り込む信号取込手段と、
   上記信号取込手段で取り込まれた再生像信号からデータを再生する再生処理手段と、
   上記第１から第ｎの参照光発生手段による各再生用参照光を照射した状態において上記再生像検出手段から出力される再生像信号から、上記ホログラム記録媒体に記録された各要素ホログラムの走査タイミングを検出するタイミング検出手段と、
   上記タイミング検出手段で検出された１つの要素ホログラムの走査タイミングで、上記第１から第ｎの参照光発生手段のうちでその要素ホログラムに対応する１つの参照光発生手段のみから再生用参照光を照射させるとともに、当該走査タイミングで上記再生像検出手段から出力される再生像信号の取り込みを、上記信号取込手段に実行させる制御手段と、
   を備えたことを特徴とする再生装置。
4. 上記ホログラム記録媒体に要素ホログラムとして記録された上記第１種のデータから上記第ｎ種のデータには、画像化された際に第１種から第ｎ種のデータのそれぞれにおいて異なる状態にあらわれる識別マークが付加されており、
   上記タイミング検出手段は、上記再生像検出手段から出力される、上記識別マークの再生像信号を用いて、上記ホログラム記録媒体に記録された各要素ホログラムの走査タイミングを検出することを特徴とする請求項３に記載の再生装置。
5. 画像化したデータの物体光と参照光とを干渉させ、干渉縞によって上記データを要素ホログラムとして記録するホログラム記録媒体であって、
   第１種のデータの物体光と、第１の角度で入射される記録用参照光とを用いて形成される第１種の要素ホログラムと、
   第ｎ種のデータの物体光と、第ｎの角度で入射される記録用参照光とを用いて形成される第ｎ種の要素ホログラムとが記録されていると共に（但しｎ≧２）、
   第１種の要素ホログラムから第ｎ種の要素ホログラムまでのそれぞれは、他の要素ホログラムと重ならない非重畳部分が設けられながら、一部が他の種の要素ホログラムと重畳した状態で連続的に記録されているホログラム記録媒体に対する再生方法として、
   上記第１の角度から上記第ｎの角度までのそれぞれの角度状態の再生用参照光を、上記ホログラム記録媒体に照射した状態で、上記ホログラム記録媒体から得られる再生像信号から、上記ホログラム記録媒体に記録された各要素ホログラムの走査タイミングを検出するタイミング検出ステップと、
   上記タイミング検出ステップで検出された１つの要素ホログラムの非重畳部分の走査タイミングで、その要素ホログラムに対応する角度の再生用参照光を照射させ、再生像信号を取り込む再生像信号取込ステップと、
   上記再生像信号取込ステップで取り込んだ再生像信号について再生処理を行い、データを再生する再生処理ステップと、
   を備えたことを特徴とする再生方法。
   

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