JP2005251241A - ホログラム検索方法及びホログラフィック記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検索に用いるデータサイズが小さくて、ＳＮＲの増大、検索精度の低下あるいは検索自体が不可能となることがないようにしたホログラム検索方法及びホログラフィック記録再生装置を提供する。
【解決手段】ディジタル情報が２次元のビットマップ画像からなるデータページＤＰとして、ページ単位で多重記録されているホログラフィック記録媒体における前記データページＤＰは、複数のデータブロックＤＢ１１〜１３、ＤＢ２１〜ＤＢ２３、ＤＢ３１〜ＤＢ３３に等分割され、且つ、データブロックＤＢには、各データブロックＤＢ内でのＯＮ画素数が一定となるような符号化方法により符号化されたデータ画像が形成されていて、検索すべきデータ画像は、空間光変調器において、前記データブロックに対応する検索データブロックに、前記符号化方法により符号化してブロック情報として表示され、これにより信号光を変調し、得られた回折光のうち最大強度の回折光から、求めるデータ画像及び参照光のアドレスを検出する。
【選択図】図２

Description

この発明は、物体光と参照光とをホログラフィック記録媒体に照射して、その干渉縞により情報をホログラムとして記録し、且つ、記録された情報を再生するホログラフィック記録再生装置及び情報再生の際にホログラムを検索する方法に関する。

大容量のディジタル情報を保存することのできる大容量・高速ストレージ技術の１つとして、ホログラフィック記録再生方法及び装置がある。

このホログラフィック記録再生方法及び装置においては、ディジタル情報を、２次元のビットマップ画像からなるデータページとして、ページ単位で多重記録することがなされている。

このような、ホログラフィック記録再生方法及び装置は、高速大容量のストレージ機能のみではなく、ホログラムの体積的な性質を生かして、特定のデータを瞬時に探し出す超高速検索機能である、「連想再生」と称される検索・再生をすることができる。

例えば、非特許文献１に記載されるように、データページがページ単位で多重記録されているホログラフィック記録媒体に、空間光変調器により、検索すべきデータ画像で変調した信号光を照射して、回折光を出射させ、得られた回折光のうち最大強度の回折光から、前記信号光に付与されているデータ画像のデータページ及びこれに対応する参照光のアドレスを検出するものがある。

APPLIED OPTICS Ｖol.38,Ｎo.32，p6779〜6784 10 Ｎovember 1999

ここで、前記のような、ホログラフィック記録再生方法及び装置におけるホログラム検索方法は、データページ１枚毎に回折光を検出するので、小さなデータの検索を行なうと、回折光量が低下し、検索の精度（ＳＮＲ）が低下するという問題点がある。

これに対して、検索の際の信号光の露光時間を増大すると、ノイズ光も増加するので、ＳＮＲの低下を防止することができないという問題点がある。

更に、検索に用いるデータサイズが小さくなるほど、検索精度が低下あるいは検索自体が不可能となってしまうという問題点がある。

これは、検索時のページ間クロストークが、それぞれのデータページに対応するデータ画像の類似度（共通のＯＮ画素数）に応じて増大することによる。

即ち、検索に用いる画像領域が小さくなると、それ以外の領域での類似度（偶然の一致）が無視できなくなり、検索画素領域では相関がないが、それ以外の領域で相関の強いデータページが検索結果として抽出されてしまう「検索エラー」の確率が高くなってしまうという問題点がある。

この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、検索に用いるデータサイズが小さくても、検索精度の低下あるいは検索自体が不可能となることがないようにしたホログラム検索方法及びこれを実施するためのホログラフィック記録再生装置を提供することを目的とする。

なお、この出願において、「ＯＮ画素」及び「ＯＦＦ画素」とは、空間光変調器においては光を透過する画素及び透過しない画素、記録されたデータページにおいては、前記空間光変調器に表示された「ＯＮ画素」及び「ＯＦＦ画素」に対応する画素をいう。

本発明者は、鋭意研究の結果、データページの、ホログラフィック記録媒体への記録に際して、該データページを複数に等分割してなるデータブロック毎にデータをブロック情報として記録し、検索時には、前記データブロック単位で、空間光変調器に検索データを表示し、信号光を変調してホログラフィック記録媒体を照射し、得られた回折光から、ブロック情報を含むデータページを検索することによって、上記目的を達成できることが分かった。

即ち、以下の本発明により上記目的を達成することができる。

（１）ディジタル情報が２次元のビットマップ画像からなるデータページとして、ページ単位で多重記録されているホログラフィック記録媒体に、空間光変調器により検索すべきデータ画像で変調した信号光を照射して、回折光を出射させ、得られた回折光から、前記信号光に付与されているデータ画像のアドレスを検出するホログラム検索方法であって、前記データページは、複数に等分割されたデータブロックからなり、且つ、各データブロック内では、ＯＮ画素数が一定となるような符号化方法によりデータ画像が形成されてなり、前記空間光変調器においては、前記データブロックに対応する少なくとも一つの検索データブロックに、検索すべきデータ画像を前記符号化方法により符号化してブロック情報として表示し、該ブロック情報より信号光を変調し、得られた回折光のうち最大強度の回折光から、求めるデータ画像を含むデータブロック及びデータページのアドレスを特定することを特徴とするホログラム検索方法。

（２）前記ブロック情報を表示した検索データブロック以外の検索データブロックの全画素をＯＦＦ画素としたことを特徴とする（１）に記載のホログラム検索方法。

（３）前記データページにおける一部のデータブロックを被検索専用データブロックとし、且つ、この被検索専用データブロックのデータ画像を、他のデータブロックにおけるデータ画像よりもＯＮ画素数の多い符号化方法により形成したことを特徴とする（１）又は（２）記載のホログラム検索方法。

（４）前記信号光が、前記空間変調器に表示された検索データブロックのみを実質的に通過するように、該信号光のビーム径及び光路を調整することを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のホログラム検索方法。

（５）前記空間光変調器における前記複数の検索データブロックに、前記ブロック情報を順次表示することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載のホログラム検索方法。

（６）前記ブロック情報を、前記空間光変調器における全ての検索データブロックに、同時に表示し、得られた複数の回折光のうち最大強度の回折光から、前記ブロック情報を含むデータページを特定することを特徴とする（１）に記載のホログラム検索方法。

（７）ディジタル情報が２次元のビットマップ画像からなるデータページとして、ページ単位で多重記録されているホログラフィック記録媒体に、空間光変調器により検索すべきデータ画像で変調した信号光を照射して、回折光を出射させ、得られた回折光から、前記信号光に付与されているデータ画像のアドレスを検出するホログラム検索方法であって、前記データページは、複数に等分割されたデータブロックからなり、且つ、各データブロックには、データブロック毎にＯＮ画素数が異なるような符号化方法によりデータ画像が形成されてなり、前記空間光変調器においては、前記データブロックに対応する検索データブロックの全てに、同一の検索すべきデータ画像を、前記符号化方法により符号化してブロック情報として表示し、該ブロック情報により信号光を変調し、得られた回折光の光量から検索すべきデータ画像を含むデータブロック及びデータページのアドレスを特定することを特徴とするホログラム検索方法。

（８）前記特定されたデータページに対応する再生用参照光を照射して、検索情報を再生することを特徴とする（１）乃至（７）のいずれかに記載のホログラム検索方法。

（９）物体光と参照光とをホログラフィック記録媒体に導く物体光学系及び参照光学系と、前記物体光学系に設けられ、記録すべきディジタル情報を２次元のビットマップ画像からなるデータページとして表示し、これにより物体光を変調可能な空間光変調器と、ホログラムが記録されている前記ホログラフィック記録媒体を前記物体光学系から信号光により照射したときに発生する複数の回折光を受光する検索用撮像素子と、この検索用撮像素子の出力信号を処理する信号処理回路と、前記参照光学系から再生用参照光により照射したときに発生する回折光を受光する再生用撮像素子と、を備えてなり、前記空間光変調器は、前記データページを複数に等分割してなるデータブロック毎に、前記ディジタル情報を、符号化したデータ画像として表示可能とされ、且つ、検索すべきデータ画像を、前記データ画像と同一の符号化方法により符号化してブロック情報として表示可能とされ、前記信号処理回路は、前記複数の回折光のうち最大強度の回折光に基づき、前記データ画像を含むデータページのアドレスを特定するようにされたことを特徴とするホログラフィック記録再生装置。

（１０）前記空間光変調器は、前記ブロック情報を表示した検索データブロック以外の検索データブロックの全画素をＯＦＦ画素とするようにされたことを特徴とする（９）に記載のホログラフィック記録再生装置。

（１１）前記空間光変調器は、前記データページにおける一部のデータブロックを被検索専用データブロックとし、且つ、この被検索専用データブロックのデータ画像を、他のデータブロックにおけるデータ画像よりもＯＮ画素数の多い符号化方法により形成可能とされたことを特徴とする（９）又は（１０）に記載のホログラフィック記録再生装置。

（１２）前記物体光学系は、前記信号光が、前記空間変調器に表示された検索データブロックのみを実質的に通過するように、該信号光のビーム径及び光路を調整可能とされたことを特徴とする（９）乃至（１１）のいずれかに記載のホログラフィック記録再生装置。

（１３）前記空間光変調器は、前記複数の検索データブロックに、前記ブロック情報を順次表示可能とされたことを特徴とする（９）乃至（１２）のいずれかに記載のホログラフィック記録再生装置。

（１４）前記空間光変調器は、前記ブロック情報を、前記空間光変調器における全ての検索データブロックに、同時に表示可能とされ、前記信号処理回路は、前記検索用撮像素子から得られた複数の回折光のうち最大強度の回折光から、前記ブロック情報を含むデータページを特定するようにされたことを特徴とする（９）に記載のホログラフィック記録再生装置。

（１５）物体光と参照光とをホログラフィック記録媒体に導く物体光学系及び参照光学系と、前記物体光学系に設けられ、記録すべきディジタル情報を２次元のビットマップ画像からなるデータページとして表示し、これにより物体光を変調可能な空間光変調器と、ホログラムが記録されている前記ホログラフィック記録媒体を前記物体光学系から信号光により照射したときに発生する複数の回折光を受光する検索用撮像素子と、この検索用撮像素子の出力信号を処理する信号処理回路と、前記参照光学系から再生用参照光により照射したときに発生する回折光を受光する再生用撮像素子と、を備えてなり、前記空間光変調器は、前記データページを複数に等分割してなるデータブロック毎に、前記ディジタル情報を、データブロック毎にＯＮ画素数が異なるような符号化方法により符号化したデータ画像として表示可能とされ、且つ、検索すべきデータ画像を、前記データ画像と同一の符号化方法により符号化してブロック情報として表示可能とされ、前記信号処理回路は、検索用撮像素子により得られた回折光の光量から検索すべきデータ画像を含むデータブロック及びデータページのアドレスを特定するようにされたことを特徴とするホログラフィック記録再生装置。

本発明においては、データページを複数に等分割してなるデータブロック単位で検索データの入力、回折光の検出ができ、従って、小さなデータの検索が、回折光量の低下を伴うことなく可能であり、且つ、データサイズが小さくなっても、検索精度が低下したり、検索自体が不可能となることがないという効果を有する。

ディジタル情報が２次元のビットマップ画像からなるデータページとして、ページ単位で多重記録されているホログラフィック記録媒体における前記データページは、複数のデータブロックに等分割され、且つ、データブロックには、各データブロック内でのＯＮ画素数が一定となるような符号化方法により符号化されたデータ画像が形成されていて、検索すべきデータ画像は、空間光変調器において、前記データブロックに対応する検索データブロックに、前記符号化方法により符号化してブロック情報として表示され、これにより信号光を変調し、得られた回折光のうち最大強度の回折光から、求めるデータ画像及び参照光のアドレスを検出する。

次に、図１〜図３を参照して、本発明の実施例１に係るホログラフィック記録再生装置１０について説明する。

このホログラフィック記録再生装置１０は、レーザ光源１２と、このレーザ光源１２からのレーザ光を物体光としての透過光及び参照光としての反射光に分岐するビームスプリッタ１４と、前記物体光をホログラフィック記録媒体（以下記録媒体）１６に導くための物体光学系１８と、前記参照光を前記記録媒体１６に導くための参照光学系２０と、前記記録媒体１６に参照光学系２０から再生用参照光を照射したときに発生する回折光を受光して、情報を再生するための結像光学系２２と、検索時に、前記物体光学系１８から信号光を記録媒体１６に照射したときに発生する回折光を受光する検索光学系２４と、を備えて構成されている。

前記物体光学系１８は、前記ビームスプリッタ１４側から順に、前記ビームスプリッタ１４を透過した物体光のビーム径を拡大するためのビームエキスパンダ１８Ａと、このビームエキスパンダ１８Ａによりビーム径を拡大された物体光を直角に反射するミラー１８Ｂと、記録すべきディジタル情報に応じて符号化された２次元のビットマップ画像を表示し、又は、検索時には、検索すべきデータ画像を符号化して表示して、ミラー１８で反射された物体光又は信号光を変調する空間光変調器２６と、この空間光変調器２６により、ビットマップ画像を付加された物体光をフーリエ変換し、且つ、前記ホログラフィック記録媒体１６に集光して入射させるフーリエレンズ１８Ｃと、を備えて構成されている。

前記参照光学系２０は、前記ビームスプリッタ１４側から順に、前記ビームスプリッタ１４で反射された参照光を前記記録媒体１６方向に反射し、且つその反射角度を複数段階に偏向して、参照光が異なる複数の光路３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ…のいずれかに選択的に進むように回転可能とされた回転ミラー２０Ａと、この回転ミラー２０Ａで反射され、異なる光路を進むいずれかの参照光を前記記録媒体１６近傍における、前記物体光との交点に入射するように参照光を屈折させるレンズ群２０Ｂと、を備えて構成されている。

前記結像光学系２２は、前記参照光の光路から再生用参照光を照射したときの回折光の延長光路上に配置された再生用撮像素子２８と、この再生用撮像素子２８と前記記録媒体１６との間に配置された結像レンズ２２Ａと、を備えて構成されている。

又、前記検索光学系２４は、前記物体光学系１８から、記録媒体１６に信号光を照射したとき発生する回折光の光路上に設けられ、該回折光を受光するための検索用撮像素子３０と、この検索用撮像素子３０と前記記録媒体１６との間の回折光の光路上に配置された結像レンズ２４Ａと、を備えて構成されている。

図１において、符号３２は制御装置、３４は信号処理回路をそれぞれ示す。前記制御装置３２は、記録すべきディジタル情報を、２次元のビットマップ画像からなるデータページとして、前記空間光変調器２６に表示するようにされている。

更に詳細には、前記制御装置３２によって、前記空間光変調器２６は、例えば図２に示されるように、データページＤＰを、複数に等分割してなるデータブロックＤＢ１１〜ＤＢ３３（これらを総称するときはデータブロックＤＢとする）毎に、記録すべきディジタル情報を、符号化したデータ画像として表示可能とされている。

又、検索すべきデータ画像を、前記記録時のデータ画像と同一の符号化方法により符号化してブロック情報としてデータブロックＤＢ１１〜ＤＢ３３の一部又は前部に表示可能とされている。ここで、検索すべきデータ画像をブロック情報として表示されたデータブロックを検索データブロックＤＢＳ（図３（Ｂ）参照）と称する。

なお、前記データブロックＤＢ１１〜ＤＢ３３は、この実施例１においては、縦横各々４個、計１６個の画素からなり、記録時においては、図２（Ａ）に示されるデータページＤＰのように、全データブロックＤＢ１１〜ＤＢ３３におけるＯＮ画素数が６となるようにされている。

又、この実施例１において、前記空間光変調器２６は、制御装置３２によって、例えば図３（Ｂ）に示されるように、前記ブロック情報を表示した検索データブロックＤＢＳ以外のデータブロックＤＢの全画素をＯＦＦ画素とできるようにされている。

前記信号処理回路３４は、記録媒体１６に記録されたデータページＤＰに信号光を照射したときの前記検索用撮像素子３０で受光した回折光における、前記データブロックＤＢ１１〜ＤＢ３３毎の回折光の強度、即ち光量を検出して、各データブロックＤＢ１１〜ＤＢ３３毎の光量及び／又はそのうちの最大光量のデータブロックを検出し、且つ、これから前記検索情報を含むデータブロックＤＢ、データページＤＰ、更には、該データページＤＰの記録時の参照光のアドレスを特定できるようにされている。

なお、記録媒体１６には、回転ミラー２０Ａを段階的に回転させることによって、データページＤＰが角度多重記録されている。

次に、この実施例１におけるホログラフィック記録再生装置１０において、例えば、図３（Ａ）に示されたようなデータページＤＰにおけるデータブロックＤＢ２２（中心のデータブロック）及びこれを含むデータページＤＰを検索する場合について説明する。

まず、制御装置３２によって、空間光変調器２６の中央のデータブロックＤＢ２２の位置に、検索しようとするブロック情報を表示し、これを検索データブロックＤＢＳとして、且つ、他のデータブロックＤＢの画素は全てＯＦＦとして、図３（Ｂ）に示されるような状態とする。

この状態で、レーザ光源１２から出射され、物体光学系１８に入射した信号光を、前記空間光変調器２６において変調して、フーリエレンズ１８Ｃを通って、信号光を記録媒体１６に照射する。

このとき、記録媒体１６からは、記録時の参照光に相当する回折光が出射される。前記のように、記録媒体１６には、回転ミラー２０Ａを段階的に回転させることによって、データページＤＰが角度多重記録されている場合は、記録媒体１６からは、複数の回折光が発生し、これが結像レンズ２４Ａを介して検索用撮像素子３０に入射する。

信号処理回路３４では、入射した複数の回折光のうち、最大強度の回折光を検出することによって、図３（Ｂ）に示されるブロック情報を含むデータページＤＰの特定及び記録時の参照光のアドレスを判定することができる。又、検索用撮像素子３０に入射した回折光が最大光量のとき、参照光学系２０から、前記検出された参照光と同一入射角度で、再生用参照光を記録媒体１６に入射すると、記録媒体１６からは、前記データブロックＤＢ２２の情報を含むデータページＤＰに相当する回折光が出射され、これが、再生用撮像素子２８に受光されることによって、目的のデータページＤＰの情報が信号処理回路３４から得ることができる。

この実施例１においては、検索すべきデータが表示された検索データブロックＤＢＳ以外のデータブロックＤＢにおいて全画素がＯＦＦとされているので、検索に利用しないデータブロックＤＢに対応する信号光を遮断することによって、ノイズ成分を低減し、検索の精度を向上させることができる。

なお、実施例１において、検索に用いたデータブロックは１つのみであるが、本発明はこれに限定されるものでなく、複数のデータブロックに同時にブロック情報を表示して、「ＡＮＤ検索」や「ＯＲ検索」を行なうことができる。

次に図４（Ａ）、図４（Ｂ）を参照して本発明の実施例２について説明する。

この実施例２のデータページＤＰ２は、その記録時において、データブロックＤＢ１１〜ＤＢ３３の１又は複数を、検索に用いる（可能性のある）ブロック情報を画像化した被検索専用データブロックＤＢ０としたものである。この被検索専用データブロックＤＢ０においては、他のデータブロックのブロック情報よりもＯＮ画素数の多い符号化方法によって画像化された情報を記録しておく。

図４（Ａ）に示されるように、この実施例２では、被検索専用データブロックＤＢ０におけるＯＮ画素数は１０であるのに対して、他のデータブロックＤＢでは、ＯＮ画素数が６とされている。

一般的に、検索における検出信号の強度は、検索画像に含まれるＯＮ画素数に比例するから、この実施例においては、周囲のデータブロックを全部ＯＦＦ画素にする場合と比較して、大きな検出信号の強度を得ることができる。

このようにして、検索信号の強度即ちＳＮＲを向上させると、上記のように、検索に用いないデータブロックを全部ＯＦＦ画素とする場合のみならず、データページ全体を検索する場合にも検出信号の強度を大きくすることができる。

図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、前記被検索データ専用ブロックＤＢ０のＯＮ画素数が１０となるようにされているので、前記図３（Ａ）、（Ｂ）の場合（ＯＮ画素数は６）と比較して、平均で１０／６≒１．６７倍の検索精度又は回析光量が得られる。

次に、図５に示される本発明の実施例３について説明する。

この実施例３のデータページＤＰ３は、前記図４（Ａ）のデータページＤＰ２に対して、被検索専用データブロックＤＢ０が図３（Ｂ）の検索データブロックＤＢＳにおけるＯＮ画素とＯＦＦ画素を反転させた符号化を用いている点において相違する。

この実施例３では、前記図４（Ａ）、（Ｂ）の実施例２の場合と同様の検索信号の強度、検索精度が得られるが、実施例２と比較して、被検索専用データブロックＤＢ０の符号化に要する信号処理の演算量が少なくなるという利点がある。

次に、図６に示される本発明の実施例４について説明する。

この実施例４に係るホログラフィック記録再生装置４０は、図１に示されるホログラフィック記録再生装置１０に対して、前記ビームエキスパンダ１８Ａに代えて、異なる構成のビームエキスパンダ４２を有する他は、実施例１と同一の構成である。

従って、図６において、前記ホログラフィック記録再生装置１０の構成と同一の構成は、図１における構成に付されると同一の符号を付することにより説明を省略するものとする。

この実施例４における前記ビームエキスパンダ４２は、信号光のビーム径を、空間光変調器２６において前記中心のデータブロックＤＢ２２のみを通過するように、信号光のビーム径を小さく拡大するようにされている。

ここでは、ビームエキスパンダ４２を構成する２つのレンズ４２Ａ、４２Ｂのうち、ミラー１８Ｂ側のレンズ４２Ｂの焦点距離を、前記実施例１でのビームエキスパンダ１８Ａにおけるミラー１８Ｂ側のレンズよりも短くしたものである。

この実施例４においては、検索時の信号光のビーム径を小さくしても検索を行なうことができ、検索に用いる信号光の光パワー密度が高くなることによって、検索動作当たりの露光時間（検索用撮像素子３０の感光感度で決まる）が短縮されるので、検索速度を向上させることができる。

次に、図７〜図９を参照して、本発明の実施例５について説明する。

この実施例５は、図７に示されるデータページＤＰ５における中央のデータブロックＤＢ２２を検索する場合に、検索データブロックとして、前記データブロックＤＢ２２のブロック情報を、図８（Ａ）〜（Ｉ）に示されるように、データブロックＤＢ１１〜ＤＢ３３に、順次ブロック情報を表示して、即ち順次検索データブロックＤＢＳとして、記録媒体１６に信号光を照射するものである。

このときの、レーザ光の発光、空間光変調器２６におけるフレーム切換え、検索用撮像素子３０の光量検出のタイミングは、前記制御装置３２によって図９に示されるようになされる。

なお、レーザ光は、図９に示されるように、一連の検索の間、連続発光されるようにしてもよいし、１回の検索毎にＯＮ／ＯＦＦしてもよい。但し、検索用撮像素子３０の検出窓がＯＮ（光量検出状態）のときには、レーザ光源１２と空間光変調器１６の両方がＯＮとなっていることが好ましい。

前記制御装置３２からは、各データブロックＤＢ１１〜ＤＢ３３に対応するクロック信号が生成され、これに応じて、直ちにレーザ光源１２からのレーザ光が発光され、且つ、空間光変調器１６への検索画像の表示が行なわれる。次いで、予め決められた遅延時間の後に、検索用撮像素子３０の光量検出窓が開放される。

上記のような検索動作の結果、検索用撮像素子３０のうち、目的のデータページに対応する画素（群）には、図９に示されるような検出信号が得られ、その信号強度の最大値がデータブロックＤＢ２２にあり、結果として検索情報がデータブロックＤＢ２２に記録されていることが分かる。他の位置のデータブロックには、図９におけるような検出信号のピークは現われない。

上記のように、検索すべき情報のアドレスが確定するので、この情報を通常の再生方法によって、即ち、目的のデータページＤＰに対して、再生用参照光を照射することによって、情報を、再生用撮像素子２８から再生することができる。

なお、上記各実施例において、データブロックの数を９としているが、このデータブロックの数９に対して、多重化されるデータページＤＰの数をＮとしたとき、このＮが大きいほど高速な検索動作が可能となる。実際には、数百〜数千枚のデータページが多重記録されることが多く、この場合には、これらデータページを再生するよりもかなり短時間で検索情報を見つけ出すことができる。

次に、図１０（Ａ）、（Ｂ）を参照して、本発明の実施例６について説明する。

この実施例６は、検索に際して、同一の検索すべきデータ画像が例えば図１０（Ｂ）に示されるものとしたとき、検索時に、前記データ画像を、空間光変調器２６における全てのデータブロックに同時に表示するものである。即ち、検索時の空間光変調器２６に表示されるデータページＤＰ６の全てを検索データブロックＤＢＳとするものである。

この実施例６においては、図１０（Ａ）のような全て同一の検索データブロックＤＢＳからなる画像を空間光変調器２６に表示し、この画像によって信号光を変調して記録媒体１６に照射すると、図１０（Ｂ）に示される被検索画像を含むホログラムのみが信号光を強く回折し、記録時に用いた参照光を回折光として出射するので、これを検索用撮像素子３０によって検出すれば、検索する画像がどのデータページＤＰに含まれているかを特定することができる。

次に、検出されたデータページＤＰに対応する再生用参照光を、参照光学系２０から記録媒体１６に照射すれば、結像光学系２２から、検索されたデータページＤＰの情報を再生することができる。

この場合、検索する画像がデータページ内のどのデータブロックに記録されているかは未知であるが、再生されたページデータを信号処理回路３４へ取り込み、復号化を行なった上で有用な情報のみを取り出せばよい。

一般的なホログラフィックメモリでは、データページ１枚当たりの情報量が数百ｋＢyte程度であり、例えば１０００枚のデータページが多重化されれば、数百ＭＢ程度の情報量となる。この実施例６によれば、１秒だけの検索動作によって、検索対象となる情報が１０００枚のデータページのうちの１ページ（数百ｋＢyte）に絞り込まれるので、以後の検索を復号化後に行なったとしても検索時間を大幅に短縮することができる。

なお、実施例５と比較すると、実施例５では、データページ内のデータブロックと等しい回数だけの光学的検索動作を必要とする反面、検索する情報があるデータページのみならず、データブロックまでも特定することができるという利点がある。

これに対して、実施例６では、復号化後のデータ処理が必要な反面、多重記録された一連のデータページについては光学的な検索動作は１回で良い。復号化やＣＰＵの処理速度と光学系の動作とでは、一般的に前者の方が高速な場合が多い。従って、データページ内のデータブロック数が比較的少ない場合には実施例５がより有利であり、データブロック数が多い場合には実施例６がより有利である。

次に、図１１及び図１２を参照して、本発明の実施例７について説明する。

この実施例７は、図１１に示されるように、記録媒体１６に記録されたデータページＤＰ７は、９個のデータブロックＤＢからなり、且つ、各データブロックＤＢには、図１２（Ａ）〜（Ｉ）に示されるように、データブロック毎にＯＮ画素数が異なるような符号化方法によりデータ画像が形成されている。

従って、同一の情報であっても、表示されるデータブロックの位置によって、異なるビットマップ画像に符号化されていることになる。

検索時には、前記実施例６と同様に、検索すべき同一のブロック情報を、空間光変調器２６における全てのデータブロックに表示させ、信号光を変調して記録媒体１６へ照射する。

前述のように、各検索データブロックＤＢＳに表示されるブロック情報は同一であるが、符号化の相違によって、異なるビットマップ画像になっている。この状態で、光学的な検索動作が実行されると、前記実施例６におけると同様に、検索する情報を含むデータページに対応する参照光が検索用撮像素子３０によって検出される。

この検出に際しては、上記のように、データブロックの位置によってＯＮ画素数が異なるため、検索用撮像素子３０によって検出される光量、即ち信号出力は「検索する情報がどのデータブロックに属しているか」によって異なることになる。即ち、１回の検索動作によって該当する情報がどのデータページにあるかのみでなく、どのデータブロックにあるかまでを確定させることができる。

なお、この実施例７においては、記録媒体１６の同一領域（一連のデータページが多重化されている領域）での光学的検索動作が１回で済み、且つ、復号化の検索作業が不要となり、実施例５、６のいずれよりも高速な検索が可能となる。但し、データブロック毎に符号化の量が異なるため、データの符号化及び復号化において必要な演算量が若干増大する。

なお、上記各実施例において、データページはいずれも、１２×１２＝１４４画素から構成されているが、これは単なる例示であって、画素数は実施例に限定されない。

本発明の実施例１に係るホログラフィック記録再生装置を示す光学系統図 同実施例１における空間光変調器に表示され又はホログラフィック記録媒体に記録されたデータページ及びこれを構成するデータブロックの関係を模式的に示す平面図 同実施例１において、記録されたデータページ及び検索時の検索データブロックを模式的に示す平面図 実施例２における、記録されたデータページ及びこれを検索するための検索データブロックを模式的に示す平面図 実施例３における記録されたデータページ及びこれを検索するための検索データブロックを模式的に示す平面図 実施例４に係るホログラフィック記録再生装置を示す光学系統図 実施例５における記録されたデータページを模式的に示す平面図 同実施例５における検索時の検索データブロックを模式的に示す平面図 同実施例５における制御装置から出力されるクロック信号、検索時のレーザ光、空間光変調器及び検索用撮像素子の動作状態、検出信号を、信号レベル及び時間との関係で示す線図 実施例６における記録されたデータページ及び検索データブロックを模式的に示す平面図 実施例７における記録されたデータページを模式的に示す平面図 同データページにおける各データブロック毎の画像を模式的に示す平面図

符号の説明

１０、４０…ホログラフィック記録再生装置
１２…レーザ光源
１６…ホログラフィック記録媒体
１８…物体光学系
２０…参照光学系
２２…結像光学系
２４…検索光学系
２６…空間光変調器
２８…再生用撮像素子
３０…検索用撮像素子
３２…制御装置
３４…信号処理回路
ＤＢ１１〜ＤＢ３３…データブロック
ＤＢ０…被検索専用データブロック
ＤＢＳ…検索データブロック
ＤＰ、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ５、ＤＰ６、ＤＰ７…データページ

Claims (15)

1. ディジタル情報が２次元のビットマップ画像からなるデータページとして、ページ単位で多重記録されているホログラフィック記録媒体に、空間光変調器により検索すべきデータ画像で変調した信号光を照射して、回折光を出射させ、得られた回折光から、前記信号光に付与されているデータ画像のアドレスを検出するホログラム検索方法であって、
   前記データページは、複数に等分割されたデータブロックからなり、且つ、各データブロック内では、ＯＮ画素数が一定となるような符号化方法によりデータ画像が形成されてなり、
   前記空間光変調器においては、前記データブロックに対応する少なくとも一つの検索データブロックに、検索すべきデータ画像を前記符号化方法により符号化してブロック情報として表示し、該ブロック情報により信号光を変調し、得られた回折光のうち最大強度の回折光から、求めるデータ画像を含むデータブロック及びデータページのアドレスを特定することを特徴とするホログラム検索方法。
2. 請求項１において、
   前記ブロック情報を表示した検索データブロック以外の検索データブロックの全画素をＯＦＦ画素としたことを特徴とするホログラム検索方法。
3. 請求項１又は２において、
   前記データページにおける一部のデータブロックを被検索専用データブロックとし、且つ、この被検索専用データブロックのデータ画像を、他のデータブロックにおけるデータ画像よりもＯＮ画素数の多い符号化方法により形成したことを特徴とするホログラム検索方法。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記信号光が、前記空間変調器に表示された検索データブロックのみを実質的に通過するように、該信号光のビーム径及び光路を調整することを特徴とするホログラム検索方法。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記空間光変調器における前記複数の検索データブロックに、前記ブロック情報を順次表示することを特徴とするホログラム検索方法。
6. 請求項１において、
   前記ブロック情報を、前記空間光変調器における全ての検索データブロックに、同時に表示し、得られた複数の回折光のうちの最大強度の回折光から、前記ブロック情報を含むデータページを特定することを特徴とするホログラム検索方法。
7. ディジタル情報が２次元のビットマップ画像からなるデータページとして、ページ単位で多重記録されているホログラフィック記録媒体に、空間光変調器により検索すべきデータ画像で変調した信号光を照射して、回折光を出射させ、得られた回折光から、前記信号光に付与されているデータ画像のアドレスを検出するホログラム検索方法であって、
   前記データページは、複数に等分割されたデータブロックからなり、且つ、各データブロックには、データブロック毎にＯＮ画素数が異なるような符号化方法によりデータ画像が形成されてなり、
   前記空間光変調器においては、前記データブロックに対応する検索データブロックの全てに、同一の検索すべきデータ画像を、前記符号化方法により符号化してブロック情報として表示し、該ブロック情報により信号光を変調し、得られた回折光の光量から検索すべきデータ画像を含むデータブロック及びデータページのアドレスを特定することを特徴とするホログラム検索方法。
8. 前記請求項１乃至７のいずれかにおいて、
   前記特定されたデータページに対応する再生用参照光を照射して、検索情報を再生することを特徴とするホログラム検索方法。
9. 物体光と参照光とをホログラフィック記録媒体に導く物体光学系及び参照光学系と、前記物体光学系に設けられ、記録すべきディジタル情報を２次元のビットマップ画像からなるデータページとして表示し、これにより物体光を変調可能な空間光変調器と、ホログラムが記録されている前記ホログラフィック記録媒体を前記物体光学系から信号光により照射したときに発生する複数の回折光を受光する検索用撮像素子と、この検索用撮像素子の出力信号を処理する信号処理回路と、前記参照光学系から再生用参照光により照射したときに発生する回折光を受光する再生用撮像素子と、を備えてなり、
   前記空間光変調器は、前記データページを複数に等分割してなるデータブロック毎に、前記ディジタル情報を、符号化したデータ画像として表示可能とされ、且つ、検索すべきデータ画像を、前記データ画像と同一の符号化方法により符号化してブロック情報として表示可能とされ、
   前記信号処理回路は、前記複数の回折光のうち最大強度の回折光に基づき、前記データ画像を含むデータページのアドレスを特定するようにされたことを特徴とするホログラフィック記録再生装置。
10. 請求項９において、
    前記空間光変調器は、前記ブロック情報を表示した検索データブロック以外の検索データブロックの全画素をＯＦＦ画素とするようにされたことを特徴とするホログラフィック記録再生装置。
11. 請求項９又は１０において、
    前記空間光変調器は、前記データページにおける一部のデータブロックを被検索専用データブロックとし、且つ、この被検索専用データブロックのデータ画像を、他のデータブロックにおけるデータ画像よりもＯＮ画素数の多い符号化方法により形成可能とされたことを特徴とするホログラフィック記録再生装置。
12. 請求項９乃至１１のいずれかにおいて、
    前記物体光学系は、前記信号光が、前記空間変調器に表示された検索データブロックのみを実質的に通過するように、該信号光のビーム径及び光路を調整可能とされたことを特徴とするホログラフィック記録再生装置。
13. 請求項９乃至１２のいずれかにおいて、
    前記空間光変調器は、前記複数の検索データブロックに、前記ブロック情報を順次表示可能とされたことを特徴とするホログラフィック記録再生装置。
14. 請求項９において、
    前記空間光変調器は、前記ブロック情報を、前記空間光変調器における全ての検索データブロックに、同時に表示可能とされ、
    前記信号処理回路は、前記検索用撮像素子から得られた複数の回折光のうち最大強度の回折光から、前記ブロック情報を含むデータページを特定するようにされたことを特徴とするホログラフィック記録再生装置。
15. 物体光と参照光とをホログラフィック記録媒体に導く物体光学系及び参照光学系と、前記物体光学系に設けられ、記録すべきディジタル情報を２次元のビットマップ画像からなるデータページとして表示し、これにより物体光を変調可能な空間光変調器と、ホログラムが記録されている前記ホログラフィック記録媒体を前記物体光学系から信号光により照射したときに発生する複数の回折光を受光する検索用撮像素子と、この検索用撮像素子の出力信号を処理する信号処理回路と、前記参照光学系から再生用参照光により照射したときに発生する回折光を受光する再生用撮像素子と、を備えてなり、
    前記空間光変調器は、前記データページを複数に等分割してなるデータブロック毎に、前記ディジタル情報を、データブロック毎にＯＮ画素数が異なるような符号化方法により符号化したデータ画像として表示可能とされ、且つ、検索すべきデータ画像を、前記データ画像と同一の符号化方法により符号化してブロック情報として表示可能とされ、
    前記信号処理回路は、検索用撮像素子により得られた回折光の光量から検索すべきデータ画像を含むデータブロック及びデータページのアドレスを特定するようにされたことを特徴とするホログラフィック記録再生装置。

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