ホログラフィックメモリ再生装置、およびホログラフィックメモリ再生方法
【課題】
各画素に多値の位相情報を付加したページデータにおいて、各画素に付加された位相情報を検出するために、前記ページデータの各画素に対して、４つの画素を有する光検出器でオーバーサンプリングをして検出する場合には、再生像と光検出器のピクセルマッチが必要という課題があった。
【解決手段】
再生時に前記ホログラム記録媒体からの回折光と重ね合わせて干渉させるオシレーター光を生成するためのオシレーター光生成手段と、前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光との間に所定の位相差を付加するための位相変調手段と、前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光とが重ね合わさった干渉光を検出する光検出手段とを備えたホログラフィックメモリにおいて、例えば、データページの各画素に光検出器の９画素を対応させる。
各画素に多値の位相情報を付加したページデータにおいて、各画素に付加された位相情報を検出するために、前記ページデータの各画素に対して、４つの画素を有する光検出器でオーバーサンプリングをして検出する場合には、再生像と光検出器のピクセルマッチが必要という課題があった。
【解決手段】
再生時に前記ホログラム記録媒体からの回折光と重ね合わせて干渉させるオシレーター光を生成するためのオシレーター光生成手段と、前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光との間に所定の位相差を付加するための位相変調手段と、前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光とが重ね合わさった干渉光を検出する光検出手段とを備えたホログラフィックメモリにおいて、例えば、データページの各画素に光検出器の９画素を対応させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィを用いて、記録媒体から情報を再生する、装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、青紫色半導体レーザを用いた、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（ＴＭ）規格により、民生用においても５０ＧＢ程度の記録密度を持つ光ディスクの商品化が可能となってきた。今後は、光ディスクでも１００ＧＢ〜１ＴＢというＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）容量と同程度まで大容量化が望まれる。
【０００３】
しかしながら、このような超高密度を光ディスクで実現するためには、短波長化と対物レンズ高ＮＡ化による高密度化技術とは異なる新しい方式による高密度化技術が必要である。
【０００４】
次世代のストレージ技術に関する研究が行われる中、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録するホログラム記録技術が注目を集めている。
【０００５】
ホログラム記録技術として、例えば特開２００４−２７２２６８号公報（特許文献１）がある。本公報には、参照光の光記録媒体への入射角度を変えながら異なるページデータを空間光変調器に表示して多重記録を行う、いわゆる角度多重記録方式が記載されている。さらに本公報には、信号光をレンズで集光してそのビームウエストに開口（空間フィルタ）を配することにより、隣接するホログラムの間隔を短くする技術が記載されている。
【０００６】
またホログラム記録技術の大容量化の手段として、例えば信号光の各画素に多値の位相情報を付加する方法が提案されている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２７２２６８号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】H.Noichi、 H.Horimai、 P.B.Lim、 K.Watanabe and M.Inoue、 “Collinear phase-lock holography for memories of the next generation” IWHM 2008 Digests、 42-43 (2008).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、各画素に多値の位相情報を付加したページデータにおいて、各画素に付加された位相情報を検出するために、前記ページデータの各画素に対して、４つの画素を有する光検出器でオーバーサンプリングをして検出する場合には、再生像と光検出器のピクセルマッチが必要という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、例えば特許請求の範囲に記載の発明により解決される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、再生されたページデータと光検出器がピクセルマッチしていなくても、位相情報を付加したページデータの各画素に付加された位相情報を検出し、情報を再生できる位相多値記録／再生を可能とするホログラフィックメモリ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ページデータの各画素にカメラの９画素を対応させた場合の効果を表す概略図
【図２】光情報記録再生装置の実施例を表す概略図
【図３】光情報記録再生装置内のピックアップの実施例において記録時の状態を表す概略図
【図４】光情報記録再生装置内のピックアップの実施例において再生時の状態を表す概略図
【図５】実施例におけるカメラ上の画素と回折光およびオシレーター光の位置関係を示す概略図
【図６】本発明におけるオシレーター光の位相状態を示す概略図
【図７】実施例における位相変調手段の拡大図
【図８】実施例における位相変調手段の構成図
【図９】光情報記録再生装置の動作フローの実施例を表す概略図
【図１０】ページデータの位相分布を示す概略図
【図１１】ページデータの各画素にカメラの４画素を対応させた場合の問題を表す概略図
【図１２】カメラの９画素のうち再生に用いる４画素のパターンを表す概略図
【図１３】実施例における読み出し処理の動作フローを表す概略図
【図１４】カメラの４種類の位相状態の画素の配置の例を表す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１４】
本発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。図２はホログラフィを利用してデジタル情報を記録および／または再生する光情報記録媒体の記録再生装置を示すブロック図である。
【００１５】
光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、位相共役光学系１２、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４、及び回転モータ５０を備えており、光情報記録媒体１は回転モータ５０によって回転可能な構成となっている。
【００１６】
ピックアップ１１は、参照光と信号光を光情報記録媒体１に出射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録媒体に記録する役割を果たす。この際、記録する情報信号はコントローラ８９によって信号生成回路８６を介してピックアップ１１内の空間光変調器に送り込まれ、信号光は空間光変調器によって変調される。
【００１７】
光情報記録媒体１に記録した情報を再生する場合は、ピックアップ１１から出射された参照光の位相共役光を位相共役光学系１２にて生成する。ここで位相共役光とは、入力光と同一の波面を保ちながら逆方向に進む光波のことである。位相共役光によって再生される再生光をピックアップ１１内の後述する光検出器によって検出し、信号処理回路８５によって信号を再生する。
【００１８】
光情報記録媒体１に照射する参照光と信号光の照射時間は、ピックアップ１１内のシャッタの開閉時間をコントローラ８９によってシャッタ制御回路８７を介して制御することで調整できる。
【００１９】
ディスクＣｕｒｅ光学系１３は、光情報記録媒体１のプリキュアおよびポストキュアに用いる光ビームを生成する役割を果たす。プリキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録する際、所望位置に参照光と信号光を照射する前に予め所定の光ビームを照射する前工程である。ポストキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録した後、該所望の位置に追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程である。
【００２０】
ディスク回転角度検出用光学系１４は、光情報記録媒体１の回転角度を検出するために用いられる。光情報記録媒体１を所定の回転角度に調整する場合は、ディスク回転角度検出用光学系１４によって回転角度に応じた信号を検出し、検出された信号を用いてコントローラ８９によってディスク回転モータ制御回路８８を介して光情報記録媒体１の回転角度を制御する事が出来る。
【００２１】
光源駆動回路８２からは所定の光源駆動電流がピックアップ１１、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４内の光源に供給され、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光することができる。
【００２２】
また、ピックアップ１１、そして、ディスクＣｕｒｅ光学系１３は、光情報記録媒体１の半径方向に位置をスライドできる機構が設けられており、アクセス制御回路８１を介して位置制御がおこなわれる。
【００２３】
ところで、ホログラフィの角度多重の原理を利用した記録技術は、参照光角度のずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。
【００２４】
従って、ピックアップ１１内に、参照光角度のずれ量を検出する機構を設けて、サーボ信号生成回路８３にてサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御回路８４を介して該ずれ量を補正するためのサーボ機構を光情報記録再生装置１０内に備えることが必要となる。
【００２５】
また、ピックアップ１１、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４は、いくつかの光学系構成または全ての光学系構成をひとつに纏めて簡素化しても構わない。
【００２６】
図３は本発明における光ピックアップ装置１１の実施例の概略図である。なお図３は記録時の様子を示したものである。
【００２７】
光源２０１を出射した光ビームはコリメートレンズ２０２を透過し、シャッタ２０３に入射する。シャッタ２０３が開いている時は、光ビームはシャッタ２０３を通過した後、例えば２分の１波長板などで構成される偏光方向変換素子２０４によってＰ偏光とＳ偏光の光量比が所望の比になるように偏光方向を制御された後、偏光ビームスプリッタ２０５に入射する。
【００２８】
偏光ビームスプリッタ２０５を透過した光ビームは、ビームエキスパンダ２３０によって光ビーム径を拡大された後、偏光方向変換素子２０９、偏光ビームスプリッタ２１１を経由して空間光変調器２１２に入射し、空間光変調器２１２によって例えば図１０に示すように画素毎に位相情報が付加されたページデータとなる。ここでページデータ内の位相分布は、例えば光情報記録媒体１のフーリエ面上の光強度分布においてＤＣ強度（いわゆるホットスポット）を除去するような位相分布にする。この様にすることで、従来、ＤＣ強度を低減するために用いられていた位相マスクを削除する事ができる。一例としては、各画素に付加した位相の平均値がπとなるような位相分布とする。別の例としては、各画素に付加した位相の平均値が０．５πまたは１．５πとなるような位相分布とする。また別の例としては、１つのページ内において位相＝０を基準に位相をランダマイズした画素数と位相πを基準に位相をランダマイズした画素数が等しくなるようにする。
【００２９】
空間光変調器２１２によって画素毎に位相情報を付加し、ページデータとなった信号光２０６は偏光ビームスプリッタ２１１を反射し、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。なお空間光変調器２１２は位相変調の機能のみを有する空間光変調器に限定されるものではない。空間光変調器２１２に振幅変調の機能を持たせることで、空間的に振幅の変調も可能となる。その後、信号光２０６は対物レンズ２１５によって光情報記録媒体１に集光する。
【００３０】
一方、偏光ビームスプリッタ２０５を反射した光ビームは参照光２０７として働き、偏光方向変換素子２１６によって記録時または再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー２１７ならびにミラー２１８を経由して、ミラー２１９に入射する。ミラー２１９はアクチュエータ２２０によって角度を調整可能であり、レンズ２２１とレンズ２２２を通過した後に光情報記録媒体１に入射する。
【００３１】
このように信号光２０６と参照光２０７を光情報記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。またミラー２１９によって光情報記録媒体１に入射する参照光２０７の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。
【００３２】
図４は本実施例において再生時の様子を示したものである。記録時と同様の光路をたどって、参照光２０７が光情報記録媒体１に入射する。本実施例では位相共役光による再生の方法をとっており、アクチュエータ２２３によって駆動されるミラー２２４を反射して再度、光情報記録媒体１に入射する参照光２０７を用いて情報を再生する。光情報記録媒体１から回折された回折光２３１は対物レンズ２１５、リレーレンズ２１３、空間フィルタ２１４、偏光ビームスプリッタ２１１、光学素子２５０、光学素子２５１を介して、カメラ２２５に入射する。
【００３３】
また、カメラ２２５において回折光２３１と干渉させるオシレーター光２０８を生成するため、偏光方向変換素子２０４によって偏光方向が制御され、所望の光量が偏光ビームスプリッタ２０５を透過する。偏光ビームスプリッタ２０５を透過したオシレーター光２０８は、ビームエキスパンダ２３０を透過した後、偏光方向変換素子２０９によって偏光方向が制御され、偏光ビームスプリッタ２１１を反射する。その後、光学素子２５０、光学素子２５１を介してオシレーター光２０８はカメラ２２５に入射し、前述した回折光２３１と重ね合わさって干渉する。
【００３４】
ここで、ページデータの各画素に付加された位相情報を検出するため、光学素子２５０および光学素子２５１は図７に示すようにカメラ２２５の前に配置され、例えば図８に示す様な構成の素子を用いる。
【００３５】
例えば光学素子２５０は一部が４分の１波長板で構成される素子であり、所定の光学軸に対して偏光を有する光の位相を４分の１波長進める働きをする。なお光学素子２５０の図においてハッチング部以外の領域は、位相を付加する作用が無い領域である。つまり位相を付加する領域と位相を付加しない領域が交互に配置されている。
【００３６】
光学素子２５１は、例えば特定の偏光方向の光を通す第１の偏光子と、該方向と９０度異なる偏光方向の光を通す第２の偏光子によって構成される素子である。この様な素子を前述の図７に示したように配置する。ここで光学素子２５０、光学素子２５１における４分の１波長板および偏光子は、例えば波長以下の微細構造により入射光の偏光や透過・反射特性を制御可能なフォトニック結晶で構成することができる。フォトニック結晶を用いて位相を検出する方法については特開２００８−２８６５１８に記載されているため、ここでは本実施例における回折光２３１およびオシレーター光２０８の位相関係についてのみ述べる。
【００３７】
図５はカメラ２２５における画素の配置、回折光２３１およびオシレーター光２０８の位置関係を示した概略図である。なお図５は、位相変調に加えて振幅変調を行ったページデータを示しているが、振幅変調を行わないホワイトページデータであっても構わない。回折光２３１およびオシレーター光２０８に対して４つの位相差（基準位相（本実施例では便宜上、０°とする）、基準位相＋９０°、基準位相＋１８０°、基準位相＋２７０°）が付加された状態でオーバーサンプリングを行う前記４つの画素の各々の画素に入射する構成となっている。ここで図中において用いたＩ１とＩ２は、基準位相を付加したオシレーター光２０８が入射する画素からの出力値から基準位相＋１８０°を付加したオシレーター光２０８が入射する画素からの出力値を引いた値をＩ１、基準位相＋２７０°を付加したオシレーター光２０８が入射する画素からの出力値から基準位相＋９０°を付加したオシレーター光２０８が入射する画素からの出力値を引いた値をＩ２としている。なお便宜上、図５はカメラ２２５の一部の画素に対する回折光２３１およびオシレーター光２０８の位置関係を描写しているが、基本的に本実施例ではオーバーサンプリングに用いる４つの画素の全ての組み合わせに対して、同様の位置関係が成り立つものとする。
【００３８】
なおオーバーサンプリングに用いる少なくとも４つの画素に入射するオシレーター光２０８の位相状態は、前述した４つの位相状態（便宜上、４つの位相状態をａ、ｂ、ｃ、ｄと置く。）は一例として、図６の様な位置関係とすれば良い。
【００３９】
この様な構成とすることで、干渉計などで一般的に用いられているフリンジスキャン法の原理を用いて、各画素に入射する回折光２３１とオシレーター光２０８に付加した基準位相との位相差Δφを図５で定義したＩ１とＩ２を用いて（数１）によって算出することが出来るので、ページデータの各画素に付加された位相情報を検出する事ができる。
【００４０】
【数１】
【００４１】
なお位相多値記録を行わずに振幅変調を行ったページデータを再生互換する場合は、例えばオシレーター光２０８の生成手段の動作を停止して、オシレーター光の生成を止めて再生を行うことで、装置の再生互換を実現できる。
【００４２】
図９は、光情報記録再生装置１０における記録、再生の動作フローを示したものである。ここでは、特にホログラフィを利用した記録再生に関するフローを説明する。
【００４３】
図９（ａ）は、光情報記録再生装置１０に光情報記録媒体１を挿入した後、記録または再生の準備が完了するまでの動作フローを示し、図９（ｂ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に情報を記録するまでの動作フロー、図９（ｃ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に記録した情報を再生するまでの動作フローを示したものである。
【００４４】
図９（ａ）に示すように媒体を挿入すると（４０１）、光情報記録再生装置１０は、例えば挿入された媒体がホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する媒体であるかどうかディスク判別を行う（４０２）。
【００４５】
ディスク判別の結果、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する光情報記録媒体であると判断されると、光情報記録再生装置１０は光情報記録媒体に設けられたコントロールデータを読み出し（４０３）、例えば光情報記録媒体に関する情報や、例えば記録や再生時における各種設定条件に関する情報を取得する。
【００４６】
コントロールデータの読み出し後は、コントロールデータに応じた各種調整やピックアップ１１に関わる学習処理（４０４）を行い、光情報記録再生装置１０は、記録または再生の準備が完了する（４０５）。
【００４７】
準備完了状態から情報を記録するまでの動作フローは図９（ｂ）に示すように、まず記録するデータを受信して（４１１）、該データに応じた情報をピックアップ１１内の空間光変調器に送り込む。
【００４８】
その後、光情報記録媒体に高品質の情報を記録できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行い（４１２）、シーク動作（４１３）によりピックアップ１１ならびにディスクＣｕｒｅ光学系１３の位置を光情報記録媒体の所定の位置に配置する。
【００４９】
その後、ディスクＣｕｒｅ光学系１３から出射する光ビームを用いて所定の領域をプリキュアし（４１４）、ピックアップ１１から出射する参照光と信号光を用いてデータを記録する（４１５）。
【００５０】
データを記録した後は、必要に応じてデータをベリファイし（４１６）、ディスクＣｕｒｅ光学系１３から出射する光ビームを用いてポストキュアを行う（４１７）。
【００５１】
準備完了状態から記録された情報を再生するまでの動作フローは図９（ｃ）に示すように、光情報記録媒体から高品質の情報を再生できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行う（４２１）。その後、シーク動作（４２２）によりピックアップ１１ならびに位相共役光学系１２の位置を光情報記録媒体の所定の位置に配置する。
【００５２】
その後、ピックアップ１１から参照光を出射し、光情報記録媒体に記録された情報を読み出す（４２３）。本発明はこの情報を読み出す動作において適用される。
【００５３】
ところで、図６においてはページデータの各画素に対して、４つの光検出器の画素を配置してオーバーサンプリングする構成を示したが、再生されたページデータの画素が光検出器の画素にピクセルマッチすることが必要となる。図１１に再生されたページデータの画素が光検出器の画素にピクセルマッチしていない例を示す。図１１中のカメラのａ、ｂ、ｃの画素はページデータの画素の境界上にあるため、ページデータの各画素の位相情報が混在した状態となって検出される。このため、適切な位相情報の取得ができないという問題が発生する。
【００５４】
図１に前述した問題を解決するためのカメラの構成を示す。図１(a)はページデータの画素と光検出器の画素との関係を示している。ページデータの各画素に対して、カメラの３×３の９画素を配置している。図１中の太線がページデータの画素を示す。カメラにおいて４種類の位相を検出するための画素の並びは図６と同様である。このようにして画素を配置した場合、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すように、垂直方向と水平方向にどのようにページデータと光検出器との位置関係がずれた場合でも、光検出器の９画素の内の少なくとも４画素はページデータの画素の境界上には無い状態で検出することが可能である。図１中の点線で囲まれた各４画素がページデータの境界上には無い画素を示している。このため、点線で囲まれた４画素を用いて適切な位相情報の検出が可能となる。以上で説明したように、ページデータの１画素の位相情報を検出するためのカメラの画素数としては、位相情報の検出のために２×２画素が必要で、ページデータの画素の境界のカメラの画素は位相情報の検出に用いることができないため、少なくとも３×３の９画素が必要となる。
【００５５】
図１２に再生に用いる４画素の組み合わせパターンを４種類、パターンＡ〜Ｄとして示す。図１２中の点線で囲んだ部分がリサンプリングに使用する画素となる。
【００５６】
図１３に本実施例で情報を読み出す処理の動作フローを示す。まず、光情報記録媒体１に記録された情報の再生を行い、カメラで受光する（１３０１）。次に、図１２のパターンＡ〜Ｄによりリサンプリング処理を行う（１３０２〜１３０５）。次にパターンＡ〜Ｄについてリサンプリングした結果を用いて、それぞれ品質評価を行う（１３０６〜１３０９）。次に、前記品質評価した結果に基づき、４種類のページデータ情報の中から、品質の良好なパターンを決定する（１３１０）。最後に、決定したパターンを用いてページデータのデコードを行う（１３１１）。ここで、品質評価の指標としては位相情報のヒストグラムを作成し、ヒストグラムが位相毎に分離できていることを指標としても良いし、ＳＮＲを指標としても良いし、デコードしてｂＥＲを指標としても良い。ヒストグラムもしくはＳＮＲを用いた場合はデータのデコードが不要であるため、ｂＥＲを用いる場合に比べて高速に処理が可能である利点があり、ｂＥＲを用いる場合はデコードを行うために、品質の違いがより明確になるという利点がある。この他にも、４種類のページデータが意味のある情報であるかを判断できる指標であれば、どのような指標であっても構わない。
【００５７】
なお、ページデータの全てのピクセルについて前記リサンプリング処理と品質評価の処理を行う必要は無く、ページデータの一部分に対してリサンプリングと品質評価を行うことで採用パターンを決定し、その後、採用したパターンを用いてページデータ全体のリサンプリングを行っても良い。これによって、全てのピクセルについて処理を行った場合に比べて、採用パターンの決定に要する時間を短縮することが可能となる。また、必ずしも全てのページデータにおいて、図１３のような複数のパターンに対してリサンプリング処理と品質評価の処理を行う必要は無い。例えば、あるページデータに対して品質の良好なパターンを決定したら、そのページデータと同一ブック内の他のページデータに対しては、その決定されたパターンにおいて品質評価を行い、品質評価の指標が所定の閾値以上であればその決定されたパターンを用いて再生し、その決定されたパターンの品質評価の指標が所定の閾値を下回った場合は、このページデータに対して、このようなリサンプリング処理と品質評価の処理を行ってもよい。これにより、処理に要する時間を短縮することが可能となる。
【００５８】
また、図１３に示すような処理は、所定数のページデータ毎に行なっても良いし、再生処理前に、再生するページデータ全体に対して行ってもよい。また、図１３に示すような処理は、例えば、再生装置のセットアップの際に行ってもよいし、コントローラ８９等に対して再生指示がなされた後に行ってもよい。
【００５９】
また、前記ページデータの一部分には既知のデータ等のパターン選択用の特殊データを記録しておき、ＳＮＲやｂＥＲを算出しても良い。これによって、既知のデータを用いない場合に比べて、精度の高いパターン選択が可能となる。
【００６０】
また、図１３ではパターンＡ〜Ｄに対してリサンプリングと品質評価をそれぞれ直列に処理する動作として示したが、並列に処理を行っても構わない。並列に処理を行う場合、処理速度は速くなるが、回路が増大する。このため、バランスを考えて、例えば、リサンプリング部分のみ並列に処理し、品質評価部分は直列に処理する構成としても構わない。
【００６１】
また、ページデータは必ずしもカメラの画素配置に対して適正な向きや大きさであるとは限らず、斜めに再生されたり、拡大もしくは縮小して再生されたりする場合もある。このような場合には、カメラを複数の領域に分割し、各々の領域において最適なパターンを選択すれば良い。
【００６２】
図１４（ａ）〜（ｅ）にカメラにおいて４種類の画素を配置する別の例を示す。それぞれ、カメラの２×２画素毎に同様なａ、ｂ、ｃ、ｄの４種類の画素の配置が繰り返されるパターンとなっている。図１および図１４では２×２画素の左上にａの画素が配置された例を示したが、光検出器の２×２画素にａ、ｂ、ｃ、ｄを配置する組み合わせは合計２４通りあり、いずれの場合でも同様な方法でデコードすることが可能である。
【００６３】
なお、ディスクのデフォーカス等の要因により、再生像が拡大もしくは縮小する可能性があるため、ページデータを所定の領域毎に分割し、領域毎に採用パターンを変更しても構わない。
【００６４】
なお、本実施例では、ページデータの各画素に対して一辺あたり３画素の計９画素を配置する構成としたが、一辺あたり３画素以上を配置する構成としても構わなく、また、必ずしも整数の画素数である必要も無い。
【００６５】
なお、以上ではホログラフィックメモリにおける角度多重方式を例として説明を行ったが、信号光と参照光を同軸にして記録を行うコリニア方式においても、同様に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１・・・光情報記録媒体、１０・・・光情報記録再生装置、１１・・・ピックアップ、
１２・・・位相共役光学系、１３・・・ディスクＣｕｒｅ光学系、
１４・・・ディスク回転角度検出用光学系、５０・・・回転モータ、
８１・・・アクセス制御回路、８２・・・光源駆動回路、８３・・・サーボ信号生成回路、
８４・・・サーボ制御回路、８５・・・信号処理回路、８６・・・信号生成回路、
８７・・・シャッタ制御回路、８８・・・ディスク回転モータ制御回路、
８９・・・コントローラ、
２０１・・・光源、２０２・・・コリメートレンズ、２０３・・・シャッタ、
２０４・・・１／２波長板、２０５・・・偏光ビームスプリッタ、
２０６・・・信号光、２０７・・・参照光、
２０８・・・ビームエキスパンダ、２０９・・フェーズ（位相）マスク、
２１０・・・リレーレンズ、２１１・・・偏光ビームスプリッタ、
２１２・・・空間光変調器、２１３・・・リレーレンズ、２１４・・・空間フィルタ、
２１５・・・対物レンズ、２１６・・・偏光方向変換素子、２１７・・・ミラー、
２１８・・・ミラー、２１９・・・ミラー、２２０・・・アクチュエータ、
２２１・・・レンズ、２２２・・・レンズ、２２３・・・アクチュエータ、
２２４・・・ミラー、２２５・・・光検出器、２３０・・・ビームエキスパンダ、
２３１・・・回折光、２５０・・・光学素子、２５１・・・光学素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィを用いて、記録媒体から情報を再生する、装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、青紫色半導体レーザを用いた、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（ＴＭ）規格により、民生用においても５０ＧＢ程度の記録密度を持つ光ディスクの商品化が可能となってきた。今後は、光ディスクでも１００ＧＢ〜１ＴＢというＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）容量と同程度まで大容量化が望まれる。
【０００３】
しかしながら、このような超高密度を光ディスクで実現するためには、短波長化と対物レンズ高ＮＡ化による高密度化技術とは異なる新しい方式による高密度化技術が必要である。
【０００４】
次世代のストレージ技術に関する研究が行われる中、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録するホログラム記録技術が注目を集めている。
【０００５】
ホログラム記録技術として、例えば特開２００４−２７２２６８号公報（特許文献１）がある。本公報には、参照光の光記録媒体への入射角度を変えながら異なるページデータを空間光変調器に表示して多重記録を行う、いわゆる角度多重記録方式が記載されている。さらに本公報には、信号光をレンズで集光してそのビームウエストに開口（空間フィルタ）を配することにより、隣接するホログラムの間隔を短くする技術が記載されている。
【０００６】
またホログラム記録技術の大容量化の手段として、例えば信号光の各画素に多値の位相情報を付加する方法が提案されている（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２７２２６８号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】H.Noichi、 H.Horimai、 P.B.Lim、 K.Watanabe and M.Inoue、 “Collinear phase-lock holography for memories of the next generation” IWHM 2008 Digests、 42-43 (2008).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、各画素に多値の位相情報を付加したページデータにおいて、各画素に付加された位相情報を検出するために、前記ページデータの各画素に対して、４つの画素を有する光検出器でオーバーサンプリングをして検出する場合には、再生像と光検出器のピクセルマッチが必要という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、例えば特許請求の範囲に記載の発明により解決される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、再生されたページデータと光検出器がピクセルマッチしていなくても、位相情報を付加したページデータの各画素に付加された位相情報を検出し、情報を再生できる位相多値記録／再生を可能とするホログラフィックメモリ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ページデータの各画素にカメラの９画素を対応させた場合の効果を表す概略図
【図２】光情報記録再生装置の実施例を表す概略図
【図３】光情報記録再生装置内のピックアップの実施例において記録時の状態を表す概略図
【図４】光情報記録再生装置内のピックアップの実施例において再生時の状態を表す概略図
【図５】実施例におけるカメラ上の画素と回折光およびオシレーター光の位置関係を示す概略図
【図６】本発明におけるオシレーター光の位相状態を示す概略図
【図７】実施例における位相変調手段の拡大図
【図８】実施例における位相変調手段の構成図
【図９】光情報記録再生装置の動作フローの実施例を表す概略図
【図１０】ページデータの位相分布を示す概略図
【図１１】ページデータの各画素にカメラの４画素を対応させた場合の問題を表す概略図
【図１２】カメラの９画素のうち再生に用いる４画素のパターンを表す概略図
【図１３】実施例における読み出し処理の動作フローを表す概略図
【図１４】カメラの４種類の位相状態の画素の配置の例を表す概略図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１４】
本発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。図２はホログラフィを利用してデジタル情報を記録および／または再生する光情報記録媒体の記録再生装置を示すブロック図である。
【００１５】
光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、位相共役光学系１２、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４、及び回転モータ５０を備えており、光情報記録媒体１は回転モータ５０によって回転可能な構成となっている。
【００１６】
ピックアップ１１は、参照光と信号光を光情報記録媒体１に出射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録媒体に記録する役割を果たす。この際、記録する情報信号はコントローラ８９によって信号生成回路８６を介してピックアップ１１内の空間光変調器に送り込まれ、信号光は空間光変調器によって変調される。
【００１７】
光情報記録媒体１に記録した情報を再生する場合は、ピックアップ１１から出射された参照光の位相共役光を位相共役光学系１２にて生成する。ここで位相共役光とは、入力光と同一の波面を保ちながら逆方向に進む光波のことである。位相共役光によって再生される再生光をピックアップ１１内の後述する光検出器によって検出し、信号処理回路８５によって信号を再生する。
【００１８】
光情報記録媒体１に照射する参照光と信号光の照射時間は、ピックアップ１１内のシャッタの開閉時間をコントローラ８９によってシャッタ制御回路８７を介して制御することで調整できる。
【００１９】
ディスクＣｕｒｅ光学系１３は、光情報記録媒体１のプリキュアおよびポストキュアに用いる光ビームを生成する役割を果たす。プリキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録する際、所望位置に参照光と信号光を照射する前に予め所定の光ビームを照射する前工程である。ポストキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録した後、該所望の位置に追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程である。
【００２０】
ディスク回転角度検出用光学系１４は、光情報記録媒体１の回転角度を検出するために用いられる。光情報記録媒体１を所定の回転角度に調整する場合は、ディスク回転角度検出用光学系１４によって回転角度に応じた信号を検出し、検出された信号を用いてコントローラ８９によってディスク回転モータ制御回路８８を介して光情報記録媒体１の回転角度を制御する事が出来る。
【００２１】
光源駆動回路８２からは所定の光源駆動電流がピックアップ１１、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４内の光源に供給され、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光することができる。
【００２２】
また、ピックアップ１１、そして、ディスクＣｕｒｅ光学系１３は、光情報記録媒体１の半径方向に位置をスライドできる機構が設けられており、アクセス制御回路８１を介して位置制御がおこなわれる。
【００２３】
ところで、ホログラフィの角度多重の原理を利用した記録技術は、参照光角度のずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。
【００２４】
従って、ピックアップ１１内に、参照光角度のずれ量を検出する機構を設けて、サーボ信号生成回路８３にてサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御回路８４を介して該ずれ量を補正するためのサーボ機構を光情報記録再生装置１０内に備えることが必要となる。
【００２５】
また、ピックアップ１１、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４は、いくつかの光学系構成または全ての光学系構成をひとつに纏めて簡素化しても構わない。
【００２６】
図３は本発明における光ピックアップ装置１１の実施例の概略図である。なお図３は記録時の様子を示したものである。
【００２７】
光源２０１を出射した光ビームはコリメートレンズ２０２を透過し、シャッタ２０３に入射する。シャッタ２０３が開いている時は、光ビームはシャッタ２０３を通過した後、例えば２分の１波長板などで構成される偏光方向変換素子２０４によってＰ偏光とＳ偏光の光量比が所望の比になるように偏光方向を制御された後、偏光ビームスプリッタ２０５に入射する。
【００２８】
偏光ビームスプリッタ２０５を透過した光ビームは、ビームエキスパンダ２３０によって光ビーム径を拡大された後、偏光方向変換素子２０９、偏光ビームスプリッタ２１１を経由して空間光変調器２１２に入射し、空間光変調器２１２によって例えば図１０に示すように画素毎に位相情報が付加されたページデータとなる。ここでページデータ内の位相分布は、例えば光情報記録媒体１のフーリエ面上の光強度分布においてＤＣ強度（いわゆるホットスポット）を除去するような位相分布にする。この様にすることで、従来、ＤＣ強度を低減するために用いられていた位相マスクを削除する事ができる。一例としては、各画素に付加した位相の平均値がπとなるような位相分布とする。別の例としては、各画素に付加した位相の平均値が０．５πまたは１．５πとなるような位相分布とする。また別の例としては、１つのページ内において位相＝０を基準に位相をランダマイズした画素数と位相πを基準に位相をランダマイズした画素数が等しくなるようにする。
【００２９】
空間光変調器２１２によって画素毎に位相情報を付加し、ページデータとなった信号光２０６は偏光ビームスプリッタ２１１を反射し、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。なお空間光変調器２１２は位相変調の機能のみを有する空間光変調器に限定されるものではない。空間光変調器２１２に振幅変調の機能を持たせることで、空間的に振幅の変調も可能となる。その後、信号光２０６は対物レンズ２１５によって光情報記録媒体１に集光する。
【００３０】
一方、偏光ビームスプリッタ２０５を反射した光ビームは参照光２０７として働き、偏光方向変換素子２１６によって記録時または再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー２１７ならびにミラー２１８を経由して、ミラー２１９に入射する。ミラー２１９はアクチュエータ２２０によって角度を調整可能であり、レンズ２２１とレンズ２２２を通過した後に光情報記録媒体１に入射する。
【００３１】
このように信号光２０６と参照光２０７を光情報記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。またミラー２１９によって光情報記録媒体１に入射する参照光２０７の入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。
【００３２】
図４は本実施例において再生時の様子を示したものである。記録時と同様の光路をたどって、参照光２０７が光情報記録媒体１に入射する。本実施例では位相共役光による再生の方法をとっており、アクチュエータ２２３によって駆動されるミラー２２４を反射して再度、光情報記録媒体１に入射する参照光２０７を用いて情報を再生する。光情報記録媒体１から回折された回折光２３１は対物レンズ２１５、リレーレンズ２１３、空間フィルタ２１４、偏光ビームスプリッタ２１１、光学素子２５０、光学素子２５１を介して、カメラ２２５に入射する。
【００３３】
また、カメラ２２５において回折光２３１と干渉させるオシレーター光２０８を生成するため、偏光方向変換素子２０４によって偏光方向が制御され、所望の光量が偏光ビームスプリッタ２０５を透過する。偏光ビームスプリッタ２０５を透過したオシレーター光２０８は、ビームエキスパンダ２３０を透過した後、偏光方向変換素子２０９によって偏光方向が制御され、偏光ビームスプリッタ２１１を反射する。その後、光学素子２５０、光学素子２５１を介してオシレーター光２０８はカメラ２２５に入射し、前述した回折光２３１と重ね合わさって干渉する。
【００３４】
ここで、ページデータの各画素に付加された位相情報を検出するため、光学素子２５０および光学素子２５１は図７に示すようにカメラ２２５の前に配置され、例えば図８に示す様な構成の素子を用いる。
【００３５】
例えば光学素子２５０は一部が４分の１波長板で構成される素子であり、所定の光学軸に対して偏光を有する光の位相を４分の１波長進める働きをする。なお光学素子２５０の図においてハッチング部以外の領域は、位相を付加する作用が無い領域である。つまり位相を付加する領域と位相を付加しない領域が交互に配置されている。
【００３６】
光学素子２５１は、例えば特定の偏光方向の光を通す第１の偏光子と、該方向と９０度異なる偏光方向の光を通す第２の偏光子によって構成される素子である。この様な素子を前述の図７に示したように配置する。ここで光学素子２５０、光学素子２５１における４分の１波長板および偏光子は、例えば波長以下の微細構造により入射光の偏光や透過・反射特性を制御可能なフォトニック結晶で構成することができる。フォトニック結晶を用いて位相を検出する方法については特開２００８−２８６５１８に記載されているため、ここでは本実施例における回折光２３１およびオシレーター光２０８の位相関係についてのみ述べる。
【００３７】
図５はカメラ２２５における画素の配置、回折光２３１およびオシレーター光２０８の位置関係を示した概略図である。なお図５は、位相変調に加えて振幅変調を行ったページデータを示しているが、振幅変調を行わないホワイトページデータであっても構わない。回折光２３１およびオシレーター光２０８に対して４つの位相差（基準位相（本実施例では便宜上、０°とする）、基準位相＋９０°、基準位相＋１８０°、基準位相＋２７０°）が付加された状態でオーバーサンプリングを行う前記４つの画素の各々の画素に入射する構成となっている。ここで図中において用いたＩ１とＩ２は、基準位相を付加したオシレーター光２０８が入射する画素からの出力値から基準位相＋１８０°を付加したオシレーター光２０８が入射する画素からの出力値を引いた値をＩ１、基準位相＋２７０°を付加したオシレーター光２０８が入射する画素からの出力値から基準位相＋９０°を付加したオシレーター光２０８が入射する画素からの出力値を引いた値をＩ２としている。なお便宜上、図５はカメラ２２５の一部の画素に対する回折光２３１およびオシレーター光２０８の位置関係を描写しているが、基本的に本実施例ではオーバーサンプリングに用いる４つの画素の全ての組み合わせに対して、同様の位置関係が成り立つものとする。
【００３８】
なおオーバーサンプリングに用いる少なくとも４つの画素に入射するオシレーター光２０８の位相状態は、前述した４つの位相状態（便宜上、４つの位相状態をａ、ｂ、ｃ、ｄと置く。）は一例として、図６の様な位置関係とすれば良い。
【００３９】
この様な構成とすることで、干渉計などで一般的に用いられているフリンジスキャン法の原理を用いて、各画素に入射する回折光２３１とオシレーター光２０８に付加した基準位相との位相差Δφを図５で定義したＩ１とＩ２を用いて（数１）によって算出することが出来るので、ページデータの各画素に付加された位相情報を検出する事ができる。
【００４０】
【数１】
【００４１】
なお位相多値記録を行わずに振幅変調を行ったページデータを再生互換する場合は、例えばオシレーター光２０８の生成手段の動作を停止して、オシレーター光の生成を止めて再生を行うことで、装置の再生互換を実現できる。
【００４２】
図９は、光情報記録再生装置１０における記録、再生の動作フローを示したものである。ここでは、特にホログラフィを利用した記録再生に関するフローを説明する。
【００４３】
図９（ａ）は、光情報記録再生装置１０に光情報記録媒体１を挿入した後、記録または再生の準備が完了するまでの動作フローを示し、図９（ｂ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に情報を記録するまでの動作フロー、図９（ｃ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に記録した情報を再生するまでの動作フローを示したものである。
【００４４】
図９（ａ）に示すように媒体を挿入すると（４０１）、光情報記録再生装置１０は、例えば挿入された媒体がホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する媒体であるかどうかディスク判別を行う（４０２）。
【００４５】
ディスク判別の結果、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する光情報記録媒体であると判断されると、光情報記録再生装置１０は光情報記録媒体に設けられたコントロールデータを読み出し（４０３）、例えば光情報記録媒体に関する情報や、例えば記録や再生時における各種設定条件に関する情報を取得する。
【００４６】
コントロールデータの読み出し後は、コントロールデータに応じた各種調整やピックアップ１１に関わる学習処理（４０４）を行い、光情報記録再生装置１０は、記録または再生の準備が完了する（４０５）。
【００４７】
準備完了状態から情報を記録するまでの動作フローは図９（ｂ）に示すように、まず記録するデータを受信して（４１１）、該データに応じた情報をピックアップ１１内の空間光変調器に送り込む。
【００４８】
その後、光情報記録媒体に高品質の情報を記録できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行い（４１２）、シーク動作（４１３）によりピックアップ１１ならびにディスクＣｕｒｅ光学系１３の位置を光情報記録媒体の所定の位置に配置する。
【００４９】
その後、ディスクＣｕｒｅ光学系１３から出射する光ビームを用いて所定の領域をプリキュアし（４１４）、ピックアップ１１から出射する参照光と信号光を用いてデータを記録する（４１５）。
【００５０】
データを記録した後は、必要に応じてデータをベリファイし（４１６）、ディスクＣｕｒｅ光学系１３から出射する光ビームを用いてポストキュアを行う（４１７）。
【００５１】
準備完了状態から記録された情報を再生するまでの動作フローは図９（ｃ）に示すように、光情報記録媒体から高品質の情報を再生できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行う（４２１）。その後、シーク動作（４２２）によりピックアップ１１ならびに位相共役光学系１２の位置を光情報記録媒体の所定の位置に配置する。
【００５２】
その後、ピックアップ１１から参照光を出射し、光情報記録媒体に記録された情報を読み出す（４２３）。本発明はこの情報を読み出す動作において適用される。
【００５３】
ところで、図６においてはページデータの各画素に対して、４つの光検出器の画素を配置してオーバーサンプリングする構成を示したが、再生されたページデータの画素が光検出器の画素にピクセルマッチすることが必要となる。図１１に再生されたページデータの画素が光検出器の画素にピクセルマッチしていない例を示す。図１１中のカメラのａ、ｂ、ｃの画素はページデータの画素の境界上にあるため、ページデータの各画素の位相情報が混在した状態となって検出される。このため、適切な位相情報の取得ができないという問題が発生する。
【００５４】
図１に前述した問題を解決するためのカメラの構成を示す。図１(a)はページデータの画素と光検出器の画素との関係を示している。ページデータの各画素に対して、カメラの３×３の９画素を配置している。図１中の太線がページデータの画素を示す。カメラにおいて４種類の位相を検出するための画素の並びは図６と同様である。このようにして画素を配置した場合、図１（ｂ）〜（ｄ）に示すように、垂直方向と水平方向にどのようにページデータと光検出器との位置関係がずれた場合でも、光検出器の９画素の内の少なくとも４画素はページデータの画素の境界上には無い状態で検出することが可能である。図１中の点線で囲まれた各４画素がページデータの境界上には無い画素を示している。このため、点線で囲まれた４画素を用いて適切な位相情報の検出が可能となる。以上で説明したように、ページデータの１画素の位相情報を検出するためのカメラの画素数としては、位相情報の検出のために２×２画素が必要で、ページデータの画素の境界のカメラの画素は位相情報の検出に用いることができないため、少なくとも３×３の９画素が必要となる。
【００５５】
図１２に再生に用いる４画素の組み合わせパターンを４種類、パターンＡ〜Ｄとして示す。図１２中の点線で囲んだ部分がリサンプリングに使用する画素となる。
【００５６】
図１３に本実施例で情報を読み出す処理の動作フローを示す。まず、光情報記録媒体１に記録された情報の再生を行い、カメラで受光する（１３０１）。次に、図１２のパターンＡ〜Ｄによりリサンプリング処理を行う（１３０２〜１３０５）。次にパターンＡ〜Ｄについてリサンプリングした結果を用いて、それぞれ品質評価を行う（１３０６〜１３０９）。次に、前記品質評価した結果に基づき、４種類のページデータ情報の中から、品質の良好なパターンを決定する（１３１０）。最後に、決定したパターンを用いてページデータのデコードを行う（１３１１）。ここで、品質評価の指標としては位相情報のヒストグラムを作成し、ヒストグラムが位相毎に分離できていることを指標としても良いし、ＳＮＲを指標としても良いし、デコードしてｂＥＲを指標としても良い。ヒストグラムもしくはＳＮＲを用いた場合はデータのデコードが不要であるため、ｂＥＲを用いる場合に比べて高速に処理が可能である利点があり、ｂＥＲを用いる場合はデコードを行うために、品質の違いがより明確になるという利点がある。この他にも、４種類のページデータが意味のある情報であるかを判断できる指標であれば、どのような指標であっても構わない。
【００５７】
なお、ページデータの全てのピクセルについて前記リサンプリング処理と品質評価の処理を行う必要は無く、ページデータの一部分に対してリサンプリングと品質評価を行うことで採用パターンを決定し、その後、採用したパターンを用いてページデータ全体のリサンプリングを行っても良い。これによって、全てのピクセルについて処理を行った場合に比べて、採用パターンの決定に要する時間を短縮することが可能となる。また、必ずしも全てのページデータにおいて、図１３のような複数のパターンに対してリサンプリング処理と品質評価の処理を行う必要は無い。例えば、あるページデータに対して品質の良好なパターンを決定したら、そのページデータと同一ブック内の他のページデータに対しては、その決定されたパターンにおいて品質評価を行い、品質評価の指標が所定の閾値以上であればその決定されたパターンを用いて再生し、その決定されたパターンの品質評価の指標が所定の閾値を下回った場合は、このページデータに対して、このようなリサンプリング処理と品質評価の処理を行ってもよい。これにより、処理に要する時間を短縮することが可能となる。
【００５８】
また、図１３に示すような処理は、所定数のページデータ毎に行なっても良いし、再生処理前に、再生するページデータ全体に対して行ってもよい。また、図１３に示すような処理は、例えば、再生装置のセットアップの際に行ってもよいし、コントローラ８９等に対して再生指示がなされた後に行ってもよい。
【００５９】
また、前記ページデータの一部分には既知のデータ等のパターン選択用の特殊データを記録しておき、ＳＮＲやｂＥＲを算出しても良い。これによって、既知のデータを用いない場合に比べて、精度の高いパターン選択が可能となる。
【００６０】
また、図１３ではパターンＡ〜Ｄに対してリサンプリングと品質評価をそれぞれ直列に処理する動作として示したが、並列に処理を行っても構わない。並列に処理を行う場合、処理速度は速くなるが、回路が増大する。このため、バランスを考えて、例えば、リサンプリング部分のみ並列に処理し、品質評価部分は直列に処理する構成としても構わない。
【００６１】
また、ページデータは必ずしもカメラの画素配置に対して適正な向きや大きさであるとは限らず、斜めに再生されたり、拡大もしくは縮小して再生されたりする場合もある。このような場合には、カメラを複数の領域に分割し、各々の領域において最適なパターンを選択すれば良い。
【００６２】
図１４（ａ）〜（ｅ）にカメラにおいて４種類の画素を配置する別の例を示す。それぞれ、カメラの２×２画素毎に同様なａ、ｂ、ｃ、ｄの４種類の画素の配置が繰り返されるパターンとなっている。図１および図１４では２×２画素の左上にａの画素が配置された例を示したが、光検出器の２×２画素にａ、ｂ、ｃ、ｄを配置する組み合わせは合計２４通りあり、いずれの場合でも同様な方法でデコードすることが可能である。
【００６３】
なお、ディスクのデフォーカス等の要因により、再生像が拡大もしくは縮小する可能性があるため、ページデータを所定の領域毎に分割し、領域毎に採用パターンを変更しても構わない。
【００６４】
なお、本実施例では、ページデータの各画素に対して一辺あたり３画素の計９画素を配置する構成としたが、一辺あたり３画素以上を配置する構成としても構わなく、また、必ずしも整数の画素数である必要も無い。
【００６５】
なお、以上ではホログラフィックメモリにおける角度多重方式を例として説明を行ったが、信号光と参照光を同軸にして記録を行うコリニア方式においても、同様に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１・・・光情報記録媒体、１０・・・光情報記録再生装置、１１・・・ピックアップ、
１２・・・位相共役光学系、１３・・・ディスクＣｕｒｅ光学系、
１４・・・ディスク回転角度検出用光学系、５０・・・回転モータ、
８１・・・アクセス制御回路、８２・・・光源駆動回路、８３・・・サーボ信号生成回路、
８４・・・サーボ制御回路、８５・・・信号処理回路、８６・・・信号生成回路、
８７・・・シャッタ制御回路、８８・・・ディスク回転モータ制御回路、
８９・・・コントローラ、
２０１・・・光源、２０２・・・コリメートレンズ、２０３・・・シャッタ、
２０４・・・１／２波長板、２０５・・・偏光ビームスプリッタ、
２０６・・・信号光、２０７・・・参照光、
２０８・・・ビームエキスパンダ、２０９・・フェーズ（位相）マスク、
２１０・・・リレーレンズ、２１１・・・偏光ビームスプリッタ、
２１２・・・空間光変調器、２１３・・・リレーレンズ、２１４・・・空間フィルタ、
２１５・・・対物レンズ、２１６・・・偏光方向変換素子、２１７・・・ミラー、
２１８・・・ミラー、２１９・・・ミラー、２２０・・・アクチュエータ、
２２１・・・レンズ、２２２・・・レンズ、２２３・・・アクチュエータ、
２２４・・・ミラー、２２５・・・光検出器、２３０・・・ビームエキスパンダ、
２３１・・・回折光、２５０・・・光学素子、２５１・・・光学素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光と参照光とで生じる干渉パターンが記録されているホログラム記録媒体から情報を再生するホログラフィックメモリ再生装置であって、
再生時に前記ホログラム記録媒体からの回折光と重ね合わせて干渉させるオシレーター光を生成するためのオシレーター光生成手段と、
前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光との間に所定の位相差を付加するための位相変調手段と、
前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光とが重ね合わさった干渉光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段により検出した情報から前記信号光の各画素に付加された位相情報を検出する位相情報検出手段と、
を備え、
前記位相検出手段は前記信号光の各画素に対して信号光の画素の境界上には無い前記光検出器の画素を用いて位相情報を検出するホログラフィックメモリ再生装置。
【請求項２】
前記位相変調手段は所定の基準位相に加えて、該基準位相に対して少なくとも３つの異なる位相を前記オシレーター光に付加し、
前記光検出手段の画素には、前記基準位相と前記基準位相に対して少なくとも３つの異なる位相を付加された前記オシレーター光が各々の画素に入射して前記ホログラム記録媒体からの回折光と重ね合わさり入射し、
前記位相情報検出手段はフリンジスキャン法の原理を用いて前記信号光の各画素に付加された位相情報を検出する請求項１のホログラフィックメモリ再生装置。
【請求項３】
前記光検出手段は前記信号光の各画素に対して少なくとも９つの画素を配置し、
前記位相情報検出手段は前記９つの画素のうち、少なくとも４画素を用いて位相情報を検出する請求項１のホログラフィックメモリ再生装置。
【請求項４】
前記位相情報検出手段は前記９つの画素のうち、少なくとも４パターンの４画素の組み合わせで位相情報を算出し、前記４パターンの位相情報の中から品質の良好なパターンを採用して、位相情報を検出する請求項３のホログラフィックメモリ再生装置。
【請求項５】
信号光と参照光とで生じる干渉パターンが記録されているホログラム記録媒体から情報を再生する再生方法であって、
再生時において前記ホログラム記録媒体からの回折光と重ね合わせて干渉させるオシレーター光を生成する工程と、
前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光との間に所定の位相差を付加する工程と、
前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光とが重ね合わせて干渉光を検出する工程と、
前記干渉光から前記信号光の各画素に付加された位相情報を検出する工程と、
を備え、
前記位相情報を検出する工程は、前記信号光の各画素に対して信号光の画素の境界上には無い前記光検出器の画素を用いて位相情報を検出するホログラフィックメモリ再生方法。
【請求項６】
信号光と参照光とで生じる干渉パターンが記録されているホログラム記録媒体から情報を再生するホログラフィックメモリ再生装置であって、
再生時に前記ホログラム記録媒体からの回折光と重ね合わせて干渉させるオシレーター光を生成するためのオシレーター光生成部と、
前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光との間に所定の位相差を付加するための位相変調部と、
前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光とが重ね合わさった干渉光を検出する光検出部と、
前記光検出手段により検出した情報から前記信号光の各画素に付加された位相情報を検出する位相情報検出部と、
を備え、
前記ホログラム記録媒体に記録されている２次元ページデータにおける画素数よりも、前記光検出器が検出可能な画素数の方が多いことを特徴とするホログラフィックメモリ再生装置。
【請求項１】
信号光と参照光とで生じる干渉パターンが記録されているホログラム記録媒体から情報を再生するホログラフィックメモリ再生装置であって、
再生時に前記ホログラム記録媒体からの回折光と重ね合わせて干渉させるオシレーター光を生成するためのオシレーター光生成手段と、
前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光との間に所定の位相差を付加するための位相変調手段と、
前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光とが重ね合わさった干渉光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段により検出した情報から前記信号光の各画素に付加された位相情報を検出する位相情報検出手段と、
を備え、
前記位相検出手段は前記信号光の各画素に対して信号光の画素の境界上には無い前記光検出器の画素を用いて位相情報を検出するホログラフィックメモリ再生装置。
【請求項２】
前記位相変調手段は所定の基準位相に加えて、該基準位相に対して少なくとも３つの異なる位相を前記オシレーター光に付加し、
前記光検出手段の画素には、前記基準位相と前記基準位相に対して少なくとも３つの異なる位相を付加された前記オシレーター光が各々の画素に入射して前記ホログラム記録媒体からの回折光と重ね合わさり入射し、
前記位相情報検出手段はフリンジスキャン法の原理を用いて前記信号光の各画素に付加された位相情報を検出する請求項１のホログラフィックメモリ再生装置。
【請求項３】
前記光検出手段は前記信号光の各画素に対して少なくとも９つの画素を配置し、
前記位相情報検出手段は前記９つの画素のうち、少なくとも４画素を用いて位相情報を検出する請求項１のホログラフィックメモリ再生装置。
【請求項４】
前記位相情報検出手段は前記９つの画素のうち、少なくとも４パターンの４画素の組み合わせで位相情報を算出し、前記４パターンの位相情報の中から品質の良好なパターンを採用して、位相情報を検出する請求項３のホログラフィックメモリ再生装置。
【請求項５】
信号光と参照光とで生じる干渉パターンが記録されているホログラム記録媒体から情報を再生する再生方法であって、
再生時において前記ホログラム記録媒体からの回折光と重ね合わせて干渉させるオシレーター光を生成する工程と、
前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光との間に所定の位相差を付加する工程と、
前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光とが重ね合わせて干渉光を検出する工程と、
前記干渉光から前記信号光の各画素に付加された位相情報を検出する工程と、
を備え、
前記位相情報を検出する工程は、前記信号光の各画素に対して信号光の画素の境界上には無い前記光検出器の画素を用いて位相情報を検出するホログラフィックメモリ再生方法。
【請求項６】
信号光と参照光とで生じる干渉パターンが記録されているホログラム記録媒体から情報を再生するホログラフィックメモリ再生装置であって、
再生時に前記ホログラム記録媒体からの回折光と重ね合わせて干渉させるオシレーター光を生成するためのオシレーター光生成部と、
前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光との間に所定の位相差を付加するための位相変調部と、
前記オシレーター光と前記ホログラム記録媒体からの回折光とが重ね合わさった干渉光を検出する光検出部と、
前記光検出手段により検出した情報から前記信号光の各画素に付加された位相情報を検出する位相情報検出部と、
を備え、
前記ホログラム記録媒体に記録されている２次元ページデータにおける画素数よりも、前記光検出器が検出可能な画素数の方が多いことを特徴とするホログラフィックメモリ再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２４３３５４（Ｐ２０１２−２４３３５４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３０１８（Ｐ２０１１−１１３０１８）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
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