光再生装置、光再生方法及び光記録再生装置
【課題】マーカー位置を高精度で検出できる２次元受光素子を提供する。マーカー位置に基づいて検出画像の幾何補正を行い、正確迅速に記録情報データを再生できる光記録再生装置を提供する。
【解決手段】空間変調パターンに位置検出用マーカーを含めて物体光を生成し、記録媒体に記録する。記録媒体からの検出光からは、２次元センサ１６ａにより記録情報データとマーカーデータとが検出される。２次元センサのマーカー検出領域５２とデータ検出領域５１の単位受光素子面積を異ならせることにより、マーカー位置の検出精度を向上させる。また、検出されたマーカーデータのビット長を情報データのビット長より長くすることによっても、マーカー位置の検出精度を向上させる。さらに、検出されたマーカーデータを情報データより先に出力することにより、マーカー位置検出処理や幾何補正などの処理を早期に開始することが可能となり、記録情報の再生を迅速に行う。
【解決手段】空間変調パターンに位置検出用マーカーを含めて物体光を生成し、記録媒体に記録する。記録媒体からの検出光からは、２次元センサ１６ａにより記録情報データとマーカーデータとが検出される。２次元センサのマーカー検出領域５２とデータ検出領域５１の単位受光素子面積を異ならせることにより、マーカー位置の検出精度を向上させる。また、検出されたマーカーデータのビット長を情報データのビット長より長くすることによっても、マーカー位置の検出精度を向上させる。さらに、検出されたマーカーデータを情報データより先に出力することにより、マーカー位置検出処理や幾何補正などの処理を早期に開始することが可能となり、記録情報の再生を迅速に行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報の記録及び再生を行うために２次元画像による変調光を受光する２次元受光素子、及びそれを用いた光記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録すべき情報を干渉縞としてホログラフィック記録媒体（以下、単に「記録媒体」とも呼ぶ。）に記録するホログラム記録技術が知られている。１つの方法では、記録すべき情報により光源からの光を空間変調して物体光を生成し、その物体光と参照光を記録媒体に照射する。物体光と参照光は記録媒体上で干渉縞を形成し、その干渉縞が記録媒体の記録層に記録される。一方、再生時には、記録媒体に記録された干渉縞に参照光のみを照射し、記録媒体からの検出光を２次元センサにより検出して記録情報を再生する。
【０００３】
ホログラム記録において、光源からの光を空間変調器により変調する際、記録情報に対応する画像パターンに加えて、位置検出用のマーカーを空間変調パターンに含める手法が知られている。情報の再生時には、ホログラム記録媒体からの検出光からマーカー位置を検出し、検出されたマーカー位置に基づいて記録情報に対応するデータ画像の幾何補正を行う。これにより、光学系の誤差、ホログラム記録媒体の収縮その他に起因する２次元センサ上の検出画像の位置ずれを補正することができる。
【０００４】
上述のように、位置検出用のマーカーを用いたホログラム記録再生装置の例が特許文献１及び２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１６３７４号公報
【特許文献２】特開２０００−１２２０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、マーカー位置に基づいて検出画像の幾何補正を行い、正確かつ迅速に記録情報データを再生することが可能な光再生装置、光再生方法及び光記録再生装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、光再生装置であって、記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を受光する２次元受光素子と、前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力し、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する検出手段と、前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する再生手段と、を備え、前記検出手段は、前記検出情報データより前記検出マーカーデータを先に出力することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、光再生方法であって、記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を、２次元受光素子により受光する工程と、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する工程と、前記検出マーカーデータの出力後に、前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力する工程と、前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、光記録再生装置であって、記録媒体に記録情報を記録情報画像パターンとして記録する記録手段と、前記記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を受光する２次元受光素子と、前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力し、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する検出手段と、前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する再生手段と、を備え、前記検出手段は、前記検出情報データより前記検出マーカーデータを先に出力することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例に係るホログラム記録再生装置の光学系の構成を示す。
【図２】記録情報の２次元デジタル変調方式の一例を示す。
【図３】実施例に係るホログラム記録再生装置の信号処理系の概略構成を示すブロック図である。
【図４】空間変調器上に表示されたマーカーの例を示す。
【図５】実施例に係る２次元センサの第１の例の平面図である。
【図６】実施例に係る２次元センサの第２の例の平面図である。
【図７】実施例に係る２次元センサの第３の例の平面図である。
【図８】実施例に係る２次元センサの第４の例の平面図である。
【図９】実施例に係る２次元センサのさらに他の例の平面図である。
【図１０】２次元センサ及びデータ検出部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】データ検出部内の演算部の構成を示す回路図である。
【図１２】データ検出部内のメモリに対するデータ記憶例を示す。
【図１３】２次元センサ及びデータ検出部の構成の他の例を示すブロック図である。
【図１４】データ検出処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の好適な実施形態では、光再生装置は、記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を受光する２次元受光素子と、前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力し、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する検出手段と、前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する再生手段と、を備え、前記検出手段は、前記検出情報データより前記検出マーカーデータを先に出力する。
【００１２】
また、同様の観点による実施形態によれば、光再生方法は、記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を、２次元受光素子により受光する工程と、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する工程と、前記検出マーカーデータの出力後に、前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力する工程と、前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する工程と、を備える。
【００１３】
上記の光再生装置及び方法によれば、２次元受光素子は、記録情報画像パターン及びマーカーを含む空間変調パターンにより光変調された検出光を受光する。検出光から、記録情報画像パターンに対応する検出情報データが出力され、マーカーに対応する検出マーカーデータが出力される。ここで、検出マーカーデータは検出情報データより先に出力される。よって、検出マーカーデータを利用して直ぐにマーカー位置検出処理を開始することができ、その後の情報データの再生処理を迅速に行うことができる。
【００１４】
上記の光再生装置の一態様では、前記２次元受光素子は、前記検出光のうちマーカーに対応する成分を受光する複数のマーカー検出領域を有し、前記検出手段は、前記複数のマーカー検出領域から出力される受光信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器を前記複数のマーカー検出領域毎に有する。この態様では、複数のＡ／Ｄ変換器は各マーカー検出領域から出力される受信信号を並列処理するので、処理時間を短縮することができる。
【００１５】
上記の光再生装置の他の一態様では、前記２次元受光素子は、前記検出光のうちマーカーに対応する成分を受光する複数のマーカー検出領域を有し、前記検出手段は、前記複数のマーカー検出領域から出力される受光信号を順にＡ／Ｄ変換する１つのＡ／Ｄ変換器を有する。この態様では、複数のマーカー検出領域から出力される受光信号を１つのＡ／Ｄ変換器で処理することができる。
【００１６】
本発明の他の好適な実施形態では、光記録再生装置は、記録媒体に記録情報を記録情報画像パターンとして記録する記録手段と、前記記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を受光する２次元受光素子と、前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力し、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する検出手段と、前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する再生手段と、を備え、前記検出手段は、前記検出情報データより前記検出マーカーデータを先に出力する。
【００１７】
上記の光記録再生装置によれば、２次元受光素子は、記録情報画像パターン及びマーカーを含む空間変調パターンにより光変調された検出光を受光する。検出光から、記録情報画像パターンに対応する検出情報データが出力され、マーカーに対応する検出マーカーデータが出力される。ここで、検出マーカーデータは検出情報データより先に出力される。よって、検出マーカーデータを利用して直ぐにマーカー位置検出処理を開始することができ、その後の情報データの再生処理を迅速に行うことができる。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（記録再生装置）
図１に本発明の実施例に係るホログラム記録再生装置のピックアップ内に配置される光学系の構成を示す。図１において、ピックアップ１０は、情報の記録、再生のためのレーザ光を生成する記録再生用レーザ１１と、フォーカスサーボ制御のための赤色レーザ光を生成するサーボ用レーザ２１とを備える。
【００２０】
情報記録時においては、記録再生用レーザ１１から出射した光ビームＬｏは、レンズ１２及び１３により構成されるビームエキスパンダによりビーム径が拡大され、空間変調器１４に入力される。空間変調器１４は、例えば液晶素子により構成することができ、格子状に配置された複数の画素を有する。
【００２１】
空間変調器１４は、記録すべき信号を２次元デジタル変調して得られる白画素と黒画素のパターンを表示し、そのパターンにより光ビームを空間変調する。空間変調器１４による２次元デジタル変調の一例を図２に示す。この例では、図２（ａ）に示すように、デジタルの入力情報データ、即ち記録媒体１に記録すべき情報データの「０」と「１」をそれぞれ白画素と黒画素の組み合わせにより表現する。上下方向に白画素、黒画素を並べた配列が入力情報データ「０」に対応し、上下方向に黒画素、白画素を並べた配列が入力情報データ「１」に対応する。この例は、１ビットの入力情報データを２ビット（２画素）の２次元変調データに変換するので、１：２差分変調と呼ばれる。
【００２２】
この変調方式により、入力情報データ「００１０１１０１」を２次元デジタル変換して得られる２次元変調データが図２（ｂ）に出力変調データとして示されている。即ち、この白画素と黒画素により構成される変調画像パターンが出力変調データとして空間変調器１４上に表示される。空間変調器１４に入射した光ビームＬｏは、空間変調画像パターンの白画素部分では透過し、黒画素部分では遮断されるため、空間変調器１４からは空間変調画像パターンにより光学的に変調された光ビームＬｏが出射する。なお、上記の例は空間変調の一例であり、本発明の適用は上記の変調方式に限定されるものではない。例えば２ビットの入力情報データを４ビットの２次元変調データに変換する、いわゆる２：４変調方式など、入力情報データを２次元の変調画像パターンに変換し、空間変調器を駆動して光束を空間変調することができれば、いかなる２次元デジタル変調方式を用いてもよい。
【００２３】
空間変調器１４により空間変調された光ビームＬｏはハーフミラー１５及びダイクロイックミラー１７を通過し、対物レンズ１８により集光されてホログラフィック記録媒体１に照射される。ダイクロイックミラー１７は波長選択性を有し、記録再生用レーザ１１からの光ビームＬｏを透過するが、サーボ用レーザ２１からの光ビームＬｓは反射する性質を有する。
【００２４】
記録媒体１の背後（対物レンズ１８と反対側）にはミラー１９が設けられており、対物レンズ１８により集光された光ビームＬｏは記録媒体１を透過した後、ミラー１９により反射されて再度記録媒体内に入射する。従って、対物レンズ１８から直接入射した光ビームと、ミラー１９により反射された入射した光ビームとは記録媒体１内で干渉縞を形成し、これが記録媒体１に記録される。
【００２５】
ミラー１９により反射されて記録媒体１に入射した光ビームＬｏはダイクロイックミラー１７を通過し、ハーフミラー１５により反射されて２次元センサ１６により受光される。２次元センサ１６は例えばＣＣＤアレイやＣＭＯＳセンサなどとすることができ、入射光量に応じた電気信号を出力する。
【００２６】
一方、情報再生時においては、空間変調器１４は無変調状態（即ち、全光透過状態）に制御される。よって、記録再生用レーザ１１から出射された光ビームＬｏは空間変調器１４により変調されることなく、ハーフミラー１５、ダイクロイックミラー１７、対物レンズ１８を通り、記録媒体１に照射される。この光が再生用参照光となる。記録媒体１内では、再生用参照光と記録媒体１に記録された干渉縞により検出光が発生し、これが対物レンズ１８及びダイクロイックミラー１７を通過し、ハーフミラー１５で反射されて２次元センサ１６に入射する。こうして、２次元センサ１６上には記録時に空間変調器１４により生成された白黒画素の空間変調画像パターンが結像され、このパターンを検出することにより記録情報に対応する再生情報データが得られる。
【００２７】
一方、サーボ用レーザ２１から出射した光ビームＬｓ（以下、「サーボ用ビーム」と呼ぶ。）は、ハーフミラー２２を通過し、ミラー２３により反射され、さらにダイクロイックミラー１７により反射されて対物レンズ１８へ入射する。対物レンズ１８は記録再生用レーザ１１からの光ビームとともに、サーボ用ビームＬｓを記録媒体１に集光する。サーボ用ビームは記録媒体１の裏面に設けられた反射層で反射され、さらにダイクロイックミラー１７、ミラー２３及びハーフミラー２２で反射される。そして、サーボ用ビームＬｓには、シリンドリカルレンズ２４により焦点位置からのずれ量に応じた非点収差が発生し、４分割フォトディテクタ２５により受光される。４分割フォトディテクタ２５は受光量に応じた電気信号を出力するので、４分割フォトディテクタ２５で生じた非点収差の量を検出することにより、焦点位置からのずれ量を示すフォーカスエラーが得られる。
【００２８】
次に、本実施例のホログラム記録再生装置における信号処理系について説明する。図３は、ホログラム記録再生装置の信号処理系の概略構成を示すブロック図である。
【００２９】
ホログラム記録再生装置の信号処理系は、大別して、記録した情報を再生して再生情報データを出力する再生系と、フォーカスサーボ、トラッキングサーボ、スピンドルサーボなどのサーボ制御を行うサーボ系とに分けられる。図３には、再生系の概略構成と、サーボ系の概略構成とが示されている。図３においては、データ検出部３７及びデータ復調部３８が再生系を構成している。また、Ｉ−Ｖ変換器３１、エラー信号生成部３２、加算器３３及び制御回路３４がサーボ系を構成している。なお、このサーボ系には、トラッキングサーボ、フォーカスサーボなどが含まれる。
【００３０】
図３において、記録媒体１はディスク形状であり、スピンドルモータ６によりその回転が制御される。スピンドルモータ６により回転制御された記録媒体１に対して、ピックアップ１０から記録用及び再生用の光ビームＬｏが照射される。ピックアック１０は図１に例示した光学系を備えている。図１に示すように、ピックアップ１０内では、記録再生用レーザ１１から出射された光ビームが記録媒体１に照射され、記録媒体１からの検出光が２次元センサ１６により受光される。２次元センサ１６からの出力データは再生系で処理される。また、サーボ用レーザ２１から出射された光ビームＬｓも記録媒体１に照射され、その戻り光ビームが４分割フォトディテクタ２５により受光される。４分割フォトディテクタ２５からの出力データはサーボ系で処理される。
【００３１】
まず、再生系の動作について説明する。図３において、ピックアップ１０内の２次元センサ１６は、受光光量に対応する２次元の画像信号（以下、「検出画像信号Ｓdet」と呼ぶ。）を出力する。
【００３２】
データ検出部３７は、２次元センサ１６から出力されるアナログの検出画像信号Ｓdetに基づいて、マーカーに対応するマーカー検出画像データ及び情報データに対応する情報検出画像データを生成し、データ復調部３８へ供給する。マーカーとは、記録媒体１に記録された情報の１単位（１ページ）を識別するための情報であり、通常は所定の形状の画像部分として構成される。マーカーは、情報の記録時に記録情報に付加されて記録媒体１に記録される。再生時には、マーカーを検出することにより、記録情報の１単位（１ページ）を特定し、その１ページ内に含まれている記録情報を再生する。
【００３３】
具体的には、マーカーは空間変調器１４に表示される空間変調画像パターンに付加される。図４に、マーカーを含む空間変調画像パターンの例を示す。図４の例では、空間変調器１４の表示領域内の略中央に空間変調画像パターン５０が表示されている。また、空間変調画像パターン５０の外側であって、空間変調器１４の表示領域内の四隅にＴ字型のマーカー４２が表示されている。空間変調器１４は、図示しない記録信号処理系から受け取った記録情報を前述のように空間変調して空間変調画像パターン５０を生成し、図４に示すように空間変調器１４の表示領域内に表示する。さらに、空間変調器１４は、予め決められているマーカー４２を表示領域の所定位置に表示する。こうして、図４に模式的に示すように、空間変調画像パターン５０とマーカー４２とを含む表示画像４０が空間変調器１４の表示領域に表示される。
【００３４】
データ復調部３８は、マーカー検出画像データに基づいてマーカー位置を検出する。マーカー位置の検出は、テンプレートマッチングにより行われる。テンプレートマッチングとは、マーカー検出画像データと、マーカーを構成する画像データとのマッチングを行い、マーカー検出画像データ内におけるマーカー位置を検出する方法であるが、その方法自体は既知であるので詳細な説明は省略する。
【００３５】
そして、データ復調部３８は、検出されたマーカー位置に基づいて、例えばアフィン変換などの手法により、情報検出画像データの幾何補正を行う。幾何補正とは、情報記録時と再生時における画素位置のずれを補正することをいう。記録時には空間変調器１４から記録媒体１へ、再生時には記録媒体１から２次元センサ１６へ光学系を通じて画像が転写されることになる。記録時と再生時とで、光学系の倍率違いやひずみ、媒体の収縮など生じるため、記録時における空間変調器１４上の画素と再生時における２次元センサ１６上の画素の位置を完全に一致させることは不可能に近い。このため、記録情報の１ページ毎に、マーカー位置を基準として幾何補正が行われる。即ち、空間変調器１４上における本来のマーカー４２の位置と、検出画像データに基づいて検出されたマーカー４２の位置とのずれに基づいて、空間変調画像パターン５０に含まれる各画素位置を補正した検出情報画像データＤdetを生成する。検出画像データＤdetは、記録時に記録情報に基づいて生成され空間変調器１４に表示された空間変調画像パターンに応じた「０」、「１」のデジタル値を有している。
【００３６】
こうして、データ復調部３８は、幾何補正後の検出情報画像データに対して、記録時に空間変調器１４において適用した２次元デジタル変調方式に対応する復調方式でデータ復調を行い、記録データに対応する再生情報データＤｒを出力する。なお、再生情報データＤｒは、その後、誤り訂正、デインターリーブ、デスクランブルなどを含む後処理が施される。
【００３７】
一方、サーボ系においては、４分割フォトディテクタ２５からの出力電流をＩ−Ｖ変換器３１が出力電圧に変換し、エラー信号生成部３２が既知の方法によりトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号などのエラー信号Ｓｅを生成する。加算器３３はエラー信号を所定の基準信号Ｓrefと比較され、その比較結果に基づいて制御回路３４が制御信号Ｓｃを生成してピックアップ１０に供給する。ピックアップ１０内の図示しないアクチュエータなどは、制御信号Ｓｃに基づいて記録媒体１に対する対物レンズ１８のトラッキング方向及びフォーカス方向における相対的位置を制御する。こうして、トラッキングサーボ、フォーカスサーボなどが実行される。
【００３８】
（２次元センサ）
次に、２次元受光素子としての２次元センサについて説明する。
【００３９】
まず、２次元センサの第１の例について説明する。図５に第１の例による２次元センサ１６ａの平面図を示す。図５（ａ）に示す２次元センサ１６ａは、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサなどにより構成され、中央に配置されたデータ検出領域５１と、四隅近傍に配置された４つのマーカー検出領域５２とを有する。データ検出領域５１は、再生時における記録媒体１からの検出光のうち、図４に示す空間変調画像パターン５０に対応する成分を受光し、情報データに対応する検出情報信号（アナログ信号）を出力する。一方、マーカー検出領域５２の各々は、再生時における記録媒体１からの検出光のうち、図４に示す各マーカー４２に対応する成分を受光し、検出マーカー信号（アナログ信号）を出力する。なお、検出情報信号及び検出マーカー信号は、いずれも後段のデータ検出器３７によりデジタルの検出情報データ及び検出マーカーデータに変換されるが、その詳細は後述する。
【００４０】
データ検出領域５１及びマーカー検出領域５２は、いずれも図中の縦横方向に配列された複数の単位受光素子により構成されている。ここで、第１の例による２次元センサ１６ａで、マーカー検出領域５２を構成する単位受光素子の面積は、データ検出領域を構成する単位受光素子の面積より小さいことを特徴とする。図５（ｂ）はマーカー検出領域５２及びデータ検出領域５１の一部の拡大図である。図示のように、マーカー検出領域５２を構成する単位受光素子５２ａの面積は、データ検出領域５１を構成する単位受光素子５１ａの面積より小さい。
【００４１】
このように、マーカー検出領域５２の単位受光素子５２ａの面積を小さくすることにより、マーカー検出領域５２の空間分解能を増加させることができる。即ち、データ検出領域５１に比べて、マーカー検出領域５１の空間分解能が大きくなる。これにより、マーカー位置の検出精度を向上させることができる。既に述べたように、マーカー４２は記録媒体１からの検出光を２次元センサ１６上の適正な位置に配置するための基準として使用されるので、マーカー位置の検出精度によって、記録媒体１に記録された情報データの再生精度が影響を受ける。よって、本例では、マーカー検出領域５２の単位受光素子５２ａの面積をデータ検出領域５１の単位受光素子５１ａの面積より小さく構成することにより、マーカー位置の検出精度を向上させている。
【００４２】
また、第１の例による２次元センサ１６ａでは、データ検出領域５１とマーカー検出領域５２とを空間的に分離して設けているので、検出情報信号と検出マーカー信号とを容易に分離して生成することができるという利点がある。
【００４３】
なお、上記の２次元センサ１６の実際の構成としては、図５（ｂ）に示すように、２次元センサ１６の受光面上に物理的に面積の異なる単位受光素子を形成してもよい。また、その代わりに、マーカー検出領域５２の単位受光素子５２ａより小さい単位受光素子面積（即ち２次元センサの物理的な最小単位素子面積）を有する２次元センサを使用し、それら複数の単位受光素子をグループ化してマーカー検出領域５２の単位受光素子５２ａ及びデータ検出領域５１の単位受光素子５１ａを構成することとしてもよい。例えば、２次元センサの最小単位素子を４個でマーカー検出領域５２の単位受光素子５２ａを構成し、２次元センサの最小単位素子１６個でデータ検出領域５１の単位受光素子５１ａを構成することができる。この方法によれば、特殊な素子構成の２次元センサを製作しなくても、通常の２次元センサの光電変換の単位を変えることにより、図５（ａ）に示すような単位受光素子面積の異なる領域を構成することができる。
【００４４】
次に、２次元センサの第２の例について説明する。図６は第２の例による２次元センサ１６ｂの平面図を示す。図５（ａ）に示す２次元センサ１６ａは、データ検出領域５１とマーカー検出領域５２とが分離しているタイプであったが、図６に示す２次元センサ１６ｂはデータ検出領域５１の内部（四隅）にマーカー検出領域５２が設けられたタイプである。この例でも、マーカー検出領域５２内の単位受光素子の面積は、データ検出領域５１内の単位受光素子の面積よりも小さい。よって、図５（ａ）に示す例と同様に、マーカー位置の検出精度を向上させることができる。
【００４５】
また、第２の例による２次元センサ１６ｂでは、データ検出領域５１とマーカー検出領域５２とを隣接させて設けているので、２次元センサ１６ｂの受光素子全体のサイズを小型化することができるという利点がある。
【００４６】
次に、２次元センサの第３の例について説明する。図７に、第３の例による２次元センサ１６ｃの平面図を示す。上記の第１及び第２の例による２次元センサ１６ａ及び１６ｂでは、マーカー検出領域５２内の単位受光素子５２ａの面積は、データ検出領域５１内の単位受光素子５１ａの面積より小さく構成されている。第３の例では、これと逆に、マーカー検出領域５２内の単位受光素子５２ａの面積は、データ検出領域５１内の単位受光素子５１ａの面積より大きく構成されている。その様子が、図７（ｂ）に模式的に示されている。
【００４７】
上記の第１及び第２の例では、マーカー検出領域５２内の単位受光素子５２ａの面積を小さくして空間分解能を上げることにより、マーカー位置の検出精度を向上させている。この手法は、２次元センサの受光面に対して、記録媒体１からの検出光が一様にかつ十分な光量で照射されている場合には有効である。しかし、検出光が一様にかつ十分に２次元センサの受光面に照射されていない場合には、マーカー検出領域５２の単位受光素子５２ａの面積を小さくすると、必要なＳ／Ｎ比が確保できなくなり、逆にマーカー位置の検出精度が低下してしまう。
【００４８】
第３の例による２次元センサ１６ｃはそのような場合に好適である。第３の例による２次元センサ１６ｃでは、マーカー検出領域５２内の単位受光素子５２ａの面積をデータ検出領域５１内の単位受光素子５１ａの面積より大きくしているので、その分単位受光素子５２ａ当たりの受光量を増加させることができ、Ｓ／Ｎ比を確保できる。その結果、マーカー位置検出精度を向上させることができる。
【００４９】
また、第３の例による２次元センサ１６ｃでは、第１の例による２次元センサ１６ａと同様に、データ検出領域５１とマーカー検出領域５２とを空間的に分離して設けているので、検出情報信号と検出マーカー信号とを容易に分離して生成することができるという利点がある。
【００５０】
次に、２次元センサの第４の例について説明する。図８に、第４の例による２次元センサ１６ｄの平面図を示す。この２次元センサ１６ｄは、第３の例による２次元センサ１６ｃと同様に、マーカー検出領域５２内の単位受光素子５２ａの面積は、データ検出領域５１内の単位受光素子５１ａの面積より大きく構成されている。その結果、マーカー検出領域５２におけるＳ／Ｎ比を確保することができ、その結果マーカー位置の検出精度を向上させることができる。
【００５１】
また、第４の例による２次元センサ１６ｄでは、第２の例による２次元センサ１６ｂと同様に、データ検出領域５１とマーカー検出領域５２とを隣接させて設けているので、２次元センサ１６ｄの受光素子全体のサイズを小型化することができるという利点がある。 図９（ａ）〜（ｃ）に２次元センサ１６の他の構成例を示す。上記の第１乃至第４の例では、データ検出領域５１の四隅近傍にマーカー検出領域５２を設けているが、本発明の適用はこれには限定されない。例えば図９（ａ）に示す２次元センサ１６ｅのように、略正方形のデータ検出領域５１の対角位置にある２つの隅にマーカー検出領域５２を設けてもよい。なお、図９（ａ）の例では、データ検出領域５１の左上と右下にマーカー検出領域５２を設けているが、もう一つの対角位置、即ちデータ検出領域５１の左下と右上にマーカー検出領域５２を設けてもよい。また、図９（ａ）の例では、第１の例と同様にマーカー検出領域５２をデータ検出領域５１と分離させているが、第２の例と同様にマーカー検出領域５２をデータ検出領域５２に近接させて設けてもよい。
【００５２】
図９（ｂ）に示す２次元センサ１６ｆは、マーカー検出領域５２を、データ検出領域５１の四隅ではなく、４辺の略中点近傍に設けた例である。なお、図９（ｂ）の例では、マーカー検出領域５２をデータ検出領域５１と分離させているが、マーカー検出領域５２をデータ検出領域５２に近接させて設けてもよい。
【００５３】
図９（ｃ）に示す２次元センサ１６ｇは、マーカー検出領域５２をデータ検出領域５１の全周囲に枠状に設けた例である。この場合も、マーカー検出領域５２はデータ検出領域５１の外周に近接させてもよい。
【００５４】
以上説明したように、本実施例の２次元センサでは、マーカー検出領域５２とデータ検出領域５１の単位受光素子の面積を異ならせているので、マーカー位置の検出精度を向上させることができる。
【００５５】
（データ検出処理）
次に、２次元センサ１６により生成された検出情報信号及び検出マーカー信号の処理について説明する。図１０にデータ検出部３７の構成を概略的に示す。データ検出部３７は２次元センサ１６からアナログ信号である検出画像信号Ｓdetを受け取り、デジタル信号である検出画像データＤdetを生成してデータ復調部３８へ供給する。なお、検出画像信号Ｓdetには検出情報信号と検出マーカー信号が含まれ、検出画像データＤdetには検出情報データ及び検出マーカーデータが含まれる。
【００５６】
図示のように、データ検出部３７は、Ａ／Ｄ変換器８１と、演算部９０と、メモリ８７と、読出順序指定部９２とを備える。Ａ／Ｄ変換器８１は、２次元センサ１６から出力される検出画像信号Ｓdetをデジタル信号（デジタルデータ）に変換し、演算部９０へ供給する。具体的には、Ａ／Ｄ変換器８１は、検出画像信号Ｓdet中の検出情報信号を検出情報データに変換し、検出画像信号Ｓdet中の検出マーカー信号を検出マーカーデータに変換する。演算部９０は、検出情報データ及び検出マーカーデータをメモリ８７に一時的に保存し、データ復調部３８へ供給する。本例ではＡ／Ｄ変換器８１は８ビットであり、メモリ８７は６ビット長であるので、演算部９０は８ビットの検出情報データ及び検出マーカーデータを処理してメモリ８７に記憶する必要がある。読出順序指定部９２は、２次元センサ１６からの検出画像信号Ｓdetの読出順序を指定するものであるが、その詳細は後述する。
【００５７】
図１１に演算部９０の構成を示す。演算部９０は、Ａ／Ｄ変換器８１から出力される８ビットの検出情報データ及び検出マーカーデータを受け取り、検出情報データのビット長（語長）を６ビットとし、検出マーカーデータのビット長（語長）を８ビットとして処理する。即ち、検出マーカーデータのビット長を検出情報データのビット長より長くすることにより、検出マーカーデータの精度を向上させ、マーカー位置の検出精度を向上させる。
【００５８】
具体的には、演算部９０は、フリップフロップ（以下、「Ｄ−ＦＦ」と記す。）７１〜７８と、１２進カウンタ８２と、デコーダ８３と、セレクタ８４及び８５とを備える。なお、Ｄ−ＦＦ７１は検出情報データの処理用であり、Ｄ−ＦＦ７２〜７７は検出マーカーデータの処理用である。また、Ｄ−ＦＦ７８はセレクタ８４への切替信号を生成する。
【００５９】
２次元センサ１６から出力された検出画像信号ＳdetはＡ／Ｄ変換器８１で８ビット量子化され、８ビットの検出情報データ及び検出マーカーデータＤ（7:0）として出力される。ここで、検出情報データは情報データ用のＤ−ＦＦ７１へ供給され、検出マーカーデータはマーカーデータ用のＤ−ＦＦ７２〜７７へ入力される。なお、Ｄ−ＦＦ７１はＤ−ＦＦ７２〜７７との位相調整のために挿入されている。
【００６０】
Ｄ−ＦＦ７２〜７７は、Ａ／Ｄ変換器８１から出力された８ビットの検出マーカーデータを６ビット単位のグループに分類し、６ビット長のメモリ８７に記憶する。具体的には、Ｄ−ＦＦ７２と７３、Ｄ−ＦＦ７４と７５、Ｄ−ＦＦ７６と７７はそれぞれペアで８ビットの検出マーカーデータＤ（7:0）を記憶する。Ａ／Ｄ変換器８１からの８ビットの検出マーカーデータＤ（7:0）のうち上位６ビットＤ（7:2）がＤ−ＦＦ７２に供給され、下位２ビットＤ（1:0）がＤ−ＦＦ７３に供給される。同様に、８ビットの検出マーカーデータＤ（7:0）のうち上位４ビットＤ（7:4）がＤ−ＦＦ７４に供給され、下位４ビットＤ（3:0）がＤ−ＦＦ７５に供給される。さらに検出マーカーデータＤ（7:0）のうち上位２ビットＤ（7:6）がＤ−ＦＦ７６に供給され、下位６ビットＤ（5:0）がＤ−ＦＦ７７に供給される。
【００６１】
カウンタ８２とカウンタ８８は読出順序指定部９２からのマーカー選択信号をイネーブル信号として動作し、カウンタ８２は０〜２のカウント値を繰り返しカウントする。デコーダ８３はそのカウント値からDEC_0、DEC_1、DEC_2の３状態の状態信号を生成し、これを各Ｄ−ＦＦ７２〜７７にイネーブル信号として入力する。これにより、Ａ／Ｄ変換器８１から出力される８ビットの検出マーカーデータは、６ビット単位の４つのグループに分類され、６ビット長のメモリ８７に供給される。即ち、状態信号DEC_0、に対応する８ビットの検出マーカーデータは、上位６ビットがＤ−ＦＦ７２に記憶され、下位２ビットがＤ−ＦＦ７３に記憶される。状態信号DEC_1に対応する８ビットの検出マーカーデータは上位４ビットがＤ−ＦＦ７４に記憶され、下位４ビットがＤ−ＦＦ７５に記憶される。また、状態信号DEC_2に対応する８ビットの検出マーカーデータは上位２ビットがＤ−ＦＦ７６に記憶され、下位６ビットがＤ−ＦＦ７７に記憶される。
【００６２】
上記の３状態を繰り返すことにより、検出マーカーデータは順に６ビット単位に分類される。そして、セレクタ８４は上記のように分類された４組の６ビットデータを順に選択してセレクタ８５へ供給する。なお、セレクタ８４の切替信号はカウンタ８８の出力信号の２ビットであるＣＮＴ４（1:0）を使用すればよい。Ｄ−ＦＦ７８は、検出マーカーデータを記憶するＤ−ＦＦ７２〜７７との位相調整のために挿入されている。
【００６３】
こうして、８ビットの検出マーカーデータは６ビット単位で順にセレクタ８５に供給される。セレクタ８５は、読出順序指定部９２のマーカー選択信号より、検出マーカーデータの出力期間にはセレクタ８４からの出力を選択しており、検出マーカーデータはメモリ８７に記憶される。Ｄ−ＦＦ７９は、Ｄ−ＦＦ７２〜７７との位相調整のために挿入されている。
【００６４】
メモリ８７内の検出マーカーデータの記憶状態を図１２に模式的に示す。メモリ８７は６ビット長であり、演算部９０により６ビット単位にグループ化された検出マーカーデータは、検出マーカーデータの記憶領域９０ｍに記憶される。
【００６５】
一方、Ａ／Ｄ変換器８１から出力される８ビットの検出情報データは、上位６ビットのみがＤ−ＦＦ７１に記憶され、下位２ビットは破棄される。検出情報データの出力期間には、セレクタ８５はＤ−ＦＦ７１の出力信号を選択するので、６ビットの検出情報データがメモリ８７に供給され、図１２に示す検出情報データの記憶領域９０ｄに記憶される。
【００６６】
その後、メモリ８７からは検出マーカーデータ及び検出情報データがデータ復調部３８へ供給される。データ復調部３８は前述のように検出マーカーデータに基づいてマーカー位置検出を行う。また、検出されたマーカー位置に基づいて検出情報データの幾何補正を行い、情報データを復調して再生情報データＤｒとして出力する。
【００６７】
以上のように、本実施例のデータ検出部３７においては、検出マーカーデータのビット長を８ビットとし、検出情報データのビット長（６ビット）より語長を長くしている。これにより、検出マーカーデータの精度を上げることができ、データ復調部３８で行われるマーカー位置の検出精度を向上させることができる。また、情報データの語長をマーカーデータより短くすることにより、情報データの転送速度を増加させることができる。こうして、マーカー位置の検出精度向上と情報データの転送速度向上という要求を同時に満足することが可能となる。
【００６８】
次に、２次元センサ１６からの検出画像信号Ｓdetの読出順序について説明する。先に述べたように、検出マーカーデータはマーカー位置の検出に使用され、検出されたマーカー位置に基づいて幾何補正が行われる。従って、情報データよりマーカーデータを先に読み出し、テンプレートマッチングなどの手法によりマーカー位置を早期に確定させた方が幾何補正などのその後の処理を迅速に開始することができるので好ましい。よって、本実施例では、２次元センサ１６からの検出画像信号Ｓdetの読出順序として、まず検出マーカー信号を先に出力し、その後に検出情報信号を出力することとする。
【００６９】
図１０に２次元センサ１６からの検出画像信号Ｓdetの読出順序を模式的に示す。図１０において、２次元センサ１６上の各受光素子に読出順序を示す数字が示されている。なお、図１０に示す２次元センサ１６は図６に示した２次元センサ１６ｂと同一のタイプであり、データ検出領域５１の四隅にマーカー検出領域５２が設けられている。本例では、２次元センサ１６の左上のマーカー検出領域５２内の左上の受光素子から順に検出画像信号Ｓdetが出力され（読出順序１〜９）、次に右上のマーカー検出領域５２内の左上の受光素子から順に検出画像信号Ｓdetが出力される（読出順序１０〜１８）。同様に、左下のマーカー検出領域５２、右下のマーカー検出領域５２の受光素子から検出画像信号Sdetが順に出力される（読出順序１９〜３６）。こうしてマーカー検出領域５２から検出画像信号Ｓdetが出力された後、データ検出領域５１内の受光素子から検出画像信号Ｓdetが順に出力される（読出順序３７〜８４）。
【００７０】
２次元センサ１６における読出位置の指定は、データ検出部３７内の読出順序指定部９２により行われる。即ち、読出順序指定部９２が２次元センサ１６上の受光素子の位置（アドレス）を指定する信号Ｓadを２次元センサ１６に供給することにより、読出順序が制御される。
【００７１】
図１３にデータ検出部３７の他の例を示す。この例では、２次元センサ１６を上下左右に４分割し、各エリア毎にＡ／Ｄ変換器８１を設けている。Ａ／Ｄ変換までの処理を各エリア毎に並列に実行することができるので、処理時間を短縮することができる。
【００７２】
図１４に、本実施例によるデータ検出処理のフローチャートを示す。なお、この処理は主としてデータ検出部３７及びデータ復調部３８により実行される。
【００７３】
まず、読出順序指定部９２は２次元センサ１６のマーカー検出領域５２を指定し、検出マーカー信号を生成する。そして、データ検出部３７はＡ／Ｄ変換などを行って検出マーカーデータを作成し、データ復調部３８へ供給する（ステップＳ２１）。データ復調部３８は検出マーカーデータを受け取ると、マーカー位置検出処理を開始する（ステップＳ３１）。こうして、データ検出部３７による検出マーカー信号の出力と並行して、マーカー位置検出処理が実行される。
【００７４】
次に、マーカー検出領域５２内の受光素子から検出マーカー信号が全て出力されると（ステップＳ２２；Yes）、読出順序指定部９２は２次元センサ１６のデータ検出領域５１を指定し、検出情報信号を生成する。そして、データ検出部３７はＡ／Ｄ変換などを行って検出情報データを作成し、データ復調部３８へ供給する（ステップＳ２３）。データ復調部３８では、マーカー位置の検出が完了し、かつ、検出情報データの入力が開始した時点で幾何補正を開始する（ステップＳ３２）。よって、データ検出部３７からの検出情報データの出力と並行して幾何補正を行うことができる。こうして、２次元センサ１６のデータ検出領域５１から検出情報信号の出力が完了すると（ステップＳ２４；Yes）、データ検出部３７での処理は終了する。また、データ復調部３８では、幾何補正が終了すると、幾何補正後のデータを用いて再生情報データを生成し、出力する（ステップＳ３３）。
【００７５】
このように、本実施例では、情報データよりマーカーデータを先に読み出して取得することにより、マーカー位置の検出を早期に行うことができ、幾何補正やデータ復号処理などのその後の処理を迅速に行うことが可能となる。
【００７６】
（変形例）
上記の実施例では、データ検出部３７において、検出マーカーデータのビット長（語長）を検出情報データのビット長より大きくすることにより、マーカー位置の検出精度を向上させているが、この手法は、２次元センサ１６の構成に拘わらず適用可能である。即ち、図１０にはマーカー検出領域５２とデータ検出領域５１の単位受光素子の面積を異ならせた２次元センサ１６を図示しているが、マーカー検出領域５２とデータ検出領域の単位受光素子の面積が同一の２次元センサを使用する光記録再生装置においても、上記の手法を適用することが可能である。マーカー検出領域とデータ検出領域の単位受光素子の面積が同一であっても、検出マーカーデータのビット長を検出情報データのビット長より長くすることにより、マーカー位置の検出精度を向上させることが可能である。
【００７７】
また、上記の実施例では、検出画像信号の読み出しを、データ検出領域５１内の受光素子より、マーカー検出領域５２内の受光素子から先に行っているが、この手法も２次元センサ１６の構成に拘わらず適用可能である。即ち、図１０にはマーカー検出領域５２とデータ検出領域５１の単位受光素子の面積を異ならせた２次元センサ１６を図示しているが、マーカー検出領域５２とデータ検出領域の単位受光素子の面積が同一の２次元センサを使用する光記録再生装置においても、上記の手法を適用することが可能である。マーカー検出領域とデータ検出領域の単位受光素子の面積が同一であっても、マーカー検出領域から検出信号の読み出しを、データ検出領域からの読み出しより先に行うことにより、マーカー位置の検出精度を向上させることが可能である。
【００７８】
また、本発明の適用は、上記実施例に記載したホログラム記録方法には限定されない。例えば、上記の実施例では、光学系において記録時の物体光と参照光を同一の光源からの光ビームを用いて生成しているが、本発明の適用はこれには限られない。例えば、物体光と参照光が別々の光束として記録媒体に照射される構成であっても本発明の適用が可能である。また、ホログラム記録媒体に限らず、記録情報を２次元画像として記録媒体に記録し、２次元画像に対応する検出光として再生を行う記録再生方式であって、位置補正のためのマーカーが情報データとともに記録される種々の光記録再生装置に対して本発明の適用が可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１ ホログラフィック記録媒体
１０ ピックアップ
１４ 空間変調器
１６ ２次元センサ
１１ 記録再生用レーザ
２１ サーボ用レーザ
２５ ４分割フォトディテクタ
３２ エラー生成部
３４ 制御回路
３７ データ検出部
３８ データ復調部
４２ マーカー
５１ データ検出領域
５２ マーカー検出領域
８１ Ａ／Ｄ変換器
８７ メモリ
９０ 演算部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報の記録及び再生を行うために２次元画像による変調光を受光する２次元受光素子、及びそれを用いた光記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録すべき情報を干渉縞としてホログラフィック記録媒体（以下、単に「記録媒体」とも呼ぶ。）に記録するホログラム記録技術が知られている。１つの方法では、記録すべき情報により光源からの光を空間変調して物体光を生成し、その物体光と参照光を記録媒体に照射する。物体光と参照光は記録媒体上で干渉縞を形成し、その干渉縞が記録媒体の記録層に記録される。一方、再生時には、記録媒体に記録された干渉縞に参照光のみを照射し、記録媒体からの検出光を２次元センサにより検出して記録情報を再生する。
【０００３】
ホログラム記録において、光源からの光を空間変調器により変調する際、記録情報に対応する画像パターンに加えて、位置検出用のマーカーを空間変調パターンに含める手法が知られている。情報の再生時には、ホログラム記録媒体からの検出光からマーカー位置を検出し、検出されたマーカー位置に基づいて記録情報に対応するデータ画像の幾何補正を行う。これにより、光学系の誤差、ホログラム記録媒体の収縮その他に起因する２次元センサ上の検出画像の位置ずれを補正することができる。
【０００４】
上述のように、位置検出用のマーカーを用いたホログラム記録再生装置の例が特許文献１及び２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１６３７４号公報
【特許文献２】特開２０００−１２２０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、マーカー位置に基づいて検出画像の幾何補正を行い、正確かつ迅速に記録情報データを再生することが可能な光再生装置、光再生方法及び光記録再生装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、光再生装置であって、記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を受光する２次元受光素子と、前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力し、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する検出手段と、前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する再生手段と、を備え、前記検出手段は、前記検出情報データより前記検出マーカーデータを先に出力することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、光再生方法であって、記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を、２次元受光素子により受光する工程と、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する工程と、前記検出マーカーデータの出力後に、前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力する工程と、前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、光記録再生装置であって、記録媒体に記録情報を記録情報画像パターンとして記録する記録手段と、前記記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を受光する２次元受光素子と、前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力し、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する検出手段と、前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する再生手段と、を備え、前記検出手段は、前記検出情報データより前記検出マーカーデータを先に出力することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例に係るホログラム記録再生装置の光学系の構成を示す。
【図２】記録情報の２次元デジタル変調方式の一例を示す。
【図３】実施例に係るホログラム記録再生装置の信号処理系の概略構成を示すブロック図である。
【図４】空間変調器上に表示されたマーカーの例を示す。
【図５】実施例に係る２次元センサの第１の例の平面図である。
【図６】実施例に係る２次元センサの第２の例の平面図である。
【図７】実施例に係る２次元センサの第３の例の平面図である。
【図８】実施例に係る２次元センサの第４の例の平面図である。
【図９】実施例に係る２次元センサのさらに他の例の平面図である。
【図１０】２次元センサ及びデータ検出部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】データ検出部内の演算部の構成を示す回路図である。
【図１２】データ検出部内のメモリに対するデータ記憶例を示す。
【図１３】２次元センサ及びデータ検出部の構成の他の例を示すブロック図である。
【図１４】データ検出処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の好適な実施形態では、光再生装置は、記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を受光する２次元受光素子と、前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力し、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する検出手段と、前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する再生手段と、を備え、前記検出手段は、前記検出情報データより前記検出マーカーデータを先に出力する。
【００１２】
また、同様の観点による実施形態によれば、光再生方法は、記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を、２次元受光素子により受光する工程と、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する工程と、前記検出マーカーデータの出力後に、前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力する工程と、前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する工程と、を備える。
【００１３】
上記の光再生装置及び方法によれば、２次元受光素子は、記録情報画像パターン及びマーカーを含む空間変調パターンにより光変調された検出光を受光する。検出光から、記録情報画像パターンに対応する検出情報データが出力され、マーカーに対応する検出マーカーデータが出力される。ここで、検出マーカーデータは検出情報データより先に出力される。よって、検出マーカーデータを利用して直ぐにマーカー位置検出処理を開始することができ、その後の情報データの再生処理を迅速に行うことができる。
【００１４】
上記の光再生装置の一態様では、前記２次元受光素子は、前記検出光のうちマーカーに対応する成分を受光する複数のマーカー検出領域を有し、前記検出手段は、前記複数のマーカー検出領域から出力される受光信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器を前記複数のマーカー検出領域毎に有する。この態様では、複数のＡ／Ｄ変換器は各マーカー検出領域から出力される受信信号を並列処理するので、処理時間を短縮することができる。
【００１５】
上記の光再生装置の他の一態様では、前記２次元受光素子は、前記検出光のうちマーカーに対応する成分を受光する複数のマーカー検出領域を有し、前記検出手段は、前記複数のマーカー検出領域から出力される受光信号を順にＡ／Ｄ変換する１つのＡ／Ｄ変換器を有する。この態様では、複数のマーカー検出領域から出力される受光信号を１つのＡ／Ｄ変換器で処理することができる。
【００１６】
本発明の他の好適な実施形態では、光記録再生装置は、記録媒体に記録情報を記録情報画像パターンとして記録する記録手段と、前記記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を受光する２次元受光素子と、前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力し、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する検出手段と、前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する再生手段と、を備え、前記検出手段は、前記検出情報データより前記検出マーカーデータを先に出力する。
【００１７】
上記の光記録再生装置によれば、２次元受光素子は、記録情報画像パターン及びマーカーを含む空間変調パターンにより光変調された検出光を受光する。検出光から、記録情報画像パターンに対応する検出情報データが出力され、マーカーに対応する検出マーカーデータが出力される。ここで、検出マーカーデータは検出情報データより先に出力される。よって、検出マーカーデータを利用して直ぐにマーカー位置検出処理を開始することができ、その後の情報データの再生処理を迅速に行うことができる。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（記録再生装置）
図１に本発明の実施例に係るホログラム記録再生装置のピックアップ内に配置される光学系の構成を示す。図１において、ピックアップ１０は、情報の記録、再生のためのレーザ光を生成する記録再生用レーザ１１と、フォーカスサーボ制御のための赤色レーザ光を生成するサーボ用レーザ２１とを備える。
【００２０】
情報記録時においては、記録再生用レーザ１１から出射した光ビームＬｏは、レンズ１２及び１３により構成されるビームエキスパンダによりビーム径が拡大され、空間変調器１４に入力される。空間変調器１４は、例えば液晶素子により構成することができ、格子状に配置された複数の画素を有する。
【００２１】
空間変調器１４は、記録すべき信号を２次元デジタル変調して得られる白画素と黒画素のパターンを表示し、そのパターンにより光ビームを空間変調する。空間変調器１４による２次元デジタル変調の一例を図２に示す。この例では、図２（ａ）に示すように、デジタルの入力情報データ、即ち記録媒体１に記録すべき情報データの「０」と「１」をそれぞれ白画素と黒画素の組み合わせにより表現する。上下方向に白画素、黒画素を並べた配列が入力情報データ「０」に対応し、上下方向に黒画素、白画素を並べた配列が入力情報データ「１」に対応する。この例は、１ビットの入力情報データを２ビット（２画素）の２次元変調データに変換するので、１：２差分変調と呼ばれる。
【００２２】
この変調方式により、入力情報データ「００１０１１０１」を２次元デジタル変換して得られる２次元変調データが図２（ｂ）に出力変調データとして示されている。即ち、この白画素と黒画素により構成される変調画像パターンが出力変調データとして空間変調器１４上に表示される。空間変調器１４に入射した光ビームＬｏは、空間変調画像パターンの白画素部分では透過し、黒画素部分では遮断されるため、空間変調器１４からは空間変調画像パターンにより光学的に変調された光ビームＬｏが出射する。なお、上記の例は空間変調の一例であり、本発明の適用は上記の変調方式に限定されるものではない。例えば２ビットの入力情報データを４ビットの２次元変調データに変換する、いわゆる２：４変調方式など、入力情報データを２次元の変調画像パターンに変換し、空間変調器を駆動して光束を空間変調することができれば、いかなる２次元デジタル変調方式を用いてもよい。
【００２３】
空間変調器１４により空間変調された光ビームＬｏはハーフミラー１５及びダイクロイックミラー１７を通過し、対物レンズ１８により集光されてホログラフィック記録媒体１に照射される。ダイクロイックミラー１７は波長選択性を有し、記録再生用レーザ１１からの光ビームＬｏを透過するが、サーボ用レーザ２１からの光ビームＬｓは反射する性質を有する。
【００２４】
記録媒体１の背後（対物レンズ１８と反対側）にはミラー１９が設けられており、対物レンズ１８により集光された光ビームＬｏは記録媒体１を透過した後、ミラー１９により反射されて再度記録媒体内に入射する。従って、対物レンズ１８から直接入射した光ビームと、ミラー１９により反射された入射した光ビームとは記録媒体１内で干渉縞を形成し、これが記録媒体１に記録される。
【００２５】
ミラー１９により反射されて記録媒体１に入射した光ビームＬｏはダイクロイックミラー１７を通過し、ハーフミラー１５により反射されて２次元センサ１６により受光される。２次元センサ１６は例えばＣＣＤアレイやＣＭＯＳセンサなどとすることができ、入射光量に応じた電気信号を出力する。
【００２６】
一方、情報再生時においては、空間変調器１４は無変調状態（即ち、全光透過状態）に制御される。よって、記録再生用レーザ１１から出射された光ビームＬｏは空間変調器１４により変調されることなく、ハーフミラー１５、ダイクロイックミラー１７、対物レンズ１８を通り、記録媒体１に照射される。この光が再生用参照光となる。記録媒体１内では、再生用参照光と記録媒体１に記録された干渉縞により検出光が発生し、これが対物レンズ１８及びダイクロイックミラー１７を通過し、ハーフミラー１５で反射されて２次元センサ１６に入射する。こうして、２次元センサ１６上には記録時に空間変調器１４により生成された白黒画素の空間変調画像パターンが結像され、このパターンを検出することにより記録情報に対応する再生情報データが得られる。
【００２７】
一方、サーボ用レーザ２１から出射した光ビームＬｓ（以下、「サーボ用ビーム」と呼ぶ。）は、ハーフミラー２２を通過し、ミラー２３により反射され、さらにダイクロイックミラー１７により反射されて対物レンズ１８へ入射する。対物レンズ１８は記録再生用レーザ１１からの光ビームとともに、サーボ用ビームＬｓを記録媒体１に集光する。サーボ用ビームは記録媒体１の裏面に設けられた反射層で反射され、さらにダイクロイックミラー１７、ミラー２３及びハーフミラー２２で反射される。そして、サーボ用ビームＬｓには、シリンドリカルレンズ２４により焦点位置からのずれ量に応じた非点収差が発生し、４分割フォトディテクタ２５により受光される。４分割フォトディテクタ２５は受光量に応じた電気信号を出力するので、４分割フォトディテクタ２５で生じた非点収差の量を検出することにより、焦点位置からのずれ量を示すフォーカスエラーが得られる。
【００２８】
次に、本実施例のホログラム記録再生装置における信号処理系について説明する。図３は、ホログラム記録再生装置の信号処理系の概略構成を示すブロック図である。
【００２９】
ホログラム記録再生装置の信号処理系は、大別して、記録した情報を再生して再生情報データを出力する再生系と、フォーカスサーボ、トラッキングサーボ、スピンドルサーボなどのサーボ制御を行うサーボ系とに分けられる。図３には、再生系の概略構成と、サーボ系の概略構成とが示されている。図３においては、データ検出部３７及びデータ復調部３８が再生系を構成している。また、Ｉ−Ｖ変換器３１、エラー信号生成部３２、加算器３３及び制御回路３４がサーボ系を構成している。なお、このサーボ系には、トラッキングサーボ、フォーカスサーボなどが含まれる。
【００３０】
図３において、記録媒体１はディスク形状であり、スピンドルモータ６によりその回転が制御される。スピンドルモータ６により回転制御された記録媒体１に対して、ピックアップ１０から記録用及び再生用の光ビームＬｏが照射される。ピックアック１０は図１に例示した光学系を備えている。図１に示すように、ピックアップ１０内では、記録再生用レーザ１１から出射された光ビームが記録媒体１に照射され、記録媒体１からの検出光が２次元センサ１６により受光される。２次元センサ１６からの出力データは再生系で処理される。また、サーボ用レーザ２１から出射された光ビームＬｓも記録媒体１に照射され、その戻り光ビームが４分割フォトディテクタ２５により受光される。４分割フォトディテクタ２５からの出力データはサーボ系で処理される。
【００３１】
まず、再生系の動作について説明する。図３において、ピックアップ１０内の２次元センサ１６は、受光光量に対応する２次元の画像信号（以下、「検出画像信号Ｓdet」と呼ぶ。）を出力する。
【００３２】
データ検出部３７は、２次元センサ１６から出力されるアナログの検出画像信号Ｓdetに基づいて、マーカーに対応するマーカー検出画像データ及び情報データに対応する情報検出画像データを生成し、データ復調部３８へ供給する。マーカーとは、記録媒体１に記録された情報の１単位（１ページ）を識別するための情報であり、通常は所定の形状の画像部分として構成される。マーカーは、情報の記録時に記録情報に付加されて記録媒体１に記録される。再生時には、マーカーを検出することにより、記録情報の１単位（１ページ）を特定し、その１ページ内に含まれている記録情報を再生する。
【００３３】
具体的には、マーカーは空間変調器１４に表示される空間変調画像パターンに付加される。図４に、マーカーを含む空間変調画像パターンの例を示す。図４の例では、空間変調器１４の表示領域内の略中央に空間変調画像パターン５０が表示されている。また、空間変調画像パターン５０の外側であって、空間変調器１４の表示領域内の四隅にＴ字型のマーカー４２が表示されている。空間変調器１４は、図示しない記録信号処理系から受け取った記録情報を前述のように空間変調して空間変調画像パターン５０を生成し、図４に示すように空間変調器１４の表示領域内に表示する。さらに、空間変調器１４は、予め決められているマーカー４２を表示領域の所定位置に表示する。こうして、図４に模式的に示すように、空間変調画像パターン５０とマーカー４２とを含む表示画像４０が空間変調器１４の表示領域に表示される。
【００３４】
データ復調部３８は、マーカー検出画像データに基づいてマーカー位置を検出する。マーカー位置の検出は、テンプレートマッチングにより行われる。テンプレートマッチングとは、マーカー検出画像データと、マーカーを構成する画像データとのマッチングを行い、マーカー検出画像データ内におけるマーカー位置を検出する方法であるが、その方法自体は既知であるので詳細な説明は省略する。
【００３５】
そして、データ復調部３８は、検出されたマーカー位置に基づいて、例えばアフィン変換などの手法により、情報検出画像データの幾何補正を行う。幾何補正とは、情報記録時と再生時における画素位置のずれを補正することをいう。記録時には空間変調器１４から記録媒体１へ、再生時には記録媒体１から２次元センサ１６へ光学系を通じて画像が転写されることになる。記録時と再生時とで、光学系の倍率違いやひずみ、媒体の収縮など生じるため、記録時における空間変調器１４上の画素と再生時における２次元センサ１６上の画素の位置を完全に一致させることは不可能に近い。このため、記録情報の１ページ毎に、マーカー位置を基準として幾何補正が行われる。即ち、空間変調器１４上における本来のマーカー４２の位置と、検出画像データに基づいて検出されたマーカー４２の位置とのずれに基づいて、空間変調画像パターン５０に含まれる各画素位置を補正した検出情報画像データＤdetを生成する。検出画像データＤdetは、記録時に記録情報に基づいて生成され空間変調器１４に表示された空間変調画像パターンに応じた「０」、「１」のデジタル値を有している。
【００３６】
こうして、データ復調部３８は、幾何補正後の検出情報画像データに対して、記録時に空間変調器１４において適用した２次元デジタル変調方式に対応する復調方式でデータ復調を行い、記録データに対応する再生情報データＤｒを出力する。なお、再生情報データＤｒは、その後、誤り訂正、デインターリーブ、デスクランブルなどを含む後処理が施される。
【００３７】
一方、サーボ系においては、４分割フォトディテクタ２５からの出力電流をＩ−Ｖ変換器３１が出力電圧に変換し、エラー信号生成部３２が既知の方法によりトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号などのエラー信号Ｓｅを生成する。加算器３３はエラー信号を所定の基準信号Ｓrefと比較され、その比較結果に基づいて制御回路３４が制御信号Ｓｃを生成してピックアップ１０に供給する。ピックアップ１０内の図示しないアクチュエータなどは、制御信号Ｓｃに基づいて記録媒体１に対する対物レンズ１８のトラッキング方向及びフォーカス方向における相対的位置を制御する。こうして、トラッキングサーボ、フォーカスサーボなどが実行される。
【００３８】
（２次元センサ）
次に、２次元受光素子としての２次元センサについて説明する。
【００３９】
まず、２次元センサの第１の例について説明する。図５に第１の例による２次元センサ１６ａの平面図を示す。図５（ａ）に示す２次元センサ１６ａは、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサなどにより構成され、中央に配置されたデータ検出領域５１と、四隅近傍に配置された４つのマーカー検出領域５２とを有する。データ検出領域５１は、再生時における記録媒体１からの検出光のうち、図４に示す空間変調画像パターン５０に対応する成分を受光し、情報データに対応する検出情報信号（アナログ信号）を出力する。一方、マーカー検出領域５２の各々は、再生時における記録媒体１からの検出光のうち、図４に示す各マーカー４２に対応する成分を受光し、検出マーカー信号（アナログ信号）を出力する。なお、検出情報信号及び検出マーカー信号は、いずれも後段のデータ検出器３７によりデジタルの検出情報データ及び検出マーカーデータに変換されるが、その詳細は後述する。
【００４０】
データ検出領域５１及びマーカー検出領域５２は、いずれも図中の縦横方向に配列された複数の単位受光素子により構成されている。ここで、第１の例による２次元センサ１６ａで、マーカー検出領域５２を構成する単位受光素子の面積は、データ検出領域を構成する単位受光素子の面積より小さいことを特徴とする。図５（ｂ）はマーカー検出領域５２及びデータ検出領域５１の一部の拡大図である。図示のように、マーカー検出領域５２を構成する単位受光素子５２ａの面積は、データ検出領域５１を構成する単位受光素子５１ａの面積より小さい。
【００４１】
このように、マーカー検出領域５２の単位受光素子５２ａの面積を小さくすることにより、マーカー検出領域５２の空間分解能を増加させることができる。即ち、データ検出領域５１に比べて、マーカー検出領域５１の空間分解能が大きくなる。これにより、マーカー位置の検出精度を向上させることができる。既に述べたように、マーカー４２は記録媒体１からの検出光を２次元センサ１６上の適正な位置に配置するための基準として使用されるので、マーカー位置の検出精度によって、記録媒体１に記録された情報データの再生精度が影響を受ける。よって、本例では、マーカー検出領域５２の単位受光素子５２ａの面積をデータ検出領域５１の単位受光素子５１ａの面積より小さく構成することにより、マーカー位置の検出精度を向上させている。
【００４２】
また、第１の例による２次元センサ１６ａでは、データ検出領域５１とマーカー検出領域５２とを空間的に分離して設けているので、検出情報信号と検出マーカー信号とを容易に分離して生成することができるという利点がある。
【００４３】
なお、上記の２次元センサ１６の実際の構成としては、図５（ｂ）に示すように、２次元センサ１６の受光面上に物理的に面積の異なる単位受光素子を形成してもよい。また、その代わりに、マーカー検出領域５２の単位受光素子５２ａより小さい単位受光素子面積（即ち２次元センサの物理的な最小単位素子面積）を有する２次元センサを使用し、それら複数の単位受光素子をグループ化してマーカー検出領域５２の単位受光素子５２ａ及びデータ検出領域５１の単位受光素子５１ａを構成することとしてもよい。例えば、２次元センサの最小単位素子を４個でマーカー検出領域５２の単位受光素子５２ａを構成し、２次元センサの最小単位素子１６個でデータ検出領域５１の単位受光素子５１ａを構成することができる。この方法によれば、特殊な素子構成の２次元センサを製作しなくても、通常の２次元センサの光電変換の単位を変えることにより、図５（ａ）に示すような単位受光素子面積の異なる領域を構成することができる。
【００４４】
次に、２次元センサの第２の例について説明する。図６は第２の例による２次元センサ１６ｂの平面図を示す。図５（ａ）に示す２次元センサ１６ａは、データ検出領域５１とマーカー検出領域５２とが分離しているタイプであったが、図６に示す２次元センサ１６ｂはデータ検出領域５１の内部（四隅）にマーカー検出領域５２が設けられたタイプである。この例でも、マーカー検出領域５２内の単位受光素子の面積は、データ検出領域５１内の単位受光素子の面積よりも小さい。よって、図５（ａ）に示す例と同様に、マーカー位置の検出精度を向上させることができる。
【００４５】
また、第２の例による２次元センサ１６ｂでは、データ検出領域５１とマーカー検出領域５２とを隣接させて設けているので、２次元センサ１６ｂの受光素子全体のサイズを小型化することができるという利点がある。
【００４６】
次に、２次元センサの第３の例について説明する。図７に、第３の例による２次元センサ１６ｃの平面図を示す。上記の第１及び第２の例による２次元センサ１６ａ及び１６ｂでは、マーカー検出領域５２内の単位受光素子５２ａの面積は、データ検出領域５１内の単位受光素子５１ａの面積より小さく構成されている。第３の例では、これと逆に、マーカー検出領域５２内の単位受光素子５２ａの面積は、データ検出領域５１内の単位受光素子５１ａの面積より大きく構成されている。その様子が、図７（ｂ）に模式的に示されている。
【００４７】
上記の第１及び第２の例では、マーカー検出領域５２内の単位受光素子５２ａの面積を小さくして空間分解能を上げることにより、マーカー位置の検出精度を向上させている。この手法は、２次元センサの受光面に対して、記録媒体１からの検出光が一様にかつ十分な光量で照射されている場合には有効である。しかし、検出光が一様にかつ十分に２次元センサの受光面に照射されていない場合には、マーカー検出領域５２の単位受光素子５２ａの面積を小さくすると、必要なＳ／Ｎ比が確保できなくなり、逆にマーカー位置の検出精度が低下してしまう。
【００４８】
第３の例による２次元センサ１６ｃはそのような場合に好適である。第３の例による２次元センサ１６ｃでは、マーカー検出領域５２内の単位受光素子５２ａの面積をデータ検出領域５１内の単位受光素子５１ａの面積より大きくしているので、その分単位受光素子５２ａ当たりの受光量を増加させることができ、Ｓ／Ｎ比を確保できる。その結果、マーカー位置検出精度を向上させることができる。
【００４９】
また、第３の例による２次元センサ１６ｃでは、第１の例による２次元センサ１６ａと同様に、データ検出領域５１とマーカー検出領域５２とを空間的に分離して設けているので、検出情報信号と検出マーカー信号とを容易に分離して生成することができるという利点がある。
【００５０】
次に、２次元センサの第４の例について説明する。図８に、第４の例による２次元センサ１６ｄの平面図を示す。この２次元センサ１６ｄは、第３の例による２次元センサ１６ｃと同様に、マーカー検出領域５２内の単位受光素子５２ａの面積は、データ検出領域５１内の単位受光素子５１ａの面積より大きく構成されている。その結果、マーカー検出領域５２におけるＳ／Ｎ比を確保することができ、その結果マーカー位置の検出精度を向上させることができる。
【００５１】
また、第４の例による２次元センサ１６ｄでは、第２の例による２次元センサ１６ｂと同様に、データ検出領域５１とマーカー検出領域５２とを隣接させて設けているので、２次元センサ１６ｄの受光素子全体のサイズを小型化することができるという利点がある。 図９（ａ）〜（ｃ）に２次元センサ１６の他の構成例を示す。上記の第１乃至第４の例では、データ検出領域５１の四隅近傍にマーカー検出領域５２を設けているが、本発明の適用はこれには限定されない。例えば図９（ａ）に示す２次元センサ１６ｅのように、略正方形のデータ検出領域５１の対角位置にある２つの隅にマーカー検出領域５２を設けてもよい。なお、図９（ａ）の例では、データ検出領域５１の左上と右下にマーカー検出領域５２を設けているが、もう一つの対角位置、即ちデータ検出領域５１の左下と右上にマーカー検出領域５２を設けてもよい。また、図９（ａ）の例では、第１の例と同様にマーカー検出領域５２をデータ検出領域５１と分離させているが、第２の例と同様にマーカー検出領域５２をデータ検出領域５２に近接させて設けてもよい。
【００５２】
図９（ｂ）に示す２次元センサ１６ｆは、マーカー検出領域５２を、データ検出領域５１の四隅ではなく、４辺の略中点近傍に設けた例である。なお、図９（ｂ）の例では、マーカー検出領域５２をデータ検出領域５１と分離させているが、マーカー検出領域５２をデータ検出領域５２に近接させて設けてもよい。
【００５３】
図９（ｃ）に示す２次元センサ１６ｇは、マーカー検出領域５２をデータ検出領域５１の全周囲に枠状に設けた例である。この場合も、マーカー検出領域５２はデータ検出領域５１の外周に近接させてもよい。
【００５４】
以上説明したように、本実施例の２次元センサでは、マーカー検出領域５２とデータ検出領域５１の単位受光素子の面積を異ならせているので、マーカー位置の検出精度を向上させることができる。
【００５５】
（データ検出処理）
次に、２次元センサ１６により生成された検出情報信号及び検出マーカー信号の処理について説明する。図１０にデータ検出部３７の構成を概略的に示す。データ検出部３７は２次元センサ１６からアナログ信号である検出画像信号Ｓdetを受け取り、デジタル信号である検出画像データＤdetを生成してデータ復調部３８へ供給する。なお、検出画像信号Ｓdetには検出情報信号と検出マーカー信号が含まれ、検出画像データＤdetには検出情報データ及び検出マーカーデータが含まれる。
【００５６】
図示のように、データ検出部３７は、Ａ／Ｄ変換器８１と、演算部９０と、メモリ８７と、読出順序指定部９２とを備える。Ａ／Ｄ変換器８１は、２次元センサ１６から出力される検出画像信号Ｓdetをデジタル信号（デジタルデータ）に変換し、演算部９０へ供給する。具体的には、Ａ／Ｄ変換器８１は、検出画像信号Ｓdet中の検出情報信号を検出情報データに変換し、検出画像信号Ｓdet中の検出マーカー信号を検出マーカーデータに変換する。演算部９０は、検出情報データ及び検出マーカーデータをメモリ８７に一時的に保存し、データ復調部３８へ供給する。本例ではＡ／Ｄ変換器８１は８ビットであり、メモリ８７は６ビット長であるので、演算部９０は８ビットの検出情報データ及び検出マーカーデータを処理してメモリ８７に記憶する必要がある。読出順序指定部９２は、２次元センサ１６からの検出画像信号Ｓdetの読出順序を指定するものであるが、その詳細は後述する。
【００５７】
図１１に演算部９０の構成を示す。演算部９０は、Ａ／Ｄ変換器８１から出力される８ビットの検出情報データ及び検出マーカーデータを受け取り、検出情報データのビット長（語長）を６ビットとし、検出マーカーデータのビット長（語長）を８ビットとして処理する。即ち、検出マーカーデータのビット長を検出情報データのビット長より長くすることにより、検出マーカーデータの精度を向上させ、マーカー位置の検出精度を向上させる。
【００５８】
具体的には、演算部９０は、フリップフロップ（以下、「Ｄ−ＦＦ」と記す。）７１〜７８と、１２進カウンタ８２と、デコーダ８３と、セレクタ８４及び８５とを備える。なお、Ｄ−ＦＦ７１は検出情報データの処理用であり、Ｄ−ＦＦ７２〜７７は検出マーカーデータの処理用である。また、Ｄ−ＦＦ７８はセレクタ８４への切替信号を生成する。
【００５９】
２次元センサ１６から出力された検出画像信号ＳdetはＡ／Ｄ変換器８１で８ビット量子化され、８ビットの検出情報データ及び検出マーカーデータＤ（7:0）として出力される。ここで、検出情報データは情報データ用のＤ−ＦＦ７１へ供給され、検出マーカーデータはマーカーデータ用のＤ−ＦＦ７２〜７７へ入力される。なお、Ｄ−ＦＦ７１はＤ−ＦＦ７２〜７７との位相調整のために挿入されている。
【００６０】
Ｄ−ＦＦ７２〜７７は、Ａ／Ｄ変換器８１から出力された８ビットの検出マーカーデータを６ビット単位のグループに分類し、６ビット長のメモリ８７に記憶する。具体的には、Ｄ−ＦＦ７２と７３、Ｄ−ＦＦ７４と７５、Ｄ−ＦＦ７６と７７はそれぞれペアで８ビットの検出マーカーデータＤ（7:0）を記憶する。Ａ／Ｄ変換器８１からの８ビットの検出マーカーデータＤ（7:0）のうち上位６ビットＤ（7:2）がＤ−ＦＦ７２に供給され、下位２ビットＤ（1:0）がＤ−ＦＦ７３に供給される。同様に、８ビットの検出マーカーデータＤ（7:0）のうち上位４ビットＤ（7:4）がＤ−ＦＦ７４に供給され、下位４ビットＤ（3:0）がＤ−ＦＦ７５に供給される。さらに検出マーカーデータＤ（7:0）のうち上位２ビットＤ（7:6）がＤ−ＦＦ７６に供給され、下位６ビットＤ（5:0）がＤ−ＦＦ７７に供給される。
【００６１】
カウンタ８２とカウンタ８８は読出順序指定部９２からのマーカー選択信号をイネーブル信号として動作し、カウンタ８２は０〜２のカウント値を繰り返しカウントする。デコーダ８３はそのカウント値からDEC_0、DEC_1、DEC_2の３状態の状態信号を生成し、これを各Ｄ−ＦＦ７２〜７７にイネーブル信号として入力する。これにより、Ａ／Ｄ変換器８１から出力される８ビットの検出マーカーデータは、６ビット単位の４つのグループに分類され、６ビット長のメモリ８７に供給される。即ち、状態信号DEC_0、に対応する８ビットの検出マーカーデータは、上位６ビットがＤ−ＦＦ７２に記憶され、下位２ビットがＤ−ＦＦ７３に記憶される。状態信号DEC_1に対応する８ビットの検出マーカーデータは上位４ビットがＤ−ＦＦ７４に記憶され、下位４ビットがＤ−ＦＦ７５に記憶される。また、状態信号DEC_2に対応する８ビットの検出マーカーデータは上位２ビットがＤ−ＦＦ７６に記憶され、下位６ビットがＤ−ＦＦ７７に記憶される。
【００６２】
上記の３状態を繰り返すことにより、検出マーカーデータは順に６ビット単位に分類される。そして、セレクタ８４は上記のように分類された４組の６ビットデータを順に選択してセレクタ８５へ供給する。なお、セレクタ８４の切替信号はカウンタ８８の出力信号の２ビットであるＣＮＴ４（1:0）を使用すればよい。Ｄ−ＦＦ７８は、検出マーカーデータを記憶するＤ−ＦＦ７２〜７７との位相調整のために挿入されている。
【００６３】
こうして、８ビットの検出マーカーデータは６ビット単位で順にセレクタ８５に供給される。セレクタ８５は、読出順序指定部９２のマーカー選択信号より、検出マーカーデータの出力期間にはセレクタ８４からの出力を選択しており、検出マーカーデータはメモリ８７に記憶される。Ｄ−ＦＦ７９は、Ｄ−ＦＦ７２〜７７との位相調整のために挿入されている。
【００６４】
メモリ８７内の検出マーカーデータの記憶状態を図１２に模式的に示す。メモリ８７は６ビット長であり、演算部９０により６ビット単位にグループ化された検出マーカーデータは、検出マーカーデータの記憶領域９０ｍに記憶される。
【００６５】
一方、Ａ／Ｄ変換器８１から出力される８ビットの検出情報データは、上位６ビットのみがＤ−ＦＦ７１に記憶され、下位２ビットは破棄される。検出情報データの出力期間には、セレクタ８５はＤ−ＦＦ７１の出力信号を選択するので、６ビットの検出情報データがメモリ８７に供給され、図１２に示す検出情報データの記憶領域９０ｄに記憶される。
【００６６】
その後、メモリ８７からは検出マーカーデータ及び検出情報データがデータ復調部３８へ供給される。データ復調部３８は前述のように検出マーカーデータに基づいてマーカー位置検出を行う。また、検出されたマーカー位置に基づいて検出情報データの幾何補正を行い、情報データを復調して再生情報データＤｒとして出力する。
【００６７】
以上のように、本実施例のデータ検出部３７においては、検出マーカーデータのビット長を８ビットとし、検出情報データのビット長（６ビット）より語長を長くしている。これにより、検出マーカーデータの精度を上げることができ、データ復調部３８で行われるマーカー位置の検出精度を向上させることができる。また、情報データの語長をマーカーデータより短くすることにより、情報データの転送速度を増加させることができる。こうして、マーカー位置の検出精度向上と情報データの転送速度向上という要求を同時に満足することが可能となる。
【００６８】
次に、２次元センサ１６からの検出画像信号Ｓdetの読出順序について説明する。先に述べたように、検出マーカーデータはマーカー位置の検出に使用され、検出されたマーカー位置に基づいて幾何補正が行われる。従って、情報データよりマーカーデータを先に読み出し、テンプレートマッチングなどの手法によりマーカー位置を早期に確定させた方が幾何補正などのその後の処理を迅速に開始することができるので好ましい。よって、本実施例では、２次元センサ１６からの検出画像信号Ｓdetの読出順序として、まず検出マーカー信号を先に出力し、その後に検出情報信号を出力することとする。
【００６９】
図１０に２次元センサ１６からの検出画像信号Ｓdetの読出順序を模式的に示す。図１０において、２次元センサ１６上の各受光素子に読出順序を示す数字が示されている。なお、図１０に示す２次元センサ１６は図６に示した２次元センサ１６ｂと同一のタイプであり、データ検出領域５１の四隅にマーカー検出領域５２が設けられている。本例では、２次元センサ１６の左上のマーカー検出領域５２内の左上の受光素子から順に検出画像信号Ｓdetが出力され（読出順序１〜９）、次に右上のマーカー検出領域５２内の左上の受光素子から順に検出画像信号Ｓdetが出力される（読出順序１０〜１８）。同様に、左下のマーカー検出領域５２、右下のマーカー検出領域５２の受光素子から検出画像信号Sdetが順に出力される（読出順序１９〜３６）。こうしてマーカー検出領域５２から検出画像信号Ｓdetが出力された後、データ検出領域５１内の受光素子から検出画像信号Ｓdetが順に出力される（読出順序３７〜８４）。
【００７０】
２次元センサ１６における読出位置の指定は、データ検出部３７内の読出順序指定部９２により行われる。即ち、読出順序指定部９２が２次元センサ１６上の受光素子の位置（アドレス）を指定する信号Ｓadを２次元センサ１６に供給することにより、読出順序が制御される。
【００７１】
図１３にデータ検出部３７の他の例を示す。この例では、２次元センサ１６を上下左右に４分割し、各エリア毎にＡ／Ｄ変換器８１を設けている。Ａ／Ｄ変換までの処理を各エリア毎に並列に実行することができるので、処理時間を短縮することができる。
【００７２】
図１４に、本実施例によるデータ検出処理のフローチャートを示す。なお、この処理は主としてデータ検出部３７及びデータ復調部３８により実行される。
【００７３】
まず、読出順序指定部９２は２次元センサ１６のマーカー検出領域５２を指定し、検出マーカー信号を生成する。そして、データ検出部３７はＡ／Ｄ変換などを行って検出マーカーデータを作成し、データ復調部３８へ供給する（ステップＳ２１）。データ復調部３８は検出マーカーデータを受け取ると、マーカー位置検出処理を開始する（ステップＳ３１）。こうして、データ検出部３７による検出マーカー信号の出力と並行して、マーカー位置検出処理が実行される。
【００７４】
次に、マーカー検出領域５２内の受光素子から検出マーカー信号が全て出力されると（ステップＳ２２；Yes）、読出順序指定部９２は２次元センサ１６のデータ検出領域５１を指定し、検出情報信号を生成する。そして、データ検出部３７はＡ／Ｄ変換などを行って検出情報データを作成し、データ復調部３８へ供給する（ステップＳ２３）。データ復調部３８では、マーカー位置の検出が完了し、かつ、検出情報データの入力が開始した時点で幾何補正を開始する（ステップＳ３２）。よって、データ検出部３７からの検出情報データの出力と並行して幾何補正を行うことができる。こうして、２次元センサ１６のデータ検出領域５１から検出情報信号の出力が完了すると（ステップＳ２４；Yes）、データ検出部３７での処理は終了する。また、データ復調部３８では、幾何補正が終了すると、幾何補正後のデータを用いて再生情報データを生成し、出力する（ステップＳ３３）。
【００７５】
このように、本実施例では、情報データよりマーカーデータを先に読み出して取得することにより、マーカー位置の検出を早期に行うことができ、幾何補正やデータ復号処理などのその後の処理を迅速に行うことが可能となる。
【００７６】
（変形例）
上記の実施例では、データ検出部３７において、検出マーカーデータのビット長（語長）を検出情報データのビット長より大きくすることにより、マーカー位置の検出精度を向上させているが、この手法は、２次元センサ１６の構成に拘わらず適用可能である。即ち、図１０にはマーカー検出領域５２とデータ検出領域５１の単位受光素子の面積を異ならせた２次元センサ１６を図示しているが、マーカー検出領域５２とデータ検出領域の単位受光素子の面積が同一の２次元センサを使用する光記録再生装置においても、上記の手法を適用することが可能である。マーカー検出領域とデータ検出領域の単位受光素子の面積が同一であっても、検出マーカーデータのビット長を検出情報データのビット長より長くすることにより、マーカー位置の検出精度を向上させることが可能である。
【００７７】
また、上記の実施例では、検出画像信号の読み出しを、データ検出領域５１内の受光素子より、マーカー検出領域５２内の受光素子から先に行っているが、この手法も２次元センサ１６の構成に拘わらず適用可能である。即ち、図１０にはマーカー検出領域５２とデータ検出領域５１の単位受光素子の面積を異ならせた２次元センサ１６を図示しているが、マーカー検出領域５２とデータ検出領域の単位受光素子の面積が同一の２次元センサを使用する光記録再生装置においても、上記の手法を適用することが可能である。マーカー検出領域とデータ検出領域の単位受光素子の面積が同一であっても、マーカー検出領域から検出信号の読み出しを、データ検出領域からの読み出しより先に行うことにより、マーカー位置の検出精度を向上させることが可能である。
【００７８】
また、本発明の適用は、上記実施例に記載したホログラム記録方法には限定されない。例えば、上記の実施例では、光学系において記録時の物体光と参照光を同一の光源からの光ビームを用いて生成しているが、本発明の適用はこれには限られない。例えば、物体光と参照光が別々の光束として記録媒体に照射される構成であっても本発明の適用が可能である。また、ホログラム記録媒体に限らず、記録情報を２次元画像として記録媒体に記録し、２次元画像に対応する検出光として再生を行う記録再生方式であって、位置補正のためのマーカーが情報データとともに記録される種々の光記録再生装置に対して本発明の適用が可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１ ホログラフィック記録媒体
１０ ピックアップ
１４ 空間変調器
１６ ２次元センサ
１１ 記録再生用レーザ
２１ サーボ用レーザ
２５ ４分割フォトディテクタ
３２ エラー生成部
３４ 制御回路
３７ データ検出部
３８ データ復調部
４２ マーカー
５１ データ検出領域
５２ マーカー検出領域
８１ Ａ／Ｄ変換器
８７ メモリ
９０ 演算部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を受光する２次元受光素子と、
前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力し、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する検出手段と、
前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する再生手段と、を備え、
前記検出手段は、前記検出情報データより前記検出マーカーデータを先に出力することを特徴とする光再生装置。
【請求項２】
前記２次元受光素子は、前記検出光のうちマーカーに対応する成分を受光する複数のマーカー検出領域を有し、
前記検出手段は、前記複数のマーカー検出領域から出力される受光信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器を前記複数のマーカー検出領域毎に有することを特徴とする請求項１に記載の光再生装置。
【請求項３】
前記２次元受光素子は、前記検出光のうちマーカーに対応する成分を受光する複数のマーカー検出領域を有し、
前記検出手段は、前記複数のマーカー検出領域から出力される受光信号を順にＡ／Ｄ変換する１つのＡ／Ｄ変換器を有することを特徴とする請求項１に記載の光再生装置。
【請求項４】
記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を、２次元受光素子により受光する工程と、
前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する工程と、
前記検出マーカーデータの出力後に、前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力する工程と、
前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する工程と、を備えることを特徴とする光再生方法。
【請求項５】
記録媒体に記録情報を記録情報画像パターンとして記録する記録手段と、
前記記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を受光する２次元受光素子と、
前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力し、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する検出手段と、
前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する再生手段と、を備え、
前記検出手段は、前記検出情報データより前記検出マーカーデータを先に出力することを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１】
記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を受光する２次元受光素子と、
前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力し、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する検出手段と、
前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する再生手段と、を備え、
前記検出手段は、前記検出情報データより前記検出マーカーデータを先に出力することを特徴とする光再生装置。
【請求項２】
前記２次元受光素子は、前記検出光のうちマーカーに対応する成分を受光する複数のマーカー検出領域を有し、
前記検出手段は、前記複数のマーカー検出領域から出力される受光信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器を前記複数のマーカー検出領域毎に有することを特徴とする請求項１に記載の光再生装置。
【請求項３】
前記２次元受光素子は、前記検出光のうちマーカーに対応する成分を受光する複数のマーカー検出領域を有し、
前記検出手段は、前記複数のマーカー検出領域から出力される受光信号を順にＡ／Ｄ変換する１つのＡ／Ｄ変換器を有することを特徴とする請求項１に記載の光再生装置。
【請求項４】
記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を、２次元受光素子により受光する工程と、
前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する工程と、
前記検出マーカーデータの出力後に、前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力する工程と、
前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する工程と、を備えることを特徴とする光再生方法。
【請求項５】
記録媒体に記録情報を記録情報画像パターンとして記録する記録手段と、
前記記録情報に対応する記録情報画像パターンとマーカーとを含む空間変調パターンに応じて光変調された検出光を受光する２次元受光素子と、
前記検出光のうち前記記録情報画像パターンに対応する成分を受光して検出情報データを出力し、前記検出光のうち前記マーカーに対応する成分を受光して検出マーカーデータを出力する検出手段と、
前記検出情報データ及び前記検出マーカーデータに基づいて前記記録情報を再生する再生手段と、を備え、
前記検出手段は、前記検出情報データより前記検出マーカーデータを先に出力することを特徴とする光記録再生装置。
【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２００９−１４６５６４（Ｐ２００９−１４６５６４Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３３７４３（Ｐ２００９−３３７４３）
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【分割の表示】特願２００４−８１８（Ｐ２００４−８１８）の分割
【原出願日】平成１６年１月６日（２００４．１．６）
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【分割の表示】特願２００４−８１８（Ｐ２００４−８１８）の分割
【原出願日】平成１６年１月６日（２００４．１．６）
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【Ｆターム（参考）】
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