JP2008310839A - ホログラム再生装置及びホログラム再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変動要因の影響を低減して、精度良くホログラム情報の再生を行うことができるホログラム再生装置を提供する。
【解決手段】ホログラム再生装置は、参照光を出射する光源と、参照光を記録媒体に照射して得られる再生光を受光する２次元イメージセンサ３０と、記録媒体の所定の領域の輝度情報が記憶されるメモリ１２と、参照光を前記所定の領域に照射した際に２次元イメージセンサ３０から出力される輝度情報と、メモリ１２に記憶される輝度情報と、に基づいて２次元イメージセンサ３０から出力される輝度情報のオフセット量を算出するオフセット量算出回路１３と、を備え、前記オフセット量を用いて所定の補正を行い、記録媒体の再生を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、ホログラフィーを利用して記録媒体に記録された情報（ホログラム情報）を再生するホログラム再生装置及びホログラム再生方法に関する。

ホログラフィーを利用して記録媒体に情報を記録するホログラム記録が従来提案されている（例えば、特許文献１参照）。ホログラム記録は、ユーザデータ情報に応じて変調された２次元の光強度変調パターンを有する信号光と、所定の光強度パターンを有する参照光と、を記録媒体の内部で重ね合わせ、そのときにできる干渉縞を記録媒体に書き込むことによって行われる。

このホログラム記録は、例えば角度多重方式、シフト多重方式、波長多重方式、位相コード多重方式等の種々の多重記録方式によって行われ、記録媒体の同一位置又は互いに重なる領域に情報を多重記録できるために、超高密度光記録が可能になるとされ、注目を集めている。

ホログラム記録によってホログラム情報が記録された記録媒体を再生する場合、ホログラム記録を行った時に用いられた参照光と同一の参照光を記録媒体に照射する。そして、これにより記録媒体から出射される再生光を、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の２次元イメージセンサ（撮像手段）を用いて受光する。この後、２次元イメージセンサによって得られた情報を処理することによって記録媒体に記録されたホログラム情報が再生される。

ところで、ホログラム再生装置が備える２次元イメージセンサの作動状態や記録媒体が収容される筐体内の状態（例えば光源を点灯しない暗い状態；以下、暗状態と表現する場合がある）等は、装置間でばらつきを有する。また、同一のホログラム再生装置であっても、例えば、記録媒体の出し入れによって筐体内の状態（暗状態）が変化することがある。そして、このようなばらつきが生じると、データの誤判別を生じる場合がある。このために、従来のホログラム再生装置においては、再生精度が必ずしも良くない状況であった。

この点、特許文献１においては、情報データ列における情報データ各々を直前の情報データにより和分変換し、順次情報データが書き込まれたホログラフィー媒体から、参照光を照射して前記情報データを再生するホログラフィー再生装置であり、前記参照光を前記ホログラフィー媒体に照射する参照光照射手段と、前記ホログラフィー媒体から再生光を入射し、この再生光から情報データを検出するデータ検出手段と、前記情報データを読み出した順に、直前の情報データと差分変換し、前記情報データ列を再生する再生演算手段と、を有するホログラフィー再生装置を提案している。そして、これによれば、検出信号に含まれるオフセット成分や低周波のノイズ成分を除去することができ、安定した情報データの再生を行うことができるとしている。
特開２００６−２１６１４８号公報

しかしながら、特許文献１に示されるホログラム再生装置は、情報データ列における情報データ各々を直前の情報データにより和分変換し、順次情報データが書き込まれたホログラフィー媒体から、参照光を照射して前記情報データを再生するホログラフィー再生装置であることが前提である。このために、ホログラフィー媒体に情報を記録する方式が特許文献１に示される方式と異なるホログラフィー媒体を再生する場合には、前述のオフセット成分の除去等を行えず、その適用範囲が制約されると言える。

そして、現状、ホログラフィー媒体の記録方式が定まっていないことを考慮すると、特許文献１のホログラム再生装置とは異なる手法で、前述した装置間のばらつき等の変動要因によって生じるオフセット成分を低減して情報の再生が行えるホログラム再生装置が望まれる。

このようなことから、例えば、ホログラム再生装置の電源投入時に、暗状態において２次元イメージセンサによってデータを収集し、これによって得られた情報に基づいて、変動要因による影響を低減する手法が考えられる。これによれば、２次元イメージセンサの作動状態や筐体の暗状態の装置間ばらつきによって生じるオフセット成分の除去が可能である。

しかしながら、この手法でオフセット成分の除去を行っても、以下に述べるように十分に変動要因の影響を低減できないことがわかった。図１１は、或るホログラム情報を再生する場合に得られる各ピクセル（画素）の輝度値（図１１では８ビット情報としている）をヒストグラム化して示したものである。なお、図１１に示す場合においては、暗状態で２次元イメージセンサによってデータを収集し、これによって２次元イメージセンサの作動状態や筐体の暗状態の装置間ばらつきによって生じるオフセット成分の除去を行っている。

上述したように、ホログラム情報が記録された記録媒体の再生を行う場合、所定の光強度パターンを有する参照光を照射するが、この場合、図１１に示すように、得られる輝度値にオフセットが生じる場合（図１１の破線のグラフが該当）があった。そして、このようなオフセットが生じると、或る輝度値（図１１の２値化スライスレベルが該当する）を基準に、取得した情報を明暗の２値化を行う場合に、本来「暗」のピクセルとして判断されるべきピクセル（図１１に破線で囲んだ部分Ａのピクセル）が「明」のピクセルとして誤認識され、正しく再生できない場合があった。

このようなオフセットが生じるのは、参照光を照射することによって生じているものであり、参照光の照射によって生じる迷光が原因であると考えられた。

以上の点を鑑みて、本発明の目的は、変動要因の影響を低減して、精度良くホログラム情報の再生を行うことができるホログラム再生装置及びホログラム再生方法を提供することである。

上記目的を達成するために本発明は、信号光と参照光との干渉パターンが情報として記録された記録媒体に参照光を照射して情報の再生を行うホログラム再生装置において、前記参照光を出射する光源と、前記参照光を前記記録媒体に照射して得られる再生光を受光する撮像手段と、前記記録媒体の所定の領域の輝度情報が記憶される記憶手段と、前記参照光を前記所定の領域に照射した際に前記撮像手段から出力される輝度情報と、前記記憶手段に記憶される輝度情報と、に基づいて前記撮像手段から出力される輝度情報のオフセット量を算出するオフセット量算出手段と、を備え、前記オフセット量を用いて所定の補正を行い、前記記録媒体の再生を行うことを特徴としている。

この構成によれば、記録媒体を収容する筐体の暗状態の装置間ばらつき、撮像手段（２次元イメージセンサ）の作動状態の装置間ばらつき、参照光を点灯することによって発生する迷光の影響等の変動要因が原因となって生じるオフセットのオフセット量を情報の再生を行う前に求め、このオフセット量を用いて所定の補正を行って情報の再生を行う構成となっている。従って、変動要因の影響を低減して、精度良くホログラム情報の再生を行うことが可能である。

また、本発明は、上記構成のホログラム再生装置において、前記所定の補正は、前記記録媒体の再生を行う際に前記撮像手段から出力される輝度情報の補正であることとしても良い。更に、ホログラム再生装置が、前記記録媒体の再生時には、前記撮像手段から出力される輝度情報を２値化して情報の再生を行うように形成される場合には、前記所定の補正は、前記２値化を行うための閾値の補正であることとしても良い。いずれの場合においても、変動要因の影響を低減して、精度良くホログラム情報の再生を行うことが可能である。

また、本発明は、上記構成のホログラム再生装置において、前記オフセット量は、複数の画素の輝度平均値を用いて算出されることとしても良い。このように構成すれば、簡易な構成で、変動要因の影響を低減して、精度良くホログラム情報の再生を行えるホログラム再生装置が提供できる。

また、本発明は、上記構成のホログラム再生装置において、前記オフセット量は、画素ごとの輝度値を用いて、画素ごとに別々に算出されることとしても良い。このように構成すれば、複数の画素の輝度平均値を用いて補正する場合よりも、変動要因による影響をより適切に補正することでき、より精度良くホログラム情報の再生を行える。

また、本発明は、上記構成のホログラム再生装置において、前記所定の領域は、情報が記録されていない未記録領域であることとしても良い。このように構成すれば、変動要因が原因となって生じるオフセットを除去するために記録媒体に設ける所定の領域について、予めデータを記録しておく必要がなく、作業負担を低減できる。

また、上記目的を達成するために本発明は、信号光と参照光との干渉パターンが情報として記録された記録媒体に前記参照光を照射して得られる再生光を撮像手段で受光し、情報の再生を行うホログラム再生方法において、前記記録媒体の所定の領域に前記参照光を照射した際に前記撮像手段から出力される輝度情報と、前記所定の領域について予め記憶されている輝度情報と、に基づいて前記撮像手段から出力される輝度情報のオフセット量を算出し、前記オフセット量を用いて所定の補正を行い、情報の再生を行うことを特徴としている。

この構成によれば、記録媒体を収容する筐体の暗状態の装置間ばらつき、撮像手段（２次元イメージセンサ）の作動状態の装置間ばらつき、参照光を点灯することによって発生する迷光の影響等の変動要因が原因となって生じるオフセットのオフセット量を情報の再生を行う前に求め、このオフセット量を用いて所定の補正を行って情報の再生を行うこととなっている。従って、変動要因の影響を低減して、精度良くホログラム情報の再生を行うことが可能である。

本発明のホログラム再生装置及びホログラム再生方法によれば、変動要因の影響を低減して、精度良くホログラム情報の再生を行うことができる。

以下、本発明の内容について実施形態を挙げ、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、ここで示す実施形態は一例であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のホログラム記録再生装置の構成を示すブロック図である。なお、本発明は記録媒体に記録されるホログラム情報を再生するホログラム再生装置に係る発明であるが、便宜的に記録媒体に対するホログラム記録も行えるホログラム記録再生装置１について説明する。このため、ここで示すホログラム記録を行うためにのみ設けられる構成は無くても本発明のホログラム再生装置を実施可能である。

本実施形態のホログラム記録再生装置１は、ホログラム記録を行うにあたって、先の記録位置に対して記録位置をトラックに沿って所定量シフトさせて多重記録を行う（いわゆるシフト多重方式による多重記録を行う）。この際、シフト量は、例えば、１０μｍ程度で、信号光と参照光が形成するスポットサイズ以下に設定される。また、本実施形態のホログラム記録再生装置１は、このようにシフト多重方式でホログラム情報が記録された記録媒体５１の再生を行う装置である。

２はスピンドルモータであり、記録媒体５１はスピンドルモータ２の先端に設けられるチャック部（図示せず）にチャックされ、これにより記録再生時に回転される。スピンドルモータ２の回転制御はスピンドルモータ駆動回路３によって行われる。

４は光ピックアップであり、これにより、記録媒体５１に対して信号光と参照光とを照射してホログラム情報を記録することが可能となるとともに、記録媒体５１に対して参照光を照射して、記録媒体５１に記録されているホログラム情報の再生が可能となる。図２は、ホログラム記録再生装置１が備える光ピックアップ４の光学系の構成を示す概略図である。なお、本実施形態においては、信号光と参照光とを同一の光軸方向から入射させる所謂コリニア方式の光学系となっている。

図２に示すように、光ピックアップ４は、第１光源２１と、シャッタ２２と、コリメートレンズ２３と、空間光変調器２４と、反射ミラー２５と、第１ビームスプリッタ２６と、ダイクロイックプリズム２７と、対物レンズ２８と、検出レンズ２９と、２次元イメージセンサ３０と、第２光源３１と、第２ビームスプリッタ３２と、フォトディテクタ３３と、を備える。

第１光源２１は、Ｎｄ−ＹＡＧレーザであり、波長５３２ｎｍの緑色のレーザ光を出射する。なお、第１光源２１は、これに限らず、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。すなわち、例えば、Ｎｄ−ＹＡＧレーザの代わりに半導体レーザ等としても構わない。また、使用する波長についても適宜変更可能であり、例えば青色領域の波長等としても構わない。

シャッタ２２は、第１光源２１から出射されたレーザ光の通過と遮蔽を適宜切り替えるものである。これにより、記録媒体５１に照射される信号光や参照光の照射タイミングが制御される。コリメートレンズ２３は、第１光源２１から出射されたレーザ光を平行光に変換する。

空間光変調器２４は、記録時においては、入射光の中央側の光を、後述する記録情報処理部５（図１参照）によって生成されたページデータ（２次元データ）に応じて光強度変調された２次元の光強度変調パターンを有する信号光として取り出す。そして、入射光の外周側については、ページデータに応じた光強度変調を行わず、所定の光強度パターンを有する参照光として取り出す。図３は、空間光変調器２４を経たレーザ光の構成を模式的に示した図である。図３に示すように、空間光変調器２４を経たレーザ光は、その中心部に信号光が存在し、その周囲に参照光が存在する構成となる。

空間光変調器２４は、再生時においては、記録時に信号光を取り出した部分について消光し、レーザ光を取り出さないようにする。また、記録時に参照光を取り出した部分については、記録時と同一の光強度パターンを有するレーザ光を参照光として取り出すようにする。すなわち、再生時においては、空間光変調器２４によってドーナツ形状を有する参照光のみが取り出されることとなる。

以上のような機能を発揮する空間光変調器２４としては、電気光学素子や磁気光学素子や液晶を用いて制御するデバイスや、いわゆるＤＭＤ（Digital Micromirror Device;登録商標）等が用いられる。

反射ミラー２５は、空間光変調器２４から送られてきたレーザ光を反射して第１ビームスプリッタ２６に送る。第１ビームスプリッタ２６は、反射ミラー２５から送られてきたレーザ光を反射して記録媒体５１側へ導くとともに、記録媒体５１で反射された反射光（後述する）を透過して、後述する２次元イメージセンサ３０側へと導く。ダイクロイックプリズム２７は、第１光源２１から出射される緑色のレーザ光を透過し、後述する第２光源３１から出射される赤色のレーザ光を反射する。

対物レンズ２８は、信号光及び参照光（記録時）、又は参照光（再生時）を集光する機能を有する。そして、記録時においては、対物レンズ２８によって集光された信号光と参照光との干渉によって形成される干渉縞が、屈折率変化あるいは透過率変化として記録媒体５１のホログラム記録層（図示せず）に書き込まれる。この屈折率変化あるいは透過率変化は回折格子として作用する。一方、再生時においては、対物レンズ４８によって集光された参照光は、ホログラム記録層に書き込まれた回折格子によって回折作用を受け、ホ記録媒体５１から再生光として出射される。

なお、本実施形態では、再生光が反射光として取り出されるように、記録媒体５１には、ホログラム記録層の後ろ側（記録媒体５１の光が照射される面を手前としている）に、緑色のレーザ光を反射し、赤色のレーザ光を透過するダイクロイックミラー層（図示せず）が設けられている。

また、対物レンズ２８は、アクチュエータ３４に搭載されており、このアクチュエー３４により、対物レンズ２８はフォーカス方向（記録媒体５１の厚み方向と平行な方向）、及びトラッキング方向（記録媒体５１の半径方向と平行な方向）に移動可能となっている。そして、これにより、信号光及び参照光を記録媒体５１の所望の位置に正しく位置決めして照射することが可能となる。

なお、アクチュエータ３４の構成としては、例えばＣＤやＤＶＤ等の光ディスクの記録再生を行う光ディスク装置に使用される対物レンズアクチュエータと同様に、磁石とコイルを用いて駆動する構成等とでき、このような対物レンズアクチュエータの構成については公知であるために、ここではその説明は省略する。

記録媒体５１から出射された再生光は、対物レンズ２８、ダイクロイックプリズム２７、第１ビームスプリッタ２６の順に透過し、検出レンズ２９によって、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等から成る２次元イメージセンサ３０へと導かれる。２次元イメージセンサ３０は、後述する再生情報処理部６（図１参照）へ画像信号を送り、これにより記録媒体５１に記録されるページデータの再生が行われる。

第２光源３１は、例えば赤色のレーザ光を出射する半導体レーザである。第２光源３１から出射されるレーザ光を赤色としている理由は、この第２光源３１から出射されるレーザ光は、記録媒体５１に形成される位置決めサーボ層（図示しないが、前述のダイクロイックミラー層の後ろ側に配置される）を用いて信号光及び参照光の位置決め（サーボ）を行えるようにするものであり、ホログラム情報が記録されるホログラム記録層に用いるフォトポリマーに対して感受性がないレーザ光であることが望まれるためである。

第２ビームスプリッタ３２は、第２光源３１から出射されたレーザ光を透過するとともに、第２光源３１から出射され対物レンズ２８を経て記録媒体５１の位置決めサーボ層（図示せず）に集光されたのち反射された赤色の戻り光を反射してフォトディテクタ３３へと導く。フォトディテクタ３３は、記録媒体５１の位置決めサーボ層で反射された赤色レーザ光を受光して電気信号へと変換する。そして、この信号により、後述するように参照光と信号光との照射位置が正しい位置となるようにサーボ制御を行う。

図１に戻って、光源駆動回路１４は、第１光源２１を制御する第１光源駆動回路と、第２光源３１を制御する第２光源駆動回路とから成り、第１光源２１及び第２光源３１のレーザパワーの制御等を行う。

記録情報処理部５は、図示しないＥＣＣエンコーダとＳＬＭ（空間光変調器）ドライバとを備える。ＥＣＣエンコーダは、外部から入力されたメインデータを所定のエンコーディング方式によってエラー訂正符号化する。ＳＬＭドライバは、ＥＣＣエンコーダから送られてきたデータに基づいて形成されたページデータに応じて空間光変調器（ＳＬＭ）２４の駆動制御を行う。

なお、上述のように、空間光変調器２４は記録媒体５１を再生する場合にも使用されるので、ＳＬＭドライバは、記録時のみならず再生時にも空間光変調器２４の駆動制御を適宜行う。

再生情報処理部６は、図示しない２値化処理回路とＥＣＣデコーダと、を備える。２値化処理回路は、２次元イメージセンサ３０から送られて来た各ピクセル（画素）の輝度値について、予め定められた２値化スライスレベル（閾値）を基準に明暗のいずれかに分類して２値化する（例えば、明を「１」、暗を「０」とする）。ＥＣＣデコーダは、２値化処理された信号データについてエラー訂正復号化処理を行う。これにより、記録媒体５１に記録されるページデータの再生が行われる。

なお、本実施形態においては、再生情報処理部６は、上述の再生処理を行う前にオフセット量算出回路１３によって得られたオフセット量を用いて、２次元イメージセンサ３０から送られて来た各ピクセルの輝度値についてそれぞれ補正を行うが、この詳細については後述する。

サーボ用検出回路７は、フォトディテクタ３３（図２参照）から送られてきた信号に基づいて、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号等を生成する。なお、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号は、例えばＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスクにおいてフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を得る公知の手法と同様の手法を用いて生成することができる。

生成されたフォーカス信号及びトラッキング信号はサーボ駆動回路８、スライドモータ駆動回路９に送られる。また、サーボ用検出回路７は、フォトディテクタ３３から送られる電気信号から記録媒体５１に形成される位置決めサーボ層（図示せず）で反射された反射光の反射率に関する情報を得て、これをシステム制御部１１に送信する。

サーボ駆動回路８は、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、アクチュエータ３４（図２参照）を制御し、対物レンズ２８のフォーカス方向とトラッキング方向のサーボ制御を行う。また、スライドモータ駆動回路９は、トラッキングエラー信号及びシステム制御部１１からの指令に基づいて、光ピックアップ４を記録媒体５１の半径方向に移動する駆動装置（図示せず）の制御を行う。

このサーボ駆動回路８及びスライドモータ駆動回路９による制御により、対物レンズ２８が適宜所望の位置に位置決めされ、信号光及び参照光の照射位置を正しく位置決めすることが可能となる。

シャッタ駆動回路１０は、システム制御部１１からの指令に基づいて、シャッタ２２（図２参照）位置におけるレーザ光（緑色）の通過と遮蔽の切り替えを制御する。なお、システム制御部１１は、前述したサーボ用検出回路８から送られてきた反射率に関する情報により、信号光及び参照光（記録時）、或いは参照光（再生時）を照射するタイミングを決定する。

システム制御部１１は、以上に示した働きの他に、ホログラム記録再生装置１のシステム全体の制御を行う。なお、システム制御部１１にはメモリ１２が備えられており、このメモリ１２には、各種処理を行う上で必要となる各種のパラメータや動作プラグラムが記憶されている。また、メモリ１２は、各種必要な情報の格納領域等としても機能する。

第１実施形態のホログラム記録再生装置１の全体構成は以上のようであるが、第１実施形態のホログラム記録再生装置１は、上述した装置間ばらつき等の変動要因の影響を低減して、記録媒体５１に記録されるホログラム情報を再生できるように構成されている。これについて、以下、主に図４から図６を参照しながら説明する。

なお、図４は、第１実施形態のホログラム記録再生装置１における、変動要因の影響を低減してホログラム情報の再生を行う構成を説明するための図である。図５は、第１実施形態のホログラム記録再生装置１において、変動要因に起因して発生するオフセットのオフセット量を取得する動作手順を示すフローチャートである。図６は、第１実施形態のホログラム記録再生装置１において、変動要因の影響を低減して記録媒体５１の再生を行う動作手順を示すフローチャートである。

まず、主に図４と図５を参照しながら、変動要因に起因して発生するオフセットのオフセット量を取得する手順を説明する。このオフセット量の取得は、例えば、ホログラム記録再生装置１の電源投入時に行われる。ただし、これに限定される趣旨ではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。すばわち、例えば、記録媒体５１の再生を開始する直前や、記録媒体５１を収容するトレイの出し入れを行った場合等に行う構成としても構わない。

システム制御部１１によってオフセット量の取得が命令されると、まず、第１光源２１が点灯され、空間光変調器２４（いずれも図２参照）によって参照光が取り出される（ステップＳ１）。この際、参照光は、記録媒体５１の所定の領域に照射される。この所定の領域は、情報が記録されていない領域（未記録領域）か、情報が記録されているとしても、どのような情報が記録されているかが既知の領域であり、予め記録媒体５１に準備された領域である。

参照光を所定の領域に照射することによって記録媒体５１から再生光が出射され、再生光が２次元イメージセンサ３０で受光される。これに伴い、オフセット量算出回路１３は、２次元イメージセンサ３０から出力される輝度情報を取得する（ステップＳ２）。この輝度情報は、再生光を受光した各ピクセルの輝度値であって、輝度値は、例えば、図１１で示したような２５６階調のデジタル出力値で与えられる。そして、ステップ２で取得した全ピクセルの輝度値を用いて輝度平均値を算出する（ステップＳ３）。

次に、オフセット量算出回路１３は、予めメモリ１２（図１参照）に記憶されている、所定の領域（前述した記録媒体５１の所定の領域と同じ）の輝度平均値を読み出し、ステップＳ３で取得した輝度平均値から読み出した輝度平均値を差し引いてオフセット量を算出する（ステップＳ４）。なお、所定の領域は、前述のように未記録領域か、どのような情報が記録されているかが既知の領域であるために、この部分に参照光を照射した場合に得られる理想的な輝度平均値（変動要因の影響を受けていない輝度平均値）は予め求められる。そして、この理想的な輝度平均値がメモリ１２に記憶されている輝度平均値である。

ステップＳ４で得られたオフセット量はメモリ１２に記憶される（ステップＳ６）。なお、本実施形態では、システム制御部１１を経て、オフセット量がメモリ１２に記憶されるように構成しているが、これに限定されず、オフセット量算出回路１３に直接メモリを接続する構成等としても構わない。

このようにして、取得したオフセット量は、記録媒体５１を収容する筐体の暗状態の装置間ばらつき、２次元イメージセンサ３０の作動状態の装置間ばらつき、参照光を点灯することによって発生する迷光の影響等の変動要因が原因となって生じたものである。従って、ここで得られたオフセット量を用いて所定の補正を行うことにより、変動要因の影響を低減してホログラム情報の再生を行うことができる。

以下、取得したオフセット量を用いて補正を行い、記録媒体５１の再生を行う手順について、図４及び図６を参照しながら説明する。記録媒体５１の再生が開始されると、２次元イメージセンサ３０によって再生光が受光される。そして、２次元イメージセンサ３０から出力される輝度情報（２５６階調のデジタル値で与えられる輝度値）が再生情報処理部６に送られる。再生情報処理部６は、２値化処理を行う前に、先にメモリ１２に記憶しておいたオフセット量を用いて、再生情報処理部６に送られてきた各ピクセルの輝度値を補正する（ステップＳ６）。具体的には、各ピクセルの輝度値をメモリ１２に記憶しておいたオフセット量で減算する。

そして、オフセット量が減算されたデータについて、２値化処理回路１５によって、予め決められている２値化スライスレベル（閾値）を基準に、明暗の２値化処理が行われる（ステップＳ７）。２値化処理が行われると、デコーダ（ＥＣＣデコーダ）１６によって、エラー訂正復号化処理が行われる（ステップＳ８）。これにより、記録媒体５１に記録されるホログラム情報の再生が行われる。

このように、本実施形態の構成の場合、記録媒体５１を収容する筐体の暗状態の装置間ばらつき、２次元イメージセンサ３０の作動状態の装置間ばらつき、参照光を点灯することによって発生する迷光の影響等の変動要因が原因となって生じるオフセットを除去してから、２値化処理及びデコードを行う構成である。このために、変動要因の影響を低減して、精度良くホログラム情報の再生を行うことができる。

なお、本実施形態においては、オフセット量算出回路１３でオフセットを検出するにあたって、全ピクセルの輝度平均値を用いる構成としたが、これに限定される趣旨ではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、各ピクセルの輝度値から輝度平均値を算出するにあたって、所定の閾値を基準に、それより大きい或いは小さい輝度値を有する一部のピクセルについて輝度平均値の算出に使用しないようにし、全ピクセルの輝度平均値としない構成としても構わない。ただし、この場合には、所定の領域は、未記録領域か、領域内に記録される情報について全て同じ情報としておく必要がある。

また、他の形態として図７のようにしても良い。図７は、第１実施形態の変動要因の影響を低減してホログラム情報の再生を行う構成の変形例を示す図である。図７に示す例においては、オフセット量算出回路１３でオフセット量を算出するにあたって、全ピクセルの輝度平均値を用いるのではなく、ピクセルごと（図８参照）の輝度値が用いられる。なお、図８は、Ｎ個のピクセル（画素）から成る２次元データの構成について示した模式図である。

メモリ１２にはピクセルごとの輝度値（予め既知の輝度値で、変動要因の影響を受けていない輝度値）が記憶されている。オフセット量算出回路１３でオフセット量を算出するにあたっては、各ピクセルについて、所定の領域に参照光を照射した場合に得られる輝度値からメモリ１２に記録されている輝度値の差し引きが行われる。そして、各ピクセルについて、それぞれオフセット量が取得される。取得された各オフセット量は、図７に示すように別々にメモリ１２に記憶される。

この構成で、記録媒体５１に記録される情報を再生する場合には、各ピクセルの輝度値の補正にあたって、まず、メモリ１２に記憶されるオフセット量の中から対応するオフセット量が選択される（例えば、図７に示すように、ピクセル１に対してはオフセット量１が選択される）。そして、各ピクセルの輝度値について、それぞれ選択されたオフセット量で減算が行われる。この後、このように補正された輝度値を用いて、２値化処理、デコードが行われる。このために、この構成の場合にも、変動要因の影響を低減して、精度良くホログラム情報の再生を行うことができる。

また、本実施形態においては、記録媒体５１の再生を行う場合に、２値化処理を行って情報の再生を行う構成とした。しかし、この構成に限定される趣旨ではない。２値化処理とは異なる方法で処理して情報の再生を行うような場合にも、本発明は適用可能である。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態のホログラム記録再生装置について説明する。第２実施形態のホログラム記録再生装置は、変動要因の影響を低減してホログラム情報の再生を行う構成を除いて、第１実施形態のホログラム記録再生装置と同様である。このために、同一の部分については、同一の符号を付し、特に説明の必要がない場合には、その説明を省略する。

第２実施形態のホログラム記録再生装置における、変動要因の影響を低減してホログラム情報の再生を行う構成について、図９及び図１０を参照しながら説明する。なお、図９は、第２実施形態のホログラム記録再生装置における、変動要因の影響を低減してホログラム情報の再生を行う構成を説明するための図である。図１０は、第２実施形態のホログラム記録再生装置において、変動要因の影響を低減して記録媒体５１の再生を行う動作手順を示すフローチャートである。

第２実施形態のホログラム記録再生装置において、変動要因に起因して発生するオフセットのオフセット量を取得する手順は、図５に示した第１実施形態の構成と同様である。このために、その説明は省略する。第２実施形態のホログラム記録再生装置は、変動要因の影響を低減して記録媒体５１の再生を行う動作手順について、第１実施形態の場合と異なるために、以下、これについて説明する。

記録媒体５１の再生が開始されると、まず、２値化処理回路１５によって２値化を行う場合に使用される２値化スライスレベル（閾値；予め所定の値に設定されている）に、メモリ１２に記憶されているオフセット量が加算される（ステップＳ１１）。これにより、閾値がオフセットの発生を考慮した値となる。

この後、２次元イメージセンサ３０から輝度情報が再生情報処理部６に送られる。そして、再生情報処理部６では、補正を行った２値化スライスレベルを用いて、２値化処理回路１５によって明暗のいずれかとする２値化処理が行われる（ステップＳ１２）。２値化処理が行われると、デコーダ（ＥＣＣデコーダ）１６によって、エラー訂正復号化処理が行われる（ステップＳ１３）。これにより、記録媒体５１に記録されるホログラム情報の再生が行われる。

このように、本実施形態の構成の場合、記録媒体５１を収容する筐体の暗状態の装置間ばらつき、２次元イメージセンサ３０の動作の装置間ばらつき、参照光を点灯することによって発生する迷光の影響等の変動要因が原因となって生じるオフセットを、２値化処理に用いられる２値化スライスレベルの値を変更することによって補正する構成となっている。このために、本実施形態においても、変動要因の影響を低減して、精度良くホログラム情報の再生を行うことができる。

なお、本実施形態では、オフセット量算出回路１３でオフセット量を取得するにあたって、全ピクセルの輝度平均値を用いる構成としたが、これに限定されないのは、第１実施形態の場合と同様である。

（その他）
以上に示した実施形態においては、ホログラム記録再生装置の光学系についてコリニア方式としたが、本発明はこれに限定される趣旨ではない。すなわち、信号光と参照光とを別々の方向から記録媒体に入射させる２光束方式を採用する構成の場合にも、本発明は適用可能である。

また、以上に示した実施形態においては、記録媒体に対して照射した光を反射して、情報の再生を行う反射型の構成を示したが、これに限定される趣旨ではなく、透過型の構成の場合にも本発明は適用可能である。

更に、以上に示した実施形態では、いわゆるシフト多重方式を用いて情報の多重記録が行われた記録媒体を再生する場合について示してが、これに限定される趣旨ではない。すなわち、角度多重方式、波長多重方式、位相コード多重方式等の多重記録方式でホログラム記録された記録媒体を再生する場合にも、本発明は適用可能である。

本発明のホログラム再生装置によれば、変動要因の影響を低減して、精度良くホログラム情報の再生を行うことができる。従って、ホログラム情報が記録された記録媒体の再生を行うホログラム再生装置として有用である。

は、第１実施形態のホログラム記録再生装置の構成を示すブロック図である。 は、第１実施形態のホログラム記録再生装置が備える光ピックアップの光学系の構成を示す概略図である。 は、第１実施形態の光ピックアップが備える空間光変調器を経たレーザ光の構成を模式的に示した図である。 は、第１実施形態のホログラム記録再生装置における、変動要因の影響を低減してホログラム情報の再生を行う構成を説明するための図である。 は、第１実施形態のホログラム記録再生装置において、変動要因に起因して発生するオフセットのオフセット量を取得する動作手順を示すフローチャートである。 は、第１実施形態のホログラム記録再生装置において、変動要因の影響を低減して記録媒体の再生を行う動作手順を示すフローチャートである。 は、第１実施形態の変動要因の影響を低減してホログラム情報の再生を行う構成の変形例を示す図である。 は、Ｎ個のピクセルから成る２次元データの構成について示した模式図である。 は、第２実施形態のホログラム記録再生装置における、変動要因の影響を低減してホログラム情報の再生を行う構成を説明するための図である。 は、第２実施形態のホログラム記録再生装置において、変動要因の影響を低減して記録媒体の再生を行う動作手順を示すフローチャートである。 は、或るホログラム情報を再生する場合に得られる各ピクセルの輝度値を、ヒストグラム化して示したものである。

符号の説明

１ ホログラム記録再生装置
１２ メモリ（記憶手段）
１３ オフセット量算出回路（オフセット量算出手段）
２１ 第１光源
３０ ２次元イメージセンサ（撮像手段）
５１ 記録媒体

Claims (7)

1. 信号光と参照光との干渉パターンが情報として記録された記録媒体に参照光を照射して情報の再生を行うホログラム再生装置において、
   前記参照光を出射する光源と、
   前記参照光を前記記録媒体に照射して得られる再生光を受光する撮像手段と、
   前記記録媒体の所定の領域の輝度情報が記憶される記憶手段と、
   前記参照光を前記所定の領域に照射した際に前記撮像手段から出力される輝度情報と、前記記憶手段に記憶される輝度情報と、に基づいて前記撮像手段から出力される輝度情報のオフセット量を算出するオフセット量算出手段と、を備え、
   前記オフセット量を用いて所定の補正を行い、前記記録媒体の再生を行うことを特徴とするホログラム再生装置。
2. 前記所定の補正は、前記記録媒体の再生を行う際に前記撮像手段から出力される輝度情報の補正であることを特徴とする請求項１に記載のホログラム再生装置。
3. 前記記録媒体の再生時には、前記撮像手段から出力される輝度情報を２値化して情報の再生を行うように形成され、
   前記所定の補正は、前記２値化を行うための閾値の補正であることを特徴とする請求項１に記載のホログラム再生装置。
4. 前記オフセット量は、複数の画素の輝度平均値を用いて算出されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のホログラム再生装置。
5. 前記オフセット量は、画素ごとの輝度値を用いて、画素ごとに別々に算出されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のホログラム再生装置。
6. 前記所定の領域は、情報が記録されていない未記録領域であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のホログラム再生装置。
7. 信号光と参照光との干渉パターンが情報として記録された記録媒体に前記参照光を照射して得られる再生光を撮像手段で受光し、情報の再生を行うホログラム再生方法において、
   前記記録媒体の所定の領域に前記参照光を照射した際に前記撮像手段から出力される輝度情報と、前記所定の領域について予め記憶されている輝度情報と、に基づいて前記撮像手段から出力される輝度情報のオフセット量を算出し、前記オフセット量を用いて所定の補正を行い、情報の再生を行うことを特徴とするホログラム再生方法。