CN107077871A - 光信息记录再现装置、光信息再现装置和光信息再现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光信息记录再现装置、光信息再现装置和光信息再现方法，其通过使用适合再现高密度记录的全息图的情况的均衡处理的滤波器形状，而不使均衡处理的性能劣化地抑制电路规模。一种光信息记录再现装置，其将参考光与信号光的干涉条纹作为全息图记录在光信息记录介质中，或者从所述光信息记录介质再现信息，其特征在于，包括：射出光的光源部；信号光参考光光学部，其根据光生成信号光和参考光并将它们照射到光信息记录介质；空间光调制器，其对生成的信号光附加信息；光检测部，其检测来自光信息记录介质的再现光，取得由格子状排列的多个像素构成的再现图像；和信号处理部，其基于空间调制器的ON像素或OFF像素的排列规则，使用将再现图像的第一像素的均衡中使用的第一像素的周边像素和第一像素的排列形状作为滤波器形状的滤波器，对第一像素进行均衡处理，滤波器形状中，第一方向的系数的数量与正交于第一方向的第二方向的系数的数量不同。

Description

光信息记录再现装置、光信息再现装置和光信息再现方法

技术领域

本发明涉及使用全息术在光信息记录介质中记录或者再现信息的技术。

背景技术

全息图的高密度记录技术，例如有日本特开2004-272268号公报(专利文献1)。该公报的“摘要”中，记载了：“公开了一种在全息图的相邻的堆叠之间通过部分的空间重叠使全息图在空间上复用的复用方法和装置。各堆叠进而可以得到例如角度、波长、相位码、旋转、或者分形复用等其他复用技术的完全的优点。与写入全息图的信号光的光束腰(beamwest)相等的量使全息图的各堆叠分离。再现时，某个全息图和与该全息图相邻的全息图被同时全部读取。通过在再现的数据的光束腰中配置滤波器，而使读取的相邻的全息图不传达至摄像机面。或者，对于这些不要求的再现，在具有受限的角度通过带的光学系统中，可以通过中间面的角度滤波器进行滤波。”

另外，在日本特开2014-53069号公报(专利文献2)的“摘要”中记载了：“用在利用全息术记录信息的光信息记录再现装置中，包括用特征在于二维空间光调制器的像素的对于1个方向的排列中的ON/OFF像素连续数的下限值为K(K≥2，K：自然数)的二维编码方法生成二维数据的信号生成部、和将上述信号生成部生成的二维数据记录在全息光盘中的拾取器的光信息记录装置和方法能够解决。”

全息图的再现中的均衡技术，例如有日本特开2006-267539号公报(专利文献3)。该公报的“摘要”中，记载了：“包括从读取的数字图像中提取关注像素和关注像素的周边像素的像素提取器101、输入关注像素和周边像素并进行用于除去关注像素的噪声的滤波的滤波器102、基于进行了粗判定的二值化数据的模式从第1系数存储器104中选择滤波器102的滤波器系数并对滤波器102输入的第1系数选择器105，通过由滤波器102进行与周边的二值化数据的模式相应的滤波，能够除去从周边像素受到的干涉引起的噪声。”

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-272268号公报

专利文献2：日本特开2014-53069号公报

专利文献3：日本特开2006-267539号公报

发明内容

发明要解决的课题

作为用于高密度地记录全息图的技术，在专利文献1中，记载了通过用透镜使信号光聚光并在其光束腰处配置开口，能够缩短相邻的全息图的间隔，与现有的角度复用记录方式相比增大记录密度和容量的技术。

另外，在专利文献2中，作为一例，记载了特征在于将空间光调制器的像素的对于规定方向的排列中的ON/OFF像素的连续数的下限值设为K(K≥2，K：自然数)并编码的情况下，至少设为某一方向的排列的下限值的二维编码方法，和与上述K和L的值相应地变更开口的尺寸，由此能够缩小全息图尺寸，增大记录密度和容量的技术。

即，实际决定在介质中记录的全息图的尺寸的是开口的尺寸，为了将通过二维编码能够缩小尺寸的全息图缩小尺寸地记录，需要缩小开口的尺寸。但是，越是为了高密度记录而缩小开口的尺寸，码间干扰越增大。

作为用于减少码间干扰的影响的均衡技术，在专利文献3中，记载了为了有效除去均衡对象即关注像素从周边像素受到的码间干扰而基于进行粗判定后的二值化数据的模式选择滤波器系数的技术。但是，在对关注像素造成码间干扰的周边像素广范围存在的情况、和码间干扰的影响因方向而不同的情况下，存在有效除去所需的滤波器系数的数量增加而导致电路规模增大的课题，但文献3中记载的均衡处理中没有提及滤波器系数的数量和关注像素的均衡处理中使用的周边像素区域(此后称为滤波器形状)的计算方法。

于是，本发明的目的在于通过使用适合再现高密度记录的全息图的情况的均衡处理的滤波器形状，而不使均衡处理的性能劣化地抑制电路规模。

用于解决课题的方法

上述课题例如通过以下记载的结构解决。

一种光信息记录再现装置，其将参考光与信号光的干涉条纹作为全息图记录在光信息记录介质中，或者从上述光信息记录介质再现信息，上述光信息记录再现装置的特征在于，包括：射出光的光源部；信号光参考光光学部，其根据上述光生成信号光和上述参考光并将它们照射到上述光信息记录介质；空间光调制器，其对上述生成的上述信号光附加信息；光检测部，其检测来自上述光信息记录介质的再现光，取得由格子状排列的多个像素构成的再现图像；和信号处理部，其基于上述空间调制器的ON像素或OFF像素的排列规则，使用将上述再现图像的第一像素的均衡中使用的上述第一像素的周边像素和上述第一像素的排列形状作为滤波器形状的滤波器，对上述第一像素进行均衡处理，上述滤波器形状中，第一方向的系数的数量与正交于上述第一方向的第二方向的系数的数量不同。

发明的效果

根据本发明，在再现高密度记录的全息图的情况下，能够不使均衡处理的性能劣化地抑制电路规模或者减轻运算处理负荷。

附图说明

图1是表示本实施例中的二维均衡电路的结构例的图。

图2是表示本实施例中的光信息记录再现装置的结构例的图。

图3是表示本实施例中的光拾取器的结构例的图。

图4是表示本实施例中的光拾取器的结构例的图。

图5a是表示本实施例中的光信息记录再现装置的动作流程的图。

图5b是表示本实施例中的光信息记录再现装置的动作流程的图。

图5c是表示本实施例中的光信息记录再现装置的动作流程的图。

图6是表示本实施例中的信号生成电路的结构例的图。

图7是表示本实施例中的信号处理电路的结构例的图。

图8a是表示本实施例中的信号生成电路的动作流程的图。

图8b是表示本实施例中的信号处理电路的动作流程的图。

图9a是表示本实施例中的记录页的像素响应波形的图。

图9b是表示本实施例中的再现页的像素响应波形的图。

图10a是表示本实施例中的记录页的像素响应波形的图。

图10b是表示本实施例中的再现页中呈现出XY方向不同的响应的情况下的像素响应波形的图。

图11a是表示本实施例中的滤波器形状决定方式的例子的图。

图11b是表示本实施例中的呈现出XY方向不同的像素响应的情况下的滤波器形状决定方式的例子的图。

图12a是表示本实施例中的滤波器形状的例子的图。

图12b是表示本实施例中的滤波电路的结构例的图。

图13a是表示本实施例中的滤波器形状决定方式的例子的图。

图13b是表示本实施例中的滤波器形状决定方式的例子的图。

图14是表示本实施例中的二维均衡电路的结构例的图。

图15是表示本实施例中的信号再现处理电路的动作流程的图。

图16a是表示本实施例中的再现图像中产生的缺陷像素的区域的例子的图。

图16b是表示本实施例中的滤波器系数计算时的缺陷像素除去区域的例子的图。

具体实施方式

以下用附图说明本发明的实施例。

(实施例1)

图2是表示利用全息术记录或再现数字信息的光信息记录介质的记录再现装置的框图。

光信息记录再现装置10经由输入输出控制电路90与外部控制装置91连接。在要记录的情况下，光信息记录再现装置10通过输入输出控制电路90从外部控制装置91接收要记录的信息信号。在要再现的情况下，光信息记录再现装置10通过输入输出控制电路90对外部控制装置91发送再现的信息信号。

光信息记录再现装置10包括：拾取器11、再现用参考光光学系统12、固化光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14、和旋转电机50，光信息记录介质1是能够用旋转电机50旋转的结构。

拾取器11起到对光信息记录介质1照射参考光和信号光而利用全息术在记录介质中记录数字信息的作用。此时，要记录的信息信号被控制器89经由信号生成电路86对拾取器11内的空间光调制器发送，信号光被空间光调制器调制。

在要再现记录于光信息记录介质1中的信息的情况下，用再现用参考光光学系统12生成使从拾取器11出射的参考光以与记录时相反的方向入射到光信息记录介质的光波。对于用再现用参考光再现的再现光，用拾取器11内的后述的光检测器检测，用信号处理电路85再现信号。

对光信息记录介质1照射的参考光和信号光的照射时间，能够通过用控制器89经由快门控制电路87控制拾取器11内的快门(shutter)的开闭时间而调整。

固化光学系统13起到生成用于光信息记录介质1的预固化和后固化的光束的作用。预固化指的是在光信息记录介质1内的要求的位置记录信息时，对要求位置照射参考光和信号光之前预先照射规定的光束的前置工序。后固化指的是在光信息记录介质1内的要求的位置记录信息之后，为了使该要求的位置不能追加记录而照射规定的光束的后置工序。

盘旋转角度检测用光学系统14用于检测光信息记录介质1的旋转角度。在将光信息记录介质1调整为规定的旋转角度的情况下，能够用盘旋转角度检测用光学系统14检测与旋转角度对应的信号，用检测出的信号由控制器89经由盘旋转电机控制电路88控制光信息记录介质1的旋转角度。

从光源驱动电路82对拾取器11、固化光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14内的光源供给规定的光源驱动电流，能够从各光源以规定的光量发出光束。

另外，拾取器11以及盘固化光学系统13中，设置有能够在光信息记录介质1的半径方向上滑动位置的机构，经由访问控制电路81进行位置控制。

然而，利用全息术的角度复用原理的记录技术，具有对于参考光角度的偏差的容许误差非常小的倾向。

从而，在光信息记录再现装置10内需要具备在拾取器11内设置检测参考光角度的偏差量的机构，用伺服信号生成电路83生成伺服控制用的信号，经由伺服控制电路84修正该偏差量用的伺服机构。

另外，对于拾取器11、固化光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14，也可以将某些光学系统结构或全部光学系统结构合并简化。

图3示出了光信息记录再现装置10中的拾取器11的基本光学系统结构的一例中的记录原理。从光源301出射的光束透过准直透镜302，入射到快门303。快门303打开时，光束通过快门303之后，例如用由2分之1波长板等构成的光学元件304控制偏振方向以使p偏振光与s偏振光的光量比成为要求的比之后，入射到PBS(Polarization Beam Splitter，偏振分光)棱镜305。

透过PBS棱镜305后的光束起到信号光306的作用，被光束扩展器308扩大光束直径后，透过相位掩模309、中继透镜310、PBS棱镜311入射到空间光调制器312。

用空间光调制器312附加信息后的信号光在PBS棱镜311上反射，在中继透镜313和开口314中传播。之后，信号光被物镜315聚光到光信息记录介质1上。

另一方面，在PBS棱镜305上反射的光束起到参考光307的作用，被偏振方向转换元件316与记录时或再现时相应地设定为规定的偏振方向之后，经由反射镜317和反射镜318入射到检流计反射镜319。检流计反射镜319能够用致动器320调整角度，所以能够将通过透镜321和透镜322之后入射到光信息记录介质1的参考光的入射角度设定为要求的角度。另外，为了设定参考光的入射角度，也可以使用对参考光的波阵面进行转换的元件代替检流计反射镜。

通过这样使信号光与参考光在光信息记录介质1中相互重叠地入射，而在记录介质内形成干涉条纹图案，通过将该图案写入记录介质而记录信息。另外，因为能够用检流计反射镜319使入射到光信息记录介质1的参考光的入射角度变化，所以能够利用角度复用进行记录。

此后，在同一区域中改变参考光角度记录的全息图中，将与各个参考光角度对应的全息图称为页，将同一区域中角度复用的页的集合称为册。

图4示出了光信息记录再现装置10中的拾取器11的基本光学系统结构的一例中的再现原理。在再现所记录的信息的情况下，如上所述使参考光入射到光信息记录介质1，对于透过光信息记录介质1后的光束，用能够用致动器323调整角度的检流计反射镜324使其反射，由此生成再现用参考光。

用该再现用参考光再现的再现光，在物镜315、中继透镜313和开口314中传播。之后，再现光透过PBS棱镜311入射到光检测器325，能够再现所记录的信号。光检测器325例如能够使用CMOS图像传感器或CCD图像传感器等摄像元件，但只要能够再现页数据，就可以是任意的元件。

图5示出了光信息记录再现装置10中的记录、再现的动作流程。此处，特别说明与利用全息术的记录再现相关的流程。

图5a示出了在光信息记录再现装置10中插入光信息记录介质1之后，直到记录或再现的准备完成的动作流程，图5(b)示出了从准备完成状态直到在光信息记录介质1中记录信息的动作流程，图5(c)示出了从准备完成状态到再现光信息记录介质1中记录的信息的动作流程。

如图5a所示，插入介质时(501)，光信息记录再现装置10例如进行所插入的介质是否利用全息术记录或再现数字信息的介质的盘判别(502)。

在盘判别的结果判断为是利用全息术记录或再现数字信息的光信息记录介质的情况下，光信息记录再现装置10读取光信息记录介质中设置的控制数据(503)，取得例如与光信息记录介质相关的信息、和例如关于记录和再现时的各种设定条件的信息。

进行与控制数据相应的各种调整和关于拾取器11的学习处理(504)，光信息记录再现装置10中记录或再现的准备完成(505)。

从准备完成状态到记录信息的动作流程如图5b所示，首先接收要记录的数据(511)，将与该数据相应的信息发送至拾取器11内的空间光调制器。

之后，为了能够在光信息记录介质中记录高品质的信息，而根据需要事先进行例如光源301的功率优化和快门303的曝光时间的优化等各种记录用学习处理(512)。

之后，在寻道动作(513)中控制访问控制电路81，将拾取器11和固化光学系统13的位置定位到光信息记录介质的规定的位置。在光信息记录介质1具有地址信息的情况下，再现地址信息，确认已定位到目标位置，如果未配置在目标位置，则计算与规定位置的偏差量，再次反复定位动作。

之后，用从固化光学系统13出射的光束对规定的区域进行预固化(514)，用从拾取器11出射的参考光和信号光记录数据(515)。

记录数据之后，用从固化光学系统13出射的光束进行后固化(516)。也可以根据需要对数据进行校验。

从准备完成状态到再现记录的信息的动作流程如图5c所示，首先在寻道动作(521)中控制访问控制电路81，将拾取器11和再现用参考光光学系统12的位置定位到光信息记录介质的规定位置。在光信息记录介质1具有地址信息的情况下，再现地址信息，确认已定位到目标位置，如果未配置在目标位置，则计算与规定位置的偏差量，再次反复定位动作。

之后，从拾取器11出射参考光，读取光信息记录介质中记录的信息(522)，发送再现数据(523)。

接着，用图6～8说明记录再现时的信号生成、处理。

首先，用图6和图8a说明光信息记录再现装置10的信号生成电路86的结构、和数据记录时的记录数据处理。

图6是光信息记录再现装置10的信号生成电路86的框图，图8a表示信号生成电路86中的记录时的数据处理的流程，主要是根据用户数据生成在介质中记录的二维数据的流程。

二维数据由多个像素格子状排列而成，如图9a等所示，用亮度亮(白)的像素和亮度暗(黑)的像素表现。此后，将亮度亮的像素称为ON像素，将亮度暗的像素称为OFF像素。

开始对输出控制电路90输入用户数据时，输入输出控制电路90对控制器89通知开始输入用户数据。控制器89接受该通知，命令信号生成电路86对从输入输出控制电路90输入的1页的数据进行记录处理。

信号处理电路86接收用户数据(801)时，来自控制器89的处理命令经由控制用线609对信号生成电路86内子控制器601通知。

子控制器601接受该通知，经由控制用线609进行各信号处理电路的控制以使各信号处理电路并行工作。

存储器控制电路603控制在存储器602中保存经由数据线610从输入输出控制电路90输入的用户数据。

CRC运算电路604在存储器602中保存的用户数据达到一定量时，将用户数据分割为多个数据串，为了可以在再现时进行检错而将各数据串CRC化(802)。

加扰电路605以使ON像素数与OFF像素数大致相等、防止同一模式反复为目的，实施对CRC化后的数据串添加伪随机数数据串的加扰(803)。

纠错编码电路606为了可以进行再现时纠错而进行添加里德-所罗门编码等校验数据串的纠错编码(804)。

二维调制电路607在使用专利文献2中记载的二维编码方法的情况下，基于ON/OFF像素连续数(以下称为像素连续数)的下限值为L(L≥2，L：自然数)的调制规则进行二维调制(805)。

拾取器接口电路608通过转换为M×N的二维数据、使其反复1页的数据而构成1页的二维数据(806)，然后，对于构成的二维数据附加作为再现时的图像位置检测和图像失真修正的基准的标记(807)，对空间光调制器312传输数据(808)。

其中，设定二维编码的下限值的方向可以仅有规定方向(此后称为第一方向)一个方向，也可以对与规定方向正交的方向(此后称为第二方向)也设定像素连续数的下限值K(K≥2，K：自然数)。通过对两个方向设定下限值，全息图的尺寸能够进一步缩小。

接着，用图7和图8b说明光信息记录再现装置10的信号处理电路85的结构、和数据再现时的再现数据处理。

图7是光信息记录再现装置10的信号处理电路85的框图，图8b是信号处理电路85中的再现时的数据处理流程。

控制器89在拾取器11内的光检测器325检测到图像数据(811)时，命令信号处理电路85对从拾取器11输入的1页的数据进行再现处理。

来自控制器89的处理命令经由控制用线712对信号处理电路85内子控制器701通知。子控制器701接受该通知，经由控制用线712进行各信号处理电路的控制以使各信号处理电路并行工作。

存储器控制电路703控制将经由数据线713从拾取器11经由拾取器接口电路711输入的图像数据保存在存储器702中。

图像位置检测电路710在存储器702中保存的数据达到一定量时，从存储器702中保存的图像数据中以标记为基准检测图像位置(812)。

图像失真修正电路709用检测出的标记进行图像的倾斜、倍率、变形等失真的修正(813)，将图像数据转换为期待的二维数据的尺寸。

二维均衡电路101除去转换后的二维数据的码间干扰(814)。

二值化电路708进行将构成二维数据的多个比特的各比特数据判定为“0”、“1”的二值化(815)，在存储器702中按再现数据的输出顺序保存数据。

二维解调电路707通过除去标志(816)而取得1页的二维数据(817)，对于调制记录的数据，按照调制时使用的调制规则进行二维解调(818)。

纠错电路706将这样得到的二维数据转换为多个数据串后之后进行各数据串中包括的错误的纠错处理(819)，除去校验数据串。

解扰电路705解除添加伪随机数数据串的加扰(820)。

在CRC运算电路704中，进行使用CRC的检错处理(821)并删除CRC校验码，确认存储器702中的用户数据中不包括错误，从存储器702对输入输出控制电路90传输用户数据(822)。

此处，在以上说明的本实施例的光信息记录再现装置中，对于本实施例的特征即二维均衡，用图1、图9～12详细说明。

本实施例中，通过决定与作为发生码间干扰的原因的二维编码的像素连续数的下限值相应的滤波器形状，用决定的形状的滤波器进行二维均衡，而对像素间干涉进行补偿，提高再现信号的品质。

其中，为了对二维数据中的均衡对象的像素(此后称为均衡对象像素)进行均衡处理而实施对均衡对象像素和在均衡对象像素周边存在的像素(此后称为周边像素)乘以滤波器系数等滤波处理，滤波器形状指的是配置该均衡对象像素和周边像素的区域的形状。

首先，用图1说明实施例1的二维均衡电路101。图1示出了实施例1的二维均衡电路101的结构。

将用图像失真修正电路709进行位置对齐后的图像数据传输至滤波器系数计算电路103，求出(学习)每页中最佳的滤波器系数，但在滤波器系数计算电路103中，需要用于计算最佳的滤波器系数的目标信号(以下称为理想信号)。于是，图像失真修正电路709的输出也同时传输至理想信号生成电路102，在二值化后作为理想信号传输至滤波器计算电路103。

在滤波器系数计算电路103中例如使用非线性最小均方误差法LMMSE(LinearMinimum Mean Squared Error)等自适应算法计算滤波器系数。LMMSE是计算均衡后的信号与理想信号的平方误差最小的情况下的滤波器系数的算法。另外，用作自适应算法的算法也可以是LMMSE以外的。

在滤波电路104中，使用滤波器系数计算电路103中计算出的滤波器系数实施滤波处理之后，将输出传输至二值化电路708。

接着，用图9说明发生码间干扰的原因。

图9a示出了记录页、即空间光调制器的显示图案的一例及其像素响应波形。空间光调制器的显示图案用ON像素和OFF像素二值表示，像素响应波形成为矩形波状。

但是，再现该记录页时，如图9b所示信号从ON像素向相邻的像素泄漏而发生码间干扰，像素响应波形发生失真。这是因为将再现光的光束腰收窄的开口除去高频成分，越是减小开口的尺寸，码间干扰越增大。

图10表示XY方向上码间干扰的影响不同的例子。作为XY方向上码间干扰的影响不同的例子，可以列举XY方向上二维编码的像素连续数的下限值不同的情况。

图10a表示在全息图记录时，将X方向的像素连续数的下限值设定为2、Y方向的下限值设定为1进行编码的记录页。通过使用X方向相对于Y方向尺寸更小的开口而缩小全息图尺寸的情况下，X方向的码间干扰相对于Y方向更增大，如图10b所示像素响应波形的失真增大。

此处，与码间干扰较大的X方向相应地设定均衡处理的滤波器时，会导致滤波器规模增大，但通过如以下说明地，使二维均衡电路101的滤波电路104中使用的滤波器形状成为与发生码间干扰的原因的空间光调制器的显示图案、或者二维编码的像素连续数的下限值相应的形状，能够进行抑制运算量的二维均衡。

用图11说明本实施例中的滤波器形状的决定方式的一例。

图11示出了空间光调制器的显示图案、和与其适合的滤波器形状的一例，设X方向的像素连续数的下限值为t(t：自然数)、Y方向的像素连续数的下限值为u(u：自然数)。

图11a表示t＝u＝1时的空间光调制器的显示图案1101。该情况下在再现图像1102的码间干扰中不产生XY方向性，以均衡对象即关注像素为中心，在X方向Y方向分别存在的数量相当于连续像素数的下限值的像素中发生码间干扰。

因此，通过使用X方向：2×t+1＝3、Y方向：2×u+1＝3的滤波器形状1103能够充分地补偿码间干扰，能够得到均衡图像1104。

图11b表示t＝2、u＝1时的空间光调制器的显示图案1105，该情况下，再现图像1106中X方向的码间干扰相对于Y方向更大地发生。

因此，图11b的情况下，通过使用X方向：2×t+1＝5、Y方向：2×u+1＝3的滤波器形状1107能够补偿码间干扰，能够得到均衡图像1108。

由此，码间干扰的影响在X方向Y方向不同的情况下，也能够计算适合各方向的滤波器系数的数量(此后称为滤波器尺寸)来计算必要最小限度的滤波器形状。

本实施例中，将滤波器尺寸规定为X方向：2×s×t+1、Y方向：2×s×u+1(s：自然数)，按s＝1计算，但只要是与像素连续数的下限值相应地改变尺寸的计算式就可以是任意的计算式。例如，码间干扰较大的情况下通过使s＝2、尺寸为2×2×u+1，能够应对与本实施例相比大小增倍的码间干扰。

另外，本实施例中基于二维编码的像素连续数的下限值决定滤波器形状，但滤波器形状也可以基于开口的尺寸决定。这是因为如上所述，开口的尺寸优选与专利文献2中记载的二维编码的像素连续数的下限值相应地决定。

例如，像素连续数的下限值在第一方向设定为L、在第二方向设定为K的情况下，与像素连续数的下限值在第一方向、第二方向上都为1、即不应用专利文献2的二维编码方法的情况相比较，能够使开口的尺寸在第一方向成为1/L、在第二方向成为1/K。当然，可以对第一方向和第二方向双方设定下限值，也可以仅对一方设定下限值。

因此，计算基于如上所述设计的开口的尺寸的滤波器尺寸的情况下的式子，是第一方向：2×s×t+1、第二方向：2×s×u+1。

另外，作为决定滤波器形状的其他原因，也可以使用开口的尺寸、例如与根据空间光调制器的像素间距计算的尼奎斯特频率尺寸的比率。这是因为码间干扰与开口的尼奎斯特频率空间比的倒数相应地增大，设开口的X方向尺寸的尼奎斯特频率空间比为m(m：大于0的实数)、Y方向尺寸的尼奎斯特频率空间比为n(n：大于0的实数)的情况下，通过使X方向的滤波器尺寸为1/m×2×s+1、Y方向的滤波器尺寸为1/n×2×s+1能够补偿码间干扰。

除此以外，也可以使用聚光的信号光的尺寸或记录的全息图的尺寸。这是因为设信号光或记录的全息图的X方向尺寸为m(m：大于0的实数)、Y方向尺寸为n(n：大于0的实数)的情况下，通过使X方向的滤波器尺寸为1/m×2×s+1、Y方向的滤波器尺寸为1/n×2×s+1能够补偿码间干扰。

由此，在使页尺寸二维地可变的情况和不使用开口地缩小全息图尺寸的情况下也能够用最佳的滤波器形状进行滤波。

其中，滤波器尺寸需要成为1以上的自然数，所以在用上述式子计算出的值不是1以上的自然数的情况下，向上取整即可。

图12示出了在二维均衡电路101的滤波电路104中，对二维数据乘以XY方向上长度不同的滤波器系数的处理的一例。例如考虑如图12a所示对5×3的滤波器区域的中心即均衡对象像素的亮度值进行滤波处理的情况。

作为滤波处理，如图12b所示对于均衡对象像素和周边像素1～14各自的亮度值用乘法器1201乘以滤波器系数，用加法器1202将所有这些值相加从而计算出滤波后的值。该情况下，滤波器系数的值需要15个。

如以上说明，根据本实施例，使用与二维编码的像素连续数的下限值相应的滤波器形状，能够用必要最低限度的运算量进行二维均衡。由此能够将乘法器1201的个数减少至必要最低限度，能够不使二维均衡的性能劣化地抑制电路规模。

通过抑制电路规模也能够并行地配置均衡处理部的电路，这样的情况下能够制造不增大电路规模就能够高速处理的电路。

以下记载的变形例不限于本实施例。

本实施例中描述了基于角度复用记录方式的全息图记录技术的说明，但本发明不限定于角度复用记录方式，也能够使用于移位复用记录方式等其他全息图记录技术、和全息图以外的光信息记录介质中的信号处理。

另外，举出了X方向Y方向上系数的个数都是奇数的滤波器形状为例，但系数的个数也可以是偶数，均衡对象像素不需要与滤波器形状的中心一致。如果像素响应波形的失真在左右或上下是非对称的，则有时系数的个数是偶数的情况较适合。

另外，在光信息记录再现装置中为了提高失真修正精度，也可以进行使用像素数比空间光调制器更多的光检测器检测再现图像的过采样。该情况下，在图像失真修正电路709中进行将该过采样的图像转换为本来的再现图像尺寸的重采样处理。

此时，本实施例中，示出了如图8b的流程所示在图像失真修正(813)之后进行二维均衡(814)的例子，但也可以在图像失真修正之前进行二维均衡。由此，对于用于决定滤波器形状的式子乘以过采样率求出滤波器系数，对图像失真修正前的再现图像进行二维均衡，从而能够对更精细的像素数的再现图像进行二维均衡处理。

另外，在光信息记录再现装置中为了提高二维均衡处理的性能也可以进行将再现图像分割为规定大小的多个区域、按每个分割后的区域进行二维均衡处理的区域分割自适应均衡。通过进行区域分割自适应均衡能够应对与页内位置相应的码间干扰的不同。

另外，本实施例中，说明了光信息记录再现装置中的二维均衡处理，但在再现专用的装置中也能够与上述说明同样地进行二维均衡处理。这是因为例如在规格中规定了像素连续数的下限值的情况下，只要再现装置包括具有基于规格中规定的像素连续数的下限值按本实施例决定了形状的滤波器的二维均衡电路即可。

另外，本实施例中说明了在电路中进行二维均衡处理的情况，但也可以在处理器中进行二维均衡处理。该情况下，滤波器尺寸越小则处理器中的运算规模越小，能够抑制运算处理负荷。

(实施例2)

本实施例与实施例1的不同点在于不是仅用X方向Y方向的尺寸决定滤波器形状，而是用离均衡对象即均衡对象像素的距离决定。

如上所述，通过与空间光调制器上的显示图案相应地决定滤波器系数的尺寸，能够不使均衡处理的性能劣化地抑制电路规模，使运算高速化。

但是，码间干扰的影响与到关注像素的距离相应地二维变动，所以有时仅用X方向Y方向的尺寸决定滤波器系数的形状时，不能够决定最佳的滤波器系数的形状。

鉴于这一点，本实施例中与二维编码的像素连续数的下限值相应地，规定以关注像素为中心的圆或椭圆的大小，由此决定滤波器系数的形状。

用图13说明本实施例的决定滤波器系数的形状的方式的一例。

图13与图11同样地示出了空间光调制器的显示图案、和与其适合的本实施例中的滤波器形状的一例。图13a与图11a同样地示出了t＝1、u＝1时的空间光调制器的显示图案1101及其再现图像1102。

与实施例1同样，以关注像素为中心，在X方向、Y方向分别存在的数量相当于连续像素数的下限值的像素中发生码间干扰时，例如计算从滤波器区域中心即关注像素的中心起半径：t×1＝1大小的圆1301，将像素中心包含在圆内部的像素的排列作为滤波器形状。当然，因为t＝u，所以也可以使用u计算半径。

将包含在圆内部的像素的排列作为滤波器形状时，通过使用十字排列的形状的滤波器系数1302能够充分地补偿码间干扰。

图13b与图11b同样地示出了使用t＝2、u＝1时的空间光调制器的显示图案1105的情况及其再现图像1106。该情况下，X方向的码间干扰相对于Y方向更大地发生，所以计算X方向：t×1＝2、Y方向：u×1＝1大小的椭圆1303，将像素中心包含在椭圆内部的像素的排列作为滤波器形状时，通过使用按从5×3的滤波器形状中削减四角后的形状排列的滤波器1304能够充分地补偿码间干扰。

本实施例中为了决定滤波器系数，将规定滤波对象的范围的圆的尺寸规定为X方向：s×t×1、Y方向：s×u×1(s是自然数)，按s＝1计算，但只要是与像素连续数的下限值相应地改变尺寸的计算式就可以是任意的计算式。另外，作为决定滤波器系数的形状的原因，也可以使用开口的尺寸、或例如与根据空间光调制器的像素间距计算的尼奎斯特频率尺寸的比率，也可以使用聚光的信号光的尺寸或记录的全息图的尺寸。

以上第2实施例中，在实施例1中描述的优点之外，还能够通过二维地改变滤波器系数的尺寸而进一步削减乘法器1201的个数，能够抑制电路规模和使运算高速化。

(实施例3)

本实施例与实施例1的不同点在于，相对于按每页计算滤波器系数的实施例1，实施例3中对1册设置1页用于计算滤波器系数的学习页并进行滤波器系数学习，在同一册内连续使用相同的滤波器系数。由此，能够充分确保用于计算滤波器系数的区域，并且通过降低计算滤波器系数的频度能够使运算高速化。

用图14、15说明使用学习页进行的滤波器系数计算。

图14表示第3实施例的二维均衡电路1401的结构，图15表示使用学习页进行的二维均衡处理的流程。

图像失真修正电路709将进行位置检测、失真修正后的图像数据输出至滤波器系数计算电路1401的学习页判定电路1402。

学习页判定电路1402判定图像是否为学习页(1501)。关于学习页的判定，例如能够将具有特定的页编号的页规定为学习页，与再现时的参考光角度关联从而判断为学习页。另外，也可以不使用页编号而是将册再现时的第一页作为学习页，也可以在页内记录用于识别学习页的数据。

在初始状态下开关1403和1404断开。

学习页判定电路1402判定不是学习页的情况下，不使学习页图案存储电路1405和滤波器系数计算电路103工作，滤波器系数应用电路104用滤波器系数存储电路1406中存储的系数实施滤波处理(1503)之后，将输出对二值化电路708输出。

在学习页判定电路1402判定为是学习页的情况下，学习页判定电路1402将开关1403和开关1404闭合，将图像数据输出至滤波器系数计算电路103。同时，学习页图案存储电路1405将理想状态的学习页图案作为理想信号输出至滤波器系数计算电路103，滤波器系数计算电路103计算滤波器系数(1502)。

滤波器系数计算电路103将计算出的系数输出至滤波器系数存储电路1406存储之后，滤波器系数应用电路104使用滤波器系数存储电路1406中存储的系数实施滤波处理(1503)，使输出对二值化电路708输出。

本实施例中，对1册设置1个学习页计算滤波器系数，但也可以对1侧设置多页学习页而提高滤波器系数的计算频度，也可以对多册设置1个学习页而降低滤波器系数的计算频度。

以上第3实施例中，在实施例1中描述的优点之外，还能够通过使用学习页计算滤波器系数而确保对于计算滤波器系数充分的区域，并且降低滤波器系数计算的频度而使运算高速化。

(实施例4)

本实施例与实施例1的不同点在于，在计算滤波器系数时除去摄像元件上的像素缺陷并计算系数。如上所述，滤波器系数使用再现图像和理想信号计算，但存在摄像元件上的像素缺陷导致的再现图像的缺陷区域的情况下，使用包含缺陷区域的再现图像计算滤波器系数时可能成为误差原因。鉴于这一点，本实施例中在计算滤波器系数时，除去摄像元件上的像素缺陷导致的再现图像的缺陷并计算滤波器系数。

作为检测像素缺陷的位置信息的方法，例如可以使用现有技术的通过记录再现已知数据模式而检测像素缺陷信息的方法。

图16示出了再现图像的缺陷区域、和与缺陷区域对应的理想信号的滤波器系数计算除去区域。

图16a示出了再现图像中产生的缺陷像素的区域的例子，图16b示出了与再现图像中的缺陷像素的区域对应的理想信号中的位置的例子。计算滤波器系数时仅使用如图16b所示的除去了除去区域后的区域计算滤波器系数，从而能够不受缺陷区域影响地计算滤波器系数。

本实施例中，举出了摄像元件上的缺陷作为再现图像中产生的缺陷的原因，但也可以是因光学系统的缺陷而固定产生的再现图像的缺陷，也可以是因空间光调制器上的缺陷而固定产生的再现图像的缺陷。

以上第4实施例中，在实施例1中描述的优点之外，还通过除去缺陷区域并计算滤波器系数而使计算出的滤波器系数正确，提高均衡处理的可靠性。

另外，本发明不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须包括说明的所有结构。另外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。

另外，上述各结构、功能、处理部、处理单元等的一部分或全部，例如可以通过集成电路设计等而用硬件实现。另外，上述各结构、功能等，也可以通过处理器解释、运行实现各功能的程序而用软件实现。实现各功能的程序、表、文件等信息，能够保存在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive)等记录装置、或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。

另外，控制线和信息线示出了认为说明上必要的，并不一定示出了产品上所有的控制线和信息线。实际上也可以认为几乎所有结构都相互连接。

附图标记的说明

1……光信息记录介质

10……光信息记录再现装置

11……拾取器

12……再现用参考光光学系统

13……盘Cure光学系统

14……盘旋转角度检测用光学系统

81……访问控制电路

82……光源驱动电路

83……伺服信号生成电路

84……伺服控制电路

85……信号处理电路

86……信号生成电路

87……快门控制电路

88……盘旋转电机控制电路

89……控制器

90……输入输出控制电路

91……外部控制装置

101……二维均衡电路

102……二值化电路

103……滤波器系数计算电路

104……滤波器系数应用电路

301……光源

303……快门

306……信号光

307……参考光

308……光束扩展器

309……相位(phase)掩模

310……中继透镜

311……PBS棱镜

312……空间光调制器

313……中继透镜

314……开口

315……物镜

316……偏振方向转换元件

320……致动器

321……透镜

322……透镜

323……致动器

324……反射镜

325……光检测器

326……再现光

601……子控制器

602……存储器

603……存储器控制电路

604……CRC运算电路

605……加扰电路

606……纠错编码电路

607……二维调制电路

608……拾取器接口电路

701……子控制器

702……存储器

703……存储器控制电路

704……CRC运算电路

705……解扰电路

706……纠错电路

707……二维解调电路

708……二值化电路

709……图像失真修正电路

710……图像位置检测电路

711……拾取器接口电路

1101……空间光调制器的显示图案(t＝1，u＝1)

1102……开口

1103……滤波器系数(3×3)

1104……空间光调制器的显示图案(t＝2，u＝1)

1105……二维开口

1106……滤波器系数(5×3)

1107……空间光调制器的显示图案(t＝2，u＝2)

1108……二维开口

1109……滤波器系数(5×5)

1201……乘法器

1202……加法器

1301……必要滤波器系数区域(t＝1，u＝1)

1302……滤波器系数(3×3，削减4端)

1303……必要滤波器系数区域(t＝2，u＝1)

1304……滤波器系数(5×3，削减4端)

1501……学习页判定电路

1502……开关1

1503……开关2

1504……学习页图案存储电路

1505……滤波器系数存储电路。

Claims (19)

1.一种光信息记录再现装置，其将参考光与信号光的干涉条纹作为全息图记录在光信息记录介质中，或者从所述光信息记录介质再现信息，所述光信息记录再现装置的特征在于，包括：

射出光的光源部；

信号光参考光光学部，其根据所述光生成信号光和所述参考光并将它们照射到所述光信息记录介质；

空间光调制器，其对所述生成的所述信号光附加信息；

光检测部，其检测来自所述光信息记录介质的再现光，取得由格子状排列的多个像素构成的再现图像；和

信号处理部，其基于所述空间调制器的ON像素或OFF像素的排列规则，使用将所述再现图像的第一像素的均衡中使用的所述第一像素的周边像素和所述第一像素的排列形状作为滤波器形状的滤波器，对所述第一像素进行均衡处理，所述滤波器形状中，第一方向的系数的数量与正交于所述第一方向的第二方向的系数的数量不同。

2.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

所述空间调制器的ON像素或OFF像素的排列规则是与所述再现图像的所述第一方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为t(t：自然数)、与所述第二方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为u(u：自然数)时，

所述滤波器的形状中，所述第一方向的系数的数量为2×s×t+1，所述第二方向的系数的数量为2×s×u+1(s：自然数)。

3.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

在基于所述空间调制器的ON像素或OFF像素的排列规则是与所述再现图像的第一方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为L(L≥2，K自然数)的二维编码方法的情况下，

所述滤波器形状中，所述第一方向的系数的数量是2×s×L+1(s：自然数)。

4.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

在基于所述空间调制器的ON像素或OFF像素的排列规则是与所述再现图像的第一方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为L(L≥2，K：自然数)、与正交于所述第一方向的第二方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为K(K≥2，K：自然数)的二维编码方法的情况下，

所述滤波器的形状中，所述第一方向的系数的数量是2×s×L+1，所述第二方向的系数的数量是2×s×K+1(s：自然数)。

5.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

所述空间调制器的ON像素或OFF像素的排列规则是与所述再现图像的所述第一方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为t(t：自然数)、与正交于所述第一方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为u(u：自然数)时，

所述滤波器的形状，是像素中心包含在以所述第一像素为中心、第一方向的直径为2×s×t+1、所述第二方向的直径为2×s×u+1(s：自然数)、正交于所述第一方向的第二方向的直径为2s+1定义的椭圆中的周边像素的排列形状。

6.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

在基于所述空间调制器的ON像素或OFF像素的排列规则是与所述再现图像的第一方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为L(L≥2，K自然数)的二维编码方法的情况下，

所述滤波器的形状，是像素中心包含在以所述第一像素为中心、第一方向的直径为2×s×L+1(s：自然数)、正交于所述第一方向的第二方向的直径为2×s+1定义的椭圆中的周边像素的排列形状。

7.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

在基于所述空间调制器的ON像素或OFF像素的排列规则是与所述再现图像的第一方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为L(L≥2，K：自然数)、与正交于所述第一方向的第二方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为K(K≥2，K：自然数)的二维编码方法的情况下，

所述滤波器的形状，是像素中心包含在以所述第一像素为中心、第一方向的直径为2×s×L+1(s：自然数)、所述第二方向的直径为2×s×K+1定义的圆或椭圆中的周边像素的排列形状。

8.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

所述全息图通过改变所述参考光对所述光信息记录介质的入射角度来被角度复用记录，在将与所述参考光的各入射角度对应的1个全息图作为页，将角度复用的多个页作为册时，

所述信号处理部对于每个所述页计算所述滤波器的系数。

9.如权利要求1所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

所述全息图通过改变所述参考光对所述光信息记录介质的入射角度来进行角度复用记录，在将与所述参考光的各入射角度对应的1个全息图作为页，将角度复用的多个页作为册时，

所述信号处理部对于每个所述册计算所述滤波器的系数。

10.如权利要求1、8和9中任一项所述的光信息记录再现装置，其特征在于：

所述信号处理部在所述再现图像中包含缺陷像素的情况下，在计算滤波器系数时使用所述缺陷像素以外的像素。

11.一种光信息再现装置，其从对参考光与信号光的干涉条纹进行二维编码并作为全息图记录的光信息记录介质再现信息，所述光信息再现装置的特征在于，包括：

射出光的光源部；

参考光光学部，其根据所述光生成所述参考光并将其照射到所述光信息记录介质；

光检测部，其检测来自所述光信息记录介质的再现光，取得由格子状排列的多个像素构成的再现图像；和

信号处理部，其基于所述二维编码的规则，使用将所述再现图像的第一像素的均衡中使用的所述第一像素的周边像素和所述第一像素的排列形状作为滤波器形状的滤波器，对所述第一像素进行均衡处理；

所述滤波器形状中，第一方向的系数的数量与正交于所述第一方向的第二方向的系数的数量不同。

12.如权利要求11所述的光信息再现装置，其特征在于：

在所述二维编码的规则是与所述再现图像的第一方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为L(L≥2，K：自然数)的情况下，

所述滤波器的形状中，所述第一方向的系数的数量是2×s×L+1(s：自然数)。

13.如权利要求11所述的光信息再现装置，其特征在于：

在所述二维编码的规则是与所述再现图像的第一方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为L(L≥2，K：自然数)、与正交于所述第一方向的第二方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为K(K≥2，K：自然数)的情况下，

所述滤波器的形状中，所述第一方向的系数的数量是2×s×L+1，所述第二方向的系数的数量是2×s×K+1(s：自然数)。

14.如权利要求11所述的光信息再现装置，其特征在于：

在所述二维编码的规则是与所述再现图像的第一方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为L(L≥2，K：自然数)的情况下，

所述滤波器的形状，是像素中心包含在以所述第一像素为中心、第一方向的直径为2×s×L+1(s：自然数)、正交于所述第一方向的第二方向的直径为2×s+1定义的椭圆中的周边像素的排列形状。

15.如权利要求11所述的光信息再现装置，其特征在于：

在所述二维编码的规则是与所述再现图像的第一方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为L(L≥2，K：自然数)、与正交于所述第一方向的第二方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为K(K≥2，K：自然数)的情况下，

所述滤波器的形状，是像素中心包含在以所述第一像素为中心、第一方向的直径为2×s×L+1(s：自然数)、所述第二方向的直径为2×s×K+1定义的圆或椭圆中的周边像素的排列形状。

16.如权利要求11所述的光信息再现装置，其特征在于：

所述全息图通过改变所述参考光对所述光信息记录介质的入射角度来被角度复用记录，在将与所述参考光的各入射角度对应的1个全息图作为页，将角度复用的多个页作为册时，

所述信号处理部对于每个所述页计算所述滤波器的系数。

17.如权利要求11所述的光信息再现装置，其特征在于：

所述全息图通过改变所述参考光对所述光信息记录介质的入射角度来被角度复用记录，在将与所述参考光的各入射角度对应的1个全息图作为页，将角度复用的多个页作为册时，

所述信号处理部对于每个所述册计算所述滤波器的系数。

18.一种光信息再现方法，从对参考光与信号光的干涉条纹进行二维编码并作为全息图记录的光信息记录介质再现信息，所述光信息再现方法的特征在于，包括：

射出光的光射出步骤；

参考光照射步骤，根据所述光生成所述参考光并将其照射到所述光信息记录介质；

光检测步骤，检测来自所述光信息记录介质的再现光，取得由格子状排列的多个像素构成的再现图像；和

信号处理步骤，使用所述再现图像的第一像素、和在所述第一像素的周边存在的周边像素进行均衡处理，

所述周边像素是在所述再现图像中，在以所述第一像素为中心的第一方向的像素数与正交于所述第一方向的第二方向的像素数不同的矩形区域内排列的像素。

19.如权利要求18所述的光信息再现方法，其特征在于：

在所述二维编码的规则是与所述再现图像的第一方向的像素的排列对应的像素连续数的下限值为L(L≥2，K：自然数)的情况下，

所述周边像素的第一方向的像素数是2×s×L+1(s：自然数)。