JP2008102200A - ホログラム再生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】参照光をホログラム記録媒体50に照射して発生する回折光を受光する2次元に配列されたピクセルを有するイメージセンサ25と、イメージセンサ25からの電気信号を処理して記録データを再生する制御部60と、を備え、制御部60は、ホログラム記録媒体50のヘッダ領域に参照光を照射して得られるイメージセンサ25からの電気信号を検出し、ホログラム記録媒体50のホログラムが形成されている領域に参照光を照射して得られるイメージセンサ25からの再生信号を検出し、再生信号から電気信号を減算してノイズ削減後再生信号を得て、ノイズ削減後再生信号から記録データを再生するので、ノイズの削減効果を発揮する。
【選択図】図5
Description
図1を参照して、コアキシャル光学系10の概要を説明し、図2を参照して、コアキシャル光学系11の概要を説明する。
図4は、上述した、ホログラム記録媒体50の断面積方向に切断した構造を模式的に示し、さらに、信号光40(破線の内側を通過し、空間光変調器22(図1を参照)から記録層50aに至る光ビーム)および回折光42(信号光40と同様に破線の内側を通過し、記録層50aからビームスプリッタ23(図3を参照)に至る光ビーム)、参照光41(実線と破線の間を通過し、空間光変調器22(図1を参照)から記録層50aに至る光ビーム)およびサーボ用の光ビーム(一点鎖線の内側を通過する光ビーム)がどのように対物レンズ24に入射するかを模式的に示す図である。ホログラム記録媒体50は、保護膜50d、記録層50a、記録再生用の光ビームの反射膜50b、アドレスグルーブ50cを有するものである。
コアキシャル光学系を用いるホログラム記録再生装置(以下、コアキシャル方式のホログラム記録装置と称する)では、信号光と参照光と回折光との各々について、光ビームの光路の一部を共有することによって、同一の対物レンズを用いて、記録再生を行うことができるため、光学系の簡略化ができる。さらに従来のCD、DVDなどの光ディスクと互換性が比較的に容易であるために、将来の記録再生装置として注目を集めている。
上述したホログラム記録再生装置100および上述したホログラム記録媒体50を用いる場合のノイズ削減の技術について述べる。いずれの実施形態においても、イメージセンサ25に形成される像に含まれる種々の原因に起因するノイズ(総称して起因ノイズと称する)を、予め、原因毎に分離して既知の起因ノイズとして分離しておき、イメージセンサ25に形成される像(再生像)にこの起因ノイズを重畳(加減算)することによって、起因ノイズを分離するものである。起因ノイズをどのようにして分離するかに応じて、削減が可能なノイズの種類は異なるものである。
ホログラム記録媒体50の記録層50aのホログラムが形成されていない領域に参照光41を照射して、回折光42、さらには回折光43を得て、この回折光43によってイメージセンサ25に実像を形成する場合には、イメージセンサ25の受光面に形成される再生像に応じて検出される電気信号には、メディア起因電気ノイズ信号、光学系起因電気ノイズ信号が含まれ、メディア起因電気ノイズ信号および光学系起因電気ノイズ信号を既知の量として知ることが可能となる。
ホログラム記録再生装置100の回路部に起因する回路部起因電気ノイズ信号の検出は、ホログラム記録再生装置100の回路部に通電をして、光ビームをイメージセンサ25で受光することがないように遮光して、イメージセンサ25から電気信号を得るようにしておこなうことができる。ここで、回路部起因電気ノイズ信号は、ホログラム再生装置に電力を通電の都度検出するものであるので、フォトダイオードの暗電流の経時的な変化やホログラム再生装置の電圧の径時変化、環境温度の変化に応じた回路部起因電気ノイズ信号を検出できる。第2実施形態において、イメージセンサ25から検出される電気信号(この場合はノイズ信号)を光ビーム停止電気信号と総称する。
ホログラム記録再生装置100において、どのようにしてノイズ削減をおこなうかについて説明する。制御部60はアナログデジタル変換器(A/D変換器)(図示せず)を備える。このA/D変換器によってイメージセンサ25の各々のピクセルからの電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。変換後のデジタル信号は8ビットまたは10ビットの精度を有するものである。また、制御部60はイメージセンサ25の各々のピクセルから得られる各々のデジタル信号の値を記憶するためのピクセルの数に対応した記憶容量のランダムアクセスメモリ(RAM)を有している。
上述した第1実施形態の起因電気ノイズ信号(メディア起因電気ノイズ信号および光学系起因電気ノイズ信号)の検出方法、第2実施形態の起因電気ノイズ信号(回路部起因電気ノイズ信号)の検出方法、の各々を用いることによって検出された各々の起因電気ノイズ信号の削減は以下の手順にしたがっておこなう。以下の説明においては、第1実施形態の検出方法で検出した起因電気ノイズ信号を第1起因電気ノイズ信号、第2実施形態の検出方法で検出した起因電気ノイズ信号を第2起因電気ノイズ信号と称して用いるものとする。
ホログラム記録再生装置100における上述したノイズ削減処理は、ホログラム記録再生装置100における制御部60の内部での処理としておこなわれるために、ノイズ削減の作用の過程を定量的に把握することが困難である。そこで、ノイズ削減の作用の効果を定量的に把握するために以下の実験をおこないノイズ削減効果を確かめた。
上述の実験結果は、第1起因電気ノイズ信号を削減する動作について確認するための実験結果を示すものであったが、次に、別の実験結果として、固定パターンノイズ(FPN:Fixed Patter Noise)が支配的である第2起因電気ノイズ信号を削減する動作について確認するための実験結果を示すものである。
図17を参照して、制御部60におけるCPUがおこなう処理について説明する。このフローチャートは、上述した第1起因電気ノイズ信号を削減する場合のフローチャートである。
記録層のホログラムが形成されていない領域からの光ビームが生じるイメージセンサの像に応じた各々のピクセルからの信号(無記録部再生デジタル信号)を検出してノイズ保存RAM領域に記憶する(ステップST102)。
記録層のホログラムが形成されている領域に参照光を照射する(ステップST102)。
記録層のホログラムが形成されている領域からの回折光が生じるイメージセンサの像に応じた各々のピクセルからの信号(再生デジタル信号)を検出して再生信号保存RAM領域に記憶する(ステップST103)。
各々のピクセルについて、再生信号保存RAM領域に記憶された再生デジタル信号からノイズ保存RAM領域に記憶された無記録部再生デジタル信号を減算してノイズ削減後デジタル再生信号を得る(ステップST104)。
ノイズ削減後デジタル再生信号を処理して記録データを得る(ステップST105)。
Claims (6)
- 記録データに応じて変調された信号光と前記信号光と光源を同一とする参照光とを干渉させてホログラム記録媒体の記録層に形成されたホログラムから前記記録データを再生するホログラム再生装置であって、
前記参照光を発生させるための参照光パターンを表示する参照光空間光変調部と、
前記参照光を前記ホログラム記録媒体に照射して発生する回折光を受光する2次元に配列されたピクセルを有するイメージセンサと、
前記イメージセンサからの電気信号を処理して記録データを再生する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記ホログラム記録媒体の所定領域に前記参照光を照射して得られる前記イメージセンサからの電気信号である所定領域電気信号を検出し、前記ホログラム記録媒体のホログラムが形成されている領域に前記参照光を照射して得られる前記イメージセンサからの電気信号であるホログラム電気信号を検出し、前記ホログラム電気信号から前記所定領域電気信号を減算してノイズ削減後再生信号を得、前記ノイズ削減後再生信号から前記記録データを再生することを特徴とするホログラム再生装置。 - 前記所定領域電気信号は、ホログラムが形成されていない領域から検出された前記電気信号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。
- 前記参照光と前記信号光とが同軸状に光路において配置されるコアキシャル光学系を有する請求項1に記載のホログラム再生装置。
- 前記所定領域は、ホログラム記録媒体のヘッダ情報を記録する領域とされ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。
- 記録データに応じて変調された信号光と前記信号光と光源を同一とする参照光とを干渉させてホログラム記録媒体の記録層に形成されたホログラムから前記記録データを再生するホログラム再生装置であって、
前記参照光を発生させるための参照光パターンを表示する参照光空間光変調部と、
前記参照光を前記ホログラム記録媒体に照射して発生する回折光を受光する2次元に配列されたピクセルを有するイメージセンサと、
前記イメージセンサからの電気信号を処理して記録データを再生する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記光源からの光ビームの照射を停止して前記イメージセンサから得られる電気信号である光ビーム停止電気信号を検出し、前記ホログラム記録媒体のホログラムが形成されている領域に前記参照光を照射して前記イメージセンサから得られる電気信号であるホログラム電気信号を検出し、前記ホログラム電気信号から前記光ビーム停止電気信号を減算してノイズ削減後再生信号を得、前記ノイズ削減後再生信号から前記記録データを再生することを特徴とするホログラム再生装置。 - 前記制御部は、前記光ビーム停止電気信号を複数回検出して得られる電気信号の平均値を得て、前記ホログラム電気信号から前記平均値を減算してノイズ削減後再生信号を得、前記ノイズ削減後再生信号から前記記録データを再生することを特徴とする請求項5に記載のホログラム再生装置。
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