WO2016163312A1 - 光情報再生装置及び光情報再生方法 - Google Patents

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WO2016163312A1
WO2016163312A1 PCT/JP2016/060879 JP2016060879W WO2016163312A1 WO 2016163312 A1 WO2016163312 A1 WO 2016163312A1 JP 2016060879 W JP2016060879 W JP 2016060879W WO 2016163312 A1 WO2016163312 A1 WO 2016163312A1
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optical information
angle
light
information recording
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PCT/JP2016/060879
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誠 保坂
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株式会社日立エルジーデータストレージ
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/02—Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and method for reproducing information using holography.
  • JP-A-8-138270 Patent Document 1
  • object an optical head with improved quality is supplied by removing an imbalance of light amounts incident on a plurality of photodetectors.
  • an optical head with improved assemblability is provided.
  • the analyzer is adjusted and mounted with respect to the semiconductor laser light. It is possible to suppress the decrease in the amplitude of the magneto-optical signal, the increase in noise across the groove of the optical recording medium, the increase in various initial signal offsets, etc.
  • the assembly of the optical head is improved. It has an effect to make it ".
  • the Blu-ray Disc (TM) standard using a blue-violet semiconductor laser makes it possible to commercialize an optical disc having a recording density of about 100 GB even for consumer use. In the future, it is desired to increase the capacity of optical disks exceeding 500 GB.
  • TM Blu-ray Disc
  • a high density technology by a new method different from the conventional high density technology by shortening the wavelength and increasing the NA of the objective lens is necessary.
  • the efficiency such as transmittance or reflectance generally changes depending on the incident angle and polarization of light. Therefore, in the optical information recording / reproducing apparatus using holography, there is a problem that the amount of the reproduction signal varies depending on the angle or polarization of the reference light, and the quality of various control signals may be lowered.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an optical information recording / reproducing apparatus and method capable of generating a control signal with good signal quality even when the light amount of the reproduced signal fluctuates. To do.
  • an optical information reproducing apparatus for reproducing information recorded using holography from an optical information recording medium
  • a laser light source for generating reference light and an optical axis branching unit for branching the reference light into a plurality of reference lights having different angles
  • An angle adjusting unit that adjusts an angle at which the plurality of branched reference lights are incident on the optical information recording medium, and a plurality of reproduced information by irradiating the optical information recording medium with the plurality of branched reference lights.
  • a light detection unit having a plurality of light receiving surfaces for detecting the diffracted light, a signal adjustment unit for adjusting signal ratios of the plurality of signals detected by the light detection unit, and a signal output by the signal adjustment unit
  • a control signal calculation unit that generates a control signal, and the angle adjustment unit causes the reference light to be incident on the optical information recording medium by the angle adjustment unit based on a control signal output from the control signal calculation unit.
  • Angle Control to.
  • an optical information recording / reproducing apparatus and method capable of generating a control signal with good signal quality even in the case where the light quantity of the reproduced signal fluctuates in the holographic memory.
  • Schematic showing the optical information recording / reproducing apparatus in a present Example Schematic showing the optical pickup in the present embodiment
  • regeneration in the optical information recording / reproducing apparatus of a present Example is completed.
  • Example of operation flow of recording process in optical information recording / reproducing apparatus of embodiment Example of operation flow of reproduction processing in optical information recording / reproducing apparatus of this embodiment
  • Example of operation flow of signal processing circuit in this embodiment Schematic showing an example of a control signal in the present embodiment
  • Schematic showing the example of the characteristic of the transmittance
  • FIG. 1 is a block diagram showing an optical information recording / reproducing apparatus for recording and / or reproducing digital information using holography.
  • the optical information recording / reproducing device 10 is connected to an external control device 91 via an input / output control circuit 90.
  • the optical information recording / reproducing apparatus 10 receives the information signal to be recorded from the external control device 91 by the input / output control circuit 90.
  • the optical information recording / reproducing apparatus 10 transmits the reproduced information signal to the external control apparatus 91 by the input / output control circuit 90.
  • the optical information recording / reproducing apparatus 10 includes a pickup 11, a reproduction reference light optical system 12, a cure optical system 13, a disk rotation angle detection optical system 14, and a rotation motor 50.
  • the optical information recording medium 1 is a rotation motor. 50 can be rotated.
  • the pickup 11 plays a role of emitting reference light and signal light to the optical information recording medium 1 and recording digital information on the recording medium using holography.
  • the signal to be recorded is sent to the spatial light modulator in the pickup 11 by the controller 89 via the signal generation circuit 86, and the signal light is modulated by the spatial light modulator.
  • the reproduction reference light optical system 12 When reproducing the information recorded on the optical information recording medium 1, the reproduction reference light optical system 12 generates a light wave that causes the reference light emitted from the pickup 11 to enter the optical information recording medium in a direction opposite to that during recording. Generate.
  • the reproduction light reproduced by the reproduction reference light is detected by the photodetector in the pickup 11, and the signal is reproduced by the signal processing circuit 85.
  • the irradiation time of the reference light and the signal light applied to the optical information recording medium 1 can be adjusted by controlling the opening / closing time of the shutter in the pickup 11 via the shutter control circuit 87 by the controller 89.
  • the cure optical system 13 plays a role of generating a light beam used for pre-cure and post-cure of the optical information recording medium 1.
  • Precure is a pre-process for irradiating a predetermined light beam in advance before irradiating the desired position with reference light and signal light when recording information at a desired position in the optical information recording medium 1.
  • Post-cure is a post-process for irradiating a predetermined light beam after recording information at a desired position in the optical information recording medium 1 so that additional recording cannot be performed at the desired position.
  • the disk rotation angle detection optical system 14 is used to detect the rotation angle of the optical information recording medium 1.
  • a signal corresponding to the rotation angle is detected by the disk rotation angle detection optical system 14, and a disk rotation motor control circuit is detected by the controller 89 using the detected signal.
  • the rotation angle of the optical information recording medium 1 can be controlled via 88.
  • a predetermined light source driving current is supplied from the light source driving circuit 82 to the light sources in the pickup 11, the cure optical system 13, and the disk rotation angle detection optical system 14, and each light source emits a light beam with a predetermined light amount. Can do.
  • the pickup 11 and the disc cure optical system 13 are provided with a mechanism capable of sliding the position in the radial direction of the optical information recording medium 1, and the position is controlled via the access control circuit 81.
  • the recording technology using the principle of angle multiplexing of holography tends to have a very small tolerance for the deviation of the reference beam angle.
  • the signal adjustment circuit 92 adjusts the fluctuation of the light amount of the reproduction signal. This adjustment will be described in detail later with reference to FIG.
  • the signal adjustment circuit 92 includes, for example, a memory, stores an adjustment amount obtained in advance before data reproduction, and adjusts the signal with reference to the adjustment amount at the time of data reproduction.
  • the pickup 11, the cure optical system 13, and the disk rotation angle detection optical system 14 may be simplified by combining several optical system configurations or all optical system configurations into one.
  • FIG. 2 shows a recording principle in an example of a basic optical system configuration of the pickup 11 in the optical information recording / reproducing apparatus 10.
  • the light beam emitted from the light source 301 passes through the collimator lens 302 and enters the shutter 303.
  • the optical element 304 composed of, for example, a half-wave plate or the like causes the light quantity ratio or the light quantity difference between p-polarized light and s-polarized light to be a desired ratio.
  • the polarization direction is controlled so as to become, it enters a PBS (Polarization Beam Splitter) prism 305.
  • PBS Polarization Beam Splitter
  • the light beam that has passed through the PBS prism 305 functions as signal light 306, and after the light beam diameter is expanded by the beam expander 308, the light beam passes through the phase mask 309, the relay lens 310, and the PBS prism 311 and passes through the spatial light modulator 312. Is incident on.
  • the signal light to which information is added by the spatial light modulator 312 reflects the PBS prism 311 and propagates through the relay lens 313 and the spatial filter 314. Thereafter, the signal light is condensed on the optical information recording medium 1 by the objective lens 315.
  • the light beam reflected from the PBS prism 305 functions as reference light 307 and is set to a predetermined polarization direction according to recording or reproduction by the polarization direction conversion element 316 and then galvano- lated via the mirror 317 and the mirror 318. Incident on the mirror 319.
  • the polarization direction of the servo light is generated in addition to the polarization component of the hologram reproduction light by slightly changing the polarization direction by the wave plate 333 during reproduction.
  • the p-polarized light is the polarization component of the reproduction light
  • the s-polarization is the polarization component of the servo light.
  • the reproduction light is referred to as reference light
  • the servo light is referred to as servo light.
  • the propagation angle of the p-polarized light and the s-polarized light is separated by a desired angle by a polarization separation element 334 such as a Wollaston prism.
  • the direction in which the angle difference is given is the Bragg direction, that is, the direction of the angle at which the reference light is scanned during multiple recording.
  • the rotation angle of the wave plate 333 is set to an angle at which no polarization component of servo light is generated.
  • the method of generating servo light is described using an example using polarized light. However, as long as an angle difference can be given between the reference light and the servo light, a configuration without using polarized light may be used.
  • the angle of the galvanometer mirror 319 can be adjusted by the actuator 320, the incident angle of the reference light incident on the optical information recording medium 1 after passing through the lens 321 and the lens 322 can be set to a desired angle.
  • an element that converts the wavefront of the reference light may be used instead of the galvanometer mirror.
  • the reference light angle is defined, for example, as shown in the drawing, with the direction perpendicular to the optical information recording medium being 0 degrees, the counterclockwise direction is defined as + direction, and the clockwise direction is defined as ⁇ direction.
  • the signal light and the reference light are incident on the optical information recording medium 1 so as to overlap each other, whereby an interference fringe pattern is formed in the recording medium, and information is recorded by writing this pattern on the recording medium.
  • the incident angle of the reference light incident on the optical information recording medium 1 can be changed by the galvanometer mirror 319, recording by angle multiplexing is possible.
  • holograms corresponding to each reference beam angle are called pages, and a set of pages angle-multiplexed in the same area is called a book. .
  • FIG. 3 shows a reproduction principle in an example of a basic optical system configuration of the pickup 11 in the optical information recording / reproducing apparatus 10.
  • the reference light is incident on the optical information recording medium 1 as described above, and the light beam transmitted through the optical information recording medium 1 is reflected by the galvanometer mirror 324 whose angle can be adjusted by the actuator 323. By doing so, the reproduction reference light is generated.
  • the reproduction light reproduced by the reproduction reference light propagates through the objective lens 315, the relay lens 313, and the spatial filter 314. Thereafter, the reproduction light passes through the PBS prism 311 and enters the photodetector 325, and the recorded signal can be reproduced.
  • the photodetector 325 for example, an image sensor such as a CMOS image sensor or a CCD image sensor can be used. However, any element may be used as long as page data can be reproduced.
  • the reference light angle is reflected vertically, for example.
  • the control signal for controlling the galvanometer mirror 319 for setting the reference beam angle is generated by an optical system below the optical information recording medium 1 as shown in the figure, for example.
  • both the p-polarized reproduction light by the reference light and the s-polarized reproduction light by the servo light are simultaneously diffracted.
  • Both the reference light and the reproduction light by the servo light are converted into parallel light by the lens 326, and then, for example, the light is converged by the lens 327, and then the p-polarized light and the s-polarized light are separated by the PBS prism 328, and each light is detected.
  • Detectors 329 and 330 detect.
  • the servo control signal is calculated, for example, by performing a differential operation on the signals obtained by the photodetectors 329 and 330.
  • FIG. 4 shows an operation flow of recording and reproduction in the optical information recording / reproducing apparatus 10.
  • a flow relating to recording / reproduction using holography in particular will be described.
  • FIG. 4a shows an operation flow from when the optical information recording medium 1 is inserted into the optical information recording / reproducing apparatus 10 until preparation for recording or reproduction is completed
  • FIG. 4b shows information from the ready state to the optical information recording medium 1.
  • FIG. 4C shows an operation flow until the information recorded on the optical information recording medium 1 is reproduced from the ready state.
  • the optical information recording / reproducing apparatus 10 discriminates whether or not the inserted medium is a medium for recording or reproducing digital information using holography, for example (see FIG. 4a). 402).
  • the optical information recording / reproducing apparatus 10 reads control data provided on the optical information recording medium (403). ), For example, information relating to the optical information recording medium and information relating to various setting conditions during recording and reproduction, for example.
  • the operation flow from the ready state to the recording of information first receives data to be recorded (411), and sends information corresponding to the data to the spatial light modulator in the pickup 11.
  • the access control circuit 81 is controlled to position the pickup 11 and the cure optical system 13 at predetermined positions on the optical information recording medium.
  • the optical information recording medium 1 has address information, it reproduces the address information, checks whether it is positioned at the target position, and calculates the amount of deviation from the predetermined position if it is not positioned at the target position. And repeat the positioning operation.
  • a predetermined region is pre-cured using the light beam emitted from the cure optical system 13 (414), and data is recorded using the reference light and signal light emitted from the pickup 11 (415).
  • post cure is performed using the light beam emitted from the cure optical system 13 (416). Data may be verified as necessary.
  • the operation flow from the ready state to the reproduction of recorded information is as follows.
  • the access control circuit 81 is controlled, and the pickup 11 and the reproduction reference light optical system 12 are controlled. Is positioned at a predetermined position on the optical information recording medium.
  • the optical information recording medium 1 has address information, it reproduces the address information, checks whether it is positioned at the target position, and calculates the amount of deviation from the predetermined position if it is not positioned at the target position. And repeat the positioning operation.
  • FIG. 5 is a block diagram of the signal generation circuit 86 of the optical information recording / reproducing apparatus 10
  • FIG. 7a is a flow of data processing at the time of recording in the signal generation circuit 86, mainly two-dimensional data to be recorded on the medium from user data. The flow to generate is shown.
  • the two-dimensional data includes a plurality of pixels arranged in a grid, and is represented by pixels having a bright (white) pixel and dark (black) luminance.
  • luminance is set to an on pixel
  • luminance is a dark pixel.
  • the input / output control circuit 90 When the input of user data to the output control circuit 90 is started, the input / output control circuit 90 notifies the controller 89 that the input of user data has started. In response to this notification, the controller 89 instructs the signal generation circuit 86 to record data for one page input from the input / output control circuit 90.
  • the signal processing circuit 86 When the signal processing circuit 86 receives the user data (701), a processing command from the controller 89 is notified to the sub-controller 501 in the signal generation circuit 86 via the control line 508.
  • the sub-controller 501 receives this notification, and the sub-controller 501 controls each signal processing circuit via the control line 508 so that the signal processing circuits are operated in parallel.
  • the memory control circuit 503 controls to store the user data input from the input / output control circuit 90 via the data line 509 in the memory 502.
  • the CRC calculation circuit 504 divides the user data into a plurality of data strings and converts each data string into a CRC so that error detection can be performed during reproduction (702). ).
  • the scramble circuit 505 scrambles the pseudo-random data sequence by adding the pseudo-random data sequence to the CRC data sequence for the purpose of making the number of on-pixels and the number of off-pixels substantially equal and preventing the repetition of the same pattern (703).
  • the error correction encoding circuit 506 performs error correction encoding by adding a parity data string such as a Reed-Solomon code so that error correction during reproduction can be performed (704).
  • the pickup interface circuit 507 converts the data into M ⁇ N two-dimensional data, and repeats it for one page data to construct one page of two-dimensional data (705).
  • a reference marker for image position detection and image distortion correction at the time of reproduction is added (706), and the data is transferred to the spatial light modulator 312 (707).
  • FIG. 6 is a block diagram of the signal processing circuit 85 of the optical information recording / reproducing apparatus 10
  • FIG. 7B is a data processing flow during reproduction by the signal processing circuit 85.
  • the controller 89 instructs the signal processing circuit 85 to reproduce the data for one page input from the pickup 11.
  • a processing command from the controller 89 is notified to the sub-controller 601 in the signal processing circuit 85 via the control line 611.
  • the sub-controller 601 controls each signal processing circuit via the control line 611 so that each signal processing circuit operates in parallel.
  • the memory control circuit 603 controls the image data input from the pickup 11 via the pickup interface circuit 610 via the data line 612 to be stored in the memory 602.
  • the image position detection circuit 609 detects the image position based on the marker from the image data stored in the memory 602 (712).
  • the image distortion correction circuit 608 uses the detected markers to perform distortion correction such as image tilt, magnification, and distortion in the image distortion correction circuit 608 (713), and the image data is converted into the expected two-dimensional data size. Convert.
  • the binarization circuit 607 binarizes each bit data of a plurality of bits constituting the size-converted two-dimensional data in the binarization circuit 607 to determine “0” and “1” (715), and stores them on the memory 602. Control to store the data in the output data output sequence.
  • the error correction circuit 606 converts the two-dimensional data obtained in this way into a plurality of data strings, and then performs error correction processing (717) included in each data string to remove the parity data string.
  • the scramble release circuit 605 releases the scramble to add the pseudo random number data sequence (718).
  • the CRC calculation circuit 604 performs error detection processing by CRC (719), deletes the CRC parity, confirms that no error is included in the user data on the memory 602, and sends the user data to the input / output control circuit 90 from the memory 602. Data is transferred (720).
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a control signal in the optical information recording / reproducing apparatus.
  • the horizontal axis indicates the reference light angle, and the vertical axis indicates the signal intensity in (a) and the control signal intensity in (b).
  • the peaks of the diffracted light reproduced with s-polarized light and the diffracted light reproduced with p-polarized light appear at positions shifted by an angle corresponding to the separation angle of a polarization separation element such as a Wollaston prism, as shown.
  • the signal obtained by taking the difference between the output values from the detector that receives the p-polarized light and the s-polarized diffracted light has an s-shaped waveform as shown in FIG. Since the control signal is different in sign when it is on the minus side and when it is on the minus side, it becomes an index indicating the control direction.
  • the s-shaped waveform signal can be used as a reference light control signal to control an element that changes the reference light angle, such as a galvanometer mirror.
  • the control signal is controlled to the first control target point ⁇ 1 so that the control signal crosses zero.
  • the reference light is moved by an angle amount that is half the separation angle, and moved to the second control target point ⁇ 2.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of fluctuations in the reproduction signal and the control signal in the optical information recording / reproducing apparatus.
  • the efficiency of the optical component such as transmittance or reflectance varies depending on the incident angle as shown in FIG. 9a.
  • the reference light angle range is used within a range of several tens of degrees, and therefore, it is easily affected by the difference in efficiency according to the angle.
  • the efficiency and the angle dependency of efficiency generally vary depending on the vibration direction of light such as s-polarized light and p-polarized light.
  • the vibration direction of light such as s-polarized light and p-polarized light.
  • the light quantity of the reproduction signal is relatively lower than that of s-polarized light as shown in FIG. 9b.
  • the DC offset of the control signal is calculated by calculating the control signal by performing a differential operation after adjusting the gain so that the peak values of the signal intensities of the s-polarized light and the p-polarized light are always substantially matched according to the angle. For this reason, the control error of the reference light is reduced.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of signal ratio adjustment in the optical information recording / reproducing apparatus
  • FIG. 11 is a diagram showing an operation flow of signal ratio adjustment.
  • the gain amount is learned after receiving a playback command or when a playback error has occurred greatly.
  • the optical information recording medium is positioned on a learning book or a book in which predetermined data is recorded, and the angle dependency of the signal light quantity of s-polarized light and p-polarized light is measured.
  • Reproduction error estimate is determined using a known area in the page, for example. After that, a gain amount is calculated such that the signal light amount for each angle is approximately the same for s-polarized light and p-polarized light. At this time, not only the peak value but also the adjustment amount that matches the bottom value of the signal may be learned. The correction amount learning will be described in detail with reference to FIG.
  • the gain amount may be calculated using the information.
  • the gain amount for adjustment stored in the memory is referred to, and at least one of p-polarized light or s-polarized light gain is adjusted for each reference light angle, the signal ratio is substantially matched, and then differential calculation is performed. To generate a control signal. This adjustment eliminates the angular deviation of the zero cross point.
  • the angle error at the zero cross point is eliminated even if the signal light amount varies for each angle within the same polarized light.
  • it is desirable that the signal light amount for each angle within the same polarized light is substantially matched.
  • the scanning range of the reference light angle indicates a range of all angles that the reference light can take when recording / reproducing by changing the angle of the reference light with a device such as a galvanometer mirror.
  • FIG. 11 shows an example of an operation flow of signal ratio adjustment in the optical information recording / reproducing apparatus described in FIG.
  • FIG. 11a shows an operation flow of signal ratio adjustment.
  • the Bragg selectivity of the s-polarized light and p-polarized light of the book to be reproduced for learning the gain adjustment amount is detected (1101).
  • the peak light amount and the bottom light amount of each page are calculated using s-polarized light and p-polarized light (1102).
  • the detection signal is divided into a plurality of signals, and the maximum light amount in the divided signal is the peak light amount and the minimum light amount is the bottom light amount.
  • the peak light amounts are substantially matched
  • the peak light amount for s-polarized light of the i-th page at learning is Psi and the peak light amount for P-polarized light is Ppi
  • the amount of reproduction light with p-polarized light has been described.
  • the amount of light reproduced with s-polarized light, or both s-polarized light and p-polarized light may be adjusted.
  • the reproduction light amount Ipi in the vicinity of the peak of the i-th page is obtained by, for example, dividing the detection signal into a plurality of signals for the page.
  • the control signal for the i-th page can be calculated by, for example, ⁇ i ⁇ i, where ⁇ i is the reproduction light amount near the peak of the i-th page of s-polarized light. The point of this adjustment is that the signal is adjusted with a different gain amount for each page within the range of the scanning angle of the reference light.
  • the peak light amount for s-polarized light of page i at the time of learning is Psi
  • the bottom light amount is Bsi
  • the peak light amount for p-polarized light is Ppi
  • the bottom light amount is Bpi.
  • the control signal for the i-th page can be calculated by ⁇ ′i ⁇ ′i, for example.
  • a gain correction amount is learned so that the peak value and / or the bottom value of s-polarized light and p-polarized light substantially coincide with each reference light angle, and stored in the memory (1103).
  • a control signal for the reference beam angle is generated to obtain a corrected control signal (1104).
  • the method of the present embodiment has an advantage that the reference light angle can be controlled with higher accuracy by suppressing the fluctuation of the control signal caused by the difference in the reproduction light quantity between s-polarized light and p-polarized light.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of an operation flow of signal ratio adjustment in the optical information recording / reproducing apparatus.
  • the peak light amount and the bottom light amount of each acquired page are detected (1202).
  • a detection method for example, the same method as in the first embodiment is performed.
  • a gain correction amount is learned so that the peak light amount and the bottom light amount of s-polarized light and p-polarized light substantially coincide with each other (1203).
  • the gain correction amount of all pages in the book is calculated by interpolation calculation from the reference light angle and the gain correction amount obtained by learning (1204).
  • interpolation linear interpolation may be used, or nonlinear interpolation calculation may be performed.
  • a corrected control signal is obtained by generating a control signal for the reference beam angle after correcting the detection signal of each page (1205).
  • the method of the present embodiment has an advantage that the time required for learning can be shortened compared to the method of the first embodiment because the number of pages to be reproduced for learning the adjustment amount is reduced and interpolation calculation is performed.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of an operation flow of signal ratio adjustment in the optical information recording / reproducing apparatus.
  • the black selectivity of s-polarized light and p-polarized light is acquired in several books on the disc to be reproduced for gain adjustment amount learning (1301).
  • the peak light amount and the bottom light amount are detected in each page of each detected book (1302).
  • a detection method for example, the same method as in the first embodiment is performed.
  • a gain correction amount is learned so that the peak light amount and the bottom light amount of s-polarized light and p-polarized light substantially coincide with each other (1303).
  • the gain correction amount of all books is calculated by interpolation calculation from the position on the disc and the learning amount (1304).
  • interpolation linear interpolation may be used, or nonlinear interpolation calculation may be performed.
  • a corrected control signal is obtained by generating a control signal for the reference beam angle after correcting the detection signal of each page (1305).
  • the detection may be performed a plurality of times, and the peak light amount and the bottom light amount may be calculated using the average value.
  • the reproduction with each book at the time of learning may reproduce only a few pages as in the method of the second embodiment, and the correction amount for each page of the book may be calculated by interpolation calculation.
  • the method of this embodiment has an advantage that it is possible to generate a control signal with good quality even when the characteristics for each angle of transmittance vary depending on the position on the disk.
  • this invention is not limited to the above-mentioned Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them with, for example, an integrated circuit.
  • Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor.
  • Information such as programs, tables, and files that realize each function can be stored in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, an SD card, or a DVD.
  • control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
  • Optical information recording medium 10: Optical information recording / reproducing apparatus, 11: Pickup, 12 ... Reference light optical system for reproduction, 13 ... Disc Cure optical system, 14 ... Optical system for detecting disk rotation angle, 81 ... Access control circuit, 82... Light source drive circuit, 83... Control signal generation circuit, 84 ... Servo control circuit, 85 ... Signal processing circuit, 86 ... Signal generation circuit, 87 ... Shutter control circuit, 88 ... Disc rotation motor control circuit, 89 ... Controller, 90 ... Input / output control circuit, 91 ... External control device, 92 ... Signal adjustment circuit, 301 ... Light source, 302 ... Collimating lens, 303 ... Shutter, 304 ...

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Abstract

ホログラフィックメモリにおいて、再生信号の光量が変動した場合においても、良好な信号品質の制御信号を生成可能な光情報記録再生装置とその方法を提供する。 ホログラフィを利用して記録された情報を光情報記録媒体から再生する光情報再生装置において、参照光を生成するレーザ光源と、前記参照光を角度が異なる複数の参照光に分岐する光軸分岐部と、前記分岐された複数の参照光が前記光情報記録媒体に入射する角度を調節する角度調節部と、前記分岐された複数の参照光を前記光情報記録媒体に照射し、再生された複数の回折光を検出する複数の受光面を有する光検出部と、前記光検出部で検出した複数の信号の信号比率を各々調整する信号調整部と、前記信号調整部が出力する信号に基づいて制御信号を生成する制御信号算出部と、を備え、前記角度調整部は前記制御信号算出部から出力される制御信号に基づいて前記角度調節部により前記参照光が前記光情報記録媒体に入射する角度を制御する。

Description

光情報再生装置及び光情報再生方法
　本発明は、ホログラフィを用いて情報を再生する装置及び方法に関する。
　ホログラフィックメモリにおいて再生信号におけるオフセットを抑圧する技術として、たとえば特開平８－１３８２７０号公報（特許文献１)がある。本公報には、「目的：複数の光検出器に入射する光量のアンバランスを除去することによって、品質の向上した光ヘッドを供給する。また、組立性の向上した光ヘッドを提供する。構成：半導体レーザ光源、光検出器、検光子を同一パッケージに搭載したユニットにおいて、半導体レーザ光に対して前記検光子を調整して実装して構成される。また、光ヘッドの前記ユニット実装部を開口にして構成される。効果：光磁気信号の振幅低下、光記録媒体の溝横断ノイズの増加、各種信号初期オフセットの増加等を押さえることが可能となる。また、光ヘッドの組立性を向上させる効果がある。」と記載されている。
特開平８－１３８２７０号公報
　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１００ＧＢ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いる。今後は、光ディスクにおいても５００ＧＢを超える大容量化が望まれる。しかしながら、このような高密度を光ディスクで実現するためには、従来の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。
　光学部品の多くは光の入射角度や偏光により透過率或いは反射率等の効率が一般に変化する。ゆえに、ホログラフィを利用した光情報記録再生装置においては、参照光の角度や偏光に応じて再生信号の光量が変動し、各種制御信号の品質が低下する場合があるという課題がある。
　本発明は上記問題を鑑みなされたものであり、再生信号の光量が変動した場合においても、良好な信号品質の制御信号を生成可能な光情報記録再生装置とその方法を提供することを目的とする。
　上記課題は、例えば下記に記載の構成により解決される。
　ホログラフィを利用して記録された情報を光情報記録媒体から再生する光情報再生装置において、参照光を生成するレーザ光源と、前記参照光を角度が異なる複数の参照光に分岐する光軸分岐部と、前記分岐された複数の参照光が前記光情報記録媒体に入射する角度を調節する角度調節部と、前記分岐された複数の参照光を前記光情報記録媒体に照射し、再生された複数の回折光を検出する複数の受光面を有する光検出部と、前記光検出部で検出した複数の信号の信号比率を各々調整する信号調整部と、前記信号調整部が出力する信号に基づいて制御信号を生成する制御信号算出部と、を備え、前記角度調整部は前記制御信号算出部から出力される制御信号に基づいて前記角度調節部により前記参照光が前記光情報記録媒体に入射する角度を制御する。
　本発明によれば、ホログラフィックメモリにおいて、再生信号の光量が変動した場合においても、良好な信号品質の制御信号を生成可能な光情報記録再生装置とその方法を提供することができる。
本実施例における光情報記録再生装置を表す概略図 本実施例における光ピックアップを表す概略図 本実施例における光ピックアップを表す概略図 本実施例の光情報記録再生装置における記録または再生の準備が完了するまでの動作フローの例を表す概略図 本実施例の光情報記録再生装置における記録処理の動作フローの例 本実施例の光情報記録再生装置における再生処理の動作フローの例 本実施例における光情報記録再生装置内の信号生成回路を表す概略図 本実施例における光情報記録再生装置内の信号処理回路を表す概略図 本実施例における信号生成回路の動作フローの例 本実施例における信号処理回路の動作フローの例 本実施例における制御信号の例を表す概略図 本実施例における参照光の透過率の特性の例を表す概略図 図９ａの透過率特性の場合の信号強度の例を表す概略図 本実施例の光情報記録再生装置における制御信号の変動の例を表す概略図 本実施例の光情報記録再生装置における信号比率調整の例を表す概略図 本実施例の光情報記録再生装置における信号比率調整の例を表す概略図 本実施例の光情報記録再生装置における信号比率調整の動作フローの例 本実施例の信号比率調整における信号強度の例を表す概略図 本実施例の光情報記録再生装置における信号比率調整の動作フローの例 本実施例の光情報記録再生装置における信号比率調整の動作フローの例
　以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
　本発明における第１の実施例について図１から図１１を用いて説明する。
　図１はホログラフィを利用してデジタル情報を記録及び／または再生する光情報記録再生装置を示すブロック図である。
　光情報記録再生装置１０は、入出力制御回路９０を介して外部制御装置９１と接続されている。記録する場合には、光情報記録再生装置１０は外部制御装置９１から記録する情報信号を入出力制御回路９０により受信する。再生する場合には、光情報記録再生装置１０は再生した情報信号を入出力制御回路９０により外部制御装置９１に送信する。
　光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、再生用参照光光学系１２、キュア光学系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。
　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。
　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を記録時とは逆の向きに光情報記録媒体に入射させる光波を再生用参照光光学系１２にて生成する。再生用参照光によって再生される再生光をピックアップ１１内の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。
　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。
　キュア光学系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。
　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。
　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、キュア光学系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。
　また、ピックアップ１１及びディスクキュア光学系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。
　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。
　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、制御信号生成回路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。ここで、参照光角度や偏光により光学部品の透過率或いは反射率等の効率が異なる場合がある為、信号調整回路９２により再生信号の光量の変動を調整する。本調整に関しては、図９を用いて後に詳しく説明する。信号調整回路９２は、例えばメモリを備えており、データ再生前に予め得た調整量を保存しておき、該調整量をデータ再生時に参照して信号調整する。
　また、ピックアップ１１、キュア光学系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。
　図２は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における記録原理を示したものである。光源３０１を出射した光ビームはコリメートレンズ３０２を透過し、シャッタ３０３に入射する。シャッタ３０３が開いている時は、光ビームはシャッタ３０３を通過した後、例えば２分の１波長板などで構成される光学素子３０４によってｐ偏光とｓ偏光の光量比或いは光量差が所望の比になるようになど偏光方向が制御された後、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）プリズム３０５に入射する。
　ＰＢＳプリズム３０５を透過した光ビームは、信号光３０６として働き、ビームエキスパンダ３０８によって光ビーム径が拡大された後、位相マスク３０９、リレーレンズ３１０、ＰＢＳプリズム３１１を透過して空間光変調器３１２に入射する。
　空間光変調器３１２によって情報が付加された信号光は、ＰＢＳプリズム３１１を反射し、リレーレンズ３１３ならびに空間フィルタ３１４を伝播する。その後、信号光は対物レンズ３１５によって光情報記録媒体１に集光する。
　一方、ＰＢＳプリズム３０５を反射した光ビームは参照光３０７として働き、偏光方向変換素子３１６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３１７ならびにミラー３１８を経由してガルバノミラー３１９に入射する。
　このとき、再生時は波長板３３３により偏光方向を微少に変えることで、ホログラム再生用の光の偏光成分の他にサーボ用の光の偏光成分を生成する。本図の例では、p偏光が再生用の光の偏光成分であり、s偏光がサーボ用の光の偏光成分となる。以降、再生用の光を参照光と呼び、サーボ用の光をサーボ光と呼ぶ。
　その後、例えばウォーラストンプリズムなどの偏光分離素子３３４により、p偏光とs偏光の伝搬角度を所望の角度だけ分離する。このとき，角度差を与える方向は，Ｂｒａｇｇ方向すなわち多重記録する際に参照光を走査する角度の方向とする。なお、記録時においては、波長板３３３の回転角をサーボ光の偏光成分が発生しない角度に設定する。なお、本明細書では偏光を用いた例でサーボ光の生成方法を説明するが、参照光とサーボ光で角度差を与えることが出来れば偏光を用いない構成でも構わない。
　ガルバノミラー３１９はアクチュエータ３２０によって角度を調整可能のため、レンズ３２１とレンズ３２２を通過した後に光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を、所望の角度に設定することができる。なお、参照光の入射角度を設定するために、ガルバノミラーに代えて、参照光の波面を変換する素子を用いても構わない。
　本明細書では、参照光角度は、例えば図示するように光情報記録媒体に垂直な方向を０度として、反時計回りの方向を＋方向、時計回りの方向を－方向と定義する。
　このように信号光と参照光とを光情報記録媒体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、ガルバノミラー３１９によって光情報記録媒体１に入射する参照光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。
　以降、同じ領域に参照光角度を変えて記録されたホログラムにおいて、１つ１つの参照光角度に対応したホログラムをページと呼び、同領域に角度多重されたページの集合をブックと呼ぶことにする。
　図３は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における再生原理を示したものである。記録した情報を再生する場合は、前述したように参照光を光情報記録媒体１に入射し、光情報記録媒体１を透過した光ビームを、アクチュエータ３２３によって角度調整可能なガルバノミラー３２４にて反射させることで、その再生用参照光を生成する。
　この再生用参照光によって再生された再生光は、対物レンズ３１５、リレーレンズ３１３ならびに空間フィルタ３１４を伝播する。その後、再生光はＰＢＳプリズム３１１を透過して光検出器３２５に入射し、記録した信号を再生することができる。光検出器３２５としては例えばＣＭＯＳイメージセンサーやＣＣＤイメージセンサーなどの撮像素子を用いることができるが、ページデータを再生可能であれば、どのような素子であっても構わない。このとき、ガルバノミラー３２４で反射する際には、参照光角度を例えば垂直反射する。
　参照光角度を設定する為のガルバノミラー３１９を制御するための制御信号は、例えば図に示すように光情報記録媒体１の下方の光学系により生成する。再生時においては、参照光とサーボ光を同時に光情報記録媒体へ照射するため、参照光によるｐ偏光の再生光とサーボ光によるｓ偏光の再生光の両方が同時に回折する。前記参照光とサーボ光による再生光の両方をレンズ３２６により平行光とし、その後、例えばレンズ３２７により収束光とした後、ＰＢＳプリズム３２８によりｐ偏光とｓ偏光を分離し、それぞれの光を光検出器３２９及び３３０で検出する。サーボ制御用の信号としては、例えば光検出器３２９及び３３０で得た信号の差動演算を行うことにより算出する。
　図４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。
　図４ａ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４ｂ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４ｃ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。
　図４ａ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）。
　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。
　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）。
　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４ｂ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。
　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、必要に応じて例えば光源３０１のパワー最適化やシャッタ３０３による露光時間の最適化等の各種記録用学習処理を事前に行う（４１２）。
　その後、シーク動作（４１３）ではアクセス制御回路８１を制御して、ピックアップ１１ならびにキュア光学系１３の位置を光情報記録媒体の所定の位置に位置づけする。光情報記録媒体１がアドレス情報を持つ場合には、アドレス情報を再生し、目的の位置に位置づけされているか確認し、目的の位置に配置されていなければ、所定の位置とのずれ量を算出し、再度位置づけする動作を繰り返す。
　その後、キュア光学系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）。
　データを記録した後は、キュア光学系１３から出射する光ビームを用いてポストキュアを行う（４１６）。必要に応じてデータをベリファイしても構わない。
　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４ｃに示すように、まずシーク動作（４２１）で、アクセス制御回路８１を制御して、ピックアップ１１ならびに再生用参照光光学系１２の位置を光情報記録媒体の所定の位置に位置づけする。光情報記録媒体１がアドレス情報を持つ場合には、アドレス情報を再生し、目的の位置に位置づけされているか確認し、目的の位置に配置されていなければ、所定の位置とのずれ量を算出し、再度位置づけする動作を繰り返す。
　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し（４２２）、再生データを送信する（４２３）。
　次に、図５～７を用いて記録再生時の信号生成、処理について説明する。
　まず、図５と図７ａを用いて、光情報記録再生装置１０の信号生成回路８６の構成と、データ記録時の記録データ処理について説明する。　図５は、光情報記録再生装置１０の信号生成回路８６のブロック図、図７ａは、信号生成回路８６での記録時のデータ処理のフロー、主にユーザデータから媒体に記録する２次元データを生成するフローを示す。
　２次元データは、複数の画素が格子状に配列されており、輝度が明るい（白い）ピクセルと輝度が暗い（黒い）のピクセルで表される。以降、輝度が明るいピクセルをオンピクセル、輝度が暗いピクセルをオフピクセルとする。
　出力制御回路９０にユーザデータの入力が開始されると、入出力制御回路９０はコントローラ８９にユーザデータの入力が開始されたことを通知する。コントローラ８９は本通知を受け、信号生成回路８６に入出力制御回路９０から入力される１ページ分のデータを記録処理するよう命ずる。
　信号処理回路８６は、ユーザデータを受信する（７０１）と、コントローラ８９からの処理命令は制御用ライン５０８を経由し、信号生成回路８６内サブコントローラ５０１に通知される。
　サブコントローラ５０１は本通知を受け、サブコントローラ５０１は各信号処理回路を並列に動作させるよう制御用ライン５０８を介して各信号処理回路の制御を行う。
　まず、メモリ制御回路５０３は、データライン５０９を介して入出力制御回路９０から入力されるユーザデータをメモリ５０２に格納するよう制御する。
　ＣＲＣ演算回路５０４は、メモリ５０２に格納したユーザデータが、ある一定量に達すると、ユーザデータを複数のデータ列に分割し、再生時にエラー検出が行えるように各データ列をＣＲＣ化する（７０２）。
　スクランブル回路５０５は、オンピクセル数とオフピクセル数をほぼ等しくし、同一パターンの繰り返しを防ぐことを目的としてＣＲＣ化したデータ列に擬似乱数データ列を加えるスクランブル化を施す（７０３）。
　誤り訂正符号化回路５０６は、再生時エラー訂正が行えるようにリード・ソロモン符号等のパリティデータ列を加える誤り訂正符号化する（７０４）。
　最後にピックアップインターフェース回路５０７は、Ｍ×Ｎの２次元データに変換し、それを１ページデータ分繰返すことで１ページ分の２次元データを構成し（７０５）、そして、構成した２次元データに対して再生時の画像位置検出や画像歪補正での基準となるマーカーを付加（７０６）し、空間光変調器３１２にデータを転送（７０７）する。
　次に、図６と図７ｂを用いて、光情報記録再生装置１０の信号処理回路８５の構成と、データ再生時の再生データ処理について説明する。
　図６は、光情報記録再生装置１０の信号処理回路８５のブロック図、図７ｂは、信号処理回路８５での再生時のデータ処理フローである。
　コントローラ８９はピックアップ１１内の光検出器３２５が画像データを検出する（７１１）と、信号処理回路８５にピックアップ１１から入力される１ページ分のデータを再生処理するよう命ずる。
　コントローラ８９からの処理命令は制御用ライン６１１を経由し、信号処理回路８５内サブコントローラ６０１に通知される。サブコントローラ６０１は本通知を受け、各信号処理回路を並列に動作させるよう制御用ライン６１１を介して各信号処理回路の制御を行う。
　メモリ制御回路６０３は、データライン６１２を介して、ピックアップ１１からピックアップインターフェース回路６１０を経由して入力される画像データをメモリ６０２に格納するよう制御する。
　画像位置検出回路６０９は、メモリ６０２に格納されたデータがある一定量に達すると、メモリ６０２に格納された画像データ内からマーカーを基準に画像位置を検出する（７１２）。
　画像歪み補正回路６０８は、検出されたマーカーを用いて画像歪み補正回路６０８で、画像の傾き・倍率・ディストーションなどの歪み補正を行い（７１３）、画像データを期待される２次元データのサイズに変換する。
　２値化回路６０７は、サイズ変換された２次元データを構成する複数ビットの各ビットデータを、２値化回路６０７において“０”、“１”判定する２値化し（７１５）、メモリ６０２上に再生データの出力の並びでデータを格納する制御を行う。
　誤り訂正回路６０６は、このようにして得られた２次元データを複数のデータ列に変換した後、各データ列に含まれる誤り訂正処理（７１７）し、パリティデータ列を取り除く。
　スクランブル解除回路６０５は、擬似乱数データ列を加えるスクランブルを解除する（７１８）。ＣＲＣ演算回路６０４は、ＣＲＣによる誤り検出処理（７１９）を行ってＣＲＣパリティを削除し、メモリ６０２上のユーザデータ内に誤りが含まれない確認を行い、入出力制御回路９０にメモリ６０２からユーザデータを転送する（７２０）。
　図８は、光情報記録再生装置における制御信号の例を表す概略図である。横軸は参照光角度を、縦軸は（ａ）では信号強度、（ｂ）では制御信号強度を示している。
　ｓ偏光で再生した場合の回折光及びｐ偏光で再生した場合の回折光は、図示するようにウォーラストンプリズム等の偏光分離素子の分離角に相当する角度だけずれた位置にピークが現れる。このとき、ｐ偏光およびｓ偏光の回折光を受光する検出器からの出力値の差分を取った信号は（ｂ）に示すようにｓ字の波形となり、参照光角度がゼロクロス点からプラス側にいる場合と、マイナス側にいる場合で制御信号の正負が異なるため、制御方向を示す指標となる。
　よって、このｓ字波形の信号を参照光の制御信号とすることでガルバノミラー等の参照光角度を変える素子の制御に用いることができる。ガルバノミラー３１９を制御する際は、例えば制御信号がゼロクロスするようにまず、第１制御目標点θ１に制御する。その後、参照光での回折光量が最大とするため、前述の分離角の半分の角度量だけ移動し、第２制御目標点θ２に移動する。
　図９は、光情報記録再生装置における再生信号及び制御信号の変動の例を表す概略図である。
　一般に、光学部品の透過率或いは反射率等の効率は図９ａに示すように入射角度により変化する。角度多重型のホログラフィックメモリにおいては、参照光角度の範囲を数１０度の範囲で使用する為、角度に応じた効率の違いの影響を受けやすい。
　さらに、ｓ偏光及びｐ偏光等の光の振動方向によっても効率や効率の角度依存性は一般に変化する。例えば、図９ａに示したようなｓ偏光とｐ偏光の透過率の特性の場合では、図９ｂに示すように再生信号の光量がｓ偏光に比べて、ｐ偏光成分が相対的に低くなる。
　角度に応じてその比率が設計値と異なる場合は、ガルバノミラーの制御信号には、図９ｃに示すように上下方向にＤＣオフセットが発生し、図示するように本来の制御すべき制御目標点とゼロクロス点に角度差が生じる為、参照光角度の制御誤差が発生する。ゆえに、本発明では、角度に応じてｓ偏光及びｐ偏光の信号強度のピーク値が常に略一致するようにゲイン調整した後に差動演算して制御信号を算出することで、制御信号のＤＣオフセットを低減し、強いては前記参照光の制御誤差を低減する。
　ここで、図１０と図１１を用いて、信号比率調整方法について説明する。
　図１０は、光情報記録再生装置における信号比率調整の実施例を表す概略図、図１１は、信号比率調整の動作フローを示す図である。
　まず、図１０ａを用いてｓ／ｐ偏光のゲイン量を学習する方法について説明する。
　例えば、再生コマンド受信後、または、再生エラーが大きく発生した場合を契機として、ゲイン量の学習を行う。学習時は、まず学習用ブック、または、所定のデータが記録されたブックに光情報記録媒体を位置づけて、ｓ偏光及びｐ偏光の信号光量の角度依存性を測定する。
　再生エラーの見積もりは、例えば、ページ中の既知領域を用いて判定する。その後、角度毎の信号光量がｓ偏光及びｐ偏光で略一致するようなゲイン量を計算する。このとき、ピーク値だけで無く信号のボトム値が一致するような調整量を学習しても構わない。補正量の学習については、図１１で詳細に説明する。
　学習で得た調整用のゲイン量はメモリに保存しておく。もちろん、光情報記録媒体の透過率や反射率などの光学特性が事前にわかっていれば、その情報を用いてゲイン量を算出しても構わない。
　データ再生時には、前記メモリに保存された調整用のゲイン量を参照し、参照光角度毎にｐ偏光またはｓ偏光のゲインの少なくとも一方を調整し、信号比率を略一致させた後に、差動演算により制御信号を生成する。本調整により、ゼロクロス点の角度ずれが解消する。
　なお、ｓ偏光及びｐ偏光の信号比率が参照光角度の走査範囲内で略一致していれば、同一偏光内での角度毎の信号光量のばらつきが生じていてもゼロクロス点の角度誤差は解消するが、計算ビット数のダイナミックレンジを有効に活用する為には、同一偏光内での角度毎の信号光量も略一致させることが望ましい。
　なお、本実施例以降では、参照光角度の走査範囲とは、ガルバノミラー等のデバイスで参照光の角度を変えて記録再生する際に参照光が取り得る全ての角度の範囲を示す。
　図１１は、図１０で説明した光情報記録再生装置における信号比率調整の動作フローの例を示す。
　図１１ａは、信号比率調整の動作フローを示している。
　まず、ゲイン調整量学習用に再生するブックのｓ偏光及びｐ偏光のブラッグ選択性を検出する（１１０１）。
　次に、図１１ｂに示すような、各ページのピーク光量及びボトム光量をｓ偏光及びｐ偏光で算出する（１１０２）。ピーク光量及びボトム光量としては、例えば検出信号を複数の信号に分割し、分割された信号内での最大光量をピーク光量、最小光量をボトム光量とする。
　ここで、ピーク光量を略一致させる場合、学習時のｉページ目のｓ偏光でのピーク光量をＰsｉ、Ｐ偏光でのピーク光量をＰｐｉとした場合、データ再生時のｐ偏光のｉページ目のピーク近傍の再生光量ＩｐｉにＰｓｉ／Ｐｐｉを乗算し、αｉ＝Ｉｐｉ×Ｐｓｉ／Ｐｐｉとすることで例えば補正する。例としてｐ偏光での再生光量を調整する場合を説明したが、勿論、ｓ偏光での再生光量、或いはｓ偏光、ｐ偏光の両方を調整しても構わない。
　ｉページ目のピーク近傍の再生光量Ｉｐｉは例えば検出信号をページ分の複数の信号に分割することで得る。ｉページ目の制御信号としては、ｓ偏光のｉページ目のピーク近傍の再生光量をβｉとして、例えばαｉ－βｉで算出することができる。本調整は、参照光の走査角度の範囲において、信号をページ毎に異なるゲイン量で調整する点がポイントとなる。
　また、ピーク光量及びボトム光量を略一致させる場合、学習時のｉページ目のｓ偏光でのピーク光量をＰｓｉ、ボトム光量をＢｓｉ、ｐ偏光でのピーク光量をＰｐｉ、ボトム光量をＢｐｉとした場合、データ再生時のｐ偏光のｉページ目のピーク近傍の再生光量Ｉｐｉを、α’ｉ＝（Ｉｐｉ－Ｂｐｉ）×（Ｐｓｉ－Ｂｓｉ）／（Ｐｐｉ－Ｂｐｉ）＋Ｂｓｉとすることで例えば補正する。
　例としてｐ偏光での再生光量を調整する場合を説明したが、勿論、ｓ偏光での再生光量、或いはｓ偏光、ｐ偏光の両方を調整しても構わない。例えば、ｓ偏光、ｐ偏光の両方を調整する場合においては、データ再生時のｐ偏光のｉページ目のピーク近傍の再生光量Ｉｐｉを、α’ｉ＝（Ｉｐｉ－Ｂｐｉ）／（Ｐｐｉ－Ｂｐｉ）とし、データ再生時のｓ偏光のｉページ目のピーク近傍の再生光量Ｉｓｉを、β’ｉ＝（Ｉｓｉ－Ｂｓｉ）／（Ｐｓｉ－Ｂｓｉ）とする。ｉページ目の制御信号としては、例えばα’ｉ－β’ｉで算出することができる。
　各参照光角度でｓ偏光及びｐ偏光のピーク値及び／或いはボトム値が略一致するようなゲイン補正量を学習し、メモリに保存する（１１０３）。
そして、データ再生時において、各ページの検出信号を学習値を用いて補正した後に、参照光角度の制御信号を生成することにより、補正後の制御信号を得る（１１０４）。
　本実施例の方法では、ｓ偏光及びｐ偏光の再生光量の違いによって生じる制御信号の変動を抑圧することで、より精度の高い参照光角度の制御が可能であるという利点がある。
　以下の説明において、本実施例と説明が共通する部分は、説明を省略する。
　本発明における第２の実施例について図１２を用いて説明する。なお、装置構成は実施例１と同様の構成で実現可能であるため、説明を省略する。図１２は光情報記録再生装置における信号比率調整の動作フローの実施例を表す概略図である。
　ゲイン調整量学習用に再生するブック中の数ページのｓ偏光及びｐ偏光のブラック選択性を取得する（１２０１）。取得した各ページのピーク光量及びボトム光量を検出する（１２０２）。検出方法としては、例えば実施例１の方法と同様に行う。各ページにおいて、ｓ偏光及びｐ偏光のピーク光量及びボトム光量が略一致するようなゲイン補正量を学習する（１２０３）。ブック中の全ページのゲイン補正量を参照光角度及び学習で得たゲイン補正量から補間計算により計算する（１２０４）。補間としては、線形補間を用いても良いし、非線形な補間計算を行っても構わない。データ再生時において、各ページの検出信号を補正した後に、参照光角度の制御信号を生成することにより、補正後の制御信号を得る（１２０５）。
　なお、学習用に再生するページは、誤差量を低減するために、例えば、第１ページ及び中間ページ及び最終ページのように広い参照光角度の走査範囲で選択することが望ましい。
　本実施例の方法では、調整量を学習するために再生するページ数を低減し補間計算する為、実施例１の方法に比べて学習に要する時間を短縮可能であるという利点がある。
　本発明における第３の実施例について図１３を用いて説明する。なお、装置構成は実施例１と同様の構成で実現可能であるため、説明を省略する。図１３は光情報記録再生装置における信号比率調整の動作フローの実施例を表す概略図である。
　ゲイン調整量学習用に再生するディスク上の数ブックにおいてｓ偏光及びｐ偏光のブラック選択性を取得する（１３０１）。検出した各ブックの各ページでピーク光量及びボトム光量を検出する（１３０２）。検出方法としては、例えば実施例１の方法と同様に行う。各ページにおいて、ｓ偏光及びｐ偏光のピーク光量及びボトム光量が略一致するようなゲイン補正量を学習する（１３０３）。全ブックのゲイン補正量を、ディスク上の位置及び学習量から補間計算により計算する（１３０４）。補間としては、線形補間を用いても良いし、非線形な補間計算を行っても構わない。データ再生時において、各ページの検出信号を補正した後に、参照光角度の制御信号を生成することにより、補正後の制御信号を得る（１３０５）。
　なお、学習用に再生するブックは、誤差量を低減するために、例えば、半径方向では最内周、最外周、その中間のように広い範囲を選択することが望ましい。また、ディスク回転角でも広い範囲で何点か学習ブックを選択しても構わない。
　また、ピーク光量及び、ボトム光量の検出において受けるノイズの影響を低減するため、複数回の検出を行い、平均値を用いてピーク光量及びボトム光量を算出しても構わない。
　また、学習時の各ブックでの再生は、実施例２の方法と同様に数ページのみ再生し、補間計算により該ブックの各ページでの補正量を算出しても構わない。
　本実施例の方法では、ディスク上の位置により透過率の角度毎の特性が変動した場合にも、良好な品質の制御信号を生成することが可能であるという利点がある。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
　また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
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・・・再生用参照光光学系、１３・・・ディスクＣｕｒｅ光学系、
１４・・・ディスク回転角度検出用光学系、８１・・・アクセス制御回路、
８２・・・光源駆動回路、８３・・・制御信号生成回路、
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、９０…入出力制御回路、９１…外部制御装置、９２…信号調整回路、
３０１・・・光源、３０２・・・コリメートレンズ、３０３・・・シャッタ、
３０４・・・１／２波長板、３０５・・・ＰＢＳプリズム、３０６・・・信号光、
３０７・・・参照光、３０８・・・ビームエキスパンダ、３０９・・・フェーズ（位相）マスク、
３１０・・・リレーレンズ、３１１・・・ＰＢＳプリズム、３１２・・・空間光変調器、３１３・・・リレーレンズ、３１４・・・空間フィルタ、３１５・・・対物レンズ、
３１６・・・偏光方向変換素子、３１７・・・ミラー、３１８・・・ミラー、３１９・・・ミラー、
３２０・・・アクチュエータ、３２１・・・レンズ、３２２・・・レンズ、
３２３・・・アクチュエータ、３２４・・・ミラー、３２５・・・光検出器、
３２６・・・レンズ、３２７・・・レンズ、３２８・・・ＰＢＳプリズム、
３２９・・・光検出器、３３０・・・光検出器、３３３・・・波長板、３３４・・・偏光分離素子、

Claims (16)

  1. 　ホログラフィを利用して記録された情報を光情報記録媒体から再生する光情報再生装置において、
    　参照光を生成するレーザ光源と、
    　前記参照光を角度が異なる複数の参照光に分岐する光軸分岐部と、
    　前記分岐された複数の参照光が前記光情報記録媒体に入射する角度を調節する角度調節部と、
    　前記分岐された複数の参照光を前記光情報記録媒体に照射し、再生された複数の回折光を検出する複数の受光面を有する光検出部と、
    　前記光検出部で検出した複数の信号の信号比率を各々調整する信号調整部と、
    　前記信号調整部が出力する信号に基づいて制御信号を生成する制御信号算出部と、を備え、
    　前記角度調整部は前記制御信号算出部から出力される制御信号に基づいて前記角度調節部により前記参照光が前記光情報記録媒体に入射する角度を制御することを特徴とする光情報再生装置。
  2. 　請求項１に記載の光情報再生装置において、
    　前記信号調整部は、前記光検出部から出力される複数の回折光の信号のピーク信号比、ピーク信号差、または、ピーク信号が参照光角度の走査範囲内で略一致するように信号比率を調整する、
    ことを特徴とする光情報再生装置。
  3. 　請求項１に記載の光情報再生装置において、
    　前記信号調整部は、前記光検出部から出力される複数の回折光の信号のオフセット信号比、オフセット信号差、または、オフセット信号が参照光角度の走査範囲内で略一致するように信号比率を調整する、
    ことを特徴とする光情報再生装置。
  4. 　請求項１に記載の光情報再生装置において、
    　前記信号調整部は、前記光検出部から出力される複数の回折光のそれぞれにおいて参照光角度の走査範囲内でピーク信号が略一致するように信号比率を調整する、
    ことを特徴とする光情報再生装置。
  5. 　請求項１に記載の光情報再生装置において、
    　前記信号調整部は、前記光検出部から出力される複数の回折光のそれぞれにおいて参照光角度の走査範囲内でオフセット信号が略一致するように信号比率を調整する、
    ことを特徴とする光情報再生装置。
  6. 　請求項１に記載の光情報再生装置において、
    　前記信号調整部はメモリを備え、調整を行うための信号比率調整量を算出し、該メモリに該算出した信号比率調整量を保存し、信号を調整するときは、該メモリから該保存した信号比率調整量に基づいて信号比率を調整する、
    ことを特徴とする光情報再生装置。
  7. 　請求項６に記載の光情報再生装置において、
    　前記光情報記録媒体の同じ領域に参照光角度を変えて記録されたホログラムにおいて、１つ１つの参照光角度に対応したホログラムをページ、該同じ領域に該ページが複数ページ角度多重された集合をブックとすると、
    　前記信号調整部は、前記信号比率調整量を算出するとき、前記ブックに含まれる一部のページの前記信号比率調整量を算出し、該算出した信号比率調整量を補間することで、該ブックに含まれる全ページの信号比率調整量を算出する、
    ことを特徴とする光情報再生装置。
  8. 　請求項６に記載の光情報再生装置において、
    　前記光情報記録媒体の同じ領域に参照光角度を変えて記録されたホログラムにおいて、１つ１つの参照光角度に対応したホログラムをページ、該同じ領域に該ページが複数ページ角度多重された集合をブックとすると、
    　前記信号調整部は、前記信号比率調整量を算出するとき、前記光情報記録媒体に記録された一部のブックの前記信号比率調整量を算出し、該算出した信号比率調整量を補完することで、該光情報記録媒体に含まれる全ブックの信号比率調整量を算出する、
    ことを特徴とする光情報再生装置。
  9. 　ホログラフィを利用して記録された情報を光情報記録媒体から再生する光情報再生方法において、
    　参照光を生成する参照光生成工程と、
    　前記参照光を角度が異なる複数の参照光に分岐する光軸分岐工程と、
    　前記分岐された複数の参照光の角度を調節する角度調節工程と、
    　前記分岐された複数の参照光を前記光情報記録媒体に照射し再生された複数の回折光を検出する複数の受光面を有する光検出工程と、
    　前記光検出工程で検出した複数の信号の信号比率を各々調整する信号調整工程と、
    　前記信号調整工程が出力する信号に基づいて制御信号を生成する制御信号算出工程と、
    を備え、
    　前記角度調整工程は前記制御信号算出工程から出力される制御信号に基づいて前記角度調節部により前記参照光が前記光情報記録媒体に入射する角度を制御することを特徴とする光情報再生方法。
  10. 　請求項９に記載の光情報再生方法において、
    　前記信号調整工程は、前記光検出工程から出力される複数の回折光の信号のピーク信号比、ピーク信号差、または、ピーク信号が参照光角度の走査範囲内で略一致するように信号比率を調整する、
    ことを特徴とする光情報再生方法。
  11. 　請求項９に記載の光情報再生方法において、
    　前記信号調整工程は、前記光検出工程から出力される複数の回折光の信号のオフセット信号比、オフセット信号差、または、オフセット信号が参照光角度の走査範囲内で略一致するように信号比率を調整する、
    ことを特徴とする光情報再生方法。
  12. 　請求項９に記載の光情報再生方法において、
    　前記信号調整工程は、前記光検出工程から出力される複数の回折光のそれぞれにおいて参照光角度の走査範囲内でピーク信号が略一致するように信号比率を調整する、
    ことを特徴とする光情報再生方法。
  13. 　請求項９に記載の光情報再生方法において、
    　前記信号調整工程は、前記光検出工程から出力される複数の回折光のそれぞれにおいて参照光角度の走査範囲内でオフセット信号が略一致するように信号比率を調整する、
    ことを特徴とする光情報再生方法。
  14. 　請求項９に記載の光情報再生方法において、
    　前記信号調整工程は、調整を行うための信号比率調整量を算出し、該算出した信号比率調整量を保存し、信号を調整するときは、該保存した信号比率調整量に基づいて信号比率を調整する、
    ことを特徴とする光情報再生方法。
  15. 　請求項１４に記載の光情報再生方法において、
    　前記光情報記録媒体の同じ領域に参照光角度を変えて記録されたホログラムにおいて、１つ１つの参照光角度に対応したホログラムをページ、該同じ領域に該ページが複数ページ角度多重された集合をブックとすると、
    　前記信号調整工程は、前記信号光比率調整量を算出するとき、前記ブックに含まれる一部のページの信号比率調整量を算出し、該算出した信号比率調整量を補間することで、該ブックに含まれる全ページの信号比率調整量を算出する、
    ことを特徴とする光情報再生方法。
  16. 　請求項１４に記載の光情報再生方法において、
    　前記光情報記録媒体の同じ領域に参照光角度を変えて記録されたホログラムにおいて、１つ１つの参照光角度に対応したホログラムをページ、該同じ領域に該ページが複数ページ角度多重された集合をブックとすると、
    　前記信号調整工程は、前記信号比率調整量を算出するとき、前記光情報記録媒体に記録された一部のブックの前記信号比率調整量を算出し、該算出した信号比率調整量を補完することで、該光情報記録媒体に含まれる全ブックの信号比率調整量を算出する、
    ことを特徴とする光情報再生方法。
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