(57)【要約】【課題】ホログラム記録再生システムにおいて、記録媒体に記録された位相の情報が失われない線形読み出しを可能としつつ、ノイズ抑圧による再生信号品質の向上が図られるようにする。【解決手段】従来の「コヒーレント加算方式」（ＤＣ光加算方式）のように再生時に参照光と共にＤＣ光を照射して「再生像＋ＤＣ光」についての検出画像信号を得る。その上で、ＤＣ光単位を照射してＤＣ光のみについての検出画像信号を得て、「再生像＋ＤＣ光」画像とＤＣ光単体画像との差分を計算する。これによりＤＣ光に重畳するノイズ成分の除去が図られ、再生信号品質の向上が図られる。また本手法はホログラムの読み出しごとにＤＣ光の位相を変化させる必要がなく、従来の「差動検出方式」の場合のように位相変調器の応答速度によって再生転送レートが左右されてしまうことがないという利点もある。【選択図】図７
2010205381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光と参照光との干渉縞によってホログラムページ単位の情報記録が行われたホログラム記録媒体について、その記録情報を再生するための光を発光する光源と、
上記光源からの光に対し空間光変調を施すことで、上記記録情報に応じた再生像を得るための上記参照光と、光強度及び位相が均一なＤＣ光の生成を行う共に、上記ホログラム記録媒体に対する上記参照光及び上記ＤＣ光の双方の照射、及び上記ＤＣ光単体の照射を行う光照射部と、
上記参照光及び上記ＤＣ光の双方の照射に伴い上記ホログラム記録媒体から得られる上記再生像と上記ＤＣ光との受光と、上記ＤＣ光単体の照射に伴い上記ホログラム記録媒体を介して得られる上記ＤＣ光の受光を行う受光部と、
上記受光部による上記再生像と上記ＤＣ光との受光結果に基づき得られた画像信号と、上記受光部による上記ＤＣ光の受光結果に基づき得られた画像信号との差分を計算する差分計算部と
を備える再生装置。
【請求項２】
上記光照射部は、
１つのホログラムの読み出しごとに上記ホログラム記録媒体に対する上記参照光及び上記ＤＣ光の双方の照射と上記ＤＣ光単体の照射とを行う
請求項１に記載の再生装置。
【請求項３】
上記光照射部は、
複数個のホログラムの読み出しにつき１回の割合で上記ホログラム記録媒体に対する上記ＤＣ光単体の照射を行い
上記差分計算部は、
上記複数個のホログラムの読み出し時に得られる複数の上記再生像とＤＣ光との受光結果に基づく画像信号に対し、上記複数個のホログラムの読み出しにつき１回の割合で照射される上記ＤＣ光単体についての受光結果に基づく画像信号を用いた差分計算を行う
請求項１に記載の再生装置。
【請求項４】
上記差分計算部は、
上記再生像と上記ＤＣ光との受光結果と上記ＤＣ光単体の受光結果とについて、それぞれの受光強度の平方根を計算して第１の平方根画像信号と第２の平方根画像信号とを得た上で、これら第１の平方根画像信号と第２の平方根画像信号との差分を計算する
請求項１に記載の再生装置。
【請求項５】
上記差分計算部は、
上記再生像と上記ＤＣ光との受光結果に基づき得られた画像信号と上記ＤＣ光単体の受光結果に基づき得られた画像信号との差分計算を、少なくとも一方側のゲインを調整した上で行う
請求項１に記載の再生装置。
【請求項６】
信号光と参照光との干渉縞によってホログラムページ単位の情報記録が行われたホログラム記録媒体について再生を行う再生方法であって、
光源からの光に対し空間光変調を施すことで、上記ホログラム記録媒体の記録情報に応じた再生像を得るための上記参照光と、光強度及び位相が均一なＤＣ光とを生成すると共に、上記ホログラム記録媒体に対する上記参照光及び上記ＤＣ光の双方の照射、及び上記ＤＣ光単体の照射を行う光照射手順と、
上記参照光及び上記ＤＣ光の双方の照射に伴い上記ホログラム記録媒体から得られる上記再生像と上記ＤＣ光との受光と、上記ＤＣ光単体の照射に伴い上記ホログラム記録媒体を介して得られる上記ＤＣ光の受光を行う受光手順と、
上記受光手順による上記再生像と上記ＤＣ光との受光結果に基づき得られた画像信号と、上記受光手順による上記ＤＣ光単体の受光結果に基づき得られた画像信号との差分を計算する差分計算手順と
を有する再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録媒体についての再生を行う再生装置とその方法とに関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】特開２００６−１０７６６３号公報
【特許文献２】特開２００８−１５２８２７号公報
【特許文献３】特開２００８−３１０９２４号公報
【背景技術】
【０００３】
例えば上記の各特許文献にあるように、信号光と参照光との干渉縞によりデータの記録を行い、また上記干渉縞により記録されたデータを上記参照光の照射によって再生するホログラム記録再生方式が知られている。このホログラム記録再生方式としては、上記信号光と上記参照光とを同軸上に配置して記録を行う、いわゆるコアキシャル方式が知られている。
【０００４】
[位相変調記録による高記録密度化]
図１７、図１８は、コアキシャル方式によるホログラム記録再生の手法について説明するための図として、図１７は記録手法、図１８は再生手法についてそれぞれ示している。
先ず、図１７において、記録時には、光源からの入射光に対し、ＳＬＭ（空間光変調器）１０１にて空間光強度変調（以下、単に強度変調とも言う）を施すことで、図のように同一光軸上に配置された信号光と参照光とを生成するようにされる。ＳＬＭ１０１は、例えば液晶パネルなどで構成されるものである。
このとき、上記信号光としては、画素単位で記録データに応じた強度変調を施して生成されたものとなる。また、上記参照光は、所定パターンによる強度変調を施して生成される。
【０００５】
このようにＳＬＭ１０１にて生成された信号光、参照光に対しては、位相マスク１０２による空間位相変調が施される。図示されるように、この位相マスク１０２によっては、信号光・参照光に対してランダムな位相パターンが与えられる。
【０００６】
信号光・参照光に対してランダムな位相変調パターンを与えるのは、信号光と参照光との干渉効率の向上や、記録信号のスペクトルの拡散を図ることでＤＣ成分を抑圧し、高記録密度化を図るためである。
この場合の位相変調パターンとしては、例えば「０」「π」の２値によるランダム位相パターンを設定するものとされている。すなわち、位相変調を行わないピクセル（つまり位相＝０）と、位相をπ（１８０°）だけ変調するピクセルとが半々となるようなランダムな位相変調パターンを設定するものである。
【０００７】
ここで、ＳＬＭ１０１による強度変調によっては、信号光として、その光強度が記録データに応じて「０」「１」に変調された光が生成される。このような信号光に対し、「０」又は「π」による位相変調が施されることによっては、光の波面の振幅として、「−１」「０」「１（＋１）」を有する光がそれぞれ生成されることになる。すなわち、光強度「１」で変調されたピクセルについて位相「０」の変調が与えられたときは、振幅は「１」であり、位相「π」による変調が与えられたときは振幅は「−１」となる。なお、光強度「０」のピクセルについては位相「０」又は「π」の何れの変調に対しても振幅は「０」のままである。
【０００８】
ここで、信号光は、記録データに応じて強度変調されて生成されるものである。このため、光強度（振幅）「０」「１」が必ずしもランダムに配置されるものとはならず、ＤＣ成分の発生を助長することになる。
上記位相マスク１０２による位相パターンは、ランダムパターンとされている。これによって、ＳＬＭ１０１から出力される信号光・参照光内の光強度「１」のピクセルを振幅「１」と「−１」とにランダム（半々）に分けることができるようにされている。このように振幅「１」と「−１」とにランダムに分けられることで、フーリエ面（周波数平面：この場合はメディア上での像と考えればよい）において均質にスペクトルをばらまくことができ、これによって記録信号に生じるＤＣ成分の抑圧を図ることができる。
【０００９】
このようにＤＣ成分の抑圧が図られれば、データ記録密度の向上を図ることができる。
ここで、記録信号にＤＣ成分が生じることによっては、該ＤＣ成分によって記録材料が大きく反応し、ホログラムの多重記録を行うことができなくなってしまう。すなわち、ＤＣ成分が記録された部分に対しては、それ以上ホログラム（つまりデータ）を多重させて記録することができなくなってしまうからである。
上記のようなランダム位相パターンによってＤＣ成分の抑圧が図られれば、データの多重記録が可能となり、高記録密度化が図られる。
【００１０】
説明を戻す。
上記位相マスク１０２による位相変調を受けた信号光、参照光は、共に対物レンズ１０３によって集光されてホログラム記録媒体ＨＭに対して照射される。これにより、ホログラム記録媒体ＨＭにおいては、信号光（記録像）に応じた干渉縞（回折格子：ホログラム）が形成される。すなわち、該干渉縞の形成によってデータの記録が行われるものである。
【００１１】
ここで、上記の説明からも理解されるように、ホログラム記録再生システムでは、信号光と参照光との一度の干渉で記録されるデータの単位が、記録／再生の最小単位となる。信号光には、上記ＳＬＭ１０１の空間光変調によって「０」「１」のデータが２次元的に配列されたものとなっている。つまり、信号光は、記録データの複数ビット分の情報を担うものである。ホログラム記録再生システムでは、このように信号光内に配列できる複数ビット分のデータの単位が記録／再生の最小単位とされている。また、信号光と参照光の一度の干渉で記録されるホログラムは、上記のように複数のデータビットを含むという点から「ホログラムページ」と呼ばれる。
【００１２】
続いて、図１８において、再生時には、先ず図１８（ａ）に示されるように、入射光に対するＳＬＭ１０１の空間光変調（強度変調）によって、参照光を生成するようにされる。そして、このように生成された参照光に対しては、位相マスク１０２による空間光位相変調により、記録時と同じ位相パターンが与えられることになる。
【００１３】
図１８（ａ）において、位相マスク１０２による位相変調を受けた上記参照光は、対物レンズ１０３を介してホログラム記録媒体ＨＭに対して照射される。
このとき、上記のようにして参照光は記録時と同じ位相パターンが与えられたものとなっている。このような参照光がホログラム記録媒体ＨＭに照射されることにより、図１８（ｂ）に示すように、記録されたホログラムに応じた回折光が得られ、該回折光がホログラム記録媒体ＨＭからの反射光として出力されることになる。すなわち、記録データに応じた再生像（再生光）が得られる。
【００１４】
そして、このようにして得られた再生像を、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどとされるイメージセンサ１０４で受光し、該イメージセンサ１０４の受光信号に基づき、記録データの再生が行われる。
【００１５】
[アパーチャーによる高記録密度化]
ここで、上記により説明したホログラム記録再生の手法では、記録時において、位相マスク１０２により信号光のＤＣ成分の抑圧を図ることで高記録密度化を図るものとしている。このような位相マスク１０２を用いる手法は、ホログラムページの多重記録を可能とするという面で高記録密度化を達成するものとなる。
【００１６】
この一方で、従来においては、高記録密度化を達成するための別のアプローチとして、ホログラムページのサイズの縮小化を図るという手法も提案されている。
具体的には、次の図１９に示されるように、記録時にホログラム記録媒体ＨＭに照射される信号光（及び参照光）が入射されるようにしてアパーチャー１０５を設けておき、該アパーチャー１０５によって信号光の光軸中心から所定範囲内の光のみを透過させるようにするものである。このアパーチャー１０５としては、上述したフーリエ面（つまりメディアに対するホログラムページの記録面に共役な周波数平面）となる位置に対して設けられる。
このようにフーリエ面に対して設けたアパーチャー１０５により、ホログラム記録媒体ＨＭに記録されるホログラムページのサイズの縮小化を図ることができ、結果、メディア上における各ホログラムページの占有面積の縮小化の面での高記録密度化を達成することができる。
【００１７】
なお、上記アパーチャー１０５を用いて高記録密度化を図る手法を採る場合は、アパーチャー１０５における透過領域を狭めるほど、ホログラムページのサイズ縮小化を図ることができ、さらなる高記録密度化が図られる。但し、このように透過領域を狭めることは、入射光（像）の空間周波数について、通過帯域をより狭めることに相当する。具体的には、透過領域を狭めるほどより低周波数帯域の成分のみが通過するようにされ、いわばローパスフィルタとして作用するものとなる。
【００１８】
[ホログラム記録再生系が有する非線形性の問題]
上記のように高記録密度化を図るためのアプローチとしては、位相マスク１０２などを用いた位相変調記録によるＤＣ成分の抑圧の面での高記録密度化と、アパーチャー１０５によるホログラムページの占有面積の縮小化の面での高記録密度化との２つがある。
理想的には、双方による高記録密度化が図られるのが望ましい。
しかしながら、位相マスク１０２などを用いた位相変調記録を行うことによりＤＣ成分抑圧の面での高記録密度化を図る手法は、上述のようにスペクトルを均質に分散させるという性質上、信号光のフーリエ面における像の空間周波数を拡大する傾向となるので、アパーチャー１０５により信号光の径を狭める、すなわち空間周波数の高域を制限するようなフィルタを通した場合に、大きな歪みを生じさせる。このことによって符号間干渉が助長される傾向となり、この結果、記録データを適正に再生することが困難となってしまう。
【００１９】
この際、符号間干渉を抑制するにあたっては、従来より、読み出し信号に対し空間周波数特性を改善するためのフィルタ処理（等化フィルタ）を施すということが試みられている。なお、この場合の等化フィルタ処理としては、例えば光ディスクや通信などの分野で一般的に行われている、符号間干渉抑制のためのフィルタ処理を２次元に拡張したものとして理解すればよい。
なお、このような符号間干渉抑制のためのフィルタ処理の具体的な内容については、上記した特許文献２などを参照されたい。
【００２０】
しかしながら、従来のホログラム記録再生システムでは、このような符号間干渉抑制のための等化フィルタがうまく機能しないものとなっていた。そしてこのことから、上述のような位相変調記録による高記録密度化とアパーチャー１０５による高記録密度化との双方を両立させることは非常に困難とされていた。
【００２１】
このように符号間干渉抑制のための等化処理が機能しないのは、従来のホログラム記録再生系が有していた非線形性の問題に起因する。
つまり、従来のホログラム記録再生系は、メディアに対して光強度と位相の情報とを記録できるのに対し、再生時には、イメージセンサ１０４によって光強度の情報しか検出できないという点で、非線形性を有していた。具体的には、先の図１７においては位相マスク１０２によって「０」、「＋１」、「−１」(強度１と位相πの組み合わせ)の３値の振幅を記録できる点について説明したが、この点からも理解されるようにホログラム記録媒体ＨＭに対しては、光強度の情報と共に、位相の情報も記録することができる。これに対し、イメージセンサ１０４では、振幅の値が２乗されて絶対値化された光強度の情報しか検出できないものとなっており、この点で、非線形性を有していたものである。
【００２２】
このような非線形性の問題から、従来のホログラム記録再生システムでは位相変調記録とアパーチャー１０５とによる双方の高記録密度化を図ることが困難とされていた。つまりこれを換言すれば、これら双方の高記録密度化の実現には、ホログラム記録媒体ＨＭに記録された位相の情報も読み出すという、線形読み出しが可能となるようにすることが要求されるものである。
【００２３】
[コヒーレント加算方式による線形読み出し]
上記のような線形読み出しの実現化のため、先に本出願人は、上記特許文献２に開示されるようないわゆる「コヒーレント加算方式」としての線形読み出し手法を提案した。
ここで、そもそも非線形性の問題が生じるのは、再生像を受光するイメージセンサが光の波面の振幅を検出することができず、振幅の値が２乗された（絶対値化された）光強度の情報しか検出できないということに起因している。具体的には、位相変調記録によって記録された振幅「−１」「＋１」が、共に同じ光強度「１」としてしか検出できないことによる。
【００２４】
上記「コヒーレント加算方式」は、再生時において照射する光として、再生像を得るための参照光と共に、光強度・位相の揃った（つまりコヒーレントな）ＤＣ光を照射するものとしている。つまりこれにより、イメージセンサにおいて再生像＋ＤＣ光の成分が検出されるようにしているものである。
【００２５】
ここで、データ「１」に応じた強度変調を与えさらに位相マスク１０２において「０」による位相変調を与えた光（つまり振幅「＋１」として生成された光）の実際の記録信号の振幅値が「0.078」であったとする。また、データ「１」に応じた強度変調を与えさらに位相マスク１０２において「π」による位相変調を与えた光（つまり振幅「−１」として生成された光）の実際の記録信号の振幅値が「-0.078」であったとする。つまり、記録信号振幅の最大値が「0.078」、最小値が「−0.078」であったとする。
このとき、従来のホログラム記録再生システムにおける検出結果は、「0.0782」という同じ結果となってしまい、従って位相情報を再生することができない。つまり非線形な歪みが生じているものである。
【００２６】
これに対し、上記のように再生像に対するＤＣ光の加算を行ったとする。このとき、ＤＣ光の加算量は例えば「０．１」であったとする。
これによると、最大値「0.078」は「0.1782」より「0.032」」という光強度で検出され、また最小値「−0.078」は、「0.0222」より「0.00048」という光強度で検出されることになる。
このようにして「コヒーレント加算方式」によれば、振幅「＋１」「−１」として生成した光をそれぞれ異なる光強度で検出することができる。つまり、記録された位相の情報が失われない、線形な読み出しを行うことができるものである。
【００２７】
（差動検出方式）
また本出願人は、このような「コヒーレント加算方式」をさらに発展させた線形読み出し手法として、例えば上記特許文献３などに開示されるような、いわゆる「差動検出方式」としての読み出し手法を提案している。
この「差動検出方式」は、再生像に対し、上記再生像と同位相のＤＣ光（第１のＤＣ光とする）と上記再生像と位相差πとなるＤＣ光（第２のＤＣ光とする）とをそれぞれ加算して「再生像＋第１のＤＣ光」の検出画像と「再生像＋第２のＤＣ光」の検出画像をそれぞれ得た上で、それらの画像の差分をとることで線形読み出し信号を得るものである。
【００２８】
上記特許文献３にも記載されているように、このような「差動検出方式」によれば、線形読み出しを可能とした上で、さらに、ＤＣ光に重畳するノイズの抑制効果に伴う再生信号品質の向上が図られるものとなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
上記のようにして、先に本出願人が提案した「コヒーレント加算方式」「差動検出方式」により、従来のホログラム記録再生システムが有していた非線形性の問題を解決できる。
しかしながら、「コヒーレント加算方式」では、ＤＣ光が光学系及びホログラム記録媒体ＨＭを介することに伴い、当該ＤＣ光にノイズが重畳し、それに伴い読み出し結果（線形読み出し信号）の品質が低下してしまうという問題がある。
【００３０】
また、上記「差動検出方式」は、このように「コヒーレント加算方式」で生じるノイズの問題の解決を図ることができるが、この「差動検出方式」を採った場合にも以下のような問題が生じる。
上記説明からも理解されるように、「差動検出方式」では、１ホログラムページの読み出しにつきそれぞれ位相が反転した関係となる２種のＤＣ光を生成する必要がある。これら位相の異なる２種のＤＣ光を生成するためには、位相変調器を用いることになるが、上記のように「差動検出方式」では１ホログラムページの読み出しにつきこれら２種のＤＣ光を生成する必要があるため、再生転送レートは、上記位相変調器の応答速度によって大きく左右されるものとなる。
つまりこのために、上記「差動検出方式」においては、高再生転送レートを実現するためには比較的応答速度が高速な位相変調器が必要となり、その結果、装置製造コストの増加が避けられないものとなる。
或いは、コスト削減のため比較的応答速度が遅めの位相変調器を用いた場合には、当然のことながら再生転送レートの低下を招く結果となってしまう。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記のような問題点に鑑み、本発明では再生装置として以下のように構成することとした。
すなわち、信号光と参照光との干渉縞によってホログラムページ単位の情報記録が行われたホログラム記録媒体について、その記録情報を再生するための光を発光する光源を備える。
また、上記光源からの光に対し空間光変調を施すことで、上記記録情報に応じた再生像を得るための上記参照光と、光強度及び位相が均一なＤＣ光の生成を行う共に、上記ホログラム記録媒体に対する上記参照光及び上記ＤＣ光の双方の照射、及び上記ＤＣ光単体の照射を行う光照射部を備える。
また、上記参照光及び上記ＤＣ光の双方の照射に伴い上記ホログラム記録媒体から得られる上記再生像と上記ＤＣ光との受光と、上記ＤＣ光単体の照射に伴い上記ホログラム記録媒体を介して得られる上記ＤＣ光の受光を行う受光部を備える。
さらに、上記受光部による上記再生像と上記ＤＣ光との受光結果に基づき得られた画像信号と、上記受光部による上記ＤＣ光の受光結果に基づき得られた画像信号との差分を計算する差分計算部を備えるようにした。
【００３２】
上記本発明によれば、従来の「コヒーレント加算方式」（ＤＣ光加算方式）のように参照光及びＤＣ光を照射した結果得られる「再生像＋ＤＣ光」についての検出画像信号は、ＤＣ光単位を照射した結果得られたＤＣ光のみについての検出画像信号との差分がとられるものとなる。
このように「再生像＋ＤＣ光」についての検出画像信号と実際に照射したＤＣ光についての検出画像信号との差分を計算することによっては、ＤＣ光に重畳するノイズ成分の除去を図ることができる。すなわち、上記のように単体で照射したＤＣ光には、参照光と共に照射したＤＣ光（つまり再生像に加算されるＤＣ光）に生じたノイズと同様のノイズが生じることになるので、上記のように「再生像＋ＤＣ光」についての画像信号から、別途単体で照射した「ＤＣ光」についての画像信号を差し引くことにより、ＤＣ光に重畳したノイズを効果的に抑圧できるものである。
なお確認のために述べておくと、本発明においても従来の「コヒーレント加算方式」と同様にＤＣ光の加算を行うことから、「コヒーレント加算方式」の場合と同様に、受光部における受光結果（検出結果）において位相情報が失われないことに変わりはない。すなわち本発明によっても「コヒーレント加算方式」と同様に線形読み出しが可能となるものである。
【発明の効果】
【００３３】
上記のようにして本発明によれば、従来の「コヒーレント加算方式」のように線形読み出しを可能とする再生手法とするにあたり、再生像に対して加算するＤＣ光に生じるノイズの除去が図られる。そして、このようにＤＣ光のノイズ除去が可能となることで、再生信号品質の向上が図られる。
再生信号品質の向上が図られれば、記録密度向上や記録／再生レートの向上を図ることができる。
【００３４】
また、本発明によれば、生成するＤＣ光の位相は１種のみとでき、従って従来の「差動検出方式」の場合のように、１つのホログラムの読み出しごとに位相を変化させる必要はないものとできる。
この点より上記本発明によれば、従来の「差動検出方式」を採る場合のように、高再生転送レートの実現のために高速応答が可能な位相変調器を備える必要はないものとできる。つまりこれにより、装置製造コストの削減が図られる。
また、上記本発明によれば、コスト削減を優先して比較的応答速度が遅めの位相変調器を用いたとしても、「差動検出方式」の場合のように再生転送レートが犠牲になってしまうといったことはない。つまりこの点より、上記本発明によれば、「差動検出方式」を採る場合と比較して再生転送レートの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態としての再生装置の内部構成を示した図である。
【図２】偏光制御器と偏光ビームスプリッタとの組み合わせにより実現される強度変調のイメージを示した図である。
【図３】実施の形態の再生装置が備える強度変調器、位相変調器に設定される各エリアについて説明するための図である。
【図４】記録時における強度変調部からの出力像、位相変調器からの出力像を模式的に示した図である。
【図５】ＤＣ光加算読出時の位相変調器からの出力像を模式的に示した図である。
【図６】ＤＣ光単体の検出時における位相変調器からの出力像を模式的に示した図である。
【図７】第１の実施の形態としての線形読み出し手法についての説明図である。
【図８】第１の実施の形態の再生時における参照光・ＤＣ光の生成とイメージセンサにおける検出タイミングとに関するタイミングチャートである。
【図９】実施の形態の再生装置が備えるデータ再生部の内部構成を示した図である。
【図１０】第１の実施の形態の再生装置が備える線形化処理部が行うべき処理の手順を示したフローチャートである。
【図１１】第２の実施の形態の再生時における参照光・ＤＣ光の生成とイメージセンサにおける検出タイミングとに関するタイミングチャートである。
【図１２】第２の実施の形態の再生装置が備える線形化処理部が行うべき処理の手順を示したフローチャートである。
【図１３】記録データに応じた信号光の空間光変調を位相変調のみで行う変形例としての記録再生装置の内部構成を示した図である。
【図１４】変形例としての記録再生装置が備える遮光マスクの構造を示した図である。
【図１５】変形例における記録時の位相変調器の出力像についての模式図である。
【図１６】変形例における再生時の位相変調器の出力像（ＤＣ光加算読出時，ＤＣ光単体についての検出時）についての模式図である。
【図１７】ホログラム記録媒体への情報記録手法ついて説明するための図である。
【図１８】ホログラム記録媒体の記録情報についての再生手法について説明するための図である。
【図１９】アパーチャーについて説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、発明を実施するための形態（実施の形態とする）について説明していく。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
＜１．第１の実施の形態＞
[1-1.記録再生装置の構成]
[1-2.第１の実施の形態の線形読み出し手法]
[1-3.線形読み出しのための構成]
[1-4.第１の実施の形態のまとめ]
＜２．第２の実施の形態＞
＜３．変形例＞
【００３７】
＜１．第１の実施の形態＞
[1-1.記録再生装置の構成]
図１は、本発明の再生装置の一実施形態としてのホログラム記録再生装置の内部構成を示した図である。なお以下、ホログラム記録再生装置は、単に記録再生装置とも表記する。
【００３８】
図１において、先ず図中のホログラム記録媒体ＨＭは、信号光と参照光との干渉縞により情報記録が行われる記録媒体とされる。
このホログラム記録媒体ＨＭは、その記録材料として、例えばフォトポリマーなどの、照射光の強度分布に応じた屈折率変化が生じることで情報記録が可能な材料が選定されており、これによって信号光と参照光との干渉縞により情報記録が行われるようになっている。また、この場合のホログラム記録媒体ＨＭは、反射膜を備える反射型の記録媒体とされる。
【００３９】
図１に示す記録再生装置内において、ホログラム記録媒体ＨＭは、図示は省略したスピンドルモータによって回転駆動可能に保持される。記録再生装置では、このように保持された状態のホログラム記録媒体ＨＭに対して、図中のレーザダイオード（ＬＤ）１を光源とするホログラムの記録再生のための光（記録再生光）が照射される。
図中では、ホログラム記録媒体ＨＭに対して上記記録再生光を照射するための光学系を含む光学ピックアップを破線により囲って示している。具体的に、光学ピックアップ内には、レーザダイオード１、コリメーションレンズ２、偏光ビームスプリッタ３、偏光制御器４、リレーレンズ５、リレーレンズ６、位相変調器７、偏光ビームスプリッタ８、リレーレンズ９、アパーチャー１０、リレーレンズ１１、ミラー１２、部分回折素子１３、１／４波長板１４、対物レンズ１５、及びイメージセンサ１６が設けられている。
【００４０】
上記レーザダイオード１は、ホログラムの記録再生光として、例えば波長λ＝４０５nm程度の青紫色レーザ光を出力する。このレーザダイオード１から出射されたレーザ光は、コリメーションレンズ２を介して偏光ビームスプリッタ３に入射する。
【００４１】
偏光ビームスプリッタ３は、入射するレーザ光のそれぞれ直交する直線偏光成分のうち、一方の直線偏光成分を透過、他方の直線偏光成分を反射する。例えばこの場合、ｐ偏光成分は透過しｓ偏光成分は反射するように構成される。
従って偏光ビームスプリッタ３に入射したレーザ光は、そのｓ偏光成分のみが反射されて偏光制御器４に導かれる。
【００４２】
上記偏光制御器４は、例えばＦＬＣ（Ferroelectric Liquid Crystal：強誘電性液晶）としての反射型液晶素子を備えて構成され、入射光に対し、画素単位で偏光方向を制御するように構成されている。
この偏光制御器４は、後述する強度変調制御部１７からの駆動信号に応じて、各画素ごとに入射光の偏光方向を９０°変化させる、又は入射光の偏光方向を不変とするようにして空間光変調を行う。具体的には、駆動信号がＯＮとされた画素については偏光方向の角度変化＝９０°、駆動信号がＯＦＦとされた画素については偏光方向の角度変化＝０°となるように、駆動信号に応じ画素単位で偏光方向制御を行うように構成されている。
【００４３】
図示するようにして、上記偏光制御器４からの出射光（偏光制御器４にて反射された光）は、偏光ビームスプリッタ３に再度入射する。
【００４４】
ここで、図１に示す記録再生装置では、上記偏光制御器４による画素単位の偏光方向制御と、入射光の偏光方向に応じた偏光ビームスプリッタ３の選択的な透過／反射の性質とを利用して、画素単位の空間光強度変調（光強度変調、或いは単に強度変調とする）を行うようにされている。
【００４５】
図２は、このような偏光制御器４と偏光ビームスプリッタ３との組み合わせにより実現される強度変調のイメージを示している。図２（ａ）はＯＮ画素の光について、図２（ｂ）はＯＦＦ画素の光についてそれぞれその光線状態を模式的に示している。
上述もしたように、偏光ビームスプリッタ３はｐ偏光を透過、ｓ偏光を反射するので、上記偏光制御器４に対してはｓ偏光が入射することになる。
この前提を踏まえると、偏光制御器４にて偏光方向が９０°変化された画素の光（駆動信号ＯＮの画素の光）は、偏光ビームスプリッタ３に対しｐ偏光で入射することになる。このことで、偏光制御器４におけるＯＮ画素の光は、偏光ビームスプリッタ３を透過することになり、ホログラム記録媒体ＨＭ側に導かれることになる（図２（ａ））。
一方、駆動信号がＯＦＦとされ偏光方向が変化されなかった画素の光は、偏光ビームスプリッタ３にｓ偏光で入射する。つまり、偏光制御器４におけるＯＦＦ画素の光は偏光ビームスプリッタ３にて反射されて、ホログラム記録媒体ＨＭ側には導かれないようになっている（図２（ｂ））。
【００４６】
このようにして、偏光方向制御型による空間光変調器としての偏光制御器４と、偏光ビームスプリッタ３との組み合わせにより、画素単位で光強度変調を施す強度変調部が形成されている。
【００４７】
ここで、実施の形態の記録再生装置は、ホログラム記録再生方式として、コアキシャル方式を採用する。すなわち、信号光と参照光とを同一光軸上に配置し、それらを共に所定位置にセットされたホログラム記録媒体に対し共通の対物レンズを介して照射することでホログラムの形成によるデータ記録を行い、また再生時には、上記参照光を対物レンズを介してホログラム記録媒体に対して照射することでホログラムの再生像を得て、記録されたデータの再生を行うものである。
【００４８】
コアキシャル方式が採用される場合、偏光制御器４においては、信号光と参照光とを同一光軸上に配置するために、次の図３に示すような各エリアが設定されることになる。
この図３に示されるようにして、偏光制御器４においては、その中心（光軸中心と一致）を含む円形の所定範囲のエリアが、信号光エリアＡ２として設定される。そして、この信号光エリアＡ２の外側には、ギャップエリアＡ３を隔てて、輪状の参照光エリアＡ１が設定されている。
上記信号光エリアＡ２、参照光エリアＡ１の設定により、信号光と参照光とを同一光軸上に配置するようにして照射することができる。
なお、上記ギャップエリアＡ３は、上記参照光エリアＡ１にて生成される参照光が信号光エリアＡ２に漏れ込んで信号光に対するノイズになることを避けるための領域として定められている。
なお確認のために述べておくと、偏光制御器４の画素形状は矩形状であるため、信号光エリアＡ２は厳密には円形とはならい。同様に参照光エリアＡ１、ギャップエリアＡ３としても厳密には輪状にはならい。その意味で信号光エリアＡ２は略円形のエリアとなり、参照光エリアＡ１、ギャップエリアＡ３もそれぞれ略輪状のエリアとなる。
【００４９】
図１において、強度変調制御部１７は、上記偏光制御器４に対する駆動制御を行うことで、記録時において信号光と参照光とを生成させる。
具体的に、記録時において上記強度変調制御部１７は、上記偏光制御器４における信号光エリアＡ２内の画素は供給される記録データに応じたオン／オフパターンとし、参照光エリアＡ１の画素は予め定められた所定のオン／オフパターンとし、且つそれ以外の画素はすべてオフとするための駆動信号を生成し、これを偏光制御器４に供給する。この駆動信号に基づき偏光制御器４による空間光変調（偏光方向の制御）が行われることで、当該偏光制御器４と偏光ビームスプリッタ３とで構成される強度変調部からの出射光として、それぞれがレーザ光の光軸を中心に持つようにして配置された信号光と参照光（何れも強度変調のみ）が得られる。
【００５０】
図４（ａ）は、上記強度変調制御部１７による記録時の制御に伴い強度変調部から出力される像を模式的に示している。
図４（ａ）では光の振幅の大きさを色濃度で表しており、黒が振幅「０」、白が振幅「１」である。
この図に示されるように、記録時における信号光エリアＡ２には、記録データの「０」「１」に応じた模様が表れている。
また、図示されるようにこの場合は、参照光エリアＡ２の強度パターンとして全画素を「１」とするいわゆるベタパターンを採用している。すなわち、上記した「予め定められた所定のオン／オフパターン」として、この場合はＡｌｌ「１」のパターンが設定されているものである。
【００５１】
なお、記録時において上記強度変調制御部１７は、入力される記録データ列の所定単位ごとに上記信号光エリアＡ２内のオン／オフパターンを生成し、これによって上記記録データ列の所定単位ごとのデータを格納した信号光が順次生成されるように動作する。これにより、ホログラム記録媒体ＨＭに対しホログラムページ単位（信号光と参照光の１度の干渉により記録することのできるデータ単位）によるデータの記録が順次行われるようになっている。
【００５２】
図１に戻り、強度変調制御部１７は、再生時には、少なくとも参照光を生成するための制御を行う。
ここで、後述するように本実施の形態では、再生時には「コヒーレント加算方式」の場合と同様に参照光と共にＤＣ光も生成することになるが、ここでは説明の便宜上、再生時における参照光の生成にあたっての変調制御のみについて説明し、ＤＣ光の生成については後に改めて説明する。
【００５３】
強度変調制御部１７は、再生時における参照光の生成のため、少なくとも参照光エリアＡ１内の画素を上記した所定のオン／オフパターンとする駆動信号により偏光制御器４を駆動制御する。
ここで、記録されたホログラムについての再生像を適切に得るためには、記録時に照射した参照光と同じ強度・位相のパターンを有する参照光を生成・照射する必要がある。このために、再生時において生成する参照光としても、その強度変調のパターンは上記所定のオン／オフパターン（この場合は上述したベタパターン）とする。
【００５４】
偏光ビームスプリッタ３及び偏光制御器４による強度変調部にて強度変調が施されたレーザ光は、リレーレンズ５→リレーレンズ６を介した後、位相変調器７に入射する。
【００５５】
位相変調器７は、入射光に対し画素単位で空間光位相変調（単に位相変調とも称する）を施す。
ここで、本実施の形態で用いる位相変調器７としては、画素単位で可変的な位相変調が可能な透過型の位相変調器を用いるものとしている。具体的には、駆動信号レベルに応じて位相「０」〜「π」の可変的な位相変調を行うことができる透過型の位相変調器である。
なお、このように画素単位で可変的な位相変調が可能な位相変調器としては、例えば先に挙げた特許文献２などに記載されているものを用いることができる。
【００５６】
この位相変調器７は、先に説明した位相マスク１０２などのように、位相変調記録による高記録密度化の実現を図るための機能を担う。
ここで、本実施の形態において、上記のように画素単位で可変的な位相変調が可能な位相変調器７を用いるようにしているのは、以下の理由による。
つまり、位相マスク１０２のようにＤＣ成分の抑圧を図るにあたっては、記録時において、信号光に対して例えば「０」「π」の２値ランダム位相パターンによる位相変調を施すものとなるが、本実施の形態の場合、再生時には、後述するＤＣ光の加算を行うため、信号光エリアＡ２内は全画素所定の位相（例えば後述の「π／２」による位相変調）を与える必要がある。この点から本実施の形態の場合は、記録時と再生時とでそれぞれ信号光エリアＡ２内に与える位相の切り替えが必要であり、そのため、可変的な位相変調が可能な位相変調器７を用いているものである。
【００５７】
上記位相変調器７に対する駆動制御は、位相変調制御部１８により行われる。
この位相変調制御部１８は、記録時において、上記位相変調器７により位相マスク１０２の機能が果たされるようにして駆動制御を行う。
本実施の形態の場合も、位相マスク１０２としての位相変調パターンについては、２値ランダム位相パターンが設定される。つまり、この場合の位相変調制御部１８は、上記２値ランダム位相パターンとしての予め定められた位相変調パターン（「０」「π」のパターン）に基づき、位相変調器７の各画素を駆動制御する。
【００５８】
図４（ｂ）は、このような記録時の位相変調制御部１８の駆動制御により位相変調器７から出力される像を模式的に示している。
この図４（ｂ）においても、光の振幅の大きさは色濃度により表しているが、この場合は黒が振幅「−１」、灰が振幅「０」、白が振幅「１」を表す。
この図４（ｂ）に示されるように、上記位相変調制御部１８の記録時の駆動制御が行われることで、信号光エリアＡ２内には、「＋１」「０」「−１」がランダムに発生することになる。
また参照光エリアＡ１内では、「＋１」「−１」がランダムに発生するものとなる。つまりこの場合、参照光エリアＡ１の強度変調パターンは「１」によるベタパターンとされているので、参照光エリアＡ１内には「０」が存在しないものである。
【００５９】
また、上記位相変調制御部１８は、再生時には、参照光に記録時と同じ位相パターンによる位相変調が施されるように位相変調器７を駆動制御するが、本実施の形態の場合、位相変調制御部１８は、再生時には、このような参照光についての位相変調のための駆動制御と共に、ＤＣ光（信号光エリアＡ２内にて生成される）についての位相変調のための駆動制御も行うものとなる。
なお、このようなＤＣ光についての位相変調も含めた本実施の形態の場合における再生時の位相変調については後に改めて説明する。
【００６０】
なお、先にホログラムページを多重記録することについて触れたが、多重記録を行う場合は、記録時において、参照光のパターン（強度、位相）を逐次変えてホログラムページの多重記録を行うことになる。
また、多重記録されたホログラムページの再生時には、参照光のパターン（強度、位相）を記録時と同じパターンに設定することで、対象とするホログラムページを選択的に読み出すことができる。
【００６１】
ここで、図１に示す記録再生装置において、強度変調部（偏光ビームスプリッタ３・偏光制御器４）により生成された信号光、参照光に対し、画素単位による予め定められた位相変調パターンを正確に与えるためには、偏光制御器４の各画素と、位相変調器７の各画素との光学的なマッチング（ピクセルマッチング）がとられる必要がある。
このために位相変調器７は、図１に示すリレーレンズ５，６によるリレーレンズ系によって形成される、上記偏光制御器４の変調面（実像面）と共役な面にその変調面が位置するようにして光学系中に配置される。またこれと共に位相変調器７は、レーザ光軸と直交する面内における配置位置が、偏光制御器４の各画素を介した光が位相変調器７における対応する各画素に各々入射する状態が得られるようにして位置決めされる。
【００６２】
また、このことからも理解されるように、位相変調器７においても、偏光制御器４と同様に参照光エリアＡ１、信号光エリアＡ２、ギャップエリアＡ３の各エリアが設定されており（図２を参照）、これによって参照光エリアＡ１、信号光エリアＡ２の各エリアごとの位相変調を行うことが可能とされている。
【００６３】
図１において、上記位相変調器７からの出射光は、偏光ビームスプリッタ８に入射する。
この偏光ビームスプリッタ８としても先の偏光ビームスプリッタ３と同様に、ｐ偏光を透過、ｓ偏光を反射するように構成され、従って上記位相変調器７から出射されたレーザ光は、当該偏光ビームスプリッタ８を透過することになる。
【００６４】
偏光ビームスプリッタ８を透過したレーザ光は、リレーレンズ９,アパーチャー１０,リレーレンズ１１によるリレーレンズ系に入射する。
図示するようにリレーレンズ９によっては、偏光ビームスプリッタ８を透過したレーザ光の光束が所定の焦点位置に集光するようにされ、リレーレンズ１１によっては集光後の拡散光としての上記レーザ光束が平行光となるように変換される。上記アパーチャー１０は、上記リレーレンズ９による焦点位置（フーリエ面：周波数平面）に設けられ、光軸を中心とする所定範囲内の光を透過、それ以外の光を遮断するように構成される。
【００６５】
上記アパーチャー１０によっては、ホログラム記録媒体ＨＭに記録されるホログラムページのサイズが制限され、ホログラムの記録密度（つまりデータ記録密度）の向上が図られる。
【００６６】
上記リレーレンズ１１を介したレーザ光は、ミラー１２によってその光軸が９０°折り曲げられて、部分回折素子１３→１／４波長板１４を介して対物レンズ１５に導かれる。
上記部分回折素子１３及び１／４波長板１４は、再生時においてホログラム記録媒体ＨＭにて反射された参照光（反射参照光）が、イメージセンサ１６に導かれて再生光に対するノイズとなってしまうことを防止するために設けられている。
なお、これら部分回折素子１３及び１／４波長板１４による反射参照光の抑圧作用については後述する。
【００６７】
対物レンズ１５に入射したレーザ光は、ホログラム記録媒体ＨＭに集光するようにして照射される。
【００６８】
ここで、先にも述べたように、記録時には、強度変調部（偏光制御器４及び偏光ビームスプリッタ３）による強度変調により信号光と参照光とが生成され、これら信号光・参照光が上記により説明した経路によりホログラム記録媒体ＨＭに照射される。これにより、ホログラム記録媒体ＨＭには、これら信号光と参照光との干渉縞により記録データを反映したホログラムが形成され、データ記録が実現される。
【００６９】
また、再生時には、上記強度変調部により参照光が生成され、上記した経路によりホログラム記録媒体ＨＭに照射される。このように参照光が照射されることで、記録時に形成されたホログラムに応じた再生像（再生光）が反射光として得られる。この再生像は、対物レンズ１５を介して装置側に戻される。
【００７０】
ここで、再生時にホログラム記録媒体ＨＭに対して照射される参照光（往路参照光とする）は、先の強度変調部の動作によれば、ｐ偏光で部分回折素子１３に入射することになる。後述もするように部分回折素子１３は往路の光は全て透過するように構成されているので、ｐ偏光による往路参照光は、１／４波長板１４を介することになる。このように１／４波長板１４を介したｐ偏光による往路参照光は、所定回転方向による円偏光に変換されてホログラム記録媒体ＨＭに照射される。
このようにして照射された参照光は、ホログラム記録媒体ＨＭ内に設けられた反射膜にて反射され、反射参照光（復路参照光）として対物レンズ１５に導かれる。このとき、上記反射膜での反射により、復路参照光の円偏光回転方向は上記所定回転方向とは逆回転方向に変換されるので、復路参照光は、１／４波長板１４を介することで、ｓ偏光に変換されることになる。
【００７１】
ここで、このような偏光状態の遷移を踏まえた上で、部分回折素子１３と１／４波長板１４とによる反射参照光の抑圧作用について説明する。
部分回折素子１３は、参照光が入射する領域（中心部を除く領域）に例えば液晶回折素子などの、直線偏光の偏光状態に応じた選択回折特性（一方の直線偏光成分は回折し、他方の直線偏光成分は透過する）を有する偏光選択回折素子が形成されて成る。具体的にこの場合、部分回折素子１３が備える上記偏光選択回折素子は、ｐ偏光を透過、ｓ偏光を回折するように構成されている。このことで、往路の参照光は部分回折素子１３を透過し、復路の参照光のみが部分回折素子１３にて回折（抑圧）されるようになっている。
この結果、復路光としての反射参照光が再生像に対するノイズ成分として検出されてＳＮ比が低下してしまうといった事態の防止が図られる。
【００７２】
なお確認のために述べておくと、部分回折素子１３における信号光が入射する領域（再生時には再生像や後述するＤＣ光が入射する領域）は、例えば透明材料で構成される、或いは穴部とされるなどして、往路光・復路光の双方を透過するように構成されている。このことで、記録時の信号光と再生時の再生像（及び後述するＤＣ光）とが当該部分回折素子１３を透過するように図られている。
【００７３】
ここで、これまでの説明からも理解されるように、ホログラム記録再生システムでは、記録されたホログラムに対して参照光を照射して、回折現象を利用して再生像を得るようにされるが、この際の回折効率は、一般に数％〜１％未満とされる。このことから、上記のように反射光として装置側に戻される参照光は、再生像に対して非常に大きな強度を有することになる。つまり、上記反射光としての参照光は、再生像の検出にあたって無視できないノイズ成分となる。
従って、上記のような部分回折素子１３及び１／４波長板１４によって反射参照光の抑圧が図られることで、ＳＮ比の大幅な改善が図られる。
【００７４】
上述のように再生時に得られた再生像は、部分回折素子１３を透過することになる。部分回折素子１３を透過した再生像は、ミラー１２にて反射された後、先に説明したリレーレンズ１１→アパーチャー１０→リレーレンズ９を介し、偏光ビームスプリッタ８に入射する。これまでの説明からも理解されるように、ホログラム記録媒体ＨＭからの反射光は、１／４波長板１４を介してｓ偏光に変換されるので、このように偏光ビームスプリッタ８に入射した再生像は、当該偏光ビームスプリッタ８にて反射され、イメージセンサ１６に対して導かれることになる。
【００７５】
イメージセンサ１６は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどの撮像素子を備えて構成され、上記のようにして導かれたホログラム記録媒体ＨＭからの反射光（ここでは再生像のみとする）を受光し、これを電気信号に変換して画像信号を得る。このようにして得られた画像信号は、記録時に信号光に対して与えたオン／オフパターン（つまり「０」「１」のデータパターン）を反映したものとなっている。すなわち、このようにしてイメージセンサ１６で検出される画像信号が、ホログラム記録媒体ＨＭに対して記録されたデータの読出信号となる。
【００７６】
イメージセンサ１６により得られた読出信号（以下、読出信号ｒｄとする）は、データ再生部１９に対して供給される。
データ再生部１９は、上記読出信号ｒｄに基づき、記録データを再生し、図中の再生データとして出力する。
なお、このデータ再生部１９の内部構成や具体的な処理内容については後述する。
【００７７】
[1-2.第１の実施の形態の線形読み出し手法]
本実施の形態では、再生時に参照光のみを照射する従来のホログラム記録再生システムが有していた非線形性の問題の解決を図るべく、先に掲げた特許文献２に開示される「コヒーレント加算方式」のように、再生時において、参照光と共に、光強度・位相が均一とされたＤＣ光を生成・照射する手法を採るものとしている。
確認のために述べておくと、特許文献２などにも開示されているように、このようなＤＣ光は、イメージセンサ１６上にて再生像と重なる位置に得られるようにすべく、信号光エリアＡ２内にて生成することになる。
【００７８】
但し、先にも述べたように、単にＤＣ光の加算を行ったのみでは、当該ＤＣ光が光学系やホログラム記録媒体ＨＭを介してイメージセンサ１６に導かれるまでの間に生じるノイズに起因して、再生信号品質の低下を招くことになる。
【００７９】
そこで本実施の形態では、以下で説明するような手法を採ることで、ＤＣ光加算による非線形読み出しを可能としつつ、上記ＤＣ光に重畳するノイズの除去による再生信号品質の向上を図る。
【００８０】
先ず、本実施の形態においても、「コヒーレント加算方式」と同様に、１つのホログラムの再生につき、参照光とＤＣ光とを生成・照射し、これにより再生像＋ＤＣ光についての受光が行われるようにして、「再生像＋ＤＣ光」についての画像信号を得る。
そして、これに加え本実施の形態では、ＤＣ光のみを生成・照射し、これにより光学系やホログラム記録媒体ＨＭを介したＤＣ光についての受光が行われるようにして、ＤＣ光単体についての画像信号を得る。
その上で、上記「再生像＋ＤＣ光」についての画像信号と、上記ＤＣ光単体についての画像信号との差分をとるという手法を採る。
【００８１】
（ＤＣ光の生成について）
先ずは、ＤＣ光について説明しておく。
本実施の形態の場合において、ＤＣ光としては、上述のように光強度・位相が均一とされる光となる（つまりコヒーレントな光とされる）。
また、これと共に本例の場合は、このようなＤＣ光として、その位相が再生像の基準位相と同位相となる光を生成するものとしている。
ここで、「再生像内の基準位相」とは、記録時において、位相「０」による変調が与えられて記録されたデータピクセルの位相である。
【００８２】
このように再生像の位相とＤＣ光の位相とが同位相となるようにされることで、再生像に対しＤＣ光を同位相の成分として加算することができる。すなわち、例えばＤＣ光を光強度「１」による変調で生成した場合には、再生像に対して振幅「１」が加算されるようにできるものである。
【００８３】
本実施の形態では、再生時において、このようなＤＣ光と参照光の双方の生成と、ＤＣ光単体の生成とを行うことになる。
これらＤＣ光・参照光の双方の生成、ＤＣ光単体の生成のための強度変調制御部１７、位相変調制御部１８の具体的な動作について説明する。
【００８４】
先ず、強度変調制御部１７は、再生時において上記ＤＣ光・参照光の双方の生成を行う際には、参照光エリアＡ１のオン／オフパターンとして、記録時と同じオン／オフパターンを設定する。そして、信号光エリアＡ２については、その全域をオン（「１」）とするパターンを設定し、さらに参照光エリアＡ１と信号光エリアＡ２以外の他の領域をすべてオフ（「０」）とするパターンを設定する。
このように設定した偏光制御器４の全有効画素分のオン／オフパターンに基づき、強度変調制御部１７が偏光制御器４の各画素を駆動制御する。これにより、参照光、及びＤＣ光の位相変調前の光を得ることができる。
【００８５】
そして、位相変調制御部１８は、再生時において上記ＤＣ光・参照光の双方の生成を行う際には、以下のような動作を行う。
先ず参照光エリアＡ１については、先にも述べたように記録時と同じ２値ランダム位相パターンとしての位相パターンを設定する。そして、信号光エリアＡ２については、その全域を位相「π／２」に設定する。なお、参照光エリアＡ１と信号光エリアＡ２以外の領域は上述のように強度「０」であるので、どのような位相変調を施しても再生結果に変わりはない。本例では、参照光エリアＡ１・信号光エリアＡ２以外の領域は全て位相「０」を設定するものとしている。
【００８６】
ここで、先にも述べたように位相変調器７は、駆動信号レベルに応じて位相を「０」〜「π」に可変的に変調することが可能に構成されている。これに対応して上記位相変調制御部１８は、駆動信号レベルを「０」〜「１」（例えば２５６階調であれば０〜２５５）の間で設定可能に構成されている。
つまり、位相「０」による変調を与えるべき画素については駆動信号レベルを「０」に対応したレベルとし、位相「π」による変調を与えるべき画素については駆動信号レベルを「２５５」に対応したレベルとし、さらに位相「π／２」による変調を与えるべき画素については駆動信号レベルを「１２７」に応じたレベルとするものである。
【００８７】
位相変調制御部１８は、上記のような位相変調器７の全有効画素分の位相パターンに応じてそのレベルを設定した各画素の駆動信号により、位相変調器７の各画素を駆動制御する。これにより、位相変調器７の出力として、記録時と同じパターン（強度・位相）とされた参照光と、光強度「１」・位相「π／２」によるＤＣ光とが得られる。
【００８８】
ここで、本例の場合、ＤＣ光の位相としては、上述のようにして再生像内の基準位相と同位相であるものとしている。このような「再生像内の基準位相と同位相」とするにあたって位相変調器７がＤＣ光（信号光エリアＡ２内）に与えるべき位相の値としては、同じ位相変調器７が記録時に位相「０」の変調を与えた画素の位相を基準位相＝「０」としたとき、「π／２」とすればよいことが分かっている。
【００８９】
このようにしＤＣ光に対し「π／２」による位相変調を与えるのは、以下のような理由による。
すなわち、ホログラム記録再生方式では、ホログラム記録媒体ＨＭに対して参照光を照射して再生像を得たとき、当該再生像の位相が、記録信号の位相からπ／２だけずれるという現象が起こる（この点については下記の参考文献１を参照）。この点から、再生像内の基準位相は「０」のままではなく、「π／２」だけずれるものであり、これに対応させるべく、ＤＣ光に与える位相としても「π／２」に設定すればよいものである。
参考文献１・・・Kogelnik,H "Coupled wave theory for thick hologramgrating". Bell System Technical Journal,48,2909-47
【００９０】
このようにして、ＤＣ光の生成にあたっては、位相変調器７において信号光エリアＡ２内の各画素で位相「π／２」による変調を与えるものとすればよい。
【００９１】
参考として、図５では、上記により説明した強度変調制御部１７、及び位相変調制御部１８による各駆動制御が行われた場合における、位相変調器７からの出力像を模式的に示している。なお、この図５では振幅「＋１」（強度「１」と位相「０」との組）を白、振幅「０」を灰、振幅「−１」（強度「１」と位相「π」との組）を黒により示している。また、図中のドット柄部分は、強度「１」と位相「π／２」との組による変調部分を表している。
【００９２】
また、本実施の形態の場合、再生時には、ＤＣ光単体についての生成が行われる。
強度変調制御部１７は、このようなＤＣ光単体の生成時には、信号光エリアＡ２の全域をオン（「１」）とし、それ以外の領域はオフ（「０」）としたオン／オフパターンを設定し、該パターンに基づき偏光制御器４の各画素を駆動制御する。
【００９３】
また、ＤＣ光単体の生成時、位相変調制御部１８は、信号光エリアＡ２の全域のみを位相「π／２」に対応した値（この場合は上述の「１２７」）とし、それ以外の領域を全て「０」としたパターンに基づく駆動信号により、位相変調器７の各画素を駆動制御する。
【００９４】
これら強度変調制御部１７・位相変調制御部１８の駆動制御により、位相変調器７の出力として、強度「１」・位相「π／２」によるＤＣ光単体が得られる。
【００９５】
図６は、上記による強度変調制御部１７及び位相変調制御部１８によるＤＣ光単体の生成のための駆動制御が行われた場合における、位相変調器７からの出力像を模式的に示している。なお、図６では、振幅「０」を灰、強度「１」と位相「π／２」との組による変調部分をドット柄により表している。
【００９６】
（具体的な手法）
第１の実施の形態は、上記のような参照光・ＤＣ光の双方の生成と、ＤＣ光単体の生成とを、１つのホログラムについての読み出しごとに行う。すなわち、「再生像＋ＤＣ光」についての画像信号から差し引くＤＣ光単体の画像信号を、１つのホログラムの読み出しごとに逐次得るようにするものである。
【００９７】
図７は、第１の実施の形態としての線形読み出し手法についての説明図である。
この図７では、或る１つのホログラムについての読み出し時に対応した線形読み出しの手法を表している。
【００９８】
この図７に示されるように、参照光・ＤＣ光の双方の生成・照射を行うことに応じては、読み出し対象とするホログラムについての再生像と、ＤＣ光とが加算された成分についての受光が行われる。
また、ＤＣ光単体の生成・照射によっては、図のようにＤＣ光のみについての受光が行われるものとなる。
【００９９】
本実施の形態では、このように１ホログラムページの読み出しにつき行われる各受光動作に基づき得られる各画像信号について、図中のＳ１,Ｓ２と示すように、それらの平方根を計算するものとしている。その上で、図中Ｓ３と示すように、上記Ｓ１の平方根計算により得られた「再生像＋ＤＣ光」についての画像信号の平方根計算結果から、上記Ｓ２の平方根計算により得られたＤＣ光のみについての画像信号の平方根計算結果を差し引く。
このＳ３による減算結果が、線形化信号（線形読み出し信号）となる。
確認のために述べておくと、画像信号についての平方根計算は、各画素の検出値（検出強度の値）について行うものである。
また、２つの画像信号の引き算は、画素ごとの検出値の引き算として行うものである。
【０１００】
ここで、上記のような平方根計算・減算処理により線形読み出しが実現される点について確認しておく。なお、以下の説明において、ＤＣ光の加算量（光強度）は「１．０」であるとする。またこの場合において、再生像における振幅は最大値＝「0.078」、最小値＝「−0.078」であるとする。
再生像に対してＤＣ光が加算されることで、再生像における最大値の検出強度は(0.078+1.0)2=1.162となり、最小値の検出強度は(-0.078+1.0)2=0.850となる。そして、これらに対する上記Ｓ１による平方根計算結果は、それぞれ「1.078」、「0.922」となる。
また、ＤＣ光単体についての検出強度は「１．０2」＝「１．０」であり、従って上記Ｓ２による平方根計算結果も「１．０」となる。
このことから、上記Ｓ３による減算処理によっては、再生像における最大値については「1.078−1.0」、最小値について「0.922−1.0」という計算が行われることになり、この結果、元の±0.078という振幅を復元できる。
【０１０１】
このことからも理解されるように、図７で説明した本実施の形態としての読み出し手法を採ることにより、記録された位相の情報が失われない線形読み出しを実現できる。
【０１０２】
図８は、再生時における参照光・ＤＣ光の生成とイメージセンサ１６における検出タイミングとに関するタイミングチャートを示している。
この図８からも明らかなように、本実施の形態のように１ホログラムページの読み出しごとに参照光・ＤＣ光の双方の生成とＤＣ光単体の生成とを行う場合には、ＤＣ光は常時オンの状態とすることができる。
この一方で、参照光については、１ホログラムページの読出期間中においてオン期間の後オフ期間が得られるように、オン／オフを交互に繰り返す。
このような参照光、及びＤＣ光の生成タイミングとすることで、１ホログラムページの読み出しごとに参照光・ＤＣ光の双方の生成とＤＣ光単体の生成とを行うことができる。
【０１０３】
そして、イメージセンサ１６による画像検出（受光動作）については、各ホログラムページの読出期間ごとに得られる参照光・ＤＣ光が共にオンとなる期間中とＤＣ光のみがオンとなる期間中においてそれぞれオンとなるようにして行う。
これにより、１ホログラムページの読み出しごとに、「再生像＋ＤＣ光」についての受光結果とＤＣ光単体についての受光結果とを得ることができる。
【０１０４】
[1-3.線形読み出しのための構成]
本実施の形態において、先の図１に示した強度変調制御部１７、位相変調制御部１８は、図８のタイミングチャートに示したタイミングにより参照光、ＤＣ光の生成が行われるように偏光制御器４、位相変調器７を駆動制御する。
具体的に、再生時における強度変調制御部１７は、信号光エリアＡ２についてはその全域が常時オン（「１」）となり、参照光エリアＡ１については、図８に示した参照光オン期間において記録時と同じオン／オフパターン（この場合はベタパターン）による強度変調が行われるように、偏光制御器４を駆動制御する。
【０１０５】
また、再生時における位相変調制御部１８は、信号光エリアＡ２についてはその全域が常時位相「π／２」による変調が行われ、参照光エリアＡ１については図８に示した参照光オン期間において記録時と同じ位相パターンによる変調が行われるように、位相変調器７を駆動制御する。
【０１０６】
また、図１に示したイメージセンサ１６は、図８の説明からも理解されるように、各ホログラムページの読出期間ごとに得られる参照光・ＤＣ光が共にオンとなる期間中とＤＣ光のみがオンとなる期間中において画像検出（受光動作）を行う。
【０１０７】
図９は、先の図１に示したデータ再生部１９の内部構成を示している。
なお、この図９では図１に示したイメージセンサ１６も併せて示している。
図示するようにデータ再生部１９内には線形化処理部２０、メモリ２１、及び再生処理部２２が備えられている。
【０１０８】
線形化処理部２０は、イメージセンサ１６による読出信号ｒｄに基づき、図中のメモリ２１を用いて先の図７にて説明した平方根計算（Ｓ１，Ｓ２）、及び減算処理（Ｓ３）を行うことで線形化信号（線形読み出し信号）を得る。
【０１０９】
図１０は、上記線形化処理部２０が行う処理の手順を示したフローチャートである。
先ず、ステップＳ１０１では、再生像＋ＤＣ光の検出画像を取得・保持する。すなわち、参照光とＤＣ光の双方の生成・照射が行われたことに応じてイメージセンサ１６にて得られた読出信号ｒｄを取得し、これをメモリ２１に保持するものである。
【０１１０】
次のステップＳ１０２では、平方根を計算する。すなわち、上記ステップＳ１０１で保持した再生像＋ＤＣ光の検出画像の平方根を計算するものである。ここで、図示もしているように再生像＋ＤＣ光の検出画像についての平方根計算結果は、「√再生像＋ＤＣ光」と表記する。
【０１１１】
続くステップＳ１０３では、ＤＣ光の検出画像を取得・保持する。つまり、ＤＣ光単体の生成・照射が行われたことに応じてイメージセンサ１６にて得られた読出信号ｒｄを取得し、これをメモリ２１に保持する。
【０１１２】
そして、次のステップＳ１０４において、平方根の計算として、上記ステップＳ１０３で保持したＤＣ光の検出画像の平方根を計算する。ＤＣ光の検出画像についての平方根計算結果については「√ＤＣ光」と表記する。
【０１１３】
続くステップＳ１０５では、「√再生像＋ＤＣ光」−「√ＤＣ光」を計算する。これにより、１つのホログラムについての線形読み出し信号（線形化信号）が得られる。
【０１１４】
次のステップＳ１０６では、再生が終了したか否かの判別を行う。すなわち、再生対象とする全てのホログラムについての再生が終了したか否かを判別する。
ステップＳ１０６において、再生が終了してはいないとして否定結果が得られた場合には、先のステップＳ１０１に戻る。
一方、再生が終了したとして肯定結果が得られた場合はこの図に示す処理は終了となる。
【０１１５】
図９に示す線形化処理部２０としては、この図１０に示した手順による処理を実行するように回路を組むことで実現できる。すなわち、ハードウエアによる実装が可能である。
或いは、図１０に示した処理動作を実行させるプログラムに従ったデジタル信号処理を実行するＤＳＰ（Digital Signal Processor）によって実現するなど、ソフトウエアによる実装も可能である。
【０１１６】
上記のような線形化処理部２０の処理により、ホログラムページごとの線形化信号が得られる。
このように線形化処理部２０で得られた線形化信号は、再生処理部２２に供給される。
【０１１７】
再生処理部２２は、上記線形化信号に対する所定の再生信号処理、及び再生信号処理結果に基づく各ピクセルのデータ識別処理など、記録データを再生するための再生処理を行う。
上記のように線形化信号に対して行う再生信号処理としては、例えば先に述べたような符号間干渉抑制のための等化フィルタ処理などを挙げることができる。
なお、線形化信号から記録データを再生するための手法については各種が考えられ、ここで特にその手法について限定はしない。
【０１１８】
[1-4.第１の実施の形態のまとめ]
以上で説明したように本実施の形態では、参照光とＤＣ光とを生成・照射して「再生像＋ＤＣ光」についての画像信号を得ると共に、ＤＣ光単体の生成・照射を行うことでＤＣ光のみについての画像信号を得るものとしている。その上で、上記「再生像＋ＤＣ光」についての画像信号と、上記ＤＣ光のみについての画像信号との差分をとるものとしている。
このような手法とすることで、ホログラム記録媒体ＨＭに記録された位相情報が失われない線形読み出しを実現した上で、ＤＣ光に重畳するノイズの除去が図られる。
つまりこれにより、同じ線形化読み出しを可能とする従来の「コヒーレント加算方式」との比較では、再生信号品質のさらなる向上が図られる。
再生信号品質の向上が図られることで、記録密度向上や記録／再生レートの向上を図ることができる。
【０１１９】
また、本実施の形態によれば、再生時において生成するＤＣ光の位相は１種のみとすることができる。従って、従来の「差動検出方式」の場合のように、１つのホログラムの読み出しごとにＤＣ光の位相を変える必要はないものとできる。
この点より本実施の形態によれば、従来の「差動検出方式」を採る場合のように、高再生転送レートの実現のために高速応答が可能な位相変調器を備える必要がないものとできる。つまりこれにより、装置製造コストの削減が図られる。
また、本実施の形態によれば、コスト削減を優先して比較的応答速度が遅めの位相変調器を用いたとしても、「差動検出方式」の場合のように再生転送レートが犠牲になってしまうようなことは避けることができる。つまりこの点より、本実施の形態によれば、「差動検出方式」を採る場合と比較して再生転送レートの向上が図られる。
【０１２０】
また、本実施の形態では、参照光・ＤＣ光の双方の生成・照射とＤＣ光単体の生成・照射とを１つのホログラムの読み出しごとに行うものとしている。つまり、「再生像＋ＤＣ光」についての画像信号から差し引くＤＣ光単体の画像信号を、１つのホログラムの読み出しごとに逐次得るようにしているものである。
このようにすることで、ＤＣ光に重畳したノイズの除去効果を高めることができる。
すなわち、ＤＣ光に重畳するノイズとしては、例えば光源（図１ではレーザダイオード１）を始めとした光学系起因によるものと、ホログラム記録媒体ＨＭを介する際に生じるメディア起因のものとが生じ得る。このメディア起因によるノイズは、メディア上の再生位置に応じて変化する可能性がある。
上記のようにして「再生像＋ＤＣ光」についての画像信号から差し引くＤＣ光単体の画像信号を１つのホログラムの読み出しごとに逐次得るようにすれば、上記メディア起因のノイズが、再生位置の変化に応じて変化したときにも、その除去を行うことができるようになる。
このことからも理解されるように、上記本実施の形態によれば、光学系起因のノイズの除去を可能とした上で、メディア起因のノイズについてもその除去が効果的に行われるようにでき、その結果、ＤＣ光に重畳したノイズの除去効果を最大限に得ることができる。
【０１２１】
また、本実施の形態では、再生像＋ＤＣ光の画像信号、ＤＣ光単体の画像信号について、各々平方根を計算した後にそれらの差分を計算するものとしたが、このことで、差分計算前に平方根計算を介在させない場合と比較して、ノイズ除去効果をさらに高めることができる。
【０１２２】
＜２．第２の実施の形態＞
続いて、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、複数個のホログラムの読み出しにつき１回の割合でＤＣ光単体の生成・照射、及びその検出画像の取得を行うものである。換言すれば、「再生像＋ＤＣ光」の画像信号から差し引くＤＣ光単体の画像信号を、複数個のホログラムの読み出しにつき１回の割合で得るようにするものである。
【０１２３】
図１１は、第２の実施の形態の再生時における参照光・ＤＣ光の生成とイメージセンサ１６における検出タイミングとに関するタイミングチャートを示している。
先ず、この図１１を参照して分かるように、この場合は一例として、４つのホログラムの読み出しにつき１回の割合でＤＣ光単体の生成・照射を行うものとしている。
【０１２４】
図示するように、第２の実施の形態においては、図中の細線矢印で示す１ページ読出期間と共に、太線矢印で示すＤＣ光取得期間が存在するものとなる。
具体的にこの場合は、ＤＣ光単体の生成・照射及びその検出画像の取得を行った後、４つのホログラムについてそれぞれ参照光・ＤＣ光双方の生成・照射及びその検出画像の取得を行うということを繰り返していくことになる。
【０１２５】
図示するように、この場合においても再生時におけるＤＣ光は常時オンの状態とすることができる。
また、参照光については、ＤＣ光取得期間においてはオフとしその後に続く上記４つの１ページ読出期間ごとにオンとなるようにする、ということを繰り返す。
【０１２６】
このようにして１つのＤＣ光取得期間・４つの１ページ読出期間の組が繰り返されるようにした上で、上記ＤＣ光取得期間の後の４つの１ページ読出期間のそれぞれにおいては、直前のＤＣ光取得期間にて取得されたＤＣ光単体の画像信号（減算用ＤＣ光画像とする）を用いて、「再生像＋ＤＣ光」の画像信号に関する差分計算を行う。
具体的に、この場合としても第１の実施の形態と同様に差分計算前には平方根計算を介在させるので、上記ＤＣ光取得期間で取得された減算用ＤＣ光画像についての平方根計算（√ＤＣ光）を行っておく。そして、その後の各１ページ読出期間においては、取得された「再生像＋ＤＣ光」の画像信号についての平方根計算（√再生像＋ＤＣ光）を行った上で、当該平方根計算結果「√再生像＋ＤＣ光」から上記平方根計算結果「√ＤＣ光」を減算する。
これにより、それぞれの１ページ読出期間ごとに、「√再生像＋ＤＣ光」−「√ＤＣ光」による線形読み出し信号を得ることができる。
【０１２７】
ここで、第２の実施の形態においても、記録再生装置の内部構成については第１の実施の形態で説明したもの（図１、図９）と同様となる。
但し、上記説明からも理解されるように、この場合は参照光の生成タイミングを第１の実施の形態の場合から変更させる必要がある。
具体的に、この場合の強度変調制御部１７は、再生時において、信号光エリアＡ２については第１の実施の形態の場合と同様に常時オン（「１」）となるようにし、参照光エリアＡ１については、図１１に示す各１ページ読出期間ごとに記録時と同じオン／オフパターンによる強度変調が行われるようにして、偏光制御器４を駆動制御する。
【０１２８】
また、位相変調制御部１８は、再生時において、信号光エリアＡ２については第１の実施の形態と同様に常時位相「π／２」による変調が行われ、参照光エリアＡ１については図１１に示す各１ページ読出期間ごとに記録時と同じ位相パターンによる変調が行われるようにして位相変調器７を駆動制御する。
【０１２９】
また第２の実施の形態において、イメージセンサ１６は、図１１に示したＤＣ光取得期間、１ページ読出期間の各期間内にて画像検出（受光動作）を行う。
【０１３０】
また、第２の実施の形態では、線形化処理部２０が行う線形化処理の内容も異なるものとなる。
図１２のフローチャートは、第２の実施の形態の場合の線形化処理部２０が行うべき処理の手順を示している。
図１２において、先ずステップＳ２０１では、読出回数値ｎを０にリセットする。以下の説明からも理解されるように、この読出回数値ｎは、ＤＣ光取得期間後のホログラムページの取得回数についてのカウント値となる。
【０１３１】
次のステップＳ２０２では、ＤＣ光の検出画像を取得すると共に、これを減算用ＤＣ光画像としてメモリ２１に保持する。
さらに、次のステップＳ２０３において、上記減算用ＤＣ光画像の平方根を計算する。上述もしたように、このように計算した減算用ＤＣ光画像についての平方根の値は「√ＤＣ光」と表記する。
【０１３２】
続くステップＳ２０４では、再生像＋ＤＣ光の検出画像を取得し、これをメモリ２１に保持する。
そして次のステップＳ２０５において、再生像＋ＤＣ光の検出画像の平方根（「√再生像＋ＤＣ光」）を計算する。
【０１３３】
次のステップＳ２０６においては、「√再生像＋ＤＣ光」−「√ＤＣ光」を計算する。この差分計算により、ＤＣ光取得期間後におけるｎ番目の１ページ読出期間にて読出対象とされたホログラムについての線形読み出し信号が得られる。
【０１３４】
続くステップＳ２０７では、読出回数値ｎをインクリメント（ｎ←ｎ＋１）する。
【０１３５】
そして、次のステップＳ２０８においては、再生が終了したか否かを判別する。
このステップＳ２０８において、再生が終了していないとして否定結果が得られた場合は、ステップＳ２０９に進み、ｎ＝Ｎであるか否かを判別する。
ここで、上記「Ｎ」は、ＤＣ光取得期間後に設けられる１ページ読出期間の数を表す値である。つまりこの「Ｎ」の値は、ＤＣ光取得期間にて取得した減算用ＤＣ光画像を、幾つの１ページ読出期間の差分計算で用いるかを定めるパラメータとなるものである。
先の説明からも理解されるように、本例の場合には４回に対応したＮ＝３が設定されることになる。
【０１３６】
上記ステップＳ２０９において、ｎ＝Ｎではないとして否定結果が得られた場合（すなわち減算用ＤＣ光画像を新たに取得し直すべきタイミングではないとされた場合）は、先のステップＳ２０４に戻るようにされる。
また、上記ステップＳ２０９において、ｎ＝Ｎであるとして肯定結果が得られた場合（減算用ＤＣ光画像を新たに取得し直すべきタイミングであるとされた場合）は、先のステップＳ２０１に戻るようにされる。
このようにして、Ｎ回分のホログラムの読み出しが行われるまで、直前のＤＣ光取得期間で取得された減算用ＤＣ光画像を差分計算に用いるようにされている。
【０１３７】
また、上記ステップＳ２０８において、再生が終了したとして肯定結果が得られた場合はこの図に示す処理は終了となる。
【０１３８】
なおこの場合の線形化処理部２０の実装についても、ハードウエア或いはソフトウエアの双方が可能である。
【０１３９】
上記により説明した第２の実施の形態によれば、ＤＣ光単体の検出画像の取得は複数個のホログラムの読み出しにつき１回のみ行えばよいことになり、その分、第１の実施の形態の場合よりも再生転送レートの向上を図ることができる。
【０１４０】
ここで、第２の実施の形態においては、図１２にて説明した「Ｎ」の値の設定、すなわち幾つのホログラムページの読み出しごとに減算用ＤＣ光画像を新たに取得するかの設定が、再生転送レート、及びメディア起因ノイズの防止効果を左右することになる。具体的に、上記「Ｎ」の値を小とすればメディア起因ノイズの防止効果を向上できるが、再生転送レートは低下傾向となる。逆に上記「Ｎ」の値を大とすれば再生転送レートは向上傾向となるが、メディア起因ノイズの防止効果は低下する。
なお、上記「Ｎ」の値を最大とする、すなわちホログラム記録媒体ＨＭの装填ごとに１回のみ減算用ＤＣ光画像の取得を行うとした場合には、メディア起因ノイズの防止効果は最小となるが、光学系起因ノイズの防止効果は第１の実施の形態の場合と同様に得ることができる。
【０１４１】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明としてはこれまでに説明した具体例に限定されるべきものではない。
例えば、これまでの説明では、差分計算の前に平方根計算を介在させるものとしたが、本発明において、このような平方根計算は必須ではない。具体的に、例えば先に例示したようにＤＣ光の加算量（光強度）が「１．０」、再生像における振幅が最大値＝「0.078」、最小値＝「−0.078」であるものとすると、平方根計算を介在させない場合は、再生像における最大値の検出強度＝(0.078+1.0)2=1.162、最小値の検出強度＝(-0.078+1.0)2=0.850について、ＤＣ光単体についての検出強度＝1.0（1.02）との差分を計算することになるが、それらの計算結果は、最大値側＝1.162−1.0＝0.162、最小値側＝0.850−1.0＝−0.150となり、それぞれ異なる値が得られる。
このことからも理解されるように、平方根計算を介在させない場合にも、振幅「１」として記録した信号（最大値側）と振幅「−１」として記録した信号とを区別することができ、結果、位相情報が失われない線形読み出しが可能であることが理解できる。
なお確認のために述べておくと、この場合としてもＤＣ光の加算分の除去は実際に照射したＤＣ光の検出画像を用いて行うことから、ＤＣ光に重畳するノイズについての除去効果は得られるものとなる。
【０１４２】
また、これまでの説明では、ＤＣ光を光強度「１」による強度変調で生成する（つまり再生像に対するＤＣ光加算量を「１」に相当する値に設定する）場合を例示したが、ＤＣ光の光強度は他の値に設定することもできる。その場合、強度変調部としては、光強度「０」〜「１」の間で可変的な強度変調を行うことができるように構成する。
【０１４３】
また、これまでの説明では、ＤＣ光の位相を「再生像内の基準位相と同位相」とするために、位相変調器７において位相「π／２」による変調を与えるものとしたが、「再生像内の基準位相と同位相」とするためには、ＤＣ光の位相を、位相変調器７において位相「０」による変調を受けた光との位相差が「π／２」となるようにすればよく、従ってＤＣ光の位相変調値は「３π／２」とすることもできる。なお、当然のことながらこの場合の位相変調器７としては、少なくとも位相「０」〜「３π／２」までの変調が可能なものを用いることになる。
ここで、確認のために述べておくと、ＤＣ光としては、再生像に対して均一に所定の振幅値を加算できるようにされていればよい。この点からも理解されるように、ＤＣ光の位相としては、再生像内の基準位相と同位相とする必要性はなく他の位相とすることができる。
【０１４４】
またこれまでの説明では、参照光に対して与える強度変調のパターンをＡｌｌ「１」によるベタパターンとする場合を例示したが、それ以外のパターンとすることもできる。
【０１４５】
また、これまでの説明では、記録時において、信号光に「０」「１」の記録データを反映させるための空間光変調を強度変調により行う場合を例示したが、本発明としては、このような記録データに応じた信号光の空間光変調を位相変調で行う場合にも好適に適用することができる。
【０１４６】
図１３は、記録データに応じた信号光の空間光変調を位相変調で行う変形例としての記録再生装置の内部構成を示している。なおこの図において、既にこれまでに説明した部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。
先の図１と比較して分かるように、図１３に示す記録再生装置においては、偏光ビームスプリッタ３と偏光制御器４とによる強度変調部が省略された上で、位相変調器７が、コリメーションレンズ２とリレーレンズ５との間に挿入される。
その上で、この場合の位相変調器７に対しては、レーザダイオード１からの光が入射する側の面に対し、遮光マスク３０が設けられる。
またこの場合は、上記位相変調器７についての駆動制御部として、位相変調制御部１８に代えて位相変調制御部３１が設けられる。
【０１４７】
図１４は上記遮光マスク３０の構造を示している。
この図１４に示すように、遮光マスク３０には、位相変調器７に設定されるものと同様のサイズによる参照光エリアＡ１、信号光エリアＡ２、ギャップエリアＡ３が設定されている。遮光マスク３０は、参照光エリアＡ１と信号光エリアＡ２のみが透過性を有する材料（例えば透明ガラスや透明樹脂）で構成され、それ以外の領域が全て遮光材料で構成されている。
この遮光マスク３０は、自らに設定された参照光エリアＡ１、信号光エリアＡ２、ギャップエリアＡ３が、位相変調器７に設定された参照光エリアＡ１、信号光エリアＡ２、ギャップエリアＡ３とそれぞれ一致するようにして、位相変調器７の変調面に対して設けられる。このような遮光マスク３０が設けられることで、参照光エリアＡ１及び信号光エリアＡ２以外の領域としての、記録／再生に関与しない領域における不要光をカットすることができる。
なお、上記遮光マスク３０と同様の効果は、単に位相変調器７の変調面における該当領域（ギャップエリアＡ３及び参照光エリアＡ１の外側の領域）に遮光材料を塗布することによっても得ることができる。
【０１４８】
図１４に示した位相変調制御部３１は、記録時において、信号光エリアＡ２内に記録データに応じた位相パターンを設定することになる。例えば、記録データ「１」を与えるべき画素には位相「０」を、記録データ「０」を与えるべき画素には位相「π」を割り振るなどして、信号光エリアＡ２内に記録データに応じた「０」「π」の位相パターンを設定する。
なおこの場合、記録時における信号光エリアＡ２以外の領域についての駆動制御、及び再生時における駆動制御の内容は、先に説明した位相変調制御部１８によるものと同様となる。従ってその説明は省略する。
【０１４９】
確認のため、図１５，図１６に当該変形例の場合における位相変調器７の出力像についての模式図を示す。図１５は記録時における出力像を、また図１６（ａ）はＤＣ光加算読出時（参照光・ＤＣ光の双方の生成時）の出力像を、図１６（ｂ）はＤＣ光単体についての検出時の出力像を示している。
なお図１５においては振幅の大きさを色濃度で示しており、黒が振幅「−１」、灰が振幅「０」、白が振幅「１」である。
また図１６（ａ）においては黒が振幅「−１」、ドット柄が強度「１」と位相「π／２」との組、灰が振幅「０」、白が振幅「１」を表し、図１６（ｂ）ではドット柄が強度「１」と位相「π／２」との組、灰が振幅「０」、白が振幅「１」を表している。
【０１５０】
図１５に示されるように、この場合は記録データに応じた強度変調が行われないので、記録時における信号光エリアＡ２内では振幅「１」と振幅「−１」のみが存在することになる。
また図１６（ａ）と先の図５とを比較して分かるように、この場合もＤＣ光加算読出時の位相変調器７の出力像は実施の形態の場合と同様となる（実施の形態の場合も再生時の参照光・ＤＣ光の強度はＡｌｌ「１」のベタパターンとしていたため）。
なお、図１６（ｂ）に示されるように、この場合のＤＣ光単体の検出時には、位相変調器７からの出力像として、ＤＣ光のみでなく参照光エリアＡ１を透過した光が得られることになる。
但し、このように参照光エリアＡ１を透過した光は、図１３に示される部分回折素子１１３と１／４波長板１４との組による反射参照光の抑圧機能によって抑圧されるため、ＤＣ光の検出画像については実施の形態の場合と同様に得ることができる。
【０１５１】
ここで、この変形例の場合、再生像の振幅「１」「−１」がビット「１」「０」を表すことになる。従ってこれら再生像における振幅「１」と「−１」とを区別できれば、データ再生を行うことができる。つまりこの変形例の場合、データ再生を行うために必要な要件は線形読み出しを実現することとなる。
上記による説明からも理解されるように、この変形例の場合における記録再生装置としても、再生時においては、参照光・ＤＣ光の生成・照射による「再生像＋ＤＣ光」の検出画像の取得、及びＤＣ光単体の生成・照射によるＤＣ光のみの検出画像の取得を行った上で、「再生像＋ＤＣ光」の画像信号とＤＣ光のみの画像信号との差分を計算するという動作を行うことになる。つまりこれにより、当該変形例においても線形読み出しが実現されるものとなる。
このことからも理解されるように、本発明は、記録データに応じた位相変調を行って信号光を生成する場合にも好適に適用することができる。
【０１５２】
また、第１の実施の形態においては、参照光とＤＣ光の双方の生成・照射を先に行い、ＤＣ光単体の生成・照射をその後に行うものとしたが、これらの順番を前後させる、或いはページ読出期間によって異なる順番とするなどといったこともでき、従ってその順番については特に限定はされない。
【０１５３】
また、これまでの説明では、「再生像＋ＤＣ光」の検出時におけるイメージセンサ１６の露光時間と、ＤＣ光のみの検出時におけるイメージセンサ１６の露光時間とが等しくされる場合を前提としたが、例えば再生転送レートの向上などを意図して、ＤＣ光のみの検出時における露光時間をより短く設定することもできる。
【０１５４】
但し、このように「再生像＋ＤＣ光」の検出時の露光時間とＤＣ光のみの検出時の露光時間とを異ならせた場合は、ＤＣ光の検出強度が一致しない状態となり、再生像に対して加算したＤＣ光の成分を除去できない虞がある。
そこでこの場合には、双方のＤＣ光の検出強度を一致させるべく、「再生像＋ＤＣ光」の検出画像、ＤＣ光のみの検出画像の少なくとも一方側についてゲイン調整を行うようにする。
このとき、「再生像＋ＤＣ光」側の検出画像についてのゲイン調整を行うと、再生像の検出強度が本来得られるべき強度とは異なる値とされてしまうため、ゲイン調整は、ＤＣ光単体側の検出画像のみについて行うことが好ましい。
なお、このようなゲイン調整は、平方根計算前の画像信号又は平方根計算後の画像信号の何れを対象として行ってもよいことについては言うまでもない。
【０１５５】
また、これまでの説明では、本発明がホログラムの記録と再生の双方が可能な記録再生装置に適用される場合を例示したが、本発明としてはホログラムの再生のみが可能な再生装置（再生専用装置）にも好適に適用することができる。
【０１５６】
また、再生装置の具体的な構成（特に光学ピックアップ内における光学系の構成）についてもこれまでで例示したものに限定されず、例えば反射膜を有さない透過型のホログラム記録媒体に対応した光学系を採用するなど、実際の実施形態に応じて適宜構成の変更は可能である。
【符号の説明】
【０１５７】
１  レーザダイオード（ＬＤ）、２  コリメーションレンズ、３,８  偏光ビームスプリッタ、４  偏光制御器、５,６,９,１１  リレーレンズ、１０  アパーチャー、１２  ミラー、１３  部分回折素子、１４  １／４波長板、１５  対物レンズ、１６  イメージセンサ、１７  強度変調制御部、１８,３１  位相変調制御部、１９  データ再生部、２０  線形化処理部、２１  メモリ、２２  再生処理部、３０  遮光マスク、ＨＭ  ホログラム記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年2月17日(2010.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
図４（ａ）は、上記強度変調制御部１７による記録時の制御に伴い強度変調部から出力される像を模式的に示している。
図４（ａ）では光の振幅の大きさを色濃度で表しており、黒が振幅「０」、白が振幅「１」である。
この図に示されるように、記録時における信号光エリアＡ２には、記録データの「０」「１」に応じた模様が表れている。
また、図示されるようにこの場合は、参照光エリアＡ１の強度パターンとして全画素を「１」とするいわゆるベタパターンを採用している。すなわち、上記した「予め定められた所定のオン／オフパターン」として、この場合はＡｌｌ「１」のパターンが設定されているものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５０】
図１５に示されるように、この場合は記録データに応じた強度変調が行われないので、記録時における信号光エリアＡ２内では振幅「１」と振幅「−１」のみが存在することになる。
また図１６（ａ）と先の図５とを比較して分かるように、この場合もＤＣ光加算読出時の位相変調器７の出力像は実施の形態の場合と同様となる（実施の形態の場合も再生時の参照光・ＤＣ光の強度はＡｌｌ「１」のベタパターンとしていたため）。
なお、図１６（ｂ）に示されるように、この場合のＤＣ光単体の検出時には、位相変調器７からの出力像として、ＤＣ光のみでなく参照光エリアＡ１を透過した光が得られることになる。
但し、このように参照光エリアＡ１を透過した光は、図１３に示される部分回折素子１３と１／４波長板１４との組による反射参照光の抑圧機能によって抑圧されるため、ＤＣ光の検出画像については実施の形態の場合と同様に得ることができる。