(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィを利用して情報を再生する光情報再生装置であって、
光情報記録媒体から２次元信号を再生するピックアップと、
前記ピックアップから再生された２次元信号を少なくとも２つ以上の２次元信号群に分割する分割手段と、
前記分割手段で分割された分割２次元信号群毎に対応する等化後の分割２次元信号群の信号と該分割２次元信号群毎に対応する目標信号との誤差量が小さくなるように、分割２次元信号群毎にフィルタ係数を算出し、該算出されたフィルタ係数を用いて分割２次元信号群毎に等化する適応等化回路と、
前記適応等化回路から出力される分割２次元信号群を結合する結合手段と、
前記結合手段から出力される２次元信号を２値化する２値化回路と、
を具備する光情報再生装置。
【請求項２】
前記分割手段は、
再生された２次元信号を所定の大きさの２次元信号群に分割する分割回路で構成されることを特徴とする請求項１に記載の光情報再生装置。
【請求項３】
前記分割手段で分割された分割２次元信号群を所定の情報に基づき、該分割２次元信号群より大きな第２の分割２次元信号群に結合する第１の結合手段と、
前記第１の結合手段で結合された前記第２の２次元信号群を再度分割する第２の分割手段と、
前記第２の分割手段で分割された２次元信号群を結合する第２の結合手段と、
を具備し、
前記適応等化回路は、前記第１の結合手段から出力される前記第２の分割２次元信号群毎にフィルタ係数を算出し、該算出されたフィルタ係数を用いて前記第２の分割２次元信号群毎に等化することを特徴とする請求項１に記載の光情報再生装置。
【請求項４】
ホログラフィを利用して情報を再生する光情報再生装置であって、
光情報記録媒体から２次元信号を再生するピックアップと、
前記ピックアップから再生された２次元信号を所定の目標特性に等化するためのフィルタ係数を求めるための第１の係数演算回路と、
再生された２次元信号を２次元信号群に分割する分割回路と、
以前に求めたフィルタ係数を初期値として前記分割回路で分割された分割２次元信号群毎に対応する等化後の分割２次元信号群の信号と該分割２次元信号群毎に対応する目標信号との誤差量が小さくなるように、分割２次元信号群毎のフィルタ係数を求めるための第２の係数演算回路と、
前記第２の係数演算回路から出力される係数を用いて前記２次元信号群を等化するフィルタと、
前記フィルタから出力される２次元信号群を前記分割回路で分割される以前の２次元信号の状態に結合する結合回路と、
前記結合回路から出力される２次元信号を２値化する２値化回路と、
を具備する光情報再生装置。
【請求項５】
ホログラフィを利用して情報を再生する光情報再生装置であって、
光情報記録媒体から２次元情報を再生するピックアップと、
再生された既知の２次元信号及びユーザーデータを含む２次元信号を２次元信号群に分割する分割回路と、
前記既知の２次元信号を分割した分割２次元信号群毎に対応する等化後の分割２次元信号群の信号と該分割２次元信号群毎に対応する目標信号との誤差量が小さくなるように、分割２次元信号群毎にフィルタ係数を求めるための係数演算回路と、
前記係数演算回路から出力される係数を用いて前記ユーザーデータを含む分割２次元信号群毎に等化するフィルタと、
前記フィルタから出力される２次元信号群を前記分割回路で分割される以前の２次元信号の状態に結合する結合回路と、
前記結合回路から出力される２次元信号を２値化する２値化回路と
を具備する光情報再生装置。
【請求項６】
ホログラフィを利用して情報を再生する光情報再生方法であって、
光情報記録媒体から２次元信号を再生する工程と、
再生された２次元信号を分割２次元信号群に分割する分割工程と、
前記分割工程で得られる分割２次元信号群に対応する等化後の分割２次元信号群の信号と該分割２次元信号群毎に対応する目標信号との誤差量が小さくなるように、分割２次元信号群毎にフィルタ係数を算出し、該算出されたフィルタ係数を用いて分割２次元信号群毎に等化する適応等化工程と、
前記適応等化工程で得られる分割２次元信号群を結合する結合工程と、
前記結合工程で得られる２次元信号を２値化する２値化工程と、
を含むことを特徴とする光情報再生方法。
【請求項７】
ホログラフィを利用して情報を再生する光情報再生方法であって、
光情報記録媒体から２次元信号を再生する工程と、
再生された２次元信号を所定の目標特性に等化するためのフィルタ係数を求めるための第１の係数演算工程と、
再生された２次元信号を分割２次元信号群に分割する分割工程と、
以前に求めたフィルタ係数を初期値として前記分割工程で得られる分割２次元信号群に対応する等化後の分割２次元信号群の信号と該分割２次元信号群毎に対応する目標信号との誤差量が小さくなるように、分割２次元信号群毎にフィルタ係数を求めるための第２の係数演算工程と、
前記第２の係数演算工程で得られる係数を用いて分割２次元信号群毎に等化するフィルタ工程と、
前記フィルタ工程で得られる分割２次元信号群を前記分割工程で分割される以前の２次元信号の状態に結合する結合工程と、
前記結合工程で得られる２次元信号を２値化する２値化工程と、
を含むことを特徴とする光情報再生方法。
【請求項８】
ホログラフィを利用して情報を再生する光情報再生方法であって、
光情報記録媒体から２次元情報を再生する工程と、
再生された既知の２次元信号及びユーザーデータを含む２次元信号を２次元信号群に分割する分割工程と、
前記既知の２次元信号を分割した分割２次元信号群に対応する等化後の分割２次元信号群の信号と該分割２次元信号群毎に対応する目標信号との誤差量が小さくなるように、分割２次元信号群毎に所定の目標特性に等化するためのフィルタ係数を求めるための係数演算工程と、
前記係数演算工程で得られる係数を用いて前記ユーザーデータを含む分割２次元信号群毎に等化するフィルタ工程と、
前記フィルタ工程で得られる２次元信号群を前記分割工程で分割される以前の２次元信号の状態に結合する結合工程と、
前記結合工程で得られる２次元信号を２値化する２値化工程と、
を含むことを特徴とする光情報再生方法。
【請求項９】
前記適応等化回路は、
前記分割回路から出力される２次元信号群をフィルタ処理した際に、目標特性からの誤差の平均値が最小となるようにフィルタ係数を求めるための係数演算回路と、
前記係数演算回路から出力される係数を用いて前記２次元信号群を等化するフィルタとで構成されることを特徴とする請求項１に記載の光情報再生装置。
【請求項１０】
前記適応等化工程は、
前記分割工程から出力される２次元信号群をフィルタ処理した際に、目標特性からの誤差の平均値が最小となるようにフィルタ係数を求めるための係数演算工程と、
前記係数演算工程から出力される係数を用いて前記２次元信号群を等化するフィルタリング工程と、で構成されることを特徴とする請求項６に記載の光情報再生方法。
【請求項１１】
ホログラフィを利用して光情報記録媒体から情報を再生する光情報再生方法であって、
前記光情報記録媒体から２次元ページデータを再生し、
前記再生された２次元ページデータを少なくとも第１の領域と第２の領域に分割し、
前記分割された前記第１の領域に対応する等化後の信号と前記第１の領域に対応する目標信号との誤差量が小さくなるように、前記第１の領域に対応するフィルタ係数を算出し、該算出されたフィルタ係数を用いて前記第１の領域に対して等化処理を行ない、
前記分割された前記第２の領域に対応する等化後の信号と前記第２の領域に対応する目標信号との誤差量が小さくなるように、前記第２の領域に対応するフィルタ係数を算出し、該算出されたフィルタ係数を用いて前記第２の領域に対して等化処理を行ない、
前記等化処理が行なわれた前記第１の領域と前記第２の領域に基づいて前記情報を再生する光情報再生方法。
【請求項１２】
ホログラフィを利用して光情報記録媒体から情報を再生する光情報再生装置であって、
前記光情報記録媒体から２次元ページデータを再生するピックアップと、
前記ピックアップから再生された２次元ページデータを少なくとも第１の領域と第２の領域に分割する分割回路と、
前記分割された前記第１の領域に対応する等化後の信号と前記第１の領域に対応する目標信号との誤差量が小さくなるように、前記第１の領域に対応するフィルタ係数を算出し、該算出されたフィルタ係数を用いて前記第１の領域に対して等化処理を行ない、前記分割された前記第２の領域に対応する等化後の信号と前記第２の領域に対応する目標信号との誤差量が小さくなるように、前記第２の領域に対応するフィルタ係数を算出し、該算出されたフィルタ係数を用いて前記第２の領域に対して目標特性で等化処理を行なう等化回路と、を備え、
前記等化処理が行なわれた前記第１の領域と前記第２の領域に基づいて前記情報が再生される光情報再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィを用いて、光情報記録媒体から情報を再生する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、青紫色半導体レーザを用いたＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（ＢＤ）規格により、民生用においても５０ＧＢ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１００ＧＢ〜１ＴＢというＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）容量と同程度までの大容量化が望まれる。しかしながら、このような超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。
【０００３】
次世代のストレージ技術に関する研究が行われる中、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録するホログラム記録技術が注目を集めている。ホログラム記録技術とは、空間光変調器により２次元的に変調されたページデータの情報を有する信号光を、光情報記録媒体の内部で参照光と重ね合わせ、その時に生じる干渉縞パターンによって光情報記録媒体内に屈折率変調を生じさせることで情報を光情報記録媒体に記録する技術である。
【０００４】
情報の再生時には、記録時に用いた参照光と同一の光を光情報記録媒体に照射する。このとき、光情報記録媒体中に記録されているホログラムが回折格子のように作用し、記録した信号光と位相情報を含めて同一の光が回折光として再生される。再生された光は、ＣＭＯＳやＣＣＤなどの光検出器を用いて２次元的に高速に検出される。このようにホログラム記録技術は、ホログラフィを利用して２次元的な情報を一度に光情報記録媒体に記録し、さらにこの情報を再生することを可能とするものであり、加えて光情報記録媒体の１つの場所に複数の２次元データを重ね書きすることができるため、高速かつ大容量な情報の記録再生を果たすことができる。
【０００５】
ホログラム記録技術として、例えば特開２００４−２７２２６８号公報（特許文献１）がある。本公報には、信号光束をレンズで光情報記録媒体に集光すると同時に、平行光束の参照光を照射して干渉させてホログラムの記録を行い、さらに参照光の光情報記録媒体への入射角度を変えながら異なるページデータを空間光変調器に表示して多重記録を行う、いわゆる角度多重記録方式が記載されている。さらに本公報には、信号光をレンズで集光してそのビームウエストに開口（空間フィルタ）を配することにより、隣接するホログラムの間隔を短くすることができ、従来の角度多重記録方式に比べて記録密度及び容量を増大させる技術が記載されている。
【０００６】
また、ホログラム記録技術として、例えばＷＯ２００４−１０２５４２号公報（特許文献２）がある。本公報には、１つの空間光変調器において内側の画素からの光を信号光、外側の輪帯状の画素からの光を参照光として、両光束を同じレンズで光情報記録媒体に集光し、レンズの焦点面付近で信号光と参照光を干渉させてホログラムを記録するシフト多重方式を用いた例が記述されている。
【０００７】
ホログラム再生における等化技術として、例えば特開２００６−２６７５３９号公報（特許文献３）がある。本公報には、注目画素が周辺画素から受ける符号間干渉を効果的に除去するため仮判定を行った２値化データのパターンに基づいてフィルタ係数を選択する技術が記述されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２７２２６８号公報
【特許文献２】ＷＯ２００４−１０２５４２号公報
【特許文献３】特開２００６−２６７５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ホログラムから再生されるページと呼ばれる２次元データではページ中の位置により符号間干渉の様子が異なり再生品質が異なるといった課題があった。
【００１０】
しかしながら、上記課題には従来報告されているページによりフィルタ係数を適応させるページ適応型の等化処理では、１ページから１つのフィルタ係数を算出するため同一ページ内での符号間干渉の違いに十分に対応することは難しいという課題が残る。また、特許文献３に記載される隣接画素の状態によりフィルタ係数を変化させる等化処理では、隣接画素のＯＮ・ＯＦＦ状態のみでフィルタ係数は決定しページ内の符号間干渉の違いを考慮している訳ではないため、同様に上記課題に十分に対応することは難しいという課題が残る。
【００１１】
本発明の目的は、再生ページ内の位置による再生品質の違いに対応した等化処理を行うにより、ページ全体の信号品質を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、その一例として光情報記録媒体から２次元ページデータを再生する際に、再生された２次元ページデータを複数の領域群に分割し、分割された２次元領域群を個別に適応等化し、元の２次元ページデータの状態に戻るよう結合することで解決できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ページを複数の領域群に分割し等化処理することにより、同一ページ中の位置により様子が異なる符号間干渉を効果的に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】光情報記録再生装置の実施例を表す構成図
【図２】光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す図（記録時）
【図３】光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す図（再生時）
【図４】光情報記録再生装置の動作フローの実施例を表す図
【図５】同一ページ中での再生品質の違いの例を示す概略図
【図６】フィルタをかける領域とＦＩＲフィルタの構成の例を表す図
【図７】ページを分割しフィルタ係数群を算出する際の分割例を表す図
【図８】実施例１における動作フローの例を表す図
【図９】実施例１における光情報記録再生装置の構成例を表す図
【図１０】実施例２における分割領域を結合させる方法の例を表す図
【図１１】実施例２における動作フローの例を表す図
【図１２】実施例２における光情報記録再生装置の構成例を表す図
【図１３】実施例３における動作フローの例を表す図
【図１４】実施例３における適応等化により係数群の更新を行う順序の例を示す図
【図１５】実施例３における光情報記録再生装置の構成例を表す図
【図１６】実施例４における既知ページを定期的に記録する例を表す図
【図１７】実施例４における動作フローの例を表す図
【図１８】実施例４における光情報記録再生装置の構成例を表す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１６】
本発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。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媒体の記録再生装置の構成例を示すブロック図である。
【００１７】
光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、位相共役光学系１２、ディスクＣｕｒｅ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。
【００１８】
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光情報記録媒体に記録する役割を果たす。この際、記録する情報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。
【００１９】
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の位相共役光を位相共役光学系１２にて生成する。ここで位相共役光とは、入力光と同一の波面を保ちながら逆方向に進む光波のことである。位相共役光によって再生される再生光をピックアップ１１内の後述する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。
【００２０】
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。
【００２１】
ディスクＣｕｒｅ光学系１３は、光情報記録媒体１のプリキュア及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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、ディスクＣｕｒｅ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。
【００２４】
また、ピックアップ１１、そして、ディスクＣｕｒｅ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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、サーボ信号生成回路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。
【００２７】
また、ピックアップ１１、ディスクＣｕｒｅ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。
【００２８】
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２０１を出射した光ビームはコリメートレンズ２０２を透過し、シャッタ２０３に入射する。シャッタ２０３が開いている時は、光ビームはシャッタ２０３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２０４によってｐ偏光とｓ偏光の光量比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２０５に入射する。
【００２９】
ＰＢＳプリズム２０５を透過した光ビームは、信号光２０６として働き、ビームエキスパンダ２０８によって光ビーム径が拡大された後、位相マスク２０９、リレーレンズ２１０、ＰＢＳプリズム２１１を透過して空間光変調器２１２に入射する。
【００３０】
空間光変調器２１２によって情報が付加された信号光は、ＰＢＳプリズム２１１を反射し、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。その後、信号光は対物レンズ２１５によって光情報記録媒体１に集光する。
【００３１】
一方、ＰＢＳプリズム２０５を反射した光ビームは参照光２０７として働き、偏光方向変換素子２１６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２１７ならびにミラー２１８を経由してガルバノミラー２１９に入射する。ガルバノミラー２１９はアクチュエータ２２０によって角度を調整可能のため、レンズ２２１とレンズ２２２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。
【００３２】
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、光情報記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを光情報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２１９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。
【００３３】
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。
【００３４】
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２２３によって角度調整可能なガルバノミラー２２４にて反射させることで、その位相共役光を生成する。
【００３５】
この位相共役光によって再生された信号光は、対物レンズ２１５、リレーレンズ２１３ならびに空間フィルタ２１４を伝播する。その後、信号光はＰＢＳプリズム２１１を透過して光検出器２２５に入射し、記録した信号を再生することができる。
【００３６】
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。
【００３７】
図４（ａ）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４（ｂ）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４（ｃ）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。
【００３８】
図４（ａ）に示すように媒体を挿入すると（S401）、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（S402）。
【００３９】
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再生し（S403）、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。
【００４０】
コントロールデータを再生した後は、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（S404）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（S405）。
【００４１】
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４（ｂ）に示すように、まず記録するデータを受信して（S411）、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。
【００４２】
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、必要に応じて各種学習処理を事前に行い（S412）、シーク動作（S413）によりピックアップ１１ならびにディスクＣｕｒｅ光学系１３の位置を光情報記録媒体の所定の位置に配置する。
【００４３】
その後、ディスクＣｕｒｅ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（S414）、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（S415）。
【００４４】
データを記録した後は、必要に応じてデータをベリファイし（S416）、ディスクＣｕｒｅ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（S417）。
【００４５】
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４（ｃ）に示すように、光情報記録媒体から高品質の情報を再生できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行う（S421）。その後、シーク動作（S422）によりピックアップ１１ならびに位相共役光学系１２の位置を光情報記録媒体の所定の位置に配置する。
【００４６】
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再生する（S423）。本発明はこの情報を再生する際の信号品質を向上させるための手段として適用される。
【００４７】
本発明における実施例について以下で詳細に説明する。
【実施例１】
【００４８】
ページを分割し分割領域毎に適応等化を行う有効性について概説する。図５は同一ページ中の位置の違いによる再生品質の違いを模式的に表したものである。図５（ａ）上図に図示されているような白色のＯＮ画素の周囲を黒色のＯＦＦ画素が囲んでいる場合、記録時の空間光変調器では図５（ａ）下図に表されるようにＯＮ画素と隣接ＯＦＦ画素は２値で表される。しかし、前記信号をホログラムとして光情報記録媒体に記録し再生信号を見た場合、図５（ｂ）上図に示されるようにＯＮ画素から隣接する画素へ信号が漏れ込み符号間干渉が生じる。これは、特開２００４−２７２２６８号公報（特許文献１）に記載されるビームウエストを絞り込む開口（空間フィルタ）が高周波成分を除去するためであり、開口のサイズを小さくすればする程、符号間干渉は大きくなる。
【００４９】
前記符号間干渉はレンズの収差やレーザの波長ずれ、ディスクチルト等の複合的な外乱によりページ中の位置で干渉の様子が変化する場合がある。例えば、あるホログラムからの再生ページを図５（ｃ）で図示されるように５つの領域に分けてＯＮ画素からの隣接ＯＦＦ画素への漏れ込みの違いを観察すると、図５（ｂ）下図のようにページ中の位置により干渉の様子が異なる場合がある。このような同一ページ中での符号間干渉の違いには、従来から提案されている１ページに対して１つのフィルタ係数を求めるページ適応型の適応等化では十分に対応することが難しく、ページをある大きさの領域に分割させ領域毎に適応等化を行う本発明が有効である。
【００５０】
図６は２次元画素に対するＦＩＲフィルタ処理の一例を示したものである。例えば図６（ａ）に示すように３×３のフィルタ領域で中心の注目画素の輝度値をフィルタ処理する場合を考える。フィルタ処理としては、図６（ｂ）で表されるように注目画素及び隣接画素１〜８の各々の輝度値に対してフィルタ係数を乗算回路３０１〜３０９を用いて乗算し、これらの値の全てを加算回路３１０を用いて加算することによりフィルタ後の値を算出する。当然、３×３のフィルタ領域を仮定した場合フィルタ係数の値は９つ必要となる。なお、本発明は３×３のフィルタ領域に限定されるものではなく、任意の大きさのフィルタ領域を使用して構わない。
【００５１】
図７は第１の実施例におけるページを分割する方法の一例を示したものである。例えば、図７（ａ）に示されるような再生ページが得られた場合、太枠で示されるようにある大きさの複数の領域群に再生ページを分割する。その後、領域毎に線形最小平均自乗誤差法ＬＭＭＳＥ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｍｉｎｉｍｕｎ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｄ  Ｅｒｒｏｒ）等の適応アルゴリズムを用いてフィルタ係数を算出し、領域毎に等化処理する。等化する際、各領域のエッジ部でも効率的な等化性能を実現するため数画素分余分にフィルタ処理し、該当部分のみを等化後の領域として抜き出しても構わない。なお、本例では１６分割した場合を図示しているが、本発明は１６分割に限定されるものではない。また、分割領域の大きさも各領域で同一の大きさを図示しているが、領域毎に大きさを変更しても構わない。
【００５２】
ＬＭＭＳＥアルゴリズムについて説明する。ＬＭＭＳＥは非特許文献Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｖｏｌ．４５、Ｎｏ．２Ｂ、２００６、ＰＰ．１０７９−１０８３に記載されるように等化後の信号と理想信号との自乗誤差の平均値が最小となる場合のフィルタ係数を算出するアルゴリズムであり、算出式は式（１）で表される。
【００５３】
ｗ＝ＲｄｉＲｉｉ−１  ・・・式（１）
ここで、ｗはＬＭＭＳＥにより求められるフィルタ係数、Ｒｄｉは入力画素と理想画素の相互相関、Ｒｉｉは入力画素の自己相関である。なお、適応アルゴリズムとしてＬＭＭＳＥ以外のアルゴリズムを使用しても構わない。
【００５４】
ページを複数の領域群に分割し分割領域毎に適応等化を行う動作の一例を図８に示す。まずステップ３０１により光情報記録媒体から再生されたページをある大きさの複数の領域群に分割する。その後、ステップ３０２により分割領域毎にＬＭＭＳＥ等の適応アルゴリズムを用いてフィルタ係数を算出する。ステップ３０３において、ステップ３０２で求めた各領域のフィルタ係数群を用いて分割領域毎に等化処理を行う。ステップ３０４において、分割領域群を分割前のページと同じ状態に戻るように、分割前の位置に再配置させ結合することでページデータ化する。ステップ３０６において最終ページかどうかの判断を行い、最終ページの場合は処理を終了し、最終ページで無い場合には、ステップ３０５により次ページに移り、ステップ３０１からの動作を実行する。なお、図8では分割領域毎のフィルタ係数群を全て求めた後にフィルタ処理を行う例を示したが、各分割領域でフィルタ係数を求めた後に続けてフィルタ処理を行う動作を全分割領域で行っても構わない。
【００５５】
続いて第１の実施例の装置構成を図９に示す。ピックアップ１１で検出されたページデータはページ位置合わせ回路３５１により位置ずれ等の調整が行われる。ずれ量の算出はページ中に埋め込まれた既知パターンを元に行われ、水平方向及び垂直方向の位置ずれ、回転ずれ、倍率ずれを算出し、これらの情報を元に検出画像の位置合わせを回路３５１により行う。その後、オーバーサンプリング解除回路３５２によりページ中の１画素が記録時の空間光変調器２１２におけるＯＮあるいはＯＦＦのいずれかの信号と１対１に対応するように調整される。これは、ページの位置ずれがある場合にも十分な再生性能を確保するため光検出器２２５の解像度は一般的に空間光変調器２１２の解像度よりも高くなっているためである。その後、ページ分割回路３５３によりある大きさの複数の領域群にページを分割し、フィルタ係数演算回路３５６により領域毎にフィルタ係数を求める。なお、フィルタ係数演算回路では理想信号が必要となるため、ページ分割回路３５３の出力は同時に等化回路３５４に渡され等化処理しその後２値化回路３５５により２値化され理想信号としてフィルタ係数演算回路に渡される。なお、２値化回路３５５は閾値によりＯＮ、ＯＦＦの判断を行っても良いし、ビタビ復号を利用しても良いし，ＳＵＭ−ＰＲＯＤＵＣＴ復号等の誤り訂正符号の軟判定復号技術により２値化しても構わない。また、本実施例をＰａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ（ＰＲＭＬ）のＰＲ等化器として用いる場合には、２値化回路３５５の後に所望のＰＲ特性となるように畳み込みを行うフィルタを配置しても構わない。可変ＦＩＲフィルタ３５７ではフィルタ係数演算回路３５６で算出した係数群を用いて分割領域毎にフィルタ処理を施す。その後、ページ結合回路３５９により分割領域群を元のページの状態に戻るように結合させ、２値化回路３５８によりＯＮ、ＯＦＦの２値化を行いコントローラ８９に情報を渡す。なお、本実施例ではフィルタ係数演算回路での理想信号として２値化回路３５５を用いたが、ページ中に埋め込まれた前期既知パターンを用いてフィルタ係数群を演算しても構わない。また、２値化回路３５８においても２値化回路３５５と同様に閾値によりＯＮ、ＯＦＦの判断を行っても良いし、ビタビ復号を利用しても良いし，ＳＵＭ−ＰＲＯＤＵＣＴ復号等の誤り訂正符号の軟判定復号技術により２値化しても構わない。
【００５６】
本実施例により、ページ中の位置の違いによる再生品質及び符号間干渉の違いに対応した等化が可能であり、ページ全体としての再生品質を向上させることができる。また、分割された領域毎の適応等化を並列処理化することにより信号再生の高速化が可能である。なお，本実施例では角度多重方式のホログラム記録技術ムログラフィいいＣＴに基づく説明を記述したが，本発明は角度多重方式に限定されるものでは無く，シフト多重方式等の他のホログラフム記録技術や，ホログラム以外の光情報記録媒体における信号処理に利用しても構わない。
【実施例２】
【００５７】
以降の説明において，実施例１と共通する部分は説明を省略する。図１０は第２の実施例におけるページを分割する方法の一例を示したものである。まず、実施例１と同様にページをある大きさの複数の領域群に分割する。その後、信号品質が近い領域は図１０（ａ）に示すように結合することで領域を拡大する。この場合の信号品質としては、例えば以下の式（２）あるいは式（３）で表されるＳＮＲや輝度平均が考えられる。
【００５８】
ＳＮＲ＝（μＯＮ＋μＯＦＦ）／（σＯＮ＋σＯＦＦ）・・・（２）
ＳＮＲ＝（μＯＮ＋μＯＦＦ）／（σＯＮ２＋σＯＦＦ２）０．５・・・（３）
ここで、μＯＮ及びμＯＦＦはそれぞれＯＮ画素及びＯＦＦ画素の平均輝度を、σＯＮ及びσＯＦＦはそれぞれＯＮ画素及びＯＦＦ画素の標準偏差を表す。本実施例では、信号品質が似ていれば隣接していない領域同士でも結合する場合がある。そのため領域の接合部の影響により誤差量が増加する可能性があるが、接合部の拡大領域中に占める割合は少ないため、誤差量の自乗平均を最小にするＬＭＭＳＥアルゴリズムの特性からあまり問題とはならない。またページ中での位置情報を基にして、対称性のある領域は纏めるなどの方法や、図１０（ｂ）のように単純に位置が近い領域を纏めるといった方法が考えられる。
【００５９】
図１１は本実施例における動作の流れの一例を表している。ステップ４０１においてページをある大きさの複数の領域群に分割させる。その後、ステップ４０２において前述したようにＳＮＲや輝度平均等の情報を基に再生品質が近いと考えられる領域群を結合することで領域を拡大させる。ステップ４０３において、分割領域毎にＬＭＭＳＥなどのアルゴリズムを用いてフィルタ係数群を算出し、ステップ４０４において、分割領域毎にＦＩＲフィルタ処理を行う。ステップ４０５においてステップ４０２で結合した領域を再度分割させ、ステップ４０６において、分割領域群を分割前のページと同じ状態に戻るように、分割前の位置に再配置させ結合することでページデータ化する。ステップ４０７において最終ページかどうかの判断を行い、最終ページの場合は処理を終了し、最終ページで無い場合には、ステップ４０８により次ページに移り、ステップ４０１からの動作を実行する。
【００６０】
図１２は第２の実施例の装置構成の一例を示している。なお実施例１と共通の部分については説明を省略する。本実施例では、ページ分割回路３５３でページを複数領域群に分割した後に、ページ結合回路３６０により信号品質の近い領域を結合させる。その後、実施例１と同様の装置構成を経て、可変ＦＩＲフィルタ３５７の後にページ分割回路３６１を配置することにより、ページ結合回路３６０で結合する前の領域群の状態に戻し、ページ結合回路３５９により元のページ状態に戻るように結合させる。なお、ページ中の位置情報が近いものを纏めるという処理をした場合等で、ページ分割回路３６１が無くてもページ結合回路３５９によりページ化が可能な場合は、ページ分割回路３６１は省略することができる。なお、実施例１と同様にＰａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ（ＰＲＭＬ）のＰＲ等化器として用いる場合には、２値化回路３５５の後に所望のＰＲ特性となるように畳み込みを行うフィルタを配置しても構わない。
【００６１】
本実施例では実施例１で記述したメリットに加えて、信号品質が近い領域を纏めることにより１つのフィルタ係数を求める際のサンプル数が増加するため精度が良い係数を算出することが可能となる。また、フィルタ係数群の数を減少させることができるため纏め方によっては実施例１に比べて回路規模を低減することが可能である。
【実施例３】
【００６２】
図１３は分割領域毎に適応等化する方法の第３の実施例の動作の流れの一例を示したものである。本実施例では、ページ全体から１つのフィルタ係数を算出した後、分割領域毎の係数となるように前記フィルタ係数を修正し分割領域毎に等化する。まずステップ５０１によりページ全体からＬＭＭＳＥ等の適応アルゴリズムを用いて１つのフィルタ係数を算出する。その後、ステップ５０２によりページをある大きさの複数の領域群に分割する。ステップ５０３において分割領域内の既知パターンに移る。本既知パターンは実施例１で記述したずれ量算出用の既知パターンを用いても良いし、フィルタ係数を求めるための既知パターンとして新規にページに埋め込んだものを使用しても構わない。ステップ５０４において前記ステップ５０１で算出したフィルタ係数を初期値として各分割領域の符号間干渉を効果的に除去できるフィルタ係数群となるようにＬＭＳアルゴリズム等を用いて修正する。ステップ５０５において分割領域毎にＦＩＲフィルタ処理し、ステップ５０６において最後の分割領域かどうかの判断を行う。最後の分割領域ではない場合は、ステップ５０７において次の分割領域に移り、ステップ５０３からの処理に戻る。最後の分割領域の場合はステップ５０８において、分割領域群を分割前のページと同じ状態に戻るように、分割前の位置に再配置させ結合することでページデータ化する。ステップ５０９において最終ページかどうかの判断を行い、最終ページの場合は処理を終了し、最終ページで無い場合には、ステップ５１０により次ページに移り、ステップ５０１からの動作を実行する。
【００６３】
図１４はＬＭＳアルゴリズムによりフィルタ係数を更新する順序の例を示している。例えば、(ａ)のように既知部内を上下に順番に読んで行き係数を更新しても構わないし、（ｂ）のように左右に順番に読んで行き係数を更新しても構わない、また（ｃ）のように外周部から中心あるいはその逆に中心部から外周部に読んで行き係数を更新しても構わない。ＬＭＳでは以下の式（４）によりフィルタ係数を更新する。
ｗ(ｎ＋１)=ｗ(ｎ)+μｅ（ｎ）ｉ（ｎ）・・・（４）
【００６４】
ここで、ｗ（ｎ＋１）は（ｎ＋１）番目のフィルタ係数、ｗ（ｎ）はｎ番目のフィルタ係数、μはステップサイズパラメータ、ｅ（ｎ）はｎ番目のフィルタ係数を用いて等化した際の理想値との誤差、ｉ（ｎ）はｎ番目のフィルタ回路への入力を示している。
【００６５】
図１５は、第３の実施例の装置構成の一例を示している。なお実施例１と共通の部分については説明を省略する。オーバーサンプリング解除回路３５２の後にフィルタ係数演算回路３５６を配置させることによりページ全体からフィルタ係数を算出する。このときのフィルタ係数演算回路３５６は理想信号が必要なため等化回路３５４で等化処理し２値化回路３５５で２値化することで理想信号とする。オーバーサンプリング解除回路３５２からの信号はページ分割回路３５３によりある大きさの領域群に分割される。その後画像抽出回路３６４により各領域中の既知部を抽出し、本既知部を可変ＦＩＲフィルタ３５７でフィルタ処理する。なお、フィルタ係数の初期値としてはフィルタ係数演算回路３５６の出力を用いる。誤差算出回路３６５ではコントローラ８９から受け取った既知部の実際の値と可変ＦＩＲフィルタの出力を比較し誤差量を算出する。その後、前述したＬＭＳアルゴリズムを用いてフィルタ係数演算回路３６６を用いてフィルタ係数を更新する。本処理を既知部の全ての画素で行いフィルタ係数を逐次領域毎の係数となるように更新させる。全ての分割領域で同様の処理を行い分割領域毎のフィルタ係数群を算出する。前記領域毎のフィルタ係数群を用いて可変ＦＩＲフィルタ３６７によりページ分割回路３５３により複数領域に分割されたページを領域毎にフィルタ処理し、ページ結合器３５９により元のページ状態になるように結合させる。最後に２値化回路３５８により２値化処理しコントローラ８９に渡す。なお、実施例１と同様にＰａｒｔｉａｌ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ（ＰＲＭＬ）のＰＲ等化器として用いる場合には、２値化回路３５５の後及びコントローラ８９と誤差算出回路３６５の間に所望のＰＲ特性となるように畳み込みを行うフィルタを配置しても構わない。また、ＬＭＳでフィルタ係数を更新する際の初期値は前述したようにページ全体から算出したフィルタ係数を使用しても構わないし、特性の似ていると考えられる分割領域でＬＭＳにより更新したフィルタ係数を初期値としても構わない。
【００６６】
本実施例では実施例１で記述したメリットに加えて、既知部を用いてフィルタ係数群を算出するため、適応アルゴリズムにおいて理想信号としてのエラーの混在は皆無であり精度の良いフィルタ係数群を算出できる可能性がある。
【実施例４】
【００６７】
図１６は分割領域毎に適応等化する方法の第４の実施例を模式的に表したものである。本実施例では、フィルタ係数算出用の既知ページをブック中の最初及び、データページの間に定期的に挟みこみ、実施例１から３に記述したいずれかの方法を用いて本既知ページから分割領域毎のフィルタ係数群を算出する。なお、データページでの等化処理としては前記既知ページで求めたフィルタ係数群をそのまま使用し、分割領域毎にフィルタ処理する。なお、図１６では１ブック中に２つの既知ページを挟む例を示したが、既知ページを挟む頻度は任意であり、本図の方法に限定されるものではない。
【００６８】
図１７は、第４の実施例の動作の流れの一例を示したものである。まず、ステップ６０１においてページをある大きさの複数の領域群に分割する。ステップ６０２において既知ページかの判断を行い、既知ページの場合はステップ６０７により分割領域毎にフィルタ係数を算出しステップ６０８により次ページへ移り、ステップ６０１に戻る。なお、既知ページかどうかの判断では、ページ番号から判断しても構わないし、あらかじめページ中に既知ページであること示す情報を埋め込んでおき判断しても構わない。ステップ６０２において既知ページでなかった場合は、ステップ６０３及びステップ６０４において既知ページで求めたフィルタ係数群を用いて分割領域毎にフィルタ処理する。ステップ６０５において、分割領域群を分割前のページと同じ状態に戻るように、分割前の位置に再配置させ結合することでページデータ化する。ステップ６０６において最終ページかどうかの判断を行い、最終ページの場合は処理を終了し、最終ページで無い場合には、ステップ６０９により次ページに移り、ステップ６０１からの動作を実行する。
【００６９】
図１８は第４の実施例の装置構成の一例を示している。なお実施例１と共通の部分については説明を省略する。オーバーサンプリング解除装置３５２の後に既知ページ判断回路３６８により既知ページかどうかの判断を行う。その後、ページ分割回路３５３によりある大きさの領域群にページを分割する。処理しているページが既知ページの場合は、フィルタ係数演算回路３５６により分割領域毎のフィルタ係数群を算出する。なお、ここでの理想信号はコントローラ８９から得られる。処理しているページが既知ページではない場合には可変ＦＩＲフィルタ３５７により既知ページを用いてフィルタ係数演算回路３５６から算出したフィルタ係数群を用いてフィルタ処理する。その後、ページ結合回路３５９により元のページ状態に戻るように分割領域群を結合させ、２値化回路３５８により２値化しコントローラ８９に渡す。
【００７０】
本実施例では実施例１で記述したメリットに加えて、実施例３と同様に既知部を用いてフィルタ係数群を算出することに加え、既知部がページ全体とサンプル数が非常に多いため実施例３よりも精度の良いフィルタ係数群を算出できる可能性がある。また、全ページで適応アルゴリズムを実行するのではなく既知ページのみで実行するため、他の実施例に比べて再生速度を高速化することが可能となる。
【符号の説明】
【００７１】
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・・・位相共役光学系、１３・・・ディスクＣｕｒｅ光学系、
１４・・・ディスク回転角度検出用光学系、５０・・・回転モータ、
８１・・・アクセス制御回路、８２・・・光源駆動回路、８３・・・サーボ信号生成回路、
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、
２０１・・・光源、２０２・・・コリメートレンズ、２０３・・・シャッタ、
２０４・・・１／２波長板、２０５・・・偏光ビームスプリッタ、
２０６・・・信号光、２０７・・・参照光、
２０８・・・ビームエキスパンダ、２０９・・フェーズ（位相）マスク、
２１０・・・リレーレンズ、２１１・・・偏光ビームスプリッタ、
２１２・・・空間光変調器、２１３・・・リレーレンズ、２１４・・・空間フィルタ、
２１５・・・対物レンズ、２１６・・・偏光方向変換素子、２１７・・・ミラー、
２１８・・・ミラー、２１９・・・ミラー、２２０・・・アクチュエータ、
２２１・・・レンズ、２２２・・・レンズ、２２３・・・アクチュエータ、
２２４・・・ミラー、２２５・・・光検出器、
３５１・・・ページ位置合わせ回路、３５２・・・オーバーサンプリング解除回路、
３５３・・・ページ分割回路、３５４・・・等化回路、３５５・・・2値化回路、
３５６・・・フィルタ係数演算回路、３５７・・・可変FIRフィルタ、
３５８・・・2値化回路、
３５９・・・ページ結合回路、３６０・・・ページ結合回路、
３６１・・・ページ分割回路、３６４・・・画像抽出回路、３６５・・・誤差算出回路、
３６６・・・フィルタ係数演算回路、３６７・・・可変FIRフィルタ、
３６８・・・既知ページ判断回路
【図１】
0005501217.tif 000002
【図２】
0005501217.tif 000003
【図３】
0005501217.tif 000004
【図４】
0005501217.tif 000005
【図５】
0005501217.tif 000006
【図６】
0005501217.tif 000007
【図７】
0005501217.tif 000008
【図８】
0005501217.tif 000009
【図９】
0005501217.tif 000010
【図１０】
0005501217.tif 000011
【図１１】
0005501217.tif 000012
【図１２】
0005501217.tif 000013
【図１３】
0005501217.tif 000014
【図１４】
0005501217.tif 000015
【図１５】
0005501217.tif 000016
【図１６】
0005501217.tif 000017
【図１７】
0005501217.tif 000018
【図１８】
0005501217.tif 000019