(57)【要約】  ホログラム記録再生装置間の互換のためのホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法及びホログラム記録媒体を提供する。記録データを含むデータページ及びデータページを再生する時に発生する信号の歪曲を防止するための所定のパターンが形成された基準ページを生成するデータ処理部と、データページ及び基準ページをホログラム記録媒体に記録する光処理部と、を備えるホログラム記録装置である。これにより、収差による画像の一部で発生しうる歪曲及び変形を補正して、ホログラム記録再生装置間の互換を可能にする。
2009535672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録データを含むデータページ及び所定のパターンが形成された基準ページを生成するデータ処理部と、
前記データページ及び基準ページをホログラム記録媒体に記録する光処理部と、を備え、
前記基準ページは、前記データページを再生する時に発生する信号の歪曲を防止するために、前記データページと比較されることを特徴とするホログラム記録装置。
【請求項２】
所定のパターンは、
メッシュ状または複数のドットが一定間隔で配列された形態を含み、２次元的な図形に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録装置。
【請求項３】
前記データ処理部は、
前記基準ページに含まれる所定のパターンが形成する図形の頂点に対応するか、または前記基準ページの所定の位置に配された基準位置マーカの位置に対応する位置に、基準位置マーカが含まれるように、前記データページを生成することを特徴とする請求項２に記載のホログラム記録装置。
【請求項４】
前記データ処理部は、前記データページに記録されたデータページ構造に基づいて、前記基準ページの前記所定のパターンで形成された図形の形態を決定して、前記基準ページを生成することを特徴とする請求項２に記載のホログラム記録装置。
【請求項５】
前記データ処理部は、
前記ホログラム記録媒体に所定数のデータページ当たり一つの基準ページを記録するように、前記光処理部を制御することを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録装置。
【請求項６】
前記光処理部は、
前記基準ページ及び前記データページを相異なる時点に記録することを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録装置。
【請求項７】
前記光処理部は、
前記基準ページ及び前記データページを同時に記録することを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録装置。
【請求項８】
前記光処理部は、
前記データページを記録する前に、前記基準ページを記録することを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録装置。
【請求項９】
前記光処理部は、
前記データページを記録した後に、前記基準ページを記録することを特徴とする請求項６に記載のホログラム記録装置。
【請求項１０】
前記データページは、複数のデータページを含み、
前記基準ページは、前記データページの間に記録されることを特徴とする請求項１に記載のホログラム記録装置。
【請求項１１】
記録データを含むデータページ及び前記データページを再生する時に発生するデータの歪曲を防止するための所定のパターンが形成された基準ページの記録されたホログラム記録媒体から、基準ページ及びデータページを再生する光処理部と、
前記基準ページの前記所定のパターンの位置に対応する位置補正ベクトルを決定し、前記決定された位置補正ベクトルに基づいて、前記データページを補正するデータ処理部と、を備えることを特徴とするホログラム再生装置。
【請求項１２】
前記データ処理部は、
前記基準ページから前記所定のパターンが現れる周期を決定し、前記周期を利用して本来の基準ページを予測する基準ページ予測部と、
前記予測された基準ページと前記再生された基準ページとを比較して、前記所定のパターンのそれぞれの位置に対応する位置補正ベクトルを決定する位置補正ベクトル決定部と、
前記所定のパターンのそれぞれの位置に対応する位置補正ベクトルを利用して、位置補正テーブルを生成する位置補正テーブル生成部と、
前記位置補正テーブルを利用して、前記データページを補正するデータページ補正部と、を備えることを特徴とする請求項１１に記載のホログラム再生装置。
【請求項１３】
前記データ処理部は、
本来の基準ページを保存する保存部と、
前記保存された本来の基準ページと前記再生された基準ページとを比較して、前記所定のパターンのそれぞれの位置に対応する位置間の位置補正ベクトルを決定する位置補正ベクトル決定部と、
前記所定のパターンのそれぞれの位置に対応する位置補正ベクトルに基づいて、位置補正テーブルを生成する位置補正テーブル生成部と、
前記位置補正テーブルを利用して、前記データページを補正するデータページ補正部と、を備えることを特徴とする請求項１１に記載のホログラム再生装置。
【請求項１４】
前記データページ補正部は、
前記データページで、前記基準ページに含まれる所定のパターンで形成された図形の頂点に対応するか、または前記基準ページの所定の位置に配された基準位置マーカの位置に対応する位置に存在する基準位置マーカを利用して、前記所定のパターンの位置に対応する位置を決定し、
前記決定された位置に対応する前記位置補正ベクトルを利用して、前記データページを補正することを特徴とする請求項１３に記載のホログラム再生装置。
【請求項１５】
前記データページ補正部は、
前記保存された本来の基準ページに含まれる所定のパターンで形成された図形の頂点に対応するか、または前記保存された本来の基準ページの所定の位置に配された基準位置マーカの位置に対応する位置に存在する基準位置マーカを利用して、前記データページを１次的に補正する１次補正部と、
前記データページで前記保存された本来の基準ページの前記所定のパターンの位置に対応する位置を決定し、前記決定された位置に対応する前記位置補正ベクトルを利用して、前記データページを２次的に補正する２次補正部と、を備えることを特徴とする請求項１２に記載のホログラム再生装置。
【請求項１６】
前記基準ページ予測部は、
前記ホログラム記録媒体に所定数のデータページ当たり一つの基準ページが記録されている時、最も最近に再生された記録ページに基づいて、本来の基準ページを予測することを特徴とする請求項１２に記載のホログラム再生装置。
【請求項１７】
記録データを含むデータページを生成するステップと、
前記データページを再生する時に発生する信号の歪曲を防止するための所定のパターンが形成された基準ページを生成するステップと、
前記データページ及び基準ページをホログラム記録媒体に記録するステップと、を含むことを特徴とするホログラム記録方法。
【請求項１８】
前記生成された基準ページの所定のパターンは、
メッシュ状または複数のドットが一定間隔で配列されたものを含み、２次元的な図形を形成することを特徴とする請求項１７に記載のホログラム記録方法。
【請求項１９】
前記データページを生成するステップは、
前記基準ページに含まれる所定のパターンで形成された図形の頂点に対応するか、または前記基準ページの所定の位置に配置された基準位置マーカの位置に対応する位置に基準位置マーカを配置するステップを含むことを特徴とする請求項１７に記載のホログラム記録方法。
【請求項２０】
前記基準ページを生成するステップで、
前記データページに記録されたデータが記録されるデータページ構造に基づいて、前記基準ページの前記所定のパターンで形成された図形の形態を決定するステップを含むことを特徴とする請求項１８に記載のホログラム記録方法。
【請求項２１】
前記基準ページを生成するステップは、
前記ホログラム記録媒体に所定数のデータページ当たり一つの基準ページが記録するステップを含むことを特徴とする請求項１７に記載のホログラム記録方法。
【請求項２２】
前記データページ及び基準ページをホログラム記録媒体に記録するステップは、前記基準ページ及び前記データページを相異なる時点に記録するステップを含むことを特徴とする請求項１７に記載のホログラム記録方法。
【請求項２３】
前記データページ及び基準ページをホログラム記録媒体に記録するステップは、前記基準ページ及び前記データページを前記ホログラム記録媒体に同時に記録するステップを含むことを特徴とする請求項１７に記載のホログラム記録方法。
【請求項２４】
前記記録するステップは、
前記データページを記録する前に、前記基準ページを記録することを特徴とする請求項２２に記載のホログラム記録方法。
【請求項２５】
前記記録するステップは、
前記データページを記録した後に、前記基準ページを記録することを特徴とする請求項２２に記載のホログラム記録方法。
【請求項２６】
前記データページは、複数のデータページを含み、
前記記録するステップは、前記複数のデータページを記録する最中に前記基準ページを記録することを特徴とする請求項１７に記載のホログラム記録方法。
【請求項２７】
データページを再生する時に発生するデータの歪曲を防止するための所定のパターンが形成された基準ページを再生するステップと、
前記再生された基準ページの前記所定のパターンの位置に対応する位置補正ベクトルを決定するステップと、
記録データが記録されたデータページを再生するステップと、
前記決定された位置補正ベクトルに基づいて、前記再生されたデータページを補正するステップと、を含むことを特徴とするホログラム再生方法。
【請求項２８】
前記位置補正ベクトルを決定するステップは、
前記再生された基準ページから前記所定のパターンが現れる周期を決定するステップと、
前記周期を利用して本来の基準ページを予測するステップと、
前記予測された基準ページと前記再生された基準ページとを比較して、前記所定のパターンの位置にそれぞれ対応する位置補正ベクトルを決定するステップと、を含むことを特徴とする請求項２７に記載のホログラム再生方法。
【請求項２９】
前記位置補正ベクトルを決定するステップは、
本来の基準ページを判読するステップと、
前記判読された本来の基準ページと前記再生された基準ページとを比較して、前記所定のパターンの位置にそれぞれ対応する位置補正ベクトルを決定するステップと、を含むことを特徴とする請求項２７に記載のホログラム再生方法。
【請求項３０】
前記所定のパターンのそれぞれの位置に対応する位置補正ベクトルを利用して、位置補正テーブルを生成するステップをさらに含み、
前記補正する間に、前記保存された位置補正テーブルを利用して、前記再生されたデータページを補正することを特徴とする請求項２７に記載のホログラム再生方法。
【請求項３１】
前記データページを補正するステップは、
前記データページで、前記再生された基準ページに含まれる所定のパターンで形成された図形の頂点に対応するか、または前記再生された基準ページに含まれる所定の位置に配された基準位置マーカの位置に対応する位置に存在する基準位置マーカの位置を確認するステップと、
前記基準位置マーカを利用して、前記所定のパターンの位置に対応する位置を決定するステップと、
前記決定された位置に対応する前記位置補正ベクトルを利用して、前記データページを補正するステップと、を含むことを特徴とする請求項２７に記載のホログラム再生方法。
【請求項３２】
前記データページを補正するステップは、
前記基準ページに含まれる所定のパターンで形成された図形の頂点に対応するか、または所定の位置に配された基準位置マーカと、前記基準ページの基準位置マーカの位置に対応する位置に存在する前記データページ上の基準位置マーカとを利用して、前記データページを１次的に補正するステップと、
前記データページで前記基準ページの前記所定のパターンの位置に対応する位置を決定し、前記決定された位置に対応する前記位置補正ベクトルを利用して、前記データページを２次的に補正するステップと、を含むことを特徴とする請求項２７に記載のホログラム再生方法。
【請求項３３】
記録データを含むデータページと、
前記データページを再生する時に発生する信号の歪曲を防止するための所定のパターンが形成された基準ページと、を含むことを特徴とするホログラム記録媒体。
【請求項３４】
前記基準ページに含まれる所定のパターンは、
メッシュ状または複数のドットが一定間隔で配列された形態を含み、２次元的な図形に形成されたことを特徴とする請求項３３に記載のホログラム記録媒体。
【請求項３５】
前記所定のパターンは、
図形を形成することを特徴とする請求項３３に記載のホログラム記録媒体。
【請求項３６】
前記図形は、
四角形、円形、または八角形のうち一つを含むことを特徴とする請求項３３に記載のホログラム記録媒体。
【請求項３７】
前記データページには、前記基準ページに含まれる所定のパターンで形成された図形の頂点に対応するか、または前記基準ページに含まれる所定の位置に配された基準位置マーカの位置に対応する位置に基準位置マーカが含まれることを特徴とする請求項３３に記載のホログラム記録媒体。
【請求項３８】
所定数のデータページ当たり一つの基準ページが記録されたことを特徴とする請求項３３に記載のホログラム記録媒体。
【請求項３９】
前記基準ページは、前記ホログラム記録媒体の他の部分に比べて、薄い所定の部分に記録されることを特徴とする請求項３３に記載のホログラム記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法及びホログラム記録媒体に係り、さらに詳細には、ホログラム記録再生装置間の互換のためのホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法及びホログラム記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラム記録媒体を再生する装置は、レンズを使用する光学系システムであるので、再生装置間の収差が同一でない。収差は、主にレンズによって発生し、プリズム、ミラー、光源のような他の光部品によっても発生する。ホログラム記録媒体を記録したホログラム記録再生装置と異なる収差を有するホログラム記録再生装置で同じホログラム記録媒体を再生する場合に、再生信号品質の劣化が発生する。ホログラム記録媒体は、１ＴＢ（ＴｅｒａＢｙｔｅ）級を目標とする高密度記録再生方式であるので、収差による信号の劣化が問題となる。
【０００３】
図１は、従来の位置補正用基準ページ及びデータページを示す図である。図１に示したように、データを記録／再生するとき、全体画像の移動や拡大、縮小による信号劣化を補正するために、位置補正用基準となるマーカが含まれた基準ページ１０１を先に記録した後に、データページ１０２を記録する。再生時には、基準ページ１０１を先に再生して基準ページ１０１の４頂点に位置した基準マーカからデータページの基準を設定する。次いで、データページ１０２上の４頂点にあるマーカと基準ページ１０１の基準マーカとの位置を一致させることによって、データページの位置を補正して、データの再生時に発生した全体画像の歪曲を補正する。
【０００４】
図２は、基準ページ及びデータページが一つのページ２００からなる形態を示す図である。図２に示したように、基準位置マーカ２０２を直接データ２０１と同じページからなるページを記録再生することによって、位置が補正されることもある。
【０００５】
しかし、光学装置の有している収差による部分変形の場合には、画像の全体の移動や拡大、縮小のような補正のみでは信号品質の劣化が補正されない。すなわち、球面収差によって、外部の画像には変形がないが、内部画像にぶれが発生する場合、歪曲によって発生するデータページの位置別画像変形によって発生する信号の劣化は補正が不可能である。ホログラム記録媒体にデータを記録したホログラム記録再生装置を利用してデータを再生する場合には、収差による劣化成分が記録時と再生時とで同一であるため、一定のエラーが発生する。したがって、ホログラム記録媒体にデータを記録し、該記録されたデータの再生に同じ装置が使われれば、画像処理技術を利用して信号の劣化を補正しうる。
【０００６】
しかし、記録時と再生時とのホログラム記録再生装置が異なる場合には、記録時と再生時とのそれぞれの光学系が異なるので、収差量も変わる。したがって、異なる光学系の特性を有するホログラム記録再生装置を利用する時には、収差量の変化による画像の劣化が追加されるので、再生信号はさらに悪くなる。
【０００７】
図３は、従来のホログラム記録方法を説明する図である。ホログラム記録再生システムでは、干渉性を有するレーザ光を信号光と参照光とに分岐し、信号光は、空間光変調器（ＳＬＭ：Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）３０１によって記録データによって強度が変調される。変調される信号光は、ホログラム記録媒体３０２に集光されるが、このとき、参照光もホログラム記録媒体に照射されるため、信号光と参照光とが干渉し、その結果、形成される干渉パターンが記録スポット（＃１，＃２，＃３，..，＃ｎ）として記録媒体に記録される。記録スポットは、ホログラム記録媒体３０２が矢印方向に回転するにつれて、シフトされた位置に記録されうる。
【０００８】
ホログラム記録媒体に記録されるデータを再生するためには、参照光と同じ照明光をホログラム記録媒体に参照光と同一角度で入射させる。それにより、ホログラム記録媒体に記録されている干渉パターンに対応する回折光としてデータが再生され、この回折光がＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子で集光され、ビットパターンとして撮像素子によって受け入られる。撮像素子によって受信された受光信号が解釈されてデータとして再生される。
【０００９】
図４は、光路差（ＯＰＤ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐａｔｈ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）による信号の劣化を示すグラフである。図４に示したように、光路の差、すなわち、収差によるデフォーカス（Ｄｅｆｏｃｕｓ）による信号の劣化は大きくないが、球面（Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ）収差、歪曲（Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）、コマ（Ｃｏｍａ）による信号の劣化は、その影響が大きい。通常的に、光学系の光路差は、総０.０５λｒｍｓが発生しうる。したがって、記録時と再生時とのホログラム記録再生装置が変わることによって発生する最大ＯＰＤは、約０．１λｒｍｓまで発生しうる。この場合、信号の劣化を図４で確認すれば、数ｄＢ以上の信号が劣化するということが分かる。
【００１０】
一方、現在ＳＯＮＹでホログラフィックメモリ用として販売しているレーザダイオードの場合には、収差＞０.０５λｒｍｓに設定されている。もし、この収差影響まで考慮すれば、ホログラム記録再生装置の間に最大限発生する収差は、約０.２λｒｍｓまでも可能である。この場合、信号の劣化は、図４に示したように、最大６０％までになる。もちろん、この劣化量は、システム及び信号に含まれたノイズ成分によって差が生じうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする技術的課題は、収差による信号の劣化によって発生する画像の一部で発生する歪曲及び変形を補正できるホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法及びホログラム記録媒体を提供することである。
【００１２】
本発明が解決しようとする技術的課題は、収差による信号の劣化を防止して、異なるホログラム記録再生装置間の互換性を達成できるホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法及びホログラム記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を達成するための本発明の一特徴によるホログラム記録装置は、記録データを含むデータページ及びデータページを再生する時に発生する信号の歪曲を防止するための所定のパターンが形成された基準ページを生成するデータ処理部と、データページ及び基準ページをホログラム記録媒体に記録する光処理部とを備える。
【００１４】
前記課題を達成するための本発明の特徴によるホログラム再生装置は、記録データを含むデータページ及びデータページを再生する時に発生するデータの歪曲を防止するための所定のパターンが形成された基準ページの記録されたホログラム記録媒体から基準ページ及びデータページを再生する光処理部と、基準ページの所定のパターンの位置に対応する位置補正ベクトルを決定し、該決定された位置補正ベクトルに基づいて、データページを補正するデータ処理部とを備える。
【００１５】
前記課題を達成するための本発明の特徴によるホログラム記録方法は、記録データを含むデータページを生成するステップと、データページを再生する時に発生する信号の歪曲を防止するための所定のパターンが形成された基準ページを生成するステップと、データページ及び基準ページ情報をホログラム記録媒体に記録するステップとを含む。
【００１６】
前記課題を達成するための本発明のさらに一特徴によるホログラム再生方法は、データページを再生する時に発生するデータの歪曲を防止するための所定のパターンが形成された基準ページを再生するステップと、再生された基準ページの所定のパターンの位置に対応する位置補正ベクトルを決定するステップと、記録データが記録されたデータページを再生するステップと、決定された位置補正ベクトルに基づいて、再生されたデータページを補正するステップと、を含む。
【００１７】
前記課題を達成するための本発明の一特徴によるホログラム記録媒体は、記録データを含むデータページと、データページを再生する時に発生する信号の歪曲を防止するための所定のパターンが形成された基準ページとを含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、収差による信号の劣化によって発生する画像の一部で発生する歪曲及び変形を補正できるホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法及びホログラム記録媒体を提供しうる。
【００１９】
また、本発明によれば、収差による信号の劣化を防止して、異なるホログラム記録再生装置間の互換性を達成できるホログラム記録再生装置、ホログラム記録再生方法及びホログラム記録媒体を提供しうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
図５は、本発明の一実施形態によるホログラム記録再生装置の概略的な構成を示す図である。本発明の一実施形態によるホログラム記録再生装置は、ホログラム記録媒体５１８が挿入された光処理部５１０、及び光処理部５１０を制御してデータを記録するか、または光処理部５１０から記録されたデータを再生するデータ処理部５３０を備える。光処理部５１０は、レーザ光源５１１、ビームスプリタ５１２、第１反射鏡５１３、空間光変調器５１４（ＳＬＭ）、第１レンズ５１５、第２反射鏡５１６、第２レンズ５１７、第３レンズ５１９及び検出部５２０を備える。図５に示された光処理部５１０は、別途の構成要素として使われるか、または他の構成要素に付加されて使われてもよい。
【００２２】
データ処理部５３０は、記録データを含むデータページ及びデータページを再生する時に発生する信号の歪曲を防止するための所定のパターンが形成された基準ページを生成する。図５を参照するに、本発明の画像の記録データは、データ処理部５１０の制御によって空間光変調器５１４に表示される。
【００２３】
レーザ光源５１１から出力される干渉性を有するレーザ光は、ビームスプリタ５１２に入射する。ビームスプリタ５１２は、レーザ光を参照光（第１光）と信号光（第２光）とに分離される。信号光は、空間光変調器５１４に入射し、記録データを表示する空間光変調器５１４に入射された信号光は、空間光変調（振幅変調）される。変調された信号光は、第１レンズ５１５によってホログラム記録媒体５１８に集光される。
【００２４】
一方、参照光は、第２反射鏡５１６によって反射されて第２レンズ５１７によってホログラム記録媒体５１８に照射される。したがって、信号光と参照光とが重畳されて形成される干渉パターンがホログラム記録媒体５１８に微細な疎密パターンとして記録される。このように、データ処理部５２０は、基準ページ及びデータページについての情報を空間光変調器５１４に表示することによって、基準ページ及びデータページをホログラム記録媒体５１８の記録スポットに記録させうる。
【００２５】
本発明の一実施形態によれば、データ処理部５３０は、基準ページに含まれる所定のパターンがメッシュ状または複数のドットが一定間隔で配列された形態で２次元的な図形が形成されるように基準ページを生成する。データ処理部５３０は、前記所定のパターンで形成された２次元的な図形を形成するとき、データページに記録されたデータページ構造に基づいて、基準ページの図形の形態を決定して基準ページを生成しうる。
【００２６】
また、データ処理部５３０は、データページを生成する時に基準ページに含まれる所定のパターンが形成する図形の頂点に対応するか、または基準ページの所定の位置に配された基準位置マーカの位置に対応する位置に基準位置マーカが含まれるようにする。また、データ処理部５３０は、ホログラム記録媒体に所定数のデータページ当たり一つの基準ページを記録するように、光処理部５１０を制御しうる。
【００２７】
光処理部５１０は、基準ページ及びデータページをホログラム記録媒体にそれぞれ記録しうる。または、光処理部５１０は、基準ページ及びデータページをホログラム記録媒体に同時に記録しうる。
【００２８】
ホログラム記録媒体に記録されたデータを再生するためには、参照光と同じ照明光をホログラム記録媒体５１８に入射させて、ホログラム記録媒体５１８に記録されている干渉パターンに対応する回折光としてデータが再生され、この回折光が第３レンズ５１９によってＣＣＤやＣＭＯＳで構成される検出部５２０に集光される。検出部５２０から出力される再生信号は、データ処理部５３０に伝達される。そして、図５に示されていないが、再生する時に共役参照光を照明光として使用すれば、媒体にデータが記録された方向の逆方向に光が発生するので、媒体の歪曲の効果を最小化しうる。本発明の一実施形態によるホログラム記録媒体を再生する方法についての詳細な説明は、後述する。
【００２９】
一方、ホログラム記録媒体において、選択度が大きければ、媒体が変形される等の問題がある場合にも、相対的にデータを安定的に再生しうる。媒体の厚さは、選択度を決定づける要素であって、選択度に反比例する。したがって、厚さが厚くなれば、選択度が小さくなり、厚さが薄くなれば、選択度は大きくなる。例えば、ホログラム記録方法として角度多重化方法を利用するとき、ホログラム記録媒体が１.５ｍｍであるとき、選択度は、０.０２°レベルであるが、ホログラム記録媒体の厚さが１０μｍであるとき、選択度は、４°まで大きくなる。
【００３０】
通常的に、選択度が大きいほどデータを重畳して記録できなくなるので、高密度記録のためには、可能な限り選択度を低める。しかし、本発明では、基準ページをまず効率的に再生することが必要であるので、ホログラム記録媒体に選択度が大きい所定の部分を設定しておき、基準ページを前記所定の部分に記録しておける。例えば、ホログラム記録媒体が円形であるとき、中心で所定の半径範囲を設定して、その範囲には、ホログラム記録媒体の厚さを薄くさせ、薄い部分に基準ページを記録しうる。したがって、再生時には、薄い部分、すなわち、選択度が大きい部分を再生して基準ページを容易に得られる。ホログラム記録媒体の所定の薄い部分には、記録条件や記録時の環境情報またはアドレッシング情報を共に記録しうる。
【００３１】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の一実施形態によるホログラム基準ページを示す図である。
【００３２】
発明の一実施形態によるホログラム基準ページは、収差による信号の劣化を防止するためのページである。ホログラム基準ページは、図６Ａに示したように、全体的に四角形状のメッシュパターンで形成される。このような位置マーカは、ホログラム基準ページ上の多様な位置に存在しうる。一例として、四角形状のメッシュパターンと共に、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで表示された位置に存在しうる。ホログラム基準ページで所定のパターンで形成される外郭の図形の形態は、信号の歪曲を効果的に補正するために多様な形態に作りうる。一例として、外郭の図形の形態は、四角形状に作りうる。例えば、データページの構造が円形である場合、基準ページのメッシュパターンで形成される図形は、円形に形成しうる。また、データページの構造が８角形である場合、以下で説明する図７に示したように、基準ページの所定のパターンで形成される図形は、８角形に形成しうる。
【００３３】
図７は、本発明の他の実施形態によるホログラム基準ページを示す図である。図７のデータページ７１０でデータが記録された領域の構造は、８角形状になっており、データページ７１０のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ位置に基準位置マーカを含んでいる。基準ページは、タイプ１の基準ページ７２０またはタイプ２の基準ページ７３０で形成される。タイプ１の基準ページ７２０は、基準ページの所定のパターンで形成された図形が８角形であり、内部にメッシュパターンが形成された構造であり、タイプ２の基準ページ７３０は、基準ページの所定のパターンで形成された図形が８角形であり、内部にドットパターンが形成された構造である。
【００３４】
また、本発明の一実施形態によるデータページには、図７に示したように、データページ７１０のように、基準ページ７２０，７３０の所定の位置に配された基準位置マーカの位置に対応する位置に基準位置マーカが含まれるように構成される。または基準ページに含まれる所定のパターンが形成する図形の頂点に対応する位置に基準位置マーカが含まれるように構成されうる。
【００３５】
図面符号７４０は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ位置にある基準位置マーカの一例を表す。基準位置マーカの形態は、基準位置を設定するためのものであるので、図６または図７に示したような形態を有し、多様な形態に変形されうる。
【００３６】
図８は、本発明の一実施形態によって、ホログラム記録再生装置でデータが記録される過程を示す図である。本発明の一実施形態によれば、図８に示したように、基準ページがホログラム記録媒体に最初に記録され、以後にデータページが順次に記録されうる。基準ページは、ホログラム記録媒体の所定の位置に少なくとも１個以上記録しうる。媒体のカバーガラスが不均一な場合のように、他の要因によって画像の歪曲度が少しずつ変わる媒体の場合には、一定のデータページ数当たり一つの基準ページを挿入して記録しうる。
【００３７】
したがって、記録媒体を再生する時には、基準ページに対するデータをアップデートしつつ、画像の歪曲を補正しうる。基準ページの数は、ホログラム記録媒体の色々な位置に記録しうるが、基準ページ数を増やせば、記録データの量が減るため、適正な数の選択が重要である。
【００３８】
図８には、基準ページが先に記録されると示されているが、基準ページは、データを何れも記録した後、最後に記録することもでき、データを記録する最中に記録することもできる。本発明のホログラム再生装置は、基準ページの位置についての情報を予め保存し、該保存された情報を利用して、基準ページを先に再生し、かつ参照して補正値を決定した後にデータページを再生しうる。
【００３９】
図９は、本発明の一実施形態によるホログラム再生方法で位置補正ベクトルを決定する方法を示す図である。図９は、ホログラム再生装置の検出部で検出された記録ページの再生信号に対して、データページの一つのパターン周期内の光度及び光分布が測定された結果を示す。それぞれのデータが記録される一つのメッシュをピクセルという。図９で、右側に表示した光度分布は、それぞれの行に対して横に３個のピクセルについての光度を合せた情報であり、下方に表示した光度分布は、それぞれの熱に対して縦に３個のピクセルについての光度を合せた情報を表す。光分布は、光度についての情報をガウス分布で表したものである。
【００４０】
記録ページの再生信号で歪曲が発生しなかったならば、９個のピクセルのうち、中央に光度が最も大きく測定されて、ガウス分布は、図９でＡ１及びＡ２のような形態を有する。図９に示したように、記録ページの再生信号から測定される光分布は、Ｂ１及びＢ２のような本来の位置からシフトされている。
【００４１】
したがって、図５のデータ処理部５３０は、基準ページの再生信号に対する光度を測定して、記録ページの歪曲を測定しうる。基準ページの本来のガウス分布の頂点座標及び実際基準ページの再生信号に対するガウス分布の頂点座標の値を利用して、位置補正ベクトルを決定しうる。例えば、本来の基準ページの再生信号に対するガウス分布の頂点が（ｘ１，ｙ１）である時、実際の基準ページの再生信号に対するガウス分布の頂点が（ｘ２，ｙ２）である場合、（ｘ１−ｘ２，ｙ１−ｙ２）の値を利用して位置補正ベクトルの方向及び大きさを決定しうる。
【００４２】
図１０は、本発明の一実施形態によるホログラム記録媒体のイメージ部分変形を補正する方法を説明する図である。図１０で点線で表示されたものは、本来再生されねばならない基準ページを基準像面で表したものであって、実線は、実際再生された基準ページを示した面である。実線は、図示したように、基準像面が変形されている。所定のパターンのそれぞれの位置、すなわち、各メッシュの交点の位置を図９で説明したように決定すれば、図１０に示したような各交点に対する位置補正ベクトルを決定しうる。したがって、各交点に対応する位置補正ベクトルからなる位置補正テーブルを生成し、該生成した位置補正テーブルを利用して、ホログラム記録媒体に記録されたデータページに対しても再生信号の変形を補正しうる。
【００４３】
図１１は、本発明の一実施形態によるホログラム再生装置を示すブロック図である。本発明の一実施形態によるホログラム再生装置は、光処理部１１１０及びデータ処理部１１２０を備える。光処理部１１１０は、図５の光処理部５１０と同じ構成要素を含む。光処理部１１１０は、記録データを含むデータページ、及びデータページを再生する時に発生するデータの歪曲を防止するための所定のパターンが形成された基準ページの記録された記録スポットから、基準ページ及びデータページを再生する。
【００４４】
データ処理部１１２０は、基準ページで所定のパターンの位置に対応する位置補正ベクトルを決定する。データ処理部１１２０は、決定された位置補正ベクトルに基づいて、光処理部１１２０で後続的に再生されるデータページを補正する。このために、データ処理部１１２０は、基準ページ予測部１１２１、位置補正ベクトル決定部１１２２、位置補正テーブル生成部１１２３、保存部１１２４及びデータページ補正部１１２５を備える。
【００４５】
基準ページ予測部１１２１は、基準ページから所定のパターンが現れる周期を決定し、周期を利用して本来の基準ページを予測する。すなわち、図９に示したように、所定のパターンが現れる周期を３×３ピクセルと決定し、再生される基準ページから所定のパターンが形成された歪曲が発生しない本来の基準ページを予測しうる。
【００４６】
それにより、位置補正ベクトル決定部１１２２は、予測された基準ページと再生された基準ページとを比較して、所定のパターンのそれぞれの位置に対応する位置補正ベクトルを決定する。基準ページ予測部１１２１は、ホログラム記録媒体に所定数のデータページ当たり一つの基準ページが記録されている時、最近に再生された記録ページに基づいて、本来の基準ページを予測することによって、位置補正ベクトル決定部１１２２は、基準ページに対する位置補正ベクトルをアップデートしうる。
【００４７】
位置補正テーブル生成部１１２３は、所定のパターンのそれぞれの位置に対応する位置補正ベクトルを利用して、位置補正テーブルを生成して保存する。
【００４８】
データページ補正部１１２５は、位置補正テーブルを利用してデータページを補正する。データページ補正部１１２５は、基準ページに含まれる所定のパターンで形成された図形の頂点に対応するか、または基準ページに含まれる所定の位置に配された基準位置マーカと、前記基準位置マーカに対応するデータページ上の基準位置マーカとをデータページで確認する。データページ補正部１１２４は、基準位置マーカを利用して、基準ページに存在する所定のパターンの位置に対応するデータページ上の位置を決定し、該決定された位置に対応する位置補正ベクトルを利用して、データページを補正する。位置補正ベクトルは、位置補正テーブルに保存されている値を利用しうる。
【００４９】
保存部１１２４に本来の基準ページが保存されている場合には、位置補正ベクトル決定部１１２２は、本来の基準ページを予測する必要なしに、保存された本来の基準ページを利用しうる。すなわち、位置補正ベクトル決定部１１２２は、保存された本来の基準ページと再生された基準ページとを比較して、所定のパターンの位置に対応する位置間の位置補正ベクトルを決定しうる。この場合、位置補正テーブル生成部１１２３は、所定のパターンのそれぞれの位置に対応する位置補正ベクトルに基づいて、位置補正テーブルを生成する。そして、データページ補正部１１２５は、位置補正テーブルを利用してデータページを補正する。
【００５０】
一方、データページ補正部１１２５は、１次補正部１１２６及び２次補正部１１２７で構成されることもある。１次補正部１１２６は、基準ページに含まれる所定のパターンで形成された図形の頂点に対応するか、または所定の位置に配された基準位置マーカと、基準ページの基準位置マーカの位置に対応する位置に存在するデータページ上の基準位置マーカを利用して、データページを１次的に補正する。すなわち、基準ページ及びデータページへの同じ位置に配されるそれぞれの基準位置マーカを利用する１次的な補正を通じて、画像全体の移動（ｓｈｉｆｔ）、回転（ｒｏｔａｔｉｏｎ）、または傾斜（ｓｋｅｗ）を補正しうる。
【００５１】
２次補正部１１２７は、データページ上の所定のパターンの位置に対応する位置を決定し、該決定された位置に対応する位置補正ベクトルを利用して、データページを２次的に補正する。すなわち、本発明の一実施形態による所定のパターンが反復されて２次元的な図形で形成された基準ページを利用して、２次的な補正を行うことによって、収差による部分的なイメージの変形を補正しうる。
【００５２】
図１２は、本発明の一実施形態によるホログラム記録方法を示すフローチャートである。ステップＳ１２１０で、記録データを含むデータページを生成する。データページには、基準ページに含まれる所定のパターンで形成された図形の頂点に対応するか、または基準ページの所定の位置に配された基準位置マーカの位置に対応する位置に基準位置マーカが配される。
【００５３】
ステップＳ１２２０で、データページを再生する時に発生する信号の歪曲を防止するための所定のパターンが形成された基準ページを生成する。基準ページに含まれる所定のパターンがメッシュ状または複数のドットが一定間隔で配列された形態に、２次元的な図形の外郭を有するように基準ページが生成される。
【００５４】
基準ページを生成するステップＳ１２２０で、所定のパターンで形成された図形の形態は、データページに記録されたデータが記録されるデータページ構造に基づいて決定されうる。また、ホログラム記録媒体に所定数のデータページ当たり一つの基準ページが記録されるように基準ページを生成しうる。図８を参照して説明したように、ステップＳ１２２０がステップＳ１２１０より先に行われることもある。
ステップＳ１２３０で、データページ及び基準ページをホログラム記録媒体に記録する。データページ及び基準ページは、それぞれホログラム記録媒体に記録されてもよく、または同時に記録されてもよい。データページと基準ページとが相異なる時点で記録されれば、基準ページが記録された後または前にデータページが記録される。
【００５５】
図１３は、本発明の一実施形態によるホログラム再生方法を示すフローチャートである。ステップＳ１３１０で、データページを再生する時に発生するデータの歪曲を防止するための所定のパターンが形成された基準ページを再生する。
【００５６】
ステップＳ１３２０で、再生された記録ページの所定のパターンに対応する位置に対応する位置補正ベクトルを決定する。再生された基準ページから所定のパターンが現れる周期を決定し、周期を利用して本来の基準ページを予測するステップと、予測された基準ページと再生された基準ページとを比較して、所定のパターンのそれぞれの位置に対応する位置補正ベクトルを決定するステップとを通じて、ステップＳ１３２０が行われる。または、本来の基準ページを判読するステップと、判読された基準ページと再生された基準ページとを比較して、所定のパターンのそれぞれの位置に対応する位置間の位置補正ベクトルを決定するステップとを通じて、ステップＳ１３２０が行われる。
【００５７】
ステップＳ１３３０で、記録データが記録されたデータページを再生する。ステップＳ１３４０で、決定された位置補正ベクトルに基づいて、再生されたデータページを補正する。データページを補正する前に、所定のパターンの位置に対応する位置補正ベクトルを利用して位置補正テーブルを生成して保存した後、保存された位置補正テーブルを利用して再生されたデータページを補正しうる。
【００５８】
以下では、ステップＳ１３４０で行われる動作をさらに詳細に説明する。まず、基準ページに含まれる所定のパターンで形成された図形の頂点に対応するか、または基準ページに含まれる所定の位置に配された基準位置マーカの位置に対応する位置に存在する基準位置マーカをデータページで確認する。次いで、データページ上の基準位置マーカを利用して、基準ページの所定のパターンの位置に対応する位置を決定する。所定のパターンの位置に対応する位置は、それぞれ一つのピクセル位置に該当するのである。そして、決定された位置に対応する位置補正ベクトルを利用して、データページを補正する。
【００５９】
一方、ステップＳ１３４０は、次のように行われることもある。基準ページに含まれる所定のパターンで形成された図形の頂点に対応するか、または所定の位置に配された基準位置マーカと、前記の基準ページの基準位置マーカの位置に対応するデータページ上の基準位置マーカとを利用して、データページを１次的に補正する。次いで、データページで基準ページ上の所定のパターンの位置に対応する位置を決定し、該決定された位置に対応する位置補正ベクトルを利用して、データページを２次的に補正する。
【００６０】
図１２及び図１３を参照して説明した本発明の一実施形態によるホログラム記録方法及びホログラム再生方法は、シフト多重化、角度多重化、ペリスコピック多重化、ポリトピック多重化など多様な多重化技法に適用しうる。
【００６１】
図１４は、本発明の一実施形態によるホログラム記録再生方法の効果を示す図である。図１４は、ホログラム記録及び再生を同じ装置で行った場合のデータを示す図である。本発明の一実施形態による基準ページを利用し、位置補正テーブルを利用して再生信号を補正する方法は、基準位置マーカのみを利用して補正する場合に比べて、約３〜４ｄＢの改善効果がある。また、本発明の再生信号を補正する方法は、基準位置マーカを利用して補正し、鮮明度を改善するための画像処理を行った場合に比べて、２.５ｄＢの画質改善効果がある。
【００６２】
以上の説明は、本発明の一実施形態に過ぎず、当業者は、本発明の本質的特性から逸脱しない範囲で変形された形態に具現しうる。したがって、本発明の範囲は、前述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された内容と同等な範囲内にある多様な実施形態が含まれるように解釈されねばならない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】従来の位置補正用基準ページ及びデータページを示す図である。
【図２】基準ページ及びデータページが一つのページからなる形態を示す図である。
【図３】従来のホログラム記録方法を説明する図である。
【図４】光路差による信号の劣化を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態によるホログラム記録再生装置の概略的な構成を示す図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態によるホログラム基準ページを示す図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態によるホログラム基準ページを示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態によるホログラム基準ページを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態によってホログラム記録再生装置でデータが記録される過程を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態によるホログラム再生方法で位置補正ベクトルを決定する方法を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるホログラム記録媒体のイメージ部分変形を補正する方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるホログラム再生装置を示すブロック図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるホログラム記録方法を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態によるホログラム再生方法を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態によるホログラム記録再生方法の効果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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