(57)【要約】【課題】符号化画像から情報を再生する際に有効な面積を増大させることが可能な情報再生装置および情報再生方法を提供する。【解決手段】情報再生装置において、位置制御部は、受光器２８を、再生光Ｓ’の光軸５３に沿った方向に、結像面５１が受光面５８と交差する範囲内で移動させて、この範囲内の複数の位置ごとに、受光器２８に再生光Ｓ’の像を取得させる。情報再生部は、受光器２８の複数の位置ごとに取得されるそれぞれの再生光Ｓ’の像から、結像部分６０を含む所定範囲を取込み、これらを合成して得られる符号化画像から情報を再生する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体から得られる再生像を結像させる光学系と、
前記再生像を受光する受光器と、
前記受光器が受光した前記再生像に含まれる情報を再生する情報再生手段と、
少なくとも、前記光学系と前記受光器との間の距離を制御する位置制御手段と、
を含み、
前記情報再生手段は、前記受光器が受光した前記再生像を、前記位置制御手段で制御された距離に対応した所定部分ずつ複数回に分けて情報を再生することを特徴とする情報再生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の情報再生装置であって、
前記情報再生手段は、前記再生像の光軸を中心に略同心円状の所定部分ずつ複数回に分けて情報を再生する
ことを特徴とする情報再生装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の情報再生装置であって、
前記再生像は、複数の結像調整用マークを含み、
前記位置制御手段は、前記再生像に含まれる前記複数の結像調整用マークを、前記受光器の受光面に順に結像させていくことで、前記再生像を複数回に分けて前記受光器の受光面と交差させる、
ことを特徴とする情報再生装置。
【請求項４】
請求項３に記載の情報再生装置であって、
前記情報再生手段は、前記再生像に含まれる前記複数の結像調整用マークに基づいて、前記再生像の中で取込む範囲を特定する、
ことを特徴とする情報再生装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れかに記載の情報再生装置であって、
前記情報再生手段は、複数のページデータが記録されている記録媒体に対し、前記複数のページデータのそれぞれにおいて、前記光学系と前記受光器との間の距離が同一の距離に対応した部分を連続して取込むことを特徴とする情報再生装置。
【請求項６】
少なくとも、光記録媒体から得られる再生像を結像させる光学系と、前記再生像を受光する受光器との間の距離を制御し、
前記受光器が受光した前記再生像を、前記制御された距離に対応した所定部分ずつ複数回に分けて取込んで、前記再生像に含まれる情報を再生することを特徴とする情報再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報再生装置および情報再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラム記録再生方法では、記録対象となる情報を符号化して二値画像として生成される符号化画像を、例えば液晶パネルで構成される空間光変調器に表示し、この符号化画像から得られる信号光を、参照光とともに光記録媒体に照射してホログラムとして記録する。また、このような光記録媒体に参照光のみを照射すると、記録されたホログラムからの回折によって信号光が再生され、この再生光（回折光）を受光器に受光させて得られる符号化画像から情報が再生される。ここで、光記録媒体から再生される再生光は、符号化画像の読み取りのため、レンズ等の光学系により口径を拡大させた上で受光器に照射される。
【特許文献１】特開２００３−３３７５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、レンズ等の光学系を用いて再生光の口径を拡大すると、再生光が結像される結像面が湾曲してしまうため、受光器により取得される再生像は、ある範囲では鮮明であるものの、他の範囲ではぼけが生じることになる。従って、符号化画像から情報を再生する際に有効となる面積は、再生光の像（以下、再生像と記す）が鮮明な範囲に限られてしまう。
【０００４】
本発明は、符号化画像から情報を再生する際に有効な面積を増大させることが可能な情報再生装置および情報再生方法を提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の情報再生装置は、光記録媒体から得られる再生像を結像させる光学系と、前記再生像を受光する受光器と、前記受光器が受光した前記再生像に含まれる情報を再生する情報再生手段と、少なくとも、前記光学系と前記受光器との間の距離を制御する位置制御手段と、含み、前記情報再生手段は、前記受光器が受光した前記再生像を、前記位置制御手段で制御された距離に対応した所定部分ずつ複数回に分けて情報を再生することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の情報再生装置は、請求項１に記載の情報再生装置において、前記情報再生手段は、前記再生像の光軸を中心に略同心円状の所定部分ずつ複数回に分けて情報を再生する、ことを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の情報再生装置は、請求項１または２に記載の情報再生装置において、前記再生像は、複数の結像調整用マークを含み、前記位置制御手段は、前記再生像に含まれる前記複数の結像調整用マークを、前記受光器の受光面に順に結像させていくことで、前記再生像を複数回に分けて前記受光器の受光面と交差させる、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の情報再生装置は、請求項３に記載の情報再生装置において、前記情報再生手段は、前記再生像に含まれる前記複数の結像調整用マークに基づいて、前記再生像の中で取込む範囲を特定する、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項５に記載の情報再生装置は、請求項１ないし４の何れかに記載の情報再生装置において、前記情報再生手段は、複数のページデータが記録されている記録媒体に対し、前記複数のページデータのそれぞれにおいて、前記光学系と前記受光器との間の距離が同一の距離に対応した部分を連続して取込むことを特徴とする。
【００１０】
請求項６に記載の情報再生方法は、少なくとも、光記録媒体から得られる再生像を結像させる光学系と、前記再生像を受光する受光器との間の距離を制御し、前記受光器が受光した前記再生像を、前記制御された距離に対応した所定部分ずつ複数回に分けて取込んで、前記再生像に含まれる情報を再生することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、本発明を適用しない場合と比べて、レンズ等の光学系による再生像の湾曲の影響が少ない情報の再生が可能となる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、レンズ等の光学系による再生像の湾曲の影響が同等の部分ごとに再生を行うため、本発明を適用しない場合と比べて、効率よくレンズ等の光学系による再生像の湾曲の影響が少ない情報の再生が可能となる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、再生像のうち、複数の結像調整用マークにより予め定められる複数の部分に対応して位置制御することができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、再生像のうち、結像調整用マークにより予め定められる範囲に対応して位置制御するため、本発明を適用しない場合と比べて、位置制御手段による制御が容易になり、さらに情報を欠落することなく再生できる。
【００１５】
請求項５の発明によれば、本発明を適用しない場合と比べて、複数のページデータが記録されている記録媒体に対し、レンズ等の光学系による再生像の湾曲の影響が少ない情報の再生を効率的に行うことが可能となる。
【００１６】
請求項６の発明によれば、本発明を適用しない場合と比べて、レンズ等の光学系による再生像の湾曲の影響が少ない情報の再生が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
図１に、本発明に係る情報再生装置の一実施形態を含むホログラム記録・再生装置の構成例を示す。図１において、信号光をホログラムとして記録する際には、例えばレーザーダイオードにより構成される光源１０からのコヒーレント光を、レンズ１２，１４によって口径の広い平行光（ビーム）にして、空間光変調器１８に入射させる。
【００１９】
空間光変調器１８は、例えばドットマトリクスの液晶（ＬＣＤ）デバイスにより構成され、不図示のコンピュータにより、二値画像（明暗画像）として生成された符号化画像を中央領域に表示する。この符号化画像は、記録対象となる情報を符号化することにより生成される。これによって、空間光変調器１８の中央領域を通過した平行光は、符号化画像の各画素の明暗に応じて強度変調されて信号光Ｓとなる。空間光変調器１８により生成された信号光Ｓは、フーリエ変換レンズ２０によってフーリエ変換され、光記録媒体２４に照射される。
【００２０】
また、参照光Ｒは、信号光Ｓと光軸を共通にして、例えば信号光の外周部分から光記録媒体２４に照射される。この参照光Ｒは、光源１０からのコヒーレント光をレンズ１２，１４により平行光にして、空間光変調器１８の外周領域を透過させて得られる。空間光変調器１８の外周領域を透過した参照光Ｒは、信号光Ｓと同様にフーリエ変換レンズ２０によってフーリエ変換され、光記録媒体２４に照射される。
【００２１】
以上の工程により、光記録媒体２４中でフーリエ変換後の信号光Ｓと参照光Ｒとが干渉して、光記録媒体２４に信号光Ｓがホログラムとして記録される。
【００２２】
図２に、空間光変調器１８の表示パターンを示す。空間光変調器１８の中央領域Ａには、信号光を生成するための符号化画像が表示される。また、この中央領域Ａの周り（外周領域）には参照光が透過する。ここで、レンズ１２，１４から到来する平行光は、その光軸が空間光変調器１８の表示範囲の中央に位置するように調整されており、中央領域Ａに表示される符号化画像は、光軸の位置を中心として対称を為す形状とされている。
【００２３】
また、符号化画像の中央部分および外側には、十字形状のマーク４１，４２が配されている。マーク４１は、光軸付近に定められている。また、複数のマーク４２は、光軸からの距離が共通するように定められている。これらのマーク４１，４２は、結像調整用のマークであり、後に述べるように情報を再生する際に利用される。
【００２４】
なお、図１の例は、参照光Ｒと信号光Ｓとが同軸光学系により光記録媒体２４に照射される、いわゆるコリニア方式であるが、光源１０からのコヒーレント光を図示しないビームスプリッタおよび適宜な反射鏡により信号光Ｓとは別の光路を通過する参照光Ｒ’として光記録媒体２４に照射する二光波方式としてもよい。
【００２５】
次に、図１において、ホログラムの回折光から情報を再生する際には、光源１０からのコヒーレント光を、空間光変調器１８により参照光Ｒのみとして、フーリエ変換レンズ２０によりフーリエ変換し、光記録媒体２４に照射する。この場合、空間光変調器１８において、信号光Ｓが生成される中央領域を遮断し、参照光Ｒのみが外周領域を透過するように制御する。これにより、光記録媒体２４に記録されたホログラムでの回折によって再生光（回折光）Ｓ’が再生される。なお、再生時も同様に、記録方式に応じて二光波方式を採用することも可能である。
【００２６】
再生された再生光Ｓ’は、逆フーリエ変換レンズ２６によって逆フーリエ変換されつつ、口径の広い平行光（ビーム）に拡大されて、受光器２８の受光面に照射される。受光器２８は、複数のＣＣＤ等の撮像素子が配列した二次元イメージセンサーを受光面に有しており、受光した再生光Ｓ’の像（再生像）を電気信号に変換して、位置制御部３０および情報再生部３２に出力する。この動作は、例えば、位置制御部３０から与えられるトリガー信号により開始される。
【００２７】
位置制御部３０（本願の位置制御手段に相当する）は、マイクロコンピュータなどのプログラム制御デバイスを含んで構成されており、受光器２８に取付けられたリニアモータ等で構成されるアクチュエータ３１を制御する。位置制御部３０は、アクチュエータ３１を制御して受光器２８を再生光Ｓ’の光軸に沿った方向に移動させることで、少なくとも逆フーリエ変換レンズ２６および受光器２８の間の距離を制御する。この位置制御部３０の動作については、後に詳しく述べる。なお、アクチュエータ３１は、光記録媒体２４または逆フーリエ変換レンズ２６に取付けられていてもよい。
【００２８】
情報再生部３２は、マイクロコンピュータなどのプログラム制御デバイスを含んで構成され、受光器２８から再生光Ｓ’の像を電気的に取得し、この再生光Ｓ’の像に含まれる符号化画像が表す情報を再生する。この情報再生部３２の動作については、後に詳しく述べる。
【００２９】
なお、位置制御部３０および情報再生部３２のマイクロコンピュータは、プログラムを保持し、ワークメモリとしても動作するメモリ素子を含む。このプログラムは、ＤＶＤなどコンピュータ可読な記録媒体に含まれて提供されてもよい。
【００３０】
図３および図４に、受光器２８の移動を説明する説明図を示す。光記録媒体２４から再生された再生光Ｓ’は、逆フーリエ変換レンズ２６により、口径の広い平行光に拡大されて、結像面５１に結像される。ここで、逆フーリエ変換レンズ２６は、凸レンズであり、その結像面５１は、再生光Ｓ’の光軸５３に近い側が突出するような形で湾曲する（いわゆる像面湾曲）。このため、受光器２８の平面で構成された受光面５８が、湾曲した結像面５１の一部としか交差せず（すなわち、再生光Ｓ’の一部しか受光面５８に結像されない）、受光器２８により取得される再生光Ｓ’の像は、受光面５８が結像面５１と交差する部分の近辺の範囲では鮮明であるものの、他の範囲ではぼけが生じることになる。
【００３１】
そこで、位置制御部３０は、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、受光器２８を、再生光Ｓ’の光軸５３に沿った方向に、結像面５１が受光面５８と交差する範囲内で移動させて、この範囲内の複数の位置ごとに、受光器２８に再生光Ｓ’の像を取得させる。これにより、結像面５１に結像される再生光Ｓ’の像は、再生光Ｓ’の光軸５３を中心とする点状または環状の部分（結像部分６０）ごとに、受光面５８と交差する。
【００３２】
このようにして受光器２８の複数の位置ごとに取得されるそれぞれの再生光Ｓ’の像は、上記結像部分６０を含む所定範囲が、情報の再生に有効な程度の鮮明さを有し（以下、このような範囲を「有効範囲」という）、それぞれの再生光Ｓ’の像において、この有効範囲の所在が互いに異なっている。図４（Ａ），（Ｂ）に、上記図３（Ａ），（Ｂ）に示した受光器２８の各位置で取得される再生光Ｓ’の像の例を示す。なお、同図では、有効範囲を、再生光Ｓ’が表す符号化画像を覆う斜線の範囲で表す（有効範囲６５）。図４（Ａ）のように、結像部分６０が光軸５３付近に点状に位置する場合、有効範囲６５は、この点状の結像部分６０から所定距離内の円状の範囲とされる。他方、図４（Ｂ）のように、結像部分６０が光軸５３から離れて環状に位置する場合、有効範囲６５は、この環状の結像部分６０から所定距離内の環状の範囲（同心円状の範囲）とされる。これらの有効範囲６５は、再生光Ｓ’が表す符号化画像を、光軸５３からの距離に応じた形状でそれぞれ部分的に覆うようになっており、これらの有効範囲６５を組み合わせた全体で、再生光Ｓ’が表す符号化画像の全域を覆うようになっている。なお有効範囲は、情報の再生に有効な程度の鮮明さを有すればよく、その形状は完全な環状である必要はない。
【００３３】
位置制御部３０による受光器２８の移動制御は、例えば、再生された再生光Ｓ’に含まれる結像調整用のマーク４１，４２（図２参照）に基づいて行うことができる。具体的には、位置制御部３０は、受光器２８から取得される再生光Ｓ’の像を画像解析し、マーク４１，４２の像のコントラストから、マーク４１，４２の箇所で再生光Ｓ’が受光面５８に結像されているか否かを判断し、受光器２８の移動量を決定する。また、位置制御部３０は、光軸５３からの距離が異なるマーク４１およびマーク４２が、受光器２８の受光面５８に順に結像されるように、受光器２８を移動させていくことで、マーク４１またはマーク４２が結像される複数の位置ごとに、受光器２８を位置決めして、再生光Ｓ’の像を取得させることができる。ここで、位置制御部３０は、受光器２８を各位置に位置決めしたときに、受光器２８に対して再生光Ｓ’の像を出力させるトリガー信号を与える。なお、本実施形態では、マーク４１，４２を用いて位置決めする例について述べたが、これに限らず、例えば受光器２８の移動位置を予め複数定めておき、各移動位置に受光器２８を移動させるようにしてもよい。また本実施形態は受光器２８を移動させたが、本発明はこれに限らず、光学系と受光器との間の距離を制御できれば良い。例えば、受光器２８を固定し、逆フーリエ変換レンズ２６と光記録媒体２４を移動させても良い。
【００３４】
次に、情報再生部３２の動作について説明する。情報再生部３２は、受光器２８の複数の位置ごとに取得されるそれぞれの再生光Ｓ’の像から、上記図４に示した有効範囲６５を取込み、これらを合成して得られる符号化画像から情報を再生する。ここで、情報再生部３２は、再生光Ｓ’の像に含まれるマーク４１，４２により、取込む範囲を特定することができる。具体的には、受光器２８の複数の位置ごとに取得されるそれぞれの再生光Ｓ’の像では、何れかのマーク４１，４２の箇所に結像部分６０が位置することから、再生光Ｓ’の像を、それぞれのマーク４１，４２を基準に定められる複数の範囲に区分けし、この複数の範囲の中から、それぞれのマーク４１，４２のうち受光面５８に結像されている方が属する範囲を、取込む範囲として特定する。例えば上記図４の場合では、符号化画像を包含する円状の領域の中で、マーク４１が属する内周側の範囲と、マーク４２が属する外周側の範囲に区分けすることができる。
【００３５】
以上の本実施形態によれば、位置制御部３０は、受光器２８に複数の位置ごとに再生光Ｓ’の像を取得させ、情報再生部３２は、取得されたそれぞれの再生光Ｓ’の像から、情報の再生に有効な程度の鮮明さを有する有効範囲６５を取込み、これらを合成して得られる符号化画像から情報を再生するので、符号化画像から情報を再生する際に有効な面積を増大させることができる。
【００３６】
次に、本発明の第１変形例について説明する。上記図１に示した光記録媒体２４には、互いに異なる情報から生成される複数の符号化画像（ページデータ）を空間光変調器１８に順次表示して得られるそれぞれの再生光Ｓ’を、照射位置などの照射条件を変えて、それぞれホログラムとして記録することができる。そして、この光記録媒体２４からは、参照光Ｒの照射位置などの照射条件を変えて、記録されているそれぞれのホログラムから再生光Ｓ’を順次再生することができる。このようにして得られるそれぞれの再生光Ｓ’は、上記互いに異なる情報から生成されるそれぞれの符号化画像に基づくものであり、互いに内容が異なる。
【００３７】
そこで、第１変形例において、位置制御部３０は、上記図３に示したような受光器２８の複数の位置ごとに、受光器２８に、順次再生されるそれぞれの再生光Ｓ’の像を取得させる。すなわち、受光器２８の一つの位置に固定した状態で、受光器２８に、順次再生されるそれぞれの再生光Ｓ’の像を取得させ、その後、受光器２８を移動させ、他の位置に固定した状態で、受光器２８に、上記それぞれの再生光Ｓ’の像を再度取得させる。これにより、結像面５１に結像されるそれぞれの再生光Ｓ’の像は、光軸５３からの距離が共通する結像部分６０ごと、受光面５８と交差していく。
【００３８】
図５に、この場合に受光器２８に取得されるそれぞれの再生光Ｓ’の像の例を示す。同図に示すように、それぞれの再生光Ｓ’について、有効範囲６５の所在が互いに異なった複数種類の像、例えば符号化画像の内周側が有効範囲６５とされた像と符号化画像の外周側が有効範囲６５とされた像とが取得される。これらの像は、例えば同図の矢印に表されるように、有効範囲６５の所在が共通する像ごとに、再生光Ｓ’が再生される順に取得される。
【００３９】
情報再生部３２は、ある再生光Ｓ’についての、有効範囲６５の所在が異なる複数種類の像の組から、各有効範囲６５を取込んで、これらを合成して得られる符号化画像から情報を再生し、この処理をそれぞれの再生光Ｓ’について行う。なお、これらの再生光Ｓ’の像は、受光器２８から取得されると、情報再生部３２に含まれるメモリ素子等に一時的に保持され、ここから該当する再生光Ｓ’の組が読み出される。
【００４０】
以上の第１変形例によれば、光記録媒体２４から順次得られるそれぞれの再生光Ｓ’に含まれる符号化画像からそれぞれ情報を再生する場合に、受光器２８の移動ごとに、それぞれの再生光Ｓ’の像を取得させることができるので、受光器２８の移動制御を簡易化することができる。
【００４１】
次に、本発明の第２変形例について説明する。第２変形例では、上記図１に示したホログラム記録・再生装置において、信号光Ｓをホログラムとして記録する際に、空間光変調器１８に表示される符号化画像が、図６に示すように、光軸からの距離に応じて分割された複数の画像片を含む。
【００４２】
それぞれの画像片は、不図示のコンピュータが互いに独立した情報をそれぞれ符号化することで生成されるものである。例えば、不図示のコンピュータは、記録対象の情報を符号化して、光軸付近の中央部分の画像片に含まれる画素の明暗を決定する一方で、この情報とは異なる記録対象の情報を符号化して、光軸から離れた環状部分の画像片に含まれる画素の明暗を決定することにより、それぞれの画像片を生成し、これらを符号化画像に含める。これによって、符号化画像に含まれるそれぞれの画像片は、互いに独立した情報を表す。
【００４３】
ここで、それぞれの画像片の形状は、上述した、受光器２８の複数の位置ごとに取得されるそれぞれの再生光Ｓ’の像において情報の再生に有効な程度の鮮明さを有する範囲（有効範囲６５）に対応して定められる。
【００４４】
そして、このような複数の画像片を含む符号化画像がホログラムとして記録された光記録媒体２４から情報を再生する際には、情報再生部３２は、受光器２８の各位置で取得される再生光Ｓ’の像から有効範囲６５を取込み、この有効範囲６５に含まれる画像片から情報を再生する。このように、情報再生部３２は、再生光Ｓ’の像を取得する毎に、有効範囲６５に含まれる独立した情報を表す画像片から情報を再生することができる。
【００４５】
また、このような複数の画像片を含む符号化画像がホログラムとして光記録媒体２４に複数記録されている場合、上記第１変形例と同様に光記録媒体２４から順次再生される再生光Ｓ’を受光器２８に受光させることで、受光器２８の移動制御を簡易化することができるとともに、情報再生部３２は、再生光Ｓ’の像を取得する毎に、有効範囲６５に含まれる画像片から情報を順次再生していくことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る情報再生装置の一実施形態を含むホログラム記録・再生装置の構成例を示す図である。
【図２】空間光変調器の表示パターンを示す図である。
【図３】受光器の移動を説明する第１説明図である。
【図４】受光器の移動を説明する第２説明図である。
【図５】受光器の移動の変形例を説明する説明図である。
【図６】符号化画像の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  光源、１２，１４  レンズ、１８  空間光変調器、２０  フーリエ変換レンズ、２４  光記録媒体、２６  逆フーリエ変換レンズ（光学系）、２８  受光器、３０  位置制御部、３１  アクチュエータ、３２  情報再生部、４１，４２  マーク、５１  結像面、５３  光軸、５８  受光面、６０  結像部分、６５  有効範囲。
【図１】
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【図２】
2008233468.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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