(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体にディジタル信号を少なくとも１つのページの２次元データとして記録する方法であって、
再生時に判定されるべきディジットレベルを担いかつ当該ディジットレベルに対応した所定ビット位置関係を有するビットデータを含む前記２次元データの補正用ディジタル信号を用意し、
前記２次元データの通常記録用ディジタル信号の系列に前記補正用ディジタル信号を混在させ、
得られるディジタル信号系列を、前記ページ毎に前記記録媒体に記録する、ことを特徴とするディジタル信号記録方法。
【請求項２】
ディジタル信号を少なくとも１つのページの２次元データとして記録した記録媒体に入射された読取光を受光して前記２次元データに対応する複数のピクセルの各々の輝度に基づき前記記録媒体からディジタル信号を再生する方法であって、
前記記録媒体から得られる読取信号より再生時に判定されるべきディジットレベルを担いかつ当該ディジットレベルに対応した所定ビット位置関係を有するビットデータを含む前記２次データの補正用ディジタル信号を認識し、
前記補正用ディジタル信号から読み取り判定すべきディジットレベルを担うビットデータをその所定ビット位置関係に基づいて識別し、
この識別されたビットデータと前記補正用ディジタル信号の読取信号の値に基づいて前記複数のピクセルの各々に対応する輝度ムラ量を検出し、
前記輝度ムラ量に応じて、輝度ムラを除去するべく通常記録用ディジタル信号に対応する読取信号の値を補正する、ことを特徴とするディジタル信号再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報記録再生方法に関し、特に、記録媒体にディジタル信号を記録し当該記録媒体からディジタル信号を再生する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかる情報記録再生形態を採るシステムの１つとしてのホログラフィックメモリシステムは、ホログラフィックメモリ媒体（ＬiＮbＯ3 等のフォトリフラクティブ結晶体）にディジタル信号（以下、データと呼ぶ）を記録しこれを再生するものであり、２次元の平面ページ単位でデータを記録及び再生することができ、しかも多数のページにおいて記録及び再生が可能である。このシステムの構成例が、図１に示されている。
【０００３】
図１において、エンコーダ１１は、ホログラフィックメモリ媒体１に記録されるべき時系列記録データを、ページ化、すなわち所定記録領域単位としての２次元単位平面ページに対応するデータ例えば縦４８０ビット×横６４０ビットのデータ配列に並び替えて単位ページ系列データを生成する。単位ページ系列データは、空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator ）１２に送出される。
【０００４】
ＳＬＭ１２は、かかる単位ページに対応する縦４８０ピクセル×横６４０ピクセルの変調処理単位を有し、照射されたシグナルビームを、エンコーダからの単位ページ系列データに応じて光学変調し、これにより得られる変調されたビームをレンズ１３へと導く。より詳しくは、ＳＬＭ１２は、電気信号である単位ページ系列データの論理値“１”に応答してシグナルビームを通過させ、論理値“０”に応答してシグナルビームを遮断することにより、単位ページデータにおける各ビット内容に従った電気−光学変換が達成され単位ページ系列の光学信号としての変調シグナルビームが生成される。
【０００５】
かかる変調シグナルビームは、レンズ１３を介してホログラフィックメモリ媒体１に入力する。ホログラフィックメモリ媒体１は、変調シグナルビームの他に、光学信号を担うビームの光軸に直交する所定の基準線から角度β（以下、入力角βと呼ぶ）をもってリファレンスビームが照射される。
変調シグナルビームとリファレンスビームとがホログラフィックメモリ媒体１に同時に入射すると、両ビームがホログラフィックメモリ媒体１内で干渉し、この干渉パターンがホログラフィックメモリ媒体１内に記録されることにより、データがホログラフィックメモリ媒体１内に記録されることになる。また、入力角βを変えてリファレンスビームを入力することで、２次元データを複数枚を含む３次元の所定記録領域単位をもってホログラフィックメモリ媒体１内に記録することが出来る。
【０００６】
記録データをホログラフィックメモリ媒体１から再生するには、記録時とは異なり、ホログラフィックメモリ媒体１に対しシグナルビームを入力せず、記録時と同じ入力角βでリファレンスビームのみを入力する。これにより、ホログラフィックメモリ媒体１内に記録されている干渉パターンからの回折光がレンズ２１へと導かれることとなる。
【０００７】
レンズ２１に達したこの回折光は、ここを通過して縦４８０ピクセル×横６４０ピクセルの受光領域を有するＣＣＤ(Charge-Coupled Device )２２に読取光として入射する。ＣＣＤ２２の受光領域における各ピクセルは、ホログラフィックメモリ媒体１の記録面における各ピクセルと対応しており、ＣＣＤ２２は、ピクセル毎に入射光の明暗を電気信号のレベルの大小に変換、すなわち入射光の輝度に応じたレベルを呈するアナログ電気信号を発生し読取信号としてデコーダ２３に供給する。
【０００８】
デコーダ２３は、かかる読取信号を２値化または２値判定する機能を有し、読取信号のレベルが閾値たるスライスレベルよりも大きければ論理値“１”を、小さければ論理値“０”を認識し、この認識された値を担うディジタル信号を得るとともに、このディジタル信号に対しエンコーダ１１においてなされたページ化と逆の変換を施して時系列の再生データを生成する。
【０００９】
このような構成のホログラフィックメモリシステムにおいては、ホログラフィックメモリ媒体１に縦×横の平面的な２次元のデータ記録及び再生のみならず、任意の時間間隔でリファレンスビームの入力角βを変えることによる時間的要素を含めた３次元のデータ記録及び再生を行うことができる。
しかしながら、各光学部品の塵や汚れ、クロストークや干渉縞などの種々の要因により、空間的、時間的な光強度の変動が発生して、読取信号であるＣＣＤ２２の出力にもデータそのものによる振幅変化以外のノイズ性の振幅変動が生じる。ＣＣＤ２２の出力が、デコーダ２３において一定のスライスレベルで“１”、“０”のデータに変換される場合、振幅の変動によってデータの読取誤りが発生する場合がある。
【００１０】
一例として、ホログラフィックメモリ媒体１に図２に示されるような２次元データ配列を担う画像を記録するとする。
ここで、図の白部分はデータ“１”を、黒部分はデータ“０”を表わす。このようなデータを担うパターン画像に図３に示した輝度ムラが重畳した場合、読取信号は図４に示されるようなパターン画像に基づいて得られることとなる。この場合、データ“１”部分の読取信号の振幅値は、輝度ムラの“暗”によって小さくなるように影響を受けることになる。
【００１１】
図４において、輝度ムラによって“暗”になる部分がない矢印Ａが指し示す部分を水平方向に切り出し、当該切り出し部に対応するＣＣＤ２２の受光出力レベルすなわち読取信号のレベルの変化として表すと、図５のようになる。
図５においては、読取信号の最大値と最小値との中央値をスライスレベルとして読取信号の“１”、“０”の判別を行えば、記録したデータ“１、０、１、０、１、０、１、０、１、０、１、０、１、０、１”が、再生データ“１、０、１、０、１、０、１、０、１、０、１、０、１、０、１”として正しく再生できる。
【００１２】
しかしながら、輝度ムラによって“暗”になる部分のある矢印Ｂが指し示す部分を水平方向に切り出し、図５と同じスライスレベルで読取信号の“１”、“０”判別を行うと、図６に示されるように“暗”の部分のデータ“１”に対応するレベルがスライスレベルより小さいため、記録したデータが正しく再生されず、再生データは“１、０、１、０、１、０、０、０、０、０、０、０、１、０、１”となり、読取誤りが生じてしまう。
【００１３】
なお、図６は輝度ムラ“暗”の部分によってデータ“１”に対応する読取信号のレベルが小さくなって読取誤りが生じた例を示しているが、図７に示されるように輝度ムラ“明”の部分によって“０”データに対応する読取信号のレベルが大きくなって読取誤りが生じる場合もある。
また、図８及び図９に示されるように、当該輝度ムラに対応する読取信号のレベル全体がオフセットを持って変動して読取誤りが生じる場合などにおいても、データを正しく再生することはできない。
【００１４】
図８及び図９の場合、オフセットが大きいと読取信号のレベルがデータ“１”の上限、もしくはデータ“０”の下限を越える場合が生じるが、レベルはそれぞれの上限もしくは下限で制限されることになる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、読取信号にノイズ性のレベル変動が生じている場合においても記録されたディジタル信号を確実に再生することのできるディジタル信号記録方法、再生方法及び記録再生方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による記録方法は、記録媒体に所定記録領域単位毎にディジタル信号を記録する方法であって、前記所定記録領域単位において記録すべきディジタル信号をブロック化し、得られるデータブロックに再生時に読み取り判定されるべき全てのディジットレベルを各々が担う複数のビットデータを含ませ、前記データブロックの系列を、前記所定記録領域単位毎に前記記録媒体に記録する、ことを特徴としている。
【００１７】
本発明による再生方法は、記録媒体からディジタル信号を再生する方法であって、前記記録媒体から得られる読取信号のブロックを認識し、ブロック毎に、読み取り判定すべき全てのディジットレベルを各々が担うビットデータに対応する前記読取信号の値に基づいて閾値を決定し、この閾値に基づいて前記読取信号の各ビットデータのディジットレベルを読み取り判定する、ことを特徴としている。
【００１８】
本発明による記録方法は、記録媒体に所定記録領域単位毎にディジタル信号を記録する方法であって、前記所定記録領域単位において記録すべきディジタル信号をブロック化し、得られるデータブロックのそれぞれ所定箇所に、再生時に読み取り判定されるべき少なくとも第１及び第２のディジットレベルを各々が担う基準ビットデータを配し、前記データブロックの系列を、前記所定記録領域単位毎に前記記録媒体に記録することを特徴としている。
【００１９】
本発明による再生方法は、記録媒体からディジタル信号を再生する方法であって、前記記録媒体から得られる読取信号のブロックを認識し、ブロック毎に、当該ブロック内の所定箇所に配された読み取り判定すべき少なくとも第１及び第２のディジットレベルを各々が担う基準ビットデータに対応する前記読取信号の値に基づいて閾値を決定し、この閾値に基づいて前記読取信号の各ビットデータのディジットレベルを読み取り判定する、ことを特徴としている。
【００２０】
上記記録方法の態様においては、前記データブロックは、前記記録媒体における記録面の分割される縦方向の長さに対応するビット数と、前記記録媒体における記録面の分割される横方向の長さに対応するビット数とによって形成されるようにしても良い。
或いはまた、前記データブロックは、前記記録媒体における記録面の分割される縦方向の長さに対応するビット数と、前記記録媒体における記録面の分割される横方向の長さに対応するビット数と、これら両ビット数で画定される記録領域に対する記録時間間隔に対応するビット数とによって形成されるようにしても良い。
【００２１】
本発明による記録方法は、記録媒体にディジタル信号を少なくとも１つのページの２次元データとして記録する方法であって、再生時に判定されるべきディジットレベルを各々が担いかつ当該ディジットレベルに対応した所定ビット位置関係を有するビットデータを含む前記２次元データの補正用ディジタル信号を用意し、前記２次元データの通常記録用ディジタル信号の系列に前記補正用ディジタル信号を混在させ、得られるディジタル信号系列を、前記ページ毎に前記記録媒体に記録する、ことを特徴としている。
【００２２】
本発明による再生方法は、ディジタル信号を少なくとも１つのページの２次元データとして記録した記録媒体に入射された読取光を受光して前記２次元データに対応する複数のピクセルの各々の輝度に基づき前記記録媒体からディジタル信号を再生する方法であって、前記記録媒体から得られる読取信号より再生時に判定されるべきディジットレベルを各々が担いかつ当該ディジットレベルに対応した所定ビット位置関係を有するビットデータを含む前記２次データの補正用ディジタル信号を認識し、前記補正用ディジタル信号から読み取り判定すべきディジットレベルを担うビットデータをその所定ビット位置関係に基づいて識別し、この識別されたビットデータと前記補正用ディジタル信号の読取信号の値に基づいて前記複数のピクセルの各々に対応する輝度ムラ量を検出し、前記輝度ムラ量に応じて、輝度ムラを除去するべく通常記録用ディジタル信号に対応する読取信号の値を補正する、ことを特徴としている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
【第１実施例】
本発明の一実施例による情報記録再生システムの全体的な構成は、図１に示したものと同じである。
しかしながら、エンコーダ１１は、本実施例特有の処理を行う。すなわち、１つの単位ページもしくは所定数の単位ページに対応する記録データを２次元もしくは３次元の所定ブロックに分割し、このブロック内には少なくとも１つの“１”のデータと少なくとも１つの“０”のデータとが含まれるように構成する。すなわち、データブロックに再生時に読み取り判定されるべき全てのディジットレベルを各々が担う複数のビットデータを含ませるのである。このようにして構成された単位ページ系列記録データは、ＳＬＭ１２に送出される。
【００２５】
ＳＬＭ１２に送られたデータは、シグナルビーム及びリファレンスビームによってホログラフィックメモリ媒体１に記録される。
ホログラフィックメモリ媒体１に記録されたデータは、リファレンスビームによって読み取られる。この際、ホログラフィックメモリ媒体１からの回折光が読取光としてレンズ２１を介しＣＣＤ２２に達する。ＣＣＤ２２は、その受光出力を読取信号としてデコーダ２３に供給する。
【００２６】
デコーダ２３は、図１０に示されるフローチャートのような本実施例特有のデータ再生処理を行う。
すなわち、デコーダ２３は、読取信号を例えばＡ／Ｄ変換して読取データを取り込むと（ステップＳ１１）、ブロック認識としてその読取データを所定のブロックに分割する（ステップＳ１２）。
【００２７】
次いでデコーダ２３は、ブロック毎に任意に定めた暫定スライスレベル（例えば当該ブロック内の全読取データの値の平均）と比較し、読取データのレベルがそのスライスレベルよりも大きいか小さいかで一旦“１”／“０”判定を行って“１”または“０”を担うデータを得る（ステップＳ１３）。
そしてデコーダ２３は、ステップＳ１３により得られた当該ブロック内の“１”の判定データ群（少なくとも１個）に対応する読取データから“１”の判定データに対応する読取データの平均値と、ステップＳ１３により得られた当該ブロック内の“０”の判定データ群（少なくとも１個）に対応する読取データから“０”の判定データに対応する読取データの平均値とを算出する（ステップＳ１４）。
【００２８】
デコーダ２３は、これら２つの平均値から、最も読取データの読取誤りが小さくなるようなスライスレベルを新たに決定し（ステップＳ１５）、この新たなスライスレベルと読取データとを比較し、読取データのレベルがこのスライスレベルよりも大きいか小さいかで再度“１”／“０”の判定を行い、“１”または“０”を担う判定データを新しく得る（ステップＳ１６）。ステップＳ１５において新たに定められるスライスレベルとしては、ステップＳ１４において得られる“１”及び“０”についての両平均値の平均が採用可能である。
【００２９】
ステップＳ１６の後は、デコーダ２３は、スライスレベルを変更すべきか否かを判別する（ステップＳ１７）。変更すべきであれば、すなわち、データの読取誤りが小さくなり得ると判別されれば、最後に得た判定データに対しもう一度ブロック毎に“１”の判定データに対応する読取データの平均値と“０”の判定データに対応する読取データの平均値とを算出してスライスレベルを決定し、さらに“１”／“０”の判定を行うようステップＳ１４に移行する。
【００３０】
ステップＳ１７においてスライスレベルの変更不要を判別すると、デコーダ２３は、ブロックを合成し（ステップＳ１８）、最終的に得られた判定データをデコードデータすなわち時系列の再生データとして出力する（ステップＳ１９）。以上のようなエンコーダ１１及びデコーダ２３の処理は、いずれも、パーソナルコンピュータなどによってソフトウェアにて実現することもできるし、またハードウェアによって実現することもできる。
【００３１】
ここで、２次元で記録データをブロック分割する場合として、図４の２次元データ配列を図１１に示したような１−ａ、２−ａ、…、５−ｅの３ビット×３ビットのブロックに分割した例を挙げて説明する。
ブロックは、必ず１つ以上の“１”のビットデータと１つ以上の“０”のビットデータとを含む、という条件を満たすように構成される。ここでは、３×３ブロックのデータの内、左上の１ビットを当該条件を充足するための調整ビットとして使用され、当該左上の１ビットを除いた８ビットを通常の情報データとして使用する。具体的な調整ビットの値の定め方としては、ブロック内の情報データの“１”と“０”の個数から少ない方の“１”もしくは“０”データを調整ビットに割り当てる。もしもブロック内の情報データの“１”と“０”の個数が同じであれば、どちらか一方の値例えば“１”を選択するようにする。
【００３２】
このようにすることによって、１つのブロックには必ず“１”と“０”の双方のデータが含まれるように構成することが出来る。
本実施例によれば、図１１の如きブロック化されたデータを読み取る場合、ステップＳ１２において読取データがエンコード時と同じ３×３のブロックに分けられ、ステップＳ１３においてブロック毎に任意のスライスレベルで読取データが“１”／“０”判定され、ステップＳ１４及びＳ１５においてその判定された“１”データに対応する読取データの平均値と判定された“０”データに対応する読取データの平均値とのさらに平均が算出されてスライスレベルが決定される。そしてこの新たに定められたスライスレベルによって再度読取データの“１”／“０”判定がなされる。
【００３３】
したがって、読み取り対象のデータの記録フォーマット上ここでは単位平面ページにおける近傍のデータ、すなわち予め設定したブロック内の“１”及び“０”のデータを使ってスライスレベルの設定を行いデータの“１”／“０”判定が行われるので、種々の要因によって読取光ないしは読取信号のノイズ性レベル変動が生じても、スライスレベルの基準となるブロック内のデータの値も同様に変動し、そしてスライスレベルもデータと同様に変動するため、“１”／“０”の判定を正しく行うことができる。
【００３４】
図１２は、図１１の矢印Ｂが指し示す部分を水平方向に切り出し、当該切り出し部分に対応する読取データのレベル変動態様を表わしている。
図１２において、１−ｃブロックや２−ｃブロックなどの輝度ムラによる影響の無いブロックの場合、データは“１”の読取データと“０”の読取データとから決定されるスライスレベルによって誤りなく“１”／“０”の判定が出来る。
【００３５】
一方、３−ｃブロックなどの輝度ムラによる影響のあるブロックの場合、ブロック内の“１”の読取データが輝度ムラによって影響を受け、適正しきい値の変動した“１”の読取データと“０”の読取データとによって、これに追従するように決定されるスライスレベルも変化するので、輝度ムラなどのノイズ成分によりレベル変動した読取データも誤り無く“１”／“０”の判定がなされることになる。
【００３６】
次に、３次元で記録データをブロック分割する場合として、図４の２次元データ配列を図１３に示したように単位記録ページとしての平面Ａが１−ａ、２−ａ、…、５−ｅの３ビット×３ビットの領域で分割されるだけでなく、さらにリファレンスビームの入力角βを時間ｔで変化させて得られる単位記録ページとしての平面Ｂも平面Ａの各分割領域と対応して分割され、ブロックの大きさが時間ｔの厚みを持つ平面２ビット×縦３ビット×横３ビットとした例を挙げて説明する。
【００３７】
かかるブロック分割形態においては、一般的には、媒体１における記録面の分割される縦方向の長さに対応するビット数と、当該記録面の分割される横方向の長さに対応するビット数と、これら両ビット数で画定される記録領域に対する記録時間間隔に対応するビット数とによってデータブロックが形成されると言い得る。
【００３８】
すなわち図１３においては、例えば、記録ページたる平面Ａの１−ａ領域と平面Ｂの１−ａ領域とで２ビット×３ビット×３ビットの３次元の仮想の立体的ブロックを単位としてエンコード処理が行われる。
ブロックは、必ず１つ以上の“１”のデータと１つ以上の“０”のデータとが含まれる、という条件を満たすよう構成される。ここでは、Ａ平面の３×３領域のデータの内の左上の１ビットを調整ビットとし、当該左上の１ビットを除いた８ビット及びＢ平面の３×３領域の全データ９ビットの合計１７ビットを情報データとして使用する。調整ビットは、上述と同様の趣旨で、情報データの“１”と“０”の個数から少ない方の“１”もしくは“０”データを調整ビットに割り当て、もしもブロック内の情報データの“１”と“０”の個数が同じであれば、どちらか一方の値例えば“１”が選択される。
【００３９】
本実施例によれば、図１３の如きブロック化されたデータを読み取る場合、ステップＳ１２において読取データがエンコード時と同じ２×３×３のブロックに分けられ、ステップＳ１３においてブロック毎に任意のスライスレベルで読取データが“１”／“０”判定され、ステップＳ１４及びＳ１５においてその判定された“１”データに対応する読取データの平均値と判定された“０”データに対応する読取データの平均値とのさらに平均が算出されてスライスレベルが決定される。そしてこの新たに定められたスライスレベルによって再度読取データの“１”／“０”判定がなされる。
【００４０】
したがって、読み取り対象のデータの３次元記録フォーマット上近傍のデータ、すなわち予め設定した時間間隔ｔによる３次元的ブロック内の他のデータを使ってスライスレベルの設定を行いデータの“１”／“０”判定が行われるので、種々の要因によって読取光ないしは読取信号のノイズ性レベル変動が生じても、スライスレベルの基準となるブロック内のデータの値も同様に変動し、そしてスライスレベルもデータと同様に変動するため、“１”／“０”の判定を正しく行うことができる。このような３次元的ブロックを用いたスライスレベルの設定を行う手法は、時間軸上の記録形態及び再生形態の変動に対して強く、また、ブロック当たりのデータ量が多いので効率的な処理を行える、というメリットがある。
【００４１】
以上のように、記録フォーマット上２次元あるいは３次元に配置された読取データのレベルが種々の要因によって空間的、時間的に変動が生じても、その変動を同様に受ける“１”と“０”の読取データ自身から“１”／“０”を判定するためのスライスレベルを決定するようにしたので、ノイズ性レベル変動があっても読取データの“１”／“０”の判定を正しく行うことが出来る。
【００４２】
しかも、図８や図９に示したような“１”や“０”の上限や下限を越えるような変動によって読取信号のレベルが飽和してしまい、当該レベル変化の直線性がなくなり著しく読取信号波形が歪んだ場合などでも、“１”と“０”の読取データ両方の情報を利用してスライスレベルを決定しているため、一方の情報が飽和していても他方の情報が飽和されぬままのため、スライスレベルを正しく決めることが出来る。
【００４３】
なお、スライスレベルを決定するためのブロックの形状は２次元の場合は３×３とし、３次元の場合は２×３×３とする例を挙げて説明を行ったが、“１”と“０”双方のデータが含まれていればどのような形状のブロックでも良い。また、ブロックの形状を限定せずに種々の形状のものを組み合せても良い。さらに“１”及び“０”のデータを取り出しスライスレベルを決定するブロックと、データを“１”／“０”判定するブロックとは、形状が異なっていても良い。
【００４４】
また、ブロック毎に任意のスライスレベルでブロック内のデータの“１”／“０”の判定を行ってから適応したスライスレベルを算出しているが、ブロックに分割する前に１種類のスライスレベルでデータの“１”／“０”判定を行った後にブロックに分割してスライスレベルを算出するようにしても良い。
【００４５】
【第２実施例】
本発明による他の実施例による情報記録再生システムも、上位ブロックレベルにおいては基本的に図１に示したものと同等の形態で実現可能である。
但し、エンコーダ１１は、本実施例特有の処理を行う。すなわち、１つの単位ページもしくは所定数の単位ページに対応する記録データを２次元もしくは３次元の所定ブロックに分割し、このブロック内には割当箇所の特定された少なくとも１つの“１”の基準データと同じく割当箇所の特定された少なくとも１つの“０”の基準データとが含まれるように構成する。すなわち、得られるデータブロックのそれぞれ所定箇所に、再生時に読み取り判定されるべき少なくとも第１及び第２のディジットレベル（本例の場合“０”，“１”）を各々が担う基準ビットデータを配するのである。このようにして構成された単位ページ系列記録データは、ＳＬＭ１２に送出される。
【００４６】
ＳＬＭ１２に送られたデータは、シグナルビーム及びリファレンスビームによってホログラフィックメモリ媒体１に記録される。
ホログラフィックメモリ媒体１に記録されたデータは、リファレンスビームによって読み取られる。この際、ホログラフィックメモリ媒体１からの回折光が読取光としてレンズ２１を介しＣＣＤ２２に達する。ＣＣＤ２２は、その受光出力を読取信号としてデコーダ２３に供給する。
【００４７】
デコーダ２３は、図１４に示されるフローチャートのような本実施例特有のデータ再生処理を行う。
すなわち、デコーダ２３は、読取信号を例えばＡ／Ｄ変換して読取データを取り込むと（ステップＳ２１）、ブロック認識としてその読取データを所定のブロックに分割する（ステップＳ２２）。
【００４８】
次いでデコーダ２３は、ブロック内の“１”及び“０”の基準データを抽出し（ステップＳ２３）、両基準データから最も読取データの読取誤りが小さくなるようにスライスレベルを決定する（ステップＳ２４）。スライスレベルとしては、“１”及び“０”の基準データの平均値が採用可能である。
スライスレベルが決定された後は、デコーダ２３は、読取データの値が当該スライスレベルよりも大きいか否かによって“１”／“０”判定を行う（ステップＳ２５）。かかる判定により得られた“１”／“０”データは、デコードデータすなわち時系列の再生データとして出力される（ステップＳ２６）。
【００４９】
以上のようなエンコーダ１１及びデコーダ２３の処理も、パーソナルコンピュータなどによってソフトウェアにて実現することができるし、またハードウェアによって実現することもできる。
ここで、２次元で記録データをブロック分割する場合として、図４の２次元データ配列を図１５に示したような１−ａ、２−ａ、…、５−ｅの３ビット×３ビットのブロックに分割した例を挙げて説明する。
【００５０】
ブロックは、必ずそれぞれ当該ブロック内における位置の特定された１つ以上の“１”の基準ビットデータと１つ以上の“０”の基準ビットデータとを含む、という条件を満たすように構成される。ここでは、３×３ブロックのデータの内、左上の１ビットを当該“１”の基準ビットデータとして、この右隣の１ビットを当該“０”の基準ビットデータとして使用され、これら以外の部分には通常の情報データを割り当てるようにしている。
【００５１】
本実施例によれば、図１５の如きブロック化されたデータを読み取る場合、ステップＳ２２において読取データがエンコード時と同じ３×３のブロックに分けられ、ステップＳ２３においてブロック毎にブロックの左上とその右隣に記録した“１”の基準データと“０”の基準データが抽出される。そしてステップＳ２４において、抽出された基準データによってスライスレベルが決定され当該スライスレベルによって読取データの“１”／“０”判定がなされる。
【００５２】
したがって、読み取り対象のデータの記録フォーマット上近傍のデータ、すなわち予め場所を特定したブロック内の基準データを使ってスライスレベルの設定を行いデータの“１”／“０”判定が行われるので、種々の要因によって読取光ないしは読取信号のノイズ性レベル変動が生じても、スライスレベルの基準となるブロック内の基準データの値も同様に変動し、そしてスライスレベルも基準データと同様に変動するため、“１”／“０”の判定を正しく行うことができる。
【００５３】
図１６は、図１５の矢印Ｂが指し示す部分を水平方向に切り出し、当該切り出し部分に対応する読取データのレベル変動を表わしている。
図１６において、１−ｄブロックなどの輝度ムラによる影響の無いブロックの場合、データは“１”の基準データ及び“０”の基準データに基づいて決定されるスライスレベルによって誤りなく“１”／“０”の判定が出来る。
【００５４】
一方、３−ｄブロックなどの輝度ムラによる影響のあるブロックの場合、ブロック内の“１”の基準データが輝度ムラによって他のデータ同様の影響を受け、このように適正しきい値の変動した“１”の基準データと“０”の基準データとによって、これに追従するように決定されるスライスレベルも変化するので、レベル変動した読取データも誤り無く“１”／“０”の判定がなされることになる。
【００５５】
次に、３次元で記録データをブロック分割する場合として、図４の２次元データ配列を図１７に示されるように記録ページである平面Ａ及びＢともに１−ａ、２−ａ、…、５−ｅの３ビット×３ビットの領域で分割し、両平面間がリファレンスビームの入力角βを時間ｔで変化させたもの、すなわちブロックが時間ｔ離れた平面２ビット×縦３ビット×横３ビットの大きさを持つものである例を挙げて説明する。
【００５６】
すなわち図１７においては、例えば、記録ページたる平面Ａの１−ａ領域と平面Ｂの１−ａ領域とで２ビット×３ビット×３ビットの３次元の立体的ブロックを単位としてエンコード処理が行われる。
ブロックは、必ず当該ブロック内においてそれぞれ位置の特定された１つ以上の“１”の基準データと１つ以上の“０”の基準データとが含まれる、という条件を満たすよう構成される。ここでは、Ａ平面の３×３領域のデータの内の左上の１ビットを“１”の基準データとして、Ｂ平面の３×３領域のデータの内の左上の１ビットを“０”の基準データとして使用するとともに、これら以外の１６ビット箇所には情報ビットデータが割り当てられる。
【００５７】
本実施例によれば、図１７の如きブロック化されたデータを読み取る場合、ステップＳ２２において読取データがエンコード時と同じ２×３×３のブロックに分けられ、ステップＳ２３においてブロック毎にブロックの平面Ａの左上と平面Ｂの左上に記録した“１”の基準データと“０”の基準データが抽出される。そしてステップＳ２４において、抽出された基準データによってスライスレベルが決定され当該スライスレベルによって読取データの“１”／“０”判定がなされる。
【００５８】
したがって、読み取り対象のデータの３次元フォーマット上近傍のデータ、すなわち予め設定した時間間隔ｔによる３次元的ブロック内の基準データを使ってスライスレベルの設定を行いデータの“１”／“０”判定が行われるので、種々の要因によって読取光ないしは読取信号のノイズ性レベル変動が生じても、スライスレベルの基準となるブロック内のデータの値も同様に変動し、そしてスライスレベルもデータと同様に変動するため、“１”／“０”の判定を正しく行うことができる。このような３次元的ブロックを用いたスライスレベルの設定を行う手法は、時間軸上の記録形態及び再生形態の変動をカバーでき、また、多量のデータをブロック処理できる、というメリットがある。
【００５９】
以上のように２次元あるいは３次元に配置されたデータの振幅が種々の要因によって空間的、時間的に変動が生じても、その変動を同時に受ける“１”と“０”の基準信号をブロック内の他のデータの近傍に配置し、“１”と“０”の基準信号からデータの“１”／“０”の判断を正しく行うことが出来る。
本実施例においても、第１実施例と同様に、図８や図９に示したような場合における適正スライスレベル及び“１”／“０”判定をなすことができる。
【００６０】
なお、ブロックの形状は２次元の場合は３×３、３次元の場合は２×３×３とした例で説明を行ったが、位置の定められた（厳密にはデコード時において位置の認識可能な）“１”と“０”の基準データが含まれていればどのような形状でも良い。また、ブロックの形状を限定せず種々のものを組み合せても良い。さらに、“１”と“０”の基準データを取り出すブロックと“１”／“０”のデータ判定用ブロックとは互いに形状が異なっていても良い。
【００６１】
また、ブロック内には“１”と“０”の基準データがそれぞれ複数個含まれるように配置しても良く、“１”と“０”の基準データの配置もブロック毎に変更しても良い。
さらに、記録及び再生するデータとして“１”と“０”の２値データを用いているが、３値以上の多値データを記録及び再生しても良い。この場合には、“１”と“０”の基準データから複数のスライスレベルを算出して、多値データの判定を行っても良く、また“１”と“０”の基準データの他にその中間値を表わす基準データを記録して多値データの判定を行っても良い。
【００６２】
【第３実施例】
上記各実施例は、ブロック毎に単位記録ページにおける輝度むらに対処するようにしているが、以下に説明される第３実施例においては、ブロック分割しなくとも単位記録ページにおける輝度むらに対処できる方法を提示している。
より詳しくは、リファレンスビームの入力角βを所定ステップずつ変えて変調シグナルビームをページ毎にホログラフィックメモリ媒体１の同じ場所に記録する多重記録に際しては、通常の情報データパターンを担う通常記録ページとは別に、輝度ムラ補正用の基準となるデータパターンを参照ページとして記録するようにし、読取時に当該参照ページを読み取りその参照ページにおける既知パターンに基づいて輝度ムラを検出し、その検出結果に応じて記録ページの情報データの値を補正するようにしている。
【００６３】
図１８は、かかる通常の記録ページと参照ページとの関係を示したものである。
これによれば、最初の参照ページが第１ページに割り当てられ、以降は１０ページ毎に参照ページが通常記録ページに割り当てられる。第１頁の参照ページは第２ないし第５頁の記録ページの情報データの値を補正するためのものであり、第１１頁の参照ページは第６ないし第１５頁の記録ページの情報データの値を補正するためのものであり、……、第｛１０（ｎ−１）＋１｝頁の参照ページは第（１０ｎ−４）ないし第（１０ｎ＋５）頁の通常記録ページの情報データの値を補正するためのものである。
【００６４】
第１頁の参照ページは、初期参照ページであって、他の参照ページとは異なる種類に属され、当該ページがホログラフィックメモリ媒体１における最初の記録ページであることを識別させる役割を持つ。
参照ページの各々は、通常記録ページに記録されるデータパターンと同じ手法でコーディングされそのビット位置関係が既知のランダムパターンが記録されるものとされる。
【００６５】
エンコーダ１１は、通常記録ページの中にこのような輝度ムラ補正用の参照ページを挿入して記録すべきデータ系列を構成する処理を行う。
ホログラフィックメモリ媒体１に記録された各ページは、順次リファレンスビームの入力角βを変えることにより読み取られ、その読取信号は、デコーダ２３に供給される。その際、デコーダ２３は、読み取られた参照ページに基づいた輝度ムラの補正を行う。かかる補正を含めたデータ再生手順を示したのが図１９のフローチャートである。
【００６６】
図１９において、デコーダ２３は、第１頁を上記初期参照ページを識別することにより検出すると（ステップＳ３１）、通常記録ページを読み出し（ステップＳ３２）、対応する参照ページのデータを読み出す（ステップＳ３３）。
参照ページのデータを読み出したときは、デコーダ２３は、補正係数の計算を行い（ステップＳ３４）、その補正係数を用いて通常記録ページのデータの補正を行う（ステップＳ３５）。参照ページのデータが読み出されないときは、デコーダ２３は、先に計算された対応の補正係数を用いて通常記録ページのデータの補正を行う（ステップＳ３５）。
【００６７】
かかるデータの補正の後は、上記各実施例において説明した図１０または図１４のデータ再生処理を行う（ステップＳ３６）。これにより、ページ全体のデータ補正がなされた後に正確なスライスレベルの設定がなされ確実なディジタル信号の再生がなされることとなる。
ステップＳ３６の後は、必要なページの読み出しが完了したか否かが判別され（ステップＳ３７）、完了していなければステップＳ３２に戻って他のページの読み出しを続行する。
【００６８】
必要なページの読み出しが完了した場合、デコーダ３２は、ページ化を解く処理を含む復号処理を行い（ステップＳ３８）、このフローチャートの処理を終了する。
ここで、ステップＳ３４及びＳ３５により行われるデータの補正方法につき詳述する。
【００６９】
参照ページのデータパターンは、黒の部分と白の部分とが予めデコーダ側で認識済みのビット位置に配されるものである。したがってデコーダ２３は、２次元配列された各ビットが黒を担うものなのか白を担うものなのか、つまり如何なるディジットレベルを担うビットデータが割り当てられているのかを認識することができるのである。
【００７０】
白の部分においては、当該白部分に対応する読取データの値そのものが輝度ムラの量に相当する。すなわちこれは、“１”と識別されたビットデータに対応する読取信号の値の期待値からの偏差を検出していることに相当する。
一方、黒の部分においては、当該黒部分に隣接あるいはこれの周辺にある白部分の輝度ムラから推測してその輝度ムラ量を得る。
【００７１】
故に、白及び黒部分全てを含むページ全体の輝度ムラの量及び分布を検出することができる。例えば、図３に示されるような“暗”の輝度ムラがページ全体に対する量及び分布として検出することができるのである。
このようにして検出される輝度ムラは、ページ単位の２次元データの形式で表すことができる。そしてこの輝度ムラを担う２次元データを規格化し、各ピクセル毎に補正係数（すなわち上記偏差をゼロとするための係数に相当する）を算出し記憶しておくとともに、対応する通常記録ページのデータに当該補正係数を乗じ、輝度ムラを除去する処理を行うのである。
【００７２】
本実施例によれば、ページ内の輝度ムラを検出し、その輝度ムラが除去されるよう対応のデータの値を補正されるので、光源のムラや光学系に残っている干渉縞、記録材料の特性に起因するホログラム間の輝度ムラが除去されるので、再生データを確実に得、読取エラーを少なくすることができる。しかも、ステップＳ３６にあるような、上記各実施例特有のデータ再生処理を組み合わせることにより、輝度ムラに対しては粗い補償をなした後に細かい補償をなす如く処理することができ、もってより確実なディジタル信号の再生が可能となる。
【００７３】
なお、上記各実施例においては、ホログラフィックメモリ媒体のみを記録媒体として挙げたが、本発明は、これに必ずしも限定されるものではない。
この他にも、上記各実施例においては種々の手段または行程を限定的に説明したが、当業者の設計可能な範囲にて適宜改変することも可能である。
【００７４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、読取信号にノイズ性のレベル変動が生じている場合においても記録されたディジタル信号を確実に再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例及び本発明の各実施例による情報記録再生システムの基本的構成を示す上位ブロック図である。
【図２】記録ページのデータパターン画像の一例を示す模式図である。
【図３】図２のデータパターン画像に重畳されうる輝度ムラのパターンを示す模式図である。
【図４】図２のデータパターン画像に図３の輝度ムラパターンが重畳された例を示す模式図である。
【図５】正常時における読取信号のレベル変動態様を示すタイムチャートである。
【図６】輝度ムラがある場合における読取信号のレベル変動態様の一例を示すタイムチャートである。
【図７】輝度ムラがある場合における読取信号のレベル変動態様の他の例を示すタイムチャートである。
【図８】オフセット成分が生じた場合における読取信号のレベル変動態様の一例を示すタイムチャートである。
【図９】オフセット成分が生じた場合における読取信号のレベル変動態様の他の例を示すタイムチャートである。
【図１０】本発明の第１実施例によって行われるデータ再生処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１０のデータ再生処理の詳細な態様を説明するための、単位記録ページのデータパターンの例を示す図である。
【図１２】図１０のデータ再生処理によってなされるデータ再生態様を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】図１０のデータ再生処理の詳細な態様を説明するための、単位記録ページのデータパターンの他の例を示す図である。
【図１４】本発明の第２実施例によって行われるデータ再生処理の手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１４のデータ再生処理の詳細な態様を説明するための、単位記録ページのデータパターンの例を示す図である。
【図１６】図１４のデータ再生処理によってなされるデータ再生態様を説明するためのタイムチャートである。
【図１７】図１４のデータ再生処理の詳細な態様を説明するための、単位記録ページのデータパターンの他の例を示す図である。
【図１８】本発明の第３実施例によるエンコード処理により構成される記録ページ系列データの対応を示す図である。
【図１９】本発明の第３実施例によって行われるデータ再生処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ホログラフィックメモリ媒体
１１  エンコーダ
１２  空間光変調器
１３  レンズ
２１  レンズ
２２  ＣＣＤ
２３  デコーダ
【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６】
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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１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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