特開 2015-135711 光情報再生装置および光情報再生方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-135711(P2015-135711A)

(43)【公開日】2015年7月27日

(54)【発明の名称】光情報再生装置および光情報再生方法

(51)【国際特許分類】

   G11B 7/0065 20060101AFI20150701BHJP

   G11B 7/005 20060101ALI20150701BHJP

   G11B 7/007 20060101ALI20150701BHJP

   G11B 7/135 20120101ALI20150701BHJP

【ＦＩ】

   G11B7/0065

   G11B7/005 B

   G11B7/007

   G11B7/135 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2014-6348(P2014-6348)

(22)【出願日】2014年1月17日

(71)【出願人】

【識別番号】501009849

【氏名又は名称】株式会社日立エルジーデータストレージ

(71)【出願人】

【識別番号】509189444

【氏名又は名称】日立コンシューマエレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100310

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 学

(74)【代理人】

【識別番号】100098660

【弁理士】

【氏名又は名称】戸田 裕二

(74)【代理人】

【識別番号】100091720

【弁理士】

【氏名又は名称】岩崎 重美

(72)【発明者】

【氏名】一色 史雄

(72)【発明者】

【氏名】飯塚 純也

(72)【発明者】

【氏名】池田 政和

【テーマコード（参考）】

5D090

5D789

【Ｆターム（参考）】

5D090AA01

5D090BB16

5D090CC04

5D090CC14

5D090CC16

5D090EE18

5D090FF21

5D090GG16

5D090GG23

5D090GG28

5D090LL03

5D789AA10

5D789BA01

5D789CA20

5D789DA05

5D789JA24

5D789KA04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】情報再生速度を向上できる光情報再生装置を提供する。
【解決手段】光情報画生装置１０は、参照光を照射してヘッダ情報を含む再生光を生成する再生光生成部と、生成された再生光をそれぞれ前記ヘッダ情報を含むように複数に分割する光東分割部と、分割された再生光をそれぞれ撮影する撮影部と、撮影された再生光のヘッダ情報を処理する制御部とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光情報記録媒体に参照光を照射することで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に前記参照光を照射して、前記情報に対応したヘッダ情報を含む再生光を生成する再生光生成部と、
前記再生光生成部で生成された再生光を、それぞれ前記ヘッダ情報を含むように複数に分割する光束分割部と、
前記分割部で分割された再生光をそれぞれ撮影する撮像部と、
前記撮像部で撮影された再生光のヘッダ情報を処理する制御部と、
を備えることを特徴とする光情報再生装置。

【請求項2】

請求項１記載の光情報再生装置であって、
前記光束分割部で前記再生光が分割されるまえに、前記再生光に含まれる前記情報を拡大する拡大光学部と、
を備えることを特徴とする光情報再生装置。

【請求項3】

請求項１記載の光情報再生装置であって、
前記再生光を、前記撮像部に入射するように反射させる反射部を備え、
前記反射部から前記撮像部までの距離は、前記再生光の光束の直径の４倍より大きいこと
を特徴とする光情報再生装置。

【請求項4】

請求項１記載の光情報再生装置であって、
前記光束分割部は、ビームスプリッタプリズムであり、
前記ビームスプリッタプリズムは、前記再生光の入射光軸に垂直な入射面と、入射面に対しθ度傾いた反射面を備え、
前記反射面の反射境界の一辺は入射面上にあって入射光束の略中央に配置され、
前記反射面で反射される反射光の出射面が、入射面に対し２θ度を成して配置され、
θが４５度から７０度の間の角度に設定されている光情報再生装置。

【請求項5】

請求項４記載の光情報再生装置であって、
前記ビームスプリッタプリズムは、前記一辺の前記反射境界近傍に半反射領域を備えること
を特徴とする光情報再生装置。

【請求項6】

請求項１記載の光情報再生装置であって、
前記光束分割部は、反射鏡であり、
前記反射鏡は、前記再生光の入射光軸に対しθ度傾いて配置され、
前記反射鏡で反射される再生光の出射光軸が、再生光の入射光軸に対し２θ度を成しており、
前記反射鏡の反射境界となる前記一辺が、θ度以下の角度であること
を特徴とする光情報再生装置。

【請求項7】

請求項６記載の光情報再生装置であって、
前記反射鏡で反射された前記再生光の出射方向が、前記反射鏡で反射されない前記再生光の光束と交差する方向に配置されていることを特徴とする光情報再生装置。

【請求項8】

請求項１記載の光情報再生装置であって、
前記制御部は、
再生光に含まれる前記ヘッダ情報から、アドレス値に検証用コードが付加されたアドレスパターンを取得し、前記アドレスパターンに含まれる検証用コードによるアドレス値の検証を行い、検証されたアドレス値を有効なアドレス値として選択することを特徴とする光情報再生装置。

【請求項9】

請求項１記載の光情報再生装置であって、
前記ヘッダ情報にシンクマークが含まれている場合、前記シンクマークを基準として前記撮像素子で撮影した画像を位置合わせし、合成して一つの合成画像データとし、前記合成画像データに対し復号処理とインターリーブ処理を行ってから誤り訂正処理することを特徴とする光情報再生装置。

【請求項10】

請求項１記載の光情報再生装置であって、
前記撮像素子で撮影した画像を復号処理し、復号処理された復号データを合成して一つの合成データとし、前記合成データに対しインターリーブ処理を行ってから誤り訂正処理することを特徴とする光情報再生装置。

【請求項11】

光情報記録媒体に参照光を照射することで情報信号を再生する光情報再生装置に用いられる光情報再生方法であって、
光情報記録媒体に参照光を照射して、ヘッダ情報を有する情報信号を再生するステップと、
それぞれヘッダ情報を含むように複数に分割するステップと、
分割された情報信号をそれぞれ撮影するステップと、
を備えることを特徴とする光情報再生装置に用いられる光情報再生方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光情報記録媒体に参照光を照射することで情報信号を再生する光情報再生装置および光情報再生方法に関する。

【背景技術】

【0002】

背景技術として、特許文献１の技術がある。特許文献１には、干渉パターンがページデータとして記録されているホログラム記録媒体から情報を再生する情報再生装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１３８１４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

コンピュータ用の情報記憶装置として、次世代用のホログラフィックメモリ方式の記憶装置で、大量の情報を瞬時に読出したり検索したりするため、高速化が求められている。

【0005】

特許文献１では、空間光変調器と光検出器一つずつを、偏光ビームスプリッタに隣接して配置している。

【0006】

しかし、上記特許文献１に記載されているような情報再生装置では、２次元画像を検出する撮像素子のフレームレート（一秒間に撮像可能な枚数）によって、情報再生速度の上限が決められてしまい、現在の情報再生速度を速くするには、より高解像度かつフレームレートの高い撮像系にしなければならない。しかし、前述したように現在の撮像素子では限界があり、上記特許文献１のような構成では情報再生速度を大きく向上させることができない。

【0007】

本発明は、上記課題を解決するために、情報再生速度を向上できる光情報再生装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的は、一例として、請求の範囲に記載の発明により達成できる。具体的には、光情報記録媒体に参照光を照射することで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に前記参照光を照射して、前記情報に対応したヘッダ情報を含む再生光を生成する再生光生成部と、前記再生光生成部で生成された再生光を、それぞれ前記ヘッダ情報を含むように複数に分割する光束分割部と、前記分割部で分割された再生光をそれぞれ撮影する撮像部と、前記撮像部で撮影された再生光のヘッダ情報を処理する制御部と、を備えることを特徴とする光情報再生装置である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、好適な光情報再生装置および光情報再生方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明によるピックアップ光学系の構成例を示す図である。

【図2】本発明による情報再生装置の全体構成例（ブロック構成）を示す図である。

【図3】本発明に用いる媒体の記録データパターンの例である。

【図4】本発明による光束分割部による光束分割の様子を示す図である。

【図5】本発明における撮像素子上で受像される再生像の例である。

【図6】本発明における再生光の光束の光路の様子を示す図である。

【図7】光束分割部としてプリズムを用いた場合の、本発明による光束分割部と撮像素子配置の具体的構成を示す図である。

【図8】光束分割部としてプリズムを用いた場合の、本発明による光束分割部の入射面、反射面、出射面の角度の関係を示す図である。

【図9】光束分割部として反射鏡を用いた場合の、本発明による光束分割部と撮像素子配置の具体的構成を示す図である。

【図10】光束分割部としてプリズムを用いた場合の、本発明による光束分割部に半反射領域を設けた場合の、透過率／反射率の例を示す図である。

【図11】本発明による、画像からデータを復元する信号処理回路の構成を示す図である。

【図12】本発明による、再生像からアドレス情報を読出す手順を示す図である。

【図13】本発明による、有効アドレス値を決定する手順を示す図である。

【図14】本発明による、デジタルデータの復号手順を示す図である。

【図15】本発明による、デジタルデータの復号手順を示す図である。

【図16】本発明による、デジタルデータの復号手順を示す図である。

【図17】本発明による、撮像から復号処理までの処理タイミングの例を示す図である。

【図18】本発明による、画像からデータを復元する信号処理回路の構成を示す図である。を示す図である。

【図19】本発明による、撮像された画像の合成方法を示す図である。

【図20】本発明による、画像からデータを復元する信号処理回路の構成を示す図である。

【図21】本発明による、画像からデータを復元する信号処理回路の構成を示す図である。

【図22】本発明による、十字状ヘッダを用いた４分割時の記録データパターンの例である。

【図23】本発明による、十字状ヘッダを用いた４分割時の撮像光学系の構成例である。

【図24】本発明による、十字状ヘッダを用いた４分割時の撮像光学系における、再生像上のパターンと、分割境界の配置の位置関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の光情報再生装置および光情報再生方法の実施例について説明する。

【0012】

（構成の目的）
高速な撮像素子として代表的なＣＭＯＳカメラ素子の性能は、ウエハープロセスに依存するが、一般的に、同じ画素サイズであれば水平・垂直信号線一本当りの担当する画素の数が少ない程、フレームレートを高くできる。また、画素ピッチ（画素ピクセル間隔）が広いほど、水平・垂直信号線を太くして配線抵抗を下げられ、また複数本並列化でき、また高速化用のバッファを画素回路中に追加できるため、よりフレームレートを高くできる。一例として、縦横２０００ピクセル角（４メガピクセル）程度で画素ピッチ１０μｍのＣＭＯＳカメラ素子では１５００コマ／秒、縦横１０００ピクセル角（１メガピクセル）程度で画素ピッチ３０μｍ程度のＣＭＯＳカメラ素子では１５０００コマ／秒程度が可能となっている。ここで、総ピクセル数の比（４メガピクセル／１メガピクセル＝４倍）以上に、フレームレートが向上（１５０００コマ／１５００コマ＝１０倍）しているのは、画素ピッチを広く取れることによる上記高速化の効果である。

【0013】

そこで、これらの効果を利用した光学系と装置構成を取ることで、現状のプロセス技術で作製された撮像素子を用いて、より高解像度かつ高いフレームレートでの撮像処理ができる光情報再生装置の構成とした。
（光情報再生装置の構成例）
以下、図１〜図１１を用いて、本発明の実施の形態を説明する。

【0014】

（装置全体構成例）
まず、図２を用いて、本発明である光情報再生装置の全体構成（ブロック構成）を説明する。

【0015】

光情報再生装置１０は、入出力制御回路９０を介して外部制御装置９１と接続されている。光情報再生装置１０は外部制御装置９１からの動作指令の信号を入出力制御回路９０により受信する。再生時には、光情報再生装置１０は再生した情報信号を入出力制御回路９０により外部制御装置９１に送信する。記録を行う場合は、記録する情報信号を外部制御装置９１から入出力制御回路９０により受信する。

【0016】

光情報再生装置１０は、ピックアップ１１、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４、及びスピンドルモータ２１５を備えており、ディスク２１４はスピンドルモータ２１５によって回転可能な構成となっている。

【0017】

ピックアップ１１は、参照光と信号光をディスク２１４に出射照射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録媒体から読出す役割を果たす。ディスク２１４に記録をする場合は、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。ディスク２１４に照射する参照光と信号光の照射時間は、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。

【0018】

ディスク２１４に記録された情報を再生する場合は、レーザ光を所定の位置および角度で参照光を照射することで再生される再生光をピックアップ１１内の後述する撮像素子によって検出し、信号処理回路８５によって信号を処理して情報を再生する。

【0019】

キュア光学系１３は、上記記録時に用いるもので、ディスク２１４のプリキュアおよ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、ディスク２１４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、ディスク２１４内の所望の位置に情報を記録した後、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。ディスク回転角度検出用光学系１４は、ディスク２１４の回転角度を検出するために用いられる。ディスク２１４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を介してディスク２１４の回転角度を制御することが出来る。

【0020】

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光学系１１、キュア光学系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。

【0021】

また、ピックアップ光学系１１、そして、ディスクキュア光学系１３は、ディスク２１４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。

【0022】

ところで、ホログラフィの角度多重の原理を利用した再生および記録では、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。

【0023】

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再生装置１０内に備えることが必要となる。

【0024】

また、ピックアップ１１、キュア光学系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。

【0025】

また、アクセス制御回路８１、光源駆動回路８２、サーボ信号生成回路８３、サーボ制御回路８４、信号処理回路８５、信号生成回路８６、シャッタ制御回路８７、ディスク回転モータ制御回路８８、コントローラ８９も、いくつかの回路または全ての回路をひとつに纏めて簡素化しても構わない。これらを併せて、次項以降の説明では、まとめて制御系と呼び、図１においては制御系２２４と呼ぶことにする。

【0026】

（ピックアップの構成例）
次に、図１を用いて、前記ピックアップ１１の詳細構成を説明する。なお、ディスク２１４とスピンドルモータ２１５と制御系２２４については図２と重複するが、位置関係および制御を明確にするため改めて図中および下記説明で記載する。

【0027】

レーザ光源２００より出力されるレーザ光２０１は、ビームスプリッタ２０２にて、参照光２０３と信号光２０４へ分けられる。

【0028】

信号光２０４は、反射鏡２０５にて反射され、シャッタ２０６とビームエキスパンダ２０７と位相マスク２０８とリレーレンズ組２０９を通り、偏光ビームスプリッタ２１０により空間光変調器２１１へ照射される。空間光変調器２１１は、偏光板と駆動回路チップと液晶物質を組合せたものであり、入力されるパターン信号に応じて、液晶により２次元的に光の偏光方向を変調（回転）して反射する。空間光変調器２１１で反射された光は、偏光ビームスプリッタ２１０とリレーレンズ２１２を通過し、対物レンズ２１３によって、ディスク２１４へ照射される。ディスク２１４は、スピンドルモータ２１５上に取付けられており、回転により、ディスク上の照射位置を変えられるようになっている。

【0029】

一方、参照光２０３は、反射鏡２２０、第一ガルバノミラー２２１、第二ガルバノミラー２２２で順に反射されて、ディスク２１４上へ、信号光の照射位置と交わるように照射され、ディスク２１４を通過して、第三ガルバノミラー２２３にて反射され、往路とほぼ同じ角度でディスク２１４へ照射される。なお、各ガルバノミラーは、制御系２２４により角度が正確に制御できるよう構成されている可動ミラーである。

【0030】

ガルバノミラー２２３を反射してディスク２１４に入射した参照光２０３は、ディスク２１４に記録されているホログラムにより回折され、再生光を生成する。再生光は、対物レンズ２１３、リレーレンズ２１２を通過し、偏光ビームスプリッタ２１０にて反射され、第一像面位置２２５にて再生像を形成して、撮像光学系２３０へ入射される。

【0031】

撮像光学系２３０へ入射された再生光は、撮像系リレーレンズ２３１を経て、光束分割部２３２により、分割境界２３３を境に透過光２３４と反射光２３５へ分割される。透過光２３４は第一撮像素子２３６で受像され、反射光２３５は第二撮像素子２３７で受像される。なお、本図１では、後述する光束分割部２３２の一例としてプリズムを用いた構成を示している。なお、撮像系リレーレンズ２３１のレンズ組は、入射側レンズの焦点距離よりも、出射側レンズの焦点距離を大きくすることで、入射した再生像に対し、出射側の像を拡大している（拡大光学系）。本構成では、出射側レンズの焦点距離を入射側レンズの焦点距離を２倍としている。拡大が不要の場合は、出射側レンズと入射側レンズの焦点距離を同じにすればよい。このリレーレンズ系は４Ｆ光学系とも呼ばれる。このリレーレンズ系を挿入することで、光束の分割に必要な、撮像素子前の光路長を確保することができる。このリレーレンズ系挿入により、偏光ビームスプリッタ２１０からの光路長は、空間光変調器側に対し撮像素子側は、光束径の４倍以上長くなる。

【0032】

第一撮像素子２３６と第二撮像素子２３７は、制御系２２４により同期制御されており、制御系２２４の発生する同期トリガ信号２３８によって露光同期して、同じタイミングで受像した再生像を、画像データ２３９ａ，２３９ｂとして各々出力する。出力された画像データは、制御系２２４内で信号処理され、
復号されることで、ディスク２１４に記録されたデジタルデータが復元される。

【0033】

なお、同装置にて、ディスク２１４へデータ記録を行う場合は、記録するとき、シャッタ２０６を開け、ディスク２１４からデータ再生を行うときはシャッタ２０６を閉めて、信号光の供給有無を切替える。

【0034】

なお、偏光ビームスプリッタ２１０に対する、空間光変調器２１１と撮像光学系２３０の方向は、偏光方向に応じて、配置は入替可能である。

【0035】

（記録パターンと撮像光学系の関係）
次に、図３〜図６を用いて、媒体へ記録される記録パターンと、撮像光学系の関係について説明する。

【0036】

（記録パターン）
まず、図３を用いて、ディスク２１４へ記録される記録パターンについて説明する。図３は、記録するときに空間光変調器２１１に与えられる記録データパターン１００の例である。記録データは、上述の空間光変調器２１１に与えられて、ディスク２１４へ参照光と共に照射されることで、光の干渉を生じてディスク２１４へ記録される。

【0037】

図３（ａ）に示す様に、記録データパターン１００は、円形の全体光束の上下を貫いて、中央に帯状のヘッダ領域１０１が配置されており、ヘッダ領域１０１以外の残りの領域に、記録するデジタル情報を符号化して２次元的に配列したデータ領域１０２が配置されている。ヘッダ領域１０１には、アドレス情報、クロック情報、シンク情報が含まれており、データ領域１０２に記録されているデータを再生するために必要な情報が記録されている。

【0038】

図３（ｂ）は、図３（ａ）の上部を拡大した図である。帯状のヘッダ領域１０１は、さらに詳細には、３列構成になっており、中央の列にクロックパターン１０３、左右の列にアドレスパターン１０４が配置されている。クロックパターン１０３は、アドレスパターンを読む際の像の基準位置を与える周期的パターンとなっており、アドレスパターン１０４は、記録データのページ番号情報や位置情報といったアドレス情報が符号化されたパターンとなっている。２列ある左右のアドレスパターン１０４には、同じ内容の情報が含まれている。クロックパターン１０３上には、シンクマーク１０５が配置されている。シンクマーク１０５は、ヘッダ領域１０１を複数の区間に分割し、各区間のデータの始点終点の同期をとるための位置基準マークであり、分割した区間上で各々データを読み出すことを可能にすることで、信頼性を向上することができ、また、ヘッダ領域１０１を複数の撮像素子で撮影した場合の、画像間位置合わせ用の位置基準マークとしても使用できる。

【0039】

（撮像光学系の基本構成）
次に、図４〜図８を用いて、撮像光学系２３０の詳しい構造について説明する。

【0040】

上述の様に、撮像光学系２３０内では、光束分割部２３２によって、光束を第一撮像素子と第二撮像素子へ向け分割している。

【0041】

この光束分割部２３２として、具体的には、プリズムを用いた場合と、反射鏡を用いた場合があり、分割後の光束の出射方向を含めて、複数の構成が可能である。どの構成においても、光束分割部２３２の分割の境界線となる反射境界は、再生するときに、空間光変調器２１１に与えた記録データパターンの帯状のヘッダ領域１０１に重なるよう、位置を調整して配置する。この様子をまず図４〜図５を用いて説明する。

【0042】

図４に、光束分割部２３２による光束分割の様子を示す。再生されたホログラムの分割前再生像２４０は、劣化を除いて記録データパターン１０１と同じパターンとなる。光束分割部２３２の分割境界２３３は、図４（ａ）の様に、記録データパターン１００の再生像上の帯状のヘッダ領域１０１上に重ねるよう、光束分割部２３２の位置調整により調整されている。これにより、再生像は図４（ｂ）の様に左半分と右半分に分かれる。光束分割部２３２ではプリズムを用いているが、反射鏡を用いた場合でも、反射した光束は、鏡像反転により、図５の様に左右反転する。具体的には、第一撮像素子２３６で受像される再生像は図５（ｂ１）の様にそのままであるのに対し、第二撮像素子２３７で受像される再生像は図５(ｂ２)の様に左右反転する。そのため、画像データ２３９ａ，２３９ｂを制御系２２４内で信号処理し復号する際は、この再生像の反転に対応して処理をする。

【0043】

図４（ａ）に戻って再び説明すると、分割する左右の像は、分割境界２３３を境に、像の光量が完全にステップ的に変化するわけではなく、再生光の光束の広がり角度分だけ、緩やかに（徐々に）上がる変化となる。具体的には、図４（ａ）にて、位置２５０に対して分割後光効率２５１をプロットすると、左半分光効率２５２（点線）は、分割境界２３３の少し左側で低下しはじめ、分割境界の少し右側まで直線的に低下し、ゼロとなる。逆に右半分光効率２５３（実線）は、分割境界２３３の少し左側で上昇しはじめ、分割境界の右側まで直線的に増加し、１００％となる。この理由について図６を用いて説明する。

【0044】

図６は、広がり角度を持った再生光の光束を、反射鏡を使って分割した場合の、光路を示している。分割境界２３３で分離される中央の光束は、反射面２５４で半分に分割されている。光束の広がり角度分、位置に応じて、第一撮像素子２３６と第二撮像素子２３７へ到達する光量が変わるため、光効率は緩やかに変化する。広がり角度の典型値は０．５度〜３度である。

【0045】

この光束の広がり角度は、ホログラム光学系の設定により決まる。このホログラム光学系の設定に対応しないと、分割境界２３３の位置が帯状のヘッダ領域１０１上の中央からずれた際に、図４（ｂ）の様に、左右に分割したヘッダ領域１０１のパターンの分割もアンバランスとなる。ヘッダ領域１０１の分割がアンバランスになるとクロックマーク１０３やシンクマーク１０５が、一方のヘッダ領域１０１に含まれなくなり、アドレス情報を再生することができなくなる。これに対する対策構造は後述する。

【0046】

（光束分割部の複数の構成例）
光束分割部と撮像素子の配置の具体的構成は、図１の構成以外にも色々と可能である。以下、光束分割部としてプリズムを用いた場合と、反射鏡を用いた場合の例を図７〜図９を用いて説明する。

【0047】

まず図７〜図８に光束分割部としてプリズムを用いた場合の構成例を示す。

【0048】

プリズムを用いた場合は、大きく、図７（ａ）の様に、光束が互いに交差（クロス）しない方向へ半分の光束を反射する構成と、図７（ｂ）の様に、反射した光束が残り半分の光束とプリズム内部で交差（クロス）する方向へ内部反射する構成との、２通りがある。

【0049】

この際、図８の様に、入射面２６０に対する反射面２６１の角度を反射面角２６２（θ）とする。光束が互いに交差（クロス）しない方向へ反射する構成（図８（ａ））では、θを４５度よりやや浅め（θ＜４５度：透過光側寄り（θ＝４２〜４４度））とする。プリズム内部で交差（クロス）させる場合（図８（ｂ））は、４５度よりやや深め（θ＞４５度：入射光寄り（θ＝４６〜７０度））とする。この理由は、光学部品の角度ずれによるプリズム内部での乱反射を防ぐためで、角度で１度程度の余裕を持たせる。また、θが大きすぎると（θ≧７０度）、広い反射面が必要となり、長い光路長が必要となることから、θは７０度未満にするのが良い。

【0050】

プリズムの入射面２６０に対する出射面２６３の角度を出射面角２６４とすると、出射面角２６４は、上記に合わせて２θとする。これにより収差発生とビームのプリズム内乱反射を防ぎ、反射光像を正しくカメラ上に集光させることができる。

【0051】

（半反射領域を設けた構成）
分割境界２３３の位置が帯状のヘッダ領域１０１上の中央からずれると、図４（ｂ）の様に、左右に分割したヘッダ領域１０１のパターンの分割もアンバランスとなることを、上に述べた。信頼性の高いアドレス検出のためには、ヘッダ領域の中央にあるクロックパターン１０３、シンクマーク１０５が、分割後の両方の受像パターン上に含まれていることが望ましい。これに対する対策として、反射面２６１の反射境界２３３付近に、図７（ａ）中の様に、半反射領域２７０を設けることができる。半反射領域は、光を半分程度（５０％付近：３０〜７０％）反射、半分程度（５０％付近：７０〜３０％程度）透過する、半反射鏡面である。半反射領域を境界付近に一部半反射領域を設けた構造とすることで、図１０（ａ）の様に、反射境界付近の、ヘッダ領域上での分割後光効率２５１に、半反射領域幅２７１だけ途中に小さな段差を設け、反射率の変化を実質、緩やかにすることができる。これにより、図１０（ｂ）の様に、光効率上のアンバランスが緩和され、第一撮像素子２３６上と第二撮像素子２３７の両方へ、ヘッダ領域１０１の信号をより確実に分割できる。これにより、再生光の光束と光束分割部２３２の相対位置ずれマージンが広がり、より確実にヘッダ情報を読み出せる。

【0052】

反射鏡を用いた場合も、図９（ａ）の様に、光束が互いに交差（クロス）しない方向へ光束の半分を反射する構成と、図９（ｂ）の様に、反射した光束が残り半分の光束と光路上で交差（クロス）する構成との、２通りがある。

【0053】

反射鏡を用いた場合は、プリズムの様に部品内の内面反射の問題がなく、またプリズムの様に部品取付角度ずれによる非点収差発生がないので、反射面の角度（θ）は、自由で良く、広い角度範囲で出射方向を調整できる。また単にθ＝４５度とすることもできる。

【0054】

分割した光束が、透過した光束とクロスする構成（配置）とした場合、反射鏡の鏡端を鋭角加工する必要はないため（通常の直角のままでも良く）、低コストとなる。

【0055】

光束が互いに交差（クロス）しない方向へ反射する場合は、図９（ａ）の様に、反射境界となる反射鏡の一辺（鏡端）を鋭角加工（＜θ）し、透過光の境界付近が反射鏡の厚さで隠れることを防ぐ。このため、反射鏡を用いた場合はクロスする構成が作りやすいが、特にθ＝４５度付近（θ＝３０〜６０度）として交差（クロス）しない構成とした場合は、反射鏡の直後直近に第二撮像素子を配置でき光路長が短くできるので、撮像光学系全体がコンパクトにできる利点がある。

【0056】

前述の様に、これら、プリズムを用いた場合と、反射鏡を用いた場合のどちらの場合でも、反射した分割光（反射光）は、反射によって像が反転しているため、反射光を検出する第二撮像素子２３７で撮影された像は、左右が反転した像となる。再生像は、撮像系リレーレンズ２３１を拡大光学系とすれば、拡大された像となるため、画素ピッチが広がり、画素領域中を縦横に配置される水平・垂直信号線の幅を広げることができる。このため信号線の配線抵抗が減ることで、走査線当たりのピクセル数が半分になることに加えて第一撮像素子２３６、第二撮像素子２３７での処理が速くなり、さらに好適となる。

【0057】

分割後の再生像は、図５（ｂ１）（ｂ２）共、どちらの画像にもヘッダ領域が含まれている。アドレス情報は、第一撮像素子２３６、第二撮像素子２３７いずれかで撮影されたヘッダ領域１０１から読出せればよい。

【0058】

本構成では、ヘッダ領域１０１はＳ／Ｎ的に余裕があるパターンを用いており、分割して光量が減ってもヘッダは正しく読めるようになっている。またヘッダ領域１０１は左半分と右半分に同じ内容のデータを含むように分割されておりこれによって、データパターン１００を複数台の撮像素子へ分けて受像しても、各撮像素子においてデータパターン１００を再生するのに必要なヘッダ情報を読取りできる。また、２台の撮像素子で１つのデータパターン１００を撮影するので走査線当りのピクセル数が半分で済むため、同じ加工プロセスのＣＭＯＳカメラやＣＣＤカメラであれば、フレームレートを約２倍にでき、撮像素子を１つ増やすことで光情報再生装置の再生速度を約２倍にできる。

【0059】

なお、露光時間および休止期間は、パルスレーザ併用によってほぼゼロ近くまで短縮でき、本構成では、２台の撮像素子から同じピクセル転送速度で読出した場合でも、１台の撮像素子のみでデータを再生した場合に比べ、ほぼ２倍に情報読出し速度を向上できる。

【0060】

また本構成では、光束を分割する前段でリレーレンズを用いて、所定の長さの光路を確保しており、これにより光束分割部を挿入しても、配置の余裕マージンを確保することができる。

【0061】

また、拡大光学系を利用することで、同じ加工プロセスのＣＭＯＳカメラやＣＣＤカメラであれば、画素ピッチが広がることで、画素領域中を縦横に配置される水平・垂直信号線の幅を広げることができ、信号線の配線抵抗が減ることで、走査線当たりのピクセル数が半分になるためフレームレートがさらに向上できる。フレームレートが向上すると、個々の撮像素子の処理速度が高速になり撮像素子の台数分以上に、装置再生速度を上げることができる。

【0062】

光束分割部としてプリズムを用いた場合は、プリズム挿入により光路長が変化するが、ホログラム光学系における再生光束のビームの広がり角度は小さく（＜２〜３度）、光束径１５ｍｍ程度として１５ｍｍ厚のガラスプリズムを光路中に挿入した場合でも、プリズム挿入による収差は０．００１λｒｍｓ程度であり、プリズム挿入による像の劣化は無視できる。また光路長は、空気中に比べ屈折率分短くなるため、その分リレーレンズの焦点距離を短く設定することができ、その分撮像光学系２３０全体をコンパクト化できる利点がある。さらに、反射面がプリズムガラス中埋め込まれることで、機械的に堅牢な構造で、反射境界を守ることができ、経年変化に強くなる。

【0063】

（信号処理部構成）
次に、２台の撮像素子の受像データから、元のデジタルデータを復元するまでの信号処理回路の構成と具体的な処理の流れを、図１１〜図２１を用いて説明する。

【0064】

（２系統独立信号処理）
まず、２台の撮像素子の受像データを、各々別々に信号処理する場合の構成を、図１１〜図１７に示す。

【0065】

図１１は、図１において、第一撮像素子２３６と第二撮像素子２３７で撮像された画像データ２３９ａ・２３９ｂを、制御系２２４内の信号処理回路８５で信号処理し復号し、コントローラ８９を介して入出力制御回路９０へ出力するまでの処理回路の構成を示している。第一撮像素子２３６と第二撮像素子２３７からコントローラ８９手前までは信号処理回路８５に含まれる構成である。以下順を追って構成を説明する。

【0066】

まず、第一撮像素子２３６と第二撮像素子２３７で撮像された画像データ２３９ａ・２３９ｂは、まずフレームバッファ３７０ａ・３７０ｂへ各々記憶される。各フレームバッファは、各画像データを受取り、同期して各々バッファ後画像３７１ａ・３７１ｂを出力する。データ領域検出器３９４ａ・３９４ｂは、各々バッファ後画像３７１ａ・３７１ｂを受取り、ヘッダ領域を含むデータ領域の全体を検出し、その領域の画像を抽出し、各々データ領域画像３９５ａ・３９５ｂを出力する。ヘッダ検出器３７２ａ・３７２ｂは、各々のデータ領域画像を受取り、画像中のヘッダ領域１０１の位置を検出し、ヘッダ領域１０１より読出されるヘッダアドレス値３７３ａ・３７３ｂを出力する。アドレス比較選択器３７５は、各ヘッダアドレス値を受取り、有効アドレス値３７６とエラーフラグ信号３７７を出力する。また、画像反転器３７８は、データ領域画像３９５ｂを受取り、画像を左右反転して反転後画像３７９を出力する。画像補正器３８２ａはフレームバッファ３７０aからデータ領域画像３９５ａを受取り、画像補正器３８２ｂは画像反転器３７８から反転後画像３７９を受取り、各々画像の歪みと輝度をデータ領域１０２に含まれる基準となるマークを用いて補正し、補正後画像３８３ａ、３８３ｂを出力する。二次元復号器３８４ａ、３８４ｂは、補正後画像３８３ａ、３８３ｂについて二次元符号を復号することで、デジタルビットデータへの変換を行い、復号後データ３８５ａ、３８５ｂを出力する。インターリーブ解除器３８６ａ・３８６ｂは、復号後データ３８５ａ、３８５ｂを受取り、インターリーブ解除後データ３８７ａ、３８７ｂを出力する。誤り訂正器３８８ａ、３８８ｂは、インターリーブ解除後データ３８７ａ、３８７ｂを受取り、誤り訂正後データ３８９ａ、３８９ｂを出力する。スクランブル解除器３９０ａ、３９０ｂは、誤り訂正後データ３８９ａ、３８９ｂを受取り、復元デジタルデータ３９１ａ３９１ｂを出力する。コントローラ８９は、復元デジタルデータ３９１ａ・３９１ｂと有効アドレス値３７６とエラーフラグ信号３７７を受取り、読出し要求ページ数とアドレス情報に含まれるページ数の一致を確認し、正しく両方の撮像素子のデータが読み出せていることを正常読出し通知信号３９６として出力して、入出力制御回路９０へ通知する。入出力制御回路９０は、正常読出し通知信号３９６と復元デジタルデータ３９１ａ３９１ｂを受取り、外部制御装置９１との間でデータを送受信する。

【0067】

本構成では、第一撮像素子２３６で撮像された画像データ（右列）と第二撮像素子２３７で撮像された画像データ（左列）を別々に復号処理し、入出力制御回路９０を介して外部制御装置９１へ出力している。この構成では、各撮像素子の画像データの処理を独立化できるため、信号処理回路が小型になるとともに、１つの信号処理回路で処理を行った場合と比較して信号処理回路の負荷が低減され、処理が高速化される利点がある。

【0068】

次に、上記構成を用いた処理の概要を、図１２〜図１６のフローチャートを用いて詳細に説明する。
図１２は、２台の撮像素子の各々で、ヘッダ領域１０１のアドレスパターン１０４に含まれるアドレス情報を読出す手順を示すフローチャートである。手順は、２台の撮像素子に共通である。

【0069】

処理開始を開始したら、まず、ステップＳ１１０で、第一撮像素子２３６、第二撮像素子２３７で撮影した画像データをフレームバッファ３７０ａ、３７０ｂから取得する。次に、ステップＳ１１１で、ヘッダ検出器３７２ａ、３７２ｂによって、フレームバッファ３７０ａ、３７０ｂで取得した画像からヘッダ領域１０１の座標値の検出を行う。次に、ステップＳ１１２で、取得したヘッダ領域１０１の座標が正しいかどうかを判定する。ヘッダ領域１０１の座標値が正しいかどうかの基準はシステムを設計したときに決まる。取得したヘッダ領域１０１の座標値が正しくなかった場合は（Ｎｏ）、ステップＳ１１８でエラーフラグをコントローラ８９が備える記憶部（図示せず）に格納して処理を終了する。ヘッダ領域１０１の座標値が正しい場合は（Ｙｅｓ）、次のステップＳ１１３で、ヘッダ領域１０１に含まれるクロックパターン１０３を検索する。そして、クロックパターン検出判定３１４により、クロックパターン１０３が検索されなかった場合（Ｎｏ）はステップＳ１１８でエラーフラグをコントローラ８９が備える記憶部（図示せず）に格納して処理を終了する。検索された場合は（Ｙｅｓ）、ステップＳ１１５へ進む。ステップＳ１１５では、ヘッダ領域１０１に含まれているアドレスパターン１０４を読み込む。読込んだアドレスパターン１０４には、アドレス値に検証用コード（チェックサム、パリティやＣＲＣコードなど）が付加されている。次にステップＳ１１６で、検証用コードを用いて検索したアドレスパターン１０４のアドレス情報のチェックサム検査を行い、誤り訂正等を行って、ステップＳ１１７に進む。ステップＳ１１７では、アドレスチェックサム検査結果と誤り訂正等されたアドレス情報を、アドレス比較選択器３７５へ送り、アドレス情報を読み出す処理を終了する。

【0070】

上記処理は、第一撮像素子２３６で取得した半円形の撮像データと、第二撮像素子２３７で取得した半円形の撮像データと、に対して行う。

【0071】

次に、上記処理で得られた２つのアドレス情報について、アドレス比較選択器３７５にて判定を行う。この判定処理も、信号処理回路８５内で行っている。

【0072】

図１３は、上記処理で得られた２つのアドレス情報より、有効なアドレス値を決定する手順である。

【0073】

まず、処理を開始したら、ステップＳ１３０で、図１２の手順で得られたアドレス情報と検査結果から、第一撮像素子２３６で取得した画像データ２３９ａから正しくアドレスパターン１０４が読めるかを判定する。もし正しく読めない場合は（Ｎｏ）、右列のステップＳ１３１へ進む。ステップＳ１３１では、第二撮像素子２３７で撮影した画像データ２３９ｂからアドレスパターン１０４が正しく読めるかを判定する。もしこちらも正しく読めない場合は（Ｎｏ）、ステップＳ１３４へ進んでエラーフラグをコントローラ８９が備える記憶部（図示せず）に格納し、処理を終了する。正しく読める場合は（Ｙｅｓ）、ステップＳ１３６へ進み、第二撮像素子２３７で取得した画像データ２３９ｂに含まれるアドレス情報を有効アドレス値として入出力制御回路９０が備えるメモリ（図示せず）へ格納して処理を終了する。

【0074】

ステップＳ１３０にて、正しく読める場合は（Ｙｅｓ）、左列のステップＳ１３２へ進み、第二撮像素子２３７で取得した画像データ２３９ｂに含まれるアドレス情報が読めるかを判定する。正しく読めない場合は（Ｎｏ）、先に第一撮像素子２３６で取得した画像データ２３９ａに含まれるアドレス情報が正しく読めるので、ステップＳ１３５へ進み、第一撮像素子２３６で取得した画像データ２３９ａに含まれるアドレス情報を、入出力回路９０が備えるメモリ（図示せず）の有効アドレス値へ格納して処理を終了する。ステップＳ１３２で、正しく読める場合（Ｙｅｓ）、両方のアドレス情報が正しく読めるので、ステップＳ１３３へ進み、第一撮像素子２３６で取得した画像データ２３９ａに含まれるアドレス情報と、第二撮像素子２３７で取得した画像データ２３９ｂに含まれるアドレス情報と、で比較してアドレス情報が一致しているかを判定する。一致していない場合は（Ｎｏ）、エラーフラグ格納３３４でエラーフラグをコントローラ８９が備える記憶部（図示せず）に格納して処理を終了する。一致している場合は（Ｙｅｓ）、ステップＳ１３５へ進み、第一撮像素子２３６で取得した画像データ２３９ａに含まれるアドレス情報を、入出力回路９０が備えるメモリ（図示せず）の有効アドレス値へ格納して処理を終了する。

【0075】

本処理では、アドレス情報に検証用コードが付加されたアドレスパターン１０４を、２台の撮像素子２３６、２３７で撮影し、それぞれの画像データ２３９ａ、２３９ｂに含まれるアドレスパターン１０４の検証用コードでアドレス情報の検証を行う。このため、どちらかの画像データに含まれるアドレスパターン１０４で検証されたアドレス情報を有効なアドレス情報として採用することで、アドレス情報を読み出せる場合が増える。また、第一撮像素子２３６で取得した画像データ２３９ａに含まれるアドレス情報と、第二撮像素子２３７で取得した画像データ２３９ｂに含まれるアドレス情報とを比較しているため、どちらかの撮像素子が間違ったアドレス情報の値を読み出した場合でもエラーとして判断できるため、ヘッダ領域１０１のアドレス読出しの信頼性を高めることができる。

【0076】

図１４〜図１６は、記録データパターン１００のデータ領域１０２から、記録されたデジタルデータを復号するまでの処理手順を示す。

【0077】

まず、第一撮像素子２３６で取得した画像データ２３９ａから、デジタルデータを復号する手順を、図１４を用いて説明する。

【0078】

処理を開始したら、ステップＳ２００では、予め決められた範囲に含まれる画像データ２３９ａの座標範囲情報を得る。データ領域１０２の座標範囲は、２次元座標であり、複数の矩形領域に区切られている。区切られた矩形領域には、所定数おきに基準マークが付加されている。このステップＳ２００の処理はデータ領域検出器３９４ａで行い、得られた座標範囲情報を画像補正器３８２ａへ送る。次に、ステップＳ２０２では、データ領域検出器３９４aで得られた座標範囲内の基準マーカの位置座標を得る。基準マーカは、データ領域１０２内に複数ある。次に、ステップＳ２０３では、今度は先ほど検出した基準マーカを用いてリサンプルを行い、画像の位置ずれや像歪を補正する。次に、得られた基準マーカの位置の画素より、明るさ（輝度）の補正の基準となる輝度レベルを得る。次に、ステップＳ２０４により、検出したマーカの輝度レベルを元に、画像の明るさ（輝度）を補正する。また、同時に等化（イコライザ）処理を行う。これらステップＳ２０２・Ｓ２０３・Ｓ２０４の処理は、画像補正器３８２ａで行い、得られた画像を二次元復号器３８４ａへ送る。次に、ステップＳ２０５では、画像補正器３８２ａから得た画像を二次元復号器３８４ａで二次元復号処理を行い、各画像の輝度パターンより、符号変調を解いて復号することで、デジタルデータを抽出し、インターリーブ解除器３８６ａへ送る。次にステップＳ２０６で、インターリーブ解除の処理を行う。二次元復号器３８４ａで得られたデジタルデータは、エラー耐性を高めるため、記録時にビット情報がデータ領域内の各部データとインターリーブ処理によって混ぜ替え（または入れ替え）られており、これをインターリーブ解除器３８６ａで元に戻す。これにより再生像の一部が物理的要因で損傷した場合でも、損傷したデータを分散することができ、訂正能力の向上を図ることができる。そしてインターリーブ解除器３８６ａで元に戻したデータを誤り訂正器３８８ａへ送る。

【0079】

次に、ステップＳ２０７の誤り訂正処理では、インターリーブ解除器３８６ａから送られたデータを、誤り訂正器３８８ａで誤り訂正符号と主データの内容を比較し、データが正しく読み出せていない部分（ビット）について訂正処理する。そして、ステップＳ２０８では、誤り訂正処理が正しく訂正できたかを判定する。もしノイズが多くて訂正処理できない場合は（Ｎｏ）、ステップ２０９へ進む。正しく訂正処理できる場合（Ｙｅｓ）は、スクランブル解除器３９０ａへ訂正処理後のデータを送りステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２０９では、エラーフラグをコントローラ８９が備える記憶部（図示せず）に格納して処理を終了する。ステップＳ２１０では、誤り訂正器３８８ａで訂正処理されたデータをスクランブル解除器３９０ａにより、スクランブル解除を行って、最終的に復元されたデジタルデータを得、処理を終了する。

【0080】

以上が第一撮像素子２３６からの画像データを復元する手順である。

【0081】

第二撮像素子２３７からの画像データを復元する手順は、最初に撮像素子上で得られる画像が、鏡像反転しているため、画像の反転処理が加わる。具体的な方法としては、図１５の様に、データ領域検出の前後で、ステップＳ２０１で、画像反転器３７８を用いて画像反転の処理を行う。以後の処理は図１４と同様である。図１５では、画像反転の処理をステップＳ２００データ領域検出の処理の後に行っているが、ステップＳ２００のデータ領域検出処理の前でも良く、又は画像反転処理に代えて、復号時に、二次元復号処理に代えて、ステップＳ２１１の反転像用二次元復号処理としても良い。この際は、画像反転器３７８を省き、代わりに二次元復号器３８４ｂに反転画像対応機能を持たせる。図１６の構成は、基準マーカとして左右対称な基準マーカパターンを用いている際に可能であり、多くの処理を、第一撮像素子の画像と第二撮像素子の画像とで共通化できる利点がある。

【0082】

本実施例を用いた場合の処理タイミングの様子を図１７に示す。図１７（ａ）は、本光束分割を用いず単一の撮像素子を用いた場合、図１７（ｂ）は本構成の様に２台の撮像素子で分割して処理した場合の、撮像素子のデータ出力と画像信号処理のタイミングチャートである。この図では、横軸の時間４００に対して、各信号と処理のタイミングを示している。一般に、ホログラム記録再生装置では、ガルバノミラーの動きと、撮像素子の撮像タイミングの同期を取っている。露光同期トリガ信号４０１が供給されると、露光を同期させたいタイミングである露光同期タイミング４０２ａでパルスが起こり、撮像素子へ供給される。

【0083】

比較としてまず、単一の撮像素子の場合は、露光同期タイミング４０２ａにより、ホログラム再生像が撮像素子上に露光され、単一撮像素子出力データ信号４０３が出力される。このデータ信号を元に、図１１〜図１６の様な信号処理を行って、復号後データ４０４が出力される。復号信号処理の終了後は、次の露光同期タイミング４０２ｂにて、露光が開始できる。

【0084】

次に、本実施例を用いた、２台の撮像素子を用いる場合、１台当たりの処理画素数が半分となるため、図１７（ｂ）の様に、１台ごとの撮像素子からの画像データである、第一撮像素子出力データ信号４０５と第二撮像素子出力データ信号４０６の期間が、各々半分となる。また、各々に引続く復号信号処理である第一撮像素子画像復号後データ４０７と第二撮像素子画像復号後データ４０８も、本構成では並列処理できるため、図１７（ａ）の場合に比べ、半分の期間となり、全体としてのフレームレートは約２倍にまで速められる。

【0085】

（２系統連携信号処理）
次に、さらに、２台の撮像素子の受像データを、信号処理途中で合成して一つの合成データとし、合成データに対し信号処理することで、誤り訂正能力を上げた場合の構成について、図１８〜図２１を用いて説明する。

【0086】

まず、図１８を用いて、画像の段階で、２台の撮像素子の受像データを合成する場合の、信号処理部の全体構成を説明する。

【0087】

フレームバッファ３７０ａ・３７０ｂと、データ領域検出器３９４ａ・３９４ｂと、アドレス比較選択器３７５と、画像反転器３７８までの構成は、図１１と同様である。ヘッダ検出器３７２ａ・３７２ｂは、先程のヘッダアドレス値３７３ａ・３７３ｂに加えて、アドレス位置情報３７４ａ・３７４ｂを出力する。

【0088】

左右画像結合器３８０は、データ領域検出器３９４ａの出力したデータ領域画像３９５ａと、画像反転器３７８の出力した反転後画像３７９とを、シンクマークの位置座標を含むアドレス位置情報３７４ａ・３７４ｂを受取り、図１９の様に、シンクマーク１０５の位置座標を基準に、２つの画像を縦方向に位置合わせして結合し、結合後画像３８１を出力する。２台の撮像素子の相対位置関係が、機械的に固定されている場合、位置合わせのための座標は制御系２２４の図示しない記憶部に予め記憶しておくことができる。または学習し座標を更新しておくことができる。予め記憶しておくことで、初期化動作が高速化できる。また、学習により座標を更新することで、温度変化に伴う経時変化や、経年変化による機械的位置ずれが生じても、信頼性が保てる。

【0089】

画像補正器３８２は結合後画像３８１を受取り、画像に含まれる基準マークを基準として、画像の歪みと輝度を補正し、補正後画像３８３を出力する。二次元復号器３８４は、二次元符号を復号してデジタルビットデータへの変換を行い、復号後データ３８５を出力する。インターリーブ解除器３８６は、復号後データを受取り、インターリーブ解除後データ３８７を出力する。誤り訂正器３８８は、インターリーブ解除後データを受取り、誤り訂正後データ３８９を出力する。スクランブル解除器３９０は、誤り訂正後データを受取り、復元デジタルデータ３９１を出力する。コントローラ８９は、復元デジタルデータ３９１ａ・３９１ｂと有効アドレス値３７６とエラーフラグ信号３７７を受取り、正常読出し通知信号３９６を出力する。入出力制御回路９０は、正常読出し通知信号３９６と復元デジタルデータ３９１を受取り、外部制御装置９１との間でデータを送受信する。

【0090】

本実施例では、複数台の撮像素子より得られる複数の画像より得たデータを、画像の状態で結合して、元の再生像全体を復元できるため、データ領域全体に対しインターリーブ処理を施した記録パターンで記録したディスクを再生できる。局所的に再生像が損傷した場合に、インターリーブ処理でより広い面積に拡散して、エラーの密度を薄められるため、より高い誤り訂正能力を持つ装置とすることができる。

【0091】

次に、図２０を用いて、画像の状態ではなく二次元復号器３８４ａ、３８４ｂで二次元復号処理が終わったあとに２台の撮像素子からのデータを合成する場合の、信号処理部の全体構成を説明する。

【0092】

フレームバッファ３７０ａ、３７０ｂ、データ領域検出器３９４ａ、３９４ｂ、ヘッダ検出器３７２ａ、３７２ｂ、アドレス比較選択器３７５、画像反転器３７８、画像補正器３８２ａ、３８２ｂ、二次元復号器３８４ａ・３８４ｂの構成は、図１１と同様である。二次元復号器３８４ａ・３８４ｂは、二次元符号を復号してデジタルビットデータへの変換を行い、復号後データ３８５ａ・３８５ｂを出力する。データ結合器３９２は、復号後データ３８５ａ・３８５ｂをデータ上でミキシングし、結合し、結合後データ３９３を出力する。具体的にはデータ上での結合であるので、２つのストリームデータをセクタ単位に交互に混ぜる、または、記録パターンの物理的な並びに従って、データを並替えながら混ぜてもよい。インターリーブ解除器３８６、誤り訂正器３８８、スクランブル解除器３９０は図１８の構成と同様である。スクランブル解除器３９０は、復元デジタルデータ３９１をコントローラ８９と入出力制御回路９０へ出力する。

【0093】

本実施例の構成では、複数台の撮像素子より得られる複数の画像より得たデータを、復号後のデジタルデータで結合して、元の再生像全体の情報を復元する。復号後のデジタルデータで結合するため、結合処理が簡単である。そして、データ領域全体に対しインターリーブ処理へ対応でき、誤り訂正能力も、図１８の例のように画像補正器３８２で画像を補正処理する前に結合する場合と同様である。本実施例では、二次元復号器３８４ａ、３８４ｂでの復号処理のあとに結合処理を行うため、データの結合処理が簡単となり、より低コストな装置とすることができる。

【0094】

なお、本実施例の他、画像補正器３８２ａ、３８２ｂでの補正処理と、インターリーブ解除器３８６でインターリーブ解除の処理と、の間の任意の段階で左右のデータを結合する構成も可能であり、その場合の効果も同様である。

【0095】

次に、図２１を用いて、画像の状態で、２台の撮像素子の受像データを合成する場合の別の信号処理部の全体構成例を説明する。

【0096】

図１８に比べて、アドレス比較選択器３７５がなく、代わりに、左右の画像を合成した結合後画像３８１を入力として、ヘッダ検出器３７２を設けている。このヘッダ検出器３７２は、先程のヘッダ検出器３７２ａ・３７２ｂと異なり、結合された画像上でヘッダ領域全体に含まれる全アドレスパターンを読み、一部のアドレスパターンに画像の損傷があった場合には、より強力な誤り訂正の処理を行って、多数決によるアドレス判定を行って、有効アドレス値３７６とエラーフラグ信号３７７を出力する。このため、よりアドレス検出（読み出し）の信頼性を上げることができる。なお、データ領域の復元デジタルデータの信頼性も、図１８や図２０の構成と同様の、高い誤り訂正能力を実現できる。
（十字パターンを用いた４分割時構成）
次に、ヘッダとして、図２２の様に、帯状ヘッダ領域を交差した、十字状ヘッダ領域２８０を設けた場合の記録データパターンを用いた場合の構成例を示す。この場合、光束はさらに４分割することができる。記録を行う場合はこの図２２の様なパターンを空間光変調器へ与えて、ディスクへホログラムを記録する。

【0097】

図２３は、記録データパターンが前記十字状ヘッダパターンのときに用いられる場合の、光束分割部と撮像素子の構成例である。この構成では、３枚の反射鏡を用いて、４分割した光束を４台の撮像素子へ分割して検出できる。具体的には、光束入射領域２８１に入射された分割前再生像２４０は、まず光束分割部２３２ａで、上半分の透過光と、下半分の反射光へ半分ずつ分けられる。続いて、上半分の透過光は、光束分割部２３２ｂで、右半分の透過光と、左半分の反射光に分けられる。右半分の透過光は第一撮像素子２３６で受像され、左半分の反射光は第二撮像素子２３７で受像される。

【0098】

下半分の反射光は、上方へ反射され、光束分割部２３２ｃで、左半分の透過光と、右半分の反射光に分けられる。左半分の透過光は第三撮像素子２８２で受像され、右半分の反射光は第四撮像素子２８３で受像される。

【0099】

図２４は、記録パターンの再生像と、各光束分割部上の分割境界２３３ａ・２３３ｂ・２３３ｃと、の配置関係を示す。各撮像素子で受像される分割境界２３３ａ、２３３ｂ、２３３ｃは、ヘッダパターンに重なるように、配置されている。

【0100】

十字状のヘッダパターンと、４つの撮像素子と、を組合せて記録データパターンを受像する。ヘッダ領域には、図３の時と同様、分割された状態でも各々アドレスを検知できるよう、十字の４方向のヘッダパターンの各々に同じ内容を含むアドレス情報を配置する。

【0101】

このようにすることで、撮像素子で受像した画像からのアドレス情報取得の信頼性を向上される。また、各撮像素子のデータを４並列で処理するので、復号までの信号処理が高速化される。そして各撮像素子で受像するデータが小さく済むため、画素領域中を縦横に配置される水平・垂直信号線の長さが短くなることで、信号線の配線抵抗が減りフレームレートが向上され、処理が高速化された情報再生装置を構成できる。さらに受像するデータが小さいことから各撮像素子の画像処理および転送処理に関するＩＣチップのサイズを小型化し、転送処理を高速化することができる。これらにより、４並列処理による処理の高速化以上に、装置の総合的なデータ再生速度を向上できる。

【0102】

本実施例の信号処理については、記録データパターンを２分割したときの例（図１１〜図２１）と同様とすれば良い。

【0103】

具体的には、図２３において、第一撮像素子２３６は反射しないため非反転となり図１４のフローの処理、第二撮像素子２３７は反射するため反転され図１５または図１６のフローの処理、第三撮像素子２８２は反射するため反転され図１５または図１６のフローの処理、第四撮像素子２８３は反射しないため非反転となり図１４のフローで処理すれば良い。基準マーカについて上下左右対称なパターンを用いている場合、図１４のステップS２０５二次元復号処理までは同様の処理となり、二次元復号処理以降は図１６のステップS２１１と同様、鏡像反転の方向を考慮した処理とすればよい多くの処理を共通化できる利点がある。

【0104】

また、４台の撮像素子より得られる４つの受像データを、信号処理途中で合成して一つの合成データとし、合成データに対しインターリーブ処理と誤り訂正処理することで、全画像のデータ領域上のデータを対象として誤り訂正処理できる。このため、個々のデータを別々にインターリーブ処理と誤り訂正処理した場合に比べ、局部的な画像の損傷や光ノイズ対する誤り訂正能力を上げることができ、第一像面位置や分割前再生像といった光束全体を、１台の撮像素子で受像した場合と同様に維持することができ、信頼性が確保できる。

【0105】

また、図２３の配置とすることで、第一〜第四撮像素子の間隔を十分に離して配置でき、撮像素子が回路基板上に搭載された場合においても、基板を配置する空間が確保できる。

【0106】

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0107】

また、上記の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【符号の説明】

【0108】

１０ 光情報再生装置
１１ ピックアップ
１２ 再生用参照光光学系
１３ キュア光学系
１４ ディスク回転角度検出用光学系
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
９０ 入出力制御回路
９１ 外部制御装置
１００ 記録データパターン
１０１ ヘッダ領域
１０２ データ領域
１０３ クロックパターン
１０４ アドレスパターン
１０５ シンクマーク
２００ レーザ光源
２０１ レーザ光
２０２ ビームスプリッタ
２０３ 参照光
２０４ 信号光
２０５ 反射鏡
２０６ シャッタ
２０７ ビームエキスパンダ
２０８ 位相マスク
２０９ リレーレンズ組
２１０ 偏光ビームスプリッタ
２１１ 空間光変調器
２１２ リレーレンズ
２１３ 対物レンズ
２１４ ディスク
２１５ スピンドルモータ
２２０ 反射鏡
２２１ 第一ガルバノメータ
２２２ 第二ガルバノメータ
２２３ 第三ガルバノメータ
２２４ 制御系
２２５ 第一像面位置
２３０ 撮像光学系
２３１ 撮像系リレーレンズ
２３２，２３２ａ，２３２ｂ，２３２ｃ 光束分割部
２３３，２３３ａ，２３３ｂ，２３３ｃ 分割境界
２３４ 透過光
２３５ 反射光
２３６ 第一撮像素子
２３７ 第二撮像素子
２３８ 同期トリガ信号
２３９ａ，２３９ｂ 画像データ
２４０ 分割前再生像
２５０ 位置
２５１ 分割後光効率
２５２ 左半分光効率
２５３ 右半分光効率
２６０ 入射面
２６１ 反射面
２６２ 反射面角
２６３ 出射面
２６４ 出射面角
２７０ 半反射領域
２７１ 半反射領域幅
２８０ 十字状ヘッダ領域
２８１ 光束入射領域
２８２ 第三撮像素子
２８３ 第四撮像素子
３１０ 撮像素子画像データ取得
３１１ ヘッダ位置検出
３１２ ヘッダ位置検出判定
３１３ クロックパターン検出
３１４ クロックパターン検出判定
３１５ アドレスパターン読込み
３１６ アドレスチェックサム検査
３１７ アドレス値・検査結果格納
３１８ エラーフラグ格納
３３０ 第一撮像素子アドレス値可読判定
３３１ 第二撮像素子アドレス値可読判定
３３２ 第二撮像素子アドレス値可読判定
３３３ 第一・第二撮像素子アドレス値一致判定
３３４ エラーフラグ格納
３３５ 第一撮像素子上有効アドレス値格納
３３６ 第二撮像素子上有効アドレス値格納
３５０ データ領域検出
３５１ 画像反転
３５２ 基準マーカ検出
３５３ 画像歪み補正
３５４ 輝度補正
３５５ 二次元復号処理
３５６ インターリーブ解除
３５７ 誤り訂正処理
３５８ 誤り訂正処理判定
３５９ エラーフラグ格納
３６０ スクランブル解除
３６１ 反転像用二次元復号処理
３７０ａ、３７０ｂ フレームバッファ
３７１ａ、３７１ｂ バッファ後画像
３７２、３７２ａ、３７２ｂ ヘッダ検出器
３７３ａ、３７３ｂ ヘッダアドレス値
３７４ａ、３７４ｂ アドレス位置情報
３７５ アドレス比較選択器
３７６ 有効アドレス値
３７７ エラーフラグ信号
３７８ 画像反転器
３７９ 反転後画像
３８０ 左右画像結合器
３８１ 結合後画像
３８２、３８２ａ、３８２ｂ 画像補正器
３８３、３８３ａ、３８３ｂ 補正後画像
３８４、３８４ａ、３８４ｂ 二次元復号器
３８５、３８５ａ、３８５ｂ 復号後データ
３８６、３８６ａ、３８６ｂ インターリーブ解除器
３８７、３８７ａ、３８７ｂ インターリーブ解除後データ
３８８、３８８ａ、３８８ｂ 誤り訂正器
３８９、３８９ａ、３８９ｂ 誤り訂正後データ
３９０、３９０ａ、３９０ｂ スクランブル解除器
３９１、３９１ａ、３９１ｂ 復元デジタルデータ
３９２ データ結合器
３９３ 結合後データ
３９４ａ、３９４ｂ データ領域検出器
３９５ａ、３９５ｂ データ領域画像
３９６ 正常読出し通知信号
４００ 時間
４０１ 露光同期トリガ信号
４０２ａ，４０２ｂ 露光同期タイミング
４０３ 単一撮像素子出力データ信号
４０４ 復号後データ
４０５ 第一撮像素子出力データ信号
４０６ 第二撮像素子出力データ信号
４０７ 第一撮像素子画像復号後データ
４０８ 第二撮像素子画像復号後データ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】