再生设备和方法、记录及再生设备和方法、记录设备和方法

专利名称：再生设备和方法、记录及再生设备和方法、记录设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于从全息记录介质(通过参考光和信号光的干涉 条紋以预定的页为单位在其上记录凄t据)再生lt据的再生设备和再 生方法。本发明涉及用于将数据记录在这种全息记录介质上以及从 这种全息记录介质再生数据的记录及再生设备和记录及再生方法。 此外，本发明涉及用于将数据记录在这种全息记录介质上的记录设备和记录方法o背景技术在全息记录和再生系统中，特别是在光学存+者系统领域中的全息记录和再生系统中，诸如透射型液晶面板的SLM(空间光调制 器)、或DMD(数字微镜器件)被用于光强度调制。SLM应用强度 调制，获得信号光的比特1 (例如，光强度为高)和比特0 (例如， 光强度为低)的图样(pattern)阵列。例如，如图2所示，SLM根据记录数据对其中心处的光应用光 强度调制，以生成信号光，并透射信号光周围的环形光，乂人而生成 参考光。根据记录数据所调制的信号光连同参考光一起被照射在全 息记录介质上。因此，信号光和参考光的干涉条紋被记录在全息记 录介质上。在数据再生期间，SLM仅生成参考光，并将参考光照射在全息 记录介质上，以获得对应于干涉条紋的折射光对应于折射光的图像 聚焦在诸如CCD (电荷耦合器件)传感器或CMOS (互补金属氧化 物半导体)传感器的图像传感器上，从而获得各个记录像素(即， SLM的各个像素)的振幅值。根据各个像素的振幅值获得所再生的 数据。以此方式将信号光和参考光照射在同一光轴上的全息记录和 再生系统^皮称作共轴系统。当采用共轴系统时，由于光失真、倍率 等，很难以一对一的关系严格设置SLM的各个像素和图像传感器 的各个^象素。换句话-说，4艮难精确地〗吏对应于SLM的各个像素的 再生光入射在图像传感器上假定的各个像素上。因此，在记录期间，在在信号光中排列数据的过程中，以预定 的时间间隔插入称作同步的预定图样数据，并且在再生期间，执行 根据同步位置的对准，随后，执行各个像素的振幅值的计算。通过以这种方式插入同步并对准同步的位置和实际4企测到同 步的图样的位置，能够校正所再生的光由于光失真等造成的与理想 入射位置的偏差，并实现正确的读出才喿作。4旦是，入射位置的偏差不总是发生在一个^f象素单位中。也可以 预期偏差发生在小于像素的单位中。当发生小于像素的单位中的偏 差时，很难执行用于执行对准的精确的同步检测。这使得不仅很难 执行数据读出，也很难执行对准。
因此，为了使得能够处理在小于像素的单位中的这种偏差，例如，图像传感器的像素数被设置为像素数n倍(至少为4(2x2)倍)， 以才是高用于SLM的一个<象素的所再生光的图<象传感器的分辨率。例如，在现有常用的方法中，通过图^f象传感器(2x2过采样) 上的4个(2x2 ) ^像素^妄收用于SLM的一个〗象素的所再生的光。因 此，能够获得4倍于SLM的一个像素的分辨率的图4象传感器的分辨率。在现有技术中，为了进一步提高精度，例如，内插通过2x2过 采样所获得的各个值，以进一步执行2x2上转换(上转换至4x4的 像素大小)。换句话说，通过执行上转换至4x4的像素大小，能够 将图像传感器的分辨率提高到SLM的一个像素的分辨率的16倍。例如，根据这种方法，能够通过小于像素的单位来执行各个像 素的读出位置的4交正。因此，能够适当地对<象素的振幅值进4亍计算。当假设图像传感器的每个像素都输出0~255等级中的一个接 收信号等级时，对应于比特值"0"的振幅值约为例如"64",并且对应 于比特值"1"的振幅值约为例如"192"。因此，如果在利用同步进行位置^f交正后(在这种情况下，过采 样和上转换后的16个值对应于SLM的一个像素)所指定的每个像 素的位置的振幅值约为"64"，则该位置的比特值可以被判定为"0"。 如果振幅值约为"192",则该位置的比特值可以被判定为"1"。通过对所有像素位置执行这种像素位置的检测和所检测像素 位置的振幅值的计算，可以将记录在全息记录介质上的数据再生为 SLM中的调制图样。
图23和图24A及图24B是用于解释现有的在全息记录和再生 方法中所采用的具体记录凝:据格式的实例的示意图。图23示意性示出了 SLM中的调制才莫式。图24A和图24B示 出了插入在记录凄t据中的同步的图形的实例。如通过上述i兌明所了解的，在共轴系统的情况下，在记录期间 需要照射参考光。因此，如图23所示，用于生成这种参考光的参 考光区^皮限定在SLM的最外围部分。在该参考光区的内周侧部分中，越过图中所示的间隙区，限定 了将在其中实际形成记录在全息记录介质上的图样的信号光区。在记录期间，按顺序改变信号光区中的数据图形，并执行在全 息记录介质上的数据记录。每次通过与参考光干涉所记录的数据量 为放置在信号光区中的数据量。每次以这种方式通过干涉所执行的 数据记录的单位(即，放置在信号光区中的数据量的单位)被称作 "页"。定义了除了该"页"之外的数据单位。例如，4比特x4比特被称 作"符号"。除了该"符号"之外，6符号x6符号(即，24比特x24比 特)被称作"子页"。在图23中，在现有4支术中，在将数据形成为一页的过程中， 如图所示，以 一个子页作为最小单位将数据放置在圆形信号光区 中。在》文置数据的过程中，以预定的间隔插入同步。在现有才支术中， 图中所示的页同步被插入在每页的顶部(在这种情况下，在最上层 的左端位置)。
该页同步是用于对整个一页衫L行粗对准的同步。对于页同步，如图24A所示，分配一个子页。和子页的凄t据图 样一样，如图所示，定义了图样，在该图样中，位于一个子页中心 的4个(2x2)符号的中心的4比特x4比特(用于1个符号的比特) 的所有比特被设置为'T，，并且除上述比特之外的所有比特被设置为 "0"。在这种情况下，用于中心的4个符号的数据图样如下"0000000000000000001111000011110000111100001111000000000000000000"。子页中所有其它比特均为"o"。此外，在一页中，为被设置为如上所述的数据放置的最小单位的每个子页给出了图24B中所示的子页同步。与该子页同步一^f,与上述页同步中心中的4个符号相同的 图样相对于该4个符号而^皮插入在一个子页中心中。
该子页同步^^皮用于在像素振幅值的计算期间的最终对准。当 在每个子页中计算每个像素的振幅值时，利用子页同步的位置将对 象像素的位置指定为基准，计算所指定的像素位置的振幅值，随后将数据标识为"O"或"1"的最终比特值。因此，在现有的格式中，以一个子页(24比特x24比特)作 为最小放置单位将数据放置在信号光区中。关于同步，为每个页插 入页同步(用于一个子页)，以及为一页中的每个子页插入子页同 步(用于4个符号)。通过这种格式，在现有4支术中，如图23所示，可以在具有154 个像素(像素为SLM的一个像素)的半径的信号光区中打包作为 有效符号数的3552个符号的用户数据(除同步之外的数据)。换句 话说，对于一页的有效容量为3552个符号。作为与本发明相关的现有技术之一是JP-A-2006-196044 。发明内容在现有技术中，根据上述格式将数据记录在全息记录介质并从 全息记录介质再生数据。但是，在现在的情况下，可以说特别是在 存储系统领域中，用于全息记录介质的记录和再生技术处于实际使 用前的阶段，并且上述记录和再生方法仍然处于开发阶,殳。因此， 应该实现对于用于全息记录介质的记录和再生方法的进一步改进。因此，期望提供下述的再生设备、记录及再生设备、和记录设备。根据本发明的一个实施例，提供了 一种从全息记录介质再生数 据的再生设备，在全息记录介质中，通过参考光与信号光的干涉条
紋以每个预定的页为单位记录了以预定间隔插入有同步的数据。再 生设备包括用于将参考光照射在全息记录介质上的参考光照射装置。再生设备进一步包括信号读出装置，其用于接收对应于记录在 全息记录介质上的数据的衍射光(通过全息记录介质上的参考光的 照射获得该衍射光)，并获得读出信号。再生设备进一步包括同步位置检测装置，用于在检测应该被插 入到通过信号读出装置所获得的读出信号中的同步的位置的过程 中，根据通过以检测对象同步的位置作为基准所选择的多个同步的4立置，来才企测^r测对象同步的位置。再生设备进一步包括振幅值计算装置，用于根据由同步位置检 测装置检测的各个同步的位置，来指定各个记录像素在读出信号中 的位置，以及计算各个像素的振幅值。才艮据本发明的另 一个实施例，提供了 一种将数据记录在全息记 录介质上并从全息记录介质再生数据的记录和再生设备，其中，通 过参考光和信号光的干涉条紋以每个预定的页为单位记录了 tt据。 该记录和再生设备包括记录装置，用于对应于通过记录数据和以预 定的间隔插入在记录数据中的同步所形成的数据图样来执4亍空间 光调制，以生成信号光，并将信号光和参考光照射在全息记录介质 上，以将H据记录在全息记录介质上。记录和再生设备进一步包括参考光照射装置，用于将参考光 照射在全息记录介质上；以及信号读出装置，用于接收对应于记录 在全息记录介质上的数据的衍射光(通过在全息记录介质上的参考 光的照射来获得该衍射光)，并获得读出信号。 记录和再生设备进一步包括同步位置检测装置，用于在检测 应该被插入在由信号读出装置所获得的读出信号中的同步的位置 过程中，根据以对象同步的位置作为基准所选择的多个同步的位置 来检测检测对象同步的位置；以及振幅值计算装置，用于根据由同 步位置4企测装置所才企测的各个同步的4立置来指定各个记录^f象素在 读出信号中的位置，以及计算各个像素的振幅值。如上所述，在冲企测页中的各个同步的过程中，如果4吏用以对象 同步作为基准所选4奪的多个同步来才企测同步，则与^叉使用 一个同步 来氺企测同步的现有装置相比，可以更津青确地指定各个同步的位置。在以这种方式提高同步位置检测的精度的情况下，即使当减少 将一皮插入的同步的比率(例如，增大同步中的间隔)，也可以有效 地执行同步检测。换句话说，根据本发明的实施例，即使当增大同 步间隔以增加数据量时，也可以有效执行同步4佥测。结果，可以根 据本发明的实施例增加凄t据量。根据本发明的再一个实施例，提供了 一种将数据记录到全息记 录介质上的记录设备，其中，通过参考光与信号光的干涉条紋以每 个预定的页为单位记录了数据。该记录i殳备包括编码装置，用于对 记录数据应用预定的记录编码，并将记录凄t据转换成以预定的符号 为单位的数据。该记录设备进一步包括记录装置，用于生成按照以符号为单位 的数据作为最小放置单位而放置有数据的信号光，以及将信号光和 参考光照射在全息记录介质上，以将数据记录到全息记录介质上。如果用于将数据放置到信号光中的最小数据单位(最小放置单 位)被设置为作为用于记录编码的最小单位的符号单位，则在圆形 信号光中，可以放置比现有的最小放置单位的一个子页(包括多个 符号)的单位中所放置的数据更多的数据。因此，可以增加记录数 据量。在最小放置单位为子页单位的现有技术中，由于最小放置单位 很大，所以信号光区的半径能够被增大或减小的最小单位也很大。 因此，当确定了记录格式时，很难保证可以被设置为信号光区的半 径的值的自由度。但是，根据将小于子页的符号设置为最小放置单位的本发明的实施例，可以l吏得更容易调节半径方向上所;改置的凝: 据量。因此，才艮据本发明的实施例，当确定了记录格式时，能够显 著提高设置信号光区的半径值中的自由度。如上所述，4艮据本发明的实施例，可以增加记录在全息记录介 质上的记录数据量。特别地，在根据本发明实施例的记录设备(记录方法)中，与 最小放置单位为子页单位的现有技术相比，当确定了记录格式时， 可以显著提高设置信号光区的半径值中的自由度。因此，可以更容 易地Y吏记录才各式最优化。附图i兌明

图1示出才艮据本发明实施例的记录和再生i殳备的内部结构的方 框图；图2是用于说明在全息记录介质上记录数据的方法的示意图；图3A和图3B是用于说明从全息记录介质再生数据的方法的 示意图；图4是用于说明包括在空间光调制器上所定义的参考光区、信 号光区、及间隙区的区i或的示意图5是示意性示出根据现有的记录格式的现有全息记录和再生 方法的实例的示意图；图6是用于说明根据实施例的记录格式以及示出用于在信号光 区中放置数据的最小放置单位的实例的示意图；图7A和图7B是用于说明根据实施例的记录格式以及示出同 步图样和用于插入同步的间隔的实例的示意图；图8是用于说明以根据实施例的记录格式为基础在信号光区中 的数据阵列以及示意性示出在记录期间在空间光调制器中的图像 图样的示意图；图9是示出根据实施例的实际执行关于记录格式的试验的结果 的示意图；图10是示出根据实施例的实际执行关于记录格式的试验的结 果的示意图；图11是示出根据实施例的用于基于记录格式执行记录操作的 信号处理单元的结构的方冲匡图；图12是示出在用于根据围绕各个区域的同步数所划分的各个 区^U々信号光区中的分布的示意图；图13是用于i兌明4企测页中心位置的方法的示意图；图14是用于i兌明才企测各个同步位置的方法的示意图；图15A~图15D是用于i兌明当区^^由3个同步所围绕时在该区 域中外插一个同步的方法的示意图16A 图16F是用于i兌明当区域由2个同步所围绕时在该区 域中外插2个同步的方法的示意图；图17A-图17D是用于说明当区域由l个同步所围绕时在该区 域中外插3个同步的方法的^L图；图18A和图18B是用于说明根据实施例的再取样方法的示意图；图19是示出根据实施例的用于基于再生方法来执行再生操作 的信号处理单元的结构的方才匡图；图20是示出关于在应用了根据实施例的再生方法的页、SER、 及SNR中的误差分布的试-验结果的示意图；图21是示出关于在应用了现有的再生方法的页、SER、及SNR 中的误差分布的试验结果的示意图；有的采样数据识别的页、SER、及SNR中的误差分布的试验结果的 示意图；图23是示出用于说明在现有的记录及再生方法中所釆用的记 录数据格式的具体实例，以及示意性示出了空间光调制器中的调制 模式的示意图；以及图24A和图24B是用于i兌明在J见有的i己录及再生方法中所采 用的记录数据格式的具体实例，以及示出了插入在记录数据中的同 步图才羊的实例的示意图。
具体实施方式
下面，将详细说明本发明的实施例。 按下面的顺序进行说明。1. 记录和再生i殳备的结构2. 现有的全息记录和再生方法3. 才艮才居实施例的i己录方法3-1. i己录才各式3-2. i己录;i顷序3- 3.信号处理单元的结构4. 根据实施例的再生方法4- 1.再生方法相克述4-2.再生方法的具体实例 4-3.信号处理单元的结构5. 试-验结果1.记录和再生设备的结构图1示出根据本发明实施例的记录和再生设备(记录和再生设 备l)的内部结构的方框图。在图1中，主要示出了记录和再生设
备l的光学系统、记录数据调制系统、以及再生系统的结构。未示 出记录和再生i殳备1的其它组件。在该实施例中，采用所谓的共轴系统作为全息i己录和再生系 统。在共轴系统中，信号光和参考光被排列在同一轴上，信号光和参考光都被照射在全息记录介质5上，以使用干涉条紋来记录数据， 并且在再生期间，〗又将参考光照射在全息记录介质5上，以再生通 过干涉条紋记录的数据。在这种情况下，图中的全息记录介质5为所谓的包括反射膜的 反射全息记录介质。记录和再生设备1适合于这种反射全息记录介 质5。在图1中，在记录和再生设备l中，i殳置有包括图中所示的激 光二极管LD、准直透镜2、 SLM (空间光调制器)3、分束器4、 物镜OL、及图像传感器6的光学系统。设置激光二极管LD作为光源，用于获得用于记录和再生的激 光束。从激光二极管LD所发射的光透射过准直透镜2，转换成平 行光，并引导至SLM3。例如，就SLM3而言，4吏用透射型液晶面板。经过了 SLM3的空间光调制的光投射过分束器4，并被引导至 物镜OL。光透射过物4竟OL，并照射在i殳置在预定位置的全息记录 介质5上。在记录期间，如随后所述，通过SLM 3执4亍对应于记录凄t据的 空间光调制。经过了如此调制的平行光透射过物4竟OL,从而纟皮改 变成会聚光，并聚光在全息记录介质5上。 在再生期间，在与上述相同的3各径上，来自激光二才及管LD的 光经由SLM3进行用于再生的调制，随后被照射在全息记录介质5 上，从而如下所述地获得对应于记录数据的衍射光。这种衍射光通 过物镜OL被转换成平行光，作为来自全息记录介质5的反射光， 随后，被反射在分束器4上，并被引导至图像传感器6。例如，图 像传感器6为CCD (电荷耦合器件)传感器或CMOS (互补金属氧 化物半导体)传感器。图像传感器6从全息记录介质5接收如上所 述被引导的反射光(衍射光)，并将反射光转换成电信号。从而获 得读出信号。参照图2及图3A和图3B来说明通过上述光学系统将数据记 录在全息记录介质5上并/人全息记录介质5再生凄t据的方法。图2 示出了i己录方法，图3A和图3B示出了再生方法。在图2中， <又示出了图1所示的光学系统中的SLM 3和物销: OL。在图3A中，仅示出了 SLM 3和物镜OL。在图3B中，4叉示 出了物镜OL和图像传感器6。在图2所示的记录期间，SLM 3对来自准直透4竟2的入射光施 加强度调制，在同心圆上排列参考光和其中根据记录数据形成"0" 和"l"的数据阵列的光(下文中，被称作信号光)。通过物镜OL将经过了强度调制的光(即，参考光和信号光) 会聚在全息记录介质5上。通过光的会聚所形成的参考光和信号光 的干涉条紋作为数据被记录在全息记录介质5上。在再生期间，如图3A所示，由SLM3对来自准直透4竟2的入 射光进行强度调制以仅输出参考光图样，并会聚在全息记录介质5 上。会聚光通过对应于记录在全息记录介质5上的数据图样的干涉 条紋而被衍射，并被作为反射光而从全息记录介质5输出。如图所
示，衍射光具有反映记录数据的强度调制图样。根据通过图像传感器6读出的衍射光的强度调制图样的结果来执行数据再生。如上所述，SLM3在记录期间生成参考光和信号光，在再生期 间生成参考光。因此，在SLM3中，定义了如图4所示的参考光区 Al、 4言号光区A2、及间隙区A3。 3o图所示，包^"SLM3的中心 部分的预定的圆形区祐:i殳置为信号光区A2。在信号光区A2的外围 部分中，越过间隙区A3， i殳置与信号光区A2同心的圆上的环形参 考光区Al。间隙区A3 ^皮i殳置为用于防止在读出期间参考光泄漏在信号光 区A2中成为噪声的区域。在记录期间，在将参考光区Al中预先确定的《象素i殳置为'T， (光强度高)，将参考光区Al中的其它像素设置为"0"(光强度低)， 以及将整个间隙区A3和比参考光区Al更外面的整个外围部分设 置为"0"之后，以对应于记录数据的"O"和'T，的所需图样形成信号光 区A2中的各个像素。因此，能够生成并输出图2所示的参考光和 信号光。在再生期间，仅以与记录期间相同的"0"和"1"的图样来形成参 考光区A1，并且将整个其它区域形成为比特"O"区。因此，如图3A 所示，可以4又生成并l叙出参考光。除上述光学系统之外，图1所示的记录和再生设备1还包括用 于实现上述SLM 3中的调制图才羊的凝:据调制单元7。对数据调制单元7输入记录期间所提供的记录数据，并在信号 光区A2中生成数据图样，以根据预定的格式，将该记录数据放置 在信号光区A2中。
此外，凄t纟居调制单元7通过作为预先所确定的"O"和"l"的预定 的图样所形成的参考光区Al和形成为比特"O"区的整个间隙区A3 及比参考光区Al更外面的整个外部来生成数据图形。数据调制单 元7组合该数据图样和信号光区A2中的数据图样，以生成用于SLM 3的所有有效〗象素的凝:据图样。通过基于该数据图样控制驱动SLM3的各个像素，可以在图2 所示的记录期间获得调制光(信号光和参考光)。另一方面，在再生期间，凝:据调制单元7 4又通过在与记录期间 相同的"O"和"l"的图样中所形成的参考光区Al和形成为比特"O"区 的整个其它区域来生成数据图样。通过基于该数据图样控制驱动 SLM3的各个Y象素，可以在图3A所示的再生期间获4寻调制光。下面，描述在该实施例中所采用的记录数据的数据格式和用于 实现该凄t据才各式的凄t据调制单元7的内部结构。记录和再生设备l包4舌数据再生单元8，用于才艮据图像传感器 6中的各个像素的读出值来再生记录数据。如随后所述，以预定的间隔在记录数据中插入同步。数据再生 单元8指定同步的位置(同步检测)。数据再生单元8根据所指定 的同步位置和数据识别来计算各个像素的振幅值，以再生凌史据。下面，描述对应于4艮据由lt据再生单元8所执4亍的该实施例的 再生方法的操作和用于所述l喿作的内部结构。2.现有的全息记录和再生方法在说明根据该实施例的全息记录和再生方法之前，首先，说明 现有的全息记录和再生方法的具体实例。
下面i兌明中所4吏用的术语:帔定义如下符号记录编码的最小单位；作为具体实例，4皮转换成4比特 x4比特的正方形数据单位的记录数据的1个字节(8比特)子页6符号x6符号的凄t据单位(24比特x24比特)页最终放置在信号光区A2中的全部数据量的单位首先，参照图23及图24A和图24B来说明现有的记录格式。图23示意性示出了 SLM中的调制冲莫式。图24A和图24B示 出了插入在记录数据中的同步图样的实例。在图23中，在现有的技术中，在将数据形成为一个页的过程 中，如图所示，利用作为最小单位的一个子页将数据放置在环形的 信号光区A2中。在放置数据的过程中，以预定的间隔在凄t据中插入同步。在现 有4支术中，图中所示的页同步^皮插入在每个页的顶部(在这种情况 下，在最上层的左端位置中)。对于页同步而言，如图24A所示，分配了用于一个子页的区i或。 如图所示，作为子页的数据图样，定义了其中在位于一个子页的中 心的4 (2x2)个符号的中心的4比特x4比特的所有比特^L设置为 "1"，并且除这些比特之外的所有比特祐 没置为"O"的图样。在这种 情况下，用于中心的4个符号的数据图样如下"oooooooo000000000011110000111100001111000011110000000000”。除了中心4个符号之外的所有比特均为"O"。此外，在一页中，如上所述，将图24B所示的子页同步4是供纟合 被设置为数据放置的最小单位的每个子页。作为该子页同步，与在上述的页同步的中心4个符号相同的图 样-波插入在用于一个子页中的中心的4个符号的位置中。在现有的4各式中，以此方式通过以一个子页作为最小;改置单位 来将数据放置在信号光区中。关于同步，页同步(用于一个子页) 被插入每个页，并且子页同步(用于4个符号)被插入一个页中的 每个子页。在现有4支术中，通过这种格式可以在具有如图23所示的154 个像素(像素为SLM的一个像素)半径的信号光区中将作为有效 符号数的3552个符号的用户凄t据打包。换句话说， 一个页的有效 容量为3552个符号。
图5示意性示出了基于现有的这种记录数据格式执行现有的全 息记录和再生方法的实例。在图5中，以方块形式示出了通过现有 的方法进4于记录和再生的处理程序。首先，在记录期间，如<1>所示，执行用于记录数据的记录调 制编码。在这种情况下，作为记录调制码，例如， -使用所谓的稀疏 码。具体地，通过这种稀疏码，将一个字节(8比特)的记录凄丈据 转换成4比特x4比特的正方形数据阵列(即，l个符号)，并且转 换后，16比特中^义有3比特为"1"，其余的13比特均为"O"。在^^据诸如稀疏编码的记录编码执4于用于通过符号单位划分 记录ft据的处理后，如<2>所示，扭j于子页的映射。通过编码所获 得的各个符号被映射到子页中。如图23所示，在每个子页中，将子页同步插入在子页中心的4 个才夺号中。因此，在<2>中的映射处理中，所生成的用于一个页的 符号(在这种情况下，3552个符号)被分成12个符号一组的多个 组。按顺序排列各个12个符号一组的多个组，并且映射每个子页 以在子页中心的4个符号中排列图24B所示的预定的图样的子页同 步。以jt匕方式生成共111个子页。当生成子页时，如<3>所示，4丸4亍映射到整个页。4奂句话"i兌， 根据格式将图24A所示的一个页同步和所生成的111个子页映射到 (放置到)信号光区A2中。在这种情况下，SLM还生成参考光。因此，作为用于SLM所 有有效像素的数据图样，通过组合参考光区Al的图样(只有预先 确定的像素被设置为"l")和间隙区A3及比上述参考光区A2的外 侧更外部的图样(所有像素被设置为"O")所获得的数据图样与用于 通过这种方式所生成的一个页的#:据图样一起#1生成。
才艮据这个凄t据图样控制驱动SLM，从而扭J亍通过信号光和参考 光的干涉条紋将数据记录到全息记录介质上。到整个页的映射。但是，通常，映射从最上层的左端开始，重复移 向右端、向下移动一层、并且返回左端， 一直到最下层的右端。如下所述执行如此方式记录在全息记录介质上的数据的再生。首先，如<4〉所示，执行2x2的过采样。图像传感器的像素数 4皮预先i殳置为4 4咅(2x2 )于SLM的4象素凄丈，以4妄"欠用于在图傳3专 感器上具有4个(2x2 )像素的SLM的一个像素的光。如上所述，以此方式使用图像传感器上的多个像素过采样用于 SLM的一个像素的光，作为克服由于光学失真、倍率等而很难严格 以一对一关系设置图像传感器上的各个像素和SLM的各个像素的 手段。在<4>中的2x2过采样过程中，为了提高通过过采样所获得的 读出信号的频率特性，对读出的信号应用诸如移动平均滤波器的某 些滤波器。在<5>中，对经过了如上所述的2x2过采样的读出信号进一步 应用上寿争才灸至4x4 {象素大小。换句话说，通过内插通过2x2过采样(及滤波处理)所获得的 各个值而将2x2上转换进一步应用于读出信号(上转换至4x4的像 素大小)。由于执行了至4x4像素大小的这种上转换，所以能够将 图4象传感器的分辨率i殳置为SLM的一个^f象素分辨率16倍。
在读出信号已经经历了过采样和上转换之后，执^f亍用于正确地 执行考虑到光学失真等的各个像素的振幅值计算的处理。首先，如<6>所示，执行页同步的4企测。4艮据预先在才各式中所 定义的页同步的数据图样来检测应该被插入到通过过采样和上转 换所获得的读出信号中的页同步的位置。在图像传感器的每个像素中，例如，获得0~255的256个等 级中的像素的振幅值。换句话说，通过过采样和上转换所获得的每 个值为都是由0 ~ 255所表示的值。所知的页同步的数据图样(0和1的图样)替换为这种256个等级 所获得的同步参考图样、将具有同步参考图样的相关性计算应用于 在通过过采样和上转换所获得的信号中页同步应该存在(能够通过 格式估计)的位置周围的位置、并将相关性计算结果中相关值最大 的位置指定为同步位置(这种数据识别系统被称作相关性4企测系 统)的方法。由于以方式指定了页同步的位置，所以能够执行整个页的粗对准。随后，如<7>所示，执行子页同步的才全测。指定页中各个子页 同步的位置。如果如上所述地确定页中的作为页同步的一个基准点，则可以 冲艮据记录格式指定有多少应该存在对象子页同步的^f象素位置偏离 了所确定的基准点。因此，以4企测出的同步的位置作为基准，如上 述实例中 一样，在#4居格式所估计的对象子页应该存在的位置周 围，通过相关性;险测系统指定子页同步的位置。
当检测了各个子页同步时，如<8>所示，执行用于再取样子页 同步至lxl的处理。才艮据各个子页同步的^:测位置，从经历了过采 样和上转换的信号指定对应于SLM的各个记录像素的读出信号的 位置(也被简单地称作像素位置)，并且获得位置值。具体地，根据各个子页的检测位置为每个子页指定各个像素的 位置，并且获得各个像素的振幅值。在这种情况下，为了在对应于 下面所说明的稀疏编码系统的以符号为单位执行数据识别，所获得 的各个像素的值被分类在符号单位中。在<9>中，4丸4亍以符号为单位的凄t据识别。^^亍凄t据识别，以 从如上所述以符号为单位所分类的值中检测出各个像素的比特值。在稀疏码(其中，1个符号(16比特)中的3个比特为在这种 情况下所采用的'T，)的情况下，可以应用用于将具有最大值的三个 爿像素设置为比特'T，的称作"分类4企测"的教:据识别系统。因此，利用 这种分类检测的数据识别被应用于各个符号，以检测最终记录比特 的值。最后，如<10>所示，扭^亍用于记录码(稀疏码)的解码处理。根据记录期间的映射顺序重排通过以符号为单位进行数据识 别而为每个符号所获得的各个比特值，并解码所重排的比特值(稀 疏码的解调)，从而将1个符号(16比特)复位为1个字节(8比 特)，并获得具有与记录数据相同内容的再生数据。3.才艮纟居实施例的i己录方法3-1.记录格式
如上所述，在当前状况下，用于全息记录介质的记录和再生4支 术仍然处于开发阶4史，并且现有的记录和再生系统中存在改进的空 间。因此，在该实施例中，提出了下面所说明的新的记录数据格式。 在下面的说明中，记录数据格式可以被简称为记录格式或简单地称 为格式。图6~图8是用于说明根据该实施例的记录数据格式的示意图。作为第一改进，放置在信号光区A2中的数据的最小单位被设 置小于现有的最小单位，以增加能够^皮;故置在环形信号光区A2中 的凄t据量。具体地，在该实施例中，图6所示的一个符号(即，记录编码 的最小单位在这种情况下，4比特x4比特)被设置为最小放置单 位。换句话说，最小放置单位被设置为小于作为图23中所示的现 有的最小;改置单位的一个子页(6符号x6符号=24比特x24比特)。作为第二改进，降低同步率以增加数据量。 现有的用于拭^亍整个页粗对准的页同步^皮废除。此夕卜，如图7A所示，同步本身的大小也#1减小。才灸句话i兌， 与现有的子页同步的2符号x2符号相对，同步大小被减小至如图所 示的1个符号。只要数据图样为在常规记录数据中没有被生成的数据的组合， 同步的数据图形就可以为任意图样。在图7A中，示出了数据图样 的具体实例。在该实例中，例如，/人同步的左上端至右下端4安顺序 设置数据图样[OOOO, 1100, 0011， oooo]。 此外，在该实施例中，还改进了插入同步的这种方法。如图7B所示，插入各个同步的二维排列间隔(垂直和水平方 向上的间隔)作为预定的间隔Lsper。在图7B中，；改大示出了与记 录婆t据相组合的4个同步的周边。如图7B所示，在该实施例的情 况下，以设置为24个像素(比特)的同步间隔i—sper插入各个同 步。通过设置这种同步间隔，与现有的一样，以一个对一个子页(6 符号x6符号)的比率插入这种情况下的同步。但是，由于同步的大 小4皮如上所述地-没置为1个符号，所以相对于现有的4个符号/1个 子页的比率，减少了同步的比率。在该实施例中，由于在随后所描述的再生期间内检测了页中心 中的同步，以执行粗对准，所以确定各个同步的插入位置，以使页 中心的1个符号中通常位于同步位置中(例如，见图9和图10中 所示的同步分布)。具体地，在将位于页中心中的1个符号确定为同步位置后，以 中心的同步位置作为基准，将各个同步的插入位置确定为以i—sper 的间隔彼此偏离排列。作为通常将页的中心位置i殳置为同步位置的优点，可以执行如 上所述的粗对准，并且除此之外，可以无偏地在页中排列各个同步。例如，在确定同步的插入位置的过禾呈中，可以想象筒单地启动 页顶部(在这种情况下，例如，最上层的左端)的同步，并以同步 的位置作为基准在每个间隔i—sper处插入每个同步。当如此插入同 步时，整个页中的同步的排列是有偏的，并且在信号光区A2的外 围部分中未被同步所包围的区域是有偏的。结果，各个像素振幅值 的计算精度有可能是有偏的。
如果页的中心;故确定为如上所述的同步位置，则能够防止这种问题。图8是用于根据上述记录格式来说明信号光区A2中的数据阵 列的示意图。在该图中，示意性示出了在记录期间在SLM3中的图 像模式。如当对比图8和图23时所看到的，可以以比现有的格式更小 的信号光区A2中的间隙的根据该实施例的格式来放置数据。换句 话说，由于可以以更小的间隙来i文置凄t据，所以能够增加数据量。在图23所示的现有4支术的情况下，能够清晰地才企查页同步和 子页同步的图样。但是，在该实施例中，各个同步的图样太小以至 于不能^皮才企查。因此，还可以了解，增加了翁:据量。在图9和图10中，示出了实际执行关于根据该实施例的记录 格式的试验的结果(通过改变各种参数所执行的试验结果)。作为关于其自己的上述具体实例，图9示出了当将最小放置单 位设置为1个符号、将同步的大小设置为1个符号、并且将同步间 隔i—sper设置为24时的信号光区A2中的数据阵列的状态，以及示 出了此时的^t据量。作为扩大了同步间隔i_sper的实例，图10示出了当将最小放 置单位设置为1个符号、将同步的大小设置为1个符号、以及将同 步间隔i—sper设置为48时的信号光区A2中的数据阵列，以及示出 了此时的数据量。在图9和图10中，通过图中的方形空白孔表示同步的分布。
在获得图中所示的试-验结果的过禾呈中，如图23所示的情况一 样，信号光区A2的半径i—rad被设置为154个像素。当最小放置单位净皮设置为1个符号时，如图9所示，同步的大 小被设置为l个符号，并且同步间隔i—sper被设置为24，能够祐j欠 置在一个页中的有效数据量(即，除同步部分之外的数据量)为4513 个符号(当采用稀疏编码时，为4513个字节)。换句话i兌，与图23 所示的现有的数据量相比，数据量增加了大约1.27倍。当最小放置单位被设置为1个符号时，如图IO所示，同步的 大小被设置为l个符号，并且同步间隔^sper被设置为48,能够被 放置在一个页中的有效数据量为4609个符号(字节)。与现有的翁: 据量相比，数据量增加了 1.30倍。说明了用于根据上面所述的这个实施例确定记录格式的具体 处理程序。在确定这种情况下的格式的过程中，信号光区A2的半径i—rad 和同步间隔i_sper为参凄t。如下所述才艮l居两个参凄史i—rad和i_sper 来确定格式。(a )确定信号光区A2的半径i—rad，并且才艮据半径i_rad的值 在SLM3中的符号单位中确保放置了数据的区域。从而，确定了在 SLM3上用于一个页的区域。(b )确定同步间隔i_sper,并且确保在信号光区A2中插入同 步的位置。在这种情况下，在该实施例中，如上所述，页中心的1 个符号为上述的同步位置，并且通过以中心中的同步位置作为基准 来在每个间隔i—sper处排列各个同步。因此，具体地，首先，指定用于在(a)中的程序中所确定的一个页的区域中的中心符号，然 后，确定各个同步的插入位置，以使以预定的间隔i—sper排列同步。根据上述的程序，确定了各个符号的插入位置和SLM3上的各 个同步。但是，实际上，在再生期间，根据记录期间的插入顺序重 排符号，以获得再生凄t据。因此，作为记录4各式，预先确定用于SLM 3上的各个符号的每个位置的号码，使得能够进行这样的重排。具体地，按乂人最上层的左上方开始的顺序为通过(b)处理程 序所确定的各个符号的每个插入位置才是供号码。从而，在记录和再 生期间可以通过号码来管理一个页中的各个符号。在记录期间，根据各个符号的插入位置和通过这种方式所设置 的格式所指定的SLM3上的各个同步的插入位置，来执行记录数据 的映射和各个同步的4翁入。3-2.记录禾呈序说明了才艮据上述该实施例的记录才各式所才丸4亍的该实施例的记 录程序。可以如下并且略地划分在这种情况下的i己录牙呈序 1 )稀疏编码2) 映射至整个页3) 信号光和参考光的照射首先，就l)中的并希疏编码而言，与上述J见有的编码相同的编 码被用于记录数据。
具体地，首先，准备对应于记录格式的字节数(例如，在图9 的情况下，为4513个字节)的记录数据，并且对记录ft据进4亍稀 疏编码，并被按顺序转换成16比特(4比特x4比特)的符号。在 这种情况下，例如，以转换顺序对各个符号提供号码，使得能够以 符合格式的数据号码的顺序进行排列。根据2)中的至整个页的映射，根据记录格式在页中排列图7A 所示的预定的图样的这些符号和同步。具体地，将符号排列在符合 所给号码的插入位置中，并且将同步排列在其插入位置中。因此， 由于确定了信号光区A2中的数据的排列图样，所以此后，整个SLM 3的数据图样与间隙区A3的图形、参考光区A1、及其外部区域一 起被确定。随后，通过3)中的信号光和参考光的照射来实际执行在全息 记录介质5上的ft据记录。在才艮据如上所述所确定的整个SLM 3 的数据阵列的图样来控制驱动SLM 3的各个像素的状态中，执行通 过激光二极管LD的激光照射，以将参考光和信号光照射在全息记 录介质5上，并且通过参考光与信号光的干涉条紋来记录数据。3-3.〗言号处理单元的结构为了实现这些记录程序，图1所示的记录和再生设备l包括数 据调制单元7,用于应用对应于格式的调制以记录数据，并执行SLM 3的驱动控制。图11示出数据调制单元7的内部结构。在图11中，数据调制单元7包括稀疏编码单元11、页映射单 元12、及SLM4区动器13。 首先，稀疏编石马单元11执4亍只于应于1 )中的禾呈序的梯:作。当记录数据被记录在全息记录介质5上时，记录数据^皮从图中 所示的外部提供至稀疏编码单元11。对应于记录格式，记录数据被 划分成用于一个页的每个字节数(即，在页单位中划分)，并且用于每页的记录数据顺序地进行稀疏编码，并^皮转换成16比特的符 号(4比特x4比特)。对用于每页的各个符号给出数据号。例如， 为每个页中的各个符号给出数据号的顺序遵照数据的输入顺序。页映射单元12执行将通过稀疏编码单元11为每个页所获得的 一组符号映射为页。在对于每个页的映射中，如上所述，才艮据为符号给出的数据号 在在记录才各式中确定的插入位置中排列各个符号。同时，」換照记录 格式将同步被分别排列在插入位置中。组合在通过这种方式所确定 的信号光区A2中的凄t据的排列图样和间隙区A3、参考光区Al、 及其外部的图样，以确定整个SLM3的数据图样。由于顺序执行每页的这种映射，所以用于每页的数据阵列图样 被顺序提供至SLM驱动器13。 SLM驱动器13根据通过这种方式 所提供的数据阵列图样来控制驱动图1所示的SLM3的各个像素。如参照图2所述，在记录期间，^M亍乂人激光二4及管LD的激光 照射。在这种情况中，由于如上所述4姿顺序控制驱动SLM3，所以 能够将用于每个页的数据图样顺序记录在全息记录介质5上。以此方式，可以以页为单位将对应于记录数据的图样记录在全 息i己录介质5上。
如上所述，在才艮据这个实施例的记录方法(记录格式)中，由于信号光区A2中的数据的最小放置单位被设置为小于现有的最小 ;改置单位，所以可以在环形的信号光区A2中》文置更大量的凄t据。 因此，可以提高全息记录介质5上的数据记录量。具体地，尽管现有的最小放置单位为一个子页(6符号x6符号 =24比特x24比特)，则在该实施例中，最小;改置单位为1个符号 (4比特x4比特)。换句话i兌，由于稀疏编码能够处理的最小单4立 为l个符号，所以该最小单位被设置为用于放置的最小单位。另夕卜，在该实施例中，同步的大小为l个符号，并且同步^皮以 每个预定的间隔i—sper排列在记录数据中。例如，当将24个像素设置为间隔i一sper,与现有的每一个子页 4个符号相比，每一个子页的同步的容量可以^皮:没置为1个符号， 并且同步的插入率能够减小至1/4。过去，为一个页插入页同步。但是，由于页同步被废除，所以 增加了数据量。在现有技术(其中，最小放置单位为子页单位)中，由于最小 ;故置单位4艮大，所以可以为信号光区A2的半径i—rad而增大或减小 的最小单为也很大。因此，当确定了记录格式时很难确保能够被设 置为信号光区A2的半径i—rad的值的自由度。但是，根据其中将小 于子页的符号设置为最小放置单位的该实施例，可以使得更容易地 地调节放置在半径方向上的数据量。结果，当确定了记录格式时， 能够显著增加设置半径i—rad的自由度。当确定了实际格式时，半径i—rad不仅是增加记录量的重要参 数，而且也是实现降低误差率等的重要参数。因此，如上所述，可 以增加设置半径i_rad的自由度，可以更容易地执行记录格式的最 佳化。4.才艮才居实施例的再生方法4-1.再生方法的相无述通过采用才艮据如上所述的该实施例的记录方法(记录格式)， 与过去相比，能够增加记录量。当采用相对降低页中的同步率(例 如，减小同步的大小和增加同步间隔i—sper)的方法作为增加^己录 容量的方法时，根据页中的各个同步位置所执行的各个像素的振幅 值的计算精度^^艮可能下降。因此，在该实施例中，提出了一种即使当通过这种方式的同步 率相对4交小时也能适当地4丸4亍振幅值计算的再生方法。参照图5所示的现有的再生方法(再生程序)来i兌明才艮据该实 施例的再生方法的概述。根据该实施例，像过去一样，寺丸行如图5中的<4>和<5>所说明 的过采样和上转换来增加SLM3的一个^^素的分辨率。在这种情况 下，1象过去一样，也设置过采样，以使例如通过图像传感器6中的 4个像素(2x2 )接收用于SLM 3的一个像素的再生光，以确保图 ^象传感器6的分辨率为SLM 3的一个l象素的4倍。就上转换而言，例如，由通过2x2过釆样所获得的内插信号来 执行上转换至4x4的像素大小。因此，在该实施例中，像过去一样， 获得了 16倍于SLM 3的一个4象素的分辨率的图4象传感器6的分辨 率。即，对于SLM3的每个像素都获得16个值。
在通过这种方式^u亍过采样和上转换之后，在该实施例中，傳_ 过去一样，执行同步位置的检测。但是，如从上述解释说明所了解 的，由于在根据该实施例的记录格式中没有页同步和子页同步的概念，所以不执行由图5中的<6>和<7>所表示的页同步和子页同步的 才全测，而#丸4亍新的同步冲企测。才艮据该实施例的再生方法具有该同步才企测中的特4正。具体地，根据同步率的降低，使用多个同步执行各个同步位置 的才企测。在该实施例中，替代现有的通过页同步进行的整个页的粗对 准，执行页中心的同步位置的检测。还使用多个同步来执行中心同 步位置的这种4企测。下面，描述根据该实施例的这种同步检测方法的具体实例。在通过这种同步检测指定了各个同步位置之后，根据同步位置 来扭J亍再取样lxl的^f象素大小(图5中的<8〉)。换句话i兌，以指定 的同步位置作为基准，指定对应于SLM3的各个像素的像素位置， 并计算像素位置的振幅值。但是，在该实施例的情况下，由于最小;改置单位为1个符号， 所以很难执行现有的在<8〉中的再取样中的以子页为单位的数据处理。具体地，在现有技术中，最小放置单位被设置为一个子页，可 以为每个子页划分页中的任意区域。因此，对于每个子页，都可以 指定子页中各个像素的位置，并且可以使用对于子页以 一个比率 1个符号并且以每个间隔i—sper插入同步对，特别地，4艮难4吏信号 光区A2的外围部分中的数据对一个同步的比率相等。因此，很难 采用与过去完全相同的再取样方法。因此，在该实施例中，还使用多个同步执行再取样。下面，说 明该再取才羊。在通过这种方式执行lxl再取样之后，在这个实施例中，像过 去一样，在执行<9>的以符号为单位的数据识别(各个比特值的检码(<10> )并将1个符号(16比特)的稀疏码解码成1字节(8比 特)，可以获得再生数据。4-2.再生方法的具体实例参照图12-图18 "i兌明4艮据这个实施例的再生方法的特歹朱实 例。首先，重新考虑通过根据这个实施例的记录格式所实现的页中 的凄史据阵列。在该图中，作为信号光区A2中的数据阵列的实例，最小^:置 单位净皮i殳置为1个符号，同步间隔i一sper祐 没置为24比特，并且 信号光区A2的半径i—rad被设置为156像素。在图中，空白部分表示由4个同步所围绕的区域，波形线部分 表示由3个同步所围绕的区域，斜线部分表示由2个同步所围绕的 区域，筛网部分表示由1个同步所围绕的区域，并且黑色部分表示 没有被同步所围绕的区域或表示同步本身。如图12所示，当采用才艮据该实施例的记录才各式时，在信号光 区A2中，大部分区域为在其四个角由同步所围绕的区域。但是，
在信号光区A2的外围部分中，在其四个角存在未^^皮同步所围绕的 区域。作为区域的图样，总共存在三种图样，即，四个角中的三个 位置#1同步所围绕(波形线部分)，只有两个位置净皮同步所围绕(斜 线部分)，及仅有一个位置被同步所围绕(筛网部分)。在图13和图14中，与图12中一才羊，空白部分表示由4个同 步所围绕的区域，波形线部分表示由3个同步所围绕的区域，斜线 部分表示由2个同步所围绕的区i^戈，筛网部分表示由1个同步所围 绕的区域，并且黑色部分表示未被同步所围绕的区域或表示同步本身。[同步4立置的冲企测]首先，参照图13 "i兌明才企测页中心位置的方法。如上所述，在该实施例的情况下，由于废除了现有的页同步， 所以很难通过页同步执行整个页的粗对准。因此，在该实施例中， 以被排列至页中心中的符号位置的中心同步作为基准的来执行整 个页的并且对准(,皮称作"页中心的4立置枱二测")。通过对整个页执行这种粗对准，和过去一样，能够缩小用于随 后^r测各个同步位置中的相关性计算的查找范围。因此，能够实现 降低在同步位置检测期间的计算处理负荷以及缩短检测时间。在该实施例中，在页中心的这种位置才全测期间， -使用通过应该 被检测出的页中心中的同步作为基准所选择的多个同步来执行检测。具体地，如图13所示，4吏用包括页中心的同步和该同步周围 最近的八个同步的总共九个同步来执行中心中的同步位置的检测。
才奂句话i兌，4吏用中心中的同步周围的3x3正方形中所排列的总共九 个同步来才丸4亍中心中的的同步位置的冲企测。作为这种情况下的同步位置检测的具体程序，首先，通过记录 格式估计页中心的同步应该在进行了过采样和上转换的信号中出 现的位置。计算在各个同步位置处的振幅值和当以这种方式移动图13所 示的预先确定的间隔中的九个同步和位置关系以在包4舌中心中的 同步应该存在的所估计的位置的预定范围内移动该九个同步时的 同步图样之间的相关值，并且计算相关值的和值。结果，将当各个 同步位置的相关值的和值最大时的中心中的同步的位置最终指定 为页中心的位置。例如，用于这种页中心4立置的4企测的多个同步可以增加至5x5 和7x7。在这种情况下，能够提高位置检测的精度。但是，当以这 种方式增加用于同步检测的同步数时，相关性计算被复杂化，导致 计算处理负荷增大以及检测延迟。以此方式，位置检测精度的提高 和处理负荷及检测时间的降低具有折衷关系。用于同步检测的同步 数需要根据实际处理速度而被适当地设置为最佳值。当执行页中心位置的检测时，根据中心位置执行各个同步位置 的冲全测。在该实施例的情况下，还4吏用以对象同步作为基准所选才奪的多 个同步来执行各个同步位置的检测。如图14所示，才丸^^f吏用多个同步的各个同步4立置的4企测。 首先，基本地，如图中的(a)所示，使用共五个同步(即， 只于象同步和在四个方向上与对象同步相邻的四个同步)来#丸4亍^"象 同步的才企测。具体地，首先，以4企测出的页中心位置作为基准，通过记录才各 式来估计对象同步应该在进行了过采样和上转换的信号中出现的 位置。例如，通过记录格式了解从页中心至对象同步的距离。因此， 偏离页中心中的所4企测的同步位置该距离的位置^f又需要净皮作为对 象同步位置而^C估计。计算在各个同步位置处的振幅值和当以这种方式整体移动图14 (a)所示的预先确定的间隔中的五个同步和4立置关系以在包括-中心中的同步应该出现的所估计的位置的预定范围内移动该五个 同步时的同步图样之间的相关值，并且计算相关值的和值。随后， 将当各个同步位置的相关值的和值最大时的中央同步的位置最终 指定为对象同步的位置。根据如上所述预先所指定的页中心位置所估计的同步位置的 精度能够祐L设置为高于〗又通过记录格式而未才丸行页中心位置的才企 测所估计的同步位置的精度。由于以此方式的对象同步的估计位置的精度很高，所以即使同 步检测期间内的相关性计算的范围(查找范围)被设置为小于当未 才丸4亍页中心4立置的才企测时的相关l生计算的范围，也可以防止#:测并* 度劣化。在这点上，在该实施例的情况下(其中，在页中心位置的 检测后，根据中心位置执行各个同步位置的检测)，实现了查找范 围(相关性计算范围)的减小和计算处理负荷及^r测时间的降低。在信号光区A2中，假设如上所述在大部分同步位置中出现在 四个方向上与只t象同步相邻(即，最4妄近于中心同步)的同步。4旦
是，如图14所示，特别地，在信号光区A2的外围部分中，在四个 方向上最4妄近于对象同步的所有同步可能不存在。具体地，如图14的(b)中所示，i"又缺少四个方向上的同步中 的一个同步，或如图14的(c)所示，^f又缺少四个方向上的同步中 的两个同步。当如图14的(b)中所示l又缺少四个方向上的同步中的一个同 步时，^使用除所击夹少的同步之外的总共四个同步来执4亍，t象同步的 ^f立置才企测。例如，》口图14的(b)所示，当缺少四个方向上的同步 中的左边的同步时，4吏用总共四个同步(即，对象同步和存在于对 象同步的上、下、及右边的三个同步)来才企测对象同步的位置。在这种情况下，如上述情况，仅需要通过与当使用五个同步时 相同的相关性检测来执行检测操作本身。为了确认，以4企测出的页 中心位置作为基准，通过记录才各式估计对象同步应该在进4亍了过采 样和上转换的信号中存在的位置。计算在各个同步位置中的振幅值 和当以这种方式整体移动具有图14中的(b)中所示的预先所确定 的间隔和位置关系的四个同步以在对象同步应该存在的位置周围 的预置范围内移动中心同步(即，对象同步)时的同步图样之间的 相关值，并且计算相关值的和值。将当相关值的和值最大时的中心 同步的位置最终指定为对象同步的位置。当如图14的(c)所示4又缺少四个方向上的同步中的两个同步 时，使用包括最接近于对象同步斜向位置的总共四个同步来执行位 置才企测。例如，如图14的(c)所示，当在夹少四个方向上的同步中 的对象同步的上和右同步时，使用共四个同步(即，存在于对象同 步的左和下的同步，及最4妻近于所存在的同步中的对象同步的4牛向 位置上的对象同步的4牛下方的同步)来执4亍对象同步的位置4企测。
在这种情况下，与上述情况一样，就同步检测操作本身而言， 执行根据与上面相同的相关性检测系统的操作。当执行各个同步的检测时，与上面的情况一样，当使用更大量 同步执行相关性检测时，能够进一步提高位置检测的精度。但是， 由于如上所述，精度的提高和计算的复杂性具有折衷关系，所以在 这种情况下，如上面的情况一样，应该才艮据实际处理速度将最佳值 i殳置为用于同步才企测的同步数。[再取样]在如上所述执行了各个同步位置的检测后，为了将对应于SLM 3的一个像素单位的各个记录比特的值识别为数据，冲丸行至lxl的 像素大小的再取样。在进行了过采样和上转换的信号中指定各个像 素的位置，并计算各个像素位置的振幅值。作为根据该实施例的再取样，除了现有的仅通过一个同步来指 定对象像素的位置以外，还根据多个同步来指定对象像素的位置。 在现有技术中，根据一个同步指定对象像素的位置，例如，根据子 页中的子页同步的位置来指定某个子页中的像素位置。另 一方面， 在该实施例中，使用多个同步来指定对象^f象素的位置。作为使用多个同步来指定^f象素位置的方法，在该实施例中，釆 用了使用对象像素位置周围的四个同步以及通过执行二维内插处 理而乂人四个同步计算4象素4立置的新方法。然而，采用指定^f象素位置的这种方法(计算方法)时，不得不 考虑对象像素位置周围的同步数少于4的情况。这是因为，例如， 参照图12所见的，特别是在信号光区A2的外围部分中，存在对象 像素位置周围的同步数仅为3 ~ 1个的区域。
因此，在对象像素位置周围的同步数少于4的部分中，使用存 在于内侧上的同步外插所缺少的同步，以使在所有区域都可以使用 四个同步来计算像素位置。图15A 图15D至图17A-图17D是用于说明同步的这种外 插的具体方法的示意图。在各个图中，^U是取并示出了用于四个子页(2x2)的区域。 在用于四个子页的区i或中，在乂于应于用于四个子页的区i或中的一个子页的各个区域中所插入的同步以左上端、右上端、左下端、及右 下端的》l页序谬皮牙尔4乍sync—1 、 sync_2 、 sync—3 、及sync—4 。在下面的说明中，假设具有被设置为i的纵坐标和被设置为j 的冲黄坐才示的坐才示平面。^口下定义sync—1 ~ sync—4的坐才示sync_l (i, j, 1) sync—1的纟从坐才示sync_l (i, j, 2) sync—1的才黄坐才示sync—2 (i, j, 1) sync—2的纟从坐才示sync—2 (i， j, 2) sync—2的才黄坐才示sync—3 (i, j, 1) sync—3的乡从坐才示sync—3 (i， j, 2) sync—3的才黄坐才示sync_4 (i， j， 1) sync—4的纟从坐才示sync_4 (i, j, 2) sync一4的才黄坐才示在下面的说明中，"sjow"和"s—col"表示以符号为单位的同步间 隔。当在如该实施例中4夺间隔i—sper i殳置为24时，s_row = s—col = 24/4 = 6。
在图15A~图15D中，示出了当对象^f象素位置的周围存在三个 同步时外插同步的方法。
作为在图15A-图15D中分别缺少围绕对象^f象素的同步的 sync_l、 sync一2、 sync—3、 及sync一4。
例3口，当^图15A所示击夹少sync—1时，才艮才居sync_l (i， j, 1) —sync—2 (i, j， 1 ),用sync—2的纟从坐才示4<替sync—1的纟从坐才示，并 且才艮!居sync—1 (i， j， 2) <~ sync—4 (i， j， 2),用sync—4的4黄坐 标代替sync—1的4黄坐标。因此，在这种情况下，可以外插缺少的 sync一l 。
以此方式，当缺少应该围绕对象^f象素4立置的四个同步中的 一 个 同步时，分别替换存在于缺少同步的横坐标方向的延长线上的同步 的纵坐标和存在于缺少同步的纵坐标方向的延长线上的同步的纟从 坐标，以#丸4亍在夹少同步的外4§。
在图15B、 15C、及15D的情况下，只需要采用与上面相同的 方法。
下面描述具体的外插方法。 在图15B的情况下，<formula>formula see original document page 49</formula> 在图15C的情况下，外插sync—3:sync—3 (i， j， 1) <~ sync—4 (i， j, 1), 并且sync_3 (i， j, 2) <~ sync_2 (i， j， 2)。在图15D的情况下，外插sync—4:sync—4 (i， j, 1) — sync—3 (i, j， 1); 并且sync一4 (i， j, 2) <~ sync—1 (i, j, 2)。在图16A 图16F中，存在两个围绕对象4象素4立置的同步。图 16A ~图16F中，分另1」缺少sync_l和sync—2 、 sync—2禾口 sync—3 、 sync—3 和sync—4、 sync—4和sync一l 、 sync—1和sync—3 、及sync—2和sync—4。例^口， 3a图16A戶斤示，夕卜4翁sync—1禾口 sync_2。布Ii殳sync—1下 面的sync_4的纟从坐才示sync_4 (i, j, 1) = sync—1 (i+s一row， j, 1) 与sync—4下面的sync—1 (i+2*s—row, j， 1 )之间的差等于sync_l (i, j, 1 )和sync—1 (i+s—row， j, l)之间的差，则可以通过下面 的步骤来计算作为sync—1的纟从坐才示的sync_l (i， j， 1 ):sync_l (i, j, 1 )—2*sync—1 (i+s一row, j， 1) - sync—1 (i+2*s—row, j， 1)。布I设作为sync_l的才黄坐标的sync—1 (i， j, 2)与sync—4(i， j, 2 ) = sync—1 (i+s—row, j ， 2 )相同，可以通过下面的步骤来^弄4灸 sync—1的横坐标sync—1 (i， j， 2) <~ sync一4 (i， j, 2) 类似;也，，支i殳sync—2下面的sync—3的纟从坐标sync_3 (i, j, 1 ) =sync—2 (i+s_row， j, 1 )与sync—3下面的sync_2 (i+2*s—row, j， 1 )之间的差等于sync—2 (i, j, 1 )和sync—2 (i+s—row, j， 1 )之 间的差，可以通过下面的步艰《来计算sync—2的纟从坐标sync—2 (i, j， 1):
sync—2 (i ， j, 1 )
<~ 2*sync_2 (i+s—row, j， 1) - sync—2 (i+2*s—row, j， 1)。
有Ii殳sync—2的才黄坐才示sync—2 (i， j， 2)与sync—3 (i， j， 2) =sync_2 (i+s—row, j, 2 )才目同，可以通过下面的步艰《来替才奂sync—2 的牙黄坐标
sync—2 (i， j， 2) <~ sync—3 (i, j， 2)。
在图16B 16D中，尽管在垂直和水平方向上存在差值，但是 只需要采取相同的步骤。
在图16B的情况下，夕卜插sync—2和sync—3:
sync—2 (i, j, 1 ) <~ sync—1 (i ， j ， 1 );
sync_2 (i ， j, 2 )
<~ 2*sync—2 (i， j_s_col, 2) _ sync—2 (i, j-2*s—col， 2); sync—3 (i, j， 1) <~ sync_4 (i， j, 1); 以及 sync_3 (i ， j ， 2)
<~ 2*sync—3 (i, j-s—co1, 2) - sync—3 (i， j - 2*s—col.2 )。 在图16C的情况下，外插sync—3和sync—4: sync—3 (i ， j ， 1 )<~ 2*sync—3 (i _ s一row, j, 1) _ sync_3 (i - 2*s—row, j, 1 ); sync—3 (i, j ， 2 ) <~ sync—2 (i ， j ， 2 ); sync—4 (i ， j, 1 )<~ 2*sync_4 (i - s—row, j, 1) _ sync_4 (i-2*s—row, j， 1 );以及sync—4 (i， j, 2) <~ sync—1 (i， j， 2)。 在图16D的情况下，外插sync—4和sync—1: sync—4 (i, j, 1) <~ sync_3 (i, j, 1); sync—4 (i ， j ， 2 )仨2*sync—4 (i， j+s—col, 2) - sync—4 (i， j+2*s—col， 2); sync—1 (i， j， 1) <~ sync一2 (i， j， 1); 以及 sync_l (i， j， 2)<~ 2*sync—1 (i， j+s—col， 2) - sync—1 (i， j+2*s—col, 2)。另一方面，在图16E和16F中，外插存在于目标同步的杀牛向方 向上的两个同步。在图16E中，外插sync—1和sync_3。在这种情
况下，^f叚:没sync—1的^从坐标与sync—2的《从坐标一致，sync—1的才黄 坐标与sync一4的4黄坐标一致，可以通过下面的步骤外4翁sync一l:
sycn—1 (i， j， 1) <~ sync—2 (i， j， 1); 以及
sync—1 (i, j, 2) <~ sync_4 (i, j， 2)。
々Ii殳sync—3的皇从坐标与sync_4的《从坐标一致，sync—3的4黄坐 标与sync_2的冲黄坐标一致，可以通过下面的处理程序外插sync一3:
sync_3 (i， j， 1) <~ sync—4 (i， j, 1); 以及
sync_3 (i, j, 2) <~ sync一2 (i, j， 2)。
类似地，在图16F的情况下，仅需要以下面的步骤中外插sync一2 和sync—4:
sync—2 (i， j, 1) <~ sync_l (i, j, 1); sync_2 (i， j， 2) <~ sync—3 (i， j, 2); sync_4 (i, j ， 1 ) <~ sync—3 (i, j, 1 ); 以及 sync—4 (i， j, 2) <~ sync—1 (i， j, 2)。
当采用作为实例上述的记录格式(最小放置单位为1个符号， 半径ijad为154个<象素，同步的大小为1符号，以及同步间隔i—sper 为24比特)时，不发生图16E和16F的情况。但是，当采用除记 录格式之外的格式时，很可能发生该情况。在那种情况下，仅需要 通过上述方法来寺丸4亍同步外插。
在图17A 图17D中，4又存在围绕对象{象素位置的一个同步。
在图17A 图17D中，分别4又存在sync—4、 sync—3、 sync—2、 及sync—1 。
在图17A中，^f又存在sync—4。在这种情况下，，!/没sync—1正 下方的sync—4的纟从坐才示sync一4 (i, j, 1 ) = sync一l (i+s_row, j, 1 ) 和sync—1下方的两个同步sync—1 (i+2*s—row, j, 1)之间的差等 于sync—1 (i， j, 1)和sync_l (i+s_row, j， 1)之间的差，可以通 过下面的步骤来外插sync—1的纟从坐标<formula>formula see original document page 54</formula>
在这种情况下，sync_l的4黄坐标sync—1 (i, j， 2)可以与sync_4 的才黄坐才示sync—4 (i, j, 2 )才目同。
sync—3的纟从坐才示sync_3 (i， j, 1)可以与sync_4 (i, j， 1) 相同。布ii殳sync—3的正左边的sync_4的才黄坐才示sync—4 (i， j， 2 ) =sync一3 (i, j — s—col， 2 )和sync—3的左边的两个同步sync—3 (i， j — 2*s—col, 2)之间的差等于sync_3 (i， j, 2)和sync—3 (i， j一 s_col， 2)之间的差，可以通过下面的步骤来外插sync—3的4黄坐标 <formula>formula see original document page 54</formula>J:匕夕卜，，li殳sync一2的纟从坐才示等于sync—l的纟从坐才示，sync—2的 横坐标等于sync_3的横坐标，可以通过下面的步骤来外插<formula>formula see original document page 54</formula> 以及 sync_2 (i， j， 2) <~ sync—3 (i， j, 2)。在图17B ~ 17D的各个情况中，能够根据相同的思想来外插同在图17B的情况下，外插sync—2、 sync—4、及sync—1: sync—2 (i, j ， 1 )<~ 2*sync_2 (i+s—row, j, 1) - sync—2 (i+2*s—row, j, 1); sync—2 (i, j， 2) <~ sync—3 (i， j, 2); sync—4 (i， j， 1) <~ sync—3 (i, j， 1); sync_4 (i, j, 2 )<~ 2*sync_4 (i， j+s—col， 2) - sync—4 (i, j+2*s_col， 2); sync_l (i, j, 1) <~ sync_2 (i， j， 1); 以及 sync_l (i, j， 2) <~ sync_4 (i, j, 2)。 在图17C的情况下，外插sync—1、 sync—3、及sync—4: sync—1 (i， j， 1) <~ sync—2 (i, j, 1); sync—1 (i， j， 2 )—2*sync—1 (i, j+s—col, 2) - sync—1 (i, j+2*s—col， 2); sync—3 (i ， j ， 1 )
<~ 2*sync—3 (i - s—row, j, 1 ) - sync—3 (i — 2*s_row， j, 1 ); sync—3 (i ， j, 2 ) <~ sync—2 (i, j, 2 ); sync_4 (i, j, 1) <~ sync—3 (i, j， 1); 以及 sync—4 (i, j, 2) <~ sync—1 (i, j, 2)。 在图17D的情况下，夕卜4翁sync—2、 sync—4、及sync—3: sync—2 (i， j, 1) <~ sync—1 (i, j， 1); sync_2 (i ， j, 2 )
<~ 2*sync—2 (i， j — s—col, 2) - sync—2 (i， j — 2*s—col, 2); sync—4 (i ， j ， 1 )
<~ 2*sync—4 (i - s_row, j， 1) - sync—4 (i - 2*s—row, j， 1 ); sync—4 (i， j, 2) <~ sync_l (i, j， 2); sync—3 (i, j， 1) <~ sync—4 (i, j, 1); 以及 sync—3 (i， j, 2) <~ sync_2 (i, j, 2)。
例如，才艮净居上述方法，可以外4翁同步以通过来自四个方向上的 同步围绕页中的各个像素位置。
在该实施例中，在i殳置通过来自四个方向的同步所围绕的所有 像素位置后，通过使用围绕像素位置的四个同步来执行线性内插， 来计算(指定)对象像素的位置。
图18A是用于说明根据该实施例的这种再取样方法以及示出 了对象4象素位置(ph)和围绕该4象素4立置的四个同步(sync—1~ sync_4)的示意图。在图18A中，由四个角处的同步(sync—1 ~ sync—4 )所围绕的 区域被示为用于16个方块(4x4)的区域。但是，如上所述，当根 据该实施例将同步间隔i—sper = 24比特i殳置为记录才各式时，由四个 同步(sync—1 ~ sync_4 )所围绕的区i或为用于一个子页(6符号x6 符号)的区域。在对某个像素位置(对象像素位置)执行再取样的过程中，根 据对象像素位置的坐标确定围绕对象^f象素位置的四个同步。 -使用以例如，首先，假设以位于左上的sync—1的位置作为基准，对象 4象素4立置处于,人sync—1向下偏移nr比4争并向右偏移mc比特的4立置 中。在通过syncj的位置和nr及mc定义了对象〗象素位置后，通过 在垂直方向上4丸-f亍下面的纟D"生内4翁以通过4吏用sync—l.sync—4和 sync—2.sync_3来计算图中的ph—1.4—i和ph—2.3_i后，可以计算乂于象 l象素的纟从坐纟示phi。ph—1-4—i= { (i—sper - nr ) *sync_l (i, j， 1 ) +nr*sync—4 (i， j， 1 ) }/i_sper;以及ph—2.3—i = { (i—sper - nr ) *sync—2 (i， j, 1 ) +nr*sync—3 (i， j, 1 ) sper，4吏用ph_1.4_i和ph—2.3—i进一步在垂直方向上执4亍下面的线性内 插phi = { (i_sper - mc ) * ph—1-4—i +mc ph—2-3—i}/i—sper。由于在过采样和上转换后执行对准(各个同步位置的检测)， 所以期望该值具有小凄t值。因此，如下将该值分割为《从坐标的整凄t 部分phi—int和《从坐标的小凄t部分phi—fit:phi_int = floor ( phi); 以及phi_flt = phi — phi—int 。类似地，通过在水平方向上执行下面的线性内插后，可以计算 对象像素位置的横坐标phj:ph_1.4」={ (i—sper - nr ) *sync—1 (i, j, 2 ) +nr*sync—4 (i， j ， 2) }/i—sper;以及ph—2.3 J = { (i—sper - nr ) * sync—2 (i, j， 2) +nr*syunc_3 (i, j, 2 ) }/i—sper,使用ph—1.4J和ph—2.3J进一步在水平方向上4丸行下面的线性内 插phj = { (i—sper — mc ) *ph—l-4」+mc*ph—2'3J}/i—sper。这个〗直也^皮如下i也分割为4黄坐标的整ft部分phj—int和4黄坐标 的小数部分phj—flt:phj—int = floor ( phj ); 以及phj一flt = phj — phj—int 。
通过使用在四角处的同步在垂直方向上的线性内插和在水平方向上的线性内插所计算的纵坐标phi和才黄坐标phj所指定的像素 位置为对象像素位置。换句话说，纵坐标phi和横坐标phj的计算 等同于对象像素位置的计算(检测)。通过采用利用线性内插的这种像素位置计算，即使当由于光学 失真等导致SLM的各个像素的光没有照射在图像传感器6的理想 位置时，也能适当地指定各个像素位置。在如上所述地计算对象j象素位置的纟从坐标phi和纟黄坐标phj之 后，计算像素位置的振幅值。图18B示出了根据该实施例的计算像素振幅值的方法。在该实施例中，为了计算像素的振幅值，也采用使用线性内插 的方法。具体地，执行使用在围绕如上所述所指定的对象像素位置 的四个角处的才展幅j直(图中的rd—1、 rd_2、 rd_3、及rd—4 )的线性 内插，来计算对象像素的振幅值。在计算振幅值的过程中，如下定义在围绕对象像素位置的四个 角处的#展幅<直rd—1、 rd—2、 rd—3、及rd—4:rd—1 = i_rdata ( phi—int, phj—int);rd—2 = i—rdata ( phi_int, phj—int+1 );rd_3 = i—rdata (phi—int+1 ， phj—int); 以及rd—4 = i—rdata ( phi_int+l ， phj—int+1 )。
这些振幅值rd一1、 rd—2、 rd—3、及rd一4为在围绕仅通过利用上 述计算所获得的纵坐标的整数部分phi_int和横坐标的整数部分 phj—int所指定的对象像素位置的四个角的位置中的信号振幅值。严格来说，在四个角处的信号振幅rd—1、 rd一2、 rd—3、及rd_4 中的左上端的振幅值rdj为对象像素位置中的值。但是，为了便于 说明，包括rd—l将rd—2、 rd—3、及rd—4定义为围绕对象像素位置 的四个角处的位置中的振幅值。如下4丸行4吏用通过上面的计算所获得的振幅值rd_l、 rd一2、 rd_3、及rd—4和小凄t坐标在垂直方向上的线性内插rd_14= ( 1-phi—fit) *rd—1+phi—flt*rd—4;以及rd—2.3 = ( 1 - phi—fit) *rd—2+flt*rd—3。最后，如下所述，使用通过在垂直方向上执行线性内插所获得 的rd—1.4与rd—2.3和小凄t坐标，执4亍水平方向上的线性内才吞。rd_sample = ( 1 - phj—fit) *rd_1.4+phj—fit*rd—2.3 。此处所获得的rd—sample为对象像素位置中的像素的振幅值。 在图18B中，示出了通过在垂直方向上的线性内4t和在水平方向上 的线性内4翁所确定的rd—sample的图4象。由于采用了使用线性内插计算像素的振幅值的方法，所以即使 当由于光学失真等导致SLM的各个像素的光没有被照射在图像传 感器6的理想位置上时，也可以适当地扭J亍各个^f象素的振幅值的计算。[凄t据识别]
通过将上述再取样应用于页中的各个^f象素的位置，可以获得页 中各个像素的振幅值。因此，可以将页中的数据再取样为lxl。在这种情况下，如上述情况一样，页中的数据以符号为单位经 过稀疏编码，通过利用根据稀疏编码的分类检测执行数据识别，可以斗企测"0，，和"1 ，，的各个i己录比特的最终4直。为数据的每个符号解码稀疏码，从而将所检测到的各个比特值 从1个符号最终转换成1个字节(8比特)。通过以符号的数据码的 顺序输出用于以这种方式所解码的1个符号(1个字节)的数据， 能够再生记录数据。因此，能够获得所再生的数据。4-3.信号处理单元的结构图19示出了用于实现才艮据该实施例的再生方法的图1中所示 的凄t据再生单元7的内部结构。如图中所示，数据再生单元7包括移动平均滤波器22、上转换 单元23、同步冲企测单元24、再取才羊单元25、凄史才居识另ij单元26、及 稀疏码解码单元27。来自图1所示的图像传感器6的输出(读出信号振幅值)被提 供至数据再生单元7中的移动平均滤波器22。如上所述，在根据该实施例的记录和再生设备l中，例如，图 像传感器6的有效像素数被预先设置为SLM 3的有效像素数的四 倍，从而通过图像传感器6上的四个(2x2)像素接收SLM3的一个^f象素的光。通过这种方式，将过采样至2x2的来自图像传感器6的读出信 号振幅值输入移动平均滤波器22。为了提高所读出的信号振幅值的 频率特性(空间频率特性)，移动平均滤波器22对所读出的信号振 幅值应用诸如移动平均滤波的预定的滤波处理。经过了移动平均滤波器22的滤波处理的读出信号振幅值被提 供至上转换单元23。上转换单元23内插各个读出信号振幅值，并 以预定的倍率对读出信号振幅值进4亍上转换。如上所述，在该实施 例的情况下，在2x2过采样后，进一步执行至4x4的像素大小的上转换。将由上转换单元23上转换的各个值输入同步检测单元24,以 及执行同步才企测。具体地，首先，同步检测单元24如参照图13所说明的一样来 检测页中心的同步位置。随后，根据所检测的页中心的同步位置， 同步检测单元24如参照图14所说明的一样来执行各个同步位置的检测。再耳又才羊单元25 #4居由同步才企测单元24所才企测的各个同步^f立置 来执行再取样至lxl的像素大小。在才艮据该实施例的再取样方法的情况下，信号光区A2中的所 有<象素位置都需要由四个同步围绕。因此，再取样单元25 4艮据参 照图15 ~ 17所_说明的步-骤4吏用所才企测的同步来执4亍同步的外插。随后，再取样单元25根据参照图18A所说明的步骤使用包括 以这种方式所外插的同步的各个同步来在页中的所有像素位置中 检测像素的位置。具体地，再取样单元25才艮据上述的线性内插来 计算用于各个像素的每个位置的纵坐标的整数部分phi一int、纵坐标 的小凄t部分phi—flt、冲黄坐标的整数部分phj—int、及纵坐标的小数部 分phj_flt。 此外，再取才羊单元25才艮据参照图18B所i兌明的步骤来计算各 个4象素的位置的振幅值。具体地，再取样单元25执4于上面所i兌明 的线性内插，以根据如上所述所计算的用于各个像素的每个位置的 纵坐标的整数部分phijnt、纵坐标的小数部分phi一flt、 4黄坐标的整 凄史部分phjjnt、及纟从坐标的小凄t部分phj—flt和4展幅4直rd_l 、 rd_2、 rd—3、及rd—4来计算各个^(象素的振幅值。 数据识别单元26根据由再取样单元24所计算的各个像素的振 幅^直来4企测"0"和'T，的最纟冬比特1直。如上所述，在该实施例的情况下，使用稀疏码，其中，包括16 比特的1个符号的3个比特为"l"，并且所有其它的13个比特均为 "0"。因此，作为对应于稀疏码的数据识别，执行用于以从具有最大 振幅值的一个像素开始的顺序排列用于16比特的像素的振幅值并 仅将具有较高顺序的3个像素的像素设置为'T，的分类检测。在这种情况下，所检测出的比特值以符号为单位被分组，并在 随后的阶段被提供至稀疏码解码单元27。例如，在根据该实施例的记录格式中，由于以符号为单位给出 了数据号，所以对符合数据号顺序的每个符号执行数据识别。如果 在每次识别(检测)比特值时都顺序提供符号中的所有比特值，则 可以将符号单位中的比特4直提供至稀疏码解码单元27。稀疏码解码单元27对在如上所述从数据识别单元26所提供的 以符号为单位的比特值#1行稀疏码的解码处理，并将1个符号转换 成l个字节，以再生记录数据。因此获得了再生数据。5.试验结果
在图20~图22中，示出了用于"i兌明才艮据上面所i兌明的该实施 例的再生方法的有效性的试-验结果。作为以才艮据该实施例的记录才各式所记录的#t据;故实际再生的 试验结果，图20中示出了应用了根据该实施例的再生方法(同步 检测、再取样、及数据识别)的试验结果，并且图21中示出了应 用了现有的再生方法的试验结果。图22示出了仅应用了根据该实 施例的再生方法的各个同步的检测(除页中心同步的^r测之外)并 且将符合现有方法的方法应用为再取样的试-睑结果。具体地，作为 符合现有方法的再取样，根据最接近的同步从4x4的读出信号中选 才奪对象^f象素的位置，以将^象素位置值:没置为振幅值。在图中，作为具体的试—验结果，示出了页中的误差分布、SER (符号误差率)、及SNR(S/N率)。在图中由空白正方形表示页中 的误差分布。在双正方形中，其内帧表示以比特为单位的误差(比 特误差)，其外帧表示以符号为单位的误差(符号误差)。当如图21所示地采用现有的再生方法时，可以看出i吴差发生 在未被成功检测的同步周围。特别地，SER在现有的记录格式(最 小放置单位为一个子页)中未被使用的外围部分中尤其高。很难将 再生方法用于实际-使用。在这种情况下，SNR为2.63。另一方面，当采用才艮据图20所示的该实施例的再生方法时， 由于同步检测的失败所？I起的误差的集中基本緩解，发生误差的位 置净皮分散，并且误差lt净皮充分地降〗氐。在这种情况下，SNR为3.25。通过这个结果，可以了解，在才艮据上面所i兌明的该实施例的再 生方法中，即使当采用根据参照图6~图IO所说明的该实施例的记 录格式时(即，当实现了最小放置单位的减小和同步率的降低时)， 也可以适当i也再生数才居。
当如图22所示^f又应用才艮据该实施例的方法中的各个同步的检 测时，与#4居图20所示的该实施例的整个再生方法的应用相比， 尽管误差稍;徵地增加，^旦是误差的分布实际上与图20的情况相同。 与图21中现有的方法的应用相比，实现了误差的充分降低。在这 种情况下，SNR为3.24。通过图22中的结果，可以了解，当根据该实施例的记录格式 实现了最小放置单位的减小和同步率的降低时，可以使用多个同步 有爻文;也冲企测各个同步。就1吏用多个同步4企测页中心的同步的方法而言，由于该方法不 是确定最终同步位置的方法，所以4艮难单独地通过该方法示出效 果。但是，例如，当执行边缘提取以将定时恢复为PLL时，页中心 的位置^皮确定为页的最终对准。因此，在那种情况下，可以i兌如该 实施例中一样， -使用多个同步确定页中心位置的方法比^U吏用一个 位置中的同步确定页中心位置的方法更优越。已经说明了本发明的实施例。但是，本发明不应该被限制于迄 今为止所说明的具体实施例。例如，作为记录格式，在上面所说明的实例中，在将最小放置 单位设置为4比特x4比特的符号之后，信号光区A2的半径i—rad 被设置为154个像素，同步间隔i—sper被设置为24比特，并且同 步的大小被设置为1个符号。但是，仅需要将根据本发明实施例的 记录方法(记录4各式)i殳置得与参照图23 ~图24所i兌明的现有的 记录格式相比至少增大了记录量。具体地，最小放置单位不限于4 比特x4比特，并且仅需要被设置为作为由所采用的记录编码所确定 的最小单位的l个符号。因此，最小放置单位能够被减小至等于或 小于包括多个符号的一个子页的大小。
除最小放置单位的这种减小之外，也能够通过实现页同步的废除、同步的大小的减小、同步间隔i—sper的增大、及同步率的降^f氐 来实现记录量的增大。作为再生方法，在上面所i兌明的实例中，才企测页中心中的同步， 随后，才全测各个同步。但是，也可以4企测各个同步，而不才企测该页 中心位置。但是，如上所述，如果预先执行了页中心位置的检测， 则可以在各个同步的冲佥测期间减小查找范围。在各个同步的才企测期间，在上述具体实例中，包^舌对象同步和 在四个方向上围绕该对象同步的同步的总共五个同步的交叉状的图样被用作基本图样。但是，在使用多个同步检测各个同步的过程 中，可以任意设置同步的图样以及检测中所使用的同步数。在上述实例中，在这种同步检测期间，4吏用了包括对象同步的 多个同步。但是，也可以仅使用除对象同步之外的该对象同步周围 的多个同步来才企测-寸象同步。在任意情况下，在根据本发明的实施例的同步检测的过程中， 如果根据以对象同步的位置作为基准所选择的多个同步的位置来 冲企测目标同步的位置，则可以防止由于同步率的降^f氐而导致的同步 位置检测精度的降低。在上述实例中，在指定(计算)像素位置的过程中，外插同步 使得由来自四个方向的同步围绕页中的所有像素位置。但是，还可 以计算各个像素的位置，而无需4丸4亍同步的这种外插。在那种情况下，当在目标同步位置的周围的四个方向上的4壬意 一个方向上都不存在同步时，例如，〗又需要才艮据四个方向上存在的 所有同步的位置来计算对象〗象素的位置。可选地，例如，还可以采 用仅根据与对象像素位置最近的同步位置来计算像素位置的方法。在上述实例中，还使用多个同步来执行像素位置的这种计算。 ^f旦是，还可以与现有的 一样以 一个同步作为基准来计算4象素的位 置。例如，根据与对象像素位置最近的一个同步来计算像素的位置。在上述实例中，在通过利用再取样最终计算出来的各个像素的 振幅值获得各个比特值的过程中(即，在执行数据识别的过程中)， 采用与过去相同的分类检测。但是，还可以根据除分类检测之外的 方法根据各个像素的振幅值获得各个比特值。例如，作为相关性检 测方法，可以在用于通过再取样所计算的1个符号的各个像素的振 幅值与可以作为1个符号的数据图样而生成的所有数据图样(由振 幅值表示)之间的相关性计算，并检测作为符号的数据图样的具有 最大相关值的数据图样。在上述实例中，#4居实施例的^己录方法和再生方法#:同时应用 于能够执行记录和再生的记录和再生设备。但是，可以将根据实施 例的记录方法应用于至少能够执行记录的记录设备。类似地，能够 将根据实施例的再生设备应用于至少能够执行再生的再生设备。在上述实例中，才艮才居实施例的i己录方法和再生方法可应用于包 括反射膜的反射全息记录介质。但是，还可以将根据实施例的记录 方法和再生方法应用于可用于不包括反射膜的透射全息记录介质 的记录i殳备和再生i殳备。当可以以这种方式将根据实施例的记录方 法和再生方法应用于透射全息记录介质时，在再生i殳备中，无需用 于根据所照射的参考光将作为反射光而获得衍射光引导 观看的全息记录介质的对侧进一 步提供物镜，从而将作为透射光的 衍射光通过物镜引导至图像传感器。应该了解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更 改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同 替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
权利要求
1.一种从全息记录介质再生数据的再生设备，在所述全息记录介质中，通过参考光和信号光的干涉条纹以每个预定的页为单位记录了以预定的间隔插入有同步的数据，所述再生设备包括参考光照射装置，用于将所述参考光照射在所述全息记录介质上；信号读出装置，用于接收对应于记录在所述全息记录介质上的所述数据的、通过在所述全息记录介质上照射所述参考光而获得的衍射光，以及获得读出信号；同步位置检测装置，用于在检测应该被插入在由所述信号读出装置获得的所述读出信号中的所述同步的位置的过程中，根据以检测对象同步的位置作为基准所选择的多个同步的位置，来检测所述检测对象同步的位置；以及振幅值计算装置，用于根据由所述同步位置检测装置检测出的各个所述同步的位置来指定各个记录像素在所述读出信号中的位置，并计算各个所述像素的振幅值。
2. 根据权利要求1所述的再生设备，其中，根据执行在所有的多 个同步在预定的范围内移动时的各所述多个同步的位置中的 所述读出信号的振幅值与预先确定的所述同步的图样之间的 相关性计算的结果，所述同步位置^r测装置^r测所述对象同步 的位置。
3. 根据权利要求1所述的再生设备，其中，所述同步位置检测装 置执行以所述页为单位获得的所述读出信号的中心的同步位 置的冲企测，随后，以页的中心的所4企测出的同步位置作为基准 来才企测所述页中的各个所述同步的位置。
4. 根据权利要求1所述的再生设备，其中，当以所述对象同步作 为基准在四个方向上与所述对象同步相邻存在四个同步时，所述同步位置^r测装置^4居包括所述相邻的四个同步和所述对 象同步在内的总共五个同步的位置来才企测所述对象同步的位置。
5. 根据权利要求1所述的再生设备，其中，当以所述对象同步作 为基准在四个方向上与所述对象同步相邻的同步中的一个不 存在时，所述同步位置冲企测装置根据包括存在的三个同步和所 述对象同步在内的总共四个同步的4立置来才全测所述对象同步 的位置。
6. 根据权利要求1所述的再生设备，其中，当以所述对象同步作 为基准在四个方向上与所述只于象同步相邻的同步中的两个同 步不存在时，所述同步位置检测装置根据包括存在的两个同步 和在杀+向方向上与所述对象同步相邻的最4妻近的同步在内的 总共四个同步的位置来才企测所述对象同步的4立置。
7. 根据权利要求1所述的再生设备，进一步包括同步外插装置， 用于外插同步，使得包括在以所述页为单位的所述读出信号中 的所有<象素的位置#1来自四个方向的所述同步所围绕，其中所述振幅值计算装置根据围绕对象像素的位置的四个同 步的位置来指定所述对象〗象素的位置。
8. 根据权利要求1所述的再生设备，进一步包括同步外插装置， 用于外插同步，使得包括在以所述页为单位的所述读出信号中 的所有^f象素的位置^皮来自四个方向的同步所围绕，其中所述振幅值计算装置根据围绕对象像素的位置的四个同 步的位置和根据记录格式所估计的所述对象像素的位置来执 行线性内插，从而指定所述对象像素的位置。
9. 根据权利要求8所述的再生设备，其中，所述振幅值计算装置 通过所述线性内插指定所述对象像素的位置，随后，使用在围 绕所述对象像素的位置的四个点处的读出信号值来执行线性 内插，从而计算所述对象^f象素的位置的振幅值。
10. —种用于从全息记录介质再生数据的再生方法，在所述全息记 录介质中，通过参考光和信号光的干涉条紋以每个预定的页为 单位记录了以预定的间隔插入有同步的凝:据，所述再生方法包 :括以下步-骤将所述参考光照射在所述全息记录介质上；接收对应于记录在所述全息记录介质上的所述数据的、 通过在所述全息记录介质上照射所述参考光而获得的衍射光， 以及获得读出信号；在检测应该被插入到在所述读出信号获得步骤中获得的 所述读出信号中的所述同步的位置的过程中，才艮据以才全测对象 同步的位置作为基准所选4奪的多个同步的位置，来4企测所述检 测，于象同步的4立置；以及根据在所述检测对象同步位置检测步骤中检测出的各所 述个同步的位置来指定各个记录像素在所述读出信号中的位 置，并计算各个所述像素的振幅值。
11. 一种记录和再生设备，用于将数据记录在全息记录介质上以及 从所述全息记录介质再生数据，在所述全息记录介质中，通过 参考光和信号光的干涉条紋记录了以每个预定的页为单位的凄t据，所述记录和再生设备包括记录装置，用于对应于由记录凄t据和以预定的间隔插入 在所述记录凄t据中的同步所形成的数据图样来4丸4亍空间光调 制，从而生成所述信号光，并将所述信号光和所述参考光照射 在所述全息记录介质上，以将所述数据记录在所述全息记录介质上；参考光照射装置，用于将所述参考光照射在所述全息记 录介质上；信号读出装置，用于接收对应于记录在所述全息记录介 质上的所述lt据的、通过在所述全息记录介质上照射所述参考 光而获得的衍射光，以及获得读出信号；同步位置4企测装置，用于在4企测应该-故插入在由所述信 号读出装置获得的所述读出信号中的所述同步的位置的过程 中，根据以才企测对象同步的位置作为基准所选择的多个同步的 位置，来才企测所述才企测对象同步的位置；以及振幅值计算装置，用于根据由所述同步位置检测装置检 测出的所述各个同步的位置来指定各个记录像素在所述读出 信号中的位置，并计算各个所述像素的振幅值。
12. 才艮据4又利要求11所述的记录和再生i殳备，其中，所述记录装 置才艮据通过将所述同步插入所述记录凄t据中以4吏其二维排列 间隔相等所生成的所述数据图样来生成所述信号光。
13. 根据权利要求11所述的记录和再生设备，其中，所述记录装 置根据插入有各个所述同步的所述数据图样来生成所述信号 光，使得当将所述信号光的中心位置设置为所述同步的插入位 置时，在以处于所述中心的同步作为基准的情况下，各个所述 同步的二维」排列间隔相等。
14. 一种将数据记录在全息记录介质上以及/人所述全息记录介质 再生数据的记录和再生方法，在所述全息记录介质中，通过参 考光和信号光的干涉条紋记录了以每个预定的页为单位的数 才居，所述i己录和再生方法包4舌以下步骤对应于由记录数据和以预定的间隔插入在所述记录数据 中的同步所形成的凄t据图才羊来执行空间光调制，以生成所述信 号光，并将所述信号光和所述参考光照射在所述全息记录介质 上，以将所述凄t据记录在所述全息记录介质上；将所述参考光照射在所述全息记录介质上；接收对应于记录在所述全息记录介质上的所述数据的、 通过在所述全息记录介质上照射所述参考光而获得的衍射光， 以及获得读出信号；在检测应该插入到在所述读出信号获得步骤中获得的所 述读出信号中的所述同步的位置的过程中，根据以检测对象同 步的位置作为基准所选4奪的多个同步的4立置，来4全测所述4企测 只寸象同步的^f立置；以及根据所述检测对象位置检测步骤中检测出的各个所述同 步的位置来指定各个记录像素在所述读出信号中的位置，并计 算各个所述像素的振幅值。
15. —种将数据记录在全息记录介质上的记录设备，在所述全息记 录介质中，通过参考光和信号光的干涉条紋记录了以每个预定 的页为单位的凄t据，所述记录设备包括编码装置，用于对记录数据应用预定的记录编码，以及 将所述记录数据转换成以预定的符号为单位的数据；以及记录装置，用于生成按照以所述符号为单位的数据作为 最小放置单位而放置有数据的信号光，并将所述信号光和所述 参考光照射在所述全息记录介质上，从而将数据记录在所述全 息记录介质上。
16. —种将数据记录在全息记录介质上的记录方法，在所述全息记 录介质中，通过参考光和信号光的干涉条紋记录了以每个预定 的页为单位的数据，所述记录方法包括以下步骤对记录凄t据应用预定的记录编码，并将所述记录lt据转 换成以预定的符号为单位的数据；以及生成按照以所述符号为单位的数据作为最小放置单位而 放置有数据的信号光，并将所述信号光和所述参考光照射在所 述全息记录介质上，从而将数据记录在所述全息记录介质上。
17. —种从全息记录介质再生数据的再生设备，在所述全息记录介 质中，通过参考光和信号光的干涉条紋以每个预定的页为单位 记录了以预定间隔插入有同步的数据，所述再生设备包括参考光照射单元，用于将所述参考光照射在所述全息记 录介质上；信号读出单元，用于接收对应于记录在所述全息记录介 质上的所述ft据的、通过在所述全息记录介质上照射所述参考 光而获得的衍射光，以及获得读出信号； 同步位置才企测单元，用于在4企测应该-故插入在由所述信 号读出装置获得的所述读出信号中的所述同步的位置的过程 中，根据以检测对象同步的位置作为基准所选择的多个同步的位置，来检测所述检测对象同步的位置；以及振幅值计算装置，用于根据由所述同步位置检测单元检 测出的所述各个同步的位置来指定各个记录像素在所述读出 信号中的位置，并计算各个所述像素的振幅值。
18. —种将数据记录在全息记录介质上以及乂人所述全息记录介质 再生数据的记录和再生i殳备，在所述全息记录介质中，通过参 考光和信号光的干涉条紋记录了以每个预定的页为单位的凄t 据，所述记录和再生设备包括记录单元，用于对应于由记录#:据和以预定的间隔插入 在所述记录数据中的同步所形成的数据图样来执行空间光调 制，以生成所述信号光，并将所述信号光和所述参考光照射在 所述全息记录介质上，以将所述数据记录在所述全息记录介质 上；参考光照射单元，用于将所述参考光照射在所述全息记 录介质上；信号读出单元，用于^妾收对应于记录在所述全息记录介 质上的所述数据的、通过在所述全息记录介质上照射所述参考 光而获得的衍射光，以及获得读出信号；同步位置冲企测单元，用于在冲全测应该^皮插入在由所述信 号读出单元获得的所述读出信号中的所述同步的位置的过程 中，根据以检测对象同步的位置作为基准所选择的多个同步的 4立置，来才企测所述检测〗寸象同步的4立置；以及 振幅值计算单元，用于才艮据由所述同步位置才企测单元枱r 测出的所述各个同步的位置来指定各个记录4象素在所述读出 信号中的位置，并计算各个所述像素的振幅值。
19. 一种将数据记录在全息记录介质上的记录设备，在所述全息记 录介质中，通过参考光和信号光的干涉条紋记录了以每个预定 的页为单位的数据，所述记录设备包括编码单元，用于对记录数据应用预定的记录编码，以及 将所述记录数据转换成以预定的符号为单位的数据；以及记录单元，用于生成按照以所述符号为单位的数据作为 最小放置单位而放置有数据的信号光，并将所述信号光和所述 参考光照射在所述全息记录介质上，从而将数据记录在所述全 息记录介质上。
全文摘要
一种从全息记录介质(其中，通过参考光和信号光的干涉条纹以每个预定的页为单位记录了以预定的间隔插入有同步的数据)再生数据的再生设备包括参考光照射单元，用于将所述参考光照射在所述全息记录介质上；信号读出单元，用于接收对应于记录在所述全息记录介质上的所述数据的衍射光；同步位置检测单元，用于根据以检测对象同步的位置作为基准所选择的多个同步的位置，来检测所述检测对象同步的位置；以及振幅值计算单元，用于根据由所述同步位置检测单元检测的所述各个同步的所述位置来指定各个记录像素在读出信号中的位置，并计算所述各个像素的振幅值。
文档编号G11B7/0065GK101165786SQ20071018150
公开日2008年4月23日 申请日期2007年10月18日 优先权日2006年10月18日
发明者原雅明, 广冈和幸, 田中健二 申请人:索尼株式会社