CN107210050B - 光信息记录装置和光信息记录方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种实现兼顾确保性能和运算处理时间高速化的生成二维数据的光信息记录装置和光信息记录方法。将对所述用户数据进行纠错编码而生成的纠错块分割为每1个扇区中包括的比特数为a比特(a：自然数)的b个(b：自然数)扇区，将扇区分割为c个(c：自然数)而生成子扇区，对c个子扇区分别分配比特，对于分配了比特的每个子扇区使比特的排列顺序随机化，将比特的排列顺序随机化后的c个子扇区结合而生成交织扇区，将交织扇区分割为c/d个(d：自然数，c≠d，c>d)，并且将e个(e：自然数，e≠b，b>e)结合而生成调制前块，在调制前块的排列中，按行方向的开或关像素配置的连续个数的下限值为f(f：自然数)的调制规则进行调制来生成调制列，在将规定的页数据分割为g个(g：自然数)而生成的子页的数据单元中配置调制列，在标记单元中配置同步信号来生成二维数据，标记单元由表示同步信号的固定模式和调制列的相邻编码的复制模式构成。

Description

光信息记录装置和光信息记录方法
技术领域
本发明涉及使用全息术在记录介质中记录信息的装置和方法。
背景技术
作为现有技术，例如有日本特开2008-140485号公报(专利文献1)。本公报中，记载了：“使1页内的记录数据按照规定的规则分散地配置(交织)，将交织后的页数据记录在记录介质中。”
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-140485号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1中记载的交织器，在来自光检测单元的输出中，是输出解交织后的数据的再现单元，所以抑制了存储器的增大和数据速率的降低。
但是，如果交织方法的运算方法只是单纯地交换排列，则解交织容易所以易于应对，但为了提高随机性能而使用复杂的方法作为记录时的交织方法、或者在交织后应用附加同步信号和调制等运算的情况下，运算和结构变得复杂，难以用简单的结构实现，需要考虑二维数据记录时和再现时的运算本身的处理的高速化。
于是，本发明的目的在于提供一种实现兼顾确保性能和运算处理时间高速化的生成二维数据的光信息记录装置和光信息记录方法。
用于解决课题的技术方案
上述课题例如通过以下结构解决。
一种利用全息术在信息记录介质中记录信息的光信息记录装置，其特征在于，包括：信号生成部，其根据用户数据生成开像素和关像素排列成格子状而构成的二维数据；和空间光调制部，其显示生成的二维数据，对透射或反射的光进行空间调制，信号生成部，将对用户数据进行纠错编码而生成的纠错块分割为每1个扇区中包括的比特数为a比特(a：自然数)的b个(b：自然数)扇区，将扇区分割为c个(c：自然数)而生成子扇区，对c个子扇区分别分配比特，对于分配了比特的每个子扇区使比特的排列顺序随机化，将比特的排列顺序随机化后的c个子扇区结合而生成交织扇区，将交织扇区分割为c/d个(d：自然数，c≠d，c>d)，并且将e个(e：自然数，e≠b，b>e)结合而生成调制前块，在调制前块的排列中，按行方向的开或关像素配置的连续个数的下限值为f(f：自然数)的调制规则进行调制来生成调制列，在将规定的页数据分割为g个(g：自然数)而生成的子页的数据单元中配置调制列，在标记单元中配置同步信号来生成二维数据，标记单元由表示同步信号的固定模式和调制列的相邻编码的复制模式构成。
发明效果
根据本发明，目的在于提供一种维持随机性能、同时使用了通过对各运算单位进行并行处理而能够使运算处理时间高速化的结构的生成二维数据的光信息记录装置和光信息记录方法。
附图说明
图1a是表示本实施例的ECC块的结构例的图。
图1b是表示本实施例的随机交织处理的一例的图。
图1c是表示本实施例的调制前数据块的结构例的图。
图1d是表示本实施例的页记录数据的概要的概要图。
图2是表示本实施例的光信息记录再现装置一例的概要图。
图3是表示本实施例的光信息记录再现装置内的拾取器的一例的概要图。
图4是表示本实施例的光信息记录再现装置内的拾取器的一例的概要图。
图5是表示本实施例的光信息记录再现装置内的拾取器的一例的概要图。
图6a是表示本实施例的光信息记录再现装置的记录/再现前的准备动作流程的一例的概要图。
图6b是表示本实施例的光信息记录再现装置的记录动作流程的一例的概要图。
图6c是表示本实施例的光信息记录再现装置的再现动作流程的一例的概要图。
图7是表示本实施例的光信息记录再现装置内的信号生成电路的一例的概要图。
图8是表示本实施例的光信息记录再现装置内的信号处理电路的一例的概要图。
图9a是表示本实施例的信号生成电路的动作流程的一例的概要图。
图9b是表示本实施例的信号处理电路的动作流程的一例的概要图。
图10a是表示本实施例的交织后的子扇区的结构例的图。
图10b是表示本实施例的页数据的结构例的图。
图11是表示本实施例的子页记录数据的概要的概要图。
图12a是表示本实施例的随机交织处理的一例的图。
图12b是表示本实施例的平移交织处理的一例的图。
图12c是表示本实施例的扇区间交织处理的一例的图。
图12d是表示本实施例的象限交织处理的一例的图。
图13是表示本实施例的页记录数据的概要的概要图。
图14是表示本实施例的信号生成电路的详情的概要图。
图15是表示本实施例的二维数据模式生成的动作流程的概要图。
具体实施方式
以下用附图说明本发明的实施例。
实施例1
按照附图说明本发明的实施方式。图2是表示利用全息术记录或再现数字信息的光信息记录介质的记录再现装置的框图。
光信息记录再现装置10经由输入输出控制电路90与外部控制装置91连接。进行记录的情况下，光信息记录再现装置10用输入输出控制电路90从外部控制装置91接收要记录的信息信号。进行再现的情况下，光信息记录再现装置10用输入输出控制电路90对外部控制装置91发送再现的信息信号。
光信息记录再现装置10具备拾取器11、再现用参考光光学系统12、固化光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14和旋转电机50，光信息记录介质1是能够用旋转电机50旋转的结构。
拾取器11起到对光信息记录介质1照射参考光和信号光而利用全息术将数字信息记录在记录介质中的作用。此时，要记录的信息信号被控制器89经由信号生成电路86发送至拾取器11内的空间光调制器，信号光被空间光调制器调制。
再现光信息记录介质1中记录的信息的情况下，用再现用参考光光学系统12生成使从拾取器11出射的参考光以与记录时相反的方向对光信息记录介质入射的光波。对于用再现用参考光再现的再现光，用拾取器11内的后述的光检测器检测，用信号处理电路85再现信号。
对光信息记录介质1照射的参考光和信号光的照射时间，能够通过用控制器89经由快门控制电路87控制拾取器11内的快门的开闭时间而调整。
固化光学系统13起到生成用于光信息记录介质1的预固化和后固化的光束的作用。预固化指的是在光信息记录介质1内的要求的位置记录信息时，对要求位置照射参考光和信号光之前预先照射规定的光束的前置工序。后固化指的是在光信息记录介质1内的要求的位置记录信息之后，为了使该要求的位置不能追加记录而照射规定的光束的后置工序。
盘旋转角度检测用光学系统14用于检测光信息记录介质1的旋转角度。将光信息记录介质1调整为规定的旋转角度的情况下，能够用盘旋转角度检测用光学系统14检测与旋转角度对应的信号，用检测出的信号由控制器89经由盘旋转电机控制电路88控制光信息记录介质1的旋转角度。
从光源驱动电路82对拾取器11、固化光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14内的光源供给规定的光源驱动电流，能够从各光源以规定的光量发出光束。
另外，拾取器11以及固化光学系统13中，设置有能够在光信息记录介质1的半径方向上滑动位置的机构，经由访问控制电路81进行位置控制。
然而，利用全息术的角度复用原理的记录技术，具有对于参考光角度的偏差的容许误差非常小的倾向。
从而，在光信息记录再现装置10内需要具备在拾取器11内设置检测参考光角度的偏差量的机构，用伺服信号生成电路83生成伺服控制用的信号，经由伺服控制电路84修正该偏差量用的伺服机构。
另外，对于拾取器11、固化光学系统13、盘旋转角度检测用光学系统14，也可以将某些光学系统结构或全部光学系统结构合并简化成一个。
图3示出了光信息记录再现装置10中的拾取器11的基本光学系统结构的一例中的记录原理。从光源301出射的光束透过准直透镜302，对快门303入射。快门303打开时，光束通过快门303之后，例如用由2分之1波片等构成的光学元件304控制偏振方向以使p偏振与s偏振的光量比成为要求的比之后，对PBS(Polarization Beam Splitter：偏振分束器)棱镜305入射。
透射PBS棱镜305后的光束起到信号光306的作用，被扩束器308扩大光束直径后，透射相位掩模309、中继透镜310、PBS棱镜311对空间光调制器312入射。
用空间光调制器312附加信息后的信号光在PBS棱镜311上反射，在中继透镜313和空间过滤器314中传播，之后，信号光被物镜315聚光在光信息记录介质1上。
另一方面，在PBS棱镜305上反射的光束起到参考光307的作用，被偏振方向变换元件316与记录时或再现时相应地设定为规定的偏振方向之后，经由反射镜317和反射镜318对检流计反射镜319入射。检流计反射镜319能够用致动器320调整角度，所以能够将通过透镜321和透镜322之后对光信息记录介质1入射的参考光的入射角度设定为要求的角度。另外，为了设定参考光的入射角度，也可以使用对参考光的波前进行变换的元件代替检流计反射镜。
通过这样使信号光与参考光在光信息记录介质1中相互重合地入射，而在记录介质内形成干涉条纹图案，通过将该图案写入记录介质而记录信息。另外，因为能够用检流计反射镜319使对光信息记录介质1入射的参考光的入射角度变化，所以能够利用角度复用进行记录。
此后，在同一区域中改变参考光角度记录的全息图中，将与各个参考光角度对应的全息图称为页(page)，将同一区域中角度复用的页的集合称为册(book)。
图4示出了光信息记录再现装置10中的拾取器11的基本光学系统结构的一例中的再现原理。再现记录的信息的情况下，如上所述使参考光对光信息记录介质1入射，对于透射光信息记录介质1后的光束，用能够用致动器323调整角度的检流计反射镜324使其反射，由此生成再现用参考光。
用该再现用参考光再现的再现光，在物镜315、中继透镜313和空间过滤器314中传播。之后，再现光透射PBS棱镜311对光检测器325入射，能够再现记录的信号。光检测器325例如能够使用CMOS图像传感器或CCD图像传感器等摄像元件，但只要能够再现页数据，就可以是任意的元件。
图5是表示拾取器11的其他结构的图。图5中，从光源501出射的光束透射准直透镜502，对快门503入射。快门503打开时，光束通过快门503之后，例如用由1/2波片等构成的光学元件504控制偏振方向以使p偏振与s偏振的光量比成为要求的比之后，对PBS棱镜505入射。
从PBS棱镜505透射后的光束，经由PBS棱镜507对空间光调制器508入射。用空间光调制器508附加信息后的信号光506在PBS棱镜507上反射，在仅使规定的入射角度的光束通过的角度过滤器509中传播。之后，信号光被物镜510聚光在光信息记录介质1上。
另一方面，在PBS棱镜505上反射的光束起到参考光512的作用，被偏振方向变换元件519与记录时或再现时相应地设定为规定的偏振方向之后，经由反射镜513和反射镜514对透镜515入射。透镜515起到使参考光512在物镜510的后焦面上聚光的作用，在物镜510的后焦面上聚光的参考光，被物镜510再次变换为平行光并对光信息记录介质1入射。
此处，物镜510或光学模块521例如能够在符号520所示的方向上驱动，通过使物镜510或光学模块521的位置沿着驱动方向520偏移，物镜510与物镜510的后焦面上的聚光点的相对位置关系变化，所以能够将对光信息记录介质1入射的参考光的入射角度设定为要求的角度。另外，也可以不驱动物镜510或光学模块521，而是改为用致动器驱动反射镜514从而将参考光的入射角度设定为要求的角度。
通过这样使信号光与参考光在光信息记录介质1中相互重合地入射，而在记录介质内形成干涉条纹图案，通过将该图案写入记录介质而记录信息。另外，因为能够通过使物镜510或光学模块521的位置沿着驱动方向520偏移而使对光信息记录介质1入射的参考光的入射角度变化，所以能够利用角度复用进行记录。
再现记录的信息的情况下，如上所述使参考光对光信息记录介质1入射，用检流计反射镜516使透射光信息记录介质1后的光束反射，从而生成其再现用参考光。用该再现用参考光再现的再现光，在物镜510、角度过滤器509中传播。之后，再现光透过PBS棱镜507而对光检测器518入射，能够再现记录的信号。
图5所示的光学系统，通过采用使信号光和参考光对同一物镜入射的结构，与图3所示的光学系统结构相比，具有能够大幅小型化的优点。
图6示出了光信息记录再现装置10中的记录、再现的动作流程。此处，特别说明与利用全息术的记录再现相关的流程。
图6(a)示出了在光信息记录再现装置10中插入光信息记录介质1之后，直到记录或再现的准备完成的动作流程，图6(b)示出了从准备完成状态直到在光信息记录介质1中记录信息的动作流程，图6(c)示出了从准备完成状态到再现光信息记录介质1中记录的信息的动作流程。
如图6(a)所示，插入介质时，光信息记录再现装置10例如进行插入的介质是否利用全息术记录或再现数字信息的介质的盘判别(601)。
盘判别后判断是利用全息术记录或再现数字信息的光信息记录介质的情况下，光信息记录再现装置10读取光信息记录介质中设置的控制数据(602)，取得例如关于光信息记录介质的信息、和例如关于记录和再现时的各种设定条件的信息。
读取控制数据之后，进行与控制数据相应的各种调整和关于拾取器11的学习处理(603)，光信息记录再现装置10中记录或再现的准备完成(604)。
从准备完成状态到记录信息的动作流程如图6(b)所示，首先接收要记录的数据(611)，将与该数据相应的信息发送至拾取器11内的空间光调制器312。
之后，为了能够在光信息记录介质中记录高品质的信息，而根据需要事先进行例如光源301的功率优化和快门303的曝光时间的优化等各种记录用学习处理(612)。
之后，在寻轨动作(613)中控制访问控制电路81，将拾取器11和固化光学系统13的位置定位在光信息记录介质的规定的位置。光信息记录介质1具有地址信息的情况下，再现地址信息，确认已定位在目标位置，如果未配置在目标位置，则计算与规定位置的偏差量，再次反复定位动作。
之后，用从固化光学系统13出射的光束对规定的区域进行预固化(614)，用从拾取器11出射的参考光和信号光记录数据(615)。
记录数据之后，用从固化光学系统13出射的光束进行后固化(616)。也可以根据需要对数据进行校验。
从准备完成状态到再现记录的信息的动作流程如图6(c)所示，首先在寻轨动作(621)中控制访问控制电路81，将拾取器11和再现用参考光光学系统12的位置定位在光信息记录介质的规定位置。光信息记录介质1具有地址信息的情况下，再现地址信息，确认是否已定位在目标位置，如果未配置在目标位置，则计算与规定位置的偏差量，再次反复定位动作。
之后，从拾取器11出射参考光，读取光信息记录介质中记录的信息(622)，发送再现数据(623)。
图7是光信息记录再现装置10的信号生成电路86的框图。
开始对输入输出控制电路90输入用户数据时，输入输出控制电路90对控制器89通知开始输入用户数据。控制器89接受该通知，命令信号生成电路86对从输入输出控制电路90输入的1页的数据进行记录处理。来自控制器89的处理命令经由控制用线708对信号生成电路86内的子控制器701通知。子控制器701接受该通知，经由控制用线708进行各信号处理电路的控制以使各信号处理电路并行工作。
首先，对于存储器控制电路703，控制在存储器702中保存经由数据线709从输入输出控制电路90输入的用户数据。存储器702中保存的用户数据达到一定量时，进行用CRC(Cyclic Redundancy Check：循环冗余检查)运算电路704将用户数据CRC化的控制。
接着，对于CRC化后的数据，进行用加扰电路705实施添加伪随机数数据串的加扰、用纠错编码电路706添加校验数据串的纠错编码、用交织电路710重新配置、用调制电路711进行调制处理的控制。最后，使拾取器接口电路707按空间光调制器312上的二维数据的排列依次从存储器702读取调制处理后的数据，附加再现时作为基准的标记之后，对拾取器11内的空间光调制器312传输二维数据。
二维数据是多个像素格子状地排列而成的，用亮度亮(白色)的像素和亮度暗(黑色)的像素表示。此后，将亮度亮的像素称为开像素(ON pixel)，将亮度暗的像素称为关像素(OFF pixel)。
图8是光信息记录再现装置10的信号处理电路85的框图。
控制器89在拾取器11内的光检测器325检测到图像数据时，命令信号处理电路85对从拾取器11输入的1页的数据进行再现处理。来自控制器89的处理命令经由控制用线811对信号处理电路85内的子控制器801通知。子控制器801接受该通知，经由控制用线811进行各信号处理电路的控制以使各信号处理电路并行工作。
首先，对于存储器控制电路803，控制在存储器802中保存经过数据线812从拾取器11经由拾取器接口电路810输入的图像数据。存储器802中保存的数据达到一定量时，进行用图像位置检测电路809从存储器802中保存的图像数据中检测标记并提取有效数据范围的控制。
接着，控制用图像畸变修正电路808使用检测出的标记进行图像的倾斜、倍率、变形等畸变修正，将图像数据变换为期待的二维数据的大小(size)。对于构成大小变换后的二维数据的多个比特的各比特数据，进行在二值化电路807中判定“0”、“1”的二值化、用解调电路814进行解调处理、用解交织电路813将通过交织重新配置的数据在存储器802中按再现数据的输出顺序保存数据的控制。
用纠错电路806纠正各数据串中包括的错误，用解扰电路805解除添加伪随机数数据串的加扰之后，用CRC运算电路804进行存储器802中的用户数据中不包括错误的确认。之后，从存储器802对输入输出控制电路90传输用户数据。
图9示出了记录、再现时的数据处理流程，图9(a)示出了输入输出控制电路90中记录数据接收处理611之后、直到变换为空间光调制器312上的二维数据的信号生成电路86中的记录数据处理流程，图9(b)示出了用光检测器325检测出二维数据之后、直到输入输出控制电路90中的再现数据发送处理922的信号处理电路85中的再现数据处理流程。
用图9(a)说明记录时的数据处理。接收用户数据(901)时，分割为多个数据串，为了可以在再现时进行检错而用CRC运算电路704使各数据串CRC化(902)。用加扰电路705以使开像素数与关像素数大致相等、防止同一模式(pattern)反复为目的实施对数据串添加伪随机数数据串的加扰(903)之后，用纠错编码电路706为了可以在再现时进行纠错而进行里德-所罗门编码等纠错编码(904)，用交织电路710通过交织处理(905)进行数据的重新配置。
接着，用调制电路711对数据串进行调制(906)，变换为M×N的二维数据，使其反复1页的数据而构成1页的二维数据(907)。对于这样构成的二维数据，用拾取器接口电路707附加作为再现时的图像位置检测和图像畸变修正的基准的标记(908)，对空间光调制器312传输数据(909)。
接着，用图9(b)说明再现时的数据处理流程。用光检测器325检测出的图像数据被传输至信号处理电路85(911)。对于经由拾取器接口电路810输入的图像数据，用图像位置检测电路809以该图像数据中包括的标记为基准检测图像位置(912)，用图像畸变修正电路808对图像的倾斜、倍率、变形等畸变进行修正(913)之后，用二值化电路807进行二值化处理(914)，除去标记(915)而取得1页的二维数据(916)。对于这样得到的二维数据用解调电路814进行解调处理(917)，用解交织电路813中的解交织处理(918)变换为多个数据串之后，用纠错电路806进行纠错处理(919)，除去校验数据串。
接着，用解扰电路805实施解扰处理(920)，用CRC运算电路804使用CRC进行检错处理(921)并删除CRC校验码之后，经由输入输出控制电路90发送用户数据(922)。
此处，对交织处理(905)以后的二维数据生成处理详细说明。图1是表示本实施例中的纠错编码(904)后的页记录数据的概要的概要图。
图1a表示ECC(Error Correction Code：纠错码)Block102的结构例。ECCBlock102将附加了纠错编码的A比特(A：自然数)的数据作为1个扇区，由B个(B：自然数)扇区构成。
扇区101通过对接收的记录数据进行CRC编码(902)、加扰数据化(903)、并且以规定的编码率进行纠错编码(904)而生成。
图1b表示使用交织方法的比特串的随机化的一例。将如图1a所示地生成的扇区101分割为8部分成为子扇区(Sub Sector：图中SS)103。如果各扇区101的比特长度不是8的倍数，则追加虚比特等进行处理从而使数据易于处理。
接着，将构成各扇区101的比特从开头起按比特编号顺序分配至分割后的8个各子扇区103，在各子扇区103内基于各自不同的规则随机化。图1b的例子中，将扇区101的开头比特d0配置在SS(0)中，将第2比特d1配置在SS(1)中，……，将第9比特d8配置在SS(0)中，……，将结尾比特d(A-1)配置在SS(7)中，在各子扇区SS(0)至SS(7)中，进行配置的(A/8)比特的排列顺序的随机化。
之后，通过将子扇区的顺序交换结合，而构成随机交织后的扇区104。图1b的例子中，对于SS(0)和SS(1)这样相邻的子扇区使间隔隔开2个子扇区地交换配置。通过按图1b举例表示的规则对子扇区排序，能够保障在交织前比特串中相邻排列的比特至少距离((A/8)×2)比特以上，所以能够提高随机化的性能。
另外，能够对每个子扇区独立地实施随机化，所以并行处理容易且能够高速地处理。
图1a、b中，说明了通过分割为8部分而构成子扇区103的例子，但只要能够在结合后的比特串中保障原本的比特串的间隔，就不特别限定于此。
图1c表示调制(906)前的块105的结构例。对于如图1b所示地进行了交织处理的用户数据的多个扇区，通过结合、分割而构成调制前的块105。此处，按每C扇区(C：自然数)结合，构成(A×C)比特×(B/C)行的块。将构成的块分割为4部分生成(A×C/4)比特×(B/C)行的调制前块105。
此处，如果扇区数B和结合扇区数C使得(B/C)是整数则较好。在C扇区的结合中，可以从各扇区中每1比特地提取数据比特，也可以按每个扇区改变提取开始的位置。进而，最终分割为4部分构成调制前块105，但通过采用在二维页中配置时易于处理的大小而易于进行运算处理。另外，(B/C)不是整数的情况下通过追加虚扇区进行调整能够实现处理单位的均等化。
图1d表示子页106的结构。对于如图1c所示地生成的调制前块105的数据，进行调制处理(906)生成调制列(调制后块)，在子页106中配置。
子页106是将1页中的数据均等地分割为X比特×Y行(X，Y：自然数)的大小而成的，取决于页容量和页中的数据容量地由Z(Z：自然数)个子页构成1页数据。1个子页由规定大小的单元107构成，例如在中心的单元位置配置位置偏差检测用等的标记的单元108。
对于图1c中生成的调制前块105，通过在子页106中的数据单元107的位置配置而变换为二维数据。因此，关于单元的大小，基于调制的编码率(m/n)(将n比特的数据变换为m比特的数据)，(C×m/n)是整数、X是(C×m/n)的整数倍、Y是(B/C)的整数倍则较好。此处，各数据不是整数倍的情况下，将多个数据结合或者追加虚数据进行调整即可。
此处，用图10详细说明二维数据的配置方法。图10a表示交织后的子扇区1001的结构例。子扇区1001在图1b所示的交织后的扇区104中，通过将分割后的8个子扇区103结合之后分割为4部分(结果上是将子扇区103两两结合)而生成。即，各交织后的子扇区(Interleaved Sub Sector：图中ISS)1001是构成图1c的调制前块的各行的数据。
图10b表示页数据1002的结构例。图10b中，将页数据1002分割为4个象限，在各象限的子页中配置图10a的交织后的子扇区1001的数据。
图10b的例子中，将页分割为4部分成为4个象限进行配置，但通过使页中的象限分割数量与调制前块105的分割数量相同能够使数据处理变得容易，通过这样分割为规定大小单位能够并行处理，所以能够高速地处理。
通过如10b所示地配置，能够保障交织前的比特串中相邻排列的比特不仅在比特串的一维距离上、在页中的二维距离上也具有规定距离地配置，所以能够提高随机化的性能，能够提高纠错的性能。
图10a的例子中，与图1b的例子同样，交织前的比特串d0、d1、d2分别保存在随机交织后的子扇区103的SS(0)、SS(1)、SS(2)中，且分别保存在交织后的子扇区1001中的ISS(0)、ISS(1)、ISS(3)中。ISS分别配置在不同的象限，所以成为配置在二维地具有距离的区域的数据，即使页单位中每个区域存在亮度不均和局部缺陷，交织前的比特串中相邻排列的比特也能够分配至不连续的区域。
进而，用图11详细说明子页106中的数据配置。
此处，在调制处理(906)中，使用规定X方向的开/关像素的连续数量的下限数的规定的调制规则。对于图1c的调制前块105实施调制处理906，仅连续地配置在图1d的除了标记单元108的位置之外的数据单元107中。即，关于标记单元108的前后，单纯地跳过标记单元108的位置的单元进行配置。
这样单纯地跳过标记单元108的位置的单元进行配置的情况下，将满足连续数量的下限数地调制的调制后的块数据1101的数据串依次配置在各数据单元107中时，(d+1)、(d+2)的比特被分割地配置。即，在(d+1)、(d+2)的前后，不能保障规定开/关像素的连续数量的下限数为2以上的调制规则。
对此事先应对地进行调制处理的情况下，不仅需要考虑在图1c的调制前块中的调制，也需要考虑页数据中的配置位置和附加的模式(pattern)的调制处理，调制处理变得复杂。于是，在构成标记单元108的例如同步信号1102的标记单元108中用表示同步信号的固定模式和相邻的模式的复制数据构成。由此，在标记单元108的前后的数据模式中也容易保障开/关像素的连续数量的下限数。
图11中，将连续数量的下限数规定为2以上，使同步信号1102成为相邻的比特1比特的复制进行了说明，但只要实施能够保障连续数量的值的长度的复制就能够容易地应对。由此，能够将调制后的数据依次配置在数据单元107中，所以数据的处理变得容易，也容易使处理高速化。
根据本实施例，容易使每个区域无偏地配置，在存在再现时的每个区域的亮度不均和局部缺陷的情况下，也能够使错误分散而提高纠正能力。另外，能够将多个块单位等处理单位分割地进行并行处理，也能够容易地构成二维配置，所以能够实现处理的高速化。另外，通过用包括相邻编码的复制的模式构成标记模式，不用实施复杂的运算处理，容易进行满足调制规则的配置。
实施例2
图12是表示本实施例的页记录数据的概要的概要图。本实施例中，作为与实施例1的不同点，说明交织方法的详情。调制前块数据105通过对随机交织后的扇区104实施图12a至图12d所示的各种交织处理而生成。
图12a表示实施随机交织处理而生成的块数据1201的结构例。随机交织的处理如图1b所示，生成A比特×B扇区的块数据1201。
图12b表示实施平移交织处理而生成的块数据1202的结构例。平移交织处理通过对随机交织后的扇区104使比特串在列方向上平移而得到块数据1202。
图12c表示实施扇区间交织处理而生成的块数据1203的结构例。如图12c所示，对B扇区中的每C个扇区，进行各提取1比特结合的扇区间交织，得到(A×C)比特×(B/C)行的块数据1203。图12c中，按扇区1的比特1(d11)、扇区2的比特1(d21)的顺序，以扇区C的比特1(dC1)、扇区1的比特2(d12)的方式按比特单位重新排列各扇区数据。图12d表示实施象限交织处理生成的块数据1204的结构例。将图12c所示的扇区间交织处理后的数据1203分割为4部分构成块数据1204。对于图12c中的每C个扇区的扇区间交织后生成的(A×C)比特×(B/C)扇区的数据，在列方向(比特方向)上分割为4部分得到象限交织后的数据。通过与图1c所示的调制前块数据105同样地构成这样得到的块数据1204、并在子页中配置，能够同样地处理。
即使实施图12b、图12c、图12d所示的各种交织，也不会降低图1b所示的扇区内的随机化的效果，进而通过改变每个扇区的配置规则能够实施二维配置上的随机化，能够在各扇区中使二维数据中的再现时的每个区域的亮度不均和局部缺陷分散，所以能够进一步提高纠正性能。另外，能够将多个块单位等处理单位分割地进行并行处理，也能够容易地构成二维配置，所以能够实现处理的高速化。
实施例3
图13是表示本实施例的页数据1302的结构例的图。与实施例1的图10b的不同点，在于作为构成1页数据的有效数据的区域，限定为与光斑形状相邻的圆形的区域这一点。
对于图10a所示的交织后的子扇区1001，分割配置在图13所示的页中的各象限的子页中。此处，对于页中的数据，仅有与光斑内切的圆形的内切部分作为有效数据，例如仅配置在构成的子页的圆形的内切部分的单元、即图13的子页1301的除阴影部分之外的单元中。
配置的方法与图11中说明的同样，仅在数据单元107中配置数据时，在各子页中定义有效数据单元，仅在有效数据单元中配置数据。进而，在各子页的有效区域中不包括标记单元108的情况下，仅用数据单元构成。
此处，存在不包括标记单元的子页时，不能得到数据的配置顺序和标记单元的插入位置的规则性，数据配置规则变得复杂。但是，如图11所说明，如果不是在调制处理时事先考虑二维数据的配置位置和附加的模式的运算，而是能够与图11的说明时同样地标记单元由相邻编码的复制构成，则不用在调制处理时考虑标记等附加模式的插入位置，能够仅用调制前块的块结构进行运算处理，所以处理容易，适合高速化处理。
由此，即使是圆形格式的配置，也容易使每个区域无偏地配置，在存在再现时的每个区域的亮度不均或局部缺陷的情况下，也能够使错误分散而提高纠正能力。另外，能够将多个块单位等处理单位分割地进行并行处理，也能够容易地构成二维配置，所以能够实现处理的高速化。另外，通过用包括相邻编码的复制的模式构成标记模式，不用实施复杂的运算处理，容易进行满足调制规则的配置。
实施例4
图14是表示本实施例中的图2的信号生成电路86的详情的概要图。
经由数据输入电路1401从外部输入的数据，被CRC运算电路704和加扰电路705、纠错编码电路706处理。接着，实施如图1b所示的随机交织。
随机交织电路1402中，在各子扇区103中进行随机化并记录在第一存储器1403中。此时，因为将随机后的数据记录在第一存储器1403中，所以只要是例如按8个子扇区分割的存储器就能够并行地处理。
接着，为了在二维交织电路1404中实施如图1c和图12所示的处理能够从第一存储器1403连续地或并行地读取。此时，例如用SRAM(Static Random Access Memory：静态随机存取存储器)构成第一存储器1403，对于按每个随机交织分割的存储器并行地实施写入，能够从保存了随机化后的数据的存储器连续地、以某一单位一并读取在连续的地址中配置的数据，或者并行地读取最终按每个象限分割的单位的存储器，所以能够容易地实现高速处理。该情况下，随机化后的数据作为连续的数据进行处理，所以优选不是将随机前的数据而是将随机后的数据记录在存储器中进行处理。
之后，在调制电路711中实施调制处理906，经由存储器控制电路703记录在第二存储器1405中。在第二存储器1405中能够以多页单位保存调制后的数据块。此时，例如用DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)构成第二存储器1405，记录大容量的数据。
进而，在第三存储器1407中对用于向外部输出的页单位的二维配置进行排序。第二存储器1405中的调制后的数据经由数据二维化电路1406配置在数据单元107位置，用模式生成电路1408生成标记模式等模式并配置在第三存储器1407中的标记单元108位置。第三存储器1407与第一存储器1403同样，例如用SRAM构成而高速地处理记录再现时的存储器访问。生成二维数据后的数据经由数据输出电路1409对外部输出并作为全息图记录。
此处，关于第三存储器1407中的数据生成方法，在图15中示出详细流程。页数据中的标记等固定模式如图11所说明，由特定模式和相邻的比特的复制构成，大多数模式是在各页中同样的位置、模式。因此，在第三存储器1407中作为初始模式配置标记模式等固定模式(1501)。
接着，将在第二存储器1405中生成的调制后的数据经由存储器控制电路703和数据二维化电路1406配置在第三存储器1407中(1502)，实施按每页不同的模式的改写(1503)。作为更新模式，例如在具有包括每页的页编号的头等模式的情况下与作为初始模式准备的模式不同的情况与其相当。
以上仅说明了标记模式，但作为页数据，具有页信息的头模式、用于检测页单位的位置偏差的同步模式、如图11所说明的用于检测每个子页的位置偏差的同步模式、和表示与有效数据部的边界的模式也与其相当，只要这些模式都由用于实现要求的动作的固定模式和用于满足与数据部的相邻部的调制规则的相邻比特的复制构成，则同样地不需要在调制处理运算时考虑，通过跳过标记模式等的配置位置地配置数据、保护之后相邻的比特能够同样地实现。
对于配置了调制后的数据模式和更新模式的第三存储器1407中的数据，进行如以上说明的复制处理。因为特定模式的保存位置已知，所以将已知的数据的复制作为各种模式的保护模式，进行保护开/关像素的连续数量的下限值(Run Length Limited：RLL)的数据的重新配置(1504)。
最终生成的二维数据被作为记录数据输出(1505)，反复由上级设定的规定页数地输出(1506)后，处理结束。
这样，通过与各处理的处理单位相应地，构成最低限度3种存储器，能够实现数据处理的并行化，所以能够高速地处理。本例中，按3种存储器进行了说明，但如果对各存储器实施2面以上的并行化则能够进一步确保处理时间，所以也容易补偿各处理的延迟，即使通过FIFO和存储器等存储单元构成未图示的处理中的运算处理也能够同样地实现。
上述说明中，设需要高速访问的第一和第三存储器为SRAM、处理大容量数据的第二存储器为DRAM进行了说明，但不限定于此。只要是能够实现高速处理和大容量保存的目的的结构，就可以是任意的存储器结构、存储单元的结构。另外，设3种存储器是不同的存储器进行了说明，但也能够用同一存储器中不同的存储空间同样地实现。
进而，不一定需要第三存储器1407，也可以将调制后的数据以第二存储器中的考虑二维页数据的配置记录。该情况下，作为初始模式可以在第二存储器中的所有页数据中记录，或者在记录调制数据后的记录更新模式时记录所有模式。
另外，构成仅在第二存储器中仅记录调制数据、从第二存储器1405输出调制数据时与输出数据时切换地从模式生成电路1408输出标记模式和复制数据也能够同样地实现。
由此，在二维数据的信号生成电路中，能够实现基于如图1和图10、图11所说明的信号生成方法使生成处理时间高速化的结构，能够兼顾维持随机性能地提高性能和高速化。
另外，本发明不限定于上述实施例，包括各种变形例。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具备说明的全部结构。另外，能够将某个实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构，也能够在某个实施例的结构上添加其他实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。
具体的变形例如下所述。
变形例1是一种利用全息术在信息记录介质中记录信息的光信息记录装置，其特征在于，包括：信号生成部，其根据用户数据生成开像素和关像素排列成格子状而构成的二维数据；和空间光调制部，其显示所述生成的二维数据，对透射或反射的光进行空间调制，所述信号生成部，将对所述用户数据进行纠错编码而生成的纠错块分割为每1个扇区中包括的比特数为a比特(a：自然数)的b个(b：自然数)扇区，将所述扇区分割为c个(c：自然数)而生成子扇区，对所述c个子扇区分别分配比特，对于所述分配了比特的每个子扇区使比特的排列顺序随机化，将所述比特的排列顺序随机化后的c个子扇区结合而生成交织扇区，将所述交织扇区分割为c/d个(d：自然数，c≠d，c>d)，并且将e个(e：自然数，e≠b，b>e)结合而生成调制前块，在所述调制前块的排列中，按行方向的开或关像素配置的连续个数的下限值为f(f：自然数)的调制规则进行调制来生成调制列，在将规定的页数据分割为g个(g：自然数)而生成的子页的数据单元中配置所述调制列，在标记单元中配置同步信号来生成所述二维数据，所述标记单元由表示所述同步信号的固定模式和所述调制列的相邻编码的复制模式构成。
变形例2是如变形例1所述的光信息记录装置，其特征在于：所述调制列结合e个扇区的随机化后的(a/c×d)比特的比特串，基于具有规定的编码率(h/i)(h，i：自然数)的调制规则对具有(b/e)行×(e×a/c×d)列的块结构的矩阵数据的各行进行调制。
变形例3是如变形例1或2所述的光信息记录装置，其特征在于：以使得(a/c)为整数的方式设置扇区内的比特数a和分割数c，以使得(c/d)为整数的方式将二维数据的页数据区域分割成由多个子页(g/c×d)的区域构成。
变形例4是如变形例1或2所述的光信息记录装置，其特征在于：所述结合的扇区数e使得(e×h/i)为整数，所述子页是(e×h/i)的整数倍的比特大小(size，尺寸)，在各子页中配置数据。
变形例5是如变形例1所述的光信息记录装置，其特征在于：所述标记单元具有至少(f-1)比特的相邻的调制列数据的复制数据。
变形例6是如变形例1所述的光信息记录装置，其特征在于：所述随机交织列基于以下规则来结合：随机化前的比特串中相邻的比特的距离为至少(a/c)比特以上而充分离开。
变形例7是如变形例1、2或6中任意一项所述的光信息记录装置，其特征在于：所述随机交织列在各扇区中在列方向上各平移j(j：自然数)比特而生成平移交织列，将e个扇区的所述平移交织列结合来生成扇区间交织列，将所述扇区间交织列分割为(c/d)部分来生成象限交织矩阵，对所述象限交织矩阵的各行基于规定的调制规则进行调制来生成调制列，将所述调制列配置在各子页的数据单元中。
变形例8是如变形例1所述的光信息记录装置，其特征在于：所述页数据分割为由均等的大小构成的g个的多个子页构成，所述子页由所构成的数据的大小中的有效数据数不同的子页构成，仅在有效数据即数据单元位置配置所述调制列的数据。
变形例9是如变形例1所述的光信息记录装置，其特征在于：记录附加所述纠错并随机化后的比特数据的第一存储器；记录对所述随机化后的比特数据交织化并实施调制处理后的调制列数据的第二存储器；和记录所述空间光调制部显示的二维数据的第三存储器。
变形例10是如变形例9所述的光信息记录装置，其特征在于：在所述第三存储器中配置标记模式单元作为初始模式，配置所述生成的调制列数据，配置所述调制列数据和更新模式之后，基于满足所述下限值f的调制规则在所述标记模式单元中配置相邻编码的复制数据。
变形例11是一种利用全息术在信息记录介质中记录信息的光信息记录方法，其特征在于，包括：信号生成步骤，根据用户数据生成开像素和关像素排列成格子状而构成的二维数据；和空间光调制步骤，显示所述生成的二维数据，对透射或反射的光进行空间调制，在所述信号生成步骤中，将对所述用户数据进行纠错编码而生成的纠错块分割为每1个扇区中包括的比特数为a比特(a：自然数)的b个(b：自然数)扇区，将所述扇区分割为c个(c：自然数)而生成子扇区，对所述c个子扇区分别分配比特，对于所述分配了比特的每个子扇区使比特的排列顺序随机化，将所述比特的排列顺序随机化后的c个子扇区结合而生成交织扇区，将所述交织扇区分割为c/d个(d：自然数，c≠d，c>d)，并且将e个(e：自然数，e≠b，b>e)结合来生成调制前块，在所述调制前块的排列中，按行方向的开或关像素配置的连续个数的下限值为f(f：自然数)的调制规则进行调制来生成调制列，在将规定的页数据分割为g个(g：自然数)而生成的子页的数据单元中配置所述调制列，在标记单元中配置同步信号来生成所述二维数据，所述标记单元由表示所述同步信号的固定模式和所述调制列的相邻编码的复制模式构成。
变形例12是如变形例11所述的光信息记录方法，其特征在于：配置标记模式单元作为初始模式，配置所述生成的调制列数据，配置所述调制列数据和更新模式之后，基于满足所述下限值f的调制规则在所述标记模式单元中配置相邻编码的复制数据。
另外，对于上述各结构、功能、处理部、处理单元等，例如可以通过在集成电路中设计等而用硬件实现其一部分或全部。另外，上述各结构、功能等，也可以通过处理器解释、执行实现各功能的程序而用软件实现。实现各功能的程序、表、文件等信息，能够保存在存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive)等记录装置、或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。
另外，控制线和信息线示出了认为说明上必要的，并不一定示出了产品上全部的控制线和信息线。实际上也可以认为几乎全部结构都相互连接。
符号说明
101…纠错编码后扇区，102…ECC块，103…子扇区，104…随机交织后扇区，105…调制前块，106…子页，107…数据单元，108…标记单元，1001…交织后子扇区，1002、1302…页，1101…块数据，1102…同步信号，1201…随机交织后块数据，1202…平移交织后块数据，1203…扇区间交织后块数据，1204…象限交织后块数据。

Claims (12)

1.一种利用全息术在信息记录介质中记录信息的光信息记录装置，其特征在于，包括：
信号生成部，其根据用户数据生成开像素和关像素排列成格子状而构成的二维数据；和
空间光调制部，其显示所述生成的二维数据，对透射或反射的光进行空间调制，
所述信号生成部，
将对所述用户数据进行纠错编码而生成的纠错块分割为每1个扇区中包括的比特数为a比特的b个扇区，
将所述扇区分割为c个而生成子扇区，对所述c个子扇区分别分配比特，
对于所述分配了比特的每个子扇区使比特的排列顺序随机化，
将所述比特的排列顺序随机化后的c个子扇区结合而生成交织扇区，
将所述交织扇区分割为c/d个，并且将e个结合而生成调制前块，
在所述调制前块的排列中，按行方向的开或关像素配置的连续个数的下限值为f的调制规则进行调制来生成调制列，
在将规定的页数据分割为g个而生成的子页的数据单元中配置所述调制列，在标记单元中配置同步信号来生成所述二维数据，
所述标记单元由表示所述同步信号的固定模式和所述调制列的相邻编码的复制模式构成，
其中，a、b、c、d、e、f、g均为自然数，c>d且b>e。
2.如权利要求1所述的光信息记录装置，其特征在于：
所述调制列结合e个扇区的随机化后的比特的比特串，基于具有规定的编码率的调制规则对具有的块结构的矩阵数据的各行进行调制，
其中，h、i为自然数。
3.如权利要求1或2所述的光信息记录装置，其特征在于：
以使得为整数的方式设置扇区内的比特数a和分割数c，以使得为整数的方式将二维数据的页数据区域分割成由多个子页的区域构成。
4.如权利要求2所述的光信息记录装置，其特征在于：
所述结合的扇区数e使得为整数，所述子页是的整数倍的比特大小，在各子页中配置数据。
5.如权利要求1所述的光信息记录装置，其特征在于：
所述标记单元具有至少X比特的相邻的调制列数据的复制数据，其中，X＝f-1。
6.如权利要求1所述的光信息记录装置，其特征在于：
所述交织扇区基于以下规则来结合：随机化前的比特串中相邻的比特的距离为至少比特以上而充分离开。
7.如权利要求1、2或6中任意一项所述的光信息记录装置，其特征在于：
所述交织扇区在各扇区中在列方向上各平移j比特而生成平移交织列，将e个扇区的所述平移交织列结合来生成扇区间交织列，将所述扇区间交织列分割为部分来生成象限交织矩阵，
对所述象限交织矩阵的各行基于规定的调制规则进行调制来生成调制列，将所述调制列配置在各子页的数据单元中，
其中，j为自然数。
8.如权利要求1所述的光信息记录装置，其特征在于：
所述页数据分割为由均等的大小构成的g个的多个子页构成，所述子页由所构成的数据的大小中的有效数据数不同的子页构成，仅在有效数据即数据单元位置配置所述调制列的数据。
9.如权利要求1所述的光信息记录装置，其特征在于，包括：
记录所述纠错编码并随机化后的比特数据的第一存储器；
记录对所述随机化后的比特数据交织化并实施调制处理后的调制列数据的第二存储器；和
记录所述空间光调制部显示的二维数据的第三存储器。
10.如权利要求9所述的光信息记录装置，其特征在于：
在所述第三存储器中配置标记模式单元作为初始模式，
配置所述生成的调制列数据，配置所述调制列数据和更新模式之后，基于满足所述下限值f的调制规则在所述标记模式单元中配置相邻编码的复制数据。
11.一种利用全息术在信息记录介质中记录信息的光信息记录方法，其特征在于，包括：
信号生成步骤，根据用户数据生成开像素和关像素排列成格子状而构成的二维数据；和
空间光调制步骤，显示所述生成的二维数据，对透射或反射的光进行空间调制，
在所述信号生成步骤中，
将对所述用户数据进行纠错编码而生成的纠错块分割为每1个扇区中包括的比特数为a比特的b个扇区，
将所述扇区分割为c个而生成子扇区，对所述c个子扇区分别分配比特，
对于所述分配了比特的每个子扇区使比特的排列顺序随机化，
将所述比特的排列顺序随机化后的c个子扇区结合而生成交织扇区，
将所述交织扇区分割为c/d个，并且将e个结合来生成调制前块，
在所述调制前块的排列中，按行方向的开或关像素配置的连续个数的下限值为f的调制规则进行调制来生成调制列，
在将规定的页数据分割为g个而生成的子页的数据单元中配置所述调制列，在标记单元中配置同步信号来生成所述二维数据，
所述标记单元由表示所述同步信号的固定模式和所述调制列的相邻编码的复制模式构成，
其中，a、b、c、d、e、f、g均为自然数，c>d且b>e。
12.如权利要求11所述的光信息记录方法，其特征在于：
配置标记模式单元作为初始模式，
配置所述生成的调制列数据，配置所述调制列数据和更新模式之后，基于满足所述下限值f的调制规则在所述标记模式单元中配置相邻编码的复制数据。
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