JP2005092934A - 光記録媒体および光再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録データにマスクパターンを適宜組み合わせることにより、一つのホログラムパターンに複数のデータを光学的に多重化し、上下面から外部に導かれる散乱光を同時に読み取ることで多重化データを迅速且つ円滑に読み取り得る、光記録媒体およびその再生装置を提供する。
【解決手段】 マスク３０６ａ、３０６ｂをそれぞれ再生対象情報に対応したマスクパターンに設定する。これにより、たとえば、ＣＣＤ３０５ａには、第１の再生対象情報に応じたホログラム像が結像し、また、ＣＣＤ３０５ｂには、第２の再生対象情報に応じたホログラム像が結像する。これらホログラム像をＣＣＤ３０５ａ、３０５ｂにて撮像処理することにより、第１、第２の再生対象情報の読み取り処理が行われる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、光記録媒体および光再生装置に関し、特に、平面光導波路ホログラムを積層したカード型光記録媒体およびその再生装置に用いて好適なものである。

平面光導波路ホログラムを積層したカード型光記録媒体として、たとえば、特許文献１に記載の技術が知られている。

かかるカード型光記録媒体には、所定の情報をホログラムパターンとして保持する複数の情報記録層が積層して配列されており、所定の情報記録層にレーザ光を入射すると、この記録層に形成されたホログラムパターンによってレーザ光が散乱され、この散乱光がカード型光記録媒体の上面または下面から出射される。そして、出射された散乱光を、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子によって受光することで、当該記録層に保持された情報が再生される。

このカード型光記録媒体を再生する再生装置には、記録層に側方からレーザ光を入射させるための光ヘッドが配備されている。また、この光ヘッドには、記録層に対する収束ビームの積層方向のズレを補正するためのアクチュエータが配備されており、積層方向のズレ量に応じたエラー信号に従って、アクチュエータを駆動することで、再生対象の記録層に収束光が位置付けられる。
特開２０００−１５５９６０号公報

かかるカード型光記録媒体では、その上下面を光透過にすれば、記録層のホログラムによって散乱された光を上下面両方から外部に導くことができる。この場合、上下面から出射されたそれぞれの散乱光を再生用に利用することも可能である。しかし、上下面から出射される散乱光は、それぞれ同一のホログラム像をＣＣＤ上に結像することから、通常は、片方の散乱光のみが再生に利用される。双方の面からの散乱光を利用しようとすると、撮像素子等の配置が別個に２つ必要となり、その分、構成の複雑化、コストの上昇、装置の大型化等の問題が発生する。よって、これまでは、上記従来例の如く、片方の散乱光のみが利用されるのが一般的であった。

しかし、一つのホログラムパターンに複数種類のデータを光学的に多重化できれば、上下両面からの散乱光をそれぞれ再生用に用いることによるメリットも生じ得る。つまり、双方の面からの散乱光から２種類の多重化データを同時に読み取ることにより、読み取り速度を大幅に引き上げることができる。

そこで、本発明は、一つのホログラムパターンに複数のデータを光学的に多重し、上下面から外部に導かれる散乱光を同時に読み取ることで多重化データを迅速且つ円滑に読み取り得る、光記録媒体およびその再生装置を提供することを課題としている。

本発明は、一つの記録層に多重化される記録データに対しそれぞれマスクパターンを組み合わせ、これら記録データとマスクパターンに基づいて、当該記録層のホログラムパターンを設定するものである。

記録層にレーザ光を入射すると、ホログラムパターンに応じた散乱光がカード型光記録媒体の上下面から同時に出射される。この散乱光を、再生対象の記録データに対応付けられたマスクパターンを介して撮像手段に照射すると、再生対象の記録データに応じたホログラム像が撮像手段に結像される。ここで、マスクパターンは、カード型光記録媒体と撮像手段との間に介在するマスク手段によって設定される。

よって、カード型光記録媒体の上下面からの散乱光を受光する撮像手段を散乱光毎に準備し、さらに、それぞれの撮像手段とカード型光記録媒体との間にマスク手段を配すれば、両マスク手段のマスクパターンを相違させることにより、２種類の多重化記録データに応じたホログラム像を、それぞれの撮像手段に結像させることができる。これにより、２種類の多重化データを同時に読み取り再生することができる。

ここで、ホログラムパターンに多重化される記録データは、主データのみならず、主データとその制御データとすることもできる。たとえば、多重化される主データをそれぞれ個別のキーコードによってスクランブルし、スクランブル後の主データと当該キーコードに関する制御データを、当該ホログラムパターンに多重化するようにする。この際、カード型光記録媒体の上下面に配されたマスク手段のうち、一方をキーコード読み取り用に設定し、他方を再生対象の主データ読み取り用に設定することで、キーコードの読み取り処理と主データの読み取り処理を同時に行うことができる。これにより、セキュリティを確保しながら主データの再生を円滑且つ迅速に行うことができる。

本発明では、各記録層に多重化されたデータとそのマスクパターンとの対応関係を規定する情報が再生の際に必要となる。この情報は、たとえば、当該カード型記録媒体にインデックス情報記録用の記録層を設定し、この記録層に記録しておくようにすれば良い。

各請求項に係る発明の特徴は、それぞれ以下に示すとおりである。

請求項１の発明は、複数の情報記録層が積層方向に配列されていると共に、前記積層方向に垂直な方向から前記情報記録層にレーザ光が入射されることにより各情報記録層に記録された情報が再生される光記録媒体において、前記各情報記録層に配されたホログラム手段と、当該ホログラム手段によって散乱されたレーザ光を上下面から外部に出射するための透光手段とを有している。ここで、前記ホログラム手段は、これに多重化される数種の情報と、これら各情報に組み合わされ前記外部に出射されるレーザ光をマスクするマスクパターンとに基づいて設定されたホログラムパターンを備える。

請求項２の発明は、請求項１に記載の光記録媒体において、前記多重化される情報は、暗号化された主情報と、当該暗号化に用いられたキー情報とを含むことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の光記録媒体において、前記情報に組合されるマスクパターンは、予め準備されたマスクパターン群中の何れかが設定され、前記記録層のうち予め設定された記録層に、前記多重化された情報とこの情報に組み合わされたマスクパターンとの対応関係を規定するインデックス情報が記録されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３に記載の光記録媒体において、前記インデックス情報は、前記マスクパターン群中における各マスクパターンの順位を所定の変換規則に従って並べ替えた後の順位にて、前記組み合わされたマスクパターンを特定することを特徴とする。

請求項５の発明は、多重化される数種の情報とこれら各情報に組み合わされるマスクパターンとに基づいて設定されたホログラムパターンを保持する記録層と、この記録層に対してレーザ光を記録層に平行な方向から入射させたときに前記ホログラムパターンによって散乱されたレーザ光を記録層に垂直な２方向から外部に出射させるための透光手段とを有する光記録媒体を再生する光再生装置であって、前記記録層にレーザ光を入射させるための光ヘッドと、前記記録層に垂直な２方向から外部に出射されたそれぞれの光を受光して読み取りデータを出力する第１および第２の受光処理手段と、前記第１および第２の受光処理手段からの読み取りデータを復調処理する復調処理手段と、前記第１および第２の受光処理手段と前記光記録媒体との間に介在すると共にそのマスクパターンが変更可能な第１および第２のマスク手段と、前記第１および第２のマスク手段のマスクパターンを再生対象の情報に対応したマスクパターンに設定するマスクパターン設定手段とを有することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５に記載の光再生装置において、前記多重化される情報は、暗号化された主情報と、当該暗号化に用いられたキー情報とを含み、前記マスクパターン設定手段は、第１のマスク手段を主情報の読み取りのためのマスクパターンに設定すると共に、第２のマスク手段をキー情報読み取りのためのマスクパターンに設定し、前記復調処理手段は、前記第１の受光処理手段からの主情報読み取りデータを、前記第２の受光処理手段からのキー情報読み取りデータを用いて復号する手段を含むことを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１または２に記載の光再生装置において、前記情報に組合されるマスクパターンが予め準備されたマスクパターン群中の何れかであって、前記光記録媒体の記録層のうち予め設定された記録層に、前記多重化された情報とこの情報に組み合わされたマスクパターンとの対応関係を規定するインデックス情報が記録されている場合、前記マスクパターン設定手段は、当該インデックス情報に基づいて、再生対象情報のマスクパターンを第１または第２のマスク手段に設定することを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項７に記載の光再生装置において、前記インデックス情報が、前記マスクパターン群中における各マスクパターンの順位を所定の変換規則に従って並べ替えた後の順位にて、前記組み合わされたマスクパターンを特定するものである場合、前記マスクパターン設定手段は、再生対象情報のマスクパターンとしてインデックス情報から取得したマスクパターンの順位を前記変換規則に従って元の順位に逆変換し、これにより得られた順位のマスクパターンを当該再生対象情報のマスクパターンとして前記第１または第２のマスク手段に設定することを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項５に記載の光再生装置において、一つのファイルが複数の多重化データから構成されているかを判別するファイル判別手段と、前記ファイル判別手段の判別手段に基づいて、前記第１および第２の受光処理手段と前記マスクパターン設定手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、一つのファイルが複数の多重化データから構成されているとき、対応するマスクパターンを前記第１および第２のマスク手段に設定するようマスクパターン設定手段を制御するとともに、前記第１および第２の受光処理手段に処理動作を実行せしめ、一つのファイルが一つの多重化データから構成されているとき、対応するマスクパターンを前記第１および第２のマスク手段の何れかに設定するようマスクパターン設定手段を制御するとともに、前記第１および第２の受光処理手段のうちマスクパターンが設定された方のマスク手段からの光を受光する受光処理手段に処理動作を実行せしめることを特徴とする。

本発明の特徴は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。

但し、以下に示す実施の形態はあくまでも本発明の一実施の形態であって、本発明に係る各構成要件の用語の意義は以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。

本発明によれば、記録データとマスクパターンの組み合わせからホログラムパターンを設定する手法を用いたことにより、一つのホログラムパターンに複数種類のデータを多重化でき、また、ホログラムパターンによって散乱された光を記録層に垂直な２方向から外部に導く手段を光記録媒体に配したことにより、多重化された２種類のデータを、それぞれの受光処理手段によって同時に読み取り処理することができ、これにより、再生処理の迅速化を図ることができる。

また、暗号化された主情報と暗号化の際に用いたキー情報を一つのホログラムパターンに多重化することにより、主情報のセキュリティを高めながら、円滑且つ迅速な再生処理を実現することができる。さらにこの際、各情報に組み合わされたマスクパターンを所定の変換規則に従って並べ替える処理を追加すれば、当該変換規則を特定できない限り主データの読み取り再生が適正に行われず、よって、さらなるセキュリティの向上を図ることができる。

その他、本発明の効果は、実施の形態に記載の具体的構成例の説明からも把握することができよう。

図１は、実施の形態に係る光カード１００の上面図である。

光カード１００は、複数の記録層を積層した積層構造を透明基板内に内包した構成を有している。それぞれの記録層は平面光導波路として形成されており、その導波路内に、記録情報に応じたパターンのホログラムが形成されている。ここで、記録層のホログラムは、図中のホログラム領域１０１に対応する位置に形成されている。

また、各記録層には、当該記録層が初期位置から何層目に当たるかを示すアドレス情報がアドレスマーク１０２として記録されている。図示の如く、アドレスマーク１０２は７つの領域からなっており、これら各領域にはアドレス情報に応じて選択的にホログラムが形成されている。すなわち、ホログラムが形成されている領域と形成されていない領域の組み合わせによってアドレス情報が保持されている。たとえば、ホログラムが形成されている領域を“１”とし、形成されていない領域を“０”としてアドレスを２進数にて保持させれば、アドレスマーク１０２によって０から２⁷（＝１２８）のアドレスを各記録層に付することができる。

なお、後述の光ヘッドには、これら各領域に対向するようにして７つの光センサが配されている。各領域のうち、ホログラムが形成された領域からは対応する光センサに散乱光が導かれ、電気信号が出力される。何れの光センサから電気信号が出力されたかを検出することで、レーザ光が入射されている記録層のアドレス（記録層番号）が識別される。

図２は、ビーム入射口１０３側から見た光カード１００の側面図である。図示のとおり、光カード１００の記録層は、コア１０４とクラッド１０５を積層して形成されている。ビームは、コア１０４に入射され、コア１０４内に形成されたホログラムによって散乱される。

また、コア１０４の両側縁にはサーボ用反射膜１０６が形成されている。後述する光ヘッドから収束されたビームは、再生対象のコアに入射されると共に、このコアの両側縁に配されたサーボ用反射膜１０６にも照射される。そして、サーボ用反射膜１０６からの反射光を受光することによって、積層方向に対する収束ビームの位置ずれが検出され、補正される。

図３は、ホログラムによって散乱された散乱光とマスクおよびＣＣＤとの関係を示す概念図である。同図（ａ）はマスクのパターンがパターン１に設定されたときの状態を示し、同図（ｂ）はマスクのパターンがパターン１からパターン２に変更されたときの状態を示す。なお、マスクは、例えば液晶シャッターによって構成されており、制御信号によって光透過領域が適宜変更される構成とされている。また、それぞれのマスクパターンは予め準備されたマスクパターン群中の何れかとされる。各マスクパターンは、たとえばパターン番号等のＩＤによって管理されている。

同図に示す如く、同図（ａ）と（ｂ）とでは、ホログラムによって散乱された散乱光の内、マスクの透過領域を通過する散乱光が相違している。すなわち、同図（ａ）では、実線で示す散乱光が透過領域を透過し、点線で示す散乱光がマスクによって遮断される。他方、同図（ｂ）では、同図（ａ）の実線で示す散乱光がマスクによって遮断され、これに代えて同図（ａ）の点線で示す散乱光が透過領域を透過している。

このように、マスクパターンを切り替えることで、透過される散乱光が相違することとなり、よって、同図（ａ）の場合と同図（ｂ）の場合とでは、ＣＣＤによって撮像処理される散乱光のホログラム像が相違する。このためＣＣＤからはそれぞれ相違するＣＣＤ信号が出力されることとなる。このように、マスクパターンを切り替えることで、同一のホログラムから数種のデータを再生できる。換言すれば、同一のホログラムに数種のデータを多重化することができる。

ここで、ホログラムのパターンは、多重化するデータとマスクパターンをもとにパターン設定演算処理を実行することにより算出される。このとき、それぞれの多重化データがどのマスクパターンに対応付けられたかは、たとえば、当該光記録カードに予め準備されたインデックス層（インデックス情報を保持した記録層）にホログラムとして記録される。具体的には、記録層番号（アドレス情報）と、多重化データのＩＤ（ファイル名等）と、当該多重化データに適用されたマスクパターンのＩＤ（パターン番号等）とが互いに対応付けられてインデックス層に記録される。再生時には、まずこのインデックス層が読み取られメモリに記憶される。そして、各記録層の再生の際に参照され、インデックスに応じたマスクパターンが適宜設定される。

図４に、ホログラムパターン設定処理の流れを概念的に示す。

記録データ列（同図ａ）は、所定ビット数毎に２次元符号化処理（同図では、記録データ３ビット毎に、縦３ビット×横４ビット＝１２ビットに２次元符号化変換）を施され、順次メモリ上にマッピングされる（同図ｂ）。ここで、メモリは、再生装置側のＣＣＤ撮像領域に対応した記憶領域（以下、ＣＣＤ記憶領域という）を備えている。このＣＣＤ記憶領域は、予め、一つの記録層に多重可能なデータ数分だけ、メモリ上に準備されている。

２次元符号化された記録データは、当該ＣＣＤ記憶領域中、対応するブロック領域（同図では、縦３ビット×横４ビットで区画される領域）に順次格納される。そして、一つのＣＣＤ記憶領域に対する格納処理が終了すると、次のＣＣＤ記憶領域に対する２次元符号化データの格納処理が実行される。かかる格納処理は、当該記録層に記録すべき記録データが終了するまで、あるいは、当該記録層に対し準備されたＣＣＤ記憶領域が使い尽くされるまで実行される。

しかして、当該記録層に記録すべき２次元符号化データ群（同図ｃ）が生成されると、当該２次元符号化データ群と予め準備されたマスクパターン群（同図ｄ）をもとにパターン設定のための演算処理がなされる。すなわち、２次元符号化データ群中の各データとマスクパターン群中の各マスクパターンとを組み合わせ、何れの符号化記録データも再生可能な一つのホログラムパターンが演算により算出される（同図ｅ）。

このようにして算出されたホログラムパターンは、当該記録層のホログラムパターンとして設定される。なお、当該ホログラムパターンを設定したときの各記録データとマスクパターンの組み合わせに関するデータは、上記の如く、インデックス層に記録される。

図５は上記光カード１００から情報を読み出す光ヘッド２００の上面図、図６は図５のＡ−Ａ'断面図である。

ベース２０１上にはフレーム２０２が装着されており、フレーム２０２の支持部２０３に、８本の板バネ２０４を介して、レンズホルダ２０５が上下方向に変位可能に支持されている。レンズホルダ２０５にはミラーレンズ２０６が装着されており、また、レンズホルダ２０５のミラーレンズ装着位置には、ミラー３０４からミラーレンズ２０６に向かうビームを遮断しないように、開口が形成されている。さらに、レンズホルダ２０５の側縁には一対のコイル２０７が装着されている。

また、ベース２０１には、コイル２０７に介挿されるようにして、一対のＵ字状ヨーク２０８が装着されている。ヨーク２０８の内面には、コイル２０７の外周面に対向するようにして、マグネット２０９が固着されている。しかして、コイル２０７は、マグネット２０９とヨーク２０８との間に形成された磁気ギャップに介挿され、コイル２０７に電流を流すことにより、レンズホルダ２０５が上方向または下方向の駆動される。

また、フレーム２０２には、光カード１００の側縁を支持する一対のガイド２１０が形成されている。ガイド２１０は、光カード１００を挿入しやすいようにその前端部にテーパが形成されている。また、ガイド２１０のギャップは、光カード１００の厚みよりも少許だけ大きく設定されている。

さらに、フレーム２０２には、半導体レーザ３０１、コリメータレンズ３０２、ハーフミラー３０３、ミラー３０４が装着されている。半導体レーザ３０１は、断面楕円状の出射ビームの長軸が水平になるように配置されている。また、フレーム２０２のハーフミラー装着位置には、ハーフミラー３０３から２分割光センサ３０７へ向かうビームを遮断しないように、開口が形成されている。なお、ベース２０１には、ハーフミラー３０３によって反射されたビームを受光し得る位置に、センサ支持部材３０８に支持された２分割光センサ３０７が装着されている。

また、フレーム２０２には、ＣＣＤ３０５ａが装着されており、このＣＣＤ３０５ａの上面位置に液晶マスク３０６ａが配されている。ＣＣＤ３０５ａと液晶マスク３０６ａは、光カード１００の下面側のホログラム領域１０１（図１参照）に臨む位置に配されている。光カード１００に入射されたビームのうち、当該ホログラム領域１０１にて散乱され下方に出射された光は液晶マスク３０６ａによって一部が遮光される。液晶マスク３０６ａを通過した散乱光はＣＣＤ３０５ａによって受光される。

同様に、フレーム２０２には、光カード１００の上面側のホログラム領域１０１に臨む位置に、液晶マスク３０６ｂとＣＣＤ３０５ｂが配されている。光カード１００に入射されたビームのうち、当該ホログラム領域１０１にて散乱され上方に出射された光は液晶マスク３０６ｂによって一部が遮光される。液晶マスク３０６ｂを通過した散乱光はＣＣＤ３０５ｂによって受光される。

さらに、フレーム２０２には、上記アドレスマーク１０２を構成する７つのホログラム形成領域に対向する位置に７つの光センサ３０９が配されている。それぞれの光センサ３０９は、対応するホログラム生成領域にホログラムが形成されている場合に、その散乱光を受光して電気信号を出力する。

半導体レーザ３０１から出射されたビームは、コリメータレンズ３０２によって、図示のような平行ビームとされる。そして、ハーフミラー３０３およびミラー３０４を介してミラーレンズ２０６に導かれ、光カード１００のビーム入射口１０３から再生対象のコア１０４に収束される。

収束されたビームのうち、コア１０４内に進入したビームは、コア１０４内に形成されたホログラム１０１またはアドレスマーク１０２によって散乱され、その一部が光カード１００の上面および下面から出射される。

このうち、ホログラム１０１によって散乱され光カード１００の下面から出射されたビームは、上記の如くＣＣＤ３０５ａによって受光され、また、上面から出射されたビームは、上記の如くＣＣＤ３０５ｂによって受光され、それぞれ電気信号に変換される。変換された電気信号は、後述の再生回路に供給され、所定の情報に再生される。

また、アドレスマーク１０２によって散乱され光カード１００の下面から出射されたビームは、上記の如く光センサ３０９によって受光され電気信号に変換される。変換された電気信号は、アドレス検出回路に供給されアドレス情報（記録層番号）として再生される。上記の如く、アドレスマーク１０２によってアドレス情報が２進数（ホログラムが形成されている領域が“１”、形成されていない領域が“０”）として保持されている場合、アドレス検出回路は、７つの光センサー３０９からの電気信号の有無から７桁の２進数を取得し、これを１０進数に変換する処理を行うことによって、当該記録層のアドレス情報（記録層番号）を再生する。

一方、コア１０４に収束されたビームのうち、コア１０４の両側縁に配されたサーボ用反射膜１０６によって反射されたビームは、入射時の光路を逆行し、ハーフミラー３０３にて下方に反射され、２分割光センサ３０６にて受光される。

ここで、２分割光センサ３０６は、収束ビームがコア１０４に適正に入射しているときにサーボ用反射膜１０６からの反射ビームが２分割された各センサに等しく掛かり、また、収束ビームが積層方向の何れか一方（上方向または下方向）にずれたときに２分割された片方のセンサの方に反射ビームが多く掛かるよう配置されている。したがって、各センサからの出力を減算処理することによって、コア１０４に対する収束ビームのずれ方向およびずれ量を検出でき、これに応じて収束ビームを上下方向に変位させることにより、収束ビームをコア１０４に正しく位置付けることができる。

具体的には、各センサからの出力を差動増幅器にて減算した後、フィルタによってノイズを除去してエラー信号を生成し、これをドライバに供給する。ドライバは、供給されたエラー信号に応じたドライブ信号を生成し、これをコイル２０７に供給する。しかして、当該コイル２０７が装着されたレンズホルダ２０５の端部が駆動され、コア１０４に対する当該端部の位置ずれが補正される。

図７に、上記光カード１００を再生する光再生装置の回路構成例を示す。

なお、同図には、便宜上、光カード１００から読み出した情報を再生する再生回路と、液晶マスク３０６ａ、３０６ｂを制御する液晶コントローラの構成のみを示し、積層方向における収束ビームの位置ずれを補正するためのサーボ回路やアドレス検出回路等の構成は図示省略している。

ここで、ＣＰＵ１４は、初期動作時にインデックス層から読み取り記憶されたインデックス情報を参照して、再生対象の多重化データに対応付けられたマスクパターンを識別し、当該マスクパターンの設定指令を液晶コントローラ１０に送る。また、液晶コントローラ１０は、当該設定指令に応じたマスクパターンとなるよう、液晶マスク３０６ａ、３０６ｂを駆動する。

ホログラム１０１によって散乱されＣＣＤ３０５ａに導かれた光は、ＣＣＤ３０５ａによって電気信号に変換されＣＣＤ信号処理回路１１ａに出力される。ＣＣＤ信号処理回路１１ａは、ＣＣＤ３０５ａからの電気信号にＡ／Ｄ変換とＣＤＳ（相関ダブルサンプリング）処理を施してデジタルデータを生成し、これをメモリ１２に格納する。同様に、ホログラム１０１によって散乱されＣＣＤ３０５ｂに導かれた光は、ＣＣＤ３０５ｂによって電気信号に変換されＣＣＤ信号処理回路１１ｂに出力される。そして、ＣＣＤ信号処理回路１１ｂによって、Ａ／Ｄ変換とＣＤＳ処理が施され、これにより得られたデジタルデータがメモリ１２に格納される。

しかる後、ＣＰＵ１４は、ホログラムデコード回路１３にデコード処理指令を送る。これを受けて、ホログラムデコード回路１３は、メモリ１２に格納されたデジタルデータを順次読み出し、これをデコード処理する。なお、かかるデコード処理は、ホログラムパターン設定時に施された上記図４の２次元符号化を復調するものである。すなわち、ホログラムデコード回路１３は、図４に示すブロック（同図では、縦３ビット×横４ビット）毎に、データをメモリ１２から順次読み出し、これを復調して、所定ビット数（同図では３ビット）のシリアルデータに変換する。なお、かかる復調処理によって、復調前に含まれていたノイズ（符号誤り）がある程度除去される。

しかして、デコード処理されたデータは、順次後段回路（図示せず）に送られる。そして、後段回路によって誤り訂正等の再生処理が施され、画像または音声等として再生出力される。

本実施の形態によれば、液晶コントローラ１０によって液晶マスク３０６ａ、３０６ｂのマスクパターンを切り替えることにより、ホログラムに保持された多重化データのうち、当該マスクパターンに対応したデータを読み取り再生することができる。また、光カード１００の上下面からの散乱光をそれぞれＣＣＤで撮像処理する構成としたので、２種類の多重化データを同時に読み取り処理することができ、これにより、多重化データの再生速度を高速化することができる。

なお、実施の形態において、ホログラムに多重化されるデータは、画像データや音声データ等の主データのほか、これら主データを制御するためのコントロールデータとすることができる。以下、多重化データを具体的に設定した場合の回路構成例および動作について説明する。

本実施例は、複数の主データ（画像、音声、等）をホログラムに多重化するに際し、主データ毎にキーコードを個別に設定し、キーコードでスクランブルした主データと、主データ毎に設定されたキーコードを、当該ホログラムに多重化するものである。

図８に、本実施例の再生回路を示す。

なお、同図の再生回路は、上記図７に比べ、ＥＣＣ回路１５と、キーコードメモリ１６と、デスクランブル回路１７が追加されている。

ここで、ＥＣＣ回路１５は、ホログラムデコード回路１３によってデコードされたキーコードデータおよび主データに誤り訂正処理を施す。キーコードメモリ１６は、誤り訂正後のキーコードを記憶する。デスクランブル回路１７は、誤り訂正回路１５から受け取った主データがスクランブルされているかを判別し、スクランブルされていれば対応するキーコードをキーコードメモリ１６から読み出し、このキーコードによって主データをデスクランブルする。また、受け取った主データがスクランブルされていなければ、当該主データをそのまま出力する。

図９に、キーコードデータと主データのデータ構造を示す。なお、同図において、主データは、ホログラムに多重された一つの主データのデータ構造を示している。

同図（ａ）に示す如く、キーコードデータは、ヘッダと、データと、ヘッダおよびデータに付されたＥＣＣ（Error Correction Code）から構成されている。このうち、ヘッダには、当該キーコードがどの記録層に対して準備されたものであるかを示す記録層ＩＤ（記録層番号）が含まれている。また、データには、当該記録層のホログラムに多重化されたデータのうち、キーコードが対応付けられている多重化データのデータＩＤとそのキーコードが順番に対となって配置されている。

また、同図（ｂ）に示す如く、主データは、ヘッダと、データと、ヘッダおよびデータに付されたＥＣＣ（Error Correction Code）から構成されている。このうち、ヘッダには、当該データを識別するためのデータＩＤと、当該データにスクランブル処理が施されているかを示すためのセキュリティフラグが含まれている。また、データには当該主データのコンテンツが含まれている。セキュリティフラグがＯＮの場合、データはこれに対応するキーコードによってスクランブルされている。

図１０に、当該構成例の処理フローを示す。

所定の記録層の再生指令が入力されると、たとえばＣＣＤ３０５ａ側の液晶マスク３０６ａが主データ読み取り用のマスクパターンに設定され（Ｓ１０１）、また、ＣＣＤ３０５ｂ側の液晶マスク３０６ｂがキーコード読み取り用のマスクパターンに設定される（Ｓ１１１）。しかる後、液晶マスク３０６ｂを介してＣＣＤ３０５ｂに導かれた散乱光は、ＣＣＤ３０５ｂによって撮像処理され（Ｓ１１２）、ＣＣＤ信号処理回路１１ｂによってデジタルデータに変換され（Ｓ１１３）、メモリ１２に格納される（Ｓ１０４）。これにより、キーコードデータに関するデータがメモリ１２に格納される。

同時に、液晶マスク３０６ａを介してＣＣＤ３０５ａに導かれた散乱光は、ＣＣＤ３０５ａによって撮像処理され（Ｓ１０２）、ＣＣＤ信号処理回路１１ａによってデジタルデータに変換され（Ｓ１０３）、メモリ１２に格納される（Ｓ１０４）。これにより、主データに関するデータがメモリ１２に格納される。

しかる後、ホログラムデコード回路１３は、キーコードに関するデータをメモリ１２から読み出してデコードしＥＣＣ回路１５に送る（Ｓ１１５）。ＥＣＣ回路１５はこれに誤り訂正を施してキーコードを取得し、これをキーコードメモリ１５に格納する（Ｓ１１６）。さらに、主データに関するデータをメモリ１２から読み出してデコードしＥＣＣ回路１５に送る（Ｓ１０５）。ＥＣＣ回路１５はこれに誤り訂正を施して主データを取得し、これをデスクランブル回路１６に送る。

デスクランブル回路１６は、受け取った主データのヘッダを参照して、当該主データにスクランブルが施されているかを判別する（Ｓ１０６）。ここで、スクランブルが施されていれば、当該主データのデータＩＤをもとに、当該主データのキーコードをキーコードメモリ１５から読み出し、このキーコードを用いて主データをデスクランブルする（Ｓ１０７）。そして、スクランブル後の主データを後段回路に送る。他方、当該主データにスクランブルが施されていなければ、デスクランブル回路１６は、ホログラムデコード回路１３から受け取ったデータをそのまま後段回路に送る。

しかして、スクランブルのない主データが後段回路に送られると、後段回路は受け取った主データに再生処理を施す（Ｓ１０８）。そして、この主データが画像データであれば、図示しない表示部に再生画像が表示され、また、音声データであれば、図示しないスピーカから再生音声が出力される。

本実施例によれば、キーコードと主データを同時に読み取ることができるので、キーコードを読み取った後主データを読み取る場合に比べ、主データの再生を迅速に行える。特に、主データが複数の記録層に跨って記録されている場合に、主データの再生を途切れなく円滑に行うことができる。

なお、上記では、ＣＣＤ３０５ｂ側のマスク３０６ｂをキーコード読み取り用のマスクパターンに設定するようにしたが、ＣＣＤ３０５ａ側のマスク３０６ａの方をキーコード読み取り用のマスクパターンに設定するようにしても良い。また、ＣＣＤ３０５ｂをキーコード読み取り用にのみ用いる場合には、液晶マスク３０６ｂを固定マスク（キーコード読み取り用のマスクパターン）とし、ＣＣＤ３０５ａ側の液晶マスク３０６ａのみを液晶コントローラ１０にて駆動するようにしても良い。この場合、図１０のフロー中、Ｓ１１１はスキップされる。かかる構成とすれば、ＣＣＤ３０５ａ側のマスク３０６ａを省略でき、構成の簡素化およびコストの低減を図れる。また、Ｓ１１１をスキップすることで、処理の簡素化を図ることもできる。

上記実施例１では、キーコードによるスクランブル処理により、データのセキュリティを高めるようにしたが、本実施例は、記録データに対するマスクパターンの設定処理により、セキュリティを高めるものである。

図１１に、本実施例の概念図を示す。同図（ａ）は通常のマスクパターン設定処理を示し、同図（ｂ）は本実施例に係るマスクパターン設定処理を示す。

通常のマスクパターン設定処理では、上記図４にて説明した如く、予め準備されたマスクパターン群（原マスクパターン群）のうち何れかが記録データに対し組み合わされ、この組み合わせに関するデータがインデックス層に記録される。再生時には、インデックスデータを参照して、再生対象のデータに組み合わされた原マスクパターンが識別され、この原マスクパターンが液晶マスク３０６ａまたは３０６ｂに設定される。

これに対し、本実施例に係るマスクパターン設定処理では、図１１（ｂ）に示す如く、原マスクパターンをスクランブルするための変換テーブル群をあらかじめ準備し、各データに組み合わされた原マスクパターンを、変換テーブル群中の何れかの変換テーブルでスクランブルし、スクランブル後のスクランブルマスクパターンをインデックスデータに組み込む。再生時には、まず、インデックスデータを参照して再生対象のデータに組み合わされたマスクパターンをスクランブルマスクパターンとして識別する。そして、マスクパターン設定時に用いられた変換テーブルにて、当該スクランブルマスクパターンに対応する原マスクパターンを割り出し、この原マスクパターンを液晶マスク３０６ａまたは３０６ｂに設定する。

本実施例では、マスクパターン設定時に何れの変換テーブルを参照したかが適正に特定されない限り、再生対象のデータに組み合わされた原マスクパターンを液晶マスク３０６ａまたは３０６ｂに設定することはできない。よって、変換テーブルを特定するための情報を適正に管理することにより、記録データのセキュリティを確保することができる。

図１２に、本実施例に係るマスクパターン設定処理を示す。本処理は、たとえば、上記図１０の処理フロー中のＳ１０１およびＳ１１１における液晶マスク設定処理ステップにて用いられ得るものである。この場合、上記図８のＣＰＵ１４には、上記変換テーブル群が予め格納されている。

液晶マスク設定処理が開始されると、まず、変換テーブルの特定が適正になされたかが判別される（Ｓ２０１）。たとえば、各変換テーブルに暗証コードが予め対応づけられている場合など、変換テーブルの特定が予め準備された暗証コード群によってなされる場合、再生装置に入力された暗証コードが予め準備された暗証コード群の何れかに該当するかが判別される。そして、入力された暗証コードが予め準備された暗証コード群の何れかに該当する場合には、変換テーブルが適正に特定されたとし、入力された暗証コードが予め準備された暗証コード群の何れかに該当しない場合には、変換テーブルの特定が不適正であると判別する。なお、この場合、上記図８のＣＰＵ１４には、変換テーブルと暗証コード群との対応関係を規定するテーブルが予め格納されている。

かかるＳ２０１にて、変換テーブルの特定が適正になされたと判別されると、次に、初期動作時に読み出し記憶されたインデックスデータが参照される（Ｓ２０２）。そして、再生対象データのスクランブルマスクパターンがインデックスデータから抽出される（Ｓ２０３）。

しかる後、上記Ｓ２０１にて特定された変換テーブルを用いて、当該スクランブルマスクパターンから原マスクパターンが割り出される（Ｓ２０４）。そして、割り出された原マスクパターンが、当該液晶マスクに設定される（Ｓ２０５）。

本実施例によれば、変換テーブルを特定するための情報（暗証コード）を適正に管理することにより、記録データに対するセキュリティを高めることができる。たとえば、入力された暗証コードが暗証コード群中に存在せず、よって、図１２の処理フロー中のＳ２０１にて変換テーブルの特定がなされなければ、マスクパターンの設定処理は中止され、再生対象データの読み取りは行われない。また、仮に入力された暗証コードが暗証コード群中に存在し、これにより変換テーブルの特定がなされたとしても、この変換テーブルが記憶時に設定されたものと相違していれば、誤ったマスクパターンが液晶マスクに設定されることとなり、再生対象データを適正に読み出すことはできない。つまり、変換テーブルの特定が誤っていると、図１０のＳ１１２〜Ｓ１１６の処理を実行しても、当該記録層のホログラムに多重されたキーデータを適正に読み出すことはできない。よって、当該ホログラムに多重された何れの主データも復調再生することはできない。このように、本実施例によれば、上記図１０の処理フローと相俟って、主データのセキュリティを一層高めることができるようになる。

なお、本実施例は、このように上記図１０の処理フローと共に用いるとより効果的であるが、本実施例のみを用いた場合であっても、比較的高いセキュリティを実現することができる。

本実施例は、複数の多重化データによって一つのファイルが構成されている場合に、上下面両方から２つの多重化データを同時に読み出すことで、当該ファイルの再生を迅速且つ円滑に行うものである。

図１３に多重化データとページの関係を示す。ここで、ページとは、一つのマスクパターンで読み出されるデータ単位である。１つのページは、上記図４で示したように、縦３ビット×横４ビットのブロック領域に区画される。同図では、１ページは１００個のブロック領域に区画されている。各ブロック領域のデータは、再生時、ホログラムデコード回路１３によって順次デコードされる。本実施例では、ブロック毎にアドレスを付し、このブロックアドレスをもとにファイルを管理している。

図１４にインデックス情報のデータ構造を示す。上記の如く、インデックス情報は、特定位置の記録層にホログラムとして記録されている。同図に示す如く、インデックス情報は、アドレステーブルとインデックステーブルとから構成されている。このうち、アドレステーブルは記録層とページとブロックアドレスの関係を規定するものである。同図（ａ）では、第１層目の記憶層には２０個のページデータが多重されている。このうち、第１ページの各ブロックには、図１３の左上のブロックから順に右下のブロックまでブロックアドレス０〜９９が付されている。また、第２ページの各ブロックには、左上のブロックから順に右下のブロックまでブロックアドレス１００〜１９９が付されている。同様に、第２０ページまで順次ブロックアドレスが付され、その結果、第１層には、ブロックアドレス０〜１９９９が割り当てられている。

第１層に続く第２層、第３層、・・・にも同様にしてブロックアドレスが付されており、各記録層の層番号とページ番号およびブロックアドレスがアドレステーブルに規定されている。ここで、ブロックアドレスは、第１層の第１ページから最終層の最終ページまで、一連のアドレスとされている。

なお、同図のページ番号はマスクパターンのパターン番号に対応している。すなわち、ページ番号１にはマスクパターン１が対応し、ページ番号２にはマスクパターン２が対応している。よって、第１層のページ１とページ２を読み出すときには、マスクパターン１とマスクパターン２が上記液晶マスク３０５ａと３０５ｂに設定される。

一方、インデックステーブルは、各ファイルと当該ファイルを構成するデータのブロックアドレスの関係を規定している。たとえば、図１４（ｂ）の場合、ファイル１は、ブロックアドレス０〜８７のデータによって構成され、また、ファイル２は、ブロックアドレス８７〜１５０によって構成されている。所定のファイルを再生する場合、まずインデックステーブルを参照して当該ファイルの開始ブロックアドレスと終了ブロックアドレスを識別する。そして、識別した開始ブロックアドレスから終了ブロックアドレスまでがどのページに含まれているかをアドレステーブルをもとに識別する。

たとえば、図１４（ｂ）に示されたファイル１を再生する場合、ファイル１のデータが記録されているブロックアドレス０〜８７がどの記録層のどのページに含まれているかを、同図（ａ）のアドレステーブルを参照して識別する。このアドレスは、第１層の第１ページに含まれているので、ファイル１を再生する場合には、第１層の第１ページのみが読み取られ、そのうちブロックアドレス０〜８７のデータのみが再生処理される。

また、同図（ｂ）のファイル２を再生する場合、ファイル２のデータが記録されているブロックアドレス８８〜１５０は第１層の第１ページと第２ページに含まれているので、第１層の第１ページと第２ページが読み取られる。このとき、第１ページと第２ページを読み取るためのマスクパターン（パターン１とパターン２）が上記液晶マスク３０５ａと３０５ｂに設定される。読み取られた第１ページと第２ページのデータのうち、ファイル２を構成するブロックアドレス８８〜１５０のデータのみが再生処理される。

次に、本実施例の動作について説明する。まず、図１５に、インデックス情報の読み取り動作時の処理フローを示す。

光カード１００が光再生装置に装着されると、インデックス情報を保持する記録層の位置に光ヘッド２００が位置付けられる。同時に、液晶マスク３０６ａがインデックス情報読み取り用として予め設定されたマスクパターンに設定され（Ｓ２０１）、対応ページの撮像処理が行われる（Ｓ２０２）。撮像処理結果は、ＣＣＤ信号処理回路１１ａによってデジタルデータに変換され（Ｓ２０３）、さらにホログラムデコード回路１３によってデコード処理される（Ｓ２０４）。かかるデコード処理によって再生されたインデックス情報は、ＣＰＵ１４内の内蔵メモリに格納される（Ｓ２０５）。これにより、インデックス情報の読み取り動作が完了する。

次に、ファイル再生動作を図１６の処理フローを参照して説明する。

所定ファイルの再生指令が入力されると、ＣＰＵ１４に格納されたインデックス情報が参照され、当該ファイルの開始ブロックアドレスと終了ブロックアドレスが識別される（Ｓ３０１）。そして、この開始ブロックアドレスと終了ブロックアドレスから、読み取り対象のページが識別され、このうち最初のページを読み取るためのマスクパターンが液晶マスク３０６ａに設定される（Ｓ３０２）。また、読み取り対象のページが２ページ以上あるときには（Ｓ３１１）、２番目のページを読み取るためのマスクパターンが液晶マスク３０６ｂに設定される（Ｓ３１２）。なお、読み取り対象のページが１ページのみのときは（Ｓ３１１）、ＣＣＤ３０５ｂを用いた読み取り処理は終了される。

しかして、液晶マスク３０６ａと３０６ｂにマスクパターンが設定されると、ＣＣＤ３０５ａと３０５ｂによる撮像処理が行われる（Ｓ３０３、Ｓ３１３）。そして、それぞれの撮像結果がＣＣＤ信号処理回路１１ａと１１ｂによってデジタルデータに変換され（Ｓ３０４、Ｓ３１４）、メモリ１２の対応領域にそれぞれ格納される（Ｓ３０５）。しかる後、メモリ１２から当該ファイルを構成するデータのみが順次読み出され、ホログラムデコード回路１３によってデコードされる（Ｓ３０６）。デコードされた再生データは順次後段回路に送られ再生処理される（Ｓ３０７）。

当該ページの再生処理が終了すると、読み取り対象のページが全て再生されたかが判別され（Ｓ３０８）、再生対象のページが残っていればＳ３０１に戻り、上記と同様にして残存ページの読み取り再生処理が実行される。そして、当該ファイルを構成する全てのページの読み取り再生が完了すると、当該ファイルの再生処理が終了する。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、他に種々の変更が可能であることは言うまでもない。

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

実施の形態に係る光カード１００の上面図 実施の形態に係る光カード１００の側面図 実施の形態に係る散乱光とマスクとＣＣＤの関係を示す図 実施の形態に係るホログラムパターン設定処理を示す概念図 実施の形態に係る光ヘッド２００の上面図 実施の形態に係る光ヘッド２００の断面図 実施の形態に係る再生回路の構成を示す図 第１実施例に係る再生回路の構成を示す図 第１実施例に係るキーコードと主データの構造を示す図 第１実施例に係る再生回路の処理フローを示す図 第２実施例に係るマスクパターン設定処理を示す概念図 第２実施例に係るマスクパターン設定処理フローを示す図 第３実施例に係る多重化データとページの関係を示す図 第３実施例に係るインデックス情報の構成を示す図 第３実施例に係るインデックス情報の読み取り処理フロー 第３実施例に係るファイルデータ再生処理フロー

符号の説明

１０ 液晶コントローラ
１４ ＣＰＵ
１６ キーコードメモリ
１７ デスクランブル回路
１００ 光カード
１０１ ホログラム領域
１０４ コア
１０５ クラッド
２００ 光ヘッド

Claims (9)

1. 複数の情報記録層が積層方向に配列されていると共に、前記積層方向に垂直な方向から前記情報記録層にレーザ光が入射されることにより各情報記録層に記録された情報が再生される光記録媒体において、
   前記各情報記録層に配されたホログラム手段と、
   当該ホログラム手段によって散乱されたレーザ光を上下面から外部に出射するための透光手段とを有し、
   前記ホログラム手段は、これに多重化される数種の情報と、これら各情報に組み合わされ前記外部に出射されるレーザ光をマスクするマスクパターンとに基づいて設定されたホログラムパターンを備える、
   ことを特徴とする光記録媒体。
2. 請求項１において、
   前記多重化される情報は、暗号化された主情報と、当該暗号化に用いられたキー情報とを含むことを特徴とする光記録媒体。
3. 請求項１または２において、
   前記情報に組合されるマスクパターンは、予め準備されたマスクパターン群中の何れかが設定され、
   前記記録層のうち予め設定された記録層に、前記多重化された情報とこの情報に組み合わされたマスクパターンとの対応関係を規定するインデックス情報が記録されている、
   ことを特徴とする光記録媒体。
4. 請求項３において、
   前記インデックス情報は、前記マスクパターン群中における各マスクパターンの順位を所定の変換規則に従って並べ替えた後の順位にて、前記組み合わされたマスクパターンを特定する、
   ことを特徴とする光記録媒体。
5. 多重化される数種の情報とこれら各情報に組み合わされるマスクパターンとに基づいて設定されたホログラムパターンを保持する記録層と、この記録層に対してレーザ光を記録層に平行な方向から入射させたときに前記ホログラムパターンによって散乱されたレーザ光を記録層に垂直な２方向から外部に出射させるための透光手段とを有する光記録媒体を再生する光再生装置であって、
   前記記録層にレーザ光を入射させるための光ヘッドと、
   前記記録層に垂直な２方向から外部に出射されたそれぞれの光を受光して読み取りデータを出力する第１および第２の受光処理手段と、
   前記第１および第２の受光処理手段からの読み取りデータを復調処理する復調処理手段と、
   前記第１および第２の受光処理手段と前記光記録媒体との間に介在すると共にそのマスクパターンが変更可能な第１および第２のマスク手段と、
   前記第１および第２のマスク手段のマスクパターンを再生対象の情報に対応したマスクパターンに設定するマスクパターン設定手段と、
   を有することを特徴とする光再生装置。
6. 請求項５において、
   前記多重化される情報は、暗号化された主情報と、当該暗号化に用いられたキー情報とを含み、
   前記マスクパターン設定手段は、第１のマスク手段を主情報の読み取りのためのマスクパターンに設定すると共に、第２のマスク手段をキー情報読み取りのためのマスクパターンに設定し、
   前記復調処理手段は、前記第１の受光処理手段からの主情報読み取りデータを、前記第２の受光処理手段からのキー情報読み取りデータを用いて復号する手段を含む、
   ことを特徴とする光再生装置。
7. 請求項１または２において、
   前記情報に組合されるマスクパターンが予め準備されたマスクパターン群中の何れかであって、前記光記録媒体の記録層のうち予め設定された記録層に、前記多重化された情報とこの情報に組み合わされたマスクパターンとの対応関係を規定するインデックス情報が記録されている場合、
   前記マスクパターン設定手段は、当該インデックス情報に基づいて、再生対象情報のマスクパターンを第１または第２のマスク手段に設定する、
   ことを特徴とする光再生装置。
8. 請求項７において、
   前記インデックス情報が、前記マスクパターン群中における各マスクパターンの順位を所定の変換規則に従って並べ替えた後の順位にて、前記組み合わされたマスクパターンを特定するものである場合、
   前記マスクパターン設定手段は、再生対象情報のマスクパターンとしてインデックス情報から取得したマスクパターンの順位を前記変換規則に従って元の順位に逆変換し、これにより得られた順位のマスクパターンを当該再生対象情報のマスクパターンとして前記第１または第２のマスク手段に設定する、
   ことを特徴とする光再生装置。
9. 請求項５において、
   一つのファイルが複数の多重化データから構成されているかを判別するファイル判別手段と、
   前記ファイル判別手段の判別手段に基づいて、前記第１および第２の受光処理手段と前記マスクパターン設定手段を制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   一つのファイルが複数の多重化データから構成されているとき、対応するマスクパターンを前記第１および第２のマスク手段に設定するようマスクパターン設定手段を制御するとともに、前記第１および第２の受光処理手段に処理動作を実行せしめ、
   一つのファイルが一つの多重化データから構成されているとき、対応するマスクパターンを前記第１および第２のマスク手段の何れかに設定するようマスクパターン設定手段を制御するとともに、前記第１および第２の受光処理手段のうちマスクパターンが設定された方のマスク手段からの光を受光する受光処理手段に処理動作を実行せしめる、
   ことを特徴とする光再生装置。
   

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