JP2006201467A - ホログラム記録再生装置、その記録方法、再生方法およびホログラム記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】ホログラム記録再生装置に関し、アドレス情報を記録した領域の面積を減らし、ユーザデータの記録容量を増加させることを課題とする。
【解決手段】ホログラム記録媒体に、その媒体の物理アドレスを特定してユーザデータを書き込む記録部と、指定された物理アドレスの位置に記録されたページデータを読み出す再生部とを備え、前記ホログラム記録媒体が、アドレス層と、アドレス層に隣接して積層された記録層とからなり、物理アドレスは、第１物理アドレスと第２物理アドレスとから構成される。アドレス層には、各ページ群を特定する第１物理アドレスが予め固定記録され、記録層には、各ページデータを構成する複数のセクタごとに、そのセクタを特定する第２物理アドレスとユーザデータとが記録され、記録部は、第２物理アドレスを、その第２物理アドレスによって特定されるセクタの位置に、ユーザデータとともに書き込むことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

この発明は、ホログラム記録再生装置に関し、特に、ホログラム記録媒体上の記録位置を示すアドレス情報の記録構造を工夫して高密度化を実現するホログラム記録再生装置や、さらにはその記録方法，再生方法およびホログラム記録媒体に関する。

従来から大容量の情報を記録することが可能な可搬型の媒体として光磁気記録媒体や光ディスクが用いられている。たとえば、ＭＯ，ＭＤ，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷなどが代表的なものである。また、さらなる大容量の記録媒体を実現する技術として、近年、「ホログラム記録再生技術」が注目されている。これは、ホログラムによって複数の情報を同一の領域に多重化して記録する技術である。

ホログラム記録媒体は、反射層，第１透明基板，ホログラム記録材料を含む記録層、第２透明基板を積層した構造をしている（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第ＷＯ９９／４４１９５号パンフレット

ホログラム記録媒体における情報の記録は、情報を担持する情報光と記録用参照光をレーザ光により生成し、これらの光を第２透明基板側から媒体に照射し、記録用参照光と反射層で反射された情報光とを記録層において重ね合わせ、これらの光の干渉により生じる干渉縞パターンを記録層に書込むことにより実現される。一方、再生照明光を第２透明基板側から干渉縞パターンが書込まれた記録層に照射すると、この光が干渉縞パターンによって回折されることにより再生光が生成される。そして、第２透明基板を透過した再生光を基にして情報が再生される。

このようなホログラム記録媒体では、ページ記録と多重化記録という２つの特徴を有している。「ページ記録」とは、媒体上に記録する最小単位が、従来の光ディスクのように１ビットから数ビット程度ではなく、多数ビットから構成された１ページである記録をいう。１つのページの中に、たとえば、１万ビットや１００万ビットという情報が記録され、この単位で情報の記録と再生が行われる。
また、従来の光ディスクや磁気ディスクでは、記録の最小単位は「ピット」であり、この「１ピット」は、１ビットのデータあるいは数ビットのデータに対応しており、一般に、一次元的に配置された情報としてディスクに記録されている（図８参照）。
一方、ホログラム記録媒体では、最小単位である１ページの中に多数のビットが含まれ、２次元的な領域の中に、多数の情報が記録される（図９参照）。

「多重化記録」とは、同一の領域内に、複数のデータを重ねて記録することを意味する。従来の光ディスクや磁気ディスクでは、１つの記録領域には、１つのデータしか記録できず、記録の最小単位が同一領域に重ねて記録されることはなかった。
一方、ホログラム記録媒体では、上記したように干渉縞パターンとして情報を記録するので、図９に示すように、２次元のページデータを同一領域に重ねて記録できる。

このような従来の媒体では、ユーザが作成したデータを記録する領域（データ領域）と、媒体上の記録位置を特定するためのアドレス情報を記録する領域とがあり、このアドレス情報を検出することにより、所望のデータ領域を特定し、データの記録または再生を行っている。
また、ユーザデータを記録再生する物理的な最小単位領域は「セクタ」と呼ばれ、このセクタごとに物理アドレスが割り当てられている。物理アドレスは一般的に媒体上に凹凸ピットやウォブルパターンを形成し、予めプリピットとして作成されている。
アドレス情報には、物理的な記録位置を特定する情報の他に、フォーカスサーボやトラッキングサーボを行うためのサーボ情報や同期をとるための情報があり、これらもプリピットとして記録されている。

図１０に示すように、１層タイプの従来の光ディスクやホログラム媒体では、アドレス情報を記録したアドレス領域とユーザデータを記録したデータ領域とが交互に配置されている。この場合、媒体の記録容量を高めるためには、データ領域の占める割合を大きくし、アドレス領域の占める割合を小さくする必要がある。
また、図１０の２層タイプの媒体では、アドレス領域とデータ領域とを別の層に分けて層方向に重ねることができるので、１つのデータ領域に対して付与されたアドレス領域の面積が小さい場合には、媒体の表面全体をユーザデータの記録領域として使用でき、１層タイプの媒体よりもフォーマット効率が高く、ユーザデータの記録容量を向上させることができる。

しかし、ホログラム記録媒体の場合は、ユーザデータを多重化して記録することが可能であるために大容量化が実現できるが、アドレス領域の占める面積とデータ領域の占める面積の割合が逆転し、アドレス領域の占める割合の方が大きくなりユーザデータのさらなる大容量化をすることができない。

また、記録および再生に用いる光ビームのビームスポットサイズは、記録されるデータの最小単位の大きさとほぼ同等であり、アドレス情報を読み取る場合も同じサイズのビームスポットが用いられる。
図１１に、従来の光ディスクおよびホログラム記録媒体のビームスポットのサイズの説明図を示す。
まず、従来の光ディスクでは、記録されるデータの最小単位は１ビットから数ビットであり、アドレス情報の最小単位は１ビット程度であるので、これらの情報を再生するために用いられるビームスポットとしては、現在、１ビットのデータを読み取ることができる程度の直径０．４μｍ程度のものが用いられている。

一方、１層タイプのホログラム記録媒体では、１ページあたり１メガビット程度のデータ情報を記録できるが、そのビームスポットは直径が４μｍ程度とかなり大きい。また、このホログラム記録媒体では、プリピットのアドレス情報を読み取るためにも、直径４μｍ程度のビームが用いられる。したがって、ホログラム記録媒体では、同じユーザデータのデータ量に対して、従来の光ディスクよりも占有面積を小さくできても、アドレス情報を記録した領域は小さくすることはできず、その結果、アドレス領域の占める面積は相対的に大きくなる。

すなわち、ホログラム記録媒体では、図１０に示すように、データ領域よりも、アドレス領域の占める面積が大きくなる場合もあり、２層タイプの媒体にしても、アドレス領域の占める面積が大きいために、ユーザデータの記録容量を増加させることができない。
また、ホログラム記録媒体において、光ビームをアドレス情報の最小単位（１ビット）に対応させ、データ領域の記録再生に用いるビームスポットのサイズとアドレス領域の読み出しに用いるビームスポットのサイズを異ならせることも考えられる。
しかし、現在の技術では、アドレス情報を読み出すビームスポットの最小サイズは０．４μｍ程度であり、これ以上小さな単位のアドレス情報を読み出すことはできない。

たとえば、ホログラム記憶媒体の１ページの１辺のサイズを２００μｍとし、図９に示すように多重化する際に、２０μｍずつシフトしたとする。ここで、１ページ当たりに記憶されるデータ容量を１００Ｋバイトとし、１セクタごとの容量を２Ｋバイトとすると、１ページは５０セクタ（２Ｋバイト×５０）から構成される。この場合、１層タイプでも２層タイプでも同様に、シフトされた領域（２０μｍ×２０μｍ）の中に、１ページ分のデータ（２Ｋバイト×５０）のアドレス情報を書き込む必要がある。
たとえば、１セクタ当たりのアドレス情報を記録するのに必要なビット数を２０ビットと仮定したとすると、シフトする２０μｍの幅の中に、５０セクタ分のアドレス情報（２０×５０＝１０００ビット）を書き込む必要があり、単純計算で１ビットあたりのサイズは０．０２μｍ（＝２０μｍ／１０００ビット）とする必要がある。

したがって、このようなホログラム記録媒体のアドレス情報を読みとるためには、直径０．０２μｍ程度のプリピットデータを読みとることのできる再生用ビームスポットを用いることが必要となる。

以上のように、従来のホログラム記録媒体では、ユーザデータそのものの記録密度を向上させて大容量化を実現できるが、ユーザデータの記録位置を特定するためのアドレス情報を記録したアドレス領域の記録密度を高めることができず、図１０に示すようにデータ領域よりもアドレス領域の面積が支配的となり、媒体全体の記録容量の増加がさまたげられるという問題があった。

そこで、この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、物理アドレスの構成を工夫することにより、アドレス領域の占有面積を減少させて、ユーザデータの記録容量を向上させることのできるホログラム記録再生装置を提供することを課題とする。

この発明は、１のページ群を構成する複数のページデータを同一領域に多重記録することが可能なホログラム記録媒体の物理アドレスを特定して、ユーザデータを前記物理アドレスに書き込む記録部と、指定された物理アドレスの位置に記録されたページデータを読み出す再生部とを備え、前記ホログラム記録媒体はアドレス領域と記録領域を有し、前記物理アドレスは、第１物理アドレスと第２物理アドレスとから構成され、前記アドレス領域には、各ページ群を特定する第１物理アドレスが予め固定記録され、前記記録領域には、各ページデータを構成する複数の記録単位領域ごとに、その記録単位領域を特定する第２物理アドレスとユーザデータとが記録され、前記記録部は、前記第２物理アドレスを、その第２物理アドレスによって特定される記録単位領域の位置に、ユーザデータとともに書き込むことを特徴とするホログラム記録再生装置を提供するものである。
これによれば、物理アドレスを記録する面積を減らして、ユーザデータの記録容量を増加させることができる。
以下の実施例および図１では、上記アドレス領域はアドレス層に対応し、上記記録領域は記録層に対応する。

また、書き込みユーザデータ、あるいは読み出しユーザデータを特定する論理アドレスを受信する受信部と、受信した論理アドレスを、第１物理アドレスと第２物理アドレスとからなる前記物理アドレスに変換するアドレス変換部とをさらに備えてもよい。
さらに、前記第１物理アドレスが固定記録されたアドレス領域の物理的位置と、その第１物理アドレスによって特定されるページ群のページデータが多重記録された記録領域の物理的位置とが、記録領域の面内に垂直な方向に見て同一の領域でないことを特徴とするホログラム記録再生装置を提供するものである。
すなわち、第１物理アドレスの記録位置とその第１物理アドレスによって特定されるページ群の記録位置とをずらしているので、記録再生の処理時間を短縮することができる。

また、この発明は、ユーザデータと、そのユーザデータを書き込むべき論理アドレスを受信し、受信した前記論理アドレスを、その論理アドレスに対応づけられた第１物理アドレスと第２物理アドレスに変換し、前記ユーザデータと前記第２物理アドレスを含む書込データを生成し、前記第１物理アドレスによって特定されるページ群を記録すべきホログラム記録媒体上の物理的な位置を検出し、前記書込データが、前記ページ群に含まれるページデータの中であってかつ前記第２物理アドレスによって特定される記録単位領域に記録されるように、前記検出された位置に、前記書込データを含むページデータを書き込むことを特徴とするホログラム記録再生装置の記録方法を提供するものである。

さらに、この発明は、ユーザデータを読み出すべき論理アドレスを受信し、受信した前記論理アドレスを、その論理アドレスに対応づけられた第１物理アドレスと第２物理アドレスに変換し、前記第１物理アドレスによって特定されるページ群が記録されているホログラム記録媒体上の物理的な位置を検出し、前記検出された位置に記録されたページ群に含まれるページデータの中であって、前記第２物理アドレスによって特定される記録単位領域に記録されたユーザデータが再生されるように、そのユーザデータが属するページデータを読み出すことを特徴とするホログラム記録再生装置の再生方法を提供するものである。

また、この発明は、前記のホログラム記録再生装置によってデータの記録およびデータの再生が実行されるホログラム記録媒体であって、前記第２物理アドレスが、ユーザデータが記録された記録単位領域ごとに、書き込まれていることを特徴とするホログラム記録媒体を提供するものである。

この発明のホログラム記録装置は、記録部および再生部を備えるが、媒体にユーザデータをホログラムとして記録し、ホログラムとして記録されたユーザデータを再生するために、レーザ光を媒体を照射する構成と、媒体からの反射光を検出する構成を備える。すなわち、記録部および再生部は、光源，コリメートレンズ，ビームスプリッタ，プリズム，対物レンズ，レンズアクチュエータ，光検出器，光空間変調器，ビームエキスパンダー，リレーレンズ，波長板，位相変調器などの光学系部品を含む。

さらに、パソコンなどの上位装置からの書込み要求や読み出し要求を受信し、記録再生の結果情報をパソコン等へ送信するための通信機能ブロックを有する。
通信機能ブロックは、送信部，受信部，アドレス変換部などからなり、これらの各部の機能は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／ＯインタフェースなどからなるマイクロコンピュータやＤＳＰにより実現される。また、記録時や再生時に行われる種々の処理は、ＲＯＭ等に記憶された制御プログラムに基づいて、ＣＰＵが必要なハードウェアを動作させることにより実現される。

この発明によれば、媒体の物理アドレスを２つに分け、ページ群を特定する第１物理アドレスをアドレス層に固定記録し、記録単位領域を特定する第２物理アドレスを記録層に記録しているので、アドレス情報が記録された領域の面積を従来よりも少なくし、媒体に記録されるユーザデータの記録容量を増加させることができる。

以下、図に示す実施例に基づいて本発明を詳述する。なお、本発明はこれによって限定されるものではない。
図１に、この発明のホログラム記録媒体の一実施例の構成図を示す。
図１（ａ）は媒体の断面図であるが、この発明のホログラム記録媒体は、少なくとも基板１０上に、アドレス層１１と記録層１２とを積層した構造を持つ。記録または再生のために、記録用または再生用のレーザ光を記録層１２の上から照射する。基板１０とアドレス層１１との境界がレーザ光の反射面となり、照射されたレーザ光は、反射面で反射され記録層１２から上方に出射され、出射された光の成分を検出することによりアドレス情報およびユーザデータを再生することができる。

アドレス層１１は、予め固定的にアドレス情報が記録された層であり、たとえば、物理的な凹凸によって形成されたピットパターンや、壁面が一定周期で蛇行したウォブルパターンを用いてアドレス情報が予め記録された層である。
図１（ｂ）は、媒体を上方向から見た平面図であり、一実施例としてアドレス層１１の中に、アドレス情報が記録されたアドレス領域１５がいくつか同一方向に形成されている状態を示している。
図１（ｃ）は、アドレス情報がウォブルで形成された例を示したものであり、一定長さの１つのウォブルパターンによって、１つのアドレス（たとえばAddress１）が特定される。このアドレス層１１に固定記録された１つのアドレスは、後述する第１物理アドレス（ＰＡ１）に相当し、ページ群を特定するアドレスである。

ページ群とは、１つの記録領域に多重記録される複数ページの総称であり、１つのページ群には、１つの第１物理アドレス（ＰＡ１）が付与される。たとえば、１０ページからなるページデータが同一の領域に多重記録されている場合、１０ページ分で１つのページ群を構成し、その１０個のページデータの第１物理アドレスは、同一となる。
記録層１２は、ユーザデータをページ単位で多重記録した層であり、後述するように、第２物理アドレス（ＰＡ２）も記録した層である。

図２に、この発明のホログラム記録媒体に対して記録再生するホログラム記録再生装置の概略構成図を示す。ここでは、媒体にすでに記録されたデータを再生する場合を示している。
図２（ａ）に示すように、ホログラム記録再生装置は主として、光源２０，レーザ光を分離するビームスプリッタ２１，対物レンズ２２と、光検出器２３とからなる。
光源２０から出射されたレーザ光２４は、対物レンズ２２を介して、記録層１２とアドレス層１１に照射され、反射面で反射された後、アドレス情報１７やユーザデータ１６を含む再生光２５として上方に向かい光検出部２３によって検出される。このとき、図２（ｂ）に示すように、アドレス層１１に照射されるレーザ光の領域１７は、記録層１２に照射されるレーザ光の領域１６よりも小さい面積となる。
記録層１２の領域１６に含まれた２次元的なユーザデータが光検出器２３で検出され再生されるが、この領域１６に含まれるページ群を構成する多重記録されたページデータのうち、１つのページのみが照射されたレーザ光によって選択され、この選択された１つのページデータのみが再生される。一方、アドレスとしては、領域１７の中に記録されていた第１物理アドレス（ＰＡ１）が再生される。

図２（ｃ）に、第１物理アドレスと、記録されたページデータとの位置関係の概略を説明した図を示す。ここでは、第１物理アドレスＰＡ１を、ＡＤ１，ＡＤ２，……，ＡＤ_n+1と表している。
１つの第１物理アドレス（ＡＤ１，ＡＤ２……ＡＤｎ）が記録された領域の上方に、多重化されたページデータが記録され、この多重化されたページデータは、１つのページ群（１，２……ｎ）を構成し、１つのページ群は、第１物理アドレス（ＰＡ１）により特定される。

図２（ｃ）は、第１物理アドレスの物理的な記録位置と、それによって特定されるページ群を記録する物理的な位置とが１アドレス分だけずれている場合を示している。すなわち、アドレス層における第１物理アドレスの記録位置と、記録層におけるその第１物理アドレスによって特定されるページ群の記録位置とは、記録層の面内に垂直な方向に見て同一の領域にないように配置する。たとえば、第１物理アドレスＡＤ１は、アドレスＡＤ２の上方に記録されたページ群１を特定するアドレスであり、第１物理アドレスＡＤ２は、その隣のアドレスＡＤ３の上方に記録されたページ群２を特定するアドレスである。

このように第１物理アドレスＰＡ１とそのアドレスが特定するページ群の記録位置とをずらしているのは、第１物理アドレスを再生した後に、すぐにそのアドレスに対応づけられたページ群のデータを書き込むことができるようにし、記録再生の処理時間を短縮するためである。ただし、第１物理アドレスの記録位置と、そのアドレスによって特定されるページ群のページデータの記録位置を垂直方向に見て同一の領域としてもよい。

図３に、この発明で利用する物理アドレスの構成の説明図を示す。
物理アドレス（以下、ＰＡと呼ぶ）とは、媒体上に記録される最小単位の領域（これをセクタと呼ぶ）を特定するための情報である。
たとえば物理アドレスＰＡ＝１００番地として再生アドレスが指定されたとすると、１００という番地が予め付与されたセクタに記録された一群のデータが読み出される。
この発明では、この物理アドレスＰＡを書き方が異なるアドレスにより分割して管理することを特徴とする。例えば、記録媒体に事前に書き込まれているプリピット系の情報と追記可能なホログラムのデータ情報の２つに分けて管理することを特徴とする。
図３に示すように、１つがアドレス層１１に固定記録される第１物理アドレス（ＰＡ１）であり、これはページ群を特定するアドレスとして用いられる。

もう１つが、記録層１２に記録される第２物理アドレス（ＰＡ２）であり、セクタを特定するアドレスである。このアドレスは、予め固定記録される情報ではなく、ユーザデータと同様の方法により、ユーザデータの記録時に記録層１２の特定の領域に書き込まれる情報である。すなわち、１つの物理アドレスＰＡは、２つのアドレス情報ＰＡ１とＰＡ２によって特定される。

図４に、この発明のページ群，ページデータおよびセクタの関係の説明図を示す。ここでは、説明を簡単にするために、１つのページ群が１０ページのページデータからなり、１つのページデータが１０セクタからなるものとして説明する。ただし、現実に使用される媒体では、この数値関係に必ずしも固定されるものではなく、設計仕様等により適切な数値関係が選択される。

まず、１つのページ群は、アドレス層１１に記録された第１物理アドレスＰＡ１により特定され、１０ページ分のページデータが、この第１物理アドレスＰＡ１で示された同一の記録領域に記録される。すなわち、１０個のページデータは、同一の第１物理アドレスＰＡ１が付与されていることになる。１つのページデータは、データの最小記録単位領域であるセクタに分けられ、ここでは１０個のセクタ（Ｓ１，……Ｓ１０）から構成されている。
１つのセクタには、ユーザデータ（ＵＤ）が記録されるが、この発明では、第２物理アドレス（ＰＡ２）も、記録される。すなわち、各セクタごとに、セクタを特定するための情報（ＰＡ２）が記録される。

たとえば、１セクタが２０００バイトのデータを記録できる領域であったとすると、１０個のセクタを区別するためには、４ビットの情報だけを使用すればよいので、２０００バイトのうち、４ビットだけ第２物理アドレスのために使用することになる。このとき、２０００バイトから４ビットを引いた残りの領域がユーザデータの記録のために使用可能な領域となるが、ユーザデータを記録する領域はわずか４ビット減るだけであるので、記録容量の減少に大きな影響を与えることはない。
また、たとえば１ページデータが数１０００個のセクタから構成されたとしても、第２物理アドレスに使用されるビット数は高々１０ビットであるので、記録されるユーザデータの記録容量に与える影響は小さい。

一方、１０ページのページデータにより１つのページ群が構成されているとすると、ページ群を特定する第１物理アドレスＰＡ１は、たとえば２０ビット程度の情報で表すことができる。このアドレスＰＡ１をアドレス層に固定記録する幅は４０μｍ（２μｍ／ｂｉｔ×２０ｂｉｔ）程度でよいので、アドレス層の上方に記録されるページデータの幅（たとえば２００μｍ（２０μｍ／ｓｈｉｆｔ×１０ｓｈｉｆｔ）程度）よりも、十分に小さくすることができる。したがって、アドレスＰＡ１の記録領域が媒体全体の記録容量を決定する要因となることはなく、記録容量はユーザデータが記録されるページ群のデータ記録面積によって決定づけられると言うことができる。言いかえれば、この発明では、図２（ｃ）に示すように、ユーザデータの記録容量は記録層の記録面積によって決定され、いわゆるフォーマット効率を１００％に近くすることが可能である。
また、各セクタに記録される第２物理アドレスＰＡ２は、１つのページ群内において固有の異なる情報を付与すればよく、ページ群が異なれば、同一の情報を付与してもよい。

図５に、この発明の物理アドレスの付与方法の具体例の説明図を示す。図５の物理アドレスやセクタの数値は一例を示したものであり、実際の媒体で使用する数値がこれに限定されるものではない。
この発明のホログラム記録媒体は、専用の記録再生装置に装着され、記録再生装置に接続されたパソコンＰＣ等からのデータの読出し命令や書込み命令を受けて、媒体にすでに記録されたデータの読出しや新たなデータの書込みが行われる。この記録再生装置とパソコン等との間のデータ通信は、現在利用されているＣＤやＤＶＤなどの記憶再生装置とパソコン間のデータ通信とほぼ同様の処理により実現される。

パソコンＰＣから送信されるデータの読出し命令や書込み命令には、媒体上の読出す位置や書込む位置を特定するための「論理アドレス（ＬＡ）」が指定される。論理アドレスＬＡは、パソコンＰＣ側から見た媒体上の記録位置を特定する情報であり、媒体内に実際に付与された物理アドレスＰＡとは異なるので、記録再生装置では、論理アドレスＬＡを物理アドレスＰＡに変換する処理、逆に、物理アドレスＰＡを論理アドレスＬＡに変換する処理が行われる。このようなアドレス変換処理は、記録再生装置のＲＯＭ等に予め格納された制御プログラムによって行われる。
このアドレス変換処理は、予め定義された簡単な四則演算で可能であるが、媒体の設計仕様（たとえば多重化するページの数や１ページあたりのセクタ数など）や記録再生装置の性能等により異なるので、一の数式では表すことはできない。
以下に説明するアドレス付与方法の各数値や変換処理の内容は一例を示したものであり、これに限定されるものではない。

この発明では、パソコンから与えられた論理アドレス（ＬＡ）は、アドレス変換処理により、２つの物理アドレス（ＰＡ１，ＰＡ２）に変換される。すなわち、ページ群を特定する第１物理アドレスＰＡ１とそのページ群内に存在するセクタを特定する第２物理アドレスＰＡ２に変換される。

図５において、パソコンＰＣから「論理アドレスＬＡが２３５であるセクタに記録されているデータを読み出せ」という読出し命令が、記録再生装置に送信されたとする。この場合、記録再生装置のアドレス変換部は、論理アドレスＬＡ＝２３５から、第１物理アドレスＰＡ１＝２と、第２物理アドレスＰＡ２＝３５を生成する。このようなアドレス変換が行われる前提として、媒体の物理アドレスの構成は、図５のように予め決められているものとする。
各ページ群に対して、０，１，２，……というように連続した整数の第１物理アドレス（ＰＡ１）が付与されており、１つのページ群が１０ページのページデータから構成されるものとし、１つのページは１０個のセクタから構成され、１ページ目の先頭のセクタから順にセクタの番号が付与されているものとする。

たとえば、ページ群２には、第１物理アドレスＰＡ１として２が付与され、このページ群の第１ページ目の１０個のセクタには、セクタを特定するアドレス番号として２００〜２０９がそれぞれ付与される。
同様に、同じページ群の第２ページ目の１０個のセクタは２１０〜２１９、第３ページ目の１０個のセクタには２２０〜２２９、第４ページ目の１０個のセクタには２３０〜２３９のアドレスがそれぞれ付与される。
ここで、４ページ目に注目すると、その第１セクタのセクタ番号は２３０であり、以下セクタごとに連番が付与され、第６セクタのセクタ番号は２３５、最後の第１０セクタのセクタ番号は２３９となる。

この実施例では、セクタを特定するアドレスのうち下２けた（００〜９９）が、第２物理アドレスＰＡ２に対応する。また、第１物理アドレスＰＡ１＝２は、アドレス層１に固定記録された情報であるが、第２物理アドレスＰＡ２＝３５は、ユーザデータと同様の方法でホログラムデータとして、記録層１２に書き込まれた情報である。
たとえば、各セクタの先頭の数ビット分の領域に、この第２物理アドレスＰＡ２が書き込まれる。ＰＡ２＝３５の場合は、４ページ目の第６番目のセクタに、３５という数値が記録される。

この第２物理アドレスＰＡ２は、媒体が製造された段階では各セクタにはまだ記録されていないが、パソコンＰＣからあるセクタに対する書き込み命令が最初にあったときに、ユーザデータとともにそのセクタに書込まれる。
また、製造された段階の状態でまだ一度もデータの書き込みが行われていない初期媒体では、第２物理アドレスも書き込まれていないので、データの読出し命令があってもエラーとなる。

以上が、この発明の物理アドレスＰＡの付与方法の具体例である。
このように物理アドレスＰＡを２つに分け、１つ（ＰＡ１）はページ群を特定する固定記録されたアドレスとして使用し、もう１つ（ＰＡ２）は、ユーザデータを記録する最小記録単位領域であるセクタを特定するホログラム記録されたアドレスとして使用しているので、アドレス層に固定記録するアドレスの情報量を少なくすることができる。したがって、アドレス情報の記録のために利用する領域の面積が小さくなるので、アドレス情報が媒体の記憶容量を決定つける要因とはならない。
また、ホログラム記録される第２物理アドレスの情報量は、同じくホログラム記録されるユーザデータの情報量に比べて非常に少ないので、ほとんどユーザデータの記録容量を減少させる要因とはならない。
さらに、ホログラム記録媒体の記録層に記録されるユーザデータの記録領域の面積が媒体の記憶容量を決定づける要因となり、アドレス情報はその要因にはほとんどならないので、媒体のフォーマット効率を高めることができ、媒体全体としての記憶容量を高めることができる。

次に、この発明の記録再生装置における記録処理と再生処理の一実施例について説明する。
＜記録処理＞
図６に、この発明の記録再生装置の記録処理の一実施例のフローチャートを示す。
まず、ステップＳ１において、記録再生装置は、パソコンＰＣからデータ書込み要求を受信し、その要求の中に含まれる論理アドレスＬＡとユーザデータＷＵＤを受信する。受信されたユーザデータＷＵＤを、論理アドレスＬＡと対応づけられた媒体の物理的な位置に記録するために以下の処理が行われる。

ステップＳ２において、アドレス変換を行う。ここで、受信された論理アドレスＬＡに対して、アドレス変換のための所定の演算が行われ、第１物理アドレスＰＡ１と、第２物理アドレスＰＡ２とが生成される。これにより、ユーザデータを書き込むべき物理的な位置が確定する。すなわち、どのページ群の何ページ目のどのセクタに書き込むかが特定される。

ステップＳ３において、書き込まれるページデータＷＤが生成される。ページデータＷＤの中には、ユーザデータＷＵＤをエンコードして書き込む形式に変換したデータと、そのデータが書き込まれるセクタのアドレスを特定した第２物理アドレスＰＡ２とが含まれる。
ステップＳ４において、生成された第１物理アドレスＰＡ１が割り当てられているページ群の媒体上の物理的な位置を検出する。この第１物理アドレスＰＡ１は、媒体のアドレス層１１に固定的に記録されているので、ＰＡ１に対応する記録パターン（ピットまたはウォブル）を探す。

ステップＳ５において、目標アドレスと第１物理アドレスＰＡ１が一致したことを確認し、記録用のビーム光が第１物理アドレスＰＡ１の位置に照射できるようになるまで、このステップＳ４の処理を繰り返す。
ステップＳ５において、第１物理アドレスＰＡ１の位置が検出されると、ステップＳ６へ進み、ユーザデータＷＵＤが第２物理アドレスＰＡ２に対応するセクタの位置に書かれるように、ページデータＷＤを書き込むための記録用ビームを照射する。このとき、第２物理アドレスＰＡ２によって特定されるセクタには、第２物理アドレスＰＡ２とユーザデータＷＵＤに相当するデータが書き込まれる。
ステップＳ７において、パソコンＰＣに対して、書込み終了通知を送信し、記録処理を終了する。

＜再生処理＞
図７に、この発明の記録再生装置の再生処理の一実施例のフローチャートを示す。
まず、ステップＳ１１において、パソコンＰＣからデータ読み出し要求を受信し、その要求の中に含まれる論理アドレスＬＡを受信する。
ステップＳ１２において、アドレス変換を行う。ここで、論理アドレスＬＡに対して、アドレス変換のための所定の演算が行われ、第１物理アドレスＰＡ１と第２物理アドレスＰＡ２とが生成される。
ステップＳ１３において、生成された第１物理アドレスＰＡ１によって特定されるページ群の媒体上の物理的な位置を検出する。媒体のアドレス層に固定記録されたアドレス情報を順次調べながら、ステップＳ１４において、再生用ビーム光が第１物理アドレスＰＡ１の位置に照射できるようになるまで、このステップＳ１３を繰り返す。

ステップＳ１４において、第１物理アドレスＰＡ１が検出されると、ステップＳ１５へ進み、第２物理アドレスＰＡ２で指定された位置に対応するセクタ内に記録されているデータＲＤを読み出す。このとき、ＰＡ１で特定されたページ群のページデータを順次読み出し、一時記憶した後、そのページデータの中の各セクタにすでに記録されている第２論理アドレスＰＡ２を取得して、ステップＳ１２で得られた第２論理アドレスＰＡ２と比較する処理を行う。この比較により、２つの第２論理アドレスが一致しなければ、次のセクタを調査し、一致すれば、その一致したセクタ内のデータが読み出される。
ステップＳ１６において、読み出したデータＲＤをデコードし、ユーザデータＵＲＤを生成する。
ステップＳ１７において、パソコンＰＣへ、生成したユーザデータＲＵＤを送信し、再生処理を終了する。

図５に示した具体例を用いて再生処理を説明すると、まずパソコンＰＣから与えられた論理アドレスＬＡ＝２３５から、第１物理アドレスＰＡ１＝２と、第２物理アドレスＰＡ２＝３５が算出される（ステップＳ１２）。これにより、再生すべきデータは、ページ群２の中にあり、そのページ群の中の第４ページ目の第６セクタであることがわかる。そこで、媒体のアドレス層に固定記録されたアドレス情報を調べて再生するページ群２の位置を検出し（ステップＳ１３）、第４ページを再生するようにビーム光を照射し、反射してきた再生光を検出する。検出された再生光をデコードすると第４ページのページデータがすべて含まれているが、予め決められているセクタごとに記録された第２物理アドレスを確認していくことで、所望のＰＡ２＝３５に対応する第６セクタの位置を検出する。そして、その位置に記録されたユーザデータＲＵＤを取得し（ステップＳ１５，Ｓ１６）、パソコンＰＣへユーザデータを送信する（ステップＳ１７）。

なお、上述の実施例においては、各セクタに第２物理アドレスを付与する構成としたが、ページの先頭に第２物理アドレスを示すインデクスを付与する構成としてもよい。この構成により、データの読み込み又は書き込みの対象となるページが所望のアドレスのページであるか否かの判定に要する時間を短縮することが可能となる。また、各セクタに記録される第２物理アドレスＰＡ２を、１つのページ内において固有の異なる情報を付与する構成としてもよい。
また、１つの第１物理アドレスに対する第２物理アドレスは、複数のアドレスで構成される場合も含む。例えば、１つの第１物理アドレスに対する第２物理アドレスを、ページを特定するアドレスと、セクタを特定するアドレスとを含んで構成してもよい。

この発明のホログラム記録媒体の一実施例の構成図である。 この発明の記録再生装置の概略構成と記録再生媒体の再生動作の概略説明図である。 この発明で利用する物理アドレスの説明図である。 この発明のページ群，ページデータおよびセクタの関係の説明図である。 この発明の記録媒体の物理アドレスの付与方法の具体例の説明図である。 この発明の記録再生装置のデータの記録処理のフローチャートである。 この発明の記録再生装置のデータの再生処理のフローチャートである。 従来の光ディスクの記録構造の説明図である。 従来のホログラム記録媒体の記録構造の説明図である。 従来の光ディスクとホログラム媒体の記録構造の説明図である。 従来の光ディスクとホログラム媒体についてのデータおよびアドレス情報のサイズの説明図である。

符号の説明

１０ 基板
１１ アドレス層
１２ 記録層
１５ アドレス領域
１６ 記録層のデータ記録領域
１７ アドレス層の読出領域
２０ 光源
２１ ビームスプリッタ
２２ 対物レンズ
２３ 光検出部
２４ レーザ光
２５ 再生光
ＬＡ 論理アドレス
ＰＡ 物理アドレス
ＰＡ１ 第１物理アドレス
ＰＡ２ 第２物理アドレス

Claims (6)

1. １のページ群を構成する複数のページデータを同一領域に多重記録することが可能なホログラム記録媒体の物理アドレスを特定して、ユーザデータを前記物理アドレスに書き込む記録部と、指定された物理アドレスの位置に記録されたページデータを読み出す再生部とを備え、前記ホログラム記録媒体はアドレス領域と記録領域を有し、前記物理アドレスは、第１物理アドレスと第２物理アドレスとから構成され、
   前記アドレス領域には、各ページ群を特定する第１物理アドレスが予め固定記録され、前記記録領域には、各ページデータを構成する複数の記録単位領域ごとに、その記録単位領域を特定する第２物理アドレスとユーザデータとが記録され、
   前記記録部は、前記第２物理アドレスを、その第２物理アドレスによって特定される記録単位領域の位置に、ユーザデータとともに書き込むことを特徴とするホログラム記録再生装置。
2. 書き込みユーザデータ、あるいは読み出しユーザデータを特定する論理アドレスを受信する受信部と、受信した論理アドレスを、第１物理アドレスと第２物理アドレスとからなる前記物理アドレスに変換するアドレス変換部とをさらに備えたことを特徴とする請求項１のホログラム記録再生装置。
3. 前記第１物理アドレスが固定記録されたアドレス領域の物理的位置と、その第１物理アドレスによって特定されるページ群のページデータが多重記録された記録領域の物理的位置とが、記録領域の面内に垂直な方向に見て同一の領域でないことを特徴とする請求項１のホログラム記録再生装置。
4. ユーザデータと、そのユーザデータを書き込むべき論理アドレスとを受信し、受信した前記論理アドレスを、その論理アドレスに対応づけられた第１物理アドレスと第２物理アドレスに変換し、前記ユーザデータと前記第２物理アドレスを含む書込データを生成し、前記第１物理アドレスによって特定されるページ群を記録すべきホログラム記録媒体上の物理的な位置を検出し、前記書込データが、前記ページ群に含まれるページデータの中であってかつ前記第２物理アドレスによって特定される記録単位領域に記録されるように、前記検出された物理的な位置に、前記書込データを含むページデータを書き込むことを特徴とするホログラム記録再生装置の記録方法。
5. ユーザデータを読み出すべき論理アドレスを受信し、受信した前記論理アドレスを、その論理アドレスに対応づけられた第１物理アドレスと第２物理アドレスに変換し、前記第１物理アドレスによって特定されるページ群が記録されているホログラム記録媒体上の物理的な位置を検出し、前記検出された物理的な位置に記録されたページ群に含まれるページデータの中であって、前記第２物理アドレスによって特定される記録単位領域に記録されたユーザデータが再生されるように、そのユーザデータが属するページデータを読み出すことを特徴とするホログラム記録再生装置の再生方法。
6. 前記請求項１のホログラム記録再生装置によってデータの記録およびデータの再生が実行されるホログラム記録媒体であって、前記第２物理アドレスが、ユーザデータが記録された記録単位領域ごとに、書き込まれていることを特徴とするホログラム記録媒体。

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