JP4332509B2 - ホログラム記録再生装置 - Google Patents
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Description
この発明は、ホログラム記録再生装置に関し、特に、参照光と情報光の２つの光束を用いてホログラム情報を記録し、参照光を用いてホログラム情報を再生するホログラム記録再生装置に関する。
情報を同じ位置に多重記録する方法としてホログラム記録方法が提案されている。
ホログラム記録とは、同一光源からの光束を参照光と情報光とに分離し、記録媒体上の同じ位置に参照光と情報光を照射し、参照光の照射角度や波長を変化させることにより、異なる干渉を発生させ、媒体上の同じ位置に異なる情報を重ねて記録するものである（特許文献１参照）。
ホログラム記録とは、同一光源からの光束を参照光と情報光とに分離し、記録媒体上の同じ位置に参照光と情報光を照射し、参照光の照射角度や波長を変化させることにより、異なる干渉を発生させ、媒体上の同じ位置に異なる情報を重ねて記録するものである（特許文献１参照）。
ここで、情報光の光路中に空間光変調器を配置し、空間光変調器の画素単位で光束を透過又は反射させることにより、２次元のページ情報に変調された情報光が得られる。
一方、参照光は、情報光とは別ルートを通り、記録媒体上で情報光と重なり合い、干渉パターンが媒体上に形成される。
一方、参照光は、情報光とは別ルートを通り、記録媒体上で情報光と重なり合い、干渉パターンが媒体上に形成される。
また、媒体に記録された情報を再生する場合は、媒体の記録済み領域に、参照光のみを照射する。
参照光が媒体に照射されると、再生光が生成され、その再生光を２次元ページ光検出器で検出する。
２次元ページ光検出器からは記録されていた２次元ページ情報に対応した明暗信号である再生信号が出力され、この再生信号をデコードすることにより、記録情報が読み出される。
ところで、２次元ページ光検出器としては、デジタルカメラ等で利用されているＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳセンサなどが用いられる。
たとえば、１０２４ビット×１０２４ビット（＝約１００万ビット）の２次元情報を再生する場合、１０２４ビット×１０２４ピクセル（画素）の素子を持つＣＣＤが用いられる。
参照光が媒体に照射されると、再生光が生成され、その再生光を２次元ページ光検出器で検出する。
２次元ページ光検出器からは記録されていた２次元ページ情報に対応した明暗信号である再生信号が出力され、この再生信号をデコードすることにより、記録情報が読み出される。
ところで、２次元ページ光検出器としては、デジタルカメラ等で利用されているＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳセンサなどが用いられる。
たとえば、１０２４ビット×１０２４ビット（＝約１００万ビット）の２次元情報を再生する場合、１０２４ビット×１０２４ピクセル（画素）の素子を持つＣＣＤが用いられる。
デジタルカメラ等に用いられるＣＣＤでは、ＣＣＤの１つの素子が欠陥であったとしても、その欠陥画素の周辺では急激な光強度変化は少ないので、出力される画像は全体として人間の目には正常な画像として認識される場合が多い。
また、ファックスなどの一次元の固体イメージセンサを持つ装置においても、固体イメージセンサの１画素に欠陥があっても出力される画像が全く読み取れなくなることはない。
このようなイメージセンサを持つ装置では、画質を向上させるために、欠陥画素位置をメモリに予め記録しておき、その欠陥位置の再生データを、その欠陥位置の周囲の正常な画素のデータを用いて補正することが行われている（たとえば、特許文献２）。
この補正は、もとのデータに近似するデータを生成するものであって、もとのデータそのものを再生させるものではない。
また、ファックスなどの一次元の固体イメージセンサを持つ装置においても、固体イメージセンサの１画素に欠陥があっても出力される画像が全く読み取れなくなることはない。
このようなイメージセンサを持つ装置では、画質を向上させるために、欠陥画素位置をメモリに予め記録しておき、その欠陥位置の再生データを、その欠陥位置の周囲の正常な画素のデータを用いて補正することが行われている（たとえば、特許文献２）。
この補正は、もとのデータに近似するデータを生成するものであって、もとのデータそのものを再生させるものではない。
しかし、文書データなどの情報をホログラムデータとして記録する場合には、１つの画素のみに欠陥があるだけでも、その文章データ全体が再生できなくなる場合がある。また、情報が画像でないとき、隣接する画素間の光強度に急激な変化がある場合もあり、欠陥画素についての有効な補正ができない。したがって、２次元ページ光検出器用に用いられるＣＣＤは、すべての素子が正常に動作することが要求される。
すなわち、すべての素子が正常で全く欠陥のないＣＣＤのみを利用した記録再生装置が製造されることが求められる。
特開２００４−１５８１１４号公報
特開昭６２−８６９６８号公報
すなわち、すべての素子が正常で全く欠陥のないＣＣＤのみを利用した記録再生装置が製造されることが求められる。
しかし、現実には、今回用いられている数百万程度以上の画素を持つＣＣＤを製造する場合に、全く欠陥のないＣＣＤを常に製造するのは困難である。
また、欠陥ないＣＣＤを歩留りよく製造するためには高度な製造技術が必要であり、コストアップとなる。
さらに、画素数が増加すればするほど、欠陥のあるＣＣＤが生産される率は高くなり、歩留りは劣化する。
そこで、製造コストと性能のバランスの観点から、現実的には、ＣＣＤに一部正常に動作しない欠陥画素があっても、記録再生装置としては実用上問題ないものとして出荷することが望まれる。ＣＣＤ以外の再生に関与する光学部品や空間光変調器などの記録に関与する光学部品についても同様に多少の欠陥があっても、記録再生装置として問題なく記録再生できることが望まれる。
また、欠陥ないＣＣＤを歩留りよく製造するためには高度な製造技術が必要であり、コストアップとなる。
さらに、画素数が増加すればするほど、欠陥のあるＣＣＤが生産される率は高くなり、歩留りは劣化する。
そこで、製造コストと性能のバランスの観点から、現実的には、ＣＣＤに一部正常に動作しない欠陥画素があっても、記録再生装置としては実用上問題ないものとして出荷することが望まれる。ＣＣＤ以外の再生に関与する光学部品や空間光変調器などの記録に関与する光学部品についても同様に多少の欠陥があっても、記録再生装置として問題なく記録再生できることが望まれる。
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、ホログラム記録再生装置に使用された記録用部品や再生用部品に一部欠陥があっても、その欠陥位置を調査し信号処理をすることによって、情報の記録再生に支障がないような信頼性を有する記録再生装置を提供することを課題とする。
この発明は、ホログラム記録媒体に記録されたページデータを読み出すための参照光をホログラム記録媒体に照射する参照光照射部と、ホログラム記録媒体に書き込むべきページデータに対応した空間情報を用いて変調した情報光を生成する空間変調部と、前記情報光を、参照光を照射する領域と同一の領域に照射する情報光照射部と、前記参照光をホログラム記録媒体に照射することによって生成された再生光を受光する光検出部と、既知ページデータを予め記憶した既知データ記憶部と、前記既知ページデータに対応した空間情報を用いて変調した情報光と前記参照光とをホログラム記録媒体に照射して既知ページデータをホログラム記録媒体に書込んだ後、参照光を媒体に照射して前記光検出部が受光した再生光からホログラム記録媒体に書込んだ既知ページデータを読み出して、前記空間変調部または光検出部の欠陥位置を調査する欠陥調査部と、前記欠陥調査部によって検出された欠陥位置の情報を用いて、前記光検出部で受光された再生光に含まれる欠陥位置のもとのデータを復元再生する再生制御部とを備え、前記ホログラム記録媒体に、前記既知データ記憶部に記憶された既知ページデータＤ３と同じデータＤ４が予め記録され、前記欠陥調査部が、前記既知ページデータＤ３をホログラム記録媒体に記録した後その記録されたデータＤ３′を読み出して欠陥位置を調査する第１欠陥位置調査と、ホログラム記録媒体に予め記録されたデータＤ４を読み出して欠陥位置を調査する第２欠陥位置調査とを行い、両欠陥位置調査により検出された欠陥位置の情報をもとに、前記空間変調部および光検出部のどちらに欠陥が存在するかを判定する判定部を備えたことを特徴とする記録再生装置を提供するものである。
これによれば、欠陥調査部の調査により検出した欠陥位置情報を用いて欠陥位置のデータを復元再生するので、空間変調部または光検出部が欠陥を有する場合や使用により欠陥が生じた場合でも、許容できる欠陥数の範囲内の欠陥であれば、ホログラム記録媒体に対して欠陥位置のデータを正確に記録再生することができ、記録再生装置の歩留りの向上と製造コストの抑制を図ることができ、ユーザデータの記録再生に支障のないような高信頼性を有する記録再生装置を提供できる。
この発明において、前記欠陥調査部は、前記既知データ記憶部に記憶された既知ページデータと、前記光検出部を介してホログラム記録媒体から読み出された既知ページデータとを比較する比較部と、前記光検出部または空間変調部の欠陥位置を特定した情報を記憶する欠陥位置記憶部とを備え、前記比較部が、比較した２つの既知ページデータ中で不一致であったデータの位置を欠陥位置と判断し、前記欠陥位置の情報を欠陥位置記憶部に記憶することを特徴とする。
また、前記再生制御部は、前記光検出部で受光された再生光から得られた再生データに対して誤り訂正を行う訂正復号部を備え、前記訂正復号部は、前記欠陥位置の情報を用いて、その欠陥位置の再生データを消失訂正することによりもとのデータに復元することを特徴とする。
ここで、前記訂正復号部には、ＥＣＣデコーダを用いることができる。
また、前記再生制御部は、前記光検出部で受光された再生光から得られた再生データに対して誤り訂正を行う訂正復号部を備え、前記訂正復号部は、前記欠陥位置の情報を用いて、その欠陥位置の再生データを消失訂正することによりもとのデータに復元することを特徴とする。
ここで、前記訂正復号部には、ＥＣＣデコーダを用いることができる。
また、電源投入時、初期設定時、ユーザデータの記録要求時、ユーザデータの再生要求時および所定の時間が経過するごとのいずれかのタイミングで、前記欠陥調査部が欠陥位置の調査を行うことを特徴とする。
また、この発明は、ホログラム記録媒体に書き込むべきユーザデータを２次元ページデータに加工して前記空間変調部に与え、前記参照光照射部と情報光照射部を制御して参照光と前記２次元ページデータに対応した情報光とをホログラム記録媒体に照射して、前記２次元ページデータを記録する記録制御部をさらに備え、前記欠陥調査部によって検出された欠陥位置が存在する場合、前記記録制御部が、前記ユーザデータのうち前記欠陥位置に書き込まれるべきデータＤ１を、２次元ページデータの中の前記欠陥位置とは異なる退避位置に移動させて２次元ページデータを生成する記録再生装置を提供するものである。
ここで、前記欠陥位置に書き込まれるべきデータＤ１を移動させる退避位置は、２次元ページデータの中に予め確保された空き領域としてもよい。
ここで、前記欠陥位置に書き込まれるべきデータＤ１を移動させる退避位置は、２次元ページデータの中に予め確保された空き領域としてもよい。
また、前記記録制御部は、前記欠陥調査部によって検出された欠陥位置には特定のダミーデータを配置し、前記欠陥位置に書き込まれるべきデータＤ１を前記欠陥位置の直後の位置に移動させ、前記データＤ１に続くデータ列を順次シフトさせて配置した２次元ページデータを生成するようにしてもよい。
また、前記再生制御部は、前記光検出部によって受光された再生光から、ホログラム記録媒体に記録されていた２次元ページデータを再生し、再生された２次元ページデータの中の退避位置に移動されたデータＤ２がある場合には、そのデータＤ２をもとの欠陥位置に戻すようにしてもよい。
さらに、前記再生制御部は、前記光検出部によって受光された再生光から、ホログラム記録媒体に記録されていた２次元ページデータを再生し、再生された２次元ページデータの中に前記欠陥位置に書き込まれるべきデータＤ１に続くデータ列がシフト配置されている場合には、前記欠陥位置に配置されたダミーデータを削除し、欠陥位置に書き込まれるべきデータＤ１を欠陥位置に戻し、データＤ１に続くデータ列を逆にシフトさせて２次元ページデータを再構成するようにしてもよい。
さらに、前記再生制御部は、前記光検出部によって受光された再生光から、ホログラム記録媒体に記録されていた２次元ページデータを再生し、再生された２次元ページデータの中に前記欠陥位置に書き込まれるべきデータＤ１に続くデータ列がシフト配置されている場合には、前記欠陥位置に配置されたダミーデータを削除し、欠陥位置に書き込まれるべきデータＤ１を欠陥位置に戻し、データＤ１に続くデータ列を逆にシフトさせて２次元ページデータを再構成するようにしてもよい。
また、この発明は、前記ホログラム記録媒体に、前記既知データ記憶部に記憶された既知ページデータＤ３と同じデータＤ４が予め記録され、前記欠陥調査部が、前記既知ページデータＤ３をホログラム記録媒体に記録した後その記録されたデータＤ３′を読み出して欠陥位置を調査する第１欠陥位置調査と、ホログラム記録媒体に予め記録されたデータＤ４を読み出して欠陥位置を調査する第２欠陥位置調査とを行い、両欠陥位置調査により検出された欠陥位置の情報をもとに、前記空間変調部および光検出部のどちらに欠陥が存在するかを判定する判定部を備えた記録再生装置を提供するものである。
ここで、前記第１および第２欠陥位置調査の両方により欠陥位置があることが検出された場合、前記判定部が前記光検出部に欠陥があると判定することができる。
また、前記第１欠陥位置調査で欠陥位置が検出され、前記第２欠陥位置調査で欠陥が検出されなかった場合、前記判定部が前記空間変調部に欠陥があると判定することができる。
また、前記第１欠陥位置調査で欠陥位置が検出され、前記第２欠陥位置調査で欠陥が検出されなかった場合、前記判定部が前記空間変調部に欠陥があると判定することができる。
この発明の記録再生装置は、ホログラム記録媒体へのユーザデータの記録と、ホログラム記録媒体に記録されたユーザデータの再生を行う装置である。
ホログラム記録媒体は、装置に対して着脱可能な可搬型のディスクでよく、あるいは、装置内に固定的に組み込まれた媒体であってもよい。
ホログラム記録媒体は、装置に対して着脱可能な可搬型のディスクでよく、あるいは、装置内に固定的に組み込まれた媒体であってもよい。
この発明において、参照光照射部、空間変調部、情報光照射部および光検出部は、従来のホログラム記録再生装置で用いられていたものと同等の部品を用いることができる。
空間変調部は、空間変調器（ＳＬＭ；Spatial Light Modulator）を含み、ＳＬＭに情報を与える回路や、ＳＬＭを物理的に固定あるいは調整する部品も含む構成ブロックを意味する。
光検出部は、２次元ページデータを検出する素子（たとえばＣＣＤ；Charge coupled device）を含み、ＣＣＤから情報を取り出す回路や、ＣＣＤを物理的に固定あるいは調整する部品も含む構成ブロックを意味する。
空間変調部は、空間変調器（ＳＬＭ；Spatial Light Modulator）を含み、ＳＬＭに情報を与える回路や、ＳＬＭを物理的に固定あるいは調整する部品も含む構成ブロックを意味する。
光検出部は、２次元ページデータを検出する素子（たとえばＣＣＤ；Charge coupled device）を含み、ＣＣＤから情報を取り出す回路や、ＣＣＤを物理的に固定あるいは調整する部品も含む構成ブロックを意味する。
また、この発明の記録再生装置は、欠陥調査部、既知データ記憶部、再生制御部、比較部、欠陥位置記憶部、訂正復号部、記録制御部、判定部などの機能ブロックを備える。
これらの機能ブロックは、ＬＳＩや論理素子を用いたハードウェアロジックにより実現することもできるが、主として、ＣＰＵを含むマイクロコンピュータにより実現することができる。
これらの機能ブロックは、ＬＳＩや論理素子を用いたハードウェアロジックにより実現することもできるが、主として、ＣＰＵを含むマイクロコンピュータにより実現することができる。
各機能ブロックの動作は、ＲＯＭ等に予め記憶された制御プログラムに基づいて、ＣＰＵが種々のハードウェアを有機的に作動させることにより実現される。
また、既知データ記憶部、欠陥位置記憶部には、フラッシュメモリ、ハードディスクなどの書き替え可能な不揮発性メモリが用いられる。
この他に、記録再生処理において受信または生成された情報は、ＲＡＭやハードディスク等のメモリに記憶される。
また、既知データ記憶部、欠陥位置記憶部には、フラッシュメモリ、ハードディスクなどの書き替え可能な不揮発性メモリが用いられる。
この他に、記録再生処理において受信または生成された情報は、ＲＡＭやハードディスク等のメモリに記憶される。
この発明の再生制御部は、以下の実施例に示す再生信号検出部、切替部、ＥＣＣデコーダ、復号データ転送部を含むものであり、ホログラム記録媒体に記録された２次元ページデータに対応した再生光を光検出部で受光した後、その再生光を電気的な信号として取りだした再生信号を用いて、パソコン等の上位装置に転送可能なユーザデータを復元する部分である。
また、訂正復号部の代表的なものとしてＥＣＣデコーダが用いられるが、誤り訂正のためにユーザデータに付加されたパリティ、チェックサム、ＣＲＣ符号などの誤り訂正符号を用いてユーザデータの復元再生が行われる。
ここで、ＣＣＤ等の欠陥位置に対応する誤り発生位置の情報をＥＣＣデコーダに与えることで、より高い誤り訂正能力で、ユーザデータの復元再生ができる。
誤り発生位置の情報は、欠陥位置記憶部から読み出した欠陥位置情報に相当する。
ＥＣＣデコーダでは、欠陥位置情報が与えられた場合には、その情報も考慮してユーザデータの復元再生が行われる。
ここで、ＣＣＤ等の欠陥位置に対応する誤り発生位置の情報をＥＣＣデコーダに与えることで、より高い誤り訂正能力で、ユーザデータの復元再生ができる。
誤り発生位置の情報は、欠陥位置記憶部から読み出した欠陥位置情報に相当する。
ＥＣＣデコーダでは、欠陥位置情報が与えられた場合には、その情報も考慮してユーザデータの復元再生が行われる。
この発明の記録制御部は、以下の実施例で示すデータ記録制御部、切替部、ＥＣＣエンコーダ、ユーザデータ受信部を含むものであり、パソコン等の上位装置から与えられたユーザデータを２次元ページデータに加工して、必要ならば誤り訂正符号を付加して符号化し、空間変調器ＳＬＭに与える部分である。
２次元ページデータを加工生成する場合に、欠陥位置記憶部に欠陥位置を示す情報が予め記憶されているときは、その情報も考慮して２次元ページデータを生成する。
たとえば、ＣＣＤのある位置に欠陥があることを示す位置情報（欠陥位置情報）が予め記憶されている場合、この欠陥位置情報を読み出して、その欠陥位置に書込む予定のデータを、その欠陥位置とは異なる退避位置に移動させて、２次元ページデータを生成する。
２次元ページデータを加工生成する場合に、欠陥位置記憶部に欠陥位置を示す情報が予め記憶されているときは、その情報も考慮して２次元ページデータを生成する。
たとえば、ＣＣＤのある位置に欠陥があることを示す位置情報（欠陥位置情報）が予め記憶されている場合、この欠陥位置情報を読み出して、その欠陥位置に書込む予定のデータを、その欠陥位置とは異なる退避位置に移動させて、２次元ページデータを生成する。
欠陥位置に書き込む予定のデータを退避位置に移動させる方法は種々の方法が考えられるが、代表的な実施例の詳細は後述する。
データの移動先としては、２次元ページデータの中の予め確保された空き領域を用いる 。空き領域とは、２次元ページデータの中の所定の位置に設けられた領域であり、欠陥 のない場合は使用されない領域である。
後述するように、この空き領域には、欠陥位置に書き込む予定であったデータそのものや、欠陥位置以降のデータ列を後方へシフトしたためにユーザデータ領域からはみ出たデータが配置される。
データの移動先としては、２次元ページデータの中の予め確保された空き領域を用いる 。空き領域とは、２次元ページデータの中の所定の位置に設けられた領域であり、欠陥 のない場合は使用されない領域である。
後述するように、この空き領域には、欠陥位置に書き込む予定であったデータそのものや、欠陥位置以降のデータ列を後方へシフトしたためにユーザデータ領域からはみ出たデータが配置される。
また、データ列のシフトは、ユーザデータの一次元的な配列方向にシフトしてもよいが、２次元ページデータを構成したときに、その空間の縦方向に並んだデータ列であって欠陥位置以降のデータ列を、縦方向にシフトするようにしてもよい。ただし、シフトする方向は縦方向に限るものではなく、他の任意の方向としてもよい。
以下、図面を使用して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の実施例の記載によって、この発明が限定されるものではない。
＜ホログラム記録再生装置の構成＞
図１に、この発明のホログラム記録再生装置の一実施例の構成ブロック図を示す。
図１において、この発明のホログラム記録再生装置は、主として、光源１，コリメータレンズ２，第１ビームスプリッタ４Ａ，第２ビームスプリッタ４Ｂ，空間光変調器５，２次元撮像素子６，情報光と再生光兼用の対物レンズ７，参照光用の対物レンズ８，プリズム９，反射ミラー１０，およびフォーカスアクチュエータ１１とから構成される。
また、記録再生されるデータ信号の処理を行う記録再生信号処理部（３１〜４１）を備える。記録すべきユーザデータは、パソコン等の上位装置（図示せず）によって作成され、ユーザデータ受信部４０に与えられ、図示しない記憶部に一時的に記録される。この記憶部は、ＲＡＭなどの高速アクセス可能な半導体素子を用いることが好ましい。
＜ホログラム記録再生装置の構成＞
図１に、この発明のホログラム記録再生装置の一実施例の構成ブロック図を示す。
図１において、この発明のホログラム記録再生装置は、主として、光源１，コリメータレンズ２，第１ビームスプリッタ４Ａ，第２ビームスプリッタ４Ｂ，空間光変調器５，２次元撮像素子６，情報光と再生光兼用の対物レンズ７，参照光用の対物レンズ８，プリズム９，反射ミラー１０，およびフォーカスアクチュエータ１１とから構成される。
また、記録再生されるデータ信号の処理を行う記録再生信号処理部（３１〜４１）を備える。記録すべきユーザデータは、パソコン等の上位装置（図示せず）によって作成され、ユーザデータ受信部４０に与えられ、図示しない記憶部に一時的に記録される。この記憶部は、ＲＡＭなどの高速アクセス可能な半導体素子を用いることが好ましい。
記録再生信号処理部は、主として、パソコン等から送られたユーザデータを受信するユーザデータ受信部４０、受信したユーザデータを符号化し、誤り訂正符号を生成するＥＣＣエンコーダ３５、符号化されたユーザデータを空間光変調器５へ与える形式のデータに変換するデータ記録制御部３１、２次元撮像素子６から得た再生信号を復調する再生信号検出部３２、復調されたデータに対して誤り訂正復号化処理をするＥＣＣデコーダ３８、誤り訂正復号化された復号データをパソコン等へ転送する復号データ転送部４１、既知データ記憶部３６、比較部３７、欠陥位置記憶部３９、および２つの切替部ＳＷ１、ＳＷ２（３３、３４）とから構成される。また、以上の各機能ブロックおよび各光学素子の動作は、図示しないマイクロコンピュータにより制御される。マイクロコンピュータは、主としてＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏコントローラ、タイマーなどから構成され、ＲＯＭ等に記憶された制御プログラムに基づいて、ハードウェアを動作させ、各機能ブロックの機能を実現する。
また、ホログラムデータを記録する記録媒体２０は、たとえば基板２１上に、反射膜２２，ホログラム記録層２３，および保護膜２４をこの順に積層した媒体であり、保護膜２４側から情報記録光（以下、情報光とも呼ぶ）１８と、記録参照光（以下、参照光とも呼ぶ）１９とを照射する。ホログラム記録層２３の中に、複数個のページデータが多重記録される。
レーザ光源１は、たとえば半導体レーザ素子からなり、記録モードあるいは再生モードにおいて所定波長のレーザビームを出射するものである。このレーザ光源１からは、レーザビームがガウス分布状の光強度分布をもって出射される。レーザビームの光強度は、光束密度に比例する。
コリメータレンズ２は、レーザ光源１から出射したレーザビームを平行ビームに変換するものである。このコリメータレンズ２から平行ビームとして出射されるレーザビームもまた、ガウス分布状の光強度分布をもつ。
出射された平行ビームは、第１のビームスプリッタ４Ａに入射され、２つの方向に分離される。
出射された平行ビームは、第１のビームスプリッタ４Ａに入射され、２つの方向に分離される。
第１のビームスプリッタ４Ａは、コリメータレンズ２１から出射されたレーザビームを受け、このレーザビームを空間光変調器５に向かうホログラム記録用の情報光１８と、これとは別の光路を経て対物レンズ８へと向かう参照光１９とに分離する。第２のビームスプリッタ４Ｂは、空間光変調器５から対物レンズ７へと情報光１８を透過させる一方、記録媒体２０から対物レンズ７を通して戻ってくる再生光を受け、この再生光を２次元撮像素子６へと導く。
空間光変調器５（以下、ＳＬＭとも呼ぶ）は、たとえば液晶表示装置あるいはＤＭＤ（Deformable Mirror Device）からなり、記録モード時にのみ使用される。この空間光変調器５は、第１のビームスプリッタ４Ａを経て導かれてくる光強度分布が均一な情報光を２次元的な情報を表す情報光（２次元情報光）１８に変調するものである。
また、この情報光１８は、記録再生信号処理部のデータ記録制御部３１から与えられた２次元的なユーザデータに対応する分布を持つ光である。
また、この情報光１８は、記録再生信号処理部のデータ記録制御部３１から与えられた２次元的なユーザデータに対応する分布を持つ光である。
２次元撮像素子６（以下、ＣＣＤとも呼ぶ）は、たとえばＣＣＤエリアセンサあるいはＣＭＯＳエリアセンサからなり、主として再生モード時に使用される。この２次元撮像素子６は、受光した再生光をデジタル信号に変換することにより、記録媒体２０の記録層２３にホログラムとして記録された２次元的な情報を取り出す部分である。
取り出された２次元情報であるデジタルの再生信号は、記録再生信号処理部の再生信号検出部３２へ送られる。
取り出された２次元情報であるデジタルの再生信号は、記録再生信号処理部の再生信号検出部３２へ送られる。
記録光・再生光兼用の対物レンズ７および参照光用の対物レンズ８およびプリズム９は、ヘッドユニット１２に一体化されており、参照光用の対物レンズ８は、記録光・再生光兼用の対物レンズ７に対して所定角度をなすように配置されている。この参照光用の対物レンズ８には、第１のビームスプリッタ４Ａから反射ミラー１０およびプリズム９を介して参照光１９が導かれてくる。
ヘッドユニット１２は、一方の対物レンズ７を通る情報光と他方の対物レンズ８を通る参照光とが記録媒体２０の記録層２３において互いに干渉するように、フォーカスアクチュエータ１１によって記録媒体の厚み方向に変位させられる。
フォーカスアクチュエータ１１は、電磁コイルなどで構成され、２つの光束（情報光１８，参照光１９）の干渉を調整する駆動手段である。
たとえば、２次元ページデータを角度多重する場合は、対物レンズ８を駆動し、媒体に対する参照光１９の入射角度を調整するものである。
ヘッドユニット１２は、一方の対物レンズ７を通る情報光と他方の対物レンズ８を通る参照光とが記録媒体２０の記録層２３において互いに干渉するように、フォーカスアクチュエータ１１によって記録媒体の厚み方向に変位させられる。
フォーカスアクチュエータ１１は、電磁コイルなどで構成され、２つの光束（情報光１８，参照光１９）の干渉を調整する駆動手段である。
たとえば、２次元ページデータを角度多重する場合は、対物レンズ８を駆動し、媒体に対する参照光１９の入射角度を調整するものである。
記録モードの場合、光源１から出射したレーザビームは、コリメータレンズ２，第１のビームスプリッタ４Ａ，空間光変調器５，第２のビームスプリッタ４Ｂ，対物レンズ７を順次経ることにより、情報光１８として記録媒体２０に照射される。また、光源１から出射したレーザビームは、コリメータレンズ２，第１のビームスプリッタ４Ａ，反射ミラー１０，プリズム９，対物レンズ８を順次経ることにより、記録媒体２０の記録層２３で上記情報光１８と干渉するように参照光として照射される。記録層２３においては、空間光変調器５により２次元情報光として変調された情報光１８と参照光１９とが光学的に干渉する結果、２次元的な情報を含むホログラムが記録される。
一方、再生モード時、図１に示されているように、第１のビームスプリッタ４Ａから対物レンズ８を経て参照光のみが記録媒体２０の記録層２３に照射される。記録層２３の照射部位では、情報光および参照光の干渉によって記録されていたホログラムに基づく再生光が生じ、この再生光が対物レンズ７および第２のビームスプリッタ４Ｂを通して２次元撮像素子６に受光される。２次元撮像素子６では、受光した再生光が電気的な再生信号として出力され、媒体２０にホログラムとして記録されていた情報が再生される。
すなわち、再生光から再生データが得られる。
すなわち、再生光から再生データが得られる。
この発明の既知データ記憶部３６は、ＳＬＭおよびＣＣＤなどの光学部品の欠陥を調査するための２次元ページデータを予め記憶したメモリである。
このメモリ３６に記憶される２次元ページデータは、既知のデータ（既知ページデータ）であり、たとえばページ全体に白情報を書込む全白のデータ、ページ全体に黒情報を書込む全黒データ、特定の２値パターンからなるデータなどであり、設計者が任意に設定すればよい。また、既知のページデータは、ある演算式に従って作成したものを用いてもよく、その場合、メモリが節約できる。
既知データ記憶部３６に記憶された既知ページデータは、データ記録制御部３１と、比較部３７に与えられる。
比較部３７は、欠陥調査時において、再生信号検出部３２で復調された再生信号と、既知データ記憶部３６に記憶された既知ページデータとを比較するものである。すなわち、記憶する前の元のページデータと、そのページデータを媒体２０に一度記録した後その記録データを再生したページデータとが一致するか否かを比較する。
このメモリ３６に記憶される２次元ページデータは、既知のデータ（既知ページデータ）であり、たとえばページ全体に白情報を書込む全白のデータ、ページ全体に黒情報を書込む全黒データ、特定の２値パターンからなるデータなどであり、設計者が任意に設定すればよい。また、既知のページデータは、ある演算式に従って作成したものを用いてもよく、その場合、メモリが節約できる。
既知データ記憶部３６に記憶された既知ページデータは、データ記録制御部３１と、比較部３７に与えられる。
比較部３７は、欠陥調査時において、再生信号検出部３２で復調された再生信号と、既知データ記憶部３６に記憶された既知ページデータとを比較するものである。すなわち、記憶する前の元のページデータと、そのページデータを媒体２０に一度記録した後その記録データを再生したページデータとが一致するか否かを比較する。
欠陥位置記憶部３９は、比較部３７による比較の結果、２つのページデータの不一致部分の情報（欠陥位置情報）を記憶するメモリである。
欠陥位置情報とは、たとえば、２つのページデータの値が異なっていた部分に相当するＣＣＤのピクセルの位置（アドレス）を示す情報である。
たとえば、ＣＣＤ５の３００番地のピクセルに書き込むべき既知データＤ１と、ＣＣＤ５から出力された再生信号のうちＣＣＤ５の３００番地の再生データＤ２とが不一致のとき、欠陥位置記憶部３９に、「３００番地」という位置情報が記憶される。
この欠陥位置記憶部３９に記憶された位置情報は、後述するようにＥＣＣデコーダ３８による誤り訂正復号化の際に、欠陥位置の再生データをいわゆる消失データとして取り扱うために用いられる。
あるいは、位置情報によって特定されたピクセルにダミーデータを挿入して記録し、ダミーデータを除いて再生するために用いられる。
欠陥位置情報とは、たとえば、２つのページデータの値が異なっていた部分に相当するＣＣＤのピクセルの位置（アドレス）を示す情報である。
たとえば、ＣＣＤ５の３００番地のピクセルに書き込むべき既知データＤ１と、ＣＣＤ５から出力された再生信号のうちＣＣＤ５の３００番地の再生データＤ２とが不一致のとき、欠陥位置記憶部３９に、「３００番地」という位置情報が記憶される。
この欠陥位置記憶部３９に記憶された位置情報は、後述するようにＥＣＣデコーダ３８による誤り訂正復号化の際に、欠陥位置の再生データをいわゆる消失データとして取り扱うために用いられる。
あるいは、位置情報によって特定されたピクセルにダミーデータを挿入して記録し、ダミーデータを除いて再生するために用いられる。
２つの切替部ＳＷ１、ＳＷ２（３３、３４）は、物理的なスイッチ素子ではなく、２つの機能ブロック間の動作を切替えるための論理的な切替ブロックを意味する。
具体的には、記録再生部品の欠陥を調査する欠陥調査モード（ａ）と、通常のユーザデータの記録および再生を行う記録再生モード（ｂ）とを切り替えるための切替ブロックである。
欠陥調査モード（ａ）では、図１に示したように再生信号検出部３２と比較部３７とが論理的に接続され、媒体から読み出した再生信号が比較部３７に与えられる。
また、既知データ記憶部３６とデータ記録制御部３１とが論理的に接続され、既知ページデータがデータ記録制御部３１に与えられて、媒体にその既知ページデータが書込まれる。
この発明では、欠陥調査モード（ａ）を設けて、後述するようにユーザデータの記録再生を行う前や、初期設定時などに記録再生部品の欠陥を調査する。
具体的には、記録再生部品の欠陥を調査する欠陥調査モード（ａ）と、通常のユーザデータの記録および再生を行う記録再生モード（ｂ）とを切り替えるための切替ブロックである。
欠陥調査モード（ａ）では、図１に示したように再生信号検出部３２と比較部３７とが論理的に接続され、媒体から読み出した再生信号が比較部３７に与えられる。
また、既知データ記憶部３６とデータ記録制御部３１とが論理的に接続され、既知ページデータがデータ記録制御部３１に与えられて、媒体にその既知ページデータが書込まれる。
この発明では、欠陥調査モード（ａ）を設けて、後述するようにユーザデータの記録再生を行う前や、初期設定時などに記録再生部品の欠陥を調査する。
一方、記録再生モード（ｂ）では、２つの切替部ＳＷ１、ＳＷ２はともに、論理的に図１の接点（ｂ）の方に切替えられ、再生信号検出部３２とＥＣＣデコーダ３８とが接続され、データ記録制御部３１とＥＣＣエンコーダ３５とが接続される。
この記録再生モード（ｂ）において、ユーザデータ受信部４０、ＥＣＣエンコーダ３５、切替部ＳＷ１（３３）、データ記録制御部３１、ＳＬＭ５に至るユーザデータの転送ルートは、一般的な記録処理と同様であるが、この発明では、欠陥位置記憶部３９に記憶された位置情報を用いて、記録すべきユーザデータを加工することを特徴とする。また、記録再生モード（ｂ）において、ＣＣＤ６、再生信号検出部３２、切替部ＳＷ２（３４）、ＥＣＣデコーダ３８、復号データ転送部４１に至る再生信号の転送ルートは、一般的な再生処理と同様であるが、欠陥位置記憶部３９に記憶された位置情報を用いて、欠陥位置のデータを復元再生することを特徴とする。
この記録再生モード（ｂ）において、ユーザデータ受信部４０、ＥＣＣエンコーダ３５、切替部ＳＷ１（３３）、データ記録制御部３１、ＳＬＭ５に至るユーザデータの転送ルートは、一般的な記録処理と同様であるが、この発明では、欠陥位置記憶部３９に記憶された位置情報を用いて、記録すべきユーザデータを加工することを特徴とする。また、記録再生モード（ｂ）において、ＣＣＤ６、再生信号検出部３２、切替部ＳＷ２（３４）、ＥＣＣデコーダ３８、復号データ転送部４１に至る再生信号の転送ルートは、一般的な再生処理と同様であるが、欠陥位置記憶部３９に記憶された位置情報を用いて、欠陥位置のデータを復元再生することを特徴とする。
＜この発明の欠陥調査および記録再生処理の実施例＞
以下に、この発明の欠陥調査および記録再生処理の実施例について説明する。
この発明では、記録再生処理の前に、少なくとも一回欠陥調査を行う。
欠陥調査処理は、再生系部品であるＣＣＤ６の欠陥調査と記録系部品であるＳＬＭ５の欠陥調査とを含むものであるが、以下の実施例では、主としてＣＣＤ６の欠陥を調査する場合について述べる。ただし、ＳＬＭ５の欠陥調査もほぼ同様にして行うことができる。
以下に、この発明の欠陥調査および記録再生処理の実施例について説明する。
この発明では、記録再生処理の前に、少なくとも一回欠陥調査を行う。
欠陥調査処理は、再生系部品であるＣＣＤ６の欠陥調査と記録系部品であるＳＬＭ５の欠陥調査とを含むものであるが、以下の実施例では、主としてＣＣＤ６の欠陥を調査する場合について述べる。ただし、ＳＬＭ５の欠陥調査もほぼ同様にして行うことができる。
（実施例１）
ここでは、ＣＣＤ６の欠陥位置を調査し、検出された欠陥位置のピクセルの消失訂正を行う場合について説明する。
消失訂正とは、検出された欠陥位置のピクセルを消失データとして取扱い、与えられた欠陥位置情報を利用して誤り訂正を行うことをいう。
実施例１では、欠陥調査で取得した欠陥位置情報をＥＣＣデコーダ３８へ与え、ＥＣＣデコーダの誤り訂正能力を向上させ、その欠陥位置のデータを正しく復元再生させる。
一般に、ＥＣＣを利用した誤り訂正処理では、誤りが発生しているＣＣＤの画素の位置、すなわち欠陥位置が既知であれば、誤り訂正能力を向上させることができるので、その欠陥位置に相当するデータを消失データとして取扱うために、予めＣＣＤの欠陥位置を検出する。この欠陥画素の位置情報をＥＣＣデコーダ３８に与えることにより、ほぼ確実に、欠陥のあった位置のもとのデータを、ＥＣＣ誤り訂正処理により復元再生させることができる。
ここでは、ＣＣＤ６の欠陥位置を調査し、検出された欠陥位置のピクセルの消失訂正を行う場合について説明する。
消失訂正とは、検出された欠陥位置のピクセルを消失データとして取扱い、与えられた欠陥位置情報を利用して誤り訂正を行うことをいう。
実施例１では、欠陥調査で取得した欠陥位置情報をＥＣＣデコーダ３８へ与え、ＥＣＣデコーダの誤り訂正能力を向上させ、その欠陥位置のデータを正しく復元再生させる。
一般に、ＥＣＣを利用した誤り訂正処理では、誤りが発生しているＣＣＤの画素の位置、すなわち欠陥位置が既知であれば、誤り訂正能力を向上させることができるので、その欠陥位置に相当するデータを消失データとして取扱うために、予めＣＣＤの欠陥位置を検出する。この欠陥画素の位置情報をＥＣＣデコーダ３８に与えることにより、ほぼ確実に、欠陥のあった位置のもとのデータを、ＥＣＣ誤り訂正処理により復元再生させることができる。
たとえば、ＥＣＣデコーダ３８が与えられたデータに対して５バイトの誤り訂正能力がある場合において、一般的にリードソロモン符号を用いた積符号を想定すると、欠陥の生じている位置の情報をＥＣＣデコーダ３８に与えることにより、誤り訂正能力は２倍の１０バイトとなる。
ＥＣＣデコーダ３８の誤り訂正能力を超えるような多数の欠陥がＣＣＤに生じている場合には、データ再生を行うことは不可能であるが、誤り訂正能力を高めることにより、従来は不良品として廃棄されていたＣＣＤでも良品として使用することができるようになるので、ホログラム記録再生用のＣＣＤの歩留りを向上させることができる。
したがって、画素欠陥を有するＣＣＤも良品として使用できる可能性が高まるので、製造コストを下げることができる。
ＥＣＣデコーダ３８の誤り訂正能力を超えるような多数の欠陥がＣＣＤに生じている場合には、データ再生を行うことは不可能であるが、誤り訂正能力を高めることにより、従来は不良品として廃棄されていたＣＣＤでも良品として使用することができるようになるので、ホログラム記録再生用のＣＣＤの歩留りを向上させることができる。
したがって、画素欠陥を有するＣＣＤも良品として使用できる可能性が高まるので、製造コストを下げることができる。
＜欠陥調査処理＞
図２に、この発明の欠陥調査処理のフローチャートを示す。
この欠陥調査処理時において、切替部３３、３４は、図１のように切り替えられているものとする。
まず、ステップＳ１１において、既知データ記憶部３６から既知ページデータＤ１を読み出す。次にステップＳ１２において、データ記録制御部３１が、読み出した既知ページデータＤ１を媒体２０の特定の位置へ書き込む。
この書き込み時において、ＳＬＭ５をはじめ他の記録系の光学部品が設計とおりに動作し、欠陥がなければ、既知ページデータＤ１が正常に媒体に書き込まれるはずである。
以下、説明のために、ＳＬＭ５を含む記録系光学部品および媒体に欠陥がないものとする。
図２に、この発明の欠陥調査処理のフローチャートを示す。
この欠陥調査処理時において、切替部３３、３４は、図１のように切り替えられているものとする。
まず、ステップＳ１１において、既知データ記憶部３６から既知ページデータＤ１を読み出す。次にステップＳ１２において、データ記録制御部３１が、読み出した既知ページデータＤ１を媒体２０の特定の位置へ書き込む。
この書き込み時において、ＳＬＭ５をはじめ他の記録系の光学部品が設計とおりに動作し、欠陥がなければ、既知ページデータＤ１が正常に媒体に書き込まれるはずである。
以下、説明のために、ＳＬＭ５を含む記録系光学部品および媒体に欠陥がないものとする。
ステップＳ１３において、再生信号検出部３２が、特定の位置に記録された既知ページデータＤ２を、媒体２０から読み出す。このとき、参照光１９が媒体に照射され、記録された既知ページデータに相当する再生光がＣＣＤ６に検出されて、既知ページデータＤ２が読み出され、比較部３７へ与えられる。
ステップＳ１４において、既知データ記憶部３６に記憶されていた既知ページデータＤ１と、読み出された既知ページデータＤ２とを、ピクセルごとに比較する。
一致すればステップＳ１６へ進み、全データの調査が完了したか否かチェックし、まだチェックしていないデータがあれば、ステップＳ１４へ戻り次のピクセルのデータを比較する。
ステップＳ１４において、あるピクセルのデータが不一致のとき、そのピクセルに欠陥があることを意味するので、ステップＳ１５へ進み、欠陥位置情報を生成する。
ステップＳ１４において、既知データ記憶部３６に記憶されていた既知ページデータＤ１と、読み出された既知ページデータＤ２とを、ピクセルごとに比較する。
一致すればステップＳ１６へ進み、全データの調査が完了したか否かチェックし、まだチェックしていないデータがあれば、ステップＳ１４へ戻り次のピクセルのデータを比較する。
ステップＳ１４において、あるピクセルのデータが不一致のとき、そのピクセルに欠陥があることを意味するので、ステップＳ１５へ進み、欠陥位置情報を生成する。
たとえば、記録系光学部品および媒体に欠陥がないとすると、ＣＣＤ６に欠陥がある可能性があるので、不一致となったピクセルに対応するＣＣＤの画素が欠陥であることを示す情報を生成する。
ステップＳ１６において、全データの調査が完了したとすると、ステップＳ１７へ進み、ステップＳ１５で生成された欠陥位置情報をすべて、欠陥位置記憶部３９へ記憶する。
以上により、この発明の記録再生装置のＣＣＤ６に欠陥が生じている場合、その欠陥位置に関する情報が記憶部３９に記憶される。
ステップＳ１６において、全データの調査が完了したとすると、ステップＳ１７へ進み、ステップＳ１５で生成された欠陥位置情報をすべて、欠陥位置記憶部３９へ記憶する。
以上により、この発明の記録再生装置のＣＣＤ６に欠陥が生じている場合、その欠陥位置に関する情報が記憶部３９に記憶される。
この欠陥調査処理は、装置の電源投入時、初期設定時、可換媒体の挿入時などのタイミングで行えばよい。
また、装置の使用頻度や年数の経過とともにＣＣＤも劣化していくので、欠陥位置情報を常に最新のものに更新するために、定期的（毎日、毎月１回など）に、欠陥調査処理を行うことが好ましい。
さらに、通常のユーザデータの記録再生処理の要求が行われたときに、データの記録または再生に実際に入る前に、欠陥調査処理を行ってもよい。これによれば、記録再生そのものの時間がかかるが、データの記録再生の信頼性をより向上できる。
また、利用者の欠陥調査指示入力があったときに、この調査を実施してもよい。
また、装置の使用頻度や年数の経過とともにＣＣＤも劣化していくので、欠陥位置情報を常に最新のものに更新するために、定期的（毎日、毎月１回など）に、欠陥調査処理を行うことが好ましい。
さらに、通常のユーザデータの記録再生処理の要求が行われたときに、データの記録または再生に実際に入る前に、欠陥調査処理を行ってもよい。これによれば、記録再生そのものの時間がかかるが、データの記録再生の信頼性をより向上できる。
また、利用者の欠陥調査指示入力があったときに、この調査を実施してもよい。
＜実施例１のデータ再生処理＞
図３に、実施例１のユーザデータの再生処理のフローチャートを示す。
まず、ステップＳ２１において、パソコン等から、ユーザデータの再生要求を受信する。
この再生要求には、たとえば、媒体２０に対する論理アドレスや再生すべきファイル名などの情報が含まれる。
次に、ステップＳ２２において、切替部ＳＷ２（３４）を切り替え、ＥＣＣデコーダ３８と再生信号検出部３２とを論理的に接続する。
ステップＳ２３において、再生信号検出部３２が、媒体から再生信号を読み出す。
このとき、要求された論理アドレスに対応したページデータを読み出すための参照光１９が媒体に照射され、媒体２０の２次元ページデータが再生光によって取り出され、ＣＣＤ６上に検出される。
検出された再生信号は、ＥＣＣデコーダ３８に与えられる。
もし、ＣＣＤ６に欠陥があれば、その欠陥位置のデータは正常でない再生データとして検出されている。
図３に、実施例１のユーザデータの再生処理のフローチャートを示す。
まず、ステップＳ２１において、パソコン等から、ユーザデータの再生要求を受信する。
この再生要求には、たとえば、媒体２０に対する論理アドレスや再生すべきファイル名などの情報が含まれる。
次に、ステップＳ２２において、切替部ＳＷ２（３４）を切り替え、ＥＣＣデコーダ３８と再生信号検出部３２とを論理的に接続する。
ステップＳ２３において、再生信号検出部３２が、媒体から再生信号を読み出す。
このとき、要求された論理アドレスに対応したページデータを読み出すための参照光１９が媒体に照射され、媒体２０の２次元ページデータが再生光によって取り出され、ＣＣＤ６上に検出される。
検出された再生信号は、ＥＣＣデコーダ３８に与えられる。
もし、ＣＣＤ６に欠陥があれば、その欠陥位置のデータは正常でない再生データとして検出されている。
ステップＳ２４において、欠陥位置記憶部３９から欠陥位置情報を読み出し、ＥＣＣデコーダ３８に与える。
ステップＳ２５において、ＥＣＣデコーダ３８は、与えられた欠陥位置情報を用いて、消失訂正とデータの復号化を行う。
このとき、前記したように、欠陥位置情報が与えられているので、与えられた欠陥位置のデータは消失データとして取扱われ、高い誤り訂正能力で誤り訂正が実行され、欠陥位置のユーザデータが正常に復元再生される。
ステップＳ２５において、ＥＣＣデコーダ３８は、与えられた欠陥位置情報を用いて、消失訂正とデータの復号化を行う。
このとき、前記したように、欠陥位置情報が与えられているので、与えられた欠陥位置のデータは消失データとして取扱われ、高い誤り訂正能力で誤り訂正が実行され、欠陥位置のユーザデータが正常に復元再生される。
正常に復元再生された欠陥位置のデータを含む２次元ページデータは、復号データ転送部４１へ与えられ、データ再生要求したパソコン等の上位装置へ送信される（ステップＳ２６）。
以上のように、欠陥位置情報を用いて、誤り訂正と復号化を行い再生処理しているので、記録再生装置のＣＣＤ６に欠陥が最初からある場合や、使用により欠陥が発生あるいは増加した場合でも、不良品として廃棄せずに、利用することができる。
以上のように、欠陥位置情報を用いて、誤り訂正と復号化を行い再生処理しているので、記録再生装置のＣＣＤ６に欠陥が最初からある場合や、使用により欠陥が発生あるいは増加した場合でも、不良品として廃棄せずに、利用することができる。
（実施例２）
ここでは、ＣＣＤ６の欠陥位置を調査して欠陥位置情報を作成した後、記録時において欠陥位置のピクセルにダミーデータを書込んでおき、再生時には、その欠陥位置に記録されたダミーデータを削除して復元再生する実施例について説明する。
実施例２においても、ＣＣＤ６の欠陥位置の調査を行うが、実施例１で説明した図２と同様の処理を行う。
実施例２では、記録要求時に与えられたユーザデータのうち、欠陥位置に書き込まれるデータより後方のデータ群の移動か、あるいは欠陥位置に書き込まれる予定のデータの移動を行い、欠陥位置にはダミーデータＤｄを挿入する。
ダミーデータＤｄは、予め定義された任意のデータでよい。
データの移動先は、２次元ページの中に予め確保された領域（空き領域）とする。
ここでは、ＣＣＤ６の欠陥位置を調査して欠陥位置情報を作成した後、記録時において欠陥位置のピクセルにダミーデータを書込んでおき、再生時には、その欠陥位置に記録されたダミーデータを削除して復元再生する実施例について説明する。
実施例２においても、ＣＣＤ６の欠陥位置の調査を行うが、実施例１で説明した図２と同様の処理を行う。
実施例２では、記録要求時に与えられたユーザデータのうち、欠陥位置に書き込まれるデータより後方のデータ群の移動か、あるいは欠陥位置に書き込まれる予定のデータの移動を行い、欠陥位置にはダミーデータＤｄを挿入する。
ダミーデータＤｄは、予め定義された任意のデータでよい。
データの移動先は、２次元ページの中に予め確保された領域（空き領域）とする。
図６に、２次元のページデータのフォーマットの一実施例を示す。
これは、一次元のユーザデータを積符号化したフォーマットであり、ユーザデータをＤoからＤyとする。この２次元ページデータは、そのまま、ＳＬＭ５とＣＣＤ６の２次元的な空間領域の情報と対応する。
一次元のユーザデータ（Ｄo〜Ｄy）を、ユーザデータ領域に配置し、図の横方向の各行ごとにパリティを付加し、そのパリティをインナーパリティ領域に配置する。
さらに、列方向に並んだデータに対してパリティを付加し、アウターパリティ領域に配置する。
図６では、ユーザデータ領域の中で、最後のデータＤyの後方に、空き領域を設けた実施例を示している。
これは、一次元のユーザデータを積符号化したフォーマットであり、ユーザデータをＤoからＤyとする。この２次元ページデータは、そのまま、ＳＬＭ５とＣＣＤ６の２次元的な空間領域の情報と対応する。
一次元のユーザデータ（Ｄo〜Ｄy）を、ユーザデータ領域に配置し、図の横方向の各行ごとにパリティを付加し、そのパリティをインナーパリティ領域に配置する。
さらに、列方向に並んだデータに対してパリティを付加し、アウターパリティ領域に配置する。
図６では、ユーザデータ領域の中で、最後のデータＤyの後方に、空き領域を設けた実施例を示している。
空き領域は、通常データが何も書き込まれていない領域であり、ＣＣＤ６に欠陥位置があった場合に、ユーザデータの退避領域として、利用される。
たとえば、図６において、ユーザデータのうちデータＤxの位置のＣＣＤ画素に、欠陥があったとする。
この欠陥位置のデータは読み出しても正常でないデータとなるので、ユーザデータを書き込む前に、欠陥位置に書き込まれる予定のデータＤxを空き領域に配置し、その欠陥位置にはダミーデータＤｄを配置した２次元ページデータを作成し、この２次元ページデータを媒体に書き込む。再生時においては、空き領域に書き込まれたデータＤxを読み出し、欠陥位置のダミーデータＤｄを、空き領域から読み出されたデータＤxに置換する。
たとえば、図６において、ユーザデータのうちデータＤxの位置のＣＣＤ画素に、欠陥があったとする。
この欠陥位置のデータは読み出しても正常でないデータとなるので、ユーザデータを書き込む前に、欠陥位置に書き込まれる予定のデータＤxを空き領域に配置し、その欠陥位置にはダミーデータＤｄを配置した２次元ページデータを作成し、この２次元ページデータを媒体に書き込む。再生時においては、空き領域に書き込まれたデータＤxを読み出し、欠陥位置のダミーデータＤｄを、空き領域から読み出されたデータＤxに置換する。
また、欠陥位置にダミーデータＤｄを挿入し、この欠陥位置のデータＤxを含み欠陥位置から後方のユーザデータ（ＤxからＤyまで）を１ピクセルずつ後方にずらし、最後のユーザデータＤyを空き領域に配置するようにユーザデータを加工してもよい。
図７に、ユーザデータを一次元的に見た場合のデータ構造において、ダミーデータ挿入時の空き領域の使用例の説明図を示す。
図７（ａ）は、ＣＣＤに欠陥がないものとした場合のユーザデータ（Ｄx-1〜Ｄy）の一次元の配置を示したものである。
図７（ｂ）は、ＣＣＤのデータＤxを記録するべき位置に欠陥があったとした場合に、媒体に書き込まれるユーザデータの一次元の配置を示したものである。
図７（ａ）は、ＣＣＤに欠陥がないものとした場合のユーザデータ（Ｄx-1〜Ｄy）の一次元の配置を示したものである。
図７（ｂ）は、ＣＣＤのデータＤxを記録するべき位置に欠陥があったとした場合に、媒体に書き込まれるユーザデータの一次元の配置を示したものである。
図７（ｂ）において、本来データＤxを書き込む位置に、ダミーデータＤdを挿入している。また、ユーザデータＤxからＤyまでのデータ群は、１つだけ位置を後方にシフトしている。すなわち、データＤxは本来Ｄx+1を書込むべき位置に配置し、データＤy-1は本来Ｄyを書込むべき位置に配置し、さらに、最後のデータＤyは、空き領域の先頭位置に配置している。
図７（ｂ）のようなフォーマットでユーザデータを記録した場合、再生時には、ダミーデータＤdを削除し、シフトされたデータ（Ｄx〜Ｄy）を図７（ａ）のフォーマットに戻すような処理をすればよい。
図７（ｂ）のようなフォーマットでユーザデータを記録した場合、再生時には、ダミーデータＤdを削除し、シフトされたデータ（Ｄx〜Ｄy）を図７（ａ）のフォーマットに戻すような処理をすればよい。
ＣＣＤ６に欠陥が多数ある場合もあるので、空き領域はできるだけ多数のデータが書き込めるよう予め確保しておくことが好ましい。
ただし、大きな空き領域を確保することは、ユーザデータの記録容量の減少となるので、製造コストと要求される記憶容量とのバランスを考慮して空き領域の大きさを決定すべきである。
図７（ｂ）において、欠陥位置がｎ個ある場合は、空き領域のｎ個の領域に、シフトされたユーザデータが配置される。
ただし、大きな空き領域を確保することは、ユーザデータの記録容量の減少となるので、製造コストと要求される記憶容量とのバランスを考慮して空き領域の大きさを決定すべきである。
図７（ｂ）において、欠陥位置がｎ個ある場合は、空き領域のｎ個の領域に、シフトされたユーザデータが配置される。
ＣＣＤ６に欠陥があった場合のユーザデータの移動は、図７に限るものではなく、他の規則に基づいて移動してもよい。
また、空き領域を設ける位置も図６に限るものではなく、定義されたデータのフォーマット構造に対応して都合のよい位置に設ければよい。
また、空き領域を設ける位置も図６に限るものではなく、定義されたデータのフォーマット構造に対応して都合のよい位置に設ければよい。
＜実施例２のデータ記録処理＞
図４に、この発明の実施例２のデータ記録処理のフローチャートを示す。
まず、ステップＳ３１において、ユーザデータ受信部４０が、パソコン等から送られたユーザデータの記録要求を受信する。
この記録要求には、たとえば、書込むべき論理アドレスや書込むべきファイル名とユーザデータ内容などの情報が含まれる。
次に、ステップＳ３２において、切替部ＳＷ１（３３）を切替え、ＥＣＣエンコーダ３５とデータ記録制御部３１とを論理的に接続する。
ステップＳ３３において、欠陥位置記憶部３９から欠陥位置情報を読み出す。
図４に、この発明の実施例２のデータ記録処理のフローチャートを示す。
まず、ステップＳ３１において、ユーザデータ受信部４０が、パソコン等から送られたユーザデータの記録要求を受信する。
この記録要求には、たとえば、書込むべき論理アドレスや書込むべきファイル名とユーザデータ内容などの情報が含まれる。
次に、ステップＳ３２において、切替部ＳＷ１（３３）を切替え、ＥＣＣエンコーダ３５とデータ記録制御部３１とを論理的に接続する。
ステップＳ３３において、欠陥位置記憶部３９から欠陥位置情報を読み出す。
ステップＳ３４において、読み出した欠陥位置情報を利用して、欠陥位置へのダミーデータの挿入と、媒体に書込むべき記録データの生成を行う。
ここでは、たとえば、欠陥位置情報で示された欠陥位置が複数あればその欠陥位置すべてにダミーデータＤdを挿入配置し、その欠陥位置を飛ばして、最初の欠陥位置以降のユーザデータを後方にシフトさせた記録データを生成する。記録データは、２次元的なページデータとして構成される。
あるいは、欠陥位置に記録される予定のデータのみを、空き領域に配置した記録データを生成してもよい。
ここでは、たとえば、欠陥位置情報で示された欠陥位置が複数あればその欠陥位置すべてにダミーデータＤdを挿入配置し、その欠陥位置を飛ばして、最初の欠陥位置以降のユーザデータを後方にシフトさせた記録データを生成する。記録データは、２次元的なページデータとして構成される。
あるいは、欠陥位置に記録される予定のデータのみを、空き領域に配置した記録データを生成してもよい。
ステップＳ３５において、ＥＣＣエンコーダ３５が、ステップＳ３４で生成された記録データに対して、ＥＣＣ符号化を行う。
符号化された記録データは、データ記録制御部３１に与えられ、媒体への書込処理が実行される（ステップＳ３６）。
この書込処理は、前記したように、情報光１８と参照光１９とを同時に媒体の同じ位置に照射して行う。
以上の記録処理によれば、欠陥位置にダミーデータを含み、欠陥位置の数だけ空き領域にシフト配置されたユーザデータが、２次元ページデータとして媒体に記録される。
符号化された記録データは、データ記録制御部３１に与えられ、媒体への書込処理が実行される（ステップＳ３６）。
この書込処理は、前記したように、情報光１８と参照光１９とを同時に媒体の同じ位置に照射して行う。
以上の記録処理によれば、欠陥位置にダミーデータを含み、欠陥位置の数だけ空き領域にシフト配置されたユーザデータが、２次元ページデータとして媒体に記録される。
＜実施例２のデータ再生処理＞
図５に、この発明の実施例２のデータ再生処理のフローチャートを示す。
図５に示すステップＳ４１乃至Ｓ４４、およびステップＳ４６、Ｓ４７は、図３に示したステップＳ２１乃至Ｓ２６に対応する。すなわち、パソコン等からユーザデータの再生要求を受信するとＥＣＣエンコーダへの切替処理を行い、要求された再生信号を媒体から読み出し、欠陥位置記憶部３９から欠陥位置情報を読み出す（ステップＳ４１〜Ｓ４４）。
図５に、この発明の実施例２のデータ再生処理のフローチャートを示す。
図５に示すステップＳ４１乃至Ｓ４４、およびステップＳ４６、Ｓ４７は、図３に示したステップＳ２１乃至Ｓ２６に対応する。すなわち、パソコン等からユーザデータの再生要求を受信するとＥＣＣエンコーダへの切替処理を行い、要求された再生信号を媒体から読み出し、欠陥位置記憶部３９から欠陥位置情報を読み出す（ステップＳ４１〜Ｓ４４）。
次にステップＳ４５において、欠陥位置情報から、再生データに含まれたダミーデータの位置がわかるので、その位置を検索してダミーデータを削除する。
また、空き領域に退避されていた欠陥位置本来の記録データ、あるいはシフトされていた欠陥位置以降のユーザデータを本来の位置に戻す処理を行って、記録されるべきであったユーザデータそのもののフォーマットに相当する再生信号を生成する。
この処理により、欠陥がない場合に読み出される図７（ａ）のようなフォーマットのデータが再生される。次に、ＥＣＣデコーダによる誤り訂正復号化を行い、得られた復号データをパソコン等の上位装置へ送信する（ステップＳ４６、Ｓ４７）。
この実施例２においても、ＣＣＤ６に欠陥が最初からある場合や、ＣＣＤの劣化により欠陥が発生あるいは増加した場合でも、欠陥が存在するままで記録再生装置を利用することができる。
また、空き領域に退避されていた欠陥位置本来の記録データ、あるいはシフトされていた欠陥位置以降のユーザデータを本来の位置に戻す処理を行って、記録されるべきであったユーザデータそのもののフォーマットに相当する再生信号を生成する。
この処理により、欠陥がない場合に読み出される図７（ａ）のようなフォーマットのデータが再生される。次に、ＥＣＣデコーダによる誤り訂正復号化を行い、得られた復号データをパソコン等の上位装置へ送信する（ステップＳ４６、Ｓ４７）。
この実施例２においても、ＣＣＤ６に欠陥が最初からある場合や、ＣＣＤの劣化により欠陥が発生あるいは増加した場合でも、欠陥が存在するままで記録再生装置を利用することができる。
（その他の実施例）
上記実施例では、ＣＣＤ６に欠陥がある場合を対象としたが、ＳＬＭ５に欠陥がある場合にも同様の処理を行うことにより、正常な記録再生をすることができる。既知データを用いた欠陥調査処理において、ＳＬＭ５に関する欠陥位置の情報の取得して、欠陥位置記憶部３９に記憶しておけばよい。
上記実施例では、ＣＣＤ６に欠陥がある場合を対象としたが、ＳＬＭ５に欠陥がある場合にも同様の処理を行うことにより、正常な記録再生をすることができる。既知データを用いた欠陥調査処理において、ＳＬＭ５に関する欠陥位置の情報の取得して、欠陥位置記憶部３９に記憶しておけばよい。
さらに、ＣＣＤやＳＬＭに限らず、その他の記録に関係する記録系光学部品や再生に関係する再生系光学部品に欠陥がある場合においても、記録系と再生系のどちらに欠陥があるかを検出することができる。
この場合、既知データ記憶部３６に記憶されているのと同じ既知ページデータＤ４を、媒体２０の特定の領域に予め記録しておく。
ＳＬＭ５は、記録時のみ使用される部品であり、再生時には使用されないので、再生処理によって、媒体に予め記録されていた既知ページデータＤ４を読み出して、記憶部３６に記憶していた既知ページデータＤ３と比較し、不一致データがあった場合に、再生系の光学部品に欠陥があることがわかる。
そこで、装置の既知データ記憶部３６に記録された既知ページデータＤ３の記録再生処理（第１欠陥位置調査）と、媒体に予め記録された既知ページデータＤ４の再生処理（第２欠陥位置調査）を組み合わせることにより、再生系と記録系のどちらに欠陥部品が存在するかを検出することができる。
この場合、既知データ記憶部３６に記憶されているのと同じ既知ページデータＤ４を、媒体２０の特定の領域に予め記録しておく。
ＳＬＭ５は、記録時のみ使用される部品であり、再生時には使用されないので、再生処理によって、媒体に予め記録されていた既知ページデータＤ４を読み出して、記憶部３６に記憶していた既知ページデータＤ３と比較し、不一致データがあった場合に、再生系の光学部品に欠陥があることがわかる。
そこで、装置の既知データ記憶部３６に記録された既知ページデータＤ３の記録再生処理（第１欠陥位置調査）と、媒体に予め記録された既知ページデータＤ４の再生処理（第２欠陥位置調査）を組み合わせることにより、再生系と記録系のどちらに欠陥部品が存在するかを検出することができる。
再生系部品と記録系部品の欠陥検出については、次の３つのケースが考えられる（図８参照）。次のＡ１，Ｂ１，Ｃ１が第１欠陥位置調査に相当し、Ａ２，Ｂ２，Ｃ２が第２欠陥位置調査に相当する。
（ケースＡ）
（Ａ１）装置の既知データ記憶部３６にある既知ページデータＤ３を媒体に記録し、かつその記録された既知データＤ３′を再生した場合に、欠陥が検出されたこと。
（Ａ２）媒体に予め記録された既知ページデータＤ４を再生した場合に、欠陥が検出されたこと。
このＡ１とＡ２のどちらの場合も不一致データがあり欠陥が検出されたとき、ＣＣＤ６を含む再生系の光学部品に欠陥があることがわかる。
（ケースＡ）
（Ａ１）装置の既知データ記憶部３６にある既知ページデータＤ３を媒体に記録し、かつその記録された既知データＤ３′を再生した場合に、欠陥が検出されたこと。
（Ａ２）媒体に予め記録された既知ページデータＤ４を再生した場合に、欠陥が検出されたこと。
このＡ１とＡ２のどちらの場合も不一致データがあり欠陥が検出されたとき、ＣＣＤ６を含む再生系の光学部品に欠陥があることがわかる。
（ケースＢ）
（Ｂ１）装置の既知データ記憶部３６の既知ページデータＤ３を媒体に記録し、かつその記録された既知データＤ３′を再生した場合に、不一致データがなく、正常であったこと。
（Ｂ２）媒体に予め記録された既知ページデータＤ４を再生した場合に、欠陥が検出されたこと。
このＢ１とＢ２が共に成立した場合には、ＣＣＤ６およびＳＬＭ５には欠陥がなく、媒体２０に記録された既知データに欠陥があることがわかる。
（Ｂ１）装置の既知データ記憶部３６の既知ページデータＤ３を媒体に記録し、かつその記録された既知データＤ３′を再生した場合に、不一致データがなく、正常であったこと。
（Ｂ２）媒体に予め記録された既知ページデータＤ４を再生した場合に、欠陥が検出されたこと。
このＢ１とＢ２が共に成立した場合には、ＣＣＤ６およびＳＬＭ５には欠陥がなく、媒体２０に記録された既知データに欠陥があることがわかる。
（ケースＣ）
（Ｃ１）装置の既知データ記憶部３６の既知ページデータＤ３を媒体に記録し、かつその記録された既知ページデータＤ３′を再生した場合に、欠陥が検出されたこと。
（Ｃ２）媒体に予め記録された既知ページデータＤＢを再生した場合に、不一致データがなく、正常に再生できたこと。
このＣ１とＣ２がともに成立した場合には、ＣＣＤ６に欠陥はなく、ＳＬＭ５を含む記録系の光学部品に欠陥があることがわかる。
（Ｃ１）装置の既知データ記憶部３６の既知ページデータＤ３を媒体に記録し、かつその記録された既知ページデータＤ３′を再生した場合に、欠陥が検出されたこと。
（Ｃ２）媒体に予め記録された既知ページデータＤＢを再生した場合に、不一致データがなく、正常に再生できたこと。
このＣ１とＣ２がともに成立した場合には、ＣＣＤ６に欠陥はなく、ＳＬＭ５を含む記録系の光学部品に欠陥があることがわかる。
また、再生光に対するＣＣＤ６の相対位置を平行移動させることにより、ＣＣＤに欠陥があるか、あるいはＳＬＭ５に欠陥があるかを検出することもできる。
たとえば、ＣＣＤ６の通常の位置において、欠陥調査処理を実行したときに、ある位置Ｔ１で欠陥が検出され、さらに、ＣＣＤ６を平行移動させて、再生光に対するＣＣＤの相対位置をずらした場合もＣＣＤの同じ位置Ｔ１で欠陥が検出された場合、すなわち欠陥位置が移動しなかった場合は、ＣＣＤ６に欠陥があることがわかる。
また、再生光に対するＣＣＤの相対位置をずらした場合に最初の欠陥位置Ｔ１と異なる位置Ｔ２で欠陥が検出された場合には、欠陥位置が移動したので、ＳＬＭ５に欠陥があることがわかる。
このように、欠陥がある部品をある程度特定することができれば、欠陥があることがわかった部品のみを交換することにより、装置の修理をすることができる。すなわち修理における時間短縮、処理担当者の負担の軽減、修理にかかるコストの削減が可能となる。
たとえば、ＣＣＤ６の通常の位置において、欠陥調査処理を実行したときに、ある位置Ｔ１で欠陥が検出され、さらに、ＣＣＤ６を平行移動させて、再生光に対するＣＣＤの相対位置をずらした場合もＣＣＤの同じ位置Ｔ１で欠陥が検出された場合、すなわち欠陥位置が移動しなかった場合は、ＣＣＤ６に欠陥があることがわかる。
また、再生光に対するＣＣＤの相対位置をずらした場合に最初の欠陥位置Ｔ１と異なる位置Ｔ２で欠陥が検出された場合には、欠陥位置が移動したので、ＳＬＭ５に欠陥があることがわかる。
このように、欠陥がある部品をある程度特定することができれば、欠陥があることがわかった部品のみを交換することにより、装置の修理をすることができる。すなわち修理における時間短縮、処理担当者の負担の軽減、修理にかかるコストの削減が可能となる。
１ 光源
２ コリメータレンズ
４Ａ ビームスプリッタ
４Ｂ ビームスプリッタ
５ 空間光変調器
６ ２次元撮像素子
７ 対物レンズ
８ 対物レンズ
９ プリズム
１０ 反射ミラー
１１ フォーカスアクチュエータ
１２ ヘッドユニット
１８ 情報光（情報記録光）
１９ 参照光
２０ 記録媒体
２１ 基板
２２ 反射膜
２３ ホログラム記録層
２４ 保護膜
３１ データ記録制御部
３２ 再生信号検出部
３３ 切替部ＳＷ１
３４ 切替部ＳＷ２
３５ ＥＣＣエンコーダ
３６ 既知データ記憶部
３７ 比較部
３８ ＥＣＣデコーダ
３９ 欠陥位置記憶部
４０ ユーザデータ受信部
４１ 復号データ転送部
２ コリメータレンズ
４Ａ ビームスプリッタ
４Ｂ ビームスプリッタ
５ 空間光変調器
６ ２次元撮像素子
７ 対物レンズ
８ 対物レンズ
９ プリズム
１０ 反射ミラー
１１ フォーカスアクチュエータ
１２ ヘッドユニット
１８ 情報光（情報記録光）
１９ 参照光
２０ 記録媒体
２１ 基板
２２ 反射膜
２３ ホログラム記録層
２４ 保護膜
３１ データ記録制御部
３２ 再生信号検出部
３３ 切替部ＳＷ１
３４ 切替部ＳＷ２
３５ ＥＣＣエンコーダ
３６ 既知データ記憶部
３７ 比較部
３８ ＥＣＣデコーダ
３９ 欠陥位置記憶部
４０ ユーザデータ受信部
４１ 復号データ転送部
Claims (3)
- ホログラム記録媒体に記録されたページデータを読み出すための参照光をホログラム記録媒体に照射する参照光照射部と、ホログラム記録媒体に書き込むべきページデータに対応した空間情報を用いて変調した情報光を生成する空間変調部と、
前記情報光を、参照光を照射する領域と同一の領域に照射する情報光照射部と、
前記参照光をホログラム記録媒体に照射することによって生成された再生光を受光する光検出部と、
既知ページデータを予め記憶した既知データ記憶部と、
前記既知ページデータに対応した空間情報を用いて変調した情報光と前記参照光とをホログラム記録媒体に照射して既知ページデータをホログラム記録媒体に書込んだ後、参照光を媒体に照射して前記光検出部が受光した再生光からホログラム記録媒体に書込んだ既知ページデータを読み出して、前記空間変調部または光検出部の欠陥位置を調査する欠陥調査部と、
前記欠陥調査部によって検出された欠陥位置の情報を用いて、前記光検出部で受光された再生光に含まれる欠陥位置のもとのデータを復元再生する再生制御部とを備え、
前記ホログラム記録媒体に、前記既知データ記憶部に記憶された既知ページデータＤ３と同じデータＤ４が予め記録され、
前記欠陥調査部が、前記既知ページデータＤ３をホログラム記録媒体に記録した後その記録されたデータＤ３′を読み出して欠陥位置を調査する第１欠陥位置調査と、ホログラム記録媒体に予め記録されたデータＤ４を読み出して欠陥位置を調査する第２欠陥位置調査とを行い、両欠陥位置調査により検出された欠陥位置の情報をもとに、前記空間変調部および光検出部のどちらに欠陥が存在するかを判定する判定部を備えたことを特徴とする記録再生装置。 - 前記第１および第２欠陥位置調査の両方により欠陥位置あることが検出された場合、前記判定部が前記光検出部に欠陥があると判定することを特徴とする請求項１の記録再生装置。
- 前記第１欠陥位置調査で欠陥位置が検出され、前記第２欠陥位置調査で欠陥が検出されなかった場合、前記判定部が前記空間変調部に欠陥があると判定することを特徴とする請求項１の記録再生装置。
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