JP4934655B2 - 情報記録再生装置、光情報記録媒体の製造装置、及び光情報記録媒体。 - Google Patents

Description

本発明は、ホログラフィを用いて光情報記録媒体に情報を記録する、および／または光情報記録媒体から情報を再生する装置と光情報記録媒体の製造装置、予備光情報記録媒体に関する。

次世代のストレージ技術に関する研究が行われる中、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録するホログラム記録技術が注目を集めている。

ホログラム記録に関する文献として、特許文献１がある。本文献には、信号光束をレンズで光情報記録媒体に集光すると同時に、平行光束の参照光を照射して干渉させてホログラムの記録を行い、さらに参照光の光記録媒体への入射角度を変えながら異なるページデータを空間光変調器に表示して多重記録を行う、いわゆる角度多重記録方式が記載されている。さらに本公報には、信号光をレンズで集光してそのビームウエストに開口（空間フィルタ）を配することにより、隣接するホログラムの間隔を短くすることができ、従来の角度多重記録方式に比べて記録密度／容量を増大させる技術が記載されている。

また、特許文献２がある。本文献には、１つの空間光変調器において内側の画素からの光を信号光、外側の輪帯状の画素からの光を参照光として、両光束を同じレンズで光記録媒体に集光し、レンズの焦点面付近で信号光と参照光を干渉させてホログラムを記録するシフト多重方式を用いた例が記述されている。

特開２００４−２７２２６８号公報 ＷＯ２００４−１０２５４２号公報

ホログラフィを用いて光情報記録媒体に情報を記録する、および／または光情報記録媒体から情報を再生する、装置において、従来の記録型の光ディスクのようにＷｏｂｂｌｅの役目をするアドレス技術は確立されていない。

ここで、ホログラフィを用いた記録技術では、ＤＶＤやＢＤ等の従来の技術とは異なり、面単位で記録が行われる。この単位面に情報を記録する場合、様々な符号化規則により、１と０とが面内でほぼ均一に散らばる。従って、記録単位となる面領域から反射光の総量は、媒体上の位置や記録される情報の内容に関わらず、そのブレが少なくなる。本発明者は、このホログラフィを用いた記録媒体に特有の性質に着目し、情報が記録される単位領域自体から得られる信号を、ピックアップの位置検出等に応用する技術を開発した。

本発明は、ホログラフィを用いた光情報記録媒体に対してピックアップ位置検出を行うことが可能な光情報記録再生装置、光情報記録媒体、光情報記録媒体のディスク製造装置を提供する事を目的とする。

上記の課題は、例えば特許請求の範囲に記載の発明によって解決される。

本発明により、ホログラフィを用いた光情報記録媒体に対してピックアップ位置検出を行うことが可能な光情報記録再生装置、光情報記録媒体、光情報記録媒体のディスク製造装置を提供する事が可能となる。

以下、本発明の実施例について説明する。

図１はホログラフィを利用してデジタル情報を記録および／または再生する光情報記録再生装置１０の全体的な構成を示したものである。この光情報記録再生装置１０において光情報記録媒体１の所望のデータを記録および／または再生する場合には、ピックアップ１１を所望の場所に位置付ける必要がある。この位置付け方法としてＰＥ信号（プルインエラー信号）から得られるパルスの数を使用する。その詳細は後述する。

光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、ディスク回転角度検出用光学系１４ならびに回転モータ５０を備えており、光情報記録媒体１は回転モータ５０によって回転可能な構成となっている。

ピックアップ１１は、光情報記録媒体１に光を出射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録および／または再生する役割を果たす。

光情報記録媒体１に記録した情報は、ピックアップ１１から光を出射することで得られた再生光を光検出器９３によって検出し、信号再生制御回路８５によって信号を再生する。ディスク回転角度検出用光学系１４は、光情報記録媒体１の回転角度を検出するために用いられる。光情報記録媒体１を所定の回転角度に調整する場合は、ディスク回転角度検出用光学系１４によって回転角度に応じた信号を検出し、検出された信号を用いてコントローラ８９によってディスク回転モータ制御回路８８を介して光情報記録媒体１の回転角度を制御する。

光源駆動回路８２は所定の光量で光ビームを発光する。また、ピックアップ１１は光情報記録媒体１の半径方向に位置をスライドさせる機構が設けられておりアクセス制御回路８１を介して位置制御がおこなわれる。

ここでホログラフィを利用した記録技術は、超高密度な情報を記録可能な技術であるがゆえに、非特許文献「Ａｌａｎ Ｈｏｓｋｉｎｓ，ｅｔ ａｌ．；『Ｔｏｌｅｒａｎｃｅｓ ｏｆ ａ Ｐａｇｅ−Ｂａｓｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｄａｔａ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ』Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｔｏｐｉｃａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ，２００７」に記載されているように、例えば光情報記録媒体１の傾きや位置ずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。それゆえピックアップ１１内に、例えば光情報記録媒体１の傾きや位置ずれ等、許容誤差が小さいずれ要因のずれ量を検出する機構を設け、サーボ信号生成回路８３にてサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御回路８４を介して該ずれ量を補正するためのサーボ機構を光情報記録再生装置１０内に備えても良い。

ＰＥ信号計測回路９０は、サーボ信号生成回路８３から得られるＰＥ信号のパルス数と周期を計測する回路である。ＰＥ信号計測回路９０は、例えば、ＡＳＩＣ等のＤＳＰによって構成する。

パルス数半径換算回路９１は、ＰＥ信号計測回路９０により計測されたＰＥ信号を半径位置に換算する回路である。パルス数半径換算回路９１は、例えば、ＡＳＩＣ等のＤＳＰによって構成する。

位置ずれ量換算回路９２は、パルス数半径換算回路９１による換算結果がピックアップ１１の位置付け目標となる半径と異なっている場合に、目標となる半径位置と現在位置との差分を計算する回路である。この差分に基づいて、アクセス制御回路８１は、ピックアップ１１の位置付けを制御する。

またピックアップ１１、ディスク回転角度検出用光学系１４は、いくつかの光学系構成または全ての光学系構成をひとつに纏めて簡素化しても構わない。

光検出器９３は、光情報記録媒体１からの再生光を光電変換し電気信号にする。この電気信号からサーボ信号生成回路８３により検出信号の総和であるＰＥ信号を生成する。

未記録領域検出回路９４は、ＰＥ信号計測回路９０からの出力に基づいて、光情報記録媒体１上の未記録領域の有無やその位置を検出する。未記録領域検出回路９４は、例えば、ＡＳＩＣ等のＤＳＰによって構成する。

図２は、ＰＥのパルス数から半径位置の関係を示す概念図である。ピックアップ１１によって検出されるパルス数と光情報記録媒体１上の半径位置の間に、図２のような相関関係があればパルスの数から半径の位置に換算可能である。なお、ＰＥ信号とは、サーボ制御用の信号の一つであり、再生光の総和信号である。

図３は、光情報記録媒体１上に四角形状のデータを記録した場合のデータ記録部、未記録部を示す図である。ここで、例えば円形の光情報記録媒体１に対して、図３のように四角形状にデータを記録した場合には、全面記録しても必ず未記録部４０２が生じる。また、この未記録部４０２は、周方向に並ぶ複数の記録部４０１の隙間に形成される。そして、この未記録部４０２と記録部４０１を光情報記録媒体１から再生したＰＥ信号の波形は図４に示すようなパルス波形になる。

図４に示す例では、未記録部４０２からの反射光量が記録部４０１に対して多いこととする。そして、光情報記録媒体１を回転させると、パルス状の周期がＴｒとなる周期的な波形が得られる。このＴｒは、１つの記録部４０１と該記録部４０１に周方向で接する１つの未記録部４０２から得られるＰＥ信号の周期に相当する。そして、例えば同心円状にデータを記録する場合、半径と共に記録可能なデータ数が増加する。このパルス数と半径の相関関係からパルス数を半径に変換することでピックアップ１１を任意の半径に位置付ける方法が考えられる。

上述の例では、各記録部４０１の形状が四角形である例について説明した。しかし記録部４０１の形状は、決して四角形に限定されるものではなく、光情報記録媒体上に複数配置した場合に、未記録部４０２ができるような形であれば何でもよい。例えば、記録部４０１の形状としては、四角形のほかに、円形、楕円形、三角形等の多角形等がある。

次に、図５のフローチャートを用いて、ピックアップ１１を所望の場所に位置付けるための処理例を示す。まず、Ｓ７０５で光情報記録媒体１を１回転あるいは任意の角度だけ回転させ、Ｓ７００によりそのときに得られるパルスの数をＰＥ信号計測回路９０で計測する。次に図２のような関係を使い、Ｓ７０１でパルス数を半径にパルス数半径換算回路９１により換算する。この半径が所望の位置か否かをＳ７０２により判断し、異なっていればＳ７０３でピックアップ１１の現在の半径位置と所望の半径位置との差を位置ずれ量換算回路９２により計算し、アクセス制御回路８１を介してピックアップ１１の位置制御をＳ７０４でピックアップ１１の位置付けを再実行する。その後再度Ｓ７００から繰り返しピックアップ１１を所望の場所に位置付ける。この結果、所望の半径位置であればＰＥ信号の立ち上がりでピックアップ１１の位置付けを行う。

次に、周期Ｔｒのパルス波形となるＰＥ信号を用いて記光情報記録媒体１の記録／未記録判定に使う方法について説明する。パルス波形は、データが光情報記録媒体１に記録されて初めて得られる。このため、光情報記録媒体１の一部の記録領域に記録を行った場合、図６に示すような記録領域１１０と未記録領域１１１が混在している光情報記録媒体１が得られる。そして、図６に示す光情報記録媒体１を１回転させると図７のようなＰＥ信号のパルス波形が得られる。図７に示すように、ピックアップ１１が未記録領域１１１にかかっている場合には、ＰＥ信号値が高い値で維持され、その周期が長くなる。なお、ここでは、記録領域１１０とは、記録部４０１と未記録部４０２を有する、光情報記録媒体１での領域または部位のことを示す。一方、未記録領域１１１とは、光情報記録再生装置１０による記録が行われておらず、記録部４０１を含まない光情報記録媒体１上での領域または部分のことを示す。また、未記録領域１１１とは、少なくとも未記録部４０２の１つの面積より大きい範囲で、ユーザデータ等の情報が記録されていない領域または部分のことを示す。本実施例の光情報記録再生装置１０は、このＰＥ信号の周期から未記録領域を判定する。以下、判定方法の具体例を説明する。

例えば、記録を行う際にパルス波形の計測結果においてＴｒより長い周期が得られた場合、光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１をＴｒより長い周期の始まるＰＥ信号の立ち上がりに位置付け、記録を開始すれば良い。ＰＥ信号の立ち上がり位置が、記録領域１１０と未記録領域１１１との境界領域になるからである。

ここで、図８に記録／未記録判定法のフローチャート例を示す。まず光情報記録媒体１をＳ１３０により１回転させる。このとき、Ｓ１３１でＰＥ信号計測回路９０によりピックアップ１１がスタートした位置からＰＥ信号のパルス波形の周期がＴｒとなるパルス数と最長周期Ｔを計測する。次に、Ｓ１３２にて、未記録領域検出回路９４でＳ１３１で計測された最長周期ＴがＴｒと等しいか否かを検出する。ＴとＴｒとが実質的に等しい場合、ピックアップ１１が回転している半径には未記録領域１１１は無い。

一方、Ｓ１３２にて最長周期Ｔが周期Ｔｒと等しくなかった場合には、未記録領域検出回路９４は、Ｓ１３３で、ＴがＴｒより大きいか否かを検出する。Ｔｒより長い周期ＴがＰＥ信号計測回路９０から得られたときには未記録領域１１１が存在することになる。このとき、Ｓ１３１からピックアップ１１が回転をスタートした位置から周期Ｔｒを維持したパルス数ｎがＰＥ信号計測回路９０から得られるため、このパルスの数ｎだけピックアップ１１を移動させるためにＳ１３４にてアクセス制御回路８１を介してピックアップ１１の位置制御を実行する。これによりピックアップ１１を未記録領域１１１に位置付け、光情報記録媒体１に情報の記録を行うことが可能となる。逆にＴがＴｒより小さい場合は再測定を行う。

なお、未記録領域１１１や未記録部４０２でＰＥ信号のパルスが立ち上がる波形としたが、立ち下がるパルス波形でも良い。また、ＰＥ信号の極性は逆でも良い。

また、回転スタート位置が未記録領域１１１上にある場合もあるため、回転モータの回転数は１回転より多くともよい。

図１２は、光情報記録再生装置１０の本実施例における構成を示す概略図である。図１２においては、位置ずれ量換算回路を移動方向換算回路１０２に、パルス数半径換算回路をパルス数ゾーン換算回路１０１とした以外は図１と同じ構成である。

本実施例の光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１の半径方向の位置づけが正確に行えているか否かを確認する。この半径位置の確認は、図１１に示すピックアップの半径位置ずれがある場合のパルス数と半径位置との関係に基づいて行う。

ここで、図９を用いて、ピックアップの半径位置がずれた場合の光情報記録媒体から得られるＰＥ信号波形について説明する。

光情報記録媒体１には既記録領域からの信号５０１と未記録領域からの信号５０２があり、ピックアップ１１を正確に位置付けられていれば再生した信号５０１を正確に再生可能である。しかし、位置ずれが生じた状態では再生信号１６１は正しく記録データを再生できない。具体的には、ピックアップ１１が、半径方向に隣接する記録領域に係ることとなる。そして、ピックアップ１１が、半径方向に隣接する記録部４０１及び未記録部４０２からの信号５０１、信号５０２も入射することとなる。この結果、ＰＥ信号の振幅値およびパルス数が多くなるため正しい半径位置にピックアップ１１が位置する場合のパルス波の周期より短くなる。

ここで、ピックアップ１１の半径の位置付けが、目標とする半径位置に正確に行われている場合に検出されるパルスの周期をＴｒとする。なお、Ｔｒの値は、目標とする半径位置ｒにおける光情報記録媒体１の線速度や、未記録部４０２の幅等に依存する値である。また、ピックアップ１１の位置付けが正確に行えていない場合の周期をＴａとすると、この周期の大小関係はＴｒ＞Ｔａとなる。つまり、このＴｒ＞Ｔａのときにはピックアップ１１の位置付けが正確に行えていないといえる。この場合にピックアップ１１を正確な半径に位置付けるためのフローチャートの例を図１０に示す。

Ｓ９０６で任意の角度または回転数でディスクを回転させる。次にＳ９００でＰＥ信号計測回路９０によりＰＥのパルス数と周期Ｔを計測する。この周期ＴがＴｒと等しいか否かをＳ９０１で判断する。なお、本出願において、等しいという字句は、実質的に等しい範囲、例えば、計測値が目標値の上下１％の範囲に入る場合も含むものとする。周期ＴがＴｒと等しい場合には、Ｓ９０２で実施例１と同様の方法によりＰＥのパルス数を半径に換算し、その後、Ｓ９０５で換算した半径が所望の半径か否かを判断する。この結果、所望の半径と異なっていればＳ９０３でピックアップ１１の現在の半径位置と所望の半径位置との差を計算し、アクセス制御回路８１を介してピックアップ１１の位置制御をＳ９０４で再実行する。その後、Ｓ９００からの動作を所望の半径位置にピックアップ１１を位置付けられるまで繰り返す。

一方、周期ＴがＴｒと異なっているときは、例えば図１１のように隣り合う半径のパルス数を加算した関数２を作成し、パルス数ゾーン換算回路 １０１によりパルス数からディスクを区分（図１１のゾーン１、ゾーン２、ゾーン３・・・ゾーンｎ）に分ける。この区分により、Ｓ９０３でピックアップ１１が位置している現在のゾーンが図１１に示すように分かる。次にＳ９０７にてこのゾーンから所望の半径、例えば所望の半径を図１１の半径２とすると、移動方向換算回路 １０２により移動方向を内周とし、Ｓ９０４にてピックアップ１１を移動させる。この移動はＳ９０９にてゾーンが切り替わる（あるいはパルス数が変化する点）まで繰り返す。この結果、最適な半径２にピックアップ１１を位置付け光情報記録媒体１に対して正確な記録／再生が可能となる。ここで、パルス数ゾーン換算回路 １０１はパルス数からゾーンおよび半径を換算する演算回路であり、移動方向速度換算回路 １０２は、この換算されたゾーンから所望の半径が内周であるか外周であるかの演算を行う回路である。例えば、これらの回路はＡＳＩＣ等のＤＳＰによって構成する。

なお、パルス波の振幅に基づいて、ピックアップ１１が目標とする半径位置に位置づけられているか否かを検出してもよい。例えば、ピックアップ１１により取得したパルス波の振幅値が目標とする半径位置に対応するパルス波の振幅値と等しくなるか否かに基づいて計測してもよい。また、ピックアップの移動速度は所望の半径のあるゾーンとの差（例えば２つのゾーンを越える場合にはピックアップ１１）に応じて変化させても良い。

通常円形の光情報記録媒体１に対して図３のように記録データの形は固定である。このため例えば四角形状にデータを記録すると予め決まっている場合、図１３に示すようにディスクの製造段階でディスク上に未記録部４０２に相当する部分を物理的に製造する装置が考えられる。このようにすれば、実施１〜２を同様に実施することが可能となる。

次に、図１４に示すように未記録部４０２をマスクしないフォトマスク１５１を製作し、光情報記録媒体１のモノマーを予め感光させるディスク製造装置が考えられる。このようにすれば、ユーザデータを光情報記録媒体１上に記録せずとも、実施１〜２を同様に実施することが可能となる。

以上、各実施例で述べた光情報記録再生装置１０等によると、媒体上のユーザデータ等を記録する記録部を、位置検出、制御にも利用することが可能となる。また、光情報記録媒体１上に、位置検出、制御専用のプリグルーブ等を単に設ける場合に比べ、記録領域等から得られるＰＥ信号を補助的に利用することにより、位置検出等の制御等を向上させることが可能となる。また、光情報記録再生装置１０等によると、ＰＥ信号を用いたフィードバック制御が可能となり、モータの精度に依存し難い位置決めを行うことが可能となる。さらに、高価なモータではなく安価なモータで装置を製作が可能となるためより安価な装置開発が可能となる。

また、各実施例においては、光情報記録再生装置１０等を例にして説明を行った。しかし、本発明は、光情報記録再生装置に限られるものではなく、光情報記録装置、光情報再生装置のいずれに適用することも可能である。

また、各実施例においては、半径位置の検出等に、パルス波の周期を利用する例について説明した。しかし、これに限られることなく、パルス波の波長に基づいて半径位置の検出等に利用する構成としてもよい。

また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

また、上記の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

光情報記録再生装置の実施例を表す概略図。 ＰＥのパルス数から半径位置の関係を示す図。 光情報記録媒体上に四角形状のデータを記録した場合のデータ記録領域、未記録領域を示す図。 全面記録済みの光情報記録媒体から得られるＰＥ信号波形の概略図。 位置決め処理のフローチャート。 記録部と未記録部が混在している光情報記録媒体の概略図。 記録部と未記録部が混在している光情報記録媒体から得られるＰＥ信号波形の概略図。 位置決め処理のフローチャート。 ピックアップの半径位置がずれた場合の光情報記録媒体から得られるＰＥ信号波形の概略図。 実施例２の処理のフローチャート。 ピックアップの半径位置ずれがある場合のパルス数と半径位置との関係を示す図。 光情報記録再生装置の実施例を表す概略図。 ディスク上に物理的に未記録部を製造した場合の構造図。 予め未記録部を感光させてディスクを製造する概略図。

符号の説明

１・・・光情報記録媒体、１０・・・光情報記録再生装置、１１・・・ピックアップ、
１４・・・ディスク回転角度検出用光学系、５０・・・回転モータ、
８１・・・アクセス制御回路、８２・・・光源駆動回路、８３・・・サーボ信号生成回路、
８４・・・サーボ制御回路、８５・・・信号生成制御回路、８６・・・信号記録制御回路、
８７・・・シャッタ制御回路、８８・・・ディスク回転モータ制御回路、
８９・・・コントローラ、９０・・・ＰＥ信号計測回路、９１・・・パルス数半径換算回路、９２・・・位置ずれ量換算回路、９３・・・光検出器、１０１・・・パルス数ゾーン換算回路、１０２・・・移動方向換算回路、４０１・・・記録部、４０２・・・未記録部、１１０・・・記録領域、１１１・・・未記録領域、１４１・・・記録予定領域、１５２・・・感光用の光、１５１・・・光フォトマスク、１５３・・・感光して生成された未記録領域

Claims (9)

1. ホログラフィを用いてディスク状の記録媒体に情報を記録および／または再生する情報記録再生装置において、
   参照光と信号光を前記記録媒体に照射して情報を記録するピックアップと、
   前記記録媒体を回転させる回転モータと、
   前記回転モータにより前記記録媒体を回転させた状態で、前記記録媒体上の周方向に並ぶ複数の記録部からの反射光と前記記録部の間に形成される未記録部からの反射光とによって生じるパルス波を検出する光検出手段と、
   前記光検出手段が検出したパルス波の数に基づいて前記ピックアップの半径位置を検出する位置検出手段と、を備えることを特徴とする情報記録再生装置。
2. 請求項１に記載の情報記録再生装置であって、
   前記位置検出手段は、前記パルス波の周期が、目的とする半径位置でのパルス波の周期に対して短いか否かにより、前記ピックアップが前記目的とする半径位置に位置しているか否かを検出することを特徴とする情報記録再生装置。
3. 請求項１に記載の情報記録再生装置であって、
   前記位置検出手段は、前記光検出手段が検出したパルス波の数が、ある半径位置において取得できるパルス波と他の半径位置において取得できるパルス波との和に相当している場合に、前記光検出手段が検出したパルス波の数に基づいて、目的とする半径位置とのずれ量を検出することを特徴とする情報記録再生装置。
4. 請求項３に記載の情報記録再生装置であって、
   前記ずれ量に基づいて半径位置の補正を行う制御手段を備えることを特徴とする情報記録再生装置。
5. 請求項１に記載の情報記録再生装置であって、
   前記位置検出手段は、前記パルス波の周期が所定値より大きいか否かに基づいて、情報の記録が行われていない未記録領域の有無を検出することを特徴とする情報記録再生装置。
6. 請求項５に記載の情報記録再生装置であって、
   前記パルス波の周期が所定値より大きくなる変化位置に前記ピックアップを移動させるよう制御する制御手段を備えることを特徴とする情報記録再生装置。
7. 請求項５または６に記載の情報記録再生装置であって、
   前記所定値とは、記録部１つと該記録部に接する１つの未記録部からの反射光により得られる周期であることを特徴とする情報記録再生装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の情報記録再生装置は、円形であるディスク状記録媒体に情報の記録または再生を行う情報記録再生装置であり、
   前記記録部は、前記円形であるディスク状記録媒体に配置したときに隙間が発生する形状を有することを特徴とする情報記録再生装置。
9. 請求項１ないし７のいずれかに記載の情報記録再生装置であって、
   前記ピックアップは、四角形、円形、楕円形のいずれかの形状にて記録部が形成されるように、前記信号光及び前記参照光を前記記録媒体に照射することを特徴とする情報記録再生装置。

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