JP5640033B2

JP5640033B2 - 光情報記録装置、光情報記録方法、光情報記録再生装置および光情報記録再生方法

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Publication number: JP5640033B2
Application number: JP2012064689A
Authority: JP
Inventors: 悠介中村
Original assignee: Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2028-05-20
Also published as: JP2012178213A

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、装置に関する。

現在、青紫色半導体レーザを用いた、Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ（ＢＤ）規格やＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ（ＨＤＤＶＤ）規格などにより、民生用においても５０ＧＢ程度の記録密度を持つ光ディスクの商品化が可能となっている。

今後は、光ディスクでも１００ＧＢ〜１ＴＢというＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｃＤｒｉｖｅ）容量と同程度まで大容量化が実用化される。

しかしながら、このような超高密度を光ディスクで実現するためには、今までの様な短波長化と対物レンズ高ＮＡ化による従来の高密度技術のトレンドとは異なった新しいストレージ技術が必要となる。

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ある。

ホログラム記録技術として、例えば特開２００４−２７２２６８号公報（特許文献１）がある。本公報には、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、ホログラム記録技術として、例えばＷＯ２００４−１０２５４２号公報（特許文献２）がある。本公報には、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。

以上のようなホログラム記録のための符号化方法として、例えば特開平９−１９７９４７号公報（特許文献３）がある。本公報には、最低一つの光波を二次元空間光変調器に通過させることによって記録する情報を決定するホログラム記録用二次元符号化方法において、二次元空間光変調器の隣接する４個もしくは４の倍数のピクセルを一組とし、各組を構成するピクセル数の４分の１が光を透過し、その４分の３は光を遮るようにすることを特徴とするホログラム記録用二次元符号化方法について記述されている。

また、他の従来技術としては、例えば特開２００５−１９０６３６号公報（特許文献４）がある。本公報には「ＯＮピクセル数が異なる画素ブロックを混在させても、再生像強度のばらつきが生じないようにして、符号化率を向上させることができるホログラフィック記録方法、ホログラフィックメモリ再生方法、ホログラフィック記録装置及びホログラフィックメモリ再生装置を提供する」と記載がある。

特開２００４−２７２２６８号公報ＷＯ２００４−１０２５４２号公報特開平９−１９７９４７公報特開２００５−１９０６３６号公報

ところで特許文献１に特許文献３の符号化方法を適用した方法、若しくは特許文献２に特許文献３の符号化方法を適用した方法において、図１２（ａ）のようなデータ列に対して図１２（ｂ）のような符号化を行うことで図１２（ｃ）の２次元データを得ている。この方法では２ビットの情報を記録するために４ビットの領域を消費することになり、記録密度を向上することが出来ない課題があった。しかし、単純に“１”で光を透過し“０”で光を遮るよな方法では、記録データによってはページ毎に光の透過率が異なることになる。この透過率の差異は、再生時にページ毎に再生画像輝度が異なることになり２値判定の基準値が同一の場合判定を誤る可能性がある。さらにホログラム記録メディアのダイナミックレンジの消費が一定でなくなることも大きな問題となる。

また、特許文献４では、ONピクセル数が異なる画素ブロックを混在させた場合には、ページ毎に光の透過率が異なる可能性について考慮がなされていない。

本発明の目的は、ページ毎の透過率を一定にするよう向上を図った上で記録密度を向上させることが可能な符号化方法を提示することにある。

本発明の目的は、その一例として２次元データ配列を制御することで達成できる。

本発明によれば、ホログラフィを利用したデジタル情報の記録において、ページ毎の透過率を一定にするよう向上を図った上で記録密度を向上させることが可能となる。

光情報記録再生装置の実施例を表す概略図光情報記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図光情報記録再生装置の動作フローの実施例を表すフローチャート光情報記録再生装置のデータ記録時の詳細動作フローの実施例を表すフローチャート光情報記録再生装置のデータ再生時の詳細動作フローの実施例を表すフローチャート光情報記録再生装置の符号化方法の実施例を表す図光情報記録再生装置のデータ記録時の詳細動作フローの実施例を表すフローチャート光情報記録再生装置のデータ再生時の詳細動作フローの実施例を表すフローチャート光情報記録再生装置の符号化方法の実施例を表す図光情報記録再生装置のデータ記録時の詳細動作フローの実施例を表すフローチャート光情報記録再生装置の変調方法の実施例を表す図光情報記録再生装置の符号化方法の従来例を表す図

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の全体的な構成を示したものである。

光情報記録再生装置１０は、ピックアップ１１、位相共役光学系１２、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、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、参照光と信号光を光情報記録媒体１に出射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録する役割を果たす。

この際、記録する情報信号はコントローラ８９によって信号生成回路８６を介してピックアップ１１内の後述する空間光変調器に送り込まれ、信号光は該空間光変調器によって変調される。

光情報記録媒体１に記録した情報を再生する場合は、ピックアップ１１から出射された参照光の位相共役光を位相共役光学系１２によって生成する。ここで位相共役光とは、入力光と同一の波面を保ちながら逆方向に進む光波のことである。該位相共役光によって再生される再生光をピックアップ１１内の後述する光検出器によって検出し、信号処理回路８５によって信号を再生する。

光情報記録媒体１に照射する参照光と信号光の照射時間は、ピックアップ１１内の後述するシャッタの開閉時間をコントローラ８９によってシャッタ制御回路８７を介して制御することで調整できる。

ディスクＣｕｒｅ光学系１３は、光情報記録媒体１のプリキュアおよびポストキュアに用いる光ビームを生成する役割を果たす。ここでプリキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録する際、該所望位置に参照光と信号光を照射する前に予め所定の光ビームを照射する前工程の事である。またポストキュアとは、光情報記録媒体１内の所望の位置に情報を記録した後、該所望の位置に追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程の事である。

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事が出来る。

光源駆動回路８２からは所定の光源駆動電流がピックアップ１１、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４内の光源に供給され、各々の光源からは所定の光量で光ビームを発光することができる。

また、ピックアップ１１、位相共役光学系１２、ディスクＣｕｒｅ光学系１３は、光情報記録媒体１の半径方向に位置をスライドでき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。

ところ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、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て、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。

またピックアップ１１、位相共役光学系１２、ディスクＣｕｒｅ光学系１３、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。

図２は、光情報記録再生装置１０におけるピックアップ１１の光学系構成の一例を示したものである。

光源３０１を出射した光ビームはコリメートレンズ３０２を透過し、シャッタ３０３に入射する。シャッタ３０３が開いている時は、光ビームはシャッタ３０３を通過した後、例えば２分の１波長板などで構成される光学素子３０４によってＰ偏光とＳ偏光の光量比が所望の比になるように偏光方向を制御された後、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ
ＢｅａｍＳｐｌｉｔｔｅｒ）プリズム３０５に入射する。

ＰＢＳプリズム３０５を透過した光ビームは、ビームエキスパンダ３０９によって光ビーム経を拡大された後、位相マスク３１１、リレーレンズ３１０、ＰＢＳプリズム３０７を経由して空間光変調器３０８に入射する。

空間光変調器３０８によって情報を付加された信号光ビームはＰＢＳプリズム３０７を透過し、リレーレンズ３１２ならびに空間フィルタ３１３を伝播する。その後、信号光ビームは対物レンズ３２５によって光情報記録媒体１に集光する。

一方、ＰＢＳプリズム３０５を反射した光ビームは参照光ビームとして働き、偏光方向変換素子３２４によって記録時または再生時に応じて所定の偏光方向に設定された後、ミラー３１４ならびにミラー３１５を経由してガルバノミラー３１６に入射する。ガルバノミラー３１６はアクチュエータ３１７によって角度を調整可能のため、レンズ３１９とレンズ３２０を通過した後に情報記録媒体１に入射する参照光ビームの入射角度を、所望の角度に設定することができる。

このように信号光ビームと参照光ビームを光情報記録媒体１において、互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。またガルバノミラー３１６によって光情報記録媒体１に入射する参照光ビームの入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。

記録した情報を再生する場合は、前述したように参照光ビームを光情報記録媒体１に入射し、光情報記録媒体１を透過した光ビームをガルバノミラー３２１にて反射させることで、その位相共役光を生成する。

この位相共役光によって再生された再生光ビームは、対物レンズ３２５、リレーレンズ３１２ならびに空間フィルタ３１３を伝播する。その後、再生光ビームはＰＢＳプリズム３０７を反射して光検出器３１８に入射し、記録した信号を再生することができる。

なお、ピックアップ１１の光学系構成は図２に限定されるものではない。

図３は、光情報記録再生装置１０における記録、再生の動作フローを示したものである。ここでは、特にホログラフィを利用した記録再生に関するフローを説明する。

図３（ａ）は、光情報記録再生装置１０に光情報記録媒体１を挿入した後、記録または再生の準備が完了するまでの動作フローを示し、図３（ｂ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に情報を記録するまでの動作フロー、図３（ｃ）は準備完了状態から光情報記録媒体１に記録した情報を再生するまでの動作フローを示したものである。

図３（ａ）に示すように媒体を挿入すると（S３０１）、光情報記録再生装置１０は、例えば挿入された媒体がホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する媒体であるかどうかディスク判別を行う（S３０２）。

ディスク判別の結果、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録または再生する光情報記録媒体であると判断されると、光情報記録再生装置１０は光情報記録媒体に設けられたコントロールデータを読み出し、例えば光情報記録媒体に関する情報や、例えば記録や再生時における各種設定条件に関する情報を取得する（S３０３）。

コントロールデータの読み出し後は、コントロールデータに応じた各種調整やピックアップ１１に関わる学習処理を行い（S３０４）、光情報記録再生装置１０は、記録または再生の準備が完了する（S３０５）。

準備完了状態から情報を記録するまでの動作フローは図３（ｂ）に示すように、まず記録するデータを受信して、該データに応じた情報をピックアップ１１内の空間光変調器に送り込む（S３０６）。

その後、光情報記録媒体に高品質の情報を記録できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行い（S３０７）、シーク動作（S３０８）ならびにアドレス再生（S３０９）を繰り返しながらピックアップ１１ならびにディスクＣｕｒｅ光学系１３の位置を光情報記録媒体の所定の位置に配置する。

その後、ディスクＣｕｒｅ光学系１３から出射する光ビームを用いて所定の領域をプリキュアし（S３１０）、ピックアップ１１から出射する参照光と信号光を用いてデータを記録する（S３１１）。

データを記録した後は、必要に応じてデータをベリファイし（S３１２）、ディスクＣｕｒｅ光学系１３から出射する光ビームを用いてポストキュアを行う（S３１３）。

準備完了状態から記録された情報を再生するまでの動作フローは図３（ｃ）に示すように、光情報記録媒体から高品質の情報を再生できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行う（S３１４）。その後、シーク動作（S３１５）ならびにアドレス再生（S３１６）を繰り返しながらピックアップ１１ならびに位相共役光学系１２の位置を光情報記録媒体の所定の位置に配置する。その後、ピックアップ１１から参照光を出射し、光情報記録媒体に記録された情報を読み出す（S３１７）。

ここで、本実施例の符号化方法について図４、図５、図６を用いて詳細に説明する。

図４は図３（ｂ）におけるＳ３０６の詳細動作フローを示し、図５は図３（ｃ）におけるＳ３１７の詳細動作フローを示し、図６は処理の例を図示したものである。

まず記録時の詳細動作について述べる。信号生成回路８６が１ページ分の記録データを受信すると（Ｓ４０１）（図６（ａ））、データ列に変調テーブル等を用いることにより変調を加える（Ｓ４０２）。この変調はデータの“０”及び“１”の連続を防ぐことにより再生時のデータの検出を行い易くするため、さらに最終的に記録するパターンの空間周波数特性を制御するために行うものであるが、必ずしもこの変調を行う必要はない。次にこの変調後のデータをＮビット毎のユニットに分割し、１ビットのコントロールビットをユニット毎に挿入する（Ｓ４０３）（図６（ｂ））。コントロールビットとは以下に述べる方法により“０”か“１”を決定されるものである。まず、ある位置のコントロールビットが“０”と仮定し（Ｓ４０４）、次のコントロールビットまでのデータ列に、“０”なら値を変化させず“１”で値を反転させるＮＲＺＩ（ＮｏｎｅＲｅｔｕｒｎｔｏＺｅｒｏＩｎｖｅｒｔｅｄ）変調を行う（Ｓ４０５）。このＮＲＺＩ変調データに対して、データ中に存在する１を＋１、０を−１とみなした累積値であるＤＳＶ（ＤｉｇｉｔａｌＳｕｍＶａｌｕｅ）を次のコントロールビットまで算出する（Ｓ４０６）。なお、このＤＳＶはページデータ毎の値を一定にするために、コントロールビット間のデータだけでなく、該コントロールビットまでの全ＮＲＺＩ変調後のデータに対する累積値であることが望ましい。次いで、コントロールビットを“１”と仮定した場合についても、Ｓ４０４、Ｓ４０５、Ｓ４０６と同様の処理を行う。ここでＳ４０６からＳ４０９で算出したＤＳＶを比較し、ＤＳＶが０に近くなるようにＳ４０３で付加したコントロールビットを決定する（Ｓ４１０）（図６（ｃ））。これらＳ４０４からＳ４１０の動作を繰り返すことにより（Ｓ４１１）、付加した全コントロールビットを決定する。このコントロールビットを決定したデータ列に対してＮＲＺＩ変調を行い記録するデータ列を生成する（Ｓ４１２）（図６（ｄ））。

この後、図６（ｅ）のように“０”を非透過、“１”を透過として（逆でもよい）、２次元データを構成する。コントロールビットを挿入したユニット毎にｎ（縦）×ｍ（横）ピクセルの領域を設定し（６０１、６０２，６０３，６０４）、ビットを配置する。このユニット毎の配置をページデータ分繰返し１ページ分の２次元データを構成する（Ｓ４１３）。図６（ｆ）の例ではユニット内のビット配置、及びページ内のユニット配置の方法として、データを左上から右に配置し右端に達した時点で一段下がって再び右へ進む方式で配置しているが、データの配置方法はこれに限定するものではない。また図６（ｇ）にｎ＝１として構成する例を示している。

このように構成した２次元データに対して再生時に基準となるマーカーを付加し（Ｓ４１４）、空間光変調器３０８にデータを転送する（Ｓ４１５）。

次に再生時の詳細動作について述べる。まず光検出器３１８から取得した画像データが信号処理回路８５に転送される（Ｓ５０１）。画像のマーカーを基準に画像位置を検出し（Ｓ５０２）、画像の傾き・倍率・ディストーションなどの歪みを補正（Ｓ５０３）、この補正画像に対して２値化処理を行い（Ｓ５０４）、マーカーを除去する（Ｓ５０５）ことで２次元データを取得する（Ｓ５０６）。２値化処理は一般的に隣接ビットを比較することで判断する方法が一般的に用いられるが、これに限定するものではない。あとは記録時と逆の過程により２次元データを１次元データに並べ替えた後ＮＲＺＩ変調を行い（Ｓ５０７）、付加したコントロールビットを除去し（Ｓ５０８）、記録時に行った変調テーブルを使用し元のデータ列に復調することで元データを再生することが出来る（Ｓ５０９）（Ｓ５１０）。

なお、説明したドライブ構成・動作は一例であり、上記で述べた角度多重方式だけでなくシフト多重方式のような異なる方式に対しても適応可能であり、説明した構成などに限定されるものではない。このことは以降の実施例に対しても同様である。

以上の動作によりユニット単位では透過と非透過の比率が異なるかもしれないが、ページデータ全体として透過と非透過の比率が常に均等となる２次元データを生成できる。これにより、ページ毎の透過率を一定に保ち記録することが可能となる。なお、記録時には空間光変調器３０８で変調された信号光が対物レンズ３２５により記録媒体上に集光されることからフーリエ変換像が記録されることになり、例え生成した２次元データの透過率がユニット単位で異なっていても、記録媒体上では影響を受けない。

実施例１と相違するのは、Ｓ３０６における２次元データ生成方法、及びＳ３１７におけるデータ再生方法である。図７は図３（ｂ）におけるＳ３０６の詳細動作フローを示し、図８は図３（ｃ）におけるＳ３１７の詳細動作フローを示し、図９は処理の例を図示したものである。

まず記録時の詳細動作について述べる。信号生成回路８６が１ページ分の記録データを受信すると（Ｓ７０１）（図９（ａ））、データ列に変調テーブル等を用いることにより変調を加える（Ｓ７０２）。次にＮビット毎のユニットに分割し、コントロールビットをユニット毎に挿入する（Ｓ７０３）（図９（ｂ））。このコントロールビットはこの実施例では１ビットとしているが複数ビットでもよい。まず、ある位置のコントロールビットが“０”と仮定し（Ｓ７０４）、次のコントロールビットまでのＤＳＶを算出する（Ｓ７０５）。なお、このＤＳＶはコントロールビット間のデータだけでなく、該コントロールビットまでの全データに対する累積値であることが望ましい。次いで、コントロールビットを“１”と仮定した場合は（Ｓ７０６）、次のコントロールビットまでのデータ列に、“０”を“１”、“１”を“０”とする反転を行い（Ｓ７０７）、反転したデータに対して次のコントロールビットまでのＤＳＶを算出する（Ｓ７０８）。このデータの反転にはテーブルを用いて数ビット分纏めて実施してもよい。ここでＳ７０５及びＳ７０８で算出したＤＳＶを比較し、ＤＳＶが０に近くなるように付加したコントロールビットを決定する（Ｓ７０９）。これらＳ７０４からＳ７０９の動作を繰り返すことにより（Ｓ７１０）、Ｓ７０３で付加した全コントロールビットを決定する。このコントロールビットを付加したデータ列に対して、コントロールビットに従ってユニット毎にデータの反転を行い、記録するデータ列を生成する（Ｓ７１１）（図９（ｃ））。

この後、図９（ｄ）のように“０”を非透過、“１”を透過として（逆でもよい）、２次元データを構成する。コントロールビットを挿入したユニット毎にｎ（縦）×ｍ（横）ピクセルの領域を設定し（９０１、９０２，９０３，９０４）、ビットを配置する。このユニット毎の配置をページデータ分繰返し１ページの２次元データを構成する（Ｓ７１２）。図９（ｅ）の例ではユニット内のビット配置、及びページ内のユニット配置の方法として、データを左上から右に配置し右端に達した時点で一段下がって再び右へ進む方式で配置しているが、データの配置方法はこれに限定するものではない。また図９（ｆ）にｎ＝１として構成する例を示している。

このように構成した２次元データに対して再生時に基準となるマーカーを付加し（Ｓ７１３）、空間光変調器３０８にデータを転送する（Ｓ７１４）。

次に再生時の詳細動作について述べる。まず光検出器３１８から取得した画像データが信号処理回路８５に転送される（Ｓ８０１）。画像のマーカーを基準に画像位置を検出し（Ｓ８０２）、画像の傾き・倍率・ディストーションなどの歪みを補正（Ｓ８０３）、この補正画像に対して２値化処理を行い（Ｓ８０４）、マーカーを除去する（Ｓ８０５）ことで２次元データを取得する（Ｓ８０６）。２値化処理は一般的に隣接ビットを比較することで判断する方法が一般的に用いられるが、これに限定するものではない。あとは記録時と逆の過程により２次元データを１次元データに並べ替えた後、コントロールビットに従ってユニット単位でデータを反転し（Ｓ８０７）、付加したコントロールビットを除去し（Ｓ８０８）、記録時に行った変調テーブルを使用し元のデータ列に復調することで元データを再生することが出来る（Ｓ８０９）（Ｓ８１０）。

また実施例１と異なり、ＮＲＺＩ変調などの処理を行わないため高速に記録することが可能となる。但し、データを反転するかどうかはコントロールビットを基に行うため、図９（ｅ）に示すようなコントロールビット（９０５、９０６、９０７、９０８）の読み出しが重要となる。よって、上記で述べたようにコントロールビットを複数ビットで表現する、誤り訂正符号を付加する、読み出し誤りを起しにくいページ中央に配置するなどの方法が効果的である。

実施例１と相違するのは、Ｓ４１０におけるコントロールビット決定基準である。実施例１ではＳ４０６からＳ４０９で算出したＤＳＶを比較し、ＤＳＶが０に近くなるようにＳ４０３で付加したコントロールビットを決定していたが（Ｓ４１０）、本実施例では予め設定した目標値に近くなるようにコントロールビットを決定する（Ｓ１０１０）。

さらに、ＤＳＶをある方向にシフトし易くするために、あえてＮＲＺＩ変調した後のデータの“０”と“１”の比率を不均等とするように、予めデータに変調を加えることも有用である。例えば、図１０の変調処理Ｓ１００２において図１１（ａ）のような変調テーブルを用いて変調を施す。これは変調後のデータに“１”が偶数回出現することを特徴とし、これによりＮＲＺＩ変調した時に“０”若しくは“１”の回数が異なることになる。このテーブルを用いることで“０”と“１”の比率を不均等に出来るが、変調方法はこのテーブルに限るものではなく“０”と“１”の比率を変えることが可能なものであれば限定しない。またこのテーブルでは２ビットから３ビットへの変調を行っているが、これも限定するものではない。

なお、以上の方法は実施例２にも同様に適用可能である。但し、実施例２ではNRZI変調を行わないことから、変調処理Ｓ１００２後のデータに“０”（“１”でもよい）が多く含まれるものにするのが有用である。例えば、図１０の変調処理Ｓ１００２において図１１（ｂ）のような変調テーブルを用いて変調を施す。このテーブルを用いることで“０”と“１”の比率を不均等に出来るが、変調方法はこのテーブルに限るものではなく“０”と“１”の比率を変えることが可能なものであれば限定しない。またこのテーブルでは２ビットから３ビットへの変調を行っているが、これも限定するものではない。

以上の動作によりユニット単位では透過と非透過の比率が異なるかもしれないが、ページデータ全体として透過と非透過の比率が均等となるように向上した２次元データを生成できる。これにより、ページ毎の透過率を一定となるように向上し記録することが可能となる。なお、記録時には空間光変調器３０８で変調された信号光が対物レンズ３２５により記録媒体上に集光されることからフーリエ変換像が記録されることになり、例え生成した２次元データの透過率がユニット単位で異なっていても、記録媒体上では影響を受けにくくなる。

また実施例１では“０”と“１”の比率が等しくなるために、１ページ当たりの空間変調器３０８での透過率を５０％にしか設定できなかった。対して、本実施例の特徴は任意の透過率を設定できることにある。例えば“０”の割合が多くなるようにＤＳＶの目標値を負の値に設定しコントロールビットを決定、その後“０”を非透過として２次元データを生成すれば透過率を小さくすることが可能となる。これにより媒体のダイナミックレンジの消費を抑えることが出来るため、多重度を上げることも可能となる。また、データ内容等によっては、“０”と“１”の比率が所定範囲内（例えば４５％〜５５％など）と設定することでも、本実施例の効果が得られ記録にかかる負荷も低減できる。このことは他の実施例についても同様である。
なお、その他の実施例としては、ホログラフィを利用して情報を記録する光情報記録装置であって、入力データに変調を施し、Ｎビット毎にコントロールビットを付加し、変調後のデータに対してＮＲＺＩ変調した後のデータのデジタルサムバリューが所定範囲内となるように該コントロールビットを決定し、コントロールビットを決定したデータに対してＮＲＺＩ変調し、データを並べ替えることにより２次元データを生成する信号生成部と、前記信号生成部が生成した２次元データをホログラムディスクに記録するピックアップと、を具備する、光情報記録装置も考え得る。
さらに、前記ＮＲＺＩ変調後のデータに“０”若しくは“１”の回数が異なるように定めた変調テーブルを用いて入力データに変調を施す、光情報記録装置も考え得る。
また、その他の実施例として、ホログラフィを利用して情報を記録再生するための光情報記録再生装置であって、入力データに変調を施し、Ｎビット毎にコントロールビットを付加し、変調後のデータに対してＮＲＺＩ変調した後のデータのデジタルサムバリューが所定範囲内となるように該コントロールビットを決定し、コントロールビットを決定したデータに対してＮＲＺＩ変調し、データを並べ替えることにより２次元データを生成する信号生成部と、前記信号生成部が生成した２次元データをホログラムディスクに記録し、ま
た前記ホログラムディスクから２次元データを再生するピックアップと、前記ピックアップから再生した２次元データの画像歪みを補正し、２値化処理を施した２次元データをＮＲＺＩ変調し、記録時に付加したコントロールビットを除去し、記録時に行った変調則に従い復調する信号処理部と、を具備する、光情報記録再生装置も考え得る。
さらに、前記ＮＲＺＩ変調後のデータに“０”若しくは“１”の回数が異なるように定めた変調テーブルを用いて入力データに変調を施す、光情報記録再生装置も考え得る。
また、その他の実施例として、ホログラフィを利用して情報を記録する光情報記録方法であって、入力データに変調を施し、Ｎビット毎にコントロールビットを付加し、変調後のデータに対してＮＲＺＩ変調した後のデータのデジタルサムバリューが所定範囲内となるように該コントロールビットを決定し、コントロールビットを決定したデータに対してＮＲＺＩ変調し、データを並べ替えることにより２次元データを生成し、前記生成した２次元データをホログラムディスクに記録する、光情報記録方法も考え得る。
また、その他の実施例として、ホログラフィを利用して情報を記録する光情報記録装置であって、入力データに変調を施し、Ｎビット毎にコントロールビットを付加し、変調後のデータのデジタルサムバリューが所定範囲内となるように該コントロールビットを決定し、コントロールビットを決定したデータに対してコントロールビットに従ってデータを反転し、データを並べ替えることにより２次元データを生成する信号生成部と、前記信号生成部が生成した２次元データをホログラムディスクに記録するピックアップと、を具備する、光情報記録装置も考え得る。
さらに、前記変調後のデータに“０”若しくは“１”の回数が異なるように定めた変調テーブルを用いて入力データに変調を施す、光情報記録装置も考え得る。
また、その他の実施例として、ホログラフィを利用して情報を記録再生するための光情報記録再生装置であって、入力データに変調を施し、Ｎビット毎にコントロールビットを付加し、変調後のデータのデジタルサムバリューが所定範囲内となるように該コントロールビットを決定し、コントロールビットを決定したデータに対してコントロールビットに従ってデータを反転し、データを並べ替えることにより２次元データを生成する信号生成部と、前記信号生成部が生成した２次元データをホログラムディスクに記録し、また前記ホログラムディスクから２次元データを再生するピックアップと、前記ピックアップから再生した２次元データの画像歪みを補正し、２値化処理を施した２次元データをコントロールビットに従ってデータを反転し、記録時に付加したコントロールビットを除去し、記録時に行った変調則に従い復調する信号処理部と、を具備する、光情報記録再生装置も考え得る。
さらに、前記変調後のデータに“０”若しくは“１”の回数が異なるように定めた変調テーブルを用いて入力データに変調を施す、光情報記録再生装置も考え得る。
また、その他の実施例として、ホログラフィを利用して情報を記録する光情報記録方法であって、入力データに変調を施し、Ｎビット毎にコントロールビットを付加し、変調後のデータのデジタルサムバリューが所定範囲内となるように該コントロールビットを決定し、コントロールビットを決定したデータに対してコントロールビットに従ってデータを反転し、データを並べ替えることにより２次元データを生成し、前記生成した２次元データをホログラムディスクに記録する、光情報記録方法も考え得る。

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、１２・・・位相共役光学系、１３・・・ディスクＣｕｒｅ光学系、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・・・信号処理回路、８６・・・信号生成回路、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、３０１・・・光源、３０２・・・コリメートレンズ、３０３・・・シャッタ、３０４・・・光学素子、３０５・・・偏光ビームスプリッタ、３０６・・・信号光、３０７・・・偏光ビームスプリッタ、３０８・・・空間光変調器、３０９・・・ビームエキスパンダ、３１０・・・リレーレンズ、３１１・・・フェーズ（位相）マスク、３１２・・・リレーレンズ、３１３・・・空間フィルタ、３１４・・・ミラー、３１５・・・ミラー、３１６・・・ミラー、３１７・・・アクチュエータ、３１８・・・光検出器、３１９・・・レンズ、３２０・・・レンズ、３２１・・・ミラー、３２２・・・アクチュエータ、３２３・・・参照光、３２４・・・偏光方向変換素子、３２５・・・対物レンズ

Claims

ホログラフィックメモリに情報を記録する光情報記録装置において、
信号光と参照光を照射するレーザー光源と、
入力データに対してＮビット毎に制御ビットを付加し、２次元ページデータを生成する信号生成部と、
前記信号光に、前記２次元ページデータを付加する空間光変調器と、
前記空間光変調器により前記２次元ページデータが付加された信号光と、前記参照光とを前記ホログラフィックメモリに照射することにより、前記ホログラフィックメモリにホログラムを形成し、情報を記録するよう制御する制御部と、を備え、
前記信号生成部は、第１のホログラムに記録される第１の２次元ページデータにおける、前記空間光変調器の第１の輝度のピクセル数と前記第１の輝度よりも大きい第２の輝度のピクセル数の比と、前記第１の２次元ページデータとは異なり、かつ、前記第１のホログラムと少なくとも一部が重なる領域に形成される第２のホログラムに記録される第２の２次元ページデータにおける、前記空間光変調器の前記第１の輝度のピクセル数と前記第２の輝度のピクセル数の比と、前記第１及び第２の２次元ページデータとは異なり、かつ、第３のホログラムに記録される第３の２次元ページデータにおける、前記空間光変調器の第１の輝度のピクセル数と前記第２の輝度のピクセル数の比と、前記第１、第２及び第３の２次元ページデータとは異なり、かつ、前記第３のホログラムと少なくとも一部が重なる領域に形成される第４のホログラムに記録される第４の２次元ページデータにおける、前記空間光変調器の前記第１の輝度のピクセル数と前記第２の輝度のピクセル数の比と、が一定となるように、少なくとも１つの２次元ページデータに亘る、M×Nビット（M：２以上の整数）以上のデータに対するデジタルサムバリューを用いて、前記制御ビットを決定し、
前記信号生成部は、前記第１、第２、第３及び第４の２次元ページデータにおいて、前記空間光変調器の第１の輝度のピクセル数が、前記第２の輝度のピクセル数よりも多くなるように前記制御ビットを決定し、
前記第１のホログラムと前記第２のホログラムは前記ホログラフィックメモリの第１の領域に記録され、前記第３のホログラムと前記第４のホログラムは前記ホログラフィックメモリの前記第１の領域とは離れた第２の領域に記録されることを特徴とする光情報記録装置。
請求項１に記載の光情報記録装置であって、
前記信号生成部は、前記制御ビットを付加したデータに対して、ＮＲＺＩ変調したデータの前記第１の輝度のピクセル数と前記第２の輝度のピクセル数の比に基づいて前記制御ビットを決定することを特徴とする光情報記録装置。
請求項１に記載の光情報記録装置であって、
前記信号生成部は、前記制御ビットに基づいてデータを反転させたデータの前記第１の輝度のピクセル数と前記第２の輝度のピクセル数の比に基づいて前記制御ビットを決定することを特徴とする光情報記録装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の光情報記録装置であって、
前記参照光の、前記光情報記録媒体に入射する角度を調整する角度調整部を備え、
前記第１及び第３の２次元ページデータは、前記参照光が第１の入射角度で記録される２次元ページデータであり、前記第２及び第４の２次元ページデータは、前記参照光が前記第１の入射角度とは異なる第２の入射角度で記録される２次元ページデータであることを特徴とする光情報記録装置。
ホログラフィックメモリに情報を記録する光情報記録方法において、
信号光と参照光を照射する照射ステップと、
入力データに対してＮビット毎に制御ビットを付加し、２次元ページデータを信号生成
部により生成する信号生成ステップと、
前記信号光に、前記２次元ページデータを空間光変調器により付加する付加ステップと、
前記空間光変調器により情報が付加された前記２次元ページデータと、前記参照光とを前記光情報記録媒体に照射することにより、前記ホログラフィックメモリにホログラムを形成し、情報を記録するよう制御する制御ステップと、を有し、
前記信号生成ステップでは、第１のホログラムに記録される第１の２次元ページデータにおける、前記空間光変調器の第１の輝度のピクセル数と前記第１の輝度よりも大きい第２の輝度のピクセル数の比と、前記第１の２次元ページデータとは異なり、かつ、前記第１のホログラムと少なくとも一部が重なる領域に形成される第２のホログラムに記録される第２の２次元ページデータにおける、前記空間光変調器の前記第１の輝度のピクセル数と前記第２の輝度のピクセル数の比と、前記第１及び第２の２次元ページデータとは異なり、かつ、第３のホログラムに記録される第３の２次元ページデータにおける、前記空間光変調器の第１の輝度のピクセル数と前記第２の輝度のピクセル数の比と、前記第１、第２及び第３の２次元ページデータとは異なり、かつ、前記第３のホログラムと少なくとも一部が重なる領域に形成される第４のホログラムに記録される第４の２次元ページデータにおける、前記空間光変調器の前記第１の輝度のピクセル数と前記第２の輝度のピクセル数の比と、が一定となるように、少なくとも１つの２次元ページデータに亘る、M×Nビット（M：２以上の整数）以上のデータに対するデジタルサムバリューを用いて、前記制御ビットを決定し、
前記信号生成ステップでは、前記第１、第２、第３及び第４の２次元ページデータにおいて、前記空間光変調器の前記第１の輝度のピクセル数が、前記第２の輝度のピクセル数よりも多くなるように前記制御ビットを決定し、
前記第１のホログラムと前記第２のホログラムは前記ホログラフィックメモリの第１の領域に記録され、前記第３のホログラムと前記第４のホログラムは前記ホログラフィックメモリの前記第１の領域とは離れた第２の領域に記録されることを特徴とする光情報記録方法。
請求項５に記載の光情報記録方法であって、
前記信号生成ステップでは、前記制御ビットを付加したデータに対して、ＮＲＺＩ変調したデータの前記第１の輝度のピクセル数と前記第２の輝度のピクセル数の比に基づいて前記制御ビットを決定することを特徴とする光情報記録方法。
請求項５に記載の光情報記録方法であって、
前記信号生成ステップでは、前記制御ビットに基づいてデータを反転させたデータの前記第１の輝度のピクセル数と前記第２の輝度のピクセル数の比に基づいて前記制御ビットを決定することを特徴とする光情報記録方法。
請求項５〜７のいずれかに記載の光情報記録方法であって、
前記参照光の、前記光情報記録媒体に入射する角度を調整し、
前記第１及び第３の２次元ページデータは、前記参照光が第１の入射角度で記録される２次元ページデータであり、前記第２及び第４の２次元ページデータは、前記参照光が前記第１の入射角度とは異なる第２の入射角度で記録される２次元ページデータであることを特徴とする光情報記録方法。