WO2014167617A1 - データ記録装置、データ再生装置、データ記録再生装置及びデータ記録再生方法 - Google Patents

データ記録装置、データ再生装置、データ記録再生装置及びデータ記録再生方法 Download PDF

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WO2014167617A1
WO2014167617A1 PCT/JP2013/060572 JP2013060572W WO2014167617A1 WO 2014167617 A1 WO2014167617 A1 WO 2014167617A1 JP 2013060572 W JP2013060572 W JP 2013060572W WO 2014167617 A1 WO2014167617 A1 WO 2014167617A1
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健司 赤星
星沢　拓
石飛　竜哉
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日立コンシューマエレクトロニクス株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/005—Reproducing
    • G11B7/0053—Reproducing non-user data, e.g. wobbled address, prepits, BCA
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
    • G11B7/00772—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track on record carriers storing information in the form of optical interference patterns, e.g. holograms
    • G11B7/00781—Auxiliary information, e.g. index marks, address marks, pre-pits, gray codes

Definitions

  • the present invention relates to a data recording / reproducing apparatus and a data recording / reproducing method for recording information using holography.
  • CD-R / RW CD Recordable / Rewritable
  • DVD ⁇ R / RW DVD ⁇ Recordable / Rerecordable Disc
  • DVD-RAM DVD-Re-writable
  • Blu-ray etc.
  • a technique for discriminating the type of an optical disk based on a signal of reflected light from the optical disk with respect to irradiation light irradiated on the optical disk from an optical pickup is widely applied.
  • Patent Document 1 describes a method of using an error signal waveform, checking the relationship between the waveform and a predetermined threshold value, and discriminating the type of the optical disc from its absolute amplitude value and time interval.
  • management data including various information on these media is stored in a management information storage area provided in the disk.
  • a DVD-R has a management area called an RMD area.
  • This is management information that is added when recording in the user data area, and is added according to the required timing during data recording, after changing the disk structure, after executing OPC, and so on. This is also described in Patent Document 3.
  • a disc on which barcode-like data called a burst cutting area (BCA) is recorded in order to prevent unauthorized copying and store medium-specific information. This is also described in Patent Document 4.
  • BCA burst cutting area
  • the hologram recording technique is a method in which a signal light having page data information two-dimensionally modulated by a spatial light modulator and a reference light are superimposed inside the recording medium, and an interference fringe pattern generated at that time causes the inside of the recording medium.
  • This is a technique for recording information by causing refractive index modulation in the optical disk.
  • the hologram recorded in the recording medium acts like a diffraction grating to generate diffracted light. This diffracted light is reproduced as the same light including the recorded signal light and phase information.
  • Regenerated signal light is detected two-dimensionally at high speed using a photodetector such as a CMOS or CCD.
  • a photodetector such as a CMOS or CCD.
  • JP 2006-147117 A Japanese Patent Laid-Open No. 2001-189021 JP-A-6-150563 JP 2009-259360 A
  • Patent Document 1 and Patent Document 2 it takes time to determine a medium having the same shape as the number of supported media increases in order to make a determination using various determination methods. Due to the characteristics and shape, the conventional method for each medium using an error signal cannot be used.
  • an object of the present invention is to provide a data recording / reproducing apparatus and a data recording / reproducing method for realizing an easy medium discrimination and management data reading method in a data recording / reproducing apparatus for recording / reproducing digital information using holography. It is to be.
  • the present application includes a plurality of means for solving the above-described problems.
  • data recording / reproducing is performed by recording two-dimensional data on a medium, volume-recording data on a medium, and recording / reproducing the data.
  • recording is performed by a page data generation unit that generates page data so that the minimum recording unit of two-dimensional data used at the time of data recording indicates the amount of information for 1 bit, and a diffraction light amount detection unit that is used at the time of data reproduction.
  • a page data processing unit is provided that obtains the amount of diffracted light of data, converts the data into binary data based on the threshold level in the data restoration unit, and determines the medium information in the medium determination unit.
  • the block diagram which shows a part of structure of the data recording / reproducing apparatus of an Example Schematic diagram showing an embodiment of a data recording / reproducing apparatus Schematic showing an embodiment of a pickup in a data recording / reproducing apparatus Schematic showing an embodiment of a pickup in a data recording / reproducing apparatus Diagram explaining the range of diffracted light quantity (efficiency) and Bragg selectivity Relationship diagram of diffraction light quantity (efficiency) curve and data Illustration of diffracted light quantity (efficiency) curve and threshold level Illustration of clock and sampling timing part 1 Illustration of clock and sampling timing 2 Sync, Data, Parity configuration example Data configuration example when allocating data in page units Explanation of playable range and data position Data configuration example when assigning data in book units Example of recording format for management data and user data Example of specific management data arrangement Flow chart in the data recording / reproducing apparatus of the embodiment
  • FIG. 2 is a block diagram showing a recording / reproducing apparatus of an optical information recording medium for recording and / or reproducing digital information using holography.
  • the data recording / reproducing device 10 is connected to the control device 91 via the input / output control unit 90.
  • the data recording / reproducing apparatus 10 receives an information signal to be recorded from the control apparatus 91 by the input / output control unit 90.
  • the data recording / reproducing apparatus 10 transmits the reproduced information signal to the control apparatus 91 by the input / output control unit 90.
  • the control device 91 may be a device that is directly connected to the data recording / reproducing device 10 or may be a device that is indirectly connected via another device on the higher level side.
  • the data recording / reproducing apparatus 10 includes a pickup 11, a reproduction reference light optical system 12, a cure optical system 13, a disk rotation angle detection optical system 14, and a rotation motor 50, and the optical information recording medium 1 is a rotation motor 50. It is the structure which can be rotated by.
  • the pickup 11 includes a light source, and plays a role of irradiating the optical information recording medium 1 with reference light and signal light to record digital information on the recording medium using holography.
  • the information signal to be recorded is sent by the controller 89 to the spatial light modulator in the pickup 11 via the signal generator 86, and the signal light is modulated by the spatial light modulator.
  • the reproduction reference light optical system 12 When reproducing the information recorded on the optical information recording medium 1, the reproduction reference light optical system 12 generates a light wave that causes the reference light emitted from the pickup 11 to enter the optical information recording medium in a direction opposite to that during recording. Generate.
  • the reproduction light reproduced by the reproduction reference light is detected by a photodetector (to be described later) in the pickup 11, and the signal is reproduced by the signal processing unit 85.
  • the irradiation time of the reference light and the signal light applied to the optical information recording medium 1 can be adjusted by controlling the opening / closing time of the shutter in the pickup 11 via the shutter control unit 87 by the controller 89.
  • the cure optical system 13 plays a role of generating a light beam used for pre-cure and post-cure of the optical information recording medium 1.
  • Precure is a pre-process for irradiating a predetermined light beam in advance before irradiating the desired position with reference light and signal light when recording information at a desired position in the optical information recording medium 1.
  • Post-cure is a post-process for irradiating a predetermined light beam after recording information at a desired position in the optical information recording medium 1 so that additional recording cannot be performed at the desired position.
  • the disk rotation angle detection optical system 14 is used to detect the rotation angle of the optical information recording medium 1.
  • a signal corresponding to the rotation angle is detected by the disk rotation angle detection optical system 14, and a disk rotation motor control unit is detected by the controller 89 using the detected signal.
  • the rotation angle of the optical information recording medium 1 can be controlled via 88.
  • a predetermined light source supply current is supplied from the light source driving unit 82 to the light sources in the pickup 11, the cure optical system 13, and the disk rotation angle detection optical system 14, and each light source emits a light beam with a predetermined amount of light. Can do.
  • the pickup 11 and the disc cure optical system 13 are provided with a mechanism capable of sliding the position in the radial direction of the optical information recording medium 1, and position control is performed via the access control unit 81.
  • the recording technology using the principle of angle multiplexing of holography tends to have a very small tolerance for the deviation of the reference beam angle.
  • a mechanism for detecting the deviation amount of the reference beam angle is provided in the pickup 11, a servo control signal is generated by the servo signal generation unit 83, and the deviation amount is corrected via the servo control unit 84. It is necessary to provide a servo mechanism for this in the data recording / reproducing apparatus 10.
  • the pickup 11, the cure optical system 13, and the disk rotation angle detection optical system 14 may be simplified by combining several optical system configurations or all optical system configurations into one.
  • FIG. 3 shows a recording principle in an example of a basic optical system configuration of the pickup 11 in the data recording / reproducing apparatus 10.
  • the light beam emitted from the light source 301 passes through the collimator lens 302 and enters the shutter 303.
  • the shutter 303 When the shutter 303 is open, after the light beam passes through the shutter 303, the optical ratio of the p-polarized light and the s-polarized light becomes a desired ratio by the optical element 304 composed of, for example, a half-wave plate.
  • the optical element 304 composed of, for example, a half-wave plate.
  • the light is incident on a PBS (Polarization Beam Splitter) prism 305.
  • PBS Polarization Beam Splitter
  • the light beam that has passed through the PBS prism 305 functions as signal light 306, and after the light beam diameter is expanded by the beam expander 308, the light beam passes through the phase mask 309, the relay lens 310, and the PBS prism 311 and passes through the spatial light modulator 312. Is incident on.
  • the signal light to which information is added by the spatial light modulator 312 reflects the PBS prism 311 and propagates through the relay lens 313 and the spatial filter 314. Thereafter, the signal light is condensed on the optical information recording medium 1 by the objective lens 315.
  • the light beam reflected from the PBS prism 305 functions as reference light 307 and is set to a predetermined polarization direction according to recording or reproduction by the polarization direction conversion element 316 and then galvano- lated via the mirror 317 and the mirror 318. Incident on the mirror 319. Since the angle of the galvanometer mirror 319 can be adjusted by the actuator 320, the incident angle of the reference light incident on the optical information recording medium 1 after passing through the lens 321 and the lens 322 can be set to a desired angle. In order to set the incident angle of the reference light, an element that converts the wavefront of the reference light may be used instead of the galvanometer mirror.
  • the signal light and the reference light are incident on the optical information recording medium 1 so as to overlap each other, whereby an interference fringe pattern is formed in the recording medium, and information is recorded by writing this pattern on the recording medium.
  • the incident angle of the reference light incident on the optical information recording medium 1 can be changed by the galvanometer mirror 319, recording by angle multiplexing is possible.
  • holograms corresponding to each reference beam angle are called pages, and a set of pages angle-multiplexed in the same area is called a book. .
  • FIG. 4 shows a reproduction principle in an example of a basic optical system configuration of the pickup 11 in the data recording / reproducing apparatus 10.
  • the reference light is incident on the optical information recording medium 1 as described above, and the light beam transmitted through the optical information recording medium 1 is reflected by the galvanometer mirror 324 whose angle can be adjusted by the actuator 323. By doing so, the reproduction reference light is generated.
  • the reproduction light reproduced by the reproduction reference light propagates through the objective lens 315, the relay lens 313, and the spatial filter 314. Thereafter, the reproduction light passes through the PBS prism 311 and enters the photodetector 325, and the recorded signal can be reproduced.
  • the photodetector 325 for example, an image sensor such as a CMOS image sensor or a CCD image sensor can be used. However, any element may be used as long as page data can be reproduced.
  • the first “data recording and playback method” will be described.
  • the recording format of management data is the same between generations or media.
  • the user data recording method is different from A, B, and C, only the management data is recorded in the recording method A throughout the generation, so that the reading of the recording method A is supported at any generation.
  • the management data can be read, and the medium type, the recording format of the user data, and the like can be determined.
  • the method of recording the management data need not be the recording method A, and may be the recording method D that is not the user data recording method.
  • the management data is recorded in an easy-to-read format, and it is easier if the recording / reproducing method of the recording format D can be recorded by a technique that is the basic principle of the recording technologies of the recording formats A, B, and C. It becomes possible to read the management data.
  • the recording method D will be described below.
  • Fig. 1 shows the blocks necessary for the explanation from Figs. 2 and 3 and the blocks necessary for solving the problem. Those already described in FIGS. 2 and 3 are omitted, and the newly added block will be described in FIG.
  • the right figure in Fig. 1 is a block diagram used for data recording.
  • a processing determination unit 107 determines whether data processing is performed by the normal data page data generation unit 108 or the management data page data generation unit 109.
  • Reference numeral 109 denotes a management data page data generation unit that generates page data to be processed by a management data page data processing unit described later. A specific method for generating page data will be described later.
  • the left diagram in FIG. 1 is a block diagram used during data reproduction.
  • a processing determination unit 101 determines whether data processing is performed by the normal data page data processing unit 102 or the management data page data processing unit 103. Whether or not management information is stored can be determined from position information or the like in which management information obtained from the controller 89 or the like is stored.
  • Reference numeral 104 denotes a diffracted light amount detector, which obtains the intensity distribution of the diffracted light amount (efficiency) of all pages recorded in the book from the reproduction light from the pickup 11.
  • a data restoration unit 105 binarizes the data of the diffracted light amount detected by the diffracted light amount detection unit 104 by providing a threshold level and converts the data into other data. A detailed data conversion method will be described later.
  • a medium determination unit 106 uses the data generated in 105 to make it possible to determine mounted medium information, physical format information, and logical format information. The medium determination unit 106 may be included in the controller 89.
  • the amount of diffracted light (efficiency) will be briefly described with reference to FIG. Note that the amount of diffracted light can be handled equivalently to the diffraction efficiency, and is hereinafter referred to as the amount of diffracted light.
  • the hologram is a volume hologram whose recording material is sufficiently thicker than the wavelength of light, the recorded interference fringes actually have a three-dimensional multilayer structure. Therefore, since the diffraction of the reproduction light becomes Bragg diffraction due to multiple interference, the amount of diffracted light has a steep peak with respect to the incident angle (reference light angle) of the reference light (501).
  • a to E in 501 and 502 are image diagrams of arrangement patterns of pixel data constituting the data given to the spatial light modulator 312 and do not show holograms actually recorded on the disk.
  • This characteristic is called Bragg selectivity. Because of this Bragg selectivity, the amount of diffracted light (hologram intensity) is sufficiently small when the reference beam angle is shifted. Therefore, it becomes possible to record another hologram by irradiating the reference light at an angle at which the diffracted light quantity of the previous hologram is sufficiently lowered, and different data can be recorded in a volume (502). When the angle interval between the signal light and the reference light is large (503), the width of the Bragg selectivity is small.
  • the width of the Bragg selectivity is large. It has the characteristics. Therefore, in practice, the width of the Bragg selectivity is not the same at all angles as in 502, and differs depending on the incident angle of the reference light. That is, the pulses may overlap depending on the angular width of the reference light. In this embodiment, for ease of explanation, it is assumed that the width of the Bragg selectivity according to the reference light angle is constant unless otherwise noted.
  • Reference numeral 604 denotes an image of data given to the spatial light modulator 312.
  • the On Pixel page is a page data pattern that is the reproduction light with the highest light intensity
  • the Off Pixel page is the page data pattern that is the reproduction light with the lowest light intensity.
  • a page with a pixel intensity of 70% is set to 1, and a page with a pixel intensity of 30% is set to 0. It does not matter if it is determined.
  • data that also has meaning as page data is sent to the spatial light modulator, and pixel inversion is devised, for example, on-pixel 70% page It is also possible to record data on each page or reproduce data from each page while discriminating between 1 and 1 and an off pixel 70% page as 0. As a result, it is possible to record data efficiently, and it is possible to record data in duplicate, thereby improving the reliability. Further, if the threshold level is provided in two stages instead of one, it is possible to indicate a value of two or more.
  • the angle multiplexing interval is not constant, and in the area where the binary data is obtained, the angle multiplexing interval is constant, so that the area can be specified from the peak interval of the diffracted light quantity.
  • An embodiment that has the effect is also conceivable.
  • the time required to reproduce all page data and the top level and bottom level of the diffracted light amount curve differ depending on the speed at which the reference light is shaken. For example, in the case of 602 in which the reference light is swung at a speed faster than 601, t 1> t 2, the amount of light decreases overall, and the top level and the bottom level of the diffracted light amount also decrease. On the contrary, in the case of 603 shaken at a speed slower than 601, t1 ⁇ t3, the amount of light increases as a whole, and the top level and the bottom level also rise. Therefore, it is necessary to set a threshold level according to the speed at which the reference light is shaken.
  • the width of the Bragg selectivity of the actual diffracted light quantity is not constant and changes according to the angle difference between the signal light and the reference light. Therefore, in the diffracted light amount curve of 701, if data is converted at the threshold level 1, data of 704 is obtained. However, if the data is converted at the threshold level 2, the threshold level 2 becomes lower than the bottom level. As shown in 705, data cannot be correctly converted. Also, a method of changing the angle at which the page data is recorded, such as 702, in consideration of the range of the Bragg selectivity, so that the overlapping of signals does not occur as much as possible can be considered.
  • the threshold level 2 since there is no overlap of signals, data can be correctly acquired even at the threshold level 2 (707).
  • An example of setting the threshold level is shown at 703. Since the actual diffracted light intensity curve is expected to have various states such as the top level, the bottom level, and the Bragg selectivity range, the threshold level is not a fixed value, and must be set according to the actual waveform. . For example, assuming that the difference between the top level and the bottom level is D, if the threshold level is set at a position corresponding to half of D / 2, at least the case of 705 will not occur.
  • Reference numeral 803 denotes page data from which a reproduction light intensity intermediate between On pixel and Off pixel can be obtained.
  • the peak of the reproduction light intensity of the page data 803 does not approach the peak of the reproduction light intensity of the page data 806.
  • the data threshold level and the clock threshold level are set such that a margin can be obtained. If the peak of 804 is too high, the setting range of the data threshold level is narrowed. If the peak is too low, the setting range of the clock threshold level is narrowed.
  • Reference numeral 901 is recorded over the entire book so as to generate pulses at all locations where sampling is to be performed and data is taken in. Since it is a recording method that generates only sampling pulses, all cases are described in On pixel, but the page data pattern to be recorded does not have to be On ⁇ pixel and does not have to be the same. Further, the angle intervals of the reference beams need not all be the same at T, and can be applied even when the angle intervals are different as in 802 of FIG. As another example, a method of calculating a T interval by repeating a clock generation pulse several times from the beginning, and performing sampling at a timing interpolated at this interval T, is also conceivable as 902.
  • sampling is performed at T intervals in all areas in the book including the clock generation pulse and the subsequent data area 903, so that it cannot be applied to the case of 802 that is not a constant sampling interval.
  • the number of pages recorded in the book 801 or 901 is combined with the number of multiple recordings of the medium, the number of multiple recordings can be grasped by reproducing the clock.
  • FIG. 10 shows an example of the data format of data to be actually recorded.
  • Sync is data for synchronization determined in advance, and is data for facilitating detection of the head of Data.
  • Data is data in which medium information, logical format information, physical format information, and the like are stored.
  • Parity is data for performing error correction by checking whether or not Data is correctly detected.
  • an error detection code may be inserted instead of Parity in order to check whether there is an error.
  • the combination of these data is free, these data may be modulated, and there is no influence on the recording method described so far.
  • 1201 in FIG. 12 is an excerpt of the portion of the disk irradiated with light in FIGS. 3 and 4, and 1202 and 1203 are examples of arrangement in 1201.
  • the left diagram of 1202 is an example of reproduction in the data arrangement of the left diagram of 1101 in FIG. 11, and all data can be reproduced if the recorded range can be reproduced.
  • FIG. 13 shows an example in which 1 bit is assigned to 1 page instead of 1 bit to 1 page as described above.
  • N is a natural number
  • Sync and Data can be arranged freely (1301).
  • N / 2 may be treated as 1 bit
  • bit allocation may be considered in which N / 3 is 1 bit. . If it is not divisible, an approximate value may be used.
  • the “data storage location”, which is the second item for solving the problem, will be described with reference to FIG. Due to the data recording / reproducing method of the hologram, it may be considered that there is no recording / reproducing guide groove like a conventional optical disc. However, considering compatibility on the system, the medium side also needs to be a minimum standard. Accordingly, it is considered that at least two reference lines are necessary to fix the recording position, and two examples are shown.
  • the first line is the first track that is located on the innermost circumference when a hologram is recorded concentrically from the inner circumference on a disc-shaped hologram recording medium. Since it is the innermost circumference, the radial position is easy to fix without being affected by the arrangement interval of the concentric circles. However, the first track need not be physically recorded on the recording medium, and may be specified by a scale owned by the control mechanism side.
  • the second line is a reference angle line which is provided with a rotation control stripe and a servo reference position as a start reference on the inner periphery, and extends from the reference position to the outer periphery in the radial direction so as to be a servo (1508).
  • a book for management data is formed at a location where these two lines intersect (1502). In this way, by setting the minimum necessary standards and recording management data for all generations according to the rules, even if the physical format of other areas is changed, only the management data can be located immediately. is there.
  • recording is performed at four locations symmetrically in the vertical and horizontal directions as 1503, concentric recording is performed as 1504, recording is performed using two concentric circles as 1505, and reference is performed as 1506
  • recording positions such as recording straight on an angle line, and even at recording positions other than these examples, as described above, if a book is formed at a point where two lines intersect, good. These two lines only need to be fixable for generations.
  • a reference position for management data may be separately provided instead of the reference position for servo as in 1509.
  • the same concept applies to a medium such as 1507 that is not a disk and whose address is determined by the coordinates of the X and Y axes.
  • step 1606 it is determined whether the process is for management data or normal data. If NO is determined in step 1606, the normal data page data is processed in step 1607, and if YES is determined, the management data page data is processed in step 1608.
  • the left diagram in FIG. 16 is a flow used when reproducing data.
  • step 1601 it is determined whether the process is for management data or normal data. If NO is determined in step 1601, normal data page data is processed in step 1602, and if YES is determined, management data page data is processed in step 1603 and subsequent steps.
  • step 1603 a diffracted light amount detection process is performed.
  • step 1604 a data restoration process for binarizing data based on the threshold level is performed.
  • the medium information, physical format version, and logical format version loaded are determined. judge.
  • the management data is recorded at a fixed position, one page is recorded as one bit, and the data is restored using the amount of diffracted light.
  • the problem was solved.
  • the adaptation to the management data has been described as an example.
  • the present invention is not limited to the adaptation to the management data, and any data type can be applied.
  • this invention is not limited to the above-mentioned Example, Various modifications are included.
  • the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment.
  • each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing a part or all of them, for example, by an integration unit.
  • Each of the above-described configurations, functions, and the like may be realized by software by interpreting and executing a program that realizes each function by the processor.
  • Information such as programs, tables, and files for realizing each function can be stored in a memory, a hard disk, a recording device such as an SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card or an SD card.
  • control lines and information lines indicate what is considered necessary for the explanation, and not all the control lines and information lines on the product are necessarily shown. Actually, it may be considered that almost all the components are connected to each other.
  • SYMBOLS 1 Optical information recording medium, 10 ... Data recording / reproducing apparatus, 11 ... Pickup, 12 ... Reference light optical system for reproduction, 13 ... Disc Cure optical system, 14 ... Optical system for detecting disk rotation angle, 81 ... Access control unit, 82... Light source drive unit, 83... Servo signal generation unit, 84: Servo control unit, 85: Signal processing unit, 86: Signal generation unit, 87... Shutter control unit, 88... Disk rotation motor control unit, 89 ... Controller, 90 ... Input / output control unit, 91 ... Control device,

Landscapes

  • Holo Graphy (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

　ホログラフィを利用してデジタル情報を記録再生するデータ記録再生装置において、容易な媒体判別と管理データの読み取り方法を実現するためのデータ記録再生装置およびデータ記録再生方法を提供する。　２次元データを最小記録単位とし、体積的にデータを媒体に多重記録し、それを記録再生するデータ記録再生装置において、データ記録時に使用する２次元データの最小記録単位が１ビット分の情報量を示すようにページデータを生成するページデータ生成部と、データ再生時に使用する、回折光量検出部で記録したデータの回折光量を求め、データ復元部でスレッシュレベルに基づき２値のデータに変換し、媒体判定部で媒体情報を確定する、ページデータ処理部を備える。

Description

データ記録装置、データ再生装置、データ記録再生装置及びデータ記録再生方法
　本発明は、ホログラフィを用いて情報を記録するデータ記録再生装置およびデータ記録再生方法に関するものである。
　CD-R/RW　(CD Recordable / Rewritable)、DVD±R/RW　(DVD±Recordable / Rerecordable Disc)、DVD-RAM (DVD-Re-writable)、Blu-ray等に代表される複数の光学式のディスク状を再生するデータ記録再生装置において、光ピックアップから光ディスクに照射される照射光に対する光ディスクからの反射光の信号に基づいて、光ディスクの種類を判別する技術が広く適用されている。 この場合、光ディスクの種類を判別する技術として、例えば、光ピックアップのレンズを光ディスクに近づける方向に駆動し得られるフォーカスの誤差信号と光ピックアップの総光量の誤差信号の波形と所定の閾値とに基づいてディスクの種類を判別する方法や、ディスクのセクタマークを検出し、セクタマークの検出位置に基づいて、光ディスクの種類を判別する方法が適用される。 例えば、セクタマークを検出する技術としては、特許文献１にも記載されている。また、誤差信号の波形を用い、当該波形と所定の閾値との関係をチェックし、その振幅絶対値や時間間隔から光ディスクの種類を判別する方法が、特許文献２にも記載されている。
　また、これらの媒体の様々な情報を含む管理データは、ディスク内に設けられた管理情報格納領域に保存されている。例えばＤＶＤ－ＲにはＲＭＤ領域と呼ばれる管理領域がある。ユーザデータ領域への記録の際に追記されていく管理情報であり、データの記録中、ディスク構造の変化、ＯＰＣの実行後、等々、必要なタイミングに応じて追記されて行く。このことは特許文献３にも記載されている。また、不正コピー防止や媒体の固有情報を格納するために、バーストカッティング領域（Burst Cutting Area：ＢＣＡ）と呼ばれるバーコード状のデータが記録されているディスクもある。このことは特許文献４にも記載されている。
　また、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。
　ホログラム記録技術とは、空間光変調器により２次元的に変調されたページデータの情報を有する信号光と、参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、その時に生じる干渉縞パターンによって記録媒体内に屈折率変調を生じさせることで情報を記録する技術である。また、情報の再生時には、記録時に用いた参照光を同じ配置で記録媒体に照射すると、記録媒体中に記録されているホログラムが回折格子のように作用して回折光を生じる。この回折光が記録した信号光と位相情報を含めて同一の光として再生される。
　再生された信号光は、ＣＭＯＳやＣＣＤなどの光検出器を用いて２次元的に高速に検出される。このようにホログラム記録では、１つのホログラムで２次元的な情報を同時に記録／再生され、また同じ場所に複数のページデータを重ね書きすることができるため、大容量かつ高速な情報の記録再生に有効である。
特開２００６－１４７１１７号公報 特開２００１－１８９０２１号公報 特開平６－１５０５６３号公報 特開２００９－２５９３６０号公報
　前記特許文献１や前記特許文献２にあるように同じ形状の媒体を判別するためには様々な判別方法を駆使して判別するためサポートする媒体が増加するほど時間を要し、更にホログラムの媒体特性、形状から、従来の誤差信号を用いた媒体別方法は使用できない。
　また、媒体判別が可能でも、前記特許文献３や前記特許文献４に記載の管理データやBCAデータから管理データを読み取る場合、データ記録再生装置がその物理フォーマットの読み取りをサポートしていなければ、データを読み取ることは出来ない。従ってホログラム記録技術を用いた記録再生方法においては、このことを考慮した媒体判別や管理データの定義が必要である。
　そこで本発明の課題は、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録再生するデータ記録再生装置において、容易な媒体判別と管理データの読み取り方法を実現するためのデータ記録再生装置およびデータ記録再生方法を提供することである。
　上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、２次元データを最小記録単位とし、体積的にデータを媒体に多重記録し、それを記録再生するデータ記録再生装置において、データ記録時に使用する２次元データの最小記録単位が１ビット分の情報量を示すようにページデータを生成するページデータ生成部と、データ再生時に使用する、回折光量検出部で記録したデータの回折光量を求め、データ復元部でスレッシュレベルに基づき２値のデータに変換し、媒体判定部で媒体情報を確定する、ページデータ処理部を備える。
　本発明によれば、ホログラフィを利用して記録された媒体において、ユーザデータが異なる記録フォーマットや論理フォーマットで記録された媒体であっても、容易に媒体判別と管理データの読出しが世代間に渡って可能となる。
　上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
実施例のデータ記録再生装置の構成の一部を示すブロック図 データ記録再生装置の実施例を表す概略図 データ記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図 データ記録再生装置内のピックアップの実施例を表す概略図 回折光量(効率)、ブラッグ選択性の幅を説明する図 回折光量(効率)曲線とデータの関係図 回折光量(効率)曲線とスレッシュレベルの説明図 クロックとサンプリングタイミングの説明図その１ クロックとサンプリングタイミングの説明図その２ Sync、Data、Parityの構成例 ページ単位でデータ割り当てをする場合のデータ構成例 再生可能範囲とデータ位置の説明図 ブック単位でデータ割り当てをする場合のデータ構成例 管理データとユーザデータの記録フォーマットの構成例 具体的な管理データ配置例 実施例のデータ記録再生装置内のフロー図
　以下、図面を用いて実施例を説明する。
　発明の実施形態を添付図面にしたがって説明する。図２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媒体の記録再生装置を示すブロック図である。
　データ記録再生装置１０は、入出力制御部９０を介して制御装置９１と接続されている。記録する場合には、データ記録再生装置１０は制御装置９１から記録する情報信号を入出力制御部９０により受信する。再生する場合には、データ記録再生装置１０は再生した情報信号を入出力制御部９０により制御装置９１に送信する。
　制御装置９１は、データ記録再生装置１０と直接的に接続される機器であっても良いし、更に上位側で他の機器を経由して間接的に接続されている機器であっても良い。
　データ記録再生装置１０は、ピックアップ１１、再生用参照光光学系１２、キュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４、及び回転モータ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は光源を備え、参照光と信号光を光情報記録媒体１に照射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録媒体に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によって信号生成部８６を介してピックアップ１１内の空間光変調器に送られ、信号光は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を記録時とは逆の向きに光情報記録媒体に入射させる光波を再生用参照光光学系１２にて生成する。再生用参照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、信号処理部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部８７を介して制御することで調整できる。
　キュア光学系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。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、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である。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部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。
　光源駆動部８２からは所定の光源供給電流がピックアップ１１、キュア光学系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、そして、ディスクキュア光学系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、アクセス制御部８１を介して位置制御がおこなわれる。
　ところで、ホログラフィの角度多重の原理を利用した記録技術は、参照光角度のずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。
　従って、ピックアップ１１内に、参照光角度のずれ量を検出する機構を設けて、サーボ信号生成部８３にてサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御部８４を介して該ずれ量を補正するためのサーボ機構をデータ記録再生装置１０内に備えることが必要となる。
　また、ピックアップ１１、キュア光学系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３は、データ記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における記録原理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など偏光方向が制御された後、ＰＢＳ（Polarization　Beam　Splitter）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、信号光３０６として働き、ビームエキスパンダ３０８によって光ビーム径が拡大された後、位相マスク３０９、リレーレンズ３１０、ＰＢＳプリズム３１１を透過して空間光変調器３１２に入射する。
　空間光変調器３１２によって情報が付加された信号光は、ＰＢＳプリズム３１１を反射し、リレーレンズ３１３ならびに空間フィルタ３１４を伝播する。その後、信号光は対物レンズ３１５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３０７として働き、偏光方向変換素子３１６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３１７ならびにミラー３１８を経由してガルバノミラー３１９に入射する。ガルバノミラー３１９はアクチュエータ３２０によって角度を調整可能のため、レンズ３２１とレンズ３２２を通過した後に光情報記録媒体１に入射する参照光の入射角度を、所望の角度に設定することができる。なお、参照光の入射角度を設定するために、ガルバノミラーに代えて、参照光の波面を変換する素子を用いても構わない。
　このように信号光と参照光とを光情報記録媒体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３１９によって光情報記録媒体１に入射する参照光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。
　以降、同じ領域に参照光角度を変えて記録されたホログラムにおいて、１つ１つの参照光角度に対応したホログラムをページと呼び、同領域に角度多重されたページの集合をブックと呼ぶことにする。
　図４は、データ記録再生装置１０におけるピックアップ１１の基本的な光学系構成の一例における再生原理を示したものである。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、アクチュエータ３２３によって角度調整可能なガルバノミラー３２４にて反射させることで、その再生用参照光を生成する。
　この再生用参照光によって再生された再生光は、対物レンズ３１５、リレーレンズ３１３ならびに空間フィルタ３１４を伝播する。その後、再生光はＰＢＳプリズム３１１を透過して光検出器３２５に入射し、記録した信号を再生することができる。光検出器３２５としては例えばＣＭＯＳイメージセンサーやＣＣＤイメージセンサーなどの撮像素子を用いることができるが、ページデータを再生可能であれば、どのような素子であっても構わない。
　ここで、本願における課題を解決するための実施例について図を用いて詳細に説明を加える。本発明で掲げた「容易な媒体判別と管理データの読み取り方法を実現する」という課題を解決するために、２つのことを考える。１つ目は「データ記録再生方式」、２つ目は「データ格納場所」、である。
　まず1つ目の「データ記録再生方式」について説明する。一例としては管理データの記録フォーマットを世代間や媒体間で同一にすることが考えられる。図１４のように、ユーザデータの記録方式がＡ、Ｂ、Ｃと異なっても管理データだけは世代間でずっと記録方式Ａで記録すれば、どの世代であっても記録方式Ａの読み取りをサポートしている限り、管理データの読み取りが可能となり、媒体種別やユーザデータの記録フォーマット等が判別可能である。当然、管理データを記録する方式は記録方式Ａである必要はなく、ユーザデータの記録方式ではない記録方式Ｄであっても良い。管理データは読みやすい方式で記録されていることが望ましく、記録方式Ｄの記録再生方法が、記録方式Ａ、Ｂ、Ｃの記録技術の基本原理となるような技術で記録可能ならば、より容易に管理データを読み出すことが可能となる。そこでこの記録方式Ｄについて以下、説明する。
　図１は図２と図３から説明に必要なブロックを抜き出して、課題の解決のために必要なブロックを追加したものである。図２と図３で説明済みのものは省略し、図１で新たに追加したブロックの説明を行う。
　図１の右図はデータ記録時に使用するブロック図である。１０７はデータの処理を１０８の通常データ用ページデータ生成部で行うか、１０９の管理データ用ページデータ生成部で行うか、の判定を行う処理判定部である。１０９は管理データ用ページデータ生成部であり、後述の管理データ用ページデータ処理部で処理されるページデータを生成する。具体的なページデータ生成方法については後述する。図１の左図はデータ再生時に使用するブロック図である。１０１はデータ処理を１０２の通常データ用ページデータ処理部で行うか、１０３の管理データ用ページデータ処理部で行うか、の判定を行う処理判定部である。管理情報が格納されているかどうかの判断は、コントローラ８９などから得られる管理情報が格納されている位置情報などから判定可能である。１０４は回折光量検出部であり、ピックアップ１１からの再生光からブック内に記録されているすべてのページの回折光量(効率)の強度分布を求める。１０５はデータ復元部であり、回折光量検出部１０４で検出した回折光量のデータに対して、スレッシュレベルを設けて２値化し、別のデータに変換する。詳しいデータ変換方法については後述する。１０６は媒体判定部であり、１０５で生成したデータを用いて、装着された媒体情報や物理フォーマット情報や論理フォーマット情報を判定可能にする。この媒体判定部１０６はコントローラ８９内に含まれても良い。
　ここで回折光量(効率)について図５を用いて簡単に説明する。なお、回折光量は回折効率と等価に扱えるので、以下、回折光量と呼ぶ。ホログラムは記録材料の厚さが光の波長に比べて十分に厚い体積型ホログラムである場合、記録される干渉縞は実際には３次元的な多層構造となる。このため再生光の回折は多重干渉によりブラッグ回折となるため、回折光量は参照光の入射角度(参照光角度)に対して急峻なピークを持つ(５０１)。なお、５０１、５０２におけるＡ～Eは空間光変調器３１２に与えられたデータを構成するピクセルデータの配置パターンのイメージ図であり、実際にディスク上に記録されるホログラムを示しているものではない。この特性をブラッグ選択性と呼ぶ。このブラッグ選択性があるため参照光角度がずれると回折光量（ホログラム強度）は十分に小さくなる。従って、前のホログラムの回折光量が十分下がった角度で参照光を照射することで別のホログラムを記録することが可能となり、異なるデータを体積的に記録できる(５０２)。また、信号光と参照光の角度間隔が大きい場合(５０３)、ブラッグ選択性の幅は小さくなり、信号光と参照光の角度間隔が小さい場合(５０４)、ブラッグ選択性の幅は大きくなる、という特性を持つ。従って、実際は５０２のようにブラッグ選択性の幅は全ての角度で同じ幅とはならず、参照光の入射角度によって異なるものとなる。つまり、参照光の角度幅によってはパルス同士が重なり合う場合がある。本実施例では説明を容易にするため、断りない場合はこの参照光角度によるブラッグ選択性の幅は一定幅であるとして説明する。
　次に、具体的なページデータ生成方法とデータ変換方法について順に説明する。まず管理データ用のページデータ生成方法を図６の６０１用いて説明する。６０４は空間光変調器３１２に与えられるデータのイメージである。On Pixelのページは最も光の強度が強い再生光となるページデータのパターンであり、Off Pixelのページは最も光の強度が弱い再生光となるページデータのパターンである。このようなページを記録することで、再生光から得られる回折光量はそれぞれ最大、最小となり、６０５のような回折光量曲線が得られる。この回折光量曲線を適切なスレッシュレベル６０６で、２値化すれば、６０７のような０と１の変換データが得られる。このように再生光の強度差がはっきりした２つのページデータを２種類定義して記録することにより、ページ全体で１か０を表すことが可能となる。なお、本事例では最も強い強度と弱い強度の２種類としたが、１と０が判別可能な範囲であればその組み合わせの強度（ページデータの元となる空間光変調器３１２に与えられるデータを構成するピクセルデータの配置パターン。５０１におけるＡのようなイメージ）は問わない。例えば、ホログラム記録媒体の所定の位置にどれだけのホログラムを多重記録できるか（多重度）を示す指標であるＭナンバーの消費や、On pixelとOff pixelとのバランスを考慮した以下のような実施例も考えられる。すなわち、Pixel強度が最も強いものを100%( On pixel)とし、最も弱いものを0%(Off pixel)とした時、Pixel強度70%のページを１とし、Pixel強度30%のページを０と判別しても構わない。また、ページ全体の強度情報で２値データを表すだけではなく、ページデータとしても意味を持つデータを空間光変調器に送り、ピクセルの反転等を工夫する事で、例えば、On pixel７０％のページを１と、Off pixel７０％のページを０と判別しながらも、それぞれのページにデータを記録またはそれぞれのページからデータを再生できる構成とすることも出来る。これによりデータを効率よく記録できたり、重複してデータを記録することが可能となり、信頼性が向上するという効果がある。また、スレッシュレベルを１段階ではなく、２段階設ければ、２値以上の値を示すことも可能である。
　なお、記憶容量の観点よりユーザデータエリアでは、角度多重の間隔を一定とせず、上記２値データを得るエリアでは角度多重の間隔を一定とする事で、回折光量のピーク間隔からエリアを特定できるという効果がある実施例も考えられる。
　参照光を振る速度によって全てのページデータを再生するまでの時間や回折光量曲線のトップレベル、ボトムレベルは異なる。例えば６０１よりも速い速度で参照光を振った６０２の場合は、ｔ１＞ｔ２となり、光量も全体的に低くなり、回折光量のトップレベルやボトムレベルも低下する。逆に、６０１よりも遅い速度で振った６０３の場合は、ｔ１＜ｔ３となり、光量も全体的に強くなり、トップレベルやボトムレベルも上がる。従って、参照光を振る速度に応じたスレッシュレベルの設定が必要となる。
　続けてこのスレッシュレベルの設定について図７を用いて説明する。図５の５０５で説明したように、実際の回折光量のブラッグ選択性の幅は一定ではなく信号光と参照光の角度差に応じて変化する。従って、７０１の回折光量曲線において、スレッシュレベル１でデータを変換すると７０４のデータが得られるが、スレッシュレベル２でデータを変換すると、スレッシュレベル２がボトムレベルの下となってしまうため、データは７０５のようになり、正しくデータ変換が出来ない。また、７０２のように、ページデータを記録する角度をブラッグ選択性の幅を意識し、信号の重なりが極力出ないように変える方法も考えられる。この場合、信号の重なりが無くなる為、スレッシュレベル２でも正しくデータを取得可能である(７０７)。７０３でスレッシュレベルの設定の一例を示す。実際の回折光量曲線はトップレベルやボトムレベルやブラッグ選択性の幅などが様々な状態であると予想される為、スレッシュレベルは固定値ではなく、実際の波形に適応して設定する必要がある。例えば、トップレベルとボトムレベルの差分をＤとすると、その半分のＤ／２の位置でスレッシュレベルを設定すれば少なくとも、７０５のような事例となることはない。
　次に回折光量曲線から得られたデータをどのようにしてサンプリングしてデータを確定させるかについて図８の８０１を用いて説明する。８０３はOn pixelとOff pixelの中間の再生光の強度が得られるページデータであり、この８０３のページデータの再生光強度のピークは、８０６のページデータの再生光強度のピークに近づき過ぎないように設定する必要がある。つまり、データ用スレッシュレベルとクロック用スレッシュレベルを設定する際、お互いにマージンがとれるように設定する。８０４のピークが高すぎるとデータ用スレッシュレベルの設定範囲が狭くなり、ピークが低すぎるとクロック用スレッシュレベルの設定範囲が狭くなる。このように、図６の６０１でOff Pixelで示していた場所にも情報を付加し、このページデータを含む全てのページデータを用いてクロックを生成する。また、変換データをサンプリングするタイミングは、生成したクロック幅の中央の地点のタイミングで行えば確実にデータが取得可能である(８０７)。このクロック生成方法は、８０２で示した角度を変えた記録方法(図７の７０２で説明)でも有効である。この場合、記録する角度幅が一定ではないため、８０５のようにＴ１～Ｔ４の間隔が異なってしまうが、サンプリングタイミングは全ての変換データと同期しているため、データを確実にサンプリング可能である。また、別のクロック生成方法を図９に示す。９０１はブック全面に渡り、サンプリングを行いデータを取り込みたい場所全てにパルスを発生させるように記録したものである。純粋にサンプリングパルスのみを生成する記録方法なので、事例では全てOn pixelで記載しているが、記録するページデータパターンはOn pixelである必要はないし、また全て同じである必要もない。また、参照光の角度間隔も全てＴで同じである必要はなく、図８の８０２のように角度間隔が異なる場合でも適応可能である。また、別の例として９０２のように、先頭からクロック生成用のパルスを数回繰り返してＴの間隔を算出し、それ以降この間隔Ｔで補間したタイミングでサンプリングを行う、という方法も考えられる。この方法の場合、クロック生成用パルスとそれ以降のデータ領域９０３を含めたブック内全ての領域で、Ｔ間隔でサンプリングされるため、一定のサンプリング間隔ではない８０２の事例には適応できない。また、８０１や９０１の事例のブック内において記録されているページ数を、その媒体の多重記録数と合わせれば、クロックを再生することで多重記録数を把握することも可能である。
　図１０は、実際に記録するデータのデータフォーマット例である。Syncは事前に決められた同期用データであり、Dataの先頭の検出を容易にするためのデータである。Dataは媒体情報、論理フォーマット情報、物理フォーマット情報などが格納されているデータである。ＰａｒｉｔｙはDataが正しく検出できたかどうかをチェックし、誤り訂正を行うためのデータである。また図１０には図示していないが、誤りがないかのチェックを行うため、Ｐａｒｉｔｙの代わりにエラー検出コードを入れても良い。図１０に示したように、これらのデータの組み合わせは自由であり、これらのデータは変調処理がされていてもよく、これまで説明してきた記録方法には一切影響はない。
　次にこれらのブック内のページのデータ配置について図１１と図１２を用いて説明する。図１１の１１０１はSyncとDataの配置例である。１ページに1ビットを割り当てるため、１ブックの中のページ数＝設定可能なビット数となる。組み合わせは自由であり、開始と終了を示すSyncをDataの前後に入れてもよいし、開始のSyncだけでもよいし、Syncなしでも構わない。図１２の１２０１は図３、４においてディスクに光が照射されている部分を抜粋したものであり、１２０２、１２０３は１２０１における配置例を示したものである。１２０２の左図は図１１の１１０１の左図のデータ配置での再生例であり、記録された範囲を再生可能であればすべてのデータを再生可能である。ところが、１２０２の右図のように再生可能照射範囲が記録済みの範囲よりも狭かった場合、データ再生が不可の範囲が発生してしまう。この場合ではSyncデータが再生できないため、Syncが検出できないとDataが検出できないシステムの場合、Dataも再生不可となる。このようなことを避ける為に、図１１の１１０２のようなデータ配置方法が考えられる。１ブックがＮページ（Ｎは自然数）で構成されるとき、Ｎ／２ページにデータを分割し、Syncが中心位置に来るようにデータを配置する方法である。なお、２で割り切れない場合はその近似値でも構わない。こうすることで、図１２の１２０３のようにData部分が一部再生できないが、Syncデータは再生可能となり、Dataの先頭部分は再生可能となる。この点で媒体判別に重要なデータは１２０３における中心位置付近に配置すると良いといえる。
　図１３はこれまで説明してきた１ページに1ビットの割付ではなく、１ブックで１ビットの割付を行った例である。この場合、例えば１ブッグ中のどこかのページにデータが記録されていれば“１”、何も記録されていなければ“０”のように定義することも可能である。この場合もSyncやDataの配置は自由に行える(１３０１)。また、１３０２のように、１ブックでＮページ(Ｎは自然数)を形成する時、Ｎ/２を１ビットと扱っても良いし、Ｎ/３を１ビットとするようなビット割り当ても考えられる。なお割り切れない場合は近似値でも構わない。
　　次に、課題を解決するための２つ目の項目である、「データ格納場所」について図１５を用いて説明する。ホログラムはそのデータ記録再生方法から、従来の光ディスクのような記録再生用の案内溝がない場合も考えられる。しかし、システム上の互換性を考えると媒体側にも最低限の基準となるものが必要である。従って、記録位置を固定させるには少なくとも２つの基準となる線が必要と考え、その２本の例を示す。
　１つ目の線は、円盤状のホログラムの記録媒体に内周から同心円状にホログラムを記録する際、その最内周に位置するFirst Trackである。最内周であるため、同心円の配置間隔に影響を受けず、半径位置が固定しやすい。但し、このFirst Trackは記録媒体上に物理的に記録されている必要はなく、制御用メカ側が所有しているスケールで特定しても良い。
　２つ目の線は、回転制御用のストライプと、開始基準となるサーボ用の基準位置を内周に設け、サーボよう基準位置から半径方向に外周へ伸ばした基準角度線である(１５０８)。この２つの線が交わる箇所に管理データ用のブックを形成する(１５０２)。このように必要最低限の基準を設け、そのルールに従って全ての世代に渡り管理データの記録を行えば、その他の領域の物理フォーマットが変更となっても管理データだけはすぐに位置が特定可能である。その他に、１５０３のように上下左右対称に４箇所に記録したり、１５０４のように同心円状に記録したり、１５０５のように２本の同心円を使用して記録したり、１５０６のように基準角度線上にまっすぐ記録したり、とその記録位置のパターンは様々考えられ、これらの例以外の記録位置であっても、前述したように、２本の線が交差する点にブックを形成すれば良い。この２本の線は世代に渡り固定可能なものであれば良く、例えば１５０９のようにサーボ用基準位置ではなく管理データ用基準位置を別途設けても良い。また、１５０７のように円盤状ではない媒体で、Ｘ軸とＹ軸の座標でアドレスが決まるような媒体であってもその考え方は同様である。
　最後に図１６を用いて、本実施例における記録と再生のフローを説明する。図１６の右図はデータ記録時のフローである。ステップ１６０６で管理データ用の処理か通常データ用の処理かの判定を行う。ステップ１６０６でＮＯと判定されれば、ステップ１６０７で通常データ用ページデータの処理が行われ、ＹＥＳと判定されれば、ステップ１６０８で管理データ用ページデータの処理が行われる。
　図１６の左図はデータ再生時に使用するフローである。ステップ１６０１で管理データ用の処理か通常データ用の処理かの判定を行う。ステップ１６０１でＮＯと判定されれば、ステップ１６０２で通常データ用ページデータの処理が行われ、ＹＥＳと判定されれば、ステップ１６０３以降で管理データ用ページデータの処理が行われる。ステップ１６０３で、回折光量検出処理が行われ、ステップ１６０４でスレッシュレベルを元にデータを２値化するデータ復元処理が行われ、ステップ１６０５で装着された媒体情報や物理フォーマットバージョンや論理フォーマットバージョンを判定する。
　以上、ホログラフィを利用してデジタル信号を記録再生するデータ記録再生装置において、管理データを記録する位置を固定にし、１ページを１ビットとして記録し、回折光量を利用したデータの復元処理を行うことで、課題を解決した。本実施例では管理データへの適応を例に説明したが、管理データへの適応に限定されるものではなくどんなデータ種別でも適応可能である。
　なお、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、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積部で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード等の記録媒体に置くことができる。
　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。
１・・・光情報記録媒体、１０・・・データ記録再生装置、１１・・・ピックアップ、
１２・・・再生用参照光光学系、１３・・・ディスクＣｕｒｅ光学系、
１４・・・ディスク回転角度検出用光学系、８１・・・アクセス制御部、
８２・・・光源駆動部、８３・・・サーボ信号生成部、
８４・・・サーボ制御部、８５・・・信号処理部、８６・・・信号生成部、
８７・・・シャッタ制御部、８８・・・ディスク回転モータ制御部、
８９・・・コントローラ、９０・・・入出力制御部、９１・・・制御装置、

Claims (17)

  1. ホログラフィを利用してデータを記録するデータ記録装置であって、
    レーザ光源と、
    前記レーザ光源から出射されたレーザ光を信号光と参照光とに分離するスプリッタと、
    前記スプリッタにより分離された参照光の記録媒体への入射角度を変えるミラーと、
    を備え、
    前記信号光と、前記ミラーを介して記録媒体へ入射した参照光とを該記録媒体上で干渉させることによりページデータを記録し、
    前記ミラーを駆動することで前記ページデータを記録媒体に複数ページ多重記録し、
    記録媒体の所定の位置に記録された、前記複数ページはそれぞれ１ビット相当の情報量を示すよう記録する、
    データ記録装置。
  2. ホログラフィを利用して記録媒体に記録されたデータを再生するデータ再生装置であって、
    参照光を生成するレーザ光源と、
    前記レーザ光源から出射された参照光の記録媒体への入射角度を変えるガルバノミラーと、
    前記カルバノミラーを駆動して、記録媒体の所定の位置から複数ページの回折光を２値データとして取得するコントローラと、
    を有する、
    データ再生装置。
  3. ホログラフィを用いたデータ記録再生方法であって、
    所定量の２次元データを最小記録単位とし、前記２次元データで１ビット分の情報量を示すように媒体に記録すること、
    を特徴とするデータ記録再生方法。
  4. 請求項３に記載のデータ記録再生方法であって、
    前記媒体に２次元データを記録する際、角度多重して記録すること、
    を特徴とするデータ記録再生方法。
  5. 請求項３に記載のデータ記録再生方法であって、
    前記媒体から２次元データを再生する際、２次元データを再生して得られた回折光量の検出値が、所定のスレッシュレベルを上回る場合は１、所定のスレッシュレベルを下回る場合は０とすること、
    を特徴とするデータ記録再生方法。
  6. 請求項３に記載のデータ記録再生方法であって、
    前記１ビット分の情報量を示す方法は、前記回折光量が前記スレッシュレベルで２値に判定可能なように、前記２次元データを構成する各ビットの０または１の構成比率を決定すること、
    を特徴とするデータ記録再生方法。
  7. 請求項３に記載のデータ記録再生方法であって、
    前記媒体に２次元データを記録する場所は、前記媒体の所定座標であること、
    を特徴とするデータ記録再生方法。
  8. 請求項７に記載のデータ記録再生方法であって、
    前記所定座標は、前記媒体に刻まれた位置特定用の少なくとも２つの基準線から特定される座標であること、
    を特徴とするデータ記録再生方法。
  9. 請求項８に記載のデータ記録再生方法であって、
    前記基準線の１つは角度情報を示す基準線で、もう１つは媒体の中心位置からの所定の半径位置で決定される線であること、
    を特徴とするデータ記録再生方法。
  10. 請求項３に記載のデータ記録再生方法であって、
    前記データ記録再生方法で記録されるデータは、媒体の記録再生の為に必要なディスク情報、または物理フォーマット情報、または論理フォーマット情報を含むこと、
    を特徴とするデータ記録再生方法。
  11. 媒体を用いて少なくとも管理データとユーザデータを記録または再生する、ホログラフィを用いたデータ記録再生方法であって、前記媒体内に少なくとも物理データフォーマット１と、前記物理データフォーマット１以外の物理データフォーマット２が存在する場合、
    前記ユーザデータが記録されている物理データフォーマット種別に関わらず、前記管理データは前記物理データフォーマット１で記録し、また前記物理データフォーマット１で記録されていることを前提に再生すること、
    を特徴とするデータ記録再生方法。
  12. 請求項１１に記載のデータ記録再生方法であって、
    前記データフォーマット１のデータは、媒体の記録再生の為に必要なディスク情報、または物理フォーマット情報、論理フォーマット情報を含むこと、
    を特徴とするデータ記録再生方法。
  13. ホログラフィを用いたデータ記録再生装置において、所定量の２次元データを最小記録単位とし、前記２次元データが１ビット分の情報量を示すようにページデータを生成するページデータ生成部を備えること、
    を特徴とするデータ記録再生装置。
  14. 請求項１３に記載のデータ記録再生装置であって、
    回折光量検出部で前記２次元データの回折光量を求め、データ復元部でスレッシュレベルに基づき２値のデータに変換し、媒体判定部で媒体情報を確定する、ページデータ処理部を備えること、
    を特徴とするデータ記録再生装置。
  15. 請求項１３に記載のデータ記録再生装置であって、
    前記２次元データは、媒体の記録再生の為に必要なディスク情報、または物理フォーマット情報、または論理フォーマット情報を含むこと、
    を特徴とする記録再生装置。
  16. 媒体を用いて少なくとも管理データとユーザデータを記録または再生する、ホログラフィを用いたデータ記録再生装置であって、物理データフォーマット１の記録再生をサポートするデータ１処理部と、前記物理データフォーマット１以外の物理データフォーマットの記録再生をサポートするデータ２処理部を備え、
    前記ユーザデータが記録されている物理フォーマット種別に関わらず、
    前記管理データは前記データ１処理部で処理すること、
    を特徴とするデータ記録再生装置。
  17. 請求項１６に記載のデータ記録再生装置であって、
    前記物理データフォーマット１のデータは、媒体の記録再生の為に必要なディスク情報、または物理フォーマット情報、または論理フォーマット情報を含むこと、
    を特徴とするデータ記録再生装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09231578A (ja) * 1996-02-26 1997-09-05 Ricoh Co Ltd 光ディスク
JP2006155831A (ja) * 2004-11-30 2006-06-15 Fujitsu Ltd ホログラム記録媒体及びホログラム記録再生装置

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