WO2015162724A1 - データ記録方法及びデータ記録装置 - Google Patents

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WO2015162724A1
WO2015162724A1 PCT/JP2014/061436 JP2014061436W WO2015162724A1 WO 2015162724 A1 WO2015162724 A1 WO 2015162724A1 JP 2014061436 W JP2014061436 W JP 2014061436W WO 2015162724 A1 WO2015162724 A1 WO 2015162724A1
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WO
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data
area
replacement
recording
recorded
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PCT/JP2014/061436
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English (en)
French (fr)
Inventor
健司 赤星
石飛　竜哉
Original Assignee
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
    • 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
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
    • G11B20/10—Digital recording or reproducing
    • G11B20/18—Error detection or correction; Testing, e.g. of drop-outs
    • 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
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms

Definitions

  • the present invention relates to a data recording method and a data recording apparatus, and more particularly to a technique for efficiently recording data and its replacement data on a hologram medium.
  • Patent Document 1 states that “a series of data to be recorded is in a range that spans a plurality of tracks arranged in one plane direction on the hologram recording medium and that is a part in the track forming direction. Are recorded along each track "(see claim 8). According to this, “the range in which additional recording cannot be performed by post-cure after data recording can be made smaller than in the case of following the recording method of the conventional optical disk, thereby improving the data recording density. Can be done "(see paragraph 0014).
  • Patent Literature 1 a specific method for setting a recording target range for a medium is described as “a zone is previously defined on the hologram medium HM and recording is performed on each track TR for each zone”, and “ When recording, a required zone is selected from these zones, and a predetermined position in the selected zone is determined as a recording start position ”(see paragraph 0082). That is, when recording data, recording is performed from a predetermined position in a predetermined zone on the medium, that is, a fixed range having a fixed capacity.
  • Patent Document 1 efficiently arranges replacement data in a predetermined zone. Recording is not always possible, and the use efficiency of the medium is reduced.
  • an object of the present invention is to provide a data recording method and a data recording apparatus that can further improve the use efficiency of a medium when recording data and its replacement data on a hologram medium.
  • the data recording method preferably includes a step of setting a data area on a medium according to a data amount of data to be recorded, a step of recording data in the data area, Verifying the data in the data recorded area where data is recorded, detecting defect data, setting a replacement area on the medium according to the amount of replacement data for the detected defect data, and replacement data Recording in the replacement area, and setting the replacement area adjacent to the data-recorded area.
  • the medium is a circular medium
  • the replacement area has a substantially sector shape set on the circular medium, and the size of the approximately sector shape is determined according to the data amount of the replacement data.
  • the data recording apparatus preferably sets a data area on the medium according to the data amount of data to be recorded, records the data in the data area, and the data recorded by the data recording section
  • the replacement processing unit includes a replacement processing unit that performs verification processing on the recorded area data, sets a replacement area on the medium according to the amount of replacement data for the detected defect data, and records the replacement data in the replacement area. Is characterized in that the replacement area is set adjacent to the data-recorded area.
  • the present invention when data is recorded in a plurality of areas on the medium, it is possible to reduce the area that cannot be additionally written or the area that is not recorded, thereby improving the use efficiency of the medium.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of an optical system configuration of a pickup 11.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a data recording apparatus according to the present invention.
  • the data recording apparatus 1 records and reproduces data with respect to the hologram medium 2.
  • the data recording device 1 is connected to the control device 3 via the input / output control unit 4.
  • the control device 3 may be a device that is directly connected to the data recording device 1 or may be a device that is indirectly connected via another device on the upper side.
  • the data recording device 1 receives data (digital information) to be recorded from the control device 3. Data to be recorded is stored in the temporary storage unit 5 via the input / output control unit 4.
  • the temporary storage unit 5 performs data processing such as data error correction processing, and stores management data and the like that the data recording apparatus 1 wants to hold.
  • the data recording device 1 transmits the reproduced data to the control device 3 via the input / output control unit 4.
  • the data recording apparatus 1 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 30, and a hologram medium 2 (hereinafter simply “medium”). Is configured to be rotatable by the rotary motor 30. In addition, various control units that supply control signals to the pickup 11 and the rotary motor 30 are provided.
  • the controller unit 40 includes a data recording unit 41 that performs data recording control, a replacement processing unit 42 that performs replacement processing, a learning adjustment unit 43 that performs learning processing and adjustment processing necessary for data recording and reproduction, and the like.
  • the pickup 11 has a light source, irradiates the medium 2 with signal light and reference light, and records data on the medium 2 using holography. At this time, the data to be recorded is sent to the spatial light modulator in the pickup 11 via the signal generator 26, and signal light modulated by the recording data is obtained. As will be described later, the data (hologram) is multiplexed and recorded in the same area on the medium while changing the reference beam angle. A hologram corresponding to one reference beam angle is called a page, and a set of pages angle-multiplexed in the same region is called a book.
  • the reproduction reference light optical system 12 When reproducing the data (hologram) recorded on the medium 2, the reproduction reference light optical system 12 generates reproduction reference light that has the same wavefront as that at the time of recording and is incident on the medium 2 in the opposite direction. 11 is irradiated. The reproduction light reproduced by the reproduction reference light is detected by a photodetector in the pickup 11, and data is restored by the signal processing unit 25.
  • the cure optical system 13 generates a light beam used for pre-cure and post-cure of the medium 2.
  • Precure is a pre-process of irradiating a predetermined light beam in advance before recording data at a desired position in the medium 2, that is, before irradiating signal light and reference light.
  • Post-cure is a post-process for irradiating a predetermined light beam after recording data at a desired position in the medium 2 so that a recorded area cannot be additionally recorded.
  • the disk rotation angle detection optical system 14 detects the rotation angle of the medium 2. When adjusting the medium 2 to a predetermined rotation angle, a signal corresponding to the rotation angle is detected by the disk rotation angle detection optical system 14, and the medium 2 is detected via the disk rotation motor control unit 28 using the detected signal. Control the rotation angle. By this control, data can be recorded / reproduced in / from an area of an arbitrary shape on the medium 2 (particularly, a substantially fan-shaped area described later).
  • the access control unit 21 performs control to move the pickup 11 and the cure optical system 13 in the radial direction of the medium 2 via the slide mechanism.
  • the light source driving unit 22 supplies a predetermined light source driving current to the light sources in the pickup 11, the cure optical system 13, and the disk rotation angle detection optical system 14, and causes each light source to emit a light beam with a predetermined light amount.
  • the shutter control unit 27 controls the opening / closing time of the shutter in the pickup 11 and adjusts the irradiation time of the reference light and the signal light irradiated on the medium 2.
  • the recording method using the holographic angle multiplexing principle can record data on a medium at an extremely high density, but the tolerance for the deviation of the reference beam angle is extremely severe. Accordingly, a mechanism for detecting the deviation amount of the reference light angle is provided in the pickup 11, the servo control signal is generated by the servo signal generation unit 23, and the angular deviation amount is corrected by the servo control unit 24 via the servo mechanism. To do.
  • the controller unit 40 controls the pickup 11 and the cure optical system 13 to irradiate the medium 2 with desired signal light or light beam, thereby recording designated data at a designated address.
  • the replacement processing unit 42 In the replacement process, the data recorded on the medium 2 is verified, and the replacement data of the detected defect data is recorded on the medium 2.
  • data to be verified is reproduced from the medium 2, and the address on the medium 2 of the data that cannot be reproduced is detected.
  • the defect data determined as verify NG is recorded as replacement data in the replacement area. If the original data of the defect data is left in the temporary storage unit 5, it is read again from the temporary storage unit 5 and acquired. If the original data is not left in the temporary storage unit 5, the data is requested again from the control device 3 and acquired.
  • the address of the defect data and the address where the replacement data is recorded are managed as a pair, and the address management information is temporarily stored in the temporary storage unit 5 and finally recorded on the medium 2.
  • the address is a first page address in the book or an arbitrary page address in the book.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an optical system configuration of the pickup 11. The basic operation of hologram recording will be described using this.
  • the light beam emitted from the light source 101 passes through the collimating lens 102 and enters the shutter 103.
  • the shutter 103 When the shutter 103 is open, the light beam passes through the shutter 103 and is then polarized by the optical element 104 (for example, a half-wave plate) so that the light quantity ratio of p-polarized light and s-polarized light becomes a desired ratio.
  • the optical element 104 for example, a half-wave plate
  • the light beam that has passed through the PBS prism 105 functions as signal light 106, and after the light beam diameter is expanded by the beam expander 108, the light beam passes through the phase mask 109, the relay lens 110, and the PBS prism 111, and enters the spatial light modulator 112. Incident.
  • the spatial light modulator 112 modulates the signal light according to the recording data, and the modulated signal light reflects the PBS prism 111 and propagates through the relay lens 113 and the spatial filter 114. Thereafter, the signal light is condensed on the medium 2 by the objective lens 115.
  • the light beam reflected from the PBS prism 105 works as reference light 107 and is set to a predetermined polarization direction according to recording or reproduction by the polarization direction conversion element 116, and then galvanomirrors via mirrors 117 and 118. 119 is incident.
  • the angle of the galvanometer mirror 119 can be adjusted by the actuator 120, and the incident angle of the reference light incident on the medium 2 after passing through the lenses 121 and 122 can be set to a desired angle.
  • 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 medium 2 so as to overlap each other, whereby an interference fringe pattern is formed in the medium 2, and data is recorded by writing this pattern on the medium 2.
  • the angle multiplex recording is performed by changing the incident angle of the reference light incident on the medium 2 by the galvanometer mirror 119.
  • holograms corresponding to each reference light angle are called pages, and a set of pages angle-multiplexed on the same area is called a book. .
  • FIG. 3 is a diagram showing changes in medium characteristics in hologram recording.
  • the horizontal axis represents the energy applied to the medium, and the vertical axis represents the recording progress (multiplexing degree) in the medium.
  • Hologram recording is to change the recording material of a medium from a monomer state to a polymer state by irradiation energy.
  • data recording multiplex recording
  • monomers in the region irradiated with energy are consumed and replaced with polymers. If the recording material is all polymerized, no further recording is performed.
  • the pre-cure process and the post-cure process by the cure optical system 13 will be described.
  • the pre-cure process is a process that is performed before data recording, and the medium is brought into a state immediately before reaction activation. Note that the pre-curing process is not necessarily required for a medium having characteristics that do not require energy irradiation with a light beam.
  • the post-cure process is a process of irradiating a predetermined light beam in order to make it impossible to record the recorded position after recording data at a desired position in the medium.
  • the post-cure process is a process necessary after data recording, and is a process that consumes all the remaining monomer and polymerizes it so that the recorded area does not react with the light beam any more. This process prevents unnecessary noise from being recorded in the recorded area.
  • this post-cure process becomes a factor for forming an area in which data cannot be added around the recorded area of data.
  • the irradiation energy for data recording is not received outside the recorded area of the data (monomer state)
  • the irradiation energy leaks in the subsequent post-curing process, and polymerization occurs around the recorded data area.
  • the recording sensitivity is lowered in the portion where the polymerization has occurred, it is inappropriate for the data recording area (that is, the area in which writing cannot be performed), and is hereinafter referred to as a “damage area”.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a damaged area generated by the post-cure process.
  • (A) shows a data recording arrangement on the medium 2, and a book 201 in which holograms are multiplexed and formed is continuously arranged along a track 200.
  • the track 200 may be physically engraved or may be a virtual one having no groove.
  • post-cure processing is performed.
  • the post-cure processing range 202 depends on the magnitude of the post-cure light applied to the medium 2 and may be processed in units of books or a plurality of books may be processed simultaneously.
  • the size of the post-cure processing light beam does not have to be the same size as the signal light used for recording and reproduction and the light beam of the reference light, and may be a size capable of irradiating a plurality of tracks simultaneously. good.
  • the processing order may be irradiated along the track direction, or may be irradiated along the radial direction.
  • (B) is an enlarged view of the recording area, schematically showing a damaged area caused by post-cure processing.
  • data recording a plurality of books are recorded across a plurality of tracks 200 within a range of a predetermined angle ⁇ in the circumferential direction.
  • This data recording area is denoted by reference numeral 203.
  • post-cure processing is performed on the data recording area 203.
  • the recording material is changed from the monomer to the polymer, and all the remaining monomers are polymerized by the post-cure treatment.
  • the polymerized area 204 (the black area) is a damaged area where the recording sensitivity is lowered and is not suitable for subsequent recording.
  • the damage area 204 occurs in the circumferential direction and the radial direction surrounding the recorded area 203.
  • the size (area) of the damaged area depends on the shape of the data recording area. Therefore, it is desirable to set the shape of the data recording area so as to minimize the damage area.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the shape of the data recording area and the damage area.
  • the effective recording radius of the medium 2 is r
  • the size of the book 201 to be recorded is a square whose side is (1/50) r.
  • the book is described as having a square shape, but is not limited to this shape and may be a rectangle or a circle. The description will be made assuming that the width of the damaged area is equal to the width (1/50) r of the book 201.
  • (A) shows a case where the data recording area is set in an annular shape (ring shape).
  • the medium is divided into three recording areas 211, 212, and 213 in the radial direction to record data, and data recording in each area is performed. It is assumed that a post-cure process is performed every time.
  • damage areas 214 and 215 are generated at two boundary positions, for example, circumferential positions having a radius (1/2) r and (3/4) r.
  • (B) shows a case where the data recording area is set in a sector shape (sector shape), and the medium is divided into three recording areas 221, 222, and 223 in the circumferential direction to record data.
  • damage areas 224, 225, and 226 are generated in the radial lines of the three circumferential positions ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3.
  • the number of books included in each damage area 224, 225, 226 should be calculated from the length of the radius line, that is, the length (rd) obtained by subtracting the innermost radius d from the effective recording radius r.
  • d 0 is set (the line is estimated to be long).
  • the size of the recording area (b), that is, the fan-shaped angle ⁇ is not a fixed value or a predetermined value.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating in detail the various fan-shaped shapes.
  • (A) is a basic shape, in which data is recorded in the range of the angle ⁇ (area 230) over the effective recording radius r1 to r2 (r1 ⁇ r2) of the medium.
  • the damage area occurs in the two radial lines 231 and 232 that are the boundary positions of the data area 230.
  • the radius lines 231 and 232 are drawn in a straight line, but may not actually be a straight line. This is because the data area 230 is formed by laying out books.
  • (B) shows the state after recording of (a) as a set of a large number of books 201.
  • one radial line 231 ′ is aligned with the end surface of the book 201 and is linear.
  • the other radial line 232 ' may be uneven because the end face of the book is not aligned.
  • the shape (width and linearity) of the damaged region generated at the boundary also varies depending on the post-cure processing method and the size of the light beam.
  • the data area 230 is a basic shape, and the inner peripheral side and the outer peripheral side are surrounded by two arcs.
  • the region 233 is surrounded by a point on the inner peripheral side and a circular arc on the outer peripheral side
  • the region 234 is a case surrounded by a circular arc on the inner peripheral side and a single point on the outer peripheral side.
  • a region 235 is a case where the recording radius position is a range from the inner diameter r1 'to the outer diameter r2' sandwiched between the effective recording innermost circumference r1 and outermost circumference r2.
  • the boundary line in the radial direction connecting the inner peripheral side and the outer peripheral side may be not only a straight line but also an uneven line or a curved line.
  • These deformation regions 233, 234, and 235 also have the effect of reducing the damage region as with the region 230.
  • a preferable recording area shape is an arc of a radius r1 (r1 ′) or a point on the arc at an effective recording radius r1 to r2 (or a radius r1 ′ to r2 ′ sandwiched between them), What is necessary is just to make it the sector of 4 sides or 3 sides enclosed by the circular arc of the radius r2 (r2 '), or the point on a circular arc.
  • these deformed shapes are referred to as “substantially fan-shaped”.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the arrangement of the additional write area of data on the medium.
  • the first data is recorded in a substantially sector-shaped area 241.
  • the subsequent data is recorded in a substantially sector-shaped area 242 adjacent to the area 241.
  • the damage area described above exists at the boundary between the area 241 and the area 242
  • the effective area of the data is separated by the width of the damage area even if it is “adjacent”. In the following, it is expressed as “adjacent” including the state of contact with the damage area in between.
  • a new recording area is arranged adjacent to the recorded area without providing a free area between the recorded area and the medium usage efficiency is reduced. Can be improved.
  • the new recording area is arranged in the clockwise adjacent direction in the figure, it may be arranged in the counterclockwise adjacent direction.
  • the replacement area is set according to the result of verification processing (defective data amount), that is, according to the replacement data amount.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a method for setting a replacement area.
  • the shape of the recording area of the replacement data is substantially fan-shaped and is arranged so as to be adjacent to the recorded area of user data.
  • the recorded user data is referred to as “original data”.
  • the replacement area 311 for recording the replacement data is arranged adjacent to the recorded original data area 301.
  • the replacement areas 312, 313, and 314 for the recorded original data areas 302, 303, and 304 are also arranged so that the replacement areas are adjacent to the recorded original data areas.
  • defect data may be present in the replacement data recorded in replacement.
  • the replacement recording is not completed once, and is performed a plurality of times until there is no defective data.
  • a plurality of replacement areas may be connected to one recorded original data area 301 in some cases.
  • the size (angle ⁇ ) of the original data area 301 is determined in accordance with the amount of recording data.
  • the size (angle ⁇ ) of the replacement area 311 is determined in accordance with the replacement data amount.
  • the amount of replacement data is determined by the amount of defect data that has been verified as a result of verifying the recorded original data area 301. For example, when all the verification results are NG, a replacement area 311 having the same size as the data area 301 is secured. If all the verification results are OK, the replacement area 311 is unnecessary, and the next data area 302 is provided adjacent to the data area 301. According to this method, the optimum replacement area size is set according to the verification result, and a useless replacement area that is not used for recording does not remain, and the use efficiency of the medium can be improved.
  • the data area to be recorded last for one medium and its replacement area are set as follows.
  • the data area 304 and its replacement area 314 are the last recording area, but they need to be provided adjacent to each other as a pair. Therefore, the data area 304 predicts the size of the replacement area 314 and determines the amount of data to be recorded in the data area 304. That is, if it is predicted that there is no defect data in the data area 304, it is not necessary to provide the replacement area 314. If it is predicted that all data recorded in the area 304 is defect data, the replacement area having the same size as the area 304 is used. 314 must be provided.
  • the generation ratio of defect data in all or a part of the recorded data areas 301 to 303 is used. For example, if the average ratio of verify NG generated in the data areas 301 to 303 is 5%, it is predicted that defect data is also generated in the data area 304 at the same ratio of 5%. Then, the amount of data recorded in the data area 304 is adjusted so that both the data area 304 and the replacement area 314 use up the remaining capacity of the medium. Note that the replacement recording is not completed once but may be required a plurality of times, so the size of the replacement area is predicted in consideration of the number of replacement recordings. In this way, the original data and the replacement data can be arranged adjacent to each other, and can be recorded with almost no unrecorded area on the medium.
  • the above explanation is a case where the amount of data to be recorded is adjustable. If the recording data amount cannot be adjusted, it is determined whether the sum of the next data amount to be recorded and the predicted replacement data amount can be stored in the remaining area of the medium. If it is determined that storage is impossible, recording of data on the medium is terminated and switching to recording on another medium is performed.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating various arrangements of replacement areas.
  • A is the same basic arrangement as FIG. 8, and a substantially sectoral replacement area 321 is disposed adjacent to the substantially sector-shaped recorded original data area 320 over the effective recording radii r1 to r2. .
  • the size of the replacement area 321 is determined according to the result of verification processing (defective data amount).
  • a new replacement area 322 is arranged so as to be adjacent to the replacement area 321 in the circumferential direction. Make a record.
  • (B) is to divide and arrange a plurality of replacement areas in the radial direction when it is predicted that the replacement data will be recorded a plurality of times (retry recording). Even when the size of the replacement area 323 is sufficient to record the first replacement data amount, a spare replacement area 324 is provided on the outer side for recording replacement data for the second and subsequent times. This replacement area 324 is adjacent to both the recorded original data area 320 and the recorded replacement area 323. Therefore, the angle ⁇ is set larger, and the range of the first replacement area 323 is set to radii r1 to r3 (r3 ⁇ r2).
  • the range of the radius r1 to r4 (r4 ⁇ r2) of the medium is the original data recording area 320 ', and the replacement area 327 is arranged outside the radius r4.
  • the replacement data is appended as shown in areas 325 and 326.
  • the damage area occurs in a circular arc shape at a radius r4, which is advantageous in terms of easy data access and management.
  • the replacement area described so far can also be used as a recording area for the learning adjustment unit 43 in FIG. 1 to perform learning processing and adjustment processing necessary for data recording and reproduction.
  • it can be used for recording data for adjusting the light beam emitted from the light source 101 of FIG.
  • the address of the area used for light beam adjustment is recorded on the medium and the address of the used area is managed, it can be distinguished whether the used area is a replacement area or a light beam adjustment area.
  • a part of the area secured as the replacement area may be used as an area for learning processing or adjustment processing at the time of data recording / reproduction as necessary.
  • FIG. 10 is a diagram showing a flow of data recording processing and replacement recording processing in the present embodiment.
  • the data recording process is a process of recording user data (original data) received from the control device 3, and the replacement recording process is a process of recording replacement data when there is defective data as a result of the verification process of the recorded original data.
  • the data recording process and the replacement recording process are controlled by the data recording unit 41 and the replacement processing unit 42 in the controller unit 40.
  • it demonstrates in order of a step.
  • a substantially fan-shaped recording area is set on the medium according to the original data amount.
  • a region 301 and its angle ⁇ are set on the medium 2.
  • the original data is recorded in the set area 301.
  • post-cure processing is performed on the recorded original data.
  • the processing of S1002 and S1003 may not be completed at once. At that time, the data is divided and both steps are repeatedly executed as indicated by an arrow 1013.
  • the original data area subjected to the post-cure process is verified.
  • the verify process the reproduction quality of data reproduced using a predetermined error index is evaluated.
  • the error value of the reproduction data is equal to or less than the error index, it is determined as verify OK, and when the error index exceeds the error index, it is determined as verify NG, and defective data is detected.
  • the result of the verify process is determined. If the result of the verify process is NG and there is defective data, the process proceeds to S1006 and the replacement data recording process is performed. If the result of the verify process is OK and there is no defect data, the process proceeds to S1011.
  • a substantially sectoral replacement area is set to be adjacent to the original data recording area in accordance with the replacement data amount corresponding to the defect data.
  • the replacement area 311 and its angle ⁇ are set so as to be adjacent to the area 301.
  • replacement data recording processing is performed in the set replacement area 311.
  • post cure processing is performed on the recorded replacement data. Also in this case, depending on the amount of replacement data, the processes of S1007 and S1008 are repeatedly executed as indicated by an arrow 1014.
  • step S1009 the replacement data area subjected to the post-cure process is verified, and defect data is detected.
  • step S1010 the verification processing result is determined. If the result of the verify process is NG and there is more defect data, the process returns to S1006 to perform replacement data recording process corresponding to further defect data. The replacement area at that time is set to be adjacent to the replacement area recorded in S1007 or the original data area recorded in S1002. If the determination result in S1010 is OK and no defect data exists, the process proceeds to S1011.
  • step S1011 it is determined whether or not unrecorded original data exists. If unrecorded data exists, the process advances to step S1012 to determine whether recording is possible in the remaining area of the medium. In this determination, it is determined whether unrecorded original data and its replacement data can be stored in the remaining area. The amount of replacement data is predicted from the ratio of defect data that has already occurred in recorded data. If it is determined that recording is possible, the process returns to S1001 and the above-described processing is repeated. The new original data recording area is set adjacent to the already recorded data area or replacement area.
  • the process is terminated. Even if it is determined that recording is impossible in the determination of S1012, if the amount of data to be recorded can be adjusted, the process returns to S1001, and the original data may be adjusted to the size of the remaining area and recorded. it can.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
  • a case has been described in which data is recorded on the hologram medium and a damaged area is generated around the recorded area by the post-cure process. It is clear that the present invention can be effectively applied when a damaged area that cannot be recorded is generated around the recorded area in other recording media.
  • the description has been made assuming that recording is performed from the inner circumference side to the outer circumference side of the circular medium, but conversely, the recording may be performed from the outer circumference side to the inner circumference side.
  • Each of the above-described configurations, functions, processing units, processing means, and the like may be realized by hardware by designing some 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 recording device such as a hard disk or SSD (Solid State Drive), or a 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, and can be controlled directly or indirectly.

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Abstract

　媒体上の複数の領域にデータを記録するデータ記録方法において、記録すべきデータのデータ量に応じて媒体上にデータ領域３０１を設定するステップと、データをデータ領域に記録するステップと、データが記録されたデータ記録済み領域３０１のデータをベリファイ処理し、欠陥データを検出するステップと、検出した欠陥データに対する交替データのデータ量に応じて媒体上に交替領域３１１を設定するステップと、交替データを交替領域に記録するステップと、を備え、交替領域３１１をデータ記録済み領域３０１と隣接するように設定することを特徴とする。ここに媒体２は円形媒体であり、交替領域３１１は円形媒体上に設定した略扇形の形状とし、略扇形のサイズを交替データのデータ量に応じて決定する。

Description

データ記録方法及びデータ記録装置
　本発明は、データ記録方法及びデータ記録装置に関し、特にホログラム媒体にデータ及びその交替データを効率良く記録する技術に関するものである。
　ホログラム記録においてはポストキュアを行うために、媒体上の記録済みの部分のみならず、その周辺部分も追記不可能となる。周辺部分に形成される追記不能部分は記録密度の低下を助長することになる。これに関し、特許文献１には、「記録すべき一連のデータを、ホログラム記録媒体上の一平面方向に配置される複数のトラックに跨る範囲であって且つトラックの形成方向における一部分となる範囲内における、各トラックに沿って記録する」ことが開示される（請求項８参照）。これによれば、「データ記録後のポストキュアによって追記不能とされる範囲を、従来の光ディスクにおける記録方法を踏襲する場合よりも縮小化することができ、これによってデータ記録密度の向上を図ることができる」（段落００１４参照）と述べている。
特開２００９－４３３６９号公報
　特許文献１では、媒体に対する具体的な記録対象範囲の設定法とし、「予めホログラム媒体ＨＭ上でゾーンを定めておき、各ゾーン内を対象として各トラックＴＲへの記録を行う」ことや、「記録を行う際は、これらゾーンのうちから所要のゾーンを選択し、選択したゾーン内の所定位置を記録開始位置に決定する」ことが記載されている（段落００８２参照）。すなわち、データを記録する際、予め定められた媒体上のゾーン、つまり固定の容量を有する固定の範囲に所定の位置から記録を行うものとしている。
　しかし、ベリファイ処理に伴う交替記録処理などでは、欠陥データ量やデータ記録開始位置が事前に把握できないため、特許文献１の方法では、予め定めたゾーン内に交替データ等を効率的に配置して記録できるとは限らず、媒体の使用効率の低下をもたらすことになる。
　そこで本発明の目的は、ホログラム媒体にデータ及びその交替データを記録する際、媒体の使用効率をより向上させるデータ記録方法およびデータ記録装置を提供することである。
　上記課題を解決するために、本発明によるデータ記録方法は、好ましくは、記録すべきデータのデータ量に応じて媒体上にデータ領域を設定するステップと、データをデータ領域に記録するステップと、データが記録されたデータ記録済み領域のデータをベリファイ処理し、欠陥データを検出するステップと、検出した欠陥データに対する交替データのデータ量に応じて媒体上に交替領域を設定するステップと、交替データを交替領域に記録するステップと、を備え、交替領域をデータ記録済み領域と隣接するように設定することを特徴とする。ここに前記媒体は円形媒体であり、交替領域は円形媒体上に設定した略扇形の形状とし、略扇形のサイズを交替データのデータ量に応じて決定する。
　本発明によるデータ記録装置は、好ましくは、記録すべきデータのデータ量に応じて媒体上にデータ領域を設定し、データ領域にデータを記録するデータ記録部と、データ記録部により記録されたデータ記録済み領域のデータをベリファイ処理し、検出された欠陥データに対する交替データのデータ量に応じて媒体上に交替領域を設定し、交替領域に交替データを記録する交替処理部を備え、交替処理部は、交替領域をデータ記録済み領域と隣接するように設定することを特徴とする。
　本発明によれば、媒体上の複数の領域にデータを記録する際、追記不可能となる領域や未記録の領域を縮小し、媒体の使用効率を向上させることができる。
本発明によるデータ記録装置の一実施例を示すブロック図。 ピックアップ１１の光学系構成の一例を示す図。 ホログラム記録における媒体特性の変化を示す図。 ポストキュア処理により発生するダメージ領域を説明する図。 データ記録領域の形状とダメージ領域の関係を示す図。 扇形の各種形状について詳細に説明する図。 媒体上のデータの追記領域の配置を説明する図。 交替領域の設定方法を説明する図。 交替領域の様々な配置を説明する図。 データ記録処理と交替記録処理のフローを示す図。
　図１は、本発明によるデータ記録装置の一実施例を示すブロック図である。本実施例のデータ記録装置１は、ホログラム媒体２に対してデータの記録および再生を行う。データ記録装置１は、入出力制御部４を介して制御装置３と接続されている。制御装置３は、データ記録装置１と直接接続される機器であっても良いし、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。
　記録動作では、データ記録装置１は制御装置３から記録するデータ（デジタル情報）を受信する。記録するデータは、入出力制御部４を介し一時記憶部５に格納される。一時記憶部５では、データの誤り訂正処理などのデータ加工処理を行うほか、データ記録装置１が保持しておきたい管理データなどを格納する。再生動作では、データ記録装置１は再生したデータを入出力制御部４を介し制御装置３に送信する。
　データ記録装置１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３０を備えており、ホログラム媒体２（以下、単に「媒体」と呼ぶ）は回転モータ３０によって回転可能な構成となっている。また、ピックアップ１１や回転モータ３０に制御信号を供給する各種制御部を有する。コントローラ部４０は、データの記録制御を行うデータ記録部４１や、交替処理を行う交替処理部４２、データの記録再生に必要な学習処理や調整処理を行う学習調整部４３などを有する。
　ピックアップ１１は光源を有し、信号光と参照光を媒体２に照射しホログラフィを利用して媒体２にデータを記録する。この際、記録するデータは信号生成部２６を介してピックアップ１１内の空間光変調器に送られ、記録データにより変調された信号光を得る。後述するように、媒体上の同じ領域に参照光角度を変えてデータ（ホログラム）を多重記録する。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、同じ領域に角度多重されたページの集合をブックと呼ぶ。
　媒体２に記録したデータ（ホログラム）を再生する場合は、再生用参照光光学系１２にて、記録時と同一の波面を持ち媒体２に逆方向に入射させる再生用参照光を生成し、ピックアップ１１から照射する。再生用参照光によって再生される再生光は、ピックアップ１１内の光検出器によって検出され、信号処理部２５によってデータを復元する。
　キュア光学系１３は、媒体２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。プリキュアとは、媒体２内の所望の位置にデータを記録する前、すなわち信号光と参照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、媒体２内の所望の位置にデータを記録した後、記録済み領域を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、媒体２の回転角度を検出する。媒体２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ディスク回転モータ制御部２８を介して媒体２の回転角度を制御する。この制御により、媒体２上の任意の形状の領域（特に、後述する略扇形状の領域）に対しデータを記録再生することができる。
　アクセス制御部２１は、スライド機構を介してピックアップ１１やキュア光学系１３を媒体２の半径方向に移動させる制御を行う。光源駆動部２２は、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内の光源に所定の光源駆動用電流を供給し、各々の光源から所定の光量で光ビームを発光させる。シャッタ制御部２７は、ピックアップ１１内のシャッタの開閉時間を制御し、媒体２に照射する参照光と信号光の照射時間を調整する。
　ホログラフィの角度多重の原理を利用した記録方式は、媒体にデータを超高密度に記録可能であるが、参照光角度のずれに対する許容誤差が極めて厳しい。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２３にてサーボ制御信号を生成し、サーボ制御部２４にてサーボ機構を介し角度ずれ量を補正する。
　以上の動作は直接的または間接的に、全てコントローラ部４０により制御される。例えば、媒体２の所定のアドレスへデータを記録する場合は、制御装置３から受け取った記録データと媒体２の記録アドレス情報が、入出力制御部４を介して一時記憶部５とデータ記録部４１に送られる。次に、ピックアップ１１から照射する信号光や参照光を媒体２上の指定された位置に照射するため、データ記録部４１はアクセス制御部２１、サーボ制御部２４、ディスク回転モータ制御部２８などを制御し、媒体２を所望の位置に移動させる。さらにデータ記録部４１は、ピックアップ１１やキュア光学系１３を制御し、媒体２へ所望の信号光や光ビームを照射することで、指定されたデータを指定されたアドレスへ記録する。
　次に、交替処理部４２による交替処理について説明する。交替処理では、媒体２に記録されたデータのベリファイ処理を行い、検出された欠陥データについてその交替データを媒体２に記録する。まず、媒体２からベリファイ対象のデータを再生し、再生不可となったデータの媒体２上のアドレスを検出する。ベリファイＮＧとされた欠陥データは、交替領域に交替データとして記録する。欠陥データの元データは、一時記憶部５に残されている場合は一時記憶部５から再度読み出して取得する。元データが一時記憶部５に残されていない場合は、制御装置３に再度データを要求して取得する。欠陥データのアドレスと交替データを記録したアドレスは対として管理し、そのアドレス管理情報は一時記憶部５に一時保管され、最終的には媒体２へも記録される。なお、ここでいうアドレスとは、ブック内の先頭ページアドレスまたはブック内の任意のページアドレスである。
　図２は、ピックアップ１１の光学系構成の一例を示す図である。これを用いてホログラム記録の基本動作を説明する。
　光源１０１を出射した光ビームは、コリメートレンズ１０２を透過しシャッタ１０３に入射する。シャッタ１０３が開いている時は、光ビームはシャッタ１０３を通過した後、光学素子１０４（例えば２分の１波長板）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が制御された後、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）プリズム１０５に入射する。ＰＢＳプリズム１０５を透過した光ビームは信号光１０６として働き、ビームエキスパンダ１０８によって光ビーム径が拡大された後、位相マスク１０９、リレーレンズ１１０、ＰＢＳプリズム１１１を透過して空間光変調器１１２に入射する。
　空間光変調器１１２は記録データにより信号光を変調し、変調された信号光はＰＢＳプリズム１１１を反射し、リレーレンズ１１３ならびに空間フィルタ１１４を伝播する。その後、信号光は対物レンズ１１５によって媒体２に集光する。
　一方、ＰＢＳプリズム１０５を反射した光ビームは参照光１０７として働き、偏光方向変換素子１１６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１１７，１１８を経由してガルバノミラー１１９に入射する。ガルバノミラー１１９はアクチュエータ１２０によって角度を調整可能であり、レンズ１２１，１２２を通過した後に媒体２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、媒体２に対して信号光と参照光とを互いに重ね合うように入射させることで、媒体２内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを媒体２に書き込むことでデータを記録する。また、ガルバノミラー１１９によって媒体２に入射する参照光の入射角度を変化させることで、角度多重による記録を行う。以下、媒体上の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、同じ領域に角度多重されたページの集合をブックと呼ぶ。
　図３は、ホログラム記録における媒体特性の変化を示す図である。横軸は媒体に照射するエネルギー、縦軸は媒体内の記録の進行度（多重化度）を示す。ホログラム記録とは、照射エネルギーにより媒体の記録材質をモノマー状態からポリマー状態へ変化させることである。データ記録により媒体にホログラムを多重形成（多重記録）すると、エネルギーを照射した領域のモノマーが消費されポリマーに置き換わる。記録材質が全てポリマー化すれば、それ以上記録がなされない。
　キュア光学系１３によるプリキュア処理とポストキュア処理について説明する。プリキュア処理とはデータ記録の前に行う処理であり、媒体を反応活性化直前の状態にするものである。なお、光ビームによるエネルギー照射が不要な特性を持つ媒体では、プリキュア処理は必ずしも必要としない。
　一方、ポストキュア処理とは、媒体内の所望の位置にデータを記録した後、記録済の位置を追記不可能とするために所定の光ビームを照射する処理である。ポストキュア処理は、データ記録後に必要な処理であり、残っているモノマーを全て消費してポリマー化し、記録済みの領域が、これ以上光ビームによって反応しないようにする処理である。この処理により、記録済みの領域に不要なノイズが記録されることを防止する。
　このポストキュア処理は、後述するように、データの記録済み領域の周囲に追記不可能な領域を形成する要因となる。データの記録済み領域の外側ではデータ記録のための照射エネルギーを受けていないが（モノマー状態）、その後のポストキュア処理において照射エネルギーが漏れ出すことで、データ記録済み領域の周囲にポリマー化が生じる。ポリマー化が生じた部分は記録感度が低下しているので、データ記録領域には不適当であり（すなわち、追記不可能な領域）、以下、「ダメージ領域」と呼ぶ。
　次に、本実施例における媒体上の記録領域設定について説明する。
  図４は、ポストキュア処理により発生するダメージ領域を説明する図である。
  （ａ）は媒体２上のデータ記録配置を示し、トラック２００に沿ってホログラムが多重形成されたブック２０１が連続して配置される。トラック２００は物理的に溝が刻まれていても良いし、溝がない仮想的なものであっても良い。ブック２０１が形成された後、ポストキュア処理を行う。ポストキュア処理の範囲２０２は媒体２へ照射するポストキュア光の大きさに依存し、ブック単位で処理しても良いし、複数ブックを同時に処理しても良い。すなわち、ポストキュア処理用の光ビームの大きさは、記録再生時に使う信号光、参照光の光ビームと同じ大きさである必要はなく、複数のトラックを同時に照射可能な大きさであっても良い。処理順序もトラック方向に沿って照射しても良いし、半径方向に沿って照射しても良い。
　（ｂ）は記録領域の拡大図で、ポストキュア処理により発生するダメージ領域を模式的に示す。データ記録では、円周方向の所定の角度αの範囲で、複数のトラック２００に跨り複数のブックを記録する。このデータ記録領域を符号２０３で示す。その後、データ記録領域２０３に対しポストキュア処理を施す。前述のように、ホログラム記録では記録材質がモノマーからポリマーへ変化し、ポストキュア処理により残っているモノマーを全てポリマー化させる。その際、データ記録済み領域２０３のみにポストキュア処理を実施しても、記録済み領域２０３の周辺にもポストキュア用の光ビームが漏れ出し、周辺の未記録領域の一部がポリマー化する。ポリマー化した領域２０４（黒色で塗りつぶした部分）は、記録感度が低下したダメージ領域で、以後の記録には適さないである。この例では、ダメージ領域２０４は記録済み領域２０３を取り囲む円周方向と半径方向に発生する。
　ポストキュア処理を実施する限りダメージ領域の発生は避けられないが、ダメージ領域の大きさ（面積）はデータ記録領域の形状に依存する。よって、ダメージ領域を最小化するようデータ記録領域の形状を設定するのが望ましい。
　図５は、データ記録領域の形状とダメージ領域の関係を示す図である。ここでは、媒体２の有効記録半径をｒとし、記録するブック２０１の大きさは一辺が（１／５０）ｒの正方形と仮定する。以降、ブックの形状は正方形として説明するが、この形状に限らず長方形や円形でも構わない。またダメージ領域の幅は、ブック２０１の幅（１／５０）ｒに等しいとして説明する。
　（ａ）は、データ記録領域を円環状（リング状）に設定した場合であり、媒体を半径方向に３つの記録領域２１１，２１２，２１３に分割してデータを記録し、各領域のデータ記録が終了する毎にポストキュア処理を行うものとする。この場合、２つの境界位置、例えば半径（１／２）ｒ、（３／４）ｒの円周位置にダメージ領域２１４，２１５が生成される。ダメージ領域２１４に含まれるブック数は、円周の長さをブックの幅で割ることで、２π・（１／２）ｒ／（１／５０）ｒ＝５０πとなる。また、ダメージ領域２１５に含まれるブック数は、同様に算出して、２π・（３／４）ｒ／（１／５０）ｒ＝７５πとなる。両者の合計は１２５π＝３９３個となり、これがダメージ領域により無駄となる面積（ブック数）である。
　（ｂ）は、データ記録領域を扇形状（セクター状）に設定した場合であり、媒体を円周方向に３個の記録領域２２１，２２２，２２３に分割してデータを記録する。この場合、３つの円周位置θ１，θ２，θ３の半径ラインにダメージ領域２２４，２２５，２２６が生成される。各ダメージ領域２２４，２２５，２２６に含まれるブック数は、半径ラインの長さ、すなわち有効記録半径ｒから最内周の半径ｄを引いた（ｒ－ｄ）の長さから算出すべきであるが、簡単のためにｄ＝０とする（ラインを長く見積もる）。すると、１ライン当たりのブック数はｒ／（１／５０）ｒ＝５０で、全ダメージ領域（３ライン）の合計は１５０個となり、上記（ａ）の場合よりも大幅に減少する。
　上記のダメージ領域の算出結果から分かるように、媒体を同数（例えば３つ）の領域に分割して記録を行うときであっても、分割する記録領域の形状によって無駄となるブック数に大きな差が生じる。ポストキュアのように記録済み領域の周囲にダメージ領域が発生するような記録方式において、媒体を複数の領域に分割してデータを記録する場合は、（ｂ）のように扇形状に記録領域を設定して記録することが、媒体の使用効率を向上させる効果がある。
　また、（ａ）の円環状の場合は、無駄となるブック数は分割位置（半径）に依存し、外周側ほどブック数が増えるため、記録領域の分割数が多い場合にはダメージ領域が増大して不利になる。これに対し（ｂ）の扇形状の場合は、記録領域の分割位置（角度）が変化しても無駄となるブック数は一定であるので、記録領域の分割数が多い場合でもダメージ領域が急増することはない。
　なお、（ｂ）の記録領域のサイズ、すなわち扇形の角度αは、固定値や事前に定められた値ではない。図１における制御装置３から指示される記録データ容量に応じて、データ記録部４１は必要とする扇形の角度αを決定する。つまり、（扇形の面積）＝（記録すべきデータ容量）／（記録密度）となるように扇形の角度αを決定することで、データ記録領域内の未記録部分が発生せず、媒体を無駄なく使用できる。
　図６は、扇形の各種形状について詳細に説明する図である。（ａ）は基本的な形状で、媒体の有効記録半径ｒ１～ｒ２（ｒ１＜ｒ２）に渡り、角度αの範囲（領域２３０）にデータを記録する場合である。この場合のダメージ領域は、データ領域２３０の境界位置である２本の半径ライン２３１，２３２に発生する。この半径ライン２３１，２３２は直線状に描いているが、実際には直線にならない場合もある。それはデータ領域２３０がブックを敷き詰めて形成されるからである。
　（ｂ）は、（ａ）の記録後の状態を多数のブック２０１の集合で表したものである。記録領域２３０’において、一方の半径ライン２３１’はブック２０１の端面が揃っており直線状となる。他方の半径ライン２３２’は、ブックの端面が揃わず凹凸状となる場合もある。また、ポストキュアの処理方法やその光ビームのサイズによっても、境界に発生するダメージ領域の形状（幅や直線性）は異なってくる。
　（ｃ）は、扇形形状の各種変形を示す。データ領域２３０は基本形状の場合であり、内周側と外周側が２つの円弧で囲まれている。これに対し領域２３３は、内周側の一点と外周側の円弧で囲んだ場合、領域２３４は、内周側の円弧と外周側の一点で囲んだ場合である。さらに領域２３５は、記録半径位置を、媒体の有効記録最内周ｒ１と最外周ｒ２に挟まれた内径ｒ１’から外径ｒ２’までの範囲とした場合である。さらにこれらの形状において、内周側と外周側を結ぶ半径方向の境界線は直線だけでなく、凹凸線や曲線でも構わない。これらの変形領域２３３，２３４，２３５においても、領域２３０と同様にダメージ領域を低減する効果がある。
　これらをまとめると、好ましい記録領域の形状は、媒体の有効記録半径ｒ１～ｒ２（またはそれに挟まれた半径ｒ１’～ｒ２’）において、半径ｒ１（ｒ１’）の円弧または円弧上の点と、半径ｒ２（ｒ２’）の円弧または円弧上の点とで囲まれた４辺または３辺の扇形とすればよい。以下、これらの変形形状を含めて「略扇形」と呼ぶ。
　図７は、媒体上のデータの追記領域の配置を説明する図である。最初のデータが略扇形の領域２４１に記録されたとする。続くデータは、領域２４１に隣接する略扇形の領域２４２に記録する。ただし、領域２４１と領域２４２との境界には前記したダメージ領域が存在するので、「隣接する」と言ってもデータの有効領域はダメージ領域の幅だけ離間することになる。以下では、ダメージ領域を挟んで接する状態を含めて「隣接する」と表現する。領域２４２を記録済み領域２４１と隣接するように配置することで、媒体の使用効率を向上させることができる。もしも、領域２４３のように記録済み領域２４２との間に空き領域２４９を作ると、空き領域２４９に記録可能なデータ容量が固定されてしまう。すると、次に記録したいデータ容量が空き領域２４９の容量に一致するとは限らないので、次のデータを全部記録できない、あるいは記録できても空き領域２４９にさらに未記録部分が生じることになり、媒体の使用効率が低下する。
　よって、データを追記するときは、記録済み領域との間に空き領域を設けずに、記録済み領域と隣接するように新たな記録領域を配置することで、未記録領域をなくし媒体使用効率を向上させることができる。図では新たな記録領域を時計回りの隣接方向に配置したが、反時計周りの隣接方向に配置しても構わない。
　次に、交替データを記録する交替領域の設定方法について説明する。一般のデータ記録では、記録済みデータについてベリファイ処理を行い、欠陥データが存在するときは他の交替領域に交替データを記録する。追記型のＢＤ－Ｒ（Blu-ray Disc-Recordable）(Blu-rayは登録商標です)などの従来の光ディスクにおいては、交替データは同一ディスク上に設けられた専用の交替領域に記録される。しかしこの方法は、媒体の使用効率が考慮されていない。なぜなら、交替領域はユーザーデータ記録領域の一部を割り当てるため、交替領域に割り当てた容量分だけ、ユーザーデータを記録できる領域（容量）が減少する。そして、交替領域はフォーマット時に割り当てるので、データ記録開始後に割り当て量を変更することができない。従って、ベリファイ処理の結果欠陥データが殆ど存在しない場合は、予め割り当てた交替領域は殆ど使用されず未記録領域が発生し、媒体の使用効率を低下させることになる。そこで本実施例では、交替領域をベリファイ処理の結果（欠陥データ量）に応じて、すなわち交替データ量に応じて設定するようにした。
　図８は、交替領域の設定方法を説明する図である。データ記録の場合と同様に、交替データの記録領域の形状も略扇形とし、ユーザーデータの記録済み領域に隣接するように配置する。ここで、交替データと区別するために、記録済みのユーザーデータを「元データ」と呼ぶ。例えば、記録済み元データ領域３０１に対し、その交替データを記録する交替領域３１１は互いに隣接するように配置する。同様に、記録済み元データ領域３０２，３０３，３０４に対する交替領域３１２，３１３，３１４についても、それぞれ記録済み元データ領域に交替領域が隣接するように配置する。なお、交替記録した交替データに欠陥データが存在する場合もある。その場合には交替記録は１回で完了せず、欠陥データがなくなるまで複数回実施する。その結果、１つの記録済み元データ領域３０１に対し、交替領域が複数個連結して配置される場合もある。
　次に、交替領域のサイズ決定方法について説明する。前述したように、元データ領域３０１のサイズは、その記録データ量に合わせて領域のサイズ（角度α）を決めた。同様に、交替領域３１１のサイズ（角度β）についても交替データ量に合わせて決定する。交替データ量は、記録済み元データ領域３０１のベリファイ処理の結果、ベリファイＮＧとなった欠陥データ量によって決まる。例えば、ベリファイ結果が全てＮＧであった場合は、データ領域３０１と同じサイズの交替領域３１１を確保する。ベリファイ結果が全てＯＫであった場合は、交替領域３１１は不要で、データ領域３０１と隣接するように次のデータ領域３０２を設ける。この方法によれば、ベリファイ結果に応じて最適な交替領域のサイズを設定することになり、記録に使用されない無駄な交替領域が残ることがなく、媒体の使用効率を向上できる。
　ただし、１つの媒体に対し最後に記録するデータ領域とその交替領域については次のように設定する。この例では、データ領域３０４とその交替領域３１４が最後の記録領域となるが、両者は対として隣接して設ける必要がある。よってデータ領域３０４は、その交替領域３１４のサイズを予測して、データ領域３０４に記録するデータ量を決定する。つまり、データ領域３０４には欠陥データはないと予測すれば交替領域３１４を設ける必要はないし、領域３０４に記録した全てのデータが欠陥データであると予測すれば、領域３０４と同じサイズの交替領域３１４を設ける必要がある。この欠陥データ量を予測するため、記録済みのデータ領域３０１～３０３の全部あるいは一部の領域における欠陥データの発生割合を利用する。例えば、データ領域３０１～３０３において発生したベリファイＮＧの平均割合が５％であれば、データ領域３０４においても同じ５％の割合で欠陥データが発生すると予測する。そして、データ領域３０４とその交替領域３１４の両方で媒体の残容量を使い切るように、データ領域３０４に記録するデータ量を調整する。なお、交替記録は１回で完了せず、複数回必要とする場合もあるので、交替記録の回数も考慮して交替領域のサイズを予測する。このようにすれば、元データとその交替データとを隣接して配置し、媒体には未記録の領域を殆ど作らずに記録することができる。
　上記した説明は、記録するデータ量が調整可能な場合である。記録データ量の調整ができない場合は、次の記録すべきデータ量と予測した交替データ量の合計が媒体の残領域に収納可能か否かを判定する。収納不可と判定した場合には、当該媒体へのデータの記録を終了し、他の媒体への記録に切り替える。
　図９は、交替領域の様々な配置を説明する図である。
  （ａ）は、図８と同じ基本的な配置であり、略扇形の記録済み元データ領域３２０に隣接して、媒体の有効記録半径ｒ１～ｒ２に渡り、略扇形の交替領域３２１を配置する。交替領域３２１のサイズは、ベリファイ処理の結果（欠陥データ量）に合わせて決定する。また、交替データを記録した後、更なる交替データの記録（リトライ記録）が必要になったときは、交替領域３２１と円周方向に隣接するように新たな交替領域３２２を配置して、交替記録を行う。
　（ｂ）は、交替データの記録を複数回行うこと（リトライ記録）が予測されるとき、複数の交替領域を半径方向に分割して配置するものである。１回目の交替データ量を記録するのに交替領域３２３のサイズで足りるときであっても、２回目以降の交替データの記録のために、その外側に予備の交替領域３２４を設ける。この交替領域３２４は、記録済み元データ領域３２０と記録済み交替領域３２３の両方に隣接することになる。そのため、角度βは大きめに設定し、１回目の交替領域３２３の範囲は半径ｒ１～ｒ３（ｒ３＜ｒ２）とする。
　（ａ）と（ｂ）の交替領域の配置を比較すると、（ａ）では領域３２１と３２２の境界に半径ラインの長さ（ｒ２－ｒ１）のダメージ領域が発生する。一方（ｂ）では、領域３２３と３２４の境界、すなわち半径ｒ３の位置に円弧状の長さ（ｒ３）・βのダメージ領域が発生する。両者のダメージ領域の長さを比較して、短くなるような配置を選択すればよい。角度βが小さければ（例えば９０°以下）、（ｂ）の配置が有利である。また（ｂ）の配置において、仮に予備の交替領域３２４が未使用となった場合でも、それ以降のデータ記録領域として使用することができる。
　（ｃ）は、媒体の半径ｒ１～ｒ４（ｒ４＜ｒ２）の範囲を元データ記録領域３２０’とし、半径ｒ４の外側に交替領域３２７を配置する。交替データは領域３２５，３２６のように追記して行く。ダメージ領域は半径ｒ４の位置に円弧状に発生するが、データアクセスや管理のし易さの点で有利である。
　（ｄ）は、設定した元データ記録領域３２０に対し実際に記録したデータ量が少なく、記録領域３２０内に未使用の領域３２８が生じたとき、これを交替領域として使用する。この場合、領域３２８が必要な交替領域のサイズに満たない可能性もある。その場合には、不足する容量分の交替領域を（ａ）のように新たに設ければよい。
　これまで説明した交替領域は、図１における学習調整部４３がデータの記録再生に必要な学習処理や調整処理を行うための記録領域としても使用できる。例えば、図２の光源１０１が出射する光ビームの調整用データの記録用に使用できる。その際、光ビーム調整用として使用した領域のアドレスを媒体上に記録し、使用した領域のアドレスを管理すれば、使用済み領域が交替領域なのか、光ビーム調整用領域なのかを区別できる。また、交替領域として確保した領域の一部を、必要に応じてデータ記録再生時の学習処理用や調整処理用の領域として使用しても構わない。
　図１０は、本実施例におけるデータ記録処理と交替記録処理のフローを示す図である。データ記録処理は制御装置３から受信したユーザーデータ（元データ）の記録処理で、交替記録処理は記録済み元データのベリファイ処理の結果、欠陥データが存在するときに交替データを記録する処理である。データ記録処理と交替記録処理は、コントローラ部４０内のデータ記録部４１と交替処理部４２にて制御する。以下、ステップ順に説明する。
　Ｓ１００１では、元データ量に応じて媒体上に略扇形の記録領域を設定する。図８でいえば、媒体２上に領域３０１とその角度αを設定する。Ｓ１００２では、設定した領域３０１に元データの記録処理を行う。Ｓ１００３では、記録した元データに対しポストキュア処理を行う。データ量によっては、Ｓ１００２とＳ１００３の処理は一度で完了しない場合もある。そのときはデータを区切って、矢印１０１３のように両者のステップを繰り返して実行する。
　Ｓ１００４では、ポストキュア処理を行った元データ領域のベリファイ処理を行う。ベリファイ処理では、所定のエラー指標を用いて再生したデータの再生品質を評価する。そして、再生データのエラー値がエラー指標以下の場合はベリファイＯＫと判定し、エラー指標を超えた場合はベリファイＮＧと判定し、欠陥データを検出する。
　Ｓ１００５では、ベリファイ処理の結果を判定する。ベリファイ処理の結果がＮＧで欠陥データが存在する場合は、Ｓ１００６へ進み交替データの記録処理を行う。ベリファイ処理の結果がＯＫで欠陥データが存在しない場合は、Ｓ１０１１へ進む。
　Ｓ１００６では、欠陥データに対応する交替データ量に応じて、元データ記録領域と隣接するように略扇形の交替領域を設定する。図８でいえば、領域３０１に隣接するように交替領域３１１とその角度βを設定する。Ｓ１００７では、設定した交替領域３１１に交替データの記録処理を行う。Ｓ１００８では、記録した交替データに対しポストキュア処理を行う。この場合も、交替データ量によっては、Ｓ１００７とＳ１００８の処理を矢印１０１４のように繰り返して実行する。
　Ｓ１００９では、ポストキュア処理を行った交替データ領域のベリファイ処理を行い、欠陥データを検出する。Ｓ１０１０では、ベリファイ処理の結果を判定する。ベリファイ処理の結果がＮＧで欠陥データがさらに存在する場合は、Ｓ１００６へ戻り、更なる欠陥データに対応する交替データの記録処理を行う。その際の交替領域は、Ｓ１００７で記録済みの交替領域、またはＳ１００２で記録済みの元データ領域と隣接するように設定する。Ｓ１０１０の判定結果がＯＫで欠陥データが存在しない場合は、Ｓ１０１１へ進む。
　Ｓ１０１１では、未記録の元データが存在するかどうかを判定する。未記録のデータが存在すればＳ１０１２に進み、媒体の残領域に記録可能か否かを判定する。この判定では、残領域に未記録の元データとその交替データが収納可能かどうかを判定する。交替データ量は、既に記録済みデータで発生した欠陥データの割合などから予測する。記録可能と判定した場合は、Ｓ１００１に戻り上記した処理を繰り返す。なお、新たな元データの記録領域は、既に記録済みのデータ領域または交替領域に隣接して設定する。
　Ｓ１０１１の判定で未記録の元データが存在しない場合や、Ｓ１０１２の判定で記録不可と判定した場合は、処理を終了する。なお、Ｓ１０１２の判定で記録不可と判定した場合であっても、記録するデータ量の調整が可能であれば、Ｓ１００１に戻り、元データを残領域のサイズに合わせて調整して記録することもできる。
　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。上記実施例では、ホログラム媒体にデータを記録し、ポストキュア処理により記録済み領域の周囲にダメージ領域が発生する場合を述べた。他の記録媒体において、同様に記録済み領域の周囲に記録不可能となるダメージ領域が発生する場合、本発明は有効に適用できることは明らかである。また、上記実施例では円形媒体の内周側から外周側に向かって記録することを想定して説明したが、その逆に外周側から内周側へ向かって記録しても良い。
　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ない。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く、直接的、間接的に制御が可能である。
　１：データ記録装置、２：ホログラム媒体、３：制御装置、４：入出力制御部、５：一時記憶部、１１：ピックアップ、１２：再生用参照光光学系、１３：キュア光学系、２５：信号処理部、２６：信号生成部、３０：回転モータ、４０：コントローラ部、４１：データ記録部、４２：交替処理部、４３：学習調整部、２００：トラック、２０１：ブック、２０２：ポストキュアの範囲、２０３：記録済み領域、２０４：ダメージ領域、２３０，２３３～２３５，２４１～２４３：データ領域、２３１，２３２：半径ライン（ダメージ領域）、３０１～３０４，３２０：記録済み元データ領域、３１１～３１４，３２１～３２８：交替領域。

Claims (12)

  1. 　媒体上の複数の領域にデータを記録するデータ記録方法において、
    　記録すべきデータのデータ量に応じて前記媒体上にデータ領域を設定するステップと、
    　前記データを前記データ領域に記録するステップと、
    　前記データが記録されたデータ記録済み領域のデータをベリファイ処理し、欠陥データを検出するステップと、
    　前記検出した欠陥データに対する交替データのデータ量に応じて前記媒体上に交替領域を設定するステップと、
    　前記交替データを前記交替領域に記録するステップと、を備え、
    　前記交替領域を前記データ記録済み領域と隣接するように設定することを特徴とするデータ記録方法。
  2. 　請求項１に記載のデータ記録方法において、
    　前記交替データが記録された前記交替領域のデータをベリファイ処理し、更なる欠陥データを検出するステップと、
    　前記検出した更なる欠陥データに対する交替データを記録する更なる交替領域を設定し、該更なる交替領域に前記交替データを記録するステップと、を備え、
    　前記更なる交替領域を、前記データ記録済み領域または前記交替領域と隣接するように設定することを特徴とするデータ記録方法。
  3. 　請求項１または２に記載のデータ記録方法において、
    　前記媒体上に新たなデータを追記するとき、追記すべきデータを記録するデータ領域を、前記データ記録済み領域または前記交替領域と隣接するように設定することを特徴とするデータ記録方法。
  4. 　請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデータ記録方法において、
    　前記媒体は円形媒体であり、前記交替領域は前記円形媒体上に設定した略扇形の形状とし、該略扇形のサイズを前記交替データのデータ量に応じて決定することを特徴とするデータ記録方法。
  5. 　請求項４に記載のデータ記録方法において、
    　前記略扇形の形状とは、前記円形媒体の半径ｒ１からｒ２（ｒ１＜ｒ２）において、半径ｒ１の円弧または円弧上の点と、半径ｒ２の円弧または円弧上の点とで囲まれた４辺または３辺の扇形の形状であることを特徴とするデータ記録方法。
  6. 　請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデータ記録方法において、
    　前記データの記録および前記交替データの記録を行う際の学習調整用データの記録領域として、前記交替領域の一部を使用することを特徴とするデータ記録方法。
  7. 　請求項１乃至６のいずれか１項に記載のデータ記録方法において、
    　前記媒体はホログラム媒体であり、
    　前記データの記録済み領域および前記交替データの記録済み領域に対し、光ビームを照射してポストキュア処理を行うステップを備えることを特徴とするデータ記録方法。
  8. 　媒体上の複数の領域にデータを記録するデータ記録装置において、
    　記録すべきデータのデータ量に応じて前記媒体上にデータ領域を設定し、該データ領域に前記データを記録するデータ記録部と、
    　前記データ記録部により記録されたデータ記録済み領域のデータをベリファイ処理し、検出された欠陥データに対する交替データのデータ量に応じて前記媒体上に交替領域を設定し、該交替領域に前記交替データを記録する交替処理部を備え、
    　前記交替処理部は、前記交替領域を前記データ記録済み領域と隣接するように設定することを特徴とするデータ記録装置。
  9. 　請求項８に記載のデータ記録装置において、
    　前記交替処理部は、前記交替データが記録された前記交替領域のデータをベリファイ処理し、検出された更なる欠陥データに対する交替データを記録する更なる交替領域を設定し、該更なる交替領域に前記交替データを記録するものであって、
    　前記交替処理部は前記更なる交替領域を、前記データ記録済み領域または前記交替領域と隣接するように設定することを特徴とするデータ記録装置。
  10. 　請求項８または９に記載のデータ記録装置において、
    　前記データ記録部は前記媒体上に新たなデータを追記するとき、追記すべきデータを記録するデータ領域を、前記データ記録済み領域または前記交替領域と隣接するように設定することを特徴とするデータ記録装置。
  11. 　請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のデータ記録装置において、
    　前記媒体は円形媒体であり、
    　前記交替処理部は、前記交替領域を前記円形媒体上に設定した略扇形の形状とし、該略扇形のサイズを前記交替データのデータ量に応じて決定することを特徴とするデータ記録装置。
  12. 　請求項８乃至１１のいずれか１項に記載のデータ記録装置において、
    　前記媒体はホログラム媒体であり、
    　光源を有し、信号光と参照光を前記媒体に照射して前記データおよび前記交替データを前記媒体に記録するピックアップと、
    　前記データの記録済み領域および前記交替データの記録済み領域に対し、光ビームを照射してポストキュア処理を行うキュア光学系を備えることを特徴とするデータ記録装置。
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