WO2016199233A1 - ホログラム記録方法、ホログラム再生方法、ホログラム媒体、ホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生システム - Google Patents

ホログラム記録方法、ホログラム再生方法、ホログラム媒体、ホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生システム Download PDF

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WO2016199233A1
WO2016199233A1 PCT/JP2015/066655 JP2015066655W WO2016199233A1 WO 2016199233 A1 WO2016199233 A1 WO 2016199233A1 JP 2015066655 W JP2015066655 W JP 2015066655W WO 2016199233 A1 WO2016199233 A1 WO 2016199233A1
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WO
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hologram
recording
user data
recording density
recorded
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Application number
PCT/JP2015/066655
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Inventor
真治 藤田
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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    • 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
    • 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
    • G—PHYSICS
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    • 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
    • G11B20/12—Formatting, e.g. arrangement of data block or words on the record carriers
    • 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
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector

Definitions

  • the present invention relates to a hologram recording method, a hologram reproducing method, a hologram medium, a hologram recording / reproducing apparatus, and a hologram recording / reproducing system.
  • Patent Document 1 states that “different types of data can be recorded in a plurality of partitions with different data densities and redundancy, and important data such as a library map is recorded by a method that is more robust than other types of data. It can be done ".
  • an object of the present invention is to effectively suppress the occurrence of a recording error when data is recorded on a hologram medium with high density by a recording command from a host device.
  • the present invention uses the configuration described in the claims as an example.
  • FIG. 2 is a block diagram of the hologram recording / reproducing system in the first embodiment of the present invention.
  • the hologram recording / reproducing system of the present embodiment includes a system control device 60 connected to a network 90, and a library device 70 and a disk array 80 connected to the system control device 60.
  • the library device 70 includes a library control unit 71, a hologram medium transport mechanism 73, a hologram medium storage unit 72, a plurality of hologram media 30 stored in the hologram medium storage unit 72, a host interface 75, and a drive interface 74. It is composed of one or more drive devices 10, and further includes a signal quality evaluation unit 76 and a recording density determination unit 77.
  • the library device 70 is connected to the system control device 60 via the host interface 75, receives various commands and user data recorded on the hologram medium 30, and transmits command execution results and user data reproduced from the hologram medium 30.
  • the library control unit 71 has a function of controlling the overall operation of the library apparatus 70.
  • Various commands such as a recording command and a reproduction command and user data to be recorded on the hologram medium 30 are transmitted to an arbitrary drive device 10 via a drive interface 74 and executed.
  • the result and user data reproduced from the hologram recording medium 30 are received. That is, the library control unit 71 corresponds to a host device of the drive device 10.
  • the hologram medium transport mechanism 73 is operated to take out an arbitrary hologram medium 30 from the hologram medium storage portion 72 and to transport and insert it into an arbitrary drive device 10.
  • a command for ejecting the hologram medium 30 is transmitted to an arbitrary drive device 10, and the ejected hologram medium 30 is conveyed and stored in the hologram medium storage unit 72.
  • the signal quality evaluation unit 76 has a function of evaluating the signal quality of user data recorded on the hologram medium 30 by the drive device 10 and identifying user data that requires replacement processing.
  • the recording density determination unit 77 has a function of determining the recording density in the replacement process. The operation of the recording density determination unit 77 will be described later.
  • the system control device 60 controls the disk array 80 and the library device 70.
  • the system control device 60 includes a file interface, and stores a file received from an external system via the network 90 in the disk array 80.
  • a function of migrating files stored in the disk array 80 to the library device 70 according to a predetermined policy is provided, and the system control device 60, the disk array 80, and the library device 70 constitute a hierarchical storage.
  • the system control device 60 compares the user data recorded in the hologram medium 30 that is the file transfer destination with the user data stored in the disk array 80 that is the file transfer source, so that the user data is correct.
  • the data comparison unit 61 for confirming that the data has been recorded in the data is provided, and has a function of identifying user data that needs to be replaced due to a mismatch between the migration source user data and the migration destination user data.
  • the disk array 80 is an external storage device equipped with a plurality of hard disk drives or solid state drives.
  • FIG. 3 is a block diagram of the drive device 10 in the first embodiment of the present invention.
  • the drive device 10 can attach and detach the hologram medium 30, and includes a drive control unit 11, a hologram recording / reproducing optical system 12, a cure optical system 13, an optical system control unit 14, an access mechanism 15, and the like.
  • An access control unit 16 a recording information processing unit 17, a reproduction information processing unit 18, a signal quality acquisition unit 19, a recording density setting unit 20, and an input / output unit 21.
  • the drive device 10 is connected to the library control unit 71 via the drive interface 74 at the input / output unit 21, and receives various commands such as a recording command and a reproduction command and user data to be recorded on the hologram medium 30 from the library control unit 71.
  • the command execution result and user data reproduced from the hologram medium 30 are transmitted to the library control unit 71.
  • the drive control unit 11 controls the overall operation of the drive device 10 and operates the drive device 10 according to various received commands. That is, the access mechanism 15 is operated via the access control unit 16 to position the hologram medium 30 at a predetermined position, and the user data received via the recording information processing unit 17 and the management information generated by the drive device 10 itself are encoded. Then, it is converted into two-dimensional data, and the hologram recording / reproducing optical system 12 and the cure optical system 13 are operated via the optical system control unit 14 to record the two-dimensional data on the hologram medium 30 as a hologram.
  • the hologram recording / reproducing optical system 12 is operated to acquire two-dimensional data recorded as a hologram on the hologram medium 30, and the two-dimensional data is decoded via the reproduction information processing unit 18 to obtain user data and management information. Reproduce.
  • the access mechanism 15 moves the hologram medium 30 so that an arbitrary area of the mounted hologram medium 30 is positioned at a predetermined position with respect to the hologram recording / reproducing optical system 12 and the cure optical system 13.
  • the hologram medium 30 in the present embodiment is disk-shaped, and the access mechanism 15 includes a spindle motor that rotates the hologram medium 30 around the central axis of the disk and a slide mechanism that moves the disk in a predetermined radial direction. Yes.
  • a hologram medium rotation angle detector that detects the rotation angle of the hologram medium 30 is provided, and a signal corresponding to the rotation angle of the hologram medium 30 is output.
  • the access control unit 16 controls the access mechanism 15 to position the hologram medium 30 at a position specified by the drive control unit 11. Based on the output signal of the hologram medium rotation angle detector, the spindle motor is driven to control the rotation angle of the hologram medium 30, and the slide mechanism is driven to control the radial position of the hologram medium 30.
  • the hologram recording / reproducing optical system 12 includes a laser light source having a variable wavelength in the 405 nm band with high coherence.
  • signal light and reference light spatially modulated with two-dimensional data by a spatial light modulator are transmitted to the hologram medium 30.
  • Two-dimensional data is recorded by irradiating to form a hologram.
  • the reproduction mode the hologram recorded on the hologram medium 30 is irradiated with reference light from the direction opposite to that at the time of recording, so that the two-dimensional data is detected and reproduced by the two-dimensional photodetector.
  • the cure optical system 13 performs pre-cure and post-cure by irradiating the hologram medium 30 with a light beam having low coherence.
  • Pre-curing is a pre-processing of hologram recording performed for the purpose of easily exposing a region for recording a hologram by irradiating signal light and reference light in advance.
  • post-cure is a post-processing of hologram recording performed for the purpose of inactivating the area where the hologram is recorded so that the quality of the hologram recorded by unintentional exposure is not deteriorated. Since post-curing requires a predetermined time, it is desirable to post-cure as many holograms as possible with one irradiation in order to record data at high speed.
  • the area of the light beam that the cure optical system 13 irradiates the hologram medium 30 is configured to be sufficiently larger than the area that the signal light and reference light are irradiated to the hologram medium 30.
  • the optical system control unit 14 controls each device mounted on the hologram recording / reproducing optical system 12 and the cure optical system 13.
  • the laser light source of the hologram recording / reproducing optical system 12 is driven to emit light with a predetermined light amount, and each actuator is driven to perform recording mode and reproduction.
  • the mode is switched and the incident angle of the reference light applied to the hologram medium 30 is controlled.
  • the light source mounted on the cure optical system 13 is driven so that the hologram medium 30 is irradiated with energy suitable for pre-cure and post-cure.
  • each hologram recorded in a predetermined area of the hologram medium 30 at a predetermined reference light incident angle is referred to as a page
  • a hologram group in which a plurality of pages are recorded in a predetermined area at a plurality of reference light incident angles is a book. Call it.
  • the recording information processing unit 17 converts user data and management information into two-dimensional data to be displayed on the spatial light modulation element. After dividing user data and management information into a plurality of data strings, CRC (Cyclic Redundancy Check) parity addition, scramble processing, and error correction code addition are performed. This data string is converted into two-dimensional data for subpages, a plurality of subpages are collected to form two-dimensional data for one page, a marker is added, and the data is transferred to the spatial light modulator.
  • CRC Cyclic Redundancy Check
  • the reproduction information processing unit 18 reproduces user data and management information from an image detected by the two-dimensional light detection element.
  • the image position is detected based on the received marker of the image data to correct the distortion of the image, binarization processing is performed, the marker is removed, and two-dimensional data for one page is acquired. Conversion to a plurality of data strings for each subpage, error correction processing, descrambling, and CRC are performed, and user data and management information are acquired.
  • the signal quality acquisition unit 19 acquires signal quality information such as an error rate and image data statistical information for each predetermined data unit in the process of acquiring user data by the reproduction information processing unit 18.
  • the recording density setting unit 20 has a function of arbitrarily setting the recording density of the hologram recorded on the hologram medium 30 by the drive device 10.
  • a function of arbitrarily setting a combination of reference light incident angles for each page is provided, and the recording density of the hologram is changed by changing the density of the page interval.
  • the drive device 10 in this embodiment has two recording modes. One is a normal recording mode in which user data is recorded at a predetermined first recording density, and the other is an alternate recording in which user data is recorded at a second recording density designated from the host device by a recording density designation command. Mode.
  • the library control unit 71 switches the recording density of the drive device 10 by designating the operation mode of the drive device 10.
  • FIG. 4 is a layout diagram of the data area of the hologram medium 30 in the first embodiment of the present invention.
  • the hologram medium 30 of the present embodiment is divided into a user data area 31, a spare area 32, and a management information area 33.
  • a predetermined gap region (not shown) is provided between the regions in consideration of the range of influence of inactivation by post-cure.
  • a learning area (not shown) is provided for the purpose of adjusting the recording parameters of the hologram.
  • the user data area 31 is an area for recording user data at a high density, and is determined to have a predetermined recording density and capacity when the hologram medium 30 is formatted.
  • the system control device 60 and the library control unit 71 recognize the capacity of the user data area 31 as the capacity of the hologram medium 30.
  • User data is recorded in the user data area 31 as a hologram 41 having a predetermined recording density.
  • the spare area 32 is an area for rewriting user data requiring replacement processing among user data recorded in the user data area 31.
  • the recording density and capacity are not determined during the formatting process of the hologram medium 30 but are determined by the recording density determining unit 77 during the replacement process.
  • the user data rewritten by the replacement process is recorded in the spare area 32 as the hologram 42 having the recording density determined by the recording density determining unit 77.
  • the management information area 33 is an area for recording management information, and is determined to have a predetermined recording density and a predetermined capacity when the hologram medium 30 is formatted.
  • the management information is recorded with the same content at a plurality of predetermined positions in the management information area 33 as a hologram 43 having a predetermined recording density.
  • the hologram recording / reproducing system of this embodiment records user data on the hologram medium 30 by so-called disk-at-once. That is, user data having a size corresponding to the capacity of the hologram medium 30 is collectively recorded at one opportunity, and further the finalizing process of the hologram medium 30 is performed.
  • FIG. 1 is a flowchart of a hologram recording method according to the first embodiment of the present invention.
  • the library control unit 71 mounts an unrecorded hologram medium 30 in an arbitrary drive device 10. Further, in order to record on the hologram medium 30 in a predetermined format, the drive device 10 is instructed to format the hologram medium 30, the recording density (first recording density) of the user data area 31, and the recording density of the management information area 33. (Third recording density), a physical address for recording a book in each of the user data area 31, the spare area 32, and the management information area 33 is set. In this embodiment, the physical address is expressed in polar coordinates.
  • the recording density the first recording density is set to 440 pages per book, the average page interval is set to 0.05 degrees, the third recording density is set to 110 pages per book, Set the average page interval to 0.20 degrees.
  • the library control unit 71 sets the drive device 10 to the normal recording mode and instructs the user data recording preparation.
  • the drive control unit 11 sets the hologram recording / reproducing optical system 12 to the recording mode, sets the book to be recorded by the recording density setting unit 20 to the first recording density, and uses the learning area of the hologram medium 30 to record parameters. Make adjustments. As an example of the adjustment procedure, a plurality of holograms whose recording parameters are changed are recorded in a predetermined learning area, post-cure is performed, the recorded holograms are reproduced and evaluated, and an optimum value of the recording parameters is determined.
  • the system control device 60 instructs the library device 70 to record user data on the hologram medium 30, and transfers the user data from the disk array 80.
  • the library control unit 71 instructs the drive device 10 to record user data and transfers the user data.
  • the drive control unit 11 sets the hologram recording / reproducing optical system 12 to the recording mode, sets the book to be recorded by the recording density setting unit 20 to the first recording density, and sets the logical address of the received user data according to a predetermined format.
  • the geometry is converted into a physical address, and the book is recorded in the user data area 31.
  • the library control unit 71 is notified of the completion of user data recording. Further, the library control unit 71 notifies the system control device 60 that user data has been recorded.
  • the system control unit 60 instructs the library apparatus 70 to reproduce the evaluation mode of the user data recorded on the hologram medium 30.
  • the library control unit 71 instructs the drive device 10 to reproduce user data and report signal quality information for each book.
  • the drive control unit 11 sets the hologram recording / reproducing optical system 12 to the reproduction mode, and sets the book to be reproduced by the recording density setting unit 20 to the first recording density. Then, the user data recorded in the user data area 31 is reproduced for each book and transferred to the library control unit 71, and the signal quality information acquired by the signal quality acquisition unit 19 is notified when the user data is reproduced. Alternatively, error information is notified when reproduction of user data fails.
  • the library control unit 71 transfers the user data received from the drive device 10 to the system control device 60, and the signal quality evaluation unit 76 evaluates the signal quality of each book based on the received signal quality information.
  • the signal quality evaluation unit 76 determines the success or failure of recording by comparing the signal quality information of each book with a predetermined threshold (hereinafter referred to as “verify”), and the book and user data for which sufficient signal quality has not been obtained. Specify the logical address of the book that could not be played.
  • the system control device 60 compares the user data received from the library device 70 with the user data stored in the disk array 80 by the data comparison unit 61 (hereinafter referred to as “compare”), and mismatched user data.
  • efficient evaluation can be performed by performing verification based on signal quality information for each book. Since the signal quality of each page in the same book is recorded at the same physical address at the same time, the control conditions at the time of recording such as coherence fluctuation and servo deviation of the laser light source and the influence of medium defects are similar and the same. It is likely to show a trend. Therefore, for example, when verifying is performed for each page, there is a high possibility of detecting abnormalities continuously. However, according to the present embodiment, the number of times signal quality information is notified can be reduced and the evaluation time can be shortened. Further, when verification is performed for each of a plurality of books, there is a possibility that a normal book is rewritten, and according to this embodiment, the time required for the replacement process and the capacity of the spare area can be reduced.
  • the system control device 60 instructs the library device 70 to notify the verification result.
  • the library control unit 71 notifies the system control device 60 that the verification result is normal. .
  • the system control device 60 instructs the library device 70 to finalize the hologram medium 30, and the library control unit 71 instructs the drive device 10 to finalize and controls the drive.
  • the unit 11 generates management information of the hologram medium 30 according to a predetermined format. The contents of the management information will be described later.
  • the drive control unit 11 sets the hologram recording / reproducing optical system 12 to the recording mode, sets the book to be recorded by the recording density setting unit 20 to the third recording density, and sets a predetermined information in the management information area 33.
  • a plurality of management information is recorded at a plurality of physical addresses, and post-cure is performed on the management information area 33 and the unrecorded spare area 32.
  • the drive device 10 notifies the library control unit 71 of the end of finalization, and the library device 70 notifies the system control device 60 of the normal end and ends the recording process.
  • the library control unit 71 In response to the verification result notification instruction from the system control device 60, the library control unit 71 notifies the system control device 60 of the logical address of the book for which sufficient signal quality detected by the signal quality evaluation unit 76 was not obtained.
  • the system control device 60 collects all the logical addresses of the book received from the library device 70 with insufficient signal quality and the logical addresses of the book whose mismatch is detected by the data comparison unit 61, and performs the replacement process. Specify user data. By the way, since the amount of user data that requires replacement processing is indefinite, if the capacity of the replacement area determined during disk formatting is too small, replacement processing cannot be performed on all data that needs to be rewritten and recording fails. It reaches. Therefore, in S104, the system control device 60 notifies the library device 70 of the amount of user data that needs to be replaced (the number of books in the user data area 31), and the recording density determination unit 77 needs the received replacement processing.
  • the spare area A recording density of 32 (second recording density) is determined.
  • the number of pages per book at the second recording density is the number of pages obtained by multiplying the number of pages per book at the first recording density by the replacement book number ratio and rounding down the decimals.
  • an upper limit and a lower limit are set for the number of pages.
  • the average page interval in the spare area 32 is set to the average page interval in the user data area 31 as shown in FIG.
  • the second recording density is half that of the first recording density.
  • the first recording density is 440 pages per book and the average page interval is 0.05 degrees, whereas the second recording density is per book. Is set to 220 pages, and the average page interval is set to 0.10 degrees.
  • the average page interval in the spare area 32 is set to the average of the user data area 31 as shown in FIG.
  • the page interval is made equal and the second recording density is the same as the first recording density.
  • 5 and 6 show the diffraction efficiency with respect to the reference light angle of the hologram recorded by angle multiplexing, and the page is recorded at the reference light angle at the peak of the diffraction efficiency.
  • FIG. 6 shows that the crosstalk between adjacent pages increases as the page interval becomes narrower, and the crosstalk between adjacent pages becomes a factor that degrades the signal quality of each page as noise. Therefore, by expanding the page interval as shown in FIG. 5, it is possible to suppress the influence of crosstalk between adjacent pages and improve the signal quality. Further, by reducing the number of pages per book, the recording material density per page increases, the diffraction efficiency improves, and the signal quality can be improved.
  • the library control unit 71 sets the drive device 10 to the alternate recording mode, designates the second recording density, and instructs the user data recording preparation.
  • the drive control unit 11 sets the hologram recording / reproducing optical system 12 to the recording mode, sets the book to be recorded by the recording density setting unit 20 to the second recording density, and uses the learning area of the hologram medium 30 again. Adjust the recording parameters. This is because the optimum parameter may be changed due to a change in the internal temperature of the drive device 10 while the user data is being recorded in the user data area 32. Considering the possibility that the recording sensitivity is different for each area of the hologram medium 30, the learning area is desirably in the vicinity of the spare area 32.
  • the system control device 60 instructs the library device 70 to record the user data that requires the replacement process on the hologram medium 30, and transfers the user data for performing the replacement process from the disk array 80. Further, the library control unit 71 instructs the drive device 10 to record user data and transfers the user data.
  • the drive control unit 11 sets the hologram recording / reproducing optical system 12 to the recording mode, sets the book to be recorded by the recording density setting unit 20 to the second recording density, and sets the logical address of the received user data according to a predetermined rule.
  • the geometry is converted to the physical address of the spare area 32 and the book is recorded in the spare area 32.
  • post-cure is performed on the spare area 32 and the library control unit 71 is notified of the completion of replacement processing. Further, the library control unit 71 notifies the system control device 60 of the completion of the replacement process.
  • step S107 the system control unit 60 instructs the library apparatus 70 to reproduce the evaluation mode of the user data subjected to the replacement process.
  • the library control unit 71 instructs the drive device 10 to reproduce user data that has been replaced for each book and to report signal quality information.
  • the drive control unit 11 sets the hologram recording / reproducing optical system 12 to the reproduction mode, and sets the book to be reproduced by the recording density setting unit 20 to the second recording density. Then, the user data recorded in the spare area 32 is reproduced for each book and transferred to the library control unit 71, and the signal quality information acquired by the signal quality acquisition unit 19 is notified when the user data is reproduced. Alternatively, error information is notified when reproduction of user data fails.
  • the library control unit 71 transfers the user data received from the drive device 10 to the system control device 60, and performs a verification by the signal quality evaluation unit 76 based on the received signal quality information. On the other hand, the system control device 60 compares the user data received from the library device 70 with the data comparison unit 61.
  • the system control device 60 instructs the library device 70 to notify the verification result.
  • the library control unit 71 has confirmed that the system controller 60 has a normal verification result. Notify that. Further, if no abnormality is detected in the compare, the system control device 60 instructs the library device 70 to finalize the hologram medium 30 in S108. Then, in response to an instruction from the library control unit 71, the drive device 10 generates management information for the hologram medium 30 according to a predetermined format.
  • FIG. 7 shows a configuration example of management information in the first embodiment of the present invention.
  • the management information consists of a header part and a body part.
  • the header part holds information (meta information) of the management information itself.
  • the body portion holds various information about the medium 30 and includes at least information about the second recording density and a replacement list.
  • the information relating to the second recording density is information for designating a combination of the page interval and the reference light angle of each page of the book.
  • the replacement list is used for specifying the physical address of the user data subjected to the replacement process when the drive device 10 performs the geometric conversion of the logical address of the user data designated by the host device into the physical address of the hologram medium 30.
  • the replacement destination is recorded as a plurality of books for one replacement source book. Holds the physical address information of the book, and the replacement destination holds the physical address and the first page number of the first book, and the physical address and the last page number of the last book.
  • the first page of the first book of the other replacement process is recorded on the next page of the last page of the replacement destination in a certain replacement process, and the data is efficiently recorded in the spare area. Is possible.
  • the drive control unit 11 sets the hologram recording / reproducing optical system 12 to the recording mode, sets the book to be recorded by the recording density setting unit 20 to the third recording density, and sets a predetermined plurality of predetermined values in the management information area 33.
  • a plurality of management information is recorded in the physical address, and post-cure is performed on the management information area 33 and the unrecorded spare area 32.
  • the drive device 10 notifies the library control unit 71 of the end of finalization, and the library device 70 notifies the system control device 60 of the normal end and ends the recording process.
  • FIG. 8 is a flowchart of the hologram reproducing method in the first embodiment of the present invention.
  • the library control unit 71 causes an arbitrary drive device 10 to mount the hologram medium 30 that has been recorded by the hologram recording method of the present invention.
  • the library control unit 71 instructs the drive device 10 to prepare for reproducing user data, and the drive control unit 11 sets the hologram recording / reproducing optical system 12 to the reproduction mode, and the book to be reproduced by the recording density setting unit 20 is set.
  • the third recording density is set.
  • the management information recorded at a predetermined physical address in the management information area 33 of the hologram medium 30 is reproduced, and information on the second recording density and a replacement list are acquired.
  • the system control device 60 instructs the library device 70 to reproduce the user data recorded on the hologram medium 30, and the library control unit 71 instructs the drive device 10 to reproduce.
  • the drive control unit 11 sets the hologram recording / reproducing optical system 12 to the reproduction mode, and refers to the replacement list to geometrically convert the logical address of the user data requested to be reproduced into the physical address of the hologram medium 30.
  • the drive control unit 11 sets the reproduction condition of the book to the first recording density in the recording density setting unit 20, and also reproduces the reproduction.
  • the recording density setting unit 20 sets the reproduction condition of the book to the second recording density.
  • the drive device 10 accesses the physical address where the user data to be reproduced is recorded, reproduces the user data, and transfers it to the library control unit 71. Further, the library device 70 transfers user data to the system control device 60. Then, when all the user data has been transferred, the reproduction is finished.
  • the configuration in which the system control device 60 controls the replacement process is shown.
  • the present invention is not limited to this, and the library device 70 is configured to control the replacement process. It is also possible to do.
  • the library device 70 requests the system control device 60 for the result of the comparison, identifies user data that requires replacement processing, and requests the system control device 60 to transfer user data that requires replacement processing. .
  • the effect of reducing the load on the system control device 60 can be expected.
  • the present invention is not limited to this.
  • it can be configured in units of one page, and a reduction in the amount of user data for performing the replacement process can be expected.
  • it can be configured in units of a plurality of books, and a reduction in the capacity of the replacement list can be expected.
  • the present embodiment it is possible to record the replacement process with good signal quality, and it is possible to suppress a recording failure when recording data on the hologram medium with high density. .
  • the replacement process is performed on the data that needs to be recorded with good signal quality and requires all rewriting. Even when the number of possible replacement processes is one, it is possible to effectively suppress the occurrence of a recording error when recording data on the hologram medium at a high density.
  • FIG. 9 is a block diagram of a hologram recording / reproducing system in the second embodiment of the present invention.
  • the difference from the hologram recording / reproducing system in the first embodiment is that the system controller 60 includes an abnormality cause estimating unit 62 and a recording density determining unit 77.
  • the abnormality cause estimation unit 62 has a function of estimating the cause of an abnormality when an abnormality is detected by verify or compare. As an example, for a region having a high continuity of physical addresses where an abnormality is detected, the cause of the abnormality is estimated as a medium defect of the hologram medium 30 and separated from other causes.
  • the recording density determination unit 77 has a function of determining the second recording density in the replacement process, as in the first embodiment.
  • the drive device 10 in this embodiment has a function corresponding to two types of recording commands.
  • One is a normal recording command for recording user data at a predetermined first recording density
  • the other is an alternate recording command for recording user data at a second recording density.
  • the second recording density in which several kinds of preset values are set in advance can be switched by specifying the parameter of the alternate recording command.
  • the library control unit 71 can switch the recording density of the drive device 10 by properly using two types of recording commands.
  • FIG. 10 is a flowchart of the hologram recording method in the second embodiment of the present invention.
  • the main difference from the hologram recording method in the first embodiment is that the content of the replacement process is switched according to the main cause of the abnormality estimated by the abnormality cause estimating unit 62.
  • the description of the same processing as in the first embodiment will be omitted as appropriate.
  • the library control unit 71 instructs the drive device 10 to prepare for recording user data, and adjusts the recording parameters using the learning area of the hologram medium 30 as in the first embodiment.
  • the system control device 60 instructs the library device 70 to record user data on the hologram medium 30, and transfers the user data.
  • the library control unit 71 instructs the drive device 10 to record user data with a normal recording command, and the drive control unit 11 records the received user data in the user data area 31 at the first recording density.
  • the user data recorded in the user data area 31 is reproduced in the evaluation mode and verified and compared.
  • the hologram medium 30 is instructed in S108 to generate management information, and a predetermined plurality of management information areas 33 in S109 are generated.
  • the management information is recorded as a plurality of books at the third recording density at the physical address, and the recording process is terminated.
  • the system control device 60 estimates the main cause of the abnormality detected by the verify or compare by the abnormality cause estimating unit 62.
  • the hologram medium 30 has many medium defects due to some manufacturing factor, and there is a concern that the spare area 32 also has many medium defects. If there are many medium defects in the spare area 32, the hologram is not sufficiently formed, so that there is a high possibility that sufficient signal quality cannot be ensured even if recording is performed at a reduced recording density.
  • the system control device 60 instructs the library device 70 a plurality of times to record user data that requires replacement processing on the hologram medium 30, and transfers the user data for performing replacement processing from the disk array 80.
  • the library control unit 71 instructs the drive device 10 to record user data with a normal recording command and transfers the user data.
  • the drive control unit 11 sets the hologram recording / reproducing optical system 12 to the recording mode, sets the book to be recorded by the recording density setting unit 20 to the first recording density, and sets the logical address of the received user data according to a predetermined rule.
  • the geometry is converted to the physical address of the spare area 32 and the book is recorded in the spare area 32.
  • the same user data is recorded again in the spare area 32. That is, a plurality of user data at the replacement destination is recorded in the spare area 32 at the first recording density for one replacement source user data. Post-cure is performed on the spare area 32 and the library control unit 71 is notified of the completion of the replacement process. Further, the library control unit 71 notifies the system control device 60 of the completion of the replacement process.
  • the system control device 60 uses the recording density determination unit 77 to determine the second recording density based on the replacement book number ratio.
  • the correspondence relationship between the ratio of the number of replacement books in a predetermined range and the preset value of the second recording density is set in advance, and the preset value of the second recording density is set as the parameter specification value of the replacement recording command. Make it correspond.
  • the replacement book number ratio is 0.5 or less
  • the average page interval in the spare area 32 is set to be twice the average page interval in the user data area 31, the second recording density is half the first recording density
  • L be the parameter specification value of the corresponding replacement recording command.
  • the replacement book number ratio is greater than 0.5 and less than or equal to 0.66
  • the average page interval in the spare area 32 is set to 1.5 times the average page interval in the user data area 31, and the second recording density is set.
  • the first recording density is 0.67 times
  • the parameter designation value of the alternate recording command is M.
  • the replacement book number ratio is larger than 0.66
  • the second recording density is set to be the same as the first recording density, and the parameter designation value of the replacement recording command is set to H.
  • the library control unit 71 instructs the drive device 10 to prepare for recording user data, and adjusts the recording parameters again using the learning area of the hologram medium 30 as in the first embodiment.
  • step S106 the system control device 60 instructs the library device 70 to record user data that requires replacement processing on the hologram medium 30, and the library control unit 71 instructs the drive device 10 to record user data using the replacement recording command.
  • the drive control unit 11 records the received user data in the spare area 32 at the second recording density.
  • the system control device 60 instructs the library device 70 to notify the verification result. If a book with insufficient signal quality and an unreproducible book are not detected for all user data recorded in the user data area 31, the library control unit 71 indicates that the verification result is normal to the system controller 60. Notify that. However, when a plurality of user data to be replaced is recorded, it is determined that the user data is normal if the signal quality of at least one user data is good.
  • the drive device 10 If no abnormality is detected even at the compare, the drive device 10 generates management information of the hologram medium 30 in accordance with a predetermined format in S108. Regarding the compare, when a plurality of user data to be replaced is recorded, it is determined that at least one user data is matched.
  • one replacement source book is associated with one replacement destination book. Therefore, the management information is configured without the first page of the first book of the replacement destination and the last page of the last book of the replacement destination among the management information items in the first embodiment. By configuring the management information without providing such page information, the capacity of the replacement list can be reduced.
  • the number of replacements can be identified by the identification information, and a plurality of replacement destinations are recorded in the management information, thereby reproducing the first replacement destination. In case of failure, it is possible to play other replacement destinations. Alternatively, any one of them can be recorded in the management information as a replacement destination, and in this case, the capacity of the replacement list can be reduced.
  • S109 a plurality of management information is recorded in the management information area 33 at the third recording density, post-cure is performed, and the recording process is terminated. If an abnormality is detected in the verify or compare in S107, error processing is performed in S110.
  • the replacement process suitable for the cause of the abnormality detected by the verify or the compare is performed, so that the data can be recorded more effectively on the hologram medium at a high density. It is possible to suppress the occurrence of recording errors.
  • FIG. 11 is a block diagram of the drive device 10 in the third embodiment of the present invention. The difference from the drive device 10 in the first embodiment is that a recording density determination unit 77 is provided.
  • the recording density determination unit 77 has a function of determining the second recording density in the replacement process based on the replacement book number ratio, as in the first embodiment.
  • the drive device 10 includes means for receiving the amount of user data that needs replacement processing from the host device.
  • the interval of the book is enlarged or reduced by arbitrarily setting the physical address of the spare area 32. Recording density can be changed.
  • FIG. 12 is a layout diagram of the data area of the hologram medium 30 in the third embodiment of the present invention.
  • the difference from the hologram medium 30 in the first embodiment is that the spare area 32 is divided into two areas and includes a first spare area 32a and a second spare area 32b.
  • FIG. 13 is a flowchart of the hologram recording method in the third embodiment of the present invention.
  • a significant difference from the hologram recording method in the first embodiment is that the replacement process is repeated a plurality of times. That is, the user data recorded in the spare area 32a is verified and compared, and the user data whose abnormality is detected is recorded in the spare area 32b. The description of the same processing as in the first embodiment will be omitted as appropriate.
  • the hologram medium 30 Prior to the recording process, the hologram medium 30 is formatted, and predetermined first recording density and third recording density, and physical addresses of the user data area 31 and the management information area 33 are set.
  • each process from S100 to S102 is performed, and if no abnormality is detected in the verify or compare in S102, management information is generated in S108, and the management information area 33 is stored in the management information area 33 in S109. Management information is recorded at a recording density of 3, and the recording process is terminated.
  • step S104 the system control device 60 notifies the library device 70 of the amount of user data that requires replacement processing (the number of books in the user data area 31), and the library control unit 71 causes the drive device 10 to perform user data that requires replacement processing. Notify the amount of.
  • the recording density determination unit 77 determines the recording density (second recording density) of the spare area 32a based on the ratio between the received amount of user data that needs to be replaced and the maximum capacity of the spare area 32a. That is, the number of pages per book and the average page interval are determined, and the physical address of the spare area 32a is set.
  • the recording parameters are adjusted in S105, the user data is recorded in the spare area 32a at the second recording density in S106, and the user data recorded in the spare area 32a is reproduced in the evaluation mode in S107. Then verify and compare.
  • the drive device 10 If no abnormality is detected by verification or compare, the drive device 10 generates management information of the hologram medium 30 according to a predetermined format in S108.
  • the recording density of the spare area 32b (second Recording density).
  • the user data is recorded in the spare area 32b at the second recording density, and in S107, the user data recorded in the spare area 32b is reproduced in the evaluation mode and verified and compared.
  • the drive device 10 If no abnormality is detected by verify or compare, the drive device 10 generates management information of the hologram medium 30 according to a predetermined format in S108.
  • the hologram is not sufficiently formed, so that there is a high possibility that sufficient signal quality cannot be ensured even if recording is performed at a reduced recording density.
  • the present embodiment by performing the replacement process twice, it is possible to more effectively suppress the occurrence of a recording error when recording data on the hologram medium at a high density.
  • the spare area 32 is divided into two and the replacement process is performed twice.
  • the present invention is not limited to this.
  • the capacity efficiency of the spare area 32 decreases because the gap area provided between the areas increases, it is possible to divide the spare area 32 into three or more and perform the replacement process three or more times. This is effective in suppressing the occurrence of recording errors in the hologram medium 30 with many medium defects.
  • FIG. 14 is a layout diagram of the data area of the hologram medium 30 in the fourth embodiment of the present invention.
  • the spare area 32 is divided into a plurality of sub-spare areas 32c and 32d. Each sub-spare area is made to substantially coincide with the area of the light beam irradiated to the hologram medium 30 by the cure optical system 13.
  • a predetermined gap region (not shown) is provided between the sub-spare regions.
  • FIG. 15 is a flowchart of a hologram recording method according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the main difference from the hologram recording method in the first embodiment is that the replacement process and the signal quality evaluation are repeated a plurality of times for each sub-spare area.
  • the description of the same processing as in the first embodiment will be omitted as appropriate.
  • the hologram medium 30 Prior to the recording process, the hologram medium 30 is formatted, and predetermined first recording density and third recording density, and physical addresses of the user data area 31 and the management information area 33 are set.
  • each process from S100 to S102 is performed, and if no abnormality is detected in the verify or compare in S102, management information is generated in S108, and the management information area 33 is stored in the management information area 33 in S109. Management information is recorded at a recording density of 3, and the recording process is terminated.
  • a sub-spare area (the first sub-spare area 32c) is provided in S111 and the sub-spare User data corresponding to the capacity of the area is recorded.
  • the second recording density recorded in the sub spare area that is, the number of pages per book and the physical address are set in advance. Further, recording parameter adjustment data is recorded separately from the user data.
  • the user data recorded in the sub spare area is reproduced in the evaluation mode and verified and compared. Further, recording parameters for recording user data in the next sub-spare area (the first sub-spare area 32d) are set using the recording parameter adjustment data. If an abnormality is detected, it is added again as user data to be replaced in S103.
  • the drive device 10 generates management information for the hologram medium 30 in accordance with a predetermined format.
  • the replacement process cannot be continued.
  • the recording on the hologram disk 30 has failed, and in S110, the system control device 60 performs error processing. An error is reported to the user, and the recording process for the hologram medium 30 is terminated.
  • the present embodiment it is possible to suppress the occurrence of a recording error when data is recorded at a high density on a hologram medium with many medium defects by maximizing the possible number of replacement processes. This is particularly effective when the recording quality variation is relatively small and there is a high possibility that a sufficient spare area can be secured for the amount of user data to be rewritten.
  • each sub-spare area is configured to substantially coincide with the area of the light beam irradiated to the hologram medium 30 by the cure optical system 13, but the present invention is not limited to this.
  • Each sub-spare area can be configured to have a variable area in accordance with the amount of data that needs to be replaced, and the capacity efficiency of the spare area can be improved.
  • 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. It is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of each embodiment.
  • each of the above-described configurations may be configured such that a part or all of the configuration is configured by hardware, or is realized by executing a program by a processor.
  • 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. In practice, it can be considered that almost all the components are connected to each other.
  • SYMBOLS 10 Hologram medium drive apparatus, 11 ... Drive control part, 20 ... Recording density setting part, 30 ... Hologram medium, 31 ... User data area, 32 ... Spare area, 33. ..Management information area, 41... Book recorded at first recording density, 42... Book recorded at second recording density, 43... Book recorded at third recording density , 60... System control device, 70... Library device, 71... Library control unit, 76.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

データを高密度に記録するために交替処理が可能な回数に制約のあるホログラム記録再生装置において、スペア領域に十分な信号品質で書き直しができないと記録エラーに至る場合があることを鑑み、上位からの記録命令によりホログラム媒体にデータを高密度に記録する際の記録エラーの発生を効果的に抑止すること。　交替処理を行うユーザデータを、ユーザデータ領域の記録密度よりも低い記録密度でスペア領域に記録する。

Description

ホログラム記録方法、ホログラム再生方法、ホログラム媒体、ホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生システム
　本発明はホログラム記録方法、ホログラム再生方法、ホログラム媒体、ホログラム記録再生装置およびホログラム記録再生システムに関する。
　ホログラム媒体に記録したデータの信頼性を向上させる従来技術として、記録したデータのうち所定の信号品質に満たないデータを同一のホログラム媒体上の他の場所に書き直す交替処理技術がある。
　また、ディスクの管理情報を通常のユーザデータよりも低密度または複数回記録することによりロバスト性を確保する従来技術がある。特許文献１には「複数のパーティションには異なる種類のデータを異なるデータ密度と冗長度で記録することができ、ライブラリマップといった重要なデータを他の種類のデータよりもロバスト性の高い方法で記録することができる」ということが記載されている。
ＵＳ２００８／０１９５８９０号
　ホログラム媒体にデータを記録する際には、データを記録した領域に干渉性の低い光を照射してノイズ源となる余剰した記録材料を消費するポストキュアと呼ばれる処理が欠かせない。ところが、ポストキュアを行った領域にはデータを記録できなくなることから、ホログラム媒体に高密度にデータを記録するには、一回に記録するデータ量を大きくしてポストキュアの回数を減らす必要がある。
　その結果、交替処理の回数が制約されることになり、交替処理において十分な信号品質で記録できなかったデータについては再度書き直しができず、上位装置からの記録命令に対して記録エラーに至る場合があった。記録エラーが発生すると、全てのデータを別のホログラム媒体に書き直す必要があり、ユーザに大きな損失を与えてしまう。
　以上を鑑みて、本発明の課題は、上位装置からの記録命令によりホログラム媒体に高密度にデータを記録する際の記録エラーの発生を効果的に抑止することである。
　上記課題を解決するため、本発明では一例として特許請求の範囲に記載の構成を用いる。
　本発明によれば、ホログラム媒体に高密度にデータを記録する際の記録失敗を効果的に抑止することが可能となる。
第１の実施例におけるホログラム記録方法のフローチャート 第１の実施例におけるホログラム記録再生システムのブロック図 第１の実施例におけるドライブ装置のブロック図 第１の実施例におけるホログラム媒体の領域配置図 第１の実施例における記録密度が低い場合のスペア領域のページ配置図 第１の実施例における記録密度が高い場合のスペア領域のページ配置図 第１の実施例における管理情報の構成図 第１の実施例におけるホログラム再生方法のフローチャート 第２の実施例におけるホログラム記録再生システムのブロック図 第２の実施例におけるホログラム記録方法のフローチャート 第３の実施例におけるドライブ装置のブロック図 第３の実施例におけるホログラム媒体の領域配置図 第３の実施例におけるホログラム記録方法のフローチャート 第４の実施例におけるホログラム媒体の領域配置図 第４の実施例におけるホログラム記録方法のフローチャート
　以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
　本発明の第１の実施例としてのホログラム記録再生システムの構成ならびに動作を、図面を参照しながら詳述する。
　図２は本発明の第１の実施例におけるホログラム記録再生システムのブロック図である。本実施例のホログラム記録再生システムは、ネットワーク９０に接続されたシステム制御装置６０と、システム制御装置６０に接続されたライブラリ装置７０およびディスクアレイ８０とで構成される。
　ライブラリ装置７０は、ライブラリ制御部７１と、ホログラム媒体搬送機構７３と、ホログラム媒体収納部７２と、ホログラム媒体収納部７２に収納された複数のホログラム媒体３０と、ホストインタフェース７５と、ドライブインタフェース７４と、１台以上のドライブ装置１０で構成され、更に、信号品質評価部７６と、記録密度決定部７７を備える。
　ライブラリ装置７０は、ホストインタフェース７５でシステム制御装置６０と接続され、各種コマンドとホログラム媒体３０に記録するユーザデータを受信し、コマンドの実行結果とホログラム媒体３０から再生したユーザデータを送信する。
　ライブラリ制御部７１は、ライブラリ装置７０の動作全般を制御する機能を備えている。ドライブインタフェース７４を介して複数のドライブ装置１０に接続されており、任意のドライブ装置１０に対して記録コマンドや再生コマンドなどの各種コマンドとホログラム媒体３０に記録するユーザデータを送信し、コマンドの実行結果とホログラム記録媒体３０から再生したユーザデータを受信する。即ち、ライブラリ制御部７１はドライブ装置１０の上位装置に相当する。また、ホログラム媒体搬送機構７３を動作させて、ホログラム媒体収納部７２から任意のホログラム媒体３０を取り出し、任意のドライブ装置１０に搬送して挿入する。あるいは逆に、任意のドライブ装置１０にホログラム媒体３０を排出するコマンドを送信し、排出されたホログラム媒体３０をホログラム媒体収納部７２に搬送して収納する。
　信号品質評価部７６は、ドライブ装置１０によりホログラム媒体３０に記録したユーザデータの信号品質を評価し、交替処理が必要なユーザデータを特定する機能を備える。
　記録密度決定部７７は、交替処理における記録密度を決定する機能を備える。記録密度決定部７７の動作については後述する。
　システム制御装置６０は、ディスクアレイ８０とライブラリ装置７０を制御する。システム制御装置６０はファイルインタフェースを備えており、ネットワーク９０を介して外部システムから受信したファイルをディスクアレイ８０に保存する。また、ディスクアレイ８０に保存したファイルを所定のポリシーに従ってライブラリ装置７０に移行する機能を備えており、システム制御装置６０とディスクアレイ８０とライブラリ装置７０とにより階層ストレージを構成している。システム制御装置６０は、ファイルの移行先であるホログラム媒体３０に記録したユーザデータと、ファイルの移行元であるディスクアレイ８０に保存されているユーザデータを比較して、ユーザデータが正しくホログラム媒体３０に記録されたことを確認するデータ比較部６１を備え、移行元と移行先のユーザデータの不一致により交替処理が必要なユーザデータを特定する機能を有する。
　ディスクアレイ８０は、複数のハードディスクドライブあるいはソリッドステートドライブを搭載する外部記憶装置である。
　図３は本発明の第１の実施例におけるドライブ装置１０のブロック図である。本実施例のドライブ装置１０は、ホログラム媒体３０の着脱が可能であり、ドライブ制御部１１と、ホログラム記録再生光学系１２と、キュア光学系１３と、光学系制御部１４と、アクセス機構１５と、アクセス制御部１６と、記録情報処理部１７と、再生情報処理部１８と、信号品質取得部１９と、記録密度設定部２０と、入出力部２１で構成される。
　ドライブ装置１０は、入出力部２１でドライブインタフェース７４を介してライブラリ制御部７１と接続され、ライブラリ制御部７１から記録コマンドや再生コマンドなどの各種コマンドとホログラム媒体３０に記録するユーザデータを受信し、ライブラリ制御部７１にコマンドの実行結果とホログラム媒体３０から再生したユーザデータを送信する。
　ドライブ制御部１１は、ドライブ装置１０の動作全般を制御し、受信した各種コマンドに応じてドライブ装置１０を動作させる。即ち、アクセス制御部１６を介してアクセス機構１５を動作させてホログラム媒体３０を所定の位置に位置づけ、記録情報処理部１７を介して受信したユーザデータおよびドライブ装置１０自体が生成する管理情報をエンコードして２次元データに変換し、光学系制御部１４を介してホログラム記録再生光学系１２およびキュア光学系１３を動作させてホログラム媒体３０に２次元データをホログラムとして記録する。また、ホログラム記録再生光学系１２を動作させてホログラム媒体３０にホログラムとして記録されている２次元データを取得し、再生情報処理部１８を介して２次元データをデコードしてユーザデータおよび管理情報を再生する。
　アクセス機構１５は、装着されたホログラム媒体３０の任意の領域をホログラム記録再生光学系１２およびキュア光学系１３に対して所定の位置に位置づけるようにホログラム媒体３０を移動させる。本実施例におけるホログラム媒体３０は円板状であり、アクセス機構１５はホログラム媒体３０を円板の中心軸周りに回転させるスピンドルモータと、円板の所定の半径方向に移動させるスライド機構を備えている。また、ホログラム媒体３０の回転角度を検出するホログラム媒体回転角度検出部を備え、ホログラム媒体３０の回転角度に応じた信号を出力する。
　アクセス制御部１６は、アクセス機構１５を制御してドライブ制御部１１が指定する位置にホログラム媒体３０を位置づける。ホログラム媒体回転角度検出部の出力信号に基づいてスピンドルモータを駆動してホログラム媒体３０の回転角度を制御し、また、スライド機構を駆動してホログラム媒体３０の半径方向位置を制御する。
　ホログラム記録再生光学系１２は、干渉性の高い４０５ｎｍ帯の波長可変なレーザ光源を備え、記録モードにおいては空間光変調素子により２次元データで空間変調された信号光と参照光をホログラム媒体３０に照射してホログラムを形成することで２次元データを記録する。また、再生モードにおいてはホログラム媒体３０に記録されているホログラムに記録時とは反対の方向から参照光を照射することで２次元データを２次元光検出素子で検出して再生する。
　キュア光学系１３は、ホログラム媒体３０に干渉性の低い光束を照射してプリキュアおよびポストキュアを行う。プリキュアとは、信号光と参照光を照射してホログラムを記録する領域を予め感光しやすくする目的で行うホログラム記録の前処理である。ポストキュアは、前述したように、意図しない感光によって記録したホログラムの品質が劣化しないようにホログラムを記録した領域を不活化する目的で行うホログラム記録の後処理である。ポストキュアには所定の時間を要することから、高速にデータを記録するためには１回の照射でなるべく多くのホログラムに対してポストキュアを行うことが望ましい。本実施例においては、キュア光学系１３がホログラム媒体３０に照射する光束の面積は、信号光および参照光がホログラム媒体３０に照射される面積と比較して十分大きくなるよう構成する。
　光学系制御部１４は、ホログラム記録再生光学系１２とキュア光学系１３に搭載されている各デバイスを制御する。ホログラム媒体３０の所定の位置にホログラムを多重して記録再生するために、ホログラム記録再生光学系１２のレーザ光源を所定の光量で発光するように駆動し、各アクチュエータを駆動して記録モードと再生モードの切り替えおよびホログラム媒体３０に照射する参照光入射角度の制御を行う。また、プリキュアおよびポストキュアとして適切なエネルギーをホログラム媒体３０に照射するように、キュア光学系１３に搭載されている光源を駆動する。
　なお、以降はホログラム媒体３０の所定の領域に所定の参照光入射角度で記録した各ホログラムをページと呼び、所定の領域に複数の参照光入射角度で複数のページを多重記録したホログラム群をブックと呼ぶ。
　記録情報処理部１７は、ユーザデータおよび管理情報を空間光変調素子に表示する２次元データに変換する。ユーザデータおよび管理情報を複数のデータ列に分割後、ＣＲＣ（巡回冗長検査）用のパリティ付加、スクランブル処理、誤り訂正符号の付加を行う。このデータ列をサブページ分の２次元データに変換し、複数のサブページを集めて１ページ分の２次元データを構成し、マーカーを付加して空間光変調素子に転送する。
　再生情報処理部１８は、２次元光検出素子で検出した画像からユーザデータおよび管理情報を再生する。受信した画像データのマーカーを基準に画像位置を検出して画像の歪みを補正し、２値化処理を行い、マーカーを除去して１ページ分の２次元データを取得する。サブページ毎の複数のデータ列に変換し、誤り訂正処理、スクランブル解除、ＣＲＣを行い、ユーザデータおよび管理情報を取得する。
　信号品質取得部１９は、再生情報処理部１８によるユーザデータの取得の過程において所定のデータ単位毎にエラーレートや画像データの統計情報等の信号品質情報を取得する。
　記録密度設定部２０は、ドライブ装置１０がホログラム媒体３０に記録するホログラムの記録密度を任意に設定する機能を備えている。本実施例においては、各ページの参照光入射角度の設定値の組み合わせを任意に設定する機能を備え、ページ間隔の粗密を変更することでホログラムの記録密度を変更する。
　本実施例におけるドライブ装置１０は２つの記録モードを備えている。１つはユーザデータを所定の第１の記録密度で記録する通常記録モードであり、もう１つは記録密度指定コマンドで上位装置から指定された第２の記録密度でユーザデータを記録する交替記録モードである。ライブラリ制御部７１は、ドライブ装置１０の動作モードを指定することによりドライブ装置１０の記録密度を切替える。
　図４は本発明の第１の実施例におけるホログラム媒体３０のデータ領域の配置図である。本実施例のホログラム媒体３０は、ユーザデータ領域３１と、スペア領域３２と、管理情報領域３３に分割されている。また、各領域の間には、ポストキュアによる不活化の影響範囲を考慮して、図示しない所定のギャップ領域が設けられている。また、ホログラムの記録パラメータを調整する目的で、図示しない学習領域を備える。
　ユーザデータ領域３１は、ユーザデータを高密度に記録するための領域であり、ホログラム媒体３０のフォーマット処理時に所定の記録密度および容量に決定される。システム制御装置６０およびライブラリ制御部７１は、このユーザデータ領域３１の容量をホログラム媒体３０の容量として認識する。ユーザデータは、所定の記録密度のホログラム４１としてユーザデータ領域３１に記録される。
　スペア領域３２は、ユーザデータ領域３１に記録したユーザデータのうち、交替処理が必要なユーザデータを書き直すための領域である。記録密度および容量はホログラム媒体３０のフォーマット処理時には決定されず、記録密度決定部７７によって交替処理時に決定される。交替処理により書き直されるユーザデータは、記録密度決定部７７が決定した記録密度のホログラム４２としてスペア領域３２に記録される。
　管理情報領域３３は、管理情報を記録するための領域であり、ホログラム媒体３０のフォーマット処理時に所定の記録密度および所定の容量に決定される。管理情報は、所定の記録密度のホログラム４３として管理情報領域３３の所定の複数の位置に同一内容で記録される。
　次に、本実施例におけるホログラム記録方法を説明する。本実施例のホログラム記録再生システムは、所謂、ディスクアットワンスでユーザデータをホログラム媒体３０に記録する。つまり、１回の契機でホログラム媒体３０の容量に見合った大きさのユーザデータをまとめて記録し、さらに、ホログラム媒体３０のファイナライズ処理までを行う。
　図１は本発明の第１の実施例におけるホログラム記録方法のフローチャートである。システム制御装置６０の指示により、ライブラリ制御部７１は、任意のドライブ装置１０に未記録のホログラム媒体３０を装着させる。また、ホログラム媒体３０に所定のフォーマットで記録するため、ドライブ装置１０にホログラム媒体３０のフォーマット処理を指示し、ユーザデータ領域３１の記録密度（第１の記録密度）、管理情報領域３３の記録密度（第３の記録密度）、ユーザデータ領域３１とスペア領域３２および管理情報領域３３の各領域にブックを記録するための物理アドレスを設定する。本実施例では物理アドレスを極座標で表現する。一例として、半径と回転角度の組み合わせ、あるいは、予め所定の間隔で同心円状に定義したトラック番号と予め各トラック上に所定の間隔で配置されるように定義したブック番号の組み合わせである。また、記録密度の一例として、第１の記録密度をブックあたりのページ数を４４０ページ、平均ページ間隔を０．０５度に設定し、第３の記録密度をブックあたりのページ数を１１０ページ、平均ページ間隔を０．２０度に設定する。
　Ｓ１００において、ライブラリ制御部７１はドライブ装置１０を通常記録モードに設定し、また、ユーザデータの記録準備を指示する。ドライブ制御部１１は、ホログラム記録再生光学系１２を記録モードに設定し、記録密度設定部２０で記録するブックを第１の記録密度に設定し、ホログラム媒体３０の学習領域を利用して記録パラメータの調整を行う。調整手順の一例として、所定の学習領域に記録パラメータを変更した複数のホログラムを記録し、ポストキュアを行い、記録したホログラムを再生して評価し、記録パラメータの最適値を決定する。
　Ｓ１０１において、システム制御装置６０は、ライブラリ装置７０にホログラム媒体３０へのユーザデータの記録を指示し、ディスクアレイ８０からユーザデータを転送する。ライブラリ制御部７１は、ドライブ装置１０にユーザデータの記録を指示してユーザデータを転送する。ドライブ制御部１１は、ホログラム記録再生光学系１２を記録モードに設定し、記録密度設定部２０で記録するブックを第１の記録密度に設定し、受信したユーザデータの論理アドレスを所定のフォーマットに従って物理アドレスにジオメトリ変換し、ユーザデータ領域３１にブックを記録する。そして、全てのユーザデータの記録が終了するとユーザデータ領域３１に対してポストキュアを行い、ライブラリ制御部７１にユーザデータの記録完了を通知する。また、ライブラリ制御部７１はシステム制御装置６０にユーザデータの記録完了を通知する。
　Ｓ１０２において、システム制御部６０はライブラリ装置７０に対してホログラム媒体３０に記録したユーザデータの評価モード再生を指示する。ライブラリ制御部７１はドライブ装置１０に対して１ブック毎にユーザデータの再生と信号品質情報の報告を指示する。ドライブ制御部１１は、ホログラム記録再生光学系１２を再生モードに設定し、記録密度設定部２０で再生するブックを第１の記録密度に設定する。そして、ユーザデータ領域３１に記録したユーザデータを１ブック毎に再生してライブラリ制御部７１に転送し、また、ユーザデータの再生時に信号品質取得部１９で取得した信号品質情報を通知する。あるいは、ユーザデータの再生に失敗した場合はエラー情報を通知する。ライブラリ制御部７１は、ドライブ装置１０から受信したユーザデータをシステム制御装置６０に転送し、また、受信した信号品質情報に基づいて信号品質評価部７６で各ブックの信号品質を評価する。信号品質評価部７６は、各ブックの信号品質情報を所定の閾値と比較することで記録の成否を判定し（以下、ベリファイと呼ぶ）、十分な信号品質が得られなかったブックおよびユーザデータを再生できなかったブックの論理アドレスを特定する。一方、システム制御装置６０は、ライブラリ装置７０から受信したユーザデータに対して、データ比較部６１によりディスクアレイ８０に保存されているユーザデータと比較し（以下、コンペアと呼ぶ）、不一致のユーザデータを含むブックの論理アドレスを特定する。なお、本実施例においては、１ブック毎の信号品質情報に基づいてベリファイを行うことで効率的な評価を可能とする。同一ブックにおける各ページの信号品質は、同一物理アドレスに同一契機で記録されることから、レーザ光源の干渉性変動やサーボ偏差などの記録時の制御条件および媒体欠陥の影響が類似して同一の傾向を示す可能性が高い。従って、例えばページ毎にベリファイを行う場合は連続して異常を検出する可能性が高いが、本実施例によれば信号品質情報を通知する回数を削減して評価時間を短縮可能である。また、複数ブック毎にベリファイを行う場合は正常なブックまで書き直す可能性があり、本実施例により交替処理に要する時間短縮およびスペア領域の容量削減が可能である。
　評価モード再生の終了後、システム制御装置６０はライブラリ装置７０にベリファイ結果の通知を指示する。ユーザデータ領域３１に記録した全てのユーザデータに対して信号品質が不十分なブックが検出されなかった場合には、ライブラリ制御部７１はシステム制御装置６０にベリファイ結果が正常だった旨を通知する。更にコンペアでも異常を検出しなかった場合には、Ｓ１０８において、システム制御装置６０はライブラリ装置７０にホログラム媒体３０のファイナライズを指示し、ライブラリ制御部７１はドライブ装置１０にファイナライズを指示し、ドライブ制御部１１は所定のフォーマットに従ってホログラム媒体３０の管理情報を生成する。管理情報の内容については後述する。
　また、Ｓ１０９において、ドライブ制御部１１は、ホログラム記録再生光学系１２を記録モードに設定し、記録密度設定部２０で記録するブックを第３の記録密度に設定し、管理情報領域３３の所定の複数の物理アドレスに管理情報を複数記録し、管理情報領域３３および未記録のスペア領域３２に対してポストキュアを行う。
　そして、ドライブ装置１０がライブラリ制御部７１にファイナライズの終了を通知し、ライブラリ装置７０がシステム制御装置６０に正常終了を通知して記録処理を終了する。
　一方、Ｓ１０２におけるベリファイまたはコンペアで異常を検出した場合には、当該のブックに対する交替処理を行う。システム制御装置６０によるベリファイ結果の通知指示に対して、ライブラリ制御部７１は、信号品質評価部７６で検出した十分な信号品質が得られなかったブックの論理アドレスをシステム制御装置６０に通知する。
　Ｓ１０３において、システム制御装置６０は、ライブラリ装置７０から受信した信号品質が不十分なブックの論理アドレスと、データ比較部６１で不一致を検出したブックの論理アドレスを集約して、交替処理を行う全てのユーザデータを特定する。ところで、交替処理が必要なユーザデータの量は不定のため、ディスクのフォーマット処理時に決定した交替領域の容量が小さすぎると、全ての書き直しが必要なデータに対して交替処理ができず記録失敗に至る。そこで、Ｓ１０４において、システム制御装置６０はライブラリ装置７０に交替処理が必要なユーザデータの量（ユーザデータ領域３１におけるブック数）を通知し、記録密度決定部７７は、受信した交替処理が必要なユーザデータ領域３１におけるブック数と、フォーマット処理時にスペア領域３２に割り当てられた物理アドレスで決定される記録可能なブック数との比率（以下、交替ブック数比率と呼称する）に基づいて、スペア領域３２の記録密度（第２の記録密度）を決定する。
　一例として、第１の記録密度におけるブックあたりのページ数に交替ブック数比率を乗じて小数点以下を切り捨てたページ数を第２の記録密度におけるブックあたりのページ数とする。ただし、ページ数には上限と下限を設ける。
　以下に具体例を示す。交替処理が必要なユーザデータ量が少ない例として、交替ブック数比率が０．５以下の場合には、図５に示すように、スペア領域３２における平均ページ間隔をユーザデータ領域３１の平均ページ間隔の２倍、第２の記録密度を第１の記録密度の半分とする。前述の第１の記録密度の例に倣えば、第１の記録密度はブックあたりのページ数が４４０ページ、平均ページ間隔が０．０５度であるのに対し、第２の記録密度はブックあたりのページ数を２２０ページ、平均ページ間隔を０．１０度に設定する。また、交替処理が必要なユーザデータ量が多い例として、交替ブック数比率が１．０に近い場合には、図６に示すように、スペア領域３２における平均ページ間隔をユーザデータ領域３１の平均ページ間隔を等しくし、第２の記録密度を第１の記録密度と同じとする。なお、図５および図６は、角度多重して記録したホログラムの参照光角度に対する回折効率を示しており、回折効率のピークの参照光角度にページが記録されている。図６は、ページ間隔が狭くなるほど隣接するページのクロストークが増加することを示しており、この隣接ページのクロストークはノイズとして各ページの信号品質を劣化させる要因となる。従って、図５のようにページ間隔を拡大することで、隣接ページのクロストークの影響を抑制し、信号品質を向上させることができる。また、ブックあたりのページ数を減らすことにより、ページあたりの記録材料濃度が増加して回折効率が改善し、信号品質を向上させることができる。
　Ｓ１０５において、ライブラリ制御部７１はドライブ装置１０を交替記録モードに設定して第２の記録密度を指定し、また、ユーザデータの記録準備を指示する。ドライブ制御部１１は、ホログラム記録再生光学系１２を記録モードに設定し、記録密度設定部２０で記録するブックを第２の記録密度に設定し、再度、ホログラム媒体３０の学習領域を利用して記録パラメータの調整を行う。ユーザデータ領域３２にユーザデータを記録している間に、ドライブ装置１０の内部温度変化等で最適パラメータが変化している可能性があるためである。ホログラム媒体３０の領域毎に記録感度が相違する可能性を考慮すると、学習領域はスペア領域３２の近傍であることが望ましい。
　Ｓ１０６において、システム制御装置６０は、ライブラリ装置７０に交替処理が必要なユーザデータをホログラム媒体３０に記録するよう指示し、ディスクアレイ８０から交替処理を行うユーザデータを転送する。さらに、ライブラリ制御部７１はドライブ装置１０にユーザデータの記録を指示してユーザデータを転送する。
　ドライブ制御部１１は、ホログラム記録再生光学系１２を記録モードに設定し、記録密度設定部２０で記録するブックを第２の記録密度に設定し、受信したユーザデータの論理アドレスを所定の規則に従ってスペア領域３２の物理アドレスにジオメトリ変換し、スペア領域３２にブックを記録する。そして、交替処理が必要な全てのユーザデータの記録が終了するとスペア領域３２に対してポストキュアを行い、ライブラリ制御部７１に交替処理の完了を通知する。また、ライブラリ制御部７１はシステム制御装置６０に交替処理の完了を通知する。
　Ｓ１０７において、システム制御部６０はライブラリ装置７０に対して交替処理したユーザデータの評価モード再生を指示する。ライブラリ制御部７１はドライブ装置１０に対して１ブック毎に交替処理したユーザデータの再生と信号品質情報の報告を指示する。ドライブ制御部１１は、ホログラム記録再生光学系１２を再生モードに設定し、記録密度設定部２０で再生するブックを第２の記録密度に設定する。そして、スペア領域３２に記録したユーザデータを１ブック毎に再生してライブラリ制御部７１に転送し、また、ユーザデータの再生時に信号品質取得部１９で取得した信号品質情報を通知する。あるいは、ユーザデータの再生に失敗した場合はエラー情報を通知する。ライブラリ制御部７１はドライブ装置１０から受信したユーザデータをシステム制御装置６０に転送し、また、受信した信号品質情報に基づいて信号品質評価部７６でベリファイを行う。一方、システム制御装置６０は、ライブラリ装置７０から受信したユーザデータに対して、データ比較部６１によりコンペアを行う。
　スペア領域３２に記録したユーザデータの評価モード再生の終了後、システム制御装置６０はライブラリ装置７０にベリファイ結果の通知を指示する。スペア領域３２に記録した全てのユーザデータに対して信号品質が不十分なブックおよび再生不能なブックが検出されなかった場合には、ライブラリ制御部７１はシステム制御装置６０にベリファイ結果が正常だった旨を通知する。さらに、コンペアでも異常を検出しなかった場合には、Ｓ１０８において、システム制御装置６０はライブラリ装置７０にホログラム媒体３０のファイナライズを指示する。そして、ライブラリ制御部７１の指示により、ドライブ装置１０は所定のフォーマットに従ってホログラム媒体３０の管理情報を生成する。
　ここで、管理情報の内容を説明する。図７は本発明の第１の実施例における管理情報の構成例である。管理情報はヘッダ部とボディ部で構成する。ヘッダ部には管理情報自体の情報（メタ情報）を保持する。また、ボディ部には媒体３０に関する各種の情報が保持し、少なくとも第２の記録密度に関する情報と交替リストを含む。本実施例において、第２の記録密度に関する情報は、ページ間隔やブックの各ページの参照光角度の組合せを指定する情報である。また、交替リストは、ドライブ装置１０が上位装置により指定されたユーザデータの論理アドレスをホログラム媒体３０の物理アドレスにジオメトリ変換する際に、交替処理を行ったユーザデータの物理アドレスを特定するための情報であり、ユーザデータ領域３１の交替元の物理アドレス情報とスペア領域３２の交替先の物理アドレス情報とのペアのリストで構成する。本実施例においては、第１の記録密度と第２の記録密度が異なる場合に、交替元の１個のブックに対して、交替先は複数のブックで記録することから、一例として、交替元についてはブックの物理アドレス情報を保持し、交替先については先頭ブックの物理アドレスと先頭ページ番号、および最終ブックの物理アドレスと最終ページ番号を保持する。これらの情報を保持することにより、ある交替処理における交替先の最終ブックの最終ページの次のページに他の交替処理の先頭ブックの先頭ページを記録し、スペア領域に効率よくデータを記録することが可能である。
　Ｓ１０９において、ドライブ制御部１１は、ホログラム記録再生光学系１２を記録モードに設定し、記録密度設定部２０で記録するブックを第３の記録密度に設定し、管理情報領域３３の所定の複数の物理アドレスに管理情報を複数ブック記録し、管理情報領域３３および未記録のスペア領域３２に対してポストキュアを行う。
　そして、ドライブ装置１０がライブラリ制御部７１にファイナライズの終了を通知し、ライブラリ装置７０がシステム制御装置６０に正常終了を通知して記録処理を終了する。
　一方、Ｓ１０７におけるベリファイまたはコンペアで異常を検出した場合には、ホログラムディスク３０への記録失敗であり、Ｓ１１０において、システム制御装置６０はエラー処理を行う。ユーザにエラーを報告し、当該ホログラム媒体３０に対する記録処理を終了する。次に、本実施例におけるホログラム再生方法を説明する。図８は本発明の第１の実施例におけるホログラム再生方法のフローチャートである。システム制御装置６０の指示により、ライブラリ制御部７１は、任意のドライブ装置１０に本発明のホログラム記録方法で記録済みのホログラム媒体３０を装着させる。
　Ｓ１２０において、ライブラリ制御部７１がドライブ装置１０にユーザデータの再生準備を指示し、ドライブ制御部１１は、ホログラム記録再生光学系１２を再生モードに設定し、記録密度設定部２０で再生するブックを第３の記録密度に設定する。また、Ｓ１２１において、ホログラム媒体３０の管理情報領域３３の所定の物理アドレスに記録された管理情報を再生し、第２の記録密度に関する情報と交替リストを取得する。
　Ｓ１２２において、システム制御装置６０はライブラリ装置７０に対してホログラム媒体３０に記録されているユーザデータの再生を指示し、ライブラリ制御部７１はドライブ装置１０に再生を指示する。ドライブ制御部１１は、ホログラム記録再生光学系１２を再生モードに設定し、また、交替リストを参照して再生要求のあったユーザデータの論理アドレスをホログラム媒体３０の物理アドレスにジオメトリ変換する。
　Ｓ１２３において、ドライブ制御部１１は、再生すべきユーザデータがユーザデータ領域３１に記録されている場合には記録密度設定部２０でブックの再生条件を第１の記録密度に設定し、また、再生すべきユーザデータがスペア領域３２に記録されている場合には記録密度設定部２０でブックの再生条件を第２の記録密度に設定する。
　Ｓ１２４において、ドライブ装置１０は、再生すべきユーザデータが記録されている物理アドレスにアクセスし、ユーザデータを再生してライブラリ制御部７１に転送する。また、ライブラリ装置７０はシステム制御装置６０にユーザデータを転送する。そして、全てのユーザデータの転送が終了すると、再生を終了する。
　本実施例では、ユーザデータ領域におけるブック単位で交替処理を行うことにより、例えばページ単位で交替処理を行う場合と比較してスペア領域にアクセスする回数を削減可能であり、交替データ再生に伴う再生データ転送速度低下の抑制が期待できる。また、複数ブック単位で交替処理を行う場合と比較しても、ブック数が少ない分、アクセス回数の削減が期待できる。
　なお、本実施例のホログラム記録方法においては、システム制御装置６０が交替処理を制御する構成を示したが、本発明はこれに限るものではなく、ライブラリ装置７０が交替処理を制御するように構成することも可能である。その場合、ライブラリ装置７０は、システム制御装置６０にコンペアの結果を要求して交替処理が必要なユーザデータを特定し、また、システム制御装置６０に交替処理が必要なユーザデータの転送を要求する。システム制御装置６０の負荷を軽減する効果が期待できる。
　また、本実施例においては１ブック単位で信号品質の評価と交替処理を行う構成を示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、１ページ単位で構成することが可能であり、交替処理を行うユーザデータ量の削減が期待できる。あるいは、複数ブック単位で構成することが可能であり、交替リストの容量の削減が期待できる。
　以上に述べたように、本実施例によれば、交替処理を良好な信号品質で記録することが可能であり、ホログラム媒体にデータを高密度に記録する際の記録失敗を抑止することができる。特に、スペア領域の記録密度を交替処理するユーザデータの量に応じて可変することにより、交替処理を良好な信号品質で記録することと全ての書き直しが必要なデータに対して交替処理を実施することを両立し、交替処理が可能な回数が１回の場合であっても、ホログラム媒体にデータを高密度に記録する際の記録エラーの発生を効果的に抑止することが可能である。
　図９は本発明の第２の実施例におけるホログラム記録再生システムのブロック図である。第１の実施例におけるホログラム記録再生システムとの違いは、システム制御装置６０に異常原因推定部６２と記録密度決定部７７を備える点である。
　異常原因推定部６２は、ベリファイまたはコンペアで異常を検出した場合に、異常の原因を推定する機能を有する。一例として、異常を検出した物理アドレスの連続性が高い領域については異常の原因をホログラム媒体３０の媒体欠陥と推定し、それ以外の原因と分離する。
　記録密度決定部７７は、第１実施例と同様に、交替処理における第２の記録密度を決定する機能を備える。
　また、本実施例におけるドライブ装置１０は２種類の記録コマンドに対応する機能を備えている。１つはユーザデータを所定の第１の記録密度で記録する通常記録コマンドであり、もう１つは第２の記録密度でユーザデータを記録する交替記録コマンドである。さらに、交替記録コマンドのパラメータ指定により、予め数種類のプリセット値が設定されている第２の記録密度を切替えることができる。ライブラリ制御部７１は、２種類の記録コマンドを使い分けることでドライブ装置１０の記録密度を切替えることができる。
　その他の構成要素については第１の実施例と同様であり、説明を省略する。
　図１０は本発明の第２の実施例におけるホログラム記録方法のフローチャートである。第１の実施例におけるホログラム記録方法と大きく異なるのは、異常原因推定部６２で推定した異常の主な原因に応じて交替処理の内容を切り替える点である。第１の実施例と同様の処理については、適宜、説明を省略する。
　Ｓ１００において、ライブラリ制御部７１はドライブ装置１０にユーザデータの記録準備を指示し、第１実施例と同様に、ホログラム媒体３０の学習領域を利用して記録パラメータの調整を行う。
　Ｓ１０１において、システム制御装置６０はライブラリ装置７０にホログラム媒体３０へのユーザデータの記録を指示してユーザデータを転送する。ライブラリ制御部７１はドライブ装置１０に通常記録コマンドでユーザデータの記録を指示し、ドライブ制御部１１は受信したユーザデータをユーザデータ領域３１に第１の記録密度で記録する。
　Ｓ１０２において、第１の実施例と同様に、ユーザデータ領域３１に記録したユーザデータを評価モード再生してベリファイとコンペアを行う。
　第１の実施例と同様に、ベリファイまたはコンペアで異常を検出しなかった場合には、Ｓ１０８においてホログラム媒体３０のファイナライズを指示して管理情報を生成し、Ｓ１０９において管理情報領域３３の所定の複数の物理アドレスに第３の記録密度で管理情報を複数ブックとして記録し、記録処理を終了する。
　一方、Ｓ１０２におけるベリファイまたはコンペアで異常を検出した場合には、当該のブックに対する交替処理を行うため、Ｓ１０３において交替処理を行う全てのユーザデータを特定する。
　Ｓ１１１において、システム制御装置６０は、ベリファイまたはコンペアで検出した異常の主な原因を異常原因推定部６２により推定する。
　Ｓ１１１における推定原因が媒体欠陥の場合には、当該のホログラム媒体３０には製造上の何らかの要因で媒体欠陥が多い可能性があり、スペア領域３２にも媒体欠陥が多いことが懸念される。そして、スペア領域３２に媒体欠陥が多いと、ホログラムの形成が不十分となるために、記録密度を下げて記録したとしても十分な信号品質を確保できない可能性が高くなる。
　そこで、Ｓ１１３において、システム制御装置６０は、ライブラリ装置７０に交替処理が必要なユーザデータをホログラム媒体３０に記録するよう複数回指示し、ディスクアレイ８０から交替処理を行うユーザデータを転送する。ライブラリ制御部７１は、ドライブ装置１０に通常記録コマンドでユーザデータの記録を指示してユーザデータを転送する。ドライブ制御部１１は、ホログラム記録再生光学系１２を記録モードに設定し、記録密度設定部２０で記録するブックを第１の記録密度に設定し、受信したユーザデータの論理アドレスを所定の規則に従ってスペア領域３２の物理アドレスにジオメトリ変換し、スペア領域３２にブックを記録する。交替処理が必要な全てのユーザデータの記録が終了すると、再度、同じユーザデータをスペア領域３２に記録する。つまり、１個の交替元のユーザデータに対して、スペア領域３２に第１の記録密度で複数の交替先のユーザデータを記録する。スペア領域３２に対してポストキュアを行い、ライブラリ制御部７１に交替処理の完了を通知する。また、ライブラリ制御部７１はシステム制御装置６０に交替処理の完了を通知する。
　一方、Ｓ１１１における推定原因が媒体欠陥以外の場合には、ドライブ装置１０の記録動作において何らかの要因で動作マージンが減少して信号品質が低下したと考えられるため、記録密度を下げて記録することで信号品質の改善が期待できる。そこで、第１の実施例と同様に、スペア領域３２に第２の記録密度でユーザデータを記録する。
　Ｓ１０４において、システム制御装置６０は、記録密度決定部７７で、交替ブック数比率に基づいて、第２の記録密度を決定する。本実施例においては、所定の範囲の交替ブック数比率と第２の記録密度のプリセット値の対応関係を予め設定し、更に、第２の記録密度のプリセット値を交替記録コマンドのパラメータ指定値に対応させる。
　具体例として、第２の記録密度として３種類のプリセット値を設ける場合の一例を説明する。交替ブック数比率が０．５以下の場合には、スペア領域３２における平均ページ間隔をユーザデータ領域３１の平均ページ間隔の２倍として、第２の記録密度を第１の記録密度の半分とし、対応する交替記録コマンドのパラメータ指定値をＬとする。また、交替ブック数比率が０．５より大きく０．６６以下の場合には、スペア領域３２における平均ページ間隔をユーザデータ領域３１の平均ページ間隔の１．５倍として、第２の記録密度を第１の記録密度の０．６７倍とし、交替記録コマンドのパラメータ指定値をＭとする。交替ブック数比率が０．６６より大きい場合には、第２の記録密度を第１の記録密度と同じとし、交替記録コマンドのパラメータ指定値をＨとする。
　Ｓ１０５において、ライブラリ制御部７１はドライブ装置１０にユーザデータの記録準備を指示し、第１実施例と同様に、再度、ホログラム媒体３０の学習領域を利用して記録パラメータの調整を行う。
　Ｓ１０６において、システム制御装置６０はライブラリ装置７０に交替処理が必要なユーザデータをホログラム媒体３０に記録するよう指示し、ライブラリ制御部７１はドライブ装置１０に交替記録コマンドでユーザデータの記録を指示し、ドライブ制御部１１は受信したユーザデータをスペア領域３２に第２の記録密度で記録する。
　Ｓ１０６またはＳ１１３で交替処理が終了すると、Ｓ１０７において、第１の実施例と同様に、スペア領域３２に記録したユーザデータを評価モード再生してベリファイとコンペアを行う。
　スペア領域３２に記録したユーザデータの評価モード再生の終了後、システム制御装置６０はライブラリ装置７０にベリファイ結果の通知を指示する。ユーザデータ領域３１に記録した全てのユーザデータに対して信号品質が不十分なブックおよび再生不能なブックが検出されなかった場合には、ライブラリ制御部７１はシステム制御装置６０にベリファイ結果が正常だった旨を通知する。ただし、交替先のユーザデータを複数記録した場合には、少なくとも１個のユーザデータの信号品質が良好であれば正常とする。
　コンペアでも異常を検出しなかった場合には、Ｓ１０８において、ドライブ装置１０は所定のフォーマットに従ってホログラム媒体３０の管理情報を生成する。コンペアに関しても、交替先のユーザデータを複数記録した場合には、少なくとも１個のユーザデータが一致していれば正常とする。
　本実施例では、１個の交替先のブックには、１個の交替元のブックを対応させる。そのため、管理情報は、第１の実施例における管理情報の項目のうち、交替先の先頭ブックの先頭ページおよび交替先の最終ブックの最終ページを備えずに構成する。これらのページ情報を備えずに管理情報を構成することで、交替リストの容量を低減できる。また、交替先のユーザデータを複数記録した場合には、識別情報により交替回数を識別可能に構成し、複数の交替先を管理情報に記録しておくことで、一つ目の交替先の再生に失敗した場合に他の交替先を再生することができる。あるいは、いずれかひとつを交替先として管理情報に記録することも可能であり、その場合には交替リストの容量を低減できる。
　以下、第１の実施例と同様に、Ｓ１０９において、管理情報領域３３に第３の記録密度で管理情報を複数ブック記録し、ポストキュアを行って、記録処理を終了する。また、Ｓ１０７におけるベリファイまたはコンペアで異常を検出した場合には、Ｓ１１０においてエラー処理を行う。
　以上に述べたように、本実施例によれば、ベリファイまたはコンペアで検出した異常の原因に適した交替処理を行うことにより、さらに効果的に、ホログラム媒体にデータを高密度に記録する際の記録エラーの発生を抑止することが可能である。
　図１１は本発明の第３の実施例におけるドライブ装置１０のブロック図である。第１の実施例におけるドライブ装置１０との違いは、記録密度決定部７７を備える点である。
　記録密度決定部７７は、第１実施例と同様に、交替ブック数比率に基づいて交替処理における第２の記録密度を決定する機能を備える。そして、交替ブック数比率を計算するために、本実施例におけるドライブ装置１０は、上位装置から交替処理が必要なユーザデータの量を受信する手段を有する。
　また、記録密度設定部２０により、ページ間隔の粗密を変更することでホログラムの記録密度を変更することに加えて、スペア領域３２の物理アドレスを任意に設定することによりブックの間隔を拡大縮小して記録密度を変更することができる。
　図１２は本発明の第３の実施例におけるホログラム媒体３０のデータ領域の配置図である。第１の実施例におけるホログラム媒体３０との違いは、スペア領域３２を２つの領域に分割し、第１のスペア領域３２ａと第２のスペア領域３２ｂを備える点である。
　図１３は本発明の第３の実施例におけるホログラム記録方法のフローチャートである。第１の実施例におけるホログラム記録方法と大きく異なるのは、交替処理を複数回繰り返す点である。即ち、スペア領域３２ａに記録したユーザデータに対してベリファイとコンペアを行い、異常を検出したユーザデータをスペア領域３２ｂに記録する。第１の実施例と同様の処理については、適宜、説明を省略する。
　記録処理に先立ってホログラム媒体３０のフォーマット処理を行い、所定の第１の記録密度と第３の記録密度、およびユーザデータ領域３１と管理情報領域３３の物理アドレスを設定する。
　第１の実施例と同様に、Ｓ１００からＳ１０２の各処理を行い、Ｓ１０２におけるベリファイまたはコンペアで異常を検出しなかった場合には、Ｓ１０８において管理情報を生成し、Ｓ１０９において管理情報領域３３に第３の記録密度で管理情報を記録し、記録処理を終了する。
　一方、Ｓ１０２におけるベリファイまたはコンペアで異常を検出すると、Ｓ１０３において交替処理を行う全てのユーザデータを特定する。
　Ｓ１０４において、システム制御装置６０はライブラリ装置７０に交替処理が必要なユーザデータの量（ユーザデータ領域３１におけるブック数）を通知し、ライブラリ制御部７１はドライブ装置１０に交替処理が必要なユーザデータの量を通知する。記録密度決定部７７は、受信した交替処理が必要なユーザデータの量と、スペア領域３２ａの最大容量との比率に基づいて、スペア領域３２ａの記録密度（第２の記録密度）を決定する。即ち、ブックあたりのページ数および平均ページ間隔を決定し、また、スペア領域３２ａの物理アドレスを設定する。
　第１の実施例と同様に、Ｓ１０５において記録パラメータの調整を行い、Ｓ１０６においてユーザデータをスペア領域３２ａに第２の記録密度で記録し、Ｓ１０７においてスペア領域３２ａに記録したユーザデータを評価モード再生してベリファイとコンペアを行う。
　そして、ベリファイまたはコンペアで異常を検出しなかった場合には、Ｓ１０８において、ドライブ装置１０は所定のフォーマットに従ってホログラム媒体３０の管理情報を生成する。
　一方、Ｓ１０７においてスペア領域３２ａに記録したユーザデータに異常を検出した場合には、当該のユーザデータをスペア領域３２ｂに書き直す。即ち、再度、Ｓ１０３からＳ１０７までの処理を行う。
　ただし、Ｓ１０４においては、スペア領域３２ａに記録したユーザデータのうち交替処理が必要なユーザデータの量と、スペア領域３２ｂの最大容量との比率に基づいて、スペア領域３２ｂの記録密度（第２の記録密度）を決定する。Ｓ１０６においては、ユーザデータをスペア領域３２ｂに第２の記録密度で記録し、Ｓ１０７においては、スペア領域３２ｂに記録したユーザデータを評価モード再生してベリファイとコンペアを行う。
　ベリファイまたはコンペアで異常を検出しなかった場合には、Ｓ１０８において、ドライブ装置１０は所定のフォーマットに従ってホログラム媒体３０の管理情報を生成する。
　一方、Ｓ１０７においてスペア領域３２ｂのユーザデータに対するベリファイまたはコンペアで異常を検出した場合には、再度交替処理をすることができない。ホログラムディスク３０への記録失敗であり、Ｓ１１０において、システム制御装置６０はエラー処理を行う。ユーザにエラーを報告し、当該ホログラム媒体３０に対する記録処理を終了する。
　前述したように、スペア領域３２に媒体欠陥が多いと、ホログラムの形成が不十分となるために、記録密度を下げて記録したとしても十分な信号品質を確保できない可能性が高くなる。本実施例によれば、交替処理を２回行うことにより、さらに効果的に、ホログラム媒体にデータを高密度に記録する際の記録エラーの発生を抑止することが可能である。
　なお、本実施例ではスペア領域３２を２つに分割して交替処理を２回行う構成を示したが、本発明はこれに限るものではない。各領域間に設けるギャップ領域が増加するためスペア領域３２の容量効率は低下するが、スペア領域３２を３つ以上に分割して交替処理を３回以上行うように構成することは可能であり、媒体欠陥の多いホログラム媒体３０における記録エラーの発生の抑止に有効である。
　図１４は本発明の第４の実施例におけるホログラム媒体３０のデータ領域の配置図である。第１の実施例におけるホログラム媒体３０との違いは、スペア領域３２を複数のサブスペア領域３２ｃ、３２ｄ、等に分割している点である。各サブスペア領域はキュア光学系１３がホログラム媒体３０に照射する光束の面積と略一致させる。また、各サブスペア領域間には図示しない所定のギャップ領域を設ける。ユーザ領域３１と比較してスペア領域３２の平均記録密度は低下することになるが、交替可能回数を最大化することができる。
　図１５は本発明の第４の実施例におけるホログラム記録方法のフローチャートである。第１の実施例におけるホログラム記録方法と大きく異なるのは、サブスペア領域単位で交替処理と信号品質評価を複数回繰り返す点である。第１の実施例と同様の処理については、適宜、説明を省略する。
　記録処理に先立ってホログラム媒体３０のフォーマット処理を行い、所定の第１の記録密度と第３の記録密度、およびユーザデータ領域３１と管理情報領域３３の物理アドレスを設定する。
　第１の実施例と同様に、Ｓ１００からＳ１０２の各処理を行い、Ｓ１０２におけるベリファイまたはコンペアで異常を検出しなかった場合には、Ｓ１０８において管理情報を生成し、Ｓ１０９において管理情報領域３３に第３の記録密度で管理情報を記録し、記録処理を終了する。
　一方、Ｓ１０２におけるベリファイまたはコンペアで異常を検出すると、Ｓ１０３において交替処理を行う全てのユーザデータを特定する。
　交替処理が必要なユーザデータがあって、スペア領域３２に新たにサブスペア領域を設けられるだけの容量が残っている場合には、Ｓ１１１において、サブスペア領域（初回はサブスペア領域３２ｃ）を設けて当該サブスペア領域の容量に応じたユーザデータを記録する。本実施例においては、サブスペア領域の記録する第２の記録密度、即ち、ブックあたりのページ数および物理アドレスは予め設定されているものとする。また、ユーザデータとは別に記録パラメータの調整用データを記録する。
　Ｓ１１２においてサブスペア領域に記録したユーザデータを評価モード再生してベリファイとコンペアを行う。また、記録パラメータの調整用データを利用して、次のサブスペア領域（初回はサブスペア領域３２ｄ）にユーザデータを記録する際の記録パラメータを設定する。異常を検出した場合には、再び、Ｓ１０３において交替処理を行うユーザデータとして追加する。
　以下、交替が必要なユーザデータがなくなるまで、Ｓ１０３からＳ１１２までの処理を繰り返す。そして、Ｓ１０８において、ドライブ装置１０は所定のフォーマットに従ってホログラム媒体３０の管理情報を生成する。
　一方、交替が必要なユーザデータが残っているにもかかわらず、スペア領域の残容量が無くなった場合には、交替処理を続行することができない。ホログラムディスク３０への記録失敗であり、Ｓ１１０において、システム制御装置６０はエラー処理を行う。ユーザにエラーを報告し、当該ホログラム媒体３０に対する記録処理を終了する。
　本実施例によれば、交替処理の可能回数を最大化することで、媒体欠陥の多いホログラム媒体にデータを高密度に記録する際の記録エラーの発生を抑止することが可能である。特に、記録品質のばらつきが相対的に小さく、書き直すユーザデータ量に対して十分なスペア領域を確保できる可能性が高い場合に有効である。
　なお、本実施例では各サブスペア領域はキュア光学系１３がホログラム媒体３０に照射する光束の面積と略一致させる構成を示したが、本発明はこれに限るものではない。交替処理が必要なデータ量に応じて各サブスペア領域は面積を可変に構成することも可能であり、スペア領域の容量効率を改善することが可能である。
　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って、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、各実施例の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　また、上記の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。
１０・・・ホログラム媒体ドライブ装置、１１・・・ドライブ制御部、２０・・・記録密度設定部、３０・・・ホログラム媒体、３１・・・ユーザデータ領域、３２・・・スペア領域、３３・・・管理情報領域、４１・・・第１の記録密度で記録されたブック、４２・・・第２の記録密度で記録されたブック、４３・・・第３の記録密度で記録されたブック、６０・・・システム制御装置、７０・・・ライブラリ装置、７１・・・ライブラリ制御部、７６・・・信号品質評価部、７７・・・記録密度決定部

Claims (15)

  1. 　情報を重畳した信号光と参照光とをホログラム媒体に照射することにより前記情報をホログラムとして記録するホログラム記録方法であって、
    　ユーザデータを前記ホログラム媒体のユーザデータ領域に所定の第１の記録密度で記録し、
    　前記ユーザデータ領域に記録した前記ユーザデータを再生して信号品質を評価し、
    　前記信号品質の評価結果に基づいて前記ホログラム媒体のスペア領域に書き直すユーザデータを特定し、
    　前記書き直すユーザデータを前記スペア領域に前記第１の記録密度よりも低い第２の記録密度で記録することを特徴とするホログラム記録方法。
  2. 　請求項１に記載のホログラム記録方法であって、
    　前記スペア領域の容量と前記書き直すユーザデータの量とに基づいて前記第２の記録密度を決定することを特徴とするホログラム記録方法。
  3. 　請求項２に記載のホログラム記録方法であって、
    　管理情報を前記ホログラム媒体の所定の管理情報領域に前記第１の記録密度より低い所定の第３の記録密度で記録し、前記管理情報は前記第２の記録密度に関する情報を含むことを特徴とするホログラム記録方法。
  4. 　請求項３に記載のホログラム記録方法であって、
    　前記ホログラム媒体の所定の位置毎に複数のホログラムを角度多重してホログラム群として記録し、
    　前記ホログラム群を単位として前記書き直すユーザデータを特定し、
    　前記ホログラム群の角度多重数を変更することにより前記記録密度を変更し、
    　前記書き直すユーザデータに関して、少なくとも前記ユーザデータ領域に記録された前記ホログラム群の位置を特定する情報と、対応する前記スペア領域における複数の前記ホログラム群の位置を特定する情報とを前記管理情報に含むことを特徴とするホログラム記録方法。
  5. 　情報を重畳した信号光と参照光とを照射することにより前記情報がホログラムとして記録されたホログラム媒体から前記情報を再生するホログラム再生方法であって、
    　前記ホログラム媒体は、ユーザデータ領域とスペア領域と管理情報領域とを備え、
    　前記ユーザデータ領域には、第１の記録密度でユーザデータが記録されており、
    　前記スペア領域には、前記ユーザデータのうち所定の信号品質を満たさないために書き直したユーザデータが、前記第１の記録密度以下であって前記スペア領域の容量と前記書き直したユーザデータの量とに基づいて決定された第２の記録密度で記録されており、
    　前記管理情報領域には前記第１の記録密度より低い所定の第３の記録密度で管理情報が記録されているホログラム媒体であり、
    　前記管理情報を再生し、
    　前記管理情報に含まれる前記第２の記録密度に関する情報に基づいて前記スペア領域を再生する条件を決定し、
    　前記ユーザデータ領域から前記ユーザデータを再生し、また、前記スペア領域から前記書き直したユーザデータを再生することを特徴とするホログラム再生方法。
  6. 　情報を重畳した信号光と参照光とを照射することにより前記情報をホログラムとして記録するホログラム媒体であって、
    　ユーザデータを第１の記録密度で記録するためのユーザデータ領域と、
    　前記ユーザデータ領域に記録した前記ユーザデータのうち所定の信号品質を満たさないために書き直すユーザデータを前記第１の記録密度以下の第２の記録密度で記録するためのスペア領域と、を備えることを特徴とするホログラム媒体。
  7. 　請求項６に記載のホログラム媒体であって、
    　前記第２の記録密度は前記スペア領域の容量と前記書き直したユーザデータの量とに基づいて決定されることを特徴とするホログラム媒体。
  8. 　請求項７に記載のホログラム媒体であって、
    　前記第１の記録密度より低い所定の第３の記録密度で管理情報を記録するための管理情報領域を備え、
    　前記管理情報は前記第２の記録密度に関する情報を含むことを特徴とするホログラム媒体。
  9. 　請求項８に記載のホログラム媒体であって、
    　所定の位置毎に複数の前記ホログラムが角度多重されてホログラム群として記録され、
    　前記ホログラム群を単位として前記書き直すユーザデータは特定され、
    　前記ホログラム群の角度多重数を変更することにより前記記録密度が変更され、
    　前記書き直すユーザデータに関して、少なくとも前記ユーザデータ領域に記録された前記ホログラム群の位置を特定する情報と、対応する前記スペア領域における複数の前記ホログラム群の位置を特定する情報とを前記管理情報に含むことを特徴とするホログラム媒体。
  10. 　情報を重畳した信号光と参照光とをホログラム媒体に照射することにより前記情報をホログラムとして記録するホログラム記録再生装置と、前記ホログラム記録再生装置に接続されたシステム制御装置と、から構成されるホログラム記録再生システムであって、
    　前記システム制御装置または前記ホログラム記録再生装置のいずれかに、前記ホログラム媒体に記録されたホログラムの信号品質を評価する信号品質評価部と、前記ホログラム媒体に記録するホログラムの密度を決定する記録密度決定部と、を備え、
    　前記システム制御装置は、
    　前記ホログラム記録再生装置にユーザデータを送信し、
    　前記ホログラム記録再生装置が前記ホログラム媒体のユーザデータ領域に前記ユーザデータを所定の第１の記録密度で記録し、また、前記ユーザデータ領域に記録されたユーザデータを再生し、
    　前記信号品質評価部が前記ユーザデータ領域に記録されたユーザデータの信号品質を評価して前記ホログラム媒体のスペア領域に書き直すユーザデータを特定し、
    　前記記録密度決定部が前記スペア領域の容量と前記書き直すユーザデータの量とに基づいて前記スペア領域に記録するホログラムの第２の記録密度を前記第１の記録密度以下となるように決定するように制御し、
    　また、前記ホログラム記録再生装置に前記書き直すユーザデータを送信し、
    　前記ホログラム記録再生装置が前記スペア領域に前記第２の記録密度で前記書き直すユーザデータを記録するように制御すること、を特徴とするホログラム記録再生システム。
  11. 　請求項１０に記載のホログラム記録再生システムであって、
    　前記ホログラム記録再生装置は、前記ホログラム媒体の所定の管理情報領域に前記第１の記録密度より低い所定の第３の記録密度で前記第２の記録密度に関する情報を含む管理情報を記録すること、を特徴とするホログラム記録再生システム。
  12. 　情報を重畳した信号光と参照光とをホログラム媒体に照射することにより前記情報をホログラムとして記録するホログラム記録再生装置であって、
    　前記ホログラム記録再生装置は、制御部と、前記信号光と前記参照光とを前記ホログラム媒体に照射する記録再生部と、を備え、
    　前記制御部は、
    　前記記録再生部が、接続された上位装置から受信したユーザデータを前記ホログラム媒体のユーザデータ領域に所定の第１の記録密度で記録し、前記ユーザデータ領域に記録した前記ユーザデータを再生するように制御し、
    　また、前記上位装置から受信した書き直すユーザデータを、前記ホログラム媒体のスペア領域に前記スペア領域の容量と前記書き直すユーザデータの量とに基づいて決定された前記第１の記録密度以下の第２の記録密度で記録するように制御すること、を特徴とするホログラム記録再生装置。
  13. 　請求項１２に記載のホログラム記録再生装置であって、
    　前記制御部は、前記記録再生部が前記ホログラム媒体の所定の管理情報領域に前記第１の記録密度より低い所定の第３の記録密度で前記第２の記録密度に関する情報を含む管理情報を記録するように制御すること、を特徴とするホログラム記録再生装置。
  14. 　請求項１２に記載のホログラム記録再生装置であって、
    　前記第２の記録密度を決定する記録密度決定部を備えることを特徴とするホログラム記録再生装置。
  15. 　請求項１２に記載のホログラム記録再生装置であって、
    　前記上位装置からの指示に従って前記第１の記録密度と前記第２の記録密度を切替えることを特徴とするホログラム記録再生装置。
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