(57)【要約】【課題】ホログラム記録再生装置に関し、スペックルパターンを用いた多重記録をする場合の記録および再生信頼性を向上させることを課題とする。【解決手段】レーザ光を出力する１つの光源と、情報光を媒体に照射する情報光照射部と、特定のスペックルパターンが媒体に形成されるように、参照光を照射する参照光照射部とを備える。参照光照射部は、レーザ光が通過する光路上に設けられかつ前記参照光を生成する拡散板と、拡散板を回転させる回転制御部と、拡散板に形成された識別情報を検出する識別情報検出部とからなる。拡散板は、異なる識別情報が形成された複数個のエンコード記憶領域と、各識別情報によって特定される複数個の拡散パターン生成領域とを備える。検出された識別情報に基づいて、レーザ光が出力されている時に、所望の拡散パターン生成領域がレーザ光が通過する光路上にくるように、拡散板の位置を制御する。【選択図】図２
2007121453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出力する１つの光源と、
記録要求された情報に対応付けて前記レーザ光を変調した情報光を、ホログラム記録媒体に照射する情報光照射部と、
特定のスペックルパターンが前記媒体に形成されるように、前記レーザ光から生成される参照光を、前記媒体上の前記情報光の照射位置と同じ位置に照射する参照光照射部とを備え、
前記参照光照射部が、前記レーザ光が通過する光路上に設けられかつ前記参照光を生成する拡散板と、前記拡散板を回転させる回転制御部と、前記拡散板の表面に予め形成された識別情報を検出する識別情報検出部とからなり、
前記拡散板が、それぞれ異なる識別情報が形成された複数個のエンコード記憶領域と、前記各識別情報によって特定される複数個の拡散パターン生成領域とを備え、
前記拡散パターン生成領域は、その領域を通過する前記レーザ光を、特定のスペックルパターンを形成するための参照光に変換させ、
前記参照光照射部は、前記識別情報検出部によって検出される識別情報に基づいて、前記回転制御部に拡散板を回転させ、前記レーザ光が出力されている時に、所望の拡散パターン生成領域が前記レーザ光が通過する光路上にくるように、拡散板の位置を制御することを特徴とする記録再生装置。
【請求項２】
ユーザデータをホログラム記録媒体に記録する記録制御部をさらに備え、記録制御部は、そのユーザデータを記録すべき媒体上の位置を特定し、記録時に出力されるレーザ光が透過すべき拡散パターン生成領域Ａを特定した後、前記参照光照射部に、前記特定した拡散パターン生成領域Ａが、レーザ光の出力時にレーザ光が通過する光路上にくるように拡散板の位置を制御させ、かつ光源からレーザ光を出力させることを特徴とする請求項１の記録再生装置。
【請求項３】
ホログラム記録媒体に記録されたユーザデータを再生する再生制御部をさらに備え、再生制御部は、前記再生すべきユーザデータが記録されている媒体上の位置を特定し、再生時に出力されるレーザ光が透過すべき拡散パターン生成領域Ｂを特定した後、前記参照光照射部に、前記特定した拡散パターン生成領域Ｂが、レーザ光の出力時にレーザ光が通過する光路上にくるように拡散板の位置を制御させ、かつ光源からレーザ光を出力させることを特徴とする請求項１の記録再生装置。
【請求項４】
ホログラム記録媒体に記録されたユーザデータを再生する再生制御部をさらに備え、再生制御部は、前記再生すべきユーザデータが記録されている媒体上の位置を特定し、前記記録制御部がそのユーザデータを記録するときに特定した拡散パターン生成領域Ａを検出した後、前記参照光照射部に、前記拡散パターン生成領域Ａがレーザ光の出力時に、レーザ光が通過する光路上にくるように拡散板の位置を制御させ、かつ光源からレーザ光を出力させることを特徴とする請求項２の記録再生装置。
【請求項５】
前記拡散板の複数個の拡散パターン生成領域には、その領域を通過したレーザ光によって、それぞれ異なるスペックルパターンが媒体上に形成されるように、それぞれ異なる凹凸パターンが形成されていることを特徴とする請求項１の記録再生装置。
【請求項６】
前記拡散板のエンコード記憶領域には、前記拡散パターン生成領域をそれぞれ特定することのできるアドレス情報を持つ識別情報が形成されていることを特徴とする請求項１の記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、記録再生装置に関し、特に、情報光と参照光を同時にホログラム記録媒体に照射することにより、ページデータを多重記録するホログラムを利用した記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラムを利用した記録再生装置は、ホログラム記録媒体のホログラム材料層の所定の位置に、二次元のページデータに対応した情報光と、参照光とを同時に照射させることにより、その二次元ページデータを記録する。
二次元ページデータは、２つの光（情報光、参照光）の干渉じまとして記録される。
一方、参照光のみを媒体に照射し、その反射光または透過光（再生光とも呼ぶ）を二次元撮像素子（例えばＣＣＤ）で検出することにより、媒体に記録されたページデータを再生する。
ホログラム記録方式では、ページデータが干渉じまとして記録されるため、同一記録領域に、複数のページデータを重ねて多重記録することができる。多重記録する方法として、角度多重，周波数多重，位相多重，シフト多重など種々の方法が提案されている。
【０００３】
また、ホログラム記録の多重記録の一形態として、スペックルパターンを使う方法が提案されている。
スペックルパターンとは、図１１に示すようなコヒーレントな光を拡散板を透過させたときに、スクリーン上に形成される斑点パターンである（非特許文献１参照）。
拡散板は、表面上に微小な凹凸パターンが形成された透明な板であり、照射されたコヒーレントな光の位相をランダム化させて透過させる光学素子である。
この斑点パターンがスクリーン上でどのように分布するかは、拡散板の表面の凹凸のランダム性により決定される。ホログラム記録方式では、参照光を拡散板に照射し、参照光のスペックルパターンを記録および再生処理に利用する。スペックルパターンは、情報を多重記録する場合の角度選択性や記録多重度の向上を図るために用いられる。
【０００４】
図１２に、従来のホログラム記録方式において角度多重記録の概略説明図を示す。
ここでは、ホログラム記録再生装置のホログラム記録媒体の近傍部分の構成のみを示している。
光源から出射されたレーザ光は、図示しないビームスプリッタで２つに分割され、一方のレーザ光（情報光または物体光と呼ぶ）は、空間変調器（ＳＬＭ）に導かれ対物レンズを通して、ほぼ垂直方向から媒体に照射される。
他方のレーザ光（参照光と呼ぶ）は、いくつかのミラーを介し、拡散板を透過して、媒体に対して所定の角度θで照射される。
情報光と参照光とは、同時に媒体の同じ位置に照射されるが、参照光の照射角度θを変えることにより、媒体の同じ位置に異なる情報を記録することができる。
【０００５】
図１２において、拡散板がなくても、参照光の照射角度を変えることによる角度多重記録ができるが、拡散板により参照光をスペックルパターン化することにより、角度選択性を高めることができる。言いかえれば同一位置に多重できる情報の量を増やすことができる。
図１２において、従来は角度多重をするために、参照光の光路上にあるミラーの位置あるいは角度をアクチュエータを用いて調整していた。
【０００６】
図１３に、従来のホログラム記録方式において、シフト多重とスペックル多重とを併用して多重記録を行う場合の概略説明図を示す。
情報光と参照光を用い、ＳＬＭや対物レンズなどの構成を備える点は図１２と同様である。ただし、図１３では、シフト多重を行うために、ＳＬＭおよび対物レンズに対して、媒体を図の左右方向に移動させる機構を備える。
また、スペックル多重を行うために、拡散板を図１３のように参照光の光軸に垂直な方向に移動させる機構（たとえば、ステッピングモータ、ピエゾ素子を用いた直線的移動機構）を備える。
【０００７】
この場合、拡散板を直線的にわずかに移動させることにより、媒体上のある１つの記録位置に重ねて、多重記録をさせる。これがスペックル多重である。
また、同じ記録位置にスペックル多重による記録をした後、媒体の位置を左右方向にわずかに移動させて、スペックル多重による記録をした位置と一部重複した記録位置に、記録を行う。このように媒体を移動させて行う記録がシフト多重記録である。
【０００８】
媒体を移動させた後の位置においても、さらに拡散板を移動させることにより、スペックル多重による記録を行う。この場合、シフト多重に加えて、拡散板の移動によるスペックル多重を行うので、情報の記録多重度をさらに向上させることができる。
【特許文献１】特開２００２−２１６３５９号公報
【非特許文献１】応用光学Ｉ，鶴田匡夫著，培風館，１９９０年７月、２２４頁参照
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、以上のような従来の記録再生装置では、拡散板の位置の再現性が問題となる。たとえば、角度多重の場合、参照光の照射角度θをわずかに変えるだけで異なる情報の多重記録ができるが、逆に記録されたあるページデータを再生する場合、記録時の照射角度θ1と再生時の照射角度θ2とを同一としなければならないことを意味し、わずかにθ2がθ1と異なるだけでも再生エラーとなる場合がある。
【００１０】
また、図１３に示したように、シフト多重とスペックル多重とを組み合わせたものでは、媒体の移動制御と拡散板の移動制御をどちらも高精度に行わなければならない。媒体の位置決めが正確に行われたとしても、拡散板の位置が記録時の位置とわずかにずれた状態で再生処理をすると再生エラーとなってしまう。
すなわち、拡散板の移動制御や位置決めは記録時と再生時において同一となるように、精度よく行う必要があり、高度な位置制御が必要である。
【００１１】
また、２つの移動制御を高精度に行おうとすると、制御回路規模が大きくなり、装置のコストアップや、移動制御に長時間を必要とする。
しかし、記録再生時のデータ転送速度を向上させることが求められる場合、拡散板や媒体の位置決めなどの移動制御にかける時間を短縮する必要があり、拡散板などの位置再現性は非常に困難となる。
【００１２】
特に、記録多重度を向上させるために、スペックルパターンを用いて記録再生を行う場合、参照光の光路中に拡散板を設ける必要があるが、記録容量の向上に加えて、記録再生の信頼性の向上や再生処理の迅速性を確保するためには、拡散板のより正確な位置再現性を実現させることが問題となる。
【００１３】
そこで、この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、拡散板の形状，構造および位置制御を工夫することにより、スペックルパターンを用いたホログラム記録再生を行う装置における記録再生の信頼性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は、レーザ光を出力する１つの光源と、記録要求された情報に対応付けて前記レーザ光を変調した情報光を、ホログラム記録媒体に照射する情報光照射部と、特定のスペックルパターンが前記媒体に形成されるように、前記レーザ光から生成される参照光を、前記媒体上の前記情報光の照射位置と同じ位置に照射する参照光照射部とを備え、前記参照光照射部が、前記レーザ光が通過する光路上に設けられかつ前記参照光を生成する拡散板と、前記拡散板を回転させる回転制御部と、前記拡散板の表面に予め形成された識別情報を検出する識別情報検出部とからなり、前記拡散板が、それぞれ異なる識別情報が形成された複数個のエンコード記憶領域と、前記各識別情報によって特定される複数個の拡散パターン生成領域とを備え、前記拡散パターン生成領域は、その領域を通過する前記レーザ光を、特定のスペックルパターンを形成するための参照光に変換させ、前記参照光照射部は、前記識別情報検出部によって検出される識別情報に基づいて、前記回転制御部に拡散板を回転させ、前記レーザ光が出力されている時に、所望の拡散パターン生成領域が前記レーザ光が通過する光路上にくるように、拡散板の位置を制御することを特徴とする記録再生装置を提供するものである。
【００１５】
これによれば、拡散板に形成された識別情報に基づいて、拡散板の位置を制御するので、記録時または再生時において、正確に所望のスペックルパターンを持つ参照光を生成することができ、従来に比べて、記録エラーや再生エラーを減らすことができ、記録信頼性と再生信頼性を向上させることができる。
【００１６】
また、この発明は、ユーザデータをホログラム記録媒体に記録する記録制御部をさらに備え、記録制御部は、そのユーザデータを記録すべき媒体上の位置を特定し、記録時に出力されるレーザ光が透過すべき拡散パターン生成領域Ａを特定した後、前記参照光照射部に、前記特定した拡散パターン生成領域Ａが、レーザ光の出力時にレーザ光が通過する光路上にくるように拡散板の位置を制御させ、かつ光源からレーザ光を出力させることを特徴とする。
【００１７】
さらに、ホログラム記録媒体に記録されたユーザデータを再生する再生制御部をさらに備え、再生制御部は、前記再生すべきユーザデータが記録されている媒体上の位置を特定し、再生時に出力されるレーザ光が透過すべき拡散パターン生成領域Ｂを特定した後、前記参照光照射部に、前記特定した拡散パターン生成領域Ｂが、レーザ光の出力時にレーザ光が通過する光路上にくるように拡散板の位置を制御させ、かつ光源からレーザ光を出力させることを特徴とする。
【００１８】
また、ホログラム記録媒体に記録されたユーザデータを再生する再生制御部をさらに備え、再生制御部は、前記再生すべきユーザデータが記録されている媒体上の位置を特定し、前記記録制御部がそのユーザデータを記録するときに特定した拡散パターン生成領域Ａを検出した後、前記参照光照射部に、前記拡散パターン生成領域Ａがレーザ光の出力時に、レーザ光が通過する光路上にくるように拡散板の位置を制御させ、かつ光源からレーザ光を出力させることを特徴とする。
これにより、特に、再生時において、記録時に使用した拡散板の位置の再現性を従来よりも向上させることができ、再生の信頼性を向上できる。
【００１９】
また、前記拡散板の複数個の拡散パターン生成領域には、その領域を通過したレーザ光によって、それぞれ異なるスペックルパターンが媒体上に形成されるように、それぞれ異なる凹凸パターンが形成されていることを特徴とする。
さらに、前記拡散板のエンコード記憶領域には、前記拡散パターン生成領域をそれぞれ特定することのできるアドレス情報を持つ識別情報が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、拡散板に予め形成された識別情報に基づいて、拡散板の位置を制御するので、意図したスペックルパターンを持つ参照光を正確に生成でき、記録信頼性と再生信頼性を従来よりも向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図に示す実施例に基づいて本発明を詳述する。なお、本発明はこれによって限定されるものではない。
＜この発明の記録再生装置の構成＞
図１に、この発明のホログラム記録再生装置の一実施例の概略説明図を示す。
図２に、この発明のホログラム記録再生装置の概略構成図を示す。
図１は、図２に示すホログラム記録再生装置の媒体に近い構成部分のみを示している。
【００２２】
この発明において、光源１から出射されたレーザ光の一部は、空間変調素子（ＳＬＭ）４に導かれ、対物レンズ６を介して、情報光２４としてホログラム記録媒体９に照射される。情報光２４は、記録時に用いられ、記録要求された情報（ユーザデータ）に対応付けられた光である。また、情報光２４は、ＳＬＭ４によってレーザ光を変調した光である。
一方、同じ光源１から出射されたレーザ光の一部は、ミラー群３と拡散板５を介して、参照光２５として、媒体上の情報光２４の照射位置と同じ位置に照射される。
角度多重記録をする場合は、参照光２５の媒体９に対する角度を変更する。
また、シフト多重記録をする場合は、ＳＬＭ４，対物レンズ６および拡散板５などの光学素子に対する媒体９の位置を図の左右方向にシフトする。
【００２３】
この発明では、円板（ディスク）状の拡散板５を用い、拡散板５を回転させてスペックル多重記録を行うことを特徴とする。
拡散板５は、レーザ光が通過する光路上に設けられ、レーザ光を透過させ、レーザ光を媒体上に特定のスペックルパターンを形成するための参照光２５に変換させるものである。拡散板５の表面には、スペックルパターンを形成するための参照光を生成する拡散パターン生成領域５２と、拡散板５の位置を特定するためのエンコードデータ（識別情報とも呼ぶ）が記録されたエンコード記憶領域５１とが設けられる。拡散板５の表面構成については後述する。
【００２４】
一般に、入射された光ビームが通過する拡散板の領域５２のパターンが異なれば、媒体９に照射される参照光２５は異なるスペックルパターンを有する。したがって、媒体上に形成されるスペックルパターンが異なれば、情報光２４との干渉状態が異なるので、媒体の同じ位置に、異なる情報を多重記録することができる。これをスペックル多重記録と呼ぶ。
この発明では、異なるスペックルパターンを形成するために、拡散板５を回転させる。拡散板５の回転は、媒体９の回転と同様なスピンドルモーター４１（拡散板回転機構）により行う。
【００２５】
また、異なるスペックルパターンを形成するために、拡散板５の表面をＮ分割し、各分割領域には、１つの拡散パターン生成領域５２と、その領域を特定する１つのエンコード記憶領域５１とを設ける。Ｎ分割した各領域５２の表面には、異なる凹凸パターンを形成する。光源から出力されたレーザ光は、分割した１つの拡散パターン生成領域５２のみに入射するようにする。レーザ光が特定の領域５２を通過すると、特定のスペックルパターンを形成するための参照光２５に変換される。
また、各拡散パターン生成領域５２の位置を識別するために、対応するエンコード記憶領域５１に識別情報ＡＤを予め固定記録しておく。
識別情報は、領域５２を特定することのできるアドレス情報を含む。
【００２６】
図３に、拡散板の表面の一実施例の構成図を示す。
図３（ａ）は、円板状の拡散板５の内周部分にエンコード記憶領域５１を設け、領域５１の外側の表面全体に拡散パターン生成領域５２を設けた構成例を示している。ここでは、拡散板５は、１６個（Ｎ＝１６）の領域に分割されている。
図３（ａ）では、エンコード記憶領域５１と拡散パターン生成領域５２は、どちらも、中心から放射状に分割されて形成され、エンコード記録領域５１に予め記録された識別情報ＡＤによって、１つの拡散パターン生成領域５２が特定される。
【００２７】
また、図３（ｂ）は、円板の中心から放射状に、拡散板５の表面を８分割し、各分割領域内に、エンコード記憶領域５１と拡散パターン生成領域５２とを設けた構成例を示している。
図３（ｂ）では、拡散パターン生成領域５２は、参照光２５のビームスポットの直径よりも大きい面積を持つ領域とする。エンコード記憶領域５１は、各分割領域内で拡散パターン生成領域５２とは異なる部分に設ければよい。
【００２８】
たとえば、拡散板のエンコード記憶領域５１が５０個あるとすると、識別情報として、１番目のエンコード記録領域５１にはアドレス情報ＡＤ１が固定記録され、５０番目のエンコード記憶領域５１にはアドレス情報ＡＤ５０が固定記録される。なお、アドレス情報ＡＤ１に予め対応づけられた拡散パターン生成領域５２は、唯一つ存在する。
【００２９】
情報の記録時または再生時において、この識別情報ＡＤが指定され、エンコード記憶領域５１に記録された識別情報をサーチしながら指定された識別情報ＡＤを検出し、指定された識別情報ＡＤに対応する拡散パターン生成領域５２に、レーザ光が照射されるように、拡散板５を回転させる。
【００３０】
指定された識別情報ＡＤを検出するために、後述するように識別情報読み出し用の検出器４０を備える。検出器４０は、たとえば、ＬＥＤのような発光素子とフォトディテクタ（受光素子）とから構成される。この発明では、拡散板５を回転させ、拡散板５上の領域５１に予め固定記録された識別情報ＡＤを読み出して、この識別情報ＡＤをもとに、レーザ光が透過すべき領域５２を特定し、レーザ光の出力時に、特定された領域５２がレーザ光が通過する光路上にくるように、記録時または再生時における拡散板５の位置決めの制御をする。
【００３１】
したがって、拡散板５を回転させる速度制御と、識別情報ＡＤを読み出すタイミングと、記録または再生時の参照光を出射させるタイミングとを対応づければ、拡散板の位置決めを正確にすることができるので、従来のものよりも拡散板の位置再現性を向上させることができる。
すなわち、記録時と再生時の拡散板の配置の同一性を実現することにより、記録および再生の信頼性を向上できる。
【００３２】
次に、図２および図４を用いて、この発明の記録再生装置の一実施例の構成を説明する。
図２において、この発明の装置は、主として、光源１，ビームスプリッタ２，ミラー３，空間変調器（ＳＬＭ）４，拡散板５，対物レンズ６，集光レンズ７，ＣＣＤ８とから構成される。
また、ホログラム媒体９は、台の上に固定設置され、スピンドルモータ４２（媒体回転機構）により回転させられる。拡散板５も、スピンドルモータ４１（拡散板回転機構）により回転させられる。
拡散板５は、たとえば、材料として石英ガラス，ポリカーボネートなどを用いて作成され、その表面の拡散パターン生成領域５２の部分には、ランダムな凹凸パターンが形成される。凹凸パターンは、たとえば、石英ガラスの場合はエッチング，ポリカーボネートの場合はモールドを用いて作ることができる。
【００３３】
また、拡散板の表面のエンコード記憶領域５１の部分には、分割された領域ごとに、その識別情報のパターンが予め固定的に形成される。
このエンコード記憶領域５１に記録された識別情報を読み出すために、拡散板５の近傍に、識別情報検出器４０を配置する。識別情報検出器４０において、たとえば、組み込まれたＬＥＤを点消灯させ、拡散板の領域５１によって反射された光をフォトディテクタで受光することにより、識別情報を検出する。
【００３４】
光源から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ（ＢＳ）２で２つに分光される。１つはミラー３の方向へ進行し、ミラー３で反射され、拡散板５を透過して、媒体９に照射される。この経路を進行する光が参照光２５であり、記録時および再生時に利用される。
この発明では、レーザ光が拡散板５を透過すると、スペックルパターン化された参照光２５が媒体９に照射される。
【００３５】
もう１つは、ビームスプリッタ２によって、空間変調器（ＳＬＭ）４の方向へ進行させられ、空間変調器（ＳＬＭ）４，対物レンズ６を透過して、媒体９に照射される。この経路を進行する光が情報光２４（または物体光）であり、記録時に利用される。
空間変調器（ＳＬＭ）４には、記録要求のあった２次元のページデータに対応した２次元の記録パターン２２が与えられ、ビームスプリッタ２から進行してきたレーザ光を、上記記録要求されたページデータに対応付けられた輝度変化を持つ光に変調する。
【００３６】
ページデータを記録する場合、情報光２４と参照光２５とが、同時に指定された媒体上の記録領域Ａ１に照射され、両者の干渉じまとしてページデータが記録される。
また、記録領域Ａ１に、異なるページデータを多重記録する場合、その異なるページデータに対応した２次元記録パターンが空間変調器４に与えられ、さらに拡散板５を回転させ、光ビームが異なる拡散パターン生成領域５２を透過するようにする。
【００３７】
情報光２４および参照光２５のもととなるレーザ光を出力させるタイミングと、拡散板５の回転位置を決めるタイミングとを合わせるために、拡散板５のエンコード記憶領域５１に予め記録された同期パターン（クロック情報）を利用する。たとえば、拡散板のエンコード記憶領域５１に一定間隔で記録された同期パターンを、識別情報検出器４０で読み出し、同期パターンを検出した後の一定時間経過後に、情報光２４と参照光２５のもととなる光ビームを光源１から出射させる。
ここで、一定時間経過後とは、拡散板５の中の特定の領域５２が、ちょうど参照光２５が通過する光路上の位置にくる時間を意味する。
【００３８】
媒体９にすでに記録されたページデータを再生する場合、まず、記録要求に含まれていた論理アドレスからそのページデータが記録されている媒体上の物理アドレスを求め、その物理アドレスの記録位置に参照光２５が照射されるように媒体９を移動させる。
次に、そのページデータを記録したときに用いた拡散板５の拡散パターン生成領域５２の位置を算出する。物理アドレスAに対してどの拡散パターン生成領域５２を用いるかは媒体の物理フォーマットで規定されている。
具体的にはドライブに搭載されたメモリ上に格納されているフォーマットテーブルを参照し、現在使用すべき拡散パターン生成領域５２をフォーマットテーブルから読み取り、その領域５２に対応づけられたエンコード記憶領域５１の位置を、検出器４０で確認しながら、拡散板５を回転させて、上記拡散パターン生成領域５２に再生のためのレーザ光が照射されるようにする。
以上のように、媒体の位置と拡散板の位置を特定した後、光源１からレーザ光を出射させ、ミラー３方向のみに進行させ、レーザ光が拡散板を通過するタイミングで、拡散板の特定の領域５２が、レーザ光の光路上にちょうどくるように拡散板の位置を制御して、参照光２５のみを媒体９に照射させる。再生時は情報光２４は用いない。
【００３９】
図２では、参照光２５は媒体９を透過し、ページデータの記録領域を通過して、集光レンズ７を介してＣＣＤ８に入射される。媒体９を透過した光を、再生光２６と呼ぶ。
再生光２６には、記録されていたページデータに対応する情報が含まれており、ＣＣＤ８では、このページデータに対応する２次元画像が得られる。この２次元画像を電気信号に変換し、デコードすることにより、再生要求されたページデータが再生（読出）される。
【００４０】
図４に、この発明の記録再生装置の一実施例の構成ブロック図を示す。ここでは、記録再生装置を機能的なブロックに分けて示しており、主として、データの記録処理，再生処理および拡散板の回転制御に関する部分を示している。ただし、これ以外の構成を備えてもよい。
また、各構成部分は、論理回路などのハードウェアで実現することもできるが、ＣＰＵを中心とし、ＲＡＭ，ＲＯＭ，タイマー，Ｉ／Ｏコントローラなどからなるマイクロコンピュータと、ＲＡＭやＲＯＭ等に記憶されたプログラムによってその機能を実現してもよい。
たとえば、図４の変調部３２，記録制御部３３，再生制御部３４，再生信号検出部３５，復調部３６は、マイクロコンピュータと制御プログラムとの協働により実現できる。
【００４１】
また、図２および図４において、ＳＬＭ４と対物レンズ６とが、レーザ光を変調した情報光をホログラム記録媒体に照射する情報光照射部に相当する。さらに、図２および図４において、ミラー３，拡散板５，識別情報検出器４０，拡散板回転制御部３８，拡散板デコーダ３９，スピンドルモータ４１と、記録制御部および再生制御部の一部分とが、参照光照射部に相当する。
【００４２】
この発明では、記録再生をする対象の記録媒体９は、ホログラム記録媒体である。
ホログラム記録媒体９は、ガラス基板上に、厚さ２ｍｍ程度のホログラム材料層を形成した媒体であり、同一光源から出射された情報光と参照光とを同時にホログラム材料層に照射することによって、ホログラム材料層内に２つの光による干渉じまを形成し、この干渉じまで情報を記録するものである。
図４のデータ入力部３１，変調部３２，記録制御部３３，ＳＬＭ４が、主としてデータの記録処理に関係する部分であり、その他の機能ブロックはデータの再生処理に関係する部分である。
ただし、この発明の特徴となる機能ブロックである拡散板５，拡散板回転制御部３８，拡散板デコーダ３９，識別情報検出部４０は、記録処理と再生処理の両方に関係する。
【００４３】
図４において、データ入力部３１は、パソコン等の上位装置からの記録要求６０と、記録すべきユーザデータ２１や記録アドレスを受信する部分である。
変調部３２は、受信したユーザデータ２１を符号化し、必要に応じて誤り訂正符号を追加して、空間変調器（ＳＬＭ）４へ与える形式の記録パターン２２に変換する部分である。
記録制御部３３は、変換されたユーザデータを空間変調器（ＳＬＭ）４に与え、図２に示した光源，レンズ，ミラー等の位置を制御して、光源１からレーザ光を出射させ、情報光２４と参照光２５とを媒体９に照射させて、ユーザデータを媒体９に記録する部分である。
【００４４】
また、記録制御部３３は、記録時において、拡散板デコーダ３９から得た識別情報に基づいて、レーザ光が透過すべき拡散パターン生成領域Ａを特定し、拡散板回転制御部３８に対して、拡散板の回転量を与える。拡散板回転制御部３８は、図２に示したスピンドルモータ４１を備え、与えられた回転量に従って、スピンドルモータ４１を作動させ、拡散板５を回転させるものである。
記録時において、回転によって位置決めされた所定の拡散パターン生成領域Ａをレーザ光が透過することにより、スペックルパターン化された参照光２５が、媒体９に照射される。
【００４５】
あるページデータの記録要求があった場合、拡散板５の中のどの拡散パターン生成領域５２を使用するかは、たとえば物理フォーマットにより一意的に定められている。
【００４６】
再生制御部３４は、上位装置からの再生要求６１を受けて媒体上の再生すべき物理アドレスを求め、光源，レンズ，ミラー等の位置を制御して光源１からレーザ光を出力させ、参照光２５のみを媒体９に照射させて、媒体に記録されたユーザデータを再生する部分である。
また、再生制御部３４は、記録制御部３３と同様に、拡散板デコーダ３９から得られる識別情報に基づいて、レーザ光が透過すべき拡散パターン生成領域Ｂ（５２）を特定し、拡散板回転制御部３８に対して、拡散板５の回転量を与える。再生要求のあったページデータを読み出すためには、特定される領域Ｂ（５２）は、そのページデータを記録したときに特定した拡散パターン生成領域Ａ（５２）と同一としなければならない。したがってそのページデータを記録するときに使用した拡散板の拡散パターン生成領域Ａ（５２）にレーザ光が照射されるように、拡散板５の回転量を算出し、拡散板回転制御部３８に与える。
【００４７】
再生時の参照光２５が媒体９に照射されると、その照射位置に記録されたホログラムパターンに対応した再生光２６が生成される。再生光２６は、ＣＣＤ８により受光される。
再生信号検出部３５は、二次元撮像素子（ＣＣＤ）で受光された再生光２６に対応した電気的な再生データ信号２７を生成する部分である。
【００４８】
復調部３６は、再生データ信号２７に対して誤り訂正復号化処理等をして、もとの形式のユーザデータ２９に戻す部分である。
データ出力部３７は、媒体９から読み出されたユーザデータ２９を、パソコン等の上位装置６２へ、転送する部分である。
【００４９】
識別情報検出器４０は、拡散板５のエンコード記憶領域５１に対向させて設置され、この領域５１に予め形成されている識別情報を読み出すものである。
識別情報は、前記したように、分割された領域５２の位置を特定するための情報であり、この情報を手がかりとして領域５１に対応づけられた拡散パターン生成領域５２に、光ビームが照射されるように、拡散板５が回転制御される。
識別情報には、同期信号を生成するための情報，基準クロックを生成するための情報（ＶＦＯ情報），領域５１の拡散板上での位置を特定するためのアドレス情報，アドレス情報の先頭位置を示すセクタマークなどが含まれる。
識別情報は、拡散板の表面に形成され、たとえば凹凸パターンで形成される。
識別情報検出部４０は、拡散板上の領域５１にある規則に従って形成された凹凸パターンを検出し、この一連の凹凸パターンに対応した電気的なパルス信号を、拡散板デコーダ３９に与える。拡散板デコーダ３９は、このパルス信号から識別情報を抽出する。抽出された識別情報は、記録制御部３３または再生制御部３４に送られる。
【００５０】
図５に、この発明の拡散板のエンコード記憶領域５１に予め記憶されたパターンから得られる識別情報の一実施例の説明図を示す。
図５に示した識別情報は、光磁気記録媒体で利用されているようなデータ形式の情報である。すなわち、１つの領域５１の中に、セクタマーク，ＶＦＯ情報１，アドレス情報１，ＶＦＯ情報２およびアドレス情報２に相当するパターンが、この順に記録されている。
セクタマークは、その領域５１の先頭位置を示すものであり、検出器４０は、まずこのセクタマークを検出することにより、領域５１の存在を確認する。
【００５１】
次に、ＶＦＯ情報は、パルス状の基準クロックを生成するためのパターンが記録されている部分であり、検出器４０は、このＶＦＯ情報をもとに、次に続くアドレス情報を読み出すための基準クロックを生成する。
アドレス情報は、その領域５１を特定するための位置情報（たとえば、アドレス番号）が記録された部分であり、この情報から、その領域５１の拡散板上の物理的な位置が特定され、さらに、領域５１に対応づけられた拡散パターン生成領域５２の半径方向の位置や円周方向の位置が求められる。
【００５２】
２組のＶＦＯ情報とアドレス情報を備えるのは、アドレス情報を確実に読み出すためである。たとえば、読み出したアドレス情報１とアドレス情報２とを比較し、一致した場合に、アドレス情報が正しく読み出されたと判断する。一致しなかった場合は、再度２つのアドレス情報を読み直すようにする。ただし、ＶＦＯ情報とアドレス情報とは１組のみ記憶するようにしてもよい。
【００５３】
図６に、この発明の識別情報の他の実施例の説明図を示す。
ここでは、拡散板５の外周近傍部分に、同期信号を生成するためのピットを設ける。ピットは一定間隔で形成される。
また、各領域５１には、その領域５１を特定するアドレス情報が記録されている。アドレス情報は１つでもよく、複数個設けてもよい。アドレス情報の読み出しの正確性を確保するためには、複数個設けた方がよい。
【００５４】
拡散板５を一定速度で回転させておき、検出器４０が、このピットを検出することにより、同期信号を生成し、さらに同期信号を逓倍することにより、アドレス情報を読み出すための基準クロックを生成する。
領域５１に記憶される識別情報の実施例を２つ示したが、これらに限られるものではなく、他のパターンで形成してもよい。たとえば、識別情報としては、案内溝（グルーブ)を蛇行させる手法(ウォブル)を用いてもよい。
【００５５】
＜この発明の記録処理＞
次に、この発明の記録再生装置の記録処理の一実施例の流れを説明する。
図７に、この発明の記録再生装置の記録処理のフローチャートを示す。
まず、ステップＳ１において、データ入力部３１が、パソコン等の上位装置から、ユーザデータ２１の記録要求６０を受信する。
この記録要求６０には、記録すべきユーザデータ２１，記録すべき論理アドレスなどが含まれる。このとき、記録要求６０の内容は、ＲＡＭ等に一時記憶される。
【００５６】
ステップＳ２において、変調部３２が、受信したユーザデータ２１をエンコードする。ここで、ユーザデータ量が大きい場合は、いくつかのページデータに分けて記録するために、ユーザデータを複数の論理ブロックに分割する。
また、必要に応じて、インターリーブを行い、ＥＣＣなどの誤り訂正符号を付加する。エンコードされたユーザデータは、ＳＬＭ４へ与えることのできる形式の記録パターン２２に変換される。
【００５７】
ステップＳ３において、記録制御部３３は、記録要求６０に含まれる論理アドレスを基にして、記録すべき媒体上の物理アドレスを算出する。これにより、たとえば媒体９が円板状であったとすると、媒体９の半径方向の位置と円周方向の位置が決定される。
また、記録制御部３３は、参照光２５をスペックルパターン化するために使用する拡散板パターン生成領域５２を決定（特定）する。ここで、拡散板５の複数個の領域５２のうちどの領域５２を使用するかは、媒体の物理フォーマットにより一意的に決定されている。
【００５８】
ステップＳ４において、記録制御部３３は、ステップＳ３で決定された物理アドレスに、ユーザデータ２１を記録するために、言いかえればその物理アドレスに対応した媒体上の位置に、情報光２４と参照光２５とが照射されるようにするために、媒体移動機構を作動させて、媒体９を移動させ、媒体上の記録位置を位置決め（特定）する。
【００５９】
ステップＳ５において、記録制御部３３が、ステップＳ２で生成された記録パターン２２を、ＳＬＭ４へ転送する。ここで、ＳＬＭ４には、その記録パターンに応じた微小な開口が設定される。
【００６０】
ステップＳ６において、記録制御部３３は、記録時に、レーザ光が特定の領域５２に照射されるようにするために、拡散板５の位置検出をする。
ここで、拡散板５を一定速度で回転させ、識別情報検出器４０によって、拡散板の領域５１に記録された同期信号やアドレス情報を読み出す。読み出された情報は、拡散板デコーダ３９でデコードされ、記録制御部３３へ送られる。記録制御部３３は、デコードされた情報を確認して、特定の領域５２がどこにあるかを認識する。
【００６１】
ステップＳ７において、認識した拡散板の特定の領域５２にレーザ光が照射されるように、拡散板の回転速度やレーザ光の出射のタイミングを算出する。また、拡散板５の回転を止めた後にレーザ光を照射する場合は、レーザ光が通過する光路上に、特定した領域５２がくるまで拡散板５を回転させ、位置決めをする。
【００６２】
ステップＳ８において、光源１からレーザ光を出力する。レーザ光は、ビームスプリッタ２で分岐されて、情報光２４と参照光２５とが、それぞれの光路を通って、ステップＳ４で位置決めされた媒体９上の記録位置に照射される。
ここで、参照光２５は、ステップＳ３で決められた拡散板５の特定の領域５２を透過して、媒体９に照射される。拡散板５を一定速度で回転させつづけている場合は、その特定の領域５２が、参照光が通過する光路上にちょうどくるタイミングに合わせて、一定時間だけレーザ光を出力させる。
情報光と参照光とが、媒体に照射されると、干渉じまによってユーザデータが、媒体の所定の位置に記録される。ここでは、ＳＬＭ４に転送された記録パターン２２に相当する１つのページデータが、媒体９に記録される。
【００６３】
ステップＳ９において、記録要求されたユーザデータの中に、まだ記録していない残りのページデータがあるか否かチェックする。
ステップＳ２で論理ブロックの分割をした場合には、１つの論理ブロックに相当するページデータごとに記録処理が行われるので、複数回の記録処理が行われる。たとえば、記録要求されたユーザデータを５つの論理ブロックに分割した場合、そのユーザデータは、５つのページデータに分けて記録される。１つの記録領域に記録可能なページデータの数が５個（多重度＝５）であるとすると、ステップＳ５からＳ８の処理を５回繰り返して５つのページデータを同じ記録領域に多重記録する。
【００６４】
ステップＳ９において、残りのページデータがない場合、すなわち要求されたユーザデータをすべて記録し終わった場合は、記録処理を終了する。
一方、まだ残りのページデータがある場合、ステップＳ１０へ進み、次に記録するべきページデータを読み出し、さらに、スペックル多重をするために、拡散板５の回転量を演算する。
【００６５】
この後、ステップＳ５へ戻り、ステップＳ５からＳ８の一連の処理を実行して、読み出されたページデータを、媒体９上の同じ位置に記録する。
以上のように、すべてのページデータに対してステップＳ５からＳ１０の処理を繰り返すことにより、記録要求されたユーザデータが、媒体９に記録される。
ただし、ユーザデータが、媒体上の１つの記録位置にスペックル多重記録できるページデータの数を超える大きさである場合は、媒体を移動させて異なる記録位置に、残りのページデータを記録する。
【００６６】
図８に、角度多重も合わせて行う場合について、この発明の記録処理のフローチャートを示す。
図８では、ステップＳ９以降の処理のみについて示している。この場合も、図７に示したステップＳ１からＳ８までの処理は、同様に行う。
図８のステップＳ９において、残りのページデータがある場合、ステップＳ１１へ進み、スペックル多重についての記録可能な多重度を確認する。
たとえば、スペックル多重の最大の多重度を１０とし、現在の記録した多重度が６であるとした場合、残りの多重度は４であるので、まだ、同じ位置に多重記録が可能であると判断できる。この場合、ステップＳ１０へ進む。
一方、現在のスペックル多重によって記録した多重度（＝１０）が、最大多重度（＝１０）と同じになった場合、媒体上のその位置に、これ以上スペックル多重による記録はできないので、ステップＳ１２へ進む。
【００６７】
ステップＳ１２では、角度多重が可能か否か判断する。すなわち、参照光の媒体に対する照射角度を変更して記録することが可能か否か判断する。たとえば、角度多重の最大多重度が５であり、現在の多重度が２である場合、残りの多重度が３であるので、同じ媒体上の位置に角度多重が可能である。このとき、ステップＳ１３へ進む。
一方、現在の角度多重の多重度が最大多重度（＝５）に等しいとき、これ以上角度多重はできないので、ステップＳ１４へ進む。
【００６８】
ステップＳ１３において、角度多重が可能なので、記録制御部３３は、参照光の照射角度を変更する。たとえば、図示しない角度調整機構を作動させて、ミラー３の角度を変更する。その後、ステップＳ１０へ戻り、さらに、一連のスペックル多重記録処理を行う。
また、ステップＳ１４において、角度多重ができないので、媒体の記録位置を変更するために、媒体を移動させる。その後、ステップＳ１０へ戻り、媒体上の新たな記録位置に対して、スペックル多重記録処理を行う。
以上が、スペックル多重に加えて角度多重を行う場合の記録処理である。拡散板をＮ分割してスペックル多重を行い、さらに、参照光の照射角度をＭ段階に変更して角度多重を行う場合には、媒体９上のある１つの記録位置に対して、Ｍ×Ｎ個の多重記録が可能となる。
【００６９】
また、スペックル多重と、シフト多重とを組み合わせて記録処理を行うこともできる。
図９に、シフト多重を合わせて行う場合の記録処理のフローチャートを示す。
図９では、図７のステップＳ９以降の処理を示しており、図７のステップＳ１からＳ８と同じ処理を実行する。
図９において、記録すべき残りのページデータが存在する場合、スペックル多重の多重度を確認する。この確認は、図８で示した多重度確認と同じ処理である。スペックル多重が可能な場合は、ステップＳ１０へ進み、不可能な場合は、ステップＳ１４へ進む。
【００７０】
ステップＳ１４では、シフト多重をするために、シフト多重可能な隣接する記録位置まで、媒体９を移動させる。この後、ステップＳ１０へ戻り、移動後の記録位置に対して、一連のスペックル多重による記録処理を続ける。
このように、シフト多重を組み合わせることによっても、多重度を上げることができる。
【００７１】
＜この発明の再生処理＞
次に、この発明の記録再生装置の再生処理の一実施例の流れを説明する。
図１０に、この発明の記録再生装置の再生処理のフローチャートを示す。
まず、ステップＳ２１において、データ入力部３１が、パソコン等の上位装置から、再生要求６１を受信する。このとき、再生要求６１には、再生すべきユーザデータが記録されている論理アドレスなどが含まれる。
ステップＳ２２において、再生制御部３４は、受信した再生要求６１をもとに、媒体上の再生すべき物理アドレスを算出する。
また、ステップＳ２３において、再生時の拡散板５の位置を算出する。
【００７２】
すなわち、要求された論理アドレスのユーザデータを再生するために、レーザ光が拡散板５を通過するときの、拡散板の領域５２を特定する。
この領域５２は、記録されたユーザデータを記録したときに用いた領域５２と同じものが選択される。再生の際にどの領域５２を用いるべきかは媒体の物理フォーマットを参照することで一意的に決定することができる。
【００７３】
ステップＳ２４において、ステップＳ２２で求めた物理アドレスをもとにして、媒体上の再生位置を位置決め（特定）する。すなわち、媒体の移動機構を作動させて、媒体９を移動させ、参照光２５が、物理アドレスに対応した再生位置に照射されるようにする。
ステップＳ２５において、拡散板５を回転させ、拡散板５の使用すべき領域５２の位置を検出する。ここで、拡散板５の領域５１に記録された識別情報を識別情報検出器４０で検出し、検出した情報を拡散板デコーダ３９でデコードする。デコードされた情報、たとえばアドレス情報は、再生制御部３４に送られ、再生に使用すべき領域５２の位置を認識する。
【００７４】
ステップＳ２６において、再生制御部３４は、ステップＳ２５の認識結果に基づいて、拡散板回転制御部３８を用いて、拡散板の回転速度の制御や、参照光の照射タイミングと、拡散板の特定の領域５２が参照光が通過する光路上にくるタイミングとが一致するように、拡散板の動きや位置を制御する。
レーザ光を照射する際に、拡散板を止める場合には、拡散板５の特定の領域５２がレーザ光の通過位置にくるように、拡散板５を回転させる。
【００７５】
ステップＳ２７において、光源１から、レーザ光を出射させる。このとき、ビームスプリッタ２から、ＳＬＭ４の方向へ光が進行しないようにする。すなわち、情報光が進行する光路上に遮光板を挿入するなどして、情報光２４が媒体９に照射されることがないようにし、参照光２５のみが、媒体９に照射されるようにする。
レーザ光は、ミラー３，拡散板の特定の領域５２を透過して、位置決めされた媒体上の位置に照射される。このとき、参照光２５は、その特定の領域５２のパターンによってスペックルパターン化されているので、その媒体上の位置から、そのスペックルパターンに対応づけられて記録されていたページデータのみが再生光２６として出力される。
すなわち、同じ位置に多重記録されていた複数のページデータのうち、特定のページデータに対応したパターンを持つ再生光２６が得られる。
【００７６】
ステップＳ２８において、得られた再生光２６は、ＣＣＤ８に受光される。
ＣＣＤ８では、受光した２次元的な光を電気的な信号に変換して、再生信号検出部３５へ送る。再生信号検出部３５は、電気的な信号をもとに、ページデータに対応する再生データ信号２７を生成する。
【００７７】
ステップＳ２９において、復調部３６は、再生データ信号２７をデコードする。すなわち、ＥＣＣによる誤り訂正や付加された制御データを取除く処理など、変調部３２と逆の処理を行い、ユーザデータを復元する。ユーザデータがいくつかに分割されている場合は、１つのページデータのみが復元される。
【００７８】
ステップＳ３０において、再生要求のあった論理アドレスのユーザデータがすべて読み出されたか否か、確認する。まだ読み出していないページデータが存在する場合は、ステップＳ２２へ戻り、残りのページデータを読み出すために、ステップＳ２２からＳ２９までの処理を繰り返す。
すべてのデータが読み出された場合は、ステップＳ３１へ進み、データ出力部３７が、再生されたユーザデータを、パソコン等の上位装置６２へ出力する。
【００７９】
以上が、この発明の再生処理の一実施例であるが、この発明では拡散板上の領域５１に記録された識別情報を用いて、再生時に使用する拡散パターン生成領域５２を決めているので、記録時に使用した領域５２と同じ領域５２を、参照光の照射位置に正確に合わせることが可能となる。
また、拡散板を回転制御し、拡散板に予め記録されている識別情報を用いることにより、レーザ光を照射する領域５２の位置決めをしているので、記録時と再生時の拡散板の位置再現性を向上させることができ、記録および再生の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明の拡散板を用いた多重記録の説明図である。
【図２】この発明の記録再生装置の一実施例の構成配置図である。
【図３】この発明の拡散板の表面の構成例の説明図である。
【図４】この発明の記録再生装置の構成ブロック図である。
【図５】この発明のエンコード記憶領域に記憶される識別情報の一実施例の説明図である。
【図６】この発明のエンコード記憶領域に記憶される識別情報の一実施例の説明図である。
【図７】この発明の記録再生装置の一実施例の記録処理のフローチャートである。
【図８】この発明の記録再生装置の角度多重記録をする場合のフローチャートである。
【図９】この発明の記録再生装置のシフト多重記録をする場合のフローチャートである。
【図１０】この発明の記録再生装置の一実施例の再生処理のフローチャートである。
【図１１】従来のスペックルパターンの説明図である。
【図１２】従来の角度多重記録の説明図である。
【図１３】従来のシフト多重とスペックル多重の説明図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  光源
２  ビームスプリッタＢＳ
３  ミラー
４  ＳＬＭ
５  拡散板
６  対物レンズ
７  集光レンズ
８  ＣＣＤ
９  記録媒体
２１  ユーザデータ
２２  記録パターン
２４  情報光
２５  参照光
２６  再生光
２７  再生データ信号
２９  ユーザデータ
３１  データ入力部
３２  変調部
３３  記録制御部
３４  再生制御部
３５  再生信号検出部
３６  復調部
３７  データ出力部
３８  拡散板回転制御部
３９  拡散板デコーダ
４０  識別情報検出部
５１  エンコード記憶領域
５２  拡散パターン生成領域
【図１】
2007121453.tif 000003
【図２】
2007121453.tif 000004
【図３】
2007121453.tif 000005
【図４】
2007121453.tif 000006
【図５】
2007121453.tif 000007
【図６】
2007121453.tif 000008
【図７】
2007121453.tif 000009
【図８】
2007121453.tif 000010
【図９】
2007121453.tif 000011
【図１０】
2007121453.tif 000012
【図１１】
2007121453.tif 000013
【図１２】
2007121453.tif 000014
【図１３】
2007121453.tif 000015