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JP2010040148A - 情報記録媒体および情報記録再生装置 - Google Patents

情報記録媒体および情報記録再生装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ディスクの半径方向に記録あるいは再生する際に高精度の信号光と参照光の照射を可能とする情報記録媒体、および該情報記録媒体を用いて情報の記録再生を行う情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】上記の課題を解決するために、本発明の情報記録媒体および情報記録再生装置では以下のような技術手段を採用する。ディスクの半径方向に記録再生位置検出用のピットを設け、このピットに同期信号やアドレスを埋め込み、記録あるいは再生する際にこのピットをガイドにして高精度の信号光と参照光の照射を行うことにより、ディスクを高速回転せずに記録再生を行うことを可能とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、情報記録媒体、および情報記録媒体に情報を記録または再生する装置に関する。
現在、青紫色半導体レーザを用いた、Blu−ray Disc(BD)規格などにより、民生用においても50GB程度の記録密度を持つ光ディスクの商品化が可能となってきた。
今後は、光ディスクでも100GB〜1TBというHDD(Hard Disc Drive)容量と同程度まで大容量化が望まれる。
しかしながら、このような超高密度を光ディスクで実現するためには、今までの様な短波長化と対物レンズ高NA化による従来の高密度技術のトレンドとは異なった新しいストレージ技術が必要となる。
次世代のストレージ技術に関する研究が行われる中、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録するホログラム記録技術が注目を集めている。
ホログラム記録技術とは、空間光変調器により2次元的に変調されたページデータの情報を有する信号光と、参照光とを記録媒体の内部で重ね合わせ、その時に生じる干渉縞パターンによって記録媒体内に屈折率変調を生じさせることで情報を記録する技術である。
また情報の再生時には、記録時に用いた参照光を同じ配置で記録媒体に照射すると、記録媒体中に記録されているホログラムが回折格子のように作用して回折光を生じる。この回折光が記録した信号光と位相情報を含めて同一の光として再生される。
再生された信号光は、CMOSやCCDなどの光検出器を用いて2次元的に高速に検出される。このようにホログラム記録では、1つのホログラムで2次元的な情報を同時に記録/再生され、また同じ場所に複数のページデータを重ね書きすることができるため、大容量かつ高速な情報の記録再生に有効である。
ホログラム記録技術として、例えば特開平10−283665(特許文献1)がある。本公報には、2次元に配列したキーワードデータを1列毎に1次元フーリエ変換型のホログラムに変換し、そのホログラム同士を半径方向に所定幅ずらし、半径方向の全体の長さが光ディスクの半径方向の記録領域長にほぼ等しいデータの組を光ディスクに記録し、記録された全キーワードを光学的に一度に読み出す技術が記載されている。
特開2004−272268号公報
ホログラフィを利用した情報記録再生装置においては、一定の範囲に一度に記録再生することが可能なため、BDに代表される従来の光ディスクのように接線方向に記録あるいは再生するのではなく、ディスクの半径方向に記録あるいは再生していくことも可能であり、これによりディスク回転数を抑えることができる。
しかしながらディスクの半径方向に記録していく情報記録再生装置に関する技術や、その光学系構成に関する技術は、従来全く開示されていない。
本発明は上記問題を鑑みなされたものであり、ディスクの半径方向に記録あるいは再生する際に高精度の信号光と参照光の照射を可能とする情報記録媒体、および該情報記録媒体を用いて情報の記録再生を行う情報記録再生装置を提供することを目的とする。
上記目的は、その一例として特許請求の範囲に記載の発明により達成できる。
本発明の構成の一例を簡単に説明すれば、本発明に従う情報記録媒体は、ディスクの半径方向に記録再生位置検出用のピットを設け、このピットにアドレスを埋め込む構成とされる。
本発明によれば、ディスクの半径方向に記録あるいは再生する際に高精度の信号光と参照光の照射を行うことができ、ディスクを高速回転せずに記録再生を行う情報記録媒体および情報記録再生装置を提供することが可能となる。
本発明に従う情報記録媒体は、ディスクの半径方向に記録再生位置検出用のピットを設け、このピットにアドレスを埋め込む構成とされる。このピットに対してフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを行うことで記録および再生の位置決めを高精度に行うことが可能となる。以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
図1、図2は第1の実施例の情報記録媒体と情報記録再生装置を示す。図1(a)はホログラフィを利用してデジタル情報を記録再生する情報記録媒体の一部を示す概略図である。1はディスク状の情報記録媒体であり、ディスクの半径方向に放射線状にサーボ用のピット2が刻まれている。2はサーボ用のピットであり、同期信号やアドレス情報が埋め込まれている。3はホログラフィの記録再生領域であり、サーボ用のピット2の横に配置されており、サーボ用のピット2により位置決めを行う。
図1(b)は(a)の情報記録媒体1の拡大図である。サーボ用のピット2に同期信号とアドレス情報が埋め込まれている。
図1(c)は情報記録媒体の断面図である。4は情報記録媒体の光ピックアップ側の基板である。5はホログラム記録層であり、基板4と基板6に挟まれている。6は光ピックアップと反対側の基板であり、サーボ用のピット2が刻まれている。7は信号光、8は参照光であり、情報記録媒体において信号光7と参照光8を互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。9はサーボ光であり、サーボ用のピット2にサーボをかけることで記録位置の正確な位置決めを行う。
図2はホログラフィを利用してデジタル情報を記録再生する情報記録再生装置の構成を示したものである。10は情報記録再生装置であり、ピックアップ11、信号検出回路83、信号処理回路85、スピンドルモータ50等を備え、情報記録媒体1を回転モータ12によって回転可能な構成となっている。11はピックアップであり、信号処理回路14から出力されたデジタル情報を、ピックアップ11内の空間光変調器により変調し、変調した信号光と参照光を情報記録媒体1に出射する。また、参照光の位相共役光によって再生される再生光をピックアップ11内の光検出器により検出して出力する。ここで位相共役光とは、入力光と同一の波面を保ちながら逆方向に進む光波のことである。更に、情報記録媒体1のピットの再生信号を検出回路13に出力する。
図2において、14は信号処理回路であり、情報記録再生装置10に入力されたデジタル情報をエンコードしてピックアップ11に出力する。また、ピックアップ11から出力された再生信号をデコードしてデジタル情報を出力する。更に、信号検出回路13から検出された再生信号RFから同期信号を検出し、クロックを再生し、情報記録媒体1にピットとして埋め込まれたアドレス情報を再生する。13はサーボ信号およびRF信号の検出回路であり、ピックアップ11を介して情報記録媒体1のピットからフォーカスエラー信号FE、トラッキングエラー信号TEおよび再生信号RFを検出して出力する。15はFE、TEのサーボ回路であり、フォーカスエラー信号FEに基づいて、ピックアップ11内のアクチュエータを駆動して対物レンズを情報記録媒体1にフォーカスさせ、トラッキングエラー信号TEに基づいてピックアップ11内のアクチュエータを駆動して対物レンズを情報記録媒体1のピット列すなわちトラックに追従させる。16はスライダであり、スライダ制御回路17を介してコントローラ18によりピックアップ11の半径方向の移動を制御する。19はスピンドル制御回路であり、トラッキングエラー信号TEおよびコントローラからの指示に基づいてスピンドルモータ12により情報記録媒体1を回転させる。
前述のとおり、情報記録媒体1にはディスクの半径方向に放射線状にピットが刻まれており、ピットには同期信号やアドレス情報が埋め込まれている。このピットにより正確な記録位置制御を行いながら、ピットのトラックに沿って内側方向に順にデータを記録していく。端まで記録したら、外側方向にピックアップ11を戻し、ピックアップ11を隣のトラックにジャンプさせ、ピットのトラックに沿って内側方向にデータを記録していく。あるいは、ピットのトラックに沿って内側方向にデータを再生していく。端まで再生したら、外側方向にピックアップ11を戻し、ピックアップ11を隣のトラックにジャンプさせ、ピットに沿って内側方向にデータを再生していく。ディスクの内側から外側、あるいは外側から内側にピックアップ11を移動させる際に、ディスクの偏芯等によりピックアップ11の対物レンズの制御だけでは情報記録媒体1のトラックに追従させられない場合は、スピンドルモータ12も制御して追従させる。
なお、上記実施例ではピットのトラックに沿って内側方向に順にデータを記録あるいは再生していく情報記録媒体および情報記録再生装置を示したが、ピットのトラックに沿って外側方向に順にデータを記録あるいは再生していく情報記録媒体および情報記録再生装置でも良い。
また、通常ディスクの最内周に記録する管理情報は、本実施例ではディスクの1番内側あるいは1番外側の特定の記録再生領域に記録する。
以上の構成により本発明の第1の実施例では、ディスクの半径方向に記録再生位置検出用のピットを設け、このピットに同期信号やアドレスを埋め込み、記録あるいは再生する際にこのピットをガイドにして高精度の信号光と参照光の照射を行うことにより、ディスクを高速回転せずに記録再生を行う情報記録媒体および情報記録再生装置を提供することが可能となる。
図3は第2の実施例の情報記録媒体の一部を示す概略図である。図3(a)はホログラフィを利用してデジタル情報を記録再生する情報記録媒体の一部を示す概略図である。31はディスク状の情報記録媒体であり、ディスクの半径方向に放射線状にサーボ用のグルーブ32が刻まれている。32はグルーブと呼ばれるサーボ用の案内溝であり、このグルーブにはウォブルと呼ばれるうねりがつけられており、BiphaseやFM変調により同期信号やアドレス情報が埋め込まれている。3はホログラフィの記録再生領域であり、サーボ用のグルーブ32の横に配置されており、サーボ用のグルーブ32により位置決めを行う。
図3(b)は(a)の情報記録媒体1の拡大図である。サーボ用のグルーブ32に同期信号とアドレス情報が埋め込まれている。
図3(c)は情報記録媒体の断面図である。4は情報記録媒体の光ピックアップ側の基板である。5はホログラム記録層であり、基板4と基板6に挟まれている。6は光ピックアップと反対側の基板であり、サーボ用のグルーブ32が刻まれている。7は信号光、8は参照光であり、情報記録媒体において信号光7と参照光8を互いに重ね合うように入射させることで、記録媒体内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを記録媒体に書き込むことで情報を記録する。9はサーボ光であり、サーボ用のグルーブ32にサーボをかけることで記録位置の正確な位置決めを行う。
以上の構成により本発明の第2の実施例では、ディスクの半径方向に記録再生位置検出用のグルーブを設け、このグルーブに同期信号やアドレスを埋め込み、記録あるいは再生する際にこのグルーブをガイドにして高精度の信号光と参照光の照射を行うことにより、ディスクを高速回転せずに記録再生を行う情報記録媒体および情報記録再生装置を提供することが可能となる。
また、グルーブ周辺にサーボ光の波長に対応した記録膜を形成すれば、サーボ光を高パワーで照射した時にマークを形成することができ、このマークをホログラフィの記録再生領域3の記録/未記録等の補助情報として使用することも可能となる。
図4は第3の実施例の情報記録媒体の一部を示す概略図である。41はディスク状の情報記録媒体であり、ディスクの半径方向に放射線状にサーボ用のピット2が刻まれている。2はサーボ用のピットであり、同期信号やアドレス情報が埋め込まれている。3はホログラフィの記録再生領域であり、サーボ用のピット2の横に配置されており、サーボ用のピット2により位置決めを行う。情報記録媒体41にはディスクの外側から内側までピットが刻まれたトラックと隣接した記録再生領域の他に、ディスクの途中までしかピットが刻まれていないトラックと隣接した記録再生領域がある。これにより、第1の実施例に比べて隙間なく記録領域を配置することができる。
以上の構成により本発明の第3の実施例では、ディスクの半径方向に記録再生位置検出用のピットを設け、このピットに同期信号やアドレスを埋め込み、記録あるいは再生する際にこのピットをガイドにして高精度の信号光と参照光の照射を行うことにより、ディスクを高速回転せずに記録再生を行うことを可能とする。更に、ディスクの内側から外側までピットが刻まれたトラックと隣接した記録再生領域の他に、ディスクの途中までピットが刻まれたトラックと隣接した記録再生領域があり、第1の実施例に比べてディスクの記録容量を増加させることができる。
なお、ディスクの途中までしかピットが刻まれていないトラックを設けるのではなく、全てディスクの外側から内側までピットが刻まれたトラックとし、記録領域だけディスクの途中までとしても良い。
図5は第4の実施例の情報記録媒体を示す。図5(a)はホログラフィを利用してデジタル情報を記録再生する情報記録媒体の一部を示す概略図である。51はディスク状の情報記録媒体であり、ディスクの半径方向に放射線状にサーボ用のピットが刻まれている。3はホログラフィの記録再生領域であり、サーボ用のピット52、53により位置決めを行う。52はディスク内側に向かって同期信号やアドレス情報が埋め込まれているピット、53はディスク外側に向かって同期信号やアドレス情報が埋め込まれているピットであり、ピット52と53は1トラック毎に交互に配置されている。
図5(b)は(a)の情報記録媒体61の拡大図である。52はサーボ用のピットであり、同期信号やアドレス情報が埋め込まれている。ピット52はディスク内側に向かって同期信号やアドレス情報が埋め込まれており、ディスク内側に向かって読み込んだ時に同期信号やアドレスを取得できるものである。
図5(c)は情報記録媒体1の拡大図(a)の隣のトラックの拡大図である。53はサーボ用のピットであり、同期信号やアドレス情報が埋め込まれている。ピット53はディスク外側に向かって同期信号やアドレス情報が埋め込まれており、ディスク内側に向かって読み込んだ時に同期信号やアドレスを取得できるものである。
前述のとおり、情報記録媒体51にはディスクの半径方向に放射線状にピット列が刻まれており、ピットには同期信号やアドレス情報が埋め込まれている。このピットにより正確な記録位置制御を行いながら、ピットのトラックに沿って内側方向にデータを記録していく。端まで記録したら、ピックアップを隣のトラックにジャンプさせ、ピットのトラックに沿って外側方向にデータを記録していく。あるいは、ピットのトラックに沿って内側方向にデータを再生していく。端まで再生したら、ピックアップを隣のトラックにジャンプさせ、ピットのトラックに沿って外側方向にデータを再生していく。
以上の構成により本発明の第4の実施例では、ディスクの半径方向に記録再生位置検出用のピットを設け、このピットに同期信号やアドレスを埋め込み、記録あるいは再生する際にこのピットをガイドにして高精度の信号光と参照光の照射を行うことにより、ディスクを高速回転せずに記録再生を行うことを可能とする。更に、ディスクの外側から内側まで記録あるいは再生した際にピックアップを外側まで戻さず隣のトラックにジャンプさせ、直に内側から外側に向かって記録あるいは再生できるため、本発明の第1の実施例に比べて記録あるいは再生時間を短縮することができる。
図6は第5の実施例の情報記録媒体を示す。図6(a)はホログラフィを利用してデジタル情報を記録再生する情報記録媒体の一部を示す概略図である。61はディスク状の情報記録媒体であり、ディスクの半径方向に放射線状にサーボ用のピットが刻まれている。3はホログラフィの記録再生領域であり、サーボ用のピット62により位置決めを行う。
図6(b)は(a)の情報記録媒体61の拡大図である。62はサーボ用のピットであり、同期信号やアドレス情報が埋め込まれている。3はホログラフィの記録再生領域であり、サーボ用のピット62により位置決めを行う。同期信号やアドレスがディスクの内側方向からも外側方向からも読めるように、ピットには同期信号を中心に前後に対称にアドレスが埋め込まれている。このピットにより正確な記録位置制御を行いながら、ピットのトラックに沿って内側方向あるいは外側方向に順にデータを記録あるいは再生していく。端まで記録あるいは再生したら、隣のトラックにジャンプさせて、ピットに沿って内側方向あるいは外側方向にデータを記録あるいは再生していく。内側方向、外側方向のどちらにもアクセスでき、記録あるいは再生できるため、記憶媒体へ書き込みを行った直後に書き込んだデータを読み込んで元のデータと比較し、正しく記録できたかどうかをチェックするRAW(Read After Write)を効率良く行うことも可能である。もしも元のデータと読み込んだデータが一致していない場合は正しく記録できなかったと判断し、書き込みをやり直すことができる。
なお、RAWの単位は1つの記録再生領域でも、複数の記録再生領域でも良く、信号処理回路のバッファに余裕があれば1トラック単位でRAWを行っても良いが、本発明は複数の記録再生領域単位あるいは1トラック単位でRAWを行う際に特に有効である。
以上の構成により本発明の第5の実施例では、ディスクの半径方向に記録再生位置検出用のピットを設け、このピットに同期信号やアドレスを埋め込み、記録あるいは再生する際にこのピットをガイドにして高精度の信号光と参照光の照射を行うことにより、ディスクを高速回転せずに記録再生を行うことを可能とする。更に、トラックの内外側どちらに向かっても同期信号の検出およびアドレスの再生が可能なため、本発明の第1の実施例に比べて高速にアクセスを行うことができ、特にRAWを効率良く行うことができる。
また、本実施例はディスクの半径方向に放射線状にサーボ用のピットが刻まれているものであるが、接線方向にサーボ用のピットが刻まれているディスクに適用した場合は、右回転と左回転のどちらに回転させても同期信号の検出およびアドレスの再生が可能なため、回転待ちを発生させずに高速にアクセスを行うことができ、特に効率良くRAWを行うことができる。
図7は第6の実施例の情報記録媒体を示す。図7(a)はホログラフィを利用してデジタル情報を記録再生する情報記録媒体の一部を示す概略図である。71はディスク状の情報記録媒体であり、ディスクの半径方向に放射線状にサーボ用のピットが刻まれている。72、73はホログラフィの記録再生領域であり、サーボ用のピット74により位置決めを行う。74はサーボ用のピットであり、同期信号およびアドレスがディスクの内側方向に読んだ場合に連続したアドレスが1つ飛びに刻まれている。ディスクの外側方向に読んだアドレスも1つ飛びに刻まれており、内側に向かって連続したアドレスは端まで到達したら外側に向かって連続したアドレスとして刻まれている。
図7(b)は(a)の情報記録媒体71のアドレス説明図である。内側に向かって連続したアドレスM−1、M、M+1、…は端まで到達したら、外側に向かって連続したアドレスN−1、N、N+1、…が埋め込まれている。このアドレスに従い、内側に向かって1つ飛びに記録あるいは再生していき、端まで到達したら、外側に向かって一つ飛びに記録あるいは再生していく。ホログラフィの記録再生領域72に対しては内側に向かって連続したアドレスM−1、M、M+1、…によって位置決めを行い、ホログラフィの記録再生領域73に対しては外側に向かって連続したアドレスN−1、N、N+1、…によって位置決めを行う。
以上の構成により本発明の第6の実施例では、ディスクの半径方向に記録再生位置検出用のピットを設け、このピットに同期信号やアドレスを埋め込み、記録あるいは再生する際にこのピットをガイドにして高精度の信号光と参照光の照射を行うことにより、ディスクを高速回転せずに記録再生を行うことを可能とする。更に、外側から内側に向かって記録した後、同じトラックを内側から外側に向かって記録していくため、記録したデータを確認するには外側から内側に向かって再生するだけで良く、トラックジャンプが不要であるため、本発明の第1の実施例に比べて記録再生時間を短縮することができる。
図8は第7の実施例の情報記録媒体の一部を示す概略図である。81はカード状の情報記録媒体であり、カードの短辺方向にサーボ用のピット82が刻まれている。82はサーボ用のピットであり、同期信号やアドレス情報が埋め込まれている。3はホログラフィの記録再生領域であり、サーボ用のピット82の横に配置されており、サーボ用のピット82により位置決めを行う。
カードの短辺方向には同期信号やアドレス情報が埋め込まれたピットが刻まれており、このピットにより正確な記録位置制御を行いながら、ピットのトラックに沿って順にデータを記録あるいは再生していく。端まで記録あるいは再生したら隣のトラックにジャンプし、トラックに沿って順にデータを記録あるいは再生していく。
なお、トラックに沿ってデータを記録あるいは再生する方向は全トラック同一方向でも良いが、1トラック毎に方向を変えれば、アクセス時間を短縮することができる。
以上の構成により本発明の第3の実施例では、カードの短辺方向に記録再生位置検出用のピットを設け、このピットに同期信号やアドレスを埋め込み、記録あるいは再生する際にこのピットをガイドにして高精度の信号光と参照光の照射を行うことができる情報記録媒体を提供することが可能となる。
なお、上記実施例1および実施例3〜7では、ピットに同期信号やアドレス情報を埋め込んだ場合を例として説明したが、各実施例共にグルーブに適用できることはもちろん、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができるものである。
また、上記実施例1〜6では、本発明をディスク形状に適用した場合を例として説明したが、各実施例共にカード形状にも適用できることはもちろん、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができるものである。
第1の実施例の情報記録媒体の構成を示す概略図である。 第1の実施例の情報記録再生装置を示す概略図である。 第2の実施例の情報記録媒体の構成を示す概略図である。 第3の実施例の情報記録媒体の構成を示す概略図である。 第4の実施例の情報記録媒体の構成を示す概略図である。 第5の実施例の情報記録媒体の構成を示す概略図である。 第6の実施例の情報記録媒体の構成を示す概略図である。 第7の実施例の情報記録媒体の構成を示す概略図である。
符号の説明
1…情報記録媒体、2…ピット、3…記録再生領域、4…光ピックアップ側の基板、
5…ホログラム記録層、6…光ピックアップと反対側の基板、7…信号光、8…参照光、
9…サーボ光、10…情報記録再生装置、11…ピックアップ、12…スピンドルモータ、
13…信号検出回路、14…信号検出回路、15…FE、TEサーボ回路、16…スライダ、
17…スライダ制御回路、18…コントローラ、19…スピンドル制御回路

Claims (7)

  1. ディスクの半径方向に放射線状に刻まれたピットと該ピットに隣接した記録再生領域を備え、前記ピットに沿って前記記録再生領域の位置決めを行い、ディスクの半径方向にデータを記録あるいは再生していくように、前記ピットには少なくとも同期信号とアドレスを有することを特徴とする情報記録媒体。
  2. 請求項1に記載の情報記録媒体において、
    ディスクの半径方向に内側あるいは外側に向かってデータを記録あるいは再生するように、ディスクの内側あるいは外側に向かってアドレスが増加あるいは減少していることを特徴とする情報記録媒体。
  3. 請求項1に記載の情報記録媒体において、
    ディスクの内側に向かってアドレスが増加しているトラックと、ディスクの外側に向かってアドレスが増加しているトラックが1トラックづつ交互に配置されていることを特徴とする情報記録媒体。
  4. 請求項1に記載の情報記録媒体において、
    ディスクの半径方向に内側と外側のどちらに向かってもアドレスが読めるように、同期信号を中心に前後にアドレスが埋め込まれていることを特徴とする情報記録媒体。
  5. 請求項1に記載の情報記録媒体において、ディスクの半径方向に内側あるいは外側に向かって1つおきにデータを記録あるいは再生するように同期信号とアドレスが埋め込まれていることを特徴とする情報記録媒体。
  6. ディスクの接線方向に刻まれたピットと該ピットに隣接した記録再生領域を備え、前記ピットに沿って前記記録再生領域の位置決めが行われ、ディスクの接線方向にデータを記録あるいは再生されるように、前記ピットは少なくとも同期信号とアドレスを有し、ディスクの右回転方向と左回転方向のどちらに向かってもアドレスが読み出し可能となるように、同期信号の前後にアドレスが埋め込まれていることを特徴とする情報記録媒体。
  7. 請求項1〜6記載の情報記録媒体の記録再生領域にデータを記録あるいは再生する情報記録再生装置において、前記ピットの位置を検出することによって前記記録再生領域の位置合わせを行うサーボ機構を備えていることを特徴とする情報記録再生装置。
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