CN1959815A - 记录和再现装置 - Google Patents

Abstract

记录和再现装置。一种记录和再现装置，其具有：记录控制部分，用于在全息记录介质的多个记录单元区中的一个中多重记录数据；再现控制部分，用于选择性地再现多重记录在所述记录单元区中的数据；测量部分，用于使得特定页面数据被记录在记录单元区A中，以测量该区A的最大可多重记录数N；多重度设置部分，用于通过使用最大可多重记录数N来设置(i)待记录在区A中的数据的多重记录数M(M＜N)和(ii)区A的缓冲区的多重记录数(N－M)；以及存储部分，用于存储所述最大可多重记录数N和所述多重记录数M。当要在超过多重记录数M的情况下将数据B记录在区A中时，记录控制部分在最大可多重记录数N的范围内将页面数据B多重记录在区A的缓冲区中。

Description

记录和再现装置

技术领域

本发明涉及记录和再现装置，更具体地，涉及这样一种记录和再现装置，其中通过使用信息光束和参考光束同时照射全息记录介质，并按照记录区的特性在同一记录区中对页面数据进行多重记录。

背景技术

在全息记录介质中，将与二维页面数据相对应的信息光束和参考光束同时照射在介质的同一区中，由此在所述区中记录该二维页面数据。由于将页面数据记录为这两个光束(信息光束与参考光束)的干涉条纹，因此可以将多个页面数据多重记录在介质的同一区中。

在多重记录的方法中，例如已提出了角度多重记录方法和位移多重记录方法。在角度多重记录方法中，改变施加到一个记录区的参考光束的角度。在位移多重记录方法中，在轻微地移动介质上的记录区时在该区的一部分相互交叠的情况下进行多重记录，等等。

在诸如MO或DVD的常规磁光盘中，不能在同一区中进行多重记录。但是在全息记录方法中，可以在同一区中进行多重记录，并且可以显著地提高记录容量。例如，根据角度多重记录方法，在将介质的记录区分成50个(A1到A50)的情况下，如图13所示，将信息光束10和参考光束11照射到每个最小记录单元区，并通过改变参考光束的照射角度对多个页面数据进行多重记录。

图13示出了通过使用具有不同角度的N个参考光束照射记录单元区A2而进行多重记录的情况。在此情况下，在同一区A2中可以多重记录N个不同的页面数据(参见图14)。在此情况下的多重度(多重纪录数)是N。

作为公开了多重记录方法的一个文献，已知有日本特开2002-216359号公报。

然而，由于用于在全息记录介质中记录数据的记录材料是光敏材料，因此难以将全息记录介质制造成使得所有记录区具有完全一致的特性。由此，在某些情况下介质的局部记录区在记录特性方面存在很大变化。

例如，尽管在图13中的区A1和A2中通常可以再现10个已记录的页面数据，但是当已将10个记录页面数据多重记录在右下区A48和A49中时，往往发生再现错误的情况。在这种情况下，在区A48和A49中最多只可以多重记录7个页面数据。由此，在记录特性上存在变化。

如图15所示，当在6个记录单元区中可以多重记录的页面数据的数量在M+1到M+3的范围内不同时，考虑到出厂时的记录和再现的可靠性，将比可以多重记录的页面数据的数量要小的值(即，M)设置为介质的最大可多重记录数。

可以认为，记录和再现特性的这种变化是由于以下原因导致的：制造过程的问题、在构成介质的各个层中可能产生的物理缺陷、由于记录和再现装置或介质材料的非均匀性导致的光学特性的变化等。

然而，即使在出厂时确保了介质的最大多重记录数M(最大多重度)，也会由于特性的局部变化而产生其中不能多重记录M(对应于最大多重记录数M)个页面数据的记录单元区。

图16示出了其中特性存在很大变化的介质。

参照图16，在记录区A1到A6中可多重记录数分别是M、M+3、M-3、M+1、M以及M-1。

在此情况下，尽管确保M个页面作为最大多重记录数，但是实际上在记录区A3和A6中只可以分别进行M-3个页面的多重记录和M-1个页面的多重记录。

对于记录单元区A3，尽管通常可以进行直到第M-3个页面的记录，但是当继续进行多重记录时，不能正常记录(第M-2和第M-1个)页面数据，不仅如此，例如还不能再现第一个页面数据。

这是因为，针对具有比超过其记录性能的最大记录数M实际上要小的可多重记录数的记录区，通过过度曝光进行了多重记录，使得正常记录的页面数据的再现特性会劣化。换句话说，不能记录页面数据并且会破坏已记录的页面数据。

因此，为了确保记录和再现特性的足够的可靠性，如图16所示，在出厂时为所有记录区统一设置较低最大多重度L(＜M)。另选地，在出厂前进行严格的测试，并且可以将不能确保最大多重度M的具有很大特性变化的介质确定为缺陷介质，从而不将它出厂。然而，在此情况下，降低了介质的合格率，并且其制造成本变得很高。

同时，当保证较低最大多重度L以确保足够的可靠性时，存在其中实际上存在具有很好的特性的记录区的情况。例如，如图16中的区A2，可能存在其中能够多重记录M+3(大于L)个页面数据的记录区。尽管在区A2中可以记录更多个页面数据，但是由于将最大多重度设置为L，因此不能有效利用可记录空间。

参照图16，由于将最大多重度设置为L，因此针对所有区只进行L次多重记录，使得不能有效利用与记录数L以下的阴影部分相对应的记录空间。

发明内容

本发明提供了一种记录和再现装置，其包括：记录控制部分，用于通过使用参考光束和信息光束照射全息记录介质来记录多个页面数据，该介质包括多个记录单元区并且能够使多个页面数据被多重记录在各记录单元区中；再现控制部分，用于通过使用参考光束照射所述介质来选择性地再现多重记录在所述记录单元区中的多个页面数据中的特定页面数据；测量部分，用于使所述记录控制部分将特定页面数据记录在记录单元区A中，以测量该记录单元区A的最大可多重记录数N，该记录单元区A是所述多个记录单元区中的一个；多重度设置部分，用于通过使用最大可多重记录数N来设置(i)待记录在记录单元区A中的页面数据的多重记录数M(M＜N)和(ii)记录单元区A的缓冲区的多重记录数(N-M)；以及存储部分，用于存储最大可多重记录数N和多重记录数M，其中，当要在超过多重记录数M的情况下将页面数据B记录在记录单元区A中时，所述记录控制部分在最大可多重记录数N的范围内将页面数据B多重记录在记录单元区A的缓冲区中。

根据该配置，由于测量了记录单元区中的最大可多重记录数N，并且设置了一个记录单元区中的页面数据的多重记录数M和在出现了页面数据的记录缺陷等时可用作替代区的缓冲区的多重记录数(N-M)，因此可以有效利用各记录单元区中的可记录空间，同时确保了针对全息记录介质原始设计的记录和再现的可靠性。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的多重记录的说明图。

图2是根据本发明第二实施例的多重记录的说明图。

图3是根据本发明第三实施例的多重记录的说明图。

图4是根据本发明第四实施例的多重记录的说明图。

图5A和5B是根据本发明在多重记录中进行再写的说明图。

图6A和6B是根据本发明在多重记录中进行到缓冲区的记录的说明图。

图7A和7B是根据本发明在多重记录中进行到另一记录区的记录的说明图。

图8是示出根据本发明的记录区的记录特性与多重记录数之间的关系的曲线图。

图9是示出根据本发明的累积输入能量与SNR之间的关系的曲线图。

图10是示出根据本发明的SNR_max与最大可多重记录数N之间的相关性的曲线图。

图11是针对根据本发明的可多重记录数与SNR之间的关系的说明图。

图12是示出根据本发明的记录和再现装置的结构的框图。

图13是常规的角度多重记录的说明图。

图14是常规的多重记录的说明图。

图15是最大可多重记录数的常规设置的说明图。

图16是常规多重记录的多重度的变化的说明图。

具体实施方式

本发明是一种记录和再现装置，其中，充分地确保了记录和再现特性的可靠性，并且从全息记录介质的各个记录区的可记录空间的角度来说可以有效地利用记录区并且可以显著地增大记录空间。

本发明提供了一种记录和再现装置，其包括：记录控制部分，用于通过使用参考光束和信息光束照射全息记录介质来记录多个页面数据，该介质包括多个记录单元区并且能够使多个页面数据被多重记录在各记录单元区中；再现控制部分，用于通过使用参考光束照射所述介质来选择性地再现多重记录在所述记录单元区中的多个页面数据中的特定页面数据；测量部分，用于使所述记录控制部分将特定页面数据记录在记录单元区A中，以测量该记录单元区A的最大可多重记录数N，该记录单元区A是所述多个记录单元区中的一个；多重度设置部分，用于通过使用最大可多重记录数N来设置(i)待记录在记录单元区A中的页面数据的多重记录数M(M＜N)和(ii)记录单元区A的缓冲区的多重记录数(N-M)；以及存储部分，用于存储最大可多重记录数N和多重记录数M，其中，当要在超过多重记录数M的情况下将页面数据B记录在记录单元区A中时，所述记录控制部分在最大可多重记录数N的范围内将页面数据B多重记录在记录单元区A的缓冲区中。

此外，所述测量部分基于预定选择准则选择所述多个记录单元区中的P(P＞1)个记录单元区，分别测量所选择的P个记录单元区的最大可多重记录数N，并将测得的P个最大可多重记录数的平均值设置为该介质的最大可多重记录数N，其中，所述多重度设置部分通过使用所设置的最大可多重记录数N设置待统一地应用于该介质的所有记录单元区的多重记录数M。

此外，所述测量部分将所述多个记录单元区分成R(R＞1)个组，根据预定选择准则从每个组选择一个记录单元区，分别测量所选择的R个相应记录单元区(A1、A2、…AR)的最大可多重记录数(N1、N2、…NR)，并将测得的最大可多重记录数(N1、N2、…NR)分别设置为所述记录单元区(A1、A2、…AR)分别所属的组的最大可多重记录数N，并且，其中，所述多重度设置部分将待统一地应用于该介质的所有记录单元区的页面数据的多重记录数M设置为比所有测得的R个最大可多重记录数(N1、N2、…NR)中的最小的最大可多重记录数要小的值，一个组的缓冲区的多重记录数与另一组的缓冲区的多重记录数不同。

此外，所述测量部分将所述多个记录单元区分成R(R＞1)个组，根据预定选择准则从每个组选择一个记录单元区，分别测量所选择的R个记录单元区(A1、A2、…AR)的最大可多重记录数(N1、N2、…NR)，并将测得的最大可多重记录数(N1、N2、…NR)分别设置为所述记录单元区(A1、A2、…AR)分别所属的组的最大可多重记录数N，并且，其中，所述多重度设置部分通过分别利用所述多个组的相应的的最大可多重记录数(N1、N2、…NR)来设置待分别应用于各组的所有记录单元区的页面数据的多重记录数(M1、M2、…MR)，将最大可多重记录数(N1、N2、…NR)与多重记录数(M1、M2、…MR)之差分别设置为所述多个组中的记录单元区的缓冲区的多重记录数(N1-M1、N2-M2、…NR-MR)，一个组的页面数据的多重记录数与另一组的页面数据的多重记录数不同，一个组的缓冲区的多重记录数与另一组的缓冲区的多重记录数不同。

在本发明中，当不能记录待记录在记录单元区A中的页面数据C时，所述记录控制部分可以将页面数据C再次多重记录在同一记录单元区A中，并在最大可多重记录数N的范围内在记录单元区A中记录其页面数量与该记录单元区A中的多重记录数M相等的不同页面数据。

此外，当所述记录控制部分在记录单元区A1(其是所述多个记录单元区中的一个)中记录了其页面数量与最大可多重记录数N相等的页面数据、然后所述记录控制部分接收到将页面数据D记录在该区A1中的指令时，所述记录控制部分可以将该页面数据D多重记录在另一记录单元区A2的未使用缓冲区中。

以下参照附图对本发明的多个实施例进行描述。此外，本发明并不限于以下多个实施例。

本发明的记录和再现装置的结构

图12是示出根据本发明一个实施例的记录和再现装置的结构的框图。

参照图12，根据本发明的记录和再现装置可以在全息记录介质1上的记录单元区处记录并再现页面数据，并且其主要包括光发射部分2、光接收部分3、记录控制部分4、再现控制部分5、测量部分6、多重度设置部分7以及存储部分8。全息记录介质包括多个记录单元区，并且在每个区中都可以多重记录多个页面数据。

光发射部分2使用与用户数据(从诸如个人计算机的外部上级设备请求记录该用户数据)相对应的信息光束和参考光束同时照射同一记录单元区。光发射部分2包括、光源、用于将来自光源的光束分成信息光束和参考光束的分束器、反射镜组、透镜组、空间光调制器(SLM)以及用于调节参考光束对介质的入射角的致动装置等。

光接收部分3接收在来自光发射部分2的参考光束被记录介质1反射时产生的再现光束，并且例如使用CCD。

记录控制部分4使用参考光束和信息光束在全息记录介质上记录页面数据，并对诸如光发射部分的各组件进行控制，使得可以在记录介质1上记录请求记录的用户数据。根据本发明，通过测量部分6执行预定测量以进行特定多重记录。

此外，根据本发明，尽管介质1的一个记录单元区在物理上是一个区，但是从多重记录的方面来说，它包括：其中可以多重记录预定数量个页面数据的多个数据记录区；和在出现页面数据的记录错误时用作预备区的多个缓冲区。在一个数据记录区中可以多重记录的页面数据的数量是预定的，以下将该数量称为页面数据的多重记录数M。

同时，尽管在缓冲区中可以记录一定数量的页面数据，但是通过针对各个记录单元区测量的最大可多重记录数N和页面数据的多重记录数M可以唯一地得到该页面数据数量K。其中，将缓冲区的多重记录数K确定为K＝N-M。

由于介质的各个记录单元区具有数据记录区的多重记录数M和缓冲区的多重记录数K，所以尽管只要在记录单元区A中正常地多重记录不同的页面数据就可以多重记录与最大可多重记录数N相对应的页面数据数量，但是在区A中可以记录的页面数据数量等于多重记录数M(M＜N)，而不记录M+1或更多数量的页面数据。

然而，在出现记录错误等的情况下，当在超过多重记录数M的情况下在记录单元区A中还记录页面数据B时，记录控制部分4在最大可多重记录数N的范围内将页面数据B多重记录在区A的缓冲区中。

参照图12，再现控制部分5通过使用参考光束照射介质1来选择性地再现在记录单元区中多重记录的多个页面数据中的待再现的特定页面数据。当再现该页面数据时，对由光接收部分3接收的再现光束中的信息进行解码。

尽管可以通过使用逻辑元件的硬件来构成记录控制部分4和再现控制部分5，但是也可以通过硬件与能够实现硬件的功能的软件的合作来实现它们。

将软件存储在ROM或RAM中，并且包括CPU、RAM、ROM、I/O控制器、定时器等的微型计算机基于该软件的程序对各硬件进行操作，以实现上述两个控制部分的功能。

当记录控制部分4在预定记录单元区A中记录特定页面数据时，测量部分6对记录单元区A中的最大可多重记录数N进行测量。

通过主要包括CPU和软件(已描述了其功能)的微型计算机可以实现测量部分6。

测量部分6针对介质上的每一个记录单元区进行测量或者只在根据预定选择准则选定的多个记录单元区中进行测量。在一次写入介质的情况下，测量部分6只在选定区中进行测量。

其中，所述预定选择准则是指：当将介质上的记录表面分成一些组时，选择属于该组的一个记录单元区。另选地，可以选择该组中的第一记录单元区。

此外，测量部分6针对每个选定记录单元区测量对页面数据进行一次多重记录所需的照射光束的输入能量E2。此外，测量部分6根据输入能量E2针对每个记录单元区计算与可以实际多重记录的页面的数量相对应的容许SNR(SNR_max)。当在待测量的各记录单元区中记录和再现特性不同时，由于一次多重记录所需的输入能量E2不同，因此其容许SNR也不同。

该容许SNR是与在记录单元区中进行多重记录时实际上可以正确地多重记录的页面数据数量相对应的数值(最大可多重记录数N)，并且通过在可以在该区中正常地进行多重记录的情况下施加的累积输入能量来确定该数值。此外，容许SNR是指：当施加了与比该容许SNR更大的SNR相对应的累积输入能量时，会损坏记录在该区中的页面数据。

此外，通常，根据特定种类的介质的设计规格，在多重记录一个页面数据时所提供的SNR(SNR_ave)在该介质上是恒定的。因此，可以根据一个记录单元区中的容许SNR(SNR_max)/SNR_ave计算出最大可多重记录数N，以下要对此进行详细描述。

多重度设置部分7对在记录单元区A中的页面数据的多重记录数M和在记录单元区A中的缓冲区的多重记录数进行设置。

可以根据由测量部分测得的最大可多重记录数N设置多重记录数M。例如，当在存储部分8中存储有诸如“将多重记录数M设置为比最大可多重记录数N小5的值”的准则作为设置准则时，将多重记录数M设置为M＝N-5。

即，当在存储部分8中存储有设置准则时，根据该设置准则设置多重记录数M。当针对介质的每个分组设置有多个准则时，使用针对每个组测得的最大可多重记录数N基于本组的设置准则来设置多重记录数M。

此外，优选地，根据估计的缺陷频率来确定多重记录数M。

当确定了记录单元区A中的页面数据的多重记录数M时，利用区A中的最大可多重记录数N将区A中的缓冲区的多重记录数唯一地确定为N-M。

存储部分8存储数据，如在本发明中使用的各种参数的数值、测量结果、算术表达式、设置条件。将不删除的数据存储在非易失性固定记录元件(如ROM和闪存)中，而将只要临时存储的数据存储在RAM等中。

例如，存储部分8存储累积输入能量、容许SNR(SNR_max)、一次多重记录所需的SNR(SNR_ave)、最大可多重记录数N、页面数据的多重记录数M、缓冲区的多重记录数等。

此外，记录控制部分4执行以下记录操作而非上述记录操作。

例如，在记录控制部分不能将待记录的页面数据C记录在记录单元区A中的情况下，它再次将页面数据C多重记录在同一记录单元区A中，并在最大可多重记录数N的范围内在记录单元区A中记录其数量与多重记录数M相对应的不同页面数据。

此外，在记录控制部分在记录单元区A1中记录了其数量与最大可多重记录数N相对应的页面数据之后，当它接收到在区A1中记录页面数据D的指令时，它将页面数据D多重记录在另一记录单元区A2的未使用的缓冲区中。

本发明中的多重记录的第一实施例

图1是对根据本发明第一实施例的角度多重记录的说明图。

其中，示出了全息记录介质的多个可记录区中的4个记录单元区(A1到A4)。以下将记录单元区简称为记录区。

通过使用信息光束和参考光束照射各记录区，在记录区中记录了页面数据。在角度多重记录的情况下，如图13所示，通过改变参考光束的照射角度在同一区中多重记录不同的页面数据。

图1中的多个记录区(A1到A4)是物理上不同的记录区，并且沿记录区的深度方向(图中的竖直方向)示出了可记录在同一区中的页面数据的数量(多重记录数)。尽管在图1中为了进行说明将页面数据记录在沿深度方向的不同位置中，但是实际上将多个页面数据记录在同一记录位置中。

根据本发明的第一实施例，假设将记录区(A1到A4)的最大可多重记录数统一地设置为N，并且一个记录区包括页面数据的多个数据记录区和多个缓冲区。此外，假设将可记录在一个数据记录区中的页面数据的数量(多重记录数)设置为M(M＜N)，并且缓冲区具有其中可记录N-M个页面数据的空间。

其中，数据记录区的多重记录数M是在出厂之前由制造商确保的记录数量，或者是根据设计规格确保的记录数量。即，确保在任何记录区中都确定地可以记录并再现M个页面数据。

缓冲区是为了如下目的而设置的预备区(也被称为替代区)：当在数据记录区中记录页面数据时在出现了页面数据的记录错误(如奇偶校验错误或记录缺陷)的情况下，确保记录区中的多重记录数M。

例如，在可以在记录单元区A1中的多个数据记录区(A1-1到A1-M)中正常地多重记录M个页面数据中的所有页面数据的情况下，不使用缓冲区(A1-M+1到Al-N)，但是当在记录页面数据时出现了记录错误时，使用缓冲区。

其中，尽管最大可多重记录数N是可以实际地多重记录在记录区中的页面数据的数量，但是它是在插入介质时例如通过下述方法预先测得的。此外，为了确保令人满意的记录可靠性，将数据记录区的多重记录数M统一地设置成很低，并满足N＞M。当假设N＝M+α时，α对应于可记录在缓冲区中的页面数据的数量。

更具体地，若假设数据记录区的多重记录数M是100并且最大可多重记录数N是105，则可以记录在缓冲区中的数据的数量(α)是5(105-100)。

根据第一实施例，尽管可以针对介质的各个记录区测量最大可多重记录数N，但是，优选地，在实际中只测量多个代表性记录区。

例如，将介质的所有记录区分成P个组，每个组具有预定面积，并基于预定选择准则在各组中选择一个记录区，并可以测量该P个选定记录区及其它们的最大可多重记录数N。

由此，可以得到这P个测得的最大可多重记录数的平均值，并可以将该平均值设置为该介质的最大可多重记录数N。

所述P个选定记录区可以是该组的第一记录区或者可以是中央附近的记录区。然而，优选地，考虑到由于位置差异而导致的记录特性的变化，选择彼此分隔开并不像图1中那样彼此相邻的多个记录区。

参照图1，当针对所有区将多重记录数M预先设置为可以确定地记录和再现的页面数据的数量时，可以确保对数据的记录和再现的令人满意的可靠性。

此外，由于在常规上进行多重记录数直到达到多重记录数M，即使存在与其中实际上可以记录页面数据的缓冲区相对应的空闲空间，也不能再多重记录页面数据，并且由于记录误差会使多重记录数量少于多重记录数M。

根据本发明，考虑到记录区的特性设置有其中可以记录页面数据的缓冲区，并且因为可以将由于记录错误而不能记录的页面数据多重记录在该缓冲区中，所以可以实现在设计或插入介质时设置的记录多重度M。

此外，在出现的记录错误超过缓冲区的可多重记录数(N-M)的情况下，可以将由于记录错误而不能记录的页面数据记录在另一记录区(例如，相邻缓冲区)中的缓冲区中。由此，因为可以有效利用其中实质上可以记录页面数据的缓冲区的空闲空间，即使出现记录错误，也可以确保原始设计的记录空间。

图5、6以及7是对根据一个实施例的页面数据的多重记录的说明图。

参照图5A和5B，假设将数据记录区的多重记录数设置为10(＝M)，并将缓冲记录区的多重记录数设置为4(N＝10+4)。

图5A示出了在记录区A2中记录了3个页面数据的情况。此时，若假设在记录页面数据3时出现记录错误，则将页面数据3再次多重记录在同一区A2中。根据全息记录介质，由于通常不能删除其中出现了记录错误的页面数据，因此将该页面数据保持原样。因此，将待再次记录的页面数据3记录在区A2中作为第四个页面数据(参见图5B)。

参照图5B，尽管原本应当记录10个页面数据，但是由于对页面数据3记录了两次，因此在其中最多可以记录10个页面数据的常规情况下可以记录的剩余页面数据数是6个。在此情况下，在该数据记录区中可以记录的最大页面数据数是9个，使得多重记录数(M)减小了一个，并且可记录页面数据的空间减少了一个。

然而，根据本发明，由于实际上将缓冲区用于记录页面数据，因此可以确保原始设置的多重记录数(M＝10)(参见图6A和6B)。

图6A和6B是在多重记录页面数据9和页面数据10时的说明图。

图6A示出了在从图5B所示的状态起多重记录了页面数据4到页面数据9后的状态。其中，尽管多重记录了包含有带有记录错误的页面数据3在内的10个页面数据，但是实质上只多重记录了9个页面数据。

图6B示出了其中在区A2中多重记录第10个页面数据10的情况。在缓冲区中记录页面数据10。此时，尽管区A2中的多重记录数是11，但是页面数据的实质的多重记录数是10，使得可以确保原始设计的记录多重度(M＝10)。换句话说，可以有效利用其中可以记录页面数据的记录区，使得可以实现原始设计的记录空间。

图7A和7B是在使用与图6B类似的缓冲区进行多重记录并且用尽了记录区的缓冲区的情况下的多重记录的说明图。

图7A示出了当在区A2中记录了页面数据1到9时出现了5次记录错误的并且用尽了区A2的缓冲区情况。此时，区A2中的页面数据的多重记录数是9个，并且未实现原始设置的多重记录数(M＝10)并且实质上减小了记录空间。

即，尽管在如图7A所示的情况那样只使用区A2时不能实现多重记录数(M＝10)，但是当使用其在缓冲区中具有空闲空间的另一记录区时，显然可以实现区A2中的原始设置的多重记录数(M＝10)。

图7B是使用相邻记录区A3的缓冲区进行的多重记录的说明图。其中，假设在记录区A3的缓冲区中存在空闲空间。当要求在记录区A2中记录第十个页面数据10时，由于在区A2的数据记录区和缓冲区中均没有空间了，将页面数据10记录在其中在缓冲区中存在空闲空间的区A3中。

此外，要将这样的信息记录在特定管理区中，即，表示将本来要记录在区A2中的页面数据10多重记录在区A3的缓冲区中的信息。由此，可以实现对区A的原始设置的多重记录数(M＝10)。

由此，通过有效利用另一记录区的缓冲区，可以确保对特定记录区的原始设计记录空间。

第二实施例

图2是根据本发明第二实施例进行的多重记录的说明图。

参照图2，尽管在出厂时设置的各个记录区(A1到A4)的多重记录数均为M，但是缓冲区的多重记录数不同。由此，当将缓冲区的多重记录数区分开来时，可以更有效地利用记录区的实际上可以多重记录的空间。

在如上所述的全息记录介质中，由于记录和再现特性在局部是不同的，因此存在其中可以执行比多重记录数更多次的记录和再现的记录区，并且存在其中可以满意地确保原始设计的多重记录数M但是由于物理缺陷而不能提供满意的多重度的记录区。即，实际上可以多重记录的页面数据的数量逐记录区地不同。由此，在各记录区中测量最大可多重记录数N，并在各记录区中找出待用作缓冲区的多重记录数。由此，可以确保与各记录区的特性相对应的缓冲区。

参照图2，在记录区A1中缓冲区是从A1-M+1到A1-N，在记录区A2中缓冲区是从A2-M+1到A2-i(N＞i)，在记录区A4中缓冲区是从A4-M+1和A4-M+2。换句话说，尽管在记录区中页面数据的多重记录数M全部相同，但是对于各个记录区最大可多重记录数是不同的。

在此情况下，由于在所有区中都可以确保原始设置的多重记录数M，并且根据各记录区的特性设置有缓冲区，因此即使出现了记录错误，也可以在缓冲区的多重记录数内实现页面数据的原始设计的多重记录数M。

此外，如图7所示，在使用相邻记录区的缓冲区的情况下，即使用尽了特定区的缓冲区，也可以实现原始设置的多重记录数。

此外，在存在其中可以设置更大的多重记录数的记录区的情况下，与如图1中的那样统一地设置缓冲区的多重记录数的情况相比，在这种记录区中可以实现更有效的多重记录。

尽管在第二实施例中对在每个记录区中测量最大可多重记录数N的情况进行了描述，但是在其中只进行一次记录的一次写入介质的情况下，由于不可能测量所有记录区，因此只在基于一定选择准则选择的某些记录区中找出最大可多重记录数N。

例如，将所有记录区分成具有一定面积的多个(R个)组，并只在属于该组的一个代表性记录区中测量最大可多重记录数N。然后，将测得的最大可多重记录数N应用于属于该组的所有记录区。

换句话说，对属于同一组的所有记录区设置相同的最大可多重记录数N。然而，当组不同时，最大可多重记录数N也可以不同。

可以根据介质的局部特性变化来确定将多个记录区分成多个组的方法。此外，对组中的记录区的选择准则并不受到特殊限制，例如，可以选择第一个记录区。

此外，要将页面数据的多重记录数M设置为比在测得的R个最大可多重记录数中的最小的最大可多重记录数要小的值。针对介质上的所有记录区统一地设置多重记录数M。

第三实施例

图3是根据本发明第三实施例的多重记录的说明图。

其中，数据记录区的多重记录数也是可变的。

例如，区A1的数据记录区的多重记录数是“j”，而区A2的数据记录区的多重记录数是“i”(≠j)。

此外，在图3中将缓冲区的多重记录数统一设置为5。然而，每个记录区的缓冲区的多重记录数可以根据各记录区(A1到A4)的特性而不同。

由此，可以将局部地具有非常好的特性的记录区中的原始多重记录数j(j＞M)设置得更大，使得与将多重记录数统一设置为M的情况相比可以增加记录区中的页面数据的记录空间。

而且，在第三实施例中，不在每个记录区中测量最大可多重记录数N，而是通过一定的选择准则从所划分的R个组分别选择一个记录区，并可以测量选定的R个记录区中的每一个区中的最大可多重记录数N。

将这R个选定的最大可多重记录数N应用于属于相应的组的所有记录区。此外，利用各组的最大可多重记录数来设置应用于该组中的所有记录区的页面数据的多重记录数M。

换句话说，当最大可多重记录数N逐组地不同时，将各组的页面数据的多重记录数M设置为不同的值。因此，将各组中的缓冲区的多重记录数设置为N-M，并且该多重记录数可以逐组地不同。

第四实施例

图4是根据本发明第四实施例的多重记录的说明图。在本示例中，数据记录区的多重记录数M是可变的，并且不设置缓冲区。换句话说，在每个记录区中测量多重记录数，以确保记录和再现的令人满意的可靠性并设置每个记录区中的页面数据的多重记录数。

由此，与统一地确定数据记录区的多重记录数的情况相比，由于可以将具有局部高特性的区的多重记录数M设置得更大，因此可以实质上增加页面数据的记录容量。

对全息记录介质的多重记录数的测量

下面，对在实际地记录或再现用户数据之前针对全息记录介质进行的多重记录数的测量进行描述。

图8是示出在输入给全息记录介质的照射光束的累积输入能量与SNR之间的关系的曲线图。其中，将在全息记录介质的一个记录区中可以记录的页面数据的数量(最大可多重记录数)设置为N。

此外，若假设将一个页面数据记录在其记录区中所需的照射光束的能量是恒定的，则与该能量相对应的(一次多重记录所需的)SNR也是恒定的。当在同一记录区中记录N个不同的页面数据时，将照射光束的恒定能量施加到该记录区N次。

图8中的横轴示出了施加到特定记录区的累积输入能量，其中的纵轴示出了每次进行多重记录时增加的SNR的总和。

通过将施加到记录区的能量密度乘以照射时间来指定累积输入能量。该能量密度是进行一次多重记录所需的(记录一个页面数据所需的)光能。

例如，图8示出了其中最大可多重记录数N＝6的情况。换句话说，在将6个页面数据多重记录在记录区中的情况下，当累积输入能量是E_max时，该区中SNR的总和达到容许SNR。

此外，在已在同一记录区中记录了6个页面数据的状态下记录第七个页面数据的情况下，由于总SNR超过容许SNR，因此这意味着不能正常地记录第七个页面数据。作为另一情况，当记录第七个页面数据时，可能损坏正常记录的页面数据。

当使用具有上述关系的两个参数(SNR和能量)时，可以找出各记录区中的最大可多重记录数N。以下对用于找出N的方法的实施例进行描述。

首先，当在全息记录介质的设计阶段对该介质的性能进行评估时找出示出了类似于图9的累积输入能量与SNR之间的关系的曲线图。

通过对在出厂时要使用的激光源的能量密度进行校正并调节对介质的照射的时间间隔，可以得到累积输入能量。

通过记录用于评估性能的特定图案、检测其在光接收元件(例如，CCD)上的再现图像并利用图像的强度分布和以下定义性公式，可以得到SNR：

$\mathrm{SNR}=(\mathrm{\μ}\left(\mathrm{ON}\right)-\mathrm{\μ}\left(\mathrm{OFF}\right))/\sqrt{(\mathrm{\σ}{\left(\mathrm{ON}\right)}^2+\mathrm{\σ}{\left(\mathrm{OFF}\right)}^2}$

其中，μ(ON)表示CCD上的亮态下的像素的强度平均值，μ(OFF)表示暗态下的像素的强度平均值，σ(ON)表示亮态下的像素的强度分布的标准偏差，σ(OFF)是暗态下的像素的强度分布的标准偏差。

例如，通过在测量设备的固件上处理以上测量结果，可以得到图9所示的曲线图。

接下来，根据图9所示的曲线图得到介质的容许SNR(被称为SNR_max)。在图9中的曲线图中，根据在记录一个页面数据时的SNR(进行一次多重记录所需的SNR，以下被称为SNR_ave)的整数倍数的上限值，可以得到容许SNR(SNR_max)。

这里，假设在设计时SNR_ave被预定。

然后，在测量设备的固件上找出SNR_max与最大可多重记录数N之间的相关数据。例如，该相关数据是图10所示的曲线图。换句话说，随着SNR_max的增大，在介质的同一区中可以记录的页面数据的数量(最大可多重记录数N)也增大。

此外，利用容许SNR(SNR_max)和进行一次多重记录(SNR_ave)所需的SNR通过以下公式可以指定最大可多重记录数N：

N＝SNR_max/SNR_ave

由此，得到了在设计时的特定全息记录介质的最大可多重记录数N。

按如上方式得到的值N对应于例如根据图1所示的示例的具有数据记录区的数量和缓冲区的数量的最大可多重记录数N。此外，从要确保的记录和再现可靠度、记录空间、另一设计规格参数等的角度，基于值N确定图1中的数据记录区的多重记录数M(M＜N)。

此外，不仅可以在设计时对性能进行评估时执行以上测量过程，而且可以在介质的制造阶段在检验样本介质时执行以上测量过程。

此外，已认识到容许SNR(SNR_max)与图9所示的曲线图的初始倾角具有很强的关联。换句话说，通过测量图9中的曲线的初始倾角，可以指定SNR_max的值。

其中，初始倾角θ是指在记录开始部分处的上升角，并且可以通过SNR相对于能量输入量的增大量指定该角。可以认为，初始倾角θ由于在制造时生成了介质的局部缺陷或局部惯性而变化。

根据图9中的曲线图的变化，可以说，当特定记录区的初始倾角θ相对很大时，SNR_max也很大，并且可以多重记录的页面数据的数量(最大可多重记录数)也很大。

同时，当在介质上的特定记录区中存在缺陷时，该区的初始倾角θ相对很小，此时，可以说，SNR_max也变得很小，并且可以多重记录的页面数据的数量(最大可多重记录数)也变得很小。

严格地说，尽管必须找出图9中的曲线并测量各记录区中的SNR_max，但是在不能再写的一次写入介质的情况下不能针对所有区测量SNR_max。由此，实际上，针对介质的所述组的多个记录区中的一个代表性记录区找出SNR_max和最大可多重记录数N，并假设该组中的其他记录区具有相同的最大可多重记录数，这是因为相邻的记录区不太可能具有很不相同的最大可多重记录数N。

此外，如上所述，由于SNR_max的值与曲线的倾角具有很强的相关性，因此代替找出一个记录区的SNR_max，可以通过使用具有进行一次多重记录所需的SNR_ave的光束照射介质来测量图9中的曲线的初始倾角θ以指定SNR_max。例如，施加为进行评估而确定的具有能量EX1的记录光束，并通过上述方法找出此时的SNR 1。根据上述结果找出角θ1，并使用该角θ1与先前记录在固件中的标准记录介质的角θ2之差计算出SNR_max。由此，实际上不必找出图9中的曲线就可以指定SNR_max。

接下来，对测量介质上的一个记录区中的最大可多重记录数N的具体示例进行描述。

这里，假设在设计时确定的全息记录介质的最大可多重记录数(被称为平均多重度)是N1。换句话说，假设在设计时的评估测试时全息记录介质的包括缓冲区的数量在内的最大可多重记录数的平均也是N1。还假设在进行该评估测试时找出的容许SNR是SNR_max1。

当假设对介质进行一次多重记录所需的SNR是SNR_ave时，以下公式成立：

N1＝SNR_max1/SNR_ave

图11是示出在本具体示例中累积输入能量与SNR之间的关系的曲线图。

参照图11，曲线g1是在设计时在评估测试中找出的关系曲线。在该曲线g1中，假设根据其设计为了提供进行一次多重记录所需的SNR(SNR_ave)而要施加的输入能量是E1。

首先，在诸如紧接着装载介质之后的时刻为了测量记录区A1施加具有用于提供进行一次多重记录所需的SNR(SNR_ave)的输入能量E1的光束。将使用该光对信息的这种写入称为测试写入。由于该光照射是测试写入，因此不指定参考光束或信息光束的入射角，只是这些光束的总能量必须为E1。

在待测量记录区A1具有按照设计的特性的情况下，当使用具有输入能E1的光束照射区A1时，区A1的SNR显示出与SNR_ave相同的值，并且记录区A1的最大可多重记录数N是按照设计的N1。

然而，在记录区A1具有某种缺陷并减小了可以多重记录的页面数据的数量的情况下，其特性曲线变成图11所示的曲线g2。

在此情况下，即使施加用于进行一次多重记录所需的输入能量E1，由于所述缺陷，所提供的SNR变得小于SNR_ave。换句话说，即使施加具有按照设计的能量E1的光束，也不能正确地记录一个页面数据。因此，必须施加具有可以提供与SNR_ave相同的SNR的能量E2的光束，以正确地记录页面数据。

通过对由能量E1提供的SNR与记录在固件中的SNR_ave进行比较，可以找出提供SNR_ave所需的能量E2。

尽管不能找出图11中的整个曲线g2，但是由于可以找出对应于SNR_ave的能量E2，因此通过利用与记录在固件中的标准介质的测量结果之差进行计算，可以找出图11所示的曲线g2的初始倾角θ。

如上所述，当找出了初始倾角θ时，根据该角θ可以估计出图11所示的曲线g2的变化趋势，并且可以找出记录区A1中的容许SNR(被称为SNR_max2)。

在该示例中，SNR_max2小于SNR_max1。由此，通过以下公式可以计算出记录区A1中的最大可多重记录数N2：

N2＝SNR_max2/SNR_ave

在图11中的这一示例中，由于N2＜N1，因此记录区A1中的缓冲区的多重记录数比原始设计的(N1-M)要小，并且变成(N2-M)，其中M＜N2＜N1。

在该示例中，当在不找出记录区A1中的实际最大可多重记录数N2的情况下使用记录区A1中的原始设计的(N1-M)个缓冲区时，可以使用超过实际最大可多重记录数的缓冲区，使得可能出现记录错误。

然而，当进行上述测量并找出记录区A1中的实际最大可多重记录数N2时，只使用(N2-M)个缓冲区并且不使用超过数N2的缓冲区。结果，防止了记录错误的出现，并可以有效地利用记录区A1的实际记录空间。

同时，当找出了图11所示的曲线并找到了记录区A3中的最大可多重记录数N3时，如果确定N3＞N1，则这意味着在记录区A1中可以执行比按照原始设计的最大可多重记录数N1更多数量的多重记录。

例如，在图2所示的实施例的情况下，如区A3那样可以使用更多的缓冲区，使得可以更有效地利用可记录区。此外，在图3所示的实施例的情况下，如区A3那样，可以将数据记录区的多重记录数增加得比其他区要多，使得可以增加可记录在记录区A3中的页面数据的数量。换句话说，可以将页面数据的记录容量增大得比原始设计的要大。

同时，由于在上述测量过程中能量E2可能逐记录区地不同，因此必须针对每个记录区或每个单个组中的代表性记录区测量能量E2。然而，可以针对每个全息记录介质通过相同的计算执行在找出了能量E2之后的处理(针对初始倾角、SNR_max2和N2)，可以将用于各介质的参数或计算公式存储在记录和再现装置的存储器或介质本身中。

待存储的参数例如包括由能量E1提供的SNR、测量时的温度等。

此外，将测得的最大可多重记录数N或设置的多重记录数M也存储在记录和再现装置的存储器(RAM、闪存、硬盘等)中。

例如，根据便携式全息记录介质，通常将诸如该介质的制造商、版本、制造编号等的信息预先记录在介质本身中。由此，可以在刚将介质插入记录和再现装置之后读出这种信息，以搜索出存储在该装置中的与读出的信息相对应的参数等，并在测量了介质的能量E2之后使用搜索出的结果找出SNR_max2和N2。

可以将对最大可多重记录数的上述测量应用于其中只可以进行一次记录的一次写入介质或其中可以进行许多次记录的可再写介质。

然而，在可再写介质的情况下，由于即使在进行了测试写入之后也可以删除测试数据，因此通过施加多重记录数次具有单位能量E1的光束可以找出实际能量E2和最大可多重记录数N2，以执行原始设计的多重记录数次多重记录并得到总SNR。

此外，在可再写介质的情况下，可以针对所有记录区而非代表性记录区测量E2和N2。在此情况下，尽管需要花费大量时间来进行测量，但是可以找出更正确的最大可多重记录数，使得可以更有效地利用其可记录容量。

此外，当在代表性记录区中进行测量时，由于针对介质中的每个逻辑地址设置可以访问的单元区，并且通常在该单元区中包含有多个物理记录区，因此在所述多个记录区中可以只测量第一个记录区。

此外，在考虑到设计规格或制造经验的情况下，可以针对相隔一定距离(其中，特征变化会变得显著)的记录区进行测量。

此外，尽管可以在任何时刻进行上述测量，但是优选地在刚将介质插入装置之后、在该介质上执行记录操作之前同时未执行记录或再现操作的空闲状态时进行该测量，或者在刚退出待机状态之后进行该测量。

根据本发明，由于针对全息记录介质的一个记录单元区设置页面数据的多重记录数和缓冲区的多重记录数，以使其对应于各记录单元区或所述记录单元区所属的各组的记录和再现特性，因此可以通过使用缓冲区实现页面数据的原始设计的多重记录数，可以有效地利用记录单元区的记录空间(多重度)，同时可以充分地确保原始的记录和再现特性的可靠性。

特别地，当设置页面数据的多重记录数以使其随着记录单元区所属的组而不同时，可以更有效地利用记录空间，并且可以实质地增大页面数据的记录空间。

Claims (6)

1、一种记录和再现装置，其包括：

记录控制部分，用于通过使用参考光束和信息光束照射全息记录介质来记录多个页面数据，该介质包括多个记录单元区并且能够使多个页面数据被多重记录在所述多个记录单元区中的每一个中；

再现控制部分，用于通过使用参考光束照射所述介质来选择性地再现多重记录在所述多个记录单元区中的一个记录单元区中的多个页面数据中的特定页面数据；

测量部分，用于使所述记录控制部分将特定页面数据记录在记录单元区A中，以测量该记录单元区A的最大可多重记录数N，该记录单元区A是所述多个记录单元区中的一个；

多重度设置部分，用于通过使用最大可多重记录数N来设置：(i)待记录在记录单元区A中的页面数据的多重记录数M，M＜N；以及(ii)记录单元区A的缓冲区的多重记录数N-M；以及

存储部分，用于存储最大可多重记录数N和多重记录数M，

其中，当要在超过多重记录数M的情况下将页面数据B记录在记录单元区A中时，所述记录控制部分在最大可多重记录数N的范围内将页面数据B多重记录在记录单元区A的缓冲区中。

2、根据权利要求1所述的记录和再现装置，其中，所述测量部分基于预定选择准则选择所述多个记录单元区中的P个记录单元区，P＞1，分别测量所选择的P个记录单元区的最大可多重记录数N，并将测得的P个最大可多重记录数的平均值设置为该介质的最大可多重记录数N，其中，所述多重度设置部分通过使用所设置的最大可多重记录数N设置待统一地应用于该介质的所有记录单元区的多重记录数M。

3、根据权利要求1所述的记录和再现装置，其中，所述测量部分将所述多个记录单元区分成R个组，R＞1，根据预定选择准则从每个组选择一个记录单元区，分别测量所选择的R个相应记录单元区(A1、A2、…AR)的最大可多重记录数(N1、N2、…NR)，并将测得的最大可多重记录数(N1、N2、…NR)分别设置为所述记录单元区(A1、A2、…AR)分别所属的组的最大可多重记录数N，并且，其中，所述多重度设置部分将待统一地应用于该介质的所有记录单元区的页面数据的多重记录数M设置成比所有测得的R个最大可多重记录数(N1、N2、…NR)中的最小的最大可多重记录数更小的值，一个组的缓冲区的多重记录数与另一组的缓冲区的多重记录数不同。

4、根据权利要求1所述的记录和再现装置，其中，所述测量部分将所述多个记录单元区分成R个组，R＞1，根据预定选择准则从每个组选择一个记录单元区，分别测量所选择的R个记录单元区(A1、A2、…AR)的最大可多重记录数(N1、N2、…NR)，并将测得的最大可多重记录数(N1、N2、…NR)分别设置成所述记录单元区(A1、A2、…AR)分别所属的组的最大可多重记录数N，并且，其中，所述多重度设置部分通过分别利用所述多个组的相应的最大可多重记录数(N1、N2、…NR)来设置待分别应用于各组的所有记录单元区的页面数据的多重记录数(M1、M2、…MR)，将所述最大可多重记录数(N1、N2、…NR)与所述多重记录数(M1、M2、…MR)之差分别设置成所述多个组中的记录单元区的缓冲区的多重记录数(N1-M1、N2-M2、…NR-MR)，一个组的页面数据的多重记录数与另一组的页面数据的多重记录数不同，一个组的缓冲区的多重记录数与另一组的缓冲区的多重记录数不同。

5、根据权利要求1所述的记录和再现装置，其中，当不能记录待记录在记录单元区A中的页面数据C时，所述记录控制部分将页面数据C再次多重记录在同一记录单元区A中，并在最大可多重记录数N的范围内在记录单元区A中记录其页面数量与该记录单元区A的多重记录数M相等的不同页面数据。

6、根据权利要求1所述的记录和再现装置，其中，当所述记录控制部分在作为所述多个记录单元区中的一个的记录单元区A1中记录了其页面数量与最大可多重记录数N相等的页面数据、然后所述记录控制部分接收到将页面数据D记录在该区A1中的指令时，所述记录控制部分将该页面数据D多重记录在另一记录单元区A2的未使用的缓冲区中。

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