CN101261846B - 存储控制器和将信息存储在全息数据存储媒体内的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及存储控制器和将信息存储在全息数据存储媒体内的方法。这种方法供应包括编码对焦全息图和一个或多个编码数据全息图的全息数据存储媒体。这种方法将全息数据存储媒体配置在全息数据存储系统内，使得可动成像透镜处在第i个位置。这种方法照射编码对焦全息图，以产生第i个重建对焦图像，再通过可动成像透镜将第i个重建对焦图像投射到光检测器上。然后，计算出第i个所测对焦度量，确定第i个所测对焦度量是否大于或等于对焦度量门限。如果第i个所测对焦度量大于或等于对焦度量门限，对一个或多个编码数据全息图解码。
Description
技术领域
本发明涉及将信息存储在全息数据存储媒体内的设备和方法。
背景技术
在全息信息存储中，整个信息页作为光学干涉图案同时存储在厚的光敏光学材料内。这是通过将两个相干激光束在存储材料内交会来实现的。第一个光束称为数据光束，含有需存储的信息；第二个光束称为基准光束，设计成单纯光束，用来再现例如具有平面波阵面的单纯准直光束。
所得到的光干涉图案使得光敏媒体起化学和/或物理变化，干涉图案的复制物以改变光敏媒体的吸收作用、折射率或厚度的形式存储起来。在所存储的干涉图案受到在记录期间所用的两个光波中的一个光波照射时，该入射光中一些被所存储的干涉图案衍射，使得另一个光波得到重建。用基准光波照射所存储的干涉图案可以重建数据光束，反之亦然。
大量这些干涉图案可以在同一个厚媒体片内重叠并可以被独立地访问，只要它们是可通过图案的方向或间隔区别的。这样的分离可以通过改变物光波与基准光波之间的角度或通过改变激光波长来实现。于是，任何特定的数据页可以通过用存储该页时所用的基准光波照射所存储的图案而被独立读出。由于全息图的厚度，该基准光波被干涉图案衍射，使得只有所希望的物光束显著地得到重建，并在电子照相机上成像。这种技术的存储密度的理论极限为每立方厘米数十万亿比特的数量级。
发明内容
本发明包括一种将信息存储在全息数据存储媒体内的方法。这种方法供应包括一个编码对焦全息图和一个或多个编码数据全息图的全息数据存储媒体，以及提供包括光源、光检测器和可动成像透镜的第一全息数据存储系统。
这种方法将全息数据存储媒体配置在全息数据存储系统内，使得所述可动成像透镜处在全息数据存储媒体与光检测器之间的第i个位置，并且建立对焦度量门限。
这种方法用基准光束照射编码对焦全息图，以产生第i个重建对焦图像，再通过可动成像透镜将第i个重建对焦图像投射到所述光检测器上。然后，计算第i个所测对焦度量，确定第i个所测对焦度量是否大于或等于对焦度量门限。如果确定第i个所测对焦度量大于或等于对焦度量门限，就对一个或多个编码数据全息图解码。
附图说明
从以下结合同样的标志符用来标示同样的部分的附图的详细说明中可以对本发明有更好的理解，在这些附图中：
图1A为全息数据存储媒体的透视图；
图1B为图1A的全息数据存储媒体的剖视图；
图2A为全息数据存储系统的一个实施例的透视图，示出了将信息编码入图1A和1B所示的全息数据存储媒体的情况；
图2B示出了图2A的系统的聚焦透镜件，其中聚焦透镜在所编码的图像中引入一个或多个光学像差；
图3A为全息数据存储系统的第二实施例的透视图，示出了将信息编码入图1A和1B所示的全息数据存储媒体的情况；
图3B示出了图3A的系统的聚焦透镜件，其中聚焦透镜在所编码的图像中引入了一个或多个光学像差；
图4为图3A的全息数据存储系统的框图；
图5为全息数据存储系统的一个实施例的透视图，示出了对被编码入图1A和1B的全息数据存储媒体的信息进行解码的情况；
图6为全息数据存储系统的第二实施例的透视图，示出了对被编码入图1A和1B的全息数据存储媒体的信息进行解码的情况；
图7为示出本发明的全息数据存储系统的一个实施例的框图；
图8示出了用来将投影图像引导到光检测器上的可动成像透镜组件；
图9示出了图8的可动成像透镜组件的一个实施例；
图10示出了本发明的对焦图像的一个实施例；
图11示出了本发明的对焦图像的第二实施例；
图12为概述本发明的将信息存储在全息数据存储媒体内的方法的某些步骤的流程图；
图13为概述本发明的将信息存储在全息数据存储媒体内的方法的各个步骤的流程图；
图14为概述本发明的将信息存储在全息数据存储媒体内的方法的某些附加步骤的流程图；以及
图15为概述本发明的将信息存储在全息数据存储媒体内的方法的某些附加步骤的流程图。
具体实施方式
本发明就下面结合附图所说明的优选实施例进行说明，在这些附图中同样的编号表示同样或类似的部分。本说明书中涉及“一个实施例”或类似措辞的意味着在本发明的至少一个实施例内包括结合该实施例所说明的特定功能、结构或特征。因此，本说明书中出现“在一个实施例中”和类似措辞的可以是但不一定都是指同一个实施例。
此外，所说明的本发明的这些功能、结构或特征可以在一个和多个实施例中以任何适当方式组合在一起。在下面的说明中，列举了一些具体细节，以使本发明的实施例可以得到充分理解。然而，熟悉有关技术的人员可以看到本发明可以在没有其中一个或多个具体细节下实现，或者用其他方法、组件、材料等实现。在另一些情况下，众所周知的结构、材料或操作没有示出或详细说明，以免使本发明的各方面反而模糊不清。
现在来看图2A和2B，全息数据存储系统200包括激光源205、分光器210、透射式空间光调制器(SLM)215和反射镜280。在有些实施例中，激光源205发射波长在405nm左右的蓝光。在有些实施例中，激光源205发射波长在650nm左右的红光。在有些实施例中，激光源205发射波长在780nm左右的红外光。在有些实施例中，激光源205发射调谐到全息数据存储媒体100(图1A、1B)的记录和/或读取特性上的其他波长的光。
在有些实施例中透射式SLM 215包括LCD型器件。信息由SLM215上显示的亮、暗像素表示。SLM 215通常是半透明的。
激光源205发出的激光由分光器210分成载波光束220和基准光束230这两个光束。载波光束220在光通过SLM 215时拾取SLM 215所显示的图像240，形成数据光束260。数据光束260通过聚焦透镜250，成为聚焦数据光束265。在有些实施例中，聚焦数据光束265包括一个或多个光学像差255。反射基准光束290与聚焦数据光束265干涉，形成全息图，作为干涉图案270被编码入全息数据存储媒体100。
在有些实施例中，图像240包括对焦图像。在有些实施例中，图像240包括对焦图像1000(图10)，干涉图案270将对焦图像1000编码入全息数据存储媒体100。在有些实施例中，图像240包括对焦图像1100(图11)，干涉图案270将对焦图像1100编码入全息数据存储媒体100。在有些实施例中，图像240包括数据图像，干涉图案270将该数据图像编码入全息数据存储媒体100。
现在来看图3A、3B和4，全息数据存储系统300包括激光源205、分光器210、反射式空间光调制器310、聚焦透镜350和全息数据存储媒体100。激光源205产生的光由分光器210分成基准光束320和载波光束330。
在图3A、3B和4所示实施例中，反射式空间光调制器(RSLM)310显示图像240。在有些实施例中，反射式空间光调制器310包括一个包括多个微反射镜的组件。在其他一些实施例中，反射式空间光调制器310包括硅上液晶(LCOS)显示器。与晶体和电极夹在极化玻璃板之间的用于LCD的扭曲向列型液晶不同，LCOS器件具有涂在硅芯片的表面上的液晶。驱动形成图像的电子电路蚀刻入涂有反射(铝化)表面的芯片。偏振器设置在光从芯片弹回前、后的光路内。LCOS器件比传统的LCD显示器容易制造。LCOS器件具有较高的分辨率，因为可以将几百万个像素蚀刻到一个芯片上。LCOS器件可以比传统的LCD显示器小得多。
载波光束330在光从反射式空间光调制器310反射时拾取图像240，形成包括图像240的数据光束340。数据光束340通过聚焦透镜350，成为聚焦数据光束345。未经反射的基准光束320与聚焦数据光束345干涉，形成全息图，作为干涉图案270被编码入全息数据存储媒体100。在有些实施例中，聚焦数据光束345包括一个或多个光学像差355。
图5示出了对干涉图案270进行解码的全息数据存储系统200。在图5所示的实施例中，全息数据存储系统200还包括成像透镜810和光传感器阵列510。光传感器阵列510设置在离全息数据存储媒体100有一段距离，足以对投射在它上的聚焦重建数据光束560进行数字检测。
为了对干涉图案270解码，基准光束230从反射镜280反射，形成反射基准光束290，入射到编码全息数据存储媒体100上。由于基准光束290与干涉图案270干涉，产生重建数据光束550，其中重建数据光束550包括与原始图像240相似的图像。
重建数据光束550通过成像透镜810，成为聚焦重建数据光束560。聚焦重建数据光束560投射到对包括投射图像的信息进行数字检测的光传感器阵列510上。
如果媒体100是反射媒体，重建数据光束550、成像透镜810、聚焦重建数据光束560和光传感器阵列510可以与激光源205和反射镜280在媒体100的相同侧。然而，如果媒体100是透射媒体，重建数据光束550、成像透镜810、聚焦重建数据光束560和光传感器阵列510可以与激光源205和透射的镜280在媒体100的相对侧。
图6示出了用来对干涉图案270解码的全息数据存储系统300。在图6所示的实施例中，基准光束320被导向全息数据存储媒体100，使得基准光束320被干涉图案270衍射，形成包括与原始图像240相似的图像的重建数据光束650。重建数据光束650通过成像透镜810，成为聚焦重建数据光束660，投射到光传感器阵列510上。光传感器阵列510于是对包括所投射的图像的信息进行数字检测。
如果媒体100是反射媒体，重建数据光束650、成像透镜810、聚焦重建数据光束660和光传感器阵列510可以与激光源205在媒体100的相同侧。然而，如果媒体100是透射媒体，重建数据光束650、成像透镜810、聚焦重建数据光束660和光传感器阵列510可以与激光源205在媒体100的相对侧。
图7示出了本发明的数据存储和检索系统700的一个实施例。在图7所示的实施例中，数据存储和检索系统700与计算设备710、720和730通信。在图7所示的实施例中，计算设备710、720和730通过数据通信结构740与存储控制器760通信。在有些实施例中，结构740包括一个或多个数据交换机750。此外，在图7所示的实施例中，存储控制器760与一个或多个全息数据存储系统通信。在图7所示的实施例中，数据存储和检索系统700包括全息数据存储系统200和300。
在有些实施例中，计算设备710、720和730是从包括应用服务器、万维网服务器、工作站、主计算机或其他可能发出信息的设备的组中选出的。在有些实施例中，一个或多个计算设备710、720和/或730与结构740用在光纤信道(FC)物理层上运行的小型计算机系统接口(SCSI)协议相互连接。在其他实施例中，计算设备710、720和730之间的连接包括其他协议，诸如无限带宽、以太网或因特网SCSI(iSCSI)。在有些实施例中，交换机750配置成从计算设备710、720和/或730传送业务直接到存储控制器760。
在图7所示的实施例中，存储控制器760包括数据控制器762、存储器763、微码822、处理器764和数据高速缓存766、767和768，其中这些组件通过数据总线765通信。在有些实施例中，存储器763包括磁信息存储媒体、光信息存储媒体、电子信息存储媒体之类。所谓“电子存储媒体”是指例如诸如PROM、EPROM、EEPROM、闪速PROM、微型闪存、智能媒体之类。
在有些实施例中，存储控制器760配置成从一个或多个计算设备710、720和/或730上的串行数据总线读出数据信号和将数据信号写到该串行数据总线上。或者，在其他实施例中，存储控制器760配置成通过数据总线765和结构740从一个或多个计算设备710、720和/或730读出数据信号和将数据信号写到一个或多个计算设备710、720和/或730。
在有些实施例中，存储控制器760将串行数据流变换成卷积编码数据图像。这些数据图像传送给SLM 215或RSLM 310。
在有些实施例中，互连的全息数据存储系统200和300设置在不同的地理位置。在有些实施例中，存储控制器760将信息分发给两个或更多个全息数据存储系统，以便保护信息。
现在来看图8和9，成像透镜810可动地设置在螺线管组件820上。在图8所示的实施例中，光传感器阵列510通过图7和8的通信链路770和/或780与存储控制器760通信，而螺线管组件820通过通信链路830与存储控制器760通信。
在图9所示的实施例中，螺线管组件820包括螺线管930、从螺线管向外伸出的电枢940、固定到电枢940的末端上的可动支承构件910，其中支承构件910配置成沿轨道920可双向移动。响应来自存储控制器760的第一输入信号，螺线管930使电枢940缩回，从而使支承构件910和成像透镜810移离全息数据存储媒体100，即使距离835增大。或者，响应来自存储控制器760的第二输入信号，螺线管930使电枢940伸出，从而使支承构件910和成像透镜810移向全息数据存储媒体100，即使距离835减小。
图1A和1B示出了可绕中心105绕Z轴转动的全息数据存储媒体100。在图1B所示的实施例中，全息数据存储媒体100包括工厂写入对焦全息图120(图1B)、驱动器写入对焦全息图110(图1B)、计算机生成对焦全息图140(图1B)和数据全息图130(图1B)，其中全息图110、120、130和140各沿夹在基片104与覆盖层102之间的数据面150编码。
工厂写入对焦全息图120(图1B)和计算机生成对焦全息图140(图1B)由媒体厂商在制造时设置在全息数据存储媒体内。所谓“在制造时”是指在全息数据存储媒体供销售前和在将任何信息，例如客户数据，编码入全息数据存储媒体前。
在有些实施例中，计算机生成对焦全息图140(图1B)存储在媒体的在整个媒体制造过程的一个独立步骤期间以物理方式植入数据面150的只读段上。在另一些实施例中，计算机生成对焦全息图140作为整个媒体制造过程的一个独立步骤压印或平版印刷到全息数据存储媒体100的数据面150上。
工厂写入对焦全息图120(图1B)在制造时直接编码入全息数据存储媒体100。工厂写入对焦全息图120(图1B)和/或计算机生成全息图140(图1B)基于光学容限的范围。对于编码全息驱动设备来说，这样的光学容限包括所有聚焦透镜的折射率、空间光调制器的折射率(如果所用的是透射式SLM)和分光器的折射率。对于媒体来说，这些光学容限包括全息数据存储媒体各层的厚度和折射率。
在有些实施例中，本发明的计算机生成对焦全息图用适用于诸如DVD-ROM主写入器之类的激光写入器的比特流形成，以产生印上或写入的校准全息图。在有些实施例中，原版包括一个两维干涉图案，用于光刻的或平版印刷的浸渍步进工具以产生特定图案。在有些实施例中，原版包括一个三维干涉图案，用于全息成像写入器。
用户购买后，将数据全息图130(图1B)编码入全息数据存储媒体。用来对数据全息图130编码的设备可以不是以后用来对数据全息图130(图1B)解码的同一个设备。用第一设备对数据全息图编码和用第二设备对全息图解码称为互换。在有些实施例中，一个或多个驱动器写入对焦全息图110与一个或多个数据全息图130(图1B)一起被编码。这一个或多个驱动器写入对焦全息图110用来在对一个或多个数据全息图130(图1B)解码时使成像透镜810(图5，6，8，9)相对全息数据存储媒体和光检测器定位。
本发明包括对写到诸如全息数据存储媒体100之类的全息数据存储媒体上的一个或多个诸如数据全息图130(图1B)之类的数据图像进行解码的方法，其中全息数据存储媒体包括一个编码对焦图像。所谓“编码对焦图像”在这里是指设置在全息数据存储媒体内的干涉图案，其中该干涉图案对例如但不局限于对焦图像1000(图10)和/或对焦图像1100(图11)的对焦图像编码。所谓“编码对焦图像”和“编码对焦全息图”在这里是可互换使用的。
现在来看图12，在步骤1210，本发明的方法提供例如存储在存储器763(图7)内的基准对焦图像828之类的基准对焦图像和包括一个或多个编码数据全息图和至少一个编码对焦图像的全息数据存储媒体。
在步骤1220，本发明的方法确定全息数据存储媒体是否包括计算机生成对焦图像。在有些实施例中，步骤1220由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。如果本发明的方法在步骤1220确定全息数据存储媒体包括编码计算机生成对焦图像，方法就从1220转到步骤1230，选择一个计算机生成对焦图像。在有些实施例中，步骤1230由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。本发明的方法于是从步骤1230转到步骤1305(图13)。
如果本发明的方法在步骤1240确定全息数据存储媒体不包括编码计算机生成对焦图像，于是方法从步骤1220转到步骤1240，确定全息数据存储媒体是否包括编码工厂写入对焦全息图。在有些实施例中，步骤1240由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。如果本发明的方法在步骤1240确定全息数据存储媒体包括编码工厂写入对焦图像，方法就从步骤1240转到步骤1250，选择工厂写入对焦图像。在有些实施例中，步骤1250由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。本发明的方法于是从步骤1250转到步骤1305(图13)。
如果本发明的方法在步骤1240确定全息数据存储媒体不包括编码工厂写入对焦图像，方法就从步骤1240转到步骤1260，确定全息数据存储媒体是否包括编码驱动器写入对焦全息图。在有些实施例中，步骤1260由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。如果本发明的方法在步骤1260确定全息数据存储媒体包括编码驱动器写入对焦图像，方法就从步骤1260转到步骤1270，选择驱动器写入对焦图像。在有些实施例中，步骤1270由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。本发明的方法于是从步骤1270转到步骤1305(图13)。如果本发明的方法在步骤1260确定全息数据存储媒体不包括编码驱动器写入对焦图像，方法就从步骤1260转到步骤1280，对一个或多个数据全息图解码。
现在来看图13，在步骤1305，本发明的方法建立对焦度量门限。步骤1305还包括检索出诸如存储在存储器763(图7)内的所存对焦度量门限826之类的所存对焦度量门限。
在有些实施例中，步骤1305的对焦度量门限包括误码率门限。在有些实施例中，这样的误码率门限包括读出的不正确比特的最大百分数。
在另一些实施例中，对焦度量门限包括在从全息媒体100读出的工厂写入对焦全息图120(图1B)、驱动器写入对焦全息图110(图1B)和计算机生成对焦全息图140中任一对焦全息图g(x，y)和与基准对焦图像828(图7)的脉冲响应h(x，y)＝s＊(-x，-y)匹配的匹配滤波器之间的匹配滤波器相关，如式[1]所示，其中V(x，y)为工厂写入对焦全息图120(图1B)、驱动器写入对焦全息图110(图1B)或计算机生成对焦全息图140g(x，y)与基准对焦图像828(图7)s(x，y)之间的互相关。式[1]包括一个二重积分，意味着在光传感器阵列510的与图1B所示的Z轴垂直的X轴和Y轴方向上的积分。此外，ξ为沿X轴的积分变量，η为沿Y轴的积分变量，而＊表示复共轭。V(x，y)＝∫∫g(ξ，77)s*(ξ-x，η-y)dξdη[1]
在数学上，对于每个(x，y)，V(x，y)为沿X轴和Y轴改变的表面。对于光传感器阵列510内每个检测元各存在一个V(x，y)值。每个(x，y)的V(x，y)的值在-1到+1之间，其中+1表示理想的百分之百(100％)相关。为了使V(x，y)最大，在式[2]中定义了差表面Difference(x，y)。如该式所示，Difference(x，y)通过1减去匹配滤波器相关V(x，y)来计算。
Difference(x，y)＝1-V(x，y)[2]
可以通过(a)逐点、(b)算术平均、(c)几何平均和(d)均方根来估算Difference(x，y)。Difference(x，y)在0到+2之间，对于每个(x，y)的值的理想差为0，值为0意味着在从全息媒体100读出的工厂写入对焦全息图120(图1B)、驱动器写入对焦全息图110(图1B)或计算机生成对焦全息图140与基准对焦图像828之间在该点(x，y)没有差别。Difference(x，y)可以在门限计算中逐点估算，但为了简化门限计算，根据单个数字来量化表面Difference(x，y)也许是有益的。
这样的单个数字可以是等于Difference(x，y)的最大值的MAX_Difference。或者，也可以在读出差计算中使用Difference(x，y)的算术平均值AM_Difference、Difference(x，y)的几何平均值GM_Difference或Difference(x，y)的均方根值RMS_Difference。
在有些实施例中，对焦度量门限包括最大字符错读百分比。例如，参见图10，对焦图像1000包括14行数据，每行包括36个数据点。对焦图像1000包括502个字符。在这些实施例中，99％对焦度量门限是指必须正确读出这502个字符中的497个。现在来看图11，对焦图像1100包括8行，每行包括8个对象，总共有64个对象。在这些实施例中，99％对焦度量门限是指必须正确读出这64个对象中的63个。
参见图8、9和13，在步骤1310，本发明的方法将诸如可动成像透镜810之类的可动成像透镜定位在第i个位置处，其中i最初设置为1。在有些实施例中，步骤1310由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。在图8所示的实施例中，成像透镜810的中平面815沿Z轴设置成离全息数据存储媒体100的数据平面150的距离为835。
在步骤1320，本发明的方法用基准光束照射所选的编码对焦全息图，以产生第i个重建对焦图像。在有些实施例中，步骤1320由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
在步骤1330，本发明的方法通过本发明的可动成像透镜将第i个重建对焦图像投射到光检测器上。在步骤1340，本发明的方法计算第i个所测对焦度量。在有些实施例中，步骤1340由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
在有些实施例中，步骤1340包括检索诸如基准对焦图像828(图7)之类的基准对焦图像和将步骤1330所投射的重建对焦图像与该基准对焦图像相比较。在有些实施例中，步骤1340包括用步骤1330所投射的重建对焦图像和基准对焦图像计算误码率。在有些实施例中，步骤1340包括计算误字率。
在步骤1350，本发明的方法确定步骤1340所得到的第i个所测对焦度量是否大于或等于步骤1305所建立的对焦度量门限。在有些实施例中，步骤1350由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
如果本发明的方法在步骤1350确定步骤1340所得到的第i个所测对焦度量大于或等于步骤1305所建立的对焦度量门限，方法就从步骤1350转到步骤1355，对在全息数据存储媒体内编码的一个或多个数据全息图解码。
或者，如果本发明的方法在步骤1350确定步骤1340所得到的第i个所测对焦度量不大于或等于步骤1305所建立的对焦度量门限，方法就从步骤1350转到步骤1360，沿第一方向移动可动成像透镜。在有些实施例中，步骤1360由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
再来看图8和9，在有些实施例中步骤1360包括将成像透镜810移向全息数据存储媒体100，使得距离835减小。在其他一些实施例中，步骤1360包括将成像透镜810移离全息数据存储媒体100，使得距离835增大。
再来看图13，在步骤1370，本发明的方法将i加1。在有些实施例中，步骤1370由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
在步骤1375，本发明的方法用基准光束照射所选的编码对焦全息图，以产生第i个重建对焦图像。在有些实施例中，步骤1375由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
在步骤1380，本发明的方法通过本发明的可动成像透镜将第i个重建对焦图像投射到光检测器上。在步骤1385，本发明的方法计算第i个所测对焦度量。在有些实施例中，步骤1385由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
在有些实施例中，步骤1385包括检索诸如基准对焦图像828(图7)之类的基准对焦图像和将步骤1375所投射的重建对焦图像与该基准对焦图像相比较。在有些实施例中，步骤1380包括用步骤1375所投射的重建对焦图像和基准对焦图像计算误码率。
在步骤1390，本发明的方法确定步骤1385所得到的第i个所测对焦度量是否大于或等于步骤1340所得到的第i-1个所测对焦度量。在有些实施例中，步骤1390由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
如果本发明的方法在步骤1390确定步骤1385所得到的第i个所测对焦度量大于或等于步骤1340所得到的第i-1个所测对焦度量，方法就从步骤1390转到步骤1510(图15)。或者，如果本发明的方法在步骤1390确定步骤1380所得到的第i个所测对焦度量不大于或等于步骤1340所得到的第i-1个所测对焦度量，方法就从步骤1390转到步骤1410(图14)。
现在来看图14，在步骤1410，本发明的方法将可动成像透镜返回步骤1310(图13)所置的位置。在有些实施例中，步骤1410由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
在步骤1420，本发明的方法沿第二方向移动成像透镜。所谓“第二方向”是指与在步骤1360的移动方向相反的方向。例如，如果在步骤1360是将成像透镜移向全息数据存储媒体，于是在步骤1420本发明的方法就是将成像透镜移离全息数据存储媒体。在有些实施例中，步骤1420由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
在步骤1430，本发明的方法将i加1。在有些实施例中，步骤1430由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。在步骤1440，本发明的方法用基准光束照射所选的编码对焦全息图，以产生第i个重建对焦图像。在有些实施例中，步骤1440由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
在步骤1450，本发明的方法通过本发明的可动成像透镜将第i个重建对焦图像投射到光检测器上。在步骤1460，本发明的方法计算第i个所测对焦度量，如在这里所说明的那样。在有些实施例中，步骤1460由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
在步骤1470，本发明的方法确定步骤1460所得到的第i个所测对焦度量是否大于或等于步骤1385所得到的所测对焦度量。在有些实施例中，步骤1470由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
如果本发明的方法在步骤1470确定步骤1460所得到的第i个所测对焦度量不大于或等于步骤1385所得到的所测对焦度量，方法就从步骤1470转到步骤1480，将成像透镜返回到步骤1410所置的位置，因为这是可得到的最佳对焦。在有些实施例中，步骤1480由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
在步骤1490，本发明的方法对一个或多个编码数据全息图解码。在有些实施例中，步骤1490由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
如果本发明的方法在步骤1470确定步骤1460的第i个所测对焦度量大于或等于步骤1385的所测对焦度量，方法就从步骤1470转到步骤1510(图15)。
现在来看图15，在步骤1510，本发明的方法确定步骤1460所得到的第i个所测对焦度量是否大于或等于步骤1305(图13)所建立的对焦度量门限。在有些实施例中，步骤1510由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
如果本发明的方法在步骤1510确定步骤1460所得到的第i个所测对焦度量大于或等于步骤1305所建立的对焦度量门限，方法就从步骤1510转到步骤1590，对一个或多个数据全息图解码。在有些实施例中，步骤1590由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
或者，如果本发明的方法在步骤1510确定步骤1460所得到的第i个所测对焦度量不大于或等于步骤1305所建立的对焦度量门限，方法就从步骤1510转到步骤1520，在是从步骤1390转移到步骤1510的情况下沿步骤1360(图13)所选的方向移动成像透镜，而在是从步骤1470转移到步骤1510的情况下沿步骤1420(图14)所选的方向移动成像透镜。在有些实施例中，步骤1520由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
在步骤1530，本发明的方法将i加1。在有些实施例中，步骤1530由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。在步骤1540，本发明的方法用基准光束照射所选的编码对焦全息图，以产生第i个重建对焦图像。在有些实施例中，步骤1540由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
在步骤1550，本发明的方法通过本发明的可动成像透镜将第i个重建对焦图像投射到光检测器上。在步骤1560，本发明的方法计算第i个所测对焦度量，如在这里所说明的那样。在有些实施例中，步骤1560由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
在步骤1570，本发明的方法确定步骤1560所得到的第i个所测对焦度量是否大于或等于步骤1460所得到的所测对焦度量。在有些实施例中，步骤1570由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。
如果本发明的方法在步骤1570确定步骤1560的第i个所测对焦度量大于或等于步骤1460的所测对焦度量，方法就从步骤1570转到步骤1510，如在这里所说明的那样继续进行。
如果本发明的方法在步骤1570确定步骤1560的第i个所测对焦度量不大于或等于步骤1460所得到的所测对焦度量，方法从步骤1570转到步骤1580，将可动成像透镜返回到第i-1个位置。在有些实施例中，步骤1580由诸如存储控制器760(图7)之类的存储控制器执行。本发明的方法从步骤1580转移到步骤1590，对在全息数据存储媒体内编码的一个或多个数据全息图解码。
在有些实施例中，可以将在图12、13、14和/或15中列举的各个步骤组合、删去或重排序。
在有些实施例中，本发明包括驻留在存储器763(图7)内的诸如指令824(图7)之类的指令，这些指令由诸如处理器764(图7)之类的处理器执行，以实现在图12中所列的步骤1220、1230、1240、1250、1260、1270和1280中一个或多个步骤，和/或在图13中所列的步骤1305、1310、1320、1330、1340、1350、1355、1360、1375、1380、1385和1390中一个或多个步骤，和/或在图14中所列的步骤1410、1420、1430、1440、1450、1460、1470、1480和1490中一个或多个步骤，和/或在图15中所列的步骤1510、1520、1530、1540、1550、1560、1570、1580和1590中一个或多个步骤。
在有些实施例中，本发明包括驻留在任何其他计算机程序产品内的指令，这些指令由在全息数据存储系统200、全息数据存储系统300和/或全息数据存储和检索系统700外或内的计算机执行，以实现在图12中所列的步骤1220、1230、1240、1250、1260、1270和1280中一个或多个步骤，和/或在图13中所列的步骤1305、1310、1320、1330、1340、1350、1355、1360、1370、1375、1380、1385和1390中一个或多个步骤，和/或在图14中所列的步骤1410、1420、1430、1440、1450、1460、1470、1480和1490中一个或多个步骤，和/或在图15中所列的步骤1510、1520、1530、1540、1550、1560、1570、1580和1590中一个或多个步骤。
不论在哪种情况下，都可以将这些指令编码存储在包括例如磁信息存储媒体、光信息存储媒体、电子信息存储媒体之类的信息存储媒体内。所谓“电子存储媒体”是指诸如PROM、EPROM、EEPROM、闪速PROM、微型闪存、智能媒体之类的器件。
虽然以上对本发明的优选实施例作了详细说明，但对于熟悉该技术领域的人员来说，在不背离如在以下权利要求书中所述的本发明的范围的情况下对这些实施例进行的各种修改和适配都是显而易见的。
Claims (15)
1.一种将信息存储在全息数据存储媒体内的方法，包括下列步骤：
供应基准对焦图像和包括编码对焦全息图和一个或多个编码数据全息图的全息数据存储媒体；
提供包括光源、光检测器和可动成像透镜的第一全息数据存储系统；
将所述全息数据存储媒体配置在所述全息数据存储系统内，使得所述可动成像透镜被配置在所述全息数据存储媒体与所述光检测器之间的第i个位置，其中i最初设置为1；
建立对焦度量门限；
用基准光束照射所述编码对焦全息图，以产生第i个重建对焦图像；
通过所述可动成像透镜将所述第i个重建对焦图像投射到所述光检测器上；
通过比较所述第i个重建对焦图像与所述基准对焦图像计算第i个所测对焦度量，其中所述第i个所测对焦度量包括误码率；
确定所述第i个所测对焦度量是否大于或等于所述对焦度量门限；以及
如果所述第i个所测对焦度量大于或等于所述对焦度量门限，对所述一个或多个编码数据全息图解码。
2.权利要求1的方法，其中所述提供第一全息数据存储系统的步骤进一步包括提供包括可动支承构件的第一全息数据存储系统，其中所述成像透镜固定到所述可动支承构件上并从所述可动支承构件向上伸展。
3.权利要求1的方法，其中所述供应步骤进一步包括下列步骤：
提供包括对焦图像的计算机生成全息图；以及
在制造时将所述计算机生成全息图置入所述全息数据存储媒体。
4.权利要求1的方法，其中所述供应步骤进一步包括下列步骤：
提供对焦图像；以及
在制造时将所述对焦图像编码入所述全息数据存储媒体。
5.权利要求1的方法，其中所述供应步骤进一步包括下列步骤：
提供第二全息数据存储系统；
提供全息数据存储媒体；
将所述全息数据存储媒体配置在所述第二全息数据存储系统内；
提供对焦图像；
提供信息；
产生包括所述对焦图像的对焦全息图和一个或多个数据全息图，其中所述一个或多个数据全息图中每一个包括所有或部分所述信息的图像；以及
将所述对焦全息图和所述一个或多个数据全息图编码入所述全息数据存储媒体。
6.权利要求1的方法，还包括下列步骤：
确定所述全息数据存储媒体是否包括计算机生成对焦全息图；
如果所述全息数据存储媒体包括计算机生成对焦全息图，选择所述计算机生成对焦全息图；
如果所述全息数据存储媒体不包括计算机生成对焦全息图，确定所述全息数据存储媒体是否包括工厂写入对焦全息图；
如果所述全息数据存储媒体包括工厂写入对焦全息图，选择所述工厂写入对焦全息图；
如果所述全息数据存储媒体不包括工厂写入对焦全息图，确定所述全息数据存储媒体是否包括驱动器写入对焦全息图；以及
如果所述全息数据存储媒体包括驱动器写入对焦全息图，选择所述驱动器写入对焦全息图；
其中所述照射步骤进一步包括照射所述选择的对焦全息图。
7.权利要求1的方法，还包括下列步骤：
如果所述第i个所测对焦度量不大于或等于所述对焦度量门限，将i加1；
沿第一方向将所述成像透镜移动到第i个位置；
用基准光束照射所述编码对焦图像，以产生第i个重建对焦图像；
通过所述可动成像透镜将所述第i个重建对焦图像投射到所述光检测器上；
通过比较所述第i个重建对焦图像与所述基准对焦图像计算第i个所测对焦度量，其中所述第i个所测对焦度量包括误码率；
确定所述第i个所测对焦度量是否大于或等于所述对焦度量门限；以及
如果所述第i个所测对焦度量大于或等于所述对焦度量门限，对所述一个或多个编码数据全息图解码。
8.权利要求7的方法，还包括下列步骤：
如果所述第i个所测对焦度量不大于或等于所述对焦度量门限，确定所述第i个所测对焦度量是否大于第i-1个所测对焦度量；以及
如果所述第i个所测对焦度量大于所述第i-1个所测对焦度量：
将i加1；
沿所述第一方向将所述成像透镜移动到第i个位置；
用基准光束照射所述编码对焦图像，以产生第i个重建对焦图像；
通过所述可动成像透镜将所述第i个重建对焦图像投射到所述光检测器上；
通过比较所述第i个重建对焦图像与所述基准对焦图像计算第i个所测对焦度量，其中所述第i个所测对焦度量包括误码率；
确定所述第i个所测对焦度量是否大于或等于所述对焦度量门限；以及
如果所述第i个所测对焦度量大于或等于所述对焦度量门限，对所述一个或多个编码数据全息图解码。
9.权利要求8的方法，还包括下列步骤：
如果所述第i个所测对焦度量不大于所述第i-1个所测对焦度量，将所述成像透镜返回到第i-1个位置；
将i加1；
沿与所述第一方向相反的第二方向将所述成像透镜移动到第i个位置；
用基准光束照射所述编码对焦图像，以产生第i个重建对焦图像；
通过所述可动成像透镜将所述第i个重建对焦图像投射到所述光检测器上；
通过比较所述第i个重建对焦图像与所述基准对焦图像计算第i个所测对焦度量，其中所述第i个所测对焦度量包括误码率；
确定所述第i个所测对焦度量是否大于或等于所述对焦度量门限；以及
如果所述第i个所测对焦度量大于或等于所述对焦度量门限，对所述一个或多个编码数据全息图解码。
10.一种用来将信息存储在全息数据存储媒体内的存储控制器，其中所述存储控制器与包括激光源、光检测器、可动成像透镜和包含编码对焦图像和一个或多个编码数据全息图的全息数据存储媒体的全息数据存储系统进行通信，该存储控制器包括：
用于供应基准对焦图像的装置；
用于将所述可动成像透镜定位在所述全息数据存储媒体与所述光检测器之间的第i个位置处的装置，其中i最初设置为1；
用于检索对焦度量门限的装置；
用于用基准光束照射所述编码对焦图像，以产生第i个重建对焦图像的装置；
用于通过所述可动成像透镜将所述第i个重建对焦图像投射到所述光检测器上的装置；
用于通过比较所述第i个重建对焦图像与基准对焦图像计算第i个所测对焦度量的装置，其中所述第i个所测对焦度量包括误码率；
用于确定所述第i个所测对焦度量是否大于或等于所述对焦度量门限的装置；以及
用于如果所述第i个所测对焦度量大于或等于所述对焦度量门限，对所述一个或多个编码数据全息图解码的装置。
11.权利要求10的存储控制器，其中所述全息数据存储系统还包括可动支承构件，所述成像透镜固定到所述可动支承构件上并从所述可动支承构件向上伸展。
12.权利要求10的存储控制器，进一步包括：
用于确定所述全息数据存储媒体是否包括计算机生成对焦全息图的装置；
用于如果所述全息数据存储媒体包括计算机生成对焦全息图，选择所述计算机生成对焦全息图的装置；
用于如果所述全息数据存储媒体不包括计算机生成对焦全息图，确定所述全息数据存储媒体是否包括工厂写入对焦全息图的装置；
用于如果所述全息数据存储媒体包括工厂写入对焦全息图，选择所述工厂写入对焦全息图的装置；
用于如果所述全息数据存储媒体不包括工厂写入对焦全息图，确定所述全息数据存储媒体是否包括驱动器写入对焦全息图的装置；以及
用于如果所述全息数据存储媒体包括驱动器写入对焦全息图，选择所述驱动器写入对焦全息图的装置；
其中用于用基准光束照射所述编码对焦图像，以产生第i个重建对焦图像的装置进一步包括用于照射所述选择的对焦全息图的装置。
13.权利要求12的存储控制器，进一步包括：
用于如果所述第i个所测对焦度量不大于或等于所述对焦度量门限，沿第一方向移动所述成像透镜的装置；
用于将i加1的装置；
用于用基准光束照射所述编码对焦图像，以产生第i个重建对焦图像的装置；
用于通过所述可动成像透镜将所述第i个重建对焦图像投射到所述光检测器上的装置；
用于通过比较所述第i个重建对焦图像与基准对焦图像计算第i个所测对焦度量的装置，其中所述第i个所测对焦度量包括误码率；
用于确定所述第i个所测对焦度量是否大于或等于所述对焦度量门限的装置；以及
用于如果所述第i个所测对焦度量大于或等于所述对焦度量门限，对所述一个或多个编码数据全息图解码的装置。
14.权利要求13的存储控制器，进一步包括：
用于如果所述第i个所测对焦度量不大于或等于所述对焦度量门限，确定所述第i个所测对焦度量是否大于第i-1个所测对焦度量的装置；
用于如果所述第i个所测对焦度量大于所述第i-1个所测对焦度量，沿所述第一方向移动所述成像透镜的装置；
用于将i加1的装置；
用于用基准光束照射所述编码对焦图像，以产生第i个重建对焦图像的装置；
用于通过所述可动成像透镜将所述第i个重建对焦图像投射到所述光检测器上的装置；
用于通过比较所述第i个重建对焦图像与基准对焦图像计算第i个所测对焦度量的装置，其中所述第i个所测对焦度量包括误码率；
用于确定所述第i个所测对焦度量是否大于或等于所述对焦度量门限的装置；以及
用于如果所述第i个所测对焦度量大于或等于所述对焦度量门限，对所述一个或多个编码数据全息图解码的装置。
15.权利要求14的存储控制器，还包括：
用于如果所述第i个所测对焦度量不大于所述第i-1个所测对焦度量，将所述成像透镜返回到第i-1个位置的装置；
用于将i加1的装置；
用于沿与所述第一方向相反的第二方向将所述成像透镜移动到第i个位置的装置；
用于用基准光束照射所述编码对焦图像，以产生第i个重建对焦图像的装置；
用于通过所述可动成像透镜将所述第i个重建对焦图像投射到所述光检测器上的装置；
用于通过比较所述第i个重建对焦图像与基准对焦图像计算第i个所测对焦度量的装置，其中所述第i个所测对焦度量包括误码率；
用于确定所述第i个所测对焦度量是否大于或等于所述对焦度量门限的装置；以及
用于如果所述第i个所测对焦度量大于或等于所述对焦度量门限，对所述一个或多个编码数据全息图解码的装置。
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