DE10145646A1

DE10145646A1 - Verfahren und System zum Lesen einer Mehrzahl von Pixeln von holographischen Daten

Info

Publication number: DE10145646A1
Application number: DE10145646A
Authority: DE
Inventors: Jathan D Edwards
Original assignee: Imation Corp
Current assignee: GlassBridge Enterprises Inc
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2001-09-15
Publication date: 2002-05-29
Also published as: JP2002162890A; US6414296B1

Abstract

Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Erzeugen eines Positionsfehlersignals in einem Aufzeichnungssystem holographisch dargestellter Daten. Dieses Verfahren umfasst die Verwendung eines optischen Abbildungssystems zum Abbilden einer Mehrzahl von holographisch aufgezeichneten Pixeln auf einer Mehrzahl von Kamera-Pixeln, die eine Datenseite bilden. Jedes holographisch aufgezeichnete Pixel wird auf einem Feld von wenigstens zwei in jeder Richtung nebeneinander angeordneten Kamera-Pixeln abgebildet. Die Ausgabesignale von den Kamera-Pixelfeldern werden zur Berechnung eines Positionsfehlersignals verwendet. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das holographisch aufgezeichnete Pixel auf ein Feld von vier nebeneinander angeordneten Kamera-Pixeln, die ein Viereck mit jeweils zwei Pixeln in jeder Richtung bilden, abgebildet.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Systeme zum Lesen holo graphisch aufgezeichneter Daten.

Es wurden Aufzeichnungssysteme für holographische Daten entwickelt, die für kommerzielle Zwecke interessante Aufnahmedichten- und Raten schaffen könnten. Beispiele derartiger Systeme sind in der US-A-5,978,112 und US-A-5,671,073 offenbart.

Die vorliegende Erfindung umfasst ein Verfahren zur Erzeugung eines Posi tionsfehlersignals in einem Aufzeichnungssystem holographisch abgebildeter Daten. Dieses Verfahren umfasst die Verwendung eines optischen Abbil dungssystems zum Abbilden einer Mehrzahl holographisch aufgezeichneter Pixel, die eine Datenseite bilden, wobei jedes holographisch aufgezeichnete Pixel auf ein Feld von wenigstens zwei nebeneinander angeordneten Kamera-Pixeln abgebildet wird. Die Ausgabesignale der Kamera-Pixelfelder werden zur Berechnung eines Positionsfehlersignals verwendet.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum Er zeugen eines holographischen Datensignals in einem Abbildungssystems holographisch aufgezeichneter Daten. Die Arbeitsweise des optischen Abbil dungssystems wird im nachfolgenden beschrieben. Die Ausgabesignale der Kamera-Pixelfelder werden zur Berechnung eines Positionsfehlersignals ver wendet.

In einer Ausführungsform umfasst der Schritt, ein optisches Abbildungs system zum Abbilden einer Mehrzahl holographisch aufgezeichneter Pixel zu verwenden, das Auswählen eines ganzzahligen Verhältnisses vom Mitte- zu Mitteabstand zwischen nebeneinander angeordneten, holographisch aufge zeichneten Pixeln zum Mitte- zu Mitteabstand zwischen nebeneinander an geordneten Kamera-Pixeln, das größer als 1 ist. Der Schritt, ein optisches Abbildungssystem zum Abbilden einer Mehrzahl holographisch aufgezeich neter Pixel zu verwenden, kann die Vergrößerung eines Abbildes eines holo graphisch aufgezeichneten Pixels um einen Faktor größer als 1 umfassen.

Jedes Feld kann aus M × N nebeneinander angeordneten Kamera-Pixeln be stehen, wobei sowohl M als auch N wenigstens zwei, d. h. 2 × 2 betragen.

Das Positionsfehlersignal kann durch eine Multi-Detektortechnik, die auf Signalen, die eine Bewegung in eine erste Richtung repräsentieren, und auf Signalen, welche eine Bewegung in eine zweite Richtung repräsentieren, basiert, berechnet werden. Die erste und zweite Richtung sind voneinander verschieden; sie stehen beispielsweise orthogonal zueinander.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin die Erzeugung eines Transla tionspositionsfehlersignals. Jedes Feld von nebeneinander angeordneten Kamera-Pixeln trägt individuell zur Erzeugung des Translationspositionsfeh lersignals bei. Jedes Feld besteht aus wenigstens vier Bereichen A bis D: oben links A, oben rechts B, unten links C und unten rechts D. Ein vertikales Positionsfehlersignal wird durch die Berechnung der Differenz zwischen der Summe (A+B) und der Summe (C+D) für alle Felder berechnet. Ein hori zontales Positionsfehlersignal wird durch die Berechnung der Differenz der Summe (A+C) und der Summe (B+D) für alle Felder erzeugt.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin die Erzeugung eines Drehposi tionsfehlersignals basierend auf vertikalen und horizontalen Positionsfehler signalen, die für wenigstens eine von zwei Hälften der Datenseite berechnet wurden.

Die Positionsfehlersignale können zur Steuerung der relativen Positionierung eines Aufzeichnungsmediums und des optischen Abbildungsfeldes verwen det werden. Die Positionsfehlersignale können weiterhin zur Steuerung der relativen Positionierung des optischen Abbildungssystems und der Mehrzahl von Kamera-Pixeln verwendet werden. Eine Steuerung der relativen Positio nierung kann durch Verwendung eines Piezo-Spiegels zum Wiederausrichten der holographisch aufgezeichneten Pixel auf die entsprechenden Mitten der Felder erzielt werden.

Das optische Abbildungssystem kann zur Steuerung der holographischen Datenseite verwendet werden, um das Positionsfehlersignal zu verringern. Diese Steuerung kann mit einem Piezo-Spiegel verwirklicht werden.

Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein System zur Erzeugung eines Positionsfehlersignals in einem Aufzeichnungssystem holographisch abgebildeter Daten. Das System umfasst ein optisches Abbildungsunter system und ein Berechnungsuntersystem zur Implementierung der oben beschriebenen Schritte.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Dabei ist Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform des Standes der Technik von holographisch aufgezeichneten Pixeln, die 1 : 1 an die Kamera-Pixel angepasst sind,

Fig. 2 eine schematische Ansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1, jedoch mit einer Fehlregistrierung,

Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform von hologra phisch aufgezeichneten Pixeln, die an Kamera-Pixel gemäß einer bevorzugten N × N, N = 2, Ausführungsform der Erfindung ange passt sind,

Fig. 4 eine vergrößerte schematische Ansicht eines einzelnen hologra phisch aufgezeichneten Pixels der Fig. 3 und 5,

Fig. 5 eine vergrößerte schematische Ansicht einer Reihe holographisch aufgezeichneter Pixel der Fig. 3 und

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Systemkomponenten der Er findung.

Ein Ansatz zur Realisierung von Speichersystemen holographischer Daten verwendet eine "Pixel-Anpass-Konfiguration". In einem Speichermedium werden Daten in Form von "Raum-Licht-Modulator" (SLM)-Pixeln abge speichert, wobei jeweils immer eine "Seite" (d. h., ein X × Y großes Pixelfeld) abgespeichert wird.

Um die aufgezeichneten Daten zu lesen, wird das gesamte aufgezeichnete (d. h., vorher aufgezeichnete und nun rekonstruierte) Pixelfeld auf einem geeigneten, in Pixel unterteilten Kamerafeld dargestellt, so dass jedes Origi nalpixel von einem Kamera-Pixel erfasst wird. Bei einer derartigen Annähe rung wird unter Verwendung eines Pixel-Anpass-Systems und eines Ver schiebungs-Multiplex-Verfahrens [Barbasthathis et al. "Shift multiplexing with spherical reference waves", Applied Optics, Band 35, Nr. 14, Seiten 2403 bis 2417 (1996)] eine hohe, volumetrische Speicherdichte erzielt.

Diese bekannten Systeme erfordern eine signifikante Systemkomplexität, erfordern feste Toleranzgrenzen der Komponenten und stellen sehr hohe Ansprüche an die optische Qualität der aufgezeichneten Medienproben (d. h., optische Ebenheit < 0,1 Wellenlänge/cm). Bei Betrachtung sowohl der Auf nahmemedien afs auch des Aufnahmesystems können diese Erfordernisse allgemein als präzise optische Darstellung durch das System und Wiederpo sitionierungsgenauigkeit der Proben relativ zu den Systemoptiken kategori siert werden.

Um das erste Ziel zu erreichen, müssen hoch qualitative optische Kompo nenten verwendet werden, um das rekonstruierte Pixelfeld gleichmäßig als ein Feld von Punkten auf dem Kamera-Pixelfeld darzustellen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Typische Pixel-Abstände (von Mitte zu Mitte gemessen) liegen bei der derzeitigen Technologie im Bereich von nahezu 14 µm bis nahezu 24 µm. Um sicherzustellen, dass das Pixelfeldbild genau auf dem Kamerafeld zentriert ist, muss die Probe-zu-System-Ausrichtung besser als nahezu 0,3 µm sein, oder weniger als 12,5% des Pixel-Abstands sowohl in X- als auch in Y-Richtung betragen. Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer derartigen Fehlaus richtung.

Ebenso können die Medien nicht relativ zur optischen Wellenlänge geneigt werden; der Neigungsfehler muss klein genug sein, um die Bildfehlaufzeich nung auf der Kamera-Ebene kleiner als 1/10 des Kamera-Pixel-Abstands, oder sogar nur 1,4 µm zu halten. Für Abbildungslinsen mit großen Brenn weiten bedeutet dies Neigungsfehler im Bereich von < 10 Mikroradianten.

Um das zweite Ziel zu erreichen, erforderten die bekannten Ansätze die Verwendung von nur "unverlierbaren" (nicht entfernbaren) Medien, so dass die Fehlaufzeichnungen durch die Wiederholbarkeit der Bewegungssteuer mechanismen begrenzt sind. Sie erfordern weiterhin ein periodisches Kali brieren der Pixel-Darstellung mit eher aufwändigen Bildverarbeitungswerk zeugen und Vergleichsbereichen, die innerhalb der Grenzbereiche der Datenseite angeordnet sind. Das System schiebt die Medien sowohl in X- als auch in Y-Richtung, um eine Mehrzahl von Hologramm-Seiten aufzuzeich nen.

Für ein kommerzielles Vergleichssystem sind dies keine einfachen Beschrän kungen. Die im folgenden beschriebene Erfindung schafft hohe Daten speicherdichten und Datenübertragungsraten ohne derartige Nachteile; sie erlaubt weiterhin die Verwendung entfernbarer Medien in dem System.

Die Erfindung schafft Pixel-Ausrichtungskorrekturen zur Feststellung von Fehlaufzeichnungen in Position, Neigung und/oder dem optischen Abbil dungssystem. Anstelle des Standard-Pixel-Anpass-Schemas, das eine SLM- Pixelposition (von dem holographischen Speichermedium aufgezeichnet und wiederhergestellt) auf ein Kamera-Pixel abbildet (so genannte 1 : 1 Darstel lung, wie es in Fig. 1 gezeigt ist), bildet die Erfindung jedes einzelne holo graphisch aufgezeichnete Pixel auf ein Feld von mehr als einem nebenein ander angeordneten Kamera-Pixel ab, wie es in den Fig. 2 bis 5 dargestellt ist. Es ist nicht erforderlich, dass jedes einzelne holographisch aufge zeichnete Pixel in die Grenze jedes einzelnen Kamera-Pixels passt.

In der bevorzugten Ausführungsform werden die holographisch aufgezeich neten Pixel über N² nebeneinander angeordneten und gleich großen Kamera-Pixeln abgebildet. Bei der Anzahl und Größe der Kamera-Pixel han delt es sich im wesentlichen um unabhängige Faktoren. Somit kann das Feld im wesentlichen aus N × M Pixeln bestehen, wobei entweder N oder M größer als 1 ist, d. h., 2 × 1 oder 1 × 2 Felder. In der bevorzugten Ausfüh rungsform beträgt die Pixel-Anzahl N = M, wobei N wenigstens 2 beträgt, vorzugsweise genau 2; somit wird jedes holographisch aufgenommene Pixel über wenigstens 4 (und vorzugsweise genau 4) Kamera-Pixel abgebildet. Hinsichtlich der Form und der Größe der Kamera-Pixel verwendet die bevorzugte Ausführungsform gleich große, quadratische Pixel, die in ausge richteten Zeilen und Spalten angeordnet sind. Die Kamera-Pixel können unterschiedliche Größen aufweisen, obwohl dies aus verschiedenen Gründen einschließlich der Schwierigkeiten bei der Herstellung und zusätzlicher Komplexität, die verschiedene Größen bei der Verwendung der Signale zur Berechnung des im folgenden beschriebenen Typs mit sich bringen, nicht bevorzugt wird. Ebenso können die Kamera-Pixel eine nicht quadratische Form aufweisen, wobei dies ebenfalls aus den gleichen Gründen nicht not wendigerweise gegeben sein muss. Schließlich können die Kamera-Pixel auch anders als in Zeilen und Spalten angeordnet sein, aber auch dies ist nicht erforderlich.

Nur der Einfachheit halber ist in dieser Offenbarung eine solche bevorzugte Ausführungsform beschrieben, bei der jedes holographisch aufgezeichnete Pixel an ein Feld von vier (d. h. M = N = 2) quadratisch geformten Kamera- Pixeln angepasst ist, die in einfachen Zeilen und Spalten angeordnet sind, um ein Quadrat mit zwei Pixeln in jeder Richtung zu bilden.

Bei einem bevorzugten Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Verhältnis von SLM- zu Kamera-Pixelabstand derart gewählt, dass es größer als 1 ist (vorzugsweise genau 2). Bei einem weiteren bevorzugten Verfahren ist die optische Vergrößerung des Anpassungspixelabstands größer als 1 (vorzugsweise genau 2). In jedem Fall wird das SLM-Pixel (durch das Auf zeichnungsmedium) auf vier nebeneinander angeordnete Kamera-Pixel ab gebildet, so dass jedes Pixel-Signal von mehr als einem (vorzugsweise vier) Kamera-Pixeln geteilt wird.

Fig. 4 zeigt ein einzelnes, abgebildetes SLM-Pixel, das genau auf seinem Anpassungsfeld, das mehr als ein (dargestellt vier) Kamera-Pixel aufweist, zentriert ist. Die Pixel-Intensität (Datensignalniveau) kann durch Zusam menzählen der einzelnen Signale der Pixel gemessen werden. Im darge stellten, bevorzugten Fall von vier Pixeln kann diese Summe als A_i + B_i + C_i + D_i ausgedrückt werden, wobei i das angepasste Kamera-Pixelfeld anzeigt, das den i-ten Satz von vier nebeneinander angeordneten Pixeln {A,B,C,D} umfasst. Dies ist ein Beispiel für einen so genannten Multi-Detektor, der im vorliegenden Fall von vier Pixeln als "Quad-Detektor" bekannt ist. Die Er fassung der Position eines Pixels mit einem Multi-Detektor erzeugt auch Korrektursignale für das System, um das Pixel-Abbild in die Mitte des Feldes der Vielfach-Pixel zu leiten. Wenn sich beispielsweise das Pixel-Abbild relativ zur Mitte des Feldes von Pixeln abwärts bewegt (in der Figur nach unten), fällt das erfasste "vertikale Fehler"-Signal [(A_i+B_i) - (C_i+D_i )] um einen Be trag, der proportional zur Verschiebungsentfernung ist, unter Null. Wenn sich das Pixel-Abbild aufwärts bewegt, steigt das Signal über Null. Ähnlich kann jeder "horizontale Fehler" bestimmt werden, indem das Signal [(A_i+C_i) - (B_i+D_i)] aufgezeichnet wird, wobei eine Linksbewegung negative Werte und eine Rechtsbewegung positive Werte erzeugt.

Die Verwendung eines Multi-Detektors erzeugt ein Positionsfehlersignal, das zur Messung von Sprüngen, optischen Spitzen und mechanischen Fehlern verwendet werden kann. Weiterhin kann das Positionsfehlersignal verwen det werden, um eine Rückführung zu einer Korrektursteuerschleife zu er zeugen. In der bevorzugten Ausführungsform wird beispielsweise ein 1024 × 1024 Kamerafeld zu einem 512 × 512 Feld von Quad-Detektoren, wobei jeder dieser Detektoren Regelfehlersignale erzeugt, die zur Wiederausrich tung der rekonstruierten Datenseiten-Pixel verwendet werden können, um die Positionen auf dem Kamerafeld genauer einzustellen. Um die Wieder ausrichtung zu vervollständigen, muss das opto-mechanische System die Positionierung des Mediums relativ zum optischen Abbildungssystem und die Strahlausrichtung zwischen dem Medium und der Kamera steuern. Eine der artige Steuerung kann beispielsweise einen Piezo-Spiegel umfassen, der verwendet werden könnte, um das holographische Pixel-Feld erneut auf die entsprechenden ABCD-Mitten gemäß der von den Kamera-Abbildungssum men der einzelnen A_i, B_i , C_i, D_i-Signale gemessenen Fehler einzustellen.

Diese Abbildungsberechnungen umfassen Summenbildungen von Pixelfel dern, die im wesentlichen einzelne Pixel umfassen, die entweder "an" (digital 1 oder gleich bedeutend) oder "aus" (digital 0 oder gleich bedeu tend) sind. Jedoch würden nur die "an"-Pixel wesentlich zu den Positions fehlersignalen beitragen. Ähnlich kann ein für die gesamte Seite symptoma tischer durchschnittlicher Fehler aus Σ A_i (das ist die Summe aller A_i-Werte, Σ A_i = A1+A2+A3 +. . .) zusammen mit anderen Signalen Σ B_i Σ C_i und Σ D_i berechnet werden. Es wird davon ausgegangen, dass sich individuelle Pixel- Signalanomalien bei Berechnungen dieser Art gegenseitig löschen.

Fehlausrichtungen zwischen den holographisch aufgezeichneten Pixeln und den Kamera-Pixeln können zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Transla tionsfehlern eine Drehfehlerkomponente aufweisen. Um ein Drehfehlerkor rektursignal zu erzeugen, können die gesammelten Translationsfehlersignale von jeder der beiden Hälften des Kamera-Pixelfeldes analysiert werden.

Man betrachte beispielsweise ein Kamera-Pixelfeld, das aus zwei Hälften - obere und untere oder linke und rechte Hälfte - besteht, wobei ein wie zuvor beschrieben erzeugtes Translationsfehlersignal für jede Hälfte berechnet wird. Wenn dann die Korrekturregelschleife durch die Bildschärfe aktiviert wird, wird auch die resultierende Summe der Translationsfehler der beiden Hälften auf Null reduziert. Wenn jedoch ein Drehfehler auftritt, sind die ein zelnen Translationsfehler der beiden Hälften nicht gleich Null. Wenn der Translationsfehler der oberen Hälfte anzeigt, dass eine Bewegung des Kamera-Pixelfeldes nach rechts erforderlich ist, dann würde der Transla tionsfehler der unteren Hälfte anzeigen, dass eine Bewegung nach links er forderlich ist, und das Kamera-Pixelfeld muss dann im Uhrzeigersinn gedreht werden, um die Fehlausrichtung der holographisch aufgezeichneten Pixel und der Kamera-Pixelfelder zu reduzieren. Im Gegensatz dazu würde eine Translationsfehleranzeige der oberen Hälfte, die eine Linksbewegung erfor dert, eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn erforderlich machen, um die Fehlausrichtung zu korrigieren.

Zusammengefasst kann über einen korrigierten Gesamttranslationsfehler ein Translationsfehlersignal, das von einer Hälfte des Kamera-Pixelfeldes (obere, untere, linke oder rechte) erzeugt wird, verwendet werden, um die erforderliche Richtung und den Betrag einer Drehkorrektur zu bestimmen. Eine Drehkorrektur im Uhrzeigersinn wäre erforderlich bei:

A) einem "rechts" angezeigten Translationsfehlersignal der oberen Hälfte;
B) einem "unten" angezeigten Translationsfehlersignal der rechten Hälfte;
C) einem "links" angezeigten Translationsfehlersignal der unteren Hälfte; oder
D) einem "oben" angezeigten Translationsfehlersignal der linken Hälfte.

Eine Drehkorrektur im Gegenuhrzeigersinn wäre erforderlich bei:

A) einem "links" angezeigten Translationsfehlersignal der oberen Hälfte;
B) einem "oben" angezeigten Translationsfehlersignal der rechten Hälfte;
C) einem "rechts" angezeigten Translationsfehlersignal der unteren Hälfte; oder
D) einem "unten" angezeigten Translationsfehlersignal der linken Hälfte.

Um die SLM-Pixel auf dem Medium abzubilden oder um die wiederherge stellte Seite auf dem Kamera-Detektorfeld abzubilden, sind jegliche Ände rungen der optischen Wellenlänge möglich und im Stand der Technik be kannt. Ein Beispiel für ein herkömmliches so genanntes 4-F-System zum Abbilden des Objekt-Abbildes auf einer Rekonstruktionsebene (normalerweise eine Kamera-Ebene) ist in Psaltis et al. "Holographic storage using shift multiplexing", Optics Letters, Band 20, Nr. 7, Seite 782, be schrieben. Eine optische Anordnung ändert sich abhängig von den relativen Pixel-Trennungen der SLM und der Kamera; im Idealfall sind die Pixel-Tren nungen dieser Komponenten gleich (wie zuvor beschrieben wurde, betragen die Trennungen der derzeitigen Technologie normalerweise zwischen 14 und 24 µm, wobei dies keine Einschränkung des Bereichs der Erfindung dar stellt). Somit ist keine zusätzliche optische Vergrößerung oder Verkleinerung erforderlich. Allgemeiner gesagt kann somit jeder SLM-Pixelfeld-Abstand theoretisch mit den entsprechenden Optiken auf jedes Kamera-Pixelfeld mit den entsprechenden optischen Vergrößerungen abgebildet werden. Bei jeder dieser Anordnungen muss das optische System dazu in der Lage sein, das Abbild der beleuchten SLM-Pixel auf ein Feld von gleichmäßig hochwer tigen Lichtpunkten, die jeweils auf ihren entsprechenden Kamera-Pixeln zentriert sind, abzubilden. Wenn die Punktqualität oder Ausrichtung des Pixelfeld-Abbildes vom Ideal abweicht, wird die Gleichmäßigkeit des Pixel zu-Pixel-Signals abnehmen und die Überlagerung zwischen nebeneinander angeordneten Pixeln zunehmen. Jede dieser Abweichungen vom Ideal führt zu erhöhten Fehlern der wiederhergestellten Daten.

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung der Systemschritte der Erfindung. Die Systemschritte der Erfindung können in unterschiedlichen, bekannten holographischen Speichersystemen, wie beispielsweise solche, die in der US-A-5 978 112 und in der US-A-5 671 073 (beide von Psaltis et al) offen bart sind, durchgeführt werden. Aus diesem Grund wurden viele Details, die Fachleuten bekannt sind, in Fig. 6 weggelassen, was nur der Einfachheit dient und keine Einschränkung des Bereichs der Erfindung darstellt.

In Fig. 6 liest das System 100 holographisch aufgezeichnete Pixel. Eine opti sche Wellenlänge (von der herkömmliche Details nicht gezeigt sind) ist dazu geeignet, ein Abbild jedes Pixels in dem Feld von Pixeln von einem hologra phischen Aufzeichnungsmedium 120, auf dem das Pixelfeld aufgezeichnet wird, wieder herzustellen. Allgemein werden die Daten derart aufgezeichnet, dass es möglich ist, Richtungen parallel und senkrecht zu der Richtung, in der die Daten aufgezeichnet sind, zu definieren, wie es durch die Pfeile in der Figur dargestellt ist. Die Form des Mediums ist nur schematisch darge stellt und könnte ein Teil einer Diskette, eines Bandes oder jeder anderen Form eines Aufnahmemediums sein, ob ortsfest oder nicht. Ein optisches Untersystem 130 teilt wenigstens ein Abbild eines einzeln aufgezeichneten Pixels auf mehr als ein nebeneinander angeordnetes Pixel der Kamera 140 auf, wie es zuvor beschrieben wurde. Das Aufzeichnungsmedium 120 wird mittels eines Mediumpositionieruntersystems 110 gesteuert und kann aus dem optischen Abbildungssystem entfernt werden.

Das System 100 kann weiterhin ein Signalberechnungsuntersystem 150 aufweisen, um Ausgangsdaten von der Kamera 140 zu nutzen, wie es zuvor beschrieben wurde. Ein weiteres Untersystem 160 kann das Ergebnis dazu verwenden, eine Fehlführung, eine optische Ausrichtung oder mechanische Fehler zu messen. Ein weiteres Untersystem 170 kann das Ergebnis ver wenden, um das Abbild wieder herzustellen. Jedes dieser Untersysteme kann einem Steueruntersystem 180, das die relative Positionierung des Auf nahmemediums 120 zur optischen Wellenlänge steuert, liefern. Die direkte Verbindung zwischen Steuerung 180 und dem Medium 120 ist nur schema tisch, so wie jedes bekannte Mittel zum Einstellen der relativen Position für die Steuerung verwendet werden kann. Beispielsweise, was keine Ein schränkung des Bereichs der Erfindung darstellt, könnte die Steuerung 180 einen Piezo-Spiegel steuern, um das Abbild wieder auf entsprechende Mitten von Pixeln der Kamera 140 auszurichten. Weiterhin kann das Mediumposi tionierungssystem 110 verwendet werden, um die relative Positionierung des Aufnahmemediums 120 hinsichtlich der Kamera 140 zu steuern.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen eines Positionsfehlersignals in einem Auf zeichnungssystem holographisch dargestellter Daten, das:
ein optisches Abbildungssystem zum Abbilden einer Mehrzahl von holographisch aufgezeichneter Pixel auf einer Mehrzahl von Kamera-Pixeln, die eine Datenseite bilden, verwendet, wobei jedes holographisch aufgezeichnete Pixel auf einem Feld von wenigstens zwei nebeneinander angeordneten Kamera-Pixeln abgebildet sind, und
ein Ausgabesignal von den Kamera-Pixel-Feldern zur Berechnung eines Positionsfehlersignals verwendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verwendung eines optischen Abbildungssystems zum Abbilden einer Mehrzahl holographisch aufge zeichneter Pixel die Auswahl eines ganzzahligen Verhältnisses von Mitte- zu Mitteabständen zwischen nebeneinander angeordneten holo graphisch aufgezeichneten Pixeln zu Mitte- zu Mitteabständen zwischen nebeneinander angeordneten Kamera-Pixeln, das größer als 1 ist, um fasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei jedes Feld M × N nebenein ander angeordneter Kamera-Pixel umfasst, wobei sowohl M als auch N wenigstens 2 betragen.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Feld vier nebeneinander angeordnete Kamera-Pixel umfasst, die ein Quadrat mit zwei Pixeln in jeder Richtung bilden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Posi tionsfehlersignal mit einer Multi-Detektortechnik, die auf Signalen, welche eine Bewegung in einer ersten Richtung repräsentieren, und auf Signalen, welche eine Bewegung in einer zweiten Richtung repräsen tieren, basiert, wobei die erste und die zweite Richtung senkrecht auf einander stehen, berechnet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Er zeugung eines Positionsfehlersignals weiterhin die Erzeugung eines Translationspositionsfehlersignals umfasst und wobei jedes Feld von nebeneinander angeordneten Kamera-Pixeln individuell zur Erzeugung des Translationspositionsfehlersignals beiträgt, und wobei jedes Feld aus wenigstens vier Bereichen A bis D besteht, nämlich oben links A, oben rechts B, unten links C und unten rechts D, wobei ein vertikales Positionsfehlersignal erzeugt wird, indem die Differenz zwischen einer seits der Summe aus A und B und andererseits der Summe aus C und D für alle Felder berechnet wird, und wobei ein horizontales Posi tionsfehlersignal erzeugt wird, indem einerseits die Differenz der Summe aus A und C und andererseits der Summe aus B und D für alle Felder berechnet wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Er zeugung eines Positionsfehlersignals weiterhin die Erzeugung eines Drehpositionsfehlersignals basierend auf vertikalen und horizontalen Positionsfehlersignalen, die für wenigstens eine von zwei Hälften der Datenseite berechnet werden, umfasst.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dass weiterhin die Verwendung der Positionsfehlersignale zur Steuerung der relativen Positionierung des optischen Darstellungssystems und der Mehrzahl von Kamera-Pixeln umfasst.

9. System zum Erzeugen eines Positionsfehlersignals in einem Aufzeich nungssystem holographisch dargestellter Daten, mit:
einer optischen Darstellungsvorrichtung zum Darstellen einer Mehrzahl von holographisch aufgezeichneter Pixel auf eine Mehr zahl von Kamera-Pixeln, die eine Datenseite bilden, wobei jedes holographisch aufgezeichnete Pixel auf ein Feld von wenigstens zwei nebeneinander angeordneten Kamera-Pixeln dargestellt wird, und
einer Berechnungsvorrichtung zur Verwendung von Ausgabe signalen von den Kamera-Pixelfeldern zur Berechnung eines Posi tionsfehlersignals.

10. System nach Anspruch 9, wobei jedes Feld aus M × N nebeneinander angeordneten Kamera-Pixeln besteht, wobei sowohl M als auch N wenigstens 2 betragen.

11. System nach Anspruch 9 oder 10, wobei jedes Feld aus vier nebenein ander angeordneten Kamera-Pixeln besteht, die ein Quadrat mit zwei Pixeln in jeder Richtung bilden.

12. System nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dass weiterhin einen Multi-Detektor zur Berechnung des Positionsfehlersignals basierend auf Signalen, welche eine Bewegung in eine erste Richtung repräsentieren, und auf Signalen, welche eine Bewegung in eine zweite Richtung repräsentieren, wobei die erste und die zweite Richtung orthogonal aufeinander stehen, umfasst.

13. System nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die Erzeugung eines Positionsfehlersignals weiterhin die Erzeugung eines Translationsposi tionsfehlersignals umfasst, wobei jedes Feld von nebeneinander ange ordneten Kamera-Pixeln individuell zur Erzeugung des Translationspo sitionsfehlersignals beiträgt, und wobei jedes Feld aus wenigstens vier Bereichen A bis D besteht, nämlich oben links A, oben rechts B, unten links C und unten rechts D, wobei ein vertikales Positionsfehlersignal erzeugt wird, indem die Differenz zwischen einerseits der Summe aus A und B und andererseits der Summe aus C und D für alle Felder be rechnet wird, und wobei ein horizontales Positionsfehlersignal erzeugt wird, indem einerseits die Differenz der Summe aus A und C und andererseits der Summe aus B D für alle Felder berechnet wird.

14. System nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Erzeugung eines Positionsfehlersignals weiterhin die Erzeugung eines Drehpositions fehlersignals basierend auf vertikalen und horizontalen Positionsfehler signalen, die für wenigstens eine von zwei Hälften der Datenseite be rechnet werden, umfasst.