ES2231440T3

ES2231440T3 - Procedimiento para la distribucion de marcas de datos sobre un medio y procedimiento y dispositivo para la grabacion y lectura holografica de datos.

Info

Publication number: ES2231440T3
Application number: ES01904236T
Authority: ES
Inventors: Gabor Szarvas; Emoke Lorincz; Peter Richter; Pal Koppa; Gabor Erdei; Jozsua Fodor; Peter Kallo; Attila Suto; Laszlo Domjan; Ferenc Ujhelyi
Original assignee: Bayer Innovation GmbH
Current assignee: Bayer Innovation GmbH
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2005-05-16
Anticipated expiration: 2021-02-05
Also published as: DE60106564D1; ATE280428T1; AU2001232147A1; KR20030004331A; EP1492095A3; HUP0000518A2; WO2001057859A3; CN1418363A; WO2001057859A2; JP2003521794A; HUP0000518D0; EP1492095A2; DE60106564T2; EP1252623B1; EP1252623A2; KR100679617B1; CN1252686C; CN100338665C; CN1681015A

Abstract

Procedimiento para la lectura de datos desde un medio de almacenamiento de datos ópticos, en el cual se graba una imagen de una fuente de datos que tiene una estructura matricial bidimensional en un holograma en un medio óptico, de manera tal que los datos se codifican con marcas de datos que tienen al menos dos estados, donde las marcas de datos son generadas por la fuente de datos con un procedimiento que comprende las etapas de a, codificar los datos por grabar con una codificación que prohíbe la sucesión inmediata de datos con estados idénticos más allá de un número predeterminado de veces, b, definir formaciones de identificación y formaciones de datos de un tamaño y posición predeterminados en la matriz de la fuente de datos, conteniendo las formaciones de identificación marcas de datos de identificación y conteniendo las formaciones de datos marcas de datos de usuario, c, determinar el tamaño de la formación de identificación de tal manera que la codificación no genere, dentro de unaformación de datos, conjuntos tales de datos que contuviesen marcas de datos idénticas en tamaño y estado a las marcas de datos de identificación de la formación de identificación, y d, rellenar las formaciones de identificación con marcas de datos de identificación que tengan estados idénticos.

Description

Procedimiento para la distribución de marcas de datos sobre un medio y procedimiento y dispositivo para la grabación y lectura holográfica de datos.

Ambito técnico

La invención se refiere a un procedimiento para la distribución de marcas de datos sobre un medio, y a la lectura de los datos en la grabación óptica. El procedimiento de la invención puede aplicarse allí donde se generan datos codificados con marcas de datos que tienen al menos dos estados, con una fuente de datos que tiene una estructura de matriz bidimensional, y la imagen de la fuente de datos se graba sobre un medio óptico, durante la lectura la imagen de la fuente de datos se regenera con un procedimiento óptico, la imagen regenerada es detectada con un detector bidimensional, y los datos son leídos de la imagen regenerada con la ayuda de marcas de identificación sobre la imagen detectada.

La invención también atañe a un procedimiento y dispositivo mejorados para la grabación y lectura holográfica de datos. Este procedimiento es del tipo en el cual una imagen de una fuente de datos bidimensional se graba en un holograma sobre un medio óptico, donde el holograma es el resultado de una interferencia entre un haz objeto y un haz de referencia en un plano de Fourier asociado con la imagen de la fuente de datos (el plano focal del sistema de formación de imágenes), y el holograma grabado es detectado con un detector bidimensional durante la lectura.

Técnica anterior

Entre otras, la patente WO 99/57719 expone un procedimiento y un dispositivo, donde formaciones de datos bidimensionales se graban y leen holográficamente. La implementación práctica de tales sistemas causa varios problemas. Un problema tal es la exactitud de la reinserción de un medio de almacenamiento de datos extraíble-desplazable, que influye en gran medida sobre el éxito de la lectura. Es muy difícil o, a menudo, no es posible, garantizar que los píxeles de imagen individuales de la imagen de mapa de bits leída caigan siempre exactamente sobre un y sólo un píxel del detector. Este problema es particularmente serio cuando el medio reinsertado se hace girar en un ángulo pequeño con relación a su posición original, y la imagen leída también se haga girar sobre el detector de lectura. Debido a los errores de formación de la imagen en el sistema óptico, la distancia entre los píxeles de imagen individuales también puede variar en las distintas partes del espacio de la imagen. La gran densidad de datos hace necesario el empleo de detectores y de fuentes de datos con un gran número de píxeles y, por lo tanto, incluso una rotación de un ángulo pequeño da como resultado el "escurrimiento" de ciertos puntos de imagen en el mapa de bits de la imagen de los píxeles del detector, o su apelmazamiento sobre otra fila o columna y, con ello, la regeneración de los datos es muy difícil, o imposible. Por esta razón, es necesario un algoritmo adecuado para determinar el punto de imagen de la fuente de datos asociada, para un punto de imagen del mapa de bits de la imagen leída.

Es un problema adicional que en el transcurso de la escritura (grabación) y de la lectura de hologramas de alta densidad, el borde del haz de formación de imagen también cae sobre los hologramas vecinos (la denominada interferencia entre páginas). Para evitar esto, los haces perturbadores deberían filtrarse en el plano de los hologramas con una abertura adecuada. Esto no puede llevarse a cabo en la práctica.

La patente EP-A-0 817 201 revela un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1.

El objeto de la invención es proporcionar una solución a los problemas anteriores o, al menos, su eliminación parcial.

Sumario de la invención

Según la invención, el problema causado por la reinserción (reubicación) es resuelto por un procedimiento según la reivindicación 1, y que es del tipo descrito anteriormente, y en el cual

a.: los datos por grabar se codifican con una codificación que prohíbe la sucesión inmediata de datos con estados idénticos por encima de un número predeterminado de veces,

b.: en la matriz de las formaciones de fuentes de datos de un tamaño y posición predeterminados se definen las formaciones que contienen marcas de datos de identificación y marcas de datos de usuario.

c.: el tamaño de la formación de identificación está determinado de tal manera que la codificación no genera, dentro de una formación que contiene marcas de datos del usuario, conjuntos de datos tales que pudieran contener marcas idénticas, en tamaño y estado, a las marcas de datos de la formación de identificación, y

d.: las formaciones de identificación se rellenan con marcas de datos de identificación que tienen estados idénticos.

Preferiblemente, los datos se codifican de manera tal que la imagen de un elemento matricial individual de la fuente de datos contiene al menos un bit de datos, pero preferiblemente más y, para mayor ventaja, 1 byte, que se codifica con una escala de grises.

Según la invención, se sugiere que la lectura de los datos de un medio que contiene marcas de datos grabadas con el procedimiento de la invención se realice según las siguientes etapas:

: búsqueda de las formaciones de identificación, y determinación de su posición, y

: determinación de la posición de las formaciones que contienen las marcas de datos con respecto a las formaciones de identificación.

Ha demostrado ser particularmente ventajoso que el número de los elementos matriciales del detector en una dimensión se escoja como un múltiplo del número de los elementos matriciales de la fuente de datos, preferiblemente entre 2 y 5 veces el número de los mismos. En este caso, se prevé que se identifique la formación de los elementos matriciales del detector que pertenecen a un elemento matricial de la fuente de datos, y que el valor detectado por un elemento, o elementos, del detector en una región central de una formación así identificada sea considerado como el valor de lectura. Esto tiene la ventaja de que los datos con menos ruido y menos proclives a errores son filtrados desde un gran conjunto de datos excesivamente muestreado, y que se efectúa una reducción de datos en un factor de entre 10 y 100.

Además, según la invención se sugiere un procedimiento para evitar la charla cruzada entre los hologramas, en el sentido del procedimiento mencionado en la introducción, donde, durante la formación de imagen, junto al plano de Fourier del holograma, en la configuración de la formación de imagen se establece un plano de Fourier adicional entre la fuente de datos y el holograma, y en el plano de Fourier adicional se realiza la filtración espacial. Preferiblemente, la filtración espacial se lleva a cabo con una abertura. Para proporcionar un sistema óptico compacto, he demostrado ser particularmente ventajoso el que se coloque un espejo en el plano de Fourier adicional, y que la abertura esté constituida por el espejo.

La invención también atañe a un dispositivo para la grabación y lectura holográfica de datos, en particular para la implementación de la solución del filtrado espacial sugerida por la invención. El dispositivo de la invención comprende una fuente de datos bidimensional, y un sistema óptico para formar la imagen de la fuente de datos a través de un haz objeto y un haz de referencia sobre un medio óptico, y para establecer una interferencia del haz objeto y el haz de referencia sobre el medio. El medio óptico se sitúa en el plano de Fourier asociado con la imagen de la fuente de datos, en el sentido de la invención, junto al plano de Fourier del holograma; el sistema óptico comprende un plano de Fourier adicional entre la fuente de datos y el holograma, y hay medios de filtrado espacial en el plano de Fourier adicional.

Para mayor ventaja, el sistema óptico comprende además un plano de imagen adicional, asociado a la fuente de datos como un objeto, y también comprende un medio de neutralización para neutralizar, al menos parcialmente, los picos de Fourier causados por la periodicidad de la fuente de datos y la difracción de la abertura de la fuente de datos. Preferiblemente, el medio de neutralización es una máscara de fase aleatoria.

Breve descripción de los dibujos

La invención se explicará ahora en más detalle, con referencia a los dibujos adjuntos, que muestran realizaciones no limitativas de la invención.

Fig. 1 es una vista en perspectiva de una tarjeta utilizada en el dispositivo que realiza el procedimiento de organización de datos de la invención,

Fig.2 es una vista lateral y superior de la tarjeta mostrada en la Fig. 1,

Fig. 3 muestra la estructura del medio de la tarjeta mostrada en la Fig. 1 en sección transversal,

Fig. 4a-d ilustra ciertos detalles de la estructura de datos utilizada en el medio,

Fig. 5 es un dibujo principal que muestra el sistema óptico que realiza el procedimiento de mejora de formación de imagen de la invención, y

Fig. 6a-b es un dibujo principal de la propagación de rayos del haz objeto y del haz de referencia en el sistema óptico mostrado en la Fig. 5,

Fig. 7 ilustra el sistema óptico de una cabeza de lectura, utilizando el procedimiento de mejora de formación de imagen,

Fig. 8 es un plano óptico esquemático de un sistema óptico modificado, similar al de la Fig. 5,

Fig. 9 es una ilustración esquemática de una capa polarizadora en el sistema óptico de la Fig. 5,

Fig. 10 es una ilustración esquemática del detector utilizado en el sistema óptico de la Fig. 8,

Fig. 11 es una realización alternativa para el detector mostrado en la Fig. 10,

Fig. 12 y 13 ilustran las proporciones de la fuente de datos y del detector en el sistema óptico utilizado para llevar a cabo el procedimiento de organización de datos de la invención.

Mejor modo de llevar a cabo la invención

El procedimiento de organización de datos que realiza la invención se explicará con una estructura de datos empleada en la tarjeta óptica 1, que se muestra en la Fig. 1. La tarjeta 1 tiene un medio óptico 2, que es adecuado para la grabación holográfica. El medio óptico 2 también sirve como una capa básica mecánica, que lleva una estructura de capa óptica 3. El medio específico de almacenamiento de los datos físicos es, efectivamente, la estructura de capa óptica 3. La tarjeta óptica 1 es grabada y leída por un dispositivo de grabación óptica, que no se muestra aquí. El dispositivo comprende una unidad óptica adecuada de grabación/lectura. Ciertos detalles de la unidad óptica de grabación-lectura se explicarán a continuación, junto con la explicación del segundo procedimiento de la invención.

La tarjeta 1 puede ser escrita (grabada), leída y borrada múltiples veces, estando esto último garantizado por el material de la capa de almacenamiento en la estructura de capa óptica 3. Hay una capa (substrato) portadora distinta 5 dentro de la estructura de capa óptica 3 sobre el medio óptico 2. La capa portadora 5 proporciona una superficie de calidad óptica, y está adosada a la superficie de la tarjeta por una capa de unión 4. La capa portadora 5 está cubierta con una capa espejo 6, la capa de almacenamiento 7 y la capa protectora 8. El tamaño de la tarjeta 1 es el de una tarjeta de crédito estándar, pero también son aplicables otros tamaños. En las figuras, la estructura de capa 3 sobresale del plano de la tarjeta 1, pero no es necesario. Optativamente, la capa superior de la estructura 3, es decir, la capa protectora 8, puede estar completamente nivelado con el plano de la tarjeta 1, o incluso puede estar por debajo de este plano. En este caso, el medio 2 se sumerge en la tarjeta 1.

Alrededor del cuadrado 10 reservado para la grabación, hay un marco 11 de aproximadamente 0,5 milímetros de ancho. El marco 11 facilita la colocación de la tarjeta 1, como se explicará más adelante. Más allá del marco de colocación 11 hay una región adicional 12, también de aproximadamente 0,5 milímetros de ancho, donde el sistema óptico aún puede moverse al buscar el marco de colocación 11. Las regiones fuera del cuadrado 12 sobre el medio 2 no se utilizan. El tamaño del cuadrado 12 es de aproximadamente 12 x 12 milímetros. Los valores de tolerancia mecánica y óptica prescritos para el medio 2 deberían mantenerse dentro de este área de 12 x 12 milímetros. También es suficiente hacer la estructura de capa óptica 3 dentro del cuadrado 10, y la estructura de capas 3 no debe extenderse más allá de los bordes del cuadrado 10.

Los datos se almacenan en el sistema organizados en bloques 13 (páginas). Cada bloque 13 consiste físicamente en un único holograma 9, que se graba con un único pulso de grabación. El sistema óptico graba o lee simultáneamente un bloque completo 13. Los datos se organizan en una sencilla estructura de ficheros dentro de los bloques 13.

Dentro del cuadrado 10, los bloques 13 se disponen geométricamente de una manera predeterminada. En el caso actual, se muestra una disposición en matriz cuadrada, que llena prácticamente el cuadrado 10. Sin embargo, los bloques 13 pueden ser de otra forma, p. ej., hexagonales y, de esta manera, pueden llenar todo el medio 2 en forma de panal.

Preferiblemente, se reserva un bloque 13a para el almacenamiento de los datos efectivos del sistema de la tarjeta, con dicho bloque 13a colocado en una ubicación bien definida, p. ej., en una esquina del área grabable. Este es el denominado bloque de descripción, que contiene los datos vinculados con la tarjeta 1, como los bloques grabados durante cada operación de escritura, y los bloques con fallos. Los bloques grabados uno junto a otro a la vez constituyen un sistema sencillo de ficheros, y el nombre, longitud y ubicación física de los ficheros se graba en el bloque de descripción. Al insertar la tarjeta 1, el sistema lee primero este bloque, y si la tarjeta ha sido grabada, entonces el sistema borra y reescribe este bloque de datos. El programa de control protege las áreas ya grabadas.

El primer concepto de la invención atañe esencialmente a la distribución de los datos de tal bloque 13, que se graba con un único holograma 9. Esto se ilustra en las Figs. 4b, 4c y 4d. Según la invención, los datos se codifican con marcas de datos que tienen al menos dos estados; en otras palabras, los píxeles de imagen almacenados en el holograma representan al menos un bit. Es muy fácil detectarlos, porque la intensidad de la luz detectada, asociada con un píxel de imagen, sólo necesita ser comparada con un valor de umbral. Con un material holográfico que tenga una gama dinámica mayor y/o una dispersión menor, es teóricamente posible almacenar varios bits en un único píxel de imagen. Según se muestra en la Fig. 4c, en esta realización se emplea una escala de grises de cuatro niveles (blanco, gris claro, gris oscuro y negro), que permite el almacenamiento de dos bits en cada píxel de imagen. Con un material adecuado es posible almacenar hasta 1 Byte en cada píxel de imagen.

Volviendo ahora a la estructura de los datos almacenados en el holograma 9, las Fig. 4b y 4c muestran que los datos fueron generados con una fuente de datos que tiene una estructura matricial bidimensional. La Fig. 4b puede considerarse como la ilustración esquemática de la misma fuente de datos, o como la imagen reconstruida almacenada en los hologramas 9 formados como imágenes sobre el detector del sistema de grabación-lectura, y que aparecen sobre el detector como una imagen (distribución de intensidad). La fuente de datos bidimensional es una matriz Moduladora Espacial de Luz (MEL), cuya imagen se graba sobre el medio óptico, es decir, en los hologramas sobre la tarjeta 1. Durante la lectura, la imagen de la fuente de datos es regenerada con un procedimiento óptico, y la imagen regenerada es detectada con un detector bidimensional que tiene una estructura matricial, es decir, el mapa de bits generado por la MEL se regenera a partir de los hologramas, y se forma como imagen sobre un CCD (Charged Coupled Device - Dispositivo Acoplado con Carga) detector. La tarea es identificar la ubicación de los píxeles de imagen sobre el mapa de bits formado como imagen, porque es necesario para la recuperación de los datos originales a partir de la imagen generada de esta manera.

Por lo tanto, se prevé proceder de la siguiente manera: Los datos que aparecen en el mapa de bits generado por la matriz MEL, es decir, los datos que han de grabarse físicamente de manera directa, se codifican con una codificación que prohíbe la sucesión inmediata de datos con estados idénticos más allá de un número predeterminado de veces. Los conocidos códigos de corrección de errores de Hamming y Reed-Solomon exhiben esta propiedad, entre otros. Esto impide la aparición de áreas en el mapa de bits que consistieran en píxeles de imagen sólo oscuros o sólo claros.

Además, en la matriz de formaciones de fuentes de datos de un tamaño y posición predeterminados se definen las formaciones que contienen marcas de datos de identificación y marcas de datos de usuario. Como se ve claramente en las Figs 4b y 4c, la imagen total 9b consiste en varios sub-bloques idénticos 14. En la parte central del bloque 13 se omiten cuatro sub-bloques (2 x 2), por motivos de configuración óptica, que se explicarán más adelante. Una parte mayor de los sub-bloques 14 consiste en la formación de datos 15, pero un área en una esquina del sub-bloque 14 está designada como una formación de identificación 16. Los datos efectivos, es decir, los datos de usuario, se almacenan en la formación de datos 15. El tamaño de la formación de identificación 16 se determina de manera tal que la codificación nunca pueda generar dentro de una formación de datos 15 tales conjuntos de datos, que posiblemente podrían contener marcas de datos idénticas en tamaño a las marcas de datos de la formación de identificación 16, donde todas las marcas de datos tendrían estados idénticos.

Las formaciones de identificación 16 se rellenan con marcas de datos que tienen estados idénticos. Estas son las marcas de datos de identificación, y ningún dato útil de usuario está asociado con las marcas de datos de identificación. En otras palabras, los píxeles de imagen 17 en las formaciones de identificación 16 tienen uniformemente el mismo estado, p. ej., son todos claros (véase la Fig. 4d). En la realización mostrada, la matriz MEL completa contiene píxeles de 320 x 240 (puntos de imagen o píxeles de imagen). Dentro de aquellos, se utiliza un área de 300 x 200 píxeles para la codificación de datos. El tamaño de los sub-bloques 14 es de 25 x 22 píxeles, y una formación de identificación 16, que consiste en 5 x 5 píxeles, se define dentro de aquellos (en la esquina superior izquierda en el sub-bloque 14 mostrado en la Fig. 4c).

Los datos distribuidos de esta manera se leen, según la invención, con un procedimiento, donde se buscan las formaciones de identificación 16 y se determina su posición, y después de eso se determina la posición de las formaciones de datos 15 con respecto a las formaciones de identificación 16. Esto se hace buscando primero con el sistema óptico el marco 11, y fijando con ello el sistema de coordenadas del sistema óptico con respecto al cuadrado 10 en el medio 2 de la tarjeta 1, con cierta exactitud. Después de eso, el sistema de movimiento y control del sistema óptico de lectura debería poder hallar un holograma con una cierta dirección. La exactitud de colocación del sistema óptico de lectura es suficiente para que el sistema óptico de lectura halle un bloque 13 con una dirección arbitraria, y para formar la imagen de su contenido, es decir, la imagen del holograma almacenado 9, sobre el detector del sistema de grabación/lectura. Después de eso, un algoritmo de correlación identifica la ubicación de las formaciones de identificación 16, que tienen un tamaño de 5 x 5 píxeles, y que tienen un contenido uniforme. Más precisamente, el algoritmo de correlación identifica aquellos píxeles del detector CCD que están asociados con los puntos de imagen de la formación de identificación 16. Sabiendo la ubicación de las formaciones de identificación 16, es posible calcular por interpolación lineal, a partir de los datos de los puntos de imagen 17 de dos formaciones de identificación 16 vecinas, la ubicación de aquellos píxeles del detector CCD que están asociados con los puntos de imagen 18 entre las dos formaciones de identificación 16 vecinas.

Es preferible que las formaciones de identificación 16 estén lo bastante cerca entre sí para que la distorsión entre dos formaciones de identificación 16 vecinas sea lo bastante pequeña para que la interpolación defina inequívocamente los píxeles del detector asociados con cada uno de los puntos de imagen 18.

Si se sabe con certeza que la rotación de la tarjeta es lo bastante pequeña, entonces la ubicación de los puntos de imagen individuales 18 puede definirse alrededor de una formación de identificación 16 basada sólo en esa formación de identificación individual 16. En este caso, la formación de identificación 16 se define no en una esquina del sub-bloque 14, sino en su centro, porque de esta manera la distancia es la menor desde la formación de identificación 16 dada hasta el punto de imagen 18, que está a la mayor distancia de la formación de identificación 16, desde la posición cuya ubicación ha sido calculada. En un caso dado, la ubicación de los puntos de imagen 18 puede determinarse de manera que su ubicación esté determinada a partir de dos formaciones de identificación 16 vecinas, pero independientemente de la posición de la otra formación de identificación, y si la distancia entre los dos resultados permanece dentro de un valor predeterminado, se considera a la ubicación entre las dos como la ubicación verdadera. Si la diferencia es demasiado grande, la tarjeta se resitúa mecánicamente con respecto al sistema óptico.

La exactitud de la lectura puede mejorarse en gran medida según la invención, si el número de elementos matriciales del detector en una dimensión se escoge como un múltiplo del número de elementos matriciales de la fuente de datos, preferiblemente entre 2 y 5 veces el número de los mismos. Esto da como resultado la cobertura de un punto de imagen restaurado a partir de un holograma con un grupo de píxeles del detector.

Por lo tanto, se prevé identificar la formación de los elementos matriciales del detector que pertenecen a un elemento matricial de la fuente de datos; en particular, la formación de los elementos matriciales del detector asociados con los puntos de imagen 17 de la formación de identificación 16. Esto puede hacerse como resultado del cálculo de correlación realizado para hallar la ubicación de la formación de identificación 16, como se ha mencionado anteriormente. El valor detectado por un elemento o elementos del detector en una región central de un bloque de píxeles identificado de esta manera se considera como el valor de la lectura. Por ejemplo, si el número de los píxeles leídos del detector CCD es cinco veces el número de los píxeles de la matriz MEL de la fuente de datos en un lado (es decir, 5 x 5 = 25 veces sobre la superficie total), entonces un punto de imagen 17 individual cae sobre un área de 5 x 5 píxeles sobre el detector CCD. Esto se ilustra con referencia a las Figs. 12 y 13, que están en la misma escala. Una imagen de un punto de imagen 18 o 17 de la fuente de datos, mostrada en la Fig. 12 (prácticamente, un elemento individual de la matriz MEL de la fuente de datos), está formada sobre un grupo de píxeles 27, véase la Fig. 13. Aparentemente, el punto de imagen 18 o 17 de la fuente de datos corresponde a un grupo de píxeles 27 que consiste en 5 x 5 píxeles. Debido a la inexactitud de la formación de imagen, el valor de intensidad detectado por los píxeles del borde puede ser algo incierto. Como se muestra en la Fig. 13, la intensidad detectada por los píxeles de la esquina difiere del valor de intensidad teórico (en la Fig. 13 la intensidad detectada se ilustra con el color de los píxeles 27). Sin embargo, es probable que el grupo interior de píxeles 28 de 3 x 3 píxeles detecte sólo un punto de imagen blanco (en el ejemplo mostrado, sólo la esquina superior derecha del grupo interior 28 está afectada por el ruido). El píxel individual más interno 29 detectará, prácticamente y con seguridad, la intensidad del punto de imagen asociado. Si la formación de imagen óptica es lo suficientemente buena, al menos un conjunto de 3 x 3 píxeles puede identificarse a partir del conjunto teórico de 5 x 5 píxeles. Utilizando el píxel central del mismo con fines de interpolación lineal, los píxeles CCD asociados con los puntos de imagen intermedios 18 pueden determinarse con suficiente exactitud, al menos lo bastante como para que el píxel central de los grupos de píxeles del detector, de 3 x 3 (o 5 x 5) píxeles, detectase efectivamente la intensidad del punto de imagen buscado, allí donde los grupos de píxeles estuvieran asociados con los puntos de imagen por cálculo.

Como se ha mencionado anteriormente, los hologramas 9 que contienen los datos están rodeados por el marco 11. Durante la búsqueda, primero se halla este marco 11, y con él el sistema de coordenadas de la tarjeta y del sistema móvil, y de esta manera los sistemas de coordenadas del sistema óptico fijado a los sistemas móviles se asocian entre sí. Luego buscamos las formaciones de identificación 16 con respecto a una esquina de la matriz del detector. Las formaciones de identificación 16 identifican entonces la posición exacta de las imágenes 9b reconstruidas a partir de los hologramas 9.

La unidad de grabación/lectura está controlada por un microprocesador externo o interno, que opera con un software de sistema que implementa el procedimiento anterior. Los comandos de grabación y de lectura, los datos a grabar y el área de grabación se emiten al sistema de grabación/lectura desde el microprocesador. La codificación y descodificación de corrección de errores puede ser realizada por el microprocesador, pero es más aconsejable utilizar un hardware dedicado adecuado (p. ej., para la codificación de Hamming y/o Reed-Solomon, a fin de mantener una velocidad de transferencia adecuada). Este hardware dedicado es responsable de mejorar la BER (Bit Error Rate - Tasa de Errores en Bits) final de la lectura de datos hasta un valor de al menos 10^{-12}, desde una BER en bruto de aproximadamente 10^{-2}-10^{-3}.

La unidad de grabación-lectura puede contener un módulo de protección que impide el borrado de los datos durante la lectura. Esto puede ser necesario porque, con ciertos materiales de almacenamiento, el haz de referencia puede borrar una parte de la señal grabada durante la lectura. Después de un cierto número de lecturas, el nivel de la señal puede deteriorarse, por lo que los datos no pueden leerse. El módulo de protección se encarga de la tarea de medir el nivel de la señal de los hologramas durante la lectura y, si el nivel de la señal de lectura cayese por debajo de un nivel crítico, entonces el módulo de protección procede a refrescar (borrar y regrabar) la información en el holograma.

En lo siguiente, se presenta el procedimiento para la grabación y lectura holográfica de datos según la invención. Este es un procedimiento donde una imagen de una fuente de datos bidimensional se graba en un holograma sobre un medio óptico. (En el ejemplo mostrado anteriormente, la fuente de datos bidimensional es una matriz MEL). El holograma grabado resulta de una interferencia entre un haz objeto y un haz de referencia en un plano Fourier asociado con la imagen de la fuente de datos. En el caso actual, el medio óptico es la tarjeta óptica 1. Durante la lectura, el holograma grabado 9 o, más precisamente, la imagen 9b restaurada a partir del holograma 9, es detectada con un detector bidimensional. Según el procedimiento de la invención, al lado del plano Fourier, se establece un plano Fourier adicional entre la fuente de datos y el holograma en la configuración de la formación de imagen. En este plano Fourier adicional se realiza el filtrado espacial. La invención se ilustra presentando el dispositivo para implementar el procedimiento.

La unidad de grabación/lectura del sistema de grabación/lectura de la tarjeta, que fue mencionada en el ejemplo anterior, y que no se muestra aquí en más detalle, comprende el sistema óptico, que se muestra esquemáticamente en la Fig. 5. La fuente luminosa del sistema óptico está constituida por un láser 31; en el ejemplo actual, un láser de diodo verde. El haz del láser 31 tiene una distribución Gaussiana, y el haz está expandido por un expansor de haz esférico 32 hasta alcanzar un tamaño apropiado. A fin de lograr un mejor frente de onda, también es posible aplicar el filtrado espacial en esta ubicación, con el procedimiento del agujero de alfiler.

En lugar de un láser verde, también se contempla un láser de diodo azul, en particular, un láser de DPSS (Diode-Pumped Solid State - Estado Sólido Sondeado por Diodo).

El haz es dividido en dos haces con la intensidad adecuada por el cubo neutral separador de haces 34, a saber: en un haz objeto 35 y un haz de referencia 26. Optativamente, la razón de intensidad entre los haces objeto y de referencia puede modificarse con la razón de división del cubo separador de haces 34.

El haz objeto 35 y el haz de referencia 36 se propagan a lo largo de los lados de un rectángulo, y los lados opuestos del rectángulo constituyen los dos brazos de un interferómetro. La desviación del haz en las tres esquinas del rectángulo está llevada a cabo por los espejos planos 37, 38 y 40, que tienen capas espejadas dieléctricas. Con el ajuste adecuado de las longitudes laterales del rectángulo, puede garantizarse la longitud igual del camino óptico de los haces objeto y de referencia hasta la estructura de capas 3.

En el brazo del haz objeto, el haz objeto expandido 35, que tiene una distribución Gaussiana, se transforma en una onda plana homogénea, con el sistema óptico 39 formador de haces. Éste último es una lente de una sola pieza con dos superficies esféricas. Similarmente, en el brazo de referencia el haz Gaussiano expandido se transforma en una onda plana homogénea, con el sistema óptico 40 formador de haces. El haz homogéneo es comprimido hasta alcanzar el tamaño adecuado con un convertidor de haz esférico 41. Optativamente, el sistema óptico esférico 40 formador de haces puede omitirse, o sustituirse por una placa paralela plana, que permite el empleo de un haz iluminador que tiene un perfil Gaussiano en el brazo de referencia. En este caso, este factor debe tenerse en cuenta cuando se diseña el convertidor de haz 41.

En el brazo de referencia, hay un espejo adicional 43 a continuación del convertidor de haz 41, seguido por una abertura cuadrada 42. La imagen de la abertura 42 se forma sobre la tarjeta 1 con el haz de referencia 36. En el caso actual la abertura 42 utilizada tiene forma de cuadrado, pero podrían ser igualmente aplicables aberturas con forma de círculo o con otra forma.

El acoplamiento del haz objeto 35 y el haz de referencia 36 se realiza a lo largo de un lado del rectángulo. El haz objeto 35 se acopla sobre la matriz MEL 44 con el espejo 38. La matriz MEL 44 constituye una fuente de datos bidimensional (en la realización presentada se emplea una MEL en modalidad de transmisión basada en visor de cristal líquido LCD). El holograma del área activa de la MEL 44 se graba sobre la tarjeta 1, en la capa de grabación 7 de la estructura de capas 3.

El eje óptico del sistema óptico holográfico de Fourier, que proporciona una formación de imagen/objeto, es perpendicular a los haces que iluminan la matriz MEL 44 y la abertura 42. La MEL 44 constituye el objeto del sistema óptico holográfico, mientras que la abertura 42 sirve como referencia del sistema óptico holográfico.

El principio de este sistema holográfico de Fourier se muestra en posición desplegada en las Figs. 6a y 6b. El brazo objeto/imagen, que está constituido por el haz objeto 35, está realizado como un denominado sistema 8f, y se muestra en la Fig. 6a. Este brazo objeto también comprende los prismas separadores polarizadores 45 y 46 (los prismas separadores polarizadores no se muestran en las Figs. 6a y 6b, porque no tienen ningún papel en la formación de imagen en sí, sino que sólo facilitan el acoplamiento de los haces objeto y de referencia en el camino óptico). El sistema de grabación/lectura comprende dos objetivos de Fourier idénticos 47 y 48. Hay un espejo en cada plano de Fourier (plano focal) 49 y 50 de los objetivos de Fourier 47 y 48, por lo que, de esta manera, es posible utilizar sólo dos objetivos de Fourier para el sistema 8f, en lugar de los cuatro objetivos que se requieren teóricamente. El primer espejo es el espejo 51, que también se emplea como el medio de filtrado espacial. El otro espejo es el mismo holograma 9, que se graba en la estructura de capas 3 de la tarjeta holográfica, y en la capa espejada 6 debajo del holograma 9, en la estructura de capas 3 (véase también la Fig. 3). Como resulta aparente en la Fig. 5, los prismas separadores 45 y 46 están entre los dos objetivos de Fourier 47 y 48.

El brazo de referencia, que está constituido por el haz de referencia 36, es un denominado sistema 4f (véase también la Fig. 6b), que forma la imagen de la abertura de referencia 42 sobre el holograma 9. El sistema comprende dos objetivos de Fourier, que son distintos en diseño y en longitud focal. El primer objetivo de Fourier 52 es un sistema óptico de una sola pieza, y está situado entre la abertura de referencia 42 y el prisma separador polarizador de acoplamiento 45. El segundo objetivo es común al segundo objetivo de Fourier 48 del brazo de objeto/imagen. Con la selección adecuada de las longitudes focales de los objetivos de Fourier 52 y 48, puede formarse la imagen de la abertura de referencia 42 sobre la tarjeta holográfica 1, con el aumento o reducción adecuados.

El haz objeto 35 y el haz de referencia 36 están acoplados entre sí a través del primer prisma separador polarizador 45. La capa separadora polarizadora 53 desvía el haz objeto 35 hacia arriba, hacia el primer objetivo de Fourier 47, mientras que el haz de referencia 36 es dirigido hacia abajo, hacia el plano focal común de los objetivos de Fourier 52 y 48.

La matriz MEL 44 que constituye el objeto se coloca en el primer plano focal del sistema óptico de formación de imágenes realizado por el primer objetivo de Fourier 47. Un espejo 51 se coloca en el plano focal posterior, en el denominado plano de Fourier. En la realización presentada el espejo 51 es un espejo plano con un tamaño predeterminado. Comparado con las soluciones anteriormente conocidas, el sistema óptico fue modificado creando un plano de Fourier adicional, además del plano de Fourier necesario para crear el holograma en sí. Este plano de Fourier adicional se forma delante del holograma en el camino óptico. El espejo 51 se coloca en este plano de Fourier adicional.

Durante la grabación de los hologramas, el espejo 51 funciona como un medio de filtrado espacial en el sistema óptico holográfico; en otras palabras, como el diafragma de abertura. La importancia de este medio de filtrado espacial descansa en el hecho de que sustituye, de hecho, a una abertura en el plano del holograma 9, donde no es posible colocar una abertura de otra manera, debido a las restricciones dimensionales del sistema óptico. Por ello el espejo 51, como abertura de limitación, reduce la luz que cae sobre los hologramas vecinos. En otras palabras, este filtrado espacial reduce la denominada interferencia entre páginas. Además, el efecto de abertura contribuye al filtrado de luz dispersa, y también limita el ángulo del cono del haz objeto grabador.

Como un beneficio adicional, con un espejo 51 de tamaño adecuado, y un sistema óptico apropiadamente diseñado, los componentes de Fourier perturbadores pueden quitarse por filtrado del haz objeto 35. Por ejemplo, la estructura periódica de la matriz MEL 44 aparece como una rejilla en el sistema óptico de formación de imágenes. Esta rejilla produce grandes picos en el plano de Fourier. Si estos grandes picos caen sobre el holograma, disminuyen significativamente la relación señal/ruido alcanzable del holograma. Sin embargo, es posible filtrar algunos de estos grandes picos con el espejo 51.

Es una ventaja adicional que este filtrado espacial también influye sobre la densidad de datos alcanzable, porque el tamaño del espejo 51 es exactamente igual al tamaño del holograma grabado. En otras palabras, un espejo más pequeño da como resultado un holograma más pequeño. Con una matriz MEL de igual tamaño, un holograma más pequeño significa una mayor densidad de datos. Por supuesto, hay un límite superior para la densidad de datos alcanzable con este procedimiento, porque la resolución de la formación de imágenes también disminuye con el filtrado de los componentes de Fourier.

Finalmente, debe mencionarse que el sistema permite el diseño de un sistema óptico que tiene dos objetivos de Fourier completamente idénticos. Por lo tanto, los costes específicos de fabricación del sistema óptico pueden ser menores. Generalmente, los prismas separadores también tienen una estructura más sencilla, comparados con las soluciones conocidas, p. ej., el sistema óptico conocido por la patente WO99/57719.

Los objetivos de Fourier 47 y 48, el espejo 51 y el holograma 9 constituyen un sistema óptico simétrico, y en la parte media de este sistema (entre los prismas separadores polarizadores 45 y 46) se crea una imagen real de la matriz MEL 44. En este plano de imagen se coloca una máscara de fase de distribución aleatoria 53, con una disposición determinada de píxeles. La posición, el tamaño y el número de los píxeles de la máscara de fase 53 son los mismos que los datos correspondientes de la matriz MEL 44. La máscara de fase 53 añade un desplazamiento de fase aleatorio en el haz objeto 35, que es cambiante en cada píxel. Con esta máscara de fase 53 se impide la aparición de grandes componentes de Fourier, lo cual resultaría de la periodicidad de la imagen de mapa de bits grabada en la matriz MEL 44, y también se eliminan esos grandes componentes, lo cual resulta de la difracción sobre la abertura de la matriz MEL 44, que aparece alrededor de la frecuencia espacial cero.

La transformación de Fourier de la abertura 42 en el brazo de referencia aparece en el medio de la máscara de fase 53. Por esta razón, no hay modulación de fase en una región central de la máscara de fase 53.

Sin embargo, también es posible utilizar, para el filtrado de Fourier del haz de referencia 36, una segunda máscara de fase y/o amplitud sobre la superficie de la máscara de fase 53, de manera tal que esta segunda máscara sea independiente de la máscara de fase "periférica" utilizada por el haz objeto 35.

A continuación de la máscara de fase 53, los haces objeto y de referencia se propagan a través del segundo prisma separador polarizador, y del segundo objetivo de Fourier 48, a fin de generar/reconstruir/borrar el holograma sobre la tarjeta. Durante la lectura, la imagen reconstruida del holograma 9 se forma a través del segundo objetivo de Fourier 48, y es desviada hacia la matriz del detector por el segundo prisma separador polarizador 46. La matriz o formación del detector está realizada en esta realización por la matriz del detector CCD 54. Después de los prismas separadores polarizadores hay placas \lambda/4 55 y 56, que realizan transformaciones de polarización lineal-circular y circular-lineal, respectivamente. Por ello la luz que atraviesa la placa \lambda/4 55, reflejada en el espejo 51, y que atraviesa nuevamente la placa \lambda/4 55, tendrá una polarización lineal, perpendicular a su estado previo de polarización.

En la capa polarizadora 57 del segundo prisma separador 46, que está más cerca de la tarjeta 1, hay una pequeña región central 61 sin una capa separadora. Esto también se muestra en la Fig. 9. Esta región central 61 sirve para conducir el paso del haz de referencia 36. De esta manera, el haz de referencia 36, que se propaga hacia la tarjeta 1 con una polarización ortogonal con respecto al haz objeto 35, atravesará la capa separadora 57 sin reflejo. En otras palabras, hay un canal separado en el sistema óptico para la propagación del haz de referencia 36, y este canal comprende dos elementos principales: la región no moduladora 60 en el centro de la máscara de fase 53, y la región 61 sin la capa separadora formada en la capa separadora polarizante 57 del prisma separador polarizador 46.

El haz de referencia 36, que es reflejado desde la tarjeta 1 sin difracción, y otros componentes del mismo, reflejados desde las superficies de las lentes, no llegarán al detector, porque pasarán dos veces a través de la placa \lambda/4. Incluso en ese caso, puede colocarse un filtro polarizador adicional antes de la matriz del detector CCD 54, a fin de filtrar la eventual luz dispersada.

En el sistema óptico los estados de polarización de los diversos haces son los siguientes: la luz es emitida desde el láser 31 con polarización lineal. Esta polarización permanece inicialmente sin cambios como polarización lineal, tanto en el brazo objeto como en el brazo de referencia.

A continuación de la primera placa \lambda/4 55, la luz se vuelve circularmente polarizada y, a continuación del primer prisma hendedor polarizador 45, el haz objeto 35 y el haz de referencia 36 estarán linealmente polarizados, perpendiculares entre sí. Después de la segunda placa \lambda/4 56, el haz objeto 35 y el haz de referencia 36 estarán circularmente polarizados, nuevamente perpendiculares entre sí. El haz objeto 38 que vuelve desde el holograma estará linealmente polarizado después del segundo prisma separador polarizador 46.

Como se ha mencionado anteriormente, a fin de determinar la posición de los hologramas 9, hay un marco de posicionamiento 11 fuera del área de datos sobre la tarjeta de almacenamiento holográfico 1. Cuando se inserta la tarjeta 1, la cabeza lectora mide la posición del marco 11, y esto se considera como el marco de referencia durante el movimiento. La posición de los hologramas individuales 9 por grabar se determina con respecto a este marco 11 y, durante la lectura, la búsqueda de los otros hologramas 9 grabados se realiza con respecto al marco 11. Este marco 11 puede tener una superficie no reflectora en un fondo reflector, o el marco 11 puede ser reflector con un fondo no reflector. Durante la búsqueda del marco de posicionamiento 11, sólo se utiliza la región central 60 de la matriz MEL 44 (véase también la Fig. 4b). Los píxeles en la región central 60 son aquellos cuya imagen está formada sobre la región central de la máscara de fase 53, es decir, sobre la región donde pasa el haz de referencia 36. Durante la búsqueda del marco 11, estos píxeles se "encienden", es decir, la intensidad lumínica plena está atravesando los píxeles. Dado que no hay ninguna modulación de fase en la región central de la máscara de fase 53, habrá un punto focal agudo (un pico de Fourier) sobre la tarjeta 1. Este punto focal está determinado por la región central iluminada 60 de la matriz MEL 44. El diámetro de este punto focal está aproximadamente entre 5 y 10 \mum. La búsqueda del marco 11 se efectúa con la ayuda de este punto focal, de la siguiente manera: moviendo el punto focal por el marco 11, se monitoriza la intensidad total que cae sobre la matriz del detector. Cuando el punto focal del sistema óptico llega al marco 11, la intensidad total medida sobre el CCD 54 aumentará significativamente (o disminuirá, según el diseño del marco 11 y de su fondo). La posición del marco 11 puede determinarse con gran exactitud (\pm 2 \mum), basándose en la intensidad máxima total medida por la matriz del detector del CCD 54 en los distintos puntos del medio 2 sobre la tarjeta 1.

La Fig. 7 muestra el sistema óptico de una cabeza de lectura que se utiliza para leer información almacenada sobre la tarjeta óptica 1. Este sistema es distinto al mostrado en la Fig. 5 en varios aspectos. En primer lugar, no hay brazo objeto y, por lo tanto, no hay matriz MEL. Este sistema óptico se utiliza sólo para lectura. En segundo lugar, se emplea un láser distinto para situar la cabeza óptica con respecto al medio óptico.

El haz de referencia 36 se acopla sobre los hologramas 9 de manera similar a la del sistema óptico precedente, es decir, con la ayuda de un prisma separador polarizador 46 que tiene una capa de polarización 57 con una región central 61, donde la región central 61 carece de propiedades de polarización (véase la Fig. 9).

El sistema óptico de la Fig. 7 funciona de la siguiente manera: el módulo láser de referencia 131 emite un haz Gaussiano, que puede expandirse hasta el tamaño adecuado por medio de un expansor de haz 132 optativo. Este haz está linealmente polarizado, con la dirección adecuada, por lo que el haz de referencia 36 se reflejará sobre la capa polarizadora 53 del prisma separador 45. El haz de referencia es desviado hacia la abertura de referencia 42 por los espejos 37 y 43. La abertura de referencia 42 tiene un diafragma rectangular; sin embargo, también son aplicables otras formas. Típicamente, también son utilizables las aberturas circulares.

El haz de referencia alineado se enfoca hacia el plano focal 153 del objetivo de Fourier 48 con la lente esférica 52. A continuación de la lente 52 se emplea una placa paralela plana 143 para ajustar el eje óptico del haz de referencia 36. Esto se realiza inclinando ligeramente la placa paralela plana 143. De esta manera, el eje óptico del haz de referencia 36 puede ajustarse con gran exactitud.

Hay un diodo láser 133 distinto, que se utiliza únicamente para la búsqueda del marco 11 durante la configuración inicial, descrita anteriormente con referencia a la Fig. 5. Dado que el haz de referencia 36 no está enfocado sobre el medio 2 de la tarjeta 1, en ausencia del haz objeto es necesaria otra fuente de luz, que es enfocada sobre el plano del marco 11 por la lente 147. Una abertura 151 limita el tamaño del haz de búsqueda.

El haz del diodo láser 133 está linealmente polarizado, con la dirección adecuada, por lo que el haz de búsqueda 35 se transmitirá a través de la capa polarizadora 53 del prisma separador 45.

El haz de búsqueda 35 y el haz de referencia 36 se acoplan entre sí con el prisma separador polarizador 45. La capa polarizadora 53 transmite el haz de búsqueda 35, mientras que desvía el haz de referencia 36 hacia la tarjeta 1.

El brazo de referencia está realizado como un sistema óptico 4f, que forma la imagen de la abertura de referencia 42 sobre los hologramas 9. El sistema comprende dos objetivos de Fourier distintos, con distinta longitud focal. El primer objetivo 52 es un elemento individual de lente, entre la abertura 42 y el prisma de acoplamiento 45. El segundo objetivo es común con el segundo objetivo 48 del brazo objeto/imagen del sistema 4f. Con una selección adecuada de las longitudes focales de los objetivos de Fourier, la imagen de la abertura de referencia puede formarse sobre la tarjeta holográfica 1 con el aumento deseado.

El haz de referencia 36 es alineado por el objetivo de Fourier 28, a fin de generar un frente de onda plano sobre la tarjeta. La imagen de la abertura de referencia 12 funcionará como el diafragma sobre la tarjeta.

A continuación del primer prisma separador 45, el haz de búsqueda 35 y el haz de referencia atraviesan el segundo prisma separador 46 (el haz de búsqueda se emplea sólo durante la configuración de la posición, es decir, cuando el marco 11 está hallado y localizado). El haz de referencia se refleja desde el holograma 9, y la imagen almacenada en el holograma es reconstruida. El haz reflejado atraviesa una vez más el segundo prisma separador 45, y es desviado hacia la matriz del detector 54, mientras que el de referencia atravesará la región central 61 de la capa polarizadora 57. Se emplea un sistema de lentes de relevo 141 para situar la matriz del detector 54 a una distancia conveniente del prisma separador 46.

Debajo del segundo prisma separador 46 hay una capa \lambda/4 56, que efectúa una transformación de polarización lineal-circular y, a la vuelta, una circular-lineal. Como resultado de esto, el haz que sale del prisma separador 46 estará linealmente polarizado, perpendicularmente a su dirección de polarización anterior.

De lo anterior es evidente que hay un canal aparte en el sistema óptico para el haz de referencia 36, de manera similar a la configuración mostrada en la Fig. 5.

La Fig. 8 muestra una realización modificada de un sistema óptico, que funciona de manera similar a la del sistema de la Fig. 5. Este es un sistema óptico que contiene tanto un haz objeto 35 como un haz de referencia 36, pero la fuente de datos es una matriz MEL 144 de modalidad reflectora. Por lo tanto, no es posible acoplar el haz objeto 36 en el sistema a través de la matriz MEL 144. En cambio, se utiliza el primer prisma separador 45 con este fin. Por consiguiente, el haz de referencia 36 debe acoplarse en el sistema en otro sitio. En la realización propuesta, se utiliza una matriz de detector 154 con este fin. Esta matriz de detector 154 comprende una abertura 62 en una región central, por donde puede atravesar el haz de referencia 36. Este es también un sistema 8f, con un elemento de filtrado espacial, el espejo 51, en uno de los planos de Fourier. En un plano de imagen intermedio se coloca una máscara de fase aleatoria 53, con la misma función que la máscara 53 en la Fig. 5. Algunas partes del sistema óptica de modelación del haz no se muestran en la Fig. 8. Los otros elementos que tienen el mismo número de referencia son de funciones idénticas a los de la Fig. 5.

La matriz de detector 154 puede realizarse con cuatro detectores rectangulares diferentes 154A-D, en la configuración mostrada en la Fig. 11.

La invención no está limitada a las realizaciones mostradas. El medio de almacenamiento de datos podría ser un disco o una cinta, en lugar de la tarjeta, y el procedimiento de identificación de datos según la invención puede utilizarse también con almacenamiento de datos ópticos no holográficos. La fuente de datos bidimensional y el detector bidimensional pueden tener varias realizaciones alternativas adecuadas, que son evidentes para el versado en la materia, p. ej., un dispositivo de microespejo como fuente de datos, o un detector de CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor - Semiconductor Complementario de Óxido Metálico) como la matriz del detector. La formación de identificación no necesita estar en una esquina de la formación de datos del usuario, sino que puede estar en una posición central. La abertura utilizada para el filtrado espacial en el plano de Fourier adicional puede tener diversas formas, p. ej., rectangular, cuadrada en particular, o circular, hexagonal u otra forma compleja.

Claims

1. Procedimiento para la lectura de datos desde un medio de almacenamiento de datos ópticos, en el cual se graba una imagen de una fuente de datos que tiene una estructura matricial bidimensional en un holograma en un medio óptico, de manera tal que los datos se codifican con marcas de datos que tienen al menos dos estados, donde las marcas de datos son generadas por la fuente de datos con un procedimiento que comprende las etapas de

a,: codificar los datos por grabar con una codificación que prohíbe la sucesión inmediata de datos con estados idénticos más allá de un número predeterminado de veces,

b,: definir formaciones de identificación y formaciones de datos de un tamaño y posición predeterminados en la matriz de la fuente de datos, conteniendo las formaciones de identificación marcas de datos de identificación y conteniendo las formaciones de datos marcas de datos de usuario,

c,: determinar el tamaño de la formación de identificación de tal manera que la codificación no genere, dentro de una formación de datos, conjuntos tales de datos que contuviesen marcas de datos idénticas en tamaño y estado a las marcas de datos de identificación de la formación de identificación, y

d,: rellenar las formaciones de identificación con marcas de datos de identificación que tengan estados idénticos, y

: durante la lectura, regenerar la imagen de la fuente de datos durante la lectura con un procedimiento óptico,

: detectar la imagen regenerada con un detector bidimensional que tiene píxeles del detector, y

: leer los datos de la imagen regenerada con la ayuda de las marcas de identificación sobre la imagen detectada, en donde se buscan las formaciones de identificación y se determina su posición, y

: determinar la posición de las formaciones que contienen las marcas de datos con respecto a la posición de las formaciones de identificación,

caracterizado porque el procedimiento comprende adicionalmente las etapas de

: calcular, a partir de la posición de las formaciones de identificación, la ubicación de aquellos píxeles del detector que están asociados con las marcas de datos de las formaciones de datos,

: recuperar los datos almacenados de las marcas de datos con un píxel del detector en las ubicaciones de píxel calculadas

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual las marcas de datos se graban en el medio como una imagen de un único elemento matricial de la fuente de datos, donde una marca de datos contiene al menos dos bits de datos, codificados con escala de grises.

3. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2, en el cual

-: el número de píxeles del detector en una dimensión se escoge para que sea un múltiplo del número de los elementos matriciales de la fuente de datos, y

-: se identifica una formación de los píxeles del detector asociados con un elemento matricial de la fuente de datos, y un valor detectado por uno o más píxeles del detector en una región central de la formación así identificada se considera el valor de lectura.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el cual el número de los píxeles del detector en una dimensión se escoge para que sea entre 2 y 5 veces el número de los elementos matriciales de la fuente de datos.

5. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual las formaciones de identificación son inspeccionadas con un procedimiento de determinación de correlación.

6. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual los hologramas que contienen los datos están rodeados por un marco, y que comprende las etapas de

-: buscar primero el marco, y

-: buscar las formaciones de identificación que identifican la posición exacta de los hologramas con respecto a un punto predeterminado del marco.

7. El procedimiento de la reivindicación 6, en el cual se genera un haz de búsqueda enfocando puntos de imagen de la fuente de datos sobre el medio de almacenamiento.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, en el cual la lectura se efectúa con un sistema óptico que comprende:

una máscara de fase aleatoria para neutralizar, al menos en parte, los picos de Fourier causados por la periodicidad de la fuente de datos, y una difracción de la abertura de la fuente de datos, comprendiendo la máscara de fase una región centralmente situada, donde esta región central está privada de modulación de fase, y

un separador de haz polarizador, comprendiendo el separador de haz una capa polarizadora, y comprendiendo la capa polarizadora una región central sin propiedades polarizadoras y/o separadoras,

comprendiendo adicionalmente el procedimiento la etapa de dirigir el haz de búsqueda a través de la región central de la máscara de fase y la región central de la capa polarizadora.

9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el cual el marco de posicionamiento está colocado en un plano de Fourier del sistema óptico del haz de búsqueda, y el cruce del marco de posicionamiento se detecta monitorizando la intensidad total del haz de búsqueda reflejado, y detectando un cambio brusco en la intensidad monitorizada.

10. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el cual las formaciones de identificación se disponen tan cerca entre sí como para que una distorsión de imagen entre dos formaciones de identificación vecinas no sea mayor que un error de interpolación, definiendo la interpolación la ubicación de los píxeles del detector asociados con puntos de imagen.