JP2003308616A - 光学情報記録/再生方法及びその装置 - Google Patents
光学情報記録/再生方法及びその装置Info
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Abstract
に少なくとも2つの同心円パターンをサーボパターンと
して用い、光学情報を効率的に記録/再生する方法及び
装置を提供する。 【解決手段】 ホログラフィーデジタルデータ記憶シス
テムにおいて、ホログラフィーページデータは少なくと
も2つの同心円パターンを備え、光学情報が少なくとも
2つの同心円パターンの最も外側のパターン内に配列さ
れる。ホログラフィーページデータの少なくとも2つの
同心円パターンは、参照波の照射によって生成された回
折波の少なくとも2つの楕円パターンに変形されるの
で、少なくとも2つの楕円パターンが回折波から抽出さ
れ、少なくとも2つの楕円パターンを推定して少なくと
も2つの推定同心円パターンを生成する。少なくとも2
つの楕円パターンと少なくとも2つの推定同心円パター
ンの間の補償ベクトルを用いて回折波から光学情報を再
構成する。
Description
ジタルデータ記憶システムに関し、さらに詳しくは、少
なくとも2つの同心円パターンをサーボ(servo)
パターンとして用いて、ホログラフィーデジタルデータ
記憶システム内に光学情報を記録/再生する方法及びそ
の装置に関する。
容量データを記憶できる光学的記憶に対する要求が増加
している。従って、高密度の光学的記憶容量を具現化す
るためにニオブ酸リチウムのような光屈折性結晶で形成
された記憶媒体を内蔵した多様な形態のホログラフィー
デジタルデータ記憶システムが最近開発されている。
ムにおいては、情報を有する信号波を参照波と干渉させ
て干渉縞を生じさせて、光学干渉縞を調整し、光屈折性
結晶などの記憶媒体に記憶させる。光屈折性結晶は、光
学干渉縞の振幅及び位相によって光学干渉縞に別様に反
応し得る物質である。参照波の入射角度、振幅または位
相を変えれば、数百または数千のバイナリデータを1つ
の位置にページ単位で重畳的に記録することができる。
は、矩形ページデータを用いて信号波を変調するので、
変調された信号波がディスプレイ素子の形状に等しい矩
形形状を有する。しかし、円形レーザ光がガウス分布を
有しているので、矩形ページデータが歪む。従って、円
形ページデータを用いて信号波を変調しても、参照波の
照射位置を修正するためのサーボ信号の生成に矩形サー
ボパターンを用いるので、円形ページデータが効率的に
再生できなかった。
ような課題に着目してなされたものであり、その目的と
することは、ホログラフィーデジタルデータ記憶システ
ムに少なくとも2つの同心円パターンをサーボパターン
として用い、光学情報を効率的に記録/再生する方法及
び装置を提供することにある。
めに、本発明の一態様に基づき、光屈折性結晶で形成さ
れたホログラフィーメモリと、前記ホログラフィーメモ
リに供給する単一波長の参照波を生成する参照波生成器
と、前記光学情報を符号化してホログラフィーページデ
ータを生成する符号器と、前記ホログラフィーページデ
ータを用いて変調された前記波長の信号波を前記ホログ
ラフィーメモリに供給することにより、前記参照波が前
記信号波と干渉して前記参照波と前記信号波との間の光
学干渉縞を生成する信号波供給器と、前記参照波を前記
ホログラフィーメモリに照射して生成される前記ホログ
ラフィーメモリの前記光学干渉縞からの回折波を検知す
る検知器と、前記回折波を分析して前記光学情報を再生
する分析器とを含むホログラフィーデジタルデータ記憶
システムに光学情報を記録する方法であって、少なくと
も2つの同心円パターンをサーボパターンとして生成す
る過程と、前記少なくとも2つの同心円パターンの最も
外側のパターン内に前記光学情報を配列して前記ホログ
ラフィーページデータの円形ページデータを生成する過
程とを含むことを特徴とする方法が提供される。
態様に基づき、光屈折性結晶で形成されたホログラフィ
ーメモリと、前記ホログラフィーメモリに供給する単一
波長の参照波を生成する参照波生成器と、前記光学情報
を符号化してホログラフィーページデータを生成する符
号器と、前記ホログラフィーページデータを用いて変調
された前記波長の信号波を前記ホログラフィーメモリに
供給することにより、前記参照波が前記信号波と干渉し
て前記参照波と前記信号波との間の光学干渉縞を生成す
る信号波供給器と、前記参照波を前記ホログラフィーメ
モリに照射して生成される前記ホログラフィーメモリの
前記光学干渉縞からの回折波を検知する検知器と、前記
回折波を分析して前記光学干渉縞からの回折波を検知す
る検知器と、前記回折波を分析して前記光学情報を再生
する分析器とを含み、前記ホログラフィーページデータ
が少なくとも2つの同心円パターンを有し、前記少なく
とも2つの同心円パターンの最も外側のパターン内に前
記光学情報が配列され、前記ホログラフィーページデー
タの前記少なくとも2つの同心円パターンが前記回折波
の少なくとも2つの楕円パターンに変形されるホログラ
フィーデジタルデータ記憶システムでの光学情報再生方
法であって、前記回折波から前記少なくとも2つの楕円
パターンを抽出する過程と、前記少なくとも2つの楕円
パターンを推定して少なくとも2つの推定同心円パター
ンを生成することにより、前記少なくとも2つの楕円パ
ターンと前記少なくとも2つの推定同心円パターンとの
間の補償ベクトルを生成する過程と、前記補償ベクトル
を用いて前記回折波から前記光学情報を再構成する過程
とを含むことを特徴とする方法が提供される。
態様に基づき、光屈折性結晶で形成されたホログラフィ
ーメモリ上に光学情報を記録し前記ホログラフィーメモ
リから前記光学情報を再生する光学情報記録/再生装置
であって、前記ホログラフィーメモリに供給する単一波
長の参照波を生成する手段と、前記光学情報を符号化し
てホログラフィーページデータを生成する手段と、前記
ホログラフィーページデータを用いて変調された前記波
長の信号波を前記ホログラフィーメモリに供給すること
により、前記参照波が前記信号波と干渉して前記参照波
と前記信号波との間の光学干渉パターンを生成する手段
と、前記参照波を前記ホログラフィーメモリに照射して
生成される前記ホログラフィーメモリの前記光学干渉縞
からの回折波を検知する手段と、前記回折波を分析して
前記光学情報を再生する手段とを含み、前記符号化手段
が、少なくとも2つの同心円パターンをサーボパターン
として生成する手段と、前記少なくとも2つの同心円パ
ターンの最も外側のパターン内に前記光学情報を配列し
て円形ページデータを前記ホログラフィーページデータ
として生成する手段とを含み、前記分析手段が、前記ホ
ログラフィーページデータの前記少なくとも2つの同心
円パターンが前記回折波の少なくとも2つの楕円パター
ンに変形され、前記回折波から前記少なくとも2つの楕
円パターンを抽出する手段と、前記少なくとも2つの楕
円パターンを推定して少なくとも2つの推定同心円パタ
ーンを生成することにより、前記少なくとも2つの楕円
パターンと前記少なくとも2つの推定同心円パターンの
間に補償ベクトルを生成する手段と、前記補償ベクトル
を用いて前記回折波から光学情報を再構成する手段とを
含むことを特徴とする装置が提供される。
態によるホログラフィーデジタルデータ記憶システムを
説明するためのブロック図である。このシステムには、
符号化回路110、記録再構成回路120及び複号化回
路130が含まれている。
器114及び光学情報配列ユニット112を含む。符号
化回路110は、光学情報を符号化して円形ページデー
タを生成した後、その円形ページデータを記録再構成回
路120に提供する。光学情報はl×mピクセルのアレ
イを有する。ここで、l及びmはそれぞれ自然数であ
り、各ピクセルはピクセルの輝度を表すためのバイナリ
値を有する。
ターンとして用いられる同心円パターンを生成する。図
2には、2つの同心円パターンを例示するための円形ペ
ージデータ20が示されている。2つの同心円パター
ン、即ち、最も外側のパターン200及び最も内側のパ
ターン204は各々所定のベルト幅W1及びW2を有する
ベルト状である。2つの同心円パターン200及び20
4は、各々ベルト状パターンで配列される複数の不連続
ピクセルを含む。
クセルアレイである光学情報を最も外側のパターン20
0内に配列して、円形ページデータ20を生成する。光
学情報は2つの同心円パターン200、204と重なら
ないようにする。更に、図2には、情報が記録されてい
ない3つのスペーサーベルト201、203、205及
び光学情報が記録される2つのデータ領域202、20
6が示されている。3つのスペーサーベルト201、2
03、205は、各々最も外側のパターン200の内側
に位置する円と、最も内側のパターン204の外側に位
置する円及び内側に位置する円に沿って挿入され、円形
ページデータ20が2つの同心円パターン200、20
4及び2つのデータ領域202,206に分離されるの
が望ましい。例えば、2つの同心円パターン200,2
04はピクセル値が「1」であるホワイトピクセルで構
成される一方、3つのスペーサーベルト201、20
3、205はピクセル値が「0」であるブラックピクセ
ルで構成される。別の実施例では、光学情報に対するア
ドレス情報が最も内側のパターン内部に配列されること
もできる。
1、ビームスプリッタ122、第1及び第2シャッター
123A及びB、第1および第2ミラー124及び12
7、アクチュエーター126、空間光変調器(SLM)
125、記憶媒体128及び電荷結合素子(CCD)1
29が含まれる。記録再構成回路120において、レー
ザ121から照射されたレーザ光は通常円形形状を有
し、レーザ光を部分的に反射させ得るビームスプリッタ
122に衝当し、参照波及び信号波を生じる。ここで、
参照波はレーザ光の一部分がビームスプリッタ122を
透過したものであり、信号波はレーザ光の残りの部分が
ビームスプリッタ122で反射されたものである。
て制御される第1ミラー127で反射された後、参照波
経路(S1)を通って記憶媒体128へと入射される。
一方で、信号波は、第2ミラー124で反射された後、
信号波経路(S2)を通って空間光変調器125に入射
される。空間光変調器125は、自身に照射された信号
波を符号化回路110の光学情報配列ユニット112か
ら提供された円形ページデータを用いて変調する。
れる。記憶媒体128では、信号波が参照波と干渉して
光学干渉縞を生成する。光学干渉縞には、信号波に関す
る情報、即ち円形ページデータに関する情報が含まれ
る。光学干渉縞は、屈折率が光学干渉縞に応じて変化す
るような記憶媒体128内で屈折率パターンに変換さ
れ、それによって信号波を記憶媒体128に記録する。
取るために、第1シャッター123Bのみを開放したま
まにし、第2シャッター123Aは閉鎖する。そうする
ことで、参照波のみが再構成基準波として記憶媒体12
8に入射し得る。再構成基準波が記憶媒体128に入射
すると、屈折率パターンに対応する回折波が生成され
る。再構成基準波が記憶媒体128に照射すると、記憶
媒体128の光学干渉縞から回折波が生成される。回折
波はCCD129に入射され、CCD129で回折波の
力を検知して円形ページデータを再構成する。再構成さ
れた円形ページデータは、複合化回路130に伝送され
る。
132、楕円パターン推定器134及び光学情報再構成
ユニット136を含む。再構成された円形ページデータ
は、楕円パターン抽出器132及び光学情報再構成ユニ
ット136に伝送される。
2つの楕円パターンを抽出する。ホログラフィーページ
データ中の2つの同心円パターンは、回折波において各
々2つの楕円パターンに変形できると仮定する。
パターンを推定して2つの推定楕円パターンを生成す
る。任意の投影変換において、投影同心円の中心の投影
不変特性により、投影同心円の中心(即ち、投影同心円
パターンの中心)は、同心円(即ち、同心円パターン)
の投影によって生成される楕円(即ち、楕円パターン)
の楕円中心を連結する線分上に位置する。具体的に各々
2つの楕円パターンから楕円中心を検知することによ
り、2つの楕円の中心を連結する線分を形成することが
できる。線分と楕円パターンの間の交点を検知した後、
交点間の交わりの比を用いて投影同心円の中心が推定さ
れる。その後、2つの楕円パターンと2つの同心円パタ
ーンとの間の補償ベクトルが光学情報再構成ユニット1
36に提供される。
クトルを用いて光学情報を再構成する。再構成された光
学情報が出力データとして出力される。補償ベクトルを
用いて参照波の照射位置を修正するためのサーボ信号を
生成し、補償ベクトル分位置補正された別の回折波を得
る。別の実施例では、補償ベクトルを用いて回折波自体
を補償することもできる。
するためのフローチャートである。ステップS310で
は、少なくとも2つの同心円パターンがサーボパターン
情報として生成される。図2に示すように、2つの同心
円パターン、即ち最も外側のパターン200及び最も内
側のパターン204は、各々所定のベルト幅W1、W 2
を有するベルト状である。
レイの光学情報が最も外側のパターン200内に配列さ
れて円形ページデータ20を生成する。光学情報は2つ
の同心円パターン200、204と重ならない。
20を用いて信号波を変調させる。
干渉することによって、信号波と参照波との間の光学干
渉縞がホログラフィーメモリに記録される。
ページデータを再構成してホログラフィーメモリから光
学情報を再生するフローチャートである。ホログラフィ
ーページデータは少なくとも2つの同心円パターンを備
えており、少なくとも2つの同心円パターンの最も外側
のパターン内に光学情報が配列されると仮定する。ま
た、ホログラフィーページデータ内の2つの同心円パタ
ーンが回折波内の2つの楕円パターンに変形されると仮
定する。
ンが回折波から抽出される。
ンが推定され、2つの推定同心パターンを生成する。具
体的には、各々の2つの楕円パターンに対して、1つの
楕円の中心が検知されることにより、2つの楕円の中心
を連結する線分が生成される。線分と楕円パターンの間
の交点を検知した後、交点の間の交わりの比を用いて投
影同心円中心を推定することができる。その後、2つの
推定同心パターンを生成することができる。それから、
2つの楕円パターンと2つの推定同心パターンとの間の
補償パターンが生成される。
いて光学情報を再構成する。再構成光学情報が出力デー
タとして出力される。補償ベクトルを用いて参照波の照
射位置を修正するサーボ信号を生成することによって、
補償ベクトル分位置補正された他の回折波を得ることが
できる。別の実施例において、補償ベクトルを用いて回
折波自体を補償することもできる。
について説明したが、本発明の請求範囲を逸脱すること
なく、当業者は種々の改変をなし得るであろう。
円パターンをサーボパターンとして用いることにより、
ホログラフィーデジタルデータ記憶システムで光学情報
を効率的に記録/再生することができる。
記憶システムを説明するためのブロック図である。
円形ページデータを示す図である。
ャートである。
を再構成し、ホログラフィーメモリから光学情報を再生
するフローチャートである。
Claims (15)
- 【請求項1】 光屈折性結晶で形成されたホログラフィ
ーメモリと、前記ホログラフィーメモリに供給する単一
波長の参照波を生成する参照波生成器と、光学情報を符
号化してホログラフィーページデータを生成する符号器
と、前記ホログラフィーページデータを用いて変調され
た前記波長の信号波を前記ホログラフィーメモリに供給
することで、前記参照波が前記信号波と干渉し、前記参
照波と前記信号波との間の光学干渉縞を生成する信号波
供給器と、前記参照波を前記ホログラフィーメモリに照
射して生成される前記ホログラフィーメモリの前記光学
干渉縞からの回折波を検知する検知器と、前記回折波を
分析して前記光学情報を再生する分析器とを含むホログ
ラフィーデジタルデータ記憶システムに光学情報を記録
する方法であって、 少なくとも2つの同心円パターンをサーボパターンとし
て生成する過程と、 前記少なくとも2つの同心円パターンの最も外側のパタ
ーン内に前記光学情報を配列し、前記ホログラフィーペ
ージデータとして円形ページデータを生成する過程とを
含むことを特徴とする光学情報記録方法。 - 【請求項2】 前記光学情報が前記少なくとも2つの同
心円パターンと重ならないことを特徴とする請求項1に
記載の光学情報記録方法。 - 【請求項3】 前記少なくとも2つの同心円パターンが
各々予め定められたベルト幅を有するベルト状であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の光学情報記録方法。 - 【請求項4】 前記光学情報のアドレス情報が、前記少
なくとも2つの同心円パターンの最も内側のパターン内
に配列されることを特徴とする請求項1に記載の光学情
報記録方法。 - 【請求項5】 光屈折性結晶で形成されたホログラフィ
ーメモリと、前記ホログラフィーメモリに供給する単一
波長の参照波を生成する参照波生成器と、光学情報を符
号化してホログラフィーページデータを生成する符号器
と、前記ホログラフィーページデータを用いて変調され
た前記波長の信号波を前記ホログラフィーメモリに供給
することで、前記参照波が前記信号波と干渉し、前記参
照波と前記信号波との間の光学干渉縞を生成する信号波
供給器と、前記参照波を前記ホログラフィーメモリに照
射して生成される前記ホログラフィーメモリの前記光学
干渉縞からの回折波を検知する検知器と、前記回折波を
分析して前記光学情報を再生する分析器とを含み、前記
ホログラフィーページデータが少なくとも2つの同心円
パターンを有し、前記2つの同心円パターンの最も外側
のパターン内に前記光学情報が配列され、前記ホログラ
フィーページデータにおける前記少なくとも2つの同心
円パターンが前記回折波中で少なくとも2つの楕円パタ
ーンに変形される事を特徴とするホログラフィーデジタ
ルデータ記憶システムの光学情報再生方法であって、 前記回折波から前記少なくとも2つの楕円パターンを抽
出する過程と、 前記少なくとも2つの楕円パターンを推定し、少なくと
も2つの推定同心円パターンを生成することにより、前
記少なくとも2つの楕円パターンと前記少なくとも2つ
の推定同心円パターンとの間に補償ベクトルを生成する
過程と、 前記補償ベクトルを用いて前記回折波から前記光学情報
を再構成する過程とを含むことを特徴とする光学情報再
生方法。 - 【請求項6】 前記少なくとも2つの楕円パターンは、
投影同心円中心の投影不変特性を用いて推定されること
を特徴とする請求項5に記載の光学情報再生方法。 - 【請求項7】 前記補償ベクトルを用いて前記参照波の
照射位置を修正するためのサーボ信号を生成することに
より、前記補償ベクトルの分位置補正されたさらに異な
る回折波を生成することを特徴とする請求項5に記載の
光学情報再生方法。 - 【請求項8】 前記補償ベクトルを用いて前記回折波を
補償することを特徴とする請求項5に記載の光学情報再
生方法。 - 【請求項9】 光屈折性結晶で形成されたホログラフィ
ーメモリ上に光学情報を記録し、前記ホログラフィーメ
モリから前記光学情報を再生する光学情報記録/再生装
置であって、 前記ホログラフィーメモリに供給する単一波長の参照波
を生成する手段と、 前記光学情報を符号化してホログラフィーページデータ
を生成する手段と、 前記ホログラフィーページデータを用いて変調された前
記波長の信号波を前記ホログラフィーメモリに供給する
ことにより、前記参照波が前記信号波と干渉して前記参
照波と前記信号波との間に光学干渉縞を生成する手段
と、 前記参照波を前記ホログラフィーメモリに照射して生成
される前記ホログラフィーメモリの前記光学干渉縞から
の回折波を検知する手段と、 前記回折波を分析して前記光学情報を再生する手段とを
含み、 前記符号化手段が、 少なくとも2つの同心円パターンをサーボパターンとし
て生成する手段と、 前記少なくとも2つの同心円パターンの最も外側のパタ
ーン内に前記光学情報を配列し、円形ページデータを前
記ホログラフィーページデータとして生成する手段とを
含み、 前記分析手段が、 前記ホログラフィーページデータの前記少なくとも2つ
の同心円パターンが前記回折波の少なくとも2つの楕円
パターンに変形され、前記回折波から前記少なくとも2
つの楕円パターンを抽出する手段と、 前記少なくとも2つの楕円パターンを推定して少なくと
も2つの推定同心円パターンを生成することにより、前
記少なくとも2つの楕円パターンと前記少なくとも2つ
の推定同心円パターンとの間に補償ベクトルを生成する
手段と、 前記補償ベクトルを用いて前記回折波から前記光学情報
を再構成する手段とを含むことを特徴とする光学情報記
録/再生装置。 - 【請求項10】 前記光学情報が、前記少なくとも2つ
の同心円パターンと重ならないことを特徴とする請求項
9に記載の光学情報記録/再生装置。 - 【請求項11】 前記少なくとも2つの同心円パターン
が、予め定められたベルト幅を有するベルト状であるこ
とを特徴とする請求項9に記載の光学情報記録/再生装
置。 - 【請求項12】 前記光学情報のアドレス情報が前記少
なくとも2つの同心円パターンの最も内側のパターン内
に配列されることを特徴とする請求項9に記載の光学情
報記録/再生装置。 - 【請求項13】 前記少なくとも2つの楕円パターンが
投影された同心円中心の投影不変特性により推定される
ことを特徴とする請求項9に記載の光学情報記録/再生
装置。 - 【請求項14】 前記補償ベクトルを用いて前記参照波
の照射位置を修正するためのサーボ信号を生成すること
により、前記補償ベクトルの分位置修正されたさらに異
なる回折波を生成することを特徴とする請求項9に記載
の光学情報記録/再生装置。 - 【請求項15】 前記補償ベクトルを用いて前記回折波
を補償することを特徴とする請求項9に記載の光学情報
記録/再生装置。
Applications Claiming Priority (2)
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