JP2003317028A - ホログラフィーデジタルデータ記憶装置のデータ入力方法 - Google Patents
ホログラフィーデジタルデータ記憶装置のデータ入力方法Info
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Abstract
ルデータの再生エラーの発生を軽減するデータ入力方法
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装置
には、バイナリ入力データビットが順に多数のページの
間に配列されるデータ入力方法が適用される。第1デー
タビットは予め定められたページの特定位置に配列さ
れ、第2データビットは第1データビットが配列された
位置と類似するビーム強度を有する特定位置に配列され
る。このような方法を利用することにより、ホログラフ
ィーデジタルデータ記憶装置でビーム強度の空間的な変
化の影響が減少させ、自動的にインターリービングがな
されて、より安定した結果を得ることができる。
Description
関し、更に詳しくは、ホログラフィーデジタルデータが
記憶媒体内の各ページで同様のビーム強度を有する特定
位置に配列されることを特徴とするホログラフィーデジ
タルデータ記憶装置のデータ入力方法に関する。
びそれに類似するものであるような半導体レーザの開発
により、ホログラフィーデジタルデータ記憶装置の研究
が増加していると報告されている。このような研究の結
果は、指紋を記憶・再生する指紋認識システムなどに実
用化されているだけではなく、その応用分野は大容量の
記憶能力や超高速データ伝送速度のメリットを活用でき
る多様な分野へと拡大されている。
タ記憶装置は、対象物体からの物体光(signal beam)
と参照光(reference beam)を干渉させる時に発生する
干渉じま(interference pattern)を、光反射クリスタ
ル若しくは重合体のような記憶媒体に記録する。このと
き、記憶媒体では、各々の干渉じまの強度や位相によっ
て別の縞が形成される。
0、2つの反射ミラー30、40、空間光変調器(SL
M:Spatial Light Modulator)50、記憶媒体60、
CCD70、データ配列ブロック110及びデータ抽出
ブロック120からなるホログラフィーデジタルデータ
記憶装置を示している。
スプリッタ20は、レーザ光を参照光と物体光に分離
し、これを2つの光路を介して伝達する。ここで、参照
光及び物体光は、各々、透過光及び反射光に対応する。
射参照光になり、この反射参照光は記憶媒体60に伝達
される。一方、物体光は、反射ミラー40に反射されて
反射物体光になり、この反射物体光は空間光変調器50
に伝達される。
データ配列ブロック110にページ単位で配列される。
空間光変調器50は、データ配列ブロック110より伝
達された各ページに対して配列されたバイナリデジタル
データを有する反射光を変調して、各々のページに対し
てM×N個のバイナリ画素データの形態で変調された物
体光を提供する。変調された物体光が、記憶媒体60に
伝達される。反射ミラー30は、別のページにデータを
記憶させるために、反射参照光の反射角を少しずつ変化
させる。
干渉じまは、記憶媒体60に記憶される。
めに、参照光のみを記憶媒体60に照射すると、参照光
は記憶媒体60に記憶された干渉じまによって回折さ
れ、各々のページに記憶されているM×N個のバイナリ
画素データに該当する格子縞が修復される。格子縞は修
復データとしてCCD70に照射され、CCD70はこ
れをイメージ化し、データ抽出ブロック120に伝達す
る。データ抽出ブロック120では、修復されたデータ
を利用して、データ配列ブロック110に配列されたオ
リジナルデータを復元する。記憶媒体60に記録された
データを再生するのに使用される参照光は、記憶媒体6
0で再生されるデータを記録するのに使用した参照光と
同一入射角で照射される必要がある。
イナリビットは、ページ単位で記憶媒体に記録される。
例えば、図2に示されているように、データの記憶に使
用されるページがM×N個のバイナリ画素(すなわち、
M×N個のバイナリ入力データビット)から構成されて
いる場合、記憶されるバイナリ入力データビットは、デ
ータ配列ブロック110中で、表1に示されているよう
に、各々のページにおいて列または行に沿ったジグザグ
な走査順序(zigzag scanning order)で配列される。
すなわち、第1データビットは(1、1)に配列され、
第2データビットは第1ページの(1、2)若しくは
(2、1)に配列される。第2データビットが(1、
2)に配列されると、次のデータビットは、(1,
3)、(1,4)、…、(1、N)、(2、1)、
(2、2)、…、(2、N)、…、(M、1)、(M、
2)、…、(M、N)のように、列方向に沿って配列さ
れる。
ページに関してデータ配列ブロック110に於いて処理
される。ページ単位で配列されたデータは、空間光変調
器50に伝達され、データ配列ブロック110で配列さ
れたバイナリ入力データに従って、「オン」または「オ
フ」のイメージを有するバイナリ画素の形態の変調され
た物体光に変換される。
には、入力データを再生する間、「オン」の状態と「オ
フ」の状態を区別することが容易でないという不都合が
ある。特に、変調物体光の強度において、各々のページ
に渡って、大量の空間変化が見られる。すなわち、各々
のページの中心領域におけるビーム強度は高いが、周辺
部に行くほどその強度は急激に減少する。従って、1つ
の行または列に記録された連続的なデータでも、「オ
ン」画素値(入力データのバイナリ数「1」に該当する
値)において大きい強度の変差があらわれるので、デー
タを再生する過程で「オン」画素と「オフ」画素を区別
することを難しくする。
ジタルデータ記憶装置において、データの再生を困難と
する光ビームの空間的な変化の影響を受けないように
し、最小限に抑えることができるデータ入力方法が求め
られている。
みてなされたものであり、その目的とするところは、ホ
ログラフ式に記憶されたデジタルデータの再生エラーの
発生を減らすことができるデータ入力方法を提供するこ
とにある。
に、本発明に係るデータ入力方法は、ホログラフィー記
憶媒体に記憶される入力バイナリデータビットを、各々
M×N個の記憶位置を含む複数のページの間に配列する
方法であって、1つのデータビットは1つの記憶位置に
配列され、X個の連続するバイナリデータビットは連続
するQページの間に配列され、少なくとも1つのデータ
ビットが各々のQページに配列され、ここで、M、N、
X、Qは1より大きい正の整数であり、XはQより大き
いことを特徴とする。
実施の形態を説明する。
ログラフィーデジタルデータ記憶装置を概略的に示し、
図1に示された従来の技術によるホログラフィーデジタ
ルデータ記憶装置と同機能を有する構成要素について
は、同一符号を付する。
ーデジタルデータ記憶装置は、光源10、ビームスプリ
ッタ20、第1及び第2ミラー30、40、空間光変調
器50、記憶媒体60、CCD70、データ配列ブロッ
ク310、データ再配列ブロック315及びデータ抽出
ブロック320から構成されている。光源10、ビーム
スプリッタ20、ミラー30,40、空間光変調器5
0、記憶媒体60、CCD70の機能は、図1に示され
た従来の技術によるホログラフィーデジタルデータ記憶
装置の構成要素と類似するため、ここでは説明を省略す
る。
イナリ入力データビットを記憶媒体60内の記憶させた
い複数のページに配列する。各々のページは、M×N個
の画素、すなわち、図2に示されているようなM×N個
のデータビットから構成されていると仮定する。
ジに渡って空間上の変化を有するが、ビーム強度の時間
的な変化は、空間上の変異に比べて極小であるため無視
してよい。そのようなわけで、ビーム強度は、各々のペ
ージに対して類似する分布特性を有すると言える。従っ
て、各々のページは、予め定められた閾値より小さい範
囲内のビーム強度変化を有する多数の画素グループに分
けることができ、各ページにおける各々の画素グループ
内の画素は類似するビーム特性を有する。画素グループ
は、ページの間にデータビットを配列する前に、予め定
められ得る。また、各ページ内の同位置では、一定のビ
ーム強度を有するということは容易に理解できるであろ
う。
入力データビットは、表2に示されているように、Qペ
ージごとに配置される。ここで、Qは1より大きい整数
である。特に、第1データビットが第1ページの(1、
1)に配列され、第2データビットが第2ページの
(1、1)に配列され、このような方式で第Q番目のデ
ータビットが第Q番目のページの(1、1)に配列され
る。言い換えれば、最初のQ個のデータビットは、Q個
のページの(1、1)に各々配列される。その後、第
(Q+1)番目のデータビットは、第1ページの(1、
2)又は(2、1)に配列される。第(Q+1)番目の
データビットが第1ページの(1、2)に配列される場
合、第(Q+2)番目のデータビットは、第2ページの
(1、2)に配列される。このことで、最初の(Q×M
×N)個のデータビットが最初のQ個のページに配列さ
れ、第(Q×M×N+1)番目のデータビットは、第
(Q+1)番目のページの(1、1)に配列される。こ
のような方式で、すべての(Q×M×N)個のデータビ
ットがQ個のページごとに配列され、全入力データビッ
トが複数のページの間にページ単位で入力され得る。
一実施の形態におけるようにジグザグ方式でなくてもい
い。各々のページは、特定画素の位置、例えば、一番高
いビーム強度を有する中央位置から始まって、二番目に
高いビーム強度を有する位置に配列され、最後に一番低
いビーム強度を有する位置に配列される方式で、配列さ
れ得る。
ページにおけるビット配列順序が連続的である必要はな
い。例えば、ビットが配列されるページの順序が予め定
められている限り、入力データビットは、任意の順序す
なわち、1、3、2、4、…、Q、Q−1のような順序
でQ個のページの間に配列され得る。
が配列される位置の順序が予め定められている限り、Q
個のデータビットが必ずQ個の各々のページの同位置に
配列される必要はないが、上述した予め定められたビー
ム強度特性を用いることで、類似のビーム強度を有する
画素グループのうち1つのグループに配列されることが
できる。
(2、1)が同一の画素グループに属している場合、
(3×Q)個のデータビットはQ個のページに渡って任
意の順序でこれらの位置に配列され得る。例えば、(3
×Q)個のデータビットは、第1ページの(1、1)、
第2ページの(1、2)、第3ページの(2、1)等の
ような順序で配列され得る。別法では、連続する3個の
データビットが同ページに配列されることもでき、配列
されるページの順序が所与である限り、第1の3個のビ
ットがあるページへ、第2の3個のビットが別のページ
へというように配列され得る。また、Q個のページ内の
1つの画素グループがデータで満たされる場合、次のデ
ータビットの配列に使用される画素グループは、以前に
使用された画素グループに最も類似するビーム強度を有
する画素グループであり得る。データビットのこのよう
な配列は、ページ間にビットの配列が終了するまで、残
りの画素グループに対しても行うことができる。
差分コーディングが用いられる場合、オリジナルデータ
ビットは奇数(偶数)ページに配列され、オリジナルデ
ータビットの逆(inverse)データビットは偶数(奇
数)ページに配列される。例えば、「オン」データが第
1ページの特定位置に配列されると、「オフ」データは
第2ページの同位置に配列される。このような配列方式
は、データが損なわれる場合に有用である。1つのデー
タページが完全に破損したとしても、破損ページの全デ
ータが補足ページを利用することで修復され得る。
タは、空間光変調器50に提供され、ミラー40から反
射された反射物体光と共に処理される。
を再生する際、CCD70から提供される修復された画
素データが、オリジナルデータビットの順に再配列され
る。その後、データ再配列ブロック315から提供され
る再配列画素データが、データ抽出ブロック320へと
伝達される。データ抽出ブロック320では、画素の
「オン」状態又は「オフ」状態がバイナリデータビット
に変換され、オリジナル入力バイナリデータを再構成す
ることになる。データ抽出ブロック320では、画素デ
ータをバイナリデータビットに変換するための多様な方
法が使用されてもよい。どの変換方法を使用しても、デ
ータ再配列ブロック315から提供されるデータの間で
はより少量のビーム強度変化しかあらわれないことか
ら、安定処理が可能であり、変換時に発生するエラーも
低減することになる。
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。
ム強度を有する位置間にデータを配列する方法は、安定
的な出力を得ることが可能で、空間的なビーム変化の影
響を受けないようにしたり、それを最小限に抑えること
ができる。また、大量のデータブロックを処理する場合
に、データブロックのデータビットがいくつかのページ
に分けて配列されるため、各々のページに配列されるブ
ロックの大きさが縮小されることとなり、インターリー
ビング(interleaving)が自動的になされるという効果
を奏する。
タ記憶装置を概略的に示す図である。
媒体内に記録されたデータページの構造を例示的に示す
図である。
憶装置を概略的に示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 ホログラフィー記憶媒体に記憶される
入力バイナリデータビットを、各々M×N個の記憶位置
を含む複数のページの間に配列する方法であって、 1つのデータビットは1つの記憶位置に配列され、 X個の連続するバイナリデータビットが連続するQペー
ジの間に配列され、 少なくとも1つのデータビットがQページ各々に配列さ
れ、 ここで、M、N、X、Qは1より大きい正の整数であ
り、XがQより大きいことを特徴とするデータ入力方
法。 - 【請求項2】 n個のデータビットがQ個のページに
各々配列され、ここで、X=n×Qであり、nが(M×
N)より小さい整数であることを特徴とする請求項1に
記載のデータ入力方法。 - 【請求項3】 前記X個のデータビットが各々のペー
ジに一度にmビットずつ配列され、ここでmはnより小
さい正の整数であることを特徴とする請求項2に記載の
データ入力方法。 - 【請求項4】 前記n個のデータビットが、各々のペ
ージ中の同一位置に配列されることを特徴とする請求項
2に記載のデータ入力方法。 - 【請求項5】 前記X個のデータビットが、各々のペ
ージ中の同一位置に一度にmビットずつ配列されること
を特徴とする請求項3に記載のデータ入力方法。 - 【請求項6】 前記mが1であることを特徴とする請
求項5に記載のデータ入力方法。 - 【請求項7】 ページ順序が連続していることを特徴
とする請求項6に記載のデータ入力方法。 - 【請求項8】 バイナリ差分コーディングが使用され
る場合、オリジナルデータビットはQ個のページのうち
の奇数(偶数)ページに配列され、オリジナルデータビ
ットの逆の(inverse)データビットはQ個のページの
うちの偶数(奇数)ページ内の同一位置に配列されるこ
とを特徴とする請求項7に記載のデータ入力方法。
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