JP2012142070A

JP2012142070A - 読み取りパワー制御

Info

Publication number: JP2012142070A
Application number: JP2011281127A
Authority: JP
Inventors: John Erik Hershey; ジョン・エリック・ハーシー; Brakeley Welles Kenneth; ケネス・ブレイクリー・ウェレス; Xiaolei Shi; シャオレイ・シー; Ren Zhiyuan; チユアン・ーン; Petrovich Ostroverkhov Victor; ヴィクター・ペトロヴィック・オストロヴェルコフ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2012-07-26
Also published as: GB2487115A; CN102543109B; TW201241826A; KR20120076421A; GB201121853D0; TWI556231B; US20120170432A1; CN102543109A

Abstract

【課題】ディスク内の読み出される標的データ層に基づいて、ホログラフィックディスクからのマイクロホログラムの読み取りを制御する技術を提供する。
【解決手段】ディスク内の比較的深部にある（例えば、読み取りビームを放射する光学ヘッドから離れた）標的データ層の読み取りは、戻り読み取りビームのパワー減衰を補償するために、より高パワーの読み取りビームを使用することを含む。例えば、動的に変化する標的データ層に基づいて、読み取りビームを放射する読み取りレーザを動的に調整するために、パワー調整モジュールが使用される。より深部の標的データ層におけるパワー減衰を補償することにより、戻り読み取りビームにおけるパワーの分散が減少し、場合によりマイクロホログラム読み取り技術におけるビット誤り率を改善する。
【選択図】図１

Description

本発明は一般に、ビット単位ホログラフィックデータ記憶技術に関する。より具体的には、本発明は、ホログラフィックディスクの読み取りパワー制御の方法及びシステムに関する。

計算能力が向上するにつれて、コンピュータ技術は、とりわけ消費者向けビデオ、データ保管、文書保存、画像、及び動画作成等、新しい応用分野に進出してきた。これらの用途は、より大きい記憶容量及びより速いデータ転送速度を有するデータ記憶技術の開発を、継続的に推し進めてきた。

データ記憶技術の開発の一例は、徐々に増加している光記憶システムの記憶容量であろう。例えば、１９８０年代初期に開発されたコンパクトディスクは、約６５０〜７００ＭＢのデータ、又は２チャンネル・オーディオ・プログラムで約７４〜８０分の容量を有する。これに対して、１９９０年代初期に開発されたデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）フォーマットは、約４．７ＧＢ（単層）又は８．５ＧＢ（二層）の容量を有する。更に、より解像度の高いビデオフォーマットの需要等、高まる需要に合わせるために、更に大容量の記憶技術が開発されてきた。例えば、ブルーレイディスク（商標）等の大容量記憶フォーマットは、単層ディスクで約２５ＧＢ、二層ディスクで５０ＧＢの容量である。コンピュータ技術は進化し続けるので、更に大容量の記憶媒体が望まれるだろう。ホログラフィック記憶システム及びマイクロホログラフィック記憶システムは、記憶装置産業において増加する容量要件を達成するであろうその他の進化する記憶技術の例である。

ホログラフィック記憶は、感光性記憶媒体において２本の光線の交差によって形成される三次元干渉パターンの像である、ホログラムの形態のデータの記憶である。ページ単位ホログラフィック技術及びビット単位ホログラフィック技術の両方が追究されてきた。ページ単位ホログラフィック技術において、デジタル方式で符号化されたデータ（例えば複数のビット）を含む信号ビームが、その容積内で媒体の屈折率を調整する化学反応を生じる記憶媒体の容積内で、参照ビームに重畳される。従って、各ビットは通常、干渉パターンの一部として記憶される。ビット単位ホログラフィすなわちマイクロホログラフィックデータ記憶では、各ビットは、通常は２つの後方励起合焦記録ビームによって生成される、マイクロホログラム、又はブラッグ反射格子として、書き込まれる。データはその後、読み取りビームを用いて回収され、マイクロホログラムに反射し、記録ビームを復元する。

ビット単位ホログラフィックシステムは、より間隔の狭い、層焦点型のマイクロホログラムの記録を可能にすることで、従来の光学システムよりもはるかに大きい記憶容量を提供する。ホログラフィック記憶ディスクのいくつかの構成は、各々が複数の平行なトラックを有する、複数のデータ層へのマイクロホログラムの記憶を含む。しかしながら、ホログラフィック記憶ディスクは一般的に、ホログラム読み取りの間、より高いビット誤り率をもたらす可能性のあるばらつきを有する。例えば、ホログラフィック記憶ディスクの複数のデータ層を通る読み取りビームの減衰により、戻り読み取りビームの強度のばらつきを生じ得る。更に、ホログラフィック記憶ディスクの複数のデータ層のため、このようなばらつきは、特に読み取りエラーを生じやすい。マイクロホログラム読み取り技術における誤り率を減少させる技術は、有利であろう。

本発明の実施形態は、ホログラフィックディスクのデータを読み取る方法を提供する。該方法は、標的データ層に基づいて読み取りビームの以前のパワーを新規パワーに合わせるステップと、新規パワーでの読み取りビームをホログラフィックディスク上の標的データ層に放射するステップとを含む。

別の実施形態は、ホログラフィックディスク上のマイクロホログラムを読み取るシステムを提供する。システムは、ホログラフィックディスクから読み取られる標的データ層に対応する命令を受信し、命令に基づいて読み取りビームのパワーを第一パワーから第二パワーに合わせるように構成された、パワー調整モジュールを含む。システムは、ホログラフィックディスクの以前のデータ層から標的データ層に読み取りビームを配向し、読み取りビームを標的データ層上に合焦させるように構成された光学ヘッドと、光学ヘッドの部品を動かすように構成されたアクチュエータとを更に含む。

別の実施形態は、戻り読み取りビームの戻りパワーが著しく減衰しないように、標的データ層の読み取りに適した読み取りビームの読み取りパワーを決定するステップを含む方法を提供する。そして、該方法は、読み取りパワーでの読み取りビームをホログラフィックディスクの標的データ層に送信するステップを含む。

本発明の上記及びその他の特徴、態様、及び利点は、図面を通じて同様の符号が同様の構成要素を表す添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことで、より明確に理解されよう。

実施形態による、ホログラフィック記憶システムのブロック図である。実施形態による、データトラックを有するホログラフィックディスクを示す図である。実施形態による、ホログラフィックディスクの複数のデータ層を示す図である。読み取りパワー制御のない、戻り読み取りビームのパワー分布のグラフである。実施形態による、読み取りパワー制御を用いるホログラム読み取りシステムの模式図である。実施形態による、読み取りパワー制御を採用する戻り読み取りビームのパワー分布のグラフである。

本発明の１つ以上の実施形態を以下に記載する。これらの実施形態を簡潔に記載するため、実際の実装の全ての特徴を本明細書に記載するわけではない。このような実際の実装のいずれの開発においても、いかなる技術又は設計プロジェクトとも同様に、実装ごとに異なる、システム関連及びビジネス関連の制約の遵守など、開発者の独自の目標を達成するために、多数の実装時の特有の決定がなされなければならないことは理解されたい。更に、このような開発努力は複雑で時間を要するかもしれないが、それでもなお、本発明の恩恵を受ける当業者にとって、設計、製造、及び組み立てのルーチンワークとなるであろうことも、理解されたい。

ホログラフィック記憶システム内のデータは、光学材料の容積全体にデータビットを記憶させることを可能にする光干渉パターンを用いて、感光性の光学材料内に記憶される。何百万ビットものホログラフィックデータが平行して書き込み及び読み取りされるので、ホログラフィック記憶システムにおけるデータ転送速度は改善される。更に、ホログラフィックデータは光ディスクの複数の層に記憶されるので、ホログラフィック記憶システムにおける多層記録は記憶容量を増加させる。ホログラフィック記憶システムにデータを記録するには、記録ビーム（例えば、レーザ）が、媒体の特定の深さに向けられ、標的層、又はデータが記録される層に合焦される。レーザは、標的層上の標的点又は位置にも、合焦される。レーザは、レーザが合焦される層及び／又は位置に光化学変化を発生させ、データを書き込む。いくつかのホログラフィック記憶ディスク構成では、ディスクは基板の書き込み可能部分に染料を含み、記録ビームは染料をマイクロホログラムに変換する。

多層ホログラフィック記憶システムのデータを読み取るには、読み取りビームが、ホログラフィックディスク内の特定の層（すなわち、標的データ層）におけるデータビット位置（すなわち、標的データ位置）に向けられ、読み取りビームは、データビット位置において材料と相互作用するために、ホログラフィックディスクの表面を通過する。標的データ層における読み取りビームの相互作用は、ホログラフィックディスク内のデータビット位置から読み取りビームの散乱及び／又は反射を生じ得る。読み取りビームの散乱及び／又は反射された部分は、反射読み取りビーム又は戻り読み取りビームと称され、データビット位置にホログラフィックデータビットを記録した初期記録ビームに比例する。このように、反射読み取りビームは、読み取りビームが衝突するデータビット位置に元々記録されていたデータを再構築するために、検出される。

図１は、ホログラフィック記憶ディスク１２からデータを読み取るために使用される、ホログラフィック記憶システム１０のブロック図を示す。ホログラフィック記憶ディスク１２に記憶されたデータは一連の光学素子１４によって読み取られ、これらは読み取りビーム１６をホログラフィック記憶ディスク１２上に投影する。反射読み取りビーム１８は、光学素子１４によって、ホログラフィック記憶ディスク１２から取り出される。光学素子１４は、励起ビーム（例えば読み取りレーザ）を生成するように設計された異なる素子、又はホログラフィック記憶ディスク１２上にビームを合焦し、且つ／又はホログラフィック記憶ディスク１２から戻ってくる反射読み取りビーム１８を検出するように構成された光学ヘッド等、その他の素子をいくつ含んでもよい。光学素子１４は、光学ドライブ電子部品パッケージ２２との結合２０を通じて制御される。光学ドライブ電子部品パッケージ２２は、１つ以上のレーザシステムの電源、検出器からの電子信号を検出するための検出電子部品、検出された信号をデジタル信号に変換するためのアナログデジタル変換器、及び検出器信号が実際にホログラフィック記憶ディスク１２上に記憶されたビット値を登録している時を予測するためのビット予測器等のその他のユニット等のユニットを含む。

ホログラフィック記憶ディスク１２上の光学素子１４の位置は、機械的に動いて、ホログラフィック記憶ディスク１２の表面上を前後運動する光学素子の移動を制御するように構成された機械的アクチュエータ２６を有する、トラッキングサーボ２４によって制御される。光学ドライブ電子部品２２及びトラッキングサーボ２４は、プロセッサ２８によって制御される。本発明によるいくつかの実施形態において、プロセッサ２８は、光学素子１４によって受信されてプロセッサ２８にフィードバックされるサンプリング情報に基づいて、光学素子１４の位置を決定することが可能である。光学素子１４の位置は、反射読み取りビーム１８の干渉を強化、増幅、且つ／又は低減するように、或いはホログラフィックディスク１２の移動及び／又は欠点を補償するように、決定される。いくつかの実施形態において、トラッキングサーボ２４又は光学ドライブ電子部品２２は、光学素子１４によって受信されたサンプリング情報に基づいて、光学素子１４の位置を決定することができる。

プロセッサ２８は、スピンドルモータ３４にパワー３２を供給するモータ制御器３０も制御する。スピンドルモータ３４は、ホログラフィック記憶ディスク１２の回転速度を制御するスピンドル３６に結合される。光学素子１４がホログラフィック記憶ディスク１２の外側縁からスピンドル３６に近づくにつれて、光データディスクの回転速度がプロセッサ２８によって増加する。これは、光学素子１４が外側縁にあるときに、ホログラフィック記憶ディスク１２からのデータのデータ転送速度を光学素子が内側縁にあるときと実質的に同じになるように維持するように実施される。ディスクの最大回転速度は、１分当たり約５００回転（ｒｐｍ）、１０００ｒｐｍ、１５００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍ、５０００ｒｐｍ、１０，０００ｒｐｍ、又はそれ以上である。

プロセッサ２８は、ランダムアクセスメモリすなわちＲＡＭ３８及び読み出し専用メモリすなわちＲＯＭ４０に接続される。ＲＯＭ４０は、プロセッサ２８にトラッキングサーボ２４、光学ドライブ電子部品２２、及びモータ制御器３０を制御させるプログラムを収容する。いくつかの実施形態において、ＲＯＭ４０は、ホログラフィックディスク１２に当てられる読み取りビームに対応する情報を含むルックアップテーブルを含む。例えば、ルックアップテーブルは、後述するように、ディスク１２の各データ層の適切な読み取りビームパワーを含む。更に、ＲＯＭ４０は、プロセッサ２８に光学ドライブ電子部品２２からのデータを分析させるプログラムも収容し、これはとりわけＲＡＭ３８に記憶されていたものである。本明細書でより詳細に記載されるように、ＲＡＭ３８に記憶されたデータのこのような分析は、例えば、復調、複合、又はホログラフィック記憶ディスク１２からの情報を別のユニットによって使用されるデータストリームに変換するために必要なその他の機能を含む。

ホログラフィック記憶システム１０が消費者向け電子機器等の商用ユニットである場合、ユーザによってアクセス及び制御されるように、プロセッサ２８を制御する。このような制御は、キーボード、プログラム選択スイッチ等のような、制御パネル４２の形態を取る。更に、プロセッサ２８の制御は、遠隔受信器４４によって実行される。遠隔受信器４４は、遠隔制御器４８から制御信号４６を受信するように構成される。制御信号４６は、とりわけ赤外線ビーム、音響信号、又は無線信号の形態を取る。

プロセッサ２８がデータストリームを生成するためにＲＡＭ３８に記憶されたデータを分析した後、データストリームは、プロセッサ２８によって別のユニットに供給される。例えば、データはネットワークインターフェース５０を通じて、デジタルデータストリームとして、コンピュータ又は外部ネットワーク上に位置するその他の装置等の外部デジタルユニットに供給される。或いは、プロセッサ２８は、高精細度マルチメディアインターフェース（ＨＤＭＩ）、又はとりわけＵＳＢポート等のその他の高速インターフェース等、消費者向け電子デジタルインターフェース５２に、デジタルデータストリームを供給する。プロセッサ２８は、デジタル−アナログ信号プロセッサ５４等、その他の接続されたインターフェースユニットも有する。デジタル−アナログ信号プロセッサ５４は、プロセッサ２８に、テレビのアナログ入力信号又は増幅システムのオーディオ信号入力等、別のタイプの装置へ出力するため、アナログ信号を供給させる。

システム１０は、図２に示されるような、データを収容するホログラフィック記憶ディスク１２を読み取るために使用される。通常、ホログラフィック記憶ディスク１２は、透明な保護被覆に埋め込まれた記録可能媒体を備える、平坦で丸いディスクである。保護被覆は、ポリカーボネート、ポリアクリレート等、透明なプラスチックである。ディスク１２のスピンドル穴５６は、ディスク１２の回転速度を制御するために、スピンドル（例えば、図１のスピンドル３６）に結合する。各層上で、データは通常、ディスク１２の外側縁から内側限界まで連続螺旋トラック５８に書き込まれるが、円形トラック、又はその他の構成を使用しても良い。データ層は、ビット単位ホログラフィックデータ記憶に使用されるマイクロホログラム等の表面、又はピット及びランドを備える反射面を、いくつ含んでもよい。複数のデータ層の図を図３に示す。複数のデータ層６０の各々は連続螺旋トラック５８を有する。いくつかの実施形態において、ホログラフィックディスク１２は、各々約０．０５μｍから５μｍの間の厚さであって約０．５μｍから２５０μｍの間隔である、複数の（例えば５０の）データ層６０を有する。

複数の記録層６０は記憶可能なデータの量を増加させるものの、ホログラフィックディスク１２の層単位構成は、ホログラム読み取りの間、より低い信号対雑音比（ＳＮＲ）及び／又はより高いビット誤り率（ＢＥＲ）をもたらすおそれがある。より具体的には、各ホログラフィックディスクは、約１．２ｍｍの厚さであり、複数の層６０を有する。複数の層６０の各々は、これを通じて伝播する光線からのエネルギーを吸収し、層６０を通じて一旦伝播すると光線のパワーを減少させる。標的データ層が読まれるとき、読み取りビームが標的層に向けられ、標的層上に合焦される。しかしながら、読み取りビームは、標的データ層上で合焦する前に、標的データ層に先立って各データ層６０を通じて光学ヘッドから伝播しなければならない。更に、読み取りビームの反射、又は戻り読み取りビームは、標的データ層から戻り、光学ヘッドによって受光される前に先行する層６０を通じて、伝播する。従って、光学ヘッドから５０番目のデータ層に向けられた読み取りビームは、４９のデータ層６０を通じて伝播し、反射読み取りビームも光学ヘッドによって受光される前に４９のデータ層６０を通じて伝播する。データ層６０全体９８を通じての読み取りビーム及び反射読み取りビームのこのような伝播により、各データ層６０におけるビームエネルギーの吸収による、戻り読み取りビームのパワーの減少（すなわち光減衰、パワー減衰とも称される）を生じる可能性がある。戻り読み取りビームの減衰は、以下の数式（１）で表される。

ｅ^-2(d/N)αⁿ
ここで、ｄはディスク１２の厚さ、Ｎはディスク１２における層６０の数、αはディスク１２の吸収係数、及びｎは読み取りビームが合焦される層である。ディスク１２が約１．２ｍｍ、ディスク１２が５０層、及び減衰係数が１ｍｍあたり０．３とすると、その関係は概ね以下の通りとなる。

ｅ^-1.0147n
数式（１）及び（２）で表されるように、戻り読み取りビームのパワーは、読み取りビーム又は戻り読み取りビームが伝播する各層６０において減衰する。

更に、上記の数式（１）及び（２）に示されるように、異なるデータ層６０（異なるｎ）に向けられる読み取りビームは、異なる数のデータ層６０を通じて伝播することによる減衰したパワーのばらつきのため、戻り読み取りビームのパワーのばらつきを生じる。例えば、２番目のデータ層に向けられた読み取りビームは、５０番目のデータ層に向けられた読み取りビームよりも少ない減衰を有する戻り読み取りビームを生じる。一般的なホログラム読み取り技術における戻り読み取りビームの分散を示すグラフを図４に示す。グラフ６２は、ホログラフィックディスク１２の任意の位置に衝突した読み取りビームからの戻り読み取りビームのパワーのモンテカルロ法を示す。グラフ６２のｘ軸は戻り読み取りビームの信号強度６４であり、グラフ６２のｙ軸は信号強度６４の発生６６である。モンテカルロ法の結果６８の形状から判断されるように、本調査の分散σ²は約１．９６である。

このような分散は、ディスク１２の異なる部分（又は層６０）の読み取りの減衰における差を表しており、結果的にマイクロホログラム検出のためにより広い閾値範囲を使用することになる。より具体的には、戻り読み取りビームは特定のパワーを有し、これはあるデータビット位置におけるマイクロホログラムの存在を示す。例えば、特定のパワー閾値を超える戻り読み取りビームは、「１」すなわちそのデータビット位置におけるマイクロホログラムの存在を示し、そのパワー閾値未満の戻り読み取りビームは「０」すなわちそのデータビット位置におけるマイクロホログラムの不存在を示す。しかしながら、現在のマイクロホログラムを示すパワーは、異なるデータ層６０から戻ってくる読み取りビーム毎に異なるかもしれない。このため、ホログラフィックディスク１２の全データ層６０にわたる戻り読み取りビームの検出は、広い閾値範囲を含む。

広い閾値範囲を使用すると、ビット誤り率が上昇する。例えば、ホログラム読み取りシステム１０は、５０番目のデータ層から戻ってくる読み取りビームの正確なマイクロホログラム検出を可能にするのに十分なほど低い閾値（例えば、読み取りビーム減衰を計算に入れるため）を使用する。しかしながら、同じ低閾値は、実際にはマイクロホログラムが存在しないときでさえ、マイクロホログラムが２番目のデータ層６０上に存在するという誤った判断をする可能性がある。例えば、２番目のデータ層上のこのような偽陽性は、任意の散乱光（例えばディスク表面から）が光学ヘッドで受光された場合に発生する。或いは、２番目の層又はディスク表面付近のその他の層６０からのこのような偽陽性マイクロホログラム検出を防止するために閾値を増大すると、より高い閾値は、５０番目のデータ層からのマイクロホログラム反射を検出するには高すぎるため、ディスク表面からより離れたデータ層６０からの偽陰性マイクロホログラム検出を増加させるかもしれない。

１つ以上の実施形態において、ホログラム読み取り技術は、戻り読み取りビームのパワーの分散を低減するために、読み取られるデータ層６０に基づいて読み取りビームのパワーを調整することを含む。読み取りビームパワーの調整の一実施形態を図５の模式図に示す。図５のシステム７０は、図１で説明したシステム１０の一部であり、データ層７２からデータビット位置ｘにおいて読み取られるホログラフィックディスク１２を含む。一実施形態において、読み取られるデータ層７２、又は標的データ層７２が、ディスク制御器（例えば、図１のプロセッサ２８に結合された制御器）からパワー調整モジュール７４に提供される。パワー調整モジュール７４は、例えば図１の光学素子１４のブロックに含まれる。パワー調整モジュール７４は、標的データ層７２に基づいて、（やはり光学素子１４に含まれる）レーザ７６のパワーを調整する。例えば、パワー調整モジュール７４は、ディスク１２の各データ層６０又はデータ層６０の範囲に適した正確な読み取りビームパワー又は読み取りビームパワーの範囲を提供するルックアップテーブルに基づいて、読み取りビームの適切なパワーを決定する。いくつかの実施形態において、ルックアップテーブルは、パワー調整モジュール７４にアクセス可能なメモリ（例えば、ＲＡＭ３８又はＲＯＭ４０）に記憶される。ルックアップテーブルに基づいて、レーザ７６は、ディスク１２の表面から遠い方の標的データ層７２（例えば５０番目のデータ層６０）向けに、より強い読み取りビーム７８を放射し、ディスク１２の表面に近い方の標的データ層７２（例えば、２番目のデータ層６０）向けに、より弱い読み取りビーム７８を放射する。更に、いくつかの実施形態において、パワー調整モジュール７４は、読み取りプロセスを絶えず監視し、現在の標的データ層７２に応じた特定のパワーで読み取りビームを放射するために、レーザ７６のパワーを動的に調整する。

標的データ層７２をシステム７０に提供すると、やはり読み取りビームを標的データ層７２の標的データ位置ｘに合焦させる光学ヘッド８２内の光学部品の位置を調整することになる。いくつかの実施形態において、光学ヘッドアクチュエータモジュール８０は、標的データ層７２、及び／又は対応するレーザ７６のパワー調整に基づいて、光学ヘッド８２内の様々な光学部品（例えば、１つ以上のレンズ）を機械的に動かすように構成される。光学ヘッド８２内の光学部品を移動して、パワー調整済み読み取りビーム７８を標的データ層７２上に適切に合焦させる。従って、光学ヘッドアクチュエータモジュール８０がパワー調整済み読み取りビーム７８をディスク１２上の標的データ層７２に合焦させるのに適した深さまで光学ヘッド８２内の光学部品を移動させる間、提供された標的データ層７２に基づいて、パワー調整モジュール７４は、レーザ７６によって放射された読み取りビーム７８のパワーに影響を及ぼすように、レーザ７６のパワーを調整する。

図５に示される実施形態は、標的データ層７２に基づいてレーザ７６のパワーを制御するためにパワー調整モジュール７４を使用しているが、別の実施形態では、異なる標的データ層７２から読み取るために、読み取りビームの別の条件又はパラメータが調整されることに留意されたい。本発明によれば、異なる標的データ層７２からの読み取りは、標的データ層７２の位置に基づいて（例えば、標的データ層７２からの読み取りビームによって戻されるパワーが著しく減衰しないように）読み取りプロセスを改善するために、様々なその他の読み取り条件又はパラメータを調整することを含む。例えば、いくつかの実施形態において、読み取りビームは、異なるレベルのエネルギーを用いて、異なる時点で、又は異なるパルス形状によって（例えば、パワー及び時間に対するビーム形状）放射される。更に、その他のパラメータの異なるレベル又は閾値が、特定の標的データ層７２の位置に基づいて、読み取りプロセスを改善するために（例えば、プロセッサ２８によって）決定される。

読み取られる標的データ層７２の位置に基づいて読み取りビーム７８の様々なパラメータ又は条件を調整するホログラム読み取り技術は、図６のグラフに描写されるように、戻り読み取りビームの分散を減少させる。図６は、ホログラフィックディスク１２内の任意の位置にパワー調整済み読み取りビームを衝突させることによる、戻り読み取りビームのパワーのモンテカルロ法を示すグラフ８６である。例えば、読み取りビームのパワーは、図５のシステム７０に従って調整される。グラフ８６のｘ軸は戻り読み取りビームの信号強度６４であり、グラフ８６のｙ軸は信号強度６４の発生６６である。戻りパワー調整済み読み取りビームのモンテカルロ法の結果８８の形状から判断されるように、本調査の分散σ²は約０．９５８であり、これは読み取りビームが異なる標的データ層に合わせて調整されない（図４の）調査における分散σ²のおよそ半分である。

より小さい分散は、ディスク１２の異なる部分（又は異なる標的データ層７２）の読み取りによる減衰における差が小さいことに相当する。従って、より小さい分散は、マイクロホログラム検出のより小さい閾値範囲に相当する。上述のように、マイクロホログラム検出のより小さい閾値範囲を使用することで、ホログラム読み取りプロセスにおけるビット誤り率を減少させる。

本発明の特定の特徴のみが本明細書に図示及び記載されてきたが、多くの修正及び変更が、当業者によって想到されるであろう。従って、添付の請求項は、本発明の真の精神の範囲に含まれるような全ての修正及び変更を網羅するように意図されることは、理解されたい。

Claims

ホログラフィックディスクからデータを読み取る方法において、
標的データ層の深さに基づいて、読み取りビームの以前のパワーを新規パワーに合わせるステップと、
前記新規パワーでの前記読み取りビームを前記ディスク内の前記標的データ層に放射するステップとを含む方法。
前記標的データ層の前記深さに基づいて前記新規パワーを決定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記新規パワーを決定するステップは、前記標的データ層の前記深さに応じて前記新規パワーを決定するためにルックアップテーブルを使用するステップを含む、請求項２に記載の方法。
前記読み取りビームの前記以前のパワーを前記新規パワーに合わせるステップは、前記標的データ層が以前の標的データ層よりも前記ディスクの第一表面から離れているときに、前記以前のパワーを前記新規パワーまで増大させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記読み取りビームの前記以前のパワーを前記新規パワーに合わせるステップは、前記標的データ層が前記ディスクの第一表面に近いときに、前記以前のパワーを前記新規パワーまで減少させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記読み取りビームの前記以前のパワーを前記新規パワーに合わせるステップは、前記新規パワーで前記読み取りビームを放射するようにレーザを調整するためにパワー調整モジュールを利用するステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記新規パワーでの前記読み取りビームを光学ヘッドに送信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
前記新規パワーでの前記読み取りビームを前記標的データ層に放射するステップは、前記標的データ層内の標的データ位置に前記新規パワーでの前記読み取りビームを合焦させるために前記光学ヘッドを使用するステップを含む、請求項７に記載の方法。
前記読み取りビームの前記新規パワー及び前記標的データ層のうちの少なくとも１つに基づいて、前記光学ヘッド内の部品の位置を調整するステップを含む、請求項８に記載の方法。
前記光学ヘッド内の前記部品の位置を調整するステップは、前記部品を動かすためにアクチュエータを利用するステップを含む、請求項９に記載の方法。
前記アクチュエータは、前記ディスクの表面に対して軸方向に前記部品を移動させるように構成される、請求項１０に記載の方法。
ホログラフィックディスクからマイクロホログラムを読み取るシステムにおいて、
前記ディスクから読み取られる標的データ層に対応する命令を受信し、且つ
前記命令に基づいて、読み取りビームのパワーを第一パワーから第二パワーに合わせるように構成されたパワー調整モジュールと、
前記ディスクの以前のデータ層から前記標的データ層に前記読み取りビームを配向し、前記標的データ層上に前記読み取りビームを合焦させるように構成された、光学ヘッドと、
前記光学ヘッドの部品を動かすように構成されたアクチュエータとを備えるシステム。
前記以前のデータ層が前記標的データ層よりも前記光学ヘッドから離れているときに、前記第一パワーが前記第二パワーよりも高い、請求項１２に記載のシステム。
前記以前のデータ層が前記標的データ層よりも前記光学ヘッドに近いときに、前記第一パワーが前記第二パワーよりも低い、請求項１２に記載のシステム。
前記パワー調整モジュールに前記命令を動的に与えるように構成された制御器を備え、前記パワー調整モジュールは前記読み取りビームのパワーを動的に調整するように構成される、請求項１２に記載のシステム。
前記システムのメモリ内にルックアップテーブルを備え、前記ルックアップテーブルは前記ディスクのそれぞれのデータ層に対応する個別の命令を含む、請求項１２に記載のシステム。
ディスクの上面からの標的データ層の距離を含む複数の因子に基づいて前記標的データ層を読み取るのに適した読み取りビームの読み取りパワーを決定するステップと、
前記ディスクの前記標的データ層に前記読み取りパワーでの前記読み取りビームを送信するステップとを含む方法。
前記方法は、前記ディスクの読み取りプロセスの間にわたって動的である、請求項１７に記載の方法。
前記読み取りパワーを決定するステップは、前記標的データ層向けの対応する読み取りパワーをルックアップテーブルから調べるステップを含む、請求項１７に記載の方法。
前記標的データ層上の標的データ位置に前記読み取りビームを合焦させるのに適した光学ヘッドの合焦位置を決定するステップと、
前記決定された合焦位置に基づいて、前記光学ヘッドの１つ以上の部品を動作させるステップと、
前記標的データ位置に前記読み取りビームを合焦させるステップとを含む、請求項１７に記載の方法。
前記標的データ層が第一位置にあるときに前記読み取りパワーは第一パワーであり、前記標的データ層が第二位置にあるときに前記読み取りパワーは第二パワーであり、前記第一パワーは前記第二パワーよりも低く、前記第一位置は前記第二位置よりも前記光学ヘッドに近い、請求項２０に記載の方法。
戻り読み取りビームの戻りパワーが著しく減衰しないように、ホログラフィックディスクの上面からの標的データ層の距離に基づいて、前記標的データ層を読み取るのに適した読み取りビームの条件を決定するステップと、
前記ホログラフィックディスク内の前記標的データ層に、前記決定された条件での前記読み取りビームを送信するステップとを含む方法。
前記読み取りビームの前記条件を決定するステップは、前記標的データ層を読み取るのに適した前記読み取りビームのエネルギー閾値を計算するステップを含み、前記読み取りビームを送信するステップは、前記標的データ層に、前記計算されたエネルギー閾値での読み取りビームを送信するステップを含む、請求項２２に記載の方法。
前記読み取りビームの前記条件を決定するステップは、前記読み取りビームが前記標的データ層内の標的データ位置に配向される読み取り時間を計算するステップを含み、前記読み取りビームを送信するステップは、前記標的データ位置での読み取り時間のために読み取りビームを送信するステップを含む、請求項２２に記載の方法。