JP5782287B2 - 改良型データ記憶のシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明の手法は一般的には、ビット形式のホログラム・データ記憶手法に関する。さらに具体的には、これらの手法は、光ディスクへの記憶のためにビット・ストリームを変調する方法及びシステムに関する。

演算処理能力が高まるにつれて、計算機技術は特に消費者向け動画、データ保管、文書記憶、撮影及び映像製作のような新たな応用分野に進出するようになった。これらの応用は、記憶容量を大容量化したデータ記憶手法を開発する不断の推進力を提供している。さらに、記憶容量の大容量化によって、特にゲームのように開発者の当初の予想を超えて遥かに進化した技術の開発が可能になると共に推進されてきた。

光記憶システム向けの記憶容量は益々増大しており、データ記憶技術の開発の好例を提供している。１９８０年代初頭に開発されたコンパクト・ディスク形式すなわちＣＤ形式は、約６５０ＭＢ〜７００ＭＢのデータ又は約７４分〜８０分の２チャネル音声プログラムに相当する容量を有する。比較して、１９９０年代初頭に開発されたディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）形式は、約４．７ＧＢ（単層）又は８．５ＧＢ（二層）の容量を有する。ＤＶＤの記憶容量は大きいため、旧式の動画分解能（例えばＰＡＬでは約７２０（Ｈ）×５７６（Ｖ）ピクセル又はＮＴＳＣでは約７２０（Ｈ）×４８０（Ｖ）ピクセル）であれば長編映画作品を記憶するのに十分である。

しかしながら、高精細度テレビ（ＨＤＴＶ）（１０８０ｐでは約１９２０（Ｈ）×１０８０（Ｖ）ピクセル）のようにさらに高分解能の動画形式が普及するにつれて、これらの分解能で記録された長編映画作品を収録することが可能な記憶形式が望まれるようになってきた。これにより、単層ディスクでは約２５ＧＢ又は二層ディスクでは５０ＧＢを収録することが可能なブルーレイ・ディスク（商標）形式のような大容量記録形式の開発が進められている。ビデオ・ディスプレイの分解能及び他の技術の絶え間ない発展に伴って、記憶媒体の容量を絶えず高めることが重要になってくる。記憶技術産業での今後の容量要件をさらに十分に満たし得る開発中の一つの記憶技術がホログラム記憶に基づくものである。

ホログラム記憶は、感光性記憶媒体において２本の光ビームの交差によって生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でデータを記憶するものである。ページ方式ホログラム手法及びビット形式ホログラム手法の両方が研究されている。ページ方式ホログラム・データ記憶では、ディジタル符号化されたデータを含む信号ビームが、記憶媒体の体積の内部の参照ビームに重ね合わされて、例えば体積の内部の媒体の屈折率を変化させる又は変調させるような化学反応を生ずる。この変調によって、信号から強度及び位相の両方の情報を記録する。従って、各々のビットは一般的には、干渉パターンの一部として記憶される。後に、記憶媒体を参照ビーム単独に曝露することによりこのホログラムを取り出すことができ、参照ビームは、記憶されているホログラム・データと相互作用して、ホログラム画像を記憶するのに用いられた初期データ・ビームに比例した再構成済み信号ビームを生成する。

ビット形式ホログラム又はマイクロ・ホログラム・データ記憶では、一つ一つのビットをマイクロ・ホログラムすなわち２本の対向伝播型集束記録用ビームによって典型的に生成されるブラッグ反射格子として書き込む。次いで、データは、読み取り用ビームを用いてマイクロ・ホログラムに反射させ、記録用ビームを再構成することにより取り出される。従って、マイクロ・ホログラム・データ記憶はページ形式ホログラム記憶よりも現行技術に類似している。しかしながら、ＤＶＤ形式及びブルーレイ・ディスク（商標）形式に用いられ得る１層乃至数層のデータ記憶とは対照的に、ホログラム・ディスクは５０層又は１００層のデータ記憶を有することができ、テラバイト（ＴＢ）単位で測られ得るデータ記憶容量を提供する。

米国特許第7085209号

技術の急速な進化に伴って、コンテンツを再生するために大容量の記憶容量及び上位（upgraded）技術ドライブを必要とする拡張番組（enhanced feature）を有するマルチメディアが生産されるようになっている。結果的に、製造費用が増大している。さらに、記憶業界では記憶容量及びデータ転送速度についての要求が増大し続けている。従って、上述の問題の１又は複数に対処し得る改良型記憶システムが必要とされている。

本発明の一実施形態によれば、記憶媒体にデータを記憶させる方法が提供される。この方法は、１及び０のビット状態を含む多数のビットを含む変調ビットストリームを受け取るステップを含んでいる。この方法はまた、多数の二次変調ビットを出力するために１のビット状態を含む多数のビットの各々を二次変調するステップを含んでいる。この方法はさらに、多数の二次変調ビット及び変調ビットストリームの０のビット状態を含む複数のビットの各々を示す多数のマークを記憶媒体に形成するステップを含んでいる。

本発明のもう一つの実施形態によれば、光記憶ディスクが提供される。この光記憶ディスクは、少なくとも一つの記録層を含んでおり、記録層は多数のマイクロ・ホログラムを含む感光性媒体を含んでおり、マイクロ・ホログラムの各々が多数の二次変調ビットを示す。

本発明のもう一つの実施形態によれば、記憶媒体用の光記録システムが提供される。この光記録システムは、１及び０のビット状態を含む多数のビットを含む変調ビットストリームを出力するためにチャネルのビットを変調するように構成されているプロセッサを含んでいる。プロセッサはまた、多数の二次変調ビットを出力するために１のビット状態を含む多数のビットの各々を二次変調するように構成されている。この光記録システムはまた、プロセッサに電気的に結合されており、プロセッサから１又は複数の命令信号を受け取るように構成されている光ドライブ電子回路ユニットを含んでいる。光ドライブ電子回路ユニットはまた、記憶媒体において多数の二次変調ビットを示す多数のマークを形成するように１又は複数の光学的構成要素を作動させるように構成されている。

本発明のさらにもう一つの実施形態によれば、記憶媒体用の光学式読み取り器が提供される。この光学式読み取り器は、変調ビットストリームの０のビット状態を含む多数のビットと多数の二次変調ビットとを含む記憶媒体から反射光ビームを検出するように構成されている光ドライブ電子回路ユニットを含んでいる。光ドライブ電子回路ユニットはまた、変調ビットストリームの０のビット状態を含む多数のビットか、変調ビットストリームの０のビット状態を含む多数のビット及び複数の二次変調ビットかの何れか一方を反射光ビームにおいて検出するように構成されている。

本発明のこれらの特徴、観点及び利点、並びに他の特徴、観点及び利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むとさらに十分に理解されよう。図面全体にわたり、類似の参照符号は類似の部材を表わす。
本発明の一実施形態による光ディスク・ドライブのブロック図である。 図１の光ディスク・ドライブ電子回路ユニットのサブシステム及びプロセッサによって光ディスクへの記録のために用いられる各ステップのブロック図である。 本発明の一実施形態によるディスクにおける例示的な格子の概略図である。 図３の格子にマッピングされたシンボルの概略図である。 本発明の一実施形態によるそれぞれの直角表現にマッピングされた図４のシンボルの概略図である。 本発明の一実施形態によるそれぞれのビット表現にマッピングされた直角表現の概略図である。 本発明の一実施形態による記憶システムにデータを記録する方法の各ステップを表わす流れ図である。

以下で詳細に議論するように、本発明の各実施形態は、改良型データ記憶のシステム及び方法を含む。このシステムは下位互換であるように構成される。「下位互換（backward compatibility）」との用語は、第二世代ドライブばかりでなく第一世代ドライブによる光ディスクのような記憶媒体のデータの読み取りを可能にするシステム及び方法の能力を指す。本書で用いられる「第一世代ドライブ」との用語は、ディスクから反射したビームのエネルギのみを検出する読み取りドライブ電子回路を有するドライブを指す。本書で用いられる「第二世代ドライブ」との用語は、ディスクから反射したビームの位相及びエネルギを検出する読み取りドライブ電子回路を有するドライブを指す。

以下、本発明の手法の１又は複数の実施形態について説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を掲げる試みにおいて、本明細書では実際の具現化形態の全ての特徴を記載する訳ではない。任意のかかる実際の具現化形態の開発時には、あらゆる工学プロジェクト又は設計プロジェクトと同様に、具現化形態毎に異なり得るシステム関連の制約及び業務関連の制約に対する遵守のような開発者の特定の目標を達成するために、多数の特定具現化形態向け決定を下さなければならないことを認められたい。また、かかる開発の試みは複雑であり時間も掛かるが、それでも本開示の利益を享受する当業者にとっては設計、製造及び製品化の通常業務的な作業であることを認められたい。

光記憶システムは典型的には、記憶されるべきデータ・ビットの２種の別個の符号化を含んでいる。第一の符号化は一般的には、コンパクト・ディスク（ＣＤ）に用いられているリード・ソロモン（ＲＳ）のブロック型誤り訂正符号のような前方誤り訂正符号（ＦＥＣ）である。ＲＳ符号は、各々がｓビットを含むｋ個のデータ・シンボルを、ｎシンボル長である符号語によって保護することができ、各々の符号化後のシンボルもｓビットを含む。ＲＳ符号は、２ｔ＝ｎ−ｋである場合に、壊れているが識別されていないｔ個までのシンボルを含む符号語を正確に復号することが可能である。ＲＳ符号化はまた、消失符号（erasure）、例えば何らかの方法で壊れていると分かったシンボルを効率よく扱うことができる。ｓ個の誤り及びｒ個の消失符号が存在する場合には、ＲＳ符号は、２ｓ＋ｒ＜２ｔである限り符号語を正確に復号することができる。

光記憶システムに一般的に用いられる第二の符号化は、「変調符号化」と呼ばれるものであり得る。変調符号化は、読み取り工程に関連し得る幾つかの望ましくない影響を軽減するように選択されたビット列の集合すなわちシンボルの集合における第一の（例えばＲＳ）符号化から得られるビットの表現である。次いで、シンボルを光データ記憶ユニットに書き込む。ＣＤのように反射面の高さの変化例えばピット及びランドに基づく光システムについては、シンボルは一般的には、光記憶ディスクにおける特定のデータ・トラックにおいて連続した０又は１の数を制限するように選択された線形ビット列である。かかる手法の例としては８ビットから１４ビットへの変調（ＥＦＭ）、ＥＦＭ＋変調、及びＮＲＺＩ変調符号化での連続長制限（ＲＬＬ）等がある。かかる手法を本書では「一次変調」とも呼ぶ。

本発明の手法は、一次変調の出力に限定しないがマイクロ・ホログラムのような微小反射体が存在する場合に二次変調を導入する。さらに、一次変調のＲＬＬ特性は保持され、従って下位互換性を可能にする。一実施形態では、二次変調は、マイクロ・ホログラムを記録するのに用いられる書き込みビームの位相変調を含む。もう一つの実施形態では、二次変調はマイクロ・ホログラムの深さ変調を含む。さらにもう一つの実施形態では、二次変調はマイクロ・ホログラムの振幅変調を含む。

ここで図面に移ると、図１は、光記憶ディスク１２（図１）からのデータに対して読み書きを行なうのに用いられ得る例示的な光学式記録／読み取りシステム１０である。光データ・ディスク１２に記憶されているデータは、少なくとも１本の読み書き用ビーム１６を光データ・ディスク１２に投射する一連の光学要素１４によって読み書きされる。尚、１本のみの読み書き用ビーム１６が図示されているが、典型的には、書き込み工程は周知のようにディスク１２に入射する２本のビームを含むことを特記しておく。書き込みは、記録されている符号化後のビットストリームに従って書き込みビームを変調させることにより行なわれ、ディスク１２の記録可能領域に変調パターンに対応する変化する反射率パターンを生成する。読み出し後に、反射ビーム１８は光学要素１４によって光データ・ディスク１２から捕捉される。光学要素１４は、励起ビームを発生し、これらのビームを光データ・ディスク１２に集束させて、光データ・ディスク１２から戻る反射１８を検出するように設計されている任意の数の異なる要素を含んでいてよい。光学要素１４は、光ドライブ電子回路パッケージ２２への結合２０を介して制御される。光ドライブ電子回路ユニット２２は、１又は複数のレーザ系統への電源、検出器から電子信号を検出する検出電子回路、検出された信号をディジタル信号へ変換するアナログ−ディジタル（アナログからディジタルへの）変換器及び反対の変換器のような各ユニット、並びに検出器信号が光データ・ディスク１２に記憶されているビット値を実際に指示するときを予測するビット予測器のような他のユニットを含み得る。

光データ・ディスク１２の上での光学要素１４の位置は、光データ・ディスク１２の表面の上でこれらの光学要素を前後に移動させるように構成されている機械式作動装置（アクチュエータ）２６を有する追従サーボ２４によって制御される。光ドライブ電子回路２２及び追従サーボ２４はプロセッサ２８によって制御される。プロセッサ２８はまた、スピンドル・モータ３４へ電力３２を供給するモータ制御器３０を制御する。スピンドル・モータ３４は、光データ・ディスク１２の回転速度を制御するスピンドル３６に結合されている。光学要素１４が光データ・ディスク１２の外側エッジからスピンドル３６に近い側へ移動するにつれて、光データ・ディスクの回転速度をプロセッサ２８によって速めることができる。このことは、光学要素１４が外側エッジに位置するときも光学要素が内側エッジに位置するときと本質的に同じ光データ・ディスク１２からのデータのデータ速度を保つために実行され得る。ディスクの最高回転速度は約５００回転毎分（ｒｐｍ）、１０００ｒｐｍ、１５００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍ、５０００ｒｐｍ、１０，０００ｒｐｍであってよく、又はこれよりも高くてもよい。

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に接続されている。ＲＯＭ４０は、プロセッサ２８が追従サーボ２４、光ドライブ電子回路２２、及びモータ制御器３０を制御することを可能にするプログラムを含む。さらに、ＲＯＭ４０はまた、プロセッサ２８が特にＲＡＭ３８に記憶されている光ドライブ電子回路２２からのデータを解析することを可能にするプログラムを含む。本書でさらに詳細に議論するように、ＲＡＭ３８に記憶されているデータのかかる解析は、例えば変調／復調、符号化／復号、又は光データ・ディスク１２からの情報を他のユニットによって用いられ得るデータ・ストリームへ変換するのに必要とされる他作用を含み得る。

尚、本発明の各実施形態は、本発明の処理タスクを実行する如何なる特定のプロセッサにも限定されないことを特記しておく。本書で用いられる「プロセッサ」との用語は、本発明のタスクを実行するのに必要な計算又は演算を実行することが可能な任意の機械を指すものとする。「プロセッサ」との用語は、構造化された入力を受け入れて、所定の規則に従って入力を処理して出力を発生することが可能な任意の機械を指すものとする。また、本書で用いられる「ように構成されている」との文言は、当業者には理解されるように、プロセッサが本発明のタスクを実行するハードウェア及びソフトウェアの組み合わせを備えていることを意味することを特記しておく。

光学的読み取りシステム１０が消費者向け電子装置のような商用ユニットである場合には、システム１０は、プロセッサ２８が利用者によってアクセスされ制御されることを可能にする制御部を有し得る。かかる制御部は、キーボード及びプログラム選択スイッチ等のようなパネル制御部４２の形態を取り得る。さらに、プロセッサ２８の制御は遠隔受信器４４によって行なわれてもよい。遠隔受信器４４は、遠隔制御部４８からの制御信号４６を受け取るように構成され得る。制御信号４６は、特に赤外線ビーム、音声信号又は無線信号の形態を取り得る。

読み取りシステムの場合には、プロセッサ２８がＲＡＭ３８に記憶されているデータを解析してデータ・ストリームを生成した後に、このデータ・ストリームをプロセッサ２８によって他のユニットへ提供することができる。例えば、データを、網インタフェイス５０を介してディジタル・データ・ストリームとして、外部網に位置するコンピュータ又は他の装置のような外部ディジタル・ユニットへ提供することができる。代替的には、プロセッサ２８はディジタル・データ・ストリームを、特に高精細度マルチメディア・インタフェイス（ＨＤＭＩ）のような消費者向け電子回路ディジタル・インタフェイス５２又はＵＳＢポートのような他の高速インタフェイスへ提供することができる。プロセッサ２８はまた、ディジタル−アナログ（ディジタルからアナログへの）信号プロセッサ５４のような他の接続されているインタフェイス・ユニットを有し得る。ディジタル−アナログ信号プロセッサ５４は、プロセッサ２８が、テレビのアナログ入力信号又は増幅系への音声信号入力のような他の形式の装置への出力のためのアナログ信号を与えることを可能にし得る。

書き込みシステムの場合には、記録されるべきデータ５６を、様々なユニット５０、５２及び／又は５４を介してプロセッサ２８に与えることができる。データはＲＡＭ３８に記憶される。プロセッサ２８は、光ドライブ電子回路２２に適当な命令を送る。呼応して、光ドライブ電子回路２２は、適当なデータをディスク１２に書き込むように光学要素１４を制御する。プロセッサ２８及び光ドライブ電子回路２２によって用いられる参照番号６４によって参照されるアルゴリズムの詳細を図２において説明する。

図２は、サブシステム６４（図１）において用いられる各ステップの概略図である。プロセッサ２８は、入力データ・ストリーム５６を受け取り、データ・ストリーム５６は一次変調７２を受けて、一次変調データ７４を出力する。非限定的な一例では、一次変調は、ＮＲＺＩ変調での１７ｐｐのようなＲＬＬを含む。プロセッサ２８は、一次変調データ７４のビットの各々を「１」又は他の場合には「１」であるとされるビットと比較する判定ステップ７６を実行する。本書で用いられる「１」との表現は、光ディスク１２（図１）にマークが存在することを意味し、「０」はマークが存在しないことを意味する。ビットが「１」である場合には、ビットは二次変調８２を受ける。前述のように、二次変調はマークの位相変調、深さ変調又は振幅変調を含んでいる。実施形態の一例では、マークはマイクロ・ホログラムを含む。二次変調後の出力８４はさらに、参照番号８６によって参照されるようにディスク１２に記憶される。ビットが「０」である場合には、一次変調出力ビットは、参照番号８６によって参照されるようにディスク１２にそのまま記憶される。

実施形態の一例として、プロセッサ２８へのＲＬＬ入力データ・ストリーム５６を考える。プロセッサ２８は、ＮＲＺＩ変調を介して入力データ・ストリーム５６を一次変調する。ＲＬＬ ＮＲＺＩ変調符号化ビットストリームを一次変調ビットストリームとも呼び、このビットストリームは「１」すなわち換言するとマーク若しくはマイクロ・ホログラムの存在について検査される。「１」である場合には、二次変調が行なわれる。「０」が生じている場合には、二次変調は行なわれない。従って、二次変調ビットストリームが光ディスク１２（図１）に記録される出力となる。「１」のビットのみの二次変調を行なうため、ＲＬＬ特性は保持される。これにより、光ディスクを既存の形式の光ドライブ・システムによって読み取る下位互換性が可能になる。非限定的な一例では、二次データを抽出する能力を有しないドライブは、一次データのみを復号することにより二次変調ビットによって記録されたホログラム・ディスクを再生することが可能である。さらに分かり易くするために、図１へ戻り、光ドライブ電子回路ユニット２２は反射光ビーム１８において、変調ビットストリームの０のビット状態を有するビットを含む一次変調ビットのみを検出するか、一次変調ビット及び二次変調後の「１」ビットの両方を検出するかの何れかを行なう。もう一つの例では、ディスク１２は、二次変調ビットとして記憶された相対的に高分解能の映画及び／又は追加番組を含み、一次変調ビットは相対的に低分解能の映画を含む。このように、上位技術による光ドライブ、また第二世代ドライブは、相対的に高分解能の映画／特典番組を再生するが、既存技術の光ドライブ、また第一世代ドライブは、相対的に低分解能の映画のみを再生する。

ホログラム・ディスクのマイクロ・ホログラムの一例では、ディスクへの割り当て時に２本の対向伝播型ビームの干渉によって縞が形成される。マイクロ・ホログラムの縞をシフトすることにより、位相変調が行なわれる。一実施形態では、かかる位相変調は、光ドライブ電子回路ユニット２２を介して２本のビームの位相を調節することにより達成される。もう一つの実施形態では、２本のビームを集束させるのに用いられるレンズのディスクからの距離を調節して縞の深さを変化させ、このようにして位相変調を達成することができる。特定の一実施形態では、連続型位相変調が用いられる。もう一つの実施形態では、離散型位相変調が行なわれる。例として述べると、二次変調符号化は、格子符号方式に従うか、又は前方誤り訂正符号化を介して行なわれる。

もう一つの実施形態の例では、振幅変調を行なって記憶媒体１２（図１）の記憶容量を増大させる。マイクロ・ホログラムを記録するのに用いられる光のパラメータは、屈折率変調の大きさ及び／又は生成される格子の寸法に影響し、結果的に読み出し時の回折光の量に影響し得る。故に、読み出し時に「１」マークから反射して検出器に達する信号が、書き込みに用いられる条件に応じて変化する。尚、振幅変調はマークの深さ位置には影響しないことを特記しておく。さらにもう一つの実施形態では、位相変調及び振幅変調の組み合わせを用いてもよい。非限定的な一例は、Ｍ−ＰＳＫ／Ｎ−ＰＡＭのような二次元変調方式を含む。

図３は、位相変調又は深さ変調の後のディスクの格子１０４を示す。線１０３の各々がホログラム・システムの縞を表わす。出力１０２は、参照番号１０４の「格子」領域及び１０６の「無格子」領域の交互領域を含む。「格子」領域１０４はマーク又はマイクロ・ホログラムの存在を示す。図示のように、「格子」領域は山１０８及び谷１１０を含んでおり、山１０８が二次変調を示す。

図４は、図３の格子１０４のシンボル表現を示す。シンボルを参照番号１２２、１２４、１２６、１２８及び１３２によって示す。格子１０４は内部ビット・クロック時間「Ｔ」ずつに分割されており、図示のように８個のシンボルを生じている。

図５は、シンボル１２２、１２４、１２６、１２８及び１３２（図４）をそれぞれの直角表現１４２、１４４、１４６、１４８及び１５０にマッピングした概略図である。直角表現は、四つの象限に対するシンボルの位置を示す。図示のように、シンボル１４２はＸ軸１６２の第一象限１６４と第四象限１７２との間に位置する。同様に、シンボル１４４は位相が１８０°ずれており、Ｘ軸１６２の第二の象限１６６と第三象限１６８との間に位置する。シンボル１４６は、位相が０°と４５°との間の角度でずれており第一象限１６４に位置する。同様に、シンボル１４８は第三象限１６８に位置し、シンボル１５０は０°の位相ずれでＸ軸に位置する。

図６は、直角表現１４２、１４４、１４６、１４８及び１５０をそれぞれのビット表現１８２、１８４、１８６、１８８及び１９０にマッピングした概略図である。特定の一実施形態では、ビット表現はルックアップ・テーブルを介して行なわれる。図示のように、０°の位相ずれに位置するシンボル１２２は「０００」によって表わされる。同様に、１８０°の位相ずれに位置するシンボル１２４は「１１１」によって表わされる。さらに、シンボル１２６、１２８及び１３２はそれぞれ「０１０」、「１０１」、及び「０００」と表わされる。このように、単一のシンボル／マイクロ・ホログラムを二次変調の後には３ビットにマッピングすることができ、ディスクのデータ記憶能力及びデータ転送速度を高めることができる。

特定の一実施形態では、位相変調は、同相及び直角ホモダイン検出を用いて検出される。ホモダイン検出は、当業者には周知のように、信号ビームと参照ビームとの間の相対的な位相差に依存して検出信号の強化又は抑制を生ずるこれら２本のビームの間の光学的干渉を利用する。９０°だけ離隔した位相を有する２本の参照ビームとの信号ビームの干渉によって、同相成分及び異相成分を両方とも測定することが可能になる。同相成分及び異相成分の両方を検出すると、両者を用いて、この例では二次変調データ・ストリームを搬送している信号ビームの位相を算出することができる。尚、位相変調は光ディスク１２（図１）の標本マークからの反射ビーム１８（図１）の強度を変化させないことを特記しておく。

図７は、記憶媒体にデータを記憶させる方法２００の各ステップを表わす流れ図である。方法２００は、ステップ２０２において、１及び０のビット状態を含む複数のビットを含む変調ビットストリームを受け取るステップを含んでいる。特定の一実施形態では、光学的信号を一次変調して、変調ビットストリームを出力する。もう一つの実施形態では、光学的信号をＮＲＺＩ変調を介して一次変調する。ステップ２０４において、１のビット状態を含む多数のビットの各々を二次変調して多数の二次変調ビットを出力する。一実施形態では、１のビット状態を含む多数のビットを位相変調する。実施形態の一例では、１のビット状態を含む多数のビットを離散型で位相変調する。非限定的な一例では、離散型の位相変調は格子符号を表わす。もう一つの例では、離散的な位相変調は前方誤り訂正符号化を用いる。もう一つの実施形態では、１のビット状態を含む多数のビットを深さ変調する。さらにもう一つの実施形態では、１のビット状態を含む多数のビットを振幅変調する。ステップ２０６では、多数の二次変調ビットの各々を示す多数のマークを記憶媒体に形成する。明確に述べると、単一のマークが可能なマーク集合から選択されて、この単一の選択されたマークが所与の時間間隔で書き込まれる。特定の一実施形態では、微小反射体の階段式パターンが記憶媒体の単一の層の多数のトラックに沿って形成される。もう一つの実施形態では、微小反射体の階段式パターンが、記憶媒体の多数の層にわたって形成される。

このように、以上に述べた改良型データ記憶のシステム及び方法の様々な実施形態は、改善された特徴を有するディスクを製造する方法を提供し、このディスクは下位互換性とも呼ばれる既存の形式について設計された光ドライブを用いて再生され得る。これらのシステム及び方法は、付加的なオプションのマルチメディア・コンテンツを含めて多世代の装置によって読み取り可能な記録形式を含むディスクの生産に既存の製造工程を用いることができるため、対費用効果が高く効率のよい製造を可能にする。上位技術による光ドライブ（第二世代ドライブ）は付加的なコンテンツを再生し、非上位技術による光ドライブ（第一世代ドライブ）はオプションのマルチメディア以外のコンテンツを読み取る。続いて、これらの手法は、製造者、配給者及び販売組織に対して対費用効果の高い手段を提供する。というのは、異なるマルチメディア・コンテンツを収容するために付加的なディスクが用いられていた場合には別個の会計、広告及び取り扱い手順が要求されていたからである。これらの手法及びシステムはまた、データ記憶及びデータ速度を高めることを可能にする。

言うまでもなく、上述のような全ての目的又は利点が任意の特定の実施形態に従って必ずしも達成される訳ではないことを理解されたい。従って、例えば当業者は、本書に記載されるシステム及び手法が、本書に教示されているような一つ又は一群の利点を達成する又は最適化するような態様で具現化され又は実施され得るのであって、本書に教示され又は示唆され得るような他の目的又は利点を必ずしも達成せずに具現化され又は実施され得ることを認められよう。

さらに、当業者は、異なる実施形態からの様々な特徴の互換性を認められよう。例えば、一実施形態に関して記載された異なる分解能の映画を含むディスクを、もう一つの実施形態に関して記載された二次変調として振幅変調ビットストリームと共に用いるように構成することができる。同様に、所載の様々な特徴は各々の特徴の他の公知の均等構成と共に、本開示の原理に従ってさらに他のシステム及び手法を構築するように当業者によって混合され適合させられ得る。

本発明の幾つかの特徴のみを本書で図示して説明したが、当業者には多くの改変及び変形が想到されよう。従って、特許請求の範囲は、本発明の真意に含まれるような全ての改変及び変形を網羅するものと理解されたい。

１０ 光記録／読み取りシステム
１２ 光記憶ディスク
１４ 光学要素
１８ 反射光ビーム
２０ 結合
２２ 光ドライブ電子回路パッケージ
２４ 追従サーボ
２６ 機械式作動装置
２８ プロセッサ
３０ モータ制御器
３２ 電力
３４ スピンドル・モータ
３６ スピンドル
３８ ランダム・アクセス・メモリ又はＲＡＭ
４０ 読み出し専用メモリ又はＲＯＭ
４２ パネル制御部
４４ 遠隔受信器
４６ 制御信号
４８ 遠隔制御部
５０ 網インタフェイス
５２ 消費者向け電子回路ディジタル・インタフェイス
５４ ディジタル−アナログ信号プロセッサ
５６ 記録されるべきデータ
６４ アルゴリズム
７２ 一次変調
７４ 一次変調データ
７６ 判定ステップ
８２ 二次変調
８４ 二次変調後の出力
８６ 記録される二次変調後の出力
１０２ 出力
１０３ 縞
１０４ 格子
１２２、１２４、１２６、１２８、１３２ 格子のシンボル表現
１４２、１４４、１４６、１４８、１５０ 直角表現
１６４ 第一象限
１６６ 第二象限
１６８ 第三象限
１７２ 第四象限
２００ 記憶媒体にデータを記憶させる方法

Claims (8)

1. 記憶媒体にデータを記憶させる方法（２００）であって、
   １及び０のビット状態を含む複数のビットを含む変調ビットストリームを受け取るステップ（２０２）と、
   複数の二次変調ビットを出力するために前記１のビット状態を含む前記複数のビットの各々を二次変調するステップ（２０４）と、
   前記複数の二次変調ビット、及び前記変調ビットストリームの前記０のビット状態を含む前記複数のビットの各々を示す複数のマークを前記記憶媒体に形成するステップ（２０６）と
   を備え、
   前記複数のマークを形成する前記ステップは、前記記憶媒体の単一の層の多数のトラックに沿って微小反射体の階段式干渉パターンを形成するステップを含んでいる、
   方法（２００）。
2. 記憶媒体にデータを記憶させる方法（２００）であって、
   １及び０のビット状態を含む複数のビットを含む変調ビットストリームを受け取るステップ（２０２）と、
   複数の二次変調ビットを出力するために前記１のビット状態を含む前記複数のビットの各々を二次変調するステップ（２０４）と、
   前記複数の二次変調ビット、及び前記変調ビットストリームの前記０のビット状態を含む前記複数のビットの各々を示す複数のマークを前記記憶媒体に形成するステップ（２０６）と
   を備え、
   前記複数のマークを形成する前記ステップは、前記記憶媒体の単一の層の多数のトラックに渡って微小反射体の階段式干渉パターンを形成するステップを含んでいる、
   方法（２００）。
3. 前記変調ビットストリームを出力するために光学的信号を一次変調するステップを含んでいる請求項１または２に記載の方法（２００）。
4. 前記二次変調するステップは、前記変調ビットストリームを位相変調するステップを含んでいる、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法（２００）。
5. 前記位相変調するステップは、前記変調ビットストリームを離散型で位相変調するステップを含んでいる、請求項４に記載の方法（２００）。
6. 記憶媒体（１２）用の光記録システム（１０）であって、
   １及び０のビット状態を含む複数のビットを含む変調ビットストリームを出力するためにチャネルのビットを変調して、
   複数の二次変調ビットを出力するために前記１のビット状態を含む前記複数のビットの各々を二次変調する
   ように構成されているプロセッサ（２８）と、
   該プロセッサ（２８）に電気的に結合されており、
   前記プロセッサ（２８）から１又は複数の命令信号を受け取って、
   前記複数の二次変調ビットを示す複数のマイクロホログラムを含む複数のマークを前記記憶媒体に形成するように１又は複数の光学的構成要素（１４）を作動させる
   ように構成されている光ドライブ電子回路ユニット（２２）と
   を備えた光記録システム（１０）。
7. 前記二次変調ビット（８４）は、複数の位相変調ビット、深さ変調ビット、振幅変調ビット又はこれらの組み合わせの少なくとも一つを含んでいる、請求項６に記載の光記録システム（１０）。
8. 複数のマイクロホログラムを含む記憶媒体（１２）用の光学式読み取り器（１０）であって、
   変調ビットストリームの０のビット状態を含む複数のビットと複数の二次変調ビット（８６）とを含む前記記憶媒体（１２）から反射光ビーム（１８）を検出して、
   前記変調ビットストリームの前記０のビット状態を含む複数のビット、又は
   前記変調ビットストリームの前記０のビット状態を含む前記複数のビット及び前記複数の二次変調ビット（８６）
   の何れか一方を前記反射光ビームにおいて検出する
   ように構成されている光ドライブ電子回路ユニット（２２）
   を備え、
   前記光ドライブ電子回路ユニット（２２）がホモダイン検出器を備える、
   光学式読み取り器（１０）。