(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィー格納媒体上に記録する方法であって、
該方法は、
ビームでホログラフィーマスターデータマスクを照らすことであって、該ホログラフィーマスターデータマスクは、データを含む情報層を備え、該情報層は、複数のデータページを含み、該複数のデータページのそれぞれのデータページは、該情報層の該データの一部を含み、該ホログラフィーマスターデータマスクは、該ビームで該ホログラフィーマスターデータマスクが照らされる前にマスターホログラフィー格納媒体にホログラフィーにより記録されている、ことと、
該ホログラフィーマスターデータマスクが、該ホログラフィーマスターデータマスクから変調ビームが出力されるように、該ビームの位相および振幅のうちの少なくとも１つを変調することであって、該変調ビームの位相および振幅は、該複数のデータページのデータを表す、ことと、
該変調ビームおよび参照ビームを該ホログラフィー格納媒体に伝搬することにより、該参照ビームが該ホログラフィー格納媒体内で該変調ビームと干渉することにより、該ホログラフィーマスターデータマスクの該複数のデータページからのデータがホログラフィーにより該ホログラフィー格納媒体に同時に記録されることと
を包含し、
該ホログラフィーマスターデータマスクは、隣接するホログラムが該ホログラフィーマスターデータマスク内で空間的に少なくとも部分的に重なるように、該マスターホログラフィー格納媒体にホログラフィーにより記録されており、ホログラムを記録する際に、該ビームのビームウェストは、該ホログラフィーマスターデータマスク内においてホログラム間で有意なビームの重なりが存在するように、該ホログラフィーマスターデータマスクの外側に配置される、方法。
【請求項２】
前記記録されたデータページのそれぞれは、他の該記録されたデータページから１ミクロン〜１０ｍｍだけ離れている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記記録されたデータページの少なくとも１つは、少なくとも別の該記録されたデータページと空間的に重なっている、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記変調ビームが伝搬されることにより、前記情報層は、前記ホログラフィー格納媒体の外部に位置する平面に結像される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ホログラフィーマスターデータマスクは、収束ビームによって照らされる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ホログラフィー格納媒体を、前記変調ビームが少なくとも１つの光学素子によって結像されて前記情報層のフーリエ変換面を形成する位置に位置付けることをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ホログラフィー格納媒体を、前記変調ビームが少なくとも１つの光学素子によって結像されて前記情報層の画像面を形成する位置に位置付けることをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記変調ビームは、レンズ無しで前記ホログラフィー格納媒体に伝搬される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ホログラフィーマスターデータマスクの複数のデータページからのデータは、異なる情報層が前記ホログラフィー格納媒体上への記録の間に前記ホログラフィー格納媒体から異なる距離に結像されるように、前記マスターホログラフィー格納媒体上に記録されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ホログラフィー格納媒体は、矩形のカードの形状である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ホログラフィー格納媒体は、ディスクの形状である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ホログラフィーマスターデータマスクは、前記情報層を結像するように適応されたリソグラフィーデータマスクを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ホログラフィーマスターデータマスクは、前記情報層を結像するように適応された空間光変調器を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記変調ビーム内でデータページのフーリエ変換パターンに配置された開口部の使用をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
光学素子であって、所定の範囲内の入射角で該光学素子に入射する光を選択的に伝達し、前記変調ビーム内に配置された光学素子の使用をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ホログラフィーマスターデータマスクは、前記ビームで前記ホログラフィーマスターデータマスクが照らされる前に該ホログラフィーマスターデータマスクに記録された複数のデータページを有する複数の情報層を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数の情報層は、少なくとも１つの多重化技術を用いて前記ホログラフィー格納媒体上に多重化される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
複数の情報層は、少なくとも１つの多重化技術を用いて前記ホログラフィー格納媒体上に多重化される、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
複数のデータページを有する一連の情報層は、異なる情報層のデータページが前記ホログラフィー格納媒体の同一位置にあるように、アライメントされる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
複数のデータページを有する一連の情報層が予め選択された配置にアライメントされることにより、前記ホログラフィー格納媒体の信頼性が決定され得る、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記情報層は、前記ホログラフィー格納媒体上に波長多重化される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
ホログラフィー格納媒体に記録するシステムであって、
該システムは、
ビームと参照ビームとを生成する光源と、
マスターホログラフィー格納媒体上にホログラフィーにより記録されたホログラフィーマスターデータマスクであって、該ホログラフィーマスターデータマスクは、データを含む情報層を備え、該情報層は、複数のデータページを含み、該複数のデータページのそれぞれのデータページは、該情報層の該データの一部を含み、該ホログラフィーマスターデータマスクは、変調ビームの位相および振幅が該複数のデータページのデータを表すように、該光源からの該ビームの位相および振幅のうちの少なくとも１つを変調し、該ビームは、該複数のデータページからのデータがリレーされて、該変調ビームが該ホログラフィー格納媒体内で該参照ビームと干渉することにより、ホログラフィーにより記録されるように適応される、ホログラフィーマスターデータマスクと
を含み、
該ホログラフィーマスターデータマスクは、隣接するホログラムが該ホログラフィーマスターデータマスク内で空間的に少なくとも部分的に重なるように、該マスターホログラフィー格納媒体上にホログラフィーにより記録されており、ホログラムを記録する際に、該ビームのビームウェストは、該ホログラフィーマスターデータマスク内においてホログラム間で有意なビームの重なりが存在するように、該ホログラフィーマスターデータマスクの外側に配置される、システム。
【請求項２３】
前記複数のデータページのうちの１つのデータページからのデータを表す変調された光は、前記変調ビームが少なくとも１つの光学素子によって結像されて該データページの画像面を形成する位置の後ろで収束する、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記ホログラフィー格納媒体は、前記変調ビームが少なくとも１つの光学素子によって結像されて前記情報層のフーリエ変換面を形成する位置に位置付けられる、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２５】
前記ホログラフィー格納媒体は、前記変調ビームが少なくとも１つの光学素子によって結像されて前記ホログラフィーマスターデータマスクのフーリエ変換面を形成する位置に位置付けられる、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２６】
前記変調ビームが少なくとも１つの光学素子によって結像されて前記ホログラフィーマスターデータマスクのフーリエ変換面を形成する位置においてフィルターをさらに含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２７】
前記ホログラフィーマスターデータマスク、前記ホログラフィー格納媒体および光学素子のうちの少なくとも１つを移動させるように適応された再配置機構をさらに含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２８】
光学素子のアレイをさらに含み、１つの光学素子は前記ホログラフィーマスターデータマスクの各データページにアライメントされる、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２９】
前記変調ビーム内に配置された位相マスクをさらに含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項３０】
前記変調ビーム内に配置された４−Ｆ光学系をさらに含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項３１】
前記複数のデータページの各々のデータを表す変調された光を前記変調ビームの伝播方向と実質的に平行に伝播させるように前記変調ビーム内に配置された光学素子をさらに含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項３２】
前記ホログラフィーマスターデータマスクは、空間光変調器を含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項３３】
ホログラフィー格納媒体に記録する方法であって、
ビームでホログラフィーマスターデータマスクを照らすことであって、該ホログラフィーマスターデータマスクは、データを含む情報層を備え、該情報層は、複数のデータページを含み、該複数のデータページのそれぞれのデータページは、該情報層の該データの一部を含み、該ホログラフィーマスターデータマスクは、該ビームで該ホログラフィーマスターデータマスクが照らされる前にマスターホログラフィー格納媒体上に記録されている、ことと、
該ホログラフィーマスターデータマスクが、該ホログラフィーマスターデータマスクから変調ビームが出力されるように、該ビームの位相および振幅のうちの少なくとも１つを変調することであって、該変調ビームの位相および振幅は、該複数のデータページからのデータを表す、ことと、
該変調ビームを該ホログラフィー格納媒体に伝播することと、
参照ビームを該ホログラフィー格納媒体に伝搬することにより、該変調ビームと干渉することにより、該情報層の該複数のデータページのデータをホログラフィーにより該ホログラフィー格納媒体に同時に記録することと
を包含し、
該ホログラフィーマスターデータマスクは、隣接するホログラムが該ホログラフィーマスターデータマスク内で空間的に少なくとも部分的に重なるように、該マスターホログラフィー格納媒体上に記録されており、ホログラムを記録する際に、該ビームのビームウェストは、該ホログラフィーマスターデータマスク内においてホログラム間で有意なビームの重なりが存在するように、該ホログラフィーマスターデータマスクの外側に配置される、方法。
【請求項３４】
前記ホログラフィーマスターデータマスクは、２つ以上のホログラフィーにより多重化された情報層を含み、複数の情報層は、前記マスターホログラフィー格納媒体から前記ホログラフィー格納媒体に記録される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記ホログラフィー格納媒体は、書き換え不可能な追記型媒体を含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
前記複数のデータページのうちの１つのデータページのデータを表す変調された光は、
該データページの画像面の後ろで収束する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記情報層の前記複数のデータページのデータを表す変調された光は、該記録された情報層の伝播方向と実質的に平行に伝播する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記複数の情報層は、異なる情報層に対して画像焦点面が異なるように前記ホログラフィーマスターデータマスクに格納されており、異なる情報層に対して画像焦点面が異なるように前記ホログラフィー格納媒体に記録される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
ホログラフィー格納媒体に情報を記録する方法であって、
該方法は、
該ホログラフィー格納媒体の中心からの２つ以上の異なる距離で、複数のデータマスクに記憶されたデータを、異なるデータマスクに対して画像焦点面が異なるように、該ホログラフィー格納媒体に多重化することを包含し、
該複数のデータマスクのそれぞれのデータマスクは、該複数のデータマスク内のデータを該ホログラフィー格納媒体に多重化する前に、オリジナルホログラフィー格納媒体に記録されており、
該複数のデータマスクは、データを含む情報層を備え、該情報層は、複数のデータページを含み、該複数のデータページのそれぞれのデータページは、該情報層の該データの一部を含み、
該複数のデータマスクは、該複数のデータマスクに入射するビームの位相および振幅のうちの少なくとも１つを変調し、
該変調ビームの位相および振幅は、該複数のデータページのデータを表し、
該複数のデータマスクに記憶されたデータを多重化することは、該変調ビームおよび参照ビームを該ホログラフィー格納媒体に伝播することにより、該参照ビームが該ホログラフィー格納媒体内で該変調ビームと干渉することにより、該データマスクの該複数のデータページからのデータがホログラフィーにより該ホログラフィー格納媒体に同時に記録されることを含み、
該複数のデータマスクは、隣接するホログラムが該ホログラフィー格納媒体内で空間的に少なくとも部分的に重なるようにホログラフィーにより該ホログラフィー格納媒体に記録されており、ホログラムを記録する際に、該ビームのビームウェストは、該ホログラフィー格納媒体内においてホログラム間で有意なビームの重なりが存在するように、該複数のデータマスクの外側に配置される、方法。
【請求項４０】
レンズを変化させて、２つ以上の異なる距離で前記複数のデータマスクを格納することをさらに包含する、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記ホログラフィー格納媒体の相対位置を変化させて、２つ以上の異なる距離で前記複数のデータマスクの前記複数のデータページからのデータを格納することをさらに包含する、請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記ホログラフィー格納媒体に格納された前記データマスクの前記複数のデータページからのデータの少なくとも一部を第２のホログラフィー格納媒体に格納することをさらに包含する、請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
前記格納されたデータマスクは、異なるデータマスクに対して画像焦点面が異なるように、前記第２のホログラフィー格納媒体に格納される、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記データマスクは、異なるデータマスクに対して画像焦点面が異なるような多重化を介した前記ホログラフィー格納媒体の読み出しである、請求項３９に記載の方法。
【請求項４５】
前記複数のデータマスクは、空間光変調器を含む、請求項３９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願についての相互参照）
本出願は、本明細書中全体に参考として援用される、２００２年１１月２２日に出願された「Ａ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＩＭＰＬＥＭＥＮＴＩＮＧ  Ａ  ＰＡＧＥ  ＢＡＳＥＤ  ＨＯＬＯＧＲＡＰＨＩＣ  ＲＯＭ」称された米国仮特許出願番号第６０／４２９，０１２号、および、２００３年９月８日に出願された米国特許出願番号第１０／６５８，０５５号の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、概して、ホログラフィーデータ格納媒体およびシステム、より具体的には、ページに基づくホログラフィーＲＯＭ格納媒体を記録し、そして読み込む方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ホログラフィーデータ格納システムは、ホログラフィー格納媒体における参照ビームと干渉する信号ビームの概念に基づく情報またはデータを格納する。信号ビームと参照ビームとの干渉は、感光性高分子または光屈折結晶のような格納または記録媒体のボリュームにインプリントされた様々な屈折率および／または吸収のパターンとして、データ要素のホログラフィー表現、すなわち、ホログラムを生成する。物体ビームと呼ばれるデータ符号化された信号ビームを参照ビームと合成することは、格納媒体において干渉パターンを生成し得る。例えば、空間光変調器（ＳＬＭ）またはリソグラフィックデータマスクは、データ符号化された信号ビームを生成し得る。干渉パターンは、ホログラムを発生する格納媒体において材料変質を引き起こす。格納媒体におけるホログラムの形成は、概して、信号ビームと参照ビームとの相対方位角および偏光状態ならびに信号ビームと参照ビームとの間の位相角の作用である。ホログラムはまた、信号ビームおよび参照ビームが格納媒体に投影される波長および角度に依存する。ホログラムが格納媒体において生成された後、参照ビームを格納媒体に投影する工程は、元のデータ符号化された信号ビームにインタラクトし、この信号ビームを再構成する。再構成された信号ビームは、ＣＭＯＳ光検出器アレイ等の検出器を用いることによって、検出され得る。取り出されたデータは、次に、光検出器アレイによって、元の符号化されたデータに逆符号化され得る。
【０００４】
基本的なホログラフィーシステムは、図１に示される。ホログラフィー格納システムは、光源１１０、例えば、光のコヒーレントビームを提供するレーザーを含む。ビームスプリッタ１１４は、レーザービームを物体ビームと参照ビームとに分割するように位置される。物体ビームは、二次元画像としての情報を用いて符号化されるＳＬＭまたはデータマスク１１６に向けられ、そしてミラー１３０を介して参照ビームと干渉するミラー１１８およびレンズ１２０によって、記録格納媒体１２４に向けられる。複雑な干渉パターンは、物体ビームと参照ビームとが相互作用する記録媒体１２４に記録される。第１の画像または層が記録され、システムは、さらなる画像が記録媒体１２４に記録されることを可能にするように修正され得る。例えば、参照ビームの角度および／または波長を修正することによって、連続する画像は格納媒体１２４に記録され得る。
【０００５】
特定の画像は、画像を格納するために用いられる元の参照ビームに類似する参照ビームを有する格納媒体１２４から取り出され得る。光は、格納されたホログラムに従って、格納媒体１２４によって回折され、そして記録媒体１２４に格納される二方向画像は、レンズ１２６によって光検出器アレイ１２８に向けられる。
【０００６】
ホログラフィーリードオンリメモリ（ホログラフィーＲＯＭまたはＨＲＯＭ）格納媒体
は、周知である。過去において、ホログラフィー情報は、連続するデータビットを記録する物体ビームと参照ビームとを有するＨＲＯＭ上の連続して並ぶ異なる位置によって、徐々に増加するようにＨＲＯＭディスクフォーマットに記録されてきた。異なる情報は、例えば、空間光変調器（ＳＬＭ）または連続するデータマスクを介して与えられる情報を変更することによって、個々の連続する位置で記録され得る。特許文献１は、例示的な従来記録技術のいくつかの実施例を記述し、本明細書中全体に参考として援用される。さらに、複数のホログラムは、例えば、波長多重化、角度多重化、偏位多重化、焦点を共有した多重化または他の多重化技術を介して、虚像層に積み重ねられ得る。積み重なる個々のホログラムは、「ページ」が共に格納されるビットまたはピクセルデータ、例えば２０４８×２０４８アレイまたは１０×１０アレイの集合である情報のページを含み得る。特許文献２は、例示的なボリュームを記録する従来技術のいくつかの実施例を記述し、本明細書中全体に参考として援用される。さらに、記録技術およびＨＲＯＭのビットごとの取り出しを記述する別の引例は、非特許文献１を含む。
【特許文献１】米国特許第６，２７２，０９５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３２２，９３３号明細書
【非特許文献１】Ｓｏｎｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｅｒｎｅｓｔ  Ｃｈｕａｎｇら、「Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  ＲＯＭ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ」、２００２年７月８日、米国ハワイ州、Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄａｔａ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ホログラムを記録するそのような方法の１つの欠点は、位置ごとまたはビットごとを基準として、徐々に増加するように情報を記録するために、相当な時間が必要とされることである。従って、ホログラフィー画像全体または情報の「層」が格納媒体全体にわたって同時に記録される、改良された記録処理が提案された。例示的な方法は、平面波物体／信号ビームを生成するように情報を用いて符号化された透過型光媒体、例えば、透過型リソグラフィックデータマスクを介して、平面波ビームが光ることを含む。符号化平面波物体ビームは、格納媒体の一表面を照らす。例えば、円錐平面波参照ビームは、ホログラフィー格納媒体の反対側の表面を照射し得る。物体ビームおよび参照ビームは、格納媒体内で情報層を生成するために、ホログラフィー格納媒体内で干渉する。
【０００８】
媒体に格納されるデータの読み出しは、元の記録パスをリトレースする後方伝搬信号ビームを再構成するように、データを記録するために用いられる同じ参照ビームを用いるか、または共役読み出し（すなわち、反対方向に伝搬される元の参照ビームに類似する）ビームを用いることによって、続いて達成され得る。格納された情報は、例えば、上で参照されたＳｏｎｙ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのアプローチにおいて説明されるような連続する様式において１回につき１ビットまたは１回につき数ビット、ビットごとの様式で読み出される。システムのピックアップレンズは、読み出しビームを用いて生成されたデータの実像を、各々に対して平行移動および／または回転するホログラフィー媒体および／またはドライブとして、適切な検出器に焦点を当て得る。
【０００９】
上記の記録方法の１つの欠点は、情報が、典型的には、連続する様式で１回につき１ビットまたは１回につき数ビット読み出される。このように、比較的高い平行読み出しレートをより容易に可能にするホログラフィー格納媒体を記録する必要がある。具体的には、少なくとも一度に１ページの情報、例えば、平行する多数のビットの平行読み出しの必要がある。さらに、ビットごとの読み出しアーキテクチャは、概して、十分な送信速度を得るためにディスクを回転させる実行を制限する。格納カードのような新しく、より小型で携帯可能なフォーマットが実用的にされることを可能にし得るページのような読み出しの必要がある。以前に提案された記録方法の別の欠点は、ホログラフィーグラフィック格納
媒体、例えば、ＨＲＯＭ媒体に複数のデータマスクをアライメントし、記録するために必要なアライメントおよび時間を含む。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの局面では、ホログラフィー格納媒体を記録するための方法が提供される。本発明のこの局面の１つの例では、方法は、ビームによってデータマスクを照射し、かつ、ホログラフィー格納媒体内に結果として生じる変調されたビームを記録するステップであって、データマスクは、複数のデータページに分割される情報層を含む、ステップと、情報層の複数のデータページを同時にホログラフィー格納媒体上に記録するために、ホログラフィー格納媒体に参照ビームを伝播するステップとを包含する。
【００１１】
本発明の別の局面では、ホログラフィー媒体および／またはホログラフィーマスタデータマスクを記録するための方法が提供される。本発明のこの局面の１つの例では、方法は、ホログラフィクマスタデータマスク内に少なくとも１つの情報層を格納するステップと、格納された情報層を再構築し、かつ、物体ビームによってホログラフィー格納媒体内に情報層を格納するために、ホログラフィーマスタデータマスクを照射するステップと、そこに情報層を記録するために、ホログラフィー格納媒体に参照ビームを伝播するステップとを包含する。
【００１２】
本発明の別の局面では、ホログラフィー媒体に情報を格納するためのデータマスクが提供される。１つの例では、データマスクは、ホログラフィー媒体にリレーされるように適用される情報層を含み、ここで、情報層は、複数のデータページに分割される。
【００１３】
本発明の別の局面では、ホログラフィー媒体を読み込むための様々な方法が提供される。１つの例では、ホログラフィー格納媒体を読み込むための方法は、参照ビームを提供するステップと、ホログラフィー格納媒体からある距離を隔てて配置される検出器によって、ホログラフィー格納媒体内に格納された情報を検出するステップとを包含し、ここで、ホログラフィー格納媒体は、そこに格納される複数のデータページに分割され、かつ、検出器と一定の距離を隔てて検出されるように適応される少なくとも１つの情報層を含む。
【００１４】
本発明の別の局面では、焦点を共有してホログラフィー格納媒体に情報を記録するための方法が提供される。１つの例では、方法は、ホログラフィー格納媒体の中心から２つ以上の異なる距離で、焦点を共有してホログラフィー格納媒体内に複数のデータマスクを多重化するステップを含み、ここで、少なくとも１つのデータマスクは、複数のデータページに分割される情報層を含む。
【００１５】
本発明による方法は、ホログラフィー格納媒体に記録する方法であって、ビームでデータマスクを照らして、生じた変調ビームを該ホログラフィー格納媒体に記録するステップであって、該データマスクは、多数のデータページに分割される情報層を含む、ステップと、参照ビームを該ホログラフィー格納媒体に伝搬して、該データマスクの該多数のデータページを該ホログラフィー格納媒体に同時に記録するステップとを包含し、これにより上記目的を達成する。
【００１６】
前記記録されたデータページは、約１ミクロン〜１０ｍｍだけ離れてもよい。
【００１７】
前記記録されたデータページは、空間的に重なっていてもよい。
【００１８】
前記情報層は、前記ホログラフィー格納媒体の外部に位置する平面に伝搬されてもよい。
【００１９】
前記情報層は、ＶａｎｄｅｒＬｕｇｔ結像システムによって、前記ホログラフィー格納媒体に伝搬されてもよい。
【００２０】
前記ホログラフィー格納媒体を前記データマスクのフーリエ変換面近くに位置付けるステップをさらに包含してもよい。
【００２１】
前記ホログラフィー格納媒体を前記データマスクの画像面近くに位置付けるステップをさらに包含してもよい。
【００２２】
前記データマスクは、レンズ無しで前記ホログラフィー格納媒体に伝搬されてもよい。
【００２３】
前記物体ビームは、多数のデータマスクを記録するように焦点を共有して多重化されてもよい。
【００２４】
前記ホログラフィー格納媒体は、矩形のカードを含んでもよい。
【００２５】
前記ホログラフィー格納媒体は、ディスクを含んでもよい。
【００２６】
前記データマスクは、前記情報層をイメージングするように適応されたリソグラフィーデータマスクを含んでもよい。
【００２７】
前記データマスクは、前記情報層をイメージングするように適応された空間光変調器を含んでもよい。
【００２８】
前記ホログラフィー格納媒体は、多起源の（ｐｏｌｙｔｏｐｉｃ）または角度のフィルターを含んでもよい。
【００２９】
前記データマスクは、前に記録された情報層を有するホログラフィー格納媒体を含んでもよい。
【００３０】
前記データマスクは、複数の前に記録された情報層を有するホログラフィー格納媒体であって、該情報層は、その中に多数のデータページを有する、ホログラフィー格納媒体を含んでもよい。
【００３１】
前記複数の情報層は、少なくとも１つの多重化技術を用いて前記ホログラフィー格納媒体上に多重化されてもよい。
【００３２】
複数の情報層は、少なくとも１つの多重化技術を用いて前記ホログラフィー格納媒体上に多重化されてもよい。
【００３３】
多数のデータページを有する連続的な情報層は、データページの多数のスタックを定義するようにアライメントされてもよい。
【００３４】
多数のデータページを有する連続的な情報層が予め選択された配置にアライメントされることにより、前記媒体の信頼性（ａｕｔｈｅｎｔｉｃｉｔｙ）が決定され得てもよい。
【００３５】
前記情報層は、多起源、および、多重化された波長であってもよい。
【００３６】
前記ホログラフィー格納媒体は、ホログラフィーリードオンリーメモリを含んでもよい。
【００３７】
上記に記載の方法によって記録されたホログラフィー格納媒体。
【００３８】
本発明によるデータマスクであって、ホログラフィー媒体に情報を格納するデータマスクであって、リレーされて、ホログラフィー媒体に記録されるように適応された情報層を有するデータマスクであって、該情報層は、複数のデータページにグループ化される、データマスクを含み、これにより上記目的を達成する。
【００３９】
前記データマスクは、リソグラフィーマスクを含んでもい。
【００４０】
前記データマスクは、前記情報層を有するホログラフィー格納材料であって、該情報層は、その中に情報が記録される、ホログラフィー格納材料を含んでもよい。
【００４１】
前記データマスクは、空間光変調器を含んでもよい。
【００４２】
前記データマスクは、多数の情報層を含んでもよい。
【００４３】
前記複数の層は、１つ以上の多重化する方法を通して格納され得てもよい。
【００４４】
本発明によるシステムは、ホログラフィー格納媒体に記録するシステムであって、光源と、リレーされて、ホログラフィー格納媒体に記録されるように適応された情報層を有するデータマスクであって、該情報層は、多数のデータページにグループ化される、データマスクとを含み、これにより上記目的を達成する。
【００４５】
ＶａｎｄｅｒＬｕｇｔ結像システムをさらに含んでもよい。
【００４６】
前記ホログラフィー格納媒体は、前記情報層のフーリエ変換面近くに位置付けられてもよい。
【００４７】
前記ホログラフィー格納媒体は、前記データマスクのフーリエ変換面近くに位置付けられてもよい。
【００４８】
前記データマスクのフーリエ変換面においてフィルターをさらに含んでもよい。
【００４９】
前記データマスク、前記ホログラフィー格納媒体および光学素子のうちの少なくとも１つを移動させるように適応された再配置機構をさらに含んでもよい。
【００５０】
前記データマスクの各データページに対する光学素子をさらに含んでもよい。
【００５１】
位相マスクをさらに含んでもよい。
【００５２】
４−Ｆ光学系をさらに含んでもよい。
【００５３】
実質的にテレセントリックな光学素子をさらに含んでもよい。
【００５４】
前記データマスクは、ホログラフィー格納媒体を含んでもよい。
【００５５】
前記データマスクは、空間光変調器を含んでもよい。
【００５６】
前記データマスクは、前記情報層を有するホログラフィー格納材料であって、該情報層
は、その中に格納される、ホログラフィー格納材料を含んでもよい。
【００５７】
ホログラフィー格納媒体に記録する方法であって、ホログラフィーマスターデータマスクを照らして、該ホログラフィーマスターデータマスクから格納された情報層を再生し、物体ビームによってホログラフィー格納媒体上に該情報層を記録するステップであって、該ホログラフィーマスターデータマスクは、ホログラフィー格納材料を含む、ステップと、参照ビームを該ホログラフィー格納媒体に伝搬して、該情報層を記録するステップとを包含し、これにより上記目的を達成する。
【００５８】
前記少なくとも１つの情報層は、同時に記録される多数のデータページに分割されたデータの１つの層を含んでもよい。
【００５９】
２つ以上の情報層は、前記ホログラフィーマスターデータマスクに格納され、多数の情報層を該ホログラフィー格納媒体に格納するように多重化されてもよい。
【００６０】
前記ホログラフィー格納媒体は、ホログラフィーリードオンリーメモリ媒体を含んでもよい。
【００６１】
前記ホログラフィーマスターデータマスクは、ＶａｎｄｅｒＬｕｇｔ結像システムによって、前記ホログラフィー格納媒体上にイメージングされてもよい。
【００６２】
前記ホログラフィー格納媒体は、前記ホログラフィー格納媒体上に記録する場合、前記ホログラフィーマスターデータマスクの少なくとも１つの情報層のフーリエ変換面近くに位置付けらてもよい。
【００６３】
前記ホログラフィー格納媒体上に記録する場合、前記ホログラフィーマスターデータマスクの前記フーリエ変換面においてフィルターをさらに含んでもよい。
【００６４】
前記ホログラフィー格納媒体は、実質的にテレセントリックなシステムに記録されてもよい。
【００６５】
多数の情報層は、前記ホログラフィーマスターに焦点を共有して格納され、記録する場合に前記ホログラフィー格納媒体上に焦点を共有して多重化されてもよい。
【００６６】
多数の情報層は、前記ホログラフィーマスターに多起源に格納され、記録する場合に、前記ホログラフィー格納媒体上に多起源に多重化されてもよい。
【００６７】
上記に記載の方法によって記録されるホログラフィー格納媒体。
【００６８】
本発明による方法は、情報をホログラフィー媒体に記録する方法であって、情報を有するデータマスクの準フーリエ変換面近くに該ホログラフィー格納媒体を位置付けるステップであって、該情報は、該データマスクに格納される、ステップと、該データマスクから該情報を該ホログラフィー格納媒体に格納するステップであって、該データマスクは、該ホログラフィー媒体上に同時に記録される多数のデータページを含む、ステップとを包含し、これにより上記目的を達成する。
【００６９】
前記ホログラフィー媒体を準フーリエ変換面に位置付けるステップは、ＶａｎｄｅｒＬｕｇｔ結像システムを含んでもよい。
【００７０】
前記フーリエ変換面においてフィルターをさらに含んでもよい。
【００７１】
前記ホログラフィー媒体は、実質的にテレセントリックなシステムに記録されてもよい。
【００７２】
ブラッグベースで多重化するステップ、および、モーメントベースで多重化するステップのうちの少なくとも１つをさらに包含してもよい。
【００７３】
前記データマスクは、ホログラフィー格納媒体を含んでもよい。
【００７４】
上記に記載の方法によって記録されるホログラフィー格納媒体。
【００７５】
本発明による方法は、ホログラフィー格納媒体に情報を記録する方法であって、該ホログラフィー格納媒体の中心からの２つ以上の異なる距離で、複数のデータマスクをホログラフィー格納媒体に焦点を共有して多重化するステップであって、該データマスクの少なくとも１つは、複数のデータページに分割された情報層を含み、これにより上記目的を達成する。
【００７６】
レンズを変化させて、２つ以上の異なる距離で前記複数のデータマスクを格納するステップをさらに包含してもよい。
【００７７】
前記画像面を変化させて、２つ以上の異なる距離で前記複数のデータマスクを格納するステップをさらに包含してもよい。
【００７８】
前記ホログラフィー格納媒体の相対位置を変化させて、２つ以上の異なる距離で前記複数のデータマスクを格納するステップをさらに包含してもよい。
【００７９】
前記ホログラフィー格納媒体に格納された前記データマスクの少なくとも一部を第２のホログラフィー格納媒体に格納するステップをさらに包含してもよい。
【００８０】
前記格納されたデータマスクは、焦点を共有して多重化することによって、前記第２のホログラフィー格納媒体に格納されてもよい。
【００８１】
前記データマスクは、焦点を共有して多重化することによって、前記ホログラフィー格納媒体から読み出されてもよい。
【００８２】
前記複数のデータマスクは、空間光変調器によって形成されてもよい。
【００８３】
上記に記載の方法によって記録されたホログラフィー格納媒体。
【００８４】
本発明による方法は、焦点を共有して格納されたホログラフィー格納媒体からの情報を読み込む方法であって、該ホログラフィー格納媒体上の異なる位置で中心とした（ｃｅｎｔｅｒｅｄ）多数のデータページを有する多数の情報層を含む該ホログラフィー格納媒体を読み出しビームによって照らすステップと、該生じた再生（ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を焦点を共有してフィルタリングして、所望の情報層を選択するステップと、該選択された情報層の全データページの少なくとも一部を同時に検出するステップとを包含し、これにより上記、目的を達成する。
【００８５】
焦点を共有してフィルタリングするステップは、前記画像面にピンホールのアレイを配置するステップを包含してもよい。
【００８６】
前記ホログラフィー格納媒体までの前記検出器の距離を変化させて、前記所望の情報層を選択するステップをさらに包含してもよい。
【００８７】
レンズシステムの少なくとも一部を変化させて、前記所望の情報層を選択するステップをさらに包含してもよい。
【００８８】
画像面および検出面のうちの少なくとも１つの位置を変化させて、前記所望の情報層を選択するステップをさらに包含してもよい。
【００８９】
本発明による方法は、ホログラフィー格納媒体に格納された情報を読み込む方法であって、参照ビームによってホログラフィー格納媒体を照らすステップと、該ホログラフィー格納媒体からある距離に置かれた検出器によって、該ホログラフィー格納媒体に格納された情報を検出するステップとを包含し、該ホログラフィー格納媒体は、情報層内に格納され、かつ、該検出器の該距離で検出されるように適応された複数のデータページに分割された少なくとも１つの情報層を含み、これにより上記目的を達成する。
【００９０】
前記情報を検出するステップは、データページ全体を同時に検出するステップを包含してもよい。
【００９１】
前記情報を検出するステップは、１度にデータページのラインを検出するステップと、該データページを横切って該ライン検出器を走査するステップとをさらに包含してもよい。
【００９２】
ページの様な様式で多数のデータページを検出するステップをさらに包含してもよい。
【００９３】
前記情報を検出するステップは、位相共役参照ビームを用いるステップを包含してもよい。
【００９４】
ホログラフィー光学素子は、前記検出器に隣接して置かれてもよい。
【００９５】
前記検出器および前記ホログラフィー格納媒体のうちの少なくとも１つを再配置して、少なくとも第２のデータページを検出するステップをさらに包含してもよい。
【００９６】
前記検出器および前記ホログラフィー格納媒体のうちの少なくとも１つを再配置して、少なくとも第２の情報層を検出するステップをさらに包含してもよい。
【００９７】
前記ホログラフィー格納媒体を多重化して、情報を異なる情報層から読み出すステップをさらに包含してもよい。
【００９８】
前記多重化するステップは、波長を多重化するステップを包含してもよい。
【００９９】
前記多重化するステップは、多起源に多重化するステップを包含してもよい。
【０１００】
前記多重化するステップは、波長を多重化するステップ、および、多起源に多重化するステップを包含してもよい。
【０１０１】
前記検出器は、ＣＭＯＳおよびＣＣＤ検出器アレイのうちの少なくとも１つを含んでもよい。
【０１０２】
前記検出器は、前記格納された情報を過剰にサンプリングしてもよい。
【０１０３】
本発明による方法は、ホログラフィー格納媒体に格納された情報を読み込む方法であって、第１の位置でホログラフィー格納媒体に格納された単一のデータページに検出器をアライメントするステップであって、該格納媒体は、該媒体を通って異なる位置で中心とした（ｃｅｎｔｅｒｅｄ）多数のデータページを含む、ステップと、該第１の位置で該データページから情報を同時に検出するステップと、該ホログラフィー格納媒体を多重化して、該第１の位置でデータページのスタックにさらなるページを読み出すステップとを包含し、これにより上記目的を達成する。
【０１０４】
第２の位置で中心とした（ｃｅｎｔｅｒｅｄ）データページの第２のスタックに前記検出器をアライメントして、該第２のスタックのデータページを検出するステップをさらに包含してもよい。
【０１０５】
前記多重化する動作は、波長の多重化を含んでもよい。
【０１０６】
電界吸収型変調レーザを含むチューナブルソースを用いて、前記波長を多重化するために、該波長を変化させてもよい。
【０１０７】
レーザキャビティにＭＥＭＳ構造を含むチューナブルソースを用いて、前記波長を多重化するために、該波長を変化させてもよい。
【０１０８】
読み出し光源は、パルス状のレーザーを含んでもよい。
【０１０９】
前記多重化するステップは、多起源に多重化するステップを包含してもよい。
【０１１０】
前記多重化するステップは、波長を多重化するステップと多起源に多重化するステップとの両方を含んでもよい。
【０１１１】
データページの単一のスタックにおける異なるデータページ間のアライメントが決定されてもよい。
【０１１２】
前記決定されたアライメントは、前記ホログラフィー格納媒体を認証するために用いられてもよい。
【０１１３】
情報を検出するステップは、位相共役ビームおよび位相共役読み出しシステムを含んでもよい。
【０１１４】
前記位相共役読み出しシステムは、前記ホログラフィー格納媒体に関連してもよい。
【０１１５】
前記位相共役読み出しシステムは、位相マスクを含んでもよい。
【０１１６】
本発明によるシステムは、ホログラフィー格納媒体に格納された情報を読み込むシステムであって、光源と、ページの様な様式でホログラフィー格納媒体に格納された多数のデータページを検出するように適応された検出器とを含み、これにより上記目的を達成する。
【０１１７】
前記検出器は、センサ素子のアレイを含んでもよい。
【０１１８】
前記検出器は、ＣＭＯＳおよびＣＣＤセンサアレイのうちの少なくとも１つを含んでもよい。
【０１１９】
前記検出器は、ライン走査器を含んでもよい。
【０１２０】
前記検出器を前記ホログラフィー格納媒体に対して移動させる再配置機構をさらに含んでもよい。
【０１２１】
前記検出器、前記ホログラフィー格納媒体および光学素子のうちの少なくとも１つを移動させるように適応された再配置機構をさらに含んでもよい。
【０１２２】
ホログラフィー光学素子をさらに含んでもよい。
【０１２３】
前記検出器に隣接して配置されたホログラフィー光学素子をさらに含んでもよい。
【０１２４】
前記検出器は、光学レンズ無しで前記データページを検出してもよい。
【０１２５】
前記光源は、レーザを含んでもよい。
【０１２６】
前記レーザは、パルス状であるように構成されてもよい。
【０１２７】
前記レーザの波長は、変化してもよい。
【０１２８】
前記光源は、電界吸収型変調レーザを有するチューナブルソースを含んでもよい。
【０１２９】
前記光源は、レーザキャビティにＭＥＭＳ構造を有するチューナブルソース含んでもよい。
【０１３０】
位相マスクをさらに含んでもよい。
【０１３１】
不必要な再生を閉め出す（ｂｌｏｃｋ  ｏｕｔ）ように適応されたフィルターをさらに含んでもよい。
【０１３２】
多起源のフィルターをさらに含んでもよい。
【０１３３】
前記検出器と前記ホログラフィー格納媒体との間に配置されたフィルターをさらに含んでもよい。
【０１３４】
前記フィルターは、ピンホールのアレイを含んでもよい。
【発明の効果】
【０１３５】
ホログラフィー格納媒体に記録するおよびホログラフィー格納媒体を読み出す方法およびシステムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１３６】
本発明は、付属の図面および特許請求の範囲にあわせて、以下の詳細な説明を考慮してよりよく理解される。
【０１３７】
ホログラフィーリードオンリー媒体、すなわち、ＨＲＯＭ等のページベースのホログラフィー格納媒体記録および読み出しのための方法およびシステムが提供される。以下の説明は、任意の当業者が本発明を製作し、かつ、利用することができるように表される。特定の技術および用途の説明は、例としてのみ提供される。本明細書中に記載される例に対
する様々な改変は、当業者には容易に理解され、かつ、本明細書中に規定される一般原理は、本発明の意図および範囲から逸脱することなく、他の例および用途に適用され得る。従って、本発明は、説明され、かつ、示される例に制限されることが意図されるのではなく、本明細書中で開示される原理および特徴と一貫する最大範囲が許容されるべきである。
【０１３８】
本発明の１つの局面では、データマスクは、ホログラフィー格納媒体上の異なる位置で中心とした（ｃｅｎｔｅｒｅｄ）複数のデータページを有する仮想層またはホログラフィー画像を記録するために利用され、その結果、読み出しがページのような態様で達成され得る。１つの例では、各層内複数のデータページの同時記録が、増加した記録容量を有するＨＲＯＭ媒体の高速の複製を可能にし、ＨＲＯＭ媒体のページのような読み出しは、ビットのような読み出しよりも高速の読み出し速度を可能にする。同時に格納媒体内に複数のデータページを記録することによって回折効率が増加することが一因となって、記録容量は増加する。データ伝送速度は、１つには、ＣＤ、磁気ディスク等のシリアル格納デバイスにおいてのように媒体を移動することのないデータページ全体のパラレルな検知によって、増加する。この例は、特に、高性能カード格納デバイスを製作するのに適する。しかし、この例は、当業者に理解されるように、ディスクおよびテープ媒体等のさまざまな格納デイバス媒体および構成に適用可能である。
【０１３９】
本発明の別の局面では、１つ以上のデータマスクが、ホログラフィー媒体内に格納されて、ホログラフィー格納媒体を記録する際に利用するためのホログラフィーマスタデータマスクを生成する。１つの例では、ホログラフィーマスタデータマスクは、ＨＲＯＭ媒体等のホログラフィー格納媒体内の１つ以上のデータ層を格納するように製造され、かつ、利用される。ホログラフィーマスタデータマスクは、様々なデータマスクを移動させ、アライメントする必要がなく、異なる層を記録する間に改善された位置合わせとスピードで、様々なデータマスクを取り出すために多重化され得る。従って、ホログラフィーマスタデータマスクは、ＶａｎｄｅｒＬｕｇｔセットアップ、または、他の変換光学系を利用して格納されたデータマスクの準フーリエ変換平面に、または、側に配置され得る。ホログラフィーマスタデータマスクは、フーリエ平面または光学系の画像平面に、または、側で記録され得る。これらのシステムにおけるフーリエ変換位置は、ホログラフィーマスタデータマスクを記録する間に、高次変換コンポーネントをフィルタリングし得、ＨＲＯＭ等を記録する際に格納されたデータページ間のインターフェアレンスを低減し、それにより、読み出し性能を改善する。
【０１４０】
本発明の別の局面では、ホログラフィー格納媒体の各格納層は、マスター媒体の中心（ｃｅｎｔｅｒ）から同一距離ｄで格納される。ここで、ｄは、ホログラフィー格納媒体の外側に配置される。検出器は、格納された情報の画像平面、例えば、１以上のデータページに有利なように配置され得、その結果、情報は、レンズその他等のさらなる光学（ｏｐｔｉｃｓ）を使用することなく、直接読み出され得る。このような特徴により、よりコンパクトで簡単な読み込みデバイスシステムが可能になり得る。
【０１４１】
本発明の別の局面では、１以上のデータマスクがホログラフィー媒体またはホログラフィーマスターデータマスクに格納される場合に、データページは、波長または角度多重化等の多重化技術を用いてスタック内で多重化される。さらに、データページは、多起源（ｐｏｌｙｔｏｐｉｃ）多重化を用いて空間的にオーバーラップして格納され得る。多起源多重化は、例えば、２００３年３月１０日に出願され、「Ａ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＯＶＥＲＬＡＰＰＩＮＧ  ＨＯＬＯＧＲＡＭＳ  ＵＳＩＮＧ  ＬＯＣＡＴＩＯＮ  ＢＡＳＥＤ  ＦＩＬＴＥＲＩＮＧ  ＴＯ  ＳＥＰＡＲＡＴＡ  ＯＵＴ  ＴＨＥ  ＳＩＧＮＡＬ」と題される米国特許出願６０／４５３，５２９号に記載される。この特許は、本明細書中に全体が説明されるかのように参考として援用される。
【０１４２】
以下の記述は、本発明の種々の例および局面を含む。当業者によって認識されるように、種々の例が、特定の用途に応じて単独でまたは種々の方法およびシステムと組み合わせて用いられ得る。
【０１４３】
容積ホログラフィーは、同一のホログラフィー格納媒体内の多重層を多重化するために用いられ得る。例えば、第一の伝達可能なマスク媒体またはデータマスクは、第一の情報層でコード化され得、第二の伝達可能なマスク媒体は、第二の情報層でコード化され得る。第一および第二の伝達可能なマスク媒体からの情報は、例えば、角度または波長多重化技術を通じてホログラフィー格納媒体上に多重化され得る。このようにして、多重伝達マスク媒体（それぞれ異なる情報でコード化される）は、多重情報層を生成するために用いられ得る。すなわち、ホログラムのスタックが生成され得るが、このホログラムのスタックでは、所与のスタック内の異なる層で格納された情報が異なるまたは連続的な伝達可能なマスク媒体によって生成される。スタック内の用語「層」の使用は、論理的な説明であるか、または容積ホログラフィーレコーディングの物理的な現実性としての用語は、スタック内の全てのホログラムが同一またはほぼ同一の容積で存在し、媒体内の物理的に別個の層で存在しないということである。
【０１４４】
一つの例示的なレコーディング方法では、単一のホログラム画像または情報層に含まれる多重データページは、ホログラフィー格納媒体の少なくとも一部において並行して記録される。さらに、多重層は、データページのスタックを生成するためにホログラフィー格納媒体に記録され得る。
【０１４５】
図２Ａは、複数のデータページ２１０を含む例示的なデータマスク２００を示す。各データページ２１０は、総数数百以上の画素に達する画素のアレイを含み得る。例えば、各データページ２１０は、２０４８×２０４８の画素アレイを含み得るが、各データページ２１０の種々のサイズおよび形状が可能である。各データページは、数ミクロン以上に等しい距離だけデータマスク２００および格納媒体内で分離され得る。あるいは、例えば、多起源（ｐｏｌｙｔｏｐｉｃ）多重化が用いられる場合、データページは、以下により詳細に記載される格納媒体内でオーバーラップし得る。
【０１４６】
図２Ｂは、データマスク２００によってホログラフィー格納媒体に格納され得る情報の多重データページ２１２を有するホログラム画像またはバーチャル情報層２０２の例示的な表現を示す。各層２０２は、同時にホログラフィー媒体の一部または全体上に格納され得、その結果、共通層の多重データページ２１２は、同時に記録される。さらに、多重層２０２は、データページ２１２のスタック２１４を形成するデータページ２１２でアライメントされ得、この場合、一つのスタック２１４が、一般的に矢印によって示される。読み出しの間、検出器は、格納媒体内の１以上のデータページ２１２のスタック２１４でアライメントされ得、各データページ２１２は、ページ様式で連続的に検出または読み出される。例えば、スタック２１４の各層２０２およびデータページ２１２は、角度、波長、または他の適切な方法によって媒体に多重化され、したがって、読み出され得る。スタック２１４全体が読み出された場合、検出器および／または媒体は、別のスタック２１４に検出器をアラインメントするために平行移動および／または回転され得、そして、ページのような様態で読み出しが継続される。多起源（ｐｏｌｙｔｏｐｉｃ）多重化として参照される、以下に記載される別の例では、データページ２１０は、格納された場合に空間的にオーバーラップし得る。
【０１４７】
ホログラフィー格納媒体にわたって多重ページ２１２を含む情報層２０２を格納することは、ホログラフィー媒体のダイナミックレンジをより効率的に利用し得、これにより、媒体の格納キャパシティを増大する。概して、格納キャパシティおよび回折効率は、ホロ
グラム、この例では、情報層２０２の数が容量媒体の類似の位置に格納されるのにしたがって減少する。例えば、回折効率は、１／ｍ２に比例する。ここで、ｍは格納されたホログラム数である。しかしながら、多重データページが単一画像の部分として平行に媒体に記録される場合、回折効率の減少は、ホログラフィー格納媒体内の各データページ２１２ごとの減少ではなく、多重データページ２１２の各層２０２ごとに一回のみ（すなわち、ｍ＝１）起こる。典型的には、全データページ２１２を平行に層２０２に記録すれば、格納媒体の露出の向上された均一性に起因して、より高い格納密度およびより良好な媒体キャパシティの使用が得られるかまたは可能になる。対照的に、各データページ２１２が連続様式で記録される場合、プロセスは、各データページ２１２が同時にすなわち並行して記録される場合よりも多くの媒体ダイナミックレンジを使用する。ダイナミックレンジの相違は、少なくとも部分的に、媒体を通る伝播でより多くの媒体を露光する信号ビームおよび参照ビームのオーバーラップに起因する。これは、連続記録の間に同一の情報を記録するためのより効率的な露光を結果として生じ、並行記録より大きな媒体ダイナミックレンジを使用する。さらに、データページ２１２の局在化された連続記録は、層２０２全体の並行記録と比較してシステムの信号対ノイズ比（ＳＮＲ）をより低くし得る局在化されたバルクインデックスの変化を生成し得る。
【０１４８】
さらに、より速い読み出し時間がを例示の方法を用いて達成され得る。各層２０２内の多重データページ２１２を用いるホログラフィー格納媒体の読み出しの間、システムは、データページ２１２またはデータページ２１２のスタック２１４を有する検出器をアライメントし、そして、例えば、各データページ２１２内に格納された情報のアレイが並行して読み出される場合にページ様式でデータページ２１２を読み出し得る。一例では、検出器は、スタック２１４でアライメントされ、データページ２１４のスタック２１４全体は、（多重化等を通じて）ページ様式で読み出す。次いで、検出器は、データページ２１２を読み出すために格納媒体の別のスタック２１４に移動し得る。ページの様な様式に読み込むことは、読み出しが連続的またはビットごとに行われる方法およびシステムと比較して読み出し速度を実質的に増大し得る。
【０１４９】
さらに、並行してデータページ２１２全体を検出することは、ページ毎のエラー修正方法を可能にする。例えば、データページ２１２の画像を検出することは、検出された信号を回復させて、それらを格納情報により大きな正確さで復号するための種々のエラー修正およびチャンネル変調技術を可能にする。例えば、「ＭＩＣＲＯ−ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ  ＭＯＶＥＭＥＮＴ  ＯＦ  ＨＯＬＯＧＲＡＰＨＩＣ  ＤＡＴＡ  ＳＴＯＲＡＧＥ  ＳＹＳＴＥＭ  ＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳ」と題された米国特許出願第１０／３０５，７６９号がいくつかのエラー修正方法および技術を記載し、本明細書中に、その全体が援用される。
【０１５０】
図３は、ホログラフィー格納媒体２２０上への複数のデータページを含むデータマスク２００を記録するための、例示的な系の一部を示す。ホログラフィ格納媒体２２０には、複数のデータページが有利に同時に記録される。本明細書中に示され、説明された例示的な系は、様々な追加的または異なる光学素子を含み得る。様々な追加的または異なる光学素子とは、当業者に認識されるように、レンズ、プリズム、開口部、フィルター、ビームスプリッタ、格子等をである。しかし、このような追加的な特徴は、明解にするために、説明から取り除かれている。
【０１５１】
この例では、データマスク２００は、光源２３６によって提供される物体ビーム２４２により、照射され、光源２３６によって提供される参照ビーム２４０とインタラクトする。光源２３６は、レーザまたは他のコヒーレント光源等の任意に適切な光源を含み得る。さらに、物体ビーム２４２および参照ビーム２４０は、同一または異なる光源によって提供され得る。例示的な記録方法は、反射ジオメトリホログラフィプロセス（ｇｅｏｍｅｔ
ｒｙ  ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）構成（反対側から媒体に入る物体ビームおよび参照ビーム）において、示され得る。反射ジオメトリホログラフィプロセス構成では、平面波参照ビームは、ホログラフィ格納媒体２２０内部で、データ符号化物体ビーム（ｄａｔａ  ｅｎｃｏｄｅｄ  ｏｂｊｅｃｔ  ｂｅａｍ）と干渉する。例示された系は、様々な態様で、構成され得、本明細書中に明示的に説明されておらず、当業者に認識された様々な他の特徴を含み得る。例えば、伝送ジオメトリホログラフィプロセスはまた、データマスク２００の情報を格納するために用いられ得る。平面参照波ビームは、データマスク２００と同一の媒体２２０の側から提供される。さらに、物体ビーム路の光学系は、図示されるように一つのレンズ２３０を含み得るか、レンズを含み得ないか、または複数のレンズを含み得る。
【０１５２】
この例では、データマスク２００は、光源２３６からの物体波２４２によって照射され、伝達システムに伝播され、ホログラフィ格納媒体２２０の中心（ｃｅｎｔｅｒ）から「ｄ」の距離である平面２２２をイメージングする。距離ｄは、正、ゼロ、または負すなわち点線で示される格納媒体２２０の他の側上であり得る。イメージ面２２２はまた、格納媒体２２０内に位置され得る。ホログラフィ的に（ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃａｌｌｙ）実現する多層（イメージ面）の一つの潜在的な利点は、層が物理的に格納媒体上にある必要が無いことである。例えば、現在のマルチレベルＣＤ、近視野または高い開口数系では、層が、媒体上または内部にある。層は、イメージングするか、またはデータのデータマスク２００を配置することにより、検出器またはドライバに現れ得る。検出器またはドライバは、データマスク２００、イメージ面２２２が、記録中に、どこに在るかに依存して、格納媒体２２０の外部か、格納媒体２２０の内部か、または、格納媒体２２０上に位置される。したがって、光が移動する基板量内の変化に起因する球面収差を補償するという通常の問題が必要でなくなり得、いくつかの例では、単数のピックアップレンズまたは複数のレンズなしで検出され得る。さらに、保存媒体２２０の外側にデータのイメージ面２２２を配置することにより、様々な媒体欠陥、または、塵、引っ掻きキズその他等の汚染問題が、緩和され得る。
【０１５３】
さらに、イメージング時に、レンズ系２３０は、正（拡大）または負（縮小）両方のマスクの拡大率を変化し得る。１例では、レンズ２３０は、１０だけ像を縮小する。レンズ系２３０は、１以上の光学素子を含み得る。１以上の光学レンズは、レンズ、レンズアレイ、プリズム、ビームスプリッタその他を含む。さらに、データマスクは、データマスク２００を媒体近くに配置することにより、レンズなしで記録され得る。媒体は、例えば、媒体２２０からの距離ｄにあり、この位置で記録する。
【０１５４】
データマスク２００は、任意の適切な態様でホログラフィー格納媒体に伝播され得る。複数のデータマスク２００の場合、連続的なデータマスク２００および２０１は、それぞれのデータマスク２００、２０１等が、読み出し目的のために効率良く多重化される際の手順を利用して、ホログラフィー格納媒体にて格納される。同時にデータマスク２００の複数のぺージを記録する一例において、データマスク２００は、それぞれのデータページ２１０のためのレンズ要素を含むレンズアレイにより、媒体２２０にフーリエ変換される。データマスク２００の同時に複数のデータページを記録する方法は、ＶａｎｄｅｒＬｕｇｔ画像系をさらに含む。例えば、ＶａｎｄｅｒＬｕｇｔ画像系は、データマスク２００が収束ビームによって照射されるように、一般に、データマスク２００前のレンズ２３０を含むか、データマスク２００前のレンズ２３０を有することによって特徴付けられる。以下で説明される図５Ａは、例示的なＶａｎｄｅｒＬｕｇｔ画像構成を含む。ＶａｎｄｅｒＬｕｇｔ系は、格納媒体２２０がフーリエ変換面内またはフーリエ変換面近くにあることを可能にする点において好まれ、使用される場合、例えば、位相共役読み出しにより、イメージ面が、レンズを必要とせずに、生成される。格納媒体２２０はまた、フーリエ変換面近くに配置され得、開口部が、記録中に、高次の変換コンポーネントをフィルタリン
グアウトすることを可能にする。さらに、フーリエ変換面は、特定のアプリケーションに依存して、媒体内に含まれ得るか、または媒体近くに含まれ得る。フーリエ変換面が媒体内にある場合、フーリエ面フィルタリングは、リレーシステム内の別のフーリエ面で為され得る。さらに、残りの次数強度（ｏｒｄｅｒｓ  ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）に対してＤＣスポットエネルギーを低下させる位相マスクまたは他の素子は、情報のより良い記録を可能にするように含まれ得る。
【０１５５】
波長多重化の一つの例示的な方法では、ビーム２４０、２４２の波長は変えられ、新しいデータマスク２０１は異なる情報が格納されるデータページを備える。さらに、１以上の層を有するホログラフィーマスターデータマスクは（以下で説明されるように）用いられる。一つの例において、調整可能なレーザデバイスが含まれ得る。調整可能なレーザデバイスでは、例えば、波長は、米国特許出願第１０／３４６，３９９号に説明されるダイオードの温度を調整することにより、変化され得る。米国特許出願第１０／３４６，３９９号は、「Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｂｉｔｗｉｓｅ  Ｒｅａｄｏｕｔ  Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  ＲＯＭ」と題され、本明細書中で十分に示されるように、参考として援用される。さらに、波長を変化させる一連の離散レーザ源が用いられ得る。システム内で様々な波長を実現する他の方法は、電気通信用に開発された技術を含む。例えば、これらは、電界吸収型変調、および、波長を変化させるレーザキャビティ上のマイクロ電気機械システム（ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）（ＭＥＭｓ）構造の使用を含む。重大な中心（ｃｅｎｔｒａｌ）波長は、３５０−９５０ｎｍ間のどこにでもあり得、重大な実際の調整範囲は、１ｎｍ程度に小さくなり得る。持続可能性（ｔｅｎａｂｉｌｉｔｙ）の好適な範囲は、約５ｎｍ〜１５ｎｍ間にある。読み出しレーザは、連続波またはパルス化ビームを含み得る。パルス化ビームは、概して、エネルギー使用において、より効率が良い。角度多重化はまた、参照ビームの入射率を変化させることによって達成され得る。さらに、位相コード、多起（ｐｏｌｙｔｏｐｉｃ）源であり、シフト（ｓｈｉｆｔ）、相関、または他の公知の多重化方法はまた、単独か、または組み合わせて用いられ得る。
【０１５６】
別の例において、焦点を共有した多重化は、連続したデータマスク２００、２０１を記録する間のイメージ面２２２を変化させることにより、実現され得る。距離ｄは、再配置デバイスコントローラ２３２によって変化され得る。再配置デバイスコントローラ２３２は、データマスク２００に対して垂直方向にレンズ２３０を移動させ、レンズ２３０の光軸に沿って、一連の層の間のｄの位置を変化させる。再配置デバイスは、レンズ２３０（または複数のレンズ）を移動させ、かつ適切なマイクロプロセッサによって制御されることを可能にする任意の適切なデバイスを含み得る。これはまた、一連の層の間にマスクを動かすことにより、実現され得る。同様に、検出器は、読み出し中に、格納された像をイメージングし、かつ検出するための再配置デバイスによって変化され得る。例えば、波長多重化のために波長を変えるか、焦点を共有した多重化のために検出器の位置を変える。さらに、概して、焦点を共有した多重化のために、イメージ面、すなわち検出器アレイ上か、または中間のイメージ面に、ピンホールのアレイ等のフィルタを有し、別の、焦点を共有して格納されたホログラムからノイズをフィルタリングアウトするを所望する。上記の、および公知の他の多重化技術は、単独で、または、任意の組み合わせで、実現され得、これにより、媒体２２０内に、高密度格納およびキャパシティを達成できる。
【０１５７】
焦点を共有した多重化の利点は、画像品質の著しい損失および倍率の変化なしで、光学系がテレセントリックに近い場合、データマスク２００がある距離（例えば、１００ミクロン以上）にわたって移動し得ることが挙げられる。焦点を共有した顕微鏡と同様のピンホールフィルタを有するピクセルベースの他のデータページをフィルタリング除去することによって、スタックにおける複数のページが異なる深さで記録され得る。これは、ホログラフィー媒体２２０に格納され得る密度を著しく増加させ得る。焦点を共有した多重化
はまた、Ｂｒａｇｇベースで組み合わせられ（例えば、角度、波長、シフト、および／またはモーメントに基づく多重化技術（例えば、フラクタル、アパーチャ、ペリストロフィック（ｐｅｒｉｓｔｒｏｐｈｉｃ）））、記憶装置密度を増加させ得る。
【０１５８】
データマスク２００は、位相マスク、振幅マスク、あるいは振幅および位相マスクの組み合わせを含み得る。位相および／または振幅は、データを表す。例えば、バイナリ情報が（１，０）または（１，−１，０）として格納され、ＣＣＤ画像センサ、ＣＭＯＳ画像センサ等の任意の適切なセンサ、あるいはエリアアレイセンサ等の他の適切なセンサ等の検出器上で１，０として検出され得る。データマスク２００は、従来のＤＶＤディスク上で見出される情報と同じ情報を含み得る。このＤＶＤディスクは、１ｓおよび０ｓに対応する明点および暗点、データトラック、ならびにデータ中のサーボパターンを含む。
【０１５９】
データマスク２００は、当該分野で公知の任意の適切なリソグラフィック方法を介して製造され得る。あるいは、ＳＬＭまたはホログラフィー記憶装置媒体は、オブジェクトビームをエンコードするために使用され得る。一例では、複数のページを有する層を有する１つ以上のデータマスク２００は、ホログラフィーマスターデータマスクとしてホログラフィー媒体にホログラフィによって格納され、そしてホログラフィー記憶装置媒体（例えばＨＲＯＭ）にデータを格納するために使用され得る。ホログラフィによって格納された層はＨＲＯＭに結像され得、そして複数のページの場合は、以下により詳細に説明されるように、複数のページを有する各ホログラムを格納するためにＨＲＯＭに多重化され得る。
【０１６０】
１つの例では、ホログラフィー記憶媒体２２０は、高性能カード記憶装置デバイス等のカード媒体を含み得る。あるいは、記憶媒体２２０は、従来のＣＤまたはＤＶＤ媒体、テープ、または光媒体が製造され得る任意の他の従来のフォーマットと同じかまたは異なるディスク媒体を含み得る。一般的には、ホログラフィー記憶装置媒体２２０は、保護基板上または保護基板間の光ポリマーを含む。保護基板は、ガラス、サファイア、ポリカーボネート、ポリ（メタクリル酸メチル）またはＰＭＭＡ、プラスチック、石英、または使用される光の波長に対して一般的に透明であり、そしてホログラフィー格納システムにおいて十分な機械特性を有する他の適切な材料から有利に選択される。あるいは、記憶媒体がカートリッジまたは他の保護構造内部に少なくとも部分的に封入され得る。
【０１６１】
フォトポリマー層は、所望の干渉パターンを記録することが可能であるフォトポリマー材料を含み得る。１つの例示的なホログラフィー媒体は、ＩｎＰｈａｓｅテクノロジーによって製造されたＴａｐｅｓｔｒｙＴＭ媒体を含むが、ホログラムを記録することが可能な任意のボルメトリック（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ）媒体が使用され得る。フォトポリマーおよび記憶装置媒体の他の例は、米国特許第６，４８２，５５１号に説明され、この特許を本明細書中でその全体において参考として援用する。メディアの光品質がかなり高く、良好な画像解像度および良好なＢｒａｇｇ選択性を達成することもまた望ましい（例えば、１ｃｍ２当たりのパワーの４波長未満（４  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｏｆ  ｐｏｗｅｒ
ｐｅｒ  ｃｍ２））。米国特許出願第５，９３２，０４５号は、例示的媒体を製造するための例示的な方法を説明し、この特許出願は、本明細書中でその全体において参考として援用される。
【０１６２】
図４は、ホログラフィー記憶装置媒体（例えば図３のシステムを用いて記録された記憶装置媒体２２０）を読み出すための例示的なシステムを示す。記憶装置媒体２２０に格納されたデータの読み出しは、多くの異なる方法で達成され得る。例えば、位相共役基準ビームが、単一ページまたはホログラムのスタックの大きさの基準波と共に使用され得る（平面波の基準ビームに対して、これは、反対方向における平面波を含み得る）。基準ビーム２６０は、ビームスプリッタ２７０によってメディアに導入され、そして反射され得る
。ビームスプリッタ２７０は、標準的なビームスプリッタ、偏光ビームスプリッタ、または基準ビーム２６０を記憶装置媒体２２０に向けるホログラフィー光素子を含み得る。ビームスプリッタ２７０と記憶装置媒体２２０との間のアパーチャまたは角度付きフィルタの使用は、適切なサイズのビームおよび他のデータページをフィルタリング除去するために使用され得る。このようなフィルタまたはアパーチャは、媒体構造自体の一部であり得る。
【０１６３】
像が記憶装置媒体２２０の外部に距離ｄで格納される一例では、光学レンズまたは他の光学素子に対する必要性なしで、適切な検出器２５０は、適切な検出器２５０が画像平面距離および検出されたデータページに配置される。デバイスコントローラ２５２を再配置することは、変換検出器２５０によってスタック内の異なる距離ｄに格納された異なるデータページを読み出すために、適切な再配置デバイスを介して検出器２５０と記憶装置媒体２２０との間の距離を変更するために使用され得る。あるいはまたはさらに、再配置デバイスコントローラはまた、適切な再配置デバイスを介して記憶装置媒体２２０の位置を変換し得る。
【０１６４】
さらに、検出器２５０および記憶装置媒体２２０は、他のデータページおよび記憶装置媒体２２０のスタックに検出器２５０を整列させるために互いに平行に移動することが可能である。例えば、ホログラムの他のスタックは、所望されたスタックに検出器２５０および基準ビーム照明を移動させることによってアクセスされ得る。逆に、メディアは、コンパクトディスク（ＣＤ）またはデジタルバーサタイル／ビデオディスク（ＤＶＤ）システムにおけるようにスタック位置あるいはヘッドおよびメディア移動の結合部（ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）に移動され得る。
【０１６５】
例示的システムのコストおよび／または小型化は、例えば、ピックアップレンズ等のない読み出しドライブがこのように大幅に改良され得る。示された例示的システムが種々の他のデバイスおよびレンズ等の光学素子を含む素子を含み得ることが理解されるべきである。例えば、種々のレンズ、アパーチャ、フィルタ、格子等は、当該分野で公知の検出器にデータページを結像させるために使用され得る。
【０１６６】
一例では、検出器２５０は、記憶装置媒体２２０に格納された単一のデータページとして同数のピクセルを含む。検出器２５０は、もしあれば、データページおよび光学系の拡大を格納するために使用されたデータマスクサイズに部分的に依存する適切なピクセルサイズを含み得る。他の例では、検出器２５０は、格納された像よりも小さいサイズのより多くのピクセルを含み得ることにより、検出器２５０が格納された像をオーバーサンプリングすることを可能にする。検出器２５０は、光情報に対して敏感なＣＭＯＳ画像センサ、ＣＣＤ画像センサ等などの任意の適切な検出器を含み得る。さらに、検出器２５０に接続されたデコーディングユニットは、復元されたデータの対応する値を決定し得る。
【０１６７】
種々の例では、検出器は、直線検出器ＣＣＤまたはＣＭＯＳ直線センサを含み得る。直線検出器は、全体のデータページを読み出すためにスキャンされ得（画像にわたって物理的に移動される）、そのスキャンは記憶装置媒体の大きさまたは記憶装置媒体の任意の部分（ｆａｃｔｉｏｎ）であり得る。データページは、ページの様な方法で多重化されかつ読み出され、そして直線カメラを用いて検出され得る。データページはまた、ＣＭＯＳまたはＣＣＤカメラ、あるいは再構成されたデータページを検出するためのピクセルのアレイを含む他のこのようなカメラを用いて同様な方式で検出され得る。
【０１６８】
スタックにおけるホログラム（すなわち、記憶装置媒体２２０の同じ位置で多重化されたデータページ）は、それらのページを格納するために使用された態様で基準ビームを変更することによって全て読み出され得る。例えば、波長多重化についての波長の変更、ま
たは焦点を共有した多重化に対する検出器の位置を変更することである。さらに、焦点を共有した多重化に対して、像平面における（すなわち検出器アレイまたは中間像平面上に）ピンホールのアレイ等のフィルタを有することが望ましい。レンズまたは他の光学素子が読み出しの間に使用される例では、フィルタは検出器の前の中間画像平面位置において存在し得る。
【０１６９】
ホログラフィー格納媒体、例えばＨＲＯＭ媒体を読み込むための別の例では、種々のデータページが、位相共役読み出しを用いることなく読み出され得る。これは、同様にドライブ内のレンズを用いておよび用いることなくなされ得る。例えば、図３を参照すると、ホログラムまたは層が距離−ｄで格納される（点線で示される格納媒体２２０の反対側上の画像）場合、図３に示される同一の参照ビームがデータ層を読み出すために用いられ得る。ホログラムは、媒体（媒体の他の側）から距離−ｄの画像として現われる。このため、検出器は、位置−ｄに配置され得る。ピックアップレンズを含む種々の光学素子もイメージングまたは望みのように変換するために用いられ得、当業者によってよく理解される。
【０１７０】
本明細書の種々の例は、ホログラフィー格納媒体またはホログラフィーマスターデータマスクにおいて高格納密度に達するために複数のページを多重化することを含み得る。例えば、波長、角度、共焦点（媒体の中心（ｃｅｎｔｅｒ）から異なる距離での格納）、ｐｅｒｉｓｔｒｏｐｋｉｃ、多起源その他である。さらに、多重化技術の１以上が格納密度を増大するために併用され得る。例えば、（波長、共焦点）、（角度、共焦点）、（波長、多起源）または３つすべてである。さらに、データページ（単数または複数）および層（単数または複数）が、安全目的その他のために可視画像（単数または複数）と併用され得る。
【０１７１】
本発明の種々の局面とともに用いられ得る他の例示的なホログラフィーデータ格納システムは、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｄａｔａ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ｓｙｓｔｅｍ」と題される米国特許第５，９２０，５３６号、「Ｐｈａｓｅ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ  Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ」と題される第５，７１９，６９１号および「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ  Ｕｓｉｎｇ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｂｅａｍ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｃｏｎｔｅｎｔ」と題される第６，１９１，８７５号に記載されるものを含む。これらの全ては、本明細書において参考としてその全体が援用される。
【０１７２】
本発明の別の局面では、１以上のデータマスクが、ホログラフィーマスターデータマスクに記録される。次いで、ホログラフィーマスターデータマスクは、複数のホログラフィー層を、ＨＲＯＭ格納媒体その他等のホログラフィー格納媒体に記録するために用いられ得る。例えば、ホログラフィーマスターデータマスクは、ホログラフィー格納媒体にわたる情報層全体をホログラフィーのように記録するために用いられ得る。各層は、並行して記録される情報の多重データページに分割され得る。複数の層は、波長、角度、ｐｅｒｉｓｔｒｏｐｉｃ、共焦点、多起源、位相コードまたは他の多重化技術を用いて媒体上に多重化され得る。ホログラフィーマスターデータマスクを生成するときに、データページのデータページおよびスタックは、慎重にアライメントされ、ホログラフィーマスターデータマスクに記録され得、アライメントは、ホログラフィー格納媒体を複製するためにホログラフィーマスターデータマスクを用いることによって維持される。例えば、連続するデータマスクをアライメントするのではなく、記録されることになる種々のデータマスクがアライメントされ得、その後、波長または角度多重化によってホログラフィーマスターデータマスクに記録される。修正データマスクは、イメージングされることおよび格納することが望まれる場合に適切な波長または角度で呼び戻され得る。これは、速いサイクルタイムを可能にする複製プロセス中のデータマスクの交換を非常に迅速かつ容易にする。媒
体の読み出しに監視、ホログラフィーマスターデータマスクによって生成されたページおよびページのスタックのアライメントは、機械的なアライメントおよび異なるスタックのページ間の駆動でのサーボの対して最小時間で読み出しが向上されるように増加され得る。さらに、層または層内のデータページのスタック間の慎重なアライメントが、偽の、認定されていない、または、著作権を侵害する格納媒体を検出するために用いられ得る。例えば、アライメントを国際敵に変更すること、または所定の方法でページスタック間または層間の特定のアライメントを保持することによって、有効な格納媒体の署名は、媒体自体において生成され得る。
【０１７３】
図５Ａは、データマスクをマスターホログラフィーデータマスクに記録するための例示的システムを示す。この例では、ホログラフィーマスターデータマスク５２０は、格納されることになるデータマスク５００の準フーリエ変換平面の近くに配置される。さらに、例示のシステムは、準フーリエ変換配置を達成するためにＶａｎｄｅｒＬｕｇｔイメージング設定を含み得る。多起源フィルタも例示のシステムに含まれ得る。
【０１７４】
平面波は、データマスク５００を照射し、データマスク５００は、ＳＬＭ、リソグラフィックデータマスク、または他の適切なデータマスクを含み得、ホログラフィーマスターデータマスク５２０の部分を格納する。この例では、平面波は、レンズ５３０、例えば、集束レンズ（ｃｏｎｖｅｒｇｉｎｇ  ｌｅｎｓ）を通過する。平面波参照ビームもホログラフィーマスターデータマスク５２０上に入射し、複数のデータマスクをホログラフィーマスターデータマスク５２０に記録するために、例えば、波長または角度が変動され得る。システムは、透過または反射幾何学模様（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）を含み得る。アパーチャ、角度フィルタ、または位相マスクも図５Ａのシステムに組み込まれ得る。
【０１７５】
ホログラフィーマスターデータマスク５２０および／またはイメージングシステムは、図５Ｂに示される媒体にわたって空間的な多重化または多起源多重化多重データページ５１０に移動され得る。例えば、システムは、１以上の多重化技術を通じてホログラフィーマスターデータマスク５２０内のデータページ５１０のスタックを記録するための第一の空間部分において１以上のマスク５００をアライメントし得る。次いで、システムは、ホログラフィーマスターデータマスク５２０を完了するためにデータページ５１０の別のスタック等を記録するために複製され得る。格納されたデータページ５１０は、記録するために用いられた同一の平面波参照を用いてホログラフィー媒体にイメージングされ得る。
【０１７６】
データマスク５００の準フーリエ変換平面近くにホログラフィーマスターデータマスク５２０を配置することは、記録中およびデータページ５１０がホログラフィーマスターデータマスク５２０から読み出されるときの同一スタック内のページ間の干渉を低減し得、例えば、ＨＲＯＭ格納媒体に記録される。次いで、これは、このようなホログラフィーマスターデータマスク５２０を用いて記録されたＨＲＯＭ媒体の読み出しの間、ｂｏｏｋとして参照される同一スタックのページ間の干渉を低減し得る。より詳細には、ホログラフィーマスターデータマスク５２０からの読み出しの間、フーリエフィルタは、ＨＲＯＭ媒体またはより高次の変換成分をフィルタリング除去する（ｆｉｌｔｅｒ  ｏｕｔ）同種の表面に近接するホログラフィーマスターデータマスク５２０のフーリエ変換平面に有利なように配置され得る。例えば、４−Ｆシステムが、４−Ｆシステムのフーリエ変換平面内にフーリエフィルタを有するＶａｎｄｅｒＬｕｇｔシステムにイメージングするために用いられ得る。４−Ｆシステムは、概して、それらの焦点長の合計によって分離される２つのレンズを含み、二次元入力および出力平面は、一つの焦点長が、レンズ対の前方に配置され、一つの焦点長がレンズ対の後方に配置される。４−Ｆシステムを用いて、フーリエ平面も、媒体の内側に配置され得る。
【０１７７】
フーリエ変換平面の内または近くにＨＲＯＭ媒体を記録する別の利点は、フーリエ変換
平面がシフト不変になって以来のＨＲＯＭ媒体および検出器の増加された位置的許容度である。例えば、フーリエ変換平面が、ｘ、ｙ、ｚの任意において適所から、例えば＋／−１００ミクロンだけ外れても、依然として、はるかに小さい画素、例えば、〜１０ミクロンを有するカメラにアライメントされたイメージをリカバーすることが可能である。フーリエ変換平面のシフト不変は、上記の例のように読み出しについての許容度をはるかに良好にする。さらに、フーリエ変換平面内の情報が均一に分散されるので、媒体が傷（ｓｃｒａｔｃｈ）および塵埃（ｄｕｓｔ）等を検出しても、画像平面の場合ほどにはデータ回復にとってシビアな問題にはならない。
【０１７８】
一例では、システムは、オブジェクトビーム内に位相マスクを含み、位相共役読み出しを使用する。ここで、位相マスクは、著作権保護の度合いを提供し得る。格納された情報の良好な品質再構築のために、位相マスクは、望ましくは、システム内の同一またはほぼ同一の位置において記録および配置されるときに用いられたのと同一またはほぼ同一の位相マスクである。位相マスクおよび位相マスク位置の知識は、格納された情報の保護を可能にする。さらに、このような保護は、例えば、一つの位相マスク（特定のドライブを用いて読み込み可能）を有する顧客Ｘおよび別の位相マスク（異なるドライブを用いて読み込み可能）を有する顧客Ｙに対する情報を記録することによって顧客特定でなされ得る。顧客Ｘは、顧客Ｙのドライブ（または記録に用いられた特定の位相マスクおよび配置の知識）なしで顧客Ｙの媒体を読み込むことができない。
【０１７９】
別の局面では、ホログラフィーマスターデータマスクを記録するための例示の方法は、各データマスクがマスター格納媒体の中心から異なる距離ｄにイメージングされる焦点を共有した多重化を用いることをを含む。例えば、レコーディング相違層間のホログラフィーマスターデータマスク５２０に対して図５Ａに示されるデータマスク５００の距離またはデータマスク５００の画像を変更することによる。読み出しは、焦点を共有した顕微鏡で行われる方法に類似するフィルターを用いて焦点を共有して検出され得る。焦点を共有した検出の例示の記述は、米国特許第５，２０２，８７５号、６，１１１，８２８号および６，２７２，０９５号に記載され、それら全ては、本明細書によって、参考としてその全体が援用される。焦点を共有した多重化技術は、上記のような体積ホログラフィー多重化技術と有利なように併用され得る。多重層（画像平面）をホログラフィによりインプリメントすることの１つの潜在的な利点は、層が物理的に格納媒体上にある必要がないことである。例えば、現行のマルチレベルＣＶＤ、近領域（ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ）、または高ｎａシステム（ｈｉｇｈ  ｎａ  ｓｙｓｔｅｍ）では、層は、媒体上または内側にある。データのデータマスクをイメージングまたは配置することによって、層は、データマスク画像平面が記録中にどこにあるかに応じて格納媒体の外側、媒体の内側、または媒体上に配置されたように検出器またはドライブに現われ得る。このため、光が伝わる基板の量の変化に起因する球面収差を補償する通常の問題は、必要でなくてもよく、いくつかの例では、ピックアップレンズ（単数または複数）なしで検出され得る。
【０１８０】
例えば、図３に示され、かつ、上記に起債される調整可能なレンスシステムが、図５Ａに示されるように、ホログラフィーマスターデータマスク５２０に記録するために用いられ得る。さらに、ホログラフィーマスターデータマスク５２０は、種々の距離ｄに格納された異なるデータページまたは層をイメージングするように変換し得る適切なピックアップレンズによって読み出され得る。あるいは、画像および検出平面は、変動距離で記録するために移動され得る。次いで、ホログラフィーマスターデータマスク５２０は、焦点を共有した多重化を用いてＨＲＯＭ媒体上の多重層をホログラフィーにより記録するために用いられ得る。同様に、ＨＲＯＭ媒体等のホログラフィー格納媒体は、媒体からの変動距離で調整可能なレンズシステムを用いて記録され、かつ読み出され得る。
【０１８１】
図６は、データをホログラフィー格納媒体６２０、例えば、ＨＲＯＭ格納媒体に格納す
るためにホログラフィーマスターデータマスク５２０で記録するための例示のシステムを示す。マスターホログラフィーマスターデータマスク５２０は、ホログラフィー物質（画像距離ｄは小さい絶対値である）に直接イメージングされ得る。ここで、多重マスクは、媒体内の多重化を用いて記録される。図６に示されるように、ホログラフィーマスターデータマスク５２０は、平面波ビームで照射され、そして、種々のデータマスクをホログラフィー格納媒体６２０上にイメージングするためにどのようにしてデータマスクは格納されたか、例えば、波長多重化に応じて多重化され得る。このため、ホログラフィーマスターデータマスク５２０は、複製されたホログラフィー格納媒体６２０に記録されるデータソースである。ホログラフィー格納媒体６２０のデータマスクによってコード化された平面波は、レンズ６３０によってホログラフィー格納媒体６２０にイメージングされるか、リレーされるか、または、伝播され得る。レンズ６３０は、高性能フォトリソグラフィーレンズを含み得る。あるいは、ホログラフィーマスターデータマスク５２０は、格納媒体６２０に近接して配置され、レンズなし（自然なビーム伝播）で記録され得る。ホログラフィー格納媒体６２０は、コード化されたビームで干渉させ、ホログラフィーマスターデータマスク５２０からのデータを格納するために平面波参照ビームでさらに照射される。種々の他のシステムおよび構成が可能であり、ホログラフィーマスターデータマスク５２０を用いて記録するために企図されることが理解されるべきである。
【０１８２】
ホログラフィーマスターデータマスク５２０を記録する際のフーリエ変換平面の利点は、大きな画素が用いられ得、かつ、小さなホログラムがホログラフィーマスターデータマスク５２０に記録され、その後、複製されたホログラフィー媒体６２０にコピーされ得ることを含む。さらに、ＶａｎｄｅｒＬｕｇｔ画像システムの利点は、格納媒体６２０の外側に、かつ、位相共役参照ビームまたは標準参照ビームを用いて読み出され得る準フーリエ平面（小さい）内の情報層と共に画像を形成し得る。現在のＶａｎｄｅｒＬｕｇｔシステムは、例示のみであり、フーリエ変換または準フーリエ変換平面を結果として生じる任意のシステムは、類似の利点を含む。ＶａｎｄＬｕｇｔシステムは、位相共役ビームが読み出しのために用いられる場合にレンズがドライブに必要とされないので、部分的に望ましい。
【０１８３】
図７は、図６の例示のシステムを用いて生成されたホログラフィー格納媒体６２０の位相共役読み出しを示し、例えば、ＶａｎｄｅｒＬｕｇｔ画像システムを含む。検出器２５０は、ホログラフィー格納媒体６２０の反対側に配置され得る。この例では、ホログラフィー光学素子（ＨＯＥ）格子７８０は、検出器２５０に隣接して配置される。参照ビームは、側面からＨＯＥ格子７８０を照射し、ＨＯＥ格子７８０から格納媒体６２０に向けられ、これにより、位相共役ビーム７９０を提供する。位相共役画像７９２は、読み出しのために格納媒体６２０から検出器２５０にて反射されて戻る。読み出し参照ビームを光学パスに導入するためのＨＯＥ格子７８０または他の類似の格子の使用は、比較的コンパクトなシステムでの読み出しを可能にする。
【０１８４】
他の例では、種々の角度における標準的なビームスプリッタ、偏光ビームスプリッタ、波長板、格子その他も、当業者に認識されるように、参照ビームをシステムに導入するために用いられ得る。
【０１８５】
レンズの使用なしで読み出され得るホログラフィーを記録するための別の例示的な方法は、図３を参照して上記に記載されたような格納媒体の外側に配置されるホログラフィー格納媒体からの距離で強い多重画像平面または層を含む。検出器は、画像が格納される距離に有利なように配置され得、格納された画像の部分または全体、例えば、データページ全体を並行して検出する。一例では、ホログラフィー格納媒体の各格納層は、図３に示されるようにデータマスクから同一距離「ｄ」にイメージングされる。ホログラフィー格納媒体がホログラフィーマスターデータマスクを含む例では、ホログラフィー格納データマ
スク、例えば、ＨＲＯＭを用いて格納されたホログラフィー格納媒体の各レベルは、ホログラフィーマスターデータマスクがＨＲＯＭから同一距離ｄにイメージングされるように記録され得る。
【０１８６】
例示の方法は、格納媒体からのホログラフィー画像の読み出しの間レンズを必要としない。具体的には、検出器は、ホログラフィー格納媒体から距離ｄに配置され得、画像は、レンズを必要とせずに検出器に直接読み出され得る。さらなる利点は、データのページ全体が並行して検出器に読み出され得ることを含む。画像平面上または前の媒体から離れてイメージングすることによって、通常のホログラフィーによる再構成は、レンズを必要とせずに自然にイメージングされる。例えば、システムの画像平面が媒体の前にあり、その間にレンズが配置されていない場合、位相共役波が読み出しのためにその画像平面にレンズなしで画像を生成するために用いられ得る。ドライブがその画像平面に検出器を有する場合、そのスタック内のページは検出され得、ページのそのスタック内の情報は、読み出される。他のスタックは、記録される他のスタックへの媒体に対するカメラを複製中の媒体に移動させることによってアドレスされる。他の例では、位相共役波の使用は、レンズまたは光学イメージング素子を用いる読み出しのために用いられ得る。
【０１８７】
ホログラフィー格納媒体、例えば、ＨＲＯＭ媒体またはホログラフィーマスターデータマスクなどの他の例示的な記録方法には、多起源の多重化が含まれる。多起源の多重化は、上記の米国特許出願第６０／４５３，５２９号に記載されている。この出願は、本明細書中で参考として援用される。多起源の多重化は、個々のデータページスタックを空間的に小さくすることによって層密度を増大させる例示的な方法である。多起源の多重化は、波長、角度、フラクタル、または他のホログラフィー多重化技術とともに用いられ得る。多起源多重化方法は、ホログラムが、近傍のホログラムおよび／またはホログラムのスタックの間に部分的な空間的オーバーラップがある状態で、ホログラフィー材料に空間的に多重化されることを可能にする。個々のデータページのスタックのそれぞれは、角度、波長、位相コード、ペリストロフィック（ｐｅｒｉｓｔｒｏｐｈｉｃ）、またはフラクタル多重化などの交互多重化方式の利点をさらに利用し得る。概して、ホログラムは、ホログラムを書き込むデータビームのビームウェストに等しい量だけ分離される。しかし、従来のアプローチとは異なり、ビームウェストは、媒体の内部のスタック間にかなりのビームオーバーラップがあるように、意図的にホログラフィー媒体の外側に配置される。再構築において、データページおよびその近傍のデータページは全て同時に読み出されるが、再構築されたデータのビームウェストに配置される開口（フィルタ）は、所望されるデータのみが検出されるように、読み出される近傍のデータページをフィルタして除去する。多起源の多重化は、開口（単数または複数）が他のフーリエ面に配置される状態で媒体の内部のビームウェストを用いて、または、近傍のデータページ再構築をフィルタして除去する角度フィルタを用いることによって、実施され得る。
【０１８８】
ホログラムは、多起源多重化だけではなく、標準的な多重化技術の組合せによって、多重化され得る。格納密度におけるかなりの増大が、特に、厚い媒体およびスポットサイズが比較的小さい開口数が高い光学系について、達成され得る。以前の技術は、かなりの量のビームの広がりに起因して、ホログラムのスタックを空間的に分離する能力が限定されていた。開口数が高い光学系は、ビームウェストが小さいにも関わらず、非常に速く拡大する。従来技術におけるスタックの空間的な分離は、概して、拡大後の媒体におけるビームのサイズによって限定されており、スポットサイズによって限定されていなかった。以上のように、概して、媒体の厚さ（従って、ダイナミックレンジ）と、レンズの開口数との間にはトレードオフがあった。従って、従来技術によるアプローチを用いる任意のホログラフィー格納システムについて得ることができる達成可能な容量は、飽和点がある。本明細書に記載の多起源の方法は、システムが高開口数レンズを十分に利用し、それとは無関係に媒体の厚さを選択し、それにより、ビット密度および媒体ダイナミックレンジの両
方において利益を得ることを可能にする。
【０１８９】
図８は、所望されない再構築をフィルタするか、またはブロックする、位相共役参照ビームを用いる例示的な読み出しシステムを示す。図８に示すように、ビームウェスト８０２におけるブロック８２０は、参照ビーム８０６がホログラフィー格納媒体８００に入射するときに、所望されない再構築を締め出す。図８は、検出器８３０、フーリエ変換レンズ８３２および８３４、ビームスプリッタ８３６、およびＳＬＭ８３８を含むフーリエ変換構成を示す。しかし、このシステムがまた、画像システムとともに用いられ得ることが理解される必要がある。
【０１９０】
この例において、スタックの完全多重化（角度、波長など）が用いられ得、スタックは、媒体８００の厚さによって規定されない互いからの最短距離に位置付けられ得る。このことは、厚いフィルム（１００ミクロンより大きい）がより多く用いられることを可能にし、特に、４００ミクロンより厚いフィルムから数ミリメートルまでのフィルムについて有用である。
【０１９１】
さらに、スタックは、１度で完全に記録される必要はない。材料上の理由により、近傍のスタックを部分的に充填し、その後、戻ってきて、近傍のスタックが記録されるにつれて、スタックを完全に充填することが所望され得る。例えば、米国特許出願第０９／５８８、９０８号、「Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ  Ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ
Ｓｋｉｐ−Ｓｏｒｔｅｄ  Ｈｏｌｏｇｒａｍ  Ｓｔｏｒａｇｅ」を参照されたい。この出願は、その内容が完全に本明細書に記載されているのと同様に、内容が参考として援用される。
【０１９２】
この例示的な方法はまた、高開口数レンズまたはレンズとして機能するホログラフィー光学素子とともに用いられ得る。ホログラムは、反射または透過ホログラフィージオメトリプロセスにおいて記録され得る。さらに、当業者によって、位相共役参照ビームなしに、例示的なシステムおよび多起源の方法が採用され得ることが理解される必要がある。
【０１９３】
図９Ａおよび９Ｂは、他の例示的な記録および読み込み方法を示す。この例において、多起源の多重化が、位相共役読み出しビームとともに用いられて、高次のフィルタリングが向上される。ここで、上述した媒体９００の背面とは反対に、データ符号化信号ビームが媒体９００の前面に焦点を合わされる。焦点の位置は、ビームブロック９２０が現在位置する場所である。これは、ＳＬＭまたはデータマスクから回折する所望されないより高い次数をブロックするというさらなる利点を有する。その後、ビームは、媒体に伝搬し、図９Ａに示すように、参照ビームを用いて、ホログラフィー記録される。その後、多重化されたホログラムが、ブラッグ多重化方法（角度、波長など）によってある位置に記録される。媒体９００は、ビームウェストの次元によって決まった量だけ移動され、その後、他のスタックが記録され得る。読み出しにおいて、位相共役読み出しが入力参照ビームとして用いられ、これによって、検出器９５０へと元の記録の経路を後戻りする、後方伝搬信号ビームが再構築される。ブロック９２０は、所望されない再構築を、所望される信号ビームから分離する。
【０１９４】
この例示的な方法は、フーリエ平面または画像平面フィルタリング、あるいは平面の近くで実施され得る。この例示的な方法はまた、単一レンズ、２つ以上のレンズ、または、読み出す場合、レンズがないＶａｎｄｅｒｌｕｇｔ画像システムを用いて実施され得る。これはまた、リレーにおける準フーリエ平面フィルタ、ならびに、格納媒体の近く、または格納媒体の中のホログラム平面のフーリエ平面を用いてリレーされ得る。
【０１９５】
上記の詳細な説明は、例示的な実施形態を説明するために提供され、限定することは意
図されない。当業者にとって、本発明の範囲内の多くの改変例および変形例が可能であることが明らかである。例えば、ホログラフィー媒体に記録し、ホログラフィー媒体から読み出す各種の方法が、ホログラフィー格納システムにおいて、独立して、または他の方法と組み合わせて用いられ得る。さらに、本明細書中に記載の装置および方法は、任意の特定のホログラフィー格納システムに限定されず、例えば、これらの方法およびシステムは、概して、各種のシステム構成および多重化方法に適用可能である。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定されるものであり、本明細書の記載によっては限定されるものではない。
【０１９６】
ホログラフィー格納媒体に記録するおよびホログラフィー格納媒体を読み出す方法およびシステムを提供すること。
【０１９７】
本発明の方法は、ビームでデータマスクを照らして、生じた変調ビームをホログラフィー格納媒体に記録するステップであって、該データマスクは、多数のデータページに分割される情報層を含む、ステップと、参照ビームをホログラフィー格納媒体に伝搬して、データマスクの多数のデータページをホログラフィー格納媒体に同時に記録するステップとを包含する。
【０１９８】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】図１は、例示的なホログラフィー記録および読み込みシステムを示す。
【図２Ａ】図２Ａは、複数のデータページを含む例示的なデータマスクを示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、各層内に複数のデータページを有する情報層の例示的なスタックを示す。
【図３】図３は、ホログラフィーマスタデータマスクまたはホログラフィー媒体を生成するための例示的なホログラフィーデータ記録システムを示す。
【図４】図４は、検出器によってホログラフィーデータを直接的に検出するための例示的なシステムを示す。
【図５Ａ】図５Ａは、マスタホログラフィーデータマスクを記録するための例示的なシステムを示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、マスタホログラフィーデータマスクを記録するための例示的なシステムを示す。
【図６】図６は、マスタホログラフィーデータマスクをホログラフィー格納媒体に画像処理するための例示的なシステムを示す。
【図７】図７は、ホログラフィー光学素子を含むホログラフィー格納媒体を読み込むための例示的なシステムを示す。
【図８】図８は、ホログラフィー格納媒体から画像を読み込むための例示的なシステムおよび方法を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、ホログラフィー格納媒体を記録し、かつ、読み込むための例示的なシステムおよび方法を示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、ホログラフィー格納媒体を記録し、かつ、読み込むための例示的なシステムおよび方法を示す。
【符号の説明】
【０２００】
２００  データマスク
２０１  データマスク
２２０  ホログラフィー格納媒体
２２２  イメージ面
２３０  レンズ
２３２  再配置デバイスコントローラ
２３６  光源
２４０  参照ビーム
２４２  物体ビーム
【図１】
0005466833.tif 000002
【図２Ａ】
0005466833.tif 000003
【図２Ｂ】
0005466833.tif 000004
【図３】
0005466833.tif 000005
【図４】
0005466833.tif 000006
【図５Ａ】
0005466833.tif 000007
【図５Ｂ】
0005466833.tif 000008
【図６】
0005466833.tif 000009
【図７】
0005466833.tif 000010
【図８】
0005466833.tif 000011
【図９Ａ】
0005466833.tif 000012
【図９Ｂ】
0005466833.tif 000013