(57)【要約】【課題】ホログラフィック・データ記憶媒体を用いて情報を記憶し、取り出すための方法を提供すること。【解決手段】本方法は、元データを提供し、その元データの第１の画像を生成し、その第１の画像を、ホログラフィック・データ記憶媒体中の第１の記憶位置で符号化する。本方法は、次いで、第１の画像と異なる、元データの第２の画像を生成し、第２の画像をホログラフィック・データ記憶媒体中の第２の記憶位置で符号化するが、第２の記憶位置は第１の記憶位置とは異なる。【選択図】図１
2008159243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィック・データ記憶媒体を用いて情報を記憶し、取り出すための方法であって、
元データを提供するステップと、
前記元データの第１の画像を生成するステップと、
ホログラフィック・データ記憶媒体中の第１の記憶位置で前記第１の画像を符号化するステップと、
前記第１の画像とは異なる、前記元データの第２の画像を生成するステップと、
ホログラフィック・データ記憶媒体中の第２の記憶位置で前記第２の画像を符号化するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の画像を符号化する前記ステップがさらに、第１のホログラフィック・データ記憶媒体中で前記第１の画像を符号化するステップを含み、また前記第２の画像を符号化する前記ステップがさらに、第２のホログラフィック・データ記憶媒体中で前記第２の画像を符号化するステップを含み、前記第１のホログラフィック・データ記憶媒体が、前記第２のホログラフィック・データ記憶媒体とは異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２の画像を生成する前記ステップがさらに、前記第１の画像の反転を含む第２の画像を生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第２の画像を生成する前記ステップがさらに、前記第１の画像を回転することにより第２の画像を生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
第２の画像を生成する前記ステップがさらに、前記第１の画像の複素共役を形成することにより、第２の画像を生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の記憶位置で、前記符号化されたホログラフィック・データ記憶媒体を参照ビームを用いて照射することにより取り出される第１の画像を生成するステップと、
前記取り出された第１の画像から取り出されるデータを復号するステップと、
前記取り出されたデータが前記元データとマッチするかどうか判定するステップと、
前記取り出されたデータが前記元データとマッチしない場合に動作可能となるステップと、
前記第２の記憶位置で、前記符号化されたホログラフィック・データ記憶媒体を前記参照ビームを用いて照射することにより取り出される第２の画像を生成するステップと、
前記取り出された第１の画像、および前記取り出された第２の画像を用いて前記元データを導出するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
情報をホログラフィック・データ記憶媒体に記憶するために、プログラム・コードをその中に内蔵した記憶コントローラであって、前記プログラム・コードが、
元データを受け取るステップと、
前記元データの第１の画像を生成するステップと、
ホログラフィック・データ記憶媒体中の第１の記憶位置で、前記第１の画像を符号化するステップと、
前記第１の画像とは異なる、前記元データの第２の画像を生成するステップと、
前記ホログラフィック・データ記憶媒体中の第２の記憶位置で、前記第２の画像を符号化するステップと
を含む記憶コントローラ。
【請求項８】
前記第１の画像を符号化するための前記プログラム・コードがさらに、第１のホログラフィック・データ記憶媒体中で前記第１の画像を符号化するための一連のプログラム・ステップを含み、また
前記第２の画像を符号化するための前記プログラム・コードがさらに、第２のホログラフィック・データ記憶媒体中で前記第２の画像を符号化するための一連のプログラム・ステップを含み、前記第１のホログラフィック・データ記憶媒体が、前記第２のホログラフィック・データ記憶媒体とは異なる、請求項７に記載の記憶コントローラ。
【請求項９】
第２の画像を生成する前記ステップのための前記プログラム・コードがさらに、前記第１の画像の反転を含む第２の画像を生成するステップを含む、請求項７に記載の記憶コントローラ。
【請求項１０】
第２の画像を生成する前記ステップのための前記プログラム・コードがさらに、前記第１の画像を回転させることにより、第２の画像を生成するステップを含む、請求項７に記載の記憶コントローラ。
【請求項１１】
第２の画像を生成する前記ステップのための前記プログラム・コードがさらに、前記第１の画像の複素共役を形成することにより、第２の画像を生成するステップを実行するための一連のプログラム・ステップを含む、請求項７に記載の記憶コントローラ。
【請求項１２】
前記プログラム・コードがさらに、
前記第１の記憶位置で、前記符号化されたホログラフィック・データ記憶媒体を参照ビームを用いて照射することにより取り出される第１の画像を生成するステップと、
前記取り出された第１の画像から取り出されるデータを復号するステップと、
前記取り出されたデータが前記元データとマッチするかどうか判定するステップと、
前記取り出されたデータが、前記元データとマッチしない場合に動作可能となるステップと、
前記第２の記憶位置で、前記符号化されたホログラフィック・データ記憶媒体を前記参照ビームを用いて照射することにより取り出される第２の画像を生成するステップと、
前記取り出された第１の画像、および前記取り出された第２の画像を用いて、前記元データを導出するステップと
を含む、請求項７に記載の記憶コントローラ。
【請求項１３】
ホログラフィック・データ記憶媒体に情報を記憶するために、コンピュータに、
元データを受け取るようにさせるステップと、
前記元データの第１の画像を生成させるステップと、
ホログラフィック・データ記憶媒体中の第１の記憶位置で、前記第１の画像を符号化させるステップと、
前記第１の画像とは異なる、前記元データの第２の画像を生成させるステップと、
前記ホログラフィック・データ記憶媒体中の第２の記憶位置で、前記第２の画像を符号化させるステップと
を実行させるコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１４】
データ記憶サービス・プロバイダにより、データ記憶サービスを１つまたは複数のデータ記憶サービス顧客に提供する方法であって、
元データを提供するステップと、
前記元データの第１の画像を生成するステップと、
ホログラフィック・データ記憶媒体中の第１の記憶位置で前記第１の画像を符号化するステップと、
前記第１の画像とは異なる、前記元データの第２の画像を生成するステップと、
ホログラフィック・データ記憶媒体中の第２の記憶位置で、前記第２の画像を符号化するステップと
を含む方法。
【請求項１５】
前記第１の記憶位置で、参照ビームを用いて前記符号化されたホログラフィック・データ記憶媒体を照射することにより取り出される第１の画像を生成するステップと、
前記取り出された第１の画像から取り出されるデータを復号するステップと、
前記取り出されたデータが、前記元データとマッチするかどうか判定するステップと、
前記取り出されたデータが前記元データとマッチしない場合に動作可能となるステップと、
前記第２の記憶位置で、前記参照ビームを用いて、前記符号化されたホログラフィック・データ記憶媒体を照射することにより取り出される第２の画像を生成するステップと、
前記取り出された第１の画像、および前記取り出された第２の画像を用いて前記元データを導出するステップと
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つまたは複数のホログラフィック・データ記憶媒体を用いて情報を記憶し、取り出す（retrieve）ための装置、およびその装置を用いる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィック情報記憶では、１つの情報ページ全体が、厚く感光性のある光学材料内に光学干渉パターンとして一度に記憶される。これは、２つの干渉性レーザ・ビームを記憶材料内で交差させることにより行われる。データ・ビームと呼ばれる第１のものは記憶される情報を含んでおり、参照ビームと呼ばれる第２のものは、例えば、平坦な波面を有するコリメートされた単純なビームなど、再生が簡単であるように設計される。
【０００３】
２つの干渉性レーザ・ビームから得られた光学干渉パターンにより、感光性媒体に化学的または物理的な変化、あるいはその両方を生ずる。すなわち、干渉パターンの複製は、感光性媒体の吸収性、反射率、または厚さの変化として記憶される。記憶された干渉パターンが、記録中に使用された２波の一方で照射されたとき、他方の波が再構成されるように、記憶された干渉パターンによりこの入射光の一部が回折される。記憶された干渉パターンを参照波で照射することにより、データ・ビームが再構成されるが、その逆も同様である。
【０００４】
数多くのこれらの干渉パターンは、媒体の同じ厚さの部分に重畳することができ、パターンの方向または間隔によって区別可能である限り、個々にアクセスすることができる。このような分離は、オブジェクトと参照波の間の角度を変えることにより、またはレーザ波長を変えることにより達成することができる。次いで、特定の任意のデータ・ページを、そのページを記憶するために使用された参照波を用いて、記憶されたパターンを照射することにより個々に読み出すことができる。ホログラムには厚さがあるので、この参照波は、所望のオブジェクト・ビームだけが電子カメラ上にはっきりと再構成され像が造られるように、干渉パターンにより回折される。この技法の記憶密度に関する理論的限界は、１立方センチメートル当たり数十テラビットのオーダーである。
【特許文献１】米国特許出願第１１／４１２６５８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ホログラフィック・データ記憶媒体中で情報を符号化し、その符号化されたホログラフィック・データ記憶媒体から情報を復号し、任意選択で、その復号された情報を訂正するための装置、およびその装置を用いる方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
出願人の発明は、ホログラフィック・データ記憶媒体を用いて情報を記憶し、取り出す方法を含む。本方法は、元データを提供し、その元データの第１の画像を生成し、その第１の画像を、ホログラフィック・データ記憶媒体中の第１の記憶位置で符号化する。本方法は、次いで、第１の画像とは異なる、元データの第２の画像を生成し、第２の画像をホログラフィック・データ記憶媒体中の第２の記憶位置で符号化するが、第２の記憶位置は第１の記憶位置とは異なる。
【０００７】
本発明は、図面と併せて以下の詳細な説明を読めばさらによく理解されよう。図面中、同様の参照番号は同様のエレメントを指定するために使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、図に関連する以下の説明の好ましい諸実施形態で説明される。図中、同様の番号は、同じまたは同様のエレメントを示す。この明細書を通じて、「一実施形態（one embodiment）」、「実施形態（an embodiment）」、または同様の言語への参照は、その実施形態に関連して述べられる特定の機能、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、この明細書を通じて「一実施形態では」、「実施形態では」のフレーズ、および同様の言語の出現は、必ずしもそうではない場合もあるが、すべて同じ実施形態を指すことができる。
【０００９】
説明される本発明の機能、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態中で適切な任意の方法により組み合わせることができる。以下の説明では、本発明の諸実施形態の十分な理解を提供するために、数多くの特有の細部が述べられている。しかし、当業者であれば、本発明は、１つまたは複数の特有の細部なしで実施することができ、または他の方法、コンポーネント、材料などを用いて実施できることが理解されよう。他の例では、本発明の諸態様を曖昧にすることを避けるために、よく知られた構造、材料、または操作を、詳細に示し、または説明していない。
【００１０】
図１は、ホログラフィック情報記録装置１００を示す。装置１００は、レーザ光源１０５、レーザ・ビーム・スプリッタ１１０、データ搬送ビーム１２０、および参照ビーム１３０を備える。図１に例示の実施形態では、装置１００はさらに、空間光変調器（「ＳＬＭ」）１４０、データ・ビーム１６０、ミラー１８０、およびホログラフィック・データ記憶媒体１９５を備える。
【００１１】
一般に、ＳＬＭ１４０は、ＬＣＤタイプのデバイスである。情報は、ＳＬＭ１４０ディスプレイ上の明画素または暗画素により表される。ＳＬＭ１４０は、通常半透明である。レーザ光源１０５から生成されたレーザ光は、ビーム・スプリッタ１１０によって、２つのビーム、すなわち、搬送ビーム１２０および参照ビーム１３０に分割される。搬送ビーム１２０は、光がＳＬＭ１４０を通過するとき、ＳＬＭ１４０により表示された画像１５０を捕捉する。
【００１２】
参照ビーム１３０は、ミラー１８０により反射されて、反射参照ビーム１９０を生成する。反射参照ビーム１９０は、データ・ビーム１６０と干渉して、ホログラム１７０を形成する。得られた結果１７０は、ホログラフィック記憶媒体１９５に記憶される。ミラー１８０は、通常、表面鏡である。
【００１３】
図２および図３を次に参照すると、ホログラフィック情報記録装置２００が示されている。装置２００は、本願の譲受人に譲渡された通し番号１１／４１２６５８を有する継続中の出願に記載されている。装置２００は、レーザ光源１０５、スプリッタ１１０、反射型空間光変調器２１０、およびホログラフィック記憶媒体１９５を備える。レーザ光源１０５により生成された光は、スプリッタ１１０により、参照ビーム２２０とデータ搬送ビーム２３０へと分割される。装置２００を用いると、参照ビーム２２０は反射されない。
【００１４】
図３に例示の実施形態では、反射型空間光変調器（「ＲＳＬＭ」）２１０がデータ画像２０５を含む。いくつかの実施形態では、反射型空間光変調器２１０は、複数のマイクロ・ミラーを備えるアセンブリを備える。他の実施形態では、反射型空間光変調器２１０は、シリコン上の液晶（liquid crystal on silicon）（「ＬＣＯＳ」）表示デバイスを備える。結晶および電極が偏向ガラス板の間に挟まれたＬＣＤで使用されるネマチック・ツイステッド（nematic twisted）液晶とは反対に、ＬＣＯＳデバイスは、シリコン・チップの表面上を被覆した液晶を有する。画像の形成を駆動する電子回路は、反射性（アルミニウム処理がされた）表面で被覆されたチップにエッチングされる。偏向子は、光がチップで反射される前および後の両方の光路中に配置される。ＬＣＯＳデバイスは、従来のＬＣＤデバイスよりも製作するのが容易である。ＬＣＯＳデバイスは、１つのチップ上に数百万画素をエッチングすることができるので、より高い解像度を有する。ＬＣＯＳデバイスは、従来のＬＣＤディスプレイよりもはるかに小さくすることができる。
【００１５】
搬送ビーム２３０は、光が反射型空間光変調器２１０で反射されると画像２０５を捕捉して、画像２０５を含む反射データ・ビーム２４０を形成する。反射されない参照ビーム２２０は、反射データ・ビーム２４０と干渉してホログラム２５０を形成する。ホログラム２５０は記憶媒体１９５内に形成され、それにより、光活性記憶媒体に符号化されたホログラム２５０を含む干渉パターン２６０が作成される。
【００１６】
図４は、ホログラフィック情報読取り装置４００を示す。装置４００は、レーザ光源１０５、ビーム・スプリッタ１１０、ホログラフィック記憶媒体１９５、および光センサ４２０を備える。光センサ４２０は、ホログラフィック記憶媒体１９５から、投影された画像４１０を正確に捕捉するのに十分な距離だけ離れて配置される。ホログラムを読み取るために、参照ビーム１３０は、ミラー１８０で反射されて反射参照ビーム１９０となり、次いで、それはホログラフィック記憶媒体１９５上に入射する。参照ビーム１９０が記憶媒体１９５上に記憶されている符号化されたホログラム４０５と干渉すると、ＳＬＭ１４０（図１）により表示された元の画像１５０（図１）に類似した画像４１０が光センサ４２０に対して投影される。光センサ４２０は、次いで、画像４１０を含む情報を捕捉する。
【００１７】
図５は、ホログラフィック情報読取り装置５００を示す。装置５００は、通し番号１１／４１２６５８を有する上記で述べた継続中の出願に記載されており、特許請求される。装置５００は、レーザ光源１０５、任意選択のビーム・スプリッタ１１０、および光センサ４２０を備える。レーザ光源１０５およびスプリッタ１１０は、参照ビーム２２０を提供する。
【００１８】
反射されない参照ビーム２２０は、ホログラフィック記憶媒体１９５へと送られ、したがって、参照ビーム２２０は、干渉パターン２６０（図２）により回折され、出願人の反射型空間光変調器２１０上に表示された元の画像２０５（図３）に類似した画像５１０を形成する。画像５１０は、光センサ４２０に対して投影される。光センサ４２０は、次いで、画像５１０を含む情報を捕捉する。
【００１９】
図５に例示の実施形態では、ホログラフィック情報読取り装置５００がビーム・スプリッタ１１０を備える。他の実施形態では、ホログラフィック情報読取り装置５００は、ビーム・スプリッタを備えていない。これらの実施形態では、レーザ光源１０５は参照ビーム２２０を提供し、参照ビーム２２０は、ホログラフィック記憶媒体１９５に反射なしで送られ、したがって、参照ビーム２２０は、干渉パターン２６０（図２）により回折されて、出願人の反射型空間光変調器２１０上に表示された元の画像２０５（図３）に類似する画像５１０を形成する。画像５１０は光センサ４２０に対して投影される。光センサ４２０は、次いで、画像５１０を含む情報を捕捉する。
【００２０】
図６は、出願人のホログラフィック・データ記憶および取出しシステム６００の一実施形態を示す。図６に例示の実施形態では、ホログラフィック・データ記憶および取出しシステム６００は、コンピューティング・デバイス６１０、６２０、および６３０と通信する。図６に例示の実施形態では、コンピューティング・デバイス６１０、６２０、および６３０は、データ通信ファブリック６４０を介して記憶コントローラ６６０と通信する。いくつかの実施形態では、ファブリック６４０は、１つまたは複数のデータ・スイッチ６５０を備える。さらに、図６に例示の実施形態では、記憶コントローラ６６０が、１つまたは複数のホログラフィック符号化／復号化システムと通信する。図６に例示の実施形態では、ホログラフィック・データ記憶および取出しシステム６００は、ホログラフィック符号化／復号化システム６７０、６８０、および６９０を備え、これらのホログラフィック符号化／復号化システムのそれぞれが、これらに限定されないが、装置２００または装置５００などのホログラフィック情報復号化装置と組み合わせた、これらに限定されないが、装置１００または装置４００などのホログラフィック情報符号化装置を備える。
【００２１】
いくつかの実施形態では、コンピューティング・デバイス６１０、６２０、および６３０は、アプリケーション・サーバ、ウェブ・サーバ、ワークステーション、ホスト・コンピュータ、または情報を生成する可能性の高い他の同様のデバイスからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、コンピューティング・デバイス６１０、６２０、または６３０、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数は、ファイバ・チャネル（「ＦＣ」）物理層の上で動作する小型計算機システム・インターフェース（「ＳＣＳＩ」）プロトコルを用いてファブリック６４０と相互接続される。他の実施形態では、コンピューティング・デバイス６１０、６２０、および６３０相互間の接続は、インフィニバンド（Ｉｎｆｉｎｉｂａｎｄ）、イーサネット（登録商標）、またはインターネットＳＣＳＩ（「ｉＳＣＳＩ」）など他のプロトコルを含む。いくつかの実施形態では、スイッチ６５０は、コンピューティング・デバイス６１０、６２０、または６３０、あるいはそれらの組合せからのトラフィックを直接、記憶コントローラ６６０に経路指定するように構成される。
【００２２】
図６に例示の実施形態では、記憶コントローラ６６０は、データ・コントローラ６６２、メモリ６６３、プロセッサ６６４、およびデータ・キャッシュ６６６、６６７、および６６８を備え、これらのコンポーネントは、データ・バス６６５を介して通信する。いくつかの実施形態では、メモリ６６３は、磁気情報記憶媒体、光情報記憶媒体、および電子情報記憶媒体などを含む。「電子記憶媒体」により、出願人は、例えば、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＲＯＭ、コンパクトフラッシュ（登録商標）、スマートメディアなどのデバイスを意味する。
【００２３】
いくつかの実施形態では、記憶コントローラ６６０は、コンピューティング・デバイス６１０、６２０、または６３０、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数上のシリアル・データ・バスからデータ信号を読み取り、それにデータ信号を書き込むように構成される。あるいは、他の実施形態では、記憶コントローラ６６０は、データ・バス６６５およびファブリック６４０を介して、コンピューティング・デバイス６１０、６２０、または６３０、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数からデータ信号を読み取り、それにデータ信号を書き込むように構成される。
【００２４】
いくつかの実施形態では、記憶コントローラ６６０は、シリアル・データ・ストリームを畳み込み（convolution）符号化データ画像に変換する。これらのデータ画像は、ホログラフィック符号化／復号化システム６７０、６８０、または６９０、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数に配置されたＳＬＭ１４０（図１）、またはＲＳＬＭ２１０（図２、３）に転送される。
【００２５】
いくつかの実施形態では、ホログラフィック符号化／復号化システム６７０、６８０、および６９０は、異なる地理的な場所に配置される。いくつかの実施形態では、記憶コントローラ６６０は、情報を保護するために、２つ以上のホログラフィック符号化／復号化システム間に情報を分配する。
【００２６】
出願人の発明は、ホログラフィック・データ記憶媒体１９５（図１、２、３、４、５）などのホログラフィック・データ記憶媒体から読み取られたデータを訂正する方法を含む。データ記憶サービス・プロバイダは、データ記憶サービスを１つまたは複数のデータ記憶サービス顧客に提供するために出願人の方法の諸ステップを使用することができる。
【００２７】
図１７は、元データの２つの異なる画像を１つまたは複数のホログラフィック・データに符号化する出願人の方法の諸ステップを要約する。図１８は、第１の画像を取り出すことによって、また必要な場合は、第２の画像を取り出すことによって、その符号化されたデータを読み取るための出願人の方法の諸ステップを要約する。次に図１７を参照すると、ステップ１４０５で、出願人の方法は、ホログラフィック・データ記憶および取出しシステムを提供する。
【００２８】
いくつかの実施形態では、ステップ１４０５は、ホログラフィック・データ記憶および取出しシステム６００（図６）を供給することを含む。いくつかの実施形態では、ステップ１４０５は、これらに限定されないが、コンピューティング・デバイス６１０、６２０、および６３０など、複数のコンピューティング・デバイスと通信するホログラフィック・データ記憶および取出しシステム６００（図６）を供給することを含む。これらの実施形態のいくつかでは、コンピューティング・デバイス６１０、６２０、または６３０、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数は、１つまたは複数のデータ記憶サービス顧客により所有または操作され、あるいはその両方が行われるが、ホログラフィック・データ記憶および取出しシステム６００は、データ記憶サービス・プロバイダにより所有または操作され、あるいはその両方が行われる。
【００２９】
ステップ１４１０では、出願人の方法は元データを生成する。いくつかの実施形態では、ステップ１４１０のデータは、コンピューティング・デバイス６１０、６２０、または６３０、あるいはそれらの組合せなどの１つまたは複数のコンピューティング・デバイスにより生成される。いくつかの実施形態では、ステップ１４１０のデータは、記憶コントローラ６６０などの記憶コントローラにより受け取られる。
【００３０】
ステップ１４２０では、出願人の方法は、ステップ１４１０のデータの第１の画像を生成する。いくつかの実施形態では、記憶コントローラ６６０（図６）などの記憶コントローラは、第１の画像を生成し、次いで、その第１の画像を、ホログラフィック符号化／復号化システム６７０、６８０、または６９０、あるいはそれらの組合せなど、１つまたは複数の符号化／復号化システムに提供する。
【００３１】
いくつかの実施形態では、出願人の方法は、ステップ１４２０で、元データに対して巡回冗長検査（「ＣＲＣ」）を実施し、元データのＣＲＣ情報を生成する。いくつかの実施形態では、ステップ１４２０で出願人の方法は、元データに対して、水平冗長検査（「ＬＲＣ」）を実施し、元データのＬＲＣ情報を生成する。いくつかの実施形態では、出願人の方法は、ステップ１４２０で、元データのＣＲＣ情報または元データのＬＲＣ情報、あるいはその両方を、ホログラフィック・データ記憶媒体中で符号化する。
【００３２】
ステップ１４３０では、出願人の方法は、ステップ１４０５で提供されたホログラフィック符号化／復号化システム６７０、６８０、または６９０、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数に配置された、第１のホログラフィック・データ記憶媒体中でステップ１４２０の第１の画像を符号化する。ステップ１４３０はさらに、ホログラフィック符号化／復号化システム６７０、６８０、または６９０、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数に配置された、これらに限定されないが、ＳＬＭ１４０（図１）またはＲＳＬＭ２１０（図２、３）などの空間光変調器上にステップ１４２０の第１の画像を表示することを含む。いくつかの実施形態では、ステップ１４３０は、ホログラフィック符号化／復号化システム６７０、６８０、または６９０、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数により実施される。
【００３３】
いくつかの実施形態では、ステップ１４３０はさらに、第１のホログラフィック・データ記憶媒体中の第１の記憶位置で、第１の画像を符号化することを含む。いくつかの実施形態では、ステップ１４３０は、記憶コントローラ６６０（図６）などの記憶コントローラにより実施される。いくつかの実施形態では、ステップ１４３０は、記憶コントローラ６６０（図６）などの記憶コントローラ中に配置されたプロセッサ６６４（図６）などのプロセッサにより実施される。いくつかの実施形態では、ステップ１４３０は、ホログラフィック符号化／復号化システム６７０、６８０、または６９０、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数により実施される。
【００３４】
例えば、図７および図１７を次に参照すると、画像７１０は、ステップ１４１０の元データを含む第１の画像を含み、その第１の画像が、ＳＬＭ１４０（図１）またはＲＳＬＭ２１０（図２、３）、あるいはその両方上に表示される。その後、ステップ１４３０で、ステップ１４２０の第１の画像７１０が、ホログラフィック・データ記憶媒体１９５（図１、２、３、４、５）などのホログラフィック・データ記憶媒体中で符号化される。
【００３５】
図１７を再度参照すると、ステップ１４４０で、出願人の方法は、ステップ１４１０のデータの第２の画像を生成するが、ステップ１４２０の第１の画像は、ステップ１４４０の第２の画像とは異なる。いくつかの実施形態では、記憶コントローラ６６０（図６）などの記憶コントローラは、ステップ１４４０の第２の画像を生成し、次いで、その第２の画像をホログラフィック符号化／復号化システム６７０、６８０、または６９０、あるいはそれらの組合せなど、１つまたは複数の符号化／復号化システムに提供する。いくつかの実施形態では、ステップ１４４０は、記憶コントローラ６６０（図６）などの記憶コントローラ中に配置されたプロセッサ６６４（図６）などのプロセッサにより実施される。
【００３６】
図７、９、および図１７を次に参照すると、いくつかの実施形態では、ステップ１４４０で、出願人の方法は第１の画像７１０の反転画像を含む第２の画像７３０を生成する。いくつかの実施形態では、出願人の方法は、各「１」を「０」に変えることにより、また各「０」を「１」に変えることにより、第１の画像の反転画像を形成する。
【００３７】
いくつかの実施形態では、ステップ１４１０のデータはアナログ・データを含み、これらの実施形態では、出願人の方法は、各白領域を黒領域に変えることにより、また各黒領域を白領域に変えることにより、第１の画像の反転画像を形成する。いくつかの実施形態では、アナログ・データの第２の、かつ反転した画像の形成は、アルゴリズム的に実施される。
【００３８】
当業者であれば理解されるように、直交する２つの空間座標の関数は、直交する２つの空間周波数の関数として、２次元フーリエ変換によって表現することができる。いくつかの実施形態では、出願人の方法は、このような２次元フーリエ変換モデル・ホログラフィを適用する。
【００３９】
ｇ（ｘ、ｙ）の２次元フーリエ変換は、式（１）で定義される。式中、ξおよびηは空間周波数である。
Ｆ｛ｇ（ｘ、ｙ）｝＝∫∫ｇ（ｘ、ｙ）ｅｘｐ［−ｉ２π（ξｘ+ηｙ）］ｄｘｄｙ＝Ｇ（ξ、η）    （１）
光路中にノイズを有するホログラフィック・システムをモデル化するために式（１）を使用すると、式（２）が得られる。
Ｆ｛ｇ（ｘ、ｙ）+ｎ（ｘ、ｙ）｝＝∫∫［ｇ（ｘ、ｙ）+ｎ（ｘ、ｙ）］ｅｘｐ［−ｉ２π（ξｘ+ηｙ）］ｄｘｄｙ    （２）
明るい領域が暗くなり、暗い領域が明るくなるように、ＳＬＭ１４０などの空間光変調器でデータを反転させると、式（３）が得られる。
Ｆ｛−ｇ（ｘ、ｙ）+ｎ（ｘ、ｙ）｝＝∫∫［−ｇ（ｘ、ｙ）+ｎ（ｘ、ｙ）］ｅｘｐ［−ｉ２π（ξｘ+ηｙ）］ｄｘｄｙ    （３）
式（３）に記憶されるデータは「陰（negative）画像」を含み、式（２）に記憶されるデータは、「陽（positive）画像」を含む。
【００４０】
式（２）と（３）を加えると式（４）が得られ、書込みプロセス中の光路中のノイズの影響をデータ回復プロセス中に分離することができ、それにより、「陽画像」として書き込まれたデータからの画像と「陰画像」として書き込まれたデータからの画像を組み合わせることができる。このノイズは、読取りまたは書込み光路、あるいはその両方で使用される光学コンポーネント（すなわち、ビーム・スプリッタ、空間光変調器、および焦点レンズ）からの光収差を含み得る。
Ｆ｛ｎ（ｘ、ｙ）｝＝∫∫ｎ（ｘ、ｙ）ｅｘπ［−ｉ２π（ξｘ+ηｙ）］ｄｘｄｙ    （４）
ノイズｎ（ｘ、ｙ）が分離されると、式（１）の所望のデータを、さらに容易に光媒体から読取ることができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、ステップ１４４０で、出願人の方法は、第１の画像を、空間光変調器が正方形である場合、＋／−９０度、または空間光変調器が長方形もしくは正方形である場合、１８０度回転させることにより、第１の画像から第２の画像を形成する。
【００４２】
例えば、図１２、１３、１４、および１５を参照すると、図１２は、ＳＬＭ１４０（図１）などのＳＬＭ上に、またはＲＳＬＭ２１０（図２、３）などのＲＳＬＭ上に表示された第１の画像９００を示し、その第１の画像は元データを含む。図１３は、ＳＬＭ１４０（図１）などのＳＬＭ上に、またはＲＳＬＭ２１０（図２、３）などのＲＳＬＭ上に表示された第２の画像１０００を示し、第２の画像は、第１の画像９００を第１の方向に９０度回転させることにより形成される。図１４は、ＳＬＭ１４０（図１）などのＳＬＭ上に、またはＲＳＬＭ２１０（図２、３）などのＲＳＬＭ上に表示された第２の画像１１００を示し、その第２の画像は、第１の画像９００を第２の方向に９０度回転させることにより形成される。図１５は、ＳＬＭ１４０（図１）などのＳＬＭ上に、またはＲＳＬＭ２１０（図２、３）などのＲＳＬＭ上に表示された第２の画像１２００を示し、その第２の画像は、第１の画像９００を１８０度回転させることにより形成される。
【００４３】
出願人は、第１の画像を回転して第２の画像を形成することは、ホログラフィック媒体または記録光路における非点収差を克服するのに有用であることを見出した。非点収差は、光学コンポーネントが球形状であるよりも、より卵型形状である場合に生ずる。より正確に述べると、光学において、非点収差は、２つの直角な面を伝播する光線に対して、光学システムが異なる焦点を有する場合に生ずる。例示のために、非点収差を有する光学システムが十字の画像を形成するのに使用された場合、垂直および水平の線は、２つの異なる距離で焦点が正確に合うことになる。元データ９００（図１２）をいずれかの方向に９０度回転して第２のデータ画像を形成することにより、この問題が対処される。
【００４４】
非点収差には２つの異なる形態がある。第１のものは３次の収差であり、それは、光軸から離れたオブジェクト（またはオブジェクトの部分）に対して生ずる。この収差の形態は、光学システムが完全に対象である場合であっても生ずる。これは、単一の波長の光であっても生ずるので、しばしば、「単色収差」と呼ばれる。しかし、収差の「量」は、光学システム中の波長で大きく変化し得るので、この用語は誤解をまねくおそれがある。
【００４５】
非点収差の第２の形態は、光学システムが光軸に関して対象ではない場合に生じ、それは、完全にホログラフィック機器の製作許容差により起こり得る。これは、（円筒形レンズの場合）設計によるものであり、またはコンポーネント表面の製作ミス、もしくはコンポーネントの調整不良による可能性がある。この場合、軸上の物点からの光線に対しても非点収差が観察される。
【００４６】
図１２、１６、１７を次に参照すると、いくつかの実施形態では、ステップ１４４０で、出願人の方法は、第２の画像１３００を形成し、その第２の画像１３００を含むデータは、第１の画像９００（図１２）中に列挙された元データの複素共役を含む。第２の画像１３００は、典型的な左から右のモードではなく、右から左のモードで第１の画像９００に示された元データを表示することによって形成される。
【００４７】
図１７を再度参照すると、出願人の方法はステップ１４４０からステップ１４５０に進み、出願人の方法は、ステップ１４０５で提供されたホログラフィック符号化／復号化システム６７０、６８０、または６９０、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数に配置されたホログラフィック・データ記憶媒体中でステップ１４２４の第２の画像を符号化する。ステップ１４５０はさらに、ホログラフィック符号化／復号化システム６７０、６８０、または６９０、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数に配置された、これらに限定されないが、ＳＬＭ１４０（図１）またはＲＳＬＭ２１０（図２、３）などの空間光変調器上にステップ１４４０の第２の画像を表示することを含む。いくつかの実施形態では、ステップ１４５０は、ホログラフィック符号化／復号化システム６７０、６８０、または６９０、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数により実施される。
【００４８】
いくつかの実施形態では、ステップ１４５０は、第１のホログラフィック・データ記憶媒体中の第２の記憶位置で、ステップ１４４０の第２の画像を符号化することを含むが、第１の記憶位置は第２の記憶位置とは異なる。他の実施形態では、ステップ１４５０では、出願人の方法は、ＲＡＩＤ−１ホログラフィック・データ記憶の形式として、ステップ１４４０の第２の画像を第２のホログラフィック・データ記憶媒体に符号化する。いずれの場合も、ステップ１４１０のデータは、第１の画像と、読取りプロセス中にデータを回復させるのを助けるために第１の画像を操作することにより形成された第２の画像として記憶される。当業者であれば理解されるように、出願人の画像反転記憶方法は、ホログラフィックに符号化された媒体に特有のものであり、データは「１」または「０」ではなく、干渉パターンとして記憶される。
【００４９】
図１８は、１つまたは複数のホログラフィック・データ記憶媒体中で符号化されたデータを読み取るための出願人の方法の諸ステップを要約している。いくつかの実施形態では、図１７の方法は、書込みプロセスが即時のリードバック機能を含む場合、ステップ１４６０（図１８）に進む。他の実施形態では、図１８の諸ステップは、図１７の諸ステップを用いて符号化されたデータを読み取るために、後で使用される。
【００５０】
図１８を次に参照すると、ステップ１４０５では、出願人の方法は、ホログラフィック・データ記憶および取出しシステムを提供する。いくつかの実施形態では、ステップ１４０５は、ホログラフィック・データ記憶および取出しシステム６００（図６）を供給することを含む。
【００５１】
ステップ１４６０では、出願人の方法は、読取りプロセス中に、第１の記憶位置で、参照ビームを用いて、符号化されたホログラフィック・データ記憶媒体を照射することにより、取り出される第１の画像を生成する。いくつかの実施形態では、ステップ１４６０は、ホログラフィック符号化／復号化システム６７０、６８０、または６９０、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数により実施される。いくつかの実施形態では、ステップ１４６０は、記憶コントローラ６６０（図６）などの記憶コントローラにより実施される。いくつかの実施形態では、ステップ１４６０は、記憶コントローラ６６０（図６）などの記憶コントローラ中に配置された、プロセッサ６６４（図６）などのプロセッサにより実施される。
【００５２】
ステップ１４６５では、出願人の方法は、ステップ１４６０で取り出されたその第１の画像からのデータを復号する。いくつかの実施形態では、ステップ１４６５は、ホログラフィック符号化／復号化システム６７０、６８０、または６９０、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数により実施される。いくつかの実施形態では、ステップ１４６５は、記憶コントローラ６６０（図６）などの記憶コントローラにより実施される。いくつかの実施形態では、ステップ１４６５は、記憶コントローラ６６０（図６）などの記憶コントローラ中に配置された、プロセッサ６６４（図６）などのプロセッサにより実施される。
【００５３】
出願人の方法は、ステップ１４６５からステップ１４７０に進み、本方法は、ステップ１４６５で生成されたデータがステップ１４１０の元データとマッチするかどうか判定する。いくつかの実施形態では、ステップ１４７０は、記憶コントローラ６６０（図６）などの記憶コントローラにより実施される。いくつかの実施形態では、ステップ１４７０は、記憶コントローラ６６０（図６）などの記憶コントローラ中に配置された、プロセッサ６６４（図６）などのプロセッサにより実施される。
【００５４】
出願人は、データをホログラフィック・データ記憶媒体中で符号化するプロセス中に、または符号化されたホログラフィック・データ記憶媒体からのデータを復号化するプロセス中に、あるいはその両方で、データがノイズ・アーチファクトで破壊されることが時々あることを見出した。例えば、図７および図８を参照すると、取り出された第１の画像７２０は、ステップ１４１０の元データを含む元の第１の画像７１０とは異なる。より具体的には、データ点７２２は、１つまたは複数のノイズ・アーチファクトｎと組み合わされた元のデータ点７１２を含む。同様に、データ点７２４および７２６はそれぞれ、１つまたは複数のノイズ・アーチファクトｎと組み合わされた、元のデータ点７１４および７１６を含む。
【００５５】
いくつかの実施形態では、ステップ１４７０で、出願人の方法は、記憶された元データのＣＲＣ情報、または元データのＬＲＣ情報あるいはその両方を取り出す。これらの実施形態では、ステップ１４７０で、出願人の方法は、ステップ１４６０で取り出されデータに対して巡回冗長検査（「ＣＲＣ」）を実施し、取り出されたデータのＣＲＣ情報を生成する。いくつかの実施形態では、出願人の方法は、取り出されたデータに対して、水平冗長検査（「ＬＲＣ」）を実施し、取り出されたデータのＬＲＣ情報を生成する。元データのＣＲＣまたは元データのＬＲＣ情報、あるいはその両方が、取り出されたデータのＣＲＣまたは取り出されたデータのＬＲＣ情報、あるいはその両方と、それぞれ、異なる場合、出願人の方法は、ステップ１４７０で、取り出されたデータは、符号化または復号化プロセス、あるいはその両方中に導入された１つまたは複数のノイズ・アーチファクトを含んでいると判定する。
【００５６】
出願人の方法が、ステップ１４７０で、取り出されたデータが元データと異ならないと判定した場合、本方法は、ステップ１４７０からステップ１４８０に進み、終了する。出願人の方法が、ステップ１４７０で、取り出されたデータが元データとは異なると判定した場合、本方法は、ステップ１４７０からステップ１４９０に進み、本方法は、第２の記憶位置で、参照ビームを用いて、符号化されたホログラフィック・データ記憶媒体を照射することによりステップ１４４０で生成され、ステップ１４５０で符号化された第２の画像を取り出す。いくつかの実施形態では、ステップ１４９０は、記憶コントローラ６６０（図６）などの記憶コントローラにより実施される。いくつかの実施形態では、ステップ１４９０は、記憶コントローラ６６０（図６）などの記憶コントローラ中に配置されたプロセッサ６６４（図６）などのプロセッサにより実施される。
【００５７】
出願人の方法は、ステップ１４９０からステップ１４９５に進み、本方法は、ステップ１４６０の取り出された第１の画像およびステップ１４９０の取り出された第２の画像を用いて、ステップ１４１０の元データを導出する。
【００５８】
図７、１０、１１、１７、および１８を次に参照すると、いくつかの実施形態では、ステップ１４９５は、図１１に示すアルゴリズムを使用することを含み、本方法は、取り出された第１の画像７２０などの取り出された第１の画像、および取り出された第２の画像７４０などの取り出された第２の画像を使用する。図１１に示すように、出願人の方法は、取り出された第１の画像７２０を取り出された第２の画像７４０に加算し、すべてが１の行列８１０を減算することによって第１項を形成する。本方法は、次いで、その第１項を２で割ることにより第２項を形成する。本方法は、次いで、ノイズ・アーチファクトを有する取り出された元データ７２０から、第２項を減算することにより、ノイズ・アーチファクトのない元データ７１０を導出する。
【００５９】
いくつかの実施形態では、出願人の方法は、ホログラフィック・データ記憶媒体１９５などのホログラフィック・データ記憶媒体中の第３の記憶位置に、行列８１０など、すべてが１の行列を書き込む。他の実施形態では、出願人の行列は、その行列が、図１１で述べられたアルゴリズムを実施する必要がある場合、行列８１０など、すべてが１の行列を生成する。
【００６０】
いくつかの実施形態では、出願人の方法は、ステップ１４９５で、取り出された第１の画像を、取り出された第２の画像と比較するが、その第２の画像は、ステップ１４４０で、第１の画像を回転することにより形成されたものである。出願人の方法は、次いで、破壊されたデータ点を識別し、破壊されたデータ点を元のデータ点で置換して元データを導出する。
【００６１】
いくつかの実施形態では、出願人の方法は、ステップ１４９５で、取り出された第１の画像を、取り出された第２の画像と比較するが、その第２の画像は、第１の画像の複素共役を含む。出願人の方法は、次いで、破壊されたデータ点を識別し、破壊されたデータ点を元のデータ点で置換して元データを全体として導出する。
【００６２】
いくつかの実施形態では、図１７、１８で述べられた個々のステップは、組み合わされ、削除され、または並び変えることができる。
【００６３】
いくつかの実施形態では、出願人の発明は、メモリ６６３（図６）に常駐する命令を含み、これらの命令は、プロセッサ６６４（図６）などのプロセッサによって実行されて、図１７、１８で述べられた、ステップ１４１０、１４２０、１４３０、１４４０、１４５０、１４６０、１４７０、１４９０、または１４９５、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数を実施する。
【００６４】
いくつかの実施形態では、出願人の発明は、他の任意のコンピュータ・プログラム製品に常駐する命令を含み、これらの命令は、システム６００に対して外部の、または内部のコンピュータにより実行されて、図１７、１８で述べられた、ステップ１４１０、１４２０、１４３０、１４４０、１４５０、１４６０、１４７０、１４９０、または１４９５、あるいはそれらの組合せのうちの１つまたは複数を実施する。いずれの場合であっても、その命令は、例えば、磁気情報記憶媒体、光情報記憶媒体、電子情報記憶媒体などを含む、情報記憶媒体中で符号化され得る。「電子記憶媒体」により、出願人は、例えば、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＰＲＯＭ、コンパクトフラッシュ（登録商標）、スマートメディアなどのデバイスを意味する。
【００６５】
本発明の好ましい諸実施形態が詳細に説明されてきたが、これらの諸実施形態に対する変更および適合は、当業者であれば、添付の特許請求の範囲で述べられた本発明の範囲から逸脱することなく行うことができることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】ホログラフィック情報記録装置の一実施形態の図である。
【図２】ホログラフィック情報記録装置の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図３】図２のホログラフィック情報記録装置の斜視図である。
【図４】ホログラフィック情報読取り装置の第１の実施形態の斜視図である。
【図５】ホログラフィック情報読取り装置の第２の実施形態の斜視図である。
【図６】出願人のデータ記憶システムを示すブロック図である。
【図７】第１の画像が透過型または反射型空間光変調器上に表示されたときの元データを含むその第１の画像を示す図である。
【図８】図７の元データがノイズ・アーチファクトで破壊された場合の取り出された第１の画像を示す図である。
【図９】第２の画像が透過型または反射型空間光変調器上に表示されたときの図７の元データの反転画像を含むその第２の画像を示す図である。
【図１０】図９の反転データがノイズ・アーチファクトで破壊された場合の取り出された第２の画像を示す図である。
【図１１】図８の取り出された第１の画像および図１０の取り出された第２の画像を用いて、図７の元データを導出する出願人のアルゴリズムを図式的に示す図である。
【図１２】第１の画像が透過型または反射型空間光変調器上に表示されたときの元データを含むその第１の画像を示す図である。
【図１３】図１２の第１の画像を含むデータを第１の方向に９０度回転することにより形成される第２の画像を示す図である。
【図１４】図１２の第１の画像を含むデータを第２の方向に９０度回転することにより形成される第２の画像を示す図である。
【図１５】図１２の第１の画像を含むデータを１８０度回転することにより形成される第２の画像を示す図である。
【図１６】図１２の第１の画像を含むデータの複素共役を含む第２の画像を示す図である。
【図１７】ホログラフィック・データ記憶媒体中でデータを符号化するための出願人の方法の諸ステップを要約する流れ図である。
【図１８】ホログラフィック・データ記憶媒体中で前に符号化されたデータを復号し、任意選択で、その復号されたデータを訂正するための出願人の方法の諸ステップを要約する流れ図である。
【符号の説明】
【００６７】
１００  ホログラフィック情報記録装置
１０５  レーザ光源
１１０  レーザ・ビーム・スプリッタ
１２０  データ搬送ビーム
１３０  参照ビーム
１４０  空間光変調器（「ＳＬＭ」）
１５０  画像
１６０  データ・ビーム
１７０  ホログラム
１８０  ミラー
１９０  反射参照ビーム
１９５  ホログラフィック・データ記憶媒体
２００  ホログラフィック情報記録装置
２０５  データ画像
２１０  反射型空間光変調器（「ＲＳＬＭ」）
２２０  参照ビーム
２３０  データ搬送ビーム
２４０  反射データ・ビーム
２６０  干渉パターン
４００  ホログラフィック情報読取り装置
４０５  ホログラム
４１０  画像
４２０  光センサ
５００  ホログラフィック情報読取り装置
５１０  画像
６００  ホログラフィック・データ記憶および取出しシステム
６１０  コンピューティング・デバイス
６２０  コンピューティング・デバイス
６３０  コンピューティング・デバイス
６４０  データ通信ファブリック
６５０  データ・スイッチ
６６０  記憶コントローラ
６６２  データ・コントローラ
６６３  メモリ
６６４  プロセッサ
６６５  データ・バス
６６６  データ・キャッシュ
６６７  データ・キャッシュ
６６８  データ・キャッシュ
６７０  ホログラフィック符号化／復号化システム
６８０  ホログラフィック符号化／復号化システム
６９０  ホログラフィック符号化／復号化システム
７１０  第１の画像、元データ
７１２  データ点
７１４  データ点
７１６  データ点
７２０  第１の画像、元データ
７２２  データ点
７２４  データ点
７２６  データ点
７３０  第２の画像
７４０  第２の画像
８１０  行列
９００  第１の画像、元データ
１０００  第２の画像
１１００  第２の画像
１２００  第２の画像
１３００  第２の画像
【図１】
2008159243.tif 000003
【図２】
2008159243.tif 000004
【図３】
2008159243.tif 000005
【図４】
2008159243.tif 000006
【図５】
2008159243.tif 000007
【図６】
2008159243.tif 000008
【図７】
2008159243.tif 000009
【図８】
2008159243.tif 000010
【図９】
2008159243.tif 000011
【図１０】
2008159243.tif 000012
【図１１】
2008159243.tif 000013
【図１２】
2008159243.tif 000014
【図１３】
2008159243.tif 000015
【図１４】
2008159243.tif 000016
【図１５】
2008159243.tif 000017
【図１６】
2008159243.tif 000018
【図１７】
2008159243.tif 000019
【図１８】
2008159243.tif 000020