(57)【要約】【課題】光データ記憶媒体、例えば、ホログラフィック記憶媒体のデータページからデータを読み取るための方法、およびその方法を実施するための装置を提供すること。【解決手段】読取りデータページ上の少なくとも１つの欠如したまたは誤配置された同期マークが特定され、その補正位置が推定される。推定された補正同期マーク位置が、別の処理に使用される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光データ記憶媒体のデータページからデータを読み取るデータ読取方法であって、
読取りデータページ上の少なくとも１つの欠如した、または誤配置された同期マークを特定するステップと、
補正同期マーク位置を推定するステップと、
前記推定された補正同期マーク位置を、別の処理に使用するステップと
を有することを特徴とするデータ読取方法。
【請求項２】
ホログラフィックデータ記憶媒体からの読取りに使用されることを特徴とする請求項１に記載のデータ読取方法。
【請求項３】
前記別のデータ処理は、前記欠如した、または誤配置された同期マークの領域内での、前記推定された同期マーク位置を使用したデータ検出を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のデータ読取方法。
【請求項４】
前記補正同期マーク位置は、同期マークを対応する行および／または列から補間することにより推定されることを特徴とする請求項１，２又は３に記載のデータ読取方法。
【請求項５】
前記補正同期マーク位置は、同期マークを付近の１組の同期マークから補間することにより推定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のデータ読取方法。
【請求項６】
同期マーク位置の、その期待位置からのずれに関する測定値が計算されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のデータ読取方法。
【請求項７】
誤配置された同期マークの周りのデータエリアは、同期マークのずれに応じてシフトされることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のデータ読取方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のデータ読取方法を実施するように適合されることを特徴とする光データ記憶媒体からデータを読み取るためのデータ読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ読取方法及びその装置に関し、より詳細には、欠如した、または誤配置されたホログラフィックデータページ用の同期マーク（ｓｙｎｃ  ｍａｒｋ）の補正を含む光記憶システム、例えば、ホログラフィック記憶システム内の光データ記憶用のデータページからデータを読み取るためのデータ読取方法及びそのデータ読取方法を実施して光記憶媒体からデータを読み取るためのデータ読取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明を以下に、ホログラフィック記憶システムを一例として使用して説明する。本発明は、他の光記憶システム内で適用可能であることが、当業者には明らかである。
【０００３】
ホログラフィックデータ記憶では、２つのコヒーレントなレーザビームの重合せによって生成された干渉パターンを符号化することによってデジタルデータが記憶され、この場合、一方のビーム、いわゆる「物体光」が、空間光変調器（ＳＬＭ）によって変調されて、記録すべき情報を運ぶ。第２のビームは、参照光として働く。干渉パターンは、記憶材料の特定の特性を変更し、この変更は、干渉パターンの局所的な強度に依存する。記録されたホログラムの読取りは、記録中と同じ条件を使用して、ホログラムを参照光で照射することによって実施される。この結果、記録された物体光が再生される。
【０００４】
ホログラフィックデータ記憶の１つの利点は、データ容量の増大である。従来型の光記憶媒体とは異なり、単に単一または少数の２次元の層ではなく、ホログラフィック記憶媒体の体積が、情報を記憶するのに使用される。ホログラフィックデータ記憶のもう１つの利点は、例えば２つのビーム間の角度を変更する、またはシフト多重化を使用するなどによって、同じ体積中に複数のデータを記憶できることである。さらに、単一ビットを記憶するのではなく、データがデータページとして記憶される。一般に、データページは、複数ビットを符号化する光強度変化のマトリックス、すなわち２次元バイナリアレイまたはグレイ値のアレイからなる。異なる位相を示すパターンからなるデータページを使用することもできる。これにより、記憶密度の増大に加えて、データレートの増大を達成することも可能になる。データページは、ＳＬＭによって物体光上にインプリントされ、検出器アレイで検出される。
【０００５】
データページは、ＳＬＭから検出器への正確なスケーリングファクタを確定し、かつ像歪みを補正するための、同期マーク（ｓｙｎｃ  ｍａｒｋ）とも呼ばれる同期マーク（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｓａｔｉｏｎ  ｍａｒｋ）を含んでいる。同期マークは、通常、特定のビットパターンからなり、このビットパターンは、読取装置に既知であり、読取装置によって明確に特定することができる。どんなホログラフィックデータ記憶システムでも、同期マークの正しい検出が、復調手順の成功に不可欠である。スケーリングファクタおよび像歪みは局所的に変わることがあるので、同期マークは、通常、データページ全体にわたって分配される。データページの一部において同期マーク検出に失敗すると、ほとんどの場合、その領域内で復調も失敗する。ホログラフィック材料の欠陥、または検出器雑音などの歪みのため、局所同期マークの正しい検出に失敗することがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのような失敗を検出する、かつ／または誤配置された、もしくは欠如した同期マークを補正するための方法を提案することが望まれている。推定された同期マークを使用することにより、読出しが改善される。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、欠如した、または誤配置されたホログラフィックデータページ用の同期マークの補正を含む光記憶システム、例えば、ホログラフィック記憶システム内の光データ記憶用のデータページからデータを読み取るためのデータ読取方法及びそのデータ読取方法を実施して光記憶媒体からデータを読み取るためのデータ読取装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、光データ記憶媒体のデータページからデータを読み取るためのデータ読取方法は、
読取りデータページ上の少なくとも１つの欠如したまたは誤配置された同期マークを特定するステップと、
補正同期マーク位置を推定するステップと、
推定された補正同期マーク位置を、別の処理に使用するステップと
を有している。
【０００９】
この方法によれば、誤配置されたまたは欠如した同期マークを、複数の同期マーク検出に失敗した場合でさえ特定することができる。それでもなお、ほとんどの同期マークは正しく検出されて、推定された補正同期マーク位置の計算の基礎になると仮定する。提案した同期マーク補正を使用すると、像歪みおよび局所的に変化するスケーリングファクタをデータページ上で確実に確定することが可能になる。この方法は、数値的に単純かつ効率的である。この方法は、データページの基礎をなす変調方式とは無関係に実施することができる。置換え後、以前は誤配置されていた同期マークの領域内で、データを正しく復調する可能性が増大する。ビット誤り率が低減される。
【００１０】
有利には、この方法は、ホログラフィックデータ記憶媒体からの読取りに使用される。ホログラフィックデータ記憶システムでは、２次元データページを使用してデータが記憶される。この場合、像歪みおよび局所的に変化するスケーリングファクタを、復調に先立って確定することが特に重要である。この確定を確実に実施するためには、正しい同期マーク位置が必要である。同期マーク検出の精度を高めると、読取りプロセスの信頼性が増大する。
【００１１】
有利には、本発明による別のデータ処理が、欠如したまたは誤配置された同期マークの領域内での、推定された同期マーク位置を使用したデータ検出を含んでいる。データは、誤配置されたまたは欠如した同期マークとは基本的に無関係に、確実に読み出される。
【００１２】
好ましくは、誤配置されたまたは欠如した同期マークが、同期マークを対応する行および／または列から補間することによりその正しい位置を推定することによって補正される。同期マーク位置が、例えば、対応する行および列の２つの回帰曲線の交点によって推定される。これにより、補正同期マーク位置が正確に推定される。
【００１３】
有利には、補正同期マーク位置が、同期マークを付近の１組の同期マークから補間することにより推定される。誤配置されたまたは欠如した同期マークの周りの定義されたエリア内で、誤配置されたまたは欠如した同期マークの正しい位置を確定するために、他の同期マークが使用される。その結果、光路および光学素子の局所的な差が、補正同期マーク位置の推定中に考慮される。
【００１４】
好ましくは、誤配置されたまたは欠如した同期マークを検出するために、同期マーク位置の、その期待位置からのずれに関する測定値が計算される。測定値は、例えば、対応する行または列の回帰曲線を使用して計算され、あるいは測定値は、推定同期マーク位置の周りの定義されたエリア内の他の同期マークを使用して計算される。数学的測定値は、例えば、読出し同期マークの二次フィルタリングを使用して、または同期マーク位置の統計的分散を使用して計算される。数学的測定値は、システム構成に最良に適合するアルゴリズムに適合させることができる。本発明は、基本的な条件に対して柔軟性があり、かつ調整可能である。
【００１５】
好ましくは、誤配置された同期マークの周りのデータエリアが、同期マークのずれに応じてシフトされる。これにより、読出し精度が改善される。
【００１６】
本発明の他の実施態様によれば、データ記憶媒体からデータを読み取るためのデータ読取装置が、本発明による、欠如したまたは誤配置された同期マークを検出し、かつ同期マーク位置を補正するための方法を使用する。
【００１７】
好ましくは、ホログラフィック記憶媒体において、同期マークが、データブロックの光強度および空間周波数分布に類似の光強度分布および空間周波数分布を有する。データページ全体にわたって光強度および空間周波数分布が類似していると、ホログラフィック材料がより均一に利用され、その結果、記憶容量がより大きくなる。本発明による同期マーク検出の方法を使用すると、同期マークの光強度を低減させ、データページ全体の光強度分布に適合させることができる。同期マークのより弱い光強度から生じる同期マーク検出誤りが、本発明により補正される。
【００１８】
よりよく理解できるように、ここで本発明を、以下の記載において図を参照してより詳細に説明する。本発明は、この例示的実施形態に限定されず、指定される特徴を、本発明の範囲から逸脱することなく便宜上組み合わせる、かつ／または変更することもできることが理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、同期マーク２の２つの行５および３つの列４を含む、データページ１の一部を概略的に示す図である。同期マーク２は、例えば、５×５画素パターンからなる。同期マーク２に追加情報を入れるために、異なる同期マーク２を使用して、データページ１に分配することができる。同期マーク検出は、例えば、読出しデータページと同期マークパターンとの相関における極大値を探すことによって実現される。隣接する２つの同期マーク列４相互間の距離はｄｘである。隣接する２つの同期マーク行５相互間の距離はｄｙである。データページ１の左上隅部から第１の同期マーク位置までのオフセットは、それぞれｏｘおよびｏｙである。データブロック３が、点で概略的に示されている。
【００２０】
図２は、データページ１の一部の一例を、デジタルパターンの組合せとして示す図である。このようなパターンは、書込み中にＳＬＭ上にインプリントされる。同期マーク２は、特定の形状を有し、図から取り出すことができる。このデータページ１は、行５内に４つの同期マーク２、および列４内に４つの同期マークを含む。この例では、同期マーク２が等しく離隔されている。データページ１上での同期マーク２の位置、および同期マーク２のパターンも、読取り装置に予め既知である。白線は、図を見やすくするためのものにすぎず、データページ１を、４×４ブロックをそれぞれが含むサブページに分割する。ブロックの１つが同期ブロック２である。
【００２１】
図３は、行５および列４内に配列された同期マーク２を含む、データページ１の一部を概略的に示す図である。点線は、同期マークの行５および列４を示す。これらの点線は、サブページを示す、図２に示した線と同じものではない。１つの誤配置された同期マーク６が示されている。同期マークの正しい検出に失敗している。行５および列４内にある同期マークは、正しく検出されると仮定する。同期マーク６の期待位置は、行５および列４内にある同期マークの補間曲線の交点のところである。同期マーク６の、その同期マークの期待位置からの距離は、数学的測定値、例えば、分散によって表すことができる。この測定値がある限界値を超える場合、同期マーク検出に失敗したと見なされる。この場合、同期マークの補正位置は、正しく検出された同期マークの補間曲線の交点のところになると推定される。誤った位置において検出されたと特定された同期マークは、その交点にシフトされる。
【００２２】
図４は、同期マークの置換えを示す図で、同期マーク７の置換えを示している。
【００２３】
図５は、図２に示す検出されたデータパターンの一例を示す図である。同期マーク２は、図中で明るいエリアとして特定することができる。一般に、データブロック３に比べて同期マーク２の方が、「オン」画素と「オフ」画素との大きな比を有する。それでもなお、検出されたデータページ上でそれらを目で特定することはできない。図５に示すデータページ１は、単にデモンストレーションを目的として、データブロック３に比べてさらに強い光強度を有する同期マーク２を使用している。
【００２４】
隣接する２つの同期マーク２相互間の距離は、予め既知である。したがって、データページ１上に格子９を確立することができる。隣接する４つの格子点９の間で、同期マーク２が検出されなければならない。データページの一部８が正しく検出されない場合、そのエリア内での同期マーク検出も失敗する。これは、例えば信号対雑音比（ＳＮＲ）不良、ホログラフィック材料の局所的な欠陥、あるいは検出器または光学装置の局所的な欠陥のため生じ得る。本発明による方法を使用しない場合、隣接する４つの格子点９間にあるエリア１１内で、同期マーク７が読取り可能にならない。同期マークは、同期パターンに最も類似しているデータブロック６のところで確定される。誤った同期マーク６を境界として使用する４つのサブページ１０はすべて、重大な読取り誤りを示す。これに比べて、本発明による補正同期マーク７を使用すると、欠陥領域８内のデータを除いて、取り囲む４つのサブページ１０内ですべてのデータを読み取ることが可能になる。誤り率の大幅な低減が生じる。
【００２５】
図６は、データページ１全体の光強度および空間周波数分布に類似の光強度および空間周波数分布を有する同期マーク２を使用する、データページ１を示す図である。同期マーク２は、目で特定することができない。同期マーク２に対するＳＮＲは、図５に示す同期マーク２のＳＮＲと比べてさらに悪い。
【００２６】
図７は、ホログラフィック記憶媒体を読み取る、かつ／または記録するための装置を概略的に示す図である。コヒーレント光源、例えば、レーザダイオード２１が、光ビーム２２を放出し、それがコリメーティングレンズ２３によって平行化される。次いで光ビーム２２は、２つの別々の光ビーム２６、２７に分割される。この例では、光ビーム２２の分割が、第１のビームスプリッタ２４を使用して達成される。しかし、この目的のために他の光学素子を使用することも同様に可能である。空間光変調器（ＳＬＭ）２５が、２つのビームのうち一方、いわゆる「物体光」２６を、２次元データパターンをインプリントするように変調する。物体光２６と別のビーム、いわゆる「参照光」２７がどちらも、ホログラフィック記憶媒体２９、例えば、ホログラフィックディスクまたはカード内に、対物レンズ２８によって合焦される。物体光２６と参照光２７の交点で干渉パターンが出現し、それがホログラフィック記憶媒体２９の感光層内に記録される。
【００２７】
記憶されたデータは、ホログラフィック記憶媒体２９から、記録されたホログラムを参照光２７だけで照射することにより取り出される。参照光２７は、ホログラム構造によって回折されて、元の物体光２６の複製、すなわち再生された物体光３０をもたらす。この再生された物体光３０は、対物レンズ２８によって平行化され、第２のビームスプリッタ３１によって２次元アレイ検出器３２、例えばＣＣＤアレイ上に誘導される。アレイ検出器３２により、記録されたデータを再生することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】同期マークおよびデータブロックを含むデータページを概略的に示す図である。
【図２】同期マークの４つの行および４つの列を含むデータページを示す図である。
【図３】１つの誤配置された同期マークを含むデータページの一部を示す図である。
【図４】同期マークの補正位置を含むデータページの一部を示す図である。
【図５】データページ内での誤配置されたまたは欠如した同期マークの置換えの一例を示す図である。
【図６】データページの光強度に類似の光強度を備えた同期マークを有する、読出しデータページを示す図である。
【図７】ホログラフィック記憶媒体を読み取る、かつ／または記録するための装置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  データページ
２，６，７  同期マーク
３  データブロック
４  列
５  行
８  欠陥領域
９  格子点
１０  サブページ
１１  エリア
２１  レーザダイオード
２２，２６，２７  光ビーム
２３  コリメーティングレンズ
２４  第１のビームスプリッタ
２５  空間光変調器（ＳＬＭ）
２８  対物レンズ
２９  ホログラフィック記憶媒体
３０  物体光
３１  第２のビームスプリッタ
３２  ２次元アレイ検出器
【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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