ホログラフィック・データ・ストレージ
【課題】 ホログラフィック・データ記憶媒体内に情報をストアするための装置及び方法を提供する。
【解決手段】 ホログラフィック・データ記憶媒体内に情報をストアする方法は、アラインメント・パターンを含むホログラムを準備し、そのホログラムをホログラフィック・データ記憶媒体内に製造時に配置する。
【解決手段】 ホログラフィック・データ記憶媒体内に情報をストアする方法は、アラインメント・パターンを含むホログラムを準備し、そのホログラムをホログラフィック・データ記憶媒体内に製造時に配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィック・データ記憶媒体に情報をストアするための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィック情報記憶においては、情報の全ページが同時に光学干渉パターンとして厚い感光性光学材料の内部にストアされる。これは、２つのコヒーレント・レーザ・ビームを記憶材料内で交差させることによってなされる。データ・ビームと呼ばれる第１のビームは、ストアされる情報を含み、参照ビームと呼ばれる第２のビームは、例えば平面波面を有する単純な平行ビームを再生し易いように設計される。
【０００３】
結果として得られる光干渉パターンは感光性媒体内に化学的及び／又は物理的変化を引き起こし、干渉パターンのレプリカが感光性媒体の吸収係数、屈折率、又は厚さの変化としてストアされる。ストアされた干渉パターンを、記録中に用いた２つの波のうちの一方の波で照射するとき、この入射光の一部分が、ストアされた干渉パターンによって回折されて他方の波が復元される。ストアされた干渉パターンを参照波で照射することによってデータ・ビームが復元され、逆もまた同様である。
【０００４】
多数のこれらの干渉パターンを同じ厚い媒体片内で重ね合せることができ、また、それらがパターンの方向又は間隔によって区別できる限り、独立にアクセスすることができる。そのような分離は、物体波と参照波と間の角度を変化させることによって、又は、レーザ波長を変化させることによって達成することができる。次に、任意の特定のデータ・ページを、ストアされたパターンをそのページをストアするのに用いた参照波で照射することによって、独立に読み出すことができる。ホログラムの厚さのために、この参照波は、所望の物体波のみが電子カメラ上で有意に復元されて像形成される様式で、干渉パターンによって回折される。この技術の記憶密度の理論限界は、１立方センチメートルあたり数十テラビットのオーダーである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／００６１９６６Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
情報をホログラム的にストアするためのホログラフィック記憶媒体、ホログラフィック・ドライブ装置、及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ハウジングと、ハウジング内に配置されたレーザ光源と、ハウジング内に配置されたビーム・スプリッタと、ハウジング内に配置された反射型空間光変調器と、ハウジング内に配置されたドライブ・サーボ機構とを備えたホログラフィック・ドライブ装置を含む。特定の実施形態において、ホログラフィック・ドライブ装置は、ハウジング内に配置された光センサ・アレイをさらに備え、ここで光センサ・アレイは、回転可能入力スクリーンと、回転エラー・サーボと、回転エラー・サーボから外向きに延びる回転可能シャフトとを含み、回転可能シャフトの遠位端は回転可能入力スクリーンに取り付けられる。
【０００８】
本発明はさらに、ホログラフィック・ドライブ装置を用いて情報をホログラフ的にストアする方法を含む。この方法は、情報を受け取り、ホログラフィック・ドライブ装置内にホログラフィック・データ記憶媒体を装着し、ホログラフィック・データ記憶媒体を回転させ、回転ホログラフィック・データ記憶媒体にアラインメント・パターンを含む第１のホログラムを符号化し、回転ホログラフィック・データ記憶媒体内に情報を含む１つ又は複数のデータ・ホログラムを符号化し、回転ホログラフィック・データ記憶媒体内にアラインメント・パターンを含む第２のホログラムを符号化するものである。
【０００９】
本発明はさらに、ホログラフィック・ドライブ装置を用いて情報をホログラフ的に読み出す方法を含む。この方法は、符号化されたホログラフィック・データ記憶媒体をホログラフィック・ドライブ装置内に装着し、ホログラフィック・データ記憶媒体を回転角φで回転させ、入力スクリーンを回転角φで回転させ、回転された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で照射してデータ・ビームを形成し、データ・ビームを回転入力スクリーン上に投射するものである。
本発明の実施形態を、ここで添付の図面を参照しながら例証としてのみ説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ホログラフィック・データ記憶媒体の斜視図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。
【図２】図１のホログラフィック・データ記憶媒体内に情報を符号化している状態で示す、ホログラフィック・データ記憶システムの一実施形態の斜視図である。
【図３】図１のホログラフィック・データ記憶媒体内に情報を符号化している状態で示す、ホログラフィック・データ記憶システムの第２実施形態の斜視図である。
【図４】図３のホログラフィック・データ記憶システムを示すブロック図である。
【図５】図１のホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化された情報を復号している状態で示す、ホログラフィック・データ記憶システムの一実施形態の斜視図である。
【図６】図１のホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化された情報を復号している状態で示す、ホログラフィック・データ記憶システムの第２の実施形態の斜視図である。
【図７】本出願人らのホログラフィック・データ記憶システムの一実施形態を示すブロック図である。
【図８】本出願人らの光学検波器の一実施形態の一部分の斜視図である。
【図９】図８の光学検波器のウォーム・ギア部分を示す図である。
【図１０】本出願人らの光学検波器の第２の実施形態のブロック図である。
【図１１】ホログラフィック・データ記憶媒体内に情報を符号化するのに用いられている本出願人らのホログラフィック・ドライブ装置を示すブロック図である。
【図１２】ホログラフィック・データ記憶媒体内に書き込まれた情報を復号するのに用いられている図１１のホログラフィック・ドライブ装置を示すブロック図である。
【図１３】図１のホログラフィック・データ記憶媒体の上面図である。
【図１４】図１のホログラフィック・データ記憶媒体の特定の特性を示すチャートである。
【図１５】本出願人らのアラインメント・パターンの一実施形態を示すブロック図である。
【図１６】配向パターンを含むホログラムを図１のホログラフィック・データ記憶媒体内に配置するための本出願人らの方法の特定のステップを要約したフロー・チャートである。
【図１７】図１のホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化された情報を復号するための本出願人らの方法のステップを要約したフロー・チャートである。
【図１８】図１のホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化された情報を復号するための本出願人らの方法の特定の付加的なステップを要約したフロー・チャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、以下の説明において図面を参照しながら好ましい実施形態で説明するが、図面中、類似の番号は同じ又は類似の要素を表す。この明細書を通して、「一実施形態」、「実施形態」、又は類似の言葉についての言及は、実施形態に関連して説明する特定の特徴、構造体、又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。従って、この明細書を通して、「一実施形態において」、「実施形態において」という句及び類似の言葉の出現は、必ずではないが、すべて同じ実施形態を指す可能性がある。
【００１２】
本発明の説明する特徴、構造体又は特性は、１つ又は複数の実施形態において、任意の適切な様式で組み合せることができる。以下の説明において、多くの特定の細部が本発明の実施形態の十分な理解を与えるために列挙される。しかしながら、当業者であれば、本発明は、１つ又は複数の特定の細部を用いずに、又は、他の方法、コンポーネント、材料などを用いて、実施できることを認識するであろう。他の場合には、周知の構造体、材料、又は、操作は、本発明の態様を曖昧にしないように、詳細には図示又は説明しない。
【００１３】
ここで図２を参照すると、ホログラフィック・データ記憶システム２００は、レーザ光源２０５、ビーム・スプリッタ２１０、透過型空間光変調器（「ＳＬＭ」）２１５、及びミラー２８０を含む。特定の実施形態において、レーザ２０５は、約４０５ｎｍの波長の青色光を放射する。特定の実施形態において、レーザ２０５は、約６５０ｎｍの波長の赤色光を放射する。特定の実施形態において、レーザ２０５は、約７８０ｎｍの波長の赤外光を放射する。特定の実施形態において、レーザ２０５は、ホログラフィック・データ記憶媒体１００（図１）の記録及び／又は読出し特性に対して調整された他の波長の光を放射する。
【００１４】
特定の実施形態において、透過型ＳＬＭ２１５はＬＣＤ型デバイスを含む。情報は、ＳＬＭ２１５のディスプレイ上の明又は暗ピクセルによって表される。ＳＬＭ２１５は通常は半透明である。
【００１５】
レーザ光源２０５から生ずるレーザ光は、ビーム・スプリッタ２１０によって２つのビーム、キャリア・ビーム２２０と参照ビーム２３０に分割される。キャリア・ビーム２２０は、光がＳＬＭ２１５を通過する際に、ＳＬＭ２１５によって表示される像２４０をピックアップして、データ・ビーム２６０を形成する。参照ビーム２３０は、第１の面ミラー２８０で反射されて反射参照ビーム２９０を形成する。反射参照ビーム２９０は、データ・ビーム２６０と干渉してデータ・ホログラム１３０を形成する。データ・ホログラム１３０は、干渉パターン２７０としてホログラフィック記憶媒体１００内に符号化される。
【００１６】
ここで図３及び図４を参照すると、ホログラフィック・データ記憶システム３００は、レーザ光源２０５、ビーム・スプリッタ２１０、反射型空間光変調器３１０、及びホログラフィック記憶媒体１００を含む。光源２０５によって生成された光は、ビーム・スプリッタ２１０によって参照ビーム３２０とキャリア・ビーム３３０に分割される。装置３００を用いる場合、参照ビーム３２０は反射されない。
【００１７】
図３の例証的な実施形態においては、反射型空間光変調器（「ＲＳＬＭ」）３１０がデータ像２４０を表示する。特定の実施形態において、反射型空間光変調器３１０は、複数のマイクロ・ミラーを備えた組立体を含む。他の実施形態において、反射型空間光変調器３１０は、液晶オン・シリコン（「ＬＣＯＳ」）ディスプレイ・デバイスを含む。液晶と電極が偏光ガラス板の間に挟まれたＬＣＤに用いられるツイスト・ネマチック型液晶とは対照的に、ＬＣＯＳデバイスは、シリコン・チップの表面上にコーティングされた液晶を有する。像形成を推進する電子回路はチップ内にエッチング形成され、このチップはコーティングされて反射（アルミニウム処理）面を有する。光がチップに反射される前と後の両方の光路内に偏光子が配置される。ＬＣＯＳデバイスは通常のＬＣＤディスプレイよりも製造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ピクセルをエッチング形成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、通常のＬＣＤディスプレイよりも遥かに小さくすることができる。
【００１８】
キャリア・ビーム３３０は、光が反射型空間光変調器３１０で反射される際に像２４０をピックアップして、像２４０を含む反射データ・ビーム３４０を形成する。反射されない参照ビーム３２０が、反射されたデータ・ビーム３４０と干渉してデータ・ホログラム１３０を形成する。干渉パターン２７０はデータ・ホログラム１３０を符号化してホログラフィック記憶媒体１００内に形成され、その結果、光活性記憶媒体に干渉パターン２７０を形成させる。
【００１９】
図５は、媒体１００内にストアされた干渉パターン２７０を復号するホログラフィック・データ記憶システム２００を示す。図５の例証的な実施形態において、ホログラフィック・データ記憶システム２００は光センサ・アレイ５１０を含む。光センサ・アレイ５１０は、その上に投射される復元データ・ビーム５５０をデジタル形式で取り込むのに十分に、ホログラフィック記憶媒体１００から離して配置される。干渉パターン２７０（図２）を復号するのに、参照ビーム２３０がミラー２８０で反射されて反射参照ビーム２９０を形成し、これが次に、符号化されたホログラフィック記憶媒体１００上に入射する。参照ビーム２９０が干渉パターン２７０と干渉する際に、復元データ・ビーム５５０が生成され、ここで復元データ・ビーム５５０は元の像２４０に似た像５４０を含む。光センサ・アレイ５１０は、入力スクリーン５２０上の像５４０を含む情報をデジタル形式で取り込む。
【００２０】
ここで図８、図９及び図１０を参照すると、光センサ・アレイ５１０はさらに、回転エラー・サーボ（「ＲＥＳ」）８４０を含む。当業者であれば分かるように、サーボは、回転可能シャフト８５０のような外部シャフトを備えたデバイスを含む。ここで図９を参照すると、特定の実施形態においてＲＥＳ８４０は回転可能ウォーム歯車８４２を含み、シャフト８５０は螺旋状ねじ部８５２を含み、ここで螺旋状ねじ部８５２はウォーム歯車８４２と噛み合う。
【００２１】
回転可能シャフト８５０は、ＲＥＳ８４０に所定のコード化された信号を送ることによって、特定の角度位置に位置決めすることができる。コード化された信号が入力ライン８６０上に存在する限り、ＲＥＳ８４０は、シャフト８５０の関連する角度位置を維持することになる。コード化された信号が変化すると、シャフト８５０の角度位置が変化する。
【００２２】
ＲＥＳ８４０は、回転可能シャフト８５０によって入力スクリーン５２０の背部５０４に相互接続される。ＲＥＳ８４０は、回転可能シャフト８５０を第１の方向に又は第２の方向にそれぞれ回転させることによって、入力スクリーン５２０を第１の方向に、即ち時計回りに回転させ、又は、第２の反対方向に、即ち反時計回りに回転させることができる。
【００２３】
図８の例証的な実施形態において、光センサ・アレイ５１０はさらに、検波器コントローラ８１０を備え、ここでＲＥＳ８４０は検波器コントローラ８１０の内部に配置される。図８の例証的な実施形態において、検波器コントローラ８１０はさらに、プロセッサ８２０及びメモリ８３０を備える。特定の実施形態において、メモリ８３０は、非限定的にバッテリ・バックアップＲＡＭのような不揮発性メモリ、磁気ディスクに対して情報の読出し及び書込みを行うための関連するソフトウェア、ファームウェア及びハードウェアと組み合せた磁気ディスク、光ディスクに対して情報の読出し及び書込みを行うための関連するソフトウェア、ファームウェア及びハードウェアと組み合せた光ディスク、電子記憶媒体などを含む。「電子記憶媒体」により、本出願人らは、例えば、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＰＲＯＭ、コンパクトフラッシュ、スマートメディアなどのようなデバイスを意味する。
【００２４】
図８の例証的な実施形態において、検波器コントローラ８１０はさらにマイクロコード８３２を備え、ここでマイクロコード８３２はメモリ８３０に書き込まれる。プロセッサ８２０は、マイクロコード８３２を用いて光センサ・アレイ５１０を動作させる。図９の例証的な実施形態において、信号入力ライン８６０が、ＲＥＳ８４０をストレージ・コントローラ７６０（図７）のような外部コントローラと相互接続させる。特定の実施形態において、光センサ・アレイ５１０はさらに、フロア・スタンド８８０及び垂直ピラー８７０を含む。ピラー８７０は垂直以外の任意の角度にすることができる。
【００２５】
図６は、干渉パターン２７０を復号するのに用いられているホログラフィック・データ記憶システム３００を示す。図６の例証的な実施形態において、参照ビーム６０８はホログラフィック記憶媒体１００に向けられ、その結果参照ビーム６０８が干渉パターン２７０によって回折されて、元の像２４０に似た像６４０を含む復元データ・ビーム６５０を形成する。データ・ビーム６５０は、光センサ・アレイ５１０の入力スクリーン５２０上に投射される。次に、光センサ・アレイ５１０が、像６４０を含む情報をデジタル形式で取り込む。
【００２６】
ここで図１１及び図１２を参照すると、特定の実施形態において、レーザ光源２０５、ビーム・スプリッタ２１０、反射型空間光変調器３１０、及び、光センサ・アレイ５１０の回転可能入力スクリーン５２０が、ホログラフィック・ドライブ装置９００の内部に配置される。図１１の例証的な実施形態において、ホログラフィック・ドライブ装置９００はさらにハウジング９１０を備える。
【００２７】
特定の実施形態において、ホログラフィック・データ記憶媒体１００は、ハウジング９１０の内部に取外し可能に配置することができる。図１１の例証的な実施形態において、ホログラフィック・データ記憶媒体１００は、ドライブ・サーボ９４０及び回転可能シャフト９５０を備えたドライブ・サーボ機構に取外し可能に装着される。ドライブ・サーボは、回転可能シャフト９５０を回転させ、従ってまたホログラフィック・データ記憶媒体１００を回転させる。
【００２８】
図１１の例証的な実施形態において、ホログラフィック・ドライブ装置９００はさらにコントローラ９７０を備える。コントローラ９７０は、プロセッサ９２０、メモリ９３０、及びメモリ９３０に書き込まれたマイクロコード９３５を備える。メモリ９３０はまた命令８２４を含むことができる。特定の実施形態において、命令８２４は、とりわけ、式［１−４］を含む。コントローラ９７０は、通信リンク９６０を介してドライブ・サーボ９４０と相互接続され、また、通信リンク８６０を介してＲＥＳ８４０と相互接続される。コントローラ９７０は、プロセッサ９２０及びマイクロコード９３５を用いて、ホログラフィック・データ記憶媒体１００を第１の回転速度で回転させることができ、同時に、入力スクリーン５２０を第２の回転速度で回転させることができ、ここで第１の回転速度は第２の回転速度に等しくすることができ、また、第１の回転速度は第２の回転速度とは異なるようにすることができる。
【００２９】
特定の実施形態において、メモリ９３０は、非限定的に、バッテリ・バックアップＲＡＭのような不揮発性メモリと、磁気ディスクに対して情報の読出し及び書込みを行うための関連するソフトウェア、ファームウェア及びハードウェアと組み合せた磁気ディスクと、光ディスクに対して情報の読出し及び書込みを行うための関連するソフトウェア、ファームウェア及びハードウェアと組み合せた光ディスクと、電子記憶媒体などとを含む。「電子記憶媒体」により、本出願人らは、例えば、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＰＲＯＭ、コンパクトフラッシュ、スマートメディアなどのようなデバイスを意味する。
【００３０】
図１１は、データ・ホログラム１３０をホログラフィック・データ記憶媒体１００内に符号化するのに用いられているホログラフィック・ドライブ装置９００を示す。図１２は、データ・ホログラム１３０を復号するのに用いられているホログラフィック・ドライブ装置９００を示す。図１１及び図１２の例証的な実施形態において、データ入力スクリーン５２０は、通信リンク９０５により情報を出力する。特定の実施形態において、通信リンク９０５は１つ又は複数のホスト・コンピュータと相互接続される。特定の実施形態において、通信リンク９０５は、例えばストレージ・コントローラ７６０（図７）のようなストレージ・コントローラと相互接続される。
【００３１】
図７は、本出願人らのデータ記憶及び検索システム７００の一実施形態を示す。図７の例証的な実施形態において、データ記憶及び検索システム７００は、コンピュータ・デバイス７１０、７２０及び７３０と通信する。図７の例証的な実施形態において、コンピュータ・デバイス７１０、７２０及び７３０は、データ通信ファブリック７４０を通じてストレージ・コントローラ７６０と通信する。特定の実施形態において、ファブリック７４０は、１つ又は複数のデータ・スイッチ７５０を含む。さらに図７の例証的な実施形態において、ストレージ・コントローラ７６０は、１つ又は複数のホログラフィック・データ記憶システムと通信する。図７の例証的な実施形態において、データ記憶及び検索システム７００は、ホログラフィック・データ記憶システム２００及び３００、並びにホログラフィック・ドライブ装置９００を含む。
【００３２】
特定の実施形態において、コンピュータ・デバイス７１０、７２０及び７３０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、又は情報を生成するのに適した他の同様のデバイスから成る群から選択される。特定の実施形態において、１つ又は複数のコンピュータ・デバイス７１０、７２０及び／又は７３０は、ファイバー・チャネル（「ＦＣ」）物理層上で走る小型コンピュータ・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７４０と相互接続される。他の実施形態において、コンピュータ・デバイス７１０、７２０及び７３０の間の接続は、インフィニバンド、イーサネット、又はインターネットＳＣＳＩ（「ｉＳＣＳＩ」）のような他のプロトコルを含む。特定の実施形態において、スイッチ７５０は、コンピュータ・デバイス７１０、７２０及び／又は７３０からのトラフィックを直接ストレージ・コントローラ７６０にルーティングするように構成される。
【００３３】
図７の例証的な実施形態において、ストレージ・コントローラ７６０は、データ・コントローラ７６２、メモリ７６３、マイクロコード８２２、命令８２４、プロセッサ７６４、及びデータ・キャッシュ７６６、７６７及び７６８を備え、ここで、これらのコンポーネントはデータ・バス７６５により通信する。特定の実施形態において、メモリ７６３は、磁気情報記憶媒体、光学情報記憶媒体、電子情報記憶媒体などを含む。「電子記憶媒体」により、本出願人らは、例えば、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＰＲＯＭ、コンパクトフラッシュ、スマートメディアなどのようなデバイスを意味する。
【００３４】
特定の実施形態において、ストレージ・コントローラ７６０は、１つ又は複数のコンピュータ・デバイス７１０、７２０及び／又は７３０上のシリアル・データ・バスに対してデータ信号の読出し及び書込みを行うように構成される。或いは、他の実施形態において、ストレージ・コントローラ７６０は、データ・バス７６５及びファブリック７４０を通じて１つ又は複数のコンピュータ・デバイス７１０、７２０及び／又は７３０に対してデータ信号の読出し及び書込みを行うように構成される。
【００３５】
特定の実施形態において、ストレージ・コントローラ７６０は、シリアル・データ・ストリームを畳み込み符号化データ・イメージに変換する。これらのデータ・イメージは、ＳＬＭ２１５又はＲＳＬＭ３１０に転送される。
【００３６】
特定の実施形態において、相互接続されたホログラフィック・データ記憶システム２００及び３００は、異なる地理的場所に配置される。特定の実施形態において、ストレージ・コントローラ７６０は、２つ又はそれ以上のホログラフィック・データ記憶システムの間に情報を分配して情報を保護する。
【００３７】
図１は、幾何学的ディスク中心１０５を有するホログラフィック・データ記憶媒体１００を示す。図１（Ｂ）の例証的な実施形態において、ホログラフィック・データ記憶媒体１００は、データ面１５０に沿って配置された、工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））、ドライブ書込み・校正ホログラム１１０（図１（Ｂ））、コンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））、及びデータ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））を含む。データ面１５０は、基板１０４とカバー１０２の間に挟まれる。
【００３８】
工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））及びコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））は、製造時に媒体製造業者によってホログラフィック・データ記憶媒体内に配置される。「製造時」により、本出願人らは、ホログラフィック・データ記憶媒体を売りに出す前、且つ、例えば顧客データのような任意の情報をその中に符号化する前を意味する。
【００３９】
特定の実施形態において、コンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））は、媒体の読出し専用部分にストアされ、これは次に、別の製造プロセス中にデータ面１５０の内部に物理的に埋め込まれる。他の実施形態において、コンピュータ生成ホログラム１４０は、データ面１５０に沿ってホログラフィック・データ記憶媒体１００の上に刻印又はリソグラフ印刷される。
【００４０】
工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））は、製造時に直接ホログラフィック・データ記憶媒体１００内に符号化される。工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））及び／又はコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））は、光学許容差範囲に配置される。符号化ホログラフィック・ドライブ装置に関して、そのような光学許容差は、すべての集束レンズの屈折率、空間光変調器（透過型ＳＬＭを用いる場合）屈折率、及びビーム・スプリッタの屈折率を含む。媒体に関して、これらの光学許容差は、ホログラフィック・データ記憶媒体の各層の厚さ及び屈折率を含む。
【００４１】
データ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））は、購入後にホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化される。データ・ホログラム１３０を符号化するのに用いる装置は、そのデータ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））を後で復号するのに用いるのと同じ装置を含む必要はない。第１の装置を用いてデータ・ホログラムを符号化し、第２の装置を用いてそのホログラムを復号することは交換と呼ばれる。特定の実施形態において、１つ又は複数のドライブ書込み・校正ホログラム１１０は、１つ又は複数のデータ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））と共に符号化される。これらの１つ又は複数のドライブ書込み・校正ホログラム１１０は、データ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））の配向を確認するのに用いられる。
【００４２】
図１３は、ホログラフィック記憶媒体１００の上面図を示す。ホログラフィック記憶媒体１００は、幾何学的ディスク中心１０５を含む。書込みプロセス中、ホログラフィック・データ記憶媒体１００は、書込み回転中心１０１０の回りに回転する。読出しプロセス中、ホログラフィック・データ記憶媒体は、読出し回転中心１０２０の回りに回転する。
【００４３】
理想的には、幾何学的ディスク中心１０５、書込み回転中心１０１０、及び読出し回転中心１０２０は、磁気ハード・ディスク・ドライブと同様に一致する。ホログラフィック・データ記憶媒体１００は、異なるホログラフィック・ドライブ装置９００に取り外し可能に装着することができるので、幾何学的ディスク中心１０５、書込み回転中心１０１０、及び読出し回転中心１０２０は異なる可能性がある。ホログラフィック記憶媒体１００に書込まれた情報が直ちにリード・バックされる場合、書込み回転中心１０１０と読出し回転中心１０２０は一致することになる。しかし、一般的には、幾何学的ディスク中心１０５、書込み回転中心１０１０、及び読出し回転中心１０２０は一致しない。
【００４４】
幾何学的ディスク中心１０５と書込み回転中心１０１０の間の距離は、書込み偏心距離Ｗｅ１０３０を含む。幾何学的ディスク中心１０５と読出し回転中心１０２０の間の距離は、読出し偏心距離Ｒｅ１０４０を含む。書込み回転中心１０１０と読出し回転中心１０２０の間の距離は、交換偏心距離Ｉｅ１０５０を含む。
【００４５】
書込み回転中心１０１０とデータ・ホログラム１３０の間の距離は、書込み半径Ｒｗ１０６０を含む。Ｒｗ１０６０ベクトルは、データ・ホログラムのＹ軸の方向Ｙｗ１０６５を定義する。データ・ホログラムのＸ軸の方向Ｘｗ１０８５は、Ｙｗ１０６５に対して垂直である。読出し回転中心１０２０とデータ・ホログラム１３０の間の距離は、読出し半径Ｒｒ１０７０を含む。Ｒｒ１０７０ベクトルは、光センサ・アレイ５１０のような光学検波器によって読出される像のＹ軸の方向Ｙｒ１０７５を定義する。検波器のＸ軸の方向Ｘｒ１０８０はＹｒ１０７５に対して垂直である。本出願人らの方法は、読出しプロセス中に入力スクリーン５２０をＺ軸の回りに回転させて、Ｘｗ１０８５及びＹｗ１０６５をそれぞれＸｒ１０８０及びＹｒ１０７５に位置合せするものである。アライメントは、書込みプロセス中の偏心距離と読出しプロセス中の偏心距離とから決定され、これらの偏心距離の組合せが交換偏心距離Ｉｅとなる。
【００４６】
工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））を書き込むとき、又はコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））をストアするとき、書込み回転中心１０１０を幾何学的ディスク中心１０５の可能な限り近くに配置して、工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））又はコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））に関する書込み偏心距離Ｗｅ１０３０を最小にすることが好ましい。書込み偏心距離を最小にすることはまた、工場精度書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））又はコンピュータ生成ホログラム１４０を読出すときの交換偏心距離Ｉｅを最小にする。
【００４７】
書込みホログラムのＹ軸Ｙｗ１０６５及びＸ軸Ｘｗ１０８５は、行列変換を介してＹ軸Ｙｒ１０７５及びＸ軸Ｘｒ１０８０に関連付けられる。角度シータ（θ）１０９０は、第１のホログラフィック・ドライブ装置を用いて初めに符号化されたホログラムと、そのホログラムを復号する第２のホログラフィック・ドライブ装置内に配置された光学検波器との間の交換ミスアラインメントの角度を表す。角度シータは、書込みドライブと読出しドライブの間で変化することになり、そしてまた、ホログラフィック・データ記憶媒体１００が同じホログラフィック・ドライブ装置に装着される度に変化することになる。ＲＥＳ８４０によって補正されるのはこの角度シータ１０９０である。
【００４８】
角度シータの変化のために、像をキャッシュして複数のデータ・ホログラムを同時に符号化することが望ましい。従って、ひとたびこれらの像のどれか１つに対して交換角度シータが決定されると、同時に書き込まれた全ての像に対する交換角度シータが、ホログラフィック・ドライブ装置（図１、図１３）によるＺ軸回りのホログラフィック・データ記憶媒体１００の角回転又は「スピン」回転を表すファイ（φ）の関数として決定される。
【００４９】
交換ミスアラインメントの角度θ１０９０は、式（１）によって交換偏心距離Ｉｅと関連付けられる。
【数１】
【００５０】
角度θについて解き、Ｒｗ＝Ｒｒ＝Ｒであることを意味するＩｅが小さいと仮定すると、式（２）が導出される。
【数２】
【００５１】
角度θのサイン（sine）について解くと、式（３）が導出される。
【数３】
【００５２】
式（２）及び（３）を用いると、以下の行列変換、式（４）は、書込みベクトル（Ｘｗ，Ｙｗ）、読出しベクトル（Ｘｒ，Ｙｒ）及び回転行列［Ｍ］で構成される。
【数４】
ここで、行列［Ｍ］の要素は、
【数５】
で、Ｉｅ＝（ｅ）ｓｉｎ（φ）であり、ここで角度ファイ（φ）は、ホログラフィック・ドライブ装置（図１、図１３）によるＺ軸回りのホログラフィック・データ記憶媒体１００の角回転又は「スピン」回転を表す。
【００５３】
従って、行列［Ｍ］の要素は、ドライブ内のディスクの回転と共に周期的に変化し、検波器入力スクリーン５２０は、検波器入力スクリーンがＺ軸回りに回転することに加えて、ディスク１００のスピンの角度φに相当してＺ軸回りに反時計回り及び時計回りに回転して、角度θを補正することになる。角度φは、書込み回転中心１０１０と読出し回転中心１０２０が一致するときにゼロとなる。行列［Ｍ］の行列式は所望通り１に等しくなり、従って行列［Ｍ］による像の歪みは生じない。
【００５４】
工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））を書き込むとき、又はコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））をストアするとき、行列［Ｍ］は可能な限り単位行列に近いことが好ましい。本出願人らの方法における１つのステップは、製造時に工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））を書き込むとき、又はコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））をストアするとき、幾何学的ディスク中心１０５にホログラフィック・データ記憶媒体１００の中心を合わせるステップを含む。
【００５５】
入力スクリーン５２０が符号化されたホログラムを追跡するのを容易にするために、行列［Ｍ］は、データの環状トラック全体に対して角度φだけ変化することが好ましい。特定の実施形態において本出願人らの方法は、データ・ホログラムのトラック全体を同時に符号化して、データ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））を読出すときに入力スクリーン５２０がＺ軸回りで１つの配向から別の配向に不規則かつ予測不能にジャンプしないようにする。そのデータ・トラックは、環状アーク又は螺旋状アークを含むことができる。
【００５６】
復元データ・ビームを復号するとき、光センサ・アレイ５１０は角度θを使用し、ここで角度θは、角度φ並びに書込み回転中心１０１０及び読出し回転中心１０２０の回転に伴って変化する。１つ又は複数のドライブ書き込み・校正ホログラム１１０（図１（Ｂ））は、各データ・トラックが書き込まれるときにドライブによって書き込まれて、入力スクリーン５２０と読み出されるデータ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））とのアラインメントの助けとなることが好ましい。
【００５７】
特定の実施形態において、本出願人らの方法は、ホログラフィック・データ記憶媒体１００のようなホログラフィック・データ記憶媒体を、ホログラフィック・ドライブ装置９００のようなホログラフィック・ドライブ装置に装着する。次に、この方法は、ホログラフィック・データ記憶媒体を回転させ、回転するホログラフィック・データ記憶媒体内に、アラインメント・パターンを含む第１のドライブ書込みホログラムを符号化し、回転するホログラフィック・データ記憶媒体内に、情報を含む１つ又は複数のデータ・ホログラムを符号化し、回転するホログラフィック・データ記憶媒体内に、アラインメント・パターンを含む第２のドライブ書込みホログラムを符号化するが、ここで第１のドライブ書込みホログラム、１つ又は複数のデータ・ホログラム、及び第２のドライブ書込みホログラムは環状トラックを定義する。
【００５８】
図１６は、アラインメント・パターンを含むコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））又はアラインメント・パターンを含む工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））を、製造時にホログラフィック・データ記憶媒体内に配置するための、本出願人らの方法のステップを要約する。ステップ１３１０において本出願人らの方法は、ホログラフィック・データ記憶媒体に関する統計的中点及び全ての光学的許容差の範囲を決定する。特定の実施形態においてステップ１３１０の光学的許容差は、ホログラフィック・データ記憶媒体の各層の厚さ及び屈折率のうちの１つ又は複数を含む。ここで図１４を参照すると、例示的な光学的許容差が、媒体１００の各層の媒体厚さ対屈折率のグラフ１１００により示される。図１４において、層０は透過型ホログラフィック媒体１００のカバー１０２を表すことができ、層１は基板１０４を表すことができる。
【００５９】
再び図１６を参照すると、ステップ１３２０において本出願人らの方法は、１つ又は複数のコンピュータ生成ホログラム（ＧＣＨ）１４０（図１（Ｂ））をホログラフィック・データ記憶媒体内に配置するかどうかを判断する。本出願人らの方法がステップ１３２０において、配向パターンを含むコンピュータ生成ホログラムをホログラフィック・データ記憶媒体内に配置することを決めた場合、本方法はステップ１３２０からステップ１３３０に移行し、そこで本方法は、配向パターン１２００（図１５）を含むコンピュータ生成ホログラム１４０のマスターを、光路の統計的中点及び統計的「角」（端）に供給する。
【００６０】
ここで図１５を参照すると、アラインメント・パターン１２００は、外周部を備えたアラインメント領域１２２０を含み、また、アラインメント・マーク１２３０、１２４０、１２５０及び１２６０を含み、これらのマークは、回転エラー・サーボＲＥＳ８４０（図８、図１０、図１１、図１２）が用いる角度θを光センサ・アレイ５１０によって決定するためのものである。アラインメント・マーク１２３０、１２４０、１２５０及び１２６０は、角度シータ１０９０を最大精度で決定するように外周部に配置される。データ１２１０は、アラインメント領域１２２０によって囲まれる。データ１２１０は、工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））、ドライブ書込み・校正ホログラム１１０（図１（Ｂ））、コンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））、及びデータ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））を含むことができる。
【００６１】
特定の実施形態において、コンピュータ生成ホログラムのマスターは、刻印又は書込み校正ホログラムを生成するための、例えばＤＶＤ−ＲＯＭマスター・ライタに類似した、レーザ・ライタ内での使用に適したビット・ストリームを含む。特定の実施形態においてマスターは、フォトリソグラフィ又はリソグラフィ浸漬ステッパ・ツール内で用いるための二次元干渉パターンを含んで特定のパターンを生成する。特定の実施形態において、マスターは、ホログラフィック・イメージング・ライタ内で用いるための三次元干渉パターンを含む。
【００６２】
ステップ１３４０において、本出願人らの方法は、アラインメント・パターン１２００（図１５）を含むコンピュータ生成ホログラムを、製造時にホログラフィック・データ記憶媒体内に配置する。特定の実施形態においてステップ１３４０は、例えばＣＧＨ１４０（図１（Ｂ））のようなアラインメント・パターンを含むコンピュータ生成ホログラムを、ホログラフィック・データ記憶媒体１００のようなホログラフィック・データ記憶媒体内に刻印する、又は埋め込む、又はリソグラフ印刷するステップを含む。特定の実施形態において、ＣＧＨ１４０は、データ面１５０（図１（Ｂ））に沿って配置される。
【００６３】
本出願人らの方法が、ステップ１３２０において、コンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））をホログラフィック・データ記憶媒体内に配置しないと決めた場合、本方法は、ステップ１３２０からステップ１３５０に移行し、そこで本方法は、ホログラフィック・ドライブ装置９００（図１１、図１２）のようなホログラフィック・ドライブ装置を準備し、また、レイ・トレースはホログラフィック・ドライブ装置から生成されてその光学特性の「フットプリント」を決定し、そしてドライブの光学部品は、ドライブ仕様ごとに公称（中点）屈折率を有するものが選択される。特定の実施形態において、ステップ１３５０の光学特性は、全ての集束レンズの屈折率、透過型ＳＬＭを用いる場合には空間光変調器の屈折率、及びビーム・スプリッタの屈折率を含む。
【００６４】
ステップ１３６０において、本出願人らの方法は、ホログラフィック・データ記憶媒体１００を、ステップ１３５０のホログラフィック・ドライブ装置に装着する。ステップ１３７０において、ホログラフィック・データ記憶媒体は、ホログラフィック・ドライブ装置内の中心に置いて書込み偏心距離Ｗｅ１０３０を最小にし、それゆえに、後にステップ１３８０において、アラインメント・パターン１２００（図１５）を含めるために、ホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化された工場精度書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））を読み出すときの交換偏心距離Ｉｅ１０５０を減少させる。特定の実施形態において、ステップ１３７０は、引用により本明細書に組み入れられる特許文献１に記載された方法を使用する。本出願人らの方法は、読出し回転中心１０２０の統計的分布が一様である場合、偏心率ｅの大きさ、従って式（４）中のＩｅを２分の１に減少させる。ステップ１３８０において、本出願人らの方法は、工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））をホログラフィック・データ記憶媒体１００内に符号化する。
【００６５】
本出願人らの発明は、ホログラフィック・データ記憶媒体１００のようなホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化された像を読み出す方法を含む。ここで図１７を参照すると、ステップ１４１０において本出願人らの方法は、ホログラフィック・ドライブ装置９００（図１１、図１２）のようなホログラフィック・ドライブ装置を準備する。
【００６６】
ステップ１４２０において本出願人らの方法は、１つ又は複数の工場精度書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））、及び／又は、１つ又は複数のコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））、及び／又は、１つ又は複数のドライブ書込み・校正ホログラム１１０（図１（Ｂ））、そしてさらに１つ又は複数のデータ・ホログラム１３０として符号化された情報、を含むホログラフィック・データ記憶媒体を装着する。これらのホログラム１２０、１４０、１１０及び１３０の各々はさらに、アラインメント・パターン１２００（図１５）を含む。
【００６７】
ステップ１４３０において本出願人らの方法は、ステップ１４２０の装着されたホログラフィック・データ記憶媒体を回転角φで回転させる。ステップ１４４０において本出願人らの方法は、光センサ・アレイ５１０のような回転可能な光学検波器を回転角φで回転させる。
【００６８】
ステップ１４５０において本出願人らの方法は、回転ホログラフィック・データ記憶媒体を参照ビームで照射して複数のデータ・ビームを生成する。ステップ１４６０において本出願人らの方法は、ステップ１４５０で生成された複数のデータ・ビームを回転光センサ・アレイ５１０の上に投射する。
【００６９】
特定の実施形態において、ステップ１４４０は、図１８に示したステップで置き換える。ここで図１８を参照すると、ステップ１５１０において本出願人らの方法は、ステップ１４２０（図１７）のホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化されたデータ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））のようなデータ・ホログラムを選択する。ステップ１５２０において本出願人らの方法は、式［１−４］の使用などによって交換ミスアラインメント角θ１０９０を計算する。ステップ１５８０において本出願人らの方法は、回転角φ及び交換ミスアラインメント角θ１０９０の両方に基づいてステップ１４１０の光センサ・アレイ５１０を回転させる。
【００７０】
特定の実施形態において、ステップ１５２０は、ステップ１５３０からステップ１５７０までを含む。ステップ１５３０において本出願人らの方法は、選択されたデータ・ホログラムに関する読出し回転中心を決定する。特定の実施形態において、ステップ１５３０は、１つ又は複数の符号化された工場精度書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））及び／又は、１つ又は複数のコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））を読み出すステップと、それらの１つ又は複数の工場精度書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））、及び／又は、１つ又は複数のコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））を含む１つ又は複数のアラインメント・パターンを用いて読出し回転中心を決定するステップとをさらに含む。ステップ１５４０において本出願人らの方法は、読出し重心と選択されたデータ・ホログラムの位置との間の距離を含むＲｒ半径を決定する。
【００７１】
ステップ１５５０において本出願人らの方法は、選択されたデータ・ホログラムに関する書込み回転中心を決定する。特定の実施形態においてステップ１５５０は、１つ又は複数の符号化されたドライブ書込み・校正ホログラム１１０（図１（Ｂ））を読み出すステップと、それらの１つ又は複数のドライブ書込み・校正ホログラム１１０（図１（Ｂ））を含む１つ又は複数のアラインメント・パターンを用いて書込み回転中心を決定するステップとをさらに含む。ステップ１５６０において本出願人らの方法は、書込み重心と選択されたデータ・ホログラムの位置との間の距離を含むＲｗ半径を決定する。
【００７２】
ステップ１５７０において本出願人らの方法は、ステップ１５３０の読出し重心とステップ１５５０の書込み重心との間の距離を含む交換偏心距離Ｉｅを計算する。本出願人らの方法は、ステップ１５３０の読出し重心、ステップ１５４０のＲｒ半径、ステップ１５５０の書込み重心、ステップ１５６０のＲｗ半径、及びステップ１５７０の交換偏心距離Ｉｅを用いて、式［１−４］によりステップ１５２０の交換ミスアラインメント角θ１０９０を計算する。
【００７３】
図１７に要約された本出願人らの方法は、図１８に要約されたステップを随意に用いるものであるが、ストレージ・サービス・プロバイダが用いて１人又は複数のデータ・ストレージ・サービス顧客にデータ・ストレージ・サービスを提供することができる。
【００７４】
特定の実施形態において、図１６、図１７、及び／又は図１８に列挙された個々のステップは、組み合せるか、削除するか、又は並べ替えることができる。
【００７５】
特定の実施形態において、本出願人らの発明は、メモリ７６３（図７）、及び／又はメモリ８３０（図８）、及び／又はメモリ９３０（図１１）に常駐する命令８２４（図７、図８、図１１）のような命令を含み、これらの命令は、プロセッサ７６４（図７）、及び／又はプロセッサ８２０（図８）、及び／又はプロセッサ９２０（図１１）のようなプロセッサによって実行されて、図１６に列挙された１つ又は複数のステップ１３６０、１３７０及び／又は１３８０、及び／又は、図１７に列挙された１つ又は複数のステップ１４２０、１４３０、１４４０及び／又は１４５０、及び／又は、図１８に列挙された１つ又は複数のステップ１５１０、１５２０、１５３０、１５４０、１５５０、１５６０、１５７０及び／又は１５８０を実施する。
【００７６】
特定の実施形態において、本出願人らの発明は、任意の他のコンピュータ・プログラムの中に常駐する命令を含み、これらの命令は、ホログラフィック・データ記憶システム２００、ホログラフィック・データ記憶システム３００、ホログラフィック・データ記憶及び検索システム７００、及び／又は、ホログラフィック・ドライブ装置９００の、外部又は内部のコンピュータによって実行され、図１６に列挙された１つ又は複数のステップ１３６０、１３７０及び／又は１３８０、及び／又は、図１７に列挙された１つ又は複数のステップ１４２０、１４３０、１４４０及び／又は１４５０、及び／又は、図１８に挙げられた１つ又は複数のステップ１５１０、１５２０、１５３０、１５４０、１５５０、１５６０、１５７０及び／又は１５８０を実施する。いずれの場合にも、これらの命令は、例えば、磁気情報記憶媒体、光学情報記憶媒体、電子情報記憶媒体などを含む情報記憶媒体内に符号化することができる。「電子記憶媒体」により、本出願人らは、例えばＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＰＲＯＭ、コンパクトフラッシュ、スマートメディアなどのようなデバイスを意味する。
【００７７】
本発明の好ましい実施形態を詳細に説明したが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲において説明される本発明の範囲から逸脱することなく、それらの実施形態に対する修正及び変更を行うことができることは明らかであろう。
【符号の説明】
【００７８】
１００：ホログラフィック・データ記憶媒体
１０２：カバー
１０４：基板
１０５：幾何学的ディスク中心
１１０：ドライブ書込み・校正ホログラム
１２０：工場書込み・校正ホログラム
１３０：データ・ホログラム
１４０：コンピュータ生成ホログラム（ＣＧＨ）
１５０：データ面
２００、３００：ホログラフィック・データ記憶システム
２０５：レーザ光源
２１０：ビーム・スプリッタ
２１５：透過型空間光変調器（ＳＬＭ）
２２０、３３０：キャリア・ビーム
２３０、３２０、６０８：参照ビーム
２４０、５４０、６４０：像
２６０、６５０：データ・ビーム
２７０：干渉パターン
２８０：ミラー
２９０：反射参照ビーム
３１０：反射型空間光変調器（ＲＳＬＭ）
３４０：反射データ・ビーム
５０４：入力スクリーン５２０の背部
５１０：光センサ・アレイ
５２０：入力スクリーン
５５０、６５０：復元データ・ビーム
７００：データ記憶及び検索システム
７１０、７２０、７３０：コンピュータ・デバイス
７４０：ファブリック
７５０：データ・スィッチ
７６０：ストレージ・コントローラ
７６２：データ・コントローラ
７６３、８３０、９３０：メモリ
７６４、８２０、９２０：プロセッサ
７６５：データ・バス
７６６、７６７、７６８：データ・キャッシュ
８１０：検波器コントローラ
８２４：命令
８２２、８３２、９３５：マイクロコード
８４０：回転エラー・サーボ（ＲＥＳ）
８４２：回転可能ウォーム歯車
８５０、９５０：回転可能シャフト
８５２：螺旋状ねじ部
８６０：入力ライン（通信リンク）
８７０：ピラー
８８０：フロア・スタンド
９００：ホログラフィック・ドライブ装置
９０５、９６０：通信リンク
９１０：ハウジング（コントローラ）
９４０：ドライブ・サーボ
１０１０：書込み回転中心
１０２０：読出し回転中心
１０３０：書込み偏心距離Ｗｅ
１０４０：読出し偏心距離Ｒｅ
１０５０：交換偏心距離Ｉｅ
１０６０：書込み半径Ｒｗ
１０６５：データ・ホログラムのＹ軸方向Ｙｗ
１０７０：読出し半径Ｒｒ
１０７５：検波器のＹ軸方向Ｙｒ
１０８０：検波器のＸ軸方向Ｘｒ
１０８５：データ・ホログラムのＸ軸方向Ｘｗ
１０９０：交換ミスアラインメント角（θ）
１２００：アラインメント・パターン
１２１０：データ
１２２０：アラインメント領域
１２３０、１２４０、１２５０、１２６０：アラインメント・マーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホログラフィック・データ記憶媒体に情報をストアするための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホログラフィック情報記憶においては、情報の全ページが同時に光学干渉パターンとして厚い感光性光学材料の内部にストアされる。これは、２つのコヒーレント・レーザ・ビームを記憶材料内で交差させることによってなされる。データ・ビームと呼ばれる第１のビームは、ストアされる情報を含み、参照ビームと呼ばれる第２のビームは、例えば平面波面を有する単純な平行ビームを再生し易いように設計される。
【０００３】
結果として得られる光干渉パターンは感光性媒体内に化学的及び／又は物理的変化を引き起こし、干渉パターンのレプリカが感光性媒体の吸収係数、屈折率、又は厚さの変化としてストアされる。ストアされた干渉パターンを、記録中に用いた２つの波のうちの一方の波で照射するとき、この入射光の一部分が、ストアされた干渉パターンによって回折されて他方の波が復元される。ストアされた干渉パターンを参照波で照射することによってデータ・ビームが復元され、逆もまた同様である。
【０００４】
多数のこれらの干渉パターンを同じ厚い媒体片内で重ね合せることができ、また、それらがパターンの方向又は間隔によって区別できる限り、独立にアクセスすることができる。そのような分離は、物体波と参照波と間の角度を変化させることによって、又は、レーザ波長を変化させることによって達成することができる。次に、任意の特定のデータ・ページを、ストアされたパターンをそのページをストアするのに用いた参照波で照射することによって、独立に読み出すことができる。ホログラムの厚さのために、この参照波は、所望の物体波のみが電子カメラ上で有意に復元されて像形成される様式で、干渉パターンによって回折される。この技術の記憶密度の理論限界は、１立方センチメートルあたり数十テラビットのオーダーである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／００６１９６６Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
情報をホログラム的にストアするためのホログラフィック記憶媒体、ホログラフィック・ドライブ装置、及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ハウジングと、ハウジング内に配置されたレーザ光源と、ハウジング内に配置されたビーム・スプリッタと、ハウジング内に配置された反射型空間光変調器と、ハウジング内に配置されたドライブ・サーボ機構とを備えたホログラフィック・ドライブ装置を含む。特定の実施形態において、ホログラフィック・ドライブ装置は、ハウジング内に配置された光センサ・アレイをさらに備え、ここで光センサ・アレイは、回転可能入力スクリーンと、回転エラー・サーボと、回転エラー・サーボから外向きに延びる回転可能シャフトとを含み、回転可能シャフトの遠位端は回転可能入力スクリーンに取り付けられる。
【０００８】
本発明はさらに、ホログラフィック・ドライブ装置を用いて情報をホログラフ的にストアする方法を含む。この方法は、情報を受け取り、ホログラフィック・ドライブ装置内にホログラフィック・データ記憶媒体を装着し、ホログラフィック・データ記憶媒体を回転させ、回転ホログラフィック・データ記憶媒体にアラインメント・パターンを含む第１のホログラムを符号化し、回転ホログラフィック・データ記憶媒体内に情報を含む１つ又は複数のデータ・ホログラムを符号化し、回転ホログラフィック・データ記憶媒体内にアラインメント・パターンを含む第２のホログラムを符号化するものである。
【０００９】
本発明はさらに、ホログラフィック・ドライブ装置を用いて情報をホログラフ的に読み出す方法を含む。この方法は、符号化されたホログラフィック・データ記憶媒体をホログラフィック・ドライブ装置内に装着し、ホログラフィック・データ記憶媒体を回転角φで回転させ、入力スクリーンを回転角φで回転させ、回転された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で照射してデータ・ビームを形成し、データ・ビームを回転入力スクリーン上に投射するものである。
本発明の実施形態を、ここで添付の図面を参照しながら例証としてのみ説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ホログラフィック・データ記憶媒体の斜視図（Ａ）及び断面図（Ｂ）である。
【図２】図１のホログラフィック・データ記憶媒体内に情報を符号化している状態で示す、ホログラフィック・データ記憶システムの一実施形態の斜視図である。
【図３】図１のホログラフィック・データ記憶媒体内に情報を符号化している状態で示す、ホログラフィック・データ記憶システムの第２実施形態の斜視図である。
【図４】図３のホログラフィック・データ記憶システムを示すブロック図である。
【図５】図１のホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化された情報を復号している状態で示す、ホログラフィック・データ記憶システムの一実施形態の斜視図である。
【図６】図１のホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化された情報を復号している状態で示す、ホログラフィック・データ記憶システムの第２の実施形態の斜視図である。
【図７】本出願人らのホログラフィック・データ記憶システムの一実施形態を示すブロック図である。
【図８】本出願人らの光学検波器の一実施形態の一部分の斜視図である。
【図９】図８の光学検波器のウォーム・ギア部分を示す図である。
【図１０】本出願人らの光学検波器の第２の実施形態のブロック図である。
【図１１】ホログラフィック・データ記憶媒体内に情報を符号化するのに用いられている本出願人らのホログラフィック・ドライブ装置を示すブロック図である。
【図１２】ホログラフィック・データ記憶媒体内に書き込まれた情報を復号するのに用いられている図１１のホログラフィック・ドライブ装置を示すブロック図である。
【図１３】図１のホログラフィック・データ記憶媒体の上面図である。
【図１４】図１のホログラフィック・データ記憶媒体の特定の特性を示すチャートである。
【図１５】本出願人らのアラインメント・パターンの一実施形態を示すブロック図である。
【図１６】配向パターンを含むホログラムを図１のホログラフィック・データ記憶媒体内に配置するための本出願人らの方法の特定のステップを要約したフロー・チャートである。
【図１７】図１のホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化された情報を復号するための本出願人らの方法のステップを要約したフロー・チャートである。
【図１８】図１のホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化された情報を復号するための本出願人らの方法の特定の付加的なステップを要約したフロー・チャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、以下の説明において図面を参照しながら好ましい実施形態で説明するが、図面中、類似の番号は同じ又は類似の要素を表す。この明細書を通して、「一実施形態」、「実施形態」、又は類似の言葉についての言及は、実施形態に関連して説明する特定の特徴、構造体、又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。従って、この明細書を通して、「一実施形態において」、「実施形態において」という句及び類似の言葉の出現は、必ずではないが、すべて同じ実施形態を指す可能性がある。
【００１２】
本発明の説明する特徴、構造体又は特性は、１つ又は複数の実施形態において、任意の適切な様式で組み合せることができる。以下の説明において、多くの特定の細部が本発明の実施形態の十分な理解を与えるために列挙される。しかしながら、当業者であれば、本発明は、１つ又は複数の特定の細部を用いずに、又は、他の方法、コンポーネント、材料などを用いて、実施できることを認識するであろう。他の場合には、周知の構造体、材料、又は、操作は、本発明の態様を曖昧にしないように、詳細には図示又は説明しない。
【００１３】
ここで図２を参照すると、ホログラフィック・データ記憶システム２００は、レーザ光源２０５、ビーム・スプリッタ２１０、透過型空間光変調器（「ＳＬＭ」）２１５、及びミラー２８０を含む。特定の実施形態において、レーザ２０５は、約４０５ｎｍの波長の青色光を放射する。特定の実施形態において、レーザ２０５は、約６５０ｎｍの波長の赤色光を放射する。特定の実施形態において、レーザ２０５は、約７８０ｎｍの波長の赤外光を放射する。特定の実施形態において、レーザ２０５は、ホログラフィック・データ記憶媒体１００（図１）の記録及び／又は読出し特性に対して調整された他の波長の光を放射する。
【００１４】
特定の実施形態において、透過型ＳＬＭ２１５はＬＣＤ型デバイスを含む。情報は、ＳＬＭ２１５のディスプレイ上の明又は暗ピクセルによって表される。ＳＬＭ２１５は通常は半透明である。
【００１５】
レーザ光源２０５から生ずるレーザ光は、ビーム・スプリッタ２１０によって２つのビーム、キャリア・ビーム２２０と参照ビーム２３０に分割される。キャリア・ビーム２２０は、光がＳＬＭ２１５を通過する際に、ＳＬＭ２１５によって表示される像２４０をピックアップして、データ・ビーム２６０を形成する。参照ビーム２３０は、第１の面ミラー２８０で反射されて反射参照ビーム２９０を形成する。反射参照ビーム２９０は、データ・ビーム２６０と干渉してデータ・ホログラム１３０を形成する。データ・ホログラム１３０は、干渉パターン２７０としてホログラフィック記憶媒体１００内に符号化される。
【００１６】
ここで図３及び図４を参照すると、ホログラフィック・データ記憶システム３００は、レーザ光源２０５、ビーム・スプリッタ２１０、反射型空間光変調器３１０、及びホログラフィック記憶媒体１００を含む。光源２０５によって生成された光は、ビーム・スプリッタ２１０によって参照ビーム３２０とキャリア・ビーム３３０に分割される。装置３００を用いる場合、参照ビーム３２０は反射されない。
【００１７】
図３の例証的な実施形態においては、反射型空間光変調器（「ＲＳＬＭ」）３１０がデータ像２４０を表示する。特定の実施形態において、反射型空間光変調器３１０は、複数のマイクロ・ミラーを備えた組立体を含む。他の実施形態において、反射型空間光変調器３１０は、液晶オン・シリコン（「ＬＣＯＳ」）ディスプレイ・デバイスを含む。液晶と電極が偏光ガラス板の間に挟まれたＬＣＤに用いられるツイスト・ネマチック型液晶とは対照的に、ＬＣＯＳデバイスは、シリコン・チップの表面上にコーティングされた液晶を有する。像形成を推進する電子回路はチップ内にエッチング形成され、このチップはコーティングされて反射（アルミニウム処理）面を有する。光がチップに反射される前と後の両方の光路内に偏光子が配置される。ＬＣＯＳデバイスは通常のＬＣＤディスプレイよりも製造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ピクセルをエッチング形成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、通常のＬＣＤディスプレイよりも遥かに小さくすることができる。
【００１８】
キャリア・ビーム３３０は、光が反射型空間光変調器３１０で反射される際に像２４０をピックアップして、像２４０を含む反射データ・ビーム３４０を形成する。反射されない参照ビーム３２０が、反射されたデータ・ビーム３４０と干渉してデータ・ホログラム１３０を形成する。干渉パターン２７０はデータ・ホログラム１３０を符号化してホログラフィック記憶媒体１００内に形成され、その結果、光活性記憶媒体に干渉パターン２７０を形成させる。
【００１９】
図５は、媒体１００内にストアされた干渉パターン２７０を復号するホログラフィック・データ記憶システム２００を示す。図５の例証的な実施形態において、ホログラフィック・データ記憶システム２００は光センサ・アレイ５１０を含む。光センサ・アレイ５１０は、その上に投射される復元データ・ビーム５５０をデジタル形式で取り込むのに十分に、ホログラフィック記憶媒体１００から離して配置される。干渉パターン２７０（図２）を復号するのに、参照ビーム２３０がミラー２８０で反射されて反射参照ビーム２９０を形成し、これが次に、符号化されたホログラフィック記憶媒体１００上に入射する。参照ビーム２９０が干渉パターン２７０と干渉する際に、復元データ・ビーム５５０が生成され、ここで復元データ・ビーム５５０は元の像２４０に似た像５４０を含む。光センサ・アレイ５１０は、入力スクリーン５２０上の像５４０を含む情報をデジタル形式で取り込む。
【００２０】
ここで図８、図９及び図１０を参照すると、光センサ・アレイ５１０はさらに、回転エラー・サーボ（「ＲＥＳ」）８４０を含む。当業者であれば分かるように、サーボは、回転可能シャフト８５０のような外部シャフトを備えたデバイスを含む。ここで図９を参照すると、特定の実施形態においてＲＥＳ８４０は回転可能ウォーム歯車８４２を含み、シャフト８５０は螺旋状ねじ部８５２を含み、ここで螺旋状ねじ部８５２はウォーム歯車８４２と噛み合う。
【００２１】
回転可能シャフト８５０は、ＲＥＳ８４０に所定のコード化された信号を送ることによって、特定の角度位置に位置決めすることができる。コード化された信号が入力ライン８６０上に存在する限り、ＲＥＳ８４０は、シャフト８５０の関連する角度位置を維持することになる。コード化された信号が変化すると、シャフト８５０の角度位置が変化する。
【００２２】
ＲＥＳ８４０は、回転可能シャフト８５０によって入力スクリーン５２０の背部５０４に相互接続される。ＲＥＳ８４０は、回転可能シャフト８５０を第１の方向に又は第２の方向にそれぞれ回転させることによって、入力スクリーン５２０を第１の方向に、即ち時計回りに回転させ、又は、第２の反対方向に、即ち反時計回りに回転させることができる。
【００２３】
図８の例証的な実施形態において、光センサ・アレイ５１０はさらに、検波器コントローラ８１０を備え、ここでＲＥＳ８４０は検波器コントローラ８１０の内部に配置される。図８の例証的な実施形態において、検波器コントローラ８１０はさらに、プロセッサ８２０及びメモリ８３０を備える。特定の実施形態において、メモリ８３０は、非限定的にバッテリ・バックアップＲＡＭのような不揮発性メモリ、磁気ディスクに対して情報の読出し及び書込みを行うための関連するソフトウェア、ファームウェア及びハードウェアと組み合せた磁気ディスク、光ディスクに対して情報の読出し及び書込みを行うための関連するソフトウェア、ファームウェア及びハードウェアと組み合せた光ディスク、電子記憶媒体などを含む。「電子記憶媒体」により、本出願人らは、例えば、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＰＲＯＭ、コンパクトフラッシュ、スマートメディアなどのようなデバイスを意味する。
【００２４】
図８の例証的な実施形態において、検波器コントローラ８１０はさらにマイクロコード８３２を備え、ここでマイクロコード８３２はメモリ８３０に書き込まれる。プロセッサ８２０は、マイクロコード８３２を用いて光センサ・アレイ５１０を動作させる。図９の例証的な実施形態において、信号入力ライン８６０が、ＲＥＳ８４０をストレージ・コントローラ７６０（図７）のような外部コントローラと相互接続させる。特定の実施形態において、光センサ・アレイ５１０はさらに、フロア・スタンド８８０及び垂直ピラー８７０を含む。ピラー８７０は垂直以外の任意の角度にすることができる。
【００２５】
図６は、干渉パターン２７０を復号するのに用いられているホログラフィック・データ記憶システム３００を示す。図６の例証的な実施形態において、参照ビーム６０８はホログラフィック記憶媒体１００に向けられ、その結果参照ビーム６０８が干渉パターン２７０によって回折されて、元の像２４０に似た像６４０を含む復元データ・ビーム６５０を形成する。データ・ビーム６５０は、光センサ・アレイ５１０の入力スクリーン５２０上に投射される。次に、光センサ・アレイ５１０が、像６４０を含む情報をデジタル形式で取り込む。
【００２６】
ここで図１１及び図１２を参照すると、特定の実施形態において、レーザ光源２０５、ビーム・スプリッタ２１０、反射型空間光変調器３１０、及び、光センサ・アレイ５１０の回転可能入力スクリーン５２０が、ホログラフィック・ドライブ装置９００の内部に配置される。図１１の例証的な実施形態において、ホログラフィック・ドライブ装置９００はさらにハウジング９１０を備える。
【００２７】
特定の実施形態において、ホログラフィック・データ記憶媒体１００は、ハウジング９１０の内部に取外し可能に配置することができる。図１１の例証的な実施形態において、ホログラフィック・データ記憶媒体１００は、ドライブ・サーボ９４０及び回転可能シャフト９５０を備えたドライブ・サーボ機構に取外し可能に装着される。ドライブ・サーボは、回転可能シャフト９５０を回転させ、従ってまたホログラフィック・データ記憶媒体１００を回転させる。
【００２８】
図１１の例証的な実施形態において、ホログラフィック・ドライブ装置９００はさらにコントローラ９７０を備える。コントローラ９７０は、プロセッサ９２０、メモリ９３０、及びメモリ９３０に書き込まれたマイクロコード９３５を備える。メモリ９３０はまた命令８２４を含むことができる。特定の実施形態において、命令８２４は、とりわけ、式［１−４］を含む。コントローラ９７０は、通信リンク９６０を介してドライブ・サーボ９４０と相互接続され、また、通信リンク８６０を介してＲＥＳ８４０と相互接続される。コントローラ９７０は、プロセッサ９２０及びマイクロコード９３５を用いて、ホログラフィック・データ記憶媒体１００を第１の回転速度で回転させることができ、同時に、入力スクリーン５２０を第２の回転速度で回転させることができ、ここで第１の回転速度は第２の回転速度に等しくすることができ、また、第１の回転速度は第２の回転速度とは異なるようにすることができる。
【００２９】
特定の実施形態において、メモリ９３０は、非限定的に、バッテリ・バックアップＲＡＭのような不揮発性メモリと、磁気ディスクに対して情報の読出し及び書込みを行うための関連するソフトウェア、ファームウェア及びハードウェアと組み合せた磁気ディスクと、光ディスクに対して情報の読出し及び書込みを行うための関連するソフトウェア、ファームウェア及びハードウェアと組み合せた光ディスクと、電子記憶媒体などとを含む。「電子記憶媒体」により、本出願人らは、例えば、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＰＲＯＭ、コンパクトフラッシュ、スマートメディアなどのようなデバイスを意味する。
【００３０】
図１１は、データ・ホログラム１３０をホログラフィック・データ記憶媒体１００内に符号化するのに用いられているホログラフィック・ドライブ装置９００を示す。図１２は、データ・ホログラム１３０を復号するのに用いられているホログラフィック・ドライブ装置９００を示す。図１１及び図１２の例証的な実施形態において、データ入力スクリーン５２０は、通信リンク９０５により情報を出力する。特定の実施形態において、通信リンク９０５は１つ又は複数のホスト・コンピュータと相互接続される。特定の実施形態において、通信リンク９０５は、例えばストレージ・コントローラ７６０（図７）のようなストレージ・コントローラと相互接続される。
【００３１】
図７は、本出願人らのデータ記憶及び検索システム７００の一実施形態を示す。図７の例証的な実施形態において、データ記憶及び検索システム７００は、コンピュータ・デバイス７１０、７２０及び７３０と通信する。図７の例証的な実施形態において、コンピュータ・デバイス７１０、７２０及び７３０は、データ通信ファブリック７４０を通じてストレージ・コントローラ７６０と通信する。特定の実施形態において、ファブリック７４０は、１つ又は複数のデータ・スイッチ７５０を含む。さらに図７の例証的な実施形態において、ストレージ・コントローラ７６０は、１つ又は複数のホログラフィック・データ記憶システムと通信する。図７の例証的な実施形態において、データ記憶及び検索システム７００は、ホログラフィック・データ記憶システム２００及び３００、並びにホログラフィック・ドライブ装置９００を含む。
【００３２】
特定の実施形態において、コンピュータ・デバイス７１０、７２０及び７３０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、又は情報を生成するのに適した他の同様のデバイスから成る群から選択される。特定の実施形態において、１つ又は複数のコンピュータ・デバイス７１０、７２０及び／又は７３０は、ファイバー・チャネル（「ＦＣ」）物理層上で走る小型コンピュータ・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７４０と相互接続される。他の実施形態において、コンピュータ・デバイス７１０、７２０及び７３０の間の接続は、インフィニバンド、イーサネット、又はインターネットＳＣＳＩ（「ｉＳＣＳＩ」）のような他のプロトコルを含む。特定の実施形態において、スイッチ７５０は、コンピュータ・デバイス７１０、７２０及び／又は７３０からのトラフィックを直接ストレージ・コントローラ７６０にルーティングするように構成される。
【００３３】
図７の例証的な実施形態において、ストレージ・コントローラ７６０は、データ・コントローラ７６２、メモリ７６３、マイクロコード８２２、命令８２４、プロセッサ７６４、及びデータ・キャッシュ７６６、７６７及び７６８を備え、ここで、これらのコンポーネントはデータ・バス７６５により通信する。特定の実施形態において、メモリ７６３は、磁気情報記憶媒体、光学情報記憶媒体、電子情報記憶媒体などを含む。「電子記憶媒体」により、本出願人らは、例えば、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＰＲＯＭ、コンパクトフラッシュ、スマートメディアなどのようなデバイスを意味する。
【００３４】
特定の実施形態において、ストレージ・コントローラ７６０は、１つ又は複数のコンピュータ・デバイス７１０、７２０及び／又は７３０上のシリアル・データ・バスに対してデータ信号の読出し及び書込みを行うように構成される。或いは、他の実施形態において、ストレージ・コントローラ７６０は、データ・バス７６５及びファブリック７４０を通じて１つ又は複数のコンピュータ・デバイス７１０、７２０及び／又は７３０に対してデータ信号の読出し及び書込みを行うように構成される。
【００３５】
特定の実施形態において、ストレージ・コントローラ７６０は、シリアル・データ・ストリームを畳み込み符号化データ・イメージに変換する。これらのデータ・イメージは、ＳＬＭ２１５又はＲＳＬＭ３１０に転送される。
【００３６】
特定の実施形態において、相互接続されたホログラフィック・データ記憶システム２００及び３００は、異なる地理的場所に配置される。特定の実施形態において、ストレージ・コントローラ７６０は、２つ又はそれ以上のホログラフィック・データ記憶システムの間に情報を分配して情報を保護する。
【００３７】
図１は、幾何学的ディスク中心１０５を有するホログラフィック・データ記憶媒体１００を示す。図１（Ｂ）の例証的な実施形態において、ホログラフィック・データ記憶媒体１００は、データ面１５０に沿って配置された、工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））、ドライブ書込み・校正ホログラム１１０（図１（Ｂ））、コンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））、及びデータ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））を含む。データ面１５０は、基板１０４とカバー１０２の間に挟まれる。
【００３８】
工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））及びコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））は、製造時に媒体製造業者によってホログラフィック・データ記憶媒体内に配置される。「製造時」により、本出願人らは、ホログラフィック・データ記憶媒体を売りに出す前、且つ、例えば顧客データのような任意の情報をその中に符号化する前を意味する。
【００３９】
特定の実施形態において、コンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））は、媒体の読出し専用部分にストアされ、これは次に、別の製造プロセス中にデータ面１５０の内部に物理的に埋め込まれる。他の実施形態において、コンピュータ生成ホログラム１４０は、データ面１５０に沿ってホログラフィック・データ記憶媒体１００の上に刻印又はリソグラフ印刷される。
【００４０】
工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））は、製造時に直接ホログラフィック・データ記憶媒体１００内に符号化される。工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））及び／又はコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））は、光学許容差範囲に配置される。符号化ホログラフィック・ドライブ装置に関して、そのような光学許容差は、すべての集束レンズの屈折率、空間光変調器（透過型ＳＬＭを用いる場合）屈折率、及びビーム・スプリッタの屈折率を含む。媒体に関して、これらの光学許容差は、ホログラフィック・データ記憶媒体の各層の厚さ及び屈折率を含む。
【００４１】
データ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））は、購入後にホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化される。データ・ホログラム１３０を符号化するのに用いる装置は、そのデータ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））を後で復号するのに用いるのと同じ装置を含む必要はない。第１の装置を用いてデータ・ホログラムを符号化し、第２の装置を用いてそのホログラムを復号することは交換と呼ばれる。特定の実施形態において、１つ又は複数のドライブ書込み・校正ホログラム１１０は、１つ又は複数のデータ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））と共に符号化される。これらの１つ又は複数のドライブ書込み・校正ホログラム１１０は、データ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））の配向を確認するのに用いられる。
【００４２】
図１３は、ホログラフィック記憶媒体１００の上面図を示す。ホログラフィック記憶媒体１００は、幾何学的ディスク中心１０５を含む。書込みプロセス中、ホログラフィック・データ記憶媒体１００は、書込み回転中心１０１０の回りに回転する。読出しプロセス中、ホログラフィック・データ記憶媒体は、読出し回転中心１０２０の回りに回転する。
【００４３】
理想的には、幾何学的ディスク中心１０５、書込み回転中心１０１０、及び読出し回転中心１０２０は、磁気ハード・ディスク・ドライブと同様に一致する。ホログラフィック・データ記憶媒体１００は、異なるホログラフィック・ドライブ装置９００に取り外し可能に装着することができるので、幾何学的ディスク中心１０５、書込み回転中心１０１０、及び読出し回転中心１０２０は異なる可能性がある。ホログラフィック記憶媒体１００に書込まれた情報が直ちにリード・バックされる場合、書込み回転中心１０１０と読出し回転中心１０２０は一致することになる。しかし、一般的には、幾何学的ディスク中心１０５、書込み回転中心１０１０、及び読出し回転中心１０２０は一致しない。
【００４４】
幾何学的ディスク中心１０５と書込み回転中心１０１０の間の距離は、書込み偏心距離Ｗｅ１０３０を含む。幾何学的ディスク中心１０５と読出し回転中心１０２０の間の距離は、読出し偏心距離Ｒｅ１０４０を含む。書込み回転中心１０１０と読出し回転中心１０２０の間の距離は、交換偏心距離Ｉｅ１０５０を含む。
【００４５】
書込み回転中心１０１０とデータ・ホログラム１３０の間の距離は、書込み半径Ｒｗ１０６０を含む。Ｒｗ１０６０ベクトルは、データ・ホログラムのＹ軸の方向Ｙｗ１０６５を定義する。データ・ホログラムのＸ軸の方向Ｘｗ１０８５は、Ｙｗ１０６５に対して垂直である。読出し回転中心１０２０とデータ・ホログラム１３０の間の距離は、読出し半径Ｒｒ１０７０を含む。Ｒｒ１０７０ベクトルは、光センサ・アレイ５１０のような光学検波器によって読出される像のＹ軸の方向Ｙｒ１０７５を定義する。検波器のＸ軸の方向Ｘｒ１０８０はＹｒ１０７５に対して垂直である。本出願人らの方法は、読出しプロセス中に入力スクリーン５２０をＺ軸の回りに回転させて、Ｘｗ１０８５及びＹｗ１０６５をそれぞれＸｒ１０８０及びＹｒ１０７５に位置合せするものである。アライメントは、書込みプロセス中の偏心距離と読出しプロセス中の偏心距離とから決定され、これらの偏心距離の組合せが交換偏心距離Ｉｅとなる。
【００４６】
工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））を書き込むとき、又はコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））をストアするとき、書込み回転中心１０１０を幾何学的ディスク中心１０５の可能な限り近くに配置して、工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））又はコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））に関する書込み偏心距離Ｗｅ１０３０を最小にすることが好ましい。書込み偏心距離を最小にすることはまた、工場精度書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））又はコンピュータ生成ホログラム１４０を読出すときの交換偏心距離Ｉｅを最小にする。
【００４７】
書込みホログラムのＹ軸Ｙｗ１０６５及びＸ軸Ｘｗ１０８５は、行列変換を介してＹ軸Ｙｒ１０７５及びＸ軸Ｘｒ１０８０に関連付けられる。角度シータ（θ）１０９０は、第１のホログラフィック・ドライブ装置を用いて初めに符号化されたホログラムと、そのホログラムを復号する第２のホログラフィック・ドライブ装置内に配置された光学検波器との間の交換ミスアラインメントの角度を表す。角度シータは、書込みドライブと読出しドライブの間で変化することになり、そしてまた、ホログラフィック・データ記憶媒体１００が同じホログラフィック・ドライブ装置に装着される度に変化することになる。ＲＥＳ８４０によって補正されるのはこの角度シータ１０９０である。
【００４８】
角度シータの変化のために、像をキャッシュして複数のデータ・ホログラムを同時に符号化することが望ましい。従って、ひとたびこれらの像のどれか１つに対して交換角度シータが決定されると、同時に書き込まれた全ての像に対する交換角度シータが、ホログラフィック・ドライブ装置（図１、図１３）によるＺ軸回りのホログラフィック・データ記憶媒体１００の角回転又は「スピン」回転を表すファイ（φ）の関数として決定される。
【００４９】
交換ミスアラインメントの角度θ１０９０は、式（１）によって交換偏心距離Ｉｅと関連付けられる。
【数１】
【００５０】
角度θについて解き、Ｒｗ＝Ｒｒ＝Ｒであることを意味するＩｅが小さいと仮定すると、式（２）が導出される。
【数２】
【００５１】
角度θのサイン（sine）について解くと、式（３）が導出される。
【数３】
【００５２】
式（２）及び（３）を用いると、以下の行列変換、式（４）は、書込みベクトル（Ｘｗ，Ｙｗ）、読出しベクトル（Ｘｒ，Ｙｒ）及び回転行列［Ｍ］で構成される。
【数４】
ここで、行列［Ｍ］の要素は、
【数５】
で、Ｉｅ＝（ｅ）ｓｉｎ（φ）であり、ここで角度ファイ（φ）は、ホログラフィック・ドライブ装置（図１、図１３）によるＺ軸回りのホログラフィック・データ記憶媒体１００の角回転又は「スピン」回転を表す。
【００５３】
従って、行列［Ｍ］の要素は、ドライブ内のディスクの回転と共に周期的に変化し、検波器入力スクリーン５２０は、検波器入力スクリーンがＺ軸回りに回転することに加えて、ディスク１００のスピンの角度φに相当してＺ軸回りに反時計回り及び時計回りに回転して、角度θを補正することになる。角度φは、書込み回転中心１０１０と読出し回転中心１０２０が一致するときにゼロとなる。行列［Ｍ］の行列式は所望通り１に等しくなり、従って行列［Ｍ］による像の歪みは生じない。
【００５４】
工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））を書き込むとき、又はコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））をストアするとき、行列［Ｍ］は可能な限り単位行列に近いことが好ましい。本出願人らの方法における１つのステップは、製造時に工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））を書き込むとき、又はコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））をストアするとき、幾何学的ディスク中心１０５にホログラフィック・データ記憶媒体１００の中心を合わせるステップを含む。
【００５５】
入力スクリーン５２０が符号化されたホログラムを追跡するのを容易にするために、行列［Ｍ］は、データの環状トラック全体に対して角度φだけ変化することが好ましい。特定の実施形態において本出願人らの方法は、データ・ホログラムのトラック全体を同時に符号化して、データ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））を読出すときに入力スクリーン５２０がＺ軸回りで１つの配向から別の配向に不規則かつ予測不能にジャンプしないようにする。そのデータ・トラックは、環状アーク又は螺旋状アークを含むことができる。
【００５６】
復元データ・ビームを復号するとき、光センサ・アレイ５１０は角度θを使用し、ここで角度θは、角度φ並びに書込み回転中心１０１０及び読出し回転中心１０２０の回転に伴って変化する。１つ又は複数のドライブ書き込み・校正ホログラム１１０（図１（Ｂ））は、各データ・トラックが書き込まれるときにドライブによって書き込まれて、入力スクリーン５２０と読み出されるデータ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））とのアラインメントの助けとなることが好ましい。
【００５７】
特定の実施形態において、本出願人らの方法は、ホログラフィック・データ記憶媒体１００のようなホログラフィック・データ記憶媒体を、ホログラフィック・ドライブ装置９００のようなホログラフィック・ドライブ装置に装着する。次に、この方法は、ホログラフィック・データ記憶媒体を回転させ、回転するホログラフィック・データ記憶媒体内に、アラインメント・パターンを含む第１のドライブ書込みホログラムを符号化し、回転するホログラフィック・データ記憶媒体内に、情報を含む１つ又は複数のデータ・ホログラムを符号化し、回転するホログラフィック・データ記憶媒体内に、アラインメント・パターンを含む第２のドライブ書込みホログラムを符号化するが、ここで第１のドライブ書込みホログラム、１つ又は複数のデータ・ホログラム、及び第２のドライブ書込みホログラムは環状トラックを定義する。
【００５８】
図１６は、アラインメント・パターンを含むコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））又はアラインメント・パターンを含む工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））を、製造時にホログラフィック・データ記憶媒体内に配置するための、本出願人らの方法のステップを要約する。ステップ１３１０において本出願人らの方法は、ホログラフィック・データ記憶媒体に関する統計的中点及び全ての光学的許容差の範囲を決定する。特定の実施形態においてステップ１３１０の光学的許容差は、ホログラフィック・データ記憶媒体の各層の厚さ及び屈折率のうちの１つ又は複数を含む。ここで図１４を参照すると、例示的な光学的許容差が、媒体１００の各層の媒体厚さ対屈折率のグラフ１１００により示される。図１４において、層０は透過型ホログラフィック媒体１００のカバー１０２を表すことができ、層１は基板１０４を表すことができる。
【００５９】
再び図１６を参照すると、ステップ１３２０において本出願人らの方法は、１つ又は複数のコンピュータ生成ホログラム（ＧＣＨ）１４０（図１（Ｂ））をホログラフィック・データ記憶媒体内に配置するかどうかを判断する。本出願人らの方法がステップ１３２０において、配向パターンを含むコンピュータ生成ホログラムをホログラフィック・データ記憶媒体内に配置することを決めた場合、本方法はステップ１３２０からステップ１３３０に移行し、そこで本方法は、配向パターン１２００（図１５）を含むコンピュータ生成ホログラム１４０のマスターを、光路の統計的中点及び統計的「角」（端）に供給する。
【００６０】
ここで図１５を参照すると、アラインメント・パターン１２００は、外周部を備えたアラインメント領域１２２０を含み、また、アラインメント・マーク１２３０、１２４０、１２５０及び１２６０を含み、これらのマークは、回転エラー・サーボＲＥＳ８４０（図８、図１０、図１１、図１２）が用いる角度θを光センサ・アレイ５１０によって決定するためのものである。アラインメント・マーク１２３０、１２４０、１２５０及び１２６０は、角度シータ１０９０を最大精度で決定するように外周部に配置される。データ１２１０は、アラインメント領域１２２０によって囲まれる。データ１２１０は、工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））、ドライブ書込み・校正ホログラム１１０（図１（Ｂ））、コンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））、及びデータ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））を含むことができる。
【００６１】
特定の実施形態において、コンピュータ生成ホログラムのマスターは、刻印又は書込み校正ホログラムを生成するための、例えばＤＶＤ−ＲＯＭマスター・ライタに類似した、レーザ・ライタ内での使用に適したビット・ストリームを含む。特定の実施形態においてマスターは、フォトリソグラフィ又はリソグラフィ浸漬ステッパ・ツール内で用いるための二次元干渉パターンを含んで特定のパターンを生成する。特定の実施形態において、マスターは、ホログラフィック・イメージング・ライタ内で用いるための三次元干渉パターンを含む。
【００６２】
ステップ１３４０において、本出願人らの方法は、アラインメント・パターン１２００（図１５）を含むコンピュータ生成ホログラムを、製造時にホログラフィック・データ記憶媒体内に配置する。特定の実施形態においてステップ１３４０は、例えばＣＧＨ１４０（図１（Ｂ））のようなアラインメント・パターンを含むコンピュータ生成ホログラムを、ホログラフィック・データ記憶媒体１００のようなホログラフィック・データ記憶媒体内に刻印する、又は埋め込む、又はリソグラフ印刷するステップを含む。特定の実施形態において、ＣＧＨ１４０は、データ面１５０（図１（Ｂ））に沿って配置される。
【００６３】
本出願人らの方法が、ステップ１３２０において、コンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））をホログラフィック・データ記憶媒体内に配置しないと決めた場合、本方法は、ステップ１３２０からステップ１３５０に移行し、そこで本方法は、ホログラフィック・ドライブ装置９００（図１１、図１２）のようなホログラフィック・ドライブ装置を準備し、また、レイ・トレースはホログラフィック・ドライブ装置から生成されてその光学特性の「フットプリント」を決定し、そしてドライブの光学部品は、ドライブ仕様ごとに公称（中点）屈折率を有するものが選択される。特定の実施形態において、ステップ１３５０の光学特性は、全ての集束レンズの屈折率、透過型ＳＬＭを用いる場合には空間光変調器の屈折率、及びビーム・スプリッタの屈折率を含む。
【００６４】
ステップ１３６０において、本出願人らの方法は、ホログラフィック・データ記憶媒体１００を、ステップ１３５０のホログラフィック・ドライブ装置に装着する。ステップ１３７０において、ホログラフィック・データ記憶媒体は、ホログラフィック・ドライブ装置内の中心に置いて書込み偏心距離Ｗｅ１０３０を最小にし、それゆえに、後にステップ１３８０において、アラインメント・パターン１２００（図１５）を含めるために、ホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化された工場精度書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））を読み出すときの交換偏心距離Ｉｅ１０５０を減少させる。特定の実施形態において、ステップ１３７０は、引用により本明細書に組み入れられる特許文献１に記載された方法を使用する。本出願人らの方法は、読出し回転中心１０２０の統計的分布が一様である場合、偏心率ｅの大きさ、従って式（４）中のＩｅを２分の１に減少させる。ステップ１３８０において、本出願人らの方法は、工場書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））をホログラフィック・データ記憶媒体１００内に符号化する。
【００６５】
本出願人らの発明は、ホログラフィック・データ記憶媒体１００のようなホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化された像を読み出す方法を含む。ここで図１７を参照すると、ステップ１４１０において本出願人らの方法は、ホログラフィック・ドライブ装置９００（図１１、図１２）のようなホログラフィック・ドライブ装置を準備する。
【００６６】
ステップ１４２０において本出願人らの方法は、１つ又は複数の工場精度書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））、及び／又は、１つ又は複数のコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））、及び／又は、１つ又は複数のドライブ書込み・校正ホログラム１１０（図１（Ｂ））、そしてさらに１つ又は複数のデータ・ホログラム１３０として符号化された情報、を含むホログラフィック・データ記憶媒体を装着する。これらのホログラム１２０、１４０、１１０及び１３０の各々はさらに、アラインメント・パターン１２００（図１５）を含む。
【００６７】
ステップ１４３０において本出願人らの方法は、ステップ１４２０の装着されたホログラフィック・データ記憶媒体を回転角φで回転させる。ステップ１４４０において本出願人らの方法は、光センサ・アレイ５１０のような回転可能な光学検波器を回転角φで回転させる。
【００６８】
ステップ１４５０において本出願人らの方法は、回転ホログラフィック・データ記憶媒体を参照ビームで照射して複数のデータ・ビームを生成する。ステップ１４６０において本出願人らの方法は、ステップ１４５０で生成された複数のデータ・ビームを回転光センサ・アレイ５１０の上に投射する。
【００６９】
特定の実施形態において、ステップ１４４０は、図１８に示したステップで置き換える。ここで図１８を参照すると、ステップ１５１０において本出願人らの方法は、ステップ１４２０（図１７）のホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化されたデータ・ホログラム１３０（図１（Ｂ））のようなデータ・ホログラムを選択する。ステップ１５２０において本出願人らの方法は、式［１−４］の使用などによって交換ミスアラインメント角θ１０９０を計算する。ステップ１５８０において本出願人らの方法は、回転角φ及び交換ミスアラインメント角θ１０９０の両方に基づいてステップ１４１０の光センサ・アレイ５１０を回転させる。
【００７０】
特定の実施形態において、ステップ１５２０は、ステップ１５３０からステップ１５７０までを含む。ステップ１５３０において本出願人らの方法は、選択されたデータ・ホログラムに関する読出し回転中心を決定する。特定の実施形態において、ステップ１５３０は、１つ又は複数の符号化された工場精度書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））及び／又は、１つ又は複数のコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））を読み出すステップと、それらの１つ又は複数の工場精度書込み・校正ホログラム１２０（図１（Ｂ））、及び／又は、１つ又は複数のコンピュータ生成ホログラム１４０（図１（Ｂ））を含む１つ又は複数のアラインメント・パターンを用いて読出し回転中心を決定するステップとをさらに含む。ステップ１５４０において本出願人らの方法は、読出し重心と選択されたデータ・ホログラムの位置との間の距離を含むＲｒ半径を決定する。
【００７１】
ステップ１５５０において本出願人らの方法は、選択されたデータ・ホログラムに関する書込み回転中心を決定する。特定の実施形態においてステップ１５５０は、１つ又は複数の符号化されたドライブ書込み・校正ホログラム１１０（図１（Ｂ））を読み出すステップと、それらの１つ又は複数のドライブ書込み・校正ホログラム１１０（図１（Ｂ））を含む１つ又は複数のアラインメント・パターンを用いて書込み回転中心を決定するステップとをさらに含む。ステップ１５６０において本出願人らの方法は、書込み重心と選択されたデータ・ホログラムの位置との間の距離を含むＲｗ半径を決定する。
【００７２】
ステップ１５７０において本出願人らの方法は、ステップ１５３０の読出し重心とステップ１５５０の書込み重心との間の距離を含む交換偏心距離Ｉｅを計算する。本出願人らの方法は、ステップ１５３０の読出し重心、ステップ１５４０のＲｒ半径、ステップ１５５０の書込み重心、ステップ１５６０のＲｗ半径、及びステップ１５７０の交換偏心距離Ｉｅを用いて、式［１−４］によりステップ１５２０の交換ミスアラインメント角θ１０９０を計算する。
【００７３】
図１７に要約された本出願人らの方法は、図１８に要約されたステップを随意に用いるものであるが、ストレージ・サービス・プロバイダが用いて１人又は複数のデータ・ストレージ・サービス顧客にデータ・ストレージ・サービスを提供することができる。
【００７４】
特定の実施形態において、図１６、図１７、及び／又は図１８に列挙された個々のステップは、組み合せるか、削除するか、又は並べ替えることができる。
【００７５】
特定の実施形態において、本出願人らの発明は、メモリ７６３（図７）、及び／又はメモリ８３０（図８）、及び／又はメモリ９３０（図１１）に常駐する命令８２４（図７、図８、図１１）のような命令を含み、これらの命令は、プロセッサ７６４（図７）、及び／又はプロセッサ８２０（図８）、及び／又はプロセッサ９２０（図１１）のようなプロセッサによって実行されて、図１６に列挙された１つ又は複数のステップ１３６０、１３７０及び／又は１３８０、及び／又は、図１７に列挙された１つ又は複数のステップ１４２０、１４３０、１４４０及び／又は１４５０、及び／又は、図１８に列挙された１つ又は複数のステップ１５１０、１５２０、１５３０、１５４０、１５５０、１５６０、１５７０及び／又は１５８０を実施する。
【００７６】
特定の実施形態において、本出願人らの発明は、任意の他のコンピュータ・プログラムの中に常駐する命令を含み、これらの命令は、ホログラフィック・データ記憶システム２００、ホログラフィック・データ記憶システム３００、ホログラフィック・データ記憶及び検索システム７００、及び／又は、ホログラフィック・ドライブ装置９００の、外部又は内部のコンピュータによって実行され、図１６に列挙された１つ又は複数のステップ１３６０、１３７０及び／又は１３８０、及び／又は、図１７に列挙された１つ又は複数のステップ１４２０、１４３０、１４４０及び／又は１４５０、及び／又は、図１８に挙げられた１つ又は複数のステップ１５１０、１５２０、１５３０、１５４０、１５５０、１５６０、１５７０及び／又は１５８０を実施する。いずれの場合にも、これらの命令は、例えば、磁気情報記憶媒体、光学情報記憶媒体、電子情報記憶媒体などを含む情報記憶媒体内に符号化することができる。「電子記憶媒体」により、本出願人らは、例えばＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＰＲＯＭ、コンパクトフラッシュ、スマートメディアなどのようなデバイスを意味する。
【００７７】
本発明の好ましい実施形態を詳細に説明したが、当業者であれば、添付の特許請求の範囲において説明される本発明の範囲から逸脱することなく、それらの実施形態に対する修正及び変更を行うことができることは明らかであろう。
【符号の説明】
【００７８】
１００：ホログラフィック・データ記憶媒体
１０２：カバー
１０４：基板
１０５：幾何学的ディスク中心
１１０：ドライブ書込み・校正ホログラム
１２０：工場書込み・校正ホログラム
１３０：データ・ホログラム
１４０：コンピュータ生成ホログラム（ＣＧＨ）
１５０：データ面
２００、３００：ホログラフィック・データ記憶システム
２０５：レーザ光源
２１０：ビーム・スプリッタ
２１５：透過型空間光変調器（ＳＬＭ）
２２０、３３０：キャリア・ビーム
２３０、３２０、６０８：参照ビーム
２４０、５４０、６４０：像
２６０、６５０：データ・ビーム
２７０：干渉パターン
２８０：ミラー
２９０：反射参照ビーム
３１０：反射型空間光変調器（ＲＳＬＭ）
３４０：反射データ・ビーム
５０４：入力スクリーン５２０の背部
５１０：光センサ・アレイ
５２０：入力スクリーン
５５０、６５０：復元データ・ビーム
７００：データ記憶及び検索システム
７１０、７２０、７３０：コンピュータ・デバイス
７４０：ファブリック
７５０：データ・スィッチ
７６０：ストレージ・コントローラ
７６２：データ・コントローラ
７６３、８３０、９３０：メモリ
７６４、８２０、９２０：プロセッサ
７６５：データ・バス
７６６、７６７、７６８：データ・キャッシュ
８１０：検波器コントローラ
８２４：命令
８２２、８３２、９３５：マイクロコード
８４０：回転エラー・サーボ（ＲＥＳ）
８４２：回転可能ウォーム歯車
８５０、９５０：回転可能シャフト
８５２：螺旋状ねじ部
８６０：入力ライン（通信リンク）
８７０：ピラー
８８０：フロア・スタンド
９００：ホログラフィック・ドライブ装置
９０５、９６０：通信リンク
９１０：ハウジング（コントローラ）
９４０：ドライブ・サーボ
１０１０：書込み回転中心
１０２０：読出し回転中心
１０３０：書込み偏心距離Ｗｅ
１０４０：読出し偏心距離Ｒｅ
１０５０：交換偏心距離Ｉｅ
１０６０：書込み半径Ｒｗ
１０６５：データ・ホログラムのＹ軸方向Ｙｗ
１０７０：読出し半径Ｒｒ
１０７５：検波器のＹ軸方向Ｙｒ
１０８０：検波器のＸ軸方向Ｘｒ
１０８５：データ・ホログラムのＸ軸方向Ｘｗ
１０９０：交換ミスアラインメント角（θ）
１２００：アラインメント・パターン
１２１０：データ
１２２０：アラインメント領域
１２３０、１２４０、１２５０、１２６０：アラインメント・マーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホログラフィック・データ記憶媒体内に情報をストアする方法であって、
アラインメント・パターンを含むホログラムを準備するステップと、
前記ホログラムを、製造時にホログラフィック・データ記憶媒体内に配置するステップと、
を含む前記方法。
【請求項２】
前記準備するステップは、前記アラインメント・パターンを含むコンピュータ生成ホログラムを準備するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記配置するステップは、刻印するステップ及び埋め込むステップからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記配置するステップは、
前記アラインメント・パターンの像をホログラフィック・ドライブ装置の空間光変調器上に表示するステップと、
前記アラインメント・パターン像を含むデータ・ビームを形成するステップと、
前記アラインメント・パターン像を含むホログラムを形成するステップと、
前記ホログラムを前記ホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ホログラフィック・データ記憶媒体を、光源、ドライブ・サーボ機構、空間光変調器、及び回転可能光学検波器を含むホログラフィック・ドライブ装置内に装着するステップと、
前記ホログラフィック・データ記憶媒体を回転させるステップと、
前記回転ホログラフィック・データ記憶媒体内に、前記アラインメント・パターンを含む第１のドライブ書込みホログラムを符号化するステップと、
前記回転ホログラフィック・データ記憶媒体内に、情報を含む１つ又は複数のデータ・ホログラムを符号化するステップと、
前記回転ホログラフィック・データ記憶媒体内に、前記アラインメント・パターンを含む第２のドライブ書込みホログラムを符号化するステップと、
をさらに含み、
前記第１のドライブ書込みホログラム、前記１つ又は複数のデータ・ホログラム、及び前記第２のドライブ書込みホログラムは環状トラックを定義する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ホログラフィック・データ記憶媒体を回転角φで回転させるステップと、
前記光学検波器を前記回転角φで回転させるステップと、
前記回転した符号化ホログラフィック・データ記憶媒体を参照ビームで照射してデータ・ビームを形成するステップと、
前記データ・ビームを前記回転光学検波器上に投射するステップと、
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
データ・ホログラムを選択するステップと、
前記選択されたデータ・ホログラムに関する交換ミスアラインメント角θを計算するステップと、
前記回転角φ及び前記交換ミスアラインメント角θの両方に基づいて前記光学検波器を回転させるステップと、
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
交換ミスアラインメント角を前記計算するステップは、
前記データ・ホログラムに関する読出し回転中心を決定するステップと、
前記読出し回転中心と前記データ・ホログラムの間の距離を含むＲｒ半径を決定するステップと、
前記データ・ホログラムに関する書込み回転中心を決定するステップと、
前記書込み回転中心と前記データ・ホログラムの間の距離を含むＲｗ半径を決定するステップと、
前記読出し回転中心と前記書込み回転中心の間の距離を含む交換偏心距離Ｉｅを計算するステップと、
をさらに含み、
交換ミスアラインメント角を前記計算するステップは、前記Ｒｒ半径、前記Ｒｗ半径、及び前記交換偏心距離Ｉｅを用いて交換ミスアラインメント角θを計算するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
レーザ光源、ビーム・スプリッタ、ドライブ・サーボ機構、プロセッサ、及び、コンピュータ可読媒体内に配置されたコンピュータ可読プログラム・コードを含むホログラフィック・ドライブ装置であって、
前記コンピュータ可読プログラム・コードは、前記プロセッサにより情報をホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化するのに使用可能であり、
前記コンピュータ可読プログラム・コードは、請求項１乃至請求項８の何れかに記載のステップを実行するための一連のコンピュータ可読プログラム・ステップを含む、
前記装置。
【請求項１０】
レーザ光源、ビーム・スプリッタ、ドライブ・サーボ機構、空間光変調器、回転可能光学検波器、及び、内部に取り外し可能に配置されたホログラフィック・データ記憶媒体を含むホログラフィック・ドライブ装置を動作させるための、コンピュータ可読媒体内に符号化されたコンピュータ・プログラムであって、
前記ホログラフィック・データ記憶媒体は、アラインメント・パターンを含む少なくとも１つの工場書き込みホログラムを含み、
請求項１乃至請求項８の何れかに記載のステップを実行するためのコンピュータ可読プログラム・コードを含む、
前記コンピュータ・プログラム。
【請求項１１】
データ・ストレージ・サービス・プロバイダにより、１人又は複数のデータ・ストレージ・サービス顧客にデータ・ストレージ・サービスを提供する方法であって、
データ・ストレージ・サービス顧客から情報を受信するステップと、
請求項４乃至請求項８の何れかに記載のステップを実行するステップと、
を含む前記方法。
【請求項１２】
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置されたレーザ光源と、
前記ハウジング内に配置されたビーム・スプリッタと、
前記ハウジング内に配置された反射型空間光変調器と、
前記ハウジング内に配置されたドライブ・サーボ機構と、
を備えるホログラフィック・ドライブ装置。
【請求項１３】
前記ハウジング内に配置された光センサ・アレイをさらに備える、請求項１２に記載のホログラフィック・ドライブ装置。
【請求項１４】
前記光センサ・アレイは、
回転可能入力スクリーンと、
回転エラー・サーボと、
前記回転エラー・サーボから外向きに延びる回転可能シャフトと、
を含み、
前記回転可能シャフトの遠位端は前記回転可能入力スクリーンに取り付けられる、請求項１３に記載のホログラフィック・ドライブ装置。
【請求項１５】
前記ドライブ・サーボ機構及び前記回転エラー・サーボと通信するコントローラをさらに備える、請求項１４に記載のホログラフィック・ドライブ装置。
【請求項１】
ホログラフィック・データ記憶媒体内に情報をストアする方法であって、
アラインメント・パターンを含むホログラムを準備するステップと、
前記ホログラムを、製造時にホログラフィック・データ記憶媒体内に配置するステップと、
を含む前記方法。
【請求項２】
前記準備するステップは、前記アラインメント・パターンを含むコンピュータ生成ホログラムを準備するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記配置するステップは、刻印するステップ及び埋め込むステップからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記配置するステップは、
前記アラインメント・パターンの像をホログラフィック・ドライブ装置の空間光変調器上に表示するステップと、
前記アラインメント・パターン像を含むデータ・ビームを形成するステップと、
前記アラインメント・パターン像を含むホログラムを形成するステップと、
前記ホログラムを前記ホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化するステップと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ホログラフィック・データ記憶媒体を、光源、ドライブ・サーボ機構、空間光変調器、及び回転可能光学検波器を含むホログラフィック・ドライブ装置内に装着するステップと、
前記ホログラフィック・データ記憶媒体を回転させるステップと、
前記回転ホログラフィック・データ記憶媒体内に、前記アラインメント・パターンを含む第１のドライブ書込みホログラムを符号化するステップと、
前記回転ホログラフィック・データ記憶媒体内に、情報を含む１つ又は複数のデータ・ホログラムを符号化するステップと、
前記回転ホログラフィック・データ記憶媒体内に、前記アラインメント・パターンを含む第２のドライブ書込みホログラムを符号化するステップと、
をさらに含み、
前記第１のドライブ書込みホログラム、前記１つ又は複数のデータ・ホログラム、及び前記第２のドライブ書込みホログラムは環状トラックを定義する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ホログラフィック・データ記憶媒体を回転角φで回転させるステップと、
前記光学検波器を前記回転角φで回転させるステップと、
前記回転した符号化ホログラフィック・データ記憶媒体を参照ビームで照射してデータ・ビームを形成するステップと、
前記データ・ビームを前記回転光学検波器上に投射するステップと、
をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
データ・ホログラムを選択するステップと、
前記選択されたデータ・ホログラムに関する交換ミスアラインメント角θを計算するステップと、
前記回転角φ及び前記交換ミスアラインメント角θの両方に基づいて前記光学検波器を回転させるステップと、
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
交換ミスアラインメント角を前記計算するステップは、
前記データ・ホログラムに関する読出し回転中心を決定するステップと、
前記読出し回転中心と前記データ・ホログラムの間の距離を含むＲｒ半径を決定するステップと、
前記データ・ホログラムに関する書込み回転中心を決定するステップと、
前記書込み回転中心と前記データ・ホログラムの間の距離を含むＲｗ半径を決定するステップと、
前記読出し回転中心と前記書込み回転中心の間の距離を含む交換偏心距離Ｉｅを計算するステップと、
をさらに含み、
交換ミスアラインメント角を前記計算するステップは、前記Ｒｒ半径、前記Ｒｗ半径、及び前記交換偏心距離Ｉｅを用いて交換ミスアラインメント角θを計算するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
レーザ光源、ビーム・スプリッタ、ドライブ・サーボ機構、プロセッサ、及び、コンピュータ可読媒体内に配置されたコンピュータ可読プログラム・コードを含むホログラフィック・ドライブ装置であって、
前記コンピュータ可読プログラム・コードは、前記プロセッサにより情報をホログラフィック・データ記憶媒体内に符号化するのに使用可能であり、
前記コンピュータ可読プログラム・コードは、請求項１乃至請求項８の何れかに記載のステップを実行するための一連のコンピュータ可読プログラム・ステップを含む、
前記装置。
【請求項１０】
レーザ光源、ビーム・スプリッタ、ドライブ・サーボ機構、空間光変調器、回転可能光学検波器、及び、内部に取り外し可能に配置されたホログラフィック・データ記憶媒体を含むホログラフィック・ドライブ装置を動作させるための、コンピュータ可読媒体内に符号化されたコンピュータ・プログラムであって、
前記ホログラフィック・データ記憶媒体は、アラインメント・パターンを含む少なくとも１つの工場書き込みホログラムを含み、
請求項１乃至請求項８の何れかに記載のステップを実行するためのコンピュータ可読プログラム・コードを含む、
前記コンピュータ・プログラム。
【請求項１１】
データ・ストレージ・サービス・プロバイダにより、１人又は複数のデータ・ストレージ・サービス顧客にデータ・ストレージ・サービスを提供する方法であって、
データ・ストレージ・サービス顧客から情報を受信するステップと、
請求項４乃至請求項８の何れかに記載のステップを実行するステップと、
を含む前記方法。
【請求項１２】
ハウジングと、
前記ハウジング内に配置されたレーザ光源と、
前記ハウジング内に配置されたビーム・スプリッタと、
前記ハウジング内に配置された反射型空間光変調器と、
前記ハウジング内に配置されたドライブ・サーボ機構と、
を備えるホログラフィック・ドライブ装置。
【請求項１３】
前記ハウジング内に配置された光センサ・アレイをさらに備える、請求項１２に記載のホログラフィック・ドライブ装置。
【請求項１４】
前記光センサ・アレイは、
回転可能入力スクリーンと、
回転エラー・サーボと、
前記回転エラー・サーボから外向きに延びる回転可能シャフトと、
を含み、
前記回転可能シャフトの遠位端は前記回転可能入力スクリーンに取り付けられる、請求項１３に記載のホログラフィック・ドライブ装置。
【請求項１５】
前記ドライブ・サーボ機構及び前記回転エラー・サーボと通信するコントローラをさらに備える、請求項１４に記載のホログラフィック・ドライブ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公表番号】特表２０１０−５２１７１１（Ｐ２０１０−５２１７１１Ａ）
【公表日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５５３９９０（Ｐ２００９−５５３９９０）
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０５２３０９
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１１３６５９
【国際公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．コンパクトフラッシュ
２．イーサネット
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００８／０５２３０９
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１１３６５９
【国際公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．コンパクトフラッシュ
２．イーサネット
【出願人】（３９０００９５３１）インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション (4,084)
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＳＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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