ホログラフィック記憶媒体に記憶されたデータを転送するためのシステムおよび方法
【課題】ホログラフィック記憶媒体に記憶されたデータを転送する。
【解決手段】情報を処理するためのシステム１０は、記憶媒体１２の複数のトラック１４に沿って配置された複数のボリュームに含まれる複数のマイクロホログラムを含む。各マイクロホログラムはデータを含む。このシステムは、複数のトラックにレーザビームを誘導するための光学レンズをもつピックアップヘッドデバイス２０、２２と、記憶媒体からのデータを記録および取り出すピックアップヘッドデバイスを配置するためのサブシステム１６を含む。
【解決手段】情報を処理するためのシステム１０は、記憶媒体１２の複数のトラック１４に沿って配置された複数のボリュームに含まれる複数のマイクロホログラムを含む。各マイクロホログラムはデータを含む。このシステムは、複数のトラックにレーザビームを誘導するための光学レンズをもつピックアップヘッドデバイス２０、２２と、記憶媒体からのデータを記録および取り出すピックアップヘッドデバイスを配置するためのサブシステム１６を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にデータ転送システムおよび方法に関し、より詳細には、ホログラフィック記憶媒体に記憶されたデータを転送するための光ベースシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光記憶システムなどのデータ記憶システムは、データを記録および取り出すための光ピックアップヘッドにより実現される。そのような光記憶システムは、一連の空間的に分離されたマークを有する螺旋または円形のトラックに沿って、またはそれらのトラック間にデータが記録された光ディスクを含むことができる。マーク間の間隔の長さが、一般に、データを符号化するのに使用される。読み出しの間、ピックアップヘッドはレーザビームを合焦し、そのレーザビームは光ディスクから反射される。ディスクが回転するにつれて、反射ビームは、マークとマーク間の交互する間隔との反射率の差により変調される。さらに、データは、変調反射信号を検出および復号することによって取り出される。データの処理は、ディスクの回転速度を増大させることによって向上する。しかし、ディスクの回転速度は破壊を避けるために制限される。さらに、ホログラフィックデータを有する光記憶媒体は、アーカイブ用に、さらには消費者用にも、データ転送速度の向上を必要とすることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７００８６３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、ホログラフィック記憶媒体に記憶されたデータの転送速度を向上させるための効率的なシステムおよび方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態によれば、情報を処理するためのシステムが提供される。このシステムは、１つまたは複数の記憶媒体中の複数のトラックに沿って配置された複数のボリュームに含まれる複数のマイクロホログラムを含む。各マイクロホログラムはデータを含む。このシステムは、複数のトラックにレーザビームを誘導するための光学レンズをもつ１つまたは複数のピックアップヘッドデバイスをさらに含む。さらに、このシステムは、１つまたは複数の記憶媒体からのデータを記録および取り出すための１つまたは複数のピックアップヘッドデバイスを配置するためのサブシステムを含む。
【０００６】
本発明の別の実施形態によれば、情報を記録および取り出す方法が提供される。この方法は、ホログラフィック記憶媒体の複数のトラックに沿って配置された複数のボリュームに含まれる複数のマイクロホログラムを用意するステップを含む。この方法は、光学レンズをもつ１つまたは複数のピックアップデバイスを使用して複数のトラック上に複数のレーザビームを誘導するステップをさらに含む。さらに、この方法は、ホログラフィック記憶媒体からのデータをトラッキングおよび転送するステップを含む。
【０００７】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、同様の符号が図面の全体を通して同様の部分を表す添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば、一層よく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態による、２つのピックアップヘッドデバイスを使用して記憶媒体の情報を処理するためのシステムの図である。
【図２】本発明の別の実施形態による、円柱レンズを有する光ピックアップヘッドデバイスを使用して記憶媒体の情報を処理するためのシステムの図である。
【図３】本発明の別の実施形態による、円柱レンズを有する複数のピックアップヘッドデバイスを使用して記憶媒体の情報を処理するためのシステムの図である。
【図４】本発明の別の実施形態による、グレーティングを有する光ピックアップヘッドデバイスを使用して記憶媒体の情報を処理するためのシステムの図である。
【図５】本発明のさらなる別の実施形態による、グレーティングを有する複数の光ピックアップヘッドデバイスを使用して記憶媒体の情報を処理するためのシステムの図である。
【図６】本発明の別の実施形態による、光ピックアップバーに配置された複数のピックアップヘッドデバイスを有する、記憶媒体の情報を処理するためのシステムの図である。
【図７】本発明の一実施形態による、複数のピックアップヘッドデバイスを含む回転モジュールを有する、記憶媒体の情報を処理するためのシステムの図である。
【図８】本発明の一実施形態による、情報を記録および取り出す方法の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下で詳細に説明するように、本発明の実施形態はデータ転送システムおよび方法に関する。本明細書で使用される「ホログラフィック」または「ホログラフィ」という用語は、物体から散乱された光が記録され、物体が記録されたときの記録媒体を基準としてその物体があたかも同じ位置にあるように後に再構築されるようにする技法を指す。本発明は、光ベースシステムおよび方法を使用して、高密度ホログラフィック記憶媒体に記憶されたデータを転送する技法を扱う。
【００１０】
本発明の様々な実施形態の要素を導入するとき、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「ｓａｉｄ」という冠詞は１つまたは複数の要素があることを意味するものである。「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、列記した要素以外の追加の要素が存在できることを包括し、かつ意味するものである。動作パラメータのいかなる例も開示した実施形態のその他のパラメータを排除しない。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態による記憶媒体１２の情報を処理するためのシステム１０を示す。一実施形態では、図示のように、記憶媒体１２は円板形状ホログラフィックデータ記憶デバイスである。非限定的な例では、記憶媒体１２は、垂直に積み重ねられ横方向に延びる複数の層中の複数のデータトラック１４に沿って配置された複数のボリュームを有するプラスチック基板と、各々がボリュームのうちの対応する１つに含まれる複数のマイクロホログラムとを含む。ボリュームの各々にマイクロホログラムが存在するか存在しないかにより、記憶されたデータの対応する部分が示される。システム１０はサブシステム１６を含み、そのサブシステム１６は高速度で記憶媒体１２からのデータを転送するように構成される。一実施形態では、サブシステムは、記憶媒体１２からのデータを記録および取り出すためのピックアップヘッドデバイスを半径方向に移動しやすくするスライダバー１８をさらに含む。この実施形態で示されるように、スライダバー１８を有するサブシステム１６は２つのピックアップヘッドデバイス２０、２２を含む。この実施形態では、ピックアップヘッドデバイス２０は、記憶媒体１２の周辺から記憶媒体１２の中心まで半径方向に移動するように構成される。一方、ピックアップヘッドデバイス２２は、記憶媒体１２の中心から周辺まで半径方向に移動するように構成される。しかし、ピックアップヘッド移動のための様々な等価な技法は、この開示の原理に従って追加のシステムおよび技法を構築するように当業者により組合せおよび整合され得ることを理解されたい。さらに、ピックアップヘッドデバイス２０、２２は、複数のデータトラック１４上にレーザビームを誘導するための光学レンズを含む。一実施形態では、サブシステム１６は３つ以上の複数のピックアップヘッドデバイスを含むことができる。
【００１２】
さらに、サブシステム１６は、記憶媒体１２の回転の一定角速度を維持しながら一定のデータ転送速度を得るためにピックアップヘッドデバイス２０、２２の並列移動を可能にする。記憶媒体１２が回転するとき、ピックアップヘッドデバイス２０、２２は共に記憶媒体１２の複数のデータトラック１４からのデータを記録または読み取る動作を行う。一実施形態では、ピックアップヘッドデバイスの一方がデータを書き込みながら、他方のピックアップデバイスが直前に記録したデータを検査する。一実施形態では、２つのピックアップヘッドデバイス２０、２２からのデータ転送速度は、記憶媒体１２上のピックアップヘッドデバイス２０、２２の半径方向の位置に応じて異なることができる。しかし、その結果、システム１０は、２つのピックアップヘッドデバイス２０、２２のデータ転送速度を組み合わせることによって全体としての一定のデータ転送速度を維持する。この一定のデータ転送速度は、記憶媒体１２が最大一定速度で回転することができ、それによってシステム１０が一定のデータ転送速度を維持できるので有利である。一実施形態では、システム１０の一定のデータ転送速度は、一般に、単一のピックアップヘッドデバイスで動作するシステムよりも（ＲＩ＋ＲＯ）／ＲＩ倍高くなることになり、ここで、ＲＩおよびＲＯはそれぞれ内側記録半径および外側記録半径である。別の実施形態では、システム１０の一定のデータ転送速度は、単一のピックアップヘッドデバイスで動作するシステムよりも約３．５倍上回ることになる。単一ピックアップヘッドデバイスを有するそのようなシステムでは、記憶媒体の回転は、読出しまたは記録の間、ピックアップヘッドデバイスの半径方向位置に応じて変わり、それによりデータ転送速度は低下する。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態による記憶媒体５２の情報を処理するためのシステム５０を示す。図示のように、システム５０は光ピックアップヘッドデバイス５４を含む。一実施形態では、光ピックアップヘッドデバイス５４は、記憶媒体５２上で半径方向に移動するためのスライダバー（図示せず）に沿って配置される。ピックアップヘッド移動のための様々な等価な技法は、この開示の原理に従って追加のシステムおよび技法を構築するように当業者により組合せおよび整合され得ることを理解されたい。図示のような一実施形態では、記憶媒体５２は、マイクロホログラムを含む複数のボリュームをもつ複数の並列データトラック５８を有する円板形状ホログラフィック記憶媒体とすることができる。複数のボリュームが、ホログラフィック記憶媒体の垂直に積み重ねられ横方向に延びる複数の層中の複数の並列データトラック５８に沿って配置される。ボリュームの各々にマイクロホログラムが存在するか存在しないかにより、記憶されたデータの対応する部分が示される。一実施形態で示されるように、光ピックアップヘッドデバイス５４は、記憶媒体５２の複数の並列データトラック５８からのデータを記録および取り出すために線状焦点５６にレーザビームを誘導する円柱レンズを含む。線状焦点５６により、システム５０の動作の間、複数の隣接するデータトラックを同時に読み出せるようになる。一実施形態では、線状焦点５６は約３個から約８個のデータトラック５８をカバーすることができる。ホログラフィック記憶媒体５２などの高密度記憶でのトラックピッチは小さいので、複数の並列データトラック５８を読み出す間のデータ転送速度はほぼ同じにされ得る。一実施形態では、ホログラフィック記憶媒体５２などの高密度記憶のトラックピッチは典型的な記録半径の０．００１％未満である。したがって、複数の並列データトラック５８を記録および読み出す間のデータ転送速度は同じにされ得る。さらに、隣接するトラックでは、半径はほとんど同じであり、したがってデータ転送速度が同じであることに留意されたい。したがって、データ転送速度は、この実施形態では、線状焦点５６によってカバーされる複数の並列データトラック５８の数と等しい数倍で改善される。
【００１４】
さらに、図２に示されるような本実施形態では、円板形状ホログラフィック記憶媒体の形態の記憶媒体５２は、複数のデータトラックがグループ化され、外に向かって一緒に螺旋状になるように複数の並列データトラック５８を配列することを含む。本実施形態は単一のピックアップヘッドデバイス５４を含むので、記憶媒体５２の回転速度は、ピックアップヘッドデバイス５４が記憶媒体５２の中心から周辺まで半径方向に移動するとき一定のデータ転送速度を維持するために読出しの間変化するように構成される。記憶媒体５２を回転させる速度は、一般に、回転する記憶媒体５２の中心の方にピックアップヘッドデバイス５４が位置決めされているとき高く、記憶媒体５２の周辺の方にピックアップヘッドデバイス５４が位置決めされているとき低い。これは、内側半径に記憶されたデータの量が記憶媒体の外側周辺に記憶されたデータの量と比べて少ないことに起因する。好ましい実施形態では、複数の画素検出器は、記憶媒体５２の複数の並列データトラック５８と一致するように使用される。複数の画素検出器は複数の画素を有する。各画素は、例えば、複数の並列トラックのうちの単一トラックを読み取る。検出器の画素の数はデータトラックの数と一致する。
【００１５】
図３は、本発明の一実施形態による記憶媒体１０２の情報を処理するためのシステム１００を示す。システム１００は２つの光ピックアップヘッドデバイス１０４、１０６を含み、そのピックアップヘッドデバイスは、記憶媒体１０２上で半径方向に移動するためのスライダバー１０３に沿って配置される。ピックアップヘッド移動のための様々な等価な技法は、この開示の原理に従って追加のシステムおよび技法を構築するように当業者により組合せおよび整合され得ることを理解されたい。記憶媒体１０２は、マイクロホログラムを含む複数のボリュームをもつ複数の並列データトラック１０８を有する円板形状ホログラフィック記憶媒体とすることができる。複数のボリュームが、ホログラフィック記憶媒体の垂直に積み重ねられ横方向に延びる複数の層中の複数の並列データトラック１０８に沿って配置され、ボリュームの各々にマイクロホログラムが存在するか存在しないかにより、記憶されたデータの対応する部分が示される。図示のように、光ピックアップヘッドデバイス１０４、１０６は、読み出すために複数の並列データトラック１０８上への線状焦点にレーザビームを誘導するための円柱レンズを含む。線状焦点により、システム１００の動作の間、複数の隣接するデータトラックを同時に読み出せるようになる。一実施形態では、線状焦点は約３個から約８個のデータトラックをカバーすることができる。本実施形態の二重ピックアップヘッドデバイス１０４、１０６の移動およびデータ処理方法は、図１に関して説明した実施形態と同様の手法にすることができる。これにより、システム１００は、二重ピックアップヘッドデバイスの存在により、線状焦点によってカバーされるデータトラックの数に等しい数を約３．５倍した数倍でデータ転送速度を改善することが可能になる。データ記憶媒体１０２は一定速度で回転するようにさらに構成される。さらに、記憶媒体１０２は、複数のデータトラックが一緒にグループ化され、外に向かって一緒に螺旋状になるように複数の並列データトラック１０８を配列することを使用する。
【００１６】
図４は、本発明の一実施形態による記憶媒体２０２の情報を処理するためのシステム２００を示す。システム２００は光ピックアップヘッドデバイス２０４を含む。一実施形態では、光ピックアップヘッドデバイス２０４は、データの読出しおよび記録の間、記憶媒体２０２上で半径方向に移動するためのスライダバー（図示せず）に沿って配置される。光ピックアップヘッド移動のための様々な等価な技法は、この開示の原理に従って追加のシステムおよび技法を構築するように当業者により組合せおよび整合され得ることを理解されたい。記憶媒体２０２は、マイクロホログラムを含む複数のボリュームをもつ複数の並列データトラック２０６を有する円板形状ホログラフィック記憶媒体とすることができる。複数のボリュームが、ホログラフィック記憶媒体の垂直に積み重ねられ横方向に延びる複数の層中の複数の並列データトラック２０６に沿って配置され、ボリュームの各々にマイクロホログラムが存在するか存在しないかにより、記憶されたデータの対応する部分が示される。図示のように、光ピックアップヘッドデバイス２０４はグレーティング構造体２０８と共に光学レンズを含む。グレーティング構造体２０８は回折格子構造体である。それによって、グレーティング構造体２０８は、記憶媒体２０２の複数の並列データトラック２０６上への複数の焦点２１０にレーザビームを回折させる。これにより、記憶媒体２０２の複数の並列データトラック２０６の情報が処理されることになる。情報の処理は、複数のデータトラック２０６上にデータを記録および取り出すことを含むことができる。一実施形態では、複数の焦点２１０は記憶媒体２０２の隣接する複数のデータトラック２０６をカバーする。別の実施形態では、複数の焦点２１０は、記憶媒体２０２の異なる位置に配置されたデータトラックをカバーする。
【００１７】
さらに、本実施形態では、記憶媒体１０２の回転速度は、ピックアップヘッドデバイス２０４が、読出しおよび記録の間、記憶媒体２０２の中心から周辺まで半径方向に移動するとき、一定のデータ転送速度を維持するために変化するように構成される。記憶媒体２０２を回転させる速度は、一般に、回転する記憶媒体２０２の中心の方にピックアップヘッドデバイス２０４が位置決めされているとき高く、記憶媒体２０２の周辺の方にピックアップヘッドデバイス２０４が位置決めされているとき低い。好ましい実施形態では、複数の画素検出は、記憶媒体２０２の複数の並列データトラック２０６と一致するように使用される。複数の画素検出器は複数の画素を有する。各画素は、例えば、複数の並列トラックのうちの単一トラックを読み取る。検出器の画素の数はデータトラックの数と一致する。
【００１８】
図５は、本発明のさらなる別の実施形態による記憶媒体３０２の情報を処理するためのシステム３００を示す。システム３００は２つの光ピックアップヘッドデバイス３０４、３０６を含み、そのピックアップヘッドデバイスは、記憶媒体３０２上で半径方向に移動するためのスライダバー３０８に沿って配置される。ピックアップヘッド移動のための様々な等価な技法は、この開示の原理に従って追加のシステムおよび技法を構築するように当業者により組合せおよび整合され得ることを理解されたい。記憶媒体３０２は、マイクロホログラムを含む複数のボリュームをもつ複数の並列データトラック３１０を有する円板形状ホログラフィック記憶媒体とすることができる。複数のボリュームが、ホログラフィック記憶媒体の垂直に積み重ねられ横方向に延びる複数の層中の複数の並列データトラック３１０に沿って配置される。ボリュームの各々にマイクロホログラムが存在するか存在しないかにより、記憶されたデータの対応する部分が示される。
【００１９】
図５に示されるように、光ピックアップヘッドデバイス３０４、３０６は、読出しおよび記録の目的ためにレーザビームを複数の焦点３１４に分割しかつ回折させることによって複数の並列データトラック３１０上にレーザビームを誘導するためのグレーティング３１２、３１３と共に光学レンズを含む。複数の焦点３１４により、システム３００の動作の間、複数の隣接するデータトラックを同時に読み出しおよび記録できるようになる。一実施形態では、ピックアップヘッドの各々の複数の焦点３１４は、約３個から約８個のデータトラックをカバーすることができる。本実施形態の二重ピックアップヘッドデバイスの動作は、図１および図３に関して説明した実施形態と同様の手法とすることができる。これにより、システム３００は、二重ピックアップヘッドデバイスの存在により、複数の焦点によってカバーされるデータトラックの数に等しい数を約３．５倍した数倍でデータ転送速度を改善することが可能になる。さらに、データ記憶媒体３０２は一定速度で回転するようにさらに構成される。さらに、記憶媒体３０２は、円板形状ホログラフィック記憶媒体の場合に複数のデータトラックが一緒にグループ化され、外に向かって一緒に螺旋状になるように複数の並列データトラック３１０を配列することを使用する。
【００２０】
図６は、本発明の一実施形態による記憶媒体４０２の情報を処理するためのシステム４００を示す。記憶媒体４０２は、垂直に積み重ねられ横方向に延びる複数の層中の複数のトラック４０４に沿って配置された複数のボリュームを含むプラスチック基板と、各々がボリュームのうちの対応する１つに含まれる複数のマイクロホログラムとを有する円板形状ホログラフィックデータ記憶デバイスである。ボリュームの各々にマイクロホログラムが存在するか存在しないかにより、記憶されたデータの対応する部分が示される。システム４００は光ピックアップバー４０８を有するサブシステム４０６を含み、その光ピックアップバー４０８は、記憶媒体４０２からのデータを記録および取り出すための複数の光ピックアップヘッドデバイス４１０のアセンブリをさらに含む。
【００２１】
図示のように、複数の光ピックアップヘッドデバイス４１０は光ピックアップバー４０８に半径方向に配置される。一実施形態では、光ピックアップヘッドデバイス４１０の各々は、記憶媒体４０２のデータトラック４０４を読み出す、または記録するためにスポットに合焦するための光学レンズを含むことができる。別の実施形態では、複数の光ピックアップヘッドデバイス４１０は、記憶媒体４０２のデータを読み出す、または記録するために複数の並列データトラック４０４上への線状焦点にレーザビームを誘導するための円柱レンズを含むことができる。さらに、別の実施形態では、複数の光ピックアップヘッドデバイス４１０は、記憶媒体４０２の複数のデータトラック４０４上への複数の焦点にレーザビームを回折させるためのグレーティング構造体と共に光学レンズを含む。それによって、ピックアップヘッドデバイス４１０の各々は、十分な速度および精度でトラッキングアクチュエータ範囲内の複数のデータトラック４０４にアクセスする。レーザビームを線状焦点または複数の焦点に誘導することにより、さらに、第２のレベルの並列が可能になる。本実施形態では、２つのレベルの並列を説明することを理解されたい。これは第１のレベルの並列として並列ヘッドの構成を含み、第２のレベルの並列はヘッドの各々に並列チャネルを含む。さらに、各ピックアップヘッドデバイス４１０は、合焦、またはトラッキング、または傾斜して、記憶媒体４０２のいかなる不均一性も、または回転記憶媒体４０２のいかなる振動もしくは揺れ効果も吸収するように個別に制御することができる。したがって、サブシステム４０６の複数のピックアップヘッドデバイス４１０により、従来のデータ転送システムと比較して高速度でデータの読出しまたは記録などの情報の処理を行うことができる。
【００２２】
図７は、本発明の一実施形態による記憶媒体５０２の情報を処理するためのシステム５００（上面図）を示す。システム５００は、アーム５０４に配置されたアーム５０６および回転モジュール５０８を有するサブシステム５０４を含む。回転モジュール５０８は、複数のデータトラック５１２を読み出しおよび記録するためにレーザビームをスポット焦点、または線状焦点、または複数の焦点に誘導するための１つまたは複数のピックアップヘッドデバイス５１０を含む。記憶媒体５０２は、マイクロホログラムを含む複数のボリュームをもつ複数の並列データトラック５１２を有する円板形状ホログラフィック記憶媒体とすることができる。複数のボリュームが、ホログラフィック記憶媒体の垂直に積み重ねられ横方向に延びる複数の層中の複数の並列データトラック５１２に沿って配置され、ボリュームの各々にマイクロホログラムが存在するか存在しないかにより、記憶されたデータの対応する部分が示される。さらに、回転モジュール５０８は、記憶媒体５０２よりも速く回転し、それによって複数のデータトラック５１２をカバーすることができる迅速な回転デバイスである。回転モジュール５０８は、さらに、記憶媒体５０２の全体をカバーする／読み取るために回転しながら記憶媒体５０２上で半径方向に移動することができる。これにより、記憶媒体５０２のデータの迅速な読み出しおよび記録が可能になる。一実施形態では、システム５００は、データディスクまたは記憶媒体５０２を非常に遅く回転させ、普通の記録方向と垂直にデータディスクの通常の回転速度の１／４の速度（１／４未満の円）でデータトラックを記録するのを可能にすることができる。複数のピックアップヘッドを有する回転モジュール５０８のこの構成はヘリカル走査ビデオテープ（ＤＡＴなど）と同様にすることができ、ディスクが従来のセットアップのピックアップヘッドに対して回転できるよりも回転モジュール５０８がディスクまたは記憶媒体に対して高速で回転するときより高い転送速度を生成することができる。
【００２３】
複数のピックアップヘッドまたは複数のレーザビームの前述の実施形態は、ホログラフィック記憶ディスクの複数の層を同時にアドレス指定するように一般化することができることを理解されたい。さらに、「複数のデータトラック」はホログラフィック記憶ディスクの様々な層のデータトラックも意味することに留意されたい。さらに、様々な実施形態は、複数の層における様々な複数のピックアップヘッドの使用方法を最適化することを含むことができ、それによって、光学構成要素への負担を軽減し、収差補償動作の範囲を拡大することが複雑さおよびコストの低減をもたらす。前述の実施形態は複数のディスクまたはデータ記憶媒体に一般化することができることも理解されるべきである。非限定的な例では、情報を処理するためのシステムは、ディスクまたはデータ記憶媒体当たり１つのピックアップヘッドを有する複数のディスクまたはデータ記憶媒体を含むことができる。ピックアップヘッドは、一定のデータ転送速度がシステムから得られるように配置する、または最適に間隔を置くことができる。一実施形態では、前述の実施形態はＢＤまたはＤＶＤまたはＣＤなどの任意のデータ記憶媒体に使用することができる。
【００２４】
図８は、本発明の一実施形態による、情報を記録および取り出す方法６００である。ステップ６０２において、この方法は、ホログラフィック記憶媒体の複数のトラックに沿って配置された複数のボリュームに含まれる複数のマイクロホログラムを用意するステップを含む。ステップ６０４において、この方法は、光学レンズをもつ１つまたは複数のピックアップデバイスを使用して複数のトラック上に複数のレーザビームを誘導するステップを含む。１つまたは複数のピックアップヘッドデバイスはデータを同期してまたは非同期で記録および検査するように構成される。そのようなピックアップヘッドデバイスは、さらに、ホログラフィック記憶媒体中の隣接するトラックまたは複数のトラックグループまで移動することができる。さらに、ステップ６０６において、この方法は、ホログラフィック記憶媒体からのデータをトラッキングおよび転送するステップを含む。トラッキングおよび転送するステップは、１つまたは複数のピックアップヘッドデバイスの構成を有するサブシステムを使用して、ホログラフィック記憶媒体に記憶されたデータを読み取りおよび書き込むステップを含む。さらに、一実施形態では、サブシステムは、円板形状ホログラフィック記憶データにおいて約１８０度未満離して配置された複数のバーを含むことができる。バーの各々は複数のピックアップヘッドを有することができ、それにより読み出しおよび記録の間高いデータ転送速度が可能になる。
【００２５】
有利には、ホログラフィック記憶媒体に記憶されたデータを転送するための本システムおよび方法は、高速でデータを取り出しおよび記録することを可能にする。一実施形態では、本技法には、記録しかつ直前に記録したデータを検査するために同じトラックに移動する複数のピックアップヘッドの使用が組み込まれる。別の実施形態では、本技法には、記憶媒体の全体としての一定最大回転速度を維持するために二重ピックアップヘッドの使用が組み込まれる。本発明は、さらに、複数のビームを１つのピックアップヘッドから隣接するデータトラック上に合焦する問題を克服し、約２個から約３個のトラックまでレーザビームを離間させることによってインタリーブされたデータトラックグループを処理する使用法を確実にする。本技法は、さらに、各ホログラフィック記憶媒体を読み出す、または記録するために１つまたは複数のピックアップヘッドを使用することによって処理される複数のホログラフィック記憶媒体を有するシステムに効率的に組み込むことができる。
【００２６】
本技法の別の利点はピックアップヘッドデバイスのシーク時間を除去することを含む。本システムの適用におけるそのような利点の非限定的な例には、２つのピックアップヘッドデバイス（例えば、ピックアップヘッドデバイスＡおよびピックアップヘッドデバイスＢ）を使用することが含まれ、一方のピックアップヘッドデバイスがシークすると同時に、他方のピックアップヘッドデバイスが記憶媒体のデータを読み取る。最初のステップでは、ピックアップヘッドデバイスＡ、Ｂはデータトラックをシークし、それに続いてデータトラックを読み取る。ピックアップヘッドデバイスＡは読取りを継続するが、他のピックアップヘッドデバイスＢはトラックジャンプに備えてシークする。その後、ピックアップヘッドデバイスＢは新しいデータトラックの読取りを開始し、一方、ピックアップヘッドはシークおよび読み取るために並列トラックにジャンプする。
【００２７】
さらに、当業者は、様々な実施形態からの様々な特徴の交換可能性を認識されよう。同様に、説明した様々な方法ステップおよび特徴、ならびにそのような方法および特徴の各々の他の既知の均等物は、本開示の原理に従って追加のシステムおよび技法を構築するように当業者によって組合せおよび整合され得る。当然、上述のそのような目的または利点のすべてが任意の特定の実施形態により必ずしも達成することができないことを理解されたい。したがって、例えば、本明細書で説明したシステムおよび技法は、本明細書で教示または示唆され得るような他の目的または利点を必ずしも達成することなく、本明細書で教示されるような１つの利点または一群の利点を達成または最適化する方法で具現または実行することができることを当業者なら認識されよう。
【００２８】
本明細書では本発明のいくつかの特徴だけが図示および説明されているが、当業者は多くの変更および改変を思いつくであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は本発明の真の趣旨内にある変更および改変のすべてを包含するものであることを理解されたい。
【符号の説明】
【００２９】
１０ 記憶媒体の情報を処理するためのシステム
１２ 記憶媒体
１４ 複数のデータトラック
１６ サブシステム
１８ スライダバー
２０、２２ ピックアップヘッドデバイス
５０ 記憶媒体の情報を処理するためのシステム
５２ 記憶媒体
５４ 光ピックアップヘッドデバイス
５６ 線状焦点
５８ 複数の並列データトラック
１００ 記憶媒体の情報を処理するためのシステム
１０２ 記憶媒体
１０３ スライダバー
１０４、１０６ 光ピックアップヘッドデバイス
１０８ 複数の並列データトラック
２００ 記憶媒体の情報を処理するためのシステム
２０２ 記憶媒体
２０４ 光ピックアップヘッドデバイス
２０６ 複数の並列データトラック
２０８ グレーティング構造体
２１０ 複数の焦点
３００ 記憶媒体の情報を処理するためのシステム
３０２ 記憶媒体
３０４、３０６ 光ピックアップヘッドデバイス
３０８ スライダバー
３１０ 複数の並列データトラック
３１２、３１３ 回折格子
３１４ 複数の焦点
４００ 記憶媒体の情報を処理するためのシステム
４０２ 記憶媒体
４０４ 複数のトラック
４０６ サブシステム
４０８ 光ピックアップバー
４１０ 複数の光ピックアップヘッドデバイス
５００ 記憶媒体の情報を処理するためのシステム（上面図）
５０２ 記憶媒体
５０４ サブシステム
５０６ アーム
５０８ 回転モジュール
５１０ １つまたは複数のピックアップヘッドデバイス
５１２ 複数のデータトラック
６００ 情報を記録および取り出す方法
６０２ ホログラフィック記憶媒体の複数のトラックに沿って配置された複数のボリュームに含まれる複数のマイクロホログラムを用意するステップ
６０４ 光学レンズをもつ１つまたは複数のピックアップデバイスを使用して複数のトラック上に複数のレーザビームを誘導するステップ
６０６ ホログラフィック記憶媒体からのデータをトラッキングおよび転送するステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にデータ転送システムおよび方法に関し、より詳細には、ホログラフィック記憶媒体に記憶されたデータを転送するための光ベースシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光記憶システムなどのデータ記憶システムは、データを記録および取り出すための光ピックアップヘッドにより実現される。そのような光記憶システムは、一連の空間的に分離されたマークを有する螺旋または円形のトラックに沿って、またはそれらのトラック間にデータが記録された光ディスクを含むことができる。マーク間の間隔の長さが、一般に、データを符号化するのに使用される。読み出しの間、ピックアップヘッドはレーザビームを合焦し、そのレーザビームは光ディスクから反射される。ディスクが回転するにつれて、反射ビームは、マークとマーク間の交互する間隔との反射率の差により変調される。さらに、データは、変調反射信号を検出および復号することによって取り出される。データの処理は、ディスクの回転速度を増大させることによって向上する。しかし、ディスクの回転速度は破壊を避けるために制限される。さらに、ホログラフィックデータを有する光記憶媒体は、アーカイブ用に、さらには消費者用にも、データ転送速度の向上を必要とすることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７００８６３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、ホログラフィック記憶媒体に記憶されたデータの転送速度を向上させるための効率的なシステムおよび方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態によれば、情報を処理するためのシステムが提供される。このシステムは、１つまたは複数の記憶媒体中の複数のトラックに沿って配置された複数のボリュームに含まれる複数のマイクロホログラムを含む。各マイクロホログラムはデータを含む。このシステムは、複数のトラックにレーザビームを誘導するための光学レンズをもつ１つまたは複数のピックアップヘッドデバイスをさらに含む。さらに、このシステムは、１つまたは複数の記憶媒体からのデータを記録および取り出すための１つまたは複数のピックアップヘッドデバイスを配置するためのサブシステムを含む。
【０００６】
本発明の別の実施形態によれば、情報を記録および取り出す方法が提供される。この方法は、ホログラフィック記憶媒体の複数のトラックに沿って配置された複数のボリュームに含まれる複数のマイクロホログラムを用意するステップを含む。この方法は、光学レンズをもつ１つまたは複数のピックアップデバイスを使用して複数のトラック上に複数のレーザビームを誘導するステップをさらに含む。さらに、この方法は、ホログラフィック記憶媒体からのデータをトラッキングおよび転送するステップを含む。
【０００７】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、同様の符号が図面の全体を通して同様の部分を表す添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば、一層よく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態による、２つのピックアップヘッドデバイスを使用して記憶媒体の情報を処理するためのシステムの図である。
【図２】本発明の別の実施形態による、円柱レンズを有する光ピックアップヘッドデバイスを使用して記憶媒体の情報を処理するためのシステムの図である。
【図３】本発明の別の実施形態による、円柱レンズを有する複数のピックアップヘッドデバイスを使用して記憶媒体の情報を処理するためのシステムの図である。
【図４】本発明の別の実施形態による、グレーティングを有する光ピックアップヘッドデバイスを使用して記憶媒体の情報を処理するためのシステムの図である。
【図５】本発明のさらなる別の実施形態による、グレーティングを有する複数の光ピックアップヘッドデバイスを使用して記憶媒体の情報を処理するためのシステムの図である。
【図６】本発明の別の実施形態による、光ピックアップバーに配置された複数のピックアップヘッドデバイスを有する、記憶媒体の情報を処理するためのシステムの図である。
【図７】本発明の一実施形態による、複数のピックアップヘッドデバイスを含む回転モジュールを有する、記憶媒体の情報を処理するためのシステムの図である。
【図８】本発明の一実施形態による、情報を記録および取り出す方法の図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下で詳細に説明するように、本発明の実施形態はデータ転送システムおよび方法に関する。本明細書で使用される「ホログラフィック」または「ホログラフィ」という用語は、物体から散乱された光が記録され、物体が記録されたときの記録媒体を基準としてその物体があたかも同じ位置にあるように後に再構築されるようにする技法を指す。本発明は、光ベースシステムおよび方法を使用して、高密度ホログラフィック記憶媒体に記憶されたデータを転送する技法を扱う。
【００１０】
本発明の様々な実施形態の要素を導入するとき、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「ｓａｉｄ」という冠詞は１つまたは複数の要素があることを意味するものである。「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語は、列記した要素以外の追加の要素が存在できることを包括し、かつ意味するものである。動作パラメータのいかなる例も開示した実施形態のその他のパラメータを排除しない。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態による記憶媒体１２の情報を処理するためのシステム１０を示す。一実施形態では、図示のように、記憶媒体１２は円板形状ホログラフィックデータ記憶デバイスである。非限定的な例では、記憶媒体１２は、垂直に積み重ねられ横方向に延びる複数の層中の複数のデータトラック１４に沿って配置された複数のボリュームを有するプラスチック基板と、各々がボリュームのうちの対応する１つに含まれる複数のマイクロホログラムとを含む。ボリュームの各々にマイクロホログラムが存在するか存在しないかにより、記憶されたデータの対応する部分が示される。システム１０はサブシステム１６を含み、そのサブシステム１６は高速度で記憶媒体１２からのデータを転送するように構成される。一実施形態では、サブシステムは、記憶媒体１２からのデータを記録および取り出すためのピックアップヘッドデバイスを半径方向に移動しやすくするスライダバー１８をさらに含む。この実施形態で示されるように、スライダバー１８を有するサブシステム１６は２つのピックアップヘッドデバイス２０、２２を含む。この実施形態では、ピックアップヘッドデバイス２０は、記憶媒体１２の周辺から記憶媒体１２の中心まで半径方向に移動するように構成される。一方、ピックアップヘッドデバイス２２は、記憶媒体１２の中心から周辺まで半径方向に移動するように構成される。しかし、ピックアップヘッド移動のための様々な等価な技法は、この開示の原理に従って追加のシステムおよび技法を構築するように当業者により組合せおよび整合され得ることを理解されたい。さらに、ピックアップヘッドデバイス２０、２２は、複数のデータトラック１４上にレーザビームを誘導するための光学レンズを含む。一実施形態では、サブシステム１６は３つ以上の複数のピックアップヘッドデバイスを含むことができる。
【００１２】
さらに、サブシステム１６は、記憶媒体１２の回転の一定角速度を維持しながら一定のデータ転送速度を得るためにピックアップヘッドデバイス２０、２２の並列移動を可能にする。記憶媒体１２が回転するとき、ピックアップヘッドデバイス２０、２２は共に記憶媒体１２の複数のデータトラック１４からのデータを記録または読み取る動作を行う。一実施形態では、ピックアップヘッドデバイスの一方がデータを書き込みながら、他方のピックアップデバイスが直前に記録したデータを検査する。一実施形態では、２つのピックアップヘッドデバイス２０、２２からのデータ転送速度は、記憶媒体１２上のピックアップヘッドデバイス２０、２２の半径方向の位置に応じて異なることができる。しかし、その結果、システム１０は、２つのピックアップヘッドデバイス２０、２２のデータ転送速度を組み合わせることによって全体としての一定のデータ転送速度を維持する。この一定のデータ転送速度は、記憶媒体１２が最大一定速度で回転することができ、それによってシステム１０が一定のデータ転送速度を維持できるので有利である。一実施形態では、システム１０の一定のデータ転送速度は、一般に、単一のピックアップヘッドデバイスで動作するシステムよりも（ＲＩ＋ＲＯ）／ＲＩ倍高くなることになり、ここで、ＲＩおよびＲＯはそれぞれ内側記録半径および外側記録半径である。別の実施形態では、システム１０の一定のデータ転送速度は、単一のピックアップヘッドデバイスで動作するシステムよりも約３．５倍上回ることになる。単一ピックアップヘッドデバイスを有するそのようなシステムでは、記憶媒体の回転は、読出しまたは記録の間、ピックアップヘッドデバイスの半径方向位置に応じて変わり、それによりデータ転送速度は低下する。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態による記憶媒体５２の情報を処理するためのシステム５０を示す。図示のように、システム５０は光ピックアップヘッドデバイス５４を含む。一実施形態では、光ピックアップヘッドデバイス５４は、記憶媒体５２上で半径方向に移動するためのスライダバー（図示せず）に沿って配置される。ピックアップヘッド移動のための様々な等価な技法は、この開示の原理に従って追加のシステムおよび技法を構築するように当業者により組合せおよび整合され得ることを理解されたい。図示のような一実施形態では、記憶媒体５２は、マイクロホログラムを含む複数のボリュームをもつ複数の並列データトラック５８を有する円板形状ホログラフィック記憶媒体とすることができる。複数のボリュームが、ホログラフィック記憶媒体の垂直に積み重ねられ横方向に延びる複数の層中の複数の並列データトラック５８に沿って配置される。ボリュームの各々にマイクロホログラムが存在するか存在しないかにより、記憶されたデータの対応する部分が示される。一実施形態で示されるように、光ピックアップヘッドデバイス５４は、記憶媒体５２の複数の並列データトラック５８からのデータを記録および取り出すために線状焦点５６にレーザビームを誘導する円柱レンズを含む。線状焦点５６により、システム５０の動作の間、複数の隣接するデータトラックを同時に読み出せるようになる。一実施形態では、線状焦点５６は約３個から約８個のデータトラック５８をカバーすることができる。ホログラフィック記憶媒体５２などの高密度記憶でのトラックピッチは小さいので、複数の並列データトラック５８を読み出す間のデータ転送速度はほぼ同じにされ得る。一実施形態では、ホログラフィック記憶媒体５２などの高密度記憶のトラックピッチは典型的な記録半径の０．００１％未満である。したがって、複数の並列データトラック５８を記録および読み出す間のデータ転送速度は同じにされ得る。さらに、隣接するトラックでは、半径はほとんど同じであり、したがってデータ転送速度が同じであることに留意されたい。したがって、データ転送速度は、この実施形態では、線状焦点５６によってカバーされる複数の並列データトラック５８の数と等しい数倍で改善される。
【００１４】
さらに、図２に示されるような本実施形態では、円板形状ホログラフィック記憶媒体の形態の記憶媒体５２は、複数のデータトラックがグループ化され、外に向かって一緒に螺旋状になるように複数の並列データトラック５８を配列することを含む。本実施形態は単一のピックアップヘッドデバイス５４を含むので、記憶媒体５２の回転速度は、ピックアップヘッドデバイス５４が記憶媒体５２の中心から周辺まで半径方向に移動するとき一定のデータ転送速度を維持するために読出しの間変化するように構成される。記憶媒体５２を回転させる速度は、一般に、回転する記憶媒体５２の中心の方にピックアップヘッドデバイス５４が位置決めされているとき高く、記憶媒体５２の周辺の方にピックアップヘッドデバイス５４が位置決めされているとき低い。これは、内側半径に記憶されたデータの量が記憶媒体の外側周辺に記憶されたデータの量と比べて少ないことに起因する。好ましい実施形態では、複数の画素検出器は、記憶媒体５２の複数の並列データトラック５８と一致するように使用される。複数の画素検出器は複数の画素を有する。各画素は、例えば、複数の並列トラックのうちの単一トラックを読み取る。検出器の画素の数はデータトラックの数と一致する。
【００１５】
図３は、本発明の一実施形態による記憶媒体１０２の情報を処理するためのシステム１００を示す。システム１００は２つの光ピックアップヘッドデバイス１０４、１０６を含み、そのピックアップヘッドデバイスは、記憶媒体１０２上で半径方向に移動するためのスライダバー１０３に沿って配置される。ピックアップヘッド移動のための様々な等価な技法は、この開示の原理に従って追加のシステムおよび技法を構築するように当業者により組合せおよび整合され得ることを理解されたい。記憶媒体１０２は、マイクロホログラムを含む複数のボリュームをもつ複数の並列データトラック１０８を有する円板形状ホログラフィック記憶媒体とすることができる。複数のボリュームが、ホログラフィック記憶媒体の垂直に積み重ねられ横方向に延びる複数の層中の複数の並列データトラック１０８に沿って配置され、ボリュームの各々にマイクロホログラムが存在するか存在しないかにより、記憶されたデータの対応する部分が示される。図示のように、光ピックアップヘッドデバイス１０４、１０６は、読み出すために複数の並列データトラック１０８上への線状焦点にレーザビームを誘導するための円柱レンズを含む。線状焦点により、システム１００の動作の間、複数の隣接するデータトラックを同時に読み出せるようになる。一実施形態では、線状焦点は約３個から約８個のデータトラックをカバーすることができる。本実施形態の二重ピックアップヘッドデバイス１０４、１０６の移動およびデータ処理方法は、図１に関して説明した実施形態と同様の手法にすることができる。これにより、システム１００は、二重ピックアップヘッドデバイスの存在により、線状焦点によってカバーされるデータトラックの数に等しい数を約３．５倍した数倍でデータ転送速度を改善することが可能になる。データ記憶媒体１０２は一定速度で回転するようにさらに構成される。さらに、記憶媒体１０２は、複数のデータトラックが一緒にグループ化され、外に向かって一緒に螺旋状になるように複数の並列データトラック１０８を配列することを使用する。
【００１６】
図４は、本発明の一実施形態による記憶媒体２０２の情報を処理するためのシステム２００を示す。システム２００は光ピックアップヘッドデバイス２０４を含む。一実施形態では、光ピックアップヘッドデバイス２０４は、データの読出しおよび記録の間、記憶媒体２０２上で半径方向に移動するためのスライダバー（図示せず）に沿って配置される。光ピックアップヘッド移動のための様々な等価な技法は、この開示の原理に従って追加のシステムおよび技法を構築するように当業者により組合せおよび整合され得ることを理解されたい。記憶媒体２０２は、マイクロホログラムを含む複数のボリュームをもつ複数の並列データトラック２０６を有する円板形状ホログラフィック記憶媒体とすることができる。複数のボリュームが、ホログラフィック記憶媒体の垂直に積み重ねられ横方向に延びる複数の層中の複数の並列データトラック２０６に沿って配置され、ボリュームの各々にマイクロホログラムが存在するか存在しないかにより、記憶されたデータの対応する部分が示される。図示のように、光ピックアップヘッドデバイス２０４はグレーティング構造体２０８と共に光学レンズを含む。グレーティング構造体２０８は回折格子構造体である。それによって、グレーティング構造体２０８は、記憶媒体２０２の複数の並列データトラック２０６上への複数の焦点２１０にレーザビームを回折させる。これにより、記憶媒体２０２の複数の並列データトラック２０６の情報が処理されることになる。情報の処理は、複数のデータトラック２０６上にデータを記録および取り出すことを含むことができる。一実施形態では、複数の焦点２１０は記憶媒体２０２の隣接する複数のデータトラック２０６をカバーする。別の実施形態では、複数の焦点２１０は、記憶媒体２０２の異なる位置に配置されたデータトラックをカバーする。
【００１７】
さらに、本実施形態では、記憶媒体１０２の回転速度は、ピックアップヘッドデバイス２０４が、読出しおよび記録の間、記憶媒体２０２の中心から周辺まで半径方向に移動するとき、一定のデータ転送速度を維持するために変化するように構成される。記憶媒体２０２を回転させる速度は、一般に、回転する記憶媒体２０２の中心の方にピックアップヘッドデバイス２０４が位置決めされているとき高く、記憶媒体２０２の周辺の方にピックアップヘッドデバイス２０４が位置決めされているとき低い。好ましい実施形態では、複数の画素検出は、記憶媒体２０２の複数の並列データトラック２０６と一致するように使用される。複数の画素検出器は複数の画素を有する。各画素は、例えば、複数の並列トラックのうちの単一トラックを読み取る。検出器の画素の数はデータトラックの数と一致する。
【００１８】
図５は、本発明のさらなる別の実施形態による記憶媒体３０２の情報を処理するためのシステム３００を示す。システム３００は２つの光ピックアップヘッドデバイス３０４、３０６を含み、そのピックアップヘッドデバイスは、記憶媒体３０２上で半径方向に移動するためのスライダバー３０８に沿って配置される。ピックアップヘッド移動のための様々な等価な技法は、この開示の原理に従って追加のシステムおよび技法を構築するように当業者により組合せおよび整合され得ることを理解されたい。記憶媒体３０２は、マイクロホログラムを含む複数のボリュームをもつ複数の並列データトラック３１０を有する円板形状ホログラフィック記憶媒体とすることができる。複数のボリュームが、ホログラフィック記憶媒体の垂直に積み重ねられ横方向に延びる複数の層中の複数の並列データトラック３１０に沿って配置される。ボリュームの各々にマイクロホログラムが存在するか存在しないかにより、記憶されたデータの対応する部分が示される。
【００１９】
図５に示されるように、光ピックアップヘッドデバイス３０４、３０６は、読出しおよび記録の目的ためにレーザビームを複数の焦点３１４に分割しかつ回折させることによって複数の並列データトラック３１０上にレーザビームを誘導するためのグレーティング３１２、３１３と共に光学レンズを含む。複数の焦点３１４により、システム３００の動作の間、複数の隣接するデータトラックを同時に読み出しおよび記録できるようになる。一実施形態では、ピックアップヘッドの各々の複数の焦点３１４は、約３個から約８個のデータトラックをカバーすることができる。本実施形態の二重ピックアップヘッドデバイスの動作は、図１および図３に関して説明した実施形態と同様の手法とすることができる。これにより、システム３００は、二重ピックアップヘッドデバイスの存在により、複数の焦点によってカバーされるデータトラックの数に等しい数を約３．５倍した数倍でデータ転送速度を改善することが可能になる。さらに、データ記憶媒体３０２は一定速度で回転するようにさらに構成される。さらに、記憶媒体３０２は、円板形状ホログラフィック記憶媒体の場合に複数のデータトラックが一緒にグループ化され、外に向かって一緒に螺旋状になるように複数の並列データトラック３１０を配列することを使用する。
【００２０】
図６は、本発明の一実施形態による記憶媒体４０２の情報を処理するためのシステム４００を示す。記憶媒体４０２は、垂直に積み重ねられ横方向に延びる複数の層中の複数のトラック４０４に沿って配置された複数のボリュームを含むプラスチック基板と、各々がボリュームのうちの対応する１つに含まれる複数のマイクロホログラムとを有する円板形状ホログラフィックデータ記憶デバイスである。ボリュームの各々にマイクロホログラムが存在するか存在しないかにより、記憶されたデータの対応する部分が示される。システム４００は光ピックアップバー４０８を有するサブシステム４０６を含み、その光ピックアップバー４０８は、記憶媒体４０２からのデータを記録および取り出すための複数の光ピックアップヘッドデバイス４１０のアセンブリをさらに含む。
【００２１】
図示のように、複数の光ピックアップヘッドデバイス４１０は光ピックアップバー４０８に半径方向に配置される。一実施形態では、光ピックアップヘッドデバイス４１０の各々は、記憶媒体４０２のデータトラック４０４を読み出す、または記録するためにスポットに合焦するための光学レンズを含むことができる。別の実施形態では、複数の光ピックアップヘッドデバイス４１０は、記憶媒体４０２のデータを読み出す、または記録するために複数の並列データトラック４０４上への線状焦点にレーザビームを誘導するための円柱レンズを含むことができる。さらに、別の実施形態では、複数の光ピックアップヘッドデバイス４１０は、記憶媒体４０２の複数のデータトラック４０４上への複数の焦点にレーザビームを回折させるためのグレーティング構造体と共に光学レンズを含む。それによって、ピックアップヘッドデバイス４１０の各々は、十分な速度および精度でトラッキングアクチュエータ範囲内の複数のデータトラック４０４にアクセスする。レーザビームを線状焦点または複数の焦点に誘導することにより、さらに、第２のレベルの並列が可能になる。本実施形態では、２つのレベルの並列を説明することを理解されたい。これは第１のレベルの並列として並列ヘッドの構成を含み、第２のレベルの並列はヘッドの各々に並列チャネルを含む。さらに、各ピックアップヘッドデバイス４１０は、合焦、またはトラッキング、または傾斜して、記憶媒体４０２のいかなる不均一性も、または回転記憶媒体４０２のいかなる振動もしくは揺れ効果も吸収するように個別に制御することができる。したがって、サブシステム４０６の複数のピックアップヘッドデバイス４１０により、従来のデータ転送システムと比較して高速度でデータの読出しまたは記録などの情報の処理を行うことができる。
【００２２】
図７は、本発明の一実施形態による記憶媒体５０２の情報を処理するためのシステム５００（上面図）を示す。システム５００は、アーム５０４に配置されたアーム５０６および回転モジュール５０８を有するサブシステム５０４を含む。回転モジュール５０８は、複数のデータトラック５１２を読み出しおよび記録するためにレーザビームをスポット焦点、または線状焦点、または複数の焦点に誘導するための１つまたは複数のピックアップヘッドデバイス５１０を含む。記憶媒体５０２は、マイクロホログラムを含む複数のボリュームをもつ複数の並列データトラック５１２を有する円板形状ホログラフィック記憶媒体とすることができる。複数のボリュームが、ホログラフィック記憶媒体の垂直に積み重ねられ横方向に延びる複数の層中の複数の並列データトラック５１２に沿って配置され、ボリュームの各々にマイクロホログラムが存在するか存在しないかにより、記憶されたデータの対応する部分が示される。さらに、回転モジュール５０８は、記憶媒体５０２よりも速く回転し、それによって複数のデータトラック５１２をカバーすることができる迅速な回転デバイスである。回転モジュール５０８は、さらに、記憶媒体５０２の全体をカバーする／読み取るために回転しながら記憶媒体５０２上で半径方向に移動することができる。これにより、記憶媒体５０２のデータの迅速な読み出しおよび記録が可能になる。一実施形態では、システム５００は、データディスクまたは記憶媒体５０２を非常に遅く回転させ、普通の記録方向と垂直にデータディスクの通常の回転速度の１／４の速度（１／４未満の円）でデータトラックを記録するのを可能にすることができる。複数のピックアップヘッドを有する回転モジュール５０８のこの構成はヘリカル走査ビデオテープ（ＤＡＴなど）と同様にすることができ、ディスクが従来のセットアップのピックアップヘッドに対して回転できるよりも回転モジュール５０８がディスクまたは記憶媒体に対して高速で回転するときより高い転送速度を生成することができる。
【００２３】
複数のピックアップヘッドまたは複数のレーザビームの前述の実施形態は、ホログラフィック記憶ディスクの複数の層を同時にアドレス指定するように一般化することができることを理解されたい。さらに、「複数のデータトラック」はホログラフィック記憶ディスクの様々な層のデータトラックも意味することに留意されたい。さらに、様々な実施形態は、複数の層における様々な複数のピックアップヘッドの使用方法を最適化することを含むことができ、それによって、光学構成要素への負担を軽減し、収差補償動作の範囲を拡大することが複雑さおよびコストの低減をもたらす。前述の実施形態は複数のディスクまたはデータ記憶媒体に一般化することができることも理解されるべきである。非限定的な例では、情報を処理するためのシステムは、ディスクまたはデータ記憶媒体当たり１つのピックアップヘッドを有する複数のディスクまたはデータ記憶媒体を含むことができる。ピックアップヘッドは、一定のデータ転送速度がシステムから得られるように配置する、または最適に間隔を置くことができる。一実施形態では、前述の実施形態はＢＤまたはＤＶＤまたはＣＤなどの任意のデータ記憶媒体に使用することができる。
【００２４】
図８は、本発明の一実施形態による、情報を記録および取り出す方法６００である。ステップ６０２において、この方法は、ホログラフィック記憶媒体の複数のトラックに沿って配置された複数のボリュームに含まれる複数のマイクロホログラムを用意するステップを含む。ステップ６０４において、この方法は、光学レンズをもつ１つまたは複数のピックアップデバイスを使用して複数のトラック上に複数のレーザビームを誘導するステップを含む。１つまたは複数のピックアップヘッドデバイスはデータを同期してまたは非同期で記録および検査するように構成される。そのようなピックアップヘッドデバイスは、さらに、ホログラフィック記憶媒体中の隣接するトラックまたは複数のトラックグループまで移動することができる。さらに、ステップ６０６において、この方法は、ホログラフィック記憶媒体からのデータをトラッキングおよび転送するステップを含む。トラッキングおよび転送するステップは、１つまたは複数のピックアップヘッドデバイスの構成を有するサブシステムを使用して、ホログラフィック記憶媒体に記憶されたデータを読み取りおよび書き込むステップを含む。さらに、一実施形態では、サブシステムは、円板形状ホログラフィック記憶データにおいて約１８０度未満離して配置された複数のバーを含むことができる。バーの各々は複数のピックアップヘッドを有することができ、それにより読み出しおよび記録の間高いデータ転送速度が可能になる。
【００２５】
有利には、ホログラフィック記憶媒体に記憶されたデータを転送するための本システムおよび方法は、高速でデータを取り出しおよび記録することを可能にする。一実施形態では、本技法には、記録しかつ直前に記録したデータを検査するために同じトラックに移動する複数のピックアップヘッドの使用が組み込まれる。別の実施形態では、本技法には、記憶媒体の全体としての一定最大回転速度を維持するために二重ピックアップヘッドの使用が組み込まれる。本発明は、さらに、複数のビームを１つのピックアップヘッドから隣接するデータトラック上に合焦する問題を克服し、約２個から約３個のトラックまでレーザビームを離間させることによってインタリーブされたデータトラックグループを処理する使用法を確実にする。本技法は、さらに、各ホログラフィック記憶媒体を読み出す、または記録するために１つまたは複数のピックアップヘッドを使用することによって処理される複数のホログラフィック記憶媒体を有するシステムに効率的に組み込むことができる。
【００２６】
本技法の別の利点はピックアップヘッドデバイスのシーク時間を除去することを含む。本システムの適用におけるそのような利点の非限定的な例には、２つのピックアップヘッドデバイス（例えば、ピックアップヘッドデバイスＡおよびピックアップヘッドデバイスＢ）を使用することが含まれ、一方のピックアップヘッドデバイスがシークすると同時に、他方のピックアップヘッドデバイスが記憶媒体のデータを読み取る。最初のステップでは、ピックアップヘッドデバイスＡ、Ｂはデータトラックをシークし、それに続いてデータトラックを読み取る。ピックアップヘッドデバイスＡは読取りを継続するが、他のピックアップヘッドデバイスＢはトラックジャンプに備えてシークする。その後、ピックアップヘッドデバイスＢは新しいデータトラックの読取りを開始し、一方、ピックアップヘッドはシークおよび読み取るために並列トラックにジャンプする。
【００２７】
さらに、当業者は、様々な実施形態からの様々な特徴の交換可能性を認識されよう。同様に、説明した様々な方法ステップおよび特徴、ならびにそのような方法および特徴の各々の他の既知の均等物は、本開示の原理に従って追加のシステムおよび技法を構築するように当業者によって組合せおよび整合され得る。当然、上述のそのような目的または利点のすべてが任意の特定の実施形態により必ずしも達成することができないことを理解されたい。したがって、例えば、本明細書で説明したシステムおよび技法は、本明細書で教示または示唆され得るような他の目的または利点を必ずしも達成することなく、本明細書で教示されるような１つの利点または一群の利点を達成または最適化する方法で具現または実行することができることを当業者なら認識されよう。
【００２８】
本明細書では本発明のいくつかの特徴だけが図示および説明されているが、当業者は多くの変更および改変を思いつくであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は本発明の真の趣旨内にある変更および改変のすべてを包含するものであることを理解されたい。
【符号の説明】
【００２９】
１０ 記憶媒体の情報を処理するためのシステム
１２ 記憶媒体
１４ 複数のデータトラック
１６ サブシステム
１８ スライダバー
２０、２２ ピックアップヘッドデバイス
５０ 記憶媒体の情報を処理するためのシステム
５２ 記憶媒体
５４ 光ピックアップヘッドデバイス
５６ 線状焦点
５８ 複数の並列データトラック
１００ 記憶媒体の情報を処理するためのシステム
１０２ 記憶媒体
１０３ スライダバー
１０４、１０６ 光ピックアップヘッドデバイス
１０８ 複数の並列データトラック
２００ 記憶媒体の情報を処理するためのシステム
２０２ 記憶媒体
２０４ 光ピックアップヘッドデバイス
２０６ 複数の並列データトラック
２０８ グレーティング構造体
２１０ 複数の焦点
３００ 記憶媒体の情報を処理するためのシステム
３０２ 記憶媒体
３０４、３０６ 光ピックアップヘッドデバイス
３０８ スライダバー
３１０ 複数の並列データトラック
３１２、３１３ 回折格子
３１４ 複数の焦点
４００ 記憶媒体の情報を処理するためのシステム
４０２ 記憶媒体
４０４ 複数のトラック
４０６ サブシステム
４０８ 光ピックアップバー
４１０ 複数の光ピックアップヘッドデバイス
５００ 記憶媒体の情報を処理するためのシステム（上面図）
５０２ 記憶媒体
５０４ サブシステム
５０６ アーム
５０８ 回転モジュール
５１０ １つまたは複数のピックアップヘッドデバイス
５１２ 複数のデータトラック
６００ 情報を記録および取り出す方法
６０２ ホログラフィック記憶媒体の複数のトラックに沿って配置された複数のボリュームに含まれる複数のマイクロホログラムを用意するステップ
６０４ 光学レンズをもつ１つまたは複数のピックアップデバイスを使用して複数のトラック上に複数のレーザビームを誘導するステップ
６０６ ホログラフィック記憶媒体からのデータをトラッキングおよび転送するステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を処理するためのシステム（１０、５０、１００、２００、３００、４００、５００）であって、
１つまたは複数の記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）の複数のトラック（１４、５８、１０８、２０６、３１０、４０４、５１２）に沿って配置された複数のボリュームに含まれ、各マイクロホログラムがデータを含む複数のマイクロホログラムと、
複数のトラック（１４、５８、１０８、２０６、３１０、４０４、５１２）にレーザビームを誘導するための光学レンズをもつ１つまたは複数のピックアップヘッドデバイス（２０、２２、１０４、１０６、２０４、３０４、３０６、５１０）と、
１つまたは複数の記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）からの前記データを記録および取り出すための１つまたは複数のピックアップヘッドデバイス（２０、２２、１０４、１０６、２０４、３０４、３０６、５１０）を配置するためのサブシステム（１６、４０６、５０４）と
を備えるシステム。
【請求項２】
前記サブシステムが、（１６、４０６、５０４）１つまたは複数の記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）における１つまたは複数のピックアップヘッドデバイス（２０、２２、１０４、１０６、２０４、３０４、３０６、５１０）の半径方向移動を可能にするスライダバー（１８、１０３、３０８）を備える、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記サブシステムが、一定のデータ転送速度を取得し、前記１つまたは複数の記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）の回転の一定角速度を維持するために前記１つまたは複数のピックアップヘッドデバイス（２０、２２、１０４、１０６、２０４、３０４、３０６、５１０）の並列移動を可能にする、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
複数の記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）を備える前記システムが、前記記憶媒体の各々に配置された１つのピックアップヘッドを備え、前記記憶媒体の各々の前記ピックアップヘッドが、一定のデータ転送速度を得るために互いに対して最適に間隔を置かれる、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記システムが、前記１つまたは複数の記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）の前記複数のトラックをカバーする複数の焦点にレーザビームを誘導するためのグレーティングサブシステムを有する複数のピックアップヘッドデバイス（２０、２２、１０４、１０６、２０４、３０４、３０６、５１０）を備える、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記ピックアップヘッドデバイスが、前記１つまたは複数の記憶媒体の複数のトラックをカバーする複数の線状焦点またはスポット焦点を生成するための複数の光学レンズを備え、前記線状焦点が円柱レンズを使用して生成される、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記サブシステムが、円板形状ホログラフィック記憶媒体の半径方向に沿ってアーム上で移動可能な回転モジュールを備え、前記モジュールが複数のトラックをカバーするための１つまたは複数のピックアップヘッドデバイス（２０、２２、１０４、１０６、２０４、３０４、３０６、５１０）を備える、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
情報を記録および取り出す方法であって、
ホログラフィック記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）の複数のトラックに沿って配置された複数のボリュームに含まれ、データを含む複数のマイクロホログラムを用意するステップ（６０２）と、
光学レンズをもつ１つまたは複数のピックアップデバイス（２０、２２、１０４、１０６、２０４、３０４、３０６、５１０）を使用して前記複数のトラック上に複数のレーザビームを誘導するステップ（６０４）と、
前記ホログラフィック記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）からの前記データをトラッキングおよび転送するステップ（６０６）と、
前記データを同期してまたは非同期で記録および検査するステップと
を含む方法。
【請求項９】
第１のピックアップヘッドデバイスおよび第２のピックアップヘッドデバイスを使用して前記ホログラフィック記憶媒体からの前記データをシークおよび読み出し、それに続いて、前記第１のピックアップヘッドデバイスが前記データを読み出す間に前記第２のピックアップヘッドデバイスがデータトラックジャンプに備えてシークし、さらにそれに続いて、それぞれ、新しいデータトラックにおいて前記第２のピックアップヘッドデバイスが前記データを読み出し、読み出しのために前記第１のピックアップヘッドデバイスが別の並列データトラック上にジャンプするステップをさらに含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
サブシステムが、円板形状ホログラフィック記憶データにおいて約１８０度未満離して配置された複数のバーを含み、前記バーが複数のピックアップヘッドを備える、請求項８記載の方法。
【請求項１】
情報を処理するためのシステム（１０、５０、１００、２００、３００、４００、５００）であって、
１つまたは複数の記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）の複数のトラック（１４、５８、１０８、２０６、３１０、４０４、５１２）に沿って配置された複数のボリュームに含まれ、各マイクロホログラムがデータを含む複数のマイクロホログラムと、
複数のトラック（１４、５８、１０８、２０６、３１０、４０４、５１２）にレーザビームを誘導するための光学レンズをもつ１つまたは複数のピックアップヘッドデバイス（２０、２２、１０４、１０６、２０４、３０４、３０６、５１０）と、
１つまたは複数の記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）からの前記データを記録および取り出すための１つまたは複数のピックアップヘッドデバイス（２０、２２、１０４、１０６、２０４、３０４、３０６、５１０）を配置するためのサブシステム（１６、４０６、５０４）と
を備えるシステム。
【請求項２】
前記サブシステムが、（１６、４０６、５０４）１つまたは複数の記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）における１つまたは複数のピックアップヘッドデバイス（２０、２２、１０４、１０６、２０４、３０４、３０６、５１０）の半径方向移動を可能にするスライダバー（１８、１０３、３０８）を備える、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記サブシステムが、一定のデータ転送速度を取得し、前記１つまたは複数の記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）の回転の一定角速度を維持するために前記１つまたは複数のピックアップヘッドデバイス（２０、２２、１０４、１０６、２０４、３０４、３０６、５１０）の並列移動を可能にする、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
複数の記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）を備える前記システムが、前記記憶媒体の各々に配置された１つのピックアップヘッドを備え、前記記憶媒体の各々の前記ピックアップヘッドが、一定のデータ転送速度を得るために互いに対して最適に間隔を置かれる、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記システムが、前記１つまたは複数の記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）の前記複数のトラックをカバーする複数の焦点にレーザビームを誘導するためのグレーティングサブシステムを有する複数のピックアップヘッドデバイス（２０、２２、１０４、１０６、２０４、３０４、３０６、５１０）を備える、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記ピックアップヘッドデバイスが、前記１つまたは複数の記憶媒体の複数のトラックをカバーする複数の線状焦点またはスポット焦点を生成するための複数の光学レンズを備え、前記線状焦点が円柱レンズを使用して生成される、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記サブシステムが、円板形状ホログラフィック記憶媒体の半径方向に沿ってアーム上で移動可能な回転モジュールを備え、前記モジュールが複数のトラックをカバーするための１つまたは複数のピックアップヘッドデバイス（２０、２２、１０４、１０６、２０４、３０４、３０６、５１０）を備える、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
情報を記録および取り出す方法であって、
ホログラフィック記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）の複数のトラックに沿って配置された複数のボリュームに含まれ、データを含む複数のマイクロホログラムを用意するステップ（６０２）と、
光学レンズをもつ１つまたは複数のピックアップデバイス（２０、２２、１０４、１０６、２０４、３０４、３０６、５１０）を使用して前記複数のトラック上に複数のレーザビームを誘導するステップ（６０４）と、
前記ホログラフィック記憶媒体（１２、５２、１０２、２０２、３０２、４０２、５０２）からの前記データをトラッキングおよび転送するステップ（６０６）と、
前記データを同期してまたは非同期で記録および検査するステップと
を含む方法。
【請求項９】
第１のピックアップヘッドデバイスおよび第２のピックアップヘッドデバイスを使用して前記ホログラフィック記憶媒体からの前記データをシークおよび読み出し、それに続いて、前記第１のピックアップヘッドデバイスが前記データを読み出す間に前記第２のピックアップヘッドデバイスがデータトラックジャンプに備えてシークし、さらにそれに続いて、それぞれ、新しいデータトラックにおいて前記第２のピックアップヘッドデバイスが前記データを読み出し、読み出しのために前記第１のピックアップヘッドデバイスが別の並列データトラック上にジャンプするステップをさらに含む、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
サブシステムが、円板形状ホログラフィック記憶データにおいて約１８０度未満離して配置された複数のバーを含み、前記バーが複数のピックアップヘッドを備える、請求項８記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２１６１８０（Ｐ２０１１−２１６１８０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−６２４７９（Ｐ２０１１−６２４７９）
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６２４７９（Ｐ２０１１−６２４７９）
【出願日】平成２３年３月２２日（２０１１．３．２２）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
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