CN101783156B - 用于光学数据存储器的检测增强的方法和系统 - Google Patents

用于光学数据存储器的检测增强的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN101783156B
CN101783156B CN200911000038.4A CN200911000038A CN101783156B CN 101783156 B CN101783156 B CN 101783156B CN 200911000038 A CN200911000038 A CN 200911000038A CN 101783156 B CN101783156 B CN 101783156B
Authority
CN
China
Prior art keywords
reflection
data
electromagnetic radiation
detecting device
micro
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200911000038.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101783156A (zh
Inventor
J·A·F·罗斯
X·施
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN101783156A publication Critical patent/CN101783156A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101783156B publication Critical patent/CN101783156B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/0065—Recording, reproducing or erasing by using optical interference patterns, e.g. holograms
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/005—Reproducing
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/083—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers relative to record carriers storing information in the form of optical interference patterns, e.g. holograms
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1381—Non-lens elements for altering the properties of the beam, e.g. knife edges, slits, filters or stops
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/13—Optical detectors therefor

Abstract

本发明涉及一种用于光学数据存储器的检测增强的方法和系统。本技术包括调节检测器(70)或多像素检测器(70)的位置，以使与微全息图(60)或微反射体对应的反射(18)得以增强。例如，可将检测器位置调节至表面反射(66)和微全息图反射(18)相长地干涉的位置，其产生放大的微全息图反射信号(122)。可调节其它参数(诸如盘反射率和检测器针孔(88)大小)来增加信号增强。此外，可将检测器位置调节到表面反射(66)和微全息图(18)反射的相位产生较弱的交叉项(104)的位置。

Description

用于光学数据存储器的检测增强的方法和系统
技术领域
本发明一般涉及用于光盘的数据存储技术。更特别地，该技术涉及通过减少或利用来自于光盘表面的反射来增强来自于光盘中的数据位的反射。
背景技术
随着计算能力的提高，计算技术已经进入新的应用领域，其中诸如消费者视频、数据归档、文件存储、成像、和电影制作。这些应用提供了对研发具有增加的存储容量的数据存储技术的持续推动。此外，存储容量的增加已实现并促进了已远超过开发者的最初预期的技术(其中诸如游戏)的发展。
光学存储系统的越来越高的存储容量提供了数据存储技术发展的很好的例子。在20世纪80年代早期研发的压缩盘或CD格式具有大约650-700MB的数据容量，或大约74-80分钟的双通道音频程序容量。相比较而言，在20世纪90年代早期研发的数字多功能盘(DVD)格式具有大约4.7GB(单层)或8.5GB(双层)的容量。DVD的较高存储容量足够用于存储较老的视频分辨率下(例如，大约720(h)×576(v)像素的PAL，或大约720(h)×480(v)像素的NTSC)的大型故事片。
然而，由于诸如高清晰电视(HDTV)(对于1080p在大约为1920(h)×1080(v)像素)之类的较高分辨率视频格式已经很普遍，所以期望有能够容纳以这些分辨率记录的大型故事片的存储格式。这已促进了大容量记录格式的发展，例如Blu-ray DiscTM格式，其能够在单层盘中容纳约25GB或在双层盘中容纳50GB。随着视频显示器的分辨率和其他技术的持续发展，具有越来越高的容量的存储媒体将变得更加重要。一种可能满足今后一段时间的容量需求的正在开发的存储技术是基于全息存储的。
全息存储是采用全息图形式的数据的存储，所述全息图是通过在光敏存储介质中使两个光束交叉来创建的三维干涉图的图像。基于页的(page-based)全息技术和按位(bit-wise)全息技术已经被推行。在基于页的全息数据存储中，包含数字编码数据的数据射束迭加在存储介质的体积内的参考射束上，以产生化学反应，该化学反应例如改变或调节所述体积内的介质的折射率。该调节用于记录来自信号的强度和相位信息两者。因此，每个位一般被存储为干涉图的一部分。然后可以通过使存储介质单独暴露于参考射束来获得全息图，参考射束与已存储的全息数据互相作用从而产生重建的数据射束，该重建的数据射束与用于存储全息图像的初始数据射束成比例。
在按位全息或微型全息数据存储中，将每个位(bit)编写为微型全息图或反射光栅，其典型地由两个对向传播的聚焦记录射束产生。然后，通过使用读取射束衍射出微型全息图来获取该数据以重建记录射束。因此，微型全息数据存储比按页全息存储更类似于当前技术。然而，与可以用于DVD和Blu-ray DiscTM格式的双层数据存储相比，全息盘可以具有50或100层的数据存储，从而提供可以按太字节(terabyte，TB)计量的数据存储容量。
尽管全息存储系统可以提供比现有光学系统高得多的存储容量，但是可以使用的大量的层会提供可能难以跳过干扰而得以检测的弱数据信号。例如，来自于相邻轨道和层中的位的反射，或来自于全息存储系统本身的表面的反射，都可能对读取数据产生干扰。
发明内容
本技术的预期实施例提供了一种用于读取光盘上的数据的方法。该方法包括：向光盘的表面发射电磁辐射束，采用检测器检测来自于光盘的反射的电磁辐射；并调节检测器以增强对来自于微反射体(micro-reflector)的反射的检测。所述反射的电磁辐射包括：来自所述表面的反射以及来自数据存储介质内部的微反射体的反射。
另一预期实施例提供了一种用于光存储媒体的读取器。该读取器包括光激励设备、光检测器以及跟踪单元，其中所述光激励设备被配置为将激光束聚焦到光盘上。光检测器被配置为检测来自光盘的反射光束。该反射光束包括从位于光盘中的微反射体反射的光以及从光盘表面反射的光。光检测器进一步被配置为将反射光束转换成电信号。可由跟踪单元调节光检测器的位置，从而增强组合光。
在另一预期实施例中，本技术提供了一种用于增强来自于反射的读取射束的数据信号的方法。该方法包括：在检测器处接收读取射束的反射；分析多于一个检测点处的反射；并且将检测器的位置调节到来自数据或微全息图的反射得以增强的点。
在又一实施例中，本技术提供了一种光学存储盘。该光学存储盘包括数据存储层，该数据存储层具有多个被配置为存储数据的微反射体。光学存储盘还包括位于数据存储层之上的保护表面。该保护表面被配置为增强来自微反射体的读取束的反射。
附图说明
当参考附图来阅读以下的具体描述时，可以更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，其中在全部图中类似的字符表示类似的部件，其中：
图1是根据本技术实施例的光盘读取器的示意图；
图2是可以用于本技术实施例中的光盘的俯视图；
图3是图2的光盘区域的剖视图；
图4是根据本技术实施例的、在微反射体的检测期间所产生的反射的示意图；
图5是根据实施例的共线检测头的示意图；
图6是示出了根据实施例的程序的代码列表，该程序可用于当改变来自于盘表面的反射的百分比时，对在检测器处接收的光的强度进行仿真；
图7是根据实施例的图表，该图表示出了由图6的仿真程序使用针孔反射降低因子0.01计算的相对光强；
图8是根据实施例的图表，该图表示出了由6的仿真程序使用针孔反射降低因子0.1计算的相对光强；以及
图9是示出了根据实施例的、用于从光学存储盘读取位的一般过程的框图。
具体实施方式
下面将描述本技术的一个或多个实施例。为了提供这些实施例的简明描述，说明书中并非描述实际实施方式的所有特征。应当理解的是，在任何该实际实施方式的开发中(如在任何工程或设计对象中)，为了实现开发者的特定目标(例如遵循系统相关和商业相关的约束，其可能随着实施方式的不同而不同)，必须作出大量的特定于实施方式的决定。此外应当理解的是，这种开发工作可能是复杂和耗时的，但是尽管如此，该开发工作将是对于受益于本公开的本领域技术人员而言常规采取的设计、安装和制造。
使用光学干涉图将全息存储系统中的数据存储在光敏光学材料内，所述光学干涉图允许将数据位存储到光学材料的整个体积内。由于数以百万的全息数据位可以被并行写入及读取，因此可以提高全息存储系统中的数据传送速率。此外，由于全息数据可以存储在光盘的多个层中，因此在全息存储系统中记录的多个层可以增加存储容量。如前所述，可以通过将记录射束(如激光)指向介质中的特定深度，并将射束聚焦到信息的特定层来写入数据。也可以将激光聚焦到所选层上的所选点或位置上。激光在激光所聚焦的层和/或位置处产生光化学变化，以写入数据。
为了在多层全息存储系统中读取数据，可以使读取射束指向光盘中的特定层处的数据位位置，并且该读取射束可以穿过光盘的表面以与数据位位置处的材料进行相互作用。读取射束在特定层处的相互作用可以产生与初始读取射束对应的重建数据射束。例如，读取射束可从全息数据位反射，并且该反射的数据射束可以与写该全息数据位的初始读取射束成比。尽管多个记录层增加了可以存储的数据量，但是所述盘的这种配置会导致比较低的信噪比(“SNR”)。更特别地，记录层可以具有较低的反射率，其导致具有较低振幅的反射数据射束。此外，当读取射束指向包含感兴趣的数据位的特定层时，读取射束也可以被光盘的表面反射，这导致反射的数据射束除了包括来自感兴趣的数据位的反射之外，还包括来自表面反射的干扰。虽然在传统的光学数据存储系统中所述反射数据射束可能比表面反射占优势，但是当前的全息数据系统的配置有时可以导致不能被忽视的表面反射。
本发明的技术效果包括通过调节检测器位置或调节盘表面的反射率来增强数据反射。本技术的一个实施例包括将检测器调节到数据反射被表面反射增强的位置。另一个实施例包括将检测器调节到表面反射干扰被最小化的位置。另外，本技术的实施例可以包括调节盘表面的反射率以增强数据反射。
在一个实施例中，检测器可被配置为相对于正被检测器读取的光盘移动，从而使得可以使来自光盘的表面反射的不期望的干扰最小化。该技术可由下述方程式解释，其表示检测器的信号输出，该信号输出与在检测器处接收的光强度成比例：
|Ed|2+|Eh|2+2Re(EdEh *)
Ed表示由于盘表面反射导致的检测器处的电场，以及Eh表示由于来自微全息图的反射或折射导致的检测器处的电场。如本文中所使用的，微全息图可以涉及微反射体或任何其他的数据符号存储方法。如上面所讨论的，当读取射束指向微全息图时，该读取射束的部分还可能被盘的表面反射。因此，Ed+Eh或这两种反射的电场可在检测器处接收。
由于射束的强度与射束的电场幅度的平方成比例，因此所述方程式是表面反射和微全息图反射的电场幅度的平方的结果，或(|Ed+Eh|)2。项2Re(EdEh *)是指检测器处的光强度的交叉项。除了上述方程式的项之外，还可检测由其他源或反射引起的光强度。
当Ed具有相同的级(order)或大于Eh时，项|Ed|2可能是显著的。如上讨论的，盘表面的反射可能与当前的全息系统相关，因为微全息图可能具有较低的衍射效率，或者当前全息系统中的多个层的配置可导致较弱的Eh，这导致由表面反射对微全息图反射的不期望的干扰。可使用差分检测来克服DC项|Ed|2，因为该项基本上可以是常数，或者可以相对于数据项缓慢变化。更特别地，当分析强度信号时，当存在微全息图时，|Eh|2项可以更强。然而，表面反射强度或|Ed|2项可以强到足以干扰信号。差分检测可检测信号的改变，以使基本恒定的表面反射(DC项|Ed|2)可以被考虑。然而，即使在去除表面反射的情况下，微全息图反射仍然可能是弱信号。
在一个实施例中，可以将检测器移动到空间中的下述位置，即在该位置处，来自表面的反射和来自微全息图的反射的相位差是小的。更特别地，在检测器处接收的射束根据检测点的位置可以有不同的相位，并且Ed和Eh的不同的相位可导致检测器输出不同的强度值。当Ed和Eh之间的相位差小时，交叉项可能大，并且根据检测器接收Ed和Eh所处的空间中的位置，交叉项可能更强或更弱。可以由多像素检测器或由在空间中移动的单个检测器来对交叉项更强或更弱的位置进行采样(例如，旋转盘(spinning disc)系统可实现对将要读取的特定数据的多次采样)，并且来自每个位置的交叉项强度可由检测器输出。例如，检测器可以将关于来自这些采样的交叉项信号的强度的信息反馈给判定设备，并可以做出决定以调节检测器的位置。
可基于交叉项信号来调节检测器的位置，以增强正被读取的微全息图的反射。在一些实施例中，可有利地使用交叉项。例如，当Ed和Eh之间的相位差小时，这两种反射可以以放大微全息图反射的检测的方式进行相长地干涉。当Eh弱时，这种效果可能是有利的，因为交叉项可由检测器输出作为放大的数据信号。因此，检测器可以将采样结果反馈给判定设备，并且可以做出决定，以将检测器的位置调节到交叉项最强的点。
在一些实施例中，可以通过调节检测器的位置以使来自表面反射的不期望的干扰最小化来增强数据反射。在这种实施例中，可以将检测器调节到表面反射强度最弱的位置。
现在转向附图，图1是光学读取系统10，其可用于从光学存储盘12读取数据。存储在光学数据盘12上的数据由一系列光学元件14读取，其将读取射束16投射到光学数据盘12上。由光学元件14从光学数据盘12拾取反射射束18。光学元件14可包括任何数量的、被设计为生成激励射束的不同元件，将那些射束聚焦到光学数据盘12上，并检测从光学数据盘12返回的反射18。反射射束18可能包括由光学存储盘12上的微全息图反射的光、由光学存储盘12的表面反射的光、以及由微全息图反射的光和由表面反射的光的某些相互作用的某些组合。光学元件14通过到光学驱动电子组件22的耦合20进行控制。光学驱动电子组件22可以包括下述单元，诸如：用于一个或多个激光系统的电源、用于从检测器检测电信号的检测电子设备、用于将检测信号转换成数字信号的模数转换器、和其他单元(诸如位预测器，其预测检测器信号何时实际上记录(register)了存储于光学数据盘12上的位值。
光学元件14在光学数据盘12之上的位置由循轨伺服(tracking servo)24来控制，该循轨伺服24具有机械致动器26，该机械致动器被配置为将光学元件在光学数据盘12的表面上方来回移动。光学驱动电子设备22和循轨伺服24由处理器28控制。在根据本技术的一些实施例中，处理器28能够基于可由光学元件14接收并反馈回处理器28的采样信息来确定光学元件14的位置。可以确定光学元件14的位置以增强和/或放大反射18或减小反射18的干扰。在一些实施例中，循轨伺服24或光学驱动电子设备22能够基于光学元件14所接收到的采样信息来确定光学元件14的位置。
处理器28也对马达控制器30进行控制，马达控制器30给主轴马达34提供电源32。主轴马达34耦合至主轴36，其控制光学数据盘12的旋转速度。由于光学元件14从光学数据盘12的外边缘移动靠近主轴36，所以可以通过处理器28来提高光学数据盘的旋转速度。这可以被执行，以使将当光学元件14在外边缘时来自光学数据盘12的数据的数据速率保持得与当光学元件在内边缘时基本相同。盘的最大旋转速度可以是大约500转每分钟(rpm)、1000rpm、1500rpm、3000rpm、5000rpm、10000rpm或更高。
处理器28连接至随机存取存储器或RAM38以及只读存储器或ROM40。ROM40包含允许处理器28对循轨伺服24、光学驱动电子设备22、和马达控制器30进行控制的程序。此外，ROM40还包含允许处理器28对来自光学驱动电子设备22的数据进行分析的程序，其中该数据尤其已存储于RAM38中。如本文中进一步详细地讨论的那样，对存储在RAM38中的数据的该分析可包括，例如，将来自光学数据盘12的信息转换为可被其他单元使用的数据流所必需的解调、编码或其他功能。
如果光学读取系统10是商业单元，例如消费者电子设备，则它可以具有控制器以允许用户对处理器28进行访问和控制。该控制器可采取面板控制器42的形式，例如键盘、程序选择开关等等。此外，可由远程接收器44来执行对处理器28的控制。远程接收器44可被配置为从远程控制器48接收控制信号46。控制信号46尤其可采用红外光束、声学信号、或无线电信号的形式。
在处理器28已经分析了存储于RAM38中的数据以产生数据流之后，可以由处理器28将数据流提供给其他单元。例如，数据可作为数字数据流通过网络接口50提供给外部数字单元(诸如计算机或位于外部网络上的其他设备)。可选的，处理器28可将数字数据流提供给消费者电子设备数字接口52，例如高清晰度多媒体接口(HDMI)、或其它高速接口(尤其例如USB端口)。处理器28也可具有其他连接的接口单元，例如数模信号处理器54。数模信号处理器54可以允许处理器28将用于输出的模拟信号提供给其他类型的设备，例如提供给电视上的模拟输入信号或提供给到放大系统的音频信号输入。
读取器10可用于读取如图2中所示的包含数据的光学数据盘12。一般地，光学数据盘12是具有一个或多个数据存储层的平、圆盘，所述数据存储层嵌入在透明的保护涂层中。保护涂层可是透明塑料，例如聚碳酸酯、聚丙烯酸酯等等。数据层可包括任意数目的可反射光的表面，例如用于按位全息数据存储的微全息图或具有凹坑(pits)和平台(lands)的反射表面。主轴孔56耦合到主轴(例如图1的主轴36)，以控制盘12的旋转速度。在每层上，一般可从盘12的外边缘向内缘限在连续螺旋形轨道58中写入数据，尽管可使用圆轨道或其他配置。
图3中描述了根据本技术的读取光学数据盘12的一个实施例，其显示了在读取射束16指向光盘12的情况下的光盘12的横截面图。光盘12可包括存储介质62，其可能包括多于一层的光敏光学材料。这些层可包括可反射光的表面，例如微全息图。光盘12可进一步包括反射表面涂层64，其可是透明塑料，例如聚碳酸酯、聚丙烯酸酯等等。为了读取光盘12，读取射束16可指向在光盘12中的特定层处的数据位位置，且读取射束16可穿过光盘12的表面64，以与数据位位置处的材料相互作用。在数据位位置处，微全息图60可有可无。微全息图60可反射读取射束16，并且反射射束18可离开光盘12。读取射束16也可以被反射表面涂层64反射，并且表面反射也可以从光盘12反射。
在一个实施例中，如果有微全息图60，则在检测器处可接收到反射射束18和表面反射66二者。表面反射66可产生对反射射束18的干扰，反射射束18包含与微全息图60相对应的信息。检测器可在光盘12上方移动到表面反射弱的位置，因而通过降低来自表面反射的干扰而增加SNR。然而，如果数据信号本身弱的话，则降低干扰可能并不充够。在另一个实施例中，检测器可移动到反射射束18与表面反射66相长干涉的位置，从而使反射射束18或反射射束18的某成分(component)可以得到放大或增强。例如，检测器可移动到反射射束18和表面反射66的相位基本一致的位置，这导致相长干涉和放大反射射束18。当反射射束18和表面反射66的相位相似时，交叉项可能更强，并且可以由检测器作为放大的数据信号来输出交叉项。
因此，在本技术的一些实施例中，高的表面反射率对于放大和增强反射射束18来说可能甚至是有益的。可以调节表面反射率以增大表面反射66从而产生甚至更强的交叉项。例如，虽然因为表面反射66可能被认为是期望的数据信号中的噪音，所以传统的全息系统可能降低表面反射66，但是本技术的一些实施例可将光盘表面配置为反射读取射束的约10％-50％。
如果读取射束指向不存在微全息图的数据位位置，则读取射束16不可能由包含感兴趣的数据位位置的层反射，而且读取射束可继续通过光盘12，如中间的读取射束16描绘的那样。表面反射66仍可由检测器捕获，且只有一个表面反射66的返回信号可以表示读取射束16指向了不存在微全息图的数据位位置。
在图3中，读取射束16、反射射束18、和表面反射66都以一定角度进入光盘12以及从光盘12退出。该图示使射束16、18和66成一定角度，以便于更容易看到和解释它们的路径。在一些实施例中，读取射束16可垂直地指向光盘12，并且反射射束18和表面反射66可垂直于光盘12反射。因此，射束18和66可在空间中重叠或沿相同的路径行进。当在检测器处接收反射射束18和表面反射66时，该配置可实现反射射束18和表面反射66之间的相长干涉(constructive interference)。
图4示出根据本技术的一个实施例的、在微全息图的检测过程中可能导致的反射的示意图。发射器68可以发射指向数据位位置的读取射束16。在数据位位置处可以存在微全息图60，并且读取射束16可被反射为反射射束18。表面反射66也可以由读取射束16从反射表面涂层64反射而产生。反射射束18和表面反射66可产生图案，其可被多像素检测器70读取作为多个单独像素72。多像素检测器70可根据图案或像素72中包含的信息来加以调节。
在一个实施例中，多像素检测器70可在读取特定的数据点位置时对不同的位置进行采样，并且可以调节多像素检测器70的位置以接收具有最高SNR的信号，或来自表面反射66的干扰最低时的信号。在其他实施例中，可以调节多像素检测器70的位置以捕获最强的信号。该最强的信号可指反射射束18与表面反射66相长干涉时的信号，其导致是反射射束18或反射射束18的某成分的增强的最强交叉项。该增强可能包括一部分或整个反射射束18的放大。在一些实施例中，还可以使用单个检测器，并且单个检测器可以在盘旋转时对特定数据的位置进行采样。
图5中描绘了根据本技术的共线(collinear)检测头的示意图。发射器68可以发射读取射束16，并且读取射束16的各种反射可在多像素检测器70处接收。读取射束16可首先穿过半波片74，其改变读取射束16的极性。然后读取射束16可进入偏振分束器76，其可以以90度反射基本上所有的读取射束16，以使其指向四分之一波片78，该1/4波片78可以改变读取射束16的极化。射束16然后可进入聚焦光学镜(optic)80，其可以将射束16聚焦到光盘12上的数据点位置上。数据点位置可以包含微全息图60。如上讨论，光盘12的表面可以反射读取射束16的一部分，并且如果有微全息图60，那么微全息图60也可以反射读取射束16的一部分。来自于表面和来自于微全息图60的射束的反射可以从光盘12向上反射，也可能如前面所讨论的产生串扰(cross talk)。反射射束82可以全部重叠，且可以穿过聚焦光学镜80并返回穿过1/4波片78，以使反射射束82的极化移位，并且现在基本上朝着检测器70穿过偏振分束器76。
在一些实施例中，在多像素检测器70接收到射束82之前，射束82可以穿过聚焦光学镜86、针孔板(pinhole plate)88、和对照光学镜(collating optics)90。射束82可由多像素检测器70产生可被读取作为单独像素72的阵列的图案。
可以在图6中看到根据实施例的、示出了可用于对与盘表面反射的不同部分相对应的光强度进行仿真的程序的代码的示例。之前讨论的方程式|Ed|2+|Eh|2+2Re(EdEh *)也可在代码中描述。参考此代码，“de”项表示从微全息图反射的光的衍射效率。“pinhole(针孔)”项表示光束在被检测器接收之前，其可以穿过的小孔。在该代码中，针孔可以将盘反射减去针孔因子组。例如，在图6中，针孔因子被设为0.1。“dr”项表示从光盘表面反射的光的部分。可调节从表面反射的光的部分以创建图表(plot)从而确定射束82的强度(如图5)和从表面反射的光的部分之间的关系。此处，在定义dr时，第一个值0.0001是将要仿真的表面反射的最低部分，第二个值0.0001是表面反射的增加增量，并且第三个值0.1是将要仿真的表面反射的最高部分。从微全息图反射的光的强度由“hol”表示，其被计算为de*(1-dr)(1-dr)。这可能是因为dr表示被表面反射的光的部分，所以(1-dr)可以表示没有被表面反射且穿过表面以被微全息图反射的光的部分。并非所有被微全息图反射的光都能在检测器处加以接收，并且第二个(1-dr)项表示来自光盘表面的底部的微全息图反射的反射。第二个(1-dr)项可根据光盘表面底部的反射率来变化。因为读取射束的反射可能不会产生和原始读取射束一样强的反射射束，所以项(1-dr)(1-dr)可以乘以衍射效率de。在代码中将交叉项命名为“cross_term”，且其被计算为(pinhole*de*dr*(1-dr)(1-dr))的平方根的两倍。这可以对应于之前讨论的方程式项2Re(EdEh *)，且由于该仿真还考虑在被检测之前穿过针孔的光的部分，因此该项亦包括pinhole(针孔)测量。此外，由于光必须在被检测器接收之前穿过针孔，因此由“dc_term”表示由表面反射的光的强度的DC项，该DC项由pinhole*dr计算得到。
尽管该代码根据实施例使用
Figure GSA00000018749400101
来对光反射的强度进行仿真，但是其他程序或编程语言可用于根据本技术的实施例进行仿真。此外，根据本技术的实施例可在仿真中执行其他值或公式。
根据本技术的实施例的图7中描绘了示出由图6的仿真程序计算的光强度的图表，其中使用0.01的针孔反射降低。在该仿真中，被盘的表面反射的读取射束的部分或盘反射96，在0.0001和0.1之间以0.0001的增量增加。盘反射96的范围对于在检测器处接收的射束中的一个或多个而言可导致不同强度98。在具有0.01针孔降低94的该仿真内图示的射束包括来自微全息图100的反射、来自光盘表面102的反射和交叉项104。如上所述，由于交叉项104的强度包括微全息图反射和表面反射两者的成分，因此交叉项104可干扰读取过程。
如该图表中所见，随着由盘表面反射的读取射束的部分接近0.1，由微全息图100反射的光的强度可逐渐降低。这可能是因为由盘表面反射的光不会穿过表面材料从而被盘表面之下的感光层内的微全息图反射。随着被表面反射的读取射束的部分接近0.1，被表面102反射的光的强度可能增加。在该仿真中，随着由盘表面反射的光的部分增加，交叉项信号104的强度也增加。如该图表中所见，在表面反射部分为0.02和0.03之间，交叉项104超越微全息图反射强度。虽然相应的其他仿真可产生不同的值，但这种仿真是交叉项信号可以对来自微全息图的反射信号如何进行放大的例子。因此，将检测器调节到交叉项强的位置可以极大地增大SNR并增强微全息图反射。
此外，根据本技术实施例的图8中描绘了示出由图6的仿真程序计算的光强度的图表，其中使用0.1的针孔反射降低。。在该仿真中，尽管存在微全息图，但由微全息图100反射的光的强度在整个被表面反射的光的范围内仍然是低的。随着被表面反射的读取射束的部分接近0.1，被表面102反射的光的强度和交叉项104的强度可以增加。因此，不同强度的微全息图反射100、表面反射102、和交叉项104可通过变换不同的参数来加以检测。如上所述，调节检测器的位置可以使光学读取器系统10(如图1)能够找到用于对微全息图相长干涉的最大(或最小)交叉项。如通过比较图7和图8中的图表可见的那样，改变针孔的大小和位置也可以获得更强的交叉项104。针孔可用作滤波器，其可以使得某些信号能够穿过以到达检测器。针孔的大小可确定穿过的信号的强度，并且针孔的位置可确定穿过的信号的部分。因此，针孔的两个参数可用于增强信号检测性能或检测期望的交叉项104。此外，如上所述，改变光盘表面的反射率也可以增大交叉项信号。当表面反射和微全息图反射是同相时，期望的交叉项信号104可以是最大的同相交叉项，或由检测器输出的交叉项。
图9描述了根据本技术实施例的、概括地解释处理108的框图，通过该处理108，光学读取器系统10可以在光学数据盘中的数据点位置进行读取。处理108开始于块118，其中向盘发射射束。例如，发射器可以向光学数据盘发射读取射束。在块120中检测反射射束并且进行转换。该反射射束可以指在块118中发射的射束的任意反射，其可以包括，例如来自盘表面的反射、来自盘中的微全息图的反射或其他反射。如前所述，块120的转换处理可指任意解码或将数据转换成模拟数据信号。在块120中的反射射束的检测和转换可包括接收射束反射的多于一个采样的检测器或多像素检测器。在块122中，可以调节检测器以增强与来自微全息图的反射相对应的反射射束的成分。可根据块120中检测的反射射束的采样来进行检测器的调节。
在一个实施例中，可进行块122的调节，以通过实现对应于微全息图反射的反射射束的成分对表面反射的相长干涉来增强该对应于微全息图反射的反射射束的成分。利用表面反射并且将检测器调整以使表面反射和微全息图反射相长地干涉可产生表面反射和微全息图反射的强交叉项，其可以是增强的微全息图反射。例如，可将检测器调节到特定位置，在该位置处表面反射和微全息图反射基本具有相同的相位。当读取特定数据点位置时，多于一个位置的采样可以使光学读取器系统能够选择表面反射和微全息图反射同相且交叉项强的位置。
此外，在一些实施例中，光盘可被配置为故意地反射一定百分比的读取射束(该读取射束被表面反射)。例如，光盘可被涂覆以使表面可以比普通光盘更能够反射。虽然传统光盘表面可被配置为反射某百分比的读取射束，但是根据本技术的一些实施例可反射大约1％-50％的读取射束。在一些实施例中，光学读取器系统10可被配置为读取具有更高的反射率的光盘。而且，光学读取器系统10可被配置为接收来自反射性光盘表面的反射，其通过相长干涉增强微全息图反射信号。
在另一实施例中，块122的检测器调节可通过降低表面干涉的非预期影响来进行，以增强与微全息图的反射相对应的反射射束的成分。如前面所讨论的，根据从盘表面反射的光的多少，表面反射可以支配来自微全息图反射的信号或反射。消除盘表面反射(例如通过差分检测)可增强读取过程中的SNR。还如上所述，在块122中，通过移动或调节检测器以接收干扰最小处的反射射束可降低干扰。当读取特定数据点位置时，多于一个位置的采样可以使光学读取器系统能够选择表面反射最弱的位置。
在块124中，位状态可根据反射射束来加以预测。例如，位可以处于“0”状态或“1”状态，表示微全息图不存在或存在。此外，126可预测多于一个位状态，并且在块128中可以组合(一个或多个)位状态以形成符号。该符号可以是来自光学读取器系统10的输出数字信号。
虽然本文中仅阐述和描述了本发明的某些特征，但本领域技术人员会想到许多的修改和改变。因此可以理解的是，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真正精神内的所有这样的修改和改变。
元件列表：
光学读取器系统10
光盘或全息盘12
光学元件14
读取射束16
反射射束18
光学驱动/信号耦合20
光学驱动元件22
循轨伺服(tracking servo)24
机械致动器26
处理器28
马达控制器30
马达驱动连接32
主轴马达34
主轴36
RAM38
ROM40
面板控制器42
远程接收器44
远程信号46
远程控制器48
网络接口50
消费者数字接口52
D/A信号处理器54
主轴孔56
数据轨道58
微反射体(微全息图)60
存储介质62
反射表面涂层64
表面反射66
发射器68
多像素检测器70
单独像素72
来自发射器的半波片74
偏振分束器76
1/4波片78
聚焦光学镜(optic)80
所有三种射束重叠82
聚焦光学镜86
针孔板88
对照光学镜(collating optics)90
采用0.01针孔降低的交叉项仿真94
盘反射96
强度98
来自微全息图的反射100
来自盘表面的反射(dc项)102
来自相长干涉的交叉项104
来自存储器的读取符号108
向盘发射射束118
检测/转换反射射束120
调节检测器以增强相长干涉122
根据反射射束预测位状态124
反馈所检测的强度以增强预测126
将位组合以形成符号128

Claims (9)

1.一种用于从光盘(12)读取数据的方法，包括：
向光盘(12)的表面(64)发射电磁辐射束(16)；
用检测器(70)检测从光盘(12)反射的电磁辐射(82)，其中反射的电磁辐射(82)包括：
来自表面(64)的反射(66)；和
来自光盘(12)内的微反射体(60)的反射(18)；以及
调节检测器(70)，以增强对来自微反射体(60)的反射(18)的检测；其中，调节检测器(70)包括将检测器(70)调节到下述位置，在所述位置处，来自表面(64)的反射(66)的相位与来自微反射体(60)的反射(18)的相位基本相同。
2.根据权利要求1所述的方法，包括将反射的电磁辐射(82)转换(128)成表示反射的电磁辐射(82)的强度(98)的电信号。
3.根据权利要求1所述的方法，包括以与反射的电磁辐射(66和18)的光路共线的方式指引发射的电磁辐射(16)的光路。
4.根据权利要求1所述的方法，包括调节针孔(88)的大小和位置，以增强对来自微反射体(60)的反射(18)的检测。
5.根据权利要求1所述的方法，包括通过差分检测来分析反射的电磁辐射(82)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中差分检测对反射的电磁辐射(82)的变化进行检测，并且其中反射的电磁辐射(82)的变化表示微反射体(60)的存在或不存在。
7.根据权利要求1所述的方法，包括使用多像素检测器(70)对反射的电磁辐射(82)进行检测。
8.根据权利要求7所述的方法，其中调节检测器(70)包括在多像素检测器(70)中选择像素(72)，其检测具有增强的强度(98)的反射的电磁辐射(82)。
9.根据权利要求2所述的方法，包括：
计算反射的电磁辐射(82)的强度(98)；
用包含电信号和／或反射的电磁辐射(82)的计算得到的强度的输入馈送(124)给位预测器；
为当前检测的位预测位值。
CN200911000038.4A 2008-12-16 2009-12-16 用于光学数据存储器的检测增强的方法和系统 Expired - Fee Related CN101783156B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/336,414 US8238217B2 (en) 2008-12-16 2008-12-16 Method and system for detection enhancement for optical data storage
US12/336414 2008-12-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101783156A CN101783156A (zh) 2010-07-21
CN101783156B true CN101783156B (zh) 2014-06-18

Family

ID=41666402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200911000038.4A Expired - Fee Related CN101783156B (zh) 2008-12-16 2009-12-16 用于光学数据存储器的检测增强的方法和系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8238217B2 (zh)
EP (1) EP2202733B1 (zh)
JP (1) JP2010153017A (zh)
KR (1) KR101594186B1 (zh)
CN (1) CN101783156B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8619533B1 (en) 2012-07-31 2013-12-31 General Electric Company Holographic data storage medium and an associated method thereof
CN113270119B (zh) * 2021-06-15 2022-05-24 谭小地 全息光盘变轨方法及变轨装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6697316B2 (en) * 2001-05-01 2004-02-24 International Business Machines Corporation Compensation of pixel misregistration in volume holographic data storage
CN1879152A (zh) * 2003-11-04 2006-12-13 皇家飞利浦电子股份有限公司 在具有多个数据层的光盘中的光学存储

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0612677A (ja) * 1991-12-16 1994-01-21 Koji Kaneoka 光ディスクの記録と読み取りと出力方法
US5510912A (en) * 1993-08-09 1996-04-23 International Business Machines Corporation Method and apparatus for modulation of multi-dimensional data in holographic storage
US5450218A (en) * 1994-08-04 1995-09-12 Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Method for encoding and decoding digital data in holographic storage media
US5701283A (en) * 1995-11-15 1997-12-23 Zen Research N.V. Method and apparatus for high speed optical storage device
US5808998A (en) * 1995-12-27 1998-09-15 Lucent Technologies Inc Bit error rate reduction by reducing the run length of same-state pixels in a halographic process
US6212148B1 (en) * 1998-01-30 2001-04-03 Siros Technologies, Inc. Optical data storage by selective localized alteration of a format hologram
US6353889B1 (en) * 1998-05-13 2002-03-05 Mytec Technologies Inc. Portable device and method for accessing data key actuated devices
US6549664B1 (en) * 1998-12-31 2003-04-15 Siros Technologies, Inc. Sparse modulation codes for holographic data storage
US6886095B1 (en) * 1999-05-21 2005-04-26 International Business Machines Corporation Method and apparatus for efficiently initializing secure communications among wireless devices
US6563779B1 (en) * 1999-06-16 2003-05-13 Siros Technologies, Inc. Tracking error signal generation using confocally filtered detection
JP2001028144A (ja) * 1999-07-13 2001-01-30 Ricoh Co Ltd 光情報記録再生装置
US6175317B1 (en) * 1999-07-24 2001-01-16 Hewlett-Packard Company Two-dimensional DC-free encoder and decoder
US6738322B2 (en) * 1999-07-29 2004-05-18 Research Investment Network, Inc. Optical data storage system with focus and tracking error correction
US7020054B2 (en) * 2001-01-25 2006-03-28 Dphi Acquisitions, Inc. Digital servo system with biased feed-forward
US6711711B2 (en) * 2001-04-09 2004-03-23 Euiseok Hwang Error correctible channel coding method
US6937135B2 (en) * 2001-05-30 2005-08-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Face and environment sensing watch
JP3566690B2 (ja) * 2001-12-07 2004-09-15 株式会社リコー ウォブル信号検出回路及び光ディスク装置
EP1320006A1 (en) * 2001-12-12 2003-06-18 Canal+ Technologies Société Anonyme Processing data
KR100427743B1 (ko) * 2002-04-16 2004-04-28 주식회사 대우일렉트로닉스 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 데이터 입력 방법
US8786923B2 (en) 2002-11-22 2014-07-22 Akonia Holographics, Llc Methods and systems for recording to holographic storage media
US20050136333A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-23 Lawrence Brian L. Novel optical storage materials based on narrowband optical properties
WO2005066939A2 (en) 2003-12-30 2005-07-21 Aprilis, Inc. Replication of data to holographic medium
US7848595B2 (en) * 2004-06-28 2010-12-07 Inphase Technologies, Inc. Processing data pixels in a holographic data storage system
JP2006018864A (ja) 2004-06-30 2006-01-19 Sony Corp ホログラム複製方法
US7897296B2 (en) * 2004-09-30 2011-03-01 General Electric Company Method for holographic storage
US20060078802A1 (en) * 2004-10-13 2006-04-13 Chan Kwok P Holographic storage medium
JP4790701B2 (ja) * 2005-03-02 2011-10-12 パナソニック株式会社 ホログラフィック光情報記録再生装置およびホログラフィック光情報記録再生方法
EP1869510B1 (en) * 2005-03-16 2013-05-15 General Electric Company Data storage device and method
US20070146835A1 (en) * 2005-10-27 2007-06-28 General Electric Company Methods for making holographic data storage articles
US20080055686A1 (en) * 2006-09-05 2008-03-06 Christoph Georg Erben Holographic data recording method and system
US20080063900A1 (en) * 2006-09-11 2008-03-13 Hewlett-Packard Development Company Lp Optical storage medium
JP4564948B2 (ja) * 2006-09-11 2010-10-20 株式会社日立製作所 光情報検出方法、光ヘッド及び光ディスク装置
US9164480B2 (en) * 2006-12-14 2015-10-20 General Electric Company Holographic data storage device and method of making
US8501371B2 (en) * 2006-12-14 2013-08-06 General Electric Company Holographic data storage method and system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6697316B2 (en) * 2001-05-01 2004-02-24 International Business Machines Corporation Compensation of pixel misregistration in volume holographic data storage
CN1879152A (zh) * 2003-11-04 2006-12-13 皇家飞利浦电子股份有限公司 在具有多个数据层的光盘中的光学存储

Also Published As

Publication number Publication date
KR101594186B1 (ko) 2016-02-15
EP2202733B1 (en) 2013-02-20
EP2202733A1 (en) 2010-06-30
KR20100069623A (ko) 2010-06-24
US20100149957A1 (en) 2010-06-17
JP2010153017A (ja) 2010-07-08
US8238217B2 (en) 2012-08-07
CN101783156A (zh) 2010-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102237112B (zh) 防止光存储的盗版的系统和方法
CA2747391C (en) System and method for dual-beam recording and readout of multilayered optical data storage media
KR20110100632A (ko) 비트 단위 홀로그래픽 스토리지를 위한 디스크 구조
US8233368B2 (en) Method and system for bit prediction using a multi-pixel detector
CN101783156B (zh) 用于光学数据存储器的检测增强的方法和系统
US20110170391A1 (en) System and method for controlling tracking in an optical drive
JP2010157312A (ja) 単一ビット・ホログラフィック・データ記憶装置におけるトラッキング・システム及び方法
US7990818B2 (en) Cascaded control of a pick-up head for multi-layer optical data storage
CN102543109B (zh) 全息盘的读取功率控制的方法和系统
CN101681642B (zh) 光学头装置以及光盘装置
JP6049997B2 (ja) 容量増大のための非二値ホログラム
CN101189666A (zh) 具有非均匀间隔轨道的光学信息载体格式的径向寻轨方法和装置
US8520483B2 (en) Method and system for processing information from optical disk layers
US7961572B2 (en) System and method for reading micro-holograms with reduced error rates
CN101930766A (zh) 光学拾取器和光盘设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140618

Termination date: 20171216