專利名稱：記錄/再現(xiàn)全息圖的設備和方法以及全息記錄介質(zhì)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的多方面涉及一種全息記錄和/或再現(xiàn)設備、全息記錄和/或再現(xiàn)方 法以及全息記錄介質(zhì)，更具體地講，涉及一種提高用于記錄和/或再現(xiàn)全息圖 的設備之間的兼容性的全息記錄和/或再現(xiàn)設備、全息記錄和/或再現(xiàn)方法以及 全息記錄介質(zhì)。
背景技術：
由于使用透鏡的光學系統(tǒng)用于再現(xiàn)全息記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)，所以再現(xiàn)設 備的像差并不相同。像差主要是由透鏡產(chǎn)生，但像差還可由其他光學元件(如， 棱鏡、鏡子)和光源產(chǎn)生。當數(shù)據(jù)由一個設備記錄在全息記錄介質(zhì)上并由另 一個設備再現(xiàn)，并且兩個設備具有不同的像差時，再現(xiàn)信號的質(zhì)量下降。由
于全息記錄需要使用需要高達1兆兆字節(jié)(terabyte)的存儲容量的高密度方 法，所以由像差導致的信號衰減(degradation)是明顯的。
圖1示出根據(jù)傳統(tǒng)技術的用于位置校正的參考頁和數(shù)據(jù)頁。如圖1所示， 參考頁101首先被記錄。然后，數(shù)據(jù)頁被記錄。參考頁101用于對當數(shù)據(jù)被 記錄和再現(xiàn)時整個圖像的平移、放大或縮小而導致的信號衰減進行校正，參
考頁101包括作為用于位置校正的參考的標記。當數(shù)據(jù)被再現(xiàn)時，參考頁101 首先被再現(xiàn)，并基于位于參考頁101的四個角落的參考標記來設置數(shù)據(jù)頁102 的參考標記。然后，通過將數(shù)據(jù)頁102的四個角落的參考標記的位置與參考 頁101的參考標記的位置進行匹配，對數(shù)據(jù)頁102的位置進行校正，以對在 數(shù)據(jù)再現(xiàn)期間發(fā)生的整個圖像的失真進行校正。
圖2示出從圖1的參考頁101和數(shù)據(jù)頁102產(chǎn)生的頁200的形狀。如圖 2所示，還可通過以使得參考位置標記202和數(shù)據(jù)201形成在一起的方式記 錄和再現(xiàn)頁200來4交正位置。
然而，當記錄的圖像產(chǎn)生由光學設備的像差導致的局部變形時，不能簡 單地通過對整個圖像的平移、放大或縮小進行校正來校正信號質(zhì)量。例如， 如果球差導致圖像中心模糊，則即使圖像邊緣沒有變形，也發(fā)生由于變形而發(fā)生的信號衰減，所述變形是由針對數(shù)據(jù)頁的位置的圖像失真導致的。當使 用用于記錄數(shù)據(jù)的相同設備來再現(xiàn)記錄在全息記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)時，錯誤是 可預測的，這是因為由像差導致的衰減分量在數(shù)據(jù)的記錄和再現(xiàn)期間是相同 的。因此，當使用相同設備記錄和再現(xiàn)記錄在全息記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)時，可 通過圖像處理校正發(fā)生的任何衰減。
然而，當用于再現(xiàn)數(shù)據(jù)的設備與用于記錄數(shù)據(jù)的設備不同時，用于再現(xiàn) 數(shù)據(jù)的光學系統(tǒng)與用于記錄數(shù)據(jù)的光學系統(tǒng)不同，因此，像差改變。因此， 當具有不同光學系統(tǒng)特征的全息記錄和再現(xiàn)設備被使用時，圖像由于像差的 改變而衰減，并且再現(xiàn)信號進一步惡化。
圖3示出根據(jù)傳統(tǒng)技術的記錄全息圖的方法。在全息記錄和再現(xiàn)系統(tǒng)中， 具有干涉特征的激光束被分為信號光束和參考光束，空間光調(diào)制器(SLM)
301針對將被記錄的數(shù)據(jù)調(diào)制信號光束的強度。然后在全息記錄介質(zhì)302上 結(jié)合調(diào)制的信號光束和參考光束。信號光束和參考光束互相干涉，由此產(chǎn)生
的干涉圖案作為記錄點(# 1、 #2、 #3..... #n);故記錄在記錄介質(zhì)302
上。然后，隨著全息記錄介質(zhì)302沿箭頭指示的方向"走轉(zhuǎn)，記錄點被記錄在 不同位置。
為了再現(xiàn)記錄在全息記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)，以與參考光束相同的角度將具 有與參考光束相同的特征的照明光束施加到全息記錄介質(zhì)。然后，數(shù)據(jù)作為 與全息記錄介質(zhì)上記錄的干涉圖案相應的衍射光束被再現(xiàn)。然后，該衍射光 束被諸如CCD或CMOS器件的圖像拾取裝置收集，并作為比特圖案被接收。 圖像拾取裝置接收的光信號作為數(shù)據(jù)被解釋和再現(xiàn)。
圖4示出由于光路差(OPD)而導致的信號衰減。如圖4所示，由散焦 像差(而這又是由OPD導致的)導致的信號的衰減相對較小，而由球差、失 真和斜射球差導致的衰減的影響相對較大。通常，在記錄或再現(xiàn)設備中可發(fā) 生光學系統(tǒng)的總共0.05Xrms的OPD。因此，當使用與用于再現(xiàn)數(shù)據(jù)的設備不 同的設備記錄數(shù)據(jù)時可發(fā)生的最大OPD為記錄和再現(xiàn)4象差的總和(0.05Xrms 十0.05人rms)，或約為O.Rrms。參照圖4可見，信號的衰減增加至至少多個分 貝。
同時，當前索尼公司銷售的用于全息存儲的激光二極管的像差高于0.05 Xrms。如果還考慮到該像差的影響，則如圖4所示，全息記錄和再現(xiàn)設備之 間可發(fā)生的最大像差可達到0.2 Arms,導致信號衰減高達60%。衰減的程度可根據(jù)系統(tǒng)和信號中包括哪種噪聲分量有所不同。
發(fā)明公開 技術方案
本發(fā)明多方面提供一種用于對由于像差引起的信號衰減所導致的部分圖 像中可發(fā)生的失真和變形進行校正的全息記錄和/或再現(xiàn)設備、全息記錄和/ 或再現(xiàn)方法以及全息記錄介質(zhì)。
本發(fā)明多方面還提供一種用于通過防止由像差導致的信號衰減來提高不 同全息記錄和/或再現(xiàn)設備之間的兼容性的全息記錄和/或再現(xiàn)設備、全息記錄 和/或再現(xiàn)方法以及全息記錄介質(zhì)。
本發(fā)明的另外方面和/或優(yōu)點將在下面的描述中部分地闡明，并且從描述 中部分是清楚的，或者通過本發(fā)明的實施可以被理解。
有益效果
本發(fā)明多方面提供一種能夠?qū)τ捎谙癫钜鸬男盘査p所導致的部分圖 像中可能發(fā)生的失真和變形進行校正的全息記錄和/或再現(xiàn)設備、全息記錄和 /或再現(xiàn)方法以及全息記錄介質(zhì)。
本發(fā)明多方面還提供一種能夠通過防止由像差導致的信號衰減來提供不 同全息記錄和/或再現(xiàn)設備之間的兼容性的全息記錄和/或再現(xiàn)設備、全息記錄 和/或再現(xiàn)方法以及全息記錄介質(zhì)。


通過下面結(jié)合附圖對實施例進行的描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面和
優(yōu)點將會變得清楚和更易于理解，其中
圖1示出根據(jù)傳統(tǒng)技術的用于位置校正的參考頁和數(shù)據(jù)頁； 圖2示出從參考頁和數(shù)據(jù)頁產(chǎn)生的頁的形狀； 圖3示出#^居傳統(tǒng)技術的記錄全息圖的方法； 圖4示出由于光i 各差而導致的信號衰減；
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的記錄和/或再現(xiàn)全息圖的設備的示意圖； 圖6A和圖6B示出根據(jù)本發(fā)明實施例的全息參考頁； 圖7示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的全息參考頁；圖8示出才艮據(jù)本發(fā)明實施例的將數(shù)據(jù)記錄到用于記錄和/或再現(xiàn)全息圖的
設備中的處理；
圖9示出根據(jù)本發(fā)明實施例的使用再現(xiàn)全息圖的方法確定位置校正矢
量；
圖10示出根據(jù)本發(fā)明實施例的對在全息記錄介質(zhì)上記錄的圖像的部分
變形進行校正；
圖11是根據(jù)本發(fā)明實施例的全息再現(xiàn)設備的框圖12是才艮據(jù)本發(fā)明實施例的全息記錄方法的流程圖13是根據(jù)本發(fā)明實施例的全息再現(xiàn)方法的流程圖14是示出由根據(jù)本發(fā)明實施例的記錄和/或再現(xiàn)全息圖的方法產(chǎn)生的
效果的曲線圖。
最佳方式
根據(jù)本發(fā)明一方面，全息記錄設備包括數(shù)據(jù)處理單元，產(chǎn)生包括記錄 數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頁，并產(chǎn)生包括預定圖案的參考頁，以防止當再現(xiàn)數(shù)據(jù)頁時發(fā)生 的信號失真；光處理單元，在全息記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)頁和參考頁。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，全息再現(xiàn)設備包括數(shù)據(jù)處理單元，產(chǎn)生包括記 錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頁和包括預定圖案的參考頁，其中，將參考頁與數(shù)據(jù)頁進行比 較以防止當再現(xiàn)數(shù)據(jù)頁時的信號失真；光處理單元，在全息記錄介質(zhì)上記錄 數(shù)據(jù)頁和參考頁。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，全息記錄方法包括產(chǎn)生包括記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頁； 產(chǎn)生包括預定圖案的參考頁，以防止當再現(xiàn)數(shù)據(jù)頁時發(fā)生信號失真；在全息 記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)頁和參考頁。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，全息再現(xiàn)方法包括再現(xiàn)包括預定圖案的參考頁， 以防止當再現(xiàn)數(shù)據(jù)頁時發(fā)生記錄數(shù)據(jù)失真；確定與再現(xiàn)的參考頁的預定圖案 的位置相應的位置校正矢量；再現(xiàn)記錄有記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頁；基于位置校正 矢量對再現(xiàn)的數(shù)據(jù)頁進行校正。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，全息記錄介質(zhì)包括包括記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頁；包 括預定圖案的參考頁，以防止當再現(xiàn)數(shù)據(jù)頁時發(fā)生信號失真。
具體實施例方式
10現(xiàn)在對本發(fā)明實施例進行詳細的描述，其示例表示在附圖中，其中，相 同的標號始終表示相同部件。下面通過參照附圖對實施例進行描述以解釋本 發(fā)明。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的記錄和/或再現(xiàn)全息圖的設備的示意圖。
記錄和/或再現(xiàn)全息圖的設備包括光處理單元510，插入有全息記錄介 質(zhì)518;數(shù)據(jù)處理單元530,通過控制光處理單元510記錄數(shù)據(jù)，和/或從光 處理單元510再現(xiàn)記錄的數(shù)據(jù)。光處理單元510包括激光光源511、分束器 512、第一反射鏡513、空間光調(diào)制器514、第一透鏡515、第二反射鏡516、 第二透鏡517 、第三透《竟519和;險測單元520?？梢岳斫猓瑘D5所示的光處理 單元510可使用除了所示和所述的元件之外的其他元件，或可使用其他元件 而不是所示和所述的元件。
數(shù)據(jù)處理單元530產(chǎn)生包括記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頁和其上形成有防止當數(shù)據(jù) 頁被再現(xiàn)時獲得的信號的失真的圖案的參考頁。參照圖5,在數(shù)據(jù)處理單元 530的控制下，在空間光調(diào)制器514上顯示本實施例的記錄數(shù)據(jù)(如，圖像)。
從激光光源511輸出并且具有干涉特征的激光束入射到分束器512。分 束器512將激光束分為參考光束(第一光束)和信號光束(第二光束)。信號 光束指示記錄數(shù)據(jù)，并入射到空間光調(diào)制器514?？臻g光調(diào)制器514對信號 光束進行空間光調(diào)制(即，幅度調(diào)制)。然后，第一透鏡515將調(diào)制的信號光 束傳送到全息記錄介質(zhì)518。
同時，參考光束由第二反射鏡516反射，并由第二透鏡517傳送到全息 記錄介質(zhì)518。因此，通過信號光束和參考光束的重疊來形成干涉圖案，干 涉圖案作為優(yōu)良密集稀疏圖案(fine dense-sparse pattern)被記錄在全息記錄 介質(zhì)518上。因此，數(shù)據(jù)處理單元530產(chǎn)生關于空間光調(diào)制器514上顯示的 參考頁和數(shù)據(jù)頁的信息，由此參考頁和數(shù)據(jù)頁可被記錄在全息記錄介質(zhì)518 的記錄點上。
根據(jù)本發(fā)明實施例，數(shù)據(jù)處理單元530產(chǎn)生參考頁。在參考頁上，形成 包括參考頁中包含并以預定形式(例如，如圖7所示的網(wǎng)格或以預定間隔分開 的多個點的形式)布置的預定圖案的二維(2D)圖形。當產(chǎn)生包括預定圖案的 二維圖形時，數(shù)據(jù)處理單元530通過使用在數(shù)據(jù)頁中記錄的數(shù)據(jù)頁結(jié)構(gòu)確定 參考頁的圖形的形狀來產(chǎn)生參考頁。
此外，當產(chǎn)生數(shù)據(jù)頁時，數(shù)據(jù)處理單元530包括位于下述位置的參考位
ii置標記，所述位置與按照參考頁中包括的預定圖案形成的形狀的角落相應或 與在參考頁的預定位置布置的參考位置標記的位置相應。數(shù)據(jù)處理單元530
還可控制光處理單元510,以使預定數(shù)量的數(shù)據(jù)頁中的一頁可被記錄在全息 記錄介質(zhì)中。
光處理單元510可在不同的時間將參考頁和數(shù)據(jù)頁記錄到全息記錄介質(zhì) 上?；蛘撸馓幚韱卧?10可同時記錄參考頁和數(shù)據(jù)頁。
為了再現(xiàn)全息記錄介質(zhì)上記錄的數(shù)據(jù)，具有與參考光束的特征相同的特 征的照明光束以這樣的方式進入全息記錄介質(zhì)518，其中，數(shù)據(jù)作為與全息 記錄介質(zhì)518上記錄的干涉圖案相應的衍射光束被再現(xiàn)。然后，由第三透鏡 519將衍射光束集中到包括電路(如，CCD或CMOS器件)的檢測單元520。 然后，從檢測單元520輸出的再現(xiàn)信號被傳送到數(shù)據(jù)處理單元530。然后， 如果當數(shù)據(jù)被再現(xiàn)時共軛參考光束(未顯示)被用作照明光束，則產(chǎn)生與當 將數(shù)據(jù)記錄到介質(zhì)上時使用的光束相反方向的光束，并且介質(zhì)變形的影響被 最小化。稍后將對根據(jù)本發(fā)明實施例的再現(xiàn)全息記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)的方法進 行更詳細說明。
同時，在全息記錄介質(zhì)中，如果選擇性大，則本發(fā)明多方面確保相對可 靠地再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而無需考慮如全息記錄介質(zhì)變形的問題。介質(zhì)的厚度與選擇 性成反比。因此，隨著全息記錄介質(zhì)變得越厚，選擇性變得越小，隨著記錄 介質(zhì)變得越薄，選擇性變得越大。例如，當角度復用方法用作全息記錄方法 時，如果全息記錄介質(zhì)的厚度為1.5毫米，則選擇性約為0.02° ，但如果全 息記錄介質(zhì)的厚度減小至IO微米，則選擇性提高至4。。
通常，隨著選擇性增加，通過重疊記錄數(shù)據(jù)的性能降低。因此，為了高 密度記錄數(shù)據(jù)，應該減小選^H"生。然而，在本發(fā)明實施例中，由于首先要求 參考頁的有效再現(xiàn)，所以在全息記錄介質(zhì)中設置具有高選擇性的預定部分， 并且參考頁被記錄在該部分中。例如，如果全息記錄介質(zhì)具有圓形的形狀， 則減小的厚度的范圍留給參考頁。因此，當數(shù)據(jù)被再現(xiàn)時，容易從具有高選 擇性的薄部分獲得參考頁。記錄條件、數(shù)據(jù)被記錄時的環(huán)境信息以及地址信 息是可被一起記錄在全息存儲介質(zhì)的薄部分中的數(shù)據(jù)的例子。
圖6A和圖6B示出根據(jù)本發(fā)明實施例的全息參考頁。根據(jù)本發(fā)明實施例 的全息參考頁是防止由于像差導致的信號衰減的頁。如圖6A所示，可在全 部的矩形形狀中以網(wǎng)格圖案形成全息參考頁。此外，可形成根據(jù)本發(fā)明實施例的全息參考頁以進一步包括參考位置標記。這些位置標記可位于全息參考
頁上的不同位置，例如，圖6B中標有A、 B、 C和D的位置，并且形成為矩 形形狀的網(wǎng)格圖案。
為了有效地校正信號失真，全息參考頁中的圖案形成的輪廓可以是多種 形狀。例如，輪廓可以是矩形，或可以是與數(shù)據(jù)頁的結(jié)構(gòu)相同的形狀。例如， 如果數(shù)據(jù)頁的結(jié)構(gòu)是圓形，則參考頁的網(wǎng)格圖案的形狀也可以是圓形?；蛘撸?br> 如圖7所示及如下解釋，如果數(shù)據(jù)頁的結(jié)構(gòu)是八角形，則參考頁的圖案的形 狀也可以是八角形。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的全息參考頁。數(shù)據(jù)被記錄在圖7的數(shù) 據(jù)頁710的八角形區(qū)域中，數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)頁710的位置A、 B、 C和D上的 參考位置標記。參考頁可被形成為多種類型，如圖7所示的1型參考頁720 或2型參考頁730。在1型參考720頁中，參考頁的預定圖案為八角形并且 網(wǎng)格圖案形成于其中。在2型參考頁730中，參考頁的預定圖案為八角形并 且點圖案形成于其中。
此外，如圖7所示的數(shù)據(jù)頁710所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)頁可包 括在與參考頁720和參考頁730相同位置上的參考位置標記。此外，數(shù)據(jù)頁 可包括在包括參考頁的預定圖案的形狀的角落的參考位置標記。
標號740是顯示位于位置A、 B、 C和D的參考位置標記的例子。由于 參考位置標記的形狀設置參考位置，所以形狀可如圖6或圖7所示，或可采 用多種其他形式。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明實施例的在用于記錄和/或再現(xiàn)全息圖的設備中記錄 數(shù)據(jù)的處理。根據(jù)本發(fā)明實施例，如圖8所示，首先將參考頁記錄到全息記 錄介質(zhì)上，然后，可順序地記錄數(shù)據(jù)頁。可在全息記錄介質(zhì)上的預定位置記 錄一個或多個參考頁。在由于多種因素(如，光處理單元510上的不均勻的 覆蓋玻璃)導致圖像的失真可逐漸改變的介質(zhì)的情況下， 一個參考頁可用于 預定數(shù)量的數(shù)據(jù)頁中的每一個。
因此，當記錄介質(zhì)上的數(shù)據(jù)被再現(xiàn)時，可通過針對參考頁更新數(shù)據(jù)對圖 像的失真進行校正。雖然參考頁可被記錄在全息記錄介質(zhì)的許多位置上，但 選擇適當數(shù)量的參考頁是重要的，這是因為參考頁占據(jù)本來可用于記錄數(shù)據(jù) 的空間。
雖然在圖8中首先記錄參考頁，但可在已記錄所有數(shù)據(jù)頁之后或在記錄數(shù)據(jù)頁之間記錄參考頁。在根據(jù)本發(fā)明實施例的全息再現(xiàn)設備中，關于參考 頁的位置的信息被預先存儲，并用于定位參考頁。參考頁被首先再現(xiàn)，并在 再現(xiàn)數(shù)據(jù)頁之前確定校正值時被參考。
圖9示出在根據(jù)本發(fā)明實施例的再現(xiàn)全息圖的方法中如何確定位置校正
矢量。圖9顯示測量與全息再現(xiàn)設備檢測的記錄頁的再現(xiàn)信號相關的數(shù)據(jù)頁
的圖案周期的光束強度和光束分布的結(jié)果。以下，將記錄數(shù)據(jù)的網(wǎng)格區(qū)域稱 為像素。
參照圖9,通過在每行增加3個像素的強度獲得圖9右側(cè)所示的光束強 度分布圖，通過在每列增加3個像素的強度獲得圖9下側(cè)所示的光束強度分 布圖?？梢砸远喾N方式描繪光束強度分布圖。這里，將光束強度表示為高斯 分布來顯示光束分布。
如果記錄頁的再現(xiàn)信號中未發(fā)生失真，則9個像素的中心像素的光束強 度是最強的，并且高斯分布將具有圖9的A1和A2形狀。如果發(fā)生像差，則 如圖9的Bl和B2所示，從記錄頁的再現(xiàn)信號測量的光束分布被從初始位置 平移。
因此，通過測量參考頁的再現(xiàn)信號的光束強度，圖5的數(shù)據(jù)處理單元530 可測量記錄頁的失真。通過使用參考頁的初始高斯分布的角落的坐標值和實 際參考頁的再現(xiàn)信號的高斯分布的角落的坐標值，可確定位置校正矢量。例 如，如果初始參考頁的再現(xiàn)信號的高斯分布的角落位于坐標(xl, yl)，并且 實際參考頁的再現(xiàn)信號的高斯分布的相應角落位于坐標U2, y2)，則坐標 值(xl-x2， yl-y2)可用于確定位置校正矢量的方向和大小。
圖10示出根據(jù)本發(fā)明實施例的對全息記錄介質(zhì)的圖像的部分變形進行 校正。參照圖10,用虛線將應當初始再現(xiàn)的參考頁表示為參考圖像面，用實 線表示實際再現(xiàn)的參考頁。實線示出參考圖像面變形了。如果參照圖9的說 明確定每個預定圖案的位置(即，網(wǎng)格圖案的每個交點的位置)，則可確定與 圖IO所示的每個交點相關的位置校正矢量。因此，產(chǎn)生包括與各個交點相應 的位置校正矢量的位置校正表。位置校正表可用于對與全息記錄介質(zhì)上記錄 的數(shù)據(jù)頁相關的再現(xiàn)信號的變形進行校正。
圖11是根據(jù)本發(fā)明實施例的全息再現(xiàn)設備的框圖。根據(jù)本發(fā)明實施例的 全息再現(xiàn)設備包括光處理單元1110和數(shù)據(jù)處理單元1120。在本發(fā)明實施例 中，光處理單元1110包括與圖5的光處理單元510相同的元件。光處理單元1H0從記錄點再現(xiàn)參考頁和數(shù)據(jù)頁。數(shù)據(jù)頁包含記錄數(shù)據(jù)，參考頁具有當再
現(xiàn)數(shù)據(jù)頁時防止彩:」據(jù)失真的預定圖案。
數(shù)據(jù)處理單元1120確定與參考頁中的預定圖案的位置相應的位置校正 矢量。數(shù)據(jù)處理單元1120基于位置校正矢量對已成功再現(xiàn)的數(shù)據(jù)頁進行校 正。數(shù)據(jù)處理單元1120包括參考頁預測單元1121、位置校正矢量確定單元 1122、位置校正表產(chǎn)生單元1123、存儲單元1124和數(shù)據(jù)頁校正單元1125。
參考頁預測單元1121從參考頁確定預定圖案出現(xiàn)的周期，并用該周期來 預測初始參考頁。如圖9所示，預定圖案出現(xiàn)的周期被確定為允許從再現(xiàn)的 參考頁預測初始參考頁的3 x 3像素區(qū)域，在該像素區(qū)域中形成有預定圖案并 且沒有發(fā)生失真。然而，周期不限于3x3像素區(qū)域。例如，周期可以是4x 4像素區(qū)域、3x5像素區(qū)域等。
然后，位置校正矢量確定單元1122通過將預測的參考頁和再現(xiàn)的參考頁 進行比較來確定與預定圖案的每個位置相應的位置校正矢量。當在全息記錄 介質(zhì)上記錄與預定數(shù)量的數(shù)據(jù)頁相關的一個參考頁時，參考頁預測單元1121
基于最近再現(xiàn)的記錄頁預測初始參考頁，以允許位置^^正矢量確定單元1122 更新與參考頁相關的位置校正矢量。
位置校正表產(chǎn)生單元1123使用分別與預定圖案的位置相應的位置校正 矢量來產(chǎn)生并存儲位置校正表。
數(shù)據(jù)頁校正單元1125使用位置校正表來校正數(shù)據(jù)頁。數(shù)據(jù)頁校正單元 1125確認與參考頁中包括的預定圖案形成的形狀的角落相應的參考位置標記 的位置或在參考頁的預定位置布置的參考位置標記的位置，并確認與參考頁 的參考位置標記相應的數(shù)據(jù)頁上的參考位置標記的位置。通過使用參考位置 標記，數(shù)據(jù)頁校正單元1125確定與參考頁中預定圖案的位置相應的數(shù)據(jù)頁上 的位置，并使用與數(shù)據(jù)頁上確定的位置相應的位置校正矢量來校正數(shù)據(jù)頁。 位置校正表中存儲的值被用作位置校正矢量。
如果初始參考頁存儲在存儲單元1124中，則位置校正矢量確定單元1122 可使用存儲的初始參考頁，而無需預測初始參考頁。通過將存儲的初始參考 頁與再現(xiàn)的參考頁進行比較，位置校正矢量確定單元1122可確定與對應于預 定圖案的位置的位置相關的位置校正矢量。在這種情況下，位置校正表產(chǎn)生 單元1123基于與預定圖案的每個位置相應的位置校正矢量來產(chǎn)生位置校正 表。然后，數(shù)據(jù)頁才交正單元1125使用位置校正表來校正數(shù)據(jù)頁。同時，數(shù)據(jù)頁4交正單元1125可包括第一校正單元1126和第二校正單元 1127。第一校正單元1126使用與參考頁中包括的預定圖案形成的形狀的角落 相應的參考位置標記或在預定位置布置的參考位置標記，并使用位于數(shù)據(jù)頁 上與參考頁的參考位置標記的位置相應的位置的參考位置標記，來執(zhí)行數(shù)據(jù) 頁的第一校正。更具體地講，第一校正使用在參考頁和數(shù)據(jù)頁的相同位置上 布置的參考位置標記來對整個圖像的平移、旋轉(zhuǎn)或傾斜進行校正。
第二校正單元1127確定與數(shù)據(jù)頁上的預定圖案的位置相應的位置，并通 過使用與確定的位置相應的位置校正矢量來執(zhí)行數(shù)據(jù)頁的第二校正。更具體 地講，根據(jù)本發(fā)明實施例，第二校正使用參考頁來對由像差導致的圖像的部 分變形進行校正，在所述參考頁中預定圖案被重復以形成二維形狀。
圖12是根據(jù)本發(fā)明實施例的全息記錄方法的流程圖。在操作S1210,產(chǎn) 生包括記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頁。在數(shù)據(jù)頁中，在與參考頁中包括的預定圖案形成 的形狀的角落相應的位置布置參考位置標記，或在參考頁的預定位置上布置 的參考位置標記的位置上布置參考位置標記。
在操作S1220，產(chǎn)生包括預定圖案的參考頁，以防止當再現(xiàn)數(shù)據(jù)頁時的 信號失真。參考頁中包括的預定圖案可采用多種形狀。例如，如上所述，預 定圖案可采用網(wǎng)格形狀或以預定間隔布置多個點的形狀，參考頁可具有二維 圖形的輪廓。
在操作S1220期間產(chǎn)生參考頁的過程中，可基于記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頁的結(jié) 構(gòu)來確定由預定圖案形成的圖形的形狀。此外，可產(chǎn)生與全息記錄介質(zhì)中的 預定數(shù)量的數(shù)據(jù)頁相關的一個參考頁。如上參照圖8所解釋的，可在操作 S1210之前4丸行才喿作S1220。
在操作S1230，在全息記錄介質(zhì)上分別記錄數(shù)據(jù)頁和參考頁?？稍谌?記錄介質(zhì)上同時或在不同時間記錄數(shù)據(jù)頁和參考頁。當在不同時間記錄數(shù)據(jù) 頁和參考頁時，可在記錄參考頁之前或之后記錄數(shù)據(jù)頁。
圖13是根據(jù)本發(fā)明實施例的全息再現(xiàn)方法的流程圖。首先，在操作1310, 再現(xiàn)包括預定圖案的參考頁，以防止當再現(xiàn)數(shù)據(jù)頁時的數(shù)據(jù)失真。
然后，在操作1320,與再現(xiàn)的記錄頁中的預定圖案的位置相應的位置校 正矢量被確定。從再現(xiàn)的參考頁確定出現(xiàn)預定圖案的周期。其后，在操作1320, 使用該周期預測初始參考頁，并通過將預測的參考頁與再現(xiàn)的參考頁進行比 較來確定與預定圖案的每個位置相應的位置校正矢量。另外，在操作1320,讀取初始參考頁，并通過將初始參考頁與再現(xiàn)的參考頁進行比較來確定與預 定圖案的每個位置相應的位置校正矢量。
在操作1330,再現(xiàn)包含記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頁。
在操作1340,基于在操作1340確定的位置校正矢量對再現(xiàn)的數(shù)據(jù)頁進 行校正。在校正數(shù)據(jù)頁之前，使用與預定圖案的位置相應的位置校正矢量來 產(chǎn)生位置校正表，并將位置校正表存儲在存儲單元1124 (圖11 )中。在這一 點上，可使用存儲的位置校正表對再現(xiàn)的數(shù)據(jù)頁進行校正。
現(xiàn)在將對操作1340進行更詳細的解釋。首先，在數(shù)據(jù)頁中確認參考位置 標記的位置，所述參考位置標記可位于與參考頁中包括的預定圖案形成的圖 形的角落相應的位置或與在參考頁的預定位置上的參考位置標記的位置相應 的位置。然后，通過使用數(shù)據(jù)頁上的參考位置標記來確定數(shù)據(jù)頁中與參考頁 的預定圖案相應的位置。根據(jù)本發(fā)明實施例，與預定圖案相應的每個位置均 為一個像素的位置。然后，通過使用與確定的位置相應的位置校正矢量來校 正數(shù)據(jù)頁。
或者，可以以另一種方式執(zhí)行操作1340。具體地講，可使用與參考頁中 包括的預定圖案形成的圖形的角落相應的參考位置標記，或在參考頁的預定 位置上布置的參考位置標記，以及與參考頁的參考位置標記的位置相應的數(shù) 據(jù)頁上的參考位置標記，來執(zhí)行數(shù)據(jù)頁的第一校正。然后，可確定與參考頁 中的預定圖案的位置相應的數(shù)據(jù)頁上的位置，并可使用與確定的位置相應的 位置校正矢量執(zhí)行數(shù)據(jù)頁的第二校正。
如上參照圖12和圖13所述的根據(jù)本發(fā)明實施例的全息記錄方法和全息 再現(xiàn)方法可通過多種復用方法(例如，平移復用、角度復用、潛望(periscopic ) 復用、多面(polytopic)復用等)得以應用。
圖14是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的記錄和/或再現(xiàn)全息圖的方法的效果的 曲線圖。圖14顯示由相同全息記錄和/或再現(xiàn)設備記錄和再現(xiàn)的數(shù)據(jù)。與僅 使用參考位置標記執(zhí)行的校正相比，根據(jù)本發(fā)明實施例的使用參考頁和位置 校正表校正再現(xiàn)信號的方法顯示改善了 3~4dB。
此外，為了提高清晰度，與僅使用參考位置標記和圖像處理的校正再現(xiàn) 信號的方法相比，根據(jù)本發(fā)明 一方面的校正再現(xiàn)信號的方法顯示畫面質(zhì)量改 善了 2.5 dB。
如上所述的本發(fā)明多方面提供能夠?qū)τ捎谙癫顚е碌男盘査p所引起的
17圖像的一部分出現(xiàn)的失真和變形進行校正的全息記錄和/或再現(xiàn)設備、全息記 錄和/或再現(xiàn)方法以及全息記錄介質(zhì)。
如上所述的本發(fā)明多方面還提供能夠通過防止由像差導致的信號衰減提 供不同全息記錄和/或再現(xiàn)設備之間的兼容性的全息記錄和/或再現(xiàn)設備、全息 記錄和/或再現(xiàn)方法以及全息記錄介質(zhì)。
使用如上所述的全息記錄和/或再現(xiàn)設備、全息記錄和/或再現(xiàn)方法、全息 記錄介質(zhì)，可校正像差，并可在不同記錄和/或再現(xiàn)設備之間建立兼容性。全 息記錄和/或再現(xiàn)設備的多種元件(例如，圖11所示的參考頁預測單元1121
和位置校正矢量確定單元1122)可被集成到單個控制單元，或者，可以以軟
件或硬件(例如，專用集成電路(ASIC))實現(xiàn)。這樣，意圖是這里描述的
處理可廣泛理解為可由軟件、硬件或二者的組合相等地執(zhí)行。如先前討論的，
軟件模塊可通過多種軟件語言(包括C、 C++、 Java、 Visual Basic等)寫成。 這些軟件模塊可包括還可在一個或多個機器可讀存儲介質(zhì)(如，動態(tài)或靜態(tài)
隨機存取存儲器(DRAM或SRAM )、可擦除和可編程只讀存儲器(EPROM )、 電可擦除和可編程只讀存儲器(EEPROM)和閃存；如固定盤、軟盤和可移 動盤的磁盤；包括^茲帶的其他磁性介質(zhì)；如光盤(CD)或數(shù)字視頻光盤(DVD) 的光學介質(zhì))上存儲的數(shù)據(jù)和指令。還可以以多種方式中的一種方式將軟件 程序或模塊的指令載入或傳送到無線網(wǎng)卡或無線網(wǎng)絡上的任何計算裝置。例 如，包括在軟盤、CD或DVD介質(zhì)、硬盤上存儲的指令或通過網(wǎng)絡接口卡、 調(diào)制解調(diào)器或其他接口裝置傳送的指令的代碼段可被載入到系統(tǒng)并與軟件程 序或模塊相應地執(zhí)行。在載入或傳送的過程中，實現(xiàn)為載波(通過電話線、 網(wǎng)絡線、無線鏈路、線纜等傳送)的數(shù)據(jù)信號可使包括指令的代碼段與網(wǎng)絡 節(jié)點或元件通信。載波可以是電、光、聲、電^t或其他類型信號的形式。
雖然已表示和描述了本發(fā)明的一些實施例，但本領域技術人員應該理解， 在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定其范圍的本發(fā)明的原理和精神的情況 下，可以對這些實施例進行修改。
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權(quán)利要求
1、一種全息記錄設備，包括數(shù)據(jù)處理單元，產(chǎn)生包括記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頁和包括預定圖案的參考頁，其中，將參考頁與數(shù)據(jù)頁進行比較以防止當再現(xiàn)數(shù)據(jù)頁時發(fā)生信號失真；光處理單元，在全息記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)頁和參考頁。
2、 如權(quán)利要求1所述的設備，其中，預定圖案包括網(wǎng)格形狀或以預定間 隔布置的多個點，并形成二維圖形。
3、 如權(quán)利要求2所述的設備，其中，數(shù)據(jù)處理單元以如下方式產(chǎn)生數(shù)據(jù) 頁在與參考頁中包括的預定圖案形成的圖形的角落相應的數(shù)據(jù)頁的位置上 包括參考位置標記，或在參考頁的預定位置上布置的參考位置標記的位置上 包括參考位置標記。
4、 如權(quán)利要求2所述的設備，其中，數(shù)據(jù)處理單元通過基于數(shù)據(jù)頁中記 錄的數(shù)據(jù)頁結(jié)構(gòu)確定由參考頁的預定圖案形成的圖形的形狀來產(chǎn)生參考頁。
5、 如權(quán)利要求1所述的設備，其中，數(shù)據(jù)處理單元控制光處理單元，由 此對預定數(shù)量的數(shù)據(jù)頁中的每個在全息記錄介質(zhì)上記錄一個參考頁。
6、 如權(quán)利要求1所述的設備，其中，光處理單元在不同時間記錄參考頁 和數(shù)據(jù)頁。
7、 如權(quán)利要求1所述的設備，其中，光處理單元同時記錄參考頁和數(shù)據(jù)頁。
8、 如權(quán)利要求6所述的設備，其中，光處理單元在記錄數(shù)據(jù)頁之前記錄 參考頁。
9、 如權(quán)利要求6所述的設備，其中，光處理單元在記錄數(shù)據(jù)頁之后記錄 參考頁。
10、 如權(quán)利要求1所述的設備，其中，所述數(shù)據(jù)頁包括多個數(shù)據(jù)頁，在 記錄所述多個數(shù)據(jù)頁之間記錄參考頁。
11、 一種全息再現(xiàn)設備，包括光處理單元，從全息記錄介質(zhì)再現(xiàn)參考頁和數(shù)據(jù)頁，其中，在全息記錄 介質(zhì)上形成包括記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頁和包括預定圖案的參考頁，以防止當再現(xiàn) 數(shù)據(jù)頁時發(fā)生記錄數(shù)據(jù)失真；數(shù)據(jù)處理單元，產(chǎn)生與參考頁的預定圖案的位置相應的位置校正矢量，并基于位置校正矢量來校正數(shù)據(jù)頁。
12、 如權(quán)利要求11所述的設備，其中，數(shù)據(jù)處理單元包括參考頁預測單元，確定在參考頁中出現(xiàn)預定圖案的周期，并使用所述周期預測初始參考頁；位置校正矢量確定單元，通過將預測的參考頁與再現(xiàn)的參考頁進行比較 來確定與預定圖案的位置相應的位置校正矢量；校正表產(chǎn)生單元，使用分別與預定圖案的位置相應的位置校正矢量來產(chǎn) 生位置校正表；數(shù)據(jù)頁校正單元，使用位置校正表來校正數(shù)據(jù)頁。
13、 如權(quán)利要求11所述的設備，其中，數(shù)據(jù)處理單元包括 存儲單元，存儲初始參考頁；位置校正矢量確定單元，通過將存儲的初始參考頁與再現(xiàn)的參考頁進行 比較來確定存儲的初始參考頁的預定圖案的位置和再現(xiàn)的參考頁的位置之間 的位置校正矢量；校正表產(chǎn)生單元，基于分別與預定圖案的位置相應的位置校正矢量來產(chǎn) 生位置校正表；數(shù)據(jù)頁校正單元，使用位置校正表來校正數(shù)據(jù)頁。
14、 如權(quán)利要求13所述的設備，其中，數(shù)據(jù)頁校正單元通過使用在與存 儲的初始參考頁中包括的預定圖案形成的圖形的角落相應的位置上的參考位 置標記，或在與存儲的初始參考頁的預定位置上布置的參考位置標記的位置 相應的位置上的參考位置標記，來確定數(shù)據(jù)頁中的位置，數(shù)據(jù)頁校正單元使用與確定的位置相應的位置校正矢量來校正數(shù)據(jù)頁。
15、 如權(quán)利要求13所述的設備，其中，數(shù)據(jù)頁校正單元包括第 一校正單元，使用與存儲的初始參考頁中包括的預定圖案形成的圖形 的角落相應的參考位置標記，或在存儲的初始參考頁的預定位置上布置的參 考位置標記，以及與參考頁的參考位置標記相應的位置上的數(shù)據(jù)頁的參考位 置標記，來執(zhí)行數(shù)據(jù)頁的第一校正；第二校正單元，確定數(shù)據(jù)頁中與存儲的初始參考頁的預定圖案的位置相 應的位置，并使用與確定的位置相應的位置校正矢量來執(zhí)行數(shù)據(jù)頁的第二校 正。
16、 如權(quán)利要求12所述的設備，其中，當對預定數(shù)量的數(shù)據(jù)頁中的每個在全息記錄介質(zhì)上記錄一個參考頁時，參考頁預測單元基于最近再現(xiàn)的記錄 頁預測初始參考頁。
17、 一種全息記錄方法，包括 產(chǎn)生包括記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頁；產(chǎn)生包括預定圖案的參考頁，以防止當再現(xiàn)數(shù)據(jù)頁時發(fā)生信號失真； 在全息記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)頁和參考頁。
18、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，產(chǎn)生的參考頁的預定圖案包括網(wǎng) 格形狀或以預定間隔布置的多個點，并形成二維圖形。
19、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，產(chǎn)生數(shù)據(jù)頁的步驟包括在與參考頁中包括的預定圖案形成的圖形的角落相應的位置上布置參考位置標記， 或在與參考頁的預定位置上布置的參考位置標記的位置相應的位置上布置參考位置標記。
20、 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，產(chǎn)生參考頁的步驟包括通過基 于數(shù)據(jù)頁中記錄的數(shù)據(jù)頁結(jié)構(gòu)確定由參考頁的預定圖案形成的二維圖形的形 狀來產(chǎn)生參考頁。
21、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，產(chǎn)生參考頁的步驟包括對預定 數(shù)量的數(shù)據(jù)頁中的每個在全息記錄介質(zhì)上記錄一個參考頁。
22、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，在全息記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)頁和 參考頁的步驟包括在不同時間記錄參考頁和數(shù)據(jù)頁。
23、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，在全息記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)頁和 參考頁的步驟包括同時記錄參考頁和數(shù)據(jù)頁。
24、 如權(quán)利要求22所述的設備，其中，記錄參考頁的步驟發(fā)生在記錄數(shù) 據(jù)頁的步驟之前。
25、 如權(quán)利要求22所述的設備，其中，記錄參考頁的步驟發(fā)生在記錄數(shù) 據(jù)頁的步驟之后。
26、 如權(quán)利要求17所述的設備，其中，所述數(shù)據(jù)頁包括多個數(shù)據(jù)頁，記 錄參考頁的步驟發(fā)生在記錄所述多個數(shù)據(jù)頁的步驟之間。
27、 一種全息再現(xiàn)方法，包括再現(xiàn)包括預定圖案的參考頁，以防止當再現(xiàn)數(shù)據(jù)頁時發(fā)生記錄數(shù)據(jù)失真； 確定與再現(xiàn)的參考頁的預定圖案的位置相應的位置校正矢量； 再現(xiàn)記錄有記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頁；基于位置校正矢量對再現(xiàn)的數(shù)據(jù)頁進行校正。
28、 如權(quán)利要求27所述的方法，其中，確定位置校正矢量的步驟包括 確定在再現(xiàn)的參考頁中出現(xiàn)預定圖案的周期；使用所述周期預測初始參考頁；位置相應的位置校正矢量。
29、 如權(quán)利要求27所述的方法，其中，確定位置才交正矢量的步驟包括 讀取初始參考頁；通過將讀取的初始參考頁與再現(xiàn)的參考頁進行比較來確定與每個預定圖 案的位置相應的位置校正矢量。
30、 如權(quán)利要求27所述的方法，還包括通過使用與預定圖案的各個位 置相應的位置校正矢量來產(chǎn)生位置校正表，其中，在校正的過程中，使用存 儲的位置校正表來對再現(xiàn)的數(shù)據(jù)頁進行校正。
31、 如權(quán)利要求27所述的方法，其中，校正數(shù)據(jù)頁的步驟包括 確認數(shù)據(jù)頁的位置上的參考位置標記的位置與再現(xiàn)的參考頁中包括的預定圖案形成的圖形的角落相應，或與再現(xiàn)的參考頁的預定位置上布置的參考位置標記的位置相應；使用參考位置標記來確定與預定圖案的位置相應的位置； 使用與確定的位置相應的位置校正矢量來校正數(shù)據(jù)頁。
32、 如權(quán)利要求27所述的方法，其中，校正數(shù)據(jù)頁的步驟包括 使用與參考頁中包括的預定圖案形成的圖形的角落相應的參考位置標記，或參考頁的預定位置上布置的參考位置標記，以及與參考頁的參考位置 標記相應的位置上的數(shù)據(jù)頁的參考位置標記，來執(zhí)行數(shù)據(jù)頁的第一校正；確定數(shù)據(jù)頁中與參考頁的預定圖案的位置相應的位置，并使用與確定的 位置相應的位置校正矢量來執(zhí)行數(shù)據(jù)頁的第二校正。
33、 一種全息記錄介質(zhì)，包括 包括記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頁；包括預定圖案的參考頁，將參考頁與數(shù)據(jù)頁進行比較以防止當再現(xiàn)數(shù)據(jù) 頁時發(fā)生信號失真。
34、 如權(quán)利要求33所述的介質(zhì)，其中，預定圖案包括網(wǎng)格形狀或以預定 間隔布置的多個點，并形成二維圖形。
35、 如權(quán)利要求33所述的介質(zhì)，其中，預定圖案形成圖形。
36、 如權(quán)利要求33所述的介質(zhì)，其中，圖形包括矩形、圓形或八角形中 的一個。
37、 如權(quán)利要求33所述的介質(zhì)，其中，在數(shù)據(jù)頁與參考頁中包括的預定 圖案形成的圖形的角落相應的位置上包括參考位置標記，或在數(shù)據(jù)頁與參考 頁中包括的預定位置上布置的參考位置標記的位置相應的位置上包括參考位 置標記。
38、 如權(quán)利要求33所述的介質(zhì)，其中，對預定數(shù)量的數(shù)據(jù)頁中的每個記 錄一個參考頁。
39、 如權(quán)利要求33所述的介質(zhì)，其中，在全息記錄介質(zhì)上比其他部分薄 的部分上記錄參考頁。
全文摘要
一種全息記錄和/或再現(xiàn)設備、全息記錄和/或再現(xiàn)方法以及全息記錄介質(zhì)，包括數(shù)據(jù)處理單元，產(chǎn)生包括記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)頁和包括預定圖案的參考頁以防止當再現(xiàn)數(shù)據(jù)頁時發(fā)生信號失真；光處理單元，在全息記錄介質(zhì)上記錄數(shù)據(jù)頁和參考頁。所述設備和方法對由像差導致的部分圖像中可能發(fā)生的失真和變形進行校正，由此提高全息記錄和/或再現(xiàn)設備之間的兼容性。
文檔編號G11B7/0065GK101432807SQ200780014928
公開日2009年5月13日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月3日
發(fā)明者崔鐘喆, 鄭文一, 鄭澤成 申請人:三星電子株式會社