具有改进特征的全息盘和用于该全息盘的方法

专利名称：具有改进特征的全息盘和用于该全息盘的方法
具有改进特征的全息盘和用于该全息盘的方法技术领域
本发明大体上涉及全息盘(holographic disk)存储，并且更具体地涉及具有改进 特征的全息盘。
背景技术：
随着计算能力进步，计算技术已经进入新的应用领域，例如消费视频、数据存档、 文件存储、成像和制作电影以及其他。这些应用提供对开发增加存储容量的数据存储技术 的持续推动。此外，在存储容量上的增加实现并且促进已经远远超出开发者最初期望的技 术的发展，例如游戏以及其他。
光学存储系统的日益增加地更高的存储容量提供在数据存储技术中的发展的很 好的示例。在二十世纪八十年代早期开发的压缩盘或CD格式具有大约650-700MB数据或 大约74-80min双声道音频节目的容量。相比之下，在二十世纪九十年代早期开发的数字 多功能盘(DVD)格式具有大约4. 7GB (单层)或8. 5GB (双层)的容量。DVD的更高的存储 容量足够存储以较旧的视频分辨率(例如，以大约720(h) X 576 (ν)像素的PAL或以大约 720(h) X 480 (ν)像素的NTSC)的全长正片。
然而，由于例如高清晰度电视(HDTV)(以1080ρ的大约1920 (h) X 1080 (ν)像素)的更高分辨率的视频格式已经变得流行，能够保存以这些分辨率录制的全长正片的存储格 式已经变成所希望的。这促使高容量记录格式的发展，例如Blu-ray Disc 格式等，其能够 在单层盘中保存大约25GB或在双层盘中50GB。随着视频显示器的分辨率和其他技术继续 发展，具有越来越高的容量的存储介质将变得更重要。一个可能满足在未来某时的容量需 求的正开发的存储技术基于全息存储。
全息存储是采用全息图的形式的数据的存储，该全息图是通过在光敏存储介质中 两束光相交形成的三维干涉图样的图像。已经寻求基于页面的全息技术和逐位全息技术两 者。在基于页面的全息数据存储中，包含数字编码数据的数据束叠加在存储介质的体积内 的基准束上，导致化学反应，其例如改变或调制在该体积内的介质的折射率。该调制起记录 来自信号的强度和相位信息的作用。每个位因此一般存储为干涉图样的一部分。全息图后 来可以通过将存储介质单独暴露于基准束而被检索，该基准束与存储的全息数据相互作用 以产生与用于存储全息图像的最初的数据束成比例的重构数据束。
在逐位全息术或微全息数据存储中，每个位写为微全息图或反射光栅(grating)， 其典型地由两个相反传播聚焦记录束产生。该数据然后通过使用读取束以衍射(diffract off)微全息图来重构记录束而被检索。因此，微全息数据存储比逐页面全息存储与当前技 术更相似。然而，与可在DVD和Blu-ray Disc 格式中使用的两层数据存储相对比，全息盘 可具有50或100层数据存储，从而提供可以按兆兆字节(TB)测量的数据存储容量。
尽管全息存储系统可提供比现有光学系统高得多的存储容量，存在多媒体用例如 但不限于分辨率等的增强特征记录的可能性。在市场上的所有重现系统可能不能利用该增 强的特征的优势并且因此全息盘的购买者可能不能有效地利用该全息盘，导致他的购买没有回报。因此，需要有改进的技术以提供使用全息盘技术的不同的增强特征。 发明内容
根据本发明的实施例，提供全息数据存储盘。该全息数据存储盘包括多个多媒体 内容，该多媒体中的至少一个被锁住，例如通过一个或多个密钥由加密拒绝。
根据本发明的另一个实施例，提供用于提供改进的全息数据存储盘的方法。该方 法包括提供多个多媒体内容，该多媒体中的至少一个通过一个或多个密钥锁住。该方法还 包括提供解密系统以当许可用户请求时解锁该多媒体。


当下列详细说明参照附图(其中相似的符号在整个附图中代表相似的部件)阅读 时，本发明的这些和其他的特征、方面和优势将变得更好理解，其中
图1是根据本发明的实施例利用密钥用于从具有改进特征的全息盘读出的系统 的示意图。
图2是允许不同的再现质量的嵌入位流格式的框图表示。
图3是根据本发明的实施例耦合于在图1中的系统以提供密钥的解密系统的示意 图。
图4是根据本发明的实施例表示在用于提供改进的全息数据存储盘的示范性方 法中的步骤的流程图。
具体实施方式
如下文详细论述的，本发明的实施例包括具有改进的特征的全息数据存储盘和用 于提供该全息数据存储盘的方法。该系统和方法采用密钥锁住在盘上选择性的多媒体内 容。这实现在相同盘上记录不同类型的多媒体内容，如与对不同的多媒体内容制造不同的 盘相反。
转向附图，图1是全息数据存储盘10的示意图。盘10包括分别在不同层12、14和 16的多个多媒体内容，例如由标号11代表。尽管图示的实施例在全息盘10中描绘三层，可 包括任意数量的层。应该理解在其他实施例中，多媒体内容可采用不同的配置存储。在示 例中，多媒体内容的位置关于在盘10中的特定层并且关于相对于该特定层的最外轨道的 角位置来识别。数据格式化的另外的细节可以在同在审批中的2008年12月17号提交并且 让与给与该申请相同受让人的名为“METHOD FOR FORMATTING AND READING DATADISKS(用 于格式化和读取数据盘的方法)”的US专利申请序列号12/337，457中找到，其的整体通过 引用结合于此。
在盘10中的多媒体内容的一些或所有通过一个或多个密钥(没有示出)锁住。 该盘10绕中心轴线沈和光学读出器观旋转。该光学读出器观发射读取束并且接收反射 束，两者都用数字32引用。参照图2，处理器36处理来自反射束的数据以输出数据流42。 数据流42的进一步处理包括数据流42的符号中的所有、或一些或一个也没有的解密并且 也在图2中描述。在前同步码(preamble)中或容纳在盘上10的表中或在盘10外部的表 中存在的元数据指定用密钥加密的数据流42的部分。该密钥用于解密数据流42的相应部分。
在一个实施例中，密钥设置在盘上的物理隔离并且可定位的位置中，使得许多密 钥在初级制造过程期间放置在盘10上，并且然后在后来的一段时间选择性地破坏或擦除。 这将允许包含解密盘10上的巨大的媒体版本集所需要的钥的盘的一致制造。这样的盘还 可通过破坏或擦除选择钥而选择性地降级以形成多种唯一的产品。在另一个实施例中，密 钥在外部介质中提供或当已验证的请求时通过通信通道下载。如本文使用的，密钥指建立 或配置供使用的密码系统的秘密数量。
应该注意到本发明的实施例不限于用于执行本发明的处理任务的任意特定处理 器。术语“处理器”当其在本文使用时，意在指示任意能够执行对于执行本发明的任务必需 的计算或运算的机器。术语“处理器”意在指示任意能够接受结构化输入并且根据规定的 规则处理该输入以产生输出的机器。还应该注意到短语“配置成”当在本文中使用时意思 是处理器装配有用于执行本发明的任务的硬件和软件的组合，如将被本领域内技术人员理 解的。
多媒体内容可包括多种可能性。在特定实施例中，多媒体内容包括可通过密钥解 锁的不同分辨率的多媒体内容。在另一个实施例中，多媒体内容包括音频或视频内容的嵌 入码。在更另一个实施例中，多媒体内容包括可升级特征，其具有要求一个或多个密钥用于 观看的一个或多个电影并且具有解锁的该电影的对应的预告片。在另一个实施例中，多媒 体内容包括不同版本的视频游戏，其中较低版本解锁并且较高版本锁定。在另一个示范性 实施例中，多媒体内容包括不同版本的电影，其可在特定区域中播放。
在一个实施例中，多媒体内容包括没有广告或预告片或试映而播放的一个或多个 版本的电影。在另一个实施例中，多媒体内容包括具有不同数字权利管理系统或策略的多 媒体。在另一个实施例中，多媒体内容包括具有采用不同口语(例如英语、西班牙语和法语 等)的语言的版本，其中的每个可用适当的密钥启用。在一个实施例中，多媒体内容包括变 化的时间敏感信息。在另一个实施例中，多媒体内容包括要求解锁的密钥的集合或选单。在 另一个实施例中，多媒体内容是“奖品”。在示例中，钥可在某个日期发布并且匹配该钥的盘 10有权提供“奖品”。在另一个示范性实施例中，多媒体内容包括具有用于发布对应密钥的 不同时间表的多媒体。在另一个实施例中，一群用户之间的两个或更多钥可能在新内容发 布前需要。例如，在多人游戏中，新内容可能是新的魔法力、新工具或待开发的新陆地。
多媒体内容的一个示范性实施例包括采用具有多等级加密位流的嵌入位流格式 的媒体。嵌入位流格式允许多媒体的再现质量与总位速率(bit rate)成比例递增。嵌入 位流格式基于代表它的最低可能的传输速率的核心位流。附加等级的二次位流可解码并且 该结果与解码的核心位结合以提供更高质量的再现。每个二次流承载在较低等级流中不可 获得的信息。在示例中，嵌入位流包括再现质量的三个不同的格式。第一格式是标准音频 压缩盘(⑶)质量，即16位、48kHz，而第二格式是超⑶质量，即M位、48kHz并且第三格式 是高清晰度质量，即M位、96kHz。这在图2中图示。上部的信号处理路径44再现标准⑶ 质量信号，同时中间路径46再现超CD质量。下部信号处理路径48增加由96kHz采样率提 供的附加带宽，并且路径48的输出49增加到中间路径46的输出51以产生高清晰度输出 信号52。开关53选择发送到D/A转换器M的回放格式，并且由使用中的解密钥控制。
在图2中描绘的架构与单个M位、96kHz D/A转换器一起工作以回放在该实施例中的所有三个格式。这通过1:2内插滤波器55和作为具有48kHz采样率的2ndNyquist区 信号的上带信号04-48kHz)的编码来实现。1:2内插滤波器55包括零填充采样器(原始 样本流通过在每个原始样本之间增加零值样本而在采样率上翻倍)，接着是半带低通或高 通滤波器。这些滤波器的输出可以直接馈给96kHz D/A转换器Μ。
图3是解密数据流42的加密部分并且提供给媒体呈现装置64的系统60的示意 图。处理器36 (图1)传送加密的数据流42 (图1)到输出格式器68。输出格式器68接收 数据流42并且通过解密设备72解密数据流42的规定部分。解密使用例如(通过示例并 且无限制)高级加密标准(AEQ等标准解密算法执行。输出格式器68将解密的数据流74 格式化以输出格式化的数据流76。包括最初加密现在解密的多媒体内容数据的格式化的数 据流76提供给媒体呈现装置64。在示例中，媒体呈现装置64是盘播放器。
基于可注入成型热塑性塑料的盘材料可在盘中利用用于全息数据存储。与常规 CD/DVD相似，盘可在实时记录和读出系统中以每分钟几百或几千转(rpm)在光学媒体播放 器中相对快速旋转。盘的振动和晃动可典型地高达100 μ m，其大于典型微全息图大小(例 如< ΙΟμπι)。因此，在盘上的轨道可用以实现实时跟踪和聚焦。一般来说，来自用于多层全 息存储的材料的阈值响应是可取的。阈值材料可包括掺杂染料的热塑性塑料、嵌段共聚物、 能量传递材料等等。关于用于逐位全息数据存储的阈值材料的另外的细节可在让与与该申 请相同的受让人的US专利号7，388，695中找到，并且其通过引用全文结合于此。
图4是表示用于提供改进的全息数据盘的方法100中的步骤的流程图。该方法100 包括在步骤102中提供多个多媒体内容，其中该多媒体中的至少一个通过一个或多个密钥 锁住。在特定实施例中，提供该多媒体内容的不同分辨率。在另一个实施例中，提供一个或 多个电影，其要求一个或多个密钥用于观看以及具有解锁的该电影的对应的预告片。在再 另一个实施例中，提供不同版本的电影，其可在特定区域中播放。在一个实施例中，密钥设 置在盘上。在另一个实施例中，密钥在外部介质中提供。在另一个示范性实施例中，密钥通 过通信通道下载。在特定实施例中，提供多媒体内容包括提供“奖品”，其中密钥将在特定日 期发布并且匹配该钥的那些盘将发布奖品。在示例中，某乐队迷可能非常高兴他们接收到 具有免费现场录音或之前未发行歌曲的版本。在仅一个盘具有该钥的情况下，它可变成收 藏者的项目。在另一个实施例中，对于大规模并行游戏，在某些日期某些盘将发布将帮助这 样的盘的拥有者的某些信息/工具，其可鼓励玩家购买多个盘。在示例中，键控变量仅在某 活动已经执行或额外支付后发布。
在一个实施例中，提供多媒体内容包括使用一个或多个密钥以解密没有广告或预 告片或试映的特定记录的媒体的版本。在另一个实施例中，在全息盘上的密钥设置在物理 隔离并且可定位的位置中，使得许多密钥在初级制造过程期间放置在盘上，并且然后后来 选择性破坏或擦除。这样的方案将允许盘(包含解密盘上的巨大的媒体版本集所需要的 钥)的一致制造。这些盘可通过破坏或擦除选择钥进一步选择性地降级以形成多种唯一的 产品。在另一个实施例中，一个或多个密钥可用于解密特定记录的媒体的版本，其具有不同 的数字权利管理系统或策略或根本没有数字权利管理系统。在再另一个实施例中，一个或 多个密钥可用于解密可播放而不要求可信路径或可信计算系统的特定记录的媒体的版本。 在示范性实施例中，一个或多个密钥可用于在一段时间和通过按时间表发布钥而按时间表 解密特定记录的媒体的部分。在另一个示范性实施例中，一个或多个密钥可用于解锁钥的集合或选单。
在步骤104中提供解密系统以当许可用户请求时解锁该多媒体。在-
卜实施例中，提供输出格式器，其接收、解密并且格式化从盘输出的数据流用于提供给媒体呈现装置。
上文描述的具有改进特征的全息盘和用于其的方法的各种实施例从而提供一种 方式以在一个全息盘上提供不同的多媒体内容。该系统和方法实现一致制造，同时现有制 造工艺可用于包括其他可选的多媒体内容的盘的生产。随后，这些技术向制造商、分销商和 营销链提供成本有效的方法，因为在附加盘已经用于容纳不同的多媒体内容的情况下可要 求独立核算、广告和操作程序。该技术和系统还实现向客户提供升级支付服务等，并且同时 保持相同的制造工艺。
当然，要理解上文描述的所有这样的目的或优势可不必须根据任意特定实施例实 现。从而，例如本领域内技术人员将认识到本文描述的系统和技术可采用如本文教导的那 样实现或优化一个优势或一组优势的方式体现或实施，而不必实现如可在本文中教授或提 议其他目的或优势。
此外，技术人员将认识到来自不同实施例的各种特征的互换性。例如，关于一个实 施例描述的包括不同版本的视频游戏的盘可以适应于与关于另一个描述的从外部介质访 问一个或多个密钥一起使用。相似地，描述的各种特征以及每个特征的其他已知的等同物 可以由本领域内技术人员中之一混合和匹配以根据本公开的原理构建另外的系统和技术。
尽管本文仅图示和描述本发明的某些特征，本领域内技术人员将想到许多修改和 改变。因此，要理解附上的权利要求意在覆盖所有这样的修改和改变，其作为落入本发明的真正精神内。
部件列表
10全息数据存储盘 11多媒体内容
12层14层
16层26中心轴线
28光学读出器32读取束和反射束
36处理器42数据流
60解密加密的部分的系统64媒体呈现装置
68输出格式器74解密的数据流
76格式化的数据流
100用于提供改进的全息数据盘的方法
102提供多个多媒体内容，多媒体中的至少一个通过
锁住
104提供解密系统以当许可用户请求时解锁多媒体-个或多个密钥权利要求
1.一种包括多个多媒体内容(11)的全息数据存储盘(10)，所述多媒体(11)中的至少 一个通过一个或多个密钥锁住。
2.如权利要求1所述的盘(10)，其中所述多媒体内容(11)包括不同分辨率的所述多 媒体内容。
3.如权利要求1所述的盘(10)，其中所述多媒体内容(11)包括采用嵌入位流格式的 音频或视频并且不同层(12，14，16)被指派不同的密钥。
4.如权利要求1所述的盘(10)，其中所述多个多媒体内容(11)包括可升级特征，其包 括要求所述一个或多个密钥用于观看的一个或多个电影以及解锁的所述电源的对应的预告片。
5.如权利要求1所述的盘(10)，其中所述多个多媒体内容(11)包括不同版本的视频 游戏。
6.如权利要求1所述的盘(10)，其中所述多个多媒体内容(11)包括不同版本的电影， 其可在特定区域中播放。
7.一种用于提供改进的全息数据存储盘的方法(100)，所述方法包括提供(10 多个多媒体内容，所述多媒体中的至少一个通过一个或多个密钥锁住；以及提供(104)解密系统以当许可用户请求时解锁所述多媒体。
8.如权利要求7所述的方法(100)，其中所述提供多个多媒体内容包括提供不同分辨 率的所述多媒体内容。
9.如权利要求7所述的方法(100)，所述提供多个多媒体内容包括提供要求所述一个 或多个密钥用于观看的一个或多个电影以及使解锁的所述电影的对应的预告片。
10.如权利要求7所述的方法(100)，其中所述提供多个多媒体内容包括以下其中之 一在所述盘上设置所述一个或多个密钥，或在外部介质中提供所述一个或多个密钥，或通 过通信通道下载所述一个或多个密钥。
全文摘要
提供改进的全息数据存储盘(10)。该全息数据存储盘(10)包括多个多媒体内容(11)，其中多媒体中的至少一个通过一个或多个密钥锁住。
文档编号G11B7/00GK102034490SQ201010506940
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者F·W·惠勒, J·A·F·罗斯, J·E·赫尔希, R·L·津泽, 王雪峰 申请人:通用电气公司