专利名称：全像光学储存系统中侦测与补偿损坏像素的方法
技术领域：
本发明是有关于 一 种全像光学储存系统
(Hologram Optical Storage System), 且特另廿是有 关于全像光学储存系统中侦测与补偿损坏像素的方 法。
背景技术：
请参照
图1 ，其所绘示为全像光学储存系统示意 图。 一 般来说，全像光学储存系统1 0 0是由信号光 束(Signal Beam) 1 2 、 资料平面(Data Plane) 1 4、 参考光束 (Reference Beam) 1 6、 储存媒介 (Storage Medium) 1 8 、 资料光束 (Data Beam) 2 2、 以及光侦领U装置(Detecting Apparatus) 2 O所 组成。
利用 一 光源，例如激光光源，经分光器(未绘示)分成二道光束。其中一道光束照射于一资料平面l 4 后即成为 一 信号光束12 ，也就是说信号光束12中
包有资料平面上1 4所呈现的 一 幅(Frame )影像信息。 而另一道光束即为参考光束l 6。当信号光束l 2以 及参考光束l 6同时聚焦于储存媒介1 8时，信号光 束l 2与参考光束1 6所产生的干涉条纹会形成于一 焦点2 4上，而干涉条纹可视为 一 光栅(Grating )。 之后，当储存媒介1 8仅由参考光束1 6照射时，在 原信号光束1 2的延伸方向(亦即，信号光束的出射 角)会输出一资料光束2 2。而在资料光束2 2前进 的方向上放置光侦测装置2 0 ，即可以获得原资料平 面1 4上的该幅影像信息。 一 般来说，储存媒介1 8 是为光聚合物(Photopolymer ) o
也就是说，利用全像光学储存系统10 0将资料
写入储存媒介1 8时，控制电路(未绘示)会先将原
始资料进行编码并且加入资料校正码Correction
Code之后转换为 一 幅影像信息并显示于资料平面1
4上，当光束照射于资料平面1 4后即成为 一 信号光
束12。之后，同时将信号光束1 2以及参考光束1
6照射所形成具有干涉条纹的焦点24记录于储存媒
介18中，即完成资料的写入。而利用上述的方式，
全像光学储存系统1 0 Q的控制电路可以将大量的原
始资料转换成多数幅影像信息并依序记录在储存媒介
18的不同区域，因此可大幅提升储存媒介1 8的记 录容量。
而利用全像光学储存系统100读取资料时，仅
需利用参考光束1 6'聚焦于储存媒介18的焦点2
4，即可在原信号光束12的延伸方向会产生资料光
束22，并利用光侦测装置20即可使得原资料平面
14上的该幅影像信息投影至光侦测装置20上，当
光侦测装置还原此幅影像信自后，即可经由控制电路
进行译码并还原成原始资料而全像光学储存系统1
00的控制电路还可以依序读取记录在储存媒介18
不同区域的多数幅影像信串并经过译码校正的过程后
回复该大的原始资料
由上述可知，写入式(Recording)的全像光学储
存系统至少需員备激光光源、资料平面14、以及储
存媒介18反之，n读式Read 0nly)的全像光学
储存系统至少需具备激光光源、储存媒介18、以及
光侦测装置20。而读写式的全像光学储存系统则需
員备激光光源、资料平面14、储存媒介18、以及
光侦观U装置20
般来说资料平面14即所谓的空间光调变器
(Spatial Light Modulator,简称SLM)， 其可为数字
微型反身寸镜数组(Digital Micro —mirror Device,简 称DMD)或液晶面板(Liquid Crystal Display, 简称 LCD )。不论是数字微型反射镜数组或者是液晶面板皆 是由多个显示单元排列成数组(Array )的形式，并根 据所有的显示单元的亮暗影像组合中后，呈现出 一 幅 影像信息， 一 般而言，每个显示单元皆可称的为像素 (Pixel )。而光侦测装置2 0是为电荷耦合组件 (Charge-Coupled Device, 简称 CCD)或者互补金氧 化 物 半 导 体 ( Complementary Metal Oxide Semiconductor,简称CM0S)。同理，不论是电荷親合 组件或者是互补金氧化物半导体皆是由多个光感测单 元排列成数组的形式，用以接收资料平面1 4上显示 单元所呈现出的该幅影像信息，而每个光感测单元也 可称中为像素(Pixel)。
再者，当资料光束2 2上的影像信息投射至光侦 测装置2 2时，光侦测装置2 2上的每个像素会根据 接收的光强度(Intensity)转换为光感测信号并且输 出，而后续的控制电路(未绘示)会根据光感测信号 的大小来决定每个像素所接收的光强度代表"亮"或 者"暗"。当控制电路确定光侦测装置2 2每个像素的
"亮"或者"暗"(也就是影像信息的重建)后，控制 电路即会将此幅影像信息进行译码与资料校正的动作 并且还原为原资料。
众所周知，资料平面1 4上以及光侦泖J装置20
上的像素有可能会损坏。当资料平面14或者光侦测
装置20上的像素损坏时，皆会使得光侦测装置20
输出的光感测信号无法进行辨识，使得全像光学储存
系统的资料读写错误率提咼，因此，如何侦测全像光
学储存系统中的损坏像素并且补偿损坏像素将是本发
明的重点。
发明内容
本发明的百的是提出一种全像光学系统中侦测损
坏像素的方法，包括下列步骤提供多数幅影像信/S、
依序显示于一资料平面上，使得该资料平面中的每个
像素皆会显不壳以及暗的一种状态依序将该显
示平面上的该些幅影像信息记录于—储存媒介中利
用光侦测装置依序接收记录于该储存媒介中的该些
幅影像信使得该光侦测装置中的每—个像素皆可
接收到该壳以及该暗的种状态并使得每个相素皆
可以相对应的产生大小不同的光感测信号分别将每
个像素所依序产生大小不同的光感测信号进行相减并
获得光感测摔号差值将该光感测信号差值与临
限值进行比当该光感；测信.号差值大于该临P艮值时，
定义该相对应的像素为无损坏；以及，当该光感测信 号差值小于该临限值时，定义该相对应的像素为 一 损 坏像素。
再者，本发明的另巨的是提出-种全像光学系
统中补偿像素的方法，运用于资料平面的一区域中
己知的一亮状态会出现—第数巨与—暗状态会出现
一第数百，包括下列步骤计算光侦测装置上相
对于该资料平面该区域上所有像素产生的亮状态数
巨/G、合计算该光侦测装置上相对于该资料平面该区
域上所有像素所产生—暗状态数百合当该第—数
巨与该壳状态数百总合相等且该第数目与该暗状态
数巨总合不相等时，定义损坏像素输出该暗状态
以及，当该第一数巨与该壳状态数百合不相等且该
第—数巨与该暗状态数巨总合相等时，定义该损坏像
素输出该壳状态。
再者，本发明的另百的是提出—种全像光学系
统中侦测损坏像素与补偿像素的方法的方法， 运用于
一资料平面的区域中已知的—壳状态会出现一第
数巨，包括下列步骤:提供多数幅影像信息依序显不
于该资料平面上使得该资料平面中的每个像素皆会
显不该壳以及该暗的种状态依序将该显示平面上
的该些幅影信皁记录于一储存媒介中利用一光侦 亮以及该暗的二种状态并使得每 一 个相素皆可以相对 应的产生大小不同的光感测信号；分别将每个像素所
依序 感测
产生
该些幅影
皆可接收
素皆可以
将每个像
减并获逾
大小不同的光感测信号进行；
差值；当该光感测信号差值小于该临限值时，
定义该相对应的像素为— 损坏像素;当该损坏素
于相对应于该资料平面的该区域上时，计算该光侦
装置上相对于该资料平面该区域上所有像素产生的
壳状态数巨心、合.当该第一数百与该亮状态数巨
不相等时，定义一损坏像素输出该壳状态以及，
该第数巨与该亮状态数巨总合相等时，定义该损
像素输出该暗状态0
图说明
为了使审査员能更进 一 步了解本发明特征及技术
内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然
而所附的附图仅提供参考与说明，并非用来对本发明
加以限制，中
图1所么厶示为全像光学储存系统示意图-
图2所绘示为本发明全像光学储存系统中侦泖J损
坏像素的方法流程图。图3所绘示为本发明全像光学储存系统确认光
置或者资料平面上损坏像素的方法流程图。
图4所绘示为本发明补偿损-坏像素的示意图。
具体实施例方式
请参照图2 ，其所绘示为本发明全像光学储存系 统中侦测损坏像素的方法流程图。首先，提供多数幅 影像信息依序显示于资料平面上，使得资料平面中的 每个像素皆会显示"亮"以及"暗"的二种状态(步 骤1 0 )。接着，依序将显示平面上的该些幅影像信息 记录于储存媒介中(步骤2 Q )。接着，利用光侦测装 置依序接收记录于储存媒介中的该些幅影像信息，因 此光侦测装置中的每 一 个像素皆可接收到"亮"以及 "暗"的光强度使得每 一 个相素皆可以相对应的产生 大小不同的光感测信号(步骤3 0 )。接着，分别将每 个像素所依序产生大小不同的光感测信号进行相减并 获得 一 光感测信号差值(步骤4 0 )。将光感测信号差 值与 一 临限值(Threshold)进行比较(步骤5 0 )， 当光感测信号差值大于该临限值时，代表该像素无损 坏(步骤6 0 );当光感测信号差值小于该临限值时， 则定义相对应的像素为损坏像素(步骤7 0 )。
根据本发明的实施例，全像光学储存系统可以根
14据光侦测装置上的像素所产生的光感测信号来决定该 像素是否为损坏像素。举例来说，当光侦测装置上的 像素为损坏像素时，不论其接收的光强度为"亮"或 者"暗"的状态，像素输出的光感测信号并不会改变， 使得光感测信号差值会小于该临现值，而定义出该损 坏像素。反之，当光侦测装置上的像素为可根据光强 度为"亮"或者"暗"的状态输出的大小不同的光感 测信号，使得光感测信号差值会大于该临现值。
再者，光侦测装置上的像素有可能并未损坏而是 资料平面上的像素损坏，在此情形也会使得读取资料 时产生错误。因此利用本发明所提出的方式也可以找 出损坏的像素。举例来，当资料平面上的像素为损坏 像素时，不论其发射的光强度为"亮"或者"暗"的 状态，储存于储存媒介时并没有差异，使得读取时光 侦测装置的像素无法产生大小不同的光感测信号，因 此光感测信号差值会小于该临现值，而定义出该像素 为损坏像素。反之，当资料平面上的像素无损坏时， 在读取时光侦测装置的像素可以产生大小不同的光感 测信号，因此光感测信号差值会大于该临现值。
而为了要侦测出损坏的像素为资料平面上的像素 或者光感测单元的像素时，如图3所绘示，使用者可将全像光学储存系统中的储存媒介移除，使得 一 全亮
的激光束直接照射于该光侦测装置(步骤75 )并判 断光侦测装置的像素所输出的光感测信号(步骤8 0 )，当该像素可输出 一 较大的光感测信号时，代表光
感测装置上的像素正常，此时代表资料平面上的像损坏步骤90);反之当该像素无法输出较大的光感测信时代表光感测装上的像素损坏步骤)。
因此，根据本发明的实施例，全像光学储存系统
的控制电路会先利用光侦测装置上分别的像素输出的
光感测信号进行像素的损坏侦测也就是利用分别像
素输出的大小不同的光感测信号进行相减产生一光感
测信号差值，并以光感测信号差值与临线值进行比
对即可以状得像素是否有损坏当确定像素确实损坏
时，再进一步确认损坏的像素系为资料平面上的像素
或者光感测单元的像素再者，本发明实施例提出以
全壳的激光束直接照射该光侦测装置c步骤75
用以进—止 少确认损坏的像素是为资料平面上的像素或
者光感测单元的像素当然，本发明也可以用全暗
的激光束亦即，不发射激光束直接照射该光侦测
装置用也可以根据像素输出的光感测信号来以进止 少
确认损坏的像素是为资料平面上的像素或者光感测单
元的像素。或者5本发明也可以用全壳的激光束与
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全暗的激光束父互昭 八、、射该光侦测装置用也可以根据
像素输出的光感测信号的状况来以确认损坏的像素是
为资料平面上的像素或者光感:测单元的像素t
再者，当损坏的像素被侦测出来之后，由于控制
电路已经记载了损坏像素的位置，因此控制电路进行
—幅影像信息的译码与资料校正的能力也可以有效提
升"i主参图4，苴 Z 、所绘示为本发明补偿损坏像素的
示意图。般来说，在资料形成 一 幅影像信息的编码
过程，为了能够使得影像信正确的被译码，—幅影
像样自可被划分为多个区域(Region), 而每个区域中
壳"以及暗像素的数目要先预知，一般都是设
计在"壳"以及暗像素数目 一 样多。
以图4来做进步的说明，假设经过本发明所揭
露侦测损坏像素的方法后，已经确认某 一 特定区域像
素D 3 2为损坏像素。当光侦测装置接收 一 幅影像信息 后输出的光感测信号大小得知该区域的像素D 1 1 、 D
2 2 、 D 4 1接收到"暗"的光感测信号以及像素D 1
2 、 D 2 1 、 D 3 1 、 D 4 2接收到"亮"的光感测信号。 因此，控制电路可以在"亮 样多的前提之下将损坏像素 光感测信号，使得整个光侦 区域具有相同数目的"亮"
"以及"暗"像素数目一 D 3 2补偿为代表"暗"的
测装置所接收到的该特定 以及"暗"像素。当每个
区域错误的像素皆补偿完成后，所形成的该幅影像信 息即可进行译码。因此，本发明的补偿损坏像素方法 可以有效的预估损坏像素代表"亮"的像素或者"暗' 像素。使得进行损坏像素的补偿之后，该幅影像信息 可以有效的降低资料错误率以及提升该幅影像信息的 译码成功率。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然其并非用以限定本发明，任何熟习此技术者，在不
脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰， 因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的 为准。
权利要求
1.一种全像光学系统中侦测损坏像素的方法，其特征在于，包括下列步骤提供多数幅影像信息依序显示于一资料平面上，使得该资料平面中的每个像素皆会显示一亮以及一暗的二种状态；依序将该显示平面上的该些幅影像信息记录于一储存媒介中；提供一激光束直接照射于一光侦测装置；利用该光侦测装置依序接收记录于该储存媒介中的该些幅影像信息，使得该光侦测装置中的每一个像素皆可接收到该亮以及该暗的二种状态并使得每一个相素皆可以相对应的产生大小不同的光感测信号；分别将每个像素所依序产生大小不同的光感测信号进行相减并获得一光感测信号差值；将该光感测信号差值与一临限值进行比较；当该光感测信号差值大于该临限值时，定义该相对应的像素为无损坏；以及当该光感测信号差值小于该临限值时，定义该相对应的像素为一损坏像素。
2.如权利要求1所述的全像光学系统中侦测损 坏像素的方法，其特征在于，其中还包括下列步骤提供-.全亮的激光束与 一 全暗的激光束昭射于该光侦装置用；当该像素可输出相对应的大振幅光感测信号时与相对应的小振幅光感测信号时，定义为该资料平面上的像素损坏以及当该像素无法输出该相对应的大振幅光感测信号时与该相对应的小振幅光感测信号时，定义为该光感装置上的像素损坏
3.如权利要求i所述的全像光学系统中侦测损坏像素的方法，特征在于，其中该资料平面是为一六间光调变驱 奋。
4. 如权利要求i所述的全像光学系统中侦测损坏德素的方法，特征在于，其中该储存媒介是为光聚合
5. 如权利要求i所述的全像光学系统中侦测损坏像素的方法，特征在于，其中该光侦测装置是为电荷親合组件或者互补金氧化物半导体-
6.种全像光学系统中补偿像素的方法，运用于资料平面的区域中已知的亮状态会出现第一数目与一暗状态会出现一第二数目，其特征在于， 包括下列步骤计算 一 光侦测装置上相对于该资料平面该区域上所有像素产生的 一 亮状态数目总合；计算该光侦测装置上相对于该资料平面该区域上所有像素所产生 一 暗状态数目总合；当该第 一 数目与该亮状态数目总合相等且该第二数百与该暗状态百总合不相等时，定义-■损坏像素输出该暗状态以及当该第数巨与该亮状态数百总合不相等且该第一数巨与该暗状态数百心、合相等时，定义该损坏像素输出该壳状态
7. 种全像光学系统中侦测损坏像素与补偿像素的方法的方法，运用于一资料平面的区域中已知的壳状态会出现一第数百苴 z 、特征在于，包括下列止 少骤提供多数幅影像信息依序显不于该资料平面上，使得该资料平面中的每个像素皆会显示该壳以及该暗的—种状态依序将该显示平面上的该匙幅影像信AS、记录于储存媒介中提供光束直接照射于光'装置；利用 一 光侦测装置依序接收记录于该储存媒介中的该些幅影像信息，使得该光侦测装置中的每 一 个像 素皆可接收到该亮以及该暗的二种状态并使得每 一 个 相素皆可以相对应的产生大小不同的光感测信号；分别将每个像素所依序产生大小不同的光感测信号进行相减并获得 一 光感测信号差值；当该光感测信号差值小于该临限值时，定义该相 对应的像素为 一 损坏像素；当该损坏像素位于相对应于该资料平面的该区域 上时，计算该光侦测装置上相对于该资料平面该区域 上所有像素产生的一亮状态数目总合；当该第 一 数目与该亮状态数目总合不相等时，定 义一损坏像素输出该亮状态；以及当该第 一 数目与该亮状态数目总合相等时，定义 该损坏像素输出该暗状态。
8.如权利要求7所述的全像光学系统中侦测损 坏像素与补偿像素的方法的方法，其特征在于，其中 还包括下列步骤提供一全亮的激光束与一全暗的激光束照射于该光侦测装置用；当该像素可输出 一 相对应的大振幅光感测信号时 与 一 相对应的小振幅光感测信号时，定义为该资料平面上的像素损坏；以及当该像素无法输出该相对应的大振幅光感测信号 时与该相对应的小振幅光感测信号时，定义为该光感 测装置上的像素损坏。
9 .如权利要求7所述的全像光学系统中侦测损 坏像素与补偿像素的方法的方法，其特征在于，其中 该资料平面是为 一 空间光调变器，且该空间光调变器包括 一 数字微型反射镜数组或 一 液晶面板。
10.如权利要求7所述的全像光学系统中侦测 损坏像素与补偿像素的方法的方法，其特征在于，其中该光侦测装置是为 一 电荷耦合组件或者 一 互补金氧 化物半导体。
全文摘要
一种全像光学储存系统中侦测损坏像素的方法，包括提供多数幅影像信息依序显示于一资料平面上，资料平面中的每个像素皆会显示一亮一暗的二种状态；依序将该些幅影像信息记录于一储存媒介中；利用一光侦测装置接收记录于储存媒介中的幅影像信息，使得光侦测装置中的每一个像素皆可接收到亮暗的二种状态使得每一个相素皆可以相对应的产生大小不同的光感测信号；分别将两光感测信号进行相减并获得一光感测信号差值；将光感测信号差值与一临限值进行比较；当光感测信号差值大于临限值时，定义相对应的像素为无损坏；以及，当光感测信号差值小于临限值时，定义相对应的像素为一损坏像素。
文档编号H04N5/89GK101193247SQ20061014976
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月27日 优先权日2006年11月27日
发明者张佳彦, 郑新平 申请人:建兴电子科技股份有限公司