KR20070038153A - 정보매체, 정보매체를 판독하는 시스템 및 정보매체의제조방법 - Google Patents

정보매체, 정보매체를 판독하는 시스템 및 정보매체의제조방법 Download PDF

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KR20070038153A
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KR1020077003661A
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로베르트 헨드릭스
레비누스 바커
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 기본 데이터 세트를 저장하도록 의도된 데이터 층(802)과 참조 빔에 응답하여 광 스폿 어레이를 발생하기 위한 홀로그래픽 층(803)을 구비하고, 상기 광 스폿 어레이가 상기 데이터 층(802)에 가해지도록 의도된 정보매체(801)에 관한 것이다. 본 발명은 참조 빔에 응답하여 상기 데이터 층에 가해지도록 의도된 광 스폿 에러이를 발생하는 홀로그래픽 층의 덕분으로 정보매체의 데이터 층을 판독하는 장치에 관한 것이다. 용도: 광학 저장
정보매체, 홀로그래픽 층, 기본 데이터 세트, 광 스폿 어레이

Description

정보매체, 정보매체를 판독하는 시스템 및 정보매체의 제조방법{INFORMATION CARRIER, SYSTEM FOR READING SAID INFORMATION CARRIER, METHOD OF MANUFACTURING SAID INFORMATION CARRIER}
본 발명은 새로운 구조를 갖는 정보매체에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 이와 같은 정보매체를 판독하는 시스템에 관한 것이다.
또한 본 발명은 상기 정보매체를 제조하는 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 이와 같은 시스템을 포함하는 다수의 장치에 관한 것이다.
본 발명은 광학 데이터 저장 분야에 응용된다.
예를 들어 DVD(Digital Versatile Disc) 표준에 근거한 저장 시스템에서 콘텐츠 배포를 위해 광학 저장 대책의 사용이 현재 널리 보급되고 있다. 광학 저장은 정보매체가 복제가 쉽고 값이 싸므로 하드디스크 및 반도체 저장에 비해 큰 이점을 갖는다.
그러나, 드라이브에 있는 다량의 가동 부재들로 인해, 이러한 동작 동안에 상기 가동부재들의 필요한 안정성을 고려할 때, 광학 저장 대책을 사용하는 공지된 애플리케이션은 판독/기록 동작을 수행할 때 충격에 강인하지 않다. 이 결과, 광학 저장 대책은 포터블 장치와 같은 충격을 당하는 응용에서는 쉽게 그리고 효과적으로 사용될 수 없다.
최근에, 광학 조장 대책이 개발되었다. 이들 대책은 값이 싸고 착탈가능한 정보매체를 사용한다는 광학 저장의 이점과, 정보매체가 정지하고 있고 그것의 판독이 제한된 수의 가동부재를 요구한다는 반도체 저장의 이점을 겸비한다.
도 1은 이와 같은 광학 저장 대책을 도시한 시스템의 3차원 도면이다.
이 시스템은 정보매체(101)를 구비한다. 이 정보매체(101)는 s로 칭하는 크기를 갖고 매트릭스로 배치된 정사각형의 인접한 기본 데이터 영역들의 세트를 포함한다. 다른 투명도 레벨, 예를 들어 2-상태 데이터를 코딩하기 위한 투명 또는 불투명한 재료를 사용할 때에는 2가지 레벨, 또는 더 일반적으로는 N개의 투명 레벨(예를 들어, N은 2log(N)-상태 데이터를 코딩하기 위한 2의 정수 거듭제곱이다)을 갖도록 의도된 재료의 사용을 통해 각각의 기본 데이터 영역에 코딩된다.
이 시스템은 또한 상기 기본 데이터 영역들에 가해지도록 의도된 광 스폿(102)의 어레이를 발생하는 광학부재(104)를 구비한다.
광학부재(104)는 마이크로렌즈 어레이에 대응할 수 있다.
이의 대안으로, 광학부재(104)는 그것의 입력에 코히어런트 입력 광 빔(105)이 가해지는 개구들의 이차원 어레이에 대응하여도 된다. 이와 같은 개구 어레이는 도 2에 도시되어 있다. 개구들은 예를 들면 1㎛ 또는 훨씬 작은 직경을 갖는 원형 의 구멍들에 대응한다.
광 스폿 어레이(102)는 이하와 같은 작동하는 회절현상인 탈보효과를 이용하여 개구 어레이에 의해 발생된다. 입력 광 빔(105)과 같은 코히어런트 광 빔이 개구 어레이와 같은 주기적 회절 구조(에에 따라 광 방출기를 형성하는) 물체에 가해질 때, 회절된 빛이 회절 구조에서 예측가능한 거리 z0에 놓인 평면에서 방출기의 동일한 상으로 재결합된다. 이 거리 z0는 탈보 거리로 알려진다. 이 탈보 거리 z0는 관계 z0=2·n·d2/λ에 의해 주어지고, 여기에서 d는 광 방출기의 주기적 간격이고, λ는 입력 광 빔의 파장이고, n은 전파 공간의 굴절률이다. 더욱 구체적으로, 방출기에서 더 떨어지고 z(m)=2·n·m·d2/λ(m은 정수)인 z의 배수인 다른 거리 z(m)에서 재촬상이 일어난다. 이와 같은 재촬상은 m=1/2+정수에 대해서도 발생하지만, 여기서는 상이 절반의 주기 이동한다. 재촬상은 m=1/4+정수에 대해서도, 그리고 m=3/4+정수에 대해서도 일어나지만, 상이 광 스폿의 주기가 개구 어레이의 주기에 대해 절반이 된다는 것을 의미하는 2배의 주파수를 갖는다.
탈보효과를 이용하는 것은 광학 렌즈들의 필요성 없이 개구 어레이에서 비교적 큰 거리(z(m))으로 표현하면 수백 ㎛)에서 고품질의 광 스폿 어레이를 발생하게 한다. 이것은 정보매체의 오염(예를 들면 먼지, 지문 …)을 방지하기 위해 개구 어레이와 정보매체(201) 사이에 예를 들어 커버층을 삽입할 수 있게 한다. 더구나, 마이크로 렌즈 어레이의 사용에 비해, 이것은 실현을 촉진시키고, 정보매체에 가해지는 광 스폿들의 밀도를 비용효율적으로 증가시킬 수 있게 한다.
각 광 스폿은 기본 데이터 영역에 연속적으로 가해지도록 의도된다. 상기 기본 데이터 영역의 투명도 상태에 따라, 수신된 광 신호를 변환하도록 의도된 픽셀들을 포함하는 CMOS 또는 CCD 검출기(103)에 (전혀, 일부, 또는 전체가) 투과되므로, 상기 기본 데이터 영역에 저장된 데이터를 복구한다.
유리하게, 검출기의 한 개의 픽셀은 기본 데이터 세트를 검출하도록 의도되고, 상기 기본 데이터 세트는 소위 매크로셀 데이터로 배치되고, 이 매크로셀 데이터 중의 각각의 기본 데이터 영역은 상기 광 스폿 어레이(102)의 단일 광 스폿에 의해 연속적으로 판독된다. 정보매체(101)의 이와 같은 데이터의 판독방법은 이하에서 매크로셀 주사로 칭하며 이하에서 설명한다.
도 3은 정보매체(101)와 검출기(103)의 부분 단면도와 상세도이다.
검출기(103)는 PX1-PX2-PX3로 칭하는 픽셀을 포함하고, 이 픽셀의 수는 이해를 촉진시키기 위해 제한되어 도시된다. 특히, 픽셀 PX1은 정보매체의 매크로셀 데이터 MC1에 저장된 데이터를 검출하도록 의도되고, 픽셀 PX2는 매크로셀 데이터 MC2에 저장된 데이터를 검출하도록 의도되고, 픽셀 Px3는 매크로셀 데이터 MC3에 저장된 데이터를 검출하도록 의도된다. 각각의 매크로셀 데이터는 기본 데이터 세트를 포함한다. 예를 들어 매크로셀 데이터 Mx1은 MC1a-MC1b-MC1c-MC1d로 칭하는 기본 데이터를 포함한다.
도 4는 에로서 정보매체(101)의 주사를 나타낸 것이다. 이해를 촉진시키기 위해, 단지 2-상태 데이터를 고려하지만, 유사한 설명이 N-상태 코딩에 대해 성립한다. 저장매체에 저장된 데이터는 흑색 영역(즉, 불투명) 또는 백색 영역(즉, 투 명)으로 표시된 2개의 상태를 갖는다. 예를 들어 흑색 영역은 "0" 이진 상태에 대응하는 한편 백색 영역은 "1" 이진 상태에 대응한다.
검출기(103)의 픽셀이 정보매체(101)에 의해 발생된 출력 광 빔에 의해 조사될 때, 픽셀은 백색 영역에 의해 표시된다. 이 경우에, 픽셀은 제 1 상태를 갖는 (표시되지 않는) 전기 출력신호를 전달한다. 반면에, 검출기(103)의 픽셀이 정보매체에서 출력 광 빔을 수신하지 않을 때, 픽셀이 해칭된 영역으로 표시된다. 이 경우에, 픽셀은 제 2 상태를 갖는 (표시하지 않은) 전기 출력신호를 전달한다.
이 예에서는 각각의 매크로셀 데이터가 4개의 기본 데이터 영역을 포함하고, 단일의 광 스폿이 각 데이터 세트에 동시에 가해진다. 광 스폿 어레이(102)에 의한 정보매체의 주사는 기본 데이터 영역의 주기와 같은 증분적인 횡방향의 변위를 갖고 예를 들어 좌측에서 우측으로 수행된다.
위치 A에서는, 모든 광 스폿이 불투명 영역에 가해지므로, 검출기의 모든 픽셀이 제 2 상태에 있다.
위치 B에서는, 우측으로 광 스폿을 이동시킨 후에, 좌측의 광 스폿이 투명 영역에 가해지므로, 대응하는 픽셀이 제 1 상태에 있는 한편, 2개의 다른 광 스폿이 불투명 영역에 가해지므로 검출기의 2개의 대응하는 픽셀이 제 2 상태에 있는다.
위치 C에서는, 우측으로 광 스폿을 이동시킨 후, 좌측의 광 스폿이 불투명 영역에 가해지므로 대응하는 픽셀이 제 2 상태에 있는 반면에, 2개의 다른 광 스폿이 투명 영역에 가해지므로, 검출기의 2개의 대응하는 픽셀이 제 1 상태에 있는다.
위치 D에서는, 우측으로 광 스폿을 이동시킨 후, 중앙 광 스폿이 불투명 영역에 가해지므로 대응하는 픽셀이 제 2 상태에 있는 한편, 2개의 다른 광 스폿이 투명 영역에 가해지므로 검출기의 2개의 대응하는 픽셀이 제 1 상태에 있는다.
검출기의 픽셀 반대쪽에 매크로셀을 구성하는 기본 데이터는 단일 광 스폿에 의해 연속적으로 판독된다. 광 스폿이 각각 검출기의 픽셀에 대향하는 매크로셀 데이터의 모든 기본 데이터 영역에 가해질 때 정보매체(101)의 주사가 완료된다. 이것은 정보매체의 2차원 주사를 뜻한다.
정보매체를 판독하기 위해, 광 스폿 어레이에 의한 정보매체의 주사는 정보매체에 평행한 면에서 행해진다. 주사장치는 정보매체의 모든 표면을 주사하기 위해 2개의 방향 x 및 y로 광 스폿의 병진 운동을 제공한다.
도 5에 도시된 제 1 대책에서는, 주사장치가 H 브리지에 대응한다. 광 스폿의 어레이를 발생하는 광학부재(즉 마이크로 렌즈 어레이 또는 개구 어레이)는 제 2 썰매(502)에 대해 y축을 따라 이동가능한 제 1 썰매(501)로 실현된다. 이러한 목적을 위해, 제 1 썰매(501)는 가이드(507, 508)와 접촉하는 조인트(503, 504, 505, 506)를 구비한다. 제 1 썰매(502)는 가이드(509, 510)와 접촉하는 조인트(511, 512, 513, 514)에 의해 x축을 따라 움직일 수 있다. 썰매들 501과 502는 잭(jack)으로서 작동하는 스텝 모터, 자기 또는 압전 액추에이터와 같은 액추에이터(표시하지 않음)에 의해 병진운동한다.
도 6에 도시된 제 2 대책에서는, 주사장치가 프레임(601)에 유지된다. 프레임(601)을 매다는데 사용되는 부재들은 도 7의 상세한 3차원 도면에 도시된다. 이 들 부재는,
- 제 1 판 스프링(602),
- 제 2 판 스프링(603),
- x 축을 따라 주사장치(601)의 구동을 제공하는 제 1 압전소자(604),
- y 축을 따라 주사장치(601)의 구동을 제공하는 제 2 압전소자(605).
도 6에 도시된 제 2 대책은 도 5에 도시된 H-브리지 대책보다 더 작은 기계적인 투과율을 갖는다. 프레임(601)과 접촉하고 있는 압전소자는 전기적으로 제어되므로(표시하지 않음) 전압 변동이 압전소자의 치수 변화를 발생하여, x 및/또는 y 축을 따라 프레임(601)의 변위를 일으킨다.
위치 Pos1은 제 1 위치에 있는 주사장치(601)를 표시하는 한편, 위치 Pos2는 x 축을 따라 병진운동한 후의 제 2 위치의 주사장치(601)를 나타낸 것이다. 판 스프링 602 및 603의 가요성이 눈에 뜨게 주어진다.
유사한 배치가 4개의 압전소자를 사용하여 구축될 수 있으며, 2개의 여분의 압전소자는 판 스프링 502 및 603을 대체한다. 이 경우에, 압전소자의 반대 쌍이 근육의 길항근 쌍과 같이 1차원에서 서로 작용한다.
그러나 이러한 정보매체와 판독 시스템은 한계를 겪는다.
첫째로, 광 스폿이 기본 데이터 영역에 정확하게 가해지기 위해서는 개구 어레이를 매립하는 주사장치의 평면이 정보 평면에 대해 영구히 평행해야 한다. 주사장치가 움직이기 때문에, 예를 들어 충격 때문에 이와 같은 조건이 자주 고려되지 않을 수 있다. 이것은 데이터 복구에 오류를 발생한다.
둘째, 온도 변화에 따라, 주사장치 및/또는 정보매체의 형상이 변하여, 광 스폿의 주기와 기본 데이터 영역의 주기간의 차이를 발생할 수 있다. 이것도 데이터 복구의 오류를 발생한다.
마지막으로, 이와 같은 주사장치의 사용은 여전히 많은 수의 가동부재를 요구하며, 이것은 줄어든 크기의 판독장치에서 그것의 실현을 못하게 만든다.
본 발명의 목적은 데이터 복구를 증진시키고 더 콤팩트한 부피를 갖는 판독장치에서 판독될 수 있는 정보매체를 제공하는 것이다. 이 목표를 위해, 본 발명에 따른 정보매체는,
- 기본 데이터 세트를 저장하도록 의도된 데이터 층과,
- 참조 빔에 응답하여 광 스폿의 어레이를 발생하기 위한 회절 구조를 포함하는 홀로그래픽 층을 구비하고, 상기 광 스폿 어레이가 상기 데이터 층에 가해지도록 의도된 것을 특징으로 한다.
광 스폿의 어레이가 판독장치 내부에 놓인 광학부재(개구 어레이, 또는 렌즈 어레이)에 의해 생성되는 종래기술과 대조적으로, 여기서는 광 스폿 어레이가 홀로그래픽 층에 의해 정보매체 자체에 의해 발생된다. 홀로그래픽 층과 데이터 층이 이에 따라 도일한 패키지에 집적된다.
이와 같은 집적이 정보매체를 제조하는 동안 수행되어, 광 스폿과 데이터 층 사이의 정렬이 보장되는 것으로 가정할 수 있다.
홀로그래픽 층과 데이터 층이 동일한 패키지에 집적되기 때문에, 예를 들어 온도 변화 및/또는 기계적인 제약에 의해 발생된 정보매체의 크기의 변화가 광 스폿 어레이와 데이터 층 사이의 동일한 크기의 변화를 뜻한다. 이 결과, 정보매체가 변형에 대해 더 큰 강인성을 갖는다.
또한 본 발명의 목적은 상기한 데이터 층과 홀로그래픽 층을 구비한 정보매체를 구비한 시스템과, 상기 정보매체에서 데이터를 복구하는 판독장치를 제공하는 것이다.
이 정보매체는 여전히 변함없이 매우 얇아, 이 정보매체의 판독을 담당하고 있는 이와 같은 판독장치의 크기를 눈에 띄게 줄일 수 있게 한다. 종래의 대책과 대조적으로, 광 스폿 어레이를 발생하는 수단이 더 이상 판독장치 내부에 실현되지 않으므로, 판독장치의 크기가 줄어들 수 있다.
또한 본 발명의 목적은 이전에 설명한 것과 같이 데이터 층과 홀로그래픽 층을 구비한 정보매체를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 데이터 층만을 구비한 정보매체에 저장된 데이터를 판독하는 시스템에 관한 것이다. 이와 같은 목적을 위해, 시스템은,
- 참조 빔을 발생하는 광원과,
- 상기 참조 빔에 응답하여 상기 데티터 층에 가해지도록 의도된 광 스폿 어레이를 발생하는 회절 구조를 구비한 홀로그래픽 층과,
- 상기 광 스폿 어레이에 응답하여 상기 정보매체에 의해 발생된 출력 광 빔의 어레이에서 상기 데이터를 검출하는 검출기를 구비한다.
본 발명에 따른 제 1 판독 시스템과 비교할 때, 홀로그래픽 층이 정보매체에서 분리되고, 즉 이것이 판독장치 자체의 일부이다. 이것은 광 스폿이 데이터 매체에 잘 포커스되도록 하면서 비용효율적인 정보매체을 발생하기 때문에 dfl할 수도 있다.
또한 본 발명의 목적은 본 발명에 따른 이와 같은 시스템을 실현하는 다수의 판독장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 상세한 설명과 다른 국면은 이하에서 주어진다.
본 발명의 특정한 국면을 이하에서 설명하며 다음의 도면과 연계하여 고려되는 실시예를 참조하여 설명한다.
도 1은 정보매체를 판독하는 시스템을 나타낸 것이다.
도 2는 광 스폿의 어레이를 발생하는 역할을 하는 광학부재를 나타낸 것이다.
도 3은 정보매체를 판독하는 상기 시스템의 상세도이다.
도 4는 예를 들기 위해 정보매체의 매크로셀 주사의 원리를 나타낸 것이다.
도 5는 정보매체를 주사하는 제 1 배치를 나타낸 것이다.
도 6은 정보매체를 주사하는 제 2 배치를 나타낸 것이다.
도 7은 상기 제 2 배치의 상세한 부재들을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 정보매체를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따라 정보매체의 홀로그래픽 층에 회절 구조를 기록하기 위한 제 1 배치를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명에 따라 정보매체의 홀로그래픽 층에 회절 구조를 기록하기 위한 제 2 배치를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명에 따른 정보매체를 판독하는 제 1 시스템을 나타낸 것이다.
도 12는 종래의 정보매체를 판독하는 제 2 시스템을 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명에 따른 정보매체를 판독하는 시스템을 구비한 다수의 장치를 나타낸 것이다.
이하에서, 정보매체가 2차원 장치이지만, 이해를 위해 1차원 장치에만 근거하여 설명이 주어진다.
도 8은 본 발명에 따른 정보매체(801)를 나타낸 것이다. 이 정보매체(801)는 기본 데이터 세트를 저장하도록 의도된 데이터 층(802)을 구비한다.
이 정보매체(801)는 참조 빔에 응답하여 광 스폿 어레이를 발생하는 홀로그래픽 층(803)을 더 구비하고, 상기 광 스폿 어레이는 상기 데이터 층(802)에 가해지도록 의도된다. 홀로그래픽 층은 상기 데이터 층(802)과 접촉하여 단일 패키지를 형성한다. 홀로그래픽 층(803)은 정보매체를 제조하는 동안 생성된 회절 구조(804)를 구비하며, 상기 히절 구조는 상기 참조 빔에 응답하여 상기 광 스폿 어레이를 발생하도록 의도된다.
이해를 위해 높이를 과장한 홀로그래픽 층(803)은 박막 홀로그램이거나 용적 홀로그램을 구비하여도 된다.
홀로그램이 참조 빔의 파장보다 얇으면, 이것이 박막 홀로그램이다. 박막 홀로그램은 파장의 변동, 입사 광의 방향과 매체의 열 팽창에 내성을 갖는다. 이에 반해, 홀로그램이 파장보다 두꺼운 용적 홀로그래피의 회절 조건은 매우 엄격하다. 이것은 빛의 파장, 빛의 방향 및 홀로그래픽 층의 엄밀한 조정을 요구한다.
데이터를 저장하기 위해, 정보매체의 데이터 층(802)은 종래기수에 따라 도시된 인접하는 기본 데이터 영역(EDA1, EDA2, …)을 구비하여도 된다. 데이터는 유리하게 데이터 층에 굵은 사각형으로 나타낸 매크로셀(MC1, MC2, …)에 따라 배치된다. 이 경우에, 홀로그래픽 층에 의해 발생된 광 스폿의 주기 d는 유리하게 기본 데이터 영역의 주기 s의 정수 배수이다.
도 9는 정보매체의 홀로그래픽 층(902)에 포함된 (사선으로 해칭된 영역) 회절 구조(901)를 생성하는 배치를 나타낸 것이다. 이 경우는 용적 홀로그램을 생성하는 것에 대응한다.
이 배치는 참조 빔((03)과 광 스폿 어레이(904)를 상기 홀로그래픽 층에 가하는 단계를 포함한다. 참조 빔(903)은 콜리메이트되거나 수렴되거나 발산되거나 구조화되어도 된다. 광 스폿 어레이((04)는 데이터 층과 접촉하도록 의도된 홀로그래픽 층의 면에 가해지고, 참조 빔(903)은 데이터 층과 접촉하지 않는 홀로그래픽 층의 면에 가해진다. 이들 2개의 빔은 홀로그래픽 층(902)에서 간섭하여 상기 회절 구조(901)의 생성을 일으킨다.
회절 구조(901)는 재료의 광학 상수의 변조 패턴으로 구성된다. 이 변조 패턴은 홀로그래픽 층의 재료(예를 들면 폴리머 또는 모노머)의 굴절률의 변조 또는 재료의 흡광도의 변조일 수 있다.
데이터가 매크로 셀에 따라 배치되면, 홀로그래픽 층에 의해 발생된 광 스폿이 축 x를 따라 횡방향으로 변위할 수 있어야 하므로, 주어진 매크로 셀을 주사하는 역할을 담당하고 있는 주어진 광 스폿이 연속적으로 상기 매크로 셀의 모든 기본 데이터 영역에 가해진다. 따라서 주어진 매크로 셀의 기본 데이터 영역의 수만큼의 많은 수의 회절 구조가 홀로그래픽 층에 기록된다.
이 목적을 위해, 이 배치는 광 스폿 어레이(904)의 횡방향 위치를 증분적으로 수정하는 단계(이 횡방향 증분은 기본 데이터 영역의 주기 s와 같다), (정보매체의 표면에 평행한 축 x에 대해) 참조 빔((03)의 각도 α를 수정하는 단계를 포함한다. 광 스폿의 새로운 횡방향의 위치와 참조 빔의 새로운 각도 α의 조합은 이동된 광 스폿 어레이를 발생하기 위해 홀로그래픽 층에 새로운 회절 구조를 정의 및 기록할 수 있게 한다. 이와 같은 기술은 각도 다중화로 규정할 수도 있다.
이의 대안으로, 각도 α를 수정하는 대신에, 참조 빔의 파장을 약간 변형할 수도 있다. 이와 같은 기술은 파장 닺우화로 정의할 수도 있다. 이동 및 상관에 근거한 대책 등과 같은 홀로그래픽 데이터 저장 분야에서 공지된 다른 다중화 기술이 사용되어도 된다.
본 발명에 따른 장보매체의 제조를 완료하기 위해, 상기 홀로그래픽 층과 데이터 층을 접촉시키는 단계를 수행한다.
최종적으로, 상기 데이터 층에 데이터를 복제하는 단계를 수행한다.
도 10에 도시된 것과 같이, 광 스폿 어레이((04)는 레이저 빔(906)이 가해지는 입력에서 개구 어레이(905)에 의해 발생되어도 된다. 개구 어레이(905)는 이전에 설명한 탈보 효과를 이용한다. 이것은 D=z(m)=2·n·m·d2/λ가 되도록 하는 거리 D에 놓이며, n은 전파 공간의 굴절률이고, m은 배수 또는 약수이고 d는 개구의 주기적인 간격(즉 주기)이고 λ는 레이저 빔(906)의 파장이다. 개구 어레이(905)는 또한 다른 회절 구조를 기록하기 위해 축 x를 따라 액추에이터(도시하지 않음)에 의해 횔방향으로 변위할 수 있다.
이의 대안으로(도시하지 않음), 개구 어레이가 광 스폿 어레이(904)를 발생하는 공간 광 변조기(SLM)에 의해 교체되어도 된다. SLM은 독립적으로 어드레싱될 수 있는 픽셀들의 매트릭스로 구성된다. 각각의 픽셀은 그것을 통과하는 레이저 빔(906)의 진폭을 변화시킨다. 가장 간단한 형태에서 레이저 빔은 광 스폿 어레이를 형성하기 위해 완전히 투과되거나 완전히 흡수된다. 본 경우에, SLM은 2차원 바둑판 광 패턴을 정의하도록 어드레싱되어 광 스폿 어레이를 형성한다.
용적 홀로그램 대신에, 박막 홀로그램이 홀로그래픽 층에서 생성되어도 된다. 박막 홀로그램의 주요한 이점은 이것이 CD 및 DVD의 복제에 대한 것과 마찬가지로 엠보싱 단게에서 생성될 수 있다는 것??다.
이와 같은 목적을 위해, 마스터 홀로그램이 일단 생성된 후 복수의 정보매체에 홀로그램의 회절 구조를 스탬프로 찍기 위해 사용된다. 스탬프는 재료(예를 들 어 폴리에스터 재료)의 표면 구조를 변형한다.
홀로그램 엠보싱은, 예를 들어 Goodman의 책, "Introduction to Fourier Optics", McGraw Hill, second edition, page 328, section 9.6.6에서 당업자에게 알려져 있으므로, 더 이상의 설명이 주어지지 않는다.
홀로그램은 데이터 층의 반대면에 스탬프로 찍어지거나 2개의 기판 사이에 끼워질 수도 있다.
정보매체를 판독하는 동안, 엠보싱된 홀로그램?? 마스터가 이에 맞추어 기록되었다면, 모든 방향에서 와도 된다.
판독 동안에 참조 빔의 각도를 변경하는 것은 이동된 광 스폿 어레이를 발생한다.
도 11은 도 8에 따라 도시된 데이터 층과 홀로그래픽 층을 포함하는 정보매체(1101)를 판독하는 시스템을 나타낸 것이다.
이 정보매체는 기본 데이터 세트를 저장하도록 의도된 데이터 층(1102)과 참조 빔(1107)에 응답하여 광 스폿 어레이(1105)를 발생하기 위한 미리 기록된 회절 구고(1104)를 포함하는 홀로그래픽 층(11030을 구비하고, 상기 고아 스폿 어레이(1105)는 상기 데이터 층(1102)에 가해지도록 의도된다. 광 스폿은 데이터 층(1102)과 접촉하고 있는 홀로그래픽 층(1103)의 출구면에서 회절에 의해 재구성된다.
데이터 층(1102)에 저장된 데이터를 복구하기 위해, 판독부를 사용한다. 이 판독부는 위상 공역 참조 빔(1107)(즉, 홀로그램을 생성하기 위해 사용된 도 9 및 도 10에 도시된 참조 빔(903)의 방향과 반대의 방향을 갖는다)을 발생하는 광원(1106)과, 정보매체(1101)에 평행하게 놓이는 검출기(1108)(예를 들어 CMOS 검출기)를 구비한다. 검출기(1108)는 광 스폿(1105)에 응답하여 데이터 층(1102)의 출력에서 발생된 출력 광 신호(1109)의 레벨을 검출하는 역할을 담당하고 있다. 데이터 검출의 원리는 종래기술 부분에서 설명한 것과 같다.
데이터가 데이터 층(1102)의 매크로셀에 따라 배치되면, 광 스폿이 축 x를 따라 횡방향으로 연속적으로 이동하여 주어진 매크로셀을 형성하는 각각의 기본 데이터 영역에 가해진다.
홀로그래픽 층(1103)의 회절 구조가 각도 가둥화 기술에 따라 기록되었으면, 시스템은 상기 참조 빔(1107)의 각도 α를 변화시키는 액추에이터를 구비한다. 예를 들어, 이와 같은 액추에이터는 점 ) 주위에서 광원(1106)을 회전시키는 역할을 담당하고 있는 스텝 모터(미도시), 또는 이의 대안으로 레이저 공급원의 광 경로에 놓인 액정 편행기에 대응할 수 있다.
이의 대안으로, 홀로그래픽 층의 회절 구조가 파장 다중화 기술에 따라 기록되었으면, 시스템은 참조 빔(1107)의 파장을 변화시키는 변조기를 구비한다. 예를 들면, 분포 궤환형(DFB) 레이저 공급원, 또는 다른 파장이 레이저 캐비티로 복귀하도록 틸트되는 격자를 이용하는 외부 캐비티 레이저(external cavity laser, ECL)의 사용과 같이, 본 발명의 당업자가 알고 있는 대책을 사용하여 참조 빔의 파장을 변조할 수 있다.
도 12는 도 1 및 도 3에 도시된 것과 같은 데이터 층만을 포함하는 정보매 체(1201)에 저장된 데이터를 판독하는 시스템을 나타낸 것이다.
이 시스템은 참조 빔(1203)을 발샐하는 광원(1202)을 구비한다.
이 시스템은 상기 참조 빔에 응답하여 광 스폿 어레이(1206)를 발생하는 회절 구조(1205)를 구비한 홀로그래픽 층(1204)을 더 구비하며, 상기 광 스폿의 어레이는 상기 데이터 층에 가해지도록 의도된다.
이 시스템은 홀로그래픽 층(1204)이 정보매체에서 분리되어 있는 점만이, 즉 이것이 판독장치 그 자체의 일부인 점만이 도 11의 시스템과 다르다.
이 시스템은 상기 광 스폿 어레이에 응답하여 상기 정보매체에 의해 발생된 출력 광 빔 어레이(1208)에서 상기 데이터를 검출하는 검출기(1207)를 더 포함한다.
이 시스템의 다른 특징은 도 11에서와 같이 동작한다.
도 13에 도시된 것과 같이, 도 11 및 도 12에 따른 판독 시스템은 판독장치 RA(예를 들어, 홈 플레이어 장치, …), 포터블 장치 PD(예를 들면 개인휴대단말, 포터블 컴퓨터, 게임 플레이어, …), 또는 휴대폰 MT로 유리하게 실현될 수도 있다. 이들 장치는 정보매체 IC를 수납하도록 의도된 개구(OP)를 구비한다.
동사 "구비한다"는 청구항에 열거된 것과 다른 부재의 존재를 제외하는 것이 아니다.

Claims (14)

  1. 기본 데이터 세트를 저장하도록 의도된 데이터 층(802)과,
    참조 빔에 응답하여 광 스폿 어레이를 발생하기 위한 회절 구조(804)를 포함하는 홀로그래픽 층(803)을 구비하고, 상기 광 스폿 어레이가 상기 데이터 층(802)에 가해지도록 의도된 것을 특징으로 하는 정보매체(801).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 홀로그래픽 층(803)은 박막 홀로그램을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보매체.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 기본 데이터를 저장하도록 의도된 인접하는 기본 데이터 영역(EDA1, EDA2, …)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보매체.
  4. 제 3항에 있어서,
    광 스폿의 주기(d)는 상기 기본 데이터 영역(EDA1, EDA2, …)의 주기(s)의 배수인 것을 특징으로 하는 정보매체.
  5. 정보매체(1101)와 판독부를 구비한 시스템으로서,
    상기 정보매체(1101)는,
    기본 데이터 세트를 저장하도록 의도된 데이터 층(1102)과,
    회절 구조(1104)를 포함하는 홀로그래픽 층(1103)을 구비하고,
    상기 판독부는,
    상기 회절 구조(1104)에 가해지도록 의도된 참조 빔(1107)을 발생하여 상기 데이터 층(1102)에 가해지도록 의도된 광 스폿 어레이(1105)를 발생하는 광원(1106)과,
    상기 광 스폿 어레이(1105)에 응답하여 상기 데이터 층(1102)의 출력에서 발생된 출력 광 신호(1109)의 레벨을 검출하는 검출기(1108)를 구비한 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 데이터 층을 포함하는 정보매체에 저장된 데이터를 판독하는 시스템으로서,
    참조 빔(1203)을 발생하는 광원(1202)과,
    상기 참조 빔(1203)에 응답하여 상기 데이터 층에 가해지도록 의도된 광 스폿 어레이(1206)를 발생하는 회절 구조(1205)를 포함하는 홀로그래픽 층(1204)과,
    상기 광 스폿 어레이(1206)에 응답하여 상기 정보매체에 의해 발생된 출력 광 빔 어레이(1208)에서 상기 데이터를 검출하는 검출기(1207)를 구비한 것을 특징으로 하는 판독 시스템.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 참조 빔의 각도(α)를 변화시키는 액추에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 판독 시스템.
  8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 광원은 상기 참조 빔의 파장을 변화시키는 변조기를 구비한 것을 특징으로 하는 판독 시스템.
  9. 제 5항, 제 6항, 제 7항 또는 제 8항 중 어느 한 항에 청구된 시스템을 구비한 포터블 장치.
  10. 제 5항, 제 6항, 제 7항 또는 제 8항 중 어느 한 항에 청구된 시스템을 구비한 휴대폰.
  11. 제 5항, 제 6항, 제 7항 또는 제 8항 중 어느 한 항에 청구된 시스템을 구비한 게임기.
  12. 정보매체를 제조하는 방법으로서,
    홀로그래픽 층에 참조 빔과 광 스폿 어레이를 가하여 상기 홀로그래픽 층에 회절 구조를 기록하는 단계와,
    상기 광 스폿 어레이의 다른 횡방향 위치에 대해 상기 참조 빔의 각도를 변화시키는 단계와,
    데이터 층을 상기 홀로그래픽 층과 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보매체 제조방법.
  13. 정보매체를 제조하는 방법으로서,
    홀로그래픽 층에 참조 빔과 광 스폿 어레이를 가하여 상기 홀로그래픽 층에 회절 구조를 기록하는 단계와,
    상기 광 스폿 어레이의 다른 횡방향 위치에 대해 상기 참조 빔의 파장을 변화시키는 단계와,
    데이터 층을 상기 홀로그래픽 층과 접촉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보매체 제조방법.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 데이터 층에 데이터를 복제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정보매체 제조방법.
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