KR100619052B1 - Hologram memory medium, recording apparatus therefor, and reproducing apparatus therefor - Google Patents

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Abstract

참조광과 물체광이 동일 광경로상에 전파되는 광학계에 있어서 공간분리와 편광분리 모두를 병용함으로써 산란광 노이즈의 영향을 최대한 저감시키면서 대용량화를 실현할 수 있는 홀로그램 메모리 매체 및 그 기록장치와 재생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In the optical system in which the reference light and the object light propagate on the same optical path, by using both spatial separation and polarization separation together, a hologram memory medium capable of realizing a large capacity while minimizing the influence of scattered light noise, and providing a recording apparatus and a reproducing apparatus For the purpose of

물체광과 참조광을 조사하여 해당 물체광의 정보를 간섭 줄무늬로서 기록하는 기록층과, 해당 기록층을 기록면측 및 해당 기록면에 대향하는 측 사이에 두도록 배치되어 입사광의 편광상태를 변화시키는 제1 및 제2의 위상차막을 가짐으로써 산란광 노이즈의 영향을 최대한 저감시키면서 대용량화를 실현할 수 있는 홀로그램 메모리 매체를 제공한다.First and second recording layers for irradiating the object light and the reference light to record information of the object light as interference stripes, and having the recording layer between the recording surface side and the side opposite to the recording surface to change the polarization state of the incident light; By providing a phase difference film of 2, a hologram memory medium capable of realizing a large capacity while minimizing the influence of scattered light noise is provided.

Description

홀로그램 메모리 매체, 그 기록장치 및 재생장치{Hologram memory medium, recording apparatus therefor, and reproducing apparatus therefor}Hologram memory medium, recording apparatus therefor, and reproducing apparatus therefor}

도 1은 본 실시예에서의 홀로그램 메모리 매체의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a hologram memory medium in the present embodiment.

도 2는 본 실시예에서의 기록 재생장치의 광학계의 구성도이다.2 is a configuration diagram of an optical system of the recording and reproducing apparatus in this embodiment.

도 3은 본 실시예에서의 상(像)면의 구성도이다.3 is a configuration diagram of the upper surface in the present embodiment.

도 4는 본 실시예에서의 λ/2판의 구성도이다.4 is a configuration diagram of the λ / 2 plate in the present embodiment.

도 5는 본 실시예에 의한 기록 재생장치에서의 기록 동작을 도시한 도면이다.5 is a diagram showing a recording operation in the recording and reproducing apparatus according to the present embodiment.

도 6은 본 실시예에 의한 기록 재생장치에서의 재생 동작을 도시한 도면이다.6 is a diagram showing a reproducing operation in the recording and reproducing apparatus according to the present embodiment.

도 7은 홀로그램 메모리 매체의 반사층을 변경한 경우의 기록 동작을 도시한 도면이다.7 is a diagram showing a write operation when the reflective layer of the hologram memory medium is changed.

도 8은 홀로그램 메모리 매체의 반사층을 변경한 경우의 재생 동작을 도시한 도면이다8 is a diagram showing a reproduction operation when the reflective layer of the hologram memory medium is changed;

도 9는 종래예에서의 산란광량과 회절효율의 관계를 도시한 도면이다.9 is a diagram showing the relationship between the amount of scattered light and the diffraction efficiency in the conventional example.

도 10은 대물렌즈의 개구수와 홀로그램 다중수의 관계를 도시한 도면이다.10 is a diagram showing the relationship between the numerical aperture and the hologram multiple number of the objective lens.

도 11은 회절효율과 홀로그램 다중수의 관계를 도시한 도면이다.11 is a diagram showing a relationship between diffraction efficiency and hologram multiple numbers.

도 12는 종래예의 광학계를 도시한 도면이다.12 is a view showing an optical system of a conventional example.

<부호의 설명><Description of the code>

1…커버층 2…위상차막 A(λ/4막)One… Cover layer 2... Phase difference film A (λ / 4 film)

3…기록층 4…위상차막 B(λ/4막)3... . Recording layer 4.. Phase difference film B (λ / 4 film)

5…콜레스테릭 액정필터 6…색필터5... Cholesteric liquid crystal filter 6. Color filter

7…기판 8…반사층7... Substrate 8.. Reflective layer

11…반도체 레이저 12…빔익스팬더11... Semiconductor laser 12. Beam expander

13…편광 빔스플리터 14a,14b,14c…λ/4판13... Polarizing beam splitters 14a, 14b, 14c... λ / 4 plate

15…공간광 변조기(SLM) 16…집광렌즈15... Spatial light modulator (SLM) 16. Condenser

17…조리개 18…거울17... Aperture 18... mirror

19…λ/2판 20…빔스플리터19... λ / 2 plate 20... Beam splitter

21…검광자 22…화상 센서21... Analyzer 22... Image sensor

23…대물렌즈23... Objective

본 발명은 메모리 매체에 관한 것으로서, 특히 정보를 물체광과 참조광에 의한 간섭 줄무늬로서 기록하는 홀로그램 메모리 매체 및 이 홀로그램 메모리 매체에 정보를 기록하는 기록장치와 기록된 정보를 재생하는 재생장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a memory medium, and more particularly, to a hologram memory medium for recording information as interference fringes by object light and reference light, a recording device for recording information on the hologram memory medium, and a reproduction device for reproducing the recorded information. .

홀로그래피를 이용하여 기록매체에 정보를 기록하는 홀로그램 기록 방식은, 기록하려는 화상 정보를 가진 광(이하 물체광)과 참조광이라고 불리는 광을 홀로그램 메모리 매체 안에서 중합시키고 그 간섭 줄무늬를 홀로그램 메모리 매체 안에 기입함으로써 실행된다.The hologram recording method of recording information on a recording medium using holography is performed by polymerizing a light (hereinafter referred to as object light) and a reference light having image information to be recorded in a hologram memory medium and writing the interference stripes into the hologram memory medium. Is executed.

기록된 정보를 재생하는 경우, 기록 시에 사용한 참조광과 동일한 참조광을 홀로그램 메모리 매체에 조사하고 간섭 줄무늬로부터의 회절에 의해 기록된 화상 정보를 재생한다. 홀로그램 기록 방식은, 홀로그램 메모리 매체의 두께 방향 또한 이용하여 3차원적으로 간섭 줄무늬를 기록하는 방식이며, 공간적으로 동일한 부분에 2차원 화상 정보를 다중 기록할 수 있기 때문에 CD나 DVD로 대표되는 표면 2차원형 메모리에 비해 비약적인 기록 용량의 향상이 기대되고 있다.When the recorded information is reproduced, the same reference light as the reference light used at the time of recording is irradiated to the hologram memory medium, and the recorded image information is reproduced by diffraction from the interference fringe. The hologram recording method is a method of recording interference fringes three-dimensionally by using the thickness direction of the hologram memory medium, and since two-dimensional image information can be multiplely recorded in the same spatial part, the surface 2 represented by CD or DVD is represented. A significant improvement in recording capacity is expected compared to the dimensional memory.

이러한 홀로그램 기록 재생장치는 물체광과 참조광 2가지 광의 간섭을 이용한 간섭계에 속하는 것인데 간섭계에서는 2개의 광을 안정적인 상태로 중합시키는 것이 매우 어렵고 지금까지도 여러가지 연구가 이루어져 왔다. 그 중에서도 미소한 단차 측정 등의 장치에 있어서는 공통 광경로형 간섭계라고 불리는 광학계가 사용되어 왔다. Such a hologram recording and reproducing apparatus belongs to an interferometer using interference of two light beams of an object light and a reference light beam. In the interferometer, it is very difficult to polymerize two lights in a stable state and various studies have been made until now. Among them, an optical system called a common optical path type interferometer has been used in devices such as minute step measurement.

이와 같은 광학계에서는 중합시키는 2개의 광이 같은 광경로를 따라 전달되기 때문에 진동 등의 외란이나 공기의 동요에 의한 광경로 변동의 영향이 2개의 광에 동일하게 작용하고 그들 영향은 서로 캔슬(cancel)되기 때문에 광경로 변동의 영향을 받지 않는 안정적인 장치가 실현되어 있다. 예를 들면 노말스키(Nomarski) 간섭계 혹은 노말스키 현미경으로 불리는 장치는 이와 같은 장치의 대표로서 널리 일반적으로 이용되고 있는 것이다. 아울러 공통 광경로형 간섭계에서는 2개의 광이 동일 광경로를 따라 전달됨으로써 광학계의 간소화, 소형화도 용이하다는 잇점도 가지고 있다.In such an optical system, since two light to be polymerized are transmitted along the same optical path, the influence of optical path fluctuation due to disturbance such as vibration or agitation of air acts on the two light equally, and their effects cancel each other. Therefore, a stable device that is not affected by optical path fluctuations is realized. For example, a device called a Nomarski interferometer or a Normalsky microscope is widely used as a representative of such a device. In addition, in the common optical path type interferometer, two light beams are transmitted along the same optical path, so that the optical system can be simplified and downsized.

도 12는 이와 같은 공통 광경로의 잇점을 살린 홀로그램 기록 재생장치에서의 광학계의 개략도이다(예를 들면 미국 특허 제6108110호 공보 참조). 도 12에 도시한 바와 같이 광학계의 중심 부근에는 공간광 변조기(Spatial Light Modulator: SLM)가 배치되어 2차원의 디지털 화상으로 변환된 기록 정보가 SLM에 표시된다. 이 SLM에서 광강도 변조를 받은 광이 정보를 가진 물체광이 된다.Fig. 12 is a schematic diagram of an optical system in a hologram recording and reproducing apparatus that takes advantage of such a common optical path (see, for example, US Patent No. 6108110). As shown in FIG. 12, a spatial light modulator (SLM) is disposed near the center of the optical system, and recording information converted into a two-dimensional digital image is displayed on the SLM. In this SLM, light subjected to light intensity modulation becomes object light with information.

이 물체광의 바깥쪽에는 참조광이 배치되어 있으며 이들 2개의 광을 홀로그램 메모리 매체 안에서 중합시킴으로써 간섭 줄무늬를 기록한다. 이 때 홀로그램 메모리 매체를 약간 회전시켜 위치를 비켜 놓음으로써 물체광으로부터의 정보를 홀로그램 메모리 매체에 다중 기록해 나간다. 재생시에는 SLM에서부터 출사되는 광을 완전히 차단하고 참조광만을 기록된 간섭 줄무늬에 조사하여 이 간섭 줄무늬에서 재생된 화상 정보를 CCD 등의 2차원 화상 센서에 의해 수광하고 정보를 재생한다.A reference light is disposed outside the object light, and interference fringes are recorded by polymerizing these two lights in a hologram memory medium. At this time, the hologram memory medium is rotated a little to shift the position, thereby multiplexing information from the object light onto the hologram memory medium. At the time of reproduction, the light emitted from the SLM is completely blocked, and only the reference light is irradiated to the recorded interference fringe, and the image information reproduced from this interference fringe is received by a two-dimensional image sensor such as a CCD to reproduce the information.

상술한 바와 같이 홀로그램 기록으로는 홀로그램 메모리 매체상의 동일 부분에 많은 화상 정보를 다중 기록할 수 있기 때문에 홀로그램 메모리 매체의 두께를 늘리면 원리적으로는 용량의 상한은 없다. 그러나 현실적으로는 여러가지 요인에 의해 홀로그램 메모리 매체의 기록 용량은 제한되고 그 중에서도 렌즈 등의 광학소자나 홀로그램 메모리 매체에서 발생하는 산란광이 큰 문제가 된다.As described above, in the hologram recording, a large number of image information can be recorded in the same portion on the hologram memory medium. Therefore, if the thickness of the hologram memory medium is increased, there is no upper limit in principle. However, in reality, the recording capacity of a hologram memory medium is limited by various factors, and scattered light generated in an optical element such as a lens or a hologram memory medium is a major problem.

일반적으로는 다중 화상의 수(간섭 줄무늬의 수)가 증가하면 개개의 간섭 줄무늬에서 회절되는 재생광의 회절 효율이 급격하게 저하된다. 한편 렌즈 등의 광 학소자나 홀로그램 메모리 매체 등에 광이 조사된 경우 광학소자나 홀로그램 메모리 매체의 표면 거칠기나 재질의 불균일성으로 인해 산란광이 발생한다. 이러한 산란광을 전부 없애는 것은 현실적으로는 불가능하며 참조광에서 화상 센서 안에 섞이는 산란광이 적지 않게 존재한다. 그리고 이와 같은 광은 광학적인 노이즈로서 회절 효율이 낮은 재생광의 검출에 방해가 된다. 따라서 최종적으로 기록되는 용량의 상한은 재생광의 광강도와 산란광의 광강도의 비(소위 S/N비)에 의해 결정된다.In general, as the number of multiple images (the number of interference stripes) increases, the diffraction efficiency of the reproduced light diffracted in the individual interference stripes decreases drastically. On the other hand, when light is irradiated to an optical element such as a lens or a hologram memory medium, scattered light is generated due to the surface roughness of the optical element or the hologram memory medium or the nonuniformity of the material. It is practically impossible to eliminate all such scattered light, and there is not much scattered light mixed in the image sensor in the reference light. Such light interferes with detection of reproduction light having low diffraction efficiency as optical noise. Therefore, the upper limit of the finally recorded capacity is determined by the ratio (the so-called S / N ratio) of the light intensity of the reproduced light and the light intensity of the scattered light.

그러나 도 12에 도시한 광학계에서도 참조광과 물체광이 같은 광학계를 따라 전달되기 때문에, 기록 재생장치로서는 안정적이며 게다가 장치의 소형화를 기대할 수 있지만, 공통 광경로이기 때문에 상기 산란광이 화상 센서 안에 들어가기 쉽다는 문제점이 있다. 따라서 지금까지 도 12에 도시한 공통 광경로형의 홀로그램 기록 재생 광학계에서는 기록 용량의 대용량화가 달성되지 않았다.However, even in the optical system shown in FIG. 12, since the reference light and the object light are transmitted along the same optical system, the recording and reproducing apparatus is stable, and further miniaturization of the apparatus can be expected. However, since the scattered light easily enters the image sensor because it is a common optical path. There is a problem. Therefore, the capacity of recording capacity has not been achieved so far in the hologram recording / reproducing optical system of the common optical path type shown in FIG.

도 10은 현행 CD와 동일한 기록 면적을 가진 홀로그램 메모리 매체를 상정하여 기록하는 정보의 용량을 0.2 테라바이트, 0.5 테라바이트, 1 테라바이트로 한 경우에 대해서 대물렌즈의 개구수(NA)와 다중되는 홀로그램수의 관계를 계산한 것이다. 일반적인 대물렌즈의 개구수를 0.5 정도로 하면 기록 용량을 0.2 테라바이트로 했을 때의 홀로그램 다중수는 400 정도, 0.5 테라바이트에서는 1000 정도, 1 테라바이트에서는 2000 정도로 예상된다.Fig. 10 is multiplied by the numerical aperture (NA) of the objective lens in the case where the capacity of information recorded assuming a hologram memory medium having the same recording area as the current CD is 0.2 terabyte, 0.5 terabyte, or 1 terabyte. The relationship between the number of holograms is calculated. When the numerical aperture of the general objective lens is about 0.5, the hologram multiple number when the recording capacity is 0.2 terabyte is expected to be about 400, about 1,000 at 0.5 terabyte, and about 2000 at 1 terabyte.

도 11은 회절효율과 홀로그램 다중수의 관계를 도시한 도면이다.11 is a diagram showing a relationship between diffraction efficiency and hologram multiple numbers.

회절 효율(η)은 기록 재료의 특성을 나타내는 M넘버(M#)를 홀로그램의 다중수(M)로 나눈 것의 제곱에 상당하며, 예를 들면 홀로그램 기록 재료의 일반적인 M넘버를 M#=5로 하면 홀로그램 다중수(M)가 M=1000일 경우 회절 효율(η)은 η=2.5×10-5 정도, 홀로그램 다중수(M)가 M=2000일 경우 회절 효율(η)은 η= 6.3×10-6 정도로 추정된다.The diffraction efficiency (η) corresponds to the square of the M number (M #) representing the characteristics of the recording material divided by the multiple number (M) of the hologram. For example, the general M number of the hologram recording material is M # = 5. If the hologram multiple number (M) is M = 1000, the diffraction efficiency (η) is about η = 2.5 × 10 -5 , and when the hologram multiple number (M) is M = 2000, the diffraction efficiency (η) is η = 6.3 × It is estimated to be about 10 -6 .

도 9는, 도 12에 나타낸 종래의 홀로그램 디스크 스토리지 시스템에서 측정된 산란광량과 그에 대한 회절 효율(η)의 관계를 도시한 도면인데 이 도면에 의하면 종래의 시스템에서는 산란광에 의한 제한에 의해 최소의 회절 효율(η)을 η=1×10-2 정도까지만 낮출 수 있으며 상기와 같은 테라바이트 상당의 기록용량에서 요구되는 η=1×10-5 정도의 작은 회절 효율을 검출할 수 없었다.FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the amount of scattered light measured in the conventional hologram disk storage system shown in FIG. 12 and its diffraction efficiency (η). The diffraction efficiency η can be reduced only to η = 1 × 10 −2 , and a small diffraction efficiency of η = 1 × 10 −5, which is required for a terabyte equivalent recording capacity, could not be detected.

도 12에 도시한 종래의 방식으로는 광학계의 중심 부근을 물체광이 차지하고 그 주위를 에워싸도록 참조광이 배치되어 있으며 참조광과 물체광의 분리는 공간적으로 실행되어 왔지만 산란광은 문자 그대로 모든 방향으로 전파되는 성분을 포함하고 있기 때문에 이와 같은 공간적인 분리만으로 모든 산란광을 제거하는 것은 매우 어렵다.In the conventional method shown in FIG. 12, the reference light is disposed so that the object light occupies and surrounds the center of the optical system, and separation of the reference light and the object light has been spatially performed, but scattered light is literally propagated in all directions. Because of the components, it is very difficult to remove all scattered light by such spatial separation alone.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 참조광과 물체광이 동일 광경로 위에 전파되는 광학계에 있어서, 공간적인 분리에 더해 편광을 이용하여 산란광 노이즈의 영향을 최대한 저감시키면서 대용량화를 실현할 수 있는 홀로그램 메모리 매체, 그 기록장치 및 재생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a hologram memory medium capable of realizing a large capacity while minimizing the influence of scattered light noise by using polarization in addition to spatial separation in an optical system in which a reference light and an object light propagate on the same optical path. It is an object of the present invention to provide a recording apparatus and a reproduction apparatus.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 다음과 같은 홀로그램 메모리 매체, 그 기록장치 및 재생장치를 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention provides the following holographic memory medium, its recording apparatus and reproducing apparatus.

청구항 1에 관한 발명은, 물체광과 참조광을 조사하여 해당 물체광의 정보를 간섭 줄무늬로서 기록하는 기록층과, 상기 기록층을 사이에 두고, 상기 기록측의 기록면측 및 상기 기록면에 대향하는 측에 각각 배치되어, 입사광의 편광 상태를 변화시키는 제1 및 제2 위상차막을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체를 제안하고 있다.The invention according to claim 1 is provided with a recording layer for irradiating object light and reference light and recording information of the object light as an interference fringe, and on the recording surface side of the recording side and the side opposite to the recording surface with the recording layer therebetween. A hologram memory medium has been proposed which includes first and second retardation films arranged respectively to change the polarization state of incident light.

본 발명에 의하면 기록층을 사이에 두고 배치된 제1 및 제2 위상차막에 의해 물체광과 참조광의 편광상태가 변화된다. 따라서 홀로그램 메모리 매체에 입사될 때까지의 물체광 및 참조광을 다른 편광상태로 하여 물체광만을 반사층에서 반사시키고 제2 위상차막을 2회 투과시킴으로써 물체광의 반사광과 참조광을 동일한 편광상태로 하여 간섭 줄무늬를 형성할 수 있다.According to the present invention, the polarization states of the object light and the reference light are changed by the first and second retardation films arranged with the recording layer therebetween. Therefore, by reflecting only the object light in the reflective layer with the object light and the reference light until it is incident on the hologram memory medium and transmitting the second retardation film twice, interference stripes are formed by reflecting the object light and the reference light in the same polarization state. can do.

청구항 2에 관한 발명은, 청구항 1에 기재된 홀로그램 메모리 매체에 있어서, 상기 제2 위상차막면에 접촉하여 설치된 반사층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체를 제안하고 있다.The invention according to claim 2 proposes a hologram memory medium, further comprising a reflective layer provided in contact with the second retardation film surface in the hologram memory medium according to claim 1.

또 청구항 3에 관한 발명은 청구항 2에 기재된 홀로그램 메모리 매체에 있어서, 상기 반사층이 상기 물체광만을 선택적으로 반사하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체를 제안하고 있다.The invention according to claim 3 proposes a hologram memory medium in the hologram memory medium according to claim 2, wherein the reflective layer selectively reflects only the object light.

본 발명에 의하면 제2 위상차막에 접촉하여 반사층을 설치함으로써 물체광과 참조광의 편광상태를 기록층 이외에서는 직교시키고 기록층 내만 일치시킬 수 있다. 또 반사층에 물체광만을 반사하는 기능을 부여함으로써 물체광과 참조광을 분리하여 산란광 노이즈의 영향을 최대한 저감시킬 수 있다.According to the present invention, by providing the reflective layer in contact with the second retardation film, the polarization states of the object light and the reference light can be orthogonal to each other except the recording layer, and only the recording layer can be matched. In addition, by providing a function of reflecting only object light to the reflective layer, the object light and the reference light can be separated to minimize the influence of scattered light noise.

청구항 4에 관한 발명은, 청구항 2에 기재된 홀로그램 메모리 매체에 있어서, 상기 반사층의 상기 제2 위상차막면에 접촉하는 면에 대향하는 면에 접촉하여 설치되고, 참조광을 흡수하는 필터층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체를 제안하고 있다.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a hologram memory medium according to claim 2, further comprising: a filter layer provided in contact with a surface opposite to a surface in contact with the second retardation film surface of the reflective layer and absorbing reference light. A holographic memory medium is proposed.

이 발명에 의하면 필터층이 반사층을 투과한 참조광을 흡수하기 때문에 물체광과 참조광을 분리하여 산란광 노이즈의 영향을 최대한 저감시킬 수 있다.According to this invention, since the filter layer absorbs the reference light transmitted through the reflection layer, the object light and the reference light can be separated to minimize the influence of the scattered light noise.

청구항 5에 관한 발명은, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 홀로그램 메모리 매체에 있어서 형상이 디스크 모양임을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체를 제안하고 있다.The invention according to claim 5 proposes a hologram memory medium characterized by the shape of a disk in the hologram memory medium according to any one of claims 1 to 4.

이 발명에 의하면 형상을 디스크 모양으로 함으로써 종래의 광디스크에 사용되는 기록 재생장치와 동일한 기구에 의해 홀로그램 메모리 매체로의 정보의 기록 재생을 실행할 수 있다.According to the present invention, the shape of the disc can be recorded and reproduced on the hologram memory medium by the same mechanism as that of the recording and reproducing apparatus used in the conventional optical disc.

청구항 6에 관한 발명은, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 홀로그램 메모리 매체에 있어서 형상이 카드 모양임을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체를 제안하고 있다.The invention according to claim 6 proposes a hologram memory medium characterized by the shape of a card in the hologram memory medium according to any one of claims 1 to 4.

이 발명에 의하면 형상을 카드 모양으로 함으로써 홀로그램 메모리 매체를 여러가지 분야에 응용할 수 있다.According to the present invention, the hologram memory medium can be applied to various fields by making the shape of the card.

청구항 7에 관한 발명은, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 홀로그 램 메모리 매체에 있어서 형상이 테이프 모양인 것을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체를 제안하고 있다.The invention according to claim 7 proposes a hologram memory medium, wherein the hologram memory medium according to any one of claims 1 to 4 has a tape shape.

이 발명에 의하면 형상을 테이프 모양으로 함으로써 홀로그램 메모리 매체를 여러가지 분야에 응용할 수 있다.According to the present invention, the hologram memory medium can be applied to various fields by making the tape shape.

청구항 8에 관한 발명은, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 홀로그램 메모리 매체에 정보를 기록하며, 상기 물체광과 참조광이 동일한 광학계를 따라 전달됨과 동시에 상기 기록층의 내부에서만 상기 물체광과 참조광의 편광상태가 일치하고 상기 기록층 이외에서는 상기 물체광과 참조광의 편광상태가 직교되어 있는 것을 특징으로 하는 기록장치를 제안하고 있다.The invention according to claim 8 records information in the hologram memory medium according to any one of claims 1 to 7, wherein the object light and the reference light are transmitted along the same optical system and the object light and the reference light are only inside the recording layer. The polarizing states of the same and the polarizing states of the object light and the reference light are orthogonal to each other except the recording layer.

청구항 9에 관한 발명은, 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 홀로그램 메모리 매체에 기록된 정보를 재생하며, 상기 물체광과 참조광이 동일한 광학계를 따라 전달됨과 동시에 상기 기록층의 내부에서만 상기 물체광과 참조광의 편광상태가 일치하고 상기 기록층 이외에서는 상기 물체광과 참조광의 편광상태가 직교되어 있는 것을 특징으로 하는 재생장치를 제안하고 있다.The invention according to claim 9 reproduces the information recorded in the hologram memory medium according to any one of claims 1 to 7, wherein the object light and the reference light are transmitted along the same optical system and at the same time the object light is only inside the recording layer. And a polarization state of the reference light coincide with each other and the polarization states of the object light and the reference light are orthogonal to each other except the recording layer.

이들 발명에 의하면 기록층 이외의 부분에서는 물체광과 참조광의 편광이 직교한 상태이며 참조광에서 발생하는 산란광은 참조광과 같은 편광이기 때문에 이 산란광을 검광자 등의 편광분리 소자에 의해 용이하게 제거할 수 있다.According to the present invention, since the polarization of the object light and the reference light is orthogonal in the parts other than the recording layer, and the scattered light generated from the reference light is the same polarized light as the reference light, the scattered light can be easily removed by a polarization separation element such as an analyzer. have.

이하 본 발명에 의한 홀로그램 메모리 매체, 그 기록장치 및 재생장치에 대해 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a hologram memory medium, a recording apparatus and a reproduction apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to Figs.

본 발명의 일 실시예에 의한 홀로그램 메모리 매체는, 도 1에 도시한 바와 같이 커버층(1)과 위상차막 A(λ/4막)(2)와 기록층(3)과 위상차막 B(λ/4막)(4)와 콜레스테릭 액정필터(5)와 색필터(6)와 기판(7)으로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, a hologram memory medium according to an embodiment of the present invention includes a cover layer 1, a phase difference film A (λ / 4 film) 2, a recording layer 3, and a phase difference film B (λ). / 4 film) 4, the cholesteric liquid crystal filter 5, the color filter 6, and the board | substrate 7 are comprised.

여기에서 위상차막 A(λ/4막)(2) 및 위상차막 B(λ/4막)(4)는 예를 들면 좌회전 원편광을 S편광으로, 우회전 원편광을 P편광으로, S편광을 우회전 원편광으로, P편광을 좌회전 원편광으로 변환한다. 기록층(3)은 예를 들면 포토 폴리머 등의 감광 재료로 구성되며 물체광과 참조광을 동일 부분에 조사함으로써 물체광의 정보를 간섭 줄무늬로서 기록한다.Here, the retardation film A (λ / 4 film) 2 and the retardation film B (λ / 4 film) 4 have left-sided circularly polarized light as S-polarized light, right-sided circularly polarized light as P-polarized light, and S-polarized light. Right-handed circularly polarized light converts P-polarized light into left-handed circularly polarized light. The recording layer 3 is made of a photosensitive material such as a photopolymer, for example, and records information of the object light as interference fringes by irradiating the object light and the reference light to the same portion.

콜레스테릭 액정필터(5)는 나선형의 주기 구조를 갖는 분자 배열을 가진 콜레스테릭 액정으로 구성되어 있으며 나선 주기로 정해지는 파장만 선택적으로 반사하는 광학소자이다. 이 특성은 분자 설계에도 의존하지만 예를 들면 우(右)나선배열 콜레스테릭 액정재료에서는 우(右)원편광을 전부 반사하고 좌(左)원편광은 전부 투과하는「원편광 2색성」을 가지고 있다.The cholesteric liquid crystal filter 5 is composed of a cholesteric liquid crystal having a molecular arrangement having a helical periodic structure and is an optical element that selectively reflects only a wavelength determined by a spiral period. This characteristic also depends on the molecular design, but for example, in the right helical cholesteric liquid crystal material, the circularly polarized dichroism reflects all of the right circularly polarized light and transmits all the left circularly polarized light. Have.

색필터(6)는 기록 재생용 광을 전부 흡수하는 광학소자이다. 또 커버층(1)은 홀로그램 메모리 매체 내부를 보호하기 위한 보호층이고, 기판(7)은 홀로그램 메모리 매체의 베이스를 이루는 부재이다.The color filter 6 is an optical element that absorbs all the recording and reproduction light. The cover layer 1 is a protective layer for protecting the inside of the hologram memory medium, and the substrate 7 is a member forming the base of the hologram memory medium.

다음에 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 기록 재생장치의 광학계에 대해 설명하기로 한다.Next, an optical system of a recording and reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

본 발명의 일 실시예에 따른 기록 재생장치의 광학계는, 도 2에 도시한 바와 같이 광원인 반도체 레이저(11)와, 반도체 레이저(11)에서 조사된 레이저광의 빔직경을 확대하는 빔익스팬더(12)와, 입사광을 편광함과 동시에 입사빔을 2개, 또 는 그 이상 분리된 빔으로 분할하는 편광빔스플리터(13)와, 입사광의 편광상태를 바꾸는 λ/4판(14a, 14b, 14c)과, 물체광을 생성하는 공간광 변조기(SLM)(15)와, 입사광을 집광하는 집광 렌즈(16)와, 집광 렌즈(16)의 초점 위치에 원형의 구멍을 갖는 조리개(17)와, 조리개(17)를 통과한 광을 반사하는 거울(18)과, 입사광의 편광상태를 바꾸는 λ/2판(19)과, 입사광을 2개 또는 그 이상 분리한 빔으로 분할하는 빔스플리터(20)와, 재생광과 직교한 광성분을 제거하는 검광자(21)와, 재생광을 수광 하는 화상 센서(22)와, 입사광을 집광하여 홀로그램 메모리 매체의 기록층(3)에 상을 형성하는 대물렌즈(23)로 구성되어 있다. 광원은 기록 재료에 감도가 있는 파장에 맞는 레이저라면 반도체 레이저가 아니어도 좋다.The optical system of the recording and reproducing apparatus according to the embodiment of the present invention includes a semiconductor laser 11 serving as a light source and a beam expander 12 which enlarges the beam diameter of the laser light emitted from the semiconductor laser 11 as shown in FIG. ), A polarizing beam splitter 13 for splitting incident light into two or more separate beams, and a λ / 4 plate 14a, 14b, 14c for changing the polarization state of the incident light. And a spatial light modulator (SLM) 15 for generating object light, a condenser lens 16 for condensing incident light, an aperture 17 having a circular hole at a focal point of the condenser lens 16, and an aperture A mirror 18 for reflecting the light passing through the light 17, a λ / 2 plate 19 for changing the polarization state of the incident light, a beam splitter 20 for dividing the incident light into two or more split beams, The analyzer 21 for removing the light component orthogonal to the reproduction light, the image sensor 22 for receiving the reproduction light, and the incident light The objective lens 23 forms an image on the recording layer 3 of the program memory medium. The light source may not be a semiconductor laser as long as it is a laser suitable for a wavelength sensitive to the recording material.

다음으로 도 2 내지 도 6을 참조하여 홀로그램 메모리 매체에 대한 정보의 기록, 재생 동작을 설명하기로 한다.Next, the recording and reproducing operation of the information on the hologram memory medium will be described with reference to FIGS. 2 to 6.

본 실시예에서는 홀로그램 메모리 매체로의 정보의 기록, 재생에 사용되는 반도체 레이저광(11)은 직선편광(S편광)으로 되어 있는 것으로 한다. 반도체 레이저(11)에서 사출된 레이저광은 빔익스팬더(12)에 의해 그 빔직경이 확대되고 편광빔스플리터(Polarized Beam Splitter: PBS)(13)에서 반사되어 λ/4판(14a)에서 우회전 원편광으로 변환된 후 공간광 변조기(Spatial Light Modulator: SLM)(15)에 입사한다.In this embodiment, the semiconductor laser light 11 used for recording and reproducing information on the hologram memory medium is assumed to be linearly polarized light (S polarized light). The laser beam emitted from the semiconductor laser 11 is enlarged by the beam expander 12 and reflected by the polarized beam splitter (PBS) 13 to rotate right in the λ / 4 plate 14a. After conversion to polarized light, it enters a spatial light modulator (SLM) 15.

본 실시예에서는 도 3에 도시한 바와 같이 광학계의 상(像)면에 물체광과 참조광 두 개가 배치되어 있다. 더욱이 도 3에서는 일례로서 물체광이 광학계의 중심을 차지하고 그 바깥쪽에 참조광을 배치하고 있는데 예를 들면 물체광과 참조광 의 위치 관계가 반대가 되어도 상관 없다. 또 이 도면에 도시한 물체광은 직사각형의 내부를 차지하고 있는데 예를 들면 원형이어도 전혀 문제는 없다.In this embodiment, as shown in Fig. 3, two object light and reference light are arranged on the image plane of the optical system. Furthermore, in FIG. 3, as an example, the object light occupies the center of the optical system and the reference light is disposed outside thereof. For example, the positional relationship between the object light and the reference light may be reversed. In addition, the object light shown in this figure occupies the inside of a rectangle, but even if it is circular, there is no problem at all.

기록하고 싶은 정보는 정해진 부호화의 논리에 따라서 2차원의 디지털 데이터로 미리 변환되어 있으며 이 화상 데이타가 SLM(15) 위에 표시된다. 쉬프트 다중으로 큰 다중도를 실현하기 위해서는 참조광은 랜덤한 위상 변조나 강도 변조를 받은 스페클(speckle)빔이 될 필요가 있는데 도 3의 예에서는 SLM(15)의 바깥쪽에 확산판을 두고 이 확산판에서 발생하는 스페클빔을 참조광으로 해도 좋다.The information to be recorded is previously converted into two-dimensional digital data in accordance with a predetermined encoding logic, and the image data is displayed on the SLM 15. In order to realize large multiplicity with shift multiplexing, the reference light needs to be a speckle beam subjected to random phase modulation or intensity modulation. In the example of FIG. 3, the diffusion is placed on the outside of the SLM 15. The speckle beam generated in the plate may be used as the reference light.

이와 같은 스페클빔을 발생시키려면 그밖에도 액정을 사용한 공간위상 변조기나 랜덤 페이즈(phase) 플레이트라고 불리는 특별히 설계된 광학소자를 사용해도 좋다. 또 물체광의 표시에 사용한 SLM(15)와 동일한 SLM(15)를 사용하고 물체광의 바깥쪽에 랜덤한 패턴을 표시시켜 이 영역에서 발생하는 스페클빔을 참조광으로 해도 좋다.In order to generate the speckle beam, a specially designed optical element called a spatial phase modulator using a liquid crystal or a random phase plate may be used. The speckle beam generated in this area may be used as the reference light by using the same SLM 15 as the SLM 15 used for displaying the object light and displaying a random pattern on the outside of the object light.

이와 같이 하나의 SLM(15) 위에 물체광과 참조광 모두를 표시시키고 또한 SLM(15)로서 반사형 액정 디스플레이를 사용하는 경우에는 SLM(15) 자체에 λ/4판으로서의 기능이 구비되어 있기 때문에 PBS(13)과 SLM(15) 사이에 배치되어 있는 λ/4판(14a)은 불필요해진다. As described above, when both the object light and the reference light are displayed on one SLM 15, and when the reflective liquid crystal display is used as the SLM 15, the SLM 15 itself has a function as a λ / 4 plate. (Lambda) / 4 board 14a arrange | positioned between 13 and SLM 15 becomes unnecessary.

만일 SLM으로서 디지털 마이크로미러 디바이스(Digital Micro-Mirror Device: DMD)를 이용하는 경우에는 입사한 광의 편광과 직교시키기 위해 이 λ/4판이 필요해진다.If a Digital Micro-Mirror Device (DMD) is used as the SLM, this lambda / 4 plate is required to orthogonal to the polarization of the incident light.

어떠한 방법으로든 물체광과 참조광의 상면에서 반사된 광은 입사된 편광과 직교한 P편광이 되어 PBS(13)를 투과한다. 이 투과한 광은 다른 λ/4판(14b)을 투과하여 집광렌즈(16)에서 집광된다. 이 렌즈의 초점 위치에는 원형의 조리개(17)와 거울(18)이 배치되어 있다. 이 초점 위치는 홀로그램 메모리 매체 내에서의 대물렌즈(23)의 초점 위치와 공액의 위치 관계에 있다. 더욱이 초점 위치에 놓인 조리개(17)는 SLM(15)에서 발생한 고차원의 회절광이나 산란광 등 불필요한 광을 제거하는 것으로서 홀로그램의 가로방향 사이즈가 필요 이상으로 커지는 것을 방지하는 역할도 하고 있다.In any way, the light reflected from the upper surface of the object light and the reference light becomes P-polarized light that is orthogonal to the incident polarization and passes through the PBS 13. This transmitted light passes through another λ / 4 plate 14b and is condensed by the condenser lens 16. At the focal position of the lens, a circular aperture 17 and a mirror 18 are arranged. This focal position is in the conjugate position with the focal position of the objective lens 23 in the hologram memory medium. Furthermore, the diaphragm 17 placed in the focal position removes unnecessary light such as high-dimensional diffraction light and scattered light generated by the SLM 15, and also serves to prevent the size of the hologram from becoming larger than necessary.

거울에 반사된 광은 λ/4판(14b)을 왕복하기 때문에 편광이 P편광에서 S편광으로 변환되고 다시 PBS(13)에서 반사되어 SLM(15)과 공액의 위치에 다시 상면을 형성한다. 이 상면 위치에는 도 3에 도시한 참조광과 물체광의 배치를 일례로 하면 도 4에 도시한 바와 같은 파장판이 놓여 있으며 참조광과 물체광의 편광이 서로 직교한다. 더욱이 도 4에서는 일례로서 물체광의 영역에 λ/2판을 배치하고 참조광의 부분은 단순한 유리기판으로 되어 있는데 이러한 위치 관계는 반대가 되어도 전혀 문제는 없다.Since the light reflected by the mirror reciprocates the λ / 4 plate 14b, the polarized light is converted from P polarized light to S polarized light and then reflected by the PBS 13 to form an upper surface again at the position of conjugate with the SLM 15. In this upper surface position, if the arrangement of the reference light and the object light shown in Fig. 3 is taken as an example, a wave plate as shown in Fig. 4 is placed, and the polarizations of the reference light and the object light are orthogonal to each other. Further, in Fig. 4, as an example, the λ / 2 plate is arranged in the area of the object light and the portion of the reference light is a simple glass substrate, but this positional relationship is not a problem at all.

이 파장판을 투과한 참조광과 물체광은 그 다음에 배치된 λ/4판(14c)을 투과하면 물체광은 예를 들면 좌회전 원편광, 참조광은 우회전 원편광으로 변환된다. 또한 물체광과 참조광은 빔스플리터(20)를 투과하여 대물렌즈(23)에 의해 홀로그램 메모리 매체 내에 집광된다.When the reference light and the object light transmitted through the wavelength plate pass through the lambda / 4 plate 14c disposed next, the object light is converted into, for example, left-turning circularly polarized light and reference light-turning circularly polarized light. In addition, the object light and the reference light pass through the beam splitter 20 and are condensed by the objective lens 23 in the hologram memory medium.

다음으로 도 5에 도시한 바와 같은 편광상태를 예로 들어 홀로그램 메모리 매체 내에 간섭 줄무늬를 기록하는 상태를 설명하기로 한다.Next, a state in which an interference fringe is recorded in the hologram memory medium will be described, taking the polarization state as shown in FIG. 5 as an example.

홀로그램 메모리 매체에 입사되는 물체광의 편광은 좌회전 원편광(L)으로 되어 있으며 처음에 투과하는 위상차막 A(λ/4막)(2)에 의해 홀로그램 메모리 매체의 기록층(3)에서는 S편광이 된다. 또한 그 아래의 위상차막 B(λ/4막)(4)를 투과하면 우회전 원편광(R)으로 변환된다.The polarization of the object light incident on the hologram memory medium is left-rotating circularly polarized light (L), and S-polarized light in the recording layer (3) of the hologram memory medium is first transmitted by the phase difference film A (λ / 4 film) 2 transmitted therethrough. do. In addition, when the phase difference film B (λ / 4 film) 4 beneath it is transmitted, the light is converted to right-turn circularly polarized light R.

더욱이 도 5에서 콜레스테릭 액정 재료가 우(右)나선배열로 되어 있다고 하면 우회전 원편광(R)의 물체광은 전부 이 콜레스테릭 액정필터(5)에서 반사되고 다시 위상차막 B(4)를 투과하면 이번에는 기록층(3) 안에서 입사때와는 직교된 P편광으로 변환된다. 한편 홀로그램 메모리 매체에 입사되는 참조광은 물체광의 편광과 직교한 우회전 원편광(R)으로 되어 있으며 위상차막 A(2)를 투과하면 홀로그램 메모리 매체 내에서는 P편광이 된다. 따라서 콜레스테릭 액정필터(5)에서 반사되어 온 물체광의 편광과 일치하기 때문에 두 광은 서로 간섭하고 그 간섭 줄무늬가 기록층(3)을 구성하는 기록재료 안에 기록된다.Furthermore, in FIG. 5, if the cholesteric liquid crystal material has a right spiral arrangement, all of the object light of the right-handed circularly polarized light R is reflected by the cholesteric liquid crystal filter 5, and again the phase difference film B (4). If it passes through, it is converted into P polarized light which is orthogonal to the time of incidence in the recording layer 3. On the other hand, the reference light incident on the hologram memory medium is a right-handed circularly polarized light (R) orthogonal to the polarization of the object light. When transmitted through the phase difference film A (2), the reference light becomes P-polarized light in the hologram memory medium. Therefore, since the light matches the polarization of the object light reflected from the cholesteric liquid crystal filter 5, the two lights interfere with each other and the interference fringes are recorded in the recording material constituting the recording layer 3.

위상차막 A(2) 및 위상차막 B(4) 모두를 투과한 참조광은 좌회전 원편광(L)으로 변환된다. 여기에서 콜레스테릭 액정필터(5)는 좌회전 원편광(L)을 투과하는 특성을 가지기 때문에 참조광은 전부 콜레스테릭 액정필터(5) 하에 배치된 색필터(6)에 입사된다. 이 색필터(6)는 입사된 참조광을 전부 흡수한다.The reference light transmitted through both the retardation film A (2) and the retardation film B (4) is converted into left-rotating circularly polarized light L. FIG. Since the cholesteric liquid crystal filter 5 has a property of transmitting the left-rotating circularly polarized light L, all the reference light is incident on the color filter 6 disposed under the cholesteric liquid crystal filter 5. This color filter 6 absorbs all incident reference light.

다음으로 도 6을 사용하여 재생시에서의 편광 상태에 대해서 설명하기로 한다.Next, the polarization state at the time of reproduction is demonstrated using FIG.

재생시에서의 참조광은 기록시의 것과 완전히 동일하며 이 광이 홀로그램 메모리 매체 내에 기입된 간섭 줄무늬에 조사되면 이 간섭 줄무늬에서 기록시에 기 입된 물체광이 회절 현상에 의해 재생된다. 이 재생광은 우회전 원편광(R)의 참조광에서 발생되는 것인데 이 재생광의 편광은 위상차막 A(2)를 왕복하는 참조광의 편광과 등가가 되기 때문에 결과적으로 홀로그램 메모리 매체에서 사출된 시점에서는 참조광의 편광과 직교된 좌회전 원편광(L)이 된다.The reference light at the time of reproduction is exactly the same as at the time of recording, and when this light is irradiated to the interference fringes written in the hologram memory medium, the object light written at the time of recording in this interference fringe is reproduced by the diffraction phenomenon. The regenerated light is generated from the reference light of the right-handed circularly polarized light R. The polarized light of the regenerated light is equivalent to the polarization of the reference light reciprocating the phase difference film A (2). As a result, the reference light is emitted from the hologram memory medium. The left turn circular polarized light L is orthogonal to the polarized light.

이 광은 도 2에 도시한 광학계를 입사시와는 반대쪽으로 되돌아가서 대물렌즈(23)를 투과한 후 빔스플리터(20)에 반사되고, 또 λ/4판(14c)에서 직선편광으로 되돌려져 이 편광성분만을 투과하는 검광자(21)를 통과하여 CCD 등의 화상 센서(22)로 수광된다.This light is returned to the opposite side of the optical system shown in FIG. 2 at the time of incidence, passes through the objective lens 23, is reflected by the beam splitter 20, and is returned to linearly polarized light at the λ / 4 plate 14c. It passes through the analyzer 21 which transmits only this polarization component, and is received by the image sensor 22, such as CCD.

재생광으로 변환되지 않은 참조광은 콜레스테릭 액정필터(5)를 투과하여 그 하층에 설치된 색필터(6)에 전부 흡수된다. 따라서 검출측의 화상 센서를 향해 전파되어 가는 참조광이 없기 때문에 산란광 노이즈의 발생이 더욱 억제된다. 또 기록매체의 표면 반사성분도 재생광의 편광과 직교한 채로 있으며 이 광도 화상 센서(22) 앞에 놓인 검광자(21)에 의해 제거된다.The reference light, which is not converted to the regenerated light, passes through the cholesteric liquid crystal filter 5 and is completely absorbed by the color filter 6 provided in the lower layer. Therefore, since there is no reference light propagating toward the image sensor on the detection side, generation of scattered light noise is further suppressed. The surface reflection component of the recording medium also remains orthogonal to the polarization of the reproduced light and is removed by the analyzer 21 placed in front of the image sensor 22.

이상 본 실시예에 의하면 참조광과 물체광이 동일 광경로상에 전파되는 공통 광경로형의 광학계를 채용하면서 광학계에 공간 분리와 편광분리를 사용하고 또 참조광을 흡수하는 색필터를 도입함으로써 산란광 노이즈의 영향을 최대한 저감시킬 수 있다.According to the present embodiment, the scattered light noise is reduced by adopting a common optical path type optical system in which the reference light and the object light propagate on the same optical path, using spatial separation and polarization separation, and introducing a color filter that absorbs the reference light. The impact can be reduced as much as possible.

본 실시예에서는 상기와 같이 물체광만을 선택적으로 반사하는 콜레스테릭 액정필터를 구비한 홀로그램 메모리 매체를 예로 들어 설명했지만 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 반사층으로 알루미늄막을 사용한 홀로그램 메모리 매체에서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.In the present embodiment, a hologram memory medium having a cholesteric liquid crystal filter selectively reflecting only object light as described above has been described as an example, but the same applies to a hologram memory medium using an aluminum film as a reflective layer as shown in FIGS. 7 and 8. The effect can be obtained.

이 경우의 기록, 재생시에서의 작용을 도 7 및 도 8을 사용하여 설명하기로 한다. 홀로그램 메모리 매체에 입사되는 물체광 및 참조광의 편광 상태는 상기 실시예와 동일하게 한다.The operation during recording and reproduction in this case will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. The polarization states of the object light and the reference light incident on the hologram memory medium are the same as in the above embodiment.

도 7에 도시한 바와 같이 홀로그램 메모리 매체에 입사되는 물체광의 편광은 좌회전 원편광(L)이고 위상차막 A(λ/4막)(2)를 투과하면 홀로그램 메모리 매체의 기록층(3)에서는 S편광이 된다. 또한 그 아래의 위상차막 B(λ/4막)(4)를 투과하여 우회전 원편광(R)으로 변환된 후 반사층(8)에서 반사된다. 반사층(8)에서 반사된 물체광은 다시 위상차막 B(λ/4막)(4)를 투과하여 P편광으로 변환되어 기록층(3)에 입사된다.As shown in FIG. 7, the polarization of the object light incident on the hologram memory medium is left-rotating circularly polarized light L, and when transmitted through the phase difference film A (λ / 4 film) 2, S is recorded in the recording layer 3 of the hologram memory medium. It becomes polarized light. Further, the light is transmitted through the retardation film B (λ / 4 film) 4 below and converted into the right-turning circularly polarized light R, and then reflected by the reflective layer 8. The object light reflected by the reflective layer 8 passes through the retardation film B (λ / 4 film) 4 again, is converted into P polarized light, and is incident on the recording layer 3.

한편 홀로그램 메모리 매체에 입사되는 참조광의 편광은 우회전 원편광(R)이고 위상차막 A(λ/4막)(2)를 투과하면 홀로그램 메모리 매체의 기록층(3)에서는 P편광이 된다. 또 그 아래의 위상차막 B(λ/4막)(4)를 투과하고 좌회전 원편광(L)으로 변환된 후 반사층(8)에 반사된다. 반사층(8)에서 반사된 물체광은 다시 위상차막 B(λ/4막)(4)를 투과하여 S편광으로 변환되어 기록층(3)에 입사된다.On the other hand, the polarization of the reference light incident on the hologram memory medium is the right-handed circularly polarized light R and transmitted through the retardation film A (λ / 4 film) 2 results in P-polarized light in the recording layer 3 of the hologram memory medium. Further, the light is transmitted through the phase difference film B (λ / 4 film) 4 below and converted into the left-rotating circularly polarized light L, and then reflected by the reflective layer 8. The object light reflected by the reflective layer 8 passes through the retardation film B (λ / 4 film) 4 again, is converted into S-polarized light, and is incident on the recording layer 3.

이로써 도 7에 도시한 바와 같이 S편광의 물체광과 S편광의 참조광이 간섭하여 홀로그램(Holo-S)이 기록된다. 또 P편광의 물체광과 P편광의 참조광이 간섭하여 홀로그램(Holo-P)이 기록된다.As a result, as illustrated in FIG. 7, the object light of the S-polarized light and the reference light of the S-polarized light interfere with each other to record the hologram Holo-S. In addition, the hologram (Holo-P) is recorded because the object light of P polarization and the reference light of P polarization interfere with each other.

또 홀로그램의 재생시에는 도 8에 도시한 바와 같이 우회전 원편광(R)의 참조광이 홀로그램 메모리 매체에 입사되고 위상차막 A(λ/4막)(2)를 투과하면 홀로 그램 메모리 매체의 기록층(3)에서는 P편광이 된다. 이 참조광이 Holo-P에 조사되면 Holo-P로부터의 재생광이 위상차막 A(λ/4막)(2)를 투과하고 좌회전 원편광(L)으로 변환되어 광학계에 입사된다.When the hologram is reproduced, as shown in Fig. 8, when the reference light of the right-turning circularly polarized light R enters the hologram memory medium and passes through the phase difference film A (λ / 4 film) 2, the recording layer of the hologram memory medium ( In 3), P polarization is obtained. When this reference light is irradiated to Holo-P, the regenerated light from Holo-P passes through retardation film A (λ / 4 film) 2, is converted into left-rotating circularly polarized light L, and is incident on the optical system.

한편 위상차막 B(λ/4막)(4)를 투과한 참조광은 좌회전 원편광(L)으로 변환된 후 반사층(8)에서 반사되고 다시 참조광은 위상차막 B(λ/4막)(4)를 투과하여 홀로그램 메모리 매체의 기록층(3)에서는 S편광이 된다. 이 참조광이 Holo-S로 조사되면 Holo-S로부터의 재생광이 위상차막 B(λ/4막)(4)를 2회 투과하고 그 후 위상차막 A(λ/4막)(2)를 투과하여 좌회전 원편광(L)으로 변환되어 광학계에 입사된다. 따라서 반사층으로 알루미늄막을 사용한 경우라 해도 물체광과 참조광의 편광상태를 기록층 이외에서는 직교시켜 기록층 내만 일치시킬 수 있다.On the other hand, the reference light transmitted through the retardation film B (λ / 4 film) 4 is converted to left circularly polarized light L and then reflected by the reflective layer 8, and the reference light is again converted into the retardation film B (λ / 4 film) 4. The light is transmitted through the light and becomes S polarized light in the recording layer 3 of the hologram memory medium. When this reference light is irradiated with Holo-S, the regenerated light from Holo-S passes through the retardation film B (λ / 4 film) 4 twice and then passes through the retardation film A (λ / 4 film) 2. Is converted into left circularly polarized light L and is incident on the optical system. Therefore, even when the aluminum film is used as the reflective layer, the polarization states of the object light and the reference light can be orthogonal to each other except the recording layer, so that only the recording layer can be matched.

이상 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명했으나 구체적인 구성은 이들 실시형태에 한정되지는 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위의 설계 변경 등도 포함된다. 비록 상기 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 본 발명의 신규한 특징들에 초점을 맞추어 설명되었지만, 본 기술 분야에 숙달된 기술을 가진 사람은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 상기 설명된 장치 및 방법의 형태 및 세부 사항에서 다양한 삭제, 대체, 및 변경이 가능함을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상기 설명에서보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된다. 특허청구범위의 균등 범위 안의 모든 변형은 본 발명의 범위에 포섭된다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, specific configurations are not limited to these embodiments, and design changes and the like within the scope of the present invention are included. Although the foregoing description has been focused on the novel features of the invention as applied to various embodiments, those skilled in the art will appreciate that the apparatus and method described above without departing from the scope of the invention. It will be understood that various deletions, substitutions, and changes in form and detail of the invention are possible. Accordingly, the scope of the invention is defined by the appended claims rather than in the foregoing description. All modifications within the scope of equivalents of the claims are to be embraced within the scope of the present invention.

본 발명에 의하면 참조광과 물체광이 동일 광경로상에 전파되는 공통 광경로형의 광학계에 있어서 가장 문제가 되기 쉬운 산란광 노이즈의 영향을, 기록층 이외의 부분에서는 물체광과 참조광과의 편광을 직교시키고, 또한 물체광만을 반사시켜 참조광을 투과하는 반사층과, 참조광을 흡수하는 색필터를 도입함으로써, 최대한 저감시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 상기 구성으로 함으로써 광학계를 간소화하면서 기록 정보의 대용량화를 실현할 수 있다는 효과가 있다.
According to the present invention, the influence of scattered light noise, which is most likely to be a problem in the common optical path type optical system in which the reference light and the object light propagate on the same optical path, and the polarization of the object light and the reference light in other parts than the recording layer is orthogonal. In addition, by introducing a reflective layer that reflects only the object light and transmits the reference light and a color filter that absorbs the reference light, there is an effect that can be reduced as much as possible. In addition, the above structure has the effect that a large capacity of recording information can be realized while simplifying the optical system.

Claims (9)

물체광과 참조광을 조사하여 해당 물체광의 정보를 간섭 줄무늬로서 기록하는 기록층;A recording layer which irradiates the object light and the reference light and records the information of the object light as interference stripes; 상기 기록층을 사이에 두고, 상기 기록층의 기록면측 및 상기 기록면에 대향하는 측에 각각 배치되어 입사광의 편광 상태를 변화시키는 제1 및 제2 위상차막; 및First and second retardation films disposed on the recording surface side and the side opposite to the recording surface of the recording layer with the recording layer interposed therebetween to change the polarization state of incident light; And 상기 제2 위상차막의 상기 기록층과 접촉한 면에 대향하는 측에 접촉하여 배치된 반사층을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체.And a reflective layer disposed in contact with a side opposite to the surface in contact with the recording layer of the second retardation film. 제1항에 있어서, 상기 반사층은 상기 물체광과 참조광을 모두 반사하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체.The hologram memory medium of claim 1, wherein the reflective layer reflects both the object light and the reference light. 제1항에 있어서, 상기 반사층은 상기 물체광만을 선택적으로 반사하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체.The hologram memory medium of claim 1, wherein the reflective layer selectively reflects only the object light. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 반사층의 상기 제2 위상차막면에 접촉하는 면에 대향하는 면에 접촉하여 배치되어 상기 참조광을 흡수하는 필터층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체.And a filter layer disposed in contact with a surface opposite to a surface in contact with the second retardation film surface of the reflective layer to absorb the reference light. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 형상이 디스크 형태인 것을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체.The hologram memory medium according to any one of claims 1 to 4, wherein the shape is in the form of a disk. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 형상이 카드 형태인 것을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체.The hologram memory medium according to any one of claims 1 to 4, wherein the shape is in the form of a card. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 형상이 테이프 형태인 것을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체.The hologram memory medium according to any one of claims 1 to 4, wherein the shape is in the form of a tape. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 홀로그램 메모리 매체에 정보를 기록하며,Information is recorded on the hologram memory medium according to any one of claims 1 to 7, 광원;Light source; 상기 광원으로부터의 입사광을 편광함과 동시에 2개 이상의 분리된 빔으로 분할하는 편광빔스플리터;A polarization beam splitter for polarizing incident light from the light source and splitting the incident light into two or more separate beams; 상기 분리된 빔을 변조하여 물체광과 참조광을 생성하는 공간광 변조기;A spatial light modulator for modulating the separated beam to generate object light and reference light; 상기 물체광을 편광하여 상기 물체광과 상기 참조광이 서로 직교하도록 하는 λ/2판; 및A λ / 2 plate that polarizes the object light so that the object light and the reference light are perpendicular to each other; And 상기 물체광 및 상기 참조광을 편광하는 적어도 하나 이상의 λ/4판을 포함하며, At least one λ / 4 plate for polarizing the object light and the reference light, 상기 물체광과 참조광이 동일한 광학계를 따라 전달됨과 동시에 상기 기록층의 내부에서만 상기 물체광과 참조광의 편광상태가 일치하고 상기 기록층 이외에서는 상기 물체광과 참조광의 편광상태가 직교되어 있는 것을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체 기록장치.The object light and the reference light are transmitted along the same optical system, and the polarization states of the object light and the reference light coincide only within the recording layer, and the polarization states of the object light and the reference light are orthogonal to each other except the recording layer. Holographic memory media recording device. 상기 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 홀로그램 메모리 매체에 기록된 정보를 재생하며,Reproducing the information recorded in the hologram memory medium according to any one of claims 1 to 7, 광원;Light source; 상기 광원으로부터의 입사광을 편광함과 동시에 2개 이상의 분리된 빔으로 분할하는 편광빔스플리터;A polarization beam splitter for polarizing incident light from the light source and splitting the incident light into two or more separate beams; 상기 분리된 빔을 변조하여 참조광을 생성하는 공간광 변조기; 및A spatial light modulator for generating reference light by modulating the separated beam; And 상기 참조광을 편광하는 적어도 하나 이상의 λ/4판을 포함하며,At least one λ / 4 plate for polarizing the reference light, 상기 참조광과 참조광에 의해 재생된 재생광이 동일한 광학계를 따라 전달됨과 동시에 상기 기록층의 내부에서만 상기 참조광과 재생광의 편광상태가 일치하고 상기 기록층 이외에서는 상기 참조광과 재생광의 편광상태가 직교되어 있는 것을 특징으로 하는 홀로그램 메모리 매체 재생장치.The reproduction light reproduced by the reference light and the reference light is transmitted along the same optical system, and the polarization states of the reference light and the reproduction light coincide only inside the recording layer, and the polarization states of the reference light and the reproduction light are orthogonal to each other except the recording layer. A holographic memory medium reproducing apparatus, characterized in that.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101439846B1 (en) 2007-12-12 2014-09-12 삼성전자주식회사 Holographic data storage medium, and apparatus and method for recording/reproducing holographic data on/from the same
JP2010160828A (en) * 2009-01-06 2010-07-22 Sony Corp Optical pickup device, reproducing unit, and reproduction method
CN103278994A (en) * 2013-05-28 2013-09-04 上海理工大学 Preparing method of electronic control Fresnel lens and based on Newton ring interference holographic record
CN104851434B (en) * 2015-05-19 2017-09-22 青岛泰谷光电工程技术有限公司 Full figure light emission module is with applying its full figure stocking system
CN105551508B (en) 2016-02-19 2019-06-28 京东方科技集团股份有限公司 Holographic information recording and transcriber and method, display equipment

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3452113B2 (en) * 1996-08-30 2003-09-29 ソニー株式会社 Optical information recording apparatus and method, optical information reproducing apparatus and method, and optical information recording medium
EP1065658B1 (en) * 1998-02-27 2009-09-30 Optware Corporation Method and apparatus for optical information, method and apparatus for reproducing optical information, apparatus for recording/reproducing optical information, and optical information recording medium
JP3639202B2 (en) * 2000-07-05 2005-04-20 株式会社オプトウエア Optical information recording apparatus and method, optical information reproducing apparatus and method, and optical information recording and reproducing apparatus and method
JP3655819B2 (en) * 2000-08-07 2005-06-02 株式会社オプトウエア Optical information recording apparatus and method, optical information reproducing apparatus and method, and optical information recording and reproducing apparatus and method

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