KR100669632B1 - 재생장치 및 기록매체 재생방법 - Google Patents

재생장치 및 기록매체 재생방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 재생장치에는 기록층과 가이드층이 다층구조를 형성하는 기록매체의 재생장치에 있어서, 상기 기록층에 기록된 데이터 패턴에 따라 회절되는 광이 통과되도록 소정의 윈도우를 갖는 애퍼처; 및 상기 애퍼처에 형성된 윈도우를 통과한 광을 감지함으로써, 기록된 데이터를 검출하기 위한 이미지 센서;가 포함되고, 상기 애퍼처의 윈도우는 방향성을 가지고, 이동되는 것을 특징으로 한다.
홀로그래픽, 데이터 저장

Description

재생장치 및 기록매체 재생방법{Apparatus and method for reproducing recording medium}
도 1은 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 설명하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 설명하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 저장 시스템의 다른 실시예를 설명하는 도면.
도 4와 도 5에는 애퍼처의 윈도우 형상을 설명하는 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 ; 렌즈 20 ; 홀로그래픽 데이터 저장매체
21 ; 코어층 22 ; 클러딩층
24 ; 이미지 센서 25 ; 엘씨디 애퍼처
30 ; 홀로그래픽 데이터 저장매체 31 ; 코어층
32 ; 클러딩층 34 ; 이미지 센서
35 ; 애퍼처 40 ; 홀로그래픽 데이터 저장매체
41 ; 코어층 42 ; 클러딩층
44 ; 이미지 센서 45 ; 애퍼처
본 발명은 광 재생장치에 관한 것으로서, 특히 홀로그래픽 데이터 저장매체의 데이터 집적도를 극대화할 수 있는 데이터 저장 시스템에 관한 것이다.
현재, 광 저장 기술은 일반 생활에 널리 사용되고 있으며, 대표적인 예로서, CD(COMPACT DISC)와 DVD(DIGITAL VERSATILE DISC) 등을 들 수 있다.
광 저장 기술의 발전 방향은 고 집적화, 소형화, 경량화를 중심으로 진행되고 있다.
특히, 광 저장장치의 소형화는 저장장치를 모바일(Mobile) 기기에 부착함으로써 그 활용도를 높이기 위함이고, 이를 통해 기존의 디스크(disc)형 광 저장장치가 가지는 단점을 보완하기 위함이다.
광 저장장치가 모바일 환경에 사용되기 위해서는 외부 충격에 잘 견딜 수 있어야 하고 기계적인 동작 범위가 최소화되어야 하며, 시스템 자체의 견고성이 있어야 한다.
이러한 목적은 종래의 디스크형 광 저장장치의 크기를 축소하는 방법으로는 달성될 수 없으며, 광 저장장치의 구조적인 변화가 필요하다.
새로운 저장장치를 개발하기 위한 연구중에 하나로 홀로그램을 이용한 홀로그래픽 광 정보 저장장치가 연구되고 있다.
도 1에 도시된 홀로그래픽 데이터 저장 시스템은 광원에서 방출된 광의 선집광(Line focusing)을 위한 렌즈(10)와, 홀로그래픽 데이터 저장매체(20)와, 제어신 호에 따라 다양한 형상으로 변화되는 엘씨디 애퍼처(LCD Aperture)(25)와, 상기 엘씨디 애퍼처(25)를 통과한 빛을 감지하여 데이터를 판독하는 이미지 센서(24)가 포함된다.
상기 렌즈(10)는 입사되는 광을 선집광하여 상기 홀로그래픽 데이터 저장매체(20)의 선택된 층(layer)에 입사되도록 하는 선집광수단으로써, 단면이 원통형(Cylindrical)의 형상이거나 반원의 형상으로 형성될 수 있다.
상기 렌즈(10)와 광원 사이에는 상기 렌즈(10)에 입사되는 광을 평행광으로 변환되도록 하는 콜리메이션 렌즈가 추가적으로 구비될 수 있다.
상기 홀로그래픽 데이터 저장매체(20)는 코어층(Core layer)(21)과 클러딩층(22)(Cladding layer)이 번갈아 다수 형성되는 다층 박막 구조를 갖는다.
상기 코어층(21)은 광 굴절율이 높게 설계되고 상기 클러딩층(22)은 광 굴절율이 낮게 설계되는데, 상기 클러딩층(22)은 입사광이 전반사 조건을 만족하면서 상기 코어층(21)에서 회절될 수 있도록 입사광을 가이드하게 된다.
따라서, 상기 렌즈(10)에서 입사된 선집광된 광은 코어층(21)의 미리 저장된 데이터 패턴(pit pattern)에 의해 수직으로 회절되고, 회절된 광은 상기 홀로그래픽 데이터 저장매체(20)의 상측에 구비된 엘씨디 애퍼처(LCD Aperture)(25)를 통과하고 이를 이미지 센서(24)를 통해 검출한다. 이미지 센서(24)로서 CMOS가 사용될 수 있다.
상기 엘씨디 애퍼처(25)의 개구 형상은 제어신호에 의해 다양하게 변화될 수 있으며, 동일한 코어층(21)에서 회절된 광인 경우에도 상기 엘씨디 애퍼처(25)의 개구 형상에 따라 각각 다른 데이터를 나타낸다.
즉, 상기 엘씨디 애퍼처(25)는 홀로그래픽 데이터 저장매체(20)의 정보 집적도를 향상시키기 위한 것으로써, 상기 엘씨디 애퍼처(25)의 개구(aperture)의 배치 변화에 따라 동일한 코어층(21)에서 회절된 광이 다른 정보를 나타내게 된다.
따라서, 상기 홀로그래픽 데이터 저장매체(20)의 수직으로 배치된 코어층(21)과 클러딩층(22)의 수를 증가시키고 엘씨디 애퍼처(25)의 개구 배치를 다양화하면 보다 많은 데이터의 저장이 가능하다.
이와같이, 엘씨디 애퍼처(25)의 개구 배치를 다양화함으로써 정보의 집적도를 향상시키는 것을 애퍼처 멀티플렉싱(aperture multiplexing)이라고 한다.
예를들어, 특정 코어층(21)에서 회절된 광에 대하여 엘씨디 애퍼처(25)의 개구 배치를 10회 변화시킨다면, 2회 변화시킨 경우에 비해 5배의 정보 집적도를 얻을 수 있다.
물론, 상기 코어층(21)에 기록된 데이터 패턴은 엘씨디 애퍼처(25)의 개구 변화를 고려하여 미리 기록되어야 한다.
이와 같은 홀로그래픽 데이터 저장장치는 종래의 CD나 DVD와 같은 광 저장장치에 비해 동작부의 기구적 구동부가 매우 적고 견고하게 구성할 수 있는 장점이 있다. 특히, 이미지 저장방식을 사용하기 때문에 데이터 집적도가 매우 높은 장점이 있다.
그러나, 멀티미디어 기술의 발달에 따라 보다 많은 용량의 데이터를 저장할 수 있는 저장매체가 요구되고 있으며, 도 1에 도시된 홀로그래픽 데이터 저장매체 로는 저장할 수 있는 데이터의 용량에 한계가 있다.
특히, 코어층을 무한대로 증가시키거나 엘씨디 애퍼처의 개구 배치를 다양화하는 것에는 한계가 있으며, 새로운 방식으로의 접근이 필요하다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 데이터 집적도를 극대화함으로써 보다 많은 데이터를 저장 및 검출할 수 있는 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 광 재생장치에는 측면에서 입사된 광이 기록된 데이터 패턴에 의해 수직으로 회절되고 회절된 광을 감지함으로써 데이터를 처리하는 광 재생장치에 있어서, 기록층과 가이드층이 다층구조를 형성하는 기록매체와, 상기 기록층에서 회절된 광이 이동되도록 소정의 개구 배치가 형성된 애퍼처와, 상기 애퍼처를 통해 입사된 광을 감지하여 데이터를 검출하는 이미지 센서가 포함되고, 광이 입사되는 상기 기록층에는 다수의 광 입사면이 형성되고, 상기 이미지 센서에 의해 검출되는 데이터는 상기 기록층으로 입사되는 광의 입사면 또는 상기 애퍼처의 개구 배치에 따라 달라지는 것을 특징으로 한다.
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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 저장 시스템에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 설명하는 도면이다.
본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 저장 시스템은 광원에서 방출된 광의 선집광(Line focusing)을 위한 렌즈(10)와, 홀로그래픽 데이터 저장매체(30)와, 애퍼처 멀티플렉싱(aperture multiplexing)을 위한 윈도우(window)가 형성된 애퍼처(aperture)(35)와, 상기 애퍼처(35)를 통과한 빛을 감지하여 데이터를 판독하는 이미지 센서(34)가 포함된다.
상기 렌즈(10)는 입사되는 광을 선집광하여 상기 홀로그래픽 데이터 저장매체(20)의 선택된 층(layer)에 입사되도록 하는 선집광수단으로써, 단면이 원통형(Cylindrical)의 형상이거나 반원의 형상으로 형성될 수 있다.
상기 렌즈(10)와 광원 사이에는 상기 렌즈(10)에 입사되는 광을 평행광으로 변환되도록 하는 콜리메이션 렌즈가 추가적으로 구비될 수 있다.
상기 홀로그래픽 데이터 저장매체(30)는 코어층(Core layer)(31)과 클러딩층(32)(Cladding layer)이 번갈아 다수 형성되는 다층 박막 구조를 갖는다.
상기 코어층(31)은 광 굴절율이 높게 설계되고 상기 클러딩층(32)은 광 굴절율이 낮게 설계되는데, 상기 클러딩층(32)은 입사광이 전반사 조건을 만족하면서 상기 코어층(31)에서 회절될 수 있도록 입사광을 가이드하게 된다.
즉, 상기 홀로그래픽 데이터 저장매체(30)는 데이터가 기록되는 제1매질로써 굴절율이 높은 코어층(31)과, 상기 제1매질과 다층구조를 형성하며 입사된 광이 회절, 데이터의 검출이 가능하도록 하는 굴절율이 낮은 제2매질로써 클러딩층(32)이 포함된다.
여기서, 상기 코어층(31)은 데이터가 기록되는 기록층으로 사용되고, 상기 클러딩층(32)은 기록된 데이터를 검출하기 위한 가이드층으로 사용된다.
따라서, 상기 렌즈(10)에서 입사된 선집광된 광은 코어층(31)의 미리 저장된 데이터 패턴(pit pattern)에 의해 수직으로 회절되고, 회절된 광은 상기 홀로그래픽 데이터 저장매체(30)의 상측에 구비된 애퍼처(35)를 통과하고 이를 이미지 센서(34)를 통해 검출한다. 이미지 센서(34)로서 CMOS가 사용될 수 있다.
상기 애퍼처(35)의 윈도우 형상은 제어신호에 의해 다양하게 변화될 수 있으며, 동일한 코어층(31)에서 회절된 광인 경우에도 상기 애퍼처(35)의 윈도우 형상에 따라 각각 다른 데이터를 나타낸다.
즉, 상기 애퍼처(35)는 홀로그래픽 데이터 저장매체(30)의 정보 집적도를 향상시키기 위한 것으로써, 상기 애퍼처(35)의 윈도우의 배치 변화에 따라 동일한 코어층(31)에서 회절된 광이 다른 정보를 나타내게 된다.
또한, 본 발명에 따른 상기 홀로그래픽 데이터 저장매체(30)는 전체적으로 원통형의 형상으로 형성되며, 제어신호에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 회전한다.
동일한 코어층(31)인 경우에도 입사광의 방향에 따라 데이터 패턴에 의해 회절된 광 신호는 달라지기 때문에, 홀로그래픽 데이터 저장매체(30)가 회전되면서 데이터를 검출하는 경우 데이터 저장용량을 현격하게 증가시킬 수 있다. 이때, 상기 홀로그래픽 데이터 저장매체(30)의 광 입사면은 곡면을 이루게 된다.
물론, 상기 코어층(31)에 기록된 데이터 패턴은 애퍼처(35)의 윈도우 변화 및 입사광의 방향을 미리 고려하여 기록되어야 한다.
예를들어, 홀로그래픽 데이터 저장매체(30)가 360도 회전을 하고, 1도 회전할 때마다 데이터 검출을 위한 광이 입사된다고 가정하면, 동일한 코어층(31)에 360배 많은 데이터를 저장할 수 있다.
여기서, 애퍼처(35)의 윈도우 형상을 16회 변화시키면 하나의 코어층(31)에서 360×16배의 데이터를 저장할 수 있다.
이와 같이 경우, 홀로그래픽 데이터 저장매체(30)에 기록되는 데이터 패턴은 광의 입사 방향 및 애퍼처(35)의 윈도우 형상을 고려하여 기록된다.
따라서, 홀로그래픽 데이터 저장매체(30)의 회전하도록 하면 보다 많은 데이터의 검출이 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 저장 시스템의 다른 실시예를 설명하는 도면이다.
본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 저장 시스템은 광원에서 방출된 광의 선집광(Line focusing)을 위한 렌즈(10)와, 홀로그래픽 데이터 저장매체(40)와, 애퍼처 멀티플렉싱(aperture multiplexing)을 위한 윈도우(window)가 형성된 애퍼처(aperture)(45)와, 상기 애퍼처(45)를 통과한 빛을 감지하여 데이터를 판독하는 이미지 센서(44)가 포함된다.
도 3에 도시된 홀로그래픽 데이터 저장매체는 전체적으로 다각형의 형상으로 형성되며, 제어신호에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 회전한다. 도 2에 도시된 홀로그래픽 데이터 저장매체(30)가 원통형의 형상인 것과 비교하면 도 3에 도시된 홀로그래픽 데이터 저장매체(40)는 6각형의 형상으로 이루어진다.
홀로그래픽 데이터 저장매체(40)의 동일한 코어층(41)인 경우에도 입사광의 방향에 따라 데이터 패턴에 의해 회절된 광 신호는 달라지기 때문에, 홀로그래픽 데이터 저장매체(40)가 회전되면서 데이터를 검출하는 경우 데이터 저장용량을 현격하게 증가시킬 수 있다.
이때, 상기 홀로그래픽 데이터 저장매체(40)는 1회전하는 동안 6방향에서 광이 입사하게 되고, 광 입사면은 평면이 된다.
도 3의 실시예에는 6각형 형상의 홀로그래픽 데이터 저장매체(40)가 도시되어 있으나, 6각형 외에도 3각형, 4각형 등의 다각형 형상으로 형성되는 것이 가능하다.
물론, 상기 코어층(41)에 기록된 데이터 패턴은 애퍼처(45)의 윈도우 변화 및 입사광의 방향을 미리 고려하여 기록되어야 한다.
이와 같은 홀로그래픽 데이터 저장매체(40)는 종래보다 훨씬 많은 데이터를 저장하는 것이 가능한데, 예를들어 홀로그래픽 데이터 저장매체(40)가 360도 회전을 하고, 6방향에서 데이터 검출을 위한 광이 입사된다고 가정하면, 동일한 코어층(41)에 6배 많은 데이터를 저장할 수 있다.
여기서, 애퍼처(45)의 윈도우 형상을 16회 변화시키면 하나의 코어층(41)에 서 6×16배의 데이터를 저장할 수 있다.
이와 같이 경우, 홀로그래픽 데이터 저장매체(40)에 기록되는 데이터 패턴은 광의 입사 방향 및 애퍼처(45)의 윈도우 형상을 고려하여 기록된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 저장 시스템에서 홀로그래픽 데이터 저장매체(30,40)는 원통형 또는 다각형의 형상으로 형성되어 회전하고, 기록층의 동일한 데이터 패턴에서 광의 입사방향에 따라 회절된 광 신호를 감지하여 데이터를 검출하게 된다.
도 4와 도 5에는 애퍼처의 윈도우 형상이 도시되어 있다.
도 4에 도시된 애퍼처(35,45)의 윈도우 형상은 다수의 정사각형 형태의 윈도우가 배열된 형태로써, 애퍼처(35,45)의 중심을 기준으로 상하, 좌우, 대각으로 대칭되도록 모자이크 형태로 형성될 수 있다.
이와 같은 애퍼처(35,45)의 윈도우 형상에 따라 동일한 기록층에서 회절된 광신호는 각각 다르게 감지되어 동일한 기록층에서 애퍼처(35,45)의 윈도우 형상의 종류만큼의 데이터를 더 저장할 수 있다.
도 5에 도시된 상기 애퍼처(35,45)의 윈도우 형상은 바(bar) 형태로 형성되며, 상기 애퍼처(35,45)의 윈도우는 시간에 따라 방향성을 가지고 이동한다.
바람직하게 상기 애퍼처(35,45)의 윈도우는 스캐닝 방식으로 연속적으로 이동한다.
상기와 같이 바(bar) 형태의 윈도우는 종래의 엘씨디 애퍼처와 같이 전기적으로 구현이 가능하기 때문에 다양하게 적용될 수 있는 장점이 있다.
특히, 스캐닝(scanning)방식의 윈도우는 코어층의 데이터 패턴에서 회절된 광에 오류가 있는 경우 검출된 데이터의 일부분에만 오류가 발생하므로 데이터의 오류를 최소한으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 저장 시스템은 홀로그래픽 데이터 저장매체가 회전하도록 하여 광의 입사 방향을 변화시켜 데이터 집적도를 극대화할 수 있는 장점이 있다.

Claims (15)

  1. 기록층과 가이드층이 다층구조를 형성하는 기록매체의 재생장치에 있어서,
    상기 기록층에 기록된 데이터 패턴에 따라 회절되는 광이 통과되도록 소정의 윈도우를 갖는 애퍼처; 및
    상기 애퍼처에 형성된 윈도우를 통과한 광을 감지함으로써, 기록된 데이터를 검출하기 위한 이미지 센서;가 포함되고,
    상기 애퍼처의 윈도우는 방향성을 가지고, 이동되는 것을 특징으로 하는 재생장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 애퍼처의 윈도우는 바(bar) 형태인 것을 특징으로 하는 재생장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 애퍼처의 윈도우는 두 개 이상의 바(bar) 형태인 것을 특징으로 하는 재생장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 애퍼처의 윈도우는 전기적 힘에 의해 이동가능한 것을 특징으로 하는 재생장치.
  5. 기록층과 가이드층이 다층구조를 형성하는 기록매체의 재생장치에 있어서,
    상기 기록매체에 입사된 광은 기록층의 데이터 패턴에 따라 회절되고,
    상기 회절된 광은 소정의 개구형상인 윈도우를 갖는 애퍼처를 통과하며,
    상기 애퍼처를 통과한 광을 감지함으로써, 기록된 데이터를 검출하되,
    상기 애퍼처의 윈도우는 방향성을 가지고 이동되는 것을 특징으로 하는 재생장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 애퍼처의 윈도우는 바(bar) 형태이거나 두 개 이상의 바(bar) 형태인 것을 특징으로 하는 재생장치.
  7. 기록매체로 입사된 광이 기록층의 데이터 패턴에 의해 회절되고, 회절된 광을 감지함으로써 데이터를 처리하는 재생장치에 있어서,
    상기 기록층에서 회절된 광이 통과되도록 소정의 윈도우를 갖는 애퍼처; 및
    상기 애퍼처를 통해 입사된 광으로부터 데이터를 검출하는 이미지 센서;를 포함하되,
    상기 윈도우는 이동 가능한 것을 특징으로 하는 재생장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 애퍼처의 윈도우는 방향성을 가지고 이동하는 것을 특징으로 하는 재생장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 애퍼처의 윈도우는 적어도 하나 이상의 바(bar)형태인 것을 특징으로 하는 재생장치.
  10. 기록매체에 광을 조사하는 단계;
    상기 조사된 광이 기록매체에 기록된 데이터 패턴에 의해 반사되거나 회절되는 단계;
    상기 데이터 패턴에 의해 반사되거나 회절된 광이 윈도우를 갖는 애퍼처를 통과하는 단계; 및
    상기 애퍼처를 통과한 광을 감지함으로써, 기록된 데이터를 검출하는 단계;가 포함되고,
    상기 애퍼처의 윈도우는 연속적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 기록매체 재생방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 애퍼처의 윈도우는 바(bar) 형상으로, 시간에 따라 방향성을 가지고 이동하는 것을 특징으로 하는 기록매체 재생방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 애퍼처의 윈도우는 두 개 이상의 바 형태로 이루어지고, 상기의 기록된 데이터를 검출하는 단계는 상기 윈도우가 시간에 따라 방향성을 가지고 이동됨에 따라 감지되는 광으로부터 기록된 데이터를 검출하는 것을 특징으로 하는 기록매체의 재생방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
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