KR101459762B1 - 광정보 기록방법, 광정보 재생방법 - Google Patents

광정보 기록방법, 광정보 재생방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 홀로그래피를 이용하여 기록매체에 광정보를 기록 및 재생하는 광정보 기록방법, 광정보 재생방법에 관한 것으로, 광정보 기록방법은 소정의 간격으로 각도 다중화되어 입사되는 기준광과, 데이터가 적재되어 입사되는 신호광을 제1 기록영역에서 교차시켜, 상기 제1 기록영역에 광정보를 중첩기록하는 제1 기록단계;및 상기 간격의 사이로 각도 다중화되어 입사되는 상기 기준광과, 상기 신호광을 상기 제1 기록영역에 인접하는 상기 제2 기록영역에서 교차시켜, 상기 제2 기록영역에 광정보를 중첩기록하는 제2 기록단계;를 구비함으로써, 선택재생광의 검출 및 판별이 용이하도록 광정보를 기록하여, 광정보 재생효율을 높일 수 있다.

Description

광정보 기록방법, 광정보 재생방법{method of reading optical information, method of recording optical information}
본 발명은 광정보 기록방법, 광정보 재생방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하는 홀로그래피를 이용하여 기록매체에 광정보를 기록 및 재생하는 광정보 기록방법, 광정보 재생방법에 관한 것이다.
최근 들어, 정보 및 전산 산업의 발달이 급속히 이루어짐에 따라 대용량 저장 능력 및 데이터의 고속 입출력을 만족시킬 수 있는 저장장치에 대한 요구가 증대되고 있다.
따라서 광을 이용하여 대용량의 저장 및 데이터의 고속 입출력이 가능한 광정보 저장장치로 컴팩트디스크(CD;Compact Disc), 디브이디(DVD;Digital Versatile Disc), 고품질 디브이디(HD-DVD;High Definition DVD), 블루레이 디스크(BD; Blue-ray Disc), 홀로그래픽 디지털 정보 저장장치(HDDS;Holographic Digital Data Storage) 등이 각광받고 있다.
이 중 홀로그래픽 디지털 정보 저장장치를 이용한 광정보 처리장치(이하, '광정보 처리장치'라 함.)는 광원에서 출사되는 광을 기준광(reference beam)과 신호광(signal beam)으로 분리시키고, 기준광과 신호광을 포토 폴리머(Photopolymer)와 같은 광 굴절성 재료의 기록매체에서 교차시켜 발생되는 간섭무늬에 의해 광정보를 기록한다.
광정보 재생을 위해서는 광정보 기록시 입사된 기준광을 복원시켜, 기록매체의 간섭무늬로 입사시켜, 간섭무늬에서 회절되어 재생되는 재생광을 검출하며, 이 재생광으로부터 광정보를 취득하게 된다.
한편, 광정보 처리장치는 기록 용량을 증대시키기 위하여 다양한 종류의 다중화 방법(multiplexing method)들을 사용하기도 한다.
다중화 방법은 각도 다중화(angular multiplexing), 위상코드 다중화(phase-code multiplexing), 파장 다중화(wavelength multiplexing), 쉬프트 다중화(shift multiplexing). 페리스트로픽 다중화(peristrophic multiplexing), 콜리레이션 다중화 (correlation multiplexing), 프랙탈 다중화(fractal multiplexing) 등이 있다.
상술한 바와 같은 다중화 방법의 발전에 따라, 중첩기록 된 기록영역들로부터 재생되는 재생광 중, 재생을 원하는 선택재생광을 효율적으로 검출 및 판별하는 방법을 필요로 한다.
이에 따른 본 발명의 목적은, 재생을 원하는 선택재생광의 검출 및 판별이 용이하도록 한 광정보 기록방법, 광정보 재생방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광정보 기록방법은 소정의 간격으로 각도 다중화되어 입사되는 기준광과, 데이터가 적재되어 입사되는 신호광을 제1 기록영역에서 교차시켜, 상기 제1 기록영역에 광정보를 중첩기록하는 제1 기록단계;및 상기 간격의 사이로 각도 다중화되어 입사되는 상기 기준광과, 상기 신호광을 상기 제1 기록영역에 인접하는 상기 제2 기록영역에서 교차시켜, 상기 제2 기록영역에 광정보를 중첩기록하는 제2 기록단계;를 구비한다.
상기 제2 기록단계 이후에, 상기 제1 기록단계에 의해, 상기 제1 기록영역을 상기 제2 기록영역에 인접하도록 기록하는 제3 기록단계를 더 구비할 수 있다.
상기 제3 기록단계 이후에, 상기 제2 기록단계에 의해, 상기 제2 기록영역을 상기 제1 기록영역에 인접하도록 기록하는 제4 기록단계를 더 구비할 수 있다.
상기 제2 기록단계와 상기 제3 기록단계와 상기 제4 기록단계는, 상기 제1 기록영역과 상기 제2 기록영역이 중첩되도록 상기 광정보를 기록할 수 있다.
상기 제2 기록단계에서, 상기 기준광은 상기 간격의 중간 각도로 각도 다중화될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 광정보 재생방법은 소정의 간격으로 각도 다 중화 된 기준광에 의해 기록된 제1 기록영역과, 상기 제1 기록영역과 인접하며, 상기 간격의 사이로 각도 다중화 된 상기 기준광에 의해 기록된 제2 기록영역 중, 상기 제1 기록영역으로 상기 제1 다중화 각도로 상기 기준광을 입사시키는 제1 기준광입사 단계;및 상기 제1 기록영역으로부터 재생되는 제1 재생광을 검출하는 제1 광검출 단계;를 구비한다.
상기 제1 광검출 단계는, 상기 기준광이 상기 제2 기록영역으로 입사되어, 상기 제1 재생광에 중첩되어 재생되는 제2 재생광을 함께 검출하는 인접 재생광 검출단계를 더 구비할 수 있다.
상기 제1 광검출 단계는, 중첩된 상기 제1 재생광과 상기 제2 재생광으로부터 상기 제1 재생광을 판별하는 광판별 단계를 더 구비할 수 있다.
상기 제1 광판별 단계는, 상기 제1 재생광과 상기 제2 재생광의 광세기를 비교하여, 광세기가 더 큰 것을 상기 제1 재생광으로 판별할 수 있다.
상기 제2 기록영역으로 상기 제2 다중화 각도로 상기 기준광을 입사시키는 제2 기준광입사 단계;및 상기 제2 기록영역으로부터 재생되는 제2 재생광을 검출하는 제2 광검출 단계;를 구비하는 더 구비할 수 있다.
상기 제2 광검출 단계는 상기 기준광이 상기 제1 기록영역으로 입사되어, 상기 제2 재생광에 중첩되어 재생되는 제1 재생광을 함께 검출할 수 있다.
상기 제2 광검출 단계는, 중첩된 상기 제1 재생광과 상기 제2 재생광으로부터 상기 제2 재생광을 판별하는 제2 광판별 단계를 더 구비할 수 있다.
상기 제2 광판별 단계는, 상기 제1 재생광과 상기 제2 재생광의 광세기를 비 교하여, 광세기가 더 큰 것을 상기 제2 재생광으로 판별할 수 있다.
본 발명에 따른 광정보 처리방법은 선택재생광의 검출 및 판별이 용이하도록 광정보를 기록하여, 광정보 재생효율을 높일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리장치에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리장치를 간략하게 나타낸 구성도이다. 도 1를 참조하면, 광정보 처리장치는 광원(110), 광분할기(120), 광변조기(140), 각도다중화기(160) 및 광검출기(170)를 구비한다.
광분할기(120)는 광원(110)에서 출사되는 광(L)의 경로에 배치되어, 기준광(R)과 신호광(S)으로 분할한다. 광분할기(120)는 광(L)의 편광에 따라, 일부는 투과시키고, 나머지는 반사시키는 편광 광분할기로 채택될 수 있다. 광분할기(120)에서 투과되는 광(L)은 신호광(S)으로 사용되고, 광분할기(120)에서 반사되는 광(L)은 기준광(R)으로 사용될 수 있다.
여기서, 광분할기(120)와 광변조기(140)의 사이에는 셔터(130)가 구비될 수 있다. 셔터(130)는 신호광(S)의 진행을 단속한다. 즉, 셔터(130)는 광정보 기록시 개방되어 신호광(S)이 광변조기(140)로 입사되도록 하며, 광정보 재생시 폐쇄되어 신호광(S)의 진행을 차단시킨다.
광변조기(140)는 셔터(130)를 통과하는 신호광(S)의 경로에 배치되어, 신호광(S)에 데이터를 적재시킨다. 광변조기(140)는 데이터를 데이터페이지 이미지로 변조시켜 신호광(S)에 적재시키기 위해 복수개의 픽셀을 구비하는 공간 광변조기로 채택될 수 있다. 공간 광변조기는 TN-LC(Twisted Nematic Liquid Crystal), STN-LC(Super Twisted Nematic Liquid Crystal), TFT-LC(Thin film Transistor Liquid Crystal)와 같은 투과형 공간 광변조기 중 어느 채택될 수 있다.
광변조기(140)에 의해 데이터가 적대된 신호광(S)의 경로에는 대물렌즈(150)가 구비될 수 있다. 대물렌즈(150)는 신호광(S)을 기록매체(M)에 집광시킨다.
한편, 각도다중화기(160)는 기준광(R)의 경로에 배치되어, 기록매체(M)로 입사되는 기준광(R)의 각도를 조절한다. 각도다중화기(160)는 기록매체(M)로 입사되는 기준광(R)의 각도를 조절하여, 기준광(R)의 각도를 다중화시킴으로써, 하나의 기록영역(Sp)에 광정보를 중첩하여 기록할 수 있도록 한다. 각도다중화기(160)는 회전미러로써, 갈바노 미러(Galvano Mirror)로 채택될 수 있다.
광검출기(170)는 기준광(R)이 기록매체(M)의 기록영역(Sp)으로 입사됨에 따라 재생되는 재생광(P1, P2)의 경로에 배치되어, 재생광(P1, P2)을 검출한다. 광검출기(170)는 전하결합소자(Charge Coupled Device;CCD), 상보성 금속산화막 반도체 구조를 가지는 저소비 전력형의 촬상소자(Complementary Metal-oxide Semiconductor ; CMOS) 중 어느 하나 일 수 있다.
한편, 기록매체(M)와 광검출기(170)의 사이에는 광필터(180)가 구비될 수 있 다. 광필터(180)는 재생을 원하는 기록영역(Sp1)(이하, '선택기록영역'이라 함.)으로 기준광(R)을 입사시킬 때, 선택기록영역(Sp1)으로부터 재생되는 재생광(P1)(이하, '선택재생광'이라 함.)은 통과시키고, 선택기록영역(Sp1)과 인접한 기록영역(Sp2)(이하, '인접기록영역'이라 함.)으로부터 함께 재생될 수 있는 인접재생광(P2)을 차단시킨다. 이러한 광필터(180)는 폴리토픽 필터(Polytopic Filter)로 채택될 수 있다.
여기서, 이하에서는 설명과 이해의 편의를 위해, 선택기록영역(Sp)을 제1 기록영역이라 하고, 선택재생광(P1)을 제1 재생광이라 가정하며, 각각 동일 참조부호를 부여하기로 한다. 또한, 인접기록영역(Sp2)을 제2 기록영역이라 하고, 인접재생광(P2)을 제2 재생광이라 가정하며, 각각 동일 참조부호를 부여하기로 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광정보 기록방법을 나타낸 순서도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 광정보 기록을 위해 광원(110)에서 광(L)이 출사된다. 광(L)은 광분할기(120)에서 기준광(R)과 신호광(S)으로 분할된다.
신호광(S)은 광분할기(120)에서 투과되며, 기준광(R)은 광분할기(120)에서 반사된다. 광분할기(120)에서 투과되는 신호광(S)은 셔터(130)를 통과해 광변조기(140)로 진행된다. 신호광(S)은 광변조기(140)에 의해 데이터가 적재되며, 대물렌즈(150)에 의해 기록매체(M)로 집광된다.
한편, 광분할기(120)에서 반사되는 기준광(R)은 각도다중화기(160)에 의해 각도 다중화되며, 기록매체(M)로 입사된다. 기준광(R)과 신호광(S)은 기록매체(M)의 기록영역(Sp)에서 교차되어 간섭무늬를 형성하며, 광정보를 기록한다.
이때, 기준광(R)은 소정의 간격으로 각도 다중화되는 제1 다중화 각도를 가지고 기록매체(M)로 입사되며, 제1 기록영역(Sp1)에서 신호광(S)과 교차된다(단계;S11). 또한, 기준광(R)은 제1 다중화 각도의 사이로 각도 다중화되는 제2 다중화 각도를 가지고 기록매체(M)로 입사되며, 제1 기록영역(Sp1)에 인접하는 제2 기록영역(Sp2)에서 신호광(S)과 교차된다(단계;S13).
이해를 돕기 위한 예를 들자면, 제1 기록영역(Sp1)으로 입사되는 기준광(R)은 1ㅀ, 2ㅀ, 3ㅀ ... n-1ㅀ, nㅀ와 같은 제1 다중화 각도를 가질 수 있으며, 제2 기록영역(Sp2)으로 입사되는 기준광(R)은 1.5ㅀ, 2.5ㅀ, 3.5ㅀ ... (n-1)+0.5ㅀ, n+0.5ㅀ와 같은 제2 다중화 각도를 가질 수 있다.
상기 예에 의한, 제1 다중화 각도와 제2 다중화 각도를 살펴보면, 제1 다중화 각도와 제2 다중화 각도는 각각 1°의 등간격을 가진다. 또한, 제1 다중화 각도와 제2 다중화 각도는 서로 중첩되지 않도록 형성된다.
이와 같이, 제1 기록영역(Sp1)과 제2 기록영역(Sp2)은, 등간격으로 서로 중첩되지 않도록 형성되는 제1 다중화 각도와 제2 다중화 각도를 가지는 기준광(R)과, 신호광(S)이 교차되어 간섭무늬를 형성한다.
즉, 제1 다중화 각도와 제2 다중화 각도를 가지는 기준광(R)을 각각 제1 기록영역(Sp1)과 제2 기록영역(Sp2)에 입사시킴으로써, 제1 기록영역(Sp1)과 제2 기록영역(Sp2)에는 각각 n개의 광정보를 중첩 기록할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광정보 재생방법을 나타낸 순서도이다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 광정보 재생을 위해 광원(110)에서 광(L)이 출사된다. 광(L)은 광분할기(120)에서 기준광(R)과 신호광(S)으로 분할된다.
신호광(S)은 광분할기(120)에서 투과되며, 기준광(R)은 광분할기(120)에서 반사된다. 광분할기(120)에서 투과되는 신호광(S)은 셔터(130)에 의해 차단된다.
한편, 광분할기(120)에서 반사되는 기준광(R)은 각도다중화기(160)에 의해 각도 다중화되며, 기록매체(M)로 입사된다. 이때, 기준광(R)은 제1 다중화 각도로 기록매체(M)로 입사되어, 제1 기록영역(Sp1)으로부터 제1 재생광(P1)을 재생시킬 수 있다(단계;S31).
여기서, 제1 기록영역(Sp1)으로 기준광(R)의 입사시, 기준광(R)의 광폭에 따라 기준광(R)은 제2 기록영역(Sp2)으로도 입사될 수 있다. 이에 따라, 제1 기록영역(Sp1)과 제2 기록영역(Sp2)에서, 제1 재생광(P1)과 제2 재생광(P2)이 함께 재생될 수 있다. 광필터(180)는 광검출기(170)로 향하는 제2 재생광(P2)을 차단하고, 제1 재생광(P1) 만을 광검출기(170)로 진행시킨다. 광필터(180)를 통과하는 제2 재생광(P2)은 광검출기(170)에 의해 검출된다.
이때, 광필터(180)로 제2 재생광(P2)을 차단하더라도, 광필터(180) 이전에 제1 재생광(P1)과 제2 재생광(P2)이 중첩되어 재생되므로, 광성분이 섞인 상태로 광검출기(170)로 향할 수 있다. 이에 따라, 광검출기(170)에는 제1 재생광(P1)과 제2 재생광(P2)이 함께 검출될 수 있다(단계;S33).
따라서, 광검출기(170)에서 검출되는 재생광들(P1, P2)의 광세기를 이용하 여, 제1 재생광(P1)을 판별하여(단계;S37), 광정보를 취득할 수 있다(단계;S37).
이해를 돕기 위해, 상기 예에 따른 제1 다중화 각도의 기준광(R)에 따라 재생되는 제1 재생광(P1)과 제2 재생광(P2)의 광세기를 비교하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리방법에 의해 기록된 기록영역들에 제1 다중화 각도를 입사시켜 재생되는 재생광들을 검출하여, 그 광세기를 비교한 그래프이다. 도 4를 참조하면, 상기 예에서, 제1 기록영역(Sp1)은 1°, 2°, 3° ... n-1°, n°로 제1 다중화 각도를 가지는 기준광(R)이, 신호광(S)과 교차되어 있다. 따라서, 제1 기록영역(Sp1)에서 제1 재생광(P1)을 재생시키기 위해서, 기준광(R)을 1°, 2°, 3° ... n-1°, n°의 각도로 제1 기록영역(Sp1)으로 입사시킨다.
제1 다중화 각도를 가지는 기준광(R)이 제1 기록영역(Sp1)에 입사되어 재생되는 제1 재생광(P1)은 광검출기(170)에 의해 검출되며, 제1 재생광(P1)은 1°, 2°, 3° ... n-1°, n° 의 지점에서 가장 큰 광세기를 갖는다.
반면, 1.5°, 2.5°, 3.5° ... (n-1)+0.5°, n+0.5°의 각도로 제2 다중화 각도를 가지는 기준광(R)이, 신호광(S)과 교차되어 기록되는 제2 기록영역(Sp2)으로, 제1 다중화 각도의 기준광(R)이 입사된다면, 광검출기(170)에 의해 검출되는 제2 재생광(P2)은 1°, 2°, 3° ... n-1°, n°° 지점에서 가장 작은 광세기를 갖는다.
따라서, 광검출기(170)에 검출되는 제1 재생광(P1)과 제2 재생광(P2)의 광세기를 비교하여, 큰 광세기를 갖는 지점의 재생광을 제1 재생광(P1)으로 판별하고, 제1 재생광(P1)으로부터 광정보를 취득할 수 있다.
여기서, 상술된 설명에서는 선택기록영역(Sp1)을 제1 기록영역으로 가정하고, 선택재생광(P1)을 제2 재생광으로 가정하고 설명하고 있으나, 선택기록영역(Sp1)을 제2 기록영역으로 하고, 선택재생광(P1)을 제2 재생광으로 하더라도, 기준광(R)을 제2 다중화 각도로 제2 기록영역에 입사시킨다면, 그 작동 및 작용은 서로 유사하다고 볼 수 있을 것이다. 이때, 제1 기록영역은 인접기록영역(Sp2)이고, 제1 재생광은 인접재생광(P2)일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 따른 광정보 처리방법은 선택재생광(P1)과 인접재생광(P2)이 중첩되어 재생된다 하더라도, 손쉽게 인접재생광(P2)으로부터 선택재생광(P1)을 판별할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리장치를 간략하게 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광정보 기록방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광정보 재생방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리방법에 의해 기록된 기록영역들에 제1 다중화 각도를 입사시켜 재생되는 재생광들을 검출하여, 그 광세기를 비교한 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
Sp1 : 제1 기록영역 Sp2 : 제2 기록영역
P1 : 제1 재생광 P2 : 제2 재생광
110 : 광원 140 : 광변조기
160 : 각도다중화기 170 : 광검출기

Claims (13)

  1. 광정보를 재생하는 방법으로서, 상기 방법은,
    제1 기록 영역에 제1 다중화 각도들 중 하나로 기준광을 입사시키기 위한 제1 기준광 입사 동작을 수행하는 단계 - 광정보는 각각 상기 제1 다중화 각도들로 각도 다중화된 상기 기준광에 의해 상기 제1 기록 영역에 기록되고, 제2 다중화 각도들로 각도 다중화된 상기 기준광에 의해 제2 기록영역에 기록되며, 상기 제2 다중화 각도들은 상기 제1 다중화 각도들 사이에 있으며, 상기 제2 기록 영역은 상기 제1 기록 영역에 인접하여 위치하거나 상기 제1 기록영역과 부분적으로 중첩됨 - ;
    상기 제1 기록 영역으로부터 생성되는 제1 재생광을 검출하기 위한 제1 광검출 동작을 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 제1 광검출 동작은 상기 제2 기록 영역에 상기 제1 다중화 각도들 중 하나로 상기 기준광을 입사시키는 것에 의해 생성된 상기 제1 재생광과 중첩된 제2 재생광을 검출하는 단계를 더 수행하고,
    상기 제1 광검출 동작은 서로 중첩되는 상기 제1 및 제2 재생광으로부터 상기 제1 재생광을 판별하기 위한 제1 광판별 동작을 더 포함하고,
    상기 제1 광판별 동작은 상기 제1 및 제2 재생광의 광세기를 서로 비교하는 단계 및 상기 제1 및 제2 재생광 중에서 더 큰 광세기를 가지는 재생광을 상기 제1 재생광으로 판별하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 제2 기록 영역에 상기 제2 다중화 각도들 중 하나로 상기 기준광을 입사시키기 위한 제2 기준광 입사 동작을 수행하는 단계; 및
    상기 제2 기록 영역으로부터 생성된 상기 제2 재생광을 검출하기 위한 제2 광검출 동작을 수행하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 광검출 동작은 상기 제1 기록 영역에 상기 제2 다중화 각도들 중 하나로 상기 기준광을 입사시키는 것에 의해 생성된 상기 제2 재생광과 중첩된 제1 재생광을 검출하는 단계를 더 수행하는, 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 광검출 동작은 서로 중첩되는 상기 제1 및 제2 재생광으로부터 상기 제2 재생광을 판별하기 위한 제2 광판별 동작을 더 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 광판별 동작은 상기 제1 및 제2 재생광의 광세기를 비교하는 단계 및 상기 제1 및 제2 재생광 중에서 더 큰 광세기를 갖는 재생광을 상기 제2 재생광으로 판별하는 단계를 포함하는, 방법.
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