KR20060001673A - 홀로그래픽 데이터 저장 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 데이터 저장 시스템에 관한 것으로서, 특히 홀로그래픽 데이터 저장매체의 애퍼처 멀티플렉싱(aperture multiplexing)을 위한 스캐닝 방식의 애퍼처(apertur) 윈도우가 구비된 홀로그래픽 데이터 저장 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 저장 시스템은 기록층과 가이드층이 다층 박막구조를 형성하는 홀로그래픽 데이터 저장매체와, 상기 홀로그래픽 데이터 저장매체에 측면으로 입사되어 상기 기록층에 기록된 데이터 패턴에 따라 수직으로 회절된 광을 감지함으로써 기록된 데이터의 검출하는 이미지 센서가 포함되는 홀로그래픽 데이터 저장 시스템에 있어서, 상기 홀로그래픽 데이터 저장매체와 이미지 센서의 사이에는 정보 집적도를 향상시키기 위한 애퍼처가 구비되고, 상기 애퍼처의 윈도우는 시간에 따라 방향성을 가지고 이동되는 것을 특징으로 한다.
홀로그래픽, 데이터 저장

Description

홀로그래픽 데이터 저장 시스템{HOLOGRAPHIC DATA STORAGE SYSTEM}
도 1은 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 설명하는 도면.
도 2는 종래의 엘씨디 애퍼처의 형상을 설명하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 설명하는 도면.
도 4와 도 5는 본 발명의 애퍼처 윈도우를 설명하는 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10 ; 렌즈 20 ; 저장매체
21 ; 코어층 22 ; 클러딩층
24 ; 이미지 센서 25 ; 엘씨디 애퍼처
30 ; 홀로그래픽 데이터 저장매체 31 ; 코어층
32 ; 클러딩층 34 ; 이미지 센서
35 ; 애퍼처
본 발명은 홀로그래픽 데이터 저장 시스템에 관한 것으로서, 특히 홀로그래픽 데이터 저장매체의 애퍼처 멀티플렉싱(aperture multiplexing)을 위한 스캐닝 방식의 애퍼처(apertur) 윈도우가 구비된 홀로그래픽 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, 제어신호에 따라 다양한 형상으로 변화되는 엘씨디 애퍼처(LCD Aperture)(25)와, 상기 엘씨디 애퍼처(25)를 통과한 빛을 감지하여 데이터를 판독하는 이미지 센서(24)가 포 함된다.
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.
도 2에 도시된 바와 같이, 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 집적 도를 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, 도 2에 도시된 정사각형 모자이크 형태의 개구 배치는 코어층(21)의 회절이 전체적으로 상호 연관성이 잘 유지되어야 재생 검출된 정보의 정확성이 유지되므로 그 중 일부에 오류가 발생된 경우 해당 코어층(21) 정보 전체에 오류가 발생되는 문제점이 있다.
또한, 에러정정(error correction)을 할 경우에도 모든 엘씨디 애퍼처의 개구 배치를 고려하여야 하기 때문에 많은 어려움이 있다.
아울러, 애퍼처의 개구 배치를 기구적으로 변형하는 것이 불가능한 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 에퍼처 멀티플렉싱을 위한 애퍼처의 윈도우를 기구적 또는 전기적으로 이동가능한 바(bar) 형태로 구성한 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 코어층에 기록된 데이터를 부분적으로 검출하도록 하여 발생 가능한 오류를 최소화하고 부분적인 오류 정정이 가능한 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 바(bar) 형태의 애퍼처 윈도우를 다수개 배치하여 데이터 검출 속도를 향상시킨 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 저장 시스템은 기록층과 가이드층이 다층 박막구조를 형성하는 홀로그래픽 데이터 저장매체와, 상기 홀로그래픽 데이터 저장매체에 측면으로 입사되어 상기 기록층에 기록된 데이터 패턴에 따라 수직으로 회절된 광을 감지함으로써 기록된 데이터의 검출하는 이미지 센서가 포함되는 홀로그 래픽 데이터 저장 시스템에 있어서, 상기 홀로그래픽 데이터 저장매체와 이미지 센서의 사이에는 정보 집적도를 향상시키기 위한 애퍼처가 구비되고, 상기 애퍼처의 윈도우는 시간에 따라 방향성을 가지고 이동되는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 상기 애퍼처의 윈도우는 바(bar) 형태인 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 상기 애퍼처의 윈도우는 두개 이상의 바(bar) 형태인 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 상기 애퍼처의 윈도우는 기구적 또는 전기적 힘에 의해 이동 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 저장 시스템은 측면에서 입사된 광이 기록된 데이터 패턴에 의해 수직으로 회절되고 회절된 광을 감지함으로써 데이터를 처리하는 홀로그래픽 데이터 저장 시스템에 있어서, 데이터 패턴이 기록된 기록층과 상기 기록층으로 광이 입사되도록 가이드하는 가이드층이 다층 박막 구조를 형성하는 홀로그래픽 데이터 저장매체와, 상기 기록층에서 회절된 광의 애퍼처 멀티플렉싱을 위해 윈도우가 스캐닝되는 애퍼처와, 상기 애퍼처를 통해 입사된 광으로부터 데이터를 검출하는 이미지 센서가 포함되는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 상기 애퍼처의 윈도우는 시간에 따라 방향성을 가지며 연속적으로 이동하는 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 상기 애퍼처의 윈도우는 적어도 하나 이상의 바(bar) 형태인 것을 특징으로 한다.
보다 바람직하게, 상기 애퍼처의 윈도우는 기구적 또는 전기적 힘에 의해 이동 가능한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 저장 시스템에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 설명하는 도면이고, 도 4 및 도 5는 본 발명에서 애퍼처 윈도우를 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.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 애퍼처(35)의 윈도우 형상은 바(bar) 형태로 형성되며, 상기 애퍼처(35)의 윈도우는 시간에 따라 방향성을 가지고 이동한다.
바람직하게 상기 애퍼처(35)의 윈도우는 스캐닝 방식으로 연속적으로 이동한다.
상기와 같이 바(bar) 형태의 윈도우는 종래의 엘씨디 애퍼처와 같이 전기적으로 구현이 가능하고, 기구적으로도 이동이 가능하기 때문에 다양하게 적용될 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명의 스캐닝(scanning)방식의 개구는 코어층(31)의 데이터 패턴에서 회절된 광에 오류가 있는 경우 검출된 데이터의 일부분에만 오류가 발생하므 로 데이터의 오류를 최소한으로 할 수 있다.
한편, 도 5에 도시된 바와 같이 애퍼처(35)의 윈도우 형상을 두개의 바(bar) 형태로 형성하거나 두개 이상의 바 형태로 형성하여 데이터 검출 속도를 증가시킬 수 있다.
즉, 이미지 센서(34)의 두 영역에서 데이터를 검출하게 되므로 데이터의 검출 속도가 두 배로 증가할 수 있다.
부가적으로, 바(bar)형태의 윈도우를 사용하기 때문에 애퍼처(35), 이미지 센서(34), 홀로그래픽 데이터 저장매체(30)의 형상을 직사각형으로 할 수 있으며, 이는 설계의 자유도 또는 데이터 저장용량의 증가를 가져다 줄 수 있다.
본 발명은 코어층에 기록된 데이터를 부분적으로 검출하도록 하여 발생 가능한 오류를 최소화하고 부분적인 오류 정정이 가능한 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명은 홀로그래픽 데이터 저장매체에 기록된 데이터의 검출속도를 향상시킬 수 있는 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 기록층과 가이드층이 다층 박막구조를 형성하는 홀로그래픽 데이터 저장매체와, 상기 홀로그래픽 데이터 저장매체에 측면으로 입사되어 상기 기록층에 기록된 데이터 패턴에 따라 수직으로 회절된 광을 감지함으로써 기록된 데이터의 검출하는 이미지 센서가 포함되는 홀로그래픽 데이터 저장 시스템에 있어서,
    상기 홀로그래픽 데이터 저장매체와 이미지 센서의 사이에는 애퍼처가 구비되고, 상기 애퍼처의 윈도우는 방향성을 가지고 이동되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 데이터 저장 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 애퍼처의 윈도우는 바(bar) 형태인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 데이터 저장 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 애퍼처의 윈도우는 두개 이상의 바(bar) 형태인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 데이터 저장 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 애퍼처의 윈도우는 기구적 또는 전기적 힘에 의해 이동 가능한 것을 특 징으로 하는 홀로그래픽 데이터 저장 시스템.
  5. 측면에서 입사된 광이 기록된 데이터 패턴에 의해 수직으로 회절되고 회절된 광을 감지함으로써 데이터를 처리하는 홀로그래픽 데이터 저장 시스템에 있어서,
    데이터 패턴이 기록된 기록층과 상기 기록층으로 광이 입사되도록 가이드하는 가이드층이 다층 박막 구조를 형성하는 홀로그래픽 데이터 저장매체와,
    상기 기록층에서 회절된 광의 애퍼처 멀티플렉싱을 위해 윈도우가 연속적으로 이동되는 애퍼처와,
    상기 애퍼처를 통해 입사된 광으로부터 데이터를 검출하는 이미지 센서가 포함되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 데이터 저장 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 애퍼처의 윈도우는 방향성을 가지며 이동하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 데이터 저장 시스템.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 애퍼처의 윈도우는 적어도 하나 이상의 바(bar) 형태인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 데이터 저장 시스템.
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