KR20080075011A - 광학주사장치 - Google Patents

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KR20080075011A
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후프트 거트 티
프랭크 슈어만
베르나르두스 헨드릭스
모하메드 메프타
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

광 기록매체를 주사하는 광학주사장치. 이 광학주사장치는, 방사원 시스템(661;761)과, 조정 가능형 구성을 갖는 유체 메니스커스(16;116,138;216;316)에 의해 서로 이격된 제 1 유체(A) 및 제 2 유체(B;C)로 이루어진 광학소자(1;101;201;301)와, 상기 유체 메니스커스 구성을 조정하여 제 1 형태의 파면 변형을 일으키도록 구성된 제어 시스템(20;120;220;320)을 구비한다. 상기 제 1 형태의 파면 변형에 의해 입력 방사빔 경로(2;102;244;348)로부터 각도 변위(α,β,γ,δ,ε)가 각기 서로 다른 복수의 출력 방사빔 경로(24,26;140;246;350) 중 하나로 상기 방사빔의 방향이 전환되게 된다. 상기 제어 시스템은 상기 유체 메니스커스 구성을 조정하여 제 2 형태의 파면 변형을 일으키도록 더 구성된다. 상기 제 2 형태의 파면 변형은 상기 방사빔의 파면수차를 보상하도록 구성되고, 상기 보상된 파면수차는 상기 각도 변위에 따라 조정된다.
광학주사장치, 유체 메니스커스, 광학소자, 파면수차.

Description

광학주사장치{Optical scanning device}
본 발명은 광 기록매체를 주사하는, 특히 홀로그래픽 광 기록매체를 주사하는 광학주사장치에 관한 것이다.
콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD) 등의 광 기록매체, 또는 홀로그래픽 광 기록매체로부터 데이터를 판독하고 그 광 기록매체에 데이터를 기록하는 장치는, 광 기록매체의 조사하기 위한 방사빔을 조작하기 위한 부재를 포함하는 것이 일반적이다. 이러한 조작은, 예를 들면, 상기 빔의 방향을 변경하는 것을 포함하기도 한다.
상기 기록매체에 관한 데이터의 판독 또는 기록은 가능한 정확하여 그 데이터에서의 오류를 피하는 것이 중요하다. 광 기록매체를 주사하는 경우, 구면수차 등의 수차가 디바이스 부재에 의해, 또는 광 기록매체 자체의 일부에 의해 상기 빔에 생기는 경우도 있다. 이들 수차에 의해, 상기 빔에서 갖는 데이터 신호에 데이터 오류가 생길 수 있다.
광 기록매체를 주사하기 위한 빔의 수차를 저감하기 위한 시스템은 공지되어 있다. 국제특허출원 WO2004/102251에는, US특허 US5,880,896에 기재된 광학주사장치에서 사용되어도 되는 유체 메니스커스를 갖는 조정 가능형 미러가 기재되어 있다. 이 미러는, 주사빔을 단일 방사빔 경로를 따라 편향시키고, 그 메니스커스의 구성을 조정하여서, 상기 기록매체의 기판의 두께에 의해 생긴 구면수차를 상쇄하는 빔에 구면수차를 인가한다.
(발명의 요약)
본 발명의 목적은, 광 기록매체를 주사하는 방사빔의 수차를 저감시키는데 있다.
본 발명의 제 1 국면에 따라, 광 기록매체를 주사하고,
a) 상기 광 기록매체의 조사를 위한 방사빔을 방출하도록 배치된 방사원 시스템과,
b) 조정 가능형 구성을 갖는 유체 메니스커스에 의해 서로 이격된 제 1 유체 및 제 2 유체로 이루어진 광학소자와,
c) 상기 유체 메니스커스 구성을 조정하여 제 1 형태의 파면 변형을 일으키도록 구성되고, 상기 제 1 형태의 파면 변형에 의해 입력 방사빔 경로로부터 각도 변위가 각기 서로 다른 복수의 출력 방사빔 경로 중 하나로 상기 방사빔의 방향이 전환되는, 제어 시스템을 구비한 광학주사장치에 있어서,
상기 제어 시스템은 상기 유체 메니스커스 구성을 조정하여 제 2 형태의 파면 변형을 일으키도록 더 구성되고, 상기 제 2 형태의 파면 변형은 상기 방사빔의 파면수차를 보상하도록 구성되고, 상기 보상된 파면수차는 상기 각도 변위에 따라 조정되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1형태의 파면 변형을 일으킴으로써 광학소자는, 하나의 출력 방사빔 경로 상에 상기 방사빔의 방향을 전환하여 상기 광학주사장치를 통해 상기 빔의 전달 방향을 제어한다. 또한, 상기 광학소자는, 상기 각도 변위에 따르는 제 2 형태의 파면 변형을 일으켜서, 그 제 2 형태의 파면 변형의 형태를 선택된 출력 방사경로에 따라 제어한다.
상기 방사빔은, 서로 다른 출력 방사빔 경로들과 그에 따라서 조정된 상기 제 2 형태의 파면 변형으로 방향을 향할 수 있다. 그래서, 광 기록매체를 주사하는 경우, 상기 제 2 형태의 파면 변형은 서로 다른 출력 경로에 상기 빔의 방향 전환에 따라 동적으로 조정된다.
상기 빔의 방향 전환은, 상기 장치의 광학소자에 상기 빔이 입사하는 각도를 변경하여서, 그 빔이 상기 소자를 통해 비최적 경로를 따라가게 된다. 방향 전환도, 광 기록매체의 기판 위에 상기 빔의 입사각을 변경하기도 한다. 이 때문에, 파면 수차는, 예를 들면, 광 기록매체에 기록 및/또는 광 기록매체로부터 판독되는 데이터에서의 오류가 발생할 수 있는 상기 빔에 생기기도 한다. 상기 각도 변위에 따라 보상의 제 2 형태의 파면 변형을 일으킴으로써, 광학소자는, 상기 파면수차를 최소화하여 데이터 판독 또는 기록시에 어떠한 오류도 최소화한다.
상기 광학소자는, 전력 소비가 낮고, 메니스커스 구성의 전환시간이 빠르고, 콤팩트 디자인에 따라 값싸게 구성될 수 있다. 본 발명은, 방사빔을 방향 전환하 고, 제 2 형태의 파면 변형을 간단하고 효율적인 방식으로 행하기 위한 장치를 제공한다. 더욱이, 상기 유체 메니스커스 구성의 조정에 의해, 그 소자의 소모를 줄여서, 광학소자는 신뢰성 있고 내구력이 있다.
여기서 사용된 각도 변위란, (나중에 명백해지듯이, 연장된 형태로) 입력 방사빔 경로와 선택된 출력 방사빔 경로 사이의 각도 거리이다. 정 및 부의 각도 변위는 가능하고, 최대의 정의 각도 변위와 최대의 부의 각도 변위의 합은 그 각도 변위의 가능한 최대 범위를 나타낸다.
여기서 사용된 주사란, 광 기록매체로부터의 데이터 판독 및/또는 광 기록매체에의 데이터 기록을 행하는 것을 포함하는 것을 말한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 파면 수차는, 비점수차, 구면수차 및 코마수차 중 적어도 하나를 포함한다. 이렇게, 상기 광학소자는, 다양한 서로 다른 파면수차를 보상할 수 있다.
여기서 사용된 보상한다란, 파면수차가 이미 그 빔에 존재하는지 또는 그것이 이어서 생기기도 하는지를 방사빔의 파면수차를 감소시키도록 상기 방사빔의 파면을 변경한다는 것을 말한다.
바람직하게는, 상기 광학주사장치는, 데이터 북을 저장하는 적어도 하나의 영역을 갖는 홀로그래픽 광 기록매체를 주사하도록 구성된다.
상기 홀로그래픽 기록매체를 주사하는 각도 다중화 기술에서는, 상기광학소자의 서로 다른 출력 방사 경로들을 따라 기준 방사빔의 방향을 전환할 수 있다. 각 출력 경로에는, 데이터 북의 서로 다른 데이터 페이지가 대응하게 된다. 상기 선택된 출력 경로에 따라 제 2 형태의 파면 변형의 조정에 의해, 주사시에 일어나는 데이터 오류가 최소화될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징 및 이점은, 첨부도면을 참조한 예시로만 나타낸 본 발명의 바람직한 실시예들의 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 구성(configuration)에서의 광학소자를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 구성에서의 광학소자를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 광학소자를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 전극 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학주사장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 광학주사장치의 부품을 통과하는 방사빔을 개략적으로 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 서로 다른 실시예에 따른 광학주사장치를 개략적으로 도 시한 것이다.
(발명의 상세한 설명)
도 1 및 도 3은 광학소자(1)를 개략적으로 도시한 것이다. 광학소자(1)의 추가의 상세 내용은, 여기서는 국제특허출원 WO 2004/051323에 대한 레퍼런스로 포함된다.
도 1을 참조하면, 광학소자(1)는, 광학소자(1)에 입사하여 통과하도록 방사선(3)에 의해 도 1에 나타낸 방사빔용 입력 방사빔 경로(2)를 갖는다. 방사빔은, 레이저 등의 방사원 시스템(4)에 의해 방출된다. 광학소자(1)는, 입력 방사빔 경로(2)의 확장 형태(5)를 중심으로 배치된 세그먼트 전극들로 이루어진 제 1 세트(97)의 구성을 구비한 복수의 전극을 구비하고, 상기 입력 경로(2)는, 도 1에 도시된 것과 같은 광학소자(1)를 통해 선형으로 확장된다.
도 2는 상기 확장된 입력 방사빔 경로(5)를 수직으로 취하고 나중에 더욱 상세히 설명되듯이 아나모픽 메니스커스 렌즈 형상을 생성하는데 적합한, 상기 전극들 중 일단에서 본, 전극들로 이루어진 제 1 세트(97)의 구성의 단면도이다. 상기 전극들로 이루어진 제 1 세트(97)는, 각각 직사각형 및 평면형이고 그들의 종방향 에지가 평행한 사각형 형상에서 상기 확장된 입력 방사빔 경로(5)를 중심으로 이격된 4개의 세그먼트 전극(6,7,8,9)으로 이루어져서, 사각형 클로저를 형성한다. 상기 세그먼트 전극(6,7,8,9) 중 대향전극은 쌍으로 배치되고; 그래서, 하나의 세그먼트 전극(6)과 대향하는 세그먼트 전극(8)은 제 1 쌍으로서 배치되고, 또 다른 세 그먼트 전극(8)과 대향하는 세그먼트 전극(9)은 제 2 쌍을 이룬다. 적어도 상기 세그먼트 전극(6,7,8,9)의 내부 표면은, 연속적이고 균일한 두께의 전기적 절연성의, 예를 들면 나중에 명백해질 메니스커스 에지를 제약하는 테플론TMAF1600으로 형성된 유체 접촉층(10)으로 덮인다. 본 실시예에서, 각 세그먼트 전극(6,7,8,9)의 각 표면은, 테플론TMAF1600으로 형성되어도 되거나, 이와는 달리 파릴렌으로 형성되어도 된다.
도 1을 참조하여, 상기 제 1 세트(97)의 전극(6,7,8,9)은, 챔버로부터 유체의 누설을 막도록 밀봉된 유체 챔버(14)의 측벽을 형성하도록 구성된다. 투명한 전방 소자(12)는 상기 유체 챔버(14)의 일 단벽의 일부를 형성하고, 투명한 후방 소자(13)는, 상기 유체 챔버(14)의 타단벽의 일부를 형성한다.
상기 유체 챔버(14)는, 선택된 굴절률을 갖는 실리콘 오일 또는 알칸 등의 전기 절연성 제 1 액체 A인 제 1 유체와, 굴절률이 서로 다른 염용액을 함유한 물 등의 전기 도전성 제 2 액체 B인 제 2 유체를 포함한다. 상기 제 1 및 제 2 유체는, 서로 혼화 불가능하고, 도 1에 도시된 것처럼, 상기 확장된 입력 방사빔 경로(5)를 중심으로 회전 대칭하지 않는 곡률을 갖는 조정 가능형 구성을 갖는 유체 메니스커스(16)에 의해 서로 이격된다. 상기 2개의 액체 A, B는, 동일한 밀도를 갖도록 구성되어 상기 메니스커스(16)의 구성이 광학소자(1)의 방위와 상관없이 제어되는 것이 바람직하다.
상기 복수의 전극은, 상기 제 1 단 전극(17)을 방사빔이 통과할 수 있도록 환상 또는 광학적으로 투명하고, 이 경우에 상기 후방소자(13)에 인접한 상기 유체 챔버(14)의 일단에 배치된 제 1 단 전극(18)을 더 구비한다. 상기 제 1 단 전극(18)은, 상기 전극이 제 2 유체 B에 작용하도록 상기 유체 챔버(14)에서 적어도 일 부분에 배치된다.
제어 시스템(20)은, 상기 제 1 세트(97)의 적어도 하나의 전극(6,7,8,9)에 전압을 인가함에 의해 상기 유체 메니스커스(16)의 구성을 결정하도록 배치된다. 상기 제어 시스템(20)은, 상기 세그먼트 전극(6,7,8,9) 각각과 상기 제 1 단 전극(18)에 전기 접속되고, 적절한 전압을 상기 제 1 단 전극(18)에 인가하고, 제 1 전압 V1을 상기 제 1 쌍의 일 전극에 인가하고, 제 2 전압 V2을 상기 제 1 쌍의 타 전극에 인가하고, 또 다른 전압 V3,V4를 상기 제 2 쌍의 각각에 인가하게 배치된다. 상기 세그먼트 전극(6,7,8,9) 적어도 하나에 인가된 전압은, 세그먼트 전극(6,7,8,9)의 적어도 하나의 다른 세그먼트 전극에 인가된 전압과 같거나 서로 달라도 된다. 각 전극의 용량 측정에 의해, 현재의 메니스커스 구성이 식별될 수 있다. 이들 측정은 상기 제어 시스템(20)으로의 피드백을 제공하여서, 상기 제어 시스템(20)이 정확히 상기 유체 메니스커스 구성을 제어할 수 있다.
상기 제어 시스템(20)에서 인가된 전압의 조정은 메니스커스 구성을 조정하여 제어한다. 상기 인가된 전압은, 전기습윤력을, 상기 세그먼트 전극(6,7,8,9) 각각을 가로질러 상기 유체 접촉층(10)의 제 2 유체 B에 의해 습윤성을 결정하는 상기 유체 A, B에 인가한다. 이러한 습윤성은 세그먼트 전극(6,7,8,9)마다 3개의 위 상선(상기 유체 접촉층(10)과 2개의 액체 A,B 사이에 접촉 라인)에서 메니스커스(16)의 접촉각을 결정한다.
상기 인가된 전압의 조정에 의해, 상기 메니스커스 구성을 조정하여 서로 다른 유체 메니스커스 구성을 얻을 수 있다. 상기 확장된 입력 방사빔 경로(5)를 중심으로 회전 대칭하거나 하지 않아도 되는 비구면 곡률을 갖는 메니스커스 구성을 달성 가능하다.
또한, 대략 직교하고 축방향으로 이격된 2개의 초점선에 입사 광선을 대략 초점을 맞추어서 아나모픽 렌즈로서 작용할 수 있는 아나모픽 메니스커스 구성이 얻어지기도 한다. 아나모픽 렌즈는, 대략 2개의 직교축에서 집속력이나 배율의 서로 다른 값을 나타내고, 그 직교축 중 하나를 상기 확장된 입력 경로(5)에 수직한 면에 배치된 원주축이라고 한다. 이들 초점 특성은, 광학 조건 '비점수차'를 특징으로 한다. 아나모픽 렌즈 형상은, 대략 원통형의 형상과 대략 구면 원통 특징으로 이루어진다.
메니스커스 구성은, 상기 전방소자(12)에서 본 경우 볼록 또는 오목 곡률을 갖도록 가능하다. 이와는 달리, 평면 메니스커스 구성이 얻어지기도 한다.
상기 유체 메니스커스(16)의 구성은, 이전에 기재된 메니스커스 구성의 결합이어도 되고, 예를 들면 상기 유체 메니스커스(16)의 구성은, 평면 및 아나모픽 구성의 조합이어도 된다.
광학소자(1)를 사용하여 상기 메니스커스 구성을 조정하여 상기 빔의 파면을 변경하여, 예를 들면 상기 방사빔의 방향 전환 및/또는 그 방사빔으로 제 2 형태의 파면 변형의 도입을 행하여서 방사빔을 조작한다. 상기 유체 메니스커스 구성의 조정은, 상기 조작을 제어할 수 있다.
상기 방사빔의 방향 전환을 위해, 상기 광학소자(1)는, 제 1 형태의 파면 변형을 상기 방사빔으로 도입하여 입사 방사빔 경로(2)로부터 각각 입력 경로로부터 각도 변위가 서로 다른 복수의 출력 방사빔 경로들 중 하나에 입사하는 방사빔의 방향을 전환하도록 구성된다. 이하 나중에 보다 상세히 설명하듯이, 상기 유체 메니스커스 구성의 적절한 조정은, 복수의 출력 방사빔 경로들 중 서로 다른 경로 상의 방사빔을 방향 전환한다. 광학소자(1)는, 상기 메니스커스(16)에서 상기 빔의 굴절에 의해 또한 후방소자(13)의 외부 표면에서 굴절함으로써 방사빔의 방향을 전환한다. 또한, 상기 광학소자(1)의 다른 부분은, 그 빔을 굴절시켜도 된다.
도 1을 참조하면, 상기 제 1 쌍의 일 전극에 인가된 전압 V1은 제 1 접촉각 θ1을 결정하고, 상기 제 1 쌍의 타 전극에 인가된 전압 V2은 예를 들면, 상기 제 1 접촉각 θ1보다 작은 제 2 접촉각 θ2를 결정한다. 상기 제 2 쌍의 전극들에 인가된 전압은, 또 다른 접촉각을 결정한다. 이러한 인가된 전압의 조합은, 본 예에서는, 평면 구성과 아나모픽 구성의 조합인 특별한 유체 메니스커스 구성을 결정한다. 상기 입력 방사빔은, 입력 방사빔 경로(2)로부터 제 1 출력 방사빔 경로(24) 상에 직교축 x,y,z에 의해 규정된 X-Y 평면에서 방향 전환된다. 상기 제 1 출력 방사빔 경로(24)는, 상기 확장된 입력 방사빔 경로(5)로부터 제 1 각도 변위 α를 갖는다. 또한, 상기 메니스커스(16)는, 제 2 형태의 파면 변형을 그 빔에 비점수차를 추가 하도록 그 빔에 도입한다.
각 접촉각은, 약 60도의 최소의 획득 가능 값을 갖는다. 액체 A의 굴절률 n=1.6이고 액체 B의 굴절률 n=1.33인 경우, 최대의 정의 각도 변위는 대략 +9도이고, 최대의 부의 각도 변위는 약 -9도이어서, 상기 각도 변위의 최대 범위는 약 18도이다.
상기 메니스커스(16)에 의해 광학소자는, 제 1 형태의 파면 변형을 도입하여, 상기 파면수차의 원하는 보상을 제공하기 위해 제 2 형태의 파면 변형과 결합하여, 원하는 각도 변위에 따라 상기 빔의 방향을 전환한다. 이를 달성하기 위해서, 상기 제어 시스템(20)은, 원하는 메니스커스 구성을 산출하여서, 예를 들면 그 메니스커스 구성을 도 9, 도 10 및 도 11 중 어느 하나를 참조하여 설명된 메니스커스 구성의 조정에 따라, 상기 메니스커스 구성을 조정한다.
이제, 이전에 설명된 서로 다른 각도 변위에 따라 빔을 방향 전환하는 광학소자(1)를 도시한 도 3을 참조하면, 상기 전극들에 인가된 전압은, 상기 제어 시스템(20)에 의해 조정되어 서로 다른 전압 V5이 상기 제 1 쌍의 타 전극에 인가되고, 또 다른 전압 V7,V8은 상기 타 전극 각각에 인가된다. 서로 다른 인가 전압들은, 상기 제 1 쌍의 일 전극과 제 3 접촉각 θ3과, 상기 제 1 쌍의 타 전극과 제 4 접촉각 θ3이 이루는 서로 다른 접촉각을 결정한다. 또, 메니스커스 구성은, 평면 구성과 아나모픽 구성의 조합이다. 상기 방사빔은, 상기 확장된 입력 방사빔 경로(5)로부터 서로 다른 각도 변위 β를 갖는 서로 다른 출력 방사빔 경로(26)를 따라 방향 전환된다. 본 예에서, 상기 제 1 각도 변위 α는, 상기 제 2 각도 변위 β보다 크다. 또한, 상기 메니스커스(16)는, 비점수차를 상기 빔에 추가하는 서로 다른 제 2 형태의 파면 변형을 도입한다. 상기 제어 시스템(20)은, 각도 변위가 서로 다른 서로 다른 출력 방사빔 경로들을 따라 방향 전환되도록 메니스커스 구성을 조정하여도 된다. 추가로, 상기 제어 시스템(20)은, 그 빔이 방향 전환되는 특별한 출력 방사빔 경로에 따라 상기 빔에 도입된 제 2 형태의 파면 변형을 조정하도록 구성된다. 예를 들면, 상기 빔이 특별한 각도 변위를 갖는 제 1 출력 방사빔 경로 상에서 방향 전환되는 경우, 특별한 제 2 형태의 파면 변형은 그 빔에 도입된다. 이어서, 그 빔이 서로 다른 각도 변위를 갖는 서로 다른 출력 방사빔 경로 상에서 방향 전환되는 경우, 서로 다른 제 2 형태의 파면 변형이 도입된다. 이렇게 하여, 상기 제어 시스템은, 각도 변위에 따라 제 2 형태의 파면 변형을 조정하도록 구성된다.
일 예에서, 상기 제어 시스템(20)은, 필요한 메니스커스 구성을 산출하고, 그 메니스커스 구성을 도 9, 도 10 및 도 11의 임의의 것을 참조하여 설명된 메니스커스 구성의 조정에 따라 상기 메니스커스 구성을 조정한다.
도 1 및 도 3은 광학소자(1)에 의해 포커싱된 빔의 광선(3)을 도시한 것이다. 광학소자는, 이와는 달리, 상기 출력 빔은 발산 또는 평행한 빔 광선을 갖는 상기 빔의 수렴도를 변경하여도 된다.
도 4는 도 1 및 도 3을 참조하여 설명된 광학소자(1)의 특징들과 유사한 특징들을 갖는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학소자(101)를 도시한 것이다. 이러한 특징은, 여기서는 동일한 도면부호를 사용하여 100씩 증가하여 나타내었고, 여기서도 대응하게 설명되어야 한다.
광학소자(101)의 추가의 상세 설명은, 여기서는 국제특허출원 WO 2004/051323에 대한 증명서로 포함된다.
광학소자(101)의 복수의 전극은, 도 2를 참조하여 설명된 제 1 세트(197)와 유사한 세그먼트 전극들로 이루어진 제 2 세트(198)의 구성을 포함한다. 상기 복수의 전극은, 구성에 있어서 상기 제 1 단 전극(118)과 유사한 제 2 단 전극(136)을 더 구비한다. 제 2 세트(198)의 4개의 전극은, 전극들의 상기 제 1 세트(197)로부터 또한 상기 단 전극(118,136)으로부터 서로 전기절연된다. 본 실시예에서, 상기 제 2 단 전극(136)과 상기 전방소자(112)는 각각 상기 유체 챔버(114)의 일 단벽의 일부를 각각 형성하고, 상기 제 1 단 전극(118)은 상기 유체 챔버(114)의 또 다른 단벽의 일부를 형성한다. 상기 제 1 및 제 2 세트(197,198)의 전극들은, 유체 챔버(114)의 측벽을 형성한다.
상기 유체 챔버(114)는, 본 실시예에서는 이전에 설명된 액체 B이고, 상기 제 2 단 전극(136)과 접촉하고 있고 제 2 유체 메니스커스(138)에 의해 액체 A와 이격된 제 3 유체를 보유한다. 상기 제 2 단 전극(136)은, 부분적으로 상기 제 3 유체와 접촉하고 있도록 상기 전방소자(112)와 상기 유체 챔버(114) 사이에 위치 결정된다. 당업자는, 상기 제 3 유체가 액체 B와 서로 다른 액체를 포함하여도 된다는 것을 알 것이다.
상기 제어 시스템(120)은, 각 단 전극(118,136)과, 상기 제 1 및 제 2 세트(197,198)의 각 전극에 전기 접속되고, 전압을 각 전극에 인가하도록 구성된다. 전압 V9은 제 1 세트(197)의 일 전극에 인가되고, 전압 V10은 제 1 세트(197)의 대향 전극에 인가되고, 추가로 또 다른 전압 Vn은 상기 제 1 세트(197)의 타 전극들 중 적어도 하나에 인가되어, 상기 메니스커스(116)의 구성을 조정한다. 상기 제어 시스템(120)은, 전압 V11을 제 2 세트(198)의 일 전극에 인가하고, 전압 V12를 제 2 세트(198)의 대향 전극에 인가하고, 추가로 또 다른 전압 Vn을 상기 제 2 세트(198)의 전극들 중 또 다른 전극에 인가하여, 이전에 설명된 상기 유체 메니스커스 조정과 유사한 방식으로 상기 제 2 메니스커스(138)의 구성을 조정한다. 또한, 적절한 전압은, 상기 단 전극(118,136)에 인가된다.
일례로서, 상기 2개의 유체 메니스커스(116,138) 중 적어도 하나에 대해, 상기 제어 시스템(120)은, 필요한 메니스커스 구성을 산출하고, 그 메니스커스 구성을 도 9, 도 10 및 도 11의 임의의 것을 참조하여 설명된 메니스커스 구성의 조정에 따라 상기 메니스커스 구성을 조정한다.
상기 메니스커스(116)와 상기 제 2 유체 메니스커스(138) 양쪽의 구성의 조정에 의해, 방사빔이 이전에 설명된 광학소자(1)보다 융통성이 크게 조작될 수 있다. 예를 들면, 상기 빔은, 각도 변위의 보다 큰 최대 범위를 갖는 출력 경로 상에서 방향 전환될 수 있다. 본 예에서, 상기 빔은, 상기 제 1 및 제 2 각도 변위 α,β보다 큰 제 3 각도 변위 γ를 갖는 출력 방사빔 경로(140)를 따라 방향 전환된다.
이전의 실시예들에서는 상기 확장된 입력 방사빔 경로가 상기 유체 챔버의 중앙의 종축과 일치한다; 그렇지만, 도 5와 도 6을 사용하여 설명된 실시예들을 비롯한 또 다른 실시예들에서, 이와는 달리, 상기 확장된 입력 방사빔 경로는 비중앙 종축을 따라 광축을 통과하여서, 상기 입력 경로는 방사빔이 광학소자에 입사하는 상기 전방소자의 외부 표면에 수직되지 않는다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 또 다른 광학소자(201)를 도시한 것이다. 이 광학소자(201)의 특징은, 도 1 및 도 3을 참조하여 설명된 광학소자(1)의 특징과 동일하다. 이러한 특징을, 여기서는 200씩 증가된 동일한 도면부호를 사용하여 나타내고, 여기서도 대응하게 설명되어야 한다. 광학소자(201)의 또 다른 상세 내용은, 여기서는 국제특허출원 WO 2004/102251에 대한 증명서로 포함된다.
예를 들면, 알루미늄, 금 또는 은의 금속 코팅 또는, 적절한 유전성 코팅으로 이루어진 반사면(242)은, 상기 후방소자(213)의 외부면에 부착된다. 상기 제어 시스템(220)은, 전압 V13을 제 1 세트(297)의 일 전극에 인가하고, 전압 V14를 제 1 세트(297)의 대향 전극에 인가하고, 또 다른 전압 Vn을 상기 제 1 세트(297)의 타 전극들 중 적어도 하나와, 추가로 상기 제 1 단 전극(218)에 인가한다.
방사빔은, 입력 경로(244)를 따라 상기 전방소자(214)를 통해 광학소자(201)에 입사하고, 반사면(242)에 의한 방사빔의 반사에 의해, 입력 경로(244)로부터 각도 변위 δ를 갖는 출력 방사빔 경로(246) 상에서 방향 전환된다. 상기 방향 전환된 빔은, 상기 전방소자(212)를 통해 광학소자(201)로 출사한다. 따라서, 상기 반사면(242)은 미러 기능을 제공하고, 상기 제어 시스템(220)에 의해 결정된 것처럼, 상기 메니스커스(216)의 구성은 어느 출력 방사빔 경로 상에서 그 빔이 방향 전환되는지를 선택한다. 또한, 상기 메니스커스 구성은, 제 2 형태의 파면 변형을 상기 방사빔에 도입한다.
일례에서, 상기 제어 시스템(220)은, 필요한 메니스커스 구성을 산출하고, 그 메니스커스 구성을 도 9, 도 10 및 도 11의 임의의 것을 참조하여 설명된 메니스커스 구성의 조정에 따라 상기 메니스커스 구성을 조정한다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 또 다른 광학소자(301)를 도시한 것이다. 이 광학소자(301)의 특징은, 도 1 및 도 3을 참조하여 설명된 광학소자(1)의 특징과 동일하다. 이러한 특징을, 여기서는 300씩 증가된 동일한 도면부호를 사용하여 나타내고, 여기서도 대응하게 설명되어야 한다.
본 실시예에서, 상기 제 2 유체는 액체 B가 아니고, 상기 제 1 유체와 혼화불 가능하고 그 메니스커스(316)가 방사빔을 반사하도록 하는 액체 C이다. 일례에서, 액체 C는 수은이다다. 다른 예에서, 액체 C는, 예를 들면 메니스커스(316)에서 집합하여 메니스커스(316)에서의 반사면을 형성하는 예를 들면 은 입자를 포함하는 금속성 입자의 현탁액이다. 2개의 액체 사이의 경계면에 또는 액체의 외부면에 금속 액체형 막(MELLF)을 형성하기 위해
금속성 입자의 사용에 관한 보다 상세한 설명을, 여기서는
Figure 112008046845818-PCT00001
Ermano F.Borra,Anna M.Ritcey, Landde Vieira da Silva,"Optical Tests of Nanoengineered Liquid Mirrors",Applied Optics 42(2003)p.1882의 레퍼런스에 포함된다.
상기 제어 시스템(320)은, 전압 V15을 제 1 세트(397)의 일 전극에 인가하고, 전압 V16를 제 1 세트(397)의 대향 전극에 인가하고, 또 다른 전압 Vn을 상기 제 1 세트(397)의 타 전극들 중 적어도 하나와, 상기 제 1 단 전극(318)에 인가하여, 메니스커스 구성을 결정한다. 방사빔은, 상기 입력 경로(348)를 따라 상기 전방소자(312)를 통해 광학소자(301)에 입사하고, 상기 메니스커스(316)에서 액체 C에 의해 제공된 반사면에서의 상기 빔의 반사에 의해, 상기 입력 경로(348)로부터 각도 변위 ε를 갖는 출력 방사빔 경로(350) 상에서 방향 전환된다. 이 방향 전환된 빔은, 상기 전방소자(312)를 거쳐 광학소자(301)에 출사된다. 상기 제어 시스템(320)은, 상기 메니스커스 구성의 조정에 의하여, 상기 메니스커스(316)에 제공된 미러 기능을 제어하여 어느 출력 경로에서 그 빔이 방향을 전환하는지를 선택한다. 또한, 상기 메니스커스 구성은 제 2 형태의 파면 변형을 상기 방사빔에 도입한다.
일례에서, 상기 제어 시스템(320)은, 필요한 메니스커스 구성을 산출하고, 그 메니스커스 구성을 도 9, 도 10 및 도 11의 임의의 것을 참조하여 설명된 메니스커스 구성의 조정에 따라 상기 메니스커스 구성을 조정한다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여, 세그먼트 전극들의 다른 세트들을 설명하겠다. 이전에 설명된 임의의 광학소자의 전극들의 세트가 도 7 또는 도 8을 사용하여 설명된 전극들의 세트로 대체되어도 된다는 것을 알 것이다.
도 7은 세그먼트 전극들의 세트의 대안의 구성의 단면을 도시한 것이다. 이 러한 전극들의 구성의 특징은, 도 2를 사용하여 기재된 상기 제 1 세트(397)의 구성과 동일하다. 이러한 특징은, 400씩 증가된 동일한 도면부호를 사용하여 나타내고, 여기서도 대응하게 설명되어야 한다. 도 7은 세그먼트 전극들 중 일단에서 자른 단면도이고, 상기 확장된 입력 방사빔 경로(405)에 수직한다.
상기 세그먼트 전극들(452)은, 각각 광학소자를 갖는 제어 시스템에 전기접속된다. 본 실시예에서는, 개개의 세그먼트 전극들(452)이 31개가 있다; 그렇지만, 이와는 달리, 전극들이 31개보다 많거나 적어도 된다. 전압을 서로 다른 그 세그먼트 전극들(452)에 인가함으로써, 상기 메니스커스의 구성은, 이전에 설명된 방식으로 조정될 수 있다. 이러한 구성의 세그먼트 전극들(452)의 수가 보다 큰 것에 의해 아주 다양한 메니스커스 구성이 얻어질 수 있다. 또한, 상기 방사빔의 보다 정확한 조작은, 예를 들면, 광학수차가 감소된 제 2 형태의 파면 변형을 도입하여서 이루어지기도 한다.
상기 광학소자의 세그먼트 전극들로 이루어진 세트의 또 다른 구성을 고찰한다. 도 8은 세그먼트 전극들로 이루어진 세트의 또 다른 예시적 구성을 도시한 것이다. 이러한 전극들의 구성의 특징은, 도 2를 사용하여 기재된 전극들의 세트와 동일하다. 이러한 특징은, 500씩 증가된 동일한 도면부호를 사용하여 나타내고, 여기서도 대응하게 설명되어야 한다. 도 8은 세그먼트 전극들(554) 중 일단에서 자른 단면도이고, 상기 확장된 입력 방사빔 경로(505)에 수직한다. 본 예시에서, 일 전극(554)으로부터 인접한 전극(554)으로 향하는 방향으로 나타낸 상기 절연층(511)의 두께는, 상기 절연층(511)의 일 전극간 일부로부터 상기 절연층(511)의 인접한 전극간 일부로 향하는 방향으로 나타낸 각 전극(554)의 두께보다 두껍다. 이러한 두께의 배치는, 상기 유체 메니스커스의 에지를 따라 상기 접촉각의 불연속적인 변동을 감소시키므로 상기 메니스커스에 의해 상기 방사빔에 도입된 어떤 광학수차도 감소시킨다.
도 9는 광 기록매체를 주사하는 광학주사장치를 도시한 것이다. 주목해야 하는 것은, 도 9가 개략적이고 스케일대로 도시되지 않은 것이다는 것이다. 본 실시예에서, 상기 광학주사장치는, 데이터 저장을 위해 홀로그래픽 매체(660)를 비롯한 홀로그래픽 광 기록매체(659)를 주사하도록 구성된다. 홀로그래픽 매체의 예로는, InPhase TechnologiesTM에서 개발한 TapestryTM이 있다.
광학주사장치는, H.J. Coufal, D. Psaltis,G.T. Sincerbox(Eds.), 'Holographic data storage', Springer series in optical sciences,(2000)에 공지되어 있는 홀로그래픽 매체(660)에 대해 기록 및 판독할 수 있는 광학장치의 특징을 구비하고, 그 내용은 여기서 레퍼런스로 포함된다.
도 9의 광학주사장치는, 홀로그래픽 광 기록매체(659)의 조사용 방사빔을 방출하도록 구성된 방사원 시스템(661)을 구비한다. 이 광학주사장치는, 시준기(662), 가동형 제 1 편향기(664), 제 1 빔 스플리터(666), 제 1 미러(668), 공간 광 변조기(670), 제 2 빔 스플리터(672), 렌즈(674), 도 1을 사용하여 이전에 설명된 광학소자(1), 제 2 렌즈(676), 제 3 렌즈(678), 제 2 미러(680), 반파장 판(682), 제 3 미러(684), 제 2 편향기(686), 망원경(688) 및 검출기(690)로 이루 어진다. 광학주사장치는, 홀로그래픽 매체(660)에 대해 데이터를 기록 및 판독하도록 구성된다.
데이터 페이지를 홀로그래픽 매체(660)에 기록할 때, 상기 제 1 편향기(664)는, 예를 들면, 도 9에 점선으로 나타낸 것과 같은 기계적 움직임에 의해 방사빔이 방출된 경로로부터 벗어나 이동된다. 상기 방사원(661)에서 방출된 방사빔의 절반은, 상기 제 1 빔 스플리터(666)와 상기 제 1 미러(668)에 의해 공간 광 변조기(670)를 향하여 보내진다. 이러한 방사빔의 부분을 신호빔이라고 한다. 상기 방사원 시스템(661)에서 방출된 방사빔의 절반은, 상기 제 1 빔 스플리터(666)를 통과하여 상기 광학소자(11)에 의해 상기 제 2 및 제 3 렌즈(676,678)를 거쳐 상기 홀로그래픽 캐리어(659)를 향해 방향 전환된다. 이러한 방사빔의 부분을 기준빔이라고 한다. 상기 신호빔은, 공간 광 변조기(670)에 의해 공간적으로 변조된다. 상기 공간 광 변조기는 투과영역과 흡수영역으로 이루어지고, 그것은 기록되는 데이터 페이지의 0 및 1 데이터 비트에 해당한다. 상기 신호빔이 상기 공간 광 변조기(670)를 통과한 후, 그것은, 홀로그래픽 매체(660)에 기록된 신호, 즉 기록되는 데이터 페이지를 갖는다. 그래서, 상기 신호빔은, 상기 렌즈(674)에 의해 홀로그래픽 매체(660)에 포커싱된다.
또한, 상기 기준빔은, 상기 제 2 및 제 3 렌즈(676,678)에 의해 홀로그래픽 매체(660)에 포커싱된다. 그래서, 상기 데이터 페이지는, 상기 신호빔과 상기 기준빔간의 간섭 때문에 간섭 패턴의 형태로 상기 홀로그래픽 매체(660)에 기록된다. 그 홀로그래픽 매체(660)에 데이터 페이지를 일단 기록하면, 또 다른 데이터 페이 지는 상기 홀로그래픽 매체(660)의 동일한 위치에 기록된다. 이를 위해, 이 데이터 페이지에 대응한 데이터는, 상기 공간 광 변조기(670)에 보내진다. 상기 제어 시스템(20)은, 상기 유체 메니스커스(16)를 조정하여, 서로 다른 출력 방사빔 경로를 따라 상기 기준빔의 방향을 전환한다. 이렇게 하여, 상기 홀로그래픽 매체(660)에 대한 상기 기준신호의 각도는 변경된다. 그래서, 간섭 패턴은, 서로 다른 패턴으로 상기 홀로그래픽 매체(660)의 동일한 위치에 기록된다. 이를 각도 다중화라고 한다. 복수의 데이터 페이지가 기록되는 홀로그래픽 매체(660)의 구역이라고도 하는 동일한 위치를, 데이터 북이라고 한다. 홀로그래픽 매체(660)는, 데이터 북을 저장하기 위한 적어도 일 구역을 갖는다. 상기 홀로그래픽 매체(660)의 일 구역을 주사할 때, 상기 기준빔의 방향 전환을 위한 상기 복수의 출력 방사빔 경로 각각은 상기 일 구역에 있는 데이터 북의 서로 다른 페이지에 대응한다. 상기 제 2 및 제 3 렌즈(676,678)를 사용하여, 상기 방향 전환된 기준빔이 상기 매체(660)의 동일한 구역을 조사하므로 동일한 구역에 데이터를 기록하는 것을 유지한다.
상기 매체(660)에서 일 데이터 페이지와 직후의 데이터 페이지를 분리하는 최소 다중화 각도 Δψ는, 다음 관계식 1에 따라 규정된다:
Figure 112008046845818-PCT00002
여기서 λ는 방사빔의 파장이고, ψs는 홀로그래픽 매체(660) 상의 신호빔의 입사각이고, ψr은 홀로그래픽 매체(660) 상의 기준빔의 입사각이며, 양쪽 각도는 상기 매 체(660)의 상기 빔에 대한 평면 입사면에 수직하게 놓인 축에 대해 이루어지고, L은 상기 입사면의 평면에 수직한 방향의 상기 매체(660)의 두께이다. 일례로서, 여기서 λ=400nm, L=0.5mm, ψs=0°, ψr=60° 및 Δψ=9.23 x 10-4라디안, 브래그(Bragg) 피크의 폭은 약 1mrad이다. 바람직하게는, 브래그 선택도를, 약 2mrad로 선택하여 데이터 페이지간 누화를 막는다. 최대 각도 변위 범위는, 북에 기록 가능한 데이터 페이지의 수에 대응한 약 100-200의 다수의 다중화 각도의 범위를 나타낸 20-30°이다.
홀로그래픽 매체(660)로부터 데이터 페이지를 판독할 때, 상기 제 1 편향기(664)는, 방사원 시스템(661)에서 방출된 방사빔의 경로로 이동되어 그 빔이 상기 제 2 미러(680), 상기 반파장 판(682) 및 제 3 미러(684)를 거쳐 상기 제 2 편향기(686)에 이르도록 상기 빔을 편향시킨다. 각도 다중화를 사용하여 데이터 페이지를 홀로그래픽 매체(660)에 기록하고, 주어진 데이터 페이지를 판독하는 경우, 상기 제 2 편향기(686)는 홀로그래픽 매체(660)에 대한 그 제 2 편향기의 각도가 이러한 주어진 홀로그램을 기록하는데 사용되었던 각도와 동일하도록 배치된다. 그래서, 상기 제 2 편향기(686)에 의해 편향되고 상기 망원경(688)에 의해 홀로그래픽 매체(660)에 포커싱되는 신호는, 상기 주어진 홀로그램을 기록하는데 사용되었던 기준신호의 위상 공역이다.
그리고, 상기 기준신호의 위상 공역은, 데이터 페이지의 정보 패턴에 의해 회절되어, 재구성된 신호빔을 생성한 후, 상기 렌즈(674)와 상기 제 2 빔 스플리 터(672)를 거쳐 상기 검출기(690)에 이른다. 촬영된 데이터 페이지는, 검출기(690)에 생성되어, 상기 검출기(690)에 의해 검출된다. 상기 검출기(690)는, 화소나 검출기 소자를 구비하고, 각 검출기 소자는 상기 촬영된 데이터 페이지의 비트에 대응한다. 상기 공간 광 변조기(670)는, 완전히 흡수하게 되어서, 그 빔의 일부가 상기 공간 광 변조기(670)를 통과할 수 없다.
도 10은 상기 광학소자의 후방 소자(13)로부터 상기 제 1 및 제 3 렌즈(676,678)를 거쳐 홀로그래픽 매체(660)로 상기 기준빔의 일부(691)의 통과를 개략적으로 도시한 것이다. 본 실시예에서, 상기 제 2 및 제 3 렌즈(676,678) 각각의 초점 길이는, 79.86mm이고, 렌즈 두께는 4.00mm이고, 이 렌즈들은 BK7유리로 형성된다. 상기 후방소자(13)의 외부표면의 중심과 상기 제 2 렌즈(676)의 입사면의 중심간의 특정 거리(692)가 있다. 상기 제 3 렌즈(678)의 출사면의 중심과 기록되는 상기 홀로그래픽 매체(660)의 구역간의 거리는 동일한 특정 거리(692)를 갖고, 상기 제 2 렌즈(676)의 입사면의 중심과 상기 제 3 렌즈(678)의 출사면의 중심간의 거리는, 상기 특정 거리(692)의 두배이다. 상기 방사빔은 상기 제 2 렌즈 및 제 3 렌즈(676, 678) 사이에서 반전된다.
본 실시예에서, 액체 A는 굴절률이 n=1.50인 기름이고, 액체 B는 굴절률이 n=1.33인 소금물이다. 직교의 x,y,z축으로 정의된 것처럼, z축에 대한 회전으로서 상기 유체 메니스커스(16)가 20°의 각도로 경사지는 것은, 상기 축들의 xy 평면에서 3.4°의 각도만큼 상기 기준빔의 방향을 전환한다. 이렇게 상기 빔의 방향을 전환하는 것에 의해, 상기 기준빔이, 1.64파동 제곱 평균(RMS) 비점수차 파면 변형을 상기 기준빔에 도입하는 방식으로 상기 제 2 및 제 3 렌즈(676,678)를 통과되게 한다. 이러한 비점수차는, 주사 정확도를 홀로그래픽 기록매체(659)의 디바이스에 의해 크게 감소할 것이다. 홀로그래픽 매체(660)의 정확한 주사를 위해, 상기 빔은, 0.07파동 RMS 파면수차의 최대 회절 제한치를 필요로 하는 것이 바람직하다. 평면 구성과, 원통 반경이 -547.47mm인 원통렌즈 구성과의 결합이 되도록 상기 유체 메니스커스(16)를 조정하면, 상기 기준빔은 3.4°의 각도만큼 방향 전환되고, 제 2 형태의 파면 변형도 상기 비점수차를 보상하기 위해서 상기 기준빔에 도입되어서, 상기 기준빔의 RMS 비점수차 파면 변형은 0.007파동이다.
이렇게 하여, 상기 제 2 형태의 파면변형은 상기 방사빔의 파면수차를 보상하도록 구성된다. 상기 파면수차는, 비점수차, 구면수차 및 코마수차 중 적어도 하나이어도 되고, 광학주사장치, 예를 들면 빔 방향전환의 조정에 의해 방사빔에 도입되어도 된다. 상기 설명된 예에서, 상기 비점수차는, 광학주사장치의 상기 제 2 및 제 3 렌즈(676,678)에 의해 도입된다.
서로 다른 데이터 페이지를 기록하기 위해서 광학소자에 의해 상기 기준빔의 방향 전환에 의해, 상기 기준빔이 서로 다른 경로를 따라 상기 제 2 및 제 3 렌즈(676,678)를 통과하게 된다. 상기 제 2 및 제 3 렌즈(676,678)는, 서로 다른 파면수차를, 상기 기준빔이 서로 다른 출력 빔 경로들을 따라 방향 전환될 때 상기 기준빔에 도입한다. 상기 제어 시스템(20)은, 상기 메니스커스 구성을 조정하여서, 상기 제 2 형태의 파면 변형은 그 빔이 방향 전환되는 특별한 출력 방사빔 경로에 대응되도록 상기 도입된 파면수차를 보상한다. 이렇게 하여, 기록된 서로 다른 데 이터 페이지에 대해, 상기 광학소자는, 상기 방향 전환된 기준빔의 상기 서로 다른 출력 방사빔 경로들의 대응한 각도 변위에 따라 상기 제 2 형태의 파면 변형을 조정하여, 각 데이터 페이즈는 최대의 정확도로 기록된다.
본 발명의 또 다른 실시예들에서, 도 9를 참조하여 설명된 광학주사장치의 광학소자(1)는, 도 4를 참조하여 설명된 광학소자(101)가 대안이 되기도 하거나, 굴절에 의해 상기 기준빔의 방향을 전환하는 본 발명에 따른 어떠한 광학소자이어도 된다고 예상된다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 홀로그래픽 광 기록매체를 주사하기 위한 광학주사장치를 도시한 것이다. 도 11은 스케일대로 도시되지 않은 것이다. 이 광학주사장치의 특징은, 도 9를 사용하여 설명된 장치와 동일하다. 600대신에 700씩 증가된 동일한 도면부호는, 상기 특징에 대해 사용되고, 여기서도 대응하게 설명되어야 한다.
본 실시예에서, 도 5를 사용하여 설명된 상기 광학소자(201)는, 도 1 및 도 3에 도시된 광학소자(1) 대신에 상기 기준빔의 방향을 전환하는데 사용된다. 광학주사장치는, 도 9에 대해 설명된 것과 같은 방식으로 홀로그래픽 매체(760)에 기록한다. 광학장치는, 홀로그래픽 매체(760)의 판독시에, 상기 제 1 편향기(764)에 의해 상기 제 2 미러(780)에 또한 이전에 설명된 것과 같은 홀로그래픽 매체(760) 상에 편향된 방사빔을 반사하는 또 다른 미러(796)를 갖는다.
도 11의 광학주사장치의 본 발명의 또 다른 실시예들에서, 상기와 달리, 광학소자(201)는, 도 6을 참조하여 설명된 광학소자(301)이어도 되거나, 반사에 의해 상기 기준빔의 방향을 전환하는 본 발명에 따른 어떠한 광학소자이어도 된다고 예상된다.
상기 실시예들은, 본 발명의 예시적 예들로서 이해되어야 한다. 본 발명의 또 다른 실시예들이 예상된다. 홀로그래픽 광학주사장치는, 공간 광 변조기에 의해 제공된 진폭 다중화와 결합하여 각도 다중화에 대해 설명되었다. 홀로그래픽 매체에 데이터 페이지를 기록하기 위한 진폭 다중화 대신에 또는 이 진폭 다중화와 결합하여, 시프트 다중화 또는 위상 변조 다중화를 사용하여도 된다.
도 9 또는 도 11로 설명된 광학주사장치를 사용하여 홀로그래픽 매체로부터 데이터의 판독은, 소위 공역모드에서 일어난다. 또 다른 실시예들은, 데이터 판독용 빔이 상기 편향기(686,786)에 의해 상기 매체에 편향되는 것이 아니라, 대신에 광학소자에 의해 상기 홀로그래픽 매체 상에서 방향 전환되는 경우가 예상된다. 상기 빔은, 상기 매체로부터 판독된 데이터 신호를 획득하여 그 빔 상기 매체에 입사하는 면에 대향하는 상기 매체의 면으로부터 출사한다. 이들 실시예에서, 출사빔은, 이전에 설명된 검출기와 유사한 검출기에 렌즈에 의해 포커싱되고, 여기서 상기 렌즈 및 검출기는, 상기 데이터 신호 빔이 출사하는 면과 같은 홀로그래픽 매체의 동일한 측면에 위치된다.
굴절이나 반사를 사용하여 상기 기준빔의 방향을 전환할 수 있는 광학소자의 다양한 구성을 설명하였다. 그 광학소자의 또 다른 구성을, 본 발명의 범위에 따라 예상한다. 상기 광학소자의 부품들 중 임의의 것은, 투명하여서, 예를 들면 방사빔이 그 광학소자에 세그먼트 전극을 거쳐 입사되어도 된다. 또한, 유체 A,B 및/또는 C의 액체는, 기재된 것들과 서로 달라도 되고, 전기습윤력 이외의 힘을 사용하여 상기 메니스커스 구성을 조정하여도 된다.
상기 광학소자에 대해 상기 입력 방사빔 경로 및/또는 출력 방사빔 경로의 위치들은, 이전에 기재된 것들과 서로 달라도 된다. 상기 광학소자에 방사빔 입사하고나서 방향 전환된 빔 경로를 따라 그 소자로 출사하는 것을 허용하는 상기 경로들의 임의의 위치가 예상된다.
광학소자는, 구체적으로 홀로그래픽 광 기록매체를 주사하기 위한 광학주사장치에 대해 설명하였지만, 그 광학소자는 어떠한 광학주사장치에도 사용되어도 된다. 더욱이, 상기 제 2 형태의 파면 변형은, 광학주사장치에 의해 도입된 파면수차의 보상에 한정되지 않는다. 광 기록매체에 의해 도입된 파면수차의 보상이 예상된다.
어떤 하나의 실시예와 관련하여 설명된 임의의 특징 하나만 사용되거나, 기재된 다른 특징과 조합하여 사용되어도 되고, 또한 상기 실시예들의 임의의 다른 것의 하나 이상의 특징과 결합하여 사용되어도 되거나, 상기 실시예들의 임의의 다른 것의 임의의 조합에 사용되어도 된다. 또한, 상기 설명되지 않은 동등한 것과 변형은, 첨부하는 청구항에 기재된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이용되어도 된다.

Claims (9)

  1. 광 기록매체를 주사하는 광학주사장치이고,
    a) 상기 광 기록매체의 조사를 위한 방사빔을 방출하도록 배치된 방사원 시스템(661;761)과,
    b) 조정 가능형 구성을 갖는 유체 메니스커스(16;116,138;216;316)에 의해 서로 이격된 제 1 유체(A) 및 제 2 유체(B;C)로 이루어진 광학소자(1;101;201;301)와,
    c) 상기 유체 메니스커스 구성을 조정하여 제 1 형태의 파면 변형을 일으키도록 구성되고, 상기 제 1 형태의 파면 변형에 의해 입력 방사빔 경로(2;102;244;348)로부터 각도 변위(α,β,γ,δ,ε)가 각기 서로 다른 복수의 출력 방사빔 경로(24,26;140;246;350) 중 하나로 상기 방사빔의 방향이 전환되게 되는, 제어 시스템(20;120;220;320)을 구비한 광학주사장치에 있어서,
    상기 제어 시스템은 상기 유체 메니스커스 구성을 조정하여 제 2 형태의 파면 변형을 일으키도록 더 구성되고, 상기 제 2 형태의 파면 변형은 상기 방사빔의 파면수차를 보상하도록 구성되고, 상기 보상된 파면수차는 상기 각도 변위에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파면수차는, 비점수차, 구면수차 및 코마수차 중 적어도 하나를 포함한 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 파면수차는, 상기 광학주사장치에 의해 상기 방사빔에 도입되는 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유체 메니스커스는, 반사 또는 굴절에 의해 상기 방사빔의 방향을 전환하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학소자는 복수의 전극(6,7,8,9,18;118,136;218;318;452;554)을 구비하고, 상기 제어 시스템은 상기 복수의 전극 중 적어도 하나에 전압(V1-V16,Vn)을 인가하고 전기습윤력을 상기 유체들에 인가하여 상기 유체 메니스커스 구성을 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학주사장치는, 홀로그래픽 광 기록매체(660;760)를 주사하도록 구성된 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 홀로그래픽 기록매체는, 데이터 북을 저장하기 위한 적어도 일 구역을 갖는 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 출력 방사빔 경로 각각은, 상기 데이터 북의 서로 다른 데이터 페이지에 대응하는 것을 특징으로 하는 광학주사장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 광학주사장치는, 서로 다른 상기 복수의 출력 방사빔 경로들을 따라 방향 전환될 때 상기 홀로그래픽 광 기록매체의 동일한 구역을 조사하도록 구성된 것 을 특징으로 하는 광학주사장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004051323A1 (en) * 2002-12-03 2004-06-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Apparatus for forming variable fluid meniscus configurations
US7324287B1 (en) * 2006-11-07 2008-01-29 Corning Incorporated Multi-fluid lenses and optical devices incorporating the same
JP2009251339A (ja) * 2008-04-08 2009-10-29 Sony Corp 光学装置、照明装置、及び、カメラ
US9109876B2 (en) 2008-11-03 2015-08-18 Koninklijke Philips N.V. Device for measuring a fluid meniscus
CN111766701A (zh) * 2020-06-22 2020-10-13 南京邮电大学 一种轮胎面的实现方法及以轮胎面为界面的双液体透镜

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004051323A1 (en) * 2002-12-03 2004-06-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Apparatus for forming variable fluid meniscus configurations
JP2007516551A (ja) * 2003-12-08 2007-06-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ホログラフィック走査装置
EP1695341A1 (en) * 2003-12-08 2006-08-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Holographic device
US7149015B2 (en) * 2004-01-05 2006-12-12 Inphase Technologies, Inc. Obliquity correction scanning using a prism mirror
US7483218B2 (en) * 2004-03-04 2009-01-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical component for introducing optical aberrations to a light beam

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