KR20090050955A - 페이지 지향 광학 데이터 저장 시스템에서의 정보의 자리 이동에 민감하지 않은 저장 장치 - Google Patents

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KR20090050955A
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루돌프 아이베르그
프랑크 프르지고다
올리베르 마르키
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톰슨 라이센싱
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Abstract

본 발명은 이동에 대해 민감도가 덜한 홀로그래픽 저장 시스템과 같은 광학 저장 시스템을 위한 광학 데이터 저장을 위한 데이터 페이지(3)와, 그러한 데이터 페이지(3)를 포함하는 홀로그래픽 저장 매체(19), 그러한 데이터 페이지(3)를 포함하는 광학 매체(19)로부터 읽는 것 및/또는 그러한 광학 매체(19)로 쓰는 것을 위한 장치(10), 및 그러한 데이터 페이지(3)로부터 읽는 것 및/또는 그러한 데이터 페이지에 쓰는 것을 위한 방법에 관한 것이다.
광학 데이터 저장을 위한 데이터 페이지(3)가 제시된다. 이 데이터 페이지는 저장 매체의 이동 방향으로 데이터 페이지(3)의 이동에 대해 덜 민감한 하나 이상의 영역(5)을 포함한다.

Description

페이지 지향 광학 데이터 저장 시스템에서의 정보의 자리 이동에 민감하지 않은 저장 장치{SHIFT-INSENSITIVE STORAGE OF INFORMATION IN PAGE ORIENTED OPTICAL DATA STORAGE SYSTEMS}
본 발명은 이동에 대해 민감하지 않은 정도가 증가한 홀로그래픽 저장 시스템과 같은 광학 저장 시스템에서의 광학 데이터 저장을 위한 데이터 페이지, 그러한 데이터 페이지를 포함하는 홀로그래픽 저장 매체와 같은 광학 저장 매체, 그러한 데이터 페이지를 포함하는 광학 저장 매체로부터 읽는 것 및/또는 그러한 광학 저장 매체로 쓰는 것을 위한 장치, 및 그러한 데이터 페이지로부터 읽는 것 및/또는 그러한 데이터 페이지로 쓰는 것을 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명은 일 예로서 홀로그래픽 저장 시스템을 사용하여 아래에 설명된다. 본 발명이 다른 광학 저장 시스템 내에도 적용 가능하다는 점이 당업자에게는 분명하다.
홀로그래픽 데이터 저장 장치에서는, 2개의 가간섭성 레이저 빔의 중첩에 의해 만들어진 간섭 패턴을 인코딩함으로써, 디지털 데이터가 저장되고, 이들 레이저 빔 중 '물체 빔(object-beam)'이라고 하는 하나의 빔은 공간 광 변조기(SLM: spatial light modulator)에 의해 변조되고, 기록될 정보를 운반한다. 두 번째 빔은 기준 빔으로서의 역할을 한다. 간섭 패턴은 저장 자료의 특성의 수정을 일으키고, 이는 간섭 패턴의 국부적인 강도에 의존한다. 기록된 홀로그램을 읽는 것은 기록될 때와 동일한 상태를 사용하여 기준 빔으로 홀로그램을 조명함으로써 수행된다. 이는 기록된 물체 빔의 재구성을 가져온다.
홀로그래픽 데이터 저장의 한 가지 장점은 데이터 용량이 증가한다는 점이다. 종래의 광학 저장 매체와는 반대로, 정보를 저장하기 위해 단지 단일층 또는 수개의 2차원 층이 사용되는 것이 아니라, 홀로그래픽 저장 매체의 볼륨이 사용된다. 홀로그래픽 데이터 저장의 한 가지 또 다른 장점은, 예컨대 자리 이동 다중화(shift multiplexing)에 의해 또는 2개의 빔 사이의 각도를 변경함으로써, 동일한 볼륨에 다수의 데이터를 저장한다는 가능성이다. 게다가, 단일 비트를 저장하는 대신, 데이터가 데이터 페이지로서 저장된다. 통상적으로, 데이터 페이지는 밝고-어두운 패턴의 매트릭스, 즉 다수의 비트를 코딩하는 2차원의 2진 배열 또는 그레이(grey) 값들의 배열로 이루어진다. 상이한 양상(phase)을 보여주는 패턴으로 이루어지는 데이터 페이지가 또한 사용될 수 있다. 이는 저장 밀도를 증가시키는 것 외에 데이터 속도 증가를 증가시키는 것을 달성하는 것을 허용한다. 이 데이터 페이지는 SLM에 의해 물체 빔 상으로 찍혀지고(imprint) 배열 검출기로 검출된다.
데이터 용량과 데이터 속도를 증가시키는 것은, 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 발전시키는데 있어서 중요한 과제 중 2가지이다. 데이터 용량을 증가시키는 것은, 일정한 데이터 페이지로의 액세스 시간 또는 광학 저장 매체의 볼륨을 감소 시키는 것과 밀접하게 관련이 있다.
홀로그래픽 매체는 전술한 바와 같은 기준 빔에 의해 조명되는 동안 읽혀진다. 홀로그램을 판독하는 동안 광학 기기(optics)에 관한 매체의 위치는 홀로그램을 쓰는 동안의 것과 정확하게 동일해야 한다. 이상적인 읽는 위치로부터의 매체의 변위는 검출기 배열의 읽는 패턴의 강도를 감소시킨다. 또한, 이미지 선명도(sharpness)는 감소하고 따라서 이미지가 흐릿해진다. 또한, 검색된 데이터 페이지 이미지는 검출기에 대해 오정렬된다.
이미지 강도와 홀로그램 변위의 함수로서의 검출기 상의 상대적인 이미지 변위의 주요 행동이 도 1에 도시되어 있다. 실선은 매체의 위치(x-축)의 함수로서 검출기(y-축) 상의 읽는 홀로그램의 상대적인 이미지 변위를 도시한다. 점선은 매체의 위치(x-축)의 함수로서 검출기(y-축) 상의 읽는 홀로그램의 상대적인 이미지 강도를 도시한다. 위치(x=0)에서 홀로그램은 최적으로 정렬된다. 이 경우, 검출기 상의 읽는 사진은 최소의 자리 이동을 가지고 최대의 광도(light intensity)를 가진다.
이들 결과와 관련하여, 그렇게 정확하지 않은 홀로그램의 위치 선정이 검출기 상의 데이터 페이지 이미지의 품질을 떨어뜨린다. 특히, 계속해서 회전하는 디스크를 지닌 시스템에서는, 홀로그램의 노출 시간이 이동을 멈추게 하기에 충분히 짧아야 한다. 펄스 형태의 레이저, 빠른 셔터(shutter), 및 빠른 검출기가 요구된다. 매체를 긴 노출 또는 빠른 이동은 이미지를 흐려지게 한다.
본 발명의 목적은 이동과 관련해서 덜 민감한 데이터 페이지를 제안하는 것이다.
본 발명에 따르면, 데이터 페이지 상에는 읽는 동안 이동이나 정확하지 않은 위치 선정에 덜 민감한 데이터를 포함하는 하나 이상의 영역이 존재한다. 이는 홀로그래픽 저장 매체와 같은 저장 매체의 빠른 이동 동안 데이터 페이지의 이들 영역에 저장된 정보를 읽는 것을 허용한다. 이는 예컨대 이들 영역에서의 데이터의 특별한 변조 또는 코딩을 사용함으로써 달성된다. 일반적으로 오정렬 또는 이동은 더 낮은 신호대 잡음비(SNR)를 초래하고, 이는 이들 영역에서의 데이터의 변조 또는 코딩에 의해 부분적으로 보상될 수 있다.
본 발명의 또 다른 개선예에 따르면, 데이터 픽셀이 자리 이동에 민감하지 않은 영역에서 이동 방향으로 확대된다. 이러한 식으로, 이러한 방향으로의 흐릿해짐이 검출기 표면에 평행한 매체의 이동으로 인해 생기는 경우에도 훨씬 더 잘 검출된다. 예컨대 디스크와 같은 회전하는 매체 상에서는, 각 점에서 반경에 수직이고 검출기의 광학 축에 수직인 이동 벡터가 이동 방향을 정의한다. 빠른 이동 동안 하나의 픽셀로부터 또 다른 픽셀로의 크로스토크(crosstalk)는 감소한다. 이는 공간 주파수가 감소한 데이터 변조에 대응하고, 이는 정확한 정렬을 일정한 정도로 덜 중요하게 한다.
유리한 방식으로, 자리 이동에 민감하지 않은 영역에서의 '온(on)'-픽셀들은 이동 방향으로 동일한 크기를 가진다. 다시 말해, 각각의 '온'-픽셀은 동일한 길이를 가진다. 그러므로, 각각의 '온'-픽셀은 이동 방향으로 동일한 공간 주파수를 가진다. 이미지가 흐릿해진 경우에서의 픽셀 추정은 손쉽게 이루어지는데, 이는 픽셀들의 픽셀 길이와 공간 주파수가 알려져 있기 때문이다.
유리한 방식으로, 변조 구조는 2개의 조명된 픽셀과 같은 2개의 '온'-픽셀을 나란히 허용하지 않는다. 이는 하나의 픽셀로부터 또 다른 픽셀로의 크로스토크를 감소시킴으로써, 각 픽셀의 검출 능력을 개선한다. 검출된 신호의 가장자리(edge)들은 정렬을 개선하기 위해 사용될 수 있다.
이동 방향에 수직인 정렬과 추적을 개선하기 위해서는, 자리 이동에 민감하지 않은 영역이 바람직하게는 '온'-픽셀 또는 '오프(off)'-픽셀만을 포함하는 이동 방향으로 한 라인(line)을 포함한다. 매체가 이동 방향으로 제멋대로 자리 이동하면서도 이동 방향에 수직인 정렬이 보장될 수 있고, 이동 속도와는 독립적으로 수행될 수 있다.
유리한 방식으로, 이동에 민감하지 않은 영역은 어드레스 정보, 콘텐츠 정보, 추적 제어 정보 또는 초점 맞춤 제어 정보 중 적어도 하나를 포함한다. 이 정보는 보통 일정한 데이터 페이지의 위치를 알아내고, 저장된 데이터의 전체 콘텐츠에 대한 개관(overview)을 얻거나 데이터의 읽는 것을 준비하는데 있어서 필수적이다. 보통, 이러한 정보는 전체 데이터의 읽는 것이 시작될 수 있기 전에 필요하기 때문에, 더 낮은 데이터 볼륨을 가지고 빠르게 얻어져야 한다. 이러한 데이터를 읽 은 후, 공지된 표준 읽기 프로세스가 사용되어 알려진 데이터 페이지 포맷을 지닌 영역으로부터 관심을 가지는 데이터를 얻는다. 이는 특정 데이터 페이지에 대한 빠른 액세스, 빠른 검색 루틴(routine), 및 읽기 프로세스의 빠른 설정(setup)을 초래한다.
오직 자리 이동에 민감하지 않은 영역을 포함하는 데이터 페이지는 바람직하게 2개의 데이터 페이지 사이에 저장된다. 이는 저장 매체를 계속해서 이동시키는 동안 읽기 프로세스를 개선한다.
또 다른 유리한 방식으로, 데이터 페이지는 자리 이동에 민감하지 않은 정도가 상이한 다수의 자리 이동에 민감하지 않은 영역을 포함한다. 다양한 읽기 속도와 다양한 오정렬(misalignment) 오차 허용도가 저장된 데이터가 사용되는 응용예의 요구 조건에 의존하는 매체에 의해 지원된다. 상이한 코딩 구조가 이들 영역에서 지원된다.
유리하게, 홀로그래픽 데이터 저장 시스템을 위해 설명된 데이터 페이지가 사용된다. 다수의 데이터 페이지가 홀로그래픽 저장 매체 내에 저장된다. 이들 시스템에서는 크로스토크를 감소시키고 SNR을 강화시키라는 정렬 요구 조건이 높다. 정렬 요구 조건을 감소시키는 자리 이동에 민감하지 않은 영역을 사용하는 것은, 큰 장점을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 데이터 페이지를 포함하는 광학 저장 매체로부터 읽기 위한 장치를 제공하는 것이다. 이 장치는 자리 이동에 민감하지 않은 영역을 검출하고 디코딩하기 위한 수단을 가진다.
본 발명의 유리한 일 실시예에서는, 광학 저장 매체로부터 본 발명에 따른 데이터 페이지를 읽기 위한 장치가 자리 이동에 민감하지 않은 영역을 읽기 위해 최적화된 추가적인 광학 경로를 제공한다. 이는 추가로 읽기 속도를 강화시키고 에러율을 떨어뜨린다. 이 장치는 데이터 영역에서 데이터를 읽기 위한 CCD와 자리 이동에 민감하지 않은 영역에서 데이터를 읽기 위한 CCD를 포함한다. 자리 이동에 민감하지 않은 데이터를 검출하기 위한 CCD는, 예컨대 2차원 CCD이다. 예컨대 자리 이동에 민감하지 않은 영역을 읽기 위해 렌즈 시스템과 1차원 CCD를 제공하는 것 또한 본 발명의 범주 내에 있다. 읽은 신호는 시간에 의존하는 1차원 신호이다. 예컨대 특정 에러 정정을 사용하거나 오버샘플링(oversampling)을 적응시키기 위해 자리 이동에 민감하지 않은 영역의 읽은 데이터의 특별한 특징에 신호 처리를 적응시키는 것과 공통 CCD를 사용하는 것 또한 본 발명의 범주 내에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명에 따른 데이터 페이지를 포함하는 광학 저장 매체에 쓰기 위한 장치를 제안하는 것이다. 이 장치는 자리 이동에 민감하지 않은 영역에 관한 데이터를 코딩하기 위한 수단을 가진다. 자리 이동에 민감하지 않은 영역을 쓰고 데이터 페이지의 데이터 영역을 쓰기 위해 구별이 분명한 SLM들을 제공하는 것도 본 발명의 범주 내에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 데이터 페이지로부터 읽는 것 및/또는 본 발명에 따른 데이터 페이지에 쓰는 것을 위한 방법을 제안하는 것이다. 이 방법은 광학 저장 매체를 검출하는 단계, 데이터 페이지 내의 자리 이동에 민감하지 않은 영역을 식별하는 단계, 자리 이동에 민감하지 않은 영역 내의 픽셀을 검출 하는 단계, 및 이들 영역으로부터 유도된 데이터를 디코딩하거나 자리 이동에 민감하지 않은 영역에 쓸 데이터를 코딩하는 단계를 포함한다.
이제 더 나은 이해를 위해, 첨부 도면을 참조하여 다음 상세한 설명에서 더 상세히 본 발명이 설명된다. 본 발명은 이러한 예시적인 실시예에 제한되지 않고, 명시된 특성들이 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않으면서 또한 편의상 결합 및/또는 수정될 수 있음이 이해된다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 이동에 대해 민감하지 않은 정도가 증가한 홀로그래픽 저장 시스템과 같은 광학 저장 시스템에서의 광학 데이터 저장을 위한 데이터 페이지, 그러한 데이터 페이지를 포함하는 홀로그래픽 저장 매체와 같은 광학 저장 매체, 그러한 데이터 페이지를 포함하는 광학 저장 매체로부터 읽는 것 및/또는 그러한 광학 저장 매체에 쓰기 위한 장치, 및 그러한 데이터 페이지를 읽는 것 및/또는 그러한 데이터 페이지에 쓰는 것을 위한 방법에 사용될 수 있다.
도 1은 쓰는 프로세스에 비해 읽는 프로세스 동안의 광학 기기에 대한 매체의 위치 변위의 결과를 도시한다. 검출기 상에서 읽은 데이터 페이지의 이미지 강도가 모델을 기초하여 변위의 함수로서 도시되어 있다. 또한, 검출기 상의 읽은 이미지의 상대적인 이미지 변위가 매체의 변위의 함수로서 도시되어 있다.
도 2는 측정에 기초한 동일한 이미지 강도와 이미지 변위를 도시한다. 광학 경로에 비해 데이터 페이지의 정확하지 않은 위치 선정은 검출기 상에서의 수신된 이미지의 품질을 상당히 떨어뜨리고 따라서 SNR을 떨어뜨린다. 계속해서 회전하는 디스크를 지닌 시스템에서는 정렬이 특히 어려운 일(challenge)이다.
도 3은 홀로그래픽 시스템에 의해 읽혀지는 관련 분야에 알려진 데이터 페이지(1)를 도시한다. 동일한 크기의 밝고 어두운 픽셀이 전체 데이터 페이지(1)에 걸쳐 분포하고 있다.
도 4는 데이터 페이지가 읽기 프로세스 동안 검출기 배열과 평행한 이동 방향(2)으로 이동되는 경우의 도 3에 도시된 데이터 페이지(1)의 읽은 결과를 도시한다. 그 이미지는 강하게 흐릿해지고 작은 SNR을 가진다. 많은 경우 데이터는 이러한 검출기 이미지를 사용하여 검색될 수 없다. 이어지는 도 5 내지 도 18에는 간단하게 하기 위해 이동 방향(2)이 생략되어 있다.
도 5는 본 발명에 따른 데이터 페이지(3)를 개략적으로 도시한다. 이 데이터 페이지는 데이터 영역(4)과 적어도 하나의 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)으로 나누어진다. 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)은 데이터 페이지(3)의 하부에서 도시되지만 당업자에 의해 이러한 자리 이동에 민감하지 않은 영역이 데이터 페이지(3)의 아무 곳에나 위치될 수 있다는 점이 이해된다. 예컨대 데이터 페이지(3)의 상부 또는 하부에 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)을 위치시키는 것은, 자리 이동에 민감하지 않은 영역을 읽기 위한 감지기(24)와 자리 이동에 민감한 영역을 읽기 위한 감지기(22)가 나란히 위치할 수 있다는 장점을 가진다. 데이터 페이지(3)의 중간에 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)을 위치시키는 것은, 데이터 페이지(3)의 중간에서 흐릿해지는 결과가 보통 최소화된다는 장점을 가지는데, 이는 이 영역에서 조정(calibration)이 주로 이루어지기 때문이다. 데이터 페이지(3)의 좌측 또는 우측에 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)을 위치시키는 것은, 자리 이동에 민감하지 않은 픽셀이 이동 방향에 수직인 방향으로 동등하게 분포된다는 장점을 가진다. 이는 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)의 적어도 일부분들이 임의의 경우에 잘 조정된 구역에 있게 되는 것을 보장한다. 본 발명에 따른 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)은, 많은 방식으로 실현될 수 있다. 아래에 일부 유리한 실시예가 더 상세히 설명된다.
도 6은 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)을 위해, 본 발명의 예시적인 실시예를 사용하는, 도 5에 따른 데이터 페이지(3)를 도시한다. 픽셀들은 데이터 페이지(3)의 이동 방향(2)에 대응하는 방향으로 확대된다.
도 7은 매체가 이동되지 않는 경우, 도 6에서 도시된 데이터 페이지(3)의 검출된 이미지를 도시한다. 데이터 영역(4)과 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5) 둘 다 높은 이미지 품질을 가지고 검색된다.
이와 달리, 도 8은 매체가 이동 방향으로 이동하는 경우에, 도 6에 도시된 데이터 페이지(3)의 검출된 이미지를 도시한다. 설명된 오정렬의 결과는 흐릿해진 이미지를 초래한다. 데이터 영역(4)의 경우, 그 이미지는 낮은 SNR을 가지고 검색될 수 없다. 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)의 경우, 검출된 이미지는 데이터 영역(4)보다 훨씬 더 잘 검색될 수 있다.
도 9는 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)의 가능한 구현예를 도시한다. 데이터 픽셀은 이동 방향으로 연장되고 따라서 이동 방향으로의 정렬 상태에 대한 요 구 사항을 감소하고 매체의 더 빠른 이동이 허용된다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한다. 이 경우, 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)의 픽셀은 바코드(barcode)와 같이 배열된다. 이는 이동 방향으로의 속도에 독립적이고 이동 방향으로의 데이터 페이지(3)의 위치에 독립적인 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)의 콘텐츠를 읽는 것을 허용한다.
도 11은 모든 데이터 픽셀이 이동 방향으로 동일한 공간 주파수를 가지고 따라서 이동 방향으로 동일한 크기를 가지는, 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)을 도시한다. 낮은 공간 주파수에서 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)을 검출하는 것이 가능하게 된다.
도 12는 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)에서의 이동 방향에 수직인 방향으로 '온'-픽셀이 나란히 위치하지 않는 변조를 도시한다. 이는 이동 방향으로 한 픽셀 행으로부터 또 다른 픽셀 행으로의 크로스토크를 더 감소시킨다.
도 13은 '온'-상태에 일정하게 있는 수평 라인(51)을 사용하는 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)을 도시한다. 이동 속도에 독립적으로, 이 라인(51)은 항상 검출기 상에서 동일한 결과를 초래한다. 이와 같은 라인은, 예컨대 초점 맞춤과 추적을 위해 사용될 수 있다. 읽기 라인의 분열이 있는 경우, 데이터 신호를 평가하지 않고 트랙(track)의 손실이 보장될 수 있다. 초점 맞춤은 잘 알려진 일정한 초점 맞춤 신호로 인해 편해진다.
도 14는 이동 방향에 수직인 방향으로 그리고 이동 방향으로의 큰 연장된 블록(5)을 사용한다. 공통 데이터 영역(4)에 비해 이러한 영역을 읽기 위해, 검출기 배열 및/또는 광학 경로의 더 낮은 해상도가 허용된다.
도 15는 자리 이동에 민감하지 않은 정도가 상이한 2개의 상이한 자리 이동에 민감하지 않은 영역(52,53)을 도시하고, 이들은 매체의 상이한 속도를 가지고 읽혀질 수 있다. 이는 시스템을 발전시키는데 있어서 자유도를 더 강화시킨다. 자리 이동에 민감하지 않은 영역(52,53)에서의 저장된 정보의 콘텐츠는 읽는 속도 및 그로 인한 읽는 동안의 매체 속도에 대한 그것들의 요구 조건에 따라 상이한 카테고리로 분류된다.
도 16은 전체 데이터 페이지(3)에 걸쳐 이동 방향으로 펼쳐지고 이동 방향으로 수직인 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)의 일 예를 도시한다. 그러한 영역(5)은 하나의 특정 영역에 집중되지 않는다. 광학 경로의 국부적인 성능 차이나 검출기 이미지의 국부적인 흐릿함이 극복된다.
도 17은 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)과 공통 데이터 영역(4)을 포함하는 2개의 데이터 페이지(31,33) 사이에 위치하는 자리 이동에 민감하지 않은 정보만을 포함하는 데이터 페이지(32)를 개략적으로 도시한다. 2개의 데이터 페이지(31,33)는 또한 공통 데이터 영역(4)만을 포함할 수 있다.
도 18은 데이터 영역(4)을 읽기 위한 제 1 광학 경로(6,22)를 개략적으로 도시한다. 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)을 읽기 위해 최적화된 제 2 광학 경로(7,24) 또한 제공된다. 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)의 데이터를 읽기 위한 CCD(24)는 2차원 CCD 또는 시간적으로 의존하는 1차원 신호를 제공하는 1차원 CCD이다. 렌즈 시스템(7)은 사용된 CCD(24)에 적응된다.
도 19에는 홀로그래픽 저장 매체(19)를 읽는 것 및/또는 기록하기 위한 장치(10)가 개략적으로 도시되어 있다. 레이저 다이오드(11)와 같은 가간섭성 광의 소스는 시준 렌즈(13)에 의해 시준되는 광빔(12)을 방출한다. 광빔(12)은 이후 2개의 분리된 광빔(16,17)으로 나누어진다. 이 예에서 광빔(12)의 분리는 제 1 빔 분리기(14)를 사용하여 달성된다. 하지만, 이러한 목적을 위해 다른 광학 성분을 사용하는 것도 마찬가지로 가능하다. 공간 광 변조기(SLM)(15)는 2개의 빔 중 하나, 즉 소위 "물체 빔"(16)을 변조하여 2차원의 데이터 패턴을 찍어낸다. 물체 빔(16)과 추가 빔, 즉 소위 "기준 빔(reference beam)"(17) 모두는 대물 렌즈(objective lens)(18)에 의해 홀로그래픽 디스크나 카드와 같은 홀로그래픽 저장 매체(19)로 초점 맞춤된다. 물체 빔(16)과 기준 빔(17)의 교차부에서 간섭 패턴이 나타나고, 이 간섭 패턴은 홀로그래픽 저장 매체(19)의 감광층(photo-sensitive layer)에서 기록된다. 하나 이상의 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)을 포함하는 데이터 페이지(3)에 쓰기 위한 장치는, 예컨대 단일 SLM(15)를 사용하여 쓰여질 데이터 페이지(3)를 인코딩하기 위한 인코더를 가진다.
저장된 데이터는 기록된 홀로그램을 기준 빔(17)만 가지고 조명함으로써, 홀로그래픽 저장 매체(19)로부터 검색된다. 기준 빔(17)은 홀로그램 구조에 의해 회절되고, 본래의 물체 빔(16)의 복사본을 만들어낸다. 개략적으로 도시된 물체 빔(20)은 데이터 영역(4)으로부터의 정보를 포함하는 재구성된 빔 부분을 나타낸다. 도시된 물체 빔(23)은 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)으로부터의 정보를 포함하는 재구성된 빔 부분을 나타낸다. 이들 재구성된 물체 빔(20,23)은 대물 렌 즈(12)에 의해 시준되고, 제 2 빔 분리기(21)에 의해, CCD-배열과 같은 2개의 배열 검출기(22,24)로 향하게 된다. 배열 검출기(22,24)는 기록된 데이터를 재구성하는 것을 허용한다. 검출기(22)는 데이터 영역(4)에 저장된 데이터를 재구성하도록 최적화되고, 검출기(24)는 데이터가 저장된 자리 이동에 민감하지 않은 영역(5)을 재구성하도록 최적화된다. 본 발명에 따라 데이터 페이지(3)를 읽는 것 및/또는 기록하기 위한 장치는 많은 방식으로 실현될 수 있음이 당업자에 의해 이해된다. 예컨대, 추가 빔 분리기와 추가 SLM이 자리 이동에 민감하지 않은 데이터와 일반적으로 알려진 데이터의 광학 경로를 완전히 분리하기 위해 사용될 수 있다.
도 1은 모델에 의해 검색된 데이터 페이지 변위에 의존하는 검출기 상의 이미지의 상대적인 변위와 상대적인 이미지 강도의 정규화된 값을 도시하는 도면.
도 2는 측정에 의해 검색된 데이터 페이지 변위에 의존하는 검출기 상의 이미지의 상대적인 변위와 상대적인 이미지 강도의 정규화된 값을 도시하는 도면.
도 3은 종래 기술에 따른 데이터 페이지의 일 예를 도시하는 도면.
도 4는 빠르게 이동하는 매체의 경우 읽기 프로세스 동안 검색된, 도 3에 도시된 데이터 페이지의 검출된 이미지를 도시하는 도면.
도 5는 데이터 영역과 자리 이동에 민감하지 않은 영역을 담고 있는 데이터 페이지를 개략적으로 도시하는 도면.
도 6은 제 1 실시예에 따라 데이터 영역과 자리 이동에 민감하지 않은 영역을 담고 있는 데이터 페이지를 도시하는 도면.
도 7은 움직이지 않는 매체의 경우 읽기 프로세스 동안 검색된, 도 6에 도시된 데이터 페이지의 검출된 이미지를 도시하는 도면.
도 8은 빠르게 이동하는 매체의 경우 읽기 프로세스 동안 검색된, 도 6에 도시된 데이터 페이지의 검출된 이미지를 도시하는 도면.
도 9는 이미지 이동 방향으로 연장되는 픽셀 이미지의 결과로서의 자리 이동에 민감하지 않은 영역에서의 픽셀을 도시하는 도면.
도 10은 바-코드와 같이 배열된 자리 이동에 민감하지 않은 영역에서의 픽셀을 도시하는 도면.
도 11은 낮은 주파수 변조로 배열되는 픽셀을 도시하는 도면.
도 12는 이동하는 방향에 수직인 흰색의 이웃하는 요소들이 없이 배열되는 픽셀 영역을 도시하는 도면.
도 13은 하나의 픽셀 행이 이동하는 방향에 수직인 흰색의 이웃하는 요소들이 없는, 일정하게 흰색인 픽셀 영역을 도시하는 도면.
도 14는 큰 연장된 픽셀 블록을 사용하는 픽셀 영역을 도시하는 도면.
도 15는 자리 이동에 민감하지 않은 정도가 상이한 부분들로 나누어진 픽셀 영역을 도시하는 도면.
도 16은 자리 이동에 민감하지 않은 정보가 특정 영역에 위치하지 않지만 데이터 페이지에 걸쳐 퍼져 있는 데이터 페이지를 도시하는 도면.
도 17은 오직 2개의 다른 데이터 페이지 사이에 쓰여지는 자리 이동에 민감하지 않은 정보를 담고 있는 데이터 페이지를 도시하는 도면.
도 18은 자리 이동에 민감하지 않은 픽셀 영역의 빠른 검출에 최적화된 렌즈 시스템 및 검출기 배열과 공통 데이터 페이지에 최적화되는 렌즈 시스템과 검출기 배열을 포함하는 추가적인 광학 경로에 관한 개략적인 예를 도시하는 도면.
도 19는 자리 이동에 민감하지 않은 픽셀 영역의 빠른 검출에 최적화된 렌즈 시스템 및 검출기 배열과 공통 데이터 페이지에 최적화되는 렌즈 시스템과 검출기 배열을 포함하는 홀로그래픽 저장 매체의 읽기 및/또는 쓰기를 위한 장치를 개략적으로 도시하는 도면.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
1,3: 데이터 페이지 2: 이동 방향
4: 데이터 영역 5: 자리 이동에 민감하지 않은 영역
7: 렌즈 시스템 11: 레이저 다이오드
12: 광빔 13: 시준 렌즈
14: 제 1 빔 분리기 15: 공간 광 변조기
16,20,23: 물체 빔 17: 기준 빔
18: 대물 렌즈 19: 홀로그래픽 저장 매체
21: 제 2 빔 분리기 22,24: 배열 검출기

Claims (15)

  1. 광학 데이터 저장을 위한 데이터 페이지(3)로서,
    저장 매체(19)의 이동 방향으로 상기 데이터 페이지(3)의 이동에 대해 덜 민감한 하나 이상의 영역(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 페이지.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 하나 이상의 영역(5)에서의 데이터 픽셀은 이동 방향(2)으로 확대되는 것을 특징으로 하는, 데이터 페이지.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 하나 이상의 영역(5)에서의 '온(on)' 픽셀은 이동 방향(2)으로 동일한 크기를 가지는 것을 특징으로 하는, 데이터 페이지.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 이동에 대해 덜 민감한 상기 하나 이상의 영역(5)은 나란히 위치하는 2개 이상의 '온(on)' 픽셀을 보여주지 않는 것을 특징으로 하는, 데이터 페이지.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 이동에 대해 덜 민감한 하나 이상의 영역(5)은 이동 방향(2)으로 '온(on)'-라인 및/또는 '오프(off)'-라인을 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 페이지.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 이동에 대해 덜 민감한 하나 이상의 영역(5)은 어드레스 정보, 콘텐츠 정보, 추적(tracking) 제어 정보 또는 초점 맞춤(focusing) 제어 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 페이지.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 오직 이동에 대해 덜 민감한 정보(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 페이지.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터 페이지(3)는 정도가 상이한 자리 이동 민감도 영역(52,53)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 데이터 페이지.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터 페이지(3)는 홀로그래픽 데이터 페이지인 것을 특징으로 하는, 데이터 페이지.
  10. 광학 데이터 저장 매체(19)로서, 상기 광학 데이터 저장 매체는 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 데이터 페이지(3)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학 데이터 저장 매체.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 광학 데이터 저장 매체는 상기 광학 데이터 저장 매 체(19)의 이동 방향으로 상기 데이터 페이지(32)의 이동에 덜 민감하고 또한 공통 데이터 영역(4)을 가지는 2개의 데이터 페이지(31,33) 사이에 배열되는 정보(5)만을 포함하는 데이터 페이지(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광학 데이터 저장 매체.
  12. 광학 저장 매체(19)로부터 읽기 위한 장치(10)로서, 상기 광학 저장 매체(19)의 이동 방향으로 데이터 페이지(3)의 이동에 대해 덜 민감한 하나 이상의 영역(5)을 포함하는 데이터 페이지(3) 상의, 이동에 대해 덜 민감한 영역(5)을 검출 및 디코딩하도록 적응되는 것을 특징으로 하는, 광학 저장 매체로부터 읽기 위한 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 이동에 대해 덜 민감한 영역(5)을 읽기 위해 추가 광학 경로(7,23,24)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 광학 저장 매체로부터 읽기 위한 장치.
  14. 광학 저장 매체(19)에 쓰기 위한 장치(10)로서,
    제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 데이터 페이지(3)에 쓰기 위한 수단을 가지는 것을 특징으로 하는, 광학 저장 매체에 쓰기 위한 장치.
  15. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 데이터 페이지를 읽는 것 또는 쓰 는 것을 위한 방법으로서,
    - 저장 매체(19)의 이동 방향으로의 데이터 페이지의 이동에 대해 덜 민감한 영역으로부터 데이터를 검출하는 단계와,
    - 검출된 데이터를 디코딩하는 단계를
    가지는, 데이터 페이지를 읽는 것 또는 쓰는 것을 위한 방법.
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