KR20110110049A - 정보 처리 시스템 및 정보 기록 및 검색 방법 - Google Patents

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KR20110110049A
KR20110110049A KR1020110029506A KR20110029506A KR20110110049A KR 20110110049 A KR20110110049 A KR 20110110049A KR 1020110029506 A KR1020110029506 A KR 1020110029506A KR 20110029506 A KR20110029506 A KR 20110029506A KR 20110110049 A KR20110110049 A KR 20110110049A
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storage media
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KR1020110029506A
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지아올레이 시
존 에릭 허쉐이
존 앤더슨 퍼거스 로즈
브라이언 리 로렌스
수에펭 왕
빅터 페트로비츠 오스트로버코브
에릭 솔젤
롤프 자렌
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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    • G—PHYSICS
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Abstract

본 발명은 정보를 처리하는 시스템(10, 50, 100, 200, 300, 400, 500)을 제공한다. 상기 시스템은 하나 이상의 저장 매체(12, 52, 102, 202, 302, 402, 502) 내에 다수의 트랙(14, 58, 108, 206, 310, 404, 512)을 따라 정렬된 다수의 볼륨 내에 포함된 다수의 마이크로-홀로그램을 포함한다. 각각의 마이크로-홀로그램은 데이터를 포함한다. 이 시스템은 또한 다수의 트랙(14, 58, 108, 206, 310, 404, 512)에 레이저 빔을 조사하는 광학 렌즈를 갖는 하나 이상의 픽업 헤드 장치(20, 22, 104, 106, 204, 304, 306, 510)를 포함한다. 또한 이 시스템은 하나 이상의 저장 매체(12, 52, 102, 202, 302, 402, 502)로부터 데이터를 기록하고 검색하는 하나 이상의 픽업 헤드 장치(20, 22, 104, 106, 204, 304, 306, 510)를 정렬하는 서브시스템(16, 406, 504)을 포함한다.

Description

정보 처리 시스템 및 정보 기록 및 검색 방법{SYSTEM AND METHOD FOR TRANSFER OF DATA STORED IN HOLOGRAPHIC STORAGE MEDIUM}
본 발명은 일반적으로 데이터 전송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광학 기반 시스템 및 홀로그래픽(holographic) 저장 매체 내에 저장된 데이터를 전송하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 광학 저장 시스템 등과 같은 데이터 저장 시스템은 데이터를 기록 및 검색하는 광학 픽업 헤드로 구현된다. 이러한 광학 저장 시스템은 일련의 공간적으로 구분된 마크를 갖는 나선형 또는 순환형 트랙을 따라서, 또는 그 사이에 기록된 데이터를 포함하는 광학 디스크를 포함할 수 있다. 마크들 사이의 간격 길이는 전형적으로 데이터를 인코딩하기 위해 사용된다. 판독 동안에, 픽업 헤드(pick-up head)는 레이저 빔의 초점을 맞추고, 이 레이저 빔은 광학 디스크로부터 반사되어 나간다. 디스크가 회전할 때, 반사된 빔은 마크의 반사도와 마크들 사이의 교차 간격의 반사도 사이의 차이에 기인하여 변조된다. 또한 데이터는 변조된 반사 신호를 검출 및 디코딩함으로써 검색된다. 데이터의 처리는 디스크의 회전 속도를 증가하는 것에 의해 강화된다. 그러나 디스크 회전 속도는 기능 불량(breakdown)을 방지하기 위해서 제한되어 있다. 더욱이 홀로그래픽 데이터를 갖는 광학 저장 매체는 기록용 애플리케이션을 위해서, 또한 소비자 애플리케이션을 위해서도 강화된 데이터 전송 속도를 필요로 할 것이다.
그러므로, 홀로그래픽 저장 매체 내에 저장된 데이터의 전송 속도를 강화하는 효과적인 시스템 및 방법에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 정보 처리 시스템이 제공된다. 이 시스템은 하나 이상의 저장 매체 내의 다수의 트랙들을 따라 정렬된 다수의 볼륨(volumes) 내에 저장된 다수의 마이크로-홀로그램을 포함한다. 각각의 마이크로-홀로그램은 데이터를 포함한다. 이 시스템은 또한 다수의 트랙 위에 레이저 빔을 조사하는 광학 렌즈를 갖는 하나 이상의 픽업 헤드 장치를 포함한다. 또한 이 시스템은 하나 이상의 저장 매체에 데이터를 기록하고 그로부터 데이터를 검색하는 하나 이상의 픽업 헤드 장치를 정렬하는 서브시스템을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 정보를 기록하고 검색하는 방법이 제공된다. 이 방법은 홀로그래픽 저장 매체 내에 다수의 트랙을 따라 정렬된 다수의 볼륨내에 저장된 다수의 마이크로-홀로그램을 제공하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 광학 렌즈를 갖는 하나 이상의 픽업 장치를 이용하여 다수의 트랙에 다수의 레이저 빔을 조사하는 단계를 포함한다. 또한 이 방법은 홀로그래픽 저장 매체로부터 데이터를 트래킹(tracking)하고 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이러한 특징, 측면 및 이점과 다른 특징, 측면 및 이점은, 도면 전체에 걸쳐 동일 부호가 동일 부품을 나타내도록 도시된 첨부된 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명을 읽을 때 더 잘 이해될 것이다.
본 발명은 홀로그래픽 저장 매체 내에 저장된 데이터의 전송 속도를 강화하는 효과적인 시스템 및 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라서 2개의 픽업 헤드 장치를 이용하여 저장 매체의 정보를 처리하는 시스템을 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라서 원통형 렌즈를 구비한 광학 픽업 헤드 장치를 이용하여 저장 매체의 정보를 처리하는 시스템을 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따라서 원통형 렌즈를 갖는 다수의 픽업 헤드 장치를 이용하여 저장 매체의 정보를 처리하는 시스템을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라서 격자(grating)를 갖는 광학 픽업 헤드 장치를 이용하여 저장 매체의 정보를 처리하는 시스템을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서 격자를 갖는 다수의 광학 픽업 헤드 장치를 이용하여 저장 매체의 정보를 처리하는 시스템을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라서 광학 픽업 바(pick-up bar)로 정렬된 다수의 픽업 헤드 장치를 가지고 저장 매체의 정보를 처리하는 시스템을 도시하는 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라서 다수의 픽업 헤드 장치를 포함하는 회전 모듈을 가지고 저장 매체의 정보를 처리하는 시스템을 도시하는 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라서 정보를 기록하고 검색하는 방법을 도시하는 도면.
이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 본 발명의 실시예는 데이터 전송 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 명세서에서 사용된 '홀로그래픽(holographic)' 또는 '홀로그래피'라는 용어는 기록되고 나중에 재구성될 대상으로부터 광이 분산되게 하여, 대상이 기록될 때 기록 매체에서의 위치와 동일한 위치에 대상이 있는 것처럼 홀로그래피가 나타나게 하는 기법을 지칭한다. 본 발명은 광학 기반 시스템 및 방법을 이용하여 고밀도 홀로그래픽 저장 매체 내에 저장된 데이터를 전송하는 기법을 제시한다.
본 발명의 여러 실시예의 구성 요소를 제시할 때, 단수로 표현되거나 "상기"라고 지칭된 것은 하나 이상의 구성 요소가 존재한다는 것을 의미하도록 의도되었다. "포함한다", "구비한다" 및 "갖는다"라는 용어는 열거된 구성 요소 이외에 추가 구성 요소가 존재한다는 것을 포함하고 의미하도록 의도되었다. 작동 변수에 대한 어떠한 예시도 개시된 실시예의 다른 변수가 존재한다는 것을 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라서 저장 매체(12)의 정보를 처리하는 시스템(10)을 도시한다. 일실시예에서, 도시된 바와 같이 저장 매체(12)는 원반(circular disc) 형상의 홀로그래픽 데이터 저장 장치이다. 비제한적인 예시에서, 저장 매체(12)는 다수의 수직 적층되고 수평으로 확장된 층 내의 다수의 데이터 트랙(14)을 따라서 정렬된 다수의 볼륨(volumes) 및 볼륨들 중 대응하는 볼륨 내에 각각 포함된 다수의 마이크로-홀로그램을 구비하는 플라스틱 기판을 포함한다. 각각의 볼륨 내에 마이크로-홀로그램의 존재 또는 부재는 저장된 데이터의 대응하는 부분을 나타낸다. 시스템(10)은 서브시스템(16)을 포함하고, 이 서브시스템(16)은 높은 속도로 저장 매체(12)로부터 데이터를 전송할 수 있다. 일실시예에서, 서브시스템은 저장 매체(12)로부터 데이터를 기록 및 검색하는 픽업 헤드 장치의 반경 방향의 이동(radial movement)을 용이하게 하기 위한 슬라이더 바(slider bar)(18)를 더 포함한다. 이 실시예에서 설명된 바와 같이, 슬라이더 바(18)를 구비한 서브시스템(16)은 2개의 픽업 헤드 장치(20, 22)를 포함한다. 이 실시예에서, 픽업 헤드 장치(20)는 저장 매체(12)의 주변부로부터 저장 매체(12)의 중심부까지 반경 방향으로 이동하도록 구성된다. 다른 한편으로, 픽업 헤드 장치(22)는 저장 매체(12)의 중심부로부터 주변부로 반경 방향으로 이동하도록 구성된다. 그러나 본 발명의 원리에 따라서 추가적인 시스템 및 기법을 구성하기 위해 당업자가 픽업 헤드 이동을 위한 여러 대등한 기법을 혼합하고 조합할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한 픽업 헤드 장치(20, 22)는 다수의 데이터 트랙(14)으로 레이저 빔을 조사하는 광학 렌즈를 포함한다. 일실시예에서, 서브시스템(16)은 2개 이상의 다수의 픽업 헤드 장치를 포함할 수 있다.
더욱이 서브시스템(16)은 저장 매체(12)의 일정한 회전 각속도를 유지하면서 일정한 데이터 전송 속도를 획득하기 위해 픽업 헤드 장치(20, 22)의 평행 이동을 허용한다. 저장 매체(12)가 회전할 때, 픽업 헤드 장치(20, 22)는 모두 저장 매체(12) 상의 다수의 데이터 트랙(14)으로부터 데이터를 기록하거나 판독하는 동작을 수행한다. 일실시예에서, 픽업 헤드 장치 중의 하나가 데이터를 기록하는 동안 다른 픽업 장치가 직전에 기록된 데이터를 검증한다. 일실시예에서, 2개의 픽업 헤드 장치(20, 22)로부터의 데이터 전송 속도는 저장 매체(12) 상의 반경 방향에서 픽업 헤드 장치(20, 22)의 위치에 따라서 상이할 것이다. 그러나, 시스템(10)은 2개의 픽업 헤드 장치(20, 22)의 데이터 전송 속도를 적절히 조합하는 것에 의해 전체의 일정한 데이터 전송 속도를 유지한다. 이 일정한 데이터 전송 속도는 저장 매체(12)가 최대 일정 속도로 회전하게 하여 시스템(10)이 일정한 데이터 전송 속도를 유지할 수 있게 하므로 유리하다. 일실시예에서, 시스템(10)의 일정한 데이터 전송 속도는 일반적으로 단일 픽업 헤드 장치를 가지고 작동하는 시스템보다 (RI+RO)/RI배만큼의 속도를 가질 것이고, 여기에서 RI 및 RO은 각각 내부 및 외부 기록 반경이다. 다른 실시예에서, 시스템(10)의 일정 데이터 전송 속도는 단일 픽업 헤드 장치를 가지고 작동하는 시스템보다 대략 3.5배 더 클 것이다. 단일 픽업 헤드 장치를 갖는 이러한 시스템에서, 저장 매체의 회전은 판독 또는 기록 동안에 픽업 헤드 장치의 반경 방향 위치에 따라서 달라지는데, 이는 데이터 전송 속도가 낮아지게 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라서 저장 매체(52)의 정보를 처리하는 시스템(50)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 시스템(50)은 광학 픽업 헤드 장치(54)를 포함한다. 일실시예에서, 광학 픽업 헤드 장치(54)는 저장 매체(52) 상에서의 반경 방향 이동을 위해 슬라이더 바(도시하지 않음)를 따라서 정렬된다. 본 발명의 원리에 따라서 추가적인 시스템 및 기법을 구성하기 위해 당업자가 픽업 헤드 이동을 위한 여러 대등한 기법을 혼합하고 조합할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 도시된 일실시예에서, 저장 매체(52)는 마이크로-홀로그램을 포함하는 다수의 볼륨을 갖는 다수의 평행 데이터 트랙(58)을 구비한 원반 형상의 홀로그래픽 저장 매체일 수 있다. 다수의 볼륨은 홀로그래픽 저장 매체의 다수의 수직으로 적층되고 수평으로 확장된 층 내의 다수의 평행 데이터 트랙(58)을 따라서 정렬된다. 각 볼륨 내에 마이크로-홀로그램의 존재 및 부재는 저장된 데이터의 대응하는 부분을 나타낸다. 일실시예에 설명된 바와 같이, 광학 픽업 헤드 장치(54)는 저장 매체(52)의 다수의 평행 데이터 트랙(58)으로부터 데이터를 기록하고 검색하기 위해 선 초점(line focus)(56)에 레이저 빔을 조사하는 원통형 렌즈를 포함한다. 선 초점(56)은 시스템(50)의 작동 중에 동시에 다수의 인접 데이터 트랙의 판독을 가능하게 한다. 일실시예에서, 선 초점(56)은 대략 3개에서 대략 8개의 데이터 트랙(58)에 작용할 수 있다. 홀로그래픽 저장 매체(52) 등과 같은 고밀도 저장 매체의 트랙 간극(track pitch)이 작기 때문에, 다수의 평행 데이터 트랙(58)의 판독 동안에 데이터 전송 속도는 거의 동일하게 될 수 있다. 일실시예에서, 홀로그래픽 저장 매체(52) 등과 같은 고밀도 저장 매체의 트랙 간극은 통상적인 기록 반경의 0.001% 미만이다. 그러므로 다수의 평행 데이터 트랙(58)의 기록 및 판독 동안에 데이터 전송 속도는 동일해질 수 있다. 또한 인접한 트랙에서 그 반경이 거의 동일하므로, 데이터 속도가 동일하다는 것을 주지하라. 따라서 이 실시예에서 데이터 전송 속도는 선 초점(56)에 의해 커버되는 범위 내에 있는 다수의 평행 데이터 트랙(58)의 개수에 해당하는 인수만큼 향상된다.
더욱이 도 2에 도시된 본 실시예에서, 원반 형상의 홀로그래픽 저장 매체의 형태를 갖는 저장 매체(52)는 다수의 데이터 트랙이 함께 그룹화되고 나선 구조를 갖도록 다수의 평행 데이터 트랙(58)을 포맷팅(formatting)하는 것을 포함한다. 본 실시예는 단일 픽업 헤드 장치(54)를 포함하기 때문에, 픽업 헤드 장치(54)가 저장 매체(52)의 중심부로부터 주변부로 반경 방향으로 이동할 때, 일정한 데이터 전송 속도를 유지하기 위해 판독하는 동안에 저장 매체(52)의 회전 속도가 변하도록 구성된다. 회전 저장 매체(52)의 속도는 일반적으로 픽업 헤드 장치(54)가 회전 저장 매체(52)의 중심부를 향하도록 위치될 때 높고, 픽업 헤드 장치(54)가 저장 매체(52)의 주변부를 향하도록 위치될 때 낮다. 이것은 저장 매체의 내부 반경에 저장된 데이터의 양이 저장 매체의 외부 주변부에 저장된 데이터의 양에 비해서 더 작기 때문이다. 바람직한 실시예에서, 다중 화소 검출기(multiple pixel detector)를 사용하여 저장 매체(52)의 다수의 평행 데이터 트랙(58)을 부합(match)시킨다. 다중 화소 검출기는 다수의 화소를 갖는다. 예를 들면, 각각의 화소는 다수의 평행 트랙 중 단일 트랙을 판독한다. 검출기 내의 화소의 개수는 데이터 트랙의 개수와 부합된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라서 저장 매체(102)의 정보를 처리하는 시스템(100)을 도시한다. 시스템(100)은 2개의 광학 픽업 헤드 장치(104, 106)를 포함하고, 여기에서 픽업 헤드 장치는 저장 매체(102) 상의 반경 방향 이동을 위해 슬라이더 바(103)를 따라서 정렬된다. 본 발명의 원리에 따라서 추가적인 시스템 및 기법을 구성하기 위해 당업자가 픽업 헤드 이동을 위한 여러 대등한 기법을 혼합하고 조합할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 저장 매체(102)는 마이크로-홀로그램을 포함하는 다수의 볼륨을 갖는 다수의 평행 데이터 트랙(108)을 구비한 원반 형상의 홀로그래픽 저장 매체일 수 있다. 다수의 볼륨은 홀로그래픽 저장 매체의 다수의 수직으로 적층되고 수평으로 확장된 층 내의 다수의 평행 데이터 트랙(108)을 따라서 정렬되고, 여기에서 각 볼륨 내에 마이크로-홀로그램의 존재 및 부재는 저장된 데이터의 대응하는 부분을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 광학 픽업 헤드 장치(104, 106)는 다수의 평행 데이터 트랙(108)을 판독하기 위해 선 초점에 레이저 빔을 조사하는 원통형 렌즈를 포함한다. 선 초점은 시스템(100)의 작동 중에 동시에 다수의 인접 데이터 트랙의 판독을 가능하게 한다. 일실시예에서, 선 초점은 대략 3개에서 대략 8개의 데이터 트랙에 작용할 수 있다. 본 실시예에서 2중 픽업 헤드 장치(104, 106)의 이동 및 데이터 처리 방법은 도 1을 참조하여 설명된 실시예에서의 접근법과 동일할 것이다. 이것은 시스템(100)이 선 초점에 의해 커버되는 데이터 트랙의 개수에 2중 픽업 헤드 장치가 존재하는 것에 기인하여 대략 3.5배의 인수를 곱한 것만큼 향상된 데이터 전송 속도를 가질 수 있게 한다. 데이터 저장 매체(102)는 또한 일정 속도로 회전하도록 구성된다. 더욱이 저장 매체(102)는 다수의 데이터 트랙이 함께 그룹화되고 나선 구조를 갖도록 다수의 평행 데이터 트랙(108)을 포맷팅하는 것을 포함한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라서 저장 매체(202)의 정보를 처리하는 시스템(200)을 도시한다. 시스템(200)은 광학 픽업 헤드 장치(204)를 포함한다. 일실시예에서, 광학 픽업 헤드 장치(204)는 데이터의 판독 및 기록 동안에 저장 매체(202) 상의 반경 방향의 이동을 위해 슬라이더 바(도시하지 않음)를 따라서 정렬된다. 본 발명의 원리에 따라서 추가적인 시스템 및 기법을 구성하기 위해 당업자가 광학 픽업 헤드 이동을 위한 여러 대등한 기법을 혼합하고 조합할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 저장 매체(202)는 마이크로-홀로그램을 포함하는 다수의 볼륨을 갖는 다수의 평행 데이터 트랙(208)을 구비한 원반 형상의 홀로그래픽 저장 매체일 수 있다. 다수의 볼륨은 홀로그래픽 저장 매체의 다수의 수직으로 적층되고 수평으로 확장된 층 내의 다수의 평행 데이터 트랙(208)을 따라서 정렬되고, 여기에서 각 볼륨 내에 마이크로-홀로그램의 존재 및 부재는 저장된 데이터의 대응하는 부분을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 광학 픽업 헤드 장치(204)는 격자 구조물(208)을 따라 정렬된 광학 렌즈를 포함한다. 격자 구조물(208)은 회절 격자 구조물이다. 그것에 의하여 격자 구조물(208)은 저장 매체(202)의 다수의 평행 데이터 트랙(206) 상에 레이저 빔이 다수의 초점(210)으로 회절되도록 유도한다. 이 결과로 저장 매체(202)의 다수의 평행 데이터 트랙(206)의 정보가 처리된다. 정보의 처리는 다수의 데이터 트랙(206)에 데이터를 기록하고 검색하는 것을 포함할 수 있다. 일실시예에서, 다수의 초점(210)은 저장 매체(202)의 인접한 다수의 데이터 트랙(206)을 커버한다. 다른 실시예에서, 다수의 초점(210)은 저장 매체(202)의 서로 다른 위치에 있는 데이터 트랙을 커버한다.
더욱이 본 실시예에서 픽업 헤드 장치(204)가 판독 및 기록 동안에 저장 매체(202)의 중심부로부터 주변부로 반경 방향을 따라 이동할 때, 일정한 데이터 전송 속도를 유지하기 위해 저장 매체(102)의 회전 속도는 변동되도록 구성된다. 저장 매체(202)의 회전 속도는 일반적으로 픽업 헤드 장치(204)가 회전 저장 매체(202)의 중심부를 향해 위치될 때 높고, 픽업 헤드 장치(204)가 저장 매체(202)의 주변부를 향해 위치될 때 낮다. 바람직한 실시예에서, 다중 화소 검출기를 사용하여 저장 매체(202)의 다수의 평행 데이터 트랙(206)을 부합시킨다. 다중 화소 검출기는 다수의 화소를 갖는다. 예를 들면, 각각의 화소는 다수의 평행 트랙 중 단일 트랙을 판독한다. 검출기 내의 화소의 개수는 데이터 트랙의 개수와 부합된다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라서 저장 매체(302)의 정보를 처리하는 시스템(300)을 도시한다. 시스템(300)은 2개의 광학 픽업 헤드 장치(304, 306)를 포함하고, 여기에서 픽업 헤드 장치는 저장 매체(302) 상의 반경 방향 이동을 위해 슬라이더 바(308)를 따라서 정렬된다. 본 발명의 원리에 따라서 추가적인 시스템 및 기법을 구성하기 위해 당업자가 픽업 헤드 이동을 위한 여러 대등한 기법을 혼합하고 조합할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 저장 매체(302)는 마이크로-홀로그램을 포함하는 다수의 볼륨을 갖는 다수의 평행 데이터 트랙(310)을 구비한 원반 형상의 홀로그래픽 저장 매체일 수 있다. 다수의 볼륨은 홀로그래픽 저장 매체의 다수의 수직으로 적층되고 수평으로 확장된 층 내의 다수의 평행 데이터 트랙(310)을 따라서 정렬된다. 각 볼륨 내에 마이크로-홀로그램의 존재 및 부재는 저장된 데이터의 대응하는 부분을 나타낸다.
도 5에 도시된 바와 같이, 광학 픽업 헤드 장치(304, 306)는 회절 격자(312, 313)와 함께 판독 및 기록을 위해서 레이저 빔을 다수의 초점(314)으로 분할 및 회절시켜서 레이저 빔을 다수의 평행 데이터 트랙(310)으로 조사하는 광학 렌즈를 포함한다. 다수의 초점(314)은 시스템(300)의 작동 중에 동시에 다수의 인접한 데이터 트랙에 대한 판독 및 기록을 가능하게 한다. 일실시예에서, 각 픽업 헤드의 다수의 초점(314)은 대략 3개 내지 대략 8개의 데이터 트랙에 작용할 수 있다. 본 실시예의 2중 픽업 헤드 장치의 동작은 도 1 및 도 3을 참조하여 설명된 실시예에서의 접근법과 유사할 것이다. 이는 시스템(300)이 다수의 초점에 의해 커버되는 데이터 트랙의 개수의 인수에 대해, 2중 픽업 헤드 장치의 존재에 기인하여 대략 3.5배의 인수를 곱한 만큼 향상된 데이터 전송 속도를 가질 수 있게 한다. 또한 저장 매체(302)는 일정 속도로 회전하도록 구성된다. 더욱이 원반 형상의 홀로그래픽 저장 매체인 경우에 저장 매체(302)는 다수의 데이터 트랙이 함께 그룹화되고 함께 나선 구조를 갖도록 다수의 평행 데이터 트랙(310)을 포맷팅하는 방식을 이용한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라서 저장 매체(402)의 정보를 처리하는 시스템(400)을 도시한다. 저장 매체(402)는 다수의 수직으로 적층되고 수평으로 확장된 층 내의 다수의 트랙(404)을 따라 정렬된 다수의 볼륨을 포함하는 플라스틱 기판과, 볼륨들 중 대응하는 하나의 볼륨 내에 각각 포함된 다수의 마이크로-홀로그램을 구비한 원반 형상의 홀로그래픽 데이터 저장 장치이다. 각각의 볼륨 내에 마이크로-홀로그램의 존재 또는 부재는 저장된 데이터의 대응하는 부분을 나타낸다. 시스템(400)은 광학 픽업 바(408)를 갖는 서브시스템(406)을 포함하고, 여기에서 광학 픽업 바(408)는 저장 매체(402)에서 데이터를 기록하고 검색하기 위해 다수의 광학 픽업 헤드 장치(410)의 어셈블리를 더 포함한다.
도시된 바와 같이, 다수의 광학 픽업 헤드 장치(410)는 광학 픽업 바(408) 상에 방사형으로 배치된다. 일실시예에서, 각각의 광학 픽업 헤드 장치(410)는 저장 매체(402)의 데이터 트랙(404)을 판독 또는 기록하기 위해 한 지점에 초점을 맞추는 광학 렌즈를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 다수의 광학 픽업 헤드 장치(410)는 저장 매체(402)에 데이터를 판독 또는 기록하기 위해 다수의 평행 데이터 트랙(404) 상의 선 초점에 레이저 빔을 조사하는 원통형 렌즈를 포함할 수 있다. 또한 다른 실시예에서, 다수의 픽업 헤드 장치(410)는 저장 매체(402)의 다수의 데이터 트랙(404) 상에 레이저 빔을 다수의 초점으로 회절하는 격자 구조물과 함께 광학 렌즈를 포함한다. 그것에 의해, 각각의 픽업 헤드 장치(410)는 트래킹 액츄에이터(tracking actuator) 범위 내에서 충분한 속도와 정확도를 가지고 다수의 데이터 트랙(404)을 액세스한다. 레이저 빔을 선 초점 또는 다수의 초점에 조사하는 것은 또한 제 2 레벨의 평행도를 가능하게 한다. 본 실시예에서 2개 레벨의 평행도에 관해 설명하였다는 것을 이해할 것이다. 제 1 레벨의 평행도는 평행 헤드의 정렬을 포함하고, 제 2 레벨의 평행도는 각 헤드 내에서 평행 채널(channels)을 포함한다. 또한 각각의 픽업 헤드 장치(410)는 저장 매체(402)의 임의의 비균일성 또는 회전 저장 매체(402)의 임의의 진동 또는 흔들림 효과를 조정하기 위해 개별적으로 포커싱되거나, 트랙되거나, 기울여질 수 있다. 따라서 서브시스템(406)의 다수의 픽업 헤드 장치(410)는 정보를 처리하는 데 있어서 종래의 데이터 전송 시스템에 비해 높은 속도로 데이터를 판독 또는 기록할 수 있게 한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라서 저장 매체(502)의 정보를 처리하는 시스템(500)을 도시하는 도면(평면도)이다. 시스템(500)은 암(arm)(506)과, 이 암(506) 위에 정렬된 회전 모듈(508)을 갖는 서브시스템(504)을 포함한다. 회전 모듈(508)은 다수의 데이터 트랙(512)의 판독 및 기록을 위해서 레이저 빔을 점 초점(spot focus) 또는 선 초점(line focus) 또는 다수의 초점에 조사하는 하나 이상의 픽업 헤드 장치(510)를 포함한다. 저장 매체(502)는 마이크로-홀로그램을 포함하는 다수의 볼륨을 갖는 다수의 데이터 트랙(512)을 구비한 원반 형상의 홀로그래픽 저장 매체일 수 있다. 다수의 볼륨은 홀로그래픽 저장 매체의 다수의 수직으로 적층되고 수평으로 확장된 층 내에 다수의 데이터 트랙(512)을 따라 정렬되고, 여기에서 각각의 볼륨 내에 마이크로-홀로그램의 존재 또는 부재는 저장된 데이터의 대응하는 부분을 나타낸다. 또한 회전 모듈(508)은 저장 매체(502)보다 더 빠르게 회전할 수 있는 급속 회전 장치이고, 그에 따라 다수의 데이터 트랙(512)에 커버(cover) 가능하다. 회전 모듈(508)은 또한 전체 저장 매체(502)를 커버/판독하기 위해서 회전하면서 저장 매체(502) 상에서 방사형으로 이동할 수 있다. 이것은 저장 매체(502)의 데이터를 빠르게 판독 및 기록할 수 있게 한다. 일실시예에서, 시스템(500)은 데이터 디스크 또는 저장 매체(502)의 매우 느린 회전을 가능하게 하고, 통상적인 기록 방향에 수직 방향에서 데이터 디스크의 통상 회전 속도의 1/4 속도(1/4 회전 또는 그 미만)로 데이터 트랙에 기록할 수 있다. 다수의 픽업 헤드를 갖는 회전 모듈(508)의 이와 같은 배열은 나선 스캐닝 비디오 테이프(helical scanning video tape)(DAT 등)와 유사할 수 있고, 통상적인 구성으로 디스크가 픽업 헤드에 대해 회전할 수 있는 속도보다 더 높은 속도로 디스크 또는 저장 매체에 대해 회전 모듈(508)이 회전할 때 더 높은 전송 속도를 생성할 수 있다.
다수의 픽업 헤드 또는 다수의 레이저 빔에 대해 상술된 실시예는 홀로그래픽 저장 디스크 내의 다수의 층을 동시에 어드레스하는 것으로 일반화될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 또한 '다수의 데이터 트랙'은 홀로그래픽 저장 디스크의 여러 층 내의 데이터 트랙을 지칭하기도 한다는 것을 주지하라. 더욱이 여러 실시예는 다수의 층 내에 여러 가지의 다수의 픽업 헤드를 사용하는 데 있어 최적화하여, 수차 보정(aberration-compensated) 동작을 위한 광학 부품 및 작동 범위(zooming range)의 부담을 감소하여 복잡도 및 비용을 감소시키도록 하는 것을 포함할 수 있다. 또한 상술된 실시예는 다수의 디스크 또는 데이터 저장 매체로 일반화될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 한정적이지 않은 예시에서, 정보를 처리하는 시스템은 디스크 또는 데이터 저장 매체마다 하나의 픽업 헤드를 구비한 다수의 디스크 또는 데이터 저장 매체를 포함할 수 있다. 시스템으로부터 일정한 데이터 전송 속도가 획득되게 하기 위해 픽업 헤드를 정렬하거나 최적의 간격을 둘 수 있다. 일실시예에서, 상술된 실시예는 BD, DVD 또는 CD 등과 같은 임의의 데이터 저장 매체를 위해 이용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라서 정보를 기록하고 검색하는 방법(600)을 도시한다. 단계(602)에서, 이 방법은 홀로그래픽 저장 매체 내에 다수의 트랙을 따라서 정렬된 다수의 볼륨 내에 포함된 다수의 마이크로-홀로그램을 제공하는 단계를 포함한다. 단계(604)에서, 이 방법은 광학 렌즈를 갖는 하나 이상의 픽업 장치를 이용하여 다수의 트랙에 다수의 레이저 빔을 조사하는 단계를 포함한다. 하나 이상의 픽업 헤드 장치는 동기적으로 또는 비동기적으로 데이터를 기록 및 검증하도록 구성된다. 이러한 픽업 헤드 장치는 또한 홀로그래픽 저장 매체 내의 인접한 트랙 또는 다수의 트랙 그룹으로 이동 가능하다. 또한 단계(606)에서, 이 방법은 홀로그래픽 저장 매체로부터 데이터를 트래킹하고 전송하는 단계를 포함한다. 트래킹 및 전송 단계는 하나 이상의 픽업 헤드 장치의 정렬 배치를 갖는 서브시스템을 이용하여 홀로그래픽 저장 매체 내에 저장된 데이터를 판독 및 기록하는 단계를 포함한다. 또한 일실시예에서, 서브시스템은 원반 형상의 홀로그래픽 저장 매체 내에 대략 180°미만의 각도로 서로 분리되도록 정렬된 다수의 바(bars)를 포함할 수 있다. 각각의 바는 다수의 픽업 헤드를 가질 수 있고, 그에 따라 판독 및 기록 동안에 높은 데이터 전송 속도를 가능하게 한다.
바람직한 점은, 본 발명의 홀로그래픽 저장 매체 내에 저장된 데이터의 전송 시스템 및 방법이 높은 속도로 데이터를 검색 및 기록할 수 있게 한다는 점이다. 일실시예에서, 본 발명의 기법은 데이터를 기록하고 직전에 기록된 데이터를 검증하기 위해 동일한 트랙으로 이동하는 다수의 픽업 헤드를 사용하는 것을 포함한다. 다른 실시예에서, 본 발명의 기법은 저장 매체의 전체적으로 일정한 최대 회전 속도를 유지하기 위해 2중 픽업 헤드를 사용하는 것을 포함한다. 본 발명은 또한 하나의 픽업 헤드로부터 인접한 데이터 트랙으로 다수의 빔의 초점을 잡기 어려운 점을 극복하고, 대략 2개 내지 대략 3개의 트랙만큼 레이저 빔의 간격을 두는 것에 의해 인터리빙된(interleaved) 데이터 트랙 그룹의 처리를 사용할 수 있게 한다. 본 발명의 기법은 또한 각각의 홀로그래픽 저장 매체의 판독 또는 기록을 위해 하나 이상의 픽업 헤드를 사용함으로써 처리되는 다수의 홀로그래픽 저장 매체를 갖는 시스템에 효과적으로 적용될 수 있다.
본 기법의 다른 이점은 픽업 헤드 장치의 탐색 시간(seek time)이 없어진다는 점을 포함한다. 본 시스템을 적용하는 데 있어서 이러한 이점의 비제한적인 예시는 2개의 픽업 헤드 장치(말하자면 픽업 헤드 장치(A) 및 픽업 헤드 장치(B))의 사용을 포함하고, 여기에서 하나의 픽업 헤드 장치가 탐색하는 동안 다른 픽업 헤드 장치가 저장 매체의 데이터를 판독한다. 제 1 단계에서, 픽업 헤드 장치(A, B)는 데이터 트랙을 탐색한 후 데이터 트랙을 판독한다. 픽업 헤드 장치(A)가 계속해서 판독하는 동안에, 다른 픽업 헤드 장치(B)는 트랙 점프(track jump)를 위한 준비를 위해 탐색한다. 그 후에 픽업 헤드가 탐색 및 판독을 위해 평행 트랙에서 점프하는 동안에, 픽업 헤드 장치(B)는 새로운 데이터 트랙의 판독을 시작한다.
더욱이 당업자는 서로 다른 실시예로부터의 여러 특징들이 상호 교환 가능하다는 것을 인식할 것이다. 마찬가지로, 각각의 이러한 방법 및 특징에 대한 다른 알려진 등가물뿐만 아니라 설명된 여러 방법 단계 및 특징은, 본 발명의 원리에 따라서 추가적인 시스템 및 기법을 구성하기 위해 당업자에 의해 혼합되고 조합될 수 있다. 물론 상술된 모든 이러한 목적 또는 이점이 반드시 임의의 특정 실시예에 따라서 달성되어야 하는 것은 아님을 이해할 것이다. 따라서 예를 들면, 당업자라면 본 명세서에 설명된 시스템 및 기법은 본 명세서에 설명되거나 제시된 다른 목적 및 이점을 반드시 달성하지는 않으면서 본 명세서에 설명된 하나의 이점 또는 여러 이점을 달성하거나 최적화하는 방식으로 포함되거나 실행될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
여기에서는 본 발명의 오로지 특정 특징부만을 설명하고 도시하였으나, 당업자에 의해 여러 수정 및 변경이 발생할 수 있을 것이다. 그러므로, 첨부된 청구항은 이러한 모든 수정 및 변경이 본 발명의 진정한 정신 내에 속하도록 의도되었다는 것을 이해할 것이다.
10 저장 매체의 정보를 처리하는 시스템
12 저장 매체
14 다수의 데이터 트랙
16 서브시스템
18 슬라이더 바
20 픽업 헤드 장치
22 픽업 헤드 장치
50 저장 매체의 정보를 처리하는 시스템
52 저장 매체
54 광학 픽업 헤드 장치
56 선 초점
58 다수의 평행 데이터 트랙
100 저장 매체의 정보를 처리하는 시스템
102 저장 매체
103 슬라이더 바
104 광학 픽업 헤드 장치
106 광학 픽업 헤드 장치
108 다수의 평행 데이터 트랙
200 저장 매체의 정보를 처리하는 시스템
202 저장 매체
204 광학 픽업 헤드 장치
206 다수의 평행 데이터 트랙
208 격자 구조물
210 다수의 초점
300 저장 매체의 정보를 처리하는 시스템
302 저장 매체
304 광학 픽업 헤드 장치
306 광학 픽업 헤드 장치
308 슬라이더 바
310 다수의 평행 데이터 트랙
312 회절 격자
313 회절 격자
314 다수의 초점
400 저장 매체의 정보를 처리하는 시스템
402 저장 매체
404 다수의 트랙
406 서브시스템
408 광학 픽업 바
410 다수의 광학 픽업 헤드 장치
500 저장 매체의 정보를 처리하는 시스템(평면도)
502 저장 매체
504 서브시스템
506 암
508 회전 모듈
510 하나 이상의 픽업 헤드 장치
512 다수의 데이터 트랙
600 정보를 기록하고 검색하는 방법
602 홀로그래픽 저장 매체 내의 다수의 트랙을 따라 정렬된 다수의 볼륨 내에 저장된 다수의 마이크로-홀로그램을 제공하는 단계
604 광학 렌즈를 갖는 하나 이상의 픽업 장치를 이용하여 다수의 레이저 빔을 다수의 트랙에 조사하는 단계
606 홀로그래픽 저장 매체로부터 데이터를 트래킹하고 전송하는 단계

Claims (10)

  1. 정보를 처리하는 시스템(10, 50, 100, 200, 300, 400, 500)으로서,
    하나 이상의 저장 매체(12, 52, 102, 202, 302, 402, 502) 내의 복수의 트랙(14, 58, 108, 206, 310, 404, 512)을 따라 정렬된 복수의 볼륨(volumes) 내에 포함된 복수의 마이크로-홀로그램(micro-holograms) -각각의 상기 마이크로-홀로그램은 데이터를 포함함- 과,
    상기 복수의 트랙(14, 58, 108, 206, 310, 404, 512)에 레이저 빔을 조사하는 광학 렌즈를 갖는 하나 이상의 픽업 헤드 장치(20, 22, 104, 106, 204, 304, 306, 510)와,
    상기 하나 이상의 저장 매체(12, 52, 102, 202, 302, 402, 502)로부터 데이터를 기록하고 검색(retrieve)하는 상기 하나 이상의 픽업 헤드 장치(20, 22, 104, 106, 204, 304, 306, 510)를 정렬하는 서브시스템(16, 406, 504)을 포함하는
    정보 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브시스템(16, 406, 504)은 상기 하나 이상의 저장 매체(12, 52, 102, 202, 302, 402, 502) 내의 상기 하나 이상의 픽업 헤드 장치(20, 22, 104, 106, 204, 304, 306, 510)의 방사상 이동(radial movement)을 가능하게 하는 슬라이더 바(slider bar)(18, 103, 308)를 포함하는
    정보 처리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브시스템은 일정한 데이터 전송 속도를 획득하고 상기 하나 이상의 저장 매체(12, 52, 102, 202, 302, 402, 502)의 일정한 회전 각속도를 유지하기 위해 상기 하나 이상의 픽업 헤드 장치(20, 22, 104, 106, 204, 304, 306, 510)의 평행 이동을 가능하게 하는
    정보 처리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    복수의 저장 매체(12, 52, 102, 202, 302, 402, 502)를 포함하는 상기 시스템은 각각의 상기 저장 매체에 정렬된 하나의 픽업 헤드를 포함하고,
    각각의 상기 저장 매체에 있는 상기 픽업 헤드는 일정한 데이터 전송 속도를 획득하기 위해 서로에 대해 최적의 간격을 두고 있는
    정보 처리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 시스템은 상기 하나 이상의 저장 매체(12, 52, 102, 202, 302, 402, 502) 내의 상기 복수의 트랙을 커버하는(cover) 복수의 초점으로 상기 레이저 빔을 조사하는 격자(grating) 서브시스템을 구비하는 복수의 상기 픽업 헤드 장치(20, 22, 104, 106, 204, 304, 306, 510)를 포함하는
    정보 처리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 픽업 헤드 장치는 상기 하나 이상의 저장 매체 내의 복수의 트랙을 커버하는 복수의 선 초점(line focus) 또는 점 초점(spot focus)을 생성하는 복수의 광학 렌즈를 포함하고,
    상기 선 초점은 원통형 렌즈를 이용하여 생성되는
    정보 처리 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브시스템은 원반 형상의 홀로그래픽 저장 매체의 방사 방향을 따라 암(arm) 위에서 이동 가능한 회전 모듈을 포함하고,
    상기 모듈은 복수의 트랙을 커버하는 하나 이상의 픽업 헤드 장치(20, 22, 104, 106, 204, 304, 306, 510)를 포함하는
    정보 처리 시스템.
  8. 정보를 기록하고 검색하는 방법으로서,
    홀로그래픽 저장 매체(12, 52, 102, 202, 302, 402, 502) 내의 복수의 트랙을 따라 정렬된 복수의 볼륨 내에 포함된 복수의 마이크로-홀로그램을 제공하는 단계(602) -상기 마이크로-홀로그램은 데이터를 포함함- 와,
    광학 렌즈를 갖는 하나 이상의 픽업 헤드 장치(20, 22, 104, 106, 204, 304, 306, 510)를 이용하여 상기 복수의 트랙에 복수의 레이저 빔을 조사하는 단계(604)와,
    상기 홀로그래픽 저장 매체(12, 52, 102, 202, 302, 402, 502)로부터 상기 데이터를 트래킹(tracking) 및 전송하는 단계(606)와,
    동기적으로 또는 비동기적으로 상기 데이터를 기록하고 검증하는 단계를 포함하는
    정보 기록 및 검색 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 방법은 제 1 픽업 헤드 장치 및 제 2 픽업 헤드 장치를 이용하여 상기 홀로그래픽 저장 매체로부터 상기 데이터를 탐색 및 판독한 다음, 상기 제 1 픽업 헤드 장치에 의해 상기 데이터를 판독하는 동안에 상기 제 2 픽업 헤드 장치에 의해 데이터 트랙 점프(track jump)를 준비하기 위해 탐색한 후, 새로운 데이터 트랙 상에서 상기 제 2 픽업 헤드 장치에 의해 상기 데이터를 판독하고 각각의 판독을 위해 상기 제 1 픽업 헤드 장치에 의해 다른 평행 데이터 트랙으로 점프하는 단계를 더 포함하는
    정보 기록 및 검색 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 서브시스템은 원반 형상의 홀로그래픽 저장 데이터 내에 대략 180°미만의 각도로 서로 분리되도록 정렬된 복수의 바(bar)를 포함하고,
    상기 바는 상기 복수의 픽업 헤드를 구비하는
    정보 기록 및 검색 방법.
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