專利名稱：讀取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種讀取裝置，且特別是關(guān)于一種同軸全息圖像儲存媒體的讀取裝置。
背景技術(shù)：
全息圖像儲存技術(shù)發(fā)展至今，歷史上經(jīng)過了一波又一波的研究熱潮。然而，雖然眾多研究者投入無數(shù)的心血，但始終無法將全息圖像儲存技術(shù)發(fā)展成可商品化的技術(shù)。同軸全息圖像儲存系統(tǒng)的特色為參考光與信號光沿著同一光軸向前傳遞，并經(jīng)由同一個(gè)物鏡聚焦在盤片上進(jìn)行干涉寫入，此系統(tǒng)因具有配置簡單、能夠與傳統(tǒng)光學(xué)儲存媒體兼容、參考光與信號光的光程差較短、對于激光同調(diào)長度的要求較低、較佳的位移選擇性、較佳的波長容忍度、較佳的傾斜容忍度、高儲存容量及高傳輸率等特色，被認(rèn)為是下一代重要的儲存技術(shù)之一。然而，當(dāng)盤片產(chǎn)生熱變形時(shí)，介質(zhì)折射率會(huì)改變，光柵也會(huì)隨之變形，使得繞射信號變?nèi)?，點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(Point Spread Function ；PSF)也會(huì)變差。這些問題直到目前為止都沒有有效的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種同軸全息圖像儲存媒體的讀取裝置，其可克服熱變形所造成的問題。根據(jù)本發(fā)明一方面的一種讀取裝置包含空間光調(diào)制器(Spatial LightModulator ;SLM)、變焦鏡組(Zoom Lens)、物鏡、影像擷取裝置與調(diào)整模塊?？臻g光調(diào)制器用以提供讀取光。變焦鏡組配置于讀取光的光路中，使得讀取光通過變焦鏡組后，形成一實(shí)象。物鏡用以將實(shí)象聚焦于同軸全息圖像儲存媒體，進(jìn)而產(chǎn)生繞射信號。影像擷取裝置用以擷取繞射信號。調(diào)整模塊用以根據(jù)繞射信號的品質(zhì)，調(diào)整變焦鏡組的影像放大倍率。為了克服折射率改變時(shí)所造成的離焦效應(yīng)，在本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的讀取裝置尚包含一移動(dòng)裝置。在讀取時(shí)，移動(dòng)裝置可移動(dòng)同軸全息圖像儲存媒體，使得物鏡的等效后焦面仍然位于同軸全息圖像儲存媒體的反射層上。在本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的變焦鏡組為一等焦面變焦鏡組 (Parfocal lens)0根據(jù)本發(fā)明另一方面的一種讀取裝置包含空間光調(diào)制器(Spatial LightModulator ;SLM)、變焦鏡組(Zoom Lens)、物鏡、溫度計(jì)與控制器?？臻g光調(diào)制器 (Spatial Light Modulator ；SLM)用以提供讀取光。變焦鏡組(Zoom Lens)配置于讀取光的光路中，使得讀取光通過變焦鏡組后，形成一實(shí)象。物鏡用以將實(shí)象聚焦于同軸全息圖像儲存媒體。溫度計(jì)用以檢測同軸全息圖像儲存媒體的溫度?？刂破饔靡愿鶕?jù)同軸全息圖像儲存媒體的溫度，選擇變焦鏡組的影像放大倍率。為了最佳化讀取的品質(zhì)，上述的讀取裝置可包含寫入裝置、影像擷取裝置與調(diào)整模塊。寫入裝置用以在提供讀取光前，先將伺服信號寫入同軸全息圖像儲存媒體的中央。影像擷取裝置用以擷取伺服信號所產(chǎn)生的繞射信號。調(diào)整模塊用以根據(jù)繞射信號的品質(zhì)，調(diào)整變焦鏡組的影像放大倍率。同樣地，為了克服折射率改變時(shí)所造成的離焦效應(yīng)，在本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，上述的讀取裝置尚包含一移動(dòng)裝置。在讀取時(shí)，移動(dòng)裝置可移動(dòng)同軸全息圖像儲存媒體，使得物鏡的等效后焦面仍然位于同軸全息圖像儲存媒體的反射層上。根據(jù)本發(fā)明又一方面的一種讀取裝置包含徑向相位調(diào)制器、物鏡與影像擷取裝置。徑向相位調(diào)制器用以以徑向上相位不變的方式，調(diào)制讀取光的相位。此徑向相位調(diào)制器包含多個(gè)隨機(jī)排列的0相位調(diào)制部與π相位調(diào)制部。物鏡用以將調(diào)制后的讀取光聚焦至同軸全息圖像儲存媒體，進(jìn)而產(chǎn)生繞射信號。影像擷取裝置用以擷取繞射信號。在本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，徑向相位調(diào)制器為一徑向透鏡陣列。在本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，徑向相位調(diào)制器為一空間相位調(diào)制器。在本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，徑向相位調(diào)制器為一相位光掩模。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是本發(fā)明的讀取裝置可防止當(dāng)盤片產(chǎn)生熱變形時(shí)介質(zhì)折射率會(huì)改變和光柵也會(huì)隨之變形的情形，從而可避免使得繞射信號變?nèi)鹾忘c(diǎn)擴(kuò)散函數(shù) (Point Spread Function ；PSF)也會(huì)變差的問題。


圖1繪示依照本發(fā)明一實(shí)施方式的同軸全息圖像儲存媒體于寫入時(shí)的剖面示意圖。圖2繪示圖1的穿透式光柵于寫入時(shí)的等效模型示意圖。圖3繪示圖1的穿透式光柵于讀取時(shí)的等效模型示意圖。圖4繪示圖1的反射式光柵于寫入時(shí)的等效模型示意圖。圖5繪示圖1的反射式光柵于讀取時(shí)的等效模型示意圖。圖6繪示依照本發(fā)明一實(shí)施方式的讀取裝置的示意圖。圖7繪示圖6的空間光調(diào)制器在寫入伺服信號時(shí)的正視圖。9c繪示依照本發(fā)明多個(gè)實(shí)施方式的伺服信號的示意圖。圖10繪示依照本發(fā)明一實(shí)施方式的調(diào)整變焦鏡組的流程圖。圖11繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施方式的調(diào)整變焦鏡組的流程圖。圖12繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施方式的讀取裝置的示意圖。圖13繪示依照圖12的徑向相位調(diào)制器的示意圖。圖14是依照本發(fā)明一實(shí)施方式的徑向相位調(diào)制器的立體圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖揭露本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式，為明確說明起見，許多實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)將在以下敘述中一并說明。然而，應(yīng)了解到，這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)不應(yīng)用以限制本發(fā)明。也就是說，在本發(fā)明部分實(shí)施方式中，這些實(shí)務(wù)上的細(xì)節(jié)是非必要的。此外，為簡化附圖起見， 一些習(xí)知慣用的結(jié)構(gòu)與元件在附圖中將以簡單示意的方式予以繪示。圖1繪示依照本發(fā)明一實(shí)施方式的同軸全息圖像儲存媒體100于寫入時(shí)的剖面示意圖。如圖所示，本實(shí)施方式的同軸全息圖像儲存媒體100包含反射層110與記錄層120。 記錄層120位于反射層110上。在寫入時(shí)，使用者可通過空間光調(diào)制器(Spatial Light Modulator ；SLM)調(diào)制信號光200與參考光300，并透過透鏡400聚焦至反射層110上。此時(shí)，信號光200與參考光 300會(huì)相互干涉，并將干涉條紋記錄在記錄層120中。如圖1所繪示，由于反射層110的作用，記錄層120中將存在兩種光柵，一種是穿透式光柵500，另一種則是反射式光柵600。具體而言，穿透式光柵500包含入射信號光210 與入射參考光310所建立的光柵，以及反射信號光220與反射參考光320所建立的光柵。另一方面，反射式光柵600則包含入射信號光210與反射參考光320所建立的光柵，以及反射信號光220與入射參考光310所建立的光柵。這兩種光柵展現(xiàn)兩種截然不同的特性。圖2繪示圖1的穿透式光柵500于寫入時(shí)的等效模型示意圖。于寫入時(shí)，空間光調(diào)制器所產(chǎn)生的信號光200與參考光300被一并成像于透鏡400之前焦面(透鏡400的焦長f)，信號光200與參考光300將沿著同一光軸傳遞，并經(jīng)由透鏡400聚焦于同軸全息圖像儲存媒體100，使得信號光200與參考光300產(chǎn)生干涉條紋，記錄于同軸全息圖像儲存媒體 100 中。圖3繪示圖1的穿透式光柵500于讀取時(shí)的等效模型示意圖。于讀取時(shí)，空間光調(diào)制器所產(chǎn)生的光場分布與參考光300相同的讀取光350被成像于透鏡400的前焦面(透鏡400的焦長f)，使得讀取光350通過透鏡400后聚焦于同軸全息圖像儲存媒體100。讀取光350通過同軸全息圖像儲存媒體100后將產(chǎn)生繞射信號250，此繞射信號250通過透鏡 400后將成像于透鏡400的前焦面(透鏡400的焦長f)，形成與信號光200相同的光場分布。使用者可利用影像擷取裝置來擷取此繞射信號250，以讀取同軸全息圖像儲存媒體100 中所儲存的數(shù)據(jù)(亦即，信號光200與參考光300所產(chǎn)生的干涉條紋)。圖4繪示圖1的反射式光柵600于寫入時(shí)的等效模型示意圖。于寫入時(shí)，信號光 200與參考光300將沿著同一光軸但反向射入同軸全息圖像儲存媒體100，并在同軸全息圖像儲存媒體100中產(chǎn)生干涉條紋。圖5繪示圖1的反射式光柵600于讀取時(shí)的等效模型示意圖。于讀取時(shí)，空間光調(diào)制器會(huì)將光場分布與參考光300相同的讀取光350成像于透鏡400的前焦面(透鏡400 的焦長f)，使得讀取光350通過透鏡400后聚焦于同軸全息圖像儲存媒體100。讀取光350 通過同軸全息圖像儲存媒體100后將產(chǎn)生繞射信號250，此繞射信號250反向通過透鏡400 后將成像于透鏡400之前焦面(透鏡400的焦長f)，形成與信號光200相同的光場分布。 同樣地，使用者可利用影像擷取裝置來擷取此繞射信號250，以讀取同軸全息圖像儲存媒體 100中所儲存的數(shù)據(jù)(亦即，信號光200與參考光300所產(chǎn)生的干涉條紋)。雖然上述模型看似可行，但熱變形的問題卻遲遲無法獲得解決。當(dāng)同軸全息圖像儲存媒體100產(chǎn)生熱變形時(shí)，介質(zhì)折射率會(huì)改變，光柵(包含穿透式光柵500與反射式光柵 600)也會(huì)隨之變形，使得繞射信號250變?nèi)?，點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(Point SpreadFunction ；PSF)也會(huì)變差。雖然許多研發(fā)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為熱變形問題必須借助可調(diào)波長激光與抗熱變形材料來解決，但目前都沒有有效地解決這個(gè)問題。有鑒于此，發(fā)明人經(jīng)苦心研究后，推導(dǎo)出同軸全息圖像儲存系統(tǒng)的近軸近似解，并根據(jù)這個(gè)推導(dǎo)結(jié)果，提出熱變形問題的解決方案。
假設(shè)折射率改變時(shí)所造成的離焦效應(yīng)已通過位移同軸全息圖像儲存媒體100進(jìn)行補(bǔ)償，(具體而言，在寫入及讀取時(shí)，同軸全息圖像儲存媒體100將隨著折射率改變而移動(dòng)，使得透鏡400的等效后焦面仍然位于同軸全息圖像儲存媒體100的反射層110上)，本案發(fā)明人所推出的近軸近似解如下式所示
權(quán)利要求
1.一種讀取裝置，包含一空間光調(diào)制器，用以提供一讀取光；一變焦鏡組，配置于該讀取光的光路中，使得該讀取光通過該變焦鏡組后，形成一實(shí)象；一物鏡，用以將該實(shí)象聚焦于一同軸全像儲存媒體，進(jìn)而產(chǎn)生一繞射信號； 一影像擷取裝置，用以擷取該繞射信號；以及一調(diào)整模塊，用以根據(jù)該繞射信號的品質(zhì)，調(diào)整該變焦鏡組的影像放大倍率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀取裝置，其特征在于，還包含一移動(dòng)裝置，用以移動(dòng)該同軸全息圖像儲存媒體，使得該物鏡的等效后焦面位于該同軸全息圖像儲存媒體的反射層上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的讀取裝置，其特征在于，該變焦鏡組為一等焦面變焦鏡組。
4.一種讀取裝置，包含一空間光調(diào)制器，用以提供一讀取光；一變焦鏡組，配置于該讀取光的光路中，使得該讀取光通過該變焦鏡組后，形成一實(shí)象；一物鏡，用以將該實(shí)象聚焦于一同軸全息圖像儲存媒體； 一溫度計(jì)，用以檢測該同軸全息圖像儲存媒體的溫度；以及一控制器，用以根據(jù)該同軸全息圖像儲存媒體的溫度，選擇該變焦鏡組的影像放大倍率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的讀取裝置，其特征在于，還包含一寫入裝置，用以在提供該讀取光前，先將一伺服信號寫入該同軸全息圖像儲存媒體的中央；一影像擷取裝置，用以擷取該伺服信號所產(chǎn)生的一繞射信號；以及一調(diào)整模塊，用以根據(jù)該繞射信號的品質(zhì)，調(diào)整該變焦鏡組的影像放大倍率。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的讀取裝置，其特征在于，還包含一移動(dòng)裝置，用以移動(dòng)該同軸全息圖像儲存媒體，使得該物鏡的等效后焦面位于該同軸全息圖像儲存媒體的反射層上。
7.一種讀取裝置，包含一徑向相位調(diào)制器，用以以徑向上相位不變的方式，調(diào)制一讀取光的相位，其中該徑向相位調(diào)制器包含多個(gè)隨機(jī)排列的0相位調(diào)制部與η相位調(diào)制部；一物鏡，用以將調(diào)制后的該讀取光聚焦至一同軸全息圖像儲存媒體，進(jìn)而產(chǎn)生一繞射信號；以及一影像擷取裝置，用以擷取該繞射信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的讀取裝置，其特征在于，該徑向相位調(diào)制器為一徑向透鏡陣列。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的讀取裝置，其特征在于，該徑向相位調(diào)制器為一空間相位調(diào)制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的讀取裝置，其特征在于，該徑向相位調(diào)制器為一相位光掩模。
全文摘要
本發(fā)明是一種讀取裝置，包含空間光調(diào)制器(Spatial Light Modulator；SLM)、變焦鏡組(Zoom Lens)、物鏡、影像擷取裝置與調(diào)整模塊?？臻g光調(diào)制器用以提供讀取光。變焦鏡組配置于讀取光的光路中，使得讀取光通過變焦鏡組后，形成實(shí)象。物鏡用以將實(shí)象聚焦于同軸全像儲存媒體，進(jìn)而產(chǎn)生繞射信號。影像擷取裝置用以擷取繞射信號。調(diào)整模塊用以根據(jù)繞射信號的品質(zhì)，調(diào)整變焦鏡組的影像放大倍率。
文檔編號G11B7/0065GK102214470SQ20101016129
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者余業(yè)緯, 孫慶成 申請人:財(cái)團(tuán)法人交大思源基金會(huì)