全息只读存储器系统.pdf

本发明的全息ROM系统包括一个透镜单元，用来过滤和准直全息盘衍射的输出光，以产生输出数据光束。该透镜单元包括一个物镜，用来准直输出光，以及一个滤波薄膜，用来过滤输出光。该物镜和该滤波薄膜形成在单一基体上。

权利要求书
1、  一种全息ROM系统，包括：
一个透镜单元，用来过滤和准直全息盘衍射的输出光，以产生输出数据光束，
其中，透镜单元包括一个物镜，用来准直输出光，以及一个滤波薄膜，用来过滤输出光。其中，该物镜和该滤波薄膜是在单一基体上形成的。

2、  如权利要求1所述的全息ROM系统，其中，所述滤波薄膜包括一个不透光区域，用来阻挡输出光中的至少一束交叉干扰光束，以及一个透光区域，用来允许输出光中的重构信号光束通过所述滤波薄膜。

3、  如权利要求2所述的全息ROM系统，其中，所述透光区域设置在物镜的中心部位。

4、  如权利要求3所述的全息ROM系统，其中，所述透光区域呈方形，其宽度实际上等于或大于重构信号光束，并且小于重构信号光束和与其相邻的一条交叉干扰光束之间的距离。

5、  如权利要求4所述的全息ROM系统，其中，所述透光区域是在滤波薄膜中形成的开口部分。

6、  如权利要求5所述的全息ROM系统，其中，所述滤波薄膜覆盖在该物镜上。

7、  如权利5所述的全息ROM系统，其中，所述滤波薄膜嵌入在该物镜。

8、  一个全息ROM系统，包括：
一个全息盘，用来存储全息图；
一个盘转动装置，用来转动该全息盘；
一个读取模块，用来光学地读出全息图，并且产生响应于读出的全息图的电信号；
一个信号处理单元，用来处理来自读取模块的电信号；以及
一个控制单元，用来控制该盘转动装置和该读取模块，
其中，该读取模块包括：一个激光光源，用来产生激光光束；和一个透镜单元，该透镜单元包括一个物镜，用来准直由全息盘衍射的输出光，以及一个滤波薄膜，用来阻挡包含在输出光中的交叉干扰光束通过该透镜单元，并允许输出光中所包含的重构信号光束通过该透镜单元。其中，该物镜和该滤波薄膜形成在单一基体上。

9、  如权利要求8所述的全息ROM系统，其中，所述滤波薄膜包括一个不透光区域，用来阻挡交叉干扰光束，以及一个透光区域，用来允许重构信号光束通过该透镜单元。

10、  如权利要求8所述的全息ROM系统，其中，所述透光区域的宽度实际上等于或大于重构信号光束，并且小于重构信号光束和与其相邻的一条交叉干扰光束之间的距离。

11、  如权利要求10所述的全息ROM系统，其中，所述滤波薄膜覆盖在物镜上。

12、  如权利要求10所述的全息ROM系统，其中，所述滤波薄膜嵌入在物镜内。

说明书全息只读存储器系统
发明领域
本发明涉及一种全息ROM(只读存储器)系统，尤其涉及一种通过在单一基体上形成物镜和光阑(aperture plate)来以低成本防止邻近轨道交叉干扰的全息ROM系统。
发明背景
近年来，全息ROM系统以其高存储能力、快速数据传输率等方面的优势，在数据存储设备领域得到了广泛的应用。
图1描述了一个传统的全息ROM系统。如图1所示，全息ROM系统包括一个全息盘200，它是一种存储介质，可以存储角度复用全息图(或全息数据图)，并可更换地安装在一个主轴马达(spindlemotor)210上；一个读取模块100，用来从全息盘200上光学地读出全息数据图，并且产生响应于该光学地读出的全息数据图的电信号；一个信号处理单元150，用来处理来自读取模块100的电信号；以及一个控制单元300，用来控制读取模块100和主轴马达210。
读取模块100包括激光光源102，用来产生参考激光光束；双面反射部件103，用来反射激光光束；反射部件104，用来反射来自双面反射部件103的激光光束；光阑105，用来过滤由全息盘200的衍射而产生的输出光，以便从输出光中去除由邻近轨道造成的不需要的信号(或交叉干扰)；物镜106，用来准直输出光以产生输出数据光束；探测器108，用来产生响应于入射其中的输出数据光束的电信号；致动器101，用来使读取模块100沿全息盘200的径向滑动；以及透镜致动器107，用来调整物镜106相对于全息盘200的垂直方向上的位置。致动器101和透镜致动器107由控制单元300控制。
在对全息盘200内存储的数据进行重构的过程中，由激光光源102产生的参考光束被双面反射部件103以及反射部件104反射后，以一定的入射角到达全息盘200，其中主轴马达210以预定的速度旋转全息盘，且该参考光束的入射角与数据记录过程中使用的参考光束角度一致。全息盘200产生衍射输出光，该衍射输出光被光阑105滤波，并由物镜106准直后形成输出数据光束。输出数据光束被双面反射部件103引导射向探测器108，探测器108将输出数据光束转化成电信号。然后，该电信号由探测器108传送到数据处理单元150。
参考图2，图2示出存储在全息盘200中的连续全息图的轨道B和C的部分。全息盘200中轨道B和C之以距离A隔开，比如，此距离约为0.74μm，照射到全息盘200上的用来重构所存储数据的激光光束的直径大约为几十微米量级。因此，激光光束的边缘部分在照射到目标轨道B的同时也照射到相邻轨道C上，从而，在数据读出过程中就产生了由相邻轨道C造成的交叉干扰。
为了通过过滤衍射输出光的方法来防止这类交叉干扰，可在全息盘200和物镜106之间放置一个具有所需直径的开口部分的光阑105。然而，这样的全息ROM系统存在一个缺陷，即光阑105开口部分的中心必须对准到物镜106的光轴上，以便使重构信号的畸变最小化。将光阑105的开口中心与物镜的光轴对准的过程要求很高的精确度，而且费时较多，因此增加了全息ROM系统的制造成本。
发明内容
本发明的目的就是提供一种全息ROM系统，该系统可通过将物镜和光阑集成的方法降低制造成本。
根据本发明的一个优选实施例，提供了一个全息ROM系统，包括：一个透镜单元，用来滤波和准直由全息盘衍射的输出光，以产生输出数据光束，其中，透镜单元包括一个用来准直输出光的物镜，以及一个滤波薄膜，用来过滤输出光，其中该物镜和滤波薄膜形成在单一基体上。
根据本发明的另一个优选实施例，提供了一个全息ROM系统，包括：一个全息盘，用来存储全息图；一个盘旋转装置，用来旋转全息盘；一个读取模块，用来光学地读出全息图，并且产生响应于该读出全息图的电信号；一个信号处理单元，用来处理来自读取模块的电信号；一个控制单元，用来控制该盘旋转装置以及该读取模块，其中，读取模块包括一个用来产生激光光束的激光光源和一个透镜单元，该透镜单元包括一个物镜，用来准直由全息盘衍射的输出光，以及一个滤波薄膜，该滤波薄膜用来阻止输出光中的交叉干扰光束通过透镜单元，而允许输出光中的重构信号光束通过，其中该物镜和滤波薄膜在单一基体上形成。

附图简述
通过以下结合附图对优选实施例的描述，本发明的上述及其它目的和特征将会更为清晰，其中：
图1描述了一个传统的全息ROM系统示意图；
图2示出了存储在全息盘中的连续全息图的部分轨道；
图3描述了按照本发明的优选实施例的全息ROM系统的示意图；以及
图4提供了按照本发明的优选实施例的一个透镜单元的俯视图。
发明详述
下面将结合图3和图4详细描述本发明的一个优选实施例。
参考图3，图3描述了按照本发明的优选实施例的一个全息ROM系统示意图。如图3所示，该全息ROM系统包括一个全息盘200，其为一种存储介质，用来存储角度复用全息图(或全息数据图)，并可更换地装在主轴马达210上；一个读取模块100a，用来从全息盘200中光学地读出全息数据图，并且产生与光学读出的全息数据图相应的电信号；一个信号处理单元150，用来处理来自读取模块100a的电信号；一个控制单元300a，用来控制读取模块100a和主轴马达210。
读取模块100a包括激光光源102，用来产生激光光束；双面反射部件103，用来反射激光光束和输出数据光束；反射部件104，用来反射来自双面反射部件103的激光光束；透镜单元400，该透镜单元通过对全息盘200衍射地输出光进行滤波来去除邻近轨道的不需要信号(或交叉干扰)，并对输出光进行准直，从而产生输出数据光束；探测器108，响应输出数据光束从而产生电信号；致动器101，用来使读取模块100a沿全息盘200的径向滑动；以及透镜致动器107a，用来调整透镜单元400相对于全息盘200的垂直位置。致动器101和透镜致动装置107a由控制单元300a控制。
参考图4，图4描述了按照本发明实施例的一个透镜单元400的俯视图，来自全息盘200的输出光照射到该透镜单元上面。透镜单元400包括一个用来准直输出光的物镜和一个滤波薄膜，用来对输出光进行滤波，以防止由邻近轨道衍射的交叉干扰光束420(或不需要的信号光束)通过透镜单元400。该物镜和该滤波薄膜集成在一起，或形成在单个基体上。例如，将滤波薄膜覆盖在透镜的一个或两个表面上，或嵌入其中。滤波薄膜包括一个用于阻挡交叉干扰光束420的不透光区域400b，该区域覆盖了物镜的大部分表面，以及一个透光区域400a，例如在滤波薄膜中形成一开口区域，以允许所需的重构信号光束410通过透镜单元400，该透光区域位于透镜的中心部位。另外，透光区域400a呈方形，其宽度实际上等于或大于所需的重构信号光束410的宽度，并且小于所需重构信号光束410和一条与之相邻的交叉干扰光束420之间的距离D。因此，所需的重构信号光束410能够通过透镜单元400的物镜，而包含有从邻近轨道重构的信号的交叉干扰光束420则被不透光区域400b所阻挡，该不透光区域400b覆盖了除对应于透光区域400a的物镜方形部分以外的物镜表面。
在读出过程中，由激光光源102产生的光束被双面反射部件103和反射部件104以一定的入射角引导到全息盘200，其中，主轴马达210以预定的速度旋转全息盘，且光束的入射角与记录过程中参考光的角度一致。全息盘200产生衍射输出光，其中包括所需的重构信号光束410和交叉干扰光束420。随后，衍射输出光到达透镜单元400。在透镜单元400中，交叉干扰光束420被滤波薄膜的不透光区域400b过滤掉，而所需的重构信号光束410通过滤波薄膜的透光区域400a，并由透镜单元400的物镜进行准直后形成输出数据光束。输出数据光束被双面反射部件103引导到探测器108，探测器将输出数据光束转化成电信号。然后，该电信号从探测器传送到信号处理单元150。
如上所述，由于滤波薄膜的不透光区域阻挡了从邻近轨道衍射的交叉干扰光束，从而有效地遏止了交叉干扰光束所产生的交叉干扰。另外，由于通过将不透光区域400b的位置限定在物镜的内部或表面，可以在物镜内部或表面上形成透光区域，其中该透光区域可以当作是传统光阑的开口部分，因而，将光阑开口的中心对准物镜光轴，这一耗时的过程就不再需要了。因此，按照本发明，由于装配读取模块所需的时间显著降低，那么全息ROM系统的生产成本也将显著降低。
尽管参照优选实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员应当理解，在不背离以下权利要求所限定的本发明的范围与精神的情况下，可以对其进行各种改变与修改。