CN109741765B - 全像储存系统 - Google Patents

Abstract

一种全像储存系统，包含光发射器、空间光调制器、第一反射镜、导光模块及第一致动器。光发射器用以提供至少一光束。空间光调制器用以接收并调制来自光发射器的光束。第一反射镜光学耦合于空间光调制器与导光模块之间，且导光模块用以将自第一反射镜反射的光束导引至储存碟片，并将自储存碟片离开的光束导引至光侦测器。第一致动器连接第一反射镜，并用以使第一反射镜转动及平移。透过第一致动器调整第一反射镜的状态，可防止光侦测器读取到失真的信号，借以提升全像储存系统的信号读取效能。

Description

全像储存系统

技术领域

本发明是有关于一种全像储存系统(holographic storage system)。

背景技术

随着科技的发展，电子文件的所需储存用量也跟着上升。常见的储存方式为记录储存介质表面上磁或光的变化，以作为所储存数据的依据，例如磁碟片或光碟片。然而，随着电子文件的所需储存用量增加，全像储存的技术发展开始受到注目。

全像储存技术为透过信号光以及参考光产生干涉后，将影像数据写入储存介质(感光材料)内。当读取数据时，透过重新照射参考光至储存介质(感光材料)上，即可产生影像数据。接着，所产生的影像数据再被光侦测器读取。然而，于读取时，容置储存介质(感光材料)的碟片将可能产生产生位置偏差或是角度偏差，致使读取的结果将会产生失真。

发明内容

本发明的一实施方式提供一种全像储存系统，其中全像储存系统包含光发射器、空间光调制器、反射镜、导光模块及致动器。光发射器可提供光束。由光发射器提供的光束可经空间光调制器调制，并于调制后，透过导光模块进入储存碟片。接着，光束会于储存碟片内进行绕射，并自储存碟片离开，且自储存碟片离开的光束会再次透过导光模块进入光侦测器，以对储存碟片内的数据进行读取。反射镜设置于全像储存系统的光路上，而致动器连接于反射镜，其中致动器可用以调整反射镜的状态，从而调整行进往储存碟片的光束的路线，借以对储存碟片的离焦、倾斜或侧向偏移进行补偿。透过致动器调整反射镜的状态，可防止光侦测器读取到失真的信号，借以提升全像储存系统的信号读取效能。

本发明的一实施方式提供一种全像储存系统，其特征在于，包含光发射器、空间光调制器、第一反射镜、导光模块及第一致动器。光发射器用以提供至少一光束。空间光调制器用以接收并调制来自光发射器的光束。第一反射镜光学耦合于空间光调制器与导光模块之间，且导光模块用以将自第一反射镜反射的光束导引至储存碟片，并将自储存碟片离开的光束导引至光侦测器。第一致动器连接第一反射镜，并用以使第一反射镜转动及平移。

于部分实施方式中，全像储存系统还包含第一透镜。第一透镜光学耦合于空间光调制器与第一反射镜之间，且第一透镜的焦点落于第一反射镜。

于部分实施方式中，光束透过第一透镜聚焦于第一反射镜上的一点，且第一致动器用以使第一反射镜以该点做为支点转动。

于部分实施方式中，全像储存系统还包含第二反射镜、第一偏振分光镜及第二致动器。第二反射镜光学耦合于光发射器与空间光调制器之间，并用以将光发射器提供的光束反射至空间光调制器。第一偏振分光镜光学耦合于第二反射镜与空间光调制器之间，其中由空间光调制器调制的光束于穿过第一偏振分光镜后进入第一透镜。第二致动器连接第二反射镜，并用以使第二反射镜转动。

于部分实施方式中，全像储存系统还包含判断器及控制器。判断器电性连接光侦测器，并用以根据光束于光侦测器的成像状态而判断是否驱动第二致动器。控制器电性连接第二致动器及判断器，并用以根据判断器的判断结果而驱动第二致动器。

于部分实施方式中，当判断器判断光侦测器的成像状态为侧向偏移时，控制器驱动第二致动器，以使第二反射镜产生转动。

于部分实施方式中，导光模块包含第二偏振分光镜、第二透镜、四分之一波片及物镜，其中第二偏振分光镜、第二透镜、四分之一波片及物镜沿配置方向依序配置，使得自第一反射镜反射的光束依序穿过第二偏振分光镜、第二透镜、四分之一波片及物镜而至储存碟片。

于部分实施方式中，第一致动器用以使第一反射镜沿移动方向平移，且移动方向与配置方向实质上平行。

于部分实施方式中，全像储存系统还包含判断器及控制器。判断器电性连接光侦测器，并用以根据光束于光侦测器的成像状态而判断是否驱动第一致动器。控制器电性连接第一致动器及判断器，并用以根据判断器的判断结果而驱动第一致动器。

于部分实施方式中，当判断器判断光侦测器的成像状态为离焦时，控制器驱动第一致动器，以使第一反射镜产生平移。

于部分实施方式中，当判断器判断光侦测器的成像状态为倾斜时，控制器驱动第一致动器，以使第一反射镜产生转动。

本发明的一实施方式提供一种全像储存系统，其特征在于，包含光发射器、反射镜、空间光调制器、偏振分光镜、致动器及导光模块。光发射器用以提供至少一光束。反射镜光学耦合于光发射器与空间光调制器之间，并用以将光发射器提供的光束反射至空间光调制器，且空间光调制器用以调制来自光发射器的该光束。偏振分光镜光学耦合于反射镜与空间光调制器之间。致动器连接反射镜，并用以使反射镜转动。导光模块用以将由空间光调制器调制的光束导引至储存碟片，并将自储存碟片离开的光束导引至光侦测器。

附图说明

图1A为依据本发明的第一实施方式绘示全像储存系统的配置示意图；

图1B绘示图1A的全像储存系统的判断流程的方块图；

图2A为依据本发明的第二实施方式绘示全像储存系统的配置示意图；

图2B绘示图2A的全像储存系统的判断流程的方块图；

图3A为依据本发明的第三实施方式绘示全像储存系统的配置示意图；

图3B绘示图3A的全像储存系统的判断流程的方块图。

具体实施方式

以下将以附图及详细说明清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本发明的较佳实施方式后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

请看到图1A，其中图1A为依据本发明的第一实施方式绘示全像储存系统100A的配置示意图。全像储存系统100A包含光发射器110、空间光调制器120、第一偏振分光镜122、第一透镜124、第一反射镜126、导光模块130、第一致动器140、光侦测器150、判断器152及控制器154。

光发射器110可以是激光发射器，并用以透过光束，如读取光L1所示。第一偏振分光镜122光学耦合于光发射器110与空间光调制器120之间，其用以将来自光发射器110的读取光L1导引至空间光调制器120。空间光调制器120用以接收并调制来自光发射器110的读取光L1，并将调制后的读取光L1朝第一偏振分光镜122发射，如读取光L2所示。接着，读取光L2会于穿过第一偏振分光镜122后进入第一透镜124。

第一透镜124光学耦合于空间光调制器120与第一反射镜126之间，其用以将来自空间光调制器120的读取光L2聚焦于第一反射镜126上，也就是说，第一透镜124的焦点会落于第一反射镜126。第一反射镜126光学耦合于空间光调制器120与导光模块130之间，其用以将来自空间光调制器120的读取光L2于通过第一透镜124后，将读取光L2反射并使其进入导光模块130。

导光模块130用以将自第一反射镜126反射的读取光L2导引至储存碟片102，并将自储存碟片102反射的光束导引至光侦测器150。具体而言，导光模块130包含第二偏振分光镜132、第二透镜134、四分之一波片136、物镜138及第三透镜139，其中第二偏振分光镜132、第二透镜134、四分之一波片136及物镜138沿配置方向D1依序配置。亦即，于导光模块130的光路中，第二偏振分光镜132、第二透镜134、四分之一波片136及物镜138可视作依序接续，使得自第一反射镜126反射的光束会依序穿过第二偏振分光镜132、第二透镜134、四分之一波片136及物镜138而至储存碟片102。

读取光L2会在储存碟片102内产生绕射，并于绕射后成为绕射光离开储存碟片102，如绕射光L3所示。绕射光L3自储存碟片102离开后，会依序通过物镜138、四分之一波片136、第二透镜134及第二偏振分光镜132而至第三透镜139。第三透镜139光学耦合于第二偏振分光镜132与光侦测器150之间，其用以将来自第二偏振分光镜132的光束导引至光侦测器150。

第一致动器140连接第一反射镜126，并用以使第一反射镜126转动及平移，其中第一致动器140可以是压电致动器(piezoelectric actuator；PZT)。举例而言，第一致动器可用以使第一反射镜126沿移动方向M平移，其中移动方向M与配置方向D1实质上平行，亦即，第一致动器140可用以使第一反射镜126远离或接近导光模块130。或者，自第一偏振分光镜122朝第一反射镜126行进的光束，会于通过第一透镜124后聚焦于第一反射镜126上的点A，而第一致动器140可用以使第一反射镜126以点A做为支点转动，其中转动包含顺时针转动以及逆时针转动。

通过以上配置，当储存碟片102发生离焦或倾斜时，全像储存系统100A可透过第一致动器140对第一反射镜126产生转动或平移，以补偿储存碟片102所发生的离焦或倾斜。亦即，可透过调整第一反射镜126的状态，从而对储存碟片102的位置状态进行补偿。

举例而言，当储存碟片102发生离焦时，第一致动器140可透过使第一反射镜126沿移动方向M平移，从而调整第一反射镜126与物镜138之间的距离，借以调整读取光L2通过物镜138而聚焦在储存碟片102的位置。或者，当储存碟片102发生倾斜时，第一致动器140可使第一反射镜126以点A做为支点转动，从而使读取光L2自第一反射镜126至储存碟片102的光路产生倾斜，借以使读取光L2的光路可对应储存碟片102的倾斜状态。当透过调整第一反射镜126的状态而对储存碟片102的位置状态进行补偿后，可防止光侦测器150读取到失真的绕射光L3，借以提升全像储存系统100A的信号读取效能。

此外，判断器152电性连接光侦测器150，并用以根据绕射光L3于光侦测器150的成像状态而判断是否驱动第一致动器140。控制器154电性连接第一致动器140及判断器152，并用以根据判断器152的判断结果而驱动第一致动器140。透过判断器152及控制器154，补偿储存碟片102所发生的离焦或倾斜的机制可自动化完成。具体而言，请参照图1A及图1B，其中图1B绘示图1A的全像储存系统100A的判断流程的方块图。

图1B中，步骤S10为判断光束于光侦测器的成像状态。具体而言，当光侦测器150接收到绕射光L3后，绕射光L3会在光侦测器150上成像，其中判断器152可根据成像状态而判断储存碟片102的位置状态为离焦或倾斜。举例来说，于本实施方式中，光侦测器150可包含侦测模块，其中侦测模块可以是由四象限光电二极管(未绘示)及柱状透镜(未绘示)所组成，当绕射光L3于四象限光电二极管上的成像为圆形时，判断器152将判断储存碟片102的位置状态为未离焦，而当绕射光L3于四象限光电二极管上的成像为椭圆形时，判断器152将判断储存碟片102的位置状态为离焦。或是，当绕射光L3于四象限光电二极管上的成像有聚焦点不对称分布的情况发生时，判断器152将判断储存碟片102的位置状态为倾斜。

步骤S20为判断为离焦或倾斜。通过上述的判断方式，判断器152可判断储存碟片102的位置状态为离焦或倾斜。对此，判断器152可判断出储存碟片102的位置状态为仅离焦或仅倾斜，或者，也可判断出储存碟片102的位置状态是否为离焦及倾斜并存。当判断出储存碟片102的位置状态后，可再进行对应的步骤。

当储存碟片102的位置状态为仅离焦时，可进入步骤S30，步骤S30为驱动第一致动器，以使第一反射镜产生平移。第一致动器140可透过控制器154驱动，从而使第一反射镜126产生平移，借以使读取光L2透过物镜138聚焦在储存碟片102的适当位置。当储存碟片102的位置状态为仅倾斜时，可进入步骤S40，步骤S40为驱动第一致动器，以使第一反射镜产生转动。第一致动器140可透过控制器154驱动，从而使第一反射镜126产生转动，借以使读取光L2的光路对应储存碟片102的倾斜状态。此外，当储存碟片102的位置状态为是离焦及倾斜并存时，步骤S30与S40可同时进行。

请再看到图2A，其中图2A为依据本发明的第二实施方式绘示全像储存系统100B的配置示意图。本实施方式与第一实施方式的至少一个差异点在于，本实施方式的第一反射镜126未与致动器连接，而全像储存系统100B还包含第二反射镜128及第二致动器142。

第二反射镜128光学耦合于光发射器110与空间光调制器120之间，并用以将光发射器110所提供的读取光L1于反射后进入第一偏振分光镜122而至空间光调制器120。第二致动器142连接第二反射镜128，且第二致动器142可以是压电致动器。第二致动器142并用使第二反射镜128转动，其中转动包含顺时针转动以及逆时针转动。当第二反射镜128产生转动时，读取光L1进入第一偏振分光镜122的入射角会发生改变，从而改变读取光L1进入空间光调制器120的位置。具体而言，当读取光L1进入第一偏振分光镜122的入射角发生改变时，读取光L1会沿空间光调制器120的光接收面的延展方向产生平移。当读取光L1产生平移后，自空间光调制器120发射的读取光L2也会沿储存碟片102的光接收面的延展方向产生平移。

通过以此配置，当储存碟片102发生侧向偏移时，全像储存系统100B可透过第二致动器142对第二反射镜128产生转动，以补偿储存碟片102所发生的侧向偏移。当透过调整第二反射镜128的状态而对储存碟片102的位置状态进行补偿后，可防止光侦测器150读取到失真的绕射光L3，借以提升全像储存系统100B的信号读取效能。

雷同于第一实施方式，于本实施方式中，透过判断器152及控制器154，补偿储存碟片102所发生的侧向偏移的机制可自动化完成。具体而言，请参照图2A及图2B，其中图2B绘示图2A的全像储存系统100B的判断流程的方块图。

图2B中，步骤S50为判断光束于光侦测器的成像状态。于本实施方式中，光侦测器150可包含侦测模块，其中侦测模块可以是由四象限光电二极管(未绘示)、柱状透镜(未绘示)及两个光电二极管(未绘示)所组成，且两个光电二极管为设置于四象限光电二极管的相对两侧，当储存碟片102发生侧向偏移时，两个光电二极管会接收到不同的光强度。此时，判断器152将判断储存碟片102的位置状态为侧向偏移。

步骤S60为判断侧向偏移的方向。当判断器152判断储存碟片102的位置状态为侧向偏移时，判断器152可进一步判断出储存碟片102的偏移位置。具体而言，判断器152可透过两个光电二极管接收到的光强度差异而判断储存碟片102的偏移方向。

当判断器152判断出储存碟片102的侧向偏移方向后，可进入步骤S70，步骤S70为驱动第二致动器，以使第二反射镜128产生转动。第二致动器142可透过控制器154驱动，从而使第二反射镜128产生转动。因此，读取光L2可沿储存碟片102的光接收面的延展方向产生平移，以对应储存碟片102的侧向偏移状态。

请再看到图3A及图3B，其中图3A为依据本发明的第三实施方式绘示全像储存系统100C的配置示意图，而图3B绘示图3A的全像储存系统100C的判断流程的方块图。本实施方式与第一及第二实施方式的至少一个差异点为，本实施方式的全像储存系统100C包含第一致动器140、第二致动器142及第二反射镜128，以使全像储存系统100C可补偿储存碟片102所发生的离焦、倾斜或侧向偏移。也就是说，本实施方式中，无论储存碟片102是发生离焦、倾斜或侧向偏移，全像储存系统100C皆可透过对应的反射镜及致动器而对储存碟片102的位置状态进行补偿。

具体而言，图3B中，步骤S80为判断光束于光侦测器的成像状态。本实施方式中，光侦测器150可包含侦测模块，其中侦测模块可以是由四象限光电二极管(未绘示)、柱状透镜(未绘示)及两个光电二极管(未绘示)所组成，且两个光电二极管为设置于四象限光电二极管的相对两侧。同前所述，判断器152可判断储存碟片102是否有发生离焦、倾斜或侧向偏移。

步骤S90为根据判断结果而驱动对应的致动器。当判断器152判断出储存碟片102的位置状态出现异常时，控制器154可驱动第一致动器140或第二致动器142，借以补偿储存碟片102的位置状态。

当储存碟片102的位置状态为离焦或倾斜时，可进入步骤S100，步骤S100为判断离焦或倾斜。步骤S100中，判断器152可判断储存碟片102为仅离焦、仅倾斜或离焦及倾斜并存，其雷同图1B的步骤S20，在此不再赘述。当完成步骤S100后，进入步骤S110，步骤S110为驱动第一致动器。步骤S110可雷同图1B的步骤S30及S40，即第一致动器140将对应储存碟片102的状态而使第一反射镜126平移或转动，在此不再赘述。

当储存碟片102的位置状态为侧向偏移时，可进入步骤S120，步骤S120为判断侧向偏移方向。步骤S120中，判断器152可判断储存碟片102的侧向偏移方向，其雷同图2B的步骤S60，在此不再赘述。当完成步骤S120后，进入步骤S130，步骤S130为驱动第二致动器。步骤S130可雷同图2B的步骤S70，即第二致动器142将对应储存碟片102的状态而使第二反射镜128转动，在此不再赘述。

综上所述，本发明的一实施方式提供一种全像储存系统，其中全像储存系统包含光发射器、空间光调制器、反射镜、导光模块及致动器。光发射器可提供光束。由光发射器提供的光束可经空间光调制器调制，并于调制后，透过导光模块进入储存碟片。接着，光束会于储存碟片内进行绕射，并自储存碟片离开，且自储存碟片离开的光束会再次透过导光模块进入光侦测器，以对储存碟片内的数据进行读取。反射镜设置于全像储存系统的光路上，而致动器连接于反射镜，其中致动器可用以调整反射镜的状态，从而调整行进往储存碟片的光束的路线，借以对储存碟片的离焦、倾斜或侧向偏移进行补偿。透过致动器调整反射镜的状态，可防止光侦测器读取到失真的信号，借以提升全像储存系统的信号读取效能。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种全像储存系统，其特征在于，包含：一光发射器，用以提供至少一光束；一空间光调制器，用以接收并调制来自该光发射器的该光束；一第一反射镜；一导光模块，其中该第一反射镜光学耦合于该空间光调制器与该导光模块之间，且该导光模块用以将自该第一反射镜反射的该光束导引至一储存碟片，并将自该储存碟片离开的该光束导引至一光侦测器；以及一第一致动器，连接该第一反射镜，并用以使该第一反射镜转动及平移；以及一第一透镜，光学耦合于该空间光调制器与该第一反射镜之间，且该第一透镜的焦点落于该第一反射镜，其中该光束透过该第一透镜聚焦于该第一反射镜上的一点，且该第一致动器用以使该第一反射镜以该点做为支点转动；还包含：一第二反射镜，光学耦合于该光发射器与该空间光调制器之间，并用以将该光发射器提供的该光束反射至该空间光调制器；一第一偏振分光镜，光学耦合于该第二反射镜与该空间光调制器之间，其中由该空间光调制器调制的该光束于穿过该第一偏振分光镜后进入该第一透镜；以及一第二致动器，连接该第二反射镜，并用以使该第二反射镜转动。

2.根据权利要求 1 所述的全像储存系统，其特征在于，还包含：一判断器，电性连接该光侦测器，并用以根据该光束于该光侦测器的成像状态而判断是否驱动该第二致动器；以及一控制器，电性连接该第二致动器及该判断器，并用以根据该判断器的判断结果而驱动该第二致动器。

3.根据权利要求 2 所述的全像储存系统，其特征在于，当该判断器判断该光侦测器的成像状态为侧向偏移时，该控制器驱动该第二致动器，以使该第二反射镜产生转动。

4.根据权利要求 1 所述的全像储存系统，其特征在于，该导光模块包含一第二偏振分光镜、一第二透镜、一四分之一波片及一物镜，其中该第二偏振分光镜、该第二透镜、该四分之一波片及该物镜沿一配置方向依序配置，使得自该第一反射镜反射的该光束依序穿过该第二偏振分光镜、该第二透镜、该四分之一波片及该物镜而至该储存碟片。

5.根据权利要求 4 所述的全像储存系统，其特征在于，该第一致动器用以使该第一反射镜沿一移动方向平移，且该移动方向与该配置方向实质上平行。

6.根据权利要求 1 所述的全像储存系统，其特征在于，还包含：一判断器，电性连接该光侦测器，并用以根据该光束于该光侦测器的成像状态而判断是否驱动该第一致动器；以及一控制器，电性连接该第一致动器及该判断器，并用以根据该判断器的判断结果而驱动该第一致动器。

7.根据权利要求 6 所述的全像储存系统，其特征在于，当该判断器判断该光侦测器的成像状态为离焦时，该控制器驱动该第一致动器，以使该第一反射镜产生平移。

8.根据权利要求 6 所述的全像储存系统，其特征在于，当该判断器判断该光侦测器的成像状态为倾斜时，该控制器驱动该第一致动器，以使该第一反射镜产生转动。

9.一种全像储存系统，其特征在于，包含：一光发射器，用以提供至少一光束；一反射镜；一空间光调制器，其中该反射镜光学耦合于该光发射器与该空间光调制器之间，并用以将该光发射器提供的该光束反射至该空间光调制器，且该空间光调制器用以调制来自该光发射器的该光束；一偏振分光镜，光学耦合于该反射镜与该空间光调制器之间；一致动器，连接该反射镜，并用以使该反射镜转动；以及一导光模块，用以将由该空间光调制器调制的该光束导引至一储存碟片，并将自该储存碟片离开的该光束导引至一光侦测器。

10.根据权利要求 9 所述的全像储存系统，其特征在于，还包含：一判断器，电性连接该光侦测器，并用以根据该光束于该光侦测器的成像状态而判断是否驱动该致动器；以及一控制器，电性连接该致动器及该判断器，并用以根据该判断器的判断结果而驱动该致动器。

11.根据权利要求 10 所述的全像储存系统，其特征在于，当该判断器判断该光侦测器的成像状态为侧向偏移时，该控制器驱动该致动器，以使该反射镜产生转动。

Images