KR100248740B1

KR100248740B1 - 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템

Info

Publication number: KR100248740B1
Application number: KR1019970029528A
Authority: KR
Inventors: 양윤원
Original assignee: 전주범; 대우전자주식회사
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 2000-03-15
Also published as: KR19990005333A

Abstract

본 발명은 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템에 있어서, 광원(10)으로부터 입사된 레이저를 기준광과 물체광으로 나누는 빔 스프리터(20)와, 상기 물체광을 일련의 렌즈(22) 및 반사 거울(24)을 개재해서, 입력된 데이타에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이타의 한 페이지단위로 변조하는 공간 광변조기(30)와, 자체가 렌즈로 작용하여, 상기 공간 광변조기(30)으로부터 변조된 물체광이 직접 입사됨과 동시에 퓨리에 변환되어 기록되고, 기준광도 일련의 렌즈(26)와 반사 거울(28)을 개재해서 입사되어 기록되는 다면체의 회전가능한 광굴절 결정(60)과, 상기 결정(60)내에 입사되어 기록된 물체광과 기준광에 의한 간섭 무늬가 상기 기준광의 조사에 의해 바둑판 무늬로 복원되고 이 복원된 무늬를 읽어낸 상이 비추어지는 고체촬상소자(50)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 다면체의 회전가능한 광굴절 결정 자체가 렌즈로 작용하여, 공간 광변조기로부터 변조된 물체광이 직접 입사됨과 동시에 퓨리에 변환되어 기록되므로, 기존과 같이 일련의 렌즈와 공간 필터가 필요없고, 기준광과 관련한 반사 거울이 회전할 필요가 없게 되어 구성이 간단해 지고, 광굴절 결정이 회전되므로, 회전 제어가 용이하여, 데이타의 저장 능력을 향상하는 효과를 가진다.

Description

부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템

본 발명은 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조가 간단하여 소형화가 가능하고, 데이타 저장능력이 증가한 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템에 관한 것이다.

광기록 방법에 있어서, 포토그래픽 기록(Photographic Recording)이 대상 물체로 부터 반사된 물체광(Object beam)의 빛의 강도만을 기록하는 것임에 반하여, 홀로그래픽 기록(Holographic Recording)은 대상물체로 부터 반사된 물체광의 빛의 강도뿐만아니라 방향도 기록하므로, 즉, 대상물체의 빛의 강도와 방향이 물체광과 기준광(Reference beam)의 간섭에 의해 구성되므로, 물체광과 기준광은 간섭무늬(Interference Pattern)을 형성하게 되어, 이 간섭무늬가 그 강도에 반응하는 물질속에 기록된다. 이 물질의 기록된 간섭무늬에 기준광을 조사하면, 대상물체의 3차원 상인 홀로그램을 재생하게 된다.

이와 같이 홀로그램은 입방체속에 저장되며 기록 과정에서 사용된 기준광만이 입방체 안에 기록된 홀로그램을 읽어낼 수 있으므로, 기록시에 사용된 기준광과 파장 및 입사각이 다른 기준광은 아무런 효과없이 입방체안에 기록된 홀로그램을 통과하게 된다. 이러한 부피 홀로그램(Volume Hologram)의 성질을 이용하면, 각각 다른 기준광을 가지고 저장 물질의 같은 장소에 많은 홀로그램을 기록하므로써 작은 입방체 내부에 방대한 데이타를 저장하는 것이 가능하다는 점에서 최근 각광을 받고 있다.

도 1에는 종래의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장(Volume Holographic Digital Data Storage : VHDDS) 시스템을 나타내는 것으로, 도시된 바와 같이 이 시스템은 광원(10)으로 부터의 레이저가 빔 스프리터(20)에 입사되어 기준광과 물체광으로 나누어지고, 물체광은 일련의 렌즈(22)와 반사 거울(24)을 개재해서, 공간 광변조기(30)(Spatial Light Modulator : SLM)에 의해, 입력된 데이타에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이타의 한 페이지단위로 변조된 후, SLM(30)으로 부터의 0차 회절을 제외하고는 모두 여과하는 퓨리에 평면내의 일련의 렌즈(32)와 그 사이의 공간 필터(34) 및 화상을 퓨리에 변환시키는 렌즈(36)을 개재해서 광굴절 결정(40)(Photoreflective crystal)에 입사되어 기록되고, 기준광도 일련의 렌즈(26)와 회전가능한 반사 거울(28)을 개재해서 광굴절 결정(40)에 입사되어 기록되며, 이와 같이 결정(40)내에 입사되어 기록된 물체광과 기준광은 상호 간섭을 일으키고, 이때 발생하는 간섭 무늬의 강도에 따라서 결정(40)내부의 운동 전하(Mobile Charge)의 광유도 현상이 발생하여 간섭 무늬가 기록된다. 광굴절 결정(40)내에 기록된 데이타를 읽기 위하여 기준광을 저장 매체에 조사하면 간섭 무늬는 기준광을 회절시켜 원래의 픽셀의 명암으로 구성되는 바둑판 무늬로 복원되며, 이후 읽어낸 상이 렌즈(42)를 개재해서 고체촬상소자(50)(Charge Coupled Device : CCD)에 비추어져서 원래의 데이타로 복원된다.

이와 같은 종래의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템은 퓨리에 변환(Fourier Transform)된 화상신호를 광굴절 결정(40)에 기록하는 것이므로, 이를 위해서 공간 광변조기(30)에 의해 변조된 물체광을 퓨리에 평면내의 일련의 렌즈(32)와 그 사이의 공간 필터(34) 및 렌즈(36)을 개재해서 광굴절 결정(40)에 입사시켜야하므로, 광학계가 복잡하고 대형화되고, 더구나, 재생시의 기준광을 기록시에 사용된 기준광과 반드시 정확히 일치해야 하므로, 회전가능한 반사 거울을 회동시키는 기구의 각도 분해능에 엄격한 정밀도가 요구되므로, 반사 거울의 각도 제어가 어렵다는문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 이에 따라 안출된 것으로, 그 목적은 다면체의 회전가능한 광굴절 결정자체를 렌즈로 이용함으로서 공간 광변조기의 화상신호를 광굴절 결정에서 퓨리에 변환함과 동시에 기록 저장하고, 기준광과 관련된 반사거울을 회전시킬 필요가 없으므로, 구조가 간단하여 소형화가 달성되는 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 광굴절 결정자체를 회전시키므로, 회전 제어가 용이하고, 기록시 데이타의 첫 페이지를 결정에 기록한 후, 기준광의 각도를 첫 번째 홀로그램의 재생 복원상이 완전히 사라질 때 까지 증가시키고, 이때 다시 새로운 데이타 페이지를 입력시켜 결정에 기록하는 소위 각도 중첩(Angle Multiplexing)을 이용하여 데이타의 저장 능력을 향상한 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템은 광원으로부터 입사된 레이저를 기준광과 물체광으로 나누는 빔 스프리터와, 상기 물체광을 일련의 렌즈 및 반사 거울을 개재해서, 입력된 데이타에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이타의 한 페이지단위로 변조하는 공간 광변조기와, 자체가 렌즈로 작용하여, 상기 공간 광변조기로부터 변조된 물체광이 직접 입사됨과 동시에 퓨리에 변환되어 기록되고, 기준광도 일련의 렌즈와 반사 거울을 개재해서 입사되어 기록되는 다면체의 회전가능한 광굴절 결정과, 상기 결정내에 입사되어 기록된 물체광과 기준광에 의한 간섭 무늬가 상기 기준광의 조사에 의해 바둑판 무늬로 복원되고 이 복원된 무늬를 읽어낸 상이 비추어지는 고체촬상소자로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 다면체의 회전가능한 광굴절 결정 자체가 렌즈로 작용하여, 상기 공간 광변조기로부터 변조된 물체광이 직접 입사됨과 동시에 퓨리에 변환되어 기록되므로, 기존과 같이 일련의 렌즈와 공간 필터의 구성이 필요없게 될 뿐만 아니라, 기준광과 관련한 반사 거울이 회전할 필요가 없게 되어, 구성이 간단해져서, 광학계가 단순화되므로, 시스템 전체의 신뢰성을 향상하고, 광굴절 결정자체를 회전시키므로, 회전 제어가 용이하므로, 데이타의 저장 능력을 향상하는 효과를 가진다.

도 1은 종래의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템을 나타내는 개략도이고,

도 2는 본 발명에 따른 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템의 개략도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 광원 20 : 빔 스프리터

22 : 렌즈 24 : 반사 거울

26 : 렌즈 28 : 반사 거울

30 : 공간 광변조기 34 : 공간 필터

36 : 렌즈 40 : 종래의 광굴절 결정

42 : 렌즈 50 : 고체촬상소자

60 : 본 발명 광굴절 결정

이하 첨부된 도 2를 참조하여 본 발명의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템을 설명한다. 도 1과 동일한 구성요소에는 동일한 참조부호를 병기하였다.

도 2는 본 발명에 따른 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템을 개략적으로 도시한다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템은 광원(10)으로부터 입사된 레이저는 빔 스프리터(20)에 의해 기준광과 물체광으로 나누어 진다.

물체광은 일련의 렌즈(22) 및 반사 거울(24)을 개재해서, 공간 광변조기(30)에 의해 변조되고, 그 후, 변조된 물체광은 광굴절 결정(60)에 직접 입사됨과 동시에 퓨리에 변환되어 기록된다. 또한, 기준광도 일련의 렌즈(26)와 반사 거울(28)을 개재해서 광굴절 결정(60)에 입사되고 기록된다. 광굴절 결정(60)내에 입사되어 기록된 물체광과 기준광에 의한 간섭 무늬는 기준광을 조사하면, 바둑판 무늬로 복원되고, 이 복원된 무늬를 읽어낸 상이 고체촬상소자(50)에 비추어진다.

한편, 본 발명의 특징적 구성으로서 광굴절 결정(60)은 다면체로, 바람직하기로는 팔각 기둥모양으로 형성되고, 그 자체가 렌즈로서 사용된다. 즉, 공간 광변조기(30)로부터 변조된 화상신호는 본 발명의 광굴절 결정(60)에 입사됨과 동시에 퓨리에 변환되어 기록된다. 또한, 본 발명의 광굴절 결정(60)은 회전하므로, 바람직하기로는 30°간격으로 회전하므로, 회전 제어가 용이하므로 데이타의 저장 용량을 증가시킨다.

이와 달리, 본 발명의 다른 실시예로서는 육면체로 하여도 이상과 마찬가지가 된다.

이상과 같이 본 발명의 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템은 다면체의 광굴절 결정 자체가 렌즈로 작용하여, 공간 광변조기로부터 변조된 물체광이 직접 입사됨과 동시에 퓨리에 변환되어 기록되므로, 기존과 같이 일련의 렌즈와 공간 필터의 구성이 필요없을 뿐만 아니라, 기준광과 관련한 반사 거울이 회전할 필요가 없게 되어 구성이 간단해져서, 광학계가 단순화되므로, 시스템 전체의 신뢰성을 향상하고, 광굴절 결정자체를 회전시키므로, 회전 제어가 용이하여, 데이타의 저장 능력을 향상하는 효과를 가진다.

Claims

부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템에 있어서,

광원(10)으로부터 입사된 레이저를 기준광과 물체광으로 나누는 빔 스프리터(20)와,

상기 물체광을 일련의 렌즈(22) 및 반사 거울(24)을 개재해서, 입력된 데이타에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이타의 한 페이지단위로 변조하는 공간 광변조기(30)와,

상기 공간 광변조기(30)으로부터 변조된 물체광이 직접 입사됨과 동시에 퓨리에 변환되어 기록되고, 기준광도 일련의 렌즈(26)와 반사 거울(28)을 개재해서 입사되어 기록되는 회전가능한 광굴절 결정(60)과,

상기 결정(60)내에 입사되어 기록된 물체광과 기준광에 의한 간섭 무늬가 상기 기준광의 조사에 의해 바둑판 무늬로 복원되고 이 복원된 무늬를 읽어낸 상이 비추어지는 고체촬상소자(50)로 이루어진 것을 특징으로 하는 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 광굴절 결정(60)은 다면체의 팔각 기둥모양의 형상으로, 상기 광굴절 결정(60)은 30。 간격으로 회전하는 것을 특징으로 하는 부피 홀로그래픽 디지탈 데이타 저장 시스템.