KR100256656B1 - 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템 및그 재생광 각도 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 홀로그램 데이터의 기록 및 재생이 가능한 저장 매체를 갖는 시스템에서 저장된 홀로그램 데이터를 재생할 때 필요로 하는 재생광의 요구된 편향각도를 고정밀하게 제어할 수 있도록 한 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 재생모드시에 기준광 경로측 제 1 반사경에서 입사되는 재생용 기준광을 두 광으로 분기시키고; 분기된 타측 재생용 기준광을 감지하며; 재생하고자하는 홀로그램 데이터의 기설정된 재생각과 이 기설정된 재생각에 상응하여 제 1 반사경에서 반사되어 감지되는 분기된 타측 재생용 기준광의 각도차를 산출하고; 기설정된 재생각과 감지된 타측 재생용 기준광의 각도에 대한 오차값이 산출될 때 산출된 오차값에 의거하여 모터를 구동하여 제 1 반사경을 회전시킴으로써, 제 1 반사경에서 소정 각도로 갱신된 재생용 기준광을 반사시키며; 기설정된 재생각과 감지된 타측 재생용 기준광의 각도가 일치할 때 저장 매체로 입사하는 분기된 일측 재생용 기준광의 차단을 해제하여 재생모드를 수행하는 기술적 수단을 포함한다.
Description
본 발명은 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템(Volume Holographic Digital Data Storage/Reproducing System)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장 매체(예를들면, 크리스탈)에 저장(또는 기록)된 특정 물체에 대한 3차원상의 홀로그램 영상 데이터를 재생할 때 필요로하는 재생용 기준광의 각도를 고정밀하게 제어하는 데 적합한 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템 및 거기에서의 재생광 각도 제어 방법에 관한 것이다.
최근들어, 볼륨 홀로그래픽 디지탈 데이터 저장을 이용한 기술 분야는, 예를들면 반도체 레이져, CCD(Charge Coupled Device), LCD(Liquid Crystal Display) 등의 눈부신 발전에 힘입어 도처에서 활발하게 연구가 진행되고 있으며, 이러한 연구의 결과로서 지문을 저장하고 재생하는 지문 인식 시스템 등이 실용화되고 있을뿐만 아니라, 대용량의 저장 능력과 초고속 데이터 전송 속도의 장점을 응용할 수 있는 여러 분야로 확대되어 가고 있는 추세에 있다.
상기한 바와같은 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템은 대상 물체로부터의 물체광과 기준광을 서로 간섭시킬 때 발생하는 간섭 무늬를 간섭 무늬의 강도(Amplitude)에 민감하게 반응하는 저장 매체, 예를들면 광굴절성(photorefractive) 크리스탈(crystal) 등의 저장 매체에 기록하는 것으로, 기준광의 각도를 변화시키는 방법 등에 의해 물체광의 강도 및 위상까지도 기록함으로서, 물체의 3차원상을 표시할 수 있고, 또한 2진 데이터로 된 페이지(page) 단위로 구성되는 수백에서 수천개의 홀로그램을 동일 장소에 저장할 수 있다.
도 2는 물체광과 기준광간의 간섭을 이용하여 3차원상의 홀로그램 데이터(즉, 간섭 무늬)를 저장 매체에 저장하고, 저장 매체에 저장된 3차원상의 홀로그램 데이터를 재생하는 종래 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템의 전체 계통도를 나타낸다.
동도면에 도시된 바와같이, 종래의 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템은 홀로그래피에서 요구되는 레이져광을 발생하는 광원(202)과 3차원상의 홀로그램 데이터(즉, 간섭 무늬)를 저장하는 저장 매체(230)(예를들면, 광굴절성 크리스탈)을 포함하며, 이러한 광원(202)과 저장 매체(230) 사이에는 각 광학계를 포함하는 두 개의 경로, 즉 기준광 처리 경로(PS1)와 물체광 처리 경로(PS2)가 형성된다.
도 2를 참조하면, 광분리기(204)에서는 광원(202)으로부터 발생하여 입사하는 레이져광을 기준광과 물체광으로 분리하는 데, 여기에서 분기된 기준광은 기준광 처리 경로(PS1)로 제공되고 분기된 물체광은 물체광 처리 경로(PS2)로 제공된다.
다음에, 기준광 처리 경로(PS1)상에는 웨이스트 구성 렌즈(206), 두 개의 렌즈로 된 빔 확장기(207) 및 반사경(208)이 기준광의 출사 방향으로 순차 구비되며, 이러한 광학 구조를 갖는 기준광 처리 경로(PS1)에서는 홀로그램 데이터의 기록 또는 재생시에 필요로 하는 기준광을 발생하여 저장 매체(230)에 제공한다.
즉, 광 분리기(204)로부터 분기된 기준광은 웨이스트 구성 렌즈(206)를 통해 조정된 다음, 빔 확장기(207)를 통해 소정 크기로 확장, 예를들어 후술하는 물체광 처리 경로(PS2)에서 빔 확장기를 통해 확장되는 물체광의 크기를 커버하기에 충분한 크기로 확장되면, 이와같이 확장된 기준광은 반사경(208)으로 전달된다.
한편, 반사경(208)에서는 빔 확장기(207)를 통해 소정 크기로 확장된 기준광(빔)을 기설정된 소정 각도, 예를들면 기록시의 기록각 또는 재생을 위해 기설정된 재생각으로 편향시키며, 기록각 또는 재생각으로 편향된 기준광은 저장 매체(230)로 제공된다.
이때, 기록 또는 재생시에 이용되는 기준광은 각 페이지 단위의 2진 데이터를 기록할 때마다 반사경(208)을 회전시켜 그 편향각도(θ)를 변화시키는 방법으로 제어되는 데, 이러한 기준광 편향 기법을 통해 수백 내지 수천개의 홀로그램을 저장 매체(230)에 저장하거나 재생할 수 있다.
여기에서, 반사경(208)의 각도 조절은 도시 생략된 액츄에이터에 의해 구동되는 모터(210)에 의해 수행되는 데, 기준광의 편향각도(θ)는 모터(210)의 소정부분에 부착된 각도 측정기(212)(즉, 엔코더)의 측정을 통해 조절된다.
다른한편, 물체광 처리 경로(PS2)상에는 리이미징 렌즈(214), 빔 확장기(216), 반사경(218), 빔 확장기(220) 및 공간 광 변조기(222)가 물체광의 출사 방향으로 순차 구비되고, 또한 공간 광 변조기(222)와 저장 매체(230) 사이에는 필드 렌즈(224) 및 푸리에 렌즈(226)가 순차 구비되는 데, 이러한 광학 구조를 갖는 물체광 처리 경로(PS2)에서는, 홀로그램 데이터의 기록시에, 물체광을 공간 광 변조기(222)에 인가되는 외부 입력 데이터에 따라 픽셀을 이루는 명암의 2진 데이터로 된 한 페이지 단위의 변조하여 변조된 물체광을 저장 매체(230)에 제공한다.
즉, 광 분리기(204)로부터 분기된 물체광은 리이미징 렌즈(214)를 통해 리이미징되고, 빔 확장기(216)를 통해 소정 크기로 1차 확장되며, 이와같이 1차 확장된 물체광은 반사경(218)을 통해 소정의 편향각으로 반사된다.
다음에, 반사경(218)에서 반사되는 1차 확장된 물체광은 빔 확장기(220)를 통해 2차 확장된 다음 공간 광 변조기(222)(예를들면, LCD)로 전달된다.
이때, 두 개의 빔 확장기(216,220)를 통해 물체광을 소정 크기로 확장하는 것은 광원(202)에서 레이져 광으로 발원하여 광 분리기(204)를 통해 분기된 물체광의 크기가 매우 작아 공간 광 변조기(222)에서 광변조를 수행하기에 부적합하기 때문이며, 이러한 2차에 걸친 확장을 통해 분리된 물체광을 공간 광 변조기(222)의 크기에 대응할 수 있는 크기로 확장한다.
한편, 공간 광 변조기(222)에서는 빔 확장기(220)로부터 전달되는 확장된 물체광을 외부로부터 입력되는 데이터에 따라 픽셀들이 이루는 명암으로 된 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조, 즉 일예로서 입력 데이터가 영상의 한 프레임 단위로 된 화상 데이터일 때 공간 광 변조기(222)에 입사되는 확장된 물체광은 한 프레임 단위로 변조된다.
그런다음, 상기한 공간 광 변조기(222)에서 출력되는 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된 물체광은 필드 렌즈(224) 및 푸리에 렌즈(226)를 통해 저장 매체(230)로의 저장에 적합하도록 조정된 다음, 기준광 처리 경로(PS1)의 반사경(208)에서 입사되는 기준광과 동기를 맞추어 저장 매체(230)로 입사된다.
따라서, 저장 매체(230)에서는, 기록모드시에, 푸리에 렌즈(226)로부터 제공되는 2진 데이터의 페이지 단위로 변조된 물체광과 이에 대응하는 편향각도(θ)를 가지고 반사경(208)으로부터 입사되는 기록용 기준광간의 간섭을 통해 얻어지는 간섭 무늬가 기록된다. 즉, 변조된 물체광과 기준광간의 간섭에 의해 얻어지는 간섭 무늬의 강도에 따라 저장 매체(230) 내부에서 운동 전하의 광유도 현상이 발생하는 데, 이러한 과정을 통해 저장 매체(230)에 3차원상 홀로그램 데이터의 간섭 무늬가 기록된다.
또한, 저장 매체(230)에서는, 재생모드시에, 반사경(208)으로부터 기설정된 소정의 편향각도(θ)로 재생용 기준광이 조사될 때 기록된 간섭 무늬가 재생용 기준광을 회절시켜 원래의 픽셀 명암으로 구성되는 한 페이지의 2진 데이터(즉, 바둑판 형상 무늬)로 복조된다.
따라서, 재생모드시에 저장 매체(230)로부터 재생되는 2진 데이터의 한 페이지 단위로 복조된 3차원상에 대해 리이미징 렌즈(232)를 통해 리이미징한 다음 CCD(Charge Coupled Device : 234) 등에 조사함으로써 원래의 데이터로 복원된다. 이때, 저장 매체(230)에 기록된 데이터를 재생하는 데 이용되는 기준광은, 실질적으로 저장 매체(230)에 홀로그램 데이터를 기록할 때 적용했던 기준광과 동일한 각도를 갖는 기준광이어야 한다.
한편, 상술한 바와같은 광학 구성을 갖는 종래의 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템에서는 재생모드시에 재생용 모터(210)의 소정부분에 부착된 각도 측정기(212)를 이용하여 기준광의 편향각도(θ)를 측정하거나 혹은 음파 광 변조기(Acousto Optic Modulator)의 RF 주파수를 카운트하여 환산하는 기법을 통해 재생용 기준광의 편향각도(θ)를 결정(즉, 재생 영상의 )하고 있다.
그러나, 상술한 바와같은 종래 방법에 따라 각도 측정기나 음파 광 변조기를 이용하여 재생용 기준광의 편향각도(θ)를 기설정된 재생각으로 결정하는 경우, 반사경과 모터 등의 물리적 제어에 따라 수반될 수밖에 없는 여러 가지 외적 요인으로 인해 측정된 재생용 기준광의 재생(편향)각도와 반사경(208)에서 실제적으로 반사하는 실제 편향각도(θ) 사이에 오차가 상존할 수밖에 없다.
따라서, 상술한 바와같은 종래 방법으로 재생용 기준광의 재생(편향)각도를 기설정된 재생각으로 조절하는 경우, 기설정된 재생각과 실제 결정되는 편향각간의 차로 인해 재생광의 회절 효율이 떨어지게 되므로써 결과적으로 인접하는 홀로그램 데이터와 크로스 토크(Cross Talk) 노이즈가 발생한다는 문제를 야기시키며, 이러한 크로스 토크 노이즈 문제는 결국 재생 영상에서의 신호대 잡음비(SNR)를 저하시키는 큰 요인이 되어 재생 영상(홀로그램)에서의 화질 열화를 야기시킨다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 홀로그램 데이터의 기록 및 재생이 가능한 저장 매체를 갖는 시스템에서 저장된 홀로그램 데이터를 재생할 때 필요로 하는 재생광의 요구된 편향각도를 고정밀하게 제어할 수 있는 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 홀로그램 데이터 저장 매체에 저장된 홀로그램 데이터를 재생할 때 요구되는 재생광의 편향각도를 기설정된 재생각으로 고정밀하게 제어할 수 있는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템에서의 재생광 각도 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일관점에 따른 본 발명은, 광원으로부터 발생된 대상 물체에 대한 레이져 광을 기준광과 물체광으로 분기시키는 광 분리 수단; 모터의 구동을 통해 회전되어 상기 분기된 기준광을 기설정된 소정의 편향각으로 반사시키는 제 1 반사경; 상기 분기된 물체광을 기설정된 소정의 각도로 반사시키는 제 2 반사경; 상기 반사된 물체광을 외부 입력 데이터에 따라 픽셀들이 이루는 명암으로 된 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조하는 공간 광 변조기; 및 기록모드시에 상기 제 1 반사경에서 입사하는 상기 기록용 기준광과 상기 공간 광 변조기에서 입사하는 변조된 물체광을 간섭시켜 얻어지는 간섭 무늬를 상기 외부 입력 데이터의 홀로그램 데이터로서 소정 공간에 저장하고, 재생모드시에 상기 제 1 반사경에서 입사하는 상기 재생용 기준광에 의거하여 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된 홀로그램 데이터를 재생하는 저장 매체를 갖는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템에 있어서, 재생모드시에 상기 제 1 반사경에서 반사되는 재생용 기준광을 두 광으로 분기시키는 광 분리기; 셔터 제어신호에 따라 상기 분기된 두 재생용 기준광중 상기 저장 매체측으로 입사되는 일측 재생용 기준광을 차단하는 셔터; 재생모드시에 상기 분기된 타측 재생용 기준광을 감지하는 광 검출기; 저장 매체에 저장된 각 한 페이지 단위의 각 홀로그램 데이터에 대한 각 어드레스 정보인 기설정된 재생각 정보를 저장하는 메모리 블록; 및 재생모드의 초기 측정모드시에 상기 셔터의 폐쇠를 위한 제어신호를 발생하고, 재생하고자 하는 홀로그램 데이터의 기설정된 재생각과 상기 감지된 타측 재생용 기준광의 각도차를 산출하며, 이 산출된 각도차 결과에 의거하여 상기 모터의 구동을 제어함으로써 상기 감지된 타측 재생용 기준광의 각도와 상기 기설정된 재생각이 일치하도록 제어하고, 상기 감지된 타측 재생용 기준광의 각도와 상기 기설정된 재생각이 일치할 때 상기 셔텨를 개방하여 재생모드가 수행되도록 제어하는 제어 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점에 따른 본 발명은, 광원으로부터 발생된 대상 물체에 대한 레이져 광을 기준광과 물체광으로 분기시키는 광 분리 수단; 모터의 구동을 통해 회전되어 상기 분기된 기준광을 기설정된 소정의 편향각으로 반사시키는 제 1 반사경; 상기 분기된 물체광을 기설정된 소정의 각도로 반사시키는 제 2 반사경; 상기 반사된 물체광을 외부 입력 데이터에 따라 픽셀들이 이루는 명암으로 된 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조하는 공간 광 변조기; 및 기록모드시에 상기 제 1 반사경에서 입사하는 상기 기록용 기준광과 상기 공간 광 변조기에서 입사하는 변조된 물체광을 간섭시켜 얻어지는 간섭 무늬를 상기 외부 입력 데이터의 홀로그램 데이터로서 소정 공간에 저장하고, 재생모드시에 상기 제 1 반사경에서 입사하는 상기 재생용 기준광에 의거하여 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된 홀로그램 데이터를 재생하는 저장 매체를 갖는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템에서 재생모드시에 재생광의 각도를 제어하는 방법에 있어서, 재생모드시에 상기 제 1 반사경에서 입사되는 재생용 기준광을 두 광으로 분기시키고, 상기 분기된 두 재생용 기준광중 상기 저장 매체측으로 입사되는 일측 재생용 기준광을 차단하는 제 1 과정; 상기 분기된 타측 재생용 기준광을 감지하는 제 2 과정; 재생하고자하는 홀로그램 데이터의 기설정된 재생각과 이 기설정된 재생각에 상응하여 상기 제 1 반사경에서 반사되어 감지된 상기 분기된 타측 재생용 기준광의 각도차를 산출하는 제 3 과정; 상기 기설정된 재생각과 상기 감지된 타측 재생용 기준광의 각도에 대한 오차값이 산출될 때 산출된 오차값에 의거하여 상기 모터를 구동하여 상기 제 1 반사경을 회전시킴으로써, 상기 제 1 반사경에서 소정 각도로 갱신된 재생용 기준광을 반사시키는 제 4 과정; 상기 기설정된 재생각과 상기 감지된 타측 재생용 기준광의 각도가 일치할 때까지 상기 제 1 과정 내지 제 4 과정을 반복 수행하는 제 5 과정; 및 상기 기설정된 재생각과 상기 감지된 타측 재생용 기준광의 각도가 일치할 때 상기 저장 매체로 입사하는 상기 분기된 일측 재생용 기준광의 차단을 해제하여 상기 재생모드를 수행하는 제 6 과정으로 이루어진 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템에서의 재생광 각도 제어 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템의 전체 계통도,
도 2는 전형적인 종래 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템의 전체 계통도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
102 : 광원 104,110 : 광 분리기
106 : 웨이스트 구성 필터 108,128 : 반사경
112 : 셔터 114,126,130 : 빔 확장기
116 : 광 검출기 118 : 제어 블록
120 : 메모리 블록 122 : 모터 제어 블록
123 : 모터 124,142 : 리이미징 렌즈
132 : 공간 광 변조기 134 : 필드 렌즈
136 : 푸리에 렌즈 140 : 저장 매체
146 : CCD
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예로 부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템의 전체 계통도를 나타낸다.
동도면에 도시된 바와같이, 본 발명의 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템에서 가장 특징적인 것은, 재생모드에서 저장 매체(230)에 저장된 홀로그램 데이터를 재생할 때 필요로하는 재생광의 편향각도(θ)를 기설정된 재생각으로 고정밀하게 제어한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명의 개선된 시스템에서는 기준광 처리 경로(PS1)측의 반사경(108)과 저장 매체(140) 사이에 광 분리기(110) 및 셔터(112)를 새롭게 추가하여 구비하며, 도 2에 도시된 종래 시스템에서 반사경(208)의 전단에 구비했던 빔 확장기(207)를 셔터(112)와 저장 매체(140) 사이에 구비한다.
또한, 본 발명의 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 개선된 시스템은 광 분리기(110)에서 분기되는 측정용 분기 재생광을 검출하여 제어 블록(118)으로 제공하는 광 검출기(116)를 더 포함한다.
즉, 본 발명의 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템은, 기록모드시에, 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된 물체광을 저장 매체(140)에 제공하는 물체광 처리 경로(PS2)의 구조가 도 1에 도시된 종래 시스템에서의 그것과 실질적으로 동일하고, 또한 저장 매체(140)에서 재생되는 홀로그램 데이터를 처리하는 출력단(즉, 리이미징 렌즈(142) 및 CCD(146))의 구조가 종래 시스템의 그것들(즉, 리이미징 렌즈(232) 및 CCD(234))과 동일하다.
따라서, 하기에서는 불필요한 중복 기재를 피하기 위하여 동일 구성부재들에 대한 설명은 생략하고, 본 발명에서 특징적인 부분을 이루는 구성부재를 중심으로하여 재생모드시에 재생광의 편향각도를 기설정된 재생각으로 고정밀하게 제어하는 과정에 대해서 설명하고자 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 시스템에서는 재생모드시에 재생 동작에 앞서 재생각 측정모드를 먼저 수행, 즉 셔터(112)를 폐쇠시킨 다음 재생각에 적합한 재생광을 반사(편향)하도록 회전된 반사경(108)에서 반사되는 재생광(편향된 기준광)의 편향각도를 측정하는 모드를 수행한다.
즉, 재생모드시에 반사경(108)은 모터(123)의 회전을 통해 구동(회전)되므로써, 광 분리기(104)에서 분기된 기준광을 재생하고자하는 홀로그램 데이터의 재생광에 적합한 재생각으로 반사(편향)하는 데, 이때 반사경(108)에서 반사되는 재생광은 광 분리기(110)를 통해 두 개의 광으로 분기되는 데, 여기에서 분기되는 재생광중 저장 매체(140)측으로 입사되는 재생광은 제어 블록(118)으로부터의 제어에 따라 폐쇠 상태를 유지하는 셔터(112)에 의해 차단된다. 즉, 재생광의 편향각도 측정모드시에 저장 매체(140)로 전달(입사)되는 재생광은 셔터(112)에 의해 차단된다.
이때, 메모리 블록(120)에는 저장 매체(140)에 기록된(저장된) 페이지 단위의 각 데이터(홀로그램 데이터)에 대한 어드레스 정보, 즉 이전에 저장된 홀로그램 데이터에 대한 재생 어드레스 정보인 재생각 정보들이 저장되어 있으며, 이러한 재생 어드레스 정보들은 기록모드시에 저장 매체(140)에 페이지 단위의 각 홀로그램 데이터를 저장할 때 저장된다.
따라서, 제어 블록(118)에서는, 외부로부터의 사용자 입력에 따른 재생모드시에, 메모리 블록(120)에 기저장된 재생 어드레스 정보에 의거하여 재생하고자하는 홀로그램 데이터의 재생광 생성을 위한 재생각 제어신호를 모터 제어 블록(122)으로 제공하고, 이러한 재생각 제어신호에 응답하는 모터 제어 블록(122)으로부터의 모터 구동신호에 따라 모터(123)가 구동되며, 이러한 모터(123)의 구동에 따라 반사경(108)이 회전함으로써, 웨이스트 구성 렌즈(106)로부터 입사되는 재생용 기준광이 재생하고자하는 홀로그램 데이터에 대응할 수 있는 편향각도를 갖는 재생광으로 반사되어 광 분리기(110)로 입사된다.
또한, 광 분리기(110)에서는 반사경(108)으부터 입사되는 재생광을 두 개로 분기하는 데, 광 검출기(116)에서는, 본 발명에 따른 재생광 편향각도 측정모드시에 제어 블록(118)으로부터 제공되는 감지 제어신호에 응답하여, 광 분리기(110)에서 분기된 일측 재생광(즉, 분기된 편향각도 측정용 재생광)을 감지하며, 여기에서 감지된 측정용 재생광 신호는 제어 블록(118)으로 제공된다.
이때, 재생광의 편향각도 측정모드시에 제어 블록(118)으로부터의 제어에 따라 셔터(112)는 폐쇠 상태를 유지하는 데, 이러한 셔터(112)에 의해 광 분리기(110)에서 분기된 타측 재생광이 저장 매체(140)로 전달(입사)되는 것이 차단된다. 이러한 셔터(112)는 재생광 편향각도 측정모드시에만 폐쇠 상태를 유지하고, 기록모드 및 재생모드시에는 개방 상태를 유지한다.
한편, 제어 블록(118)에서는, 재생각 편향각도 측정모드시에, 광 검출기(116)에서 제공되는 감지된 측정용 재생광의 편향각을 산출하고, 이 산출된 재생광의 편향각이 현재 재생하고자하는 홀로그램 데이터의 기저장된 설정 재생각과 일치하는 지의 여부를 체크, 즉 감지된 재생광의 측정각(측정 편향각)과 기설정 재생각과의 오차를 산출한다.
그런다음, 제어 블록(118)에서는 감지된 재생광의 측정각과 기설정 재생각간에 오차가 검출될 때 산출된 오차값에 의거하여 모터(123)의 회전각 제어를 위한 갱신 재생각을 산출하고, 이 산출된 갱신 재생각 신호에 상응하는 갱신 재생각 제어신호를 발생하여 모터 제어 블록(122)으로 제공한다.
따라서, 갱신 재생각 제어신호에 근거하는 모터 제어 블록(122)으로부터의 모터 구동신호에 따라 모터(123)가 재구동(재회전)되므로써 반사경(108)이 소정 방향으로 회전하며, 이러한 반사경(108)의 회전을 통해 조정된(또는 갱신된) 다른 편향각을 갖는 재생광이 반사되어 광 분리기(110)로 입사될 것이다.
이때, 상술한 바와같은 재생광 편향각도 측정모드에서 재생광의 편향각을 조절하는 재생각 오차 보정 과정은 감지된 재생광의 측정각과 기설정 재생각간의 오차가 제로가 될 때까지 반복되며, 본 발명의 시스템에서는 이와같이 반복되는 오차 보정 과정을 통해 고정밀한 재생광의 재생각(편향각)을 산출한다. 물론, 상술한 바와같은 재생각 오차 보정은 단 한 번의 오차 보정에 의해서도 달성될 수 있다.
한편, 상술한 바와같은 재생각 오차 보정 과정을 통해 감지된 재생광의 측정각과 재생하고자하는 홀로그램 데이터의 기설정된 재생각이 일치, 즉 그 오차값이 제로가 될 때, 제어 블록(118)에서는 재생각 편향각도 측정모드를 중지하고 정상적인 재생모드를 수행, 즉 폐쇠된 셔터(112)를 개방시켜 광 분리기(110)에서 분기된 재생광이 저장 매체(140)측으로 입사되도록 함으로써, 사용자가 소망하는 특정 홀로그램 데이터에 대한 재생 동작을 개시한다.
즉, 반사경(108)을 통해 소정의 편향각으로 반사되고 광 분리기(110)에서 분기된 재생광이 두 개의 렌즈로 된 빔 확장기(114)를 통해 소정의 크기로 확장, 예를들어 저장 매체(140)에 저장된 한 페이지의 홀로그램 데이터를 동시에 재생하기에 적합한 크기로 확장되어 저장 매체(140)로 입사되어, 저장 매체(140)에 저장되어 있던 간섭 무늬(즉, 홀로그램 데이터)가 입사된 재생광을 회절시킴으로써 재생하고자하는 홀로그램 데이터(즉, 간섭 무늬)가 픽셀의 명암으로 구성되는 2진 데이터의 바둑판 무늬 형태로 복조된다.
따라서, 재생모드시에 저장 매체(140)로부터 재생되는 2진 데이터의 한 페이지 단위로 복조된 3차원상이 리이미징 렌즈(142)를 통해 리이미징된 다음 CCD(146)에 조사됨으로써 원래의 3차원상 영상 데이터로 복원된다.
이상 설명한 바와같이 본 발명에 따르면, 재생모드에서 저장 매체에 거장된 특정 홀로그램 데이터를 재생하고자 할 때, 기설정된 재생각으로 편향되는 재생광의 편향각도를 측정하고, 이 측정된 재생각과 기설정 재생각간의 오차를 산출하여 그 오차값이 제로가 되도록 재생광 생성용 반사경을 조절함으로써, 재생광의 편향각 오차로 인해 야기되는 재생광의 회절 효율 저하 및 인접 홀로그램 데이터와의 크로스 토크 노이즈의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
따라서, 본 발명은 인접하는 홀로그램 데이터와 크로스 토크 노이즈로 인해 야기되는 재생 영상에서의 신호대 잡음비(SNR)를 저하를 억제할 수 있어, 신호대 잡음비 저하로 인한 재생 영상(홀로그램)에서의 화질 열화를 효과적으로 방지할 수 있다.
Claims (3)
- 광원으로부터 발생된 대상 물체에 대한 레이져 광을 기준광과 물체광으로 분기시키는 광 분리 수단; 모터의 구동을 통해 회전되어 상기 분기된 기준광을 기설정된 소정의 편향각으로 반사시키는 제 1 반사경; 상기 분기된 물체광을 기설정된 소정의 각도로 반사시키는 제 2 반사경; 상기 반사된 물체광을 외부 입력 데이터에 따라 픽셀들이 이루는 명암으로 된 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조하는 공간 광 변조기; 및 기록모드시에 상기 제 1 반사경에서 입사하는 상기 기록용 기준광과 상기 공간 광 변조기에서 입사하는 변조된 물체광을 간섭시켜 얻어지는 간섭 무늬를 상기 외부 입력 데이터의 홀로그램 데이터로서 소정 공간에 저장하고, 재생모드시에 상기 제 1 반사경에서 입사하는 상기 재생용 기준광에 의거하여 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된 홀로그램 데이터를 재생하는 저장 매체를 갖는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템에 있어서,재생모드시에 상기 제 1 반사경에서 반사되는 재생용 기준광을 두 광으로 분기시키는 광 분리기;셔터 제어신호에 따라 상기 분기된 두 재생용 기준광중 상기 저장 매체측으로 입사되는 일측 재생용 기준광을 차단하는 셔터;재생모드시에 상기 분기된 타측 재생용 기준광을 감지하는 광 검출기;저장 매체에 저장된 각 한 페이지 단위의 각 홀로그램 데이터에 대한 각 어드레스 정보인 기설정된 재생각 정보를 저장하는 메모리 블록; 및재생모드의 초기 측정모드시에 상기 셔터의 폐쇠를 위한 제어신호를 발생하고, 재생하고자 하는 홀로그램 데이터의 기설정된 재생각과 상기 감지된 타측 재생용 기준광의 각도차를 산출하며, 이 산출된 각도차 결과에 의거하여 상기 모터의 구동을 제어함으로써 상기 감지된 타측 재생용 기준광의 각도와 상기 기설정된 재생각이 일치하도록 제어하고, 상기 감지된 타측 재생용 기준광의 각도와 상기 기설정된 재생각이 일치할 때 상기 셔텨를 개방하여 재생모드가 수행되도록 제어하는 제어 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 시스템은, 상기 기록모드 또는 재생모드시에 상기 셔터의 개구를 통해 상기 제 1 반사경에서 출사하는 상기 기록용 기준광 또는 상기 재생용 기준광을 기설정된 소정 크기로 확장시키는 빔 확장기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템.
- 광원으로부터 발생된 대상 물체에 대한 레이져 광을 기준광과 물체광으로 분기시키는 광 분리 수단; 모터의 구동을 통해 회전되어 상기 분기된 기준광을 기설정된 소정의 편향각으로 반사시키는 제 1 반사경; 상기 분기된 물체광을 기설정된 소정의 각도로 반사시키는 제 2 반사경; 상기 반사된 물체광을 외부 입력 데이터에 따라 픽셀들이 이루는 명암으로 된 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조하는 공간 광 변조기; 및 기록모드시에 상기 제 1 반사경에서 입사하는 상기 기록용 기준광과 상기 공간 광 변조기에서 입사하는 변조된 물체광을 간섭시켜 얻어지는 간섭 무늬를 상기 외부 입력 데이터의 홀로그램 데이터로서 소정 공간에 저장하고, 재생모드시에 상기 제 1 반사경에서 입사하는 상기 재생용 기준광에 의거하여 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된 홀로그램 데이터를 재생하는 저장 매체를 갖는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템에서 재생모드시에 재생광의 각도를 제어하는 방법에 있어서,재생모드시에 상기 제 1 반사경에서 입사되는 재생용 기준광을 두 광으로 분기시키고, 상기 분기된 두 재생용 기준광중 상기 저장 매체측으로 입사되는 일측 재생용 기준광을 차단하는 제 1 과정;상기 분기된 타측 재생용 기준광을 감지하는 제 2 과정;재생하고자하는 홀로그램 데이터의 기설정된 재생각과 이 기설정된 재생각에 상응하여 상기 제 1 반사경에서 반사되어 감지된 상기 분기된 타측 재생용 기준광의 각도차를 산출하는 제 3 과정;상기 기설정된 재생각과 상기 감지된 타측 재생용 기준광의 각도에 대한 오차값이 산출될 때 산출된 오차값에 의거하여 상기 모터를 구동하여 상기 제 1 반사경을 회전시킴으로써, 상기 제 1 반사경에서 소정 각도로 갱신된 재생용 기준광을 반사시키는 제 4 과정;상기 기설정된 재생각과 상기 감지된 타측 재생용 기준광의 각도가 일치할 때까지 상기 제 1 과정 내지 제 4 과정을 반복 수행하는 제 5 과정; 및상기 기설정된 재생각과 상기 감지된 타측 재생용 기준광의 각도가 일치할 때 상기 저장 매체로 입사하는 상기 분기된 일측 재생용 기준광의 차단을 해제하여 상기 재생모드를 수행하는 제 6 과정으로 이루어진 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템에서의 재생광 각도 제어 방법.
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