KR100281326B1 - 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 재생 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기준광을 각도 다중화 및 공간 다중화하여 저장 매체에 조사하여 데이터의 페이지 단위로 광변조된 물체광과의 간섭에 의해 홀로그램 데이터를 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 재생 장치에 관한 것으로, 재생 기준광을 수평 방향으로 조절하는 수평 AOD(31); 상기 재생 기준광을 수직 방향으로 확장하는 원주형 렌즈(34); 소정 각도씩 기울려 깍여진 다수개의 곡면 광 스트립(32a,32b,32c)이 상기 저장 매체의 수직 방향과 대응되는 방향으로 배열되고, 상기 광 스트립(32a,32b,32c) 각각의 길이는 상기 저장 매체의 수평 길이와 대응되게 구성된 것으로, 상기 각각의 광 스트립(32a,32b,32c) 서로간에는 상기 저장 매체의 기록 스폿위치에서 공간 다중화 각도를 이루고, 상기 광 스트립(32a,32b,32c)의 각각의 길이는 상기 저장 매체의 기록 스폿 위치에서 각도 다중화각을 이루어, 상기 수직 방향으로 확장된 재생 기준광의 광학적 경로를 상기 저장 매체에 제공함으로서, 상기 저장 매체에 저장된 홀로그램 데이터가 다수 페이지 단위로 재생되도록 하는 세그먼트 미러(32); 상기 저장 매체에서 재생된 다수 페이지 단위의 데이터에 일대일 대응되게 구성되어, 상기 각 페이지 단위의 홀로그램 데이터를 전기적 신호로 변환하는 다수개의 CCD(35,36,37)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 재생 장치

본 발명은 대상 물체로 부터의 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생하는 간섭 무늬에 의거하여 홀로그램 데이타를 페이지 단위로 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템(Volume Holographic Digital Data Storage System)에 있어서, 특히 홀로그램 데이터를 동시에 재생할수 있는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 재생 장치에 관한 것이다.

최근들어, 볼륨 홀로그래픽 디지탈 데이터 저장을 이용한 기술 분야는 반도체 레이져, CCD(Charge Coupled Device), LCD(Liquid Crystal Display) 등 구성 부품의 눈부신 발전에 힘입어 활발한 연구가 진행되고 있으며, 이미 지문을 저장하고 재생하는 지문 인식 시스템으로 실용화되고 있을뿐만 아니라, 대용량의 저장 능력과 초고속 데이터 전송 속도의 장점을 응용할수 있는 여러 분야로 확대되어 가고 있는 추세에 있다.

이와 같은 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템은 대상 물체로 부터의 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생하는 간섭 무늬를 간섭 무늬의 강도(intensity)에 반응하는 저장 매체, 예를들어 크리스탈(crystal) 등에 기록하는 것으로, 물체광을 2진 데이터의 페이지 단위로 다중화하여 기록함으로서, 2진 데이터의 페이지(page)단위로 구성되는 수백에서 수천개의 홀로그램을 같은 장소에 저장할수 있게 된다.

여기에서, 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 적용되는 다중화 방식에는 각도 다중화, 공간 다중화, 아웃 업 플랜(out of plane) 다중화등이 있으며, 이에 대해 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 각도 다중화는 도 1a에 도시된 바와 같이, 공간상의 한점에서 저장 매체(10)의 수평 방향으로 기준광을 스캔하거나, 또는 도 1b와 같이 각기 다른 위치에서 조사되는 기준광들이 저장 매체(10)의 소정 위치에 집중되도록 하되, 조사되는 기준광들이 동일 수평 평면상에 존재하도록 구성함에 의해 실현된다.

또한 공간 다중화는 도 1c에 도시된 바와 같이, 공간상의 한점에서 수직 방향으로 기준광을 스캔하는 것에 의해 실현되고, 아웃 업 플랜 다중화는 도 1d에 도시된 바와 같이, 각기 다른 위치에서 조사되는 기준광들이 저장 매체(10)의 소정 위치에 집중되도록 하되, 조사되는 기준광들이 동일 수직 평면상에 존재하도록 구성함에 의해 실현된다.

이와 같이 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에서는 다양한 다중화 방식에 의해 홀로그램 데이터를 저장하고 있다. 그런데, 최근에는 이와 같은 각기 다른 다중화 방식을 한꺼번에 적용하여 동일 저장 매체에 보다 많은 홀로그램 데이터를 저장하기 위한 노력들이 진행되고 있다.

도 2에는 이와 같이 하나의 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 각도 다중화 및 공간 다중화 적용된 종래 기술이 도시된다.

도 2에서, 종래의 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템은 수평 AOD(Acousto Optical Device)(21), 세그먼트 미러(segment mirror)(22), 저장 매체(23), 공간 광변조기(24), 수평 AOD(25)로 구성된다.

여기에서, 세그먼트 미러(22)는, 소정 각도, 예를들어 0.5°씩 기울려 깍여진 다수개의 광 스트립(22a,22b,22c)이 저장 매체(23)의 수직 방향과 대응되는 방향으로 배열되고, 광 스트립(22a,22b,22c) 각각의 길이는 저장 매체(23)의 수평 길이와 대응되어, 각 광 스트립(22a,22b,22c)은 기준광의 광학적 경로를 저장 매체(23)에 제공하되, 각각의 광 스트립(22a,22b,22c) 서로간에는 저장 매체(23)의 기록 스폿위치에서 공간 다중화 각도를 이루고, 광 스트립(22a,22b,22c) 각각의 길이는 저장 매체(23)의 기록 스폿 위치에서 각도 다중화각을 이루도록 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템은 다음과 같은 작용을 한다.

먼저, 수평 AOD(21)는 기준광의 경로를 수평 방향으로 조절하여 세그먼트 미러(22)에 조사한다.

세그먼트 미러(22)의 각 광스트립(22a,22b,22c)은 기준광을 반사하여 저장 매체(23)의 각 기록 스폿 위치에 조사한다. 여기에서, 예를들어 기준광을 광 스트립(22c)의 길이 방향으로 스캔하면 도 2에 도시된 바와 같이, 스캔되는 기준광은 저장 매체(23)의 소정 수평 라인을 따라 각도 다중화를 이루며 조사된다.

또한 기준광을 세그먼트 미러(22)의 수직 방향으로 스캔하면, 스캔되는 기준광은 각 광 스트립(22a,22b,22c)에 의해 반사되어 저장 매체(23)의 소정 수직 라인을 따라 공간 다중화를 이루면 조사된다.

한편, 공간 광 변조기(24)는 물체광을 데이터의 페이지 단위로 광변조하여 수평 AOD(25)에 제공하고, 수평 AOD(25)는 도 2에 도시된 바와 같이 저장 매체(23)의 측면에서 수평 방향으로 스캔하여 조사한다.

따라서, 저장 매체(23)에는 페이지 단위로 광변조된 물체광과 각도 다중화 및 공간 다중화되어 입사되는 기준광에 의거한 간섭 무늬가 기록된다.

이와 같이 작용하는 종래의 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템은 기준광을 각도 다중화 및 공간 다중화함으로서, 보다 많은 홀로그램 데이터를 기록할수 있다. 이때, 저장 매체(23)에 저장된 홀로그램 데이터는 기록시의 기준광의 조사각도 및 조사 위치와 동일한 조사 각도 및 조사 위치를 갖는 기준광을 저장 매체에 조사하면, 데이터의 페이지 단위로 홀로그램 데이터를 재생할수 있다.

그런데, 이와 같은 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템은 한 번에 한페이지의 홀로그램 데이터를 기록하고, 재생시에도, 한 번에 한페이지의 홀로그램 데이터만을 재생하였다.

따라서, 본 발명은 저장 매체에 저장된 홀로그램 데이터를 다수 페이지 단위로 동시에 재생하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 재생 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 기준광을 각도 다중화 및 공간 다중화하여 저장 매체에 조사하여 데이터의 페이지 단위로 광변조된 물체광과의 간섭에 의해 홀로그램 데이터를 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 재생 장치에 있어서: 재생 기준광을 수평 방향으로 조절하는 수평 AOD; 상기 재생 기준광을 수직 방향으로 확장하는 원주형 렌즈; 소정 각도씩 기울려 깍여진 다수개의 곡면 광 스트립이 상기 저장 매체의 수직 방향과 대응되는 방향으로 배열되고, 상기 광 스트립 각각의 길이는 상기 저장 매체의 수평 길이와 대응되게 구성된 것으로, 상기 각각의 광 스트립 서로간에는 상기 저장 매체의 기록 스폿위치에서 공간 다중화 각도를 이루고, 상기 광 스트립의 각각의 길이는 상기 저장 매체의 기록 스폿 위치에서 각도 다중화각을 이루어, 상기 수직 방향으로 확장된 재생 기준광의 광학적 경로를 상기 저장 매체에 제공함으로서, 상기 저장 매체에 저장된 홀로그램 데이터가 다수 페이지 단위로 재생되도록 하는 세그먼트 미러; 상기 저장 매체에서 재생된 다수 페이지 단위의 데이터에 일대일 대응되게 구성되어, 상기 각 페이지 단위의 홀로그램 데이터를 전기적 신호로 변환하는 다수개의 CCD를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 적용되는 변조 방식을 설명하기 위한 도면,

도 2는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 일반적인 구성도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 재생 장치의 상세 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

31 : 수평 AOD 32 : 세그먼트 미러

33 : 저장 매체 34 : 원주형 렌즈

35, 36, 37 : CCD

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 재생 장치가 도시된다.

도 3에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 재생 장치는 수평 AOD(31), 세그먼트 미러(32), 저장 매체(33), 원주형 렌즈(34), 다수개의 CCD(35,36,37)로 구성된다.

여기에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 재생 장치는 상술한 도 2의 구성에 의해 홀로그램 데이터가 저장된 저장 매체를 이용하여 홀로그램 데이터를 재생한다.

따라서, 비록 도 2의 저장 매체와 도 3의 저장 매체에 부여된 참조 번호는 다르다 할지라도, 실질적으로는 도 3의 저장 매체는 도 2의 구성에 의해 홀로그램 데이터가 저장된 동일 저장 매체임을 전제로 한다.

또한 세그먼트 미러(32)는 소정 각도, 예를들어 0.5°씩 기울려 깍여진 다수개의 광 스트립(32a,32b,32c)이 저장 매체(33)의 수직 방향과 대응되는 방향으로 배열되고, 광 스트립(32a,32b,32c) 각각의 길이는 저장 매체(33)의 수평 길이와 대응되게 구성되며, 각 광 스트립(32a,32b,32c)의 면은 소정의 곡률로 형성되어, 각 광 스트립(32a,32b,32c)은 기준광의 광학적 경로를 저장 매체(33)에 제공하되, 각각의 광 스트립(32a,32b,32c) 서로간에는 저장 매체(33)의 기록 스폿위치에서 공간 다중화 각도를 이루고, 광 스트립(32a,32b,32c) 각각의 길이는 저장 매체(33)의 기록 스폿 위치에서 각도 다중화각을 이루도록 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 재생 장치는 다음과 같은 작용을 한다.

먼저, 수평 AOD(31)에 의해 조사되는 재생 기준광은 원주형 렌즈(34) 에 의해 수직 방향으로 확장되어 세그먼트 미러(32)에 조사된다. 따라서 수직 방향으로 확장된 기준광은 세그먼트 미러(32)의 각 광 스트립(32a,32b,32c)에 동시에 조사되고 동시에 반사된다.

각 광 스트립(32a,32b,32c)에서 동시에 반사된 기준광은 서로간에 공간 다중화각을 이루며 저장 매체(33)의 제 1 수직 라인을 따라 조사된다.

이때, 저장 매체(33)에는 도 2에서 설명한 바와 같이 제 1 수직 라인을 따라 각 홀로그램 데이터가 공간 다중화 되어 기록되어 있다. 따라서, 저장 매체(33)의 제 1 수직 라인을 따라 기준광이 동시에 조사되면, 제 1 수직 라인을 따라 공간 다중화 되어 기록된 각 홀로그램 데이터가 동시에 재생된다.

저장 매체(33)에서 동시에 재생된 각 홀로그램 데이터는, 이후 대응되는 CCD(35,36,37)에 의해 촬상되어 전기적 신호로 변환된다.

또한, 수평 AOD(31)에 의해 재생 기준광이 세그먼트 미러(32)의 수평 방향으로 소정 각도 만큼 시프트(shift)되면, 원주형 렌즈(34)에 의해 수직 방향으로 확장된 기준광은 세그먼트 미러(32)상에서 소정 각도만큼 수평 방향으로 시프트되어 조사된다. 따라서 소정 각도만큼 수평 방향으로 시프트된 기준광은 세그먼트 미러(32)의 각 광 스트립(32a,32b,32c)에 동시에 조사되고 동시에 반사된다.

각 광 스트립(32a,32b,32c)에서 동시에 반사된 기준광은 서로간에 공간 다중화각을 이루며 저장 매체(33)의 제 1 수직 라인에 인접한 제 2 수직 라인을 따라 조사되고, 이에 따라 제 2 수직 라인을 따라 공간 다중화 되어 기록된 각 홀로그램 데이터가 동시에 재생된다.

이상, 설명한 바와 같이 본 발명은 저장 매체에 저장된 홀로그램 데이터를 다수 페이지 단위로 동시에 재생하여 보다 활용의 폭이 넓어지는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 기준광을 각도 다중화 및 공간 다중화하여 저장 매체에 조사하여 데이터의 페이지 단위로 광변조된 물체광과의 간섭에 의해 홀로그램 데이터를 상기 저장 매체에 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 재생 장치에 있어서:

   재생 기준광을 수평 방향으로 조절하는 수평 AOD(31);

   상기 재생 기준광을 수직 방향으로 확장하는 원주형 렌즈(34);

   소정 각도씩 기울려 깍여진 다수개의 곡면 광 스트립(32a,32b,32c)이 상기 저장 매체의 수직 방향과 대응되는 방향으로 배열되고, 상기 광 스트립(32a,32b,32c) 각각의 길이는 상기 저장 매체의 수평 길이와 대응되게 구성된 것으로, 상기 각각의 광 스트립(32a,32b,32c) 서로간에는 상기 저장 매체의 기록 스폿위치에서 공간 다중화 각도를 이루고, 상기 광 스트립(32a,32b,32c)의 각각의 길이는 상기 저장 매체의 기록 스폿 위치에서 각도 다중화각을 이루어, 상기 수직 방향으로 확장된 재생 기준광의 광학적 경로를 상기 저장 매체에 제공함으로서, 상기 저장 매체에 저장된 홀로그램 데이터가 다수 페이지 단위로 재생되도록 하는 세그먼트 미러(32);

   상기 저장 매체에서 재생된 다수 페이지 단위의 데이터에 일대일 대응되게 구성되어, 상기 각 페이지 단위의 홀로그램 데이터를 전기적 신호로 변환하는 다수개의 CCD(35,36,37)를 포함하여 구성된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템.