KR100398863B1 - 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 데이터의 페이지 단위로 광변조된 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생되는 간섭 무늬를 저장 매체에 저장하는 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 관한 것으로, 기설정된 스타트점에서부터 기설정된 앤드점까지 상기 데이터의 페이지 단위에 일대일 대응되게 스텝 바이 스텝으로 회전하면서, 상기 기준광의 조사 각도를 미세 조정하여 상기 저장 매체에 조사하는 회전 렌즈(240); 상기 회전 렌즈(240)가 상기 앤드점에 도달하면, 상기 저장 매체를 회전시켜 상기 저장 매체의 다음 기록 위치를 상기 스타트점으로 이동시키는 러프조정부(250); 상기 회전 렌즈(240)를 상기 기설정된 스타트점에서부터 기설정된 앤드점까지 상기 데이터의 페이지 단위에 일대일 대응되게 스텝 바이 스텝으로 회전시키고, 상기 회전 렌즈(240)가 상기 앤드점에 도달하면, 상기 회전 렌즈(240)를 다시 상기 스타트점으로 회전시키는 파인 조정부(245); 상기 러프 조정부(250) 및 상기 파인 조정부(245)의 작동을 제어하는 제어부(255)를 구비하여 구성함을 특징으로 한다.

Description

볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템{VOLUME HOLOGRAPHIC DIGITAL DATA STORAGE SYSTEM}

본 발명은 대상 물체로 부터의 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생하는 간섭 무늬에 의거하여 홀로그램 데이타를 저장하되, 각도 다중화(angular multiplexing)에 의거하여 다수의 홀로그램 데이터를 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템(Volume Holographic Digital Data Storage System)에 있어서, 특히 보다 정밀한 각도 다중화를 실현할수 있는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 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, 저장 매체를 소정 각도씩 회전시키는 방법 등에 의해 물체광의 강도 및 방향까지도 기록함으로서, 물체의 3 차원상을 표시할수 있게되며, 2 진 데이터의 페이지(page)단위로 구성되는 수백에서 수천개의 홀로그램을 같은 장소에 저장할수 있게 된다.

도 1에는 이와 같은 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 대한 전체 구성도가 도시된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템은 광원(10), 광분리기(20), 반사 미러(mirror)(30,40), 공간 광변조기(50), 저장 매체(60),CCD(Charge Coupled Device)(70)로 구성된다.

광원(10)은 홀로그래피에 요구되는 레이져광을 발생하며, 광분리기(20)는 광원(10)으로부터 입력되는 레이져광을 기준광 및 물체광으로 분리한후, 분리된 기준광 및 물체광이 서로 다른 전송경로를 거치도록 한다.

한편, 광분리기(20)에 의해 분리된 기준광은 회전 미러(30)에 입사된후, 다시 반사되어 저장 매체(60)에 전송된다.

또한, 물체광은 반사 미러(40)에 입사된후, 다시 반사되어 공간 광변조기(50)에 전송된다. 여기에서 공간 광변조기(50)는 LCD(Liquid Crystal Display)로 구성되어 있으며, 따라서 공간 광변조기(50)에 제공된 물체광은 입력되는 데이터에 따라 픽셀들이 이루는 명암의 2 진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된후 저장 매체(60)에 전송된다.

저장 매체(60)는 소정 각도씩 회전하면서 반사 미러(30)에 의해 반사된 기준광과 공간 광변조기(50)에 의해 데이터의 페이지 단위로 변조된 물체광간의 간섭에 의해 발생되는 간섭 무늬를 저장하여, 간섭 무늬를 각도 다중화 방식으로 저장하는데, 여기에서 간섭 무늬는 상술한 공간 광변조기(50)에 입력된 데이터에 상응한 것이다.

CCD(70)는 저장 매체(60)에서 재생된 물체광을 전기적 신호로 변환하는 작용을 한다.

이와 같이 구성된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 대한 동작은 다음과 같다.

먼저, 광원(10)에서 발생된 레이져광은 광분리기(20)에 의해 기준광 및 물체광으로 분리된후, 기준광은 반사 미러(30)에, 물체광은 반사 미러(40)에 각각 전송된다. 반사 미러(40)에 의해 반사된 물체광은 공간 광변조기(50)에 입사되고, 공간 광변조기(50)에 입사된 물체광은 공간 광변조기(50)에 입력되는 데이터에 따라서 픽셀들이 이루는 명암의 2 진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된다.

즉, 공간 광변조기(50)에 입력되는 데이터가, 예를들어 영상의 한 프레임 단위로 제공되는 화상 데이터일 경우, 공간 광변조기(50)에 입사된 물체광은 한 프레임 단위로 변조되는 것이다. 한편, 공간 광변조기(50)가 입사되는 물체광을 데이터의 페이지 단위로 변조할 때, 저장 매체(60)는 이에 대응되게 소정 각도씩 스텝 바이 스텝(step by step)으로 회전시킨다.

이에 따라 입사된 물체광과 기준광은 저장 매체(60) 내부에서 간섭을 일으키게 되고, 이때, 발생되는 간섭 무늬의 강도에 따라서 저장 매체(60) 내부의 운동 전하의 광유도 현상이 발생하고, 이러한 과정을 통해서 저장 매체(60)에는 저장 매체(60)의 회전 각도에 대응되는 소정의 방향과 크기를 갖는 벡터 형식의 간섭 무늬가 기록되며, 여기에서 간섭 무늬가 데이터에 해당되는 것이다.

한편, 저장 매체(60)에 기록된 데이터를 읽어내기 위해서는 기준광만을 저장 매체(60)에 조사하면, 간섭 무늬는 기준광을 회절시켜 원래의 픽셀의 명암으로 구성되는 바둑판 무늬로 복원되고, 저장 매체(60)에서 복원된 광변조된 물체광은 CCD(70)에 비추어져 원래의 데이터로 복원하게 되는 것이다. 여기에서, 저장 매체(60)에 기록된 데이터를 읽어내기 위해 적용되었던 기준광은, 실질적으로 저장매체(60)에 데이터를 기록할 때 적용했던 기준광과 동일한 각도를 갖는 기준광을 적용해야만 한다.

이와 같은 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 저장 매체(60)는 간섭 무늬를 각도 다중화에 의거하여 저장하고 있다. 그런데, 각도 다중화를 실현하기 위하여 저장 매체(60)를 소정 각도로 회전시키는 종래의 방식은, 저장 매체(60)의 회전 각도가 실질적으로 매우 미세하게 적용되기 때문에 제어하기가 매우 어렵다.

즉, 상술한 바와 같이, 공간 광변조기(50)가 입사되는 물체광을 데이터의 페이지 단위로 변조할 때, 저장 매체(60)를 데이터의 페이지 단위에 대응되게 소정 각도씩 스텝 바이 스텝으로 회전시키는 종래의 기술은 회전시에 작용하는 원심력에 등에 의한 에러 발생 요소가 매우 많아 고도의 정밀도가 요구되므로, 제어하기가 매우 어려운 실정이다.

따라서, 본 발명은 보다 정확하고 제어하기가 용이한 각도 다중화를 실현할수 있는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 데이터의 페이지 단위로 광변조된 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생되는 간섭 무늬를 저장 매체에 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 있어서: 기설정된 스타트점에서부터 기설정된 앤드점까지 상기 데이터의 페이지 단위에 일대일 대응되게 스텝 바이 스텝으로 회전하면서, 상기 기준광의 조사 각도를 미세 조정하여 상기 저장 매체에 조사하는 회전 렌즈; 상기 회전 렌즈가 상기 앤드점에 도달하면, 상기 저장 매체를 회전시켜 상기저장 매체의 다음 기록 위치를 상기 스타트점으로 이동시키는 러프조정부; 상기 회전 렌즈를 상기 기설정된 스타트점에서부터 기설정된 앤드점까지 상기 데이터의 페이지 단위에 일대일 대응되게 스텝 바이 스텝으로 회전시키고, 상기 회전 렌즈(240)가 상기 앤드점에 도달하면, 상기 회전 렌즈를 다시 상기 스타트점으로 회전시키는 파인 조정부; 상기 러프 조정부 및 상기 파인 조정부의 작동을 제어하는 제어부를 구비하여 구성함을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 대한 구성도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 구성도,

도 3은 도 2의 부분 확대도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

205 ; 광원 210 ; 광분리기

215, 220 ; 반사 미러 225 ; 공간 광변조기

230 ; 저장 매체 235 ; CCD

240 ; 회전 렌즈 245 ; 파인 조정부

250 ; 러프 조정부 255 ; 제어부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템의 상세 구성도가 도시되고, 도 3 에는 도 2 의 부분 확대도가 도시된다.

도 2에서, 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템은 광원(205), 광분리기(210), 반사 미러(215,220), 공간 광변조기(225), 저장 매체(230), CCD(235), 회전 렌즈(240), 파인(fine) 조정부(245), 러프(rough) 조정부(250), 제어부(255)로 구성된다.

여기에서, 상술한 광원(205), 광분리기(210), 반사 미러(mirror)(215,220), 공간 광변조기(225), 저장 매체(230), CCD(235)는 도 1에 도시된 구성 부재와 동일 기능을 수행하는 동일 구성 부재이고, 회전 렌즈(240), 파인 조정부(245), 러프 조정부(250), 제어부(255)가 새로이 부가된 구성 부재이다.

따라서, 이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 새로이 부가된 구성 부재를 중심으로 설명한다.

도 2 및 도 3에서, 회전 렌즈(240)는 반사 미러(215)와 저장 매체(230) 사이에 배치되어, 소정의 스타트(start)점에서부터 공간 광변조기(225)에 입력되는 데이터의 페이지 단위에 일대일 대응되게 스텝 바이 스텝으로 앤드(end)점까지 회전하여, 기준광의 조사 각도를 미세 조정한다. 이때, 회전 렌즈(240)의 회전은 파인 조정부(245)에 의해 제어된다.

또한 저장 매체(230)는 회전 렌즈(240)가 스타트점에서 앤드점까지 회전하는 기간동안에는 고정되어 있다가, 회전 렌즈(240)가 앤드점에 도달하면, 회전하여 다음 기록 위치를 스타트점으로 이동시킨다.

이때, 회전 렌즈(240)의 회전은 파인 조정부(245)에 의해 조정되고, 저장 매체(230)의 회전은 러프 조정부(250)에 의해 조정되며, 파인 조정부(245)와 러프 조정부(250)는 제어부(255)에 의해 제어된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 파인 조정부(245)는 제어부(255)의 제어에 의해 회전 렌즈(240)를 경유한 기준광이 저장 매체(230)의 초기 기록 위치(a)에 조사되도록 회전 렌즈(240)를 스타트점으로 회전시킨다.

그런후, 공간 광변조기(225)가 입사되는 물체광을 데이터의 페이지 단위로 변조할 때, 파인 조정부(245)는 데이터의 페이지 단위에 일대일 대응되게 기준광의 조사 각도가 미세 각도(θ)씩 스텝 바이 스텝으로 조정되도록 회전 렌즈(240)를 회전시킨다.

이와같은 과정에 의해 저장 매체(230)에는 기준광과 광변조된 물체광에 의한 간섭 무늬가 각도 다증화되어 기록된다. 한편, 회전 렌즈(240)가 앤드점에 도달하여 저장 매체(230)의 b점에 조사되는 기준광에 의거하여 간섭 무늬가 기록되고 나면, 제어부(255)는 파인 조정부(245)를 제어하여 회전 렌즈(240)가 스타트점으로 회전하도록 하는 한편, 러프 조정부(250)를 제어하여 저장 매체(230)가 회전되도록 한다.

파인 조정부(245)는 제어부(255)의 제어에 의해 회전 렌즈(240)를 스타트점으로 회전시키고, 러프 조정부(250)는 제어부(255)의 제어에 의해 저장 매체(230)를 90°회전시켜 저장 매체(255)의 c점을 회전 렌즈(240)의 스타트점으로 이동시킨다.

저장 매체(255)의 c점이 회전 렌즈(240)의 스타트점으로 이동하고 나면, 파인 조정부(245)는 상술한 바와 같이, 공간 광변조기(225)에 입력되는 데이터의 페이지 단위에 일대일 대응되게 기준광의 조사 각도가 스텝 바이 스텝으로 미세 각도(θ)씩 조정되도록 회전 렌즈(240)를 회전시킨다. 이와 같은 과정에 의거하여 회전 렌즈(240)가 앤드점에 도달하여 저장 매체(230)의 d점에 조사되는 기준광에 의거하여 간섭 무늬가 기록되고 나면, 다시 저장 매체(230)를 회전시켜 상술한 동작을 반복 수행한다.

이상, 설명한 바와 같이 본 발명은 회전 렌즈(240)의 스타트점에서부터 앤드점까지의 회전 범위내에서는 회전 렌즈(240)를 미세하게 회전시키고, 회전 렌즈(240)가 앤드점에 도달하면 저장 매체를 큰 각도로 회전시켜, 각도 다중화를 실현함으로서, 보다 정확하고 용이하게 제어할수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 데이터의 페이지 단위로 광변조된 물체광과 기준광을 간섭시켜 발생되는 간섭 무늬를 저장 매체에 저장하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템에 있어서:

   기설정된 스타트점에서부터 기설정된 앤드점까지 상기 데이터의 페이지 단위에 일대일 대응되게 스텝 바이 스텝으로 회전하면서, 상기 기준광의 조사 각도를 미세 조정하여 상기 저장 매체에 조사하는 회전 렌즈(240);

   상기 회전 렌즈(240)가 상기 앤드점에 도달하면, 상기 저장 매체를 회전시켜 상기 저장 매체의 다음 기록 위치를 상기 스타트점으로 이동시키는 러프조정부(250);

   상기 회전 렌즈(240)를 상기 기설정된 스타트점에서부터 기설정된 앤드점까지 상기 데이터의 페이지 단위에 일대일 대응되게 스텝 바이 스텝으로 회전시키고, 상기 회전 렌즈(240)가 상기 앤드점에 도달하면, 상기 회전 렌즈(240)를 다시 상기 스타트점으로 회전시키는 파인 조정부(245);

   상기 러프 조정부(250) 및 상기 파인 조정부(245)의 작동을 제어하는 제어부(255)를 구비하여 구성한 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 시스템.

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