KR100439995B1 - 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템과 그어드레싱 방법 - Google Patents

홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템과 그어드레싱 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템의 어드레싱에 관한 것으로서, 특히 m개의 제 1반복코드, n개의 제 2반복코드과 식별자를 포함하며 m*n 페이지 단위로 비트수가 증가되는 식별코드에서 인출된 비트들로 어드레싱 코드를 생성하여 각 페이지의 어드레싱 영역에 기록한 후에, 재생 모드에서 재생중인 페이지의 어드레싱 코드를 중심으로 이후 m*n개 단위로 그룹화시켜며, 그룹화된 m*n개의 어드레싱 코드에서 어드레싱 코드의 비트 수, 첫 번째와 두 번째 비트의 합이 최대인 어드레싱 코드의 위치, 식별자를 갖는 어드레싱 코드의 위치를 이용하여 현재 재생중인 페이지 정보를 얻을 수 있다.
이와 같이 본 발명은 적은 수의 비트로 이루어진 어드레싱 코드로 페이지 정보를 기록하고 재생중인 페이지 정보를 판독할 수 있음으로, 저장 매체의 기록 밀도를 높일 수 있고 코드 레이트 손실을 최소화시킬 수 있다.

Description

홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템과 그 어드레싱 방법{HOLOGRAPHIC DIGITAL DATA STORAGE/REPRODUCING SYSTEM AND ADDRESSING METHOD THEREOF}
본 발명은 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템에 관한 것으로, 특히 코드 레이트를 최소화시키고 저장 매체의 기록 밀도를 향상시킬 수 있는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템과 그 어드레싱 방법에 관한 것이다.
현재 반도체 레이저, CCD(Charge Coupled Device), LCD(Liquid Crystal Display) 등을 응용한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 장치(Holographic Digital Data Storage)가 활발히 연구/개발되고 있다. 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 장치는 대용량의 저장 능력과 초고속 데이터 전송 속도의 장점을 가지고 있기 때문에 지문을 저장하고 재생하기 위한 지문 인식 장치, 디스플레이 장치 등으로 실용화되고 있을 뿐만 아니라 그 응용 분야 또한 점차 확대되고 있다.
이와 같은 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 장치는 대상 물체로부터 전달된 물체광과 기준광을 간섭시킨 후, 이러한 간섭에 의해 발생하는 간섭 무늬를 간섭 무늬의 강도(amplitude)와 위상(phase)에 따라 다르게 반응하는 광굴절성 크리스탈(crystal)과 같은 저장 매체에 기록하여 3차원상의 홀로그램 데이터를 저장한다. 그리고 물체광을 차단하고 기준광 만을 저장매체에 제공하여 저장된 3차원상의 홀로그램 데이터를 재생한다.
도 1은 종래 기술에 의한 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래 홀로그래픽 디지털 저장 및 시스템은 광원(10), 광 분리기(11), 공간 광 변조기(Spatial Light Modulator; SLM)(11), 제 1렌즈(13), 회전 거울(14), 액추에이터(15), 반사경(16), 제 2렌즈(17), 저장 매체(18), 제 3렌즈(19), CCD(20), 중앙 제어부(30)를 포함한다. 광 분리기(11)에서는 광원(10)의 레이저 빔을 두 개로 분리하므로 광 분리기(11)와 저장 매체(18) 사이에는 다수의 광학계를 포함하는 두 개의 경로, 즉 기준광 경로(S1)와 물체광 경로(S2)가 형성된다.
먼저, 광 분리기(11)는 광원(10)으로부터 입사되는 레이저광을 기준광과 물체의 광으로 분리하는데, 여기에서 분리된 수직 편광의 기준광은 기준광 경로(S2)로 제공되고, 분리된 물체광은 물체광 경로(S1)로 제공된다.
광 분리기(11)로부터 분리되어 회전 거울(14)에 수직 편광된 기준광은 광학 렌즈(미도시됨)를 통해 조정되고 임의의 크기로 확장(물체광의 크기를 커버하기에 충분한 정도의 크기로 확장)되며, 반사경(16)을 통해 기설정된 소정 각도, 예를 들면 기록 또는 재생 각도로 편향된 후 저장 매체(18)로 입사된다.
한편 광 분리기(11)로부터 분리되어 셔터(도시하지 않음)의 개구를 통해 입사되는 물체광은 공간 광 변조기(12)에 전달된다. 셔터는 데이터 기록시 개방 상태를 유지하고, 데이터 재생시 차단 상태를 유지한다. 그리고 공간 광 변조기(12)는 외부 입력 데이터에 따라 픽셀을 이루는 명암의 2진 데이터로된 한 페이지 단위로 물체광을 변조한다. 이와 같이 변조된 물체광은 기준광과 동기를 맞추어 저장매체(18)로 입사된다.
저장 매체(18)에서는 기록시 공간 광 변조기(12)로부터 제공되는 변조된 물체광과 이에 대응하는 기준광 사이의 간섭을 통해 얻어지는 간섭 무늬가 기록된다. 즉, 변조된 물체광과 기준광 사이의 간섭에 의한 간섭 무늬의 강도에 따라 저장 매체(18) 내부에서 운동 전하의 광 유도 현상이 발생하는 데, 이러한 과정을 통해 저장 매체(18)에 3차원상 홀로그램 데이터의 간섭 무늬가 기록된다. 그리고 홀로그래픽 디지털 저장 시스템은 저장 매체(18)를 이동시켜 데이터를 기록하거나 중앙 제어부(30)에 의해서 제어되는 액추에이터(15)를 이용하여 회전 거울(14)을 회전시켜 테이터를 기록할 수 있다.
이때, 저장 매체(18)에 저장되는 데이터들에는 어드레싱 코드를 포함하고 있는데, 이러한 어드레싱 코드를 기록하는 방법으로는 기 설정된 페이지마다 하나의 테스트 페이지를 삽입하여 테스트 페이지에 어드레싱 코드를 기록하는 방법과 각 페이지의 데이터에 이진 미분 방식을 적용하여 어드레싱 코드를 삽입하는 방법이 있다.
이러한 어드레싱 코드는 광 분리기(11)에서 수직 편광된 기준광에 의해서 기록되는데, 이렇게 기록된 어드레싱 코드를 이용하여 재생중인 페이지에 대한 정보를 얻을 수 있으며 현재 재생중인 페이지 정보를 토대로 사용자가 재생을 요구하는 페이지로 바로 이동하여 재생할 수 있다.
그러나, 기 설정된 페이지 간격으로 테스트 페이지를 삽입하여 어드레싱 코드를 기록하는 방법은 기 설정된 간격으로 테스트 페이지를 설정함으로써, 저장 매체(18)에 삽입된 테스트 페이지의 수만큼 기록할 수 있는 페이지 수가 감소됨으로 저장 매체(18)의 기록 밀도를 떨어뜨리는 문제점이 있다.
이진 미분 방식을 적용하여 어드레싱 코드를 삽입하는 방법은 데이터와 어드레싱 코드가 같이 기록됨으로 페이지에 기록할 수 있는 데이터가 한정됨으로 코드 레이트가 떨어지는 문제점이 있다.
예를 들면, 구별해야할 페이지 수가 2n인 경우에 2n 비트의 어드레싱 코드가 필요하기 때문에, 하나의 페이지에 기록할 수 있는 데이터가 줄어들게 된다.
반대로 재생시 광 분리기(12)로부터 분리된 물체광이 셔터(14)를 통해 차단되고 재생용 기준광이 회전 거울(14), 반사경(16), 제 2렌즈(17)을 통해 저장 매체(18)로 입사되면, 저장 매체(18)에서는 기록된 간섭 무늬가 입사된 재생용 기준광을 회절시켜 기록된 신호를 재생하여 CCD(20)로 보낸다. 그리고 CCD(20)에서는 저장 매체(22)에서 보낸 재생 신호를 전기적인 신호로 복원하여 3차원상의 홀로그램 데이터를 출력함과 아울러 어드레싱 코드를 중앙 제어부(30)에 전송한다.
중앙 제어부(30)는 CCD(20)에서 출력되는 어드레싱 코드를 이용하여 재생되는 페이지 정보를 얻는데, 기 설정된 페이지마다 하나의 테스트 페이지를 삽입하여 테스트 페이지에 어드레싱 코드를 기록하는 방법으로 어드레싱 코드가 기록되었을 때 테스트 페이지를 판독하여 현재 재생중인 페이지가 어느 페이지들 사이의 페이지인지의 정보를 얻을 수 있을 뿐 정확한 페이지 정보를 얻을 수 없다.
본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, m개의 제 1반복코드, n개의 제 2반복코드과 식별자를 포함하는 식별코드에서 인출된 비트들로 어드레싱 코드를 생성하여 각 페이지의 어드레싱 영역에 기록하고, 재생 모드에서 m*n 단위로 어드레싱 코드를 그룹화시켜 현재 재생중인 페이지 정보를 판독하여 코드레이트 최소화시키며 저장 매체의 기록 밀도를 향상시킬 수 있는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템과 그 어드레싱 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 광원으로부터 분리된 기준 광과 물체 광을 이용하여 저장 매체에 페이지 단위로 홀로그래픽 데이터와 어드레싱 코드를 저장하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템에 있어서, 제 1 기준비트만“on(또는off)”인 m개의 제 1반복코드와 상기 제 1반복코드의 제 1 기준비트와 동일 위치의 제 2 기준비트만“on(또는off)”인 n(m≠n)개의 제 2반복코드에서 각각 인출된 비트와 한 비트가 on(또는 off)인 식별자를 포함한 (m*n) 비트로 이루어진 식별 코드에서 인출된 한 비트로 어드레싱 코드를 생성하되, 상기 m*n 페이지 이후 페이지에 대한 어드레싱 코드를 상기 m*n 페이지 단위로 식별자의 위치가 변경된 식별코드에서 한 비트를 인출하여 생성하는 코드 생성부와, 상기 코드 생성부의 어드레싱 코드를 제공받아 입력 데이터와 더불어 픽셀을 이루는 명암의 2진 데이터로 된 한 페이지 단위로 상기 물체광을 변조하여 저장매체에 제공하는 공간 광 변조기와, 재생 모드 시에 상기 저장 매체에서 출력되는 데이터에서 어드레싱 코드를 비트 단위로 출력하는 출력부와, 상기 재생중인 페이지의 어드레싱 코드로부터 인접한 (m*n-1)개의 어드레싱 코드를 추출하는 코드 추출부와, 상기 m*n개의 어드레싱 코드들 중에서 상기 제 1,2반복코드으로 이루어진 각 비트들 합이 최대점이 되는 위치를 검색하며, 상기 식별코드의 식별자 위치를 검색한 후 상기 최대점 위치와 식별자간의 위치 차이를 카운트한 값(k)을 이용하여 상기 최대점의 페이지 정보(k*(m*n)+1)를 계산하는 위치 계산부와, 상기 최대점의 페이지에서부터 상기 재생중인 페이지의 어드레싱 코드까지 카운트하여 상기 재생중인 페이지 정보를 검출하는 페이지 판독부를 포함한다.
본 발명은, 광원으로부터 분리된 기준 광과 물체 광을 이용하여 저장 매체에 페이지 단위로 홀로그래픽 데이터와 어드레싱 코드를 저장하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템의 어드레싱 방법에 있어서, 제 1 기준비트만“on(또는off)”인 m개의 제 1반복코드와 상기 제 1반복코드의 제 1 기준비트와 동일 위치의 제 2 기준비트만“on(또는off)”인 n(m≠n)개의 제 2반복코드에서 각각 인출된 비트와 한 비트가 on(또는 off)인 식별자를 포함한 (m*n) 비트로 이루어진 식별 코드에서 인출된 한 비트로 어드레싱 코드를 생성하되, 상기 m*n 페이지 이후 페이지에 대한 어드레싱 코드를 상기 m*n 페이지 단위로 식별자의 위치가 변경된 식별코드에서 한 비트를 인출하여 생성하여 각 페이지의 어드레싱 영역에 기록하는 단계와, 재생 모드 시에 비트 단위로 출력되는 상기 어드레싱 코드를 이용하여 재생중인 페이지의 어드레싱 코드로부터 인접한 (m*n-1)개의 어드레싱 코드를 추출하여 그룹화시키는 단계와, 상기 그룹화된 m*n개의 어드레싱 코드들 중에서 상기 제 1,2반복코드들로 이루어진 비트들의 합이 최대점이 되는 위치를 검색하며, 상기 식별자의 위치를 검색하고, 상기 최대점 위치와 식별자간의 위치 차이를 카운트한 값(k)을 이용하여 상기 최대점의 페이지 정보(k*(m*n)+1)를 계산하는 단계와, 상기 최대점의 페이지에서부터 상기 재생중인 페이지의 어드레싱 코드까지 카운트하여 상기 재생중인 페이지 정보를 검출하는 단계를 포함한다.
도 1은 종래 기술에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템을 나타내는 블록 도,
도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템을 나타내는 블록 도이고,
도 3은 본 발명에 따른 각 페이지에서 어드레싱 영역을 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생시스템의 재생 모드 시에 인출된 어드레싱 코드들을 나타내는 도면이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
100 : 광원 101 : 광 분리기
102 : 공간 광 변조기 103 : 제 1렌즈군
104 : 회전 거울 105 : 액추에이터
106 : 반사경 107 : 제 2렌즈군
108 : 저장 매체 109 : 제 3렌즈군
110 : 출력부 120 : 중앙 제어부
본 발명의 실시 예는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 기술 분야의 숙련자라면 이 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템을 나타내는 블록 도이고, 도 3은 본 발명에 따른 각 페이지에서 어드레싱 영역을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 시스템의 재생 모드 시에 인출된 어드레싱 코드들을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템은 광원(100), 광 분리기(101), 공간 광 변조기(Spatial Light Modulator; SLM)(102), 제 1렌즈군(103), 회전 거울(104), 액추에이터(105), 반사경(106), 제 2렌즈군(107), 저장 매체(108), 제 3렌즈군(109), 출력부(110), 중앙 제어부(120)를 포함한다. 광 분리기(101)에서는 광원(100)의 레이저광을 두 개로 분리하므로광 분리기(101)와 저장 매체(108) 사이에는 다수의 광학계를 포함하는 두 개의 경로, 즉 기준광 경로(S1)와 물체광 경로(S2)가 형성된다.
먼저, 광 분리기(101)는 광원(100)으로부터 입사되는 레이저광을 기준광과 물체광으로 분리하는데, 여기에서 분리된 수직 편광의 기준광은 기준광 경로(S2)로 제공되고, 분리된 물체광은 물체광 경로(S1)로 제공된다.
광 분리기(101)로부터 분리되어 회전 거울(104)에 수직 편광된 기준광은 광학 렌즈(미도시됨)를 통해 조정되고 임의의 크기로 확장(물체광의 크기를 커버하기에 충분한 정도의 크기로 확장)되며, 반사경(106)을 통해 기 설정된 소정 각도, 예를 들면 기록 또는 재생 각도로 편향된 후 저장 매체(108)로 입사된다.
한편 광 분리기(101)로부터 분리되어 셔터(도시하지 않음)의 개구를 통해 입사되는 물체광은 공간 광 변조기(102)에 전달된다. 셔터는 데이터 기록시 개방 상태를 유지하고, 데이터 재생시 차단 상태를 유지한다. 그리고 공간 광 변조기(102)는 외부 입력 데이터와 어드레싱 코드에 따라 픽셀을 이루는 명암의 2진 데이터로 된 한 페이지 단위로 물체광을 변조한다. 이와 같이 변조된 물체광은 기준광과 동기를 맞추어 저장 매체(108)로 입사된다.
저장 매체(108)에서는 기록시 공간 광 변조기(102)로부터 제공되는 변조된 물체광과 이에 대응하는 기준광 사이의 간섭을 통해 얻어지는 간섭 무늬가 기록된다. 즉, 변조된 물체광과 기준광 사이의 간섭에 의한 간섭 무늬의 강도에 따라 저장 매체(108) 내부에서 운동 전하의 광 유도 현상이 발생하는 데, 이러한 과정을 통해 저장 매체(108)에 홀로그램 데이터의 간섭 무늬가 기록된다. 그리고 홀로그래픽 디지털 저장 시스템은 저장 매체(108)에 데이터를 기록하기 전에 공간 광 변조기(102)를 통해 각 페이지의 일정 영역에 어드레싱 코드를 기록한다.
저장 매체(108)에 저장된 페이지에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 재생하고자 하는 데이터가 기록된 데이터 영역(200)과 어드레싱 코드가 기록된 어드레싱 영역(210)으로 나누어져 있으며, 어드레싱 영역(210)에 기록된 어드레싱 코드를 토대로 재생 중인 현재의 페이지 정보를 알 수 있다.
중앙 제어부(120)는 어드레싱 영역(210)에 기록될 어드레싱 코드를 생성하며, 출력부(110)에서 출력되는 어드레싱 코드들을 이용하여 현재 재생중인 페이지의 정보를 판독하고, 판독된 페이지 정보를 이용하여 사용자가 재생을 요구한 페이지에 대응되는 재생용 기준광의 편향 각도를 계산하여 액추에이터(105)에 제어 신호를 송출한다. 그 구성은 코드 생성부(121), 코드 기록부(122), 그룹화부(123), 페이지 판독부(124), 페이지 이동부(125)로 이루어진다.
어드레싱 영역(210)에 기록되는 어드레싱 코드는 코드 생성부(121)에 의해서 생성되는데, 어드레싱 코드는 하나의 비트(제 1 기준비트)만“on(또는off)”인 m개의 제 1반복코드와 제 1반복코드와 동일한 위치인 비트(제 2 기준비트)만“on(또는off)”인 n(m≠n)개의 제 2반복코드에서 각각 인출된 하나의 비트들과 하나의 식별자를 포함한 m*n비트로 이루어지며 m*n 비트 단위로 식별자가 한 비트 간격으로 변경되는 식별코드에서 인출된 하나의 비트로 이루어져 있다. 즉, 코드 생성부(121)는 제 1 반복코드의 제 1 기준비트를 기준으로 순차적으로 한비트씩 인출함과 더불어 제 2 반복코드의 제 2 기준비트를 기준으로 순차적으로 한비트씩 인출한 후 식별코드에서 식별자를 기준으로 한비트를 인출하고, 인출된 세비트들을 이용하여 어드레싱 코드를 생성한다. 여기서 식별 코드가 반복하는 경우 식별자의 위치는 m*n 페이지 단위로 한 비트씩 이동되어 반복된다.
예를 들면, 제 1반복코드의 비트수(m)이 3이고 제 2반복코드의 비트수(n)가 4이고 제 1, 2 기준비트가 첫번째 비트값으로 1인 경우, 즉 제 1반복코드가 “100”이고 제 2반복코드가 “1000”이고 식별코드는 12비트로 이루어지며 12페이지 단위로 반복하되 임의의 식별자가 12페이지 단위로 한 비트씩 이동되는 경우를 설명하면 아래와 같다. 즉, 식별코드는 12비트인 “100000000000”으로 이루어져 있으며, 식별코드 중 식별자는 첫번째 비트값인 1이다. 이때 식별자는 12페이지 단위로 한비트씩 이동되고, 이에 따라 식별코드는 12페이지 단위로 변경된다. 즉, 1-12페이지까지는 식별코드가 “100000000000”이고, 13-24페이지까지의 식별코드는 “010000000000”이 된다. 이러한 제 1, 2 반복코드와 식별 코드를 이용하여 본 발명의 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 시스템은 144((3*4)2)페이지의 어드레싱 코드를 생성할 수 있다.
코드 생성부(121)는 먼저 제 1,2반복코드에서 제 1,2 기준비트인 1, 1을 인출하고 식별코드 1을 인출하여 “111”이라는 어드레싱 코드를 생성한 후 이를 코드 기록부(122)에 제공한다. 코드 기록부(122)는 공간 광 변조기(102)에서 저장매체(108)에 기록될 첫 페이지를 생성할 때 어드레싱 코드를 공간 광 변조기(102)에 제공하고, 이에 따라 어드레싱 코드 “111”은 첫 페이지의 어드레싱 영역에 기록된다. 이후 동일한 방법으로 코드 생성부(121)는 제 1,2반복코드과 식별코드에서 인출된 비트들을 이용하여 어드레싱 코드 “000”을 생성한다. 즉, 코드 생성부(121)는 제 1, 2 반복코드의 제 1,2 기준비트의 다음 비트인 0,0를 인출하고 식별코드의 식별자의 다음비트인 0을 인출함으로써, “000”이라는 어드레싱 코드를 생성한다.
이와 같은 과정을 통해 코드 생성부(121)에서 1∼24페이지와 133∼144 페이지까지 생성한 어드레싱 코드를 보면 아래의 표 1과 같다.
페이지넘버 어드레싱코드 페이지넘버 어드레싱코드 페이지넘버 어드레싱코드
1 111 13 110 133 110
2 000 14 001 134 000
3 000 15 000 135 000
4 100 16 100 136 100
5 010 17 010 137 010
6 000 18 000 138 000
7 100 19 100 139 100
8 000 20 000 140 000
9 010 21 010 141 010
10 100 22 100 142 100
11 000 23 000 143 000
12 000 24 000 144 001
중앙 제어부(120)의 코드 기록부(122)는 상기와 같은 방법으로 코드 생성부(121)에서 생성된 어드레싱 코드를 공간 광 변조기(102)를 통해 각 페이지의 좌측 상단인 어드레싱 영역(210)에 기록하기 위해 공간 광 변조기(108)에 제공한다. 이에 따라 공간 광 변조기(108)는 어드레싱 코드와 입력 데이터에 따라 픽셀을 이루는 명암의 2진 데이터로된 한 페이지 단위로 광 분리기(101)로부터 분리된 물체광을 변조시켜 저장매체(108)에 제공한다.
이때, 어드레싱 코드는 코드 기록부(122)에 의해서 페이지의 좌측 상단에 위치한 어드레싱 영역(210)에 기록되거나 페이지의 다른 영역에 기록될 수 있다.
재생 시에는 광 분리기(101)로부터 분리된 물체광이 셔터를 통해 차단되고 재생용 기준광이 회전 거울(104) 및 반사경(106)을 통해 저장 매체(108)로 입사되면, 저장 매체(108)에서는 기록된 간섭 무늬가 입사된 재생용 기준광을 회절시켜 기록된 신호를 재생하여 제 3렌즈군(109)을 통해 출력부(110)로 보낸다. 그리고 출력부(110)에서는 저장 매체(108)에서 보낸 재생 신호를 전기적인 신호로 복원하여 비트(픽셀) 단위로 신호 처리하여 홀로그램 데이터를 출력하는데, 이때 출력 데이터를 페이지 단위가 아닌 비트 단위로 처리하기 위해서 CMOS을 사용한다.
제 3렌즈군(109)은 저장 매체(108)에서 복원된 간섭 무늬를 비트(픽셀) 수에 맞도록 조절하여 출력부(110)에 전달한다.
출력부(110)는 데이터를 출력하기 전에 각각의 페이지에 기록된 어드레싱 코드를 비트 단위로 처리하여 중앙 제어부(120)에 전송한다.
코드 추출부(123)는 재생 모드 시에 출력부(110)로부터 비트 단위로 출력되는 3비트로 이루어진 어드레싱 코드에 인접한 (m*n-1)개의 어드레싱 코드를 추출하여 그룹화시킨다. 즉 코드 추출부(123)에서 그룹화되는 어드레싱 코드의 수는 m*n이다.
위치 계산부(124)는 m*n개의 어드레싱 코드 그룹 중에서 제 1,2반복코드에 의해서 표현된 2비트들의 합이 최대점이 되는 위치를 검색함과 더불어 식별자의 위치를 검색하고, 최대점 위치와 식별자간의 위치 차이를 카운트한 값(k)으로 최대점의 페이지 넘버를 계산하여 페이지 판독부(125)에 전달한다. 이때 최대점의 페이지 넘버는 아래의 수학식 1과 같다.
최대점의 페이지 넘버=k*(m*n)+1
페이지 판독부(125)는 최대점의 페이지에서부터 재생중인 페이지의 어드레싱 코드까지 카운트하여 재생중인 페이지 정보를 검출한다.
페이지 이동부(126)는 페이지 판독부(124)에서 판독된 페이지 정보를 이용하여 재생 요구 페이지를 재생을 위한 재생용 기준광의 편향 각도를 산출하고, 산출된 편향 각도로 재생용 기준광을 편향시켜 저장 매체(108)에 입사시킨다.
저장 매체(108)는 입사되는 재생용 기준광에 따라 재생 요구 페이지를 제 3렌즈군(109), 출력부(110)를 통해 외부로 출력시킨다.
상기와 같은 구성을 갖는 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템을 이용하여 다수의 픽셀로 이루어진 페이지 영역 중에서 소정의 영역에 기록된 어드레싱 코드를 이용하여 현재 재생중인 페이지의 정보를 판독하는 과정을 설명하면 아래와 같다.
먼저, 코드 생성부(121)는 제 1,2반복코드을 “100”,“1000”이라고 가정하며, 식별코드는 “100000000000”에서 식별자(“1”)가 12페이지 단위로 한 비트씩 천이 한다는 가정 하에서 어드레싱 코드를 생성하고, 코드 기록부(122)는 코드 생성부(121)에 의해서 생성된 어드레싱 코드를 공간 광 변조기(102)에 입력된 입력 데이터와 함께 어드레싱 영역(210)에 기록한다.
재생 모드에서, 출력부(110)는 각 페이지에 기록된 어드레싱 코드를 비트 단위로 신호 처리하여 중앙 제어부(120)에 전송하며, 중앙 제어부(120)의 코드 추출부(123)는 임의의 페이지 재생 요구 신호에 응답하여 현재 재생중인 페이지의 어드레싱 코드를 기준으로 하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 이후 11개의 어드레싱 코드를 추출하는데, 이때 A, B 그룹은 제 1,2반복코드에서 추출된 비트들이며, C 그룹은 식별코드로서 하나의 식별자를 가지고 있다.
위치 계산부(124)는 12개의 어드레싱 코드들 중에서 제 1,2반복코드에 의해서 표현된 2비트를 제외한 식별코드인 C 그룹에서 식별자 “1”을 위치를 산출하고, 12개의 어드레싱 코드들 중에서 A그룹과 B그룹에 속하는 비트들 합이 최대점이 되는 위치가 9번째임을 검색한다. 이후, 위치 계산부(124)는 최대점 위치인 9번째에서 식별자가 위치한 7번째까지 카운트한 값 “11”을 이용하여 최대점의 페이지 넘버를 계산하여 페이지 판독부(125)에 전달한다. 이때 최대점의 페이지 넘버는 ((11*12)+1)이기 때문에 최대점은 12번째 그룹의 시작인 133페이지임을 알 수 있다.
페이지 판독부(125)는 최대점의 페이지(133)에서부터 재생중인 페이지의 어드레싱 코드(“100”)까지 카운트하여 재생중인 페이지가 136 페이지임을 판독한다.
페이지 이동부(126)는 페이지 판독부(124)에서 판독된 페이지 정보를 이용하여 재생 요구 페이지(예를 들면, 100페이지)를 재생을 위한 재생용 기준광의 편향 각도를 산출하고, 산출된 편향 각도로 재생용 기준광을 편향시켜 저장 매체(108)에입사시킨다.
여기서, 데이터 기록 시에 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템이 쉬프트 멀티플렉싱 방법으로 데이터를 기록할 때 각 페이지당 저장 매체(108)를 30um씩 떨어뜨려 기록했다고 가정하면, 현재 재생중인 페이지가 136페이지에서 재생 요구 페이지(100페이지)까지 -36페이지 차이가 나기 때문에 페이지 이동부(126)는 -36*35um만큼 저장 매체(108)의 위치를 변경시킨다.
위상이 변경된 저장 매체(108)는 입사되는 재생용 기준광에 따라 재생 요구 페이지를 제 3렌즈군(109), 출력부(110)를 통해 외부로 출력시킨다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 m개의 제 1반복코드, n개의 제 2반복코드과 식별자를 포함하며 (m*n) 페이지 단위로 식별자가 이동되는 식별코드에서 인출된 비트들로 어드레싱 코드를 생성하여 각 페이지의 어드레싱 영역에 기록한 후에, 재생 모드에서 재생중인 페이지의 어드레싱 코드를 중심으로 이후 m*n개 단위로 그룹화시켜며, 그룹화된 m*n개의 어드레싱 코드에서 어드레싱 코드의 비트 수, 첫 번째와 두 번째 비트의 합이 최대인 어드레싱 코드의 위치, 식별자를 갖는 어드레싱 코드의 위치를 이용하여 현재 재생중인 페이지 정보를 얻을 수 있다.
즉, 본 발명은 적은 비트 수로 구성된 어드레싱 코드로 페이지 정보를 기록하고, 재생중인 페이지 정보를 판독할 수 있음으로, 저장 매체의 기록 밀도를 높일 수 있고 코드 레이트 손실을 최소화시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 광원으로부터 분리된 기준 광과 물체 광을 이용하여 저장 매체에 페이지 단위로 홀로그래픽 데이터와 어드레싱 코드를 저장하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템에 있어서,
    제 1 기준비트만“on(또는off)”인 m개의 제 1반복코드와 상기 제 1반복코드의 제 1 기준비트와 동일 위치의 제 2 기준비트만“on(또는off)”인 n(m≠n)개의 제 2반복코드에서 각각 인출된 비트와 한 비트가 on(또는 off)인 식별자를 포함한 (m*n) 비트로 이루어진 식별 코드에서 인출된 한 비트로 어드레싱 코드를 생성하되, 상기 m*n 페이지 이후 페이지에 대한 어드레싱 코드를 상기 m*n 페이지 단위로 식별자의 위치가 변경된 식별코드에서 한 비트를 인출하여 생성하는 코드 생성부와,
    상기 코드 생성부의 어드레싱 코드를 제공받아 입력 데이터와 더불어 픽셀을 이루는 명암의 2진 데이터로 된 한 페이지 단위로 상기 물체광을 변조하여 저장매체에 제공하는 공간 광 변조기와,
    재생 모드 시에 상기 저장 매체에서 출력되는 데이터에서 어드레싱 코드를 비트 단위로 출력하는 출력부와,
    상기 재생중인 페이지의 어드레싱 코드로부터 인접한 (m*n-1)개의 어드레싱 코드를 추출하는 코드 추출부와,
    상기 m*n개의 어드레싱 코드들 중에서 상기 제 1,2반복코드으로 이루어진 각 비트들 합이 최대점이 되는 위치를 검색하며, 상기 식별코드의 식별자 위치를 검색한 후 상기 최대점 위치와 식별자간의 위치 차이를 카운트한 값(k)을 이용하여 상기 최대점의 페이지 정보(k*(m*n)+1)를 계산하는 위치 계산부와,
    상기 최대점의 페이지에서부터 상기 재생중인 페이지의 어드레싱 코드까지 카운트하여 상기 재생중인 페이지 정보를 검출하는 페이지 판독부를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 저장 매체에 저장된 페이지 중에서 임의의 페이지 재생 요구 신호에 따라 상기 판독된 페이지 정보를 토대로 상기 재생 요구 페이지에 대응되는 상기 기준광의 편향 각도를 설정하거나, 상기 저장 매체의 위치를 변경하여 상기 재생 요구 페이지로 이동시키는 페이지 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 어드레싱 코드는,
    상기 페이지의 소정 영역에 연속적으로 기록되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템.
  4. 광원으로부터 분리된 기준 광과 물체 광을 이용하여 저장 매체에 페이지 단위로 홀로그래픽 데이터와 어드레싱 코드를 저장하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템의 어드레싱 방법에 있어서,
    제 1 기준비트만“on(또는off)”인 m개의 제 1반복코드와 상기 제 1반복코드의 제 1 기준비트와 동일 위치의 제 2 기준비트만“on(또는off)”인 n(m≠n)개의 제 2반복코드에서 각각 인출된 비트와 한 비트가 on(또는 off)인 식별자를 포함한 (m*n) 비트로 이루어진 식별 코드에서 인출된 한 비트로 어드레싱 코드를 생성하되, 상기 m*n 페이지 이후 페이지에 대한 어드레싱 코드를 상기 m*n 페이지 단위로 식별자의 위치가 변경된 식별코드에서 한 비트를 인출하여 생성하여 각 페이지의 어드레싱 영역에 기록하는 단계와,
    재생 모드 시에 비트 단위로 출력되는 상기 어드레싱 코드를 이용하여 재생중인 페이지의 어드레싱 코드로부터 인접한 (m*n-1)개의 어드레싱 코드를 추출하여 그룹화시키는 단계와,
    상기 그룹화된 m*n개의 어드레싱 코드들 중에서 상기 제 1,2반복코드들로 이루어진 비트들의 합이 최대점이 되는 위치를 검색하며, 상기 식별자의 위치를 검색하고, 상기 최대점 위치와 식별자간의 위치 차이를 카운트한 값(k)을 이용하여 상기 최대점의 페이지 정보(k*(m*n)+1)를 계산하는 단계와,
    상기 최대점의 페이지에서부터 상기 재생중인 페이지의 어드레싱 코드까지 카운트하여 상기 재생중인 페이지 정보를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템의 어드레싱 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 저장 매체에 저장된 페이지 중에서 임의의 페이지 재생 요구 신호에 따라 상기 판독된 페이지 정보를 토대로 상기 재생 요구 페이지에 대응되는 상기 기준광의 편향 각도를 설정하거나, 상기 저장 매체의 위치를 변경하여 상기 재생 요구 페이지로 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템의 어드레싱 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 어드레싱 코드는,
    상기 페이지의 소정 영역에 연속적으로 기록되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템의 어드레싱 방법.
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