KR100579627B1 - 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이미지 데이터의 테두리 위치 차이를 이용하여 홀로그램 데이터 이미지 빔의 포커싱을 제어할 수 있도록 한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 대물 렌즈의 위치를 고정시킨 상태에서 홀로그램 데이터 이미지 빔의 결상을 위한 포커싱을 수행하는 종래 방식과는 달리, 재생 데이터 이미지 빔에서 양쪽 테두리 위치를 추출하고, 이 추출된 양쪽 테두리의 위치 차이에 의거하여 데이터 이미지의 확대 또는 축소 왜곡 여부를 판단하며, 이 판단 결과에 의거하여 데이터 이미지 빔을 결상시키는 대물 렌즈의 포커싱(위치 이동)을 자동 제어함으로서, 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격 불일치에 기인하는 재생 홀로그램 이미지 데이터의 확대 또는 축소 왜곡을 확실하게 방지할 수 있으며, 이를 통해 홀로그램 이미지 데이터의 재생 화질 열화를 효과적으로 억제할 수 있는 것이다.

Description

홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING FOCUSING IN HOLOGRAM DATA REPRODUCING SYSTEM}

도 1은 본 발명에 따른 포커싱 제어 장치를 채용한 전형적인 홀로그램 재생 시스템의 블록 구성도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 홀로그램 재생 시스템에서의 포커싱 제어 장치의 블록 구성도,

도 3a 내지 3c는 본 발명에 따라 홀로그램 데이터의 재생을 위한 포커싱 제어 과정을 설명하기 위한 예시도,

도 4a는 1024×1024 사이즈를 갖는 데이터 이미지이고, 4b는 4a의 데이터 이미지에서 오우버 샘플링을 통해 추출한 240×240 사이즈의 데이터 이미지,

도 5는 일 예로서 횡 라인의 픽셀 총합을 구한 결과를 보여주는 히스토그램,

도 6a는 재생 데이터 이미지의 왼쪽 상단의 모서리 부분을, 6b는 재생 데이터 이미지의 오른쪽 상단의 모서리 부분을 각각 도시한 도면.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

108 : 대물 렌즈 114 : 포커싱 제어 블록

1141 : 미스 매칭 판단 블록 1143 : 보정 값 산출 블록

1145 : 액추에이터 구동 블록 1147 : 액추에이터 드라이버

본 발명은 홀로그램(Hologram) 재생 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 홀로그램 재생 시스템에서 재생되는 데이터 이미지 빔의 포커싱을 제어하는데 적합한 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 기법에 관한 것이다.

최근 들어, 볼륨 홀로그래픽 디지털 데이터 저장을 이용한 기술 분야는, 예를 들면 반도체 레이저, 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 있을 뿐만 아니라, 대용량의 저장 능력과 초고속 데이터 전송 속도의 장점을 응용할 수 있는 여러 분야로 확대되어 가고 있는 추세에 있다.

상기한 바와 같은 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템은 대상 물체로부터의 신호 광과 기준 광을 서로 간섭시킬 때 발생하는 간섭 무늬를 간섭 무늬의 강도(Amplitude)에 민감하게 반응하는 저장매체, 예를 들면 광 굴절성(photorefractive) 크리스탈(crystal) 등의 저장매체에 기록하는 것으로, 기준광의 각도를 변화시키는 방법 등에 의해 신호광의 강도 및 위상까지도 기록함으로서, 물체의 3차원 상을 표시할 수 있고, 또한 2진 데이터로 된 페이지(page) 단위로 구성되는 수백에서 수천 개의 홀로그램을 동일 장소에 저장할 수 있다.

한편, 전형적인 홀로그램 데이터 저장 및 재생 시스템은, 홀로그램 데이터를 저장 매체에 기록하는 기록모드 시에, 광원에서 발생한 레이저광을 기준 광과 물체 광으로 분기시키고, 물체 광을 외부 입력 데이터(즉, 저장하고자 하는 입력 데이터)에 따라 픽셀들이 명암을 이루는 한 페이지 단위의 2진 데이터로 변조하며, 변조된 물체 광(즉, 신호 광)과 분기되어 기 설정된 편향 각으로 반사시킨 기록용 기준 광을 서로 간섭시킴으로서 얻어지는 간섭 무늬를 입력 데이터에 대응하는 홀로그램 데이터로써 저장 매체에 기록한다.

이때, 저장 매체에 기록되는 N×N(예컨대, 240×240)의 홀로그램 데이터는 일련의 전처리(예를 들면, 에러 정정 코드(패리티 비트) 등을 삽입하는 엔코딩 처리, 디코딩에서의 오우버 샘플링을 위한 테두리 생성 처리 등) 과정을 통해 엔코딩된 후 공간 광 변조기를 통해 신호 광으로 변조되어 저장 매체에 기록되며, 저장 매체로부터 재생되는 N×N(예를 들면, 240×240)의 홀로그램 데이터(즉, 간섭무늬 형상 이미지)는 CCD(Charge Coupled Device) 등을 통해 조사되어 (N+M)×(N+M)의 사이즈를 갖는 데이터 이미지(예를 들면, 1024×1024의 데이터 이미지)로 변환되고, 오우버 샘플링 과정을 통해 엔코딩 전의 데이터, 즉 N×N 사이즈를 갖는 데이터 이미지(예를 들면, 240×240이 데이터 이미지)로 변환되며, 이후 ECC 디코딩 등의 과정을 통해 엔코딩 전의 원래 데이터로 복원된다. 즉, 일 예로서 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이, 1024×1024의 사이즈를 갖는 데이터 이미지가 오우버 샘플링을 통해 240×240의 사이즈를 갖는 데이터 이미지로 변환된다. 여기에서, 도 4a에 있어서, 진한 검정 색으로 표시된 데이터 이미지의 4변 부분은 띠 모양의 테두리를 나타낸다.

통상적으로, 저장매체로부터 재생되어 대물 렌즈(또는 결상 렌즈)를 통해 결상된 후 CCD를 통해 출력되는 데이터 이미지, 즉 한 페이지 단위의 데이터 이미지는 (N+M)×(N+M)의 사이즈, 예를 들면, 1024×1024의 사이즈를 갖는데, 이러한 페이지 이미지에는 띠 모양의 테두리와 테두리 안에 720×720의 사이즈를 갖는 실제 데이터 이미지로 되어 있으며, 실제 데이터의 추출을 위한 오우버 샘플링을 위하여 240×240의 그리드(각 그리드는 3×3의 픽셀로 됨)로 이루어져 있다.

따라서, (N+M)×(N+M) 사이즈의 데이터 이미지에서 원래의 데이터 크기인 N×N 데이터 이미지를 추출하기 위해서는 먼저 (N+M)×(N+M) 사이즈의 데이터 이미지에서 테두리를 검출하는 것이 필요한데, 이를 위한 하나의 방법으로서 각 행 라인의 픽셀 총합과 각 열 라인의 픽셀 총합을 구하는 방식을 이용할 수 있다.

도 5는 일 예로서 행 라인의 픽셀 총합을 구한 결과를 보여주는 히스토그램이다. 도 5를 참조하면, 특별히 양쪽에 유난히 큰 값을 가지는 것이 2개(둥근 원으로 표시한 부분) 있음을 알 수 있는데, 이것들의 x축 픽셀 값이 양쪽의 테두리 위치가 되는 것이다. 여기에서, 테두리를 이루는 픽셀 라인의 총합이 큰 값으로 되는 것은, 실제 데이터 이미지 부분의 픽셀들이 "1"과 "0"의 픽셀 데이터 값들이 랜덤에게 혼재하는 형태를 갖는 반면에, 테두리를 형성하는 픽셀들은 모두 동일한 픽셀 데이터 값(예컨대, "1")으로 되어 있기 때문이다.

한편, 홀로그램 데이터를 저장 매체로부터 재생할 때 대물 렌즈 등을 이용하여 이미지 포커싱을 하게 되는데, 이러한 이미지 포커싱은 재생 데이터의 이미지 왜곡(데이터 이미지 빔이 확대되거나 혹은 축소되는 왜곡 현상)을 방지한다는 측면 에서 볼 때 매우 중요한 이슈 중의 하나라고 볼 수 있다. 그럼에도 불구하고, 종래에는 데이터 이미지 빔의 왜곡 방지를 위해 포커싱, 즉 대물 렌즈의 위치(상하 위치)를 조절하여 포커싱하는 기법에 대한 어떠한 제안도 제시도 전무한 실정이다.

특히, 홀로그램 저장 매체가 축을 따라 회전하는 디스크 형태로 제작되는 경우라고 가정할 때, 디스크의 회전시에 발생하는 흔들림 현상 등에 기인하여 초점 면이 달라지게 되는 경우가 발생할 수 있는데, 이러한 경우를 고려한다면 데이터 이미지 빔의 왜곡 방지를 위한 포커싱의 필요성은 더욱 절실한 실정이다.

본 발명은 상기한 점에 착안하여 안출한 것으로, 이미지 데이터의 테두리 위치 차이를 이용하여 홀로그램 데이터 이미지 빔의 포커싱을 제어할 수 있는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 기법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 이미지 데이터의 테두리 위치 차이를 이용하는 홀로그램 데이터 이미지 빔의 포커싱 제어를 통해 데이터 이미지 빔의 왜곡을 방지할 수 있는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 기법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 관점의 일 형태에 따른 본 발명은, 데이터 이미지를 신호 광으로 변조하여 간섭무늬로서 기록한 저장 매체로부터 홀로그램 데이터 이미지를 대물 렌즈를 통해 결상시켜 재생하는 홀로그램 재생 시스템에서 포커싱을 제어하는 장치로서, 재생 이미지 데이터에서 추출한 양쪽 테두리의 위치 차이 값을 산출하고, 산출된 위치 차이 값과 기 설정된 테두리 위치 기준 값을 이용하여 상기 재생 이미지 데이터의 확대 또는 축소 왜곡 여부를 검출하는 수단과, 상기 확 대 또는 축소 왜곡이 검출될 때 상기 위치 차이 값과 기 설정된 위치 차이 기준 값을 이용하여 상기 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격 조절을 위한 보정 값을 산출하는 수단과, 상기 산출된 보정 값에 의거하여 상기 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격을 조절하는 수단을 포함하는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 장치를 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점의 일 형태에 따른 본 발명은, 데이터 이미지를 신호 광으로 변조하여 간섭무늬로서 기록한 저장 매체로부터 홀로그램 데이터 이미지를 대물 렌즈를 통해 결상시켜 재생하는 홀로그램 재생 시스템에서 포커싱을 제어하는 방법으로서, 판독 광을 이용하여 상기 저장 매체에 기록된 한 페이지 단위의 데이터 이미지를 재생하는 과정과, 상기 재생된 데이터 이미지에서 양쪽 테두리를 검출하고, 검출된 양쪽 테두리의 위치 차이 값을 산출하는 과정과, 산출된 위치 차이 값과 기 설정된 테두리 위치 기준 값을 이용하여 상기 재생 이미지 데이터의 확대 또는 축소 왜곡 여부를 검출하는 과정과, 상기 확대 또는 축소 왜곡이 검출될 때 상기 산출된 위치 차이 값과 기 설정된 위치 차이 기준 값을 이용하여 상기 재생 데이터 이미지의 포커싱을 위한 보정 값을 산출하는 과정과, 상기 확대 왜곡이 검출될 때 상기 산출된 보정 값에 의거하여 상기 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격을 목표 간격만큼 넓혀 조절하는 과정과, 상기 축소 왜곡이 검출될 때 상기 산출된 보정 값에 의거하여 상기 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격을 목표 간격만큼 좁혀 조절하는 과정을 포함하는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 관점의 다른 형태에 따른 본 발명은, 데이터 이미지를 신호 광으로 변조하여 간섭무늬로서 기록한 저장 매체로부터 홀로그램 데이터 이미지를 대물 렌즈를 통해 결상시켜 재생하는 홀로그램 재생 시스템에서 포커싱을 제어하는 장치로서, 재생 이미지 데이터에서 테두리 값을 제거한 이미지 데이터의 길이 값을 산출하고, 산출된 길이 값과 기 설정된 이미지 데이터 길이 기준 값을 이용하여 상기 재생 이미지 데이터의 확대 또는 축소 왜곡 여부를 검출하는 수단과, 상기 확대 또는 축소 왜곡이 검출될 때 상기 산출된 길이 값과 기 설정된 길이 기준 값을 이용하여 상기 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격 조절을 위한 보정 값을 산출하는 수단과, 상기 산출된 보정 값에 의거하여 상기 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격을 조절하는 수단을 포함하는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 장치를 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점의 다른 형태에 따른 본 발명은, 데이터 이미지를 신호 광으로 변조하여 간섭무늬로서 기록한 저장 매체로부터 홀로그램 데이터 이미지를 대물 렌즈를 통해 결상시켜 재생하는 홀로그램 재생 시스템에서 포커싱을 제어하는 방법으로서, 판독 광을 이용하여 상기 저장 매체에 기록된 한 페이지 단위의 데이터 이미지를 재생하는 과정과, 상기 재생된 데이터 이미지에서 테두리를 검출한 후 검출된 테두리를 제거하여 이미지 데이터의 길이 값을 산출하는 과정과, 산출된 길이 값과 기 설정된 이미지 데이터의 길이 기준 값을 이용하여 상기 재생 이미지 데이터의 확대 또는 축소 왜곡 여부를 검출하는 과정과, 상기 확대 또는 축소 왜곡이 검출될 때 상기 산출된 길이 값과 기 설정된 길이 기준 값을 이용하여 상기 재생 데이터 이미지의 포커싱을 위한 보정 값을 산출하는 과정과, 상기 확대 왜곡이 검출될 때 상기 산출된 보정 값에 의거하여 상기 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격을 목표 간격만큼 넓혀 조절하는 과정과, 상기 축소 왜곡이 검출될 때 상기 산출된 보정 값에 의거하여 상기 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격을 목표 간격만큼 좁혀 조절하는 과정을 포함하는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 핵심 기술사상은, 대물 렌즈의 위치를 고정시킨 상태에서 홀로그램 데이터 이미지 빔의 결상을 위한 포커싱을 수행하는 전술한 종래 방식과는 달리, 재생 데이터 이미지 빔에서 양쪽 테두리 위치를 추출하고, 이 추출된 양쪽 테두리의 위치 차이에 의거하여 데이터 이미지의 왜곡(확대 또는 축소) 여부를 판단하며, 이 판단 결과에 의거하여 데이터 이미지 빔을 결상시키는 대물 렌즈의 포커싱을 자동 제어한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 포커싱 제어 장치를 채용한 전형적인 홀로그램 재생 시스템의 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 전형적인 홀로그램 재생 시스템은 스핀들 모터(102), 저장 매체(104), 판독 광 경로(106), 이미지 검출 수단(108), 재생 광 경로(109) 및 디코딩 블록(112)을 포함하며, 또한 본 발명에 따른 포커싱 제어 장치를 의미하는 포커싱 제어 블록(114)을 포함한다.

전형적인 홀로그램 재생 시스템은 스핀들 모터(102)에 의해 회전 구동되는 저장 매체(104)가 구비되고, 이러한 저장 매체(104)에는 기록된 홀로그램 데이터를 재생하는 데 필요한 판독 광이 저장 매체(104) 측으로 조사되는 판독 광 경로(106)와 판독 광의 조사를 통해 재생되는 데이터 이미지 빔(즉, 2진 데이터의 바둑판 형상 무늬)을 결상시키는 대물 렌즈(또는 결상 렌즈)(108) 및 재생 광 경로(109)가 구비된다.

또한, 재생 광 경로(109) 측의 종단에는 이미지 검출 수단(110), 예를 들면 CCD 카메라가 구비되어 있으며, 이러한 CCD 카메라에서는 재생되는 데이터 이미지 빔을 구성하는 각 픽셀을 n×n 픽셀(예를 들면, 3×3 픽셀)로 표현하여 방식으로 광전 변환하여 다음 단의 디코딩 블록(112)으로 제공한다. 예를 들어, 저장 매체(104)로부터 재생되는 데이터 이미지 빔(즉, 2진 데이터의 바둑판 형상 무늬)이 240×240의 해상도 사이즈를 가지며, 3비트의 상하좌우 테두리를 갖는다고 가정할 때, 이미지 검출 수단(110)에서는 테두리를 포함하여 1024×1024의 해상도 사이즈를 갖는 광전 변환된 데이터 이미지를 생성하여 디코딩 블록(112)으로 제공한다.

따라서, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 전형적인 홀로그램 재생 시스템에서 는 판독 광 경로(106)를 통해 판독 광이 저장 매체(104)로 조사될 때 판독 광을 회절시키는 간섭무늬에 의해 원래의 픽셀 명암으로 구성되는 한 페이지의 2진 데이터(즉, 바둑판 형상 무늬) 이미지 빔이 재생되고, 이러한 이미지 빔이 CCD 카메라를 통해 촬상 및 광전 변환되어 이미지 데이터로서 디코딩 블록(112)으로 제공된다.

다음에, 디코딩 블록(112)은 테두리 위치 검출 블록(1121), 오우버 샘플링 블록(1123), 디모듈레이션 블록(1125) 및 ECC 디코딩 블록(1127)을 포함한다.

먼저, 테두리 검출 블록(1121)은, 예를 들면 각 행 라인의 픽셀 총합과 각 열 라인의 픽셀 총합을 구하는 방식을 이용하여 재생 이미지 데이터의 테두리, 즉 띠 모양의 상하 좌우 테두리 위치를 검출하고, 이 검출 결과에 의거하여 테두리 영역을 제외한 순수 이미지 데이터를 추출하여 라인 L11을 통해 오우버 샘플링 블록(1123)으로 제공한다.

예를 들어, (N+M)×(N+M) 사이즈의 이미지 데이터에서 원래의 데이터 크기인 N×N 이미지 데이터를 추출하여 라인 L11을 통해 오우버 샘플링 블록(1123)으로 제공하며, 또한 본 발명의 실현을 위해 검출된 양쪽(좌우 또는 상하) 테두리의 위치 값을 라인 L13을 통해 포커싱 제어 블록(114)으로 제공한다. 여기에서, 실질적으로 본 발명의 장치를 의미하는 포커싱 제어 블록(114)의 구성 및 기능에 대해서는 실제적인 구성을 보여주는 첨부된 도 2를 참조하여 후에 상세하게 기술한다.

다음에, 오우버 샘플링 블록(1123)은 라인 L11을 통해 제공되는 이미지 데이터를 오우버 샘플링하여 원래의 이미지 데이터, 엔코딩된 이미지 데이터를 추출하 여 디모듈레이션 블록(1125)으로 전달한다. 예를 들어, 240×240의 해상도 사이즈와 3비트의 상하좌우 테두리를 갖는 재생 이미지 데이터에 대해 각 픽셀 당 3×3픽셀로 하는 이미지 촬상을 통해 1024×1024 사이즈의 이미지 데이터가 제공된다고 가정할 때, 오우버 샘플링 블록(1123)에서는 3×3 마스크를 이용해 720×720의 이미지 데이터에서 한 픽셀을 추출한 후에 2픽셀을 건너뛰는 방식으로 240×240 사이즈의 원래 이미지 데이터(즉, 엔코딩된 이미지 데이터)를 추출하며, 이와 같이 추출된 이미지 데이터는 디모듈레이션 블록(1125)으로 전달된다.

이어서, 디모듈레이션 블록(1125)에서는 엔코딩된 이미지 데이터를 엔코딩 전의 원 데이터로 디코딩, 예를 들어 6:4, 8:6, 12:8 등의 데이터 변환 방식으로 픽셀 데이터를 디코딩하고, ECC 디코딩 블록(1127)에서는 재생 이미지 데이터에 삽입된 에러 정정 코드 등을 이용하는 에러 정정 디코딩을 통해 재생 이미지 데이터의 에러를 정정하며, 이와 같이 에러 정정이 수행된 한 페이지의 데이터 이미지는 디스플레이 등을 위해 도시 생략된 디스플레이 측으로 전달된다.

따라서, 전형적인 홀로그램 재생 시스템에서는 상술한 바와 같은 일련의 데이터 복원 과정들을 통해 엔코딩된 재생 이미지 데이터를 엔코딩 전의 원 이미지 데이터로 복원할 수 있다.

다음에, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 전형적인 홀로그램 재생 시스템에 적용 가능한 본 발명의 포커싱 제어 장치 및 포커싱 방법에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 홀로그램 재생 시스템에서의 포커싱 제어 장치의 블록 구성도로서, 미스 매칭 판단 블록(1141), 보정 값 산출 블 록(1143), 액추에이터 구동 블록(1145) 및 액추에이터 드라이버(1147)를 포함한다.

도 2를 참조하면, 미스 매칭 판단 블록(1141)은 라인 L13을 통해 도 1의 테두리 위치 검출 블록(1121)으로부터 제공되는 양쪽(좌우 또는 상하) 테두리의 위치 값에 의거하여 이미지 데이터의 왜곡 여부를 판단, 즉 양쪽 테두리 위치의 차이 값을 산출하고, 산출된 차이 값과 기 설정된 기준 값을 비교하며, 그 비교 결과에 의거하여 이미지 데이터에서 왜곡이 발생하였는지의 여부를 판단하고, 또한 이미지 데이터의 왜곡 발생이 검출될 때 발생된 왜곡이 이미지 데이터의 확대 왜곡인지 혹은 축소 왜곡인지를 판단한다.

또한, 미스 매칭 판단 블록(1141)에서는 산출된 테두리 위치의 차이 값이 기 설정된 테두리 위치 기준 값(즉, 원본 데이터의 테두리 위치 기준 값)의 임계 범위(또는 오차 허용 범위)를 벗어난 것으로 판단, 즉 이미지 데이터의 왜곡이 발생한 것으로 판단될 때 산출된 양쪽 테두리 위치 차이 값을 보정 값 산출 블록(1143)으로 제공하고, 발생된 이미지 데이터의 왜곡이 확대(데이터 이미지의 확대) 왜곡인지 혹은 축소(데이터 이미지의 축소) 왜곡인지를 판단하여 그에 상응하는 포커싱 방향 제어신호, 즉 대물 렌즈를 상 방향으로 이동시킬 것인지 혹은 하 방향으로 이동시킬 것인지를 나타내는 제어시호를 발생하여 라인 L21을 통해 액추에이터 구동 블록(1145)으로 제공한다.

여기에서, 기 설정된 테두리 위치 기준 값에 오차 허용 범위(예를 들면, 1/3 픽셀 범위, 하프 픽셀 범위, 1픽셀 범위 등)를 설정해 두는 이유는, 포커싱 제어(즉, 대물 렌즈의 상 또는 하 방향 이동 제어)를 너무 빈번하게 수행함으로써, 재생 시스템에서의 재생 동작이 오히려 불안정해지는 것을 방지하기 위해서이며, 또한 데이터 이미지 빔의 포커싱 제어에 기인하여 전력 소모량이 증가하는 것을 억제하기 위해서이다.

다음에, 보정 값 산출 블록(1143)에서는 미스 매칭 판단 블록(1141)으로부터 제공되는 양쪽 테두리 위치 차이 값과 기 설정된 위치 차이 기준 값(즉, 원본 데이터의 테두리 위치 차이 기준 값)에 의거하여 대물 렌즈(도 1의 108)의 상 방향 또는 하 방향 이동을 위한 보정 값을 산출하며, 이와 같이 산출된 보정 값은 라인 L23을 통해 액추에이터 구동 블록(1145)으로 제공된다.

이어서, 액추에이터 구동 블록(1145)에서는, 라인 L21을 통해 제공되는 포커싱 방향 제어신호에 의거하여 대물 렌즈(108)의 이동 방향(상 방향 또는 하 방향)을 결정하고, 라인 L23을 통해 제공되는 보정 값에 의거하여 대물 렌즈(108)의 상 방향 또는 하 방향의 이동 값(이동 정도)을 결정하며, 이와 같이 결정되는 이동 방향 및 이동 값에 의거하여 액추에이터 구동신호를 발생한 후 액추에이터 드라이버(1147)에 제공한다.

그 결과, 액추에이터 구동신호에 응답하여, 액추에이터 드라이버(1147)가 선택적으로 작동됨으로써, 도 1에 도시된 대물 렌즈(108)는 상 방향 또는 하 방향으로 목표 위치만큼 이동, 즉 재생 데이터 이미지의 포커싱 제어가 수행된다.

일 예로서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 데이터 이미지의 왜곡이 발생하지 않는 최적의 간격, 즉 저장 매체(104)와 대물 렌즈(108)간의 간격이 d1이라고 가정할 때, 여러 가지 외적 요인(저장 매체의 흔들림 등)으로 인해 저장 매체(104)와 대물 렌즈(108) 간의 간격이, 일 예로서 도 3b에 도시된 바와 같이, d2만큼 벌어진 경우 대물 렌즈(108)를 통해 결상되는 데이터 이미지의 빔폭은 축소 왜곡될 수밖에 없게 되는데, 이러한 데이터 이미지의 축소 왜곡이 발생할 때 본 발명에서는 재생 이미지 데이터에서 추출한 양쪽 테두리의 위치 차이 값에 의거하여 대물 렌즈(108)를 화살표 A 방향(상 방향)으로 목표 위치만큼 이동시키는 포커싱 제어를 통해 이미지 데이터의 축소 왜곡을 보정한다.

또한, 여러 가지 외적 요인(저장 매체의 흔들림 등)으로 인해 저장 매체(104)와 대물 렌즈(108) 간의 간격이, 일 예로서 도 3c에 도시된 바와 같이, d3만큼 좁아진 경우 대물 렌즈(108)를 통해 결상되는 데이터 이미지의 빔폭은 확대 왜곡될 수밖에 없게 되는데, 이러한 데이터 이미지의 확대 왜곡이 발생할 때 본 발명에서는 재생 이미지 데이터에서 추출한 양쪽 테두리의 위치 차이 값에 의거하여 대물 렌즈(108)를 화살표 B 방향(하 방향)으로 목표 위치만큼 이동시키는 포커싱 제어를 통해 이미지 데이터의 확대 왜곡을 보정한다.

따라서, 본 발명의 포커싱 제어 장치에 따르면, 재생 데이터 이미지에서 추출한 양쪽 테두리 위치 차이 값에 의거하여 재생 데이터 이미지 빔을 결상시키는 대물 렌즈의 위치를 상 또는 하 방향으로 자동 이동시키는 포커싱을 수행함으로써, 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격 불일치(또는 불안정)에 기인하는 재생 홀로그램 이미지 데이터의 확대 또는 축소 왜곡을 확실하게 방지할 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에서는 재생 이미지 데이터에서 추출한 양쪽 테두리 위치 차이 값에 의거하여 재생 이미지 데이터의 왜곡(확대 왜곡 또는 축 소 왜곡) 보정을 위한 포커싱을 수행하는 것으로 하여 설명하였으나, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 양쪽 테두리 위치 차이 값이 아닌 실제 이미지 데이터(즉, 테두리 값을 제거한 오우버 샘플링 전의 이미지 데이터)의 총 길이 값과 기준 길이 값(원본 데이터의 실제 이미지 데이터 기준 길이 값)에 의거하여 재생 이미지 데이터의 왜곡을 보정을 위한 포커싱을 수행할 수 있음은 물론이며, 이와 같이 하더라도 양쪽 테두리 위치 차이 값을 이용하는 것과 동일한 결과(효과)를 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 대물 렌즈의 위치를 고정시킨 상태에서 홀로그램 데이터 이미지 빔의 결상을 위한 포커싱을 수행하는 전술한 종래 방식과는 달리, 재생 데이터 이미지 빔에서 양쪽 테두리 위치를 추출하고, 이 추출된 양쪽 테두리의 위치 차이에 의거하여 데이터 이미지의 확대 또는 축소 왜곡 여부를 판단하며, 이 판단 결과에 의거하여 데이터 이미지 빔을 결상시키는 대물 렌즈의 포커싱(위치 이동)을 자동 제어함으로서, 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격 불일치에 기인하는 재생 홀로그램 이미지 데이터의 확대 또는 축소 왜곡을 확실하게 방지할 수 있으며, 이를 통해 홀로그램 이미지 데이터의 재생 화질 열화를 효과적으로 억제할 수 있다.

Claims (10)

1. 데이터 이미지를 신호 광으로 변조하여 간섭무늬로서 기록한 저장 매체로부터 홀로그램 데이터 이미지를 대물 렌즈를 통해 결상시켜 재생하는 홀로그램 재생 시스템에서 포커싱을 제어하는 장치로서,

   재생 이미지 데이터에서 추출한 양쪽 테두리의 위치 차이 값을 산출하고, 산출된 위치 차이 값과 기 설정된 테두리 위치 기준 값을 이용하여 상기 재생 이미지 데이터의 확대 또는 축소 왜곡 여부를 검출하는 수단과,

   상기 확대 또는 축소 왜곡이 검출될 때 상기 위치 차이 값과 기 설정된 테두리 위치 기준 값을 이용하여 상기 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격 조절을 위한 보정 값을 산출하는 수단과,

   상기 산출된 보정 값에 의거하여 상기 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격을 조절하는 수단

   을 포함하는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 간격 조절 수단은,

   상기 왜곡이 검출될 때, 상기 왜곡이 상기 재생 이미지 데이터의 확대 왜곡인지 혹은 축소 왜곡인지를 판단하는 수단과,

   상기 판단 결과에 의거하여 상기 대물 렌즈의 포커싱 방향을 설정하는 수단 과,

   상기 설정된 포커싱 방향과 상기 보정 값에 의거하여 상기 대물 렌즈의 위치를 이동시키기 위한 구동신호를 발생하는 액추에이터 수단과,

   상기 발생된 구동신호에 응답하여 상기 대물 렌즈를 상기 설정된 포커싱 방향으로 이동시키는 액추에이터 드라이버 수단

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 왜곡 검출 수단은, 상기 산출된 위치 차이 값이 상기 테두리 위치 기준 값의 오차 허용 범위를 벗어날 때 상기 재생 이미지 데이터의 왜곡 발생을 검출하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 장치.
4. 데이터 이미지를 신호 광으로 변조하여 간섭무늬로서 기록한 저장 매체로부터 홀로그램 데이터 이미지를 대물 렌즈를 통해 결상시켜 재생하는 홀로그램 재생 시스템에서 포커싱을 제어하는 방법으로서,

   판독 광을 이용하여 상기 저장 매체에 기록된 한 페이지 단위의 데이터 이미지를 재생하는 과정과,

   상기 재생된 데이터 이미지에서 양쪽 테두리를 검출하고, 검출된 양쪽 테두리의 위치 차이 값을 산출하는 과정과,

   산출된 위치 차이 값과 기 설정된 테두리 위치 기준 값을 이용하여 상기 재생 이미지 데이터의 확대 또는 축소 왜곡 여부를 검출하는 과정과,

   상기 확대 또는 축소 왜곡이 검출될 때 상기 산출된 위치 차이 값과 기 설정된 테두리 위치 기준 값을 이용하여 상기 재생 데이터 이미지의 포커싱을 위한 보정 값을 산출하는 과정과,

   상기 확대 왜곡이 검출될 때 상기 산출된 보정 값에 의거하여 상기 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격을 목표 간격만큼 넓혀 조절하는 과정과,

   상기 축소 왜곡이 검출될 때 상기 산출된 보정 값에 의거하여 상기 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격을 목표 간격만큼 좁혀 조절하는 과정

   을 포함하는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 방법은, 상기 산출된 위치 차이 값이 상기 테두리 위치 기준 값의 오차 허용 범위를 벗어날 때 상기 재생 이미지 데이터의 왜곡 발생을 검출하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 방법.
6. 데이터 이미지를 신호 광으로 변조하여 간섭무늬로서 기록한 저장 매체로부터 홀로그램 데이터 이미지를 대물 렌즈를 통해 결상시켜 재생하는 홀로그램 재생 시스템에서 포커싱을 제어하는 장치로서,

   재생 이미지 데이터에서 테두리 값을 제거한 이미지 데이터의 길이 값을 산출하고, 산출된 길이 값과 기 설정된 이미지 데이터 길이 기준 값을 이용하여 상기 재생 이미지 데이터의 확대 또는 축소 왜곡 여부를 검출하는 수단과,

   상기 확대 또는 축소 왜곡이 검출될 때 상기 산출된 길이 값과 기 설정된 길이 기준 값을 이용하여 상기 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격 조절을 위한 보정 값을 산출하는 수단과,

   상기 산출된 보정 값에 의거하여 상기 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격을 조절하는 수단

   을 포함하는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 간격 조절 수단은,

   상기 왜곡이 검출될 때, 상기 왜곡이 상기 재생 이미지 데이터의 확대 왜곡인지 혹은 축소 왜곡인지를 판단하는 수단과,

   상기 판단 결과에 의거하여 상기 대물 렌즈의 포커싱 방향을 설정하는 수단과,

   상기 설정된 포커싱 방향과 상기 보정 값에 의거하여 상기 대물 렌즈의 위치를 이동시키기 위한 구동신호를 발생하는 액추에이터 수단과,

   상기 발생된 구동신호에 응답하여 상기 대물 렌즈를 상기 설정된 포커싱 방향으로 이동시키는 액추에이터 드라이버 수단

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 장치.
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

   상기 왜곡 검출 수단은, 상기 산출된 길이 값이 상기 길이 기준 값의 오차 허용 범위를 벗어날 때 상기 재생 이미지 데이터의 왜곡 발생을 검출하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 장치.
9. 데이터 이미지를 신호 광으로 변조하여 간섭무늬로서 기록한 저장 매체로부터 홀로그램 데이터 이미지를 대물 렌즈를 통해 결상시켜 재생하는 홀로그램 재생 시스템에서 포커싱을 제어하는 방법으로서,

   판독 광을 이용하여 상기 저장 매체에 기록된 한 페이지 단위의 데이터 이미지를 재생하는 과정과,

   상기 재생된 데이터 이미지에서 테두리를 검출한 후 검출된 테두리를 제거하여 이미지 데이터의 길이 값을 산출하는 과정과,

   산출된 길이 값과 기 설정된 이미지 데이터의 길이 기준 값을 이용하여 상기 재생 이미지 데이터의 확대 또는 축소 왜곡 여부를 검출하는 과정과,

   상기 확대 또는 축소 왜곡이 검출될 때 상기 산출된 길이 값과 기 설정된 길이 기준 값을 이용하여 상기 재생 데이터 이미지의 포커싱을 위한 보정 값을 산출하는 과정과,

   상기 확대 왜곡이 검출될 때 상기 산출된 보정 값에 의거하여 상기 저장 매체와 대물 렌즈간의 간격을 목표 간격만큼 넓혀 조절하는 과정과,

   상기 축소 왜곡이 검출될 때 상기 산출된 보정 값에 의거하여 상기 저장 매 체와 대물 렌즈간의 간격을 목표 간격만큼 좁혀 조절하는 과정

   을 포함하는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 방법.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 방법은, 상기 산출된 길이 값이 상기 길이 기준 값의 오차 허용 범위를 벗어날 때 상기 재생 이미지 데이터의 왜곡 발생을 검출하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 재생 시스템의 포커싱 제어 방법.

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