KR100601278B1 - 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템 및데이터 기록 시간 제어 방법 - Google Patents

개선된 볼륨 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템 및데이터 기록 시간 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템은, 기록모드에 따라 홀로그램 데이터가 저장 매체에 기록될 때, 저장 매체를 투과한 수직 편광의 기준광을 광도 변경시켜 수평 편광의 판독광으로 변환한 다음 저장 매체로 재입사시키는 판독광 발생 수단과, 공간 광 변조기와 저장 매체 사이에 설치되어 재입사되는 판독광에 의거하여 저장 매체에서 출사되는 기록된 홀로그램 데이터의 재생 출력을 기설정된 소정 각도로 반사시키고, 공간 광 변조기에서 출력되는 신호광을 투과시켜 저장 매체에 제공하는 편광 분리 수단과, 편광 분리 수단에서 반사된 재생 출력을 감지하여 원신호로 복원하는 검출 수단과, 복원된 재생 출력의 회절 효율을 검출한 후 저장하고, 저장된 회절 효율과 이후 홀로그램 데이터 기록 시 이용되는 기준광에 대응된 판독광에 의거하여 저장 매체에서 출력된 재생 출력의 회절 효율을 비교하여 회절 효율들이 일치될 때까지 이후 홀로그램 데이터의 기록 시간을 제어하는 시스템 제어 블록을 포함한다.

Description

개선된 볼륨 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템 및 데이터 기록 시간 제어 방법{IMPROVED VOLUME HOLOGRAPHIC DIGITAL STORAGE/REPRODUCING SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING A DATA RECORDING TIME}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템의 전체 계통도,
도 2는 저장 매체에 홀로그램 데이터를 기록할 때 본 발명에 따라 그 기록 시간을 제어하는 과정을 도시한 플로우챠트.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
102 : 광원
104 : 광 분리기
106,116 : 셔터 108 : 웨이스트 구성 렌즈
110,120,124 : 빔 확장기 112,122 : 반사경
114 : 제 1 액츄에이터 118,142 : 리이미징 렌즈
126 : 공간 광 변조기 128 : 필드 렌즈
130 : 푸리에 렌즈 134 : 저장 매체
136 : 반사 거울 138 : 편광판
140 : 제 2 액츄에이터 144 : CCD
146 : 검출 블록 148 : 시스템 제어 블록
150 : 메모리 블록
본 발명은 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템(Volume Holographic Digital Data Storage/Reproducing System)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장 매체(예를 들면, 광 굴절성 크리스탈)에 홀로그램 데이터를 기록할 때 기록되는 홀로그램 데이터가 최적의 기록 상태를 유지하도록 그 기록 시간 제어하는데 적합한 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템 및 데이터 기록 시간 제어 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 볼륨 홀로그래픽 디지탈 데이터 저장을 이용한 기술 분야는, 예를 들면 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 있을 뿐만 아니라, 대용량의 저장 능력과 초고속 데이터 전송 속도의 장점을 응용할 수 있는 여러 분야로 확대되어 가고 있는 추세에 있다.
상기한 바와 같은 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, 예를 들면 크리스탈(crystal) 등 의 저장 매체에 기록하는 것으로, 기준광의 각도를 변화시키는 방법 등에 의해 물체광의 강도 및 방향까지도 기록함으로서, 물체의 3차원상을 표시할 수 있고, 또한 2진 데이터로 된 페이지(page) 단위로 구성되는 수백에서 수천 개의 홀로그램을 동일 장소에 저장할 수 있다.
한편, 전형적인 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템은, 홀로그램 데이터를 저장 매체에 기록하는 기록 모드시에, 광원에서 방생한 레이져 광을 기준광과 물체광으로 분기시키고, 물체광을 외부 입력 데이터에 따라 픽셀들이 명암을 이루는 2진 데이터로 변조하며, 변조된 물체광(즉, 신호광)과 분기된 기준광을 기설정된 편향각으로 반사시킨 기록용 기준광을 서로 간섭시켜 얻어지는 간섭 무늬를 입력 데이터에 대응하는 홀로그램 데이터로써 저장 매체에 기록한다.
이때, 홀로그램 데이터는 저장 매체에 기록될 때 중첩(다중화)되어 기록되는 데, 이러한 다중화 기록 방식으로는, 예를 들면 각도 중첩, 파장 중첩, 위상 부호 중첩 등의 방법이 있다.
또한, 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템은, 재생 모드시에, 광원에서 발생한 레이져 광에서 분기된 물체광을 차단하고, 분기된 기준광을 기설정된 재생각으로 편향시킨 재생광을 저장 매체에 조사하며, 이러한 조사를 통해 기록된 간섭 무늬가 재생용 기준광을 회절시켜 원래의 픽셀 명암으로 구성되는 한 페이지의 2진 데이터를 복조함으로써, 소망하는 특정 홀로그램 데이터를 재생한다. 이때, 저장 매체에 기록된 데이터를 재생하는 데 이용되는 재생용 기준광은, 실질적으로 저장 매체에 홀로그램 데이터를 기록할 때 적용했던 기준광과 동일한 강도 및 각도 를 갖는 기준광이다.
다른 한편, 홀로그램 데이터를 기록하는 다중화 기록 방식으로는 각도 다중화, 파장 다중화, 위상 부호 다중화 등의 방법이 있는 데, 이러한 기록 방식의 경우 저장 매체에 홀로그램 데이터를 기록할 때, 이전에 기록된 홀로그램 데이터를 조금씩 지워 열화시킨다는 문제가 있다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로써, 제일 처음 기록하는 홀로그램 데이터는 아주 강하게 기록하고, 다음 다중화하는 홀로그램 데이터에서부터 점진적으로 조금씩 약하게 기록함으로써, 전체적으로 기록된 홀로그램 데이터 각각이 동일 회절 효율을 갖도록 하는 기록 시간 스케줄 기법이 사용되고 있다.
한편, 홀로그램 데이터를 저장 매체에 기록할 때 이전에 기록된 홀로그램 데이터의 지워짐 정도는 현재 기록되는 기록광의 세기(intensity)에 비례하게 된다. 따라서, 이미 기록된 홀로그램 데이터가 손상되는 것을 방지하는 데 있어서는 기록시의 기록광을 가능한한 작게 하는 것이 중요한 관건이라 할 수 있다.
그러나, 재생모드시에 재생되는 홀로그램 데이터의 정상적인 복조를 위해 재생광의 회절효율을 기설정된 임계치 이상으로 유지해야만 하므로, 시간 기록 스케줄 기법을 채용하는 종래 방법의 경우 기록모드시에 이전에 기록된 홀로그램 데이터의 손상 방지를 위해 기록광의 세기를 계속적으로 줄이는 것은 현실적으로 한계를 가질 수밖에 없다.
즉, 종래 방법에서는 기록된 홀로그램 데이터의 손상으로 인해 재생시 재생광의 회절 효율이 저하되는 현상을 어느 정도 수반할 수밖에 없으며, 이러한 재생 광의 회절 효율 저하가 재생 영상에서의 신호대 잡음비(SNR)를 저하시켜 재생 영상(홀로그램)에서의 화질 열화를 야기시키는 문제를 내포할 수밖에 없다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 홀로그램 데이터의 기록에 이용된 기준광을 광도 변경시켜 얻은 판독광을 이용하여 기록된 홀로그램 데이터를 재생하고, 이 재생된 홀로그램 데이터의 회절 효율과 이후 홀로그램 데이터의 회절 효율의 비교를 통해 홀로그램 데이터 기록 시간을 제어할 수 있는 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 홀로그램 데이터의 기록에 이용된 기준광을 광도 변경시켜 얻은 판독광을 이용하여 기록된 홀로그램 데이터를 재생하여 회절 효율을 검출 및 저장하고, 이후 홀로그램 데이터를 기록하면서 이후 홀로그램 데이터의 회절 효율을 체크한 후 체크된 회절 효율이 저장된 회절 효율에 일치할 때까지 이후 홀로그램 데이터의 기록 시간을 제어하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템의 기록 데이터 시간 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 일 관점에 따른 본 발명은, 광원으로부터 발생된 대상 물체에 대한 레이져 광을 기준광과 물체광으로 분기시키는 광 분리 수단; 상기 분기된 수직 편광의 기준광을 기설정된 소정의 편향각으로 반사시키는 제 1 반사경; 상기 분기된 물체광을 기설정된 소정의 각도로 반사시키는 제 2 반사경; 상기 반사된 물체광과 외부 입력 데이터간의 변조를 통해 신호광을 발생하는 공간 광 변조기; 기록용 기준광과 상기 신호광을 간섭시켜 얻어지는 간섭 무늬를 상기 외부 입력 데이터의 홀로그램 데이터로서 저장하는 저장 매체; 및 재생모드 시에 상기 저장 매체로부터의 재생 신호를 조사하여 전기신호로 변환하는 CCD를 갖는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템으로서, 기록모드에 따라 홀로그램 데이터가 상기 저장 매체에 기록될 때, 상기 저장 매체를 투과한 수직 편광의 기준광을 광도 변경시켜 수평 편광의 판독광으로 변환한 다음 상기 저장 매체로 재입사시키는 판독광 발생 수단과, 상기 공간 광 변조기와 저장 매체 사이에 설치되어 상기 재입사되는 판독광에 의거하여 상기 저장 매체에서 출사되는 기록된 홀로그램 데이터의 재생 출력을 기설정된 소정 각도로 반사시키고, 상기 공간 광 변조기에서 출력되는 신호광을 투과시켜 상기 저장 매체에 제공하는 편광 분리 수단과, 상기 편광 분리 수단에서 반사된 재생 출력을 감지하여 원신호로 복원하는 검출 수단과, 상기 복원된 재생 출력의 회절 효율을 검출한 후 저장하고, 상기 저장된 회절 효율과 이후 홀로그램 데이터 기록 시 이용되는 기준광에 대응된 판독광에 의거하여 상기 저장 매체에서 출력된 재생 출력의 회절 효율을 비교하여 상기 회절 효율들이 일치될 때까지 상기 이후 홀로그램 데이터의 기록 시간을 제어하는 시스템 제어 블록을 포함하며, 상기 판독광 발생 수단은, 홀로그램 데이터의 기록을 위해 입사되어 상기 저장 매체를 투과한 수직 편광의 기준광의 광도를 변경시킨 판독광을 상기 저장 매체 측으로 반사시키되, 상기 판독광을 상기 제 1 반사경에 의해 상기 저장 매체 측으로 입사되는 기준광의 편향각과 동기화시켜 상기 저장 매체 측으로 반사시키는 반사 거울과, 상기 판독광을 상기 제 1 반사경에 의해 상기 저장 매체 측으로 입사되는 기준광의 편향각과 동기화시키기 위해 상기 반사 거울을 틸팅시키는 제 2 액츄에이터와, 상기 저장 매체를 투과한 기준광의 편광을 변경시켜 상기 반사 거울에 제공하고, 상기 반사 거울에서 반사된 광의 편광을 변경시킴으로써 상기 수직 편광의 기준광을 수평 편광의 판독광으로 변환하여 상기 저장 매체로 재입사시키는 편광판을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점에 따른 본 발명은, 광원에서 발생한 레이져 광을 기준광과 물체광으로 분기시키고, 분기된 물체광과 입력 데이터간의 변조에 의해 얻어지는 신호광과 상기 분기된 수직 편광의 기준광을 간섭시켜 목표로 하는 홀로그램 데이터를 저장 매체에 기록하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템에서 데이터의 기록 시간 조절 방법으로서, 기록모드 시에, 기설정된 편향각으로 입사되는 수직 편광의 분기된 기록용 기준광과 분기된 물체광 및 입력 데이터간의 변조를 통해 생성되는 신호광을 간섭시켜 홀로그램 데이터를 상기 저장 매체에 기록하는 제 1 과정과, 상기 저장 매체를 투과하는 상기 수직 편광의 기준광을 광도 변경시키고, 수평 편광의 판독광으로 변환한 다음 상기 저장 매체에 재입사시키는 제 2 과정과, 상기 판독광에 의해 상기 저장 매체에서 출사되는 기록된 홀로그램 데이터의 재생 출력을 전기신호로 변환하여 변조전의 원신호로 복원하는 제 3 과정과, 상기 복원된 재생 출력의 회절 효율을 검출하여 저장하고, 상기 제 1 과정 내지 제 3 과정을 반복 수행하여 이후 홀로그램 데이터를 기록하면서 상기 이후 홀로그램 데이터에 대응되는 재생 출력의 회절 효율을 검출하는 제 4 과정과, 상기 이후 홀로그램 데이터에 대응된 회절 효율과 상기 저장된 회절 효율을 비교하는 제 5 과정과, 상기 비교 결과, 상기 회절 효율들이 일치되면, 상기 이후 홀로그램 데이터에 대응되는 회절 효율로 상기 저장된 회절 효율을 업 데이트시키는 제 6 과정과, 상기 비교 결과, 상기 회절 효율이 일치하지 않으면, 상기 이후 홀로그램 데이터의 기록 시간을 제어하는 제 7 과정을 포함한다.
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템의 전체 계통도를 나타낸다.
동도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템은 홀로그래피에서 요구되는 레이져광을 발생하는 광원(102)과 3차원상의 홀로그램 데이터(즉, 간섭 무늬)를 저장하는 저장 매체(134)(예를 들면, 광 굴절성 크리스탈, 광 굴절성 폴리머)를 포함하며, 이러한 광원(102)과 저장 매체(134) 사이에는 각 광학계를 포함하는 두 개의 경로, 즉 기준광 처리 경로(PS1)와 물체광 처리 경로(PS2)가 형성된다.
도 1을 참조하면, 광분리기(104)에서는 광원(102)으로부터 발생하여 입사하는 레이져광을 기준광과 물체광으로 분기하는 데, 여기에서 분기된 수직 편광의 기준광은 기준광 처리 경로(PS1)로 제공되고 분기된 물체광은 물체광 처리 경로(PS2)로 제공된다.
다음에, 기준광 처리 경로(PS1)상에는 셔터(106), 웨이스트 구성 렌즈(108), 두 개의 렌즈로 된 빔 확장기(110), 반사경(112) 및 제 1 액츄에이터(114)가 기준광의 출사 방향으로 순차 구비되며, 이러한 광학 구조를 갖는 기준광 처리 경로(PS1)에서는 홀로그램 데이터의 기록 또는 재생시에 필요로 하는 기준광을 발생하여 기설정된 소정의 편향각으로 저장 매체(134)에 제공한다.
즉, 광 분리기(104)로부터 분기되어 셔텨(106)의 개구를 통해 입사하는 수직 편광된 기준광은 웨이스트 구성 렌즈(108)를 통해 조정된 다음, 빔 확장기(110)를 통해 소정 크기로 확장, 예를 들어 후술하는 물체광 처리 경로(PS2)에서 빔 확장기를 통해 확장되는 물체광의 크기를 커버하기에 충분한 크기로 확장되면, 이와 같이 확장된 기준광은 반사경(112)으로 전달된다.
한편, 반사경(112)에서는 빔 확장기(110)를 통해 소정 크기로 확장된 기준광(빔)을 기설정된 소정 각도, 예를 들면 기록시의 기록각 또는 재생을 위해 기설정된 재생각으로 편향시키며, 기록각 또는 재생각으로 편향된 기준광은 저장 매체(134)로 입사된다.
이때, 기록 또는 재생시에 이용되는 기준광은 각 페이지 단위의 2진 데이터를 기록할 때마다 반사경(112)을 회전시켜 그 편향각도(θ)를 변화시키는 방법으로 제어되는 데, 이러한 기준광 편향 기법을 통해 수백 내지 수천 개의 홀로그램을 저장 매체(134)에 저장하거나 재생할 수 있다.
여기에서, 반사경(112)의 각도 조절은 제 1 액츄에이터(114)에 의해 구동되는 모터에 의해 수행되는 데, 기준광의 편향각도(θ)는 모터의 소정부분에 부착된 각도 측정기(예를 들면, 엔코더)의 측정을 통해 조절된다.
다른 한편, 물체광 처리 경로(PS2)상에는 셔텨(116), 리이미징 렌즈(118), 빔 확장기(120), 반사경(122), 빔 확장기(124) 및 공간 광 변조기(126)가 물체광의 출사 방향으로 순차 구비되고, 또한 공간 광 변조기(126)와 저장 매체(134) 사이에는 필드 렌즈(128), 푸리에 렌즈(130) 및 편광 분리 수단(132)가 순차 구비되며, 편광 분리 수단(132)에서는 기록 모드시에 푸리에 렌즈(130)로부터 제공되는 신호광을 저장 매체(134)로 입사시키고, 본 발명에 따른 데이터 기록 시간 제어 시에 저장 매체(134)에서 출사되는 재생 신호를 검출 블록(146)으로 반사한다.
즉, 기록 모드시에 광 분리기(104)로부터 분기되어 셔터(116)의 개구를 통해 입사하는 물체광은 리이미징 렌즈(118)를 통해 리이미징되고, 빔 확장기(120)를 통해 소정 크기로 1차 확장되며, 이와 같이 1차 확장된 물체광은 반사경(122)을 통해 소정의 편향각으로 반사된다. 이때, 셔터(116)는 후술하는 시스템 제어 블록(148)으로부터의 제어신호에 따라 개방 또는 차단 상태를 유지하는 데, 기록 모드시에 개방 상태를 유지하고, 재생 모드시에 차단 상태를 유지한다.
다음에, 반사경(122)에서 반사되는 1차 확장된 물체광은 빔 확장기(124)를 통해 2차 확장된 다음 공간 광 변조기(126)(예를 들면, LCD)로 전달된다.
이때, 두 개의 빔 확장기(120,124)를 통해 물체광을 소정 크기로 확장하는 것은 광원(102)에서 레이져 광으로 발원하여 광 분리기(104)를 통해 분기된 물체광의 크기가 매우 작아 공간 광 변조기(126)에서 광변조를 수행하기에 부적합하기 때문이며, 이러한 2차에 걸친 확장을 통해 분리된 물체광을 공간 광 변조기(126)의 크기에 대응할 수 있는 크기로 확장한다.
한편, 공간 광 변조기(126)에서는 빔 확장기(124)로부터 전달되는 확장된 물체광을 시스템 제어 블록(148)으로부터 입력되는 데이터에 따라 픽셀들이 이루는 명암으로 된 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조, 즉 일 예로서 입력 데이터가 영상의 한 프레임 단위로 된 화상 데이터일 때 공간 광 변조기(126)에 입사되는 확장된 물체광은 한 프레임 단위의 신호광으로 변조된다.
다음에, 상술한 공간 광 변조기(126)에서 출력되는 2진 데이터의 한 페이지 단위로 변조된 물체광은 필드 렌즈(128), 푸리에 렌즈(130) 및 편광 분리 수단(132)를 통해 저장 매체(134)로의 저장에 적합하도록 조정된 다음, 기준광 처리 경 로(PS1)의 반사경(112)에서 입사되는 기준광과 동기를 맞추어 저장 매체(134)로 입사된다.
따라서, 저장 매체(134)에서는, 기록 모드시에, 편광 분리 수단(132)로부터 제공되는 2진 데이터의 페이지 단위로 변조된 신호광과 이에 대응하는 편향각도(θ)를 가지고 반사경(112)으로부터 입사되는 기록용 기준광간의 간섭을 통해 얻어지는 간섭 무늬가 기록된다. 즉, 변조된 물체광과 기준광간의 간섭에 의해 얻어지는 간섭 무늬의 강도에 따라 저장 매체(134) 내부에서 운동 전하의 광유도 현상이 발생하는 데, 이러한 과정을 통해 저장 매체(134)에 3차원상 홀로그램 데이터의 간섭 무늬가 기록된다.
다른 한편, 기록을 위해 저장 매체(134)로 입사되는 기준광은 저장 매체(134)를 투과한 후 편광판(138)에 의해 광도 변경되어 반사 거울(136)에 입사되고, 광도 변경된 기준광은 반사 거울(136)에 의해 반사되어 편광판(138)에 입사되어 재차 광도 변경됨으로써, 수직 편광을 갖는 기준광을 수평 편광을 갖는 판독광으로 변경시켜 저장 매체(134)에 입사된다. 이때, 판독광은 기록을 위해 저장 매체(134)에 입사된 초기 기록각과 동일한 각으로 수평 편광을 갖는 판독광으로서 저장 매체(134)로 재차 입사된다. 판독광은 반사 거울(136)을 회전시켜 그 편향각도를 변화시켜 초기 기록각과 동일한 각으로 저장 매체(134)에 입사되도록 제어된다.
반사 거울(136)의 각도 조절은 제 2 액츄에이터(140)에 의해 구동되는 모터에 의해 수행되는 데, 판독광의 편향각도(θ)는 모터의 소정부분에 부착된 각도 측정기(예를 들면, 엔코더)의 측정을 통해 조절된다. 여기서, 제 2 액츄에이터(140) 는 시스템 제어 블록(148)에 의해 제어된다.
이때, 편광판(138)은 λ/4 편광판으로 저장 매체(134)를 투과한 수직 편광의 기록용 기준광을 λ/4만큼 변경시켜 반사 거울(136)에 제공하고, 반사 거울(136)에 의해 반사된 광의 편광을 λ/4만큼 재차 변경시킴으로서, 수직 편광의 기록용 기준광을 수평 편광의 판독광으로 변환시킨다. 여기에서, 판독광을 수평 편광빔으로 변화시키는 이유는 저장 매체(134)로 입사되는 기준광 및 신호광과의 간섭을 배제하기 위해서이다. 즉, 기록 시간 제어를 위한 재생에 이용된 판독광과 기록용 기준광 및 신호광의 편광 상태를 90도 구조로 함으로써 서로간의 간섭을 배제한다.
다음에, 저장 매체(134)에서는 편광판(138)을 통해 판독광이 입사될 때 기록되는 간섭 무늬가 입사된 판독광을 회절시켜 원래의 픽셀 명암으로 구성되는 한 페이지의 2진 데이터(즉, 바둑판 형상 무늬)로 복조하며, 여기에서 복조되는 기록 시간 제어용 재생 신호는 편광 분리 수단(132)측으로 출사되어 검출 블록(146)으로 반사된다.
그 결과, 편광 분리 수단(132)를 통해 반사되는 2진 데이터의 한 페이지 단위로 복조된 3차원상의 재생 출력은 검출 수단(140)에 조사되므로써 원래의 데이터, 즉 전기신호로 복원되며, 여기에서 복원된 재생 신호는 시스템 제어 블록(148)으로 전달된다.
따라서, 시스템 제어 블록(148)에서는 복원된 재생 신호의 회절 효율을 검출한 후 이를 메모리 블록(150)에 저장시키고, 메모리 블록(150)에 저장된 회절 효율과 이후 홀로그램 데이터 기록 시 이용되는 기준광에 대응된 판독광에 의거한 재생 출력의 회절 효율을 비교하여 회절 효율들이 서로 일치될 때까지 이후 홀로그램 데이터의 기록 시간을 제어한다. 즉, 시스템 제어 블록(148)은 이후 홀로그램 데이터의 기록 시 판독광에 의거하여 출력되는 이후 홀로그램 데이터의 재생 출력의 회절 효율이 메모리 블록(150)에 저장된 회절 효율에 도달할 때까지 이후 홀로그램 데이터의 기록을 유지시킨다.
그런 다음 이후 홀로그램 데이터의 회절 효율이 메모리 블록(150)에 저장된 회절 효율에 도달하게 되면, 시스템 제어 블록(148)은 다음 홀로그램 데이터의 기록을 위해 공간 광 변조기(126)에 입력되는 입력 데이터를 변경시킴과 더불어 제 1 액츄에이터(114)를 제어하여 반사경(112)을 회전시켜 기준광의 편향각도를 조절한다.
이때, 시스템 제어 블록(148)은, 예를 들면 마이크로 프로세서를 포함하여 전체 시스템의 각종 동작을 제어, 즉 광원(102)의 작동 제어신호, 각 셔터(106,116)의 개폐를 위한 제어신호, 반사경(112)을 회전시키는 제 1, 2 액츄에이터(114, 140)의 구동신호, 공간 광 변조기(126)의 작동을 위한 제어신호를 각각 발생하여 각종 동작을 제어하며, 또한 본 발명에 따른 데이터 기록 시간 제어 시에 기록된 데이터에 대한 재생 출력의 회절 효율이 메모리 블록(150)에 저장된 회절 효율에 도달할 때까지 해당 홀로그램 데이터의 기록을 유지시키기 위한 제어를 수행한다.
여기서, 메모리 블록(150)에 저장되는 회절 효율은 저장 매체(134)에 처음 홀로그램 데이터를 기록할 때 판독광에 의거한 재생 출력의 회절 효율이거나, 현재 기록 중인 홀로그램 데이터의 이전 홀로그램 데이터에 대응된 재생 출력의 회절 효율일 수 있다. 즉, 메모리 블록(150)에 저장된 회절 효율은 홀로그램 데이터의 기록이 진행됨에 따라 순차적으로 업 데이트될 수 있다.
이상과 같은 구성을 갖는 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지털 저장 및 재생 시스템이 데이터 기록 시간을 제어하는 과정은 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 저장 매체에 홀로그램 데이터를 기록할 때 본 발명에 따라 그 기록 시간을 제어하는 과정을 도시한 플로우챠트이다.
도 2를 참조하면, 특정 홀로그램 데이터를 저장 매체(134)에 기록하고자하는 기록모드가 되면, 시스템 제어 블록(148)으로부터의 셔터링 제어신호에 따라 기준광 처리 경로(PS1)측의 셔터(106)와 물체광 처리 경로(PS2)측의 셔터(116)가 개방됨과 동시에 광원(102)으로부터 대상 물체에 대한 레이져 광이 발생된다(S200).
다음에, 광 분리기(104)에서 분기된 수직 편광의 기록용 기준광이 반사경(112)을 통해 기설정된 편향각으로 저장 매체(134)로 입사되고, 광 분리기(104)에서 분기된 물체광과 시스템 제어 블록(148)에서 제공되는 입력 데이터간의 변조를 통해 신호광이 생성되며, 이와 같이 생성된 신호광이 기록용 기준광과 동기되어 저장 매체(134)로 입사되므로써(S202), 기록하고자하는 홀로그램 데이터에 대응하는 간섭 무늬가 저장 매체(134)에 기록된다(S204).
한편, 홀로그램 데이터의 기록을 위해 저장 매체(134)를 투과한 기준광은 편광판(138)에 입사되어 그 편광이 λ/4만큼 변경되어 반사 거울(136)에 입사되고, 편광이 변경된 광은 반사 거울(136)에 의해 다시 그 편광이 λ/4만큼 변경된 판독 광으로 변경되어 저장 매체(134)에 입사된다. 이때, 판독광은 기록을 위해 저장 매체(134)에 입사된 초기 기록각과 동일한 각으로 수평 편광되어 기록 시간 제어를 위한 판독광으로써 저장 매체(134)로 재입사되는 데, 이때 판독광의 입사각 제어는 제 2 액츄에이터(140)에 의해서 반사 거울(136)을 틸팅시켜 제어할 수 있다.
그 결과, 저장 매체(134)에서는 현재 기록된 간섭 무늬가 기록 시간 제어용 판독광을 회절시켜 원래의 픽셀 명암으로 구성되는 한 페이지의 2진 데이터를 복조하며, 여기에서 복조되는 재생 신호는 편광 분리 수단(132)측으로 출사되어 검출 블록(146)으로 반사된다(S206).
따라서, 편광 분리 수단(132)를 통해 반사되는 2진 데이터의 한 페이지 단위로 복조된 3차원상의 재생 출력은 검출 블록(146)에 조사되므로써 원래의 데이터, 즉 전기신호로 복원된다(S208).
다음에, 시스템 제어 블록(148)에서는 복원된 재생 출력의 회절 효율을 검출한 다음, 이 검출된 재생 출력의 회절 효율을 메모리 블록(150)에 저장시킨다(S210, S212).
이와 같이, 시스템 제어 블록(148)에서는 홀로그램 데이터에 대한 재생각 정보(즉, 재생 어드레스 정보)와 재생 출력에 대한 회절 효율을 메모리 블록(150)에 저장함과 동시에, 이어지는 다음 기록 데이터가 존재하는 지의 여부를 체크한다(S214).
상기 단계 S214의 체크 결과, 다음 기록 데이터(즉, 이후 홀로그램 데이터)가 존재하는 경우 상술한 바와 같은 S202 내지 S210의 수행을 통해 저장 매체(134) 에 기록되는 이후 홀로그램 데이터의 회절 효율을 검출하게 된다(S216).
그런 다음, 시스템 제어 블록(148)은 이후 홀로그램 데이터의 회절 효율과 메모리 블록(150)에 저장된 회절 효율이 일치하는지를 판단한다(S218).
단계 S218에서 회절효율들이 일치하지 않으면 시스템 제어 블록(148)은 회절 효율들이 일치될 때까지 S216으로 진행하여 S202 내지 S210을 반복 수행함과 더불어 이후 홀로그램 데이터의 회절 효율을 계속해서 검출하게 된다. 즉 시스템 제어 블록(148)은 계속해서 이후 홀로그램 데이터의 기록을 유지하게 된다.
단계 218의 회절 효율들이 일치하게 되면 시스템 제어 블록(148)은 메모리 블록(150)에 저장된 회절 효율을 이후 홀로그램 데이터에 대응되는 회절 효율로 업데이트시킨다(S220).
이와 같은 과정들을 반복적으로 수행하여 이전에 기록된 홀로그램 데이터의 회절 효율을 토대로 현재 기록되는 홀로그램 데이터의 기록 시간 제어함으로써, 저장 매체(134)에 동일한 회절 효율을 갖는 홀로그램 데이터를 중첩해서 기록할 수 있다.
한편, S214에서의 체크결과, 이어지는 다음 기록 데이터가 존재하지 않는 경우, 시스템 제어 블록(148)에서는 현재의 기록모드를 해제하여 데이터 기록 동작을 종료한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 데이터의 기록 모드시에 기록된 홀로그램 데이터에 대한 회절 효율이 이전 홀로그램 데이터의 회절 효율에 도달될 때까지 해당 홀로그램 데이터를 기록함으로써, 저장 매체에 일정한 회절 효율을 갖는 홀로그램 데이터를 중첩하여 기록할 수 있다.
따라서, 본 발명은 기록된 홀로그램 데이터의 오류 발생을 그 기록과 동시에 체크하여 재기록함으로써, 재생광의 회절 효율을 향상시켜 재생 신호에서의 고화질화를 도모할 수 있다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 광원으로부터 발생된 대상 물체에 대한 레이져 광을 기준광과 물체광으로 분기시키는 광 분리 수단; 상기 분기된 수직 편광의 기준광을 기설정된 소정의 편향각으로 반사시키는 제 1 반사경; 상기 분기된 물체광을 기설정된 소정의 각도로 반사시키는 제 2 반사경; 상기 반사된 물체광과 외부 입력 데이터간의 변조를 통해 신호광을 발생하는 공간 광 변조기; 기록용 기준광과 상기 신호광을 간섭시켜 얻어지는 간섭 무늬를 상기 외부 입력 데이터의 홀로그램 데이터로서 저장하는 저장 매체; 및 재생모드 시에 상기 저장 매체로부터의 재생 신호를 조사하여 전기신호로 변환하는 CCD를 갖는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템으로서,
    기록모드에 따라 홀로그램 데이터가 상기 저장 매체에 기록될 때, 상기 저장 매체를 투과한 수직 편광의 기준광을 광도 변경시켜 수평 편광의 판독광으로 변환한 다음 상기 저장 매체로 재입사시키는 판독광 발생 수단과,
    상기 공간 광 변조기와 저장 매체 사이에 설치되어 상기 재입사되는 판독광에 의거하여 상기 저장 매체에서 출사되는 기록된 홀로그램 데이터의 재생 출력을 기설정된 소정 각도로 반사시키고, 상기 공간 광 변조기에서 출력되는 신호광을 투과시켜 상기 저장 매체에 제공하는 편광 분리 수단과,
    상기 편광 분리 수단에서 반사된 재생 출력을 감지하여 원신호로 복원하는 검출 수단과,
    상기 복원된 재생 출력의 회절 효율을 검출한 후 저장하고, 상기 저장된 회절 효율과 이후 홀로그램 데이터 기록 시 이용되는 기준광에 대응된 판독광에 의거하여 상기 저장 매체에서 출력된 재생 출력의 회절 효율을 비교하여 상기 회절 효율들이 일치될 때까지 상기 이후 홀로그램 데이터의 기록 시간을 제어하는 시스템 제어 블록을 포함하며,
    상기 판독광 발생 수단은:
    홀로그램 데이터의 기록을 위해 입사되어 상기 저장 매체를 투과한 수직 편광의 기준광의 광도를 변경시킨 판독광을 상기 저장 매체 측으로 반사시키되, 상기 판독광을 상기 제 1 반사경에 의해 상기 저장 매체 측으로 입사되는 기준광의 편향각과 동기화시켜 상기 저장 매체 측으로 반사시키는 반사 거울과,
    상기 판독광을 상기 제 1 반사경에 의해 상기 저장 매체 측으로 입사되는 기준광의 편향각과 동기화시키기 위해 상기 반사 거울을 틸팅시키는 제 2 액츄에이터와,
    상기 저장 매체를 투과한 기준광의 편광을 변경시켜 상기 반사 거울에 제공하고, 상기 반사 거울에서 반사된 광의 편광을 변경시킴으로써 상기 수직 편광의 기준광을 수평 편광의 판독광으로 변환하여 상기 저장 매체로 재입사시키는 편광판
    을 포함하는 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 편광판은, 광의 편광을 λ/4만큼 변경시키는 λ/4 편광판인 것을 특징으로 하는 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 저장된 회절 효율은, 홀로그램 데이터가 기록될 때마다 상기 기록된 홀로그램 데이터에 대응되는 회절 효율에 의해 업 데이트 되는 것을 특징으로 하는 개선된 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템.
  5. 삭제
  6. 광원에서 발생한 레이져 광을 기준광과 물체광으로 분기시키고, 분기된 물체광과 입력 데이터간의 변조에 의해 얻어지는 신호광과 상기 분기된 수직 편광의 기준광을 간섭시켜 목표로 하는 홀로그램 데이터를 저장 매체에 기록하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템에서 데이터의 기록 시간 조절 방법으로서,
    기록모드 시에, 기설정된 편향각으로 입사되는 수직 편광의 분기된 기록용 기준광과 분기된 물체광 및 입력 데이터간의 변조를 통해 생성되는 신호광을 간섭시켜 홀로그램 데이터를 상기 저장 매체에 기록하는 제 1 과정과,
    상기 저장 매체를 투과하는 상기 수직 편광의 기준광을 광도 변경시키고, 수평 편광의 판독광으로 변환한 다음 상기 저장 매체에 재입사시키는 제 2 과정과,
    상기 판독광에 의해 상기 저장 매체에서 출사되는 기록된 홀로그램 데이터의 재생 출력을 전기신호로 변환하여 변조전의 원신호로 복원하는 제 3 과정과,
    상기 복원된 재생 출력의 회절 효율을 검출하여 저장하고, 상기 제 1 과정 내지 제 3 과정을 반복 수행하여 이후 홀로그램 데이터를 기록하면서 상기 이후 홀로그램 데이터에 대응되는 재생 출력의 회절 효율을 검출하는 제 4 과정과,
    상기 이후 홀로그램 데이터에 대응된 회절 효율과 상기 저장된 회절 효율을 비교하는 제 5 과정과,
    상기 비교 결과, 상기 회절 효율들이 일치되면, 상기 이후 홀로그램 데이터에 대응되는 회절 효율로 상기 저장된 회절 효율을 업 데이트시키는 제 6 과정과,
    상기 비교 결과, 상기 회절 효율들이 일치하지 않으면, 상기 이후 홀로그램 데이터의 기록 시간을 제어하는 제 7 과정
    을 포함하는 볼륨 홀로그래픽 디지탈 저장 및 재생 시스템의 기록 시간 제어 방법.
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