KR100626948B1 - Reading device and method of the holographic digital data storage system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치에 관한 것으로, 특히 저장 매체에 기록된 홀로그래픽 데이터와 동일한 제 1편광과 이와 다른 제 2편광을 갖는 기준광을 저장 매체에 기설정된 각도로 입사시키는 미러와, 저장 매체에서 재생된 광에서 제 1편광과 제 2편광으로 분기하는 광 분리기와, 광 분리기에서 분기된 제 1편광의 홀로그래픽 데이터 이미지를 촬영하여 전기적 신호로 변환하는 CCD와, 광 분리기에서 분기된 제 2편광의 광량을 검출하는 광 검출부와, 광 검출부에서 검출된 데이터에 따라 저장 매체에서 재생된 데이터 이미지와 CCD의 픽셀 어레이의 매칭, 비매칭을 판단하여 서보 제어를 수행하는 제어부를 포함한다. 그러므로 본 발명은 회전 중인 저장 매체의 광 디스크에 틸트가 발생하여 저장 매체에서 재생된 데이터 이미지가 CCD 픽셀 어레이 영역에 정확하게 매칭되지 않을 경우 저장 매체의 트랙킹 서보 제어를 수행함으로써 홀로그래픽 재생 효율을 높일 수 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reproduction apparatus of a holographic digital data storage system, and more particularly to a mirror for injecting a reference light having a first polarized light equal to the holographic data recorded on a storage medium and a second polarized light different from the second to the storage medium at a predetermined angle. An optical splitter that splits the light reproduced from the storage medium into the first polarized light and the second polarized light, a CCD that captures and converts the holographic data image of the first polarized light split by the optical splitter into an electrical signal; A light detector for detecting the amount of light of the branched second polarized light, and a controller configured to perform servo control by determining matching and mismatching of the pixel array of the CCD and the data image reproduced from the storage medium according to the data detected by the light detector. do. Therefore, the present invention can improve holographic reproduction efficiency by performing tracking servo control of a storage medium when a tilt occurs in an optical disk of a rotating storage medium and the data image reproduced in the storage medium does not exactly match the CCD pixel array area. have.

홀로그래픽 디지털 데이터, 재생 장치, 저장 매체, CCD Holographic digital data, playback devices, storage media, CCD

Description

홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치 및 그 방법{READING DEVICE AND METHOD OF THE HOLOGRAPHIC DIGITAL DATA STORAGE SYSTEM}Reproduction apparatus and method of holographic digital data storage system {READING DEVICE AND METHOD OF THE HOLOGRAPHIC DIGITAL DATA STORAGE SYSTEM}

도 1은 종래 기술에 의한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 및 재생 장치를 나타낸 구성도,1 is a block diagram showing a recording and reproducing apparatus of a holographic digital data storage system according to the prior art;

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치를 나타낸 구성도,2 is a block diagram showing a playback device of the holographic digital data storage system according to an embodiment of the present invention;

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치내 광 검출부에서 검출된 데이터에 따라 저장 매체에서 재생된 이미지와 CCD 픽셀 어레이의 매칭, 비매칭을 나타낸 도면.3A and 3B illustrate matching and mismatching of an image reproduced on a storage medium and a CCD pixel array according to data detected by a light detector in a reproduction device of a holographic digital data storage system according to the present invention.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

100 : 광원 104 : 제 1광 분리기100 light source 104 first light separator

106 : 공간 광 변조기(SLM) 110 : 반사 미러106: spatial light modulator (SLM) 110: reflection mirror

114 : 회전 미러 116 : 저장 매체114: rotating mirror 116: storage medium

118 : 렌즈 120 : 제 2광 분리기118 lens 120 second optical separator

126 : 광 검출부 128 : 서보 제어부126: light detector 128: servo control

본 발명은 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템(HDDS : Holographic Digital Data Storage System)에 관한 것으로서, 특히 재생시 저장 매체에서 재생된 데이터를 촬영하는 CCD의 픽셀 이미지의 비매칭을 제어할 수 있는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치 및 그 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a holographic digital data storage system (HDDS), and more particularly to holographic digital data capable of controlling mismatching of pixel images of a CCD photographing data reproduced from a storage medium during reproduction. A reproducing apparatus of a storage system and a method thereof.

현재 홀로그래픽 디지털 데이터를 저장하는 기술은 예를 들어, 반도체 레이저, CCD(Charge Coupled Device), LCD(Liquid Crystal Display) 등의 눈부신 발전에 힘입어 여러 분야에서 활발한 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. 그 중에서 대용량 데이터를 저장하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템은 대상 물체로부터의 신호광과 기준광을 서로 간섭시킬 때 발생하는 간섭 무늬를 간섭 무늬의 강도(amplitude)에 민감하게 반응하는 저장매체, 예를 들면 광 굴절성(photorefractive) 크리스털(crystal) 등의 저장 매체에 기록하는 것으로, 물체의 3차원 상을 표시할 수 있고, 또한 2진 데이터로 된 페이지(page) 단위로 구성되는 수백에서 수천 개의 홀로그램 데이터를 동일 장소에 저장할 수 있다.Currently, technologies for storing holographic digital data are being actively researched in various fields, for example, thanks to remarkable developments such as semiconductor lasers, charge coupled devices (CCDs), and liquid crystal displays (LCDs). As a result, fingerprint recognition systems for storing and reproducing fingerprints have been put to practical use, and are being expanded to various fields that can apply the advantages of large storage capacity and ultra-fast data transfer speed. Among them, a holographic digital data storage system for storing a large amount of data is a storage medium, for example, optically, in which an interference fringe generated when the signal light from a target object and a reference light interfere with each other is sensitive to the amplitude of the interference fringe. By recording to a storage medium such as a photorefractive crystal, it is possible to display a three-dimensional image of an object and also to generate hundreds to thousands of hologram data composed of pages of binary data. Can be stored in the same place.

도 1은 종래 기술에 의한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 및 재생 장치를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing a recording and reproducing apparatus of a holographic digital data storage system according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 및 재생 장치는 광원(10)과, 광 분리기(beam splitter)(14)와, 공간 광 변조기(SLM : Spatial Light Modulator)(16)와, 반사 미러(20)와, 편광 변환기(λ/2 wave plate)(21)와, 회전 미러(24)와, 저장 매체(26)와, CCD(30) 등을 포함한다. 여기서, 미설명된 도면 부호 12는 광 확대 렌즈, 22는 지연 렌즈, 18 및 28은 퓨리에 렌즈를 나타낸다. 그리고 도면에 미도시되어 있지만, 광원(10)과 저장 매체(26) 사이의 광 경로에는 셔터가 추가 설치된다. Referring to FIG. 1, a recording and reproducing apparatus of a conventional holographic digital data storage system includes a light source 10, a light splitter 14, and a spatial light modulator (SLM) ( 16, a reflection mirror 20, a polarization transducer (λ / 2 wave plate) 21, a rotation mirror 24, a storage medium 26, a CCD 30 and the like. Here, unexplained reference numeral 12 denotes an optical magnifying lens, 22 denotes a retardation lens, and 18 and 28 denote Fourier lenses. Although not shown in the figure, a shutter is additionally installed in the optical path between the light source 10 and the storage medium 26.

광원(10)은 레이저 광을 발생시키고, 광 분리기(14)는 광원(10)에서 발생된 광을 기준광(reference beam)과 신호광(signal beam) 경로로 분기시킨다. 공간 광 변조기(SLM)(16)는 광 분리기(14)에서 분기된 광에 입력 데이터, 즉 페이지 단위로 구성되는 다수 픽셀의 2진 데이터를 실어 주어 신호광으로 변환한다. 반사 미러(20)는 광 분리기(14)에서 분기된 광을 반사하여 편광 변환기(21)를 통해 편광을 변환시킨 후에 회전 미러(24)에 전달시키다. 회전 미러(24)는 편광 변환기(21)에서 변환된 광을 기설정된 기록 각도로 저장 매체(26)에 입사시킨다. 이때, 회전 미러(24)에 의해 반사되어 기설정된 기록 각도로 저장 매체(26)에 입사되는 광이 기준광(Sref)으로 작용한다. 저장 매체(26)는 기록시 공간 광 변조기(SLM)(16)로부터 출력되는 신호광(Sobj)과 회전 미러(24)에서 반사된 기준광(Sref)의 간섭으로 발생된 간섭 무늬를 기록시키고, 재생시 기준광(Sref)에 의해 기록된 간섭 무늬를 회절시켜 출력한다. CCD(30)는 저장 매체(26)로부터 간섭 무늬 형태로 기록된 한 페이지의 2진 픽셀 데이터 이미지가 재생될 경우 이 재생된 데이터 이미지를 전기적인 데이터로 변환하여 출력한다.The light source 10 generates laser light, and the light separator 14 splits the light generated by the light source 10 into a reference beam and a signal beam path. The spatial light modulator (SLM) 16 carries input data, that is, binary data of a plurality of pixels configured in units of pages, and converts the light splitted by the optical separator 14 into signal light. The reflective mirror 20 reflects the light branched by the optical separator 14 to convert the polarized light through the polarization transducer 21 and then transmits the polarized light to the rotating mirror 24. The rotation mirror 24 enters the light converted by the polarization transducer 21 into the storage medium 26 at a predetermined recording angle. At this time, the light reflected by the rotating mirror 24 and incident on the storage medium 26 at a predetermined recording angle acts as the reference light Sref. The storage medium 26 records the interference fringe generated by the interference of the signal light Sobj output from the spatial light modulator (SLM) 16 and the reference light Sref reflected from the rotation mirror 24 during recording, and during reproduction. The interference fringe recorded by the reference light Sref is diffracted and output. When the one-page binary pixel data image recorded in the form of an interference fringe is reproduced from the storage medium 26, the CCD 30 converts the reproduced data image into electrical data and outputs it.

이와 같이 구성된 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 및 재생장치는 다음과 같이 작동한다.The recording and reproducing apparatus of the holographic digital data storage system configured as described above operates as follows.

우선, 기록시 광원(10)에서 발생된 레이저 광(예컨대 532nm 파장의 레이저광)은 광 확대 렌즈(12)를 통해 광 분리기(14)에 전달되고, 광 분리기(14)에서는 입사되는 광을 두 개의 광 경로로 분기시키는데, 수평으로 입사되는 P편광을 그대로 투과시키고 수직으로 입사되는 S편광을 반사시킨다. First, the laser light (for example, 532 nm wavelength laser light) generated in the light source 10 during recording is transmitted to the optical separator 14 through the optical magnifying lens 12, and the incident light is separated from the optical separator 14. It splits into two optical paths, and transmits the P-polarized light incident horizontally as it is and reflects the S-polarized light incident vertically.

광 분리기(14)에서 그대로 투과된 P편광은 공간 광 변조기(SLM)(16)를 통해 실제 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이터의 한 페이지 단위를 갖는 신호광(Sobj)으로 변조된 후에 퓨리에 렌즈(18)를 통해서 저장 매체(26)에 입사된다.The P-polarized light transmitted as it is from the optical separator 14 is modulated into a signal light Sobj having a unit of one page of light and dark binary data formed by actual pixels through the spatial light modulator (SLM) 16, and then the Fourier lens 18 Is incident on the storage medium 26 through

그리고, 광 분리기(14)에서 반사된 S편광은 반사 미러(20)에 의해 반사되며 편광 변환기(21)에 의해 P편광으로 변환되며 지연 렌즈(22)를 통과한 후에 회전 미러(24)에 의해 기설정된 기록 각도의 기준광(Sref)으로 저장 매체(26)에 입사된다. 이때, 저장 매체(26)의 중첩 기록에 따른 회전 미러(24)의 각도 변화에 따라 저장 매체(26)에 입사되는 기준광(Sref) 각도가 변환된다.Then, the S-polarized light reflected by the optical separator 14 is reflected by the reflecting mirror 20 and converted into P-polarized light by the polarization converter 21 and passed by the rotation mirror 24 after passing through the retardation lens 22. The light is incident on the storage medium 26 by the reference light Sref at a predetermined recording angle. At this time, the angle of the reference light Sref incident on the storage medium 26 is changed according to the change of the angle of the rotation mirror 24 due to the superimposition recording of the storage medium 26.

저장 매체(26)에 입사되는 신호광(Sobj)과 기준광(Sref)은 홀로그램을 기록하기 위한 저장 매체(26) 내부에서 서로 중첩되어 간섭을 일으키고, 이때 발생된 간섭 무늬의 강도에 따라서 저장 매체(26)의 내부 운동 전하의 광유도 현상(Light-induced generation of mobile charge)에 의해 기록 물질층에 간섭된 무늬가 기록된다.The signal light Sobj and the reference light Sref incident on the storage medium 26 overlap each other inside the storage medium 26 for recording the hologram to cause interference, and the storage medium 26 is generated according to the intensity of the interference fringe generated at this time. An interference pattern is recorded in the recording material layer by a light-induced generation of mobile charge.

한편, 재생시 광원(10)에서 발생된 레이저 광(예컨대 532nm 파장의 레이저 광)은 광 확대 렌즈(12)를 통해 광 분리기(14)에 전달되고, 광 분리기(14)에서는 입사되는 광을 두 개의 광 경로로 분기시키는데, 수평으로 입사되는 P편광을 그대로 투과시키고 수직으로 입사되는 S편광을 반사시킨다. On the other hand, the laser light (for example, 532 nm wavelength laser light) generated by the light source 10 during reproduction is transmitted to the optical separator 14 through the optical magnifying lens 12, and the incident light is separated from the optical separator 14. It splits into two optical paths, and transmits the P-polarized light incident horizontally as it is and reflects the S-polarized light incident vertically.

광 분리기(14)에서 그대로 투과된 P편광은 공간 광 변조기(SLM)(16)로 입력되어 신호광(Sobj)으로 변조되지만, 광 분리기(14)와 저장 매체(26) 사이의 광 경로에 설치된 셔터(미도시됨)에 의해 저장 매체(26)로 전달되지 않는다. 그리고, 광 분리기(14)에서 반사된 S편광은 반사 미러(20)에 의해 반사되며 편광 변환기(21)에 의해 P편광으로 변환되며 지연 렌즈(22)를 통과한 후에 회전 미러(24)에 의해 기설정된 기록 각도와 동일한 각도를 갖는 기준광(Sref)으로서 저장 매체(26)에 입사된다.The P-polarized light transmitted as it is from the optical separator 14 is input to the spatial light modulator (SLM) 16 and modulated by the signal light Sobj, but is provided in the optical path between the optical separator 14 and the storage medium 26. Not shown to the storage medium 26 (not shown). Then, the S-polarized light reflected by the optical separator 14 is reflected by the reflecting mirror 20 and converted into P-polarized light by the polarization converter 21 and passed by the rotation mirror 24 after passing through the retardation lens 22. Incident on the storage medium 26 as a reference light Sref having the same angle as the preset recording angle.

신호광(Sobj)이 차단된 상태에서 기준광(Sref)의 P편광만 저장 매체(26)에 입사되면, 저장 매체(26)에서 간섭된 무늬가 회절되어 원래의 픽셀 명암으로 구성되는 한 페이지의 2진 픽셀 데이터 이미지(즉, 바둑판 형상 무늬)가 재생된다. 저장 매체(26)에서 재생되는 2진 픽셀 데이터 이미지(한 페이지 단위)(Sread)는 퓨리에 렌즈(28)를 통해 CCD(30)에 전달되고, CCD(30)에서는 재생된 데이터 이미지(Sread)를 전기적인 데이터 신호로 변환하고, 변환된 데이터를 미도시된 영상 신호 처리부 및 디코더 등을 통해 원래 데이터로 복원한다.When only the P-polarized light of the reference light Sref is incident on the storage medium 26 while the signal light Sobj is blocked, the interference pattern in the storage medium 26 is diffracted to form a one-page binary image composed of original pixel contrast. The pixel data image (ie checkerboard pattern) is reproduced. The binary pixel data image (one page unit) Sread reproduced on the storage medium 26 is transferred to the CCD 30 through the Fourier lens 28, and the CCD 30 receives the reproduced data image Sread. The data is converted into an electrical data signal, and the converted data is restored to original data through an image signal processor, a decoder, and the like, which are not shown.

이와 같은 종래 기술에 의한 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치는 저장 매체(26)인 광 디스크를 회전시키면서 저장 매체(26)에 기설정된 기록 각도로 기준광(Sref)을 입사시켜 저장 매체(26)에 기록된 데이터를 재생하고 재생 된 데이터 이미지를 CCD(30)의 픽셀 어레이에서 촬영하여 이를 전기적인 데이터로 변환한다.The reproducing apparatus of the holographic digital data storage system according to the related art allows the reference medium Sref to enter the storage medium 26 at a predetermined recording angle while rotating the optical disc as the storage medium 26. The recorded data is reproduced, and the reproduced data image is captured by the pixel array of the CCD 30 and converted into electrical data.

그런데, 종래 기술에 의한 재생 장치에서 회전 중인 저장 매체(26)에 틸트가 발생하여 저장 매체(26)에 재생된 데이터 이미지가 CCD(30) 픽셀 어레이 영역에 정확하게 매칭되지 않을 경우 CCD(30)에서 홀로그래픽 데이터 이미지를 정확하게 촬영할 수 없어 홀로그랙 데이터 재생 효율이 낮아지는 문제점이 있었다. However, in the conventional reproducing apparatus, when the tilt occurs in the rotating storage medium 26 and the data image reproduced in the storage medium 26 does not exactly match the CCD 30 pixel array region, the CCD 30 There was a problem in that holographic data reproduction efficiency was lowered because holographic data images could not be accurately captured.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 재생시 저장 매체에서 재생된 광에서 기준광과 다른 편광 성분을 검출하여 검출된 광으로 저장 매체에서 재생된 데이터 이미지와 CCD의 픽셀 어레이를 정확하게 매칭하도록 서보 제어를 수행할 수 있는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, wherein data of a CCD and a data image reproduced in a storage medium are detected by detecting a polarization component different from the reference light from the light reproduced in the storage medium during reproduction. A reproducing apparatus and method for a holographic digital data storage system capable of performing servo control to accurately match an array are provided.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기설정된 각도로 기준광을 입사시켜 저장 매체에 기록된 홀로그래픽 데이터를 재생하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치에 있어서, 저장 매체에 기록된 홀로그래픽 데이터와 동일한 제 1편광과 이와 다른 제 2편광을 갖는 기준광을 저장 매체에 기설정된 각도로 입사시키는 미러와, 저장 매체에서 재생된 광에서 제 1편광과 제 2편광으로 분기하는 광 분리기와, 광 분리기에서 분기된 제 1편광의 홀로그래픽 데이터 이미지를 촬영하여 전기적 신호로 변환하는 CCD와, 광 분리기에서 분기된 제 2편광의 광량을 검출하는 광 검출부와, 광 검출부에서 검출된 데이터에 따라 저장 매체에서 재생된 데이터 이미지와 CCD의 픽셀 어레이의 매칭, 비매칭을 판단하여 서보 제어를 수행하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a reproducing apparatus of a holographic digital data storage system for reproducing holographic data recorded on a storage medium by injecting a reference light at a predetermined angle, the same as the holographic data recorded on the storage medium. A mirror for injecting a reference light having a first polarized light and a second polarized light differently from the storage medium, an optical splitter for splitting the light reproduced from the storage medium into the first polarized light and the second polarized light; A CCD for photographing the converted holographic data image of the first polarized light and converting it into an electrical signal, an optical detector for detecting the amount of light of the second polarized light branched from the optical separator, and a data reproduced in the storage medium according to the data detected by the optical detector. And a controller configured to perform servo control by determining matching and mismatching of the data image and the pixel array of the CCD. .

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기설정된 각도로 기준광을 입사시켜 저장 매체에 기록된 홀로그래픽 데이터를 재생하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 방법에 있어서, 저장 매체에 기록된 홀로그래픽 데이터와 동일한 제 1편광과 이와 다른 제 2편광을 갖는 기준광을 상기 저장 매체에 기설정된 각도로 입사시키는 단계와, 저장 매체에서 재생된 광에서 제 1편광과 제 2편광을 분기시키는 단계와, 제 1편광의 홀로그래픽 데이터 이미지를 CCD에서 촬영하여 전기적 신호로 변환하는 단계와, 광 분리기에서 분기된 제 2편광의 광량을 검출하는 단계와, 검출된 데이터에 따라 저장 매체에서 재생된 데이터 이미지와 CCD의 픽셀 어레이의 매칭, 비매칭을 판단하는 단계와, 판단 결과, 저장 매체에서 재생된 데이터 이미지와 CCD의 픽셀 어레이의 비매칭될 경우 서보 제어를 수행하는 단계를 포함한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a reproduction method of a holographic digital data storage system in which a reference light is incident at a predetermined angle to reproduce holographic data recorded on a storage medium, the same method as the holographic data recorded on the storage medium. Injecting a reference light having a first polarized light and a second polarized light into the storage medium at a predetermined angle, dividing the first polarized light and the second polarized light from the light reproduced from the storage medium, and Taking a holographic data image from the CCD and converting it into an electrical signal, detecting the amount of light of the second polarized light split by the optical separator, and reproducing the data image and the pixel array of the CCD according to the detected data Determining the matching and mismatching of the data, and as a result of the determination, the pixel arrangement of the data image and the CCD If a non-matching comprises the step of performing the servo control.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치를 나타낸 구성도이다.2 is a block diagram showing a playback apparatus of a holographic digital data storage system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 기록 장치는 광원(100)과, 셔터(103)와, 제 1광 분리기(104)와, 공간 광 변조기(SLM)(106)와, 반사 미러(110)와, 편광 변환기(111)와, 회전 미러(114)와, 저장 매체(116)와, 제 2광 분리기(120)와, CCD(122)와, 광 검출부(PD : Photo Diode)(126)와, 서보 제어부(128) 등을 포함한다. 여기서, 미설명된 도면 부호 102는 광 확대 렌즈, 112는 지연 렌즈, 108 및 118은 퓨리에 렌즈, 그리고 124는 집광 렌즈를 나타낸다. 도면에 도시되지 않았지만, 제 1광 분리기(104)와 저장 매체(116) 사이의 기준광(Sref) 및 신호광(Sobj) 경로에는 각각 셔터가 설치된다.Referring to FIG. 2, a recording apparatus of a holographic digital data storage system according to an embodiment of the present invention may include a light source 100, a shutter 103, a first light separator 104, and a spatial light modulator (SLM). 106, reflective mirror 110, polarization transducer 111, rotation mirror 114, storage medium 116, second optical splitter 120, CCD 122, light A detector (PD: Photo Diode) 126, a servo controller 128, and the like. Here, reference numeral 102 denotes an optical magnification lens, 112 denotes a retardation lens, 108 and 118 denote a Fourier lens, and 124 denotes a condenser lens. Although not shown in the drawings, shutters are provided in the paths of the reference light signal Sref and the signal light Sobj between the first light separator 104 and the storage medium 116, respectively.

광원(100)은 제 1편광(예를 들어, P편광) 및 제 2편광(예를 들어, S편광)을 갖는 레이저 광을 발생시켜 광 확대 렌즈(102)를 통해 제 1광 분리기(104)에 전달한다.The light source 100 generates laser light having a first polarized light (eg, P-polarized light) and a second polarized light (eg, S-polarized light) to pass the first light splitter 104 through the light magnifying lens 102. To pass on.

제 1광 분리기(104)는 입사 광을 두 개의 기준광(reference beam, Sref) 경로와 신호광(signal beam, Sobj) 경로로 분기시킨다. 즉, 제 1광 분리기(104)는 입사되는 광을 두 개의 광 경로로 분기시키는데, 수평으로 입사되는 제 1편광(P편광)을 그대로 투과시켜 공간 광 변조기(SLM)(106)에 전달하고, 수직으로 입사되는 제 2편광(S편광)을 반사시켜 반사 미러(110)에 전달한다.The first light separator 104 splits the incident light into two reference beam (Sref) paths and a signal beam (Sobj) path. That is, the first light separator 104 splits incident light into two light paths, and transmits the first polarized light (P polarized light) that is horizontally transmitted to the spatial light modulator (SLM) 106 as it is. The second polarized light (S polarized light) incident vertically is reflected and transmitted to the reflective mirror 110.

공간 광 변조기(SLM)(106)는 제 1광 분리기(104)에서 분기된 광의 제 1편광(예를 들어 P편광)에 입력 데이터, 즉 페이지 단위로 구성되는 다수 픽셀의 2진 데이터를 실어 주어 신호광(Sobj)으로 변환시켜 퓨리에 렌즈(108)를 통해 저장 매체(116)에 전달한다.The spatial light modulator (SLM) 106 carries input data, that is, binary data of multiple pixels in units of pages, on the first polarized light (for example, P polarized light) of the light branched from the first light splitter 104. It is converted into signal light Sobj and transmitted to the storage medium 116 through the Fourier lens 108.

편광 변환기(111)는 반사 미러(110)를 통해 전달된 광 분리기(104)에서 반사된 제 2편광(S편광)을 기설정된 비율의 제 1편광(P편광)과 제 2편광(S편광)으로 변 환하여 지연 렌즈(112)로 전달한다.The polarization converter 111 converts the second polarized light (S polarization) reflected by the optical splitter 104 transmitted through the reflection mirror 110 into the first polarized light (P polarized light) and the second polarized light (S polarized light) at a predetermined ratio. Converted to and delivered to the delay lens (112).

회전 미러(114)는 지연 렌즈(112)를 통해 입사된 제 1 및 제 2편광(P편광, S편광)을 기설정된 각도로 반사시켜 저장 매체(116)에 입사시킨다. 이때, 회전 미러(114)에 의해 반사되어 기설정된 각도로 저장 매체(116)에 입사되는 광에서 신호광(Sobj)과 편광 성분이 동일한 제 1편광(P편광)은 기준광(Sref)으로 작용하고, 그렇지 않은 제 2편광(S편광)은 재생시 저장 매체(116)와 CCD(30) 픽셀 어레이의 매칭, 비매칭 여부를 판별하기 위한 검출광(Spd)으로 작용한다.The rotation mirror 114 reflects the first and second polarizations (P polarization and S polarization) incident through the retardation lens 112 at a predetermined angle and enters the storage medium 116. At this time, the first polarized light (P polarized light) having the same polarization component as the signal light Sobj in the light reflected by the rotating mirror 114 and incident on the storage medium 116 at a predetermined angle serves as the reference light Sref. Otherwise, the second polarized light (S polarization) serves as a detection light Spd for determining whether to match or mismatch the storage medium 116 and the CCD 30 pixel array during reproduction.

저장 매체(116)는 재생시 기설정된 각도로 입사되는 기준광(Sref)에 의해 기록된 간섭 무늬를 회절시켜 재생된 데이터 이미지를 출력한다.The storage medium 116 diffracts the interference fringe recorded by the reference light Sref incident at a predetermined angle during reproduction, and outputs the reproduced data image.

제 2광 분리기(120)는 재생시 저장 매체(116)와 퓨리에 렌즈(118)를 통해 전달된 광을 두 개의 광 경로로 분기시키는데, 저장 매체(116)에서 재생된 데이터 이미지인 제 1편광(P편광)의 재생 광(Sread)을 그대로 투과시켜 CCD(122)에 전달하고, 저장 매체(116)에서 회절된 제 2편광(S편광)을 반사시켜 집광 렌즈(124)를 통해 광 검출부(PD)(126)에 전달한다. 이때, 저장 매체(116)에 기설정된 각도로 입사되는 기준광(Sref)의 제 2편광(S편광)이 회절되어 제 2광 분리기(120)를 통해 광 검출부(PD)(126)로 반사된다.The second optical splitter 120 splits the light transmitted through the storage medium 116 and the Fourier lens 118 into two optical paths during reproduction, and includes a first polarized light which is a data image reproduced from the storage medium 116. The light transmitted by the P-polarized light is transmitted to the CCD 122 as it is, and the second polarized light (S-polarized light) diffracted by the storage medium 116 is reflected to the light detection unit PD through the condensing lens 124. To 126). In this case, the second polarized light (S polarization) of the reference light Sref incident on the storage medium 116 at a predetermined angle is diffracted and reflected by the second light splitter 120 to the photodetector PD 126.

CCD(122)는 제 2광 분리기(120)에서 전달된 재생 광(Sread)인 홀로그래픽 데이터 이미지를 CCD 픽셀 어레이를 통해 촬영하여 이를 전기적인 데이터로 변환한다.The CCD 122 photographs a holographic data image, which is a reproduction light Sread transmitted from the second light separator 120, through the CCD pixel array and converts the holographic data image into electrical data.

광 검출부(PD)(126)는 제 2광 분리기(120)에서 분기된 제 2편광(S편광)의 광 량을 검출하여 그 검출된 값을 서보 제어부(128)에 전달한다. 이때, 광 검출부(PD)(126)는 2분할 포토다이오드 센서를 사용한다.The photo detector PD 126 detects the amount of light of the second polarized light S polarized by the second optical splitter 120 and transmits the detected value to the servo controller 128. At this time, the photodetector (PD) 126 uses a two-segment photodiode sensor.

제어부(128)는 광 검출부(PD)(126)에서 검출된 제 2편광(S편광)의 광량값에 따라 퓨리에 렌즈(118)의 수평 이동을 제어함으로써 저장 매체(116)에서 재생된 데이터 이미지가 CCD(122) 픽셀 어레이에 정확하게 매칭되도록 서보 제어를 수행한다. 즉, 제어부(128)는 광 검출부(PD)(126)의 센서 영역에서 각각 검출된 제 2편광(S편광)의 광량값이 서로 동일하지 않을 경우 저장 매체(116)에서 재생된 데이터 이미지와 CCD(122) 픽셀 어레이가 비매칭되었다고 판단하여 액츄에이터(미도시됨)를 통해 퓨리에 렌즈(118)의 수평 이동을 조정함으로써 저장 매체(116)와 CCD(112) 픽셀 어레이 사이를 매칭시킨다. 그리고 광 검출부(PD)(126)의 센서 영역에서 각각 검출된 제 2편광(S편광)의 광량값이 서로 동일할 경우 저장 매체(116)에서 재생된 데이터 이미지와 CCD(122) 픽셀 어레이가 매칭되었다고 판단하여 액츄에이터(미도시됨)를 통해 퓨리에 렌즈(118)의 수평 이동을 조정하는 서보 제어를 중지시킨다.The controller 128 controls the horizontal movement of the Fourier lens 118 according to the light quantity value of the second polarized light (S polarized light) detected by the photo detector PD (126), thereby reproducing the data image reproduced from the storage medium 116. Servo control is performed to accurately match the CCD 122 pixel array. That is, the controller 128 controls the image data and the CCD reproduced in the storage medium 116 when the light quantity values of the second polarized light (S polarized light) detected in the sensor area of the photo detector PD (126) are not equal to each other. (122) Determines that the pixel array is mismatched to adjust the horizontal movement of the Fourier lens 118 through an actuator (not shown) to match between the storage medium 116 and the CCD 112 pixel array. When the light quantity values of the second polarized light (S polarization) detected in the sensor region of the photo detector PD (126) are the same as each other, the data image reproduced in the storage medium 116 matches the pixel array of the CCD 122. And the servo control to adjust the horizontal movement of the Fourier lens 118 through an actuator (not shown).

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치는 다음과 같이 작동한다.The reproduction apparatus of the holographic digital data storage system according to the present invention configured as described above operates as follows.

광원(100)에서 발생된 제 1편광(예를 들어, P편광) 및 제 2편광(예를 들어, S편광)을 갖는 레이저 광(예컨대 532nm 파장의 레이저광)은 광 확대 렌즈(102)를 통해 제 1광 분리기(104)에 전달된다. 제 1광 분리기(104)는 입사되는 광을 두 개의 광 경로로 분기시키는데, 수평으로 입사되는 제 1편광(P편광)을 그대로 투과시 켜 공간 광 변조기(SLM)(106)에 전달하고, 수직으로 입사되는 제 2편광(S편광)을 반사시켜 반사 미러(110)에 전달한다.Laser light having a first polarized light (eg, P-polarized light) and a second polarized light (eg, S-polarized light) generated by the light source 100 (eg, laser light having a wavelength of 532 nm) may cause the optical magnifying lens 102 to operate. Is transmitted to the first optical separator 104. The first light splitter 104 splits the incident light into two optical paths, and transmits the first incident polarized light (P polarized light) horizontally to the spatial light modulator (SLM) 106 and transmits it vertically. The second polarized light (S polarized light) incident to the light is reflected and transmitted to the reflective mirror 110.

제 1광 분리기(104)에서 그대로 투과된 제 1편광(P편광)은 공간 광 변조기(SLM)(16)를 통해 실제 픽셀들이 이루는 명암의 2진 데이터의 한 페이지 단위를 갖는 신호광(Sobj)으로 변조된 후에 퓨리에 렌즈(108)를 통해서 저장 매체(116)에 전달된다.The first polarized light (P polarized light) transmitted through the first light separator 104 as it is is a signal light (Sobj) having a unit of one page of light and dark binary data formed by actual pixels through the spatial light modulator (SLM) 16. After being modulated, it is transmitted to the storage medium 116 through the Fourier lens 108.

광 분리기(104)에서 반사된 제 2편광(S편광)은 반사 미러(110)에 의해 반사되며 편광 변환기(111)에 의해 기설정된 비율의 제 1편광(P편광)과 제 2편광(S편광)으로 변환되어 지연 렌즈(112)로 전달한다. 지연 렌즈(112)를 통과한 제 1 및 제 2편광(P편광, S편광)은 회전 미러(114)에 의해 기설정된 기록 각도로 반사되어 저장 매체(116)에 전달된다.The second polarized light (S polarized light) reflected by the optical separator 104 is reflected by the reflection mirror 110 and is first polarized light (P polarized light) and the second polarized light (S polarized light) at a predetermined ratio by the polarization converter 111. ) Is transferred to the delay lens 112. The first and second polarized light (P polarized light, S polarized light) passing through the retardation lens 112 are reflected by the rotation mirror 114 at a predetermined recording angle and transmitted to the storage medium 116.

저장 매체(116)에 입사되는 서로 동일한 제 1편광 성분(P편광)을 갖는 제 1신호광(Sobj)과 기준광(Sref)은 서로 중첩되어 간섭을 일으켜 홀로그래픽 데이터로 기록된다.The first signal light Sobj and the reference light Sref having the same first polarization component (P polarization) incident on the storage medium 116 overlap each other, cause interference, and are recorded as holographic data.

그리고 상기 제 1편광과 다른 기준광(Sref)의 제 2편광(S편광)은 저장 매체(116)를 통해 회절되어 퓨리에 렌즈(118)를 통해 제 2광 분리기(120)에 전달되고, 제 2광 분리기(120)에서 회절된 제 2편광(S편광)을 광 검출부(PD)(126)에 반사시킨다.The second polarized light (S polarized light) of the first polarized light different from the reference polarized light (Sref) is diffracted through the storage medium 116 and transmitted to the second light separator 120 through the Fourier lens 118, and the second light The second polarized light (S polarized light) diffracted by the separator 120 is reflected on the light detector PD.

광 검출부(PD)(126)는 제 2광 분리기(120)에서 분기된 제 2편광의 광량을 검출하여 그 검출된 값을 서보 제어부(128)에 전달한다.The photo detector PD 126 detects the amount of light of the second polarized light branched from the second optical splitter 120 and transmits the detected value to the servo controller 128.

서보 제어부(128)는 광 검출부(PD)(126)에서 검출된 제 2편광(S편광)의 광량값에 따라 광 검출부(PD)(126)의 센서 영역에서 각각 검출된 제 2편광(S편광)의 광량값이 서로 동일하지 않을 경우 저장 매체(116)에서 재생된 데이터 이미지와 CCD(122) 픽셀 어레이가 비매칭되었다고 판단하여 액츄에이터(미도시됨)를 통해 퓨리에 렌즈(118)의 수평 이동을 조정한다. 만약 광 검출부(PD)(126)의 센서 영역에서 각각 검출된 제 2편광(S편광)의 광량값이 서로 동일할 경우 저장 매체(116)에서 재생된 데이터 이미지와 CCD(122) 픽셀 어레이가 매칭되었다고 판단하여 액츄에이터(미도시됨)를 통해 퓨리에 렌즈(118)의 수평 이동을 조정하는 서보 제어를 중지시킨다.The servo control unit 128 detects the second polarized light (S polarization) detected in the sensor region of the light detection unit (PD) 126 according to the light quantity value of the second polarized light (S polarization) detected by the light detection unit (PD) 126. If the light quantity value of?) Is not equal to each other, it is determined that the data image reproduced from the storage medium 116 and the CCD 122 pixel array are mismatched so that the horizontal movement of the Fourier lens 118 through an actuator (not shown) is performed. Adjust If the light quantity values of the second polarized light (S polarized light) detected in the sensor area of the photo detector PD (126) are the same as each other, the data image reproduced in the storage medium 116 and the pixel array of the CCD 122 match. And the servo control to adjust the horizontal movement of the Fourier lens 118 through an actuator (not shown).

그러므로, 본 발명에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치는, 재생시 기준광(Sref)에 저장 매체(116)에 기록된 홀로그랙픽 데이터와 다른 편광 성분을 추가시켜 제 2광 분리기(120)를 통해 광 검출부(PD)(126)에서 상기 편광(S편광)을 검출함으로써 검출된 광량에 따라 도 3a 및 도 3b와 같이 저장 매체(116)에서 재생된 데이터 이미지(122a)가 CCD(122) 픽셀 어레이에 정확하게 매칭, 비매칭되는지를 판단하고 그 판단 여부에 따라 저장 매체(116) 뒷단에 설치된 퓨리에 렌즈(118)의 수평 이동을 조정하여 저장 매체(116)의 트랙킹 서보 제어를 수행한다.Therefore, the reproducing apparatus of the holographic digital data storage system according to the present invention adds polarization components different from the holographic data recorded on the storage medium 116 to the reference light Sref during reproducing, thereby providing the second optical splitter 120 with the second optical splitter 120. According to the amount of light detected by detecting the polarization (S polarization) by the photo detector PD 126, the data image 122a reproduced in the storage medium 116 as shown in FIGS. 3A and 3B is a CCD 122 pixel. The tracking servo control of the storage medium 116 is performed by determining whether the array is correctly matched and mismatched, and adjusting the horizontal movement of the Fourier lens 118 installed at the rear end of the storage medium 116 according to the determination.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 재생시 저장 매체에서 재생된 광에서 기준광과 다른 편광 성분을 검출하여 검출된 광으로 저장 매체에서 재생된 데이터 이 미지와 CCD의 픽셀 어레이를 정확하게 매칭하도록 서보 제어를 수행할 수 있다.As described above, the present invention performs servo control to accurately match the pixel array of the CCD with the data image reproduced from the storage medium by detecting the polarization component different from the reference light from the light reproduced from the storage medium during reproduction. can do.

그러므로 본 발명의 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치는 회전 중인 저장 매체의 광 디스크에 틸트가 발생하여 저장 매체에서 재생된 데이터 이미지가 CCD 픽셀 어레이 영역에 정확하게 매칭되지 않을 경우 저장 매체의 트랙킹 서보 제어를 수행함으로써 홀로그래픽 재생 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.Therefore, the reproducing apparatus of the holographic digital data storage system of the present invention provides a tracking servo control of a storage medium when a tilt occurs in an optical disk of a rotating storage medium so that the data image reproduced in the storage medium does not exactly match the CCD pixel array region. By doing this, there is an advantage of increasing the holographic reproduction efficiency.

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, various modifications are possible by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention described in the claims to be described later.

Claims (9)

기설정된 각도로 기준광을 입사시켜 저장 매체에 기록된 홀로그래픽 데이터를 재생하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치에 있어서,A reproducing apparatus of a holographic digital data storage system for reproducing holographic data recorded on a storage medium by injecting reference light at a predetermined angle, 상기 저장 매체에 기록된 홀로그래픽 데이터와 동일한 제 1편광과 이와 다른 제 2편광을 갖는 기준광을 상기 저장 매체에 기설정된 각도로 입사시키는 미러와,A mirror for injecting a reference light having a first polarized light equal to the holographic data recorded on the storage medium and a second polarized light different from the holographic data into the storage medium at a predetermined angle; 상기 저장 매체에서 재생된 광에서 제 1편광과 제 2편광으로 분기하는 광 분리기와,An optical splitter that splits light regenerated from the storage medium into first polarized light and second polarized light; 상기 광 분리기에서 분기된 제 1편광의 홀로그래픽 데이터 이미지를 촬영하여 전기적 신호로 변환하는 CCD와,A CCD for taking a holographic data image of the first polarized light branched from the optical separator and converting the image into an electrical signal; 상기 광 분리기에서 분기된 제 2편광의 광량을 검출하는 광 검출부와,A light detector for detecting an amount of light of the second polarized light branched from the optical separator; 상기 광 검출부에서 검출된 데이터에 따라 상기 저장 매체에서 재생된 데이터 이미지와 상기 CCD의 픽셀 어레이의 매칭, 비매칭을 판단하여 서보 제어를 수행하는 제어부A control unit performing servo control by determining matching and mismatching of the data image reproduced in the storage medium and the pixel array of the CCD according to the data detected by the light detector 를 포함하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치.Playback device of the holographic digital data storage system comprising a. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1편광은 P편광이며 상기 제 2편광은 S편광인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치.And wherein the first polarized light is P-polarized light and the second polarized light is S-polarized light. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1편광은 S편광이며 상기 제 2편광은 P편광인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치.And wherein the first polarized light is S-polarized light and the second polarized light is P-polarized light. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광 검출부는 2분할 포토다이오드로 이루어진 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치.And the light detector comprises two divided photodiodes. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 상기 저장 매체에서 재생된 데이터 이미지와 상기 CCD의 픽셀 어레이가 비매칭될 경우 상기 저장 매체와 상기 광 분리기 사이의 렌즈를 이동시켜 서보 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 장치.The control unit performs a servo control by moving a lens between the storage medium and the optical separator when the data image reproduced in the storage medium and the pixel array of the CCD are mismatched. Playback device. 기설정된 각도로 기준광을 입사시켜 저장 매체에 기록된 홀로그래픽 데이터를 재생하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 방법에 있어서,A reproduction method of a holographic digital data storage system for reproducing holographic data recorded on a storage medium by injecting reference light at a predetermined angle. 상기 저장 매체에 기록된 홀로그래픽 데이터와 동일한 제 1편광과 이와 다른 제 2편광을 갖는 기준광을 상기 저장 매체에 기설정된 각도로 입사시키는 단계와,Injecting a reference light having a first polarized light equal to the holographic data recorded on the storage medium and a second polarized light different from the holographic data into the storage medium at a predetermined angle; 상기 저장 매체에서 재생된 광에서 제 1편광과 제 2편광을 분기시키는 단계와,Dividing the first polarized light and the second polarized light from the light reproduced in the storage medium; 상기 제 1편광의 홀로그래픽 데이터 이미지를 CCD에서 촬영하여 전기적 신호로 변환하는 단계와,Photographing the holographic data image of the first polarized light in a CCD and converting the image into an electrical signal; 상기 광 분리기에서 분기된 제 2편광의 광량을 검출하는 단계와,Detecting an amount of light of the second polarized light branched from the optical separator; 상기 검출된 데이터에 따라 상기 저장 매체에서 재생된 데이터 이미지와 상기 CCD의 픽셀 어레이의 매칭, 비매칭을 판단하는 단계와,Determining matching and mismatching of the data image reproduced in the storage medium and the pixel array of the CCD according to the detected data; 상기 판단 결과, 상기 저장 매체에서 재생된 데이터 이미지와 상기 CCD의 픽셀 어레이의 비매칭될 경우 서보 제어를 수행하는 단계Performing servo control when the data image reproduced from the storage medium and the pixel array of the CCD are mismatched as a result of the determination; 를 포함하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 방법.Reproduction method of a holographic digital data storage system comprising a. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제 1편광은 P편광이며 상기 제 2편광은 S편광인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 방법.And wherein the first polarized light is P-polarized light and the second polarized light is S-polarized light. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제 1편광은 S편광이며 상기 제 2편광은 P편광인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 방법.And wherein the first polarized light is S-polarized light and the second polarized light is P-polarized light. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 서버 제어를 수행하는 단계는, 상기 저장 매체와 상기 광 분리기 사이의 렌즈를 이동시켜 서보 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장시스템의 재생 방법.In the performing of the server control, the servo control is performed by moving a lens between the storage medium and the optical separator.
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