KR20030083521A - 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 어드레싱 방법에 관한 것으로, 특히 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템은 1기준 그룹, 정보 그룹, 두 비트로 이루어진 분할 비트로 이루어진 제 1코드와 제 2기준 그룹을 포함하는 제 2코드에서 순차적으로 인출된 두 비트를 이용하여 각 페이지의 어드레싱 코드를 기록한 후에, 재생 모드에서 한 비트의 어드레싱 코드를 m개 단위로 그룹화시켜며, 그룹화된 m개의 비트에서 제 1, 2기준 그룹을 검색하여 현재 재생중인 페이지 정보를 얻을 수 있다.
즉, 두 개의 비트로 된 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 어드레싱 코드를 생성하여 각 페이지에 기록하고, 기록된 어드레싱 코드를 이용하여 페이지 정보를 얻을 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 저장 매체(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 마이컴(30)에 전송한다.
중앙 제어부(30)는 CCD(20)에서 출력되는 어드레싱 코드를 이용하여 재생되는 페이지 정보를 얻는데, 기 설정된 페이지마다 하나의 테스트 페이지를 삽입하여테스트 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, 제 1기준 그룹, 정보 그룹, 분할 비트를 갖는 m 비트로 구성된 제 1코드와 기 설정된 단위로 한 비트씩 천이되는 제 2기준 그룹을 갖는 제 2코드에서 순차적으로 인출된 두 비트로 각 페이지의 어드레싱 코드를 기록하고, 재생 시에 재생 중인 페이지의 어드레싱 코드에서 m 개의 어드레싱 코드를 그룹핑하고, 그룹핑된 m개의 비트들 중에서 제 1, 2기준 그룹을 이용하여 재생 중인 페이지 정보를 판독할 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 디지털 데이터와 어드레싱 코드를 저장하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템에 있어서, 기준 페이지가 m일 때 연속적으로 “on”(또는 “off”)되는 n개의 제 1기준 그룹, 상기 제 1기준 그룹과 다른 값을 갖는 2개의 분할 비트 사이에 m-(n+2)개 중에서 “on”(또는 “off”)되는 개수(a)에 따른 조합수(S=m-(n+2)Ca)를 갖는 정보 그룹으로 이루어지되, 상기 정보 그룹의 조합에 따라 상기 제 1기준 그룹과 2개의 분할 비트가 반복되어 m*S개의 제 1코드를 형성하고, b개의 제 2기준 그룹을 갖는 m 비트가 m*S 단위로 반복되며, 상기 m*S 단위로 제 2기준 그룹이 한 비트씩 천이되어 구성된 제 2코드들 생성하는 코드 생성부와, 상기 제 1,2코드에서 각각 한 비트씩 순차적으로 인출하여 각 페이지의 어드레싱 영역에 기록하는 코드 기록부와, 재생 모드 시에 비트 단위로 출력되는 상기 어드레싱 코드를 이용하여 재생중인 페이지의 어드레싱 코드로부터 m개의 어드레싱 코드를 그룹화시키는 그룹화부와, 상기 어드레싱 코드에서 상기 제 1, 2기준 그룹의 위치를 검색하고, 상기 제 1, 2기준 그룹의 시작 비트들간의 차이를 계산하여 상기 제 1기준 그룹이 속하는 페이지 정보를 판독하는 그룹 판독부와, 상기 제 1기준 그룹의 앞 또는 뒤에 존재하는 비트 값을 이용하여 상기 제 1기준 그룹의 시작 페이지 정보를 판독하고, 상기 시작 페이지 정보에서 재생중인 페이지의 어드레싱 코드까지 카운트한 값과 상기 그룹 판독부에서 판독된 페이지 정보를 이용하여 재생중인 페이지 정보를 검출하는 페이지 판독부를 포함한다.
본 발명은, 광원으로부터 분리된 기준 광과 물체 광을 이용하여 저장 매체에 페이지 단위로 홀로그래픽 디지털 데이터와 어드레싱 코드를 저장하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템의 어드레싱 방법에 있어서, 기준 페이지가 m일 때 연속적으로 “on”(또는 “off”)되는 n개의 제 1기준 그룹, 상기 제 1기준 그룹과 다른 값을 갖는 2개의 분할 비트 사이에 m-(n+2)개 중에서 “on”(또는 “off”)되는 개수(a)에 따른 조합수(S=m-(n+2)Ca)를 갖는 정보 그룹으로 이루어지되, 상기 정보 그룹의 조합에 따라 상기 제 1기준 그룹과 2개의 분할 비트가 반복되어 m*S개의 제 1코드를 형성하고, b개의 제 2기준 그룹을 갖는 m 비트가 m*S 단위로 반복되며, 상기 m*S 단위로 제 2기준 그룹이 한 비트씩 천이되어 구성된 제 2코드들 생성하는 단계와, 상기 제 1,2코드에서 각각 한 비트씩 순차적으로 인출하여 각 페이지의 어드레싱 영역에 기록하는 단계와, 재생 모드 시에 비트 단위로 출력되는 상기 어드레싱 코드를 이용하여 재생중인 페이지의 어드레싱 코드로부터 m개의 어드레싱 코드를 그룹화시키는 단계와, 상기 어드레싱 코드에서 상기 제 1, 2기준 그룹의 위치를 검색하고, 상기 제 1, 2기준 그룹의 시작 비트들간의 차이를 계산하여 상기 제 1기준 그룹이 속하는 페이지 정보를 판독하는 단계와, 상기 제 1기준 그룹의 앞 또는 뒤에 존재하는 비트 값을 이용하여 상기 제 1기준 그룹의 시작 페이지 정보를 판독하고, 상기 시작 페이지 정보에서 재생중인 페이지의 어드레싱 코드까지 카운트한 값과 상기 그룹 판독부에서 판독된 페이지 정보를 이용하여 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 발명에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템에 의해서 생성된 어드레싱 코드를 나타내는 도면이고.
도 5는 본 발명의 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템에서 재생 중인 페이지 정보 추출을 위해 그룹화된 어드레싱 코드를 나타내는 예시도이다
＜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 발명에 따른 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템에 의해서 생성된 어드레싱 코드를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템에서 재생 중인 페이지 정보 추출을 위해 그룹화된 어드레싱 코드를 나타내는 예시도이다.
도 2를 참조하면, 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 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 분리하므로 광 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 물체의 광으로 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 데이터에 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 발생하는데, 이러한 과정을 통해 저장 매체(108)에 홀로그램 데이터의 간섭 무늬가 기록된다. 그리고 홀로그래픽 디지털 저장 시스템은 저장 매체(108)에 데이터를 기록할 때 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 두 비트로 구성된 어드레싱 코드를 생성하여 입력 데이터와 함께 공간 광 변조기(102)를 통해 각 페이지의 어드레싱 영역에 기록하고, 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 송출하는데, 그 구성은 코드 생성부(121), 코드 기록부(122), 그룹화부(123), 그룹 판독부(124), 페이지 판독부(125), 페이지 이동부(126)로 이루어진다.
어드레싱 영역(210)에 기록되는 어드레싱 코드는 코드 생성부(121)에 의해서 생성되는데, 코드 생성부(121)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 기준 페이지가 m일 때 연속적으로 “on”(또는 “off”)되는 n 비트로 이루어진 제 1기준 그룹, 제 1기준 그룹과 다른 값을 갖는 2개의 분할 비트(220) 사이에 m-(n+2) 비트 중에서 “on”(또는 “off”)되는 개수(a)에 따른 조합수를 갖는 정보 그룹으로 이루어지되, 변경된 정보 그룹의 조합과 제 1기준 그룹과 2개의 분할 비트가 반복되어 m*S개의 제 1코드를 형성하고, b개의 제 2기준 그룹을 갖는 m 비트가 m*S 단위로 반복되며, m*S 단위로 제 2기준 그룹이 한 비트씩 천이되어 구성된 제 2코드들 생성한다.
정보 그룹의 조합 수(S)는 아래의 수학식 1과 같다.
S =m-(n+2)Ca
이때 정보 그룹을 형성하는 m-(n+2) 비트 중에서 “on”(또는 “off”)되는 비트 수(a)는 m-2n-2보다 큰 값을 가져야한다.
코드 기록부(122)는 코드 생성부(121)에 의해서 생성된 제 1코드와 제 2코드에서 각각 한 비트씩 순차적으로 인출하여 각 페이지의 어드레싱 영역에 기록하는데, 제 1코드와 제 2코드에서 인출된 각각 비트들은 어드레싱 코드로 이용된다.
예를 들어, 기준 페이지가 10일 때 아래의 표 1과 같은 어드레싱 코드를 갖는데, 앞부분의 “000”은 제 1기준 그룹이 되며, 4번째와 10번째의 “1”은 기준 그룹과 정보 그룹을 분할시키는 분할 비트이며, “A1,A2,A3,A4,A5”는 페이지 정보를 나타내는 정보 그룹이다.
0 0 0 1 A1 A2 A3 A4 A5 1
정보 그룹 내에 “on”(또는 “off”)의 개수를 a는 계산식(m-2n-2)으로부터 2보다 큰 값이어야 하기 때문에, 조합수는5C3또는5C4가 되며,5C4인 경우 조합 수는 5가지로 기준 페이지의 수 10보다 작으므로5C3이 선택된다.
코드 생성부(121)는 정보 그룹의 조합 변경에 따라 제 1기준그룹과 2개의 분할 비트를 반복함으로써 아래의 표 2와 같은 제 1코드를 생성한다.
페이지수 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1∼10 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1
11∼20 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1
21∼30 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1
31∼40 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1
41∼50 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1
51∼60 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1
61∼70 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1
71∼80 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1
81∼90 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1
91∼100 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1
이후, 코드 생성부(121)는 예를 들어 한 개의 비트의 제 2기준 그룹을 갖는 10비트로 이루어지며, m*S(100) 단위로 제 2기준 그룹의 값을 한 비트씩 천이하여 아래의 표 3과 같은 제 2코드를 생성한다.
페이지수 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1∼100 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
101∼200 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
201∼300 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
301∼400 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
401∼500 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
501∼600 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
601∼700 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
701∼800 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
801∼900 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
901∼1000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
코드 기록부(122)는 코드 생성부(121)에서 생성된 제 1, 2코드에서 각각 한 비트씩 인출하여 공간 광 변조기(102)를 통해 각 페이지의 소정 영역에 기록하는데, 제 1코드에서 인출되는 한 비트는 백 단위로 반복해서 인출된다.
코드 기록부(122)에 의해서 어드레싱 코드를 기록하는 방법은 회전 거울(104)을 회전시키는 액추에이터(105)를 제어하여 어드레싱 코드를 포함하는 데이터 페이지를 기록하는 앵클 멀티플렉싱과 저장 매체(108)의 상하로 움직여서 어드렛싱 코드를 포함한 데이터 페이지(200)를 기록하는 쉬프트 멀티플렉싱이 있다. 또한 어드레싱 코드는 데이터를 기록하는 각 페이지의 좌측 상단인 어드레싱 영역(210)에 기록된다.
상기와 같은 방법으로 기록된 어드레싱 코드를 갖는 데이터가 재생되는 경우에 대하여 설명하면 아래와 같다.
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.
그룹화부(123)는 비트 단위로 출력되는 어드레싱 코드를 이용하여 재생중인 페이지의 어드레싱 코드로부터 m개의 어드레싱 코드를 그룹화시킨다.
그룹 판독부(124)는 그룹화된 어드레싱 코드에서 제 1, 2기준 그룹의 위치를 검색하고, 제 1, 2기준 그룹의 시작 비트들간의 차이를 계산하여 제 1기준 그룹이 속하는 시작 페이지 정보를 판독한다.
페이지 판독부(125)는 제 1기준 그룹을 중심으로 분할 비트 사이에 존재하는 소정 개수의 정보 그룹의 비트를 이용하여 제 1기준 그룹의 시작 페이지 정보에서 재생중인 페이지의 어드레싱 코드까지 카운트하여 현재 재생중인 페이지 정보를 검출한다.
페이지 이동부(126)는 임의의 재생 요구 신호에 응답하여 페이지 판독부(125)에서 판독된 재생중인 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 기준 페이지를 10으로 하여, 표 2, 3에 도시된 바와 같이, 제 1코드 100개와 제 2코드 1000개를 생성하였으며, 코드 기록부(122)는 코드 생성부(121)에 의해서 생성된 제 1, 2코드에서 순차적 한 비트씩 인출하여 앵클 멀티플렉싱 또는 쉬프트 멀티플렉싱 방법으로 각 페이지의 소정 영역에 순차적으로 기록하였다는 가정 하에 설명하기로 한다.
재생 모드에서, 출력부(110)는 각 페이지에 기록된 어드레싱 코드를 비트 단위로 신호 처리하여 중앙 제어부(120)에 전송하며, 중앙 제어부(120)의 그룹화부(123)는 임의의 페이지 재생 요구 신호에 응답하여 현재 재생중인 페이지의 어드레싱 코드를 기준으로 하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 이전 10개의 어드레싱 코드를 추출하여 그룹화시킨다.
그룹 판독부(124)는 그룹화된 어드레싱 코드들 중에서 제 1기준 그룹(“000”으로 이루어진 그룹) 위치와 제 2기준 그룹(“1”)을 검색하여 제 1기준 그룹의 첫 번째 비트에서 제 2기준 그룹까지 카운트하여 제 1기준 그룹의 시작 페이지 정보를 판독한다. 다시 말해서, 제 1기준 그룹의 첫 번째 비트에서 제 2기준 그룹의 마지막 비트까지의 카운트 결과가 4임으로 제 1기준 그룹은 400페이지 단위에 포함된 것임으로 알 수 있다.
페이지 판독부(125)는 제 1기준 그룹의 앞 또는 뒤에 존재하는 비트들을 검사하여 비트 값인 “1101”이 정보 그룹임을 판단하고, 정보 그룹을 이용하여 기준 그룹(“000”)의 시작 위치 점을 검출한다. 즉, 정보 그룹(“1101”)을 이용하여 정보 그룹을 어드레싱 코드로 갖는 페이지의 일 단위의 값을 알 수 있는데, 이때 정보 그룹인“1101”은 7-10페이지 정보를 나타내고, 7-10페이지가 “1101”인 그룹은, 표 2에 도시된 바와 같이, 61∼70 페이지 그룹이기 때문에 기준 그룹인 “000”은 71, 72, 73 페이지의 어드레싱 코드가 된다.
그러므로, 페이지 판독부(124)는 현재 재생중인 페이지의 어드레싱 코드 “1”은 76 페이지임을 판독함으로써 “10”을 어드레싱 코드로 갖는 페이지가 476 페이지임을 검출한다.
페이지 이동부(125)는 재생 요구 페이지가 900페이지인 경우에 현재 재생중인 페이지(476)와 재생 요구 페이지의 차(424)에 따른 재생용 기준광의 편향 각도를 계산하고, 계산된 편향 각도로 회전 거울(104)을 회전시키기 위해서 액추에이터(105) 제어 신호를 발생시키며, 액추에이터(105)는 편향 각도만큼 회전거울(104)을 회전시켜 재생용 기준광을 저장 매체(108)에 입사시킨다.
저장 매체(108)는 재생용 기준광에 응답하여 재생 요구 페이지(900페이지)를 제 3렌즈군(109) 및 출력부(110)를 통해 출력한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 제 1기준 그룹, 정보 그룹, 두 비트로 이루어진 분할 비트로 이루어진 제 1코드와 제 2기준 그룹을 포함하는 제 2코드에서 순차적으로 인출된 두 비트를 이용하여 각 페이지의 어드레싱 코드를 기록한 후에, 재생 모드에서 한 비트의 어드레싱 코드를 m개 단위로 그룹화시켜며, 그룹화된 m개의 비트에서 제 1, 2기준 그룹을 검색하여 현재 재생중인 페이지 정보를 얻을 수 있다.
즉, 두 개의 비트로 된 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 (8)

  1. 광원으로부터 분리된 기준 광과 물체 광을 이용하여 저장 매체에 페이지 단위로 홀로그래픽 디지털 데이터와 어드레싱 코드를 저장하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템에 있어서,
    기준 페이지가 m일 때 연속적으로 “on”(또는 “off”)되는 n개의 제 1기준 그룹, 상기 제 1기준 그룹과 다른 값을 갖는 2개의 분할 비트 사이에 m-(n+2)개 중에서 “on”(또는 “off”)되는 개수(a)에 따른 조합수(S=m-(n+2)Ca)를 갖는 정보 그룹으로 이루어지되, 상기 정보 그룹의 조합에 따라 상기 제 1기준 그룹과 2개의 분할 비트가 반복되어 m*S개의 제 1코드를 형성하고, b개의 제 2기준 그룹을 갖는 m 비트가 m*S 단위로 반복되며, 상기 m*S 단위로 제 2기준 그룹이 한 비트씩 천이되어 구성된 제 2코드들 생성하는 코드 생성부와,
    상기 제 1,2코드에서 각각 한 비트씩 순차적으로 인출하여 각 페이지의 어드레싱 영역에 기록하는 코드 기록부와,
    재생 모드 시에 비트 단위로 출력되는 상기 어드레싱 코드를 이용하여 재생중인 페이지의 어드레싱 코드로부터 m개의 어드레싱 코드를 그룹화시키는 그룹화부와,
    상기 어드레싱 코드에서 상기 제 1, 2기준 그룹의 위치를 검색하고, 상기 제 1, 2기준 그룹의 시작 비트들간의 차이를 계산하여 상기 제 1기준 그룹이 속하는페이지 정보를 판독하는 그룹 판독부와,
    상기 제 1기준 그룹의 앞 또는 뒤에 존재하는 비트 값을 이용하여 상기 제 1기준 그룹의 시작 페이지 정보를 판독하고, 상기 시작 페이지 정보에서 재생중인 페이지의 어드레싱 코드까지 카운트한 값과 상기 그룹 판독부에서 판독된 페이지 정보를 이용하여 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 이동시켜 상기 재생 요구 페이지를 재생시키는 페이지 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 어드레싱 코드가 기록된 어드레싱 영역은,
    상기 페이지의 좌측 상단인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 정보 그룹 중에서 “on”(또는 “off”)되는 비트 수(a)는,
    m-n-2보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템.
  5. 광원으로부터 분리된 기준 광과 물체 광을 이용하여 저장 매체에 페이지 단위로 홀로그래픽 디지털 데이터와 어드레싱 코드를 저장하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템의 어드레싱 방법에 있어서,
    기준 페이지가 m일 때 연속적으로 “on”(또는 “off”)되는 n개의 제 1기준 그룹, 상기 제 1기준 그룹과 다른 값을 갖는 2개의 분할 비트 사이에 m-(n+2)개 중에서 “on”(또는 “off”)되는 개수(a)에 따른 조합수(S=m-(n+2)Ca)를 갖는 정보 그룹으로 이루어지되, 상기 정보 그룹의 조합에 따라 상기 제 1기준 그룹과 2개의 분할 비트가 반복되어 m*S개의 제 1코드를 형성하고, b개의 제 2기준 그룹을 갖는 m 비트가 m*S 단위로 반복되며, 상기 m*S 단위로 제 2기준 그룹이 한 비트씩 천이되어 구성된 제 2코드들 생성하는 단계와,
    상기 제 1,2코드에서 각각 한 비트씩 순차적으로 인출하여 각 페이지의 어드레싱 영역에 기록하는 단계와,
    재생 모드 시에 비트 단위로 출력되는 상기 어드레싱 코드를 이용하여 재생중인 페이지의 어드레싱 코드로부터 m개의 어드레싱 코드를 그룹화시키는 단계와,
    상기 어드레싱 코드에서 상기 제 1, 2기준 그룹의 위치를 검색하고, 상기 제1, 2기준 그룹의 시작 비트들간의 차이를 계산하여 상기 제 1기준 그룹이 속하는 페이지 정보를 판독하는 단계와,
    상기 제 1기준 그룹의 앞 또는 뒤에 존재하는 비트 값을 이용하여 상기 제 1기준 그룹의 시작 페이지 정보를 판독하고, 상기 시작 페이지 정보에서 재생중인 페이지의 어드레싱 코드까지 카운트한 값과 상기 그룹 판독부에서 판독된 페이지 정보를 이용하여 재생중인 페이지 정보를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템의 어드레싱 방법.
  6. 제 5항에 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 이동시켜 상기 재생 요구 페이지를 재생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템의 어드레싱 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 어드레싱 코드가 기록된 어드레싱 영역은,
    상기 페이지의 좌측 상단인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템의 어드레싱 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 정보 그룹 중에서 “on”(또는 “off”)되는 비트 수(a)는,
    m-n-2보다 큰 값을 갖는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 디지털 데이터 저장 및 재생 시스템의 어드레싱 방법.
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