全像裝置與其數(shù)據(jù)讀取方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種全像裝置與其數(shù)據(jù)讀取方法。
【背景技術】
[0002] 隨著科技的發(fā)展，電子檔案的所需儲存用量也跟著 上升。常見的儲存方式為記錄儲存介質(zhì)表面上磁或光的變化，以作為所儲存數(shù)據(jù)的依 據(jù)，例如磁盤片或光盤片。然而，隨著電子檔案的所需儲存用量增加，全像儲存的技術發(fā)展 開始受到注目。
[0003] 全像儲存技術為透過訊號光以及參考光產(chǎn)生干涉后，將影像數(shù)據(jù)寫入儲存介質(zhì) (感光材料）內(nèi)。當讀取數(shù)據(jù)時，透過重新照射參考光至儲存介質(zhì)（感光材料）上，即可藉 由繞射產(chǎn)生繞射光。接著，所產(chǎn)生的繞射光再被接收器讀取。
[0004] 于將繞射光轉(zhuǎn)譯為數(shù)字數(shù)據(jù)之步驟中，由于繞射光可能會受到噪聲之影響，接收 器對繞射光所進行的讀取步驟可能為多次，以更準確計算數(shù)據(jù)內(nèi)容并消除噪聲。然而，多次 的讀取步驟將延長將繞射光轉(zhuǎn)譯為數(shù)字數(shù)據(jù)的時間，使得接收器對數(shù)據(jù)讀取的效率不佳。 因此，如何提升全像儲存技術的讀取效率成為當前相關領域研究的目標。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種全像裝置，其透過剪切干涉儀將繞射光轉(zhuǎn) 換為第一光束與第二光束，并于光學接收器上形成第一成像范圍與第二成像范圍。透過第 一成像范圍與第二成像范圍內(nèi)對應初始參考訊號點之數(shù)據(jù)點，第一成像范圍的第一數(shù)據(jù)單 元格之相位可以藉由已知相位的數(shù)據(jù)點被推算出來。當?shù)谝怀上穹秶牡谝粩?shù)據(jù)單元格之 相位被推算出來后，全像裝置即可讀取出盤片內(nèi)所儲存的數(shù)據(jù)。透過以上相位推算的方式， 全像裝置對盤片的讀取次數(shù)為一次，使得全像裝置對盤片進行讀取的時間被縮短。
[0006] 優(yōu)選地，所述全像裝置包含全像儲存裝置、剪切干涉儀與光學接收器。全像儲存裝 置設置以提供讀取光至盤片，以使讀取光于盤片繞射后成為繞射光。剪切干涉儀設置以接 收繞射光，并將繞射光轉(zhuǎn)換為第一光束與第二光束，其中第一光束與第二光束互相平行。光 學接收器設置以接收剪切干涉儀所提供之第一光束與第二光束。
[0007] 優(yōu)選地，所述全像儲存裝置包含光源模塊。光源模塊設置以提供訊號光，其中光源 模塊所提供之訊號光具有初始參考訊號點。
[0008] 優(yōu)選地，剪切干涉儀包含反射式剪切平板或穿透式剪切平板。
[0009] 優(yōu)選地，所述全像裝置更包含無焦系統(tǒng)。無焦系統(tǒng)設置于剪切干涉儀與光學接收 器之間，其中無焦系統(tǒng)用以縮小剪切干涉儀所提供之第一光束與第二光束于光學接收器上 之成像。
[0010] 優(yōu)選地，所述剪切干涉儀包含透明基板與介質(zhì)層。透明基板具有相對且不平行的 第一表面與第二表面。介質(zhì)層設置于第一表面并與第一表面平行。
[0011] 優(yōu)選地，介質(zhì)層之厚度大于〇微米（μ m)并小于或等于10微米（μ m)。
[0012] 優(yōu)選地，所述全像裝置更包含無焦系統(tǒng)。無焦系統(tǒng)設置于剪切干涉儀與光學接收 器之間，其中無焦系統(tǒng)用以放大剪切干涉儀所提供之第一光束與第二光束于光學接收器上 之成像。
[0013] 優(yōu)選地，所述全像裝置更包含第一透鏡、第二透鏡與低通濾波器。第一透鏡與第二 透鏡設置于全像儲存裝置與剪切干涉儀之間，且自全像儲存裝置行進至剪切干涉儀之繞射 光依序通過第一透鏡與第二透鏡。低通濾波器設置于第一透鏡與第二透鏡之間。低通濾波 器具有光孔，光孔之尺寸介于光學接收器的1X1個最小畫素單位至光學接收器的4X4個最 小畫素單位之間。
[0014] 優(yōu)選地，所述剪切干涉儀所提供之第一光束與第二光束于光學接收器上之成像范 圍分別為第一成像范圍與第二成像范圍。第一成像范圍與第二成像范圍為相同尺寸的矩 形，且第一成像范圍與第二成像范圍部分重迭。
[0015] 優(yōu)選地，所述第一成像范圍與第二成像范圍之間存在縱向距離差與橫向距離差。 橫向距離差與縱向距離差之比值為一角度的正切值，其中此角度大于或等于0度并小于或 等于90度。
[0016] 優(yōu)選地，所述剪切干涉儀設置以使第一成像范圍與第二成像范圍之間的橫向距離 差或縱向距離差為光學接收器的最小畫素單位之整數(shù)倍。
[0017] 優(yōu)選地，其中剪切干涉儀由第一會聚透鏡、第二會聚透鏡與光柵單元組成。第一會 聚透鏡與第二會聚透鏡設置于全像儲存裝置與光學接收器之間，且自全像儲存裝置行進至 光學接收器之繞射光依序通過第一會聚透鏡與第二會聚透鏡。光柵單元設置于第一會聚透 鏡與第二會聚透鏡之間。
[0018] 優(yōu)選地，光柵單元包含第一光柵與第二光柵。第二光柵與第一光柵平行設置，且自 第一會聚透鏡行進至第二會聚透鏡之繞射光依序通過第一光柵與第二光柵。
[0019] 優(yōu)選地，光柵單元包含傾斜式光柵（blazed grating)或雙頻率式光柵（double frequency grating)〇
[0020] 本發(fā)明所要解決的另一個技術問題是提供一種全像裝置的數(shù)據(jù)讀取方法，包含下 列步驟。透過全像儲存裝置提供訊號光至盤片，其中訊號光具有初始參考訊號點，使得盤片 內(nèi)記錄有對應初始參考訊號點之信息。透過全像儲存裝置提供讀取光至盤片，使得讀取光 于盤片產(chǎn)生繞射后形成繞射光，其中繞射光具有對應初始參考訊號點之數(shù)據(jù)點。透過剪切 干涉儀將繞射光轉(zhuǎn)換為互相平行的第一光束與第二光束。導引第一光束與第二光束至光學 接收器。第一光束與第二光束于光學接收器上之成像范圍分別為第一成像范圍與第二成像 范圍。第一成像范圍與第二成像范圍為相同尺寸的矩形，且第一成像范圍與第二成像范圍 部分重迭。
[0021] 優(yōu)選地，第一成像范圍具有第一數(shù)據(jù)單元格，每一第一數(shù)據(jù)單元格具有第一相位 或第二相位。第二成像范圍具有第二數(shù)據(jù)單元格，每一第二數(shù)據(jù)單元格具有第一相位或第 二相位。于第一成像范圍與第二成像范圍重迭之區(qū)域內(nèi)的每一第一數(shù)據(jù)單元格與每一第二 資料單元格完全重合。
[0022] 優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)讀取方法更包含根據(jù)第一成像范圍與第二成像范圍重迭之區(qū)域 內(nèi)的完全重合的第一數(shù)據(jù)單元格與第二數(shù)據(jù)單元格，將剪切干涉儀所提供之第一光束與第 二光束透過干涉自相位分布形式轉(zhuǎn)換為強度分布形式。
[0023] 優(yōu)選地，將第一光束與第二光束透過干涉自相位分布形式轉(zhuǎn)換為強度分布形式之 步驟更包含下列步驟。當每一組完全重合之第一數(shù)據(jù)單元格及第二數(shù)據(jù)單元格皆為第一相 位或第二相位時，定義此組完全重合之第一數(shù)據(jù)單元格及第二數(shù)據(jù)單元格于光學接收器之 強度為第一強度。當每一組完全重合之第一數(shù)據(jù)單元格及第二數(shù)據(jù)單元格分別為第一相位 與第二相位時，定義此組完全重合之第一數(shù)據(jù)單元格及第二數(shù)據(jù)單元格于光學接收器之強 度為第二強度。
[0024] 優(yōu)選地，數(shù)據(jù)讀取方法更包含以下步驟。將第一光束與第二光束自相位分布形式 轉(zhuǎn)換為強度分布形式后，透過第一光束與第二光束的強度分布形式與對應初始參考訊號點 之數(shù)據(jù)點，推算第一成像范圍內(nèi)的每一第一數(shù)據(jù)單元格之相位。
[0025] 優(yōu)選地，推算第一成像范圍內(nèi)的每一第一數(shù)據(jù)單元格之相位之步驟更包含以下步 驟。自第一數(shù)據(jù)單元格中對應初始參考訊號點之數(shù)據(jù)點之一者開始向其他的每一組完全重 合之第一數(shù)據(jù)單元格及第二數(shù)據(jù)單元格進行推算。
[0026] 優(yōu)選地，第一成像范圍與第二成像范圍之間存在縱向距離差與橫向距離差。橫向 距離差與縱向距離差之比值為一角度的正切值，其中此角度大于或等于〇度并小于或等于 90度。
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明之第一實施方式的全像裝置的光路示意圖。
[0028] 圖2A為第1圖的全像裝置的全像儲存裝置以同軸方式配置的配置示意圖。
[0029] 圖2B為第1圖的全像裝置的全像儲存裝置以離軸方式配置的配置示意圖。
[0030] 圖3A為第1圖的第一光束于光學接收器上的第一成像范圍的示意圖。
[0031] 圖3B為第1圖的第二光束于光學接收器上的第二成像范圍的示意圖。
[0032] 圖4A與圖4B為第1圖的全像裝置進行第一光束與第二光束的讀取的示意圖。
[0033] 圖5A至圖51為圖1的全像裝置之中的全像儲存裝置所提供之具有初始參考訊號 點的訊號光于多個實施例的示意圖。
[0034] 圖6為本發(fā)明之第二實施方式的全像裝置的光路示意圖。
[0035] 圖7為本發(fā)明之第三實施方式的全像裝置的光路示意圖。
[0036] 圖8為本發(fā)明之第四實施方式的全像裝置的配置示意圖。
[0037] 圖9為本發(fā)明之第五實施方式的全像裝置的光路示意圖。
[0038] 圖IOA為本發(fā)明之第六實施方式的全像裝置的光路示意圖。
[0039] 圖IOB為圖IOA的光柵單元的配置示意圖。
[0040] 圖IlA為本發(fā)明之第七實施方式的全像裝置的光路示意圖。
[0041] 圖IlB為圖IlA的光柵單元的配置示意圖。
[0042] 圖12為本發(fā)明之第八實施方式的全像裝置的光路示意圖。
[0043] 100全像裝置；102全像儲存裝置；104低通濾波器；105光孔；106盤片；108光學 接收器；109第一反射鏡；110第一透鏡；111第二透鏡；112A、112B導引透鏡；113振鏡；114 光源模塊 ；115、1154、1158空間光調(diào)制器；116、1164、1168偏振分光鏡；117分色鏡；118第 二反射鏡；119物鏡；120剪切干涉儀；122反射式剪切平板；124穿透式剪切平板；126無焦 系統(tǒng)；128透明基板；130介質(zhì)層；132第一會聚透鏡；134第二會聚透鏡；136光柵單元；138 第一光柵；140第二光柵；142傾斜式光柵；144雙頻率式光柵；Pl第一相位；P2第二相位； Al第一成像范圍；A2第二成像范圍；D繞射光；M、Ml j第一資料單元格；N、N ^第二資料單元 格；R初始參考訊號點；L讀取光；Ll第一光束；L2第二光束；L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、 L11、L12光束；SI第一表面；S2第二表面；V縱向距離差；H橫向距離差；Θ角度。
【具體實施方式】
[0044] 以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發(fā)明之精神，任何所屬技術領域中具有通常 知識者在了解本發(fā)明之較佳實施方式后，當可由本發(fā)明所教示之技術，加以改變及修飾，其 并不脫離本發(fā)明之精神與范圍。
[0045] 于全像儲存系統(tǒng)中，當對全像盤片進行寫入儲存數(shù)據(jù)時，由訊號光以