KR100600277B1 - 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치 - Google Patents

홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치에 관한 것으로서, 특히 본 발명의 장치는 광 반사층을 갖는 홀로그래픽 롬 디스크와, 앞면뿐만 아니라 뒷면에도 반사면을 갖는 미러와, 미러의 앞면 및 뒷면에 입사되는 기준광을 분기하는 제 1빔 스플리터와, 제 1빔 스플리터에서 분기된 기준광을 미러의 뒷면 반사면에 전달하거나 미러의 뒷면 반사면에서 반사된 광을 투과하는 제 2빔 스플리터와, 제 2빔 스플리터에서 투과된 광량을 검출하는 광 검출부를 포함한다. 그러므로 본 발명은 데이터 재생시 뒷면 반사면과 광 디스크를 통해서 반사된 기준광을 검출함으로써 디스크 표면에 입사되는 기준광 각도 에러를 판별할 수 있고, 광 디스크의 틸트 등으로 인해 광 디스크에 입사되는 기준광 각도가 변화될 경우 미러의 액츄에이터를 자동으로 구동하여 서보 제어를 수행할 수 있다.
홀로그래픽 롬(HROM), 기준광, 미러, 광 검출부

Description

홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치{SERVO DEVICE OF THE HOLOGRAPHIC ROM DISK}
도 1은 종래 기술에 의한 홀로그래픽 롬 디스크의 재생 장치를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치를 나타낸 구성도,
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치는 기준광 각도 변환을 검출하고 검출 결과에 따라 서보 제어를 수행하는 예를 나타낸 도면들.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 광원 102 : 제 1빔 스플리터
108 : 기준광 반사 미러 118 : 제 1광 검출부(PDIC1)
120 : 제 1서보 제어부 124 : 제 2빔 스플리터
126 : 편광 변형부 130 : 제 2광 검출부(PDIC2)
132 : 제 2서보 제어부 134 : 액츄에이터
본 발명은 홀로그래픽 롬(HROM : Holographic ROM) 디스크의 서보 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 홀로그래픽 디스크에 기록된 데이터의 재생시 디스크 표면에 입사되는 기준광 각도 에러 및 이의 서보 제어를 수행할 수 있는 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치에 관한 것이다.
정보 산업이 발달함에 따라 정보를 저장하는 장치의 대용량화, 처리 속도의 고속화가 요구된다. 이에 홀로그래픽 디지털 데이터를 기록 및 이를 재생하는 장치중에서 홀로그래픽 롬은 CD, DVD 등과 같은 광 디스크의 한 비트에 대량의 페이지 정보를 저장할 수 있으며 저장된 데이터를 병렬로 처리하기 때문에 데이터 입출력 속도가 빠르다. 이러한 이점 때문에 홀로그래픽 롬은 차세대 대용량 정보 저장장치로 각광을 받고 있다.
홀로그래픽 롬의 재생시에는 기록할 때와 동일한 각도로 기준광이 광 디스크에 입사되어야 한다. 그런데 디스크가 회전을 하게 되면, 디스크 틸트(disc tilt) 등의 여러 가지 요인에 의해 기준광의 입사 각도가 달라져 재생되는 홀로그래픽 데이터 신호의 강도(intensity)가 약해진다. 이를 방지하기 위해서 다음 도 1과 같이 홀로그래픽 롬에서는 재생 장치내 서보 제어부를 이용하여 재생되는 신호의 강도가 약해지는 것을 막는다.
도 1은 종래 기술에 의한 홀로그래픽 롬 디스크의 재생 장치를 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 홀로그래픽 롬 디스크의 재생 장치는 광원(10)으로부터 생성되어 기준광 경로(S1)를 제공하는 제 1광학계를 통해 입사된 기준광을 반사시켜 기록 매체인 광 디스크(1)에 소정 각도로 입사시키는 미러(20)와, 광 디스크(1)에 입사된 광에 의해 회절된 광이 재생 경로(S2)를 제공하는 제 2광학계를 통해 전달되며 이 재생광을 검출하는 광 검출부(PDIC : Photo Detect IC)(30)와, 광 검출부(PDIC)(30)를 통해 검출된 데이터에 따라 상기 제 2광학계의 대물 렌즈(object lens)(71)의 위치를 제어하는 서보 제어부(40)를 포함한다.
제 1광학계는 광원(10)에서 방출된 광을 변형하는 리듀서(reducer)(50)와, 리듀서(50)를 통과한 광을 개구부를 통해 미러(20)에 주사하는 애퍼처(aperture)(60)를 포함한다. 이때 미러(20)는 액츄에이터(22)에 의해 디스크로 입사되는 기준광의 반사 각도를 조정한다.
그리고 제 2광학계는 광 디스크(1)에서 회절된 광을 광 검출부(PDIC)(30)에 입사시키는 대물 렌즈(objective lens)(71)와 슬릿(slit)(73) 및 집광 렌즈(condenser lens)(75)를 포함한다.
이와 같이 구성된 홀로그래픽 롬 디스크의 재생 장치는 광원(10)의 레이저 광이 제 1광학계의 리듀서(50)와 애퍼처(60)를 통해 미러(20)에 입사되면 미러(20)는 설정된 각도(기록시 기준광 입사 각도)로 레이저 광을 광 디스크(1)에 반사시킨다. 광 디스크(1)에 입사된 광은 디스크 내부의 기록 물질층에 의해 회절되고, 회절된 광은 제 2광학계의 대물 렌즈(71), 슬릿(73) 및 집광 렌즈(75)를 통해 광 검출부(PDIC)(30)로 전달된다.
4분할 포토다이오드 등으로 이루어진 광 검출부(PDIC)(30)는 분할된 각 센서 영역에서 검출된 광량 데이터를 서보 제어부(40)에 전달한다. 서보 제어부(40)는 광 검출부(PDIC)(30)에서 전달된 4분할 센서 영역의 광량 데이터가 설정된 데이터와 동일한지 아닌지를 비교하여 대물 렌즈(71)의 위치 등을 조정하기 위한 서보 제어를 수행한다.
그러나 이와 같은 종래 기술에 의한 홀로그래픽 롬(HROM)의 재생 장치는 광 디스크로부터 재생된 광을 이용하여 대물 렌즈(71)의 위치를 조정하는 서보 제어를 수행할 뿐 미러에 의해 반사된 기준광이 광 디스크에 설정된 각도로 정확하게 입사되는지를 측정하지는 않고 있다. 이에 따라 재생시 광 디스크에 입사되는 기준광이 기록할 때와 동일한 각도로 정확하게 입사되는지를 알 수 없었다. 또한 기준광의 입사 각도가 잘못되었을 경우 미러의 각도를 조정하는 액츄에이터를 자동으로 서보 제어할 수 없었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 광 디스크에 기록 각도와 동일한 각도로 기준광을 반사시키는 미러 뒷면에도 반사면을 추가하고 뒷면 반사면과 광 디스크를 통해서 반사된 광을 검출함으로써 디스크 표면에 입사되는 기준광 각도 에러를 판단할 수 있으며 이의 서보 제어를 수행할 수 있는 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 홀로그래픽 롬 디스크에 기준광을 입사시키는 미러 각도를 측정하는 장치에 있어서, 홀로그래픽 롬 디스크는 광 반사층을 구비하고, 미러는 기준광을 반사하는 앞면뿐만 아니라 뒷면에도 반사면을 구비하고, 미러의 앞면 및 뒷면에 입사되는 기준광을 분기하는 제 1빔 스플리터와, 제 1빔 스플리터에서 분기된 기준광을 미러의 뒷면 반사면에 전달하거나 미러의 뒷면 반사면에서 반사된 광을 투과하는 제 2빔 스플리터와, 제 2빔 스플리터에서 투과된 광량을 검출하는 광 검출부를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치를 나타낸 구성도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬(HROM) 디스크의 서보 장치는 도 1의 종래 재생 장치에 부가하여 새로운 제 3광학계를 포함한다.
본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치에 있어서, 홀로그래픽 롬의 광 디스크(1)는 광 반사층(미도시됨)을 구비하고, 기준광을 반사하기 위한 미러(108)는 앞면뿐만 아니라 뒷면에도 반사면을 구비한다.
본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치는 광원(100)으로부터 생성되어 기준광 경로(S1)를 제공하는 제 1광학계를 통해 입사된 기준광을 반사시켜 기록 매체인 광 디스크(1)에 소정 각도로 입사시키는 미러(108)와, 광 디스크(1)에 입사된 기준광에 의해 회절된 광이 재생 경로(S2)를 제공하는 제 2광학계를 통해 전달되며 이 재생광을 검출하는 제 1광 검출부(PDIC1)(118)와, 제 1광 검출부(PDIC1)(118)를 통해 검출된 데이터에 따라 상기 제 2광학계의 대물 렌즈(110)의 위치를 제어하는 제 1서보 제어부(120)와, 제 1광학계의 제 1빔 스플리터(beam splitter)(102)에서 분기된 기준광을 기준광 측정 경로(S3)로 제공하는 제 3광학계를 통해 미러(108)의 뒷면 반사면 및 광 디스크(1)내 광 반사층에서 반사된 광량을 검출하여 기준광의 각도 에러를 측정하기 위한 제 2광 검출부(PDIC2)(130)를 포함한다.
본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치는 제 2광 검출부(PDIC2)(130)에서 검출된 광량 데이터가 설정된 데이터와 동일한지를 비교하여 미러(108)의 경사 각도를 조정하기 위한 액츄에이터(134)의 구동을 제어하는 신호를 발생하는 제 2서보 제어부(132)를 더 포함한다.
제 1광학계는 광원(100)에서 방출된 광을 기준광 경로(S1)와 기준광 측정 경로(S3)로 분기하는 제 1빔 스플리터(102)와, 제 1빔 스플리터(102)의 광을 변형하는 리듀서(50)와, 리듀서(50)를 통과한 광을 개구부를 통해 미러(108)에 주사하는 애퍼처(60)를 포함한다. 이때 미러(108)는 액츄에이터(134)에 의해 광 디스크(1)로 입사되는 기준광의 반사 각도를 조정한다.
더욱이 본 발명에 의한 기준광 반사를 위한 미러(108)는 미러의 앞면뿐만 아니라 뒷면에도 반사면을 포함하고 있다. 이에 따라 본 발명의 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치는 재생시 제 3광학계를 통해 미러(108) 뒷면에 있는 반사면을 이용하여 광 디스크(1)로 입사되는 기준광 각도가 제대로 조정되는지를 검출하기 위함이다.
그리고 제 2광학계는 광 디스크(1)에서 회절된 광을 제 1광 검출부(PDIC1)(118)에 입사시키는 대물 렌즈(110)와 슬릿(112) 및 집광 렌즈(116)를 포함한다.
또한 제 3광학계는 제 1빔 스플리터(102)에서 분기된 기준광을 반사하는 미러(122)와, 미러(122)에서 반사된 광을 기준광 반사용 미러(108)로 전달하거나 상기 미러(108)에서 다시 반사된 광을 그대로 투과하는 제 2빔 스플리터(124)와, 제 2빔 스플리터(124)와 미러(108) 사이에서 입사광의 위상을
Figure 112004015026697-pat00001
만큼 지연시키는 편광 변형부(126)와, 제 2빔 스플리터(124)에서 전달된 광량을 검출하는 제 2광 검출부(PDIC2)(130)를 포함한다. 여기서 제 2빔 스플리터(124)와 제 2광 검출부(PDIC2)(130) 사이에는 렌즈(128)가 추가된다.
제 3광학계내 편광 변형부(126)는
Figure 112004015026697-pat00002
WP(Wave Plate)를 사용하여 제 2빔 스플리터(124)의 수평 편광을 원 편광으로 변형하고 미러(108)에서 반사된 원 편광을 수직 편광으로 변형한다. 그리고 제 2광 검출부(PDIC2)(130)는 적어도 2개이상 분할된 센서 영역을 갖는 센서, 예컨대 2분할 포토다이오드 등에서 검출된 각 센서 영역의 광량 데이터를 제 2서보 제어부(132)에 전달한다.
제 2서보 제어부(132)는 제 2광 검출부(PDIC2)(130)에서 검출된 2분할 센서 영역(A, B)의 광량 데이터가 설정된 데이터와 동일한지 아닌지를 비교하여 미러(108)의 경사 각도를 조정하기 위한 액츄에이터(134)의 구동 신호를 발생함으로써 기준광 반사용 미러(108)의 서보 제어를 수행한다.
한편 제 3광학계는 기준광 반사용 미러(108)의 뒷면에 광을 입사시키기 위하여 적어도 하나 이상의 미러(122) 및 렌즈 등을 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 서보 장치에서는 하나의 미러(122)만 구성하였지만 당업자라면 해당 광학계 경로를 고려하여 다른 미러와 렌즈 등의 광학 소자를 추가할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치는 광원(100)의 레이저 광이 제 1광학계의 제 1빔 스플리터(102)와 리듀서(50)와 애퍼처(60)를 통해 미러(108)에 입사된다. 이때 미러(108)는 설정된 각도(기록시 기준광 입사 각도)로 레이저 광을 광 디스크(1)에 반사시킨다. 광 디스크(1)에 입사된 광은 디스크 내부의 기록 물질층에 의해 회절되고, 회절된 광은 제 2광학계의 대물 렌즈(110), 슬릿(112) 및 집광 렌즈(116)를 통해 제 1광 검출부(PDIC1)(118)로 전달된다. 4분할 포토다이오드 등으로 이루어진 제 1광 검출부(PDIC1)(118)는 분할된 각 센서 영역에서 검출된 광량 데이터를 제 1서보 제어부(120)에 전달한다. 제 1서보 제어부(120)는 제 1광 검출부(PDIC1)(118)에서 전달된 4분할 센서 영역의 광량 데이터가 설정된 데이터와 동일한지 아닌지를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 대물 렌즈(110)의 위치 등을 조정하는 서보 제어를 수행한다.
이와 같은 서보 제어시 본 발명의 장치는 제 1빔 스플리터(102)에서 분기된 기준광을 미러(122)를 통해 제 3광학계인 기준광 측정경로(S3)로 전달하고, 미러(122)에서 반사된 광을 제 2빔 스플리터(124)를 통해 다시 반사하여 편광 변형부(126)로 보낸다. 편광 변형부(126)는 제 2빔 스플리터(124)의 기준광인 수평 편광의 위상을
Figure 112004015026697-pat00003
만큼 지연시켜 원편광으로 변형하고, 이를 기준광 반사용 미러(108)의 뒷면 반사면에 전달한다. 기준광 반사용 미러(108)는 상기 원편광을 뒷면 반사면에 의해 반사시켜 수직으로 위치한 광 디스크(1)에 보낸다. 광 디스크(1)내 광 반사층을 통해서 반사된 원편광은 다시 미러(108)의 뒷면 반사면에 의해서 다시 반사되어 편광 변형부(126)에 보내진다. 편광 변형부(126)는 입사된 원편광의 위상을
Figure 112004015026697-pat00004
만큼 지연시켜 수직 편광으로 변형한다. 제 2빔 스플리터(124)는 편광 변형부(126)를 통해 변형된 수직 편광을 그대로 투과하여 렌즈(128)를 통해 제 2광 검출부(PDIC2)(130)에 보낸다.
2분할 포토다이오 등으로 이루어진 제 2광 검출부(PDIC2)(130)는 2분할된 각 센서 영역(A, B)에서 검출된 광량 데이터를 제 2서보 제어부(132)에 전달한다.
제 2서보 제어부(132)는 제 2광 검출부(PDIC2)(130)에서 검출된 2분할 센서 영역(A, B)의 각 광량 데이터가 설정된 데이터, 즉 A와 B의 광량이 서로 동일한지 아닌지를 비교한다. 그 비교 결과, 제 2광 검출부(PDIC2)(130)에서 검출된 A와 B의 광량이 서로 동일할 경우 제 2서보 제어부(132)는 재생시 기준광을 광 디스크(1)에 입사시키는 미러(108)의 각도가 정상임을 판별하여 해당 미러(108)의 액츄에이터(134)의 서보 제어를 수행하지 않는다. 하지만, 제 2광 검출부(PDIC2)(130)에서 검출된 A와 B의 광량이 서로 동일하지 않고 차이가 있을 경우 제 2서보 제어부(132)는 미러(108)의 경사 각도가 비정상임을 판별하여 액츄에이터(134)의 서보 제어를 수행한다. 액츄에이터(134)의 구동에 따라 미러(108)의 경사 각도는 광 디스크의 원하는 위치에 기준광을 반사시키기 위한 각도로 조정된다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치는 기준 광 각도 변환을 검출하고 이에 따라 서보 제어를 수행하는 예를 나타낸 도면들이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명에 따라 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치는 임의의 경사 각도로 기울어진 미러(108)에 의해 광 디스크(1)에 입사되는 기준광의 각도가 정상적인 θ1(S1의 기준광 경로)을 갖게 된다. 이러한 정상적인 기준광 각도 θ1에서는 제 3광학계인 기준광 측정경로(S3)를 따라 미러(108)의 뒷면 반사면을 통해 광 디스크(1)에 입사되는 광의 각도가 90°로 수직으로 된다. 이러한 수직 각도로 입사된 광은 광 디스크(1)내 광 반사층에서 동일한 수직 각도로 반사되어 다시 미러(108)의 뒷면 반사면을 통해 제 2빔 스플리터 및 제 2광 검출부에 전달된다. 이에 따라 제 2광 검출부에서는 설정된 데이터와 동일한 광량 데이터값이 검출된다.
하지만 도 3b에 도시된 바와 같이, 임의의 경사 각도로 기울어진 미러(108)에 의해 광 디스크(1)에 입사되는 기준광의 각도가 정상적인 θ1(S1의 기준광 경로)을 갖지 못하게 될 경우, 즉 광 디스크(1)의 틸트(tilt)로 인해 θ2로 입사되면, 본 발명의 서보 장치는 다음과 같이 작동한다.
광 디스크(1)의 틸트 등의 이유로 인해 광 디스크(1)에 입사되는 기준광 각도가 θ1에서 θ2로 변경되었을 경우 미러(108)의 뒷면 반사면에 의해 반사되어 광 디스크(1)에 입사되는 광의 각도는 수직 90°가 아닌 디스크 틸트의 각도만큼 변하게 된다. 그러면 광 디스크(1)내 광 반사층에서 반사되는 광의 각도또한 수직 90°가 아닌 다른 각도로 변화되어 다시 미러(108)의 뒷면 반사면에 전달되고, 상기 광은 변환된 각도로 미러(108)를 통해 반사되어 제 2광 검출부에 전달된다. 광 디스크(1)의 틸트로 인해 제 2광 검출부에서는 설정된 데이터값과 다른 광량 데이터값이 검출된다.
그러므로 본 발명의 서보 장치는 제 2광 검출부에서 검출된 데이터가 설정된 데이터값과 동일할 때까지 서보 제어부에 의해 미러(108)의 액츄에이터를 구동함으로써 광 디스크(1)의 틸트 등으로 인해 기준광 입사 각도에서 에러가 발생하더라도 이에 맞추어 서보 제어를 수행할 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 홀로그래픽 롬(HROM) 디스크의 서보 장치는 광 디스크에 기록 각도와 동일한 각도로 기준광을 반사시키는 미러 뒷면에도 반사면을 추가하고 뒷면 반사면과 광 디스크를 통해서 반사된 광을 검출함으로써 디스크 표면에 입사되는 기준광 각도 에러를 판단할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은 광 디스크의 틸트 등으로 인해 광 디스크에 입사되는 기준광 각도가 변화될 경우 미러의 액츄에이터를 자동으로 구동하여 서보 제어를 수행함으로써 각도 중첩 기록 방식에 의한 대용량 홀로그래픽 롬 디스크의 재생 에러율을 크게 줄일 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (5)

  1. 홀로그래픽 롬 디스크에 기준광을 입사시키는 미러 각도를 측정하는 장치로서,
    상기 홀로그래픽 롬 디스크는 광 반사층을 구비하고, 상기 미러는 상기 기준광을 반사하는 앞면뿐만 아니라 뒷면에도 반사면을 구비하고,
    상기 미러의 앞면 및 뒷면에 입사되는 기준광을 분기하는 제 1빔 스플리터와,
    상기 제 1빔 스플리터에서 분기된 기준광을 상기 미러의 뒷면 반사면에 전달하거나 상기 미러의 뒷면 반사면에서 반사된 광을 투과하는 제 2빔 스플리터와,
    상기 제 2빔 스플리터에서 투과된 광량을 검출하는 광 검출부
    를 포함하는 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광 검출부에서 검출된 광량과 설정된 데이터가 동일하지 않을 경우 상기 미러의 액츄에이터 구동을 제어하는 서보 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 1빔 스플리터와 제 2빔 스플리터 사이에는 적어도 하나 이상의 다른 미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 2빔 스플리터와 상기 미러 뒷면 사이에는 입사 광의 위상을
    Figure 112004015026697-pat00005
    로 변형하는 편광 변형부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 광 검출부는 적어도 2개이상 분할된 센서 영역을 갖는 센서인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 롬 디스크의 서보 장치.
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