KR100613563B1 - 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치 - Google Patents

홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치에 관한 것으로서, 특히 본 발명의 장치는 기준광을 편광시키는 편광기와, 편광기에서 편광된 기준광을 반사시키고 광 디스크로부터 재생된 광을 그대로 투과하는 빔 스플리터와, 빔 스플리터에서 전달되는 광의 편광 위상을 변형하여 광 디스크에 입사시키고 광 디스크로부터 전달된 광의 편광 위상을 변형하여 빔 스플리터에 전달하는 플레이트와, 빔 스플리터를 통해 투과된 재생광을 검출하는 광 검출부와, 광 디스크 상부에 위치한 대물 렌즈를 광 디스크의 광축 방향으로 조정하는 액츄에이터와, 광 검출부에서 검출된 광량 데이터와 설정된 데이터를 비교하여 두 데이터가 동일하지 않을 경우 액츄에이터를 구동하여 광 디스크와 대물 렌즈 사이의 초점 거리를 포커스 서보 제어를 수행하는 서보 제어부를 포함한다. 그러므로 본 발명은 기준광 입사 미러를 사용하지 않은 새로운 포커스 서보 장치에 의해 미러의 기준광 각도를 조정하지 않고서도 설정된 각도로 광 디스크에 기준광 편광을 전달함으로써 대물 렌즈와 광 디스크 사이의 포커스 서보 제어를 정확하게 수행할 수 있다.
홀로그래픽 롬(HROM), 기준광, 포커스 서보, 편광

Description

홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치{REFERENCE BEAM FOCUS SERVO DEVICE OF THE HOLOGRAPHIC ROM DISK}
도 1은 종래 기술에 의한 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치를 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치에서 광 디스크에 입사되는 기준광과 광 디스크로부터 재생된 광을 나타낸 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 광원 102 : 편광기
104 : 빔 스플리터 106 : 플레이트
108 : 대물 렌즈 112 : 슬릿
114 : 집광 렌즈 116 : 광 검출부(PDIC)
118 : 서보 제어부 120 : 액츄에이터
본 발명은 홀로그래픽 롬(HROM : Holographic ROM) 디스크의 서보 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 홀로그래픽 디스크에 기록된 데이터의 재생시 디스크 표면에 입사되는 기준광의 포커스 서보 제어를 수행할 수 있는 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치에 관한 것이다.
정보 산업이 발달함에 따라 정보를 저장하는 장치의 대용량화, 처리 속도의 고속화가 요구된다. 이에 따라 홀로그래픽 디지털 데이터를 기록 및 이를 재생하는 장치중에서 널리 알려진 홀로그래픽 롬은 CD, DVD 등과 같은 광 디스크의 한 비트에 대용량의 정보를 저장할 수 있으며 저장된 데이터를 병렬로 처리하기 때문에 데이터 입출력 속도가 빠르다. 이러한 장점 때문에 홀로그래픽 롬은 차세대 대용량 정보 저장장치로 각광을 받고 있다.
한편 홀로그래픽 롬 재생 장치에서의 서보 작동은 일반 CD 또는 DVD 등의 광디스크 재생장치와 다르다. 즉 광 디스크 재생장치에서는 광을 트랙 사이즈 정도의 크기를 갖도록 집속하여 데이터 피트로부터 반사되어 나오는 광을 검출하는 반면에, 홀로그래픽 롬 재생 장치에서는 기준광이 광 디스크에 조사되며 광 디스크의 데이터 피트로부터 반사되어 나온 광을 슬릿(slit)의 핀홀(pin hole)을 통과하여 검출한다. 이때 기준광의 크기는 데이터 트랙 사이즈에 비해 훨씬 크며 슬릿의 핀홀 크기는 트랙 피치(track pitch) 사이즈를 갖기 때문에 광 디스크가 회전함에 따라 발생되는 라디얼 방향 혹은 광축 방향으로의 런-아웃에 의해 특정 트랙의 데이터 피트로부터 재생된 광이 슬릿의 핀홀 안으로 정확히 들어오기 어렵다. 그러므로 핀홀을 통과한 광을 검출하고 검출되는 데이터에 따라 핀홀 안으로 광이 정확하 게 통과하도록 조정해주는 것이 홀로그래픽 롬 재생 장치에서의 서보 작동이다. 따라서 홀로그래픽 롬 재생 장치에서의 트랙킹 서보는 집속된 광이 데이터 트랙내에 정확하게 위치하도록 광의 라디얼(radial) 방향의 위치를 조정하여 주는 것이고, 포커스 서보(focus servo)는 디스크의 반사면이 광의 초점에 정확히 위치하도록 광의 초점 위치를 광축 방향으로 조정하여 주는 것이다.
도 1은 종래 기술에 의한 홀로그래픽 롬 디스크 재생장치를 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 홀로그래픽 롬 디스크 재생장치는 광원(10)으로부터 생성된 광을 반사시켜 광 디스크(1)에 소정 각도로 입사시키는 반사 미러(16)와, 광 디스크(1)로부터 재생된 광에서 데이터 1비트 직경의 광만이 핀홀(pin hole)(24)을 통해서 통과하도록 하는 슬릿(22)과, 슬릿(22)의 핀홀(24)을 통해 입사된 광을 검출하는 광 검출부(PDIC : Photo Detect IC)(28)와, 광 검출부(PDIC)(28)를 통해 검출된 데이터에 따라 서보를 수행하는 서보 제어부(30)를 포함한다.
여기서 광원(10)과 반사 미러(16) 사이에는 광을 변형하는 리듀서(reducer)(12)와, 리듀서(12)를 통과한 광을 개구부를 통해 반사 미러(16)에 조사하는 애퍼처(aperture)(14)가 포함된다. 그리고 광 디스크(1)와 슬릿(70) 사이에는 광 디스크(1)에서 재생된 광을 결상하는 대물 렌즈(objective lens)(20)가 포함되고, 슬릿(22)과 광 검출부(PDIC)(28) 사이에는 슬릿(22)의 핀홀(24)을 통과한 광을 집광하기 위한 집광 렌즈(condenser lens)(26)가 포함된다. 또한 서보 제어부(30)와 대물 렌즈(20) 사이에는 액츄에이터(32)가 더 포함된다.
이와 같이 구성된 종래 기술에 의한 홀로그래픽 롬 디스크 재생장치는 다음과 같이 작동하게 된다.
광원(10)의 레이저 광이 리듀서(12)와 애퍼처(14)를 통해 반사 미러(16)에 입사되면, 반사 미러(16)는 기록시 사용했던 동일한 입사 각도로 레이저 광(즉 기준광의 위상 공액파)을 광 디스크(1)에 반사시킨다.
광 디스크(1)에 입사된 광은 디스크 내부의 기록 물질층에서 회절됨으로써 재생되고, 재생된 광은 대물 렌즈(20)에 의해 결상된다. 이때 광 디스크(1)에 입사된 광의 직경은 약 100㎛의 크기를 갖기 때문에 대물 렌즈(20)를 통해 결상된 광은 광 디스크(1)의 많은 트랙 데이터를 포함하게 된다. 재생된 광은 슬릿(22)의 핀홀(24)을 통과하고 집광 렌즈(26)에 의해 집광되어 광 검출부(PDIC)(28)에 전달된다. 이때 슬릿(22)의 핀홀(24) 크기는 데이터 1비트 크기를 갖기 때문에 재생된 많은 트랙 데이터중에서 어느 한 트랙의 데이터 비트만이 핀홀(24)을 통과하게 되어 집광 렌즈(26)를 통해 광 검출부(PDIC)(28)에 집속된다.
2분할 포토다이오드(photo diode) 등으로 이루어진 광 검출부(PDIC)(28)는 분할된 각 센서 영역에서 검출된 광량 데이터를 서보 제어부(30)에 전달한다. 서보 제어부(30)는 광 검출부(PDIC)(28)에서 전달된 2분할 센서 영역의 광량 데이터가 설정된 데이터와 동일한지 아닌지를 비교하여 액츄에이터(32)를 구동하여 대물 렌즈(20)의 위치를 조정하는 서보 제어를 수행한다.
하지만 이와 같은 종래 기술에 의한 홀로그래픽 롬 디스크 재생 장치에서 서보 제어부(40)는 대물 렌즈(71)의 위치를 광 디스크(1)에 맞추도록 액츄에이터(32) 를 구동하여 대물 렌즈 위치를 조정하고 있으나, 반사 미러(16)에 의해 광 디스크(1)에 입사되는 기준광의 포커스를 자동으로 서보 제어할 수가 없었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 기준광을 대물 렌즈를 통해 광 디스크에 입사시키고 대물 렌즈를 통해 기준광의 포커스 서보 제어를 자동으로 수행할 수 있는 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 기준광을 입사시켜 홀로그래픽 롬용 광 디스크로부터 재생된 광으로 기준광의 포커스를 서보 제어하는 장치로서, 기준광을 편광시키는 편광기와, 편광기에서 편광된 기준광을 반사시키고 광 디스크로부터 재생된 광을 그대로 투과하는 빔 스플리터와, 빔 스플리터에서 전달되는 광의 편광 위상을 변형하여 광 디스크에 입사시키고 광 디스크로부터 전달된 광의 편광 위상을 변형하여 빔 스플리터에 전달하는 플레이트와, 빔 스플리터를 통해 투과된 재생광을 검출하는 광 검출부와, 광 디스크 상부에 위치한 대물 렌즈를 광 디스크의 광축 방향으로 조정하는 액츄에이터와, 광 검출부에서 검출된 광량 데이터와 설정된 데이터를 비교하여 두 데이터가 동일하지 않을 경우 액츄에이터를 구동하여 대물 렌즈 위치의 서보 제어를 수행하는 서보 제어부를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치를 나타낸 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치는 광원(100)으로부터 생성된 광을 편광시키는 편광기(polarizer)(102)와, 편광기(102)의 편광을 분기하는 빔 스플리터(PBS : Polarization Beam Spliter)(104)와, 빔 스플리터(PBS)(104)로부터 입사되거나 광 디스크(1)에서 재생된 광을
Figure 112006045760316-pat00001
만큼 지연시키는 플레이트(WP:Wave plate)(106)와, 빔 스플리터(PBS)(104)를 통과한 광에서 데이터 1비트 직경의 광만이 핀홀을 통해서 통과하도록 하는 슬릿(112)과, 슬릿(112)의 핀홀을 통해 입사된 광을 검출하는 광 검출부(PDIC)(116)와, 광 검출부(PDIC)(116)를 통해 검출된 데이터에 따라 포커스 서보 제어를 수행하는 서보 제어부(118)를 포함한다. 이때 광 검출부(PDIC)(116)는 적어도 2개이상 분할된 센서 영역을 갖는 센서로 이루어진다.
게다가 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치는 광 디스크(1)와 플레이트(106) 사이에는 광 디스크(1)에서 재생된 광을 결상하는 대물 렌즈(objective lens)(108)가, 그리고 빔 스플리터(PBS)(104)와 슬릿(112) 사이에는 빔 스플리터(PBS)(104)를 통과한 광을 결상하는 결상 렌즈(110)가 각각 포함된다. 또한 슬릿(112)과 광 검출부(PDIC)(116) 사이에는 슬릿(112)의 핀홀을 통과한 광을 집광하기 위한 집광 렌즈(condenser lens)(114)가 포함되고, 서보 제어부(118)와 대물 렌즈(108) 사이에는 대물 렌즈(108)의 위치를 조정하기 위한 액츄 에이터(120)가 포함된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치는 다음과 같이 동작한다.
레이저 광원(100)에서 발생된 레이저 광은 기준광(S1)으로서 편광기(102)에서 S편광으로 편광되고, 편광된 S편광은 빔 스플리터(PBS)(104)에 입사된다.
빔 스플리터(PBS)(104)에 입사된 기준광(S1)의 S편광은 반사되어 플레이트(106)에 입사된다. 이때 S편광은 빔 스플리터(PBS)(104)의 중앙에 입사되지 않고 미러 외곽 부분에 입사된다.
그리고 플레이트(106)에 입사된 기준광(S1)의 S편광은
Figure 112004052250585-pat00002
만큼 위상 변환됨으로써 원편광으로 된다.
플레이트(106)에서 변형된 기준광(S1)의 원편광은 대물 렌즈(108)를 통해 광 디스크(1)에 입사된다. 이때 광 디스크(1)에 입사되는 기준광(S1)은 도 3과 같이 기록시와 동일한 입사 각도 α를 갖는다.
기준광(S1)의 원편광에 의해 광 디스크(1)의 기록 물질층에 기록된 데이터는 재생되어 대물 렌즈(108)에 입사된다.
대물 렌즈(108)를 통과한 광 디스크(1)의 재생광(S2)은 플레이트(106)에 입사되고, 플레이트(106)에 입사된 재생광(S2)의 원편광은
Figure 112004052250585-pat00003
만큼 위상 변환됨으로써 P편광으로 변환된다.
플레이트(106)에서 P편광으로 변환된 재생광(S2)은 빔 스플리터(PBS)(104)에 입사되고, 빔 스플리터(PBS)(104)에 입사된 재생광(S2)의 P편광은 그대로 투과하여 결상 렌즈(110)에 입사된다. 이때 재생광(S2)의 P편광은 빔 스플리터(PBS)(104)의 중앙을 통해서 투과된다.
결상 렌즈(110)를 통과한 재생광(S2)의 P편광은 슬릿(112)의 핀홀을 통해서 데이터 1비트 직경의 광만 통과하여 집광 렌즈(114)에 전달된다.
집광 렌즈(114)에서 집광된 재생광(S2)의 P편광 1비트는 광 검출부(PDIC)(116)에 전달되고, 광 검출부(PDIC)(116)는 분할된 각 센서 영역에서 검출된 광량 데이터를 서보 제어부(118)에 전달한다.
서보 제어부(118)는 광 검출부(PDIC)(116)에서 검출된 분할 영역의 각 광량 데이터가 설정된 데이터와 비교하고 검출된 데이터가 설정된 데이터와 동일할 경우 대물 렌즈(108)의 위치를 정상으로 판별하여 대물 렌즈(108)의 액츄에이터(120)의 서보 제어를 수행하지 않도록 한다.
하지만, 광 검출부(PDIC)(116)에서 검출된 데이터가 설정된 데이터와 동일하지 않고 차이가 있을 경우 서보 제어부(118)는 대물 렌즈(108)의 위치를 비정상으로 판별하여 액츄에이터(120)의 포커스 서보 제어를 수행하도록 한다. 이에 따라 액츄에이터(120)의 구동에 의해 대물 렌즈(108)의 위치가 조정된다. 이때, 대물 렌즈(108)를 통해서 기준광이 디스크로 입사되므로 기준광의 포커스도 자동적으로 조정된다.
그러므로 본 발명에 따른 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치는 종래와 같이 미러를 사용하여 기준광을 광 디스크에 입사시키지 않고 편광기, 빔 스플리터 및
Figure 112004052250585-pat00004
플레이트를 통해서 광 디스크에 기준광을 입사시키고 이에 따라 광 디스크에서 재생된 광을 다시
Figure 112004052250585-pat00005
플레이트, 빔 스플리터, 슬릿을 통해 광 검출기에서 검출하고 서보 제어부에서 검출된 데이터를 토대로 대물 렌즈의 위치를 조정하는 서보 제어를 수행한다. 이때 기준광은 대물 렌즈를 통해서 디스크에 입사되므로 서보 제어를 별도로 수행하지 않고 자동적으로 포커스 및 위치가 조정된다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 기준광 입사 미러를 사용하지 않고 대물 렌즈를 사용하여 기준광을 설정된 각도로 광 디스크에 입사시킴으로써 기준광 서보를 별도로 수행하지 않고 대물 렌즈에 의해 기준광의 위치 및 포커스가 자동적으로 조정된다.
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. 기준광을 입사시켜 홀로그래픽 롬용 광 디스크로부터 재생된 광으로 상기 광 디스크로의 포커스를 서보 제어하는 장치로서,
    상기 기준광을 편광시키는 편광기와,
    상기 편광기에서 편광된 기준광을 반사시키고 상기 광 디스크로부터 재생된 광을 그대로 투과하는 빔 스플리터와,
    상기 빔 스플리터에서 전달되는 광의 편광 위상을 변형하여 상기 광 디스크에 입사시키고 상기 광 디스크로부터 전달된 광의 편광 위상을 변형하여 상기 빔 스플리터에 전달하는 플레이트와,
    상기 빔 스플리터를 통해 투과된 재생광을 검출하는 광 검출부와,
    상기 광 디스크 상부에 위치한 대물 렌즈를 상기 광 디스크의 광축 방향으로 조정하는 액츄에이터와,
    상기 광 검출부에서 검출된 광량 데이터와 설정된 데이터를 비교하여 상기 두 데이터가 동일하지 않을 경우 상기 액츄에이터를 구동하여 상기 대물 렌즈의 서보 제어를 수행하는 서보 제어부
    를 포함하는 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 편광기는 상기 기준광을 P편광 또는 S편광으로 편광시키는 것을 특징으 로 하는 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 빔 스플리터는 상기 기준광이 미러의 외곽 부분에 입사되어 반사되고 상기 재생광이 미러의 중앙 부분을 통해 투과되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 플레이트는 상기 광의 편광 위상을
    Figure 112006045760316-pat00006
    만큼 변형하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 광 검출부는 적어도 2개이상 분할된 센서 영역을 갖는 센서인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 롬 디스크의 기준광 포커스 서보 장치.
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