KR100681618B1 - 홀로그래픽 디스크를 위한 포커싱 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 디스크를 위한 포커싱 장치 및 방법에 관한 것으로, 개시된 포커싱 장치는 홀로그래픽 디스크에서 회절된 광을 평행광으로 바꾸는 렌즈와, 상기 렌즈에 의한 평행광을 반사 및 투과하는 제 1 빔 스플리터와, 제 1 빔 스플리터를 투과한 광을 반사 및 투과하는 제 2 빔 스플리터와, 제 1 빔 스플리터 및 제 2 빔 스플리터에서 반사된 광을 각각 검출하는 복수의 광 검출부와, 복수 광 검출부의 광 검출값을 상호 비교하여 그 결과에 따라 상기 렌즈의 위치를 조정하는 포커싱 서보 제어를 행하는 제어부를 포함하며, 홀로그래픽 디스크에 의한 회절 광을 평행광으로 바꿔서 평행광 경로의 복수 지점에서 검출한 광 검출 값의 비교 결과에 따라 포커싱 서보 제어를 행함으로써 광의 단면 형상에 구애를 받지 않고 회절 현상에 의한 포커싱 변화를 제대로 관찰할 수 있도록 하여 포커싱의 신뢰성이 향상되는 이점이 있다.
홀로그래픽 롬, 픽업, 포커싱

Description

홀로그래픽 디스크를 위한 포커싱 장치 및 방법{FOCUSING APPARATUS AND METHOD FOR HOLOGRAPHIC DISK}
도 1은 종래 기술에 따른 홀로그래픽 디스크 포커싱 장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 홀로그래픽 디스크 포커싱 장치의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 홀로그래픽 디스크 포커싱 과정을 보인 흐름도.
본 발명은 홀로그래픽(Holographic) 디스크 포커싱 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기록 물질층에 저장된 데이터를 재생하기 위한 홀로그래픽 디스크의 포커싱 서보 제어에 관한 것이다.
현재 데이터 저장용 메모리의 대용량 및 고속 처리를 위해 광 디스크 등의 광 기록매체로 수∼수백 Gbytes를 저장할 수 있는 홀로그래픽 기록/재생 장치에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행 중에 있다.
일반적인 홀로그래픽 기록 과정을 살펴보면, 홀로그래픽 기록 매체인 디스크 상부에는 데이터 마스크(data mask)를 배치하며, 디스크 하부에 코니컬 미러(conical mirror)를 배치한다. 데이터 마스크 상부에 평행광이 투사되면 이 평 행광은 데이터 마스크의 홀 형태의 비트 패턴(bit pattern)을 통과하여 디스크에 신호광으로 조사된다. 디스크 하부에는 평행광이 투사되어 코니컬 미러의 경사면을 통하여 디스크의 반지름 방향으로 모두 일정한 각도를 갖는 기준광이 조사된다. 이 신호광과 기준광이 디스크의 기록 물질층에 만나서 첫 번째 데이터 마스크의 패턴에 따른 비트 단위의 홀로그래픽 데이터가 기록된다. 그리고 사용된 코니컬 미러 대신에 다른 미러 경사 각도를 갖는 코니컬 미러를 이용하여 디스크에 새로운 데이터를 기록할 수 있다.
이와 같은 기록 과정을 통해 저장한 데이터를 종래 기술에 따라 재생하기 위한 픽업 및 포커싱 장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 광원(10)으로부터 생성되어 제 1 광 경로(L1)를 제공하는 제 1 광학계를 통해 입사된 재생광을 반사시켜 기록 매체(1)에 소정 각도로 입사시키는 미러(20)와, 미러(20)의 배치 각도를 조절하여 상기 재생광의 기록 매체(1) 입사 각도를 조정하는 액츄에이터(도시 생략됨)와, 기록 매체(1)에 입사되어 기록 물질층에서 회절된 광을 제 2 광 경로(L2)를 제공하는 제 2 광학계를 통해 검출하는 광 검출부(PDIC)(30)와, 광 검출부(30)에 의한 광 검출 결과에 의거하여 상기 제 2 광학계와 기록 매체(1)간의 포커싱을 제어하는 제어부(40)를 포함하여 구성된다.
상기 제 1 광학계는 광원(10)으로부터 출사된 광을 변형하는 리듀서(reducer)(50)와, 리듀서(50)를 통과한 광을 세공을 통해 미러(20)에 주사하여 재생광을 제공하는 애퍼처(reducer)(60)를 포함한다. 상기 제 2 광학계는 기록 매체(1)에서 회절된 광을 광 검출부(30)로 입사시키는 렌즈(objective lens)(71)와 핀홀(73) 및 렌즈(condenser lens)(75)를 포함한다.
이와 같이 구성된 홀로그래픽 픽업 및 포커싱 장치는, 액츄에이터(도시 생략됨)에 의해 배치 각도가 조절된 미러(20)에 의해 기록 매체(1)에 소정 각도(기록시 이용한 기준광 입사 각도)로 재생광이 입사되면 기록 매체(1)의 기록 물질층에서 회절된 광이 광 검출부(30)에 의해 검출된다. 그리고, 액츄에이터(도시 생략됨)를 통해 미러(20)의 배치 각도를 조절하여 재생광의 기록 매체(1) 입사 각도를 조정함으로써 기록 매체(1)에서 새로운 데이터를 재생할 수 있다.
한편, 포커싱 제어를 위해 광 검출부(30)는 복수의 셀로 분할된 센서(예컨대, 4개의 포토다이오드)로 이루어지며, 각 분할 셀의 광량 비율에 의거하여 포커싱 서보 제어를 행한다. 즉 포커싱을 위한 각 분할 셀의 광량 기준 비율이 기 설정되며, 광 검출부(30)에 의한 광 검출 비율과 상기 기준 비율과의 비교 결과에 따라 렌즈(70)의 위치를 조정하는 포커싱 서보 제어를 행하는 것이다.
그러나, 핀홀(73)의 뒷단에서 포커싱 변화를 관찰하므로 회절현상 때문에 포커싱 변화를 제대로 관찰하기 어려워 포커싱 서보 제어에 어려움이 따르는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 홀로그래픽 디스크에 의한 회절 광을 평행광으로 바꿔서 평행광 경로의 복수 지점에서 검출한 광 검출 값의 비교 결과에 따라 포커싱 서보 제어를 행함으로써, 광의 단면 형상에 구애를 받지 않고 회절 현상에 의한 포커싱 변화를 제대로 관찰 할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 견지로서 홀로그래픽 디스크를 위한 포커싱 장치는, 홀로그래픽 디스크에서 회절된 광을 평행광으로 바꾸는 렌즈와, 상기 평행광 경로의 복수 지점에서 광을 각각 반사 및 투과하는 제 1,2 빔 스플리터와, 상기 제 1,2 빔 스플리터에서 투과된 광을 핀홀을 통해 검출하는 제 1 광 검출부와, 상기 제 1,2 빔 스플리터에서 반사된 광을 각각 검출하는 제 2,3 광 검출부와, 상기 제 2,3 광 검출부의 광 검출값을 상호 비교하여 그 결과에 따라 상기 렌즈의 위치를 조정하는 포커싱 서보 제어를 수행함과 아울러 상기 제 1 광 검출부에 의한 광 검출에 따라 홀로그래픽 데이터를 재생하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 다른 견지로서 홀로그래픽 디스크를 위한 포커싱 방법은, 상기 복수 광 검출부의 서로 대응하는 분할 셀들의 광량차를 산출하여 서로 비교하는 단계와, 상기 서로 대응하는 분할 셀들의 광량차와 기 설정된 임계 범위와의 비교 결과에 따라 선택적으로 포커싱 서보 제어를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 홀로그래픽 디스크 포커싱 장치는 도 2의 구성도에 나타낸 바와 같이, 광원(10)으로부터 생성되어 제 1 광 경로(L1)를 제공하는 제 1 광학계를 통해 입사된 재생광을 반사시켜 기록 매체(1)에 소정 각도로 입사시키는 미러(20)와, 미러(20)의 배치 각도를 조절하여 상기 재생광의 기록 매체(1) 입사 각도를 조정하는 액츄에이터(도시 생략됨)와, 기록 매체(1)에 입사되어 기록 물질층에서 회절된 광을 제 2 광 경로(L2)를 제공하는 제 2 광학계를 통해 검출하는 제 1 내지 제 3 광 검출부(PDIC)(125, 135, 160)와, 제 2 및 제 3 광 검출부(125, 135)에 의한 광 검출 결과에 의거하여 상기 제 2 광학계와 기록 매체(1)간의 포커싱을 제어함과 아울러 제 1 광 검출부(160)에 의한 광 검출에 따라 홀로그래픽 데이터를 재생하는 제어부(170)를 포함하여 구성된다.
상기 제 1 광학계는 광원(10)으로부터 출사된 광을 변형하는 리듀서(reducer)(50)와, 리듀서(50)를 통과한 광을 세공을 통해 미러(20)에 주사하여 재생광을 제공하는 애퍼처(reducer)(60)를 포함한다. 상기 제 2 광학계는 기록 매체(1)에서 회절된 광을 평행광으로 바꾸는 렌즈(collimating lens)(111)와, 렌즈(111)에 의한 평행광을 반사 및 투과하는 제 1 빔 스플리터(121)와, 제 1 빔 스플리터(121)를 투과한 광을 반사 및 투과하는 제 2 빔 스플리터(131)와, 제 1 빔 스플리터(121)에서 반사한 광을 제 2 광 검출부(125)로 입사시키는 렌즈(collimating lens)(123)와, 제 2 빔 스플리터(131)에서 반사한 광을 제 3 광 검출부(135)로 입사시키는 렌즈(collimating lens)(133)와, 제 2 빔 스플리터(131)를 투과한 광을 제 1 광 검출부(160)로 입사시키는 렌즈(collimating lens)(141)와 핀홀(143) 및 렌즈(condenser lens)(145)를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 홀로그래픽 디스크 포커싱 장치에 의한 포커싱 과정을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 액츄에이터(도시 생략됨)에 의해 배치 각도가 조절된 미러(20)에 의해 광원(10)으로부터 출사된 광이 반사되어 기록 매체(1)에 소정 각도(기록시 이용한 기준광 입사 각도)로 재생광이 입사된다.
기록 매체(1)로 입사된 재생광은 기록 매체(1)의 기록 물질층에서 회절되어 렌즈(111)에 의해 평행광으로 바뀌어서 제 1 빔 스플리터(121)에 입사되고, 제 1 빔 스플리터(121)를 투과한 광은 제 2 빔 스플리터(131)로 입사되며, 제 1 빔 스플리터(121)에 의해 반사된 광은 렌즈(123)에 의해 집광되어 제 2 광 검출부(125)에 의해 검출된다.
제 2 빔 스플리터(131)는 입사된 광을 투과하여 렌즈(141)로 제공함과 아울러 입사된 광을 반사하여 렌즈(133)로 제공하며, 렌즈(133)에 의해 집광된 광은 제 3 광 검출부(135)에 의해 검출된다.
포커싱 제어를 위해 제 2 광 검출부(125)와 제 3 광 검출부(135)는 복수의 셀로 분할된 센서(예컨대, 4개의 포토다이오드)로 이루어지며, 제 2 광 검출부(125)와 제 3 광 검출부(135)의 서로 대응하는 분할 셀의 광량값을 비교하여 산출된 광량차에 따라 포커싱 서보 제어를 행한다. 여기서 핀홀(143)의 뒷단에서는 회절효과에 의한 포커스의 변화를 감지할 수 없으므로 핀홀(143)의 앞단에서 포커스 에러를 검출하는 것이다.
도 3을 참조하여 상술하면, 제 2 광 검출부(125) 및 제 3 광 검출부(135)는 각 분할 셀에서 검출된 광량값을 제어부(170)로 전달하며, 제어부(170)는 제 2 광 검출부(125) 및 제 3 광 검출부(135)로부터 전달된 각 분할 셀의 광량값을 저장한다(S201∼S209).
그리고, 저장된 제 2 광 검출부(125)와 제 3 광 검출부(135)의 서로 대응하는 분할 셀들의 광량차를 산출하여 서로 비교한다. 여기서 정상적인 포커싱 상태라면 제 2 광 검출부(125)와 제 3 광 검출부(135)에 의해 검출되는 광량은 동일한 특성을 나타낸다(S211).
따라서, 제어부(170)는 제 2 광 검출부(125)와 제 3 광 검출부(135)의 광량차가 존재하지 않을 경우에 정상적인 포커싱 상태로 인식하는데, 바람직하게는 임계 범위를 설정하여 임계 범위를 벗어나지 않은 광량차가 발생할 경우에도 정상적인 포커싱 상태로 판정한다(S213).
그러나, 제 2 광 검출부(125)와 제 3 광 검출부(135)의 서로 대응하는 분할 셀들의 광량차가 임계 범위를 벗어날 경우에는 포커싱 에러로 판정하며, 광량차가 임계 범위를 벗어나지 않을 때까지 렌즈(111)의 위치를 조정하는 포커싱 서보 제어를 수행한다(S215).
한편, 제어부(170)는 정상적인 포커싱 상태로 판정될 경우에는 렌즈(141)로 입사된 광이 핀홀(143)을 통해 렌즈(145)에 의해 집광되어 제 1 광 검출부(160)에 의해 검출되면 제 1 광 검출부(160)에 의한 광 검출에 따라 홀로그래픽 데이터를 재생한다(S217).
아울러, 액츄에이터(도시 생략됨)를 통해 미러(20)의 배치 각도를 조절하여 재생광의 기록 매체(1) 입사 각도를 조정함으로써 기록 매체(1)에서 새로운 데이터를 재생할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명은 홀로그래픽 디스크에 의한 회절 광을 평행광으로 바꿔서 평행광 경로의 복수 지점에서 검출한 광 검출 값의 비교 결과에 따라 포커싱 서보 제어를 행함으로써 광의 단면 형상에 구애를 받지 않고 회절 현상에 의한 포커싱 변화를 제대로 관찰할 수 있도록 하여 포커싱의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 홀로그래픽 디스크에서 회절된 광을 평행광으로 바꾸는 렌즈와,
    상기 평행광 경로의 복수 지점에서 광을 각각 반사 및 투과하는 제 1,2 빔 스플리터와,
    상기 제 1,2 빔 스플리터에서 투과된 광을 핀홀을 통해 검출하는 제 1 광 검출부와,
    상기 제 1,2 빔 스플리터에서 반사된 광을 각각 검출하는 제 2,3 광 검출부와,
    상기 제 2,3 광 검출부의 광 검출값을 상호 비교하여 그 결과에 따라 상기 렌즈의 위치를 조정하는 포커싱 서보 제어를 수행함과 아울러 상기 제 1 광 검출부에 의한 광 검출에 따라 홀로그래픽 데이터를 재생하는 제어부
    를 포함하는 홀로그래픽 디스크를 위한 포커싱 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 광 검출부 및 제 3 광 검출부는 복수의 셀로 분할된 센서를 포함하여 이루어지며, 상기 제어부는 상기 제 2 광 검출부 및 제 3 광 검출부의 서로 대응하는 상기 복수의 셀의 광량값을 비교하여 산출된 광량차에 따라 상기 포커싱 서보 제어를 행하는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 디스크를 위한 포커싱 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 빔 스플리터를 투과한 광을 홀로그래픽 데이터의 재생을 위한 광 검출부로 입사시키는 광학계를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 광학계를 통한 광 검출에 따라 홀로그래픽 데이터를 재생하는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 디스크를 위한 포커싱 장치.
  4. 제 2 항의 포커싱 장치에 의한 포커싱 방법으로서,
    상기 제 2 광 검출부 및 제 3 광 검출부의 서로 대응하는 상기 복수의 셀의 광량차를 산출하여 서로 비교하는 단계와,
    상기 서로 대응하는 복수의 셀의 광량차와 기 설정된 임계 범위와의 비교 결과에 따라 선택적으로 포커싱 서보 제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 홀로그래픽 디스크를 위한 포커싱 방법.
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