KR100728820B1 - 광정보 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광정보 처리장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 광정보 처리장치는 광정보 저장매체로 재생용 기준광을 입사시키는 광원과, 상기 재생용 기준광이 상기 광정보 저장매체로 입사되어 재생되는 재생광 중 광정보 재생을 위한 신호광을 검출하는 신호광 검출기과, 상기 광정보 저장매체와 상기 신호광 검출기 사이에 설치되며, 상기 신호광 검출기로 진행되는 상기 재생광 중 상기 신호광은 투과시키고, 서보 제어를 위한 서보광을 반사시키는 마스크 및 상기 마스크에서 반사된 상기 서보광을 검출하는 서보광 검출기를 구비함으로써, 별도의 서보제어용 광원을 사용하지 않고, 선택된 기록영역의 재생된 광을 이용하여 재생광의 서보제어를 가능하게 하여 광정보 처리장치의 구성을 단순화시키고, 사용효율을 향상시키도록 하는 효과가 있다.
광원, 마스크, 서보광 검출기, 신호광 검출기

Description

광정보 처리장치{Apparatus for processing optical information}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리장치를 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리장치의 광정보 재생동작을 나타낸 작동도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광정보 처리장치를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광정보 처리장치의 광정보 재생동작을 나타낸 작동도이다.
본 발명은 광정보 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광정보 저장매체로부터 재생되는 재생광으로부터 서보제어광을 추출하여 서보제어를 수행할 수 있도록 한 광정보 처리장치에 관한 것이다.
광학적인 데이터 처리장치는 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc), HD-DVD, 블루레이디디스크(BD), 근접장(Near Field) 광 처리장치, 홀로그래픽 광 처리 장치 등이 있다.
홀로그래픽 광정보 처리장치는 광변조(Optical modulation) 된 신호광(Signal beam)과 이 신호광과 교차(Intersection)하여 저장매체에 간섭무늬를 만드는 기준광(Reference beam)을 저장매체에 입사하여 데이터를 저장한다. 그리고 데이터의 재생은 기준광만을 저장매체의 간섭무늬에 입사하여 이때 간섭무늬에서 발생한 회절에 의하여 저장매체에 입력된 데이터가 출력되도록 한다.
홀로그래픽 광정보 처리장치는 기록용량을 증대시키기 위하여 기준광을 하나의 광점(beam spot)에 다른 각도로 조사하여 다중으로 데이터를 저장할 수 있다.
그리고 다중 입력된 데이터는 재생시 기준광만을 다른 각도로 조사하여 출력할 수 있다. 즉 홀로그래픽 광 처리장치는 하나의 광점에 다층, 중첩상태의 데이터 입력과 출력이 가능한 초대용량 데이터 저장장치이다.
홀로그래픽 광정보 처리장치는 데이터의 기록밀도를 높이기 위하여 광을 다중화하는 방법을 사용한다. 광을 다중화시키는 방법으로는 각도 다중화(angular multiplexing), 위상코드 다중화(phase-code multiplexing), 파장 다중화(wavelength multiplexing), 쉬프트 다중화(shift multiplexing) 등의 방법이 있다. 여기서 각도 다중화 방법은 기준광의 입사 각도를 변화시켜 다중화하는 것이고, 위상코드 다중화는 공간적으로 위상을 변조하여 다중화하는 것이고, 파장 다중화는 파장 가변 레이저를 이용하여 파장 변화에 따라 다중화하는 것이며, 쉬프트 다중화는 저장매체를 이동시키면서 기록을 다중화하는 방법이다.
한편, 다중화 되어 기록된 광정보의 재생시에 선택된 기록영역의 광정보뿐만 아니라 선택되지 않은 인접한 기록영역의 광정보도도 함께 일부 재생될 수 있다. 이 경우 선택되지 않은 기록영역의 광정보는 재생시 잡음성분이 되기 때문에 선택된 광정보의 재생 효율을 떨어뜨릴 수 있다. 이를 방지하고자, 기록된 홀로그래픽 광정보의 정확한 재생을 위하여 서보제어가 이루어져야 한다.
이를 위한 선행한 기술이 일본의 "옵트웨어(Optware)사"에서 출원하여 공개된 미국 공개특허번호 "2005-0030876", "Optical information recording apparatus and optical information reproducing apparatus"에 개시되어 있다. 상기 미국 공개특허의 경우는 서보 제어를 위하여 별도의 레이저 광원을 사용한다고 개시하고 있다.
그러나 언급한 바와 같이 상기 미국 공개특허는 서보 제어를 위하여 별도의 레이저 광원을 사용하기 때문에 서보 제어를 위한 광학계와 장치의 구성이 복잡해지고, 또한 파장이 다른 서보 제어용 광원을 사용하기 때문에 광정보 저장매체의 구성 또한 복잡해지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 별도의 서보 제어용 광을 사용하지 않고, 광정보의 재생시선택된 기록영역에서 재생되는 광을 사용하여 광정보의 재생을 위한 서보 제어가 가능하도록 한 광정보 처리장치를 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 광정보 처리장치는 광정보 저장매체로 재생용 기준광을 입사시키는 광원과, 상기 재생용 기준광이 상기 광정보 저장매체로 입사되어 재생되는 재생광 중 광정보 재생을 위한 신호광을 검출하는 신호광 검출기과, 상기 광정보 저장매체와 상기 신호광 검출기 사이에 설치되며, 상기 신호광 검출기로 진행되는 상기 재생광 중 상기 신호광은 투과시키고, 서보 제어를 위한 서보광을 반사시키는 마스크 및 상기 마스크에서 반사된 상기 서보광을 검출하는 서보광 검출기를 구비할 수 있다.
상기 마스크에는 상기 재생광 중 상기 서보광을 반사시키는 반사막이 형성될 수 있다.
상기 광정보 저장매체에는 상기 재생광을 반사시키는 반사층이 형성되어, 상기 재생광이 상기 재생용 기준광이 입사되는 방향의 반대방향으로 진행될 수 있다.
상기 재생광의 진행방향에는 상기 재생광의 편광을 변경시키는 제1 사분파장판이 설치되고, 상기 제1 사분파장판과 상기 마스크의 사이에는 상기 제1 사분파장판에 의해 편광이 변경된 상기 재생광을 반사시키는 제1 편광 광분할기가 설치되고, 상기 마스크와 상기 제1 편광 광분할기의 사이에는 상기 마스크에 반사되는 상기 서보광의 편광을 변경시키는 제2 사분파장판이 설치될 수 있다.
상기 재생광은 상기 광정보 저장매체를 투과하여 상기 재생용 기준광이 진행되는 방향으로 진행될 수 있다.
상기 재생용 기준광이 입사되는 측에는 상기 재생용 기준광을 투과시키는 제1 편광 광분할기와, 상기 재생용 기준광의 편광을 변경시키는 제1 사분파장판이 설 치되며, 상기 광정보 저장매체와 상기 마스크의 사이에는 상기 재생광의 편광을 변경시키는 제2 사분파장판이 설치되고, 상기 제2 사분파장판과 상기 마스크의 사이에는 상기 제2 사분파장판에 의해 편광이 변경된 상기 재생광을 반사시키는 제2 편광 광분할기가 설치되고, 상기 마스크와 상기 제2 편광 광분할기의 사이에는 상기 마스크에 반사되는 상기 서보광의 편광을 변경시키는 제3 사분파장판이 설치될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리장치에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리장치를 나타낸 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리장치의 광정보 재생동작을 나타낸 작동도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리장치는 광을 출사 시키는 광원(100)을 구비한다. 광원(100)에서 출사되는 광은 635nm~650nm 파장의 레드 광 또는 430nm 파장의 블루 광일 수 있다.
이러한 광은 광에 신호를 로딩하여 변조시키는 공간 광 변조기(Spatial Light Modulator;120)로 제공된다.
여기서, 공간 광 변조기(120)는 능동매트릭스의 대표적인 TFT LC(thin film transistor liquid crystal), 수동매트릭스의 STN LC(super twisted nematic liquid crystal), 강유전성 LC(ferro liquid crystal), 고분자 분산(PDLC; Polymer Dispersed Liquid Crystal), 플라즈마 구동형(PALC; plasma address liquid crystal) 등의 반사미러와 반파장판이 구비된 투과형 공간 광 변조기와, 디지털 마이크로미러 디바이스(Digital Micro-Mirror Device: DMD) 등의 반파장판이 구비된 반사형 공간 광 변조기가 사용될 수 있다.
한편, 광원(100)과 공간 광 변조기(120) 사이에는 광원(100)으로부터 제공된 광을 확장시켜 진행시키는 빔익스펜더(Beam expander;110)와, 빔익스펜더(110)에서 진행되는 광을 소정각도로 반사시켜 공간 광 변조기(120)로 안내하는 제1 반사미러(180a)가 설치될 수 있다.
그리고, 공간 광 변조기(120) 이후에는 광의 편광에 따라 투과 또는 반사시키는 제1 편광 광분할기(Polarization beam splitter;130)가 설치된다. 이러한 제1 편광 광분할기(130)는 P편광의 광은 투과 시키고, S편광의 광은 반사시킨다.
제1 편광 광분할기(130) 이후에는 광의 편광을 변경시키는 제1 사분파장판(140)이 설치되며, 제1 사분파장판(140)에 의해 편광이 변경된 광을 푸리에 변환시켜 광정보 저장매체(200a)에 입사시키는 푸리에 변환렌즈(150)가 설치된다.
여기서 광정보 저장매체(200a)는 포토폴리머(Photopolymer) 재질을 사용할 수 있다. 이러한 광정보 저장매체(200a)에는 광이 입사되는 반대편에 반사층(210)이 형성된다. 반사층(210)은 광정보 재생을 위해 광정보 저장매체(200a)에 재생용 기준광(R1')을 입사시켜 재생되는 재생광을 반사시켜 기록 시 광이 진행하는 방향의 반대방향으로 진행시킨다.
한편, 제1 편광 광분할기(130)에서 반사되는 재생광의 진행방향에는 재생광 으로부터 광정보를 갖는 신호광(S2)을 검출하기 위한 신호광 검출기(300)가 구비된다.
이러한 신호광 검출기(300)는 CCD(charge-coupled device), CMOS(complementary metal-oxide semiconductor)와 같은 픽셀 어레이(pixel array)를 가진 화상인식장치(image sensing device)가 채택될 수 있다.
여기서, 제1 사분파장판(140)과 제1 편광 광분할기(130)의 사이에는 제1 사분파장판(140)을 통과한 재생광이 제1 편광 광분할기(130)로 진행되도록 안내하는 제2 반사미러(180b)가 설치될 수 있다.
그리고, 제1 편광 광분할기(130)와 신호광 검출기(300)의 사이에는 재생광으로부터 신호광(S2)은 투과시키고, 기준광(R2)을 반사시키기 위한 반사막(171)이 형성된 마스크(170)가 설치된다.
또한, 제1 편광 광분할기(130)와 마스크(170)의 사이에는 마스크(170)에서 반사된 기준광(R2)이 제1 편광 광분할기(130)를 투과할 수 있도록 기준광(R2)의 편광을 변경시키는 제2 사분파장판(160)이 설치된다. 여기서 재생광 중 마스크(170)에 반사되는 기준광(R2)은 서보 제어를 위한 서보광(R2')으로 사용된다.
이와 같은 서보광(R2')은 제1 편광 광분할기(130)를 투과하여 서보광(R2')의 검출을 위해 구비되는 서보광 검출기(400)에 의해 검출된다. 이러한 서보광 검출기(400)는 포토다이오드(Photodiode)일 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 광정보 처리장치는 광정보의 기록 및 재생을 선택적으로 수행할 수 있다.
먼저, 광정보 기록 시, 광원(100)은 광을 공간 광 변조기(120)에 광을 제공한다. 공간 광 변조기(120)는 광을 P편광의 신호광(S1) 및 기준광(R1)으로 변조시킨다.
이와 같이 P편광으로 변조된 광은 제1 편광 광분할기(130)를 투과한다. 제1 편광 광분할기(130)를 투과한 광은 제1 사분파장판(140)을 통과하게 된다.
제1 사분파장판(140)을 통과하면서 P편광의 광은 원편광(circularly polarized light)으로 변경된다. 원편광으로 변경된 광은 푸리에 렌즈(150)를 통과하면서 푸리에 변환되어 광정보 저장매체(200a)의 저장위치에 기록된다.
광정보 재생 시, 광원(100)은 공간 광 변조기(120)에 광을 제공한다. 공간 광 변조기(120)는 광원으로부터 제공받은 광 중 재생용 기준광(R1')만을 출사한다.
이러한 재생용 기준광(R1')은 광정보 저장매체(200a)에 입사된다. 광정보 저장매체(200a)에 재생용 기준광(R1')을 입사시켜 재생되는 재생광은 광정보 저장매체(200a)의 반사층(210)에 반사되어 재생용 기준광(R1')이 입사되는 방향으로 진행한다. 여기서 재생광은 P편광의 신호광(S2) 및 기준광(R2)을 포함한다.
이와 같이 광정보 저장매체(200a)의 반사층(210)에서 반사된 재생광은 제1 사분파장판(140)을 통과한다. 이때, 재생광은 제1 사분파장판(140)을 통과하면서 원편광에서 S편광으로 변경된다.
S편광으로 변경된 재생광은 제1 편광 광분할기(130)에서 반사되어 신호광 검출기(300)로 진행한다. 이때 제1 편광 광분할기(130)와 신호광 검출기(300) 사이에 구비된 마스크(170)는 재생광 중 신호광(S2)만을 통과 시키게 된다. 신호광 검출 기(300)는 마스크(170)에서 통과된 신호광(S2)을 검출하여 광정보를 재생하게 된다.
한편, 신호광 검출기(300)로 진행되던 재생광 중 기준광(R2)은 마스크(170)의 반사막(171)에 반사되어 재생광이 진행되는 반대 방향으로 진행한다. 이러한 기준광(R2)은 서보제어를 위한 서보광(R2')으로 사용되며, 서보광 검출기(400)에 의해 검출된다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광정보 처리장치에 대해 설명하기로 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따른 광정보 처리장치는 상술한 광정보 처리장치와 유사한 구성을 가진다. 따라서 상술된 동일한 구성요소에는 동일 참조부호를 부여하여 상세한 설명을 생략하기로 하며, 상세한 설명이 생략된 각각의 요소들은 상술한 설명과 도 1 내지 도 2를 참조하여 이해할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광정보 처리장치를 나타낸 구성도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광정보 처리장치의 광정보 재생동작을 나타낸 작동도이다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광정보 처리장치는 광정보 기록 시, 광원(100)은 광을 공간 광 변조기(120)에 광을 제공한다. 공간 광 변조기(120)는 광을 P편광의 신호광(S1) 및 기준광(R1)으로 변조시킨다.
이와 같이 P편광으로 변조된 광은 제1 편광 광분할기(130)를 투과한다. 제1 편광 광분할기(130)를 투과한 광은 제1 사분파장판(140)을 통과하게 된다.
제1 사분파장판(140)을 통과하면서 P편광의 광은 원편광으로 변경된다. 원편광으로 변경된 광은 푸리에 렌즈(150)를 통과하면서 푸리에 변환되어 광정보 저장매체(200b)의 저장위치에 기록된다.
광정보 재생 시, 광원(100)은 공간 광 변조기(120)에 광을 제공한다. 공간 광 변조기(120)는 광원(100)으로부터 제공받은 광 중 재생용 기준광(R1')만을 출사한다.
이러한 재생용 기준광(R1')은 광정보 저장매체(200b)에 입사된다. 광정보 저장매체(200b)에 재생용 기준광(R1')을 입사시켜 재생되는 재생광은 광정보 저장매체(200b)를 투과하여 진행된다. 광정보 저장매체(200b)를 투과한 재생광은 재생광의 평행을 형성하기 위해 설치된 콜리메터 렌즈(collimator lens;510)를 통과한다. 이때 재생광은 P편광의 신호광(S2) 및 기준광(R2)을 포함한다.
이와 같은 P편광의 재생광은 광의 편광을 변경시키는 제2 사분파장판(520)을 통과하면서 S편광으로 변경된다. S편광으로 변경된 재생광은 제2 편광 광분할기(530)로 진행한다. 여기서, 제2 편광 광분할기(530)는 P편광은 투과시키고, S편광은 반사시킨다.
따라서, S편광의 재생광은 제2 편광 광분할기(530)에서 반사되어, 신호광 검출기(600)로 진행한다.
여기서, 제2 편광 광분할기(530)와 신호광 검출기(600)의 사이에는 재생광으로부터 신호광(S2)은 투과시키고, 기준광(R2)을 반사시키기 위한 반사막(551)이 형 성된 마스크(550)가 설치된다.
또한, 제2 편광 광분할기(530)와 마스크(550)의 사이에는 마스크(550)에서 반사되는 기준광(R2)이 제2 편광 광분할기(530)를 투과할 수 있도록 기준광(R2)의 편광을 변경시키는 제3 사분파장판(540)이 설치된다.
따라서, 제2 편광 광분할기(530)와 신호광 검출기(600) 사이에 구비된 마스크(550)는 재생광 중 신호광(S2)만을 통과 시키게 된다. 신호광 검출기(600)는 마스크(550)에서 통과된 신호광(S2)을 검출하여 광정보를 재생하게 된다.
그리고, 신호광 검출기(600)로 진행되던 재생광 중 기준광(R2)은 마스크(550)의 반사막(551)에 반사되어 재생광이 진행되는 반대 방향으로 진행한다. 이러한 기준광(R2)은 서보제어를 위한 서보광(R2')으로 사용되며, 서보광 검출기(700)에 의해 검출된다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 광정보 처리장치는 하나의 광원으로 광정보를 갖는 신호광과 서보제어를 위한 서보광을 생성하도록 구성된다.
이상과 같은 본 발명에 따른 광정보 처리장치는 별도의 서보제어용 광원을 사용하지 않고, 선택된 기록영역의 재생된 광을 이용하여 재생광의 서보제어를 가능하게 하여 광정보 처리장치의 구성을 단순화시키고, 사용효율을 향상시키도록 하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 광정보 저장매체로 재생용 기준광을 입사시키는 광원;
    상기 재생용 기준광이 상기 광정보 저장매체로 입사되어 재생되는 재생광 중 광정보 재생을 위한 신호광을 검출하는 신호광 검출기;
    상기 광정보 저장매체와 상기 신호광 검출기 사이에 설치되며, 상기 신호광 검출기로 진행되는 상기 재생광 중 상기 신호광은 투과시키고, 서보 제어를 위한 서보광을 반사시키는 마스크;및
    상기 마스크에서 반사된 상기 서보광을 검출하는 서보광 검출기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스크에는 상기 재생광 중 상기 서보광을 반사시키는 반사막이 형성된 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광정보 저장매체에는 상기 재생광을 반사시키는 반사층이 형성되어, 상기 재생광이 상기 재생용 기준광이 입사되는 방향과 반대방향으로 진행되는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 재생광의 진행방향에는 상기 재생광의 편광을 변경시키는 제1 사분파장판이 설치되고,
    상기 제1 사분파장판과 상기 마스크의 사이에는 상기 제1 사분파장판에 의해 편광이 변경된 상기 재생광을 반사시키는 제1 편광 광분할기가 설치되고,
    상기 마스크와 상기 제1 편광 광분할기의 사이에는 상기 마스크에 반사되는 상기 서보광의 편광을 변경시키는 제2 사분파장판이 설치되는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 재생광은 상기 광정보 저장매체를 투과하여 상기 재생용 기준광이 진행되는 방향으로 진행되는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 재생용 기준광이 입사되는 측에는 상기 재생용 기준광을 투과시키는 제 1 편광 광분할기와, 상기 재생용 기준광의 편광을 변경시키는 제1 사분파장판이 설치되며,
    상기 광정보 저장매체와 상기 마스크의 사이에는 상기 재생광의 편광을 변경시키는 제2 사분파장판이 설치되고,
    상기 제2 사분파장판과 상기 마스크의 사이에는 상기 제2 사분파장판에 의해 편광이 변경된 상기 재생광을 반사시키는 제2 편광 광분할기가 설치되고,
    상기 마스크와 상기 제2 편광 광분할기의 사이에는 상기 마스크에 반사되는 상기 서보광의 편광을 변경시키는 제3 사분파장판이 설치되는 것을 특징으로 하는 광정보 처리장치.
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