KR100767935B1 - 광정보 재생장치, 광정보 기록재생장치 및 이를 이용한저장매체의 기울기검출방법 - Google Patents

광정보 재생장치, 광정보 기록재생장치 및 이를 이용한저장매체의 기울기검출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광정보 재생장치, 광정보 기록재생장치 및 이를 이용한 광정보 재생방법에 관한 것으로, 광원과 상기 광원에서 방출되는 광을 기준광과 임시광으로 분리하는 편광 광분할기와 분리된 상기 임시광을 분리하여 한쌍의 보조광을 형성하는 보조광분리광학계와 상기 기준광 및 상기 보조광을 평행한 광축으로 중첩시켜 광정보가 저장된 저장매체에 입사시키는 입사광학계와 및 상기 기준광에 의해 상기 저장매체에서 재생되는 재생광을 검출하고, 상기 저장매체를 투과하는 보조광을 판독하여 상기 저장매체의 기울기 상태를 판독하는 판독부를 구비하여, 저장매체의 기울기를 판독할 수 있는 효과가 있다.

Description

광정보 재생장치, 광정보 기록재생장치 및 이를 이용한 저장매체의 기울기검출방법{Optical information reproducing apparatus, optical information recoding/reproducing apparatus and method for detecting tilt of optical information storage device by using the same}
도 1은 본 발명에 따른 광정보 재생장치를 나타낸 구성도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 광정보 기록재생장치를 나타낸 구성도로, 광정보의 기록시 광경로를 나타낸 간략도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 광정보 기록재생장치를 나타낸 구성도로, 광정보의 재생시 광경로를 나타낸 간략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 저장매체의 기울기검출방법을 나타낸 순서도이다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명에 따른 저장매체의 기울기검출방법에서 저장매체의 기울기 상태에 따른 광세기-각선택도곡선이다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 저장매체의 기울기검출방법에서 보조광의 검출을 나타낸 예시도이다.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
100 : 광정보 재생장치
110 : 광원
120 : 편광 광분할기
130 : 보조광분리기
140 : 중첩광학계
160 : 초점광학계
170 : 판독부
본 발명은 광정보 재생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저장매체에 한쌍의 보조광을 입사시켜 저장매체의 기울기를 판독하도록 한 광정보 재생장치, 광정보 기록재생장치 및 이를 이용한 광정보 재생방법에 관한 것이다.
광학적인 데이터 처리장치는 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc), HD-DVD, 블루레이디스크(BD), 근접장(near field) 광 처리장치, 홀로그래픽 광 처리장치 등이 있다.
홀로그래픽 광 처리장치는 광변조(optical modulation) 된 신호광(signal beam)과 이 신호광과 교차(intersection)하여 저장매체에 간섭무늬를 만드는 기준광(reference beam)을 저장매체에 조사하여 데이터를 저장한다.
그리고 데이터의 재생은 기준광만을 저장매체에 조사하고, 저장매체에서 재 생된 재생광을 검출기로 검출한 후 검출된 정보를 처리하여 입력되었던 데이터를 얻는다.
한편 광정보는 저장매체의 한 장소에만 저장되어 있지 않을 수 있다. 즉 저장매체의 다른 위치에 다양한 정보가 저장된다. 따라서 저장매체에 입력된 광정보를 재생하기 위해서는 저장매체를 광정보 재생위치로 이동시켜야 한다. 예를 들어 디스크 형태의 저장매체라면 디스크를 회전시키면서 광정보를 재생시킨다.
저장매체를 이동시키는 방법에 대한 선행한 기술로 파살티(Psaltis) 등이 출원한 미국등록특허 5,978,112호 "NON-VOLATILE READOUT OF SHIFT MULTIPLEXED HOLOGRAMS"가 있다.
동 특허에서는, 저장매체를 틸팅하는 구조와 방법에 대하여 개시하고 있다. 즉 광정보의 저장시 저장매체에 대한 광정보의 저장위치에 따라 저장매체를 쉬프트 서보를 사용하여 이동시키도록 하고 있다.
상기 특허에서와 같이 광정보의 재생을 위하여 계속적으로 위치 변동이 이루어지는 저장매체는 필수적으로 회전 또는 직선 운동과 같은 기계적 동작을 동반한다. 이에 따라 광의 회절효율이 계속해서 변할 수 있다.
더욱이 상기 특허와 같이 볼륨 홀로그램(volume hologram)의 경우는 기준광이 첨예한 각선택도(angular selectivity)를 가지는 볼륨 홀로그래픽 영역으로 입사되어야만 재생광의 재생효율이 향상된다.
즉, 광정보가 저장된 저장매체에 입사되는 기준광의 입사각이 브래그 각(Brag angular) 내에서 입사될 경우에는 기준광에 의해 재생되는 재생광의 재생 효율이 높아진다.
따라서 기준광의 입사각은 저장매체의 기울기 상태에 따라 결정되어 진다. 저장매체에 입사되는 기준광의 회절효율은 기준광의 입사각(즉, 저장매체의 기울기)에 따라 크게 좌우되는 것이다. 이에 저장매체의 기울기에 따라 변화되는 기준광의 입사각이 저장매체의 기울기에 따라 브래그 각에서 벗어나게 되면 재생광의 재생효율이 현저히 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 광정보의 재생시 저장매체에 보조광을 입사시켜 저장매체의 기울기를 검출할 수 있도록 한 광정보 재생장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 광정보의 재생시 저장매체에 보조광을 입사시켜 저장매체의 기울기를 검출할 수 있도록 한 광정보 기록재생장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 광정보의 재생시 저장매체에 보조광을 입사시켜 저장매체의 기울기를 검출할 수 있도록 한 광정보 재생방법을 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저장매체의 기울기를 검출하기 위한 광정보 재생장치는, 광원; 상기 광원에서 방출되는 광을 기준광과 임시광으로 분리하는 광분할기; 상기 임시광을 분리하여 한쌍의 보조광을 형성하는 보조광분리 기; 상기 기준광 및 상기 보조광을 광정보가 저장된 저장매체에 입사시키는 입사광학계; 상기 기준광에 의해 재생되는 재생광을 판독하는 재생광 판독기; 및 상기 저장매체에 의해 회절되는 상기 보조광의 광세기를 판독하여 상기 저장매체의 기울기 상태를 판독하는 보조광 판독기를 구비한다.
상기 보조광들은 상기 기준광을 중심으로 서로 다른 위치에서 대칭되는 각도로 상기 저장매체에 입사되는 것이 바람직하다.
상기 저장매체에 기록된 상기 광정보는 홀로그래픽 간섭무늬이고, 상기 보조광은 상기 기준광이 입사되는 위치로 입사되어 상기 기준광과 함께 회절되는 것이 바람직하다.
상기 기준광과 상기 보조광은 상기 저장매체의 동일한 지점으로 입사되고, 상기 저장매체에서 재생되는 상기 재생광과 상기 저장매체를 투과한 보조광을 분리하는 판독광 광분할기가 더 구비되는 것이 바람직하다.
상기 보조광 판독기는 상기 기준광이 제어되는 틸팅방향으로 배열된 복수개의 포토다이오드를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 포토다이오드가 배열되는 길이는 상기 보조광들의 입사점 사이의 거리와 상기 기준광의 틸팅 제어시 상기 입사점의 이동거리를 합한 길이보다 큰 것이 바람직하다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저장매체의 기울기를 검출하기 위한 광정보 기록재생장치는, 광원; 상기 광원에서 방출되는 광을 분리하는 비편광 광분할기; 상기 비편광 광분할기에서 분리되는 하나의 광에 데이터를 적재하여 신 호광을 형성하여 저장매체에 입사시키는 신호광 광학계; 상기 비편광 광분할기에서 분리되는 나머지 광을 분리하여 기준광과 임시광으로 분리하는 편광 광분할기; 분리된 상기 임시광을 상기 임시광의 광축에 대하여 대칭되는 각도로 확산 분리시켜 복수의 보조광을 형성하는 보조광분리기; 상기 기준광 및 상기 보조광을 광정보가 저장된 저장매체에 입사시키는 입사광학계; 상기 기준광에 의해 재생되는 재생광을 판독하는 재생광 판독기; 및 상기 저장매체에 의해 회절되는 상기 보조광의 광세기를 판독하여 상기 저장매체의 기울기 상태를 판독하는 보조광 판독기를 구비한다.
상기 보조광들은 상기 기준광을 중심으로 서로 다른 위치에서 대칭되는 각도로 상기 저장매체에 입사되는 것이 바람직하다.
상기 저장매체에 기록된 상기 광정보는 홀로그래픽 간섭무늬이고, 상기 보조광은 상기 기준광이 입사되는 위치로 입사되어 상기 기준광과 함께 회절되는 것이 바람직하다.
상기 기준광과 상기 보조광은 상기 저장매체의 동일한 지점으로 입사되고, 상기 저장매체에서 재생되는 상기 재생광과 상기 저장매체를 투과한 보조광을 분리하는 판독광 광분할기가 더 구비되는 것이 바람직하다.
상기 보조광 판독기는 상기 기준광이 제어되는 틸팅방향으로 배열된 복수개의 포토다이오드를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 포토다이오드가 배열되는 길이는 상기 보조광들의 입사점 사이의 거리와 상기 기준광의 틸팅 제어시 상기 입사점의 이동거리를 합한 길이보다 큰 것이 바람직하다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저장매체의 기울기를 검출하기 위한 광정보 재생방법은, 복수의 보조광을 광정보가 저장된 저장매체에 입사시키는 단계; 저장매체에 의해 회절되는 상기 보조광을 감지하는 단계; 감지되는 상기 보조광의 광 세기 및 위치를 측정하는 단계; 측정된 상기 보조광의 광 세기 및 위치를 기 설정값과 비교하는 단계; 비교된 상기 보조광의 광 세기 및 위치에 따라 저장매체의 기울기를 판단하는 단계;를 포함한다.
상기 보조광은 복수개로 이루어지며, 상기 보조광들은 서로 다른 위치에서 대칭되는 각도로 상기 저장매체의 한지점에 입사되는 것이 바람직하다.
상기 보조광의 측정은, 상기 보조광들의 이동영역으로 연장되는 복수개의 포토다이오드에 의하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 포토다이오드들은 복수개의 감지단위로 구분되고,
상기 감지단위에서 측정되는 상기 보조광의 광 세기는 상기 감지단위를 형성하는 포토다이오드에 합에 의해 산출되는 것이 바람직하다.
상기 감지단위 중 가장 큰 감지값을 가지는 감지단위와 두 번째로 큰 감지값을 가지는 감지단위를 상호 비교하여 상기 저장매체의 기울기를 판독하는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 저장매체의 기울기를 검출하기 위한 광정보 재생장치, 광정보 기록재생장치 및 이를 이용한 광정보 재생방법를 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 각 구성요소들의 명칭은 본 발명에서 의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이며, 정의된 각각의 명칭들은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭 될 수 있다. 그리고 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된 것으로, 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지는 않는다. 또한, 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있으며, 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 광정보 재생장치를 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 광정보 재생장치를 나타낸 구성도이다.
도시한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 광정보 재생장치(100)는, 광(L)을 발생시키는 광원(110)과, 광원(110)에서 발생된 광(L)을 기준광(R)과 임시광(A)으로 분리하는 편광 광분할기(120)와, 편광 광분할기(120)에서 분리된 임시광(A)을 제 1, 2보조광(A1, A2)으로 분리하는 보조광분리기(130)와, 보조광분리기(130)에서 분리된 제 1, 2보조광(A1, A2)과 편광 광분할기(120)에서 분리된 기준광(R)을 평행한 광축으로 중첩시키는 중첩광학계(140)와, 중첩광학계(140)에서 평행한 광축으로 중첩된 제 1, 2보조광(A1, A2) 및 기준광(S)을 저장매체(D)에 입사시키는 초점광학계(160)와, 저장매체(D)를 통과하는 입사된 기준광(R) 및 제 1, 2보조광(A1, A2)을 판독하는 판독부(170)를 구비한다.
상기 광원(110)은, 소정파장의 광(L)을 발생시키는 것으로, 광원(110)에서 발생되는 광(L)은 평행광속화된 것으로 우수한 코히어런트(coherent)를 가진 평면파 형태의 레이저 광인 것이 바람직하며, 예를 들어 홀로그래픽 데이터 저장에 요구되는 파장을 갖는 것이 바람직하다.
상기 편광 광분할기(120)는, 광원(110)에서 발생된 광(L)을 광정보의 재생을 위한 기준광(R)과 제 1, 2보조광(A1, A2)의 생성을 위한 임시광(A)으로 분리는 것으로, 굴절률이 서로 상이한 두 종류 이상의 물질을 반복적으로 증착한 구조로 입사되는 광(L)을 편광 분할시키는 편광 분할면(120a)을 갖으며, 이러한 편광 분할면(120a)은 임시광(P편광)(A)은 투과시키고 기준광(S편광)(S)은 반사시키는 역할을 수행한다.
또한, 편광 광분할기(120)에서 분리되는 기준광(R) 및 제 1, 2보조광(A1, A2)을 조절하기 위한 별도의 광원 조절부재(124)가 마련될 수 있다. 광원 조절부재(124)는, 편광판, 감광필터 등으로 마련될 수 있으며, 이러한 광원 조절부재(124)는 기준광(R) 및 제 1, 2보조광(A1, A2)의 강도, 균일도 등에 정밀한 조절이 필요할 경우 설치되는 것으로, 기준광(R) 및 임시광(A)의 특성이 보장된다면 설치되지 않을 수 있다.
그리고 상술한 편광 광분할기(120)는 비편광 광분할기(non-Polarizer Beam Splitter)(미도시)로도 마련될 수 있다. 이러한 경우 광원 조절부재(124)는 비편광 광분할기에서 분할되는 기준광(R) 및 임시광(A)을 각각 S편광 및 P편광으로 편광시키기 위한 S편광판 및 P편광판으로 마련될 수 도 있다. 이는 다양한 실시 변경이 가능한 것이므로 상세한 설명은 생략한다.
상기 보조광분리기(130)는 편광 광분할기(120)에서 분리된 임시광(A)을 후술할 판독부(170)에서 감지하기 위한 제 1, 2보조광(A1, A2)으로 분리하기 위한 것으로, 임시광(A)이 통과하는 경로에 마련되며, 입사되는 임시광(A)을 제 1, 2보조광(A1, A2)으로 분리하기 위한 프리즘 분광기, 홀로그램 분광기 등으로 마련될 수 있다.
한편, 편광 광분할기(120)에서 분리된 기준광(R)은 복수의 반사미러(126)에 의해 후술할 중첩광학계(140)로 입사된다. 이때 복수의 반사미러(126)는 기준광의 광경로를 조절하기 위한 갈바노 미러(Galvano mirror)인 것이 바람직하다.
상기 중첩광학계(140)는, 제 1, 2보조광(A1, A2)과, 기준광(R)을 평행한 광축으로 중첩시키기 위한 것으로, 제 1, 2보조광(A1, A2)과 기준광(R)을 중첩시키는 광중첩기(142)와, 광중첩기(142)에 의해 중첩된 기준광(R)과 제 1, 2보조광(A1, A2)을 후술할 초점광학계로 굴절 시키는 굴절미러(150)와, 광중첩기(142)의 선단 및 후단에 마련되는 복수의 포커싱렌즈(146)를 구비한다.
여기서, 광중첩기(142)는, 굴절률이 서로 상이한 두 종류 이상의 물질을 반복적으로 증착한 구조로 입사되는 제 1, 2보조광(A1, A2)을 통과시킴과 동시에 입사되는 기준광(R)을 반사시키는 중첩면(142a)이 형성된다.
한편 상술한 바와 같이 광중첩기(142)에 의해 중첩된 기준광(R)과 제 1, 2보조광(A1, A2)은 회전가능하게 마련된 굴절미러(150)에 의해 초점광학계(160)로 입사된다. 이러한 굴절미러(150)는 중첩된 기준광(R) 및 제 1, 2보조광(A1, A2)의 광경로를 조절하기 위한 갈바노 미러(Galvano mirror)인 것이 바람직하다.
상기 초점광학계(160)는, 굴절미러(150)에 의해 반사되는 기준광(R)과 제 1, 2보조광(A1, A2)을 저장매체(D)에 입사시키는 것으로, 복수의 초점렌즈(162)를 구비한다. 한편, 초점광학계를 통과하는 제 1, 2보조광(A1, A2)의 광경로의 길이는 가능한 한 동일한 길이를 갖도록 하는 것이 바람직하다. 그리고 저장매체(D)로 입사되는 제 1, 2보조광(A1, A2)의 세기는 가능한 일치하거나, 또는 오차범위 이내에서 동일하여야 한다.
상기 판독부(170)는, 저장매체(D)로 입사되는 기준광(R)에 의해 형성되는 재생광과 저장매체(D)를 통과한 제 1, 2보조광(A1, A2)을 분리하는 판독광 광분할기(172)와, 판독광 광분할기(172)에서 분리된 재생광을 판독하는 재생광 판독기(174)와, 판독광 광분할기(172)에서 분리된 제 1, 2보조광(A1, A2)을 판독하는 보조광 판독기(176)를 구비한다.
여기서, 판독광 광분할기(172)는, 저장매체(D)를 통과한 제 1, 2보조광(A1, A2)과, 기준광(R)이 저장매체(D)를 통과하면서 재생되는 재생광을 분리하기 위한 것으로, 굴절률이 서로 상이한 두 종류 이상의 물질을 반복적으로 증착한 구조로 제 1, 2보조광(A1, A2)은 통과시켜 보조광 판독기(176)로 입사시키고, 기준광(R)은 반사시켜 재생광 판독기(174)로 입사시킨다.
그리고 재생광 판독기(174)는, 저장매체(D)에서 기준광(R)에 의해 재생되는 재생광을 검출하기 위한 것으로, 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.
또한, 보조광 판독기(176)는, 기준광에 의해 광정보가 재생될 때 기준광(R)과 함께 회절되는 제 1, 2보조광(A1, A2)들의 세기 및 위치를 감지하고, 보조광 판독기(176)에서 감지된 결과에 따라 저장매체(D)의 기울기를 판단하기 위한 것으로, 저장매체(D)를 통과하는 제 1, 2보조광(A1, A2)의 이동영역에 대응되도록 배열되는 복수의 포토다이오드(P1...Pn)가 사용된다(도 5a 내지 도 5b 참조).
이러한 포토다이오드(P1...Pn)의 배열은 적어도 제 1, 2보조광(A1, A2)의 입사점 사이의 거리(d)와 틸팅시 제 1, 2보조광(A1, A2)의 이동거리를 합한 길이보다 길어야 한다. 또한 포토다이오드(P1...Pn)들은 적어도 수개~수십개 이상이 조합되어 구비될 수 있다.
한편, 다른 실시예로 보조광 판독기(176)는 포토다이오드(P1...Pn) 외에 낮은 밀도의 픽셀조합을 가지는 CCD가 채택될 수 있다. CCD가 채택될 경우는 별도의 아날로그/디지털 컨버터를 사용하지 않고, 감지된 광의 세기를 아날로그 값으로 그대로 출력하여 사용할 수 있다. 또한 보조광 판독기(176)는 낮은 밀도의 픽셀조합을 가지는 CMOS를 채택할 수 있다. 이때에는 광량의 세기를 광이 감지된 픽셀의 숫자로 판단하도록 할 수 있다. 어느 것이든 실시에 적합한 형태로 변형하여 채택할 수 있다.
이러한, 보조광 판독기(176)에 의해 검출되는 제 1, 2보조광(A1, A2)의 세기 및 위치는 제 1, 2보조광(A1, A2)이 통과하는 저장매체(D)의 기울기를 판단하기 위하여 사용되며, 즉, 저장매체(D)를 통과하면서 기준광(R)과 같이 회절되는 제 1, 2보조광(A1, A2)의 광량 및 위치를 측정하여 저장매체(D)의 기울기를 판독할 수 있 다. 저장매체(D)의 기울기를 판독하기 위한 보다 구체적인 설명은 후술할 저장매체의 기울기검출방법에서 상세히 설명한다.
이에 본 발명에 따른 광정보 재생장치의 광정보 재생을 간단히 설명한다.
먼저, 광정보의 재생을 위하여 광원(110)에서 광(L)이 방출된다. 이에 방출되는 광(L)은 편광 광분할기(120)에 의해 기준광(R)과, 임시광(A)으로 분리 되며, 분리된 기준광(R) 및 임시광(A)은 광원 조절부재(124)에 의해 그 특성(예를 들어 강도, 균일도, 편광 등)이 조절된다. 이후 조절된 임시광(A)은 보조광분리기(130)에 의해 제 1, 2보조광(A1, A2)으로 분리된다.
한편 상술한 바와 같이 분리된 제 1, 2보조광(A1, A2)은 기준광(R)과의 중첩을 위하여 중첩광학계(140)로 입사된다. 중첩광학계(140)로 입사되는 제 1, 2보조광(A1, A2)은 기준광(R)과 평행한 광축으로 중첩되어 굴절미러(150) 측으로 진행되며, 굴절미러(150)에 의해 기준광(R) 및 기준광(R)에 중첩된 제 1, 2보조광(A1, A2)이 저장매체(D)로 입사된다.
여기서 저장매체(D)로 입사되는 기준광(R)은 저장매체(D)에 형성된 간섭무늬에 의해 회절되면서 재생광이 형성되고, 형성된 재생광은 재생광 판독기(174)에서 판독된다.
한편 제 1, 2보조광(A1, A2)은 기준광(R)이 입사되는 저장매체(D)의 동일한 위치로 입사된다. 이때 제 1, 2보조광(A1, A2)과 함께 기준광(R)을 입사시킬 수 도 있고, 제 1, 2보조광(A1, A2)만을 입사시킬 수 있다. 또한, 입사되는 제 1, 2보조광(A1, A2)은 입사시의 광의 세기가 서로 일치하거나 오차범위 이내에서 동일하여 야 한다.
이후, 저장매체(D)에 입사된 제 1, 2보조광(A1, A2)은 저장매체(D)를 투과하여 보조광 판독기(176)에서 감지된다. 이때 보조광 판독기는 감지된 제 1, 2보조광(A1, A2)의 세기 및 위치를 감지한다.
이때 보조광 판독기(176)에서 감지되는 제 1, 2보조광(A1, A2)의 세기 및 위치 정보는 기준광(R)이 입사되는 저장매체(D)의 기울기를 판독하기 위한 데이터로 사용된다.
이하, 도 2a 내지 도 2b를 참조하여 본 발명에 따른 광정보 기록재생장치를 설명한다.
도 2a는 본 발명에 따른 광정보 기록재생장치를 나타낸 구성도로, 광정보의 기록시 광경로를 나타낸 간략도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 광정보 기록재생장치를 나타낸 구성도로, 광정보의 재생시 광경로를 나타낸 간략도이다.
이하 설명될 광정보 기록재생장치(200)는 상술한 광정보 재생장치(100)에서 광정보의 기록을 위하여 신호광(S)을 생성하기 위한 광학계가 추가된 것이다. 이에 광정보 재생장치(100)와 동일한 구성에 대하여는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2a 내지 도 2b에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 광정보 기록재생장치(200)는, 광(L)을 발생시키는 광원(210)과, 광원(210)에서 발생된 광(L)을 분리하는 비편광 광분할기(220a)와, 비편광 광분할기(220a)에서 분리된 하나의 광(L)에서 임시광(A)을 분리하는 편광 광분할기(220b)와, 편광 광분할기(220b)에서 분리된 임시광(A)을 제 1, 2보조광(A1, A2)으로 분리하는 보조광분리기(230)와, 보조광분리기(230)에서 분리된 제 1, 2보조광(A1, A2)과 편광 광분할기(220b)에서 분리된 기준광(R)을 중첩시키는 중첩광학계(240)와, 중첩광학계(240)에서 중첩된 제 1, 2보조광(A1, A2) 및 기준광(R)의 경로를 제한하는 굴절미러(250)와, 굴절미러(250)에 의해 굴절되는 제 1, 2보조광(A1, A2) 및 기준광(R)을 저장매체(D)에 입사시키는 초점광학계(260)와, 저장매체(D)에 입사된 기준광(R) 및 제 1, 2보조광(A1, A2)을 판독하는 판독부(270)를 구비한다.
상기 비편광 광분할기(220a)는 신호광(S)과 기준광(R)을 형성하기 위하여 광원(210)에서 방출된 광(L)을 분리하는 것으로, 분리된 하나의 광은 광원 조절부재(222a)에 의해 편광되어 신호광(S)으로 형성되고, 나머지 광은 편광 분할기(220b)로 입사되어 기준광(R)과 임시광(A)으로 분리된다.
한편, 비편광 광분할기(220a)에서 분리는 광중 하나의 광은 광원 조절부재(222a)에 의해 P편광으로 편광되어 신호광(S)으로 형성된다. 또한, 신호광(S)의 광경로 상에는 저장매체(D)의 재생시 신호광(S)의 광경로를 차단하기 위한 별도의 셔터(224a)와, 신호광(S)에 데이터를 적재하기 위한 공간 광변조기(228)와, 데이터가 적재된 신호광(S)을 저장매체(D)에 입사시키는 푸리에 변환렌즈(229)를 구비한다.
여기서, 공간 광변조기(228)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), 그리고 플라즈마 구동형(PALC; plasma address liquid crystal) 등이 채용될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 광정보 기록재생장치에서 광정보의 기록 및 재생을 설명한다.
먼저, 광정보의 기록시에는 광원(210)에서 광(L)이 방출됨에 따라 비편광 광분할기(220a)에서 신호광(S)과 기준광(R)을 생성하기 위한 한쌍의 광으로 분리되고, 하나의 광은 광원 조절부재(222a)에 의해 P편광으로 편광되어 신호광(S)으로 전환된다.
이렇게 전환된 신호광(S)은 공간 광변조기(228)를 통과하면서 공간 광변조기에 의해 데이터가 적재되고, 데이터가 적재된 신호광(S)은 푸리에 렌즈(229)에 의해 저장매체(D)로 입사된다.
이와 동시에 비편광 광분할기(220a)에서 분리된 나머지 하나의 광은 편광 광분할기(220b)로 입사되면서 기준광(R)과 임시광(A)으로 분리된다. 이때 분리되는 임시광(A)은 광정보 기록시에는 불필요하기 때문에 셔터(224b)에 의해 차단되어 그 진행이 제한된다.
한편, 편광 광분할기(220b)에서 분리되는 기준광(R)은 복수의 반사미러(226)에 의해 중첩광학계(240)로 입사되고, 중첩광학계(240)로 입사된 기준광(R)은 굴절미러(250)에 의해 그 경로가 전환되어 초점광학계(260)에 의해 저장매체(D)에 입사된다.
이에 저장매체(D)로 입사되는 신호광(S)과 기준광(R)에 의해 저장매체(D)에 홀로그래픽 간섭무늬가 형성된다. 이러한 홀로그래픽 간섭무늬가 저장매체(D)의 재생을 위한 데이터가 된다.
한편 광정보의 재생시에는 광원(210)에서 광(L)이 방출됨에 따라 비편광 광분할기(220a)에서 신호광(S)과 기준광(R)을 생성하기 위한 한쌍의 광으로 분리된다. 그러나 신호광(S)의 생성을 위한 하나의 광은 셔터(224a)에 의해 차단되어 그 진행이 제한된다.
이후, 비편광 광분할기에서 분리된 나머지 하나의 광은 편광 광분할기(220b)로 입사되면서 기준광(R)과 임시광(A)으로 분리된다. 이때 분리되는 기준광(R)은 복수의 반사미러(226)에 의해 중첩광학계(240)로 입사되고, 추후 설명할 제 1, 2보조광(A1, A2)과 중첩된다.
한편, 편광 광분할기(220b)에서 분리된 임시광(A)은 보조광분리광학계(230)에 의해 제 1, 2보조광(A1, A2)으로 분리되고, 분리된 제 1, 2보조광(A1, A2)은 중첩광학계(240)로 입사되어 기준광(R)과 중첩되어 굴절미러(250)에 의해 그 경로가 전환된다.
이에 굴절미러(250)에 의해 경로가 전환된 기준광(R)과 제 1, 2보조광(A1, A2)은 초점광학계(260)에 의해 저장매체(D)로 입사되고, 저장매체(D)로 입사된 기준광(R)은 저장매체(D)에 형성된 간섭무늬에 의해 재생광으로 전환되며, 전환된 재생광과, 저장매체(D)를 통과한 제 1, 2보조광(A1, A2)은 판독광학계(270)로 입사된다.
이후, 판독광학계(270)로 입사된 재생광과 제 1, 2보조광(A1, A2)은 판독광 분리기(272)에 의해 각각 분리되어 재생광은 재생광 판독기(274)에 의해 판독되고, 제 1, 2보조광(A1, A2)은 보조광 판독기(276)에 의해 판독된다.
이때 보조광 판독기(276)에서 감지되는 제 1, 2보조광(A1, A2)의 세기 및 위치 정보는 기준광(R)이 입사되는 저장매체(D)의 기울기를 판독하기 위한 데이터로 사용된다.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 광정보 재생장치, 광정보 기록재생장치에 의한 저장매체의 기울기검출방법에 대한 실시예를 설명한다. 여기서, 저장매체의 기울기검출방법은 상술한 광정보 재생장치의 구성과 부호를 참조한다. 그러나 광정보 기록재생장치의 구성을 참조할 수 있고, 또한 이들의 변형된 실시예에 의해서도 실시가 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 저장매체의 기울기검출방법을 나타낸 순서도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 저장매체의 기울기검출방법은, 제 1보조광(A1)과 제 2보조광(A2)을 저장매체(D)로 입사시킨다(단계 S110).
이때, 저장매체(D)에는 광의 회절이 발생하도록 홀로그래픽 간섭무늬가 형성되어 있고, 제 1보조광(A1)과 제 2보조광(A2)은 각각이 저장매체(D)에 동일한 위치로 입사된다.
또한, 제 1, 2보조광(A1, A2)과 함께 기준광(R)을 입사될 수 있으나, 제 1, 2보조광(A1, A2)만을 별도로 입사시킬 수도 있다. 이때 입사되는 제 1, 2보조광(A1, A2)은 입사시의 광의 세기가 서로 일치하거나 오차범위 이내에서 동일하여야만 한다.
한편, 저장매체(D)에 입사된 각각의 제 1, 2보조광(A1, A2)은 저장매체(D)를 투과하면서 저장매체(D)에 형성된 간섭무늬에 의하여 회절되고, 이후 보조광 판독기(176)에 의해 감지된다(단계 S120).
그리고 감지된 제 1, 2보조광(A1, A2)의 광세기 및 위치를 측정하는 단계를 진행한다(단계 S130). 이때 감지되는 제 1, 2보조광(A1, A2)의 광세기 및 위치는 보조광 판독기(176)에 마련된 다수의 포토다이오드(P1....Pn)에 의해 감지된다(도 5a 내지 도 5b 참조).
여기서, 제 1, 2보조광(A1, A2)의 광세기 및 위치를 측정하는 단계는 첨부한 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
먼저, 도 4a 내지 도 4b를 참조하여 설명한다. 도 4a는 저장매체의 기울기검출방법에서 저장매체의 기울기에 정상인 경우를 도시한 것이고, 도 4b는 저장매체의 기울기검출방법에서 저장매체의 기울기에 비정상인 경우를 도시한 것이다.
여기서, 저장매체(D)에 입사되는 기준광(R) 및 제 1, 2보조광은 그 세기가 동일한 것으로 가정하며, "θ"는 제 1, 2보조광(A1, A2)들이 저장매체(D)로 입사되는 각도를 표시한 것이다.
도 4a에 도시된 바와 같이 동일한 각도로 입사된 제 1보조광(A1)과 제 2보조광(A2)의 광의 세기가 피크 곡선의 양측 경사면의 동일한 위치에 위치한다면, 저장매체(D)의 기울기가 저장매체(D)로 입사되는 기준광(R)의 회절효율이 가장 크도록 형성된 것으로 저장매체(D)의 기울기에 의해 형성되는 기준광(R)의 입사각이 "Bragg angular"에 위치하는 것을 의미한다.
반면에 도 4b에 도시한 바와 같이 동일한 각도로 입사된 제 1보조광(A1)과 제 2보조광(A2)의 광의 세기가 피크 곡선의 각기 다른 위치(다른 레벨)에 위치할 경우(즉, 기준광(R)이 피크곡선의 피크가 아닌 다른 위치(예를 들어 경사면)에 위치하고, 제 1보조광(A1)은 피크곡선 중에서 기준광(R)의 더욱 하부에 위치하고, 제 2보조광(A2)이 피크에 근접하게 되는 경우)에는 저장매체(D)의 기울기에 의해 형성되는 기준광(R)의 입사각이 "Bragg angular"에 위치하지 않아 기준광(R)의 회절효율이 저하되었다는 것을 의미한다.
이러한 판단은 보조광 판독기(176)에서 감지된 제 1, 2보조광(A1, A2)의 광세기 및 위치를 측정함으로써 얻을 수 있다. 즉, 저장매체(D)의 기울기에 의해 형성되는 기준광(R)의 회절효율은 제 1보조광(A1)과 제 2보조광(A2)에 대한 광의 세기 및 위치를 보조광 판독기(176)에서 측정하여 비교함으로써 그 결과를 얻을 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 저장매체(D)의 기울기 판독은 이때 얻어진 데이터를 근거로 수행한다.
이하 도 5a 내지 도 5b를 참조하여 제 1, 2보조광의 광세기 및 위치 측정을 설명한다. 도 5a 내지 도 5b는 본 발명에 따른 저장매체의 기울기검출방법에서 보조광의 검출을 나타낸 예시도이다.
먼저, 저장매체(D)를 통과한 제 1보조광(A1)과 제 2보조광(A2)은 보조광 판독기(176)에 감지된다. 이러한 보조광 판독기(176)는 다수개의 포토다이오드(P1....Pn)로 구성되어 있으며, 각 포토다이오드(P1....Pn)는 다수개의 감지단위(U1...Un)로 구획된다.
이러한, 감지단위(U1...Un)는 저장매체(D)를 통과한 제 1, 2보조광(A1, A2)을 감지하고, 감지단위(U1...Un)중 제 1, 2보조광(A1, A2)을 감지하는 최대 감지값을 갖는 감지단위(U1)와, 두 번째 감지값을 갖는 감지단위(U2)를 찾아낸다. 그리고 최대 감지값을 가지는 감지단위(U1)와 두 번째 감지값을 가지는 감지단위(U2)로 찾은 후 각 감지단위(U1, U2)의 값을 서로 비교하게 된다.
한편 감지단위(Un)의 설정이 필요한 이유는 제 1, 2보조광(A1, A2)이 정확히 각각 하나의 포토다이오드(Pn)에 입사되는 경우와, 그렇지 않고 하나의 보조광(A1 또는 A2)이 두 개의 포토다이오드(Pn, Pn+1)에 중첩되어 동시에 입사되는 경우가 발생할 수 있기 때문이다.
즉, 도 5a에 도시한 바와 같이 제 1, 2보조광(A1, A2)이 각각 하나의 포토다이오드(Pn)에 감지되는 경우와 도 5b에 도시한 바와 같이 제 1, 2보조광(A1, A2)들 중 하나 이상이 보조광이 복수의 포토다이오드(Pn, Pn+1)에 중첩되어 감지되는 경우가 발생할 수 있다.
이에 제 1, 2보조광(A1, A2) 중 하나의 보조광이 하나의 포토다이오드에서 감지되는 경우, 먼저 보조광 판독기(176)에 배열된 포토다이오드(P1....Pn)들 중 가장 큰 감지값을 가지는 포토다이오드(이하 "P2"라고 한다)를 찾는다. 그리고 이 P2를 기준으로 양쪽에 각각 위치한 2개의 포토다이오드들과 함께 첫 번째 감지단위(U1)로 설정하고, 이를 기준으로 주변의 포토다이오드들을 3개씩 하나의 단위로 묶어서 이들 감지단위(U2....Un)들을 단위화 한다.
이후 각각의 감지단위(U1, U2)에서의 광량 값을 산출하고, 이중에서 가장 큰 광량값을 가지는 감지단위(U1)와 두 번째 광량값을 가지는 감지단위(U2)를 찾는다. 이후 첫 번째 감지단위(U1)와 두 번째 감지단위(U2)의 광량값을 비교한다.
한편, 도 5b에 도시된 바와 같이 보조광(A1, A2)이 포토다이오드(P1....Pn)들 하나 이상에 중첩되어 결상되는 경우에도 보조광(A1, A2)이 하나의 포토다이오드에 결상되었을 때와 동일한 방법으로 포토다이오드(P1....Pn)들을 감지단위(U2....Un)화하면 제 1, 2보조광(A1, A2)의 정확한 광의 세기를 측정할 수 있다.
또한, 보조광 판독기(176)에서 감지되는 제 1, 2보조광(A1, A2) 사이의 거리(d)를 측정한다. 제 1, 2보조광(A1, A2) 사이의 거리는 가장 큰 광세기를 검출하는 포토다이오드와, 그 다음 크기의 광세기를 검출하는 포토다이오드의 거리를 산출하여 얻을 수 있으며, 검출된 제 1, 2보조광(A1, A2) 사이의 거리는 기 설정된 제 1, 2보조광(A1, A2) 사이의 거리와 비교하여 정확한 거리를 판단할 수 있다.
여기서, 제 1, 2보조광(A1, A2) 사이의 거리를 측정하는 이유는, 저장매체(D)의 기울기가 과도하게 기울어져 있을 경우 제 1, 2보조광(A1, A2)중 어느 하나의 보조광이 보조광 판독기(176)의 영역을 이탈하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우 보조광 판독기(176)는 감지되는 어느 하나의 보조광과 보조광 판독기(176)에서 감지되는 다른 광(예를 들어 회절시 발생하는 노이즈 광)을 보조광으로 감지할 수 있기 때문이다.
한편, 제 1, 2보조광(A1, A2)의 광 세기 및 위치의 측정이 완료되면, 측정된 각 보조광(A1, A2)의 광 세기 및 위치를 기 설정된 오차값과 비교하여 그 비교값이 설정 오차값 이내인가를 비교한다(단계 S140). 설정 오차값은 여러 가지 조건에 대하여 최적의 동작 조건을 만족하는 값으로 설정 오차값 이외의 비교값에 대한 동작 조건이 미리 룩업테이블로 저장될 수 있다.
여기서, 비교값이 설정 오차값 이내라고 판단되면 이후 기준광(R)을 저장매체(110)로 입사하여 광정보를 재생하는 과정을 수행하고, 반면에 비교값이 설정 오차값 이내가 아니라고 판단되면 저장매체(D)의 기울기에 의해 형성되는 기준광(R)의 입사각이 "Bragg angular"에 위치하지 않는 것으로 판단하여 저장매체(D)의 기울기가 불량임을 판단한다(단계 S150).
한편, 상술한 바와 같은 과정은 제 1, 2보조광(A1, A2)을 동일한 위치에 반복적으로 입사시키고, 이때 감지되는 감지값과 기 설정된 오차값을 반복적으로 비교하여 저장매체(D)의 기울기를 보다 정확히 판단할 수 있을 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
예를 들어 본 발명에 따른 광정보 재생장치, 광정보 기록재생장치 및 이를 이용한 저장매체의 기울기검출방법에 다른 부가적인 기능을 가진 구성요소를 추가하거나, 또는 다른 구성요소로 교체하여 실시할 수 있을 것이다. 그러나 변형된 다른 실시예가 본 발명의 필수구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 광정보 재생장치, 광정보 기록재생장치 및 이를 이용한 저장매체의 기울기검출방법에 따르면, 저장매체로 한쌍의 보조광을 통과시키고, 저장매체를 통과하는 각 보조광의 세기 및 위치를 감지하여 저장매체의 기울기 상태를 판독할 수 있는 효과가 있다.

Claims (17)

  1. 광원;
    상기 광원에서 방출되는 광을 기준광과 임시광으로 분리하는 광분할기;
    상기 임시광을 분리하여 한쌍의 보조광을 형성하는 보조광분리기;
    상기 기준광 및 상기 보조광을 광정보가 저장된 저장매체에 입사시키는 입사광학계;
    상기 기준광에 의해 재생되는 재생광을 판독하는 재생광 판독기; 및
    상기 저장매체에 의해 회절되는 상기 보조광의 광세기를 판독하여 상기 저장매체의 기울기 상태를 판독하는 보조광 판독기를 구비하는 것을 특징으로 하는 광정보 재생장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보조광들은 상기 기준광을 중심으로 서로 다른 위치에서 대칭되는 각도로 상기 저장매체에 입사되는 것을 특징으로 하는 광정보 재생장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 저장매체에 기록된 상기 광정보는 홀로그래픽 간섭무늬이고, 상기 보조 광은 상기 기준광이 입사되는 위치로 입사되어 상기 기준광과 함께 회절되는 것을 특징으로 하는 광정보 재생장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 기준광과 상기 보조광은 상기 저장매체의 동일한 지점으로 입사되고, 상기 저장매체에서 재생되는 상기 재생광과 상기 저장매체를 투과한 보조광을 분리하는 판독광 광분할기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 광정보 재생장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 보조광 판독기는 상기 기준광이 제어되는 틸팅방향으로 배열된 복수개의 포토다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광정보 재생장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 포토다이오드가 배열되는 길이는 상기 보조광들의 입사점 사이의 거리와 상기 기준광의 틸팅 제어시 상기 입사점의 이동거리를 합한 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 광정보 재생장치.
  7. 광원;
    상기 광원에서 방출되는 광을 분리하는 비편광 광분할기;
    상기 비편광 광분할기에서 분리되는 하나의 광에 데이터를 적재하여 신호광을 형성하여 저장매체에 입사시키는 신호광 광학계;
    상기 비편광 광분할기에서 분리되는 나머지 광을 분리하여 기준광과 임시광으로 분리하는 편광 광분할기;
    분리된 상기 임시광을 상기 임시광의 광축에 대하여 대칭되는 각도로 확산 분리시켜 복수의 보조광을 형성하는 보조광분리기;
    상기 기준광 및 상기 보조광을 광정보가 저장된 저장매체에 입사시키는 입사광학계;
    상기 기준광에 의해 재생되는 재생광을 판독하는 재생광 판독기; 및
    상기 저장매체에 의해 회절되는 상기 보조광의 광세기를 판독하여 상기 저장매체의 기울기 상태를 판독하는 보조광 판독기를 구비하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록재생장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 보조광들은 상기 기준광을 중심으로 서로 다른 위치에서 대칭되는 각도로 상기 저장매체에 입사되는 것을 특징으로 하는 광정보 기록재생장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 저장매체에 기록된 상기 광정보는 홀로그래픽 간섭무늬이고, 상기 보조광은 상기 기준광이 입사되는 위치로 입사되어 상기 기준광과 함께 회절되는 것을 특징으로 하는 광정보 기록재생장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 기준광과 상기 보조광은 상기 저장매체의 동일한 지점으로 입사되고, 상기 저장매체에서 재생되는 상기 재생광과 상기 저장매체를 투과한 보조광을 분리하는 판독광 광분할기가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 광정보 기록재생장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 보조광 판독기는 상기 기준광이 제어되는 틸팅방향으로 배열된 복수개의 포토다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 광정보 기록재생장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 포토다이오드가 배열되는 길이는 상기 보조광들의 입사점 사이의 거리와 상기 기준광d의 틸팅 제어시 상기 입사점의 이동거리를 합한 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 광정보 기록재생장치.
  13. 복수의 보조광을 광정보가 저장된 저장매체에 입사시키는 단계;
    저장매체에 의해 회절되는 상기 보조광을 감지하는 단계;
    감지되는 상기 보조광의 광 세기 및 위치를 측정하는 단계;
    측정된 상기 보조광의 광 세기 및 위치를 기 설정값과 비교하는 단계;
    비교된 상기 보조광의 광 세기 및 위치에 따라 저장매체의 기울기를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저장매체의 기울기검출방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 보조광은 복수개로 이루어지며, 상기 보조광들은 서로 다른 위치에서 대칭되는 각도로 상기 저장매체의 한지점에 입사되는 것을 특징으로 하는 저장매체의 기울기검출방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 보조광의 측정은, 상기 보조광들의 이동영역으로 연장되는 복수개의 포토다이오드에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 저장매체의 기울기검출방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 포토다이오드들은 복수개의 감지단위로 구분되고,
    상기 감지단위에서 측정되는 상기 보조광의 광 세기는 상기 감지단위를 형성하는 포토다이오드에 합에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 저장매체의 기울기검출방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 감지단위 중 가장 큰 감지값을 가지는 감지단위와 두 번째로 큰 감지값을 가지는 감지단위를 상호 비교하여 상기 저장매체의 기울기를 판독하는 것을 특징으로 하는 저장매체의 기울기검출방법.
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