KR20080065024A - 기록재생 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 기록재생 장치는 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광을 발생시키는 광원; 입사광의 편광 성분에 따라 투과 또는 반사시키는 편광 빔 분리기; 입사광의 편광 성분을 변환시키는 QWP(Quarter Wave Plate); 상기 QWP에 의해 편광 성분이 변환된 광이 기록매체로 입사되도록 안내하기 위하여, SIL(Solid Immersion Lens)와 대물렌즈를 구비한 픽업 장치; 상기 편광 빔 분리기에 의해 반사된 광을 파장대역에 따라 반사 또는 투과시키는 다이아크로닉 프리즘(Diachronic prism); 상기 다이아크로닉 프리즘을 투과한 광으로부터 RF 신호를 획득하기 위한 제 1 광전 수단; 및 상기 다이아크로닉 프리즘에 의해 반사된 광으로부터 갭 에러 신호를 획득하기 위한 제 2 광전 수단;이 포함된다.
기록재생 장치, 근접장, 광원, 다이아크로닉 프리즘

Description

기록재생 장치{Apparatus for recording/reproducing}
도 1은 니어 필드 데이터 기록장치에 구비되는 SIL과 기록매체의 측면도.
도 2는 귀환광량과 갭 사이의 관계를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기록재생 장치를 설명하기 위한 광학계.
도 4 내지 도 6은 상기 광학계에서 빔의 이동을 보다 구체적으로 설명하기 위한 빔 스폿.
본 발명은 근접장을 이용한 기록재생 장치에 대하여 개시한다.
광 기록매체의 사이즈에 대한 소형화 요구에 부응하기 위해서는, 트랙폭이 협소하게 되어야 고밀도 기록용량을 가질 수 있다. 그러나, 보호층, 기록층, 반사층을 포함하는 기록매체의 층상구조 및 그에 따른 집광 방식의 차이에 의한 제한, 기록매체의 기록층에 비트를 형성하기 위해 기록매체 상에 집광되는 광의 스폿 크기의 회절한계에 의한 제한등의 문제로, 이러한 제한을 극복하기 위한 광 기록재생방식에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.
종래의 파 필드(far-field) 방식의 광 기록재생방법의 문제점을 해소하고자, 최근 광의 회절이 일어나지 않는 영역에서 기록밀도를 높이기 위한 방법으로서, 니어 필드(near-field, 근접장)를 이용한 광 기록재생방법이 제안되고 있다.
도 1은 니어 필드 데이터 기록장치에 구비되는 SIL과 기록매체의 측면도이고, 도 2는 귀환광량과 갭 사이의 관계를 나타내는 도면이다.
기록매체(1)와 대물렌즈(OL,미도시) 사이에는 소정의 임계각 이상의 광에 대해서 전반사되도록 전반사면을 가지는 SIL(Solid Immersion Lens,2)이 구비되고, 상기 SIL(2)과 기록매체간에는 소정의 간격(갭)(d)을 가진다.
상기 SIL(2)은 도시된 바와 같은 원추형(circular cone shape)이 많이 사용되고 있으며, 반구형(hemisphere shape)의 SIL도 있다.
대물렌즈를 통과한 광은 기록매체(1)로 입사되기 전에 상기 SIL(2)로 입사되고, 상기 SIL(2)로 입사된 광중에서 소정의 임계각 이상으로 입사되는 광은 상기 SIL(2)의 반사면에서 전반사되어 이를 관찰하기 위한 포토 디텍터로 이동된다.
그리고, 상기 SIL(2)의 반사면에서 맺히게 되는 광의 사이즈 및 상기 SIL(2)과 기록매체(1) 사이의 간격(d)와 관련하여서, SIL(2)에 입사된 광의 파장 λ에 의해 d≤λ/2로 정의되는 영역이 니어 필드(near-field)이다.
그리고, 상기 간격(d)가 d ≥λ/2를 만족시키고, 데이터 기록재생층으로 광이 스며 나오지 않는 상태를 파 필드(far-field) 상태라 한다.
그런데, 파 필드 상태인 경우, SIL(2) 단면에 임계각 이상의 각도로 입사된 광은 모두 전반사되어 귀환광이 된다. 따라서, 도 2에 나타낸 바와 같이 파 필드 상태에서의 전반사 귀환광량은 일정값으로 되어 있다.
한편, 니어 필드 상태인 경우, SIL(2)의 반사면에 임계각 이상의 각도로 입사된 광의 일부는, 전술한 바와 같이, SIL(2)의 반사면(즉, 반사경계면)에서 기록매체(1)의 데이터 기록재생층에 스며들게 된다. 따라서, 도 2에 나타난 바와 같이, 전반사된 광의 귀환광량은 상기 기록매체(1)의 데이터 기록재생층(정확하게는, 기록매체 표면)에 가까워질수록 지수함수적으로 감소하는 것을 알 수 있다.
따라서, SIL(2)의 단면 위치가 니어 필드 상태에 있을 때는, 전반사 귀환광량이 간격(d)의 크기에 따라 변화하는 리니어 부분을 갭 에러 신호로서 피드백 서보를 행하면, SIL(2)의 단면과 기록매체(1)의 데이터 기록재생층면과의 갭을 일정하게 제어하는 것이 가능해진다. 예를 들면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 전반사 귀환광량이 제어 목표값 P가 되도록 제어를 행하면, 상기 간격(d)은 일정하게 유지된다.
한편, 종래에 있어서는 상기 SIL(2)과 기록매체(1) 간의 간격(d)을 일정하게 유지시키기 위한 서보 동작과 상기 기록매체(1)에 데이터를 기록하거나 기록된 데이터를 재생을 위하여, 복수의 광원을 이용하여 갭 서보 신호와 RF 신호를 검출하는 것이 일반적이었다.
복수의 광원이 구비된 광학계를 이용함에 따라 기록재생 장치의 전체적인 사이즈가 커지게 되고, 이는 소형화를 요구하는 소비자의 요구를 충족시키지 못하는 결과를 초래하는 것이다.
본 발명은 상기되는 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, 기록재생 을 위한 광학계를 구성을 최소로 하면서도, SIL과 기록매체간의 간격을 유지하기 위한 갭 서보 신호와 데이터 기록재생을 위한 RF 신호를 용이하게 획득할 수 있는 기록재생 장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 기록재생 장치는 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광을 발생시키는 광원; 입사광의 편광 성분에 따라 투과 또는 반사시키는 편광 빔 분리기; 입사광의 편광 성분을 변환시키는 QWP(Quarter Wave Plate); 상기 QWP에 의해 편광 성분이 변환된 광이 기록매체로 입사되도록 안내하기 위하여, SIL(Solid Immersion Lens)와 대물렌즈를 구비한 픽업 장치; 상기 편광 빔 분리기에 의해 반사된 광을 파장대역에 따라 반사 또는 투과시키는 다이아크로닉 프리즘(Diachronic prism); 상기 다이아크로닉 프리즘을 투과한 광으로부터 RF 신호를 획득하기 위한 제 1 광전 수단; 및 상기 다이아크로닉 프리즘에 의해 반사된 광으로부터 갭 에러 신호를 획득하기 위한 제 2 광전 수단;이 포함된다.
제안되는 바와 같은 본 발명의 실시예에 의해서, 근접장 광학계에 들어가는 부품의 수를 줄이게 되어 시스템을 간소화시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 기록재생 장치를 통해서 기록매체가 CD와 DVD같이 서로 다른 기록매체간의 호환도 가능하게 되는 장점이 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 사상에 따른 구체적인 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 첨부되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시 예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기록재생 장치를 설명하기 위한 광학계이고, 도 4 내지 도 6은 상기 광학계에서 빔의 이동을 보다 구체적으로 설명하기 위한 빔 스폿이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 기록재생 장치는 기록매체(300)에 데이터를 기록 또는 재생하기 위한 RF 신호 및 상기 기록매체(300)와 SIl(190)간의 간격을 제어하기 위한 갭 서보 신호를 검출하기 위한 광학 블럭과, 상기 기록매체(300)에 광이 입사되도록 하고, 상기 기록매체(300)로부터 반사된 광이 입사되는 SIL(190)과 대물렌즈(180)가 형성된 픽업 장치(170)가 포함된다.
상기 광학 블럭에는 서로 다른 파장대역을 갖는 두개의 광을 방출시키는 레이저 다이오드(110)와, 상기 레이저 다이오드(110)에서 출사된 광을 평행광으로 변환되도록 하는 콜리메이터 렌즈(120)와, 다른 파장을 갖는 복수의 광에 대하여 입사된 광의 편광 성분에 따라 입사광이 투과 또는 반사되도록 하는 편광 빔 분리기(130)와, 광의 발산각 또는 수렴각을 제어하여 광의 사이즈를 조절하기 위한 익스팬더(140)와, 입사광의 편광 성분이 변환되도록 하는 QWP(Quarter Wave Plate)(150)와, 입사광을 반사시키기 위한 미러(160)가 포함된다.
특히, 상기 광원(110)은 다파장(multi wave) 반도체 레이저 소자로 구성되며, 서로 다른 파장대역을 갖는 복수의 광을 방출시킬 수 있다. 그리고, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 405nm 파장대역의 청색광(420)과 650nm 파장대역의 적색 광(410)을 방출한다.
그리고, 상기 편광 빔 분리기(130)는 서로 다른 파장을 갖는 청색광과 적색광에 대하여 반사 또는 투과시키기 위하여 입사광에 대하여 브로드 밴드(broad band)를 갖도록 형성된다.
그리고, 상기 광학 블럭에는 상기 기록매체(300)에서 반사되어 상기 편광 빔 분리기(130)에서 반사된 광에 대하여 파장대역 성분에 따라 반사 또는 투과시키는 다이아크로닉 프리즘(Diachronic prism, 200)이 포함되고, 상기 다이아크로닉 프리즘(200)을 투과한 광을 수광하여 RF 신호를 획득하기 하기 위한 제 1 광전 수단(210)과, 상기 다이아크로닉 프리즘(200)에서 반사된 광을 수광하여 갭 서보 신호를 획득하기 위한 제 2 광전 수단(220)이 포함된다.
한편, 상기 픽업 장치(170)는 입사된 광을 기록매체(300)에 집속되도록 하기 위한 SIL(190)과, 소정의 개구율을 갖는 대물렌즈(180)가 포함된다.
상기와 같이 구성된 기록재생 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 레이저 다이오드(110)로부터 출사되는 광은 도 4에 도시된 바와 같이 서로 다른 파장대역을 갖는 복수의 광(410,420)이 출사되고, 출사된 광(410,420)은 상기 콜리메이터 렌즈(120)에서 평행광으로 변환되고, 상기 편광 빔 분리기(130)를 거쳐 상기 익스팬더(140)에서 발산각 또는 수렴각이 제어된다.
특히, 상기 편광 빔 분리기(130)는 서로 다른 파장대역을 갖는 복수의 광을 투과 또는 반사시키도록 하며, 상기 광원(110)에서 출사된 빔은 상기 편광 빔 분리기(130)를 투과하여 상기 익스팬더(140)를 거쳐 QWP(150)에서 직선 편광이 원편광 으로 변환되어 미러(160)로 입사된다.
상기 미러(160)에서 반사된 광은 상기 대물렌즈(180)와 SIL(190)을 지나 기록매체(300)에 입사된다. 다만, 이때 상기 SIL(190)의 반사면에 소정의 임계각 이상으로 입사된 광은 상기 SIL(190)의 반사면에서 전반사되어 상기 미러(160)로 재입사된다.
그리고, 상기 픽업 장치(170)에는 코일과 자기회로가 형성되어 있어, 갭 에러와 트래킹 에러에 대한 서보 동작을 수행한다.
한편, 상기 기록매체(300)에서 반사된 광은 상기 QWP(150)에서 직선 편광으로 변환된다. 다만, 원래의 편광 방향과 수직인 편광 방향으로 바뀌게 된다.
근접장 광 기록재생 장치에 있어서는, 상기 SIL(190)과 기록매체(300) 간의 갭과, 상기 SIL(190)과 기록매체(300) 및 공기의 굴절률 사이의 상관관계에 의한 커플링 발생으로 상기 SIL(190)로 입사된 광중에서 임계각 이상으로 입사된 광은 전반사되고, 나머지는 상기 기록매체(300)로 입사하게 된다.
따라서, 상기 기록매체(300)에서 반사된 광은 상기 편광 빔 분리기(130)에 의해 반사되고, 반사된 광은 그의 파장대역에 따라 상기 다이아크로닉 프리즘(200)에 의해 반사되거나 투과된다.
즉, 상기 편광 빔 분리기(130)에 의해 반사된 광 중에서 청색광은 상기 다이아크로닉 프리즘(200)을 투과하여 제 1 광전 수단(210)으로 입사되고, 상기 편광 빔 분리기(130)에 의해 반사된 광중에서 적색광은 상기 다이아크로닉 프리즘(200)에 의해 반사되어 제 2 광전 수단(220)으로 입사된다.
상세히, 상기 제 1 광전 수단(210)으로 입사되는 광은 도 6에 도시된 바와 같은 형태의 광 스폿(420)을 갖으며, 상기 기록매체(300)에 기록되어 있는 데이터가 포함된 RF 신호가 된다.
그리고, 상기 제 2 광전 수단(220)으로 입사되는 광은 도 5에 도시된 바와 같은 광 스폿(410)을 갖으며, 상기 SIL(190)과 기록매체(300)간의 갭을 조절하기 위한 갭 에러 신호가 된다.
따라서, 상기 제 1 광전 수단(210)으로 입사된 광으로부터는 RF 신호가 획득되고, 상기 제 2 광전 수단(220)으로 입사된 광으로부터는 갭 에러 신호가 획득된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의해서, 근접장 광학계에 들어가는 부품의 수를 줄이게 되어 시스템을 간소화시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 기록재생 장치를 통해서 기록매체가 CD와 DVD같이 서로 다른 기록매체간의 호환도 가능하게 되는 장점이 있다.
제안되는 바와 같은 본 발명의 실시예에 의해서, 기록재생을 위한 광학계를 구성을 간소화할 수 있으며, SIL과 기록매체간의 간격을 유지하기 위한 갭 서보 신호와 데이터 기록재생을 위한 RF 신호를 용이하게 획득할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광을 발생시키는 광원;
    입사광의 편광 성분에 따라 투과 또는 반사시키는 편광 빔 분리기;
    입사광의 편광 성분을 변환시키는 QWP(Quarter Wave Plate);
    상기 QWP에 의해 편광 성분이 변환된 광이 기록매체로 입사되도록 안내하기 위하여, SIL(Solid Immersion Lens)와 대물렌즈를 구비한 픽업 장치;
    상기 편광 빔 분리기에 의해 반사된 광을 파장대역에 따라 반사 또는 투과시키는 다이아크로닉 프리즘(Diachronic prism);
    상기 다이아크로닉 프리즘을 투과한 광으로부터 RF 신호를 획득하기 위한 제 1 광전 수단; 및
    상기 다이아크로닉 프리즘에 의해 반사된 광으로부터 갭 에러 신호를 획득하기 위한 제 2 광전 수단;이 포함되는 기록재생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원은 다파장 반도체 레이저 소자인 것을 특징으로 하는 기록재생 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광 빔 분리기를 투과한 광의 발산각 또는 수렴각을 변환시키기 위한 익스팬더가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 기록재생 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 QWP에 의해 편광 성분이 변환된 광이 상기 픽업 장치로 이동하도록 가이드하기 위한 미러가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 기록재생 장치.
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