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KR100448285B1 - 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 흔들림 측정 장치 - Google Patents

홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 흔들림 측정 장치 Download PDF

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KR100448285B1
KR100448285B1 KR10-2002-0020818A KR20020020818A KR100448285B1 KR 100448285 B1 KR100448285 B1 KR 100448285B1 KR 20020020818 A KR20020020818 A KR 20020020818A KR 100448285 B1 KR100448285 B1 KR 100448285B1
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노재우
조장현
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주식회사 대우일렉트로닉스
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Abstract

본 발명은 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 흔들림 측정 장치에 관한 것으로, 개시된 일 실시예에 의하면 동일한 회절률을 가지는 각각의 기준 광과 신호 광을 복수 개소에 기록한 기준 흔들림 트랙이 형성된 디스크형 저장 매체와, 재생시 하나의 빔은 기준 흔들림 트랙의 패턴 형성시 기준 광(또는 신호 광)의 각도로 재생되며 다른 하나의 빔은 기록된 신호 광(또는 기준 광)의 각도에서 소정 각도로 회전시켜 재생되도록 기준 흔들림 트랙의 복수 개소에 각각의 흔들림 측정용 빔을 입사시키는 빔 발생부와, 디스크형 저장 매체로 입사된 복수 신호 광의 연장선상에 각각 위치되어 빔 발생부로부터 입사되는 빔의 파워를 탐지하는 복수의 광 검출기와, 광 검출기를 통해 탐지된 파워 측정값을 비교하여 그 비교 결과와 각 선택도를 이용하여 디스크형 저장 매체의 흔들림 정도를 산출하는 마이크로 프로세서를 포함하며, 측정된 흔들림 정보에 의거하여 흔들림 현상을 보정하여 이미지 품질의 저하를 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 흔들림 측정 장치{APPARATUS FOR DETECTING WOBBLE OF A HOLOGRAPHIC DIGITAL STORAGE SYSTEM}
본 발명은 홀로그래픽 디지털 저장 시스템(Holographic Digital Data Storage System)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각 선택도(Angular Selectivity)를 이용하여 흔들림(Wobble) 제어가 가능한 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 흔들림 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 홀로그래픽 데이터 저장 시스템은 대상 물체로부터 물체광을 기록하고 이후에 이것을 재현하는데 그 목적이 있다.
홀로그래픽 데이터 기록은 대상 물체로부터 반사된 물체광의 강도와 위상을 기록함으로써 이루어진다. 대상 물체의 빛의 강도와 위상은 물체광과 기준 광의 간섭으로 이루어져 간섭 무늬를 만들게 되고, 이렇게 형성된 간섭 무늬는 간섭 무늬의 강도에 반응하는 물질로 이루어진 입방체, 즉 광 굴절성 크리스탈이나 포토폴리머와 같은 저장 매체속에 기록된다. 이와 같이 기록된 간섭 무늬에 기준 광을 조사하게 되면 대상 물체의 3차원 상인 홀로그램이 재현된다.
이때, 저장 크리스탈에 기록된 홀로그램 데이터는 기록 과정에서 사용된 기준 광으로만 읽어 낼 수 있고, 기록시에 사용된 기준 광과 파장 또는 위상이 다른기준 광으로는 읽어 내지 못하고 저장 크리스탈안에 기록된 홀로그램 데이터를 투과 혹은 상쇄 간섭을 일으키게 된다.
이와 같은 홀로그램 성질을 이용하여 각각 다른 기준 광으로 저장 물질입방체의 같은 장소에 많은 홀로그램 데이터를 기록함으로써 작은 입방체 내부에 방대한 데이터를 저장하는 것이 가능해 진다.
한편, 홀로그래픽 디지털 저장 시스템에 적용되는 저장 매체로는 광 굴절성 크리스탈이나 포토폴리머 등이 주로 사용되며, 그 구조는 기존의 저장매체인 CD/DVD와의 호환성을 유지하기 위해 디스크형으로 제작되는 것이 바람직한데, 이 경우 재생시 흔들림(Wobble) 현상이 발생할 경우에는 이미지 품질의 저하가 동반되는 문제점이 있다.
다시 말해서, 흔들림 현상으로 인하여 디스크 면과 빔과의 만나는 각도가 원래의 각도가 아닐 때에 DVD/CD 형태의 기록장치는 현재 헤드, 광 픽업의 발달로 광 픽업을 조정하여 흔들림에 대응하고 있으나 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 경우에는 페이지 정보를 나타내므로 데이터 빔을 이용하여 광 픽업을 조정하는 방법을 사용할 수 없는 것이다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 디스크형 저장 매체에 흔들림 트랙을 설정하고 기준 패턴을 이용하여 저장 매체의 흔들림 정도를 측정할 수 있는 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 흔들림 측정 장치를 제공함으로써, 측정된 흔들림 정보에 의거하여 흔들림 현상을 보정하여 이미지 품질의 저하를 방지할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 견지로서 흔들림 측정 장치는, 동일한 회절률을 가지는 각각의 기준 광과 신호 광을 복수 개소에 기록한 기준 흔들림 트랙이 형성된 디스크형 저장 매체와, 재생시 하나의 빔은 상기 기준 흔들림 트랙의 패턴 형성시 기준 광의 각도로 재생되며 다른 하나의 빔은 기록된 기준 광의 각도에서 소정 각도로 회전시켜 재생되도록 상기 기준 흔들림 트랙의 복수 개소에 각각의 흔들림 측정용 빔을 입사시키는 빔 발생부와, 상기 디스크형 저장 매체로 입사된 복수 신호 광의 연장선상에 각각 위치되어 상기 빔 발생부에서 출사되어 상기 디스크형 저장 매체에서 회절된 빔의 파워를 탐지하는 복수의 광 검출기와, 상기 광 검출기를 통해 탐지된 파워 측정값을 비교하여 그 비교 결과와 각 선택도를 이용하여 상기 디스크형 저장 매체의 흔들림 정도를 산출하는 마이크로 프로세서를 포함한다.
본 발명의 다른 견지로서 흔들림 측정 장치는, 동일한 회절률을 가지는 기준 광과 신호 광을 단일 개소에 기록한 기준 흔들림 트랙이 형성된 디스크형 저장 매체와, 재생시 하나의 빔은 상기 기준 흔들림 트랙의 패턴 형성시 기준 광(또는 신호 광)의 각도로 재생되며 다른 하나의 빔은 기록된 신호 광(또는 기준 광)의 각도에서 소정 각도로 회전시켜 재생되도록 상기 기준 흔들림 트랙의 단일 개소에 복수의 흔들림 측정용 빔을 입사시키는 빔 발생부와, 상기 디스크형 저장 매체로 입사된 기준 광과 신호 광의 연장선상에 각각 위치되어 상기 빔 발생부에서 출사되어 상기 디스크형 저장 매체에서 회절된 빔의 파워를 탐지하는 복수의 광 검출기와, 상기 광 검출기를 통해 탐지된 파워 측정값을 비교하여 그 비교 결과와 각 선택도를 이용하여 상기 디스크형 저장 매체의 흔들림 정도를 산출하는 마이크로 프로세서를 포함한다.
도 1은 본 발명에 따라 홀로그래픽 디지털 저장 시스템에 적용되는 디스크형 저장 매체의 미디어 포맷도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 홀로그래픽 디지털 저장 시스템에 적용되는 흔들림 측정 장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 흔들림 측정 장치에서 저장 매체에 입사되는 흔들림 측정 빔의 상태도,
도 4는 본 발명에 따른 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 흔들림 측정 장치에서 흔들림 측정 원리를 설명하기 위한 개념도,
도 5는 본 발명에 따른 홀로그래픽 디지털 저장 시스템에서 회전각과 회절율 및 각 선택도의 상관 그래프,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 홀로그래픽 디지털 저장 시스템에 적용되는 흔들림 측정 장치의 구성도,
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 흔들림 측정 장치에서 저장 매체에 입사되는 흔들림 측정 빔의 상태도.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 디스크 13 : 기준 흔들림 트랙
21, 51, 57 : 기준 광 23, 53, 55 : 신호 광
31, 33, 63, 65 : 광 검출기 40 : 마이크로 프로세서
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.
도 1은 본 발명에 따라 홀로그래픽 디지털 저장 시스템에 적용되는 디스크형 저장 매체의 미디어 포맷도이다. 기준 흔들림 트랙(13)을 디스크(10)의 최외곽 서클에 형성하고, 이 트랙에는 동일한 회절률을 가지도록 두 개의 플레인 웨이브(Plane wave)를 이용하여 기록한다. 도면 중 미설명 부호 11은 데이터 빔 범위이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 홀로그래픽 디지털 저장 시스템에 적용되는 흔들림 측정 장치의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 흔들림 측정 장치에서 저장 매체에 입사되는 흔들림 측정 빔의 상태도이다.
도시된 흔들림 측정 장치는, 동일한 회절률을 가지는 각각의 기준 광(51,57)과 신호 광(53,55)을 최외곽 서클의 복수 개소에 기록한 기준 흔들림 트랙이 형성된 디스크(10)와, 재생시 하나의 빔(A)은 상기 기준 흔들림 트랙의 패턴 형성시 기준 광의 각도로 재생되며 다른 하나의 빔(B)은 기록된 기준 광의 각도에서 소정 각도로 회전시켜 재생되도록 상기 기준 흔들림 트랙의 복수 개소에 각각의 흔들림 측정용 빔(A,B)을 입사시키는 빔 발생부(도시 생략됨)와, 디스크(10)로 입사된 신호 광(53,55)의 연장선상에 각각 위치되어 상기 빔 발생부에서 출사되어 디스크(10)에서 회절된 빔의 파워를 탐지하는 두 개의 광 검출기(63,65)와, 광 검출기(63,65)를 통해 탐지된 파워 측정값을 비교하여 그 비교 결과와 각 선택도를 이용하여 디스크(10)의 흔들림 정도를 산출하는 마이크로 프로세서(40)를 포함한다.
상기와 같이 구성된 흔들림 측정 장치에 의한 흔들림 정도의 산출 과정은 도 4의 개념도를 통해서 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명에 따른 홀로그래픽 디지털 저장 시스템에서 회전각과 회절율 및 각 선택도의 상관 그래프로서, Dupont사의 HRF-150-38을 이용하여 얻어진 결과이다. 이 그래프에 나타난 바와 같이 재생하는 각도에 따라 나타나는 회절률은 증가 또는 감소하게 된다. 이 선택도 프로파일은 알려진 바와 같이 샘플의 두께에 역으로 의존하게 하며, 여기서 사용된 샘플의 경우는 두께가 상대적으로 낮으며(38um), 샘플의 두께가 증가하면 첫 번째 0이 나타나는 지점이 1도 이내가 된다(200um 샘플 사용시).
도 4에서 점선으로 표현된 빔은 재생시 최대 회절률을 얻기 위한 빔의 진행 방향을 나타낸다. 흔들림이 발생하여 디스크(10)가 기울어진 각도를 a라 하면 이는 재생시 재생을 위해 사용되는 빔이 +a 만큼 회전되어 입사되는 효과를 나타내게 된다. 반대로 기울어진 경우는 -a를 나타낸다.
우선 빔 발생부(도시 생략됨)로부터 입사되는 두 빔(A, B)을 동시에 오픈하여 광 검출기(63,65)가 두 빔(A, B)의 진행 방향에서 파워를 측정한다.
마이크로 프로세서(40)는 기준 흔들림 트랙의 패턴 형성시 기준 광의 각도로 입사되는 A빔의 진행 방향에 배치된 광 검출기(65)의 측정 파워가 흔들림 허용 한계에 들어오면, 즉 도 5의 임계값 이상의 파워를 나타내면 디스크(10)의 배치를 그대로 유지시킨다. 그러나 임계값 미만의 파워를 나타내면 기록된 기준 광의 각도에서 소정 각도로 회전시켜 입사되는 B빔의 측정 파워와 A빔의 측정 파워를 비교한다.
이때, A빔의 측정된 파워에 의거하여 각 선택도를 추정하면 도 5를 통해 알 수 있듯이 + 영역과 - 영역에 존재하는 두 개의 각도로 산출되며, A빔 방향에 비해 +방향으로 회전된 B에서 측정한 데이터와 비교하면 현재의 위치 영역을 알아낼 수 있다. A-B가 0보다 큰 경우는 + 영역에 위치함을 알 수 있으며, 0보다 작은 경우는 - 영역에 위치함을 알 수 있는 것이다.
이후, 마이크로 프로세서(40)는 흔들림 정도 산출 결과에 의거하여 수동 또는 자동으로 디스크(10)의 흔들림 현상을 보정할 수 있는 것이다.
일예로, 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 디스크 면과 턴테이블(모터에 연결되어 디스크가 안착되는 부분으로 축과 직각이다) 연결 방법을 조정할 수 있는 형태로 만들어 흔들림으로 인하여 각도가 틀어진 것을 보정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 홀로그래픽 디지털 저장 시스템에 적용되는 흔들림 측정 장치의 구성도이며, 도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 흔들림 측정 장치에서 저장 매체에 입사되는 흔들림 측정 빔의 상태도이다.
도시된 흔들림 측정 장치는, 동일한 회절률을 가지는 기준 광(21)과 신호 광(23)을 최외곽 서클의 단일 개소에 기록한 기준 흔들림 트랙이 형성된 디스크(10)와, 재생시 하나의 빔(A)은 상기 기준 흔들림 트랙의 패턴 형성시 기준 광(또는 신호 광)의 각도로 재생되며 다른 하나의 빔(B)은 기록된 신호 광(또는 기준 광)의 각도에서 소정 각도로 회전시켜 재생되도록 상기 기준 흔들림 트랙의 단일 개소에 두 개의 흔들림 측정용 빔(A,B)을 입사시키는 빔 발생부(도시 생략됨)와, 디스크(10)로 입사된 기준 광(21)과 신호 광(23)의 연장선상에 각각 위치되어 상기 빔 발생부로에서 출사되어 디스크(10)에서 회절된 빔의 파워를 탐지하는 두 개의 광 검출기(31,33)와, 광 검출기(31,33)를 통해 탐지된 파워 측정값을 비교하여 그 비교 결과와 각 선택도를 이용하여 디스크(10)의 흔들림 정도를 산출하는 마이크로 프로세서(40)를 포함한다.
상기와 같이 구성된 흔들림 측정 장치에 의한 흔들림 정도의 산출 원리는 전술한 제 1 실시예에 대한 설명으로부터 충분히 유추될 수 있으나 마이크로 프로세서(40)에 의한 흔들림 정도 산출 과정을 다른 예로서 설명하기로 한다.
우선 빔 발생부(도시 생략됨)로부터 입사되는 두 빔(A, B)을 동시에 오픈하여 광 검출기(31,33)가 두 빔(A, B)의 진행 방향에서 파워를 측정한다.
여기서, 기준 흔들림 트랙의 패턴 형성시 기준 광(또는 신호 광)의 각도로 입사되는 A빔의 진행 방향에 배치된 광 검출기(31)의 측정 파워를 DA, 회절효율을 α라고 하고, 기록된 신호 광(또는 기준 광)의 각도에서 소정 각도로 회전시켜 입사되는 B빔의 진행 방향에 배치된 광 검출기(33)의 측정 파워를 DB, 회절효율을 β라 할 때에, I는 파워를 나타낸다면 아래의 수학식1 내지 3으로 나타낼 수 있다.
마이크로 프로세서(40)는 상기와 같이 광 검출기(31,33)를 통해 탐지된 파워 측정값을 비교하여 디스크(10)의 흔들림 정도를 산출하게 되는데, 그 산출 결과는 다음과 같이 나타난다.
DA-DB〉0 인 경우에, α〈 β 임을 알 수 있고, 이는 도 3의 각 선택도 그래프를 참조하면, -의 위치에 있음을 알 수 있고, 이는 -의 각도로 기울어져 회전하고 있음을 알 수 있다.
DA-DB〈 0 인 경우에, α 〉β 임을 알 수 있고, 이는 도 3의 각 선택도 그래프를 참조하면, +의 위치에 있음을 알 수 있고, 이는 +의 각도로 기울어져 회전하고 있음을 알 수 있다.
DA-DB= 0 인 경우에, A 빔과 B 빔의 사이각의 반각이 정확한 재생 각도임을 알 수 있다.
여기서, 수학식 3을 통해 β-α의 값을 구하면 현재의 위치를 알아낼 수 있다. 선택도 프로파일은 도 5와 같이 가우시안 분포를 가지므로 한 포인트에서 다른포인트를 직선으로 연결하는 경우 다른 기울기를 가지게 된다. 이를 이용하면 현재의 위치를 알아낼 수 있다.
이후, 마이크로 프로세서(40)는 흔들림 정도 산출 결과에 의거하여 수동 또는 자동으로 디스크(10)의 흔들림 현상을 보정할 수 있는 것이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하고 이를 도면에 나타내었으나 본 발명은 당업자에 의하여 여러 가지 실시예로 구현될 수 있음이 자명하다. 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위를 통하여 나타나 있는 기술적 사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 디스크형 저장 매체에 흔들림 트랙을 설정하고 기준 패턴을 이용하여 저장 매체의 흔들림 정도를 측정할 수 있는 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 흔들림 측정 장치를 제공함으로써, 측정된 흔들림 정보에 의거하여 흔들림 현상을 보정하여 이미지 품질의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 동일한 회절률을 가지는 각각의 기준 광과 신호 광을 복수 개소에 기록한 기준 흔들림 트랙이 형성된 디스크형 저장 매체와,
    재생시 하나의 빔은 상기 기준 흔들림 트랙의 패턴 형성시 기준 광의 각도로 재생되며 다른 하나의 빔은 기록된 기준 광의 각도에서 소정 각도로 회전시켜 재생되도록 상기 기준 흔들림 트랙의 복수 개소에 각각의 흔들림 측정용 빔을 입사시키는 빔 발생부와,
    상기 디스크형 저장 매체로 입사된 복수 신호 광의 연장선상에 각각 위치되어 상기 빔 발생부에서 출사되어 상기 디스크형 저장 매체에서 회절된 빔의 파워를 탐지하는 복수의 광 검출기와,
    상기 광 검출기를 통해 탐지된 파워 측정값을 비교하여 그 비교 결과와 각 선택도를 이용하여 상기 디스크형 저장 매체의 흔들림 정도를 산출하는 마이크로 프로세서를 포함하는 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 흔들림 측정 장치.
  2. 동일한 회절률을 가지는 기준 광과 신호 광을 단일 개소에 기록한 기준 흔들림 트랙이 형성된 디스크형 저장 매체와,
    재생시 하나의 빔은 상기 기준 흔들림 트랙의 패턴 형성시 기준 광(또는 신호 광)의 각도로 재생되며 다른 하나의 빔은 기록된 신호 광(또는 기준 광)의 각도에서 소정 각도로 회전시켜 재생되도록 상기 기준 흔들림 트랙의 단일 개소에 복수의 흔들림 측정용 빔을 입사시키는 빔 발생부와,
    상기 디스크형 저장 매체로 입사된 기준 광과 신호 광의 연장선상에 각각 위치되어 상기 빔 발생부에서 출사되어 상기 디스크형 저장 매체에서 회절된 빔의 파워를 탐지하는 복수의 광 검출기와,
    상기 광 검출기를 통해 탐지된 파워 측정값을 비교하여 그 비교 결과와 각 선택도를 이용하여 상기 디스크형 저장 매체의 흔들림 정도를 산출하는 마이크로 프로세서를 포함하는 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 흔들림 측정 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기준 흔들림 트랙은 상기 디스크형 저장 매체의 최외곽 서클에 형성하는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 흔들림 측정 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 마이크로 프로세서는 상기 기준 흔들림 트랙의 패턴 형성시 기준 광(또는 신호 광)의 각도로 입사되는 빔의 진행 방향에 배치된 상기 광 검출기의 측정 파워가 흔들림 허용 한계에 들어오면 상기 디스크형 저장 매체의 배치를 그대로 유지시키는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 흔들림 측정 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광 검출기의 측정 파워가 임계값 미만의 파워를 나타내면 기록된 기준 광(또는 신호 광)의 각도에서 소정 각도로 회전시켜 입사되는 빔의 측정 파워와 상기 임계값 미만의 측정 파워를 비교 및 각 선택도를 추정하여 상기 디스크형 저장 매체의 흔들림 정도를 산출하는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 흔들림 측정 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 기준 흔들림 트랙의 패턴 형성시 기준 광(또는 신호 광)의 각도로 입사되는 빔의 진행 방향에 배치된 광 검출기의 측정 파워를 DA, 회절효율을 α라고 하고, 기록된 신호 광(또는 기준 광)의 각도에서 소정 각도로 회전시켜 입사되는 빔의 진행 방향에 배치된 광 검출기의 측정 파워를 DB, 회절효율을 β라 할 때에, I는 파워를 나타낸다면,
    상기 마이크로 프로세서는 상기의 수학식을 통해 산출된 DA-DB값에 의거하여 상기 디스크형 저장 매체의 흔들림 정도를 산출하는 것을 특징으로 한 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 흔들림 측정 장치.
KR10-2002-0020818A 2002-04-17 2002-04-17 홀로그래픽 디지털 저장 시스템의 흔들림 측정 장치 KR100448285B1 (ko)

Priority Applications (6)

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