KR100767934B1 - Tracking error detection method and optical information reproducing apparatus using same - Google Patents
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Abstract
현재 트랙에 대한 트랙킹 에러를 검출하는 트랙킹 에러 검출 방법을 제공한다. 트랙킹 에러 검출 방법은 상기 현재 트랙과 상기 현재 트랙에 인접하는 제1 주변트랙과 제2 주변트랙에 걸쳐서 기준광을 조사한다. 상기 기준광에 의해 재생되는 재생광에서 분리되어 상기 제1 주변트랙 측에 해당하는 제1 주변광과 상기 제2 주변트랙 측에 해당하는 제2 주변광을 검출한다. 이어서, 상기 제1 주변광의 광세기와 상기 제2 주변광의 광세기를 이용하여 트랙킹 에러를 검출한다. A tracking error detection method for detecting a tracking error for a current track is provided. The tracking error detection method irradiates reference light over the current track, a first peripheral track adjacent to the current track, and a second peripheral track. The first ambient light corresponding to the first peripheral track side and the second ambient light corresponding to the second peripheral track side are detected by being separated from the reproduction light reproduced by the reference light. Next, a tracking error is detected using the light intensity of the first ambient light and the light intensity of the second ambient light.
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광정보 재생장치를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing an optical information reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 광정보 기록매체의 트랙과 기준광이 입사되는 영역을 나타낸 예시도이다.2 is an exemplary diagram illustrating a region where a track and a reference light are incident on an optical information recording medium.
도 3은 트랙킹 에러가 없는 경우 광 검출기를 통해 검출되는 재생광을 나타낸 개략도이다.3 is a schematic diagram showing the reproduction light detected through the photo detector when there is no tracking error.
도 4는 트랙킹 에러가 있는 경우 광 검출기를 통해 검출되는 재생광을 나타낸 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating reproduction light detected through a photo detector when there is a tracking error.
도 5는 도 4의 트랙킹 에러가 발생한 경우에서 광 세기의 함수를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a function of light intensity when the tracking error of FIG. 4 occurs.
도 6a 내지 6c 는 광 검출기의 각 포토 다이오드에 검출되는 광세기를 나타낸 도면이다. 6A to 6C are diagrams showing the light intensity detected by each photodiode of the photodetector.
도 7a 내지 7c 는 트랙킹 에러를 나타낸 그래프이다. 7A to 7C are graphs showing tracking errors.
도 8a 내지 8c 는 효율을 달리한 경우 각 트랙킹 에러를 나타낸 그래프이다.8A to 8C are graphs showing each tracking error when the efficiency is different.
도 9a 내지 9c 는 효율을 달리한 경우 각 트랙킹 에러를 나타낸 그래프이다. 9A to 9C are graphs showing each tracking error when the efficiency is different.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광정보 기록재생장치를 나타낸 개략도이다.10 is a schematic diagram showing an optical information recording and reproducing apparatus according to another embodiment of the present invention.
** 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 **** Explanation of symbols in main part of drawing **
110 : 광학계110: optical system
150 : 주변광 분리기150: ambient light separator
160 : 광정보 검출기160: optical information detector
170 : 광 검출기170: light detector
180 : 신호처리부180: signal processing unit
본 발명은 트랙킹 에러 검출 방법 및 이를 이용한 광정보 재생장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 주변 트랙을 이용한 트랙킹 에러 검출 방법 및 이를 이용한 광정보 재생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a tracking error detecting method and an optical information reproducing apparatus using the same, and more particularly, to a tracking error detecting method using a peripheral track and an optical information reproducing apparatus using the same.
최근 급속도로 성장하고 있는 정보 통신 산업과 멀티미디어 산업은 기존의 텍스트 데이터뿐만 아니라, 고용량의 이미지 및 동영상의 콘텐츠를 위해 대용량의 저장장치를 필요로 하고 있다. 이로 인해 고용량의 저장 용량을 가지면서 고속으로 정보에 접근할 수 있는 홀로그래피(holography)를 이용한 광정보 처리 장치가 주목받고 있다.Recently, the information and communication industry and the multimedia industry, which are rapidly growing, require a large storage device for contents of high-capacity images and videos as well as existing text data. As a result, optical information processing apparatuses using holography, which have high storage capacity and can access information at high speed, have attracted attention.
홀로그래피를 이용한 광정보 처리장치는 이미지 정보의 기록 및 재생의 원리상 페이지 지향적인 메모리(page-oriented memory)로써, 병렬 신호 처리 방식의 입출력 방식을 사용하여, 비트 단위 방식의 CD나 DVD에 비해 근본적으로 데이터 전송률을 고속화할 수 있다. 또한, 이미지 정보를 기록매체의 동일 장소에 중첩 기록하는 다중화 기법을 통해 저장밀도를 비약적으로 향상시킬 수 있다.Optical information processing apparatus using holography is a page-oriented memory in principle of recording and reproducing image information. This can speed up the data rate. In addition, the storage density can be dramatically improved through a multiplexing technique in which image information is superimposed on the same place on the recording medium.
일반적인 홀로그래피를 이용한 광정보 처리장치는 디스크 형태의 광정보 기록매체를 이용한다. 광정보 기록매체의 트랙을 따라 광 픽업이 이동하면서, 각 트랙에 포함된 기록 영역에 데이터를 기록하거나, 기록 영역으로부터 데이터를 재생한다. A general optical information processing apparatus using holography uses an optical information recording medium in the form of a disk. As the optical pickup moves along the track of the optical information recording medium, data is recorded in the recording area included in each track or data is reproduced from the recording area.
홀로그래피를 이용한 광정보 처리장치의 신뢰성을 높이기 위해서는 데이터 재생시 에러율인 BER(bit error rate)를 최소화하는 것이 필요하다. BER를 최소화하기 위해서는 기준광(reference beam)이 데이터가 기록된 트랙의 중심을 정확히 추종해야 한다. In order to increase the reliability of the optical information processing apparatus using holography, it is necessary to minimize the bit error rate (BER), which is an error rate during data reproduction. In order to minimize BER, a reference beam must accurately follow the center of the track on which data is recorded.
트랙킹 에러 검출 방법의 일례가 미국출원공개 제 2005/0030875 호에 호리마이(H. Horimai)에 의해 "Optical information recording apparatus and optical information reproducing apparatus"라는 제목으로 개시된 바 있다. 호리마이에 의하면 데이터를 재생하기 위한 광원과 서보 신호를 얻기 위한 광원을 분리하여 사용한다. 광정보 기록매체에 미리 기록된 피트(pit)에 반사된 광을 포토 다이오드 등에 의해 검출하여 트랙킹 에러(tracking error) 신호를 획득한다. An example of a tracking error detection method has been disclosed by H. Horimai in US Patent Application Publication No. 2005/0030875 entitled "Optical information recording apparatus and optical information reproducing apparatus." According to Horimai, a light source for reproducing data and a light source for obtaining a servo signal are used separately. The light reflected on the pit previously recorded on the optical information recording medium is detected by a photo diode or the like to obtain a tracking error signal.
트랙킹 에러 검출 방법의 다른 예가 미국특허 제 5,982,513 호에 조우 등(Zhou et al.)에 의해 "Method and system to align holographic images"라는 제목으로 개시된 바 있다. 조우 등에 의하면 광정보 기록매체에 데이터 이미지를 기록할 때, 데이터와는 별도로 구성된 서보용 이미지를 함께 기록한다. 기준광에 의해 재생된 데이터 이미지 중 서보용 이미지를 포토 다이오드 등에 의해 검출하여 트랙킹 에러 신호를 획득한다. Another example of a tracking error detection method has been disclosed by Zhou et al. In US Pat. No. 5,982,513 entitled "Method and system to align holographic images." According to Enzo et al., When recording a data image on an optical information recording medium, the servo image which is configured separately from the data is also recorded. The servo image is detected from the data image reproduced by the reference light with a photodiode or the like to obtain a tracking error signal.
트랙킹 에러를 정확히 검출하는 방법이 필요하다. 광정보 기록매체로부터 재생되거나 반사된 광에서 검출되는 광량을 통해 획득되는 트랙킹 에러 신호는 기록 영역에서의 회절 효율이나 주변 영향에 따라 민감도(sensitivity)가 달라질 수 있다. 또한, 트랙킹 에러 신호가 원점(트랙 오차가 없는 경우)에 대해 대칭성이 보장되지 않으면 트랙킹 에러를 판별하기 위해 복잡한 연산과 캘리브레이션 절차가 요구된다.There is a need for a method for accurately detecting tracking errors. The tracking error signal obtained through the amount of light detected in the light reproduced or reflected from the optical information recording medium may vary in sensitivity depending on diffraction efficiency or ambient influence in the recording area. In addition, if the tracking error signal is not symmetrical about the origin (if there is no track error), complex computational and calibration procedures are required to determine the tracking error.
따라서, 민감도가 작고 대칭성이 보장되는 트랙킹 에러 검출이 필요하다.Therefore, tracking error detection with low sensitivity and symmetry is required.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 신뢰성있는 트랙킹 에러 검출 방법 및 이를 이용한 광정보 재생장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a reliable tracking error detection method and an optical information reproducing apparatus using the same.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 주변 트랙으로부터 재생되는 재생광을 이용한 트랙킹 에러 검출 방법 및 이를 이용한 광정보 재생장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a tracking error detection method using reproduction light reproduced from surrounding tracks and an optical information reproducing apparatus using the same.
본 발명의 일 양태에 따르면 현재 트랙에 대한 트랙킹 에러를 검출하는 트랙 킹 에러 검출 방법을 제공한다. 트랙킹 에러 검출 방법은 상기 현재 트랙과 상기 현재 트랙에 인접하는 제1 주변트랙과 제2 주변트랙에 걸쳐서 기준광을 조사한다. 상기 기준광에 의해 재생되는 재생광에서 분리되어 상기 제1 주변트랙 측에 해당하는 제1 주변광과 상기 제2 주변트랙 측에 해당하는 제2 주변광을 검출한다. 이어서, 상기 제1 주변광의 광세기와 상기 제2 주변광의 광세기를 이용하여 트랙킹 에러를 검출한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a tracking error detection method for detecting a tracking error for a current track. The tracking error detection method irradiates reference light over the current track, a first peripheral track adjacent to the current track, and a second peripheral track. The first ambient light corresponding to the first peripheral track side and the second ambient light corresponding to the second peripheral track side are detected by being separated from the reproduction light reproduced by the reference light. Next, a tracking error is detected using the light intensity of the first ambient light and the light intensity of the second ambient light.
본 발명의 다른 양태에 따르면 트랙킹 에러 검출 방법을 제공한다. 트랙킹 에러 검출 방법은 광정보 기록매체의 제1 트랙에 의한 제1 주변광과 상기 광정보 기록매체의 제2 트랙에 의한 제2 주변광을 검출하고, 상기 제1 주변광의 광세기 에러와 상기 제2 주변광의 광세기 에러의 합에 상기 제1 주변광의 광세기와 상기 제2 주변광의 광세기의 합을 나눈 값을 트랙킹 에러로 검출한다.According to another aspect of the present invention, a tracking error detection method is provided. The tracking error detection method detects a first ambient light by a first track of an optical information recording medium and a second ambient light by a second track of the optical information recording medium, and detects an optical intensity error of the first ambient light and the first ambient light. The value obtained by dividing the sum of the light intensities of the two ambient lights by the sum of the light intensities of the first ambient light and the light intensities of the second ambient light is detected as a tracking error.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면 복수의 트랙을 포함하는 광정보 기록매체로부터 광정보를 재생하는 광정보 재생장치를 제공한다. 상기 광정보 재생장치는 재생할 데이터가 기록된 기록 영역을 포함하는 현재 트랙과 상기 현재 트랙에 인접하는 제1 주변트랙과 제2 주변트랙에 걸쳐서 기준광을 조사하는 광학계, 상기 기준광에 의해 재생되는 재생광을 상기 기록 영역에서 재생되는 주 재생광, 상기 제1 주변트랙에 의한 제1 주변광 및 상기 제2 주변트랙에 의한 제2 주변광으로 분리하는 주변광 분리기, 상기 주 재생광으로부터 상기 광정보를 검출하는 광정보 검출기, 상기 제1 주변광을 검출하는 제1 광검출기, 상기 제2 주변광을 검출하는 제2 광검출기, 상기 제1 및 제2 광검출기에서 검출된 광세기 값들을 입력받아, 상기 제 1 주변광의 광세기 에러와 상기 제2 주변광의 광세기 에러의 합에 상기 제1 주변광의 광세기와 상기 제2 주변광의 광세기의 합을 나눈 값을 트랙킹 에러로 검출하는 신호처리부를 포함한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided an optical information reproducing apparatus for reproducing optical information from an optical information recording medium including a plurality of tracks. The optical information reproducing apparatus includes: a current track including a recording area in which data to be reproduced is recorded; an optical system for irradiating reference light over a first peripheral track and a second peripheral track adjacent to the current track; Dividing the optical information into a main reproduction light reproduced in the recording area, a first ambient light by the first peripheral track and a second ambient light by the second peripheral track, and the optical information from the main reproduction light. A light information detector for detecting, a first photo detector for detecting the first ambient light, a second photo detector for detecting the second ambient light, and received light intensity values detected by the first and second photo detectors, The sum of the light intensity error of the first ambient light and the light intensity error of the second ambient light divided by the sum of the light intensity of the first ambient light and the light intensity of the second ambient light is detected as a tracking error. Includes a signal processor.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like numbers refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광정보 재생장치를 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing an optical information reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 광정보 재생장치(100)는 광학계(110), 주변광 분리기(150), 광정보 검출기(160), 광 검출기(170) 및 신호처리부(180)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the optical
광학계(110)는 광원(112)과 다중화기(114)를 포함한다. 광원(110)에서 발생한 기준광은 다중화기(114)를 거쳐 광정보 기록매체(200)로 입사된다. 다중화기(114)는 기준광이 광정보 기록매체(200)로 입사되는 각도를 조절하여, 각도 다중화를 구현한다. 다중화기(114)는 갈바노 미러와 같은 회전 미러일 수 있다. The
광정보 기록매체(200)는 광정보가 기록된(또는 기록될) 기록 영역을 포함한다. 기록 영역에 기준광이 입사되면, 기록 영역에 형성된 간섭 패턴에 기준광이 회절되어 재생광이 발생한다. 광정보 기록매체(200)는 디스크 형태로, 동심원 형태로 배치된 복수의 트랙을 포함한다. 각각의 트랙은 복수의 기록 영역을 포함한다.The optical
도 2는 광정보 기록매체의 트랙과 기준광이 입사되는 영역을 나타낸 예시도이다.2 is an exemplary diagram illustrating a region where a track and a reference light are incident on an optical information recording medium.
도 2를 참조하면, 광정보 기록매체(200)의 중심부로부터 외측으로 L2트랙, L트랙, 현재 트랙, R트랙, R2트랙이 순차적으로 배치된다. Referring to FIG. 2, an L2 track, an L track, a current track, an R track, and an R2 track are sequentially disposed from the center of the optical
현재 트랙은 현재 데이터를 재생할 기록영역(Rc)을 포함하는 트랙을 말하며, 현재의 트랙킹 에러 검출을 통해 정확한 위치를 추종할 트랙이다. 현재 트랙은 광정보 기록매체(200)의 트랙 중 어디라도 해당될 수 있다. The current track refers to a track including a recording area Rc for reproducing the current data, and is a track to follow the correct position by detecting the current tracking error. The current track may correspond to any of the tracks of the optical
현재 트랙을 중심으로 좌우에 주변트랙들이 위치한다. 현재 트랙의 좌측에 L트랙(제1 주변트랙), L2트랙이 순차적으로 배치되고, 우측에 R트랙(제2 주변트랙), R2트랙이 순차적으로 배치된다. 여기서 좌측은 현재 트랙의 일측이고, 우측은 현재 트랙의 타측을 말하며, 반드시 도시된 방향에 한정되는 것은 아니다. Surrounding tracks are located to the left and right of the current track. L tracks (first peripheral tracks) and L2 tracks are sequentially arranged on the left side of the current track, and R tracks (second peripheral tracks) and R2 tracks are sequentially arranged on the right side. Here, the left side is one side of the current track, and the right side is the other side of the current track, and is not necessarily limited to the illustrated direction.
각각의 트랙에는 각각의 기록영역(Rc, RL, RL2, RR, RR2)이 형성된다. 도 2에는 하나의 기록영역(Rc, RL, RL2, RR, RR2)을 나타내고 있으나, 각각의 트랙을 따라 기록영역(Rc, RL, RL2, RR, RR2)은 복수개 형성된다. 기록영역(Rc, RL, RL2, RR, RR2)에는 기준광과 정보광에 의한 간섭 패턴이 기록된다. 기준광이 기록영역(Rc, RL, RL2, RR, RR2)에 조사되면, 기준광이 상기 간섭 패턴에 의해 회절되어 기록시 사용된 정보광과 동일한 재생광이 발생한다.In each track, respective recording areas Rc, R L , R L2 , R R and R R2 are formed. 2 shows one recording area Rc, R L , R L2 , R R , and R R2 , but a plurality of recording areas Rc, R L , R L2 , R R , and R R2 are provided along each track. Is formed. In the recording areas Rc, R L , R L2 , R R , and R R2 , interference patterns by reference light and information light are recorded. When the reference light is irradiated to the recording areas Rc, R L , R L2 , R R , and R R2 , the reference light is diffracted by the interference pattern to generate the same reproduction light as the information light used for recording.
원래의 데이터를 재생하기 위해서는 현재 트랙의 기록영역(Rc)에만 기준광이 조사되면 되지만, 본 발명에서는 기준광이 현재 트랙뿐만 아니라 그 주변 트랙까지 포함하도록 조사된다. 즉 기준광은 현재 트랙과 그 주변 트랙들인 L트랙, R트랙에 걸쳐서 입사되어, 현재 트랙의 기록영역(Rc)뿐만 아니라 L트랙의 기록영역(RL), R트랙의 기록영역(RR)에 한꺼번에 조사된다. In order to reproduce the original data, the reference light only needs to be irradiated to the recording area Rc of the current track. However, in the present invention, the reference light is irradiated to include not only the current track but also its surrounding track. I.e., reference light is the current is incident over a track and its adjacent tracks, which are the L track, R the track, the recording area of the L track as well as the recording region (Rc) of the current track (R L), the recording region (R R) of the R track Investigate all at once.
다만, 기준광은 L트랙의 기록영역(RL)이나 R트랙의 기록영역(RR)을 반드시 포함하여 조사될 필요는 없으며, 현재 트랙의 기록영역(Rc)보다 넓게 주변 트랙을 걸쳐서 입사되면 된다. 일 실시예로 기준광은 L트랙의 일부나 R 트랙의 일부에 걸쳐서 조사될 수 있다. 다른 실시예로 기준광은 L트랙에 더하여 그 외측의 L2 트랙이나, R트랙에 더하여 그 외측의 R2 트랙에 걸쳐서 입사될 수 있다. However, the reference light does not necessarily need to be irradiated including the recording area R L of the L track or the recording area R R of the R track, but is incident on the surrounding tracks wider than the recording area Rc of the current track. . In one embodiment, the reference light may be irradiated over part of the L track or part of the R track. In another embodiment, the reference light can be incident over an L2 track outside of the L track or an R2 track outside of the R track.
기준광이 현재 트랙의 기록영역(Rc)보다 넓게 조사됨으로써, 기준광에 의해 재생되는 재생광은 현재 트랙의 기록영역(Rc)에 의한 재생광뿐만 아니라, 주변 트랙에 의한 재생광을 포함한다. 즉 기준광이 L트랙과 R트랙에 걸쳐서 입사되면, 재생광은 현재 트랙의 기록영역(Rc)에 의한 재생광, L트랙의 기록영역(RL)이나 R트랙의 기록영역(RR)에 의한 재생광을 포함한다. 이하에서는 재생광 중 현재 트랙의 기록영역(Rc)에 의한 재생광을 주 재생광이라 하고, 주 재생광을 제외한 주변 트랙의 기록영역에 의한 재생광을 주변광이라 한다. Since the reference light is irradiated wider than the recording area Rc of the current track, the reproduction light reproduced by the reference light includes not only the reproduction light by the recording area Rc of the current track, but also the reproduction light by the surrounding tracks. In other words, when the reference light is incident on the L track and the R track, the reproduction light is generated by the reproduction light by the recording area Rc of the current track, the recording area R L of the L track, or the recording area R R of the R track. Includes reproduction light. In the following description, the reproduction light in the recording area Rc of the current track among the reproduction light is called the main reproduction light, and the reproduction light in the recording area of the peripheral track except the main reproduction light is referred to as ambient light.
다시 도 1을 참조하면, 기준광에 의해 재생된 재생광은 제1 렌즈(122)를 지나 편광 광 분리기(124)로 입사된다. 편광 광 분리기(124)는 P편광을 통과시키고, S 편광을 반사한다. 여기서 P편광과 S편광은 서로 수직한 편광 상태를 말하며, 절대적인 편광 상태를 의미하는 것은 아니다. Referring back to FIG. 1, the reproduced light reproduced by the reference light is incident to the polarized
재생광이 P편광을 가지면, 편광 광 분리기(124)를 지나 파장판(quater wave plate; 126)을 지나면서 원 편광으로 변환된다. 이어서, 재생광은 제2 렌즈(128)에 의해 집광되어 주변광 분리기(150)로 진행한다.When the regenerated light has P polarization, it is converted to circular polarization while passing through a polarization
주변광 분리기(150)에는 개구부(aperture; 155)가 형성되어, 재생광 중 현재 트랙의 기록영역(Rc)에 의한 주 재생광만을 통과시킨다. 주변광 분리기(150)는 일종의 나이퀴스트 필터(Nyquist filter)이다. An
개구부(155)를 통과한 주 재생광은 제3 렌즈(165)를 거쳐 광정보 검출기(160)에 의해 검출된다. 광정보 검출기(160)는 CCD(charge-coupled device)나 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor)와 같은 픽셀 어레이로 구성되어, 주 재생광에 포함된 광정보를 검출한다. 이에 따라 광정보 검출기(160)는 현재 트랙의 기록영역(Rc)에 대한 데이터 페이지를 검출한다.The main reproduction light passing through the
한편, 재생광이 주변광 분리기(150)로 입사되는 면 중 개구부(155)를 제외한 면에는 재생광을 반사시키는 반사면(156)이 형성된다. 트랙킹 에러가 없는 경우, 주 재생광만이 개구부(155)를 통과하고, 주변광은 반사면(156)에 의해 반사된다. 개구부(155)를 통과하지 못한 재생광은 반사면(156)에 의해 반사되어 다시 제2 렌즈(128)로 입사된다. On the other hand, the
반사된 재생광은 제2 렌즈(128)를 지나, 파장판(126)을 지나면서 원편광에서 S편광으로 변환된다. 이에 따라 S편광된 재생광은 편광 광 분리기(124)에서 반사되어 제4 렌즈(129) 측으로 진행한다. 제4 렌즈(129)를 지난 재생광은 광 검출기(170)로 입사된다. The reflected regenerated light is converted from circularly polarized light to S-polarized light while passing through the
광 검출기(170)는 재생광의 광세기를 검출한다. 광 검출기(170)는 포토 다이오드나 포토 다이오드 어레이로 구성될 수 있다. 신호처리부(180)는 광 검출기(170)를 통해 얻어진 재생광의 광세기를 입력받아 트랙킹 에러를 검출한다. The
도 3은 트랙킹 에러가 없는 경우 광 검출기를 통해 검출되는 재생광을 나타낸 개략도이다.3 is a schematic diagram showing the reproduction light detected through the photo detector when there is no tracking error.
도 3을 참조하면, 제4 렌즈(129)를 지난 재생광은 스폿 형태로 광 검출기(170)에 의해 검출된다. 여기서, SL2 스폿은 L2트랙의 기록영역(RL2)에 대한 재생광에 의한 스폿이고, SL 스폿은 L트랙의 기록영역(RL)에 대한 재생광에 의한 스폿이고, Sc 스폿은 현재 트랙의 기록영역(Rc)에 대한 재생광에 의한 스폿이고, SR 스폿은 R트랙의 기록영역(RR)에 대한 재생광에 의한 스폿이고, SR2 스폿은 R2트랙의 기록영역(RR2)에 대한 재생광에 의한 스폿이다.Referring to FIG. 3, the regenerated light passing through the
광 검출기(170)는 제1 광 검출기(172)와 제2 광 검출기(172)로 분리되어, 제1 광 검출기(172)는 SL 스폿을 검출하고, 제2 광 검출기(174)는 SR 스폿을 검출한다. The
제1 광 검출기(172)는 2분할된 2개의 포토 다이오드(A, B)를 포함한다. 제1 광 검출기(172)는 광정보 기록매체(200)의 회전 방향(또는 트랙 방향)으로 2분할된다. 포토 다이오드 A에 의해 검출된 광세기(PA)와 포토 다이오드 B에 의해 검출된 광세기(PB)에 의한 광세기 에러를 통해 SL 스폿의 위치 오차를 알 수 있다. 즉, 트랙킹 에러가 없는 경우 광세기 에러를 PA-PB = 0 으로 하면, 광세기 에러 PA-PB 의 값과 부호를 통해 SL 스폿의 위치 오차를 알 수 있다.The
제2 광 검출기(174)는 2분할된 2개의 포토 다이오드(C, D)를 포함한다. 포토다이오드 C에 의해 검출된 광세기(PC)와 포토 다이오드 D에 의해 검출된 광세기(PD)를 검출하면 SR 스폿의 위치 오차를 알 수 있다. The
광 검출기(170)는 제1 및 제2 광 검출기(172, 174)로 구성하였으나 이는 제한이 아니고, 하나의 광 검출기로 구성할 수 있다. 또한, 광 검출기(170)는 포토 다이오드뿐만 아니라 광세기를 검출하는 기타 다른 광검출소자를 통해 구성할 수 있다.The
광 검출기(170)를 통해 검출된 재생광의 광세기를 이용하여, 신호처리부(180)는 다음의 수학식 1과 같이 트랙킹 에러(TE)를 구한다.Using the light intensity of the reproduced light detected by the
본 발명에서는 트랙킹 에러를 주변광에 의한 광세기의 차를 통해 구한다. 주변광은 서로 다른 2개의 트랙에 의한 재생광을 포함한다. L트랙에 의한 주변광의 광세기의 에러(PA-PB)와 R트랙에 의한 주변광의 광세기의 에러(PC-PD)의 합에 L트랙에 의한 주변광의 광세기(PA+PB)와 R트랙에 의한 주변광의 광세기(PC+PD)의 합을 나누어, 트랙킹 에러를 구한다.In the present invention, the tracking error is obtained through the difference in the light intensity by the ambient light. The ambient light includes reproduction light by two different tracks. The light intensity of the ambient light due to the L track (P A +) is the sum of the error of the light intensity of the ambient light due to the L track (P A -P B ) and the error of the light intensity of the ambient light due to the R track (P C -P D ) The tracking error is obtained by dividing the sum of P B ) and the light intensity (P C + P D ) of the ambient light by the R track.
트랙킹 에러가 없는 경우, Sc 스폿은 개구부(155)를 통과하고 반사면(156)에 의해 반사되지 않아 광 검출기(170)에 의해 검출되지 않는다. 또한, 주변광에 의한 스폿 중 SL 스폿만이 제1 광 검출기(172)를 통해 검출되고, SR 스폿만이 제2 광 검출기(174)를 통해 검출된다. 이 경우 PA-PB = 0 이고, PC-PD = 0 이므로, 수학식 1에서 TE = 0 이 된다.In the absence of a tracking error, the Sc spot passes through the
도 4는 트랙킹 에러가 있는 경우 광 검출기를 통해 검출되는 재생광을 나타낸 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating reproduction light detected through a photo detector when there is a tracking error.
도 4를 참조하면, 트랙킹 에러가 발생한 경우 기준광은 현재 트랙의 정확한 지점에 입사되지 못한다. 따라서, 재생되는 재생광 중 주 재생광이 전부 개구부(155)를 통과하지 못하고 일부가 반사면(156)에 의해 반사된다. 또한, 트랙킹 에러로 인해, 광 검출기(170)에 의해 검출되는 SL2 스폿, SL 스폿, Sc 스폿, SR 스폿, SR2 스폿의 위치가 달라진다. 이에 따라 PA-PB ≠ 0 이고, PC-PD ≠ 0 이므로, 수학식 1에서 TE ≠ 0 이 된다. 얻어진 TE 값을 통해 광 픽업을 이동시켜 트랙킹 에러를 제어할 수 있다. Referring to FIG. 4, when a tracking error occurs, the reference light does not enter the correct point of the current track. Therefore, all of the reproduced light to be reproduced does not pass through the
이하에서는 트랙킹 에러를 구하는 수학식 1에 대해 구체적으로 설명한다. Hereinafter, Equation 1 for obtaining a tracking error will be described in detail.
트랙킹 에러를 구하는 식으로 적합하기 위해서는 원점에 대해 대칭성이 보장되어야 한다. 여기서 원점은 트랙킹 에러가 없는 경우를 말한다. 원점에 대한 대칭성은 현재 트랙의 좌측 또는 우측으로 트랙킹 에러가 발생하더라도, 트랙킹 에러가 동일한 형태를 갖는 것을 말한다. 원점에 대한 대칭성이 보장되지 않으면 트랙킹 에러의 부호에 따라 광 픽업의 이동량을 따로 판별해야 하므로, 트랙킹 제어가 복잡해진다. To be suitable for finding tracking errors, symmetry about the origin must be ensured. Here, the origin refers to a case where there is no tracking error. Symmetry with respect to the origin indicates that the tracking error has the same shape, even if a tracking error occurs to the left or right of the current track. If the symmetry with respect to the origin is not guaranteed, the amount of movement of the optical pickup must be determined separately according to the sign of the tracking error, which makes the tracking control complicated.
또한, 트랙킹 에러를 구하는 식으로 적합하기 위해서는 재생광의 효율에 대해 민감도가 작아야 한다. 또는 광세기의 편차에 대해 강인해야 한다. 즉 홀로그래피를 이용한 광정보 처리 장치에 있어서, 재생광은 기준광과 간섭 패턴에 의한 회절에 의해 발생하므로 간섭 패턴에 따라 광 검출기(170)에 의해 검출되는 재생광의 효율이 일정하지 않다. 만약 재생광의 효율에 따라 트랙킹 에러 값이 달라진다면 재생광의 효율에 따라 일일이 트랙킹 에러를 다시 지정해야 하므로, 트랙킹 제어가 복잡해 진다. In addition, in order to obtain a tracking error, the sensitivity must be small for the efficiency of reproduction light. Or it must be robust against variations in light intensity. That is, in the optical information processing apparatus using holography, the reproduction light is generated by diffraction by the reference light and the interference pattern, so the efficiency of the reproduction light detected by the
광 검출기(170)에 의해 검출되는 각 스폿의 광세기의 함수(function of light intensity)를 f(x)라 한다. 여기서, SL2 스폿에 대한 광세기의 함수는 fL2(x)이고, SL 스폿에 대한 광세기의 함수는 fL(x)이고, Sc 스폿에 대한 광세기의 함수는 fc(x)이고, SR 스폿에 대한 광세기의 함수는 fR(x)이고, SR2 스폿에 대한 광세기의 함수는 fR2(x)라 한다. The function of light intensity of each spot detected by the
각 스폿에 대한 광세기의 함수는 재생광이 푸리에 변환 렌즈인 제4 렌즈(129)를 통과하므로 서로 동일하다고 가정할 수 있다. 즉 f(x) = fL2(x) = fL(x) = fc(x) = fR(x) = fR2(x)이다. 또한, 푸리에 변환의 특성상 광세기의 함수는 f(x) = f(-x)인 관계가 성립하는 우함수(even function)이다.The function of the light intensity for each spot can be assumed to be the same as the reproduction light passes through the
도 5는 도 4의 트랙킹 에러가 발생한 경우에서 광 세기의 함수를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a function of light intensity when the tracking error of FIG. 4 occurs.
도 5를 참조하면, 스폿이 x0 만큼 이동하여 트랙킹 에러가 발생한 경우이다. 이 경우 광세기의 함수에 대해 다음 수학식 2 와 같이 영역을 지정한다.Referring to FIG. 5, a tracking error occurs when the spot moves by x0. In this case, an area is specified for the function of light intensity as shown in Equation 2 below.
여기서, x0는 재생된 스폿의 이동거리이고, a는 스폿의 반지름이다. Where x0 is the moving distance of the reproduced spot and a is the radius of the spot.
x0의 부호에 따라 스폿의 이동 방향이 달라진다. 본 실시예에서는 x0의 부호가 양(+)이면 원점에 대해 스폿이 우측으로 이동하고, x0의 부호가 음(-)이면 원점에 대해 스폿이 좌측으로 이동한 것으로 한다. 따라서, 도 4 및 도 5에 나타난 스폿의 이동은 x0가 음수(-)인 경우이다. The direction of movement of the spot varies depending on the sign of x0. In the present embodiment, if the sign of x0 is positive, the spot moves to the right side with respect to the origin, and if the sign of x0 is negative, the spot moves to the left side with respect to the origin. Therefore, the movement of the spot shown in FIGS. 4 and 5 is a case where x0 is negative.
x0의 부호에 따라 제1 및 제2 광검출기(172, 174)의 포토다이오드(A, B, C, D)에서 검출되는 광세기를 각 스폿의 효율(efficiency)과 수학식 2의 영역으로 나타낼 수 있다.The light intensity detected by the photodiodes A, B, C, and D of the first and
x0가 양수인 경우 포토 다이오드 A, B, C, D에 검출되는 광세기는 수학식 3과 같다.When x0 is positive, the light intensity detected by the photodiodes A, B, C, and D is expressed by Equation 3 below.
여기서, ηL2는 SL2 스폿에 대한 효율, ηL는 SL 스폿에 대한 효율, ηc는 Sc 스폿에 대한 효율, ηR는 SR 스폿에 대한 효율, ηR2는 SR2 스폿에 대한 효율이다. 여기서 윗첨자 양(+)은 x0의 부호를 나타낸다.Where η L2 is the efficiency for the S L2 spot, η L is the efficiency for the S L spot, ηc is the efficiency for the Sc spot, η R is the efficiency for the S R spot, and η R2 is the efficiency for the S R2 spot . Here, the superscript amount (+) represents the sign of x0.
x0가 음수인 경우 포토 다이오드 A, B, C, D에 검출되는 광세기는 수학식 4와 같다.When x0 is negative, the light intensity detected by the photodiodes A, B, C, and D is expressed by Equation 4.
만약 광 검출기(170)에 검출되는 스폿 중 기준광이 대부분 L트랙과 R트랙에 걸쳐서만 조사된다면, SL2 스폿과 SR2 스폿은 거의 검출되지 않는다. 따라서 , 으로 둘 수 있다. 또한, TE1 = PA - PB, TE2 = PC - PD 로 하면 수학식 3과 수학식 4를 다음의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.If the reference light among the spots detected by the
수학식 5의 트랙킹 에러는 으로 인해 대칭성이 없다. Tracking error of equation (5) There is no symmetry.
대칭성을 보장하기 위해 새로운 트랙킹 에러 TE3를 다음의 수학식 6과 같이 정의한다.In order to ensure symmetry, a new tracking error TE 3 is defined as in Equation 6 below.
수학식 4로부터 수학식 6의 TE3를 다시 구하면 다음 수학식 7과 같다.When TE 3 of Equation 6 is again obtained from Equation 4, Equation 7 is obtained.
즉, x0의 부호에 상관없이 TE3는 그 절대값이 같다. 따라서, 트랙킹 에러의 대칭성이 보장된다.That is, regardless of the sign of x0, TE 3 has the same absolute value. Thus, the symmetry of the tracking error is ensured.
이하에서는 재생광의 효율에 따른 트랙킹 에러에 대해 설명한다. Hereinafter, a tracking error according to the efficiency of the reproduction light will be described.
수학식 6에 의한 트랙킹 에러(TE3)는 광세기의 편차에 대해 강인하지 않다. 즉 각 스폿에 대한 효율 ηL2, ηL, ηR, ηR2은 다음 수학식 8과 같이 Sc 스폿에 대 한 효율 ηc로 나타낼 수 있다. The tracking error (TE 3 ) by equation (6) is not robust to variations in light intensity. That is, the efficiency η L2 , η L , η R , and η R2 for each spot may be represented by the efficiency η c for the Sc spot as shown in Equation 8 below.
여기서, kL2, kL, kR, kR2는 상수이다. 이를 수학식 7에 대입하면, 다음의 수학식 9와 같다. Where k L2 , k L , k R , k R2 are constants. Substituting this into Equation 7, the following Equation 9 is obtained.
광세기의 편차가 발생하는 것은 재생광의 효율이 달라져 상수인 kL2, kL, kR, kR2가 변하는 것을 의미한다. 즉 가 된다. 이를 수학식 9에 대입하면 다음의 수학식 10과 같다.The variation in the light intensity means that the efficiency of the regenerated light is changed so that the constants k L2 , k L , k R , k R2 change. In other words Becomes Substituting this in Equation 9 is the same as
여기서, 이다. 수학식 10으로부터 이다. TE3'은 원점에 대해 대칭이기 때문이다. ΔTE3는 ΔkLR에 의해 좌우되므로(dependant), TE3'은 비록 원점에 대해 대칭이지만 재생광의 효율에 따라 값이 달라진다.here, to be. From equation (10) to be. This is because TE 3 'is symmetric about the origin. Since ΔTE 3 is dependent on Δk LR , TE 3 ′, although symmetric about the origin, depends on the efficiency of the reproduction light.
수학식 1의 트랙킹 에러 TE에 대해 수학식 8의 관계를 대입하면 수학식 11과 같다.Substituting the relationship of Equation 8 to the tracking error TE of Equation 1 is as follows.
이때, 재생광의 효율에 따른 트랙킹 에러의 오차를 살펴보면 수학식 12와 같다. At this time, the error of the tracking error according to the efficiency of the reproduction light is as follows.
여기서,here,
인 관계가 성립하므로, 수학식 12에서 다음의 수학식 13과 같이 나타낼 수 있다.Since the phosphorus relation is established, it can be expressed as Equation 13 in Equation 12 below.
여기서, 이므로, 결과적으로 재생광의 효율에 따른 트랙킹 에러의 오차 ΔTE 는 다음의 수학식 14와 같이 나타낼 수 있다.here, As a result, the error ΔTE of the tracking error according to the efficiency of the reproduction light may be expressed as in Equation 14 below.
즉, ΔTE 의 상계(upper bound)는 재생되는 스폿의 효율 η의 편차 Δk에 독립적이므로, 재생광의 효율에 민감도가 작고, 따라서 광세기에 편차가 발생하더라도 트랙킹 에러에는 거의 영향을 미치지 않아 강인하다.In other words, the upper bound of ΔTE is independent of the deviation Δk of the efficiency η of the reproduced spot, so the sensitivity is less sensitive to the efficiency of the reproduction light, so that even if the deviation occurs in the light intensity, it hardly affects the tracking error.
이하에서는 본 발명에 의한 트랙킹 에러 검출에 대한 모의 실험 결과를 설명한다. Hereinafter, simulation results for tracking error detection according to the present invention will be described.
도 6a 내지 6c 는 광 검출기(170)의 각 포토 다이오드(A, B, C, D)에 검출되는 광세기를 나타낸 도면이다. 각 스폿들에 대한 효율은 모두 1이다. 즉 ηL2 = ηL = ηR = ηR2 = 1 이다. 6A to 6C are diagrams showing light intensity detected by each photodiode A, B, C, and D of the
도 6a는 트랙킹 에러가 없는 경우로 제1 광 검출기(172)의 2개의 포토 다이오드(A, B)의 광세기의 차이가 거의 없으며, 제2 광 검출기(174)의 2개의 포토 다이오드(C, D)에서 검출되는 광세기의 차이도 거의 없다. 6A shows that there is almost no difference in light intensity between the two photodiodes A and B of the
도 6b는 x0가 음수인 경우를 나타낸다. 스폿들이 좌측으로 치우쳐 검출된다. 이 경우 주 재생광에 의한 Sc 스폿의 일부가 포토 다이오드 B에 검출되고 있다.6B illustrates the case where x0 is negative. Spots are detected biased to the left. In this case, part of the Sc spot caused by the main reproduction light is detected by the photodiode B.
도 6c는 x0가 양수인 경우를 나타낸다. 스폿들이 우측으로 치우쳐 검출된다. 이 경우 주 재생광에 의한 Sc 스폿의 일부가 포토 다이오드 C에 검출되고 있다.6C shows the case where x0 is positive. Spots are detected biased to the right. In this case, part of the Sc spot caused by the main reproduction light is detected by the photodiode C.
도 7a 내지 7c 는 트랙킹 에러를 나타낸 그래프이다. 도 7a는 TE1 을, 도 7b는 수학식 7의 TE3를, 도 7c는 수학식 1의 TE을 나타낸다. 7A to 7C are graphs showing tracking errors. FIG. 7A shows TE 1 , FIG. 7B shows TE 3 of Equation 7, and FIG. 7C shows TE of Equation 1.
도 7a 내지 7c를 참조하면, x가 변화함에 따라 TE1은 원점에 대해 좌우로 비대칭인데 비해, TE3 와 TE 는 원점에 대해 대칭이다.Referring to Figure 7a to 7c, as x is changed in comparison to the asymmetric inde TE 1 will depend on the origin, TE and TE 3 is symmetrical about the origin.
도 8a 내지 8c 는 효율을 달리한 경우 각 트랙킹 에러를 나타낸 그래프이다. 이때, ηL2 = 1, ηL = 0.4, ηR = 0.7, ηR2 = 1 로 하였다. 도 8a는 TE1 을, 도 8b는 수학식 7의 TE3를, 도 8c는 수학식 1의 TE을 나타낸다. 8A to 8C are graphs showing each tracking error when the efficiency is different. At this time, it was set as (eta) L2 = 1, (eta) L = 0.4, (eta) R = 0.7, (eta) R2 = 1. FIG. 8A shows TE 1 , FIG. 8B shows TE 3 of Equation 7, and FIG. 8C shows TE of Equation 1.
도 8a 내지 8c를 참조하면, x가 변화함에 따라 TE1은 원점에 대해 좌우로 비대칭이다. TE3 는 원점에 대해 대칭이기는 하지만, 도 7b와 비교할 때 효율이 달라짐으로 인해 그 크기에 커다란 차이가 발생한다. 이에 반해, TE는 도 7c와 비교할 때 그 크기가 거의 달라지지 않는다. 따라서 재생광의 효율에 민감하지 않다.8A to 8C, TE 1 is asymmetrical from side to side with respect to the origin as x changes. Although TE 3 is symmetric about the origin, there is a large difference in size due to the different efficiency compared to FIG. 7B. In contrast, TE is hardly changed in size compared to FIG. 7C. Therefore, it is not sensitive to the efficiency of reproduction light.
도 9a 내지 9c 는 효율을 달리한 경우 각 트랙킹 에러를 나타낸 그래프이다. 이때, ηL2 = 1, ηL = 1.6, ηR = 0.8, ηR2 = 1 로 하였다. 도 9a는 TE1 을, 도 9b는 수학식 7의 TE3를, 도 9c는 수학식 1의 TE을 나타낸다. 9A to 9C are graphs showing each tracking error when the efficiency is different. At this time, it was set as (eta) L2 = 1, (eta) L = 1.6, (eta) R = 0.8, (eta) R2 = 1. FIG. 9A shows TE 1 , FIG. 9B shows TE 3 of Equation 7, and FIG. 9C shows TE of Equation 1.
도 9a 내지 9c를 참조하면, 도 8a 내지 8c의 결과와 마찬가지로 TE는 원점에 대해 대칭이고, 효율이 달라지더라도 큰 차이가 발생하지 않는다.9A to 9C, as in the results of FIGS. 8A to 8C, TE is symmetric about the origin, and even if the efficiency is different, no big difference occurs.
상술한 실시예와 달리, 본 발명은 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. 예를 들어 기준광을 하나의 광원에 의해 발생시키지 않고 2개 이상의 광원을 사용할 수 있다, 이 경우 기준광은 현재 트랙의 기록영역에 타 광원은 주변 트랙의 기록영역으로 입사시켜 재생광을 발생시킬 수 있다. Unlike the above-described embodiment, the present invention can be implemented in various modifications. For example, two or more light sources may be used without generating the reference light by one light source. In this case, the reference light may enter the recording area of the current track and other light sources may enter the recording area of the surrounding track to generate reproduction light. .
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광정보 기록재생장치를 나타낸 개략도이다. 도 1의 실시예와 동일한 구성은 동일한 참조부호를 부여한다. 10 is a schematic diagram showing an optical information recording and reproducing apparatus according to another embodiment of the present invention. The same configuration as the embodiment of FIG. 1 is given the same reference numeral.
도 10을 참조하면, 광정보 기록재생장치(300)는 광학계(310), 주변광 분리기(150), 광정보 검출기(160), 광 검출기(170) 및 신호처리부(180)를 포함한다. 도 1의 실시예에서 광학계(310)를 제외한 광정보의 재생을 위한 다른 구성은 동일하므로 이하 광학계(310)에 대해서 설명하고 다른 구성에 대한 설명은 생략한다.Referring to FIG. 10, the optical information recording and reproducing
광학계(310)는 광원(312), 광 분리기(313), 다중화기(314) 및 공간 광 변조기(318)를 포함한다. 광원(312)에서 방출된 광은 광 분리기(313)를 지나면서 기준광과 정보광으로 분리된다. 기준광은 다중화기(314)에 의해 반사되어 광정보 기록매체(150)로 소정 각도로 입사된다.The
정보광은 반사경(316)에 의하여 경로가 바뀌어 공간 광변조기(318)로 입사된다. 공간 광변조기(140)는 입력된 데이터 정보를 광학적으로 변조하여 2차원 이미지화된 된 데이터 페이지를 생성하고, 상기 데이터 페이지를 입사된 정보광에 투영시켜 광정보 기록매체(200)로 입사시킨다. 기준광과 정보광이 동시에 입사되면, 이로 인한 간섭 패턴이 광정보 기록매체(200)에 기록된다. The path of the information light is changed by the
데이터를 재생하기 위해서는 정보광을 닫고, 기준광만을 입사시키면 상기 간섭 패턴에 의한 재생광이 발생된다.In order to reproduce data, when the information light is closed and only the reference light is incident, the reproduction light due to the interference pattern is generated.
상기에서 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 원점에 대해 대칭성이 보장되고 재생광 효율에 대해 민감한 트랙킹 에러 검출이 가능하다. 이에 따라 광정보 재생에 따른 BER를 낮출 수 있고, 홀로그래피를 이용한 광정보 처리장치의 신뢰성을 높일 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to detect a tracking error that is symmetrical with respect to the origin and sensitive to reproduction light efficiency. As a result, the BER due to optical information reproduction can be lowered, and the reliability of the optical information processing apparatus using holography can be improved.
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