KR100224915B1 - 다중 트랙 스캔 가능한 광픽업의 트랙 스캔방법 - Google Patents

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Abstract

Nb개의 빔을 동시에 조사할 수 있도록 된 광원과, 입사빔의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과, 광원쪽에서 입사되는 Nb개의 빔 각각을 집속시켜 회전가능하게 설치된 디스크의 각 트랙에 맺히도록 하는 대물렌즈와; 디스그에서 반사되고 대물렌즈와 광경로변환수단을 경유하여 입사되는 빔을 수광하는 광검출기;를 포함하여 된 다중 트랙 스캔 가능하도록 된 광픽업의 트랙 스캔방법에 있어서, 이웃한 빔 사이의 트랙수를 Ng라 할 때. 회전수가 (Nb-1)Ng-1일 때, 트랙점프수 Nj사만큼 트랙 점프하여, Ng횟수의 디스크 회전으로 NbNg-1개의 트랙이 재생되며, Ng횟수를 일 재생 주기로 하여, 디스크의 회전 및 트랙 점프를 반복하는 것을 특징으로 한다.

Description

다중 트랙 스캔 가능한 광픽업의 트랙 스캔방법
본 발명은 다중 광스폿을 이용하여 다중 트랙 스캔 가능하도록 된 광픽업의 트랙 스캔방법에 관한 것으로서, 상세하게는 빔간 트랙간격 및 트랙점프수를 최적화하여 스핀들모터의 회전 속도 증가 없이 고배속화 실현할 수 있도록 된 광픽업의 트랙 스캔방법에 관한 것이다.
일반적으로 광픽업은 디스크 플레이어에 채용되어 스핀들모터에 안착되어 고속 회전되는 광디스크의 기록면에 비접촉식으로 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생한다.
제1도는 종래의 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 구성도이다. 도시된 바와 같이, 광픽업장치는 그 구성에 있어서, 광원(10), 대물렌즈(30), 광경로변환수단(20) 및 광검술기(50)로 구성된다. 상기 광원(10)은 소정 파장을 갖는 일 빔을 출사할 수 있도록 된 반도체 레이저로 구성된다. 상기 대물렌즈(30)는 상기 광원(10)쪽에서 입사되는 빔(60)을 수렴시켜 디스그(1)의 기록면에 맺히도록 한다. 상기 광경로변환수단(20)은 상기 광원(10)과 대물렌즈(30) 사이의 광경로 상에 위지되며 상기 디스크(1)에서 반사된 빔이 상기 광원(10)쪽으로 재입사되는 것을 방지한다. 이를 위하여, 상기 광경로변환수단(20)으로 빔스프리터가 채용된다. 이 빔스프리터는 상기 광원(10)쪽에서 입사되는 빔은 대부분 직진 통과시키고, 상기 대물렌즈(30) 쪽에서 입사되는 빔은 반사시켜 상기 광검출기(50)로 향하도록 한다. 상기 광검출기(50)는 상기 디스크(1)의 기록면에서 반사된 빔을 수광하여 RF정보신호와, 오차신호를 검출한다. 또한, 광픽업장치는 상기 광원(10)과 디스크(1) 사이의 광경로 상에 배치되어 입사되는 발산빔을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈(25)를 더 포함한다. 그리고, 상기 광경로변환수단(20)과 상기 광검출기(50) 사이의 광경로 상에 비점수차렌즈(40)를 더 구비한다. 이 비점수차렌즈(40)는 상기 대물렌즈(30)와 디스크(1) 사이의 거리가 온 포커스(on focus)인 경우, 원형의 빔이 상기 광검출기(50)에 맺히도록 하고, 그렇지 않은 경우 타원형의 빔이 상기 디스크(1)에 맺히도록 한다.
이와 같이 구비된 광픽업장치는 광원(10)에서 조사된 하나의 빔이 디스크(1)의 기록면에 나선형으로 형성된 트랙을 추종하면서, 정보의 기록/재생을 수행한다. 이와 같은 광픽업장치를 채용한 디스크 플레이어를 고속 데이터 전송을 필요로 하는 즉, 8배속 이상의 고배속을 요구하는 멀티미디어용 서브들과 같은 시스템에 채용한 경우, 고속 데이터 전송하도록 데이터 전송율을 높이기 위해서 디스크(1)의 분당회전수(RPM)를 신속히 가감속 시킬 수 있도록 된 스핀들모터(5)의 채용이 필수적이다. 이와 같이 스핀들모터(5)이 회전수를 높이는 것에 의해 데이터 전송률의 고배속화를 실현하는데는 광픽업의 액츄에이터(미도시)에서의 고주파 응답특성의 수정과, 서보회로 및 고주파(RF; radio frequency) 증폭회로의 주파수 특성 변환이 요구된다. 또한, 항각속도(CAV; Constant Angular Velocity)로 디스크를 구동하는 경우, 디스크의 내, 외주로의 광픽업 이송에 따라 회전속도를 빠르게 변화시켜야 한다. 이에 따라 토크가 증가하게 되어 고열이 발생하는 문제점이 있다. 이와 같은 열적 특성은 광픽업의 각 부품에 영향을 주게되어 신호특성이 열화(劣化)된다.
이와 같은 점을 감안하여, 디스크의 회전속도 증대 없이, 다중빔을 동시에 조사할 수 있도록 된 광원을 채용하여, 디스크의 다중 트랙을 동시에 스캔할 수 있도록 된 광픽업장치가 개발되고 있다. 이 다중 트랙 스캔 가능한 광픽업장치는 스핀들모터에 설치된 디스크의 일 회전시 광원으로부터 제공된 N개의 광스폿에 의해, 하나의 광스폿을 사용한 광픽업장치에 비해 N배의 재생이 가능한 것이다.
본 출원인은 상기한 바와 같은, 다중 트랙 스캔 가능한 광픽업장치를 대한민국 특허 출원 제96-37223호(다중 트랙 스캔용 광픽업장치)를 통해 개시한 바 있다.
이 개시된 광픽업장치는 제2도와, 제3도에 도시된 바와 같이, 적층방향으로 광출사할 수 있도록 된 표면광 레이거를 어레이 헝대로 다수개 배열시켜, 디스크의 여러 트랙에 동시에 광스폿을 형성하도록 하고, 각 트랙으로부터 반사된 광을 수광할 수 있도록 된 다수의 광검출기를 포함한다. 제2도는 세 표면광 레이저(10a)(10b)(10c)를 채용한 경유를 예로 들어 보인 것으로 표면광 레이저(10a)(10b)(10c) 각각은 기판(12)과 이 기판(12) 상에 적층된 한 쌍의 반사기층(13)(15)과 상기 반사기층(13)(15) 사이에 개재되며, 인가 전원과 상기 반사기층(13)(15)에서 제공되는 전자와 정공의 재결합에 의해 광을 출사하는 활성층(14)과, 상기 기판(12)의 하부에 형성된 제1전극(11)과, 상기 일 반사기층(15) 상에 위치되며 상기 활성층(14)에서 생성된 광이 출사되는 원도우(17)를 갖는 제2전곡(16)으로 구성된다. 상기 세 표면광 레이저(10a)(10b)(10c) 각각에서 출사되는 광의 출사위치 오차는 마이크로미터 단위이므로 제1도에 도시된 바와 같은, 광경로변환수단(20), 대물렌즈(30)를 경유하여 디스크(1)에 맺히는 경우, 광경로 차에 의한 영향을 거의 받지 않는다. 제3도은 제2도에 도시된 바와 같은 광원에서 출사되어 디스크(1)에 맺힌 형상을 보인 도면이다. 도시된 바와 같이, 디스크(1)는 그 기록면에 내주에서 외주쪽으로 나선형으로 형성된 트랙을 가진다. 각 트랙은 랜드(2)와 그루브(3)로 구분되며, 통상 상기 랜드(2)에는 기록신호인 피트(2')가 형성되고, 상기 그루브(3)는 트랙과 트랙 사이를 구분한다. 상기 세 표면광 레이저(10a)(10b)(10c)에서 출사된 세 광 각각은 디스크의 인접한 트랙에 그 각각의 광스폿을 형성한다.
상기한 바와 같이, 구비된 다중 트랙 스캔 가능한 광픽업은 사용되는 빔의 수와, 빔사이의 간격, 재생된 트택을 중복 재생하는 것을 방지하기 위한 트랙점프방범 등을 포함하지 않는 경우, 배속효과를 최적화하기가 곤란하다.
예컨대, 제3도와 같이, 광원에서 조사된 제1광스폿(60a) 내지 제3광스폿(60c) 각각이 최초 디스크의 제1트랙과, 이 제1트랙에 이웃한 제2 및 제3트랙에 형성되도록 되고, 디스크의 일 회전에 따라 제1광스폿(60a)은 제2트택위치로, 제2광스폿(60b)은 제3트랙위치로 그리고 제3광스폿(60c)은 제4트랙위치로 이동되는 경우, 제2 및 3트랙 광스폿이 중복되게 맺힘으로 데이터 재생효울이 감소하게 된다.
제4도 내지 제6도은 상기한 바와 같은 방식에 의해 디스크 트랙 스캔을 수행하는 경우, 다중빔수에 따른 배속비를 보인 그래프이다.
제4도에서 도면번호 101 내지 106 각각은 2배속, 4배속, 6배속, 8배속, 10배속, 12배속용 스핀들모터를 채용시의 다중빔 채용에 따른 배속비를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 3개의 빔을 채용한 경우, 스핀들모터로 2배속 내지 12배속모터를 채용한 경우, 모두 대략 2배 정도의 배속비를 가진다.
한편, 8개의 빔수를 갖는 경우에 있어서, 2배속용 스핀들모터(101)를 채용시는 대략 6배속비를 가지며, 10배속용 스핀들모터(106)를 채용시는 대략 2.5배속비를 가진다.
제5도와 제6도는 종래의 트랙 스캔방법에 의한, 빔수, 스핀들모터 회전속도 및 내, 외주 위치에 따른 배속비를 보인 그래프이다.
제5도 및 제6도에서 도면번호 111 내지 116 각각은 2배속, 4배속, 6배속, 8배속, 10배속, 12배속용 스핀들모터를 채용이 디스크 내주에서의 다중빔 채용에 따른 배속비를 나타낸 것이다. 그리고, 도면번호 121 내지 126 각각은 2배속, 4배속, 6배속, 8배속, 10배속, 12배속용 스핀들모터를 채용이 디스크 외주에서의 다중빔 채용에 따른 배속비를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 3빔을 이용한 경우 디스크내, 외주에서 공히 대략 2배정도의 배속비를 가지며, 8개를 채용한 경우 디스크 외주에서 2배속용 스핀들모터가 대략 6.5배정도의 배속비를 가진다
이상에서 살펴본 바와 같이 디스크의 매 회전시마다 일부 트랙에 대해 중복 재생하므로 디스크 트랙 스캔방법의 개선 없이 다중빔 수를 증가시키는 것에 의한 배속비 증가가 어렵다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 디스크 트랙 점프와, 다중 빔의 사용에 의하여 일 트랙을 재생하는데 걸리는 시간을 최소화하여 스핀들모터의 속도 증가 없이 고배속화를 실현할 수 있도록 된 광픽업의 트랙 스캔방법을 제공하는데 그 목적이 었다.
제1도는 전형적인 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 개략도.
제2도는 다중 트랙 스캔 가능한 광픽업의 일 예를 보인 개략적인 단면도.
제3도는 3개의 광스폿이 맺힌 디스크를 보인 개략적인 평면도.
제4도는 종래의 트랙 스캔방법에 의한, 빔수 및 스핀들모터 회전속도에 따른 배속비를 보인 그래프.
제5도와 제6도는 종래의 트랙 스캔방법에 의한, 빔수, 스핀들모터 회전속도 및 내, 외주 위치에 따른 배속비를 보인 그래프.
제7도 내지 제9도는 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업의 트랙 스캔방법을 설명하기 위해 나타낸 디스크의 개략도.
제10도 내지 제14도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광픽업의 트랙 스캔방법을 설명하기 위해 나타낸 디스크의 개략도.
제15도는 본 발명에 의한 방법으로 트랙 스캔시, 디스크 내주에서의 빔수와, 빔사이의 트랙간격에 따른 배속비를 보인 그래프.
제16도는 본 발명에 의한 방법으로 트랙 스캔시, 디스크 외주에서의 빔수와, 빔사이의 트랙간격에 따른 배속비를 보인 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 디스크 2 : 랜드
2' : 피트 3 : 그루브
10 : 광원 20 : 광경로변환수단
25 : 콜리메이팅렌즈 30 : 대물렌즈
40 : 비점수차렌즈 50 : 광검출기
60 : 빔 60a, 60b, 60c : 광스폿
상기한 목적을 달성하기 위하여. 본 발명은 Nt개의 빔을 동시에 조사할 수 있도록 된 광원과, 입사빔의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과, 상기 광원쪽에서 입사되는 Nt개의 빔 각각을 집속시켜 회전 가능하게 설치된 디스크의 각 트랙에 맺히도록 하는 대물렌즈와, 상기 디스크에서 반사되고 상기 대물렌즈와 상기 광경로변환수단을 경유하여 입사되는 빔을 수광하는 광검출기를 포함하여 된 다중 트랙 스캔 가능하도록 된 광픽업의 트랙 스캔방법에 있어서, 이웃한 빔 사이의 트랙수를 Ng라 할 때, 회전수가 (Nb-1)Ng-1일 때, 트랙수 Nj만큼 트랙 점프하여, Ng횟수의 디스크 회전으로 NbNg-1 개의 트랙이 재생되며, Ng횟수를 일 재생주기로 하여, 디스크의 회전 및 트랙 점프를 반복하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
제7도 내지 제9도는 본 발명의 실시예에 따른 광픽업의 트랙 스캔방법을 설명하기 위해 나타낸 것으로 빔이 이웃하여 배치된 경우의 개략도이다. 각 도면에서 헤칭된 부분은 디스크의 정보신호가 기록된 부분을 나타내며, 이중 헤칭된 부분은 다중 광스폿을 이용하여 스캔한 부분이다.
제7도에 도시된 바와 같이, 3빔의 광을 출사할 수 있도록 된 광픽업에 있어서, 초기에 세 빔(60) 각각이 서로 이웃한 디스크의 제1트랙, 제2트랙 및 제3트랙의 광픽업 주행선과 일치되도록 맺힌다. 이후, 디스크가 화살표방향 즉, 반시계방향으로 일 회전함에 의해 디스크의 제1 내지 제3트랙에 수록된 정보를 재생하게 되고, 제8도에 도시된 바와 같이, 광스폿이 광픽업 주행선 상의 제2 내지 제4트랙에 놓인다. 이후, 디스크가 한 트랙 점프하면, 세 광스폿은 제 3, 4, 5 트랙에 각각 놓인다. 이때, 제1트랙과, 제2트랙은 모두 스캔되는 반면, 제3트랙의 두 선 A와 B 사이의 간격에서는 스캔되지 않는다. 이후, 제8도와 제9도를 참조하여 설명한 바와같이, 디스크의 회전 및 트랙점프를 반복하면서, 트랙스캔을 수행한다.
제10도 내지 제14도는 빔 간본 발명의 실시예에 따른 광픽업의 트랙 스캔방법을 설명하기 위해 나타낸 것으로 이웃한 빔 사이의 간격이 두 트랙인 경우의 디스크의 개략도이다. 각 도면에서 헤칭된 부분은 디스크의 정보신호가 기록된 부분을 나타내며 이중 헤칭된 부분은 다중 광스폿을 이용하여 스캔한 부분이다.
제10도에 도시된 바와 같이, 3빔의 광을 출사할 수 있도록 된 광픽업에 있어서, 초기에 세 빔 각각이 디스크의 제1트랙, 제3트랙 및 제5트랙의 광픽업 주행선과 일치되도록 맺힌다. 이후, 디스크가 화살표방향 즉, 반시계방향으로 일 회전함에 의해 디스크의 제1, 제3 및 제5트랙에 수록된 정보를 재생하게 되고, 제11도에 도시된 바와 같이 광스폿이 광픽업 주생선(A) 상의 제2, 제4 및 제6트랙에 놓인다. 이때, 스캔되지 않는 부분이 존재하므로, 디스크를 한번 더 회전시켜, 제12도에 도시된 바와 같이, 광스폿이 광픽업 주행선(A) 상의 제3, 제5 및 제7트랙에 놓이도록 한다. 따라서, 제 1 내지 제 6트랙이 모두 스캔된다. 이후, 광스폿을 3트랙 점프하면, 제13도에 도시된 바와 같이, 세 광스폿 각각은 제6, 제8 및 제10트랙에 놓인다. 이때, 제1 내지 제6트랙은 모두 스캔되는 반면, 제7트랙의 두 선 A와 B 사이는 스캔되지 않는다. 이후, 제14도와 같이, 디스크를 일 회전시켜, 상기한 미검색부분과, 제7 내지 제11트랙의 일부분을 스캔한다. 이후, 상기한 바와 같은, 디스크의 회전 및 트랙점프틀 반복하면서, 트랙스캔을 수행한다.
상기한 바와 같이, 3빔을 사용한 경우에 있어서, 빔 사이의 트랙간격이 1인 경우의 스캔방법과, 2인 경우의 스캔방법을 설명하였다. 즉, 한 주기에 대한 총 트랙 재생시간 Ti는, 사용되는 빔수를 Nb, 빔 사이의 트랙 간격을 Ng, 트랙 점프하는데 걸리는 시간을 Tj, 디스크 일 회전시간을 Tc, 한 주기에 의한 디스크 회전수를 Na, 한 주기에 의한 재생 트랙수틀 Nr라 할 때, 수학식 1을 만족한다.
Tt= Tj{(Nj- 1)Ng- 1} +NdTc
또한, 한 트랙을 재생하는데 걸리는 시간 T1은 수학식 2를 만족한다.
T1=Tt/ Nr= Tj{(Nb-1)Ng-1}/Nγ+NdTc/Nr
=Tj(NbNg-Ng-1)/Nγ+NdTc/Nr
상기한 실시예와 수학식 1 및 수학식 2를 참고하여, 3빔을 사용하고, 빔 사이의 트랙 간격을 다양화하는 경우의 결정된 빔 사이의 간격 및 점프 트랙수에 따른 재생트랙수를 표 1에 나타내었다.
이들을 분석하여 볼 때, 트랙 점프는 회전수가 (Nb-1) Ng-1일 때, 트랙수 Nj만큼 진행된다. 여기서, Ng횟수의 디스크 회전으로 NbNg-1개의 트랙이 재생되며, Ng횟수를 일 재생 주기로 하여, 디스크의 회전 및 트랙 점프를 반복한다.
제15도와 제16도 각각은 종래의 트랙 스캔방법에 의한, 빔수, 스핀들모터 회전속도 및 내, 외주 위치에 따른 배속비를 보인 그래프이다.
제15도에서 도면번호 131 내지 136 각각은 3빔, 4빔, 5빔, 6빔, 7빔 및 8빔을 사용한 경우의 디스크 내주에서의 빔 사이의 트랙간격에 따른 배속비이다. 여기서는 스핀들모터의 배속 변화는 없다.
도시된 바와 같이, 3빔을 이용한 경우, 빔 사이의 트랙 간격에 따라 대략 2배 내외의 배속비를 가진다. 그리고, 8빔을 이용한 경우, 대략 5배 이상의 배속을 가진다.
제16도에서 도면번호 141 내지 146 각각은 3빔, 4빔, 5빔, 6빔, 7빔, 및 8빔을 사용한 경우의 디스크 외주에서의 빔 사이의 트랙간격에 따른 배속비이다. 여기서는 스핀들모터의 배속 변화는 없다.
도시된 바와 같이, 3빔을 이용한 경우, 빔 사이의 트랙 간격에 따라 대략 2배 내외의 배속비를 가진다. 그리고, 8빔을 이용한 경우, 대략 6배 이상의 배속을 가진다.
그러므로, 다중빔 채용에 따른 광픽업에 있어서, 본 발명에 따른 다중빔에 의한 배속비를 제4도 내지 제6도에 나타낸 종래의 배속비와 비교하여 볼 때, 대폭 향상됨을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 디스크 스캔방법은 다중빔을 이용한 광픽업장치에서, 그 성능 및 배속비를 감안하여 최적효과를 얻을 수 있는 빔수 및 빔 사이의 간격 및 점프 트랙수 등을 도출하는데 매우 유용하다.
본 발명은 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 통상의 지식을 가진 자라면 개시된 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (2)

  1. 적어도 3개 이상인 Nb개의 빔을 동시에 조사할 수 있도록 된 광원과, 입사빔의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과, 상기 광원쪽에서 입사되는 Nt개의 빔 각각을 집속시켜 회전 가능하게 설치된 디스크의 각 트랙에 맺히도록 하는 대물렌지와 성가 디스크에서 반사되고 상기 대물렌즈와 상기 광경로변환수단을 경유하여 입사되는 빔을 수광하는 광검출기를 포함하여 된 다중 트랙 스캔 가능하도록 된 광픽업의 트랙 스캔방법에 있어서, 이웃한 빔 사이의 트랙수를 Ng라 할 때, 회전수가 (Nb-1)Ng-1에서 트랙점프수 Nj만큼 트랙 점프하여 Ng횟수의 디스크 회전으로 NbNg-1 개의 트랙이 재생되며, Ng횟수를 일 재생주기로 하여 디스크의 회전 및 트랙 점프를 반복하는 것을 특징으로 하는 다중트랙 스캔 가능하도록 된 광픽업의 트랙 스캔방법.
  2. 제1항에 었어서, 트랙 점프하는데 걸리는 시간을 Tj, 디수크 일 회전 시간을 Tc, 이웃한 빔 사이의 트랙수를 Ng, 한 주기에 의한 디스크 회전수를 Na, 한 주기에 의한 재생 트랙수를 Nr라 할 때, 일 트랙을 재생시키는데 걸리는 시간 T1이, Tj(NbNg-Ng-1)/Nr+NdTc/Nr을 만족하는 것을 특징으로 하는 광픽업의 트랙 스캔방법.
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