KR100225305B1 - 광학 스캐닝 장치 - Google Patents

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Abstract

데이타가 광학 및 자기 광학 기록매테의 조합체로 이루어진 광학 기록매체상에 피트에 의해 그리고 자기 층에 중첩되게 기록된다. 상기 데이타는 광빔을 사용하는 적합한 광학 스캐닝 장치에 의해 판독될 수 있다. 피트로부터 얻어지는 데이타신호(RS)와 자기층으로부터 얻어지는 데이타신호(MS)사이의 크로스토크를 억압하기 위해, 서로 수직으로 편파되는 2개의 광빔(VL,HL)이 기록매체(AY)상에 서로 예정된 간격(X)을 두고 포커싱되며 거기서부터 그것의 편파 방향에 따라 4개의 광검출기(VP,E,F,G)중 각 하나에 반사되고, 그것의 출력신호로부터 데이타 신호(PS,MS) 및 포커싱 및 트래킹 제어회로용 제어신호(FF,TE)가 얻어진다. 자기 광학 기록 및 재생장치에 적용된다.

Description

광학 스케닝 장치
본 발명은 광원이 광을 기록매체로 방사시키고 기록매체에 의해 반사된 광은 그것의 편파 방향에 따라 제1광검출기 또는 제2광검출기로 편향되는, 광학 및/또는 자기광학기록매체를 판독 및/또는 기록하는 광학 스캐닝 장치에 관한 것이다.
공지된 광학 기록매체는 예컨대, 광 투과층 다음에 광 반사 알루미늄층이 놓이는 CD이다. 광반사 알루미늄층은 홈, 소위 피트를 가지며, 상기 피트는 CD 상에 기억된 데이타를 나타낸다. 광 반사 알루미늄층의 반사 상태가 디스크 상에서 홈을 형성하는 패턴에 의존하기 때문에 광학 스캐닝 장치에 의해 CD로부터 데이타가 판독될 수 있다. 홈에 의해 반사되는 빛은 랜드에 의해 반사되는 빛보다 적다.
따라서, 광학 스캐닝 장치는 CD에 의해 반사된 빛의 세기로부터 스캐닝된 비트가 예컨대, 논리 1인지 또는 0인지를 안다.
자기 광학 디스크라고 공지된 또다른 광학 기록매체는 논문 Magnetooptische Versuche dauern an, Funkschau 13, 1986년 6월 20일, 37 내지 41 페이지에 기재되어 있다.
종래의 CD 와는 달리 자기 광학 디스크는 피트를 가지지 않는다. 광 투과층 뒤에는, 거기에 데이타가 기록될 수 있고 거기로부터 데이타가 판독될 수 있는 자기 층이 놓인다. 먼저, 데이타가 자기 광학 디스크에 어떻게 기록되는지를 설명한다.
디스크상에 포커싱된 광빔에 의해 자기층이 퀴리온도 이상으로 가열된다.
그러나, 대개 자기층이 퀴리온도 미만의 보상온도 까지만 가열되면 된다. 디스크 상의 초점뒤에는 전자석이 배열되며, 상기 전자석은 광빔에 의해 가열된 영역을 한자화방향 또는 반대 자화방향으로 자화시킨다. 광빔의 차단 후 가열된 장소가 다시 퀴리온도 이하로 냉각되기 때문에, 전자석에 의해 정해진 자화방향으로 유지된다 ; 그것이 소위 동결된다. 이러한 방법에 의해 각각의 비트가 서로 다른 자화방향의 영역에 기억된다. 이경우, 예컨대 한 영역의 한 자화방향은 논리 1을 나타내는 반면, 자화방향은 0 을 나타낸다.
데이타의 판독을 위해 커 효과가 이용된다. 선형으로 편파된 광빔의 편파면은 자화된 거울에 반사시 측정 가능한 일정각 만큼 회전된다. 거울이 어떤 방향으로 자화되었는지에 따라 반사된 광빔의 편파면이 우측으로 또는 좌측으로 회전된다. 그러나, 디스크상의 각각의 영역이 자화된 거울과 같이 작용하기 때문에, 스케닝 하는 광빔의 편파면이 금방 스캐닝된 영역의 자화방향에 따라 측정가능한 각 만큼 좌측으로 또는 우측으로 회전된다.
광학 스캐닝 장치는 디스크에 의해 반사된 광빔의 편파면의 회전으로부터 어떤 비트인지를, 즉 논리 1인지 논리 0인지를 안다. 피티를 가진 CD 와는 달리. 자기 광학 디스크는 거의 임의로 소거되고 다시 기록될 수 있다.
독일공개공보 제37 32 875 호에는 광학 디스크와 자기 광학 디스크의 조합체인 디스크형 기록매체가 공지되어 있다. 상기 기록매체에서는 데이타가 피트에 의해 기억될 뿐만 아니라 자기 층에도 기억된다. 피트와 자기 영역이 서로 중첩되어 놓이기 때문에, 동일한 장소에서 데이타가 피트의 형태로 그리고 자기층에 기억된다. 따라서, 상기 디스크의 데이타 기억량은 통상의 광학 디스크 또는 자기 광학 디스크의 데이타 기억량의 2배이다.
독일공개공보 제37 32 874 호에는 전술한 3가지 타입의 디스크에 적합한 광학스캐닝 장치가 기재되어 있다. 즉, 상기 스캐닝 장치는 예컨대 CD, 자기광학 디스크와 같은 광학 디스크의 데이타 뿐만 아니라 독일 공개공보 제37 32 875호에 공지된 디스크의 데이타도 판독할 수 있다.
상기 광학 스캐닝 장치에서는 레이저의 광이 디스크상으로 포커싱되고 거기서부터 편파 빔 스플리터에 반사되며, 상기 빔 스플리터는 광을 그것의 편파 방향에 의존해서 제1광검출기 또는 제2광검출기로 반사시킨다. 상기 제1 및 제2광검출기의 광전압의 차이로부터 디스크의 자기 영역에 기억된 데이터 신호가 얻어진다. 제1 및 제2광검출기의 광전압의 합계로부터 피트에 의해 디스크상에 기억된 데이타 신호가 발생된다. 독일 공개공보 제37 32 874 호에 기재된 광학 스캐닝 장치는, 독일 공개공보 제37 32 875 호에 제시되어 있는 바와 같은 디스크에서 피트에 의해 기억된 데이타와 자기 영역에 기억된 데이타를 판독할 수 있다.
그러나, 피트가 레이저에 의해 방사된 광의 편파면을 너무 적게 회전시키기 때문에, 피트의 스캐닝에 의해 얻어진 데이타와 커 효과에 의해 자기 영역으로부터 판독된 데이타 신호 사이의 크로스토크가 완전히 방지될 수 없다. 이러한 크로스토크를 충분히 방지하기 위해서, 각각의 데이타 트랙 사이의 최소 간격 및 피트의 최소 길이 및 최소 폭이 지켜져야 한다. 그러나, 이러한 최소 크기는 기록매체의 기억 용량을 제한한다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 크로스토크를 가급적 완전하게 억압하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 의해 전방 광빔이 기록매체상에서 프리세트된 간격을 두고 후방 광빔앞에 놓이도록, 편파 방향이 서로 수직으로 놓이는 전방 광빔 및 후방 광빔이 기록매체로 향하게 하고, 기록매체에 의해 반사된 전방 광빔은 그것의 편파 방향에 따라 제1광검출기 또는 제2광검출기로 편향되고, 기록매체에 의해 반사된 후방 광빔은 그것의 편파 방향에 따라 4개의 광 다이오드로된 4분 광검출기 또는 제3의 광검출기로 편향되며, 4분 광검출기의 출력신호로부터 포커싱 제어회로에 대한 포커싱 에러신호 및 트래킹 제어회로에 대한 트래킹 에러신호가 발생되고, 제1 및 제2광검출기 출력신호의 가산에 의해 피트에 의해 기억된 데이타를 나타내는 데이타 신호가 얻어지는 반면, 제1, 제2 및 제3 광검출기 출력신호의 가산 및 감산에 의해, 그리고 전방 및 후방 광빔사이의 간격을 보상하는 제1 및 제2광검출기 출력신호의 시간 지연에 의해 기록매체의 자기층내에 기억된 데이타를 나타내는 데이타 신호가 얻어진다.
본 발명을 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 발명의 실시예이고, 제2도는 기록매체상에서의 광범의 위치를 나타낸 도면이며, 제3도는 2개의 광빔을 발생시키기 위한 2중 굴절 크리스탈을 나타낸 도면이고, 제4도는 2개의 광빔을 발생시키기 위한 2개의 레이저를 나타낸 도면이며, 제5도는 제어 및 데이타 신호를 발생시키기 위한 전기회로를 나타낸 도면이고, 제6도는 자기층에 기억된 데이타를 나타내는 데이타 신호이다.
제1도에서 레이저(L)에 의해 발생된 빛이 콜리메이터 랜즈(KL)를 통해 2중 굴절 크리스탈상으로 방사되고, 상기 크리스탈은 레이저(L)의 빛을, 편파 방향이 서로 수직으로 놓이는 전방 광빔(VL)과 후방 광빔(HL)으로 나뉜다. 전방 광빔(VL) 및 후방 광빔(HL)은 2중 굴절 크리스탈(K)로부터 프리즘 빔 스플리터(PM) 및 대물렌즈(0)를 통해 방사되며, 상기 대물렌즈(0)는 2개의 광빔(VL) 및 (HL)을 포커싱 제어회로에 의해 기록매체 (AT)상에 포커싱 시킨다. 2개의 광빔(VL) 및 (HL)은 기록매체(AT)로부터 대물렌즈(0)를 통해 다시 프리즘 빔 스플리터(PM)로 반사되고, 상기 프리즘 빔 스플리터(PM) 는상기 광빔을 λ/2 디스크(PL) 및 그 뒤에 배열된 편파 빔 스플리터(P0)로 편향시킨다. 상기 편파 빔 스플리터(P0)는 전방 광빔(VL)을 그것의 편파 방향에 따라 광검출기(E) 또는 광검출기(G)상으로 편향시킨다. 또한, 편파 빔 스플리터(P0)는 후방 광빔(HL)을 그것의 편파 방향에 따라, 4개의 광 다이오드(A),(B),(C) 및 (D)로 이루어진 4분 광검출기(VP) 또는 광검출기(F)상으로 편향시킨다.
제2도에는 기록매체(AT) 표면의 단면이 도시되어 있다. 데이타 트랙(T)을 따라 피트(PI)가 배열되어 있다. 자기층의 자화방향은 상이한 빗금으로 표시되어 있다. 전방 광빔(VL) 및 후방 광빔(HL)은 포커싱 제어회로에 의해 기록매체(AT)에 포커싱되고 트래킹 제어회로에 의해 데이타 트랙(T)을 따라 안내된다. 전방 광빔(VL)은 후방 광빔(HL) 앞에 프리세트된 간격(X)을 두고 기록매체(AT)상에 방사된다. 2중 화살표로 표시되어 있는 바와 같이, 전방 광빔(VL)의 편파 방향은 트랙방향에 대해 평행하게 놓이는 반면, 후방 광빔(HL)의 편파 방향은 트랙 방향에 대해 수직으로 놓인다.
제3도에는 레이저(L)및 2중 굴절 크리스탈(K)이 도시되어 있다. 2중 굴절 크리스탈(K)은 레이저에 의해 발생된, 편파 방향이 수평선에 대해 45°각을 이루는 광빔으로부터, 제2도에 도시된 편파 방향을 가지며 기록매체(AT)상에서 간격(X)을 갖는, 전방 광빔(VL) 및 후방 광빔(HL)을 발생시킨다.
레이저 및 2중 굴절 크리스탈 대신에, 제4도에 도시된 바와 같이, 2개의 서로 나란히 배열된 레이저(L1) 및 (L2)가 제공됨으로써, 전방 광빔(VL) 및 후방 광빔 (HL)이 발생될 수 있다. 2개의 광빔(VL) 및 (HL)의 편파 방향은 서로 수직이다.
이제, 제5도에 도시된 회로를 설명한다 ; 이어서, 광검출기의 출력신호로부터 포커싱 제어회로 및 트래킹 제어회로의 제어신호 및 데이타 신호가 어떻게 발생되는지를 설명한다.
제5도에서, 4분 광검출기(VP)의 대각선으로 마주 놓인 2개의 광 다이오드 (A) 및 (C)의 출력은 가산기(A1)의 입력에 접속된다. 마찬가지로, 4분 광검출기(VP)의 대각선으로 마주놓인 다른 2개의 광 다이오드(B) 및 (D)의 출력은 가산기(A2)의 입력에 접속된다. 가산기(A1)의 출력은 차동 증폭기(D1)의 가산 입력에 접속되는 반면, 가산기(A2)의 출력은 차동 증폭기(D1)의 감산 입력에 접속된다. 4분 광검출기(VP)의 광 다이오드(A),(B),(C) 및 (D)의 출력신호 (AS),(BS),(CS) 및 (DS)로부터 차동 증폭기(D1)는 포커싱 에러신호 FE=(AS + CS) - (BS + DS), 즉 포커싱 제어회로에 대한 제어신호를 형성한다. 상기 포커싱 에러신호는 소위 비점수차법에 따라 발생된다.
4분 광검출기(VP)의 서로 나란히 놓인 2개의 광 다이오드(B) 및 (C)의 출력신호(BS) 및 (CS) 는 가산기(A3)에서 가산되며, 상기 가산기(A3)의 출력은 차동 증폭기(D2)의 가산 입력에 접속된다. 4분 광검출기(VP)의 서로 나란히 놓인 다른 2개의 광 다이오드(A) 및 (D)의 출력신호(AS) 및 (DS)는 가산기(A4)에서 가산되며, 상기 가산기(A4)의 출력은 차동 증폭기(D2)의 감산 입력에 접속된다. 차동 증폭기(D2)의 출력에서는 트래킹 에러신호 TE=(AS +DS) - (BS + CS), 즉 푸쉬-풀 법에 따라 발생되는 트래킹 제어회로용 제어신호가 출력될 수 있다.
광검출기(E) 및 광검출기(G)의 출력신호(ES) 및 (GS)는 가산기(A6)에서 가산되며, 상기 가산기(A6)의 출력신호(PS)는 피트로부터 얻어진 데이타 신호이다.
4분 광검출기(VP)의 광 다이오드 (A),(B),(C) 및 (D)의 출력신호 (AS), (BS),(CS) 및 (DS)는 가산기(A5)에서 가산되며, 상기 가산기(A5)의 출력은 차동 증폭기(D4)의 가산 입력에 접속된다. 광검출기(F)의 출력신호(FS)는 차동 증폭기(D4)의 감산 입력에 공급된다. 광검출기(E)의 출력신호(ES)는 지연소자(VZ1)를 통해 차동 증폭기(D3)의 가산 입력에 공급되는 반면, 광검출기(G)의 출력신호(GS)는 지연소자(VZZ)를 통해 차동 증폭기(D3)의 감산 입력에 공급된다. 차동 증폭기(D3)의 출력은 차동 증폭기(D5)의 감산 입력에 접속되고, 상기 차동 증폭기(D5)의 가산 입력은 차동 증폭기(D4)의 출력에 접속된다. 따라서, 차동 증폭기(D5)의 출력에서는 기록매체(AT)의 자기 층에 기억된 데이타로부터 발생되는 데이타 신호 MS = (AS + BS + CS + DS - FS) - (ES - GS)가 출력될 수 있다.
자기 층내에 기록된 데이타를 나타내는 데이타 신호(MS)는 피트에 의해 기억된 데이타를 나타내는 데이타 신호(PS)와는 달리, 전방 광빔(VL)에 의해서만 발생되는 것이 아니라, 기록매체 상에서 간격(X)을 두고 서로 떨어져 있는 전방 및 후방 광빔에 의해서 발생되기 때문에, 2개의 지연소자(VZ1) 및 (VZ2)가 필요하다. 2개의 지연소자(VZ1) 및 (VZ2)는 한편으로는 광검출기(E) 및 (G)의 출력 신호(ES) 및 (GS) 사이의 시간편차를, 그리고 다른 한편으로는 광검출기(VP) 및 (F)의 출력신호(AS),(BS),(CS),(DS) 및 (FS) 사이의 시간 편차를 보상한다.
전방 광빔(VL) 및 후방 광빔(HL)이 동일한 횡단면을 갖기 때문에, 모든 광검출기((VP),(E),(F) 및 (G)가 동일한 크기로 선택되어야 한다는 것이 중요하다. 따라서, 제1도 및 제5도에는 광검출기가 동일한 크기의 사각형으로 표시되어 있다.
독일 공개공보 제37 32 874호에 제시되어 있는 바와 같이, 기록매체를 하나의 광빔으로 스캐닝 하지 않고, 미리 주어진 간격을 주시고 기록매체로 방사되는 2개의 광빔으로 스캐닝하는 조치에 의해, 크로스토크가 더욱 억압된다.
제6도에는 기록매체의 자기층에 기억된 데이타로부터 얻어지는 예컨대, 10 KHz 의 주파수를 가진 데이타 신호(MS)가 도시되어 있다. 상기 데이타 신호(MS)에는 피트에 의해 기억된 데이타로부터 얻어지는 신호에 의해 야기되는, 예컨대 100KHz 의 진동이 중첩된다. 그러나, 중첩된 100 KHz 진동의 진폭은 제4도에 도시되어 있는 바와 같이, 전방 및 후방 광빔을 발생시키기 위한 2개의 레이저가 제공되는 경우 현저히 작아질수 있다.
본 발명은 광학 및 자기 광학 기록매체 그리고 이들 둘의 조합체를 판독할 수 있는 광학 기록 및/또는 재생장치에 적합하다. 본 발명은 데이타가 판독되는 동시에 기록될 수 있기 때문에 데이타 처리에 바람직하게 사용될 수 있다. 그러나 CD 플레이어 및 비디오 디스크 플레이에서도 본 발명은 재생과 동시에 음성 및 화상이 기록될 수 있다는 장점을 갖는다.

Claims (8)

  1. 기록매체의 트랙에 배열된 광 데이터 및 자기광 데이터를 기록 및 판독하기 위한 광학 스캐닝 장치에 있어서, 크로스토크를 감소시키기 위한 시스템은, 단일 트랙의 방향을 따라 소정 거리만큼 분리되고 다른 편광 방향을 가진 제1 및 제2스캐닝 광 스폿을 상기 기록매체의 단일 트랙에 제공하는 수단과; 제1 및 제2 광 검출기를 가진 제1쌍의 광 검출기와 제1 및 제2광 검출기를 가진 제2쌍의 광 검출기를 포함하는데, 상기 각각의 광 검출기는 출력신호를 제공하며; 상기 제1스캐닝 광 스폿으로부터의 반사광의 편광에 따라 상기 제1스캐닝 광 스폿으로부터의 반사광을 상기 제1 또는 제2쌍의 광 검출기중 제1광 검출기에 전송하고, 상기 제2스캐닝 광 스폿으로부터의 반사광의 편광에 따라 제2 스캐닝 광 스폿으로부터의 반사광을 상기 제1 또는 제2쌍의 광 검출기 중 제2광 검출기에 전송하는 수단과; 상기 제1 및 제2쌍의 광 검출기 중 각각의 제2광 검출기의 출력 신호를 지연하는 지연수단과; 검출된 자기광 기록 데이터를 나타내는 신호에 감소된 크로스토크를 제공하기 위해, a) 상기 제1 및 제2쌍의 광 검출기 중 각각의 제1광 검출기의 출력신호 사이의 차이를 나타내는 출력신호와, b) 상기 지연수단에 의해 제공된 상기 제1 및 제2쌍의 광 검출기 중 각각의 제2광 검출기의 출력신호 사이의 차이를 나타내는 출력신호 사이의 차이를 나타내는 신호를 발생시키는 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 스캐닝 장치.
  2. 제1항에 있어서, 광학적으로 검출된 기록 데이터를 나타내는 신호를 제공하기 위해 상기 제1 및 제2쌍의 광 검출기 중 제2광 검출기로부터의 출력신호를 합산하는 신호결합수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 스캐닝 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1쌍의 광 검출기 중 제1광 검출기는 4개의 출력신호를 제공하는 4개의 4분 광 검출기이며, 상기 제1쌍의 광 검출기중 상기 제1광 검출기의 4개의 출력신호는 상기 4개의 출력신호의 합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학 스캐닝 장치.
  4. 제3항에 있어서, 포커싱 에러신호를 발생시키기 위해 상기 4개의 출력신호에 접속된 수단과; 트래킹 에러신호를 발생시키기 위해 상기 4개의 출력신호에 접속된 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 스캐닝 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 지연수단은 상기 제1 및 제2쌍의 광 검출기 중 각각의 제2광 검출기에 의해 제공된 출력신호를 각각 지연하는 제1 및 제2 지연수단을 포함하며; 상기 회로는 반전 및 비반전 입력단자 및 출력단자를 각각 가진 제1, 제2 및 제3 차동신호 결합수단을 포함하며, 상기 제3 차동신호 결합수단은 상기 제1 및 제2 차동신호 결합수단의 출력단자에 각각 접속된 반전 및 비반전 입력단자를 가지며, 그것의 출력단자는 검출된 자기광학 기록 데이터를 나타내는 상기 신호를 제공하며; 상기 제2차동신호 결합수단의 비반전 및 반전 입력단자에 상기 제1 및 제2쌍의 광 검출기 중 상기 제1광 검출기의 출력신호를 각각 집속하는 수단과; 상기 제1쌍의 광 검출기 중 상기 제2광 검출기 및 상기 제1차동 신호 결합수단의 비반전 입력단자 사이에 상기 제1지연수단을 접속하는 수단과; 상기 제2쌍의 광 검출기 중 상기 제2광 검출기와 상기 제1차동 신호 결합수단의 반전 입력단자 사이에 상기 제2지연수단을 접속하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 스캐닝 장치.
  6. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 스캐닝 광 스폿을 제공하는 상기 수단은, 광빔을 제공하는 레이저와; 상기 광빔을 상대적인 직교 편광각을 가진 두 개의 빔으로 분할하는 수단과; 상기 두개의 빔을 상기 기록매체상에 포커싱하는 포커싱 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 스케닝 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2스캐닝 광 스폿을 제공하는 상기 수단은, 상대적인 직교 편광각을 가진 두개의 빔을 제공하는 제1 및 제2 광원과; 상기 두개의 빔을 상기 기록매체상에 포커싱하는 포커싱 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 스캐닝 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전방 광빔(VL)의 편광 방향은 상기 기록매체(AT)의 스캐닝된 각각의 데이터 트랙(T)의 방향에 대해 평행하게 진행하는 것을 특징으로 하는 광학 스캐닝 장치.
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