KR100230243B1 - 광자기 디스크용 광픽업 - Google Patents

광자기 디스크용 광픽업 Download PDF

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Abstract

광자기 디스크용 광픽업이 개시되어 있다.
이 광자기 디스크용 광픽업은 광원(11)과, 이 광원(11)에서 조사되는 광을 0차회절광 및 ±1차회절광으로 회절시키는 그레이팅(15)과, 광자기 디스크(10)에 수록된 자기신호에 의하여 상호작용이 가능하도록 그 상부에 위치되는 복수개의 자기쌍극자 팁(20)과, 이 자기쌍극자 팁(20)과 함께 운동을 하도록 그 각각의 후면에 부착되고 광원(11)으로부터 그 일면으로 입사되는 광을 반사시키는 복수개의 미러부재(30)와, 이 미러부재(30)에서 반사된 광을 수광하여 오차 및 수록된 정보를 검출하는 광검출기(19)가 구비되어 이루어진다. 또한, 복수개의 자기쌍극자 팁(20) 각각은 탄성부재(25)에 의하여 이를 감싸도록 된 하우징(17)에 결합되어 자기쌍극자 상호작용에 의한 움직인 거리에 따른 복원력을 제공한다.

Description

광자기 디스크용 광픽업
제1도는 종래의 광자기 디스크용 광픽업의 광학적 구성을 나타낸 배치도.
제2도는 본 발명에 따른 광자기 디스크용 광픽업의 광학적 구성을 나타낸 배치도.
제3도는 본 발명에 다른 광자기 디스크용 광픽업의 광학적 배치 및 신호검출수단을 나타낸 개략도.
제4도 내지 제6도는 자기쌍극자의 상호작용을 설명하기 위한 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 광자기 디스크 11 : 광원
13 : 콜리메이팅 렌즈 15 : 그레이팅
17 : 하우징 19 : 광검출기
20 : 자기쌍극자 팁 25 : 탄성부재
30 : 미러부재
본 발명은 광자기 디스크에 기록된 정보를 재생하는 광자기 디스크용 광픽업에 관한 것으로, 상세하게는 광자기 디스크의 자기쌍극자 방향에 따라 영향을 받는 자기쌍극자 팁을 채용한 광자기 디스크용 광픽업에 관한 것이다.
일반적으로, 디스크에 기록된 정보를 비접촉식으로 재생하는 방식에는 피트방식, 상변화 방식 및 광자기방식이 있다.
광자기방식은 디스크의 기록면에 자기쌍극자를 형성하여 이 자기쌍극자에 의한 영향으로 유도된 광신호로부터 정보를 검출하는 방식이다. 이 방식은 디스크에 정보를 기록하거나, 기록된 정보를 소거할 수 있다.
제1도는 종래의 광자기 디스크용 광픽업의 광학적 구성을 보인 배치도이다. 이 도면을 참조하여 종래의 광자기방식을 이용한 광픽업의 일 예를 설명하면, 다음과 같다.
발산광을 생성하는 광원(1)과, 발산광을 평행광으로 바꾸어 주는 콜리메이팅렌즈(2)와, 평행광을 회절시키는 그레이팅(3)과, 입사되는 광의 편광 특성에 따라 입사광을 투과 또는 반사시키는 편광 빔프리터(4)와, 상기 광원(1)에서 출사된 광을 수렴하여 광 자기 기록 매체인 디스크(10)에 스폿을 형성하도록 하는 대물렌즈(5)와, 상기 디스크(10)에서 반사된 회절광을 분리하는 홀로그램소자(6)와, 상기 홀로그램소자(6)에서 분리된 광을 검출하는 광검출기(7)를 구비한다. 상기 그레이팅(3)에 의하여 메인광빔 즉, 0차회절광 및 보조광빔 즉, ±차회절광으로 회절된 광은 상기 디스크(10)에 입사하여 디스크의 랜드영역 및 그루브영역에 각기 스폿을 형성한다. 상기 디스크(10)에 입사된 광은 커(kerr)효과에 의하여 상기 디스크(10)의 자화방향에 따라 회전편광의 방향이 결정되어 상기 편광 빔스프리터(4)에서 투과 또는 반사된다. 이때 상기 편광빔스프리터(4)에서 반사된 광은 상기 홀로그램소자(6)를 통과하여 상기 광검출기(7)로 향하고, 상기 광검출기(7)는 수광된 광을 전기신호로 변환하고, 변환된 신호로부터 트래킹 오차신호 검출 및 기록된 정보를 재생한다.
이와 같이 이루어진 종래의 광자기 디스크용 광픽업은 자기쌍극자를 가지는 자구(magnetic domain)에 광스폿을 형성하고 자기쌍극자에 의한 커(Kerr)효과로 자기쌍극자의 방향성 여부와, 자구의 존재여부에 따라 다양화된 광신호를 수광하여 정보를 재생한다. 상기 자구의 크기는 디스크의 기록면에 조사되는 광스폿의 크기를 결정하는데 영향을 준다. 즉, 자구의 크기가 0.1㎛인 경우 약 430㎛의 광을 조사하는 단파장 광원을 사용하더라도 신호를 검출하기가 매우 어려웠다. 또한, 광픽업이 디스크에 인접하여 광픽업 및 디스크가 손상될 우려가 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 신호 검출이 디스크에 형성된 자구의 크기에 무관하며, 디스크와 광픽업 사이의 간격을 충분히 하여 광픽업 및 디스크의 손상을 방지하고 높은 품위의 정보를 얻기 위한 광자기 디스크용 광픽업을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 광자기 디스크에 기록된 정보를 재생하기 위한 광자기 디스크용 광픽업에 있어서, 광원과, 이 광원에서 조사되는 광을 0차회절광 및 ±1차회절광으로 회절시키는 그레이팅과, 상기 광자기 디스크에 수록된 자기신호에 의하여 상호작용이 가능하도록 그 상부에 위치되는 복수개의 자기쌍극자 팁과, 이 자기쌍극자 팁과 동일 운동을 하도록 그 각각의 후면에 부착되고 상기 광원으로부터 그 일면으로 입사되는 광을 반사시키는 복수개의 미러부재와, 상기 미러부재에서 반사된 광을 수광하여 트랙 에러 및 수록된 정보를 검출하는 광검출기를 구비한 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에 따른 광자기 디스크용 광픽업의 광학적 구성을 보인 배치도이다.
광기록 매체인 광자기 디스크의 기록면에 형성된 자구의 영향에 의하여 운동하도록 된 복수개의 자기쌍극자 팁(20)이 상기 광자기 디스크(10)의 기록면과 인접하여 위치한다. 이 자기쌍극자 팁(20)과 함께 운동하도록 그 각각의 배면에 결합된 미러부재(30)가 구비되어 있다.
또한, 광원(11)과, 그레이팅(15)과, 콜리메이팅 렌즈(13) 및 광검출기(19)가 더 구비되어 있다.
상기 광원(11)은 상기 미러부재(30)에 광을 조사한다. 상기 콜리메이팅 렌즈(13)는 상기 광원(11)에서 출사되는 발산광을 평행광 또는 수렴광으로 바꾸어주며, 상기 광원(11)과 상기 그레이팅(15) 사이의 광경로 상에 구비된다. 상기 그레이팅(15)은 상기 광원(11)에서 조사되는 광을 메인광빔 즉, 0차회절광(16)과 보조광빔 즉, ±1차회절광(17a, 17b)으로 회절시키도록 상기 복수개의 미러부재(30)의 입사측에 구비되어 있다.
상기 광검출기(19)는 상기 자기쌍극자 팁(20)의 자기적 진동에 의해 미러부재(30)에서 반사되고 경로를 달리하여 출사되는 메인광빔 및 보조광빔을 수신하여 정보재생 및 트랙오차신호 검출을 수행한다. 이를 위하여 상기 자기쌍극자 팁(20)은 광자기디스크의 메인 트랙을 스캔하는 자기 쌍극자 팁(22)과, 이 양측에 위치된 트랙을 각각 스캔하는 자기 쌍극자 팁(21)(23)을 포함하여, 상기 자기 쌍극자 팁(21)(22)(23) 각각의 배면에 미러부재(31)(32)(33) 각각이 설치되어 있다.
이 광검출기(19)는 상기 광자기 디스크(10)에 수록된 정보를 포함하도록 0차회절광을 수광하는 제1광검출기(19b)와, 차동증폭기(제3도;40,41)에서 보내진 트랙오차신호를 검출하도록 적어도 두 개의 광수광 영역을 갖는 제2광검출기(19a,19c)로 이루어져 있다.
제3도에서 상기 자기쌍극자 팁(20)은 자기적 진동에 의한 운동후 원위치로 되돌아올 수 있도록 복원력을 제공하는 탄성부재(25)를 포함한다.
제3도에 도시된 바와 같이 광원(11)에서 조사된 광은 콜리메이팅렌즈(13)를 통하여 평행광 또는 수렴광이 된다. 이 광은 그레이팅(15)을 통하면서 적어도 세개의 광으로 회절되고, 자기쌍극자 팁(20)의 후면에 부착된 미러부재(30)들에서 반사되어 각각 제1광검출기(19b) 및 제2광검출기(19a,19c)로 향한다. 상기 제1광검출기(19b)는 적어도 두개의 광수광영역(19b1,19b2)를 갖고, 제2광검출기들(19a,19c)은 각각 적어도 두 개의 광수광영역(19a1,19a2,19c1,19c2)을 갖는다. 상기 제1광검출기(19b)에서 수광된 메인광빔 즉, 0차회절광은 정보를 재생하는데 쓰이고, 상기 제2광검출기(19a,19c)를 통하여 검출된 보조광빔 즉, ±1차회절광은 트래킹 오차신호들을 검출한다. 상기 제2광검출기(19a)의 광수광영역(19a1,19a2)에서 발생된 출력신호들은 두 영역사이의 제1차동신호를 얻기위해 제1차동증폭기(40)에 공급된다. 반면, 제2광검출기(19c)의 광수광영역(19c1,19c2)에서 발생된 출력신호들은 제2차동신호를 얻기위해 제2차동증폭기(42)에 공급된다. 제3차동증폭기(42)는 실제 트랙오차신호를 얻기위해 상기 제1차동신호와 제2차동신호를 차감한다. 이와 같이 차동증폭기를 사용한 트랙오차검출기술은 종래에 널리 알려져 있으며, 미합중국 특허번호 제5,151,887호를 통하여 잘 설명되어 있다.
상기 자기쌍극자 팁(20) 각각은 상기 부재들을 감싸도록 된 하우징(17)의 측면에 상기 탄성부재(25)로 결합되어 있다. 이 탄성부재(25)는 광자기 디스크(10)와 상기 자기쌍극자 팁(20) 사이의 자기적 진동에 대한 복원력을 제공한다.
여기서, 상기 탄성부재(25)의 탄성바이어스에 의한 진동주파수는 상기 자기쌍극자 팁(20)의 상기 광자기 디스크(10)와의 상호 작용에 의한 진동주파수에 비하여 낮은 주파수를 가지므로, 상기 탄성부재에 의해 복원시 발생되는 진동은 상기 자기쌍극자 팁에 영향을 주지않는다.
광자기 디스크(10)의 기록면에 분포되어 있는 자구는 단위 자기 쌍극자의 배열로 해석 가능하다.
제4도에 도시된 바와 같이 좌표를 택하면, 자기쌍극자에 의한 벡터포텐셜과 자기력은 아래의 관계식에 따라 구면좌표에서 반경방향과 방위각 방향으로 힘을 발생시킨다.
여기서 A는 자기쌍극자 모멘트 m에 의한 벡터포텐셜이고, B는 자기쌍극자 모멘트에 의한 자기장이고, F는 자기장 B내에 다른 자기쌍극자 모멘트 m'이 받는 힘을 나타낸 것이다. 또한, r은 자기쌍극자 m과 m'사이의 위치벡터이며, θ는 m'이 y축과 이루는 방위각이다. m'의 벡터성분은 다음과 같이 분리 가능하다.
제5도와 제6도는 광자기 디스크의 자기 배열에 따른 본 발명의 자기쌍극자 팁에 미치는 힘을 설명하기 위한 개략도이다.
제5도에 도시된 바와 같이 광자기 디스크의 수직자구를 이루는 자기쌍극자가 스핀업(spin-up)또는 스핀다운(spin-down)의 단일 상태를 이루는 경우 광픽업을 이루는 자기쌍극자 팁에 미치는 힘은,
이다.
또한, 제6도에 도시된 바와 같이 광자기 디스크의 수직자구를 이루는 자기쌍극자가 스핀업(spin-up)과 스핀다운(spin-down)이 경계를 이룰때 광픽업의 자기쌍극자 팁에 미치는 힘은,
이다.
이와 같이 광자기 디스크의 자구형태에 따라 자기쌍극자 팁(20)에 미치는 힘이 달라진다. 그리고, 이 힘에 의하여 상기 자기쌍극자 팁(20)과 미러부재(30)가 힘이 미치는 방향으로 움직인다. 이 움직임에 의하여 상기 광원(11)에서 조사되어 상기 미러부재(30)로 입사된 광의 반사경로가 달라지게 된다. 이 반사경로가 바뀐 광신호로 부터 상기 제1광검출기(19b)에서 상기 광자기 디스크(10)에 기록된 정보를 재생할 수 있다. 또한, 상기 자기쌍극자 팁(20)이 상기 광자기 디스크(10)의 자구가 없는 부분을 통과하는 동안 이 자기쌍극자 팁(20)에 거의 영향을 미치지 않는다. 만일, 상기 세개의 자기쌍극자 팁(20)중, 그 미러부재(30)에 상기 그레이팅(15)에서 회절된 ±1차회절광이 입사되는 자기쌍극자 팁(20)이 상기 광자기 디스크(10)의 자구가 형성된 면과 마주하게 되면, 그 자구에 형성된 자기쌍극자 모멘트의 영향으로 그 미러부재(30)에서 반사되는 광의 경로가 바뀌게 되어 상기 차동수단(42)에서 트랙오차신호가 검출된다. 이 신호에 의하여 트랙오차를 보정 할 수 있다.
그리고, 본 발명은 광자기 디스크에 광을 직접 조사하지 않으므로 트랙 오차신호를 검출하기 위하여 형성된 기존의 랜드영역과 글루브영역이 근본적으로 필요하지 않아서, 디스크의 기록밀도를 높이는데 매우 유리하다.
또한, 자구가 스핀업 또는 스핀다운의 동일 상태를 유지하는 경우와, 자구가 스핀업에서 스핀다운으로 또는 스핀다운에서 스핀업으로 바뀌는 경우 광자기 디스크의 자기쌍극자 자기쌍극자 팁(20)에 미치는 힘을 비교하여 볼때 후자가 전자에 비하여 약 4/π배의 힘을 가지고 있다. 그러므로 상기 자기 쌍극자가 받는 힘을 방위각 방향으로 검출하도록 하는 것이 유리하다. 따라서, 제2도에 도시된 바와 같이 재생신호는 지터(Jitter)방향의 에지 검출 신호를 얻고 트랙신호는 트랙방향의 에지 검출신호를 얻을 수 있도록 구성된다.
따라서, 본 발명은 자구에 형성된 자기쌍극자의 자화방향과, 자기쌍극자 유니트 사이의 자기력에 의한 진동으로 광원에서 조사된 광의 반사경로를 달리하여 정보를 재생하고, 오차신호를 검출하므로 자구의 크기와 조사되는 광스폿의 크기가 재생신호에 영향을 주지 않아서, 자구의 크기를 상대적으로 작게하여 광기록매체의 고밀도화를 이룰 수 있다. 또한, 디스크의 자기 쌍극자들의 상호작용에 의하여 정보재생 및 오차신호를 검출할 수 있다.

Claims (3)

  1. 광자기 디스크에 기록된 정보를 재생하기 위한 광자기 디스크용 광픽업에 있어서, 광원과, 이 광원에서 조사되는 광을 메인광빔과 적어도 두 개의 보조광빔으로 회절시키는 그레이팅과, 상기 광자기 디스크에 수록된 자기신호에 의하여 상호작용이 가능하도록 그 상부에 배열되는 복수개의 자기쌍극자 팁과, 상기 광원에서 출사된 메인광빔과 적어도 두 보조광빔을 반사시키기 위해 상기 복수개의 자기쌍극자 팁 각각의 배면에 부착된 복수개의 미러부재와, 상기 미러부재에서 반사된 광빔을 수광하여 트랙 오차 및 수록된 정보를 검출하는 광검출기를 구비한 것을 특징으로하는 광자기 디스크용 광픽업.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광자기 디스크와, 복수의 자기쌍극자 팁들 사이의 상호작용에 의한 자기진동에 대하여 복원력을 제공하도록 하우징에 상기 복수의 자기쌍극자 팁들을 부착하기 위한 탄성부재들을 더 구비한 것을 특징으로 하는 광자기 디스크용 광픽업.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 자기쌍극자 팁들과 미러부재들은 각각 적어도 세 쌍 구비되고, 상기 복수의 미러부재들은 상기 그레이팅에서 생성된 상기 메인광빔과 적어도 두 개의 보조광빔을 수광 및 반사시키도록 된 것을 특징으로 하는 광자기 디스크용 광픽업.
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