KR100318508B1 - 스캐닝방해의제거 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특히 광학 정보매체의 스캐닝시 발생하는 방해를 트래킹 및 제거하기 위한 방법 빛 장치에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 간단한 기술로 시간지연될 보조빔 신호에 의한 방해 제거의 단점을 피하는 것이다. 본 발명이 기초로 하는 원리는 3빔원리에 따라 동작하는 스캐닝장치에서, 보조빔(E, F)이 트랙 반경상에 나란히 놓인 2개의 보조빔(E, F)으로서 스캐닝 될 정보매체상에 투사되도록 영향을 받음으로써, 보조 광점(E, F)을 형성하는 보조 광점 신호의 차 형성에 의해 방해가 직접 제거된다는 것이다. 이러한 방식으로 보조빔(E, F)이 향하게 하기위해, 바람직하게는 복굴절 크리스탈이 사용된다. 본 발명은 광학 정보매체의 스캐닝장치에 특히 적합하다.

Description

스캐닝 방해의 제거
본 발명은 예컨대, CD, 광자기 디스크, 상변화(phase change) 디스크 또는 한번 기록(write once) 디스크와 같은 광학 정보매체의 스캐닝 방해를 트래킹 및 제거하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
광학 정보매체상에서 스캐닝빔의 스캐닝 및 특히 안내를 위해 소위 다수 빔 또는 3-빔 원리가 공지되었다, 참고: KRIEG, Bernhard: Franzis Arbeitsbuch내의 Praxis der digitalen Audiotechnik, Franzis-Verlag GmbH, 1989, 45페이지 이하. 각각의 경우, 정보재생 또는 정보기록을 위한 주 광점 전후에 접선 방향으로 트래킹을 위한 보조광점이 제공된다. 보조광점은 각각의 경우 방사방향으로 트랙의 절반을 향하며(제 2도 참고), 방사 에러신호를 발생시키기 위해 사용된다. 이것을 위해 정보매체에 이해 반사된 빛이 각각의 광점에서 광검출기에 의해 개별적으로 검출된다. 다음으로, 2개의 보조광점 또는 보조빔 각각의 반사된 광다발의 세기로부터 차등 형성(difference formation)에 의해 트래킹 에러신호가 얻어지고, 이 경우 제 1 보조신호는 보조광점의 간격 및 스캐닝 속도로부터 주어지는 일정 값만큼 시간적으로 지연된다. 참고: Hitachi사의 재생장치 DA-100.
예컨대 긁힘, 드롭아웃, 검은 점과 같은 정보매체의 결함에 의해 야기되는 또는 동기화 신호의 정보내용에 의해 야기되는 검출된 방해신호는 차동 형성에 의해 완전히 제거될 수 없다는 단점이 있는데, 그 이유는 시간지연시 신호가 그 신호에지의 경사도에 대한 신호특성에 따라 변하기 때문이다. 또한, 스캐닝 속도가 상이할 때 또는 주 광점으로부터의 보조광점 간격이 변할 때, 일정한 신호지연은 방해신호의 보다 적은 제거를 야기시키므로, 방사상 서보회로에서 스캐닝의 방해 또는 트랙손실을 일으킬 수 있는 힘이 발생된다.
광학 기록매체의 트래킹시 방해를 제거하기 위해, 보조빔이 차동 형성에 의한 트래킹 에러 신호를 위해 제공되는 것은 이미 공지되어 있다(참고: 영국 특허번호 제 2 137 746호). 오로지 2개의 보조빔이 한 트랙에 제공되고, 이러한 보조빔은 데이터 신호를 얻기 위해 동시에 사용되어야 한다. 그러나, 예컨대 CD와 같은 높은 정보 메모리 밀도를 가진 기록매체는 작은 트랙간격을 가지므로, 데이터 신호가 트래킹에 제공되는 보조 광점 신호의 합성 형성(sum formation)에 의해 형성된 신호로부터 더 이상 분리될 수 없다.
광학 디스크상의 보조광점 및 주 광점은 레이저빔을 격자를 사용하여 0차 및 +/- 1차의 빔으로 분할하고 대물렌즈를 사용하여 포커싱함으로써 발생된다. 이 경우, 0차 빔은 주 광점을 형성하고, +/- 1차 빔을 보조광점을 형성한다. 진형적인 치수설계시, 광빔 또는 레이저빔의 전파방향은 1도 이하로 달라지고 초점은 대물렌즈에 의해 대략적으로 정보매체의 정보평면에 발생된다. 제 2도의 배치에 따른, 광학 디스크상에서 광점의 충분한 공간적 분대가 보조광점을 개별적으로 검출하고 이들을 트래킹에 사용하기 위해 필요하다.
광점은 일반적으로 동일한 크기이지만, 도면에서는 주 광점(H)과의 보다 양호한 구별을 위해 보조광점(E, F)이 주 광점(H)과는 다른 크기로 도시되어 있다.
본 발명의 목적은 저비용으로 보조광점 신호 및 후속하는 차동 형성의 시간지연에 의한 방해의 트래킹 및 제거의 단점을 방지하는 것이다.
상기 목적은 특허청구의 범위 제 1항 및 4항에 제시된 본 발명에 의해 달성된다. 바람직한 개설은 특허청구의 범위 종속항에 제시된다.
본 발명은 다수 빔 원리에 따라 동작하는 스캐닝장치에서, 트래킹을 위한 보조빔이 트랙반경상에 나란히 놓인 2개의 보조빔 형태로 스캐닝될 정보매체상에 투사되도록 스캐닝빔이 제공된다는 사실을 기초로 한다. 이 경우, 상기 보조빔은 공통으로 정보매체에서 주 광점 전 또는 후에 투사되도록 함께 제공될 수 있으며, 공지된 트래킹과 더불어 동시에 스캐닝 방해의 바람직한 제거를 위해 사용될 수 있다. 바람직하지 못한 신호 변경을 야기시키는 보조광점 신호의 시간지연은 더 이상 필요치 않다. 이것은 보조빔에 의해 검출된 신호가 방사방향으로 나란히 배치된 보조광점으로부터 생성되고, 이로 인해 차동 형성이 곧바로 이루어져서, 방해가 즉시 소멸 또는 제거됨으로써 이루어진다. 트래킹 에러신호의 형성을 위해, 보조빔 신호는 곧바로 차동 형성되고, 이로써 공지된 다수 빔 방법의 단점이 방지된다. 이러한 방법을 수행하기 위해, 다수 빔 원리에 따라 동작하는 스캐닝장치의 빔경로에 빔 편향수단이 제공된다. 상기 빔 편향수단은 예컨대 분할된 접선 거울 또는 빔 편향 격자로 이루어진다. 그러나, 이러한 장치는 방사 소오스와 스캐닝될 정보매체 사이의 비교적 큰 간격뿐만 아니라 검출된 보조임을 분리하기 위한 특별한 조치, 및 높은 기계적 복잡성을 필요로 한다.
따라서, 빔경로에 예컨대 월라스튼(Wollaston) 프리즘과 같은 복굴절크리스탈을 구비하는 장치가 위치하는 것이 바람직하다. 복굴절 크리스탈에 의해, 격자를 사용하는 레이저에 의해 발생된 3개의 스캐닝 빔의 수가 2배로 된다. 월라스톤 프리즘에 의해 발생된 빔이 상이한 편광방향을 가지므로, 보조빔과 서로 수직으로 편광된 제 2의 빔들이 트랙을 따라 서로 임의의 작은 간격으로 트랙의 상이한 측면에 제공될 수 있다. 보조빔은 트랙반경상에 바람직하게는 나란히 배치되고 상이한 편광을 가지며, 이러한 상이한 편광은 스캐닝 정보의 분리를 위해 바람직하다. 빔 편향수단에 의해 트랙반경상에 나란히 배치된 보조빔에 의해 상이한 스캐닝속도가 스캐닝 방해의 마스킹-아웃(masking-out) 또는 제거에 더 이상 불리하게 제공하지 않으며 에러 위치 및 정보매체의 편심과 관련한 트래킹이 개선된다.
본 발명을 첨부된 도면을 참고로 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제 1도는 스캐닝임의 위치실정에 대한 개략도이고,
제 2도는 선행기술에 다른 스캐닝임의 위치설정에 대한 개략도이며,
제 3도는 선행기술에 따른 보조신호 파형에 대한 개략도이고,
제 4도는 지연을 갖는 보조신호 처리시 보조신호 파형에 대한 개략도이며,
제 5도는 스캐닝 방해의 제거시 보조신호 파형에 대한 개략도이고,
제 6도는 스캐닝 방해 제거장치의 개략도이며,
제 7도는 무접촉 제어 가능한 2-부분의 접선 거울의 개략도이고,
제 8도는 수동으로 각조절되는 2-부분의 접선 거울의 보조빔 편향에 대한 개략도이며,
제 9도는 복굴절 크리스탈에 의한 스캐닝빔의 발생에 대한 개략도이고,
제 10도는 스캐닝빔 발생장치의 개략도이며,
제 11도는 검출기 장치의 개략도이고,
제 12도는 복굴질 크리스탈을 사용하는 스캐닝빔 장치의 개략도이다.
제 1도에 따르면, 스캐닝 방해의 트래킹 및 제거를 위해, 정보매체(IT)의 트랙(Sp)상에서 트랙반경에 나란히 배치된 2개이 보조빔과 각각의 보조 광점(E, F) 및 주 광점(H)이 제공된다. 이 실시예에서는 보조빔(E, F)이 좌측으로부터 우측으로 뻗은 트랙에서 주 광점(H)뒤에 배치되지만, 기본적으로 주 광점(H)의 앞에 배치될 수도 있다. 광점은 일반적으로 동일한 크기이지만, 도면에서는 보다 나은 구별을 위해 보조 광점(E, F)이 주 광점(H)과 다른 크기로 도시되어 있다.
보조빔(E, F)이 정보매체(IT)의 트랙(Sp)의 트랙반경에 차례로 투사하게 하는 방식으로 레이저빔에 영향을 줌으로써, 이것들이 공지된 방식으로 트래킹에 사용될 뿐만 아니라 특히 바람직하게는 스캐닝 방해의 제거에 사용될 수 있다. 방해의 제거는 나란히 배치된 보조빔(E, F)으로부터 나온 검출된 보조빔 신호의 차동 형성에 의해 이루어진다. 보조빔(E, F)이 나란히 배치되기 때문에, 2개의 보조빔(E, F)의 방해가 동시에 검출되어, 검출된 보조빔 신호의 차동 형성에 의해 방해가 완전히 마스킹-아웃 또는 제거된다. 이 점이 공지된 3-빔 원리에 비교할 때, 본 발명의 방법 및 장치의 특별한 장점이고, 여기서는 보조빔(E, F)이 제 2도에 따라 주 광점(H)의 전후에서 접선방향으로 트랙(Sp)에 대해 변위되어 제공된다. 방해가 있을 때 공지된 보조빔 장치로 보조빔(E, F)에 의해 검출된 보조빔 신호가 제 3도에 도시되어 있다. 방해는 보조빔(E, F)의 스캐닝 속도 및 간격에 의존하는시간(T)만큼 변위되어 검출된다는 것을 알 수 있다. 보조빔(E, F)으로부터 나온 보조빔 신호의 차동 형성시 방해로부터 나온 방해신호가 트래킹 에러신호에서 계속 유지된다, 따라서, 스캐닝 방해의 제거를 이해, 앞서나가는 보조빔(E)의 보조빔 신호를 차동 형성 전에 지속시간(T)만큼 지연시키는 것은 이미 공지되어있다. 보조빔(E)의 시간-오프셋된 보조빔 신호(E')는 차동 형성에 의한 방해의 제거에 사용된다. 그러나, 이것은 시간지연에 의해 발생되는 신호 변형으로 인해 제 4도의 제 3 다이어그램이 나타내는 바와 같이, 단지 부분적으로만 계속된다. 제 5도에 나타나는 바와 같이, 보조빔(E, F)을 나란히 위치설정할 때에야 비로소 방해의 완전한 소거 및 제거가 이루어진다. 나란히 배치된 보조빔(E, F)에 의해 검출된 방해는 검출수단의 극성을 적합하게 선택할 때 측면대칭의 보조빔 신호를 야기시키며, 게다가 이러한 신호는 방해의 완전한 소거 및 제거를 일으킨다. 전술한 바와 같이, 이러한 효과를 얻기 위해, 레이저빔은 빔편향수단(STUM)에 의해 정보매체의 트랙(Sp)상에 나란히 배치된 2개의 보조빔(E, F) 및 주 광점(H)을 발생시키도록 영향을 받는다. 제 6도에 도시된 제 1 실시예에 따르면, 빔편향수단(STUM)은 2-부분의 접선 거울로 형성되며, 상기 접선 거울은 3-빔 원리에 따라 동작하는 스캐닝장치의 빔 경로에 배치된다. 본 발명에 따라 보조광점(E, F)을 정보매체(IT)의 트랙(Sp)상에 나란히 정렬시키기 위해 그리고 보조광점(E, F)으로부터 나온 보조신호를 검출하기 위해, 레이저(L)로부터 나온 광빔이 격자(G)에 의해 0차 및 +/- 1차의 빔으로 분할되고 제 1 대물렌즈(O1)를 통해 빔스플리터(STL)로 향한다. 상기 빔 스플리터(STL)는 분할된 광빔을 빔편향수단(STUM)으로 사용되는 2-부분의 접선 거울로 편향시킨다. 2-부분의 접선 거울에 의해, 초점 또는 각각의 보조 광점(E, F) 및 주 광점(H)이 방사상 거울(RS) 및 제 2 대물렌즈(O2)를 통해 소정 방식으로 정보매체(IT)로 향한다.이 경우, 2-부분의 접선 거울의 제 1 부분거울은 특히 보조 광점(E, F)중 하나를 정보매체(IT)의 트랙(Sp)상에서 보조 광점(E, F)중 다른 하나 옆에 정렬시키기 위해 사용된다. 정보매체(IT)에 의해 반사된 빛은 재차 제 2 대물렌즈(02) 및 방사상 거울(RS), 빔 편향수단(STUM)으로 사용되는 접선 거울, 빔 스플리터(STL), 제 3 대물렌즈(O3)를 통해 검출기(D)에 공급된다. 검출기는 보조빔 신호 및 주 빔 신호의 검출을 위해 개별 광전지를 포함한다. 그러나, 나란히 놓인 2개의 보조 광점은 정보매체(IT)로부터 검출기(D)로의 귀환 경로상에서는 더 이상 접선 거울에 의해 분리될 수 없다. 따라서, 변형된 월라스톤 프리즘이 격자(G)로서 사용된다. 상기 변형된 월라스톤 프리즘에 의해 하나의 레이저빔으로부터 원형으로 편광된 하나의 주 빔 및 서로 수직으로 편광된 2개의 보조빔이 형성된다. 이러한 편광은 귀환 경로상에서 보조광점의 공간적 분리를 가능하게 한다. 2-부분의 접선 거울은 제 7도에 따라 제 1 부분거울(TS1) 및 제 2부분거울(TS2)로 이루어진다. 제 1 압전소자(PE1) 및 제 2 압전소자(PE2)가 부분거울(TSI, TS2)의 정렬을 위해 제공됨으로써, 이것들이 서로 독립적으로 제어될 수 있다.
제 8도에 따라 부분거울(TSI, TS2)이 각각 축(ATS1 또는 ATS2)을 중심으로 선회가능하게 프레임(R)에 배치되고, 부분거울(TSI)은 나사(SR) 및 유지 스프링(FD)에 의해 다른 부분거울(TS2)에 대해 기계적으로 조절되며, 프레임(R)과 압전소자(PE)는 공통의 동적 접선 재조절을 위해 정렬된다.
도시되지 않은 실시예에 따라, 빔 편향을 위해 빔편향 회절 격자가 사용되며, 상기 격자는 빔경로에 배치되거나 또는 적어도 하나의 편향거울내에 통합된다.
제 10도에 따른 실시예가 특히 바람직한 것으로 나타난다. 여기서는 빔경로에 복굴절 크리스탈, 예컨대 월라스톤 프리즘(WP)이 사용된다. 트랙(Sp)상에 직접 나란히 배치된 보조 광점(E, F 또는 E, FP)을 발생시키기 위한 원리는 제 9도를 참고로 설명된다. 스캐닝빔 발생의 출발점은 구체적인 설명을 위해 좌표계(xy)의 중심에 그것의 원점을 가져야하고 편광방향(P)을 갖는 레이저빔을 형성한다.
이러한 레이저빔은 좌표축(y)에 대해 일정각(α)만큼 회전된 격자(G)로 투사된다. 격자(G)에 의해 공지된 방식으로 0차의 주 빔 및 2개의 +/- 1차의 보조빔이 발생된다. 이 빔은 바람직하게는 월라스톤 프리즘(WP)인 복 굴절 크리스탈에 의해 안내되며, 월라스튼 프리즘(WP)을 통한 경로상에서 그 수가 2배로 되고, 그것의 편광방향(P)이 영향을 받는다. 월라스톤 프리즘(WP)에 의해 발생된 빔중 2개는 서로 수직인 편광방향(P)을 갖는다. 또한, 월라스톤 프리즘(WP)에 의해 트랙(Sp)상에 나란히 배치된 2개의 보조광점(EP, FP)이 발생된다. 상기 보조 광점(EP, FP)은 보조빔(E, F)으로부터 유도되며 서로 수직인 편광(P)을 갖는다. 월라스톤 프리즘(WP)에 의해 주빔(H)으로부터 2개의 주 광점 또한 형성된다. 그러나, 상기 주 광점중 하나의 주 광점(HP)만이 정보의 스캐닝과 관련해서 사용된다. 완전성의 이유 때문에만 제시되는 추가의 보조광점에 대해서도 유사한 특성이 얻어진다. 서로 수직으로 편광된 보조빔(EP, FP)은 트랙(Sp)을 따라 서로 임의의 작은 간격으로 트랙(Sp)의 상이한 측면상에 배치된다. 보조빔(EP, FP)의 공간적 분리를 위해 상이한편광방향(P)이 이용된다. 보조빔(EP, FP)의 편광감지 분리를 위해 그리고 정보신호의 검출을 위해 바람직하게는 복굴절 크리스탈이 사용된다. 그러나, 동일한 효과가 편광감지 유전층에 의해서도 얻어질 수 있다. 제 9도로 참고로 설명되는, 정보매체(IT)의 한 트랙(Sp)의 반경상에 나란히 배치된 2개의 보조광점(EP, FP)의 형성원리는 제 10도에 도시된 장치에 이해 구현된다. 제 10도에 도시된 바와 같이, 레이저(L)의 광이 대물렌즈(01), 격자(G), 월라스톤 프리즘(WP), 빔 스플리터(NPBS) 및 대물렌즈(02)를 통해 정보매체(IT)로 안내되어, 거기서 정보의 스캐닝을 위한 주 광점(HP) 및 나란히 배치된 2개의 보조 광점(EP, FP)을 형성한다. 정보매체에 의해 반사된 광은 대물렌즈(02), 빔 스플리터(NPBS), 추가의 월라스톤 프리즘(WP), 대물렌즈(03) 및 원추형 렌즈(04), 광검출기(D1)를 통과한다. 레이저 다이오드(L)와 정보매체(IT) 사이의 빔 경로에 있는 월라스톤 프리즘(WP)은 특히 보조 광점(EP, FP)을 나란히 배치시키기 위해 사용되는 반면, 빔 스플리터(NPBS)와 광검출기(D1) 사이의 빔 경로에 있는 월라스톤 프리즘(WP)은 편광된 광의 공간적 분리를 위해 제공된다. 빔 스플리터(NPBS)는 50% 대 50%의 분할 비율을 가진 비-편광 빔 스플리터이고, 레이저 다이오드(L)와 정보매체(IT) 사이의 빔 경로에 있는 월라스톤 프리즘(WP)은 빔 편향수단(STUM)으로 사용된다. 제 12도에 도시된, 정보매체(IT)상에 형성된 보조광점(EP, FP) 및 주 광점(HP)은 광검출기(D1)에 의해 검출된다. 광검출기(D1)는 제 11도에 도시된 바와 같이, 주 광점(HP)을 검출하기 위한 4-사분면 검출기(ABCD) 및 보조광점(EP, FP 또는 E, F)의 검출을 위한 2개의 추가의 검출 표면을 포함한다. 광검출기(D1)에 의해 보조광점(EP, FP)으로부터 검출된 신호를 트래킹 에러신호의 형성을 위해 바로 차동 형성함으로써, 방해 신호를 트래킹하고 마스킹 아웃하는데 있어서의 전술한 장점이 얻어진다.주 광점(HP)의 편광은 부차적인 중요성을 가지며, 정보 스캐닝을 위해 선택된 빔에 따라 트랙(SP)의 방향으로 또는 트랙(Sp)에 대해 수직한 방향으로 선택될 수 있다. 그러나, 바람직하게는 트랙(Sp)에 대해 수직인 방향 즉, 제 12도에 도시된 편광 방향이 바람직하다.

Claims (7)

  1. 빔 분할 격자, 렌즈, 빔 편향수단(STUM) 및 보조광점신호의 차동 형성을 위한 수단을 구비하며, 3-빔 원리에 따라 동작하는 스캐닝장치에 의해 CD와 같은 광학 정보매체(IT)를 스캐닝하는 방법에 있어서, 트래킹시 방해를 제거하도록 차동 형성에 의한 트래킹 에러 신호를 형성하기 위해, 보조빔(E, F)이 상기 빔 편향수단(STUM)에 의해 상기 정보매체(IT)의 한 트랙(Sp)의 반경상에서 주 광점(H)의 전 또는 후에 나란히 투사되도록 제공되고, 검출기에 의해 반산된 보조빔(E, F)으로부터 검출기에 의해 형성된 상기 보조광점 신호의 차동 형성에 의해 방해가 제거되는 것을 특징으로 하는 광학 정보매체의 스캐닝 방법.
  2. 빔 분할 격자, 렌즈, 빔 편향수단(STUM) 및 보조광점신호의 차동 형성을 위한 수단을 구비하며, 3-빔 원리에 따라 동작하는 스캐닝장치를 포함하는 CD와 같은 광학 정보매체(IT)를 스캐닝하는 장치에 있어서, 상기 정보매체(IT)의 한 트랙(Sp)상의 반경상에서 주광점(H)의 전 또는 후에 나란히 투사되는 보조빔(E, F)을 발생시키기 위해, 상기 빔 편향수단(STUM)은 3-빔 원리에 의해 따라 동작하는 상기 스캐닝장치의 빔경로에 배치되고, 반사된 보조빔(E, F)으로부터 형성된 상기 보조광점 신호를 검출하기 위한 수단 및 방해를 제거하기 위해 상기 보조광점 신호의 차동 형성을 위한 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 광학 정보매체 스캐닝장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 빔 편향수단(STUM)은 분할된 접선 거울인 것을 특징으로 광학 정보매체 스캐닝장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 빔 편향수단(STUM)은 빔편향회절 격자인 것을 특징으로 하는 광학 정보매체 스캐닝장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 빔 편향수단(STUM)은 복굴절 크리스탈인 것을 특징으로 하는 광학 정보매체 스캐닝장치.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 빔 편향수단(STUM)은 월라스톤 프리즘(wp)인 것을 특징으로 하는 광학 정보매체 스캐닝장치.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 빔 편향수단(STUM)은 편광-감지 유전층인 것을 특징으로 하는 광학 정보매채 스캐닝장치.
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