KR100544635B1 - 광픽업 시스템의 초점 조정방법 - Google Patents

광픽업 시스템의 초점 조정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광픽업 시스템의 초점 조정방법에 관한 것으로, 참조마크(Reference mark)가 형성된 디스크를 광픽업 시스템의 대물렌즈 하부에 위치시키는 단계와; 상기 디스크를 회전시키면서, 상기 대물렌즈를 통하여 상기 디스크에 광을 조사하는 단계와; 상기 디스크에서 반사된 광을 분석하는 단계와; 상기 분석된 정보로 상기 대물렌즈를 움직여서 디스크와 광픽업 시스템의 초점을 조정하는 단계로 구성된다.
따라서, 본 발명은 광픽업 시스템의 부품 불량, 조립 오차와 디스크 두께가 불균일하더라도 디스크에 형성된 참조마크를 이용하여 시스템에서 초점을 맞추어 정밀한 기록 및 재생을 수행할 수 있는 효과가 발생한다.
초점, 참조, 마크, 패턴, 디스크, 엑츄에이터

Description

광픽업 시스템의 초점 조정방법{Method for adjusting focus of optical pickup system}
도 1은 일반적인 원접장(Far field)용 광학 픽업 시스템의 구성도
도 2는 일반적인 근접장 정보 기록(Near Field Recording) 시스템의 구성도
도 3은 본 발명에 따른 광픽업 시스템의 초점 조정방법의 플로우챠트
도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 디스크에 형성된 참조마크의 패턴을 도시한 도면
도 5는 본 발명에 따른 디스크에 형성된 참조마크를 이용한 기록신호를 측정한 그래프
도 6은 본 발명에 따라 참조마크가 형성된 디스크를 회전시키며, 시간에 따른 기록신호의 변화율을 측정한 그래프
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100,110,120 : 참조마크
본 발명은 광픽업 시스템의 초점 조정방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광픽업 시스템의 부품 불량, 조립 오차와 디스크 두께가 불균일하더라도 디스크에 형성된 참조마크를 이용하여 시스템에서 초점을 맞추어 정밀한 기록 및 재생을 수행할 수 있는 광픽업 시스템의 초점 조정방법에 관한 것이다.
최근, 전 산업 분야에서 정보화가 급속히 추진되면서 문자, 고선명 화상정보, 고음질 음성정보 등 보다 많은 정보를 저장할 수 있는 저장 매체와 이를 판독하는 장치가 요구되고 있다.
이러한 저장 매체와 판독 장치는 광학기술을 이용하여 처리되고 있으며, 이런 기술은 빠른 속도로 발전하고 있다.
도 1은 일반적인 원접장(FR, Far field)용 광학 픽업 시스템의 구성도로서, 레이저 다이오드 등의 레이저 광원(1)으로부터 방사되는 입력 레이저빔(2)이 시준렌즈(Collimator lens)(3)에 의해 평행광으로 바뀌고, 광분할기(4)를 거쳐 미러(5)에 반사되어 광로를 변경하고, 광디스크(9)로부터 반사되는 입력광의 일부가 광로를 역행하여 대물렌즈(Objective lens, OL)(7), 미러(5), 광분할기(4)를 거쳐 광 정보 신호를 획득하여, 광디스크(9)에 저장되어 있는 데이터를 판별할 수 있게 된다.
이러한, 원접장(Far field)을 이용하는 광학 픽업 시스템에서는 시스템에 입력되는 광디스크(9)가 회전하면서 발생하는 런아웃(Runout)(12)에 따른 이탈된 초점을 조정하기 위하여, 대물렌즈(7)를 보이스 코일(Voice coil)(11)을 이용하여 대물렌즈(7)의 위치를 변화시킨다.
도 2는 일반적인 근접장 정보 기록(NFR; Near Field Recording) 시스템의 구 성도로서, 레이저 다이오드 등의 레이저 광원(1)으로부터 방사되는 입력 레이저빔(2)이 시준렌즈(Collimator lens)(3)에 의해 평행광으로 바뀌고, 광분할기(4)를 거쳐 미러(5)에 반사되어 광로를 변경하고, 근접장 광픽업의 대물렌즈(7)를 투과하여 고체 함침 렌즈(SIL; Solid Immersion Lens)(8)에 조사되고, 광디스크(10)로부터 반사되는 입력광의 일부가 광로를 역행하여 대물렌즈(7), 미러(5), 광분할기(4)를 거쳐 광정보 신호를 획득할 수 있게 된다.
이와 같은, 근접장 정보 기록 기술을 실현하는 근접장(Near-Field) 광학계는 고체 함침 렌즈(SIL; Solid Immersion Lens)를 이용하여 광디스크에 적용되는 일반 광학계(Far-Field)의 회절 한계를 극복함으로써 고밀도 기록과 재생을 가능하게 하고 있다
그러나, 근접장 정보 기록(NFR; Near Field Recording) 시스템과 같이 포커스 서보(Focus servo)를 하지 않는 시스템 또는 부상형 헤드(Flying head)에 대물렌즈가 장착되는 마이크로 픽업 시스템(Micro pick up system)에서는 부상형 헤드, 즉, 슬라이더(Slider) 자체가 공기에 의해 부상되어 매질과 일정한 높이를 항상 유지하도록 제작되어 있다.
따라서, 근접장 정보 기록 시스템 또는 마이크로 픽업 시스템에서는 보호막 두께가 일정하지 않은 디스크의 사용 또는 픽업 시스템의 부품 불량으로 디스크의 기록막에 레이저빔의 초점이 맺히지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
그리고, 레이저 다이오드 등의 소자들이 열화 되거나 또는 부품들을 고정한 접착제들이 변형되거나 틀어져서 처음 상태를 유지하지 못하는 경우도 디스크에 정 확히 초점이 맺지 못한다.
결과적으로, 이러한 문제는 레이저빔이 디스크에 초점을 맺지 못하게 되어, 디스크 상에서의 빔 사이즈(Beam size)가 커져서 픽업시스템의 광학적 성능이 저하시키게 되고, 디스크의 트랙킹(Tracking)을 제대로 할 수가 없을 뿐만 아니라 기록 신호도 잘 읽어내지도 못하게 되는 문제점을 야기시킨다.
이에 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,광픽업 시스템의 부품 불량, 조립 오차와 디스크 두께가 불균일하더라도 디스크에 형성된 참조마크를 이용하여 시스템에서 초점을 맞추어 정밀한 기록 및 재생을 수행할 수 있는 광픽업 시스템의 초점 조정방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 양태(樣態)는, 참조마크(Reference mark)가 형성된 디스크를 광픽업 시스템의 대물렌즈 하부에 위치시키는 단계와;
상기 디스크를 회전시키면서, 상기 대물렌즈를 통하여 상기 디스크에 광을 조사하는 단계와;
상기 디스크에서 반사된 광을 분석하는 단계와;
상기 분석된 정보로 상기 대물렌즈를 움직여서 디스크와 광픽업 시스템의 초점을 조정하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 광픽업 시스템의 초점 조정방법이 제공된다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 다른 양태(樣態)는, 참조 마크(Reference mark)가 형성된 디스크를 광픽업 시스템의 대물렌즈 하부에 위치시키는 단계와;
상기 대물렌즈를 통하여 상기 디스크의 참조마크에 광을 조사하는 단계와;
상기 참조마크에 반사된 광을 분석하는 단계와;
상기 분석된 정보로 상기 대물렌즈를 움직여서 디스크와 광픽업 시스템의 초점을 조정하는 단계로 구성된 광픽업 시스템의 초점 조정방법이 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 광픽업 시스템의 초점 조정방법의 플로우챠트로서, 먼저, 참조마크(Reference mark)가 형성된 디스크를 마련하고, 이 디스크를 광픽업 시스템의 대물렌즈 하부에 위치시킨다.(S10)
그 후, 상기 대물렌즈를 통하여 상기 디스크의 참조마크에 광을 조사하고(S20), 상기 참조마크에 반사된 광을 분석하여 참조마크에 반사된 광의 정보가 정확한가를 판단한다(S30)
이 때, 상기 디스크를 회전시키면서 광을 조사하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 참조마크는 정해진 기록신호가 패턴으로 그려진 형상이며, 이 기록신호를 읽고, 이를 전기적으로 분석하는 것이다.
계속하여, 상기 분석된 정보로 상기 대물렌즈를 움직여서 디스크와 광픽업 시스템의 초점을 조정한다.(S40)
이 때, 상기 대물렌즈에는 마이크로 엑츄에이터가 부착되어 있어, 이 마이크로 엑츄에이터로 대물렌즈를 움직이는 것이 바람직하다.
초점 조정이 종료되면, 디스크와 광픽업 시스템은 그 상태를 계속 유지하면서 기록과 재생을 하게 된다.
도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 디스크에 형성된 참조마크의 패턴을 도시한 도면으로서, 참조마크는 디스크 내주면에 방사형 패턴으로 기록되는 것이 바람직하고, 그 이유는 광픽업 시스템이 트랙킹 서보(Tracking servo)를 하지 않고도 그 참조 마크의 기록 패턴을 읽을 수 있도록 하기 때문이다.
광픽업 시스템의 기록방식이 광자기 기록방식인 MO(Magneto optic)인 경우, 도 4a와 같이, 자화(magnetization) 방향이 교대로 업(Up)과 다운(Down)되는 기록 패턴으로 참조마크(100)를 형성한다.
(도 4a에서, 비해칭된 영역이 자화 방향이 업(Up)되는 영역(51)이고, 해칭된 영역이 자화 방향이 다운(Down)되는 영역(52)이다.)
그리고, 광픽업 시스템의 기록방식이 상변화(Phase change)방식의 경우는, 도 4b에 도시된 바와 같이, 반사도의 차이가 교대로 높고 낮도록 되는 기록 패턴으로 참조마크(110)를 형성한다.
(도 4b에서, 비해칭된 영역이 반사도가 높은 영역(61)이고, 해칭된 영역이 반사도가 낮은 영역(62)이다.)
또한, 디스크가 롬(ROM)인 경우, 도 4c에 도시된 바와 같이, 밝고(Bright) 어두운(Dark) 영역의 차이가 교대로 되는 기록 패턴으로 참조마크(120)를 형성한 다.
(도 4c에서, 해칭된 영역이 밝은 영역(71)이고, 비해칭된 영역이 어두운 영역(72)이다.)
도 5는 본 발명에 따른 디스크에 형성된 참조마크를 이용한 기록신호를 측정한 그래프로서, 참조마크 상에 자화방향이 업 영역과 반사도가 높은 영역이 기록된 기록신호는 사각 파형인 'b'가 측정되고, 자화방향이 다운 영역과 반사도가 낮은 영역이 기록된 기록신호는 낮은 파형인 'a'로 측정된다.
그리고, 본 발명의 참조 마크의 기록 패턴의 크기를 최소 기록 신호의 크기보다 크게 형성함으로써, 픽업 시스템이 디스크에 정확히 초점을 맺지 않은 경우에도 도 5와 같은 기록 신호를 읽을 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명에 따라 참조마크가 형성된 디스크를 회전시키며, 시간에 따른 기록신호의 변화율을 측정한 그래프로서, 도 6의 'a'와 'b'는 참조마크의 기록신호에 따라 측정된 그래프이고, 예를 들어, 자화방향의 다운 영역에서 업 영역으로 변화되는 기록신호는 'a'에서 'b'로 급격히 변화된다.
도 6의 'K'는 시간에 따른 기록신호의 변화율을 측정한 그래프로서, 초점이 잘 맞는 경우, 기록신호의 변화율은 자화방향의 다운 영역에서 업 영역으로 변화될 때, 피크(Peak) 파형으로 나타나게 된다.
따라서, 본 발명에서는 기록 신호의 변화율이 기준치 이상이 되는 지점이 가장 초점이 디스크에 잘 맺는 위치로 설정하고, 기준치 이상이 되도록 대물렌즈를 움직여서, 디스크와 광픽업 시스템의 초점을 맞추는 것이다.
이는 포커싱(Focusing)을 조절하기 위한 일종의 나이프 에지(Knife edge)방법이다.
그리고, 디스크가 일정 속도로 회전하고 있을 때, 도 6과 같은 그 기록신호의 시간에 따른 변화율의 그래프에서 그 반측폭(FWHM, Full Width Half Maximum)은 대물렌즈에 의해 포커싱된 레이저빔의 크기에 비례한다.
그러므로, 본 발명은 참조마크(Reference mark)가 형성된 디스크를 광픽업 시스템의 대물렌즈 하부에 위치시키는 단계와; 상기 디스크를 회전시키고, 상기 대물렌즈를 통하여 상기 디스크에 광을 조사하는 단계와; 상기 디스크에 반사된 광을 분석하는 단계와; 상기 분석된 정보로 상기 대물렌즈를 움직여서 디스크와 광픽업 시스템의 초점을 조정하는 단계를 수행하여 광픽업 시스템의 초점을 조정하는 것이 가장 바람직하다.
전술된 바와 같이, 본 발명은 서로 다른 종류의 디스크가 픽업 시스템에 놓여지더라도 시스템이 이의 초점을 조정하여 정밀한 기록 및 재생을 수행할 수 있게 한다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 광픽업 시스템의 부품 불량, 조립 오차와 디스크 두께가 불균일하더라도 디스크에 형성된 참조마크를 이용하여 시스템에서 초점을 맞추어 정밀한 기록 및 재생을 수행할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (8)

  1. 디스크 내주면에 방사형 패턴으로 기록된 참조마크(Reference mark)가 형성된 디스크를 광픽업 시스템의 대물렌즈 하부에 위치시키는 단계와;
    상기 디스크를 회전시키면서, 상기 대물렌즈를 통하여 상기 디스크에 광을 조사하는 단계와;
    상기 디스크의 참조마크에서 반사된 광을 이용하여, 상기 참조마크에 기록된 기록신호의 변화율이 기준치 이상이 되는지를 판단하는 단계와;
    상기 참조 마크에 기록된 기록신호의 변화율이 기준치 이상이 되지 않으면, 상기 참조 마크의 기록 신호의 변화율이 기준치 이상이 되도록 대물렌즈를 움직여서, 디스크와 광픽업 시스템의 초점을 맞추는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 광픽업 시스템의 초점 조정방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 참조마크는,
    자화(magnetization) 방향이 교대로 업(Up)과 다운(Down)되는 기록 패턴인 것을 특징으로 하는 광픽업 시스템의 초점 조정방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 참조마크는,
    반사도의 차이가 교대로 높고 낮도록 되는 기록 패턴인 것을 특징으로 하는 광픽업 시스템의 초점 조정방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스크가 롬(ROM)인 경우,
    상기 참조마크는,
    밝고(Bright) 어두운(Dark) 영역이 교대로 되는 기록 패턴인 것을 특징으로 하는 광픽업 시스템의 초점 조정방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 대물렌즈를 움직이는 것은,
    상기 대물렌즈에 부착된 마이크로 엑츄에이터에 의해 움직이는 것을 특징으로 하는 광픽업 시스템의 초점 조정방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
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