KR100618990B1 - 광픽업용 시크방향 검출 신호 생성장치 - Google Patents

광픽업용 시크방향 검출 신호 생성장치 Download PDF

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Abstract

광디스크에 맺히는 광스폿중심과 디스크 트랙 센터 사이의 상대적인 위치를 판별하기 위한 광픽업용 시크 방향 검출신호 생성장치가 개시되어 있다.
이 개시된 장치는 광분기수단을 통하여 메인 광과, 일정수차를 래디얼방향으로 갖는 서브 광이 광디스크에 맺히도록 한다. 메인 광은 제1광검출기에 맺히고, 서브 광은 제1광검출기에 인접된 제2광검출기에 맺힌다. 제2광검출기는 광디스크의 래디얼 방향에 대응되는 방향으로 배열되며, 한 쌍의 제1 및 제2내측수광부와, 이 제1 및 제2내측수광부 각각의 외측에 배치된 한 쌍의 제1 및 제2외측수광부를 가진다. 신호처리부는 제1광검출기에서 출력된 신호를 합산, 차동증폭하여 트랙오차신호를 검출하는 제1신호처리부와, 제1 및 제2외측수광영역과 제1 및 제2내측수광영역을 통해 검출된 신호로부터 시크방향 검출신호를 생성하는 제2신호처리부를 포함한다.

Description

광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치{Apparatus for producing seek direction detecting signal for optical pickup}
도 1은 종래 광픽업에 의해 광디스크에 맺힌 광스폿의 형상을 보인 개략적인 도면.
도 2는 종래의 광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치를 보인 개략적인 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 시크방향 검출신호 생성장치가 채용되는 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 도면.
도 4는 광디스크에 형성된 메인광스폿(SPmain)과 서브광스폿(SPsub)을 개략적으로 보인 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제1광검출기의 구조 및 이 제1광검출기에서 출력된 신호를 처리하는 제1신호처리부를 보인 개략적인 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2광검출기의 구조 및 이 제2광검출기에서 출력된 신호를 처리하는 제2신호처리부의 일 실시예를 보인 개략적인 도면.
도 7은 본 발명에 따른 제2신호처리부의 다른 실시예를 보인 개략적인 도면.
도 8은 오프 트랙시 도 7에 도시된 제2광검출기의 제1 및 제2내측수광부 각각에서 출력된 신호를 보인 파형도.
도 9는 오프 트랙시 도 7에 도시된 제2광검출기의 제1 및 제2외측수광부 각 각에서 출력된 신호를 보인 파형도.
도 10은 오프 트랙시 도 7의 A 및 B단에서의 푸시풀신호와 제2광검출기 전체에서 출력되는 푸시풀신호를 보인 파형도.
도 11은 오프 트랙시 트랙 크로스신호를 보인 파형도.
도 12는 오프 트랙시 트랙 크로스신호 및 트랙에러신호를 보인 파형도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2광검출기의 구조 및 이 제2광검출기에서 출력된 신호를 처리하는 제2신호처리부의 실시예를 보인 개략적인 도면.
도 14는 도 13에 도시된 제2신호처리부에서 출력된 래디알 틸트 변화에 따른 트랙 크로스신호를 보인 그래프.
도 15는 도 13에 도시된 제2신호처리부에서 출력된 탄젠셜 틸트 변화에 따른 트랙 크로스신호를 보인 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1...광디스크 11...광원
15...홀로그램소자 17...편광빔스프리터
21...대물렌즈 25...제1광검출기
27...제2광검출기 30...제1신호처리부
40,50...제2신호처리부
본 발명은 랜드/그루브 구조의 램(RAM)형 광디스크에서 광디스크에 맺히는 광스폿중심과 디스크 트랙 센터 사이의 상대적인 위치를 판별하기 위한 광픽업용 시크(seek) 방향 검출신호 생성장치에 관한 것으로, 상세하게는 메인 광(main beam)과, 일정수차를 래디얼방향으로 갖는 서브 광(sub-beam)을 이용한 광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치에 관한 것이다.
일반적으로 광픽업장치는 기록매체로 채용된 기록/재생 가능한 램 디스크 등의 광디스크에 대해 광학적으로 정보의 기록/재생을 수행한다. 이를 위한 광디스크 시스템은 레이저 광을 조사하는 광원과, 이 광원에서 조사된 광을 광디스크에 집속시켜 광디스크에 광스폿이 맺히도록 하는 대물렌즈 및, 광디스크에서 반사된 광을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하는 광검출기 및 검출된 신호를 처리하는 신호처리부를 포함하여 구성된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치는 정보의 기록/재생을 수행하는 트랙 및 이 트랙에 인접한 트랙에 동시에 광을 조사하기 위한 그레이팅(미도시), 광검출기 및, 신호처리부로 구성된다.
도 1을 참조하면, 광디스크(1)는 랜드(L), 그루브(G) 구조의 트랙이 광디스크 전반에 걸쳐 나선상으로 형성되어 있으며, 랜드(L)와 그루브(G) 상에 신호마크(1a)가 형성되어 있다. 이 광디스크(1)에 대한 정보의 기록/재생시에는 상기 그레이팅에 의해 분기된 광이 광디스크(1)에 맺히게 된다. 즉, 메인 광 BM은 정보신호(1a)의 기록/재생을 위한 트랙 상에는 맺히며, 이 메인 광 BM에 대해 소정 시 간 만큼 선행 또는 후행하는 제1 및 제2서브 광 BS1, BS2은 상기 메인 광 BM에 대해 광디스크(1) 래디얼방향으로 ±1/2 트랙피치 만큼 어긋나게 상기 광디스크(1)의 트랙 상에 맺힌다.
상기 광검출기는 상기 광디스크(1)에서 반사된 메인 광 BM을 수광하는 메인 광검출기(2a)와, 상기 제1 및 제2서브 광 BS1, BS2 각각을 수광하는 제1 및 제2 서브 광검출기(2b)(2c)를 포함한다. 여기서, 상기 메인 광검출기(2a)는 독립적으로 광을 수광하며 상기 광디스크의 반경 방향으로 분할된 두 개의 분할판 A, B로 구성된다. 또한, 상기 제1 및 제2 서브 광검출기(2b)(2c) 각각은 광디스크의 래디얼방향으로 분할된 두 개의 분할판 C, D와 E, F로 구성된다.
상기 신호처리부는 상기 메인 광검출기(2a)와, 제1 및 제2 서브 광검출기(2b)(2c)를 통해 검출된 신호를 차동 증폭하여 트랙 오차신호(TES)와 트랙 크로스신호(TCS)를 검출하는 복수의 차동증폭기(3, 4, 5, 6)와, 검출된 트랙 오차신호(TES)와 트랙 크로스신호(TCS)를 입력받아 트래킹 컨트롤 신호를 출력하는 트래킹 컨트롤 유니트(7) 및, 입력된 트래킹 컨트롤 신호를 바탕으로 대물렌즈를 액츄에이팅하는 대물렌즈 구동부(8)로 구성된다.
상기 트랙 오차신호(TES)는 메인 광으로부터 출력되는 푸시풀신호 Md를 이용하고, 트랙 크로스신호(TCS)는 제1 및 제2 서브 광검출기(2b)(2c) 각각에서 출력되는 푸시풀신호 S1d, S2d의 차동신호 S1d - S2d 및, 메인 광검출기(2a)에서 검출된 푸 시풀 신호 Md를 이용한다. 여기서, 제1 및 제2서브빔 BS1, BS2 각각이 메인빔 BM에 비하여 ±1/2 트랙피치 만큼 어긋나게 배치되어 있으므로, 푸시풀 신호 S1d, S2d 각각은 푸시풀 신호 Md 보다 ±90도만큼 위상차를 가지므로, 이 위상차를 이용하여 상기 트래 크로스신호를 검출할 수 있다.
상기한 바와 같이, 구성된 종래의 광픽업용 시크방향 검출신호 생성 장치는 3빔을 이용하여 비교적 간단한 방식으로 트랙 크로스신호 검출이 가능하다는 이점이 있는 반면, 메인 광 BM에 대해 제1 및 제2 서브 광을 선,후행하도록 어긋나게 배치함으로써, 램(RAM)형 광디스크를 채용시 인접 트랙신호에 대해 크로스 소거가 발생되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 메인빔과, 일정수차를 래디얼방향으로 갖는 서브 광을 이용하여 랜드/그루브 구조의 램(RAM)형 광디스크에 맺히는 광스폿 중심과 디스크 트랙 센터 사이의 상대적인 위치 판별할 수 있도록 된 광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 메인 광스폿과 광학수차를 갖는 하나 또는 그 이상의 서브 광스폿을 포함한 적어도 두 개의 광스폿이 광디스크를 이루는 트랙방향으로 맺히도록, 입사광을 적어도 두 개의 광으로 분기시키는 광분기 수단과; 상기 광디스크에서 반사된 제1 및 제2광을 수광하는 광검출수단과; 상기 광검출수단을 통해 검출된 신호를 처리하는 신호처리부;를 포함하는 광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치에 있어서, 상기 광분기수단은 상기 부 광스폿의 광학수차 방향이 상기 광디스크의 래디얼방향으로 형성시키도록 되고, 상기 광검출기는, 상기 제1광을 수광하며 수광된 광을 독립적으로 광전변환하는 복수의 수광부를 갖는 제1광검출기와; 상기 제2광을 독립적으로 수광하여 광전변환하는 것으로, 광디스크의 래디얼 방향에 대응되는 방향으로 배열되며, 한 쌍의 제1 및 제2내측수광부와, 이 제1 및 제2내측수광부 각각의 외측에 배치된 한 쌍의 제1 및 제2외측수광부를 갖는 제2광검출기;를 포함하며, 상기 신호처리부는, 상기 제1광검출기에서 출력된 신호를 합산, 차동증폭하여 트랙오차신호를 검출하는 제1신호처리부와; 상기 제1 및 제2외측수광영역과, 상기 제1 및 제2내측수광영역을 통해 검출된 신호로부터 시크방향 검출신호를 생성하는 제2신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 메인 광스폿과 광학수차를 갖는 하나 또는 그 이상의 서브 광스폿을 포함한 적어도 두 개의 광스폿이 광디스크를 이루는 트랙방향으로 맺히도록, 입사광을 메인 광과 서브 광을 포함한 적어도 두 개의 광으로 분기시키는 광분기수단과; 상기 광디스크에서 반사된 메인 광 및 서브 광을 수광하는 광검출수단과; 상기 광검출수단을 통해 검출된 신호를 처리하는 신호처리부;를 포함하는 광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치에 있어서, 상기 광분기수단은 상기 부 광스폿의 광학수차 방향이 상기 광디스크의 래디얼방향으로 형성시키도록 되고, 상기 광검출기는, 상기 메인 광을 수광하며 수광된 광을 독립적으로 광전변환하는 복수의 수 광부를 갖는 제1광검출기와; 광디스크의 탄젠셜 방향에 대응되는 방향으로 3분할된 제1 내지 제3수광부와, 이 제1 내지 제3수광부에 대해 래디알 방향에 대응되는 방향으로 인접되게 배치되며 탄젠셜방향에 대응되는 방향으로 3분할된 제4 내지 제6수광부를 갖는 제2광검출기;를 포함하며, 상기 신호처리부는, 상기 제1광검출기에서 출력된 신호를 합산, 차동증폭하여 트랙오차신호를 검출하는 제1신호처리부와; 상기 제1, 제3 및 제5수광부에서 출력된 신호의 합과, 상기 제2, 제4 및 제6수광부에서 출력된 신호의 합을 차동하여, 시크방향 검출신호를 생성하는 제2신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광디스크용 시크방향 검출신호 생성장치를 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시크방향 검출신호 생성장치가 채용되는 광픽업장치는 광원(11)과, 입사광의 진행경로를 변환시키는 광로변환수단과, 입사광을 집속시키는 대물렌즈(21) 및, 시크방향 검출신호 생성장치를 포함한다. 시크방향 검출신호 생성장치는 광원(11)과 광디스크(1) 사이에 배치된 광분기수단과, 상기 광디스크에서 반사된 광을 수광하는 광검출기 및, 이 검출된 광을 처리하는 신호처리부를 포함한다.
상기 광원(11)과 대물렌즈(21)는 상기 광디스크(1)의 기록밀도를 대략 15GB 이상으로 높이기 위하여, 대략 410nm 영역의 단파장의 광을 조사하는 광원과, NA 0.6 이상의 대물렌즈가 채용된다. 상기 광원(11)에서 조사된 발산광은 콜리메이팅렌즈(13)를 통과하면서 집속된 채로 평행광이 된다. 상기 광로변환수단은 상기 광 원(11)과 대물렌즈(21) 사이의 광로 상에 마련되며, 입사광의 진행경로를 변환시킨다. 즉, 상기 광원(11) 쪽에서 입사된 광은 상기 대물렌즈(21) 쪽으로 향하도록 하고, 상기 대물렌즈(21) 쪽에서 입사된 광은 상기 광검출기 쪽으로 향하도록 한다. 이 광로변환수단으로는 입사광을 소정 광량비로 분할하여 투과 또는 반사시켜 광의 경로를 변환하는 빔스프리터(17)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 광원(11)에서 조사된 광은 상기 광분기수단을 통해 메인 및 서브 광(Ⅰ)(Ⅱ)을 포함하는 적어도 2개의 광으로 분기되어, 도 4에 도시된 바와 같이, 메인 광스폿(SPm)과 서브 광스폿(SPsub)을 형성한다. 여기서, 메인 광(Ⅰ)은 수차가 없는 메인 광스폿(SPm)을 형성하고 서브 광(Ⅱ)은 코마수차 등의 소정 광학수차를 갖는 서브 광스폿(SPsub)을 형성한다.
상기한 바와 같이, 메인 광스폿(SPm)과 서브 광스폿(SPsub)이 형성되도록 하기 위하여, 상기 광분기수단은 상기 광디스크(1)가 기울어짐 없이 배치된 상태에서 상기 메인 광스폿(SPm)은 수차가 없는 광이 되고 상기 서브 광스폿(SPsub)은 광학수차를 갖는 광이 되도록, 입사광을 0차회절광인 메인 광(I)과 1차 회절광인 서브 광(Ⅱ)으로 분기시킴과 아울러 메인 광(Ⅰ)은 무수차 광이 되도록 하고 서브 광(Ⅱ)은 소정량의 광학수차를 갖는 광이 되도록 서브 광(Ⅱ)에 대해 소정 광학수차를 발생시키는 홀로그램소자(15)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 서브 광(Ⅱ)의 광축은 코마수차에 의하여 상기 메인 광의 광축에 대해 비스듬히 진행하는 것으로, 상기 서브 광스폿(SPsub)이 광디스크(1)의 래디얼 방향(R)으로 소정 기울기로 기울어진 채로 광디스크에 맺힌다. 상기한 바와 같은 코마수차를 형성하기 위하여, 상기 홀로그램소자(15)는 소정 홀로그램패턴을 가진다. 여기서, 홀로그램패턴 자체는 널리 알려져 있으므로 그 자세한 설명을 생략한다.
한편, 상기 광분기수단은 도시된 바와 같이, 메인 광스폿(SPmain)을 추종하는 하나의 서브 광스폿(SPsub)이 형성되도록 하는 것 이외에, 상기 메인 광스폿(SPmain)을 선행하는 다른 서브 광스폿(미도시)이 형성되도록 하는 것이 가능하다. 또한, 선, 후행하는 한 쌍의 서브 광스폿(SPsub)이 형성되도록 하는 것이 가능하다.
상기 대물렌즈(21)는 상기 홀로그램소자(15)를 통하여 분기된 메인 및 서브 광(Ⅰ)(Ⅱ) 각각을 집속시켜, 상기 광디스크(1)의 동일 트랙위치에 맺히도록 한다. 여기서, 상기 서브 광(Ⅱ)은 상기 메인 광(Ⅰ)이 집속되는 트랙과 동일한 트랙에 맺힌다. 다만, 상기 서브 광(Ⅱ)은 상기한 바와 같은 홀로그램소자(15)에 의하여 래디얼 방향으로 광학수차를 가진다.
상기 광디스크(1)에서 반사된 메인 광(I) 및 서브 광(Ⅱ) 각각은 상기 대물렌즈(21), 빔스프리터(17)를 경유한 후, 집광렌즈(23)에 의해 집광된 채로 상기 광검출기에 수광된다. 상기 광검출기는 상기 메인 광(I)을 수광하는 제1광검출기(25)와, 서브 광(Ⅱ)을 수광하는 제2광검출기(27)(27')를 구비한다. 상기 제1광검출기(25)는 도 5를 참조하면, 상기 메인 광(I)을 수광하며 수광된 광을 독립적으로 광전변환하는 복수의 수광부(A, B, C, D)를 갖는다.
일 실시예에 따른 제2광검출기(27)는 상기 서브 광(Ⅱ)을 수광하여 광전변환하기 위한 것으로, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 광디스크(1)의 래디얼 방향(R)에 대응되는 방향(R')으로 배열되며 각각 독립적으로 광전변환하는 네 수광부를 가진다. 이는 광기록매체로 사용되는 기록가능한 그루브/랜드 구조의 램형 광디스크에 래디알 틸트가 존재하는 경우에 위상차가 유사한 광이 출력되도록 하는데 있다. 이를 위하여, 상기 제2광검출기(27)는 한 쌍의 제1 및 제2내측수광부(P2)(P3)와, 이 제1 및 제2내측수광부(P2)(P3) 각각의 외측에 배치된 한 쌍의 제1 및 제2외측수광부(P1)(P4)를 갖는다. 여기서, 시크(seek)방향 검출신호를 생성하기 위하여, 상기 제1 및 제2내측수광부(P2)(P3) 각각의 폭이 상기 제2광검출기(27)에 맺힌 입사광 스폿의 반경보다 작도록 된 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 제1 및 제2내측수광부(P2)(P3) 각각의 폭은 상기 제2광검출기(27)에 맺힌 입사광 스폿의 직경에 비하여 0.2 내지 0.8의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 상기 신호처리부는 상기 제1광검출기(25)에서 출력된 신호로부터 트랙오차신호를 검출하는 제1신호처리부(30)와, 상기 제2광검출기(27)를 통해 검출된 신호로부터 시크방향 검출신호를 생성하는 제2신호처리부(40)를 포함한다.
도 5를 참조하면, 상기 제1신호처리부(30)는 제1광검출기(26)의 네 수광부(A, B, C, D)에서 출력된 전기신호를 합산 또는 차동하여 트랙 오차신호(TES)를 출력한다. 이를 위하여 제1신호처리부(30)는 광디스크의 트랙방향 에 대응되는 방향(T')으로 마주하게 배치된 두 수광부(A, D)에서 검출된 신호를 합산하는 합산기(31)와, 두 수광부(B, C)에서 검출된 신호를 합산하는 합산기(33) 및, 두 합산기(31)(33)에서 출력된 신호를 차동증폭하는 차동기(35)를 포함하여 구성된다. 즉, 상기 제1신호처리부(30)는 메인 광(I)으로부터 출력된 푸시풀신호를 이용하여 트랙 오차신호로 사용한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2신호처리부(40)는, 상기 제2광검출기(27) 쪽에서 입사된 신호를 차동하여 트랙 크로스신호(TCS)를 출력하는 차동기(41)를 포함한다. 상기 차동기(41)는 상기 제1외측수광부(P1)와 상기 제2내측수광부(P3)에서 출력된 신호의 합을 S(P1+P3), 상기 제1내측수광부(P2)와 상기 제2외측수광부(P4)에서 출력된 신호의 합을 S(P2+P4)라 할 때, 상기 신호 S(P1+P3)와 신호 S(P2+P4)를 차동하여 트랙 크로스신호(TCS)를 출력한다. 여기서, 광디스크의 시크방향 검출신호는 상기 제2신호처리부(40)에서 출력된 트랙 크로스신호(TCS)와 상기 제1신호처리부(30)에서 출력된 트랙오차신호(TES)와의 위상차를 이용하여 생성된다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2신호처리부(50)는 상기 제2광검출기(27) 쪽에서 입사된 신호를 제1 및 제2차동기(51)(53)를 통하여 차동하고, 게인(gain)조정기(55)를 통하여 제1 및 제2차동기(51)(53)에서 출력된 신호에 대한 이득을 조정한 후, 합산기(57)를 통하여 합산하여 트랙 크로스신호(TCS)를 출력한다. 즉, 상기 제1 및 제2외측수광부(P1)(P4) 각각에서 출력된 신호를 SP1, SP4라 하고, 상기 제1 및 제2내측수광부(P2)(P3) 각각에서 출력된 신호를 SP2, SP3라 할 때, 제1차동기(51)는 상기 SP1, SP4를 차동하여 신호 S(P1-P4)를 출력하고, 제2차동기(53)는 상기 SP3, SP2를 차동하여 신호 S(P3-P2)를 출력한다. 상기 게인조정기(55)는 상기 제2차동기(53)에서 출력된 신호 S(P3-P2)에 소정 이득률 K를 가하여 신호 K*S(P3-P2)를 출력한다. 상기 합산기(57)는 상기 신호 S(P1-P4)와 상기 신호 K*S(P3-P2)를 합산하여 트랙 크로스신호(TCS)를 출력한다. 따라서, 상기 합산기(57)에서 출력된 트랙 크로스신호(TCS)와 상기 제1신호처리부(30)에서 출력된 트랙 오차신호와의 위상차를 이용하여 시크방향 검출신호를 생성할 수 있다.
상기한 실시예들에 따른 제2신호처리부의 구성은 도 4에 도시된 바와 같이, 서브 광스폿(SPsub)이 배치된 경우를 예로 들어 나타낸 것이다. 따라서, 메인 광스폿에 대하여 선행하는 서브 광스폿이 존재하는 경우와, 선행 및 후행하는 한 쌍의 서브 광스폿이 존재하는 경우 및, 서브 광스폿의 수차방향이 바뀌는 경우는 상기 제2신호처리부에서 출력되는 신호의 위상이 반전될 수 있다. 이와 같이 반전된 위상은 차동기의 입력단의 위치를 바꾸거나 반전기를 이용함으로써 바로 잡을 수 있으므로, 그 자세한 설명은 생략한다.
이하, 도 8 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치의 동작을 상세히 설명한다.
도 8 내지 도 12에서, 횡축은 광디스크의 트랙피치(Tp)를 이용하여 정규화한 것이고, 종축은 정규화된 각 트랙위치에 대한 출력신호를 나타낸 것이다. 여기서, 트랙피치(Tp)는 광디스크에 신호를 기록/재생하기 위한 랜드/그루브에서 랜드 중심에서 그루브 중심 또는 그루브 중심에서 랜드 중심까지의 거리를 나타내며, 횡축의 1, 2, 3,...은 트랙피치(Tp)의 1배, 2배, 3배,...에 해당하는 거리를 나타낸다. 즉, 횡축에서 0이 나타내는 점이 그루브 중심이면, 1인 곳은 다음 트랙인 랜드의 중심을 나타낸다.
도 8 및 도 9 각각은 오프 트랙시 서브 빔(Ⅱ)의 래디알 방향의 수차를 0.5도가 되게 한 경우, 제2광검출기(27)의 제1 및 제2내측수광부(P2)(P3) 각각에서 출력된 신호 Sp2, Sp3와, 제1 및 제2외측수광부(P1)(P4) 각각에서 출력된 신호 Sp1, Sp4를 보인 파형도이다.
도 10은 오프 트랙시 도 7의 A 및 B단에서의 푸시풀신호 S(p1-p4)와 S(p3-p2) 및 제2광검출기 전체에서 출력되는 푸시풀신호 Spp를 보인 파형도이다. 도 10을 살펴보면, 서브 광은 래디얼 방향으로 일정량 수차를 갖고 있으므로, 횡축의 1, 3, 5,...인 점을 랜드 트랙 센터로 할 때, 푸시풀신호 S(p1-p4)와 S(p3-p2)는 트랙센터에서 그 차이값이 가장 크게나고, 두 신호를 차동하면, 도 11에 도시된 트랙 크로스신호 STC가 되며, 푸시풀신호 Spp와 90도 위상차가 나는 것을 알 수 있다.
여기서, 서브 광에 가해지는 래디알 방향으로의 수차방향에 따라 도 11에 도시된 파형은 그 극성이 반대가 될 수 있으며, 서브 광의 래디알 틸트에 의한 수차 값에 따라 신호의 크기가 변하게 된다.
도 12는 오프 트랙시, 서브 광의 래디얼 방향의 수차를 1.0도가 되게 한 경우의 트랙 크로스신호 STC 및 트랙에러신호 STE를 보인 파형도이다. 즉, 이 파형도는 광픽업용 대물렌즈의 개구수 NA를 0.65, 광원 파장을 400nm, 랜드 및 그루브의 트랙폭 각각을 0.37㎛인 경우에, 서브 광에는 래디알 방향으로 광디스크의 기록면에 비하여 0.5도의 래디알 틸트가 존재하는 수차를 갖게 한 상태에서의 값을 나타낸 것이다.
도 12를 살펴보면, 횡축에서 1, 2, 3,...에서 신호 STC는 피크치가 되며, 신호 STE는 영이 됨을 알 수 있다. 이와 같이, 두 신호 사이에 위상차가 존재함으로, 이로부터 레이저 광스폿을 목표 트랙으로 이동시키는 시크(seek) 동작시 또는 정보가 기록된 트랙과의 상대위치 및 이동방향을 검출하는데 사용하는 신호를 생성할 수 있다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2광검출기(27')는 도 3에 도시된 서브 광(Ⅱ)을 수광하여 광전변환하기 위한 것으로, 광디스크(1)의 래디얼 방향(R)에 대응되는 방향(R')으로 2분할되고, 탄젠셜 방향(T)에 대응되는 방향(T')으로 3분할된 총 6개의 수광부를 가진다. 이는 광기록매체로 사용되는 기록가능한 그루브/랜드 구조의 램형 광디스크에 래디알 틸트가 존재하는 경우에 위상차가 유사한 광이 출력되도록 하는데 있다. 이를 위하여, 상기 제2광검출기(27')는 탄젠셜 방향(T')에 대응되는 방향으로 3분할된 제1 내지 제3수광부(P11, P12, P13)과, 이 제1 내지 제3수광부(P11, P12, P13)에 대해 래디알 방향에 대응되는 방향(R')으로 인접되게 배치되며 탄젠셜방향에 대응되는 방향(T')으로 3분할된 제4 내지 제6수광부(P21, P22, P23)를 포함한다. 이 경우, 앞서 설명된 제2신호처리부는, 도 13에 도시된 바와 같이, 제2광검출기(27')쪽에서 입사된 신호를 차동하여 트랙 크로스신호(TCS)를 출력하는 차동기(61)를 포함한다. 이 차동기(61)는 상기 제1, 제3 및 제5수광부(P11, P13, P22)에서 출력된 신호의 합을 S(P11+P13+P22), 상기 제2, 제4 및 제6수광부(P12, P21, P23)에서 출력된 신호의 합을 S(P12+P21+P23)라 할 때, 상기 신호 S(P11+P13+P22)와 신호 S(P12+P21+P23)를 차동하여 트랙 크로스신호 TCS를 출력한다. 이 트랙 크로스 신호 TCS 도 12에 도시된 STC와 같은 유형의 그래프를 가진다. 여기서, 광디스크의 시크방향 검출신호는 상기 차동기(61)에서 출력된 트랙 크로스신호(TCS)와 상기 제1신호처리부(도 5의 30)에서 출력된 트랙오차신호(TES)와의 위상차를 이용하여 생성된다.
도 14는 상기한 바와 같이 제2광검출기(27') 및 제2신호처리부를 구현한 경우 제2신호처리부에서 출력된 래디알 틸트 변화에 따른 트랙 크로스신호를 나타낸 것이다. 즉, 도 14는 광디스크에 대한 래디알 틸트에 있어서, 메인 빔에 대해서는 0도인 상태에서 서브 빔이 광디스크에 대해 래디알 틸트 성분을 갖도록 배치하고, 래디알 틸트 값에 따른 트랙 크로스신호의 크기를 보인 것이다. 도 14를 살펴보면, 래디알 틸트에 따른 트랙 크로스신호의 크기가 선형적으로 변함을 알 수 있다.
도 15는 도 13에 도시된 제2신호처리부에서 출력된 탄젠셜 틸트 변화에 따른 트랙 크로스신호를 보인 그래프이다. 도 15를 살펴볼 때, 탄젠셜 방향의 광디스크 틸트가 ±0.5도 이내로 발생하는 경우에도 이 탄젠셜 방향의 틸트에 영향을 받지 않고, 트랙 크로스신호가 일정하게 나타남을 알 수 있다.
메인빔과, 일정수차를 래디얼방향으로 갖는 서브 광을 동일 트랙 상에 배치한 상태에서 랜드/그루브 구조의 램(RAM)형 광디스크에 맺히는 광스폿 중심과 디스크 트랙 센터 사이의 상대적인 위치 판별할 수 있어서, 종래의 제1 및 제2서브광을 이용함에 의해 야기된 크로스 소거가 발생되는 문제점을 근본적으로 해결할 수 있다. 또한, 메인 광과 서브 광을 동일 선상에 일치시켜 배치함으로써, 고속 액세서그 가능하다는 이점이 있다.

Claims (6)

  1. 메인 광스폿과 광학수차를 갖는 하나 또는 그 이상의 서브 광스폿을 포함한 적어도 두 개의 광스폿이 광디스크를 이루는 트랙방향으로 맺히도록, 입사광을 메인 광과 서브 광을 포함한 적어도 두 개의 광으로 분기시키는 광분기수단과; 상기 광디스크에서 반사된 메인 광 및 서브 광을 수광하는 광검출수단과; 상기 광검출수단을 통해 검출된 신호를 처리하는 신호처리부;를 포함하는 광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치에 있어서,
    상기 광분기수단은 상기 부 광스폿의 광학수차 방향이 상기 광디스크의 래디 얼방향으로 형성시키도록 되고,
    상기 광검출기는, 상기 메인 광을 수광하며 수광된 광을 독립적으로 광전변환하는 복수의 수광부를 갖는 제1광검출기와; 상기 서브 광을 독립적으로 수광하여 광전변환하는 것으로, 광디스크의 래디얼 방향에 대응되는 방향으로 배열되며, 한 쌍의 제1 및 제2내측수광부와, 이 제1 및 제2내측수광부 각각의 외측에 배치된 한 쌍의 제1 및 제2외측수광부를 갖는 제2광검출기;를 포함하며,
    상기 신호처리부는, 상기 제1광검출기에서 출력된 신호를 합산, 차동증폭하여 트랙오차신호를 검출하는 제1신호처리부와; 상기 제1 및 제2외측수광영역과, 상기 제1 및 제2내측수광영역을 통해 검출된 신호로부터 시크방향 검출신호를 생성하는 제2신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2내측수광부 각각의 폭이,
    상기 광검출기에 맺힌 입사광 스폿의 반경보다 작도록 된 것을 특징으로 하는 광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2내측수광부 전체의 폭은
    상기 광검출기에 맺힌 입사광 스폿의 직경에 비하여 0.2 내지 0.8의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2신호처리부는,
    상기 제1외측수광부와 상기 제2내측수광부에서 출력된 신호의 합을 S(P1+P3), 상기 제1내측수광부와 상기 제2외측수광부에서 출력된 신호의 합을 S(P2+P4)라 할 때, 상기 신호 S(P1+P3)와 신호 S(P2+P4)를 차동하여 트랙 크로스 신호를 출력하는 차동기를 포함하여, 이 차동기에서 출력된 트랙 크로스 신호와 상기 제1신호처리부에서 출력된 트랙오차신호와의 위상차를 이용하여 시크방향 검출신호를 생성할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2신호처리부는,
    상기 제1 및 제2외측수광부 각각에서 출력된 신호를 SP1, SP4라 하고, 상기 제1 및 제2내측수광부 각각에서 출력된 신호를 SP2, SP3라 할 때,
    상기 SP1, SP4를 차동하여 신호 S(P1-P4)를 출력하는 제1차동기와;
    상기 SP3, SP2를 차동하여 신호 S(P3-P2)를 출력하는 제2차동기와;
    상기 제2차동기에서 출력된 신호 S(P3-P2)에 소정 이득률 K를 가하여 신호 K*S(P3-P2)를 출력하는 게인조정기와;
    상기 신호 S(P1-P4)와 상기 신호 K*S(P3-P2)를 합산하여 트랙 크로스신호를 출력하는 합산기;를 포함하여, 이 합산기에서 출력된 트랙 크로스신호와 상기 제1신호 처리부에서 출력된 트랙 오차신호와의 위상차를 이용하여 시크방향 검출신호를 생성할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치.
  6. 메인 광스폿과 광학수차를 갖는 하나 또는 그 이상의 서브 광스폿을 포함한 적어도 두 개의 광스폿이 광디스크를 이루는 트랙방향으로 맺히도록, 입사광을 메인 광과 서브 광을 포함한 적어도 두 개의 광으로 분기시키는 광분기수단과; 상기 광디스크에서 반사된 메인 광 및 서브 광을 수광하는 광검출수단과; 상기 광검출수단을 통해 검출된 신호를 처리하는 신호처리부;를 포함하는 광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치에 있어서,
    상기 광분기수단은 상기 부 광스폿의 광학수차 방향이 상기 광디스크의 래디얼방향으로 형성시키도록 되고,
    상기 광검출기는,
    상기 메인 광을 수광하며 수광된 광을 독립적으로 광전변환하는 복수의 수광부를 갖는 제1광검출기와; 광디스크의 탄젠셜 방향에 대응되는 방향으로 3분할된 제1 내지 제3수광부와, 이 제1 내지 제3수광부에 대해 래디알 방향에 대응되는 방향으로 인접되게 배치되며 탄젠셜방향에 대응되는 방향으로 3분할된 제4 내지 제6수광부를 갖는 제2광검출기;를 포함하며,
    상기 신호처리부는, 상기 제1광검출기에서 출력된 신호를 합산, 차동증폭하여 트랙오차신호를 검출하는 제1신호처리부와; 상기 제1, 제3 및 제5수광부에서 출력된 신호의 합과, 상기 제2, 제4 및 제6수광부에서 출력된 신호의 합을 차동하여, 시크방향 검출신호를 생성하는 제2신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업용 시크방향 검출신호 생성장치.
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