KR100657297B1 - 래디얼 틸트 검출 방법 및 이를 실현할 수 있는 광 기록및/또는 재생기기 - Google Patents

래디얼 틸트 검출 방법 및 이를 실현할 수 있는 광 기록및/또는 재생기기 Download PDF

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Abstract

광정보 저장매체 상에 중심 광스폿과, 탄젠셜 방향으로 중심 광스폿의 양쪽에 광정보 저장매체가 틸트 되지 않았을 때 서로 반대 부호의 코마 수차를 가지는 제1 및 제2사이드 광스폿을 형성하는 단계와; 광정보 저장매체로부터 반사된 중심 광스폿에 대응하는 중심 광빔을 공간적으로 제1 내지 제3광영역으로 3분할하는 단계와; 제1광영역에 해당하는 제1광스폿을 래디얼 방향으로 2분할하여 검출하고, 제2 및 제3광영역에 해당하는 제2 및 제3광스폿을 각각 검출하는 단계와; 광정보 저장매체로부터 반사된 제1 및 제2사이드 광스폿에 대응하는 제1 및 제2사이드 광빔을 각각 래디얼 방향으로 2분할하여 검출하고, 제1광스폿을 래디얼 방향으로 2분할하여 검출한 신호들의 차이로서 제1중심 푸시풀신호, 제2 및 제3광스폿을 검출한 신호들의 차이로서 제2중심 푸시풀신호를 검출하는 단계와; 제1 및 제2사이드 광빔 검출 신호를 이용하여, 광정보 저장매체 상에 형성된 제1 및 제2사이드 광스폿으로부터의 제1 및 제2사이드 푸시풀 신호를 검출하는 단계와; 상기 제1 및 제2중심 푸시풀신호의 차이로서 수정 신호를 얻고, 제1 및 제2 사이드 푸시풀신호의 합신호에서 소정 계수를 곱한 수정 신호를 뺀 결과로서 대물렌즈 시프트가 수정된 래디얼 틸트 신호를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 래디얼 틸트 검출 방법 및 이를 실현할 수 있는 광 기록 및/또는 재생기기가 개시되어 있다.

Description

래디얼 틸트 검출 방법 및 이를 실현할 수 있는 광 기록 및/또는 재생기기{Method of radial tilt detection and optical recording and/or reproducing apparatus for realizing it}
도 1은 미국특허 5,751,680에 개시된 종래의 틸트 검출 방법에 따른 광디스크 면 상의 광스폿, 광검출기 상의 디포커스된 광스폿의 배열 및 신호 처리부를 보여준다.
도 2는 대물렌즈 시프트가 수정된 래디얼 틸트 신호를 검출할 수 있도록 된 본 발명의 일 실시예에 따른 래디얼 틸트 신호 검출 방식을 실현할 수 있는 광 기록 및/또는 재생기기의 일 실시예를 개략적으로 보여준다.
도 3은 도 2의 제2회절광학소자의 일 실시예 및 이에 입사되는 광빔(LB)을 보여준다.
도 4는 도 2의 광정보 저장매체 상에 형성되는 광스폿, 디포커스된 광스폿이 수광되는 광검출기 구조 및 신호 처리부의 일 실시예를 보여준다.
도 5는 은 래디얼 틸트 신호에 대물렌즈 시프트가 미치는 영향을 보여준다.도 6및 도 7은 각각 래디얼 틸트가 없을 때와 1°의 래디얼 틸트가 있을 때, 서로 부호가 반대이고 소정량의 코마수차를 가지는 제1 및 제2사이드 광빔을 광정보 저장매체 상에 제1 및 제2사이드 광스폿으로 형성할 때의 레이아웃과, 그 광정보 저 장매체로부터 반사된 제1 및 제2사이드 광빔의 출사공에서의 광강도 분포를 보여준다.
도 8은 도 6에서와 같이 래디얼 틸트가 없을 때, 광정보 저장매체 상에 형성된 제1사이드 광스폿으로부터의 제1사이드 푸시풀 신호(SPP1)와, 제2사이드 광스폿으로부터의 제2사이드 푸시풀 신호(SPP2), 본 발명에 따른 검출방법에 의해 얻어지는 래디얼 틸트 신호(RTS)를 보여준다.
도 9는 도 7에서와 같이 1°의 래디얼 틸트가 있을 때, 광정보 저장매체 상에 형성된 제1사이드 광스폿으로부터의 제1사이드 푸시풀 신호(SPP1)와, 제2사이드 광스폿으로부터의 제2사이드 푸시풀 신호(SPP2), 본 발명에 따른 검출방법에 의해 얻어지는 래디얼 틸트 신호(RTS)를 보여준다.
도 10은 BD에 1°의 래디얼 틸트가 발생하고, 래디얼 틸트 신호를 얻는데 사용되는 제1 및 제2사이드 광스폿이 서로 반대 부호의 W31 = 1λ의 코마 수차를 가질 때, 통상적인 푸시풀 신호(PP)와 본 발명에 따라 검출된 래디얼 틸트 신호(RTS)를 비교하여 보여준다.
도 11은 본 발명에 따른 래디얼 틸트 검출 방법을 이용할 때의 래디얼 틸트 검출 감도와 사이드 광스폿의 코마량의 관계를 보여준다.
도 12는 본 발명에 따른 래디얼 틸트 검출 방법을 이용할 때의 래디얼 틸트 각도에 따른 래디얼 틸트 신호를 보여준다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10...광원 11,130...제1 및 제2회절광학소자
20...광정보 저장매체 21....대물렌즈
150...광검출기 170...신호처리부
본 발명은 래디얼 틸트 검출 방법 및 이를 실현할 수 있는 광 기록 및/또는 재생기기에 관한 것이다.
정보 저장 분야 특히, 광정보 저장 분야에서 일반적인 경향(trend)은 기록 밀도를 보다 증가시키는 것이다. 고개구수를 가지는 대물렌즈가 디스크형 광정보 저장매체(즉, 광디스크) 면 상에 작은 스폿크기를 생성하도록 광픽업에 사용된다.
회전하는 광디스크는 그 형태의 결함 및 드라이브 메카닉스의 결함(drive mechanics)에 기인하여 대물렌즈에 대해 래디얼 방향으로 틸트된다. 광디스크의 틸트는 수차 즉, 주로 코마 수차를 유발하며, 바람직하지 못하게 스폿 크기, 모양 및 위치의 변화를 유발한다. 그 결과로서 기록/재생 특성이 열화된다. 양질의 고 밀도 기록/재생 성능을 유지하기 위해서는, 기록/재생동안 디스크 래디얼 틸트의 정확한 고주파수 검출 및 수정(correction)이 필요하다.
잘 알려져 있는 종래의 틸트 검출 방법에서는, 별도의 틸트 센서를 사용하여, 디스크면에 광스폿들을 형성하고, 그 반사광빔의 세기를 검출하고, 반사된 광세기에 대응하는 신호들을 차감하여, 이들 신호의 차이를 래디얼 틸트 신호로서 사 용한다.
이러한 종래의 틸트 검출 방법에 따르면, 틸트 검출을 위한 보조적인 광스폿이 기록/재생에 사용되는 메인 광스폿으로부터 멀리 떨어져 놓여지기 때문에, 충분한 정확도를 가지는 틸트 검출을 보증하는 것이 불가능하다. 그 결과로서, 국부적인 틸트 변동에 대한 정보를 얻는 것이 불가능하다.
미국특허 5,751,680에는 또 다른 종래의 틸트 검출 방법이 개시되어 있다. 도 1은 상기 미국 특허에 개시된 종래의 틸트 검출 방법에 따른 광디스크(1) 면 상의 광스폿(LBm')(LBs1')(LBs2'), 광검출기(3) 상의 디포커스된 광스폿의 배열 및 신호 처리부(7)를 보여준다.
도 1을 참조하면, 상기 미국특허에서는, 똑같은 개구수를 가지는 빔들을 사용하여 광디스크(1) 면상에 세 개의 광스폿(LBm')(LBs1')(LBs2')이 형성된다. 거의 또는 정확히 대칭적인 둥근 형태를 가지는 중심 광스폿(LBm')은 트랙 센터상에 놓여진다. 서로 반대 부호의 소정 량의 코마를 똑같이 가지며, 그 코마를 가지는 광스폿의 대칭축이 트랙 방향에 대해 대략 또는 정확히 수직인 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1')(LBs2')은 중심 광스폿(LBm')에 대해 대칭적으로 탄젠셜 방향으로 평행하게 트랙상에 놓여진다.
중심 광검출기(4)를 사용하여 광디스크(1) 면 상에 포커스된 중심 광스폿(LBm')으로부터 중심 푸시풀 신호(CPP')를 검출하고, 이 신호를 트랙 서보를 위한 입력으로 사용한다.
닫혀진 트랙킹 서보 루프 상태에서, 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1')(LBs2') 으로부터 반사된 광강도에 대응하는 신호들을 검출한다. 보다 구체적으로, 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1')(LBs2')에 대응하는 반사된 광강도는 분할되지 않고 하나의 면적을 가지는 제1 및 제2사이드 광검출기(5)(6)에 의해 검출된다. 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1')(LBs2')의 반사된 광강도에 대응하는 신호들을 감산함으로써, 차이 신호를 래디얼 틸트 신호(RTS')로서 사용한다.
광디스크(1)가 틸트되지 않은 경우, 사이드 광스폿들(LBs1')(LBs2')의 코마 량, 모양 및 크기는 동일하다. 제1사이드 광스폿(LBs1')으로부터 반사된 광강도는 제2사이드 광스폿(LBs2')으로부터 반사된 광강도와 동일하다. 따라서, 광강도 차이에 대응하는 신호가 제로(zero)가 된다.
광디스크 래디얼 틸트는 코마 수차를 유발한다. 이에 의해 사이드 광스폿(LBs1')(LBs2')에서의 코마 량이 변한다. 두 사이드 광스폿(LBs1')(LBs2') 중 하나에서의 코마 량은 증가하는 반면에, 나머지 하나에서는 코마 량이 감소한다. 이와 같이 래디얼 틸트 발생시 사이드 광스폿(LBs1')(LBs2')의 모양 및 크기는 다르게 된다.
이에 의해, 제1사이드 광스폿(LBs1')으로부터 비롯된 반사된 광강도는 제2사이드 광스폿(LBs2')으로부터 비롯된 반사된 광강도와 똑같지 않다. 이러한 광강도 차이에 대응하는 제로가 아닌 신호가 틸트 신호이다.
이러한 종래의 방법에 따르면, 고주파수 틸트 검출을 실현하는 것이 가능하다. 사용되는 세 광스폿 모두가 서로 아주 근접(통상적으로 20 내지 40 μm)되게 위치되므로, 중심 광스폿의 근처에서 국부적인 틸트 검출을 실현하는 것이 가능하 다.
그런데, 상기와 같은 종래의 방법은, 기록가능한 랜드/그루브 매체에 적용될 때, 낮은 틸트 검출 감도 때문에 정확도가 매우 한정된다. 이는 제1사이드 광스폿(LBs1')으로부터 비롯된 반사된 광강도와 제2사이드 광스폿(LBs2')으로부터 비롯된 반사된 광강도 사이의 극도로 작은 차이의 결과이다. 그러므로, 이러한 종래의 방법을 사용함으로써 기록가능한 랜드/그루브 광디스크에 대한 정확한 틸트 검출을 실현하는 것은 불가능하다.
한편, 광디스크 면 상에 작은 크기의 광스폿을 형성하기 위해 광픽업에 사용되는 대물렌즈는 트랙킹을 수행하도록 래디얼 방향으로 액츄에이터에 의해 움직여진다. 따라서, 광검출기에 대한 대물렌즈의 상대적인 위치는 고정되지 않으며, 이에 의해 광정보 저장매체로부터 반사되고 광검출기 상에 디포커스된 스폿으로 형성되는 광이 대물렌즈 시프트에 대응되게 광검출기를 가로질러 움직인다.
이와 같이, 광정보 저장매체를 기록/재생할 때, 대물렌즈 시프트가 발생할 수 있으며, 이러한 대물렌즈 시프트는 후술하는 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 래디얼 틸트 신호에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 기록가능한 랜드/그루브 정보 저장매체의 틸트를 정확히 검출할 수 있는 증진된 틸트 검출 감도를 가지며, 중심 광스폿 근처에서의 국부적인 틸트 검출이 가능하며, 대물렌즈 시프트 시에도 정확한 래디얼 틸트 신호 검출이 가능한 래디얼 틸트 검출 방법 및 이를 실 현할 수 있는 광 기록 및/또는 재생기기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 래디얼 틸트 검출 방법은, 광정보 저장매체 상에 중심 광스폿과, 탄젠셜 방향으로 상기 중심 광스폿의 양쪽에 광정보 저장매체가 틸트 되지 않았을 때 서로 반대 부호의 코마 수차를 가지는 제1 및 제2사이드 광스폿을 형성하는 단계와; 상기 광정보 저장매체로부터 반사된 상기 중심 광스폿에 대응하는 중심 광빔을 공간적으로 3분할하여, 탄젠셜 방향으로 한쪽의 광영역에 해당하는 제1광영역과, 나머지 광영역이 래디얼 방향으로 2분할된 두 광영역에 해당하는 제2 및 제3광영역으로 공간적으로 분할하는 단계와; 상기 제1광영역에 해당하는 제1광스폿을 래디얼 방향으로 2분할하여 검출하고, 제2 및 제3광영역에 해당하는 제2 및 제3광스폿을 각각 검출하는 단계와;상기 광정보 저장매체로부터 반사된 상기 제1 및 제2사이드 광스폿에 대응하는 제1 및 제2사이드 광빔을 각각 래디얼 방향으로 2분할하여 검출하는 단계와; 상기 제1광스폿을 래디얼 방향으로 2분할하여 검출한 신호들의 차이로서 제1중심 푸시풀신호를 검출하고, 제2 및 제3광스폿을 검출한 신호들의 차이로서 제2중심 푸시풀신호를 검출하는 단계와; 상기 제1 및 제2사이드 광빔 검출 신호를 이용하여, 상기 광정보 저장매체 상에 형성된 제1사이드 광스폿으로부터의 제1사이드 푸시풀 신호와, 제2사이드 광스폿으로부터의 제2사이드 푸시풀 신호를 검출하는 단계와; 상기 제1 및 제2중심 푸시풀신호의 차이로서 수정 신호를 얻고, 상기 제1 및 제2 사이드 푸시풀신호의 합신호에서 소정 계수를 곱한 상기 수정 신호를 뺀 결과로서 대물렌즈 시프트가 수정된 래디얼 틸트 신호를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제1 및 제2사이드 광스폿은 광정보 저장매체가 틸트되지 않았을 때 서로 반대 부호의 동일 양의 코마 수차를 가지도록 된 것이 바람직하다.
상기 제1 및 제2사이드 광스폿은, 그로부터 검출되는 제1 및 제2사이드 푸시풀 신호가 대략 180°의 위상차를 가지도록 광정보 저장매체 상에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 및 제2사이드 광스폿은, 탄젠셜 방향으로 중심 광스폿에 대해 대칭으로 상기 광정보 저장매체 상에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 기록 및/또는 재생기기는, 광원과; 상기 광원으로부터 출사된 광빔을 회절시켜, 중심 광빔과 제1 및 제2사이드 광빔으로 분할하여, 광정보 저장매체 상에 중심 광빔에 대응하는 중심 광스폿과, 이 중심 광스폿의 양쪽에 광정보 저장매체가 틸트되지 않았을 때 서로 반대 부호의 코마 수차를 가지는 상기 제1 및 제2사이드 광빔에 대응하는 제1 및 제2사이드 광스폿이 형성되도록 하는 제1회절광학소자와; 입사광을 집속하여 광정보 저장매체에 포커싱하는 대물렌즈와, 상기 광정보 저장매체로부터 반사된 상기 중심 광스폿에 대응하는 중심 광빔을 공간적으로 3분할하여, 탄젠셜 방향으로 한쪽의 광영역에 해당하는 제1광영역과, 나머지 광영역이 래디얼 방향으로 2분할된 두 광영역에 해당하는 제2 및 제3광영역으로 공간적으로 분할하는 제2회절광학소자와; 상기 제1 내지 제3광영역에 해당하는 디포커스된 제1 내지 제3광스폿이 형성되며, 상기 제1광스폿을 래디얼 방향으로 2분할하여 검출하고 상기 제2 및 제3광스폿을 각각 검출하 도록 된 중심 광검출기와, 광정보 저장매체로부터 반사된 제1 및 제2사이드 광빔을 각각 래디얼 방향으로 2분할하여 검출하는 제1 및 제2사이드 광검출기를 포함하는 광검출기;를 구비하는 광픽업과, 상기 제1 및 제2사이드 광검출기의 검출신호를 이용하여, 상기 광정보 저장매체 상에 형성된 제1사이드 광스폿으로부터의 제1사이드 푸시풀 신호와, 제2사이드 광스폿으로부터의 제2사이드 푸시풀 신호를 검출하고, 상기 중심 광검출기의 검출신호들을 이용하여, 상기 제1광스폿을 래디얼 방향으로 2분할하여 검출한 신호들의 차이로서 제1중심 푸시풀신호, 제2 및 제3광스폿을 검출한 신호들의 차이로서 제2중심 푸시풀신호를 검출하며, 제1 및 제2중심 푸시풀 신호의 차이로서 수정 신호를 검출하며, 상기 수정 신호에 소정 계수를 가하며, 상기 제1 및 제2사이드 푸시풀 신호의 합에서 소정 계수가 가해진 수정 신호를 감산하여, 대물렌즈 시프트가 수정된 래디얼 틸트 신호를 검출하도록 된 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제2회절광학소자는 입사광의 편광에 따라 선택적으로 광을 회절시키는 편광회절소자를 구비하며, 상기 제2회절광학소자와 대물렌즈 사이에 입사광의 편광을 바꾸어주는 1/4파장판;을 더 포함할 수 있다.
상기 제1회절영역은 광빔의 반원에 해당하도록 형성되며, 제2 및 제3회절영역은 광빔의 사분원에 해당하도록 형성될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 래디얼 틸트 검출 방법 및 이를 실현할 수 있는 광 기록 및/또는 재생기기를 상세히 설명한다.
도 2는 대물렌즈 시프트가 수정된 래디얼 틸트 신호를 검출할 수 있도록 된 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 트랙킹 에러신호 검출 방식을 실현할 수 있는 광 기록 및/또는 재생기기의 일 실시예를 개략적으로 보여준다. 도 3은 는 도 2의 제2회절광학소자의 일 실시예 및 이에 입사되는 광빔(LB)을 보여주며, 도 4는 도 2의 광정보 저장매체(20) 상에 형성되는 광스폿, 디포커스된 광스폿이 수광되는 광검출기(150) 구조 및 신호 처리부(170)의 일 실시예를 보여준다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광기록 및/또는 재생 기기는 광정보 저장매체(20) 상에 광스폿을 형성하고 이로부터 반사된 광빔을 수광하여 검출하는 광픽업과, 광픽업의 검출신호를 이용하여 래디얼 틸트 신호를 검출하도록 된 신호 처리부(170)를 포함한다.
상기 광픽업은, 제1회절광학소자(11) 예컨대, 홀로그램 그레이팅을 이용하여, 광원(10)에서 출사된 광빔을 3개의 광빔 즉, 메인 광빔, 제1사이드 광빔 및 제2사이드 광빔으로 분할하여, 광정보 저장매체(20) 상에 메인 광스폿(LBm), 제1사이드 광스폿(LBs1), 제2사이드 광스폿(LBs2)을 형성하며, 기본적으로 틸트가 없을 때 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2)이 서로 반대 부호의 동일한 소정 량의 코마 수차를 가지며, 상기 메인 광스폿(LBm)에 대해 대칭적으로 탄젠셜 방향으로 평행하게 트랙상에 조사되며, 광정보 저장매체(20)로부터 반사된 광빔을 3분할하여 검출할 수 있도록 된 광학적 구성을 가진다.
상기 광픽업은, 광원(10)과, 광원(10)으로부터 출사된 광빔을 상기 메인 광빔, 제1 및 제2사이드 광빔으로 분할하기 위한 제1회절광학소자(11)와, 입사광을 집속하여 광정보 저장매체(20)에 포커싱하는 대물렌즈(21)와, 대물렌즈 시프트를 수정하기 위한 수정 신호(correction signal) 검출을 위한 광분할을 위한 제2회절광학소자(130)와, 광정보 저장매체(20)에서 반사된 후 수광되는 메인 광스폿(LBm), 제1사이드 광스폿(LBs1), 제2사이드 광스폿(LBs2)을 수광하는 광검출기(150)를 포함한다. 또한, 상기 광픽업은, 입사광의 진행 경로를 변환하는 광로변환기(15)와, 대물렌즈(21)에 평행광을 입사시키도록 콜리메이팅렌즈(13)를 포함할 수 있다.
상기 광원(10)은 광정보 저장매체(20)를 기록 및/또는 재생하기에 적합한 소정 파장의 광을 출사한다. 상기 광원(10)은 청색파장 예컨대, 405nm 파장의 광을 출사하도록 마련될 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 광 기록 및/또는 재생기기는, 청색파장의 광을 사용하는 광정보 저장매체 예컨대, BD 또는 AOD(Advanced Optical Disc)를 기록 및/또는 재생할 수 있다.
도 1에서는 상기 광픽업이 광원(10)과 광검출기(150)가 분리된 분리형 광학계이고, 광원(10)과 광검출기(150)를 각각 하나씩 구비하는 예를 보여준다. 여기서, 상기 광원(10)은 단일 파장의 광 예컨대, 파장이 405nm 정도인 청색파장의 광을 출사하도록 마련될 수 있다. 또한 상기 광원(10)은 복수 포맷의 광정보 저장매체 예컨대, BD(또는 AOD) 및 DVD를 호환 채용할 수 있도록 복수 파장의 광을 출사하는 멀티형 광원일 수도 있다. 상기 광픽업은, 서로 다른 파장의 광을 사용하는 복수 포맷의 광정보 저장매체를 호환 채용할 수 있도록, 홀로그램 광모듈(미도시) 등을 추가적으로 더 구비할 수도 있다. 이외에도 상기 광픽업의 광학적 구성은 다양하게 변형될 수 있다.
상기 제1회절광학소자(11)는, 광원(10)으로부터 입사되는 광빔을 회절에 의 해 0차광빔, +1차광빔, -1차광빔으로 회절시키며, 0차 광빔은 코마수차를 가지지 않으며, +1차광빔과 -1차광빔이 서로 반대 부호의 동일 량의 코마수차를 가질 수 있도록 형성된다. 이러한 회절에 의해 광빔은 3개의 광빔으로 분리된다. 이때, 0차광빔은 중심 광빔, +1차광빔은 예컨대, 제1사이드 광빔, -1차광빔은 예컨대, 제2사이드 광빔이 된다.
상기 제1회절광학소자(11)로는 홀로그램 그레이팅을 구비할 수 있다. 도 4에서는 제1 및 제2사이드 광빔이 광정보 저장매체(20) 상에 포커스되어 형성된 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2)이 탄젠셜 방향에 대해서 수직인 방향으로 서로 반대 부호의 코마수차를 가지도록 된 예를 보여준다. 이때, 광정보 저장매체(20)가 틸트되지 않은 경우, 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2)의 코마 수차량, 모양 및 크기는 서로 동일하며, 그 부호만이 반대가 된다.
여기서, 상기 제1회절광학소자(11)의 회절 패턴은 코마수차가 형성되는 방향, 코마수차의 양, 모양 등에 따라 달라질 수 있다. 이러한 다양한 코마수차 특성을 가지는 회절광학소자의 회절 패턴의 예들에 대해서는 미국 특허 5,751,680에 개시되어 있다.
상기 제1회절광학소자(11)에 의해 분리되고, 대물렌즈(21)를 통과한 중심 광빔, 제1 및 제2사이드 광빔은 동일 개구수를 가지며, 광정보 저장매체(20) 상에 포커싱되어 트랙 상에 탄젠셜 방향으로 평행하게 중심 광스폿(LBm), 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2)으로 형성된다.
상기 중심 광스폿(LBm)은 거의 또는 정확히 대칭인 둥근 형태를 가지며, 광 정보 저장매체(20)의 그루브(또는 랜드)의 중심에 형성된다. 상기 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2)은 서로 부호가 반대인 똑같은 소정량의 코마 수차를 가지며, 상기 중심 광스폿(LBm)이 형성된 똑같은 그루브(또는 랜드) 상에 중심 광스폿(LBm)에 대해 대칭으로 탄젠셜 방향으로 서로 반대쪽에 위치된다. 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2)은 그로부터 검출되는 후술하는 제1 및 제2사이드 푸시풀 신호(SPP1)(SPP2)는 대략 또는 정확히 180°의 위상차를 가지도록 그루브(또는 랜드) 상에 위치된다.
상기 제2회절광학소자(130)는, 액츄에이터(미도시)의 대물렌즈(21)가 탑재되는 렌즈 홀더에 부착되는 것이 바람직하다. 대물렌즈(21)는 액츄에이터의 렌즈 홀더에 탑재된 상태로 액츄에이터에 의해 포커스, 트랙킹 및/또는 틸트 방향으로 구동된다.
도 3을 참조하면, 상기 제2회절광학소자(130)는, 광원(10)쪽에서 입사되는 광은 분할하지 않고 그대로 통과시키고, 광정보 저장매체(20)에서 반사되어 입사되는 광은 T"자형 구조로 3분할하여 탄젠셜 방향으로 한쪽의 광영역에 해당하는 제1광영역(LB1)과, 나머지 광영역을 래디얼 방향으로 2분할한 두 광영역에 해당하는 제2 및 제3광영역(LB2)(LB3)으로 분할하도록 마련된다. 이 제2회절광학소자(130)에 의해, 광정보 저장매체(20)에서 반사된 중심 광빔, 제1 및 제2사이드 광빔은 각각 제1 내지 제3광영역(LB1)(LB2)(LB3)으로 공간적으로 분할되어 도 4에 도시된 바와 같이, 광검출기(150)의 중심 광검출기(160), 제1 및 제2사이드 광검출기(153)(155)에 수광된다. 여기서, 도 3에서는 제2회절광학소자(130)에 입사되는 광빔(LB)을 하나만 나타내었는데, 실질적으로 제2회절광학소자(130)에는 제1회절광학소자(11)에 의해 분기된 중심 광빔, 제1 및 제2사이드 광빔이 모두 입사된다. 이때, 중심 광빔에 대해 제1 및 제2사이드 광빔의 중심은 서로 대칭되게 약간 이동되어 위치되는데, 이러한 중심 이동은 수 μm 정도로 대물렌즈(21)의 조립 오차보다도 작기 때문에 무시된다. 따라서, 도 3에서는 편의상 하나의 광빔(LB)만을 나타내었다.
상기 제2회절광학소자(130)로는 입사광의 편광에 따라 선택적으로 광을 회절시키는 편광회절소자 즉, 편광홀로그램소자를 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우, 본 발명에 따른 광픽업은 제2회절광학소자(130)와 대물렌즈(21) 사이의 광로 상에 입사광의 편광을 바꾸어주는 1/4파장판(140)을 더 구비한다. 이때, 1/4파장판(140)은 제2회절광학소자(130)와 함께 액츄에이터의 렌즈 홀더에 부착되는 것이 바람직하다.
상기 편광회절소자는 잘 알려져 있는 바와 같이, 입사광의 편광에 따라 특정 편광의 광은 회절시키고, 이에 직교하는 다른 편광의 광은 직진 투과시킬 수 있다. 따라서, 입사광의 편광에 따라 선택적으로 광을 회절시키는 것이 가능하다.
상기 광원(10)으로 사용되는 반도체 레이저는 일 직선 편광 성분이 우세한 레이저광을 출사한다. 따라서, 반도체 레이저에서는 대략적으로 S 편광 또는 P 편광된 광이 출사된다.
따라서, 상기 제2회절광학소자(130)로 광원(10)에서 출사되어 입사되는 소정 직선편광의 광을 직진투과시키도록 된 편광회절소자를 구비하면, 제2회절광학소자 (130)를 직진 투과한 광은 1/4 파장판(140)을 통과하면서 일 원편광의 광으로 되고, 이 일 원편광의 광은 광정보 저장매체(20)에서 반사되면서 직교하는 다른 원편광의 광으로 된다. 이 원편광의 광은 1/4 파장판(140)을 다시 경유하면서 직교하는 다른 직선편광의 광으로 되고, 제2회절광학소자(130)에 의해 회절된다.
상기 제2회절광학소자(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 광정보 저장매체(20)에서 반사된 광빔을 제1 내지 제3광영역(LB1)(LB2)(LB3)으로 분할하기 위한 제1 내지 제3회절영역(131)(133)(135)을 가진다.
상기 제2회절광학소자(130)의 제1 내지 제3회절영역(131)(133)(135)은 광정보 저장매체(20)에서 반사된 광빔을 T 자형 구조로 3분할할 수 있도록 형성된다. 제1회절영역(131)은 광빔(LB)의 180°부채꼴 즉, 반원에 해당하도록 형성되며, 그 회절 패턴이 트랙 방향 즉, 래디얼 방향을 따라 형성될 수 있다. 제2 및 제3회절영역(133)(135)은 광빔의 90°부채꼴 즉, 사분원에 해당하도록 형성되며, 그 회절 패턴이 서로에 대해 90°를 이루도록 트랙 방향에 대해 45°방향을 따라 형성될 수 있다.
이러한 구성을 가지는 제2회절광학소자(130)는 광정보 저장매체(20)에서 반사된 광빔(LB)의 단면을 상기 제1 내지 제3회절영역(131)(133)(135)에 대응하는 제1 내지 제3광영역(LB1)(LB2)(LB3)으로 공간적으로 분할한다.
따라서, 광정보 저장매체(20)쪽으로 진행하는 중심 광빔, 제1 및 제2사이드 광빔은 광영역 분할없이 제2회절광학소자(30)를 그대로 통과하여 광정보 저장매체 (20) 상에 조사되며, 광정보 저장매체(20)에서 반사된 중심 광빔, 제1 및 제2사이드 광빔 각각은 제2회절광학소자(130)를 통과하면서 제1 내지 제3광영역(LB1)(LB2)(LB3)이 공간적으로 분할된다. 이때, 제1 내지 제3광영역(LB 1)(LB2)(LB3)의 공간적인 분할은 광빔이 제2회절광학소자(130)의 제1 내지 제3회절영역(131)(133)(135)에 의해 +1차 또는 -1차로 회절되어 얻어진다.
한편, 상기 제2회절광학소자(130)로 편광회절소자를 구비하고, 제2회절광학소자(130)와 대물렌즈(21) 사이에 1/4 파장판(140)을 구비하는 경우, 상기 광원(10)으로부터 대략적으로 일 직선편광(S 편광 또는 P 편광)의 광이 출사되면, 광정보 저장매체(20)에서 반사되고 제2회절광학소자(130)를 경유하여 광로변환기(15)로 입사되는 광은 이에 직교하는 다른 직선편광의 광이 된다.
따라서, 광원(10)으로부터 광정보 저장매체(20)로 향하는 광과 광정보 저장매체(20)에서 반사되고 제2회절광학소자(130)에 의해 분할되어 광검출기(150)로 향하는 광의 광량을 극대화할 수 있도록, 상기 광로변환기(15)로는 입사광을 편광에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터를 구비하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 광정보 저장매체(20)에서 반사된 광빔들은 제2회절광학소자(130)에 의해 공간적으로 분할되어 광검출기(150)에 수광된다.
상기 광검출기(150)는 도 4에 도시된 바와 같이, 메인 광빔이 디포커스되어 메인 광스폿으로 형성되는 중심 광검출기(160), 제1 및 제2사이드 광빔이 디포커스되어 제1 및 제2사이드 광스폿으로 형성되는 제1 및 제2사이드 광검출기(153)(155)를 포함한다.
제2회절광학소자(130)에 의해 공간적으로 분할된 중심 광빔, 제1 및 제2사이드 광빔 각각의 제1 내지 제3광영역(LB1)(LB2)(LB3)은 도 4에 도시된 바와 같이, 광검출기(150)의 중심 광검출기(160), 제1 및 제2사이드 광검출기(51)(153) 상에 디포커스된 제1 내지 제3광스폿(LB1 )(LB2 )(LB3 )으로 형성된다. 이 디포커스된 제1 내지 제3광스폿(LB1 )(LB2 )(LB3 )은 공간적으로 서로 분리되어 있다.
도 4에서는 상기 광검출기(150)의 중심 광검출기(160)가 4분할 구조로 형성된 예를 보여준다. 상기 중심 광검출기(160)는 도 4에 도시된 바와 같이, 중심 광빔의 제1광영역(LB1)에 해당하는 디포커스된 제1광스폿(LB1 )을 래디얼 방향으로 2분할하여 수광하기 위한 제1 및 제2수광영역(161)(163)과, 중심 광빔의 제2 및 제3광영역(LB2)(LB3)에 해당하는 디포커스된 제2 및 제3광스폿(LB2 )(LB 3 )을 각각 수광하는 제3 및 제4수광영역(165)(167)을 구비할 수 있다. 제1사이드 광검출기(153)는 제1사이드 광스폿을 래디얼 방향으로 2분할하여 수광하기 위한 2개의 수광영역(153a)(153b)을 구비할 수 있다. 제2사이드 광검출기(155)는 제2사이드 광스폿을 래디얼 방향으로 2분할하여 수광하기 위한 2개의 수광영역(155a)(155b)을 구비할 수 있다.
상기 신호처리부(170)는, 광정보 저장매체(20) 상에 포커스된 제1 및 제2서 브 광스폿(LBs1)(LBs2)으로부터의 제1 및 제2사이드 푸시풀신호(SPP1)(SPP2)를 생성하고, 그를 합산하여 출력하는 구성과, 상기 중심 광검출기(160)의 제1 내지 제4수광영역(161)(163)(165)(167)의 검출신호로부터 수정 신호(CS: correction signal)를 검출하는 구성을 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 신호처리부(170)는, 제1 및 제2사이드 푸시풀신호(SPP1)(SPP2)를 생성하고 그 합신호를 구하기 위한, 제1 및 제2차동기(172)(174)와 가산기(176)와, 수정 신호(CS)를 검출하기 위한 제3 내지 제5차동기(171)(173)(175), 게인 조정기(178) 및, 상기 합신호(SPP1+SPP2)와 수정 신호(CS)에 수정 계수(k)가 곱해진 신호(k× CS)를 입력받아 그를 차동하여 대물렌즈 시프트가 수정된 래디얼 틸트 신호(RTS)를 출력하는 제6차동기(177)를 구비한다.
상기 제1차동기(172)는 제1사이드 광검출기(153)의 수광영역(153a)(153b)에 디포커스된 제1사이드 광스폿(LBs1')을 사용하여, 광정보 저장매체(20) 상에 포커스된 제1사이드 광스폿(LBs1)으로부터의 제1사이드 푸시풀 신호(SPP1)를 생성한다. 제1사이드 푸시풀신호(SPP1)는 디포커스된 제1사이드 광스폿(LBs1')을 2분할하여 수광한 수광영역(153a)(153b)의 검출신호의 차신호이다.
상기 제2차동기(174)는 제2사이드 광검출기(155)의 수광영역(155a)(155b)에 형성된 디포커스된 제2사이드 광스폿(LBs2')을 사용하여, 광정보 저장매체(20) 상에 포커스된 제2사이드 광스폿(LBs2)으로부터의 제2사이드 푸시풀 신호(SPP2)를 생성한다. 상기 제2사이드 푸시풀 신호(SPP2)는 디포커스된 제2사이드 광스폿(LBs2')을 2분할하여 수광한 수광영역(155a)(155b)의 검출신호의 차이이다.
여기서, 제1 및 제2사이드 광빔 각각의 공간적으로 분할된 제1 내지 제3광영역(LB1)(LB2)(LB3)도 제1 및 제2사이드 광검출기(153)(155) 상에 디포커스된 제1 내지 제3광스폿(LB1 )(LB2 )(LB3 )으로 형성되지만, 제1 및 제2사이드 광검출기(153)(155)가 각각 래디얼 방향으로 2분할된 수광영역(153a/53b)(155a/55b)을 이용하므로, 비록 제1 및 제2사이드 광빔이 공간적으로 3분할된다 해도, 제1 및 제2사이드 광검출기(153)(155)의 검출신호를 이용하여 얻어지는 제1 및 제2사이드 푸시풀 신호(SPP1)(SPP2)는 제1 및 제2사이드 광빔이 공간적으로 3분할되지 않은 경우와 실질적으로 동일한 특성을 가진다.상기 제1 및 제2사이드 푸시풀 신호(SPP1)(SPP2)는 닫힌 트랙킹 서보 루프하에서 검출될 수 있다.
상기 가산기(176)는 제1 및 제2사이드 푸시풀 신호(SPP1)(SPP2)를 합산하며, 그 합신호(SPP1 +SPP2)를 출력한다.
래디얼 틸트가 없을 때, 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2)에 포함된 코마수차의 양이 같고 부호만 반대로 되므로, 제1사이드 광스폿(LBs1)으로부터의 제1사이드 푸시풀 신호(SPP1)의 진폭은 제2사이드 광스폿(LBs2)으로부터의 제2사이드 푸시풀 신호(SPP2)의 진폭과 같게 되며, 두 신호의 극성이 서로 반대가 된다. 즉, 위상이 180°차이가 난다. 따라서, 이들 사이드 푸시풀 신호의 합은 제로가 된다.
래디얼 틸트가 있을 때, 이 래디얼 틸트는 코마 수차를 유발하므로, 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2)에서의 코마 수차 량은 변하게 된다. 후술하는 바와 같이, 래디얼 틸트가 있을 때, 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2) 중 어느 하나 의 코마수차가 증가하면, 다른 하나의 코마수차를 감소하여, 어느 한 사이드 광스폿으로부터 검출되는 사이드 푸시풀 신호의 진폭은 다른 사이드 광스폿으로부터 검출되는 사이드 푸시풀 신호의 진폭과 달라지고, 신호의 극성은 서로 반대로 된다. 따라서, 그 사이드 푸시풀 신호의 합은 제로가 아니다. 여기서, 래디얼 틸트가 있는 경우에도, 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2)의 상대적인 위치는 서로 변하지 않는다.
상기 제3차동기(171)는 중심 광검출기(160)의 제1 및 제2수광영역(161)(163)에 형성된 디포커스된 제1광스폿(LB1 )을 사용하여, 광정보 저장매체(20) 상에 포커스된 중심 광스폿(LBm)으로부터의 제1중심 푸시풀신호(CPP1)를 생성한다. 제1중심 푸시풀신호(CPP1)는 디포커스된 제1광스폿(LB1 )을 2분할하여 수광한 제1 및 제2수광영역(161)(163)의 검출신호의 차신호이다.
상기 제4차동기(173)는 중심 광검출기(160)의 제3 및 제4수광영역(165)(167)에 형성된 디포커스된 제2 및 제3광스폿(LB2 )(LB3 )을 사용하여, 광정보 저장매체(20) 상에 포커스된 중심 광스폿(LBm)으로부터의 제2중심 푸시풀신호(CPP2)를 생성한다. 상기 제2중심 푸시풀신호(CPP2)는 제2 및 제3광스폿(LB2 )(LB3 )을 각각 수광한 제3 및 제4수광영역(165)(167)의 검출신호의 차신호이다.
상기 제1 및 제2중심 푸시풀신호(CPP1)(CPP2)는 상기 중심 광검출기(160)의 제1 내지 제4수광영역(161)(163)(165)(167)의 검출신호들의 합신호에 의해 정규화될 수 있다.
상기 제5차동기(175)는 제1 및 제2중심 푸시풀신호(CPP1)(CPP2)를 입력받아, 그 차신호인 수정 신호(CS=CPP1-CPP2)를 출력한다.
게인 조정기(178)는 상기 수정 신호(CS)를 입력받아 수정 계수에 해당하는 소정 게인(k)을 가한다.
제6차동기(177)는 제1 및 제2사이드 푸시풀 신호(SPP1)(SPP2)의 합신호(PP1+PP2)와 소정 게인(k)이 가해진 수정 신호 즉, k×CS를 입력받아 그 차신호를 출력한다. 이 제6차동기(177)에서 출력되는 차신호가 후술하는 수학식 1을 만족하는 대물렌즈 시프트가 수정된 래디얼 틸트 신호(RTS)가 된다.
한편, 상기 신호처리부(170)는 상기 제1 및 제2중심 푸시풀 신호(CPP1)(CPP2)를 입력받아 그 합신호(CPP1+CPP2)를 출력하는 가산기(179)를 더 구비할 수 있다. 이 가산기(179)에서 출력되는 제1 및 제2중심 푸시풀 신호(CPP1)(CPP2)의 합신호(CPP1+CPP2)는 통상적인 푸시풀 신호에 해당하며, 트랙킹 서보를 위한 입력으로 사용될 수 있다.
여기서, 상기 제1 및 제2사이드 푸시풀 신호(SPP1)(SPP2) 또는 그를 이용하여 검출되는 대물렌즈 시프트가 수정된 래디얼 틸트 신호(RTS)는 상기 중심 푸시풀 신호의 합신호(CPP1+CPP2)에 의해 정규화(normalized)될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 대물렌즈 시프트가 수정된 래디얼 틸트 신호를 검출할 수 있다. 따라서, 대물렌즈 시프트가 발생해도, 정확한 래디얼 틸트 검출이 가능하다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명에 따른 광 기록 및/또는 재생기기에 있어서, 재생신호는 중심 광검출기(51 또는 160)의 모든 수광영역의 검출신호의 합신호로서 얻어질 수 있다.
한편, 상기 콜리메이팅렌즈(13)는 광원(10)과 광로 변환기(15) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 광픽업은 광정보 저장매체(20)에서 반사되어 광검출기(150)쪽으로 진행하는 광을 집속하여 적정 크기의 광스폿이 광검출기(150) 상에 형성되도록 하는 센싱렌즈(23)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 센싱렌즈(23)는 광검출기(150)로 진행하는 돌아오는 빔의 비점수차를 조정하여 비점수차 원리를 이용한 포커스 에러신호를 검출할 수 있도록 마련될 수 있다. 도 1에서 참조 번호 17은 광 경로를 수직으로 꺾어주기 위한 반사 미러이다.
이상에서는 본 발명에 따른 래디얼 틸트 신호 검출 방법을 실현할 수 있는 광픽업 및 광 기록 및/또는 재생 기기에 대해 구체적인 예를 들어 설명 및 도시하였는데, 이는 어디까지나 예시일 뿐이다.
즉, 본 발명에 따른 광픽업의 광학적 구성 및 이를 구비한 광 기록 및/또는 재생기기의 구성은 다양하게 변형될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 광 기록/재생기기의 광검출기(150)의 구조 및 신호 처리부의 기술적 구성은 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 도 1에 도시된 광픽업의 광학적 구성은 일 예일 뿐으로, 광픽업의 광학적 구성은 다양하게 변형될 수 있다.
도 5는 래디얼 틸트 신호에 대물렌즈 시프트가 미치는 영향을 살펴보기 위한 그래프이다. 도 5의 결과는 W31 = 1λ, BD, 래디얼 틸트 각도 0.25°의 조건하에서 대물렌즈 시프트에 대해 검출되는 대물렌즈 시프트가 수정되지 않은 래디얼 틸트 신호(즉, 제1 및 제2사이드 푸시풀 신호의 합신호, 이하 편의상 RTS보정전신호라 한다)를 임의의 단위로 나타낸 것이다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, RTS보정전신호는 대물렌즈 시프트에 대해 영향을 받을 수 있다.
정보 저장 분야 특히, 광정보 저장 분야에서 일반적인 경향(trend)은 기록 밀도를 보다 증가시키는 것이다. 고개구수를 가지는 대물렌즈가 디스크형 광정보 저장매체(즉, 광디스크) 면 상에 작은 스폿크기를 생성하도록 광픽업에 사용된다. 보통, 대물렌즈는 트랙킹을 수행하도록 래디얼 방향으로 액츄에이터에 의해 움직여진다. 광검출기에 대한 대물렌즈의 상대적인 위치는 고정되지 않으며, 이에 의해 광정보 저장매체로부터 반사되고 광검출기 상에 디포커스된 스폿으로 형성되는 광이 대물렌즈 시프트에 대응되게 광검출기를 가로질러 움직인다.
이와 같이, 광정보 저장매체를 기록/재생할 때, 대물렌즈 시프트가 발생할 수 있으며, 이러한 대물렌즈 시프트는 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 래디얼 틸트 신호에 영향을 미칠 수 있다. 본 발명자들이 확인한 바에 따르면, BD 시스템에서 0.4mm의 대물렌즈 시프트는 약 6°의 틸트 각도에 대응하는 래디얼 틸트 신호가 있는 것과 같은 결과를 초래한다.
하지만, 본 발명에 따른 대물렌즈 시프트에 의한 영향을 소거한 래디얼 틸트 신호를 검출하는 방법 및 이를 실현할 수 있는 광 기록 및/또는 재생기기에 의하면, 대물렌즈 시프트시에도 정확한 래디얼 틸트를 검출할 수 있다.
상기RTS보정전신호는 제1사이드 푸시풀 신호(SPP1)와 제2사이드 푸시풀 신호(SPP2)의 합신호 즉, RTS보정전 = SPP1 +SPP2이다.
본 발명에 따르면, RTS보정전신호로부터 대물렌즈 시프트에 기인한 수정 신호(CS)에 소정의 수정 계수(k)를 곱한 신호를 뺀 결과로서, 대물렌즈 시프트가 수정된 래디얼 틸트 신호(RTS)가 얻어진다..
수학식 1은 본 발명에 따른 래디얼 틸트 검출 방법에 따라 얻어지는 대물렌즈 시프트가 수정된 래디얼 틸트 신호(RTS)를 나타낸다.
RTS = SPP1 + SPP2 - k × CS
여기서, k는 정의된 대물렌즈 시프트 간격(shift interval)에 대해 최적화된 상수로서, 래디얼 틸트 신호 수정 계수이다. 수학식 1에서 CS는 수정 신호로서, CS = CPP1-CPP2를 만족한다.
이때, 수학식 1에 따라 검출되는 대물렌즈 시프트가 수정된 래디얼 틸트 신호(RTS) 특성은 후술하는 도 8 내지 도 12와 같다. 후술하는 도 8 내지 도 12의 그래프는 대물렌즈 시프트가 없는 경우에 수학식 1에 따라 구해지는 래디얼 틸트 신호(RTS)의 특성을 보여준다. 대물렌즈 시프트가 없을 때에는, 수정 신호(CS) 항은 제로가 될 수 있다. 대물렌즈 시프트가 있는 경우에도, 그 영향이 수정되므로, 대물렌즈 시프트 유,무에 관계없이 도 8 내지 도 12에서와 같은 래디얼 틸트 신호가 얻어질 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 기록 및/또는 재생기기를 이용할 때, 래디얼 틸트 여부에 따른, 광정보 저장매체(20) 상에 형성되는 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2)의 레이아웃 변화 및 출사공(exit pupil)에서의 광강도 분포 변화를 살펴보며, 검출되는 래디얼 틸트 신호 특성에 대해 살펴본다. 이하에서 설명되는 래디얼 틸트 신호는 기록가능한 랜드/그루브 광정보 저장매체 즉, BD(Blu-ray Disc)에 대해 검출된다.
먼저, 도 6 및 도 7는 각각 래디얼 틸트가 없을 때와 1°의 래디얼 틸트가 있을 때, 서로 부호가 반대이고 소정량의 코마수차를 가지는 제1 및 제2사이드 광빔을 광정보 저장매체(20) 상에 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2)으로 형성할 때의 레이아웃과, 그 광정보 저장매체(20)로부터 반사된 제1 및 제2사이드 광빔의 출사공에서의 광강도 분포를 보여준다. 상기 출사공은 광정보 저장매체(20)에서 반사된 광빔이 대물렌즈(21)를 통과한 상태의 출사공을 말한다.
여기서, 광정보 저장매체(20)의 래디얼 틸트는 코마 수차를 유발한다. 래디얼 틸트 존재시에는, 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2)에서의 코마 량이 변한다. 즉, 래디얼 틸트 발생시, 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2) 중 하나에서의 코마 량은 증가하는 반면에, 나머지 하나에서는 코마 량이 감소한다. 이와 같이 래디얼 틸트 발생시 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2)의 모양 및 크기는 다르게 된다. 이때, 광스폿들의 상대적인 위치는, 모든 광스폿 위치 상의 틸트에 의해 유도된 코마의 영향이 똑같기 때문에 변하지 않는다. 틸트에 의해 유도되는 코마의 영향은 고려되는 작은 각도 범위에 대해서는, 후술하는 도 11에서 알 수 있는 바와 같이 대략 선형적이다.
도 6 및 도 7에서 (a)는 광정보 저장매체(20) 상에 형성되는 기본적으로 W31 = -1λ 의 코마수차를 가지는 제1사이드 광스폿(LBs1)을 보여주며, (b)는 광정보 저장매체(20)로부터 반사된 제1사이드 광빔의 출사공에서의 광강도 분포를 보여준다. (c)는 광정보 저장매체(20) 상에 형성되는 기본적으로 W31 = +1λ 의 코마수차를 가지는 제2사이드 광스폿(LBs2)을 보여주며, (d)는 광정보 저장매체(20)로부터 반사된 제2사이드 광빔의 출사공에서의 광강도 분포를 보여준다.
도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 래디얼 틸트가 없을 때, 제1회절광학소자(11)에 의해 분기되어 광정보 저장매체(20) 상에 형성되는 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2)은 서로 반대 부호의 동일 량의 코마 수차를 가진다. 그리고, 제1 및 제2사이드 광빔의 출사공에서의 광강도 분포를 살펴보면, 한쪽의 광강도의 합과 다른쪽의 광강도의 합은 서로 같게 되어, 그 차이는 제로가 된다. 이에 따라 래디얼 틸트 신호는 제로 값이 된다.
그런데, 광정보 저장매체(20)가 1°만큼 래디얼 틸트되면, 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 예컨대, 제1사이드 광스폿(LBs1)의 코마 수차량은 감소하는 반면에, 제2사이드 광스폿(LBs2)의 코마 수차량은 증가하게 된다. 그리고, 제1 및 제2사이드 광빔의 출사공에서의 광강도 분포를 살펴보면, 각 광빔의 어느 한측의 광강도는 전보다 작아지며, 다른측의 광강도는 전보다 커진다. 따라서, 제1 및 제2사이드 광빔의 한쪽 광강도의 합과 다른쪽의 광강도의 합은 서로 다르게 되어, 그 차이 는 제로가 되지 않는다. 이에 따라 래디얼 틸트 신호는 소정값을 가지게 된다.
도 8은 도 6에서와 같이 래디얼 틸트가 없을 때, 광정보 저장매체(20) 상에 형성된 제1사이드 광스폿(LBs1)으로부터의 제1사이드 푸시풀 신호(SPP1)와, 제2사이드 광스폿(LBs2)으로부터의 제2사이드 푸시풀 신호(SPP2), 상기한 수학식 1에 따라 구해지는 래디얼 틸트 신호(RTS)를 보여준다.
도 9은 도 7에서와 같이 1°의 래디얼 틸트가 있을 때, 광정보 저장매체(20) 상에 형성된 제1사이드 광스폿(LBs1)으로부터의 제1사이드 푸시풀 신호(SPP1)와, 제2사이드 광스폿(LBs2)으로부터의 제2사이드 푸시풀 신호(SPP2), 상기한 수학식 1에 따라 구해지는 래디얼 틸트 신호(RTS)를 보여준다.
도 8으로부터 알 수 있는 바와 같이, 래디얼 틸트가 없는 경우에는, 제1 및 제2사이드 푸시풀 신호(SPP1)(SPP2)는 그 진폭이 실질적으로 서로 동일하며, 위상만 180도 만큼 차이가 나게 되어, 상기한 수학식 1에 따라 구해지는 래디얼 틸트 신호(RTS)는 제로가 된다.
반면에, 도 9로부터 알 수 있는 바와 같이, 래디얼 틸트가 있는 경우에는, 제1 및 제2사이드 푸시풀 신호(SPP1)(SPP2)는 그 진폭이 서로 달라지게 되며, 위상도 달라지게 되어, 수학식 1에 따라 구해지는 래디얼 틸트 신호(RTS)가 얻어진다.
이때 얻어지는 래디얼 틸트 신호(RTS)는 도 10에서 알 수 있는 바와 같이, 광정보 저장매체(20) 상에 형성되는 기본적인 코마수차를 가지지 않는 중심 광스폿(LBm)에 대한 통상적인 푸시풀 신호(PP)와 비교하여 볼 때, 그 진폭이 통상적인 푸시풀 신호(PP)의 대략 절반정도로 상당히 큼을 알 수 있다. 도 10에서는 비교의 편 의를 위해 중심 푸시풀 신호(PP)를 λ/2 만큼 시프트시켜 나타내었다. 도 10에 보여진 푸시풀 신호(PP)와 래디얼 틸트 신호(RTS)는 BD에 1°의 래디얼 틸트가 발생하고, 래디얼 틸트 신호를 얻는데 사용되는 제1 및 제2사이드 광스폿(LBs1)(LBs2)가 서로 반대 부호의 W31 = 1λ의 코마 수차를 가질 때 얻어진 결과이다. 통상적인 푸시풀 신호(PP)는 실질적으로 제1 및 제2중심 푸시풀 신호의 합신호(CPP1+CPP2)에 해당한다.
도 11는 본 발명에 따른 래디얼 틸트 검출 방법을 이용할 때의 래디얼 틸트 검출 감도와 사이드 광스폿의 코마량의 관계를 보여준다. 도 11의 결과는, BD(개구수(NA)=0.85, 트랙피치(TP)=0.32μm)에 대해 0.25°의 래디얼 틸트가 있는 상태에서, 사이드 광스폿에 포함되는 코마 W31의 양에 따른 래디얼 틸트 신호를 검출한 것이다. 도 11를 참조하면, 코마 W31이 1λ보다 커지게 되면, 래디얼 틸트 검출 감도가 더 이상 커지지 않는다. 따라서, 래디얼 틸트 검출을 위해, 사이드 광스폿에 대략 최대 1λ정도의 코마 W31가 포함되도록 하는 것이 바람직하다.
도 12은 본 발명에 따른 래디얼 틸트 검출 방법을 이용할 때의 래디얼 틸트 각도에 따른 래디얼 틸트 신호를 보여준다. 도 12에 보여진 래디얼 틸트 신호(RTS)의 진폭은, BD에 대해 사이드 광스폿에 1λ의 코마가 포함될 때, 통상적인 푸시풀 신호의 진폭 즉, 기본적으로 코마를 가지지 않는(coma-free) 중심 광스폿으로부터 얻어진 중심 푸시풀 신호(CPP)의 진폭에 의해 정규화한 것이다. 래디얼 틸트 각도(θ)가 0.25°, 0.5°, 0.75°, 1.0°일 때, 래디얼 틸트 신호(RTS)의 진폭은 약 0.13, 0.24, 0.37, 0.49가 된다.
도 12에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 검출되는 래디얼 틸트 신호(RTS)의 진폭은 래디얼 틸트 각도에 따라 대략 선형적으로 증가하며, 래디얼 틸트 각도에 대해 민감하게 변화된다. 또한, 도 12의 래디얼 틸트 신호(RTS)는 통상적인 푸시풀 신호에 의해 정규화된 것인데, 이를 통상적인 푸시풀 신호에 견주어 볼 때, 래디얼 틸트 신호(RTS)의 진폭이 상당히 크다. 따라서, 래디얼 틸트 정도를 정확히 검출할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 래디얼 틸트 검출 방법에 따르면, 틸트 검출을 위한 사이드 광스폿이 기록/재생에 사용되는 중심 광스폿으로부터 근접되게 광정보 저장매체(20) 상에 조사되게 되므로, 중심 광스폿의 근처에서 국부적인 틸트 변동에 대한 정보를 얻을 수 있다. 또한, 기록 가능한 랜드/그루브 매체 예컨대, BD에 적용할 때, 도 12의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 충분히 큰 틸트 검출 감도를 나타내어, 정확한 틸트 검출을 실현하는 것이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 래디얼 틸트 검출 방법 및 이를 실현할 수 있는 광 기록 및/또는 재생기기는, 대물렌즈 시프트에 기인한 성분을 제거하여, 대물렌즈 시프트가 수정된 래디얼 틸트 신호를 검출할 수 있으므로, 대물렌즈 시프트가 있는 경우에도 아주 유용하다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명에 따른 광 기록 및/또는 재생기기에 있어서, 재생신호는 중심 광검출기(160)의 모든 수광영역의 검출신호의 합신호로서 얻 어질 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 래디얼 틸트 검출 방법 및 이를 실현할 수 있는 광 기록 및/또는 재생기기는, 기록 가능한 랜드/그루브 타입(RAM, R, RW 타입) 광정보 저장매체에 대해 고감도 틸트 검출을 구현할 수 있다. 또한, BD 광픽업에 대해 1°의 래디얼 틸트 각도에서, 통상적인 푸시풀 신호 진폭의 0.5에 해당하는 충분한 양의 래디얼 틸트 신호를 보증할 수 있다. 또한, 래디얼 틸트 신호에서 대물렌즈 시프트의 영향을 수정하도록 된 본 발명의 다른 실시예에 의해 얻어진 래디얼 틸트 신호는 대물렌즈 시프트에 의해 실질적으로 영향을 받지 않는다. 본 발명자들이 확인한 바에 따르면, BD 광픽업에 대해 +/-0.4mm 대물렌즈 시프트 간격에서 래디얼 틸트 검출 에러는 0.1°이하가 된다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 기록가능한 랜드/그루브 광정보 저장매체의 틸트를 정확히 검출할 수 있는 증진된 틸트 검출 감도를 가지며, 중심 광스폿 근처에서의 국부적인 틸트 검출이 가능하다. 또한, 대물렌즈 시프트시에도 정확한 래디얼 틸트 신호 검출이 가능하다.

Claims (10)

  1. 광정보 저장매체 상에 중심 광스폿과, 탄젠셜 방향으로 상기 중심 광스폿의 양쪽에 광정보 저장매체가 틸트 되지 않았을 때 서로 반대 부호의 코마 수차를 가지는 제1 및 제2사이드 광스폿을 형성하는 단계와;
    상기 광정보 저장매체로부터 반사된 상기 중심 광스폿에 대응하는 중심 광빔을 공간적으로 3분할하여, 탄젠셜 방향으로 한쪽의 광영역에 해당하는 제1광영역과, 나머지 광영역이 래디얼 방향으로 2분할된 두 광영역에 해당하는 제2 및 제3광영역으로 공간적으로 분할하는 단계와;
    상기 제1광영역에 해당하는 제1광스폿을 래디얼 방향으로 2분할하여 검출하고, 제2 및 제3광영역에 해당하는 제2 및 제3광스폿을 각각 검출하는 단계와;상기 광정보 저장매체로부터 반사된 상기 제1 및 제2사이드 광스폿에 대응하는 제1 및 제2사이드 광빔을 각각 래디얼 방향으로 2분할하여 검출하는 단계와;
    상기 제1광스폿을 래디얼 방향으로 2분할하여 검출한 신호들의 차이로서 제1중심 푸시풀신호를 검출하고, 제2 및 제3광스폿을 검출한 신호들의 차이로서 제2중심 푸시풀신호를 검출하는 단계와;
    상기 제1 및 제2사이드 광빔 검출 신호를 이용하여, 상기 광정보 저장매체 상에 형성된 제1사이드 광스폿으로부터의 제1사이드 푸시풀 신호와, 제2사이드 광스폿으로부터의 제2사이드 푸시풀 신호를 검출하는 단계와;
    상기 제1 및 제2중심 푸시풀신호의 차이로서 수정 신호를 얻고, 상기 제1 및 제2 사이드 푸시풀신호의 합신호에서 소정 계수를 곱한 상기 수정 신호를 뺀 결과로서 대물렌즈 시프트가 수정된 래디얼 틸트 신호를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 래디얼 틸트 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2사이드 광스폿은 광정보 저장매체가 틸트되 지 않았을 때 서로 반대 부호의 동일 양의 코마 수차를 가지는 것을 특징으로 하는 래디얼 틸트 검출 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2사이드 광스폿은, 그로부터 검출되는 제1 및 제2사이드 푸시풀 신호가 180°의 위상차를 가지도록 광정보 저장매체 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 래디얼 틸트 검출 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2사이드 광스폿은, 탄젠셜 방향으로 중심 광스폿에 대해 대칭으로 상기 광정보 저장매체 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 래디얼 틸트 검출 방법.
  5. 광원과; 상기 광원으로부터 출사된 광빔을 회절시켜, 중심 광빔과 제1 및 제2사이드 광빔으로 분할하여, 광정보 저장매체 상에 중심 광빔에 대응하는 중심 광스폿과, 이 중심 광스폿의 양쪽에 광정보 저장매체가 틸트되지 않았을 때 서로 반대 부호의 코마 수차를 가지는 상기 제1 및 제2사이드 광빔에 대응하는 제1 및 제2사이드 광스폿이 형성되도록 하는 제1회절광학소자와; 입사광을 집속하여 광정보 저장매체에 포커싱하는 대물렌즈와; 상기 광정보 저장매체로부터 반사된 광빔을 공간적으로 3분할하여, 탄젠셜 방향으로 한쪽의 광영역에 해당하는 제1광영역과, 나머지 광영역이 래디얼 방향으로 2분할된 두 광영역에 해당하는 제2 및 제3광영역으로 공간적으로 분할하는 제2회절광학소자와; 상기 제1 내지 제3광영역에 해당하는 디포커스된 제1 내지 제3광스폿이 형성되며, 상기 제1광스폿을 래디얼 방향으로 2분할하여 검출하고 상기 제2 및 제3광스폿을 각각 검출하도록 된 중심 광검출기와, 광정보 저장매체로부터 반사된 제1 및 제2사이드 광빔을 각각 래디얼 방향으로 2분할하여 검출하는 제1 및 제2사이드 광검출기를 포함하는 광검출기;를 구비하는 광픽업과,
    상기 제1 및 제2사이드 광검출기의 검출신호를 이용하여, 상기 광정보 저장매체 상에 형성된 제1사이드 광스폿으로부터의 제1사이드 푸시풀 신호와, 제2사이드 광스폿으로부터의 제2사이드 푸시풀 신호를 검출하고, 상기 중심 광검출기의 검출신호들을 이용하여, 상기 제1광스폿을 래디얼 방향으로 2분할하여 검출한 신호들의 차이로서 제1중심 푸시풀신호, 제2 및 제3광스폿을 검출한 신호들의 차이로서 제2중심 푸시풀신호를 검출하며, 제1 및 제2중심 푸시풀 신호의 차이로서 수정 신호를 검출하며, 상기 수정 신호에 소정 계수를 가하며, 상기 제1 및 제2사이드 푸시풀 신호의 합에서 소정 계수가 가해진 수정 신호를 감산하여, 대물렌즈 시프트가 수정된 래디얼 틸트 신호를 검출하도록 된 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생기기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2사이드 광스폿은 광정보 저장매체가 틸트되지 않았을 때 서로 반대 부호의 동일 양의 코마 수차를 가지도록 된 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생기기.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2사이드 광스폿은, 그로부터 검출되는 제1 및 제2사이드 푸시풀 신호가 180°의 위상차를 가지도록 광정보 저장매체 상에 형성되도록 된 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생기기.
  8. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2사이드 광스폿은, 탄젠셜 방향으로 중심 광스폿에 대해 대칭으로 상기 광정보 저장매체 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생기기.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제2회절광학소자는 입사광의 편광에 따라 선택적으로 광을 회절시키는 편광회절소자를 구비하며,
    상기 제2회절광학소자와 대물렌즈 사이에 입사광의 편광을 바꾸어주는 1/4파장판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생기기.
  10. 제5항에 있어서, 상기 제2회절광학소자는 광빔을 상기 제1 내지 제3광영역으로 분할하기 위한 제1 내지 제3회절영역을 구비하며,
    상기 제1회절영역은 광빔의 반원에 해당하도록 형성되며, 제2 및 제3회절영역은 광빔의 사분원에 해당하도록 형성된 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생기기.
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