KR100694097B1 - 광픽업 및 이를 사용하는 광 기록 및/또는 재생기기 및트랙킹 에러신호 검출방법 - Google Patents

광픽업 및 이를 사용하는 광 기록 및/또는 재생기기 및트랙킹 에러신호 검출방법 Download PDF

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Abstract

광원과; 입사광을 집속하여 광디스크에 포커싱하는 대물렌즈와; 광원쪽에서 입사되는 광을 회절에 의해 메인빔과 제1 및 제2서브빔으로 분할하며, 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호의 AC 성분 진폭이 줄어들도록 제1 및 제2서브빔에 연속적으로 변화되는 파면을 형성하는 홀로그램 그레이팅과; 정보저장매체에 조사된 후 반사된 메인빔과 제1 및 제2서브빔을 수광하여, 메인빔에 대한 메인 푸시풀 신호, 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호를 얻을 수 있도록 마련된 광검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 및 이를 사용하는 광 기록 및/또는 재생기기가 개시되어 있다.

Description

광픽업 및 이를 사용하는 광 기록 및/또는 재생기기 및 트랙킹 에러신호 검출방법{Optical pickup and optical recording and/or reproducing apparatus using it and method of tracking error signal detection}
도 1은 일반적인 DPP 법을 구현하도록 광디스크 상에 형성되는 광스폿을 보여준다.
도 2는 도 1의 광디스크에서 반사된 광빔이 수광되는 광검출기를 개략적으로 보여준다.
도 3은 대물렌즈 시프트가 없을 때, 일반적인 DPP법에 따른 메인 푸시풀신호(MPP') 및 서브 푸시풀 신호(SPP')의 파형을 보여준다.
도 4는 대물렌즈 시프트가 있을 때, 일반적인 DPP법에 따른 MPP' 및 SPP'의 파형을 보여준다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업 및 이를 채용한 광 기록 및/또는 재생기기의 구성을 개략적으로 보여준다.
도 6은 도 5의 홀로그램 그레이팅을 개략적으로 보인 평면도이다.
도 7은 도 5의 광디스크 상에 조사되는 메인빔과 제1 및 제2서브빔의 스폿(LBm)(LBs1)(LBs2)을 보여준다.
도 8은 본 발명에 따른 광픽업에 적용될 수 있는 광검출기의 일 예 및 그 광 검출기에 수광되는 메인빔 스폿(LBm'), 제1 및 제2서브빔 스폿(LBs1')(LBs2')을 보여준다.
도 9는 광디스크에 입사되는 빔에 비점수차를 줄 때, 비점수차 계수(W22)에 따른 푸시풀 신호 진폭 변화를 보여주는 그래프이다.
도 10은 광디스크에 입사되는 빔에 비점수차를 줄 때, 그로부터 반사된 빔의 베이스볼 패턴을 보여준다.
도 11은 왼편에, 대물렌즈 시프트가 없을 때의 메인 푸시풀 신호(MPP) 및 서브 푸시풀 신호(SPP)를 보여주며, 오른편에 대물렌즈 시프트가 있을 때의 메인 푸시풀 신호(MPP) 및 서브 푸시풀 신호(SPP)를 보여준다.
도 12a는 대물렌즈 시프트가 없을 때, 광검출기의 메인 광검출기와 제1 및 제2서브 광검출기에 수광되는 메인 빔스폿(LBm')과 제1 및 제2서브 빔스폿(LBs1')(LBs2')을 보여준다.
도 12b는 대물렌즈 시프트가 있을 때, 광검출기의 메인 광검출기와 제1 및 제2서브 광검출기에 수광되는 메인 빔스폿(LBm')과 제1 및 제2서브 빔스폿(LBs1')(LBs2')을 보여준다.
도 13은 홀로그램 그레이팅이 ±1차 빔에 구면수차를 가하여 변화되는 파면을 형성하여, DVD-RW나 DVD-RAM 광디스크의 입사빔에 구면수차를 줄 때 구면수차 계수(W40)에 따른 푸시풀 신호 진폭 변화를 보여준다.
도 14a는 W40(구면수차 계수) = 0.6λ의 구면수차가 있을 때, DVD 상에 조사되는 스폿의 형상을 보여준다.
도 14b는 도 14a에 보여진 스폿의 정규화된 세기 분포를 보여준다.
도 15a는 도 14a의 빔 스폿이 DVD-RW에 조사되고 그로부터 반사될 때의 베이스볼 패턴을 보여준다.
도 15b는 도 14a의 빔 스폿이 DVD-RAM 조사되고 그로부터 반사될 때의 베이스볼 패턴을 보여준다.
도 16은 홀로그램 그레이팅이 ±1차 빔에 디포커스를 가하여 변화되는 파면을 형성하여, DVD-RW나 DVD-RAM 광디스크의 입사빔에 디포커스를 줄 때, 디포커스 계수(W20)에 따른 푸시풀 신호 진폭을 보여준다.
도 17a는 W20(디포커스 계수) = 0.8λ의 디포커스가 가해질 때, DVD 상에 조사되는 스폿의 형상을 보여준다.
도 17b는 도 17a에 보여진 스폿의 정규화된 세기 분포를 보여준다.
도 18은 본 발명에 따른 광픽업을 적용한 광 기록 및/또는 재생기기의 전체 시스템을 개략적으로 보인 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10...광디스크 11...광원
13...홀로그램 그레이팅 17...대물렌즈
19...광검출기 19a...메인 광검출기
19b,19c...제1 및 제2서브 광검출기 50...광픽업
100...신호처리부
본 발명은 광 기록 및/또는 재생기기 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 트랙 피치를 가지는 광디스크에 대해 호환 트랙킹 서보를 구현할 수 있도록 된 광픽업 및 이를 사용하는 광 기록 및/또는 재생기기 및 트랙킹 에러신호 검출방법에 관한 것이다.
다양한 포맷의 광디스크가 등장하면서, 다른 포맷의 디스크의 호환이 가능한 광디스크 재생 및/또는 기록 장치가 요구되고 있다.
예를 들어, 기록용 디스크 중 DVD ±R/RW 와 DVD-RAM 의 경우, 광원 파장과 NA는 같지만, 디스크의 트랙 피치가 서로 다르다. 단일 트랙 피치에 맞춰져 있는 차동 푸시풀(differential push pull:DPP)법과 같은 기존의 트랙킹 서보 방법으로는 트랙 피치가 서로 다른 디스크 호환이 불가능하다. 따라서 하나의 광픽업으로 트랙 피치가 다른 디스크의 호환이 가능하도록 하는 트랙킹 서보 기술이 필요하다.
일반적인 DPP 법을 이용한 트랙킹 서보를 구현할 수 있도록 된 광픽업은, 광원으로부터 광을 그레이팅에 의해 0차의 메인 빔과 ±1차 회절빔인 서브빔으로 분할한다. 이 3개의 광빔은 대물렌즈를 통하여 도 1에 보여진 바와 같이, 광디스크(1)의 면에 광스폿을 형성한다. 도 1은 일반적인 DPP 법을 구현하도록 광디스크(1) 상에 형성되는 광스폿을 보여준다.
이때, 메인빔 스폿(LB0)은 광디스크(1)의 그루브(G) 상에 위치하고, 서브빔 스폿(LB1)(LB2)은 메인빔 스폿(LB0)에서 1/2 트랙 피치만큼 떨어진 랜드(L) 상에 위치된다. 광디스크(1)로부터 반사된 메인 빔과 서브 빔은 도 2에 보여진 바와 같이 광검출기(5)에 수광된다.
도 2를 참조하면, 광검출기(5)는 메인 빔을 수광하는 메인 광검출기(5a)와, 두 서브빔을 각각 수광하는 서브 광검출기(5b)(5c)로 이루어진다.
메인 광검출기(5a)의 검출신호들로부터 메인빔에 대한 푸시풀신호(MPP')가 생성된다. 서브 광검출기(5b)(5c)의 검출신호들로부터 서브빔에 대한 푸시풀신호(SPP')가 생성된다.
메인 광검출기(5a)는 래디얼 방향 및 탄젠셜 방향으로 각각 이분할된 구조를 가진다. 서브 광검출기(5b)(5c)는 래디얼 방향으로 이분할된 구조를 가진다.
메인 광검출기(5a)의 4개의 분할 수광영역(A)(B)(C)(D) 및 그로부터 검출된 신호, 일 서브 광검출기(5b)의 두 분할 수광영역(E)(F) 및 그로부터 검출된 신호, 다른 서브 광검출기(5c)의 두 분할 수광영역(G)(H) 및 그로부터 검출된 신호를 동일 기호로 나타낼 때, 메인 빔의 푸시풀 신호(MPP')와, 각 서브빔의 푸시풀신호(SPP1')(SPP2')는 수학식 1과 같이 나타내진다.
Figure 112005017411070-pat00001
메인빔 스폿(LB0)이 그루브(G) 상에 위치될 때, 서브빔 스폿(LB1)(LB2)은 1/2 트랙 피치만큼 떨어진 랜드(L) 상에 위치하므로, 메인 빔에 대한 푸시풀 신호(MPP')와 서브 빔에 대한 푸시풀 신호(SPP'=SPP1'+SPP2')의 위상은 도 3에 보여진 바와 같이 서로 반대가 된다. 그리고, 대물렌즈의 시프트가 있을 경우, MPP'와 SPP'에 도 4에 보여진 바와 같이 DC 오프셋(offset)이 생기게 된다. 도 3은 대물렌즈 시프트가 없을 때, MPP' 및 SPP'의 파형을 보여주며, 도 4는 대물렌즈 시프트가 있을 때, MPP' 및 SPP'의 파형을 보여준다.
상기 DC 오프셋은 MPP'와 SPP'가 같은 위상을 가지므로, 차동푸시풀법에 의한 트랙킹 에러신호 즉, DPP신호는 수학식 2와 같은 연산으로 얻을 수 있다. 수학식 2와 같이 연산하는 경우, 대물렌즈 시프트에 따른 DC오프셋 값이 제거된 DPP신호가 얻어질 수 있다.
Figure 112005017411070-pat00002
여기서, K는 계수이다.
상기와 같이, 일반적인 DPP법에 의해 트랙킹 서보를 구현하도록 된 광픽업은 광을 그레이팅을 사용하여 3개의 빔으로 분할하여, 광디스크면 상에서 ±1차 회절빔인 서브빔을 0차빔인 메인 빔에서 ±1/2 트랙 피치만큼 떨어진 위치에 조사하도록 구성된다.
그런데, DPP법을 이용한 광픽업은 광픽업의 설계/조립시 서브빔의 위치를 고정하기 때문에, 광픽업이 최적으로 기록/재생을 수행할 수 있는 특정 트랙 피치를 가지는 광디스크와 다른 트랙 피치를 가지는 광디스크에 대해서는 트랙킹 서보가 불가능하다. 따라서, 일반적인 DPP법을 사용해서는 트랙 피치가 다른 포맷의 광디스크를 호환할 수 없다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 서로 다른 트랙 피치를 가지는 복수 종류의 광디스크에 대해 호환 트랙킹 서보를 구현할 수 있도록 된 광픽업 및 이를 사용하는 광 기록 및/또는 재생기기 및 트랙킹 에러신호 검출방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광픽업은, 광원과; 입사광을 집속하여 광디스크에 포커싱하는 대물렌즈와; 상기 광원쪽에서 입사되는 광을 회절에 의해 메인빔과 제1 및 제2서브빔으로 분할하며, 상기 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호의 AC 성분 진폭이 줄어들도록 상기 제1 및 제2서브빔에 연속적으로 변화되는 파면을 형성하는 홀로그램 그레이팅과; 정보저장매체에 조사된 후 반사된 메인빔과 제1 및 제2서브빔을 수광하여, 상기 메인빔에 대한 메인 푸시풀 신호, 상기 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호를 얻을 수 있도록 마련된 광검출기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 홀로그램 그레이팅은, 상기 제1 및 제2서브빔에, 비점수차, 구면수차 및 디포커스 중 어느 하나를 부가하여 상기 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호의 AC 성분 진폭이 줄어들도록 하는 연속적으로 변화되는 파면을 형성하도록 마련될 수 있다.
상기 대물렌즈 시프트시, 상기 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호의 주 성분은 DC 성분이 된다.
상기 메인빔은 0차 회절빔이고, 상기 제1 및 제2서브빔은 ±1차 회절빔일 수 있다.
상기 메인빔과 제1 및 제2서브빔은 정보저장매체의 동일 트랙 상에 조사되는 것이 바람직하다.
상기 광원은 적색 파장영역의 광을 출사하며, DVD-RAM 및 DVD±R/RW에 대해 호환 트랙킹 서보를 구현하도록 마련될 수 있다.
상기 광원은 청색 파장영역의 광을 출사하며, BD 및 HD DVD에 대해 호환 트랙킹 서보를 구현하도록 마련될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 기록 및/또는 재생기기는, 상기한 특징점 중 적어도 어느 하나를 포함하는 광픽업과; 상기 광픽업의 광검출기에서 검출된 신호들을 이용하여, 하기의 식 1에 따라 트랙킹 에러신호(TES)를 검출하도록 된 신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
<식 1>
TES = MPP- K ×SPP
여기서, MPP는 상기 메인빔에 대한 메인 푸시풀 신호, SPP는 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호, K는 계수이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 트랙킹 에러신호 검출방법은, 광 원으로부터 출사된 광을 회절에 의해 메인빔과 제1 및 제2서브빔으로 분할하며, 상기 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호의 AC 성분 진폭이 줄어들도록 상기 제1 및 제2서브빔에 연속적으로 변화되는 파면을 형성하는 단계와; 상기 메인빔과 제1 및 제2서브빔을 정보저장매체에 조사하고, 그로부터 반사된 메인빔과 제1 및 제2서브빔을 상기 메인빔에 대한 메인 푸시풀 신호와 상기 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호를 검출할 수 있도록 분할 수광하는 단계와; 상기 메인빔을 분할 수광하여 검출된 신호로부터 메인 푸시풀 신호를 구비하고, 상기 제1 및 제2서브빔을 분할 수광하여 검출된 신호로부터 서브 푸시풀 신호를 구하여, 상기 메인 푸시풀 신호로부터 소정 계수를 곱한 상기 서브 푸시풀 신호를 뺀 결과로서 트랙킹 에러신호를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 서로 다른 트랙 피치를 가지는 복수 종류의 정보저장매체 즉, 광디스크에 대해 호환 트랙킹 서보를 구현할 수 있는 본 발명에 따른 광픽업 및 이를 사용하는 광 기록 및/또는 재생기기 및 트랙킹 에러신호 검출방법에 대해 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업(50) 및 이를 채용한 광 기록 및/또는 재생기기의 구성을 개략적으로 보여주며, 도 6은 도 5의 홀로그램 그레이팅(13)을 개략적으로 보인 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 광 기록 및/또는 재생기기는 서로 다른 트랙 피치를 가지는 복수 종류의 정보저장매체 즉, 광디스크에 대해 호환 트랙킹 서보를 구현할 수 있도록 마련된 광픽업(50)과, 상기 광픽업(50)의 검출신호 를 이용하여 하기의 수학식 3에 따른 트랙킹 에러신호를 검출하도록 된 신호 처리부(100)를 포함한다.
상기 광픽업(50)은, 광원(11)과, 입사광을 집속하여 광디스크(10)에 포커싱하는 대물렌즈(17)와, 광원(11)쪽에서 입사되는 광을 회절에 의해 메인빔과 제1 및 제2서브빔으로 분할하는 홀로그램 그레이팅(13)과, 광디스크(10)에 조사된 후 반사된 메인빔과 제1 및 제2서브빔을 수광하는 광검출기(19)를 포함한다. 또한, 상기 광픽업(50)은, 입사광의 진행 경로를 변환하는 광로변환기(15)와, 대물렌즈(17)에 평행광을 입사시키도록 콜리메이팅렌즈(12)를 포함할 수 있다.
상기 광원(11)은 광디스크(10)를 기록 및/또는 재생하기에 적합한 소정 파장의 광을 출사한다. 상기 광원(11)은 DVD 규격에 맞는 적색파장 예컨대, 650nm 파장 또는 BD 및 HD DVD 규격에 맞는 청색파장 예컨대, 405nm 파장의 광을 출사하도록 마련될 수 있다.
상기 광원(11)이 DVD 규격에 맞는 적색파장의 광을 출사하도록 된 경우, 본 발명에 따른 광픽업(50) 및 이를 채용한 광 기록 및/또는 재생기기는, 트랙 피치가 서로 다른 DVD-RAM 및 DVD±R/RW에 대한 호환 트랙킹 서보를 구현할 수 있다. 이때, 상기 대물렌즈(17)는 DVD 규격에 맞는 0.6의 유효개구수를 가지도록 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광원(11)이 BD 및 HD DVD 규격에 맞는 청색파장의 광을 출사하도록 된 경우, 본 발명에 따른 광픽업(50) 및 이를 채용한 광 기록 및/또는 재생기기는, 트랙 피치가 서로 다른 BD 및 HD DVD에 대한 호환 트랙킹 서보를 구현할 수 있 다. 또한, 본 발명에 따른 광픽업(50) 및 이를 채용한 광 기록 및/또는 재생기기는, HD DVD 규격에 속하면서 서로 트랙 피치가 다른 HD DVD-R 및 HD DVD-RW에 대한 호환 트랙킹 서보를 구현할 수 있다. BD 및 HD DVD를 호환 채용하도록, 상기 대물렌즈(17)는 BD에 대해 0.85의 유효개구수, HD DVD에 대해 0.65의 유효 개구수를 가지도록 형성될 수 있다.
상기와 같이 호환 트랙킹 서보 구현이 가능한 본 발명에 따른 광픽업(50) 및 이를 채용한 광 기록 및/또는 재생기기는, 트랙 피치가 서로 다른 복수 종류의 광디스크를 기록/재생할 수 있다.
여기서, DVD 규격에 속하는 DVD-RAM 및 DVD ±RW 규격의 경우, 광원의 파장과 대물렌즈의 개구수 그리고, 광디스크 기판의 두께는 서로 동일하고, 다만 트랙 피치나 광디스크 구조가 다르다. DVD 규격에서, 광원의 파장은 650nm이고, 대물렌즈의 개구수는 0.6이다.
차세대 광메모리 규격 즉, BD 및 HD DVD 규격의 경우, 광원의 사용 파장만 동일하고, 두 규격간의 광디스크의 두께, 대물렌즈의 개구수, 트랙피치 등이 모두 다르다. BD 규격에서 광원의 파장은 405nm, 광디스크의 두께(보호층의 두께)는 0.1mm이고, 대물렌즈의 개구수는 0.85이다. HD DVD 규격에서 광원의 파장은 405nm, 광디스크 두께(기판 두께)는 0.6mm이고, 대물렌즈의 개구수는 0.65이다.
도 5에서는 상기 광픽업(50)이 광원(11)과 광검출기(19)가 분리된 분리형 광학계이고, 광원(11)과 광검출기(19)를 각각 하나씩 구비하는 예를 보여준다. 여기서, 상기 광원(11)은 단일 파장의 광을 출사하도록 마련될 수 있다. 또한 상기 광 원(11)은 복수 포맷의 광디스크 예컨대, BD 및 HD DVD 중 적어도 어느 하나와 DVD를 호환 채용할 수 있도록 복수 파장의 광을 출사하는 멀티형 광원일 수도 있다. 상기 광픽업(50)은, 서로 다른 파장의 광을 사용하는 복수 포맷의 광디스크를 호환 채용할 수 있도록, 홀로그램 광모듈(미도시) 등을 추가적으로 더 구비할 수도 있다. 이외에도 상기 광픽업(50)의 광학적 구성은 다양하게 변형될 수 있다.
상기 홀로그램 그레이팅(13)은, 광원(11)쪽에서 입사되는 광을 회절에 의해 메인빔과 제1 및 제2서브빔으로 분할하며, 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호의 AC 성분 진폭이 줄어들도록 제1 및 제2서브빔에 연속적으로 변화되는 파면을 형성한다. 상기 메인빔은 0차 회절빔, 상기 제1 및 제2서브빔은 ±1차 회절빔일 수 있다.
상기 홀로그램 그레이팅(13)은 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호의 AC 성분 진폭이 줄어들도록, 제1 및 제2서브빔에 비점수차, 구면수차 및 디포커스 중 어느 하나를 부가하여 연속적으로 변화되는 파면을 형성한다. 도 6은 홀로그램 그레이팅(13)의 홀로그램 패턴이 제1 및 제2서브빔에 비점수차를 부가하여 연속적으로 변화되는 파면을 형성하도록 마련된 예를 보여준다.
상기 홀로그램 그레이팅(13)에 의해 제1 및 제2서브빔에 비점수차, 구면수차 및 디포커스 중 어느 하나를 부가함에 의해 서브 푸시풀 신호의 AC 성분의 진폭이 줄어드는 것에 대한 자세한 설명은 후술한다.
한편, 도 7은 광디스크(10) 상에 조사되는 메인빔과 제1 및 제2서브빔의 스폿(LBm)(LBs1)(LBs2)을 보여준다. 도 7에 도시된 바와 같이, 메인빔 스폿(LBm), 제 1 및 제2서브빔 스폿(LBs1)(LBs2)은 동일 트랙 상에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 광검출기(19)는 도 8에 보여진 바와 같이, 메인빔에 대한 메인 푸시풀 신호, 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호를 얻을 수 있도록 마련된다. 도 8은 본 발명에 따른 광픽업(50)에 적용될 수 있는 광검출기(19)의 일 예 및 그 광검출기(19)에 수광되는 메인빔 스폿(LBm'), 제1 및 제2서브빔 스폿(LBs1')(LBs2')을 보여준다.
도 8을 참조하면, 상기 광검출기(19)는, 메인빔 스폿(LBm')을 수광하여 메인빔에 대한 메인 푸시풀 신호(MPP)를 생성할 수 있도록 마련된 메인 광검출기(19a)와, 제1 및 제2서브빔 스폿(LBs1')(LBs2')을 수광하여 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호(SPP)를 생성할 수 있도록 마련된 제1 및 제2서브 광검출기(19b)(19c)를 포함한다.
상기 메인 광검출기(19a)는 래디얼 방향으로 2분할되고, 탄젠셜 방향으로 2분할된 구조의 4분할 수광영역(A)(B)(C)(D)을 구비할 수 있다. 수광영역과 그로부터 검출되는 신호를 동일 기호로 나타낼 때, 이 메인 광검출기(19a)의 검출신호를 이용하여 얻어지는 메인 푸시풀 신호(MPP)는 (A+D)-(B+C)가 된다.
상기 제1 및 제2서브 광검출기(19b)(19c)는 각각 래디얼 방향으로 2분할된 구조의 2분할 수광영역(E,F)(G,H)을 구비할 수 있다. 수광영역과 그로부터 검출되는 신호를 동일 기호로 나타낼 때, 이 제1 및 제2서브 광검출기(19b)(19c)의 검출신호를 이용하여 얻어지는 서브 푸시풀 신호(SPP)는 (E-F)+(G-H)가 된다.
상기와 같이 상기 홀로그램 그레이팅(13)이 제1 및 제2서브빔에 비점수차, 구면수차 및 디포커스 중 어느 하나를 부가하여 연속적으로 변화되는 파면을 형성하도록 마련되고, 광검출기(19)가 메인빔에 대한 메인 푸시풀 신호(MPP), 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀신호(SPP)를 얻을 수 있도록 마련되는 경우, 서로 다른 트랙 피치를 가지는 복수 종류의 광디스크에 대한 호환 트랙킹 서보 구현이 가능하다.
상기 신호처리부(70)는 상기 광검출기(19)의 메인 광검출기(19a)의 4분할수광영역의 검출신호, 제1 및 제2서브 광검출기(19b)(19c)의 2분할수광영역의 검출신호로부터 수학식 3에 따라 트랙킹 에러신호(TES)를 검출하도록 마련된다.
Figure 112005017411070-pat00003
여기서, K는 계수이다. 상기 K는 대물렌즈 시프트시 메인 푸시풀 신호의 DC 오프셋 및 서브 푸시풀 신호의 DC 오프셋 발생량을 고려하여, 메인 푸시풀 신호에서 DC 오프셋을 최적으로 제거할 수 있도록 정해진다.
상기 신호처리부(100)는 예를 들어, 메인 광검출기(19a)의 검출신호들을 입력받아 메인 푸시풀 신호(MPP)를 생성하는 제1차동기, 제1 및 제2서브 광검출기(19b)(19c)의 검출신호들을 입력받아 서브 푸시풀 신호(SPP)를 생성하는 제2차동기, 서브 푸시풀 신호를 상기 소정 계수(K) 만큼 증감시키는 게인 조정기, 메인 푸시풀 신호(MPP)에서 조정된 서브 푸시풀 신호(SPP)를 차감하여 트랙킹 에러신호(TES)를 출력하는 제3차동기를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 광픽업(50) 및 이를 채용한 광 기록 및/또는 재 생기기의 트랙킹 에러신호 검출 방식에 따르면, 광원(11)에서 출사되는 빔을 0차 빔과 ±1차빔으로 나눠주는 홀로그램 그레이팅(13)을 이용하여, ±1차빔(제1 및 제2서브빔)에 예컨대, 비점수차 등을 더하고, 이 서브빔을 이용하여 대물렌즈(17) 시프트에 발생하는 메인 푸시풀 신호의 DC 오프셋을 제거한다. 이러한 본 발명에 따른 트랙킹 에러신호 검출 방식에 따르면, 서브빔 스폿의 위치와 관계없이 사용할 수 있으므로, 광디스크(10) 트랙 피치와 무관하게 트랙킹 에러신호를 얻을 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 트랙킹 에러신호 검출 방식에 의해 트랙 피치와 무관하게 트랙킹 에러신호를 검출할 수 있는 원리를 트랙피치가 서로 다른 DVD-RAM과 DVD-RW의 경우를 예를 들어 상세히 설명한다.
기록용 광디스크에 빔이 입사되면, 이 빔은 광디스크에서 반사 회절되어 대물렌즈(17)를 통해 되돌아 나온다. 이때, 광디스크면의 패턴에 기인하여 광디스크에서 회절된 ±1차빔과 0차빔이 겹치는 영역에서의 간섭현상으로 인해, 되돌아 나오는 빔에는 베이스볼(baseball) 패턴이 형성되어, 푸시풀 신호를 얻을 수 있게 된다.
이때, 입사빔에 수차 등에 기인한 파면 변화가 없는 평면파는 0차빔과 ±1차빔의 위상차가 전체 중첩영역에서 일정하기 때문에, 베이스볼 패턴의 밝기가 전체 중첩영역에서 일정하다. 이 빔스폿이 트랙에 수직(래디얼방향)으로 이동하면 일반적인 푸시풀 신호가 얻어진다.
그런데, 본 발명에서와 같이 입사빔에 예컨대, 수차 등을 부가하여 연속적인 파면 변화를 형성하면, 간섭영역의 위치에 따라 0차빔과 ±1차빔의 위상차가 발생하여, 베이스볼 패턴안에 간섭 무늬 패턴이 형성되며, 이에 의해 푸시풀 신호의 세기가 줄어들고, 적당한 성분의 수차를 충분히 크게 주면 푸시풀 신호가 사라지게 된다.
예를 들어, DVD-RW나 DVD-RAM 광디스크의 입사빔에 비점수차를 주면 비점수차 계수(W22)에 따라 푸시풀 신호 진폭이 도 9와 같이 줄어들어, 비점수차 계수(W22) 값이 특정 조건을 넘기면 푸시풀 신호가 소거되는 것을 확인할 수 있다. 이때의 베이스볼 패턴은 도 10과 같다. 도 10은 입사빔의 비점수차계수 W22 = 0.8λ인 경우, DVD-RW 광디스크에서 반사된 빔의 베이스볼 패턴을 보여준다. 도 10을 살펴보면, 베이스볼 패턴 안에 회절 무늬가 형성되어 있는 것을 알 수 있다.
입사빔에 부가된 비점수차로 인해 푸시풀 신호가 소거된 상태에서, 대물렌즈(17) 시프트가 발생할 경우, 푸시풀 신호에 대물렌즈(17) 시프트로 인한 DC 오프셋이 발생한다. 즉, AC 성분은 없고, DC 오프셋만 가지는 푸시풀 신호를 얻을 수 있다.
광픽업(50)의 송광부에 상기한 홀로그램 그레이팅(13)을 사용하면, 광디스크(10)에 조사되는 3개의 빔 중, 메인빔(0차 회절빔)은 홀로그램 그레이팅(13)의 영향을 받지 않고 평면파가 되고, 서브빔(±1차 회절빔)은 홀로그램 패턴의 영향으로 비점수차를 가지게 된다. 이 경우, 도 11에 보여진 바와 같이, 메인 푸시풀 신호(MPP)는 AC 성분을 가지지만, 서브 푸시풀 신호(SPP)는 AC 성분이 없다.
도 11에서 왼편은 대물렌즈(17) 시프트가 없을 때의 메인 푸시풀 신호(MPP) 및 서브 푸시풀 신호(SPP)를 보여주며, 오른편은 대물렌즈(17) 시프트가 있을 때의 메인 푸시풀 신호(MPP) 및 서브 푸시풀 신호(SPP)를 보여준다.
도 12a는 대물렌즈(17) 시프트가 없을 때, 광검출기(19)의 메인 광검출기(19a)와 제1 및 제2서브 광검출기(19b)(19c)에 수광되는 메인 빔스폿(LBm')과 제1 및 제2서브 빔스폿(LBs1')(LBs2')을 보여준다. 도 12b는 대물렌즈(17) 시프트가 있을 때, 광검출기(19)의 메인 광검출기(19a)와 제1 및 제2서브 광검출기(19b)(19c)에 수광되는 메인 빔스폿(LBm')과 제1 및 제2서브 빔스폿(LBs1')(LBs2')을 보여준다.
도 12a에서와 같이 대물렌즈(17) 시프가 없는 경우에는, 도 11의 왼편에 보여진 바와 같이, 메인 푸시풀 신호(MPP)와 서브 푸시풀 신호(SPP)에는 DC 오프셋이 없다. 메인 푸시풀 신호(MPP)는 0레벨을 기준으로 트랙킹 에러신호가 나오고, 서브 푸시풀 신호(SPP)는 0 레벨의 DC 신호만 있게 된다. 이와 같이, 비점수차가 있는 제1 및 제2서브 빔(LBs1')(LBs2')의 베이스볼 패턴에는 간섭 무늬가 생겨 진동하는 푸시풀 신호가 거의 발생하지 않는다.
하지만, 도 12b에서와 같이, 대물렌즈(17) 시프트가 있는 경우에는, 광검출기(19) 상에서 메인 빔스폿(LBm')과 서브 빔스폿(LBs1')(LBs2')이 동일한 양만큼 이동하여 도 11의 오른편과 같이 둘 다 DC 성분이 발생한다. 메인 푸시풀 신호(MPP)는 전체적으로 일정한 DC 오프셋을 가지고 진동하고, 서브 푸시풀 신호(SPP)는 DC 오프셋만 가진다. 이와 같이, 대물렌즈(17) 시프트시, 서브 푸시풀 신호(SPP)의 주 성분은 DC 성분이 된다.
따라서, 메인 빔에 대해 메인 푸시풀 신호에서 대물렌즈(17) 시프트로 인한 오프셋은 제1 및 제2서브빔에 대해 얻어지는 서브 푸시풀 신호의 DC 오프셋으로 제거할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 트랙킹 에러신호 검출방법 및 이를 실현할 수 있는 광픽업(50) 및 광 기록 및/또는 재생기기에 의하면, 대물렌즈(17) 시프트 시에 메인 푸시풀 신호에 발생하는 DC 오프셋을 그 AC 성분의 손실없이 제거할 수 있으므로, 트랙 피치가 서로 다른 복수 종류의 광디스크에 대해 호환 트랙킹 서보를 구현할 수 있다.
이상에서는 홀로그램 그레이팅(13)이 ±1차 빔에 비점수차를 가하여 변화되는 파면을 형성하는 경우를 예를 들어 설명하였는데, 홀로그램 그레이팅(13)은 ±1차 빔에 구면수차 또는 디포커스를 가하여 변화되는 파면을 형성하도록 마련될 수도 있다.
도 13은 홀로그램 그레이팅(13)이 ±1차 빔에 구면수차를 가하여 변화되는 파면을 형성하여, DVD-RW나 DVD-RAM 광디스크의 입사빔에 구면수차를 줄 때 구면수차 계수(W40)에 따른 푸시풀 신호 진폭을 보여준다. 도 14a는 W40(구면수차 계수) = 0.6λ의 구면수차가 있을 때, DVD 상에 조사되는 스폿의 형상을 보여주며, 도 14b는 도 14a에 보여진 스폿의 정규화된 세기 분포를 보여준다. 도 15a는 도 14a의 빔 스폿이 DVD-RW에 조사되고 그로부터 반사될 때의 베이스볼 패턴을 보여주며, 도 15b는 도 14a의 빔 스폿이 DVD-RAM 조사되고 그로부터 반사될 때의 베이스볼 패턴을 보여준다.
도 13에서 알 수 있는 바와 같이, DVD-RW나 DVD-RAM 광디스크의 입사빔에 구면수차를 주는 경우에도 구면수차 계수(W40)에 따라 푸시풀 신호 진폭이 줄어든다. 이는 도 15a 및 도 15b의 베이스볼 패턴으로부터 알 수 있는 바와 같이, 광디스크면의 패턴에 의해 회절된 0차빔과 ±1차빔의 중첩 영역이 부가된 구면수차에 기인하여 간섭 무늬가 생기기 때문이다.
물론, 도 13의 그래프에 따르면, 구면수차 계수(W40) 0 내지 1.8 범위내에서는, 입사빔에 비점수차를 주는 도 9의 경우와는 다르게, DVD-RW에 대한 푸시풀 신호와 DVD-RAM에 대한 푸시풀 신호가 동시에 소거되는 구면수차 계수(W40) 값은 존재하지 않는다.
하지만, 예를 들어, 홀로그램 그레이팅(13)을 구면수차 계수(W40)가 0.6λ이 되도록 형성하면, DVD-RW에 대해서는 푸시풀 신호를 소거할 수 있다. 또한, DVD-RAM에 대해서는 푸시풀 신호가 완전히 소거되지는 않지만, 구면수차가 없을 때에 비해 그 푸시풀 신호의 크기가 훨씬 작다.
따라서, 서브빔에 구면수차를 가하여 변화되는 파면을 형성하는 경우에도, DVD-RW에 대해서는 대물렌즈(17) 시프트시, DC 오프셋이 제거된 트랙킹 에러신호를 검출할 수 있으며, DVD-RAM에 대해서도 메인 푸시풀 신호(MPP)보다 진폭이 작은, DC 오프셋이 제거된 트랙킹 에러신호를 검출할 수 있다.
도 16은 홀로그램 그레이팅(13)이 ±1차 빔에 디포커스를 가하여 변화되는 파면을 형성하여, DVD-RW나 DVD-RAM 광디스크의 입사빔에 디포커스를 줄 때, 디포커스 계수(W20)에 따른 푸시풀 신호 진폭을 보여준다. 도 17a는 W20(디포커스 계 수) = 0.8λ의 디포커스 가해질 때, DVD 상에 조사되는 스폿의 형상을 보여주며, 도 17b는 도 17a에 보여진 스폿의 정규화된 세기 분포를 보여준다.
도 16에서 알 수 있는 바와 같이, DVD-RW나 DVD-RAM 광디스크의 입사빔에 디포커스를 주는 경우에도 디포커스 계수(W20)에 따라 푸시풀 신호 진폭이 줄어 들며,디포커스 계수(W20) 값이 특정 조건을 넘기면 푸시풀 신호가 소거되는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 서브빔에 디포커스를 가하여 변화되는 파면을 형성하는 경우에도, DVD-RAM 및 DVD-RW에 대해, 대물렌즈(17) 시프트시, DC 오프셋이 제거된 트랙킹 에러신호를 검출할 수 있다.
따라서, 상기와 같이, 홀로그램 그레이팅(13)이 서브빔에 대한 서브 푸시풀신호의 AC 성분이 저감되도록 서브빔에 구면수차나 디포커스를 가하여 변화되는 파면을 형성하는 경우에도, 트랙 피치가 서로 다른 복수 종류의 광디스크에 대한 호환 트랙 서보를 구현할 수 있다.
도 18은 본 발명에 따른 광픽업(50)을 적용한 광 기록 및/또는 재생기기의 전체 시스템을 개략적으로 보인 도면이다.
도 18을 참조하면, 광 기록 및/또는 재생기기는 광디스크(10)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(312)와, 상기 광디스크(10)의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되어 광디스크(10)에 기록된 정보를 재생 및/또는 정보를 기록하는 광픽업(50)과, 상기 광픽업(50)의 검출신호로부터 트랙 피치가 서로 다른 복수 종류의 광디스크에 대해 호환 트랙킹 서보 구현이 가능하도록 트랙킹 에러신호를 검출하는 신호처리부 (100)와, 스핀들 모터(312)와 광픽업(50)을 구동하기 위한 구동부(307)와, 광픽업(50)의 포커스, 트랙킹 및/또는 틸트 서보를 제어하기 위한 제어부(309)를 포함한다. 여기서, 참조번호 352는 턴테이블, 353은 광디스크(10)를 척킹하기 위한 클램프를 나타낸다.
광디스크(10)로부터 반사된 광은 광픽업(50)에 마련된 광검출기(19)를 통해 검출되고 광전변환되어 전기적 신호로 바뀐다. 신호처리부(100)는 이 전기적 신호를 입력받아 트랙킹 에러신호를 생성한다. 이 트랙킹 에러신호는 구동부(307)를 통해 제어부(309)에 입력된다. 여기서, 상기 신호처리부(100)는 광검출기(19)로부터 출력되는 전기적 신호로부터 포커스 에러신호 및/또는 틸트 신호 등도 검출하도록 마련될 수 있다.
상기 구동부(307)는 스핀들 모터(312)의 회전 속도를 제어하며, 입력된 신호를 증폭시키고, 광픽업(50)을 구동한다. 상기 제어부(309)는 구동부(307)로부터 입력된 신호를 바탕으로 조절된 포커스 서보, 트랙킹 서보 및/또는 틸트 서보 명령을 다시 구동부(307)로 보내, 광픽업(50)의 포커싱, 트랙킹 및/또는 틸트 동작이 구현되도록 한다.
본 발명에 따른 광픽업(50)을 채용한 광 기록 및/또는 재생기기는, 트랙 피치가 복수 종류의 광디스크 예컨대, BD 및 HD DVD 또는, DVD 규격내에서 트랙 피치가 서로 다른 DVD±R/RW와 DVD-RAM에 대해 호환 트랙킹 서보 구현 및 이에 따른 기록/재생을 수행할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 서로 다른 트랙 피치를 가지는 복수 종류의 광디스크에 대해 호환 트랙킹 서보를 구현할 수 있으며, 이에 따라 트랙 피치가 서로 다른 복수 종류의 광디스크를 호환하여 기록/재생할 수 있다.

Claims (13)

  1. 광원과;
    입사광을 집속하여 광디스크에 포커싱하는 대물렌즈와;
    상기 광원쪽에서 입사되는 광을 회절에 의해 메인빔과 제1 및 제2서브빔으로 분할하며, 상기 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호의 AC 성분 진폭이 줄어들도록 상기 제1 및 제2서브빔에 연속적으로 변화되는 파면을 형성하는 홀로그램 그레이팅과;
    정보저장매체에 조사된 후 반사된 메인빔과 제1 및 제2서브빔을 수광하여, 상기 메인빔에 대한 메인 푸시풀 신호, 상기 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호를 얻을 수 있도록 마련된 광검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
  2. 제1항에 있어서, 상기 홀로그램 그레이팅은, 상기 제1 및 제2서브빔에, 비점수차, 구면수차 및 디포커스 중 어느 하나를 부가하여 상기 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호의 AC 성분 진폭이 줄어들도록 하는 연속적으로 변화되는 파면을 형성하도록 마련된 것을 특징으로 하는 광픽업.
  3. 제2항에 있어서, 상기 대물렌즈 시프트시, 상기 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호의 주 성분은 DC 성분이 되는 것을 특징으로 하는 광픽업.
  4. 제1항에 있어서, 상기 대물렌즈 시프트시, 상기 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호의 주 성분은 DC 성분이 되는 것을 특징으로 하는 광픽업.
  5. 제1항에 있어서, 상기 메인빔은 0차 회절빔이고, 상기 제1 및 제2서브빔은 ±1차 회절빔인 것을 특징으로 하는 광픽업.
  6. 제1항에 있어서, 상기 메인빔과 제1 및 제2서브빔은 정보저장매체의 동일 트랙 상에 조사되는 것을 특징으로 하는 광픽업.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은 적색 파장영역의 광을 출사하며,
    DVD-RAM 및 DVD±R/RW에 대해 호환 트랙킹 서보를 구현하도록 된 것을 특징으로 하는 광픽업.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광원은 청색 파장영역의 광을 출사하며,
    BD 및 HD DVD에 대해 호환 트랙킹 서보를 구현하도록 된 것을 특징으로 하는 광픽업.
  9. 청구항 1항 내지 6항 중 어느 한 항의 광픽업과;
    상기 광픽업의 광검출기에서 검출된 신호들을 이용하여, 하기의 식 1에 따라 트랙킹 에러신호(TES)를 검출하도록 된 신호처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생기기.
    <식 1>
    TES = MPP- K ×SPP
    여기서, MPP는 상기 메인빔에 대한 메인 푸시풀 신호, SPP는 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호, K는 계수이다.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광원은 적색 파장영역의 광을 출사하며,
    DVD-RAM 및 DVD±R/RW에 대해 호환 트랙킹 서보를 구현하도록 된 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생기기.
  11. 제9항에 있어서, 상기 광원은 청색 파장영역의 광을 출사하며,
    BD 및 HD DVD에 대해 호환 트랙킹 서보를 구현하도록 된 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생기기.
  12. 광원으로부터 출사된 광을 회절에 의해 메인빔과 제1 및 제2서브빔으로 분할하며, 상기 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호의 AC 성분 진폭이 줄어들도록 상기 제1 및 제2서브빔에 연속적으로 변화되는 파면을 형성하는 단계와;
    상기 메인빔과 제1 및 제2서브빔을 정보저장매체에 조사하고, 그로부터 반사된 메인빔과 제1 및 제2서브빔을 상기 메인빔에 대한 메인 푸시풀 신호와 상기 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호를 검출할 수 있도록 분할 수광하는 단계와;
    상기 메인빔을 분할 수광하여 검출된 신호로부터 메인 푸시풀 신호를 구하고, 상기 제1 및 제2서브빔을 분할 수광하여 검출된 신호로부터 서브 푸시풀 신호를 구하여, 상기 메인 푸시풀 신호로부터 소정 계수를 곱한 상기 서브 푸시풀 신호를 뺀 결과로서 트랙킹 에러신호를 검출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙킹 에러신호 검출 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2서브빔에, 비점수차, 구면수차 및 디포커스 중 어느 하나를 부가하여 상기 제1 및 제2서브빔에 대한 서브 푸시풀 신호의 AC 성분 진폭이 줄어들도록 하는 연속적으로 변화되는 파면을 형성하는 것을 특징으로 하는 트랙킹 에러신호 검출 방법.
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