KR100764202B1 - 부빔의 ａｃ성분을 제거하는 회절격자를 포함하는 광 픽업구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학저장매체의 재생, 기록에 사용되는 광 픽업에 관한 것으로써, 특히 광 픽업에 존재하는 회절소자의 격자패턴을 조절하여 DPP방법을 이용한 트래킹 서보제어시 부빔의 교류성분을 제거함으로써 좀 더 효율적인 트래킹 서보를 제어할 수 있는 광 픽업에 관한 것이다. 본 발명의 광 픽업 구조는 광원을 출사하는 적어도 하나 이상의 레이저 다이오드, 광 디스크에서 반사된 신호를 입력으로 하는 포토다이오드 및 소정의 부분만을 패터닝하여 디스크 트랙의 구조에 의하여 회절되는 부빔 신호 중 0차 광과 겹치는 +, -1차 광을 제거하는 회절격자를 포함한다. 본 발명에 의해 부빔의 AC를 제거하는 경우에는 비교적 간단한 방법으로 AC를 제거하고, AC가 제거되지 않는 디스크에 대해서는 AC가 역위상이 되도록 조정하는 방법으로 광의 이용효율을 높일 수 있다.

광 디스크, 주빔, 부빔, MPP, SPP, DPP

Description

부빔의 ＡＣ성분을 제거하는 회절격자를 포함하는 광 픽업 구조{Optical Pick-up including Grating Element eliminating AC signal of SPP}

도 1a 및 도 1b는 3빔법을 이용한 트래킹 에러검출방법을 나타낸 것이다.

도 2a는 3빔 방식에서 트래킹 에러 신호의 앰프 구성을 나타낸 것이다.

도 2b는 E-F 신호파형을 나타낸 것이다.

도 3a 내지 도 3e는 푸쉬풀법을 이용한 트래킹 에러 검출방법을 나타낸 것이다.

도 4는 차동 푸쉬-풀 방식을 이용한 트래킹 에러 검출방법을 나타낸 것이다.

도 5는 일반적인 광 픽업의 구조도이다.

도 6은 광 디스크에 이해 회절되는 빔의 형성방법을 나타낸 도면이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부빔신호에서 AC성분을 제거하기 위한 회절격자 형성방법에 대해서 개략적으로 나타낸 것이다.

도 8a내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 회절격자의 패턴형성방법을 나타낸 것이다.

도 9a내지 도 9c는 상기 도 8a 내지 도 8c의 회절격자에 의해 발생하는 부빔신호를 나타낸 것이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 부빔의 선형성을 측정한 그래프이다.

도 11a 및 도 11b는 종래 DPP에 의해 발생되는 푸쉬풀 신호 및 본 발명에 의해 발생되는 푸쉬 풀 신호를 나타낸 것이다.

{도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명}

501 : 레이저 다이오드 502 : 콜리메이터 렌즈

503 : 회절소자 504 : 대물렌즈

505 : 광 디스크 506 : 센서렌즈

507 : 포토다이오드

본 발명은 광학저장매체의 재생, 기록에 사용되는 광 픽업에 관한 것으로써, 특히 광 픽업에 존재하는 회절소자의 격자패턴을 조절하여 DPP방법을 이용한 트래킹 서보제어시 부빔의 교류성분을 제거함으로써 좀 더 효율적인 트래킹 서보를 제어할 수 있는 광 픽업에 관한 것이다.

광 픽업은 일반적으로 광디스크 내에 있는 소정의 기록 트랙 상에 올바르게 광 스팟을 집광시키기 위해서 포커스 에러 및 트래킹 에러신호를 검출하고 상기 에러신호를 이용하여 대물렌즈의 위치를 제어하는 방법으로 구성되어 있다. 상기 트 래킹 에러신호를 검출하기 위해서 여러 방법이 사용되고 있는데, 현재 가장 일반적인 CD-ROM용 픽업 신호 검출법에 3빔법을 사용하고 있다. 이것은 1개의 레이저로부터 회절 격자에 의해 3가지의 빔을 만든다. 한가운데의 빔이 메인빔으로, 나머지 2개의 서브 빔을 트랙선 방향에 대하여 트랙 피치의 약 1/4(0.4㎛)만 비키어 놓아 대조 조사되도록 배치하여 놓는다. 세 빔의 반사광은 각각의 수광 소자에 인도된다. 메인 빔의 총합신호가 재생 정보 신호가 된다. 또한, 포커스(초점)추적 서보용의 포커스 오차 신호는 여러 가지 방식이 있지만, 일반적인 비점수차법으로는 반사광의 광로중에 실린드리컬 렌즈 등의 비점수차를 일으키는 광학 소자를 4분할하여 그 대각 합의 차를 잡아 검출한다.

도 1a 및 도 1b는 3빔법을 이용한 트래킹 에러 검출 방법을 나타낸 것이다.

트랙 추적 서보용의 트래킹 오차 신호는 서브빔의 평균 레벨차를 잡아서 검출할 수 있다. 원리는 도 1a과 같이 어떤 빔이 트랙 중심을 주사하였을 때는 피트로부터의 변조가 가장 깊게 되고, 트랙과 트랙의 중간을 주사하였을 때는 피트로부터의 변조는 가장 얕게 되는 것에 의한다. 따라서, 평균레벨은 트랙 중심에서 가장 낮게, 트랙 사이에서 가장 높다. 메인 빔이 트랙 중심을 주사하고 있을 때 서브빔의 평균 레벨은 어느 쪽이나 같은 레벨이다. 메인 빔의 트랙으로부터 1.4트랙 피치정도 어긋나 주사하고 있을 때는 어느 쪽인가의 서브 빔은 트랙 중심에 있으며 한쪽의 서브 빔은 트랙 중간에 있다. 따라서, 이때 서브 빔의 평균 레벨의 차가 최대로 된다. 이렇게 하여 메인 빔의 트랙 중심으로부터 편차량을 가로축에 잡으면 트래킹 오차 신호는 정현파 위에 얻어진다.

이러한 CD-ROM용 픽업을 그대로 이용하여 레이저를 하이 파워로 하면 CD-R/RW용의 픽업이 될 것 같지만 실은 그렇지 않다.

기록 중에는 메인 빔에 의해 피트(마크)가 형성되어 가기 때문에 선행하는 서브 빔은 아직 반사 광량이 높고, 뒤의 서브 빔은 반사 광량이 낮은 상태가 된다. 따라서, 서브빔으로부터 광량차인 트래킹 오차 신호는 메인 빔이 트랙 중심을 주사하고 있더라도 0이 되지 않는다. 바꿔말하면 트래킹 오차 신호가 0이 되는 위치는 트랙 중심에서 어긋나게 된다. 이렇게 되면 빔은 트랙 중심에 서보할 수 없게 되므로 부적당하다.

그래서 일반적으로 CD-R/RW, MO, PD라고 하는 광기록 픽업에서는 트래킹 오차를 검출하는 데 푸쉬풀법이라고 불리는 수법을 사용하는 것이 많다.

푸쉬풀법에서는 반사 빔을 트랙(그루브)과 평행하게 2분할된 수광 소자로 받아 그 차를 취한다. 그 원리는 빔은 그루브에 의해 회절을 받아 그 반사광의 강도분포 패턴의 변화를 잡는 것에 있다. 즉, 빔이 트랙 중심에 있을 때는 강도분포 패턴은 좌우 균형이 잡혀 있지만 트랙 중심에서 벗어나면 비대칭이 되는 것을 이용한다. 이것으로서 3빔인 때와 마찬가지로 트랙 중심에서 0이 되는 정현파 모양의 트래킹 오차 신호를 얻을 수 있다.

푸쉬풀법은 1빔으로 끝나기 때문에 기록 중에서도 정확히 트래킹 오차를 검출할 수 있다. 이 때문에 기록용 픽업에서 자주 사용된다. 그렇지만, 푸쉬풀법에는 트래킹에 따르는 대물 렌즈의 이동이나 디스크의 경사에 의해 수광 소자상의 빔이 어긋나면 빔이 트랙 중심에 있더라도 오차 신호가 0 이 되지 않는다는 결점이 있 다.

그러나 상기 1빔의 푸쉬풀에서는 오프셋이 발생한다. 그래서 3빔의 서브 빔을 트랙만 비켜 놓아 배치하고 여기서도 푸쉬풀을 잡고 메인 빔의 푸쉬풀과 뺄셈하는 것이 차동푸쉬풀법이다. 이렇게 하면 오프셋은 메인 빔과 서브 빔에 같은 양이 실리기 때문에 그 차를 잡으면 캔슬된다. 또한, 푸쉬풀은 메인 빔과 서브 빔에 같은 양이 실리기 때문에 그 차를 잡으면 캔슬된다. 또한, 푸쉬풀은 메인 빔과 서브빔으로 반대 극성이 되므로 그 차를 잡으면 2배가 된다.

이 차동푸쉬풀(DPP)법은 그레이팅이라는 회절소자를 이용하여 레이저에서 나오는 광을 0차 광과 ±1차 광의 3개 빔으로 나누어서 0차 광에서 푸시풀 신호를 검출하여 이 신호를 메인푸쉬풀(MPP)신호라고 한다. ±1차 광에서 검출되는 푸시풀 신호를 서브푸쉬풀(SPP)이라고 하는데, 그레이팅의 각도를 조정하여 0차 광의 주빔이 디스크 트랙의 그루브에 배치되어 있을 때, ±1차 광의 부빔을 랜드에 배치를 하면, MPP와 SPP의 위상이 반대로 발생하게 된다. 한편, 대물렌즈의 래디얼 쉬프트나 틸트에 따라서 발생하는 오프셋의 부호는 MPP나 SPP 모두 같은 방향으로 발생하게 되므로 DPP=MPP-k SPP (k:비례상수)를 연산하면 푸시풀 신호만 남고, 오프셋 양은 제거되는 원하는 신호를 얻을 수 있게 된다.

이 DPP법의 기존의 1 빔 푸쉬풀법의 개량된 방법으로 전술한 바와 같이 대물렌즈의 래디얼 쉬프트나 틸트에 따라서 발생하는 오프셋을 제거하고 안정된 트래킹 신호를 검출할 수 있는 방법이다.

하지만, 이 DPP법을 사용하기 위해서는 ±1차 광인 부빔의 각도조정이 필요 하며, 조정 정도에 따라서 신호의 특성이 영향을 받게 되는 단점이 있다. 또 다른 문제점으로는 최근에는 다양한 디스크의 호환을 위해서 대물렌즈를 2개를 사용하는 방법이 사용되고 있는데, 대물렌즈가 배열이 되면서 접선방향으로 어긋났을 때에는, 디스크의 내주와 외주 사이에 부빔의 각도가 변하게 되어서 각도조정이 의미가 없게 된다.

특히, BD와 HD DVD, DVD등을 동시에 재생 또는 기록하기 위해서 최근에는 두 개의 렌즈를 사용하는 광 픽업이 개발되고 있는데, 두 개의 렌즈가 디스크의 트랙방향 또는 내외주 방향으로 배열하게 된다. 이때, 트랙방향으로 배열할 경우 두 렌즈 중 적어도 하나는 내외주를 잇는 축상에서 벗어나게 된다.

이러한, 서로 다른 트랙피치와 비축 배치 등에도 적용할 수 있는 새로운 방법으로 기존의 DPP(Differential Push-Pull, 차등 푸쉬풀법)에서 SPP(Sub Push-Pull)신호의 AC성분을 제거하는 방법이 개발되고 있다.

현재까지 많은 방법이 개발되고 있으나 상기와 같은 DPP법은 서로 다른 트랙 피치를 갖는 디스크에는 동시에 적용할 수 없는 문제점이 있다. 예를 들어, DVD-R/RW의 트랙 피치는 0.74um이고 DVD-RAM의 트랙 피치는 1.23um이어서 하나의 트랙 피치에 맞게 조정된 광 픽업으로 다른 트랙 피치의 디스크에 적용하면 AC성분의 위상이 변하여 트랙킹 에러 신호를 변화시키게 된다.

그리고 부빔을 동일 트랙상에 위치시키고 SPP의 위상을 반전시키는 방식이 있는데 이는 부빔(+/-1차 광)을 주빔(O차광)과 동일 트랙에 위치시키면 트랙 피치에 따른 위상변화는 발생하지 않는다. 단, SPP의 위상을 반전시켜야 하는 문제점이 있다. 동일 트랙에 위치하면서, SPP를 반전시키는 방법에는 회절광을 만드는 회절소자를 적절히 분할하여 위상차를 부여하는 방식이 있다.

또한, 일본특허 1997-081942(Mitsubishi), 2004-145915(Hitachi)에 개시된 발명은 비축배치에는 적용할 수 없다. MPP신호의 크기가 DPP신호가 됨으로 기존대비 DPP레벨이 낮다.

게다가, DPP의 AC성분을 제거하는 트랙킹 서보 방식도 존재하는데 이중 디스크에 맺히는 부빔의 크기를 크게 하는 방법은 디스크에 맺히는 부빔의 크기를 크게 하면 트랙구조를 반영하지 못하게 된다. 이러한 방법으로는 디스크 입사광의 개구율(NA)을 작게 하는 방법과 홀로그램 광학 소자(Holographic Optical Element) 이용하는 방법이 있다. 일본특허 1997-219030(Hitachi), 1998-162383(Sony)에 개시되어 있으나 상기 발명은 광효율이 낮아지는 문제점이 있다.

회절격자에 위상차를 부여하여 디스크 회절광의 +/-1차 광과 0차 광이 겹치는 부분에 의해 발생하는 SPP를 0이 되도록 세분화하는 방법이 일본특허 2001-250250, 2003-162831,2004-086957, 2004-095077, 2005-4932(Sharp)에 존재하나 이는 MPP신호의 크기가 DPP신호가 됨으로 기존대비 DPP레벨이 낮다.

따라서, 좀 더 효율적으로 부빔 신호를 제어하는 방법이 필요하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 그 목적은 광 저장장치의 읽기 및 쓰기시에 사용되는 광 픽업에 있어서 트래킹 서보 제어 시에 사용되는 DPP법을 이용할 때 부빔의 신호를 제어함으로써 좀 더 효율적인 트래킹 서보를 제어할 수 있는 광 픽업을 제동하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 광 픽업 구조는 광원을 출사하는 적어도 하나 이상의 레이저 다이오드, 광 디스크에서 반사된 신호를 입력으로 하는 포토다이오드 및 소정의 부분만을 패터닝하여 디스크 트랙의 구조에 의하여 회절되는 부빔 신호 중 0차 광과 겹치는 +, -1차 광을 제거하는 회절격자를 포함한다.

본 발명에서 상기 회절격자는 중앙부분에서부터 상기 +, -1차 광과 겹치는 부분을 연결한 선까지 패터닝되고, 나머지 부분은 사용하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 회절격자는 중앙부분에서부터 상기 +, -1차 광과 겹치는 부분을 연결한 선 부분 이전까지 패터닝되고, 나머지 부분은 사용하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 회절격자는 중앙부분에서부터 상기 +, -1차광과 겹치는 부분을 연결한 선 및 상기 +, -1차광과 겹치는 부분을 제외한 면적에 패터닝되고, 나머지 부분은 사용하지 않는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 레이저 다이오드는 트랙방향으로 동일선상에 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 레이저 다이오드는 원주방향으로 동일 선상에 구비되는 것 이 바람직하다.

본 발명에서 상기 회절격자 내에 패턴은 인식되는 복수 개의 저장매체 중에서 기록 피치가 가장 작은 저장매체에 의해 형성되는 부빔 신호를 기준으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 회절격자는 상기 레이저 다이오드와 상기 콜리메이터 렌즈 사이에 구비되거나, 상기 콜리메이터 렌즈 다음 단에 위치하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 5는 일반적인 광 픽업의 구조도이다.

상기 실시예에서, 광 픽업은 레이저 다이오드(501), 콜리메이터 렌즈(502), 회절격자(503), 대물렌즈(504), 센서렌즈(507) 및 포토 다이오드(507)를 포함한다.

상기 실시예는, 상기 회절격자(503)를 이용하여 주빔 및 부빔을 형성하고 상기 빔이 입사되는 경로를 개략적으로 나타낸 것이다.

도 5를 참조하면, 일반적인 광 픽업에서 트랙킹 에러신호를 발생하는 구조를 보여준다. 이를 개략적으로 설명하면 레이저 다이오드(501)에서 발광한 빛은 콜리 메이터 렌즈(502)를 거쳐 부빔(Sub Beam)을 발생시키기 위한 회절격자(503)(Grating)을 지나 대물렌즈(504)(Objective Lens)에 의해 디스크(505)에 집광한다. 디스크(505)에서 반사 회절된 빛은 다시 대물렌즈(504)를 거쳐 프리즘에서 반사되어 센서렌즈(506)를 거쳐 포토다이오드(507)에 집광된다.

레이저 다이오드(501)에서 발광한 빛은 콜리메이터 렌즈(502)를 거쳐서 평행광으로 변환된다. 상기 변환된 평행광은 평행광 구간에 놓인 회절격자(503)에 의해 주빔(MPP) 및 부빔(SPP1, SPP2)이 생성된다. 주빔은 그냥 통과하여 디스크에 맺힌 후 다시 프리즘을 거쳐 포토다이오드(507)로 입사한다.

디스크에 입사되어 반사되는 주빔 및 부빔은 광은 디스크의 트랙구조에 의해 각각이 0차 광과 +/-1차 광으로 나누어진다. 왜냐하면, 광 디스크 면은 피치와 트랙으로 구분되는데 상기 데이터를 기록하기 위한 피치는 안으로 들어가서 형성되고 피치와 피치 사이에 존재하는 트랙은 밖으로 나오도록 형성되므로, 그 단면이 요철모양을 형성하여 회절격자와 같은 효과를 발생시킨다.

도 6은 광 디스크에 이해 회절되는 빔의 형성방법을 나타낸 도면이다. 대물렌즈의 초점거리에서 바라보면 도 6에서와 같이 0차와 +/-1차 광이 위치한다. 원의 크기는 대물렌즈의 EPD(Entrance Pupil Diameter)이다. 대물렌즈의 초점을 f, 개구수를 NA라고 하면 EPD는 2*f*NA가 된다. +/-1차 광이 도 6과 같이 이동하는데, 이 이동량은 디스크의 트랙 피치를 Tp라고 했을 경우 +/-f*파장/Tp가 된다. BD나 DVD-RW의 경우 이 양이 커서 도 7에서와 같은 베이스볼 패턴을 형성한다. 상기 베이스볼 패턴이란 회절되는 3개의 빛이 서로 겹치는 부분이 발생하고, 가운데의 0차 빔 은 양쪽 +/-1차 광과 겹치는 면이 발생하여 상기 0차 빔이 야구공의 모양을 닮았다고 하여 붙여진 이름이다.

부빔의 AC성분은 상기 베이스볼 패턴에서 0차 광과 +/-1차 광이 겹치는 부분에 의해 발생한다. 따라서, 회절격자에 의해 이 겹치는 부분의 빛을 이용하지 않으면, SPP의 AC성분은 0이 된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 부빔 신호에서 AC성분을 제거하기 위한 회절격자 형성방법에 대해서 개략적으로 나타낸 것이다.

도 7을 참조하면, 레이저 다이오드에서 출사된 빛은 회절격자를 거치면서 주빔(MPP)과 2개의 부빔(SPP1, SPP2)이 형성된다. 본 발명은 상기 부빔의 신호 중 교류성분을 제거하는 것이 목적이므로 상기 주빔에 대한 신호형성과정은 생략하도록 한다. 도 7에서 도시된 광 경로는 상기 형성된 2개의 부빔 중 어느 하나를 나타낸 것이다. 상기 부빔은 SPP1 또는 SPP2 중 어떠한 신호라도 상관없다. 상기 부빔의 역할은 주빔에서 발생되는 오프셋 신호를 제거하기 위함이다. 따라서, 부빔에서 발생되는 DC성분만이 필요할 뿐 AC성분은 필요없다.

상기 회절격자에 의해 형성된 부빔은 트래킹 에러신호의 검출을 위해서 광 디스크로 조사된다. 광 디스크로 조사된 부빔은 광 디스크면의 특성에 의해 3개의 빔으로 회절된다. 상기 회절된 3개의 빔 중 중앙의 빔을 0차빔, 상기 0차 빔을 기준으로 좌, 우에 형성되는 빔을 +/-1차 빔으로 정의한다. 상기 3개로 형성된 부빔은 서로 겹침으로써 상기에서 상술한 바와 같이 베이스볼 패턴을 형성하게 되는데, 본 발명에서는 광 픽업 내에 구비되는 회절격자의 패턴을 다양하게 변화함으로써, 상기 겹치는 부분을 제거한다. 따라서, 기존에 베이스볼 패턴에 의해 발생된 SPP신호의 AC성분을 제거할 수 있다.

도 8a내지 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 회절격자의 패턴형성방법을 나타낸 것이다.

도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 상기 회절격자의 패턴은 다양한 방법으로 형성될 수 있는데, 상기 각각의 패턴은 부빔의 AC성분을 제거하기 위한 형상으로 패터닝 된다는 점은 동일하다.

도 8a는 회절격자 중앙에서부터 0차 빔과 +/- 1차 빔이 겹치는 부분의 점을 가상의 직선으로 연결한 부분까지 패터닝을 하고 나머지 부분은 패터닝을 하지 않거나, 상기 패터닝과는 다른 형상으로 패터닝 한 회절격자이다. 이러한 방법으로 패터닝 할 경우 약간은 겹쳐지는 부분이 발생할 수는 있다. 그러나 이에 의한 영향은 미비하므로 부빔 신호에서 AC성분으로 많은 작용을 하지는 않는다.

도 8b는 회절격자 중앙에서부터 0차 빔과 +/- 1차 빔이 겹치는 부분의 점을 가상의 직선으로 연결한 부분 이내로 패터닝을 하고 나머지 부분은 패터닝을 하지 않거나, 상기 패터닝과는 다른 형상으로 패터닝 한 회절격자이다. 이러한 방법은 상기 도 8a에서 패터닝 한 방법보다 부빔에 미치는 AC의 영향은 더 줄어들게 된다.

도 8c는 회절격자 중앙에서부터 0차 빔과 +/- 1차 빔이 겹치는 부분을 제외한 면적을 패터닝을 하고 나머지 부분은 패터닝을 하지 않거나, 상기 패터닝과는 다른 형상으로 패터닝 한 회절격자이다. 도 8c에 의한 패터닝은 상기 도 8a 및 도 8b의 패터닝보다 부빔에 미치는 AC의 영향은 현저하게 줄어든다.
다만, 상기 도 8c와 같은 패터닝은 부빔에 미치는 AC의 영향은 줄어들게 되나 래디얼 쉬프트시 선형구간은 도 8a와 같은 패턴이 더 넓다. 따라서, 각각의 패턴에 의한 각 요소들을 트레이드 오프(trade-off) 관계를 고려하여 제작하는 것이 바람직하다.

도 9a내지 도 9c는 상기 도 8a 내지 도 8c의 회절격자에 의해 발생하는 부빔신호를 나타낸 것이다.

도 9a는 도 8a에 도시된 회절격자를 이용하여 주빔 및 부빔 신호를 측정한 것으로써, 대물렌즈 이동(Radial Shift)에 따른 각 신호의 DC레벨을 구한 것이다.

도 9a를 참조하면, 대물렌즈가 0.00㎜~0.45㎜만큼 이동하였음을 알 수 있다. 부빔 신호에 대한 오프셋은 대물렌즈의 이동거리가 증가하면 증가할수록 커지는 것을 알 수 있다. 도 9a에서 도시된 부빔 신호는 큰 폭은 아니지만 약간의 정현파의 성질이 남아있다. 이는 상기 도 8a의 패턴에서 살펴본 바와 같이 +/- 1차 빔이 완전히 제거되지 않고 약간은 남아있기 때문에 발생된 것이다. 그러나 이는 거의 무시될 수 있을 정도로 작기 때문에 주빔과의 오프셋 제거신호로써 사용가능하다.

도 9b 내지 도 9c 역시 상기 도 8b 및 도 8c에 의해 제작된 회절격자에 의해 발생되는 부빔 신호를 측정한 것이다. 도 9c로 갈수록 부빔의 AC성분이 줄어드는 것을 알 수 있다.

0차 빔에 의해 발생하는 푸쉬풀 신호를 MPP(Main Push-Pull), 부빔에 의해 발생하는 신호를 SPP1, SPP2라고 정의하면 트래킹 에러는

트래킹 에러 = MPP - k(SPP1+SPP2)

로 정의된다. 이중, 상기 k값이 선형성을 가져야만 효과적으로 주빔의 오프셋을 제 거할 수 있는데 이하 본 발명에 의한 선형성 여부를 살펴보도록 한다. 즉, 부빔이 대물렌즈 위치변화에 따라 선형성이 확보되어야 대물렌즈 이동 또는 디스크 경사에 의해 발생하는 오프셋을 제거할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 부빔의 선형성을 측정한 그래프이다.

상기 도 9a 내지 도 9c 에서 대물렌즈가 이동하는 거리가 증가하면 DC레벨이 증가하는 것을 알 수 있었는데, 본 발명의 회절격자를 이용하면 DC레벨은 대물렌즈의 이동거리에 정비례하여 증가하므로 선형적인 성질을 가지게 된다. 여기서, k값은주빔 DC 레벨의 기울기를 a, 부빔의 DC 레벨의 기울기를 b로 하면, k= a/2b가 된다.

도 11a 및 도 11b는 종래 DPP에 의해 발생되는 푸쉬풀 신호 및 본 발명에 의해 발생되는 푸쉬 풀 신호를 도시하였다. 도 11b에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 회절격자를 사용하면 부빔에 AC성분이 제거됨을 알 수 있다.

본 발명은 상기에서 살펴본 바와 같이 복수개의 레이저 다이오드가 트랙방향으로 동일 선상에 구비된 광 픽업뿐만 아니라, 원주방향으로 동일 선상에 구비된 경우에도 푸쉬-풀 신호의 오프셋을 제거할 수 있는 방법을 제공한다.

즉, 450㎚의 파장을 이용하면서 트랙 피치가 좁은 BD와 650㎚의 파장을 사용하면서 트랙피치가 좁은 DVD-RW, 그리고 각각의 파장에 대해 트랙피치가 넓은 HD-DVD와 DVD-RAM의 경우에 본 발명의 회절격자를 사용하면 AC성분이 0이 되므로 효율적으로 오프셋 신호를 제거할 수 있으나, 트랙 피치가 넓은 디스크에서는 부빔의 AC성분이 0이 되지 않는다. 따라서, 인식 가능한 복수개의 디스크 중 트랙 피치가 가장 작은 것을 기준으로 하여 본 발명의 회절격자를 제작하고 이를 장착하고, 트랙 피치가 큰 디스크를 기준으로 광축을 조절하면 효과적으로 트랙킹 에러 제어가 가능하다.

왜냐하면, 트랙 피치가 작은 디스크의 경우에는 본 발명의 회절격자에 의해 트래킹 제어가 가능하므로 DPP검출을 위해 별도 부빔을 트랙에 꼭 일치시킬 필요가 없다. 그러므로 트랙 피치가 큰 디스크에 대해서만 부빔의 각도를 맞춰준다면 서로 다른 피치를 가진 디스크를 인식하기 위한 광 디스크 장치에 있어서도 효율적인 트래킹 에러 제어가 가능하다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 서로 다른 트랙 피치를 갖는 디스크에 대해 푸쉬-풀 신호의 오프셋을 제거할 수 있는 방법을 제공한다.

그리고 대물렌즈 배치가 내외주를 잇는 축에 대해 떨어져 있을 경우에 대해서 푸쉬-풀 신호의 오프셋을 제거할 수 있는 방법을 제공한다.

따라서, 본 발명에 의해 부빔의 AC를 제거하는 경우에는 비교적 간단한 방법으로 AC를 제거하고, AC가 제거되지 않는 디스크에 대해서는 AC가 역위상이 되도록 조정하는 방법으로 광의 이용효율을 높일 수 있다.

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2. 광원을 출사하는 적어도 하나 이상의 레이저 다이오드, 상기 출사된 광을 평행광으로 변경하는 콜리메이터 렌즈, 광 디스크에서 반사된 신호를 입력으로 하는 포토다이오드 및 소정의 부분만을 패터닝하여 디스크 트랙의 구조에 의하여 회절되는 부빔 신호 중 0차 광과 겹치는 +, -1차 광을 제거하는 회절격자를 포함하고,

   상기 회절격자는 중앙부분에서부터 상기 +/-1차 광과 겹치는 부분을 연결한 가상의 선까지 패터닝되고, 나머지 부분은 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 광 픽업 구조.
3. 광원을 출사하는 적어도 하나 이상의 레이저 다이오드, 상기 출사된 광을 평행광으로 변경하는 콜리메이터 렌즈, 광 디스크에서 반사된 신호를 입력으로 하는 포토다이오드 및 소정의 부분만을 패터닝하여 디스크 트랙의 구조에 의하여 회절되는 부빔 신호 중 0차 광과 겹치는 +, -1차 광을 제거하는 회절격자를 포함하고,

   상기 회절격자는 중앙부분에서부터 상기 +/-1차 광과 겹치는 부분을 연결한 가상의 선 부분 이전까지 패터닝되고, 나머지 부분은 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 광 픽업 구조.
4. 광원을 출사하는 적어도 하나 이상의 레이저 다이오드, 상기 출사된 광을 평행광으로 변경하는 콜리메이터 렌즈, 광 디스크에서 반사된 신호를 입력으로 하는 포토다이오드 및 소정의 부분만을 패터닝하여 디스크 트랙의 구조에 의하여 회절되는 부빔 신호 중 0차 광과 겹치는 +, -1차 광을 제거하는 회절격자를 포함하고,

   상기 회절격자는 중앙부분서부터 +/-1차 광과 겹치는 부분을 제외한 면적에 패터닝되고, 나머지 부분은 사용하지 않는 것을 특징으로 하는 광 픽업 구조.
5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 항에 있어서, 중앙부분에서부터 레이저 다이오드는 트랙방향으로 동일선상에 구비되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 구조.
6. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 항에 있어서, 상기 레이저 다이오드는 원주방향으로 동일 선상에 구비되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 구조.
7. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 항에 있어서, 상기 회절격자 내에 패턴은 인식되는 복수 개의 저장매체 중에서 기록 피치가 가장 작은 저장매체에 의해 형성되는 부빔 신호를 기준으로 하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 구조.
8. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회절격자는 상기 레이저 다이오드와 상기 콜리메이터 렌즈 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 구조.
9. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 회절격자는 상기 콜리메이터 렌즈 다음 단에 위치하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 구조.

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