KR19980059939A - 광 디스크 기록/재생장치 - Google Patents

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Abstract

기록/재생 디스크용 광 픽업장치에 관한 것으로서, 특히 광 디스크에의 기록 및 재생에 AO 변조기를 이용하는데, 재생 모드에서는 AO 변조기의 초음파 변환기에 위상차를 두지않아 중앙의 0차 회절광과 +1차, -1차 회절광은 중심을 연결하는 선이 트랙 방향에 대하여 어떤 오프셋 각을 갖고 디스크상에 입사되도록 하여 0차 회절광은 트랙내의 정보를 재생하는데 사용하고, +1차, -1차 회절광은 트랙킹 서보를 걸기 위한 신호로 사용하며, 기록 모드에서 AO 변조기의 각 초음파 변화기가 Φ만큼의 위상차를 가지도록 하여 중앙의 0차 회절광을 중심으로 +1차, -1차 회절광이 디스크 상의 동일 트랙내에 일렬로 정렬되어 입사되도록 하여 0차 회절광은 정보를 기록하는데 사용하고, -1차 회절광은 0차 회절광에 의해 기록된 정보를 뒤따라 가며 읽어 디스크에 기록된 정보가 정확하게 기록되었는지를 검증하는데 사용함으로써, 디스크에 데이타를 기록할 때 기록과 동시에 검중이 이루어져 기록 시간을 단축시키고 디스크 생산 비용을 낮출 수 있다.

Description

광 디스크 기록/재생장치
본 발명은 기록/재생 디스크용 광 픽업장치에 관한 것으로서, 특히 3빔법 및 AO(Acoustic Optic) 변조기(Modulator)을 이용하여 기록된 데이타의 검증(Verify)을 기록과 동시에 이루어질 수 있도록 하는 광 디스크 기록/재상장치에 관한 것이다.
트랙을 정확히 찾아가면서 레이저를 입사시키는 트랙킹 서보의 방법으로는 포시풀(Push Pull) 방법, DPD(Detecting Phase Difference)법, 3빔법등 여러가지가 있다.
도 1은 그중 3빔법을 이용한 광 픽업장치의 일반적은 블록도로서, 광 디스크(18)에 조사될 광빔을 발생하는 광원(11), 광원(11)으로부터 입사되는 광빔을 회절시키는 회절격자(Grating)(12), 입사광과 반사광을 분리하는 빔 스프리터(13), 상기 빔스프리터(13)를 통과하는 빔을 일정방향으로 평행하게 진행시키는 콜리메이터 렌즈(14), 상기 콜리메이터 렌즈(14)에서 출사되는 평행빔을 수직 방향으로 반사시키는 반사미러(15), 상기 반사미러(15)에서 반사된 빔의 편광 방향을 변환하는 λ/4판(16), 상기 λ/4판(16)를 통과하여 편광 방향이 변환된 빔을 광 디스크(18)의 표면상의 한점에 집광시키는 대물렌즈(Object Lens)(17) 및 빔 스프리터(13)로부터의 반사 광빔을 검출하여 전기적 신호로 변환하는 광 검출기(20)순으로 구성된다.
그리고, 빔 스프리터(13) 및 광 검출기(20) 사이에 실린더 렌즈(19)를 설치하고, 상기 광 검출기(20)는 광 디스크(18)의 정보 기록면에 의해 반사되어 대물렌즈(17), λ/4판(16), 반사미러(15), 콜리메이터 렌즈(14), 빔 스프리터(13) 및 실린더 렌즈(19)를 경유하여 입사되는 반사광빔을 전기적 신호로 변환한다.
이와같이 구성된 도 1에서 광원(11)으로부터 발생된 광빔은 회절격자(12)에서 여러 차수의 빔으로 회절된다.
상기 회절격자(12)는 유리등의 광학재료 표면에 일정 간격의 작은 슬릿(Slit)을 조각한 것으로, 이것에 의해 회절빔이 만들어진다.
즉, 광원(11)에서 발생된 레이저 빔이 회절격자(12)에 입사되면 각 격자(Slit)을 통과한 광의 파가 출구에서 상호 간섭하여 도 2에서와 같이 중앙의 0차 회절광을 중심으로 1차, 2차, 3차,…의 많은 회절광이 발생한다.
예컨데, 회절(Grating)의 주기와 깊이에 따라 여러 차수(Order)의 빔으로 회절이 일어난다.
이때, 회절이 일어나는 방향과 입사되는 빔 사이의 관계는 아래의 (식 1)과 같다.
[식 1]
2dsinθ = nλ
여기서, d는 회절의 격자 주기, θ는 회절광의 회절각도, n은 회절의 차수, λ는 입사되는 레이저 빔의 파장을 나타낸다.
그러므로, 회절의 깊이를 조절하여 원하는 차수의 회절광만을 얻을 수 있다.
3빔법을 이용한 도 1의 광 픽업장치는 +1차, 0차, -1차 회절광을 이용한다.
이때, 회절 격자(12)를 광축에 대해 약간 회전시켜 3개의 빔의 중심을 연결하는 선이 트랙 방향에 대하여 어떤 오프셋각을 갖도록 배치되어 3개의 회절광이 도 3과 같이 디스크상에 입사된다.
즉, 상기 회절격자(12)를 통과하여 발생된 +1차, 0차, -1차 회절광은 빔 스프리터(13)를 통과하여 콜리메이터 렌즈(14)로 입사되고, 콜리메이터 렌즈(14)는 입사빔을 평행빔으로 만들어 반사미러(15)로 입사시킨다.
상기 반사미러(15)에서 반사된 평행빔은 λ/4판(16)에서 원편광으로 편광의 방향이 변환된 후 대물렌즈(17)로 입사된다.
상기 λ/4판(16)은 복굴절을 이용하여 선편광을 원편광으로 변환하거나 원편광을 선편광으로 변화한다.
상기 대물렌즈(17)는 원편광빔을 광 디스크(18)의 해당 정보 기록면에 도 3과 같이 집광시킨다.
이때, 3빔은 디스크(18) 상에서 반사되어 대물렌즈(17), λ/4판(16), 반사미러(15), 콜리메이터 렌즈(4), 빔스프리터(13) 및 실린더 렌즈(19)를 경유하여 광 검출기(20)로 집속되어 재생 신호로 사용된다.
여기서, 실린더 렌즈(19)는 빔 스프리터(13)로부터의 반사 광빔을 광 검출기(20)의 표면에 집광시킨다.
이때, 0차 회절광은 트랙내의 정보를 재생하는데 사용되며, +1차, -1차 회절광은 트랙킹 서버를 걸기위한 신호로 사용된다.
한편, 광 디스크에 사용자가 직접 정보를 기록하는 기록가능 광 디시크 예컨데, MOD, DVD-RAM, CD-RW 등에서는 정보를 기록할 때 검증(Verify)하는 과정이 필수적이다.
일정한 양의 데이타를 기록하기 위해서는 기록과 검증의 2단계를 거쳐야 하므로 기록만 할때보다 최소 2배 이상의 시간이 소요된다.
예를들어, DVD-RAM 디스크는 최초에 디스크 제작시 디스크내의 배드 섹터의 유무를 알아내고 그 정보를 디스크 내에 기록해두기 위해 기록 후 재생, 검증의 초기화를 하게된다.
2.6GB 용량을 갖는 디스크를 예로 들경우 이를 위해 소요되는 시간이 거의 60분, 즉 기록 30분 + 재생, 검증 30분이 소요되므로 디스크 생산에 높은 비용이 소요된다.
이때, 상기 도 1 내지 도 3에서 기술된 3빔은 재생시에만 쓸수 있다.
즉, 종래의 3빔은 회절광들이 트랙과 이루는 각도가 광학적으로 고정되어 있으므로 기록시 검증용으로 사용할 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 재생전용으로 쓰이던 3빔용 픽업의 회절 각도를 조절하여 재생시에는 트랙킹 신호 검출용으로 사용하고 기록시에는 기록 데이타 검증용으로 사용하는 광 디스크 기록/재생장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 디스크에 데이타 기록시 AO 변조기를 이용하여 -1차 회절광을 검증용으로 사용함으로써, 기록 가능 디스크에서 기록과 동시에 검증할 수 있는 광 디스크 기록/재생장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 디스크 기록/재생장치의 특징은, 기록 가능 디스크와, 상기 디스크에 데이타를 기록 및 재생하며, 한개의 빔을 중앙의 0차 회절광을 중심으로 +1차, -1차 회절광으로 회절시키고, 재생 모드 또는 기록 모드에 따라 회절의 각도를 조절하는 AO 변조기가 구비된 광 픽업과 상기 광 픽업을 통해 기록되는 데이타와 - 차수의 회절광에 의해 독출된 데이타를 비교하여 상기 디스크에 기록된 데이타를 검증하는 데이타 검증부를 포함하여 구성되는데 있다.
도 1은 일반적인 광 픽억장치의 광학계 구성도
도 2는 도 1에서 회절격자의 원리를 나타낸 도면
도 3은 도 1에서 회절된 3빔이 디스크에 입사되는 상태를 보인 도면
도 4는 본 발명에 따른 재생 모드에서의 AO 변조기 및 광빔의 배치를 나타낸 도면
도 5는 본 발명에 따른 기록 모드에서의 AO 변조기 및 광빔의 배치를 나타낸 도면
도 6은 본 발명에 따른 광 기록/재생 장치의 구성 블럭도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
40, 68:AO 변조기 41:초음파 변환기
42:음파 흡음재 43:위상 지연기
60:디스크 61:광 픽업
62:마이콤 63:엔코더
64:서보 65:모드 판별부
66:위상 편이 발생부 67:스위칭부
69:디코더 70:데이타 검증부
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 광 디스크 기록/재생장치에서 AO 변조기 및 재생 모드시의 광빔 배치도를 나타낸 도면이고, 도 5는 AO 변조기 및 기록 모드시의 광빔 배치도를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5를 보면, AO 변조기(40)는 Fused Quartz와 같은 물질의 양쪽에 다수개의 초음파 변환기(Ultra Sonic Transducer)(41)와 음파 흡음재(Sound Absorber)(42)를 부착하고, 초음파 변환기(41)에서 음파(Sound Wave)를 발진시키면 용융 석용(Fused Quartz)과 같은 물질은 마치 회절격자와 같은 역할을 한다.
이때 생성되는 회절 주기 d는 d=Vs/f로 주어진다.
여기서, d는 격자 주기, Vs는 매질 내에서의 음파의 속도(Fused Quarts)의 경우 6Km/sec), f는 음파의 주파수를 나타낸다.
이때, 데이타 재생시는 도 4에서와 같이 초음파 변환기(41)의 위상차 지연기(43)에 위상차가 없다.
즉, 다수개의 초음파 변환기(41)는 위상차 없이 동일한 위상과 동일 주파수의 초음파를 용융 석영으로 된 매질을 통해 음파 흡음재(42)로 출력하면, 똑같은 위상을 갖는 다수개의 음파가 발생된다.
따라서, 광원에서 발생된 레이저 빔이 상기 AO 변조기(40)를 통과하면, 중앙의 0차 회절광을 중심으로 +1차, -1차 회절광이 발생하고, 상기 3개의 빔은 도 4에서와 같이 중심을 연결하는 선이 트랙 방향에 대하여 어떤 오프셋 각을 갖고 디스크상에 입사된다.
여기서, 0차 회절광은 트랙내의 정보를 재생하는데 사용하고, +1차, -1차 회절광은 트랙킹 서보를 걸기 위한 신호로 사용한다.
한편, 디스크에 데이타 기록시는 도 5에서와 같이 초음파 변환기(41)의 각 위상 지연기(43)에 Φ만큼 위상차를 둔다.
따라서, 초음파가 초음파 변환기(41)의 각 위상 지연기(43)를 순차적으로 통과하여 용융 석영으로 된 매질을 통해 음파 흡음재(42)에 흡수되면, Φ만큼의 위상차를 갖고 다수개의 음파가 발생된다.
이때, 광원에서 발생된 레이저 빔이 상기 AO 변조기(40)를 통과하면, 중앙의 0차 회절광을 중심으로 +1차, -1차 회절광이 발생하고, 상기 3개의 빔은 격자의 방향이 조절되어 도 5에서와 같이 중심을 연결하는 선이 트랙 방향에 대하여 오프셋 각을 갖지 않고 디스크상에 입사된다.
즉, 0차 회절광은 +1차, -1차 회절광이 모두 디스크상의 동일 트랙내에 일렬로 정렬되어 입사된다.
0차의 회절광은 정보를 기록하는데 사용하고, -1차 회절광은 0차 회절광에 의해 기록된 정보를 뒤따라가며 읽어 디스크에 기록된 정보가 정확하게 기록되었는지를 검증한다.
도 6은 이러한 광 디스크 기록/재생장치의 구성 블럭도로서, 기록 가능 디스크(60), 상기 디스크(60)에 정보를 기록하고 재생하는 광 픽업(61), 상기 디스크(60)에의 데이타 기록 및 재생을 제어하는 마이콤(62), 데이타가 입력되면 상기 디스크(60) 포맷에 맞게 엔코딩하는 엔코더(63), 상기 마이콤(62)의 제어 신호에 의해 광픽업(61)의 트랙킹 및 포커싱을 제어하는 서보(64), 상기 마이콤(62)의 제어신호에 따라 재생 모드인지 기록모드인지를 판별하는 모드 판별부(65), 기록 모드이면 AO 변조기의 각 초음파 변환기가 Φ만큼의 위상차를 갖도록 위상을 발생시키는 윗상 편이(Phase Shift) 발생부(66), 재생 모드이면 상기 모드 판별부(65)에 접속되고, 기록 모드이면 위상 편이 발생부(66)에 접속되는 스위칭부(67), 상기 스위칭부(67)의 출력에 따라 중앙의 0차 회절광을 중심으로 +1차, -1차 회절광을 발생하여 상기 광 픽업(61)으로 출력하는 AO변조기(68), 데이타 기록시 -1차 회절광에 의해 독출된 데이타를 디코딩하는 디코더(69) 및 디코더(69)에서 디코딩된 데이타를 상기 엔코더(63)로 입력되는 데이타와 비교하여 그 결과를 마이콤(62)으로 출력하여 0차 회절광에 의해 기록되는 데이타를 검증하는 데이타 검증부(70)를 포함하여 구성된다.
이와같이 구성된 도 6에서 마이콤(62)은 재생 모드이면 스위칭부(67)를 모드 판별부(65)로 접속시킨다.
따라서, 도 4에서와 같이 레이저 빔이 AO 변조기(68)를 통과하면, 중앙의 0차 회절광을 중심으로 +1차, -1차 회절광이 발생하고, 상기 3개의 빔은 중심을 연결하는 선이 트랙 방향에 대하여 어떤 오프셋 각을 갖고 디스크상에 입사된다.
이때, 0차 회절광은 트럭내의 정보를 재생하는데 사용하고, +차, -1차 회절광은 트랙킹 서보를 걸기 위한 신호로 사용한다.
한편, 기록 모드이고 데이타가 입력되면 엔코더(63)는 디스크 포맷(60)에 맞게 입력되는 데이타를 엔코딩하여 광 픽업(61)으로 출력한다.
그리고, 마이콤(62)는 스위칭부(67)를 위상 편이 발생부(66)에 접속시킨다.
따라서, 도 5에서와 같이 AO 변조기(68)는 각각 Φ맘큼의 위상차를 갖는 다수개의 음파를 발생시키고, 레이저 빔이 상기 AO 변조기(68)를 통과하면, 중앙의 0차 회절광을 중심으로 +1차, -1차 회절광이 광 픽업(61)을 통해 디스크(60) 상의 동일 트랙내에 일렬로 정렬되어 입사된다.
이때, 상기 엔코더(63)에서 엔코딩되어 광 픽업(61)으로 입력되는 데이타는 서보(64)의 제어에 의해 0차 회절광으로 디스크(60) 상에 기록된다.
한편, 상기 0차 회절광이 입사되는 동일한 트랙내로 입사되는 -1차 회절광은 0차 회절광을 뒤따라가므로, 광 픽업(61)은 서보(64)의 제어를 받아 0차 회절광으로 기록된 데이타를 -1차 회절광으로 독출한다.
상기 -1차 회절광으로부터 독출된 데이타는 디코더(69)를 통해 데이타 검증부(70)로 출력된다.
상기 데이타 검증부(70)는 -1차 회절광에 의해 독출된 디코딩 데이타와 상기 엔코더(63)로 입력되는 데이타를 비교하여 마이콤(62)으로 출력한다. 상기 마이콤(62)은 데이타 검증부(70)의 결과에 따라, 즉, 두 데이타가 일치하면 디스크에 데이타가 정확하게 기록되었다고 판별하여 다른 데이타를 기록하도록 서보(64)를 제어하고, 두 데이타가 일치하지 않으면 에러가 발생하였다고 판별하여 그 정보를 저장하든지 아니면 다시 기록하도록 서보(64)를 제어한다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 광 디스크 기록/재생장치에 의하면, 광디스크에의 기록 및 재생에 AO 변조기를 이용하는데, 재생모드에서는 AO 변조기의 초음파 변환기에 위상차를 두지않아 중앙의 0차 회절광과 +1차, -1차 회절광은 중심을 연결하는 선이 트랙 방향에 대하여 어떤 오프셋 각을 갖고 디스크상에 입사되도록 하여 0차 회절광은 트랙내의 정보를 재생하는데 사용하고, +1차, -1차 회절광은 트랙킹 서보를 걸기 위한 신호로 사용하며, 기록 모드에서는 AO 변조기의 각 초음파 변환기가 Φ만큼의 위상차를 가지도록 하여 중앙의 0차 회절광을 중심으로 +1차, -1차 회절광이 디스크 상의 동일 트랙내에 일렬로 정렬되어 입사되도록 하여 0차 회절광은 정보를 기록하는데 사용하고, -1차 회절광은 0차 회절광에 의해 기록된 정보를 뒤따라가며 읽어 디스크에 기록된 정보가 정확하게 기록되었는지를 검증하는데 이용한다.
따라서, 디스크에 데이타를 기록할 때 기록과 동시에 검증이 이루어져 기록시간을 단축시키고 디스크 생산 비용을 낮출 수 있다.

Claims (8)

  1. 기록 가능 디스크와; 상기 디스크에 데이타를 기록 및 재생하며, 한개의 빔을 여러 차수의 빔으로 회절시키고 재생 모드 또는 기록 모드에 따라 회절의 각도를 조절하는 변조 수단이 구비된 광 픽업과; 상기 광 픽업을 통해 기록되는 데이타와 - 차수의 회절광에 의해 독출된 데이타를 비교하여 상기 디스크에 기록된 데이타를 검증하는 데이타 검증 수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광 디스크 기록/재생 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 변조 수단은 음파를 발생시키는 매질의 양쪽에 다수개의 초음파 변환기와 음파 흡음재가 부착된 음향 광학(AO) 변조기를 이용함을 특징으로 하는 광 디스크 기록/재생장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 매질은 상기 초음파 변환기에 의해 초음파가 발진하면 음파를 발생시키는 물질로 이루어짐을 특징으로 하는 광 디스크 기록/재생장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 매질은 용융 석영으로 이루어짐을 특징으로 하는 광 디스크 기록/재생 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 음파 광학 변조기는 재생 모드시의 각 초음파 변환기의 위상차를 '0'으로 하여 위상차가 없는 다수개의 음파를 발생시킴에 의해 상기 음향 광학 변조기를 통과하여 발생된 0차 회절광과 +1차, -1차 회절광은 중심을 연결하는 선이 트랙 방향에 대하여 어떤 오프셋 각을 갖도록 디스크에 입사됨을 특징으로 하는 광 디스크 기록/재생 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 0차 회절광은 트랙내의 정보를 재생하는데 사용하고, +1차, -1차 회절광은 트랙킹 서보를 걸기 위한 신호로 사용함을 특징으로 하는 광 디스크 기록/재생 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 음향 광학 변조기는 기록 모드시는 각 초음파 변환기에 Φ만큼의 위상차를 주어 Φ만큼의 위상차를 갖는 다수개의 음파를 발생시킴에 의해 상기 음향 광학 변조기를 통과하여 발생된 0차 회절광과 +1차, -1차 회절광이 디스크 상의 동일 트랙내에 일렬로 정렬되어 입사됨을 특징으로 하는 광 디스크 기록/재생장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 0차 회절광은 정보를 기록하는데 사용하고, -1차 회절광은 0차 회절광에 의해 기록된 정보를 뒤따라가며 읽어 디스크에 기록된 정보가 정확하게 기록되었는지를 검증하는데 사용함을 특징으로 하는 광 디스크 기록/재생 장치.
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