KR20000066666A - 디브이디-램의 재생이 가능한 디브이디-롬 광학계 - Google Patents

디브이디-램의 재생이 가능한 디브이디-롬 광학계 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광을 발생하여 조사하는 광원과, 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 수렴하는 대물 렌즈와, 광원과 대물 렌즈 사이에 위치되어 입사광의 진행 경로를 변환시키는 빔 스플릿터와, 빔 스플릿터와 대물 렌즈 사이에 위치되어 광원을 시준(Collimation)시키는 시준 렌즈를 포함하는 DVD-ROM 광학계에 관한 것으로서; 회절 격자는 광원과 빔 스플릿터의 사이에 위치되어 광원의 입사광을 회절시켜 여러개로 나누고; 8분할 광 검출기는 빔 스플릿터와 동일 선상의 상단 또는 하단에 위치되고, 빔 스플릿터를 통해 디스크에서 반사되는 다수개의 반사광으로 재생 신호 및 에러 신호를 검출하도록 메인 빔이 도달하는 포토 다이오드의 영역이 4개로 나뉘고, 각각의 서브 빔이 도달하는 각각의 포토 다이오드의 영역이 2개로 나뉘어 DVD-ROM 광학계에 회절 격자와 8분할 광 검출기를 설치하여 DVD-ROM 광학계에서 DVD-ROM 및 DVD-RAM을 재생할 수 있도록 하는 특징이 있다. 따라서, 본 발명은 DVD-ROM 광학계에서 DVD-RAM을 재생할 수 있도록 함으로써 DVD-ROM 광학계의 호환이 가능할 수 있다.

Description

디브이디-램의 재생이 가능한 디브이디-롬 광학계{Optical system of DVD-ROM capable of play DVD-RAM}
본 발명은 디브이디-롬(Digital Video Disc- Read Only Memory) 광학계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디브이디-롬 광학계에서 디브이디-램(Digital Video Disc- Random Access Memory)을 재생시킬 수 있도록 하는 디브이디-램의 재생이 가능한 디브이디-롬 광학계에 관한 것이다.
일반적으로, 콤팩트 디스크(Compact Disc, 이하 'CD'라 칭함), 디지털 비디오 디스크(Digital Video Disc, 이하 'DVD'라 칭함) 등과 같은 광기록 매체는 12cm의 직경과 1.2mm의 박형 두께를 갖으나 수 메가바이트 내의 용량을 갖는 자기기록매체인 플로피 디스크에 비해 그 용량이 수천배에 달하는 4.7 기가바이트 데이터 저장 능력을 갖고, 데이터 기록층으로서 광이 반사하는 반사면을 가지며 이 반사면에 오목하게 형성되는 피트의 조합으로 되는 음향, 문자, 그래픽 등의 정보를 저장하는 저장매체로, 이와 같은 대용량 저장능력을 갖는 CD 및 DVD의 개발과 함께 초고밀도로 저장된 데이터를 읽기 오류 없이 정밀하고 고속으로 읽어들이고, 데이터를 디스크에 기록하는 광학계의 개발이 꾸준하게 진행되고 있다.
디스크는 통상 CD와 DVD로 구분할 수 있으며, CD는 CD-ROM(Read Only Memory, 이하 'ROM'으로 칭함)과 CD-RAM(Random Access Memory, 이하 'RAM'으로 칭함)으로 구분되고, DVD는 DVD-ROM과 DVD-RAM으로 구분된다. 또한, DVD는 정보의 기록에 따라 DVD-S(Single)와 DVD-D(Dual)로 나뉜다. 여기서, CD는 음성정보전용과 동영상정보 및 음성정보가 혼용된 제품으로 구분되며, DVD는 하나의 트랙(Track)에 하나의 정보만이 단층(Single Layer)으로 기록된 DVD-S와, 하나의 트랙에 두 개의 정보가 복수층(Dual Layer)으로 동시에 기록된 DVD-D로 구분된다.
현재까지의 DVD-RAM 광학계는 기록밀도를 높이기 위해 대물렌즈의 개구수(Numerical Aperture)를 크게 하고 650nm의 단파장 광원을 사용하므로써, DVD-RAM에 기록 및 재생할 수 있으면서도, CD-ROM의 재생 또는 CD-RW의 재생/기록도 가능하도록 개발되었다.
또한, DVD-ROM 광학계는 DVD-ROM과 CD-ROM을 호환할 수 있게 개발되었다.
이러한, DVD-ROM 광학계는 도 1에 도시된 바와 같이 먼저, 광원(1)은 650nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 발생하도록 구성된다.
빔 스플릿터(Beam Splitter)(2)는 광원(1)에서 방출되는 1개의 확산 레이저 빔을 투과시키고, 디스크(D)의 기록면에서 반사되는 반사광을 반사시킨다.
그리고, 콜리메이팅 렌즈(Collimating Lens: 시준 렌즈)(3)는 1개의 확산 레이저 빔이 빔 스플릿터(2)에서 투과되어 조사되면 이를 평행광으로 변화시킨다.
대물 렌즈(Objective Lens)(4)는 콜리메이팅 렌즈(3)에서 변환된 평행광의 레이저 빔을 집광시켜 디스크(D)에 조사한다.
한편, 집속/원통 렌즈(5)는 포커스 서보(Focus Servo) 수행을 위해 디스크(D)에서 반사된 레이저 빔을 비점수차법으로 변환시킨다.
4분할 광검출기(6)는 4개의 영역인 A, B, C, D에 수광되는 1개의 빔을 푸쉬풀법(Push-Pull)과 비점수차법으로 재생 신호와 에러 신호(포커싱 에러 및 트랙킹 에러)를 검출하여 포커싱 서보 및 트랙킹 서보를 수행하도록 구성된다. 여기서, 푸쉬풀법과 비점수차법을 설명하면 도 2에 도시된 바와 같이 광검출기 즉, 4분할 광검출기(6)는 상하좌우로 각각 양분된 4개의 A, B, C, D를 갖는다. 이러한 광검출기에는 통상적으로 광을 집속하여 그 집속된 빔의 광축과 직교하는 수직 및 수평방향중 어느 한 방향만을 집속하고 다른 방향으로는 그대로 투과시키는 집속/원통 렌즈가 놓인다. 집속/원통 렌즈를 경유하여 맺히는 광은 정촛점인 경우에 (b)와 같이 되고, 그 보다 멀거나 가깝게 되면 (a)나 (c)와 같이 되어, 그 포커스오차를 보상하기 위한 포커싱 에러 신호는 대각선 방향의 영역끼리 합하여 차등한 값, 즉, A+D와 B+C의 신호차로 된다. 그리고, 트랙킹오차 발생시는 그 광이 좌측 또는 우측으로 편위되므로 트랙킹 에러 신호의 값은 A+C와 B+D의 신호차로 된다. 그리고 재생 신호의 값은 모든 영역의 신호를 합산한 값 즉, A+B+C+D가 된다.
이러한 DVD-ROM 광학계의 작용을 설명하면 먼저, 광원(1)에서 확산 레이저 빔이 발생되어 방사되면 이는 빔 스플릿터(2)로 입사되어 빔 스플릿터(2)에서 투과되고, 빔 스플릿터(2)에서 투과된 확산 레이저 빔은 콜리메이팅 렌즈(3)로 입사되어 콜리메이팅 렌즈(3)에서 평행광으로 변화된다. 그러면, 콜리메이팅 렌즈(3)에서 평행광으로 변화된 레이저 빔은 대물 렌즈(4)로 입사되어 대물 렌즈(4)에서는 레이저 빔을 집광시켜 디스크(D)의 기록면 즉, 피트(Pit)에 조사한다.
또한, 디스크(D)의 기록면에 조사되어 반사된 레이저 빔은 대물 렌즈(4)와, 콜리메이팅 렌즈(3)를 거쳐 빔 스플릿터(2)에서 반사되어 집속/원통 렌즈(5)로 입사되고, 집속/원통 렌즈를 통한 레이저 빔은 4분할 광검출기(6)로 수광되고, 4분할 광검출기(6)는 수광되는 레이저 빔으로 푸쉬풀법과 비점수차법으로 포커싱 서보 및 트랙킹 서보를 수행함과 동시에 레이저 빔을 전기 신호로 변환하여 디스크(D)에 기록된 데이터를 판독한다.
그런데, 이와 같은 종래의 DVD-ROM 광학계는 DVD-ROM과 CD-ROM의 재생만이 가능하므로 CD-ROM과 DVD-ROM은 재생할 수 있지만 DVD-RAM의 재생이 불가능한 데 그 이유로는 DVD-ROM 광학계의 광원에서 발생되는 1 빔을 이용한 4분할 광검출기로는 CD-RW의 재생시 디스크의 Tilt, 렌즈의 Shift, 각 디스크의 반사율차 등에 의해서 트랙킹 오프셋(Offset)이 발생되어 DVD-RAM을 재생할 수 없다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 DVD-ROM 광학계의 광원을 3 빔으로 변화시키는 회절 격자와, 8분할 광검출기를 DVD-ROM 광학계에 설치하여 DVD-RAM을 재생할 수 있도록 함으로써 DVD-ROM 광학계의 호환이 가능하도록 하는 데 있다.
도 1은 종래의 DVD-ROM 광학계의 구성을 보인 구성도이고,
도 2는 일반적인 푸쉬풀법과 비점수차법에 의하여 신호를 검출하는 4분할 광검출기의 구성도이며,
도 3은 본 발명에 의한 DVD-RAM의 재생이 가능한 DVD-ROM 광학계의 구성을 보인 구성도이고,
도 4는 본 발명에 의한 DVD-RAM의 재생이 가능한 DVD-ROM 광학계의 8분할 광검출기의 구성을 보인 구성도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 광원 2 : 빔 스플릿터
3 : 콜리메이팅 렌즈 4 : 대물 렌즈
5 : 집속/원통 렌즈 6 : 4분할 광검출기
100 : 회절 격자 200 : 8분할 광검출기
210 : 메인 포토 다이오드 220 : 서브 포토 다이오드
D : 디스크
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 광을 발생하여 조사하는 광원과, 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 수렴하는 대물 렌즈와, 광원과 대물 렌즈 사이에 위치되어 입사광의 진행 경로를 변환시키는 빔 스플릿터와, 빔 스플릿터와 대물 렌즈 사이에 위치되어 광원을 시준(Collimation)시키는 시준 렌즈를 포함하는 DVD-ROM 광학계에 관한 것으로서; 회절 격자는 광원과 빔 스플릿터의 사이에 위치되어 광원의 입사광을 회절시켜 여러개로 나누고; 8분할 광 검출기는 빔 스플릿터와 동일 선상의 상단 또는 하단에 위치되고, 빔 스플릿터를 통해 디스크에서 반사되는 다수개의 반사광으로 재생 신호 및 에러 신호를 검출하도록 메인 빔이 도달하는 포토 다이오드의 영역이 4개로 나뉘고, 각각의 서브 빔이 도달하는 각각의 포토 다이오드의 영역이 2개로 나뉘어 DVD-ROM 광학계에 회절 격자와 8분할 광 검출기를 설치하여 DVD-ROM 광학계에서 DVD-ROM 및 DVD-RAM을 재생할 수 있도록 하는 점에 있다.
여기서, 회절 격자는 메인 빔과 서브 빔을 발생시켜 서브 빔을 이용하여 트랙킹 에러 신호를 검출하여 DVD-RAM을 재생시키도록 광원의 광을 3개 빔으로 나누도록 구성된다.
또한, 8분할 광 검출기는 DVD-ROM의 재생시는 메인 빔만을 이용하여 재생 신호 및 에러 신호를 검출하고, DVD-RAM의 재생시에는 메인 빔과 서브 빔을 이용하여 재생 신호 및 에러 신호를 검출한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 종래의 기술과 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 DVD-RAM의 재생이 가능한 DVD-ROM 광학계의 구성을 보인 구성도이고, 도 4는 본 발명에 의한 DVD-RAM의 재생이 가능한 DVD-ROM 광학계의 8분할 광검출기의 구성을 보인 구성도이다.
도 3 및 도 4를 보면, 먼저, 광원(1)은 650nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 발생하도록 구성되고, 빔 스플릿터(Beam Splitter)(2)는 광원(1)에서 방출되는 1개의 확산 레이저 빔을 투과시키고, 디스크(D)의 기록면에서 반사되는 반사광을 반사시킨다.
그리고, 콜리메이팅 렌즈(Collimating Lens: 시준 렌즈)(3)는 1개의 확산 레이저 빔이 빔 스플릿터(2)에서 투과되어 조사되면 이를 평행광으로 변화시키고, 대물 렌즈(Objective Lens)(4)는 콜리메이팅 렌즈(3)에서 변환된 평행광의 레이저 빔을 집광시켜 디스크(D)에 조사하며, 집속/원통 렌즈(5)는 포커스 서보(Focus Servo) 수행을 위해 디스크(D)에서 반사된 레이저 빔을 비점수차법으로 변환시킨다.
또한, 회절 격자(Grating)(100)는 DVD-ROM 및 DVD-RAM을 모두 재생할 수 있도록 광원(1)에서 발생되는 1 빔을 3 빔으로 변환시키도록 광원(1)과 빔 스플릿터(2)의 사이에 위치된다.
한편, 8분할 광검출기(200)는 A, B, C, D로 영역이 나뉜 메인 포토 다이오드(210)와, E, E', F, F'로 영역이 나뉜 서브 포토 다이오드(220)로 구성된다. 여기서, A, B, C, D로 영역이 나뉜 메인 포토 다이오드(210)는 DVD-ROM의 재생시는 DVD-ROM의 기록면에서 반사된 메인 빔을 A, B, C, D를 이용하여 상기와 같은 푸쉬풀법(Push-Pull)과 비점수차법으로 재생 신호와 에러 신호(포커싱 에러 및 트랙킹 에러)를 검출하여 포커싱 서보 및 트랙킹 서보를 수행하고, DVD-RAM 재생시에는 DVD-RAM의 기록면에서 반사된 메인 빔과 서브 빔을 DPP(Differential Push-Pull)법으로 재생 신호 및 에러 신호를 검출하도록 구성된다. 즉, A, B, C, D로 나뉜 메인 포토 다이오드(210)에서 재생 신호 및 포커싱 에러 신호를 검출하고, E, E', F, F'로 나뉜 서브 포토 다이오드(220)에서 재생 신호 및 에러 신호를 검출한다.
이하, 본 발명에 의한 DVD-ROM과 DVD-RAM의 호환형 광학계의 작용을 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 광원(1)에서 650nm의 파장을 갖는 확산 레이저 빔이 발생되어 방사되면 이는 회절 격자(100)에 의해 3 빔으로 나뉘고, 회절 격자(100)에서 나뉜 3 빔은 빔 스플릿터(2)로 입사되어 빔 스플릿터(2)에서 투과된 후 콜리메이팅 렌즈(3)에서 평행광으로 변화된다. 그러면, 콜리메이팅 렌즈(3)에서 평행광으로 변화된 레이저 빔은 대물 렌즈(4)로 입사되어 대물 렌즈(4)에서는 레이저 빔을 집광시켜 디스크(D)의 기록면에 조사시킨다.
그리하여, 디스크(D)의 기록면에 조사되어 반사된 3 빔은 대물 렌즈(4), 콜리메이팅 렌즈(3)를 통해 빔 스플릿터(2)에서 반사되고, 반사된 3 빔은 집속/원통 렌즈(5)를 거쳐 8분할 광검출기(200)의 A, B, C, D로 나뉜 메인 포토 다이오드(210)에는 메인 빔이 입사되고, E, E', F, F'로 나뉜 서브 포토 다이오드(220)에는 서브 빔이 입사된다.
이러한 상태에서, 시스템에서 디스크(D)가 DVD-ROM으로 인식하면 8분할 광검출기(200)는 회절 격자(100)에서 나뉜 3 빔이 DVD-ROM의 기록면에서 반사되어 빔 스플릿터(2)와, 집속/원통 렌즈(5)를 경유하여 입사되면, 3 빔중 가운데의 메인 빔만으로 종래와 동일한 방법인 푸쉬풀법과 비점수차법을 이용하여 재생 신호와 포커싱 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호를 생성한다.
또한, 시스템에서 디스크(D)가 DVD-RAM으로 인식하면 8분할 광검출기(200)는 DPP법을 이용하여 회절 격자(100)에서 나뉜 3 빔이 DVD-RAM의 기록면에서 반사되어 빔 스플릿터(2)와, 집속/원통 렌즈(5)를 경유하여 입사되면, 입사된 3 빔으로 메인 포토 다이오드(210) 및 서브 포토 다이오드(220)에서 재생 신호와 포커싱 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호를 생성한다.
따라서, DVD-ROM 광학계에 회절 격자와 8분할 광검출기를 더 구비하여 DVD-ROM에서 DVD-RAM을 재생할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 DVD-RAM의 재생이 가능한 DVD-ROM 광학계에 의하면 다음과 같이 이점이 발생한다.
즉, DVD-ROM 광학계의 광원을 3 빔으로 변화시키는 회절 격자와, 8분할 광검출기를 DVD-ROM 광학계에 설치하여 DVD-RAM을 재생할 수 있도록 함으로써 DVD-ROM 광학계의 호환이 가능하다.

Claims (3)

  1. 광을 발생하여 조사하는 광원과, 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 수렴하는 대물 렌즈와, 상기 광원과 상기 대물 렌즈 사이에 위치되어 입사광의 진행 경로를 변환시키는 광경로 변환수단과, 상기 광경로 변환수단과 상기 대물 렌즈 사이에 위치되어 상기 광원을 시준(Collimation)시키는 시준 렌즈를 포함하는 DVD-ROM(Digital Video Disc- Read Only Memory) 광학계에 있어서;
    상기 광원과 상기 빔 스플릿터의 사이에 위치되어 상기 광원의 입사광을 회절시켜 여러개로 나누는 회절 격자; 및
    상기 빔 스플릿터와 동일 선상의 상단 또는 하단에 위치되고, 상기 빔 스플릿터를 통해 상기 디스크에서 반사되는 다수개의 반사광으로 재생 신호 및 에러 신호를 검출하도록 메인 빔이 도달하는 포토 다이오드의 영역이 4개로 나뉘고, 각각의 서브 빔이 도달하는 각각의 포토 다이오드의 영역이 2개로 나뉜 8분할 광 검출기를 포함함으로써;
    상기 DVD-ROM 광학계에 상기 회절 격자와 상기 8분할 광 검출기를 설치하여 상기 DVD-ROM 광학계에서 DVD-ROM 및 DVD-RAM(Digital Video Disc-Random Access Memory)을 재생할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 DVD-RAM의 재생이 가능한 DVD-ROM 광학계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 회절 격자는,
    상기 메인 빔과 상기 서브 빔을 발생시켜 상기 서브 빔을 이용하여 트랙킹 에러 신호를 검출하여 상기 DVD-RAM을 재생시키도록 상기 광원의 광을 3개 빔으로 나누도록 구성되는 것을 특징으로 하는 DVD-RAM의 재생이 가능한 DVD-ROM 광학계.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 8분할 광 검출기는,
    상기 DVD-ROM의 재생시는 상기 메인 빔만을 이용하여 상기 재생 신호 및 상기 에러 신호를 검출하고, 상기 DVD-RAM의 재생시에는 상기 메인 빔과 상기 서브 빔을 이용하여 상기 재생 신호 및 상기 에러 신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 DVD-RAM의 재생이 가능한 DVD-ROM 광학계.
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