KR20020006457A - 광 픽업 장치, 광 디스크 장치 및 트랙 인식 신호 검출방법 - Google Patents

광 픽업 장치, 광 디스크 장치 및 트랙 인식 신호 검출방법 Download PDF

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Abstract

1차 스폿과 2차 스폿은 광 디스크(101) 상에 형성된다. 1차 스폿은 기록 및 재생을 위해 이용된다. 2차 스폿은 1차 스폿으로부터 떨어져서 위치된다. 2차 스폿은 대물 렌즈로부터의 거리에 있어 1차 스폿과 상이하다. 거리(초점 분산량) Def는 0.4×Def0 ≤Def ≤1.7×Def0의 범위를 만족한다. 이 때, 광원 파장은 λ이고 광 디스크의 트랙 피치는 Tp이고 대물 렌즈의 개구수는 NA이고 Def0 = [0.178λ/{1-cos(sin-1NA)}]ㆍ[{1-(λ/(TpㆍNA))}+2.35]라고 가정된다.

Description

광 픽업 장치, 광 디스크 장치 및 트랙 인식 신호 검출 방법{OPTICAL PICKUP APPARATUS, OPTICAL DISC APPARATUS, AND TRACK RECOGNITION SIGNAL DETECTION METHOD}
본 발명은 광 기록 매체 상으로의 정보 신호를 기록하고 판독하기 위한 광 픽업 장치와, 이와 같은 광 픽업 장치를 포함하는 광 기록 매체에 대해 정보 신호를 기록하고 재생하기 위한 광 디스크 장치와, 본 광 디스크 장치 상의 기록 트랙 위치를 수신하기 위한 트랙 인식 신호를 수신하기 위한 트랙 인식 신호 검출 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 랜드-홈 기록을 위한 광 디스크 장치와, 본 광 디스크 장치에 사용되는 광 디스크 장치 및 트랙 인식 신호 검출 방법에 관한 것이다.
종래로부터, 광 디스크와 같은 광 기록 매체가 제안되어 왔다. 또한, 이와 같은 광 기록 매체를 사용해서 정보 신호를 기록하고 재생하기 위한 장치로서 광 디스크 장치가 제안되고 있다. 광 디스크 장치는 광 기록 매체로서 다양한 방법을 기초한 광 디스크를 사용한다. 본 광 디스크 장치는 광 디스크 상에 정보 신호를 기록하고 판독하기 위해 광 픽업 장치를 사용한다.
본 광 픽업 장치는 반도체 레이저와 같은 광원을 포함한다. 장치는 광원으로부터 발생된 광 비임이 대물 렌즈를 거쳐 광 디스크의 신호 기록 표면으로 집속되어 조사되도록 구성된다. 본 구성에 따르면, 광 픽업 장치는 신호 기록 표면 상으로 조사된 광 비임을 사용함으로써 신호 기록 표면 상에 정보 신호를 기록한다. 또한, 장치는 광 비임이 조사된 신호 기록 표면 상의 반사된 광 비임을 검출함으로써 신호 기록 표면 상에 기록된 정보 신호를 판독한다.
광 픽업 장치는 광 디스크의 신호 기록 표면 상에 나선형 또는 원통형으로형성된 랜드 또는 홈을 따라 정보 신호를 기록하고 판독한다.
현재, 광 디스크는 기록될 정보 신호에 대한 기록 밀도를 증가시키고 있다. 판독 전용 ROM 디스크로서, 예컨대 DVR(상표명)이 제안되고 있다. 이것은 콤팩트 디스크(CD)와 같이 직경이 120 ㎜인 광 디스크를 사용하며 650 MB 콤팩트 디스크의 대략 여섯 배인 4.7 GB의 기록 용량을 제공한다.
정보 신호를 판독해서 재생할 수 있는 재기록 가능한 디스크에 대한 기록 밀도도 증가하고 있다. 이와 같은 재기록 가능한 디스크는 DVD로서 위치된다. 소위 DVD-RAM 디스크를 사용하는 광 디스크 장치가 제안되고 있다. 기록될 정보 신호에 대한 기록 밀도를 증가시키기 위해, 본 DVD-RAM 디스크는 종래 시스템의 경우와 같이 랜드와 홈 중 단지 어느 하나만을 사용하지 않고 랜드와 홈 모두 상에 정보 신호를 기록하는 랜드-홈 기록 시스템을 사용한다.
최근, 기록 밀도를 더욱 증가시키기 위한 광 디스크 포맷으로서 DVR 포맷이 개발되었다. 본 포맷은 대략 405 ㎚의 발광 파장을 갖는 단파 광원을 사용하며 또한 0.85 NA(numerical aperture, 개구수)의 높은 NA를 갖는 대물 렌즈도 사용한다. 본 포맷도 또한 랜드-홈 기록 시스템을 사용한다.
전술된 DVD-RAM에 의해 대표되는 바와 같이, 랜드-홈 기록 시스템을 사용하는 고밀도 재기록 가능한 디스크는 랜드와 홈이 거의 동일한 폭으로 설정되기 때문에 다음과 같은 문제점을 발생시킨다.
폭에 있어 랜드가 홈보다 넓은 광 디스크를 사용함으로써 랜드 상에만 신호를 기록하기 위한 랜드 기록 시스템이 사용되는 경우가 있을 수 있다. 이 경우,도1에 도시된 바와 같이, 트래킹 에러 신호(TE, tracking error signal)와 복귀 비임(또는 3-스폿 기술이 상용될 때의 1차 스폿)에 대한 가산 신호(SUM, sum signal) 사이에는 1/4 주기만큼의 위상 전이(phase shift)가 발생한다. 이로써, 1 주기는 어느 한 홈에서 다음 홈까지의 범위로 가정된다.
예컨대, 트래킹 제어는 트래킹 에러 신호(TE)가 0이 되도록 수행된다. 본 신호는 두 가지 경우, 즉 광 비임이 랜드 또는 홈으로 조사될 때 0으로 된다. 가산 신호(SUM)의 레벨이 이들 두 경우 사이를 검출하기 위해 사용될 수 있다.
광 비임이 랜드에 조사되는 경우와 광 비임이 홈에 조사되는 경우 사이를 구별하기 위한 신호가 사용된다. 본 신호는 트랙 인식 신호 또는 크로스 트랙 신호(CTS)로 지칭된다. 랜드 기록 시스템이 전술된 바와 같이 사용될 때, 가산 신호(SUM) 레벨은 광 비임이 랜드나 홈 중 어느 곳에 조사되는가에 따라 크게 달라질 수 있다. 이 경우, 도2에 도시된 바와 같이, 트랙 인식 신호로서 가산 신호의 교류(AC) 성분(AC-SUM)을 사용할 수 있다. 도2에 도시된 바와 같이, 가산 신호의 AC 성분은 트래킹 에러 신호와는 90도의 위상차를 갖는 트랙 인식 신호를 형성한다.
랜드 기록 시스템은 두 가지 신호, 즉 트래킹 에러 신호와 가산 신호의 AC 성분을 사용한다. 이것 때문에, 빠른 시크 작업(seek operation) 중에도, 기록 트랙을 기준으로 한 스폿만큼 진행된 트랙의 수와 방향을 정밀하게 검출할 수 있다. 이것은 진행된 트랙의 수를 안정적으로 계수해서 트래킹 서보 인입(tracking servo pull-in) 작업을 수행할 수 있도록 한다.
그러나, 랜드-홈 기록 시스템이 사용될 때, 랜드와 홈은 일반적으로 기록 및재생 특성을 최적화하기 위해 대략적으로 동일한 폭으로 설정된다. 결국, 도3에 도시된 바와 같이, 위 설명에서의 가산 신호는 광 비임이 랜드나 홈 중 어느 곳에 조사되는지 여부에 거의 관계없이 발생된다. 이런 가산 신호로부터 트랙 인식 신호를 발생시키는 것은 불가능하다.
시스템이 랜드나 홈 상에만 신호를 기록할 때, 랜드와 홈 사이의 폭 차이는 보다 높은 기록 밀도에 대한 요구와 함께 트랙 피치가 감소함에 따라 좁아지는 경향이 있다. 그 예로서 DVD+RW와 DVD-RW가 있다. 결국, 이런 가산 신호로부터 트랙 인식 신호를 발생시키는 것은 어렵다.
결국, 외부 저장 장치 또는 상용 사진 기록 및 편집 장치에 자주 사용되는 빠른 시크 작업 동안 단일 작업으로 특정 기록 트랙에 접근하는 것은 어렵다. 여기에서는 접근 시간의 증가라는 문제점이 발생한다.
이들 문제점들을 해결하기 위해, 일본 특허 공개 공보 평11-45451호는 트랙 인식 신호 또는 크로스-트랙 신호(CTS)를 수신하는 방법을 개시한다. 본 방법은 1차 스폿을 기준으로 각각 1/4 트랙을 전이시킴으로써 광 디스크 상에 두 개의 측면 스폿을 형성한다. 대응 푸시-풀(push-pull) 신호 사이에는 차이가 있게 되어 1차 스폿에 대해 푸시-풀 신호로부터 90도 위상 전이된 신호를 발생시킨다.
이 경우, 최대 트래킹 에러 신호를 발생시키는 측면 스폿 위치가 1차 스폿에 대해 1/2 트랙만큼 전이된다. 한편, 최대 트랙 인식 신호를 발생시키는 측면 스폿 위치는 1차 스폿에 대해 1/4 트랙만큼 전이된다. 트래킹 에러 신호와 트랙 인식 신호는 서로 다른 최적 측면 스폿 위치를 사용한다. 트래킹 에러 신호와 트랙 인식 신호는 광 디스크가 뚜렷하게 편심될 때 또는 광 디스크 픽업 장치의 이동 방향이 광 디스크 방사 방향으로부터 벗어날 때 큰 진폭 변동을 발생시키는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 트랙 인식 신호를 발생시킬 수 있고 랜드-홈 기록 시스템을 사용한 DVD-RAM 및 DVR과 같은 광 기록 매체를 사용하는 것이 필요한 경우에도 부품의 수를 증가시키거나 부품의 구성을 복잡하게 하지 않고도 고속 접근을 허용하는, 광 픽업 장치와, 트랙 인식 신호 검출 방법과, 광 픽업 장치 및 트랙 인식 신호 검출 방법을 사용한 광 디스크 장치를 제공하는 것이다.
전술된 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 광 픽업 장치는 광 비임을 조사하기 위한 적어도 하나의 발광점을 갖는 광원과, 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상으로 광 비임을 수렴하고 조사하기 위한 대물 렌즈와, 광 기록 매체의 신호 기록 표면으로부터의 반사된 광 비임을 수광하기 위한 광 검출 수단을 포함한다.
광 픽업 장치에서, 광원으로부터 조사된 광 비임은 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상에 정보 신호를 기록 및/또는 재생하기 위한 1차 스폿을 형성하는 1차 광 비임과, 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상에 1차 스폿으로부터 떨어진 위치에 2차 스폿을 형성하는 2차 광 비임을 포함한다.
광 픽업 장치에서, 2차 광 비임은 대물 렌즈로부터 비임-집속점까지의 거리에 있어 1차 광 비임과 상이하며 그 거리차 Def는 0.4×Def0 ≤Def ≤1.7×Def0의 범위를 만족한다. 이 때, 광원에 대한 발광 파장은 λ이고, 광 기록 매체의 트랙피치는 Tp이고, 대물 렌즈의 개구수는 NA이고, Def0 = [0.178λ/{1-cos(sin-1NA)}]ㆍ[{1-(λ/(TpㆍNA))}+2.35]라고 가정된다.
본 발명에 따른 광 디스크 장치는 랜드와 홈을 갖는 광 기록 매체 상에 정보 신호를 기록 및/또는 판독하고 랜드와 홈 중 어느 하나 또는 모두 상에 정보 신호를 기록할 수 있는 광 픽업 장치와, 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 기초해서 정보 신호를 기록 및/또는 판독하기 위해 위치를 제어하는 서보 회로를 포함한다.
본 광 디스크 장치에서, 광 픽업 장치는 광 비임을 조사하기 위한 적어도 하나의 발광점을 갖는 광원과, 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상으로 광 비임을 수렴하고 조사하기 위한 대물 렌즈와, 광 기록 매체의 신호 기록 표면으로부터 반사된 광 비임을 수광하기 위한 광 검출 수단을 포함한다. 본 광 픽업 장치에서, 광원으로부터 조사된 광 비임은 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상에 정보 신호를 기록 및/또는 재생하기 위한 1차 스폿을 형성하는 1차 광 비임과, 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상에 1차 스폿으로부터 떨어진 위치에 2차 스폿을 형성하는 2차 광 비임을 포함한다. 2차 광 비임은 대물 렌즈로부터 비임-집속점까지의 거리에 있어 1차 광 비임과 상이하며, 그 거리차 Def는 0.4×Def0 ≤Def ≤1.7×Def0의 범위를 만족한다. 이 때, 광원에 대한 발광 파장은 λ이고, 광 기록 매체의 트랙 피치는 Tp이고, 대물 렌즈의 개구수는 NA이고, Def0 = [0.178λ/{1-cos(sin-1NA)}]ㆍ[{1-(λ/(TpㆍNA))}+2.35]라고 가정된다.
본 발명에 따른 광 디스크 장치는 랜드와 홈을 갖는 광 기록 매체 상에 정보신호를 기록 및/또는 판독하고 랜드와 홈 중 어느 하나 또는 모두 상에 정보 신호를 기록할 수 있는 광 픽업 장치와, 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 기초한 정보 신호를 기록 및/또는 판독하기 위해 위치를 제어하는 서보 회로를 포함한다. 본 광 디스크 장치에서, 광 픽업 장치는 광 비임을 조사하기 위한 적어도 하나의 발광점을 갖는 광원과, 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상으로 광 비임을 수렴하고 조사하기 위한 대물 렌즈와, 광 기록 매체의 신호 기록 표면으로부터 반사된 광 비임을 수광하기 위한 광 검출 수단을 포함한다. 광 픽업 장치에서, 광원으로부터 조사된 광 비임은 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상에 정보 신호를 기록 및/또는 재생하기 위한 1차 스폿을 형성하는 1차 광 비임과, 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상에 1차 스폿으로부터 떨어진 위치에 2차 스폿을 형성하는 2차 광 비임을 포함한다. 2차 광 비임은 대물 렌즈로부터 비임-집속점까지의 거리에 있어 1차 광 비임과 상이하며, 그 거리차 Def는 광원의 발광 파장과 광 기록 매체의 트랙 피치와 대물 렌즈의 개구수에 기초하고 광 검출 수단으로부터의 출력 신호로서 출력되고 1차 광 비임이 광 기록 매체 상의 랜드나 홈 중 어느 곳을 조사하는지를 검출하기 위한 트랙 인식 신호의 진폭을 최대화하도록 설정된다.
본 발명에 따른 트랙 인식 신호 검출 방법은 광 비임을 조사하기 위한 적어도 하나의 발광점을 갖는 광원과, 랜드와 홈을 갖고 랜드와 홈 중 어느 하나 또는 모두 상에 정보 신호를 기록할 수 있는 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상으로 광 비임을 수렴하고 조사하기 위한 대물 렌즈와, 광 기록 매체의 신호 기록 표면으로부터의 반사된 광 비임을 수광하기 위한 광 검출 수단을 포함하는 광 픽업 장치를사용한다.
광 픽업 장치에서, 광원으로부터 조사된 광 비임은 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상에 정보 신호를 기록 및/또는 재생하기 위한 1차 스폿을 형성하는 1차 광 비임과, 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상에 1차 스폿으로부터 떨어진 위치에 2차 스폿을 형성하는 2차 광 비임을 포함한다. 이 때, 2차 광 비임은 대물 렌즈로부터 비임-집속점까지의 거리에 있어 1차 광 비임과 상이한 것으로 가정된다. 본 거리차 Def는 0.4×Def0 ≤Def ≤1.7×Def0의 범위를 만족한다. 이 때, 광원에 대한 발광 파장은 λ이고, 광 기록 매체의 트랙 피치는 Tp이고, 대물 렌즈의 개구수는 NA이고, Def0 = [0.178λ/{1-cos(sin-1NA)}]ㆍ[{1-(λ/(TpㆍNA))}+2.35]라고 가정된다. 광 픽업 장치는 광 검출 수단으로부터의 출력 신호를 기초한 트랙 인식 신호를 발생시킨다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 광 픽업 장치와 트랙 인식 신호 검출 방법과 광 디스크 장치는 랜드-홈 기록 매체가 랜드-홈 기록을 위해 사용될 때에도 단순한 구성을 기초한 뛰어난 트랙 인식 신호를 제공할 수 있다.
본 발명은 랜드-홈 기록이 트래킹 서보 인입 작업, 시크 동안 트랙 횡단 수 및 방향의 계수 등과 같은 종래의 제어 방법을 사용할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명은 부품수의 저감과 부품 구성의 단순화와 비용 절감을 가능하게 하고 고속 접근을 제공할 수 있는, 말하자면 DVD-RAM 및 DVR을 사용함으로써 랜드-홈 기록을 수행하는 광 픽업 장치 및 광 디스크 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 DVD-RAM 및 DVR과 랜드-홈 기록을 사용하는 다른 표준에 따른 광 디스크에 일반적으로 적용 가능하며, 소수의 부품수와 단순한 부품 구성을 포함한 광 픽업 장치 및 광 디스크 장치를 제공할 수 있다.
즉, 본 발명은 트랙 인식 신호를 발생시킬 수 있고, 랜드-홈 기록 시스템을 사용한 DVD-RAM 및 DVR과 같은 광 기록 매체를 사용하는 것이 필요한 경우에도 부품수를 증가시키거나 부품 구성을 복잡하게 하지 않고도 고속 접근을 가능하게 하는 광 픽업 장치와, 트랙 인식 신호 검출 방법과, 광 픽업 장치 및 트랙 인식 신호 검출 방법을 사용한 광 디스크 장치를 제공할 수 있다.
도1은 종래의 기록 시스템에 따른 트래킹 에러 신호와 가산 신호 사이의 관계를 도시한 그래프.
도2는 종래의 랜드 기록 시스템에 따른 트래킹 에러 신호와 트랙 인식 신호 사이의 관계를 도시한 그래프.
도3은 종래의 랜드-홈 기록 시스템에 따른 가산 신호를 도시한 그래프.
도4는 Def0에 대한 트랙 인식 신호 진폭이 1이 되도록 표준화함으로써 트랙 인식 신호 진폭과 2차 스폿 초점 분산(defocus)량 사이의 관계를 도시한 그래프.
도5는 본 발명에 따른 광 디스크 장치의 구성을 도시한 블록 다이어그램.
도6은 본 발명에 따른 광 픽업 장치의 구성을 도시한 측면도.
도7은 전술된 광 픽업 장치에 대한 광원의 구성을 도시한 측면도.
도8은 전술된 광 픽업 장치에 대한 광원의 다른 구성을 도시한 측면도.
도9는 전술된 광원을 구성하는 광 회절 소자를 도시한 정면도.
도10은 본 발명에 따른 광 픽업 장치의 다른 구성을 도시한 측면도.
도11은 본 발명에 따른 광 픽업 장치의 광 검출 소자 상의 수광부의 구성과광 검출 소자 상의 비임 스폿의 상태를 도시한 정면도.
도12는 광 픽업 장치가 재생용 DVR 광 디스크를 사용하고 비임 스폿이 홈 상에 위치되고 광 디스크 상에 -0.35 m의 초점 분산이 있을 때, 광 디스크로부터 대물 렌즈 퓨필(pupil) 상으로의 회절된 비임의 강도 분포를 계산한 결과를 도시한 그래프.
도13은 광 픽업 장치가 재생용 DVR 광 디스크를 사용하고 비임 스폿이 랜드 상에 위치되고 광 디스크 상에 -0.35 ㎛의 초점 분산이 있을 때, 광 디스크로부터 대물 렌즈 퓨필 상으로의 회절된 비임의 강도 분포를 계산한 결과를 도시한 그래프.
도14는 광 픽업 장치가 재생용 DVR 광 디스크를 사용하고 비임 스폿이 홈 상에 위치되고 광 디스크 상에 초점 분산이 없을 때, 광 디스크로부터 대물 렌즈 퓨필 상으로의 회절된 비임의 강도 분포를 계산한 결과를 도시한 그래프.
도15는 광 픽업 장치가 재생용 DVR 광 디스크를 사용하고 비임 스폿이 랜드 상에 위치되고 광 디스크 상에 초점 분산이 없을 때, 광 디스크로부터 대물 렌즈 퓨필 상으로의 회절된 비임의 강도 분포를 계산한 결과를 도시한 그래프.
도16은 광 픽업 장치가 재생용 DVR 광 디스크를 사용하고 비임 스폿이 홈 상에 위치되고 광 디스크 상에 ±0.35 ㎛의 초점 분산이 있을 때, 광 디스크로부터 대물 렌즈 퓨필 상으로의 회절된 비임의 강도 분포를 계산한 결과를 도시한 그래프.
도17은 광 픽업 장치가 재생용 DVR 광 디스크를 사용하고 비임 스폿이 홈 상에 위치되고 광 디스크 상에 ±0.35 ㎛의 초점 분산이 있을 때, 광 디스크로부터 대물 렌즈 퓨필 상으로의 회절 비임의 강도 분포를 계산한 결과를 도시한 그래프.
도18은 종래의 랜드 기록에 따른 광 디스크 상의 회절된 광의 상태를 도시한 측면도.
도19는 종래의 랜드 기록에 따른 광 디스크로부터 광 픽업 장치로 회절된 광을 복귀시키는 상태를 도시한 정면도.
도20은 본 발명에 따른 광 디스크 장치 상에 수행된 랜드-홈 기록에 따른 광 디스크 상의 회절된 비임 상태를 도시한 측면도.
도21은 본 발명에 따른 광 디스크 장치 상에 수행된 랜드-홈 기록에 따른 광 디스크로부터 광 픽업 장치까지 회절된 비임을 복귀시키는 상태를 도시한 정면도.
도22는 본 발명에 따른 광 픽업 장치에서 랜드-홈 기록 매체 상에서 일 방향으로 초점 분산된 스폿으로부터 반사된 광 비임의 강도 분포를 도시한 개략 정면도.
도23은 본 발명에 따른 광 픽업 장치에서 랜드-홈 기록 매체 상에서 다른 방향으로 초점 분산된 스폿으로부터 반사된 광 비임의 강도 분포를 도시한 개략 정면도.
도24는 본 발명에 따른 광 픽업 장치에서 랜드-홈 기록 매체 상에서 초점 분산된 스폿으로부터 반사된 광 비임을 수광하는 수광부의 구성을 도시한 정면도.
도25는 수차법에 따라 광 비임부를 변동시키는 사시도.
도26은 본 발명에 따른 트랙 인식 신호 검출 방법에 의해 검출된 트랙 인식신호를 도시한 그래프.
도27은 전술된 트랙 인식 신호가 최소값을 발생시킬 때 광 검출 소자 상의 스폿의 상태를 도시한 정면도.
도28은 전술된 트랙 인식 신호가 최대값을 발생시킬 때 광 검출 소자 상의 스폿의 상태를 도시한 정면도.
도29는 전술된 트랙 인식 신호가 다시 최소값을 발생시킬 때 광 검출 소자 상의 스폿의 상태를 도시한 정면도.
도30은 광 픽업 장치의 이동 방향이 광 디스크의 방사 방향으로부터 벗어날 때 광 디스크 상의 1차 및 2차 스폿의 정렬 방향 및 기록 트랙 사이의 관계를 도시한 평면도.
도31은 광 디스크가 편심을 발생시킬 때 광 디스크 상의 1차 및 2차 스폿의 정렬 방향 및 기록 트랙 사이의 관계를 도시한 평면도.
도32는 본 발명에 따른 광 디스크 장치 및 종래 광 디스크 장치에 대해 광 디스크의 방사 방향 및 광 픽업 장치의 이동 방향 사이의 편이량과, 내주연 및 외주연 상의 트래킹 에러 신호 및 트랙 인식 신호의 진폭 변동 사이의 관계를 도시한 그래프.
도33은 트랙 인식 신호 진폭과 2차 스폿 초점 분산량 사이의 관계를 도시한 그래프.
도34는 광 디스크가 본 발명에 따른 광 디스크 장치에서 편심을 발생시킬 때 트래킹 에러 신호와 트랙 인식 신호의 진폭 변동을 도시한 그래프.
도35는 광 디스크가 종래의 광 디스크 장치에서 편심을 발생시킬 때 트래킹 에러 신호와 트랙 인식 신호의 진폭 변화를 도시한 그래프.
도36은 정 및 부의 1차 비임이 전술된 광 픽업 장치의 단위 원으로 표시된 퓨필로부터 오프셋된 정도를 도시한 정면도.
도37은 전술된 광 픽업 장치의 수광면 상의 2차 스폿으로부터의 복귀 비임 스폿에 대한 분할 위치를 도시한 정면도.
도38은 파장(㎛)과 개구수(NA)의 제1 조합에서 λ/(TpㆍNA)와 Def0 사이의 관계를 도시한 그래프.
도39는 파장(㎛)과 개구수(NA)의 제2 조합에서 λ/(TpㆍNA)와 Def0 사이의 관계를 도시한 그래프.
도40은 파장(㎛)과 개구수(NA)의 제3 조합에서 λ/(TpㆍNA)와 Def0 사이의 관계를 도시한 그래프.
도41은 도38 내지 도40의 그래프를 일반화한 방정식을 도시한 그래프.
도42는 Def0과 [λ/{1-cos(sin-1NA)}]ㆍ[{1-(λ/(TpㆍNA))}+2.35] 사이의 일반화된 관계를 도시한 그래프.
도43은 복귀 비임 스폿에 대한 분할 위치가 수광 소자 상에서 변동할 때 최대 CTS 진폭을 발생시키는 초점 분산값의 변동을 도시한 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 스핀들 모터
2 : 광 픽업 장치
3 : 공급 모터
4 : 전치 증폭기
5 : 서보 제어 회로
6 : 신호 변조/복조 및 ECC 블록
7 : 시스템 제어기
8 : 인터페이스
9 : 외부 컴퓨터
10 : 광원
10a, 10b, 10c : 발광점
11 : 편광 비임 스플리터 프리즘
12 : 1/4 파장 판
13 : 시준 렌즈
14 : 대물 렌즈
15 : 다단 렌즈
16 : 광 검출 소자
22 : 광 분파 소자
101 : 광 디스크
이하에서는 첨부 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 대해 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치를 포함하는 본 발명에 따른 광 디스크 장치는 복수 종류의 광 디스크로부터 광 기록 매체로서의 광 디스크를 선택할 수 있고 이들 광 디스크 상에 정보 신호를 기록하고 재생할 수 있다. 광 디스크 장치는, 예컨대 소위 DVD-RAM과 같이 랜드-홈 기록을 할 수 있는 광 디스크를 사용함으로써 랜드-홈 기록을 수행할 수 있다.
도5에 도시된 바와 같이, 본 광 디스크 장치는 광 기록 매체로서의 광 디스크를 회전식으로 구동시키기 위한 수단으로서 스핀들 모터(1)를 포함한다. 스핀들 모터(1)는 디스크 테이블(도시 안됨)이 마련된 구동 샤프트를 갖는다. 광 디스크(101)는 본 디스크 테이블 상에 장착되어서 디스크 테이블과 함께 회전한다. 스핀들 모터(1)는 서보 제어 회로(5)와 시스템 제어기(7)에 의해 제어되며 특정 회전 속도로 구동한다.
광 픽업 장치(2)는 스핀들 모터(1)에 의해 회전된 광 디스크(101)로부터의 정보 신호를 기록하고 판독한다. 광 픽업 장치(2)는 디스크 테이블 상에 장착된 광 디스크(101)의 방사 방향으로 공급 모터(3)에 의해 이동된다. 광 픽업 장치(2)와 공급 모터(3)는 또한 서보 제어 회로(5)의 제어를 받으며 구동된다.
광 픽업 장치(2)는 광 디스크(101)의 신호 기록 표면 상으로 광 비임을 조사하며 이 광 비임에 대해 반사된 광 비임을 검출함으로써 기록 표면으로부터의 정보 신호를 판독한다. 광 디스크(101)로부터 광 픽업 장치(2)에 의해 판독된 신호는 전치 증폭기(4)에 의해 증폭되어서 신호 변조/복조 및 ECC 블록(6)과 서보 제어 회로(5)로 송신된다. 재생될 광 기록 매체의 종류에 따라, 신호 변조/복조 및 ECC 블록(6)은 신호를 변조하고 복조하며 ECC(에러 검출 코드)를 공급한다. 전송된 신호를 기초한, 신호 변조/복조 및 ECC 블록(6)은 초점 에러 신호, 트래킹 에러 신호, 트랙 인식 신호, RF 신호 등을 발생시킨다. 서보 제어 회로(5)는 신호 변조/복조 및 ECC 블록(6)으로부터 발생된 초점 에러 신호, 트래킹 에러 신호 및 트랙 인식 신호를 기초로 광 픽업 장치(2)를 제어한다.
신호 변조/복조 및 ECC 블록(6)에서 복조된 신호가 컴퓨터의 데이터 저장부에 대한 데이터일 때, 본 신호는 인터페이스(8)를 거쳐 외부 컴퓨터(9) 등으로 송신된다. 이 경우, 외부 컴퓨터(9) 등은 재생 신호로서 광 디스크(101) 상에 기록된 신호를 수신한다.
신호 변조/복조 및 ECC 블록(6)으로부터 송신된 신호를 기초한, 광 픽업 장치(2)는 회전 작동된 광 디스크(101)의 신호 기록 표면으로 광 비임을 조사한다. 광 비임을 조사하게 되면 정보 신호가 광 디스크의 신호 기록 표면 상에 기록되는 것을 허용한다.
도6에 도시된 바와 같이, 광 픽업 장치(2)는 광축 둘레에 회전식으로 배열된 광원(10)을 포함한다. 광원(10)은 광 비임을 조사하기 위한 적어도 하나의 발광점을 갖는다. 도7에 도시된 실시예에 따르면, 광원은 세 개의 발광점(10a, 10b, 10c)을 포함한다.
본 광 픽업 장치(2)를 사용해서 랜드-홈 기록을 하게되는 광 기록 매체로부터의 정보 신호를 판독하기 위해 광 픽업 장치(2)가 사용되는 경우가 있다. 이런 경우, 광원(10)의 발광점(10a, 10b, 10c)으로부터 조사된 광 비임은 편광 비임 스플리터 프리즘(11)으로 공급된다. 이들 광 비임은 편광 비임 스플리터 프리즘(11)의 유전성 다층막에 대해 S-편광 상태를 발생시킨다. 따라서, 유전성 다층막은 거의 전체 광 용량을 반사해서 광 비임이 1/4 파장 판(12)으로 진입하도록 한다. 1/4 파장 판(12)으로 공급된 광 비임은 원형 편광 상태가 되도록 1/4 파장 판(12)을 통과해서, 평행한 광 비임이 되도록 시준 렌즈(13)를 통과한 후, 대물 렌즈(14)로 진입한다.
편광 비임 스플리터 프리즘(11)은 일반적으로 한 쌍의 삼각 프리즘과 유전성 다층막을 포함한다. 한 쌍의 삼각 프리즘은 입방체를 형성하도록 서로 접합된다. 유전성 다층막은 기호 또는 스퍼터링에 의해 이들 삼각 프리즘 사이에 형성된다. 본 편광 비임 스플리터 비임(11)으로의 입사 광 비임을 고려하면, 유전성 다층막으로 인가된 P 편광 성분이 이 막을 통과한다. 유전성 다층막에 인가된 S 편광 성분은 막 상에서 반사된다.
대물 렌즈(14)는 각각 도6에 도시된 화살표 F에 의해 지시된 초점 방향과 화살표 T에 의해 지시된 트래킹 방향으로 쌍축 액츄에이터(도시 안됨)에 의해 이동 가능하게 지지된다. 대물 렌즈는 광 디스크(101)의 신호 기록 표면 상에 각각의 입사광 비임을 수렴한다.
이 때, 세 개의 발광점(10a, 10b, 10c)으로부터 조사된 광 비임 중 하나는 신호 기록 표면 상에 수렴된다. 다른 두 개의 광 비임은 신호 기록 표면 상에서 초점 분산된다. 즉, 1차 및 2차 광 비임은 대물 렌즈(14)로부터 비임-집속점까지의 거리를 다르게 한다.
세 개의 광 비임은 광 디스크(101)의 신호 기록 표면 상에 조사되어서 이 표면 상에서 반사된다. 이들 반사된 광 비임들은 대물 렌즈(14), 시준 렌즈(13) 및 1/4 파장판(12)을 통과해서 선형 편광 상태로 되어 편광 비임 스플리터 프리즘(11)에 도달한다. 본 프리즘에서, 비임은 유전성 다층막에 대해 P-편광 상태로 된다. 따라서, 거의 모든 광 용량이 유전성 다층막을 통과한다. 광원(10)으로 복귀하는 광 경로로부터 떨어져서, 광 비임은 광 분파(branch) 소자(22)와 다단 렌즈(15)를 통과하는 광 경로를 진행해서 광 검출 소자(16)로 진입한다. 다단 렌즈(15)는 반사된 광 비임과 비임-집속점 사이의 거리만큼 연장되어서 반사된 광 비임에 대해 수차를 발생시킨다.
광 픽업 장치(2)를 구성하는 광 부분들은 개별적으로 장착되어서 광 블록(도시 안됨)에서 지지된다.
도7에 도시된 바와 같이, 광원(10)은 1차 발광점(10a)과 제1 2차 발광점(10b)과 제2 2차 발광점(10c)을 포함한다. 1차 발광점(10a)은 광 디스크(101)의 신호 기록 표면 상에 형성된 1차 광 비임을 발생시킨다. 1차 스폿이 광 디스크(101)의 신호 기록 표면 상에 초점 형성되면, 제1 2차 발광점(10b)은 신호 기록 표면을 통과하기 전에 초점 형성되어서 제1 2차 스폿을 형성하기 위한 제1 2차 광 비임을 발생시킨다. 1차 스폿이 광 디스크(101)의 신호 기록 표면 상에 초점 형성되면, 제2 2차 발광점(10c)은 신호 기록 표면을 통과한 후 초점 형성되어서 제2 2차 스폿을 형성하기 위한 제2 2차 광 비임을 발생시킨다. 1차 광 비임을 기준으로, 1차 및 2차 광 비임은 대물 렌즈로부터 비임-집속점까지의 거리를 서로 다르게 한다. 1차 스폿은 광 디스크(101)의 신호 기록 표면 상에서 각각의 2차 스폿으로부터 벗어나서 형성된다. 1차 발광점(10a), 제1 2차 발광점(10b) 및 제2 2차 발광점(10c)은 홀더부(10d)에 의해 지지되며 패키지(10e) 내에 수용된다.
광축 둘레에는 전체 패키지(10e)를 회전식으로 작동시키기 위한 조절 기구가 마련된다. 1차 스폿의 초점 형성 위치를 변화시키지 않고도, 본 조절 기구는 광원(10)이 광 디스크의 신호 기록 표면 상의 기록 트랙과 각각의 2차 스폿 사이의 위치 관계를 변동시키고 최적 위치 관계를 조절하고 유지할 수 있도록 한다. 각각의 2차 스폿은 방정식 S ≒ Tpㆍn/2를 만족하는 위치에 형성되며, 이 때 S는 광 디스크의 신호 기록 표면 상에 형성된 기록 트랙의 수직선 방향으로 1차 스폿까지의 거리에 대한 절대값이고, Tp는 트랙 피치이고, n은 정수이다.
본 발명에서, 트랙 피치(Tp)는 어느 한 랜드로부터 다음 랜드까지의 또는 어느 한 홈에서 다음 홈까지의 거리이다. 그 의미는 랜드-홈 시스템이 광 디스크 상의 랜드 및 홈 모두에 대응하는 정보 신호를 기록하기 위해 사용되는 경우에도 적용될 수 있다.
전술된 바와 같이, 1차 및 2차 광 비임은 대물 렌즈(14)로부터 비임-집속점까지의 거리를 다르게 한다. Def는 대물 렌즈(14)로부터 1차 및 2차 광 비임에 대한 비임-집속점까지의 거리차이고, 광원(10)의 발광 파장은 λ이고, Tp는 광 디스크(101) 상의 트랙 피치이고, NA는 대물 렌즈의 개구수이고, Def0 = [0.178λ/{1-cos(sin-1NA)}]ㆍ[{1-(λ/(TpㆍNA))}+2.35]라고 가정하면, Def는 0.4×Def0 ≤Def ≤1.7×Def0을 만족한다.
도8에 도시된 바와 같이, 광원(10)은 하나의 발광점(10a)과 광 회절 소자(17)를 갖도록 제조될 수 있다. 도9에 도시된 바와 같이, 광 회절 소자(17)는 동력을 구비한 홀로그램 패턴(홀로그램 소자)으로 구성된다. 광 비임이 발광점(10a)으로부터 방출될 때, 광 비임은 광 회절 소자(17)에 의해 회절되며 0차 비임과 정 및 부의 1차 비임으로 분리된다. 0차 비임은 발광점(10a)으로부터 방출되어 직진하는 1차 광 비임과 같다. 정의 1차 비임은 발광점(10a)이 아니라 발광점(10a)에서 편이된 제1 가상 발광점(10f)으로부터 방출된 제1 2차 광 비임과 동일하다. 부의 1차 비임은 발광점(10a)이 아니라 발광점(10a)에서 편이된 제2 가상 발광점(10g)에서 방출된 제2 2차 광 비임과 동일하다. 2차 광 비임은 1차 광 비임을 기준으로 대물 렌즈로부터 비임-집속점까지의 거리를 다르게 한다. 1차 광 비임은 1차 스폿을 형성한다. 2차 광 비임은 2차 스폿을 형성한다. 1차 스폿과 2차 스폿은 광 디스크(101)의 신호 기록 표면 상에서 서로 떨어져서 형성된다.
광원(10)에는 광축 둘레에서 광 회절 소자(17)를 회전식으로 작동시키기 위한 조절 기구가 마련된다. 본 조절 기구는 1차 스폿의 초점 형성 위치를 변화시키지 않고도, 광원(10)이 광 디스크의 신호 기록 표면 상의 각각의 2차 스폿과 기록 트랙 사이의 위치 관계를 변경하고 최적 위치 관계를 조절하고 유지할 수 있도록 한다. 각각의 2차 스폿은 S ≒ Tpㆍn/2를 만족하는 위치에 형성되며, 이 때 S는 광 디스크의 신호 기록 표면 상에 형성된 기록 트랙의 수직선 방향으로 1차 스폿까지의 거리에 대한 절대값이고, Tp는 트랙 피치이고, n은 정수이다.
광 회절 소자(17)는 편광 홀로그램 소자로 구성될 수 있다. 이 경우, 도10에 도시된 바와 같이, 광 회절 소자(17)는 전술된 바와 같이 광원(10)과 편광 비임 스플리터 프리즘(11) 사이가 아닌 편광 비임 스플리터 프리즘(11)과 1/4 파장판(12) 사이에 위치될 수 있다. 편광 홀로그램 소자는 광 디스크로 배향된 광 비임에 대한 홀로그램으로서 작동한다. 편광 홀로그램 소자는 어떠한 광학적 효과도 광 디스크로부터 복귀하는 광 비임에 주어지지 않도록 형성될 수 있다.
도11에 도시된 바와 같이, 광 검출 소자(16)는 제1 1차 수광부(18)와 제1 2차 수광부(19)와 제2 2차 수광부(20)와 제2 1차 수광부(21)를 포함한다. 제1 1차 수광부(18)는 1차 스폿으로부터의 1차 반사 광 비임을 수광한다. 제1 2차 수광부(19)는 제1 2차 스폿으로부터의 제1 2차 반사 광 비임을 수광한다. 제2 2차수광부(20)는 제2 2차 스폿으로부터의 제2 2차 반사 광 비임을 수광한다. 제2 1차 수광부(21)는 1차 스폿으로부터의 1차 반사 광 비임으로부터 분파된 광 비임을 수광한다. 도6은 어떻게 1차 반사 광 비임이 제2 1차 수광부(21)로 분파되는가를 도시한다. 이를 위해서, 왈라스톤(Wollaston) 프리즘과 같은 광 분파 소자(22)가 편광 비임 프리즘(11)과 다단 렌즈(15) 사이에 설치된다.
제1 1차 수광부(18)는 수광 소자(k)와, 네 개의 수광 소자(a, b, c, d)를 포함한다. 수광 소자(k)는 1차 스폿으로부터의 반사된 광 비임의 중심부만을 수광한다. 수광 소자(a, b, c, d)는 수차법과 유사한 원리를 기초한 초점 에러 신호를 검출하기 위해 제1 1차 수광부의 중심으로부터 방사상 배열된다. 수광 소자(a, c) 및 수광 소자(b, d)는 제1 1차 수광부(18)의 중심에 수광 소자(k)를 매개해서 사선으로 배열된다. 이들 다섯 개의 수광 소자(h, a, b, c, d)는 각각 독립적인 광 검출 신호(k, a, b, c, d)를 출력한다. 제1 1차 수광부(18)는 1차 스폿으로부터의 반사 광 비임의 중심부만을 수광하는 수광 소자(k)를 갖는 것을 특징으로 한다. 정 및 부의 1차 비임이 광 강도를 증가시키고 스폿을 이동시키도록 오버랩될 때, 이런 스폿 이동으로 인한 초점 에러 신호의 변동을 방지할 수 있다.
제2 1차 수광부(21)는 광 분파 소자에 의해 분파된 1차 스폿으로부터 반사된 광 비임을 수광하는 하나의 수광 소자(s)를 포함한다. 수광 소자(s)는 광 검출 신호(s)를 출력한다. 광 검출 신호(s)는 광 디스크(101)로부터 판독된 소위 RF 신호가 된다.
2차 수광부(19)는 세 개의 평행 배열된 수광 소자(e, i, f)를 포함한다. 2차 수광부(20)는 세 개의 평행 배열된 수광 소자(h, j, g)를 포함한다. 2차 수광부(19)에서, 수광 소자(i)는 수광 소자(e, f) 사이에 개재된다. 마찬가지로, 2차 수광부(20)에서, 수광 소자(j)는 수광 소자(h, g) 사이에 개재된다. 이들 여섯 개의 수광 소자(e, i, f, h, j, g)는 독립적인 광 검출 신호(e, I, f, j, g)를 출력한다.
광 검출 소자(16)로부터 출력된 광 검출 신호는 광 검출 소자(16)의 반도체 기판 상에 형성된 증폭기(도시 안됨)에 의해 전류에서 전압으로 전환된다. 그 후, 전환된 신호는 수광부(18, 19, 20 또는 21)에 연결된 내부 산술 회로 또는 외부 산술 회로(광 검출 소자의 외측)로 전송된다. 산술 회로는 다음과 같이 초점 에러 신호(FE), 트래킹 에러 신호(TE), 트랙 인식 신호(CTS) 및 RF 신호를 처리한다.
즉, 트랙 인식 신호(CTS)는 연산식, CTS = {(e+f)-i} - {(g+h)-j}에 따라 발생된다.
초점 에러 신호(FE), 트래킹 에러 신호(TE), 트랙 인식 신호(CTS) 및 RF 신호는 다음 연산식, FE = (a+c) - (b+d), TE = {(a+b)-(b+c)} - Kㆍ{(e-f)+(g-h)}(이 때, K는 상수), RF = s에 따라 발생된다. 초점 에러 신호(FE)는 수차법과 유사한 원리를 기초해서 발생된다. 트래킹 에러 신호(TE)는 소위 차등 푸시-풀 방법을 기초해서 발생된다.
이하의 설명은 본 발명에 따른 트랙 인식 신호 검출법에서의 신호 검출 원리를 설명하고 있다.
본 발명은 1차 스폿을 기초로 다른 초점들을 갖는 2차 스폿을 형성한다. 1차 스폿이 정보 신호의 기록 및 재생을 가능하게 하도록 초점 형성될 때, 2차 스폿은 초점 형성되지 않도록 형성된다.
본 상태로 해서, 1차 스폿은 비임 스폿이 광 디스크 상의 기록 트랙을 교차할 때 초점 형성된다. 랜드와 홈은 반사된 광 비임의 동등한 강도 분포를 제공한다. 반대로, 제2 스폿은 초점 분산된다. 파면 상의 간섭 상태의 변화는 랜드와 홈에서의 반사된 광의 강도 분포에 있어서 큰 차이를 발생시킨다. 2차 스폿으로부터의 반사된 광 비임의 강도 분포 변화를 이용함으로서 트랙을 인식할 수 있다.
도12 내지 도17은 광 디스크로부터 DVR 디스크(상표명)를 사용하는 광 픽업 장치의 대물 렌즈 퓨필 상의 광 디스크로부터의 회절 비임의 위상 분포와 강도 분포를 계산한 결과를 나타내고 있다.
계산 결과는 다음 조건을 기초로 한다. 광 픽업 장치로부터 조사된 광 비임은 405 ㎚의 파장을 갖는다. 대물 렌즈는 0.85의 개구수(NA)를 갖는다. 광 디스크는 0.60 ㎛의 기록 트랙 주기를 갖는다. 홈은 λ/6의 왕복 위상 깊이를 갖는다. 랜드와 홈은 동일한 폭(0.30 ㎛)의 직사각형이다.
도12 내지 도17은 다음 조건 하에서 반사된 광 비임의 강도 분포를 도시하고 있다. 도12, 도14 및 도16은 스폿이 홈 상에 위치된 것을 도시한다. 도13, 도15 및 도17은 스폿이 랜드 상에 위치된 것을 도시한다. 도14 및 도15는 스폿이 초점 형성된(초점 분산되지 않은) 것을 도시한다. 도12 및 도13은 광 디스크 상에서 -0.35 ㎛의 초점 분산을 도시한다. 도16 및 도17은 광 디스크 상에서 +0.35 ㎛의 초점 분산을 도시한다.
또한, 랜드-홈 기록 시스템은 랜드 및 홈 상에서의 정보 신호를 기록한다. 트랙 주기가 일반적으로 랜드 사이의 거리 또는 홈 사이의 거리로 가정되면, 스폿 직경에 대한 트랙 주기(트랙 피치)는 크게 된다. 따라서, 광 디스크로부터의 회절 비임은 랜드 기록법과 홈 기록법과는 크게 다른 방식으로 대물 렌즈 퓨필 상에서 서로에 대해 오버랩된다.
도18은 종래의 랜드 기록 시스템을 사용한 광 디스크의 재생을 도시한다. 일반적으로, 이런 재생은 0차 비임, 정 및 부의 1차 비임 사이에서 어떠한 오버랩도 발생시키지 않는다. 그러나, 랜드-홈 기록 시스템이 도20에 도시된 바와 같이 사용될 때, 트랙 주기는 퓨필의 중심에서 0차 비임, 정 및 부의 1차 비임 사이에서 서로에 대해 오버랩을 발생시킨다. 도12, 도14, 도15 및 도17에서, 오버랩 영역은 반사된 광 비임의 중심에서 돌출 강도에 의해 표시된다.
도14 및 도15에서 명백히 도시된 바와 같이, 초점 형성된 상태(초점 분산되지 않은 상태)는 스폿이 랜드 또는 홈 중 어느 곳 상에 위치되더라도 반사된 광 비임의 강도 분포를 변화시키지 않는다. 이것은 가산 신호가 랜드-홈 기록 시스템에 대한 트랙 인식 신호로 사용될 수 없기 때문이다. 반대로, 도12, 도13, 도16 및 도17에 도시된 바와 같이, 초점 분산된 상태는 스폿이 랜드 또는 홈 중 어느 곳 상에 위치되는가에 따라 반사된 광 비임의 강도 분포차를 발생시킨다. 또한, 초점 분산 방향은 강도 분포에서의 변화 극성을 역전시킨다.
출원인은 수차법이 초점 에러 신호를 검출하기 위해 사용될 때 일본 특허 출원 공개 평11-277544호에서 다음과 같은 것들을 제안하였다. 즉, 다단 렌즈(15)는반사된 광 비임이 도25에 도시된 바와 같이 기록 트랙으로 인해 회절 패턴 방향에 대해 45도의 수차를 받는 것을 허용한다. 도25에 도시된 바와 같이, 광 검출 소자(16)의 수광부는 수차가 발생하기 때문에 형성된 두 개의 초점 라인의 대략 중간에 배열된다. 수광 소자(9)의 수광부 표면은 수차를 발생시키는 방향과 전술된 방향에 수직하고 수차를 제공하지 않는 방향의 대략 중간에 배열된다. 즉, 수광부 표면은 초점의 대략 중간에 다단 렌즈(15)의 원통형 표면의 모면에 평행한 방향으로 배열된다. 초점 형성될 때, 복귀 비임 스폿은 거의 원으로 되며 인입 범위의 양 단부에서 초점 라인이 된다. 1차 광 비임이 광 디스크 상에 초점 형성될 때, 반사된 광 비임 스폿은 수광 소자 상에서 거의 원으로 되며 초점 인입 범위의 양 단부에서 초점 라인이 된다. 결국, S-형상 초점 에러 곡선이 된다.
1차 광 비임이 광 디스크 상에 초점 형성될 때, 대물 렌즈 퓨필 상에는 반사된 광 비임의 회절 패턴이 마련되고 수광부 상에는 회절 패턴이 마련될 수 있다. 스폿에는 수광부에 도달하기 전에 비임이 초점 형성되도록 하는 방향을 따라 수광부 상에 역전된 패턴이 형성된다. 이 방향은 다단 렌즈의 원통형 표면에 대한 모면에 평행한 방향에 대해 수직한 방향이다.
따라서, 수광부가 도11에 도시된 바와 같은 구성으로 될 때, 복귀 광 비임은 도24에 도시된 바와 같이 분열되어서 초점 분산 2차 스폿으로부터 수광될 수 있다. 이 경우, 전술된 트랙 인식 신호(CTS)에 대한 연산식에 따르는 트랙 인식 신호를 얻을 수 있다. 이 때, 도22 및 도23에 도시된 바와 같이 랜드와 홈 상의 강도 분포 변화로 인한 각각의 수광부로부터의 출력 변화를 이용하는 것이 필수적이다.
도22 및 도23은 초점 분산 2차 스폿으로부터의 복귀 광 비임의 강도 분포 변화를 개략적으로 도시하고 있다. 도22에서, 중심부에서의 강도는 증가한다. 도23에서, 주연부에서의 강도는 증가한다. 도22 및 도23의 상태 사이에서 강도가 변동하고 있다고 해석할 수 있다.
이런 강도 분포 변화를 신호로서 검출하기 위해, 수광부는 도11에 도시된 바와 같은 복수개의 수광 소자를 포함한다. 예컨대, 세 개의 수광 소자(x, y, z)는 도24에 도시된 바와 같이 평행하게 배열된다. 2차 스폿으로부터의 반사된 광 비임은 세 부분, 즉 중심부와 양쪽 주연 단부로 분열된다. 이들 수광 소자(x, y, z)로부터의 광 검출 출력이 x, y 및 z로 가정될 때, 다음의 연산식, (y) 또는 (x+z) 또는 (x+z)-y이 수행된다.
실질 수광 소자에서, 본 연산식은 전술된 연산식, {(e+f)-i} - {(g+h)-j}에 대응한다. 도26은 트랙 인식 신호가 검출될 때 스폿 내의 강도 분포 변화와, 이 때의 트랙 인식 신호의 변화를 도시하고 있다. 본 도면에 도시된 바와 같이, 주기 변화는 1/4 트랙 피치만큼의 위상 전이를 발생시킨다.
1차 스폿이 홈에 위치될 때 2차 스폿이 랜드에 위치되도록 광 디스크 상의 1차 스폿과 2차 스폿 사이의 위치 관계를 유지하는 것이 바람직하다. 트래킹 에러 신호를 확인하기 위한 연산식이 전술된 것과 다를 때, 양호하게는 1차 및 2차 스폿을 홈에 위치시킬 수 있다. 이 경우, 트랙 인식 신호의 극성은 역전된다.
광 디스크 상에서 1차 및 2차 스폿 사이의 전술된 위치 관계를 제공하기 위해 방정식, S ≒ Tp·n/2이 만족될 필요가 있다.
이 때, S는 광 디스크의 신호 기록 표면 상에 형성된 기록 트랙의 수직선 방향으로 1차 스폿까지의 거리에 대한 절대값이고 Tp는 트랙 피치이고 n은 정수이다.
특히 방정식, S ≒ +P/2, S ≒ -P/2을 만족하는 두 위치 상에 2차 스폿을 형성하는 것이 바람직하다.
2차 스폿은 1차 스폿에 대해 대칭으로 형성될 필요는 없다.
S ≒ +nP/2
S ≒ -mP/2
이 때, n 〉m, n〈 m 또는 n = m이다.
도26에 도시된 바와 같이, 트랙 인식 신호(CTS 신호)는 홈 사이의 거리를 일 주기라고 가정할 때 트래킹 에러 신호(TE)에 대해 1/4 주기만큼의 위상 전이를 발생시킨다. 도26에서 상태(A)와 상태(C)는 트랙 인식 신호를 최소화한다. 이들 상태에서, 하나의 2차 스폿으로부터의 반사된 광 비임은 도27 및 도29에 도시된 바와 같이 중심부에서 높은 광 강도를 발생시킨다. 또한, 다른 2차 스폿으로부터의 반사 광 비임은 주연부에서 높은 광 강도를 발생시킨다. 반대로, 도26에서의 상태(B)는 트랙 인식 신호를 최대화한다. 이 상태에서, 하나의 2차 스폿으로부터의 반사 광 비임은 도28에 도시된 바와 같이 주연부에서 높은 광 강도를 발생시킨다. 또한, 다른 2차 스폿으로부터의 반사 광 비임은 중심부에서 높은 광 강도를 발생시킨다.
본 트랙 인식 신호(CTS 신호)는 다음 연산식을 이용해서 발견될 수 있다. 복수개의 발광점을 갖는 광원을 이용할 때, 예컨대, 필요한 발광점의 수를 저감시키기 위해 어느 하나의 2차 스폿만을 사용함으로써 다음의 연산식, CTS = (-i), CTS = (e+f), CTS = (e+f)-i 중 어느 하나를 이용할 수 있다.
그러나, 이들 연산식에 따르면, 트랙 인식 신호는 직류에 유사한 오프셋(DC 오프셋)을 발생시킨다. 또한, 약간의 초점 분산은 랜드와 홈으로 인한 강도 변화를 위한 콘트라스트를 감소시켜서, 트랙 인식 신호에 대한 진폭을 감소시킨다. 이들 문제점을 해결하기 위해, 제1 및 제2 2차 스폿 모두를 사용함으로써 다음의 연산식, CTS = (-i) - (-j), CTS = (e+f) - (g+f), CTS = {(e+f)-i} - Kㆍ{(g+h)-j} 중 임의의 하나에 따르는 안정적인 트랙 인식 신호를 발견할 수 있다.
본 방정식에서 값 K는 홈 깊이 또는 작은 위치적 편이 또는 홀로그램 패턴에 의해 형성된 가상 발광점에서의 광 용량차로 인한 효과를 방지하기 위해 사용된다.
전술된 바와 같은 트랙 인식 신호를 발생시킴으로써, 랜드와 홈에 대해 거의 동일한 폭을 갖는 광 디스크를 사용하는 랜드-홈 기록 시스템을 수행하기 위한 다양한 종래의 트래킹 제어 방법을 사용할 수 있다. 종래의 트래킹 제어 방법은 랜드 기록 시스템 또는 홈 기록 시스템에 적용되는 것들을 포함한다.
트랙 인식 신호가 전술된 바와 같이 얻어질 때, 종래의 트래킹 제어를 위한 CPI 신호로서 이런 신호의 사용은 트래킹 서보 인입 작업과 트랙 횡단 및 방향의 계수(횡단 계수)를 수행한다. CPI 신호는 트래킹 에러 신호에 대해 1/4 트랙 주기만큼의 위상차를 갖는다. 종래에, CPI 신호는 랜드 또는 홈 기록 시스템에서 트래킹 서보 인입 작업과 트랙 횡단의 계수를 위해 사용된다.
이하에서는 본 발명에 따른 광 디스크 장치와 일본 특허 출원 공개 공보평11-45451에 설명된 광 디스크 장치를 비교하기로 한다. 이하의 설명은 트래킹 에러 신호와 트랙 인식 신호의 진폭 변동을 비교한 결과이다. 하나의 조건은 광 픽업 장치의 이동 방향이 광 디스크의 방사 방향으로부터 편이한다는 것이다. 다른 조건은 광 디스크가 큰 편심을 발생시킨다는 것이다.
도31은 광 픽업 장치의 이동 방향이 광 디스크의 방사 방향으로부터 편이하는 경우에 대해 도시하고 있다. 본 도면에 도시된 바와 같이, 광 디스크(101)의 내주연 및 외주연은 기록 트랙(T)과 2차 스폿, 즉 트랙 위상 사이의 관계를 변화시킨다. 도31은 또한 광 디스크가 큰 편심을 발생시키는 경우에 대해 도시하고 있다. 이 경우에도, 광 디스크(101)의 순환은 기록 트랙(T)과 2차 스폿(트랙 위상) 사이의 관계를 변화시킨다. 도27의 다이어그램은 변화를 용이하게 이해하기 위해 조금은 과장되게 도시하고 있다.
이들 현상은 광 디스크 장치의 제조 중에 용이하게 발생하며 시스템에 영향을 준다. 트랙 위상 편이로 인한 트래킹 에러 신호와 트랙 인식 신호의 변화를 시험함으로써 시스템이 영향을 받는 정도를 검출할 수 있다.
DVR 디스크가 재생될 때, 광 디스크 장치 모두는 1차 스폿과 2차 스폿 사이에서 동일 간격으로 내주연 및 외주연을 따르는 트래킹 에러 신호 및 트랙 인식 신호의 진폭 변동을 발생시킨다. 도32의 그래프는 광 디스크의 방사 방향과 광 픽업 장치의 이동 방향 사이에서 도30의 편이량(L)에 의존해서 이런 진폭 변동이 악화되는 정도를 보여주고 있다.
도32는 본 발명에 따른 광 디스크가 종래 기술보다 편이에 대해 대략 다섯배 적게 민감하다는 것을 명백하게 하고 있다. 일본 특허 출원 공개 공보 평11-45451호에 설명된 광 디스크 장치는 1차 및 2차 스폿 사이에서 1/4 트랙 피치 편이가 있다는 것을 특징으로 한다. 본 상태가 변화되지 않은 상태에서, 트래킹 에러 신호는 큰 진폭 변동을 발생시킨다. 결국, 비교는 트래킹 에러 신호와 트랙 인식 신호에서의 진폭 변동을 조화시키기 위한 3/8-트랙 피치 편이에 기초하고 있다. 또한, 큰 편심의 경우, 유사 조건 하에서 양쪽 광 디스크 장치 상의 트래킹 에러 신호와 트랙 인식 신호의 변화를 측정하기 위해 오실로스코프가 사용된다. 도34 및 도35는 실제 측정의 비교 결과를 도시하고 있다. 이들 도면에서, 가로축은 시간에 대응하며 세로축은 진폭에 대응한다. 본 발명에 따른 광 디스크 장치는 작은 진폭 변동을 발생시킨다.
이하에서는 2차 스폿에 적용된 초점 분산량에 대해 설명하기로 한다. 새로운 디스크 포맷(disk format)과의 호환성을 위해, 시스템 마진(margin)이 고려될 때 다른 포맷에 의존하는 적절한 초점 분산량을 설정하는 것은 중요하다. 본 발명에 따르는 트랙 인식 신호 검출 방법에서, 예컨대 트랙 인식 신호 진폭은 도33에 도시된 바와 같은 2차 스폿에 대한 초점 분산량과 함께 변동한다.
광 디스크가 배열된 2차 스폿 방향으로 경사질 때, 본 발명에 따른 트랙 인식 신호 검출 방법은 2차 스폿에 대한 초점 분산량을 변동시켜서, 트랙 인식 신호 진폭을 동요시킨다. 다른 외부 교란을 포함해서, 트랙 인식 신호 진폭이 최대가 될 수 있도록 2차 스폿에 적용된 초점 분산량을 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 트랙 인식 신호를 최대화할 수 있는 양을 기초한 적절한 2차 스폿으로 가해진 초점분산량을 설정하는 것이 바람직하다.
이하에서는 트랙 인식 신호 진폭을 제공해야만 하는 초점 분산량을 발견하기 위한 관계식의 유도에 대해 설명하기로 한다.
스폿 내의 강도 분포는 퓨필이 랜드-홈 구조에 의해 회절된 비임 사이에서, 특히 0차 비임과 정 및 부의 1차 비임 사이에서 파면 상에서의 위상 관계에 따르는 정도에 의존한다. 즉, 퓨필 상에서의 초점 분산 회절 패턴의 변동은 대물 렌즈의 개구수(NA)와 파장 λ에 독립적이다. 파면을 나타낼 수 있는 프린지-제나이크(Fringe-Zernike) 다항식은 Z4항으로 지칭되는 초점 분산항을 제공한다. Z4항이 사용될 때, 초대 트랙 인식 신호 진폭을 제공하는 초점 분산량은 개구수(NA)와 파장 λ에 독립적인 값이 된다.
아래의 수학식1에 나타난 바와 같이, 초점 분산항(Z4항)에 대한 값은 개구수(NA)와 파장 λ(㎛)를 사용해서 초점 분산량 Def(㎛)으로 전환된다.
Def(㎛) = λ(㎛)/{1-cos(sin-1NA)}
최대 트랙 인식 신호를 제공하는 초점 분산량을 표현하는 Def0(㎛) 값은 다음과 같이 고려될 수 있다.
Def0(㎛) ∝ λ(㎛)/{1-cos(sin-1NA)}
또한, Def0은 또한 광 디스크로부터의 반사 광 비임의 0차 비임과 정 및 부의 1차 비임 사이의 오버랩 상태에 따라 달라지는 것으로 고려된다.
트랙 피치 Tp는 랜드 사이의 폭이고, 파장 λ(㎛)와 개구수 NA의 다음 세 개지 조합과 관련해서 변화된다. 도38 내지 도40에 도시된 바와 같이, λ/(TpㆍNA)가 변동될 때 Def0의 변화를 확인하기 위한 시뮬레이션이 수행된다. 세 개의 조합으로 사용된 값들은 (λ, NA) = (0.405, 0.85), (λ, NA) = (0.66, 0.6) 및 (λ, NA) = (0.78, 0.45)이다. 이 때, 도36에 도시된 바와 같이, λ/(TpㆍNA)는 정 및 부의 1차 비임이 단위 원에 의해 표시된 퓨필 상에서 오프셋된 정도를 나타내는 양이다.
도38 내지 도40에서, 가로축은 (1-λ/(TpㆍNA))을 나타내며 세로축은 Def0(㎛)을 나타낸다. 설명을 간단하게 하기 위해, 그래프는 Def0이 (1-λ/(TpㆍNA))에 대해 1±0.4의 범위 내에서 선형으로 변동하는 것을 가정한 선형 근사 방정식을 나타낸다. 즉, 도38은 수학식3을 나타낸다. 도39는 수학식4를 나타내며, 도40은 수학식5를 나타낸다.
Y = 0.1669X + 0.3599
Y = 0.5524X + 1.388
Y = 1.3098X + 3.0489
이들 결과는 X의 0차 항과 X의 1차항의 비를 알아내기 위해 사용된다. 도41의 그래프는 가로축을 따르는 X의 1차항과 세로축을 따르는 X의 0차항에 대한 값을 도시하고 있다. 따라서, 도38 내지 도40의 그래프는 아래의 수학식6으로 일반화된다.
Y = K1ㆍ(X + 2.35)(K1은 계수)
전술된 바와 같이, 다음의 수학식7이 성립한다.
K1 = K2·λ/{1-cos(sin-1NA)}
이것으로 아래의 수학식8이 성립한다.
Def0 = K2·λ/{1-cos(sin-1NA)}[{1-(λ/(TpㆍNA)}+2.35]
도42의 그래프를 나타내기 위해, 세로축은 전술된 바와 같이 도38 내지 도40에서 지시된 조건을 포함하는 시뮬레이션과 현재 개발 중인 보고된 다른 포맷에 의해 밝혀진 Def0값이다. 가로축은 λ/{1-cos(sin-1NA)}[1-(λ/(TpㆍNA))+2.35]를 나타낸다. 그래프의 기울기는 K2 = 0.178을 유도한다.
결국, 시뮬레이션의 결과를 기초로 트랙 인식 신호에 대해 최대값으로 될 초점 분산량을 나타내는 Def가 파장 λ(㎛), 트랙 피치 Tp(㎛) 및 개구수 NA에 대해 다음의 수학식9에 의해 정의된다.
Def0 = 0.178λ/{1-cos(sin-1NA)}[1-(λ/(TpㆍNA))+2.35]
실질 초점 분산량을 설정할 때, 그 양을 Def0의 대략 0.7 내지 1.7배의 범위 내에서 정밀하게 조절하는 것이 바람직하다. 이 때, 경사로 인한 초점 분산량의 변동과, 2차 스폿 초점 분산으로 인한 트래킹 에러 신호의 진폭 변동 등의 효과를 고려하는 것이 필요하다.
이런 범위 내에서는, 도33에 도시된 바와 같이, 최대 진폭에 대해 초점 분산량의 60 % 이상만큼의 트랙 인식 신호 진폭을 보장할 수 있음으로서, 어떠한 특별한 문제점도 발생시키지 않는다.
도33에서, 초점 분산량 Def0은 트랙 인식 신호에 대한 최대 진폭(세로축 상의 CTS 진폭)에 대응한다. 이 경우, Def0은 대략 0.37 ㎛이다. 도33에 적용된 조건은 (λ, NA, Tp) = (0.4(㎛), 0.85, 0.6(㎛))이다. (λ, NA, Tp)에 대해 다른 값들이 사용될 때에도, CTS 진폭과 Def0를 기초한 초점 분산량 사이에는 도33의 관계와 유사한 관계가 마련된다.
도4에서, 세로축은 초점 분산량 Def0에 대해 1로 표준화된다. 도4는 도33에 대한 조건과 동일한 조건 하에서 보다 넓은 초점 분산 범위에 대해 트랙 인식 신호의 진폭과 초점량 사이의 관계를 나타낸다. 진폭이 트랙 인식 신호 진폭의 60 % 이상이어야 할 때, 진폭은 대략적으로 0.4Def0 내지 1.7Def0의 범위에 있다.
전술된 바와 같이, 최적 초점량을 0.4Def0 내지 1.7Def0의 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 이것은 넓은 RD 마진, 충분한 경사 마진 등을 특징으로 하는트랙 인식 신호를 제공할 수 있다. 또한, CTS 진폭에 대한 전술된 복귀 스폿에 대한 분열 위치의 효과를 고려한 초점 분산량의 상부 한계에 대해 큰 마진을 보장할 필요가 있을 수 있다. 이를 위해서, 초점 분산량을 0.4Def0 내지 1.5Def0의 범위 내로 설정하는 것 또한 최적이다. 시스템이 높은 정밀성을 제공하고 작은 마진 상에서 충분히 작동할 때, 트랙 인식 신호 진폭은 최대 진폭을 발생시키는 초점 분산량에 대해 30 % 이상으로 될 수 있다. 초점 분산량은 0.2Def0 내지 2.0Def0의 범위이다.
2차 스폿으로부터의 복귀 비임 스폿은 수광면 사이의 경계에 의해 분열된다. 전술된 시뮬레이션에서, 본 경계는 분열 위치가 되며 도37에 도시된 바와 같이 0차 비임과 정 또는 부의 1차 비임 사이의 오버랩의 중심에 대략적으로 설정된다. 분열 위치(경계 위치)를 변화시키게 되면 최대 CTS 진폭을 발생시키는 초점 분산값을 조금 변동시킨다.
복귀 비임 스폿에 대한 분열 위치(수광면 사이의 경계 위치)가 복귀 비임 스폿 반경을 기준해서 ±27.5 % 및 ±42.5 %로 설정될 때, 도43은 최대 CTS 진폭을 발생시키는 초점 분산값의 변동을 도시한다. 이 경우, 조건은, 예컨대 (λ, NA, Tp) = (0.66(㎛), 0.6, 1.23(㎛))이다. 본 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 스폿 분열 위치의 변화는 최대 CTS 진폭을 발생시키는 초점 분산값을 대략 0.8배 아래로 감소시킬 수 있다.
랜드-홈 기록이 거의 동일한 랜드 및 홈 폭을 갖는 랜드-홈 기록 매체를 사용해서 수행될 때에도, 본 발명에 따른 광 픽업 장치, 광 디스크 장치 및 트랙 인식 신호 검출 방법은 단순한 구성을 기초로 한 뛰어난 트랙 인식 신호를 제공할 수 있다. 또한, 종래의 트래킹 제어 방법을 사용할 수 있다. 트래킹 제어 방법의 일 예로서, CPI 신호는 단지 본 발명의 트랙 인식 신호에 의해 교체될 필요만이 있다. 결국, 트래킹 서보 인입 작업과 트랙 횡단 및 방향의 계수(횡단 계수)를 수행할 수 있다.
전술된 설명은 광학 부품들과 소자들이 개별적으로 배열된 경우에 대해 설명하고 있다. 본 발명에 따른 광 픽업 장치 및 광 디스크 장치는 여기에 제한된다. 각각의 광 부품과 소자는 집적 형성될 수 있다. 전술된 설명에서도, 수차법이 초점 에러 신호를 수신하기 위해 사용된다. 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 소위 스폿 크기 방법, 나이프 에지(knife edge) 방법 등에서도 효과적이다.
트랙 주기가 0차 비임, 정 및 부의 1차 비임이 서로 완전히 오버랩되도록 할 때, 초점 분산된 스폿에서의 큰 강도 분포 및 진폭을 특징으로 하는 트랙 인식 신호를 발생할 수 있다. 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 0차 비임, 정 및 부의 1차 비임이 서로 완전히 오버랩되지 않을 때에도, 유사한 작업에 의해 트랙 인식 신호를 발생시킬 수 있다.

Claims (43)

  1. 광 비임을 조사하는 적어도 하나의 발광점을 갖는 광원과,
    광 기록 매체의 신호 기록 표면 상에 상기 광 비임을 조사하는 대물 렌즈와,
    상기 광 기록 매체의 신호 기록 표면으로부터의 반사된 광 비임을 수광하기 위한 광 검출 수단을 포함하는 광 픽업 장치로서,
    상기 광원으로부터 조사된 광 비임은 상기 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상에 정보 신호를 기록 및/또는 재생하기 위한 1차 스폿을 형성하는 1차 광 비임과, 상기 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상의 상기 1차 스폿으로부터 떨어진 위치에 2차 스폿을 형성하는 2차 광 비임을 포함하고,
    상기 광원에 대한 발광 파장은 λ이고 상기 광 기록 매체의 트랙 피치는 Tp이고 상기 대물 렌즈의 개구수는 NA이고 Def0 = [0.178λ/{1-cos(sin-1NA)}]ㆍ[{1-(λ/(TpㆍNA))}+2.35]라고 가정할 때,
    상기 2차 광 비임은 대물 렌즈로부터 비임-집속점까지의 거리에 있어 1차 광 비임과 상이하며 그 거리차 Def는 0.4×Def0 ≤Def ≤1.7×Def0의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  2. 제1항에 있어서, S가 상기 신호 기록 표면 상에 형성된 기록 트랙의 수직선 방향으로 상기 1차 스폿까지의 거리에 대한 절대값이고 Tp가 트랙 피치이고 n이 정수라고 가정할 때, 상기 2차 스폿은 S ≒ Tpㆍn/2를 만족하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광원은 1차 광 비임을 발생시키기 위한 1차 발광점과 상기 대물 렌즈로부터 비임-집속점까지의 거리에 있어 상기 1차 광 비임과 다른 상기 2차 광 비임을 발생시키기 위한 2차 발광점을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 광원은 상기 1차 스폿이 제1 2차 스폿을 형성하기 위한 제1 2차 광 비임을 발생시키기 위해 상기 신호 기록 표면 상에 초점 형성될 때 상기 신호 기록 표면을 통과하기 전에 초점 형성된 제1 2차 발광점과, 상기 1차 스폿이 제2 2차 스폿을 형성하기 위한 제2 2차 광 비임을 발생시키기 위해 상기 신호 기록 표면 상에 초점 형성될 때 상기 신호 기록 표면을 통과한 후에 초점 형성된 제2 2차 발광점을 포함하는 상기 2차 발광점을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 광원은 상기 신호 기록 표면 상에서 상기 1차 스폿의 초점 형성 위치를 변화시키지 않고도 상기 신호 기록 표면 상의 기록 트랙과 상기 2차 스폿 사이의 위치 관계를 조절하기 위한 조절 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광원은 상기 1차 광 비임을 발생시키기 위한 발광점과 상기 발광점으로부터 발생된 상기 1차 광 비임으로부터 상기 2차 광 비임을 발생시키기 위한 2차 광 비임 발생 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 2차 광 비임 발생 수단은 상기 대물 렌즈로부터 비임-집속점까지의 거리가 상기 1차 광 비임과는 상이한 상기 2차 광 비임을 발생시키기 위한 상기 발광점으로부터 발생된 비임의 회절을 사용하는 광 회절 소자인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광 회절 소자는 입사광을 회절시키고 수렴하는 홀로그램 소자인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 홀로그램 소자는 편광 홀로그램 소자인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광 검출 수단은 상기 1차 스폿으로부터의 1차 반사 광 비임을 수광하기 위한 제1 1차 수광부와 상기 2차 스폿으로부터의 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 2차 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광 검출 수단은 제1 2차 스폿으로부터의 제1 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 제1 2차 수광부와 제2 2차 스폿으로부터의 제2 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 제2 2차 수광부를 포함하는 상기 2차 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 광 검출 수단의 제1 1차 수광부와는 다른 위치로 1차 반사 광 비임을 분파하기 위한 광 분파 소자를 더 포함하며,
    상기 광 검출 수단은 상기 1차 반사 광 비임으로부터 분파된 광 비임을 독립적으로 수광하기 위한 제2 1차 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 제1 수광부는 상기 1차 스폿으로부터의 반사된 광 비임의 중심부를 수광하기 위한 1차 광 비임 중심광 수광 소자와, 상기 제1 1차 수광부의 중심부를 거쳐 방사상 배열되고 상기 광 비임 중심광 수광 소자에 의해 수광된 중심부를 제외하고 1차 광 비임의 주연부를 수광하는 네 개의 1차 광 비임 주연광 수광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 2차 수광부는 상기 2차 스폿으로부터의 2차 반사 광 비임의 중심부를 수광하기 위한 2차 광 비임 중심광 수광 소자와, 상기 2차 광 비임 중심광 수광 소자의 양 측면에 인접해서 평행 배열된 두 개의 2차 광 비임 주연광 수광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  15. 랜드와 홈을 갖는 광 기록 매체 상에 정보 신호를 기록 및/또는 판독하고 랜드와 홈 중 어느 하나 또는 모두 상에 정보 신호를 기록할 수 있는 광 픽업 장치와,
    상기 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 기초한 상기 정보 신호를 기록 및/또는 판독하기 위해 위치를 제어하는 서보 회로를 포함하는 광 디스크 장치로서,
    상기 광 픽업 장치는 광 비임을 조사하기 위한 적어도 하나의 발광점을 갖는 광원과, 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상으로 상기 광 비임을 수렴하고 조사하기 위한 대물 렌즈와, 상기 광 기록 매체의 신호 기록 표면으로부터의 반사된 광 비임을 수광하기 위한 광 검출 수단을 포함하며,
    상기 광 픽업 장치에서, 상기 광원으로부터 조사된 광 비임은 상기 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상에 정보 신호를 기록 및/또는 재생하기 위한 1차 스폿을 형성하는 1차 광 비임과, 상기 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상의 상기 1차 스폿으로부터 떨어진 위치에 2차 스폿을 형성하는 2차 광 비임을 포함하며,
    상기 광원에 대한 발광 파장이 λ이고 상기 광 기록 매체의 트랙 피치가 Tp이고 상기 대물 렌즈의 개구수가 NA이고 Def0 = [0.178λ/{1-cos(sin-1NA)}]ㆍ[{1-(λ/(TpㆍNA))}+2.35]라고 가정할 때, 상기 2차 광 비임은 대물 렌즈로부터 비임-집속점까지의 거리에 있어 1차 광 비임과 상이하고 그 거리차(Def)는 0.4×Def0≤Def ≤1.7×Def0의 범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  16. 제15항에 있어서, S가 상기 신호 기록 표면 상에 형성된 기록 트랙의 수직선 방향으로 1차 스폿까지의 거리에 대한 절대값이고 Tp가 트랙 피치이고 n이 정수라고 가정할 때, 상기 2차 스폿은 S ≒ Tpㆍn/2를 만족하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 광 검출 수단은 상기 1차 스폿으로부터의 1차 반사 광 비임을 수광하기 위한 제1 1차 수광부와 상기 2차 스폿으로부터의 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 2차 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 광 픽업 장치는 상기 1차 광 비임이 상기 광 검출 수단의 상기 2차 수광부로부터의 검출 신호를 기초한 상기 광 기록 매체의 랜드 또는 홈 중 어느 곳을 조사하는지를 검출하기 위한 트랙 인식 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 광 검출 수단은 제1 2차 스폿으로부터의 제1 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 제1 2차 수광부와 제2 2차 스폿으로부터의 제2 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 제2 2차 수광부를 포함하는 상기 2차 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  20. 제17항에 있어서, 상기 광 픽업 장치는 상기 1차 광 비임이 상기 광 검출 수단의 상기 제1 2차 수광부로부터의 검출 신호를 기초한 상기 광 기록 매체의 랜드 또는 홈 중 어느 곳을 조사하는지를 검출하기 위한 트랙 인식 신호와, 상기 광 검출 수단의 제2 2차 수광부로부터 검출 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  21. 제17항에 있어서, 상기 제1 수광부는 상기 1차 스폿으로부터의 반사된 광 비임의 중심부를 수광하기 위한 1차 광 비임 중심광 수광 소자와, 상기 제1 1차 수광부의 중심부를 거쳐 방사상 배열되고 상기 광 비임 중심광 수광 소자에 의해 수광된 중심부를 제외하고 1차 광 비임의 주연부를 수광하는 네 개의 1차 광 비임 주연광 수광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  22. 제17항에 있어서, 상기 2차 수광부는 상기 2차 스폿으로부터의 2차 반사 광 비임의 중심부를 수광하기 위한 2차 광 비임 중심광 수광 소자와, 상기 2차 광 비임 중심광 수광 소자의 양 측면에 인접해서 평행 배열된 두 개의 2차 광 비임 주연광 수광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 광 픽업 장치는 상기 1차 광 비임이 상기 2차 수광부에 포함된 상기 두 개의 2차 광 비임 주연광 수광 소자 및/또는 상기 2차 광 비임중심광 수광 소자로부터 얻어진 검출 신호를 기초로 상기 광 기록 매체의 랜드 또는 홈 중 어느 곳을 조사하지를 검출하기 위한 트랙 인식 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 광 픽업 장치는 상기 1차 광 비임이 상기 2차 수광부에 포함된 상기 두 개의 2차 광 비임 주연광 수광 소자와 상기 2차 광 비임 중심광 수광 소자로부터 얻어진 검출 신호차를 기초로 상기 광 기록 매체의 랜드 또는 홈 중 어느 곳을 조사하는지를 검출하기 위한 트랙 인식 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  25. 제22항에 있어서, 상기 광 검출 수단은 제1 2차 스폿으로부터의 제1 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 제1 2차 수광부와 제2 2차 스폿으로부터의 제2 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 제2 2차 수광부를 포함하는 상기 2차 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 광 픽업 장치는 상기 1차 광 비임이 상기 제1 2차 수광부에 포함된 상기 두 개의 2차 광 비임 주연광 수광 소자 및/또는 상기 2차 광 비임 중심광 수광 소자로부터 얻어진 제1 검출 신호와 상기 제2 2차 수광부에 포함된 상기 두 개의 2차 광 비임 주연광 수광 소자 및/또는 상기 2차 광 비임 중심광 수광 소자로부터 얻어진 제2 검출 신호 사이의 차이를 기초한 신호를 기준해서 상기 광 기록 매체의 랜드 또는 홈 중 어느 곳을 조사하는지를 검출하기 위한 트랙 인식 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  27. 제25항에 있어서, 상기 광 픽업 장치는 상기 1차 광 비임이 상기 제1 2차 수광부에 포함된 상기 두 개의 2차 광 비임 주연광 수광 소자 및 상기 2차 광 비임 중심광 수광 소자로부터의 검출 신호차에 의해 얻어진 제1 차등 신호와 상기 제2 2차 수광부에 포함된 상기 두 개의 2차 광 비임 주연광 수광 소자 및 상기 2차 광 비임 중심광 수광 소자로부터 얻어진 검출 신호차를 기초한 제2 차등 신호 사이의 차이를 기초한 신호를 기준해서 상기 광 기록 매체의 랜드 또는 홈 중 어느 곳을 조사하는지를 검출하기 위한 트랙 인식 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  28. 랜드와 홈을 갖는 광 기록 매체 상에 정보 신호를 기록 및/또는 판독하고 랜드와 홈 중 어느 하나 또는 모두 상에 정보 신호를 기록할 수 있는 광 픽업 장치와,
    상기 광 픽업 장치로부터의 출력 신호를 기초해서 정보 신호를 기록 및/또는 판독하기 위해 위치를 제어하는 서보 회로를 포함하는 광 디스크 장치로서,
    상기 광 픽업 장치는 광 비임을 조사하기 위한 적어도 하나의 발광점을 갖는 광원과, 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상으로 상기 광 비임을 수렴하고 조사하기 위한 대물 렌즈와, 상기 광 기록 매체의 신호 기록 표면으로부터의 반사된 광 비임을 수광하기 위한 광 검출 수단을 포함하고,
    상기 광 픽업 장치에서, 상기 광원으로부터 조사된 광 비임은 상기 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상에 정보 신호를 기록 및/또는 재생하기 위한 1차 스폿을 형성하는 1차 광 비임과, 상기 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상에 상기 1차 스폿으로부터 떨어진 위치에 2차 스폿을 형성하는 2차 광 비임을 포함하고,
    상기 2차 광 비임은 대물 렌즈로부터 비임-집속점까지의 거리에 있어 1차 광 비임과 상이하고, 그 거리차는 상기 광원의 발광 파장과 상기 광 기록 매체의 트랙 피치와 상기 대물 렌즈의 개구수에 기초하고, 상기 광 검출 수단으로부터의 출력 신호로서 출력되고, 상기 1차 광 비임이 상기 광 기록 매체 상의 랜드나 홈 중 어느 곳을 조사하는지를 검출하기 위한 트랙 인식 신호의 진폭을 최대화하도록 설정된 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  29. 제28항에 있어서, S는 상기 신호 기록 표면 상에 형성된 기록 트랙의 수직선 방향으로 상기 1차 스폿까지의 거리에 대한 절대값이고 Tp는 트랙 피치이고 n은 정수라고 가정할 때, 상기 2차 스폿은 S ≒ Tpㆍn/2를 만족하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  30. 제28항에 있어서, 상기 광 검출 수단은 상기 1차 스폿으로부터의 1차 반사 광 비임을 수광하기 위한 1차 수광부와 상기 2차 스폿으로부터의 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 2차 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 광 픽업 장치는 상기 광 검출 수단의 상기 2차 수광부로부터의 검출 신호를 기초한 상기 트랙 인식 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  32. 제30항에 있어서, 상기 광 검출 수단은 제1 2차 스폿으로부터의 제1 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 제1 2차 수광부와 제2 2차 스폿으로부터의 제2 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 제2 2차 수광부를 포함하는 상기 2차 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  33. 제30항에 있어서, 상기 광 픽업 장치는 제1 2차 수광부로부터의 검출 신호와 상기 광 검출 수단의 제2 2차 수광부로부터의 검출 신호를 기초한 상기 트랙 인식 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  34. 제30항에 있어서, 상기 제1 수광부는 상기 1차 스폿으로부터의 반사된 광 비임의 중심부를 수광하기 위한 1차 광 비임 중심광 수광 소자와, 상기 제1 1차 수광부의 중심부를 거쳐 방사상 배열되고 상기 광 비임 중심광 수광 소자에 의해 수광된 중심부를 제외한 1차 광 비임의 주연부를 수광하는 네 개의 1차 광 비임 주연광 수광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  35. 제30항에 있어서, 상기 2차 수광부는 상기 2차 스폿으로부터의 2차 반사 광 비임의 중심부를 수광하기 위한 2차 광 비임 중심광 수광 소자와, 상기 2차 광 비임 중심광 수광 소자의 양 측면에 인접해서 평행 배열된 두 개의 2차 광 비임 주연광 수광 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  36. 제35항에 있어서, 상기 광 픽업 장치는 상기 2차 수광부에 포함된 상기 두 개의 2차 광 비임 주연광 수광 소자 및/또는 상기 2차 광 비임 중심광 수광 소자로부터 얻어진 검출 신호를 기초한 상기 트랙 인식 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  37. 제35항에 있어서, 상기 광 픽업 장치는 상기 2차 수광부에 포함된 상기 두 개의 2차 광 비임 주연광 수광 소자 및 상기 2차 광 비임 중심광 수광 소자로부터 얻어진 검출 신호차를 기초한 상기 트랙 인식 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  38. 제35항에 있어서, 상기 광 검출 수단은 제1 2차 스폿으로부터의 제1 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 제1 2차 수광부와 제2 2차 스폿으로부터의 제2 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 제2 2차 수광부를 포함하는 상기 2차 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  39. 제38항에 있어서, 상기 광 픽업 장치는 상기 제1 2차 수광부에 포함된 상기 두 개의 2차 광 비임 주연광 수광 소자 및/또는 상기 2차 광 비임 중심광 수광 소자로부터 얻어진 제1 검출 신호와 상기 제2 2차 수광부에 포함된 상기 두 개의 2차 광 비임 주연광 수광 소자 및/또는 상기 2차 광 비임 중심광 수광 소자로부터 얻어진 제2 검출 신호 사이의 차이를 기초한 상기 트랙 인식 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  40. 제38항에 있어서, 상기 광 픽업 장치는 상기 제1 2차 수광부에 포함된 상기 두 개의 2차 광 비임 주연광 수광 소자 및 상기 2차 광 비임 중심광 수광 소자와의 검출 신호차에 의해 얻어진 제1 차등 신호와 상기 제2 2차 수광부에 포함된 상기 두 개의 2차 광 비임 주연광 수광 소자 및 상기 2차 광 비임 중심광 수광 소자로부터 얻어진 검출 신호차를 기초한 제2 차등 신호 사이의 차이를 기초한 상기 트랙 인식 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 광 디스크 장치.
  41. 광 비임을 조사하기 위한 적어도 하나의 발광점을 갖는 광원과, 랜드와 홈을 갖고 랜드와 홈 중 어느 하나 또는 모두 상에 정보 신호를 기록할 수 있는 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상으로 상기 광 비임을 수렴하고 조사하기 위한 대물 렌즈와, 상기 광 기록 매체의 신호 기록 표면으로부터 반사된 광 비임을 수광하기 위한 광 검출 수단을 포함하는 단계와,
    상기 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상에 정보 신호를 기록 및/또는 재생하기 위한 1차 스폿을 형성하는 1차 광 비임과, 상기 광 기록 매체의 신호 기록 표면 상에 1차 스폿으로부터 떨어진 위치에 2차 스폿을 형성하는 2차 광 비임을 포함하는 상기 광원으로부터 조사된 광 비임을 제공하는 단계와,
    상기 광원에 대한 발광 파장이 λ이고 상기 광 기록 매체의 트랙 피치가 Tp이고 상기 대물 렌즈의 개구수가 NA이고 Def0 = [0.178λ/{1-cos(sin-1NA)}]ㆍ[{1-(λ/(TpㆍNA))}+2.35]라고 가정할 때, 상기 2차 광 비임은 대물 렌즈로부터 비임-집속점까지의 거리에서 상기 1차 광 비임과 상이하고 그 거리차 Def는 0.4×Def0 ≤Def ≤1.7×Def0의 범위를 만족하는 광 픽업 장치를 사용하는 단계와,
    상기 1차 광 비임이 상기 광 검출 수단으로부터의 출력 신호를 기초한 상기 광 기록 매체의 랜드 또는 홈 중 어느 곳을 조사하는가를 검출하기 위한 트랙 인식 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙 인식 신호 검출 방법.
  42. 제41항에 있어서, 상기 1차 스폿으로부터의 1차 반사 광 비임을 수광하기 위한 1차 수광부와 상기 2차 스폿으로부터의 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 2차 수광부를 포함하는 광 검출 수단을 제공하는 단계와,
    상기 광 검출 수단의 상기 2차 수광부로부터의 검출 신호를 기초한 상기 트랙 인식 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙 인식 신호 검출 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 광 검출 수단이 제1 2차 스폿으로부터의 제1 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 제1 2차 수광부 및 제2 2차 스폿으로부터의 제2 2차 반사 광 비임을 수광하기 위한 제2 2차 수광부를 포함하는 상기 2차 수광부를 포함하도록 하는 단계와,
    제1 2차 수광부로부터의 검출 신호와 상기 광 검출 수단의 제2 2차 수광부로부터의 검출 신호를 기초한 상기 트랙 인식 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랙 인식 신호 검출 방법.
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