KR20050042583A - 2파장 레이저 다이오드의 사용을 위한 광재생장치 - Google Patents

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홍정우
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Abstract

2파장 레이저 다이오드의 사용을 위한 광검출기가 마련된 광재생장치가 개시된다. 본 발명에 의하면, DVD용 레이저 빔 및 CD용 레이저 빔을 각각 검출하기 위해 16분할된 포토 다이오드를 구비함으로써 광픽업은 2파장 레이저 다이오드를 용이하게 적용할 수 있으며, 광디스크의 종류별로 상이한 방식으로 포커싱 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호를 검출함으로써 멀티 디스크의 재생이 가능하다.

Description

2파장 레이저 다이오드의 사용을 위한 광재생장치{Optical reproducing apparatus capable of using laser diode of two-wavelengths}
본 발명은 광재생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 2파장 레이저 다이오드로부터 조사되는 레이저 빔을 검출하여 전기적 신호로 변환한 후, 광디스크의 종류에 따라 기설정된 방식을 적용하여 포커싱 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호를 생성하는 광재생장치에 관한 것이다.
광재생장치는 광디스크에 기록된 데이터를 사용자가 인식가능한 신호로 재생하는 장치로서, 광디스크는 일반적으로 CD(Compact Disk)와 DVD(Digital Video Disk)로 구분되며, DVD는 DVD±R, DVD±RW, DVD-ROM, DVD-RAM 등 다양하게 구분된다. 따라서, 최근에 출시되는 광재생장치는 광디스크간의 호환성을 고려하여 데이터를 재생하는 기능을 제공하고 있다.
한편, 광재생장치는 광디스크의 표면에 레이저 빔을 조사하여 데이터를 독출하기 위하여 광픽업을 구비한다. 이를 위해, 광픽업은 레이저 빔을 조사하는 레이저 다이오드, 회절격자, 빔 스플리터, 광경로 형성을 위한 다수의 렌즈, 광신호 검출을 위한 포토센서 등 다수의 광학소자를 갖는다. 포토센서로부터 검출된 광신호는 포커스 서보 및 트랙킹 서보에 이용된다.
이러한 광픽업은 광신호를 검출하는 데 있어서, 광디스크의 종류 별로 상이한 검출방식을 제안하고 있다. 그러나, 광재생장치가 CD 및 DVD 호환 기능을 제공하는 경우, 광픽업은 DVD-RAM으로부터 포커스 서보 및 트랙킹 서보에 필요한 광신호를 정확히 검출하지 못 하는 경우가 발생한다. 이는, 종래의 광픽업은 DVD±R, DVD±RW, DVD-ROM의 기록포맷에 적합한 방식으로 포커스 서보 및 트랙킹 서보를 수행하기 때문이다.
또한, 광재생장치가 CD 및 DVD 호환 기능을 제공하는 경우, 광픽업은 CD 및 DVD에 따라 상이한 파장을 갖는 레이저 빔을 조사한다. 이를 위해, 광픽업은 CD용 레이저 다이오드 및 DVD용 레이저 다이오드를 별도로 구비하며, 이에 의해 CD 광학계 및 DVD 광학계를 별도로 구비한다. 이로써, 종래의 광픽업은 광학소자의 개수가 증가하며, 복잡한 광학계 구조를 갖게 된다.
따라서, 광재생장치가 CD 및 DVD 호환 기능을 제공하는 경우, 종래의 광픽업은 조립성의 어려움으로 인한 생산성 감소, 공정수율의 저하, 광학소자의 증가로 인한 제조비용 상승, DVD-RAM으로부터의 포커스 서보 및 트랙킹 서보를 위한 광신호의 부정확한 검출 등의 문제점을 갖는다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 2파장 레이저 다이오드로부터 조사되는 레이저 빔을 사용적합하게 검출함으로써 광픽업장치의 단순화, 소형화 및 저렴화를 추구할 수 있는 광재생장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 16분할 광검출기를 이용하여 2파장 레이저 다이오드를 용이하게 적용할 수 있는 것을 특징으로 한다.
여기서, 2파장 레이저 다이오드는 DVD용 레이저 빔 및 CD용 레이저 빔을 조사한다. 광검출기는 DVD 또는 CD로부터 반사되는 레이저 빔으로부터 포커싱 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호를 생성한다. 이를 위해, 광검출기는 DVD로부터 반사되는 레이저 빔을 검출하기 위해 12분할된 검출부 및 CD로부터 반사되는 레이저 빔을 검출하기 위해 4분할된 검출부로 분리된다.
광재생장치에 DVD-RAM이 장착된 경우, 광검출기는 차동비점수차방식에 의해 포커싱 에러 신호를 생성하며, 차동푸쉬풀방식에 의해 트랙킹 에러 신호를 생성한다. 또한, 광재생장치에 DVD±R/±RW/ROM 중 어느 하나가 장착된 경우, 광검출기는 비점수차 방식에 의해 포커싱 에러 신호를 산출하며, 위상차검출 방식에 의해 트랙킹 에러 신호를 산출한다. 또한, 광재생장치에 CD가 장착된 경우, 광검출기는 비점수차 방식에 의해 포커싱 에러 신호를 산출하며, 위상차 검출 방식에 의해 트랙킹 에러 신호를 산출한다. 이로써, 2파장 레이저 다이오드가 구비되어도 광픽업의 광학계 구조는 단순화될 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광재생장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광재생장치(10)는 광픽업(100), 신호생성부(200) 및 제어부(300)를 포함한다. 본 발명에 따른 광재생장치(10)는 광디스크(100a)에 기록된 데이터를 재생하는 기기로서, 도 1에는 본 발명과 관련된 블럭을 도시하며 그 외의 블럭의 도시는 생략한다.
광재생장치(10)의 예로는 CDP(Compact Disk Player), DVDP(Digital Video Disk Player), DVDR(Digital Video Disk Recorder) 등을 들 수 있다. 또한, 광디스크(100a)는 데이터가 기록되는 기록매체로서, DVD 계열(예를 들어, DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW, DVD-ROM, DVD-RAM) 및 CD 계열(예를 들어, CD-R, CD-RW, CD-ROM)로 구분되며, 이에 한정되지 않는다.
광픽업(100)은 광디스크(100a)에 기록된 데이터를 광학적으로 독출하여 전기적 신호로 변환한다. 이를 위해, 광픽업(100)은 2파장 레이저 다이오드(110), 회절격자(Grating)(120), 빔 스플리터(Beam Splitter)(130), 집광렌즈(140), 대물렌즈(Object Lens)(150) 및 광검출기(160)를 포함한다.
2파장 레이저 다이오드(Laser Diode, 이하 "LD"라 한다)(110)는 서로 다른 파장의 광을 조사하는 DVD(Digital video disc)용 광원(112) 및 CD(Compact Disc)용 광원(114)이 하나의 케이스(예를 들어, '캔')로 형성된 것을 말한다. 도 1에서 DVD용 광원(112)으로부터 조사되는 광의 경로는 일점쇄선, CD용 광원(114)으로부터 조사되는 광의 경로는 이점쇄선, 각 광의 중심광 경로는 점선으로 도시된다. DVD용 광원(112) 또는 CD용 광원(114)은 광디스크(100a)에 소정의 신호를 기록하거나 또는 기록된 신호를 독출하기 위해 사용되며, 서로 소정 간격(d) 이격되어 있다.
광재생장치(100)에 소정의 광디스크(100a)가 장착된 후, 장착된 광디스크(100a)의 종류가 판별되면 2파장 LD(110)는 판별된 종류에 대응되는 광을 조사한다. 예를 들어, 광재생장치(100)에 DVD 계열의 디스크가 장착되면 DVD용 광원(112)은 대략 650nm의 파장을 갖는 가시광선을 출사하며, CD 계열의 디스크가 장착되면 CD용 광원(114)은 대략 780nm의 적외선을 출사한다. 2파장 LD(110)는 후술할 제어부(300)의 제어에 의해 소정 광을 조사한다.
광분할기로 적용된 회절격자(120)는 2파장 LD(110)로부터 조사된 소정 파장의 레이저 빔을 적어도 3개의 빔(3-빔)으로 분할한다. 즉, 회절격자(120)를 투과한 소정 파장의 레이저빔은 격자 상에 형성된 회절 홈에 의해 직진하는 0차 빔 및 소정의 회절각으로 진행하는 ±1차 빔으로 분리된다. 여기서, 0차 빔은 분할된 광 중 중심광이며, +1차 빔은 제1주변광, -1차 빔은 제2주변광으로 적용된다. 또한, 회절격자(120)를 대신하여 홀로그램 소자를 구비할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 2파장 LD(110) 및 회절격자(120)는 도 2에 도시된 바와 같이 홀더(105) 내의 소정 위치에 본딩된다. 광픽업(100)의 생산 단계에서, 2파장 LD(110) 및 회절격자(120)가 본딩에 의해 조립되면, 홀더(105)가 광픽업(100)의 베이스 내에 구비되는 위치를 조정한다. 홀더(105)가 구비되는 위치는 회절격자(120)에 의해 분할되는 3-빔이 포커싱 인입되는 위치와 분할되는 3-빔의 위상을 고려하여 조정된다.
자세히 설명하면, 홀더(105)는 회절격자(120)에 의해 분할되는 3-빔이 광디스크(100a)의 종류에 따라 광디스크(100a)의 표면에 포커싱 인입되도록 하는 제1위치에 구비된다. 이 때, 제1위치는 홀더(105)를 광축진행방향으로 이동하여 광축 오프셋을 조정함으로써 결정된다.
또한, 홀더(105)는 분할되는 3-빔이 광디스크(100a)의 종류에 따라 소정의 위상차로 광검출기(160)에 입사되도록 하는 제2위치에 구비된다. 예를 들어, 홀더(105)는 광디스크(100a)가 DVD 계열인 경우 회절격자(120)에 의해 분할된 0차 빔, ±1차 빔이 각각 후술할 제1중심센서(162a), 제1 및 제2주변센서(162b, 162c)로 입사하도록 하며, 광디스크(100a)가 CD 계열인 경우 0차 빔이 CD 센서(164)로 입사하도록 하는 제2위치에 구비된다.
이는, DVD 계열 및 CD 계열의 트랙피치가 서로 다르므로, DVD 계열 및 CD 계열에 형성되는 소정 광 스팟(spot)의 위상조정이 어려우며, 이로써 CD의 경우 0차 빔만 고려하여 FE 신호 및 TE신호를 생성하기 위함이다. 즉, 광디스크(100a)의 트랙피치에 적합한 방식을 적용하여 FE 신호 및 TE 신호를 검출하기 위함이다. 이 때, 제2위치는 홀더(105)를 광축진행방향을 기준으로 소정 각도씩 회전하여 분할된 광의 위상을 조정함으로써 결정된다. 여기서, DVD 계열 중 DVD-RAM의 트랙피치는 대략 1.48㎛이며, 그 외 DVD 계열의 트랙피치는 대략 0.74㎛이며, CD의 트랙피치는 대략 1.6㎛이다.
다시 도 1을 참조하면, 빔 스플리터(130)는 회절격자(120)로부터 분리된 3-빔이 광디스크(100a)로 조사되도록 하며, 광디스크(100a)에서 반사된 3-빔이 후술할 광검출기(160)로 입사되도록 한다.
집광렌즈(140)는 일종의 콜리메이팅 렌즈(Collimator Lens)로서, 빔 스플리터(130)에 의해 소정 각도로 회절되는 레이저 빔을 평행광으로 변환출력한다.
대물렌즈(150)는 집광렌즈(140)로부터 출력된 레이저 빔이 광디스크(100a)에 집속되도록 한다. 그리고, 대물렌즈(150)는 액츄에이터(미도시)에 의해 포커싱 서보 및 트랙킹 서보를 수행한다.
광디스크(100a)의 표면에서 반사된 레이저 빔은 다시 대물렌즈(150), 집광렌즈(140) 및 빔 스플리터(130)를 거쳐 광검출기(160)의 소정 위치로 입사한다. 광검출기(160)는 광디스크(100a)에서 반사된 광을 검출하여 전기적인 신호로 변환하는 일종의 포토 다이오드 IC(Integrated Circuit)이다.
본 발명에 있어서, 광검출기(160)는 도 3에 도시된 바와 같은 형태를 갖는다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 광검출기(160)는 16분할 검출부로서, 제1검출부로 적용된 DVD 센서(162) 및 제2검출부로 적용된 CD용 센서(164)를 갖는다. DVD 센서(162) 및 CD 센서(164)는 각각의 중심에서 중심까지 소정 거리(d') 이격되어 있다. 소정 거리(d')는 DVD용 광원(112) 및 CD용 광원(114)의 간격(d), 빔 스플리터(130)의 두께/위치/각도 등 광학소자의 특성, 광디스크(100a)의 트랙피치, 3-빔의 위상 등을 고려하여 산출된 거리이다. 예를 들어, 소정 거리(d')는 빔 스플리터(130)의 두께에 비례한다.
DVD 센서(162)는 DVD 계열의 광디스크(100a)로부터 반사된 레이저 빔을 수광 및 검출한다. 보다 자세히는, 광디스크(100a)가 DVD-RAM인 경우 DVD 센서(162)는 차동비점수차(Differential Astigmatism Detection, 이하 "DAD"라 한다) 방식에 의한 제1FE 신호 및 차동푸쉬풀(Differential Push Pull, 이하 "DPP"라 한다) 방식에 의한 제1TE 신호의 검출이 가능하도록 형성되어 있다.
또한, 광디스크(100a)가 DVD±R, DVD±RW, DVD-ROM 중 하나인 경우, DVD 센서(162)는 비점수차(Astigmatism Detection) 방식에 의한 제2FE 신호 및 위상차검출(Differential Phase Detection, 이하 "DPD"라 한다) 방식에 의한 제2TE 신호의 검출이 가능하도록 형성되어 있다.
이를 위해, DVD 센서(162)는 4영역(A, B, C, D)으로 분할된 제1중심센서(162a), 4영역(E, F, G, H)으로 분할된 제1주변센서(162b) 및 4영역(I, J, K, L)으로 분할된 제2주변센서(162c)로 이루어진다. 회절격자(120)에 의해 분리된 3-빔들 중 0차 빔은 제1중심센서(162a)로, +1차 빔은 제1주변센서(162b)로, -1차 빔은 제2주변센서(162c)로 입사한다.
한편, CD 센서(164)는 CD 계열의 광디스크(100a)로부터 반사된 레이저 빔을 수광 및 검출하여 제3FE 신호 및 제3TE 신호를 생성한다. 보다 자세히는, 광디스크(100a)가 CD 계열인 경우, CD 센서(164)는 비점수차 방식에 의한 제3FE 신호 및 DPD 방식에 의한 제3TE 신호의 검출이 가능하도록 형성되어 있다. 이를 위해, CD 센서(164)는 4 영역(M, N, O, P)으로 분할되어 있다. 여기서, 회절격자(120)에 의해 분리된 3-빔들 중 0차 빔만이 CD 센서(164)로 입사한다.
상술한 바와 같이 광디스크(100a)의 종류에 따라 3-빔이 입사되는 광검출기(160)의 센서가 상이한 것은 홀더(105)의 위치 조정에 의해 가능하다.
이하에서는 설명의 편의상 분할된 각 영역으로부터 검출된 신호의 기호는 그 신호가 검출된 영역과 동일한 기호를 사용한다.
DVD 센서(162)로부터 검출된 신호(A 내지 L)는 제1FE 신호와 제1TE 신호, 또는 제2FE 신호와 제2TE 신호의 생성에 이용된다. 또한, CD 센서(164)로부터 검출된 신호(M 내지 P)는 제3FE 신호와 제3TE 신호의 생성에 이용된다.
신호생성부(200)는 광검출기(160)에 의해 변환된 전기적신호로부터 FE 신호 및 TE 신호를 생성하되, 광디스크(100a)의 종류에 따라 기설정된 방식을 적용하여 생성한다. 이는, 광디스크(100a)의 종류마다 그 기록포맷, 피트(pit)의 깊이, 트랙피치(Track Pitch) 등이 상이하기 때문이다. 예를 들어, DVD-RAM의 기록포맷은 광디스크의 랜드(land)와 그루브(groove) 영역 모두에 데이터를 기록하며, DVD±R, DVD±RW, DVD-ROM은 랜드 영역에 데이터를 기록한다.
도 4는 도 1에 도시된 광검출기에 연결된 신호생성부를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 신호생성부(200)는 제1생성부(210), 제2생성부(220), 제3생성부(230) 및 스위칭부(240)를 갖는다.
제1생성부(210)는 DVD 센서(162)에서 변환된 전기적신호에 DAD 방식을 적용하여 제1FE 신호를 산출하는 제1FE생성부(212) 및 DPP 방식을 적용하여 제1TE 신호를 산출하는 제1TE생성부(214)를 포함한다. 여기서, 광디스크(100a)가 DVD-RAM인 경우, 피트의 깊이가 그 외의 DVD(즉, DVD±R/±RW/-ROM)에 비해 깊으며, 트랙피치는 더 크므로 제1FE 신호 생성시 크로스토크(crosstalk)가 더 많이 발생한다. 따라서, 이를 방지하기 위해 제1FE신호는 광디스크(100a)에서 반사되는 0차 빔과 ±1차 빔의 위상을 180°로 반전시켜, 반전된 0차 빔과 ±1차 빔을 가산함으로써 크로스토크양을 제거할 수 있는 DAD 방식에 의해 생성한다.
제2생성부(220)는 DVD 센서(164)에서 변환된 전기적신호에 비점수차방식을 적용하여 제2FE 신호를 생성하는 제2FE생성부(222) 및 DPD 방식을 적용하여 제2TE 신호를 생성하는 제2TE생성부(224)를 갖는다. 여기서, 광디스크(100a)가 DVD±R/±RW/-ROM 중 하나인 경우, 광디스크(100a)에서 반사된 레이저 빔은 빔 스플리터(130)를 투과할 때 소정의 비점수차를 가지므로, 제2FE 신호는 비점수차 방식에 의해 생성된다.
제3생성부(230)는 CD 센서(162)에서 변환된 전기적신호에 비점수차방식을 적용하여 제3FE 신호를 생성하는 제3FE생성부(232) 및 DPD 방식을 적용하여 제3TE 신호를 생성하는 제3TE생성부(234)를 갖는다. 여기서, CD의 경우 DPD 방식에 의해 TE 신호를 생성하는 이유는 다음과 같다. 각 레이저 빔의 파장에 따라 회절격자(120)에 의한 회절각도가 다르고, DVD와 CD의 트랙 피치가 각각 0.74㎛, 1.6㎛로 서로 다르므로, 3-빔 방식을 사용하는 경우, 서로 다른 회절각도에 대응되는 레이저 빔의 위상조정이 난해하기 때문이다. 즉, 회절격자(120)에 의해 DVD와 CD에 맺히는 레이저 빔의 위상이 다름으로 인해 발생하는 위상조정의 난해함을 해소하기 위해, CD의 경우 DPD 방식에 의해 TE 신호를 생성한다.
스위칭부(240)는 제어부(300)의 제어에 의해 제1생성부(210) 및 제2생성부(220) 중 어느 하나를 스위칭한다.
제어부(300)는 광디스크(100a)의 종류에 따라 스위칭부(240)의 스위칭을 제어한다. 예를 들어, 광디스크(100a)가 DVD-RAM인 경우, 제어부(300)는 제1생성부(210)를 스위칭하여 제1FE 신호 및 제1TE 신호를 출력하도록 스위칭부(240)를 제어한다. 또한, 광디스크(100a)가 DVD±R, DVD±RW, DVD-ROM 중 하나인 경우 제어부(300)는 제2생성부(220)를 스위칭하여 제2FE 신호 및 제2TE 신호를 출력하도록 스위칭부(240)를 제어한다.
이하에서는 도 1에 도시된 광검출기(160) 및 신호생성부(200)의 연결관계를 고려하여 FE 신호 및 TE 신호 생성방법에 대하여 보다 자세히 설명한다.
도 5a는 광디스크가 DVD-RAM인 경우 제1FE신호의 검출방법을 설명하기 위해 DVD 센서 및 제1FE생성부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 제1FE생성부(212)는 DAD 방식에 의해 제1FE 신호를 생성한다. 생성된 제1FE 신호는 광디스크(100a)가 DVD-RAM인 경우, 광픽업(100)의 포커싱 서보에 사용된다.
이를 위해, 제1FE생성부(212)는 제1 및 제2가산기(212a, 212b), 제1감산기(212c), 제3 및 제4가산기(212d, 212e), 제2감산기(212f), 제5 및 제6가산기(212g, 212h), 제3감산기(212i), 제7가산기(212j), 증폭기(212k) 및 제8가산기(212l)를 포함한다.
제1가산기(212a)는 0차 빔의 각 신호(A, B, C, D) 중 A 및 C를 가산(A+C)하며, 제2가산기(212b)는 B 및 D를 가산(B+D)한다. 제1감산기(212c)는 (A+C)에서 (B+D)를 감산하여 메인 FE((A+C)-(B+D)) 신호를 생성한다.
제3가산기(212d)는 +1차 빔의 신호 중 E와 G를 가산(E+G)하며, 제4가산기(212e)는 F와 H를 가산(F+H)한다. 제2감산기(212f)는 (E+G)에서 (F+H)를 감산((E+G)-(F+H))한다.
제5가산기(212g)는 -1차 빔의 신호 중 I와 K를 가산(I+K)하며, 제6가산기(212h)는 J와 L을 가산(J+L)한다. 제3감산기(212i)는 (I+K)에서 (J+L)을 감산((I+K)-(J+L))한다.
제7가산기(212j)는 {(E+G)-(F+H)}와 {(I+K)-(J+L)}를 가산{(E+G)-(F+H)+(I+K)-(J+L)}한다.
증폭기(212k)는 제7가산기(212j)로부터 출력된 신호를 소정 배수(α) 증폭하여 서브 FE 신호(α{(E+G)-(F+H)+(I+K)-(J+L)})를 생성한다. 여기서, 'α'는 DPA 방식에 의해 최적의 제1FE신호가 검출되도록 서브 FE 신호에 가해지는 게인이다. 또한, α는 0차 빔과 ±1차 빔의 광량비에 대응되는 이득(Gain)값으로서, 소정의 룩업테이블(미도시) 형태로 설정되어 있다.
제8가산기(212l)는 메인 FE 신호와 서브 FE 신호를 가산하여 전체 FE 신호, 즉, 제1FE 신호를 생성한다. 이로써, DAD 방식에 의해 DVD-RAM의 제1FE 신호가 생성된다. 즉, 제1FE생성부(212)는 DAD 방식을 적용하여 0차 빔과 ±1차 빔의 위상을 180°로 반전시킴으로써, 반전된 0차 빔과 ±1차 빔으로부터 검출되는 메인 FE 신호와 서브 FE 신호의 합에 의하여 크로스토크 잔류량을 소거시킨다. 다시 말하면, DVD 센서(162)로 입사되는 0차 빔과 ±1차 빔의 위상차는 180°이므로, 제1FE산출부(212)로부터 생성되는 메인 FE 신호와 서브 FE 신호의 크로스토크 잔류량은 도 5b에 도시된 바와 같이 소거된다.
도 5c는 광디스크가 DVD-RAM인 경우 제1TE신호의 검출방법을 설명하기 위해 DVD 센서 및 제1TE생성부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 5c를 참조하면, 제1TE생성부(214)는 DPD 방식에 의해 제1TE 신호를 생성한다. 생성된 제1TE 신호는 광디스크(100a)가 DVD-RAM인 경우, 광픽업(100)의 트랙킹 서보에 사용된다.
이를 위해, 제1TE생성부(214)는 제1 및 제2가산기(214a, 214b), 제1감산기(214c), 제3 및 제4가산기(214d, 214e), 제2감산기(214f), 제5 및 제6가산기(214g, 214h), 제3감산기(214i), 제7가산기(214j), 증폭기(214k) 및 제4감산기(214l)를 포함한다.
제1가산기(214a)는 0차 빔의 신호 중 B 및 C를 가산(B+C)하며, 제2가산기(214b)는 A 및 D를 가산(A+D)한다. 제1감산기(214c)는 (A+D)에서 (B+C)를 감산((A+D)-(B+C))한다.
제3가산기(214d)는 +1차 빔의 신호 중 F와 G를 가산(F+G)하며, 제4가산기(214e)는 E와 H를 가산(E+H)한다. 제2감산기(214f)는 (E+H)에서 (F+G)를 감산((E+H)-(F+G))한다.
제5가산기(214g)는 -1차 빔의 신호 중 J와 K를 가산(J+K)하며, 제6가산기(214h)는 I와 L을 가산(I+L)한다. 제3감산기(214i)는 (I+L)에서 (J+K)을 감산((I+L)-(J+K))한다.
제7가산기(214j)는 {(E+H)-(F+G)}와 {(I+L)-(J+K)}를 가산({(E+H)-(F+G)}+{(I+L)-(J+K)})한다. 이는 {(E+G)-(F+H)}와 {(I+K)-(J+L)}의 위상차가 동일하기 때문이다.
증폭기(214k)는 제7가산기(214j)로부터 출력된 신호를 소정 배수(β) 증폭하여 β[{(E+H)-(F+G)}+{(I+L)-(J+K)}]를 생성한다. 여기서, 'β'는 DPD 방식에 의해 최적의 제1TE신호가 검출되도록 가해지는 게인이다.
제4감산기(214l)는 제1감산기(214c)와 증폭기(214k)로부터 출력되는 신호를 감산하여 제1TE 신호인 '{(A+D)-(B+C)}-β[{(E+H)-(F+G)}+{(I+L)-(J+K)}]'를 생성한다. 이로써, DPD 방식에 의해 DVD-RAM의 제1TE 신호가 생성되며, 이로써, 대물렌즈(150) 이동시 발생하는 DC 오프셋의 양을 최소화할 수 있다.
도 6a는 도 1의 광디스크가 DVD±R, DVD±RW, DVD-ROM 중 하나인 경우 제2FE 신호의 검출방법을 설명하기 위해 DVD 센서 및 제2FE생성부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 6a를 참조하면, 제2FE생성부(222)는 비점수차 방식에 의해 제2FE 신호를 생성한다. 생성된 제2FE 신호는 광픽업(100)의 포커싱 서보에 사용된다. 이를 위해, 제2FE생성부(222)는 제1 및 제2가산기(222a, 222b) 및 제1감산기(222c)를 포함한다.
제1가산기(222a)는 0차 빔의 각 신호 중 A 및 C를 가산(A+C)하며, 제2가산기(222b)는 B 및 D를 가산(B+D)한다. 제1감산기(222c)는 (A+C)에서 (B+D)를 감산하여 제2FE 신호((A+C)-(B+D))를 생성한다.
도 6b는 도 1의 광디스크가 DVD±R, DVD±RW, DVD-ROM 중 하나인 경우 제2TE 신호의 검출방법을 설명하기 위해 DVD 센서 및 제2TE생성부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 6b를 참조하면, 제2TE생성부(224)는 DPD 방식에 의해 제2TE 신호를 생성한다. 생성된 제2TE 신호는 광픽업(100)의 트랙킹 서보에 사용된다. 이를 위해, 제2TE생성부(224)는 제1 및 제2가산기(224a, 224b) 및 제1감산기(224c)를 포함한다.
제1가산기(224a)는 0차 빔의 각 신호 중 B 및 C를 가산(B+C)하며, 제2가산기(224b)는 A 및 D를 가산(A+D)한다. 제1감산기(224c)는 (A+D)에서 (B+C)를 감산하여 제2TE 신호((A+D)-(B+C))를 생성한다.
도 7a는 도 1의 광디스크가 CD인 경우 제3FE 신호 및 제3TE 신호의 검출방법을 설명하기 위해 CD 센서 및 제3FE생성부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 7a를 참조하면, 제3FE생성부(232)는 비점수차 방식에 의해 제3FE 신호를 생성한다. 생성된 제3FE 신호는 광픽업(100)의 포커싱 서보에 사용된다. 이를 위해, 제3FE생성부(232)는 제1 및 제2가산기(232a, 232b) 및 제1감산기(232c)를 포함한다.
제1가산기(232a)는 CD 센서(164)로부터 검출되는 0차 빔의 각 신호 중 M 및 O를 가산(M+O)하며, 제2가산기(232b)는 N 및 P를 가산(N+P)한다. 제1감산기(232c)는 (M+O)에서 (N+P)를 감산하여 제3FE 신호((M+O)-(N+P))를 생성한다.
도 7b는 도 1의 광디스크가 CD인 경우 제3TE 신호의 검출방법을 설명하기 위해 CD 센서 및 제3TE생성부의 회로도를 도시한 도면이다.
도 7b를 참조하면, 제3TE생성부(232)는 DPD 방식에 의해 제3TE 신호를 생성한다. 생성된 제3TE 신호는 광픽업(100)의 트랙킹 서보에 사용된다. 이를 위해, 제3TE생성부(234)는 제1 및 제2가산기(234a, 234b) 및 제1감산기(234c)를 포함한다.
제1가산기(234a)는 CD 센서(164)로부터 검출되는 0차 빔의 각 신호 중 N 및 O를 가산(N+O)하며, 제2가산기(234b)는 M 및 P를 가산(M+P)한다. 제1감산기(234c)는 (M+P)에서 (N+O)를 감산하여 제3TE 신호((M+P)-(N+O))를 생성한다.
상술한 광디스크(100a)의 종류에 따른 FE 신호 및 TE 신호의 생성방식을 간략히 정리하면 [표 1]과 같다.
광디스크 종류 FE 신호 TE 신호
방 식 신 호 방 식 신 호
DVD-RAM DAD {(A+C)-(B+D)}+α[{(E+G)-(F+H)}+{(I+K)-(L+J)}] DPP {(A+D)-(B+C)}-β[{(E+H)-(F+G)}+{(I+L)-(J+K)}]
DVD±R/±RW/ROM 비점수차 (A+C)-(B+D) DPD (A+D)-(B+C)
CD 비점수차 (M+O)-(N+P) DPD (M+P)-(N+O)
[표 1]을 참조하면, 2파장 레이저 LD(110)를 사용하는 경우, 광디스크(100a)에 기록된 데이터를 재생시, FE 신호 및 TE 신호의 연산은 광디스크(100a)의 종류별로 설정된 방식에 의해 산출된다. 또한, 광디스크(100a)가 DVD 계열인 경우 생성되는 RF 신호는 (A+B+C+D)이며, CD 계열인 경우 생성되는 RF 신호는 (M+M+O+P)이다.
한편, 제3산출부(168)에서 산출되는 제3TE 신호는 DPD 방식 뿐만 아니라, 3-빔 방식에 의해서도 산출가능하다. 3-빔 방식은, DVD와 CD의 트랙 피치의 최소공배수 트랙에 3-빔이 결상되도록 회절각도를 조정함으로써 사용가능하다. 이는, DVD와 CD의 트랙 피치가 상이하기 때문이다.
또한, 광디스크(100a)의 종류에 이하에서는 도 1에 도시된 광검출기(160) 및 신호생성부(200)의 연결관계를 고려하여 FE 신호 및 TE 신호 생성방법에 대하여 보다 자세히 설명한다.
또한, 상술한 본 발명에 따른 광검출기(160)를 2파장 레이저 빔을 방출하는 광픽업(100)에 적용하면, 도 1에 도시된 바와 같이 단순한 광학계를 사용하여 광디스크(100a)의 종류별로 적합한 FE 신호 및 TE 신호를 검출할 수 있다.
지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광재생장치에 의하면, 광디스크의 종류에 따라 차동비점수차 방식 및 비점수차 방식 중 하나를 적용하여 포커싱 에러 신호를 생성하며, 차동푸쉬풀 방식 및 위상차검출 방식 중 하나를 적용하여 트랙킹 에러 신호를 생성한다. 이로써, 광디스크의 트랙피치 또는 피트의 깊이에 관계없이 최적은 트랙킹 서보 및 포커싱 서보를 구현할 수 있다. 특히, CD의 경우 위상차검출방식을 적용함으로써 생산공정에서 CD용 위상조정을 위한 조정공정이 생략되며, 위상 검증을 위한 설비도 불필요하게 되는 등 생산성 및 투자비를 최소화 할 수 있다.
또한, 광디스크간의 호환성 문제를 해결함으로써 DVD 계열 및 CD 계열 모두를 재생할 수 있는 멀티 재생용 픽업의 제작이 가능하다.
또한, 2파장 광원을 사용함으로써 부품을 감소화하며, 부품 감소에 따른 접착부위의 최소화로 인해 온도에 대한 신뢰성을 향상시킴으로써 광디스크의 종류 인식, 지터와 같은 재생특성 등을 개선하는 것이 가능하다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광재생장치를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 도 1의 2파장 LD 및 회절격자가 구비되는 홀더를 개략적으로 도시한 도면,
도 3은 도 1의 광검출기를 이루는 각 센서들의 배치관계를 도시한 도면,
도 4는 광검출기에 연결된 신호생성부를 개략적으로 도시한 블럭도,
도 5a 내지 도 5c는 DVD-RAM으로부터 제1FE 신호 및 제1TE 신호를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 6a 및 도 6b는 DVD±R/±RW/-ROM으로부터 제2FE 신호 및 제2TE 신호를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 7a 및 도 7b는 CD로부터 제3FE 신호 및 제3TE 신호를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
10 : 광재생장치 100 : 광픽업
105 : 홀더 110 : 2파장 LD
120 : 회절격자 130 : 빔 스플리터
150 : 대물렌즈 160 : 광검출기
162 : DVD 센서 164 : CD 센서
200 : 신호생성부 300 : 제어부

Claims (9)

  1. 광디스크에 기록된 데이터를 독출하여 전기적신호로 변환하는 광픽업 및 변환된 상기 전기적신호로부터 트랙킹 에러 신호 및 포커싱 에러 신호를 생성하는 신호생성부를 포함하는 광재생장치에 있어서,
    상기 광픽업은,
    상기 광디스크의 종류에 따라 상이한 파장을 갖는 소정 광을 출사하는 2파장 광원;
    상기 2파장 광원으로부터 출사되는 소정 광을 적어도 3개의 광으로 분할하여 상기 광디스크에 조사되도록 하는 광분할기; 및
    상기 광디스크에서 반사되는 상기 적어도 3개의 광 중 적어도 하나를 수광하여 상기 전기적신호로 변환하되, 상기 광디스크의 종류에 따라 차동비점수차방식 및 비점수차방식 중 어느 하나에 의해 포커싱 에러 신호 검출이 가능하며, 차동푸쉬풀방식 및 위상차검출방식 중 어느 하나에 의해 트랙킹 에러 신호 검출이 가능하도록 소정 개수의 영역으로 분할된 광검출기;를 포함하는 광재생장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광검출기는,
    12분할된 영역을 가지며, 상기 광디스크에서 반사되는 상기 적어도 3개의 광을 검출하여 상기 전기적신호로 변환하는 제1검출기; 및
    4분할된 영역을 가지며, 상기 광디스크에서 반사되는 상기 적어도 3개의 광 중 중심광을 검출하여 상기 전기적신호로 변환하는 제2검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광재생장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1검출기는,
    상하좌우로 두 개씩 분할된 4분할 영역을 가지며, 상기 광디스크에서 반사되는 상기 적어도 3개의 광 중 중심광을 검출하여 상기 전기적신호로 변환하는 제1중심센서;
    상하좌우로 두 개씩 분할된 4분할 영역을 가지며, 상기 광디스크에서 반사되는 상기 적어도 3개의 광 중 제1주변광을 검출하여 상기 전기적신호로 변환하는 제1주변센서; 및
    상하좌우로 두 개씩 분할된 4분할 영역을 가지며, 상기 광디스크에서 반사되는 상기 적어도 3개의 광 중 제2주변광을 검출하여 상기 전기적신호로 변환하는 제2주변센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광재생장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 적어도 3개로 분할된 상기 소정 광은 상기 광디스크의 종류에 따라 상기 제1검출기 및 상기 제2검출기 중 어느 하나로 입사하는 것을 특징으로 하는 광재생장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 신호생성부는,
    상기 제1검출기에서 변환된 전기적신호에 상기 차동비점수차방식을 적용하여 제1포커싱 에러 신호를 생성하며, 상기 차동푸쉬풀방식을 적용하여 제1트랙킹 에러 신호를 생성하는 제1생성부;
    상기 제1검출기에서 변환된 전기적신호에 상기 비점수차방식을 적용하여 제2포커싱 에러 신호를 생성하며, 상기 위상차검출방식을 적용하여 제2트랙킹 에러 신호를 생성하는 제2생성부; 및
    상기 제2검출기에서 변환된 전기적신호에 상기 비점수차방식을 적용하여 제3포커싱 에러 신호를 생성하며, 상기 위상차검출방식을 적용하여 제3트랙킹 에러 신호를 생성하는 제3생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광재생장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 광디스크의 종류는 DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW, DVD-ROM, DVD-RAM 및 CD로 구분되며, 상기 광디스크가 상기 DVD-R, 상기 DVD+R, 상기 DVD-RW, 상기 DVD+RW, 상기 DVD-RAM 및 상기 DVD-ROM 중 어느 하나인 경우 상기 적어도 3개의 광 중 적어도 하나의 광은 상기 제1검출기로 입사하며, 상기 광디스크가 상기 CD인 경우 분할된 상기 적어도 3개의 광 중 중심광은 상기 제2검출기로 입사하는 것을 특징으로 하는 광재생장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 신호생성부는,
    상기 광디스크의 종류에 따라 상기 제1 및 제2생성부 중 어느 하나를 스위칭하는 스위칭부;를 더 포함하며,
    상기 광디스크가 상기 DVD-RAM인 경우, 상기 스위칭부는 상기 제1생성부를 스위칭하여 상기 제1포커싱 에러 신호 및 상기 제1트랙킹 에러 신호를 선택출력하는 것을 특징으로 하는 광재생장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 광디스크가 상기 DVD-R, 상기 DVD+R, 상기 DVD-RW, 상기 DVD+RW, 상기 DVD-ROM 중 어느 하나인 경우, 상기 스위칭부는 상기 제2생성부를 스위칭하여 상기 제2포커싱 에러 신호 및 상기 제2트랙킹 에러 신호를 선택출력하는 것을 특징으로 하는 광재생장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 광픽업은,
    상기 2파장 광원 및 상기 광분할기가 고정구비되는 홀더;를 더 포함하며,
    상기 홀더는 상기 적어도 3개의 광이 상기 광디스크의 종류에 따라 상기 광디스크의 표면에 포커싱 인입되도록 하는 위치 및 상기 적어도 3개의 광이 상기 광검출기에 소정 위상차로 입사되도록 하는 위치로 조정된 후 상기 광픽업 내에 구비되는 것을 특징으로 하는 광재생장치.
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