KR20060107995A - 다층 기록 매체 및 그 기록 및/또는 재생을 위한 광픽업장치 - Google Patents

다층 기록 매체 및 그 기록 및/또는 재생을 위한 광픽업장치 Download PDF

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KR20060107995A
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Abstract

본 발명은 광 픽업 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 복수 개의 기록층을 구비한 다층 기록 매체의 기록 및/또는 재생을 위한 광 픽업 장치는 소정 파장의 빔을 출사하는 광원과, 상기 광원에서 출사된 빔을 메인 빔 및 서브 빔으로 분리하는 회절 수단 및 상기 다층 기록 매체에서 반사된 메인 빔을 검출하는 메인 광 검출기와 서브 빔을 검출하는 서브 광 검출기를 구비한 광 검출기를 포함하며, 상기 메인 광 검출기와 서브 광 검출기는 디포커스 기록층에서 반사된 빔에 의하여 형성된 빔 스폿이 상기 서브 광 검출기에서 검출되지 않도록 소정 크기 이상으로 이격되도록 형성됨으로써, 다층 기록 매체에 소정의 데이터를 기록 및/또는 재생시 인접층에서 반사되는 빔에 의한 트랙킹 에러 신호의 크로스토크 현상에 의한 열화를 방지하여 보다 안정적인 트랙킹 서보 제어를 가능하게 한다.

Description

다층 기록 매체 및 그 기록 및/또는 재생을 위한 광픽업 장치{Multi-layer recording medium and optical pick-up for recording and/or reproducing the same}
도 1은 종래 기술에 따른 다층 구조의 광 디스크 재생시 광경로를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 상기 도 1의 A 부분의 확대도.
도 3은 상기 도 1의 B 부분의 확대도.
도 4는 상기 도 1의 L1 기록층 재생시 광 검출기에서 검출되는 광 분포를 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 광픽업 장치의 구성의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 광픽업 장치에 이용되는 광 검출기의 구성을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 광픽업 장치에 이용되는 연산부의 구성을 나타낸 도면.
도 8 내지 도 10은 각각 다층 기록 매체의 간격층의 두께가 10㎛, 12㎛, 14㎛인 경우, 메인 광 검출기(MPD)와 서브 광 검출기(SPD1,SPD2) 사이의 거리 변화에 따른 서브 푸쉬풀 신호의 DC 오프셋을 나타낸 그래프.
도 11은 본 발명에 따른 광픽업 장치의 메인 광 검출기와 서브 광 검출기 사이의 거리(Ds)의 변화에 따라, 다층 기록 매체의 재생시 검출되는 서브 푸쉬풀 신호의 파형 변화를 나타낸 그래프.
도 12는 본 발명에 따른 다층 기록 매체의 간격층의 두께 변화에 따라, 디포커스 빔의 DC 값의 변화를 나타낸 그래프.
도 13은 본 발명에 따른 다층 기록 매체의 간격층의 두께 변화에 따라 디포커스 스폿의 반지름(R)의 변화를 나타낸 그래프.
본 발명은 광픽업 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 복수의 기록층를 가지는 다층 기록 매체에 소정의 데이터를 기록 및/또는 재생시 인접층에 의한 트랙킹 에러 신호의 열화를 방지할 수 있는 광픽업 장치에 관한 것이다.
최근에 광 디스크의 정보 저장 용량을 늘리기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 광 디스크의 정보 저장 용량을 늘리는 한 가지 방법으로서, 복수 개의 기록층을 갖는 다층 구조의 기록 매체가 제안되고 있다. 예를 들어, 서로 약 55㎛의 간격으로 이격된 2층의 기록층으로 이루어진 DVD가 규격으로 채택되었으며, 차세대 기록 매체의 하나인 블루레이(Blu-ray) 디스크는 청자색 레이저 다이오드 및 0.85의 개구수(NA)를 갖는 대물렌즈를 이용하여 각 기록층마다 약 25GB의 저장 용량을 갖는 2층 구조로 이루어져 있다. 이러한 2층 또는 그 이상의 기록층을 구비한 다층 기록 매체는 구비된 기록층의 수에 비례하여 저장 용량을 늘릴 수 있다.
한편, 광 디스크의 트랙킹 방식으로 차동 푸쉬풀(Differential Push-Pull:DPP) 방식이 알려져 있다. 상기 차동 푸쉬풀 방식은 대물 렌즈의 쉬프트 등에 의한 푸쉬풀 신호의 오프셋(offset)을 제거할 수 있으므로 많은 광 디스크 시스템에서 채택되고 있다. 상기 차동 푸쉬풀 방식은 그레이팅을 이용하여 빔을 0차(이하, "메인 빔"이라 한다.) 및 ±1차(이하, "서브 빔"이라 한다.)의 3개의 빔으로 분리한다. 다음, 광 디스크에 상기 메인 빔과 2개의 서브 빔을 조사한 후, 광 검출기에서 상기 빔들의 조사에 의한 반사 신호를 검출하고, 검출된 신호는 소정의 연산 과정을 거쳐 트랙킹 에러 신호(Tracking Error Signal:TES)로 출력된다.
다층 구조의 광 디스크 재생시 광경로를 개략적으로 도시한 도 1을 참조하여 다층 기록 매체에서 인접 기록층에 의한 반사빔이 트랙킹 에러 신호에 미치는 영향에 대하여 설명한다. 도 1에서 L0 및 L1은 다층 기록 매체의 기록층을 의미한다.
도 1을 참조하면, 광원으로부터 출사된 빔은 회절 격자(미도시)를 통과하며 메인 빔(M1)과 2개의 서브 빔(S1,S2)으로 분리된다. 다음, 상기 분리된 빔들은 콜리메이터 렌즈(4) 및 대물렌즈(1)를 거쳐서 L1 기록층에 조사된다.
도 2는 상기 도 1의 A 부분의 확대도로서, L1 기록층에 메인 빔(M1) 및 서브 빔(S1,S2)이 조사되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 메인 빔(M1)은 L1 기록층에 형성된 트랙 중심(TC)에 조사되고, 서브 빔(S1,S2)은 해당 트랙과 인접하는 트랙 사이에 조사된다. 상기 메인 빔(M1) 및 서브 빔(S1,S2)은 상기 L1 기록층에서 반사되어 광 검출기(5)에 의해 수광된다. 또한, 메인 빔(M1)의 일부(M2)는 재생하고자 하는 L1 기록층 이외에, L0 기록층에서 반사되어 광 검출기(5)에 의해 수광된다.
도 3은 상기 도 1의 B 부분의 확대도로서, 광 검출기(5)에서 검출되는 메인 빔(M1) 및 서브 빔(S1,S2)에 의한 빔 스폿을 나타낸 도면이다. 도 4는 L1 기록층 재생시 광 검출기(5)에서 검출되는 광 분포를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 광 검출기(5)는 메인 빔(M1)에 의한 메인 스폿(10)을 수광하는 메인 광 검출기(Main Photo Detector)(MPD)와, 서브 빔(S1,S2)에 의한 서브 스폿(11,12)을 수광하는 서브 광 검출기(Sub Photo Detector)(SPD1,SPD2)를 포함한다.
상기 메인 광 검출기(MPD)는 종횡으로 4개의 부분으로 분할되어 메인 빔(M1)에 의한 메인 스폿(10)을 수광하게 된다. 각각의 서브 광 검출기(SPD1,SPD2)는 2개의 부분으로 분할되어 있으며, 각각 서브 빔(S1,S2)에 의한 서브 스폿(11,12)을 수광한다. 각 분할된 광 검출기 소자의 출력 신호를 A,B,C,D,E,F,G,H라 하면, 이들 각 신호를 연산함으로써, 트랙킹 에러 신호가 생성된다. 구체적으로는, DPP 방식에 의해 검출되는 트랙킹 에러 신호(TESDPP)는 TESDPP=[(A+B)-(C+D)]-k[(E-F)+(G-H)]이다.
도 4를 참조하면, L0 기록층에서 반사되어 상기 광 검출기(5)에서 수광되는 메인 빔의 일부(M2)에 의한 빔 스폿(20)은 실제 재생하고자 하는 L1 기록층에서 반 사된 메인 스폿(10)에 비하여 크다. 따라서, 다른 기록층 L0에서 반사된 빔에 의한 빔 스폿(20)이 서브 스폿(11,12)을 뒤덮을 수 있다. 일반적으로 상기 메인 빔과 서브 빔 사이의 광량비는 10:1 이상이 되도록 설정되는 것을 고려할 때, 메인 빔의 일부(M2)에 의하여 형성된 빔 스폿(20)이 상기 서브 스폿(11,12)과 일부라도 겹쳐지는 경우, 상기 서브 스폿(11,12)을 이용한 푸쉬풀 신호에 영향을 줄 수 있다. 상기 L0 기록층에서 반사된 빔(M2)에 의해 형성되는 빔 스폿(20)은 상기 서브 스폿(11,12) 사이의 대칭성에 영향을 주어, 푸쉬풀 신호에 DC 오프셋을 발생시킬 수 있다.
이와 같이, 다층 기록 매체에서는 현재 재생하고자 하는 기록층 이외의 다른 기록층에서 반사된 빔의 일부가 서브 광 검출기에서 검출될 수 있기 때문에, 서브 빔에 의한 푸쉬풀 신호에 큰 영향을 줄 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 종래에는 인접층의 반사빔에 의한 트랙킹 신호의 열화를 방지하기 위하여, 인접층에서 반사된 광의 일부를 회절시키는 광학부재(2) 및 입사광의 편광을 변화시키는 1/4 파장판(3)을 포함시키는 방법이 제안된 바 있다. 상기 방법은 광학부재(2)를 이용하여 인접층에서 반사된 광을 회절시킴으로써, 인접층에 의한 트랙킹 서보 크로스토크(tracking servo crosstlak)를 완화할 수 있다. 상기 방법은 2층 구조의 기록 매체와 같이, 기록층 사이의 거리가 상대적으로 큰 경우에는 RF 신호의 큰 손실없이 인접층에 의한 반사 신호의 영향을 줄일 수 있다. 그러나, 기록층의 수가 증가할수록 기록층 사이의 거리가 감소되기 때문에 인접층에 의한 반사 신호의 영향을 줄이기 위하여 상기 광학부재(2)의 크기를 증가시 켜야 한다. 이는 상기 광학부재(2)에 의하여 회절되는 빔의 양을 증가시켜, 메인 광 검출기에서 수광되는 빔 손실의 증가 및 지터 특성의 열화를 초래할 수 있다.
전술한 바와 같이, 다층 기록 매체에서 현재 기록 및/또는 재생되는 기록층 이외의 인접층에 의하여 반사된 빔이 광 검출기에서 수광되는 경우, 특히 상대적으로 큰 광량을 갖는 메인 빔의 일부가 인접층에서 반사되어 서브 광 검출기에 영향을 미치는 경우, 서브 빔에 의한 푸쉬풀 신호의 검출을 어렵게 하고, 푸쉬풀 신호에 오프셋을 발생시킬 수 있다. 이는 최종적으로 트랙킹 서보 에러 신호에 의한 트랙킹을 불안정하게 하여, 기록 및/또는 재생 특성을 악화시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 다층 기록 매체에서 인접층에 의한 트랙킹 서보 크로스토크를 감소시켜 트랙킹 신호의 열화를 방지할 수 있는 광픽업 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 차분 푸쉬풀 방식에 의한 트랙킹 서보 제어시에 인접층에서 반사된 신호에 의한 트랙킹 서보 크로스토크를 방지할 수 있도록 메인 광 검출기와 서브 광 검출기 사이의 적절한 거리를 설정하는 데에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 광픽업에 구비된 메인 광 검출기와 서브 광 검출기 사이의 거리가 소정 거리 이격되어 설정된 경우, 상기 광픽업 장치를 이용하여 트랙킹 서보 크로스토크를 완화시킬 수 있는 다층 기록 매체의 기록층 사이의 간격을 설정하는 데에 목적이 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 복수 개의 기록층을 구비한 다층 기록 매체의 기록 및/또는 재생을 위한 광 픽업 장치에서, 소정 파장의 빔을 출사하는 광원; 상기 광원에서 출사된 빔을 메인 빔 및 서브 빔으로 분리하는 회절 수단; 및 상기 다층 기록 매체에서 반사된 메인 빔을 검출하는 메인 광 검출기와 서브 빔을 검출하는 서브 광 검출기를 구비한 광 검출기를 포함하며, 상기 메인 광 검출기와 서브 광 검출기는 디포커스 기록층에서 반사된 빔에 의하여 형성된 빔 스폿이 상기 서브 광 검출기에서 검출되지 않도록 소정 크기 이상으로 이격된 것을 특징으로 한다.
상기 메인 광 검출기와 서브 광 검출기 사이의 거리(Ds)는 다음의 수학식;
Figure 112005018770529-PAT00001
(여기서, R은 디포커스 기록층에서 반사된 빔에 의하여 형성되는 빔 스폿의 반지름, A는 서브 광 검출기의 폭, Q는 서브 푸쉬풀 신호의 DC 오프셋의 허용 범위를 나타내는 계수)을 만족하는 것이 바람직하다.
상기 반지름 R은 다음의 수학식;
Figure 112005018770529-PAT00002
(여기서, dsp는 현재 기록 및/또는 재생하고자 하는 기록층과 디포커스 기록층 사이의 간격층의 두께, nsp는 상기 간격층의 굴절율, M은 광픽업 장치의 배율, NA는 광픽업 장치에 이용되는 대물렌즈의 개구수)을 만족하는 것이 바람직하다.
상기 DC 오프셋의 허용 범위가 5%이하인 경우, 상기 Q는 0.85~0.90인 것이 바람직하다.
상기 메인 광 검출기는 4분할 광 검출기, 상기 서브 광 검출기는 2분할 광 검출기가 이용될 수 있다.
상기 광픽업 장치는 상기 메인 광 검출기 및 서브 광 검출기에서 검출된 신호를 연산하여 차동 푸쉬풀 신호를 출력하는 연산부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 소정 파장의 빔을 출사하는 광원과, 상기 광원에서 출사된 빔을 메인 빔 및 서브 빔으로 분리하는 회절 수단과, 다층 기록 매체에서 반사된 메인 빔과 서브 빔을 검출하는 메인 광 검출기와 서브 광 검출기로 구성된 광 검출기를 포함하는 광픽업 장치의 세팅 방법에 있어서, 상기 메인 빔에 의하여 형성되는 빔 스폿이 상기 서브 광 검출기에서 검출되지 않도록 상기 메인 광 검출기와 서브 광 검출기 사이의 거리(Ds)를 다음의 수학식;
Figure 112005018770529-PAT00003
(여기서, R은 디포커스 기록층에서 반사된 빔에 의하여 형성되는 빔 스폿의 반지름, A는 서브 광 검출기의 폭, Q는 서브 푸쉬풀 신호의 DC 오프셋의 허용 범위를 나타내는 계수)을 만족하도록 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 반지름 R은 다음의 수학식;
Figure 112005018770529-PAT00004
(여기서, dsp는 현재 기록 및/또는 재생하고자 하는 기록층과 디포커스 기록층 사이의 간격층의 두께, nsp는 상기 간격층의 굴절율, M은 광픽업 장치의 배율, NA는 광픽업 장치에 이용되는 대물렌즈의 개구수)을 만족하는 것이 바람직하다.
상기 DC 오프셋의 허용 범위가 5%이하인 경우, 상기 Q는 0.85~0.90인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 메인 광 검출기와 서브 광 검출기로 구성된 광 검출기를 구비한 광 픽업 장치에 의하여 기록 및/또는 재생되는 복수개의 기록층을 포함하는 다층 기록 매체에 있어서, 상기 메인 광 검출기와 서브 광 검출기 사이의 거리를 Ds라 하였을 때, 상기 기록층 사이의 간격(dsp)은 다음의 수학식;
Figure 112005018770529-PAT00005
(여기서, A는 서브 광 검출기의 폭, Q는 서브 푸쉬풀 신호의 DC 오프셋의 허용 범위를 나타내는 계수, nsp는 상기 기록층 사이의 간격층의 굴절율, M은 광픽업 장치의 배율, NA는 광픽업 장치에 이용되는 대물렌즈의 개구수)을 만족하는 것을 특징으로 한다.
상기 DC 오프셋의 허용 범위가 5%이하인 경우, 상기 Q는 0.85~0.90인 것이 바람직하다.
상기 광 픽업 장치는 차동 푸쉬풀 방식을 이용한 트랙킹 서보 제어를 수행하는 것이 바람직하다.
먼저, 본 발명을 설명하는데 있어서 사용되는 용어에 대하여 정의한다.
"디포커스(defocus) 기록층"은 다층 기록 매체의 복수 개의 기록층 중에서 현재 기록 및/또는 재생하는 기록층을 제외하고, 상기 다층 기록 매체에 조사된 빔 이 반사되는 층을 의미한다.
"디포커스 빔"은 상기 디포커스 기록층에서 반사되어 광 검출기에서 검출되는 빔을 의미한다.
"디포커스 스폿"은 상기 디포커스 빔에 의하여 광 검출기에 형성되는 빔 스폿을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 광픽업 장치의 구성의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 광픽업 장치(100)는 광원(101), 회절격자(102), 빔스플리터(103), 콜리메이터 렌즈(104), 대물렌즈(105), 오목렌즈(107), 광 검출기(108), 연산부(110) 및 구동 수단(115)을 포함한다.
상기 광원(101)은 레이저 다이오드 등으로 구성되어 소정 파장 영역의 빔을 출사한다. 예를 들어, 상기 광원(101)은 AOD 및 BD 규격을 만족하는 청색 파장영역의 빔, 즉 405nm 파장의 빔을 출사하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 광픽업 장치(100)는 트랙킹 서보 제어를 위해 차동 푸쉬풀(DPP) 방식을 이용하며, 이를 위해 상기 회절격자(102)는 상기 광원(101)에서 출사된 빔을 1개의 메인 빔과 2개의 서브 빔으로 분리한다.
상기 분리된 빔들은 상기 빔스플리터(103)에 의하여 다층 기록 매체(D)쪽으로 진행 방향이 변경된다. 상기 콜리메이터 렌즈(104)는 발산광 형태로 진행하는 광을 평행광으로 바꾸어 대물렌즈(105)로 입사시킨다.
상기 대물렌즈(105)는 상기 빔들을 기록 및/또는 재생하고자 하는 다층 기록 매체의 기록층에 집광시킨다. 여기서, 상기 대물렌즈(105)는 BD 규격을 만족하는 대략 0.85의 고개구수(NA)를 갖는 것이 바람직하다. 도 5에서는 다층 기록 매체에 구비된 복수 개의 기록층 중에서 L0 기록층을 기록 및/또는 재생하는 경우를 도시하고 있다.
상기 다층 기록 매체(D)에서 반사된 메인 빔 및 서브 빔들은 오목렌즈(107)에 의하여 상기 광 검출기(108) 상에 집광된다.
상기 연산부(110)는 상기 광 검출기(108)에서 검출된 신호를 이용하여 소정의 연산을 수행한 후 트랙킹 에러 신호(TES)를 생성하여 출력한다.
미설명된 구동 수단(115)은 상기 다층 기록 매체(D)를 회전 구동시키기 위한 것으로 스핀들 모터 등이 이용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 광원(101)이 청색 파장영역의 405nm의 광을 출사하고, 상기 대물렌즈(105)가 0.85의 개구수를 갖는 경우, 본 발명에 따른 광픽업 장치는 BD 규격을 만족하는 다층 기록 매체의 기록 및/또는 재생에 적합하다. 또한, 복수의 기록층을 가지는 DVD 규격의 다층 기록 매체에 적용되는 경우, 상기 광원(101)은 적색 파장영역의 650nm의 광을 출사하고, 상기 대물렌즈(105)는 DVD에 적합한 0.65의 개구수를 갖도록 형성할 수 있다. 이외에도, 본 발명에 따른 광픽업 장치는 사용되는 기록 매체의 규격에 따라 광원의 파장 및 대물렌즈의 개구수를 조절하여 다른 규격의 다층 기록 매체에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 6은 본 발명에 따른 광픽업 장치(100)에 이용되는 광 검출기(108)의 구성을 나타낸 도면이고, 도 7은 상기 광 검출기(108)에서 검출된 신호를 처리하여 트랙킹 에러 신호를 생성하는 연산부(110)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 광 검출기(108)는 메인 빔에 의한 메인 스폿(10)을 검출하는 메인 광 검출기(MPD)와, 2개의 서브 빔에 의한 서브 스폿(11,12)을 검출하는 서브 광 검출기(SPD1,SPD2)를 포함한다.
상기 메인 광 검출기(MPD)는 포커스 에러 신호 및/또는 트랙킹 에러 신호의 검출이 가능하도록, 다층 기록 매체의 원주(radial) 방향(R 방향)과 탄젠셜(tangential) 방향(T 방향)으로 각각 이분할된 것이 바람직하다. 즉, 상기 메인 광 검출기(MPD)는 적어도 4분할 구조를 가지는 것이 바람직하다. 도 6에서는, 상기 메인 광 검출기(MPD)가 R 방향으로 2분할, T 방향으로 2분할되어 전체적으로 4분할 구조를 가지는 예를 도시하고 있다.
상기 서브 광 검출기(SPD1,SPD2)는 차동 푸쉬풀 방식에 의한 트랙킹 에러 신호의 검출이 가능하도록 R 방향으로 2분할된 것이 바람직하다.
4분할된 상기 메인 광 검출기(MPD)의 각 수광 영역을 A,B,C,D, 제 1 서브 광 검출기(SPD1)의 각 수광 영역을 E, F, 제 2 서브 광 검출기(SPD2)의 각 수광 영역을 G, H라 하면, 상기 연산부(110)는 상기 A 내지 H의 수광 영역에서 검출된 신호를 연산하여 다음에 설명되는 바와 같이 서브 푸쉬풀 신호(SPP) 및 차분 푸쉬풀 신호(DPP)를 출력한다.
도 7을 참조하면, 상기 제 1 서브 광 검출기(SPD1)의 수광영역 E, F에서 검 출된 신호의 차, 즉 E-F가 제 1 서브 푸쉬풀 신호(SPP1)로 출력된다. 마찬가지로, 상기 제 2 서브 광 검출기(SPD2)의 수광영역 G,H에서 검출된 신호의 차, 즉 G-H가 제 2 서브 푸쉬풀 신호(SPP2)로 출력된다. 상기 제 1 및 2 서브 푸쉬풀 신호는 서로 더해져서 서브 푸쉬풀 신호(SPP)로 출력된다.
상기 메인 광 검출기(MPD)의 수광영역 A,B,C,D에서 검출된 신호는 (A+B)-(C+D)의 연산을 거쳐 메인 푸쉬풀 신호(MPP)로 출력된다. 여기서, 상기 수광영역 A 내지 D에서 검출된 신호를 합산, 즉 A+B+C+D하여 RF 신호가 생성된다.
상기 메인 푸쉬풀 신호(MPP)와 상기 서브 푸쉬풀 신호(SPP)에 소정의 이득(k)을 곱한 값의 차이를 구하여 최종적으로 차동 푸쉬풀 신호(Differential Push-Pull:DPP) 신호가 출력된다. 즉, 상기 차동 푸쉬풀 방식에 의한 트랙킹 에러 신호(TES)는 전술한 바와 같이 TESDPP=[(A+B)-(C+D)]-k[(E-F)+(G-H)]이다.
종래의 기술에 의하면 상기 메인 광 검출기(MPD)와 서브 광 검출기(SPD1,SPD2) 사이의 거리가 충분히 이격되지 않기 때문에, 상기 제 1 서브 광 검출기(SPD1)와 제 2 서브 광 검출기(SPD2)에서는, 현재 기록 및/또는 재생하고자 하는 기록층과 인접한 다른 기록층(디포커스 기록층)에서 반사된 빔이 검출될 수 있다. 예를 들어, 도 5에서 L0 기록층에 소정의 데이터를 기록 및/또는 재생하고자 빔을 조사하는 경우, 상기 L0 기록층에 인접한 L1 기록층에서 반사된 빔이 광 검출기에서 검출될 수 있다.
그런데, DPP 방식에서 서브 푸쉬풀 신호는 인접층에서 반사된 빔에 매우 민 감하다. 이는 전술한 바와 같이, 상기 서브 스폿은 메인 스폿에 비하여 상대적으로 작은 광량을 갖기 때문이다. 따라서, 트랙킹을 위한 빔의 조사시 초점이 어긋나거나, 기록층 사이의 두께의 사소한 변화에 의하여 메인 빔이 디포커스 기록층에서 반사되어 서브 광 검출기에서 검출되는 경우, 푸쉬풀 신호는 많은 영향을 받는다. 즉, 디포커스 스폿(20)이 광 검출기의 중심에 위치하지 못하여 상기 서브 광 검출기(SPD1,SPD2)에서 검출되는 디포커스 스폿(20)에 의한 광량의 차이가 발생하는 경우, 서브 푸쉬풀 신호(SPP), 즉 (E-F)+(G-H)에 소정의 오프셋이 발생하여 트랙킹 에러 신호를 이용한 트랙킹 서보 제어를 불안정하게 한다.
그러므로, 상기 서브 광 검출기(SPD1,SPD2)에서 검출되는 서브 푸쉬풀 신호를 안정적으로 하기 위해서는 상대적으로 큰 광량을 갖는 디포커스 스폿(20)이 상기 서브 광 검출기(SPD1,SPD2)에서 검출되지 않도록 하거나, 일부가 검출되더라도 소정 비율 이하로 검출되도록 상기 메인 광 검출기(MPD)와 서브 광 검출기(SPD1,SPD2)를 소정 크기 이상의 간격으로 이격시켜야 한다.
본 발명에 따른 광 검출기(108)는 현재 기록 및/또는 재생하고자 하는 기록층과 인접한 디포커스 기록층에서 반사되는 빔에 의한 디포커스 스폿(20)이 서브 광 검출기(SPD1,SPD2)에서 검출되지 않도록 하기 위해서, 메인 광 검출기(MPD)와 서브 광 검출기(SPD1,SPD2)가 소정 거리 이상으로 이격되도록 형성하는 것을 특징으로 한다.
다시 도 6을 참조하면, 디포커스 스폿(20)의 반지름을 R, 서브 광 검출기(SPD1,SPD2)의 폭을 A라고 하면, 디포커스 스폿(20)이 상기 서브 광 검출기 (SPD1,SPD2)에 영향을 미치지 않기 위해서는 메인 광 검출기(MPD)와 서브 광 검출기(SPD1,SPD2) 사이의 거리(Ds)는 다음의 수학식 1을 만족해야 한다.
Figure 112005018770529-PAT00006
여기서, Q는 디포커스 스폿(20)에 의한 DC 오프셋의 허용 범위를 고려한 계수, 즉 상기 서브 광 검출기(SPD1,SPD2)에서 얼마만큼의 디포커스 스폿(20)에 의한 광량의 검출이 허용되는지를 나타내는 계수이다. 서브 푸쉬풀 신호(SPP)에 있어서 약 5% 이하의 DC 오프셋이 허용되는 경우 상기 Q는 0.85~0.90의 값을 갖는다.
상기 수학식 1에서 디포커스 스폿(20)의 반지름(R)은 다음의 수학식 2와 같다.
Figure 112005018770529-PAT00007
상기 수학식 2에서 dsp는 현재 기록 및/또는 재생하고자 하는 기록층과 디포커스 기록층 사이의 간격층의 두께, nsp는 상기 간격층의 굴절율, M은 광픽업 장치의 배율, NA는 광픽업 장치에 이용되는 대물렌즈의 개구수(Numerical Aperture)를 의미한다.
도 8 내지 도 10은 각각 다층 기록 매체의 기록층 사이의 두께, 즉 간격층의 두께가 10㎛, 12㎛, 14㎛인 경우, 메인 광 검출기(MPD)와 서브 광 검출기(SPD1,SPD2) 사이의 거리 변화에 따른 서브 푸쉬풀 신호의 DC 오프셋을 나타낸 그래프이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 메인 광 검출기(MPD)와 서브 광 검출기(SPD1,SPD2) 사이의 거리가 증가할수록, 서브 푸쉬풀 신호의 DC 오프셋이 감소하는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 광픽업 장치는 상기 메인 광 검출기(MPD)와 서브 광 검출기(SPD1,SPD2) 사이의 거리에 따른 서브 푸쉬풀 신호의 DC 오프셋의 변화를 고려하여, 소정 크기 이하의 DC 오프셋이 요구되는 경우 적절하게 메인 광 검출기(MPD)와 서브 광 검출기(SPD1,SPD2) 사이의 거리를 설정한다. 예를 들어, 간격층의 두께가 10㎛이고, 약 5% 이하의 DC 오프셋이 요구된다면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 메인 광 검출기(MPD)와 서브 광 검출기(SPD1,SPD2) 사이의 거리는 적어도 244㎛ 이상이 되도록 설정해야 한다.
도 11은 본 발명에 따른 광픽업 장치의 메인 광 검출기와 서브 광 검출기 사이의 거리(Ds)의 변화에 따라, 다층 기록 매체의 재생시 검출되는 서브 푸쉬풀 신호의 파형 변화를 나타낸 그래프이다. 여기서, x축은 시간축, y축은 서브 푸쉬풀 신호의 크기를 나타낸다. 상기 다층 기록 매체의 기록층 사이의 간격은 10㎛로 설정되었다.
도 11을 참조하면, 메인 광 검출기와 서브 광 검출기 사이의 거리(Ds)가 172~272㎛로 점차 증가함에 따라, 서브 푸쉬풀 신호의 평균값, 즉 DC 오프셋이 점차 감소하는 것을 재차 확인할 수 있다. 다만, 상기 메인 광 검출기와 서브 광 검 출기 사이의 거리(Ds)는 광픽업 헤드의 크기 등을 고려하여 적절한 범위에서 증가시켜야 할 것이다.
도 12는 본 발명에 따른 다층 기록 매체의 간격층의 두께 변화에 따라, 디포커스 빔의 DC 값의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 12를 참조하면, 서브 광 검출기(SPD1,SPD2)에서 검출되는 디포커스 빔의 DC 값은 간격층의 두께가 10~14㎛로 증가함에 따라서 점차 감소하는 것을 알 수 있다. 일반적으로 다층 기록 매체에 구비되는 기록층의 수가 증가함에 따라서 간격층의 두께도 대략 10~14㎛의 작은 크기를 갖으므로, 다층 기록 매체에 데이터를 기록 및/또는 재생하는 광픽업 장치에서는 서브 푸쉬풀 신호의 DC 오프셋을 발생시키는 원인이 되는 상기 디포커스 빔의 DC 값을 고려하여야 한다.
도 13은 본 발명에 따른 다층 기록 매체의 간격층의 두께 변화에 따라 디포커스 스폿의 반지름(R)의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 13을 참조하면, 간격층의 두께가 증가함에 따라서 이에 비례하여 디포커스 스폿의 반지름도 점차 증가하는 것을 확인할 수 있다.
전술한 바와 같이, 다층 기록 매체의 간격층의 두께 변화에 따라 서브 광 검출기(SPD1,SPD2)에서 검출되는 디포커스 빔의 DC 값 및 디포커스 스폿의 크기가 변화되므로, 메인 광 검출기(MPD)와 서브 광 검출기(SPD1,SPD2) 사이의 거리(Ds)를 결정할 때 이를 고려하여야 한다.
본 발명의 다른 측면에서 상기 메인 광 검출기(MPD)와 서브 광 검출기(SPD1,SPD2) 사이의 거리(Ds)가 결정된 경우, 인접층에 의한 트래킹 에러 신호의 크로스토크를 방지하기 위한 다층 기록 매체의 간격층의 두께(dsp)를 설정할 수 있다. 즉, 상기 수학식 1 및 2를 이용하여 다층 기록 매체의 간격층의 두께(dsp)에 대하여 정리하면 다음의 수학식 3과 같다.
Figure 112005018770529-PAT00008
전술한 바와 같이, 검출 허용 계수(Q)는 허용되는 서브 푸쉬풀 신호의 DC 오프셋의 범위를 고려하여 결정된다. 예를 들어, 약 5%의 DC 오프셋이 허용되는 경우 Q는 0.85~0.90의 범위를 갖는다.
한편, 본 발명에 따른 광픽업 장치는, 다층 기록 매체에서 래디얼 틸트 신호의 검출시에 인접층에서 반사된 빔에 의한 크로스토크를 방지하기 위하여 적용될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석 되어야 할 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 다층 기록 매체에 소정의 데이터를 기록 및/또는 재생시 인접층에서 반사되는 빔에 의한 트랙킹 에러 신호의 크로스토크 현상에 의한 열화를 방지하여, 보다 안정적인 트랙킹 서보 제어가 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, RF 신호의 손실없이 안정적인 트랙킹 에러 신호를 검출할 수 있으므로, 지터 특성이 개선된다.

Claims (13)

  1. 복수 개의 기록층을 구비한 다층 기록 매체의 기록 및/또는 재생을 위한 광 픽업 장치에서,
    소정 파장의 빔을 출사하는 광원;
    상기 광원에서 출사된 빔을 메인 빔 및 서브 빔으로 분리하는 회절 수단; 및
    상기 다층 기록 매체에서 반사된 메인 빔을 검출하는 메인 광 검출기와 서브 빔을 검출하는 서브 광 검출기를 구비한 광 검출기를 포함하며,
    상기 메인 광 검출기와 서브 광 검출기는 디포커스 기록층에서 반사된 빔에 의하여 형성된 빔 스폿이 상기 서브 광 검출기에서 검출되지 않도록 소정 크기 이상으로 이격된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 광 검출기와 서브 광 검출기 사이의 거리(Ds)는 다음의 수학식;
    Figure 112005018770529-PAT00009
    (여기서, R은 디포커스 기록층에서 반사된 빔에 의하여 형성되는 빔 스폿의 반지름, A는 서브 광 검출기의 폭, Q는 서브 푸쉬풀 신호의 DC 오프셋의 허용 범위를 나타내는 계수)을 만족하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  3. 제 2항에서,
    상기 반지름 R은 다음의 수학식;
    Figure 112005018770529-PAT00010
    (여기서, dsp는 현재 기록 및/또는 재생하고자 하는 기록층과 디포커스 기록층 사이의 간격층의 두께, nsp는 상기 간격층의 굴절율, M은 광픽업 장치의 배율, NA는 광픽업 장치에 이용되는 대물렌즈의 개구수)을 만족하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  4. 제 2항에서,
    상기 DC 오프셋의 허용 범위가 5%이하인 경우, 상기 Q는 0.85~0.90인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 광 검출기는 4분할 광 검출기인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 서브 광 검출기는 2분할 광 검출기인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 광픽업 장치는 상기 메인 광 검출기 및 서브 광 검출기에서 검출된 신호를 연산하여 차동 푸쉬풀 신호를 출력하는 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  8. 소정 파장의 빔을 출사하는 광원과, 상기 광원에서 출사된 빔을 메인 빔 및 서브 빔으로 분리하는 회절 수단과, 다층 기록 매체에서 반사된 메인 빔과 서브 빔을 검출하는 메인 광 검출기와 서브 광 검출기로 구성된 광 검출기를 포함하는 광픽업 장치의 세팅 방법에 있어서,
    상기 메인 빔에 의하여 형성되는 빔 스폿이 상기 서브 광 검출기에서 검출되지 않도록 상기 메인 광 검출기와 서브 광 검출기 사이의 거리(Ds)를 다음의 수학식;
    Figure 112005018770529-PAT00011
    (여기서, R은 디포커스 기록층에서 반사된 빔에 의하여 형성되는 빔 스폿의 반지름, A는 서브 광 검출기의 폭, Q는 서브 푸쉬풀 신호의 DC 오프셋의 허용 범위를 나타내는 계수)을 만족하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 세팅 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 반지름 R은 다음의 수학식;
    Figure 112005018770529-PAT00012
    (여기서, dsp는 현재 기록 및/또는 재생하고자 하는 기록층과 디포커스 기록층 사이의 간격층의 두께, nsp는 상기 간격층의 굴절율, M은 광픽업 장치의 배율, NA는 광픽업 장치 에 이용되는 대물렌즈의 개구수)을 만족하는 것을 특징으로 하는 세팅 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 DC 오프셋의 허용 범위가 5%이하인 경우, 상기 Q는 0.85~0.90인 것을 특징으로 하는 세팅 방법.
  11. 메인 광 검출기와 서브 광 검출기로 구성된 광 검출기를 구비한 광 픽업 장치에 의하여 기록 및/또는 재생되는 복수개의 기록층을 포함하는 다층 기록 매체에 있어서,
    상기 메인 광 검출기와 서브 광 검출기 사이의 거리를 Ds라 하였을 때, 상기 기록층 사이의 간격(dsp)은 다음의 수학식;
    Figure 112005018770529-PAT00013
    (여기서, A는 서브 광 검출기의 폭, Q는 서브 푸쉬풀 신호의 DC 오프셋의 허용 범위를 나타내는 계수, nsp는 상기 기록층 사이의 간격층의 굴절율, M은 광픽업 장치의 배율, NA는 광픽업 장치에 이용되는 대물렌즈의 개구수)을 만족하는 것을 특징으로 하는 다층 기록 매체.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 DC 오프셋의 허용 범위가 5%이하인 경우, 상기 Q는 0.85~0.90인 것을 특징으로 하는 다층 기록 매체.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 광 픽업 장치는 차동 푸쉬풀 방식을 이용한 트랙킹 서보 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 다층 기록 매체.
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