KR20060131622A - 광 기록 매체용 픽업 - Google Patents

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KR20060131622A
KR20060131622A KR1020060046091A KR20060046091A KR20060131622A KR 20060131622 A KR20060131622 A KR 20060131622A KR 1020060046091 A KR1020060046091 A KR 1020060046091A KR 20060046091 A KR20060046091 A KR 20060046091A KR 20060131622 A KR20060131622 A KR 20060131622A
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요아킴 니텔
하르트무트 디알 리치터
가엘 필라드
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톰슨 라이센싱
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Abstract

본 발명은 광 기록 매체(1)용 광 픽업, 상기 광 픽업에서 사용하기에 적합한 전기적으로 제어되는 회절 격자(11)에 관한 것이며, 또한 이러한 광픽업 또는 회절 격자(11)를 사용하여 광 기록 매체(1)의 읽기 및 쓰기를 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 2개 이상의 데이터 트랙(4)을 가지는 광 기록 매체(1)를 위한 광 픽업은, 광 기록 매체(1)의 읽기 및 쓰기를 위하여 하나의 광 빔을 방출하는 광원(10)과 함께, 전기적으로 제어되는 회절 격자(11)를 포함하며, 상기 회절 격자는 상기 광원(10)에 의해 방출된 상기 광 빔으로부터 하나 이상의 상기 데이터 트랙(4)에 쓰기 및/또는 하나 이상의 상기 데이터 트랙(4)을 읽기하기 위한 하나 이상의 광 빔을 생성하기 위하여 적어도 2개의 상태 사이에서 스위칭가능하다.

Description

광 기록 매체용 픽업{PICKUP FOR OPTICAL RECORDING MEDIUM}
도 1은 초-해상도 근접장 구조 광 기록 매체의 예를 도시하는 도.
도 2는는 본 발명에 따른 광 픽업을 도시하는 도.
도 3은 전기적으로 제어되는 회절 격자의 여러 상태를 위한 회절 광 빔들을 도시하는 도.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 광 기록 매체
2 : 그루브
3 : 랜드
4 : 데이터 트랙
10 : 광원, 레이저 다이오드
11 : 회절 격자
12 : 콜리메이터
13 : 빔 분할기
14 : 대물 렌즈
15 : 모터
16 : 집속 렌즈
17 : 비점수차 렌즈
18 : 검출기
19 : 검출기 패턴
본 발명은 광 기록 매체용 광 픽업, 상기 광 픽업에서 사용하기에 적합한 전기적으로 제어되는 회절 격자에 관한 것이며, 또한 이러한 광픽업 또는 회절 격자를 사용하여 광 기록 매체의 읽기 및/또는 쓰기를 위한 장치에 관한 것이다. 더 상세하게는, 상기 픽업, 상기 격자, 및 상기 장치는 초-해상도 근접장 구조 광 기록 매체에 적합하다.
초-해상도 근접장 구조(super-resolution near field structure : 수퍼-RENS)를 가진 광 기록 매체는, 보통의 광 기록 매체에 비하여 하나의 차원에서 3배로 광 기록 매체의 데이터 밀도를 증가시킬 수 있다. 이것은 소위 수퍼-RENS 구조에 의해 가능해지는데, 이는 광 기록 매체의 데이터층 바로 위에 위치되며, 광 기록 매체를 읽기 및/또는 쓰기 위해 사용되는 광 스폿의 유효 크기를 크게 감소시킨다. 동시에, 수퍼-RENS 구조는 광 기록 매체의 각각의 그루브(groove) 또는 랜드(land) 내에 하나보다 더 많은 데이터 트랙들이 배열되는 것을 허용한다. 그루브/랜드 당 3개의 데이터 트랙을 사용하는 초-해상도 광 기록 매체의 일예가 WO 2004/032123에 기재되어 있다.
US 2002/027840은 정보 읽기/쓰기 장치를 개시한다. 이 장치는 0차 및 고차광 빔으로 회절되는 빔 에너지의 할당량을 조정하기 위한 동적 제어 회절 격자를 포함한다. 이런 방식으로, 트랙킹에 사용되는 사이드-빔(side-beam)의 에너지는 읽기 및 기록 동안에 동일 레벨로 유지된다.
호환성 때문에 초-해상도 근접장 구조 광 기록 매체용 광 픽업은 또한, 수퍼-RENS 구조가 없는 광 기록 매체 또는 그루브 및/또는 랜드 당 단일 데이터 트랙만을 가진 수퍼-RENS 구조를 가진 광 기록 매체의 읽기 및/또는 쓰기가 가능한 것이 바람직하다. 2개 이상의 데이터 트랙을 가지는 광 기록 매체를 위한 광 픽업이 한번에 하나 이상의 데이터 트랙에 액세스가능한 것도 마찬가지로 바람직하다.
본 발명의 목적은, 그루브 및/또는 랜드 당 2개 이상의 데이터 트랙을 가지는 수퍼-RENS 광 기록 매체의 읽기 및/또는 쓰기를 위한 광 픽업으로서, 또한 그루브 및/또는 랜드 당 하나의 데이터 트랙만을 가지는 수퍼-RENS 광 기록 매체 또는/및 이러한 구조를 가지지 않은 광 기록 매체의 읽기 및/또는 쓰기가 가능한 광 픽업을 제안하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 2개 이상의 데이터 트랙을 가지는 광 기록 매체의 읽기 및/또는 쓰기를 위한 광 픽업으로서 한번에 하나보다 더 많은 데이터 트랙을 액세스할 수 있는 광 픽업을 제안하는 것이다.
이들 목적은, 2개 이상의 데이터 트랙을 가지는 광 기록 매체를 위한 광 픽업으로서, 상기 광 기록 매체의 읽기 및/또는 쓰기를 위한 하나의 광 빔을 방출하 는 광원과 함께, 또한 전기적으로 제어되는 회절 격자를 구비하며, 상기 회절 격자는 상기 광원에 의해 방출된 상기 광 빔으로부터 하나 이상의 상기 데이터 트랙의 읽기 및/또는 쓰기를 위한 하나 이상의 광 빔을 생성하기 위하여 적어도 2개의 상태 사이에서 스위칭가능한, 광 픽업에 있어서, 0차(0th order) 광 빔이 트랙킹 및/또는 집속 제어를 위해 사용되는 광 기록 매체용 광 픽업에 의해 달성된다. 만약 이러한 픽업이 그루브 및/또는 랜드 당 2개 이상의 데이터 트랙을 가지는 수퍼-RENS 광 기록 매체와 함께 사용된다면, 필요한 회절 차수로 읽기 및/또는 기록 광 빔을 생성하도록 격자를 전기적으로 제어함으로써 그루브 및/또는 랜드 안에 있는 하나 이상의 데이터 트랙들이 어드레스 지정될 수 있다. 만약 상기 픽업이 수퍼-RENS 구조를 가지지 않은 광 기록 매체와 함께 사용된다면, 상기 격자를 적절하게 제어함으로써 한 번에 하나의 데이터 트랙뿐만 아니라 2개 이상의 데이터 트랙이 어드레스 지정될 수 있다. 2개 이상의 데이터 트랙을 가지는 광 기록 매체의 읽기 및/또는 쓰기를 위한 광 픽업에서 사용하기에 적합한 전기적으로 제어되는 회절 격자는 적어도 2개의 상태 사이에서 스위칭가능하고, 광 기록 매체의 하나 이상의 데이터 트랙의 읽기 및/또는 쓰기를 위하여 하나의 광원에서 방출된 하나의 광 빔으로부터 하나 이상의 광 빔을 생성한다. 전기적으로 제어된 회절 격자에 의해 야기된 회절을 적절히 제어함으로써, 특정 회절 순서로 전파된 광 빔의 전체 에너지의 부분 뿐만 아니라, 나타난 회절 순서의 수 및 순서를 제어할 수 있다. 이것은, 수퍼-RENS 구조를 가지지 않은 광 기록 매체의 경우에 한번에 하나의 데이터 트랙 뿐만 아니라 2개 이상의 데이터 트랙을 어드레스 지정하는 것, 또는 그루브 및/또는 랜드 당 2개 이상의 데이터 트랙을 가지는 수퍼-RENS 광 기록 매체의 경우에 하나의 그루브 및/또는 랜드 안에 있는 하나 이상의 데이터 트랙을 어드레스 지정하는 것을 허용한다.
바람직하게, 제 1 상태에서, 상기 격자는 상기 광원에서 방출된 광 빔의 에너지 중 대부분을 가진 선택된 회절 차수의 회절광과, 상기 광원에서 방출된 광 빔의 에너지 중 나머지 부분을 가진 0차의 광 빔을 생성한다. 이런 방식으로, 0차는 여전히 트랙킹 및/또는 집속 제어를 위해 사용될 수 있으면서도, 한편으로 에너지의 대부분을 가진 회절 차수는 특정 데이터 트랙의 기록을 위해 사용된다.
바람직하게, 제 2 상태에서, 상기 격자는 본질적으로 상기 광원에서 방출된 광 빔의 에너지의 대부분을 2개 이상의 회절광 빔에 대해 균일하게 배분한다. 회절된 광 빔들은 상이한 회절 차수를 가질 수 있다. 이런 방식으로, 만약 전용 검출기가 읽기에 사용되는 각각의 광 빔에 대해 제공된다면, 2개 이상의 데이터 트랙에서 동시에 데이터를 읽는 것이 가능하다. 유사하게, 만약 광 빔의 이용가능한 에너지가 충분하다면, 2개 이상의 데이터 트랙에 기록하는 것도 가능하다. 마찬가지로, 광 빔의 나머지 에너지를 수용하는 회절 차수는, 바람직하게 0차인 바, 트랙킹 및/또는 집속 제어를 위해 사용될 수 있다.
바람직하게, 제 3 상태에서, 상기 격자는 상기 광원에서 방출된 광 빔 상에 전혀 회절 효과를 주지 않는다. 이러한 격자의 상태는, 광 기록 매체가 그루브 및/또는 랜드 당 단일 데이터 트랙만을 가지는 경우에, 특히 유용하다.
바람직하게, 상기 전기적으로 제어되는 회절 격자는 상기 데이터 트랙들과 그루브/랜드의 중심부 사이의 실제 거리에 대하여 상기 생성된 광 빔들 사이의 거리를 조정하기 위하여 회전가능하다. 이는 수퍼-RENS 데이터 트랙들 및 그루브/랜드의 중심부 사이의 실제 거리에 대하여 광 빔들 사이의 거리를 조정하는 것을 허용한다. 상기 광 픽업과 상이한 제조자들에 의한 유사한 광 픽업들을 사용하여 기록된 광 기록 매체와의 호환성은, 상기 격자를 회전하기 위한 서보 시스템을 추가 제공함으로써 향상된다.
본 발명에 따른 픽업 또는 전기적으로 제어되는 회절 격자는 광 픽업 매체의 읽기 및/또는 쓰기를 위한 장치에서 유리하게 사용된다.
이해가 더 잘 되도록 하기 위하여 본 발명은 이제 도면을 참조하여 아래의 설명에서 더욱 상세하게 설명될 것이다. 본 발명은 이 예시적인 실시예로 국한되는 것이 아니며 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 구체적인 특징들이 적절하게 결합되거나 및/또는 수정될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
초-해상도 근접장 구조 광 기록 매체(1)의 일 예가 도 1에 도시되어 있다. 그루브(2)또는 랜드(3)의 중심부에 데이터를 쓰는 대신에 이 그루브 중심부에 대칭적으로 2개의 데이터 트랙들(4)이 쓰여진다. 이 데이터 트랙들은 복수의 광 빔들(5)을 사용하여 쓰여지거나 및/또는 기록된다. 광 빔들(5)의 크기는 초-해상도(super-resolution) 효과를 예시한다. 원리적으로, 3개의 광 빔(5) 모두 회절-제한된 집속 직경을 가진다. 그러나 특정 세기(intensity) 이상에서는 초-해상도 효과가 발생하여 직경을 감소시킨다. 도면에서 이러한 세기는 바깥쪽 광 빔들에 있어서만이 달성되며, 중앙의 광 빔은 이 세기 아래로 유지된다. 도시된 광 기록 매 체(1)에 있어서 더 작은 트랙 피치를 가진 광 기록 매체를 제조하기 위하여 특별한 매스터링 툴은 필요하지 않은데, 이러한 매스터링 툴은 만약 수퍼-RENS 가 사용되지 않았다면 저장 밀도를 증가시키기 위하여 필요하였을 것이다. 매우 종종, 예컨대 블루레이(BluRay) 디스크의 경우, 랜드(3)의 폭은 그루브(2)의 폭보다 더 작다. 따라서 이 구성은 사용가능한 표면을 매우 효율적으로 사용한다.
도 2는 본 발명에 따른 광 픽업을 도시한다. 레이저 다이오드(10)는 하나의 광 빔을 방출하며, 이 광 빔은 콜리메이터(12)에 의해 콜리메이팅되고 빔 분할기(13)를 통과하며, 그 후 대물 렌즈(14)에 의해 광 기록 매체(1) 상에 집속된다. 대물 렌즈(14)는 액추에이터(미도시됨) 상에 탑재되어 있는데, 이는 광 기록 매체(1) 상의 데이터 트랙에 대해 대물 렌즈(14)의 위치를 조정하는 것을 허용한다. 광 기록 매체(1)는 모터(15)에 의해 구동된다. 광 기록 매체(1)로부터 반사된 광은 대물 렌즈(14)에 의해 콜리메이팅되고 빔 분할기(13)에 의해 검출기(18)를 향하게 된다. 이 반사된 광 빔을 검출기(8) 상에 집속시키기 위하여 집속 렌즈(16)가 제공된다. 이에 더하여, 비점수차 렌즈(17)가 집속 제어를 위하여 광 빔에 비점수차를 도입시킨다. 광 픽업은 본질적으로 예컨대 DVD 또는 블루레이-디스크에 사용되는 표준적인 픽업에 대응한다. 그러나 전기적으로 제어되는 회절 격자(11)가 빔 경로 내에 제공되는데, 이 격자는 추가적인 광 빔들을 생성할 수 있다. 이들 추가적인 광 빔들을 검출하기 위하여, 검출기(18)는 특정 검출기 패턴(19)을 사용한다. 바람직하게, 회절 격자(11)는 예컨대 특정 액정 구조를 사용하는 블레이징 회절격자(blazing grating)이다. 이러한 전기적으로 제어되는 회절 격자(11)의 일예는 Opt. Exp. 12, 1238-1242(2004)에서 김(Kim) 외 다수에 의해 주어진다.
그루브(및/또는 랜드) 중심부에 대해 대칭적으로 쓰여진 2개의 데이터 트랙(4)의 경우, 격자는 4개의 상이한 상태를 가진다. 이들 상태는 도 3에 도시되는데, 여기서 에너지는 빔의 직경에 의해 표시된다.
1. 격자는 광 빔 상에 아무런 회절 효과를 주지 않으며 입사 광 빔을 단순 투과시킨다.도 3의 a) 부분
2. 격자는 입사 광 빔을 2개의 분리된 빔, 즉 +1차 빔 및 0차 빔으로 분할시킨다. 일반적으로 +1차 빔은 총 에너지의 약 90%를 가지며, 0차 빔은 총 에너지의 약 10%를 가진다. -1차 빔의 에너지는 본질적으로 0%이다.도 3의 b) 부분
3. 2번의 경우와 유사하지만, +1차 빔 대신에 이제 -1차 빔이 총 에너지의 약 90%를 수용한다.도 3의 c) 부분
4. -1차 빔 및 +1차 빔은 본질적으로 총 에너지의 약 45%의 동일한 에너지를 가지며, 0차 빔은 마찬가지로 총 에너지의 10%를 가진다.도 3의 d) 부분
4개의 상태 모두에서 0차 빔은 푸시풀 트랙킹 및/또는 집속 제어를 위하여 사용된다. 이용가능한 에너지의 10%만을 사용함으로써, 수퍼-RENS 효과는 발생하지 않는데, 이 효과가 발생하는 경우에는 트랙킹 및/또는 집속 제어를 저하시킬 것이다. 첫번째 상태는 예컨대 DVD, 블루레이-디스크와 같은 그루브 및/또는 랜드 당 단일 데이터 트랙을 가진 광 기록 매체, 또는 그루브 및/또는 랜드 당 단일 데이터 트랙만을 가진 수퍼-RENS 구조를 가진 광 기록 매체의 읽기 및/또는 쓰기를 위해 사용된다. 나머지 상태들은, 도 1에 도시된 바와 같이, 그루브 및/또는 랜드 당 2 개의 데이터 트랙을 가지는 수퍼-RENS 구조를 가진 광 기록 매체의 읽기 및/또는 쓰기를 위해 사용된다.
두번째 및 세번째 상태는 2개의 데이터 트랙 중 단일 데이터 트랙에 정보를 쓰는데 사용된다. 격자는 광 기록 매체 상에 2개의 스폿을 생성한다. 고출력 광 빔은 정보를 쓰는데 사용된다. 두번째의 저출력 광 빔은 트랙킹 신호를 유도하는 것을 허용한다. 이 두번째의 광 빔의 세기는 광 기록 매체 상의 데이터를 삭제하는데는 충분하지 않다. 4번째 상태는 수퍼-RENS 기록 매체의 2개의 인접하는 데이터 트랙들의 정보를 동시에 읽을 수 있게 한다. 이 경우 2개의 데이터 트랙들 사이의 크로스토크를 감소시키기 위하여 추가적인 전자장치 및/또는 소프트웨어가 제공될 수 있다. 격자(11)를 회전시킴으로써, 수퍼-RENS 데이터 트랙과 그루브/랜드의 중앙 사이의 실제 거리에 대한 광 빔 사이의 거리를 조정할 수 있다. 격자(11)를 회전시키기 위한 서보 시스템은 본 발명의 픽업과 상이한 제조자들에 의한 유사한 광 픽업들에 의해 기록된 광 기록 매체와의 호환성을 향상시키는 것, 또는 본 발명의 트랙을 상이한 트랙 피치를 가진 여러가지 타입의 매체에 대해 적응시키는 것을 허용한다.
비록 전기적으로 제어되는 회절 격자(11)가 그루브(및/또는 랜드) 중심부에 대해 대칭적으로 2개의 데이터 트랙(4)을 채용하는 수퍼-RENS 구조를 가진 광 기록 매체에 대해 기술되었으나, 이 회절 격자는 짝수 또는 홀수의 데이터 트랙을 가지는 다른 매체에 대해서 쉽게 수정될 수 있다. 격자(11)가 읽기 및/또는 쓰기를 위하여 하나의 광 빔을 각각의 데이터 트랙에 대해 생성하는 것을 허용한다는 것이면 충분하다. 이는 ± 2 또는 ± 3과 같은 더 높은 회절 차수를 사용함으로써 쉽게 달성될 수 있다. 여러 회절 광 빔들 사이의 에너지 분배는, 하나의 그루브/랜드의 데이터 트랙 모두 또는 하나의 그루브/랜드의 데이터 트랙들의 임의의 조합을 동시에 읽는 것을 허용하는 것과 같이 제어될 수 있다. 유사하게, 광 빔의 사용가능한 에너지에 따라서는, 상이한 회절 광 빔들에 대해 개별적인 세기 조절기(intensity modulator)를 제공함으로써 2개 이상의 데이터 트랙의 동시 쓰기도 달성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은, 그루브 및/또는 랜드 당 2개 이상의 데이터 트랙을 가지는 수퍼-RENS 광 기록 매체의 읽기 및/또는 쓰기를 위한 광 픽업으로서, 또한 그루브 및/또는 랜드 당 하나의 데이터 트랙만을 가지는 수퍼-RENS 광 기록 매체 또는/및 이러한 구조를 가지지 않은 광 기록 매체의 읽기 및/또는 쓰기가 가능한 광 픽업을 제안한다. 또한 본 발명은, 2개 이상의 데이터 트랙을 가지는 광 기록 매체의 읽기 및/또는 쓰기를 위한 광 픽업으로서 한번에 하나보다 더 많은 데이터 트랙을 액세스할 수 있는 광 픽업을 제안한다.

Claims (6)

  1. 2개 이상의 데이터 트랙(4)을 가지는 광 기록 매체(1)를 위한 광 픽업으로서, 상기 광 기록 매체(1)의 읽기 및/또는 쓰기를 위한 하나의 광 빔을 방출하는 광원(10)과 함께, 또한 전기적으로 제어되는 회절 격자(11)를 구비하며, 상기 회절 격자(11)는 상기 광원(10)에 의해 방출된 상기 광 빔으로부터 하나 이상의 상기 데이터 트랙(4)의 읽기 및/또는 쓰기를 위한 하나 이상의 광 빔을 생성하기 위하여 적어도 2개의 상태 사이에서 스위칭가능한, 광 픽업에 있어서,
    0차(0th order) 광 빔이 트랙킹 및/또는 집속 제어를 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체용 광 픽업.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 상태에서, 상기 격자(11)는 상기 광원(10)에서 방출된 광 빔의 에너지 중 대부분을 가진 선택된 회절 차수의 회절광과, 상기 광원(10)에서 방출된 광 빔의 에너지 중 나머지 부분을 가진 0차의 광 빔을 생성하는, 광 기록 매체용 광 픽업.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 제 2 상태에서, 상기 격자(11)는 본질적으로 상기 광원(10)에서 방출된 광 빔의 에너지의 대부분을 2개 이상의 회절광 빔에 대해 균일하게 배분하는, 광 기록 매체용 광 픽업.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 3 상태에서, 상기 격자(11)는 상기 광원(10)에서 방출된 광 빔 상에 전혀 회절 효과를 주지 않는, 광 기록 매체용 광 픽업.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기적으로 제어되는 회절 격자(11)는 상기 데이터 트랙들(4)과 그루브/랜드의 중심부 사이의 실제 거리에 대하여 상기 생성된 광 빔들 사이의 거리를 조정하기 위하여 회전가능한, 광 기록 매체용 광 픽업.
  6. 하나의 그루브(groove) 및/또는 랜드(land) 내에 2개 이상의 데이터 트랙들을 가지는 초-해상도 근접장 구조를 가진 광 기록 매체(1)의 읽기 및/또는 쓰기를 위한 장치에 있어서, 상기 장치는 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 광 픽업을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록 매체의 읽기 및 쓰기를 위한 장치.
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