KR20080003555A

KR20080003555A - 광픽업 장치

Info

Publication number: KR20080003555A
Application number: KR1020060061956A
Authority: KR
Inventors: 임부빈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2008-01-08
Also published as: KR101152710B1

Abstract

본 발명은 광픽업 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광픽업 장치가 기록매체에 비축 배치되거나, 서로 다른 종류의 기록매체를 기록/재생 할 때, 발생되는 오차 신호를 최소화하는 광픽업 장치에 관한 것이다. 또한 본발명은, 기록층이 두 개 이상인 다층기록매체에서, 타기록층에 의한 반사광의 영향을 최소화하는 광픽업 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 광픽업 장치는 기록매체에 입사하는 빔을 발생시키는 발광부와; 상기 기록매체에 의해서 회절된 회절광을, 회절차수에 따라 분리시키는 회절격자와; 상기 회절격자에 의해 분리된 빔을 수신하는 수광부를 포함하는 광픽업 장치를 특징으로 한다.

본 발명의 구성에 의하면, 광픽업이 기록/미기록 영역의 경계면에 진입할 때에 트랙에러 신호에 오차가 발생하지 않게 된다. 또한, 광학소자의 비축배치에 관계없이 안정적인 트랙에러 신호를 확보할 수 있게 된다. 또한, 본 발명에 의하면, 2개 이상의 기록층으로 구성되어 있는 다층기록매체에서, 타기록층에서 반사된 반사광을 효과적으로 제거한다.

광픽업, 회절, 기록매체, 비축

Description

광픽업 장치{Apparatus for recording/playbacking data}

도 1은 일반적인 기록매체의 구조를 도시한 종단면도.

도 2는 일반적인 광픽업 장치의 중심축 배치와 비축 배치를 도시한 도면.

도 3은 일반적인 기록매체에서, 광픽업 장치가 기록/미기록 영역의 경계면을 지나는 경우 트랙에러 신호를 도시한 도면.

도 4는 다층기록매체에서, 기록/재생층이 아닌 타기록층에서 빔이 반사하는 경우를 예시적으로 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 광픽업 장치를 예시적으로 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 광픽업 장치에 의해 입사된 빔이 기록매체에서 반사되어 회절되는 형태를 예시적으로 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 광픽업 장치에 의해서 분기된 회절광들이 이루는 원형 패턴을 예시적으로 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 광픽업 장치에 구비되는 회절격자의 형태를 예시적으로 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 광픽업 장치에 구비되는 회절격자를 사용하지 않았을 때, 발생하는 푸시풀 신호를 도시한 도면.

도 10은 본 발명의 광픽업 장치에 구비되는 회절격자를 사용하였을 때 발생 하는 푸시풀 신호를 도시한 도면.

도 11은 다층기록매체에 본 발명의 광픽업 장치를 사용하였을 때, 수광부에서의 빔의 분포를 예시적으로 도시한 도면.

도 12는 본 발명의 광픽업 장치에서 수광소자의 배치를 나타낸 제 1실시예를 도시한 도면.

도 13은 본 발명의 광픽업 장치에서 수광소자의 배치를 나타낸 제 2실시예를 도시한 도면.

도 14는 본 발명의 광픽업 장치에서 수광소자의 배치를 나타낸 제 3실시예를 도시한 도면.

도 15는 본발명의 광픽업 장치를 이용한 데이터 기록/재생 장치의 일 예를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 광픽업 장치

110: 광원,

120: 컬리메이터 렌즈

130: 빔 스플리터

140: 회절격자

150: λ/4 편광판

160: 대물렌즈

170: 수광소자

200: 기록매체

300: 신호처리부

400: 제어부

500: 서보

본 발명은 광픽업 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광픽업 장치가 기록매체에 비축 배치되거나, 서로 다른 종류의 기록매체를 기록/재생 할 때, 발생되는 오차 신호를 최소화하는 광픽업 장치에 관한 것이다. 또한 본발명은, 기록층이 두 개 이상인 다층기록매체에서, 타기록층에 의한 반사광의 영향을 최소화하는 광픽업 장치에 관한 것이다.

본발명에서 기록매체는 광학적인 특성을 이용하여 정보를 기록/재생 하는 제품이다. 일반적으로 기록매체는 작은 원판 형상이며, 드라이브에 장착된 후 드라이브 내부의 광픽업 장치에 의해서 정보가 기록/재생 된다.

기록매체의 종류로는 CD(Compact Disc), DVD(Digital Versatile Disc), BD(Blu-ray Disc)등이 있다. 또, DVD 하나만 하더라도 DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM 등의 다양한 종류를 포함하고 있다. 게다가, 기록매체의 종류는 점점 더 다양해져 가는 추세이다.

이들 다양한 기록매체들은 여러 가지 차이점이 있지만, 기록/재생시의 광픽업 배치와 관련하여 갖는 중요한 특성으로는 트랙피치를 들 수 있다. 도 1에는 기록매체의 구조가 도시되어 있다. 기록매체의 트랙은 랜드(land)(210)와 그루브(groove)(220)를 가지며, 기록매체에 따라서 상기 랜드(210) 혹은 상기 그루브(220)에 데이터가 기록되며, 기록매체의 종류에 따라서 랜드(210)와 그루브(220)의 간격에 차이가 있다. 트랙피치란 데이터가 기록되는 한 주기의 값이고, BD의 경우에는 도 1에 도시되어 있듯이 그루브의 중심간의 간격이 트랙피치가 된다. DVD+RW 및 DVD-RW의 경우에는 트랙피치의 값이 0.74μm이고, DVD-RAM의 경우, 트랙피치의 값은 0.615μm가 된다. 이렇게 상이한 트랙피치를 가지는 기록매체를 한 드라이브에서 재생하기 위해서, 최근 두 개의 렌즈를 구비하는 광픽업 장치가 개발되고 있다.

도 2는 두 개의 렌즈를 포함하는 광픽업 장치의 일 예를 도시한 것이다. 도 2에서, l1은 기록매체의 중심을 지나는 중심축 배치이고, l2는 중심을 지나지 않는 비축배치이다. 두 개의 렌즈를 갖는 광픽업 배치의 경우 둘 중 하나의 렌즈는 비축배치가 될 수밖에 없다.

일반적으로 트랙에러 신호를 구하는 광픽업 장치는 다음과 같은 특성을 지닌다. 3개의 빔(3-beam)을 1/2 트랙피치 혹은 1/4 트랙피치의 간격을 두고 기록매체에 입사되도록 한다. 이 때, 각빔이 반사되는 신호를 이용하여 트랙에러 신호를 구하게 된다. 3-beam을 사용할 경우, 비축배치를 하게 되면, 기록매체의 내주/외주에 따라서 트랙이 이동하는 거리의 차이가 상당하게 된다. 또한, 광픽업 장치가 트랙 의 기록/미기록 영역의 경계면 있을 경우, 빔간에 기록/미기록 영역으로 진입하는 시간차가 있다. 이러한 경우에 있어서도, 트랙 에러 신호는 오차를 보이게 된다.

3-beam을 사용할 경우, 픽업 장치가 기록/미기록 영역의 경계면에 진입할 때, 안정적인 트랙 신호를 기대하기 어렵다. 이 경우, 비축배치에서는 오차가 더 커지게 된다. 도 3은, 3-beam 방법을 사용할 경우 기록/미기록 영역의 경계면에서 트랙에러 신호에 오차가 발생하는 것을 보여준다.

또한, 도 4와 같이 다층기록매체에서는 기록/재생층이 아닌 타기록층에서 빛이 반사 및 회절 되어 수광소자에 입사하게 된다. 이러한 경우 재생신호 및 서보 신호에 노이즈가 발생하여 성능을 악화시킨다. 어떤 경우에는 기록이 불가능하게 되는 경우도 있다.

본 발명은 서로 다른 트랙피치를 갖는 기록매체를 기록/재생 함에 있어서, 기록매체의 트랙피치에 영향을 받지 않고 안정적으로 트랙서보를 수행할 수 있는 광픽업 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 두 개 이상의 기록층을 포함하는 기록매체에서, 기록/재생중 이 아닌 타기록층에서 반사되는 반사광을 효과적으로 제거하여 안정적인 트랙서보를 수행할 수 있는 광픽업 장치를 제공할 수 있는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 광픽업 장치를 이용한 효율적인 신호 수신 방법을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 광픽업 장치를 포함한 효율적인 데이터 기록 /재생 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 의한 광픽업 장치는 기록매체에 입사하는 빔을 발생시키는 발광부와; 상기 기록매체에 의해서 회절된 회절광을, 회절차수에 따라 분리시키는 회절격자와; 상기 회절격자에 의해 분리된 빔을 수신하는 수광부를 포함하는 광픽업 장치를 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 상기 발광부는, 상기 기록매체에 입사하는 빔은 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 회절광은, 0차광과 ±1차광을 포함하며, 기록매체에서 반사시, 0차광과 +1차광, 0차광과 -1차광이 일부 겹치는 중복영역이 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서의 상기 회절격자는 상기 회절광에서 상기 0차광은 그대로 투과시키며, 상기 ±1차광의 상기 중복영역이 투과되지 않도록 회절격자 패턴이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 수광부는 주신호와, 부신호를 각각 수신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 수광부는, 상기 회절격자를 통과한 0차광을 주신호로 하고, 상기 회절격자를 통과한 ±1차광을 부신호로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 또 다른 광픽업 장치는 기록층이 2층 이상인, 다층기록매체에 입사하는 빔을 발생시키는 발광부와; 상기 다층기록매체에 의해서 회절된 회절광을, 회절차수에 따라 분리시키는 회절격자와; 타기록층에 의해서 반사된 광이 들어오지 않는 곳에 배치된 수광부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 발광부는, 상기 다층기록매체에 입사하는 빔은 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 회절광은 기록/재생 층에서 반사된, 0차광과 ±1차광을 포함하며, 타기록층에서 반사된 반사광을 포함하며, 기록/재생 층에서 반사된 0차광과 +1차광, 0차광과 -1차광이 일부 겹치는 중복영역이 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 회절격자는 상기 회절광에서 상기 기록/재생층에서 나온 0차광은 그대로 없이 투과시키며, 상기 기록/재생층에서 나온 ±1차광은 상기 중복영역이 투과되지 않도록 회절 격자 패턴을 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 회절격자는, 회절격자를 통과하는 동안 0차광의 위상을 보정해 주기 위한 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 트랙에러 신호는, 0차광을 주신호로 하고, ±1차광을 부신호로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 수광부는 주신호를 수신하는 제1 수광부와, 부신호를 수광하는 제2 수광부로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 제 2 수광부는, 기록재생층이 아닌 타기록층에서 반사된 빛이 들어오지 않는 영역에 위치하는 것을 특징으로 하고, 상기 제 2 수광부는 제 1수광부 보다 폭이 넓은 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 수광부는, 제 3수광부를 더 포함하며, 상기 제 3수광부는 상기 다층기록매체에 3개의 빔을 입사시켜서 부신호를 얻는 방법에서 부신호를 수신하는 수광부인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 광픽업 장치를 이용한 효과적인 신호수신 방법은, 기록매체에 입사시킨 빔으로부터 회절광을 얻는 단계; 상기 회절광을 회절차수에 따라서 분리시키는 단계; 상기 분리된 신호를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 회절광은 0차광, ±1차광이며, 0차광과 +1차광, 0차광과 -1차광의, 일부 영역이 겹치는 중복영역을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서, 상기 0차광은 주신호로 수신을 하고 상기 ±1차광은 상기 중복영역을 제외한 부분을 부신호로 수신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 기록매체가 2개 이상의 기록층을 가지는 다층기록매체일 경우, 상기 회절광은 기록/재생층에서의 0차광, ±1차광을 포함하고, 타기록층에서 반사된 반사광을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서 상기 기록매체가 2개 이상의 기록층을 가지는 다층기록매체일 경우, 상기 기록/재생층에서 0차광은 주신호로 수신을 하고, 상기 기록/재생층에서 ±1차광은 상기 중복영역을 제외한 부분을 부신호로 수신하며; 상기 타기록층에서 반사된 광은 수신하지 않는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 데이터 기록/재생 장치는 기록매체에서 반사되어 나온 회절광을 회절차수에 따라 분리하여 수광하는 광픽업 장치와; 상기 광픽업 장치 에서 신호를 수신하며 복조하는 신호처리부와; 상기 복조된 신호를 이용하여 트랙에러 신호를 생성하는 제어부와; 상기 생성된 트랙에러 신호를 이용하여 광픽업을 제어하는 서보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 기록/재생 장치.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 광픽업 장치에 대하여 상세히 설명한다.

도5, 도16은 본 발명의 실시예에 따른 광픽업 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 5에서는 본 발명에 필요한 최소구성 요소만을 도시하였다. 도5는 본 발명에 의한 광픽업 장치의 한 실시예이다. 본 발명에 의한 광픽업 장치(100)로, 광원(110), 콜리메이터 렌즈(Collimator lens)(120), 빔 스플리터 (Beam Splitter)(130), 회절격자(Grating)(140), 위상지연판(QWP: Quater-Wave Plate)(150), 대물렌즈(160), 수광부(170), 센서렌즈(180)로 구성되어 있다.

상기 광원(110)은 레이저 빔을 방출하고, 상기 콜리메이터 렌즈(120)는 광원으로부터 방출된 빔을 평행광으로 변환한다. 본 발명에서는 상기 광원(110)과 상기 콜리메이터 렌즈(120)를 포함하는 수단을 발광부로 한다.

상기 빔 스플리터(130)는 광 분기 수단으로서, 빔의 편광 방향에 따라서 빔을 투과시키거나 빔을 반사시킨다. 상기 빔 스플리터(130)는 발광부에서 입사한 빔을 상기 기록매체(200)로 입사시키고, 상기 기록매체(200)로부터 반사된 빔을 상기 센서렌즈(180)로 입사시킨다. 상기 센서렌즈(180)는 입사빔에 대해서 비점을 발생시켜 상기 수광부(170)로 입사된다

상기 발광부에서 발생된 평행광은 상기 빔 스플리터(130)을 지나 상기 대물 렌즈(160)에 의해서 기록매체(200)에 초점을 맺고 반사되면서 회절되어 나온다. 상기 기록매체(200)에 입사하는 빔은 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 기록매체에 입사하는 빔을 하나로 하고, 기록매체에 의해서 반사되는 빛을 3개로 나누어 수신함으로서, 일반적인 광픽업 장치에서의 문제점을 해결하였다. 앞에서도 언급하였듯이, 일반적인 광픽업 장치에서는 3개의 빔을 기록매체에 입사시키기 때문에, 기록/미기록 영역의 경계면에서 진입시간 차이에 따른 트랙에러 신호에 오차가 발생하였다. 하지만 본 발명에서는 기록매체에 하나의 신호를 입사시키기 때문에, 기록/미기록 영역의 구분에 무관하게 안정적인 트랙에러 신호를 얻을 수 있게 된다.

상기 회절광은 상기 회절격자(140)에 의해서 회절차수에 따라 분리된다. 회절차수에 따라 분리된 상기 회절광은 상기 위상지연판(150)과 상기 빔 스플리터(130)에 의해서 상기 수광부(170)로 반사되어 나간다.

도 16은 본 발명에 의한 광픽업 장치의 또 다른 실시예이다. 도 16에 도시된 실시예는 도 5에 도시된 실시예와 거의 유사하나 다음과 같은 차이가 있다. 도 5에서 구비된 λ/4 편광판(150)이 구비되지 않은 점이 다르다. 또한 상기 회절격자(140)가 상기 빔 스플리터(130)와 센서렌즈(180) 사이에 위치하는 점이 다르다.

도 6(a)(b)는 본 발명의 광픽업 장치에 의해서 빔이 상기 기록매체(200)에 입사한 후 회절할 때, 상기 회절광이 분기되는 형태를 예시적으로 도시한 것이다. 상기 기록매체(200)에 입사한 광은 상기 기록매체(200)의 트랙구조에 의해서 소정의 각도(θ)를 이루고, 0차광과 ±1차광으로 분기하게 된다. 상기 기록매체(200)에 는 하나의 빔이 입사했으나, 상기 기록매체(200)의 트랙 구조에 의해서, 회절하게 되는 것이다. 도 6(a)는 상기 0차광의 분기패턴을 나타낸다. f는 상기 대물렌즈(160)의 초점거리를 나타내고, S는 회절광의 원형 패턴의 반지름을 나타낸다. 상기 원형 패턴의 크기는 상기 대물렌즈(160)의 EPD(Entrance Pupil Diameter)이다. 상기 대물렌즈(160)의 EPD는 다음의 수학식에 의해서 계산된다.

EPD = 2×f×NA

단, 상기 "f"는 "상기 대물렌즈(160)의 초점거리"이고,

상기 "NA"는 "개구수(Numerical Aperture)"를 의미함.`

상기 ±1차광의 분기 패턴은 도 6(b)에 도시되어 있다. 도 6(b)에서 b1은 +1차 회절광의 원형 패턴을 나타내고, b2는 0차광의 원형 패턴, b3은 -1차광의 원형 패턴을 나타낸다.

도 7은 상기 분기된 0차, ±1차광의 패턴을 한 단면에서 본 것이다. 상기 0차 광을 중심으로 +1차광과 -1차광의 중심이 상대적으로 이동하게 되는데 이 이동량은 다음과 같은 수학식에 의해서 나타낼 수 있다.

이동량=회절차수×f×λ÷TP

단, 상기 "회절차수"는 본 발명의 실시예에 따르면, "+1 또는 -1"이고,

상기 "f"는 "상기 대물렌즈(160)의 초점거리"이며,

상기 "λ"는 "입사빔의 파장"이고,

상기 "TP"는 "상기 기록매체(200)의 트랙 피치를 의미함.

이때 이동량은 기록매체의 트랙피치, 입사되는 빔의 파장, 대물렌즈의 초점거리에 따라서 달라지며, 상기 이동량이 적을수록 원형 패턴이 더 많이 겹치게 된다. 도 7은 본 발명에서, 이러한 0차광과 ±1차광이 겹치는 패턴을 도시한 것이다. 이 패턴은 기록매체에 의해서 회절된 광이 상기 대물렌즈(160)를 통과하기 전의 상태를 나타낸 것이다. 이 패턴의 겹치는 모양을 베이스볼 패턴(baseball pattern)이라고 한다. 본 발명에 의한 광픽업 장치에 의하면, 상기 이동량이 클수록, 즉 0차광과 ±1차광이 겹치지 않는 부분이 상대적으로 넓을수록 그 효과가 우수해 지는데, 그 예로 HD DVD-R, DVD-RW, BD-R, BD-RE등의 기록매체가 이에 해당한다. 이 베이스볼 패턴(baseball pattern)에서 0차광과 +1차광, 0차광과 -1차광이 겹치는 부분(빗금친 영역)이 ±1차광에서 AC 성분을 포함한다. 만약 상기 빗금친 영역을 수신하지 않으면, ±1차광에서 DC 성분만을 수신하게 된다.

도 8(a)(b)(c)는 본 발명에서의 회절격자(140) 실시예를 나타낸다. 도 8(a)(b)(c)의 회절격자는 두 가지 이상의 기록매체를 기록/재생 하는 장치에 적용될 수 있다. 상기 회절격자(140)는 기록매체에서 반사된 광을 0차광, ±1차광으로 분리시킨다. 단, 도 7의 베이스볼 패턴(baseball pattern)에서 디스크 회절광의 0차광과 +1차광이 겹치는 부분, 0차광과 -1차광이 겹치는 부분은 수신하지 않도록 회절격자 패턴을 형성하였다. 즉 이 회절격자를 통과한 후 0차광은 그대로 수신이 되며, ±1차광의 경우 AC 성분은 제거되고 DC 성분만 남게 된다. 도 8의 회절격자 실시예에서 가로줄로 표시된 부분(142)은 제1회절격자 영역이며, 회절격자에 의해 형성되는 ±1차 광은 베이스볼 패턴의 겹치는 부분(b12, b23)을 포함하지 않는다. 도 8의 회절격자 실시예에서 아무것도 칠해지지 않은 영역(144)은, 제2회절격자 영역이며, 제1회절격자 영역과 위상차가 발생하지 않도록 관리하는 영역이다.

상기 회절 격자 패턴은 피치, 깊이, 격자 무늬 중 하나 이상의 요소를 조합하여 형성할 수 있다. 한 예로, 도 8(a)(b)(c)의 제1회절격자 영역 패턴은 일정한 피치와 깊이를 갖고, 격자 무늬는 평행한 것으로 하였다. 이 때, 제2회절격자 영역 패턴은 제1회절격자 영역과 동일한 피치와 깊이를 갖는 격자 무늬를 90도 틀어서 배치하였다.

도 8(a)에서는 상기 회절격자(140)의 제 1 실시예(140a)를 도시하였다. 상기 제1회절격자 영역(142)은 도 7에서 중복영역을 제외하여 형성하였다. 제 1 실시예(140a)에서, 상기 제2회절격자 영역(144)은 상기 회절격자(140)에서 상기 제1회절격자 영역(142)을 제외한 상기 원형패턴이 중첩되는 부분을 침범하지 않는 한, 회절 격자의 양측면까지 연장되는 형태를 가질 수 있다.

도 8(b)에서는 상기 회절격자(140)의 제 2 실시예(140b)를 도시하였다. 상기 제1회절격자 영역(142)은 중앙부에 상하로 긴 직사각형 형태를 가진다. 상기 제2회절격자 영역(144)은 두 부분으로 상기 회절격자 제1영역(142)의 양쪽으로 형성된다.상기 제1회절격자 영역(142)의 가로는 도 7의 베이스볼 패턴(baseball pattern)에서 b1에서 중복영역내에 위치하는 것이 바람직하다. 세로 방향은 상기 회절격자(140)까지 연장되어도 무관하다.

도 8(c)에서는 상기 회절격자(140)의 제 3실시예(140c)를 도시하였다. 상기 제1회절격자 영역(142)은 두 부분으로서, 상기 회절격자(140)의 상하에 위치한다. 상기 제2회절격자 영역(144)는 상기 제1회절격자 영역(144)사이에 위치한다. 여기서 상기 제1 회절격자 영역은 베이스볼 패턴(baseball pattern)의 중복영역을 침범하지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 상기 회절격자(140)를 통과하여, 0차광, +1차광, -1차광으로 분리된 신호를 트랙에러를 제어하는데 사용하게 된다. 상기 회절격자(140)를 통과한 0차광은 주신호로(MPP), 상기 회절격자(140)를 통과한 ±1차 광은 부신호(각각 SPP1, SPP2)로 사용한다.

도 9는 본발명의 상기 회절격자(140)를 사용하지 않았을 때, 상기 기록매체(200)에 입사하여 반사된 신호의 일 예를 나타낸 것이다. 이 때, 주신호(MPP) 및 부신호(SPP1, SPP2)는 도 9에 도시된 바와 같이 나타나게 된다. 상기 회절격자(140)는 부신호에서 AC 성분을 제거하는 역할을 하게 되므로, 상기 회절격자(140)을 사용하지 않는 광픽업 장치에서는 도 9와 같이 AC 성분이 나타나게 된다. 또, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 주신호와 부신호의 주기는 트랙피치에 의해서 영향을 받게 된다. 하나의 트랙피치에 맞게 조정된 광픽업을 다른 트랙피치에 적용하게 되면 AC 성분의 위상이 변하게 되어 트랙에러 신호를 만들어 내는데에 오차를 발생시킨다.

도 10은 본발명의 상기 회절격자(140)을 사용하였을 때, 상기 주신호 및 부신호(SPP1, SPP2) 패턴의 일 예를 나타낸다. 본 발명에 의한 회절격자를 사용하였을 경우, AC 성분이 제거되어, 트랙피치의 변화에 따른 AC 성분 위상변화가 제거된 다.

상기 주신호(MPP) 및 상기 부신호(SPP1, SPP2)를 이용하여 기록매체의 트랙에러 신호를 구하게 된다. 트랙에러 신호는 다음 수학식에 의해서 구해진다.

트랙에러 신호 = MPP신호―k×(제1 SPP신호＋제2 SPP신호)

단, 상기 "k"는 "MPP신호의 DC레벨의 크기÷(2×SPP신호의 DC레벨의 크기)"임.

또한, 본발명은 두 개 이상의 기록층을 갖는 기록매체에서, 타기록층에서 반사된 신호를 제외하고 기록/재생 중인 층에서 얻어진 신호를 이용하여, 트랙에러 신호를 구하고자 한다. 또한, 본 발명은 기록/재생층의 층간이동, 구면수차 보정, 렌즈의 초점거리 변동등의 다양한 요인에 의한 부신호(SPP1, SPP2)의 위치 변동에 대응하고자 한다.

도 11(a)(b)는 위와 같은 목적을 달성하고자 하는 광픽업 장치의 한 예이다. 상기 도11(a)(b)에서 x방향은 지름(radial)방향을 나타내고, y방향은 트랙(track, tangential)방향을 나타낸다. 상기 도11(a)의 회절격자는 상기 도 8(b)와 유사한 패턴이다. 상기 도 11(a)의 회절격자는 상기 도 8(b)의 회절격자에 주신호의 위상을 보정하기 위한 제3회절격자 영역(146)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 제 3회절격자 영역(146)는 상기 주신호의 위상을 보정해 주는 역할도 하지만, 상기 부신호에서 기록/재생층이 아닌 타기록층에서 반사되는 반사광을 차단해 주는 역할도 하게 된다.

도 11(b)는 다층기록매체에서 상기 도 11(a)의 회절격자(140d)를 통과한 회절광의 패턴과 이에 따른 상기 수광부(170)의 배치의 일 예를 나타낸다. 여기는 b11, b22, b33은 기록/재생층에서 반사된 후 회절격자를 통과한 신호를 나타낸다. b11, b33은 상기 회절격자(140d)를 통과한 상기 부신호(SPP1, SPP2)를 나타내며, b22는 상기 회절격자(140d)를 통과한 주신호(MPP)를 나타낸다. 여기서 b11, b22, b33안에 있는 작은 사각형은 상기 보조격자구조(146)에 의한 것으로 회절광이 통과하지 않아서 발생한 것이다. 도 11(b)에서 172는 상기 주신호(MPP)를 수신하기 위한 제1 수광부를 나타낸다. 도 11(b)에서 174는 상기 부신호(SPP1, SPP2)를 수신하기 위한 제 2 수광부를 나타낸다. 도 11(b)에서 회색조로 도시된 부분은 타기록층에서 반사된 반사광을 나타낸다. 상기 제 2수광부 및 근처의 영역이 흰색으로 도시된 것은 이 영역에 타기록층에서 반사된 광이 입사하지 않음을 나타낸다. 이는, 상기 제 3회절격자 영역(146)에 의한 것이다.

상기 부신호를 수신하기 위한 제 2수광부는 부신호(SPP1, SPP2)의 위치 변동에 대응하고자 기존의 수광부보다 넓은 폭이 되도록 하였다. 상기 부신호가 이동할 수 있는 원인은 기록/재생층의 층간이동, 구면수차 보상 또는 렌즈의 초점거리 변동등에 의한 것이다. 또한, 상기 제 1수광부와 상기 제 2수광부 사이의 간격(D)을 넓게하여, 제1수광부 근처에 퍼져있는 타기록층에서 반사되는 광이 제 2수광부에 입사하지 않도록 배치하였다.

도 12는 본 발명에 의한 수광부의 실시예를 나타낸 것이다. 본 발명에 의한 수광소자는 상기 주신호(MPP)를 수신하기 위한 상기 제 1수광부(172) 및 상기 부신 호(SPP1, SPP2)를 수신하기 위한 상기 제 2수광부(174)로 구성되어 있다. 이때, 본 발명에 의한 수광소자의 배치 방향은 광학계의 회절격자 방향과 광학계의 배율에 의해서 달라지는 것을 그 특징으로 한다. 일 예로, 본 발명의 광픽업 장치에서는 상기 제 2 수광부는 타기록층에서 반사된 광이 들어오지 않는 곳에 위치하는 것을 특징으로 한다.

도 13은 본 발명에 의한 광픽업 장치와 기존의 광픽업 장치를 동시에 사용하기 위한 실시예를 나타낸다. 도 13은 주신호를 수광하기 위한 제 1수광부(172), 본발명의 상기 회절격자(140)을 통과한 부신호를 수신하기 위한 제 2수광부(174)와 더불어, 기존의 방식에 의해서 생성된 부신호를 수신하기 위한 제 3수광부(176)을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 제 2 수광부(174)는 타기록층에서 반사된 신호의 영향이 미치지 않는 곳에 위치해 있다. 상기 제 3 수광부(176)는 기존의 방식에 따라서 설계된 것이다. 기존의 방식의 일 예로, 기록매체에 입사하는 빔을 3개로 하여, 3개의 신호가 각각 반사되는 것을 이용하는 방법이 있다.

도 14는 비점수차법을 이용한 광학계에 본 발명의 수광부(170)의 한 실시예를 나타낸 것이다. 비점수차법을 이용한 광학계에서는 상기 주신호(MPP) 및 상기 부신호(SPP1, SPP2)가 원통형 렌즈의 방향과 초점거리에 따라서 기울어진 모양을 나타내는 것이 특징이다. 이에 따라서 수광부의 배치도 도 15(a)에 도시된 바와 같이 기울어진 모양을 갖는 것이 바람직하다. 또한 도 15(b)에 상기 제 2수광부(174)의 구조는 상기 제1 수광부(172)와 상기 제 2수광부(174)를 잇는 각도로 나누는 것이 가능하다. 상기 비점수차법을 이용한 광학계의 경우, 도 12에 나타낸 실시예와 같이, 통상적인 광픽업을 쓰는 광학계에서 발생하는 신호를 수신하기 위하여 제 3수광부(176)을 포함하는 것이 가능하다.

도 15는 본 발명에서의 광픽업 장치를 기록매체 제어 장치에 응용한 한 예이다. 본 발명의 기록매체 제어장치는, 기록매체에 빔을 입사하고 반사된 빔을 수광하는 광픽업 장치(100)와, 상기 광픽업 장치에서 신호를 수신하고, 수신된 신호를 복조화(demodulation)하는 신호처리부(300)와, 신호처리부의 신호를 이용하여 전술한 수학식(3)과 같은 연산을 통해 트랙에러 신호를 생성하는 제어부(400)와, 상기 트랙에러 신호를 이용하여, 픽업이 트랙을 추종하도록 제어하는 서보(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 광픽업 장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에서는 기록매체에 1개의 빔이 입사되는 것이 그 특징이다. 3 개의 빔을 사용할 때에는 기록/미기록 영역에 진입하는 시간 차이 때문에, 신호에 오차가 발생하게 된다. 하지만, 본 발명에서는 기록/미기록 영역에 진입하는 시간차이가 없으므로, 위에서 진술한 오차가 나타나지 않게 된다.

또한, 본 발명에서 제안된 회절격자를 이용하여 부신호의 AC 성분을 제거함으로서, 비축배치에서도 안정적인 트랙에러 신호를 확보할 수 있게 되었다.

또한, 타기록층에서 반사되는 광을 수신하지 않도록 회절격자를 설계하고, 이에 따른 수광부를 배치하여 기록층이 2개 이상인 다층 디스크에서 층간 노이즈를 제거하였다.

또한, 본 발명에서는 층간 초점 이동, 구면수차 보상, 트랙피치의 변화에 의한 부신호의 위치 변화에 효과적으로 대응할 수 있도록 수광부를 배치하였다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims

기록매체에 입사하는 빔을 발생시키는 발광부와;

상기 기록매체에 의해서 회절된 회절광을, 회절차수에 따라 분리시키는 회절격자와;

상기 회절격자에 의해 분리된 빔을 수신하는 수광부를 포함하는 광픽업 장치.
제 1항에서,

상기 발광부는, 상기 기록매체에 입사하는 빔은 하나인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제 1항에서,

상기 회절광은 0차광과 ±1차광을 포함하며,

디스크에서 반사시, 0차광과 +1차광, 0차광과 -1차광이 일부 겹치는 중복영역이 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제 3항에서,

상기 회절격자는 상기 회절광에서 상기 0차광은 그대로 투과시키며,

상기 ±1차광은 상기 중복영역이 투과되지 않도록 회절격자 패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제 1항에서,

상기 수광부는 주신호와, 부신호를 각각 수신하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제 5항에서,

상기 수광부는 주신호와, 상기 회절격자를 통과한 0차광을 주신호로 하고, 상기 회절격자를 통과한 ±1차광을 부신호로 하는 광픽업 장치.
기록층이 2층 이상인, 다층기록매체에 입사하는 빔을 발생시키는 발광부와;

상기 다층기록매체에 의해서 회절된 회절광을, 회절차수에 따라 분리시키는 회절격자와;

타기록층에 의해서 반사된 광이 들어오지 않는 곳에 배치된 수광부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제 7항에서,

상기 발광부는, 상기 다층기록매체에 입사하는 빔은 하나인 것으로 하는 광픽업 장치.
제 7항에서,

상기 회절광은 기록/재생 층에서 반사된, 0차광과 ±1차광을 포함하며,

타기록층에서 반사된 반사광을 포함하며,

기록/재생 층에서 반사된 0차광과 +1차광, 0차광과 -1차광이 일부 겹치는 중복영역이 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제 7항에서,

상기 회그대로그대로기록/재생층에서 나온 ±1차광은 상기 중복영역이 투과되지 않도록 회절 격자 패턴을 형성한 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제 7항에서,

상기 회절격자는, 회절격자를 통과하는 동안 0차광의 위상을 보정해 주기 위한 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제 7항에서,

상기 트랙에러 신호는, 0차광을 주신호로 하고, ±1차광을 부신호로 하는 광픽업 장치.
제 7항에서,

상기 수광부는 주신호를 수신하는 제1 수광부와, 부신호를 수광하는 제2 수 광부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제 13항에서,

상기 제 2 수광부는, 기록재생층이 아닌 타기록층에서 반사된 빛이 들어오지 않는 영역에 위치하는 것을 특징으로 하고,

상기 제 2 수광부는 제 1수광부 보다 폭이 넓은 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
제 13항에서,

상기 수광부는, 제 3수광부를 더 포함하며,

상기 제 3수광부는 상기 다층기록매체에 3개의 빔을 입사시켜서 부신호를 얻는 방법에서, 부신호를 수신하는 수광부인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
기록매체에 입사시킨 빔으로부터 회절광을 얻는 단계;

상기 회절광을 회절차수에 따라서 분리시키는 단계;

상기 분리된 신호를 수신하는 단계를 포함하는 광픽업을 이용한 신호 수신 방법.
제 16항에서,

상기 기록매체에 입사시키는 빔은 하나인 것을 특징으로 하는 광픽업을 이용 한 신호 수신 방법.
제 16항에서,

상기 회절광은 0차광, ±1차광이며,

0차광과 +1차광, 0차광과 -1차광의, 일부 영역이 겹치는 중복영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 광픽업을 이용한 신호 수신 방법.
제 16항 및 제 18항 중 어느 한 항에서,

상기 0차광은 주신호로 수신을 하고

상기 ±1차광은 상기 중복영역을 제외한 부분을 부신호로 수신하는 것을 특징으로 하는 광픽업을 이용한 신호 수신 방법.
제 16항에서,

상기 기록매체가 2개 이상의 기록층을 가지는 다층기록매체일 경우,

상기 회절광은 기록/재생층에서의 0차광, ±1차광을 포함하고,

타기록층에서 반사된 반사광을 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업을 이용한 신호 수신 방법.
제 16항에서,

상기 기록매체가 2개 이상의 기록층을 가지는 다층기록매체일 경우,

상기 기록/재생층에서 0차광은 주신호로 수신을 하고,

상기 기록/재생층에서 ±1차광은 상기 중복영역을 제외한 부분을 부신호로 수신하며;

상기 타기록층에서 반사된 광은 수신하지 않는 것을 특징으로 하는 광픽업을 이용한 신호 수신 방법.
기록매체에서 반사되어 나온 회절광을 회절차수에 따라 분리하여 수광하는 광픽업 장치와;

상기 광픽업 장치에서 신호를 수신하며 복조하는 신호처리부와;

상기 복조된 신호를 이용하여 트랙에러 신호를 생성하는 제어부와;

상기 생성된 트랙에러 신호를 이용하여 광픽업을 제어하는 서보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 기록/재생 장치.