KR20080098189A - 광픽업 시스템의 포커스 보정 방법 - Google Patents

광픽업 시스템의 포커스 보정 방법 Download PDF

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KR20080098189A
KR20080098189A KR1020070043548A KR20070043548A KR20080098189A KR 20080098189 A KR20080098189 A KR 20080098189A KR 1020070043548 A KR1020070043548 A KR 1020070043548A KR 20070043548 A KR20070043548 A KR 20070043548A KR 20080098189 A KR20080098189 A KR 20080098189A
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Abstract

본 발명은 광픽업 시스템에서 사용되는 레이저광의 파장이 짧아지고 그에 따라 구면수차가 증가함으로써 PDIC와 RF변환부를 통하여 변환된 RF신호의 지터특성곡선도 달라질 수 있다는 점에 착안한 발명이다.
본 발명은 광학계의 구조와 구면수차 보상방법에 따른 지터특성곡선의 함수근사화를 다르게 적용하여 최소지터값을 구하고, 그에 대응한 최적의 디포커스량을 광픽업 시스템에 인가하는 포커스 보정방법을 구현하고 있으며 특히 BD Disk 인식 및 기록/재생 과정에서 시스템 성능을 최적화할 수 있다.
광픽업, 지터, 디포커스, RF신호

Description

광픽업 시스템의 포커스 보정 방법 {Method for focus adjustment in optical pick-up system}
도 1은 서로 다른 파장을 갖는 두 개의 레이저 다이오드를 사용하는 광학계의 광 경로를 나타낸 그림
도 2는 도 1의 CD/DVD광학계에서 발전된 형태인 블루레이 레이저광을 사용하는 BD 광학계를 나타낸 그림
도 3은 도 1, 도 2와 같은 광학계가 적용된 광디스크드라이브 시스템의 블록 구성도
도 4는 도 1과 도 3의 구성이 적용되는 광픽업시스템에서 광디스크와 광픽업 사이의 기록데이터 전달구조를 개념적으로 도시한 것
도 5는 도 2와 도 3의 구성이 적용되는 광픽업시스템에서 광디스크와 광픽업 사이의 기록데이터 전달구조를 개념적으로 도시한 것
도 6a는 똑같은 경로를 픽업 광이 이동하였을때 RF신호의 상태를 이전-현재-나중으로 나타낸 그림.
도 6b는 도 6a를 달리 표현하여 경과시간에 따른 전압 변화값으로 나타낸 그림.
도 6c는 지터값이 표준편차로서 갖는 수학적 의미를 나타낸 그림.
도 7은 지터값이 디포커스에 대한 함수로 나타날 수 있음을 보여주는 그래프.
도 8은 5개의 디포커스량에 따른 지터값을 지터미터로 측정하여 함수로 근사화한 그래프.
도 9는 도 8의 개념을 확장하여 6차함수 이상으로 나타낸 지터특성곡선.
도 10은 본 발명의 실시기반이 되는 광픽업 액츄에이터의 외형사시도.
[도면 주요부분에 대한 도면부호의 설명]
11, 12, 13 : 레이저다이오드 (CD/DVD/BD)
14: 빔스플리터 15: 큐빅프리즘 16,17: PDIC
18: 1/2파장판 19: 1/4파장판 20: 대물렌즈
21: 콜리메이터렌즈
30: 광픽업 31: 광디스크
41: 반사광이 없는 광신호 42: 반사광이 있는 광신호
43: 투명덮개(디스크) 44: 반사막
45: Pit 46: Land 47: 경사부
51: RF신호 23: 와이어서스펜션 24: 렌즈홀더
본 발명은 광디스크 드라이브의 광픽업 시스템에서 jitter값을 이용한 포커스 보정 방법에 관한 것이다.
광디스크는 기록용량을 증가시키기 위한 꾸준한 개발 노력에 의해 기존의 컴팩트 디스크(CD) 보다 대용량의 기록용량을 갖는 디지탈 비디오 디스크(DVD)가 개발되었으며, 기존의 CD를 이용해서 고밀도(2배 밀도이상)로 데이터를 기록 및 재생할 수 있는 고밀도 기록 재생용 디스크와 그 드라이브도 개발되고 있다.
예컨대 DVD는 CD에 비하여 기록밀도(즉, 트랙 밀도)가 조밀할 뿐만 아니라 디스크의 표면으로부터 정보 기록면까지의 거리가 짧다.
특정 광디스크에 최적화된 광픽업장치는 다른 광디스크에 정보를 기록/재생하기 곤란하며, 이는 광디스크에서의 표면 및 정보 기록면간의 거리가 변화함으로 인한 구면수차와, 광디스크의 틸팅(Tilting)으로 인한 코마수차 및 디포커스에 의한 비점수차 등이 발생하는 것에 기인한다.
일례로, 650MB의 CD 디스크는 레이저 파장이 780nm정도이고 대물렌즈의 개구수는 0.45이며 4.7GB의 대용량인 DVD디스크는 레이저 파장이 650nm이고 대물렌즈의 개구수는 0.6이며 최근에 개발되고 있는 BD디스크의 경우 405nm파장에 개구수를 0.85로 하는 방식이 제안되어 있다.
위에서 CD레이저를 사용하는 디스크의 경우 기판 두께가 1.2mm인데 비해서, DVD의 경우는 0.6mm로서 DVD가 얇게 되어 있다.이 경우의 디스크 두께는 0.1mm로서 매우 얇게 하여 디스크 경사 margin을 확보한다.
위와 같이 디스크의 종류에 따라서 디스크의 기판두께가 다르므로, 한가지 종류의 디스크에 맞게 설계된 광픽업으로 다른 종류의 디스크를 기록,재생을 하게되면 디스크의 두께차이 때문에 구면수차가 크게 발생한다.
이에 따라, 광품질의 열화가 발생하여 정상적인 신호의 기록,재생이 힘들어질 수 있으므로 이를 극복하려는 노력이 계속되고 있다.
한편 광디스크들에서 정보를 담는 트랙의 구조는 랜드와 그루브로 나뉘어지는데, 예컨대 DVD-RW 및 DVD+RW는 그루브에 데이터가 기록되고 DVD-RAM은 랜드와 그루브에 모두 데이터가 기록되며, 사용되는 레이저광의 종류에 따라 랜드와 그루브의 간격에 차이가 있다.
DVD+RW 및 DVD-RW의 경우 랜드와 랜드 사이의 간격, 즉 데이터가 기록되는 한 주기인 트랙 피치(track pitch)의 값은 0.74㎛이고, 랜드와 그루브의 간격은 0.37㎛이다.
위와 같이 다양한 기록면과 기록위치에 데이터를 담고 있는 여러 종류의 디스크면에 빔을 쏘아서 정보를 입력 또는 추출하는 광픽업 장치는 광원으로부터 방출된 레이저광이 광디스크의 랜드와 그루브를 적절히 트래킹하면서 정확히 초점을 맞출 수 있도록 액츄에이터를 사용하여 대물렌즈를 조정하게 되며 이때 디스크의 랜드 또는 그루브를 트래킹 중인 레이저광의 초점을 정확하게 맞추는 작업을 포커싱이라 한다.
상기 포커싱을 통해 디스크 면에서 반사된 레이저광은 다시 대물렌즈-콜리메이터렌즈-빔스플리터-그레이팅 등을 거쳐서 포토디텍터 집적소자(PDIC)에 수광되며, 이때 상기 PDIC에 배열된 포토다이오드 셀은 입사되는 광을 고주파전기신호인 RF신호로 바꾸어서 광픽업 시스템에 전송하게 된다.
최근 광 디스크가 고밀도, 고용량화되면서, 다양한 개구수의 대물렌즈를 탑재하거나 두 종류 이상의 레이저 발광소자를 탑재하여 복수의 레이저빔을 포커싱 하는 광픽업 장치가 점차 보편화되는 추세이다.
그러나 위와 같이 서로 다른 파장을 갖는 복수의 레이저광은, 다양한 종류의 디스크면에서 랜드에 배열된 피트(Pit)를 읽거나 그루브에 배열된 피트를 읽는 등 여러가지 경우에 따라 반사율과 반사패턴이 달라지게 되며 이렇게 달라진 반사패턴은 PDIC의 수광신호에도 영향을 미치게 된다.
이에 따라 PDIC에 입사되는 수광신호로부터 변조되는 RF신호의 출력특성도 달라지게 된다.
상기 RF신호의 출력특성에서 중요한 것 중에 하나가 신호의 최소지터값(jitter)인데, 지터값은 사용되는 레이저광의 종류와 그에 따른 디스크면의 반사면 구조에 따라 다른 패턴으로 변화한다.
예를 들어 CD 또는 DVD에서 최소의 지터값에 대응되는 디포커스량을 BD(블루레이 디스크) 광픽업에 그대로 적용한다면, 최상의 출력신호특성이 구현되지 못하는 경우도 발생한다.
따라서 본 발명에서는 레이저광의 종류에 따라 상기 지터값의 변화추이가 달라지는 것을 주목하고 모든 레이저광에서 최소 지터값을 정확하게 구하여 그에 따른 최적의 디포커스(defocus)량을 액츄에이터에 인가함으로써 광픽업 신호의 특성을 향상시키고자 한다.
상기한 바와 같은 발명의 목적을 달성하기 위하여 먼저 지터(Jitter)값의 정의와 지터값이 광픽업 시스템에 어떠한 의미를 갖는지를 알아볼 필요가 있다.
지터(Jitter)값이란 특정 Pit와 Land의 edges부근에서 경과시간에 따른 발생신호의 미세한 변동에 대한 표준 편차를 의미하는데 통상 광신호 자체보다는 광신호를 변조한 RF신호(고주파전기신호)의 시간적 변동에 따른 산포 정도를 측정한 값을 지칭한다.
상기 지터값과 최소의 지터값을 구하고자 하는 본 발명의 기술적 사상을 도면에 포함된 본 발명의 일 예를 참조하여 아래에 보다 상세히 설명한다.
다만 아래에 기술하는 본 발명의 구현예(embodiment of invention), 혹은 구체적인 실시예(specific example)를 이루는 구성요소들과 그 결합구조가 본 발명의 기술적 특징에 내재된 사상을 제한하는 것은 아님을 밝혀둔다.
도 1은 서로 다른 파장을 갖는 두 개의 레이저 다이오드(11,12이며 통상 CD, DVD 광학계에 사용된다)를 사용하는 광학계의 광 경로를 나타낸 그림이다. 도면과 같이 한 개의 큐빅 프리즘(15)과 한 개의 플레이트 빔 스플리터(14)가 사용된 광학계에서 상기 플레이트 빔 스플리터(14)는 레이저 다이오드에서 콜리메이터 렌즈(collimator lens) 사이의 수렴 또는 발산광의 영역(즉, 대물렌즈 방향으로 진행)에 구성될 경우 코마수차(sagittal coma) 와 비점수차(astigmatism)가 발생된다. 이에 따라 종래의 플레이트 빔 스플리터(14)는 수광계 즉, PDIC(16)로 빔이 집속되는 구간에 적용하여 사용하게 된다.
반면 고가인 큐빅 프리즘(15)은, 수차(코마수차, 비점수차) 발생이 없기 때문에 많이 이용되고 있다. 코마수차는 구면수차 때문에 생기는 수차의 일종으로 렌즈의 중심부를 지나서 생긴 상은 렌즈의 바깥부분을 지나서 생기는 상보다 작기 때문에 크기가 조금 다른 상이 겹쳐져서 나오는 수차이다. 즉, 물체의 한 점에서 렌즈의 광 축에 평행이 아닌 비스듬한 경사광선이 입사되면 렌즈가 구멍이기 때문에 결상 면에 한 점으로 맺히지 않고 혜성이 고리 모양 형태의 흐름이 나타난다. 경사광선에 의한 구면수차의 일종이다.
그리고, 비점수차는 렌즈 제조시 렌즈의 전면이 정확한 구면을 이루지 않을 때 생기는 현상으로 비점수차가 있는 렌즈의 상은 찌그러져 있다. 즉, 입사된 사광선이 수직 방향성분과 수평방향 성분이 각기 다른 지점에 상을 맺히게 된다.
상기 플레이트 빔 스플리터의 경우 수렴 또는 발산하는 빔이 수직 입사시에 는 수차가 발생하지 않지만, 플레이트에 비스듬히 수렴 또는 발산하는 빔이 입사할 경우에는 코마 수차와 비점 수차가 발생하기 때문에, 도 1과 같은 광학적 배치에서는 큐빅프리즘을 지나 빔스플리터를 통과하여 PDIC(16)에 맺히는 레이저광에서 수차가 발생하게 된다.
구면수차는 정보 기록 매체 영역에 의한 광빔의 메인 로브(main lobe)의 세기가 정보 기록 매체 이외의 영역에 의한 사이드 로브(side lobe)의 세기에 비해 상대적으로 커지게 하여 정보 트랙간의 간섭 현상을 발생시킨다. 그리고 코마수차 및 비점수차등은 광학계를 불안정하게 하여 광학 특성을 저하시킨다.
이러한 구면수차(SA), 코마수차(CA) 및 비점수차(DA)는 광디스크에서의 표면 및 정보 기록면간의 거리의 변화, 굴절률, 대물렌즈의 개구수(NA), 디포커스 량, 광디스크의 틸트 정도 등에 따라서 변화하는 특성을 갖는다.
도 2는 도 1의 CD/DVD광학계에서 발전된 형태인 블루레이 레이저광을 사용하는 BD 광학계를 나타낸 그림이다.
도면에서, 레이저다이오드(13)에서 출사된 블루레이 광은 1/2파장판(18)과 프리즘(15)를 지나 가동식 콜리메이터렌즈(21)에 입사하며 입사된 광은 평행광으로 바뀌어 빔스플리터(14)에서 반사되어 1/4파장판(19)을 통과한다.
상기 1/4파장판(19)를 통과한 레이저광은 대물렌즈(20)을 통해 디스크면에 포커싱된다.
도면을 참조하면 경사진 빔 스플리터(14)를 투과하는 레이저광은 디스크면에 서 반사된 광신호를 감지하는 PDIC(16)에는 입사되지 않고 단지 레이저광의 세기를 모니터링하는 MPD(17)에만 맺히게 되며 이때 BD레이저를 평행광으로 만드는 가동식 콜리메이터렌즈(21)에 의하여 상기 레이저광은 광축에 평행한 광선만이 상기 MPD(17)로 입사하게 되므로 PDIC(16)에 입사되는 광에서 수차의 발생을 최소화할 수 있다.
도 1 및 도 2와 같은 광학계에서 포토다이오드 집적소자(PDIC)는 레이저 다이오드(LD)에서 출사되는 레이저빔 또는 광디스크 표면에서 반사된 레이저빔의 광도변화를 검출하는 소자이다.
상기 PDIC는 통상적으로 복수(주로 4개)의 포토다이오드를 수광면에 배치시켜 구성되는데 각각의 포토다이오드(PD = 포토 디텍터라고도 한다)에서 검출된 레이저 광의 밝기에 따라 내부에 배치된 전선의 저항값을 변화시킨다.
도 3는 상기 도 1, 도 2와 같은 광픽업 시스템가 적용된 광디스크드라이브 시스템의 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 광디스크(31)에 기록된 데이터는, 디스크면에 광을 쏘아서 반사광을 포집하는 광픽업(30); 상기 광픽업(30)에서 검출되는 신호를 여파 및 샘플링하여 이진신호로 출력하는 R/F부(32); 상기 R/F부(32)로부터의 이진신호에 위상 동기된 자체클럭으로 상기 이진신호를 원래의 데이터로 복원하고, 또한 입력되는 트랙킹 에러신호에 근거하여 상기 광픽업(30)의 트랙횡단에 따른 펄스신호(Cout)를 생성 출력하는 디지털 신호처리부(33) 등을 거쳐 재생데이터로 변환된 다.
이때 상기 광픽업(30)의 제어움직임을 담당하는 서보부(34)는 광픽업의 수평이동을 담당하는 슬레드모터(M1) 및 상기 광디스크(31)를 회전시키는 스핀들모터(M2)를 구동시키는 드라이버, 상기 광픽업(30)의 트랙킹 에러(T.E) 및 포커스 에러(F.E)신호와 상기 광디스크(31)의 회전속도로부터 상기 드라이버의 구동을 제어하는 서보부(34); 및 상기 디지털 신호처리부(33)로부터 생성 출력되는 상기 펄스신호(Cout)를 계속적으로 계수하여 이로부터 상기 광디스크(31)의 회전속도를 가변제어하는 마이컴을 포함하여 구성되어 있다.
상기 광픽업에서 레이저다이오드(LD)가 구동되면 R/F부(32)에서 광디스크(31)로부터 반사된 신호 레벨인 메인 고주파(main rf) 신호 및 서브 고주파(sub rf) 신호를 감시하여 검출하고, 여파 정형화하여 이진신호로 출력하게 된다.
도 4는 상기 도 1과 도 3의 구성이 적용되는 광픽업시스템에서 광디스크와 광픽업 사이의 기록데이터 전달구조를 개념적으로 도시한 것이다.
도면에서 광디스크(통상 CD 디스크이다)의 반사면(41)은 빛을 잘 반사하는 재질로 되어 있으며 상기 반사면을 덮어서 보호하는 보호덮개(43)는 투명한 광 투과성 재질이다.
상기 반사면은 광 디스크 내부에서 랜드(Land)면(46)과 랜드면에 자국을 낸 피트(Pit)부(45), 랜드면과 피트 사이의 경사면(47)의 연속된 패턴으로 데이터를 저장하고 있으며 픽업광(41)은 디스크 트랙을 지나면서 상기 경사면(47)을 지날때 마다 반사신호를 받지 못하게 된다. 이를 디지탈 신호로 변환하면, 픽업광(41)을 CD의 반사면(41)에 쏘아 빛의 반사율이 변하면 1, 반사율이 직전과 동일하면 0으로 표시할 수 있다.
도 5는 상기 도 2와 도 3의 구성이 적용되는 광픽업시스템에서 광디스크와 광픽업 사이의 기록데이터 전달구조를 개념적으로 도시한 것이다.
도 5가 반사면에서의 반사광이 검출-비검출의 두 가지만으로 분류된다면, 그보다 높은 집적도를 갖는 BD(블루레이 디스크)와 같은 경우에는 반사광의 반사율이 변하게 되며 이에 따라 PDIC의 광신호로부터 변환되는 RF신호의 전압도 0V ~ 7V정도로 다양하게 변화한다.
도면에서 51은 RF신호의 전압변화를 나타낸 선이며 각 시점에서의 전압값을 양자화(Quantisation)한 값이 3,5,6,6,7,6, 등이다.(단위는 V)
상기 값은 다시 일정간격의 2진수 값(52)으로 샘플링될 수 있고 최종적으로 얻어진 디지탈신호(53)이 우리가 얻고자 하는 기록데이터가 된다.
그러나 위에서 기록데이터를 독출하는데 중요한 값이 되는 RF신호(51)는 상기 도1 및 도2에서 설명한 바와 같이 광신호에서 발생되는 수차에 의하여 신호값이 떨릴 수 있고, 도 4와 같이 디스크 반사면에서 피트와 피트 사이의 굴곡을 지나면서 경사면의 에지(edge)형상에 의해서도 그 신호값이 떨릴 수 있다.
위와 같은 현상을 픽업광이 광디스크면을 따라 이동하면서 나타낸 것이 도 6a이다.
도 6a에서는 똑같은 경로를 픽업광이 이동하였을때 RF신호의 상태를 이전(일점쇄선으로 표현된 RF신호), 현재(실선), 나중(점선)으로 나타낸 것이다.
즉 이론적으로 완전히 같은 RF신호가 나와야 하나 실제로는 상기 언급한 바와 같은 여러가지 원인에 의하여 신호가 떨리는 현상이 나타나는 것이다.
도 6a를 달리 표현하여 경과시간에 따른 전압변화값으로 나타낸 그래프가 도 6b이다.
도 6b를 참조하면 특정 RF신호(51)가 시간의 경과에 따라 0V ~ 7V 의 값을 마크한다고 할 때, 동일한 전압을 나타내어야 할 디스크면 특정 위치에서의 RF신호값이 시간에 따라 미소하게 떨리는 것을 보여준다.
앞서 정의한 바와 같이, 지터(Jitter)값이란 특정 Pit와 Land의 edges부근에서 경과시간에 따른 발생신호의 미세한 변동에 대한 표준 편차를 의미하는데, 통상 포커스 변화량(디포커스(defocus)량)의 함수로 나타나며, 도 6b의 그래프 상에서 신호의 떨림폭 f(J)가 지터값이 될 수 있다.
위와 같은 지터값은 정확한 기록데이터 추출을 방해하는 요소로 작용하며, 데이터 기록밀도를 높이는데 장애가 된다.
따라서 상기 RF신호(51)에서 발생하는 지터값을 최소로 억제할 필요가 있다.
도 6c는 상기 지터값이 표준편차로서 갖는 수학적 의미를 나타낸 그림이다.
표준편차란 통계집단의 단위의 계량적 특성값에 관한 산포도를 나타내는 도수특성값을 말한다. 따라서, 표준편차가 0일 때는 관측값의 모두가 동일한 크기이고 표준편차가 클수록 관측값 중에는 평균에서 떨어진 값이 많이 존재한다는 의미이다.
표준편차가 0일 때는 관측값의 모두가 동일한 크기이고 표준편차가 클수록 관측값 중에는 평균에서 떨어진 값이 많이 존재한다. 따라서 표준편차는 관측값의 산포(散布)의 정도를 나타낸다.
지터값은 지터-미터(Jitter-meter)라는 장치로 측정할 수 있는데, 특정 RF신호에서 시간에 따른 변동량을 표준편차로 나타낸 것이 지터값(J)로서 이 값이 작으면 작을수록 신호의 미소한 변동량은 줄어들 것이다.
이하에서는 상기 지터값의 함수적 특징과 최소의 지터값을 구하고자 하는 본 발명의 기술적 사상을 도면에 포함된 본 발명의 일 예를 참조하여 아래에 보다 상세히 설명한다.
도 7에서는 지터값이 디포커스(Defocus)량에 대한 함수로 나타날 수 있음을 보여주는 그래프이다.
디스크면에 맺히는 광점이 최소화되는 것을 포커스on 이라 하고 이때의 디포커스량을 0으로 정의해보자.
포커스를 - 에서 + 변화시키면 그에 따른 PDIC의 수광신호 및 RF신호의 지터값도 증가할 것이다.
도 7에서는 일 예로 A,B,C의 세 점에 대한 지터값을 지터미터로 측정하여 가상의 함수곡선을 그려본 것이다.
A,B,C의 3점은 임의의 디포커스량을 대물렌즈에 인가한 것으로서, 그래프 상으로는 포커스온(defocus=0)시의 B값, -10% 디포커스량 인가시 A값, +10% 디포커스량 인가시 C값으로 측정할 수 있다.
이때 상기 3개의 값으로 얻어지는 다차함수(근(해)가 3개이므로, 다항식의 변수가 3개 이하여야 한다)로 지터함수를 가정할 수 있을 것이다.
f(J) = k1*J2 + k2*J + k3
상기 수학식 1 에서와 같이 3개의 D(디포커스량)에 대한 3개의 해(지터값)를 같는 2차함수로서의 지터함수를 가정해 볼 수 있다.
DVD와 CD Ray 광을 사용하는 광픽업 시스템에서는 Defocus에 따른 Jitter 특성곡선(원래는 대물렌즈의 움직임에 대한 비선형의 곡선이지만 좁은 범위 내에서 선형함수로 근사화 할 수 있다.)은 위와 같이 통상 2차 함수로 근사화 가능하다.
하지만, 상기 도 2와 같이 콜리메이터렌즈를 빔 경로 앞뒤로 구동하여 구면 수차를 보상하는 BD 광픽업(Blu-Ray Pickup)에서는 상기 특성곡선이 좀더 복잡하게 나타나는데, 레이저의 파장이 짧고 대물렌즈의 개구수가 크므로 구면수차의 보정량이 크기 때문이다.
따라서 포커스온 근처에서의 지터특성곡선은 매우 미묘해져서 2차함수로 단순 근사화하기에는 무리가 있다.
도 8은 도 7과는 달리 5개의 디포커스량에 따른 지터값을 지터미터로 측정한 경우이다.
도 8의 경우, 다차방정식의 해가 5개인 셈이므로 지터특성곡선, 즉 지터함수는 A,B,C,D,E의 5개의 해를 갖는 4차 함수로 가정할 수 있다.
f(J) = k1*J4 + k2*J3 + k3*J2 + k4*J + k5
상기 지터근사함수는 포커스온 지점 근처에서의 지터값 변화추이를 2차함수보다 더욱 정밀하게 제공해줄 수 있다.
위와 같은 2차 이상의 다차함수 근사는 BD 광픽업 시스템과 같이 레이저광의 파장이 짧을수록 더욱 만족스러운 결과를 가져다준다.
예컨대 BD 광픽업 시스템에서 CD/DVD 광픽업 시스템과 동등한 방식으로 2차 함수로 포커스를 보정(Defocus Adjustment)하게 되면, 지터 최저Point (도면에서 Jmin 값)는 C점의 약간 우측(2차함수 곡선상의 최저점)으로 예측될 수 있으며 이는 광픽업 시스템의 정밀도 저하로 직결된다.
그러므로 광디스크 드라이브가 BD Disk를 인식하였다면 최소의 지터값을 2차 함수가 아닌 4차 함수로 구하여 포커스 보정을 하게 되면 예기치 못한 신호의 품질저하를 최소화할 수 있어 광픽업 시스템의 성능을 최적화 할 수 있다.
도 9는 도 8의 개념을 더욱 확장한 것으로서 포커스 온 상태에서 극히 미소한 디포커스량에도 지터값이 민감하게 반응한다면 지터근사함수의 차수를 더욱 높이는 것이다.
도 9에서는 6~8개의 해를 갖는 6차~8차 함수를 가정하여 지터 최소값을 구하고 있으므로 포커스온 근처에서의 미세한 최소 디포커스량을 쉽게 구할 수 있다.
상기와 같은 지터특성곡선의 함수 근사화를 통한 본 발명의 포커스 보정방법의 주요 기술적 특징은 다음과 같다.
먼저 광픽업 액츄에이터를 통해 디스크면에서 반사된 광신호를 포토디텍터에 집광한다.(도 2의 광학계를 적용할 수 있다)
다음으로 상기 포토디텍터에 집광된 광신호를 도 3과 같은 시스템에 의하여 RF신호로 변환한다. 이때 별도의 지터값 측정장치로 RF신호의 시간경과에 따른 최 소지터값을 다음과 같이 구한다.
① 광픽업 액츄에이터로 (n+1)개의 디포커스량을 인가
② 디포커스량에 대응되는 (n+1)개의 지터값 측정
③ (n+1)개의 지터값이 이루는 n차 지터함수를 구하여 Jmin 도출
이때 포커스량의 +,-에 따라 지터값이 상승되려면 지터함수는 짝수차의 다항식이 되어야 하고 n은 홀수이어야 할 것이다.
CD용이나 DVD용 이상의 레이저 파장일 경우에는 1, 즉 지터함수를 2차함수로 가정하여 최소지터값을 구할 수 있다.
그러나 보다 정확한 최소지터값을 구하거나 광신호로 사용되는 레이저광의 파장이 BD용 레이저 이하의 파장일 경우에는 3 이상, 즉 4차함수 또는 6차함수로 가정할 필요가 있다.
상기 최소지터값에 대응되는 디포커스(defocus)량을 구하여 상기 광픽업 액츄에이터에 인가하는 단계는 구체적으로 광픽업 액츄에이터의 대물렌즈 구동용 와이어 서스펜션에 초기 전류을 부여하여 대물렌즈의 초기 위치를 조정함으로서 구현할 수 있다.
도 10은 상기와 같이 구해진 디포커스량을 대물렌즈에 인가하는 광픽업 액츄에이터를 나타낸 것이다.
액츄에이터는 크게 가동부와 고정부로 나뉘어지며, 가동부에는 강성과 감쇠 특성을 갖는 지지부재로 고정부에 고정되어 원하는 주파수 특성을 갖도록 설계된다. 여기서, 가동부는 포커싱과 트랙킹 방향의 상호 직교하는 2축 방향으로 회전이나 비틀림과 같은 불필요한 진동없이 병진 운동을하여 광디스크의 신호트랙의 중심을 추종할 수 있어야 한다.
도면에서 대물렌즈(20)은 렌즈홀더(24)에 탑재되어 있으며 렌즈홀더는 포커싱,트래킹,틸팅 코일에 전류를 흘려주어 영구자석과의 상호작용(플레밍의 왼손법칙이 적용된다)에 따른 구동(액츄에이팅)을 한다.
이때 상기 코일들에 전류를 공급하고 렌즈홀더를 지지하는 것이 와이어-서스펜션(22)이며 주어진 디포커스량에 대응되는 초기전류를 포커싱 코일에 인가하여 최적의 포커스 보정을 달성할 수 있다.
이상 본 발명이 구체화된 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시예에만 국한되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 명세서 및 도면이 내포하고 있는 기술적 사상을 활용하여 변경 또는 확장된 실시예를 필요에 따라 추가로 구현할 수 있을 것이나 이 또한 본 발명이 고유하게 보유하는 기술적 사상의 범위에 자명하게 포함된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 포커스 보정방법은 광신호로부터 변환된 RF신호 의 안정성과 정밀도를 높이는 데에 관건이 되는 최소 지터값을 보다 효율적으로 정확하게 구하여 그에 따른 최적의 포커스 보정을 수행할 수 있으며 특히 BD Disk 인식 및 기록/재생 과정에서 시스템 성능을 최적화 할 수 있다.

Claims (4)

  1. 광픽업 액츄에이터를 통해 디스크면에서 반사된 광신호를 포토디텍터에 집광하는 단계;
    상기 포토디텍터에 집광된 광신호를 RF신호로 변환하는 단계;
    상기 RF신호의 최소지터값을 구하는 단계; 및
    상기 최소지터값에 대응되는 디포커스(defocus)량을 구하여 상기 광픽업 액츄에이터에 인가하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 광픽업 시스템의 포커스 보정방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 RF신호의 최소지터값을 구하는 단계;는,
    상기 광픽업 액츄에이터로 (n+1)개의 디포커스량을 인가하는 단계와,
    상기 디포커스량에 대응되는 (n+1)개의 지터값을 구하는 단계 및
    상기 지터값이 이루는 n차 지터함수를 구하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광픽업 시스템의 포커스 보정방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 n은 홀수이며 광신호로 사용되는 레이저광의 파장이 DVD용 레이저 파장 이상일 경우에는 1이고, BD용 레이저 이하의 파장일 경우에는 3 이상인 것을 특징으로 하는 광픽업 시스템의 포커스 보정방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 최소지터값에 대응되는 디포커스(defocus)량을 구하여 상기 광픽업 액츄에이터에 인가하는 단계;는,
    상기 광픽업 액츄에이터의 대물렌즈 구동용 와이어 서스펜션에 초기 전류를 부여하여 대물렌즈의 초기 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 광픽업 시스템의 포커스 보정방법.
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