KR20080109635A - 광 디스크 장치 및 수렴 위치 보정 방법 - Google Patents

광 디스크 장치 및 수렴 위치 보정 방법 Download PDF

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기미히로 사이또오
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

본 발명에 따르면, 정보를 기록하는 기록 층 그리고 기록 층 상의 정보의 기록 위치를 식별하는 트랙이 제공되는 위치 설정 층을 포함하는 광 디스크에 광빔을 조사하는 광 디스크 장치이며, 원하는 트랙에 광빔을 조정하기 위해 소정의 위치 설정 광빔을 위치 설정 층 상에 수렴시키고 위치 설정 광빔과 광축을 공유하는 정보 광빔을 기록 층 상에 수렴시키는 대물 렌즈와, 위치 설정 광빔의 초점이 원하는 트랙을 따르게 하기 위해 트랙에 실질적으로 직각인 트래킹 방향으로 대물 렌즈를 이동시키는 이동 섹션과, 트래킹 방향에 대한 대물 렌즈의 이동량을 검출하는 검출 섹션과, 이동량에 따라 정보 광빔의 수렴 위치를 보정하는 보정 섹션을 포함하는 광 디스크 장치가 제공된다.
광 디스크 장치, 광 디스크, 대물 렌즈, 이동 섹션, 검출 섹션, 보정 섹션

Description

광 디스크 장치 및 수렴 위치 보정 방법 {OPTICAL DISK DEVICE AND CONVERGING POSITION CORRECTION METHOD}
본 발명은 2007년 6월 12일자로 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제JP2007-155283호와 관련된 주제를 포함하며, 그 전체 내용이 참조로 여기에 합체되어 있다.
본 발명은 광 디스크 장치 및 수렴 위치 보정 방법에 관한 것이고, 예컨대 광 디스크 장치에 적절하게 적용된다.
컴팩트 디스크(CD: compact disc), 디지털 다기능 디스크(DVD: digital versatile disc) 및 블루-레이 디스크(BD: Blu-ray disc, 등록 상표) 등의 광 디스크에 광빔을 조사하고 이러한 광빔의 반사 광을 읽음으로써 정보를 재생하도록 구성되는 광 디스크 장치가 널리 사용되어 왔다.
추가로, 이러한 광 디스크 장치는 광 디스크에 광빔을 조사하고 광 디스크의 국부 반사도 등을 변화시킴으로써 정보를 기록한다.
이 광 디스크에 대해, 광 디스크 상에 형성되는 광 스팟(optical spot)의 크기는 대략 λ/NA(λ: 광빔의 파장, NA: 수차)에 의해 얻어지고 분해능이 이 수치에 비례한다. 예컨대, 약 25 GB의 데이터를 기록할 수 있는 120 ㎜의 직경을 갖는 광 디스크인 BD의 세부 사항이 와이. 가사미, 와이. 구로다, 케이. 서, 오. 가와구보, 에스. 다까가와, 엠. 오노 및 엠. 야마다의 일본 응용 물리학회 저널, 39, 756(2000)에 제시되어 있다.
광 디스크는 음악 콘텐츠 및 비디오 콘텐츠를 포함하는 다양한 콘텐츠 등의 다양한 정보 또는 컴퓨터를 위한 다양한 데이터를 기록한다. 특히, 근년에 들어, 정보량이 더 높은 선명도의 비디오, 더 높은 음질의 음악 등으로 인해 증가하였고, 1개의 광 디스크 내에 기록될 콘텐츠의 수량 면에서의 증가가 요청되었다. 따라서, 광 디스크는 추가로 증가된 용량을 가질 것이 요청되었다.
위의 관점에서, 1개의 광 디스크 내에 기록 층을 중첩시킴으로써 1개의 광 디스크의 기록 용량을 증가시키는 방법이 제안되었다(예컨대, 아이. 이치무라 등, ISOM' 04의 기술 요약, pp 52, 2005년 10월 11일 내지 15일, 한국 제주).
반면에, 광 디스크 상의 정보의 기록 방법으로서 홀로그램을 사용하는 광 디스크 장치가 또한 제안되었다(예컨대, 알. 알. 맥러드, "마이크로홀로그래픽멀티레이어 광 디스크 데이터 저장", 응용 광학, Vol. 44, 2005, pp 3197).
예컨대, 도1에 도시된 것과 같이, 광 디스크 장치(1)는 굴절률이 조사된 광의 광 세기에 따라 변화하는 광중합체 등으로 제작된 광 디스크(8) 내의 광 헤드(7)로부터 광빔을 1회 수렴시킨다. 그 다음에, 광 디스크 장치(1)는 반대 방향으로부터 재차 동일한 변환 위치 상에 광빔을 수렴시키기 위해 광 디스크(8)의 후방 표면측(도1에서의 하부측) 상에 제공되는 반사 장치(9)를 사용한다.
광 디스크 장치(1)는 레이저(2)로부터 레이저 광으로 구성된 광빔을 방출하고, 음향-광학 변조기(3)에서 광빔의 광파를 변조하고, 콜리메이터 렌즈(4)에 의해 평행 광으로 광빔을 변환한다. 그 다음에, 광빔은 편광 빔 스플리터(5)를 통과하고, 선 편광된 광학 광빔은 1/4 파장 위상 지연 판(6)에서 원 편광되도록 변환되고, 그 다음에 광 헤드(7) 상에 입사된다.
광 헤드(7)는 정보를 기록 및 재생할 수 있도록 구성된다. 광 헤드(7)는 미러(7A)에서 광빔을 반사시키고, 대물 렌즈(7B)를 사용함으로써 광빔을 수렴시키고, (도시되지 않은) 스핀들 모터에 의해 회전되는 광 디스크(8)에 광빔을 조사한다.
이 때, 광빔은 광 디스크(8)의 내부측 내에 1회 포커싱되고, 그 다음에 광빔은 광 디스크(8)의 후방 표면측 상에 배열된 반사 장치(9)에 의해 반사되고, 광 디스크(8)의 후방 표면측으로부터 광 디스크(8)의 내부측 내의 동일한 수렴 지점에서 수렴된다. 반사 장치(9)는 수렴 렌즈(9A), 셔터(9B), 수렴 렌즈(9C) 및 반사 미러(9D)로써 구성된다.
결과적으로, 도2a에 도시된 것과 같이, 정상파가 광빔의 수렴 위치에서 발생되고, 광 스팟 크기의 작은 홀로그램으로 구성된 기록 마크(RM: recording mark)가 형성된다. 기록 마크(RM)는 2개의 원뿔이 그 저부 표면 상에서 서로에 부착된 것과 같은 전체 형상을 갖는다. 이 방식으로, 기록 마크(RM)가 정보로서 기록된다.
광 디스크 장치(1)는 1개의 마크 기록 층을 형성하기 위해 광 디스크(8)를 회전시키고 동심형으로 또는 나선형 트랙을 따라 각각의 기록 마크(RM)를 배열함으로써 광 디스크(8)의 내부측 내에 복수개의 기록 마크(RM)를 기록한다. 나아가, 광 디스크 장치(1)는 복수개의 마크 기록 층이 중첩되는 방식으로 각각의 기록 마크(RM)를 기록할 수 있도록 광빔의 수렴 위치를 조정한다.
위의 방식으로, 광 디스크(8)는 내부측 내에 복수개의 마크 기록 층을 갖는 다층 구조를 갖는다. 예컨대, 도2b에 도시된 것과 같이, 광 디스크(8) 내에서, 기록 마크(RM)들 사이의 거리(마크 피치)(p1)는 1.5 ㎛이고, 트랙들 사이의 거리(트랙 피치)(p2)는 2 ㎛이고, 층들 사이의 거리(p3)는 22.5 ㎛이다.
추가로, 정보가 기록 마크(RM)가 기록된 디스크(8)로부터 재생되는 경우에, 광 디스크 장치(1)는 광 디스크(8)의 후방 표면측으로부터 광빔을 방사하지 않도록 반사 장치(9)의 셔터(9B)를 폐쇄한다.
이 때, 광 디스크 장치(1)는 광 헤드(7)를 사용함으로써 광 디스크(8) 내의 기록 마크(RM)에 광빔을 조사하고, 광 헤드(7)로 기록 마크(RM)로부터 발생되는 재생 광빔을 방출한다. 원 편광된 재생 광빔은 1/4 파장 위상 지연 판(6)에서 선 편광되도록 변환되고, 편광 빔 스플리터(5)에 의해 반사된다. 나아가, 재생 광빔은 수렴 렌즈(10)에 의해 수렴되고, 핀홀(11)을 통해 광검출기(12)에 조사된다.
이 때, 광 디스크 장치(1)는 광검출기(12)에서 재생 광빔의 광량을 검출하고, 검출의 결과를 기초로 하여 정보를 재생한다.
추가로, 대물 렌즈의 위치 제어와 정보의 기록 및 재생 사이에서 상이한 종류의 광빔을 사용하는 광 디스크 장치가 제안되었다(예컨대, 에스-케이 박, 티. 디. 밀스터, 티. 엠. 밀러, 제이. 버츠 및 더블유. 블레처의 일본 응용 물리학회 저널, Vol. 44(2005) pp. 3442-3444).
예컨대, 도3에 도시된 것과 같이, 광 디스크 장치(15)는 빔 스플리터(16) 및 대물 렌즈(17)를 통해 광 디스크(18)에 위치 제어 광빔(L1)을 조사한다.
추가로, 광 디스크 장치(15)는 광 디스크(18)의 반사 표면(18A) 상에서 반사된 위치 제어 광빔(L1)에 의해 얻어지는 복귀 광을 검출하고, 검출의 결과에 따라 대물 렌즈(17)의 초점 제어 및 트래킹 제어 등의 위치 제어를 수행하고, 반사 표면(18A)의 원하는 트랙에서 위치 제어 광빔(L1)을 포커싱한다.
이 상태에서, 광 디스크 장치(15)는 빔 스플리터(16)를 사용함으로써 위치 제어 광빔(L1)과 상이한 기록 및 재생 광빔(L2)을 반사시키고, 위치-제어되는 대물 렌즈(17)를 통해 광 디스크(18)의 기록 층(18B) 상에 광빔(L2)을 포커싱하고, 이 방식으로 정보[기록 마크(RM) 등]의 기록 또는 재생을 수행한다.
도3에 도시된 것과 같이, 광 디스크 장치(15)는 대물 렌즈(17)를 사용함으로써 위치 제어 광빔(L1) 그리고 수렴 광 또는 발산 광으로 구성된 기록 및 재생 광빔(L2)을 수렴시킨다.
이 때, 확대 방식으로 도3의 일부를 도시하는 도4a에 도시된 것과 같이, 대물 렌즈(17)는 위치 제어 광빔(L1)의 최초 초점이 초점(P1)인 경우에 수렴 효과에 의해 초점(F1)에 위치 제어 광빔(L1)을 수렴시킨다. 추가로, 도4a 및 도4b에 도시된 것과 같이, 대물 렌즈(17)는 수렴 광인 기록 및 재생 광빔(L2)의 초점이 초점(P2)인 경우에 초점(F2)에 기록 및 재생 광빔(L2)을 수렴시킨다.
여기에서, 대물 렌즈(17)의 수렴 거리가 f이고 대물 렌즈의 광 기준선(LS)으로부터 초점(P1, F1, P2, F2)까지의 거리가 각각 r1, s1, r2 및 s2인 것으로 가정하면, 아래에 나타낸 수학식 (1) 및 (2)의 관계가 수립된다.
Figure 112008041555282-PAT00001
… (1)
Figure 112008041555282-PAT00002
… (2)
도4a에 도시된 것과 같이, 광 디스크 장치(15)는 대물 렌즈(17)의 광축(C)이 위치 제어 광빔(L1)의 광축(A1) 그리고 기록 및 재생 광빔(L2)의 광축(A2) 상에서 중첩된 상태를 참조하여 설계된다[이후, 이 상태에서의 대물 렌즈(17)의 위치는 기 준 위치로서 호칭됨].
중첩 방식으로 도4a 및 도4b를 도시하는 도5에 도시된 것과 같이, 대물 렌즈(17)가 기준 위치 상에 있을 때, 광 디스크 장치(15)는 중심 축(C) 상에 위치 제어 광빔(L1)의 초점(F1) 그리고 기록 및 재생 광빔(L2)의 초점(F2)의 양쪽 모두를 위치시킨다.
즉, 광 디스크 장치(15)는 대물 렌즈(17)측으로부터 관찰될 때에 초점(F1) 바로 아래에 초점(F2)을 위치시킨다. 이러한 위치 관계를 기초로 하여, 초점(F1)은 초점(F2)이 원하는 위치로 조정될 수 있도록 원하는 트랙으로 조정된다.
그러나, 트래킹 제어가 위치 제어 광빔(L1)의 초점(F1)을 제어하여 광 디스크(18)의 원하는 트랙을 따르도록 수행될 때, 대물 렌즈(17)는 기준 위치로부터 이동된다.
여기에서, 도5에 대응하는 도6에 도시된 것과 같이, 대물 렌즈(17)는 화살표(a)의 방향으로 이동되는 것으로 가정된다. 이 경우에, 수렴 광인 위치 제어 광빔(L1) 그리고 기록 및 재생 광빔(L2)의 광축(A1, A2)의 양쪽 모두는 대물 렌즈(17)의 중심 축으로부터 벗어나므로, 대물 렌즈(17)에 의해 굴절된다.
이러한 광축(A1, A2)의 굴절로써, 위치 제어 광빔(L1)의 초점(F1) 그리고 기록 및 재생 광빔(L2)의 초점(F2)의 양쪽 모두는 화살표(a)의 방향으로 또는 그에 반대인 방향 즉 트래킹 방향으로 이동하고, 초점(F1m) 및 초점(F2m)에서 포커싱된다.
이 때, 초점(F1m, F2m)으로부터 대물 렌즈(17)의 기준선(LS)까지의 거리가 서로 상이하다. 그러므로, 트래킹 방향에 대한 초점(F1, F2)의 이동량이 이탈량(gm)에 대해 서로 상이하다.
즉, 대물 렌즈(17)가 트래킹 방향으로 기준 위치로부터 이동되는 경우에, 광 디스크 장치(15)는 원하는 위치로써 기록 및 재생 광빔(L2)의 초점(F2)으로 조정될 수 없는데 "초점(F2)이 초점(F1) 바로 아래에 위치된다"는 위치 관계가 혼란되기 때문이므로, 기록 및 재생의 정확성이 저하될 수 있다.
본 발명은 위의 사항의 관점에서 고안되었고, 대물 렌즈가 트래킹 방향으로 이동될 때에 정보의 기록 및 재생 정확성을 개선시킬 수 있는 광 디스크 장치 그리고 높은 정확성으로써 타겟 위치로 광빔의 초점을 조정할 수 있는 수렴 위치 보정 방법을 제안하고 있다.
위의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 하나의 태양에 따르면, 정보를 기록하는 기록 층 그리고 기록 층 상의 정보의 기록 위치를 식별하는 트랙이 제공되는 위치 설정 층을 포함하는 광 디스크에 광빔을 조사하는 광 디스크 장치에 있어서, 원하는 트랙으로 광빔을 조정하기 위해 소정의 위치 설정 광빔을 위치 설정 층 상에 수렴시키고 또한 위치 설정 광빔과 광축을 공유하는 정보 광빔을 기록 층 상에 수렴시키는 대물 렌즈와, 위치 설정 광빔의 초점이 원하는 트랙을 따르게 하기 위해 트랙에 실질적으로 직각인 트래킹 방향으로 대물 렌즈를 이동시키는 이동 섹션과, 트래킹 방향에 대한 대물 렌즈의 이동량을 검출하는 검출 섹션과, 이동량에 따라 정보 광빔의 수렴 위치를 보정하는 보정 섹션을 포함하는 광 디스크 장치가 제 공된다.
이 방식으로, 대물 렌즈가 트래킹 방향으로 이동할 때의 트래킹 방향에 대한 위치 설정 광빔 및 정보 광빔의 수렴 위치들 사이의 이탈이 해결될 수 있다.
추가로, 본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 정보를 기록하는 기록 층 그리고 기록 층 상의 정보의 기록 위치를 식별하는 트랙이 제공되는 위치 설정 층을 포함하는 광 디스크에 광빔을 조사할 때의 수렴 위치 보정 방법에 있어서, 원하는 트랙으로 광빔을 조정하기 위해 소정의 위치 설정 광빔을 위치 설정 층 상에 수렴시키고 또한 위치 설정 광빔과 광축을 공유하는 정보 광빔을 기록 층 상에 수렴시키는 대물 렌즈를 트랙에 실질적으로 직각인 트래킹 방향으로 이동시키는 이동 단계와, 트래킹 방향에 대한 대물 렌즈의 이동량을 검출하는 검출 단계와, 위치 설정 광빔의 초점이 원하는 트랙을 따르게 하기 위해 이동량에 따라 정보 광빔의 수렴 위치를 보정하는 보정 단계를 포함하는 광 디스크 장치가 제공된다.
이 방식으로, 대물 렌즈가 트래킹 방향으로 이동할 때의 트래킹 방향에 대한 위치 설정 광빔 및 정보 광빔의 수렴 위치들 사이의 이탈이 해결될 수 있다.
본 발명에 따르면, 대물 렌즈가 트래킹 방향으로 이동할 때의 트래킹 방향에 대한 위치 설정 광빔 및 정보 광빔의 수렴 위치들 사이의 이탈이 해결될 수 있다. 이 방식으로 대물 렌즈가 트래킹 방향으로 이동될 때에 정보의 기록 및 재생 정확성을 개선시킬 수 있는 광 디스크 장치 그리고 높은 정확성으로써 타겟 위치로 광빔의 초점을 조정할 수 있는 수렴 위치 보정 방법이 구현될 수 있다.
본 발명의 특성, 원리 및 이용성은 동일한 부품이 동일한 도면 부호에 의해 지시되는 첨부 도면과 연계하여 읽혀질 때에 다음의 상세한 설명으로부터 더 명확해질 것이다.
이후, 본 발명의 실시예가 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
(1) 제1 실시예
(1-1) 광 디스크 장치의 전체 구성
도7에 도시된 것과 같이, 광 디스크 장치(20)는 광 디스크(100)에 광빔을 조사함으로써 트래킹 제어 및 초점 제어를 수행한 후에 정보를 기록 및 재생하도록 구성된다.
광 디스크 장치(20)는 전체 장치를 총괄적으로 제어하기 위해 제어 섹션(21)을 사용한다. 제어 섹션(21)은 주요 구성 요소로서 (도시되지 않은) 중앙 처리 유닛(CPU: central processing unit)으로써 구성되고, (도시되지 않은) 판독 전용 메모리(ROM: read only memory)로부터 기본 프로그램 및 정보 기록 프로그램 등의 다양한 프로그램을 읽고 (도시되지 않은) 임의 도달 메모리(RAM: random access memory) 내에 읽은 프로그램을 탑재함으로써 정보 기록 처리 등의 다양한 처리를 실행한다.
예컨대, 제어 섹션(21)이 광 디스크(100)가 장착된 상태에서 (도시되지 않은) 외부 장치 등으로부터 기록 정보, 기록될 정보 및 기록 주소 정보를 위한 명령을 수신할 때, 제어 섹션(21)은 구동 제어 섹션(22)으로 구동 명령 및 기록 주소 정보를 공급하고 또한 신호 처리 섹션(23)으로 기록 정보를 공급한다.
광학 디스크(100)의 기록 층(101) 상에, 나선형 형상 또는 동심형 형상을 갖는 트랙이 형성되고 또한 트랙의 위치를 특정하는 주소가 적절하게 할당된다. 기록 주소 정보는 정보가 기록 또는 재생되어야 하는 트랙(이후, 타겟 트랙)의 주소를 나타내는 정보이다.
구동 제어 섹션(22)은 제어 섹션(21)과 유사하게 주요 구성 요소로서 (도시되지 않은) CPU로써 구성되고, (도시되지 않은) ROM으로부터 정보 기록 프로그램 등의 다양한 프로그램을 읽고 (도시되지 않은) RAM 내에 읽은 프로그램을 탑재함으로써 정보 기록 처리 등의 다양한 처리를 실행한다.
구동 제어 섹션(22)은 소정의 회전 속도로 광 디스크(100)를 회전시키기 위해 구동 명령에 따라 스핀들 모터(24)의 구동을 제어하고, 또한 이동 축(25A, 25B)을 따라 광 디스크(100)의 트랙 방향(즉, 내부 트랙 방향 또는 외부 트랙 방향)으로 기록 주소 정보에 대응하는 위치까지 광 픽업(26)을 이동시키기 위해 스레드 모터(thread motor)(25)의 구동을 제어한다.
신호 처리 섹션(23)은 기록 신호를 발생시키기 위해 공급된 기록될 정보에 소정의 인코딩 처리 및 변조 처리 등의 다양한 신호 처리를 적용하고, 광 픽업(26)으로 기록 신호를 공급한다.
광 픽업(26)은 광 디스크(100)의 기록 층(101) 상에 형성되는 트랙으로 광빔의 조사 위치를 조정하여 신호 처리 섹션(23)으로부터의 기록 신호에 대응하는 기록 마크(RM)를 기록하기 위해 구동 제어 섹션(22)의 제어를 기초로 하여 초점 제어 및 트래킹 제어를 수행한다. 그 상세한 설명이 아래에서 행해질 것이다.
추가로, 제어 섹션(21)이 예컨대 (도시되지 않은) 외부 장치로부터 정보 재생 명령 그리고 기록될 정보의 주소를 나타내는 재생 주소 정보를 수신할 때, 제어 섹션(21)은 구동 제어 섹션(22)으로 구동 명령을 공급하고, 또한 신호 처리 섹션(23)으로 재생 처리 명령을 공급한다.
기록 정보의 경우와 유사하게, 구동 제어 섹션(22)은 소정의 회전 속도로 광 디스크(100)를 회전시키기 위해 스핀들 모터(24)의 구동을 제어하고, 또한 재생 주소 정보에 대응하는 위치까지 광 픽업(26)을 이동시키기 위해 스레드 모터(25)의 구동을 제어한다.
광 픽업(26)은 광 디스크(100)의 기록 층(101) 상의 재생 주소 정보에 의해 나타낸 트랙(즉, 타겟 트랙)으로 광빔의 조사 위치를 조정하고 소정의 광량의 광빔을 방사하기 위해 구동 제어 섹션(22)의 제어를 기초로 하여 초점 제어 및 트래킹 제어를 수행한다. 이 때, 광 픽업(26)은 광 디스크(100)의 기록 층(101) 상의 기록 마크(RM)로부터 발생되는 재생 광빔을 검출하고, 재생 광빔의 광량에 대응하는 검출 신호를 공급한다(세부 사항이 차후에 설명될 것임).
신호 처리 섹션(23)은 재생 정보를 발생시키기 위해 공급된 검출 신호에 소정의 복조 처리 및 디코딩 처리 등의 다양한 신호 처리를 적용하고, 제어 섹션(21)으로 재생 정보를 공급한다. 이러한 재생 정보의 공급에 대한 응답으로, 제어 섹션(21)은 (도시되지 않은) 외부 장치로 재생 정보를 보낸다.
광 디스크 장치(20)는 위의 방식으로 광 픽업(26)을 제어하여 광 디스 크(100)의 기록 층(101) 상에 타겟 트랙에 대한 정보를 기록하고 타겟 트랙으로부터 정보를 재생하기 위해 제어 섹션(21)을 사용한다.
(1-2) 광 픽업의 구성
도8에 도시된 것과 같이, 광 픽업(26)은 대물 렌즈(36)의 위치를 제어하는 위치 제어 광 시스템(30) 그리고 광 디스크(100)에 대해 정보를 기록 및 재생하는 기록 및 재생 광 시스템(50)으로써 대략 구성된다.
(1-2-1) 위치 제어 광 시스템의 구성
구동 제어 섹션(22)(도7)으로부터의 제어 명령을 기초로 하여, 위치 제어 광 시스템(30)의 레이저 다이오드(31)가 격자(32) 상에 입사되도록 약 660 ㎚의 파장을 갖는 발산 광으로 구성된 위치 설정 광빔으로서 적색 광빔(Lr1)을 방출한다.
격자(32)에는 (도시되지 않은) 회절 격자가 제공된다. 격자(32)는 회절 격자의 격자 효과에 의해 트래킹 제어를 위한 주요 광빔(LrlA) 그리고 보조 광빔(Lr1B, Lr1C)으로 적색 광빔(Lr1)을 분할하고, 모든 이러한 광빔이 미편광 빔 스플리터(33) 상에 입사되게 한다.
주요 광빔(Lr1A) 및 보조 광빔(Lr1B, Lr1C)은 각각의 광빔의 (도시되지 않은) 광축의 각도가 서로 약간 상이한 상태에 있고, 유사한 광 경로를 통해 진행한다. 이후, 설명의 편의상, 주요 광빔(Lr1A) 및 보조 광빔(Lr1B, Lr1C)은 적색 광빔(Lr1)으로서 집합적으로 호칭된다.
미편광 빔 스플리터(33)는 콜리메이터 렌즈(34) 상에 입사되도록 소정의 비율로 적색 광빔(Lr1)을 투과시킨다. 콜리메이터 렌즈(34)는 평행 광으로 적색 광 빔(Lr1)을 변환하고 적색 광빔(Lr1)이 이색성 프리즘(35) 상에 입사되게 한다.
이색성 프리즘(35)의 반사 및 투과 표면(35S)은 파장 선택성을 갖는다. 반사 및 투과 표면(35S)은 약 100%의 비율로 약 660 ㎚의 파장을 갖는 적색 광빔을 투과시키고, 약 100%의 비율로 약 405 ㎚의 파장을 갖는 청색 광빔을 반사시킨다. 이 이유 때문에, 이색성 프리즘(35)은 대물 렌즈(36) 상에 입사되도록 반사 및 투과 표면(35S) 상의 적색 광빔(Lr1)을 투과시킨다.
대물 렌즈(36)는 광 디스크(100) 상에 입사되도록 적색 광빔(Lr1)을 수렴시킨다. 도9에 도시된 단면도에 도시된 것과 같이, 광 디스크(100)는 함께 집합되는 정보를 기록하는 기록 층(101) 그리고 기판(102), 그리고 기록 층(101) 및 기판(102)에 의해 개재되는 방식으로 그 경계 표면에서 위치 설정 층으로서 역할하는 반사 및 투과 필름(104)으로써 구성된다. 설명의 편의상, 도9에서, 광 픽업은 도8의 도면으로부터 역전된 상태로 도시되어 있다.
기판(102)은 폴리카보네이트 및 유리 등의 재료로 제작되고, 높은 투과성으로써 하나의 표면으로부터 대향 표면으로 입사된 광을 투과시킨다. 나아가, 기판(102)은 소정의 강도를 갖는다. 그러므로, 기판(102)은 광 디스크(100)의 전체 형상을 유지한다.
기록 층(101)은 광 디스크(8)(도1) 및 기록 매체(M)(도7)와 유사하게 조사된 광의 세기에 따라 가변하는 굴절률을 갖는 광중합체 등으로 제작되고, 405 ㎚의 파장을 갖는 청색 광빔에 응답한다.
실제로, 광 디스크(100)는 정보를 기록 및 재생할 때에 그 상에 조사되는 대 물 렌즈(36)에 의해 수렴되는 청색 광빔(Lb1)을 갖는다(세부 사항이 아래에서 설명될 것임).
반사 및 투과 층으로서 역할하는 반사 및 투과 필름(104)은 유전성 다층 필름 등으로 제작된다. 반사 및 투과 필름(104)은 405 ㎚의 파장을 갖는 청색 광빔을 투과시키고 660 ㎚의 파장을 갖는 적색 광빔(Lr1)을 반사시키는 파장 선택성을 갖는다.
추가로, 반사 및 투과 필름(104)은 그 상에 형성되는 트래킹 서보(tracking servo)를 위한 안내 홈을 갖는다. 더 구체적으로, 나선형 트랙이 일반적인 기록 가능한 BD(BD-R) 디스크 등과 유사하게 랜드(land) 및 홈(groove)에 의해 형성된다. 이 트랙에는 각각의 소정의 기록 유닛에 대해 일련의 번호를 갖는 주소가 부가된다. 이러한 주소는 정보를 기록 또는 재생하는 트랙의 식별을 가능케 한다.
반사 및 투과 필름(104)[즉, 기록 층(101)과 기판(102) 사이의 경계 표면]은 안내 홈 대신에 그 상에 형성되는 피트(pit) 등을 가질 수 있거나 안내 홈 및 피트의 조합 등을 가질 수 있다. 요컨대, 반사 및 투과 필름(104)은 광빔의 반사 광을 기초로 하여 주소를 인식하기만 하면 된다.
대물 렌즈(36)는 각각의 3개의 광빔 즉 적색 광빔(Lr1)을 구성하는 주요 광빔(Lr1A) 및 보조 광빔(Lr1B, Lr1C)을 수렴시킨다. 이 방식으로, 도10에 도시된 것과 같이, 대물 렌즈(36)가 각각 광 디스크(100)의 반사 및 투과 필름(104) 상에 빔 스팟(PA, PB, PC)을 형성한다.
이 때, 격자(32)의 효과로 인해, 빔 스팟(PB, PC)은 트랙(T1)의 진행 방향에 직각인 트래킹 방향에 대해 빔 스팟(PA)으로부터 1/4 트랙 폭에 대해 좌측 및 우측으로 위치 이동된 위치에서 형성된다.
추가로, 주요 광빔(Lr1A) 및 보조 광빔(Lr1B, Lr1C)은 각각 주요 반사 광빔(Lr2A) 및 보조 반사 광빔(Lr2B, Lr2C)이 되도록 광 디스크(100)의 반사 및 투과 필름(104) 상에서 반사되고, 반대 방향으로 적색 광빔(Lr1)의 광 경로를 통해 진행한다. 이후, 설명의 편의상, 주요 반사 광빔(Lr2A) 및 보조 반사 광빔(Lr2B, Lr2C)은 적색 반사 광빔(Lr2)으로서 집합적으로 호칭될 것이다.
대물 렌즈(36)는 발산 광으로부터 평행 광으로 적색 반사 광빔(Lr2)을 변환하고, 적색 반사 광빔(Lr2)이 이색성 프리즘(35)을 통해 콜리메이터 렌즈(34) 상에 입사되게 한다. 콜리메이터 렌즈(34)는 미편광 빔 스플리터(33) 상에 입사되도록 수렴 광으로 적색 반사 광빔(Lr2)을 변환한다.
미편광 빔 스플리터(33)는 적색 반사 광빔(Lr2)의 일부를 반사시키고, 그 다음에 실린더 렌즈(37)가 반사 광빔에 비점수차를 적용한다. 그 후, 적색 반사 광빔(Lr2)은 서보 광검출기(38) 상에 조사된다.
도11에 도시된 것과 같이, 서보 광검출기(38)는 격자형 방식으로 4개의 영역으로 주요 검출 영역(38m)을 분할함으로써 얻어지는 검출 영역(38A, 38B, 38C, 38D)을 포함한다. 추가로, 서보 광검출기(38)는 주요 검출 영역(38m)이 그 사이에 위치된 상태로 서로와 대면하는 검출 영역(38E, 38F)을 포함하고, 주요 검출 영역(38m)으로부터 약간 떨어진 위치에서 형성된다.
주요 검출 영역(38m) 및 검출 영역(38E, 38F)에는 각각 3개의 광빔 즉 적색 반사 광빔(Lr2)을 구성하는 주요 반사 광빔(Lr2A) 및 보조 반사 광빔(Lr2B, Lr2C)이 조사되고, 이 방식으로 빔 스팟(QA, QB, QC)이 각각 형성된다.
광 픽업(26)은 조사 상태 즉 빔 스팟(QA, QB, QC)(도10)의 형성 위치, 크기, 광량 등이 광 부재의 할당에 따라 광 디스크(100)의 반사 및 투과 필름(104)에 대한 주요 광빔(Lr1A) 및 보조 광빔(Lr1B, Lr1C)의 조사 상태 즉 트랙(T1)(도9)에 대한 빔 스팟(PA, PB, PC)의 형성 위치, 수렴 상태 등에 따라 가변하도록 구성된다.
서보 광검출기(38)는 각각의 검출 영역(38A 내지 38D)에서 주요 반사 광빔(Lr2A)의 일부를 검출하고, 이 때에 검출된 광량에 따라 각각 검출 신호(SDA, SDB, SDC, SDD)를 발생시킨다. 그 다음에, 서보 광검출기(38)는 신호 처리 섹션(23)(도7)으로 이러한 검출 신호를 보낸다.
추가로, 서보 광검출기(38)는 각각 검출 영역(38E, 38F)에서 보조 반사 광빔(Lr2B, Lr2C)을 검출하고, 이 때에 검출된 광량에 따라 각각 검출 신호(SDE, SDF)를 발생시킨다. 그 다음에, 서보 광검출기(38)는 신호 처리 섹션(23)(도7)으로 이러한 검출 신호를 보낸다.
신호 처리 섹션(23)은 다음의 수학식 (3)에 따라 초점 오차 신호(SFE)를 계산하기 위해 소위 비점수차 방법을 사용하고, 구동 제어 섹션(22)(도7)으로 초점 오차 신호(SFE)를 공급한다.
SFE = (SDA +　SDD) - (SDB + SDC)… (3)
초점 오차 신호(SFE)는 위에서 설명된 광 픽업(26) 내에서의 광 부재의 할당으로 인해 광 디스크(100)의 반사 및 투과 필름(104)과 주요 광빔(Lr1A)의 초 점(Fr) 사이의 초점 방향[즉, 광 디스크(100)로부터 더 근접해지거나 멀어지는 방향]으로의 이탈량의 정도를 표현한다.
추가로, 신호 처리 섹션(23)은 다음의 수학식 (4)에 따라 3-스팟 트래킹 오차 신호(three-spot tracking error signal)(STE3)를 계산하기 위해 소위 3-스팟 방법을 사용하고, 구동 제어 섹션(22)(도7)으로 3-스팟 트래킹 오차 신호(STE3)를 공급한다.
STE3 = SDE - SDF… (4)
3-스팟 트래킹 오차 신호(STE3)는 위에서-설명된 광 픽업(26) 내에서의 광 부재의 할당으로 인해 광 디스크(100)의 반사 및 투과 필름(104)의 타겟 트랙과 주요 광빔(Lr1A)의 초점(Fr) 사이의 트랙 방향[즉, 광 디스크(100)의 내부 트랙 또는 외부 트랙으로의 방향]으로의 이탈량의 정도를 표현한다.
구동 제어 섹션(22)은 초점 오차 신호(SFE)를 기초로 하여 초점 제어 신호(DF)를 발생시키고, 또한 3-스팟 오차 신호(STE3)를 기초로 하여 트래킹 제어 신호(DT)를 발생시킨다. 그 다음에, 구동 제어 섹션(22)은 광 픽업(26)의 2축 작동기(36A)(도8)로 초점 제어 신호(DF) 및 트래킹 오차 신호(DT)를 공급한다.
2축 작동기(36A)는 초점 제어 신호(DF)를 기초로 하여 초점 방향으로 대물 렌즈(36)를 구동시키는 소위 초점 제어를 수행한다. 이 방식으로, 타겟 트랙과 주요 광빔(Lr1A)의 초점(Fr) 사이의 초점 방향에 대한 이탈량이 감소된다.
추가로, 2축 작동기(36A)는 트래킹 제어 신호(DT)를 기초로 하여 트래킹 방향으로 대물 렌즈(36)를 구동시키는 소위 트래킹 제어를 수행한다. 이 방식으로, 타겟 트랙과 주요 광빔(Lr1A) 사이의 트래킹 방향으로의 이탈량(이후, 트랙 이탈량)이 감소된다.
위에서 설명된 것과 같이, 구동 제어 섹션(22)은 초점 오차 신호(SFE) 및 3-스팟 트래킹 오차 신호(STE3)를 기초로 하여 초점 방향 및 트래킹 방향으로의 대물 렌즈(36)의 피드백 제어를 수행한다. 이 방식으로, 주요 광빔(Lr1A)의 초점(Fr)이 광 디스크(100)의 반사 및 투과 필름(104) 상의 타겟 트랙 상에 포커싱되게 하고 타겟 트랙을 따르게 된다.
(1-2-2) 기록 및 재생 광 시스템의 구성
반면에, 예컨대, 정보가 광 디스크(100) 상에 기록되어야 하는 경우에, 기록 및 재생 광 시스템(50)의 레이저 다이오드(51)가 구동 제어 섹션(22)(도7)으로부터의 제어 명령을 기초로 하여 405 ㎚의 파장을 갖는 발산 광으로 구성된 정보 광빔으로서 청색 광빔(Lb1)을 방출하고, 청색 광빔(Lb1)은 미편광 빔 스플리터(52) 상에 입사되게 된다.
미편광 빔 스플리터(52)는 콜리메이터 렌즈(53) 상에 입사되도록 소정의 비율로 청색 광빔(Lb1)을 투과시킨다. 콜리메이터 렌즈(53)는 청색 광빔(Lb1)의 발산 각도를 조정하고 그 다음에 검류계 미러(54)의 미러 표면(54S)이 청색 광빔(Lb1)을 반사시킨다. 이 방식으로, 청색 광빔(Lb1)이 이색성 프리즘(35) 상에 입사된다.
이색성 프리즘(35)은 청색 광빔(Lb1)의 파장에 따라 청색 광빔(Lb1)을 반사시켜 청색 광빔(Lb1)이 대물 렌즈(36) 상에 입사되게 하기 위해 반사 및 투과 표 면(37S)을 사용한다.
대물 렌즈(36)의 위치는 위에서 설명된 초점 제어에 의해 제어되며, 그 결과 평행 광으로 구성된 적색 광빔(Lr1)의 초점(Fr)은 반사 및 투과 필름(104) 상의 타겟 트랙으로 조정되게 된다. 이 이유 때문에, 대물 렌즈(36)는 타겟 트랙보다 먼 광 디스크(100)의 기록 층(101) 내에 발산 광으로 구성된 청색 광빔(Lb1)을 포커싱한다.
광 디스크(100)의 기록 층(101)은 예컨대 405 ㎚의 파장을 갖는 청색 광빔에 반응하고 조사된 광의 세기에 따라 가변하는 굴절률을 갖는 광중합체 등으로써 구성된다.
도12a에 도시된 것과 같이, 기록 층(101)은 405 ㎚의 파장을 갖는 포맷을 위한 청색 광빔(LbF1)이 미리 수행되는 포맷 처리에서 2개의 반대 방향 예컨대 광 디스크(100)의 양쪽 표면의 방향으로부터 전체 기록 층(101) 상에 조사되는 방식으로 그 상에 균일하게 형성되는 홀로그램을 갖는다.
청색 광빔(Lb1)이 소정의 세기로 조사 및 수렴되는 경우에, 홀로그램이 청색 광빔(Lb1)에 의해 부분적으로 파괴되고, 도12b에 도시된 것과 같이, 홀로그램이 파괴된 부분으로 구성된 기록 마크(RM)가 기록 층(101) 상에 형성된다.
이 경우에, 도12c에 도시된 것과 같이, 포맷 시와 동일한 파장을 갖는 청색 광빔(Lb1)이 기록 마크(RM)가 형성되지 않은 위치 상에 조사되는 경우에, 기록 층(101)은 홀로그램의 특성으로 인해 청색 광빔(Lb1)에 의해 조사된 위치로부터 발생되는 재생 광빔(Lb2)을 갖는다.
반면에, 기록 마크(RM)가 기록되는 홀로그램의 일부가 파괴되므로, 청색 광빔(Lb1)이 그 위치 상에 조사되더라도, 기록 층(101)은 홀로그램의 특성을 나타내지 않고 그 위치에서 발생된 재생 광빔(Lb2)을 갖지 않는다.
위의 관점에서, 기록 층(101)은 예컨대 이진 숫자로 정보를 나타내는 수치 "0" 및 "1"이 각각 "기록 마크(RM)가 존재하지 않는 위치(즉, 홀로그램이 파괴되지 않은 위치)" 그리고 "기록 마크(RM)가 존재하는 위치(즉, 홀로그램이 파괴된 위치)"에 할당되는 방식으로 정보를 기록 및 재생할 수 있다.
즉, 청색 광빔(Lb1)의 세기가 비교적 높은 경우에, 기록 층(101)은 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)의 위치에서 정보로서 기록된 기록 마크(RM)를 갖는다. 추가로, 청색 광빔(Lb1)의 세기가 비교적 낮고 홀로그램이 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)의 위치에서 형성되는 경우에, 기록 층(101)은 발생된 재생 광빔(Lb2)을 갖고, 재생 광빔(Lb2)이 대물 렌즈(36) 상에 입사되게 한다.
재생 광빔(Lb2)은 대물 렌즈(36)에 의해 변환되는 그 발산 각도(또는 수렴 각도)를 갖는다. 그 후, 재생 광빔(Lb2)은 이색성 프리즘(35)의 반사 및 투과 표면(35S) 그리고 검류계 미러(54)에 의해 연속적으로 반사되고, 그 다음에 콜리메이터 렌즈(53) 상에 입사되게 된다.
콜리메이터 렌즈(53)는 재생 광빔(Lb2)이 미편광 빔 스플리터(52) 상에 입사되게 하기 위해 재생 광빔(Lb2)을 수렴시킨다. 미편광 빔 스플리터(52)는 재생 광빔(Lb2)의 편광 방향을 따라 반사 및 투과 표면(52S)을 사용함으로써 재생 광빔(52S)을 반사시키고, 그 다음에 광검출기(55) 상에 재생 광빔(Lb2)을 조사한다.
광검출기(55)는 재생 광빔(Lb2)의 광량을 검출하고, 이 때에 검출된 광량에 따라 재생 검출 신호(SDp)를 발생시킨다. 그 다음에, 광검출기(55)는 신호 처리 섹션(23)(도7)으로 재생 검출 신호(SDp)를 공급한다. 위의 사항에 따르면, 신호 처리 섹션(23)은 재생 정보를 발생시키기 위해 공급된 재생 검출 신호(SDp)에 소정의 복조 처리, 디코딩 처리 등을 적용하고, 제어 섹션(21)으로 재생 정보를 공급한다.
구동 제어 섹션(22)(도7)은 청색 광빔(Lb1)의 광축 방향으로 콜리메이터 렌즈(53)를 이동시키기 위해 작동기(53A)를 제어한다. 이 방식으로, 구동 제어 섹션(22)이 대물 렌즈(36) 상에 입사되도록 된 청색 광빔(Lb1)의 발산 각도 그리고 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)과 반사 및 투과 필름(104) 사이의 거리[이후, 초점(Fb)의 깊이(df)라 함]를 조정할 수 있다.
이 경우에, 제어 섹션(21)(도7)은 외부측으로부터 공급되는 주소 정보 등을 기초로 하여 초점(Fb)의 깊이(df)를 결정하고, 구동 제어 섹션(22)으로 깊이(df)를 표현하는 깊이 지시(Idf)를 통지한다. 구동 제어 섹션(22)은 통지된 깊이 지시(Idf)를 기초로 하여 콜리메이터 렌즈(53)를 구동시키는 구동 신호(DC)를 발생시키고 작동기(53A)로 구동 신호(DC)를 공급한다. 이 방식으로, 구동 제어 섹션(22)이 콜리메이터 렌즈(53)를 이동시키고, 결국 깊이(df)를 조정한다.
실제로, 광 픽업(26)은 청색 광빔(Lb1) 내에서 초점(Fb)의 깊이(df)를 조정하며, 그 결과 기록 마크(RM)의 복수개의 층(이후, 마크 기록 층)이 기록 층(101) 내에 형성되고, 기록 마크(RM)가 각각의 마크 기록 층으로부터 읽혀질 수 있다.
위에서 설명된 것과 같이, 광 픽업(26)은 적색 광빔(Lr1)의 초점(Fr)이 위치 제어 광 시스템(30) 내의 타겟 트랙을 따르게 하기 위해 렌즈(36)의 위치를 제어한다. 또한, 광 픽업(26)은 기록 및 재생 광 시스템(50) 내에서 광빔(Lb1)을 사용함으로써 기록 마크(RM)를 기록하거나 홀로그램을 재생함으로써 정보를 기록 및 재생할 수 있다.
(1-3) 청색 광빔의 조사 위치의 조정
광 픽업(26)은 청색 광빔(Lb1)의 광축(Ab)이 적색 광빔(Lr1)의 광축(Ar) 그리고 또한 대물 렌즈(36)의 중심 축(C)과 중첩하는 기준 상태(이후, 이 상태는 기준 상태로서 호칭됨)에 있도록 설계된다. 이 경우에, 도9에 도시된 것과 같이, 초점(Fb)은 초점(Fr) 바로 아래에 위치된다.
그러나, 위에서 설명된 것과 같이, 광 픽업(26)의 대물 렌즈(36)는 적색 광빔(Lr1)의 초점(Fr)이 타겟 트랙을 따르게 하기 위해 트랙 방향으로 이동하도록 제어된다. 그러므로, 대물 렌즈(36)는 종종 기준 상태로부터 변위(즉, 위치 이동)된다. 이러한 경우에, 대물 렌즈(36)는 도6에서의 경우와 유사하게 "초점(Fb)이 초점(Fr) 바로 아래에 위치된다"는 위치 관계를 혼란시킨다.
예컨대, 도6에 대응하는 도13에 도시된 것과 같이, 대물 렌즈(36)는 트래킹 제어에 의해 기준 상태에서의 (도13에서의 파선에 의해 도시된) 위치로부터 화살표(a) 방향으로 이동(위치 이동)되는 것으로 가정된다. 이 때, 대물 렌즈(36)는 평행 광으로써 대물 렌즈(36) 상에 입사되는 적색 광빔(Lr1)에 대해 중심선(C) 상에 초점(Fr)을 위치시킬 수 있지만, 대물 렌즈(36)는 발산 광으로써 대물 렌즈(36) 상에 입사되는 청색 광빔(Lb1)에 대해 중심선(C)으로부터 초점(Fb)을 변위시킨다.
이 상태에서, 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)은 최초 수렴 위치 즉 적색 광빔(Lr1)의 초점(Fr) 바로 아래에 있는 타겟 수렴 위치(Pt)로부터 트래킹 방향으로 이탈량(gm)에 대해 떨어진 위치에서 형성된다.
이 경우에, 광 픽업(26)은 초점(Fb)의 위치가 이탈의 방향 그리고 이탈량(gm)에 따라 적절하게 조정될 수 있기만 하면 적색 광빔(Lr1)의 초점(Fr) 바로 아래에 초점(Fb)을 위치시킬 수 있다.
위의 관점에서, 광 픽업(26)은 이탈량(gm)을 검출하고, 또한 이탈량(gm)에 따라 청색 광빔(Lb1)의 조사 위치[즉, 초점(Fb)의 위치]를 조정한다.
(1-3-1) 이탈량(gm)의 검출의 원리
일반적으로, 트래킹 오차 신호의 계산 방법으로서, 위에서 설명된 3-스팟 방법에 추가하여, 예컨대 서보 광검출기(38)(도8)로부터 공급되는 검출 신호(SDA, SDB, SDC, SDD)를 사용하는 소위 푸시-풀 방법(push-pull method)이 공지되어 있다. 푸시-풀 방법은 다음의 수학식 (5)에 따라 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp)를 계산한다.
STEp = (SDA + SDB) - (SDC + SDD)… (5)
푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp)는 검출 영역(38A, 38B)의 측면(즉, 도11의 상부측)과 검출 영역(38C, 38D)의 측면(즉, 도11의 하부측) 사이의 광량 면에서의 차이를 기초로 하여 트래킹 방향에 대한 타겟 트랙과 적색 광빔(Lr1)의 초점(Fr) 사이의 이탈량(즉, 트랙 이탈량)을 계산한다.
그러나, 도14a 및 도14b에 도시된 것과 같이, 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp)는 트래킹 방향으로의 대물 렌즈(36)의 이동으로 인해 이동하는 빔 스팟(QA)을 갖는다. 이 경우에, 수학식 (5)로부터 명확한 것과 같이, 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp)는 오프셋을 갖는 것으로 알려져 있고, 즉 적색 광빔(Lr1)의 초점(Fr)이 타겟 트랙을 정확하게 따르더라도, 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp)가 "0" 외의 수치를 취하거나 소위 오프셋을 갖는다.
위의 이유 때문에, 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp)의 수치 자체는 오프셋이 트래킹 방향으로의 대물 렌즈(36)의 이동으로 인해 포함되는 지, 적색 광빔(L1)의 초점(Fr)이 타겟 트랙으로부터 위치 이동되는 지 또는 이들 양쪽 모두를 구별하는 데 충분하지 않다.
한편, 3-스팟 트래킹 오차 신호(STE3)는 원칙적으로 트래킹 방향으로의 기준 위치로부터의 대물 렌즈(36)의 이동에 의해 거의 영향을 받지 않는 것으로 알려져 있고, 즉 거의 어떠한 오프셋도 갖지 않는다.
이것은 보조 스팟(QB, QC)(도11)이 트래킹 방향으로의 대물 렌즈(36)의 이동으로 인해 약간 이동할 때에도 보조 스팟(QB, QC)이 검출 영역(38E, 38F) 내에 조사되기만 하면 보조 스팟의 광량이 검출 영역(38E, 38F)에서 정확하게 검출될 수 있기 때문이다. 이 방식으로, 3-스팟 트래킹 오차 신호(STE3)가 수학식 (4)에 따라 정확하게 계산될 수 있다.
즉, 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp) 및 3-스팟 트래킹 오차 신호(STE3)의 신호 레벨이 얻어지고 이들의 차이가 신호 처리 섹션(23)에서 계산될 때, 대물 렌 즈(36)의 위치 이동량이 계산될 수 있다.
(1-3-2) 이탈량의 조정의 원리
광 픽업(26)(도8)은 위에서 설명된 검류계 미러(54)의 미러 표면(54S)의 각도를 변화시킬 수 있다. 이 경우에, 검류계 미러(54)는 구동 제어 섹션(22)(도7)으로부터 공급된 미러 제어 신호(DM)를 기초로 하여 미러 표면(54S)의 각도를 조정함으로써 반사 후의 청색 광빔(Lb1)의 광축을 변화시킬 수 있다.
즉, 광 픽업(26)은 위에서 설명된 위치 이동량에 따라 미러 표면(54S)의 각도를 조정하는 방식으로 청색 광빔(Lb1)의 광축(Ab)(도13)을 변화시킴으로써 타겟 수렴 위치(Pt)로 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)을 조정할 수 있다.
추가로, 도13으로부터 이해되는 것과 같이, 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)과 타겟 수렴 위치(Pt) 사이의 이탈량(gm)은 초점(Fb)의 깊이(df)에 대응하여 변화한다. 위에서 설명된 것과 같이, 초점(Fb)의 깊이(df)는 콜리메이터 렌즈(53)(도8)의 광축 방향으로의 청색 광빔(Lb1)의 위치에 따라 설정된다.
실제로, 구동 제어 섹션(22)(도7)은 제어 섹션(21)으로부터 통지된 깊이 정보(Idf)를 기초로 하여 구동 신호(DC)를 발생시키고 작동기(53A)로 구동 신호(DC)를 공급한다. 이 이유 때문에, 신호 처리 섹션(23)은 제어 섹션(21)으로부터 깊이 정보(Idf)를 얻으므로 깊이(df)를 인식할 수 있다.
즉, 광 픽업(26)이 미러 표면(54S)의 각도의 조정 범위를 보정하기 위해 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp), 3-스팟 트래킹 오차 신호(STE3) 및 깊이 정보(Idf)를 사용할 때, 청색 광빔(Lb1)의 광축의 변화의 범위가 조정될 수 있다. 이 방식 으로, 이탈량(gm)이 깊이(df)에 따라 조정되고, 이러한 이탈이 적절하게 해결될 수 있다.
위의 사항이 또 다른 관점으로부터 보여질 때, 광 픽업(26)은 위치 이동량 및 깊이(df)에 따라 청색 광빔(Lb1)의 광축을 변화시킴으로써 타겟 수렴 위치(Pt)로 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)을 조정한다.
(1-3-3) 이탈의 해결
실제로, 신호 처리 섹션(23)(도7)은 위에서 설명된 3-스팟 트래킹 오차 신호(STE3)에 추가하여 위치 제어 광 시스템(30)의 서보 광검출기(38)로부터 공급되는 검출 신호(SDA, SDB, SDC, SDD)를 기초로 하여 수학식 (5)에 따라 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp)를 계산한다.
추가로, 신호 처리 섹션(23)은 제어 섹션(21)으로부터 깊이 정보(Idf)를 획득하고, 깊이 정보(Idf) 그리고 규정된 깊이 계수(j1)를 사용하고, 아래에 나타낸 수학식 (6)에 따라 거리 계수(k1)를 계산한다.
k1 = j1 · Idf… (6)
깊이 계수(j1)는 광 픽업(26)의 광 시스템에서의 각각의 설계 수치를 기초로 하여 설계 단계 등에서 미리 계산된다. 깊이 계수(j1)는 검류계 미러(54)에 대한 깊이(df)와 이탈량(gm)(도13) 사이의 관계를 반영하는 수치를 갖는다.
다음에, 신호 처리 섹션(23)은 아래에 나타낸 수학식 (7)에 따라 검류계 미러(54)의 미러 표면(54S)의 각도를 제어하는 데 사용되는 미러 구동 신호(DM)를 계산하기 위해 수학식 (6)으로부터 얻어진 거리 계수(k1)를 사용한다. 그 다음에, 신호 처리 섹션(23)은 구동 제어 섹션(22)으로 미러 구동 신호(DM)를 공급한다.
DM = STEp - k1 · STE3… (7)
구동 제어 섹션(22)은 소정의 배수로의 미러 구동 신호(DM)의 증배 등의 연산을 수행하고, 그 다음에 광 픽업(26)의 검류계 미러(54)로 미러 구동 신호(DM)를 공급한다. 따라서, 검류계 미러(54)는 청색 광빔(Lb1)의 광축(Ab)을 변화시킨다.
결과적으로, 광 픽업(26)은 타겟 수렴 위치(Pt)(도13)로 초점(Fb)을 조정하기 위해 대물 렌즈(36)로부터 조사된 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)을 이동시킬 수 있고, 이 방식으로 초점(Fb)과 타겟 수렴 위치(Pt) 사이의 이탈이 해결될 수 있다.
(1-4) 작동 그리고 유리한 효과
위의 구성에서, 제1 실시예에서의 광 디스크 장치(20)의 신호 처리 섹션(23)은 광 픽업(26)의 서보 광검출기(38)(도11)로부터 공급된 검출 신호(SDE, SDF)를 기초로 하여 수학식 (4)에 따라 3-스팟 트래킹 오차 신호(STE3)를 계산한다. 그 다음에, 신호 처리 섹션(23)은 구동 제어 섹션(22)으로 3-스팟 트래킹 오차 신호(STE3)를 공급하고 구동 제어 섹션(22)이 트래킹 제어를 수행하게 한다.
추가로, 신호 처리 섹션(23)은 검출 신호(SDA, SDB, SDC, SDD)를 기초로 하여 수학식 (5)에 따라 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp)를 계산하고, 깊이 정보(Idf) 및 깊이 계수(j1)를 사용함으로써 수학식 (6)에 따라 거리 계수(k1)를 계산하고, 추가로 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp), 3-스팟 트래킹 오차 신호(STE3) 및 거리 계수(k1)를 사용함으로써 미러 구동 신호(DM)를 계산한다. 그 다음에, 신호 처리 섹션(23)은 구동 제어 섹션(22)으로 신호를 공급하고, 이 방식으로 청색 광빔(Lb1)의 광축(Ab)이 변화되고 초점(Fb)이 타겟 수렴 위치(Pt)(도13)로 조정된다.
그러므로, 광 디스크 장치(20)의 신호 처리 섹션(23)은 오프셋량을 포함하는 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp) 그리고 오프셋량을 포함하지 않는 3-스팟 트래킹 오차 신호(STE3)를 기초로 하여 위치 이동량을 계산할 수 있다. 따라서, 위치 이동량에 따라, 검류계 미러(54)는 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)을 이동시킬 수 있다.
위의 방식으로, 광 디스크 장치(20)는 위치 이동량과 무관하게 타겟 수렴 위치(Pt)로 초점(Fb)을 조정할 수 있다. 그러므로, 광 디스크(100)에 대한 정보의 기록 정확성 및 재생 정확성이 높게 유지될 수 있다.
이 때, 신호 처리 섹션(23)은 2개 종류의 트래킹 오차 신호를 기초로 하여 위치 이동량을 계산할 수 있다. 따라서, 예컨대 위치 이동량이 별도로 제공되는 위치 센서에 의해 검출되는 경우에 비해, 광 픽업(26)의 구성이 단순화되고 광 픽업(26)의 중량이 불필요하게 증가될 필요가 없다.
추가로, 신호 처리 섹션(23)은 오프셋량을 포함하는 트래킹 오차 신호의 발생 방법으로서 푸시-풀 방법을 사용한다. 그러므로, 신호 처리 섹션(23)은 초점 오차 신호(SFE)를 발생시킬 때에 사용되는 검출 신호(SDA, SDB, SDC, SDD)를 직접적으로 사용할 수 있고, 검출 영역, 검출 요소 등이 별도로 제공될 필요가 없다. 이 방식으로, 광 픽업(26) 및 서보 광검출기(38)의 구성이 복잡화될 필요가 없다.
나아가, 신호 처리 섹션(23)은 깊이 정보(Idf)를 기초로 하여 거리 계수(k1)를 계산한다. 그러므로, 위치 이동량 및 깊이(df)의 양쪽 모두에 따라 변화하는 이탈량(gm)이 적절하게 해결될 수 있다(즉, 0으로 수렴됨). 이 때, 신호 처리 섹션(23)은 거리 계수(k1)를 계산하기 위해 콜리메이터 렌즈(53)의 이동량을 결정하는 데 사용된 깊이 정보(Idf)를 사용한다. 그러므로, 길이(df)를 인식하는 센서 등이 별도로 사용될 필요가 없다.
나아가, 광 픽업(26)은 적색 광빔(Lr1)을 변화시키지 않고 검류계 미러(54)를 사용함으로써 청색 광빔(Lb1)의 광축(Ab)만을 변화시킨다. 그러므로, 이것은 타겟 트랙을 따르는 적색 광빔(Lr1)에 영향을 미치지 않는다.
위의 구성에 따르면, 광 디스크 장치(20)의 신호 처리 섹션(23)은 대물 렌즈(36)의 트래킹 이동으로 인한 오프셋량을 포함하는 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp), 오프셋량을 포함하지 않는 3-스팟 트래킹 오차 신호(STE3) 그리고 깊이 정보(Idf)를 기초로 하여 수학식 (6) 및 수학식 (7)에 따라 대물 렌즈(36)의 위치 이동량 및 깊이(df)에 대응하는 미러 구동 신호(DM)를 계산할 수 있다. 따라서, 미러 구동 신호(DM)를 기초로 하여 검류계 미러(54)를 조정함으로써, 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)이 타겟 수렴 위치(Pt)로 조정될 수 있다.
(2) 제2 실시예
(2-1) 광 디스크 장치의 구성
제2 실시예에 따른 광 디스크 장치(120)(도7)는 각각 제어 섹션(21), 구동 제어 섹션(22), 신호 처리 섹션(23) 및 광 픽업(26) 대신에 제어 섹션(121), 구동 제어 섹션(122), 신호 처리 섹션(123) 및 광 픽업(126)을 포함한다는 점을 제외하면 제1 실시예에 따른 광 디스크 장치(20)와 유사한 구성을 갖는다.
즉, 광 디스크 장치(120)는 제1 실시예에서의 광 디스크 장치(20)와 유사한 방식으로 광 디스크(100)의 기록 층(101) 상의 타겟 트랙 상에 정보를 기록하고 타겟 트랙으로부터 정보를 재생하기 위해 제어 섹션(121)을 사용함으로써 광 픽업(126)을 제어한다.
(2-2) 광 픽업의 구성
도8에서의 부품에 대응하는 부품에 동일한 도면 부호가 할당되는 도15에 도시된 것과 같이, 광 픽업(126)은 각각 격자(32), 서보 광검출기(38) 및 검류계 미러(54) 대신에 격자(132), 서보 광검출기(138) 및 미러(154)를 포함한다는 점을 제외하면 광 픽업(26)과 유사한 구성을 갖는다.
미러(154)는 검류계 미러(54)와 다르게 각도가 고정되는 미러 표면을 포함한다. 그러므로, 미러(154)는 청색 광빔(Lb1)의 광축(Ab)(도13)을 변화시키지 않도록 구성된다.
격자(132)는 회절 효과에 의해 주요 광빔(LrlA) 및 보조 광빔(Lr1B, Lr1C)으로 적색 광빔(Lr1)을 분할할 때에 제1 실시예에서의 격자(32)와 상이한 회절 각도를 사용한다.
즉, 도10에 대응하는 도18에 도시된 것과 같이, 광 픽업(126)은 트래킹 방향으로 1/4 트랙 폭 대신에 1/2 트랙 폭에 대해 빔 스팟(PA)으로부터 좌측 및 우측으로 위치 이동된 위치에서 반사 및 투과 필름(104) 상에 빔 스팟(PB, PC)을 형성한다.
추가로, 도11에 대응하는 도17에 도시된 것과 같이, 서보 광검출기(138)는 각각 검출 영역(38A 내지 38D)과 유사한 방식으로 구성된 검출 영역(138A 내지 138D)에 추가하여 각각의 검출 영역(38E, 38F)이 2개로 분할되는 방식으로 유사하게 얻어지는 검출 영역(138E, 138F, 138G, 138H)을 포함한다.
서보 광검출기(38)와 유사하게, 서보 광검출기(138)는 각각의 검출 영역(138A 내지 138D)에 대해 주요 반사 광빔(Lr2)의 일부를 검출하고, 이 때에 검출된 광량에 따라 각각 검출 신호(SDA, SDB, SDC, SDD)를 발생시킨다. 그 다음에, 서보 광검출기(138)는 신호 처리 섹션(123)(도7)으로 이러한 검출 신호를 보낸다.
추가로, 서보 광검출기(138)는 검출 영역(138E, 138F)에 대해 보조 반사 광빔(Lr2B)의 일부를 검출하고, 또한 검출 영역(138G, 138H)에 대해 보조 반사 광빔(Lr2C)의 일부를 검출한다. 그 다음에, 서보 광검출기(138)는 검출된 광량에 따라 각각의 검출 신호(SDE, SDF, SDG, SDH)를 발생시키고, 신호 처리 섹션(123)(도7)로 검출 신호를 보낸다.
신호 처리 섹션(23)과 유사하게, 신호 처리 섹션(123)은 수학식 (3)에 따라 초점 오차 신호(SFE)를 계산하기 위해 소위 비점수차 방법을 사용하고, 구동 제어 섹션(122)(도7)으로 초점 오차 신호(SFE)를 공급한다.
추가로, 신호 처리 섹션(23)과 유사하게, 신호 처리 섹션(123)은 수학식 (5)에 따라 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp)를 계산하기 위해 검출 신호(SDA, SDB, SDC, SDD)를 사용한다. 그 다음에, 신호 처리 섹션(123)은 다음의 수학식 (8)에 따라 DPP 트래킹 오차 신호(STEd)를 계산하기 위해 소위 미분 푸시-풀(DPP: differential push-pull) 방법을 사용한다. 그 다음에, 신호 처리 섹션(123)은 구 동 제어 섹션(122)(도7)으로 DPP 트래킹 오차 신호(STEd)를 공급한다.
STEd = STEp - m(SDE - SDF + SDG -SDH)… (8)
여기에서, DPP 계수(m)가 보조 반사 광빔(Lr2B, Lr2C)의 광량의 합계와 주요 반사 광빔(Lr2A)의 광량 사이의 비율에 따라 설정된다. 추가로, DPP 트래킹 오차 신호(STEd)는 제1 실시예에서의 3-스팟 트래킹 오차 신호(STE3)와 유사하게 원칙적으로 거의 어떠한 오프셋도 포함하지 않는 것으로 알려져 있다.
(2-3) 청색 광빔의 조사 위치의 조정
신호 처리 섹션(123)은 제1 실시예에서의 신호 처리 섹션(23)에 의해 사용된 것과 부분적으로 상이한 방법을 사용하도록 구성된다는 점을 제외하면 신호 처리 섹션(23)과 유사하게 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)의 위치를 조정하도록 구성된다.
즉, 신호 처리 섹션(123)은 제1 실시예에서와 유사한 계산 원리에 따라 위치 이동량 및 깊이(df)를 계산한다. 그 다음에, 신호 처리 섹션(123)은 계산된 위치 이동량 및 깊이(df)를 기초로 하여 수치 "0"으로 이탈량(gm)(도13)을 수렴시키기 위해 대물 렌즈(36)의 위치 이동량을 보정한다.
더 구체적으로, 제1 실시예에서의 거리 계수(k1)의 경우와 유사하게, 신호 처리 섹션(123)은 아래에 나타낸 수학식 (9)에 따라 보정 계수(k2)를 계산하기 위해 깊이 정보(Idf) 그리고 소정의 깊이 계수(j2)를 사용한다.
k2 = j2 · Idf… (9)
깊이 계수(j2)는 광 픽업(126)의 광 시스템에서의 각각의 설계 수치를 기초로 하여 설계 단계 등에서 미리 계산된다. 깊이 계수(j2)는 트래킹 오차 신호에 대한 깊이(df)와 이탈량(gm)(도13) 사이의 관계를 반영하는 수치를 갖는다.
다음에, 신호 처리 섹션(123)은 아래에 나타낸 수학식 (10)에 따라 보정 트래킹 오차 신호(STEr)를 발생시키고, 구동 제어 섹션(122)으로 보정 트래킹 오차 신호(STEr)를 공급한다.
STEr = STEp - n · STEd… (10)
구동 제어 섹션(122)은 보정 트래킹 오차 신호(STEr)를 기초로 하여 트래킹 제어 신호(DT)를 발생시키고 광 픽업(126)의 2축 작동기(36A)로 보정 트래킹 오차 신호(STEr)를 공급한다. 이 방식으로, 구동 제어 섹션(122)이 대물 렌즈(36)의 트래킹 제어를 수행한다.
이 때, 보정 트래킹 오차 신호(STEr)는 깊이(df) 및 위치 이동량에 따라 보정되므로, 구동 제어 섹션(122)은 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)과 타겟 수렴 위치(Pt) 사이의 이탈을 해결할 수 있다.
위의 사항이 또 다른 관점으로부터 보여질 때, 광 픽업(126)은 제1 실시예와 유사하게 위치 이동량 및 깊이(df)의 양쪽 모두에 따라 청색 광빔(Lb1)의 광축을 변화시킴으로써 타겟 수렴 위치(Pt)로 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)을 조정한다.
광 디스크 장치(120)에서, 트래킹 제어가 광 디스크(100)의 중심 분산 등에 의해 수행되는 경우(즉, 타겟 트랙이 추종될 때)의 이동량은 예컨대 50 ㎛이고, 한편 이탈량(gm)을 수렴시키는 대물 렌즈(36)의 이동량은 약 4 내지 5 ㎛이다. 이 이유 때문에, 광 디스크 장치(120)에서, 실제로, 위의 보정은 최초 트래킹 제어에 영향을 미치지 않는다.
(2-4) 작동 그리고 유리한 효과
위의 구성에서, 제2 실시예에 따른 광 디스크 장치(120)의 신호 처리 섹션(123)은 수학식 (5)에 따라 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp)를 계산하기 위해 광 픽업(126)의 서보 광검출기(138)(도17)로부터 공급된 검출 신호(SDA, SDB, SDC, SDD)를 사용한다. 그 다음에, 신호 처리 섹션(123)은 수학식 (8)에 따라 DPP 트래킹 오차 신호(STEd)를 계산한다.
추가로, 신호 처리 섹션(123)은 수학식 (9)에 따라 보정 계수(k2)를 계산하고, 수학식 (10)에 따라 보정 트래킹 오차 신호(STEr)를 발생시키고, 그 다음에 구동 제어 섹션(122)으로 보정 트래킹 오차 신호(STEr)를 공급한다. 이 방식으로, 신호 처리 섹션(123)이 청색 광빔(Lb1)의 광축(Ab)을 변화시키고 타겟 수렴 위치(Pt)(도13)로 초점(Fb)을 조정한다.
그러므로, 광 디스크 장치(120)의 신호 처리 섹션(123)은 오프셋량을 포함하는 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp) 그리고 오프셋량을 포함하지 않는 DPP 트래킹 오차 신호(STEd)를 기초로 하여 위치 이동량을 계산할 수 있다. 따라서, 위치 이동량에 따라 대물 렌즈(36)의 트래킹 제어에서의 이동량을 보정함으로써, 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)이 이동될 수 있다.
위의 방식으로, 제1 실시예와 유사하게, 광 디스크 장치(120)는 위치 이동량과 무관하게 타겟 수렴 위치(Pt)로 초점(Fb)을 조정할 수 있다. 그러므로, 광 디스크(100)에 대한 정보의 기록 정확성 및 재생 정확성이 높게 유지될 수 있다.
이 때, 제1 실시예와 유사하게, 신호 처리 섹션(123)은 오프셋량을 포함하는 트래킹 오차 신호의 발생 방법으로서 푸시-풀 방법을 사용한다. 그러므로, 신호 처리 섹션(123)은 초점 오차 신호(SFE) 및 DPP 트래킹 오차 신호(STEd)를 발생시킬 때에 사용되는 검출 신호(SDA, SDB, SDC, SDD)를 사용할 수 있고, 검출 영역, 검출 요소 등이 별도로 제공될 필요가 없다. 이 방식으로, 광 픽업(126) 및 서보 광검출기(138)의 구성이 복잡화될 필요가 없다.
나아가, 신호 처리 섹션(123)은 깊이 정보(Idf)를 기초로 하여 거리 계수(k2)를 계산한다. 그러므로, 위치 이동량 및 깊이(df)의 양쪽 모두에 따라 변화하는 이탈량(gm)이 적절하게 수렴될 수 있다. 이 때, 신호 처리 섹션(123)은 거리 계수(k2)를 계산하기 위해 콜리메이터 렌즈(53)의 이동량을 결정하는 데 사용된 깊이 정보(Idf)를 사용한다. 그러므로, 깊이(df)를 인식하는 센서 등이 별도로 사용될 필요가 없다.
추가로, 광 픽업(126)은 트래킹 제어에서 대물 렌즈(36)의 이동량을 보정함으로써 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)의 위치를 조정할 수 있다. 그러므로, 검류계 미러(54)를 제공하고 구동 제어 섹션[22(122)]을 통해 검류계 미러(54)의 구동을 제어할 필요가 없고, 광 픽업(126)의 구성이 제1 실시예와 같이 단순화될 수 있다.
위의 구성에 따르면, 광 디스크 장치(120)의 신호 처리 섹션(123)은 대물 렌즈(36)의 트래킹 이동으로 인한 오프셋량을 포함하는 푸시-풀 트래킹 오차 신호(STEp), 오프셋량을 포함하지 않는 DPP 트래킹 오차 신호(STEd) 그리고 깊이 정보(Idf)를 기초로 하여 수학식 (9) 및 수학식 (10)에 따라 대물 렌즈(36)의 위치 이동량 및 깊이(df)에 대응하는 보정 트래킹 오차 신호(STEr)를 계산할 수 있다. 따라서, 보정 트래킹 오차 신호(STEr)를 기초로 하여 대물 렌즈(36)를 트래킹-제어함으로써, 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)이 타겟 수렴 위치(Pt)로 조정될 수 있다.
(3) 다른 실시예
위에서 설명된 실시예에서, 오프셋을 포함하지 않는 트래킹 오차 신호가 3-스팟 방법 또는 DPP 방법에 의해 발생되는 경우에 대해 설명되었다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되지 않고, 오프셋을 포함하지 않는 트래킹 오차 신호는 다른 방법을 사용함으로써 발생될 수 있다.
추가로, 오프셋을 포함하는 트래킹 오차 신호가 푸시-풀 방법 이외의 방법에 의해 발생될 수 있다. 요컨대, 대물 렌즈(36)의 위치 이동량이 오프셋을 포함하지 않는 트래킹 오차 신호 그리고 오프셋을 포함하는 트래킹 오차 신호를 기초로 하여 계산되기만 하면 된다.
나아가, 도18에 도시된 것과 같이, 트래킹 오차 신호가 광 디스크의 신호 기록 표면 상에 트랙이 제공되는 기록 영역(Ur)에 추가하여 예컨대 방사형 또는 주기적 방식으로 도10 및 도16에 도시된 것과 같은 트랙이 제공되지 않는 미러 영역(Um)을 적절하게 할당함으로써 푸시-풀 방법 등의 방법에 의해 검출될 수 있다.
이 경우에, 기록 영역(Ur)은 트랙 이탈량 및 위치 이동량의 양쪽 모두를 포함하는 트래킹 오차 신호를 갖고, 미러 영역(Um)은 위치 이동량을 포함하는 트래킹 오차 신호를 갖는데 트랙이 그 상에 형성되지 않기 때문이다. 그러므로, 신호 처리 섹션(23) 등은 미러 영역(Um) 내에서 트래킹 오차 신호를 기초로 하여 위치 이동량을 계산할 수 있다.
나아가, 위에서 설명된 실시예에서, 대물 렌즈(36)의 위치 이동량이 2개 종류의 트래킹 오차 신호를 기초로 하여 계산되는 경우에 대해 설명되었다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되지 않는다. 예컨대, 위치 센서, 거리 센서 등이 광 픽업(26) 내에 제공되고, 대물 렌즈(36)의 위치 이동량이 위치 센서, 거리 센서 등을 사용함으로써 검출될 수 있다.
나아가, 위에서 설명된 실시예에서, 거리 계수(k1, k2)가 깊이(df)(도13)에 대응하여 수학식 (6) 및 수학식 (9)에 따라 변화되는 경우에 대해 설명되었다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되지 않는다. 예컨대, 깊이(df)와 거리 계수(k1, k2) 사이의 관계가 또 다른 함수에 의해 표현되는 경우에, 거리 계수(k1, k2)는 또 다른 함수를 사용함으로써 계산된다. 대체예에서, 깊이(df)와 거리 계수(k1, k2) 사이의 대응 관계가 비선형인 것으로 알려져 있는 경우에, 테이블이 미리 생성되고 비-휘발성 메모리 등 내에 저장되고, 거리 계수(k1, k2)는 표를 참조함으로써 깊이(df)로부터 결정될 수 있다.
나아가, 광 픽업(26, 126)의 광학 설계의 관점에서, 이탈량(gm)이 타겟 수렴 위치(Pt)의 깊이가 변화할 때에도 크게 변화하지 않는 경우에, 거리 계수(k1, k2)는 고정 수치일 수 있다.
나아가, 검류계 미러(54)의 미러 표면(54S)의 구동이 위에서 설명된 제1 실시예에서 제어되고 트래킹 오차 신호가 제2 실시예에서 트래킹 방향으로의 대물 렌즈(36)의 이동량을 보정하도록 보정되는 경우에 대해 설명되었고, 이 방식으로 청색 광빔(Lb1)의 초점(Fb)이 타겟 수렴 위치(Pt)(도13)로 조정된다. 그러나, 본 발 명은 이것에 제한되지 않는다. 초점(Fb)은 제1 실시예에서 작동기(53A)를 사용함으로써 청색 광빔(Lb1)의 광축에 직각인 방향(예컨대, 트래킹 방향)으로 검류계 미러(54)의 미러 표면(54S) 대신에 콜리메이터 렌즈(53)를 위치 이동시킴으로써 청색 광빔(Lb1)의 광축을 변화시키는 방법 등의 다양한 방법을 사용함으로써 타겟 수렴 위치(Pt)로 조정될 수 있다.
나아가, 위에서 설명된 실시예에서, 적색 광빔(Lr1)이 평행 광으로서 대물 렌즈(36) 상에 입사되게 되고 청색 광빔(Lb1)이 발산 광으로서 대물 렌즈(36) 상에 입사되게 되는 경우에 대해 설명되었다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되지 않는다. 예컨대, 적색 광빔(Lr1)이 수렴 광으로서 대물 렌즈(36) 상에 입사되게 되고 청색 광빔(Lb1)이 평행 광으로서 대물 렌즈(36) 상에 입사되게 되도록 구성될 수 있다. 대체예에서, 도4a 내지 도6에 도시된 경우와 유사하게, 적색 광빔(Lr1) 및 청색 광빔(Lb1)의 양쪽 모두는 발산 광으로서 대물 렌즈(36) 상에 입사될 수 있다. 요컨대, 적색 광빔(Lr1) 및 청색 광빔(Lb1)의 발산 각도가 대물 렌즈(36)의 초점 거리 그리고 광 픽업[26(126)]의 광학 설계에 따라 조정될 필요가 있다.
이 경우에, 깊이 계수(j1, j2) 및 거리 계수(k1, k2)가 광 픽업[26(126)]의 광학 설계 등에 따라 적절하게 설정된다.
나아가, 위에서 설명된 실시예에서, 홀로그램이 선행 포맷 처리에 의해 균일한 방식으로 광 디스크(100)의 기록 층(101) 상에 형성되고 청색 광빔(Lb1)이 기록 층(101) 내의 홀로그램을 국부적으로 파괴하여 정보를 기록하도록 수렴되는 경우에 대해 설명되었다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되지 않는다. 다른 방법을 사용 함으로써, 기록 마크(RM)가 형성될 수 있고 정보가 재생될 수 있다.
예컨대, 본 발명은 도12a 내지 도12c에 대응하는 도19a 및 도19b에 도시된 것과 같이 유기 금속 화합물이 기록 층(M)과 화합되고 기록 층(M)이 미리 광 경화되는 정보 기록 방법에 적용될 수 있고, 청색 광빔(Lb1)은 높은 온도를 갖도록 기록 층(M) 상에 수렴된다. 이 방식으로, 금속 화합물 또는 순수 금속이 타겟 위치 부근에 증착되고, 높은 반사 계수를 갖는 기록 마크(RM)가 형성된다. 이 경우에, 세기 면에서 비교적 낮은 청색 광빔(Lb1)이 기록 마크(RM) 상에 수렴되고, 청색 광빔(Lb1)의 반사에 의해 얻어지는 재생 광빔(Lb2)이 얻어지고, 정보가 재생 광빔(Lb2)을 기초로 하여 재생될 수 있다.
나아가, 위에서 설명된 실시예에서, 본 발명이 정보로서의 기록 마크(RM)가 광 디스크(100)에 대해 청색 광빔(Lb1)의 1개의 광빔을 사용함으로써 형성되고 정보가 광 디스크(100)에 청색 광빔(Lb1)의 1개의 광빔을 조사함으로써 얻어진 재생 광빔(Lb2)을 기초로 하여 재생되는 소위 일측 광 시스템의 광 디스크 장치(20)에 적용되는 경우에 대해 설명되었다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되지 않는다. 예컨대, 본 발명은 청색 광빔(Lb)의 1개의 광빔이 홀로그램을 형성하여 기록 마크(RM)를 형성하기 위해 광 디스크(100)의 양쪽 표면으로부터 조사되고 정보가 기록 마크(RM)에 광 디스크(100)의 일측으로부터 청색 광빔(Lb)의 1개의 빔을 조사함으로써 재생 광을 발생시킴으로써 재생되는 소위 양측 광 시스템의 광 디스크 장치에 적용될 수 있다.
나아가, 위에서 설명된 실시예에서, 반사 및 투과 필름(104)이 기록 층(101)(도9) 상의 대물 렌즈(36)에 더 근접한 측면 상에 제공되는 경우에 대해 설명되었다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되지 않는다. 예컨대, 반사 및 투과 필름(104)은 기록 층(101) 상의 대물 렌즈(36)로부터 가장 먼 측면(즉, 도9에서 최하부 부분) 상에 또는 기록 층(101)의 내부측 내에 제공될 수 있다. 요컨대, 서보를 위한 반사 및 투과 필름(104)은 기록 마크(RM)가 실제로 기록되는 기록 층(101)과 별도로 제공될 수 있기만 하면 된다. 추가로, 예컨대, 동심형 트랙이 반사 및 투과 필름(104) 상의 나선형 트랙 대신에 형성될 수 있다. 대체예에서, 피트 등이 홈 구조 대신에 형성될 수 있다.
나아가, 위에서 설명된 실시예에서, 광 디스크 장치로서 역할하는 광 디스크 장치(20)가 대물 렌즈로서 역할하는 대물 렌즈(36), 이동 섹션으로서 역할하는 구동 제어 섹션(22) 및 2축 작동기(36A) 그리고 검출 섹션 및 보정 섹션으로서 역할하는 신호 처리 섹션(23)으로써 구성되는 경우에 대해 설명되었다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되지 않고, 광 디스크 장치는 대물 렌즈, 이동 섹션, 검출 섹션 그리고 다른 다양한 회로 구성을 갖는 보정 섹션으로써 구성될 수 있다.
본 발명은 광 디스크에 대해 큰 용량을 갖는 비디오 데이터, 오디오 데이터 등을 기록 및 재생하는 광 디스크 장치에 적용될 수 있다.
다양한 변형, 조합, 보조-조합 및 변경이 첨부된 특허청구범위 또는 그 등가물의 범주 내에 있기만 하면 설계 요건 그리고 다른 인자에 따라 일어날 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해되어야 한다.
도1은 정상파 기록 방식의 공지된 광 디스크 장치의 구성을 도시하는 개략도.
도2a 및 도2b는 홀로그램 형성을 도시하는 개략도.
도3은 2개의 방식의 광빔을 사용하는 광 디스크 장치의 구성을 도시하는 개략도.
도4a 및 도4b는 광빔의 수렴 (1)의 설명을 위해 사용되는 개략도.
도5는 광빔의 수렴 (2)의 설명을 위해 사용되는 개략도.
도6은 대물 렌즈의 트래킹 이동으로 인한 수렴 지점의 이동의 설명을 위해 사용되는 개략도.
도7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 광 디스크 장치의 구성을 도시하는 개략도.
도8은 제1 실시예에 따른 광 픽업의 구성을 도시하는 개략도.
도9는 광 디스크의 내부 구성을 도시하는 개략도.
도10은 제1 실시예에 따른 빔 스팟의 상태를 도시하는 개략도.
도11은 제1 실시예에 따른 서보 광 검출기의 검출 영역을 도시하는 개략도.
도12a 내지 도12c는 홀로그램의 기록 및 재생의 원리를 도시하는 개략도.
도13은 대물 렌즈의 위치 이동으로 인한 초점의 이탈의 설명을 위해 사용되는 개략도.
도14a 및 도14b는 대물 렌즈의 위치 이동으로 인한 빔 스팟의 이동의 설명을 위해 사용되는 개략도.
도15는 제2 실시예에 따른 광 픽업의 구성을 도시하는 개략도.
도16은 제2 실시예에 따른 빔 스팟의 상태를 도시하는 개략도.
도17은 제2 실시예에 따른 서보 광 검출기의 검출 영역을 도시하는 개략도.
도18은 미러 영역을 갖는 광 디스크의 구성을 도시하는 개략도.
도19a 및 도19b는 또 다른 실시예에 따른 정보의 기록 및 재생의 원리의 설명을 위해 사용되는 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
21(121): 제어 섹션
22(122): 구동 제어 섹션
23(123): 신호 처리 섹션
24: 스핀들 모터
25: 스레드 모터
26(126): 광 픽업
100: 광 디스크

Claims (12)

  1. 정보를 기록하는 기록 층과, 기록 층 상의 정보의 기록 위치를 식별하는 트랙이 제공되는 위치 설정 층을 포함하는 광 디스크에 광빔을 조사하는 광 디스크 장치이며,
    원하는 트랙에 광빔을 조정하기 위해 소정의 위치 설정 광빔을 위치 설정 층 상에 수렴시키고, 위치 설정 광빔과 광축을 공유하는 정보 광빔을 기록 층 상에 수렴시키는 대물 렌즈와,
    위치 설정 광빔의 초점이 원하는 트랙을 추종하게 하기 위해 트랙에 대해 실질적으로 직각인 트래킹 방향으로 대물 렌즈를 이동시키는 이동 섹션과,
    트래킹 방향에 대한 대물 렌즈의 이동량을 검출하는 검출 섹션과,
    이동량에 따라 정보 광빔의 수렴 위치를 보정하는 보정 섹션을 포함하는 광 디스크 장치.
  2. 제1항에 있어서, 검출 섹션은 트래킹 방향에 대한 위치 설정 광빔의 초점과 원하는 트랙 사이의 이탈량을 표현하는 트래킹 오차 신호를 기초로 하여 이동량을 검출하는 광 디스크 장치.
  3. 제1항에 있어서, 위치 설정 층에 의해 반사된 위치 설정 광빔에 의해 얻어지는 반사 광빔의 광을 수용하는 광 수용 섹션을 포함하고,
    검출 섹션은 광 수용 섹션의 광 수용 결과를 기초로 하여 대물 렌즈의 트래킹 방향에 대한 이동량에 대응하는 오프셋 성분을 포함하는 제1 트래킹 오차 신호를 발생시키고, 오프셋 성분이 거의 포함되지 않는 제2 트래킹 오차 신호를 발생시키고, 제1 트래킹 오차 신호와 제2 트래킹 오차 신호 사이의 차이를 기초로 하여 이동량을 검출하는 광 디스크 장치.
  4. 제3항에 있어서, 광 수용 섹션은 복수개의 분할 광 수용 영역으로 분할되는 위치 설정 광빔의 광을 수용하는 광 수용 영역을 갖고,
    검출 섹션은 제1 트래킹 오차 신호를 검출하기 위해 분할 광 수용 영역의 각각의 광 수용 결과들 사이의 차이를 사용하는 푸시-풀 방법을 사용하는 광 디스크 장치.
  5. 제3항에 있어서, 광 디스크 상에 조사되기 전의 위치 설정 광빔을 1개의 주요 광빔과 2개의 보조 광빔으로 분산시키는 분산 요소를 포함하고,
    광 수용 섹션은 1개의 주요 광빔 그리고 2개의 보조 광빔을 각각 수용하는 1개의 주요 광 수용 영역 및 2개의 보조 광 수용 영역을 포함하고,
    검출 섹션은 제2 트래킹 오차 신호를 검출하기 위해 보조 광 수용 영역의 각각의 광 수용 결과들 사이의 차이를 사용하는 3-스팟 방법을 사용하는 광 디스크 장치.
  6. 제3항에 있어서, 광 디스크 상에 조사되기 전의 위치 설정 광빔을 1개의 주요 광빔과 2개의 보조 광빔으로 분산시키는 분산 요소를 포함하고,
    광 수용 섹션은 1개의 주요 광빔 그리고 2개의 보조 광빔을 각각 수용하는 1개의 주요 광 수용 영역 및 2개의 보조 광 수용 영역을 포함하고,
    검출 섹션은 제2 트래킹 오차 신호를 검출하기 위해 보조 광 수용 영역의 각각의 광 수용 결과들 사이의 차이를 사용하는 3-스팟 방법을 사용하는 광 디스크 장치.
  7. 제1항에 있어서, 검출 섹션은 위치 센서 또는 거리 센서를 사용함으로써 이동량을 검출하는 광 디스크 장치.
  8. 제1항에 있어서, 보정 섹션은 정보 광빔의 수렴 위치를 보정하기 위해 이동량에 따라 정보 광빔의 진행 방향을 변화시키는 광 디스크 장치.
  9. 제8항에 있어서, 반사 표면에 의해 정보 광빔을 반사시키고 반사 표면의 각도를 조정함으로써 정보 광빔의 진행 방향을 변화시키는 검류계 미러를 포함하고,
    보정 섹션은 정보 광빔의 수렴 위치를 보정하기 위해 이동량에 따라 검류계 미러 상의 반사 표면의 각도를 조정하는 광 디스크 장치.
  10. 제1항에 있어서, 보정 섹션은 정보 광빔의 수렴 위치를 보정하기 위해 이동 량에 따라 이동 섹션 내에서의 대물 렌즈의 이동 거리를 조정하는 광 디스크 장치.
  11. 제1항에 있어서, 보정 섹션은 대물 렌즈와 정보 광빔 사이의 거리 및 이동량을 기초로 하여 정보 광빔의 수렴 위치를 보정하는 광 디스크 장치.
  12. 정보를 기록하는 기록 층과, 기록 층 상의 정보의 기록 위치를 식별하는 트랙이 제공되는 위치 설정 층을 포함하는 광 디스크에 광빔을 조사할 때의 수렴 위치 보정 방법이며,
    원하는 트랙으로 광빔을 조정하기 위해 소정의 위치 설정 광빔을 위치 설정 층 상에 수렴시키고, 위치 설정 광빔과 광축을 공유하는 정보 광빔을 기록 층 상에 수렴시키는 대물 렌즈를 트랙에 대해 실질적으로 직각인 트래킹 방향으로 이동시키는 단계와,
    트래킹 방향에 대한 대물 렌즈의 이동량을 검출하는 단계와,
    위치 설정 광빔의 초점이 원하는 트랙을 추종하게 하기 위해 이동량에 따라 정보 광빔의 수렴 위치를 보정하는 단계를 포함하는 수렴 위치 보정 방법.
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