1. 발명의 명칭 2. 발명의 분야 3. 발명의 기술적 배경 (종래 기술) 트랙피치가 다른 광디스크 기록 재생 장치

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1 1. 발명의 명칭 2. 발명의 분야 3. 발명의 기술적 배경 (종래 기술) 트랙피치가 다른 광디스크 기록 재생 장치
본 발명은 트랙피치가 다른 다종의 디스크를 호환하여 안정적으로 트랙킹 신호를 검출할 수 있는 방법에 관한 것이다. 3. 발명의 기술적 배경 (종래 기술) 광디스크의 밀도가 높아지면서 기존의 CD디스크보다는 밀도가 큰 DVD디스크가 개발되어, 정보 저장장치로서 널리 사용되고 있으며, 최근에는 BD 디스크가 개발되어 있다. 이중에서 특히 DVD 디스크에는 기록용으로 개발된 디스크로서 DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM, 등 여러 가지의 규격이 있어서 경쟁하고 있다. 이들 기록용 광디스크의 구조는 도면1에서 나타낸 바와 같이 LAND/GROOVE가 있는 구조로 되어있다. R, RW디스크의 경우는 Groove에 기록하는 방식이지만, DVD-RAM 디스크의 경우는 LAND와 GROOVE모두에 기록하는 방식으로 차이가 있다. 그런데, 디스크의 종류별로 LAND/GROOVE 간의 간격이 차이가 있다. 예를 들면, DVD-RW디스크의 경우에는 LAND와 다음 LAND까지의 간격, 즉 신호가 기록되는 한 주기인 track pitch 의 값이 0.74mm 이고, 따라서 land에서 groove 까지 간격은 0.37mm이다. 한편 DVD-RAM 디스크의 경우에는 land와 land사이의 간격 주기는 1.23mm이며, land/groove 모두에 기록하는 방식이므로 track pitch는 land와 groove사이의 간격인 0.615mm이다. 한편, 빔이 트랙의 중심에서 벗어나지 않기 위한 제어를 위한 신호검출 방법으로 많이 사용하는 tracking error 신호 검출 방법으로서, DPP (Differential Push-Pull)법을 많이 사용한다. 이 방법은, grating을 사용하여 빔을 3개로 나누어서 main빔이 groove에 있을 때, 부 빔을 land에 배치하도록 조정하여 각 빔에서 나오는 광의 track을 중심으로 한, 좌우 차 신호를 검출했을 때, 이

2 각각의 신호를 push-pull신호라고 하고, 이때 주빔과 부빔의 신호는 도면 2와 같이 위상이 180˚ 인 sine파형이 나오게 된다. 이 두신호의 차를 DPP신호라고 하는데, 이렇게 주빔과 부빔의 차신호를 구하는 이유는 대물렌즈가 radial shift했을 때, push-pull신호에 offset이 발생하게 되는데, 이를 보정하기 위해서이다. 그런데, 이런 DPP법을 사용할 때, 앞서 기술한 바와 같이 부빔이 groove에 있을때에는 부빔이 land에 있어야 하고, 주빔이 land에 있을때에는 부빔이 groove 에 있어야 한다. 하지만 여러 종류의 디스크에 호환하여 사용하기 위해서는, 앞서 기술한 바와 같이 DVD-RAM 디스크와 DVD-RW 디스크의 track pitch가 서로 다르기 때문에 부빔의 위치를 한 개의 디스크에 맞출 경우, 다른 디스크에서는 맞출 수 없게 되어서, 종류가 다른 디스크간에 호환이 어렵게 된다. 이를 해결하기 위한 종래의 방법으로서 2분할 위상grating을 사용하는 방법이 있다. 이는 도면 3과 같이 3빔을 생성하는 grating이 중앙을 경계로 ½ pitch만큼 어긋나 있는 형태로 되어 있다. 이 grating 에 의해서 회절되는 ±1차광의 부빔은 도면4와 같은 좌우로 180도의 위상차를 가지는 위상판을 투과한 광과 같은 효과를 가진다. 이러한 위상을 가진 광이 대물렌즈를 통하여 디스크에 집광될 때, 이 광을 도면 5와 같은 쌍봉형태의 빔이 형성된다. 주빔이 groove에 있을때, 이 쌍봉형태의 부빔의 중심을 역시 groove 에 두고서, 부빔의 push-pull신호를 구해보면, 이 신호는 도면2의 일반 grating의 부빔이 주빔과 반대위치에 조정된 부빔과 같은 신호를 나타내게 된다. 특히 이 신호는 DVD-RW 디스크나 DVD-RAM 디스크 등 트랙의 간격주기와 관계가 없이 나타나므로, 디스크에 호환된 DPD신호를 검출할 수 있게 해 준다. 하지만 이러한 종래발명의 경우, 다음과 같은 문제점이 있다. pickup을 조립할 때, 2분할 grating의 분할선의 중심과 대물렌즈의 중심은 조립 오차에 의해서 정확한 조립은 힘들다. 그리고 대물렌즈가 트랙을 따라가면서 radial shift를 하기 때문에, 이에 의해서도 2분할 grating 의 중심과 대물렌즈 중심은 정확히 일치할 수가 없다. 따라서, 이러한 중심의 틀어짐에 민감하게 되면 pickup에 따라서 신호의 변화폭이 심해지게 되어, 안정적 인 성능을 확보하기 힘들게 된다. 도면6은 DVD-RW디스크에서의 2분할 grating의 중심과 대물렌즈 사이의 축틀어짐에 따른 특성을 나타낸 그래프이다. 실선은 주빔의 push-pull신호이며, 점선들을 부빔의 push-pull 신호들이다. 이 그래프에서 볼 수 있는 바와 같이 DVD-RW디스크에서는 춤 틀어짐에 따른 영향이 크지 않다. 그러나 도면7에서 DVD-RAM디스크에서의 축틀어짐의 영향을 나타내었는데, 그래프에서 보는 바와 같이, 신호의 크기가 크게 줄어드는 것을 알 수 있다. 오른쪽 그림은 radial shift에 따른 DPP신호의 줄어드는 양을 graph로 나타낸 것이다. 이러한 2분할 grating 의 문제점을 개선한 방법으로는 3분할 grating이 있다. 3분할 grating은 2분할 grating의 중심 영역에 중간 정도의 위상이 틀어진 grating을 두어서 영역을 3개로 나눈 것으로서, radial shift의 특성이 2분할 grating 에 비해서 개선 된다. 3분할 grating의 radial shift에 따른 DVD-RAM디스크에서의 DPP크기를 계산한 graph가 그림 10과 같다. 한편 이러한 3분할grating의 문제점으로는, 제작상의 error나 공차에 의해서 grating에 의한 회절광인 +1차광과 -1차광의 광량비의 차이가 발생했을 때, MPP와 SPP신호 사이에 위상차가 발생한다는 것이다. 이로 인하여, DPP신호의 전체 크기가 감소하는 결과를 가져오게 된다. 이를 해결하기 위하여 최근에 사용하는 방법으로는 그림 11에 나타난 4분할 grating이 있다. 이 4분할 grating의 radial shift에 따른 DPP특성은 그림 12와 같이 3분할 grating과 거의 동일하며, +1차광과 -1차광의 광량비 비대칭이 발생하여도 영향이 없다. 이상의 2분할, 3분할, 4분할 grating 모두 DVD-R/RW디스크와 DVD-RAM디스크의 track pitch 의 차이를 하나의 grating으로 대응한다는 공통점은 있으나, 최근에 사용되는 2파장LD를 사용한 광학계에서는 CD의 대응도 필요하게 된다. 하지만 이 경우 CD에서의 radial shift 에 따른 DPP크기의 특성은 그림 14 에 나타낸 바와 같이 크게 떨어지게 된다.

3 4. 발명의 요지 5. 발명의 상세한 설명 (구성/동작) 6. 발명의 효과
DVD-R/RW 디스크와 DVD-RAM의 track pitch차이를 하나의 grating으로 대응하여 DPP신호를 만들어 내는 2분할, 3분할, 4분할 grating의 경우 CD까지 대응하려면 DPP신호의 radial shift에 따른 크기변화가 심하다. 이는 track pitch가 CD의 경우 1.6mm으로 DVD와 크게 다른 원인도 있지만, DVD대비 CD의 광의 유효경이 더 작기 때문에 디스크의 land/groove에서 회절된 광의 형상이 다르게 나타나게 된다. 본 발명에서는 이를 해결하기 위하여 grating의 분할 pattern을 보다 복잡하게 나누어 CD에서의 DPP신호의 radial shift에 따른 신호크기 줄어듬을 완화시켰다. 5. 발명의 상세한 설명 (구성/동작) 본 발명의 grating의 위상을 그림 15에 나타내었다. 영역 a, c, d, f 의 내부분의 영역은 기존의 4분할 grating과 동일하다. 하지만 CD의 광이 들어왔을 때에는 그림 16에서와 같이 CD의 유효경이 DVD에 비해서 작으며, 그림 17에서와 같이 4분할 grating의 경우 광축이 틀어졌을 때, DVD의 경우 4분할이 유지되지만, CD의 경우 틀어진 양이 커지면 한쪽방향으로는 4분할을 한쪽 영역은 광이 투과하지 않게되고, 전체 DPP의 신호 크기가 줄어들게 된다. 따라서 본 발명에서는 4분할 grating의 분할 경계면에 CD를 위한 완충 영역을 두어서, 그림 15와 같은 b와 e 영역을 두어서 CD에서의 축틀어짐의 영향을 완화시킬 수 있다. 그림 18은 본 발명의 CD에서의 광축 틀어짐에 의한 DPP 신호크기를 계산한 것이다. 그림 14와 비교해 보면, 축틀어짐에 따른 영향이 완화되었음을 알 수 있다. 6. 발명의 효과 이상에서와 같이 본 발명은 2파장 LD를 사용하는 광 pickup에서, tracking error 신호를 발생시키는 DVD/CD 호환용 grating의 축틀어짐에 대한 영향을 개선한 효과를 볼 수 있다.

4 7. 도 면 도면1. 광디스크의 LAND/GROOVE 구조 도면2. 주빔과 부빔의 push-pull 신호 180˚
7. 도 면 도면1. 광디스크의 LAND/GROOVE 구조 도면2. 주빔과 부빔의 push-pull 신호 180˚ 도면3. 2분할 grating의 구조 도면4. 2분할 grating의 회절광의 위상 도면5. 2분할 grating에 의해 회절된 부빔이 집광된 형태 도면6. 2분할 grating축틀어짐에 따른 DVD-RW디스크에서의 push-pull 신호

5 도면7. 2분할 grating축틀어짐에 따른 DVD-RAM 디스크에서의 push-pull 신호
0˚ 90˚ 180˚ 도면8. 3분할 grating의 형상 도면9. 3분할 grating의 회절광의 위상 도면10. 3분할 grating축틀어짐에 따른 DVD-RAM 디스크에서의 push-pull 신호

6 도면13. 4분할 grating축틀어짐에 따른 DVD-RAM 디스크에서의 DPP신호
-90˚ 0˚ 180˚ 90˚ 도면11. 4분할 grating의 형상 도면12. 4분할 grating의 회절광의 위상 도면13. 4분할 grating축틀어짐에 따른 DVD-RAM 디스크에서의 DPP신호 (a) 2분할 grating (b) 3분할 grating (c) 4분할 grating 도면14. 4분할 grating축틀어짐에 따른 CD 디스크에서의 DPP 신호

7 도면17. 4분할 grating에서 DVD광과 CD광 출틀어짐에 따른 영향
-90˚ +90˚ +180˚ 0˚ a f e d b c 도면15. 본발명 grating의 회절광의 위상 -90˚ +90˚ +180˚ 0˚ DVD 유효경 CD 유효경 도면16. 본발명의 CD광과 DVD광의 유효경 (a) DVD (b) CD 도면17. 4분할 grating에서 DVD광과 CD광 출틀어짐에 따른 영향

8 도면18. 본발명의 CD 에서의 DPP신호 계산