광정보저장매체 재생/기록 장치의 포커스 제어 방법 및 그장치 document_id A220623045161

본 발명은 고개구수의 대물렌즈와 단파장의 광원을 이용하여 고밀도 용량을 가지며, 다층의 데이터층을 가지는 광디스크에 대한 층간 포커스 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 일반적으로 정보 저장매체는 비접촉식으로 정보를 기록 및/또는 재생하는 픽업 장치의 정보 기록매체로 널리 채용되며, 정보 저장매체의 한 종류인 광디스크는 정보기록용량에 따라 컴팩트 디스크(CD;compact disk), 디지털 다기능 디스크(DVD;digital versatile disk)로 구분되며, 더 나아가 기록용량이 15GB 이상인 HD-DVD 또는 블루 레이 디스크등도 있다. 이와 같이 정보저장매체는 점점 기록 용량이 증가되는 방향으로 개발되고 있다. 기록 용량을 증가시키는 방법으로는, 대표적으로 기록 광원의 빔 파장을 단파장화 하고, 대물렌즈의 개구수를 고개구수화하는 방법이 있다. 도 1은 다층 디스크의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 데이터층은 복수의 데이터층(L0, L1, L2, …, Ln)으로 구성되고, 여기서, Ls는 데이터층 사이의 중간층(spacer layer)을 나타낸다. 그런데, 광원의 빔 파장이 단파장화되고, 대물렌즈의 개구수가 고개수화 될수록 투명 커버층의 두께의 변화에 따라 구면 수차가 크게 발생되어 기록, 재생 신호의 열화의 원인이 된다. 구면 수차량은 여러 차수의 식으로 표시되고, 특히 대물 렌즈의 개구수가 0.8 이상인 경우에는 고차원의 수차를 무시할 수 없게 되고 다음과 같이 4차의 구면 수차까지 고려해야만 한다. 여기서, n은 투명 커버층의 굴절률을, NA는 대물 렌즈의 개구수를, △d는 커버층의 두께 변동을 각각 나타낸다. 상기 수학식 1에 따르면 개구수가 큰 대물렌즈, 예를 들어 개구수가 0.8 이상의 대물 렌즈를 이용한 다층 광디스크의 기록 재생 장치에 있어서 고차수의 구면 수차가 크게 발생함을 알 수 있다. 일반적으로, 디스크가 업로드되면 디스크 기록/재생 장치는 업로드된 디스크의 종류를 판별하고 기록 또는 재생을 행하는 데이터층에 대하여 포커스 인입이 수행되고, 다음에 포커스 서보, 트래킹 서보, 어드레스 등의 제어 정보의 취득 등의 동작이 행해진다. 포커스 인입은 디스크의 데이터층에 빔 스폿의 초점을 맺히게 하는 것으로 이 과정을 통해 이후 포커싱을 수행한다. 그리고, 어드레스 신호나 재생 신호가 최적이 되도록 구면 수차 보정이 이루어진 뒤, 정보의 기록 또는 재생이 실행된다. 이때, 광디스크의 기록 또는 재생 중에 외부의 충격등에 의해 포커스 서보가 빗나가는 경우, 충격이 가해지기 전에 포커스 인입하고 있던 데이터층으로 신속하게 복귀하는 것이 필요하며, 특히, 3개 이상의 멀티 데이터층을 가진 광디스크의 경우, 목표 데이터층에 대한 포커싱이 매우 중요하다. 이와 같이 복수의 데이터층을 가진 디스크에 대하여, 포커스 서보의 인입을 제어하는 경우, 광픽업부에서 출력되는 RFDC 신호와 포커스 에러 신호(FES)의 레벨 변화에 대응하여 목표 데이터층을 포커스 하는 방법등이 제안되어 왔다. 일본 공개 특허 JP 2006/155792호에 의하면, 2개의 데이터층(L0, L1)을 가진 광디스크의 포커스 방법이 제안되었는바, 도 2 를 참고로 설명하기로 한다. 도 2는 종래 기술에 따른 광디스크 장치의 포커스를 제어하는 방법을 나타낸 도면이다. 먼저 도 2(a)를 참고하여 커버층에서 가장 가까운 데이터층(L1)에 대하여 포커싱하는 방법을 설명하기로 한다. 커버층에 가까운 데이터층(L1)에 대하여 포커스 제어하는 경우, 광디스크 기록/재생 장치는 목표 데이터층(L1)에 대하여 먼저 구면 수차 보정을 하고, 대물렌즈를 상향 이동시켜 업로드된 광디스크에 접근시키면서 도 2a와 같은 RFDC 신호와 포커스 에러 신호(FES)를 검출한다. 이때, 광디스크 기록/재생 장치는 RFDC 신호가 Srec 레벨보다 높고, 포커스 에러 신호(FES)가 제로 크로스 지점을 통과하게 되면 광빔의 초점이 목표 데이터층(L1)에 접근하고 있다고 판단하고 포커스 서보 온 신호를 출력한다. 즉, 포커스 에러 신호(FES)가 슬라이스 레벨(Sfe+)보다 높은 레벨에서 슬라이스 레벨(Sfe-)보다 낮은 레벨로 내려가거나, 그 반대의 경우, 제로 크로스 지점을 통과하게 되면 목표 데이터층(L1)이 인식된 것으로 판단한다. 다음으로, 도 2(b)를 참고하여 커버층을 기준으로 먼쪽에 있는 데이터층(L0)에 대하여 포커싱하는 방법을 설명하기로 한다. 커버층에서 먼 쪽의 데이터층(L0)에 대하여 포커스 제어하는 경우, 광디스크 기록/재생 장치는 목표 데이터층(L0)에 대하여 먼저 구면 수차 보정을 하고, 대물렌즈를 광디스크에 접근시키면서 도 2(b)와 같은 RFDC 신호와 포커스 에러 신호(FES)를 검출한다. 그리고, 앞서 설명한 바와 같이 데이터층(L0)을 검출하고, 검출한 데이터층의 포커스 에러 신호(FES)의 제로 크로스 지점으로부터 재검출 기간(Tr)만큼 대기한 후, 재검출 기간(Tr)동안에 새로운 데이터층이 검출되지 않은 경우, 최후에 검출한 데이터층을 목표 데이터층(L0)으로 판별한다. 이때, 대물렌즈는 계속 상향 이동하는 상태이므로, 광디스크 장치는 RFDC 신호가 슬라이스 레벨(Srec)보다 낮은 레벨이 된 시점부터 오버런한 기간(Tover)만큼 대물 렌즈를 하향 이동 시켜 목표 데이터층(L0)에 포커스 인입을 하게 된다. 이때, 재검출 기간(Tr)동안에 새로운 데이터층이 검출되는 경우, 이전에 검출된 데이터층(L0)은 목표 데이터층이 아닌 것으로 판단하여 무시하고, 새로운 데이터층을 목표 데이터층으로 인식한다. 도 3은 종래 기술에 따른 포커스 인입을 수행하는 과정에서 광빔의 초점이 맺히는 위치를 나타내는 도면이다. 도 3에서 보는 바와 같이, 커버층에서 가까운 데이터층을 데이터층(L1)으로 가정하고, 멀리 떨어져 있는 데이터층을 데이터층(L0)로 가정한다. 만일 목표 데이터층이 데이터층(L1)인 경우, 서보 신호 처리부(400)는 데이터층(L1)에서의 포커스 에러 신호(FES)가 제로 크로스 지점을 통과하게 되면 광빔의 초점이 목표 데이터층(L1)에 접근하고 있다고 판단하고 포커스 서보 온 신호를 출력한다. 또한, 목표 데이터층이 데이터층(L0)일 때, 데이터층(L0)을 검출하고, 검출한 데이터층의 포커스 에러 신호(FES)의 제로 크로스 지점으로부터 재검출 기간(Tr)만큼 대기한 후, 재검출 기간(Tr)동안에 새로운 데이터층이 검출되지 않은 경우, 광빔의 초점이 데이터층(L0)에 포커싱되도록 대물렌즈를 하향 이동한다. 이와 같이, 종래 기술에 따르면, 재검출 기간(Tr)을 이용하여 데이터층을 판별하는바, 다층의 데이터층을 가진 광디스크에 있어서 구면수차로 인하여 제로 크로싱 지점이 정확하게 측정되지 않아 재검출 기간(Tr)이 정확하게 측정되기 어렵다. 또한, 종래 기술에 따르면, 다층의 데이터층을 가진 광디스크에 있어서, 커버층에서 가장 먼 쪽의 데이터층과 커버층에서 가장 가까운 데이터층에 한하여 포커싱을 할 수 있으므로, 다수의 데이터층 중에서 중간에 위치한 데이터층을 검출할 수 없다는 문제점이 있다.