KR0138138B1 - 광픽업 - Google Patents

Abstract

광기록매체에 광빔을 투사하고 그로부터 반사하는 광빔으로부터 전기적 재생신호를 검출하는 광픽업이 개시되어 있다. 이 개시된 광픽업은 광원에서 방출된 빔을 가는 직선빔으로 바꾸고 그 직선빔을 3개의 빔으로 회절시키는 렌즈유니트를 가지며, 그 3개의 빔을 광기록매체쪽으로 편향하는 동시에 반사하는 빔을 다른 경로로 분리시키는 미러유니트를 가지며, 그 반사하는 빔으로부터 재생신호와 트랙오차신호를 각각 검출하는 광검출기 및 트래킹서보를 위하여 그 미러유니트를 구동하는 제어수단을 가진다. 광기록매체에 입사되는 3개의 빔은 모두 아주 가는 직선빔이므로 언제나 그 굵기가 변화되지 않는다. 따라서 포커스 오차가 발생하지 않는다. 또한 광기록매체가 기울어지는 것 때문에 트래킹서보 후에 에러가 유발되는 일이 없다. 따라서 구조가 아주 간단하여 값싸게 그리고 작고 가볍게 구성할 수 있는 것은 물론, 정보의 고속 탐색과 깨끗한 재생에 훨씬 유리하다.

Description

광픽업

제1도는 본 발명에 의한 광픽업의 외관 사시도.

제2도는 본 발명에 의한 광픽업의 평면도.

제3도는 본 발명에 의한 광픽업의 측단면도.

제4도는 본 발명에 의한 광픽업의 작동을 설명하기 위하여 광경로를 나타낸 도면.

제5도의 (a)(b)는 제4도에 있어서, 광디스크와 광검출기에 맺히는 빔스포트를 나타낸 도면.

제6도의 (a)(b)는 광디스크가 좌우로 기울 때의 광경로와 광검출기 상의 광스포트를 설명하는 도면.

제7도의 (a)(b)는 광디스크가 전후로 기울 때의 광경로와 광검출기상의 광스포트를 설명하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1... 픽업몸체 2...렌즈유니트

3... 광검출기 4... 미러유니트

5A,5B... 탄성지지체 6... 코일

7A,7B... 영구자석 11... 공간부

12,13... 빔통과공 21... 경통

22... 반도체레이저 23... 빔정형렌즈

24... 수렴렌즈 25... 발산렌즈

26... 회절격자 31... 재생신호 검출영역

32,33... 제어신호 검출영역 41... 미러본체

42... 빔스프리터 42... 반사미러

OD... 광디스크 B;B1,B2,B3... 빔

본 발명은 각종 광디스크 플레이어에 사용되며, 그 광디스크에 수록된 정보를 재생하기 위하여 광빔을 투사한 후 그로부터 반사되는 광을 검지하여 전기적 신호를 출력하는 광픽업에 관한 것으로서 ,특히 광디스크에 맺히는 광빔의 포커스(focus) 조절이 필요없는 광픽업에 관한 것이다.

광디스크에는 전기적을 재생 가능한 정보가 수록된다. 예를 들어, 콤팩트 디스크(compact disk)에 수록된 정보는 아주 작으며 길고 짧은 무수한 피트(pit)들의 배열로 이루어진다. 그 피트들은 광디스크 상에 구획된 나선형의 트랙(track)을 따라 형성된다. 이러한 콤팩트 디스크에 광빔을 투사하여 반사된 광으로부터 재생신호를 검출하기 위하여는 광디스크에 맺히는 빔 스포트(beam spot)의 직경이 그 피트의 폭 이하로 되어야 한다.

이를 위한 광픽업을 구성함에 있어서, 종래에는 전형적으로, 광을 수렴하는 대물렌즈를 그의 초점면에 광디스크의 반사면이 위치하도록 설치하였다. 또한 깨끗한 재생신호를 얻기 위하여는 그 빔 스포트가 콤팩트 디스크의 반사면에 정확하게 맺혀 있어야 한다. 그러나 광디스크는 회전시에 발생하는 진동 때문에 그 반사면이 대물렌즈의 초점면과 언제나 일치하지 않게 되며, 이때 그 광디스크에 맺히는 빔스포트의 직경은 커지게 된다. 따라서 대물렌즈를 사용하는 경우에, 대물렌즈와 광디스크 사이의 거리가 일정하게 유지될 수 있도록 배려할 필요가 있다. 이를 위하여 종래에는 상기 대물렌즈를 스피커의 보이스코일(voice coil)과 같은 액튜에이터(actuator)에 장착하고 이것을 광디스크의 진동에 따라 변화하는 반사광으로부터 제어신호를 검출하는 광검출기를 연결하여, 그 대물렌즈가 광디스크와 같이 움직이게 하였다. 즉, 종래의 광픽업은 대물렌즈와 이 대물렌즈를 구동하는 액튜에이터를 가지고 있기 때문에, 구조가 복잡하고, 크며, 무거웠다.

결과적으로 종래의 광픽업에 있어서는, 구조적으로 값이 비싸고, 소형화가 어려우며, 고속 탐색에 불리한 등의 문제점이 있고, 특히 정초점(on focus) 근초에서 대물렌즈의 이상 진동으로 잡음을 유발하는 등의 문제점도 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 종래의 광픽업과는 달리, 대물렌즈가 없고 아울러 그 포커스 조절을 위한 액튜에이터가 필요없는 새로운 구조의 광픽업을 제공하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광기록매체에 광빔을 투사하고 그로부터 반사하는 빔을 검지하여 전기적 재생신호를 출력하는 광픽업에 있어서,

레이저 빔을 조사하는 광원과 ; 입사된 발산빔을 소폭의 직선빔으로 변환시키기 위한 렌즈수단과 ; 상기 광원에서 조사되고 상기 광기록매체에서 반사된 빔으로부터 기록정보를 재생하는 전기신호와, 그 직선빔의 트랙오차를 알리는 전기신호를 각각 검출하기 위한 검출수단과 ; 상기 렌즈수단과 광기록매체와 검출수단 사이의 광경로 상에 배치된 미러본체와, 상기 미러본체에 일체로 형성되며 상기 렌즈수단의 광축에 대해 경사지게 배치되어 상기 렌즈수단쪽에서 입사된 빔의 적어도 일부를 상기 광기록매체쪽으로 반사시키고 상기 광기록매체쪽에서 입사된 빔의 적어도 일부를 투과시키는 빔스프리터와, 상기 미러본체에 일체로 형성되며 상기 검출수단의 광축에 대해 경사지게 배치되어 상기 광기록매체에서 반사되고 상기 빔스프리터를 투과하여 입사된 빔을 상기 검출수단쪽으로 반사시키는 반사미러를 구비하여 직선빔을 상기 광기록매체로 입사시키는 동시에 상기 광기록매체로부터 반사된 빔의 경로를 분리시키는 미러수단과 ; 상기 검출수단에 검출된 전기신호에 따라 상기 광기록매체로 입사되는 직선빔의 트래킹을 제어하기 위한 제어수단 ; 을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 광픽업의 구조는 제1도 내지 제3도와 같다. 픽업몸체(1)의 일측에는 렌즈유니트(2)와 광검출기(3)가 장착되어 있고,그 타측에는 미러유니트(4)와 이를 지지하는 탄성지지체(5A)(5B), 그리고 그 미러유니트(4)를 구동하는 코일(6)과 영구자석(7A)(7B)이 설치되어있다. 픽업몸체(1)는 미러유니트(4)가 움직일 수 있게 하는 공간부(11)와, 이 공간부(11)에서 상기 렌즈유니트(2)와 광검출기(3)로 각각 통하는 빔통과공(12)(13)을 가진다.

렌즈유니트(2)는 경통(21)에 반도체레이저(22), 빔정형렌즈(23), 수렴렌즈(24), 발산렌즈(25) 및 회절격자(26)가 차례로 수납된 구조로서, 이중 반도체레이저(22)는 레이저광을 방출하는 광원에 해당하고, 빔정형렌즈(23)와 수렴렌즈(24) 및 발산렌즈(25)는 그 레이저광을 직선빔으로 변환하기 위한 렌즈수단에 해당한다. 그리고 맨 끝의 회절격자(26)는 광검출기(3)와 함께 그 직선광의 입사위치를 알리는 검출수단의 한 요소로 사용된 것인데, 이에 대한 자세한 설명은 후술되어 있다.

광검출기(3)는 제5도의 (b)에 나타낸 바와 같이, 3분할로 되어 가운데가 재생신호 검출영역(31)으로 되고, 양옆의 것이 제어신호 검출영역(32)(33)으로 된 것이다.

미러수단으로서 구비된 미러유니트(4)는 수직한 미러본체(41)와 렌즈유니트(2)의 광축에 대해 45°경사를 이루는 빔스프리터(42) 및 광검출기의 광축에 대해 역시 45°경사를 이루는 반사미러(43)가 일체로 되고, 상기 2개의 탄성지지체(5A)(5B)로 지지되어 좌우의 수평방향으로 움직일 수 있게 설치되어 있다.

상기 코일(6)과 2개의 영구자석(7A)(7B)은 상기 직선광의 수평위치를 제어하기 위한 제어수단으로의 상기 미러유니트(4)를 이동시키도록 설치된 것으로서, 그 코일(6)은 미러본체(41)에 부착되어 있으며, 그 2개의 영구자석(7A)(7B)은 코일(6) 양쪽에서 각각 자계를 가하도록 픽업몸체(1)의 공간부(11) 내벽에 마주보게 설치되어 있다.

다음 제4도를 참좌여 상기한 바와 같은 광픽업의 빔경로와 그에 따른 동작을 설명한다.

반도체레이저(22)에서 빛이 방출되며 그 빛은 빔정형렌즈(23)에 의하여 빛의 단면이 원형으로 되게 정형되고, 수렴렌즈(24)와 발산렌즈(25)를 통해 단계적으로 접속 발산됨으로써 아주 가는 직선빔(B)으로 바뀐다. 그 직선빔(B)은 다시 회절격자(26)에 의하여 0차회절광과 ±1차회절광으로 되는 3개의 빔(B1)(B2)(B3)으로 각각 회절되며, 이것이 빔스프리터(42)를 경유하여 광디스크(OD)로 입사한다. 즉, 광디스크(OD)에는 제5도 (a)에서 보는 바와 같이, 각각 직선빔의 형태인 3개의 빔(B1)(B2)(B3)이 입사되어지는데, 이것은 3빔법에 의한 트래킹 서보를 위한 것으로서, 가운데의 주빔(B1)이 정보트랙(T)을 추종하여 그 정보트랙(T)에 형성되어 있는 피트(도시생략)에 따라 변조 반사하게 되며, 양옆의 부빔(B2)(B3)이 그 정보트랙(T)을 약간 걸친 상태로 피트가 없는 소위 반사면을 추종하여 똑같이 그대로 반사하게 된다. 광디스크(OD)에서 반사되는 3개의 빔(B1)(B2)(B3)은 빔스프리터(42)를 그대로 투과하여 입사때와 다른 경로를 향하며, 반사미러(43)를 경유하여 광검출기(3)에 이르게 된다. 그러면 제5도의 (b)에서 보는 바와 같이, 광검출기(3)의 검출영역(31)에서는 변조 반사되는 주빔(B1)이 검지되어 그 주빔으로부터 기록 정보를 재생할 수 있는 전기신호가 출력되고, 다른 검출영역(32)(33)에서는 부빔(B2)(B3)이 검지되어 각각의 광량에 따른 전기신호가 출력되는데 그 광량에 차이가 있을 때, 즉 트랙오차가 발생하는 경우에 그 차등신호로써 트랙오차를 알리는 제어신호가 얻어진다. 이 제어신호를 상기한 코일(6)에 인가하면 그 코일(6)과 2개의 영구자석(7A)(7B ) 상호간에 작용하는 전자력(電磁力)에 의하여 미러유니트(4)가 계속해서 좌 또는 우측으로 이동하고, 이에 따라 빔스프리터(42)에서 반사하는 빔(B1)(B2)(B3)의 수평입사위치가 변화하게 되므로 그 트랙오차를 보정 할 수 있는 것이다. 이때 빔스프리터(42)의 이동에 의하여 빔의 입사위치가 바뀌면 그 빔의 반사위치 또한 바뀌게 되는데, 그 빔스프리터(42)와 함께 반사하는 빔을 편향시키는 반사미러(43)도 같이 움직이게 되므로 광검출기(3) 상에서의 빔스포트의 위치는 변화하지 않는다. 여기서 2개의 부빔(B2)(B3)을 앞뒤로 비켜 놓은 것은 검출신호의 누락을 방지하고, 인접한 트랙으로부터의 크로스 토크(cross talk)를 피하기 위해서이다. 한편 광디스크(OD)에 입사되고 그로부터 반사하는 3개의 빔(B1)(B2)(B3)은 모두 가늘게 집속주사되는 직선빔의 형태이므로, 광디스크(OD)와 광픽업사이의 거리에 관계없이 그 광디스크(OD)나 광검출기(3) 상에 맺히는 빔스포트의 크기는 언제나 일정하게 된다. 따라서 포커스오차는 발생하지 않는다.

제6도와 제7도는 본 발명의 광픽업에서 사용하는 광검출기의 바람직한 형태를 설명하기 위하여 첨부한 도면으로서, 광디스크(OD)가 좌우로 기울때의 수직 편향시와 전후로 기울때의 수평 편향시의 경우를 각각 보여준다. 수직 편향시에는 제6도의 (a)(b)에서 보는 바와 같이, 반사하는 빔(B1)(B2)(B3)의 반사각이 좌우방향으로 변환되어 광검출기(3)상의 빔스포트 위치가 상하로 옮겨지며, 수평 편향시에는 그 반사각이 전후방향으로 변화되어(도면에는 표현되지 않음) 광검출기(3) 상의 빔스포트 위치가 좌우로 옮겨진다. 그러므로 그 광검출기(3)의 가로와 세로를 적절하게 선정함으로써 광디스크의 진동에 의한 트래킹 에러의 유발을 방지할 수 있는 것이다. 참고로 종래에는 트랙/포커스 오차신호에 따른 서보제어후에도 광디스크의 진동 또는 입사/반사빔의 편향에 의하여 광검출기에 그 에러신호가 검출되어 가동부의 이상 진동이 유발하는 관계로 그 에러를 보상하기 위한 복잡한 기구나 회로를 사용하여야 했다. 그러나 본 발명에 있어서는 간단히 상기한 설명한 바와 같이, 빔스프리터(42)와 반사미러(43)가 함께 움직이는 구조와 또한 광검출기(3)의 적절한 가로 및 세로 크기 선정에 의하여 그러한 에러신호가 검출되지 않게 할 수 있으므로 그 에러를 보상하기 위한 기구나 회로가 필요 없는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 직선광을 주사함으로써 대물렌즈가 필요없고 또한 포커스 서보를 위한 액튜에이터와 에러보상을 위한 배려가 전혀 필요없는 광픽업을 제공하는 것으로서, 값싸며, 가볍고 작은 광픽업을 제공할 수 있으며, 특히 고속탐색과 깨끗한 재생을 실현하는 등 기능과 신뢰도 향상에 크게 기여하는 매우 효과적인 발명이다.

Claims (5)

1. 광기록매체에 광빔을 투사하고 그로부터 반사하는 빔을 검지하여 전기적 재생신호를 출력하는 광픽업에 있어서,

   레이저 빔을 조사하는 광원과 ; 입사된 발산빔을 소폭의 직선빔으로 변환시키기 위한 렌즈수단과 ; 상기 광원에서 조사되고 상기 광기록매체에서 반사된 빔으로부터 기록정보를 재생하는 전기신호와, 그 직선빔의 트랙오차를 알리는 전기신호를 각각 검출하기 위한 검출수단과 ; 상기 렌즈수단과 광기록매체와 검출수단 사이의 광경로 상에 배채된 미러본체(41)와, 상기 미러본체(41)에 일체로 형성되며 상기 렌즈수단의 광축에 대해 경사지게 배치되어 상기 렌즈수단쪽에서 입사된 빔의 적어도 일부를 상기 광기록매체쪽으로 반사시키고 상기 광기록매체쪽에서 입사된 빔의 적어도 일부를 투과시키는 빔스프리터(42)와, 상기 미러본체(41)에 일체로 형성되며 상기 검출수단의 광축에 대해 경사지게 배치되어 상기 광기록매체에서 반사되고 상기 빔스프리터(42)를 투과하여 입사된 빔을 상기 검출수단쪽으로 반사시키는 반사미러(43)를 구비하여 직선빔을 상기 광기록매체로 입사시키는 동시에 상기 광기록매체로부터 반사된 빔의 경로를 분리시키는 미러수단과 ; 상기 검출수단에 검출된 전기신호에 따라 상기 광기록매체로 입사되는 직선빔의 트래킹을 제어하기 위한 제어수단 ; 을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 광픽업.
2. 제1항에 있어서, 상기 렌즈수단은 입사된 발산빔의 단면이 원형인 빔이 되도록 하는 빔정형렌즈(23)와, 정형된 빔을 각각 수렴 및 발산시켜 직경이 작은 직선빔이 되도록 하는 적어도 하나씩의 수렴렌즈(24) 및 발산렌즈(25)를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 광픽업.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 검출수단은 상기 렌즈수단의 앞에 배치되어 상기 직선빔을 3개의 빔으로 회절시키는 회절격자(26)와, 그 3개의 빔이 각각 검지되도록 세로로 분할된 3개의 검출영역(31)(32)(33)을 갖는 광검출기(3)를 구비하며, 상기 3개의 검출영역(31)(32)(33)중 가운데 검출영역(31)에서는 재생신호가, 양옆의 검출영역(31)(33)에서는 그 차동신호로써 트랙오차신호가 각각 출력되는 것을 특징으로 하는 광픽업.
4. 제1항에 있어서, 상기 제어수단은 상기 미러수단이 수평방향으로 이동 가능하도록 지지하는 탄성지지체(5A)(5B)와, 상기 검출수단의 트랙오차를 알리는 전기신호가 인가되는 코일(6)과, 이 코일(6)에 자계를 가하는 영구자석(7A)(7B)을 구비하여 상기 미러수단을 구동하도록 된 것을 특징으로 하는 광픽업.
5. 제3항에 있어서, 상기 회절격자(26)와 상기 렌즈수단의 요소들을 수납하여 한 유니트로 구성되도록 하는 경통(21)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 광픽업.