KR100224749B1 - A separable optical head - Google Patents

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KR100224749B1 KR1019910019345A KR910019345A KR100224749B1 KR 100224749 B1 KR100224749 B1 KR 100224749B1 KR 1019910019345 A KR1019910019345 A KR 1019910019345A KR 910019345 A KR910019345 A KR 910019345A KR 100224749 B1 KR100224749 B1 KR 100224749B1
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    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1365Separate or integrated refractive elements, e.g. wave plates

Abstract

본 발명은 분리형 광학헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a separate optical head.

본 발명은 디스크에 대하여 광을 집속주사하여 그 디스크에 대하여 이동가능한 가동광학계와, 이 가동광학계에 입사광을 제공함과 동시에 그 디스크로부터 반사되는 반사광을 검출하는 고정광학계를 구비하여 된 분리형 광학헤드에 있어서, 상기 고정광학계로부터 상기 가동광학계로 입사되는 입사광축과 상기 가동광학계로부터 반사되는 반사광축이 항상 일치되도록 상기 입사광축을 수직 및 수평방향으로 변위시키는 광축보정 수단이 마련되어 된 점에 그 특징이 있다. 따라서 광축의 어긋남으로 인한 트래킹 및 포커싱 제어시의 에러를 방지할 수 있게 되어 제품의 품질이 향상되게 된다.The present invention provides a separate optical head comprising a movable optical system that focuses and scans light onto a disk, and which has a fixed optical system that provides incident light to the movable optical system and detects reflected light reflected from the disk. And an optical axis correction means for displacing the incident optical axis in the vertical and horizontal directions so that the incident optical axis incident from the fixed optical system to the movable optical system and the reflected optical axis reflected from the movable optical system always coincide with each other. Therefore, errors in tracking and focusing control due to misalignment of the optical axis can be prevented, thereby improving product quality.

Description

분리형 광학헤드Detachable Optical Head

제1도는 종래 분리형 광학헤드를 보인 개략도.1 is a schematic view showing a conventional detachable optical head.

제2도는 본 발명에 따른 분리형 광학헤드를 보인 개략 사시도.2 is a schematic perspective view showing a detachable optical head according to the present invention.

제3도는 제2도에 도시된 분리형 광학헤드의 작동상태도를 보인 것으로서, (a)는 수평방향으로 어긋난 입사광축을 보정하는 상태이고, (b)는 수직방향으로 어긋난 입사광축을 보정하는 상태이다.3 is a diagram showing an operating state of the split optical head shown in FIG. 2, in which (a) is a state of correcting the incident optical axis shifted in the horizontal direction, and (b) is a state of correcting the incident optical axis shifted in the vertical direction. .

제4도는 본 발명에 따른 분리형 광학헤드에서 유리판의 각도에 따른 입사광의 광축변위를 설명하기 위한 도면.4 is a view for explaining the optical axis displacement of the incident light according to the angle of the glass plate in the detachable optical head according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 고정 광학계 20 : 가동광학계10: fixed optical system 20: movable optical system

30 : 광검출부 31 : 빔스프리터30: photodetector 31: beam splitter

32 : 광검출기 40 : 광축변위부32: photodetector 40: optical axis displacement portion

41, 42 : 액튜에이터 43, 44 : 유리판41, 42: actuator 43, 44: glass plate

본 발명은 광정보를 기록 및/또는 재생하기 위한 광학헤드중 가동광학계와 고정광학계로 분리되어 있는 분리형 광학헤드에 관한 것으로서, 특히 고정광학계로부터 주사되는 입사광축과 가동광학계로부터 반사되는 반사광축이 항상 일치되도록 하는 광축 보정수단이 마련된 분리형 광학헤드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a split type optical head which is divided into a movable optical system and a fixed optical system among optical heads for recording and / or reproducing optical information. In particular, the incident optical axis scanned from the fixed optical system and the reflected optical axis reflected from the movable optical system are always A separate optical head provided with optical axis correction means for matching.

광학헤드는 광기록 매체에 소정의 광을 주사하고 그로부터 반사되는 반사광을 검출하여 그 광기록 매체상에 수록된 정보를 읽거나 또는 기록하는 장치로서, 예컨대 광자기 디스크나 콤팩트 디스크와 같은 원반형 광기록 매체를 구동하는 디스크 드라이브에 설치되어 있다.An optical head is an apparatus that scans predetermined light onto an optical recording medium and detects or reflects reflected light from the optical recording medium, and reads or writes information recorded on the optical recording medium, for example, a disc shaped optical recording medium such as a magneto-optical disk or a compact disk. It is installed in the disk drive that drives.

디스크 드라이브에 있어서는 회전하는 디스크상의 원하는 트랙에 집광점을 엑세스시키기 위하여 헤드쪽을 그 디스크의 래디얼(radial) 방향으로 이동시키고 있는데, 엑세스 시간을 줄이기 위하여 즉, 고속 탐색을 위하여는 가능한 신속하게 그리고 정확하게 그 헤드의 이송을 제어할 필요가 있다.In disc drives, the head is moved in the radial direction of the disc in order to access a focus point on a desired track on a rotating disc, to reduce access time, i.e. for high-speed searching, as quickly and accurately as possible. It is necessary to control the conveyance of the head.

가동광학계와 고정광학계로 분리되어 있는 분리형 광학헤드는 그 이동부위의 무게가 가볍기 때문에 전체를 움직이는 일체형 보다 엑세스 시간면에서 유리한 이점을 가지고 있다.The separate optical head, which is separated into a moving optical system and a fixed optical system, has an advantage in terms of access time than an integrated moving body because of its light weight.

종래의 분리형 광학헤드의 일례가 제1도에 도시되어 있는데, 이는 광원(1a), 콜리메이팅 렌즈(1b), 빔정형 프리즘(1c), 빔스프리터(1d)로 되는 광빔발생부와, 빔스프리터(1e), 4분할검출기(1f)로 되는 광검출부를 구비하는 고정광학계(1)와, 대물렌즈(2a)와 반사미러(2b)를 구비하는 가동광학계 (2)로 구성된다.An example of a conventional detachable optical head is shown in FIG. 1, which includes a light beam generator comprising a light source 1a, a collimating lens 1b, a beam shaping prism 1c, a beam splitter 1d, and a beam splitter. (1e) and a fixed optical system (1) having a photodetection portion serving as a quadrant detector (1f), and a movable optical system (2) including an objective lens (2a) and a reflecting mirror (2b).

이와 같이 구성된 종래 분리형 광학헤드는 가동광학계가 디스크의 경방향으로 이동되면서 정보를 기록 및/또는 재생하는 과정에서 가동 광학계의 이동 궤적이 입사광축과 어긋나게 되는데, 이 경우 고정광학계(1)로부터 가동광학계(2)내의 반사미러(2b), 대물렌즈(2a)를 경유하여 디스크(D)에 이르는 입사광과 그 디스크(D)로부터 반사되는 반사광과의 광축변위가 발생하게 되고 이에 따라 트래킹 및 포커싱시 에러가 발생하게 된다. 즉, 광검출부에서 검지되는 에러 신호에는 디스크의 변위(편심과 상하진동)에 의한 포커싱에러신호와 트래킹에러신호 뿐만 아니라 광축 변위에 의한 에러신호도 함께 포함되게 되어 광빔의 트래킹과 포커싱이 일치된 상태일지라도 4분할 광검출기(1f)에서는 수광되는 광량이 같지 않아 트래킹 에러가 있는 것처럼 검출되기 때문에 트래킹 및 포커싱 제어시 에러가 발생하게 되어 제품의 품질이 저하되게 되는 문제점이 있었다.In the conventional detachable optical head configured as described above, the moving trajectory of the movable optical system is shifted from the incident optical axis while the movable optical system is moved in the radial direction of the disc, and the moving trajectory of the movable optical system is shifted from the incident optical axis. (2) An optical axis displacement occurs between the incident light reaching the disk D and the reflected light reflected from the disk D via the reflective mirror 2b and the objective lens 2a, thereby causing errors in tracking and focusing. Will occur. That is, the error signal detected by the photodetector includes not only the focusing error signal and the tracking error signal due to the disc displacement (eccentricity and vertical vibration) but also the error signal due to the optical axis displacement, so that the tracking and focusing of the light beam are matched. Even if the 4-split photodetector 1f does not have the same amount of light received, it is detected as if there is a tracking error. Therefore, an error occurs during tracking and focusing control, thereby degrading the quality of the product.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 고정광학계로부터 주사되는 입사광축과 가동광학계로부터 반사되는 반사광축이 항상 일치되도록 보정하여 줄 수 있도록 된 분리형 광학헤드를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a separate optical head capable of correcting such that an incident optical axis scanned from a fixed optical system and a reflected optical axis reflected from a movable optical system are always matched.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 디스크에 대하여 광을 집속주사하여 그 디스크에 대하여 이동가능한 가동광학계에 입사광을 제공함과 동시에 그 디스크로부터 반사되는 반사광을 검출하는 고정광학계를 구비하여 된 분리형 광학헤드에 있어서, 상기 고정광학계로부터 상기 가동광학계로 입사되는 입사광축과, 상기 디스크로부터 반사되어 상기 가동광학계를 통하여 상기 고정광학계로 돌아오는 반사광축이 항상 일치되도록 상기 입사광축을 수직 및 수평방향으로 변위시키는 광축보정수단이 마련되어 된 점에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a split type optical system comprising a fixed optical system for focusing and scanning light onto a disk to provide incident light to a movable optical system that is movable with respect to the disk, and at the same time to detect reflected light reflected from the disk. In the head, the incident optical axis is displaced in the vertical and horizontal directions so that the incident optical axis incident from the fixed optical system to the movable optical system and the reflected optical axis reflected from the disk and returned to the fixed optical system through the movable optical system are always coincident with each other. It is characterized in that the optical axis correction means to be provided.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설 명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제2도에는 본 발명에 따른 분리형 광학헤드가 도시되어 있는 바, 이는 광원(11), 콜리메이팅 렌즈(12), 빔정형 프리즘(13), 빔스프리터(14)를 구비하는 광빔발생부와, 빔스프리터(15), 4분할 광검출기(16)를 구비하는 광검출부로 구성되는 고정광학계(10)와 대물렌즈(21), 반사미러(22)를 구비하는 가동광학계(20)로 구성된다. 여기에서 본 발명의 특징에 따라 상기 고정광학계(10)의 광원(11)으로부터 주사되어 상기 가동광학계(20)로 입사되는 입사광축과 디스크(D)로부터 반사되어 상기 가동광학계(20)를 통하여 고정광학계(10)로 돌아오는 반사광축이 항상 일치되도록 상기 입사광축을 수직 및 수평방향으로 변위시키는 광축보정수단이 마련된다.2 shows a separate optical head according to the present invention, which includes a light beam generator having a light source 11, a collimating lens 12, a beam shaping prism 13, and a beam splitter 14; It consists of a fixed optical system 10 comprising a beam splitter 15, a photodetector having a four-segment photodetector 16, and a movable optical system 20 having an objective lens 21 and a reflecting mirror 22. Here, according to the features of the present invention, the light is incident from the light source 11 of the fixed optical system 10 and is incident on the movable optical system 20 and reflected from the disk D and fixed through the movable optical system 20. Optical axis correction means for displacing the incident optical axis in the vertical and horizontal directions is provided so that the reflected optical axis returned to the optical system 10 is always coincident.

상기 광축보정수단은 상기 가동광학계(20)에 고정설치되며 상기 입사광을 분리시키는 빔스프리터(31)와, 분리된 입사광으로부터 광축변위를 검출하는 광검출기(32)로 된 광검출부(30)와 상기 고정광학계(10)와 가동광학계(20) 사이의 광경로상에 위치되며 상기 광검출기(32)에 검출된 신호에 의해 각각 구동되는 한쌍의 액튜에이터(41), (42)와, 상기 액튜에이터(41), (42)에 의해 각각 수직 및 수평방향으로 회전되면서 입사광축을 변위시키는 소정의 굴절률을 갖는 유리판(43), (44)으로 된 광축변위부(40)로 구성된다.The optical axis correction means is fixed to the movable optical system 20, the beam splitter 31 for separating the incident light, and the light detector 30 and the optical detector 32 for detecting the optical axis displacement from the separated incident light and the A pair of actuators 41 and 42 located on an optical path between the fixed optical system 10 and the movable optical system 20 and driven by signals detected by the photodetector 32, respectively, and the actuator 41 ) And (42), the optical axis displacement portion 40 is composed of glass plates 43 and 44 having predetermined refractive indices which displace the incident optical axis while being rotated in the vertical and horizontal directions, respectively.

여기에서 상기 광검출기(32)로는 4분할 광검출기가 사용되는 것이 바람직하며, 상기 광축변위부(40)는 상기 고정광학계(20)와 일체로 설치되는 것이 바람직하다.In this case, a four-segment photodetector is preferably used as the photodetector 32, and the optical axis displacement unit 40 is preferably installed integrally with the fixed optical system 20.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 분리형 광학헤드는 다음과 같이 동작되는 바, 먼저 광원(11)으로부터 발생된 광이 콜리메이팅 렌즈(12)에 의해 평행광으로 되고, 이 평행광은 빔정형프리즘(13)에 의해 원형빔으로 정형되어 가동광학계(20)에 설치된 광검출부(30)의 빔스프리터(31)로 입사되고, 이 입사광은 빔스프리터(31)에 의해 분리되어 그 일부는 반사미러(22)와 대물렌즈(21)를 통해 디스크(D)로 집속되고, 그 일부는 광검출기(32)로 입사되어 광검출기(32)에 의해 입사광축의 변위가 검출되게 된다.The detachable optical head according to the present invention configured as described above operates as follows. First, the light generated from the light source 11 becomes parallel light by the collimating lens 12, and the parallel light is beam-forming prism 13. The incident light is incident on the beam splitter 31 of the photodetector 30 installed in the movable optical system 20, and the incident light is separated by the beam splitter 31, and a part thereof is reflected mirror 22. The light is focused onto the disk D through the objective lens 21, and a part of the light is incident on the photodetector 32, so that the displacement of the incident optical axis is detected by the photodetector 32.

그리고, 광검출기(32)에서 입사광축의 변위가 검출되면 그 신호에 의해 광축변위부(40)의 한쌍의 액튜에이터(42), (42)를 구동시켜 유리판(43), (44)을 수직 및 수평방향으로 변위시켜 반사광축과 일치시키게 된다.When the displacement of the incident optical axis is detected by the photodetector 32, the pair of actuators 42 and 42 of the optical axis displacement unit 40 are driven by the signal to vertically and vertically move the glass plates 43 and 44. It is displaced in the horizontal direction to coincide with the reflected optical axis.

이처럼 입사광축을 변위시키는 원리에 대해 제4도를 참조하면서 설명한다.The principle of displacing the incident optical axis will be described with reference to FIG.

제4도에 도시된 바와 같이, 공기 중으로부터 굴절률이 n인 유리판(43)에 대한 입사광(α)이 θ각으로 입사하게 되면 유리판(43)의 수직한 면에 대하여 θ''으로 굴절된다. 그리고, 상기 유리판(43)에 대한 출사광(β)은 입사할 때와 마찬가지로 유리판(43)의 수직면에 대해 θ각을 이루게 된다. 이 때, 두께가 d인 유리판(43)를 통과한 출사광(β)은 입사광(α)을 연장한 가상의 면(α')에 대하여 doff의 변위가 생기게 되며, 그 수치는 다음과 같이 스넬의 법칙(Snell's Law)에 근거한 공식으로 계산된다.As shown in FIG. 4, when incident light α is incident from the air onto the glass plate 43 having a refractive index of n at an angle of θ , it is refracted to θ ′ with respect to the vertical surface of the glass plate 43. In addition, the exiting light β with respect to the glass plate 43 forms an θ angle with respect to the vertical plane of the glass plate 43 as in the case of incidence. At this time, the outgoing light β passing through the glass plate 43 having a thickness d causes the displacement of doff with respect to the imaginary plane α 'extending the incident light α, and the numerical value is as follows. Calculated by a formula based on Snell's Law.

공기의 굴절률을 1이라고 할 때,When the refractive index of air is 1,

예로서, n=1. 80, θ=30。, d=3㎜이면 doff=0.583㎜가 된다.For example, n = 1. When 80, θ = 30 ° and d = 3 mm, doff is 0.583 mm.

이와 같이, 상기 유리판(43)를 통과한 출사광(β)의 광축을 이동시키기 위해 상기 유리판(43)을 고정하고 입사각(θ)을 변화시킴으로써 가능하다. 반대로, 입사광(α)은 고정되고 상기 유리판(43)의 각도를 변화시킴으로써 상기 출사광(β)의 광축을 변위시킬 수 있게 된다.In this way, it is possible by fixing the glass plate 43 and changing the incident angle θ to move the optical axis of the outgoing light β having passed through the glass plate 43. On the contrary, the incident light α is fixed and the optical axis of the emitted light β can be displaced by changing the angle of the glass plate 43.

상술한 원리에 따라, 본 실시예에서 유리판(43), (44)을 구동함으로써 입사광축을 변위시키는 과정에 대해 설명한다.According to the above-described principle, the process of displacing the incident optical axis by driving the glass plates 43 and 44 in this embodiment will be described.

우선, 제3(a)도에 도시된 바와 같이, 가동광학계에 입사된 입사광축이 수평방향(Y방향, 트래킹방향)으로 어긋난 경우에는 디스크(D)로부터 반사되어 돌아오는 반사광에 트래킹방향의 오차가 발생하게 된다. 이 경우 유리판(43)을 X축을 중심으로 회전시켜 상기 4분할 광검출기(32)에 검출되는 Y방향의 입사광축의 변위가 0이 되도록 회전시킨다.First, as shown in FIG. 3 (a), when the incident optical axis incident on the movable optical system is shifted in the horizontal direction (Y direction, tracking direction), the tracking direction error is reflected by the reflected light reflected from the disk D and returned. Will occur. In this case, the glass plate 43 is rotated about the X axis so that the displacement of the incident optical axis in the Y direction detected by the quadrant photodetector 32 becomes zero.

그리고, 제3(b)도에 도시된 바와 같이, 가동광학계에 입사된 입사광축이 수직방향(X방향, 포커싱 방향)으로 어긋난 경우에는 디스크로부터 반사되어 돌아오는 반사광에 포커싱방향의 오차가 발생하게 된다. 이 경우 유리판(44)을 Y축을 중심으로 회전시켜 상기 4분할 광검출기(32)에 검출되는 X방향의 입사광축 변위가 0이 되도록 회전시켜서 입사광축과 반사광축이 일치되도록 입사광축을 변위시킨다.As shown in FIG. 3 (b), when the incident optical axis incident on the movable optical system is shifted in the vertical direction (X direction, focusing direction), an error in the focusing direction occurs in the reflected light reflected from the disk and returned. do. In this case, the glass plate 44 is rotated about the Y axis to rotate the incident optical axis displacement in the X direction detected by the quadrant photodetector 32 to be zero, thereby displacing the incident optical axis so that the incident optical axis and the reflected optical axis coincide.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 분리형 광학헤드는 고정광학계로부터 가동광학계로 입사되는 입사광축과 디스크로부터 반사되어 가동광학계를 통하여 고정광학계로 돌아오는 반사광축이 일치되도록 입사광축을 수직 및 수평방향으로 변위시키는 광축보정수단이 마련되어 있으므로, 항시 입사광축과 반사광축이 일치된 상태가 되도록 조정할 수 있으므로 고정광학계의 광검출기에 순수한 트래킹 오차 및 포커싱 오차 신호만이 검출되게 된다.As described above, the split optical head of the present invention has the incident optical axis in the vertical and horizontal directions so that the incident optical axis incident from the fixed optical system to the movable optical system and the reflected optical axis reflected from the disk and returned to the fixed optical system through the movable optical system are coincident with each other. Since the optical axis correction means for displacing is provided, it can be adjusted so that the incident optical axis and the reflected optical axis always coincide, so that only pure tracking error and focusing error signals are detected by the optical detector of the fixed optical system.

따라서 종래와 같은 광축의 어긋남으로 의한 트래킹 및 포커싱 제어시의 에러를 방지할 수 있게 되어 제품의 품질이 향상되게 된다.Therefore, it is possible to prevent an error in tracking and focusing control due to the deviation of the conventional optical axis, thereby improving the product quality.

Claims (3)

디스크에 대하여 광을 집속주사하여 그 디스크에 대하여 이동가능한 가동광학계에 입사광을 제공함과 동시에 그 디스크로부터 반사되는 반사광을 검출하는 고정광학계를 구비하여 된 분리형 광학헤드에 있어서, 상기 고정광학계(10)로부터 상기 가동광학계(20)로 입사되는 입사광축과, 상기 디스크로부터 반사되어 상기 가동광학계(20)를 통하여 상기 고정광학계(10)로 돌아오는 반사광축이 항상 일치되도록 상기 입사광축을 수직 및 수평방향으로 변위시키는 광축보정수단이 마련되어 된 것을 특징으로 하는 분리형 광학헤드.A split optical head comprising a fixed optical system for focusing and scanning light onto a disk to provide incident light to a movable optical system that is movable with respect to the disk and at the same time to detect reflected light reflected from the disk, from the fixed optical system 10. The incident optical axis is vertically and horizontally aligned so that the incident optical axis incident to the movable optical system 20 and the reflected optical axis reflected from the disk and returned to the fixed optical system 10 through the movable optical system 20 are always coincident with each other. Separation optical head, characterized in that the displacement optical axis correction means provided. 제1항에 있어서, 상기 광축보정수단은, 상기 가동 광학계(20)에 고정설치되며 상기 입사광을 분리시키는 빔스프리터(31)와, 그 분리된 입사광으로부터 광축변위를 검출하는 광검출기(32)로 된 광검출부(30), 및 상기 고정광학계(10)와 가동광학계(20) 사이의 광경로상에 위치되며 상기 광검출기(32)에 검출된 신호에 의해 각각 구동되는 한쌍의 액튜에이터(41), (42)와, 상기 액튜에이터(41), (42)에 의해 각각 수직 및 수평방향으로 회전되면서 입사광축을 변위시키는 소정의 굴절률을 갖는 유리판(43), (44)으로 된 광축변위부(40), 를 구비하는 것을 특징으로 하는 분리형 광학헤드.The optical axis correction means according to claim 1, wherein the optical axis correction means is fixed to the movable optical system 20, and includes a beam splitter 31 for separating the incident light, and an optical detector 32 for detecting the optical axis displacement from the separated incident light. A pair of actuators 41 positioned on the optical path between the fixed photodetector 30 and the fixed optical system 10 and the movable optical system 20 and driven by signals detected by the photodetector 32, respectively. (42) and the optical axis displacement portion (40) made of glass plates (43) and (44) having predetermined refractive indices that rotate the incident optical axis while being rotated in the vertical and horizontal directions by the actuators (41) and (42), respectively. And a detachable optical head comprising: 제2항에 있어서, 상기 광축변위부(40)가 상기 고정광학계(10)에 일체로 설치되어 된 것을 특징으로 하는 분리형 광학헤드.3. The detachable optical head according to claim 2, wherein the optical axis displacement portion (40) is integrally provided in the fixed optical system (10).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100504803B1 (en) * 2002-09-19 2005-07-29 엘지전자 주식회사 Antena of mobile phone

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