KR100243138B1 - 광픽업장치 - Google Patents

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KR100243138B1
KR100243138B1 KR1019970051272A KR19970051272A KR100243138B1 KR 100243138 B1 KR100243138 B1 KR 100243138B1 KR 1019970051272 A KR1019970051272 A KR 1019970051272A KR 19970051272 A KR19970051272 A KR 19970051272A KR 100243138 B1 KR100243138 B1 KR 100243138B1
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Abstract

광을 생성 출사하는 광원과, 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와, 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 제1광경로변환수단과, 제1광경로변환수단의 일측에 배치되어 대물렌즈와 제1광경로변환수단을 경유한 광을 제1 및 제2광으로 분기시키는 제2광경로변환수단과, 제2광경로변환수단을 경유한 제1광을 수광하여 각각 독립적으로 광전 변환하는 나란하게 분할 배치된 4개의 수광영역(A)(B)(C)(D)을 구비하는 제1광검출기와, 제2광경로변환수단을 경유한 제2광을 수광하여 각각 독립적으로 광전 변환하는 나란하게 분할 배치된 4개의 수광영역(E)(F)(G)(H)을 구비하는 제2광검출기와, 제1 및 제2광검출기에서 출력된 신호로부터 푸시풀법에 의해 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 검출하는 제1회로부와 제1광검출기의 적어도 2개의 수광영역과 제2광검출기의 적어도 2개의 수광영역에서 검출된 신호로부터 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 보정하는 신호를 출력하는 제2회로부와 제1 및 제2회로부에서 출력된 신호를 차동하여 오프셋이 제거된 트랙 오차신호를 출력하는 제1차동부를 구비하는 트랙 오차신호 검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치가 개시되어 있다.

Description

광픽업장치
본 발명은 광픽업장치에 관한 것으로, 상세하게는 대물렌즈의 이동에 따라 발생되는 트랙 오차신호의 오프셋을 줄일 수 있도록 된 광픽업장치에 관한 것이다.
일반적으로, 광픽업장치는 콤팩트 디스크 플레이어, 디지털 비디오 디스크 플레이어, CD-ROM 드라이브, DVD-ROM 드라이브 등에 채용되어 비접촉식으로 정보의 기록/재생을 수행한다.
도 1은 종래 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면이다.
도면을 참조하면, 종래의 광픽업장치는 광을 생성 출사하는 광원(1)과, 디스크(19)의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 수렴하는 대물렌즈(12)와, 입사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈(18)와, 입사광을 투과 및/또는 반사시키는 빔스프리터(13)와, 오차신호 및 정보신호를 검출하는 광검출기(16)로 이루어진다.
상기 대물렌즈(12)는 광원(1)과 디스크(19) 사이에 배치되어, 광원(1)쪽에서 입사되는 광을 집속시켜 디스크(19)의 기록면에 광스폿이 맺히도록 한다. 이때, 정보신호의 기록/재생시에 상기 대물렌즈(12)에 의해 형성된 광스폿이 디스크(19)의 올바른 트랙 위치를 추종할 수 있도록 상기 대물렌즈(12)는 액츄에이터(미도시)에 의해 구동된다.
상기 빔스프리터(13)는 광원(1)쪽에서 입사되는 광은 반사시켜 디스크(19)를 향하도록 하고, 상기 대물렌즈(12)쪽에서 입사되는 광은 투과시켜 상기 광검출기(16)를 향하도록 한다.
상기 콜리메이팅렌즈(13)는 상기 대물렌즈(12)와 빔스프리터(13) 사이에 배치되어 상기 광원(1)쪽에서 입사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어 상기 대물렌즈(12)에 입사되도록 한다.
상기 광검출기(16)는 도 2에 도시된 바와 같이, 각각 독립적으로 광전변환시키는 2개의 수광영역(A)(B)을 구비한다.
이와 같은 광픽업장치에서 상기 대물렌즈(12)에 의해 디스크(19)에 맺혀진 광스폿은 이 디스크(19)에서 반사된다. 이때, 상기 반사광은 디스크(19)의 각 트랙 중심으로부터 위치에 따라 이 디스크(19)의 트랙에 의한 0차 회절광과 ±1 차 회절광이 간섭되고, 대물렌즈(12) 및 빔스프리터(13)를 경유하여, 상기 광검출기(16)에서 검출된다.
그러므로 도시된 바와 같이, 상기 수광영역 A와 수광영역 B의 검출신호를 차동증폭기(15)로 차동하면, 푸시풀법에 의해 트랙 오차신호를 검출할 수 있다.
한편, 상기와 같은 디스크(19)는 제조시에 소정 크기의 편심을 갖게 된다. 그러므로, 정보신호의 기록 재생시에 상기와 같은 광픽업장치가 올바른 트랙 위치를 추종할 수 있도록 상기 대물렌즈(12)는 소정 범위내에서 이동될 수 있도록 마련된다.
따라서, 상기와 같은 광검출기(16)의 푸시풀법에 의한 트랙 오차신호에 오프셋이 발생되어 디스크(19)의 올바른 트랙 위치를 추종하기 어려운 문제가 있다.
또한, 상기한 바와 같은 푸시풀법에 의한 트랙 오차신호의 오프셋 문제를 해결하기 위해, 광원(1)과 빔스프리터(13) 사이에 입사광을 0차 회절광, ±1 차 회절광 등으로 분기시키는 그레이팅을 더 구비하여, 3빔법으로 트랙 오차신호를 검출하는 경우, 정보신호의 기록/재생을 위한 광의 이용 효율이 저하된다. 그러므로, 이러한 구조를 가지는 광픽업장치는 큰 광강도를 필요로 하는 DVD_RAM 등에는 채용이 어렵다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 오프셋이 저감된 트랙 오차신호를 검출할 수 있으며 광의 이용효율이 높은 광픽업장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면,
도 2는 도 1의 트랙 오차신호 검출 원리의 일예를 개략적으로 보인 도면,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면,
도 4는 도 3의 광검출기 및 트랙 오차신호 검출부를 개략적으로 보인 도면,
도 5는 도 3의 트랙 오차신호 검출부에서의 오프셋이 제거된 트랙 오차신호의 검출과정을 설명하기 위한 그래프,
도 6은 도 4의 트랙 오차신호 검출부의 다른 예를 개략적으로 보인 도면,
도 7은 도 3의 광픽업장치에 채용되는 본 발명의 제2실시예에 따른 광검출기를 개략적으로 보인 도면,
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면,
도 9는 도 8의 광검출기 및 트랙 오차신호 검출부를 개략적으로 보인 도면.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
50...광원 51...제1광경로변환수단
55...대물렌즈 57...비점수차렌즈
59...디스크 60...제2광경로변환수단
60a...반투과면 60b...반사면
71,75...제1 및 제2광검출기 77,100...광검출기
80,110...트랙 오차신호 검출부 81,120...제1회로부
83,121...제1합산부 85, 123...제2합산부
87,125...제2차동부 91,130...제2회로부
93...제1차동증폭부 94...제2차동증폭부
95...제3차동부 97,137...필터부
99,140...제1차동부
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광픽업장치는, 광을 생성 출사하는 광원과; 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와; 상기 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 제1광경로변환수단과; 상기 제1광경로변환수단의 일측에 배치되어 상기 대물렌즈와 제1광경로변환수단을 경유한 광을 제1 및 제2광으로 분기시키는 제2광경로변환수단과; 상기 제2광경로변환수단을 경유한 제1광을 수광하여 각각 독립적으로 광전 변환하는 나란하게 분할 배치된 4개의 수광영역(A)(B)(C)(D)을 구비하는 제1광검출기와; 상기 제2광경로변환수단을 경유한 제2광을 수광하여 각각 독립적으로 광전 변환하는 나란하게 분할 배치된 4개의 수광영역(E)(F)(G)(H)을 구비하는 제2광검출기와; 상기 제1 및 제2광검출기에서 출력된 신호로부터 푸시풀법에 의해 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 검출하는 제1회로부와, 상기 제1광검출기의 적어도 2개의 수광영역과 상기 제2광검출기의 적어도 2개의 수광영역에서 검출된 신호로부터 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 보정하는 신호를 출력하는 제2회로부와, 상기 제1 및 제2회로부에서 출력된 신호를 차동하여, 오프셋이 제거된 트랙 오차신호를 출력하는 제1차동부를 구비하는 트랙 오차신호 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 광픽업장치는, 광을 생성 출사하는 광원과; 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와; 상기 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어, 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과; 상기 대물렌즈와 광경로변환수단을 경유한 광을 수광하여 각각 독립적으로 광전변환하는 나란하게 분할 배치된 4개의 수광영역(A)(B)(C)(D)을 구비하는 광검출기와; 상기 광검출기에서 출력된 신호로부터 푸시풀법에 의해 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 검출하는 제1회로부와, 상기 수광영역 (A)(D) 또는 수광영역 (B)(C)에서 검출된 신호로부터 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 보정하는 신호를 출력하는 제2회로부와, 상기 제1 및 제2회로부에서 출력된 신호를 차동하여 오프셋이 제거된 트랙 오차신호를 출력하는 제1차동부를 구비는 트랙 오차신호 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 광픽업장치는 광을 생성 출사하는 광원(50)과, 디스크(59)의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈(55)와, 입사광의 진행경로를 변환하는 제1 및 제2광경로변환수단(51)(60)과, 입사광을 수광하는 제1 및 제2광검출기(71)(75)와, 상기 디스크(59)의 트랙 오차신호를 검출하는 트랙 오차신호 검출부(80)를 포함하여 구성된다.
상기 광원(50)으로는 반도체 물질층의 적층방향으로 광을 출사하는 표면광 레이저 또는 모서리 발광 레이저를 구비한다.
상기 대물렌즈(55)는 상기 광원(50)과 디스크(59) 사이에 배치되어, 상기 광원(50)쪽에서 입사되는 광을 집속시켜 디스크(59)의 기록면에 광스폿이 맺히도록 한다.
상기 제1광경로변환수단(51)은 상기 광원(50)과 대물렌즈(55) 사이의 광경로 상에 배치된다. 이 제1광경로변환수단(51)으로 상기 광원(50)쪽에서 입사되는 광은 대부분 직진 통과시키고, 상기 대물렌즈(55)쪽에서 입사되는 광은 대부분 반사시키도록 빔스프리터를 구비하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제1광경로변환수단(51)으로 입사광을 그 편광 상태에 따라 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터(미도시)를 구비하는 것도 가능하다. 이와 같이 편광빔스프리터를 구비하는 경우, 상기 편광빔스프리터와 디스크(59) 사이의 광경로 상에 입사광의 편광을 바꾸어주는 사반파장판(미도시)을 더 구비한다.
한편, 상기 광원(50)과 대물렌즈(55) 사이의 광경로 상에는 상기 광원(50)쪽에서 입사되는 발산광을 평행광으로 변환시키는 콜리메이팅렌즈(53)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 도 3은 상기 콜리메이팅렌즈(53)가 제1광경로변환수단(51)과 대물렌즈(55) 사이에 배치된 예를 보여준다.
상기 제2광경로변환수단(60)은 반투과면(60a)과 상기 반투과면(60a)에 이웃되게 배치된 반사면(60b)을 포함하는 빔스프리터인 것이 바람직하다. 여기서, 상기 반사면(60b)은 상기 반투과면(60a)에 대해 소정 간격 이격되어 나란하게 배치된다.
상기 반투과면(60a)은 상기 제1광경로변환수단(51)에서 반사되어 입사되는 광 중 일부는 반사시켜 상기 반사면(60b)을 향하도록 하며, 나머지는 투과시켜 상기 제2광검출기(75)를 향하도록 한다. 그리고 상기 반사면(60b)은 상기 반투과면(60a)에서 반사된 제1광을 반사시켜 상기 제1광검출기(71)를 향하도록 한다.
이때, 상기 디스크(59)에서 반사되어 제2광경로변환수단(60)쪽으로 입사되는 광은 집속광이다. 그러므로, 상기 반투과면(60a)와 반사면(60b) 사이의 거리 및 상기 제1 및 제2광검출기(71)(75)의 배치를 적절히 하면, 상기 대물렌즈(55)와 디스크(59) 사이의 거리가 온 포커스 상태일 때, 상기 제1 및 제2광검출기(71)(75)에 동일한 크기의 광이 맺히게 된다.
즉, 온 포커스 상태일 때, 상기 제2광검출기(75)에는 집속광이 수광되고, 상기 제1광검출기(71)에는 상기 제2광검출기(75)에 수광된 광과 대략 동일 직경 크기의 발산광이 수광된다. 이 경우, 상기 반투과면(60a)에서 반사되어 상기 제1광검출기(71)에 입사되는 제1광은 그 초점위치(f)를 지난 광이 된다. 그리고 상기 반투과면(60a)를 투과하여 상기 제2광검출기(71)에 입사되는 제2광은 그 초점위치를 지나지 않은 광이 된다.
여기서, 상기 제2광경로변환수단(60)은 입사되는 광을 대략 동일한 소정 광량비로 반사 및 투과시켜 제1 및 제2광으로 분기시키도록 경면을 갖는 빔스프리터일 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2광검출기(71)(75)는 수광되는 광의 직경 크기가 대략 동일하도록 배치된다.
상기 제1광검출기(71)는 도 4에 도시된 바와 같이, 나란하게 분할 배치된 4개의 수광영역 (A)(B)(C)(D)을 구비하며, 이 수광영역 (A)(B)(C)(D)은 상기 제2광경로변환수단(60)을 경유한 제1광을 수광하여 각각 독립적으로 광전변환한다.
상기 제2광검출기(75)는 상기 제1광검출기(71)와 마찬가지로, 나란하게 분할 배치된 4개의 수광영역 (E)(F)(G)(H)을 구비하며, 이 수광영역 (E)(F)(G)(H)은 상기 제2광경로변환수단(60)을 경유한 제2광을 수광하여 각각 독립적으로 광전변환한다.
여기서, 상기 제1 및 제2광검출기(71)(75)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2광경로변환수단(60)의 출사면에 일렬로 배치되며, 또한 이 제1 및 제2광검출기(71)(75)는 동일 기판 상에 일체로 마련될 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2광검출기(71)(75)에 수광되는 광은 상기 디스크(59)의 각 트랙 중심으로부터 위치에 따라 0차 회절광과 ± 1차 회절광이 간섭되고 반사된 광이다. 그러므로 상기 수광되는 광은 0차 회절광 영역(빗금영역이 아님)과, 상기 0차 회절광과 ± 1차 회절광의 간섭영역(빗금 영역)으로 이루어진다.
상기 트랙 오차신호 검출부(80)는 상기 제1 및 제2광검출기(71)(75)의 출력신호로부터 상기 디스크(59)의 트랙 오차신호를 검출한다.
이 트랙 오차신호 검출부(80)는 푸시풀법에 의해 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 검출하는 제1회로부(81)와, 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 보정하는 신호를 출력하는 제2회로부(91)와, 오프셋이 제거된 트랙 오차신호를 출력하는 제1차동부(99)를 포함하여 구성된다.
상기 제1회로부(81)는 상기 제1 및 제2광검출기(71)(75)의 각 수광영역의 검출신호로부터 푸시풀법에 의해 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 검출한다. 이를 위하여, 상기 제1회로부(81)는 제1 및 제2합산부(83)(85)와, 상기 제1 및 제2합산부(83)(85)의 출력신호를 차동하는 제2차동부(87)를 포함한다.
상기 제1합산부(83)는 상기 제1 및 제2광검출기(71)(75)의 절반에 해당하는 대칭되는 수광영역들의 합신호를 구한다. 즉, 이 제1합산부(83)는 상기 수광영역(A)와 수광영역(B)의 검출신호를 합산하는 합산기(83a), 상기 수광영역(G)와 수광영역(H)의 검출신호를 합산하는 합산기(83b) 그리고, 상기 두 합산기(83a)(83b)의 출력신호를 합산하는 합산기(83c)로 이루어질 수 있다. 그러므로, 상기 제1합산부(83)는 상기 수광영역 (A), 수광영역 (B), 수광영역 (G) 및 수광영역 (H)의 검출신호를 합산하여 출력한다.
상기 제2합산부(85)는 제1 및 제2광검출기(71)(75)의 수광영역 중 상기 제1합산부(83)에서 검출되고 남은 수광영역들의 합신호를 구한다. 즉, 이 제2합산부(85)는 상기 수광영역 (C)와 수광영역 (D)의 검출신호를 합산하는 합산기(85a), 상기 수광영역 (E)와 수광영역 (F)의 검출신호를 합산하는 합산기(85b) 그리고, 상기 두 합산기(85a)(85b)의 출력신호를 합산하는 합산기(85c)로 이루어질 수 있다. 그러므로 상기 제2합산부(85)는 상기 수광영역 (C), 수광영역 (D), 수광영역 (E) 및 수광영역 (F)의 검출신호를 합산하여 출력한다.
상기 제2차동부(87)는 상기 제1합산부(83)와 제2합산부(85)의 출력신호를 차동하여, 푸시풀법에 의한 오프셋이 포함된 트랙 오차신호( α )를 검출한다.
그러므로, 상기 제2차동부(87)에서 출력되는 오프셋이 포함된 트랙 오차신호( α )는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 각 수광영역과 그 검출신호를 나타내는 기호는 편의상 동일하게 나타낸다.
α = (A+B-C-D) - (E+F-G-H)
이와 같이 제2차동부(87)에서 출력되는 상기 푸시풀법에 의한 오프셋이 포함된 트랙 오차신호( α )는 대물렌즈(55)의 이동에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 나타난다. 이 트랙 오차신호( α )는 도시된 바와 같이, 대물렌즈(55)의 이동량이 증가함에 따라 트랙 오차신호( α )의 중심 전위가 증가하는 오프셋을 갖는다.
여기서, x축은 대물렌즈 이동량(mm)을 나타내며, y축은 트랙 오차신호 검출부(80)의 소정 단계에서의 검출신호를 나타낸다.
상기 제2회로부(91)는 상기 트랙 오차신호( α )에 포함된 오프셋을 보정하는 신호를 출력한다. 이를 위하여 상기 제2회로부(91)는 도 4에 도시된 바와 같이, 수광영역 (A)와 수광영역 (D)의 검출신호를 차동 증폭하는 제1차동증폭부(93)와, 상기 수광영역 (E)와 수광영역 (H)의 검출신호를 차동 증폭하는 제2차동증폭부(94)와, 상기 제1 및 제2차동증폭부(93)(94)의 출력신호를 차동하는 제3차동부(95)와, 상기 제3차동부(95)의 출력신호를 필터링하여, 오프셋 보정신호를 출력하는 필터부(97)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 제3차동부(95)의 출력신호( t1 )는 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
t1= (A-D-E+H)
이 출력신호( t1 )는 대물렌즈(55)의 이동에 따라, 상기 제1회로부(81)의 트랙 오차신호( α )와 마찬가지로 교류신호이다.
상기 필터부(97)는 상기 제3차동부(95)의 출력신호( t1 )를 저역 통과 필터링하는 저주파 통과필터 또는 상기 출력신호( t1 ) 중 고주파성분을 차단하는 고주파 제거필터로 이루어질 수 있다.
그러므로, 상기 제3차동부(95)의 출력신호( t1 )가 상기 필터부(97)를 통과하면, 그 출력신호( t1 )는 직류신호( t2 )로 변환되며, 이 직류신호( t2 )는 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 수학식 3은 상기 제1 및 제2차동증폭부(93)(94)의 출력신호가 저주파 통과 필터링(LPF:Low Pass Filtering)된 예를 나타낸다.
t2= LPF(A-D) - LPF(E-H)
이때, 상기 직류신호( t2 ) 즉, 오프셋 보정신호( t2 )는 대물렌즈(55)의 이동에 따라 변화된다(도 5에 점선으로 도시되어 있음).
한편, 상기 직류신호( t2 )가 상기 트랙 오차신호( α )의 중심 전위가 증가하는 오프셋과 일치하지 않기 때문에 , 상기 직류신호( t2 )는 다음과 같이 조정하면, 상기 오프셋을 제거할 수 있다.
즉, 상기 제1차동증폭부(93)에서 상기 수광영역 (A)와 수광영역 (D)의 검출신호를 소정 이득( G1 )으로 차동 증폭하고, 상기 제2차동증폭부(94)에서 상기 수광영역 (E)와 수광영역 (H)의 검출신호를 소정 이득( G2 )으로 차동 증폭하면, 상기 제3차동부(95) 및 필터부(97)를 경유한 직류신호( β )는 수학식 4와 같다.
β = G1*LPF(A-D) - G2*LPF(E-H)
이때, 상기 직류신호( β )는 대물렌즈(55)의 이동에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 변화된다.
상기 직류신호( β ) 즉, 오프셋 보정신호( β )는 이득 G1 과 G2 를 적절히 조정하면, 오프셋 보정신호( t2 )(점선으로 도시됨)의 기울기가 변화되어, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 트랙 오차신호( α )에 포함된 오프셋과 일치하게 된다.
그러므로, 상기 제1차동부(99)에서 상기한 바와 같은 푸시풀법에 의한 트랙 오차신호( α )와 보정신호( β )를 차동하면, 상기 제1회로부(81)에서 검출되는 트랙 오차신호( α )에 포함된 오프셋이 제거된다.
그러므로 오프셋이 제거된 본 발명에 따른 트랙 오차신호(TES)는 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
TES = (A+B-C-D) - (E+F-G-H) - G1*LPF(A-D) + G2*LPF(E-H)
그리고 상기 트랙 오차신호(TES)는 대물렌즈(55)의 이동에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 변화된다.
여기서, 상기 보정신호( β )는 도 6에 도시된 바와 같이, 수광영역 (B)와 수광영역(C), 수광영역 (F)와 수광영역 (G)에 대해서도 상기한 바와 같은 방식으로 구할 수 있으며, 이에 대응되게 상기 트랙 오차신호(TES)를 나타낼 수 있다.
한편, 자세한 설명은 생략하였으나, 상기 디스크(59)의 정보신호는 상기 각 수광영역(A)(B)(C)(D)(E)(F)(G)(H)의 각 검출신호의 합신호(A+B+C+D+E+F+G+H)로 검출된다.
한편, 상기한 바와 같이 구비된 광픽업장치에서, 대물렌즈(55)와 디스크(59) 사이의 거리가 온 포커스 상태일 때, 상기 제1 및 제2광검출기(71)(75)에 맺혀지는 광스폿의 크기가 동일하다. 그리고, 상기 대물렌즈(55)와 디스크(59) 사이의 거리가 오프 포커스 상태일 때, 상기 제1 및 제2광검출기(71)(75)에 맺혀지는 광스폿의 크기가 달라진다. 그러므로, 빔 사이즈법에 의해 포커스 오차신호(FES)를 검출할 수 있으며, 이 빔 사이즈법에 의한 포커스 오차신호(FES)는 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
FES = (A+D-B-C) - (E+H-F-G)
이 경우, 상기 포커스 오차신호(FES)값은 온 포커스 상태일 때 0이 되며, 오프 포커스 상태일 때는 0 이외의 값을 갖게 된다.
도 7은 도 3의 광픽업장치에 채용되는 본 발명의 제2실시예에 따른 일 광검출기(77)를 개략적으로 보인 도면이다. 본 실시예는, 포커스 오차신호를 비점수차법에 의해 검출할 수 있도록, 도 4의 제1 및 제2광검출기(71)(75) 중 일 광검출기(77)를 도 7에 도시된 바와 같이 구비한 점에 그 특징이 있다.
즉, 상기 광검출기(77)의 중심으로부터 대칭되는 예컨대, 2개의 수광영역이 각각 2분할된다. 또한, 상기 제1 및 제2광경로변환수단(51)(60) 사이의 광경로 상에 비점수차를 발생시키는 비점수차렌즈(미도시)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
이 경우, 포커스 오차신호는 수광영역 ( b1 )과 수광영역 ( c2 )의 합신호와, 수광영역 ( b2 )와 수광영역 ( c1 )의 합신호를 차동하여 검출된다.
여기서, 상기 광검출기(77)는 2×4 행렬 배치로 분할 배치된 8개의 수광영역을 갖는 것도 가능하다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 광픽업장치는 광원(50)과, 대물렌즈(55)와, 광경로변환수단(51)과, 입사광을 수광하는 광검출기(100)와, 상기 광검출기(100)에서 출력된 신호로부터 상기 디스크(59)의 트랙 오차신호를 검출하는 트랙 오차신호 검출부(110)를 포함하여 구성된다. 여기서, 도 3과 동일 참조부호는 그 구조 및 기능이 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
상기 광검출기(100)는 상기 대물렌즈(55)와 광경로변환수단(51)을 경유한 광을 수광하여 각각 독립적으로 광전변환하는 나란하게 분할 배치된 4개의 수광영역(A)(B)(C)(D)을 구비하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 수광영역(A)(B)(C)(D) 중 중심으로부터 대칭되는 적어도 2개의 수광영역이 2분할되는 것이 바람직하다. 도 9는 상기 수광영역(B)(C) 각각이 2개의 수광영역( b1 , b2 )( c1 , c2 )으로 2분할된 예를 보여준다. 한편, 상기 광검출기(100)는 2×4 행렬 배치를 갖도록 분할 배치된 8개의 수광영역으로 이루어지는 것도 가능하다.
상기 트랙 오차신호 검출부(110)는 상기 광검출기(100)에서 출력된 신호로부터 디스크(59)의 트랙 오차신호를 검출한다.
이 트랙 오차신호 검출부(110)는 푸시풀법에 의해 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 검출하는 제1회로부(120)와, 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 보정하는 신호를 출력하는 제2회로부(130)와, 상기 제1 및 제2회로부(120)(130)에서 출력된 신호를 차동하는 제1차동부(140)를 포함하여 구성된다.
상기 제1회로부(120)는 상기 수광영역 (A)와 수광영역 (B)의 검출신호를 합산하는 제1합산부(121)와, 상기 수광영역 (C)와 수광영역 (D)의 검출신호를 합산하는 제2합산부(123)와, 상기 제1 및 제2합산부(121)(123)의 출력신호를 차동하여 오프셋이 포함된 트랙 오차신호( α )를 검출하는 제2차동부(125)로 이루어진다.
여기서, 상기 수광영역 (B)의 검출신호는 도시된 바와 같이, 수광영역 ( b1 )의 검출신호와 수광영역 ( b2 )의 검출신호의 합신호이다. 그리고, 상기 수광영역 (C)의 검출신호는 수광영역 ( c1 )의 검출신호와 수광영역 ( c2 )의 검출신호의 합신호이다.
한편, 푸시풀법에 의해 검출된 오프셋이 포함된 트랙 오차신호( α )는 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 각 수광영역과 그 검출신호를 나타내는 기호는 편의상 동일하게 나타낸다.
tes1 = (A+B-C-D)
= {A+( b1 + b2 )-( c1 + c2 )-D}
이때, 상기 트랙 오차신호( α )는 본 발명의 제1실시예에 따른 도 5의 트랙 오차신호( α )에 대응되며, 대물렌즈(55)의 이동량이 증가함에 따라 그 중심 전위가 증가되는 오프셋을 갖는다.
상기 제2회로부(130)는 상기 트랙 오차신호( α )에 포함된 오프셋을 보정하는 신호를 출력한다. 이를 위하여, 상기 제2회로부(91)는 차동증폭부(131) 및 필터부(137)를 포함하여 구성된다.
상기 차동증폭부(131)는 상기 수광영역 (A)와 수광영역 (D)의 검출신호를 소정 이득( G1 )으로 차동 증폭한다.
그리고 상기 필터부(137)는 상기 차동증폭부(131)의 출력신호를 필터링한다. 여기서, 상기 필터부(137)는 도 4를 참조하여 설명한 본 발명의 제1실시예에 따른 필터부(97)와 그 구조 및 기능이 동일하므로 자세한 설명을 생략한다.
상기한 바와 같은 제2회로부(130)의 출력신호는 직류신호( β )로 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
β = G1*LPF(A-D)
이 직류신호( β ) 즉, 오프셋 보정신호( β )의 이득 G1 을 적절히 조정하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 도 5의 오프셋 보정신호( β )와 마찬가지로, 상기 트랙 오차신호( α )의 중심 전위가 증가하는 오프셋과 일치하는 보정신호( β )를 얻을 수 있다.
그러므로, 상기 제1차동부(140)에서 상기한 바와 같은 푸시풀법에 의한 트랙 오차신호( α )와 보정신호( β )를 차동하면, 본 발명의 제1실시예와 마찬가지로, 상기 제1회로부(120)의 출력신호 중 트랙 오차신호( α )의 오프셋이 제거된다.
그러므로 오프셋이 제거된 본 실시예에 따른 트랙 오차신호(TES)는 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.
TES = (A+B-C-D) - G1*LPF(A-D)
그리고 상기 트랙 오차신호(TES)는 본 발명의 제1실시예와 마찬가지로 대물렌즈(55)의 이동에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 변화된다.
여기서, 상기 차동증폭부(131)는 수광영역 (B)와 수광영역 (C)의 검출신호를 소정 이득( G1 )으로 차동 증폭하도록 마련될 수 있다. 그리고 상기 트랙 오차신호(TES)는 이에 대응되게 검출될 수 있다.
상기 디스크(59)의 정보신호는 상기 광검출기(100)의 각 수광영역의 검출신호를 합함으로써 검출할 수 있다.
한편, 비점수차법으로 포커스 오차신호를 검출할 수 있도록, 상기 광경로변환수단(51)과 광검출기(100) 사이의 광경로 상에 비점수차렌즈(59)를 더 구비할 수 있다. 이때, 포커스 오차신호는 상기 수광영역 ( b1 )와 수광영역 ( c2 )의 합신호와, 상기 수광영역 ( b2 )와 수광영역 ( c1 )의 합신호를 차동함으로써 검출된다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 광픽업장치는 제2회로부에서 검출된 신호를 이용하여, 대물렌즈의 이동에 따른 트랙 오차신호의 오프셋을 제거할 수 있으므로, 디스크의 올바른 트랙 위치를 추종할 수 있으며, 이에 따라 디스크의 정보신호를 정확히 기록/재생할 수 있다.
또한, 정보신호의 기록/재생시에 본 발명에 따른 광검출기에 수광되는 광을 모두 이용하게 되므로, 광 이용 효율이 높다.

Claims (17)

  1. 광을 생성 출사하는 광원과;
    디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와;
    상기 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 제1광경로변환수단과;
    상기 제1광경로변환수단의 일측에 배치되어 상기 대물렌즈와 제1광경로변환수단을 경유한 광을 제1 및 제2광으로 분기시키는 제2광경로변환수단과;
    상기 제2광경로변환수단을 경유한 제1광을 수광하여 각각 독립적으로 광전 변환하는 나란하게 분할 배치된 4개의 수광영역(A)(B)(C)(D)을 구비하는 제1광검출기와;
    상기 제2광경로변환수단을 경유한 제2광을 수광하여 각각 독립적으로 광전 변환하는 나란하게 분할 배치된 4개의 수광영역(E)(F)(G)(H)을 구비하는 제2광검출기와;
    상기 제1 및 제2광검출기에서 출력된 신호로부터 푸시풀법에 의해 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 검출하는 제1회로부와, 상기 제1광검출기의 적어도 2개의 수광영역과 상기 제2광검출기의 적어도 2개의 수광영역에서 검출된 신호로부터 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 보정하는 신호를 출력하는 제2회로부와, 상기 제1 및 제2회로부에서 출력된 신호를 차동하여, 오프셋이 제거된 트랙 오차신호를 출력하는 제1차동부를 구비하는 트랙 오차신호 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1회로부는,
    상기 수광영역 (A), 수광영역 (B), 수광영역(G) 및 수광영역 (H)의 검출신호를 합산하는 제1합산부와;
    상기 수광영역(C), 수광영역 (D), 수광영역 (E) 및 수광영역 (F)의 검출신호를 합산하는 제2합산부와;
    상기 제1 및 제2합산부의 출력신호를 차동하여, 푸시풀법에 의한 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 검출하는 제2차동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2회로부는,
    상기 수광영역 (A)와 수광영역 (D)의 검출신호를 소정 이득( G1 )으로 차동 증폭하는 제1차동증폭부와;
    상기 수광영역 (E)와 수광영역 (H)의 검출신호를 소정 이득( G2 )으로 차동 증폭하는 제2차동증폭부와;
    상기 제1 및 제2차동증폭부의 출력신호를 차동하는 제2차동부와;
    상기 제2차동부의 출력신호를 필터링하여, 오프셋 보정신호를 출력하는 필터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2회로부는,
    상기 수광영역 (B)와 수광영역 (C)의 검출신호를 소정 이득( G1 )으로 차동 증폭하는 제1차동증폭부와;
    상기 수광영역 (F)와 수광영역 (G)의 검출신호를 소정 이득( G2 )으로 차동 증폭하는 제2차동증폭부와;
    상기 제1 및 제2차동증폭부의 출력신호를 차동하는 제2차동부와;
    상기 제2차동부의 출력신호를 필터링하여, 오프셋 보정신호를 출력하는 필터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 필터부는 상기 제2차동부의 출력신호를 저역 통과 필터링하는 저주파 통과필터로 이루어진 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  6. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 필터부는 상기 제2차동부의 출력신호 중 고주파성분을 차단하는 고주파 제거필터로 이루어진 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2광경로변환수단은,
    상기 제1광경로변환수단쪽에서 입사되는 광 중 일부는 투과시키고, 나머지는 반사시키는 반투과면과;
    상기 제1반투과면에 이웃되게 배치되어, 상기 제1반투과면에서 반사된 광을 반사시키는 반사면;을 구비하는 빔스프리터인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2광검출기는, 상기 대물렌즈와 디스크 사이의 거리가 온 포커스 상태일 때 상기 제2광검출기에는 집속광이 수광되고, 상기 제1광검출기에는 상기 제2광검출기에 수광된 광과 대략 동일 직경 크기의 발산광이 수광되도록 배치된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 또는 제2광검출기의 중심으로부터 대칭되는 적어도 2개의 수광영역은 각각 2분할된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  10. 광을 생성 출사하는 광원과;
    디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와;
    상기 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어, 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과;
    상기 대물렌즈와 광경로변환수단을 경유한 광을 수광하여 각각 독립적으로 광전변환하는 나란하게 분할 배치된 4개의 수광영역(A)(B)(C)(D)을 구비하는 광검출기와;
    상기 광검출기에서 출력된 신호로부터 푸시풀법에 의해 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 검출하는 제1회로부와, 상기 수광영역 (A)(D) 또는 수광영역 (B)(C)에서 검출된 신호로부터 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 보정하는 신호를 출력하는 제2회로부와, 상기 제1 및 제2회로부에서 출력된 신호를 차동하여 오프셋이 제거된 트랙 오차신호를 출력하는 제1차동부를 구비하는 트랙 오차신호 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1회로부는,
    상기 수광영역 (A)와 수광영역 (B)의 검출신호를 합산하는 제1합산부와;
    상기 수광영역 (C)와 수광영역 (D)의 검출신호를 합산하는 제2합산부와;
    상기 제1 및 제2합산부의 출력신호를 차동하여, 푸시풀법에 의한 오프셋이 포함된 트랙 오차신호를 검출하는 제2차동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제2회로부는,
    상기 수광영역 (A)와 수광영역 (D)의 검출신호를 소정 이득(G1)으로 차동 증폭하는 차동증폭부와;
    상기 차동증폭부의 출력신호를 필터링하여, 오프셋 보정신호를 출력하는 필터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 제2회로부는,
    상기 수광영역 (B)와 수광영역 (C)의 검출신호를 소정 이득(G1)으로 차동 증폭하는 차동증폭부와;
    상기 차동증폭부의 출력신호를 필터링하여, 오프셋 보정신호를 출력하는 필터부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 필터부는 상기 차동증폭부의 출력신호를 저역 통과 필터링하는 저주파 통과필터로 이루어진 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  15. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 필터부는 상기 제차동증폭부의 출력신호 중 고주파성분을 차단하는 고주파 제거필터로 이루어진 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  16. 제10항에 있어서, 상기 광경로변환수단과 광검출기 사이의 광경로 상에 비점수차를 발생시키는 비점수차렌즈;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 수광영역 (B)(C) 각각은 2개의 수광영역 ( b1 , b2 )( c1 , c2 )으로 2분할되며, 상기 수광영역 ( b1 )와 수광영역 ( c2 )의 합신호와, 상기 수광영역 ( b2 )와 수광영역 ( c1 )의 합신호를 차동하여 비점수차법에 의해 포커스 오차신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
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