KR100243140B1

KR100243140B1 - 광픽업장치

Info

Publication number: KR100243140B1
Application number: KR1019970051274A
Authority: KR
Inventors: 유장훈; 이철우
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 2000-02-01
Also published as: KR19990030839A

Abstract

대물렌즈에 입사되는 광의 강도 분포의 비대칭에 의해 발생되는 트랙 오차신호의 오프셋을 줄일 수 있도록 된 광픽업장치가 개시되어 있다.

이 개시된 광픽업장치는 광을 생성 출사하는 광원과, 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와, 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과, 광원과 광경로변환수단 사이의 광경로 상에 배치되어 광원에서 출사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈와, 광경로변환수단의 일측에 배치되어 대물렌즈 및 광경로변환수단을 경유한 광을 수광하며 각각 독립적으로 광전변환시키는 적어도 2개의 분할판(A)(B)을 구비하는 메인 광검출기와, 광경로변환수단의 다른측에 배치되어 광원쪽에서 입사되어 광경로변환수단을 경유한 광을 수광하며 각각 독립적으로 광전변환시키는 적어도 2개의 분할판(C)(D)을 구비하는 모니터용 광검출기와, 메인 광검출기와 모니터용 광검출기의 출력신호로부터 디스크의 트랙 오차신호를 검출하는 트랙 오차신호 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광픽업장치

본 발명은 광픽업장치에 관한 것으로, 상세하게는 대물렌즈에 입사되는 광의 강도 분포의 비대칭에 의해 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 광원(1)은 모서리 발광 레이저를 구비한다. 이 경우, 상기 광원(1)에서 출사되는 빔 모양은 타원형의 발산광으로, 장축 및 단축 방향의 광의 강도분포가 다르다.

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 상기 광원(1)에서 출사되는 발산광과 그 광축이 일치하도록 배치되어, 상기 광원(1)쪽에서 입사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어 상기 대물렌즈(12)에 입사되도록 한다. 이때, 상기 콜리메이팅렌즈(13)에 의해 평행광으로 변환된 광은 그 광축에 대해 대칭적인 밝기 분포를 갖는다.

상기 광검출기(16)는 도 2에 도시된 바와 같이, 각각 독립적으로 광전변환시키는 2개의 분할판(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 분할판 A와 분할판 B의 검출신호를 차동증폭기(15)로 차동하면, 푸시풀법에 의해 트랙 오차신호를 검출할 수 있다.

한편, 상기한 바와 같은 광픽업장치는 제조시에 조립공차로 인해 상기 광원(1)과 콜리메이팅렌즈(18) 사이의 광축이 어긋날 수 있다. 이 광축의 어긋남 정도에 따라, 상기 광원(1)에서 출사되어 콜리메이팅렌즈(18)에 의해 평행광으로 변환된 광은 광축에 대해 비대칭적인 강도 분포를 갖게 된다. 이 경우, 온 트랙 상태에서도 상기 분할판(A)와 분할판(B) 중 일 분할판에 수광되는 광량이 크게 되어, 푸시풀 방법에 의한 트랙 오차신호는 0이 되지 않고 입사빔의 비대칭적인 강도 분포에 대략 비례하는 오프셋이 발생하게 된다.

따라서, 푸시풀법에 의한 트랙 오차신호 검출시 오프셋이 발생되어 디스크(19)의 올바른 트랙 위치를 추종하기 어려운 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로, 대물렌즈에 입사되는 광의 강도분포에 비대칭이 발생하는 경우에도 오프셋이 저감된 트랙 오차신호를 검출할 수 있도록 된 광픽업장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면,

도 2는 도 1의 광검출기를 개략적으로 보인 평면도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면,

도 4는 도 3의 광검출기 및 트랙 오차신호 검출부를 개략적으로 보인 도면,

도 5는 도 4의 트랙 오차신호 검출부에서의 오프셋이 제거된 트랙 오차신호 검출과정을 설명하기 위한 그래프.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

50...광원 51...콜리메이팅렌즈

52...광경로변환수단 55...대물렌즈

59...디스크 100...메인 광검출기

105...모니터용 광검출기 110...트랙 오차신호 검출부

111,113,115...차동부

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 광경로변환수단과; 상기 광원과 광경로변환수단 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광원에서 출사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈와; 상기 광경로변환수단의 일측에 배치되어, 상기 대물렌즈 및 광경로변환수단을 경유한 광을 수광하며, 각각 독립적으로 광전변환시키는 적어도 2개의 분할판(A)(B)을 구비하는 메인 광검출기와; 상기 광경로변환수단의 다른측에 배치되어, 상기 광원쪽에서 입사되어 상기 광경로변환수단을 경유한 광을 수광하며, 각각 독립적으로 광전변환시키는 적어도 2개의 분할판(C)(D)을 구비하는 모니터용 광검출기와; 상기 메인 광검출기와 모니터용 광검출기의 출력신호로부터 디스크의 트랙 오차신호를 검출하는 트랙 오차신호 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 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 진행 경로를 변환하는 광경로변환수단(52)과, 입사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈(51)와, 입사광을 수광하는 메인 광검출기(100) 및 모니터용 광검출기(105)와, 상기 메인 광검출기(100)와 모니터용 광검출기(105)에서 입력된 신호로부터 디스크(59)의 트랙 오차신호를 검출하는 트랙 오차신호 검출부(110)를 포함하여 구성된다.

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 광경로변환수단(52)은 상기 광원(50)과 대물렌즈(55) 사이의 광경로 상에 배치된다. 이 광경로변환수단(52)으로 상기 광원(50)쪽에서 입사되는 광은 대부분 직진 통과시키고, 상기 대물렌즈(55)쪽에서 입사되는 광은 대부분 반사시키도록 빔스프리터를 구비하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 광원(50)쪽에서 상기 광경로변환수단(52)에 입사되는 광은 대대분 직진 통과되며, 일부는 반사된다.

여기서, 상기 광경로변환수단(52)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.

상기 콜리메이팅렌즈(51)는 광원(50)과 광경로변환수단(52) 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광원(50)에서 출사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어준다.

상기 메인 광검출기(100)는 상기 광경로변환수단(52)의 일측에 배치되어, 상기 대물렌즈(55) 및 광경로변환수단(52)을 경유한 광을 수광한다. 이때, 이 메인 광검출기(100)는 각각 독립적으로 광전변환시키는 적어도 2개의 분할판(A)(B)을 구비한다.

한편, 상기 광경로변환수단(52)과 메인 광검출기(100) 사이의 광경로 상에 비점수차법으로 포커스 오차신호를 검출할 수 있도록 비점수차를 발생시키는 비점수차렌즈(57)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

상기 모니터용 광검출기(105)는 광경로변환수단(52)의 다른측에 배치되어, 상기 광원(50)쪽에서 입사되어 광경로변환수단(52)에서 반사된 광을 수광하며, 각각 독립적으로 광전변환시키는 적어도 2개의 분할판(C)(D)을 구비한다.

이때 이 모니터용 광검출기(105)는 예컨대, 상기 광원(50)과 콜리메이팅렌즈(51) 사이의 광축의 어긋남에 따른 광의 비대칭적인 강도 분포에 의한 트랙 오차신호의 오프셋을 보정하는데 사용된다.

여기서, 상기 분할판(C)(D)의 배치 방향은 상기 분할판(A)(B)에 대응되게 마련된다. 즉, 상기 콜리메이팅렌즈(51)에서 평행광으로 바뀌어 출사되는 광 중 일 영역을 통과하는 광이 예컨대, 분할판(A)와 분할판(C)에서 검출되고, 다른 영역을 통과하는 광이 분할판(B)와 분할판(D)에서 검출될 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다.

상기 트랙 오차신호 검출부(110)는 상기 메인 광검출기(100)의 분할판(A)와 분할판(B)의 검출신호를 차동하는 제1차동부(111)와, 상기 모니터용 광검출기(105)의 분할판(C)와 분할판(D)의 검출신호를 소정 이득(G)으로 차동 증폭하는 제2차동부(113)와, 상기 제1 및 제2차동부(111)(113)에서 입력된 신호를 차동하는 제3차동부(115)로 구성된다.

이때, 상기 제1차동부(111)의 출력신호는 상기 분할판(A)와 분할판(B)의 검출신호를 차동한 신호로, 푸시풀법에 의한 트랙 오차신호(

α₁

)이다. 여기서, 상기 각 분할판과 그 검출신호는 편의상 동일 기호로 표시한다.

이와 같이 상기 제1차동부(111)에서 검출되는 푸시풀법에 의한 트랙 오차신호(

α₁

)는 대물렌즈(55) 즉, 디스크(59)에 입사되는 광 강도 분포의 비대칭에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 나타난다. 이 트랙 오차신호(

α₁

)는 도시된 바와 같이, 그 비대칭에 따라 트랙 오차신호(

α₁

)의 중심 전위가 증가하는 오프셋을 갖는다.

여기서, x축은 광 강도 분포의 비대칭 즉, 광원(50)과 콜리메이팅렌즈(51)의 광축의 어긋남(mm)을 나타내며, y축은 트랙 오차신호 검출부(110)의 소정 단계에서의 검출신호량을 나타낸다.

상기 제2차동부(113)의 출력신호 즉, 보정신호는 상기 분할판(C)와 분할판(D)의 검출신호를 소정 이득(G)으로 차동 증폭한 신호로, 그 보정신호(

α₂

)는 수학식 1과 같다.

α₂= G(C-D)

이 보정신호(

α₂

)는 도 5에 도시된 바와 같이, 광 강도 분포의 비대칭에 따라 대략 선형적으로 증가하는 직류신호이다. 이때, 상기 보정신호(

α₂

)는 상기 이득(G)을 적절히 조정하면, 도시된 바와 같이, 상기 트랙 오차신호(

α₁

)의 오프셋과 일치하도록 할 수 있다.

그러므로, 상기 제1차동부(111)로부터 출력되는 푸시풀법에 의한 트랙 오차신호(

α₁

)와 상기 제2차동부(113)로부터 출력되는 보정신호(

α₂

)의 직류성분의 크기는 대략 동일하게 된다.

따라서, 상기 제3차동부(115)의 출력신호(TES)는 트랙 오차신호(

α₁

)의 직류성분 즉, 오프셋이 제거된 트랙 오차신호(TES)이며, 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

TES = (A-B) - G(C-D)

이때, 상기 트랙 오차신호(TES)는 광 강도분포의 비대칭에 대해 도 5에 도시된 바와 같다.

여기서, 모니터용 광검출기(105)의 분할판(C)(D)의 검출신호가 상기 제2차동부(113)에서 차동 증폭되는 것으로 설명 및 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 분할판(C)(D)의 검출신호가 상기 제2차동부(113)에서 차동되고, 상기 제3차동부(115)에서 상기 제1 및/또는 제2차동부(111)(113)의 출력신호가 소정 이득으로 증폭될 수 있도록 마련되는 것도 가능하다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 광픽업장치는 광원과 콜리메이팅렌즈 사이의 광축의 어긋남에 의한 광 강도분포의 비대칭에 따른 트랙 오차신호의 오프셋을 제거할 수 있으므로, 디스크의 올바른 트랙 위치를 추종할 수 있으며, 이에 따라 디스크의 정보신호를 정확히 기록/재생할 수 있다.

Claims

광을 생성 출사하는 광원과;

디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와;

상기 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어, 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과;

상기 광원과 광경로변환수단 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광원에서 출사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈와;

상기 광경로변환수단의 일측에 배치되어, 상기 대물렌즈 및 광경로변환수단을 경유한 광을 수광하며, 각각 독립적으로 광전변환시키는 적어도 2개의 분할판(A)(B)을 구비하는 메인 광검출기와;

상기 광경로변환수단의 다른측에 배치되어, 상기 광원쪽에서 입사되어 상기 광경로변환수단을 경유한 광을 수광하며, 각각 독립적으로 광전변환시키는 적어도 2개의 분할판(C)(D)을 구비하는 모니터용 광검출기와;

상기 메인 광검출기와 모니터용 광검출기의 출력신호로부터 디스크의 트랙 오차신호를 검출하는 트랙 오차신호 검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
제1항에 있어서, 상기 트랙 오차신호 검출부는,

상기 분할판(A)와 분할판(B)의 검출신호를 차동 증폭하는 제1차동부와;

상기 분할판(C)와 분할판(D)의 검출신호를 차동하며, 소정 이득으로 증폭하는 제2차동부와;

상기 제1 및 제2차동부로부터의 신호를 차동하여 트랙 오차신호를 출력하는 제3차동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2차동부로부터 출력되는 신호의 직류성분의 크기는 대략 동일한 것을 특징으로 하는 광픽업장치.