KR100247956B1 - 광픽업장치 - Google Patents

Abstract

디스크의 정보 재생시에 디스크의 피트(pit) 깊이에 따른 재생신호의 시간차를 보정할 수 있도록 된 광픽업장치가 개시되어 있다.

이 광픽업장치는 광을 생성 출사하는 광원과, 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와, 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과, 디스크에서 반사되어 대물렌즈와 광경로변환수단을 경유한 광을 수광하여 정보신호를 검출할 수 있도록 된 정보신호 검출수단을 포함한다. 이 정보신호 검출수단은 디스크에서 반사된 광을 각각 수광하여 광전변환시키는 적어도 2개의 분할판을 구비하는 광검출기와, 상대적으로 위상이 빠른 신호가 출력되는 분할판의 각 검출신호를 입력받아 위상을 지연시키는 지연수단과, 적어도 2개의 입력단을 가지고 있으며, 그 입력단에 지연수단에서 출력된 신호와, 지연수단을 거치지 않은 검출신호를 각각 입력받아 합산하는 합산회로를 구비한다.

Description

광픽업장치{Optical pickup apparatus}

본 발명은 광픽업장치에 관한 것으로, 상세하게는 디스크의 정보신호 재생시에 디스크의 피트(pit) 깊이에 따른 재생신호의 시간차를 보정할 수 있도록 된 광픽업장치에 관한 것이다.

일반적으로 광픽업장치는 콤팩트 디스크 플레이어(CDP), 디지털 비디오 디스크 플레이어(DVDP), CD-ROM 드라이브, DVD-ROM 드라이브 등에 채용되어 비접촉식으로 정보의 기록/재생을 수행한다.

도 1은 일반적인 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 도면이다.

도시된 바와 같이, 광픽업장치는 광을 생성 출사하는 광원(1)과, 디스크(19)의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 수렴하는 대물렌즈(12)와, 상기 광원(1)과 대물렌즈(12) 사이의 광경로 상에 위치되어 광경로를 변환하는 광경로변환수단(13)과, 오차신호 및 정보신호를 검출하는 광검출기(16)를 포함하여 구성된다.

상기 대물렌즈(12)는 광원(1)과 디스크(19) 사이에 배치되어, 광원(1)쪽에서 입사되는 광을 집속시켜 디스크(19)의 기록면에 광스폿이 맺히도록 한다.

상기 광경로변환수단(13)은 빔스프리터나 편광빔스프리터 등으로 구비될 수 있으며, 광원(1)쪽에서 입사되는 광은 반사시켜 디스크(19)를 향하도록 하고, 상기 대물렌즈(12)쪽에서 입사되는 광은 투과시켜 상기 광검출기(16)로 향하도록 한다. 상기 광검출기(16)는 디스크(19)의 기록면에서 반사된 광을 수광하여 RF 정보신호 및 오차신호를 검출한다.

또한, 상기 광경로변환수단(13)과 대물렌즈(12) 사이에 콜리메이팅렌즈(13)가 설치되어 입사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어준다. 그리고 비점수차법으로 포커스 오차신호를 검출할 수 있도록 광경로변환수단(13)과 광검출기(16) 사이에 비점수차렌즈(17)가 더 설치된다.

이와 같이 구비되는 광픽업장치는 상기 광검출기(16)에서 수광된 오차신호를 이용하여 정보를 기록/재생할 디스크(19) 상의 위치를 결정하고, 정보의 기록/재생을 수행하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 광검출기(16)는 통상 각각 독립적으로 광전변환시키는 4분할판(A,B,C,D)으로 구성된다. 이 광검출기(16)는 디스크(19)로부터 반사된 광을 수광하여 디스크(19)의 RF(Radio Frequency) 정보신호와 포커스 및 트랙킹 오차신호를 검출한다. RF 정보신호는 상기 4분할판 A,B,C 및 D 각각에서 검출된 신호를 합하여 얻어진다.

포커스 오차신호는 분할판 A의 검출신호와 분할판 C의 검출신호 및 분할판 B의 검출신호와 분할판 D의 검출신호를 각각 합한 다음 그 차이((A+C)-(B+D))에 해당하는 신호값을 구함으로써 검출된다.

상기 트랙킹 오차신호의 검출은 3빔법과 푸시풀법(push-pull method)으로 크게 구분된다. 3빔법으로 트랙킹 오차신호를 검출하기 위하여 상기 광원(1)과 빔스프리터(13) 사이에는 입사광을 0차광,

차광 등을 회절투과시키는 그레이팅(20)이 더 구비되고, 도 2의 광검출기(16)에 2개의 분할판(미도시)이 더 구비된다.

한편, 푸시풀법은 분할판 A의 검출신호와 분할판 B의 검출신호, 분할판 C의 검출신호와 분할판 D의 검출신호를 각각 합산한후 합성된 두 검출신호를 차동함에 의해 검출된다.

도 3을 참조하면, 상기 디스크(19)는 피트(19b)가 인입 형성되는 랜드(19a)와, 이 랜드(19a)에 이웃되게 형성된 그루브(19c)로 구성된다. 상기 피트(19b)는 그 깊이가

(

: 광원(1)에서 출사된 광의 파장) 이외의 값 예컨대,

(즉 피트(19b)와 이 피트(19b)가 형성되어 있지 않은 랜드(19a)에서 각각 반사된 광의 위상차가 120도 - 150도)가 되도록 형성하게 된다. 이를 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 피트(19b)의 깊이가

인 경우에는 랜드(19a)의 피트(19b)에서 반사되는 광과 랜드(19a)의 피트(19b)가 형성되지 않은 부분에서 반사되는 광 사이의 위상차가

만큼 되므로 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 디스크(19)에 맺혀지는 광스폿의 위치에 따라 상기 디스크(19)에서 반사되는 광은 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 4분할 광검출기(16)에 대칭적인 밝기 분포를 나타내게 된다. 즉, 도 4a 및 도 4c에 도시된 바와 같이, 디스크(19)에 맺혀지는 광스폿이 피트(19b)의 일부만을 비추는 경우, 도 5a 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 광검출기(16)의 분할판 A와 분할판 B, 분할판 C와 분할판 D에 맺혀지는 광의 밝기는 어두운 부분(빗금친 부분)의 위치가 대칭적으로 나타난다.

그리고 디스크(19)의 회전에 따라 상기 광스폿의 위치가 도 4b에 도시된 바와 같이 변화하면, 도 5b에 도시된 바와 같이 상기 어두운 부분의 대칭성은 그대로 유지하면서, 어두운 부분의 크기가 변화된다. 그러므로 상기한 피트(19b)의 깊이가

인 디스크(19)를 기록/재생하는 경우에, 트랙킹 오차신호의 검출이 3빔법으로는 가능하지만 푸시풀법을 채용한 광픽업장치에서는 트랙킹 오차신호의 검출이 불가능하게 된다. 따라서 트랙킹 오차신호 검출 방법에 상관 없이 광픽업장치에 의해 디스크(19)의 정보신호 및 오차신호를 검출할 수 있도록 일반적으로 상기 디스크(19)의 피트(19b)의 깊이는

이외의 값이 되도록 형성된다.

이와 같이 디스크(19)의 피트(19b)의 깊이가

가 아닌 경우 예컨대,

인 경우에는 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 디스크(19)에 맺혀지는 광스폿의 위치에 따라 상기 디스크(19)에서 반사되는 광은 상기 광검출기(16)의 분할판 A 와 분할판 B 및 분할판 C 와 분할판 D에 밝기 분포가 대칭적으로 나타나지 않게 된다. 즉, 도 4a와 같이 디스크(19)에 맺혀지는 광스폿이 피트(19b)의 일부만을 비추는 경우, 도 6a와 같이 상기 광검출기(16)의 분할판 A와 분할판 B에는 광의 밝기가 어두운 부분이 나타나지만, 분할판 C와 분할판 D에는 광의 밝기가 어두운 부분이 나타나지 않는다. 디스크(19)가 회전하여 도 4b와 같이 상기 광스폿이 피트(19b)의 중앙을 비출때에는 도 6b와 같이 분할판 A와 분할판 B, 분할판 C와 분할판 D에 나타나는 광의 밝기가 어두운 부분이 대칭적으로 나타난다. 디스크(19)가 더 회전하여 도 4c와 같이 상기 광스폿이 피트(19b)의 다른 일부를 비추게 되면, 도 5c에 도시된 바와 같이 분할판 A와 분할판 B에는 광의 밝기가 어두운 부분이 나타나지 않으며, 분할판 C와 분할판 D에만 광의 밝기가 어두운 부분이 나타나게 된다. 그리고 디스크(19)가 더 회전하여 광스폿이 랜드(19a)의 피트(19b)가 형성되지 않은 부분만을 비추게 되면 상기 광검출기(16)에는 광의 밝기가 어두운 부분이 나타나지 않게 된다.

이와 같이 피트(19b)의 깊이가

이외의 값인 경우에는 디스크(19)의 회전에 따라 광검출기(16)에 맺혀지는 광의 밝기 분포가 비대칭적으로 변하므로 푸시풀법에 의해서도 트랙킹 오차신호의 검출이 가능하게 된다.

도 7은 상기한 바와 같은 일반적인 광픽업장치에 채용되어 디스크의 정보신호를 검출하는 종래의 디스크의 정보신호 검출수단을 개략적으로 보인 도면이다.

도시된 바와 같이, 종래의 디스크의 정보신호 검출수단은 4개의 분할판(A, B, C 및 D)을 가지는 광검출기(16)와, 상기 광검출기(16)의 분할판 각각의 검출신호를 합산하는 합산회로(30)로 구성된다.

이와 같은 종래의 디스크의 정보신호 검출수단을 채용한 광픽업장치를 써서 디스크(19)의 정보를 재생하는 경우 상기 광검출기(16)의 검출신호가 도 8a 내지 도 8c에 도시되어 있다. 여기서 도 8a는 광검출기(16)의 분할판 A, B에서 각각 검출된 신호의 합신호(27)이고, 도 8b는 분할판 C, D에서 각각 검출된 신호의 합신호(28)이며, 도 8c는 도 8a와 도 8b의 합신호 즉 분할판 A, B, C와 D 각각의 검출신호의 합신호(29)이다. 도시된 바와 같이, 피트(19b)의 깊이가

에서 벗어난 정도에 따라 분할판 A와 분할판 B 각각의 검출신호의 합신호(27) 및 분할판 C와 분할판 D 각각의 검출신호의 합신호(28) 사이에 시간차가 발생하게 된다.

그러므로, 이로부터 얻어지는 분할판 A,B,C 와 D 각각의 검출신호의 합신호(29)의 진폭이 디스크(19)에 기록되어 있는 실제 RF 정보신호의 진폭과 다르게 되어, RF 정보신호의 정확한 재생이 어렵게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 디스크에 기록되어 있는 RF 정보신호의 정확한 재생이 가능한 광픽업장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 도면,

도 2는 도 1의 광검출기의 일 예를 보인 개략적인 도면,

도 3은 일반적인 디스크를 보인 부분 단면도,

도 4a 내지 도 4c는 도 3의 디스크의 회전에 따라 그 위치가 달라지는 광스폿을 보인 단면도,

도 5a 내지 도 5c 각각은 피트의 깊이가

인 경우 도 4a 내지 도 4c 각각에 대한 광검출기에 수광되는 광의 밝기 분포를 개략적으로 보인 도면,

도 6a 내지 도 6c 각각은 피트의 깊이가

이외의 경우, 도 4a 내지 도 4c 각각에 대한 광검출기에 수광되는 광의 밝기 분포를 개략적으로 보인 도면,

도 7은 도 1의 광픽업장치에 채용된 종래의 정보신호 검출수단을 개략적으로 보인 도면,

도 8a 내지 도 8c 각각은 도 7의 정보신호 검출수단에 의해 재생된 정보신호를 나타낸 그래프,

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 광픽업장치의 정보신호 검출수단을 개략적으로 보인 도면,

도 10a 내지 도 10d 각각은 도 9의 정보신호 검출수단에 의해 재생된 정보신호를 나타낸 그래프.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1...광원 12...대물렌즈

13...광경로변환수단 16...광검출기

19...디스크 19a...랜드

19b...피트 60...지연수단

70...합산회로

상기 목적을 달성하기 위한 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 디스크에서 반사되어 상기 대물렌즈와 광경로변환수단을 경유한 광을 수광하여 정보신호를 검출할 수 있도록 된 정보신호검출수단;을 포함하여 된 광픽업장치에 있어서, 상기 정보신호검출수단은 상기 디스크에서 반사된 광을 각각 수광하여 광전변환시키는 적어도 2개의 분할판을 구비하는 광검출기와; 상대적으로 위상이 빠른 신호가 출력되는 상기 분할판의 검출신호를 입력받아 위상을 지연시키는 지연수단과; 적어도 2개의 입력단을 가지고 있으며, 그 입력단에 상기 지연수단에서 출력된 신호와, 상기 지연수단을 거치지 않은 검출신호를 각각 입력받아 합산하는 합산회로;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.

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

도 9는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 광픽업장치에 채용되어 디스크의 정보신호를 검출하는 디스크의 정보신호 검출수단을 개략적으로 보인 도면이고, 도 10a 내지 도 10d 각각은 도 9의 정보신호 검출수단의 각 단계의 출력신호를 개략적으로 보인 그래프이다.

도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광픽업장치는 광을 생성 출사하는 광원(1)과, 디스크(19)의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 수렴하는 대물렌즈(12)와, 상기 광원(1)과 대물렌즈(12) 사이의 광경로 상에 위치되어 광경로를 변환하는 광경로변환수단(13)과, 디스크의 정보신호를 검출하는 정보신호 검출수단을 포함하여 구성된다. 여기서 본 발명에 따른 광픽업장치에서 상기 정보신호 검출수단 이외의 구성은 도 1를 참조하여 설명한 바와 실질적으로 동일하므로 그 자세한 설명을 생략한다.

상기 디스크의 정보신호 검출수단은 적어도 2개의 분할판을 가지는 광검출기(16)와, 상기 광검출기(16)의 분할판에서 각각 광전변환된 검출신호 사이의 시간차를 보정할 수 있도록 상대적으로 위상이 빠른 신호가 출력되는 출력단에 설치되는 지연수단(60)과, 적어도 2개의 입력단을 가지고 있으며 상기 광검출기(16)의 분할판 각각의 검출신호를 합산하는 합산회로(70)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 합산회로(70)의 일 입력단에는 상기 광검출기(16)의 각 분할판의 검출신호 중 지연수단(60)을 거친 검출신호가 입력되고, 다른 입력단에는 상기 지연수단(60)을 저치지 않은 검출신호가 입력된다.

상기 광검출기(16)는 4분할판(A,B,C,D)으로 구성된 광검출기를 보인 것으로, 이 광검출기(16)는 도 3 및 도 4a 내지 도 4c를 참조하여 설명한 디스크(19)로부터 반사된 광을 수광하여 디스크(19)의 RF 정보신호와 포커스 및 트랙킹 오차신호를 검출한다. 여기서 상기 광검출기(16)의 4분할판(A,B,C,D) 중 분할판 A와 분할판 B에 수광되는 광의 출력신호와 분할판 C와 분할판 D에 수광되는 광의 출력신호 사이에는 디스크(19)의 피트 깊이가

에서 벗어난 정도에 따라 시간차가 발생하게 된다. 예를 들면, 분할판 A와 분할판 B에 수광되는 광의 출력신호의 위상이 분할판 C와 분할판 D에 수광되는 광의 출력신호의 위상보다 빠르게 되며, 이 위상차는 디스크(19)의 피트 깊이가

에서 벗어난 정도에 따라 달라진다.

상기 지연수단(60)은 딜레이 라인 및/ 또는 연산증폭기를 구비하는 것이 바람직하다. 이 지연수단(60)은 상기 광검출기(16)의 A, B, C 및 D의 검출신호 중 위상이 빠른 검출신호 예컨대, 분할판 A와 분할판 B의 검출신호의 출력단과 상기 합산회로(70)의 입력단 사이에 구비되어, 분할판 A의 검출신호와 분할판 B의 검출신호의 합신호(51)를 분할판 C의 검출신호와 분할판 D의 검출신호의 합신호(52)와 위상이 같은 합신호(53)로 만들어 준다. 여기서 상기 딜레이 라인은 입력신호와 출력신호 사이에 소정의 시간지연을 줌으로써 입력신호의 위상을 지연시키게 되며, 이 딜레이 라인은 통상적으로 잘 알려진 바와 같으므로 그 자세한 설명은 생략한다. 그리고 상기 연산증폭기는 이 연산증폭기의 응답 지연 특성 때문에 생기는 입력신호와 출력신호 사이에 소정의 시간지연을 이용하여 입력신호의 위상을 지연시키게 된다.

상기 합산회로(70)는 다수의 연산증폭기(operational amplifier)를 포함하여 구성된다. 이 합산회로(70)는 상기 4분할판 중 분할판 C의 검출신호와 분할판 D의 검출신호의 합신호(52) 및 상기 지연수단(60)에 의해 위상이 지연된 상기한 분할판 A의 검출신호와 분할판 B의 검출신호의 합신호(53)를 입력으로 하여 RF 정보신호(54)를 출력하게 된다. 이 합산회로(70)는 일반적이므로 그 자세한 설명은 생략한다.

이와 같이 구비된 광픽업장치에서 디스크(19)의 회전되어 디스크(19)에 맺혀지는 광스폿이 피트(19b)를 비춤에 따라 디스크(19)에서 반사되어 광검출기(16)에 수광되는 광의 밝기 분포가 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이 변하게 되므로 도 10a 내지 도 10d에 도시된 바와 같이, 광검출기(16)의 분할판 A와 분할판 B 각각의 검출신호의 합신호(51) 및 분할판 C와 분할판 D 각각의 검출신호의 합신호(52) 사이에는 소정의 시간차가 발생하게 된다. 즉, 분할판 A의 검출신호와 분할판 B의 검출신호의 합신호(51)가 분할판 C의 검출신호와 분할판 D의 검출신호의 합신호(52)보다 소정 시간 위상이 빠르게 된다. 분할판 A의 검출신호와 분할판 B의 검출신호의 합신호(51)가 입력되는 합산회로(70)의 입력단에 본 발명에 따른 지연수단(60)을 구비하여 도 10c에 도시된 바와 같이 위상을 지연시킴으로써, 분할판 A의 검출신호와 분할판 B의 검출신호의 합신호(53) 및 분할판 C의 검출신호와 분할판 D의 검출신호의 합신호(52)의 위상은 동일하게 되므로, 도 10d에 도시된 바와 같이, 분할판 A, B, C 및 D 각각의 검출신호의 합신호(54)의 진폭 변화는 디스크(19)에 기록되어 있는 실제 RF 정보신호와 동일하게 되므로 RF 정보신호의 정확한 재생이 가능하게 된다.

이때 재생하고자 하는 디스크(19)의 피트(19b)의 깊이가 변하면 분할판 A의 검출신호와 분할판 B의 검출신호의 합신호(51), 분할판 C의 검출신호와 분할판 D의 검출신호의 합신호(52) 사이의 시간차 즉, 위상차가 변하게 되므로, 이에 따라 상기 지연수단(60)의 위상 지연값을 변화시켜 주어 분할판 C의 검출신호와 분할판 D의 검출신호의 합신호(52), 분할판 A의 검출신호와 분할판 B의 검출신호의 합신호(53) 사이의 위상을 동일하게 하면 정확한 RF 정보신호의 재생이 가능하게 된다. 따라서 본 발명에 따른 디스크(19)의 정보신호 검출수단을 채용한 광픽업장치를 이용하면 디스크(19)의 피트(19b)의 깊이에 상관없이 정확한 RF 정보신호의 재생이 가능하게 된다.

본 발명의 실시예에 있어서는 4분할판 A, B, C 및 D를 구비하는 광검출기(16)의 예를 들어 설명 및 도시하였으나, 광검출기(16)가 2개의 분할판 A와 D를 구비하는 경우도 가능하며 이 경우에는 상기 분할판 A와 분할판 D에서 검출되는 검출신호 사이에 디스크(19)의 피트(19b)의 깊이에 따라 소정의 위상차가 생기게 되므로, 위상이 빠른 검출신호의 출력단에 본 발명에 따른 지연수단(60)을 구비함으로써 RF 정보신호의 정확한 재생이 가능하게 된다.

또한 본 발명의 실시예에 있어서, 광검출기(16)의 분할판 A와 분할판 B 각각의 검출신호가 위상이 빠른 것으로 설명 및 도시하였으나, 이는 디스크(19)의 회전 방향에 따라 달리할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 광픽업장치는 다수의 분할판을 구비하는 광검출기의 검출신호를 합산하는 합산회로의 입력단 중 위상이 빠른 검출신호가 입력되는 입력단에 위상을 지연시키는 지연수단을 구비함으로써, 디스크의 피트 깊이에 상관없이 정확한 RF 정보신호의 재생이 가능하게 된다. 그러므로 디스크의 피트 깊이에 따른 재생신호의 열화가 방지된다.

Claims (4)

1. 광을 생성 출사하는 광원과; 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와; 상기 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과; 상기 디스크에서 반사되어 상기 대물렌즈와 광경로변환수단을 경유한 광을 수광하여 정보신호를 검출할 수 있도록 된 정보신호검출수단;을 포함하여 된 광픽업장치에 있어서,

   상기 정보신호검출수단은 상기 디스크에서 반사되어 입사되는 단일 광스폿을 분할 수광하여 각각 독립적으로 광전변환시키는 적어도 2개의 분할판을 구비하는 광검출기와; 상대적으로 위상이 빠른 신호가 출력되는 분할판의 검출신호를 입력받아 위상을 지연시키는 지연수단과; 적어도 2개의 입력단을 가지고 있으며, 그 입력단에 상기 지연수단에서 출력된 신호와, 상기 지연수단을 거치지 않은 검출신호를 각각 입력받아 합산하는 합산회로;를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 광검출기는 4분할판을 구비하며, 상기 지연수단은 상기 4분할판 중 위상이 빠른 신호를 출력하는 2분할판에서 출력되고 합산된 신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지연수단은 딜레이 라인인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지연수단은 응답 지연 특성을 이용하여 위상을 지연시키도록 된 연산증폭기인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.

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