KR100294535B1 - 광축쉬프트조정장치 - Google Patents

Abstract

광발산장치에서 출사되어 대물렌즈를 통하여 집속되는 레이저빔의 쉬프트를 조정하는 장치가 개시된다.

본 발명에 의한 광축쉬프트 조정장치는 광발산장치로부터 발생된 레이저빔을 집광시키는 대물렌즈의 축상에서 왕복운동할 수 있도록 설치되는 광검출기; 광검출기를 대물렌즈의 축상에서 왕복운동시킬 때 광검출기로부터 발생되는 편차신호가 최소로 되도록 광발산장치의 위치를 조정하는 쉬프트 조정기을 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 광축쉬프트 조정장치는 액튜에이터를 통하여 대물렌즈를 구동하는 대신 광검출기를 대물렌즈의 상하방향으로 왕복운동시킴으로써 광축의 쉬프트량을 오차없이 조정할 수 있게 하는 이점을 갖는다.

Description

광축쉬프트 조정장치

제1도는 종래의 광축조정장치의 일예를 보이는 도면이다.

제2도는 제1도에 도시된 광검출기를 보이는 도면이다.

제3도는 종래의 광축조정장치의 다른 실시예를 보이는 도면이다.

제4도는 대물렌즈를 통한 광축의 궤적을 도시한 도면이다.

제5도는 제3도에 도시된 장치에 의한 반경방향 및 원주방향의 광축쉬프트조정시 쉬프트량에 따른 차동신호를 도시한 파형도이다.

제6도는 제5도에 도시된 장치에 있어서 대물렌즈의 포커스방향으로의 구동시 디스크의 반경방향에의 이동궤적을 보이는 도면이다.

제7도는 제6도에 도시된 이동궤적에 의한 차동신호를 도시한 파형도이다.

제8도는 본 발명에 따른 광축쉬프트 조정장치의 바람직한 실시예를 보이는 도면이다.

본 발명은 광픽업장치에 있어서와 같이 반도체 레이저와 같은 광발산장치에서 출사되어 대물렌즈를 통하여 집속되는 레이저빔의 쉬프트(shift)를 조정하는 장치에 관한 것이다.

광픽업장치가 정확하게 동작하기 위해서는 광출력장치로부터 대물렌즈로 입사되는 레이저빔의 광축이 정확하게 조정되어져야 할 필요가 있다.

제1도에 도시된 것은 종래의 광축기울기 조정장치를 보이는 도면으로서 분리형 광픽업장치에 적용된 예이다.

고정광학계(10)의 반도체레이저(10a)에서 출사된 발산광은 콜리메이터렌즈(10b)에서 평행빔으로 형성되어 이동광학계(20)의 캐리지(22)에 설치된 반사경(22a)에서 90 각도로 반사된다. 반사경(22a)에서 반사된 레이저빔은 대물렌즈(도시되지 않음)의 중심축에 중심이 일치하도록 설치된 광검출기(24a)에 조사된다. 광검출기(24a)는 지그(Jig)(24)에 고정되어 설치된다.

광축의 기울기 조정은 이동광학계(20)가 가이드레일(30)에 의해 디스크의 반경방향에서 왕복이동할 때 제2도에 도시되는 광검출기(24a)를 통하여 발생되는 제5A도에 도시되는 바의 차동신호의 쉬프트량이 소정의 조정기준 이내로 유지되도록 기울기조정기(12)를 통하여 반도체레이저(10a)의 출사각을 조정함으로서 달성된다.

그러나, 제1도에 도시된 바와 같은 조정장치에 있어서 상술한 바와 같은 조정과정이 완료된 후 실제의 사용을 위하여 대물렌즈 및 액튜에이터를 장착할 때 조립에 의한 오차가 발생될 소지가 많다. 조립오차를 줄이기 위해서는 액튜에이터의 구성부품에 대한 높은 수준의 정밀도가 요구되며, 조립시 상당한 정도의 주의가 필요하게 되므로 부품의 생산성 및 조립성이 저하되는 문제점이 있었다.

제3도는 제1도에 도시된 광축조정장치를 개선한 종래의 광축조정장치를 보이는 도면으로서 본 출원인에 의해 제출된 출원서(특허출원번호 93-16060)에 개시된 것이다. 제3도에 도시된 장치는 이동광학계(50)의 캐리지(52)에 대물렌즈(52b) 및 대물렌즈(52b)의 이동을 허용하는 액튜에이터(52c)가 추가되고, 고정광학계(40)에 쉬프트조정기(44)가 추가된 것을 제외하고 제1도에 도시된 것과 유사하다.

제3도에 도시된 장치에 의해 광축의 쉬프트를 조정하는 방법은 다음과 같다. 액튜에이터(52c)를 통하여 대물렌즈(52b)를 상하방향으로 구동시키면서 광검출기(54a)를 통하여 레이저빔의 중심점과 대물렌즈(54a)의 중심축과의 편이량을 검출하고 이 편이량이 조정기준 이내로 유지되도록 쉬프트조정기(44)를 통하여 고정광학계(40)의 반도체레이저(40a)를 좌우상하로 쉬프트시킨다.

그러나, 제3도에 도시된 장치에 있어서 액튜에이터(52c)를 통하여 대물렌즈(52b)을 상하로 구동할 경우 광검출기(54a)에서 발생되는 차동신호가 제5B도에 도시되는 바와 같이 구형파의 파형을 보이는 것이 아니라 제7도에 도시되는 바와 같이 정현파에 가까운 파형을 보인다는 문제점이 있다.

이는 제6도에 도시되는 바와 같이 액튜에이터(52c)에 의해 대물렌즈(52b)가 그의 축상에서 일직선상으로 왕복운동하는 것이 아니라 점선으로 보여지는 바와 같이 일측으로 편향된 원운동을 하기 때문이다.

이러한 원운동은 광픽업장치의 액튜에이터(52c)의 구조에 기인하여 발생되는 것으로서 일측 끝단에 대물렌즈(52b)가 부착된 고정체(도시되지 않음)의 타측 끝단이 고정되고 이 고정체가 액튜에이터(52c)에서 발생된 자계에 의해 흔들리기 때문에 발생된다. 이 원운동의 결과 광검출기(54a)를 통하여 검출된 신호의 파형은 제5B도에 도시되는 바와 같은 구형파가 아니라 제7도에 도시되는 바의 굴곡부가 있는 파형이된다.

더욱이 제6도에 도시된는 바와 같이 대물렌즈(54b)의 중심축이 편차(스캔)만큼 흔들림에 따라 제7도에 도시되는 오프세트값이 더해진다. 이 오프세트값은 대물렌즈(54b)의 편이랑(스캔)에 관계되며 경우에 따라 조정범위를 벗어나므로 광축쉬프트의 조정을 어렵게하는 요인이 된다.

본 발명은 상기의 문제점을 극복하기 위하여 창출된 것으로서 반도체 레이저와 같은 광발산장치와 대물렌즈의 중심축사이의 편차를 조정하는 개선된 광축쉬프트조정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하는 본 발명에 따른 광축쉬프트 조정장치는 광발산장치로부터 발생된 레이저빔을 집광시키는 대물렌즈의 축상에서 왕복운동할 수 있도록 설치되는 광검출기;

광검출기를 대물렌즈의 축상으로 왕복운동시키는 구동장치; 그리고 구동장치가 광검출기를 대물렌즈의 축상에서 왕복운동시킬 때 광검출기로부터 발생되는 편차신호가 최소로 되도록 광발산장치의 위치를 조정하는 쉬프트 조정장치를 포함함을 특징으로 한다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제8도는 본 발명에 따른 광축쉬프트 조정장치를 보이는 도면으로서 분리형 광픽업장치에 적용된 예를 보이는 것이다. 제8도에 있어서, 고정광학계(70)와 이동광학계(80)와의 거리는 이동광학계의 일직선상운동을 허용하는 가이드레일(90)을 통하여 조정된다. 고정광학계(70)는 레이저빔을 발생하는 반도체레이저(70a)와 반도체레이저(70a)로부터 발생된 발산되는 형태의 레이저빔을 평행빔으로 형성하는 콜리메이터렌즈(collimater lenz)(70b)를 포함한다.

이동광학계(80)는 가이드레일(90)상에서 디스크의 반경방향으로 이동되는 캐리지(82)와 캐리지(82)의 내부에 설치된 반사경(82a)과 대물렌즈(82b)를 포함한다. 그리고 지그(84)에 장착된 광검출기(84a)는 대물렌즈(82b)를 통한 레이저빔의 광량을 측정하기 위한 것이며 대물렌즈(82b)의 축상에서 상하 왕복운동할 수 있도록 설치된다.

72는 반도체레이저(70a)의 출사각을 조정하는 기울기조정기이고, 74는 좌우상하의 쉬프트조정기이다.

구동장치(100)는 광검출기(84a)를 대물렌즈의 축상에서 상하방향으로 왕복운동시키기 위한 것으로서 스텝모터 혹은 모터와 캠의 조합에 의해 구성되어 질 수 있다.

제8도에 도시된 장치에 의해 광축의 쉬프트를 조정하는 방법은 다음과 같다. 제4도에 도시된 바와 같이 대물렌즈(82b)에 입사되는 레이저빔의 광축 즉 피크치의 위치(P)가 대물렌즈(82b)의 중심축으로부터 편이되어 있을 경우에 대물렌즈(82b)의 초점거리(f)와 초점거리(f)로부터 각각 d만큼 이격되어 위치하는 대물렌즈(82b)의 중심축에 수직한 평면(I, J, K)에서는 각각 Pi. Pj, Pk의 궤적을 갖는다. 이중에서 초점거리(f)에 위치하는 J평면에서의 광축의 궤적(Pj)은 대물렌즈(82b)의 중심축과 일치한다. 그러나, I평면 및 K평면에서는 일치하지 않는다. I, J, K,평면에서의 광축의 궤적이 모두 대물렌즈(82b)의 중심축과 일치하는 상태가 광축의 쉬프트가 정확히 조정된 상태이다. 이 때, I, J, K평면상에 4분할 광검출기를 놓고 각각의 위치에 대한 차동신호를 검출하면 제5B도에 도시한 바와 같이 된다.

즉, I평면 및 J평면에 광검출기를 위치시켜 레이저빔의 중심점과 대물렌즈(82b)의 중심축과의 편이량을 검출하고 이 편이량이 조정기준 이내로 유지되도록 쉬프트조정기(74)를 통하여 고정광학계(70)의 반도체레이저(70a)를 좌우상하로 쉬프트시키면 광축이 조정된다.

이 때, 액튜에이터(82c)를 통하여 대물렌즈(82b)를 I평면 및 J평면까지 이동시키는 대신 구동장치(100)를 통하여 광검출기(84a)를 상하로 구동하므로써 제7도에 도시되는 바와 같이 차동신호가 굴곡되지 않도록 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광축쉬프트 조정장치는 액튜에이터를 통하여 대물렌즈를 구동하는 대신 광검출기를 대물렌즈의 상하방향으로 왕복운동시킴으로써 광축의 쉬프트량을 오차없이 조정할 수 있게 하는 이점을 갖는다.

Claims (1)

1. 광발산장치와 대물렌즈의 중심축사이의 편차를 조정하는 장치에 있어서,

   상기 광발산장치로부터 발생된 레이저빔을 집광시키는 대물렌즈의 축상에서 왕복운동할 수 있도록 설치되는 광검출기;

   상기 광검출기를 상기 대물렌즈의 축상으로 왕복운동시키는 구동장치; 그리고 상기 구동장치가 상기 광검출기를 상기 대물렌즈의 축상에서 왕복운동시킬 때 상기 광검출기로부터 발생되는 편차신호가 최소로 되도록 상기 광발산장치의 위치를 쉬프트시키는 쉬프트 조정기를 포함하는 광축쉬프트 조정장치.