KR100430270B1 - 광픽업 장치에 있어서의 틸트검출 방법 - Google Patents

광픽업 장치에 있어서의 틸트검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 광픽업 장치에 있어서의 틸트검출 방법은, 디스크에 빔을 집광시키는 대물렌즈의 고차수차로부터 기인되는 광학 노이즈를 이용하는 것이며, 광학 노이즈 검출 수단을 이용하여 디스크로부터 반사되는 반사광의 고차수차에 의한 광학 노이즈 분포를 검출하고, 그 검출된 광학 노이즈 분포로부터 광학 노이즈 분포의 대칭성 여부를 판단하고, 광학 노이즈 분포의 대칭성 여부에 따라 디스크의 틸트 정보를 검출한다.
여기서, 반사광의 고차수차에 의한 광학 노이즈의 분포를 검출함에 있어, 광학 노이즈 검출 수단은 포토 다이오드를 이용하여 구성된다.
또한, 반사광의 고차수차에 의한 광학 노이즈의 분포를 검출함에 있어, 광학 노이즈 검출 수단은 수광 광학계의 초점과 초점 사이에 마련된다.
또한 광학 노이즈 검출 수단은, 수광 광학계의 초점과 초점 사이에 마련됨에 있어, 광 스팟 주변부에 형성되는 플레어의 위치에 마련되며, 광 스팟의 중심점을 기준으로 상, 하, 좌, 우의 광량을 검출할 수 있도록 각각 마련된다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 디스크에 대한 틸트 보상을 함에 있어, 대물렌즈에 고차수차를 발생시키는 광학특성을 부여함으로써 고차수차에 의한 광학 노이즈를 검출하여 디스크 틸트 에러를 용이하게 검출할 수 있는 장점이 있다.

Description

광픽업 장치에 있어서의 틸트검출 방법{Tilt detecting method in an optical pickup}
본 발명은 광픽업 장치에 있어서의 틸트검출 방법에 관한 것으로서, 특히 디스크에 대한 틸트 보상을 함에 있어, 대물렌즈로 사용되는 위상보상방식 또는 회절방식 대물렌즈의 광학적 특성으로부터 발생되는 고차수차에 의한 광학 노이즈를 검출하여 디스크 틸트 에러를 용이하게 검출할 수 있는 광픽업 장치에 있어서의 틸트검출 방법에 관한 것이다.
오늘날, 데이터의 디지털(digital)화, 대용량화 등에 의하여 저장 매체가 테이프(tape)에서 디스크로 바뀌고 있고, 또한 디스크에 데이터를 저장하는 기록 밀도를 높임으로써 디스크의 저장 용량을 크게하고 있다. 따라서, 광원으로 사용되는 레이저 다이오드가 780nm의 파장을 갖는 컴팩트 디스크(CD:Compact Disc)에서, 최근에는 대용량화의 차원에서 650nm, 400nm의 파장에 적합한 디스크들이 개발되고 있다. 이에 따라, 상기 디스크에 정보를 기록하고 재생하는 광픽업 장치는 하위 호환성의 차원에서 저장 밀도가 다른 디스크들에 동시 적용될 수 있도록 다양하게 개발되고 있다.
한편, 일반적으로 기록체는 원판형상의 물체로 평탄한 면을 가진다고 가정되지만, 실제 상황에서 기록체의 기록면은 제조상의 오차 및 변형, 회전에 따른 진동, 광픽업 자체의 오차 등에 의해서 정보가 기록되는 트랙의 위치는 광픽업에 상대적으로 변동하게 된다. 이에 따라, 이를 보상하기 위하여 기록체에 가장 가까이 있는 대물렌즈를 전기적인 신호로 구동하는 특수한 기구물에 의해서 움직이게 된다.
이러한 기구물을 엑츄에이터(actuator)라고 부르며, 일반적으로 코일과 자석으로 구성되어 코일에 흐르는 전류와 자석 간의 전자기력에 의해서 대물렌즈를 움직이게 된다.
이때, 엑츄에이터가 보상해야 하는 오차에는 트랙 오차, 포커스 오차, 틸트 오차가 있다. 대물렌즈의 위치 및 방향에 따라 입사광의 초점은 디스크의 반사면 상에서 위치 및 방향이 틀어진 체로 존재하게 된다. 현재에는 트랙 오차 및 포커스 오차에 대한 보상이 주로 고려된 제품이 많으나, 기록의 고밀도화와 더불어 디스크의 틸트 오차 또한 보상해 주어야 할 필요성이 대두되고 있다.
한편, 도 1은 종래의 광픽업 장치에 있어서의 틸트검출 방법의 한 예를 나타낸 도면이다.
종래의 광픽업 장치에 있어서의 틸트검출 방법 중에서 도 1에 나타낸 방법은 '일본 공개번호 평성8-50731'에 게시된 내용이다. 도 1을 참조하면, 레이저 다이오드(LD)와 같은 광원(101)으로부터 발생된 빔은 콜리메이터 렌즈(106), 프리즘(107)을 경유하여 대물렌즈(105)에 입사된다. 이러한 광 경로 상에는, 디스크(103)의 틸트검출을 위하여 HOE 등으로 구성된 디포커스 빔 형성수단(109)이 상기 대물렌즈 (105)로의 광선 입사 경로에 삽입되어 있다.
이때, 상기 디포커스 빔 형성수단(109)에서 회절되지 않은 0차 광은 각도의 변화없이 그대로 진행하여 상기 대물렌즈(105)를 통해 디스크의 반사면(104) 상에 초점을 형성한 후, 상기 디스크의 반사면(104)에서 반사되고, 상기 프리즘(107)을 경유하여 센서 집광용 렌즈(108)에서 집광되어 포토 다이오드(PD)와 같은 신호검출 센서(102)에 광 스팟(A)을 형성한다.
한편, HOE 등으로 구성된 상기 디포커스 빔 형성수단(109)의 일부 영역에서 회절된 광선은 발산광이 되어, 상기 대물렌즈(105)를 통과한 후, 상기 디스크(103)에 입사되고, 상기 디스크의 반사면(104)에서 반사된다. 또한, 상기 디스크의 반사면(104)에서 반사된 광선은 상기 프리즘(107)을 경유하여 상기 센서 집광용 렌즈 (108)로 향하게 되며, 상기 0차 광과는 다른 위치에서 광 스팟(B)이 형성되게 된다.
즉, 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같은 원형 상의 띠모양의 광 분포(B)를 보이게 된다. 이에 따라, 틸트검출 센서(120a, 120b, 120c, 120d)를 통하여 이러한 띠 모양의 광 분포(B)로부터 상기 디스크(103)의 경사에 따라 발생되는 광량 변화를감지하여 상기 디스크(103)의 틸트를 검출할 수 있게 된다.
그런데, 이와 같은 디포커스 빔 형성수단(109)을 광 경로 상에 위치시키고, 진행되는 빔을 회절시켜 틸트검출용 빔을 발생시킴에 따라 광효율이 저하되는 단점이 있다. 또한, 틸트검출용 빔을 발생시키기 위한 디포커스 빔 형성수단(109)이 별도로 필요해짐에 따라 비용이 증대되는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 여건을 감안하여 창출된 것으로서, 디스크에 대한 틸트 보상을 함에 있어, 이종 디스크간의 호환성을 달성하기 위해 사용되는 위상보상방식 또는 회절방식 대물렌즈의 광학적 특성으로부터 발생되는 고차수차에 의한 광학 노이즈를 별도의 소자를 추가하지 않고 검출하여 디스크 틸트 에러를 용이하게 검출할 수 있는 광픽업 장치에 있어서의 틸트검출 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 광픽업 장치에 있어서의 틸트검출 방법의 한 예를 나타낸 도면.
도 2는 일반적인 무한 광학계로 구성된 DVD/CD 호환 광학계를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 일반적인 광픽업 장치에 있어 대물렌즈를 위상보상렌즈 또는 회절렌즈로 사용하였을 경우에, 대물렌즈에서 고차수차에 의한 노이즈가 발생되는 모습을 나타낸 도면.
도 4는 일반적인 수광 광학계 초점에서의 위상보상렌즈 또는 회절렌즈에 의해 형성되는 스팟 형상을 나타낸 도면.
도 5는 일반적인 수광 광학계의 초점과 초점 사이에서의 위상보상렌즈 또는 회절렌즈에 의해 형성되는 스팟 형상을 나타낸 도면.
도 6은 본 발명에 따른 광픽업 장치에 있어서의 틸트검출 방법을 개념적으로 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101... 광원 102... 신호검출 센서
103, 206... 디스크 104... 디스크의 반사면
105, 205... 대물렌즈 106, 204... 콜리메이터 렌즈
107, 203... 프리즘 108... 센서 집광용 렌즈
109... 디포커스 빔 형성수단
120a, 120b, 120c, 120d... 틸트검출 센서
201... DVD용 광원 202... CD용 광원
601, 602... 접선방향 틸트검출용 포토 다이오드
603, 604... 방사방향 틸트검출용 포토 다이오드
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광픽업 장치에 있어서의 틸트검출 방법은, 디스크에 빔을 집광시키는 대물렌즈의 고차수차로부터 기인되는 광학 노이즈를 이용하는 것이며, 광학 노이즈 검출 수단을 이용하여 상기 디스크로부터 반사되는 반사광의 고차수차에 의한 광학 노이즈 분포를 검출하고, 그 검출된 광학 노이즈 분포로부터 광학 노이즈 분포의 대칭성 여부를 판단하고, 상기 광학 노이즈 분포의 대칭성 여부에 따라 상기 디스크의 틸트 정보를 검출하는 점에 그 특징이 있다.
여기서, 상기 반사광의 고차수차에 의한 광학 노이즈의 분포를 검출함에 있어, 상기 광학 노이즈 검출 수단은 포토 다이오드를 이용하여 구성되는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기 반사광의 고차수차에 의한 광학 노이즈의 분포를 검출함에 있어, 상기 광학 노이즈 검출 수단은 수광 광학계의 초점과 초점 사이에 마련되는 점에 그 특징이 있다.
또한 상기 광학 노이즈 검출 수단은, 수광 광학계의 초점과 초점 사이에 마련됨에 있어, 광 스팟(spot) 주변부에 형성되는 플레어(flare)의 위치에 마련되며, 상기 광 스팟의 중심점을 기준으로 상하좌우의 광량을 검출할 수 있도록 각각 마련되는 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기 대물렌즈는 이종 디스크 간의 기록/재생 호환성 확보를 위하여 디스크 두께 차에 의해 발생되는 위상을 부분적으로 보상하는 위상 보상 수단이 형성된 렌즈인 점에 그 특징이 있다.
또한, 상기 대물렌즈는 이종 디스크 간의 기록/재생 호환성 확보를 위하여 위상 보상 소자 또는 회절소자가 일체화되어 형성된 렌즈인 점에 그 특징이 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 디스크에 대한 틸트 보상을 함에 있어, 대물렌즈의 광학적 특성으로부터 발생되는 고차수차에 의한 광학 노이즈를 검출하여 디스크 틸트 에러를 용이하게 검출할 수 있는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2는 일반적인 무한 광학계로 구성된 DVD/CD 호환 광학계를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하여 일반적인 무한 광학계로 구성된 DVD/CD 호환 광학계를 설명하면, 먼저 DVD용 광원(201)에서 발광된 빔은 프리즘(203) 및 콜리메이터 렌즈 (204)를 경유하여 평행광선이 되고, 이 평행광선은 대물렌즈(205)에 입사되어 디스크(206)에 집광된다.
또한, CD용 광원(202)에서 발광된 빔은 상기 프리즘(203) 및 상기 콜리메이터 렌즈(204)를 경유하여 평행광선이 되고, 이 평행광선은 상기 대물렌즈(205)에 입사되어 상기 디스크(206)에 집광된다.
한편, 도 2와 같은 광학계의 구성을 통하여, DVD용 광학계 및 CD용 광학계에 대하여 평행광이 입사되는 경우에는, DVD 및 CD의 기록/재생 호환성 확보를 위하여 디스크 두께차에 의해 발생되는 위상을 부분적으로 보상하거나, 대물렌즈면에 회절소자를 일체화하여 제작된 특수한 형태의 대물렌즈가 사용되고 있다.
도 3은 일반적인 광픽업 장치에 있어 대물렌즈를 이종 디스크간의 호환성 달성을 위해 사용되는 위상보상소자 또는 회절소자를 일체화한 렌즈로 사용하였을 경우에, 고차수차에 의한 노이즈가 발생되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 대물렌즈로 이러한 특수렌즈를 사용하는 경우에는 DVD 및 CD 기록/재생 시 디스크에 형성되는 광 스팟(spot)에 고차수차가 발생하게 되어 중앙에는 디스크 신호를 읽기 위한 중심 스팟(spot)이 형성되고, 주변 부에는 플레어(flare) 형상의 노이즈가 형성되게 된다.
그리고, 도 3과 같이 디스크 상에 형성된 광 스팟(spot)은 디스크에서 반사되어 수광 광학계를 거쳐 포토 다이오드에 입사하게 된다. 이때, 포커스 에러 검출 방식에 따라 빔이 입사되는 포토 다이오드의 위치는 수광 광학계의 초점 위치 (Foucault 법), 또는 초점과 초점의 중간위치(SSD 및 비점수차법)에 위치하게 되므로, 각각의 위치에 따라 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이 스팟 형상 및 광 분포가 달라지게 된다. 도 4는 일반적인 수광 광학계 초점에서의 상기 렌즈에 의해 형성되는 스팟 형상을 나타낸 도면이고, 도 5는 일반적인 수광 광학계의 초점과 초점 사이에서의 상기 렌즈에 의해 형성되는 스팟 형상을 나타낸 도면이다.
따라서, 수광 광학계의 초점과 초점 사이에 포토 다이오드를 위치시키는 SSD법 및 비점수차법에서 형성되는 광 스팟(spot)에 대하여 도 6에 나타낸 바와 같이 포토 다이오드를 배치하면 디스크의 틸트를 검출할 수 있게된다. 도 6은 본 발명에 따른 광픽업 장치에 있어서의 틸트검출 방법을 개념적으로 나타낸 도면이다.
즉, 도 6에 나타낸 바와 같이, 디스크의 틸트검출을 위한 포토 다이오드 (601, 602, 603, 604)를 광 스팟(spot) 주변부에 형성되는 플레어의 위치에 마련함으로써, 각 포토 다이오드(601, 602, 603, 604)에 입사되는 광량으로부터 디스크의 틸트정보를 검출할 수 있게 된다.
예컨대, 광 스팟(spot)의 중심점을 기준으로 상, 하의 광량(플레어)이 검출되는 지점에 포토 다이오드(601, 602)를 설치함으로써, 디스크의 접선 방향 (tangential direction)에 대한 틸트 정보를 검출할 수 있으며, 광 스팟(spot)의 중심점을 기준으로 좌, 우의 광량(플레어)이 검출되는 지점에 포토 다이오드(603, 604)를 설치함으로써, 디스크의 방사 방향(radial direction)에 대한 틸트 정보를 검출할 수 있다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 광픽업 장치에서의 틸트검출 방법에 의하면, 디스크에 대한 틸트 보상을 함에 있어, 대물렌즈에서 발생하는 광학 노이즈를 검출하여 디스크 틸트 에러를 용이하게 검출할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 광픽업 장치에서의 틸트검출 방법에 의하면, 틸트검출을 위하여 별도의 빔을 생성시키는 광학적 기구를 추가로 사용하지 않아도 되는 장점이 있으며, 광을 분산시키지 않음으로써 광효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 디스크에 빔을 집광시키는 대물렌즈의 고차수차로부터 기인되는 광학 노이즈를 이용하는 것이며, 광학 노이즈 검출 수단을 이용하여 상기 디스크로부터 반사되는 반사광의 고차수차에 의한 광학 노이즈 분포를 검출하고, 그 검출된 광학 노이즈 분포로부터 광학 노이즈 분포의 대칭성 여부를 판단하고, 상기 광학 노이즈 분포의 대칭성 여부에 따라 상기 디스크의 틸트 정보를 검출하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치에서의 틸트검출 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 반사광의 고차수차에 의한 광학 노이즈의 분포를 검출함에 있어, 상기 광학 노이즈 검출 수단은 포토 다이오드를 이용하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치에서의 틸트검출 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 반사광의 고차수차에 의한 광학 노이즈의 분포를 검출함에 있어, 상기 광학 노이즈 검출 수단은 수광 광학계의 초점과 초점 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치에서의 틸트검출 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 광학 노이즈 검출 수단은, 수광 광학계의 초점과 초점 사이에 마련됨에 있어, 광 스팟(spot) 주변부에 형성되는 플레어(flare)의 위치에 마련되며, 상기 광 스팟의 중심점을 기준으로 상, 하, 좌, 우의 광량을 검출할 수 있도록 각각 마련되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치에서의 틸트검출 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 대물렌즈는 이종 디스크 간의 기록/재생 호환성 확보를 위하여 디스크 두께 차에 의해 발생되는 위상을 부분적으로 보상하는 위상 보상 수단이 형성된 렌즈인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치에서의 틸트검출 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 대물렌즈는 이종 디스크 간의 기록/재생 호환성 확보를 위하여 회절소자가 일체화되어 형성된 렌즈인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치에서의 틸트검출 방법.
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