KR100557523B1 - 대물렌즈의 스큐 자동 조정장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대물렌즈의 스큐 조정장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 액츄에이터를 통과한 광빔의 포커스 에러를 검출하여 검출된 포커스 에러에 따른 대물렌즈의 스큐를 자동으로 조정하도록 하는 대물렌즈의 스큐 자동 조정장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 구비된 실린더 렌즈를 이용하여 액츄에이터를 통과한 광빔으로부터 비점수차를 이용하여 디포커스량을 측정하기 위한 수광부; 상기 수광부로부터 측정된 디포커스량을 이용하여 포커스 에러를 검출하고, 검출된 포커스 에러에 따른 포커스 조정 제어 신호를 생성하기 위한 제어부; 상기 제어부로부터 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 위상과 게인을 보상하기 위한 보상기 회로; 및 상기 보상기 회로로부터 위상과 게인이 보상된 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 상기 액츄에이터를 구동하여 스큐를 조정하는 액츄에이터 구동부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
대물렌즈, 광픽업장치, 스큐 조정, 포커스 서보, 포커스 에러

Description

대물렌즈의 스큐 자동 조정장치 및 그 제어 방법{Skew automatic adjusting device and the control method of the objective lens}
도 1은 일반적인 종래의 액츄에이터를 도시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 수동식 광픽업 스큐 조정장치에 대한 구조를 나타낸 평면도와 단면도이다.
도 3는 종래 기술에 따른 수동식 광픽업 스큐 조정장치의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 대물렌즈의 스큐 자동 조정장치의 구성도이다.
도 5는 도 4의 비점수차법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대물렌즈의 스큐 자동 조정장치의 구성도이다.
도 7는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대물렌즈의 스큐 자동 조정 장치의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 대물렌즈의 스큐 자동조정장치에 이용되는 보상기 회로의 내부 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 대물렌즈의 스큐 자동 조정 방법의 흐름도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
401, 600, 700 : 수광부 402, 601, 701 : 커버 글래스
403, 602, 702 : 리콜리메이션 렌즈 404, 603 : 빔 스플리터
405, 604 : 포커스 렌즈 406 : 실린더 렌즈
408, 605, 704 : CCD 409, 610, 710 : 퍼스널 컴퓨터
410, 620, 720 : 보상기 회로 420, 630, 730 : 액츄에이터 구동부
본 발명은 대물렌즈의 스큐 조정장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 액츄에이터를 통과한 광빔의 포커스 에러를 검출하여 검출된 포커스 에러에 따른 대물렌즈의 스큐를 자동으로 조정하도록 하는 대물렌즈의 스큐 자동 조정장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 광픽업장치는 광 드라이버의 데크패널에 마련된 주축과 부축에 조립되어 축방향을 따라 왕복 운동하면서 각종 광 디스크에 수록된 신호를 재생하 거나 광 디스크에 신호를 기록하는 장치로, 그 구성은 주축과 부축에 결합되어 축방향을 따라 왕복 운동하는 베이스와, 베이스의 상면에 설치되고 베이스와 함께 이동하면서 입사되는 광 빔을 수렴하여 광 디스크의 한점으로 집속시키는 액츄에이터로 이루어진다.
상기 베이스에는 레이저빔을 조사하기 위한 레이저 다이오드가 구비되고, 조사되는 레이저빔은 광학유닛을 통하여 정보를 읽어들일 수 있도록 되어 있다.
이와 같은 광픽업 액츄에이터는 홀로그램 소자에서 대물렌즈를 통하여 디스크의 기록 피트에 형성한 레이저 광의 초점에 광축 방향의 에러나 래디얼(radial) 방향의 에러가 발생하였을 때 대물렌즈를 래디얼 방향으로 이동시켜 디스크의 트랙을 찾고, 또한 포거스 방향으로 이동시켜 초점의 크기를 조절함으로써 레이저 광 초점의 에러를 보정한다.
이러한 액츄에이터는 방식에 따라 축 습동 방식, 와이어 지지방식 등이 있고, 액츄에이터에서의 대물렌즈는 광축에 일치된 상태에서 포커스 서보 및 트래킹 서보에 의해 움직여야 한다.
첨부한 도 1은 일반적인 종래의 액츄에이터를 도시한 것으로, 대물렌즈(101)와, 광디스크 표면상의 기록 피트에 빔의 조사를 정확히 조사하기 위한 트레킹코일 및 포커싱코일이 구비된 보빈(102)과, 상기 트레킹, 포커싱 작동을 위한 자계 형성을 위한 마그네트(103a)(103b)와, 요크(104a)(104b)가 형성된 요크플레이트(104)와, 와이어(105)로서 보빈(102)을 지지하는 홀더(106) 등으로 구성되어 있고, 상기 액추에이터는 장치의 내부측 데크패널(미도시)로부터 구비되는 구동모터(미도시)에 의해 일방향에 대하여 수평으로 왕복 이송 가능하게 설치되어 있다.
상기의 대물렌즈(101)는 디스크의 평면에 대해 평행하게 설치된 상태 즉, 홀더(106)가 포커싱하기 위하여 상하로 구동할 때 정확히 광축을 따라 이동할 수 있는 상태가 되어야만, 대물렌즈(101)에서 형성한 레이저광의 초점이 디스크의 기록 피트의 트랙에서 이탈되지 않으며 광스폿의 크기가 조절될 수 있다.
만일 대물렌즈(101)가 홀더(106)에 기울어지게 접착되어 수평이 되지 않은 경우에는 홀더(106)가 포커싱하기 위하여 상하로 구동할 때 대물렌즈(101)가 광축으로부터 벗어나거나 광의 초점이 원하지 않는 트래킹 방향으로 이동하게 되므로 재차 트래킹 에러를 보정하여야 한다.
이에 따라 종래에는 홀더(106) 및 와이어(105)를 요크 플레이트(104)에 조립하는 공정을 마치고 요크 플레이트(104)를 베이스에 조립할 때 최종적으로 요크 플레이트(104)의 높이 밸런스를 픽업 베이스 상에서 조절하여 대물렌즈(101)가 디스크 면에 대해 정확히 평행이 되게 하는 스큐(skew) 보정을 한다.
즉, 광 디스크 드라이브에서는 광픽업에서 출사된 광은 디스크의 기록면에 수직으로 입사되어야만 정확한 초점의 광스폿을 형성할 수 있게 된다.
그런데, 예를 들어 광픽업의 이송을 가이드하는 가이드 샤프트가 설치되는 메인 베이스는 제작 및 조립 공차에 의해 정확하게 수평으로 형성되기 곤란하며, 이러한 경우에는 광픽업의 이동에 따라 디스크와의 평행도가 차이가 나게 되므로 광의 입사방향이 기록면에 대해 정확하게 수직으로 이루어지지 않게 된다.
이와 같이 광의 입사방향이 틀어지게 되면 디스크에 정확한 광스폿을 형성할 수 없게 되고, 그렇게 되면 데이터를 기록하거나 재생하는데 있어서 에러가 발생할 수 있게 된다.
따라서, 광스폿이 정확하게 형성되도록 하기 위해서는 디스크와 광픽업의 평행도를 잘 맞추어서 광이 기록면에 정확하게 수직으로 입사되도록 하여야 한다. 이를 스큐(skew)조정이라고도 한다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 수동식 광픽업 스큐 조정장치에 대한 구조를 나타낸 평면도와 단면도이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 수동식 광픽업 스큐 조정장치는 광픽업 데크 상에 광픽업(204)을 디스크형 기록매체의 트랙면에 대해 수직방향으로 이송하기 위한 한쌍의 픽업 이송축(202A,202B)과, 디스크형 기록매체를 일정한 선속도로 회전시키기 위한 스핀들 모터(206), 상기 한쌍의 픽업 이송축(202A,202B)의 양측 끝단에 설치되어 각 픽업 이송축(202A,202B) 및 광픽업(204)을 래이디얼(Radial)방향 및 탄젠셜(tangential)방향으로 조정하기 위한 3개의 스큐조정캠 조립체(208A,208B,208C), 상기 한쌍의 픽업 이송축(202A,202B) 중에서 하나의 픽업 이송축(202B)의 끝단을 광픽업 데크 상에 고정시키기 위한 고정부재(210), 상기 3개의 스큐조정캠 조립체(208A,208B,208C)를 상기 픽업 이송축(202A,202B)에 대해서 각각 수직방향으로 이동시켜서 조정하기 위한 3개의 조정 손잡이(212A,212B,212C), 상기 3개의 손잡이(212A,212B,212C)로부터의 조정력을 상기 3개의 스큐조정캠 조립체(208A,208B,208C)에 대해서 각각 대응적으로 인가하기 위한 3조의 베벨기어(214A,214B)(216A,216B)(218A,218B)로 구성된다.
또한, 상기 3조의 베벨기어(214A,214B)(216A,216B)(218A,218B)는 각각의 축(222A,222B,222C)을 매개하여 각 다각 렌치(224A,224B,224C)(예컨대 육각 렌치)와 연동 가능하게 결합되는 바, 상기 각각의 다각 렌치(224A,224B,224C)는 상기 스큐조정캠 조립체(208A,208B,208C)의 하부에 각각 형성된 다각 요입부에 각각 대응적으로 끼워져서 해당 스큐조정캠 조립체(208A,208B,208C)를 정/역회전시킬 수 있도록 되어 있다.
상기 3개의 스큐조정캠 조립체(208A,208B,208C)는 각각의 정/역회전 상태에 따라서 상/하 방향으로 이동되면서 픽업 이송축(202A,202B)을 래이디얼 방향 또는 탄젠셜 방향으로 위치를 조정하게 된다.
여기서, 상기 스큐조정캠 조립체(208a,208b,208c)를 포함한 픽업 이송축(202A,202B)에 대한 상세한 구조 및 기능설명은 특허원 제 2000-74614호에 자세하게 기술되어 있다.
상기한 바와 같이 구성된 수동식 광픽업 스큐 조정장치에 따르면, 광픽업 데크에 한쌍의 픽업 이송축(202A,202B)과 이송이 가능하게 결합된 광픽업(204)이 안착되면, 상기 각 픽업 이송축(202A,202B)의 양 끝단에 설치된 3개의 스큐조정캠 조립체(8A,8B,8C)가 각각의 조정 손잡이(212A,212B,212C)와 연결되어 있는 3개의 다각 렌치(224A,224B,224C)와 맞물려서 결합된다.
그 상태에서, 스핀들 모터(206)가 설치된 턴테이블에 디스크형 기록매체를 안착시켜서 일정한 선속도로 회전시키고, 상기 광픽업(204)의 대물렌즈를 통해 레이저광을 디스크면에 조사하고 반사된 광을 수광받아 별도의 모니터링 수단을 통해 레이저광의 광축이 디스크면과 정확하게 일치되는 지의 여부가 그래픽 형태 또는 수치형태로 재현된다.
한편, 별도의 모니터링 수단을 통해 재현되는 레이저광의 광축에 대한 틀어짐의 정도는 작업자에 의해 육안으로 파악되고, 광축의 틀어짐 정도에 기인하는 디스크면과 광픽업 대물렌즈와의 불완전한 수직상태를 교정하기 위해 작업자가 3개의 조정손잡이(212A,212B,212C)를 수동으로 조작하여 래이디얼 방향 또는 탄젠셜 방향으로의 스큐 조정을 수행하게 된다.
상기 3개의 조정손잡이(212A,212B,212C)가 작업자에 의해 조작됨에 따라, 각 조정손잡이(212A,212B,212C)와 연결된 3조의 베벨기어(214A,214B)(216A,216B)(218A,218B)는 해당 조정손잡이(212A,212B,212C)의 조작량에 대응하여 기어 조작되고, 3개의 다각 렌치(224A,224B,224C)는 상기 3조의 레벨기어(214A,214B)(216A,216B)(218A,218B)가 기어 조작되는 회전량에 따라 연동되어 각각의 스큐조정캠 조립체(208A,208B,208C)를 회동시키게 된다.
상기 각 스큐조정캠 조립체(208A,208B,208C)가 회동되면 상기 픽업 이송축(202A,202B)이 각각 래이디얼 방향 또는 탄젠셜 방향으로 이동되고, 해당 픽업 이송축(202A,202B)과 결합된 광픽업(204)에서는 디스크형 기록매체(220)의 디스크면에 조사하여 수광받는 레이저광의 광축이 변동되면서, 별도의 모니터링 수단에 재현되는 광축의 틀어짐 정도에 대한 모니터링 상태가 변동된다.
따라서, 작업자의 입장에서는 별도의 모니터링 수단을 통해 재현되는 광축의 틀어짐 정도에 대한 변동상태를 육안으로 관찰하면서 조정손잡이(212A,212B,212C) 를 반복적으로 조작함에 따라, 최종적으로 디스크면과 광픽업의 이상적인 수직상태에 근접하도록 스큐조정을 수행할 수 있게 된다.
도 3는 종래 기술에 따른 수동식 광픽업 스큐 조정장치의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도면을 참조하면, 종래 기술에 따른 수동식 광픽업 스큐 조정장치는 커버 글래스(302), 리콜리메이션 렌즈(303), 빔 스플리터(304), 포커스 렌즈(305a, 305b), 실린더 렌즈(306), CCD(308a, 308b), 퍼스널 컴퓨터(309)를 포함한다.
액츄에이터(301)에서 나오는 빛은 리콜리메이션 렌즈(303)와 포커스 렌즈(305b)를 통과하여 CCD(308b)에 수광된다.
그러면 작업자는 퍼스널 컴퓨터(309)의 모니터를 육안으로 관찰하여 포커스 에러 정도를 가늠하여 조립시에 스큐 조정을 수행한다.
그러나, 이러한 종래의 수동식 광픽업 스큐 조정장치는 작업자가 광축의 틀어짐 정도를 육안으로 관찰하면서 조정손잡이를 일일이 조정하여 래이디얼 방향 및 탄젤셜 방향으로의 스큐조정을 수행해야 함에 따라 스큐 조정에 장시간이 소요되어 작업성이 크게 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 이러한 종래의 수동식 광픽업 스큐 조정장치는 작업자가 광축의 틀어짐 정도를 육안으로 관찰하면서 조정손잡이를 조정하여 스큐 조정을 수행함에 따라 최근의 고밀도와 고정밀도의 요구에 부응하기 힘들다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서 포커스 에러를 측정하고 측정된 포커스 에러에 따라 액츄에이터를 구동하여 스큐 조정을 수행할 수 있도록 하는 대물렌즈의 스큐 자동 조정장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 구비된 실린더 렌즈를 이용하여 액츄에이터를 통과한 광빔으로부터 비점수차를 이용하여 디포커스량을 측정하기 위한 수광부; 상기 수광부로부터 측정된 디포커스량을 이용하여 포커스 에러를 검출하고, 검출된 포커스 에러에 따른 포커스 조정 제어 신호를 생성하기 위한 제어부; 상기 제어부로부터 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 위상과 게인을 보상하기 위한 보상기 회로; 및 상기 보상기 회로로부터 위상과 게인이 보상된 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 상기 액츄에이터를 구동하여 스큐를 조정하는 액츄에이터 구동부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 초점거리가 상이한 포커스 렌즈를 이용하여 액츄에이터를 통과한 광빔으로부터 스폿사이즈 변화에 따른 디포커스량을 측정하기 위한 수광부; 상기 수광부로부터 측정된 디포커스량을 이용하여 포커스 에러를 검출하고, 검출된 포커스 에러에 따른 포커스 조정 제어 신호를 생성하기 위한 제어부; 상기 제어부로부터 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 위상과 게인을 보상하기 위한 보상기 회 로; 및 상기 보상기 회로로부터 위상과 게인이 보상된 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 상기 액츄에이터를 구동하여 스큐를 조정하는 액츄에이터 구동부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 액츄에이터를 통과한 광빔을 수광하여 강도를 측정하기 위한 수광부; 상기 액츄에이터를 좌우로 구동시키기 위한 시험 구동 제어 신호를 생성하여 출력하고, 상기 수광부로부터 입력된 광빔 강도의 최고점을 검출하여 검출된 최고점으로 상기 액츄에이터를 제어하기 위한 포커스 조정 제어 신호를 생성하기 위한 제어부; 상기 제어부로부터 시험 구동 제어 신호와 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 위상과 게인을 보상하기 위한 보상기 회로; 및 상기 보상기 회로로부터 위상과 게인이 보상된 시험 구동 제어신호에 따라 상기 액츄에이터를 시험 구동하고, 포커스 조정 제어 신호에 따라 상기 액츄에이터를 구동하여 스큐를 조정하는 액츄에이터 구동부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 수광부가 구비된 실린더 렌즈를 이용하여 액츄에이터를 통과한 광빔으로부터 비점수차를 이용하여 디포커스량을 측정하는 제 1 단계; 제어부가 상기 수광부로부터 측정된 디포커스량을 이용하여 포커스 에러를 검출하고, 검출된 포커스 에러에 따른 포커스 조정 제어 신호를 생성하는 제 2 단계; 보상기 회로가 상기 제어부로부터 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 위상과 게인을 보상하는 제 3 단계; 및 액츄에이터 구동부는 상기 보상기 회로로부터 위상과 게인이 보상된 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 상기 액츄에이터를 구동하여 스큐를 조정하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 수광부가 초점거리가 상이한 포커스 렌즈를 이용하여 액츄에이터를 통과한 광빔으로부터 스폿사이즈 변화에 따른 디포커스량을 측정하는 제 1 단계; 제어부가 상기 수광부로부터 측정된 디포커스량을 이용하여 포커스 에러를 검출하고, 검출된 포커스 에러에 따른 포커스 조정 제어 신호를 생성하는 제 2 단계; 보상기 회로가 상기 제어부로부터 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 위상과 게인을 보상하는 제 3 단계; 및 액츄에이터 구동부는 상기 보상기 회로로부터 위상과 게인이 보상된 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 상기 액츄에이터를 구동하여 스큐를 조정하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 액츄에이터를 좌우로 이동시키면서 통과한 광빔을 수광하여 강도를 측정하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계에서 측정한 광빔 강도의 최고점을 검출하여 검출된 최고점으로 상기 액츄에이터를 제어하기 위한 포커스 조정 제어 신호를 생성하는 제 2 단계; 상기 제 2 단계에서 생성된 포커스 조정 제어 신호의 위상과 게인을 보상하는 제 3 단계; 및 상기 제 3 단계에서 위상과 게인이 보상된 포커스 조정 제어 신호에 따라 상기 액츄에이터를 구동하여 스큐를 조정하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이제, 도 4 이하를 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 대물렌즈의 스큐 자동 조정장치의 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 대물렌즈의 스큐 자동 조정장 치는 수광부(401), 퍼스널 컴퓨터(409), 보상기 회로(410), 액츄에이터 구동부(420)를 구비하고 있다.
수광부(401)는 커버 글래스(402), 리콜리메이션 렌즈(403), 빔 스플리터(404), 포커스 렌즈(405a, 405b), 실린더 렌즈(406), CCD(408a, 408b)를 구비하고 있다.
여기에서 커버 글래스(402)는 액츄에이터를 통과한 빛의 초점이 맺도록 하며, 초점이 결상된 빛은 커버 글래스(402)를 통과하여 퍼지게 된다.
그러면, 리콜리메이션 렌즈(403)은 커버 글래스(402)를 통과하여 퍼지는 빛을 모아주어 평행광이 되도록 한다.
그리고, 빔스플리터(404)는 평행광을 포커스 렌즈(405a)와 실린더 렌즈(406)을 경유하는 빛과 포커스 렌즈(405b)만을 경유하는 빛으로 분할한다.
이때, 분할된 빛이 포커스 렌즈(405a)를 지나면 평행광이 다시 모아지게 되는데, 실린더 렌즈(406)는 비점수차법에 의해 포커스 에러를 측정할 수 있도록 하며, 도 5는 비점수차법을 설명하기 위한 도면이다.
비점수차라고 하는 것은 접선면과 자오면간의 초점위치의 차를 말하는 것이므로, 이를 나누어서 살펴보면 된다.
이때, 실린더 렌즈(406)의 한 면에서의 초점거리를 Ft, 이와 직교하는 방향의 초점거리를 Fs라 하면, 리콜리메이션 렌즈(403)의 초점거리를 Fc, 리콜리메이션 렌즈(403)와 실린더 렌즈(406)의 주요면까지의 거리를 각각에 면에 대하여 dt, ds라 하면, 각각의 경우에 대하여 접선방향의 초점오차 등은 다음과 같이 주어진다.
Figure 112003040742420-pat00001
그리고, 유효 후방초점거리는 다음과 같이 주어진다.
Figure 112003040742420-pat00002
자오방향의 초점오차는 다음과 같다.
Figure 112003040742420-pat00003
동일한 방법으로 자오방향의 유효 후방초점거리는 다음과 같다.
Figure 112003040742420-pat00004
보통의 경우에는 리콜리메이션 렌즈(403)는 더블렛을 사용하고, 실린더 렌즈(308)는 단일렌즈의 사용하기 때문에 이를 기준으로 설명하면 위에서처럼 비점수차량을 계산할 수 있다.
실린더 렌즈(406)를 경유한 광빔의 A부분에 CCD(408a)를 설치할 경우에 도 5의 (a)에 도시된 광빔이 검출되며 포커스 에러 신호는 음(-)에 해당된다. 그리고 실린더 렌즈(406)를 경유한 광빔의 B부분에 CCD(408a)를 설치할 경우에 도 5의 (b)에 도시된 광빔이 검출되며 포커스 에러 신호는 0에 해당된다. 실린더 렌즈(406)를 경유한 광빔의 C부분에 CCD(408a)를 설치할 경우에 도 5의 (c)에 도시된 광빔이 검출되며 포커스 에러 신호는 양(+)에 해당된다.
그리고, 퍼스널 컴퓨터(309)는 CCD(408a)로부터 포커스 에러 신호를 전송받아 포커스 에러를 검출하고, 검출된 포커스 에러에 따른 포커스 조정 제어신호를 출력한다.
이때, 보상기 회로(410)는 포커스 조정 제어신호의 위상과 게인을 보상하여 액츄에이터 구동부(420)로 출력하며, 액츄에이터 구동부(420)는 액츄에이터(430)를 구동하여 스큐를 조정한다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 대물렌즈의 스큐 자동 조정장치의 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 대물렌즈의 스큐 자동 조정장치는 수광부(600), 퍼스널 컴퓨터(610), 보상기 회로(620), 액츄에이터 구동부(630)를 구비하고 있다.
수광부(600)는 커버 글래스(601), 리콜리메이션 렌즈(602), 빔 스플리터(603), 초점 거리가 상이한 두개의 포커스 렌즈(604a, 604b), CCD(605a, 605b)를 구비하고 있다.
여기에서 커버 글래스(601)는 액츄에이터(640)를 통과한 빛의 초점이 맺도록 하며, 초점이 결상된 빛은 커버 글래스(601)를 통과하여 퍼지게 된다.
그러면, 리콜리메이션 렌즈(602)은 커버 글래스(601)를 통과하여 퍼지는 빛을 모아주어 평행광이 되도록 한다.
그리고, 빔스플리터(603)는 평행광을 제1 포커스 렌즈(604a)를 경유하는 빛과 제2 포커스 렌즈(604b)를 경유하는 빛으로 분할한다.
분할된 빛은 포커스 렌즈(604a, 604b)를 지나면 평행광이 다시 모아지게 되며, 이때 두개의 포커스 렌즈(604a, 604b)가 서로 다른 초점거리를 가지게 됨에 따라 퍼스널 컴퓨터(610)는 스폿 사이즈를 계산할 수 있다.
이때, 스폿 사이즈가 가장 작은 지점이 포커스 에러가 가장 작기 때문에 퍼스널 컴퓨터(610)는 액츄에이터(640)를 앞으로 또는 뒤로 움직이는 포커스 조정 제어신호를 생성하여 출력한다.
그리고, 보상기 회로(610)는 위상과 게인을 보상하여 액츄에이터 구동부(630)으로 출력하며, 액츄에이터 구동부(630)는 액츄에이터(630)를 구동하여 스큐를 조정한다.
도 7는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대물렌즈의 스큐 자동 조정 장치의 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대물렌즈의 스큐 자동 조정 장치는 수광부(700), 퍼스널 컴퓨터(710), 보상기 회로(720), 액츄에이터 구동부(730)를 구비하고 있다.
수광부(700)는 커버 글래스(701), 리콜리메이션 렌즈(702), 포커스 렌즈(703), CCD(704)를 구비하고 있다.
여기에서 커버 글래스(701)는 액츄에이터를 통해 나오는 빛의 초점이 맺도록 하며, 초점이 결상된 빛은 커버 글래스(701)를 통과하여 퍼지게 된다.
그러면, 리콜리메이션 렌즈(702)은 커버 글래스(701)를 통과하는 퍼지는 빛을 모아주어 평행광이 되도록 한다.
그리고, 포커스 렌즈(703)는 광빔이 초점에 결상하도록 빛을 모아주며, 퍼스널 컴퓨터(710)는 액츄에이터(740)을 앞뒤로 이동시키면서 가장 광빔 강도가 큰 지점에서 멈추도록 한다.
즉, 퍼스널 컴퓨터(710)가 액츄에이터(740)의 앞뒤 제어신호를 보상기 회로(720)로 전송하고, 그에 따른 포커스 렌즈(703)를 통하여 결상한 초점의 강도를 계산할 수 있다.
이때, 초점의 강도가 가장 큰지점이 포커스가 가장 잘맞는 지점으로 포커스 에러가 가장 작기 때문에 퍼스널 컴퓨터(710)는 액츄에이터(740)를 앞으로 또는 뒤로 움직여서 그 강도의 기울기를 측정한 후, 증가하는 방향으로 액츄에이터(740)를 구동시키는 제어신호를 전송하여 스큐를 조정한다.
그리고, 보상기 회로(720)는 위상과 게인을 보상하여 액츄에이터 구동부(730)으로 출력하며, 액츄에이터 구동부(730)는 액츄에이터(740)를 구동하여 스큐를 조정한다.
도 8은 본 발명의 대물렌즈의 스큐 자동조정장치에 이용되는 보상기 회로의 내부 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 대물렌즈의 스큐 자동조정장치에 이용되는 보상기 회로는 저역 부스터(801), 위상 보상기(802), 파워 앰프(803)를 구비하고 있다.
저역 부스터(801)는 저주파수영역에서의 게인을 증가시켜 면진동외란에 대한 포커스 정밀도를 향상시키는 역할을 하게 되고, 일반적으로 위상지연보상기가 사용된다.
그리고, 위상 보상기(802)는 위상앞섬보상등에 의해 교차주파수 부근에서의 위상여유를 증가시켜 제어시스템의 안정성을 확보하는 역할을 하게 된다.
파워앰프(803)는 위상 보상기(802)를 통하여 위상이 보상된 신호의 게인을 증가시켜 액츄에이터 구동부에 출력한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 대물렌즈의 스큐 자동 조정 방법의 흐름도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 대물렌즈의 스큐 자동 조정 방법은 먼저 수광부가 액츄에이터를 통과하는 빛을 수광하여 출력하며(단계 S110), 퍼스널 컴퓨터는 수광된 광빔으로부터 포커스 에러를 검출하게 되는데(단계 S112) 포커스 에러를 검출하는 방법으로 실린더 렌즈를 이용한 비점수차법이나, 스폿 사이즈법, 그리고 스폿 강도를 이용한 방법들이 있다.
이후에, 퍼스널 컴퓨터가 검출된 포커스 에러에 따라 포커스 조정 제어 신호를 보상기 회로로 출력하며(단계 S114), 보상기 회로는 포커스 조정 제어 신호의 위상과 게인을 보상하여 액츄에이터 구동부로 출력한다(단계 S116).
그러면, 액츄에이터 구동부는 액츄에이터를 구동하여 스큐를 조정한다(단계 S118).
상기와 같은 본 발명에 따르면, 포커스 에러를 검출하고 검출된 포커스 에러 신호에 따라 액츄에이터를 조정하여 스큐를 조정함에 따라 고밀도화와 고정밀화에 대한 최근의 요구를 만족시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (12)

  1. 구비된 실린더 렌즈를 이용하여 액츄에이터를 통과한 광빔으로부터 비점수차를 이용하여 디포커스량을 측정하기 위한 수광부;
    상기 수광부로부터 측정된 디포커스량을 이용하여 포커스 에러를 검출하고, 검출된 포커스 에러에 따른 포커스 조정 제어 신호를 생성하기 위한 제어부;
    상기 제어부로부터 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 위상과 게인을 보상하기 위한 보상기 회로; 및
    상기 보상기 회로로부터 위상과 게인이 보상된 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 상기 액츄에이터를 구동하여 스큐를 조정하는 액츄에이터 구동부를 포함하여 이루어진 대물렌즈의 스큐 자동 조정장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수광부는,
    상기 액츄에이터를 통과한 빛의 초점이 맺도록 하기 위한 커버 글래스;
    상기 커버 글래스를 통과하여 퍼지는 광빔을 모아주어 평행광이 되게 하기 위한 리콜리메이션 렌즈;
    상기 리콜리메이션을 통과한 평행광을 분할하기 위한 빔 스플리터;
    상기 빔 스플리터로부터 분할된 각각의 빛을 모아주기 위한 한 쌍의 포커스 렌즈;
    상기 일단의 포커스 렌즈로부터 통과되는 빛을 수광하여 비점수차법에 의해 포커스 에러를 측정할 수 있도록 하는 실린더 렌즈; 및
    상기 일단의 포커스 렌즈로부터 입력되는 빛을 수광하기 위한 제1 CCD; 및
    상기 실린더 렌즈를 통과한 빛을 수광하기 위한 제2 CCD를 포함하여 이루어진 대물렌즈의 스큐 자동 조정장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상기 회로는,
    저주파수영역에서의 게인을 증가시켜 면진동외란에 대한 포커스 정밀도를 향상시키기 위한 저역 부스터;
    상기 저역 부스터로부터 입력된 신호는 위상앞섬보상등에 의해 교차주파수 부근에서의 위상여유를 증가시키기 위한 위상 보상기; 및
    상기 위상 보상기를 통하여 위상이 보상된 신호의 게인을 증가시키기 위한 파워앰프를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 대물렌즈의 스큐 자동 조정 장치.
  4. 초점거리가 상이한 포커스 렌즈를 이용하여 액츄에이터를 통과한 광빔으로부 터 스폿사이즈 변화에 따른 디포커스량을 측정하기 위한 수광부;
    상기 수광부로부터 측정된 디포커스량을 이용하여 포커스 에러를 검출하고, 검출된 포커스 에러에 따른 포커스 조정 제어 신호를 생성하기 위한 제어부;
    상기 제어부로부터 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 위상과 게인을 보상하기 위한 보상기 회로; 및
    상기 보상기 회로로부터 위상과 게인이 보상된 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 상기 액츄에이터를 구동하여 스큐를 조정하는 액츄에이터 구동부를 포함하여 이루어진 대물렌즈의 스큐 자동 조정장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 수광부는,
    상기 액츄에이터를 통과한 빛의 초점이 맺도록 하기 위한 커버 글래스;
    상기 커버 글래스를 통과하여 퍼지는 광빔을 모아주어 평행광이 되게 하기 위한 리콜리메이션 렌즈;
    상기 리콜리메이션을 통과한 평행광을 분할하기 위한 빔 스플리터;
    상기 빔 스플리터로부터 분할된 각각의 빛을 모아주기 위한 초점거리가 상이한 한 쌍의 포커스 렌즈; 및
    상기 포커스 렌즈로부터 통과되는 빛을 수광하여 스폿 사이즈를 측정하여 출력하기 위한 한쌍의 CCD를 포함하여 이루어진 대물렌즈의 스큐 자동 조정장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 보상기 회로는,
    저주파수영역에서의 게인을 증가시켜 면진동외란에 대한 포커스 정밀도를 향상시키기 위한 저역 부스터;
    상기 저역 부스터로부터 입력된 신호는 위상앞섬보상등에 의해 교차주파수 부근에서의 위상여유를 증가시키기 위한 위상 보상기; 및
    상기 위상 보상기를 통하여 위상이 보상된 신호의 게인을 증가시키기 위한 파워앰프를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 대물렌즈의 스큐 자동 조정 장치.
  7. 액츄에이터를 통과한 광빔을 수광하여 강도를 측정하기 위한 수광부;
    상기 액츄에이터를 좌우로 구동시키기 위한 시험 구동 제어 신호를 생성하여 출력하고, 상기 수광부로부터 입력된 광빔 강도의 최고점을 검출하여 검출된 최고점으로 상기 액츄에이터를 제어하기 위한 포커스 조정 제어 신호를 생성하기 위한 제어부;
    상기 제어부로부터 시험 구동 제어 신호와 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 위상과 게인을 보상하기 위한 보상기 회로; 및
    상기 보상기 회로로부터 위상과 게인이 보상된 시험 구동 제어신호에 따라 상기 액츄에이터를 시험 구동하고, 포커스 조정 제어 신호에 따라 상기 액츄에이터를 구동하여 스큐를 조정하는 액츄에이터 구동부를 포함하여 이루어진 대물렌즈의 스큐 자동 조정장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 수광부는,
    상기 액츄에이터를 통과한 빛의 초점이 맺도록 하기 위한 커버 글래스;
    상기 커버 글래스를 통과하여 퍼지는 광빔을 모아주어 평행광이 되게 하기 위한 리콜리메이션 렌즈;
    상기 리콜리메이션 렌즈를 통과한 빛을 모아주기 위한 포커스 렌즈; 및
    상기 포커스 렌즈로부터 통과되는 빛을 수광하여 광빔의 강도를 측정하여 출력하기 위한 CCD를 포함하여 이루어진 대물렌즈의 스큐 자동 조정장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 보상기 회로는,
    저주파수영역에서의 게인을 증가시켜 면진동외란에 대한 포커스 정밀도를 향상시키기 위한 저역 부스터;
    상기 저역 부스터로부터 입력된 신호는 위상앞섬보상등에 의해 교차주파수 부근에서의 위상여유를 증가시키기 위한 위상 보상기; 및
    상기 위상 보상기를 통하여 위상이 보상된 신호의 게인을 증가시키기 위한 파워앰프를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 대물렌즈의 스큐 자동 조정 장치.
  10. 수광부가 구비된 실린더 렌즈를 이용하여 액츄에이터를 통과한 광빔으로부터 비점수차를 이용하여 디포커스량을 측정하는 제 1 단계;
    제어부가 상기 수광부로부터 측정된 디포커스량을 이용하여 포커스 에러를 검출하고, 검출된 포커스 에러에 따른 포커스 조정 제어 신호를 생성하는 제 2 단계;
    보상기 회로가 상기 제어부로부터 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 위상과 게인을 보상하는 제 3 단계; 및
    액츄에이터 구동부는 상기 보상기 회로로부터 위상과 게인이 보상된 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 상기 액츄에이터를 구동하여 스큐를 조정하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 대물렌즈의 스큐 자동 조정 방법.
  11. 수광부가 초점거리가 상이한 포커스 렌즈를 이용하여 액츄에이터를 통과한 광빔으로부터 스폿사이즈 변화에 따른 디포커스량을 측정하는 제 1 단계;
    제어부가 상기 수광부로부터 측정된 디포커스량을 이용하여 포커스 에러를 검출하고, 검출된 포커스 에러에 따른 포커스 조정 제어 신호를 생성하는 제 2 단계;
    보상기 회로가 상기 제어부로부터 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 위상과 게인을 보상하는 제 3 단계; 및
    액츄에이터 구동부는 상기 보상기 회로로부터 위상과 게인이 보상된 포커스 조정 제어 신호가 입력되면 상기 액츄에이터를 구동하여 스큐를 조정하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 대물렌즈의 스큐 자동 조정방법.
  12. 액츄에이터를 좌우로 이동시키면서 통과한 광빔을 수광하여 강도를 측정하는 제 1 단계;
    상기 제 1 단계에서 측정한 광빔 강도의 최고점을 검출하여 검출된 최고점으로 상기 액츄에이터를 제어하기 위한 포커스 조정 제어 신호를 생성하는 제 2 단계;
    상기 제 2 단계에서 생성된 포커스 조정 제어 신호의 위상과 게인을 보상하는 제 3 단계;및
    상기 제 3 단계에서 위상과 게인이 보상된 포커스 조정 제어 신호에 따라 상기 액츄에이터를 구동하여 스큐를 조정하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 대물렌즈의 스큐 자동 조정방법.
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