KR100657250B1 - Optical pickup apparatus - Google Patents
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Abstract
광디스크가 정상적으로 배치된 상태에서 광디스크에 주 광스폿과 광학수차를 갖는 부 광스폿을 맺히도록 하고 광검출기에 수광된 주 광과 보조 광의 연산을 통하여 수차를 보정할 수 있도록 된 광픽업장치가 개시되어 있다. Disclosed is an optical pickup apparatus for forming an optical disc with a main optical spot and an optical aberration having an optical aberration in a state where the optical disc is normally arranged, and correcting aberration by calculating a primary light and an auxiliary light received by the optical detector. have.
이 개시된 광픽업장치는 광을 조사하는 광원과; 입사광의 진행경로를 변환시키는 광로변환수단과; 광디스크에 광스폿이 맺히도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와; 광디스크에 주 광스폿과 부 광스폿을 포함한 적어도 두 개의 광스폿이 맺히도록, 입사광을 제1광과 제2광을 포함한 적어도 두 개의 광으로 분기시키는 것으로 제1광 및 제2광의 광축이 비스듬히 진행하도록 하는 광분기수단과; 광디스크에서 반사되고 광로변환수단을 경유하여 입사된 제1광 및 제2광을 수광하기 위한 것으로, 제1광을 중심부와 주변부로 나누어 수광하며 수광된 광을 독립적으로 광전변환하는 복수의 수광영역을 갖는 제1수광부와, 제2광을 중심부와 주변부로 나누어 수광하며 수광된 광을 독립적으로 광전변환하는 복수의 수광영역을 갖는 제2수광부를 구비한 광검출기와; 제1수광부와 제2수광부를 통해 검출되고 광전변환된 신호로부터 광디스크의 경사에 의한 수차 및 크로스토크에 의한 열화된 신호를 보정하는 신호처리부;를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.The disclosed optical pickup apparatus includes a light source for irradiating light; Optical path converting means for converting the advancing path of the incident light; An objective lens for focusing incident light to form an optical spot on the optical disk; By splitting the incident light into at least two lights including the first light and the second light so that the optical disk has at least two light spots including the main light spot and the sub light spot, the optical axes of the first light and the second light travel at an angle. Optical branch means for allowing; The first light and the second light is reflected by the optical disk and received through the optical path changing means. The first light is divided into a central part and a peripheral part, and receives a plurality of light receiving areas that independently photoelectrically convert the received light. A photodetector having a first light receiver having a first light receiver, and a second light receiver having a second light receiver divided into a central part and a peripheral part, and having a plurality of light receiver regions for photoelectric conversion independently of the received light; And a signal processing unit for correcting the aberration due to the inclination of the optical disk and the degraded signal due to crosstalk from the signal detected and photoelectrically converted by the first light receiving unit and the second light receiving unit.
Description
도 1은 종래의 광디스크 수차보정장치를 보인 개략적인 도면.1 is a schematic view showing a conventional optical disk aberration correction apparatus.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.2 is a schematic view showing an optical arrangement of the optical pickup device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 광디스크에 형성된 주 광스폿(SPm)과 부 광스폿(SPs)을 개략적으로 보인 도면.3 is a schematic view showing a main light spot SP m and a sub light spot SP s formed in an optical disc.
도 4는 광디스크의 경사가 없는 경우, 주 광스폿(SPm)과 부 광스폿(SPs)의 형상을 보인 도면.4 is a view showing the shapes of the main light spot SP m and the sub light spot SP s when there is no inclination of the optical disc.
도 5는 광디스크가 0.5도 경사지게 배치되는 경우, 주 광스폿(SPm)과 부 광스폿(SPs)의 형상을 보인 도면.5 is a view showing the shapes of the main light spot SP m and the sub light spot SP s when the optical disc is disposed at an angle of 0.5 degrees.
도 6은 도 2의 홀로그램소자의 개략적인 단면도.6 is a schematic cross-sectional view of the hologram element of FIG.
도 7은 도 2의 홀로그램소자의 개략적인 평면도.7 is a schematic plan view of the hologram element of FIG.
도 8은 도 2의 신호처리부를 보인 개략적인 도면.8 is a schematic view illustrating the signal processor of FIG. 2.
도 9는 도 2의 제1수광부의 다른 실시예를 보인 개략적인 도면.9 is a schematic view illustrating another embodiment of the first light receiver of FIG. 2.
도 10은 광디스크가 0.25도 경사를 갖는 경우, 이득률 α, β, γ값에 따른 보정 지터량을 보인 그래프.Fig. 10 is a graph showing the amount of correction jitter according to the values of the gains α, β, and γ when the optical disk has a 0.25 degree inclination.
도 11은 부 광스폿(SPs)가 접선방향 및 반경방향 모두에 대해 경사지게 배치된 예를 보인 도면.FIG. 11 shows an example in which the secondary light spots SP s are inclined with respect to both tangential and radial directions. FIG.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.12 is a schematic view showing an optical arrangement of an optical pickup apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 13은 광디스크의 반경방향 경사 보정효과를 설명하기 위하여 나타낸 그래프.Fig. 13 is a graph for explaining the radial tilt correction effect of the optical disc.
도 14는 광디스크의 접선방향 경사 보정효과를 설명하기 위하여 나타낸 그래프.Fig. 14 is a graph for explaining the tangential tilt correction effect of the optical disk;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1...광디스크 11,51...광원 15...홀로그램소자1 ...
17,65...편광빔스프리터 21,61...대물렌즈 25,70...광검출기17,65 ... polarized
26,71...제1수광부 27,73...제2수광부 30,80...신호처리부26, 71 First light-
53...편광홀로그램소자 59...빔스프리터53 ...
본 발명은 광디스크에 주 광스폿과 부 광스폿을 맺히도록 하고 광검출기에 수광된 주 광과 보조 광의 연산을 통하여 디스크 경사(tilt)나 디포커스(defocus) 등의 수차 특성을 개선 할 수 있도록 된 2개의 광스폿을 이용한 고밀도 기록재생용 광픽업장치에 관한 것이다.According to the present invention, the aberration characteristics such as tilt and defocus can be improved by forming a main light spot and a second light spot on an optical disc and calculating a main light and an auxiliary light received by the photodetector. An optical pickup device for recording and reproducing high density using two light spots.
일반적으로, 광픽업장치는 광디스크에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생할 수 있도록 된 것으로, 광디스크가 고밀도화되면서 광원에서 조사되는 광이 단파장화되고 광의 개구수 NA가 고개구수로 증가된다. 따라서, 이 광픽업장치를 통해 광디스크에 정보를 기록/재생하고자 하는 경우, 광디스크가 경사지게 배치되는 경우 즉, 광디스크의 정보면이 광축에 수직한 방향으로 위치되지 않고 기울어지게 배치되는 경우에 그 경사에 의한 코마수차가 발생하게 되는 문제점이 있다. 또한, 광디스크의 고밀도화에 따른 광원의 단파장화와 대물렌즈의 고개구수화 및, 저밀도 광디스크와의 호환성에 따라 수반되는 광디스크 두께변화 및 파장 변동에 다른 구면수차가 발생되는 문제점이 있다. In general, the optical pickup apparatus is capable of recording information on the optical disc or reproducing the recorded information. As the optical disc becomes dense, the light irradiated from the light source is shortened and the numerical aperture NA of the light increases to a high number of apertures. Therefore, when recording / reproducing information on an optical disc through this optical pickup apparatus, when the optical disc is disposed at an inclination, that is, when the information surface of the optical disc is disposed at an inclination rather than being positioned in a direction perpendicular to the optical axis, There is a problem in that coma aberration occurs. In addition, there is a problem that other spherical aberration occurs in the optical disk thickness change and the wavelength fluctuation accompanying the short wavelength of the light source and the high aperture of the objective lens due to the high density of the optical disk, and the compatibility with the low density optical disk.
여기서, 코마수차 W31은 수학식 1과 같은 비례관계가 성립하므로, 고 개구수의 광픽업에서는 동일한 광디스크 경사에 대해서도 상대적으로 낮은 개구수에 비하여 광디스크 경사에 의한 코마수차가 급격히 커진다. Here, since the coma aberration W 31 has a proportional relationship as shown in
또한, 광디스크의 기록용량은 광원에서 조사되는 광의 파장과 대물렌즈의 개구수 NA에 의하여 수학식 2와 같이 결정된다. In addition, the recording capacity of the optical disk is the wavelength of light irradiated from the light source. The numerical aperture NA of the objective lens is determined as in
또한, 광디스크의 두께 오차에 의해 발생하는 구면수차 W40d는 수학식 3과 같은 관계를 가진다. Also, the thickness error of the optical disc The spherical aberration W 40d generated by 에 has the same relationship as in
여기서, n은 광디스크의 기판 굴절률이고, d는 기판의 두께이다.Where n is the refractive index of the substrate of the optical disc and d is the thickness of the substrate.
따라서, 상기 광디스크의 기록밀도를 대략 15GB 이상으로 높이고자 하는 경우, 상기한 수학식 2를 근거로 살펴보면, 대략 410nm 영역의 단파장의 광을 조사하는 광원과, NA 0.6 이상의 대물렌즈의 채용이 필수적이다. 한편, 이와 같이 광디스크의 기록밀도를 높이고자 대물렌즈 개구수를 높이는 경우, 광디스크의 두께오차에 의하여 발생하는 구면수차 W40d는 NA의 4승에 비례하므로 급격히 커지는 문제점이 있다. Therefore, in order to increase the recording density of the optical disk to approximately 15 GB or more, based on
도 1을 참조하면, 상기한 바와 같은 코마 및 구면수차를 보정하기 위한 종래의 광디스크 수차보정장치는 입사광을 일 차로 집속시키는 대물렌즈(3)와 이 대물렌즈(3)에 의해 집속된 광을 재차 집속시켜 광디스크(1)에 맺히도록 하는 집속렌즈(5)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the conventional optical disk aberration correcting apparatus for correcting coma and spherical aberration as described above reconstructs the
따라서, 광디스크(1)가 일 방향으로 경사진 경우, 상기 집속렌즈(5)를 일 방향으로 경사지게 구동하여 코마수차를 보정한다.Therefore, when the
상기한 바와 같이 구성된 종래의 광디스크 수차보정장치는 대물렌즈 및 집속렌즈를 광스폿의 트래킹 및 포커싱 조정을 위한 방향으로의 구동, 집속렌즈의 경사 구동이 필요하므로, 액츄에이터의 구성이 매우 복잡해진다는 문제점이 있다.The conventional optical disk aberration correcting apparatus configured as described above requires the objective lens and the focusing lens to be driven in the direction for tracking and focusing the optical spot and the tilting lens of the focusing lens, which makes the configuration of the actuator very complicated. There is this.
또한, 광디스크의 기록밀도가 15GB 이상으로 고밀도화됨에 따라 일 트랙에 대한 정보의 재생시 인접트랙의 영향으로 크로스토크가 크게 발생하는 문제점이 있다.In addition, as the recording density of the optical disc is increased to 15 GB or more, there is a problem that large crosstalk occurs due to the influence of adjacent tracks when the information on one track is reproduced.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 적어도 두 개의 광스폿이 광디스크에 맺히도록하여 광디스크 경사에 의한 코마수차 보정 및 디포커스 특성을 개선할 수 있도록 함과 아울러, 광검출기의 구조를 개선하여 크로스토크를 저감할 수 있도록 된 광픽업장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, so that at least two optical spots are formed on the optical disc, thereby improving the coma aberration correction and defocus characteristic due to the optical disc inclination and the photodetector. It is an object of the present invention to provide an optical pickup apparatus capable of reducing crosstalk by improving the structure of the present invention.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 호환형 광픽업장치는, 광을 조사하는 광원과; 입사광의 진행경로를 변환시키는 광로변환수단과; 광디스크에 광스폿이 맺히도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와; 상기 광디스크에 주 광스폿과 부 광스폿을 포함한 적어도 두 개의 광스폿이 맺히도록, 입사광을 제1광과 제2광을 포함한 적어도 두 개의 광으로 분기시키는 것으로 상기 제1광 및 제2광의 광축이 비스듬히 진행하도록 하는 광분기수단과; 상기 광디스크에서 반사되고 상기 광로변환수단을 경유하여 입사된 제1광 및 제2광을 수광하기 위한 것으로, 제1광을 중심부와 주변부로 나누어 수광하며 수광된 광을 독립적으로 광전변환하는 복수의 수광영역을 갖는 제1수광부와, 제2광을 중심부와 주변부로 나누어 수광하며 수광된 광을 독립적으로 광전변환하는 복수의 수광영역을 갖는 제2수광부를 구비한 광검출기와; 상기 제1수광부와 제2수광부를 통해 검출되고 광전변환된 신호로부터 광디스크의 경사에 의한 수차 및 크로스토크에 의한 열화된 신호를 보정하는 신호처리부;를 포함하여 된 것을 특징으로 한다.A compatible optical pickup device according to the present invention for achieving the above object, and a light source for irradiating light; Optical path converting means for converting the advancing path of the incident light; An objective lens for focusing incident light to form an optical spot on the optical disk; By splitting the incident light into at least two lights including a first light and a second light so that at least two light spots including a primary light spot and a secondary light spot are formed on the optical disc, the optical axes of the first and second light beams Optical branch means for proceeding at an angle; A plurality of light receivers for receiving the first light and the second light reflected from the optical disk and incident through the optical path converting means, receiving the first light into a central part and a peripheral part, and independently photoelectrically converting the received light. A photodetector having a first light receiving portion having an area, and a second light receiving portion having a plurality of light receiving regions for receiving and dividing the second light into a central portion and a peripheral portion and independently photoelectrically converting the received light; And a signal processor for correcting the aberration caused by the inclination of the optical disk and the signal degraded by the crosstalk from the signal detected and photoelectrically converted by the first light receiver and the second light receiver.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광픽업장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, an optical pickup apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업장치는 광원(11)과, 입사광의 진행경로를 변환시키는 광로변환수단과, 입사광을 집속시키는 대물렌즈(21)와, 광디스크(1)에 동시에 적어도 두 개의 광스폿이 맺히도록 입사광을 분기시키는 광분기수단과, 상기 광디스크(1)에서 반사된 광을 수광하는 광검출기(25) 및, 광디스크(1)의 두께 편차를 보정하는 신호처리부(20)를 포함하여 구성된다.2, an optical pickup apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
여기서, 상기 광원(11)과 대물렌즈(21)는 상기 광디스크(1)의 기록밀도를 대략 15GB 이상으로 높이기 위하여, 대략 410nm 영역의 단파장의 광을 조사하는 광원과, NA 0.6 이상의 대물렌즈가 채용된다. Here, the
상기 광원(11)에서 조사된 발산광은 콜리메이팅렌즈(13)를 통과하면서 집속된 채로 평행광이 된다. 상기 광원(11)에서 조사된 광은 상기 광분기수단을 통해 제1 및 제2광(Ⅰ)(Ⅱ)을 포함하는 적어도 2개의 광으로 분기되어, 도 3에 도시된 바와 같이, 주 광스폿(SPm)과 부 광스폿(SPs)을 형성한다. 여기서, 상기 광디스크(1)가 경사없이 배치된 경우, 상기 제1광(I)은 그 광축이 수직한 채로 상기 광디스크(1)에 입사되는 반면, 상기 제2광(Ⅱ)은 비스듬히 상기 광디스크(1)에 입사된다. 따라서, 광디스크(1)의 경사가 없는 경우 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 광(Ⅰ)은 수차가 없는 주 광스폿(SPm)을 형성하고 제2광(Ⅱ)은 소정 코마수차를 갖는 부 광스폿(SPs)을 형성한다.The divergent light irradiated from the
한편, 도 5를 참조하면, 광디스크가 소정 각도 경사지게 배치되는 경우는 주 광스폿이 왜곡되며, 부 광스폿(SPs)은 디스크의 기울어짐 방향에 따라 왜곡량이 증가하거나 감소하게 된다. 도 5는 0.5도 경사지게 배치되는 경우를 나타낸 것으로, 부 광스폿(SPs)에 부가된 코마수차와 같은 방향으로 광디스크(1)가 기울어진 경우에 해당하여 부 광스폿(SPs)의 왜곡이 증가된 결과를 나타낸 것이다. 한편, 광디스크(1)가 반대방향으로 기울어진 경우에는 부 광스폿(SPs)의 코마수차량이 감소하게 된다.Meanwhile, referring to FIG. 5, when the optical disc is disposed at an angle, the main light spot is distorted, and the minor light spot SP s increases or decreases the amount of distortion depending on the tilting direction of the disc. The distortion of the Figure 5 illustrates a case in which is disposed inclined is also 0.5, part a light spot (SP s) of the same direction as the coma aberration for the case dark
이와 같이, 형성되는 주 광스폿과 부 광스폿(SPs)의 관계에 의하여 후술하는 신호처리부에서 광디스크의 경사정도에 따른 코마수차를 보정할 수 있다.As described above, the coma aberration according to the degree of inclination of the optical disk can be corrected by the signal processing unit described later by the relation between the main light spot and the sub light spot SP s formed.
상기한 바와 같이, 주 광스폿(SPm)과 부 광스폿(SPs)이 형성되도록 하기 위하여, 상기 광분기수단은 상기 광디스크(1)가 기울어짐 없이 배치된 상태에서 상기 주 광스폿(SPm)은 수차가 없는 광이 되고 상기 부 광스폿(SPs)은 코마수차를 갖는 광이 되도록, 입사광을 0차회절광인 제1광(I)과 1차 회절광인 제2광(Ⅱ)으로 분기시킴과 아울러 제1광(Ⅰ)은 무수차 광이 되도록 하고 제2광(Ⅱ)은 소정량의 코마수차를 갖는 광이 되도록 제2광(Ⅱ)에 대해 소정 코마수차를 발생시키는 홀로그램소자(15)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 제2광(Ⅱ)의 광축은 코마수차에 의하여 상기 제1광의 광축에 대해 비스듬히 진행하는 것으로 상기 부 광스폿(SPs)이 소정 기울기로 광디스크에 맺히도록 한다. As described above, in order for the main light spot SP m and the sub light spot SP s to be formed, the optical splitter means has the main light spot SP m in a state where the
상기 홀로그램소자(15)는 홀로그램패턴이 형성되는 기판이 등방성 재질로 된 것으로, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 홀로그램 패턴(15a)을 가진다.The
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 홀로그램패턴(15a)은 제1광축(I)이 지나는 중심 쪽으로 갈수록 간격이 넓어지고, 외측으로 갈수록 간격이 좁아지는 왜곡된 복수의 스트라이프 상으로 형성된다.6 and 7, the
상기 광로변환수단은 상기 홀로그램소자(15)와 대물렌즈(21) 사이의 광로 상에 마련되며, 입사광의 진행경로를 변환시킨다. 즉, 상기 광원(11) 쪽에서 입사된 광은 상기 대물렌즈(21) 쪽으로 향하도록 하고, 상기 대물렌즈(21) 쪽에서 입사된 광은 상기 광검출기(25) 쪽으로 향하도록 한다. 이 광로변환수단으로는 입사광을 소정 광량비로 분할하여 투과 또는 반사시켜 광의 경로를 변환하는 빔스프리터(17)를 포함하는 것이 바람직하다. The optical path changing means is provided on the optical path between the
상기 대물렌즈(21)는 상기 홀로그램소자(15)를 통하여 분기된 제1 및 제2광(Ⅰ)(Ⅱ) 각각을 집속시켜, 상기 광디스크(1)의 동일 트랙위치에 맺히도록 한다. 여기서, 상기 제2광(Ⅱ)은 상기 제1광(Ⅰ)이 집속되는 트랙과 동일한 트랙에 맺힌다. The
상기 광디스크(1)에서 반사된 제1 및 제2광(Ⅰ)(Ⅱ) 각각은 상기 대물렌즈(21), 빔스프리터(17)를 경유한 후, 집광렌즈(23)에 의해 집광된 채로 상기 광검출기(25)에 수광된다.Each of the first and second light beams I and II reflected from the
상기 광검출기(25)는 상기 제1 및 제2광(Ⅰ)(Ⅱ) 각각을 수광하는 제1 및 제2수광부(26)(27)를 구비한다. The
상기 제1수광부(26)는 제1광을 중심부와 주변부로 나누어 수광하며, 수광된 광을 독립적으로 광전변환하는 복수의 수광영역을 가진다. 그리고, 제2수광부(27)는 제2광을 중심부와 주변부로 나누어 수광하며 수광된 광을 독립적으로 광전변환하는 복수의 수광영역을 가진다.The
도 8을 참조하면, 상기 제1수광부(26)는 상기 제1광(I)의 중심부 신호를 검출하는 제1수광영역(26a)과, 상기 광디스크(1)의 반경방향에 대응되는 방향으로의 상기 제1수광영역(26a)의 양측 각각에 마련되어 상기 제1광(I)의 주변부 신호를 검출하는 제2 및 제3수광영역(26b)(26c)을 포함하는 것이 바람직하다. 여기서, 제1광(I)의 주변부 신호는 상기 광디스크(1)의 반경방향에 대응되는 방향으로의 주변신호를 의미한다.Referring to FIG. 8, the first
상기 제2수광부(27)는 상기 제2광(Ⅱ)의 중심부 신호를 검출하는 제4수광영역(27a)과, 상기 광디스크(1)의 반경방향에 대응되는 방향으로의 상기 제4수광영역(27a)의 양측 각각에 마련되어 상기 제2광(Ⅱ)의 주변부 신호를 검출하는 제5 및 제6수광영역(27b)(27c)을 포함한다.The second
이와 같이, 분할된 제1 및 제2수광부(26)(27)를 통해 검출된 전기신호는 후술하는 신호처리부(30)에서 처리되어 광디스크의 경사에 의한 수차 및 크로스토크에 의한 열화된 신호가 보정된다.As described above, the electrical signals detected through the divided first and second
여기서, 상기한 제1수광부는 트랙오차신호를 검출할 수 있도록 하기 위한 방안으로 도 9에 도시된 바와 같이, 분할될 수 있다. 도 9를 참조하면, 제1수광부(26')는 4×2 배열을 갖는 8분할영역(a1,..a8)으로 구획되어 있다. 즉, 광디스크(1)의 반경방향에 대응되는 방향으로 4분할되고, 광디스크(1)의 접선방향에 대응되는 방향으로 2분할되어 있다. 여기서, 중앙부의 4분할영역(a2, a3, a6, a7)은 입사된 제1광(I)의 중심부 광을 수광하고, 나머지 4분할영역(a1, a4, a5, a8)은 제1광(I)의 주변부 광을 수광한다.Here, the first light receiving unit may be divided as shown in FIG. 9 in order to detect the track error signal. Referring to FIG. 9, the first
상기 제1수광부(26')는 트랙오차신호를 검출하고자 하는 경우, 실질상 4분할영역을 갖는 통상의 광검출기와 동일한 기능을 수행할 수 있도록, 분할영역 a1+a2, a3+a4, a5+a6, a7+a8 네 영역으로 나누어 트랙오차신호를 검출한다. 한편, 크로스토크를 저감시키고자 하는 경우는 분할영역 a1+a4, a2+a6+a3+a7, a4+a8 세 영역으로 나누어 후술하는 신호처리부(30)에서 신호를 처리한다.When the first light receiving unit 26 'is to detect a track error signal, to perform the same function as a conventional light detector with a substantially four slices, and slices a 1 + a 2, a 3 + a 4 , a 5 + a 6 , a 7 + a 8 The track error signal is detected by dividing into four areas. On the other hand, if the reduction of crosstalk and characters are the signals from the pane a 1 + a 4, a 2 + a 6 + a 3 + a 7, a 4 + a
도 8을 참조하면, 상기 신호처리부(30)는 상기 제1수광부(26)와 제2수광부(27) 각각을 통해 검출 및 광전변환된 신호로부터 광디스크(1)의 경사에 의한 광학수차 및 크로스토크를 보정한다.Referring to FIG. 8, the
상기 신호처리부(30)는 아래의 수학식 4에 의해 재생신호를 연산하여 상기 광디스크의 경사 변화에 따른 코마수차를 보정한다. The
여기서, Sm는 상기 제1수광부(26)에서 수광되고 광전변환된 상기 주 광스폿 에 의한 메인 재생신호이고, Ssub는 상기 제2수광부(27)에서 수광되고 광전변환된 상기 부 광스폿에 의한 부 재생신호이며, α는 이득률(gain factor)을 나타낸다.Here, S m is a main reproducing signal by the main light spot received and photoelectrically converted by the first
여기서, 상기 제1수광부(26)에서 검출된 메인 재생신호 Sm은 제1수광영역(26a)을 통해 검출된 제1광(I)의 중심부 신호 값과 제2 및 제3수광영역(26b)(26c)을 통해 검출된 제1광(I)의 주변부 신호에 상기 광디스크(1)의 인접트랙에 의한 크로스토크가 최소가 되도록 조정되는 이득률(Gain factor) β를 곱한 값의 합신호이다. Here, the main reproduction signal S m detected by the first
상기 제2수광부(27)에서 검출된 부 재생신호 Ssub은 제4수광영역(27a)을 통해 검출된 제2광(Ⅱ)의 중심부 신호 값과 제4 및 제6수광영역(27b)(27c)을 통해 검출된 제2광(Ⅱ)의 주변부 신호에 상기 광디스크(1)의 인접트랙에 의한 크로스토크가 최소가 되도록 조정되는 이득률(Gain factor) γ를 곱한 값의 합신호이다.The sub reproduction signal S sub detected by the second
상기한 바와 같이, 제1 및 제2수광부(26)(27)에서 중심부 신호와 주변부 신호로 나누어 신호를 검출하고, 주변부 신호에 소정 이득 β또는 γ를 줌으로써, 협트랙 광디스크(1)의 인접트랙에 의한 크로스토크의 영향을 줄일 수 있다.As described above, the first and second
도 8에 도시된 딜레이(delay)는 상기 제1 및 제2수광부(26)(27)를 통해 수광된 신호들 사이의 위상차가 발생하는 경우, 두 신호 사이의 위상을 맞추도록 앞선 위상을 갖는 신호의 위상을 지연시킨다. 따라서, 두 신호 사이에 위상지연이 없는 경우 상기 딜레이는 배제되어도 무방하다.The delay shown in FIG. 8 is a signal having an earlier phase so as to match a phase between two signals when a phase difference between signals received through the first and second
도 10을 참조하여 상기한 신호처리부(30)에 의해 재생신호 보정 동작을 상세 히 설명한다. 도 9는 광디스크가 0.25도 경사를 갖는 경우, 이득률 α값에 따른 보정 지터량을 보인 그래프이다. 이 그래프는 대물렌즈의 개구수 NA는 0.6, 광원의 파장은 400nm, 트랙피치 0.37㎛, 최소마크길이 0.25㎛ 및, 변조코드 EFM+를 사용하경우를 예로 들어 보인 것이다. 또한, 이득률 β와 γ를 모두 2.0으로 하였다. The reproduction signal correction operation by the
도 9를 살펴보면, α= 0을 설정하고, 이득률 β와 γ각각을 0으로 설정한 경우와 2.0으로 설정한 경우를 비교하여 볼 때, 지터량 15.5%에서 지터량 10.3%로 약 5% 정도 보정됨을 알 수 있다. 또한, 이득률 α를 최적으로 한 경우(α=2.0), 보정 전 지터량 13.5%에서 보정후 8.8%로 개선됨을 알 수 있다. 한편, 제2수광부에 수광된 광에 대해서는 크로스토크 보정을 행하지 않고, 제1수광부에 수광된 광에 대해서만 크로스토크 보정을 행하는 경우(β=2.0, γ=1.0)에도 이득률 α=0.5로 설정한 경우 지터량 10.2%로 보정전에 비하여 개선됨을 알 수 있다.Referring to FIG. 9, when comparing the case of setting α = 0 and setting the gains β and γ to 0 and 2.0, the jitter amount is 15.5% and the jitter amount is about 5%. It can be seen that it is corrected. In addition, it can be seen that when the gain ratio α is optimized (α = 2.0), the jitter amount before correction is improved from 13.5% to 8.8% after correction. On the other hand, the gain ratio? = 0.5 is set even when crosstalk correction is performed only on light received on the first light receiving unit (β = 2.0, γ = 1.0) without performing crosstalk correction on the light received on the second light receiving unit. In one case, the jitter amount is improved to 10.2% compared to before the correction.
도 10의 결과는 광디스크가 접선방향으로 기울어진 경우를 예로 들어 나타낸 것이다. 광디스크가 반경방향으로 기울어진 경우에 대한 보상은 부 광폿에 반경방향의 코마수차를 갖도록 상기 홀로그램소자의 패턴을 결정함으로써 가능하다.The result of FIG. 10 shows an example in which the optical disc is inclined in the tangential direction. Compensation for the case where the optical disc is inclined in the radial direction is possible by determining the pattern of the hologram element so as to have radial coma aberration in the secondary optical pot.
또한, 도 11을 참조하면, 부 광스폿(SPs)을 접선방향 및 반경방향 모두에 대해 경사지게 배치하는 경우, 상기 광디스크(1)의 반경방향과 접선 방향 기울어짐에 따른 코마수차를 동시에 보정할 수 있다.In addition, referring to FIG. 11, when the secondary light spot SP s is disposed to be inclined with respect to both the tangential direction and the radial direction, coma aberration according to the radial and tangential inclination of the
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광픽업장치는 광원(51)과, 입사광의 진행경로를 변환시키는 광로변환수단과, 입사광을 집속시키는 대물렌즈(61)와, 광디스크(1)에 동시에 적어도 두 개의 광스폿이 맺히도록 입사광 을 분기시키는 광분기수단과, 상기 광디스크(1)에서 반사된 광을 수광하는 광검출기(70) 및, 광디스크(1)의 경사(tilt) 편차를 보정하는 신호처리부(80)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 광원(51), 대물렌즈(61)는 도 3에 도시된 바와 실질적으로 동일하므로 그 자세한 설명을 생략한다.Referring to FIG. 12, an optical pickup apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention includes a
상기 광원(51)에서 조사된 발산광은 상기 광분기수단을 통해 제1 및 제2광(Ⅰ')(Ⅱ')을 포함하는 적어도 2개의 광으로 분기된다. 여기서, 제1 및 제2광(Ⅰ')(Ⅱ')은 상기 대물렌즈(61)를 경유하여 광디스크(1)에 집속되는 것으로, 제1광(Ⅰ')은 무수차의 주 광스폿을 형성하고 제2광(Ⅱ')은 소정 코마수차를 갖는 부 광스폿을 형성한다. The divergent light irradiated from the
이를 위하여, 상기 광분기수단으로 제1광(Ⅰ')이 일 편광의 무수차 광이 되도록 하고, 제2광(Ⅱ')이 다른 편광의 구면수차를 갖는 광이 되도록 상기 제2광(Ⅱ')에 대해 소정 코마수차를 발생시키는 편광홀로그램소자(57)를 구비하는 것이 바람직하다. 이 편광홀로그램소자(57)에 형성된 홀로그램패턴은 도 5 및 도 6을 참조하여 설명된 홀로그램소자(15)의 패턴과 실질적으로 동일하다. 이 편광홀로그램소자(57)는 홀로그램패턴이 형성되는 기판이 이방성 재질로 된 것으로, 분기된 제1 및 제2광(I')(Ⅱ') 각각이 편광특성을 갖도록 한다.To this end, the first light I 'is made to be an unpolarized light of one polarization by the optical branching means, and the second light II' is made to be light having a spherical aberration of another polarized light. It is preferable to include a
상기 광로변환수단은 상기 편광홀로그램소자(57)와 대물렌즈(61) 사이의 광로 상에 마련되며, 입사광의 진행경로를 변환시킨다. 이 광로변환수단은 입사광을 소정 광량비로 투과 또는 반사시켜 광의 경로를 변환하는 빔스프리터(59)와, 상기 빔스프리터(59)와 상기 광검출기(70) 사이의 광로 상에 마련되어 상기 광디스크(1) 에서 반사되고 상기 빔스프리터(59)를 경유하여 입사된 광을 편광에 따라 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터(65)를 포함한다. 여기서, 빔스프리터(59)와 편광빔스프리터(65) 사이의 광로 상에는 입사광을 집광시키는 집광렌즈(63)가 더 구비될 수 있다.The optical path converting means is provided on the optical path between the
상기 광검출기(70)의 제1 및 제2수광부(71)(73) 각각은 상기 편광빔스프리터(65)에서 분기된 제1 및 제2광(Ⅰ')(Ⅱ') 각각을 수광할 수 있도록 배치된다. 따라서, 상기 편광빔스프리터(65)에서 분기된 일 편광의 제1광(Ⅰ')은 제1수광부(71)에 수광되고, 다른 편광의 제2광(Ⅱ')은 제2수광부(73)에 수광된다. 여기서, 상기 제1 및 제2수광부(71)(73)는 일 실시예에 따른 두 수광부(26)(27) 각각과 같이, 복수의 분할영역으로 구획되어 있다. 각 분할영역에 수광된 광의 신호 처리 및 크로스토크 보정 동작은 앞서 설명된 바와 실질적으로 동일하므로 그 자세한 설명을 생략한다.Each of the first and second
상기 신호처리부(80)는 상기 제1수광부(71)와 제2수광부(73) 각각을 통해 검출 및 광전변환된 신호로부터 광디스크(1)의 경사에 의한 수차를 보정한다. 이 신호처리부(80)는 일 실시예에서 설명된 바와 실질적으로 동일하므로 그 자세한 설명을 생략한다. The
상기한 바와 같이 광픽업장치를 구성하는 경우의 크로스토크 보정 및 수차 보정 효과를 도 13 및 도 14를 참조하여 상세히 설명한다.As described above, the effects of crosstalk correction and aberration correction when the optical pickup device is configured will be described in detail with reference to FIGS. 13 and 14.
도 12 및 도 13 각각은 광디스크의 접선방향 경사 및 반경방향 경사 발생시, 지터량 개선효과를 설명하기 위하여 나타낸 그래프이다. 이 도 12 및 도 13에서, 도면부호 A는 메인 광스폿 만을 이용한 경우의 결과를 나타낸 것이다. 그리고, 도면부호 B는 부 광스폿을 이용하여 광디스크의 수차를 보정한 것으로, 신호처리부에서 크로스토크 보정 연산을 적용하지 않은 경우의 결과를 나타낸 것이다. 또한, 도면부호 C는 부 광스폿을 이용하여 광디스크의 수차를 보정한 것으로, 제1수광부에 수광된 신호에 대해서는 크로스토크 보정연산을 적용하고, 제2수광부에 수광된 신호에 대해서는 크로스토크 보정연상을 적용하지 않은 경우의 결과를 나타낸 것이다. 그리고, 도면부호 D는 부 광스폿을 이용하여 광디스크의 수차를 보정한 것으로, 제1 및 제2수광부에서 수광된 신호 모두에 대해서 크로스토크 보정연산을 적용한 경우의 결과를 나타낸 것이다.12 and 13 are graphs for explaining the jitter amount improvement effect when the tangential and radial inclinations of the optical disc occur. 12 and 13, reference numeral A shows the result when only the main light spot is used. Reference numeral B denotes the aberration of the optical disc using the sub-light spot, and shows the result when the signal processing unit does not apply the crosstalk correction operation. Further, reference numeral C denotes correction of aberration of the optical disc by using the sub-light spot, crosstalk correction operation is applied to the signal received on the first light receiving unit, and crosstalk correction association on the signal received on the second light receiving unit. It shows the result when not applied. Reference numeral D denotes the aberration of the optical disk using the sub-light spot, and shows the result when the crosstalk correction operation is applied to both the signals received by the first and second light receiving units.
도 13 및 도 14를 살펴볼 때, 도면부호 D가 나타내는 바와 같이, 두 광스폿을 이용하여 광디스크의 수차보정을 행함과 아울러, 제1 및 제2수광부를 복수개의 분할영역으로 나누어 검출된 신호를 중심부 신호와 주변부 신호로 나누어 주변부 신호에 소정 이득을 준 경우, 광디스크의 접선방향 및 반경방향 경사에 따른 지터 특성이 대폭 개선됨을 알 수 있다.Referring to FIGS. 13 and 14, as indicated by reference numeral D, aberration correction of the optical disc is performed using two light spots, and the first and second light receiving units are divided into a plurality of divided regions to detect the center of the detected signal. When the signal is divided into a peripheral signal and a predetermined gain is given to the peripheral signal, it can be seen that the jitter characteristic according to the tangential direction and the radial inclination of the optical disc is greatly improved.
상기한 바와 같이, 무수차의 제1광과 수차를 갖는 제2광을 이용하여 광디스크에 주 광스폿과 부 광스폿이 맺히도록 함과 아울러 광검출기의 제1 및 제2수광부 각각에 수광된 광을 수학식 4에 나타낸 바와 같은 연산을 통하여 재생신호를 검출함과 아울러, 제1 및 제2수광부를 복수의 수광영역으로 나누어 크로스토크 보정을 행함으로써, 광디스크의 경사에 의한 코마수차 및 광디스크의 두께 편차에 따른 구 면수차 보정 및 크로스토크를 저감할 수 있어서, 재생신호의 지터 특성을 대폭 개선할 수 있다.As described above, the primary light spot and the secondary light spot are formed on the optical disc by using the first light having the aberration and the second light having the aberration, and the light received at each of the first and second light receiving parts of the photodetector. Detects the playback signal through an operation as shown in Equation 4 and performs crosstalk correction by dividing the first and second light receiving sections into a plurality of light receiving regions, thereby causing coma aberration caused by the tilt of the optical disk and the thickness of the optical disk. Spherical aberration correction and crosstalk due to the deviation can be reduced, so that the jitter characteristic of the reproduced signal can be significantly improved.
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