KR100670968B1 - 광학 헤드 및 광디스크 장치 - Google Patents

광학 헤드 및 광디스크 장치 Download PDF

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Abstract

종류가 다른 복수의 광기록 매체에 대응한 레이저광을 출사하는 각 광원을 동일 패키지 내에 수납한 광출사 수단과, 이들 광원들로부터 출사된 각 레이저광의 귀환광을 수광 수단의 복수로 분할된 수광부에 적절히 수광시킬 수가 있다. 광기록 매체에 조사되는 제1 레이저광의 스폿 위치와, 광기록 매체에 조사되는 제2 레이저광의 스폿 위치를 잇는 직선이, 광기록 매체의 트랙에 대해 45˚±15˚가 되도록, 제1 광원과 제2 광원과의 상대 위치 관계가 설정되어 있다. 또한, 수광 수단은, 광기록 매체에 조사되는 제1 레이저광의 스폿 위치와, 광기록 매체에 조사되는 제2 레이저광의 스폿 위치를 잇는 직선을 당해 수광 수단 상에 투영했을 때, 이 투영된 직선과 대략 평행으로 배치된 복수의 수광부를 가지며, 이들 복수의 수광부가 각각 광기록 매체의 신호 기록면 상의 기록 트랙과 대략 평행의 분할선 및 대략 수직한 분할선으로 대략 밭전자 모양으로 4분할되어 있다.
광학 헤드, 광디스크, 2 파장 반도체 소자, 그레이팅, 빔 스프리터, 콜리메이터 렌즈, 대물 렌즈, 수광 소자, 광디스크 장치

Description

광학 헤드 및 광디스크 장치 {OPTICAL HEAD AND OPTICAL DISC DEVICE}
도 1은 본 발명을 적용한 광학 헤드의 일 구성예를 도시한 평면 모식도이다.
도 2는 광학 헤드의 구조를 도시한 측면 모식도이다.
도 3은 광학 헤드를 구성하는 2 파장 반도체 소자의 일 구성예를 도시한 투시 측면도이다.
도 4는 광학 헤드를 구성하는 수광 소자의 일 구성예를 도시한 평면도이다.
도 5는, 수광 소자의 수광부를 확대하여 도시한 요부(要部) 평면도이다.
도 6은 상기의 광학 헤드가 탑재된 광디스크 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명은 종류가 다른 복수의 광기록 매체에 대응한 광학 헤드 및, 이 광학 헤드를 사용하는 복수의 광기록 매체를 위한 기록 및/또는 재생 신호의 광디스크 장치에 관한 것이다.
종래, 광기록매체로서 CD(Compact Disc)라고 하는 재생 전용의 광디스크나, CD-R(Compact Disc - Recordable)이라 부르는 추기(追記)형의 광디스크 등이 실용 화되어 있다. 이들 광디스크는 양산성이 뛰어나고, 제조 코스트를 저가로 억제할 수 있다는 점, 정보의 재생 또는 정보의 기록을 비교적 안정하게 행할 수 있다는 점 때문에 널리 보급되고 있다.
그런데, 이러한 광디스크에 있어서, 최근, 기록 용량의 증대화가 활발히 행해지고 있다. 이러한 가운데, 외경 치수를 CD와 동일하게 하면서 기록 용량을 비약적으로 증대시켜, 현행 텔레비전 방송 수준의 화질로 영화 1편 분량의 데이터를 담을 수 있도록 한 DVD(Digital Versatile Disc / Digital Video Disc)가 개발되어 실용화되기에 이르렀다. 이 DVD는, 기록 밀도를 높여 기록 용량의 증대화를 실현하기 위하여, CD 등에 사용하는 레이저보다도 파장이 짧은 레이저를 이용하여 정보의 기록 재생이 행해지도록 되어 있다.
그리고, 광디스크를 기록 매체로 이용하는 광디스크 장치에 있어서도, 이 DVD에 대해 정보의 기록 재생을 행할 수 있는 동시에, CD나 CD-R에 대해서도 정보의 기록 재생을 행할 수가 있는, 이른바, 호환성을 가지는 광학 헤드를 구비한 것이 개발되기에 이르고 있다.
이 목적을 달성하는 본 발명에 관한 광학 헤드는, 종류가 다른 복수의 광기록 매체에 대응한 광학 헤드에 있어서, 제1 레이저광을 출사하는 제1 광원과 제1 레이저광과 파장이 다른 제2 레이저광을 출사하는 제2 광원이 동일 패키지 내에 수납된 광출사 수단과, 광기록 매체에 조사(照射)되는 제1 레이저광 및 제2 레이저광에 비점수차를 발생시키기 위한 대략 평행한 평판상의 빔 스플리터와, 제1 레이저광 또는 제2 레이저광이 조사되는 광기록 매체로부터의 귀환광을 수광하는 수광 수단을 구비하고 있다. 그리고, 광기록 매체에 조사되는 제1 레이저광의 스폿 위치와, 광기록 매체에 조사되는 제2 레이저광의 스폿 위치를 잇는 직선이, 광기록 매체의 기록 트랙에 대해 45˚±15˚가 되도록, 제1 광원과 제2 광원과의 상대 위치가 설정되어 있다. 또한, 수광 수단은, 광기록 매체에 조사되는 제1 레이저광의 스폿 위치와, 광기록 매체에 조사되는 제2 레이저광의 스폿 위치를 잇는 직선을 당해 수광 수단 상에 투영했을 때, 이들 복수의 수광부가 각각 광기록 매체의 신호 기록면 상의 기록 트랙과 대략 평행한 분할선 및 대략 수직한 분할선으로 밭전자(田字) 모양으로 분할되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 목적을 달성하는 본 발명에 관한 또다른 광학 헤드는, 종류가 다른 복수의 광기록 매체에 대응한 광학 헤드에 있어서, 제1 레이저광을 출사하는 제1 광원과 제1 레이저광과 파장이 다른 제2 레이저광을 출사하는 제2 광원이 서로 인접하여 동일 패키지 내에 수납된 반도체 레이저와, 디스크의 형식에 따라 제1 레이저광 또는 제2 레이저광를 선택적으로 발광하는 반도체 레이저, 광디스크상의 반도체 레이저로부터 레이저광을 집광하기 위한 대물 렌즈, 광디스크로 향하는 레이저광의 광로와 광디스크로부터 반사되는 레이저광의 광로를 서로 분리시키기 위한 빔 스플리터, 그리고 광디스크로부터 되돌아 오는 귀환광을 수광하기 위한 수광 소자를 포함하고 있다. 빔 스플리터는 귀환광에 비점수차를 생성한다. 광출사 수단의 제1, 2 광원의 상대 위치는, 광디스크에 조사되는 제1 레이저광의 스폿 위치와 광디스크에 조사되는 제2 레이저광의 스폿 위치를 잇는 직선이 광디스크의 기록 트랙에 대해 45±15˚범위 내에 있도록 설정된다. 수광 소자는 수광 유닛상에 투영된 직선과 대략 평행한 분할선에 의해 분할되는 복수의 수광부를 포함하며, 이 직선은 광디스크에 조사되는 제1 레이저광의 스폿 위치와 광디스크상에 비슷하게 조사되는 제2 레이저광의 스폿 위치를 잇는 선이다. 수광부의 각각은, 광기록 매체의 신호 기록면상의 기록 트랙과 대략 평행인 분할선과, 광기록 매체의 신호 기록면상의 기록 트랙과 대략 수직인 분할선에 의해 4부분으로 분할되어, 쌍을 이룬 수광부의 각각의 수광 신호에 기초한 비점수차에 의해 포컷싱 에러 신호를 생성한다.
이 목적을 달성하는 본 발명에 관한 또다른 광학 헤드는, 상이한 형식의 복수의 광디스크와 관련된 신호를 기록 및/또는 재생하기 위한 광디스크 기구를 제공하며, 이 기구는 광디스크를 회전 구동하기 위한 스핀들 모터, 상이한 형식의 복수의 광디스크에 대응하기 위한 광학 헤드, 및 이 광학 헤드에 의해 감지되는 신호에 기초한 재생 신호 및 제어 신호를 생성하기 위한 신호 처리 회로를 포함한다. 광학 헤드는, 제1 레이저광을 출사하기 위한 제1 광원과, 제1 레이저광과는 다른 파장의 제2 레이저광을 출사하기 위한 제2 레이저 광원을 가지며 이 두 광원이 동일한 패키지 내에 수납되는 수광수단, 광디스크의 형식에 따라 제1 레이저광 또는제2 레이저광을 선택적으로 조사하는 광출사 수단, 광출사 수단으로부터 나와 광디스크로 향하는 레이저광을 집광하는 대물 렌즈, 광출사 수단으로부터 출사되는 레이저광의 광로를 광디스크로 향하는 레이저광의 광로와, 광디스크로부터 반사되는 레이저광의 광로로 분리하기 위한 빔 스플리터, 및 광디스크로부터 반사되어 되돌아 오는 귀환광을 수광하기 위한 수광 소자를 포함한다.
광출사 수단의 제1, 2 광원의 상대 위치는, 광디스크에 조사되는 제1 레이저광의 스폿 위치와 광디스크에 조사되는 제2 레이저광의 스폿 위치를 서로 잇는 직선이 광디스크의 기록 트랙에 대해 45±15˚범위 내에 있도록 설정된다. 수광 소자는 수광 수단상에 투영된 직선과 대략 평행한 분할선에 의해 분할되는 복수의 수광부를 포함하며, 앞의 직선은 광디스크에 조사되는 제1 레이저광의 스폿 위치와 광디스크상에 비슷하게 조사되는 제2 레이저광의 스폿 위치를 잇는 선이다. 수광부의 각각은, 광기록 매체의 신호 기록면상의 기록 트랙과 대략 평행인 분할선과, 광기록 매체의 신호 기록면상의 기록 트랙과 대략 수직인 분할선에 의해 4부분으로 분할된다.
본 발명에 따른 광학 헤드에서, 포커싱 에러신호는 CD-R 및 DVD와 같은 복수의 광기록 매체에 대응하도록 설계된 레이저광 빔을 선택적으로 출사하는 광출사 소자를 사용함으로써 비점수차법에 의해 적절히 감지될 수 있다.
이상과 같이 구성된 광학 헤드에서는, 광출사 수단으로부터 출사된 제1 레이저광 또는 제2 레이저광이 광기록 매체에 조사되고, 이 광기록 매체로부터 반사되어 되돌아 오는 귀환광이 빔 스플리터를 통과함으로써, 비점수차를 이용한 포커싱 에러 신호의 검출이 가능해진다.
삭제
그런데, 이 CD, CD-R 및 DVD와의 쌍방에 대응 가능한 광학 헤드에 있어서는, 헤드 전체의 소형화나 제조 코스트의 저감을 도모하기 위해, CD나 CD-R용의 광학계와 DVD용의 광학계가 가능한 한 공통화되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 요구에 응하기 위해 CD나 CD-R에 대응한 레이저광과 DVD에 대응한 레이저광의 쌍방을 선택적으로 출사(出射)한다. 이른바, 2파장 반도체 레이저를 구비한 광학 헤드의 개발이 진행되고 있다. 2파장 반도체 레이저는, CD나 CD-R에 대응한 레이저광을 출사하는 광원과 DVD에 대응한 레이저광을 출사하는 광원이 근접한 위치에 배치되어 동일 패키지 내에 수납된 구성으로 된다.
또한, 이러한 광학 헤드에서는, 광로 중에 대략 평행한 평판상의 광학 부재를 경사지게 배치하고, 이 광학 부재에 빔 스플리터로서의 기능을 가지게 한 것이 제안되어 있다. 이와 같이, 대략 평행한 평판상의 광학 부재를 빔 스플리터로서 이용한 경우에는, 이 광학 부재를 투과하는 광디스크로부터 반사되어 되돌아 오는 각 레이저광의 귀환광(戾光)에 비점수차(非点收差)가 발생한다. 이 비점수차를 이용하여 포커싱 에러 신호를 검출하도록 하면, 포커싱 에러 신호를 검출하기 위해 타 광학 부재를 설치할 필요가 없기 때문에 구조가 간단해진다.
그러나, 이러한 2 파장 반도체 레이저를 구비한 광학 헤드에서는, 광디스크에서 반사되어 되돌아 오는 각 레이저광의 귀환광을 수광하는 수광 소자의 수광부 배치에 제한이 있어, 각 광원의 위치 및 이들 수광부를 적절한 위치에 배치하지 않으면, 비점수차를 이용한 포커싱 에러 신호를 적절히 검출할 수가 없다.
그래서, 본 발명은 이와 같은 종래의 사정을 감안하여 제안된 것이며, 종류가 다른 복수의 광기록 매체에 대응한 광학 헤드에 있어서, 비점수차에 의해 포커싱 에러 신호를 검출함으로써, 헤드 전체를 소형화할 수 있는 광학 헤드의 제공을 목적으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
삭제
본 발명을 적용한 광학 헤드(1)의 일 구성예가 도 1에 도시된다.
도 1 및 2는 2 종류의 광디스크(2)에 대응하도록 적용되는 것이며, 상기의 2 종류의 광디스크(2) 중, CD-R은 1.2mm 두께의 1장의 디스크 기판으로 되어 있고, DVD는 두께가 0.6mm인 2 장의 기판이 서로 본딩되어 있으며, 다른 파장의 레이저광을 이용하여 정보를 기록 및/또는 재생을 한다.
도 1은 광디스크(2)의 신호 기록면(2a)과 대략 직각인 방향에서 바라 본 광학 헤드(1)의 개념적 평면도이고, 한편 도 2는 광학 헤드(2)의 신호 기록면(2a)과 대략 평행한 방향에서 바로 본 광학 헤드(1)의 개념적 측면도이다.
이 광학 헤드(1)는, CD-R과 DVD라는, 서로 다른 파장의 레이저광을 사용하여 정보의 기록 재생이 행해지는 2 종류의 광디스크(2)에 대응한 광학 헤드(1)이다. 이 광학 헤드(1)는, 서로 다른 2 종류의 레이저광을 각각 출사하는 2 파장 반도체 레이저(3)와, 이 2 파장 반도체 레이저(3)로부터 출사된 레이저광을 복수로 분할하는 그레이팅(4)과, 이 그레이팅(4)을 통과한 레이저광의 광로 중에 배치된 빔 스플리터(5)와, 이 빔 스플리터(5)를 투과한 레이저광을 평행광으로 만드는 콜리메이터 렌즈(6)와, 이 콜리메이터 렌즈(6)에 의해 평행광으로 된 레이저광을 광디스크(2)의 신호 기록면(2a) 상에 집광하는 대물 렌즈(7)과, 광디스크(2)의 신호 기록면(2a)으로부터 반사되어 되돌아 오는 귀환광을 수광하는 수광 소자(8)를 구비하고 있다.
또한, 광학 헤드(1)에는, 빔 스플리터(5)와 콜리메이터 렌즈(6) 사이의 광로 중에, 미러(9)가 배치되어 있어, 이 미러(9)에 의해 빔 스플리터(5)를 투과한 레이저광이 반사됨으로써 절곡되고, 이 광학 헤드(1)의 상방에 위치하는 광디스크(2)의 신호 기록면(2a)에 대해 수직으로 조사된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 반도체의 재결합 발광을 이용한 발광 소자이며, 두께 1.2mm의 단독 디스크판으로 제작된 CD-R용의 최적 파장인 780nm(이하 제1 레이저광이라 함), 또는 함께 본딩된 각각의 두께 0.6mm인 2개의 디스크판으로 제작된 DVD용의 최적 파장인 650nm(이하 제2 레이저광이라 함)의 레이저광을 선택적으로 출사하도록 되어 있다.
2 파장 반도체 레이저(3)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 반도체의 재결합 발광을 이용한 발광 소자이며, 두께 1.2mm의 단독 디스크판으로 제작된 CD-R용의 최적 파장인 780nm(이하 제1 레이저광이라 함), 또는 함께 본딩된 각각의 두께 0.6mm인 2개의 디스크판으로 제작된 DVD용의 최적 파장인 650nm(이하 제2 레이저광이라 함)의 레이저광을 선택적으로 출사하도록 되어 있다. 즉, 2 파장 반도체 레이저(3)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 반도체의 재결합 발광을 이용한 발광 소자이며, 즉, 이 2 파장 반도체 레이저(3)는 도 2에 도시된 바와 같이, 광디스크(2)가 CD-R인 경우, 이 광디스크(2)에 대응한 레이저광을 출사하는 제1 발광점 A를 가지는 제1 레이저 칩(10)과, 광디스크(2)가 DVD인 경우, 이 광디스크(2)에 대응한 레이저광을 출사하는 제2 발광점 B를 가지는 제1 레이저 칩(10)을 구비하고 있다. 2 파장 반도체 레이저(3)는 이들 제1 레이저 칩(10) 및 제2 레이저 칩(11)이 기대(基台, 12) 위에 배치되고, 패키지 부재(13)의 내부에 수납된다. 또한, 2 파장 반도체 레이저(3)에 있어서는, 하나의 레이저 칩으로서 제1 레이저 칩(10)과 제2 레이저 칩(11)이 일체 성형된 것이라도 된다.
삭제
2 파장 레이저 반도체에 있어서, 제1 레이저 칩(10)과 제2 레이저 칩(11)은, 기대(12) 위의 서로 근접한 위치에 배치되고, 그 제1 발광점(A)과 제2 발광점(B)과의 간격(t)이 80㎛~200㎛ 정도로 되어 있다. 따라서, 2 파장 반도체 레이저(3)로부터 출사된 제1 레이저광과 제2 레이저광은, 대략 동일한 광로를 통해 광디스크(2)에 조사된다.
제1 레이저 칩(10)과 제2 레이저 칩(11)은 광디스크(2)의 신호 기록면(2a)과 대략 평행한 기대(12)상의 한 평면 내에 배치되어 있다. 그래서 제1 레이저광과 제2 레이저광은 2파장 반도체 레이저(3)로부터 광디스크(2)의 신호 기록면(2a)과 대략 평행한 방향으로 출사된다
그레이팅(4)은 회절 격자이며, 도 1에 도시된 바와 같이, 2 파장 반도체 레이저(3)로부터 출사된 레이저광을 회절하여, 0 차(次)광 및 ±1 차광의 3 광속(光束)을 포함하는 복수의 광속으로 분할시킨다. 그리고, 이 그레이팅(4)에 의해 분할된 레이저광 중, 0 차광 및 ± 차광 이외의 광속에 대해서는 이하의 설명에서 생략하기로 한다.
삭제
이 빔 스플리터(5)는, 대략 평행한 평판 모양을 하고 있다. 이른바, 미러 타입이며, 이 빔 스플리터(5)를 투과하는 레이저광에 비점수차를 발생시킨다. 이것에 의해, 후술하는 발광 소자(8)에 있어서, 비점수차를 이용한 포커싱 에러 신호의 검출이 가능해진다.
또한, 빔 스플리터(5)는, 2 파장 반도체 레이저(3)로부터 출사된 레이저광을 반사시켜 광디스크(2)로 안내하는 동시에, 광디스크(2)로부터 반사되어 되돌아 오는 귀환광을 투과시켜 수광 소자(8)로 안내한다. 이것에 의해, 광디스크(2)로부터 반사되어 되돌아 오는 귀환광이 반사되어 2 파장 반도체 레이저(3)로 되돌아 가는 것을 방지하고 있다.
그리고, 이 빔 스플리터(5)에서 반사된 발산광인 레이저광은, 콜리메이터 렌즈(6)에 의해 평행광으로 되고, 이 평행광이 된 레이저광이 대물 렌즈(7)에 의해 광디스크(2)의 신호 기록면(2a) 상에 집광된다.
대물 렌즈(7)는 도시되지 않은 2축 액추에이터에 의해 이동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 대물 렌즈(7)은 수광 소자(8)에 의해 수광된 광디스크(2)로부터의 귀환광에 의해 생성된, 트레킹 에러 신호 및 포커싱 에러 신호에 따라, 2 축 액추에이터에 의해 이동 동작됨으로써, 광디스크(2)에 근접 이간(離間)하는 방향 및 광디스크(2)의 직경 방향의 2축 방향으로 이동된다. 그리고, 대물 렌즈(7)는, 2 파장 반도체 레이저(3)로부터 출사되는 레이저광이 광디스크(2)의 신호 기록면(2a) 상에 항상 초점이 맞취지도록 이 레이저광을 집속(集束)하는 동시에, 이 집속된 레이저광을 광디스크(2)의 신호 기록면(2a) 상에 형성된 기록 트랙에 추종시킨다.
여기서, 광디스크(2)의 신호 기록면(2a) 상에 집광된 레이저광은, 제1 레이저 칩(10)으로부터 출사된 제1 레이저광의 스폿 위치(A1)와 제1 레이저 칩(11)으로부터 출사된 제2 레이저광의 스폿 위치(B1)를 잇는 직선(도 1에서 점선으로 나타난 직선)이, 이 광디스크(2)의 신호 기록면(2a) 상의 기록 트랙에 대해 45˚±15˚가 되도록 조사된다. 이른바, 2 파장 반도체 레이저(3)에 있어서는, 광디스크(2)의 신호 기록면(2a) 상에 집광되는 제1 레이저광의 스폿 위치(A1)와 제2 레이저광의 스폿 위치(B1)를 잇는 직선이, 이 광디스크(2)의 신호 기록면 (2a) 상의 기록 트랙에 대해 45˚±15˚가 되도록, 제1 레이저 칩(10)과 제2 레이저 칩(11)이 기대(12) 상에 배치되어 있다.
또한, 2파장 반도체 레이저(3)에 있어서, 화살표로 기재된 제1 레이저 칩(10)의 발광점 A와 제2 레이저 칩(11)의 발광점 B는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 레이저광의 스폿 위치 A1과 제2 레이저광의 스폿 위치 B1을 서로 잇는 직선과 대략 수직이다.
또, 이하의 설명에서, 광디스크(2)의 신호 기록면 상에 집광되는 제1 레이저광의 스폿 위치(A1)와 제2 레이저광의 스폿 위치(B1)를 잇는 직선의 방향을 화살표 X로 표시하고, 광디스크(2)의 신호 기록면 상의 기록 트랙의 방향을 화살표 Y로 표시하기로 한다.
삭제
광디스크(2)의 신호 기록면 상에 집광된 레이저광은, 이 신호 기록면에서 반사되어, 대물 렌즈(7)를 통과함으로써 평행광으로 된다. 그리고, 광디스크(2)로부터 반사되어 되돌아 오는 귀환광은, 콜리메이터 렌즈를 통과함으로써 수속(收束 光)광으로 되고, 빔 스플리터를 투과한 귀환광은 수광 소자로 입사된다.
도 4, 5의 수광 소자(8)는 도 3에 도시된 바와 같이, 광디스크(2)(CD-R)의 신호 기록면 상에서 반사된 제1 레이저광의 귀환광 및 광디스크(2)(DVD)의 신호 기록면 상에서 반사된 제2 레이저광의 귀환광을 수광하는 수광부(14)와, 이 수광부(14)에서 나오는 전류를 전압으로 변환하는 전압 변환 회로를 가지며, 이것들이 하나(一體)의 소자로서 구성된 것이다. 수광 소자(8)에 있어서, 수광부(14)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 전술한 그레이팅(4)에 의해 분할된 제1 레이저광의 0 차광 ± 1 차광 중, 부(副) 빔인 +1 차광을 수광하는 수광부 C와, 주(主) 빔인 0 차광을 수광하는 수광부 D와, 부 (副) 빔인 - 1차광을 수광하는 수광부 E를 가지고 있다. 이들 3개의 수광부 C, D, E는 전술한 광디스크(2)의 신호 기록면 상의 기록 트랙의 방향 Y에 대응한 방향에 따라 각각 배치되어 있다.
또한, 수광부(14)는, 전술한 그레이팅(4)에 의해 분할된 제2 레이저광의 0 차광 및 ± 차광 중, 주 빔인 0 차광을 수광하는 수광부 F를 가지고 있다. 이 수광부 F는, 전술한 광디스크(2)의 신호 기록면 상의 기록 트랙의 방향 Y와 수직한 방향에 따라, 수광부 C 와 대략 평행으로 배치되어 있다.
그리고, 수광부 D와 수광부 F는, 전술한 광디스크(2)의 신호 기록면 상에 집광되는 제1 레이저광의 스폿 위치(A1)와, 이 신호 기록면(2a) 상에 집광되는 제2 레이저광의 스폿 위치(B1)을 잇는 직선을 수광부(14) 상에 투영했을 때, 이 투영된 직선 방향 X와 대략 평행한 방향에 따라 각각 배치되어 있다.
또한, 수광부 D, F는, 전술한 광디스크(2)의 신호 기록면 상의 기록 트랙의 방향 Y와 대략 평행한 분할선 및 수직인 분할선에 의해, 대략 밭전자(田字) 모양으로 4분할된 수광부 D1, D2, D3, D4, 수광부 F1, F2, F3, F4 를 가지고 있다.
수광 소자는, 광디스크(2)(CD-R)의 신호 기록면에서 반사된 제1 레이저광의 귀환광을 측면 수광부로서 동작하는 수광부 C 내지 E에 의해 수광하고, 3 빔법에 의한 트랙킹 에러 신호 TR1을 생성하기 위한 수광 신호를 검출한다. 또한, 광디스크(2)(CD-R)의 신호 기록면에서 반사된 제1 레이저광의 귀환광을 수광부 D 내지 G에 의해 수광하고, 재생 신호 RF1 및 비점수차법에 의한 포커싱 에러 신호 FE1을 생성하기 위한 수광 신호를 검출한다.
구체적으로는, 수광 소자의 수광부 C, D1, D2, D3, D4, E에 의해 수광된 제1 레이저광을 근거로 한 수광 신호를 각각, SC, SD1, SD2, SD3, SD4, SE 라 하면, 재생 신호 RF1, 포커싱 에러 신호 FE1, 포커싱 에러 신호 FE1 및 트랙킹 에러 신호 TR1은, 각각 이하의 연산식으로 구해질 수 있다.
RF1 = SC+ SD1 + SD2 + SD3 + SD4 + SE
FE1 = (SD1 + SD3) ―(SD2 + SD4)
TR1 = SC ―SE
또한, 수광 소자는 광디스크(2)(DVD)의 신호 기록면에서 반사된 제2 레이저광의 귀환광을 수광부 F에 의해 수광하고, DPD(Differential Phase Detection)법에 의한 트랙킹 에러 신호를 생성하기 위한 수광 신호 및 비점수차법에 의한 포커싱 에러 신호를 생성하기 위한 수광 신호를 검출한다.
구체적으로는, 수광 소자의 수광부 F1, F2, F3, F4에 의해 수광된 제2 레이저광을 근거로 한, 수광 신호를 각각 SF1, SF2, SF3, SF4 라 하면, 재생 신호 RF2, 포커싱 에러 신호 FE2 및 트랙킹 에러 신호 TR2는, 각각 이하의 연산식에 의해 구해진다.
RF2 = SF1 + SF2 + SF3 + SF4
FE2 = (SF1 + SF3) ―(SF2 + SF4)
TR2 = (SF1+ SF4) ―(SF2 + SF3)
이상과 같이 구성된 광학 헤드(1)에서는, 전술한 대략 평행한 평판 모양의 빔 스플리터를 갖춤으로써, 광디스크(2)로부터 반사되어 되돌아 오는 제1 레이저광 및 제2 레이저광의 귀환광에 비점수차를 발생시킬 수가 있다.
그런데, 수광 소자에 있어서, 수광부의 분할 방향이 광디스크(2)의 신호 기록면 상의 기록 트랙에 대응한 방향에 따르지 않고 배치된 경우에는, 광디스크(2)로부터 반사되어 되돌아 오는 제1 레이저광 및 제2 레이저광이 푸시풀 신호의 영향을 받게되어, 비점수차를 이용한 포커싱 에러 신호 FE1, FE2의 검출에 악영향을 미친다.
본 실시예에서, 광디스크(2)의 신호 기록면으로부터 반사되어 되돌아 오는 제1 레이저광 및 제2 레이저광을 수광하는 수광 소자 D, F가 대략 밭전자상으로 4분할되고, 이 밭전자상으로 4분할된 수광부 D, F의 일방의 분할 방향이 광디스크(2)의 신호 기록면 상의 기록 트랙에 대응한 방향 Y에 따라 배치되어 있다.
또한, 이 광학 헤드(1)는, 광디스크(2)(CD-R)의 신호 기록면에서 반사된 제1 레이저광의 귀환광을, 전술한 광디스크(2)의 신호 기록면 상의 기록 트랙에 대응한 방향 Y에 따르도록 배치된 수광부 C, E에 의해 수광하여, 3 빔법에 의해 트랙킹 에러 신호 TR1을 검출한다.
따라서, 이 광학 헤드(1)에서는 광디스크(2)(DVD)의 신호 기록면에서 반사된 제2 레이저광의 귀환광이, 제1 레이저광의 귀환광을 수광하는 수광부 C 또는 수광부 E에 누입(漏入)되는 것을 방지할 필요가 있다.
그리고, 이 광학 헤드(1)에서는 수광부 D와 수광부 F가, 전술한 광디스크(2)의 신호 기록면 상에 집광되는 제1 레이저광의 스폿 위치(A1)와, 이 신호 기록면 상에 집광되는 제2 레이저광의 스폿 위치(B1)를 잇는 직선을 수광부 상에 투영했을 때, 이 투영된 직선의 방향 X와 대략 평행의 방향에 따라 각각 배치되어 있다. 환언하면, 수광부 D와 수광부 F는, 광디스크(2)의 신호 기록면 상에 집광되는 제1 레이저광의 스폿 위치(A1)와 제2 레이저광의 스폿 위치(B1)를 잇는 직선이, 이 광디스크(2)의 신호 기록면 상의 기록 트랙에 대해 45˚±15˚가 되는 방향에 따라 각각 배치되어 있다.
이것에 의해, 이 광학 헤드(1)에서는 2 파장 반도체 레이저(3)의 제1 레이저 칩(9)으로부터 출사된 제1 레이저광에 의해 조사되는 광디스크(2)로부터의 귀환광을 수광 소자의 수광부 C, D 및 E 에 적절히 수광시킬 수가 있어, 제2 레이저 칩(10)으로부터 출사된 제2 레이저광의 광디스크(2)로부터의 귀환광을 수광 소자의 수광부 F에 적절히 조사시킬 수가 있다.
따라서, 이 광학 헤드(1)에서는 CD-R와 DVD의 쌍방의 광디스크(2)에 대응한 레이저광을 선택적으로 출사하는 2 파장 반도체 레이저(3)를 이용한 경우에도, 비점수차를 이용한 포커싱 에러 신호를 적절히 검출할 수가 있어, 헤드 전체를 소형화할 수 있다.
또, 광학 헤드(1)에서는, 제1 레이저 칩(9)으로부터 출사된 제1 레이저광의 스폿 위치(A1)와, 제2 레이저 칩(10)으로부터 출사된 제2 레이저광의 스폿 위치(B1)를 잇는 직선(도 1에 점선으로 보이는 직선)이, 이 광디스크(2)의 신호 기록면 상의 기록 트랙에 대해 45˚±15˚가 되도록, 제1 레이저 칩(9)과 제2 레이저 칩(10)과의 상대 위치 관계가 설정되어 있다. 이 경우, 기록 트랙의 직교 방향에 대해 ±15˚정도의 공차이면, 수광 소자에 있어서의 재생 신호, 포커싱 에러 신호, 트랙킹 에러 신호를 생성하기 위한 수광 신호의 검출에 영향을 미치는 일은 없다.
또한, 이 광학 헤드(1)에서는, 제1 레이저 칩(9)과 제2 레이저 칩(10)과의 상대 위치 관계가, 광디스크(2)의 신호 기록면 상의 기록 트랙에 대해 45˚±15˚가 되도록 설정된 것으로, 광디스크(2)의 복굴절에 의한 영향을 받지 않는다. 따라서, 이 광학 헤드(1)에서는, 광디스크(2)와 2 파장 반도체 레이저(3) 사이의 광로 중에 1/4 파장판을 설치할 필요가 없어, 헤드 전체를 소형화할 수가 있다.
또한, 광학 헤드(1)는, 전술한 2 종류의 광디스크(2)에 대응한 광디스크 장치(20)에 탑재된다. 2 종류 중, CD-R은 1.2mm의 두께를 가진 단독 디스크판만으로 제작되고, DVD는 0.6mm의 두께를 가진 2장의 광디스크판을 서로 본딩하여 제작되며, 서로 파장이 다른 제1 레이저광과 제2 레이저광을 사용하는 정보를 기록 및/또는 재생한다.
이 광디스크 장치(20)는, 광디스크(2)를 회전 구동시키는 스핀들 모터(21)와 이 스핀들 모터(21)에 장착된 광디스크(2)의 신호 기록면 상에 레이저광을 조사하는 동시에, 광디스크(2)로부터 되돌아 오는 귀환광을 검출하는 전술한 광학 헤드(1)와, 이 광학 헤드(1)에 의해 검출된 수광 신호를 근거로 하여 재생 신호 및 제어 신호를 생성하는 신호 처리 회로(22)와, 이 신호 처리 회로(22)로부터 나오는 제어 신호에 따라 포커싱 제어 및 트랙킹 제어를 하는 포커싱·트랙 서보 기구(23)와, 광학 헤드(1)를 광디스크(2)의 소정의 기록 트랙으로 이동시키는 액세스 기구(24)와, 신호 처리 회로(22)에 의해 생성된 신호에 따라 스핀들 모터(21), 포커싱·트랙 서보 기구(23) 및 액세스 기구(24)를 제어하는 시스템 콘트롤러(25)를 구비하고 있다.
삭제
스핀들 모터(21)는 시스템 콘트롤러(25)에 의해 구동 제어되어 광디스크(2)를 소정의 속도로 회전 조작한다.
광학 헤드(1)는 스핀들 모터(21)의 구동에 의해 회전 조작되는 광디스크(2)의 신호 기록면 상에 레이저광을 조사하고, 광디스크(2)의 신호 기록면 상에서 반사된 귀환광을 검출하여 신호 기록 회로(22)로 출력한다. 이 때, 광학 헤드(1)는 회전 조작되는 광디스크(2)의 종류에 따라, 전술한 제1 레이저광 및 제2 레이저광의 레이저광을 선택적으로 출사한다.
신호 처리 회로(22)는, 광학 헤드(1)에 의해 검출된 귀환광을 근거로 하여 얻어지는 재생 신호 및 제어 신호를, 신호 복조(複調)부에서 복조하여, 에러 컬렉션부에서 오류를 정정한다.
신호 처리 회로(22)에 의해 복조되어, 오류 정정된 재생 신호는, 컴퓨터의 데이터 스토리지용이면, 인터페이스(26)을 지나 외부 컴퓨터(27) 등으로 송출된다. 또한, 재생 신호가 오디오 비주얼용이면, D/A, A/D 변환기(28)의 D/A 변환부에서 디지털/아나로그 변환되어, 오디오 기기(29)로 송출된다.
신호 처리 회로(22)에 의해 복조된 각종 제어 신호는, 시스템 콘트롤러(25)로 출력된다. 시스템 콘트롤러(25)는, 이 신호 중에서, 포커싱 에러 신호 및 트랙킹 에러 신호에 따라, 포커싱·트랙 서보 기구(23)를 구동한다. 포커싱·트랙 서보 기구(23)는, 시스템 콘트롤러(25)의 제어 하에서, 광학 헤드(1)의 2 축 액추에이터를 광디스크(2)에 근접 이간하는 방향 및 광디스크(2) 직경 방향의 2 축 방향으로 이동 조작하여, 포커싱 제어 및 트랙킹 제어를 한다.
또한, 액세스 기구(24)는 시스템 콘트롤러(25)로부터 공급되는 신호에 따라, 광학 헤드(1)를 광디스크(2)의 반경 방향으로 이동시켜, 광학 헤드(1)를 광디스크(2)의 소정의 기록 트랙 상에 위치시킨다.
이상과 같이 구성된 광디스크 장치(20)에서는, 본 발명을 적용한 광학 헤드(1)를 탑재함으로써, 비점수차를 이용한 포커싱 에러 신호를 근거로하여, 포커싱 제어를 적절히 행할 수가 있어, 장치 전체를 소형화할 수가 있다.
이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학 헤드에 의하면, CD-R이나 DVD라는 종류가 다른 복수의 광기록 매체에 대응한 레이저광을, 선택적으로 출사하는 광출사 수단을 이용한 경우에 있어서도, 비점수차법에 의한 포커싱 에러 신호의 검출을 적절히 행할 수가 있어, 헤드 전체를 소형화할 수가 있다.

Claims (20)

  1. 종류가 다른 복수의 광기록 매체에 대응한 광학 헤드로서,
    제1 레이저광을 출사(出射)하는 제1 광원과, 상기 제1 레이저광과 파장이 다른 제2 레이저광을 출사하는 제2 광원을 포함하고, 상기 제1 광원과 상기 제2 광원이 동일 패키지 내에 수납된 광출사 수단,
    상기 광출사 수단으로부터 상기 광기록 매체로 가는 레이저광을 집광하기 위한 집광 수단,
    상기 광기록 매체로 진행하는 레이저광의 광로와, 상기 광기록 매체에서 반사된 레이저광의 광로를 분리하기 위한, 그리고 귀환광에 비점수차를 생성하기 위한 빔 스플리터, 및
    상기 광기록 매체로부터 반사되어 되돌아 오는 귀환광을 수광하는 수광 수단을 구비하고,
    상기 광기록 매체에 조사되는 상기 제1 레이저광의 스폿 위치와, 상기 광기록 매체에 조사되는 상기 제2 레이저광의 스폿 위치를 잇는 직선이, 상기 기록 매체의 기록 트랙에 대해 45 ±15˚의 범위 내에 있도록, 상기 제1 광원과 상기 제2 광원의 상대 위치 관계가 설정되어 있는 동시에,
    상기 수광 수단은, 상기 광기록 매체에 조사되는 상기 제1 레이저광의 스폿 위치와, 상기 광기록 매체에 조사되는 상기 제2 레이저광의 스폿 위치를 잇는 직선을 상기 기록 매체 상에 투영했을 때, 그 투영된 직선과 대략 평행으로 배치된 수광부 쌍을 포함하며, 이 각각의 수광부는 광기록 매체의 신호 기록면 상의 기록 트랙과 대략 평행하고, 광기록 매체의 신호 기록면과는 대략 수직인 분할선에 의해 4분할되어 있는 광학 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광원과 상기 제2 광원과의 간격이 80 내지 200㎛ 인 광학 헤드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수광부 쌍의 각 수광 신호에 따른 비점수차법에 의해 포커싱 에러 신호를 생성하는 상기 수광 수단을 구비하는 광학 헤드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수광부 쌍의 하나가 제1 광원에 의해 출사된 제1 레이저광의 귀환광을 수광하고, 상기 수광부 쌍의 다른 하나가 제2 광원에 의해 출사된 제2 레이저광의 귀환빔을 수광하는 광학 헤드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수광 수단과, 상기 광출사 수단으로부터 출사된 레이저광을 주 빔과 한 쌍의 부 빔을 포함하는 복수의 빔으로 분리하기 위한 빔 스플리터 사이에 제공된 회절 격자를 구비하고,
    상기의 수광 소자가 상기 복수의 수광부의 상기의 투영된 직선과 대체로 수직인 양 방향의 수광부 쌍과, 트랙킹 에러 신호 생성을 위해 사용되는 수광 신호를 검출하기 위해 상기 회절 격자에 의해 분할된 상기 복수의 빔 사이에서, 상기 부 빔 쌍을 수광하는 수광부 쌍을 포함하는 광학 헤드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광출사 수단으로부터 상기 집광 수단으로 향하여 상기 광기록 매체의 기록면과 평행한 방향으로 출사되는 레이저광을 편향(偏向)시키기 위해, 상기 빔 스플리터와 집광 수단 사이에 배치된 편광 부재를 추가로 구비하는 광학 헤드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 광원이, 상기 광기록 매체의 기록면과 대략 평행한 평면 내에 배치되어 있는 광학 헤드.
  8. 종류가 다른 복수의 광디스크에 대응하기 위한 광학 헤드로서,
    제1 레이저광을 출사하기 위한 제1 광원과, 상기 제1 레이저광과는 파장이 다른 제2 레이저광을 출사하기 위한 제2 광원을 포함하는 반도체 레이저 - 여기서, 상기 제1 및 제2 광원은 서로 근접되어 동일한 패키지 내에 수납되며, 상기 반도체 레이저는 디스크의 종류에 따라 상기 제1 또는 제2 레이저광을 선택적으로 발광함 -,
    상기 광디스크 상에 상기 반도체 레이저로부터 오는 레이저광을 집광하기 위한 대물 렌즈,
    상기 광디스크로 진행하는 레이저광의 광로와, 상기 광디스크에서 반사된 레이저광의 광로를 서로 분리하기 위한 빔 스플리터, 및
    상기 광디스크로부터 반사되어 되돌아 오는 귀환광을 수광하기 위한 수광 소자를 포함하며,
    상기 광디스크에 조사되는 상기 제1 레이저광의 스폿 위치와, 상기 광디스크에 조사되는 상기 제2 레이저광의 스폿 위치를 잇는 직선이, 상기 광디스크의 기록 트랙에 대해 대략 45˚±15˚범위 내에 있도록, 상기 제1 광원과 상기 제2 광원의 상대 위치 관계가 설정되어 있으며,
    상기 수광 소자는, 상기 수광부에 투영된 직선과 대략 평행한 분할선에 의해 분할된 복수의 수광부를 구비하며, 상기 직선은 상기 광디스크에 조사된 제1 레이저광의 스폿 위치와 상기 광디스크에 비슷하게 조사된 제2 레이저광의 스폿 위치를 잇는 직선이고, 이 각각의 수광부가 광기록 매체의 신호 기록면 상의 기록 트랙과 대략 평행하고, 광기록 매체의 신호 기록면과는 대략 수직인 분할선에 의해 4 부분으로 분할되어 상기 수광부 쌍의 각 수광 신호에 따른 비점수차법에 의해 포커싱 에러 신호를 생성하는 광학 헤드.
  9. 제8항에 있어서,
    제1 및 제2 광원 사이의 간격이 80 내지 200㎛ 인 광학 헤드.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 수광부 쌍의 하나가 제1 광원에 의해 출사된 제1 레이저광의 귀환빔을 수광하고, 상기 수광부 쌍의 다른 하나가 제2 광원에 의해 출사된 제2 레이저광의 귀환빔을 수광하는 광학 헤드.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 수광 수단과, 상기 반도체 레이저로부터 출사된 레이저광을 주 빔과 한 쌍의 부 빔을 포함하는 복수의 빔으로 분리하기 위한 빔 스플리터 사이에 제공된 회절 격자를 구비하고,
    상기의 수광 소자가, 상기 복수의 수광부의 상기의 투영된 직선과 대략 수직인 양 방향의 수광부 쌍과, 트랙킹 에러 신호 생성을 위해 사용되는 수광 신호를 검출하기 위해 상기 회절 격자에 의해 분할된 상기 복수의 빔 사이에, 상기 부 빔 쌍을 수광하는 수광부 쌍을 포함하는 광학 헤드.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 광출사 수단으로부터 대물 렌즈로 향해, 상기 광기록 매체의 기록면과 평행한 방향으로 출사된 레이저광을 편향시키기 위해 상기 빔 스플리터와 상기 대물 렌즈와의 사이에 배치된 편광 부재를 추가로 구비하는 광학 헤드.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 광원이, 상기 광기록 매체의 기록면과 대략 평행한 평면 내에 배치되는 광학 헤드.
  14. 종류가 다른 복수의 광디스크와 관련하여 기록 및/또는 재생 신호를 검출하기 위한 광디스크 장치로서,
    상기 광디스크를 회전 구동하기 위한 스핀들 모터,
    다른 종류의 상기 복수의 광디스크에 대응하기 위해 적용된 광학 헤드, 및
    상기 광학 헤드에 의해 검출된 신호에 따라 재생 신호 및 제어 신호를 생성하기 위한 신호 처리 회로를 포함하며,
    상기 광학 헤드는,
    상기 제1 레이저광을 출사하기 위한 제1 광원 및, 상기 제1 레이저광과는 파장이 다른 제2 레이저광을 출사하기 위한 제2 광원을 가지며, 이 제1 및 제2 광원을 동일한 패키지 내에 수납하고 있는 광출사 수단 - 여기서, 광출사 수단은 광디스크의 종류에 따라 상기 제1 및 제2 레이저광을 선택적으로 출사함 -,
    상기 광출사 수단으로부터 광디스크 쪽으로 레이저광을 집광하기 위한 대물 렌즈,
    상기 광출사 수단으로부터 출사된 레이저광의 광로를, 상기 광디스크 쪽으로로 진행하는 광로와 상기 광디스크에서 반사된 레이저광의 광로로 분리하기 위한 빔 스플리터,
    상기 광디스크에서 반사된 귀환광을 수광하기 위한 수광 소자를 포함하고,
    여기서,
    상기 광출사 수단의 제1 및 제2 광원의 상대 위치는, 상기 광디스크에 조사되는 제1 레이저광의 스폿 위치와 상기 광디스크에 조사되는 제2 레이저광의 스폿 위치를 잇는 직선이 상기 광디스크의 기록 트랙에 대해 45˚±15˚범위 내에 있도록 상기 광출사 수단의 제1 및 제2 광원의 상대 위치가 설정되며,
    상기의 수광 소자는 상기 수광 수단에 투영된 직선과 대략 평행한 분할선에 의해 분할된 복수의 수광부를 구비하고, 상기 직선은 상기 광디스크에 조사되는 상기 제1 레이저광의 스폿 위치와 상기 광디스크에 비슷하게 조사되는 상기 제2 레이저광의 스폿 위치를 잇는 직선이며, 이 각각의 수광부가 광기록 매체의 신호 기록면 상의 기록 트랙과 대략 평행하고, 광기록 매체의 신호 기록면과는 대략 수직인 분할선에 의해 4 부분으로 분할되는 광디스크 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    제1 및 제2 광원 사이의 간격이 80 내지 200㎛ 인 것을 특징으로 광디스크 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 수광 소자가, 상기 수광부의 수광 신호에 따른 비점수차법에 의해 포커싱 에러 신호를 생성하는 광디스크 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 수광부 쌍의 하나가 제1 광원에 의해 출사된 제1 레이저광의 귀환빔을 수광하며, 상기 수광부 쌍의 다른 것은 제2 광원으로부터 출사되는 제2 레이저광의 귀환빔을 수광하는 광디스크 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 수광 수단과, 상기 광출사 수단으로부터 출사된 레이저광을, 주 빔과 부 빔쌍을 포함하는 복수의 빔으로 분리하기 위한 빔 스플리터 사이에 제공된 회절 격자를 구비하고,
    상기의 수광 소자는 상기 복수의 수광부의 상기의 투영된 직선과 대략 수직인 양 방향의 수광부 쌍과, 트랙킹 에러 신호 생성을 위해 사용되는 수광 신호를 검출하기 위해 상기 회절 격자에 의해 분할된 상기 복수의 빔 사이에, 상기 부 빔 쌍을 수광하는 수광부 쌍을 포함하는 광디스크 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    광출사 수단으로부터 상기 집광 수단으로 향해, 광디스크의 기록면과 대략 평행한 방향으로 출사된 레이저광을 편향시키기 위해 상기 빔 스플리터와 상기 대물 렌즈와의 사이에 배치된 편광 부재를 추가로 구비하는 광디스크 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 광원이, 광디스크의 기록면과 대략 평행한 평면 내에 배치되는 광디스크 장치.
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