KR100949924B1

KR100949924B1 - 조정 장치

Info

Publication number: KR100949924B1
Application number: KR1020090058657A
Authority: KR
Inventors: 조장래; 이만식; 신상국
Original assignee: 바이옵트로 주식회사
Priority date: 2009-06-29
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2010-03-30

Abstract

레이저 다이오드에서 발산된 광을 주 빔과 복수의 서브 빔으로 회절시키는 회절 격자를 회전시키는 회절 격자 조정부; 광신호를 수광하는 수광 소자를 이동시키거나 회전시키는 수광 소자 조정부; 상기 수광 소자의 상류측에 마련되는 센서 렌즈를 이동시키는 센서 렌즈 조정부; 지그 디스크를 읽은 광신호에 따라 상기 회절 격자 조정부, 상기 수광 소자 조정부, 상기 센서 렌즈 조정부의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하는 조정 장치가 기재된다.

Description

조정 장치{ADJUSTING DEVICE}

본 발명은 조정 장치에 관한 것으로서, 광디스크에 데이터를 입출력하는 광픽업의 수광 소자 등의 위치나 스큐를 조정하는 조정 장치에 관한 것이다.

광디스크에 데이터를 기록 또는 재생하는 광기기 장치에는 핵심 부품으로서, 광디스크를 스캐닝하여 데이터를 쓰거나 읽는 광픽업이 마련된다. 광픽업은 레이저 다이오드(LD), 대물렌즈 등 각종 광학 부품으로 이루어진다. 이러한 광학 부품들은 각각의 치수가 정확한 공차 범위에 있어야 하며, 트랙킹 방향 및 포커싱 방향에 있어 정확한 위치에 조립되어야 하고 광디스크에 대하여 스큐없이 정확히 수직 방향으로 광빔을 주사할 수 있어야 하며 동일한 광축에 동중심으로 설치되어야 한다.

일반적인 광디스크로서 CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW은 물론, 최근 개발된 포맷인 AVCHD, HD-DVD 및 BD-R, BD-RE 등의 블루레이 디스크를 억세스하는 광픽업의 경우, 수광 소자, 센서 렌즈, 회절 격자의 위치 또는 스큐의 정확한 조정 작업이 특히 요구된다.

본 발명은 광픽업에 설치된 수광 소자, 센서 렌즈, 회절 격자의 위치 또는 스큐를 자동으로 조정할 수 있는 조정 장치를 제공하기 위한 것으로서, 광학계 부품의 위치 및 스큐에 대한 데이터를 정량화된 값으로 제어부에 전달하고 이 값에 근거하여 수광 소자, 센서 렌즈, 회절 격자의 위치 또는 스큐를 자동으로 조정하는 조정 장치를 제공한다.

본 발명의 조정 장치는, 레이저 다이오드에서 발산된 광을 주 빔과 복수의 서브 빔으로 회절시키는 회절 격자를 회전시키는 회절 격자 조정부; 광신호를 수광하는 수광 소자를 이동시키거나 회전시키는 수광 소자 조정부; 상기 수광 소자의 상류측에 마련되는 센서 렌즈를 이동시키는 센서 렌즈 조정부; 지그 디스크를 읽은 광신호에 따라 상기 회절 격자 조정부, 상기 수광 소자 조정부, 상기 센서 렌즈 조정부의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함한다.

일 실시예로서, 본 발명의 조정 장치는, 레이저 다이오드, 회절 격자, 센서 렌즈, 수광 소자가 마련된 광픽업에 대하여, 복수로 분할된 각각의 주 영역에 모두 광이 입사되거나 상기 광이 상기 주 영역과 동중심이 되도록 상기 수광 소자의 위치 및 스큐를 조정하고, 상기 레이저 다이오드로부터 디스크까지 광을 입사하는 광경로와 상기 디스크로부터 상기 수광 소자까지 광이 되돌아오는 광경로의 길이가 일치되도록 상기 센서 렌즈의 위치를 이동시키며, 상기 광의 주 빔 및 서브 빔이 소정의 경사각을 갖도록 상기 회절 격자를 회전시키고, 상기 회절 격자, 상기 센서 렌즈, 상기 수광 소자를 상기 조정된 위치 및 각도에서 고정시킨다.

본 발명에 따르면, 수작업시 작업자의 숙련도에 의존하던 조정 정밀도를 크게 개선하여 잠재적인 불량 발생 요인을 제거하며, 수작업에 필요한 작업자의 장비 교육 시간을 없앨 수 있고, 지그 디스크를 읽어들인 광신호의 수치 데이터를 활용하여 회절 격자, 수광 소자, 센서 렌즈 등의 위치 및 스큐를 조정하므로 일정한 품질을 얻을 수 있고, 조정이 완료된 부품은 그 즉시 경화부에 의하여 위치 고정되므로 광픽업 조정 작업의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.

도 1은 본 발명의 조정 장치에 의하여 조정되는 광픽업의 동작 구조를 도시한 평면도이다. 도 2는 도 1의 광픽업의 상면 사시도이다. 도 3은 본 발명의 조정 장치에 의하여 조정되는 광픽업의 광학계 부품을 개략적으로 도시한 설명도이다. 도 4는 본 발명의 조정 장치에 의하여 조정되는 광학계 부품을 도시한 광픽업의 배면 사시도이다.

광기기 장치는 광디스크(10')를 회전시키는 스핀들 모터(22)와, 광픽업(50)이 장착되는 데크(20)를 구비한다. 광픽업(50)은 피드 모터(24)에 의하여 광디스크(10)의 내주 및 외주 방향으로 이동된다. 광픽업(50)의 슬라이딩을 안내하기 위하여 메인 가이드 로드(25a) 및 서브 가이드 로드(25b)가 광픽업(50)의 양측에 마련된다. 광픽업(50)은 FPC, FFC와 같은 연성 케이블(26)을 통하여 광기기 장치와 인터페이스(interface)된다.

광픽업(50)은 레이저 다이오드(120), 회절 격자(1201), 빔 스플리터(122), 콜리메이터 렌즈(124), 센서 렌즈(1281), 수광 소자(128) 등이 내장되는 본체부(100)와, 대물 렌즈(210,220)를 구비한 대물 렌즈부(200)로 이루어진다.

도 1에 도시된 광픽업(50)은 블루레이 디스크에 데이터를 기록/재생할 수 있는 BD 대응 광픽업(50)으로서, 블루레이 디스크용 청색 레이저를 처리하는 제1 대물 렌즈(210)는 물론, DVD 및 CD용 적색 레이저를 처리하는 제2 대물 렌즈(220)를 광디스크(10')의 래디얼 방향(도 2에 의하면 x축 방향)을 따라 하나의 대물 렌즈부(200)에 공통적으로 장착하여 사이즈를 콤팩트(compact)하게 만들었다.

제2 대물 렌즈(220)를 근간으로 한 DVD 광학계에 비하여 제1 대물 렌즈(210)를 중심으로 한 BD 광학계는 트랙킹 및 포커싱 제어 정밀도가 더욱 요구되며, 제2 대물 렌즈(220)에 비하여 제1 대물 렌즈(210)는 본체부(100)에 대한 상대 위치 및 스큐 조정의 고정밀도가 요구된다. 제1 대물 렌즈(210)의 개구수(NA : Numerical Aperture)는 0.85으로서 빔 스팟을 미세하게 형성할 수 있다. 도시된 BD 대응 광픽업(50)은 BD용 광경로를 형성하는 BD 광학계와 DVD용 광경로(P2)를 형성하는 DVD 광학계를 모두 구비한다.

본체부(100)에 마련된 DVD 광학계를 설명하면, 적색 레이저를 발생하는 레이저 다이오드(120)와, 레이저 다이오드(120)에서 출사되는 광을 회절시키는 회절 격자(1201)와, 빔 스플리터(122)와, 콜리메이터 렌즈(124)와, DVD를 판독한 광신호를 전기적 신호로 바꾸는 수광 소자(128)와, 수광 소자(128)에 광신호를 집속시키는 센서 렌즈(1281)가 마련된다. 대물 렌즈부(200)에는 DVD 광학계로서 제2 대물 렌즈(220)가 마련된다.

회절 격자(1201)는 레이저 다이오드(120)에서 발산되는 광을 회절시키는 것으로 소정 간격(예를 들어 수십 ~ 수백㎛)으로 이격된 슬릿을 구비한다. 회절 격자(1201)를 통과한 빔 스팟(beam spot)을 분석하면 그 중앙에 0 차 빔의 하이 피크(high peak)가 형성(이를 '주 빔'이라고 함)되고, 0 차 빔의 주변에 ±1차 회절광인 ±1차 빔의 로우 피크(low peak)가 형성(이를 '서브 빔'이라고 함)된다.

빔 스플리터(122)는 레이저 다이오드(120)에서 입사되는 광을 반사하여 광디스크 방향으로 보내고, 광디스크 표면에서 반사되어 데이터를 담고 있는 광신호는 그대로 통과시켜 수광 소자(128)로 보낸다. 이를 위하여 빔 스플리터(122)는 편광 코팅되며 광경로(P2)에 대하여 45°기울어지게 배치되므로 비점 수차를 발생하여 포커싱 에러 신호의 원인이 된다.

콜리메이터 렌즈(124)는 빔 스플리터(122)의 출측에 마련되며 레이저 다이오드(120)에서 발산되는 광을 평행광으로 집속시킨다.

대물 렌즈부(200)에 마련되는 제1 대물 렌즈(210)는 보이스 코일(voice coil) 및 마그네트를 구비한 액츄에이터(201)에 의하여 트랙킹 방향 및 포커싱 방향으로 위치 제어된다.

센서 렌즈(1281)는 수광 소자(128)에 빔을 집속시키고 초점 거리를 조절하는 것으로서, 도 3을 참조하면, 레이저 다이오드(120) 및 빔 스플리터(122)의 간격 ΔA와 빔 스플리터(122) 및 수광 소자(128)의 간격 ΔB를 일치시켜 줌으로써 수광 소자(128)에 양호한 포커싱 상태를 형성하는 기능을 한다.

본체부(100) 및 대물 렌즈부(200)의 결합체인 광픽업(50)의 일측에는 데크(20)의 메인 가이드 로드(25a)에 이동 가능하게 체결되는 메인 슬라이더(150a)가 마련되며, 광픽업(50)의 타측에는 데크(20)의 서브 가이드 로드(25b)에 이동 가능하게 체결되는 서브 슬라이더(150b)가 마련된다.

메인 슬라이더(150a)에는 클램핑부(60)의 메인 클램프(61)가 삽입되고 서브 슬라이더(150b)에는 서브 클램프(62)가 삽입되어 조정 장치에 단단히 클램핑된다.

본체부(100)의 구동 전원과 제어 신호 및 대물 렌즈부(200)에 내장된 액츄에이터(201)의 트랙킹 및 포커싱 제어 신호는 케이블(26) 및 커넥터(160)를 통하여 광픽업(50)에 입출력된다.

도 5는 본 발명의 조정 장치의 주요부를 도시한 부분 사시도이다. 도 6은 본 발명의 조정 장치의 사시도이다. 도 7은 본 발명의 조정 장치의 회절 격자 조정부 및 센서 렌즈 조정부를 도시한 사시도이다. 도 8은 본 발명의 조정 장치의 수광 소자 조정부를 도시한 사시도이다. 도 5 내지 도 8을 도 1 내지 도 4와 함께 참조하며 본 발명의 조정 장치에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.

설명의 편의상 공간상에서 직교하는 가상의 제1축(예를 들어 x축), 제2축(예를 들어 y축) 및 제3축(예를 들어 z축)을 정의한다.

본 발명의 조정 장치는 클램핑부(60), 조정부(300,400,500), 경화부(90)를 포함한다. 이러한 조정 장치는 디스크 조정부(600), 제어부(700)를 더 포함할 수 있다.

클램핑부(60)는 광픽업(50)이 안착되는 곳으로서, 메인 클램프(61), 서브 클램프(62)를 구비한다. 본체부(100)의 메인 슬라이더(150a)는 참조 부호 Lp와 같이 x축 방향으로 왕복 이동되는 메인 클램프(61)에 의하여 착탈되고, 본체부(100)의 서브 슬라이더(150b)는 서브 클램프(62)에 끼워지며, 그 유동이 억제된다.

조정부(300,400,500)는 광픽업(50)에 조립된 회절 격자(1201), 수광 소자(128) 및 센서 렌즈(1281) 중 적어도 하나를 수광 소자(128)에 입수된 광신호에 따라 이동 또는 회전시키는 것으로서, 회절 격자 조정부(300), 센서 렌즈 조정부(400), 수광 소자 조정부(500)를 포함한다.

제어부(700)는 조정부(300,400,500)를 제어함으로써, 주 빔과 서브 빔이 이루는 각, 복수의 서브 빔의 위상차, 수광 소자(128)의 분할된 주 영역에 대한 주 빔의 밸런스 및 디포커스(defocus) 중 적어도 하나를 자동으로 조정한다.

경화부(90)는 조정부(300,400,500)에 의하여 그 위치 및 자세의 조정이 완료 된 회절 격자(1201), 수광 소자(128) 및 센서 렌즈(1281)를 광픽업(50)에 본딩 또는 경화시킨다.

일 실시예로서, 경화부(90)는 조정부(300,400,500)의 상측에 마련되어 광픽업(50)에 UV를 조사한다. 일 실시예로서, 조정부(300,400,500)에 의한 조정 작업이 완료되면 도포기에 의하여 접착제가 도포되며, 경화부(90)는 회절 격자(1201), 수광 소자(128) 및 센서 렌즈(1281)에 도포된 접착제에 광을 조사하여 경화시킨다.

이하, 광픽업(50)의 DVD 광학계에 대하여 설명하면, 회절 격자 조정부(300)는 광픽업(50)의 광축을 중심으로 회절 격자(1201)를 회전시킴으로써, 주 빔과 서브 빔이 이루는 각 또는 복수의 서브 빔의 위상차를 조정한다. 광픽업(50)의 광축은 도 3을 참조하면 참조 부호 P2를 따라 연장되는 가상의 직선축이다.

도 7에 상세 도시된 회절 격자 조정부(300)는 제어부(700)로 제어되는 모터(370)에 연결되어 제2축 방향으로 이동되는 제2축 이동 테이블(354)과, 제2축 이동 테이블(354)에 연결되어 제2축 방향 위치가 제어되는 회절 격자 지그(310)를 구비한다.

일 실시예로서, 제2축 이동 테이블(354)은 제1축 캘리브레이션부(352) 위에 설치된다. 제1축 캘리브레이션부(352)는 회절 격자 지그(310)의 접근 위치의 오차 및 접촉력을 조절하기 위한 것이다.

일 실시예로서, 회절 격자 지그(310)는 후술하는 피딩 테이블에 의하여 접근 위치 및 대기 위치로 절환되며, 회절 격자(1201)와 접촉되는 접근 위치로 이동된 후에는 제2축 이동 테이블(354)에 의하여 정밀 위치 제어됨으로써 회절 격자(1201)의 스큐각을 조정한다.

회절 격자 지그(310)는 회절 격자(1201)에 마련된 회절 격자 핸들(1201b)과 접촉되며 제어부(700)의 제2축 이동 테이블(354)의 위치 제어에 의하여 회절 격자(1201)를 회전시킴으로써, 수광 소자(128)에서 주 빔과 서브 빔이 이루는 각 또는 복수의 서브 빔의 위상차를 조정한다.

회절 격자(1201)는 회절 격자 안착부(1201a)에 회전 가능하게 삽입되므로, 회절 격자 지그(310)의 병진 이동시 회절 격자(1201)는 회절 격자 안착부(1201a) 내에서 회동된다.

한편, 광픽업(50)의 투입시 회절 격자 지그(310)가 접근하고 광픽업(50)의 배출시 회절 격자 지그(310)가 도피된다. 따라서, 회절 격자 지그(310)는, 회절 격자 지그(310)와 회절 격자 핸들(1201b)이 서로 접촉되는 접촉 위치 및 회절 격자 지그(310)와 회절 격자 핸들(1201b)이 서로 이격되는 대기 위치를 교대로 왕복한다.

이를 위하여 회절 격자 조정부(300)는 회절 격자 지그(310)를 접촉 위치 및 대기 위치로 왕복시키는 피딩 테이블을 구비한다. 일 실시예로서, 피딩 테이블은 제2축으로 이동되는 제2축 피딩부(356)와 제3축으로 이동되는 제3축 피딩부(358)를 구비한다.

도 7에 상세 도시된 센서 렌즈 조정부(400)는 광축을 따라 센서 렌즈(1281) 를 병진 이동시킴으로써, 수광 소자(128)의 디포커스를 조정한다. 센서 렌즈 조정부(400)는 제2축 이동 테이블(454)과 센서 렌즈 지그(410)를 구비한다.

일 실시예로서, 센서 렌즈 조정부(400)의 제2축 이동 테이블(454)은 도 7에 잘 도시되지는 않지만 회절 격자 조정부(300)의 제2축 이동 테이블(354)와 대칭 형상으로 마련된다. 도 7에 잘 도시되지는 않지만 센서 렌즈 조정부(400)의 제1축 캘리브레이션부(452)도 회절 격자 조정부(300)의 제1축 캘리브레이션부(352)와 대칭 위치에 마련된다. 센서 렌즈 조정부(400)의 제2축 피딩부(456) 및 제3축 피딩부(458)도 회절 격자 조정부(300)의 제2축 피딩부(356) 및 제3축 피딩부(358)와 대칭 위치에 마련된다.

제2축 이동 테이블(454)은 제어부(700)로 제어되는 모터(470)에 연결되어 제2축 방향으로 이동된다. 센서 렌즈 지그(410)는 제2축 이동 테이블(454)에 연결되어 제2축 방향 위치가 제어되며 센서 렌즈(1281)에 마련된 센서 렌즈 핸들(1281b)에 접촉되어 센서 렌즈(1281)를 광축 방향으로 이동시킴으로써 디포커스를 조정한다. 센서 렌즈(1281)는 센서 렌즈 안착부(1281a)에 이동 가능하게 삽입되며, 센서 렌즈 지그(410)의 병진 이동시 센서 렌즈 안착부(1281a)를 따라 직선 이동한다.

제2축 이동 테이블(454)은 제1축 캘리브레이션부(452) 위에 설치된다.

광픽업(50)의 투입 배출을 위하여 센서 렌즈 조정부(400)는 센서 렌즈 지그(410)와 센서 렌즈 핸들(1281b)이 서로 접촉되는 접촉 위치 및 센서 렌즈 지그(410)와 센서 렌즈 핸들(1281b)이 서로 이격되는 대기 위치를 교대로 왕복하도록 센서 렌즈 지그(410)를 이동시키는 피딩 테이블을 구비한다.

일 실시예로서, 피딩 테이블은 제2축으로 이동되는 제2축 피딩부(456)와 제3축으로 이동되는 제3축 피딩부(458)를 구비한다.

한편, 도 8에 상세 도시된 수광 소자 조정부(500)는 광축을 중심으로 수광 소자(128)를 회전시켜 수광 소자(128)의 광축을 중심으로 한 스큐각을 조정하고 광축에 수직한 가상의 평면 내에서 수광 소자(128)의 위치를 이동시킴으로써, 수광 소자(128)의 4개, 6개, 8개 등으로 분할된 주 영역에 대한 주 빔의 밸런스를 조정한다.

수광 소자(128)의 광축을 중심으로 한 스큐각과, 광축에 수직한 가상의 평면 내에서 위치를 조정하고 나면 수광 소자 안착부(128a)에 본딩된다.

수광 소자 조정부(500)는 제3축 승강 테이블(552)과, 제1축 이동 테이블(554)과, 제2축 회동 테이블(556)과, 수광 소자 지그(510)를 구비한다.

제3축 승강 테이블(552)은 제어부(700)로 제어되는 모터(570)에 연결되어 제3축 방향으로 승강된다. 이를 위하여 제3축 승강 테이블(552)은 서로 접촉되는 2개의 경사면을 구비하며 모터(570)에 의하여 상기 2개의 경사면이 상대 이동됨으로써 z축 방향의 높이가 조절된다.

제1축 이동 테이블(554)은 x축 방향으로 직선 이동되는 리니어 테이블로서, 모터(570)에 의하여 구동된다.

제2축 회동 테이블(556)은 서로 접촉되는 2개의 원호 면을 구비하며 모터(570)에 의하여 상기 2개의 원호 면이 상대 이동됨으로써 y축을 중심으로 한 스 큐각이 조절된다.

수광 소자 지그(510)는 수광 소자(128)에 마련된 수광 소자 홀(128b)에 삽입되며, 제3축 승강 테이블(552), 제1축 이동 테이블(554), 제2축 회동 테이블(556)의 상단에 위치하여 이들의 위치 및 스큐 제어에 따라 x-z 평면 내에서 병진 이동하고 y축을 중심으로 회전된다.

이와 같이 수광 소자 지그(510)가 3축 제어됨으로써, 수광 소자(128)의 스큐각 및 위치가 조정되고, 수광 소자(128)의 분할된 복수의 주 영역에 대한 주 빔의 밸런스가 조정된다.

수광 소자 지그(510)는 수광 소자 지그 하우징(559)에 이동 가능하게 삽입된다.

광픽업(50)의 투입시 수광 소자 지그(510)가 접근하고 광픽업(50)의 배출시 수광 소자 지그(510)가 도피된다. 따라서, 수광 소자 지그(510)는, 수광 소자 지그(510)가 수광 소자 홀(128b)에 삽입되는 접촉 위치 및 수광 소자 홀(128b)에서 수광 소자 지그(510)가 분리되는 대기 위치를 교대로 왕복한다.

이를 위하여 수광 소자 조정부(500)는 수광 소자 지그(510)를 접촉 위치 및 대기 위치로 왕복시키는 피딩 테이블을 구비한다. 일 실시예로서, 피딩 테이블은 제2축으로 이동되는 제2축 피딩부(558)를 구비한다.

한편, 지그 디스크(10)를 회전시키고 지그 디스크(10)의 이동 및 스큐를 캘리브레이션하기 위하여 디스크 조정부(600)가 마련되는 것이 바람직하다. 디스크 조정부(600)는 도 6에 전체적 구조가 도시되며, 리니어 가이드 위에 마련되어 x축 방향으로 수동 이동되는 x축 테이블과, x축 테이블 위에 설치되어 y축 방향으로 수동 이동되는 y축 테이블과, y축 테이블 위에 설치되는 것으로 노브 회전시 y축 중심으로 회동되는 y축 회동 테이블과, 지그 디스크(10)를 승강시키는 z축 테이블을 포함한다. 디스크 조정부(600)는 지그 디스크(10)를 회전시키는 스핀들 모터를 구비하며, 조정을 위하여 원하는 속도로 지그 디스크(10)를 회전시킨다.

한편, 트랙킹 서보를 위하여 차동 푸쉬풀(DPP : Differential Push-Pull) 방식이 광기기 장치에 사용된다. 차동 푸쉬풀 방식은 대물 렌즈의 쉬프트 등에 의한 푸쉬풀 신호의 오프셋(offset)을 제거할 수 있는 장점이 있다.

차동 푸쉬풀(DPP) 방식에 따르면 회절 격자(1201)를 이용하여 빔을 0차(주 빔) 및 ±1차(2개의 서브 빔)과 같은 3개의 빔으로 분리한다. 그리고, 지그 디스크(10)에 주 빔과 2개의 서브 빔을 조사한 후, 수광 소자(128)에서 상기 빔들의 조사에 의한 반사 신호를 검출하고, 검출된 신호는 소정의 연산 과정을 거쳐 트랙킹 에러 신호(TES : Tracking Error Signal)로 출력된다.

일 실시예로서, 수광 소자(128)의 주 영역은 A,B,C,D 4개의 영역으로 분할되어 주 빔을 입사받고, 주 영역 주변에서 1차 빔을 입사받는 제1 서브 영역은 E,F 2개의 영역으로 분할되며, -1차 빔을 입사받는 제2 서브 영역은 G,H 2개의 영역으로 분할된다.

이때, 차동 푸쉬풀 방식에 의해 검출되는 트랙킹 에러 신호 DPP는 다음과 같 이, DPP = [(A+B)-(C+D)]-k[(E-F)+(G-H)] 가 된다.

이하, 본 발명의 조정 장치의 동작을 순차적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 광픽업(50)을 조정 장치에 투입한다. 투입된 광픽업(50)이 클램핑부(60)에 안착되도록 메인 클램프(61)를 로킹 위치로 이동시키고 서브 클램프(62)로 서브 슬라이더(150b)를 고정한다. 광픽업(50)의 커넥터(160)에 신호 입출력용 케이블(26)을 연결한다.

1) PDB ( Photo Diode Balance ) 가조정

조정의 첫 단계는 PDB(Photo Diode Balance) 가조정으로서, 도 9에 그 물리적 의미가 도시되었다. 광픽업(50)의 액츄에이터(201)에 예를 들어 수Hz ~ 수십Hz의 교류(AC) 전압을 가하여 제2 대물 렌즈(220)를 상하로 스윕 구동시키고, 이때 나타나는 포커스 에러 신호의 피크 투 피크값인 VPP = (A+C) - (B+D)이 검출되면 수광 소자(128)를 이동 및 회전시킴으로써 주 영역의 신호 합인 RF신호가 일정값 이상이 나오도록 하며, 포커스 서보를 통하여 대물 렌즈(220)를 초점 심도 이내로 얼라인시키는 제어부(700)의 제어 동작이다.

즉, 주 영역 A, B, C, D 각각에 입수된 광신호가 제1 스레스홀드보다 커질 때까지 수광 소자(128)의 위치를 x축 및 z축 방향으로 병진 이동(Lx, Lz)시키고 광픽업(50)의 광축(도 5에 의하면 y축)을 중심으로 수광 소자(128)를 회전(Ty)시킨다. 그리고, 주 영역 A, B, C, D 각각에 입수된 광신호의 합인 RF신호가 정상값 이 상이라고 판단되면 포커스 서보를 통하여 대물 렌즈(220)를 초점 심도 이내로 얼라인시킨다.

간단히 말해, 주 영역이 A, B, C, D와 같이 4개로 분할된 경우, A, B, C, D 각각의 주 영역에 빠짐없이 광신호가 입수되도록 주 빔을 찾는 과정이 PBB 가조정 단계이며, 주 빔이 주 영역에 제대로 입사되는지 여부는 수광 소자(128)의 주 영역 A, B, C, D의 신호가 모두 제1 스레스홀드를 초과하는지 여부로 판단할 수 있다.

즉, 주 영역 A의 광신호 출력 > 제1 스레스홀드이고, 주 영역 B의 광신호 출력 > 제1 스레스홀드이고, 주 영역 C의 광신호 출력 > 제1 스레스홀드이고, 주 영역 D의 광신호 출력 > 제1 스레스홀드인 경우, 가조정 판단 기준이 만족된다.

도 9를 참조하면, PBB 가조정의 물리적 의미는 A, B, C, D의 4개 주 영역에 모두 광이 입사되도록 수광 소자(128)의 위치 및 스큐를 얼라인(align)시키는 것으로 이해할 수 있다. PBB 가조정이 완료되면 디포커스 조정을 수행한다.

2) 디포커스 조정

디포커스(defocus) 조정은 주 영역의 RF 신호의 DC 전압이 최대가 되도록 광픽업(50)의 광축(도 5에 의하면 y축)을 따라 센서 렌즈(1281)의 위치를 이동시키는 제어부(700)의 제어 동작이다.

도 10 및 도 11을 참조하면 디포커스 조정의 물리적 의미를 잘 알 수 있다. 수광 소자(128)에 광을 집속하는 센서 렌즈(1281)를 광축 방향으로 이동시키면 주 영역 A, B, C, D의 신호의 합인 RF 신호의 DC값이 최대가 되는 지점이 있는데, 이 때가 바로 수광 소자(128)에 포커싱이 된 상태이다.

센서 렌즈(1281)는 도 3을 참조하면, 레이저 다이오드(120) 및 빔 스플리터(122)의 간격 ΔA와 빔 스플리터(122) 및 수광 소자(128)의 간격 ΔB를 일치시켜 줌으로써 수광 소자(128)에 양호한 포커싱 상태를 형성하는 기능을 한다.

즉, 디포커스 조정은 지그 디스크(10)에서 광이 반사되는 초점과 수광 소자(128)에 신호가 맺히는 초점을 일치시켜 RF 신호를 최대로 조정하는 것이며, 이것은 주 빔의 지름이 수광 소자(128)의 주 영역에 모두 들어오도록 포커싱되어 주 빔의 손실되는 광량이 없도록 조정되는 것을 의미한다.

지그 디스크(10)로부터 반사된 광을 수광 소자(128)의 수광면에 저스트 포커스(just focus)로 맺히게 하기 위하여 지그 디스크(10)에 입사되는 광경로 ΔA 와 수광 소자로 되돌아오는 광경로 ΔB의 길이가 동일하도록 센서 렌즈(1281)를 광축 방향으로 이동시키는 것이 디포커스 조정의 핵심이다.

주 영역 A의 광신호 출력, 주 영역 B의 광신호 출력, 주 영역 C의 광신호 출력, 주 영역 D의 광신호 출력의 총합(RF 신호)이 설정값보다 큰 경우 디포커스 조정 기준이 만족된다. RF 신호의 피크 투 피크 값이 최대가 되는 위치로 센서 렌즈(1281)의 광축 위치가 조정된다.

한편, 도 5를 참조하면 지그 디스크(10)는 조정을 위한 데이터가 기록된 기록면(10b)과, 데이터가 기록되지 않아 광을 그대로 반사하는 미러면(10a)이 인접된 구조로 제작된다.

디스크 조정부(600)에 의하여 지그 디스크(10)가 이동됨으로써 지그 디스 크(10) 외주의 미러면(10a) 또는 내주의 기록면(10b)에 DVD 광학계의 제2 대물 렌즈(220)가 선택적으로 대면된다.

일 실시예로서, PDB 가조정, 디포커스 조정, 후술하는 PDB 미세 조정은 대물 렌즈(220)를 데이터가 기록되지 않은 미러면(10a)에 대면시킨 상태에서 진행하는 것이 일정한 광량의 광신호를 획득할 수 있으므로 정확한 조정 정밀도를 얻을 수 있다. 다음으로 PDB 미세조정이 수행된다.

3) PDB 미세조정

PDB 미세조정의 물리적 의미는 도 12에 잘 도시되었다. PDB 미세조정은 주 빔이 주 영역과 동중심이 될 때까지 가상의 평면(x-z 평면) 내에서 수광 소자(128)의 위치를 x축 및 z축 방향으로 이동시키고 광축(도시된 바에 의하면 y축)을 중심으로 수광 소자(128)를 회전시켜 수광 소자(128)의 스큐각을 조정하는 제어부(700)의 제어 동작이다.

지그 디스크(10)를 정상 속도로 회전시키고 데이터가 기록되지 않은 미러면(10a)에 대물 렌즈(210)를 대면시킨 상태에서 수행하는 것이 일정 광량의 신호를 얻을 수 있으므로 바람직하다.

PDB 미세조정의 양불 판정 기준으로서, 지그 디스크(10)의 접선(tangential) 방향으로 주 영역의 광신호의 합의 차이인 (A+B)-(C+D)의 피크 투 피크 레벨이 최소가 되게 하고, 지그 디스크(10)의 반경(radial) 방향으로 주 영역의 광신호의 합의 차이인 (A+D)-(B+C)의 피크 투 피크 레벨이 최소가 되면 조정이 적합한 것으로 판단한다. 다음으로 GT 조정을 수행한다.

4) GT 조정

GT 조정의 물리적인 의미는 도 13 및 도 14에 잘 나타나 있다. 도 13을 참조하면 원-트랙(one-track) 조정이 도시되며 도 14는 GT 미세 조정의 물리적 의미가 도시된다.

GT 조정은 원-트랙(one-track) 조정과 GT 미세 조정으로 이루어진다.

원-트랙(one-track) 조정은 복수의 서브 빔이 지그 디스크(10)의 트랙과 소정의 경사각(θ)을 갖도록 회절 격자(1201)를 회전시키는 제어 동작이다. 회절 격자(1201)를 광축 중심으로 회전시키면 서브 빔이 지그 디스크(10)의 트랙과 이루는 각도가 조정된다.

소정의 경사각(θ)이 필요한 이유는 다음과 같다.

원활한 트랙킹 서보를 위하여 주 빔 및 2개의 서브 빔을 활용한 3 빔법을 사용하며 주 빔을 기준으로 각각의 서브 빔이 틀어진 정도는 트랙 피치(p)의 1/4인 p/4만큼 틀어져 있는 것이 이상적인 트랙킹 서보 성능을 얻을 수 있기 때문이다.

이때, 서브 영역 E의 Vpp와 서브 영역 H의 Vpp는 이상적으로 180°의 위상차를 갖는다. 따라서, 서브 영역 E의 Vpp와 서브 영역 H의 Vpp를 합하면 이상적으로 0이 된다.

원-트랙(one-track) 조정이 완료되면 회절 격자(1201)의 미세조정을 수행하는데 이는 회절 격자(1201)를 미세하게 회전시켜 서브 영역 E의 Vpp와 서브 영역 H 의 Vpp의 위상차가 이상적인 값인 180°에 근접하도록 미세 조정하는 것을 말한다.

GT 미세 조정의 양불 판정시, 수광 소자(128)의 서브 영역 E의 광출력과 서브 영역 F의 광출력의 합이 0에 가까운 최소값이 되면 미세조정이 적합한 것으로 판단한다.

즉, GT 조정 단계는 복수의 서브 빔이 지그 디스크(10)의 트랙과 소정의 경사각(θ)을 갖도록 회절 격자(1201)를 회전시키는 원-트랙(one-track) 조정과, 서브 영역 E의 광출력과 서브 영역 F의 광출력의 합이 0에 가까운 최소값이 되도록 회절 격자(1201)를 미세하게 회전시키는 미세 조정으로 이루어진다.

5) T- balance 조정

다음으로 트랙킹 밸런스(T-balance) 조정을 한다.

이는 서브 영역 E, F에 걸리는 전기적 신호의 차이를 0이 되도록 조정하는 것을 의미하며, 도 15를 참조하면, 서브 영역 E의 Vpp와 서브 영역 H의 Vpp를 합한 E+F의 DC 오프셋(DC offset)이 0이 되도록 조정하는 것을 말한다.

지터 미터(jitter meter)를 활용하여 지터량을 측정하고 서브 영역 H의 Vpp를 합한 E+F의 DC 오프셋(DC offset)이 0이 되도록 조정한다.

6) 본딩 및 경화

상기 모든 조정 동작이 완료되면 회절 격자 지그(310)에 물려 있는 회절 격자(1201), 센서 렌즈 지그(410)에 물려 있는 센서 렌즈(1281), 수광 소자 지 그(510)에 물려 있는 수광 소자(128)에 접착제를 도포한다.

그리고, 경화부(90)에서 UV를 조사하여 접착제를 경화시킴으로써 정확한 위치 및 스큐각으로 이들 광학 부품이 고정되게 한다.

7) 광픽업의 투입/배출

조정, 본딩, 경화가 완료된 광픽업(50)은 조정 장치에서 배출되고 조정이 필요한 새로운 광픽업(50)이 클램핑부(60)에 투입된다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 조정 장치에 의하여 조정되는 광픽업의 동작 구조를 도시한 평면도이다.

도 2는 도 1의 광픽업의 상면 사시도이다.

도 3은 본 발명의 조정 장치에 의하여 조정되는 광픽업의 광학계 부품을 개략적으로 도시한 설명도이다.

도 4는 본 발명의 조정 장치에 의하여 조정되는 광학계 부품을 도시한 광픽업의 배면 사시도이다.

도 5는 본 발명의 조정 장치의 주요부를 도시한 부분 사시도이다.

도 6은 본 발명의 조정 장치의 사시도이다.

도 7은 본 발명의 조정 장치의 회절 격자 조정부 및 센서 렌즈 조정부를 도시한 사시도이다.

도 8은 본 발명의 조정 장치의 수광 소자 조정부를 도시한 사시도이다.

도 9는 본 발명의 PDB 가조정을 설명하는 설명도이다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 디포커스 조정을 설명하는 설명도이다.

도 12는 본 발명의 PDB 미세조정을 설명하는 설명도이다.

도 13 및 도 14는 본 발명의 GT 조정을 설명하는 설명도이다.

도 15는 본 발명의 트랙킹 밸런스 조정을 설명하는 설명도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10'...광디스크 10...지그 디스크(jig disk)

10a...미러면 10b...기록면

20...데크(deck) 22...스핀들 모터

24...피드 모터(feed motor)

25a...메인 가이드 로드(main guide rod)

25b...서브 가이드 로드(sub guide rod)

26...케이블(cable) 50...광픽업

60...클램핑부 61...메인 클램프(main clamp)

62...서브 클램프(sub clamp) 90...경화부

100...본체부 120...레이저 다이오드

1201...회절 격자 1201a...회절 격자 안착부

1201b...회절 격자 핸들 122...빔 스플리터

124...콜리메이터 렌즈 128...수광 소자

128a...수광 소자 안착부 128b...수광 소자 홀

1281...센서 렌즈 1281a...센서 렌즈 안착부

1281b...센서 렌즈 핸들

150a...메인 슬라이더(main slider)

150b...서브 슬라이더(sub slider) 160...커넥터(connector)

200...대물 렌즈부 201...액츄에이터(actuator)

210...제1 대물 렌즈 220...제2 대물 렌즈

300...회절 격자 조정부 310...회절 격자 지그

352,452...제1축 캘리브레이션부 354,454...제2축 이동 테이블

356,456...피딩 테이블의 제2축 피딩부

358,458...피딩 테이블의 제3축 피딩부 370,470,570...모터

400...센서 렌즈 조정부 410...센서 렌즈 지그

500...수광 소자 조정부 510...수광 소자 지그

552...제3축 승강 테이블 554...제1축 이동 테이블

556...제2축 회동 테이블

558...피딩 테이블의 제2축 피딩부 559...수광 소자 지그 하우징

600...디스크 조정부 700...제어부

Claims

레이저 다이오드에서 발산된 광을 주 빔과 복수의 서브 빔으로 회절시키는 회절 격자를 회전시키는 회절 격자 조정부;

광신호를 수광하는 수광 소자를 이동시키거나 회전시키는 수광 소자 조정부;

상기 수광 소자의 상류측에 마련되는 센서 렌즈를 이동시키는 센서 렌즈 조정부;

지그 디스크를 읽은 광신호에 따라 상기 회절 격자 조정부, 상기 수광 소자 조정부, 상기 센서 렌즈 조정부의 동작을 제어하는 제어부;

위치 및 자세가 조정된 상기 회절 격자, 상기 수광 소자 및 상기 센서 렌즈를 본딩 또는 경화시키는 경화부; 를 포함하는 조정 장치.
제1항에 있어서,

상기 회절 격자 조정부는, 모터로 구동되는 제2축 이동 테이블, 및 상기 제2축 이동 테이블에 연결되어 제2축 방향으로 이동되는 회절 격자 지그를 구비하며,

상기 제어부는 상기 회절 격자 지그를 상기 회절 격자에 접촉시켜 상기 회절 격자의 회전각을 조정함으로써, 상기 주 빔과 상기 서브 빔이 이루는 각 또는 상기 복수의 서브 빔의 위상차를 조정하는 조정 장치.
제1항에 있어서,

상기 수광 소자 조정부는, 제1축 방향으로 이동되는 제1축 이동 테이블, 제2축을 중심으로 회동되는 제2축 회동 테이블, 제3축 방향으로 승강되는 제3축 승강 테이블, 및 상기 수광 소자에 접촉되는 수광 소자 지그를 구비하며,

상기 수광 소자 지그는 상기 제1축 이동 테이블 및 상기 제3축 승강 테이블에 의하여 상기 제1축 방향 및 상기 제3축 방향으로 이동되고 상기 제2축 회동 테이블에 의하여 상기 제2축을 중심으로 회동되며,

상기 제어부는 상기 수광 소자 지그로 상기 수광 소자의 스큐각 및 위치를 조정함으로써, 상기 수광 소자의 분할된 주 영역에 대한 상기 주 빔의 밸런스를 조정하는 조정 장치.
제1항에 있어서,

상기 센서 렌즈 조정부는, 제2축 방향으로 이동되는 제2축 이동 테이블, 상기 제2축 이동 테이블에 연결되어 상기 제2축 방향으로 이동되는 센서 렌즈 지그를 구비하며,

상기 제어부는 상기 센서 렌즈 지그를 상기 센서 렌즈에 접촉시켜 상기 센서 렌즈를 이동시킴으로써, 상기 수광 소자의 분할된 주 영역에 대한 상기 주 빔의 디포커스를 조정하는 조정 장치.
제4항에 있어서,

데이터가 기록된 기록면 및 데이터가 기록되지 않은 미러면이 인접 형성된 상기 지그 디스크를 회전시키고 상기 지그 디스크의 위치 및 자세를 조정하는 디스크 조정부; 를 포함하는 조정 장치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 제어부는,

제2축을 따라 상기 회절 격자 및 상기 센서 렌즈의 위치를 조정하며,

상기 제2축을 중심으로 상기 수광 소자를 회전시킴으로써 상기 수광 소자의 스큐각을 조정하고,

상기 제2축에 수직한 제1축 및 제3축을 포함하는 가상의 평면 내에서 상기 수광 소자의 위치를 조정하는 조정 장치.
제1항에 있어서,

상기 회절 격자 조정부, 상기 수광 소자 조정부, 상기 센서 렌즈 조정부는 이동 테이블, 승강 테이블, 회동 테이블 중 적어도 하나를 구비하며,

상기 이동 테이블은 그 이동축에 평행한 접촉면을 따라 슬라이딩되고,

상기 승강 테이블은 그 승강축에 대하여 경사지며 서로 접촉되는 2개의 경사면을 따라 슬라이딩되며,

상기 회동 테이블은 그 회동축을 중심으로 하며 서로 접촉되는 2개의 원호면을 따라 슬라이딩되는 조정 장치.
제1항에 있어서,

상기 회절 격자에 접촉되는 회절 격자 지그, 상기 수광 소자에 접촉되는 수광 소자 지그, 상기 센서 렌즈에 접촉되는 센서 렌즈 지그를 접촉 위치 및 대기 위치로 각각 왕복시키는 피딩 테이블이 마련되는 조정 장치.
삭제