KR19990058273A - 비축 수차 보상용 광 픽업 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 SIL의 중심축과 광축과의 디센터링에 기인한 비축 수차를 보상할 수 있는 SIL 광 픽업 장치에 관한 것이다.
본 발명은 대물 렌즈와 기록 매체사이에 배치된 SIL의 반구형 표면상에 상기 대물 렌즈로부터의 광빔을 기록 매체로 굴절시키고 상기 기록 매체로부터 반사된 반사 빔을 회절시키는 그레이팅(grating)을 형성하고, SIL의 굴절면의 내측에 서로 직각 방향으로 배치되어, 상기 그레이팅으로부터 회절되는 회절 광빔으로부터 상기 기록 매체에 대한 상기 고체 침지 렌즈의 중심축과 상기 광빔의 광축과의 수평 방향 및 수직 방향 디센터링 에러 신호를 각기 검출하는 제 1 및 제 2 광 검출기를 특징으로 한다.
따라서, 3축 액츄에이터는 제 1 및 제 2 광 검출기에 의해 검출된 수평 및 수직 방향 디센터링 에러 신호에 따라 대물 렌즈를 기록 매체의 평면 방향으로 이동시켜 고체 침지 렌즈의 중심축과 광축과의 디센터링을 보상하여 비축 수차를 보정할 수 있다.
Description
본 발명은 고밀도 기록을 위하여 고체 침지 렌즈(solid immersion lens : SIL)을 이용하는 광 픽업 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 SIL 광 픽업 장치에서 발생하는 비축 수차(off-axis aberration)를 보정할 수 있는 SIL 광 픽업 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 광디스크 플레이어는 디스크에 새겨진 기록 비트 신호를 레이저빔에 의해 비접촉 재생하고 이를 디지탈 신호처리하는 시스템이다. 이러한 광디스크 시스템에 있어서, 특히 광픽업 유니트는 디스크의 신호면에 레이저빔을 입사한후, 디스크의 신호면으로부터 반사되어 오는 광을 전기적 신호로 변환하는 기능을 수행한다.
도 1에 도시된 광 픽업 장치는 레이저 다이오드로 구성된 광원(10)에서 발생된 소정의 발진 파장을 갖는 레이저 빔은 콜리메이터 렌즈(12)을 통과하면서 평행광으로 발생된다. 이와 같이, 평행광으로서 직선성이 유지된 빔의 일부는 빔 스플리트(14)에서 반사되기도하고 일부는 빔 스플리트(14)를 통과하여 대물 렌즈(16)로 입사되고, 이 대물 렌즈(16)에 의해 광 디스크인 기록 매체(20)의 기록면에 포커싱되어 디스크에 기록된 정보를 읽게된다. 이때 기록 매체(20)에 포커싱된 광은 그 기록면으로부터 반사되어 빔 스플리트(14)에서 필드 렌즈(18)로 반사되고, 필드 렌즈(18)를 거쳐 광 검출기(22)로 입사된다. 광 검출기(22)는 입사된 빔을 복조하여 원래의 신호로 재생한다. 상술한 전형적인 광 픽업 장치는 고밀도 기록/재생용에는 부적합하다는 단점이 있다.
근래에, 고밀도 기록/재생을 위하여 디스크의 기록면에 집광된 빔의 크기를 줄이기위하여 개구수를 증가시킬 수 있는 고체 침지 렌즈(solid immersion lens : SIL)을 이용한 광 픽업 장치가 주목을 받고 있다.
SIL을 이용한 광 픽업 장치는 도 1의 전형적인 광 픽업 장치에서 대물 렌즈(16)와 기록 매체(20)사이에 SIL을 배치한 구성을 갖는다.
통상적으로 SIL은 반구형 투명 렌즈로 구성되며, 그 특성상 공기보다 큰 굴절율을 갖기때문에 광 검출기(22)의 개구수를 증가시킬 수 있다.
그러나, SIL 광 픽업 장치는 광 디스크 플레이어의 고밀도 기록/재생을 가능하게하지만, SIL이 큰 개구수를 갖기 때문에 SIL의 중심축과 광축사이의 작은 디센터링(decentering)에 의해서도 비교적 큰 비축 수차가 발생되어 광 디스크 플레이어의 기록/재생 특성을 저하시키는 요인이 되고 있다.
그러므로, 본 발명은 SIL 광 픽업 장치에서 SIL의 중심축과 광축 사이의 디센터링에 의해 발생하는 비축 수차를 보정할 수 있도록 한 개선된 SIL 광 픽업 장치를 제공하는 것을 그 목적으로한다.
상술한 목적을 달성하기위한 본 발명에 따른 SIL 광 픽업 장치는: 광빔을 발생하는 광원; 상기 광원으로부터 기록 매체로 입사되는 광빔의 경로와 상기 기록매체로부터 반사되는 광빔의 경로를 분리하는 빔 스플리터; 상기 빔 스플리터로부터의 광빔을 상기 기록 매체에 집광시키는 대물 렌즈; 상기 대물 렌즈와 기록 매체사이에 배치된 반구형의 SIL로서, 상기 고체 침지 렌즈는 상기 기록 매체와 면하고 있는 굴절면과 상기 굴절면과 대향하는 반구형 표면상에 형성되어 상기 대물 렌즈로부터의 광빔을 상기 기록 매체로 굴절시키고 상기 기록 매체로부터 반사된 반사 빔을 회절시키는 그레이팅(grating)을 갖는 상기 고체 침지 렌즈; 상기 고체 침지 렌즈의 굴절면의 내측에 서로 직각 방향으로 배치되어, 상기 그레이팅으로부터 회절되는 회절 광빔으로부터 상기 기록 매체에 대한 상기 고체 침지 렌즈의 중심축과 상기 광빔의 광축과의 수평 방향 및 수직 방향 디센터링 에러 신호를 각기 검출하는 제 1 및 제 2 광 검출기; 상기 제 1 및 제 2 광 검출기에 의해 검출된 수평 및 수직 방향 디센터링 에러 신호에 따라 상기 대물 렌즈를 상기 기록 매체의 평면 방향으로 이동시켜 상기 고체 침지 렌즈의 중심축과 상기 광축과의 센터링을 맞추는 3축 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래 기술의 일반적인 광 픽업 장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라서 구성된 비축 수차 보상을 위한 SIL 광 픽업 장치의 구성을 도시하는 도면,
도 3은 도 2에 도시된 SIL의 상세 구성을 도시하는 도면,
도 4는 도 3에 도시된 SIL의 굴절면상에 설치된 2 분할 광 검출기의 구성을 예시하는 도면,
도 5a, 5b 및 5c는 도 4에 도시된 2분할 광 검출기상에 형성되는 빔 스폿을 예시하는 도면,
도 6a 및 6b는 도 4에 도시된 2분할 광 검출기의 상세 회로도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 광원 20 : 기록 매체
100 : SIL 120 : 그레이팅
200, 300 : 2 분할 광 검출기 500 : 3축 액츄에이터
이하 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이며, 전체 도면에 있어서 동일한 참조부호는 동일한 구성 요소를 지칭하는 것으로 인용될 것이다.
도 2는 본 발명에 따라서 구성된 비축 수차 보상을 위한 SIL 광 픽업 장치의 개략적인 구성을 도시한 것으로, 도 1에 예시된 전형적인 광 픽업 장치에서 대물 렌즈(16)와 기록 매체(20)사이에 SIL(100)을 배치하고, SIL(100)을 에어 베어링 슬라이더(150)에 장착하여 지지시킨 구조를 갖는다. SIL(100)과 에어 베어링 슬라이더(150)를 제외하고는 도 1의 구성과 동일하므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
SIL(100)은 반구형 투명 유리 렌즈로 구성되며, 그 특성상 공기보다 큰 굴절율을 갖기때문에 광 검출기(22)의 개구수를 증가시켜준다. 에어 베어링 슬라이더(150)는 하드 디스크 드라이버에서 사용되고 있는 로터리 암(rotary arm)과 VCM을 이용하여 구성될 수 있으며, 광 픽업 장치를 기록 매체(20)에 대하여 일정 거리를 두고 유지시켜준다.
도 3에는 도 2에 도시된 SIL(100)의 상세 구성이 도시된다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 SIL 광 픽업 장치에서 구현되는 SIL(100)은 기록 매체(20)와 마주하는 굴절면(110)과 굴절면(110)과 대향하는 반구형 표면상에 형성된 그레이팅(120)을 가지고 있다. 또한, SIL(100)의 굴절면(110)에는 제 1 및 제 2 이(2)분할 광 검출기(200) 및 (300)이 수용되도록 구성되어있다.
SIL(100)의 그레이팅(120)은 광원(10)으로부터 방사된 광빔을 기록 매체(20)로 굴절시키고, 기록 매체(20)로부터 반사된 빔을 제 1 및 제 2 이(2)분할 광 검출기(200, 300)로 회절시켜 회절 광빔을 형성한다. SIL(100)의 그레이팅(120)은 SIL(100)를 구성하는 물질의 굴절율과 상이한 굴절율을 갖는 물질로 에칭함으로써 구성될 수 있다.
제 1 및 제 2 광 검출기(200, 300)는 도 4 에 상세히 도시된 바와 같이, SIL(100)의 굴절면(110)의 내측에서 서로 직각 방향으로 배치되어, 그레이팅(120)으로부터 회절되는 회절 광빔을 이용하여 수평 방향 및 수직 방향의 디센터링 에러 신호를 검출하는 한쌍의 광전셀(210, 220) 및 (310, 320)을 각기 구비한다.
3축 액츄에이터(500)는 이(2)분할 광 검출기(200, 300)에 의해 검출된 수평 및 수직 방향의 디센터링 에러 신호에 따라 대물 렌즈(16)를 기록 매체(20)의 평면 방향에 대하여 이동시킴으로써 디센터링을 보상하여, SIL(100)의 중심축과 광축과의 디센터링에 기인한 비축 수차를 보정한다.
상술한 구성을 갖는 본 발명의 SIL 광 픽업 장치의 비축 수차 보상 동작을 도 5 및 6을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 광원(20), 예로, 레이저 다이오드로부터 방사되어 SIL(100)로 입사된 광 빔(130)은 그레이팅(120)를 통과하여 희절되지 않는 0차수 빔은 기록 매체(20)에 포커싱되고, 그레이팅에 의해 제 1 및 제 2 광 검출기(200, 300)에 제공된다. 회절된 빔(160)은 제 1 및 제 2 광 검출기(200) 및 (300)의 광전셀(210, 220) 및 (310, 320)상에 포커싱되어 빔 스폿을 형성한다.
보다 상세히 설명하면, 도 5a는 SIL(100)의 중심축과 광축과의 수평방향 센터링 또는 중심정렬(centering)이 정확히 일치되어 제로의 디센터링 에러 신호를 생성하는 합초 지점(just focussed position)에 위치한 경우에 제 1 광 검출기(200)의 한쌍의 광전셀(210, 220)을 구분하는 분할선(215)상에 입사된 빔 스폿(250)을 예시한 도면이다.
도 5b 및 5c는 SIL(100)의 중심축과 광축과의 중심정렬(centering)이 합초 지점을 각기 좌측 및 우측의 수평방향으로 벗어난 경우, 제 1 광 검출기(200)의 한쌍의 광전셀(210, 220)상에 형성되는 빔 스폿(250)을 예시한 도면이다.
마찬가지로, 비록 도면으로 특정하게 도시하지는 않았지만, SIL(100)의 중심축과 광축과의 수직방향 중심정렬(centering)이 정확히 일치되거나 벗어나는 경우는제 1 광 검출기(200)의 한쌍의 광전셀(210, 220)상에 형성되는 빔 스폿(250)과 90°의 위상차를 갖는 빔 스폿이 제 2 광 검출기(300)의 한쌍의 광전셀(210, 220)상에 형성될 것이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 각각의 제 1 및 제 2 광 검출기(200, 300)로부터 수평 및 수직 방향의 디센터링 에러 신호를 생성하는 상세 회로 구성이 예시된다.
도 6a에서, 제 1 광 검출기(200)의 광전셀(210, 220)로부터 발생한 각각의 출력 신호(S1, S2)는 감산기(260)에서 감산되어 수평 방향의 디센터링 에러 신호로서 생성된다. 마찬가지로, 도 6b에서, 제 2 광 검출기(300)의 광전셀(310, 320)로부터 발생한 각각의 출력 신호(S3, S4)는 감산기(360)에서 감산되어 수직 방향의 디센터링 에러 신호로서 생성된다.
제 1 및 제 2 광 검출기(200, 300)에서 생성된 수평 및 수직 디센터링 에러 신호는 SIL(100)의 중심축과 광축간의 디센터링 양과 방향을 알려주는 정보로서 3축 액츄에이터(500)로 제공된다.
3축 액츄에이터(500)는 수평 및 수직 디센터링 에러 신호에 포함된 디센터링 양과 방향 정보에 따라 대물 렌즈(16)를 기록 매체(20)의 평면 방향으로 이동시킴으로써 SIL(100)의 디센터링을 보정하게되며, 그 결과 SIL(100)의 디센터링에 의한 비축 수차를 보상할 수 있다.
그러므로, 본 발명에 따라서 구성된 SIL 광 픽업 장치는 광축과 SIL의 중심축과의 디센터링에 의해 발생되는 비축 수차를 보정함으로써, 광 디스크 플레이어의 기록/재생 특성 저하를 방지할 수 있는 잇점이 제공된다.
Claims (1)
- 비축 수차 보상을 위한 고밀도 기록/재생 광 픽업 장치에 있어서,광빔을 발생하는 광원;상기 광원으로부터 기록 매체로 입사되는 광빔의 경로와 상기 기록매체로부터 반사되는 광빔의 경로를 분리하는 빔 스플리터;상기 빔 스플리터로부터의 광빔을 상기 기록 매체에 집광시키는 대물 렌즈;상기 대물 렌즈와 기록 매체사이에 배치된 반구형의 고체 침지 렌즈(solid immersion lens : SIL)로서, 상기 고체 침지 렌즈는 상기 기록 매체와 면하고 있는 굴절면과 상기 굴절면과 대향하는 반구형 표면상에 형성되어 상기 대물 렌즈로부터의 광빔을 상기 기록 매체로 굴절시키고 상기 기록 매체로부터 반사된 반사 빔을 회절시키는 그레이팅(grating)을 갖는 상기 고체 침지 렌즈;상기 고체 침지 렌즈의 굴절면의 내측에 서로 직각 방향으로 배치되어, 상기 그레이팅으로부터 회절되는 회절 광빔으로부터 상기 기록 매체에 대한 상기 고체 침지 렌즈의 중심축과 상기 광빔의 광축과의 수평 방향 및 수직 방향 디센터링 에러 신호를 각기 검출하는 제 1 및 제 2 광 검출기;상기 제 1 및 제 2 광 검출기에 의해 검출된 수평 및 수직 방향 디센터링 에러 신호에 따라 상기 대물 렌즈를 상기 기록 매체의 평면 방향으로 이동시켜 상기 고체 침지 렌즈의 중심축과 상기 광축과의 센터링을 맞추는 3축 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 비축 수차 보상을 위한 고밀도 기록/재생용 광 픽업 장치.
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KR1019970078364A KR100268033B1 (ko) | 1997-12-30 | 1997-12-30 | 비축 수차 보상용 광 픽업 장치 |
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KR1019970078364A KR100268033B1 (ko) | 1997-12-30 | 1997-12-30 | 비축 수차 보상용 광 픽업 장치 |
Publications (2)
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KR (1) | KR100268033B1 (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100319459B1 (ko) * | 2000-01-28 | 2002-01-09 | 오길록 | 고밀도 근접 광저장을 위한 트랙킹 방법 및 그 장치 |
-
1997
- 1997-12-30 KR KR1019970078364A patent/KR100268033B1/ko not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100319459B1 (ko) * | 2000-01-28 | 2002-01-09 | 오길록 | 고밀도 근접 광저장을 위한 트랙킹 방법 및 그 장치 |
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KR100268033B1 (ko) | 2000-10-16 |
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