KR20060064331A - 모드 변환이 가능한 ｐｄｉｃ 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 정상 동작 모드와 2개의 서브빔 간의 위상차를 조절할 수 있는 테스트 동작 모드를 분리하여 동작시킬 수 있는 모드 변환이 가능한 PDIC 회로 및 이를 이용한 광검출소자의 위상차 조정방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 모드 변환이 가능한 PDIC 회로는, 광신호를 검출하여 전류 신호를 출력하는 광검출소자; 상기 광검출소자 각각에 연결되어 전류 신호를 증폭하는 증폭기; 상기 광검출소자에 연결된 증폭기로부터의 전류 신호를 선택적으로 합산하여 출력하는 출력부; 및 상기 출력부의 정상 동작 모드 및 테스트 동작 모드 전환을 하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
PDIC, 모드, 테스트, 12분할, 8분할

Description

모드 변환이 가능한 ＰＤＩＣ 회로{Photo detector integrated circuit in which the operation mode is switchable}
도1은 종래의 통상적인 광픽업장치(1)의 광학계의 구성도를 나타낸다.
도2는 종래의 8분할 PDIC인 경우의 포토 다이오드의 구성을 나타낸다.
도3은 종래의 8분할 PDIC의 서브빔용 신호 출력을 위한 회로 구성을 나타낸다.
도4는 종래의 12분할 PDIC인 경우의 포토 다이오드의 구성을 나타낸다.
도5는 종래의 12분할 PDIC의 서브빔용 신호 출력을 위한 회로 구성을 나타낸다.
도6은 본 발명에 따른 PDIC 회로에서의 포토 다이오드의 구성을 나타낸다.
본 발명의 PDIC 회로 및 PDIC를 구성하는 광검출 소자의 위상차 조정방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 정상 동작 모드와 2개의 서브빔 간의 위상차를 조절할 수 있는 테스트 동작 모드를 분리하여 동작시킬 수 있는 PDIC 회로 및 이를 이용하여 PDIC 회로를 구성하는 광검출소자, 예컨대 포토 다이오드 중 서브빔용 포토 다이오드 간의 위상차를 조정하는 방법에 관한 것이다.
도1은 종래의 통상적인 광픽업장치(1)의 광학계의 구성도를 나타낸다. 도면에서, (1a)는 광원, (1b)는 홀로그램(회절 격자), (1c)는 콜리메이트 렌즈, (1d)는 빔 스플리터, (1e)는 대물렌즈, (1f)는 센서 렌즈이다.
광원(1a)은, 예를 들어 DVD(DigitalVideoDisc)를 광디스크(X)로 이용하는 경우, 파장 655nm의 레이저광(L4)을 출사하고, 광디스크(X)의 정보를 재생하는 경우에는 저출력의 레이저광(L4)을 출사하며, 광디스크(X)에 정보를 기록하는 경우에는 고출력의 레이저광(L4)을 출사한다. 홀로그램(1b)은 집광기능을 가진 회절 격자(예를 들면, 오프축 홀로그램)이며, 상기 레이저광(L4)을 홀로그램면(1ba)으로 회절시킴으로써, 0차 광인 메인 빔(L1)과 ±1차 광인 서브 빔(L2, L3)을 생성하여 출사시킨다. 이러한, 홀로그램(1b)은 상기 메인 빔(L1)의 포커스 위치에 대해, 한쪽의 서브 빔(L2)은 플러스 측에 포커스하고, 다른쪽의 서브 빔(L3)은 마이너스 측에 포커스하도록 상기 레이저광(L4)을 분기한다. 또, 홀로그램(1b)은 상기 메인 빔(L1) 및 2개의 서브 빔(L2, L3)이 광디스크(X)에 조사되었을 때 각각의 조사 범위인 메인 스폿 및 2개의 서브 스폿이 광디스크(X)의 선속도 방향으로 배열되도록 상기 레이저광(L4)을 분기한다.
또한, 상기 레이저광(L4)이 홀로그램(1b)에 의해 회절되어 때문에 ±1차 광이 발생한다.
콜리메이트 렌즈(1c)는 상기 메인 빔(L1) 및 2개의 서브 빔(L2, L3)을 평행광으로 출사시킨다. 빔 스플리터(1d)는 상기 콜리메이트 렌즈(1c)로부터 입사된 상기 메인 빔(L1) 및 2개의 서브 빔(L2, L3)을 투과시켜 대물렌즈(1e)로 입사시킴과 동시에 대물렌즈(1e)로부터 입사된 상기 메인 빔(L1) 및 2개의 서브 빔(L2, L3)의 반사광을 센서 렌즈(1f)로 전반사 시킨다.
대물렌즈(1e)는 상기 메인 빔(L1)이 광디스크(X)의 기록면에 포커스되도록 상기 메인 빔(L1) 및 2개의 서브 빔(L2, L3)을 집광하고 상기 광디스크(X)로 조사함과 동시에, 메인 빔(L1) 및 2개의 서브 빔(L2, L3)의 반사광을 집광하여 출사한다. 이러한 대물렌즈(1e)는 상기 메인 빔(L1)을 광디스크(X)의 기록면에 포커스시킴으로써, 상기 제1 서브 빔(L2)은 광디스크(X)의 기록면에 대한 플러스 측에 디포커스되고 제2 서브 빔(L3)은 광디스크의 기록면에 대해서 마이너스 측에 디포커스되는 상태가 된다.
센서 렌즈(1f)는 빔 스플리터(1d)로부터 입사된 상기 메인 빔(L1) 및 2개의 서브 빔(L2, L3)의 반사광을 집광하고 상기 메인 빔(L1)의 반사광을 포토 다이오드(4)의 수광면에 포커스되도록 상기 포토 다이오드(4)로 조사한다. 이러한 센서 렌즈(1f)는 상기 메인 빔(L1)의 반사광을 포토 다이오드(4)의 수광면에 포커스되며, 상기 한쪽의 서브 빔(L2)의 반사광은 포토 다이오드(4)의 수광면에 대한 마이너스 측에 디포커스되고 다른쪽의 서브 빔(L3)의 반사광은 포토 다이오드(4)의 수광면에 대한 플러스 측에 디포커스된다.
또, 상기 광픽업장치(1)의 내부에는 포커스 제어 회로(6) 및 트랙킹 제어 회로(8)로부터 입력되는 신호에 기반하여 상기 대물렌즈(1e)를 광디스크(X)의 포커스 방향 및 트랙킹 방향으로 이동시키는 액츄에이터(미도시)가 설치되어 있다. 상기 액츄에이터는 주지하는 바와 같이 이동 코일 방식 또는 이동 마그넷 방식을 이용하여 상기 대물렌즈를 이동시키는 것으로, 본 발명의 서보장치의 일부를 이룬다.
한편, 통상적인 PDIC의 입출력 단자는 16개인데, 이 중에 메인빔용 포토 다이오드(A,B,C,D)에 4개, 서브 빔용으로 2개 내지 4개의 출력 단자가 할당된다. 기타 출력 단자는 구동 전압, 기준 전압, 입력 단자 등으로 사용된다.
통상적으로 포토 다이오드(4)는 메인빔용 포토 다이오드 4개, 제1 및 제2 서브빔용 각각 2개 씩 총 8개의 포토 다이오드로 구성된다.
CD에 사용되는 포토 다이오드는 메인빔용 포토 다이오드 4개, 서브빔용 포토 다이오드 2개로 6개의 신호를 출력하는 6분할 PDIC를 사용하고, CDR, CDRW, DVD-R/RW의 경우 메인빔용 포토 다이오드 4개, 서브빔용 각각 2개로 묶어 8개의 신호를 출력하는 8분할 PDIC를 사용한다. 현재는 8분할 PDIC가 가장 널리 사용되고 있다.
최근 DVDRAM 응용분야에서는 12개 포토 다이오드로부터의 신호를 8개로 출력하는 12분할 PDIC가 사용되기도 한다.
도2는 종래의 통상적인 8분할 PDIC인 경우의 포토 다이오드의 구성을 나타낸다. 도2에 도시된 바와 같이 포토 다이오드는 메인빔용 포토 다이오드(A,B,C,D), 제1 서브빔용 포토 다이오드(E,F) 및 제2 서브빔용 포토 다이오드(G,H)로 구성된다.
도3은 종래의 통상적인 PDIC의 서브빔용 신호 출력을 위한 회로 구성을 나타 낸다. 설명을 위해 메인빔용 포토 다이오드는 제외하고 제1,2 서브빔용 포토 다이오드에 대해서만 도시되어 있다.
제1,2 서브빔용 포토 다이오드에 입사된 광 신호는 전류 신호로 변환되고, 증폭기(I/V Amp)에 의해 증폭되어, 각각 E, F, G, H의 4개 신호로 각각 출력된다. 따라서, 사용되는 포토 다이오드 또는 광검출 소자는 8개가 된다.
이렇게 출력된 8개의 신호로부터 트랙킹 에러 및 포커싱 에러를 검출하게 된다.
소위 차동 푸쉬풀 법에 의한 트래킹 에러 검출에서는 다음식,
트래킹 에러 = {(A+D)-(B+C)}-k{(E-F)+(G-H)}
으로부터 트래킹 에러를 검출해 낸다. 트래킹 에러는 제1 서브빔과 제2 서브빔의 위상차가 360°일 때 가장 잘 검출된다.
도4는 DVDRAM응용분야에서 사용되는 12분할 PDIC인 경우의 포토 다이오드의 구성을 나타낸다. 도4에 도시된 바와 같이 포토 다이오드는 메인빔용 포토 다이오드(A,B,C,D), 제1 서브빔용 포토 다이오드(E1,F1,G1,H1) 및 제2 서브빔용 포토 다이오드(E2,F2,G2,H2)로 구성된다.
포토 다이오드에 입사된 메인빔, 제1,2 서브빔은 각각 메인빔용 포토 다이오 드(A,B,C,D), 제1 서브빔용 포토 다이오드(E1,F1,G1,H1) 및 제2 서브빔용 포토다이오드(E2,F2,G2,H2) 상에 스폿을 형성하게 되고, 그로부터 포커스 에러 신호 및 트래킹 에러 신호를 검출하게 된다.
도5는 DVDRAM 응용분야에서 사용되는 12분할 PDIC의 서브빔용 신호 출력을 위한 회로 구성을 나타낸다. 설명을 위해 메인빔용 포토 다이오드는 제외하고 제1,2 서브빔용 포토 다이오드에 대해서만 도시되어 있다.
포토 다이오드에 입사된 메인빔, 제1,2 서브빔은 각각 메인빔용 포토 다이오드(A,B,C,D), 제1 서브빔용 포토 다이오드(E1+2,F1+F2) 및 제2 서브빔용 포토다이오드(G1+G2,H1+H2) 상에 스폿을 형성하게 되고, 그로부터 포커스 에러 신호 및 트래킹 에러 신호를 검출하게 된다.
이렇게 출력된 8개의 신호로부터 트랙킹 에러 및 포커싱 에러를 검출하게 된다.
마찬가지로 차동 푸쉬풀 법에 의해 트래킹 에러를 검출해 내며, 트래킹 에러는 제1 서브빔과 제2 서브빔의 위상차가 360°일 때 가장 잘 검출된다.
그러나, 이러한 종래의 12분할 PDIC의 경우 트래킹 에러값을 검출할 수는 있으나, 제1 서브빔과 제2 서브빔의 신호가 합산되어 하나로 출력되기 때문에 제1 서브빔과 제2 서브빔 신호의 위상차를 검출할 수 없고 따라서, 위상차가 360°에 맞춰져 있는지를 알 수 없는 문제점이 있다.
정상적인 동작을 지원하면서 트래킹 에러 신호를 검출할 수 있는 최상의 조 건을 설정할 수 있는 PDIC 회로가 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 정상 동작 모드와 테스트 동작 모드로 분리하여 정상 동작 모드에서는 8분할 PDIC와 같은 출력 신호를 출력하고, 테스트 동작 모드에서는 12분할 PDIC와 같은 출력 신호를 출력함으로써 트래킹 에러 신호를 보다 정확하게 검출할 수 있는 PDIC 회로 및 이를 이용한 서브빔용 광검출소자의 위상차 조정 방법를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모드 변환이 가능한 PDIC 회로는, 광신호를 검출하여 전류 신호를 출력하는 광검출소자; 상기 광검출소자 각각에 연결되어 전류 신호를 증폭하는 증폭기; 상기 광검출소자에 연결된 증폭기로부터의 전류 신호를 선택적으로 합산하여 출력하는 출력부; 및 상기 출력부의 정상 동작 모드 및 테스트 동작 모드 전환을 하는 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 PDIC 위상차 조정 방법은, 테스트 동작 모드로 스위칭하는 단계; 제1 서브빔용 광검출 소자와 제2 서브빔용 광검출 소자로부터 신호를 검출하는 단계; 상기 제1 서브빔용 광검출 소자와 제2 서브빔용 광검출 소자의 위상차를 조정하는 단계; 정상 동작 모드로 스위칭하는 것을 특징으로 한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 상세히 설명한다.
도6은 본 발명에 따른 PDIC 회로의 구성을 나타낸다.
설명을 위해 메인빔용 출력 단자의 구성은 생략하고, 서브빔용 회로 구성만을 나타내었다.
E1,E2,F1,F2,G1,G2,H1,H2는 각각 도4에 도시된 바와 같이 구성된 12분할 DIC의 광검출소자를 구성하는 포토 다이오드들을 나타낸다.
광검출 소자인 제1,2 서브빔용 포토 다이오드(E1,E2,F1,F2,G1,G2,H1,H2)에 입사된 광 신호는 전류 신호로 변환되고, 증폭기(I/V Amp)에 의해 증폭된다.
상기 증폭기에 의해 증폭된 신호는 동작선택 모드에 입력되는 신호에 따라, 정상 동작 모드 또는 테스트 동작 모드가 되고, 각 모드에 따라 선택 및 합산되어 출력된다.
정상 동작 모드에서는 제1 서브빔과 제2 서브빔용 포토 다이오드로부터의 출력을 혼합하여 합산한 신호를 출력하고, 테스트 모드에서는 제1 서브빔용 포토 다이오드로부터의 신호와 제2 서브빔용 포토 다이오드로부터의 신호를 분리하여 합산한 신호를 출력하게 된다.
즉, 정상 동작 모드에서 서브빔용 출력단자로 출력되는 4개의 출력 신호는 다음과 같다.
E1+E2
F1+F2
G1+G2
H1+H2
정상 동작 모드에서, 다음식
트래킹 에러 = {(A+D)-(B+C)}-k{((E+E2)+(F1+F2))-((G1+G2)+(H1+H2))}
에 의해 트래킹 에러를 검출하면 검출 효율을 훨씬 높일 수 있다.
외부로부터 스위칭 신호가 입력되어 스위칭 소자들이 스위칭되면 테스트 동작 모드가 된다.
테스트 동작 모드에서 서브빔용 출력단자로 출력되는 4개의 출력 신호는 다음과 같다.
E1+F1
E2+F2
G1+H1
G2+H2
위와 같이 테스트 동작 모드에서는 제1 서브빔과 제2 서브빔의 신호가 분리되어 출력되므로, 제1 서브빔과 제2 서브빔 간의 위상차를 360°로 조정시에는 다음식,
서브빔1 = (E1+F1) + (G1+H1)
서브빔2 = (E2+F2) + (G2+H2)
에 의해 제1 서브빔과 제2 서브빔 간의 위상차를 360°로 조정할 수 있다.
스위칭부(SW1,SW2,SW3,SW4)는 MOSFET, CMOS 등의 널리 알려진 스위칭 소자로 구현할 수 있다.
상술한 정상 동작 모드와 테스트 동작 모드의 전환이 가능한 PDIC 회로를 이용하여 서브빔용 포토 다이오드의 동작이 최적 상태에서 이루어지도록 서브빔용 포토 다이오드의 위상차를 조정할 수 있다.
즉, 스위칭부(SW1,SW2,SW3,SW4)를 PDIC가 테스트 동작 모드에 있도록 설정하고, 제1 서브빔용 포토 다이오드(E1,F1,G1,H1) 및 제2 서브빔용 포토 다이오드(E2,F2,G2,H2) 간의 위상차를 소정값 예컨대 360°가 되도록 정확하게 조정한다.
그리고 나서, 스위칭부(SW1,SW2,SW3,SW4)를 PDIC가 정상 동작 모드에 있도록 설정하여 PDIC를 동작시키고 그 출력값으로부터 트래킹 에러값 및 포커싱 에러값을 검출하면 보다 정확한 트래킹 에러 및 포커싱 에러를 검출할 수 있다.
본 발명에 따르면 정상 동작 모드와 테스트 동작 모드로 분리하여 정상 동작 모드에서는 12분할 PDIC와 같은 출력 신호를 출력하고, 테스트 동작 모드에서는 8분할 PDIC와 같은 출력 신호를 출력함으로써 트래킹 에러 신호 및 포커싱 에러 신호를 보다 정확하게 검출할 수 있다.

Claims (5)

  1. 광신호를 검출하여 전류 신호를 출력하는 광검출소자;
    상기 광검출소자 각각에 연결되어 전류 신호를 증폭하는 증폭기;
    상기 광검출소자에 연결된 증폭기로부터의 전류 신호를 선택적으로 합산하여 출력하는 출력부; 및
    상기 출력부의 정상 동작 모드 및 테스트 동작 모드 전환을 하는 스위칭부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모드 변환이 가능한 PDIC 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광검출소자는 메인빔용 광검출소자, 제1 서브빔용 광검출소자 및 제2 서브빔용 광검출 소자로 구성되고,
    상기 출력부는,
    정상 모드에서는 상기 제1 서브빔과 제2 서브빔용 광검출소자로부터의 신호를 혼합한 신호를 출력하고, 테스트 동작모드에서는 분리한 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 모드 변환이 가능한 PDIC 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광검출소자는 각각 4개의 광검출소자로 구성되는 메인빔용 광검출소자, 제1 서브빔용 광검출소자 및 제2 서브빔용 광검출소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 모드 변환이 가능한 PDIC 회로.
  4. PDIC 회로의 동작모드를 테스트 동작 모드로 스위칭하는 단계;
    제1 서브빔용 광검출 소자와 제2 서브빔용 광검출 소자로부터 신호를 검출하는 단계;
    상기 제1 서브빔용 광검출 소자와 제2 서브빔용 광검출 소자의 위상차를 조정하는 단계;
    정상 동작 모드로 스위칭하는 단계; 및
    상기 PDIC 회로의 출력값으로부터 트래킹 에러 및 포커싱 에러를 검출하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 광검출 소자의 위상차 조정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 서브빔용 광검출 소자와 제2 서브빔용 광검출 소자로부터 신호를 검출하는 단계는,
    상기 제1 서브빔과 제2 서브빔용 광검출소자로부터의 신호를 서로 분리하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광검출소자의 위상차 조정 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101023032B1 (ko) * 2008-12-19 2011-03-24 도시바삼성스토리지테크놀러지코리아 주식회사 광 픽업 장치 및 그 조정 방법

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KR101023032B1 (ko) * 2008-12-19 2011-03-24 도시바삼성스토리지테크놀러지코리아 주식회사 광 픽업 장치 및 그 조정 방법

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