KR950007297B1 - 광자기 디스크 드라이브의 픽업용 광학계 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 종래 광자기 디스크 드라이브의 픽업용 광학계 구성도.
제2도는 제1도의 광 검출기에 대한 패펀 및 촛점 형태 예시도로서, (a)는 대물 렌즈에서 나온 레이저 다이오드의 광이 광자기 디스크상에서 촛점이 맺힐 경우 예시도, (b)는 대물 렌즈에서 나온 레이저 다이오드의 광이 광자기 디스크상에서 촛점이 맺히지 못할 경우 예시도.
제3도는 본 발명 광자기 디스크 드라이브의 픽업용 광학계 구성도.
제4도의 (a) 및 (b)는 제3도의 월라스폰프리즘(Wollaston Prism)에 대한 광축의 구성 및 편광 빔의 진행 특성 예시도.
제5도는 제3도의 광 검출기에 대한 패턴 및 촛점 형태 예시도로서, (a)는 대물 렌즈에서 나온 레이저 다이오드의 광이 광자기 디스크상에서 촛점이 맺힐 경우 예시도, (b)는 대물 렌즈에서 나온 레이저 다이오드의 광이 광자기 디스크에서 촛점이 맺히지 못할 경우 예시도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 레이저 다이오드 12 : 회전 그레이팅(Diffraction Grating)
13 : 콜리매터 렌즈 14 : 빔 스플리터
15 : 센서 다이오드 16 : 전반사 프리즘Ⅰ
17 : 대물 렌즈 18 : 광자기 디스크
19 : 월라스톤 프리즘 20 : 전반사 프리즘Ⅱ
21 : 리턴 패스 렌즈 22 : 광 검출기
본 발명은 여러가지 광자기 디스크의 정보를 기록 및 재생하는데 사용되는 광자기 디스크 드라이브(Magneto-Optical Disk Drive 이하 MODD라 칭함)의 픽업용 광학계에 관한 것으로, 특히 광 픽업시 트래킹 서보 및 포커싱 서보를 고신뢰화하고, 크기를 축소하여 소형화할 수 있도록 한 광자기 디스크 드라이브의 픽업용 광학계에 관한 것이다.
종래 광자기 디스크 드라이브의 픽업용 광학계는 제1도에 도시된 바와같이, 빔(Beam)을 발산시키는 레이저 다이오드(1)와 ; 그 레이저 다이오드(1)에서 발산된 빔을 평행한 빔으로 조준시키는 콜리매터 렌즈(2)와 ; 그 콜리매터 렌즈(2)에 의해 조준된 빔을 분할시키는 빔 스플리터(3)와 ; 그 빔 스플리터(3)에 의해 분할된 빔의 일부를 감지하여 레이저 다이오드(1)에서 발산되는 빔의 광량을 보상 해주는 센서 다이오드(4)와 ; 상기 빔 스플리터(3)에서 분할된 광빔의 경로를 바꾸어 주는 전반사 프리즘(5)과 ; 그 전반사 프리즘(5)에서 경로가 바뀐 광빔에 의해 광자기 디스크(7)에 미세 촛점을 형성하기 위한 대물 렌즈(6)와 ; 상기 빔 스플리터(3)에 의해 경로가 변경된 광빔의 촛점 거리를 제어하는 리턴 패스 렌즈(8)와 ; 그 리턴 패스 렌즈(8)에 의해 촛점 거리가 제어된 광빔을 투과 및 반사시키는 편광 빔 스플리터(9)와 ; 그 편광 빔(9)에 의해 반사 및 투과된 광빔을 검출하여 전류 신호로 변환시키는 광 검출기(10A, 10B)로 구성되어 있다.
이와같이 구성된 종래의 광학계는, 1빔에 의한 포커싱 및 트래킹 서보(Tracking Servo)를 실행하는 것으로 되어 있다.
1빔 푸시-풀 방식은 트래킹 오차 신호 검출 방식의 하나로, 1개의 빔만을 사용하여 트래킹, 서보를 하게 되는데, 이때 광빔이 트랙 중심에 정확히 놓여 있을 경우 광자기 디스크(7)에서 반사, 회절된 광은 제2도의 (a)A에 도시된 바와같이, 야구공(Baseball) 형상을 이루며 좌우 대칭이 되어 2분할 광 검출기(10A, 10B) 상의 수광면으로부터 차신호(b-c)가 영(0)이 된다.
반면에 제2도의 (a)B의 도시된 바와같이, 광빔이 트랙으로부터 좌측 또는 우측으로 약간 벗어나게 되면, 광자기 디스크(7)에서 반사, 회절된 광은 비대칭형의 광빔이 되어 광 검출기(10A, 10B) 수광면의 차신호(b-c)는 양수 또는 음수가 되어 트래킹 서보가 가능하게 되어 있다. 한편 포커싱 서보는 제2도의 (b)와 같이 빔이 디스크상에서 포커스되지 않을때 스폿크기가 다른 빔이 광 검출기(10A, 10B)에 맺히게 되어 수광면의 차신호(a+b)-(a′+b′)가 영보다 크거나 작게 되고, 빔이 디스크상에서 촛점이 맺힐때는 차신호가 영이 되어 포커싱 서보가 가능하게 되어 있다.
이를 식으로 나타내면 하기와 같다.
포커싱 에러 신호(FES)=(a+d)-(a′+d′)
트래킹 에러 신호(TES)=(b-c)+(b′-c′)
광자기 디스크 재생 신호=(a+b+c+d)-(a′+b′+c′+d′)
콤팩트 디스크 재생 신호=(a+b+c+d)+(a′+b′+c′+d′)
그러나 이와같은 종래 광자기 디스크 드라이브의 픽업용 광학계는, 광자기 디스크 상의 광빔이 포커싱은 잡혀있고, 트래킹 에러만 발생하였을 경우에 불필요하게 포커싱 에러 신호가 유발되는 크로스 토크등에 약하며, 고 신뢰성의 트래킹 서보를 하기 어려운 문제점이 있다.
광 검출기 2개를 촛점 위치의 전, 후에 배치하여 광빔의 크기로 포커싱 서보를 행하기때문에 아래면으로 부피가 증가하게 되고, 광 검출기 정렬시 2개의 노력이 들게 된다.
또한, 광자기 디스크의 정보를 재생하기 위하여 커 효과에 의한 편광 빔의 회전을 이용하게 되는데, 빔 스플리터(3)는 대각면에 P파 및 S파의 반사율에 따른 적절한 코팅을 하고, 편광 빔 스플리터(9)는 P파는 완전 투과하고 S파는 완전 반사하도록 코팅한 광학 부품이므로, 커 효과에 의한 재생 빔을 광 검출기상에서 검출하기 위해서는 편광 빔 스플리터를 빔의 진행 방향에 대하여 45도 회전한 상태로 배치하여야 하기 때문에 광픽업의 부피가 증가하게 되는 문제점이 있으며, 또한 전반사 프리즘이 거리를 두고 배치되어 있기 때문에 광 축을 정렬하는데 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 감안하여, 오차 검출 방식을 안정화시켜 트래킹 서보를 고 신뢰화하고, 정렬이 용이하여 광 축 조정의 수고를 덜 수 있으며, 크기를 축소시켜 소형화할 수 있도록 함을 특징으로 한다.
즉, 트래킹 서보를 3빔 트래킹 오차 검출 방식으로 전환하여 안정화시키고, 비점 수차를 이용한 포커싱 서보로 변환함으로써 또 다른 1개의 광 검출기를 정렬하는데 드는 노력을 절약할 수 있으며, 월라스톤 프리즘을 사용하여 두께 증가의 요인을 제거하여 크기를 소형화할 수 있고, 빔 스플리터와 월라스톤 프리즘 및 2개의 전반사 프리즘을 일체화 함으로써 광 축 조정의 수고를 덜 수 있도록 한 것이다.
이하 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 광자기 디스크 드라이브 픽업용 광학계는 제3도에 도시한 바와같이, 빔(Beam)을 발산하는 레이저 다이오드(11)와 ; 이 레이저 다이오드(1)에서 발산된 빔을 상하로 주빔과 부빔으로 분리하는 회절 그레이팅(12)과 ; 이 회절 그레이팅(12)에서 분리된 빔을 평행한 빔으로 조준하는 콜리매터 렌즈(13)와 ; 이 콜리매터 렌즈(13)에 의해 조준된 평행빔을 분할하는 빔 스플리터(14)와 ; 이 빔 스플리터(14)에 의해 분할된 빔의 일부를 감지하여 레이저 다이오드(11)에서 발산되는 빔의 광량을 보상하는 센서 다이오드(15)와 ; 상기 빔 스플리터(14)에서 분할된 광빔의 경로를 바꾸는 전반사 프리즘I(16)과 ; 이 전반사 프리즘I (16)에서 경로가 바뀐 광빔에 의해 광자기 디스크(18)에 미세 촛점을 형성하는 대물 렌즈(17)와 ; 상기 광자기 디스크(18)의 재생 신호를 검출하는 월라스톤 프리즘(19)과 ; 이 월라스톤 프리즘(19)에 의해 검출된 재생 신호를 전반사하여 경로를 바꾸는 전반사 프리즘Ⅱ(20)과 ; 이 전반사 프리즘Ⅱ(20)에 의해 경로가 변경된 광빔의 촛점 거리를 제어하는 리턴 패스 렌즈(21)와 ; 이 리턴 패스 렌즈(21)에 의해 촛점 거리가 제어된 광빔을 검출하여 전류 신호로 변환하는 광 검출기(22)로 구성한다.
이와같이 구성한 본 발명의 작용 및 효과를 제4도 및 제5도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
레이저 다이오드(11)에서 출사한 피(P) 편광 빔은 회절 그레이팅(12)에 의하여 지면에 상하로 ±1차의 부 빔과 주 빔으로 나누어지며, 콜리매터 렌즈(13)에 의하여 평행 빔이 되어 빔 스플리터(14)로 향한다.
빔 스플리터(14)는 P편광 빔 및 S편광 빔의 반사율을 적절히 선택하여 일부는 센서 다이오드(15) 상에서 수광되어 자동 레이저 전원 제어(Automatic Laser Power Control)회로로 피드 백(Feed-back) 된다.
빔 스플리터(14)를 투과한 P편광 레이저 광은 전반사 프리즘I(16)에서 모두 반사되어, 지면에 수직하게 위로 올라오도록 꺾어져 대물 렌즈(17)로 입사하게 된다.
대물 렌즈(17)에 입사한 레이저 광은 광자기 디스크(18) 상에 촛점이 맺히게 되고, 3개의 빔이 광자기 디스크(18)의 트랙과 거의 나란히 배열되도록 구성되어 있어, 대물 렌즈(17)는 액추에이터(Actuator)에 의하여 광자기 디스크(18)의 와블(Wobble) 현상에 따른 포커싱 및 트래킹 서보가 이루어지도록 되어 있다.
광자기 디스크(18)의 자기 신호에 따른 커 효과에 의하여 다소 회전된 편광 빔은, 광자기 디스크(18)에서 반사되어 역순으로 대물 렌즈(17) 및 전반사 프리즘I(16)을 지나 빔 스플리터(14)에 입사한다.
빔 스플리터(14)에서 반사된 일부 레이저 광이 월라스톤 프리즘(19)에 의하여 지면상에서 좌우로 P편광 및 S편광이 분리되고, 주 빔은 타원 편광 빔이 되어 나오게 된다.
여기서 종래의 월라스톤 프리즘(19)은 제4도의 (a)에 도시한 바와같이, 매질 I의 광 축이 Y축과 나란한 방향으로 되어 있고, 매질 Ⅱ의 광 축은 X축과 나란한 방향으로 되어 있어, P편광이 입사되면 좌, 우로 P편광, S편광으로 분리된다.
반면에 본 발명의 월라스톤 프리즘(19)은 제4도의 (b)에 도시한 바와같이, 재질은 결정석영(Crystallized Quartz)으로 되어 있고, 매질 Ⅱ의 광 축은 X축과 나란한 방향으로 되어 있으며, 매질 I의 광 축은 레이저 빔의 진행방향 Z축에 대하여 45도 회전한 상태로 되어 있기 때문에, P편광이 입사하면 좌, 우로 P편광 S편광이 분리되어 나올뿐아니라, 중심 부분에서 직진하는 주 빔은 타원 편광 빔의 형태로 나타나게 된다.
이와같이 좌, 우로 분리된 P편광, S편광은 리턴 패스 렌즈(21)에 의하여 광 검출기(22)에서 집광되어 광자기 디스크(18)의 정보를 검출하는데 사용된다.
또한, 주 빔은 리턴 패스 렌즈(21)의 적어도 한 면이 원통 모양(Cylindrical)의 면으로 되어 있어 비점수차를 만들게 되고, 비점 수차를 이용한 포커싱 서보에 사용된다.
광자기 디스크(18)면에 촛점이 맺힐 경우 광 검출기(22) 상에서의 촛점 형상은 제5도의 (a)에 도시한 바와같이 나타나고, 반면에 광자기 디스크(18)면이 촛점 위치로부터 벗어날 경우 광 검출기(22) 상에서의 비점 수차의 촛점 형태는 제5도의 (b)에 도시한 바와같이 나타난다.
여기서 제5도의 가운데 4분할 부분(a, b, c, d)은 포커싱 에러 신호(FES)를 검출하는데 사용하고, 좌, 우의 부분(e, f)은 월라스톤 프리즘(19)에 의하여 좌, 우로 분리된 재생 신호(RF)를 검출하는데 사용한다.
이때, 광자기 디스크의 경우는 (e-f)의 차 신호에 의하여 정보가 읽혀지고, 콤팩트 디스크와 같은 피트(Pit) 신호의 경우는 (e+f)의 합 신호의 증, 감에 따라 정보가 읽혀지게 구성되어 있다.
이를 식으로 나타내면 하기와 같다.
포커싱 에러 신호(FES)=(a+c)-(b+d)
트래킹 에러 신호(TES)=g-h
광자기 디스크 재생 신호(RF)=e-f
콤팩트 디스크 재생 신호(RF)=e+f
이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 월라스톤 프리즘에 의해 신호를 재생 함으로써 광 검출기 조립에 따른 정렬이 용이하고, 전반사 프리즘I과 빔 스플리터 및 월라스톤 프리즘 그리고 전반사 프리즘Ⅱ를 일체화 함으로써 크기를 소형화할 수 있으며, 3빔 방식의 트래킹 오차 검출에 의하여 안정화 시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (3)
- 빔(Beam)을 발산하는 레이저 다이오드(11)와 ; 이 레이저 다이오드(11)에서 발산된 빔을 상하로 주빔과 부빔으로 분리하는 회절 그레이팅(12)과 ; 이 회전 그레이팅(12)에서 분리된 빔을 평행한 빔으로 조준하는 콜리매터 렌즈(13)와 ; 이 콜리매터 렌즈(13)에 의해 조준된 평행 빔을 분할하는 빔 스플리터(14)와 ; 이 빔 스플리터(14)에 의해 분할된 빔의 일부를 감지하여 레이저 다이오드(11)에서 발산되는 빔의 광량을 보상하는 센서 다이오드(15)와 ; 상기 빔 스플리터(14)에서 분할된 광빔의 경로를 바꾸는 전반사 프리즘I(16)과 ; 이 전반사 프리즘I(16)에서 경로가 바뀐 광빔에 의해 광자기 디스크(18)에 미세 촛점을 형성하는 대물 렌즈(17)와 ; 상기 광자기 디스크(18)의 재생 신호를 검출하는 월라스톤 프리즘(19)와 ; 이 월라스톤 프리즘(19)에 의해 검출된 재생 신호를 전반사하여 경로를 바꾸는 전반사 프리즘Ⅱ(20)과 ; 이 전반사 프리즘Ⅱ(20)에 의해 경로가 변경된 광빔의 촛점 거리를 제어하는 리턴 패스 렌즈(21)와 ; 이 리턴 패스 렌즈(21)에 의해 촛점 거리가 제어된 광빔을 검출하여 전류 신호로 변환하는 광 검출기(22)로 구성함을 특징으로 하는 광자기 디스크 드라이브의 픽업용 광학계.
- 제1항에 있어서, 상기 월라스톤 프리즘(19)는 재질은 결정석영으로 되어 있고, 매질 Ⅱ의 광 축은 X축과 나란한 방향으로 되어 있으며, 매질 I의 광 축은 레이저 빔의 진행 방향 Z축에 대하여 45도 회전한 상태로 이루어지도록 구성함을 특징으로 하는 광자기 디스크 드라이브의 픽업용 광학계.
- 제1항에 있어서, 상기 월라스톤 프리즘(19)는 빔 스플리터(14)와 전반사면을 갖는 전반사 프리즘I(16) 및 전반사 프리즘Ⅱ(20)과 일체형으로 된 광학 부품으로 구성함을 특징으로 하는 광자기 디스크 드라이브의 픽업용 광학계.
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Family Applications (1)
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|---|---|
| KR950009576A (ko) | 1995-04-24 |
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