KR950013700B1 - Optical axis control method & control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
제 1 도는 종래의 광축조정장치를 보이는 도면이다.1 is a view showing a conventional optical axis adjusting device.
제 2 도는 제 1 도에 도시된 광검출기를 보이는 도면이다.2 is a view showing the photodetector shown in FIG.
제 3 도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광축조정장치를 보이는 도면이다.3 is a view showing an optical axis adjusting device according to a preferred embodiment of the present invention.
제 4 도는 대물렌즈를 통한 광축의 궤적을 도시한 도면이다.4 shows the trajectory of the optical axis through the objective lens.
제 5 도는 제 3 도에 도시된 장치에 의한 광축쉬프트조정시 쉬프트량에 따른 차동신호의 예를 도시한 파형도이다.FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of a differential signal according to the shift amount during optical axis shift adjustment by the apparatus shown in FIG.
본 발명은 광픽업장치의 광출력장치에서 출사되어 대물렌즈를 통하여 집속되는 레이저빔의 기울기 및 쉬프트를 보정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for correcting a tilt and a shift of a laser beam emitted from an optical output device of an optical pickup device and focused through an objective lens.
광픽업장치가 정확하게 동작하기 위해서는 광출력장치로부터 대물렌즈로 입사되는 레이저빔의 광축이 정확하게 조정되어져야 할 필요가 있다.In order for the optical pickup device to operate correctly, the optical axis of the laser beam incident from the optical output device to the objective lens needs to be accurately adjusted.
제 1 도에 도시된 것은 종래의 광축기울기 조정장치를 보이는 개념도로서 분리형 광픽업장치에 적용된 예이다. 제 1 도에 도시된 장치에 있어서, 고정광학계(10)와 이동광학계(20)와의 거리는 이동광학계의 일직선상 운동을 허용하는 가이드레일(30)을 통하여 조정된다. 고정광학계(10)는 레이저빔을발생하는 반도체레이저(12)와 반도체레이저(10)로부터 발생된 발산되는 형태의 레이저빔을 평행빔으로 형성하는 콜리메이터렌즈(collimater lenz)(14)를 포함한다.1 is a conceptual diagram showing a conventional optical axis tilt adjusting device, which is an example applied to a separate optical pickup device. In the apparatus shown in FIG. 1, the distance between the fixed optical system 10 and the moving optical system 20 is adjusted through a guide rail 30 that allows linear movement of the moving optical system. The fixed optical system 10 includes a semiconductor laser 12 for generating a laser beam and a collimator lens 14 for forming a diverging laser beam generated from the semiconductor laser 10 into a parallel beam.
이동광학계(20)는 가이드레일(14)상에서 디스크의 반경방향으로 이동되는 캐리지(22)와 캐리지(22)의 내부에 설치된 반사경(24)을 포함한다. 그리고 지그(40)에 장착된 광검출기(42)는 반사경에서 반사되는 레이저빔과 대물렌즈의 중심축과의 편이량을 검출하기 위하여 설치된다.The moving optical system 20 includes a carriage 22 moving in the radial direction of the disk on the guide rail 14 and a reflector 24 provided inside the carriage 22. The photodetector 42 mounted on the jig 40 is provided to detect the amount of deviation between the laser beam reflected by the reflector and the central axis of the objective lens.
52는 반도체레이저(12)의 출사각을 조정하는 기울기조정기이고, 54는 좌우상하의 쉬프트를 조정하는 쉬프트조정기이다.Reference numeral 52 is a tilt adjuster for adjusting the exit angle of the semiconductor laser 12, 54 is a shift adjuster for adjusting the left and right shifts.
제 2 도는 제 1 도에 도시된 광검출기(42)의 구성 및 편이량을 구하는 방법으로 보이는 것으로서, 4분할 광검출기의 예를 보인 것이다. 주지하는 바와 같이 4분할 광출기는 4개의 분할된 광검출기를 갖으며, 각각의 광검출기를 통하여 검출된 광량을 적절히 조합함에 의해 반경방향의 편이량과 원주방향의 편이량을 한꺼번에 구할 수 있는 장치이다. 제 2 도에 도시된 4분할 광검출기에 있어서 분할된 광검출기를 각각 A∼D라 할 때, 반경방향의 편이랑 ((A＋B)－(C＋D)) 그리고 원주방향의 편이량을 ((A＋C)－(B＋D))로서 구해지며, 각각의 편이량은 제 1 도에 도시된 오실로스코프를 통하여 측정된다.FIG. 2 shows a method of obtaining the configuration and the deviation amount of the photodetector 42 shown in FIG. 1, and shows an example of a four-segment photodetector. As is well known, the four-segment photodetector has four divided photodetectors, and is a device that can obtain both the radial deviation and the circumferential deviation at a time by appropriately combining the amounts of light detected through each photodetector. . In the four-segment photodetector shown in FIG. 2, when the divided photodetectors are A to D, the radial deviation ((A + B)-(C + D)) and the circumferential deviation ((A + C) -(B + D)), each deviation amount is measured through an oscilloscope shown in FIG.
제 1 도에 도시된 장치의 동작을 제 2 도을 참조하여 설명한다. 고정광학계(10)의 반도체레이저(12)에서 출사된 발산광은 콜리메이터렌즈(14)에서 평행빔으로 형성되어 이동광학계(20)의 캐리지(22)에 설치된 반사경(24)에서 90°각도로 반사된다. 반사경(24)에서 반사된 레이저빔은 대물렌즈(도시되지 않음)의 중심축에 중심이 일치하도록 설치된 광검출기(42)에 조사된다.The operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. The divergent light emitted from the semiconductor laser 12 of the fixed optical system 10 is formed as a parallel beam in the collimator lens 14 and is reflected at a 90 ° angle in the reflector 24 installed in the carriage 22 of the mobile optical system 20. do. The laser beam reflected by the reflector 24 is irradiated to the photodetector 42 provided so that its center coincides with the central axis of the objective lens (not shown).
광축의 기울기 조정은 이동광학계(20)를 디스크의 반경방향으로 이동할 때 발생되는 편이량의 변화량이 소정의 조정기준 이내로 유지되도록 기울기조정기(52)를 통하여 이동광학계(10)의 반도체레이저(12)의 출사각을 조정함으로서 달성된다.The tilt adjustment of the optical axis is performed through the tilt adjuster 52 so that the amount of variation in the amount of deviation generated when the moving optical system 20 is moved in the radial direction of the disk is kept within a predetermined adjustment standard. This is achieved by adjusting the exit angle of.
그러나, 제 1 도에 도시된 바와 같은 조정장치에 있어서 상술한 바와 같은 조정과정이 완료된 후 실제의 사용을 위하여 대물렌즈 및 액튜에이터를 장착할 때 조립에 의한 오차가 발생될 소지가 많다. 조립오차를 줄이기 위해서는 액튜에이터의 구성부품에 대한 높은 수준의 정밀도가 요구되며, 조립시 상당한 정도의 주의가 필요하게 되므로 부품의 생산성 및 조립성이 저하되는 문제점이 있었다.However, in the adjusting device as shown in FIG. 1, when the objective lens and the actuator are mounted for actual use after the adjusting process as described above is completed, errors due to assembly are likely to occur. In order to reduce the assembly error, a high level of precision for the components of the actuator is required, and a considerable amount of attention is required during assembly, thereby degrading the productivity and assembly of parts.
광축의 쉬프트를 조정하기 위해서는 제 2 도에 도시된 지그(40) 대신에 고체촬상소자를 포함하는 특별한 조정장치를 필요로 한다. 이러한 조정장치는 고체촬상장치를 통하여 반사경을 통하여 조사되는 광축의 위치를 확인하고, 이 광축이 대물렌즈(도시되지 않음)의 중심점에 위치하도록 쉬프트조정기(54)를 통하여 반도체레이저(12)를 좌우상하로 쉬프트시킨다.In order to adjust the shift of the optical axis, instead of the jig 40 shown in FIG. 2, a special adjusting device including a solid state image pickup device is required. This adjusting device checks the position of the optical axis irradiated through the reflector through the solid state imaging device, and shifts the semiconductor laser 12 right and left through the shift adjuster 54 so that the optical axis is located at the center point of the objective lens (not shown). Shift up and down.
그러나, 고체촬상소자를 포함하는 쉬프트조정장치는 정확성이 뛰어나지만 상당히 고가이고, 조작시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.However, the shift adjusting device including the solid state image pickup device has a problem that it is excellent in accuracy but considerably expensive and takes a lot of operation time.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서 대물렌즈 및 액튜에이터의 조립오차를 감안하여 광축을 조정할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a method for adjusting an optical axis in consideration of an assembly error of an objective lens and an actuator.
본 발명의 다른 목적은 상기의 광축기울기 조정방법에 적합한 조정장치를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide an adjusting device suitable for the above-described optical axis tilt adjusting method.
상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 광축 조정방법은 대물렌즈를 통하여 집속된 레이저빔의 중심점과 대물렌즈의 중심축과의 편이량을 제 1 과 제 2 의 거리에서 측정하고, 제 1 편이량과 제 2 편이량과의 차값으로 기울기편차를 얻는 과정 ; 기울기편차가 감소되도록 광출력장치의 출사각을 조정하는 과정 ; 대물렌즈를 통하여 집속된 레이저빔의 중심점과 대물렌즈의 중심축과의 편이량을 대물렌즈의 초점거리를 중심으로 초점거리보다 적은 변위로 이격된 제 1 과 제 2 의 위치에서 측정하고, 제 1 편이량과 제 2 편이량과의 차값으로서 쉬프트편차를 검출하는 과정 ; 및 쉬프트편차가 감소되도록 광출력장치의 광축을 쉬프트하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.In the optical axis adjusting method according to the present invention for achieving the above object is measured the deviation amount between the center point of the laser beam focused through the objective lens and the center axis of the objective lens at the first and second distances, Obtaining slope deviation from the difference between the second deviation and the second deviation; Adjusting the exit angle of the optical output device to reduce the tilt deviation; The amount of deviation between the center point of the laser beam focused through the objective lens and the center axis of the objective lens is measured at the first and second positions spaced apart by less than the focal length from the focal length of the objective lens. Detecting a shift deviation as a difference value between the deviation amount and the second deviation amount; And shifting the optical axis of the optical output device so that the shift deviation is reduced.
상기한 다른 목적을 달성하는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광축 조정장치는 광출력장치와 대물렌즈를 연결하는 일직선상에서 대물렌즈의 이동을 허용하는 가이드레일 ; 고정된 위치를 가지며, 대물렌즈를 통하여 집속된 레이저빔을 수광하여 레이저빔의 중심점과 대물렌즈의 중심축과의 편이량을 검출하는 광검출기 ; 및 가이드레일상에서 대물렌즈를 이격된 위치로 이동시킬 때 광검출기에서 검출되는 편이량의 변화가 감소되도록 광픽업장치의 출사각을 조정하는 제 1 조정장치 ; 대물렌즈의 중심축상에서 대물렌즈의 미동을 허용하는 액튜에이터 ; 및 대물렌즈가 초점거리를 중심으로 동일한 변위로 이격된 두 위치에서 광검출기에서 검출된 편이량 사이의 편차가 감소되도록 광출력장치의 광축을 쉬프트하는 제 2 조정장치를 포함함을 특징으로 한다. 이하 첨 부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Optical axis adjusting device according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object another guide rail for allowing the movement of the objective lens in a straight line connecting the optical output device and the objective lens; A photodetector having a fixed position and receiving a laser beam focused through the objective lens to detect an amount of deviation between the center point of the laser beam and the center axis of the objective lens; And a first adjusting device for adjusting the exit angle of the optical pickup apparatus such that a change in the amount of deviation detected by the photodetector is reduced when the objective lens is moved to a spaced position on the guide rail; An actuator for allowing fine movement of the objective lens on the central axis of the objective lens; And a second adjusting device for shifting the optical axis of the optical output device so that the deviation between the amount of deviation detected by the photodetector is reduced at the two positions spaced by the same displacement about the focal length. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제 3 도는 본 발명에 따른 광축조정장치의 바람직한 실시예를 보이는 도면이다. 제 3 도는 도시된 장치는 이동광학계(20)에 대물렌즈(26) 및 대물렌즈(26)의 미동을 허용하는 액튜에이터(28)가 추가된 것을 제외하고 제 1 도에 도시된 것과 동일하다.3 is a view showing a preferred embodiment of the optical axis adjusting device according to the present invention. FIG. 3 is the same as that shown in FIG. 1 except that the moving optical system 20 has an objective lens 26 and an actuator 28 to allow fine movement of the objective lens 26.
먼저, 제 3 도에 도시된 장치를 통하여 광축 기울기를 조정하는 방법을 설명한다. 고정광학계(10)의 반도체레이저(12)에서 출사된 발산광은 콜리메이터렌즈(14)에서 평행빔으로 형성되어 이동광학계(20)의 캐리지(22)에 설치된 반사경(24)에서 90°각도로 반사된다. 반사경(24)에서 반사된 레이저빔은 대물렌즈(26)의 중심축에 중심이 일치하도록 설치된 광검출기(42)에 조사된다.First, a method of adjusting the optical axis tilt through the apparatus shown in FIG. 3 will be described. The divergent light emitted from the semiconductor laser 12 of the fixed optical system 10 is formed as a parallel beam in the collimator lens 14 and is reflected at a 90 ° angle in the reflector 24 installed in the carriage 22 of the mobile optical system 20. do. The laser beam reflected by the reflector 24 is irradiated to the photodetector 42 provided so that its center coincides with the central axis of the objective lens 26.
광축의 기울기 조정은 이동광학계(20)를 디스크의 반경방향으로 이동할 때 발생되는 편이량의 변화량이 소정의 조정기준 이내로 유지되도록 기울기조정기(52)를 통하여 이동광학계(10)의 반도체레이저(12)의 출사각을 조정함으로서 달성된다.The tilt adjustment of the optical axis is performed through the tilt adjuster 52 so that the amount of variation in the amount of deviation generated when the moving optical system 20 is moved in the radial direction of the disk is kept within a predetermined adjustment standard. This is achieved by adjusting the exit angle of.
그리고, 광축의 쉬프트를 조정하는 방법은 다음과 같다. 제 4 도에 도시된 바와 같이 대물렌즈(26)에 입사되는 레이저빔의 광축 즉 피크치의 위치(P)가 대물렌즈(26)의 중심축으로부터 편이되어 있을 경우에 대물렌즈(26)의 초점거리(f)와 초점거리(f)로부터 각각 d만큼 이격되어 위치하는 대물렌즈(26)의 중심축에 수직한 평면(I, J, K)에서는 각각 Pi, Pj, Pk의 궤적을 갖는다. 이중에서 초점거리(f)에 위치하는 J평면에서의 광축의 궤적(Pj)은 대물렌즈(26)의 중심축과 일치한다. 그러나, I평면 및 J평면에서는 일치하지 않는다. I, K, K 평면에서의 광축의 궤적이 모두 대물렌즈(26)의 중심축과 일치하는 상태가 광축의 쉬프트가 정확히 조정된 상태이다. 이때, I, J, K평면상에 4분할 광검출기를 놓고 각각의 위치에 대한 차동신호를 검출하면 제 5 도에 도시된 바와 같이 된다.And the method of adjusting the shift of an optical axis is as follows. As shown in FIG. 4, the focal length of the objective lens 26 when the optical axis of the laser beam incident on the objective lens 26, that is, the position P of the peak value is shifted from the central axis of the objective lens 26. In the planes (I, J, K) perpendicular to the central axis of the objective lens 26, which are spaced apart from each other by (f) and the focal length f, respectively, the tracks Pi, Pj, and Pk are provided. Among them, the trajectory Pj of the optical axis in the J plane located at the focal length f coincides with the central axis of the objective lens 26. However, they do not coincide in the I plane and the J plane. In the state where the trajectories of the optical axes in the I, K, and K planes all coincide with the central axis of the objective lens 26, the shift of the optical axis is accurately adjusted. At this time, if a quadrant photodetector is placed on the I, J, and K planes and the differential signal for each position is detected, as shown in FIG.
즉, I평면 및 J평면에 광검출기를 위치시켜 레이저빔의 중심점과 대물렌즈(26)의 중심축과의 편이량을 검출하고 이 편이량이 조정기준 이내로 유지되도록 쉬프트조정기(54)를 통하여 고정광학계(10)의 반도체레이저(12)를 좌우상하로 쉬프트시키면 광축이 조정된다.That is, by positioning the photodetectors on the I plane and the J plane to detect the amount of deviation between the center point of the laser beam and the center axis of the objective lens 26, and through the shift adjuster 54 to keep the deviation within the adjustment criteria. The optical axis is adjusted by shifting the semiconductor laser 12 of (10) from side to side and up and down.
이때, 광검출기(42)를 I평면 및 J평면까지 이동시키는 대신 액튜에이터(28)를 통하여 대물렌즈(26)를 상하로 구동하여 제 5 도에서의 차동신호가 최소가 되도록 조정한다.At this time, instead of moving the photodetector 42 to the I plane and the J plane, the objective lens 26 is driven up and down through the actuator 28 so that the differential signal in FIG. 5 is minimized.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광축조정방법에서는 대물렌즈 및 액튜에이터를 미리 조립하여 두고 광축조정을 실시하여 대물렌즈, 액튜에이터 및 캐리지와의 조립오차를 조정에 의해 흡수시킴으로써 광픽업장치의 조립성이 향상되는 효과를 갖는다.As described above, in the optical axis adjusting method according to the present invention, the objective lens and the actuator are assembled in advance, and the optical axis is adjusted to absorb the assembly error with the objective lens, the actuator and the carriage by adjusting the assembly performance of the optical pickup device. Effect.
본 발명에 따른 광축조정장치는 광픽업장치에 부속된 액튜에이터 및 광검출기를 통하여 광축의 쉬프트를 조정할 수 있으므로 별도의 특수한 조정장치없이 광축이 쉬프트를 조정할 수 있게 하는 잇점을 갖는다.The optical axis adjusting device according to the present invention has an advantage of allowing the optical axis to adjust the shift without a special adjustment device because the optical axis can be adjusted through an actuator and a light detector attached to the optical pickup device.
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