KR980011373A - Dvd/cd 겸용 광픽업시스템의 에러검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 DVD/CD겸용 광픽업시스템의 에러검출장치에 관한 것이다. 본 발명은 일반적인 광픽업시스템에서 대물렌즈와 광검출기 사이의 빔경로상에, 대물렌즈의 굴절률 차이에 의하여 발생하는 구면수차를 보정하여 출력하는 구면수차보정판을 배치하여 두께가 다른 디스크로부터 최적의 포커스에러신호를 검출할 수 있도록 한다. 이와 같은 본 발명은 DVD와 CD 모두에서 최적의 에러신호를 검출할 수 있는 DVD/CD겸용의 광픽업시스템을 제공하는 효과를 갖는다.

Description

DVD/CD 겸용 광픽업시스템의 에러검출장치

본 발명은 DVD/CD겸용 광픽업시스템에 관한 것이다.

현재 비데오카세트레코더(VCR)나 컴팩트디스크플레이어(CDP)의 뒤를 이을 영상매체로 디지탈비데오디스크플레이어(DVDP)에 관한 개발이 활발히 진행되고 있다. DVD는 CD와 동일한 크기(직경)에 CD보다 트랙피치가 작은 고밀도기록을 행하며, 기록용량은 CD의 약 8배(단면, 단층)가 된다.

이러한 고밀도용의 디스크를 재생하는 시스템에서는 기존의 저밀도용(CD, CD-ROM, CD-I, … )의 디스크도 재생할 수 있도록 설계하는 것이 기존의 저밀도용 디스크에 대한 시장확보면등에서 유리하다.

그러나, DVD는 두께가 0.6mm인 기판 두개를 붙여 양면을 재생하는 것에 비해 CD는 1.2mm 기판으로 되어 있기 때문에, 그 두께차이로 인하여 픽업장치의 직접적인 호환이 이루어지지는 않는다. 다만, 광픽업의 구조나 기능이 디스크의 두께차이에 관계없이 항상 안정되게 작동되도록 구현하는 것이 관건이 된다.

이러한 DVD/CD 겸용방식으로 기제안된 기술로는 마쯔시다의 2중촛점렌즈방식과 미쯔비시의 2매렌즈방식등이 있다.

이중 마쯔시다의 2중촛점렌즈방식은 대물렌즈로 입사하는 빔을 홀로그램소자를 이용하여 세개로 나누고 이중 두개의 빔을 선택하여 사용하기 때문에 빔효율이 떨어진다. 또한, 디스크에서 반사된 빔이 수광계로 돌아올 때도 홀로그램소자에 의해 회절되므로 빔효율이 CD에 비해 현저히 저하된다. 따라서, 2중촛점렌즈방식은 고광량의 레이져출력이 요구되어 레이저다이오드의 수명단축이 우려된다. 미쯔비시방식 또한 디스크 두께에 따라 대물렌즈를 교환하기 위해서는 안정된 액츄에이터를 구현해야 하지만 이 또한 쉽지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 방식들과는 다른 관점에서 DVD/CD겸용의 광픽업시스템을 제안한다.

현재, DVD 광픽업시스템의 기본사양은 다음과 같다.

[표]

이와 같은 광픽업시스템에서는 약 0.89㎛ 정도의 회절한계 스팟이 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 광픽업시스템에서의 대물렌즈는 0.6mm 기판의 DVD에 적합하게 설계되어 있으므로, CD를 재생할 경우 광스팟에는 다음과 같은 구면수차가 발생한다.

여기서, a는 대물렌즈의 반경, Δd는 디스크의 두께차이, n은 기판굴절률, 그리고 NA(Numerical Aperture)는 대물렌즈 개구수를 나타낸다.

광픽업시스템에서 대물렌즈 개구수(NA)는 0.6이므로 실제 CD에 형성되는 광스팟의 크기는 기존의 CD전용의 광픽업과 비슷한 수준인 약 1.5㎛가 된다. 따라서, DVD의 광픽업시스템을 이용하여 CD에 스팟을 형성시킬 경우 송광계에서는 문제가 없지만, 수광계에서 에러신호를 검출할 때는 신호에 왜곡이 발생할 수 있다. 도 1은 이러한 포커스에러신호의 왜곡을 나타낸다.

도 1a는 구면수차가 없을 때, 도 1b는 구면수차가 발생했을 때의 포커스에러신호의 감도를 비교설명하기 위한 그래프를 나타낸 것이다.

먼저, 도 1a의 좌측은 구면수차가 없을 경우 광검출기에 맺히는 상(ⓐ)을 나타낸다. 도시한 바와 같이, 구면수차가 없을 때는 포커스에러신호가 라인형태로 깨끗하게 검출된다. 도 1a의 우측은 이때 포커스에러신호의 S-커브를 나타낸다. 이에 반해, 구면수차가 발생했을 경우 광검출기에는 도 1b의 좌측에 보인 바와 같이 광스팟(ⓑ)이 형성된다. 이때, 도 1b의 우측에 보인 바와 같이 포커스에러신호(F.E.)의 감도가 현저히 감소하며, 디스크가 포커스 온(on)위치보다 멀어질 때에는 S-커브의 피크가 거의 나타나지 않는다는 것을 알 수 있다. 특히, 비점수차법을 이용하는 경우 비점수차가 구면수차에 묻혀 포커스에러신호 자체를 얻지 못하게 될 수도 있다. 따라서, 두께가 다른 디스크로부터 모두 안정된 포커스에러신호를 검출하기 위해서는 상술한 구면수차를 보정해 줄 필요가 발생하였다.

도1은 구면수차의 발생여부에 따른 포커스에러신호의 감도차이를 나타낸 그래프.

도2는 본 발명에 의한 광픽업시스템을 나타낸 구성도.

도3은 도 2에서 구면수차보정판(27)의 원리를 설명하기 위한 도면.

도4는 본 발명에 의한 구면수차보정판(27) 사용전·후의 포커스에러신호의 감도변화를 나타낸 그래프.

본 발명에 의한 DVD/CD겸용 광픽업시스템의 에러검출장치는, 디지탈비데오디스크(DVD)와 컴팩트디스크(CD) 겸용의 광픽업장치에 있어서, 레이저빔을 방사하는 레이져다이오드와, 상기 레이져다이오드로부터 방사된 빔과 디스크상으로부터 반사된 빔을 분리하는 빔스플리터와, 상기 디스크상에 빔을 투사하고 상기 디스크로부터 반사된 빔을 상기 빔스플리터로 입사시키는 대물렌즈와, 상기 빔스플리터로부터 분리된 반사빔으로부터 포커스에러신호를 검출하는 광검출기, 및 상기 대물렌즈와 광검출기 사이의 빔경로상에 배치되며, 상기 대물렌즈의 굴절률의 차이에 의한 구면수차를 보정하여 출력하는 구면수차보정판을 포함한다.

이하, 첨부한 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 의한 DVD/CD겸용 광픽업시스템의 구성을 보여준다. 본 발명의 광픽업시스템은 일반적인 광픽업시스템의 구성을 포함한다. 즉, 도 2는 레이져빔을 방사하는 레이져다이오드(21)를 구비하며, 레이져다이오드(Laser Diode)(21)로부터 방사되는 빔의 경로에는 방사된 단일광원의 빔을 복수개로 나누기 위한 회절격자(Grating)(22)가 배치된다. 회절격자(22)로부터 출사된 빔경로에는 회절격자(22)로부터의 입사빔과 디스크(26)의 반사면으로부터 반사된 빔을 분리하기 위한 빔스플리터(Beam Spliter)(23)가 배치된다. 빔스플리터(23)로부터 출사된 빔경로에는 발산되는 빔을 평행광으로 변환시키기 위한 콜리메이팅렌즈(Collimating Lens)(24)가 배치되며, 콜리메이팅렌즈(24)로부터의 빔을 입사받아 디스크의 반사면에 투사하기 위한 대물렌즈(Objective Lens)(25)가 배치된다.

한편, 빔스플리터(23)로부터 반사된 빔경로에는 비점수차렌즈(28)가 배치되며, 비점수차렌즈(28)로부터 출사된 빔으로부터 에러신호를 검출하기 위한 광검출기(29)가 배치된다.

본 발명의 광픽업시스템은 이와 같은 일반적인 광픽업장치에서 빔스플리터(23)와 비점수차렌즈(28) 사이에 구면수차보정판(27)을 더 배치한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작을 도 3을 참조하여 좀 더 자세히 설명하기로 한다.

먼저, 포커싱서보를 위하여 레이져다이오드(21)로부터 방사된 빔은 회절격자(22)를 통해 3개의 빔으로 분리된다. 회절격자(22)에서 분리된 3개의 빔은 빔스플리터(23)를 투과하여 콜리메이팅렌즈(24)로 입사된다. 콜리메이팅렌즈(24)는 이를 평행한 빔으로 변환시켜 대물렌즈(25)로 입사시키며, 대물렌즈(25)는 입사빔을 디스크(26)의 반사면에 투사한다.

디스크(26)의 반사면으로부터 반사되어 나온 빔은 대물렌즈(25)와 콜리메이팅렌즈(24)를 거쳐 빔스플리터(23)에서 90°반사된다. 빔스플리터(23)에서 반사된 빔은 본 발명에 의한 구면수차보정판(27)으로 입사된다.

도 3은 구면수차보정판(27)의 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 구면수차보정판(27)은 반경방향으로 그 두께를 달리하여 구성한다.

도 3에서 구면수차보정판(27)으로 구면수차를 포함한 구면파(ⓐ)가 입사되면 구면수차보정판(27)의 각기 다른 두께를 통과하는 빔에 경로차가 발생한다. 이러한 경로차에 의하여 대물렌즈(25)의 굴절률 차이에 의하여 발생하는 구면수차를 제거할 수 있다. 구면수차보정판(27)을 통해 구면수차가 제거된 빔(ⓑ)은 비점수차렌즈(28)로 입사된다. 광검출기(29)는 비점수차렌즈(28)로부터의 출사빔에서 포커스에러신호를 검출한다.

한편, 상술한 바와 같이 1.2mm 디스크에 대한 구면수차를 완전히 제거하게 되면, 역으로 0.6mm 디스크를 재생할 때는 포커스에러신호가 왜곡될 수 있다. 따라서, 두 종류의 디스크에서 최적의 포커스에러신호를 얻을 수 있도록 구면수차를 부분적으로 제거한다. 즉, 구면수차보정판(27)은 두 종류의 디스크로부터 모두 최적의 포커스에러신호를 얻을 수 있도록 최적의 두께로 설정한다.

도 4는 이러한 구면수차보정판(27)을 사용하기 전·후의 포커스에러신호의 감도변화를 나타낸 그래프이다. 먼저, 도 4a는 0.6mm 디스크에 대한 포커스에러신호의 감도변화를 보여준다. 0.6mm 디스크의 경우, 구면수차 보정에 의하여 포커스에러신호가 지나치게 왜곡되지 않도록 감도가 소정의 크기로 감소된다. 반면, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 1.2mm 디스크의 경우에는 구면수차를 보정하기 전보다 감도가 증가되는 것을 알 수 있다. 따라서, DVD와 CD 모두에서 비슷한 수준의 포커스에러신호를 얻을 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시예에서는 비점수차법에 대한 예를 설명하였으나 타방식 예를 들면, 'Knife-edge법'등에도 적용할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 의한 DVD/CD겸용 광픽업시스템은, 대물렌즈의 귤절률에 의한 구면수차로 포커스에러신호의 감도가 저하되는 것을 방지하여 안정된 포커스에러신호를 검출할 수 있게 한다. 따라서, 본 발명은 DVD와 CD 모두에서 최적의 에러신호를 검출할 수 있는 DVD/CD겸용의 광픽업시스템을 제공하는 효과를 갖는다.

본 발명의 목적은 구면수차보정판을 이용하여 두께가 다른 디스크를 재생할 때 디스크의 두께에 관계없이 모두 안정된 포커스에러신호를 검출할 수 있도록 하는 DVD/CD겸용 광픽업시스템의 에러검출장치를 제공함에 있다.

Claims (2)

1. 디지탈비데오디스크(DVD)와 컴팩트디스크(CD) 겸용의 광픽업장치에 있어서, 레이저빔을 방사하는 레이져다이오드; 상기 레이져다이오드로부터 방사된 빔과 디스크상으로부터 반사된 빔을 분리하는 빔스플리터; 상기 디스크상에 빔을 투사하고 상기 디스크로부터 반사된 빔을 상기 빔스플리터로 입사시키는 대물렌즈; 상기 빔스플리터로부터 분리된 반사빔으로부터 포커스에러신호를 검출하는 광검출기; 및 상기 대물렌즈와 광검출기 사이의 빔경로상에 배치되며, 상기 대물렌즈의 굴절률의 차이에 의한 구면수차를 보정하여 출력하는 구면수차보정판을 포함하는 DVD/CD겸용 광픽업시스템의 에러검출장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 구면수차보정판은 상기 디지탈비데오디스크를 재생시 검출되는 포커스에러신호가 왜곡되지 않도록 상기 구면수차를 부분적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 DVD/CD겸용 광픽업시스템의 에러검출장치.

   ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.