KR0132821B1 - 광픽업 - Google Patents

Abstract

트래킹 오차신호를 검출하기 위한 광검출기를 보강한 광픽업이 개시되어 있다.

이 개시된 광픽업의 보강된 광검출기(50)는 광기록매체인 디스크(20) 상에 광을 수렵하는 대물렌즈(15) 주변의 상기 디스크와 마주보는 면에 설치되어 있다. 이 광검출기(50)는 상기 디스크(20)에서 회절반사된 광중에서 특히, 대물렌즈(15)를 통과하지 않은 ±1차회절광을 검출한다. 이 검출된 광량을 차동하는 차동수단(62)을 마련하고, 이 수단을 통한 광량을 상기 디스크(20)에서 반사되어 상기 대물렌즈(15)를 통과한 회절광을 검출하는 광검출기(40)의 차동수단(61)을 통한 광량을 입력받아 적절히 보상된 새로운 트래킹 오차신호를 검출하는 신호 보상기(64)가 구비되어 있다.

따라서, 대물렌즈의 광축 어긋남에 의하여 오정보를 포함한 트래킹 오차신호를 어느정도 보상할 수 있고, 디스크의 기울어짐을 보상할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Description

광픽업

제1a,b도는 트래킹 오차신호 검출수단인 푸시-풀법을 나타낸 개략도.

제2도는 종래의 트래킹 오차신호 검출 원리를 나타낸 개략도.

제3도는 대물렌즈의 이동에 의한 옵셋을 설명하기 위한 개략도.

제4a도는 디스크에서 반사되어 대물렌즈를 투과한 회절반사광을 수광하는 제1광검출기를 도시한 단면도이고, 제4b도는 대물렌즈의 주변 상면에 설치되어 대물렌즈를 투과하지 않는 ±1차회절광을 수광하는 제2광검출기를 도시한 개략도.

제5도는 제4도에 도시한 두 광검출기를 통하여 검출된 신호를 처리하여 트래킹 오차신호를 출력하는 회로를 나타낸 회로도.

본 발명은 광픽업에 관한 것으로서, 상세하게는 트래킹 오차신호를 검출하는 수단인 광검출기를 보강한 광픽업에 관한 것이다.

일반적으로 광픽업은 디스크에 수록된 정보를 재생시 그 RF(radio frequency)신호를 입력받아 정보를 재생하는 재생부와 오차신호 검출 및 시크(seek)의 수행과 디스크의 회전등을 제어하는 서보 제어부로 이루어져 있다. 이 서보 제어부 중에서 오차신호를 검출하는 서보부는 크게 액츄에이터에 의하여 디스크 상에 광을 주사하는 광픽업과 이 디스크 상의 거리 변화와 디스크의 회전시 기울어짐에 의하여 발생된 포커스 오차신호를 검출하는 서보부와 디스크의 기록면에 입사되는 광스폿(spot)이 원하는 트랙의 랜드(land)부를 정확히 따르지 못하고 그루브(gloove)를 통과하거나 다른 트랙을 주행함으로써 발생되는 트래킹 오차신호를 검출하는 서보부로 이루어져 있다.

트래킹 오차신호를 검출하는 대표적인 방법으로 푸시풀(push-pull)법이 이용되고 있다. 이 푸시풀법은 디스크의 안내 그루브에서 반사 회절된 광을 트랙 중심에 대하여 대칭으로 배치시킨 이분할 광검출기의 각 분할판에 수광된 출력을 비교하여 트래킹 오차를 검출하는 방식이다.

제1도는 푸시풀 법의 원리를 나타낸 개략도로서, (a)도와 같이 디스크(20)로 부터 반사된 광을 수광하는 광검출기(10)의 분할선(11)이 광은 자유롭게 투과시키고 기록면을 보호하는 투과부(23)에 감싸여진 주로 기록면으로 이용되는 랜드(land : 21)의 중심과 일치하는 경우는 좌우대칭인 반사 회절광 분포(30)가 얻어지고, (b)도와 같이 광검출기(10)의 분할선(11)이 상기 랜드(21)의 중심과 일치하지 않는 경우는 비대칭인 반사 회절광의 분포(32)가 얻어지므로 이 광량 분포의 차를 이용하여 트래킹 오차 신호를 검출할 수 있다. 설명되지 않은 도면부호 15는 디스크상에 광스폿을 형성하도록 하는 대물렌즈이고, 도면부호 22는 그루브이다.

제2도는 광검출기에서 트랭킹 오차신호 검출 수단을 보다 구체적으로 도시한 개략도이다. 광원(미도시)으로부터 출사되어 대물렌즈(15)를 통하여 초점한계까지 집적되어 디스크(20)에 스폿을 형성하는 입사광은 디스크 기록면의 랜드(21) 및 그루브(22)에 접촉 반사되는데 이 반사광은 상기 랜드(21) 및 그루브(22)의 접촉 위치에 따라 회절각을 달리한 회절 반사광이다. 이 회절반사광중 특히 ±1차 회절광은 0차 회절광과 포개지는 영역이 존재한다. 이 회절광은 상기 대물렌즈를 통하여 광경로를 따라 이분할 광검출기(10)에 광이 분포하게 된다. 이 분포된 광량을 비교하여 트래킹 오차신호(TE)를 검출할 수 있다. 이 경우 겹치지 않는 ±1차 회절광은 대물렌즈를 통과하지 않으므로 트래킹 오차신호 검출에 활용되지 않았다.

이와 같이 광검출기가 위치한 푸시풀법을 이용한 포커스 오차 신호를 검출하는 방식은 다음과 같은 직류 옵셋(offset)이 나타난다. 첫째로 광원과 대물렌즈와 광검출기의 광축이 일치하도록 설계하였지만 디스크의 트랙은 나선형으로 되어 있어서, 제3도의 (a)(b)에 도시한 바와 같이 이 나선형을 따라 이동하는 대물렌즈(15)가 상기 광원과 광검출기(10)의 광축과 간격 Δ만큼 어긋나는 일이 발생한다. 그러므로 상기 대물렌즈(15)를 통한 광이 트랙의 중심에 위치하여도 상기 광검출기의 광축이 이 대물렌즈(15)의 광축과 어긋나므로 올바른 트래킹 오차신호를 검출할 수 없다.

둘째로 디스크가 반경 방향에 대하여 소정각도 기울어지므로, 대물렌즈의 광축과 직교하는 면에서 소정 각도 만큼 기울어지면, 반사광의 광축이 변위되어 상기 광검출기에 수광되는 광량분포도 변위된다. 따라서, 트래킹 오차신호에 직류 옵셋이 발생한다.

다른 직류 옵셋의 요인으로는 구루브의 부적합한 형상에 의한 광량분포의 변화 발생하는 경우등을 들 수 있다.

종래에는 상기한 바와 같은 직류 옵셋을 제거하기 위한 수단으로 대물렌즈와 광원 및 광검출기로 이루어진 광픽업을 일체로 디스크의 트랙을 따라 움직이도록 이루어진 것으로 이와 같은 경우 광픽업 전체의 움직임이 거의 같게 되기 때문에 광축의 벗어남이 거의 없게 된다. 따라서, 직류 옵셋을 경감시키는 효과가 있었다. 하지만, 트래킹을 수행하는 가동부의 무게가 증가하는 문제점이 있어서, 실용화 하기가 어려웠다.

직류 옵셋을 경감 시키기 위한 또다른 수단으로 렌즈의 이동량을 검출하여, 이 이동량에 의하여 발생된 직류 옵셋을 소거하는 회로를 구성할 수 있다. 이 경우는 그 설계 및 구성이 간단하지만, 실제 광학계의 광축 벗어남을 정확히 검출하는 것이 불가능하여 효과적인 적용이 어려웠다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 직류 옵셋을 경감시키는데 따른 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 광학계의 광축 벗어남에 의한 직류 옵셋을 효과적으로 경감시켜 실제 디스크 상에 형성된 광스폿의 위치에 따른 트래킹 오차신호를 검출하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 광원과, 상기 광원과 정보 기록 재생 매체인 디스크의 광경로상에 위치되어 입사광을 집속시키는 대물렌즈와, 상기 광원과 대물렌즈 사이에 마련되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광 경로변환 수단과, 상기 디스크에서 반사된 광을 수광하여 트래킹 오차신호와 포커싱 오차신호를 검출하는 광검출기를 구비하여 된 광픽업에 있어서, 상기 광검출기는 상기 디스크에서 반사되고 상기 광 경로변환 수단을 통과한 광을 검출하도록 각각 독립적으로 광을 수광하는 적어도 두개의 분할판을 가지는 제1광검출기와, 상기 대물렌즈와 동시에 운동하도록 상기 대물렌즈 주변에 설치되고 각각 독립적으로 광을 수광하는 적어도 이분할된 분할판을 가지는 제2광검출기를 구비하여 된것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

제4도는 본 발명에 따른 광검출기를 나타낸 개략도이다. (a)도를 참조하면, 디스크에서 반사되어 대물렌즈를 통과한 반사광이 지나는 광경로상에 종래와 동일한 구조의 제1광검출기(40)를 마련하였다. 이 제1광검출기(40)는 통상 이분할(41,42)로 되어 있으며, 각 분할판에서 검출된 광을 비교하여 트래킹 오차신호 검출에 사용한다. 이 검출된 오차신호는 대물렌즈(15)의 광축이 어긋남에 의하여 광스폿이 정확히 트랙의 중심을 이동할때 두 분할판(41,42)에 수광된 광량에 차이가 발생하는 등의 오정보를 포함하고 있으므로, 이를 보상하기 위한 수단으로 제4도의 (b)에 도시한 바와 같은 제2광검출기(50)를 마련하였다. 이 제2광검출기(50)는 대물렌즈(15)를 지지하고 이 대물렌즈가 상기 디스크의 트랙을 따라 움직이도록 안내하는 액츄에이터(미도시)가 위치하는 상기 대물렌즈(15) 주위의 디스크와 마주보는 상면에 구비되어 있다. 제2광검출기(50)는 디스크의 랜드와 그루부에서 회절 반사된 반사광중 ±1차회절광을 수광한다. 이 ±1차회절광중 상기 대물렌즈(15)를 통과하지 않은 광을 모두 수광할 수 있는 형상을 가진다. 특히, 그 형상은 상기 대물렌즈(15)를 고정하는 수단에 의하여 반사된 광의 손실을 방지하기 위하여 대물렌즈 고정수단이 마련된 부분이 개구되어 있다. 또한 이 제2광검출기(50)는 상기 +1차회절광을 수광하는 제1분할판(51)과, 상기 -1차회절광을 수광하는 제2분할판(52)으로 이분할되어 있다. 따라서, 이 제2광검출기(50)에서 수광되는 광량은 상기 대물렌즈(15)를 통하여 디스크에 입사되는 광의 중심축에 대하여 상기 디스크에서 반사되어 다시 대물렌즈로 입사하는 회절된 광의 중심축이 어긋나도 상기 제2광검출기(50)가 대물렌즈(15)와 함께 움직이므로 영향을 거의 받지 않는다. 그러므로, 상기 제2광검출기(50)에서 검출된 광량분포는 디스크의 기록면에 대하여 스폿의 중심위치에 따른 영향을 잘 반영한다.

또한, 상기 대물렌즈(15)가 정확히 트래킹을 수행하더라도 상기 디스크의 기울어짐이 발생하면, 이 디스크 기록면에서 반사된 회절반사광은 +1차회절광의 광량 분포 -1차회절광의 광량 분포가 일치하지 않는다. 따라서, 상기 대물렌즈(15)를 통하여 광 스폿이 정확히 랜드부의 중심에 형성된 경우 상기 제2광검출기의 제1분할판(51)과 제2분할판(52)를 통하여 수광된 광량을 분석하여 이와 같은 디스크의 기울어짐에 따른 광량 분포를 감지할 수 있으므로, 레이저디스크와 같은 반경이 큰 광기록 매체의 기울어짐을 보정하는 수단으로 이용할 수 있다.

제5도는 제4도에서 도시한 두 광검출기 각각에서 검출된 트래킹 오차신호를 통하여 보상된 트래킹 오차신호를 검출하는 수단을 나타낸 블럭도이다. 이 도면을 참조하여 트래킹 오차신호 보상에 대하여 설명하면, 참조부호 P1, P2는 각각 상기 제1광검출기의 두 분할판에서 수광된 광량을 나타낸 것이고, 참조부호 S1, S2는 각각 상기 제2광검출기의 제1분할판과 제2분할판에서 수광된 광량을 나타낸 것이다.

상기 제1광검출기를 통하여 수광된 상기 P1과 P2를 두 입력단에 연결하고 그 신호를 차동하여 기준점에 대하여 벗어나는 광량을 출력하는 제1차동수단(61)과, 상기 제2검출기를 통하여 수광된 상기 S1과 S2를 두 입력단에 연결하고 그 신호를 차동하여 기준점에 대하여 벗어나는 광량을 출력하는 제2차동수단(62)을 마련하였다. 이 두 차동수단(61,62)을 통하여 차동된 광량은 상기에서 설명한 바와 같은 광축 어긋남에 의하여 상호 일치하거나 비례하지 않는다.

상기 제2광검출수단에 의하여 검출된 광량에 포함된 고주파 성분을 배제하기 위한 수단으로 상기 제2차동수단의 출력단에 저역통과필터(LPF:63)를 마련하였다. 그리고, 상기 두 차동수단을 통하여 검출된 각각의 트래킹 오차신호를 합산하거나 차동하는등 그 광픽업의 특성에 따라 적절히 보상하기 위한 신호 보상기(64)를 마련하였다. 이 신호보상기(64)의 입력단을 상기 제1차동수단의 출력단과 상기 저역통과필터(63)의 출력단에 연결하였다. 상기 신호보상기(64)를 통하여 제1광검출기에 의한 오정보를 제2광검출기를 통하여 수광된 광량을 이용하여 어느정도 보상된 트래킹 오차신호를 출력하고, 이 신호를 통하여 상기 대물렌즈를 구동한 엑츄에이터에 전달하여 광픽업의 트래킹을 원할히 수행하도록 한다.

따라서, 본 발명은 디스크의 특성에 의하여 필연적으로 발생되는 직류 옵셋을 효율적으로 경감시켜 실제 디스크 상에 형성된 광스폿의 위치에 따른 트래킹 오차신호를 검출할 수 있고, 필요에 따라서는 디스크의 기울어짐을 감지하여 교정신호를 제공하는데 이용될 수 있는 등 매우 유용하다.

Claims (4)

1. 광원과, 상기 광원과 정보 기록 재생 매체인 디스크의 광경로상에 위치되어 입사광을 집속시키는 대물렌즈와, 상기 광원과 대물렌즈 사이에 마련되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광 경로변환 수단과, 상기 디스크에서 반사된 광을 수광하여 트래킹 오차신호와 포거싱 오차신호를 검출하는 광검출기를 구비하여 된 광픽업에 있어서, 상기 광검출기는 상기 디스크에서 반사되고, 상기 광 경로변환 수단을 통과한 광을 검출하도록 각각 독립적으로 광을 수광하는 적어도 두 개의 분할판을 가지는 제1광검출기와, 상기 대물렌즈와 동시에 운동하도록 상기 대물렌즈 주변에 설치되고 각각 독립적으로 광을 수광하는 적어도 이분할된 분할판을 가지는 제2광검출기를 포함하고, 상기 제1광검출기의 각 분할판에 수광된 광량을 차동하는 제1차동수단과, 상기 제2광검출기의 각 분할판에 수광된 광량을 차동하는 제2차동수단과, 이 두 차동수단에서 입력되는 신호로 새로운 트래킹 오차신호를 출력하는 신호보상기를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 광픽업.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2광검출기는 두 분할판을 구비하고, 각각의 분할판은 상기 디스크에서 회절 반사되어 대물렌즈를 통과하지 않는 ±1차 회절광을 각각 수광하도록 된 것을 특징으로 하는 광픽업.
3. 제2항에 있어서, 상기 두 분할판은 동일 형상으로 상기 대물렌즈 주변에 대칭적으로 배열된 것을 특징으로 하는 광픽업.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2차동수단의 출력단과 상기 신호보상기의 입력단 사이에 상기 제2차동수단에서 출력되는 신호의 고주파 성분을 제거하기 위한 저역통과 필터를 더 구비한 것을 특징으로 하는 광픽업.