KR0123765B1 - 다분할 광검출기 및 이를 이용한 광/광자기디스크 겸용 광픽업 - Google Patents

Abstract

정보 디스크의 재생신호와 제어신호를 동시에 검출하기 위한 복수의 검출영역을 갖는 다분할 광검출기와 이를 이용하는 광/광자기디스크 겸용하는 광픽업이 개시되어 있다. 개시된 광검출기는 T자형으로 배치되는 4개의 분할영역과 그중 가운데 위치하는 제1영역이 상하 및 좌우로 각각 양분되어 모두 7개의 검출영역을 갖는다. 개시된 광픽업은 그와같은 광검출기와 그 앞에 배치되어 광자기디스크로부터 자기광학효과를 회전반사하는 편파면의 수직성분과 수직성분을 상하의 두갈래로 분리시키는 분광기를 포함한다. 이로써 그 겸용 광픽업은 다분할 영역을 갖는 한개의 광검출기로 재생신호와 제어신호는 물론, 광디스크와 광자기디스크에도 겸용 가능한 지극히 간단한 구조를 이룬다.

Description

다분할 광검출기 및 이를 이용한 광/광자기디스크 겸용 광픽업

제1도의 (a)(b) 및 (c)는 종래 푸쉬풀법과 비점수차법에 의하여 신호를 검출하는 4분할 광검출기의 평면도.

제2도의 (a)(b) 및 (c)는 종래 3빔법과 비점수차법에 의하여 신호를 검출하는 6분할광검출기의 평면도.

제3도의 (a)(b) 및 (c)는 종래 나이프엣지법과 3빔법에 의하여 신호를 검출하는 4분할광검출기의 평면도.

제4도는 종래 광/광자기디스크 겸용 광픽업의 구성을 설명하기 위하여 나타낸 그 광학적 배치도.

제5도는 본 발명에 의한 광픽업의 구성을 설명하기 위하여 나타낸 그 광학적 배치도.

제6도는 본 발명의 다분할 광검출기를 설명하기 위하여 나타낸 그 정면도.

제7도는 본 발명의 다분할 광검출기에서의 재생신호검출을 위하여 나타낸 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:광원 2:대물렌즈

3:회절격자 4:콜리메이팅렌즈

5:빔스프리터 6:비점수차렌즈

10:광검출기 20:분광기

본 발명은 광을 검지하여 전기적 신호를 출력하기 위한 것으로서, 주로 정보를 광학적으로 기록하고 읽는 광픽업에 사용되며, 특히 재생신호와 제어신호를 동시에 검출하기 위한 복수의 검출영역을 갖는 다분할 광검출기와 이를 이용하여 광디스크와 광자기디스크를 겸용할 수 있는 광픽업에 관한 것이다.

통상, 광픽업은 디스크상의 원하는 목표트랙을 추종해 가기 위해서 그 디스크의 경방향으로 조동(coars seek) 가능하게 설치된다. 또한 디스크상에 광빔을 집속하는 대물렌즈는 디스크의 수직진동과 타원회전에 따른 포커스/트랙 오차를 수정하기 위하여 수직/수평방향으로 미동(fine seek) 가능하게 설치된다.

디스크에서 반사되는 광빔에는 그 디스크에 수록된 기록정보외에도 대물렌즈에 의하여 집속된 빔스포트의 수직/수평위치를 알리는 정보도 함께 실려있다. 따라서 광검출기를 사용하여 그 반사되는 광빔으로부터 제어신호를 검출함으로써 그 포커스/트랙 오차를 보상할 수 있었던 것이다.

광픽업에 있어서, 재생신호와 제어신호를 검출하기 위한 광검출기는 그 검출하는 방법에 따라 여러가지 형식의 것이 제안되어져 왔다. 그중의 몇가지 예를 간단히 소개하고자 제1도 내지 제3도를 첨부하였다.

제1도는 푸쉬풀법과 비점수차를 이용한 시스템의 광검출기로서, 상하좌우로 각각 양분된 4개의 영역(A)(B)(C)(D)을 갖는다. 이것의 앞에는 통상 반사광빔을 집속하는 콘덴싱렌즈와 그 집속되는 광빔의 광축과 직교하는 수직 및 수평방향 중 어느 한 방향만을 집속하고 다른 방향으로는 그대로 투과시키는 반원통형 또는 원통형의 비점수차렌즈가 놓인다. 그 렌즈들을 경유하여 맺히는 광빔은 정촛점인 경우에 (나)와 같이 되고, 그 보다 멀거나 가깝게 되면 (가)(나)(다)와 같이 되어, 그 포커스오차를 보상하기 위한 포커스 제어신호는 대각선 방향의 영역끼리 합하여 차등한 값, 즉 A+D 영역과 B+C 영역의 신호차로 된다. 트랙오차발생시는 그 광빔이 좌 또는 우측으로 편위되므로 트랙 제어신호의 값은 A+C 영역과 B+D의 신호차로 된다. 그리고 재생신호 값은 모든 영역의 신호를 합산한 값으로 된다.

제2도는 3빔법과 비점수차를 이용한 시스템의 광검출기이다. 이것은 중앙부 4개의 영역과 양옆 2개의 영역을 합한 6분할의 영역 (A)(B)(C)(D)(E)(F)를 갖고 있으며, 광디스크로의 입사광빔을 0차, ±1차, …로 회절시키는 회절격자를 수반한다. 여기서는 트랙제어신호가 그 ±1차 회절하는 광빔이 각각 맺히는 E영역과 F영역의 신호차로 얻어지는 점이 다르고, 포커스 제어신호와 재생신호는 앞의 경우와 같다.

다음 제3도는 나이프엣지법과 3빔법을 이용한 시스템의 광검출기로서, 중앙부의 좌우 양분된 두영역과 양옆의 두영을 합한 4분할의 영역(A')(B')(E)(F)를 갖고 있으며, 그 앞의 끝이 뾰족하고 그 끝이 콘덴싱렌즈의 촛점부근에 위치하는 나이프엣지와 함께 설치된다. 여기서의 포커스 제어신호는 중앙부의 양분된 A'영역과 B'영역의 신호차로, 트랙제어신호는 양앞의 E영역과 F영역의 신호차로, 그리고 재생신호는 A'영역과 B'영역의 신호합으로 각각 얻어진다.

이상에 예들은 모두 일반의 광디스크에 대한 기록정보를 해독하는 광픽업에 사용되는 광검출기들로서, 광빔의 광량과 그 회절특성을 이용하여 원하는 재생 및 제어신호를 검출하며, 각각 한개씩 소요된다.

그런데, 정보의 반복적인 기록과 재생이 가능한 광자기디스크 시스템의 경우는 재생신호를 광빔의 편광특성을 이용하므로, 일반의 광디스크용 광픽업과 달리, 상기한 제1도 내지 제3도 중의 하나로 되는 제어신호용 광검출기와, 편광빔스프리터에 의하여 분리되는 P편광성분과 S편광성분을 각각 검출하여 그 신호합으로 재생신호를 얻도록 하는 2개의 재생신호용 광검출기가 사용된다.

최근에는 소위 미니 디스크 시스템이라하여, 일반의 광디스크와 광자기디스크에 겸용가능한 광픽업이 출현한 바 있다.

잘 알려진 바와 같이, 일반의 광디스크의 정보는 빛의 회절특성을 이용하므로 1개의 광검출기로 그 재생이 가능하였지만, 광자기디스크의 정보는 편광의 자기광학효과를 이용하게 되므로 P편광과 S편광을 각각 검출하는 2개의 광검출기가 필요하게 된다.

종래의 광/광자기디스크 겸용 광픽업은 제4도와 같이, 광원(1)과 디스크(D)를 향하는 대물렌즈(2) 사이에 광빔을 3개의 빔으로 회절시키는 회절격자(3), 반사빔을 분리시키는 빔스프리터(4), 대물렌즈로 향하는 빔을 평행하게 만드는 콜리메이팅렌즈(5)가 배치되고, 그 빔스프리터(4)에서 분리되는 반사빔의 비점수차렌즈(6)와 1/4파장판(7)을 배치하며, 그 반사빔을 두개의 편광성분으로 분리하기 위한 편광빔스프리터(8)와 그 분리되는 두개의 편광성분을 각각 검출하는 두개의 광검출기(9)(9')가 구비되어 된다. 여기서 일측의 광검출기(9)는 예를들면, 제1도 또는 제2도와 같은 다분할 광검출기이다. 이같은 광픽업에서의 재생신호는 그 두개의 광검출기(9)(9')에서 검출되는 신호의 차로 얻어지며, 제어신호는 제1도 또는 제2도의 경우와 같다.

즉, 종래 광디스크와 광자기디스크를 겸하는 미니디스크 시스템을 위한 광픽업은 제4도와 같이, 에 있어서는 그 각각의 정보를 재생하기 위하여 적어도 2개의 광검출기가 사용되고 있으므로, 그에따른 부피증가로 인해 소형화가 어렵고, 원가상승 요인이 크며, 그 조립과 조정이 어려운 등의 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 첫째 정보의 재생신호와 제어신호를 각각 검출하는 복수의 영역을 갖는 다분할 광검출기를 제공하고, 둘째 한개의 광검출기로 일반의 광디스크와 광자기디스크에 겸용하는 광픽업을 제공하는데 있다.

상기 첫번째 목적을 달성하는 본 발명의 다분할 광검출기는, 제1영역과 이의 좌우에 각각 위치하는 제2, 제3영역 및 그 아래에 위치하는 제4영역으로 구분되고, 그 제1영역이 상하 및 좌우로 각각 양분된 4개의 분할영역으로 이루어진 총 7개의 광검출영역을 가지며, 디스크상의 포커스 및 트래킹 오차신호를 상기 제1, 제2 및 제3영역으로부터 3빔법과 비점수차법으로 검출케하고, 광디스크의 재생신호를 상기 제1영역의 4분할 영역들의 신호합으로, 광자기디스크의 정보를 그 제1영역과 제4영역의 신호차로 각각 검출케함으로써, 광디스크 또는 광자기디스크 정보의 재생과 그들 디스크상에 주사되는 광빔의 위치제어용 신호를 동시에 검출할 수 있도록 구성하는 것을 그 특징으로 한다.

또한 상기 두번째 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광픽업은, 광원, 디스크에 광빔을 집속하는 대물렌즈, 그 광원과 대물렌즈 사이의 광빔을 3개의 빔으로 회절시키는 회절격자, 디스크로부터 반사하는 광빔을 수평방향으로 수속시키고 수직방향으로는 직진시키는 비점수차렌즈, 및 그 비점수차렌즈를 경유하는 광빔의 45°편파면에 대한 P편광과 S편광을 상하 두갈래로 분리하는 분광프리즘을 포함하며, 상기 회절격자에 의한 0차 회절빔의 P편광을 검출하는 제1영역과, 이의 좌우에 각각 위치하여 ±1차회절빔의 p편광을 각각 검출하는 제2, 제3영역, 및 그 제1영역의 아래에 위치하여 S편광을 검출하는 제4영역으로 구분되고, 그 제1영역이 상하 및 좌우로 각각 양분된 4개의 분할영역으로 이루어진 총 7개의 광검출영역을 가지는 다분할 광검출기를 구비하여, 디스크상의 포커스 및 트래킹 오차신호를 상기 제1, 제2 및 제3영역으로부터 3빔과 비점수차법으로 검출케하고, 광디스크의 재생신호를 상기 제1영역의 4분할 영역들의 신호합으로, 광자기디스크의 정보를 그 제1영역과 제4영역의 신호차로 각각 검출케 함으로써, 하나의 광검출기로 광디스크 또는 광자기디스크 정보의 재생과 그들 디스크상에 주사되는 광빔의 위치제어용 신호를 동시에 검출할 수 있도록 구성하는 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이하에 참조하는 도면에 있어서는 설명의 편의상 종래와 동일한 부분에 대하여 같은 부호를 사용하였다.

먼저 본 발명의 광/광자기디스크 겸용 광픽업의 구성을 설명하면, 제5도와 같이, 상기한 본 발명에 따른 한개의 다분할 광검출기(10)가 구비되어 있고, 그 앞에 기존의 편광빔스프리터 대신에 예를들면, 웰라스톤 프리즘과 같은 분광기(20)가 배치되어 있다.

그 분광기(20)는 광축에 대하여 여러각도로 잘라낸 두개의 프리즘(21)(22)을 합쳐 붙인 구조로 된 것으로서, 그 입사면(23)의 X-Y평면에 대해 45°기운 편파면의 수직성분(P)과 수평성분 (S)을 그 경계면(24)에서 상하방향으로 분리하는 기능을 발휘한다.

본 발명의 다분할 광검출기(10)는 제6도와 같이, 각각 똑같은 크기의 정방형으로서, 4개의 영역(11)(12)(13)(14)이 T자형으로 배치되어 있으며, 그중 가운데의 제1영역(11)이 상하 및 좌우로 각각 양분된 4개의 영역(11a)(11b)(11c)(11d)으로 되어 모두 7개의 분할영역을 갖는다.

회절격자(3)에 의하여 3개의 빔으로 회절하고 동시에 상기 분광기(20)로부터 상측으로 분리되는 반사빔은 그 광검출기(10)의 상측에 배치된 3개의 영역(11)(12)(13)에 각각 검지되고, 하측으로 분리되는 반사빔은 그 하측에 배치된 제4영역(14)에 검지된다. 이때, 디스크(D)와 대물렌즈(2)의 거리가 가깝거나 멀게 되면, 그 광검출기(10)의 각 영역에 맺히는 빔스포트(S)는 비점수차렌즈(5)에 의하여 전원에서 타원으로 바뀌게 되며, 또한 목표트랙과 어긋날 때에는 그 빔스포트(S)가 어긋난 방향으로 이동하게 된다. 따라서 제2도에서 설명한 바와 같이, 상측 3개의 영역(11)(12)(13)으로부터 3빔법과 비점수차법에 의한 각각에 대한 제어신호를 검출할 수 있다.

재생신호의 검출에 있어서, 먼저 일반의 광디스크에 대한 재생신호는, 디스크의 정보로써 기록되는 피트(도시생략)의 유무에 따른 광량의 변화를 감지하면 되므로 제7도에서 보는 바와 같이, 제1영역(11)의 4개의 분할영역(11a)(11b)(11c)(11d)에서 검출되는 신호를 모두 합산하고, 그 합산된 신호와 제4영역(14)의 신호를 합산하면 된다. 다음 광자기디스크에 대한 재생신호는, 그 디스크의 정보로써 기록되는 자기반전 부분에서 자기광학효과로 반사빔의 편파면이 회전한 것을 검출하면 되므로, 그 상측 제1영역(11)의 4개의 분할영역(11a)(11b)(11c)(11d)에서 검출되는 신호의 합으로부터 제4영역(14)의 신호를 차동하면 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 재생신호와 제어신호를 동시에 검출할 수 있고, 또 그 하나의 광검출기를 이용하는 광픽업을 제공하는 발명으로서, 부품수를 줄일 수 있어서 원가절감 및 소형제작에 유리하고, 또 그 조립 및 조정이 쉬운 매우 효과적인 발명이다.

Claims (2)

1. 광디스크 또는 광자기디스크 정보의 재생과 그들 디스크상에 주사되는 광빔의 위치제어용 신호를 검출하기 위한 다분할 광검출기에 있어서, 제1영역(11)과 이의 좌우에 각각 위치하는 제2, 제3영역(12)(13) 및 그 아래에 위치하는 제4영역(14)으로 구분되고, 그 제1영역이 상하 및 좌우로 각각 양분된 4개의 분할영역(11a)(11b)(11c) 및 (11d)으로 이루어진 총 7개의 광검출영역을 가지며, 디스크상의 포커스/트래킹 오차신호를 상기 제1, 제2 및 제3영역으로부터 3빔법과 비점수차법으로 검출케하고, 광디스크의 재생신호를 상기 제1영역의 4분할 영역들의 신호합으로, 광자기디스크의 정보를 그 제1영역과 제4영역의 신호차로 각각 검출 하도록 구성한 것을 특징으로 하는 다분할 광검출기.
2. 광원(1)과, 디스크에 광빔을 집속하는 대물렌즈(2)와, 그 광원과 대물렌즈 사이의 광빔을 3개의 빔으로 회절시키는 회절격자(3)와, 디스크로부터 반사하는 광빔을 수평방향으로는 수속시키고 수직방향으로는 직진시키는 비점수차렌즈(6)를 포함하는 광픽업에 있어서, 제1영역(11)과 이의 좌우에 각각 위치하는 제2, 제3영역(12)(13) 및 그 아래에 위치하는 제4영역(14)으로 구분되고, 그 제1영역이 상하 및 좌우로 각각 양분된 4개의 분할영역(11a)(11b)(11c) 및 (11d)으로 이루어진 총 7개의 광검출영역을 가지는 광검출기(10)와, 상기 비점수차렌즈(6)와 광검출기(10) 사이에 배치되어 소정각도의 편파면에 대한 반사빔을 수직성분과 수평성분을 상하 두갈래로 분리하는 분광기(20)를 구비하여, 디스크상의 포커스 및 트래킹 오차신호를 상기 제1, 제2 및 제3영역으로부터 3빔법과 비점수차법으로 검출케 하고, 광디스크의 재생신호를 상기 제1영역의 4분할 영역들의 신호합으로, 광자기디스크의 정보를 그 제1영역과 제4영역의 신호차로 각각 검출케 한 것을 특징으로 하는 광/광자기디스크 겸용 광픽업.