KR100389072B1 - 광학픽업장치 - Google Patents

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후미사다 마에다
이사오 이찌무라
기요시 오사또
도시오 와따나베
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

광디스크의 두께오차로 인한 구면수차를 제거할 수 있는 광학픽업장치가 제공되어 있다. 광학픽업장치는 광학기록매체의 표면에 대향하는 평면을 가지며 소정의 굴절율을 갖는 볼록렌즈와; 상기 광학기록매체와 대물렌즈사이에 볼록렌즈가 끼워지도록 배치된 상기 대물렌즈와; 광학기록매체의 광입사면과 볼록렌즈의 평면으로부터 반사된 빛을 집광하기 위한 집광광학계와; 상기 광학기록매체의 광입사면으로부터 반사되어 상기 집광광학계를 통과하는 빛을 검출하여 제 1검출신호를 생성하는 제 1광검출수단과; 상기 볼록렌즈의 평면으로부터 반사되어 상기 집광광학계를 통과하는 빛을 검출하여 제 2검출신호를 생성하는 제 2광검출수단과; 상기 제 1 및 제 2검출신호를 바탕으로 상기 광학기록매체의 상기 광입사면과 상기 볼록렌즈의 상기 평면사이의 위치적관계를 검출하는 위치검출수단과; 상기 볼록렌즈가 상기 광학기록매체 또는 상기 대물렌즈쪽으로 대향하는 방향으로 이동하도록 함으로써, 상기 광학기록매체의 광입사면과 상기 볼록렌즈의 평면사이의 거리가 상기 제 1 및 제 2검출신호에 따라서 제안되도록, 그 광축을 따라 볼록렌즈를 구동시키는 구동수단과;를 포함하고 있다.

Description

광학픽업장치
본 발명은 광디스크 등과 같은 광학기록매체의 신호기록면상에 광원으로부터 투사된 빛을 집광시키기 위한 광학픽업장치에 관한 것이다.
최근, 컴퓨터용 기록매체나 음성 및 화상정보를 기록하는 패키지매체등의 분야에서는 고밀도화 디스크형 기록매체 및 광자기디스크등이 사용되어 왔다. 그러한 기록매체의 고밀도화를 달성하기 위해 제안된 하나의 방법은 광학픽업장치에 사용된 대물렌즈의 구경수치(numerical aperture)를 크게 하고 광디스크의 신호기록면에 포커스된 빛의 스폿사이즈(직경)를 작게 하는 방법을 포함하고 있다.
예를들어, 정보피트형태로 광디스크상에 이미 기록된 고밀도화 정보신호가 광학픽업장치에 의해 독출되는 경우에 있어서, 상술한 독출빔의 스폿사이즈를 가능한 한 작게 하여서 광디스크상의 미세한 기록마크로써 형성된 피트로부터 정보를 재생시킴으로써, 고밀도기록이 달성될 수 있다.
덧붙여 말하면, 광학픽업장치에 사용된 대물렌즈의 구경수치(numerical aperture)가 커지게 됨에 따라, 대물렌즈자체를 제조하는 것이 어렵게 되었으며, 또한 그 제조단가를 높아지게 하였다.
게다가, 상술한 광디스크의 두께가 규정치에서 벗어나게 되면, 구면수차가 발생한다. 구면수차(W40)는 다음식(1)에 의해 표현된다.
여기서, △t는 광디스크의 두께오차를 나타내며, N은 굴절율을 나타내고 NA는 구경수치를 나타낸다.
식(1)을 통해 알 수 있다시피, 구면수차(W40)는 구경수치(NA)에 비례하고 있다. 즉, 구경수치가 커짐에 따라, 증대된 구면수차가 발생하기 쉽다. 그렇기 때문에, 광디스크의 두께를 엄격히 제어해야만 한다. 그렇지만, 그러한 광디스크두께에 대한 제어는 저생산성 및 높은 제조단가의 결과로 불리하게 귀결된다.
따라서, 본 발명의 목적은 그 내부에 사용된 대물렌즈의 높은 구경수치를 나타내고 광학기록매체에 집광된 독출/기록광선의 작은 스폿사이즈를 달성하여 고밀도 기록을 실현할 뿐만 아니라 광학기록매체의 두께에 대한 오차로 인해 발생되는 구면수차를 감소시킬 수 있는 광학픽업장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따르면, 광학기록매체의 광입사면에 대향하는 평면을 가지며 소정의 굴절율을 갖는 볼록렌즈와; 광학기록매체와 대물렌즈의 사이에 볼록렌즈가 끼워지도록 배치된 상기 대물렌즈와; 광학기록매체의 광입사면과 볼록렌즈의 평면으로부터 반사된 빛을 집광시키기 위한 집광광학계와; 광학기록매체의 광입사면으로부터 반사되어 집광광학계를 통과하는 빛을 검출하여서 제 1검출신호를 생성하기 위한 제 1광검출수단과; 볼록렌즈의 평면으로부터 반사되어 집광광학계를 통과하는 빛을 검출하여서 제 2검출신호를 생성하기 위한 제 2광검출수단과; 제 1 및 제 2검출신호를 바탕으로 광학기록매체의 광입사면과 볼록렌즈의 평면간의 위치관계를 검출하기 위한 위치검출수단과; 볼록렌즈가 광학기록매체 또는 대물렌즈쪽으로 그 광축을 따라 대향하는 방향으로 이동하도록 함으로써, 광학기록매체의 광입사면과 상기 볼록렌즈의 평면간의 거리가 제어되도록, 제 1 및 제 1검출신호를 바탕으로 볼록렌즈를 구동시키기 위한 구동수단과;를 포함하여서, 광원으로부터 투사된 광선을 광학기록매체상에 집광시키는 광학픽업장치가 제공된다.
이러한 경우, 제 1광검출수단은 광학기륵매체의 광입사면으로부터의 반사광의 집광점에 대한 공역점(conjugate point)에 상응하는 위치에 배치되며, 제 2광검출수단은 볼록렌즈의 평면으로부터의 반사광의 집광점에 대한 공역점(共役點)에 상응하는 위치에 배치된다.
따라서, 본 발명에 따르는 광학픽업장치에 있어서는, 주어진 굴절율을 갖는 볼록렌즈가 대물렌즈와 광학기록매체사이에 배치되어 있기 때문에, 광학계의 총구경수치(total numerical aperture)가 증가될 수 있다. 게다가, 광학기록매체의 광입사면과 볼록렌즈의 평면간의 위치관계가 광검출수단으로부터의 검출신호에 따라서 결정되므로 그들간의 거리가 양호하게 제어될 수 있다. 그렇기 때문에, 광학기록매체의 신호기록면상에 발생하는 구면수차가 상당히 감소되어 광학기록매체의 재생특성이 증대될 수 있다.
이하, 본 발명에 따르는 광학픽업장치의 적절한 실시예에 대해서 도면을 참고로 하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따르는 광학픽업장치는 광디스크등과 같은 광학기록매체(20)의 신호기록면상에 이미 기록된 고밀도화 정보신호를 재생시키는 기능을 수행한다. 제 1도에 나타낸 바와같이, 광학픽업장치는 주어진 굴절율을 가지며 광디스크(20)의 광입사면(20a)에 대향하는 평면(7b)이 부설되어 있는 반구형렌즈(7)(볼록렌즈)와, 광학기록매체(20)의 광입사면(20a)과 반구형렌즈(7)의 평면(7b)으로부터의 반사광을 집광하기 위한 집광광학계(23)와, 제 1광검출수단으로써, 광입사면(20a)으로부터 반사되어 집광광학계(23)를 통과하는 빛(R2)을 검출하는 제 1포토디텍터(15)(이하 간단히 "PD"라 함)와, 제 2광검출수단으로써, 반구형렌즈(7)의 평면(7b)으로부터 반사되어 집광광학계(23)를 통과하는 빛(R3)을 검출하기 위한 제 2PD(19)와, 제 1 및 제 2PD(15 및 19)의 검출출력(Pb 및 Pc)을 바탕으로 광학기록매체(20)의 광입사면(20a)과 반구형렌즈(7)의 평면(7b)간의 위치관계를 검출하기 위한 감산기(21)와, 광학기록매체(20)의 광입사면(20a)과 반구형렌즈(7)의 평면(7b)간의 공기층(에어갭)(AG)의 거리를 제어하기 위해서 감산기(21)의 출력(Pb - Pc)을 바탕으로 광학기록매체(20) 또는 대물렌즈(6)쪽으로 대향하는 방향으로 반구형렌즈(7)를 그 광축을 따라 구동시키기 위한 액추에이터(31)와,를 포함하여 이루어져 있다.
이러한 경우, PD(15)는 광학기록매체(20)의 광입사면(20a)으로부터 반사되어 집광광학계(23)를 통과하는 빛의 집광점에 대한 공역점(共役點)에 상응하는 위치에 배치되는 한편, PD(19)는 반구형렌즈(7)의 평면(7b)으로부터 반사되어 집광광학계(23)를 통과하는 빛의 집광점에 대한 공역점에 상응하는 위치에 배치된다. PD(15 및 19) 모두는 예를들어, 4개의 광검출소자로 이루어져 있으며, 비점수차법이 사용된 경우와 똑같은 방식으로 오차를 검출하는 기능을 수행한다. PD에 의한 검출출력은 광학기록매체(20)의 광입사면(20a)과 반구형렌즈(7)의 평면(7b)사이의 위치관계를 검출하기 위해서 감산기(21)에 인가된다.
이어서, 광학픽업장치의 상세구조가 아래에 설명된다. 광학픽업장치는 광원으로써 레이저다이오드(1)를 포함하며, 그로부터 직선편광된 레이저광선이 콜리메이터렌즈(2)쪽으로 출사된다. 콜리메이터렌즈(2)를 통과하는 레이저광선은 평행선의 형태로 통과되어 디프렉션그레이팅(회절격자)(3)을 통해 회절된다. 회절된 레이저 광선은 또한 편광빔스플리터(이하 간단히 "PBS"라 함)(4)와 1/4파장판(5)을 통과한 다음 대물렌즈(6)에 입사되며, 여기서 레이저광선은 집광되어 광학기록매체(광디스크)(20)의 신호기록면(20b)쪽으로 반구형렌즈(7)를 통과하게 된다. 덧붙여말하면, 광학기록매체(20)의 신호기록면(20b)상에 포커스될 레이저광선은 1/4파장판(5)을 통과하면서 직선편광에서 원편광으로 바뀐다.
광학기록매체(20)의 신호기록면(20b)으로부터의 반사광은 반구형렌즈(7)와 대물렌즈(6)를 통과해서 1/4파장판(5)상에 입사된다. 1/4파장판(5)은 신호기록면(20b)로 부터 역으로 반사된 직선편광레이저광선을 회전시켜 1/4파장판(5)을 통과한 후의 레이저광선의 편광방향이 1/4파장판(5)을 통과하기 전의 방향에서 90° 각도로 변환되게 한다. 그런다음, 회전된 직선편광레이저광선은 PBS상에 입사되며, 여기서 상기 회전된 직선편광레이저광선은 90°각도로 반사되어 하프미러(8)쪽으로 진행된다.
하프미러(8)는 레이저광선중의 50%를 집광렌즈(9)쪽으로 반사시키고 레이저광선중의 나머지 50%를 투과시킨다. 상기 하프미러(8)대신에 동일한 광학특성을 갖는 빔스플리터가 사용될 수도 있다. 집광렌즈(9)를 통과하면서 레이저광선은 집광되어 멀티렌즈(10)쪽으로 진행되며, 여기서 레이저광선은 포토디텍터(11)상에 더한층 집광된다.
한 세트의 PBS(4), 하프미러(8), 집광렌즈(9) 및 멀티렌즈(10)는 또다른 한 세트의 하프미러(12), 집광렌즈(13) 및 멀티렌즈(14)와, 또 한 세트의 미러(16), 집광렌즈(17) 및 멀티렌즈(18)와 더불어 집광광학계(23)를 구성하며, 상기 후자의 두 세트는 아래에 상세히 설명될 것이다.
또한 포토디텍터(11)는, 그 출력이 재생처리유닛(도시생략)에 인가되어 RF신호를 발생시켜 재생데이터, 트래킹오차신호 및 포커싱오차신호등을 산출하는 네 개의 분리된 광검출소자로 이루어져 있다. 재생처리유닛에서는 RF신호가 2진화되고 그런 다음 그렇게 얻어진 2진화데이터는 EFM복조처리 및 CTRC복호화처리가 행해지게 됨으로써, RF신호로부터 재생데이터가 얻어지게 되는 것이다. 트래킹오차신호와 포커싱오차신호는 서보회로(도시생략)에 인가된다. 이 서보회로는 2축액추에이터를 사용하여 트래킹오차신호와 포커싱오차신호를 바탕으로 트래킹제어와 포커싱제어를 수행한다.
제 2도에 나타낸 바와같이, 반구형렌즈(7)는 구형렌즈(30)의 일부분을 절단함으로써 제조될 수 있다. 반구형렌즈(7)의 절단면은 경면연마(mirror-polished)되어 평면(7b)을 형성한다. 구형렌즈(30)는 광학기록매체(20)의 광투과층과 동일한 굴절율을 갖는 재질로 만들어질 수 있다.
대물렌즈(6)의 구경수치(numerical aperture)(NA)는 다음식에 의해 표현된다.
여기서 θ는 대물렌즈로부터의 출사광선의 개구각의 1/2이고, n은 광전달매체의 굴절율이다. 이 경우, 반구형렌즈(7)의 굴절율은 예를들어 광학기록매체(20)의 광투과층의 굴절율과 동일한 1.5로 설정된다. 따라서, 광학픽업장치의 총구경수치는 단지 대물렌즈만을 사용하여 1의 굴절율을 갖는 전달매체를 통과하는 레이저광선을 집광하는 종래의 광학픽업장치의 구경수치의 1.5배가 된다. 그렇기 때문에, 신호기록면(20b)상의 레이저광선의 스폿사이즈는 1/1.5로 설정되어서 고밀도의 기록이 실현될 수 있다.
한편, 광학기록매체(20)를 구동시킬 때, 반구형렌즈(7)의 평면(7a)과 광학기록매체(20)의 광입사면(20a)간의 슬라이딩마찰을 방지하기 위해서, 그들사이에 공기층(air gap)(AG)이 형성된다.
제 3도는 공기층(AG), 반구형렌즈(7), 광학기록매체(20) 및 대물렌즈(6)간의 상호 관계를 상세히 나타낸다. 반구형렌즈(7)는 제 1홀더(31)상에 지지되어 있다. 제 1홀더(31)에는 제 1구동코일(32)이 고정장착되어 있다. 반면, 대물렌즈(6)는 자석(34)이 고정부착되어 있는 제 2홀더(33)에 의해 지지된다. 제 1홀더(31)는 제 2홀더(33)상의 판스프링(35)에 의해 이동가능하게 지지되어 있다. 즉, 자석(34)의 자속과 제 1구동코일(32)의 구동간의 상호효과는 반구형렌즈(7)와 대물렌즈(6)로 하여금 그 광축방향으로 서로 독립적으로 이동하게 해준다. 또한, 대물렌즈(6)는 제 2홀더(33)에 고정되어 있는 제 2구동코일(36)과 자석(37)간의 전자계효과로 인해 구동된다. 광학기록매체(20)의 두께방향으로의 공기층(AG)의 폭이 변하게 되면, 구면수차가 발생한다. 이러한 구면수차(W'40)는 다음식(2)에 의해 표현된다.
여기서 △h는 공기층(AG)의 두께의 변화량이고, n은 광학기록매체(20)와 반구형렌즈(7)의 조합된 굴절율이고, sinθ는 그의 조합된 구경수치이다.
식(2)에 의해 표현된 구면수차(W'40)가 커지게 됨에 따라, 광학기록매체(20)상에 기록된 정보신호가 광학픽업장치에 의해 독출될 때, 재생특성은 큰폭으로 저하되게 된다.
본 발명의 적절한 실시예에 따르는 광학픽업장치에 있어서, 식(2)에 의해 표현된 구면수차(W'40)는 제 홀더(31), 제 1구동코일(32), 자석(34) 및 판스프링(35)으로 구성된 반구형렌즈용 액추에이터를 사용함으로써 최소레벨로 제한된다. 반구형렌즈용 액추에이터는 반구형렌즈를 그의 광축을 따라 광학기록매체(20) 또는 대물렌즈(6)쪽으로 구동시킴에 따라서, 공기층(AG)의 두께가 높은 정밀도로 제어된다.
계속해서, 본 발명을 따르는 광학픽업장치의 구조 및 동작원리가 제 4도를 참고로 하여 설명된다. 제 4도에 나타낸 바와같이, 광학기록매체(20)로부터의 반사광은 신호기록면(20b)으로부터의 제 1반사광성분(R1), 광입사면(20a)으로부터의 제 2반사광성분(R2) 및 반구형렌즈(7)의 평면(7b)으로부터의 제 3반사광성분(R3)으로 이루어져 있다. 제 1반사광성분(R1)은 제 1도에 나타낸 바와같이, PD(11)로 입사된다.
제 2반사광성분(R2)의 50%만이 하프미러(8)를 통해 투과한다. 또한, 제 2반사광성분(R2)의 50%의 절반만이 하프미러(12)를 통해 투과하여 PD(15)로 입사될 수 있다. 이러한 하프미러들은 빔스플리터로 대체할수 있다. 이와 유사하게, 제 3반사광성분(R3)의 50%만이 하프미러(8)를 통해 투과하며, 제 3반사광성분(R3)의 50%의 절반만이 하프미러(12)를 통해 투과할 수 있다. 하프미러(12)상에 반사된 제 3반사광성분(R3)의 일부는 제 3반사광성분(R3)의 상기 부분의 총반사가 일어나는 미러(16)쪽으로 입사됨으로써, 제 3반사광성분(R3)은 집광렌즈(17)와 멀티렌즈(18)를 통해 PD(19)로 입사된다. PD(15, 19)는 4개의 분리된 광검출소자로 동일하게 구성되어 있다. 멀티렌즈(10, 14 및 18)는 각각 비점수차법(astigmatism method)에 사용된 바와같은 원통형렌즈와 집광렌즈로 이루어져 있다.
PD(15)는 광학기록매체(20)의 광입사면(20a)으로부터의 제 2반사광성분(R2)의 출력을 검출한다. 이 경우, 검출될 출력은 비점수차법에서 사용된 바와같은 출력과 동일하다. 마찬가지로, PD(19)도 또한 비점수차법에서 사용된 바와같은 출력과 동일한 제 3반사광성분(R3)의 출력을 검출한다. 감산기(21)는 PD(15)의 검출출력(Pb)에서 PD(19)의 검출출력(Pc)의 감산을 수행한다. 그렇게 얻어진 차분신호(Pb - Pc)는 드라이버(22)에 인가되며, 그로부터 차분신호가 또한 반구형렌즈용 액추에이터의 구동코일(32)에도 인가된다.
각각의 PD(11, 15 및 19)는 각각의 제 1, 제 2 및 제 3반사광성분(R1, R2 및 R3의 집광점에 따라 예비적으로 조정된 위치에 배치된다. 각각의 PD에 대한 위치 제어는 제 5도를 참조하여 아래에 설명된다. 제 5도에 있어서, 각각의 제 1 내지 제 3반사광성분(R1∼R3)의 광로는 보다 명료하게 하기 위해서 겹치는 형식으로 동일한 광축에 표시되어 있다.
PD(11)는 광학기록매체(20)의 신호기록면(20b)상의 집광점(Fa)에 대한 공역점(fa)에 상응하는 위치에 배치된다. 집광점(Fa)에 대한 공역점(fa)의 위치는 그들사이에 끼워진 PBS(4), 하프미러(8), 집광렌즈(9) 및 멀티렌즈(10)의 배열에 의해결정된다. 이와 동시에, PD(15)는 광학기록매체(20)의 광입사면(20a)으로부터의 제 2반사광성분(R2)의 집광점(Fb)에 대한 공역점(fb)에 상응하는 위치에 배치된다. 집광점(Fb)에 대한 공역점(fb)의 위치는 그들사이에 끼워진 PBS(4), 하프미러(8), 집광렌즈(13) 및 멀티렌즈(14)의 배열에 의해 결정된다. 게다가, PD(19)는 반구형렌즈(7)의 평면(7b)로부터의 제 3반사광성분(R3)의 집광점(Fc)에 대한 공역점(fc)에 상응하는 위치에 배치된다. 집광점(Fc)에 대한 공역점(fc)의 위치는 그들사이에 끼워진 PBS(4), 하프미러(8, 12), 미러(16), 집광렌즈(17) 및 멀티렌즈(18)의 배열에 의해 결정된다.
명확하게 설명하면, 대물렌즈(6)의 포커스는 비점수차법을 사용함으로써 PD(11)에서 제어된다. 이때, 포커싱바이어스는 0으로 설정된다. 포커스상태가 유지되는 동안 반구형렌즈(7)가 점차적으로 광학기록매체(20)에 근접하게 되면, PD(15, 19)는 반사광성분의 S-형 신호출력(Pb, Pc)를 각각 검출한다. 상기 두개의 S-형신호출력(Pb, Pc)은 전기적으로 제어되어 그 결과 그들의 진폭, 즉 피크 대 피크의 폭이 일치하게 된다. 반구형렌즈(7)는 각각의 두개의 S-형신호출력(Pb, Pc)의 파형이 0점과 교차하게 되는 위치에 근접하게 고정된다. 이렇게 고정된 상태로 반구형렌즈(7)를 유지하는 동안, 멀티렌즈(14) 및 멀티렌즈(18)의 Z-길이는 각각 서로 어라인드(aligned)되어, PD(15)의 출력(Pb)과 PD(19)의 출력(Pc) 모두가 0이된다. 이러한 멀티렌즈(14, 18)의 Z-길이의 어라인먼트(alignment)는, 광학기록매체(20)의 광입사면(20a) 및 반구형렌즈(7)의 평면(7a)의 위치에 상응하는 PD(15, 19)로부터의 두개의 S-형 신호출력의 위상이 서로 어라인드되는 것을 의미한다. 따라서,PD(11, 15 및 19)는 그들의 위치에 따라서 조정된다.
이어서, 공기층(AG)에 대한 제어과정을 아래에 설명한다.
공기층(AG)을 일정하게 유지하기 위해서는, PD(15, 19)의 출력(Pb, Pc)은 감산기(21)로부터의 위치검출신호로써 차분신호("Pb - Pc")가 0이 되도록 제어되어야 한다.
이를 위해, 반구형렌즈(7)의 위치는 드라이버(22)를 사용하여 반구형렌즈용 액추에이터의 구동코일(32)을 구동시킴으로써 조정된다.
PD(15)의 출력(Pb)과 PD(19)의 출력(Pc)은 각각 대물렌즈(6)에 대한 집광점(Fb, Fc)의 위치에 상응한다. 특히, 광학기록매체(20)의 광입사면(20a)과 반구형렌즈(7)의 평면(7b)이 서로 어긋나게 되면, 집광점(Fb, Fc)도 또한 서로 어긋나게 되어 PD(15, 19)의 신호출력(Pb, Pc)이 상응하게 변화되게 된다. 이때, 공기층(AG)의 두께가 변하지 않게 되면, 대물렌즈(6)에 대한 집광점(Fb, Fc)의 이동량이 일치하게 되어 PD(15, 19)의 신호출력(Pb, Pc)이 거의 동일한 위상을 갖는 S-형 신호출력의 형태로 있게 된다. 따라서, 감산기(21)로부터의 출력(Pb - Pc)이 0이 되면, 공기층(AG)의 두께가 일정하게 유지되는 것을 알수 있다. 결과적으로, 차분신호(Pb - Pc)는 갭오차신호로써 기능한다.
계속해서, 공기층이 변화되는 경우를 설명한다.
제 6도(A, B)에 나타낸 바와같이, PD(15)의 출력(Pb)과 PD(19)의 출력(Pc)은 S-형 파형으로 표시된다. 공기층(AG)의 두께가 커지게 되면, PD(19)의 출력(Pc)의 파형은 제 6도(A)에 나타낸 바와같이 PD(15)의 출력(Pb)의 파형에서 오른쪽으로 어긋나게 된다. 반면에, 공기층(AG)의 두께가 작아지게 되면, PD(19)의 출력(Pc)의 파형은 제 6도(B)에 나타낸 바와같이 PD(15)의 출력(Pb)의 파형에서 왼쪽으로 어긋나게 된다. 따라서, 감산기(21)에 의해 계산된 갭오차신호(Pb - Pc)는 제 7도에 나타낸 바와 같이 변하게 된다. 즉, 공기층(AG)의 두께가 커지게 되면, 갭오차신호(Pb - Pc)는 음(-)이 된다. 반면에, 공기층(AG)의 두께가 작아지게 되면, 갭오차신호(Pb - Pc)는 양(+)이 된다. 따라서, 반구형렌즈(7)가 반구형렌즈용 액추에이터의 구동코일(32)을 구동시킴으로써 구동되어 갭오차신호(Pb - Pc)가 작아지게 되면, 공기층(AG)의 두께가 거의 일정하게 유지될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면, 반구형렌즈(7)와 광학기록매체(광디스크)(20)사이의 공기층(에어갭)(AG)이 높은 정밀도로 제어됨으로써 구면수차의 발생을 방지할 수 있다. 결과적으로, 광학기록매체에 대한 높은 재생특성이 실현될 수 있다.
한편, 상업적으로 이용가능한 광디스크는 그들 사이의 두께차이(두께오차)를 필연적으로 나타내고 있다. 그러한 두께오차도 또한 구면수차를 야기시킨다. 본 발명에 따르면, 그러한 두께오차로 인한 구면수차를 동일한 방식으로 효과적으로 방지할 수 있다.
명확히 말해서, PD(15) 혹은 PD(19)중의 하나에 전기적 바이어스가 인가되어 PD(11)의 검출출력으로부터 얻어진 RF신호의 재생특성을 최적화하게 된다. 결과적으로, 전기적바이어스에 상응하는 에어갭바이어스가 발생하게 됨으로 해서 공기층(AG)이 높은 정밀도로 제어될 수 있다. 보다 명확히 설명하면, 그러한 제어는 두개의 구면수차가 차분신호가 서로에 대해 평행을 이루게 하여 두께오차로 인한 구면수차를 제거하도록, 구면수차로 하여금 광디스크의 두께오차에 의해 야기된 구면수차에 역관계로 행하게 한다. 따라서, 광디스크가 두께오차를 갖는 경우라도, 본 발명에 따르는 광학픽업장치를 사용함에 따라서 구면수차의 발생이 제거될 수 있으므로 우수한 재생특성을 달성할 수 있는 것이다.
제 1도는 본 발명의 적절한 일실시예를 따르는 광학픽업장치를 나타내는 개략도이다.
제 2도는 본 발명에 따르는 광학픽업장치에 사용된 볼록렌즈의 제조단계를 설명하는 도면이다.
제 3도는 본 발명에 따르는 광학픽업장치의 반구형볼륵렌즈에 인접한 상세구조를 나타내는 확대도이다.
제 4도는 광학기록매체 및 반구형볼록렌즈로부터의 반사광을 설명하기 위한 확대도이다.
제 5도는 본 발명의 적절한 실시예에 따라서, 광검출수단으로써의 포토디텍터들 사이의 위치적 관계를 나타내는 도면이다.
제 6도(A) 및 (B)는 반구형볼록렌즈로부터의 반사광에 대한 검출출력과 반구형볼록렌즈의 위치사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
제 7도는 광학기록매체와 반구형볼록렌즈와의 사이의 갭(gap)(공기층)과 그러한 갭을 제어하기 위한 갭오차신호 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1. 레이저다이오드 2. 콜리메이터 렌즈
3. 디프렉션그레이팅 4. 편광빔스플리터
5. 1/4파장판 6. 대물렌즈
7. 반구형 렌즈 8,12. 하프미러
9,13,17. 집광렌즈 10,14,18. 멀티렌즈
11. 포토디텍터 15. 제 1포토디텍터(PD)
16. 미러 19. 제 2포토디텍터(PD)
20. 광학기록매체(광디스크) 21. 감산기
22. 드라이버 23. 집광광학계
31. 제 1홀더 32. 제 1구동코일
33. 제 2홀더 34, 37. 자석
35. 판스프링 36. 제 2구동코일
AG. 공기층

Claims (2)

  1. 광학기록매체의 광입사면에 대향하는 평면을 가지며 소정의 굴절율을 갖는 볼록렌즈와;
    상기 광학기록매체와 대물렌즈사이에 상기 볼록렌즈가 끼워지도록 배치된 상기 대물렌즈와;
    광학기록매체의 광입사면과 상기 볼록렌즈의 평면으로부터 반사된 빛을 집광하기 위한 집광광학계와;
    상기 광학기록매체의 광입사면으로부터 반사되어 상기 집광광학계를 통과하는 빛을 검출하여 제 1검출신호를 생성하는 제 1광검출수단과;
    상기 볼록렌즈의 평면으로부터 반사되어 상기 집광광학계를 통과하는 빛을 검출하여 제 2검출신호를 생성하는 제 2광검출수단과;
    상기 제 1 및 제 2검출신호를 바탕으로 상기 광학기록매체의 상기 광입사면과 상기 볼록렌즈의 상기 평면사이의 위치적 관계를 검출하는 위치검출수단과;
    상기 볼록렌즈가 상기 광학기록매체 또는 상기 대물렌즈쪽으로 대향하는 방향으로 이동하도록 함으로써, 상기 광학기록매체의 광입사면과 상기 볼록렌즈의 평면사이의 거리가 상기 제 1 및 제 2검출신호에 따라서 제어되도록, 그 광축을 따라 상기 볼록렌즈를 구동시키는 구동수단과;
    를 포함하여, 광원으로부터 입사된 빛을 광학기록매체상에 집광시키기 위한 것을 특징으로 하는 광학픽업장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1광검출수단은 그의 집광점에 대하여, 상기 광학기록매체의 광입사면으로부터 반사되어 상기 집광광학계를 통과하는 빛의 공역점에 배치되어 있으며, 상기 제 2광검출수단은 그의 집광점에 대하여, 상기 볼록렌즈의 평면으로부터 반사되어 상기 집광광학계를 통과하는 빛의 공역점에 배치되어 있는 것을 특징으로 하여 구성된 광학픽업장치.
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