KR0134842B1 - Reproducing optical pick up - Google Patents

Reproducing optical pick up

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KR0134842B1 KR1019940033076A KR19940033076A KR0134842B1 KR 0134842 B1 KR0134842 B1 KR 0134842B1 KR 1019940033076 A KR1019940033076 A KR 1019940033076A KR 19940033076 A KR19940033076 A KR 19940033076A KR 0134842 B1 KR0134842 B1 KR 0134842B1
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Abstract

본 발명은 콤팩트 디스크(CD), 콤팩트 디스크-롬(CD-ROM)등의 재생전용 저장매체를 재생하기 위한 광픽업 광학계로서 투과형 평면유리(20) 또는 후면 반사형 평판유리(30)를 사용하여 비점수차를 발생시켜 초점제어를 행함으로써 광학계의 무게를 줄이고 크기를 박형화 및 콤팩트화 할 수 있도록 하는 재생전용 광픽업 광학계에 관한 것으로, 종래에는 콜리메타 렌즈(3,8)을 사용하는 무한 광학계를 이용하여 광칙업 광학계를 구성함으로써 부품수가 많아지고, 광픽업의 무게가 무거워져 액세스 시간이 길어지고 광경로가 길어져 광픽업의 크기가 커지게 되는 문제점이 있었는데, 본 발명에서는 비점수차를 만들기 위해 원통렌즈(9) 대신에 45도 기울어진 투과형 평판유리(20) 또는 후면반사형 평판유리(30)를 사용하여 콜리메타 렌즈(3,8)가 없는 유한 광학계로써 재생전용 디스크를 제작하도록 함을 특징으로 하여, 광픽업의 무게를 줄이고, 입사 및 출사빔의 경로를 나란히 배치하여 광픽업을 박형화 소형화할 수 있게되며, 나아가서는 광픽업을 정렬하는데 드는 시간과 노력을 절약할 수 있게 된다.The present invention uses the transmissive flat glass 20 or the rear reflective flat glass 30 as an optical pickup optical system for reproducing a storage-only storage medium such as a compact disc (CD), a compact disc (ROM), or the like. The present invention relates to a reproducing optical pickup optical system that reduces a weight of the optical system and reduces the size and size of the optical system by generating astigmatism and focusing control. In the related art, an infinite optical system using collimator lenses 3 and 8 is conventionally used. There is a problem that the number of parts is increased, the weight of the optical pickup is heavy, and the access time is long, and the optical path is long, thereby increasing the size of the optical pickup. Instead of the lens 9, a 45 degree inclined transmissive flat glass 20 or a back reflecting flat glass 30 is used as a finite optical system without the collimator lenses 3 and 8. It is possible to reduce the weight of the optical pickup and to make the optical pickup thinner and smaller by arranging the paths of the entrance and exit beams side by side, and furthermore, the time and effort to align the optical pickup. You can save money.

Description

재생전용 광픽업 광학계Optical pickup optical system for exclusive use of reproduction

제1도는 종래 광픽업 광학계의 구성도.1 is a block diagram of a conventional optical pickup optical system.

제2도는 제1도의 사시도.2 is a perspective view of FIG.

제3도는 본 발명의 재생전용 광픽업 광학계의 일실시예도.3 is an embodiment of a reproduction-only optical pickup optical system of the present invention.

제4도는 제3도의 사시도.4 is a perspective view of FIG.

제5도는 투과형 평판에 의한 비점수차 발생원리 및 초점제어신호의 발생원리.5 is a principle for generating astigmatism and focus control signals caused by a transmissive plate.

제6도는 본 발명의 재생전용 광픽업 광학계의 다른 일실시예도.6 is another embodiment of the reproduction-only optical pickup optical system of the present invention.

제7도는 제6도의 사시도이다.7 is a perspective view of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 레이저 다이오드 2 : 그레이팅 렌즈1: laser diode 2: grating lens

3, 8 : 콜리메타 렌즈 4 : 빔 스플리터3, 8: collimator lens 4: beam splitter

5 : 반사미러 6 : 대물렌즈5: reflection mirror 6: objective lens

7 : 디스크 9 : 원통렌즈7: disc 9: cylindrical lens

10 : 광검출기 20 : 투과형 평판유리10: photodetector 20: transmissive flat glass

30 : 후면반사형 평판유리30: rear reflection type flat glass

본 발명은 콜팩트 디스크(CD), 콤팩트 디스크-롬(CD-ROM)등의 재생전용 저장매체를 재생하기 위한 광픽업 광학계로서 투과형 평판유리 또는 후면 반사형 평판유리를 사용하여 비점수차를 발생시켜 초점제어를 행함으로써 광학계의 무게를 줄이고 크기를 박형화 및 콤팩트화 할 수 있도록 하는 재생전용 광픽업 광학계에 관한 것이다.The present invention provides astigmatism using transmissive flat glass or back reflective flat glass as an optical pickup optical system for reproducing a storage medium for reproduction such as a compact disk (CD), a compact disk-CD (CD-ROM), and the like. The present invention relates to a reproduction-only optical pickup optical system capable of reducing the weight of the optical system and making the size thin and compact by performing focus control.

종래의 광픽업 광학계는 제1 및 제2도와 같이 구성되는바, 광검출기(Photo Detector)(10)앞에 원통렌즈(Cylindrical Lens)(9)를 배치하여 비점수차를 이용한 초점제어(focusing Servo)를 행하였다.Conventional optical pickup optical system is configured as shown in the first and second diagrams, a cylindrical lens (9) in front of the photo detector (10) to arrange the focusing (focusing Servo) using astigmatism It was done.

또한, 클리메타 렌즈(3)를 사용하여 레이저 다이오드(1)에서 나오는 발산빔을 평행빔으로 하는 무한 광학계로서, 이러한 방법으로 인해 불필요하게 부품수가 늘어나게 되고, 콜리메타 렌즈(3,8) 및 원통렌즈(9)를 원하는 위치에 정확히 놓이도록 정렬하는 공정이 요구된다.In addition, as an infinite optical system in which the divergent beam from the laser diode 1 is used as the parallel beam by using the lens of the lens 3, the number of parts is unnecessarily increased by this method, and the collimator lenses 3 and 8 and the cylinder are There is a need for a process of aligning the lens 9 to exactly place it in the desired position.

여기서, (2)는 트랙제어를 하기 위해 빔을 수개로 분리시키는 회절격자로 이루어진 그레이팅 렌즈이고, (4)는 빔의 경로를 수직하게 바꾸어주는 빔 스플리터이며, (6)은 빔의 초점제어와 트랙제어를 액츄에이터(actuator)에 의해 행하는 대물렌즈이며, (7)은 정보면을 갖는 디스크이다.Here, (2) is a grating lens consisting of a diffraction grating for separating the beam into several pieces for track control, (4) is a beam splitter for vertically changing the path of the beam, (6) is the focus control of the beam An objective lens which performs track control by an actuator, and (7) is a disk having an information surface.

상기와 같이 종래의 광픽업 광학계는 부품수가 많아짐으로써 광픽업의 무게가 무거워져 액세스 시간(Access Time)이 길어지고 광경로가 길어져 광픽업의 크기가 커지게 되는 문제점이 있었다.As described above, the conventional optical pickup optical system has a problem in that the weight of the optical pickup becomes heavy due to the increase in the number of parts, thereby increasing the access time and the optical path, thereby increasing the size of the optical pickup.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여, 비점수차를 만들기 위해 원통렌즈 대신에 45도 기울어진 투과형 평판유리 또는 후면반사형 평판유리를 사용하여 콜리메타 렌즈가 없는 유한 광학계로써 재생전용 디스크를 제작하도록 함을 특징으로 한다.In view of the above problems, the present invention uses a transmissive flat glass or rear reflective flat glass that is inclined 45 degrees instead of a cylindrical lens to produce astigmatism, so that a disc for reproduction can be produced with a finite optical system without collimator lens. It is characterized by.

일반적으로 평판유리에 수렴하는 광선이 평면에 법선인 방향에서 기울어져 들어오면 투과형 평판유리의 수렴광, 즉 원추(Cone)광을 자르는 단면은 타원면이 되며, 이 타원면의 장축과 단축을 지나는 광선의 초점이 일치하지 않게 된다.In general, when light rays converging on flat glass are inclined in a direction normal to the plane, the cross section that cuts the convergent light of the transmissive flat glass, that is, cone light, becomes an ellipsoid, and the rays passing through the long and short axes of the ellipsoid The focus is out of sync.

이와 같은 현상을 비점수차라고 하며, 원통렌즈가 하는 역할과 똑같이 4분할 광검출기에서 검출되어 전기적 신호로 바뀌어 자동촛점제어(Auto-Focusing Servo)에 이용된다.This phenomenon is called astigmatism, and it is detected by a four-segment photodetector and converted into an electrical signal in the same way as a cylindrical lens.

즉, 레이저 다이오드에서 나오는 빔을 그레이팅 렌즈를 통해 분리시켜 입방체형인 빔 스플리터를 통해 수편광방향을 가지고 되돌아 나오도록 하여, 다시 대물렌즈와 반사미러를 통해 빔 스플리터를 그대로 투과하면서 후면반사형 평판유리에서 비점수차를 만들도록 하여 광검출기에서 초점제어신호를 발생하도록 하는 콜리메타 렌즈를 사용하지 않는 유한광학계 광픽업으로 이루어진다.In other words, the beam from the laser diode is separated through the grating lens so that the beam comes out with the direction of polarization through the cubic beam splitter, and then the beam splitter is transmitted through the objective lens and the reflecting mirror as it is in the rear reflection type flat glass. It consists of a finite-optical optical pickup that does not use a collimator lens to generate astigmatism and to generate a focus control signal in the photodetector.

여기서 투과형 평판유리를 사용할 경우에는 상기 빔 스플리터와 후면반사형 평판유리를 없애고 빔 스플리터의 위치에 45도 기울인 상태로 장착하여 빔 스플리터의 역할을 수행하면서 비점수차를 만들도록 한다.In this case, when the transmissive flat glass is used, the beam splitter and the rear reflection flat glass are removed and mounted at an angle of 45 degrees to the position of the beam splitter to perform astigmatism while serving as a beam splitter.

이하 본 발명의 일실시예를 첨부도면을 참조로 하면서 종래와 같은 구성은 동일한 부호를 사용하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings by using the same reference numerals as follows.

제3 및 제4도는 본 발명의 일실시예로서, 투과형 평판유리를 사용한 재생전용 광픽업 광학계의 구성도와 사시도를 나타낸다.3 and 4 show a schematic view and a perspective view of a reproducing optical pickup optical system using a transmissive flat glass as an embodiment of the present invention.

레이저 다이오드(1)는 그레이팅 렌즈(2)에서 주빔과 ±1차의 부빔으로 나누어져 투과형 평판유리(20)의 전면에서 50% 반사되고 반사미러(5)에 수직으로 꺽여 대물렌즈(6)를 경유하여 디스크(7)에 초점이 맺힌다. 디스크(7)에서 정보를 읽은 빔은 다시 대물렌즈(6)와 반사미러(5)순으로 진행되어 투과형 평판유리(20)에서 완전 투과되고 광검출기(10)에서 검출된다.The laser diode (1) is divided into a main beam and a ± 1 order sub-beam in the grating lens (2) to reflect 50% from the front of the transmissive flat glass (20) and bend the object lens (6) perpendicularly to the reflecting mirror (5). Via the disk 7 is focused. The beam reading the information from the disk 7 proceeds again in the order of the objective lens 6 and the reflecting mirror 5 to be completely transmitted through the transmissive flat glass 20 and detected by the photodetector 10.

상기에서 투과형 평판유리(20)는 45도 기울어진 상태로 전면은 50% 반사코팅, 후면은 완전투과코팅이 되어 있어 처음 레이저 다이오드(1)의 빔을 50% 반사하고 50%투과시킨다. 이때 디스크(7)는 모터축의 세차운동이나 디스크(7) 자체의 센터링이 맞지 않는 경우에 워블링(Wobbling) 현상이 생기게 되는데, 이 때문에 대물렌즈(6)는 정확한 초점제어(Focusing Servo)와 트랙제어(Tracking Servo)를 해야한다. 여기서 초점제어는 비점수차법에 의해 이루어지고, 트랙제어는 3빔법에 의해 이루어진다.The transmissive flat glass 20 is inclined at 45 degrees and the front surface is 50% reflective coating, and the rear surface is completely transparent coating, thereby reflecting 50% of the beam of the first laser diode 1 and transmitting 50%. At this time, the disc 7 wobbling phenomenon occurs when the precession of the motor shaft or the center of the disc 7 itself is not matched, which causes the objective lens 6 to accurately track focusing and track. Tracking Servo should be done. The focus control is performed by the astigmatism method, and the track control is performed by the 3-beam method.

한편, 제5도의 비점수차 발생원리 및 초점제어신호의 발생원리를 자세히 설명하면 다음과 같다.Meanwhile, the principle of generating astigmatism and focus control signals of FIG. 5 will be described in detail as follows.

먼저, 미점수차법이란 기울어진 투과형 평판유리(20)를 지나는 수렴광의 자오면(Tangential Palne)과 시상면(Sagital Plane)의 초점이 일치하지 않아 발생되는 현상으로, 이는 디스크(7)가 초점보다 가까이 있게되면(A+C)의 출력이 (B+D)의 출력보다 크게되어 (1)와 같은 스폿 현상으로 초점제어신호가 영보다 크게되고, 또한 디스크(7)가 초점에 일치하는 경우에는 (A+C)와 (B+D)의 출력이 같아 (J)와 같은 스폿 형상으로 초점제어신호가 영과 일치하게 된다.First, the astigmatism method is a phenomenon caused by the misalignment of the focus plane of the convergent light passing through the tilted transmissive flat glass 20 with the sagittal plane and the sagittal plane, which causes the disk 7 to be closer than the focal point. If the output of (A + C) is greater than the output of (B + D), the focus control signal becomes larger than zero due to the spot phenomenon as shown in (1), and if the disc 7 is in focus, The output of A + C) and (B + D) is the same, and the focus control signal is zero with a spot shape like (J).

또한, 디스크(7)가 초점보다 멀리 있게되는 경우에는 (B+D)의 출력이 (A+C)의 출력보다 크게되어 (K)와 같은 스폿 형상으로 초점제어신호가 영보다 작게된다.In addition, when the disk 7 is farther away from the focus, the output of (B + D) is larger than the output of (A + C) so that the focus control signal is smaller than zero in a spot shape such as (K).

한편, 상기와 같은 I, J, K 단면의 스폿 형상은 광검출기(10)에서 전기적 신호로 바꾸어 초점제어신호((FES)=(A+B)-(B+D))를 형성함으로써, 상기 I, K와 같이 디스크(7)의 초점이 일치하지 않는 경우에는 광검출기(10) 4분할 수광면의 초점제어신호를 받은 액츄에이터가 대물렌즈(6)를 제어함으로써, 대물렌즈(6)의 위치가 조절되어 디스크(7)와의 정확한 초점제어를 행하게 된다.On the other hand, the spot shape of the I, J, K cross section as described above is converted into an electrical signal in the photodetector 10 to form a focus control signal ((FES) = (A + B)-(B + D)), In the case where the focus of the disk 7 does not match, such as I and K, the actuator receiving the focus control signal of the four-segment light receiving surface of the photodetector 10 controls the objective lens 6 to thereby position the objective lens 6. Is adjusted to perform precise focus control with the disc 7.

제6도 및 제7도는 후면반사형 평판유리를 사용하여 재생전용 광픽업 광학계를 구성한 것으로, 제6도는 구성도이고, 제7도는 사시도이다.6 and 7 show the optical pickup optical system for exclusive use of the rear reflection type flat glass. FIG. 6 is a configuration diagram and FIG. 7 is a perspective view.

이는 제3도와 같이, 레이저 다이오드(1)에서 발사된 빔은 그레이팅 렌즈(2)에서 주빔과 ±1차의 부빔으로 나누어지며, 입방체형인 빔 스플리터(4)에서 빔의 경로가 바뀌어지고, 반사미러(5)와 대물렌즈(6)를 통해 디스크(7)에 입사되며, 상기 디스크(7)에서 읽은 정보는 다시 대물렌즈(6)와 반사미러(5)를 경유하여 빔 스플리터(4)에서 완전 투과된다.This is because, as shown in FIG. 3, the beam emitted from the laser diode 1 is divided into the main beam from the grating lens 2 and the sub-beam of ± 1st order, and the path of the beam is changed in the cubic beam splitter 4, and the reflection mirror (5) and the objective lens (6) is incident on the disc (7), the information read from the disc (7) is again complete in the beam splitter (4) via the objective lens (6) and the reflection mirror (5) Is transmitted.

상기에서 완전투과된 빔은 비점수차를 만들기 위한 후면반사형 평판유리(30)를 통과하여 광검출기(10)에 입사된다.The completely transmitted beam is incident on the photodetector 10 by passing through the back reflection flat glass 30 to create astigmatism.

이때, 후면반사형 평판유리(30)는 45도 기울어져 장착되어 광검출기(10)로 향하는 빔의 경로를 직각으로 꺽어 입사빔의 경로와 나란하도록 하여 제3도의 투과형 평판유리(20)를 사용한 광픽업에서 광검출기(10)로 향하는 광경로가 길어져 콤팩트하지 않는 점을 해결한다.At this time, the back reflection type flat glass 30 is mounted at an inclination of 45 degrees to bend the path of the beam toward the photodetector 10 at right angles to be parallel to the path of the incident beam to use the transmissive flat glass 20 of FIG. In the optical pickup, the optical path toward the photodetector 10 is lengthened, thereby solving the problem of not being compact.

그리고, 후면반사형 평판유리(30)의 전면은 무반사코팅, 후면은 완전반사코팅되어 전면을 향하여 입사하는 빔은 굴절되어 후면에서 반사되고, 다시 전면을 통해 나가기 때문에, 상기 투과형 평판유리(20)를 사용한 제3도의 광픽업 광학계에서 보다 같은 두께로 두배의 비점수차 증가 효과가 있게 된다.In addition, the front surface of the rear reflection type flat glass 30 is antireflective coating, the rear surface is completely reflected coating so that the beam incident toward the front side is refracted and reflected from the rear side, and then exits through the front side, the transmissive flat glass 20 In the optical pickup optical system of FIG. 3, the astigmatism increases twice as much as the same thickness.

즉, 후면반사형 평판유리(30)를 사용함으로써 비점수차의 간격인 제5도에서의 I와 K사이의 간격이 증가되어 초점제어가 더 유리해진다.That is, by using the back reflection type flat glass 30, the distance between I and K in FIG. 5, which is the interval of astigmatism, is increased, which makes the focus control more advantageous.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 종래 평행빔을 만들기 위한 콜리메타 렌즈와 비점수차를 만들기 위한 원통렌즈를 투과형 평판유리 또는 후면반사형 평판유리로 대체하여 유한 광픽업 광학계를 구성함으로써, 광픽업의 무게를 줄이고, 입사 및 출사빔의 경로를 나란히 배치하여 광픽업을 박형화 소형화할 수 있게되며, 나아가서는 광픽업을 정렬하는데 드는 시간과 노력을 절약할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, a finite optical pickup optical system is constructed by replacing a collimator lens for making a parallel beam and a cylindrical lens for making astigmatism with a transmissive flat glass or a back reflective flat glass. It is possible to reduce the weight of the light, and to arrange the paths of the incident and exit beams side by side to reduce the size of the optical pickup, and further reduce the time and effort required to align the optical pickup.

Claims (2)

레이저 빔을 발사하는 레이저 다이오드(1)와; 상기 레이저 다이오드(1)에서 입사되는 빔을 트랙제어하기 위해 3개로 분리시키는 그레이팅 렌즈(2)와; 입사광과 반사광을 분리하는 빔 스플리터(4)와; 상기 빔 스플리터(4)에서 입사된 빔의 방향을 전환하는 반사미러(5)와; 상기 반사미러(5)에서 입사된 빔으로 트랙제어 및 초점제어를 하는 대물렌즈(6)와; 정보면을 갖고 있는 디스크(7)와; 전면은 무반사 코팅, 후면은 완전반사 코팅되어 입사빔의 경로와 반사빔의 경로가 나란하도록 45도 기울어져 장착된 후면반사형 평판유리(30)와; 상기 후면 반사형 평판유리(30)에서 입사되는 빔을 입력받아 전기적 신호로 변환하는 광검출기(10)를 포함하며 구성됨을 특징으로 하는 재생전용 광픽업 광학계.A laser diode 1 for emitting a laser beam; A grating lens (2) which separates the beam incident from the laser diode (1) into three for track control; A beam splitter 4 for separating incident light and reflected light; A reflection mirror 5 for changing a direction of a beam incident from the beam splitter 4; An objective lens 6 for performing track control and focus control with the beam incident from the reflecting mirror 5; A disk 7 having an information surface; A front reflection-free coating, a front reflection-reflective coating, and a rear reflection flat glass 30 mounted at an inclination of 45 degrees so that a path of the incident beam and a reflection beam are parallel to each other; And an optical detector (10) configured to receive the beam incident from the rear reflective flat glass (30) and convert it into an electrical signal. 제1항에 있어서, 비점수차를 만들기 위한 상기 후면반사형 평판유리(30)와 빔의 경로를 바꾸기 위한 빔 스플리터(4)의 역할을 겸하는 투과형 평판유리(20)를 상기 빔 스플리터(4)의 위치에 45도 기울여 장착하는 것으로, 전면은 50%반사코팅, 후면은 완전투과코팅으로 이루어짐을 특징으로 하는 재생전용 광픽업 광학계.According to claim 1, wherein the transflective flat glass 20, which serves as the back reflecting flat glass 30 for creating astigmatism and the beam splitter 4 for changing the path of the beam, It is mounted at an angle of 45 degrees to the front, 50% reflection coating on the front, and a complete transmission coating on the back, characterized in that the optical pickup optical system for reproduction.
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