KR0154200B1 - A compatible recording and reproducing optical pick up for cd/dvd disc - Google Patents

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KR0154200B1 KR1019950004410A KR19950004410A KR0154200B1 KR 0154200 B1 KR0154200 B1 KR 0154200B1 KR 1019950004410 A KR1019950004410 A KR 1019950004410A KR 19950004410 A KR19950004410 A KR 19950004410A KR 0154200 B1 KR0154200 B1 KR 0154200B1
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Abstract

본 발명은 광픽업장치에 관한 것으로서, 종래 고밀도 디스크와 기존 CD를 동시에 재생할 수 없는 문제점을 해결하기 위해 종래의 광픽업장치에 디스크 종류에 상응하게 입사된 광량을 조절하는 광량조절수단을 제공함으로써 두께가 서로 상이한 디스크에서도 동시에 데이타를 재생할 수가 있는 것이다.The present invention relates to an optical pickup device, in order to solve the problem that a conventional high-density disc and a conventional CD cannot be played simultaneously, the thickness of the conventional optical pickup device by providing a light amount control means for adjusting the amount of light incident to the type of disc Can play data on different discs at the same time.

Description

CD/DVD 계열 디스크 호환 기록/재생이 가능한 광픽업 장치Optical pickup device capable of recording / playing back CD / DVD series discs

제1도는 종래 광픽업 장치의 구성도.1 is a block diagram of a conventional optical pickup device.

제2도는 두께가 서로 상이한 디스크상에서의 빔 파워 분포도.2 is a beam power distribution diagram on disks having different thicknesses.

제3도 (a)와 (b)는 각각 CD와 DVD의 구조도.3 (a) and 3 (b) are structural diagrams of a CD and a DVD, respectively.

제4도 (a)와 (b)는 입사 빔 크기에 의한 CD와 DVD의 촛점 위치 상태도.4 (a) and (b) are diagrams of focus positions of CDs and DVDs according to incident beam sizes.

제5도는 본 발명에 의한 CD/DVD 계열 디스크 호환 기록/재생이 가능한 광픽업 장치의 구성도.5 is a block diagram of an optical pickup apparatus capable of recording / reproducing a CD / DVD series disc compatible according to the present invention.

제6도 (a)와 (b)는 제5도에 도시된 광량조절수단의 실시예도.6 (a) and 6 (b) are embodiments of the light amount adjusting means shown in FIG.

제7도는 제5도에 도시된 광량조절 구동수단의 실시예도.7 is an embodiment of the light quantity control driving means shown in FIG.

제8도는 제5도에 도시된 디스크 판별수단에 의한 신호 흐름도.FIG. 8 is a signal flowchart by the disk discriminating means shown in FIG.

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

1 : 레이저 다이오드 2 : 회절격자1: laser diode 2: diffraction grating

3 : 빔 분리 프리즘 4 : 시준렌즈3: beam separation prism 4: collimating lens

5 : 대물렌즈 6 : 광디스크5: objective lens 6: optical disc

6a : 콤팩트 디스크(CD) 6b : 디지털 비디오 디스크(DVD)6a: Compact Disc (CD) 6b: Digital Video Disc (DVD)

7 : 센서렌즈 8 : 광검출기7: sensor lens 8: photodetector

9 : 광량조절수단 10 : 디스크 판별수단9: light quantity adjusting means 10: disc discriminating means

11 : 광량조절 구동수단 12 : 이득절환수단11: light quantity control driving means 12: gain switching means

본 발명은 광픽업 장치에 관한 것으로, 특히 두 종류 이상의 디스크를 기록/재생하기 위한 광픽업 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical pickup apparatus, and more particularly, to an optical pickup apparatus for recording / reproducing two or more kinds of discs.

일반적인 콤팩트 디스크(Compact Disk, 이하 CD라 칭함)의 구조는 제3도 (a)에 도시된 바와 같이, 1.2㎜ 두께의 투명한 플라스틱제 기판(디스크)위에 트랙 피치 1.6㎛ 간격으로 피트(Pit)정보를 기록하여 CD(6a)가 구성되어져 있다.The structure of a general compact disk (hereinafter referred to as a CD) is shown in FIG. 3 (a). Pit information is spaced at intervals of 1.6 탆 on a transparent plastic substrate (disk) having a thickness of 1.2 mm. The CD 6a is constructed by recording the data.

이와 같이 구성된 CD에 레이저광을 이용하여 정보를 기록/재생하기 위한 종래의 광픽업 장치는 제1도에 도시된 바와 같이, 레이저 빔(Beam)을 주사하는 레이저 다이오드(1)와, 상기 레이저 다이오드(1)에서 주사된 레이저 빔을 트랙킹 서보(Tracking servo)를 위해 메인 빔과 두 개의 서브 빔(3개의 빔)으로 만드는 회절격자(2)와, 상기 회절격자(2)를 통한 빔을 평행광으로 만드는 시준(視準)렌즈(4)와, 상기 시준렌즈(4)를 통한 평행광을 광디스크(6)상에 집광시키는 대물렌즈(5)와, 상기 광디스크(6)상에 기록된 정보의 유ㆍ무에 따라 반사된 빔과 상기 회절격자(2)를 통한 입사 빔을 소정 비율로 투과 또는 반사시키는 빔 분리 프리즘(4)과, 상기 빔 분리 프리즘(4)을 통해 반사된 빔들을 집광시키는 센서렌즈(7)와, 상기 센서렌즈(7)를 통한 빔들의 데이터 신호를 검지하는 광검출기(8)로 구성되어져 있다.A conventional optical pickup apparatus for recording / reproducing information using a laser beam on a CD configured as described above includes a laser diode (1) for scanning a laser beam (Beam), and the laser diode as shown in FIG. The diffraction grating 2 which makes the laser beam scanned in (1) into a main beam and two sub beams (three beams) for tracking servo, and the beam through the diffraction grating 2 is parallel light. A collimating lens 4 made of a light source, an objective lens 5 for condensing parallel light through the collimating lens 4 on the optical disk 6, and the information recorded on the optical disk 6 A beam splitting prism 4 for transmitting or reflecting a beam reflected according to the presence / absence and the incident beam through the diffraction grating 2 at a predetermined ratio, and for collecting the beams reflected through the beam splitting prism 4 The sensor lens 7 and the data signal of the beams through the sensor lens 7 for detecting It consists of the photodetector 8.

이와 같이 구성된 종래의 광픽업 장치가 이용되어 CD에 정보가 기록/재생되는 동작을 첨부한 제1도 및 제3도 (a)를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The following description will be given with reference to FIGS. 1 and 3 (a) attached to an operation of recording / reproducing information on a CD using a conventional optical pickup apparatus configured as described above.

먼저, 레이저 다이오드(1)에서 나온 빔은 시준렌즈(4)에 의해 평행광으로 변환된 후 대물렌즈(5)를 통해 집광되어 광디스크(6) 표면에 기록된 정보에 의해 반사 또는 회절된다.First, the beam emitted from the laser diode 1 is converted into parallel light by the collimating lens 4 and then collected through the objective lens 5 to be reflected or diffracted by the information recorded on the surface of the optical disc 6.

이렇게 반사된 빔은 같은 경로로 되돌아와 빔 분리 프리즘(3)에서 일부분의 빔이 센서렌즈(7)를 거쳐 광검출기(8)에 도달되어 전기신호로 변환된다.The reflected beam is returned to the same path, and a part of the beams in the beam separation prism 3 reach the photodetector 8 via the sensor lens 7 and are converted into electrical signals.

상기에서 회절격자(2)와 센서렌즈(7)는 통상의 트랙킹 및 포커싱 서보용으로 사용되는 것은 널리 알려진 사실이다.It is well known that the diffraction grating 2 and the sensor lens 7 are used for conventional tracking and focusing servos.

한편, 근래에는 상술한 CD계열(CD, CD-롬, 비디오-CD 등)보다 기록밀도가 4배 이상 증가된 고밀도의 디지털 비디오 디스크(Digital Video Disk, 이하 DVD라 칭함)가 개발되었는데, 이 DVD의 기판(디스크) 두께는 CD와 동일한 1.2㎜로 채택하는 방안과 이보다 얇은 0.6㎜로 채택하는 방안이 모두 검토되고 있다.On the other hand, in recent years, a high-density digital video disk (hereinafter referred to as a DVD), which has a recording density four times higher than the above-described CD series (CD, CD-ROM, Video-CD, etc.), has been developed. Both the method of adopting the thickness of the substrate (disk) of 1.2 mm equal to that of the CD and the method of adopting the thickness of 0.6 mm thinner than this are being considered.

그런데, 디스크 경사(Tilt)에 의한 광 수차는 디스크 두께가 두꺼워질수록 커지므로, 이러한 광 수차의 영향을 줄여 기록밀도를 높이기 위하여 상기한 두 방안 중 DVD의 디스크 두께를 CD보다 얇은 0.6㎜로 채택하는 방안이 부각되고 있다.However, since the optical aberration caused by the disc tilt becomes larger as the disk thickness becomes thicker, in order to reduce the influence of the optical aberration and increase the recording density, the disc thickness of the DVD is adopted as 0.6 mm thinner than the CD. The way to do this is emerging.

이러한 DVD의 구조는 제3도 (b)에 도시된 바와 같이, 0.6㎜ 두께의 투명한 플라스틱제 기판(디스크)위에 트랙 피치 0.725㎛(또는 0.8~0.9㎛) 간격으로 피트(Pit)정보가 기록되어 DVD(6b)가 구성되어져 있다.In the DVD structure, as shown in FIG. 3 (b), Pit information is recorded at a track pitch of 0.725 μm (or 0.8 to 0.9 μm) on a 0.6 mm thick transparent plastic substrate (disc). The DVD 6b is comprised.

이때, 통상적으로 메모리 용량과 디스크의 평편도가 향상되도록 양면 접착을 하여 사용하게 된다.In this case, the double-sided adhesive is generally used to improve the memory capacity and the flatness of the disk.

그러나, 이와 같이 구성된 DVD와 전술한 CD를 제1도에 도시된 종래의 광픽업 장치를 이용하여 정보를 재생하고자 하면 아래와 같은 문제점이 발생되었다.However, the following problems have arisen when attempting to reproduce information using the conventional optical pickup apparatus shown in FIG.

전술한 바와 같이 DVD는 CD보다 기록밀도가 4배 이상 증가되었으므로, 대물렌즈(5)의 개구수(Numerical Aperture; NA)가 0.6 정도의 높은 갑을 갖는 렌즈로만 재생 할 수 있다.As described above, since the recording density of the DVD is increased by four times or more than that of the CD, the DVD can be reproduced only by a lens having a high numerical aperture of about 0.6 as the numerical aperture (NA) of the objective lens 5.

이에, 디스크의 두께가 0.6㎜인 DVD(6b)에 준하여 개구수(NA)가 0.6으로 최적 설계된 대물렌즈(5)가 이용되어 DVD(6b)에 레이저 빔이 집광되면 재생 빔의 파워 분포는 제2도에서 실선으로 나타낸 그래프와 같이 나타난다.Therefore, when the objective lens 5 designed optimally with a numerical aperture NA of 0.6 according to the DVD 6b having a disk thickness of 0.6 mm is used and the laser beam is focused on the DVD 6b, the power distribution of the reproduction beam is reduced. It is shown as a graph with solid lines at 2 degrees.

그런데, 이와 같이 DVD(6b)에 준하여 개구수(NA)가 0.6으로 설계된 대물렌즈(5)가 이용되어 두께가 1.2㎜인 CD(6a)에 레이저 빔이 집광될 경우에는 DVD(6b)와 CD(6a)의 두께차로 인하여 광빔 선속경의 4승에 비례하는 양의 구면수차가 발생되어 재생 빔의 파워 분포는 제2도에서 점선으로 나타낸 그래프와 같이 나타난다.By the way, when the objective lens 5 in which the numerical aperture NA is 0.6 in accordance with the DVD 6b is used and the laser beam is focused on the CD 6a having a thickness of 1.2 mm, the DVD 6b and the CD are used. Due to the thickness difference (6a), a positive spherical aberration is generated in proportion to the quadratic power of the light beam beam mirror, so that the power distribution of the reproduction beam is shown by a dotted line in FIG.

즉, 메인 로브(Main lobe)인 신호 재생용 빔의 강도가 현저하게 줄어들 뿐만 아니라 사이드 로브(Side lobe)인 잡음 빔의 강도가 상대적으로 증가되어 인접 트랙에 기록된 신호로부터의 크로스토크(Crosstalk)가 커지게 되는데, 이 크로스토크 값은 -20㏈보다 열악하게 계산되어진다.That is, not only the intensity of the signal lobe for reproducing the main lobe is significantly reduced, but also the intensity of the noise lobe, the side lobe, is relatively increased, thereby causing crosstalk from signals recorded in adjacent tracks. The crosstalk value is calculated worse than -20-.

또한, DVD(6b)에 준하여 개구수(NA)가 0.6으로 설계된 대물렌즈(5)가 이용되어 두께가 1.2㎜인 CD(6a)를 재생할 경우에는 디스크 경사(Tilt)에 대한 민감도가 너무 큰 또 다른 문제점이 있었다.Further, when the objective lens 5 designed with the numerical aperture NA of 0.6 according to the DVD 6b is used to reproduce the CD 6a having a thickness of 1.2 mm, the sensitivity to the disc tilt is too large. There was another problem.

이에, 상기한 여러 이유로 제1도에 도시된 종래의 광픽업 장치로는 디스크 두께가 1.2㎜인 CD(6a)와 디스크 두께가 0.6㎜인 DVD(6b)를 모두 재생할 수 없었다.For this reason, the conventional optical pickup apparatus shown in FIG. 1 cannot reproduce both the CD 6a having a disc thickness of 1.2 mm and the DVD 6b having a disc thickness of 0.6 mm.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로서, CD계열과 DVD계열 디스크의 종류에 따라 대물렌즈의 개구수(NA)를 가변 조절하여 CD계열과 DVD계열에 모두 호환되어 기록/재생이 가능하도록 한 광픽업 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is compatible with both the CD and DVD series by varying the numerical aperture (NA) of the objective lens according to the type of the CD and DVD discs. An object of the present invention is to provide an optical pickup apparatus capable of playing / reproducing.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, CD계열과 DVD계열을 호환하여 기록/재생하기 위한 광픽업 장치에 있어서, 두 디스크 중 어느 한 디스크 기록/재생용 광빔을 출력하는 광원과, 이 광원으로부터의 광빔의 광로를 형성하는 광학계와, 광빔을 디스크에 집광하는 대물렌즈와, 광학계의 광빔을 디스크의 규격에 상응하여 기록/재생하도록 대물렌즈의 개구수를 가변하는 개구수 조절수단과, 이 개구수 조절수단을 제어하는 제어부로 이루어지되, 개구수 조절수단은 조리개수단인 것을 특징으로 한다.The technical means of the present invention for achieving the above object is an optical pickup apparatus for recording / reproducing CD series and DVD series in a compatible manner, comprising: a light source for outputting a light beam for recording / reproducing one of two disks, and An optical system for forming an optical path of the light beam from the light source, an objective lens for condensing the light beam on the disk, numerical aperture adjusting means for varying the numerical aperture of the objective lens to record / reproduce the optical beam of the optical system in accordance with the standard of the disk; It consists of a control unit for controlling the numerical aperture adjusting means, the numerical aperture adjusting means is characterized in that the aperture means.

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제5도는 본 발명에 의한 CD/DVD 계열 디스크 호환 기록/재생이 가능한 광픽업 장치의 구성도를 나타낸 것으로서, 레이저 다이오드(1)에서 주사된 빔을 회절격자(2)를 통해 회절시킨 후 평행광으로 만드는 시준렌즈(4)와, 상기 시준렌즈(4)를 통한 평행광을 광디스크(6) - CD(6a) 또는 DVD(6b) - 상에 집광시키는 대물렌즈(5)와, 상기 광디스크(6)로부터 상기 대물렌즈(5)와 시준렌즈(4)를 통한 반사 빔을 투과 또는 반사시키는 빔 분리 프리즘(3)과, 상기 빔 분리 프리즘(3)을 통한 입사 빔을 센서렌즈(7)를 통해 검지하는 광검출기(8)와, 상기 레이저 다이오드(1)에서 발생된 빛을 상기 광디스크(6)에 정확히 포커싱하기 위해 빛을 차폐하여 각기 다른 CD 독취용 빔 또는 DVD 독취용 빔을 형성하는 광량조절수단(9)과, 상기 포커싱된 빔을 상기 광검출기(8)에 의해 판독하여 상기 광디스크(6)의 종류를 판별하는 디스크 판별수단(10)과, 상기 디스크 판별수단(10)에 의한 판별 결과에 따라 상기 광량조절수단(9)을 구동하는 광량조절 구동수단(11)으로 구성되어져 있다.5 is a block diagram of an optical pickup apparatus capable of recording / reproducing CD / DVD-based discs according to the present invention, wherein the beam scanned by the laser diode 1 is diffracted through the diffraction grating 2 and then parallel light Collimating lens (4) made of light, an objective lens (5) for condensing parallel light through the collimating lens (4) on an optical disk (6)-CD (6a) or DVD (6b)-and the optical disk (6) A beam splitting prism 3 for transmitting or reflecting a reflected beam through the objective lens 5 and the collimating lens 4, and an incident beam through the beam splitting prism 3 through the sensor lens 7. Light amount control for shielding the light so as to accurately focus the light generated by the photodetector 8 and the laser diode 1 onto the optical disk 6 to form different CD reading beams or DVD reading beams. Means 9 and the focused beam are read by the photodetector 8 to A disk discriminating means 10 for discriminating the type of the disk 6 and a light quantity adjusting driving means 11 for driving the light quantity adjusting means 9 in accordance with the discrimination result by the disk discriminating means 10. have.

도면 중 미설명 부호 5a는 상기 대물렌즈(5)를 촛점(Focus) 및 트랙 방향으로 구동하는 엑츄에이터이고, 12는 상기 광디스크(6)에 도달되는 광량의 손실을 전기적으로 증폭함과 아울러 이때의 이득선택은 마이컴의 제어라인으로 간단히 구성하여 서보 및 고주파신호 처리의 이득을 알맞게 조절(제8도 참조)하는 이득절환수단이다.In the drawing, reference numeral 5a denotes an actuator for driving the objective lens 5 in the focus and track directions, and 12 denotes an electrical amplification of the loss of the amount of light reaching the optical disk 6 and the gain at this time. The selection is a gain switching means that is simply configured by the control line of the microcomputer and appropriately adjusts the gain of servo and high frequency signal processing (see FIG. 8).

상기 광량조절수단(9)은 제6도 (a)에 도시된 바와 같이 사진기 등에 널리 사용되는 공지의 원형 조리개로 구현되거나, 제6도 (b)에 도시된 바와 같이 해당 디스크에 상응하게 광량을 조절할 수 있도록 내경이 다른 개구를 각각 갖는 2개의 패널로 이루어진 슬라이드형(Slide-in-out) 조리개로 구현된다.The light quantity adjusting means 9 is implemented by a well-known circular aperture widely used in a camera or the like as shown in FIG. 6 (a), or as shown in FIG. It is implemented as a slide-in-out aperture consisting of two panels each having openings of different inner diameters for adjustment.

상기 원형 조리개로 광량조절수단(9)을 구현할 경우에는, 구조를 간단히 하기 위하여 고정부(예: 광픽업 본체)에 설치하거나, 제5도에 도시된 엑츄에이터(5a)의 렌즈 홀더(도시 생략됨)에 부착하여 상기 광량조절수단(9)이 상기 대물렌즈(5)와 연동되게 한다.In the case of implementing the light amount adjusting means 9 with the circular aperture, the lens holder of the actuator 5a shown in FIG. 5 or not shown is installed in a fixed part (for example, an optical pickup body) to simplify the structure. And the light quantity adjusting means 9 interlocks with the objective lens 5.

상기 광량조절 구동수단(11)은 상기 광량조절수단(9)의 조리개 개구경이 2가지의 다른 크기만이 사용되므로 솔레노이드 등의 2치 구동만 요구되는 간단한 구성으로 구현할 수 있다.The light quantity control driving means 11 can be implemented in a simple configuration requiring only two-valued driving such as a solenoid because only two different sizes of aperture opening diameters of the light quantity adjusting means 9 are used.

일예로, 제7도에 도시된 바와 같이 기어 트레인(Gear train)(14)이 광량조절수단(9)을 좌ㆍ우로 구동할 수 있는 메커니즘을 구성하고, 모터(13)가 기어 트레인(14)을 구동하게 하되, 이 광량조절수단(9)은 광픽업 본체(15) 중 적절한 위치에 부착된다.For example, as illustrated in FIG. 7, a gear train 14 constitutes a mechanism capable of driving the light quantity adjusting means 9 left and right, and the motor 13 is a gear train 14. Drive the light quantity adjusting means 9 is attached to an appropriate position of the optical pickup body (15).

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 광픽업 장치의 동작 및 작용 효과를 첨부한 도면 제3도 (b) 내지 제8도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation and effect of the optical pickup apparatus according to the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. 3 (b) to 8.

제4도는 본 발명의 광픽업 장치가 CD(6a)계열과 DVD(6b)계열에 모두 호환성을 갖게 되는 기본 원리를 설명하기 위한 각 디스크상의 촛점 위치 상태도이다.4 is a state diagram of focus positions on each disc for explaining the basic principle that the optical pickup apparatus of the present invention is compatible with both the CD 6a series and the DVD 6b series.

광픽업 장치에서 성능 평가의 기준이 되는 것은 구면수차인데, 이 구면수차가 0.07λ(λ는 레이저 파장)이상이 되면 회절한계에 의한 작은 스포트(Spot)로 집광이 불가능하게 되어 광픽업 성능을 제대로 발휘할 수 없게 된다.Spherical aberration is the criterion for performance evaluation in the optical pickup device. When the spherical aberration exceeds 0.07λ (λ is the laser wavelength), it is impossible to collect light due to the small spot due to the diffraction limit. I can't show it.

본 발명은 이와 같은 구면수차의 발생이 빔선속경의 4제곱에 비례한다는 사실로부터 기인되어, DVD(6b)에 준하여 대물렌즈(5)의 개구수(NA)를 최적 설계하되, CD(6a)계열의 디스크 기록/재생시에는 재생 빔의 파워에 영향을 주지 않으면서 일정 빔선속의 외경(가장자리)을 차폐한 후 중심영역의 빔만을 이용한다면 구면수차의 발생량이 현저하게 줄어든다는 기본 원리를 적용한 것이다.The present invention derives from the fact that such spherical aberration is proportional to the square of the beam beam mirror, so that the numerical aperture (NA) of the objective lens (5) is optimally designed in accordance with the DVD (6b). In the case of recording / reproducing a disc, the basic principle is that the amount of spherical aberration is significantly reduced if only the beam in the center region is used after shielding the outer diameter (edge) of a certain beam line without affecting the power of the reproduction beam.

먼저, 디스크의 두께가 0.6㎜인 DVD(6b)에 준하여 대물렌즈(5)의 개구수(NA)를 0.6으로 설계하면, 제4도 (b)에 도시된 바와 같이 시준렌즈(4)를 통해 평행광으로 변환된 레이저 빔은 대물렌즈(5)를 거쳐 DVD(6b)상에 정상적으로 집광된다.First, when the numerical aperture NA of the objective lens 5 is designed to be 0.6 based on the DVD 6b having a thickness of 0.6 mm, the collimating lens 4 is used as shown in FIG. The laser beam converted into parallel light is condensed normally on the DVD 6b via the objective lens 5.

한편, 디스크의 두께가 1.2㎜인 CD(6a)의 기록/재생시에는 대물렌즈(5)에 입사되는 평행광의 직경(빔선속경)을 조정하여 대물렌즈(5)의 유효 개구수(NA)를 조절하게 된다.On the other hand, at the time of recording / reproducing of the CD 6a having a disc thickness of 1.2 mm, the effective numerical aperture NA of the objective lens 5 is adjusted by adjusting the diameter (beam beam diameter) of parallel light incident on the objective lens 5. Will be adjusted.

이때, 관계식은 「 개구수(NA) = SIN θ∝ r」이고, 여기서 θ는 집속광이 이루는 각도이며, r은 입사광의 반지름이다. 즉, 입사광의 직경이 작아질수록 유효 개구수(NA) 값은 작아진다.At this time, the relational expression is "a numerical aperture (NA) = SIN (theta) \ r", where (theta) is the angle which a focused light makes, and r is the radius of incident light. That is, the smaller the diameter of the incident light, the smaller the effective numerical aperture NA value.

이에, CD(6a)의 기록/재생시에는 대물렌즈(5)의 개구수(NA)를 0.3으로 줄이게 되면 재생 빔의 파워는 손상되지 않으면서 수차 발생은 줄어 재생에는 지장이 없게 된다. 이는, 개구수(NA)가 0.3~0.4일 때 구면수차가 기타 마진을 고려하여 0.04λ(λ는 레이저 파장)가 되는 조건을 만족함을 반복적인 선행 실험의 결과로 알 수 있기 때문이다.Accordingly, when the numerical aperture NA of the objective lens 5 is reduced to 0.3 at the time of recording / reproducing of the CD 6a, the aberration is reduced while the power of the reproduction beam is not impaired. This is because spherical aberration satisfies the condition of 0.04λ (λ is a laser wavelength) in consideration of other margins when the numerical aperture NA is 0.3 to 0.4 as a result of the repetitive previous experiment.

아울러, 파장(λ)이 635㎚인 레이저로 개구수(NA)가 0.3인 대물렌즈(5)를 사용하여 트랙피치가 1.6㎛이고 디스크의 두께가 1.2㎜인 CD(6a)를 재생하면 크로스토크 레벨이 -35㏈이하로 나타남을 계산할 수 있다.Furthermore, when the CD 6a having a track pitch of 1.6 μm and a disc thickness of 1.2 mm is reproduced using an objective lens 5 having a numerical aperture NA of 0.3 with a laser having a wavelength λ of 635 nm, crosstalk is achieved. You can calculate that the level appears below -35㏈.

이에 따라, 디스크의 두께가 0.6㎜인 DVD(6b)에 준하여 광픽업 장치를 설계하였더라도 CD(6a)의 기록/재생시에는 상기와 같이 입사되는 평행광의 빔선속경을 적절히 조정하면 CD(6a)의 기록/재생을 수행할 수 있으므로, CD(6a)계열과 DVD(6b)계열에 모두 호환성을 갖게 된다.Accordingly, even if the optical pickup apparatus is designed in accordance with the DVD 6b having a disc thickness of 0.6 mm, the CD 6a can be adjusted by appropriately adjusting the beam beam diameter of the incident parallel light as described above during recording / reproducing of the CD 6a. Since recording / playback can be performed, compatibility with both the CD 6a series and the DVD 6b series is achieved.

다음으로, 상기와 같은 기본 원리를 적용한 본 발명에 의한 광픽업 장치의 전체 동작을 설명한다.Next, the overall operation of the optical pickup apparatus according to the present invention applying the above-described basic principles will be described.

먼저, 레이저 다이오드(1)에서 주사된 레이저 빔을 회절격자(2) 및 빔 분리 프리즘(3)을 통해 회절 및 투과시켜 시준렌즈(4)로 평행광을 만든다.First, the laser beam scanned by the laser diode 1 is diffracted and transmitted through the diffraction grating 2 and the beam splitting prism 3 to produce parallel light with the collimation lens 4.

그리고, 시준렌즈(4)를 통해 입사된 평행광을 광디스크(6) 즉, CD(6a)와 DVD(6b) 중 미지의 한 디스크에 입사하여 반사된 빔을 빔 분리 프리즘(3)을 통해 반사시키면 센서렌즈(7)는 이 반사된 빔을 광검출기(8)에 집광한다.Then, the parallel light incident through the collimating lens 4 is incident on an optical disk 6, that is, an unknown disk among the CD 6a and the DVD 6b, and the reflected beam is reflected through the beam separation prism 3. In other words, the sensor lens 7 condenses the reflected beam to the photodetector 8.

이에, 광검출기(8)는 광디스크(6)에 해당하는 광정보신호를 전기적인 신호로 변환하여 출력하고, 디스크 판별수단(10)은 광검출기(8)에 의해 변환된 전기신호(또는 턴 테이블부에 부착한 센서 등)로부터 광디스크(6)의 종류를 판별 즉, CD(6a)인지 아니면 DVD(6b)인지를 판별한다.Accordingly, the photodetector 8 converts the optical information signal corresponding to the optical disk 6 into an electrical signal and outputs the electrical signal, and the disk discriminating means 10 converts the electrical signal (or the turn table) converted by the photodetector 8 into one. The type of the optical disk 6 is determined from the sensor attached to the unit, i.e., the CD 6a or the DVD 6b.

이때, 디스크 판별수단(10)은 실시예에 따라 트랙킹 에러신호의 트랙 횡단신호 주파수 차를 산출하여 광디스크(6)의 종류가 CD(6a)인지 아니면 DVD(6b)인지를 구별하게 된다.At this time, the disc discrimination means 10 calculates the track crossing signal frequency difference of the tracking error signal according to the embodiment to discriminate whether the type of the optical disc 6 is a CD 6a or a DVD 6b.

이와 같이, 디스크 판별수단(10)에 의해 디스크 종류를 판별한 후 광량조절 구동수단(11)에 의해 시준렌즈(4)와 대물렌즈(5) 사이에 설치한 광량조절수단(9)을 조정하여 해당 디스크에 상응하는 개구경을 갖게 한다.In this way, the disc type is determined by the disc discriminating means 10, and then the light quantity adjusting means 9 provided between the collimation lens 4 and the objective lens 5 is adjusted by the light quantity adjusting driving means 11, It has an opening diameter corresponding to the disk.

즉, DVD(6b)일 때는 대물렌즈(5)의 개구수(NA)가 0.6을 유지하게 하고, CD(6a)일 때는 대물렌즈(5)의 개구수(NA)를 0.3으로 조정한다.That is, the numerical aperture NA of the objective lens 5 is maintained at 0.6 in the case of the DVD 6b, and the numerical aperture NA of the objective lens 5 is adjusted to 0.3 at the CD 6a.

이때, 개구수(NA)를 0.3으로 하여 CD(6a)를 재생할 경우 디스크에 도달하는 광량은 개구수(NA)가 0.6일 경우보다 줄어들고, 시준렌즈(4)의 개구수(NA)가 0.17임과 동시에 레이저 다이오드(1)의 발산광 각도는 일반적인 값일 때 CD(6a) 재생의 경우에 DVD(6b) 경우보다 31%의 광만이 디스크에 도달된다.At this time, when the CD 6a is played back when the numerical aperture NA is 0.3, the amount of light reaching the disc is smaller than that when the numerical aperture NA is 0.6, and the numerical aperture NA of the collimating lens 4 is 0.17. At the same time, when the divergent light angle of the laser diode 1 is a general value, only 31% of the light reaches the disc in the case of CD 6a reproduction than in the case of DVD 6b.

이러한, 광량의 미도달에 따른 손실은 이득절환수단(12)에 의해 전기적으로 증폭되고, 이때의 이득선택은 마이컴의 제어라인으로 간단히 구성하여 서보 및 고주파신호 처리의 이득을 알맞게 조절할 수 있다.The loss due to the unreasoning of the amount of light is electrically amplified by the gain switching means 12, and the gain selection at this time can be simply configured by the control line of the microcomputer to appropriately adjust the gain of the servo and the high frequency signal processing.

제8도는 디스크 판별수단(10)의 블록 및 마이컴을 이용하여 광량조절 구동수단(11) 및 이득절환수단(12)으로 제어신호를 보내주는 구성으로서, CD(6a)계열에 사용되는 고주파(RF)용 반도체 소자에서 공급되는 포커스 오케이(O.K)신호(디스크 판단 후 엑츄에이터가 정상 동작하여 포커스 서보 온(On) 된 것을 알려주는 신호), 트랙킹 에러신호(T.E 신호), 레벨 체크신호, 트랙킹 에러 횡단신호(트랙 서보 오프(Off) 시기를 나타내는 T.E 신호)가 디스크 판별수단(10)에서 사용된다.8 is a configuration in which a control signal is sent to the light amount control driving means 11 and the gain switching means 12 by using the block and the microcomputer of the disc discrimination means 10, and a high frequency (RF) used for the CD 6a series. The focus OK signal (signal indicating that the actuator operates normally after the disc is determined and the focus servo is on), the tracking error signal (TE signal), the level check signal, and the tracking error traversal Signal (TE signal indicating the track servo-off time) is used in the disc discrimination means 10.

이에, DVD(6b) 모드로 동작하여 포커스 오케이가 온 되었을 때 트랙킹 에러신호(레벨이 작도 디스크 두께가 다른 경우 렌즈 수차가 커서 트랙킹 에러 및 고주파 신호가 아주 작아짐)와 트랙킹 에러 횡단신호의 주파수가 저주파(저밀도이므로)로 감지되면, 마이컴의 제어라인을 이용하여 CD(6a) 모드로 이득을 변환함과 동시에 광량조절 구동수단(11)인 모터(13)를 구동하여 광량조절수단(9)을 조정하는 것이다.Therefore, when the focus is turned on by operating in the DVD (6b) mode, the tracking error signal (the lens aberration is large because the lens aberration is large when the level is small and the disk thickness is large) and the frequency of the tracking error crossing signal is low. When it is detected (because of low density), the gain is converted to the CD 6a mode using the control line of the microcomputer and the light amount adjusting means 9 is adjusted by driving the motor 13 which is the light amount adjusting drive means 11 at the same time. It is.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 조리개 절환의 간단한 방법으로 디스크 두께 1.2㎜인 CD계열과 디스크 두께 0.6㎜인 DVD계열을 모두 녹음 및 재생 가능함과 아울러 DVD계열을 재생할 경우 다른 광학부품(홀로그램중의 회절소자 또는 빔 스플리터)이나 추가 기구를 사용할 필요가 없기 때문에 레이저 다이오드로 출력된 광을 100%사용 가능할 뿐만 아니라 DVD계열 재생시 잡음비를 높게 유지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention can record and play both a CD series having a disc thickness of 1.2 mm and a DVD series having a disc thickness of 0.6 mm by a simple method of changing the aperture, and when reproducing a DVD series, other optical components (diffraction in hologram) Since there is no need to use an element or beam splitter) or an additional device, it is possible to use 100% of the light output from the laser diode and to maintain a high noise ratio during DVD series playback.

Claims (2)

콤팩트 디스크(CD)계열과 디지털 비디오 스크린(DVD)계열을 호환하여 기록/재생하기 위한 광픽업 장치에 있어서, 상기 CD와 DVD 중 어느 한 디스크 기록/재생용 광빔을 출력하는 광원과, 상기 광원으로부터의 광빔의 광로를 형성하는 광학계와, 상기 광빔을 상기 CD와 DVD 중 미지의 한 디스크에 집광하는 대물렌즈와, 상기 광학계의 광빔을 상기 미지의 디스크 규격에 상응하여 기록/재생하도록 상기 대물렌즈의 개구수를 가변하는 개구수 조절수단과, 상기 개구수 조절수단을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 CD/DVD 계열 디스크 호환 기록/재생이 가능한 광픽업 장치.An optical pickup apparatus for recording / reproducing a compact disc (CD) series and a digital video screen (DVD) series in a compatible manner, comprising: a light source for outputting a light beam for recording / reproducing any one of the CD and the DVD; An optical system for forming an optical path of a light beam, an objective lens for condensing the light beam on an unknown disk among the CD and DVD, and an optical lens for recording / reproducing the optical beam in accordance with the unknown disc standard. A CD / DVD-based disc compatible recording / playback apparatus comprising a numerical aperture adjusting means for varying the numerical aperture and a controller for controlling the numerical aperture adjusting means. 제1항에 있어서, 상기 개구수 조절수단은 조리개수단인 것을 특징으로 하는 CD/DVD 계열 디스크 호환 기록/재생이 가능한 광픽업 장치.The optical pickup apparatus of claim 1, wherein the numerical aperture adjusting means is an aperture means.
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