KR0174474B1 - 광 픽-업 장치 - Google Patents

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KR0174474B1 KR1019960013001A KR19960013001A KR0174474B1 KR 0174474 B1 KR0174474 B1 KR 0174474B1 KR 1019960013001 A KR1019960013001 A KR 1019960013001A KR 19960013001 A KR19960013001 A KR 19960013001A KR 0174474 B1 KR0174474 B1 KR 0174474B1
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Abstract

본 발명은 광학 데이터기록 매체에 신호를 기록하고, 그 기록된 정보를 전기신호로 재생시키는 광 픽-업장치에 관한 것으로서, 특히 일반적 음악 재생용 디지털 오디오 디스크(DAD)와 영상재생용 디지털 비디오 디스크(DVD)를 동시에 재생할 수 있도록 하는 광 픽-업장치에 관한 것이다.
이를 위하여 서로다른 파장으로 레이저빔을 방사하는 2개의 레이저다이오드를 사용하고, 상기 레이저 다이오드의 방사빔과 디스크를 통해 돌아오는 광정보 빔을 빔 스플리트로서 반사 및 투과시켜 빔경로를 형성하는 한편, 상기 빔 스플리트와 상기 레이저 다이오드 사이에는 특정 파장만을 투과하고, 그 이외의 파장은 반사시켜 디스크상에 크기가 서로다른 2종류의 빔 포커스를 형성할 수 있는 특정파장 투광판을 구비함으로서 각 파장의 레이저빔이 상기 특정파장 투광판을 경유할 경우 직경이 1.6㎛와 0.8㎛의 빔 포커스가 동시에 형성되도록하여 디지털 오디오 디스크는 물론, 상기 오디오 디스크보다 데이터 기록 용량이 수배 많아 피트의 폭이 현저히 좁은 디지털 비디오 디스크의 재생이 가능토록 하여 광 픽-업장치의 신뢰성 향상에 기여할 수 있도록 한 것이다.

Description

광 픽-업장치
제1도는 종래 광 픽-업장치의 구성도.
제2도는 본 발명에 따른 광 픽-업장치의 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 광검출기 30,40 : 제1, 제2 레이저 다이오드
50 : 특정파장 투광판 58 : 제1파장 투광부
59 : 제2파장 투광부 60 : 프리즘
61,62 : 제1, 제2 빔 스플리트 70 : 대물렌즈
80 : 디스크(DAD 또는 DVD)
본 발명은 광학 데이터기록 매체에 신호를 기록하고, 그 기록된 정보를 전기신호로 재생시키는 광 픽-업장치에 관한 것으로서, 특히 일반적 음악 재생용 디지털 오디오 디스크(DAD)와 영상재생용 디지털 비디오 디스크(DVD)를 동시에 재생할 수 있도록 하는 광 픽-업장치에 관한 것이다.
일반적으로 디지털 오디오 디스크(DAD) 또는 디지털 비디오 디스크(DVD)에 기록된 정보를 전기신호를 재생시키는 광 픽-업장치는 대물렌즈, 빔 스플리트, 회절격자, 레이저 다이오드 광검출기 등의 개개부품을 사용하여 조립한다.
즉, 일반적으로 디지털 오디오 디스크에 사용되는 광 픽-업(OPTICAL PICK-UP)장치의 구조는 제1도에 도시된 바와 같이 레이저 빔을 발생하는 레이저 다이오드(51)의 일측에는 레이저빔을 포커스 및 트래킹 에러검출용의 광으로 분리하는 회절격자(52)가 소정간격을 두고 설치된다.
그리고, 상기 회절격자(52)의 일측에는 소정의 기울기를 갖도록 설치되고 일정한 비의 반사율과 투과율을 가져 입사광을 반사광과 투과광으로 분리하는 빔스플리트(53)가 배치된다.
또한, 상기 빔스플리트(53)의 상부에는 소정 파장 이하의 회절한계 성능을 갖고 상기 분리된 광을 집광하여 디스크(55)상에 포커싱시켜 기록된 정보를 읽는 대물렌즈(54)가 소정 간격을 두고 설치되며, 상기 빔스플리트(53)의 하부에는 대물렌즈(54)를 통해 오디오 및 비디오 디스크(55)상에 기록된 광정보를 전류로 변환하는 광검출기(56)가 소정간격을 두고 설치되어 있다.
이와 같은 구조를 갖는 종래 광 픽-업장치는, 먼저 레이저 다이오드(51)에서 소정의 발진파장을 갖는 레이저 빔을 송출하게 되며, 이러한 레이저 빔은 회절격자(52)를 경유함에 따라 포커스 및 트랙킹 에러 검출용으로 쓰리 빔(THREE BEAM: 0차광, ±1차광)으로 분리하여 방사한다.
따라서 상기의 회절격자(52)에 의해 포커스 및 트랙킹용으로 분리된 광은 일정한 비의 반사율과 투과율을 갖는 빔스플리트(53)로 방출되어 입사광을 반사광과 투과광으로 분리하게 되며, 상기 반사광은 대물렌즈(54)에 의해 소정파장 이하의 회절한계 성능으로 빔을 집광하여 오디오 또는 비디오 디스크(55)상에 보내어져 디스크(55)상에 초점을 맺혀 디스크(55)에 기록된 정보를 읽게 된다.
즉, 대물렌즈(54)에 의해 수㎛정도의 에어리 형태로 집광되어 디스크(55)의 신호면에 조사되며, 이 빛은 데이터가 기록된 피트(55a)가 없는 곳에서는 거의 그대로 돌아오게 되나, 피트(55a)가 있는 곳에서는 광이 피트(55a)에 의해 회절되어 대물렌즈(54)의 범위 밖으로 방출 되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 광검출기(56)에 광량차이를 발생시킨다.
한편, 오디오 또는 비디오 디스크(55)에서 반사되어 돌아오는 광의 강도가 피트(55a)에 의해 변조되며, 이 변조된 광정보는 대물렌즈(54)와 빔스플리트(53)를 통해 광검출기(56)로 보내어져 알.에프(RF)신호, 포커스신호, 트랙킹신호를 전류로 변환시키며, 이 변환된 전류를 미도시된 디지털 신호처리부에 의해 원래의 신호로 복조함으로서 디스크(55)상에 기록된 오디오신호를 재생할 수 있는 것이다.
이와 같은 종래 광 픽-업장치는, 디지털 오디오 디스크(DAD) 또는 디지털 비디오 디스크(DVD)중 하나의 디스크에 기록된 정보만을 읽어들일뿐 두 종류의 디스크에 기록된 데이터를 선택적으로 읽어들일 수 없게 된다.
그 이유는, 디지털 비디오 디스크는 디지털 오디오 디스크에 비해 데이터 기록 용량이 4배에 달하게 되며, 이로인해 피트의 폭이 디지털 오디오 디스크 보다 절반정도로 좁아지게 됨으로서 빔포커스 형성시 스포트 사이즈(SPOT SIZE)역시 작게 형성되어야 한다.
즉, 디지털 오디오 디스크에서의 스포트 사이즈는 직경이 1.6㎛, 그리고 디지털 비디오 디스크에서의 스포트 사이즈는 직경이 0.6㎛가 각각 형성되어야 디스크에 기록된 오디오 및 비디오 데이터를 정확히 재생할 수 있게 되는 것이다.
따라서, 제1도에 도시된 종래 광 픽-업장치는, 직경이 1.6㎛, 또는 직경이 0.8㎛중 하나만의 스포트 사이즈 형성이 가능하므로 데이터 기록 방식이 서로 다른 오디오 및 디지털 비디오 디스크를 선택적으로 재생할 수 없는 문제점이 발생하게 되는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 서로다른 파장으로 레이저빔을 방사하는 2개의 레이저 다이오드를 사용하고, 상기 레이저 다이오드의 방사빔과 디스크를 통해 돌아오는 광정보 빔을 빔 스플리트로서 반사 및 투과시켜 빔경로를 형성하는 한편, 상기 빔 스플리트와 상기 레이저 다이오드 사이에는 특정 파장만을 투과하고, 그 이외의 파장은 반사시켜 디스크상에 크기가 서로다른 2종류의 빔 포커스를 형성할 수 있는 특정파장 투광판을 구비함으로서 각 파장의 레이저빔이 상기 특정파장 투광판을 경유할 경우 직경이 1.6㎛와 0.8㎛의 빔 포커스가 동시에 형성되도록 하여 디지털 오디오 디스크는 물론, 상기 오디오 디스크 보다 데이터 기록 용량이 수배많아 피트의 폭이 현저히 좁은 디지털 비디오 디스크의 재생이 가능토록하여 광 픽-업 장치의 신뢰성 향상에 기여할 수 있도록 하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 광학 데이터기록 매체인 디스크에 신호를 기록하고, 그 기록된 정보를 전기신호로 재생시키는 광 픽-업장치에 있어서, 각각 서로다른 제1 및 제2 파장의 레이저빔을 방사하며 서로 대향되도록 소정간격을 두고 배치된 제1 및 2 레이저 다이오드, 상기 제1 및 제2 레이저 다이오드의 중간에 배치되어 입사빔을 투과시키는 프리즘, 상기 프리즘의 중앙부를 중심으로 대각선 방향으로 대칭되게 형성되어 상기 제1 및 제2 레이저 다이오드로부터 방사되는 레이저빔을 일정한 비율로 반사 및 투과시키는 제1 및 제2 빔 스플리트, 상기 프리즘의 상측에 소정간격을 두고 배치되고 제1 및 제2 파장 투광부로 형성되어 특정 파장만을 투과하고, 그 이외의 파장은 반사시켜 디스크상에 크기가 서로다른 두 개 이상의 빔 포커스를 형성하는 특정파장 투광판, 상기 특정파장 투광판의 상측에 설치되어 서로다른 각으로 빔을 집속하여 디스크상에 두 개 이상의 빔 포커스를 형성하는 대물렌즈, 상기 프리즘의 하측에 소정간격을 두고 설치되어 디스크를 통해 돌아오는 광정보를 전기적신호로 변환하여 출력하는 광검출기로 구성된 것이다.
이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 발명에 따른 광 픽-업 장치의 구성도로서, 각각 서로 다른 제1 파장(λ1)ALC 제2파장(λ2)의 레이저빔을 방사하는 제1 및 제2 레이저 다이오드(30)(40)가 서로 대향되도록 배치된다.(여기서 λ1 λ2로 가정함)
그리고, 상기 제1 및 제2 레이저 다이오드(30)(40)의 중간 위치에는 제1 및 제2 레이저 다이오드(30)(40)로부터 방출되는 빔을 투과시키는 프리즘(60)이 설치되고, 이 프리즘(60)의 중앙부를 중심으로 레이저빔을 일정한 비율로 반사 및 투과시키는 두 개의 제1 및 제2 빔 스플리트(61)(62)가 대각선 방향으로 대칭되도록 형성되어 있다.
또한, 상기 프리즘(60)의 상측에는 제1 및 제2 레이저 다이오드(30)(40)에 의해 서로다른 2개의 파장으로 입사되는 레이저빔을 선택적으로 투과하고, 그 이외의 파장을 갖는 레이저빔은 반사시켜 서로다른 크기의 빔 스포트를 형성할 수 있는 특정파장 투광판(50)이 소정간격을 두고 설치되어 있다.
여기서 상기 특정파장 투광판(50)은 제1 레이저 다이오드(30)에서 방사되는 제1파장(λ1)만을 투과시키고, 그 이외의 파장은 반사시키는 제1파장 투광부(58)와, 상기 제2 레이저 다이오드(40)에서 방사되는 제2 파장(λ2)만을 투과시키고, 그 이외의 파장은 반사시키는 제2 파장 투광부(59)로 구성되어 있다.
또한, 상기 특정파장 투광판(50) 상측에는 소정파장 이하의 회절한계 성능을 갖고 상기 분리된 광을 집광하여 2개의 각도로 디스크(80)상에 포커싱시키는 대물렌즈(70)가 소정 간격을 두고 설치되어 있으며, 상기 프리즘(60)의 하측에는 디스크를 통해 돌아오는 광정보를 전기적신호로 변환하여 출력하는 광검출기(20)가 소정 간격을 두고 설치되어 있다.
이와 같이 이루어진 본 발명은, 먼저 제1 레이저 다이오드(30)로부터 제1파장(λ1)의 레이저빔을 방사하게 되며, 이 제1 파장(λ1)의 레이저빔은 프리즘(60)을 투과한 후 내부 일측에 대각선 방향으로 형성된 제1 빔 스플리트(61)로 조사되어 일정한 비율로 반사 및 투과가 일어나며, 이 반사된 빔은 다시 프리즘(60)을 통해 특정파장 투광판(50)으로 조사된다.
이와 동시에 제2 레이저 다이오드(40)로부터 제2파장(λ2)의 레이저빔을 방사하게 되며, 이 제2 파장(λ2)의 레이저빔은 프리즘(60)을 투과한 후 내부 타측에 대각선 방향으로 형성된 제2 빔 스플리트(62)로 조사되어 일정한 비율로 반사 및 투과가 일어나며, 이 반사된 빔은 다시 프리즘(60)을 통해 특정파장 투광판(50)으로 조사된다.
이때, 상기 특정파장 투광판(50)의 제1 파장 투광부(58)에서는 제1 프리즘(61)을 통한 제1 레이저 다이오드(30)로부터 되는 방사되는 제1파장(λ1)의 레이저빔 만을 투과시켜 대물렌즈(70)로 조사하는 한편, 제2파장 투광부(59)에서는 제2 프리즘(62)을 통한 제2 레이저 다이오드(40)로부터 되는 방사되는 제2파장(λ2)의 레이저빔 만을 투과시켜 대물렌즈(70)로 조사하게 된다.
따라서, 특정파장 투광판(50)에 의해 두 종류의 빔경로를 형성하게 되며, 이 빔경로에 따라 디지털 오디오 디스크(DAD) 또는 디지털 비디오 디스크(DVD)에 기록된 정보를 읽게 된다.
즉, 제1 레이저 다이오드(30)에서 방사되는 제1파장(λ1)의 레이저빔은 특정파장 투광판(50)의 제1 파장 투광부(58)에 의해 투과되어 대물렌즈(70)에 조사됨으로서 θ1의 각으로 집속되어 디스크(80)에 빔 포커스를 형성하게 된다.
이와 동시에 제2 레이저 다이오드(40)에서 방사되는 제2파장(λ2)의 레이저빔은 특정파장 투광부(50)의 제2 파장 투광부(59)에 의해 투과하게 되며, 이 투과된 빔은 대물렌즈(70)로 조사됨에 따라 θ2의 각으로 집속되어 디스크(80)에 빔 포커스를 각각 형성하게 된다.
따라서, 상기 특정파장 투광판(50)의 제1파장 투광부(58)와 제2파장 투광부(59)에 의해 두 개의 제1 및 제2 개구수(NA1)(NA2)로 나누어지며, 이 두 개구수의 차이에 의해 디스크(80)상에 형성되는 빔 포커스의 크기가 변화되고, 이로인해 광량에도 차이가 발생하게 된다.
즉, NA1=ηSinθ1이며, NA2=ηSinθ2가 된다.
여기서, η은 굴절율이며, 공기중에서 η은 1이므로 결국 NA1=Sinθ이며, NA2=Sinθ2가 된다.
이때, 빔 사이즈는 K×λ/NA (K는 상수)이고,
초점심도는 R×λ/(NA)2(R은 상수)가 됨으로서, NA가 변함에 의해 빔 사이즈와 초점심도가 변하게 되는 것이다.
그러므로, 특정파장 투광판(50)의 제2파장 투광부(59)을 투과하여 θ2의 각도로 집속되는 빔 사이즈와 초점심도는 제1 파장 투광부(58)을 투과하여 θ1의 각도로 집속되는 빔 사이즈와 초점심도에 비해 적게 형성된다.(그 이유는 빔 사이즈는 NA에 반비례하고, 초점심도는 (NA)2에 반비례하기 때문)
따라서, 특정파장 투광판(50)의 제2 파장 투광부(59)을 투과하여 대물렌즈(70)에 의해 θ2의 각으로 집속된 레이저빔은 디스크(80)상에 1.6㎛ 크기의 빔 스포트가 형성됨으로서 피트(80a)의 길이가 보다 넓은 디지털 오디오 디스크(DAD)에 수록된 데이터를 읽어들이며, 또한 특정파장 투광판(50)의 제1파장 투광부(58)을 투과하여 대물렌즈(70)에 의해 θ1의 각으로 집속된 레이저빔은 디스크(80)상에 0.8㎛ 크기의 빔 스포트가 형성됨으로서 피트(80a)의 길이가 보다 좁은 디지털 비디오 디스크(DVD)에 수록된 데이터를 각각 읽어들이게 된다.
그러므로 특정파장 투광판(50)과 대물렌즈(70)에 의해 θ1, θ2의 각으로 집속된 0.8㎛와 1.6㎛의 에어리 형태로 집광되어 디지털 비디오 디스크 또는 디지털 오디오 디스크(80)의 신호면에 조사되며, 이 빔은 데이터가 기록된 피트(80a)가 없는 곳에서는 거의 그대로 돌아오게 되나, 피트(80a)가 있는 곳에서는 광이 피트(80a)에 의해 회절되어 대물렌즈(70)의 범위 밖으로 방출되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 광량차이를 발생시키게 된다.
이러한 상태에서 디스크(80)가 디지털 오디오 디스크일 경우라고 가정하면, θ2의 각으로 집속되어 돌아오는 디지털 오디오 디스크의 광정보는 다시 θ2의 각으로 대물렌즈(70)를 통해 특정파장 투광판(50)의 제2파장 투광부(59)으로 조사됨으로서 투과되고, 이 투과된 광정보는 프리즘(60)의 대각선 방향으로 형성되어 있는 제1 및 제2 빔 스플리트(61)(62)에 조사됨으로서 일정한 비율로 반사 및 투과되며, 투과된 빔은 프리즘(60)의 하측에 배치되어 있는 광검출기(20)에 조사됨에 따라 원래의 신호로 복조하게 된다.
또한, 디스크(80)가 디지털 비디오 디스크일 경우라고 가정하면, θ1의 각으로 집속되어 돌아오는 디지털 오디오 디스크의 광정보는 다시 θ1의 각으로 대물렌즈(70)를 통해 특정파장 투광판(50)의 제1 파장 투광부(58)으로 조사됨으로서 투과되고, 이 투과된 광정보는 프리즘(60)의 대각선 방향으로 형성되어 있는 제1 및 제2 빔 스플리트(61)(62)에 조사됨으로서 일정한 비율로 반사 및 투과되며, 투과된 빔은 프리즘(60)의 하측에 배치되어 있는 광검출기(20)에 조사됨에 따라 원래의 신호로 복조하게 되는 것이다.
이상에서 상술한 바와같이 본 발명은, 서로다른 파장으로 레이저빔을 방사하는 2개의 레이저 다이오드를 사용하고, 상기 레이저 다이오드의 방사빔과 디스크를 통해 돌아오는 광정보 빔을 빔 스플리트로서 반사 및 투과시켜 빔경로를 형성하는 한편, 상기 빔 스플리트와 상기 레이저 다이오드 사이에는 특정 파장만을 투과하고, 그 이외의 파장은 반사시켜 디스크상에 크기가 서로다른 2종류의 빔 포커스를 형성할 수 있는 특정파장 투광판을 구비함으로서 각 파장의 레이저빔이 상기 특정파장 투광판을 경유할 경우 직경이 1.6㎛와 0.8㎛의 빔 포커스가 동시에 형성되도록 하여 디지털 오디오 디스크는 물론, 상기 오디오 디스크 보다 데이터 기록 용량이 수배 많아 피트의 폭이 현저히 좁은 디지털 비디오 디스크의 재생이 가능토록하여 광 픽-업장치의 신뢰성 향상에 기여할 수 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 광학 데이터기록 매체인 디스크에 신호를 기록하고, 그 기록된 정보를 전기신호로 재생시키는 광 픽-업장치에 있어서, 각각 서로 다른 제1 및 제2 파장(λ1)(λ2)의 레이저빔을 방사하며 서로 대향되도록 소정간격을 두고 배치된 제1 및 2 레이저 다이오드(30)(40), 상기 제1 및 제2 레이저 다이오드(30)(40)의 중간에 배치되어 입사빔을 투과시키는 프리즘(60), 상기 프리즘(60)의 중앙부를 중심으로 대각선 방향으로 대칭되게 형성되어 상기 제1 및 제2 레이저 다이오드(30)(40)로부터 방사되는 레이저빔을 일정한 비율로 반사 및 투과시키는 제1 및 제2 빔 스플리트(61)(62), 상기 프리즘(60)의 상측에 소정간격을 두고 배치되고 제1 및 제2 파장 투광부(58)(59)로 형성되어 특정 파장만을 투과하고, 그 이외의 파장은 반사시켜 디스크상에 크기가 서로다른 두 개이상의 빔 포커스를 형성하는 특정파장 투광판(50), 상기 특정파장 투광판(50)의 상측에 설치되어 서로다른 각으로 빔을 집속하여 디스크상에 두 개이상의 빔 포커스를 형성하는 대물렌즈(70), 상기 프리즘(60)의 하측에 소정간격을 두고 설치되어 디스크를 통해 돌아오는 광정보를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 광검출기(20)로 구성된 것을 특징으로 하는 광 픽-업장치.
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KR20220136680A (ko) * 2021-04-01 2022-10-11 롭틱스(주) 반사광 및 형광을 이용한 반도체 회로패턴 검사 장치

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