KR100188963B1

KR100188963B1 - 광픽업장치

Info

Publication number: KR100188963B1
Application number: KR1019960031540A
Authority: KR
Inventors: 조건호; 이철우; 정종삼
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-07-30
Filing date: 1996-07-30
Publication date: 1999-06-01
Also published as: KR980011168A

Abstract

다중 코팅된 편광 홀로그램소자를 채용한 광픽업장치가 개시되어 있다.

이 개시된 광픽업장치는 광원과; 광원에서 출사된 광을 집속시켜 기록매체에 맺히도록 하는 대물렌즈와; 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사되는 광의 진행경로를 변환하는 홀로그램소자와; 홀로그램소자와 기록매체 사이의 광경로 상에 배치되어 입사되는 직선편광의 광을 원편광의 광으로 바꾸어주고, 입사되는 원편광의 광을 직선편광의 광으로 바꾸어주는 위상지연판과; 기록매체에서 반사되고 홀로그램소자를 경유한 광을 수광하는 광검출기;를 포함하며, 홀로그램소자는 입사광이 투과되도록 된 투명기판과; 투명기판 상에 부분적으로 형성되며 굴절율이인 제1박막층과, 굴절율이

Description

광픽업장치

본 발명은 광픽업장치에 관한 것으로서, 상세하게는 다중 코팅된 편광 홀로그램소자를 채용한 광픽업장치에 관한 것이다.

일반적으로 광픽업장치는 비접촉식으로 영상, 음향, 데이터 등의 정보를 기록 및/또는 재생하는 장치이다.

도 1은 일반적인 홀로그램소자를 채용한 광픽업장치의 개략적인 사시도이다.

이 광픽업장치는 광원(20)과, 입사광의 진행경로를 변환하는 홀로그램소자(50)와, 입사광의 편광방향을 바꾸어주는 위상지연판(60)과, 상기 광원(20)쪽에서 입사되는 광이 기록매체(10)의 기록면에 맺히도록 수렴시키는 대물렌즈(70)와, 정보신호와 오차신호를 검출하는 광검출기(80)를 포함한다.

상기 대물렌즈(70)는 액츄에이터에 설치되어 상기 광검출기(80)에서 검출된 오차신호를 근거로 트랙오차와 포커스 오차를 보정하는 방향으로 구동된다.

상기 홀로그램소자(50)는 상기 대물렌즈(70)와 상기 광원(20) 사이의 광경로 상에 배치되며, 입사광의 편광방향에 따라 회절특성이 다르도록 기판 상에 홀로그램패턴을 식각함에 의해 형성된다. 통상적으로 상기 위상지연판(60)로 상기 광원(20)쪽에서 입사되는 직선편광의 광을 원편광으로 바꾸어주고, 상기 기록매체(10)쪽에서 입사되는 원편광의 광을 직선편광으로 바꾸어주는 λ/4파장판을 포함한다. 상기 광원(20)과 상기 홀로그램소자(50) 사이에는 광픽업장치의 광학적 배치를 고려하여 상기 광원(20)에서 출사된 광의 진행경로를 바꾸어주는 전반사미러(40)가 경사지게 배치된다. 또한, 상기 광원(20)과 전반사미러(40) 사이의 광경로 상에 상기 광원(20)에서 출사된 발산광을 평행광을 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈(30)가 더 포함될 수 있다.

이와 같이, 구비된 홀로그램소자(50)를 채용한 광픽업장치는 통상적인 편광빔스프리터 또는 빔스프리터를 채용함에 의해 광의 진행경로를 변환하는 방식의 광픽업장치에 비하여 그 광학적 구성이 간단하다는 장점이 있다.

한편, 상기한 광픽업장치에 채용된 종래의 홀로그램소자(50)는 제2도에 도시된 바와 같이, 복굴절이 큰로 된 기판(51)을 사용하며, 에칭에 의해 다수의 그루브(52)가 형성된다. 상기 홀로그램소자로 입사되는 광은 그루브(52)가 형성된 영역에서는 위상의 지연없이 투과된다. 반면, 상기 그루브(52)가 형성되지 않은 영역에서는 P파 또는 S파는 위상이 180°반전된다. 따라서, 상기 홀로그램소자를 통과한 광중 일 편광의 광(54)은 직진 투과되고, 다른 편광의 광(55)은 회절투과된다. 상기 홀로그램소자(50)는 입사광의 편광성분에 따라 직진투과 또는 회절투과시키는 특성이 뛰어난 반면, 기판의 재료인은 그 가격이 고가이다. 따라서, 상기한 홀로그램소자를 채용한 종래의 광픽업장치의 제조원가가 상승한다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 언급한 바와 같은 단점을 극복하기 위해 안출된 것으로서, 다중박막층의 적층에 의해 제조된 저가의 홀로그램소자를 채용한 광픽업장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 광원과; 상기 광원에서 출사된 광을 집속시켜 기록매체에 맺히도록 하는 대물렌즈와; 상기 광원과 상기 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사되는 광의 진행경로를 변환하는 홀로그램소자와;

상기 홀로그램소자와 상기 기록매체 사이의 광경로 상에 배치되어 입사되는 직선편광의 광을 원편광의 광으로 바꾸어주고, 입사되는 원편광의 광을 직선편광의 광으로 바꾸어주는 위상지연판과; 상기 기록매체에서 반사되고 상기 홀로그램소자를 경유한 광을 수광하는 광검출기;를 포함하여 된 광픽업장치에 있어서, 상기 홀로그램소자는 입사광이 투과되도록 된 투명기판과; 상기 투명기판 상에 부분적으로 형성되며 굴절율이인 제1박막층과, 굴절율이인 제2박막층이 교대로 적층되어 된 다중박막층;을 포함하여 된 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 구성도.

도 2는 종래의 홀로그램소자를 보인 개략적인 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 홀로그램소자의 일 실시예를 보인 개략도.

도 4는 본 발명에 따른 홀로그램소자의 다른 실시예를 보인 개략도.

도 5는 본 발명에 따른 위상지연판의 일 실시예를 보인 개략도.

도 6은 본 발명에 따른 위상지연판의 다른 실시예를 보인 개략도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10...기록매체 20...광원

30...콜리메이팅렌즈 40...전반사미러

50,150...홀로그램소자 60,160...위상지연판

70...대물렌즈 151...투명기판

155...다중박막층 156...제1박막층

157...제2박막층 158...반사코팅층

본 발명의 실시예들에 따른 광픽업장치는 제1도에 도시된 바와 같이, 광원(20), 홀로그램소자(150), 위상지연판(160), 대물렌즈(70) 및 광검출기(80)를 포함한다. 여기서, 상기 광원(20)과, 대물렌즈(70) 및 광검출기(80)는 통상적인 광학부재들로 도 1을 참조하여 설명한 일반적인 광학부재들과 동일 내지 유사하므로 그 자세한 설명은 생략한다. 또한, 상기 광원(80)과 홀로그램소자(150) 사이의 광경로 상에는 상기 광원(80)에서 출사된 발산광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈(30)가 더 포함되는 것이 바람직하며, 상기 콜리메이팅렌즈(30)와 상기 홀로그램소자(150) 사이에는 그 광학적 배치를 고려하여 전반사미러(40)가 배치되는 것이 바람직하다.

상기 홀로그램소자(150)는 상기 콜리메이팅렌즈(30)와 상기 대물렌즈(70) 사이의 광경로 상에 배치되며, 입사되는 광의 진행경로를 변환시켜준다. 이 홀로그램소자(150)는 광경로 상에 경사지게 배치된다.

이 홀로그램소자(150)의 일 실시예를 도 3을 참조하여 설명한다. 도시된 바와 같이, 투명기판(151)과, 이 투명기판(151) 상의 일 부분에 다중 코팅에 의해 형성된 다중박막층(155)을 포함한다. 상기 투명기판(151)은 입사되는 광을 직진 투과시킨다. 따라서, 이 투명기판(151)로 향하는 P파와 S파의 광은 위상지연없이 투과된다. 상기 다중박막층(155)은 굴절율이인 제1박막층(156)과, 굴절율이인 제2박막층(157)을 교대로 적층함에 의해 형성된다. 이 다중박막층(155)은 상기 투명기판(151)상에 제1박막층(156)과 제2박막층(157)을 교대로 코팅함에 의해 다층구조를 형성하고, 식각에 의해 그 일부를 제거함으로써 제조된다. 상기 제1박막층(156)의 굴절율과 제2박막층(157)의 굴절율은 서로 다르다.

이와 같이, 적층 형성된 다중박막층(155)은 입사되는 광을 모두 투과시킴과 아울러, 입사광의 S파성분 또는 P파성분을 180°위상지연시킨다. 입사광을 모두 투과시키기 위하여 상기 다중박막층(155)은 교대로 적층된 상기 제1박막층(156)과 제2박막층(157)의 한 주기의 광학적 깊이 Λ가 상기 광원(80)에서 출사된 광의 파장 λ에 대해 λ/4의 정수배가 되지 않도록 한다.

여기서, 상기 S파성분의 위상을 반전시키는 형태의 홀로그램소자(150)를 S형홀로그램소자로 정의하고, 이와 반대로 P파성분의 위상을 반전시키는 형태의 홀로그램소자(150)를 P형홀로그램소자로 정의한다.

상기 홀로그램소자(150)로 S형홀로그램소자를 채용한 경우, 상기 다중박막층(155)은 입사되는 P파의 광은 위상 지연 없이 직진 투과시키고, 입사되는 S파의 광은 180°만큼 위상을 반전 투과시킨다. 따라서, 투명기판(151) 상의 상기 다중박막층(155)이 형성되지 않은 부분으로 입사되는 광과 비교하여 볼 때, S파에 대하여 홀로그램이 작용한다.

반면, 상기 홀로그램소자(150)로 P형홀로그램소자를 채용한 경우, 상기 다중박막층(155)은 입사되는 S파의 광은 위상 지연 없이 직진 투과시키고, 입사되는 P파의 광은 180°만큼 위상을 반전 투과시킨다. 따라서, 투명기판(151) 상의 상기 다중박막층(155)이 형성되지 않은 부분으로 입사되는 광과 비교하여 볼 때, P파에 대하여 홀로그램이 작용한다.

상기한 바와 같이, 구비된 홀로그램소자(150)는 그 제조원가가 저렴하여 이를 채용한 광픽업장치의 가격을 대폭 낮출 수 있다는 장점이 있다.

본 발명에 따른 홀로그램소자(150)의 다른 실시예를 도 4를 참조하여 설명한다.

도시된 바와 같이, 홀로그램소자(150)는 투명기판(151)과, 이 투명기판(151) 상의 일부분에 적층 형성된 다중박막층(155) 및, 상기 투명기판(151)과 상기 다중박막층(155)의 일부면에 코팅에 의해 형성된 반사층(158)을 포함한다. 상기 반사층(158)은 금속코팅 또는 전반사코팅에 의해 형성된다.

상기 투명기판(151)과, 상기 다중박막층(155)은 그 구조에 있어서, 제3도를 참조하여 설명한 홀로그램소자(150)와 동일 내지 유사하므로 그 자세한 설명은 생략한다. 반면, 본 실시예에 따른 홀로그램소자(150)는 상기 투명기판(151)과, 상기 다중박막층(155)의 일면에 전반사 코팅에 의해 반사층(158)을 형성함으로써, 입사광을 전반사시키도록 된 것에 그 특징이 있다.

여기서, 상기 다중박막층(155)은 입사된 광의 P파 또는 S파의 위상을 90°만큼 지연시킨다. 따라서, 상기 상기 다중박막층(155)로 입사되고, 상기 반사층(158)에서 반사되어 출사되는 광은 입사되는 광에 대해 P파 또는 S파의 위상이 180°만큼 지연된다. 따라서, 상기한 홀로그램소자(150)의 일 실시예와 동일 기능을 한다.

이와 같은, 구조의 홀로그램소자(150)를 채용한 광픽업장치는 상기 전반사미러(제1도 40)의 위치에 상기 홀로그램소자(150)를 배치시키고, 이 홀로그램소자(150)가 상기 전반사미러(도 1의 40)의 기능을 병행함으로써, 광학적 구성을 단순화시킬 수 있다는 장점이 있다.

상기 위상지연판(160)은 상기 홀로그램소자와 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 투과되는 광의 P파 또는 S파 위상을 지연시킴에 의해 직선편광의 광을 원형편광의 광으로 바꾸어주고, 원형편광의 광을 직선편광의 광으로 바꾸어준다. 이를 위하여 상기 위상지연판(160)은 입사광의 P파와 S파의 위상차가 90°가 되도록 λ/4파장판으로 된 것이 바람직하다.

도 5 및 도 6을 참조하여 상기 위상지연판(160)의 실시예들을 설명한다.

본 발명에 따른 위상지연판(160)의 일실시예는 도 5에 도시된 바와 같이, 굴절율이 서로 다른 제1코팅층(161)과, 제2코팅층(162)이 교대로 적층되어 이루어진다. 이때, 상기 두 코팅층(161)(162)의 적층수를 조절함으로써, 상기한 위상차를 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 위상지연판(160)의 다른 실시예는 제6도에 도시된 바와 같이, 상호 교대로 적층된 굴절율이 서로 다른 제1코팅층(161) 및 제2코팅층(162)과, 상기 두 코팅층(161)(162)의 일면에 코팅 형성된 전반사층(163)을 포함한다. 이와 같은, 구조의 위상지연판(160)은 입사광이 상기 전반사층에서 전반사되어 출사됨으로 그 위상차가 45°로 되어 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 구비된 본 발명에 따른 광픽업장치는 다중박막 구조의 홀로그램소자와 다중박막 구조의 위상지연판을 채용함으로써, 제조원가를 대폭 낮출 수 있다. 또한, 광학적 배치 문제로 상기 광원과 홀로그램소자 사이의 광경로 상에 위치된 전반사미러를 반사형 홀로그램소자로 대체함으로써 광픽업장치의 광학적 구성을 단순화할 수 있어서, 장치를 소형화 할 수 있다.

Claims

광원과;

상기 광원에서 출사된 광을 집속시켜 기록매체에 맺히도록 하는 대물렌즈와;

상기 광원과 상기 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사되는 광의 진행경로를 변환하는 홀로그램소자와;

상기 홀로그램소자와 상기 기록매체 사이의 광경로 상에 배치되어 입사되는 직선편광의 광을 원편광의 광으로 바꾸어주고, 입사되는 원편광의 광을 직선편광의 광으로 바꾸어주는 위상지연판과;

상기 기록매체에서 반사되고 상기 홀로그램소자를 경유한 광을 수광하는 광검출기;를 포함하여 된 광픽업장치에 있어서,

상기 홀로그램소자는 입사광이 투과되도록 된 투명기판과; 상기 투명기판 상에 부분적으로 형성되며 굴절율이인 제1박막층과, 굴절율이인 제2박막층이 교대로 적층되어 된 다중박막층;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
제1항에 있어서, 입사광중 상기 다중박막층을 투과한 광은 P파와 S파의 위상지연이 180°인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
제1항에 있어서, 상기 위상지연판은 굴절율이 서로 다른 제1코팅층과 제2코팅층이 교대로 적층되어 입사되는 광의 P파와 S파의 위상차가 90°되도록 된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
제1항에 있어서, 상기 위상지연판은 상호 교대로 적층되고 서로 굴절율이 서로 다른 제1코팅층 및 제2코팅층과, 상기 두 코팅층의 일면에 코팅된 전반사층을 포함하여 입사되는 광의 P파와 S파의 위상차가 90°되도록 지연 반사시키는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
제1항에 있어서, 상기 광원과 상기 홀로그램소자 사이의 광경로 상에 상기 광원에서 출사된 발산광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈가 더 포함된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
제1항에 있어서, 상기 광원과 상기 홀로그램소자 사이의 광경로 상에 입사광의 진행경로를 바꾸어주는 전반사미러가 더 포함된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
광원과;

상기 광원에서 출사된 광을 집속시켜 기록매체에 맺히도록 하는 대물렌즈와;

상기 광원과 상기 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사되는 광의 진행경로를 변환하는 홀로그램소자와;

상기 홀로그램소자와 상기 기록매체 사이의 광경로 상에 배치되어 입사되는 직선편광의 광을 원편광의 광으로 바꾸어주고, 입사되는 원편광의 광을 직선편광의 광으로 바꾸어주는 위상지연판과;

상기 기록매체에서 반사되고 상기 홀로그램소자를 경유한 광을 수광하는 광검출기;를 포함하여 된 광픽업장치에 있어서,

상기 홀로그램소자는 입사광이 투과되도록 된 투명기판과; 상기 투명기판 상에 부분적으로 형성되며 굴절율이인 제1박막층과, 굴절율이인 제2박막층이 교대로 적층되어 된 다중박막층과; 상기 투명기판과 상기 다중박막층의 일측면에 코팅 형성되어 입사되는 광을 전반사시키도록 된 반사층;을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
제7항에 있어서, 입사광중 상기 다중박막층을 투과한 광은 P파와 S파의 위상지연이 90°인 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
제7항에 있어서, 상기 위상지연판은 굴절율이 서로 다른 제1코팅층과 제2코팅층이 교대로 적층되어 입사되는 광의 P파와 S파의 위상지연이 90°되도록 된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
제7항에 있어서, 상기 위상지연판은 상호 교대로 적층되고 서로 굴절율이 서로 다른 제1코팅층 및 제2코팅층과, 상기 두 코팅층의 일면에 코팅된 전반사층을 포함하여 입사되는 광의 P파와 S파의 위상지연이 90°되도록 지연 반사시키는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
제7항에 있어서, 상기 광원과 상기 홀로그램소자 사이의 광경로 상에 상기 광원에서 출사된 발산광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈가 더 포함된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.