KR100188968B1 - 호환형 광픽업장치 - Google Patents

Abstract

포맷이 다른 디스크를 호환 채용할 수 있도록 된 호환형 광픽업장치가 개시되어 있다.

이 광픽업장치는 광원과; 광원과 기록매체 사이의 광경로 상에 배치되어 입사되는 광의 진행경로를 변환하는 제1광경로변환수단과; 기록매체에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속하는 대물렌즈와; 기록매체에서 반사된 광을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출하는 광검출기를 구비하여 된 호환형 광픽업장치에 있어서, 제1광경로변환수단과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 S파성분과 P파성분이 서로 광경로 차를 갖도록 하는 제2광경로변환수단이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

호환형 광픽업장치

본 발명은 호환형 광픽업장치에 관한 것으로서, 상세하게는 포맷이 다른 디스크를 호환 채용할 수 있도록 된 호환형 광픽업장치에 관한 것이다.

일반적으로 광픽업장치는 컴팩트 디스크 플레이어(C에), 디지탈 비데오 디스크 플레이어(DV에), CD-ROM 드라이버, DVD-ROM 드라이버 등에 채용되어 비접촉식으로 기록매체에 정보의 기록/재생을 수행한다.

DVDP와, DVD-ROM은 고밀도 기록/재생이 가능한 장치로 영상/음향분야에서 주목받고 있다. 이 DVDP에 채용되는 광픽업장치는 그 호환성을 위하여 기록매체로 디지탈 비데오 디스크(DVD) 뿐만 아니라 컴팩트 디스크(CD)를 채용하는 경우에도 정보의 기록 및/또는 재생이 가능하여야 한다.

그러나, DVD의 두께는 기구적인 디스크 기울기 허용오차와 대물렌즈 개구수 등으로 인하여 CD 패밀리의 두께와 다른 규격으로 표준화되었다. 즉, 기존 CD 패밀리의 두께가 1.2mm인 반면 DVD는 0.6mm이다. 이와 같이, CD 패밀리와 DVD의 두께가 서로 다름으로 DVD용 광픽업장치를 CD 패밀리에 적용한 경우 두께 차이에 의한 구면수차가 발생된다. 이 구면수차에 의하여 정보신호의 기록에 필요한 충분한 광강도를 얻지 못하거나 재생시의 신호가 열화되는 문제가 발생된다.

이러한 점들을 고려하여 안출된 종래의 호환형 광픽업장치를 제1도를 참조하여 설명한다.

도시된 바와 같이, 그 구성에 있어서 광원(11), 대물렌즈(19), 빔스프리터(15), 홀로그램소자(17) 및 광검출기(23)로 대별된다. 상기 광원(11)은 반도체 레이저로 레이저 광을 생성 출사한다. 상기 대물렌즈(19)는 디스크(미도시)의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 수렴한다. 상기 빔스프리터(15)는 상기 광원(11)과 대물렌즈(19) 사이의 광경로 상에 위치하여 상기 디스크에서 반사된 광이 상기 광원(11)쪽으로 재입사되는 것을 방지한다. 즉, 이 빔스프리터(15)는 상기 광원(11)쪽에서 입사되는 광(1)을 대부분 직진 통과시키고, 상기 대물렌즈(19) 쪽에서 입사되는 광을 반사시켜 상기 광검출기(23)로 향하도록 한다. 상기 홀로그램소자(17)는 상기 대물렌즈(19)와 빔스프리터(15) 사이의 광경로 상에 위치한다. 이 홀로그램소자(17)는 입사광을 0차광(3)과 +1차광(5)으로 분리하여 출사시킨다. 출사된 0차광(3)은 입사광에 대하여 대체로 직진하고, 출사된 +1차광(5)은 발산한다. 그러므로, 상기 0차광(3)과 +1차광(5)은 상기 대물렌즈(19)의 각기 다른 위치를 통과하여 기록매체(10)의 서로 다른 위치에 맺힌다. 상기 0차광(3)은 두께가 상대적으로 얇은 디스크(10b), 예컨대 DVD용으로 사용되고, 상기 +1차광(5)은 두께가 상대적으로 두꺼운 디스크(10a), 예컨대 CD용으로 사용된다. 상기 광검출기(23)는 상기 디스크(10)의 기록면에서 반사된 광을 수광하여 RF(radio frequency)정보신호와, 트랙 오차신호 및 포커스 오차신호를 검출한다.

상기 광검출기(23)는 독립적으로 광을 수광할 수 있도록 복수개의 분할판으로 이루어져 있고, 각 분할판에서 수광된 신호를 합산 및 차동증폭하여 RF정보신호와, 트랙 오차신호 및 포커스 오차신호를 검출한다.

또한 상기 광픽업장치는 그레이팅(15)과 콜리메이팅렌즈(13) 및 비점수차렌즈(21)를 더 포함한다. 상기 그레이팅(15)은 상기 광원(11)과 빔스프리터 사이에 위치되어 입사빔을 0차회절빔, ±1차회절빔,...등으로 회절시킨다. 상기 콜리메이팅렌즈(13)는 상기 빔스프리터(15)와 홀로그램소자(17) 사이에 구비되어 입사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어준다. 그리고, 상기 비점수차렌즈(21)는 상기 빔스프리터(15)와 광검출기(23) 사이에 위치되어, 상기 대물렌즈(19)와 디스크 사이의 거리가 온 포커스인경우, 원형의 광이 상기 광검출기(23)에 맺히도록 하고, 그렇지 않은 경우 타원형의 광이 상기 광검출기(23)에 맺히도록 한다.

이 광픽업장치는 광원(11)에서 출사된 광을 상기 홀로그램소자(17)에서 0차광(3)과 +1차광(5)으로 분리한다. 이 분리된 각각의 광(3)(5)은 상기 대물렌즈(19)를 통하면서 수렴되어 디스크에 맺힌다. 디스크로 두께가 상대적으로 얇은 디스크 예컨대, DVD를 채용한 경우에는 0차광(3)을 이용하여 정보를 기록/재생하고, 디스크로 두께가 상대적으로 두꺼운 디스크 예컨대, CD를 채용한 경우에는 +1차광(5)을 이용하여 정보를 기록/재생한다.

이와 같이 구비된 광픽업장치는 홀로그램소자(17)에서 0차광(3)과 +1차광(5)으로 분리하여 사용하므로, 디스크에 맺히는 광스폿의 광효율이 대략 50% 이내로 떨어진다. 그리고, 분리된 광 각각은 상기 홀로그램소자(17)를 통과하여 상기 광검출기(23)로 향하므로, 상기 광검출기(23)에서 수광되는 광은 광원(11)에서 출사된 광에 비하여 대략 25%이내의 광효율을 가진다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 광효율이 떨어지는 단점을 보완하기 위하여 안출된 것으로서, 광효율이 향상된 호환형 광픽업장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 호환형 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 호환형 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 개략적인 구성도.

도 3은 기록매체로 DVD를 채용한 경우 광진행경로를 설명하기 위해 나타낸 도면.

도 4는 기록매체로 CD를 채용한 경우 광진행경로를 설명하기 위해 나타낸 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10...기록매체31...광원33...제1광경로변환수단

35...대물렌즈37...광검출기40...제2광경로변환수단41...프리즘42...제1편광코팅면43...제2편광코팅면

45...제1반사부45...제2반사부52...제1광

53...제2광

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 호환형 광픽업장치는, 광원과; 상기 광원과 기록매체 사이의 광경로 상에 배치되어 입사되는 광의 진행경로를 변환하는 제1광경로변환수단과; 상기 기록매체에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속하는 대물렌즈와; 상기 기록매체에서 반사된 광을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출하는 광검출기를 구비하여 된 호환형 광픽업장치에 있어서, 상기 제1광경로변환수단과 상기 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 S파성분과 P파성분이 서로 광경로 차를 갖도록 하는 제2광경로변환수단이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 호환형 광픽업장치의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 호환형 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 구성도이다. 도시된 바와 같이, 호환형 광픽업장치는 광원(31)과, 입사광의 진행경로를 변환하는 제1광경으로변환수단(33)과, 입사광의 S파성분과 P파성분이 서로 광경로 차를 갖도록 하는 제2광경으로변환수단(40)과, 기록매체(10)에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속하는 대물렌즈(35)와, 상기 기록매체(10)에서 반사된 광을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출하는 광검출기(37)로 구성된다.

상기 광원(31)은 소정 파장의 레이저광을 생성 출사하는 반도체 레이저이다. 상기 제1광경으로변환수단(33)은 상기 광원(31) 쪽에서 입사되는 광(51)은 상기 기록매체(10)로 향하도록 하고, 상기 기록매체(10) 쪽에서 입사되는 광은 광검출기(37)로 향하도록 한다. 이 제1광경으로변환수단(33)로 도시된 바와 같이, 홀로그램소자(34)를 채용할 수 있다. 이 홀로그램소자(34)는 상기 광원(31) 쪽에서 입사되는 광(51)은 직진투과시키고, 상기 기록매체(10) 쪽에서 입사되는 회절투과시킨다. 또한, 상기 제1광경으로변환수단(33)은 입사광을 그 광량비로 분할하여 투과/반사시키는 빔스프리터와, 입사광을 그 편광방향에 따라 투과/반사시키는 편광빔스프리터로 구성될 수 있다.

상기 제2광경으로변환수단(40)은 광의 진행경로가 두 경로를 갖도록 하는 프리즘(41)과, 이 프리즘(41)을 투과한 광을 전반사시키는 제1 및 제2반사부(46)로 구성된다. 상기 프리즘(41)은 이등변삼각기둥형상으로 상기 광원(31)과 마주하는 면이 광축에 수직하게 광경로 상에 배치된다. 이 프리즘(41)은 광경로 상에 경사지게 형성되어 입사광을 편광에 따라 투과/반사시켜 제1광(52)과 제2광(53)로 분리시키는 제1편광코팅면(42)과, 상기 제1편광코팅면(42)과 대향되는 광경로 상에 경사지게 형성되어 상기 제1코팅면에서 반사된 제1광(52)은 반사시키고 투과된 제2광(53)은 투과시키는 제2편광코팅면(43)을 가진다. 상기 제1광(52)은 S편광과 P편광 중 어느 한 편광의 광이며, 상기 제2광(53)은 제1광(52)과 편광이 다른 편광의 광이다. 상기 제1반사부(45)는 상기 제1편광코팅면(42) 상에 형성되어 상기 제1편광코팅면(42)을 투과한 제2광(53)을 전반사시킨다. 그리고, 상기 제2반사부(46)는 상기 제2편광코팅면(43) 상에 형성되어 상기 제1반사부(45)에서 반사되어 입사되는 제2광(53)을 상기 제2편광코팅면(43)로 향하도록 반사시킨다. 상기 제1반사부(45)와, 상기 제2반사부(46)는 상기 프리즘(41)의 소정 위치 각각에 소정 두께로 된 반사코팅에 의해 형성되는 것이 바람직하며, 별도의 부재로 구현되어도 무방하다.

여기서, 상기 제2편광코팅면(43)에서 반사되어 진행되는 제1광(52)과, 상기 제2편광코팅면(43)을 투과하여 진행되는 제2광(53)이 동일 광축을 갖도록 상기 제1반사부(45)와 상기 제2반사부(46)는 같은 굴절율 및 두께를 가지고, 상기 제1편광코팅면(42)이 입사광축에 대해 각도 θ 만큼 기울어지게 배치된 경우, 상기 제2편광코팅면(43)은 출사광축에 대해 각도 (360°- θ) 만큼 기울어진 것이 바람직하다.

이와 같이, 제2광경으로변환수단(40)을 상기 제1광경으로변환수단(33)과 상기 대물렌즈(35) 사이의 광경로 상에 구비함으로 상기 광원(31)에서 출사된 광을 제1광(52)과 제2광(53)로 분리시킬 수 있고, 상기 기록매체(10) 쪽으로 향하는 제1광(52)과 제2광(53)의 직경을 다르게 할 수 있다.

상기 대물렌즈(35)는 상기 제2광경으로변환수단(40)과 상기 기록매체(10) 사이의 광경로 상에 배치되며, 기록매체(10)의 광스폿이 맺히도록 입사광을 수렴시킨다. 상기 광검출기(37)는 상기 기록매체(10)에서 반사되고, 상기 제1광경으로변환수단(33)에서 그 경로가 변환된 광을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출한다.

도 3 및 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 호환형 광픽업장치의 동작을 살펴보면, 다음과 같다.

이 호환형 광픽업장치는 기록매체(10)로 CD(10a)와 DVD(10b)를 호환 채용할 수 있도록 된 것으로 상기 대물렌즈(35)는 DVD(10b) 규격에 해당하는 개구수를 가진다.

도 3은 기록매체(10)로 DVD(10b)를 채용한 경우 광진행경로를 나타낸 것이고, 도 4는 기록매체(10)로 CD(10a)를 채용한 경우 광진행경로를 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 광원(31)에서 출사되고 상기 홀로그램소자(34)를 통과한 광은 프리즘(41)의 제1편광코팅면(42)에서 그 편광성분에 따라 투과 또는 반사된다. 상기 제1편광코팅면(42)에서 반사된 제1광(52)이 DVD(10b)용으로 이용되며, 상기 제2편광코팅면(43)에서 반사되어 상기 대물렌즈(35)를 투과한다. 이후, 기록매체(10) 즉, DVD(10b)의 기록면에 맺힌다. 반면, 상기 제1편광코팅면(42)을 투과한 제2광(53)은 상기 제1반사부(45)와 제2반사부(46)에서 반사되고, 상기 제2편광코팅면(43)을 투과한다. 상기 제1광(52)은 상기 제2광(53)에 비해 상대적으로 짧은 광경로를 가지며, 제1광(52)과 제2광(53)의 발산각은 같으므로, 상기 제1광(52)이 상기 제2광(53)에 비해 상기 대물렌즈(35)에서 가까운 쪽의 광축상에 광스폿이 맺힌다.

따라서, 상기 제1광(52)은 DVD(10b)의 기록면에 맺히고, 상기 제2광(53)은 CD(10a)의 기록면에 맺힌다.

상기한 바와 같이, 구성된 본 발명에 따른 호환형 광픽업장치는 입사광의 편광성분에 따라 광경로를 다르게하여 두 초점에 광스폿이 맺히도록 하여, 기록매체(10)로 두께가 서로 다른 디스크를 채용할 수 있도록 한다. 또한, 이 광픽업장치는 광원(31)에서 출사된 광을 이분할하여 전반사시킴으로 상기 광검출기(37)에서 수광되는 광은 광원(31)에서 출사된 광에 비해 대략 50%의 광효율을 가진다.

Claims (4)

1. 광원과; 상기 광원과 기록매체 사이의 광경로 상에 배치되어 입사되는 광의 진행경로를 변환하는 제1광경로변환수단과; 상기 기록매체에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속하는 대물렌즈와; 상기 기록매체에서 반사된 광을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출하는 광검출기를 구비하여 된 호환형 광픽업장치에 있어서,

   상기 제1광경로변환수단과 상기 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 S파성분과 P파성분이 서로 광경로 차를 갖도록 하는 제2광경로변환수단이 더 구비된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1광경로변환수단은 상기 광원쪽에서 입사되는 광은 직진투과시키고, 상기 기록매체 쪽에서 입사되는 광은 회절투과시키도록 된 홀로그램소자인 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2광경로변환수단은 광경로 상에 경사지게 형성되어 입사광을 편광에 따라 투과/반사시켜 제1광과 제2광으로 분리시키는 제1편광코팅면과, 상기 제1편광코팅면과 대향되는 광경로 상에 경사지게 형성되어 상기 제1코팅면에서 반사된 제1광은 반사시키고 투과된 제2광은 투과시키는 제2편광코팅면을 갖는 프리즘과;

   상기 제1편광코팅면 상에 형성되어 상기 제1편광코팅면을 투과한 제2광을 전반사시키는 제1반사부와;

   상기 제2편광코팅면 상에 형성되어 상기 제2광을 상기 제2편광코팅면쪽으로 반사시키는 제2반사부를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 제2편광코팅면에서 반사되어 진행되는 제1광과, 상기 상기 제2편광코팅면을 투과하여 진행되는 제2광은 동일 광축을 갖는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.