KR100214581B1 - 광픽업장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 DVDP(Digital Video Disc Player), CDP(Compact Disc Player) 등의 광학식 기록/재생기의 광픽업장치에 관한 것으로, 광원으로서는 파장이 각각 다른 2개의 레이저다이오드를 사용하거나, 자체적으로 파장의 가변이 가능한 파장가변 레이저다이오드를 사용하거나, 대물렌즈를 광파장에 따른 굴절율의 변화, 즉 색수차가 큰 물질로 형성하여, 레이저다이오드의 광효율을 향상킴으로써 두께 및 기록밀도가 서로 다른 디스크의 신호를 에러 없이 보다 정확하게 검출하도록 한 것이다.

Description

광픽업장치
제1도는 종래기술에 의한 광픽업장치의 일례를 보인 구성도.
제2a도 및 b도는 종래기술에 의한 광픽업장치의 작용을 보인 것으로,
제2a도는 두께가 0.6㎜인 고밀도디스크의 재생동작을 설명하기 위한 작용도.
제2b도는 두께가 1.2㎜인 저밀도디스크의 재생동작을 설명하기 위한 작용도.
제3도는 본 발명에 의한 광픽업장치의 일실시예를 보인 구성도.
제4도의 a도 및 b도는 본 발명의 일실시예에 따른 광픽업장치의 작용을 보인 것으로,
제4a도는 두께가 1.2㎜인 저밀도디스크의 재생동작을 설명하기 위한 작용도.
제4b도는 두께가 0.6㎜인 고밀도디스크의 재생동작을 설명하기 위한 작용도.
제5도는 본 발명에 의한 광픽업장치의 다른 실시예를 보인 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11A, 11B, 11C : 레이저다이오드 12 : 레이저다이오드 콘트롤러
13 : 제1집광렌즈 14 : 빔스플리터
15 : λ/4 플레이터 16 : 대물렌즈
17 : 제2집광렌즈 18 : 포토디텍터
본 발명은 DVDP(Digital Video Disc Player), CDP(Compact Disc Player) 등의 광학식 기록/재생기의 광픽업장치에 관한 것으로, 특히 두께 및 기록밀도가 사로 다른 디스크의 신호를 에러(error) 없이 보다 정확하게 검출할 수 있게 한 광픽업장치에 관한 것이다.
종래에도 두께가 서로 다른 2종류의 디스크를 한 개의 광픽업장치를 이용하여 독취할 수 있도록 한 기술이 알려지고 있는 바, 그 일례를 첨부 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.
제1도는 'SPIE VOL.2338 OPTICAL DATA STORAGE'(1994년)에 실린 'Dual focus optical head for 0.6㎜ and 1.2㎜ disks'(Matsushita Electric Industrial Co.)라는 제목의 논문으로서, 도면중 1은 레이저다이오드(laser diode), 2는 HOE(Hologram Optical Element)(이하, '홀로그램'이라 약칭함), 3은 대물렌즈(objective lens), 4는 포토디텍터(photodetector), D6은 두께가 0.6㎜인 고밀도디스크(D6), D12는 1.2㎜인 저밀도디스크를 보인 것이다.
상기와 같은 광픽업장치는, 홀로그램(2)을 채용하여 동시에 초점거리가 다른 2개의 광초점을 형성함으로써 제2a도에 도시한 바와 같이, 두께가 0.6㎜인 고밀도디스크(D6)의 정보기록면에 초점이 맺히게 하거나, 제2b도에 도시한 바와 같이, 두께가 1.2㎜인 저밀도디스크(D12)에 초점이 맺히게 한다.
그러나, 상기와 같은 종래기술에 의한 광픽업장치는, 레이저다이오드(1)의 빔이 홀로그램(2)에 의하여 초점거리가 다른 2개의 광초점을 항시 갖게 됨으로써 광효율이 저하되는 단점이 있었다.
즉, 제2a도에 도시한 바와 같이, 고밀도디스크(D6)의 정보기록면에 초점이 맺혀도 레이저다이오드(1)의 빔중 일부는 저밀도디스크(D12)의 정보기록면 위치에 그 저밀도디스크(D12)의 정보기록면을 독취하기 위한 초점이 불필요하게 존재하게 되고, 반대로 제2b도에 도시한 바와 같이, 저밀도디스크(D12)의 정보기록면에 초점이 맺혀도 레이저다이오드(1)의 빔중 일부는 고밀도디스크(D6)의 정보기록면 위치에 그 고밀도디스크(D6)의 정보기록면을 독취하기 위한 초점이 불필요하게 존재하게 됨으로써 광효율이 저하되는 것이다.
이와 같은 광효율의 저하로 출력파워(power)가 저하되어 고밀도디스크(D6) 및 저밀도디스크(D12)의 정보기록면에서 검출신호 양이 적게 되며, 따라서 포토디텍터(4)에서의 신호 검출시 에러(error)가 발생되어, 광픽업장치의 신뢰성에 치명적인 문제점으로 작용하게 되는 것이었다.
본 발명의 목적은 레이저다이오드의 광효율을 향상시켜, 두께 및 기록밀도가 서로 다른 디스크의 신호를 에러 없이 보다 정확하게 검출할 수 있도록 한 광픽업장치를 제공함에 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일실시예로서, 두께가 다른 고밀도디스크와 저밀도디스크를 호환하여 광학적으로 기록 또는 재생하기 위한 광픽업장치에 있어서, 서로 다른 파장의 광빔을 발생하는 2개의 레이저다이오드와, 상기 고밀도디스크 또는 저밀도디스크를 판단하여 상기 2개의 레이저다이오드중 하나를 선택하여 구동하는 콘트롤러와, 상기 레이저다이오드로부터 발생되는 빔을 상기 고밀도디스크 또는 저밀도디스크에 접속하는 대물렌즈와 그로부터 반사되는 빔을 수광하여 전기신호를 검출하는 포토디텍터를 포함하는 단일광학계가 구비된 것을 특징으로 하는 광픽업장치가 제공된다.
여기서, 상기한 상기 단일광학계는 상기 레이저다이오드에서 발생되는 빔을 평행광으로 만드는 제1집광렌즈와, 상기 제1집광렌즈에 의한 평행광을 상기 대물렌즈 투과시키고 상기 반사되어 오는 빔을 상기 포토디텍터로 반사시키는 빔스플리터와, 상기 빔스플리터를 통과한 빔을 편광시켜서 상기 대물렌즈로 입사시키는 λ/4 플레이트와, 상기 빔스플리터에서 반사된 빔을 상기 포토디텍터에 집광시키는 제2집광렌즈를 구비하여 된다.
한편, 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시예로서, 두께가 다른 고밀도디스크와 저밀도디스크를 호환장착하여 광학적으로 기록 또는 재생하기 위한 광픽업장치에 있어서, 상기 저밀도디스크와 저밀도디스크 각각에 대응하여 가변된 파장의 빔을 발생할 수 있는 파장가변 레이저다이오드와, 상기 고밀도디스크 또는 저밀도디스크를 판단하여 해당하는 파장의 빔을 발생하도록 상기 파장가변 레이저다이오드를 구동하는 콘트롤러와, 상기 파장가변 레이저다이오드로부터 발생되는 빔을 평행광으로 진행시키는 제1집광렌즈와, 이 제1집광렌즈의 평행광을 투과시키고 상기 고밀도디스크 또는 저밀도디스크에서 반사되어 오는 빔을 반사시키는 빔스플리터와, 이 빔스플리터를 투과한 빔을 편광시키는 λ/4 플레이트와, 이 λ/4 플레이트를 지난 빔을 상기 고밀도디스크 또는 저밀도디스크에 집속하는 대물렌즈와, 상기 빔스플리터에서 반사되는 빔을 집광시키는 제2집광렌즈와, 이 제2집광렌즈에 의하여 집광되는 빔을 수광하여 전기신호를 검출하는 포토디텍터가 구비된 것을 특징으로 하는 광픽업장치가 제공된다.
이하, 본 고안에 의한 광픽업장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라서 설명하면 다음과 같다.
제3도는 본 발명에 의한 광픽업장치의 일실시예를 보인 구성도이다.
이에 도시한 바와 같이, 본 고안에 의한 광픽업장치의 일실시예는, 파장이 각각 다른 2개의 레이저다이오드(11A)(11B)와, 고밀도디스크(D6), 또는 저밀도디스크(D12)를 판단하여 레이저다이오드(11A), 또는 (11B)를 선택적으로 구동시키는 레이저다이오드 콘트롤러(controller)(12)와, 상기 레이저다이오드(11A), 또는 (11B)로부터 나온 빔을 평행광으로 만드는 제1집렌즈(13)와, 상기 제1집광렌즈(13)를 통과한 평행광 중, 일부 빔을 투과시키고 나머지 빔은 반사시키는 빔스플리터(beamspliter)(14)와, 상기 빔스플리터(14)를 통과한 빔을 편광시키는 λ/4 플레이트(plate)(15)와, λ/4 플레이트(15)를 지난 빔을 고밀도디스크(D6), 또는 저밀도디스크(D12)의 정보기록면(pit)으로 집광시키는 대물렌즈(16)와, 상기 빔스플리터(14)에서 반사된 빔을 집광시키는 제2집광렌즈(17)와, 상기 제2집광렌즈(17)에 의하여 집광된 빔을 감지하여 고밀도디스크(D6), 또는 저밀도디스크(D12)의 재생 신호를 검출함과 아울러 트랙킹/포커싱 오차신호를 검출하는 포토디텍터(18)로 구성되어 있다.
상기 파장이 각각 다른 2개의 레이저다이오드(11A)(11B) 중,저밀도디스크(D12)의 독취를 위한 레이저다이오드(11A)의 파장(λ1)이 고밀도디스크(D6)의 독취를 위한 레이저다이오드(11B)의 파장(λ2)보다 더 크게 되어 있다.
상기 대물렌즈(16)는, λ/4 플레이트(15)를 지난 밤을 고밀도디스크(D6), 또는 저밀도디스크(D12)의 정보기록면(pit)으로 집광시키기 위하여는 광파장에 따른 굴절율의 변화, 즉 색수차(chromatic aberration)가 큰 매질로 형성하는 것이 바람직하며, 그 예로서 폴리가보네이트 재질을 사용할 수 있다. 그러나, 꼭 폴리카보네이트(polycarbonate)에 한정하는 것은 아니며 색수차가 큰 재질이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 광픽업장치는, DVDP에, 또는 CDP에 고밀도디스크(D6), 또는 저밀도디스크(D12)가 장착되면, 레이저다이오드 콘트롤러(12)가 디스크의 두께를 판단하여 그 디스크의 두께에 맞는 레이저다이오드(11A), 또는 (11B)를 구동하게 된다.
장착된 디스크가 고밀도디스크(D6)인지 또는 저밀도디스크(D12)인지를 판단하는 방법은 여러 가지 방법이 알려져 있는데, 그중의 한 방법으로서, 일단 디스크가 장착되면, 두 개의 레이저다이오드(11A,11B)중 하나를 구동하는 상태에서 광픽업장치를 일정한 속도로 디스크의 반경방향으로 이동시키면서 포토디텍터(18)에서 검출되는 전기신중 디스크상의 트랙횡단 정보를 수반하는 신호의 주파수를 근거로 판단하는 것이다. 고밀도디스크와 저밀도디스크상의 트랙밀도(트랙간 간격)에는 차이가 있으므로 그 트랙을 일정속도로 횡단할 때 검출되는 신호의 주파수에도 당연히 차이가 나게 된다. 따라서 상기 콘트롤러(12)는 포토디텍터(18)에서 검출되는 신호의 주파수를 비교하여 디스크가 고밀도디스크인지 저밀도디스크인지를 판단하여 레이저다이오드(11A,11B)를 선택구동하는 기능을 수행하는 회로로서 간단히 구현될 수 있는 것이다.
이하, 고밀도디스크(D6)와 저밀도디스크(D12)에 따른 광픽업장치의 동작을 설명한다.
먼저, 제4a도에 도시한 바와 같이, 두께가 1.2㎜인 저밀도디스크(D12)를 독취하는 경우를 보면, 레이저다이오드 콘트롤러(12)가 저밀도디스크(D12)에 대응되도록 λ1의 파장을 갖는 빔을 발산시키는 레이저다이오드(11A)을 제어하게 된다.
따라서, 레이저다이오드(11A)에서 나온 레이저 빔은 실선으로 도시한 바와 같이, 제1집광렌즈(13)에 의하여 평행광이 되어 빔스플리터(14) 및 λ/4 플레이트(15)를 투과한 후, 대물렌즈(16)로 향하게 된다.
이때, 레이저다이오드(11A)의 레이저 빔은 λ1의 비교적 긴 파장이므로 비교적 긴 초점거리를 갖게 되어, 상대적으로 두꺼운 두께의 저밀도디스크(D12)의 정보기록면에 초점을 결상시키게 되는 것이다.
한편, 제4b도에 도시한 바와 같이, 두께가 0.6㎜인 고밀도디스크(D6)를 독취하는 경우를 보면, 레이저다이오드 콘트롤러(12)가 고밀도디스크(D6)에 대응되도록 λ2의 파장을 갖는 빔을 발산시키는 레이저다이오드(11A)을 제어하게 됨으로써 레이저다이오드(11B)는 상대적으로 짧는 파장(λ2)의 레이저 광을 출력하여 점선으로 도시한 바와 같이, 제1집광렌즈(13), 빔스플리터(14), λ/4 플레이트(15), 및 대물렌즈(16)를 통과하면서 비교적 짧은 초점거리를 갖는 고밀도디스크(D6)의 정보기록면에 초점을 결상시키게 되는 것이다.
이후, 저밀도디스크(D12), 또는 고밀도디스크(D6)에서 반사된 레이저 빔은 다시 대물렌즈(16)를 지나서 λ/4 플레이트(15)에서 편광방향이 변경된 후, 빔스플리터(14)에서 반사되며, 제2집광렌즈(17)를 지나 포토디텍터(18)로 전달되어 저밀도디스크(D12), 또는 고밀도디스크(D6)의 재생신호를 검출함과 아울러 트랙킹/포토싱 오차신호를 검출하게 된다.
상기와 같은 광픽업장치에 의하면, 저밀도디스크(D12), 또는 고밀도디스크(D6)의 신호 검출시, 레이저다이오드(11A)(11B)의 빔 경로는 거의 같으며, 제4a도 및 4b도에 도시한 바와 같이, 파장(λ1)(λ2)이 다른 레이저 광이 대물렌즈(16)에서 각각 굴절율이 다르게 되어, 초점거리가 달라지게 되므로, 두께가 다른 2종류의 디스크(D12)(D6) 위에 결상할 수 있게 되므로 결국, 저밀도디스크(D12) 및 고밀도디스크(D6) 모두를 독취하게 되는 것이다.
한편, 제5도는 본 발명에 의한 광픽업장치의 다른 실시예를 보인 구성도로서, 본 발명의 일실시예와 같이 파장이 각각 다른 2개의 레이저다이오드(11A)(11B)를 사용하지 않고 자체적으로 파장을 가변시키는 파장가변 레이저다이오드(11C)를 사용한 것인 바, 그 전체 구성을 살펴보면, 자체적으로 파장이 가변되는 파장가변 레이저다이오드(11C)와, 고밀도디스크(D6), 또는 저밀도디스크(D12)를 판단하여 파장가변 레이저다이오드(11C)를 구동시키는 레이저다이오드 콘트롤러(controller)(12)와, 상기 파장가변 레이저다이오드(11C)로부터 나온 빔을 평행광으로 만드는 제1집광렌즈(13)와, 상기 제1집광렌즈(13)를 통과한 평행광 중, 일부 빔은 투과시키고 나머지 빔은 반사시키는 빔스플리터(beam spliter)(14)와, 상기 빔스플리터(14)를 통과한 빔을 편광시키는 λ/4 플레이트(plate)(15)와, λ/4 플레이트(15)를 지난 빔을 고밀도디스크(D6), 또는 저밀도디스크(D12)의 정보기록면(pit)으로 집광시키는 색수차가 큰 대물렌즈(16)와, 상기 빔스플리터(14)에서 반사된 빔을 집광시키는 제2집광렌즈(17)와, 상기 제2집광렌즈(17)에 의하여 집광된 빔을 감지하여 고밀도디스크(D6), 또는 저밀도디스크(D12)의 재생신호를 검출함과 아울러 트랙킹/포커싱 오차신호를 검출하는 포토디텍터(18)로 구성되어 있다.
상기 대물렌즈(16)는, 본 발명의 일실시예와 마찬가지로, λ/4 플레이트(15)를 지난 빔을 고밀도디스크(D6), 또는 저밀도디스크(D12)의 정보기록면(pit)으로 집광시키기 위하여는 광파장에 따른 굴절율의 변화, 즉 색수차(chromatic aberration)가 큰 매질로 형성하는 것이 바람직하며, 그 예로서 폴리카보네이트 재질을 사용할 수 있다. 그러나, 꼭 폴리카보네이트(polycarbonate)에 한정하는 것은 아니며 색수차가 큰 재질이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시예에 의한 광픽업장치는, 본 발명의 일실시예와 동일한 원리에 의하여 저밀도디스크(D12), 또는 고밀도디스크(D6)의 독취를 가능하게 하는 바, 그 차이나는 점에 대하여만 상세하게 설명하기로 한다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광픽업장치는, 레이저다이오드 콘트롤러(12)가 디스크의 두께를 감지하여 저밀도디스크(D12)를 판단하게 되면, 상대적으로 같 파장(λ1)의 빔을내도록 파장가변 레이저다이오드(11C)를 제어하게 되며, 반대로 고밀도디스크(D6)를 판단하게 되면, 상대적으로 짧은 파장(λ2)의 빔을내도록 파장가변 레이더다이오드(11C)를 제어하여 디스크 두께에 따른 적정파장의 빔을 출력하게 된다.
이와 같이, 저밀도디스크(D12), 또는 고밀도디스크(D6)에 적당한 파장(λ1), 또는 (λ2)으로 출력된 레이저 빔은 제1집광렌즈(13), 빔스플리터(14), λ/4 플레이트(15)를 지나, 실선, 또는 점선으로 도시한 경로를 따라 진행하여 대물렌즈(16)에 의하여 비교적 긴 파장(λ1)의 빔은 비교적 긴 초점거리를 갖게 되므로 상대적으로 두꺼운 두께의 저밀도디스크(D12)의 정보기록면에 초점을 결상시키게 되고, 반대로 비교적 짧은 파장(λ2)의 빔은 비교적 짧은 초점거리를 갖게 되므로 상대적으로 얇는 두께의 고밀도디스크(D6)의 정보기록면에 초점을 결상시키게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 광픽업장치는, 광원으로서는 파장이 각각 다른 2개의 레이저다이오드를 사용하거나, 자체적으로 파장의 가변이 가능한 파장가변 레이저다이오드를 사용하고, 대물렌즈를 광파장에 따른 굴절율의 변화, 즉 색수차가 큰 물질로 형성하여, 레이저다이오드의 광효율을 향상시킴으로써 두께 및 기록밀도가 서로 다른 디스크의 신호를 에러 없이 보다 정확하게 검출하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 두께가 다른 고밀도디스크와 저밀도디스크를 호환하여 광학적으로 기록 또는 재생하기 위한 광픽업장치에 있어서, 서로 다른 파장의 광빔을 발생하는 2개의 레이저다이오드와, 상기 고밀도디스크 또는 저밀도디스크를 판단하여 상기 2개의 레이저다이오드중 하나를 선택하여 구동하는 콘트롤러와, 상기 레이저다이오드로부터 발생되는 빔을 상기 고밀도디스크 또는 저밀도디스크에 집속하는 대물렌즈와 그로부터 반사되는 빔을 수광하여 전기신호를 검출하는 포토디텍터를 포함하는 단일광학계가 구비된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단일광학계가, 상기 레이저다이오드에서 발생되는 빔을 평행광으로 만드는 제1집광렌즈와, 상기 제1집광렌즈에 의한 평행광을 상기 대물렌즈 투과시키고 상기 반사되어 오는 빔을 상기 포토디텍터로 반사시키는 빔스플피터와, 상기 빔스플리터를 통과한 빔을 편광시켜서 상기 대물렌즈로 입사시키는 λ/4 플레이트와, 상기 빔스플리터에서 반사된 빔을 상기 포토디텍터에 집광시키는 제2집광렌즈를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 대물렌즈는 색수차가 큰 폴리카보네이트 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  4. 두께가 다른 고밀도디스크와 저밀도디스크를 호환장착하여 광학적으로 기록 또는 재생하기 위한 광픽업장치에 있어서, 상기 고밀도디스크와 저밀도디스크 각각에 대응하여 가변된 파장의 빔을 발생할 수 있는 파장가변 레이저다이오드와, 상기 고밀도디스크 또는 저밀도디스크를 판단하여 해당하는 파장의 빔을 발생하도록 상기 파장가변 레이저다이오드를 구동하는 콘트롤러와, 상기 파장가변 레이저다이오드로부터 발생되는 빔을 평행광으로 진행시키는 제1집광렌즈와, 이 제1집광렌즈의 평행광을 투과시키고 상기 고밀도디스크 또는 저밀도디스크에서 반사되어 오는 빔을 반사시키는 빔스플리터와, 이 빔스플리터를 투과한 빔를 편광시키는 λ/4 플레이트와, 이 λ/4 플레이트를 지난 빔을 상기 고밀도디스크 또는 저밀도디스크에 집속하는 대물렌즈와, 상기 빔스플리터에서 반사되는 빔을 집광시키는 제2집광렌즈와, 이 제2집광렌즈에 의하여 집광되는 빔을 수광하여 전기신호를 검출하는 포토디텍터가 구비된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 대물렌즈는 색수차가 큰 폴리카보네이트 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
  6. 두께가 다른 고밀도디스크와 저밀도디스크를 호환하여 광학적으로 기록 또는 재생하기 위한 광픽업장치에 있어서, 파장이 다른 2개의 빔을 발생하는 광원수단과, 상기 고밀도디스크와 저밀도디스크를 판단하여 해당하는 파장의 빔이 발생되도록 상기 광원수단을 구동하는 콘트롤러와, 상기 광원수단으로부터 발생되는 빔을 상기 고밀도디스크 또는 저밀도디스크에 집속하는 색수차가 큰 대물렌즈와 그로부터 반사되는 빔을 수광하여 전기신호를 검출하는 포토디텍터를 포함하는 단일광학계가 구비된 것을 특징으로 하는 광픽업장치.
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