KR100220513B1 - 듀얼 광픽업장치 - Google Patents

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KR100220513B1
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Abstract

본 발명은 광픽업장치의 구성을 간단히 하여 제작단가를 절감하고 크기를 소형화하기 위한 것으로, 디지탈 비디오 디스크용 제1레이저 다이오드(1)와, 디지탈 오디오 디스크용 제2레이저 다이오드(2)와, 제1, 제2레이저 다이오드(1)(2)의 광경로상에 각각 설치된 제1, 제2콜리메이트렌즈(2')(2")와, 제1, 제2레이저 다이오드(1)(2)의 광경로상에 각각 설치된 제1, 제2회절격자(3')(3")와, 제2레이저 다이오드(2)의 레이저빔을 빔스플리트(10)로 일정 비율로 투과 및 반사시키는 편광막(7)이 측사면에 형성된 듀얼 편광프리즘(6)과, 듀얼 편광프리즘(6)의 일측에 부착되고 제1레이저 다이오드(1)의 레이저빔을 듀얼 편광프리즘(6)으로 반사시키는 반사판(5)이 형성된 반사프리즘(4) 및 제1, 제2레이저 다이오드(1)(2)의 레이저빔의 광경로상에 설치되어 레이저빔을 디스크(13)(13')에 각각 집속하는 제1, 제2대물렌즈(12')(12")가 형성된 축섭동 회동식 트윈렌즈(12)를 갖는다. 이러한 광픽업장치는 동일한 기능을 갖는 구성품을 단일화하여 광픽업장치의 제작단가를 현저히 저감시키고, 광픽업장치가 설치되는 플레이어를 소형화할 수 있는 효과가 있다.

Description

듀얼 광픽업장치
본 발명은 듀얼 광픽업장치에 관한 것으로, 특히 두 개의 레이저 다이오드에서 발생된 레이저빔을 듀얼 편광프리즘을 통해 디지탈 비디오 디스크용과 디지탈 오디오 디스크용으로 분리 투과시킴으로 두께가 1.2인 디지탈 비디오 디스크와 두께가 0.6인 디지탈 오디오 디스크에 기록된 정보를 재생할 수 있도록 함으로써 광픽업장치의 부품을 일원화시킬 수 있는 듀얼 광픽업장치에 관한 것이다.
일반적으로 광학 데이타 기록매체는 두께가 1.2인 음악재생용 디지탈 오디오 디스크(Digital Audio Disk;DAD)와 0.6인 디지탈 비디오 디스크(Digital Video Disk;DVD)로 구분되며, 1.2두께의 디지탈 오디오 디스크는 한면에 복층으로 데이타를 기록하고, 0.6의 두께의 디지탈 비디오 디스크는 중간에 복층으로 데이타를 기록하여 하나의 디스크에 다량의 데이타를 기록하도록 되어 있었다.
상기한 두 종류의 디스크에서 기록된 데이타를 재생하는 광픽업장치는 1.2두께의 디지탈 오디오 디스크와 0.6두께의 디지탈 비디오 디스크에서 기록된 정보를 읽는 경우, 디지탈 비디오 디스크에서는 기록의 고밀도화를 위해 디스크상의 트랙 피치가 0.74μm이고 기록신호인 피트간의 최단 길이가 0.4μm이므로 트랙 피치가 1.6μm와 피트간의 최단 길이가 0.834μm인 디지탈 오디오 디스크와 서로 상이하게 재생시 광스포트의 지름이 달라야 하므로 대물렌즈의 구면수차가 일치되지 않아 동시 재생이 불가능하고, 디스크의 상호 0.6두께 차이에 의해 광학적 수치가 높아져 노이즈가 증가하여 에러 발생율이 증대되므로 기록된 정보를 정확히 읽을 수 없으므로 광픽업장치는 0.6또는 1.2디스크 중 하나의 기록된 정보만을 읽을 수 있도록 되어 있었다.
따라서 최근에 들어 1.2디스크와 0.6디스크에 기록된 정보를 동시에 선택적으로 읽을 수 있도록 하나의 엑튜에이터에 두 개의 광픽업장치를 집적하여 재생되는 디스크의 종류에 따라 호환성을 가진 광픽업장치가 사용되었다.
이러한 종래 호환성 광픽업장치의 기본 구성은 제1도에 도시된 바와 같이, 파장이 780인 레이저빔을 방사하는 디지탈 오디오 재생용 레이저 다이오드(50)와, 파장이 650인 레이저빔을 방사하는 디지탈 비디오 재생용 레이저 다이오드(60)와, 각각의 레이저 다이오드(50)(60)에서 방사되는 각각의 레이저빔에 직선성을 부여하는 콜리메이트렌즈(51)(61)와, 각각의 콜리메이트렌즈(51)(61)에 의해 직선성이 부여된 레이저빔을 회절시켜 쓰리빔(Three Beam)으로 분리시키는 회절격자(52)(62)와, 각각의 회절격자(52)(62)에서 분리된 레이저빔을 일정 비율로 투과 및 반사시키며 입사광과 반사광을 구분하는 빔스플리터(53)(63)와, 각각의 빔스플리터(53)(63)를 투과하여 디스크(55)(65)상에서 반사된 레이저빔의 편파면을 90변화시키는 1/4파장판(54)(64)과, 각각의 1/4파장판(54)(64)에서 편광된 레이저빔을 디스크(55)(65)에 집광시키도록 개구수(NA)가 0.45인 대물렌즈(56) 및 개구수가 0.6으로 확대된 대물렌즈(66)와, 각각의 대물렌즈(56)(66)에서 디스크(55)로 집광되어 반사된 레이저빔을 집속하는 집속렌즈(57)(67)와, 각각의 집속렌즈(57)(67)에 의해 집속된 레이저빔으로부터 전류신호로 변환시키는 광검출기(58)(58)로 구성된다.
이와 같은 구성을 갖는 종래 호환성 광픽업장치의 작동은 디지탈 오디오 디스크를 재생하는 경우 먼저, 파장이 780인 레이저빔은 레이저 다이오드(50)에서 콜리메이트렌즈(51)로 방사되고, 이 레이저빔은 콜리메이트렌즈(51)에 의해 직선성이 부여된다. 이렇게 직선성이 부여된 레이저빔은 콜리메이트렌즈(51)에서 회절격자(52)로 입사되고, 이 레이저빔은 회절격자(52)에 의해 0차 회절광과 ±1차 회절광 즉, 쓰리빔(Three Beam)으로 분리된다. 이 분리된 쓰리빔은 회절격자(52)에서 빔스플리터(53)로 입사되고, 이 쓰리빔은 빔스플리터(53)를 경유하여 1/4파장판(54)으로 입사된다. 이렇게 1/4파장판(54)으로 입사된 레이저빔은 편광되고, 1/4파장판(54)에서 대물렌즈(56)로 입사되며 입사된 레이저빔은 대물렌즈(56)에 의해 디지탈 오디오 디스크상(55)에 스폿직경이 1.6μm인 에어리 형태로 집광된다. 이 집광된 레이저빔은 디스크상(55)의 정보신호인 피트에 의해 변조되는 것인데, 이 과정을 상세히 설명하면, 대물렌즈(56)에 의해 1.6μm인 에어리 형태로 집광된 레이저빔은 기록신호인 피트가 없는 곳에서는 거의 그대로 반사되어 대물렌즈(56)로 방사되지만, 피트가 있는 곳에서는 피트에 의해 회절되어 대물렌즈(56)의 범위 밖으로 방출되고, 이로 인하여 입사된 레이저빔 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로써 광검출기(58)에 광량 차이를 발생시킨다. 이는 피트의 길이가 파장의 1/4에 설정되어 반사광은 피트의 상하에 따라 반파장이 다르므로 간섭에 의해 상쇄되므로 광검출기(58)에 되돌아오는 광량이 감소하는 것이다.
상기와 같이 디스크(55)상에서 변조되어 반사되는 레이저빔은 대물렌즈(56)에서 1/4파장판(54)으로 입사되고, 이 레이저빔은 1/4파장판(54)에 의해 다시 편광되는데 입사광과 반사광의 편파면 차이는 90가 된다. 이렇게 입사광과는 90편파된 레이저빔은 1/4파장판에서(54) 빔스플리터(53)로 입사되고, 이 레이저빔은 빔스플리터(53)에 의해 광의 경로가 변화된다. 즉, 변조된 레이저빔은 90방향이 변화되어 빔스플리터(53)에서 집속렌즈(57)로 입사되고, 이 광경로가 변화된 레이저빔은 집속렌즈에(57) 의해 집속되어 광검출기(58)로 집광된다.
그리하여 상기와 같이 광정보를 읽고 광검출기(58)로 집광된 레이저빔중 0차광은 포커스용, 그리고 ±1차광은 트랙킹에러용으로 사용됨과 알에프(RF), 포커스 에러검출, 트랙킹조절 및 정보를 전류로 변화시켜, 이 변화된 전류를 미도시된 제어회로에 의해 원래의 디지탈 오디오 신호로 복조하여 재생시킨다.
또한, 상기 구성의 호환성 광픽업장치가 디지탈 비디오 디스크를 재생하는 경우에는 파장이 650인 레이저빔이 레이저 다이오드(60)에서 방출되어 상기 작용과 동일하거나 유사한 광경로를 경유하고, 각각의 경로에서 동일한 작용으로 디지탈 비디오 디스크(65)상에 스폿직경이 0.8μm인 에어리 형태로 집광되어 상기 디지탈 오디오 신호의 재생시와 동일하게 오디오와 비디오 신호를 복조하여 재생시킨다.
그러나 이와 같은 호환성 광픽업장치는, 상이한 파장을 방출하는 두 개의 레이저 다이오드 때문에 동일한 작용을 하는 구성품들을 두 개씩 구비해야 하므로 광픽업장치의 제작단가가 상승되고, 두 개의 레이저 다이오드와 광검출기 등이 일정한 설치위치를 차지하여 광픽업장치의 설계치수가 크게 되어 광픽업장치가 채용되는 플레이어의 소형화에 장애요인으로 작용하는 문제점이 있었으며, 디지탈 오디오 디스크 및 디지탈 비디오 디스크의 구동면 즉, 레이저빔이 디스크에 반사되는 위치가 플레이어 내에서 동일해야 할 설치치수가 적어지므로 상기의 디스크를 호환하지 않고 개구수가 다른 대물렌즈 및 구성품들의 위치를 동시에 구동시켜 호환하므로 별도의 구동장치가 구비되어 부품수가 증가되며 구동전원이 소비되어 광픽업 플레이어의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 상이한 파장을 방출하는 두 개의 레이저 다이오드를 사용하고, 동일한 작용을 하는 구성품들은 일원화시킴으로써, 광픽업장치의 제작단가를 저감시킴과 동시에 부품의 일원화에 따라 광픽업장치의 설계치수를 작게 하여 광픽업장치가 채용되는 플레이어의 소형화를 달성하기 위한 것이다.
상기와 같은 기술적 과제는, 레이저빔의 편파면의 위상을 변화시키는 1/4파장판, 선택반사판이 형성된 빔스플리트, 반사되는 상기 레이저빔을 집속하는 집속렌즈, 상기 집속렌즈로부터 집속된 상기 레이저빔을 전기신호로 변환시키는 광검출기를 갖는 광픽업장치에 있어서, 파장이 다른 레이저빔을 각각 방출하는 제1레이저 다이오드 및 제2레이저 다이오드; 상기 제1, 제2레이저 다이오드의 광경로상에 각각 설치된 제1, 제2콜리메이트렌즈; 상기 제1, 제2레이저 다이오드의 광경로상에 각각 설치된 제1, 제2회절격자; 상기 제2레이저 다이오드의 레이저빔을 상기 빔스플리트로 일정 비율로 투과 및 반사시키는 편광막이 측사면에 형성된 듀얼 편광프리즘; 상기 듀얼 편광프리즘의 일측에 부착되고, 상기 제1레이저 다이오드의 레이저빔을 상기 듀얼 편광프리즘으로 반사시키는 반사판이 형성된 반사프리즘; 및 상기 제1, 제2레이저 다이오드의 레이저빔의 광경로상에 설치되어 상기 레이저빔을 디스크에 집속하는 제1, 제2대물렌즈가 형성된 축섭동 회동식 트윈렌즈;를 포함하는 듀얼 광픽업장치를 제공함으로써 달성될 것이다.
제1도는 종래 호환성 광픽업장치의 구성도.
제2(a)도, 제2(b)도는 본 발명에 따른 듀얼 광픽업장치의 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 제1레이저 다이오드 2 : 제2레이저 다이오드
3 : 광검출기 4 : 제1반사프리즘
5 : 반사판 6 : 듀얼 편광프리즘
7 : 편광막 9 : 선택반사판
10 : 빔스플리트 11 : 1/4파장판
12 : 트윈렌즈 13,13' : 디스크
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
본 발명은 제2(a)도, 제2(b)도에 도시된 바와 같이, 레이저빔의 편파면의 위상을 변화시키는 1/4파장판(11), 선택반사판(9)이 형성된 빔스플리트(10), 반사되는 상기 레이저빔을 집속하는 집속렌즈(14), 상기 집속렌즈(14)로부터 집속된 상기 레이저빔을 전기신호로 변환시키는 광검출기(3)를 갖는 광픽업장치에 적용된다.
여기에 부가하여, 디지탈 비디오 디스크(이하, 제1디스크라 칭한다)를 재생하는데 사용되는 파장을 방출하는 제1레이저 다이오드(1)와, 디지탈 오디오 디스크(이하, 제2디스크라 칭한다)를 재생하는데 사용되는 파장을 방출하는 제2레이저 다이오드(2)와, 제1, 제2레이저 다이오드(1)(2)의 광경로상에 각각 설치된 제1, 제2콜리메이트렌즈(2')(2")와, 제1, 제2레이저 다이오드(1)(2)의 광경로상에 각각 설치된 제1, 제2회절격자(3')(3")와 제2레이저 다이오드(2)의 레이저빔을 빔스플리트(10)로 일정 비율로 투과 및 반사시키는 편광막(7)이 측사면에 형성된 듀얼 편광프리즘(6)과, 듀얼 편광프리즘(6)의 일측에 부착되고 제1레이저 다이오드(1)의 레이저빔을 듀얼 편광프리즘(6)으로 반사시키는 반사판(5)이 형성된 반사프리즘(4) 및 제1, 제2레이저 다이오드(1)(2)의 레이저빔의 광경로상에 설치되어 레이저빔을 디스크(13)(13')에 각각 집속하는 제1, 제2대물렌즈(12')(12")가 형성된 축섭동 회동식 트윈렌즈(12)를 포함하여 구성된다.
다음에는 상기와 같이 이루어진 본 발명의 작용을 설명한다.
먼저, 제1디스크(13)를 재생하는 경우를 제2(a)도에 도시한다.
650μm 파장으로 방출시키는 레이저빔은 제1레이저 다이오드(1)에서 콜리메이트렌즈(2')로 입사되고, 이 레이저빔은 콜리메이트렌즈(2')에 의해 직선성이 부여된다. 이 직선성이 부여된 레이저빔은 콜리메이트렌즈(2')에서 회절격자(3')로 입사되고, 이 레이저빔은 회절격자(3')에 의해 쓰리빔으로 분리되어 투과된다.
이렇게 분리된 레이저빔은 회절격자(3')를 투과하여 제1반사프리즘(4)으로 입사되고, 이 레이저빔은 제1반사프리즘(4)에 의해 광의 경로가 변한다. 경로가 변한 레이저빔은 제1반사프리즘(4)에서 듀얼 편광프리즘(6)의 측면 편광막(7)으로 입사되고, 이 레이저빔은 측면 편광막(7)에 의해 이상광(S)과 정상광(P)으로 분리되어 이상광(S)은 반사되고 정상광(P)은 투과된다.
이와 같이 분리되어 투과된 정상광(P)은 빔스플리트(10)로 입사되고, 이 정상광(P)은 빔스플리트(10)에 의해 경로가 트윈렌즈(12)측으로 변화되는 것이다. 이렇게 경로가 변화된 레이저빔은 빔스플리트(10)에서 1/4파장판(11)으로 입사되고, 이 레이저빔은 1/4파장판(11)에 의해 90편파되는 것이다. 이렇게 편파된 레이저빔은 1/4파장판(11)에서 트윈렌즈(12)로 조사되고, 이 편파광은 트윈렌즈(12) 중 제1디스크(13)용 제1대물렌즈(12')에서 제1디스크(13)에 직경이 0.8μm인 에어리 형태로 집광되어 디지탈 비디오 정보의 피트 신호에 의해 변조되어 광정보가 수반된다.
이와 같이 광정보가 수반된 정상광(P)은 다시 제1대물렌즈(12'), 1/4파장판(11)을 경유하고, 빔스플리트(10)로 입사되어 반사면에 편광막이 코팅된 선택반사판(9)에 의해 투과되어 집속렌즈(14)에서 집속된다. 이렇게 집속된 정상광(P)은 광검출기(3)로 집속되고, 이 정상광(P)은 광검출기(3)에 의해 디지탈 비디오 신호를 원래의 전기적 신호로 출력되어 디지탈 신호 처리부(미도시)에 의해 원래의 신호로 복조됨으로 디지탈 비디오 신호인 알에프(RF) 신호와 에러검출신호인 포커스신호, 트랙킹신호가 출력된다.
또한, 제2디스크(13')를 재생하는 경우를 제2(b)도에 도시한다.
780μm 파장으로 방출시키는 레이저빔은 제2레이저 다이오드(2)에서 콜리메이트렌즈(2")로 입사되고, 이 레이저빔은 콜리메이트렌즈(2")에 의해 직선성이 부여된다. 이 직선성이 부여된 레이저빔은 콜리메이트렌즈(2")에서 회절격자(3")로 입사되고, 이 레이저빔은 회절격자(3")에 의해 쓰리빔으로 분리되어 투과된다.
이렇게 분리된 레이저빔은 회절격자(3")에서 듀얼 편광프리즘(6)의 측사면 편광막(7)으로 입사되고, 이 레이저빔은 측사면 편광막(7)에 의해 이상광(S)과 정상광(P)으로 분리되어 이상광(S)은 반사되고 정상광(P)은 투과된다.
이와 같이 분리되어 반사된 이상광(S)은 빔스플리트(10)로 입사되고, 이 이상광(S)은 빔스플리트(10)에 의해 경로가 트윈렌즈(12)측으로 변화되는 것이다. 이렇게 경로가 변화된 레이저빔은 빔스플리트(10)에서 1/4파장판(11)으로 입사되고, 이 레이저빔은 1/4파장판(11)에 의해 90편파되는 것이다. 이렇게 편파된 레이저빔은 1/4파장판(11)에서 트윈렌즈(12)로 조사된다.
이때 트윈렌즈(12)는 축섭동에 의해 회동되어 제1디스크(13)용 제1대물렌즈(12')에서 제2디스크(13')용 제2대물렌즈(12")로 전환된다.
따라서 편파된 레이저빔은 제2대물렌즈(12")에 의해 제2디스크(13')에 직경이 1.6μm인 에어리 형태로 집광되어 디지탈 오디오 정보의 피트 신호에 의해 변조되어 광정보가 수반된다.
이와 같이 광정보가 수반된 이상광(S)은 다시 제2대물렌즈(12"), 1/4파장판(11)을 경유하고, 빔스플리트(10)로 입사되어 반사면에 편광막이 코팅된 선택반사판(9)에 의해 투과되어 집속렌즈(14)에서 집속된다. 이렇게 집속된 정상광(P)은 광검출기(3)로 집속되고, 이 정상광(P)은 광검출기(3)에 의해 디지탈 오디오 신호를 원래의 전기적 신호로 출력되어 디지탈 신호 처리부(미도시)에 의해 원래의 신호로 복조됨으로 디지탈 오디오 신호인 알에프(RF) 신호와 에러검출신호인 포커스신호, 트랙킹신호가 출력된다.
이와 같이 본 발명은, 선택적 투과막이 형성된 듀얼 편광프리즘(6)을 사용하여 파장이 상이한 레이저빔을 동일한 경로로 투과시키고, 축섭동 회동식 트윈렌즈(12)가 선택적으로 회동되어 각각의 디스크의 크기에 적합한 광스폿을 형성하는 것이다.
본 발명 듀얼 광픽업장치는, 선택적 투과막이 형성된 듀얼 편광프리즘을 사용하여 파장이 상이한 레이저빔을 동일한 경로로 투과시키고, 축섭동 회동식 트윈렌즈가 선택적으로 회동되어 각각의 디스크의 크기에 적합한 광스폿을 형성하는 것으로서, 동일한 기능을 갖는 구성품을 단일화하여 광픽업장치의 제작단가를 현저히 저감시키고, 광픽업장치가 설치되는 플레이어를 소형화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 레이저빔의 편파면의 위상을 변화시키는 1/4파장판(11), 선택반사판(9)이 형성된 빔스플리트(10), 반사되는 상기 레이저빔을 집속하는 집속렌즈(14), 상기 집속렌즈(14)로부터 집속된 상기 레이저빔을 전기신호로 변환시키는 광검출기(3)를 갖는 광픽업장치에 있어서, 파장이 다른 레이저빔을 각각 방출하는 제1레이저 다이오드(1) 및 제2레이저 다이오드(2); 상기 제1, 제2레이저 다이오드(1)(2)의 광경로상에 각각 설치된 제1, 제2콜리메이트렌즈(2')(2"); 상기 제1, 제2레이저 다이오드(1)(2)의 광경로상에 각각 설치된 제1, 제2회절격자(3')(3"); 상기 제2레이저 다이오드(2)의 레이저빔을 상기 빔스플리트(10)로 일정 비율로 투과 및 반사시키는 편광막(7)이 측사면에 형성된 듀얼 편광프리즘(6); 상기 듀얼 편광프리즘(6)의 일측에 부착되고, 상기 제1레이저 다이오드(1)의 레이저빔을 상기 듀얼 편광프리즘(6)으로 반사시키는 반사판(5)이 형성된 반사프리즘(4); 및 상기 제1, 제2레이저 다이오드(1)(2)의 레이저빔의 광경로상에 설치되어 상기 레이저빔을 디스크(13)(13')에 집속하는 제1, 제2대물렌즈(12')(12")가 형성된 축섭동 회동식 트윈렌즈(12);를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 광픽업장치.
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