KR100224890B1 - 다중 트랙 스캔용 광픽업 장치 - Google Patents

Abstract

그레이팅을 채용하여 디스크의 복수의 트랙에 대하여 동시에 정보를 기록 재생할 수 있도록 된 다중 트랙 스캔용 광픽업장치가 개시되어 있다.

이 다중 트랙 스캔용 광픽업장치는 광을 생성 출사하는 광원과, 이 광원쪽에서 입사된 광을 회절시키는 회절광학수단과, 회절광학수단과 디스크 사이의 광경로상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과, 이 광경로변환수단과 디스크 사이의 광경로상에 배치되어 광원쪽에서 입사되는 광을 집속시켜 디스크의 기록면에 맺히도록 하는 대물렌즈와, 디스크에서 반사되고 대물렌즈와 광경로변환수단을 경유하여 입사되는 광을 검출하는 광검출기를 포함하고, 회절광학수단은 입사광을 회절시키도록 된 제1그레이팅과, 이 제1그레이팅에 의해 일방향으로 회절된 광 각각을 다른 방향으로 회절시키도록 된 제2그레이팅을 포함하여 디스크의 적어도 2개의 트랙에 광스폿이 맺히도록 마련되고, 광검출기는 디스크의 트랙에서 반사된 광을 각각 수광할 수 있도록 다중 스캔되는 트랙수에 대응되게 복수개 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

다중 트랙 스캔용 광픽업장치{Optical pickup apparatus for multi-track scan}

본 발명은 광픽업장치에 관한 것으로서, 상세하게는 그레이팅을 채용하여 디스크의 복수의 트랙에 대하여 동시에 정보를 기록재생할 수 있도록 된 다중 트랙 스캔용 광픽업장치에 관한 것이다.

일반적으로 광픽업장치는 컴팩트 디스크 플레이어(CDP), 디지털 비디오 디스크 플레이어(DVDP), CD-ROM 드라이브, DVD-ROM 드라이브 등에 채용되어, 스핀들모터에 안착되어 고속 회전되는 디스크의 기록면에 비접촉식으로 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생한다.

도 1은 종래 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 도면이다. 도시된 바와 같이, 광픽업장치는 광원(10)과, 대물렌즈(30)와, 빔스프리터(25) 및 광검출기(40)로 구성된다.

상기 대물렌즈(30)는 상기 광원(10)쪽에서 입사되는 광을 집속시켜 디스크(1)의 기록면에 맺히도록 한다. 상기 빔스프리터(25)는 상기 광원(10)과 대물렌즈(30) 사이의 광경로 상에 위치되며, 상기 광원(10) 쪽에서 입사되는 광은 대물렌즈(30) 쪽으로 반사시키고, 상기 대물렌즈(30) 쪽에서 입사되는 광은 직진 통과시켜 상기 광검출기(40)로 향하도록 한다. 상기 광검출기(40)는 상기 디스크(1)의 기록면에서 반사된 광을 수광하여 RF정보신호와, 오차신호를 검출한다. 상기 광검출기(40)는 독립적으로 광을 수광하여 검출할 수 있도록 복수개의 분할판으로 이루어져 있다.

또한, 광픽업장치는 상기 광원(10)과 디스크(1) 사이에 그레이팅(21)과 콜리메이팅렌즈(미도시)를 구비한다. 상기 그레이팅(21)은 상기 광검출기(40)에서 3빔법으로 트랙 오차신호를 검출할 수 있도록 입사광을 0차회절광, +- 1차회절광,...등으로 회절시킨다. 상기 콜리메이팅렌즈는 입사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어주는 렌즈이다. 그리고, 상기 빔스프리터(25)와 광검출기(40) 사이의 광경로 상에 비점수차렌즈(35)를 더 구비한다. 이 비점수차렌즈(35)는 통상 반원통형상의 렌즈로 상기 대물렌즈(30)와 디스크(1) 사이의 거리가 온 포커스인 경우, 원형의 빔이 상기 광검출기(40)에 맺히도록 하고, 그렇지 않은 경우 타원형의 빔이 상기 광검출기(40)에 맺히도록 한다.

이와 같은 종래의 광픽업장치는 광원(10)에서 출사된 광이 디스크(1)의 기록면에 동심원으로 형성된 트랙중 하나의 트랙만을 스캔하면서, 정보의 기록 및/또는 재생을 수행한다. 따라서, 상기한 광픽업장치를 채용한 디스크 플레이어의 성능 즉, 정보처리속도는 디스크(1)를 회전시키는 스핀들모터(5)의 회전속도에 크게 의존하므로 정보처리속도를 높이는데 한계가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 디스크 플레이어의 정보처리속도를 대폭 증가시킬 수 있도록 적어도 두 개의 트랙을 동시에 스캔할 수 있도록 된 다중 트랙 스캔용 광픽업장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 도면.

도 2는 본 발명에 따른 다중 트랙 스캔용 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도 2의 회절광학수단의 배치를 보인 도면.

도 4는 도 2의 제1그레이팅에 의해 광이 디스크의 반경방향으로 회절된 모양을 개략적으로 보인 도면.

도 5는 도 2의 제1그레이팅의 회절광이 제2그레이팅에 의해 회절된 모양을 개략적으로 보인 도면.

도 6은 제1그레이팅에 의해 광이 디스크의 트랙방향으로 회절된 모양을 개략적으로 보인 도면.

도 7은 디스크의 트랙에 광스폿이 형성된 것을 개략적으로 보인 도면.

도 8은 본 발명에 따른 광검출기의 일 실시예를 개략적으로 보인 도면.

도 9는 본 발명에 따른 광검출기의 다른 실시예를 개략적으로 보인 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50...디스크 60...광원

70...회절광학수단 71...제1그레이팅

72...제2그레이팅 75...광경로변환수단

80...대물렌즈 90...광검출기

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 다중 트랙 스캔용 광픽업장치는 광을 생성 출사하는 광원과; 상기 광원쪽에서 입사된 광을 회절시키는 회절광학수단과; 상기 회절광학수단과 디스크 사이의 광경로상에 배치되어, 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과; 이 광경로변환수단과 디스크 사이의 광경로상에 배치되어 상기 광원쪽에서 입사되는 광을 집속시켜 디스크의 기록면에 맺히도록 하는 대물렌즈와; 상기 디스크에서 반사되고 상기 대물렌즈와 상기 광경로변환수단을 경유하여 입사되는 광을 검출하는 광검출기;를 포함하여 된 다중 트랙 스캔용 광픽업장치에 있어서, 상기 회절광학수단은 입사광을 회절시키도록 된 제1그레이팅과; 상기 제1그레이팅에 의해 일방향으로 회절된 광 각각을 다른 방향으로 회절시키도록 된 제2그레이팅;을 포함하여 상기 디스크의 적어도 2개의 트랙에 광스폿이 맺히도록 마련되고, 상기 광검출기는 상기 디스크의 트랙에서 반사된 광을 각각 수광할 수 있도록 다중 스캔되는 트랙수에 대응되게 복수개 구비된 것을 특징으로 한다.

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

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 트랙 스캔용 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 도면이다.

도시된 바와 같이, 광픽업장치는 광을 생성 출사하는 광원(60)과, 광원(60)에서 출사된 광을 회절시켜 여러 갈래로 나누어주는 회절광학수단(70)과, 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단(75)과, 입사광을 집속시켜 디스크(50)의 기록면에 맺히도록 하는 대물렌즈(80)와, 상기 디스크(50)에서 반사되고 상기 대물렌즈(80)와 상기 광경로변환수단(75)을 경유한 광을 수광하는 광검출기(90)를 포함한다.

상기 광경로변환수단(75)으로는 널리 알려진 바와 같이, 입사광을 소정 광량비로 투과 및 반사시키는 빔스프리터와, 입사광을 그 편광방향에 따라 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터가 구비될 수 있다. 또한 일 방향에서 입사되는 광은 직진 투과시키고, 다른 방향에서 입사되는 광은 회절 투과시키는 홀로그램소자가 구비될 수 있다. 상기 광경로변환수단(75)은 상기 회절광학수단(70)과 대물렌즈(80) 사이의 광경로 상에 위치되며, 상기 광원(60)쪽에서 입사되는 광은 반사시키고, 상기 디스크(50)쪽에서 입사되는 광은 상기 광검출기(90)를 향하도록 광의 진행경로를 변환한다.

상기 대물렌즈(80)는 상기 광경로변환수단(75)과 디스크(50) 사이에 배치되며, 입사되는 광을 집속하여 상기 디스크(50)의 기록면에 광스폿이 형성되도록 한다.

상기 회절광학수단(70)은 입사광을 회절시키도록 된 제1그레이팅과, 상기 제1그레이팅에 의해 일방향으로 회절된 광 각각을 다른 방향으로 회절시키도록 된 제2그레이팅을 포함한다. 상기 제1 및 제2그레이팅(71)(72)은 도 3에 도시된 바와 같이, 격자방향이 서로 직교하게 배열되는 것이 바람직하다.

상기 제1 및 제2그레이팅(71)(72)의 배열방향에 따른 입사광의 회절을 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

상기 제1그레이팅(71)은 도 4에 도시된 바와 같이, 입사된 광을 0차 및 +- 1차회절광(100a)(100b)(100c)등으로 회절시킴으로써, 디스크(50)의 반경방향으로 적어도 1개의 광스폿을 맺도록 배열된다. 이 경우 상기 제2그레이팅(72)은 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1그레이팅(71)에 의한 각각의 회절광(100a)(100b)(100c)을 다시 0차 및 +- 1차회절광등으로 회절시킴으로써, 각각의 트랙에 트랙방향으로 적어도 1개의 광스폿을 맺도록 배열된다.

또한 상기 제1그레이팅(71)은 도 6에 도시된 바와 같이, 입사된 광을 0차 및 +- 1차회절광(100)(110)(120)등으로 회절시켜, 디스크(50)의 트랙방향으로 적어도 1개의 광스폿이 맺히도록 배열될 수 있다. 이 경우 상기 제2그레이팅(72)은 상기 제1그레이팅(71)에 의한 각각의 회절광(100)(110)(120)을 다시 0차 및 +- 1차회절광등으로 회절시킴으로써, 각각의 트랙에 디스크(50)의 반경방향으로 적어도 1개의 광스폿이 맺히도록 배열되고, 그 결과는 도 5를 참조하여 설명한 바와 동일하다.

도 7은 광스폿이 형성된 디스크(50)를 보인 개략도이다. 디스크(50)는 그 중심부근으로부터 나선형 또는 동심원으로 형성된 트랙을 포함한다. 각 트랙은 정보가 기록된 랜드(52)와, 각 랜드(52)와 랜드(52) 사이에 형성된 그루브(53)를 포함한다. 상기 회절광학수단(70)에서 회절된 광은 도시된 바와 같이, 서로 다른 트랙위치에 맺힌다. 상기 회절광학수단(70)의 0차회절광은 제1트랙위치(200a)에 맺히고, +1차회절광은 제1트랙위치의 한측에 인접한 제2트랙위치(200b)에 맺히고, -1차회절광은 제1트랙위치의 다른측에 인접한 제3트랙위치(200c)에 맺힌다.

도 8은 본 발명에 따른 광검출기(90)의 일예를 나타낸 개략도이다. 도시된 바와 같이, 상기 광검출기(90)는 제1, 제2 및 제3광검출기(190a)(190b)(190c)를 포함하며, 이들 광검출기(90)는 상기 제1, 제2 및 제3트랙위치(200a)(200b)(200c)에서 반사된 광을 각각 수광한다. 상기 제1광검출기(190a)는 상기 제1트랙위치(200a)에서 반사되는 광을 수광하며, 상기 제1트랙위치(200a)의 정보신호 및 광픽업장치의 위치를 보정하기 위한 트랙오차신호 및 포커스 오차신호를 검출한다. 이를 위하여 상기 제1광검출기(190a)는 각각 독립적으로 광전변환하는 4개의 분할판(A,B,C,D)으로 형성된다. 이와 같이, 4개의 분할판을 포함하는 제1광검출기(190a)로 부터의 정보신호, 포커스 오차신호 및 트랙오차신호의 검출은 널리 알려진 바와 같으므로, 그 자세한 설명은 생략한다. 상기 제2 및 제3광검출기(190b)(190c)는 각각 단일 분할판으로 형성되며, 제2트랙위치 및 제3트랙위치(100b)(100c)에서 반사된 광을 수광하여 상기 제2트랙위치 및 제3트랙위치(100b)(100c)의 정보신호를 검출한다. 여기서 상기 광검출기(90)는 동시에 기록 재생되는 트랙수에 대응되게 다수개 구비된다.

도 9는 본 발명에 따른 광검출기(90)의 다른 예를 나타낸 개략도이다.

도시된 바와 같이, 제1광검출기(190a)에는 3빔법을 사용하여 트랙오차신호를 검출하기 위해 2개의 분할판(195a)(195b)이 더 구비되며, 나머지는 도 8을 참조하여 설명한 바와 동일하다.

또한, 다중 트랙 스캔용 광픽업장치는 광원(60)과 디스크(50) 사이에 입사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 광경로변환수단(75)과 광검출기(90) 사이의 광경로 상에 비점수차렌즈(85)를 더 구비하는 것이 바람직하다. 이 비점수차렌즈(85)는 통상 반원통형상의 렌즈로 상기 대물렌즈(80)와 디스크(50) 사이의 거리가 온 포커스인 경우, 원형의 빔이 상기 광검출기(90)에 맺히도록 하고, 그렇지 않은 경우 타원형의 빔이 맺히도록 한다.

이와 같이 구비된 광픽업장치는 디스크(50)의 일 회전시 동시에 기록 재생되는 다수의 트랙, 예를 들면 상기 제1, 제2 및 제3트랙위치(200a)(200b)(200c)를 스캔함으로써 정보를 기록 및/또는 재생한다. 그러므로 스핀들모터(55)의 회전속도에 크게 의존하지 않고도 정보처리속도를 향상시킬 수 있다. 여기서 디스크(50)의 회전에 따라 상기 광원(60)에서 출사된 광이 동일 트랙을 중복되게 스캔하지 않도록 정보의 기록 및/또는 재생을 동시에 스캔되는 트랙수 단위로 할 수 있도록 한다.

따라서, 상기한 바와 같이 구비된 본 발명에 따른 광픽업장치는 적어도 1개의 그레이팅을 디스크의 반경방향으로 광을 회절시키도록 설치하여, 디스크의 여러 트랙에 동시에 광스폿이 맺히도록 함으로써, 디스크의 일 회전시 여러 트랙을 동시에 스캔할 수 있으므로, 디스크의 회전속도를 증가시키지 않고도 정보처리속도를 대폭 증가시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술이 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 광을 생성 출사하는 광원과; 상기 광원쪽에서 입사된 광을 회절시키는 회절광학수단과; 상기 회절광학수단과 디스크 사이의 광경로상에 배치되어, 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과; 이 광경로변환수단과 디스크 사이의 광경로상에 배치되어 상기 광원쪽에서 입사되는 광을 집속시켜 디스크의 기록면에 맺히도록 하는 대물렌즈와; 상기 디스크에서 반사되고 상기 대물렌즈와 상기 광경로변환수단을 경유하여 입사되는 광을 검출하는 광검출기;를 포함하여 된 다중 트랙 스캔용 광픽업장치에 있어서,

   상기 회절광학수단은 입사광을 회절시키도록 된 제1그레이팅과; 상기 제1그레이팅에 의해 일방향으로 회절된 광 각각을 다른 방향으로 회절시키도록 된 제2그레이팅;을 포함하여 상기 디스크의 적어도 2개의 트랙에 광스폿이 맺히도록 마련되고,

   상기 광검출기는 상기 디스크의 트랙에서 반사된 광을 각각 수광할 수 있도록 다중 스캔되는 트랙수에 대응되게 복수개 구비된 것을 특징으로 하는 다중 트랙 스캔용 광픽업장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2그레이팅은 그 격자방향이 서로 직교하게 배열되는 것을 특징으로 하는 다중 트랙 스캔용 광픽업장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 광검출기 중 적어도 어느 하나는 상기 디스크의 트랙오차신호 및 포커스 오차신호를 검출할 수 있도록 각각 독립적으로 광전변환하는 적어도 2개의 분할판을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 트랙 스캔용 광픽업장치.