KR100225863B1 - 이종 광디스크용 광픽업 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표면과 정보기록면과의 거리가 다른 디스크들을 원형 편광판을 이용하여 정확하게 억세스 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광디스크에 조사될 선편광빔을 발생하는 광원과, 광디스크에 의해 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출기와, 광디스크에 조사된 광빔을 집속하기 위한 대물렌즈와, 광원으로부터의 선편광빔을 대물렌즈쪽으로 그리고 대물렌즈를 경유하는 반사 광빔을 광검출기쪽으로 전송하는 빔 스프리터와, 대물렌즈쪽으로 입사될 선편광빔을 광디스크의 종류에 따라 제1 및 제2 편광특성의 원편광빔들 중 어느 한 편광특성의 원편광빔으로 변환하기 위한 가변 액정 편광판과, 가변 액정 편광판으로 부터 대물렌즈쪽으로 입사될 원편광빔의 외곽부분을 그 편광특성에 따라 선택적으로 차단하는 원형 편광기를 구비한다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치는 구성을 간소화 할 수 있고 제작공정을 단축시킬 수 있다.

Description

이종 광디스크용 광픽업 장치
제1도는 종래의 이종 광디스크용 광픽업 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면.
제2도는 본 발명의 실시 예에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면.
제3a도 내지 제3c도는 제2도에 도시된 가변 액정 편광판의 전압에 따른 상태를 상세하게 나타내는 도면.
제4a도는 제 3a도에 도시된 가변 액정 편광판의 광축의 상태를 나타내는 도면.
제4b도는 제3b도에 도시된 가변 액정 편광판의 광축의 상태를 나타내는 도면.
제5a도는 제2도에 도시된 가변 액정 편광판에서 출력되는 광빔의 위상이 전압에 따라 변화하는 상태를 나타내는 도면.
제5b도는 위상 보상판에서 출력되는 광빔의 위상이 전압에 따라 변화하는 상태를 나타내는 도면.
제6도는 제2도에 도시된 원형 편광기를 상세하게 나타내는 도면.
제7도는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
제8도는 제7도에 도시된 적응형 가변 액정 편광판을 상세하게 나타내는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10, 40 : 광디스크 12, 42 : 광원
14, 44 : 대물렌즈 16, 46 : 광검출기
18, 48 : 빔 스프리터 20 : 액정유닛
22 : λ/4 판 24, 54 : 원형 편광기
26, 56 : 시준렌즈 28, 58 : 센서렌즈
30, 60 : 액츄에이터 50 : 가변 액정 편광판
52, 86 : 위상 보상판 62, 74 : 액정층
64, 66, 80, 82 : 투명전극 68, 70, 84 : 유리기판
72 : 적응형 가변 액정 편광판 76, 78 : 배향막
본 발명은 광디스크를 광학적으로 억세스하는 광픽업 장치에 관한 것으로 , 특히 표면과 정보기록면과의 거리가 다른 디스크들을 원형 편광판을 이용하여 정확하게 억세스 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치에 관한 것이다.
최근, 광디스크는 기록용량을 증가시키기 위한 꾸준한 개발 노력에 의해 기존의 컴팩트 디스크(Compact Disk; 이하 CD라 함) 및 재기록 가능한 컴팩트 디스크(이하 CD-R이라 함)보다 대용량의 기록용량을 갖는 디지털 버서타일 디스크(Disital Versatile Disk; 이하 DVD라 함)가 개발되었다. DVD는 CD에 비하여 기록밀도(즉, 트랙 밀도)가 조밀할 뿐만아니라 디스크의 표면으로부터 정보 기록면까지의 거리가 짧다. 실제로, DVD 는 디스크 표면으로부터 정보 기록면까지의 거리가 0.6mm인 반면에 CD 및 CD-R은 1.2 mm 이다. 이로 인하여 DVD용 광픽업 장치와 CD 및 CD-R용 광픽업 장치에 사용되는 광빔의 촛점의 심도가 달라진다. CD-R/CD와 DVD 모두를 억세스하기 위하여, 광픽업 장치는 광빔의 촛점 심도를 변경시켜야만 한다.
이 광빔의 촛점 심도를 변경시키기 위해서는, 대물렌즈의 개구수를 조절하는 방안과 대물렌즈에 입사되는 광빔의 선속경을 조절하는 방안을 강구할 수 있다. 두가지 방안 중 광빔의 선속경을 조절하는 방안이 이종 광디스크용 광픽업 장치에 적용되고 있다. 그리고 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광빔의 선속경을 조절하기 위하여 원형 편광기를 이용하고 있다. 이 원형 편광기는 원편광빔의 편광특성에 따라 입사광빔의 외곽부분을 선택적으로 차단한다. 이러한 원형 편광기의 특성으로 인하여, 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광원으로부터의 선편광빔을 원편광빔으로 변환하여야함은 물론 광디스크의 종류에 따라 원편광빔의 회전방향을 변경시켜야만 한다. 이로 인하여, 이종 광디스크용 광픽업 장치는 많은 광소자를 필요로 함과 아울러 복잡하게 구성되었다. 이러한 이종 광디스크용 광픽업 장치의 단점들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
제1도를 참조하면, 광디스크(10)에 조사될 광빔을 발생하는 광원(12)과, 광원(12)으로부터의 광빔을 광디스크(10)의 제1 또는 제2 정보 기록면(10A,10B)에 집속하기 위한 대물렌즈(14)와, 광디스크(10)에 의해 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출기 (16)를 구비하는 종래의 이종 광디스크용 광픽업 장치가 도시되어 있다. 광디스크(10)의 제1 정보 기록면(10A)은 DVD의 정보 기록면이고 광디스크(10)의 제2정보 기록면(10B)는 CD 또는 CD-R의 정보 기록면이다. 제1정보 기록면(10A)은 제2 정보 기록면(10B) 보다 광디스크(10)의 표면으로부터 얇은 깊이에 위치한다. 그리고 광원(12)는 타원에 대하여 단축 방향으로 유동하는 편광특성의 수직 선편광빔(즉, 일명 S파 라 하는 TE파)을 발생한다. 또한, 대물렌즈(14)는 광원(12)으로부터 광디스크(10)쪽으로 진행하는 광빔의 선속경에 따라 광빔을 제1 정보 기록면(10A) 또는 제2 정보 기록면(10B)에 스폿의 형태로 집속한다.
종래의 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광원(12), 대물렌즈(14) 및 광검출기(16)의 사이에 위치한 빔 스프리터(Beam Splitter,18)와 이 빔 스프리터(18)와 대물렌즈(14) 사이에 나란하게 배열된 액정유닛(20), λ/4 판(22) 및 원형 편광기(24)을 추가로 구비한다. 빔 스프리터(18)는 광원(12)으로부터의 수직 선편광빔을 액정유닛(20)쪽으로 통과시킴과 아울러 광디스크(10)로부터 대물렌즈(14), 원형 편광기(24), λ/4판(22) 및 액정유닛(20)을 경유한 반사 광빔을 광검출기(16)쪽으로 반사시킨다. 액정유닛(20)은 제어라인(11)으로부터의 디스크 모드 신호(CD/DVD)에 따라 빔 스프리터(18)로부터 λ/4판(22)쪽으로 진행하는 광빔의 편광특성을 선택적으로 변경시킨다. 즉, 액정유닛(20)은 현재 억세스될 광디스크(10)가 DVD임을 나타내는 하이논리의 디스크 모드 신호(CD/DVD)가 입력될 경우에 빔 스프리터(18)로부터의 수직 선편광빔(S파)를 λ/4 판(22)쪽으로 그대로 통과시킨다. 현재 억세스될 광디스크(10)가 CD 또는 CD-R임을 나타내는 로우논리의 디스크 모드 신호(CD/DVD) 가 입력될 경우, 액정유닛(20)은 빔 스프리터(18)로부터의 수직 선편광빔(S파)를 수평 선편광빔(P파)로 변환한다. λ/4판 (22)는 액정유닛(20)로부터 대물렌즈(14)쪽으로 진행하는 수직 및 수평 선편광빔(S파,P파)를 원편광빔으로 변환한다. 이를 상세히 하면, λ/4 판(22)는 액정유닛(20)으로부터의 수직 선편광빔(S파)이 입사될 경우에는 그 수직 선편광빔(S파)를 좌회전 원편광빔으로 변환한다. 액정유닛(20)으로부터 수평 선평광빔(P파)가 입사될 경우에 λ/4 판(22)은 그 수평 선편광빔(P파)를 우회전 원편광빔으로 변환한다. 이 좌회전 원편광빔은 광디스크(10)의 정보 기록면(10A,10B)에 의해 반사될 때 우회전 원편광빔으로 변하게 된다. 비슷하게, 우회전 원편광빔은 광디스크(10)의 정보 기록면(10A,10B)에 의해 반사될 때 좌회전 원편광빔으로 변하게 된다. 아울려 λ/4 판(22)은 원형 편광기(24)로부터 우회전 원편광빔이 입사될 경우 그 우회전 원편광빔을 수평 선편광빔(P파)로 그리고 원형 편광기(24)로부터 좌회전 원편광빔이 입사될 경우에는 그 좌회전 원편광빔을 수직 선편광빔(S파)으로 변환한다. 또한, 원형 편광기(24)는 λ/4 판(22)로부터의 광빔의 편광특성에 따라 그 광빔의 일부를 선택적으로 차단하여 대물렌즈(14)쪽으로 입사되는 광빔의 선속경을 조절한다. 이를 상세히 하면, 원형 편광기(24)는 λ/4판 (22)으로부터 좌회전 원편광빔이 입사될 경우(즉, 억세스 될 광디스크(10)가 DVD인 경우)에 그 좌회전 원편광빔을 그대로 대물렌즈(14)쪽으로 통과시킨다. 이 때, 대물렌즈(14)는 0.6 정도의 비교적 큰 개구수를 유지하게 되어 원형 편광기(24)로부터의 광빔이 광디스크(10)의 제1 정보 기록면(10A)에서 스폿의 형태를 이루도록 그 좌회전 원편광빔을 집속한다. 반면에 원형 편광기(24)는 λ/4판(22)으로부터 우회전 원편광빔이 입사될 경우(즉, 억세스 될 광디스크(10)가 CD 또는 CD-R인 경우)에는 그 우회전 원편광빔의 외곽부분을 차단하여 대물렌즈(14)쪽으로 진행하는 광빔의 선속경을 작게 한다.
그러면, 이 우회전 원편광빔을 집속하는 대물렌즈(14)는 0.25∼0.35 정도로 비교적 작은 개구수를 유지하여 우회전 원편광빔이 광디스크(10)의 제 2 정보 기록면(10B)에 스폿의 형태로 조사되도록 한다.
다음으로. 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광원(12)과 빔 스프리터(18)사이에 위치한 시준렌즈(Colimator,26)와, 광검출기(16)와 빔 스프리터(18)사이에 위치한 센서렌즈(Sensor Lense,28)와 대물렌즈(14)를 원형 편광기(24)와 함께 좌우 및 상하로 유동시키기 위한 액츄에이터(30)를 구비한다. 시준렌즈(26)는 광원(12)으로부터의 발산형의 광빔이 빔 스프리터(18)쪽으로 평행하게 진행하도록한다. 센서렌즈(28)은 빔스프리터(18)로부터 광검출기(16)쪽으로 진행하는 광빔을 집속한다. 이러한 관점에서, 시준렌즈(24) 및 센서렌즈(26)는 광빔의 누설을 방지하여 광픽업 장치의 광 감도를 일정한 수준 이상으로 향상시키게 된다. 액츄에이터(30)는 대물렌즈(14)를 원형 편광기(24)와 함께 일체로 상하 좌우로 유동시켜 광빔의 포커스 및 트래킹을 조절한다.
이와 같이, 종래의 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광빔의 선속경을 광디스크의 종류에 따라 조절하기 위하여 액정유닛, λ/4판 및 원형 편광기를 사용하였다. 이들 액정유닛, λ/4 판 및 원형 편광기들은 광디스크의 구성을 복잡하게 하는 요인으로 작용하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 구성을 간소화 할 수 있고 제작공정을 단축시킬 수 있는 이종 광디스크용 광픽업 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광디스크에 조사될 선편광빔을 발생하는 광원과, 광디스크에 의해 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출수단과, 광디스크에 조사된 광빔을 집속하기 위한 대물렌즈와, 광원으로부터의 선편광빔을 대물렌즈쪽으로 그리고 대물렌즈를 경유하는 반사 광빔을 광검출수단쪽으로 전송하는 광경로 분리수단과, 대물렌즈쪽으로 입사될 선편광빔을 광디스크의 종류에 따라 제1 및 제2 편광특성의 원편광빔들 중 어느 한 편광특성의 원편광빔으로 변환하기 위한 가변 액정 편광수단과, 가변 액정 편광수단으로부터 대물렌즈쪽으로 입사될 원편광빔의 외곽부분을 그 편광특성에 따라 선택적으로 차단하는 원형 편광기를 구비한다.
본 발명에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광디스크에 조사될 선편광빔을 발생하는 광원과, 광디스크에 의해 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출수단과, 광디스크에 조사된 광빔을 집속하기 위한 대물렌즈와, 광원으로부터의 선편광빔을 대물렌즈쪽으로 그리고 대물렌즈를 경유하는 반사 광빔을 광검출수단쪽으로 전송하는 광경로 분리수단과, 대물렌즈쪽으로 입사될 선편광빔을 광디스크의 종류에 따라 제1 및 제2 편광특성의 원편광빔들 중 어느 한 편광특성의 원편광빔으로 변환하고 그 원편광빔의 위상을 보상하는 적응형 가변 액정 편광수단과, 적응형 가변 액정 편광수단으로부터 대물렌즈쪽으로 입사될 원편광빔의 외곽부분을 그 편광특성에 따라 선택적으로 차단하는 원형 편광기를 구비한다.
상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 잇점들은 첨부 도면들을 참조한 다음의 바람직한 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부한 제1도 내지 제5도를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
제2도를 참조하면, 광디스크(40)에 조사될 광빔을 발생하는 광원(42)과, 광원(42)으로부터의 광빔을 광디스크(40)의 제1 또는 제2 정보 기록면(40A,40B)에 집속하기 위한 대물렌즈(44)와, 광디스크(40)에 의해 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출기(46)를 구비하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치가 도시되어 있다. 광디스크(40)의 제1정보 기록면(40A)은 DVD의 정보 기록면이고 광디스크(40)의 제2 정보 기록면(40B)는 CD 또는 CD-R의 정보 기록면이다. 제1 정보 기록면(40A)은 제2정보 기록면(40B) 보다 광디스크(40)의 표면으로부터 얇은 깊이에 위치한다. 그리고 광원(42)는 타원에 대하여 단축 방향으로 유동하는 편광특성의 수직 선편광빔(즉, 일명 S파라 하는 TM 파)또는 타원에 대하여 장축 방향으로 유동하는 편광특성의 수평 선편광빔(즉, 일명P파라 하는 TE파)을 발생한다. 본 발명에서는 편의상 광원(42)에서 발생되는 광빔을 수직 선편광빔이라 한다.
또한, 대물렌즈(44)는 광원(42)으로부터 광디스크(40)쪽으로 진행하는 광빔의 선속경에 따라 광빔을 제1 정보 기록면(40A) 또는 제2 정보 기록면(40B)에 스폿의 형태로 집속한다.
상기 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광원(42), 대물렌즈(44) 및 광검출기(46)의 사이에 위치한 빔 스프리터(48)와, 이 빔 스프리터(48)와 대물렌즈(44)사이에 나란하게 배열된 가변 액정 편광판(50), 위상 보상판(52) 및 원형 편광기(54)을 추가로 구비한다. 빔 스프리터(48)는 광원(42)으로부터의 광빔을 가변 액정 편광판(50)쪽으로 통과시키과 아울러 광디스크(40)로부터 대물렌즈(44), 원형 편광기(54), 위상보상판(52) 및 가변 액정 편광판(50)을 경유한 반사 광빔을 광검출기(46)쪽으로 반사시킨다.
가변 액정 편광판(50)은 제어라인(41)으로부터의 디스크 모드 신호(CD/DVD)에 따라 빔 스프리터(48)로부터 위상 보상판(52)쪽으로 진행하는 광빔의 편광특성을 선택적으로 변경시킨다. 즉, 가변 액정 편광판(50)은 현재 억세스될 광디스크(40)가 DVD임을 나타내는 제1 소정 전압 레벨(예를 들면, 0V )의 디스크 모드 신호(CD/DVD)가 입력될 경우에 빔 스프리터(48)으로부터의 수직 선편광빔(S파)를 좌회전 원편광빔(이하 좌원편광빔이라 함)으로 변환하고 그 좌원편광빔을 위상 보상판(52)쪽으로 전송한다. 현재 억세스될 광디스크(40)가 CD 또는 CD-R임을 나타내는제2 소정 전압 레벨(예를 들면,QV)의 디스크 모드 신호(CD/DVD)가 입력될 경우, 가변 액정 편광판(50)은 빔 스프리터(48)로부터의 수직 선편광빔(S파)를 우회전 원편광빔(이하 우원편광빔이라 함)으로 변환하고 그 우원편광빔을 위상 보상판(52)쪽으로 전송한다. 이를 제3도 및 제4도를 참조하여 좀 더 상세히 살펴보면, 다음과 같다.
제3a도 내지 제3c도에 있어서, 가변 액정 편광판(50)은 액정층(62)의 위면 및 밑면에 위치한 제1 및 제2 투명전극(64,66)과, 이들 투명전극(64,66)의 외측면에 각각 위치한 제1 및 제2 유리기판(68,70)으로 구성된다. 액정층(62)에 포함된 액정입자들(62A)은 부분적으로 가로 및/또는 세로 방향에 대하여 적절하게 정렬될 수 있으나 본 발명에서는 이들 액정입자들(62A)이 가로방향으로 정렬된 것으로 설명한다. 그리고 이들 액정입자들(62A)은 제1 및 제2 투명전극(64,66)에 인가되는 전위차(즉, 전압레벨)에 따라 광빔의 진향방향을 중심으로 나선형의 형태로 비틀리게 되어 위상 보상판(52)쪽으로 진행하게 될 수직 선편광빔을 좌원편광빔 또는 우원편광빔으로 변환함과 아울러 위상 보상판(52)으로부터 빔 스프리터(48)쪽으로 진행하게 될 우원편광빔 또는 좌원편광빔을 수평 선편광빔 또는 수직 선편광빔으로 변환하게 된다. 이를 상세히 하면, 제5a도와 같이 제1 및 제2 투명전극(64,66)에 전압이 인가되지 않은 경우, 즉 투명전극들(64,66)간의 전위차가 0 V인 경우에 액정입자들(62A)은 가로방향으로만 정렬되어, 빔 스프리터(48)로부터 위상 보상판(52)쪽으로 진행하는 수직 선편광빔을 좌원편광빔으로 변환시키고 이와 더불어 위상 보상판(52)으로부터 빔 스프리터(48)쪽으로 진행하는 우원편광빔을 수평 선편광빔으로 변환시킨다. 이 때, 액정층(62)은 제4a도에서와같이 광빔의 유동축을 기준으로 반시계방향의 일정 회전각도에 위치하는 고속 광측(f)과 시계방향의 일정한 회전각도에 위치하는 저속광축(s)을 가지게 된다. 반면에 제5b도와 같이 제1 및 제2 투명전극(64,66)에 일정한 전압이 인가된 경우, 즉 투명전극들(64,66)간의 전위차가 VQV인 경우에 액정입자들(62A)은 광빔의 진행방향을 따라 나선형의 형태로 비틀리게 되어, 빔 스프리터(48)로부터 위상 보상판(52)쪽으로 진행하는 수직 선편광빔을 우원편광빔으로 변환시키고 이와 더불어 위상 보상판(52)으로부터 빔 스프리터(48)쪽으로 진행하는 좌원편광빔을 수직 선편광빔으로 변환시킨다. 이 때, 액정층(62)은 제4a도에서와 같이 광빔의 유동축을 기준으로 반시계방향의 일정 회전각도에 위치하는 저속 광축(s)과 시계방향의 일정한 회전각도에 위치하는 고속광축(f)을 가지게 된다. 이들과는 달리, 제3c도에서와 같이 제1 및 제2 투명전극(64,66)에 고전압이 인가된 경우, 즉 투명전극들(64,66)간의 전위차가 Vs V 인 경우에 액정입자들 (62A)은 광빔의 유동축 방향을 비틀리게 되어, 빔 스프리터(48)로부터 위상 보상판(52)쪽으로 진행하는 수직 선편광빔과 위상 보상판(52)으로부터 빔 스프리터(48)쪽으로 진행하는 수직선편광빔을 그대로 통과시키게 된다.
다시 제2도로 되돌아 가면, 위상 보상판(52)는 가변 액정 편광판(50)으로 부터의 광빔의 지연된 위상을 보상한다. 이를 상세히 하면, 가변 액정 편광판(50)으로부터 원형 판광기(54)쪽으로 진행하는 광빔을 제5a도에 도시된 바와 같이 가변 액정 편광판(50)에 공급되는 전압에 따라 0 ~λ/2만큼 지연된 위상을 가지게 된다. 이 광빔은 광디스크(40)의 정보 기록면(40A,40B)에 타원의 스폿으로 집속되어 크로스 토크 및 잡음을 발생시키는 요인으로 작용한다. 이를 방지하기 위해. 위상 보상판(52)는 가변 액정 편광판(50)으로부터의 광빔이 제5b에서와 같이 가변 액정 편광판(50)에 인가되는 전압에 따라 -λ/4 ~ λ/4 의 위상을 가지도록 가변 액정 편광판(50)으로부터의 광빔의 위상을 조절한다. 또한, 원형 편광기(54)는 위상 보상판(52)으로부터의 광빔의 편광특성에 따라 그 광빔의 일부를 선택적으로 차단하여 대물렌즈(44)쪽으로 입사되는 광빔의 선속경을 조절한다. 이를 상세히 하면, 원형 편광기(54)는 위산상 보상판(52)으로부터 좌회전 원편광빔이 입사될 경우(즉, 억세스 될 광디스크(40)가 DVD인 경우)에 그 좌회전 원편광빔을 그대로 대물렌즈(44)쪽으로 통과시킨다. 이 때, 대물렌즈(44)는 0.6 정도의 비교적 큰 개구수를 유지하게 되어 원형 편광기(44)로부터의 광빔이 광디스크(40)의 제1 정보 기록면(40A)에서 스폿의 형태를 이루도록 그 좌회전 원편광빔을 집속한다. 반면에 원형 편광기(54)는 위상 보상판(52)으로부터 우회전 원편광빔이 입사될 경우(즉, 억세스 될 광디스크(40)가 CD 또는 CD-R인 경우)에는 그 우회전 원편광빔의 외곽부분을 차단하여 대물렌즈(44)쪽으로 진행하는 광빔의 선속경을 작게 한다. 그러면, 이 우회전 원편광빔을 집속하는 대물렌즈(44)는 0.25~0.35 정도로 비교적 작은 개구수를 유지하여 우회전 원편광빔이 광디스크(40)의 제2 정보 기록면(40B)에 스폿의 형태로 조사되도록 한다. 이를 위하여, 원형 편광기(54)는 제6도에서와 같이 중앙에 원형을 이루도록 형성된 비편광영역(54A)와 이 비편광영역의 주위에 형성된 편광영역(54B)을 구비한다. 비편광영역(54A)는 위상 보상판(52)로부터의 원편광빔의 편광특성과 무관하게 그 원편광빔을 대물렌즈(44)쪽으로 통과시킨다. 한편, 편광영역(54B)은 위상 보상판(52)로부터의 우회전 원편광빔은 흡수하여 그 우회전 원편광빔이 대물렌즈(44)쪽으로 진행하지 못하게 하고 아울러 위상 보상판(52)으로부터 좌회전 원편광빔은 대물렌즈(44)쪽으로 그대로 통과시킨다.
이와 같이, 가변 액정 편광판(50)과 원형 편광기(54)는 광디스크(40)의 종류에 따라 광빔의 선속경을 조절하여 광디스크(40)의 제1 및 제2 정보 기록면(40A,40B)에 광빔은 원형의 스폿이 정확하게 형성되도록 한다. 이에 따라, 광픽업 장치는 종류가 다른 광디스크들(즉, CD,CD-R 및 DVD)을 에러없이 정확하게 억세스 할 수 있게 된다.
다음으로, 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광원(42)과 빔 스프리터(48)사이에 위치한 시준렌즈(56)와, 광검출기(46)와 빔 스프리터(48) 사이에 위치한 센서렌즈(58)와, 대물렌즈(44) 및 원형 편광기(54)를 좌우 및 상하로 유동시키키 위한 액츄에이터(60)를 구비한다. 시준렌즈(56)는 광원(42)으로부터의 발산형의 광빔이 빔 스프리터(48)쪽으로 평행하게 진행하여 광빔의 누설을 방지한다. 센서렌즈(58)은 빔 스프리터(48)로부터 광검출기(46)쪽으로 진행하는 광빔을 집속하여 광빔의 누설을 방지한다. 이러한 관점에서, 시준렌즈(56) 및 센서렌즈(58)는 광빔의 누설을 방지하여 광픽업 장치의 광 감도를 일정한 수준 이상으로 향상시키게 된다. 액츄에이터(60)는 대물렌즈(44)를 원형 편광기(54)와 함께 일체로 상하 좌우로 유동시켜 광빔의 포커스 및 트래킹을 조절한다.
제7도에는, 광디스크(40)에 조사될 광빔을 발생하는 광원(42)과, 광원(42)으로부터의 광빔을 광디스크(40)의 제1 또는 제2 정보 기록면(40A,40B)에 집속하기 위한 대물렌즈(44)와, 광디스크(40)에 의해 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출기(46)를 구비하는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치가 도시되어 있다. 광디스크(40)의 제1 정보 기록면(40A)은 DVD의 정보 기록면이고 광디스크(40)의 제2 정보 기록면(40B)는 CD 또는 CD-R의 정보 기록면이다. 제1 정보 기록면(40A)은 제2 정보 기록면(40B) 보다 광디스크(40)의 표면으로부터 얇은 깊이에 위치한다. 그리고 광원(42)는 타원에 대하여 단축 방향으로 유동하는 편광특성의 수직 선편광빔(즉, 일명 S파라 하는 TE파)또는 타원에 대하여 장축 방향으로 유동하는 편광특성의 수평 선편광빔(즉, 일명 P파라 하는 TM파)을 발생한다. 본 발명에서는 편의상 광원(42)에서 발생되는 광빔을 수직 선편광빔이라 한다. 또한, 대물렌즈(44)는 광원(42)으로부터 광디스크(40)쪽으로 진행하는 광빔의 선속경에 따라 광빔을 제1 정보 기록면(40A) 또는 제2정보 기록면(40B)에 스폿의 형태로 집속한다.
상기 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광원(42), 대물렌즈(44) 및 광검출기(46)의 사이에 위치한 빔 스프리터(48)와, 이 빔 스프리터(48)와 대물렌즈(44) 사이에 나란하게 배열된 적응형 가변 액정 편광판(72) 및 원형 편광기(54)을 추가로 구비한다. 빔 스프리터(48)는 광원(42)으로부터의 광빔을 적응형 가변 액정 편광판(72)쪽으로 통과시킴과 아울러 광디스크(40)로부터 대물렌즈(44), 원형 편광기(54), 적응형 가변 액정 편광판(72)을 경유한 반사 광빔을 광검출기(46)쪽으로 반사시킨다.
적응형 가변 액정 편광판(72)은 제어라인(41)으로부터의 디스크 모드 신호(CD/DVD)에 따라 빔 스프리터(48)로부터 원형 편광기(54)쪽으로 진행하는 광빔의 편광특성을 선택적으로 변경시킨다. 즉, 적응형 가변 액정 편광판(72)은 현재 억세스될 광디스크(40)가 DVD임을 나타내는 제1 소정 전압 레벨(예를 들면, 0V)의 디스크 모드 신호(CD/DVD)가 입력될 경우에 빔 스프리터(48)으로 부터의 수직 선편광빔(S파)를 좌우편광빔으로 변환하고 그 좌원편광빔을 원형 편광기(54)쪽으로 전송한다. 현재 억세스될 광디스크(40)가 CD 또는 CD-R임을 나타내는 제2 소정 전압 레벨(예를 들면, VQV)의 디스크 모드 신호(CD/DVD)가 입력될 경우, 적응형 가변 액정 편광판(72)은 빔 스프리터(48)로부터의 수직 선편광빔(S파)를 우원편광빔으로 변환하고 그 우원편광빔을 원형 편광기(54)쪽으로 전송한다. 그리고 적응형 가변 액정 편광판(72)는 변환과정에서 발생하는 위상지연량을 보상한다. 이를 위하여, 적응형 가변 액정 편광판(72)는 제8도와 같이 제작된다.
제8도를 참조하면, 적응형 가변 액정 편광판(72)는 액정층(74)의 양면에 각각 형성된 제1 및 제2 배향막(76,78)과, 이들 배향막(76,78)의 외측면에 각각 부착된 제1 및 제2 투명전극 (80,82)과, 이들 투명전극들(80,82)의 외측면에 각각 부착된 유리기판(84) 및 위상 보상판(86)을 구비한다. 액정층(74)에 포함된 액정입자들(74A)은 광빔의 진행방향과 수직한 면에서 일정한 방향으로 정렬되어 있다. 그리고 이들 액정입자들(74A)은 제1 및 제2 투명전극(80,82)에 인기되는 전위차(즉, 전압레벨)에 따라 광빔의 진행방향을 중심으로 나선형의 형태로 비틀리게 되어 유리기판(84)로부터 위상 보상판(86)쪽으로 진행하게 될 수직 선편광빔을 좌원편광빔 또는 우원편광빔으로 변환함과 아울어 위상 보상판(86)으로부터의 유리기판(84)쪽으로 진행하게 될 우원편광빔 또는 좌원편광빔을 수평 선편광빔 또는 수직 선편광빔으로 변환하게 된다. 위상 보상판(84)는 액정층(74)으로부터의 광빔의 지연된 위상을 보상한다. 즉, 위상 보상판(84)는 액정층(74)로부터 제2 배향막(78) 및 제2 투명전극(82)을 경유하여 입사되는 원편광빔이 제1 및 제2 투명전극들(80,82)간의 전위차에 따라 -λ/4 ~λ/4의 위상을 가지도록 그 원편광빔의 위상을 조절한다.
다시 제7도로 되돌아 가면, 원형 편광기(54)는 적응형 가변 액정 편광판(72)으로부터의 광빔의 편광특성에 따라 그 광빔의 일부를 선택적으로 차단하여 대물렌즈(44)쪽으로 입사되는 광빔의 선속경을 조절한다. 이를 상세히 하면, 원형 편광기(54)는 적응형 가변 액정 편광판(72)으로부터 좌회전 원편광빔이 입사될 경우(즉, 억세스 될 광디스크(40)가 DVD인 경우)에 그 좌회전 원편광빔을 그대로 대물렌즈(44)쪽으로 통과시킨다. 이때, 대물렌즈(44)는 0.6 정도의 비교적 큰 개구수를 유지하게 되어 원형 편광기(44)로부터의 광빔이 광디스크(40)의 제1 정보 기록면(40A)에서 스폿의 형태를 이루도록 그 좌회전 원편광빔을 집속한다. 반면에 원형 편광기(54)는 적응형 가변 액정 편광판(72)으로부터 우회전 원편광빔이 입사될 경우(즉, 억세스 될 광디스크(40)가 CD 또는 CD-R인 경우)에는 그 우회전 원편광빔의 외곽부분을 차단하여 대물렌즈(44)쪽으로 진행하는 광빔의 선속경을 작게 한다. 그러면, 이 우회전 원편광빔을 집속하는 대물렌즈(44)는 0.25~0.35 정도로 비교적 작은 개구수를 유지하여 우회전 원편광빔이 광디스크(40)의 제2 정보 기록면(40B)에 스폿의 형태로 조사되도록 한다. 이를 위하여, 원형 편광기(54)는 제6도에서와 같이 중앙에 원형을 이루도록 형성된 비편광영역(54A)와 이 비편광영역의 주위에 형성된 편광영역(54B)을 구비한다.
비편광영역(54A)는 적응형 가변 액정 편광판(72)으로부터의 원편광빔의 편광특성과 무관하게 그 원편광빔을 대물렌즈(44)쪽으로 통과시킨다. 한편, 편광영역(54B)은 적응형 가변 액정 편광판(72)으로부터의 우회전 원편광빔은 흡수하여 그 우회전 원편광빔이 대물렌즈(44)쪽으로 진행하지 못하게 하고 아울러 적응형 가변 액정 편광판(72)으로부터 좌회전 원편광빔은 대물렌즈(44)쪽으로 그대로 통과시킨다.
이와 같이. 적응형 가변 액정 편광판(72)과 원형 편광기(54)는 광디스크(40)의 종류에 따라 광빔의 선속경을 위상차를 발생되지 않도록 조절하여 광디스크(40)의 제1 및 제2 정보 기록면(40A,40B)에 광빔은 원형의 스폿이 정확하게 형성되도록 한다. 이에 따라, 광픽업 장치는 종류가 다른 광디스크들 (즉, CD,CD-R 및 DVD)을 에러없이 정확하게 억세스 할 수 있게 된다.
다음으로, 이종 광디스크용 광픽업 장치는 빔 스프리터(48)와 적응형 가변 액정 편광판(72) 사이에 위치한 시준렌즈(56)와, 광검출기(46)와 빔 스프리터(48) 사이에 위치한 센서렌즈(58)와, 대물렌즈(44) 및 원형 편광기(54)를 좌우 및 상하로 유동시키기 위한 액츄에이터(60)를 구비한다. 시준렌즈(56)는 빔 스프리터(48)로부터의 발산형의 광빔이 적응형 가변 액정 편광판(72)쪽으로 평행하게 진행하도록 함과 아울러 적응형 가변 액정 편광판(72)으로부터 빔 스프리터(48)쪽으로 평행하세 진행하는 광빔을 집속하여 광빔의 누설을 방지한다. 센서렌즈(58)는 빔 스프리터(48)로부터 광검출기(46)쪽으로 진행하는 광빔을 집속하여 광빔의 누설을 방지한다. 이러한 관점에서, 시준렌즈(56) 및 센서렌즈(58)는 광빔의 누설을 방지하여 광픽업 장치의 광 감도를 일정한 수준 이상으로 향상시키게 된다. 액츄에이터(60)는 대물렌즈(44)를 원형 편광기(54)와 함께 일체로 상하 좌우로 유동시켜 광빔의 포커스 및 트래킹을 조절한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치는 액정 유닛에 선편광빔을 원편광빔으로 그리고 원편광빔을 선편광빔으로 변환하는λ/4 판과 같은 편광판의 기능을 부가시킴으로써 소요될 광학소자의 수를 줄일 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치는 구성을 간소화함과 아울러 제작공정을 단축할 수 있는 이점을 제공한다. 그리고 본 발명에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치는 편광특성 변환시 발생하는 광빔의 위상지연을 보상하여 광디스크에 광빔의 스폿이 원형을 이루게 함으로써 종류가 다른 광디스크들을 정확하게 억세스 할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정하여져야만 한다.

Claims (7)

  1. 광디스크에 조사될 선편광빔을 발생하는 광원과, 상기 광디스크에 의해 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출수단과, 상기 광디스크에 조사된 광빔을 집속하기 위한 대물렌즈와, 상기 광원, 상기 대물렌즈 및 상기 광검출수단의 사이에 위치하여 상기 광원으로부터의 선편광빔을 대물렌즈쪽으로 그리고 대물렌즈를 경유하는 반사 광빔을 상기 광검출수단쪽으로 전송하는 광경로 분리수단과, 상기 대물렌즈쪽으로 입사될 선편광빔을 광디스크의 종류에 따라 제1 및 제2 편광특성의 원편광빔들 중 어느 한 편광측성의 원편광빔으로 변환하기 위한 가변 액정 편광수단과, 상기 가변 액정 편광수단으로부터 상기 대물렌즈쪽으로 입사될 원편광빔의 외곽부분을 그 편광특성에 따라 선택적으로 차단하는 원형 편광기를 구비한 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가변 액정 편광수단 및 상기 원형 편광기 사이에 위치하여 상기 가변 액정 편광수단으로부터 상기 원형 편광기쪽으로 진행하는 원편광빔의 위상을 보상하는 위상 보상수단을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가변 액정 편광수단과 상기 위상 보상수단이 일체화 된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 위상 보상수단이 일체화된 가변 액정 편광수단은, 광의 흡수 및/또는 굴절특성을 가지고 전압에 따라 광빔의 진행방향으로 중심으로 나선 형태로 비틀리는 액정입자들이 일정한 방향으로 배열된 액정층과, 상기 액정층의 양면에 각각 형성된 제1 및 제2 투명전극과, 상기 제1 투명전극의 외측면에 부착된 유리기판과, 상기 제2 투명전극의 외측면에 부착된 위상 보상판을 구비하는 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 액정층과 제1 투명전극의 사이 그리고 상기 액정층과 제2 투명전극 사이에 각각 형성된 배향막들을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.
  6. 광디스크에 조사될 선편광빔을 발생하는 광원과, 상기 광디스크에 의해 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출수단과, 상기 광디스크에 조사된 광빔을 집속하기 위한 대물렌즈와, 상기 광원, 상기 대물렌즈 및 상기 광검출수단의 사이에 위치하여 상기 광원으로부터의 선편광빔을 대물렌즈쪽으로 그리고 대물렌즈를 경유하는 반사 광빔을 상기 광검출수단쪽으로 그리고 대물렌즈를 경우하는 반사광빔을 상기 광검출수단쪽으로 전송하는 광경로 분리수단과, 상기 대물렌즈쪽으로 입사될 선편광빔을 광디스크의 종류에 따라 제1 및 제2 편광특성의 원편광빔들 중 어느 한 편광특서의 원편광빔으로 변환하고 그 원편광빔의 위상을 보상하는 적응형 가변 액정 편광수단과, 상기 적응형 가변 액정 편광수단으로부터 상기 대물렌즈쪽으로 입사될 원편광빔의 외곽부분을 그 편광특성에 따라 선택적으로 차단하는 원형 편광기를 구비한 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 광원과 상기 광경로 분리수단 사이에 위치하여 상기 광원으로부터 상기 광경로 분리수단쪽으로 진행하는 발산형의 광빔을 평행하게 하는 시준렌즈와, 상기 광경로 분리수단과 상기 광검출수단 사이에 위치하여 상기 광경로 분리수단으로부터 상기 광검출수단쪽으로 평행하게 진행하는 광빔을 집속하는 센서렌즈를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업장치.
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