KR100230225B1 - 발광램프를 이용한 광픽업 - Google Patents

Abstract

각종 광기록재생장치에 사용되는 광픽업이 개시되어 있다. 개시된 광픽업은 레이저와 같은 특정 파장의 빛을 방사하지 않고 광범위한 파장영역의 빛을 방사하는 광원을 사용하기 위하여, 발광램프, 이 발광램프의 집속수단, 그리고 그 빛의 시간적/공간적 코히어런스를 좋게 하는 부재들을 갖고 있다. 발광램프는 레이저광의 광강도 및 그 분광분포 특성을 갖는 범위의 파장이 포함된 빛을 방사하는 램프가 사용된다. 그리고 그 빛의 시간적/공간적 코히어런스를 좋게 하는 부재로서 핀홀과 색필터의 사용된다. 개시의 광픽업은 보통의 발광램프를 그 광원으로 사용하므로, 각종 기록재생용 광픽업 등 각종 광학기구를 소형화하고 가격을 혁신적으로 낮추는데 지극히 유효하다.

Description

발광램프를 이용한 광픽업

제1도는 본 발명에 의하여 발광램프를 이용한 광픽업의 광학적 구성을 나타낸 평면도.

제2도는 본 발명의 발광램프로 사용할 Dy-T1계 메탈 할라이드램프의 분광분포 특성을 나타낸 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 광발생부 11 : 발광램프

12 : 반사부재 12a : 반사면

13 : 홀플레이트부재 13a : 핀홀

14 : 색필터 20 : 광조사부

23 : 광변조기 30 : 광검출부

본 발명은 광정보 매체에 변조된 광을 집속 투사하여 정보를 기록하고 그로부터 반사하는 광을 검출하여 정보를 재생하는 기록재생용 광픽업에 관한 것으로서, 상세하게는 레이저 광원을 사용하지 않고 광범위한 파장영역의 빛을 방사하는 발광램프로부터 시간적/공간적 코히어런스(temporal/spatial coherence)가 좋은 파장영역의 단새광(單色光)을 얻는 발광램프를 이용한 광픽업에 관한 것이다.

광디스크 등의 광기록매체의 기록밀도는 기록장치(광픽업)의 광원으로부터 그 광기록매체에 집속되는 광스풋 크기에 반비례한다. 렌즈에 의하여 집속되는 광스폿은 무한이 작아지지는 않지만, 같은 개구의 렌즈에 의하여 집속되는 광스폿(보통 빔 웨이스트라한다)의 빔폭은 대체로 광의 파장과 비례한다. 따라서 광기록분야에 있어서는 고밀도의 기록을 위하여 집광성이 우수한 단파장(短波長) 광원의 사용이 고려되고 있다.

일반적으로 이 분야에서는 광원으로서 레이저가 주로 사용되고 있다. 그 이유로는 레이저가 단파장으로서 지향성(指向性)과 집광성(集光性)이 좋고, 단색성(單色性)이며 또 변조(變調)가 용이하기 때문이다.

그러나, 녹색 내지 청색의 광이 갖는 파장 이하에서는 소형 레이저 광원의 개발이 어려운 실정에 있으며, 기존의 레이저 광원은 장치의 부피가 큰 것 이외에도 그 구동방식이 매우 복잡하고, 부수회로가 복잡했던 문제점과, 고가의 부품을 사용하고 제작수율도 낮아서 가격이 대단히 비싸다는 문제점을 갖고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 레이저 광의 이점을 그대로 보유하면서, 소형화가 가능하고 가격이 저렴한 발광램프를 이용한 광픽업을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 광발생부와, 이 광발생부로부터 발생된 광을 정보에 따라 기록매체에 집속 투사하기 위한 광조사부와, 상기 기록매체로부터 반사하는 광을 검지하여 소정의 신호를 출력하기 위한 광검출부를 구비하여 정보를 기록재생하는 광픽업에 있어서, 상기 광발생부가 빛을 방사하는 발광램프와, 이 발광램프의 주위에 배치되어 상기 발광램프로부터 발생된 빛을 모으기 위한 집속수단과, 모아진 빛을 투과시키는 핀홀을 가지는 홀플레이트부재와, 이 홀플레이트부재의 전 또는 후방에서 그 핀홀을 경유하는 빛의 소정의 파장영역을 선택투과하는 색필터를 구비하여, 특정 파장의 아닌 광범위한 파장영역의 빛을 방사하는 보통의 발광램프를 광원으로 사용하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

즉, 본 발명은 기록 재생용 광픽업을 구성함에 있어서, 기존의 레이저 광원을 사용하지 않고 파장의 범위가 비교적 넓은 빛을 방사하는 보통의 발광램프를 사용하는 점에 그 특징이 있으며, 이에 따라 본 발명에서는 그 빛으로부터 시간적 및 공간적 코히어런스가 좋은 빛을 얻는데 주안점을 둔 것이다. 따라서 본 발명은 레이저 광원을 사용하는데 따른 장치의 구조적 문제점 및 가격상승 등의 문제점을 해결해 주는 동시에 장치의 소형화를 가능케 하다.

이하, 본 발명에 따른 발광램프를 이용한 광픽업의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

제1도는 예를 들면 광자기 디스크 드라이브에 사용하는 본 발명에 의한 광픽업의 전체 구성을 보인다. 도면에서 참조번호 10은 광발생부, 20은 광조사부, 30은 광검출부를 각각 가리킨다. 그리고 참조번호 40은 기록매체의 하나인 광디스크이며, 50은 상기 광디스크(40)의 정보탐색을 위한 이송기구를 간단히 도시한 것이다.

본 발명에 의한 광픽업의 광발생부(10)는 발광램프(11)와, 이 발광램프(11)의 주위에서 빛을 모으기 위한 집속수단으로 구비된 것으로 상기 발광램프(11)의 상하좌우 및 후부를 둘러싸고 있는 반사면(12a)을 갖는 반사부재(12)와, 이 반사부재(12)의 전방향을 가로막고 있으며 가운데에 핀홀(13a)을 갖고 있는 홀플레이트부재(13) 및, 홀플레이트부재(13) 전면에 중첩된 색필터(14)로 이루어져 있다. 여기서 반사부재(12)의 반사면(12a)은 기하학적으로 2개의 초점을 갖는 타원면(圓面)이다. 이 타원면의 제1초점에는 상기 발광램프(11)의 발광중심이 위치되며, 그 제2초점에는 상기 핀홀(13a)이 위치된다. 그러면, 상기 발광램프(11)에서 임의 방향으로 방사되는 빛은 상기 반사면(12a)에서 반사되어 대부분 전방에 있는 핀홀(13a)에 집속되고 상기 핀홀(13a)을 통과하여 일정한 사이각을 갖고 전방으로 조사된다. 참고로, 상기 홀플레이트부재(13)는 그 핀홀(13a)로써 빛의 공간주파수를 필터링(filtering)함으로써, 시간적 코히어런스 즉, 그 이후에 다른 경로를 각각 경유하는 두 빛이 다른 요소나 타켓에 같이 도달하는 경우, 그 경과된 시간의 차가 있어도 같은 파장의 파가 연속되게 하여 상호간의 간섭성을 좋게 하는 것이다. 그리고 상기 색필터(14)는 그 핀홀(13a)을 경유한 빛의 특정범위의 파장만을 선택 투과시킴으로써 공간적 코히어런스 즉, 한 광속(光束) 내의 파면이 서로 일치하게하여 그 광속내에서 파면의 진행방향과 그 직각방향으로 떨어져 있는 두 빛 사이의 간섭성을 좋게 하는 것이다.

도시하지는 않았으나 상기 발광램프(11)의 빛을 상기 핀홀(13a)에 모으기 위한 수단으로서 상기한 반사부재(12)의 타원형의 반사면(12a)대신, 포물면 또는 반구면의 반사면이 형성된 것을 사용하고 이에 볼록렌즈를 구비하는 것도 가능할 것이다.

상기 발광램프(11)는 예컨대, Dy-Tl(Disprosium-Talium)계 메탈 할라이드램프를 사용한다. 또는 고압수은램프 등과 같은 비슷한 분광분포 특성을 갖는 다른 발광램프의 사용을 고려할 수 있을 것이다. Dy-Tl계 메탈할라이드 램프의 분광분포 특성을 제2도에 나타내었다. 제2도의 그래프에 의하면, Dy-Tl계 메탈 할라이드램프는 파장 530nm부근(녹색광)에서 높은 광강도를 가지며 특히 그 부근의 분광분포 특성이 광기록분야에 주로 쓰이는 레이저 광과 유사한 분포를 이룸을 알 수 있다. 따라서 이 영역의 빛을 선택하기 위하여 상기 색필터(14)를 선택하면 된다.

다음 광조사부(20)는 상기 광발생부(10)로부터 일정한 사이각으로 조사되는 빛을 다시 집속하여 가는 빔의 형태로 만드는 콘덴싱렌즈(21)와, 발산렌즈(22), 그 빔을 원하는 정보에 따라 변조하는 광변조시(23), 변조된 빔을 확대하고 평행빔으로 만드는 확산렌즈(24)와 콜리메이팅렌즈(25), 광디스크(40)로의 입사빔과 그로부터의 반사빔을 분리하는 편광빔스프리터(26), 그 입사하는 평행빔이 광디스크(40)로 향하고 그에 집속되게 하는 반사기(27)와 대물렌즈(28)로 이루어져 있다.

상기 광변조기(23)는 예컨대, 초음파 신호로 입사된 광빔을 고속 스위칭하여 광을 조사하거나 차단하는 것으로, 이는 상기한 발광램프(11) 자체로 기록시의 광변조를 위한 시간적 고속 스위칭하는데 따른 난점을 보완하기 위하여 부가된 것이다.

한편, 발광램프 자체만으로 광변조를 행하는 것이 가능하고, 또 기술의 발전으로 차제에 고속스위칭이 가능한 발광램프의 출현이 예측되는데, 이 경우에 상기한 광변조기(23)는 부가할 필요는 없는 것이며, 그 경우 본 발명의 광픽업은 보다 간단해질 수 있다.

다음 광검출부(30)는 통상과 같이 상기 편광빔스프리터(26)로부터 분리되어 오는 반사빔을 각각 2개의 빔으로 광량 또는 편광 분리하는 프리즘(31)(32)(33)과, 분리된 빔들로부터 재생, 트랙에러 및 포커스에러 신호들을 각각 검출하는 광검출기(34)(35)(36) 등으로 이루어져 있다.

한편, 본 발명의 광픽업은 도시된 바와 같이, 광주사부(20)의 반사기(27)와 대물렌즈(28)가 예를 들면 보이스코일 모터와 같은 이송기수(50)의 캐리지(51)에 탑재되어 광디스크(40)의 반경범위 내에서 이송될 수 있는 소위 분리형으로 도시되어 있는데, 본 발명은 이와 같은 광픽업의 형식이나 또 각부의 구성요소를 한정하지는 않으며 오직 다음에 기재되는 특허청구의 범위 내에서 더 많은 변형이 가능하고, 또한 광디스크에 대한 기록과 재생 뿐 아니라 빛을 이용하여 정보를 기록재생하거나 유사한 형태의 정보처리를 행하는 각종 시스템에의 변용도 가능하다.

아무튼 본 발명은 기록 재생용 광픽업 또는 그와 같은 광학기구를 구성함에 있어서, 기존의 레이저 광원을 사용하지 않고 광범위한 파장영역의 빛을 방사하는 보통의 발광램프를 광원으로 사용하되 시간적 및 공간적인 코히어런스가 좋은 영역의 빛을 선택하여 실질적인 광기록 및 그 재생을 가능하게 하는 발명으로서, 기존 레이저 광원을 사용하는 것에 비하여 간결하고 소형의 단파장 광원을 구성할 수 있으며, 특히 비교할 수 없을 만큼의 가격 혁신을 일으킬 수 있는 지극히 효과적인 발명이다.

Claims (7)

1. 광발생부와, 이 광발생부로부터 발생된 광을 정보에 따라 기록매체에 집속 투사하기 위한 광조사부와, 상기 기록매체로부터 반사하는 광을 검지하여 소정의 신호를 출력하기 위한 광검출부를 구비하여 정보를 기록재생하는 광픽업에 있어서, 상기 광발생부가 빛을 방사하는 발광램프와, 이 발광램프의 주위에 배치되어 상기 발광램프로부터 발생된 빛을 모으기 위한 집속수단과, 모아진 빛을 투과시키는 핀홀을 가지는 홀플레이트부재와, 이 홀플레이트부재의 전 또는 후방에서 그 핀홀을 경유하는 빛의 소정의 파장영역을 선택 투과하는 색필터를 구비하여, 특정 파장의 아닌 광범위한 파장영역의 빛을 방사하는 보통의 발광램프를 광원으로 사용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 발광램프를 이용한 광픽업.
2. 제1항에 있어서, 상기 집속수단이 2개의 기하 초점을 갖는 타원형으로서 상기 발광램프의 빛을 반사하는 반사면을 갖는 반사부재를 구비하고, 그 제1초점에 상기 발광램프의 발광중심을, 그 제2초점에 상기 핀홀을 맞추어 구성한 것을 특징으로 하는 발광램프를 이용한 광픽업.
3. 제1항에 있어서, 상기 집속수단이 상기 발광램프의 빛을 반사하는 포물면 또는 반구면형의 반사면을 갖는 다른 반사부재와 그 반사면에서 반사하는 빛을 수렴하는 렌즈요소로 이루어지며, 상기 렌즈요소의 초점이 상기 핀홀에 맞춰진 것을 특징으로 하는 발광램프를 이용한 광픽업.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광램프가 파장 530nm 부근의 영역을 포함하는 빛을 방사하는 것을 특징으로 하는 발광램프를 이용한 광픽업.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광램프가 Dy-Tl계 메탈 할라이드램프인 것을 특징으로 하는 발광램프를 이용한 광픽업.
6. 제1항에 있어서, 상기 색필터가 파장 530nm 부근의 빛을 투과하는 것을 특징으로 하는 발광램프를 이용한 광픽업.
7. 제1항에 있어서, 상기 광조사부가 상기 광발생부로부터 조사되는 빛을 변조하는 광변조기를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 발광램프를 이용한 광픽업.