KR100230226B1 - Light beam modulation method and recording and reproducing optical pickup thereof - Google Patents
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Abstract
정보처리를 위한 광변조방법과 이를 이용한 기록재생용 광픽업이 개시되어 있다. 개시의 광변조방법과 광픽업은 입력광을 전달하는 2가닥의 광섬유와 그 하나를 진동시키는 가진소자를 포함한 광코넥터로 구성한 광변조기로 고속의 광변조를 행한다. 가진소자는 구동전위에 따라 그 2가닥의 광섬유의 광축을 기울이도록 신축하는 압전체를 구비한다. 광섬유의 입력광에 대하여 타측 광섬유의 출력광에는 그 광축의 기울기에 따라 광량과 광강도의 변화가 생긴다. 개시에 의한 광변조수단은 정보의 고밀도 기록 및 고속처리를 효과적으로 수행하며, 구조가 간단하여 원가절감에 기여한다.An optical modulation method for information processing and an optical pickup for recording and reproducing using the same are disclosed. The optical modulation method and the optical pickup of the disclosure perform high-speed optical modulation with an optical modulator composed of an optical connector including two optical fibers for transmitting input light and an excitation element vibrating one of them. The excitation element includes a piezoelectric member that is stretched so as to tilt the optical axis of the two fibers in accordance with the driving potential. Regarding the input light of the optical fiber, the output light of the other optical fiber changes the amount of light and the light intensity according to the inclination of the optical axis. The light modulating means by the disclosure effectively performs high-density recording and high-speed processing of information, and its structure is simple, contributing to cost reduction.
Description
제1도는 종래 초음파 광변조기를 이용한 기록재생용 광픽업의 광학적 구성을 보인 블럭도.1 is a block diagram showing an optical configuration of an optical pickup for recording and reproduction using a conventional ultrasonic optical modulator.
제2(a)(b)도는 본 발명에 따른 광변조방법을 설명하기 위하여 나타낸 개요도.Figure 2 (a) (b) is a schematic diagram for explaining the light modulation method according to the present invention.
제3도는 본 발명에 따른 광변조방법을 이용한 기록재생용 광픽업의 광학적 구성을 보인 블록도.3 is a block diagram showing an optical configuration of an optical pickup for recording and reproducing using the optical modulation method according to the present invention.
제4도는 본 발명의 기록재생용 광픽업에서 기록과 재생 및 소거의 작동모드에 따라 그 가진소자에 인가될 구동전압의 파형을 나타낸 그래프.4 is a graph showing waveforms of driving voltages to be applied to the excitation element in accordance with the operation modes of recording, reproducing, and erasing in the recording and reproducing optical pickup of the present invention.
제5(a)(b)도 및 제5(c)도는 본 발명에 따른 기록재생용 광픽업에 있어서, 정보의 기록과 재생 및 소거의 선택된 작동모드에 따라 광변조부의 작동을 설명하기 위하여 나타낸 일부 확대도.5 (a) (b) and 5 (c) are diagrams for explaining the operation of the optical modulator in accordance with the selected operation mode of recording, reproducing and erasing information in the recording and reproducing optical pickup according to the present invention. Some enlarged views.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
5,6,21,22 : 광섬유 8,24 : 가진소자5,6,21,22: optical fiber 8,24: excitation element
8a : 압전체 20 : 광변조부8a: piezoelectric 20: optical modulator
본 발명은 광을 변조하여 원하는 정보를 처리하는 각종 광학기구에 이용될 수 있는 광변조방법 및 이를 이용한 기록재생용 광픽업에 관한 것으로서, 특히 2가닥의 광섬유를 연결한 광코넥터(optical connector)로 행하는 광변조방법과 그 광코넥터로 구성한 광변조부를 갖는 기록재생용 광픽업에 관한 것이다.The present invention relates to an optical modulation method that can be used in various optical instruments for modulating light and processing desired information, and to an optical pickup for recording and reproducing using the same. In particular, the present invention relates to an optical connector connecting two optical fibers. The present invention relates to an optical pickup for recording and reproducing having an optical modulation method to be performed and an optical modulation unit composed of the optical connector.
정보의 고밀도 기록을 위하여 단파장(短波長) 광원의 사용이 고려되고 있다. 기록밀도는 렌즈로 집속되는 광스폿의 크기와 반비례하고 그 광스폿의 크기는 광의 파장과 비례하기 때문이다. 이에 따라 기록재생용 광픽업에 있어서는 단파장의 레이저 광을 얻기 위해 제2고주파 발생(SHG; second harmonic genertion) 레이저가 채용되고 있다. 한편, 주파수가 큰 영상정보의 처리를 위하여는 고속의 광변조를 행할 수 있어야 한다. 그런데 SHG 레이저의 광소스로 사용되고 있는 레이저 다이오드나 야그(YAG) 레이저의 자체 기동시간(rising time)이 빠르지 못하기 때문에, 별도의 초음파 광변조기나 광스위치를 부가하여 광변조를 행하고 있었다.The use of short wavelength light sources has been considered for high density recording of information. This is because the recording density is inversely proportional to the size of the light spot focused on the lens, and the size of the light spot is proportional to the wavelength of the light. Accordingly, in the optical pickup for recording and reproduction, a second harmonic genertion (SHG) laser is employed to obtain a short wavelength laser light. On the other hand, in order to process video information with a large frequency, it should be possible to perform high speed optical modulation. However, since the self-rising time of the laser diode and YAG laser used as the light source of the SHG laser is not fast, the optical modulation is performed by adding a separate ultrasonic optical modulator or an optical switch.
제1도는 광자기 디스크 매체에 대한 정보의 고밀도 기록을 위하여, SHG의 단파장 광원과 초음파 광변조기를 구비한 종래의 전형적인 기록재생용 광픽업의 광학적 구성을 보인다. 도면에서 SHG 레이저(1)는 일정한 출력과 연속으로 발진하는 레이저 광을 출력한다. 초음파 광변조기(2)는 SHG 레이저(1)에서 출력된 레이저 광을 기록할 정보에 따라 변조시킨다. 변조된 레이저 광은 대물렌즈(3)에 의하여 광디스크(4)에 집속투사된다.FIG. 1 shows the optical configuration of a conventional typical recording / reproducing optical pickup equipped with a SHG short wavelength light source and an ultrasonic optical modulator for high density recording of information on a magneto-optical disk medium. In the figure, the SHG laser 1 outputs laser light which oscillates continuously with a constant output. The ultrasonic light modulator 2 modulates the laser light output from the SHG laser 1 in accordance with the information to be recorded. The modulated laser light is focused onto the optical disc 4 by the objective lens 3.
상기 초음파 광변조기(2)는, 자사의 선출원 고안인 실용신안 등록출원 제92-23928호에서 그 상세한 원리에 대하여 이미 다룬 바 있는데, 광학결정체인 매질에 초음파를 진행시켜 그 매질의 굴절률을 변화시킴으로써 레이저 광을 회절시키는 원리로 광변조를 행하는 것이다. 이러한 초음파 광변조기에 있어서는, 초음파의 파면이 매질 내의 입사광을 통과하는 시간보다도 더 짧은 시간에 변화하는 신호는 변조할 수 없는 주파수 대역의 제한이 따르므로 정보처리속도의 한계가 있었다. 뿐만아니라 원하는 방향의 회절광만을 선택하기 위하여는 광슬릿이나 스토퍼를 설치하여야 하고 또 매질내에서의 초음파 반사방지를 위해 그 흡수체를 부가하여야 하는 등의 구조적 단점 및 가격상승의 요인이 크다는 등의 비경제적 문제도 있었다.The ultrasonic optical modulator 2 has already dealt with the detailed principle of Utility Model Registration Application No. 92-23928, which is a prior art design of the company, by changing the refractive index of the medium by advancing ultrasonic waves to a medium which is an optical crystal. Light modulation is performed on the principle of diffracting laser light. In such an ultrasonic light modulator, there is a limitation in information processing speed because a signal that changes in a shorter time than the time when the wavefront of the ultrasonic wave passes through the incident light in the medium is subject to the limitation of the frequency band which cannot be modulated. In addition, in order to select only the diffracted light in a desired direction, a light slit or stopper must be provided, and an absorber must be added to prevent ultrasonic reflection in the medium. There was also an economic problem.
본 발명의 목적은 주파수가 큰 정보처리를 위하여 구동 주파수와 거의 같은 주기로 고속의 광변조가 가능한 광변조 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide an optical modulation method capable of high-speed optical modulation at a period substantially equal to a driving frequency for information processing having a large frequency.
또한 본 발명의 다른 목적은 정보의 고밀도 기록을 위해 단파장 광원을 채용한 광픽업에 아주 간단한 광변조부를 구성하여, 부피를 줄이고 원가를 낮춘 기록재생용 광픽업을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an optical pickup for recording and reproducing by reducing the volume and lowering the cost by constructing a very simple optical modulator in an optical pickup using a short wavelength light source for high-density recording of information.
상기 첫번째 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 광을 원하는 정보에 따라 변조하기 위한 광변조방법에 있어서, 2가닥의 광섬유를 배치하여 그 일측 광섬유로부터 타측 광섬유로 광이 전달되게 하고, 그 2가닥의 광섬유의 적어도 하나를 가진소자로 진동시켜서 그 가진 주파수에 따라 입력광에 대해 출력광의 광량이 변화되게 함을 그 특징으로 한다.In order to achieve the first object, the present invention, in the optical modulation method for modulating the light in accordance with the desired information, the two fibers are arranged so that the light is transmitted from one optical fiber to the other optical fiber, It is characterized by vibrating with an element having at least one of the optical fibers so that the amount of light of the output light changes with respect to the input light according to the excitation frequency.
또한 상기 두번째 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 광을 발생하는 광발생부와 광을 기록정보에 따라 변조하기 위한 광변조수부와 광을 기록매체에 집속투사하기 위한 광투사부와 그 기록매체로부터 반사되는 광을 검출하기 위한 광검출부를 구비하여 정보의 기록과 재생 및 소거를 행하는 기록재생을 광픽업에 있어서, 상기 광변조부를, 동일 광경로 상에 배치되어 상기 광발생수단으로부터 광투사수단으로 광을 전달하는 2가닥의 광섬유와, 그 2가닥의 광섬유의 적어도 하나를 진동시키는 가진소자를 포함한 광코넥터로 구성하고, 그 가진소자의 가진범위에 따라 기록과 재생 및 소거모드를 선택하고 또한 기록시의 가진 주파수로 정보를 변조하도록 구성하여 된 것을 그 특징으로 한다.In order to achieve the second object, the present invention provides a light generating unit for generating light, an optical modulation unit for modulating the light according to the recording information, and a light projecting unit for focusing the light onto the recording medium and the recording medium. In the optical pickup, the optical modulator includes a light detector for detecting reflected light, and records and reproduces and erases information. The optical modulator is disposed on the same optical path and is moved from the light generating means to the light transmitting means. It consists of two optical fibers that transmit light and an optical connector including an excitation element that vibrates at least one of the two optical fibers, and selects recording, reproducing and erasing modes according to the excitation range of the excitation element, and It is characterized in that it is configured to modulate information by the excitation frequency of time.
이와 같은 본 발명의 광변조방법과 이를 이용한 기록재생용 광픽업에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the optical modulation method of the present invention and the optical pickup for recording and reproducing using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 본 발명의 광변조방법에 대해 제2도를 참조하여 설명한다. 도면에서 2가닥의 광섬유(5)(6)는 도시하지 않은 광발생 소스로부터 제공되는 광을 그 일측 광섬유(5)로부터 타측 광섬유(6)로 전달하도록 미소한 틈(7)을 두고 마주한다. 가진소자(8)는 압전소자(8a)와 지지부재(8b)의 접합체이다. 그 압전소자(8a)는 외부전원(9)과 연결되어 그에 인가되는 전위의 전계의 방향으로 기계적 신축을 하며, 지지부재(8b)와 함께 활모양으로 굽어지도록 변형하는 것이다. 그리고 2가닥의 광섬유(5)(6)와 가진소자(8)들은 상호 고정된 것이다. 즉, 그 가진소자(8)가 변형되지 않은 상태에서는 2가닥의 광섬유(5)(6)의 광축이 일치하고, 변형되었을 때에는 그 광축이 소정의 각도(θ)로 기울게 된 것이다. 따라서 그 기운 정도에 따라 일측 광섬유(5)의 입력광(Io)에 대해 타측 광섬유(6)의 출력광(I1)(I2)에 광량의 변화가 생기게 된다.First, the light modulation method of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, the two optical fibers 5 and 6 face each other with a small gap 7 so as to transmit light provided from a light generating source (not shown) from one optical fiber 5 to the other optical fiber 6. The excitation element 8 is a junction of the piezoelectric element 8a and the support member 8b. The piezoelectric element 8a is mechanically stretched in the direction of the electric field of the potential applied to the external power source 9 and deformed to be bent in a bow shape together with the supporting member 8b. The two optical fibers 5 and 6 and the element 8 are fixed to each other. That is, in the state where the excitation element 8 is not deformed, the optical axes of the two optical fibers 5 and 6 coincide, and when deformed, the optical axis is inclined at a predetermined angle θ. Accordingly, the amount of light is generated in the output light I 1 (I 2 ) of the other optical fiber 6 with respect to the input light I o of the one optical fiber 5 according to the degree of energy.
본 발명은 그 외부전위(9)를 소정의 주파수로 발진시켜서, 원하는 정보에 따라 그 출력광(I1)(I2)의 광량을 변화시킴으로써 광변조를 행하는 것이다.The present invention oscillates the external potential 9 at a predetermined frequency and modulates the light by changing the amount of light of the output light I 1 (I 2 ) in accordance with desired information.
다음 제3도 내지 제5도를 참조하여 상기의 광변조방법을 이용한 정보를 기록재생하는 광픽업을 설명한다.Next, an optical pickup for recording and reproducing information using the optical modulation method will be described with reference to FIGS.
본 발명의 기록재생용 광픽업은 제3도와 같이, 광발생부(10), 광변조부(20), 광투사부(30) 및 광검출부(40)로 이루어진다.The optical pickup for recording and reproducing of the present invention, as shown in FIG. 3, comprises a light generating section 10, a light modulating section 20, a light projecting section 30, and a light detecting section 40. As shown in FIG.
광발생부(10)는 단파장 레이저 광을 발생하는 SHG 레이저(11)와 집속렌즈(12)를 구비한다. 그 SHG 레이저(11)는 평행한 레이저 빔을 발생한다.The light generator 10 includes a SHG laser 11 and a focusing lens 12 for generating short wavelength laser light. The SHG laser 11 generates parallel laser beams.
광변조부(20)는 상호 일치하도록 연결된 2가닥의 광섬유(21)(22)와, 그 연결부위에 결합된 가진소자(23)와, 그 가전소자(23)를 구동하는 구동회로(24)와, 일측 광섬유(21)의 입력광을 집속하는 집속렌즈(25) 및 타측 광섬유(22)의 출력광을 평행빔으로 만드는 콜리메이팅 렌즈(26)를 구비한다. 일측 광섬유(21)는 상기 집속렌즈(12)에 의하여 집속된 레이저 빔을 타측 광섬유(22)로 전달한다. 가진소자(23)는 전술한 바와 같이 구동회로(24)의 구동전압에 따라 변형되어서 2가닥의 광섬유(21)(22)의 광축의 기울기를 변화시킨다.The optical modulator 20 includes two optical fibers 21 and 22 connected to each other, an excitation element 23 coupled to the connection portion, and a driving circuit 24 for driving the home appliance element 23. And a collimating lens 26 for focusing the input light of one optical fiber 21 and a collimating lens 26 for outputting the output light of the other optical fiber 22 into a parallel beam. One optical fiber 21 transmits the laser beam focused by the focusing lens 12 to the other optical fiber 22. The excitation element 23 is deformed according to the driving voltage of the driving circuit 24 as described above to change the inclination of the optical axis of the two fibers 21 and 22.
광투사부(30)는 상기 타측 광섬유(22)측의 콜리메이팅 렌즈(26)를 경유한 레이저 빔을 광디스크(4)에 집속투사하는 대물렌즈(31)와 그 레에저 빔을 대물렌즈(31)로 반사시키는 반사프리즘(32)을 구비한다. 그 광투사부는 통상과 같이 도시하지 않은 조송기구에 의하여 수평방향으로 이동가능하게 설치되는 것이며, 또한 그 대물렌즈(31) 역시 도시하지 않은 액튜에이터에 의하여 수직 및 수평방향으로 미세구동되는 것이다.The light projecting portion 30 focuses the laser beam via the collimating lens 26 on the other optical fiber 22 side to the optical disk 4 and the objective beam 31 and the laser beam thereof. 31 is provided with a reflecting prism 32 for reflecting. The light projecting portion is provided so as to be movable in the horizontal direction by a feeding mechanism not shown as usual, and the objective lens 31 is also finely driven in the vertical and horizontal directions by an actuator not shown.
광검출부(40)는 상기 광디스크(4)에서 반사하는 반사 레이저빔으로부터 재생신호와 트랙/포커스 에러신호를 각각 검출하는 복수의 광검출기(41)(42)(43)(44)와 반사 레이저 빔을 입사 레이저빔으로부터 분리하여 각각의 광검출기를 향할 수 있게 하는 복수의 빔스프리터(45)(46)(47)(48)를 구비한다.The photodetector 40 includes a plurality of photodetectors 41, 42, 43, 44 and a reflected laser beam which respectively detect reproduction signals and track / focus error signals from the reflected laser beam reflected by the optical disk 4. Is provided with a plurality of beam splitters 45, 46, 47 and 48 which allow the beams to be separated from the incident laser beam and directed towards each photodetector.
본 발명의 기록재생용 광픽업에 있어서, 광발생부(10)와 광투사부(20) 및 광검출부(30)는 통상과 같은 것으로, 다른 형태로도 그 구성이 가능한 것들이다. 다만 광코넥터로 구성된 광변조부(20)를 구비하여, 그 광변조부(20)에서 기록과 재생 및 소거를 위한 작동모트를 선택하고 선택된 모드에서 각각의 기능을 수행하게 된 것이다.In the optical pickup for recording and reproducing of the present invention, the light generating section 10, the light projecting section 20, and the light detecting section 30 are the same as those of the conventional one, and may be configured in other forms. However, the optical modulator 20 includes an optical connector, and the optical modulator 20 selects an operation motor for recording, reproducing, and erasing, and performs each function in the selected mode.
작동모드의 선택은 상기 광변조부(20)의 구동회로(24)의 전압을 제4도의 그래프와 같이, 3단계로 제어하는 것에 의하여 선택된다. 그래프압서 소거신호와 재생신호의 구동전압은 일정하며, 기록신호는 기록정에 따라 발진한다.The operation mode is selected by controlling the voltage of the drive circuit 24 of the optical modulator 20 in three steps, as shown in the graph of FIG. The driving voltages of the graph-erase erase signal and the reproduction signal are constant, and the recording signal oscillates in accordance with the recording correction.
가장 높은 구동전압의 소거신호가 가진소자(23)에 인가되면, 그 가진소자(23)는 제5(a)도와 같이 2가닥의 광섬유(21)(22)의 광축이 일치하는 상태에 있게 된다. 따라서 이때의 출력광은 최대의 광량과 높은 광강도를 갖게 되며, 대물렌즈(31)에 의하여 집속투사되었을 때 광디스크(4)의 기존 정보를 지운다.When the erase signal of the highest driving voltage is applied to the excitation element 23, the excitation element 23 is in a state where the optical axes of the two strands of optical fibers 21 and 22 coincide with each other as shown in the fifth (a). . Therefore, the output light at this time has the maximum amount of light and high light intensity, and erases existing information of the optical disc 4 when focused by the objective lens 31.
가장 낮은 구동전압의 재생신호가 가진소자(23)에 인가되면, 제5(c)도와 같이, 가진소자(23)가 비교적 크게 변형하고 그때의 2가닥의 광섬유(21)(22)의 광축이 θ1만큼 기운다. 따라서 일측 광섬유(21)의 입력광은 그 기운 만큼의 손실이 생겨, 광량이 줄고 광강도가 약해진 출력광이 타측 광섬유(22)를 통하여 출력된다. 이 출력광은 광디스크(4)의 정보를 지우지 못하고 그 정보에 따라 변조된 상태로 반사되어 광검출부(40)로 향한다.When the reproduction signal of the lowest driving voltage is applied to the excitation element 23, as shown in (c), the excitation element 23 deforms relatively large and the optical axes of the two strands of optical fibers 21 and 22 at that time are Tilt by θ 1 . Therefore, the input light of the one side optical fiber 21 is lost as much as the energy, the output light is reduced through the other optical fiber 22 is reduced in light intensity and light intensity. The output light is reflected in the modulated state according to the information without erasing the information of the optical disc 4 and is directed to the photodetector 40.
한편, 소거신호 보다 낮은 구동전압과 재생신호가 거의 같은 구동전압으로 발진하는 기록신호가 인가되면, 그 로우구간에서는 제5(c)도와 같이 2가닥의 광섬유(21)(22)의 광축이 θ1만큼 기울고, 그 하이구간에서는 제5도의 (c)와 같이 θ2만큼 기울게 된다. 그 하이구간에서 출력되는 출력광의 광량과 광강도는 광디스크(4)에 새로운 정보를 기록한다.On the other hand, when a write signal which oscillates with a drive voltage lower than the erase signal and the reproduction signal is almost the same as the drive voltage is applied, the optical axis of the two optical fibers 21 and 22 is θ in the row section as shown in the fifth (c). It inclines by 1 , and in the high period, it inclines by (theta) 2 like (c) of FIG. The light quantity and the light intensity of the output light output in the high section record new information on the optical disc 4.
이상에 설명한 바와 같이 본 발명은, 2가닥의 광섬유와 그 하나를 진동시키는 가진소자를 포함한 광코넥터로써, 광을 원하는 정보에 따라 변조하는 광변조방법과 이를 이용하여 정보의 기록과 재상 및 소거를 행하는 기록재생용 광픽업을 제공하는 발명으로서, 가진소자의 구동주파수로 광변조가 가능하여 단파장 광의 고속변조가 가능하여 고밀도의 정보를 고속으로 처리하는데 매우 효과적이며, 또한 단파장 광원을 채용하여 고밀도 기록을 위한 광픽업을 구성함에 있어서, 간단한 광코넥터로 구성한 광변조부로 정보의 기록과 재생 및 소거를 가능케 함으로써, 부피가 줄고 원가절감된 경제적인 기록재생용 광픽업을 제공하는 지극히 효과적인 발명이다.As described above, the present invention is an optical connector including two optical fibers and an excitation element that vibrates one of them, and an optical modulation method for modulating light according to desired information, and recording, reconstruction, and erasure of information using the optical modulation method. The invention provides an optical pickup for recording and reproducing, which is capable of optical modulation at a driving frequency of an excitation element, enables high-speed modulation of short wavelength light, and is highly effective for processing high density information at high speed, and employing a short wavelength light source to achieve high density recording. In constructing an optical pickup for the optical pickup, the optical modulator comprising a simple optical connector enables recording, reproducing, and erasing of information, thereby providing an economical optical pickup for recording and reproducing, which is economical and cost-effective.
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| JPH01138632A (en) * | 1987-11-25 | 1989-05-31 | Sony Corp | Optical head |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014109531A1 (en) | 2013-01-11 | 2014-07-17 | (주)아모레퍼시픽 | Cosmetic container comprising push button having resilient upright nozzle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR940016038A (en) | 1994-07-22 |
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