KR100243176B1 - An optical pickup device - Google Patents

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윤종용
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Abstract

본 발명은 소정의 광기록 매체에 광학적으로 수록된 정보를, 일정한 광량을 그 광기록 매체에 조사하여 방사 광량의 변화를 검출하고, 광량을 변조기로 변조하여 광기록 매체에 원하는 신호를 기록하며 또한 재생도 가능한 광 기록/재생 가능한 광 픽업 장치에 관한 것이다.The present invention detects a change in the amount of emitted light by irradiating the optical recording medium with a constant amount of light on information optically recorded on a predetermined optical recording medium, modulating the amount of light with a modulator to record a desired signal on the optical recording medium, and to reproduce the information. An optical pickup / reproducible optical pickup apparatus is also provided.

즉, 본 발명에 따른 광 픽업 장치는, 수광부를 기동부 내에 배치하고, 고정부와의 광경로를 광 섬유라는 유연한 재료로 채택함으로써, 광 픽업의 조립이 쉽고, 디스크와 수광부 사이의 거리가 짧아서 작동시 진동등에 의한 영향과 경시 변화가 적은 장점이 있으며, 작동시 진동에 의한 입사광축의 변동이 없고, 고정부와 가동부간의 거리를 임으로 조절할 수 있는 장점도 있다. 특히 본 발명에서는 광 섬유 자체의 일부를 이용하여 1/4 파장판을 형성하고 있어 이것이 위상지연자로서의 역할을 함으로써, 편광 변환이 가능한 장점이 있다.That is, in the optical pickup device according to the present invention, the light receiving portion is disposed in the starting portion, and the optical path with the fixing portion is adopted as a flexible material called an optical fiber, so that the optical pickup can be easily assembled and the distance between the disk and the light receiving portion is short. There is an advantage that the effect of vibration and the change over time during operation is small, there is no change in the incident optical axis due to the vibration during operation, there is also an advantage that can adjust the distance between the fixed part and the moving part arbitrarily. Particularly, in the present invention, a quarter wave plate is formed by using a part of the optical fiber itself, and this serves as a phase retarder, so that polarization conversion is possible.

Description

광픽엎 장치Optical pick device

제1도는 종래의 광픽엎 장치의 배치 구성도.1 is a layout diagram of a conventional optical pickup device.

제2도는 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 광픽엎 장치의 배치 구성도.2 is a layout diagram of an optical pickup device according to a preferred embodiment of the present invention.

제3도는 본 발명에 따른 또 다른 실시예의 광픽엎 장치의 배치 구성도.3 is a layout diagram of an optical pickup device according to another embodiment of the present invention.

제4도는 제2도 실시예의 광픽엎 장치의 실제 배치 구성도.4 is a diagram showing the actual arrangement of the optical pickup device of the second embodiment.

제5도는 제3도의 실시예의 광픽엎 장치의 실제 배치 구성도.FIG. 5 is a diagram showing the actual arrangement of the optical pickup device of the embodiment of FIG.

제6도는 본 발명에 따른 광픽엎 장치에 사용된 광변조 가능한 광입력기의 배치 구성도.6 is a layout diagram of an optical modifiable optical input device used in an optical pickup device according to the present invention.

제7도는 본 발명에 따른 광픽엎 장치에 사용된 광 출력기의 배치 구성도.7 is a layout diagram of an optical output device used in the optical pickup device according to the present invention.

제8도는 본 발명에 따른 광픽엎 장치의 가동부의 구조도.8 is a structural diagram of a movable part of the optical pickup device according to the present invention.

제9도는 본 발명에 따른 광픽엎 장치의 전체 구조도.9 is an overall structural diagram of an optical pickup device according to the present invention.

제10도는 제9도의 1/4파장판 기능의 코일부의 구조를 상세하게 나타낸 구조도.FIG. 10 is a structural diagram showing the structure of a coil portion having a quarter-wave plate function shown in FIG.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1 : 광원 2 : 광변조기1 light source 2 light modulator

3 : 빔 익스팬더 4 : 빔 스플리트3: beam expander 4: beam split

5 : 가동부 6 : 반사경5 movable part 6 reflector

7 : 대물렌즈 8 : 디스크7: objective lens 8: disc

9 : 스핀들 모터 10 : 이송용 캐리어9: spindle motor 10: transport carrier

11 : 광원 12 : 광변조기11 light source 12 light modulator

13 : 빔 익스팬더 14 : 빔 스플리터13: beam expander 14: beam splitter

15 : 가동부 16 : 반사경15: movable portion 16: reflector

17 : 대물레즈 18 : 디스크17: objective 18: disc

19 : 스핀들 모터 20 : 이송용 캐리어19: spindle motor 20: transport carrier

21 : 광 검출기 22 : 대물 렌즈 액추에이터21: photo detector 22: objective lens actuator

33 : 광섬유 23 : 수광부33: optical fiber 23: light receiving portion

45, 49 : 반사경 46, 52, 66, 67, 96 : 집속 렌즈45, 49: reflectors 46, 52, 66, 67, 96: focusing lens

47, 48 : 렌즈(빔 익스팬더 구성) 50 : 그레이팅47, 48: Lens (beam expander configuration) 50: Grating

52, 66, 67, 96 : 집속 렌즈 53 : 원통 렌즈52, 66, 67, 96: focusing lens 53: cylindrical lens

68 : 핀홀 75 : 광섬유 지지물68: pinhole 75: optical fiber support

76 : 액츄에이터 77 : 액츄에이터 지지물76: actuator 77: actuator support

89 : 샤프트 101 : 광 입력기89: shaft 101: optical input

102 : 광 출력기 103 : 대물렌즈 액츄에이터102: light output device 103: the objective lens actuator

본 발명은 소정의 광기록 매체에 광학적으로 수록된 정보를, 일정한 광량을 그 광기록 매체에 조사하여 반사 광량의 변화를 검출하고, 광량을 변조기로 변조하여 광기록 매체에 원하는 신호를 기록하며 또한 재생도 가능한 광 기록/재생 가능한 광 픽업 장치에 관한 것이다.The present invention detects a change in the amount of reflected light by irradiating the optical recording medium with a constant amount of light on information optically recorded on a predetermined optical recording medium, modulating the amount of light with a modulator, recording a desired signal on the optical recording medium, and reproducing. An optical pickup / reproducible optical pickup apparatus is also provided.

이와 같이 광 기록 매체에 빛을 투사하고, 그로부터 반사되는 빛에 실린 정보를 재생하는 광 픽업은, 기본적으로 광을 발생시키는 광 발생 소자와 그 광을 광기록 매체에 집속하는 대물렌즈, 그리고 광기록 매체에서 반사되어 오는 반사광으로 부터, 재생 신호등의 전기적 신호를 검출하는 광 검출 소자를 필요로 한다. 또한 광 픽업은 그 기본적인 요소들의 배치에 따라 각 요소를 경유하는 광의 경로에 따라 몇가지 광학부품의 추가를 요구하게 된다. 따라서 광 픽업에 있어서는 광의 경로를 단순화함으로써, 광학 부품의 소요 수를 줄일 수 있음은 물론 그 설치 공간도 줄일 수 있는 것이다.The optical pickup which projects light onto the optical recording medium and reproduces information carried by the light reflected therefrom is basically a light generating element for generating light, an objective lens for focusing the light on the optical recording medium, and an optical recording. There is a need for a light detecting element that detects an electrical signal such as a reproduction signal from the reflected light reflected from the medium. The optical pickup also requires the addition of several optical components along the path of light through each element, depending on the placement of its basic elements. Therefore, in the optical pickup, by simplifying the light path, the required number of optical components can be reduced, as well as the installation space thereof.

제1도는 종래의 광 픽업 장치의 배치 구성도가 도시된 것으로서, 광원(1), 대물 렌즈(7) 및 광 검출 소자 등의 수광부(23)의 기본적 구성품 외에, 광원에서 나온 빔을 소정의 광 신호로 변조해 주는 광 변조기(2), 빔을 평행광으로 바꿔주는 빔 익스팬더(3), 빔을 편광 방향에 따라 그 경로를 바꿔주거나 직진시키는 빔 스플리터(4), 이동 하면서 평행광을 반사시켜 주는 반사경(6), 반사경을 포함하는 가동부의 이동을 원활하게 해주는 이송용 캐리어(10), 상기 대물 렌즈(7)를 이동시켜주는 액츄에이터(22), 그리고 디스크를 회전시켜 주는 스핀들 모터(9)등으로 구성된다.FIG. 1 is a layout diagram of a conventional optical pickup device. In addition to the basic components of the light receiving unit 23 such as the light source 1, the objective lens 7, and the light detecting element, the beams emitted from the light source are predetermined light. A light modulator (2) for modulating the signal, a beam expander (3) for converting the beam into parallel light, a beam splitter (4) for changing the path or going straight according to the polarization direction, and reflecting the parallel light while moving A main reflector 6, a transfer carrier 10 for smoothly moving the movable part including the reflector, an actuator 22 for moving the objective lens 7, and a spindle motor 9 for rotating the disk. And the like.

이와 같은 구성의 광 픽업 장치는 다음과 같이 동작하도록 되어 있다.The optical pickup device having such a configuration is configured to operate as follows.

광원(1)에서 방사된 광은 광 변조기(2)에 의하여 소정의 광신호로 변조(물론 재생 전용에서는 광 변조기를 사용하지 않는다.)된 후, 빔 익스팬더(3)를 투과하면서 평행광으로 된다. 이 평행광은 다시 빔스플리터(4)를 지나 광 픽업에 있어서의 시스템 불안정 요인인 가동부(5)에 입사된다. 가동부(5)에서 반사경(6)과 대물렌즈(7)가 장착되어 있고, 이 대물 렌즈(7)를 수직, 수평 방향으로 이동시키는 엑츄에이터(22)가 있어서 광의 경로를 원활하게 바꿔 줄 수 있도록 되어있다.The light emitted from the light source 1 is modulated by the optical modulator 2 into a predetermined optical signal (of course, the optical modulator is not used for reproduction only), and then becomes parallel light while passing through the beam expander 3. . This parallel light passes through the beam splitter 4 again and enters the movable part 5 which is a system instability factor in the optical pickup. In the movable part 5, the reflector 6 and the objective lens 7 are mounted, and there is an actuator 22 which moves the objective lens 7 in the vertical and horizontal directions so that the light path can be changed smoothly. have.

한편, 가동부(5)에 입사된 평행광은 반사경(6)에 반사되어, 대물 렌즈(7)를 거쳐 디스크에 조사된다. 이때 대물 렌즈(7)를 통과한 빛은 회절 한계 까지 접속되어, 미소한 스폿형태로 광 디스크(8)에 도달하게 된다. 디스크(8)는 스핀들 모터(9)에 의해 회전 구동되게 되어 있다.On the other hand, parallel light incident on the movable portion 5 is reflected by the reflector 6 and irradiated onto the disk via the objective lens 7. At this time, the light passing through the objective lens 7 is connected to the diffraction limit and reaches the optical disk 8 in the form of a minute spot. The disk 8 is driven to rotate by the spindle motor 9.

그리고 디스크(8)에서 반사된 광은 다시 대물 렌즈(7)와 반사경(6)을 거쳐 빔 스플리터(4)에 입사되는데, 여기서 반사광은 디스크(8)면에서 약간 편광되어 있기 때문에, 입사광과는 분리되어 수광부(23)로 입사된다. 이 수광부(23)는 상기 가동부(5)와는 별도의 위치에 떨어져 있다. 그리고 수광부(23)는 가동부(5)와는 달리 이동되지 않는다.The light reflected from the disk 8 is then incident on the beam splitter 4 via the objective lens 7 and the reflector 6, where the reflected light is slightly polarized on the disk 8 surface, It is separated and is incident on the light receiving portion 23. The light receiving portion 23 is separated from the movable portion 5 in a separate position. The light receiver 23 does not move unlike the movable unit 5.

위에서 설명된 바와 같은 종래의 광 픽업에 발생하는 문제도 다음과 같다.The problem occurring with the conventional optical pickup as described above is also as follows.

첫째 조립상의 문제점으로, 가동부(5)의 위치에 무관하게 일정한 직경의 빔을 제공하기 위하여 빔 익스팬더(3)가 필요하고, 또한 가동부(5)의 위치와 무관하게 항상 광축이 맞도록 까다로운 조립 과정이 필요하다. 즉, 수광 광축과 수광부(23)의 광 부품 사이의 광축이 일정하도록 조립될 필요가 있는 것이다.As a first assembly problem, a beam expander 3 is required to provide a beam of a constant diameter regardless of the position of the movable part 5, and also a difficult assembly process so that the optical axis is always aligned regardless of the position of the movable part 5. This is necessary. That is, the optical axis between the light receiving optical axis and the optical component of the light receiving portion 23 needs to be assembled so as to be constant.

두 번째 작동 상의 문제점으로, 동작시 상기 디스크(8)의 진동등으로 인한 기울어 짐에 의하여 수광 광의 광축이 변위하게 되는데, 이 때문에 광축 변위에 따른 신호 검출에 있어서 오차가 발생하기 쉬우며, 더우기 디스크(8)와 수광부(23) 사이의 거리가 멀수록 그 오차는 더욱 커진다.As a second problem in operation, the optical axis of the received light is displaced due to the inclination due to the vibration of the disk 8 during operation, which causes errors in signal detection due to the optical axis displacement, and furthermore, the disk. The farther the distance between (8) and the light receiving portion 23 is, the larger the error becomes.

그 외에도 광원(1)과 디스크(8), 그리고 수광부(23) 사이가 멀어지면 진동에 의한 오작동이 발생하기 쉽고, 시간의 경과에 따른 경시 변화, 즉 광부품의 접착부의 변화등으로 인하여 광특성이 변하는 것은 물론 광원(1)과 디스크(8), 그리고 수광부(23) 사이에 직선의 광로가 필요하여 광 픽업 장치의 콤펙트화에 큰 제약이 되고 있다.In addition, when the light source 1, the disk 8, and the light receiving unit 23 is far apart, malfunction is likely to occur due to vibration, and optical characteristics due to changes over time, that is, changes in the adhesive part of the optical component. Of course, a linear optical path is required between the light source 1, the disk 8, and the light receiving portion 23, and this is a great limitation for the compaction of the optical pickup device.

본 발명은 상기와 같은 종래 광 픽업 장치의 문제점을 개선하고자 창안된 것으로, 광원의 무게가 무거워 광기록 매체의 소정의 위치에 광스폿을 형성시키기 위해 함께 이동시키기 어려운 경우의 광 픽업에 있어서, 광원과 집광, 수광 부분을 별도로 분리하여 사용할 경우의 작동 안정성과, 조립의 편의를 기하고, 더 나아가서는 상기의 광원과 집광, 수광 부분을 별도의 연결 매체로 연결하여, 광 경로 상의 유연성을 기하며, 조립성이 좋고, 경시변화와 진동에 견딜 수 있는 매우 안정적인 광 픽업 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to improve the problems of the conventional optical pickup apparatus as described above. In the optical pickup in the case where it is difficult to move together to form an optical spot at a predetermined position of the optical recording medium because the weight of the light source is heavy, For operational stability and ease of assembly when the light and light condensing and light receiving portions are separately used, and further, the light source and the light condensing and light receiving portions are connected by a separate connection medium to provide flexibility in the optical path. The object of the present invention is to provide a highly stable optical pickup device that can be easily assembled and tolerate changes and vibrations over time.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광픽엎 장치는, 고정 설치되고 광을 발생하는 고정 광학계와 기록 매체에 대해 이동가능하게 설치되고 고정 광학계로 부터 발생된 광을 기록 매체에 집속 투사하는 가동 광학계를 구비하는 광 픽업 장치에 있어서, 광을 도파하는 광섬유을 구비하고, 상기 가동 광학계가 상기 기록 매체로 부터 반사되는 광을 수광하여 광전 변환하는 광 검출 소자를 포함하여 되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the optical pick-up device according to the present invention is fixedly installed and movable with respect to the recording medium and the fixed optical system for generating light and focusing projection of the light generated from the fixed optical system to the recording medium An optical pickup apparatus having a movable optical system, the optical pick-up device comprising a optical waveguide that guides light, and wherein the movable optical system includes a photodetecting element that receives light reflected from the recording medium and performs photoelectric conversion.

아하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.

먼저 제2도는 본 발명에 따른 광픽엎 장치의 바람직한 실시예로서, 광 검출 소자를 포함하는 수광부가 가동부 내에 마련되는 것에 특징이 있다. 구체적인 배치 구성이 제4도에 도시되어 있다. 그 구성을 살펴보면, 다음과 같다.First, Figure 2 is a preferred embodiment of the optical pickup device according to the present invention, characterized in that the light-receiving unit including the light detecting element is provided in the movable portion. A specific arrangement is shown in FIG. The configuration is as follows.

레이저 다이오드 등으로 구성되는 광원(11)과, 광 경로를 필요에 따라 바꿔주는 반사경(45)과, 광을 집속시키는 집속 렌즈(46)와, 광을 최대의 효율을 얻을 수 있도록 변조해 주는 광변조기(12)와, 광 변조기로부터의 출력광을 가동부(15) 까지의 거리에 관계없이 일정한 굵기의 광이 가동부에 입사되도록 평행광을 만들어 주는 빔 익스팬더(13)와 반사경(49)으로 전반의 고정부가 이루어진다.A light source 11 composed of a laser diode or the like, a reflector 45 for changing an optical path as necessary, a focusing lens 46 for focusing light, and light for modulating the light to obtain maximum efficiency The modulator 12 and the beam expander 13 and the reflector 49 which produce parallel light so that light of constant thickness is incident on the movable part irrespective of the distance to the movable part 15 are output from the optical modulator. The fixing part is made.

그리고 가동부의 위치와 무관하게 분리각등을 제공하고, 3-빔식으로 트랙 제어용의 서브빔을 형성하기 위한 그레이팅(50)과, 입사광과 반사광을 편광 방향에 의해 분리해 주는 빔 스플리터(14)와, 빔 스플리터(14)로 부터의 입사광을 디스크(18)의 트랙에 편광 한계까지 집속시켜주는 대물 렌즈(17)와, 빔 스플리터(14)로 부터의 반사광을 집속시켜주는 집속 렌즈(52)와, 비점수차법에 의해 반사광으로 부터 대물 렌즈(17)의 포커스 에러를 검출할 수 있도록 하는 일종의 비점수차 렌즈인 원통형 렌즈(53)와, 최종적으로 반사광으로 부터 전기적 신호를 검출하는 광 검출기(21)로 가동부(15)가 이루어진다.And a grating 50 for providing a separation angle and the like for forming the track control in a three-beam manner, and a beam splitter 14 for separating incident light and reflected light by the polarization direction, regardless of the position of the movable part. An objective lens 17 for focusing incident light from the beam splitter 14 to the track of the disk 18 to a polarization limit, and a focusing lens 52 for focusing the reflected light from the beam splitter 14; , A cylindrical lens 53 which is a kind of astigmatism lens for detecting the focus error of the objective lens 17 from the reflected light by the astigmatism method, and finally the photodetector 21 for detecting the electrical signal from the reflected light. The furnace movable part 15 is made.

이와 같은 본 발명의 기본적 구성의 종래와 대별되는 가장 큰 차이점은 광검출기(21)를 가동부에 탑재한 것이다. 이러한 특징을 중심으로 본 구성의 동작을 설명하기로 한다.The biggest difference from the conventional structure of the present invention as described above is that the photodetector 21 is mounted on the movable part. Based on these characteristics, the operation of the present configuration will be described.

광원(11)으로 부터 출사된 광은 광 변조기(12)를 통하여 원하는 광신호로 변조된 후 빔 익스팬더(13)에 의하여 평행광으로 된다. 이 평행광은 반사경(49)에 반사되어 가동부(15)에 입사된다.The light emitted from the light source 11 is modulated into a desired optical signal through the optical modulator 12 and then converted into parallel light by the beam expander 13. This parallel light is reflected by the reflector 49 and is incident on the movable part 15.

또한 가동부에 입사된 광은 먼저 3빔식 트랙용의 그레이팅(50)을 거쳐 반사경(16)에서 반사되어 빔 스플리터(14)를 투과한후, 대물 렌즈(52)에서 집속되어 디스크에 입사된다.In addition, the light incident on the movable part is first reflected by the reflector 16 through the grating 50 for the three-beam track, passes through the beam splitter 14, and is then focused by the objective lens 52 to enter the disc.

다시 디스크(18)에서 반사된 광은 대물 렌즈(17)를 재 투과한 후 상기의 빔 스플리터(14)에 의해 가동부에 탑재된 수광부로 분기되어 광신호를 검출하게 된다. 이 수광부에 입사된 반사광은 집속 렌즈(52)를 거쳐 원통 렌즈(53)에 입사되어 대물렌즈의 포커싱 에러 및 트래킹 에러 검출이 가능하도록 초점 신호가 형성되어 광 검출기(21)에서 검출된다.The light reflected from the disk 18 again passes through the objective lens 17 and is branched by the beam splitter 14 to the light receiving unit mounted on the movable unit to detect the optical signal. The reflected light incident on the light-receiving part is incident on the cylindrical lens 53 via the focusing lens 52 to form a focus signal to detect the focusing error and the tracking error of the objective lens and is detected by the photodetector 21.

한편 또 다른 실시예가 제3도에 도시되어 있다. 이 실시예는 앞의 실시예에서 가동부로의 광 입력 수단으로 빔 익스팬더(13) 대신 λ/4 파장판의 기능을 가지는 광 섬유를 사용한 점에 특징이 있으며, 부수적으로 광 입력기(101) 및 광 출력기(102)가 광 섬유를 원활하게 사용할 수 있도록 부가된다. 여기서 1/4 파장판 기능을 가지는 광 섬유의 제작 방법은 자사의 선출원 발명인 1993년 특허출원 제22959호에 상세히 기재되어 있다. 이 선출원 명세서를 참조하면, 1/4 파장만 기능을 가지는 제10도(a)에 도시된 바와 같은 광 섬유의 코일부(315)는 위상지연 기능을 갖는다. 즉, 광도파로(310)가 굽음으로써 발생하는 복굴절로 인하여 그 광도파로(310)의 굴절률이 변하여 결국, 그 코일부(315)의 감김조건에 따른 위상지연이 가능한 것이다. 이를 제10도(b)를 참조하여 더욱 자세하게 설명하면, 광도파로(310)의 단면이 갖는 반경을 r, 광도파로(310) 코일부(315)의 감김반경을 R이라 할 대, 광축에 대해 수직한 평면상의 상호 직교하는 X,Y축 방향의 굴절률 차이는 다음과 같다.Meanwhile another embodiment is shown in FIG. This embodiment is characterized in that an optical fiber having a function of? / 4 waveplate is used instead of the beam expander 13 as an optical input means to the movable part in the previous embodiment. Output 102 is added to facilitate the use of optical fibers. Herein, a method for manufacturing an optical fiber having a quarter wave plate function is described in detail in 1993 Patent Application No. 22959, which is a prior invention. Referring to this prior application specification, the coil portion 315 of the optical fiber as shown in Fig. 10A having only a quarter wavelength function has a phase delay function. That is, the refractive index of the optical waveguide 310 is changed due to the birefringence generated by the bending of the optical waveguide 310, so that the phase delay according to the winding condition of the coil unit 315 is possible. Referring to FIG. 10 (b), the radius of the cross section of the optical waveguide 310 is r, and the winding radius of the coil portion 315 of the optical waveguide 310 is R. The difference in the refractive indices of the mutually orthogonal X and Y axes in the vertical plane is as follows.

ΔnX= (n3/4)(p11- 2σp12)(r/R)2= ne-n Δn X = (n 3/4 ) (p 11 - 2σp 12) (r / R) 2 = n e -n

ΔnY= (n3/4)(p12- σp12σp11)(r/R)2= no-n Δn Y = (n 3/4 ) (p 12 - σp 12 σp 11) (r / R) 2 = n o -n

여기서, σ은 포아송비(Poisson's ratio, 예 : 실리카의 경우 0.16)Where σ is the Poisson's ratio (e.g. 0.16 for silica)

pij는 광탄성 텐서(Photoelastic tensor)p ij is a photoelastic tensor

r은 광도파로(10) 단면의 반경r is the radius of the optical waveguide 10 cross section

R은 광도파로(10)의 굽어진 반경R is the radius of curvature of the optical waveguide 10

이때 광도파로(310)를 N번 반복하여 반경 R을 갖는 코일부(315)를 만들면 다음과 같은 위상지연을 얻을 수 있는 것이다.At this time, by repeating the optical waveguide 310 N times to make the coil portion 315 having a radius R, the following phase delays can be obtained.

2πδNR =λ / m2πδNR = λ / m

단, δ = ne-no, m = 2, 4, 8 …Provided that δ = n e -n o , m = 2, 4, 8.

결론적으로, 광도파로(310) 코일부(315)의 N과 R을 선정하여 광학적 위상지연자인 1/4 파장판이나 1/2 파장판 등의 위상지연자를 구성할 수 있는 것이다.In conclusion, N and R of the optical waveguide 310 and the coil unit 315 may be selected to configure phase delays such as a quarter wave plate or a half wave plate, which are optical phase delays.

한편, 본 발명의 광도파로(310)에 구비된 코일부(315)에서는 제10도 (c)에 도시된 바와 같이, 그 코일부(315)를 소정의 각도(α)로 기울임으로부터 그 코일부(315)로 도파되는 광의 편광방향의 조절도 가능한 것이다.On the other hand, in the coil part 315 provided in the optical waveguide 310 of the present invention, as shown in FIG. 10C, the coil part 315 is tilted at a predetermined angle α from the coil part 315. The polarization direction of the light guided by 315 can also be adjusted.

상기와 같이 하여, 광도파로(310)의 코일부(315)가 1/4 파장판의 위상지연 기능을 갖게할 경우, 제10도 (a)에서, 반도체 레이저 다이오드로부터 광도파로(310)의 입사단으로 입사된 직사편광은 직진하게 되고, 그 직사편광은 코일부(15)에 의하여 원편광으로 바뀐다. 그 원편광이 대물렌즈(17)에 의하여 광디스크(18)에 집속투사되는 것이다.As described above, when the coil portion 315 of the optical waveguide 310 has a phase delay function of a quarter wave plate, the incident of the optical waveguide 310 from the semiconductor laser diode is shown in FIG. However, the linearly polarized light incident to the stage goes straight, and the linearly polarized light is changed into circularly polarized light by the coil part 15. The circularly polarized light is focused onto the optical disk 18 by the objective lens 17.

광디스크(18)의 비기록부분 즉, 피트가 형성되지 않은 부분에서 반사되는 반사광은 원편광이다. 그 원편광은 광도파로(310)의 코일부(315)를 지나면서 다시 직선편광으로 바뀌게 된다. 그런데, 그 반사광의 직선편광은 그 코일부(315)가 제10도 (c)에 도시된 바와 같은 소정의 각도(α)로 회전하였을 때 입사광의 직선편광과의 편광각도가 다르게 된다. 따라서 그 반사광은 편광필터(미도시)를 투과하지 못하고 검출부에서 일종의 비저수차 렌즈인 원통형 렌즈(53)를 경유하고 그 4분할 광검출기(21)에 수광된다. 이와 같이, 코일부(315)가 광섬유(33)에 배치될 경우에는 광디스크(18)로부터의 반사광이 재차 이 코일부(315)를 거칠수 있도록 수광부(21, 52, 53)의 광섬유(33)의 전단부 쪽으로 위치가 변경되어야 한다.The reflected light reflected from the non-recorded portion of the optical disk 18, that is, the portion where the pits are not formed, is circularly polarized light. The circularly polarized light passes through the coil part 315 of the optical waveguide 310 and is converted into linearly polarized light again. By the way, the linearly polarized light of the reflected light has a different polarization angle from the linearly polarized light of the incident light when the coil part 315 is rotated by a predetermined angle α as shown in FIG. Therefore, the reflected light does not pass through the polarization filter (not shown) and is received by the four-segment photodetector 21 via the cylindrical lens 53, which is a kind of non-low aberration lens, in the detector. As described above, when the coil unit 315 is disposed in the optical fiber 33, the optical fiber 33 of the light receiving units 21, 52, and 53 may pass through the coil unit 315 again to reflect light from the optical disk 18. The position must be changed toward the front end of the.

이와 같이, 1/4 파장판 코일부(315)는 위상 지연자로서의 역할을 수행하여 광 효율을 높이며, 광 섬유 자체로 구성된다. 또한 상기와 같이 수광부(21, 52, 53)의 위치를 변경하는 대신에 코일부(315)를 광 섬유 끝단부와 대물렌즈 사이에 배치할 수도 있다.As described above, the quarter wave plate coil unit 315 serves as a phase retarder to increase light efficiency and is composed of the optical fiber itself. In addition, instead of changing the positions of the light receiving parts 21, 52, and 53 as described above, the coil part 315 may be disposed between the optical fiber end part and the objective lens.

그러면 제3도의 광 픽엎 장치를 그 구체적인 배치 구성도인 제5도를 참조하면서 제2도의 실시예와 차이나는 부분만 설명한다.Next, only the portions that differ from the embodiment of FIG. 2 will be described with reference to FIG. 5, which is a specific arrangement diagram of the optical pick-up apparatus of FIG.

먼저 그 구성면에 있어서, 광 입력기(101) 이전의 광변조기(12)까지와 가동부 내의 광 출력기(102)이후의 부분은 제2도의 실시예와 같다.First, in the configuration, the parts up to the optical modulator 12 before the optical input unit 101 and after the optical output unit 102 in the movable portion are the same as in the embodiment of FIG.

광 입력기(101)는 제6도에 도시된 것과 같이, 집속 렌즈(66)와 광섬유(33)을 가진시키기 위한 액츄에이터(75)와, 액츄에이터 지지를 위한 액츄에이터 지지물(77)로 구성된다.The optical input unit 101 is composed of an actuator 75 for exciting the focusing lens 66 and the optical fiber 33 and an actuator support 77 for supporting the actuator, as shown in FIG.

또한 광 출력기(102)는 제7도에 도시된 것과 같이, 집속 렌즈(66)와, 핀홀(68)과, 집속 렌즈(67)로 구성된다.In addition, the optical output unit 102 is composed of a focusing lens 66, a pinhole 68, and a focusing lens 67, as shown in FIG.

그리고 상기와 같은 구성을 가진 광 섬유 부가 장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the optical fiber adding device having the above configuration is as follows.

광 변조기(12)에서 나온 광은 광 입력기(101)의 집속 렌즈(66;제6도)에 의하여 광 섬유의 직경 정도의 크기로 집속된다. 이 집속 렌즈(66)와 광 섬유(33)의 입력단은 광연결 소자로서의 역할을 한다. 광섬유는 광원(11)의 작동 파장에 적합한 파장을 효율적으로 전달해 주는 것이 사용되며, 특히 그 입력단에 입사하는 편광의 편광방향이 그대로 유지된채 그 출력단으로 출력되며 자기 디스크 드라이브 등의 용도에 적합한 편광 유지 광 섬유가 사용된다.Light emitted from the optical modulator 12 is focused by the focusing lens 66 (FIG. 6) of the optical input device 101 to the size of the diameter of the optical fiber. The input end of the focusing lens 66 and the optical fiber 33 serves as an optical connecting element. The optical fiber is used to efficiently transmit a wavelength suitable for the operating wavelength of the light source 11, in particular, the polarization of the polarization incident on the input terminal is output to the output terminal while the polarization direction of the polarized light is maintained as it is, and the polarization suitable for the use of a magnetic disk drive, etc. Retention optical fibers are used.

또한, 본 발명의 광 입력기는 일단 집속 렌즈(66)에 의하여 광이 집속되어, 광 섬유 입력단에 초점이 맺히므로, 광 섬유의 끝단을 고정용지지물(75)에 부착하고, 이 고정용 지지물을 피에조 소자등의 액츄에이터(76)로 가진시키면 광 섬유 끝단에서의 광의 스폿 사이즈가 가변된다. 즉 광섬유(33)에 입사되는 광량은 액츄에이터를 가진시킴으로써, 집속렌즈(66)에 입사하는 광량을 조절할 수 있다. 일반적으로 피에조소자를 액츄에이터로 사용하면, 가진 범위 수십㎛를 10MHz이상의 대역에서 조절 가능하므로 광 픽엎의 저 가격화와 소형화에 지극히 유리한 방법이 될 수 있다.In addition, since the light input device of the present invention focuses light once by the focusing lens 66 and focuses on the optical fiber input end, the end of the optical fiber is attached to the fixing support 75, and the fixing support is attached. Excitation with an actuator 76, such as a piezo element, changes the spot size of the light at the optical fiber end. That is, the amount of light incident on the optical fiber 33 can be adjusted by having an actuator, thereby adjusting the amount of light incident on the focusing lens 66. In general, when the piezoelectric element is used as an actuator, several tens of micrometers of the excitation range can be adjusted in a band of 10 MHz or more, which is an extremely advantageous method for reducing the cost and size of the optical pick-up.

그리고 광 섬유(33: 제7도)의 출력단은 가동부(15)에 연결된다. 이 출력단에서 나오는 광은 통상 발산각이 15도에서 30도 정도로 크고, 광 섬유에 의하여 광에 수차가 발생하게 된다. 이러한 수차를 제거하기 위하여 집속 렌즈(66)로 미세한 스폿을 형성한 후, 이 스폿의 위치에 광파장과 거의 동일한 크기의 구멍을 가지며 공간 주파수 필터와 같은 필터의 역할을 하는 핀홀(68)을 놓는다. 이 핀홀에 의해 광 섬유에 의한 수차가 제거된다. 또한 핀홀을 통과한 광은 발산광으로 집속 렌즈(67)에 의해 집속되어 평행광으로 바뀐다음 빔 스플리터(14)로 진행하게 된다.And the output end of the optical fiber 33 (FIG. 7) is connected to the movable part 15. FIG. The light emitted from this output stage is usually about 15 to 30 degrees of divergence angle, and aberration occurs in the light by the optical fiber. In order to remove such aberration, a fine spot is formed with the focusing lens 66, and then a pinhole 68 is placed at the spot, having a hole almost the same size as the optical wavelength and serving as a filter such as a spatial frequency filter. This pinhole eliminates aberration caused by the optical fiber. In addition, the light passing through the pinhole is diverged and focused by the focusing lens 67 to be converted into parallel light, and then proceeds to the beam splitter 14.

그리고 제8도는 본 발명에 따른 광 픽엎 장치의 가동부의 구조를 보여주며, 제9도는 본 발명에 따른 광픽엎 장치의 전체 구조를 보여준다.8 shows the structure of the movable part of the optical pick-up apparatus according to the present invention, and FIG. 9 shows the overall structure of the optical pick-up apparatus according to the present invention.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 광 픽엎 장치는, 수광부를 가동부 내에 배치하고, 고정부와의 광경로를 광 섬유라는 유연한 재료로 채택함으로써, 광 픽엎의 조립이 쉽고, 디스크와 수광부 사이의 거리가 짧아서 작동시 진동등에 의한 영향과 경시 변화가 적은 장점이 있으며, 작동시 진동에 의한 입사광축의 변동이 없고, 고정부와 가동부간의 거리를 임의로 조절할 수 있는 장점도 있다. 특히 본 발명에서는 광 섬유 자체의 일부를 이용하여 λ/4 파장만을 형성하고 있어 이것이 위상지연자로서의 역할을 함으로써, 편광 변환이 가능한 장점이 있다.As described above, the optical pick-up apparatus according to the present invention arranges the light receiving part in the movable part and adopts the optical path with the fixing part as a flexible material called an optical fiber, so that the optical pick-up is easy to assemble and the distance between the disk and the light receiving part. It is short and has the advantage of less influence from the vibration and the change over time during operation, there is no change in the incident optical axis due to the vibration during operation, there is also an advantage that can arbitrarily adjust the distance between the fixed part and the movable part. Particularly, in the present invention, only a λ / 4 wavelength is formed by using a part of the optical fiber itself, and this serves as a phase delayer, so that polarization conversion is possible.

Claims (5)

고정 설치되고 광을 발생하는 고정 광학계와 기록 매체에 대해 이동 가능하게 설치되고 고정 광학계로 부터 발생된 광을 기록 매체에 집속 투사하는 가동 광학계를 구비하는 광 픽엎 장치에 있어서, 상기 고정광학계와 상기 가동 광학계의 사이에 광을 도파하는 광섬유; 상기 가동 광학계가 상기 기록 매체로 부터 반사되는 광을 수광하여 광전 변환하는 광 검출 소자; 및 상기 광 섬유를 도파하는 광의 강도가 변조되도록 그 광 섬유의 어느 일단부를 가진시키기 위한 액츄에이터;가 구비된 것을 특징으로 하는 광 픽엎 장치.An optical pick-up apparatus comprising a fixed optical system fixedly installed and movable optically mounted to a recording medium and movable optical system for focusing and projecting light generated from the fixed optical system onto the recording medium, wherein the fixed optical system and the movable optical system are provided. Optical fibers for guiding light between optical systems; A photodetecting device for receiving and photoelectrically converting light reflected from the recording medium by the movable optical system; And an actuator for exciting any one end of the optical fiber such that the intensity of light guiding the optical fiber is modulated. 제1항에 있어서, 상기 광 섬유가 그 도파되는 광의 편광 각도를 유지하는 편광 유지 광섬유를 갖도록 설계된 것을 특징으로 하는 광 픽엎 장치.The optical pick-up apparatus according to claim 1, wherein the optical fiber is designed to have a polarization maintaining optical fiber for maintaining the polarization angle of the waveguided light. 제2항에 있어서, 상기 편광유지 광섬유는 그 편광 방향을 조절할 수 있는 λ/4 파장판을 갖도록 설계된 것을 특징으로 하는 광 픽엎 장치.The optical pick-up apparatus according to claim 2, wherein the polarization maintaining optical fiber is designed to have a λ / 4 wave plate capable of adjusting its polarization direction. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터는, 상기 광 섬유의 입력단에 입사되는 광을 집속하는 렌즈와, 그 광 섬유의 입력단을 광축 방향으로 진동시키는 피에조 소자를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 광 픽엎 장치.The optical pick-up apparatus according to claim 1, wherein the actuator comprises a lens for focusing light incident on an input end of the optical fiber and a piezo element for vibrating the input end of the optical fiber in an optical axis direction. 제1항에 있어서, 상기 광 섬유로 부터 상기 고정 광학계로 전달되는 광의 수차를 제거하기 위하여, 핀홀을 갖는 어퍼쳐와, 그 광 섬유의 출력단으로 부터 광을 그 핀홀에 집속하는 렌즈를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 픽엎 장치.The optical fiber of claim 1, further comprising: an aperture having a pinhole and a lens for focusing light from the output end of the optical fiber to the pinhole to remove aberration of light transmitted from the optical fiber to the fixed optical system. Optical pick-up device, characterized in that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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