KR100255308B1 - 광 픽업 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 픽업을 개시한다.

본 발명은, 광원으로써 소정 파장의 레이저를 주사하는 레이저 다이오드와; 레이저 다이오드와 45도 각도로 대면하도록 위치되며, 레이저 다이오드로부터 주사되 빔의 일부는 반사하고 일부는 투과시키는 빔 스프리터와; 빔 스프리터로부터 반사된 빔을 평행광으로 정형시키는 콜리메이터 렌즈와; 콜리메이터 렌즈에 의해 정형된 평행광을 광 디스크상에 집속하는 대물렌즈와; 레이저 다이오드와 빔 스프리터 사이의 광 경로상에 위치되며, 레이저의 주사방향을 기준으로하여 그 전,후면에 크기를 달리하는 격자가 형성되어 상기 레이저 다이오드에서 출사된 레이저 빔을 초점거리가 서로 다른 이종의 레이저 빔으로 분리하여 상기 빔 스프리터측에 전달하는 더블 그레이팅 렌즈와; 빔 스프리터의 직하방에 위치되며, 광 디스크로부터 반사된 빔으로부터 신호를 검출하는 포토 다이오드;를 포함하여 된 것으로서, 하나의 대물렌즈와 더블 그레이팅 렌즈를 통해 콤팩트 디스크와 디지탈 비디오 디스크의 기록/재생이 가능하게 됨으로써, 종래의 광 픽업에 비하여 단가절감과 제품의 소형화를 도모할 수 있게된다.

Description

광 픽업{OPTICAL PICK-UP}

본 발명은 광 픽업(Optical Pick-up)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콤팩트 디스크(Compact Disk) 뿐만 아니라 디지탈 비디오 디스크(Degital Versatile Disk)의 기록/재생이 가능한 광 픽업에 관한 것이다.

일반적으로 광 디스크는, LP나 자기기록 테이프에 비하여 상대적으로 고밀도의 기록/재생이 가능하고 특히 반영구적으로 보관이 가능하여 근래에 들어와서 널리 사용되고 있다.

이와같은 광 디스크로써 가장 널리 사용되고 또한 보급되고 있는 것이 콤팩트 디스크(이하 CD라 약칭함)이다.

그러나 이와같은 콤팩트 디스크는 그 기록용량이 한정되어 있어서, 예컨대 90분 이상의 영화나 음악, 게임 및 기타 멀티미디어에는 용이하게 사용할 수 없고 적어도 2매의 콤팩트 디스크를 구비하여 반복해서 재생하여야만 이를 만족할 수 있었다.

이와같은 콤팩트 디스크의 문제점을 해결하기 위하여 근래에 들어와서는 차세대 광 디스크인 디지탈 비디오 디스크(이하 DVD라 약칭함)가 개발되었는 바, 이와같은 DVD는 CD에 비해 대략 25배 정도의 기억용량을 갖고 있으며, 1초동안 1천만 비트의 데이터를 읽을 수 있다. 이는, DVD는 대략 0.6mm 두께의 디스크를 두장 겹쳐 만들어지는 것으로서, CD에 비하여 약 절반정도의 피트와 트랙을 갖고 있기 때문이다. 즉, DVD의 데이터 한 피트(Pit)와, 트랙은, 약 0.4피트와 0.8마이크론 정도이기 때문에 고밀도의 기록이 가능하기 때문이다.

따라서 이처럼 큰 용량과 고도의 작동능력 때문에 DVD는 여러 부문에 예컨대 음악, 영화, 게임, 기타 멀티미디어에 용이하게 사용될 것으로 전망되고 있다.

한편, 이와같은 DVD를 재생함에 있어서는 DVD만을 전용으로 사용할 수 있는 플레이어(Player)를 제공하는 것에 비하여 가장 널리 보급되어 있는 CD를 함께 재생할 수 있도록 하는 것이 소비자의 욕구의 충족시킬 수 있어 바람직한 바, 따라서 이들모두를 재생할 수 있는 광 픽업의 개발이 꾸준이 추구되고 있다.

이와같이 연구되어 최근에 널리 알려진 광 픽업으로써는 2개의 렌즈를 나누어 사용하는 방식을 취하고 있거나 또는 렌즈표면에 홀로그램을 설치한 2초점 렌즈 방식이 개발되어 있다.

그러나 2개의 렌즈를 나누어 사용하는 방식은 렌즈를 교환하는 장치가 필요로하는등 기기의 대형화와 단가상승을 초래하는 문제점이 야기되며, 홀로그램을 사용하는 방식은 성형금형에 초정밀 가공 기술이 필요로하여 기술적인 난점이 대두되고 있다.

따라서 하나의 대물렌즈를 통해 CD 및 DVD를 모두 재생할 수 있도록 하는 것이 단가절감과 기기의 소형화면에서 매우 바람직할 것이다.

도 1에는 이와같은 하나의 대물렌즈를 통해 CD 및 DVD를 재생할 수 있는 픽업이 도시되어 있다.

이는, 광원으로써 소정 파장의 레이저를 주사하는 레이저 다이오드(1)와, 이 레이저 다이오드(1)와 45도 각도상으로 대면하도록 위치되며 주사되어진 빔의 일부는 반사하고 일부는 투과시키는 빔 스프리터(2)를 구비한다. 이때 레이저 다이오드(1)와 빔 스프리터(2) 사이의 광 경로상에는 레이저 다이오드(1)로부터 주사된 빔에 비점수차를 부여하는 즉, +1,-1,0차의 빔으로 분리하기 위한 회절격자(3)가 배치된다.

또한 전술한 빔 스프리터(2)의 직상방에는 확산되어 주사되는 빔을 정형화 시키는 즉, 평행광으로 변환시키는 콜리메이터 렌즈(4)가 위치되고, 이 콜리메이터 렌즈(4)에 의해 정형된 빔을 광 디스크(D)에 집속시키기 위한 대물렌즈(5)가 위치된다.

이때 대물렌즈(5)와 콜리메이터 렌즈(4) 사이에는 광 디스크(D)의 종류에 따라 즉, CD,DVD인지의 여부에 따라 콜리메이터 렌즈(4)를 통해 평행하게 주사되는 빔량(광량)을 조절하기 위한 조절수단으로써 일종의 조리개(6)가 위치된다.

미설명부호(7)는 빔 스프리터(2)의 직하방에 위치된 포토 다이오드이다.

이와같이 구성된 종래 광 픽업은, 먼저 DVD를 재생하고자 할 경우에는 먼저 조리개(6)를 최대한으로 개방시켜 놓는다.

이와같은 상태에서 레이저 다이오드(1)로부터 레이저 빔이 주사되게 되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드(1)로부터의 빔이 회절격자(3)를 통과한 뒤 일부는 빔 스프리터(2)를 통해 투과되고 일부는 콜리메이터 렌즈(4)를 향해 반사된다. 그리고 콜리메이터 렌즈(4)를 통하여 평행빔으로 정형된 상태에서 조리개(6)를 통과하여 대물렌즈(5)를 통해 광 디시크 즉, DVD(D)에 집속된다. 이때 조리개(6)는 최대한으로 개방되어 있는 상태이기 때문에 도시된 바와 같이 두 개의 초점이 맺혀지게 됨으로써 DVD로부터 반사된 빔을 포토 다이오드(7)를 통해 신호검출을 행함으로써, 용이하게 재생을 행할 수 있게된다.

한편, CD의 재생을 행함에 있어서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 조리개(6)를 조절하여 콜리메이터 렌즈(4)를 통과하는 빔의 량을 감소시킨다. 즉, 대물렌즈(5)의 외주 부위를 소정범위내로 차단한다. 이에의해 대물렌즈(5)의 중심측 부위의 작은 렌즈부위만을 통과하게 됨으로써, 스폿을 좁힐 수 있게된다. 따라서 CD의 재생을 용이하게 행할 수 있게되는 것이다.

그러나 이와같은 광 픽업에 있어서는, 대물렌즈를 통과하는 빔의 량을 조절하는 조리개의 조절이 매우 까다롭고 특히 정밀하게 조절하여야 하는 것이기 때문에 설계상의 어려움이 뒤따르며, 특히 이 부품이 고가이기 때문에 단가상승을 초래하는 등의 문제점이 야기된다.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, CD 및 DVD의 재생을 용이하게 실현할 수 있는 것 뿐만 아니라 단가절감과 특히 설계가 용이한 광 픽업을 제공함에 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광 픽업은, 광원으로써 소정 파장의 레이저를 주사하는 레이저 다이오드와; 상기 레이저 다이오드와 45도 각도로 대면하도록 위치되며, 레이저 다이오드로부터 주사된 빔의 일부는 반사하고 일부는 투과시키는 빔 스프리터와; 상기 빔 스프리터로부터 반사된 빔을 평행광으로 정형시키는 콜리메이터 렌즈와; 상기 콜리메이터 렌즈에 의해 정형된 평행광을 광 디스크상에 집속하는 대물렌즈와; 상기 레이저 다이오드와 상기 빔 스프리터 사이의 광 경로상에 위치되고, 레이저의 주사방향을 기준으로하여 그 전,후면에 크기를 달리하는 격자가 형성되어 상기 레이저 다이오드에서 출사된 레이저 빔을 초점거리가 서로 다른 이종의 레이저 빔으로 분리하여 상기 빔 스프리터측에 전달하는 더블 그레이팅 렌즈와; 상기 빔 스프리터의 직하방에 위치되며, 상기 광 디스크로부터 반사된 빔으로부터 신호를 검출하는 포토 다이오드;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명의 바람직한 한 특징은, 상기 광 디스크는, 콤팩트 디스크인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 다른 한 특징은, 상기 광 디스크는, 디지탈 비디오 디스크인 것에 있다.

본 발명의 바람직한 또 다른 한 특징은, 상기 더블 그레이팅 렌즈의 전, 후면에 마련된 격자의 크기는 전면측에 위치된 격자의 크기가 상대적으로 크게 형성된 것에 있다.

도 1은 종래 광 픽업을 개념적으로 도시한 구성도.

도 2 및 도 3은 종래 광 픽업을 통해 콤팩트 디스크와 디지탈 비디오 디스크를 재생하는 예를 보인 구성도.

도 4는 본 발명에 따른 광 픽업의 개념적으로 도시한 구성도.

도 5 및 도 6은 본 발명 광 픽업을 통해 CD와 DVD를 재생하는 예를 도시한 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 레이저 다이오드 20 : 빔 스프리터

30 : 콜리메이터 렌즈 40 : 대물렌즈

50 : 더블 그레이팅 렌즈 51, 52 : 격자

60 : 포토 다이오드 D' : 콤팩트 디스크

D" : 디지탈 비디오 디스크

이와같은 본 발명의 특징적인 구성 및 이에따른 작용효과는 후술하는 첨부된 도면을 참조한 발명의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해 질 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 광 픽업의 개념적으로 도시한 구성도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명 광 픽업을 통해 CD와 DVD를 재생하는 예를 도시한 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 광 픽업은, 크게 레이저 다이오드(Laser Diode;10)와 빔 스프리터(Beam Splitter;20), 콜리메이터 렌즈(30) 및 대물렌즈(40)와 더블 그레이팅 렌즈(Double Grating Lens;50) 그리고 포토 다이오드(60)로 대별된다.

전술한 레이저 다이오드(10)는 광원으로써 소정파장의 레이저를 주사하며, 빔 스프리터(20)는 레이저 다이오드(10)로부터 주사된 레이저를 대물렌즈(40)를 향해 반사하는 역할을 하는 것으로서, 레이저 빔중 일부는 반사하고 일부는 투과하는 성질을 갖는다.

한편, 콜리메이터 렌즈(30)는 빔 스프리터(20)의 직상방에 위치되어 레이저 빔을 정형화 시키는 것으로서 즉, 확산되어 주사되는 레이저 빔을 평행광으로 변환시키는 역할을 하며, 대물렌즈(40)는 콜리메이터 렌즈(30)를 통해 정형화된 평행광을광 디스크(D)에 집속시키게 된다.

이때 광 디스크(D)로써는 콤팩트 디스크(D') 또는 디지탈 바이오 디스크(D") 모두 사용하여도 무방할 것이다.

한편, 전술한 더블 그레이팅 렌즈(50)는 레이저 다이오드(10)와 빔 스프리터(20) 사이의 광 경로상에 배치되는 것으로서, 레이저 빔의 주사방향을 기준으로하여 전,후면에 각기 크기를 달리하는 격자(51,52)가 형성되어 레이저 다이오드(10)에서 출사된 레이저 빔을 초점거리가 서로 다른 이종의 레이저 빔으로 분리하여 빔 스프리터(20)측에 전달하는 기능을 수행하게 된다.

이때 격자(51,52)의 크기는 전면측에 위치된 격자(51)의 크기가 상대적으로 크게 형성되도록 함이 바람직할 것이다.

전술한 포토 다이오드(60)는 실질적으로 광 디스크(D)로부터 반사되어진 빔으로부터 재생신호를 검출하는 역할을 한다.

이와같이 구성된 본 발명 광 픽업을 통해 콤팩트 디스크와 디지탈 비디오 디스크의 재생과정을 순차적으로 설명한다.

먼저 디지탈 비디오 디스크(D")의 재생과정을 설명하면 다음과 같다.

레이저 다이오드(10)로부터 주사된 레이저 빔은 빔 스프리터(20)와의 사이에 배치된 더블 그레이팅 렌즈(50)를 통과하게 된다.

이때 디지탈 비디오 디스크(D")를 재생하기 위해서는 콤팩트 디스크(D')를 재생하는 것에 비하여 상대적으로 짧은 파장의 레이저 빔을 필요로 하게 된다. 즉, 도 5에 a로 표시된 바와 같이 대물렌즈(40)의 양 가장자리면과 중심면을 통과하는 빔을 통해 재생되어 진다.

이를 좀더 상세히 설명하며, 더블 그레이팅 렌즈(50)를 통과한 레이저 빔중 일부가 빔 스프리터(20)를 통해 콜리메이터 렌즈(30)로 반사되고, 이 콜리메이터 렌즈(30)에 의해 평행광으로 변환되어 대물렌즈(40)를 통해 광 디스크(D")에 집속되게 된다.

이와같이 광 디스크(D")에 집속된 빔은 재차 반사되어 콜리메이터 렌즈(30)와 빔 스프리터(20)를 통과한 뒤, 이 빔 스프리터(20)의 직하방에 위치된 포토 다이오드(60)에 집속됨으로써, 포토 다이오드(60)를 통해 재생신호를 검출하게 되는 것이다.

한편, 콤팩트 디스크(D')를 재생함에 있어서는, 도 6에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드(10)로 부터의 주사된 레이저 빔중 b로 표시된 바와 같이 일부의 빔이 빔 스프리터(20)를 통해 반사되고 콜리메이터 렌즈(30)를 통해 평행광으로 변환되어 대물렌즈(40)의 양 가장자리면을 제외한 부위를 통과하게 된다. 즉, 디지탈 비디오 디스크(D")의 초점 거리보다 상대적으로 긴 초점거리를 갖게되어 콤팩트 디스크(D')의 기록면에 올바르게 초점이 맺히게 되고, 이로부터 반사된 빔을 포토 다이오드(60)를 통해 검출하게 됨으로써 용이하게 재생신호를 검출할 수 있게된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광 픽업에 의하며, 하나의 대물렌즈와 더블 그레이팅 렌즈를 통해 콤팩트 디스크와 디지탈 비디오 디스크의 기록/재생이 가능하게 됨으로써, 종래의 광 픽업에 비하여 단가절감과 제품의 소형화를 도모할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 광원으로 소정 파장의 레이저를 주사하는 레이저 다이오드와;

   상기 레이저 다이오드와 대면하도록 위치되며, 레이저 다이오드로부터 주사된 빔의 일부는 반사하고 일부는 투과시키는 빔 스프리터와;

   상기 빔 스프리터로부터 반사된 빔을 평행광으로 정형시키는 콜리메이터 렌즈와;

   상기 콜리메이터 렌즈에 의해 정형된 평행광을 광 디스크상에 집속하는 대물렌즈와;

   상기 레이저 다이오드와 상기 빔 스프리터 사이의 광 경로상에 위치되고, 레이저의 주사방향을 기준으로하여 그 전,후면에 크기를 달리하는 격자가 형성되어, 상기 레이저 다이오드에서 출사된 레이저 빔을 초점거리가 서로 다른 이종의 레이저 빔으로 분리하여 상기 빔 스프리터측에 전달하는 더블 그레이팅 렌즈와;

   상기 빔 스프리터의 직하방에 위치되며, 상기 광 디스크로부터 반사된 빔으로부터 신호를 검출하는 포토 다이오드;를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 광 픽업.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 광 디스크는, 콤팩트 디스크인 것을 특징으로 하는 광 픽업.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 광 디스크는, 디지탈 비디오 디스크인 것을 특징으로 하는 광 픽업.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 더블 그레이팅 렌즈의 전,후면에 마련된 격자의 크기는 전면측에 위치된 격자의 크기가 상대적으로 크게 형성된 것을 특징으로 하는 광 픽업.