KR100255675B1 - Optical pickup device as type of integrated optic-element - Google Patents

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KR100255675B1 KR1019970069011A KR19970069011A KR100255675B1 KR 100255675 B1 KR100255675 B1 KR 100255675B1 KR 1019970069011 A KR1019970069011 A KR 1019970069011A KR 19970069011 A KR19970069011 A KR 19970069011A KR 100255675 B1 KR100255675 B1 KR 100255675B1
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Abstract

PURPOSE: An optical element integrated-typed dual focus optical pickup device is provided to vary incident optical strength distributions of a luminous flux relating to a spherical aberration, and to actively convert a numerical aperture of an objective lens, to deteriorate the spherical aberration, so as to make a digital audio disk compatible with a digital video disk. CONSTITUTION: An integrated optical element(20) comprises as follows. A diffraction grating(30) is installed on a lower side of optical disks(60,70), and diffracts laser beams for error signal detecting on an upper surface. The first and the second light receiver(40,45) are installed by being faced with both lower sides of the diffraction grating(30). A reflection-typed wavelength plate(24) converts a polarization of a reflection light on an installed surface of the first light receiver(40). A polarization separator(22) separates optical paths of an incident light and a reflection light. A laser diode(10) emits laser beams(P wave) polarized as horizontal components, relating to a progress direction of a light from a lower direction of the integrated optical element(20). An optical control wavelength plate(50) separately transmits the laser beams between the integrated optical element(20) and the optical disks(60,70), with different transmission rates according to optical width, and converts phases of the laser beams. An objective lens(100) condenses the laser beams on the optical disks(60,70).

Description

광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치Optical element integrated dual focus optical pickup device

본 발명은 광학소자 집적형 듀얼포커스 광픽업장치에 관한 것으로, 특히 광디스크의 두께 및 신호정보의 기록면 차이로 인하여 발생되는 구면수차를 대물렌즈에 입사하는 광속의 입사광세기분포를 가변시키므로 대물렌즈의 개구수(NA)가 능동적으로 변환되어 구면수차가 현저히 저하되므로 디지털 오디오 및 디지털 비디오 디스크를 호환재생할 수 있는 광학소자 집적형 듀얼포커스 광픽업장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element integrated dual focus optical pickup device. In particular, the spherical aberration caused by the difference in the thickness of the optical disk and the recording surface of the signal information varies the incident light intensity distribution of the light beam incident on the objective lens. The present invention relates to an optical element integrated dual focus optical pickup device capable of actively reproducing digital audio and digital video discs since the number NA is actively converted and spherical aberration is significantly reduced.

일반적으로 광학 데이터 기록매체 즉, 광디스크는 두께가 1.2 mm인 음악재생용 디지탈 오디오 디스크(Digital Audio Disk ;DAD)와 0.6mm인 디지탈 비디오 디스크(Digital Video Disk ;DVD) 등으로 구분되며, 1.2mm두께의 디지탈 오디오 디스크는 한면에 복층으로 데이타를 기록하고, 0.6mm의 두께의 디지탈 비디오 디스크는 중간에 복층으로 데이타를 기록하여 하나의 디스크에 다량의 데이타를 기록하도록 되어 있었다.In general, an optical data recording medium, that is, an optical disk, is divided into a digital audio disk (DAD) for music playback having a thickness of 1.2 mm and a digital video disk (DVD) having a thickness of 0.6 mm, and has a thickness of 1.2 mm. Digital audio discs record data in multiple layers on one side, and 0.6 mm thick digital video discs record data in multiple layers in the middle to record a large amount of data on a single disc.

상기한 두 종류의 디스크에서 기록된 데이타를 재생하는 광 픽업장치는 1.2mm두께의 디지탈 오디오 디스크와 0.6mm두께의 디지탈 비디오 디스크에서 기록된 정보를 읽는 경우, 디지탈 비디오 디스크에서는 기록의 고밀도화를 위해 디스크상의 트랙 피치가 0.74㎛이고 기록신호인 피트간의 최단길이가 0.4㎛이므로 트랙피치가 1.6㎛와 피트간의 최단길이가 0.834㎛인 디지탈 오디오 디스크와 서로 상이하여 재생시 광스폿의 지름이 달라야 하므로 대물렌즈의 구면수차가 일치되지 않아 동시재생이 불가능하고, 디스크의 상호 0.6mm 두께 차이에 의해 광학적 수차가 높아져 노이즈가 증가하여 에러발생율이 증대되므로 기록된 정보를 정확히 읽을 수 없으므로 광 픽업장치는 0.6mm 또는 1.2mm 디스크중 하나의 기록된 정보만을 읽을수 있도록 되어 있었다.An optical pickup apparatus for reproducing data recorded on the above two types of discs reads information recorded on a 1.2 mm thick digital audio disc and a 0.6 mm thick digital video disc. Since the track pitch of the image is 0.74 µm and the shortest length between the pit, which is the recording signal, is 0.4 µm, the diameter of the optical spot must be different during playback because the track pitch is different from that of a digital audio disc having 1.6 µm and the shortest length between the feet is 0.834 µm. Because spherical aberrations do not match, simultaneous playback is impossible, and optical aberration is increased due to the difference of 0.6mm thickness of the discs. Only the recorded information on one of the 1.2mm discs could be read.

따라서, 최근에 들어 1.2mm 디스크와 0.6mm 디스크에 기록된 정보를 선택적으로 독출할 수 있도록 도 1의 상세도에 도시된 바와 같이, 0.6mm 디스크에 대하여 설계된 개구수(NA)가 0.6인 대물렌즈와, 에칭(Eching)에 의해 다단계 회절층(w1,w2,h0)이 형성된 홀로그래픽 광학소자(1120)가 복합배열된 듀얼포커스렌즈를 채택하고, 이 홀로그래픽 광학소자(1120)에 의해 회절된 0차광은 직진함과 동시에 1차회절된 레이저광은 발산광이 되도록 하므로 회절효율을 조절하여 광량을 적절히 배분하는 듀얼 포커스 광픽업장치가 개발되고 있다.Therefore, an objective lens having a numerical aperture NA of 0.6 designed for a 0.6 mm disk as shown in the detailed view of FIG. 1 to selectively read out information recorded on a 1.2 mm disk and a 0.6 mm disk in recent years. And a dual focus lens in which the holographic optical element 1120 having the multi-stage diffraction layers w1, w2, h0 formed by etching is adopted, and is diffracted by the holographic optical element 1120. Since the zero-order light goes straight and the first-diffracted laser light becomes divergent light, a dual focus optical pickup device for controlling the diffraction efficiency and appropriately distributing the amount of light has been developed.

이러한 홀로그래픽 광학소자(1120)가 채택된 듀얼 포커스 광픽업장치의 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 선형편광된 일정파장의 레이저광을 주사하는 레이저다이오드(1100)와, 이 레이저다이오드(1100)에서 주사된 레이저광을 트랙킹에러신호검출을 위한 0차회절광과 ±1차회절광 즉, 쓰리빔(Three Beam)으로 분리시키는 회절격자(1105)와, 이 회절격자(1105)의 일측에서 소정의 기울기를 갖고 설치되어 주사된 레이저광을 일정한 비율로 투과 및 반사시키는 빔스플리터(1110)와, 이 빔스플리터(1110)를 경유한 레이저광을 평행광으로 변환시키는 콜리메이터렌즈(1115)와, 이 콜리메이터렌즈(1115)를 경유한 평행광의 회절효율을 조절하여 광량을 배분하는 홀로그래픽 광학소자(1120)와, 이 홀로그래픽 광학소자(1120)를 경유한 레이저광을 디지탈 비디오 디스크용인 0.6mm 디스크(1150; 이하 "제 1디스크"라함) 및 디지탈 오디오 디스크인 1.2mm 디스크(1160; 이하 "제 2디스크"라함)상에 포커싱시켜 기록된 정보를 독출하는 대물렌즈(1130)와, 상기 기록된 정보를 수반한 레이저광에서 에러신호의 검출을 위해 비점수차법에 의한 포커싱에러신호를 발생시키는 비점수차 발생렌즈(1140)와, 이 비점수차 발생렌즈(1140)를 통과한 광 정보를 검출하여 전류신호로 변환시키는 광검출기(1145)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the dual focus optical pickup device employing the holographic optical device 1120 includes a laser diode 1100 that scans laser light having a linearly polarized constant wavelength, and the laser diode 1100. A diffraction grating 1105 which separates the laser beam scanned by the laser beam into a zero-order diffraction light and a ± first-order diffraction light for detecting a tracking error signal, that is, a three beam, and at one side of the diffraction grating 1105 A beam splitter 1110 for transmitting and reflecting the scanned laser light at a predetermined ratio with a predetermined slope, a collimator lens 1115 for converting the laser light via the beam splitter 1110 into parallel light; The holographic optical element 1120 for distributing the amount of light by adjusting the diffraction efficiency of the parallel light via the collimator lens 1115 and the laser light via the holographic optical element 1120 for 0.6 mm digital discs. An objective lens 1130 that reads the recorded information by focusing on a disk 1150 (hereinafter referred to as "first disk") and a 1.2 mm disk (hereinafter referred to as "second disk") that is a digital audio disk; Astigmatism generating lens 1140 for generating a focusing error signal by the astigmatism method for detecting an error signal in the laser light with recorded information, and detecting the optical information passing through the astigmatism generating lens 1140 And a photodetector 1145 for converting the signal into a current signal.

이와 같은 구성을 갖는 종래 광 픽업장치의 작동은 먼저, 소정의 발진파장을 갖는 레이저광은 레이저다이오드(1100)에서 주사되어 회절격자(1105)로 입사되고, 이 입사된 레이저광은 회절격자(1105)를 투과하며 0차 및 ±1차 광 즉, 쓰리빔으로 분리되어 방사된다. 이 쓰리빔은 트랙킹에러용으로 이용되는 것으로, 회절격자(1105)를 투과하여 빔스플리터(1110)로 입사되고, 이 쓰리빔은 빔스플리터(1110)에 의해 일정한 비율로 반사 및 투과된다. 이렇게 반사 및 투과되는 레이저광중에서 반사된 레이저광은 빔스플리터(1110)에서 콜리메이터렌즈(1115)로 입사되고, 이 레이저광은 콜리메이터렌즈(1115)를 경유하므로 직선성이 부여된다. 이렇게 직선성이 부여되어 평행광이 된 레이저광은 콜리메이터렌즈(1115)에서 홀로그래픽 광학소자(1120)로 입사되고, 레어저광은 홀로그램 광학렌즈(1120)에 의해 회절된다. 이렇게 회절된 레이저광중에서 0차회절광은 직진하므로 개구수가 0.6인 대물렌즈(1130)의 구경을 경유하여 0.6mm인 제 1디스크(1150)상에서 지름이 1.6μm인 스폿으로 집광되고, 1차회절광은 발산광으로 변환되어 대물렌즈에서 협폭으로 집광되어 제 2디스크(1155)상에 지름이 0.8μm의 에어리 형태로 집광되므로, 이 레이저광은 디스크상의 피트(1155)가 없는 곳에서는 거의 그대로 반사되어 대물렌즈(1130)로 돌아오게 되나, 피트(1155)가 있는 곳에서는 레이저광이 피트(1155)에 의해 회절되어 대물렌즈(1130)의 범위밖으로 방출되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 광검출기(1145)에 광량차이를 발생시킨다. 이는 피트(1155)의 깊이가 파장의 λ/4에 설정되어 있어 반사광은 피트(1155)의 상하에 반파장이 달라 간섭에 의해 상쇄되므로 광검출기(1145)에 돌아온 광량이 감소하게 되는 것이다.In operation of the conventional optical pickup apparatus having such a configuration, first, the laser light having a predetermined oscillation wavelength is scanned by the laser diode 1100 and incident on the diffraction grating 1105, and the incident laser light is incident on the diffraction grating 1105. ) And radiated into 0th and ± 1st light, that is, three beams. The three beams are used for tracking errors. The three beams penetrate the diffraction grating 1105 and enter the beam splitter 1110. The three beams are reflected and transmitted at a constant rate by the beam splitter 1110. The laser light reflected from the reflected and transmitted laser light is incident from the beam splitter 1110 to the collimator lens 1115, and the laser light passes through the collimator lens 1115, thereby providing linearity. The laser light, which is thus provided with linearity and becomes parallel light, is incident from the collimator lens 1115 into the holographic optical element 1120, and the laser light is diffracted by the holographic optical lens 1120. Since the zero diffraction light goes straight among the diffracted laser beams, the light is collected in a spot having a diameter of 1.6 μm on the first disc 1150 having a diameter of 0.6 mm through the aperture of the objective lens 1130 having a numerical aperture of 0.6, Since the light is converted into divergent light and condensed narrowly by the objective lens, the light is condensed on the second disk 1155 in an airy shape having a diameter of 0.8 μm, so that the laser light is reflected almost as it is in the absence of the pit 1155 on the disk. To return to the objective lens 1130, but where the pit 1155 is present, the laser light is diffracted by the pit 1155 and emitted outside the range of the objective lens 1130, thereby causing only a part of the incident light to return. Thereby generating a light quantity difference in the photodetector 1145. This is because the depth of the pit 1155 is set to λ / 4 of the wavelength, and the reflected light is canceled by interference due to different half wavelengths above and below the pit 1155, thereby reducing the amount of light returned to the photodetector 1145.

그리고, 상기 제 1디스크(1150) 또는 제 2디스크(1160)에서 반사되어 돌아오는 변조된 반사광은 홀로그래픽 광학소자(1120)와 콜리메이터렌즈(1115)를 경유하여 빔스플리터(1110)로 조사되고, 이 반사광은 다시 일정한 비율로 반사 및 투과되며 이중에서 빔스플리터(1110)에 의해 투과되는 레이저광은 광검출기(1145)측으로 직진하게 된다. 이렇게 변조된 반사광은 빔스플리터(1110)에서 비점수차 발생렌즈(1140)로 조사되고, 이 반사광은 비점수차 발생렌즈(1140)에 의해 포커스 에러를 검출하기 위한 비점수차가 발생되며 광검출기(1145)로 보내어지고, 이렇게 디스크에서 변조된 반사광은 광검출기에 의해 알에프(RF), 포커스 에러검출, 트랙킹조절 및 정보를 전류로 변환되며, 이 변환된 전류는 미도시된 제어회로에 의해 원래의 신호로 복조하여 재생시키게 된다.The modulated reflected light reflected by the first disk 1150 or the second disk 1160 is returned to the beam splitter 1110 via the holographic optical device 1120 and the collimator lens 1115. The reflected light is reflected and transmitted again at a constant rate, and the laser light transmitted by the beam splitter 1110 is moved straight toward the photodetector 1145. The modulated reflected light is irradiated from the beam splitter 1110 to the astigmatism generating lens 1140, and the reflected light is generated by the astigmatism generating lens 1140 to detect a focus error, and thus the photodetector 1145. The reflected light, which is modulated by the disk, is converted into RF (RF), focus error detection, tracking control, and information into a current by a photodetector, which is converted into an original signal by a control circuit (not shown). Demodulation is performed.

그러므로, 상기와 같이 레이저다이오드(1100)로 부터 방사되는 레이저광은 홀로그래픽 광학소자(1120)를 경유하여 디스크상에 상호 다른 에어리 형태로 집광되어 빔 포커스가 서로 다른 위치에 형성됨으로서 두께가 1.2mm 디스크와, 0.6mm 디스크에 기록된 정보를 선택적으로 읽어들일 수 있는 것이다.Therefore, as described above, the laser light emitted from the laser diode 1100 is collected in different airy shapes on the disk via the holographic optical device 1120, so that the beam focus is formed at different positions so that the thickness is 1.2 mm. The disc and the information recorded on the 0.6 mm disc can be selectively read.

그러나, 이와 같은 종래 듀얼 포커스 광 픽업장치는, 디스크의 두께에 따라 이중의 포커스로 광디스크에 집광시키기 위하여 광의 회절을 이용하는 홀로그래픽 광학소자(1120)와 대물렌즈(1130)의 복합배치에 따른 가공상 고도의 기술력이 요구되므로 그 제작이 난해함과 동시에 홀로그래픽 광학소자(1120)가 무버(1125)에 고정되어 있으므로 액츄에이터의 동특성에 악영향을 미치고, 제 1디스크(1150)에서 제 2디스크(1160)로 변화시 수차변화에 따른 대물렌즈의 초점거리를 길게 하는데 따른 대물렌즈의 대형화 및 광학소자간에 소정의 간격을 유지해야 하는데 따른 설계치수의 증가로 광 픽업의 소형화에 장애요인이 되는 문제점이 있었다.However, such a conventional dual focus optical pickup device has a processing effect due to the complex arrangement of the holographic optical element 1120 and the objective lens 1130 using diffraction of light in order to focus the optical disk with a double focus according to the thickness of the disk. Since a high level of technical skill is required, manufacturing is difficult and at the same time, the holographic optical device 1120 is fixed to the mover 1125 and thus adversely affects the dynamic characteristics of the actuator, and from the first disk 1150 to the second disk 1160. In the case of change, there is a problem that the obstacle of miniaturization of the optical pickup due to the enlargement of the objective lens by increasing the focal length of the objective lens due to the aberration change and the increase of the design dimension due to maintaining a predetermined distance between the optical elements.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 에칭에 의한 홀로그래픽 광학소자의 층간 정밀배열에 따른 제작상의 난해함과 수차변화를 보상하는데 따른 형상의 복잡함을 해소하여 액츄에이터의 동특성을 향상시키고, 복수의 디스크 두께차이에 의해 발생되는 재생시 수차변화에 의한 대물렌즈의 초점거리 조절에 대한 문제를 해소하여 설계치수를 감소시켜 광픽업장치의 소형화를 도모할 수 있는 광학소자 집적형 광픽업장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and improves the dynamic characteristics of the actuator by solving the complexity of manufacturing and compensation of aberration changes due to the precise interlayer alignment of the holographic optical element by etching, An optical element integrated optical pickup device capable of miniaturizing the optical pickup device by reducing the design dimension by eliminating the problem of adjusting the focal length of the objective lens due to aberration changes during reproduction caused by a plurality of disc thickness differences. The purpose is to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 광학계 구성은,In order to achieve the above object, the optical system configuration of the present invention,

장방형의 기립면에서 양측으로 대향되게 설치되는 제 1수광부 및 제 2수광부와, 이 제 1수광부의 설치면에서 반사광의 위상을 변환시키는 반사형파장판과, 장방형의 상측면에서 에러검출을 위하여 입사광을 주빔과 부빔으로 회절시키는 회절격자와, 상기 제 1 수광부 및 제 2수광부 설치면의 빗사면에 형성되어 입사광과 반사광의 광경로를 분리시키는 편광분리부로 등이 일체로 형성되어 광디스크의 하방에 설치되는 집적광학소자;A first light receiving part and a second light receiving part which are opposite to both sides of the rectangular standing surface, a reflective wave plate for converting the phase of reflected light on the mounting surface of the first light receiving part, and incident light for error detection on the upper side of the rectangular shape A diffraction grating diffracted into the main beam and the sub-beam, and a polarization splitting part formed on the inclined surface of the first light receiving part and the second light receiving part mounting surface to separate the optical paths of the incident light and the reflected light, and the like are formed below the optical disk. Integrated optical elements;

상기 집적광학소자의 하방에서 광의 진행방향에 대하여 수직한 성분으로 편광된 레이저광을 주사하는 레이저다이오드;A laser diode scanning a laser light polarized with a component perpendicular to a traveling direction of light from below the integrated optical device;

상기 집적광학소자와 광디스크사이에 설치되며 레이저광의 위상을 변환시키는 투과형파장판과, 이 투과형파장판을 경유한 협폭의 레이저광을 투과율 1로 투과시키는 전투과막으로 형성된 내측원형판 및 상기 투과형파장판을 경유한 광폭의 레이저광을 투과율 1/2로 투과시키는 반투과막으로 형성된 외부판으로 구성되어 광디스크상에 집광되는 레이저광의 최외각입사각을 조절하는 광조절판으로 이루어지는 광조절파장판;An inner circular plate formed between the integrated optical element and the optical disk and formed of a transmissive wave plate for converting the phase of the laser light, a combat film for transmitting a narrow laser light through the transmissive wave plate at a transmittance of 1, and the transmissive wave plate. An optical control wavelength plate composed of an outer plate formed of a semi-transmissive film for transmitting the laser light having a wide width at a transmittance of 1/2, and an optical control plate for controlling the outermost incident angle of the laser light focused on the optical disc;

상기 광조절파장판을 경유한 레이저광을 광디스크에 집광시키는 대물렌즈를 포함하여 이루어지고,It comprises an objective lens for focusing the laser light via the optical control wavelength plate on the optical disk,

본 발명의 회로계 구성은, 상기 각각의 수광부로부터 출력되는 전기적신호가 인가되는 재생신호처리수단;The circuit system configuration of the present invention includes: reproduction signal processing means to which an electrical signal output from each of the light receiving sections is applied;

이 재생신호처리수단에서 인가되는 신호를 기초로 트랙킹에러 및 포커스에러를 제어하는 트랙킹제어장치 및 포커스제어장치;A tracking control device and a focus control device for controlling the tracking error and the focus error based on the signal applied from the reproduction signal processing means;

상기 재생신호처리수단에서 인가되는 신호를 기초로 광신호를 보정하는 디지털신호처리장치;A digital signal processing apparatus for correcting an optical signal based on a signal applied from said reproduction signal processing means;

이 디지털신호처리장치에서 출력되는 신호를 기초로 디스크모터를 제어하는 모터제어장치;A motor control device for controlling the disc motor based on a signal output from the digital signal processing device;

회로계의 플레이모드 설정시 상기 광학계에서 발생되는 재생신호를 기초로 상기 트랙킹제어장치와 포커스제어장치와 모터제어장치를 각각 선택적으로 제어하는 마이컴을 포함하여 이루어지는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치를 제공한다.An optical element integrated dual focus optical pickup device comprising a microcomputer for selectively controlling the tracking control device, the focus control device, and the motor control device based on the reproduction signal generated by the optical system when setting the play mode of the circuit system. to provide.

도 1은 종래 광픽업장치의 구성도,1 is a block diagram of a conventional optical pickup device;

도 2는 본 발명에 따른 광픽업장치의 구성도,2 is a block diagram of an optical pickup apparatus according to the present invention;

도 3은 본 발명의 광학계의 배치도,3 is a layout view of an optical system of the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 수광부의 설치상태도,4 is an installation state of the light receiving unit according to the present invention;

도 5(a)는 대물렌즈의 개구수 변화에 따른 본 발명의 크로스토크변화를 도시한 그래프,5 (a) is a graph showing the crosstalk change of the present invention according to the numerical aperture of the objective lens;

도 5(b)는 대물렌즈의 개구수 변화에 따른 본 발명의 재생신호변화를 도시한 그래프,5 (b) is a graph showing a change in the reproduction signal of the present invention according to the change in the numerical aperture of the objective lens;

도 6은 본 발명에 따른 광학계가 디지털 비디오 디스크를 재생하는 것을 보인 작동상태 개략도,6 is a schematic diagram of an operating state in which the optical system according to the present invention plays a digital video disc;

도 7은 본 발명에 따른 광학계가 디지털 오디오 디스크를 재생하는 것을 보인 작동상태 개략도,7 is a schematic diagram of an operating state in which the optical system according to the present invention plays a digital audio disc;

도 8은 본 발명의 광학계에서 광신호의 에러신호가 검출되는 것을 보인 상세도,8 is a detailed view showing that an error signal of an optical signal is detected in the optical system of the present invention;

도 9는 본 발명의 재생신호처리수단의 상세회로도,9 is a detailed circuit diagram of a reproduction signal processing means of the present invention;

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전체 회로계를 도시한 회로도,10 is a circuit diagram showing an entire circuit system according to an embodiment of the present invention;

도 11은 본 발명에 적용되는 광픽업액츄에이터의 분해사시도.11 is an exploded perspective view of an optical pickup actuator applied to the present invention.

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

10 : 레이저다이오드 20: 직접광학소자10: laser diode 20: direct optical element

22 : 편광분리부 24 : 반사형파장판22: polarization separator 24: reflective wave plate

30 : 회절격자 40, 45 : 수광부30: diffraction grating 40, 45: light receiving part

50 : 광조절파장판 54 : 투과형파장판50: light control wavelength plate 54: transmission wave plate

56 : 내측원형판 57 : 외부판56: inner circular plate 57: outer plate

60, 70 : 광디스크 100 : 대물렌즈60, 70: optical disk 100: objective lens

101 : 대물렌즈 홀더 120 : 플레이트101: objective lens holder 120: plate

140 : 홀더겔 200 : 재생신호처리수단140: holder gel 200: playback signal processing means

300 : 디지털신호처리장치 310 : 모터제어장치300: digital signal processing device 310: motor control device

320 : 마이컴 330 : 포커스제어장치320: microcomputer 330: focus control device

340 : 트랙킹제어장치340: tracking control device

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 광디스크에 집광되기 위해 대물렌즈에 입사하는 광속의 입사광세기분포를 가변시키므로 대물렌즈의 개구수(NA)가 능동적으로 변환되어 디지털 오디오 및 디지털 비디오 디스크를 호환재생하도록 한 것이다.The present invention is to change the incident light intensity distribution of the light beam incident on the objective lens to be focused on the optical disk, so that the numerical aperture (NA) of the objective lens is actively converted to reproduce the digital audio and digital video disc.

이러한 본 발명의 광픽업장치 실시예는 도 2에 도시된 바와 같이, 광학계(B)와 회로계(A)로 구성된다.This embodiment of the optical pickup device of the present invention is composed of an optical system (B) and a circuit system (A) as shown in FIG.

이와 같은 광픽업장치의 광학계(B)는 도 3에 도시된 바와 같이, 광디스크(60, 70)의 하방에서 레이저광의 경로와 편광성을 변환시키며 반사광이 수광되는 집적광학소자(20)와, 이 집적광학소자(20)의 하방에서 일정파장의 레이저광이 방출되는 레이저다이오드(10)와, 상기 집적광학소자(20)와 광디스크(60, 70)사이에서 레이저광을 광폭에 따라 상호 다른 투과율로 분리투과시키며 위상을 변환시키는 광조절파장판(50)과, 이 광조절파장판(50)을 경유한 레이저광을 광디스크(60, 70)에 집광시키는 대물렌즈(100)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 3, the optical system B of the optical pickup device includes an integrated optical device 20 that converts the path and polarization of the laser light under the optical discs 60 and 70, and receives the reflected light. The laser diode 10 emits a laser beam having a predetermined wavelength below the integrated optical device 20, and the laser light is transmitted between the integrated optical device 20 and the optical disks 60 and 70 at different transmittances depending on the width. And an objective lens 100 for focusing the optical disks 60 and 70 on the optical disks 60 and 70.

상기 집적광학소자(20)는 장방형의 글래스(GLASS)면체로 형성되어 상면에는 에러신호검출을 위하여 레이저광을 회절시켜 0차회절광과 1차회절광을 이용하도록 하는 회절격자(30)가 설치되고, 회절격자(30)의 설치면 하방에서 양측에 기립되어 제 1수광부(40) 및 제 2수광부(45)가 대향되게 설치된다. 이 복수개의 수광부(40, 45)는 상호 이격설치되어 수광부 사이의 임의의 점에서 결상되므로 각각의 수광부(40, 45)에 광신호가 집광되고, 이 광신호는 전기적신호로 출력된다. 상기한 광신호는 각각의 수광부(40, 45)가 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1수광부(40) 및 제 2수광부(45)가 동일한 수광부로 3개의 세그먼트(S, S1, S2, S', S1', S2')로 형성되고, 중앙의 세그먼트(S, S')는 3분할(D, D1, D2, D' D1', D2')되어 있다. 그러므로, 중앙의 세그먼트(S, S')에 조사된 반사광은 포커스에러을 검출하며 양측의 세그먼트(S1, S2, S1', S2')는 트랙킹에러를 검출하도록 하는 즉, 빔사이즈법 및 3빔법에 의하여 포커스에러 및 트랙킹에러신호를 검출하는 것이다. 또한, 제 1수광부(40)의 설치면에는 반사형파장판(24)이 설치되어 반사광의 위상을 변환시키는데, 이 반사형파장판(24)은 통상, 프리즘의 복굴절현상을 이용하는 1/4파장판으로 레이저광의 위상을 지연시키게 된다. 그리고, 상기 제 1 수광부(40) 및 제 2수광부(45) 설치면사이에서 빗사면에 형성된 편광분리부(22)는 입사광과 반사광의 광경로를 분리시킨다. 이 편광분리부(22)는 입사면에 대하여 평행한 성분의 레이저광(P파)을 투과시키고 수직한 성분의 레이저광(S파)을 반사시키는 특성이 있는 것으로, 입사광은 레이저다이오드(10)로부터 P파가 방출되어 편광분리부(22)로 입사되므로 입사광을 투과시켜 직진시키고 광디스크(60, 70)상에서 반사 후 투과형파장판(30)에 의해 S파로 위상지연된 반사광을 반사시키므로 입사광과 반사광의 광경로를 상이하게 한다.The integrated optical device 20 is formed of a rectangular glass face, and a diffraction grating 30 is installed on the top surface to diffract the laser light to detect an error signal so as to use a zero diffraction light and a first diffraction light. As a result, the first light receiving portion 40 and the second light receiving portion 45 are opposed to each other, standing on both sides under the installation surface of the diffraction grating 30. Since the plurality of light receiving parts 40 and 45 are spaced apart from each other to form an image at an arbitrary point between the light receiving parts, an optical signal is condensed on each of the light receiving parts 40 and 45, and the light signals are output as electrical signals. As shown in FIG. 4, each of the light receiving units 40 and 45 has three segments S, S1, S2, and S as the light receiving unit. ', S1', S2 '), and the center segments S, S' are divided into three (D, D1, D2, D 'D1', D2 '). Therefore, the reflected light irradiated to the center segments S and S 'detects a focus error and the segments S1, S2, S1' and S2 'on both sides detect the tracking error, i.e., the beam size method and the three beam method. By this, the focus error and tracking error signals are detected. In addition, a reflection type wave plate 24 is provided on the mounting surface of the first light receiving unit 40 to convert the phase of the reflected light. The reflection type wave plate 24 generally has a quarter wavelength using a birefringence phenomenon of a prism. The plate delays the phase of the laser light. In addition, the polarization separator 22 formed between the first light receiving part 40 and the second light receiving part 45 on the combing surface separates the optical paths of the incident light and the reflected light. The polarization splitting section 22 has a characteristic of transmitting the laser light (P wave) of the component parallel to the incident surface and reflecting the laser light (S wave) of the vertical component, and the incident light is the laser diode 10. Since the P wave is emitted from the incident light into the polarization separator 22, the incident light is transmitted, the light is passed through the light, and the light is reflected on the optical disks 60 and 70. Make the light path different.

그리고, 광조절파장판(50)은 입사광의 광폭에 따라 상이한 투과율로 분리투과시킴과 동시에 입사광의 위상을 지연시키는 것으로, 광조절판(52)과 투과형파장판(54)으로 구성되고, 이중, 광조절판(52)은 투과율 1로 협폭의 입사광을 전투과시키는 내측원형판(56)과, 투과율 1/2로 광폭의 입사광을 반투과시키는 외부판(57)으로 이루어진다. 그리고, 이 광조절판(50)은 환형의 투광막으로 형성되어 광축을 기준으로 광디스크(60, 70)상에서 집광되는 최외각입사각(θ1, θ2)을 조절하는 것이다. 이러한 최외각입사각(θ1, θ2)은 개구수에 비례하므로 광폭에 따른 투과율로 광량이 조절되어 광디스크(60, 70)상에 다른 입사각으로 집광되면 개구수(N.A. : Numerical Aperture)가 조절될 수 있는 것이다.In addition, the light control wavelength plate 50 is composed of a light control plate 52 and a transmission wavelength plate 54, which transmits and separates at different transmittances depending on the width of the incident light and retards the phase of the incident light. The printing plate 52 is composed of an inner circular plate 56 for overcoming narrow incident light at a transmittance of 1 and an outer plate 57 for semitransmitting incident light of a wide width at a transmittance of 1/2. The light regulating plate 50 is formed of an annular light-transmitting film to adjust the outermost incident angles θ1 and θ2 that are collected on the optical discs 60 and 70 based on the optical axis. Since the outermost incident angles θ1 and θ2 are proportional to the numerical aperture, the amount of light is controlled by the transmittance according to the width, and when the light is focused at different incidence angles on the optical discs 60 and 70, the numerical aperture NA may be adjusted. will be.

이러한 광조절판(50)에서 조절되는 개구수는 다음과 같이 정리된다.The numerical aperture controlled by the light control plate 50 is arranged as follows.

본 발명에 따른 광학계(B)에 의하여 광디스크(60, 70)상에 집광되는 광스폿의 직경은 최외각입사각(θ1, θ2)에 따라 상이하게 그 크기가 결정된다. 두께가 0.6㎜인 디지털 비디오 디스크(60)에 조사되는 최외각입사각을 θ2, 두께가 1.2㎜인 디지털 오디오 디스크(70)에 조사되는 최외각입사각을 θ1라 하고, 매질의 굴절율을 η하면, 이에 대한 개구수 N.A.의 결정은 다음 수학식 1에 의해 결정된다.The diameters of the light spots focused on the optical discs 60 and 70 by the optical system B according to the present invention are differently determined according to the outermost incident angles θ1 and θ2. When the outermost incident angle irradiated to the digital video disk 60 having a thickness of 0.6 mm is θ2, and the outermost incident angle irradiated to the digital audio disk 70 having a thickness of 1.2 mm is θ1, and the refractive index of the medium is η, The determination of the numerical aperture NA for is determined by the following equation.

N.A.1 = ηsinθ1 N.A.2 = ηsinθ2N.A.1 = ηsinθ1 N.A.2 = ηsinθ2

상기 식 1에 의하여 굴절율이 동일한 경우에 개구수(율)은 최외각입사각(θ1, θ2)에 따라 비례하게 되므로 θ2>θ1이라 하면 개구수는 N.A.2>N.A.1으로 결정된다.According to Equation 1, when the refractive indices are the same, the numerical aperture (rate) is proportional to the outermost incident angles θ1 and θ2, so that θ2> θ1 is determined as N.A.2> N.A.1.

그리고, 이와 같이 상이한 개구수에 의한 광스폿의 크기는 다음 수학식 2에 의해 결정된다. 빔의 반경 W은(K는 광의 강도분포특성에 의해 결정되는 상수),Then, the size of the light spots due to the different numerical apertures is determined by the following expression (2). The radius W of the beam (K is a constant determined by the intensity distribution of the light),

Figure 1019970069011_B1_M0001
Figure 1019970069011_B1_M0001

이므로, 광스폿의 직경은 개구수에 반비례하게 된다.Therefore, the diameter of the light spot is in inverse proportion to the numerical aperture.

그러므로, 두께가 0.6㎜인 광디스크(60)의 경우에는 트랙간격 및 신호면인 피트(65)의 크기가 작으므로 작은 광스폿지름을 필요로 하게 되어 두께가 1.2㎜인 광디스크(70)보다 큰 개구수의 대물렌즈를 필요로 하게 된다. 이때, 빔스폿직경은 두께가 1.2㎜인 광디스크(70)상에서는 다소 크게 되어도 광신호의 독출이 가능하게 되므로 디지털 비디오 디스크(60) 전용의 개구수(N.A.=0.6)를 가지는 대물렌즈(100)를 사용하므로 호환재생을 시도하게 되는 것이다.Therefore, in the case of the optical disc 60 having a thickness of 0.6 mm, since the track interval and the size of the pit 65 as the signal surface are small, a small optical spot diameter is required, and thus an opening larger than the optical disc 70 having a thickness of 1.2 mm. You will need a number of objectives. At this time, the beam spot diameter can read an optical signal even if it is somewhat larger on the optical disk 70 having a thickness of 1.2 mm, so that the objective lens 100 having a numerical aperture (NA = 0.6) dedicated to the digital video disk 60 can be obtained. As a result, compatible playback will be attempted.

상기 개구수와 대물렌즈에 입사되는 광폭에 대한 관계는 다음 수학식 3에 의해 결정된다. 대물렌즈에 조사되는 광폭을 D, f를 대물렌즈의 초점거리라 하면,The relationship between the numerical aperture and the light width incident on the objective lens is determined by the following equation. If D and f are the focal lengths of the objective lenses,

D=2×f×(N.A.)D = 2 × f × (N.A.)

즉, 상기 식 3에서 동일한 초점거리를 갖는 대물렌즈로의 입사광폭을 제어하게 되면 유효개구수(Effective N.A.)를 조절할 수 있게 된다.That is, by controlling the incident light width to the objective lens having the same focal length in Equation 3, it is possible to adjust the effective N.A.

본 발명에서는 동일한 초점거리를 기준으로 단일한 대물렌즈 즉, 디지털 비디오 디스크 전용 대물렌즈(100)를 채택하므로 0.6㎜두께의 광디스크(60)상에서는 구면수차의 발생없이 광신호를 독출하게 된다.In the present invention, since a single objective lens, i.e., an objective lens 100 for digital video disc, is adopted based on the same focal length, the optical signal is read out on the optical disc 60 having a thickness of 0.6 mm without generating spherical aberration.

그러나, 이때 두께 1.2㎜의 광디스크(70)를 독출하게 되는 경우, 첫째, 초점보상이 되지 않을 경우에는 디포커스(Defocus)로 인하여 집속이 정확하지 않아 에러발생폭이 크게 되며, 둘째, 디스크 두께차이에 의한 구면수차의 발생으로 레이저광의 사이드로브의 분포광량증대 및 중심강도분포의 저하가 되고, 이로 인하여 인접신호간의 크로스토그(Crosstalk)가 증가되어 신호대잡음비(S/N ratio)가 저하되는 등, 광학성능이 현저히 저하되어 광정보의 독출이 불가능하게 된다. 그러므로 상기 식 3에 의해 유효개구수(Effective N.A.)를 조절해야만 한다. 이러한 유효개구수의 범위는 다음과 같이 결정된다.However, in this case, when the optical disc 70 having a thickness of 1.2 mm is read out, first, when the focus compensation is not performed, the focusing accuracy is not accurate due to defocus, and the error occurrence width becomes large. Second, the disc thickness difference The spherical aberration causes the increase in the distribution light intensity of the side lobe of the laser beam and the decrease in the central intensity distribution, thereby increasing the crosstalk between adjacent signals and decreasing the signal-to-noise ratio (S / N ratio). The optical performance is significantly lowered, making it impossible to read optical information. Therefore, the effective N.A. must be adjusted by Equation 3 above. The range of these effective openings is determined as follows.

우선, 디스크두께의 차이에 의한 구면수차발생량은 다음 수학식 4에 의해 결정된다. 굴절율을 η, 디스크의 두께변화량을 Δd 라 하면,First, the amount of spherical aberration caused by the difference in disk thickness is determined by the following equation (4). If the refractive index is η and the disk thickness change is Δd,

Figure 1019970069011_B1_M0002
Figure 1019970069011_B1_M0002

한편, 디포커스에 의한 수차발생량을 ΔZ라 하면 상기 수학식 4는 다음과 같이 변형된다.On the other hand, if the amount of aberration generated by defocus is ΔZ, Equation 4 is modified as follows.

Figure 1019970069011_B1_M0003
Figure 1019970069011_B1_M0003

상기 식 4의 수차발생량을 디포커스시 보상된 값으로 동일시하여 구면수차를 일치시키면 중심강도분포와 전체파면수차(Wave Aberration)의 관계로부터 무수차계로 표현가능한 본 발명의 광학계(B)전체의 누적파면수차량은 0.07λ이하이어야 한다는 marechal's criterion에 따라 디포커스에 대한 영향을 제거할 수 있어 무수차계로 접근되는 것이다.When the aberration generation amount of Equation 4 is equal to the value compensated for defocusing and the spherical aberration is matched, the cumulative total of the optical system (B) of the present invention can be expressed by the aberration system from the relationship between the central intensity distribution and the wave aberration According to Marmarechal's criterion that the wave front aberration should be less than 0.07λ, the effect on the defocus can be eliminated, so it is approached to the aberration meter.

그러므로, 상기의 식들에서 개구수를 보상하게 되면 구면수차값의 최대치 0.5가 얻어지게 된다. 즉, 유효개구수는 0.5이하가 되어야 하며 그 최소치는 수학식 2에 제한되고, 이에 따라 광스폿의 직경이 증가하게 된다. 이러한 광스폿직경의 증가는 발생수차에 의한 강도분포의 변화에 따라 크로스토크보다 광스폿사이즈가 증가되는데 따른 크로스토크가 발생되므로 신호대잡음비가 저하된다. 따라서 그 최소치는 발생수차의 강도분포에 제약되므로 본 실시예에서 사용되는 개구수 0.6인 대물렌즈로 0.6㎜두께의 광디스크를 독출하게 되는 경우에는 다음과 같은 식으로 그 유효개구수가 정리된다.Therefore, when the numerical aperture is compensated for in the above equations, the maximum value of spherical aberration value 0.5 is obtained. That is, the effective number of openings should be 0.5 or less, and the minimum value is limited to Equation 2, thereby increasing the diameter of the light spot. The increase in the light spot diameter causes a crosstalk caused by an increase in the light spot size rather than the crosstalk due to the change in the intensity distribution due to the generated aberration, thereby lowering the signal-to-noise ratio. Therefore, since the minimum value is limited to the intensity distribution of the generated aberration, when the optical disk having a thickness of 0.6 mm is read out by the objective lens having a numerical aperture of 0.6 used in this embodiment, the effective number of openings is summarized as follows.

0.27<N.A.≤0.50.27 <N.A.≤0.5

이와 같이 개구수 변화에 따른 크로스토그의 변화와 재생신호의 감도크기에 대한 결과값은 도 5(a)(b)에 도시한 값에서 찾을 수 있고, 본 발명에서는 그 개구수를 0.3으로 결정한다.In this way, the result of the change of the crosstalk according to the change of the numerical aperture and the sensitivity size of the reproduction signal can be found in the values shown in Figs. 5 (a) and (b). In the present invention, the numerical aperture is determined to be 0.3. .

그러므로, 수학식 1 내지 6에 의하여 광조절파장판(50)에서 광디스크(60, 70)상으로의 최외각입사각(θ1, θ2)을 조절하게 되면 개구수가 조절되므로 0.6㎜두께 전용의 광디스크(60) 전용 대물렌즈(100)로 1.2㎜두께의 광디스크(70)를 재생할 수 있고, 이렇게 호환재생시에 발생되는 구면수차는 협폭의 레이저광 즉, 광축주변의 레이저광을 전투과시켜 재생하므로 유효개구수가 조절 및 호환재생이 탁월해 질 수 있는 것이다.Therefore, when the outermost incident angles θ1 and θ2 from the optical control wavelength plate 50 to the optical discs 60 and 70 are adjusted by the equations 1 to 6, the numerical aperture is adjusted so that the optical disc 60 dedicated to the thickness of 0.6 mm. ) The dedicated objective lens 100 can reproduce the optical disk 70 having a thickness of 1.2 mm, and the spherical aberration generated during the compatible reproduction is reproduced by combating the narrow laser light, that is, the laser light around the optical axis. And compatible playback can be excellent.

다음에는 상기와 같이 개구수조절이 가능한 광조절파장판(50)이 채택되어 이루어진 본 발명의 작용을 설명한다.Next will be described the operation of the present invention that is adopted by the optical control wavelength plate 50 capable of adjusting the numerical aperture as described above.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이 일정파장의 레이저광이 레이저다이오드(10)로부터 방출되는데, 이 레이저다이오드(10)는 레이저광의 진행방향에 대하여 입사면에 평행성분인 광 예컨데, P편광이 방출되도록 편광성이 조정되어 레이저광을 방출한다. 이 편광된 레이저광은 레이저다이오드(10)로부터 집적광학소자(20)의 편광분리부(22)로 조사되고, 이 레이저광은 P편광이므로 편광분리부(22)를 투과하게 된다. 이렇게 편광분리부(22)를 투과한 레이저광은 편광분리부(22)로부터 회절격자(30)으로 조사되고, 이 레이저광은 회절격자(30)에 의해 주빔(0차광)과 부빔(±1,±2,···)으로 회절되는데, 이중 0차광과 ±1차광을 트랙킹에러용으로 사용하는 것이다. 그리하여 이렇게 회절된 레이저광은 회절격자(30) 즉, 집적광학소자(20)로부터 광조절파장판(50)으로 조사되고, 이 레이저광은 광조절파장판(50)에 의해 투과량이 조절되는 것이다. 이러한 투과량의 조절은 입사광세기의 광량분포를 가변시키면서 선택적투과되는 것인데, 광조절파장판(50)의 광조절판(52)에서 내측원형판(56)을 통하는 레이저광은 전투과되고, 외부판(57)을 통하는 레이저광은 반투과되므로 분리투과되는 것이고, 내측원형판(56)을 전투과한 레이저광은 대물렌즈(100)를 경유하여 광축을 기준으로 최외각입사각이 θ1으로 집광됨과 동시에 외부판(57)을 투과한 레이저광은 대물렌즈(100)를 경유하여 광축을 기준으로 최외각입사각이 θ2로 집광된다. 즉, 내측원형판(56)과 외부판(57)으로 구성된 광조절판(52)을 경유한 레이저광은 각각 다른 최외각입사각(θ1, θ2)을 갖게 되어 전술한 수학식 1 내지 6에 의하여 서로 다른 개구수(N.A.)로 투과형파장판(54)을 동시에 경유하게 된다. 이렇게 투과된 레이저광은 광조절파장판(50)의 투과형파장판(54)에 의해 직선편광이 원편광으로 편광된다. 이렇게 원편광으로 편광된 레이저광은 광조절파장판(50)에서 대물렌즈(100)로 조사되어 광디스크(60, 70)상으로 집광된다.First, as shown in FIG. 6, a laser light having a predetermined wavelength is emitted from the laser diode 10, which is a light component parallel to the incident surface with respect to the traveling direction of the laser light. For example, P-polarized light is emitted. The polarization is adjusted so as to emit laser light. The polarized laser light is irradiated from the laser diode 10 to the polarization separator 22 of the integrated optical element 20. Since the laser light is P-polarized light, the laser beam is transmitted through the polarization separator 22. The laser beam transmitted through the polarization separator 22 is irradiated from the polarization separator 22 to the diffraction grating 30, and the laser light is irradiated by the diffraction grating 30 to the main beam (zero order light) and the sub beam (± 1). Is diffracted by +/- 2, ..., of which 0-order light and ± 1-order light are used for tracking errors. Thus, the laser light diffracted in this way is irradiated from the diffraction grating 30, that is, the integrated optical element 20 to the light control wavelength plate 50, and the laser beam is controlled by the light control wavelength plate 50. . The control of the amount of transmission is to selectively transmit while varying the light intensity distribution of the incident light intensity, the laser beam passing through the inner circular plate 56 in the light control plate 52 of the light control wavelength plate 50 is overpowered, the outer plate 57 The laser beam passing through the beam is semi-transmissive so that the laser beam passes through the inner circular plate 56 and the outer beam 57 is focused on the optical axis via the objective lens 100 at the same time. The outgoing angle of the laser beam transmitted through the objective lens 100 is focused on the optical axis at θ2. That is, the laser beams passing through the light control plate 52 composed of the inner circular plate 56 and the outer plate 57 have different outer angles of incidence angles θ1 and θ2, respectively. The numerical aperture NA passes through the transmissive wave plate 54 at the same time. The thus transmitted laser light is polarized linearly by circularly polarized light by the transmission wavelength plate 54 of the light control wavelength plate 50. The laser light polarized by the circularly polarized light is irradiated onto the objective lens 100 from the light control wavelength plate 50 and focused on the optical disks 60 and 70.

그런데, 상기 상호 다른 개구수로 광조절파장판(50)을 경유하여 대물렌즈(100)에 의해 집광되는 레이저광은 광디스크(60, 70)상에서 입사시에 레이저광의 최외각입사각(θ1, θ2)의 차이로 인한 광스폿의 직경의 차이는 전술한 바와 같이 광조절판(52)의 내측원형판(56)을 투과하여 집광되는 광보다 외부판(57)을 투과하여 집광되는 광이 더 작게 된다.By the way, the laser light focused by the objective lens 100 via the optical control wavelength plate 50 with the numerical apertures different from each other when the incident light on the optical disks 60 and 70 is incident to the outermost incident angles θ1 and θ2 of the laser light. As described above, the difference in the diameter of the light spot is smaller than the light transmitted through the outer plate 57 and collected through the inner circular plate 56 of the light control plate 52.

그리하여, 각각의 광디스크(60, 70) 예컨데, 두께가 0.6mm인 디지털 비디오 디스크(60)를 재생하는 경우에는 상기 외부판(57)을 반투과하여 광조절파장판(52) 및 대물렌즈(100)에 의해 개구수 0.6으로써 광축에 대하여 θ2로 광디스크(60)상에서 약 0.8㎛크기의 광스폿을 형성하게 되어 기록면(65)에서 회절과 간섭이 되어 광량 및 광의 유무로 광정보를 독출하게 된다. 이때, 본 발명에서는 디지털 비디오 디스크(60)전용 대물렌즈(100)를 사용하였으므로 기록면에서 구면수차의 발생없이 정확하게 집광된다.Thus, in the case of reproducing the respective optical disks 60 and 70, for example, the digital video disk 60 having a thickness of 0.6 mm, the external plate 57 is transflected so that the optical control wavelength plate 52 and the objective lens 100 are transmitted. By the numerical aperture 0.6, the optical spot having a size of about 0.8 占 퐉 is formed on the optical disc 60 at θ2 with respect to the optical axis, and the optical information is read out by the diffraction and the presence or absence of light on the recording surface 65. At this time, since the objective lens 100 dedicated to the digital video disc 60 is used in the present invention, it is condensed accurately without generating spherical aberration in the recording surface.

그리고, 두께가 1.2mm인 디지털 오디오 디스크(70)의 재생시에는 도 7에 도시된 바와 같이, 내측원형판(56)에서 전투과된 레이저광이 투과형파장판(54)에 의해 편광되어 대물렌즈(100)에 의해 개구수 0.3으로써 집속되고 광축에 대하여 θ1으로 광디스크(70)상에서 집광되는 것이다.When the digital audio disc 70 having a thickness of 1.2 mm is reproduced, as shown in FIG. 7, the laser light that has been battled on the inner circular plate 56 is polarized by the transmissive wave plate 54 to be objective lens 100. Is condensed at a numerical aperture of 0.3 and condensed on the optical disc 70 at θ1 with respect to the optical axis.

그리하여, 상기와 같은 과정으로 각각의 광디스크(60, 70)상에서 광정보를 독출한 레이저광은, 대물렌즈(100)를 경유하여 광조절파장판(50)으로 조사된다. 이 레이저광은 광조절파장판(50)의 투과형파장판(54) 투과시에 원편광이 직선편광으로 편광된다.Thus, the laser light, which reads the optical information on each of the optical disks 60 and 70 in the above-described process, is irradiated to the light control wavelength plate 50 via the objective lens 100. In the laser beam, circularly polarized light is polarized by linearly polarized light when the transmission wavelength plate 54 of the light control wavelength plate 50 is transmitted.

이렇게 역전된 직선편광의 레이저광은 광조절파장판(50)으로부터 집적광학소자(20)의 편광분리부(22)로 조사되고, 이 직선편광의 레이저광은 편광분리부(22)에 의해 반사된다. 이렇게 반사된 레이저광은 편광분리부(22)에서 제 1수광부(40) 및 반사형파장판(24)으로 조사되고, 이 레이저광은 제 1수광부(40)에 일단의 광신호를 적출시키며 반사형파장판(24)에 의해 반사됨과 동시에 반사형파장판(24)에 의해 다시 평행한 성분의 레이저광 즉, P편광으로 위상지연되는 것이다. 그리하여 레이저광은 반사형파장판(24)에서 전반사되어 대향면에 설치된 제 2수광부(45)로 조사된다.The inverted linearly polarized laser light is irradiated from the light control wavelength plate 50 to the polarization separator 22 of the integrated optical element 20, and the laser light of the linearly polarized light is reflected by the polarization separator 22. do. The reflected laser light is irradiated from the polarization separator 22 to the first light receiving part 40 and the reflective wavelength plate 24, and the laser light extracts a single optical signal to the first light receiving part 40 and reflects it. It is reflected by the wave plate 24 and at the same time, the reflection wave plate 24 is again phase-delayed by the laser light, ie, P-polarized light, of parallel components. Thus, the laser light is totally reflected by the reflective wavelength plate 24 and irradiated to the second light receiving portion 45 provided on the opposite surface.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광학계(B)와 회로계(A)의 신호처리도에서, 각각의 수광부(40, 45)로 조사된 레이저광은 광전효과에 의하여 전기적신호로 변환된다.And, as shown in Figure 2 in the signal processing diagram of the optical system (B) and the circuit system (A) according to an embodiment of the present invention, the laser light irradiated to each of the light receiving portion (40, 45) by the photoelectric effect It is converted into an electrical signal.

이러한 전기적신호로의 변환은 제 1 및 제 2수광부(40, 45)가 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이, 각각 3개의 세그먼트(S, S1, S2, S', S1', S2')로 형성되고, 중앙의 세그먼트(S, S')는 3분할(D, D1, D2, D' D1', D2')되어 있다. 그러므로, 중앙의 세그먼트(S, S')에 조사된 반사광은 포커스에러를 검출하며 양측의 세그먼트(S1, S2, S1', S2')는 트랙킹에러를 검출하여 광전효과에 의하여 전기적신호로 변환되고, 각 세그먼트에서 변환된 전기적신호는 도 9에 도시된 바와 같이, 각각 RF신호연산장치(210)와, 포커싱에러신호연산장치(230) 및 트랙킹에러신호연산장치(220)로부터,RF신호(RFS=S+S1+S2+S'+S1'+S2')이고,포커싱에러신호(FES={D+{D1'+D2'}}-{D'+{D1+D2}}) 이며 트랙킹에러신호(TES={S1+S2'}-{S2+S1'})로 연산되어 출력된다.The conversion to the electrical signal is performed by the first and second light receiving units 40 and 45 as shown in FIGS. 4 and 8, respectively, in three segments S, S1, S2, S ', S1' and S2 '. The middle segments S and S 'are divided into three (D, D1, D2, D' D1 ', D2'). Therefore, the reflected light irradiated to the center segments S and S 'detects a focus error, and the segments S1, S2, S1' and S2 'on both sides detect the tracking error and are converted into an electrical signal by the photoelectric effect. As shown in FIG. 9, the electrical signals converted in each segment are respectively obtained from the RF signal calculator 210, the focusing error signal calculator 230, and the tracking error signal calculator 220. = S + S1 + S2 + S '+ S1' + S2 '), focusing error signal (FES = {D + {D1' + D2 '}}-{D' + {D1 + D2}}) and tracking error signal It is calculated and output as (TES = {S1 + S2 '}-{S2 + S1'}).

이와같이, 제 1수광부(40)와 제 2수광부(45)로부터 변환된 전기적신호는 각각의 연산장치(220, 230)로부터 재생신호처리수단(200)으로 인가되고, 이 신호중 트랙킹에러신호연산장치(220)와 포커싱에러신호연산장치(230)에서 연산출력된 신호는 마이컴(320)에 입력됨과 동시에 트랙킹에러 및 포커스에러신호를 기초로 트랙킹제어장치(340) 및 포커스제어장치(330)를 제어한다. 그리고, RF신호연산장치(210)에서 연산출력된 RF신호는 재생신호처리수단(200)을 경유하여 디지털신호처리장치(300)로 인가된다.In this way, the electrical signals converted from the first light receiving portion 40 and the second light receiving portion 45 are applied to the reproduction signal processing means 200 from the respective computing devices 220 and 230, and among these signals, the tracking error signal calculating device ( The signal calculated by the 220 and the focusing error signal calculator 230 is input to the microcomputer 320 and simultaneously controls the tracking controller 340 and the focus controller 330 based on the tracking error and the focus error signal. . The RF signal computed and output by the RF signal calculation device 210 is applied to the digital signal processing device 300 via the reproduction signal processing means 200.

상기와 같이 출력된 포커스에러신호를 기초로 액튜에어터가 상하로 작동될 경우 0.6㎜두께의 광디스크(60)상에 조사된 레이저광의 반사광으로부터 RF신호가 발생된다. 이때, 액튜에어터에 포함된 포커스코일에 걸리는 전압레벨이 높아지게 되면 0.6㎜두께의 광디스크(60)에서 반사되어 각각의 수광부(40, 45)로부터 검출되는 전기신호의 전압값과 1.2㎜두께의 광디스크(70)에서 반사되어 검출되는 전압값을 포커스제어장치(330)내의 오프셋(OFFSET)전압값으로 설정하므로 각각 다른 광디스크(60, 70)에 따른 초기 포커스위치가 제어된다.When the actuator is operated up and down based on the focus error signal output as described above, an RF signal is generated from the reflected light of the laser light irradiated on the optical disk 60 having a thickness of 0.6 mm. At this time, when the voltage level applied to the focus coil included in the actuator increases, the voltage value of the electric signal detected by each of the light receiving units 40 and 45 reflected by the 0.6 mm thick optical disk 60 and the 1.2 mm thick optical disk Since the voltage value reflected and detected by 70 is set to the offset voltage value in the focus control device 330, the initial focus positions according to the different optical discs 60 and 70 are controlled.

그런데, 상기 RF신호는 두께 1.2㎜의 광디스크(70)와 두께 0.6㎜의 광디스크(60)에 따라 RF신호의 발생여부가 결정되는 것으로 각각의 광검출기(40, 45)로부터 출력된 신호의 처리시에 광디스크(60, 70)간의 두께차이로 인한 반사광량의 차이는 초기에 0.6㎜두께의 광디스크(60) 재생시 RF신호가 발생되지 않도록 세팅시키게 되면, 1.2㎜두께의 광디스크(70) 재생시에만 RF신호가 발생되는 것으로, 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.However, the RF signal is determined whether the RF signal is generated according to the optical disk 70 having a thickness of 1.2 mm and the optical disk 60 having a thickness of 0.6 mm. In processing the signals output from the respective photodetectors 40 and 45, the RF signal is determined. The difference in the amount of reflected light due to the thickness difference between the optical disks 60 and 70 is initially set so that an RF signal is not generated during the reproduction of the optical disk 60 having a thickness of 0.6 mm, and only when the optical disk 70 having a 1.2 mm thickness is reproduced. The signal is generated, which will be described in more detail as follows.

우선, 도 7에서 도시된 바와 같이 작용되는 광학계(B)에 의하여 두께 1.2㎜의 디지털 오디오 디스크(70)상에서 재생신호가 광검출기(40, 45)에 검출된 경우에는 도 10의 상세회로계(A)에 도시된 바와 같이, 재생신호처리수단(200)에서 재생신호 처리시에 고주파신호(RF 또는 HF)는 디지털신호처리장치(300)에 인가된다. 그리고, 상기 마이컴(320)은 대물렌즈(100)의 초기 광스폿신호를 조절함과 동시에 포커스제어기능을 수행하는 포커스제어장치(330)에 1.2㎜ 두께의 광디스크(70)에 적합한 신호를 제공하게 된다.First, when a reproduction signal is detected by the photodetectors 40 and 45 on the digital audio disc 70 having a thickness of 1.2 mm by the optical system B acting as shown in FIG. 7, the detailed circuit system of FIG. As shown in A), the high frequency signal RF or HF is applied to the digital signal processing apparatus 300 when the reproduction signal processing means 200 processes the reproduction signal. In addition, the microcomputer 320 provides a signal suitable for the optical disk 70 having a thickness of 1.2 mm to the focus control device 330 that performs the focus control function while simultaneously adjusting the initial optical spot signal of the objective lens 100. do.

또한, 마이컴(320)은 각각의 광디스크(60, 70)에 따른 적정속도로 회전하는 디스크회전모터(317)의 제어를 담당하는 모터제어장치(310)에 연결된다. 상기 모터제어장치(310)는 디지털신호처리장치(300)에 연결된다.In addition, the microcomputer 320 is connected to the motor control device 310 responsible for the control of the disk rotation motor 317 to rotate at an appropriate speed according to each optical disk (60, 70). The motor control device 310 is connected to the digital signal processing device 300.

그리하여, 마이컴(320)이 스위치(SW1)를 제어하여 오프셋저항을 제1저항값(RC)으로 설정하는 것으로 액츄에이터의 포커스 초기위치를 설정한다. 이렇게 액츄에이터가 초기위치로 이송중에 RF신호가 검출되면 비교기(C1)에 전압이 인가되고, 이 신호가 저항(Rt)에 의해 설정된 기준전압(Vc)보다 높은 경우에 비교기(C1)의 출력신호를 입력받는 마이컴(320)은 고주파(RF)신호가 유효값 이상으로 발생한 것으로 판단하므로 디지털 오디오 디스크(70)의 재생모드가 자동으로 설정되는 것이다.Thus, the microcomputer 320 controls the switch SW1 to set the offset initial value to the first resistance value RC to set the initial focus position of the actuator. When an RF signal is detected while the actuator is moving to the initial position, a voltage is applied to the comparator C1, and when the signal is higher than the reference voltage Vc set by the resistor Rt, the output signal of the comparator C1 is output. Since the input microcomputer 320 determines that a high frequency (RF) signal is generated above an effective value, the playback mode of the digital audio disc 70 is automatically set.

그리하여, 마이컴(320)은 모터제어회로(315)로 제어신호를 출력하고, 모터제어회로(315)는 디스크모터(317)를 선형정속도(Constant Linear Velocity)로 제어함과 동시에 기준회전수로 제어하게 된다.Thus, the microcomputer 320 outputs a control signal to the motor control circuit 315, and the motor control circuit 315 controls the disk motor 317 at a constant linear velocity and at a reference speed. Control.

이와같이, 마이컴(320)은 포커스제어장치(330), 트랙킹제어장치(340), 모터제어장치(310) 및 재생신호처리수단(200)내의 스위치(SW5)를 그대로 고정한채로 스위치(SW4)를 오프시킨 후 스위치(SW3)을 절환하여 모터제어회로(315)에 제어신호를 인가시키고, 재생신호처리수단(200)에서 출력되는 포커스에러신호(FES)를 접속하는 스위치(SW6)을 온시킨다. 그리하여, 포커스에러신호(FES)는 스위치(SW6)의 온에 의해 포커스제어장치(330)를 제어함과 동시에 트랙킹에러신호(TES)는 트랙킹제어장치(340)에 인가되므로 포커스와 트랙킹이 제어된다.In this way, the microcomputer 320 turns off the switch SW4 while holding the switch SW5 in the focus control device 330, the tracking control device 340, the motor control device 310, and the reproduction signal processing means 200 as it is. After switching, the switch SW3 is switched to apply a control signal to the motor control circuit 315, and the switch SW6 for connecting the focus error signal FES output from the reproduction signal processing means 200 is turned on. Thus, the focus error signal FES controls the focus control device 330 by turning on the switch SW6 and the tracking error signal TES is applied to the tracking control device 340 so that focus and tracking are controlled. .

또한, 상기 모터제어장치(310)의 스위치(SW3)가 절환되어 디지털신호처리장치(300)에 접속되면 디지털신호처리장치(300)에서 출력되는 모터제어신호가 모터제어장치(310)에 인가되어 디스크모터(317)를 선형정속도(C.L.V)제어한다.In addition, when the switch SW3 of the motor controller 310 is switched and connected to the digital signal processor 300, the motor control signal output from the digital signal processor 300 is applied to the motor controller 310. The disk motor 317 controls the linear constant speed CLV.

그리하여, 트랙킹 및 포커싱제어장치(330, 340) 및 선형정속도제어를 통하여 광신호가 적절하게 독출되는 것이다.Thus, the optical signal is properly read out through the tracking and focusing control devices 330 and 340 and the linear constant speed control.

그리고, 도 6에 도시된 광학계(B)에 의하여 두께 0.6㎜의 디지털 비디오 디스크(60)상에서 재생신호가 광검출기(40, 45)에 검출된 경우에는 액튜에이터가 이송되면서 고주파(RF)신호가 발생되지 않게 되므로 마이컴(320)은 스위치(SW1)를 절환하여 제2저항값(Rs)이 오프셋저항으로 설정한다. 그리하여, 액튜에이터를 이송시키고, 이송중에도 RF신호가 검출되지 않으면 디스크가 없는 경우이거나 디스크에러가 발생된 것이다.When a reproduction signal is detected by the optical detectors 40 and 45 on the digital video disk 60 having a thickness of 0.6 mm by the optical system B shown in FIG. 6, the actuator is transferred and a high frequency (RF) signal is generated. The microcomputer 320 switches the switch SW1 to set the second resistor value Rs as the offset resistor. Thus, if the actuator is transferred and no RF signal is detected during the transfer, the disc may be missing or a disc error may occur.

그리하여, 상기와 같이 각각의 오프셋저항(Rs, Rc)값에 따른 고주파(RF 또는 HF)신호가 검출된 경우에는 마이컴(320)의 제어에 따라 모터제어회로(315)는 디스크모터(317)를 선형정속도(C.L.V)로 제어함과 동시에 기준회전수를 제어한다. 그리하여, 게인값을 조절하게 되는 것인데, 이 게인값에 대한 설명은 다음과 같다.Thus, when a high frequency (RF or HF) signal is detected according to the offset resistances Rs and Rc as described above, the motor control circuit 315 controls the disc motor 317 under the control of the microcomputer 320. Control at the constant constant speed (CLV) and at the same time control the reference speed. Thus, the gain value is adjusted. The description of the gain value is as follows.

우선, 마이컴(320)에서 디스크의 종류 즉, 설정된 각각의 오프셋저항(Rs, Rc)에 따른 RF신호의 검출여부가 판단되면, 마이컴(320)은 모터제어장치(310)의 스위치(SW3)를 온시키고, 가변저항(R3)의 경로로부터 디스크모터(317)를 저속으로 회전시킨다. 이 디스크모터(317)는 전력증폭기(316)에 연결되어 있고, 이 전력증폭기(317)는 모터제어회로(315)에 연결된다.First, when it is determined whether the microcomputer 320 detects the RF signal according to the type of the disk, that is, the set offset resistors Rs and Rc, the microcomputer 320 switches the switch SW3 of the motor controller 310. The disk motor 317 is rotated at a low speed from the path of the variable resistor R3. The disk motor 317 is connected to the power amplifier 316, which is connected to the motor control circuit 315.

한편, 상기 마이컴(320)은 다시 포커스제어장치(330)의 스위치(SW4)를 온시키고, 이 스위치(SW4)가 온되면 발진장치(Oscillator; 333)에서는 삼각파를 발생시킨다. 이러한 삼각파는 발진장치(333)로부터 액튜에이터에 인가되고, 이 삼각파의 신호에 의하여 액튜에이터는 이송되는 것이다.On the other hand, the microcomputer 320 turns on the switch SW4 of the focus control device 330 again, and when the switch SW4 is turned on, the oscillator 333 generates a triangular wave. This triangular wave is applied to the actuator from the oscillation device 333, and the actuator is transferred by the signal of the triangular wave.

여기에서, 상기 스위치(SW4)가 온인경우에는 스위치(SW6)가 오프되고, 스위치(SW4)가 오프인경우에는 스위치(SW6)가 온된다. 마이컴(320)은 스위치(SW1)를 절환시켜 오프셋저항값을 선택한 후에 재생신호처리수단(200)의 스위치(SW5)를 절환시켜 재생신호처리수단(200)에서 RF신호검출시 출력을 내는 게인(G1' G2' G3')에 접속하고, RF신호의 미검출시 즉, 디지털 비디오 디스크(60)의 재생시에는 출력을 내는 게인(G1, G2, G3,)에 접속시킨다.Here, the switch SW6 is turned off when the switch SW4 is on, and the switch SW6 is turned on when the switch SW4 is off. The microcomputer 320 switches the switch SW1 to select an offset resistance value, and then switches the switch SW5 of the reproduction signal processing means 200 to generate an output when an RF signal is detected by the reproduction signal processing means 200 ( G1 'G2' G3 '), and when the RF signal is not detected, that is, when the digital video disc 60 is reproduced, the output G1' G2 'G3' is connected to gains G1, G2, G3.

상기 재생신호처리수단(200)은 광검출기(40, 45)의 신호를 기초로 아나로그스위치어레이(SW5)의 신호경로를 설정하고, 이 신호경로가 설정되면 디지털 비디오 디스크(60) 재생시에는 게인(G1, G2, G3)을 갖는 도시안된 OP-AMP(Operationl Amplifier)출력단으로부터 출력신호가 인가되고, 디지털 오디오 디스크(70)의 재생시에는 게인(G1', G2', G3')을 갖는 OP-AMP출력단으로부터 출력신호들이 인가된다. 이때, 상기 게인(G)와 게인(G')사이에는 G≤G' 관계가 성립되므로, OP-AMP에서 출력된 각각의 신호는 도 9에 도시된 RF신호연산장치(210), 포커싱에러연산장치(230), 트랙킹에러연산장치(220)를 통하여 RF신호(RFS), 포커스신호(FES), 트랙킹신호(TES)로 연산된다. 이와 같이 연산된 신호는 각각 디지털신호처리장치(300), 포커스제어장치(330), 트랙킹제어장치(340)로 전달되어 포커싱, 트랙킹 및 신호재생을 제어하게 되는데, 이 인가된 신호에 의해 각각의 제어장치(330, 340)는 대물렌즈(100)가 설치된 광픽업 액츄에이터의 포커싱코일(345)과 트랙킹코일(335)에 각각 에러신호를 인가시키므로, 액츄에이터 가동부가 구동되어 적절한 포커스 및 트랙킹제어가 되는 것이다.The reproduction signal processing means 200 sets the signal path of the analog switch array SW5 based on the signals of the photodetectors 40 and 45. When this signal path is set, the gain is reproduced when the digital video disc 60 is reproduced. An output signal is applied from an unillustrated OP-AMP (Operationl Amplifier) output stage having (G1, G2, G3), and OP- having gains (G1 ', G2', G3 ') during reproduction of the digital audio disc 70. Output signals are applied from the AMP output stage. At this time, since a G≤G 'relationship is established between the gain G and the gain G', each signal output from the OP-AMP is RF signal calculating device 210 and focusing error calculation shown in FIG. The device 230 and the tracking error calculator 220 calculate the RF signal RFS, the focus signal FES, and the tracking signal TES. The signals calculated in this way are transferred to the digital signal processing apparatus 300, the focus control apparatus 330, and the tracking control apparatus 340 to control focusing, tracking, and signal reproduction, respectively. Since the control devices 330 and 340 apply error signals to the focusing coil 345 and the tracking coil 335 of the optical pickup actuator in which the objective lens 100 is installed, the actuator moving part is driven to provide proper focus and tracking control. will be.

한편, 상기 회로계(A)에 의해 제어되는 광학계(B)가 설치되는 광 픽업 장치의 액츄에이터는 대물렌즈 홀더를 구동시키는 장치로, 대물렌즈에서 집속되는 레이져광을 디스크상의 피트에 정확하게 조사시키기 위하여 대물렌즈 홀더를 디스크의 래디얼방향 및 레이져광축방향으로 미세하게 구동시켜 레이져광의 트랙킹과 포커싱이 정확히 유지되도록 하는 장치이다.On the other hand, the actuator of the optical pickup device in which the optical system B controlled by the circuit system A is installed is a device for driving the objective lens holder, in order to accurately irradiate the laser light focused by the objective lens onto the pit on the disc. The objective lens holder is finely driven in the radial direction of the disc and the laser beam axis to maintain the tracking and focusing of the laser light accurately.

본 발명에 의한 광 픽업 액츄에이터는 도 11에 도시된 바와 같이, 대물렌즈(100)가 설치되는 대물렌즈 홀더(101)와, 이 대물렌즈 홀더(101)가 구동가능하게 설치되는 플레이트(120)와, 이 플레이트(120)의 일측에 부착되어 대물렌즈 홀더(100)의 진동을 감쇄시키는 홀더겔(140)로 구성된다.As shown in FIG. 11, the optical pickup actuator according to the present invention includes an objective lens holder 101 on which the objective lens 100 is installed, a plate 120 on which the objective lens holder 101 is driven, It is attached to one side of the plate 120 is composed of a holder gel 140 to attenuate the vibration of the objective lens holder 100.

그리고, 상기 대물렌즈 홀더(101)는, 중심에 레이져광이 통과되는 홀더관통공(102)이 형성되고, 이 홀더관통공(102)에는 레이져광을 광디스크상에 집속시키는 대물렌즈(100)가 접착되고, 대물렌즈 홀더(101)의 하방에는 광조절파장판(50), 집적광학소자(20) 및 레이저다이오드(10)가 설치되며 대물렌즈 홀더(101)의 둘레에는 전자력선의 구동력을 발생시켜 대물렌즈(100)를 광축방향으로 구동시키는 포커스코일(335)이 권선되고, 이 포커스코일(335)의 외측에는 대물렌즈 홀더(101)의 일측으로 복수개의 권선된 코일이 상호 대향되게 설치되어 전자력선의 구동력을 발생시킴으로 대물렌즈 홀더(101)를 광축과 수직하게 구동시키는 트랙킹코일(345)이 부착되고, 상기 포커스코일(335) 외측의 대물렌즈 홀더(101) 타측에는 트랙킹코일(345)과 상기 포커스코일(335)이 융착되는 코일 피씨비(110)가 부착되어 구성된다.The objective lens holder 101 has a holder through-hole 102 through which laser light passes, and an objective lens 100 for converging laser light on an optical disc. The optical control wavelength plate 50, the integrated optical element 20, and the laser diode 10 are installed below the objective lens holder 101, and generate driving force of the electromagnetic force line around the objective lens holder 101. Focus coils 335 for driving the objective lens 100 in the optical axis direction are wound, and a plurality of coils wound to one side of the objective lens holder 101 are provided to the outside of the focus coil 335 to face each other. A tracking coil 345 for driving the objective lens holder 101 perpendicular to the optical axis by generating a driving force of the electromagnetic force line is attached, and a tracking coil 345 on the other side of the objective lens holder 101 outside the focus coil 335. And the nose to which the focus coil 335 is fused One PC 110 is attached to the configuration.

첨부하여, 상기 트랙킹코일(345)은 도 10에 도시된 트랙킹제어장치(340)에 연결되고, 포커스코일(335)는 포커스제어장치(330)와 연결된 것이다.In addition, the tracking coil 345 is connected to the tracking control device 340 shown in FIG. 10, and the focus coil 335 is connected to the focus control device 330.

또한, 상기 플레이트(120)는, 중심에 레이져광이 방출되는 레이저다이오드(10)가 설치되고, 이 집적광학소자(20)의 설치면 양측에는 자력선이 흡수되는 내측요크(125)가 형성되고, 상기 관통공(121)의 외접면 양측 즉, 내측요크(125)의 외측으로 자석(130)이 부착되는 외측요크(126)가 형성되고, 플레이트(120)의 일측으로 홀더요크(131)가 형성되고, 이 홀더요크(131)에는 점성력이 강한 겔(141)이 주입된 홀더겔(140)이 부착되고, 이 홀더겔(140)의 일측으로 서보시스템의 입출력신호가 전달되는 서스펜션피씨비(150)가 부착된다.In addition, the plate 120 has a laser diode 10 having laser light emitted therein, and an inner yoke 125 having magnetic lines absorbed on both sides of the mounting surface of the integrated optical device 20. An outer yoke 126 to which the magnet 130 is attached is formed at both sides of the outer circumferential surface of the through hole 121, that is, the outer side of the inner yoke 125, and a holder yoke 131 is formed at one side of the plate 120. The holder yoke 131 is attached with a holder gel 140 into which a viscous force gel 141 is injected, and a suspension PC ratio 150 to which an input / output signal of a servo system is transmitted to one side of the holder gel 140. Is attached.

그리하여 상기 코일피씨비(110)에는 포커스코일(335)과 트랙킹코일(345)에 상기 서스펜션피씨비(150)의 입출력신호를 인가시키며 대물렌즈 홀더(101)를 플레이트(120)상에서 구동가능하게 지지하는 서스펜션와이어(160)가 융착되어 홀더겔(140)을 관통하고, 이 서스펜션와이어(160)는 서스펜션피씨비(150)에 융착되어 구동가능하게 설치된다.Thus, a suspension for applying the input / output signal of the suspension PCB 150 to the focus coil 335 and the tracking coil 345 to the coil PC 110 and supporting the objective lens holder 101 to be driven on the plate 120. The wire 160 is fused to penetrate the holder gel 140, and the suspension wire 160 is fused to the suspension PCB 150 and is installed to be driven.

이와 같은 구성을 갖는 종래 광 픽업 액츄에이터가 작동시에 먼저, 광픽업장치의 플레이모드가 설정되면, 이 재생신호는 도 10에 도시된 재생신호처리수단(200)에서 트랙킹제어장치(340) 및 포커스제어장치(330)로 각각 인가되어 서스펜션피씨비(150)로 다시 인가되고, 이 재생신호는 레이저광의 방사와 동시에 서스펜션피씨비(150)에 의해 포커싱에러신호(FES)와 트랙킹에러(TES)의 검출단계를 인식한다. 이 인식신호는 서스펜션피씨비(150)에서 서스펜션와이어(160)로 전달되고, 이 인식신호는 서스펜션와이어(160)에 의해 코일피씨비(110)로 인가된다. 이렇게 코일피씨비(110)에 인가된 에러인식신호는 포커스코일(335)과 트랙킹코일(345)로 인가되고, 광디스크(60, 70)에서 반사된 광신호에 의해 포커스코일(335)과 트랙킹코일(345)에 전류가 인가되어 전자기력이 발생된다. 이렇게 발생된 전자기력에 의해 대물렌즈 홀더(101)는 레이져광축방향과 디스크에 수직한 방향으로 구동되고, 이 대물렌즈 홀더(101)의 구동에 의해 레이져광은 광디스크(60, 70)상에서 트랙킹과 포커싱이 보정되어 정확한 광스폿을 형성하여 정확한 광량차이에 의해 광정보를 판독하는 것이다.When the conventional optical pickup actuator having such a configuration is operated, first, when the play mode of the optical pickup apparatus is set, this reproduction signal is transmitted to the tracking control device 340 and the focus in the reproduction signal processing means 200 shown in FIG. Applied to the control device 330 and applied to the suspension PC ratio 150 again, the reproduction signal is detected by the suspension PC ratio 150 and the focusing error signal FES and the tracking error TES at the same time as the laser beam is emitted. Recognize it. The recognition signal is transmitted from the suspension PC ratio 150 to the suspension wire 160, and the recognition signal is applied to the coil PC ratio 110 by the suspension wire 160. The error recognition signal applied to the coil PC 110 is applied to the focus coil 335 and the tracking coil 345, and the focus coil 335 and the tracking coil () by the optical signals reflected from the optical disks 60 and 70. Current is applied to the 345 to generate an electromagnetic force. The objective lens holder 101 is driven in the direction of the laser beam axis and the direction perpendicular to the disk by the generated electromagnetic force, and the laser light is tracked and focused on the optical disks 60 and 70 by the driving of the objective lens holder 101. This correction is performed to form an accurate light spot and to read the optical information by the correct light quantity difference.

한편, 상기 대물렌즈 홀더(101)는 트랙킹에러와 포커싱에러의 검출신호에 따라 구동되고, 이렇게 구동되는 대물렌즈 홀더(101)는 서스펜션와이어(160)에 지지되어 있으므로 대물렌즈 홀더(101)의 불필요한 잔여구동력 및 액츄에이터에 가해지는 진동을 홀더겔(140)의 겔(141)이 신속하게 감쇄시켜 대물렌즈 홀더(101)의 정확한 구동을 보장하는 것이다.On the other hand, the objective lens holder 101 is driven according to the detection signal of the tracking error and the focusing error, the object lens holder 101 is driven by the suspension wire 160, so unnecessary of the objective lens holder 101 The residual driving force and the vibration applied to the actuator are rapidly attenuated by the gel 141 of the holder gel 140 to ensure accurate driving of the objective lens holder 101.

그리고, 이러한 서스펜션와이어(160)가 관통되어 서스펜션와이어(160)의 잔여진동을 감쇄하는 홀더겔(140)내에는 콜로이드용액이 젤리상으로 고화된 겔(gel)이 주입되어 있고, 이 겔은 젤라틴상에서 수분을 제거하여 탄성력을 가지는 탄성겔로서 홀더겔(140)의 직사각요홈에 주입되어 있다.In addition, a gel in which the colloidal solution is solidified into a gel is injected into the holder gel 140 through which the suspension wire 160 penetrates to attenuate the residual vibration of the suspension wire 160. The gel is gelatin It is injected into the rectangular groove of the holder gel 140 as an elastic gel having elasticity by removing moisture from the phase.

이와같이, 상기 광학계(B)가 설치된 광픽업장치의 액튜에이터로부터 검출된 광신호는 전기적신호로 회로계(A)에 인가되고, 인가된 전기적신호는 회로계(A)에 의하여 광디스크상에서 독출된 광정보를 원래의 오디오신호 및 비디오신호로 출력시키고, 이 출력된 광신호는 회로계(A)에 의하여 원래의 신호로 복조됨으로써 사용자 원하는 광정보를 취득할 수 있도록 한다.In this way, the optical signal detected from the actuator of the optical pickup apparatus provided with the optical system B is applied to the circuit system A as an electrical signal, and the applied electrical signal is optical information read out on the optical disc by the circuit system A. Is output as an original audio signal and a video signal, and the output optical signal is demodulated by the circuit system A into an original signal so as to obtain user's desired optical information.

본 발명 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치는, 광디스크의 두께 및 신호정보의 기록면 차이로 인하여 발생되는 구면수차를, 대물렌즈에 입사하는 광속의 입사광세기분포를 가변시키므로 대물렌즈의 개구수(NA)가 능동적으로 변환되어 구면수차가 현저히 저하되므로 디지털 오디오 및 디지털 비디오 디스크를 호환재생할 수 있으며, 광경로를 변환시키거나 광정보가 독출되는 광학계를 일체로 집적할 수 있어 광학소자간의 정열배치가 단순화됨과 동시에 일체로 제작될 수 있어 제작시 각각의 광학소자가 정확한 위치에 배열되므로 광픽업장치의 제작비를 저감시키며 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 광량의 조절에 대하여 손실이 없으므로 광픽업장치의 기능이 향상되는 효과가 있는 것이다.The optical element integrated dual focus optical pickup apparatus of the present invention changes the spherical aberration caused by the difference in the thickness of the optical disk and the recording surface of the signal information, thereby varying the incident light intensity distribution of the light beam incident on the objective lens. Actively converted, the spherical aberration is significantly reduced, enabling compatible playback of digital audio and digital video discs, and integrated optical systems that convert optical paths or read optical information, simplifying alignment of optical elements. At the same time, since each optical element is arranged at the correct position during manufacturing, it can reduce the manufacturing cost of the optical pickup device and improve the reliability, and there is no loss in the control of the amount of light, so the function of the optical pickup device is improved. It is effective.

Claims (13)

광디스크(60, 70)의 하방에 설치되어 상면에서 에러신호검출을 위해 레이저광을 회절시키는 회절격자(30)와, 이 회절격자(30)의 하방 양측으로 대향되게 설치되는 제 1수광부(40) 및 제 2수광부(45)와, 이 제 1수광부(40)의 설치면에서 반사광의 편광성을 변환시키는 반사형파장판(24)과, 상기 제 1 수광부(40) 및 제 2수광부(45) 설치면의 빗사면에 형성되어 입사광과 반사광의 광경로를 분리시키는 편광분리부(22)로 이루어진 집적광학소자(20);A diffraction grating 30 disposed below the optical discs 60 and 70 and diffracting the laser light for error signal detection on an upper surface thereof, and a first light receiving part 40 disposed to face both sides below the diffraction grating 30; And a second wavelength receiving part 45, a reflective wavelength plate 24 for converting the polarization of the reflected light on the mounting surface of the first light receiving part 40, and the first light receiving part 40 and the second light receiving part 45. An integrated optical element 20 formed on the hypotenuse of the installation surface and formed of a polarization separator 22 separating the optical paths of the incident light and the reflected light; 이 집적광학소자(20)의 하방에서 광의 진행방향에 대하여 수평한 성분으로 편광된 레이저광(P파)을 방출시키는 레이저다이오드(10);A laser diode 10 emitting laser light (P wave) polarized in a horizontal component with respect to the traveling direction of light from below the integrated optical element 20; 상기 집적광학소자(20)와 광디스크(60, 70)사이에서 레이저광을 광폭에 따라 상호 다른 투과율로 분리투과시키며 위상을 변환시키는 광조절파장판(50);An optical control wavelength plate 50 which separates and transmits the laser light between the integrated optical device 20 and the optical disks 60 and 70 at different transmittances according to the widths, and converts phases; 이 광조절파장판(50)을 경유한 레이저광을 광디스크(60, 70)에 집광시키는 대물렌즈(100);An objective lens 100 for condensing laser light via the optical control wavelength plate 50 on the optical discs 60 and 70; 상기 구성요소로 형성된 광학계(B)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.Optical element integrated dual focus optical pickup device characterized in that it comprises an optical system (B) formed of the component. 제 1 항에 있어서, 상기 광학계(B)에는 상기 집적광학소자(20)에서 출력되는 전기적신호가 인가되어 트랙킹제어장치(340) 및 포커스제어장치(330)로 신호를 출력하는 재생신호처리수단(200)과, 이 재생처리신호처리수단(200)에서 출력되는 전기신호에 의하여 트랙킹제어장치(340), 포커스제어장치(330), 모터제어장치(310)를 각각 선택적으로 제어하는 마이컴(320)으로 구성되는 회로계(A)가 추가로 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.The apparatus of claim 1, wherein an electrical signal output from the integrated optical device 20 is applied to the optical system B to output a signal to the tracking control device 340 and the focus control device 330. 200 and the microcomputer 320 for selectively controlling the tracking control device 340, the focus control device 330, and the motor control device 310 by the electric signals output from the reproduction processing signal processing means 200, respectively. Optical element integrated dual focus optical pickup device, characterized in that further comprises a circuit system (A) consisting of. 제 1 항에 있어서, 상기 편광분리부(22)는 입사면에 대하여 평행한 성분의 레이저광을 투과시키고, 입사면에 대하여 수직한 성분의 레이저광을 반사시키는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.The optical device integrated dual type according to claim 1, wherein the polarization separator 22 transmits the laser light having a component parallel to the incident surface and reflects the laser light having a component perpendicular to the incident surface. Focus optical pickup device. 제 1 항에 있어서, 상기 광조절파장판(50)은 레이저광의 위상을 지연시키는 투과형파장판(54)과, 이 투과형파장판(54)을 경유한 레이저광을 광폭에 따라 상이한 투과율로 분리투과시키는 광조절판(52)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.2. The light control wavelength plate (50) according to claim 1, wherein the light control wavelength plate (50) separates and transmits the transmission type wavelength plate (54) for delaying the phase of the laser light and the laser beam passing through the transmission type wavelength plate (54) at different transmittances depending on the width. Optical element integrated dual focus optical pickup device, characterized in that consisting of a light control plate (52). 제 4 항에 있어서, 상기 광조절판(52)은 협폭의 레이저광을 제 1투과율로 투과시키는 내측원형판(56)과, 광폭의 레이저광을 제 2투과율로 투과시키는 외부판(57)으로 구성되어 제 1투과율은 제 2투과율보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.5. The light regulating plate (52) according to claim 4, wherein the light regulating plate (52) comprises an inner circular plate (56) for transmitting a narrow laser light at a first transmittance, and an outer plate (57) for transmitting a wide laser light at a second transmittance. An optical element integrated dual focus optical pickup apparatus, characterized in that the first transmittance is set larger than the second transmittance. 제 5 항에 있어서, 상기 내측원형판(56)의 투과율은 1인 전투과막이고, 상기 외부판(57)의 투과율은 1/2인 반투과막으로 형성된 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.The optical element integrated dual focus light according to claim 5, wherein the inner circular plate (56) has a transmissive film of 1 and the outer plate (57) has a semi-transmissive film (1/2). Pickup device. 제 1 항에 있어서, 상기 광조절판(52)은 광디스크상에 집광되는 레이저광의 최외각입사각(θ1, θ2)을 조절하는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.The optical element integrated dual focus optical pickup apparatus of claim 1, wherein the optical control plate (52) adjusts the outermost incident angles (θ1, θ2) of the laser light focused on the optical disc. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저다이오드(10)는 광의 진행방향에 대하여 수평한 성분으로 편광된 레이저광(P파)을 방출시키는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.The optical element integrated dual focus optical pickup apparatus of claim 1, wherein the laser diode (10) emits laser light (P wave) polarized in a horizontal component with respect to a traveling direction of light. 제 1 항에 있어서, 상기 광조절판(50)은 대물렌즈(100)와 일체로 설치되는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.The optical element integrated dual focus optical pickup apparatus of claim 1, wherein the light control plate is integrally installed with the objective lens. 제 1 항에 있어서, 상기 광학계(B)가 설치되는 액튜에이터는 대물렌즈(100)가 설치되는 대물렌즈 홀더(101)와, 이 대물렌즈 홀더(101)가 구동가능하게 설치되는 플레이트(120)와, 이 플레이트(120)의 일측에 부착되어 대물렌즈 홀더(100)의 진동을 감쇄시키는 홀더겔(140)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.The actuator according to claim 1, wherein the actuator on which the optical system (B) is mounted comprises: an objective lens holder (101) on which the objective lens (100) is mounted, a plate (120) on which the objective lens holder (101) is driven, and And a holder gel (140) attached to one side of the plate (120) to attenuate vibration of the objective lens holder (100). 제 1 또는 제 10 항에 있어서, 상기 대물렌즈(100)와 광조절판(50)과 집적광학소자(20)는 상기 플레이트(120)에 일체로 설치되어 액츄에이터와 연동되는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.The optical device of claim 1, wherein the objective lens 100, the light control plate 50, and the integrated optical device 20 are integrally installed on the plate 120 to interlock with an actuator. Dual focus optical pickup. 제 10 항에 있어서, 상기 대물렌즈 홀더(101)는 중심에 레이져광이 통과되는 홀더관통공(102)과, 이 홀더관통공(102)에의 상측에서 레이져광을 광디스크(60, 70)상에 집속시키는 대물렌즈(100)와, 대물렌즈 홀더(101)의 하방에 설치되는 광조절판(50) 및 집적광학소자(20)와, 상기 대물렌즈 홀더(101)의 둘레에서 전자력선의 구동력을 발생시켜 대물렌즈(100)를 광축방향으로 구동시키는 포커스코일(335)과, 이 포커스코일(335)의 외측에서 대물렌즈 홀더(101)의 일측으로 복수개의 권선된 코일이 상호 대향되게 설치되어 전자력선의 구동력을 발생시킴으로 대물렌즈 홀더(101)를 광축과 수직하게 구동시키는 트랙킹코일(345)과, 상기 포커스코일(335) 외측의 대물렌즈 홀더(101) 타측에서 트랙킹코일(345)과 상기 포커스코일(335)이 융착되는 코일 피씨비(110)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.12. The objective lens holder (101) according to claim 10, wherein the objective lens holder (101) has a holder through hole (102) through which laser light passes through the center, and the laser light on the optical disks (60, 70) above the holder through hole (102). Generates the driving force of the electromagnetic force line around the objective lens 100 to focus, the optical control plate 50 and the integrated optical element 20 provided below the objective lens holder 101, and the objective lens holder 101 A focus coil 335 for driving the objective lens 100 in the optical axis direction, and a plurality of coils wound on one side of the objective lens holder 101 from the outside of the focus coil 335 are installed to face each other. The tracking coil 345 for driving the objective lens holder 101 perpendicular to the optical axis by generating a driving force of the tracking coil, and the tracking coil 345 and the focus coil on the other side of the objective lens holder 101 outside the focus coil 335. 335 is made, including the coil PC 110 to be fused The optical element integrated dual focus optical pickup apparatus is characterized in that. 제 10 항에 있어서, 상기 플레이트(120)는 중심에 레이져광이 방출되는 집적광학소자(20)와, 이 레이저다이오드(10)의 설치면 양측에 자력선이 흡수되는 내측요크(125)와, 이 내측요크(125)의 외측으로 자석(130)이 부착되는 외측요크(126)와, 상기 플레이트(120)의 일측으로 형성된 홀더요크(131)와, 이 홀더요크(131)에서 겔이 주입된 홀더겔(140)과, 이 홀더겔(140)의 일측으로 상기 회로계(B)의 입출력신호가 인가되는 서스펜션피씨비(150)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.11. The plate 120 includes an integrated optical element 20 having laser light emitted therein, an inner yoke 125 having magnetic lines of force absorbed on both sides of an installation surface of the laser diode 10, An outer yoke 126 to which the magnet 130 is attached to the outside of the inner yoke 125, a holder yoke 131 formed on one side of the plate 120, and a holder in which gel is injected from the holder yoke 131. An optical element integrated dual focus optical pickup apparatus comprising a gel (140) and a suspension PC (150) to which an input / output signal of the circuit system (B) is applied to one side of the holder gel (140).
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