KR100265740B1 - 호환형광픽업장치 - Google Patents

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윤종용
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Abstract

두께가 서로 다른 기록매체를 호환 채용할 수 있는 호환형 광픽업장치가 개시되어 있다.
이 개시된 호환형 광픽업장치는 일 파장영역의 제1광을 생성 출사하는 제1광원과, 제1광과 다른 파장영역의 제2광을 생성 출사하는 제2광원과, 제1 및 제2광원과 디스크 사이의 광경로 상에 배치되어 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와, 제1 및 제2광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 나란하게 배치되어 제1 및 제2광원쪽에서 입사되는 제1 및 제2광은 통과시키고 대물렌즈쪽에서 입사되는 제1광은 회절 통과시키는 홀로그램소자와, 홀로그램소자와 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 제2광의 광경로를 바꾸어주는 광경로변환수단과, 디스크의 기록면에서 반사되어 대물렌즈와 홀로그램소자를 경유한 제1광을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출하는 제1광검출기와, 디스크의 기록면에서 반사되어 대물렌즈와 광경로변환수단을 경유한 제2광을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출하는 제2광검출기를 포함하여, 두께가 다른 디스크를 호환 채용할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

Description

호환형 광픽업장치{Compatible optical pickup apparatus}
본 발명은 광픽업장치에 관한 것으로, 상세하게는 두께가 서로 다른 기록매체를 호환 채용할 수 있는 호환형 광픽업장치에 관한 것이다.
일반적으로 광픽업장치는 컴팩트 디스크 플레이어(CDP), 디지털 다기능 디스크 플레이어(DVDP) 등에 채용되어 디스크형 기록매체로부터 영상이나 음향 등의 정보를 기록/재생한다. 디지털 다기능 디스크 플레이어는 고밀도 기록재생이 가능한 장치로 영상음향분야에서 주목받고 있다. 이 디지털 다기능 디스크 플레이어에 채용되는 광픽업장치는 그 호환성을 위하여 기록매체로 디지털 다기능 디스크(DVD) 뿐만아니라, 컴팩트 디스크(CD), CD-R(Recordable), CD-I, CD-G 등과 같은 CD 패밀리를 채용하는 경우에도 정보의 기록 및/또는 재생이 가능하여야 한다.
그런데, 기존 CD 패밀리의 표준두께는 1.2mm인 반면, DVD의 두께는 디스크 기울기의 허용오차와 대물렌즈 개구수 등으로 인하여 0.6mm로 표준화되어 있다. 또한, DVD 및 CD용 재생 광원의 파장도 각각 다른데, 기존 CD용 재생 광원 파장이 대략 780nm인 반면, DVD용 재생 광원 파장은 대략 650nm이다.
상기와 같이 포맷이 서로 다른 디스크에 정보를 기록/재생할 수 있는 종래의 호환형 광픽업장치는 DVD 포맷에 맞는 대략 650nm 파장의 광을 출사하는 단일 광원을 구비하고, 채용되는 디스크들의 두께 차이를 보상할 수 있도록 구조를 개선하여 디스크형 기록매체의 호환 채용을 가능하게 한다.
그러나, CD 패밀리의 하나인 CD-R을 채용할 경우, 대략 650nm 파장의 광을 출사하는 광원을 이용할 때와 대략 780nm 파장의 광을 출사하는 광원을 이용할 때 감도(sensitivity) 차이가 발생한다. 즉, 상기 CD-R은 알려진 바와 같이 유기색소막 기록층을 가지므로 광의 파장에 따라 반사율에 차이가 크다. 따라서, 780nm 파장의 광을 이용하는 경우에는 반사율이 크지만, 대략 650nm 파장의 광을 이용하는 경우에는 반사율이 10% 이하로 저하되어 신호를 재생하지 못하게 된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 디지털 다기능 디스크 및 CD-R 등의 컴팩트 디스크를 호환 채용할 수 있는 호환형 광픽업장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 호환형 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 호환형 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
11,13...제1 및 제2광원 11a,13a...제1 및 제2광
14...기판 15,35...제1 및 제2광검출기
20...모듈 21...그레이팅
23...홀로그램소자 25,45...광경로변환수단
25a,45a...경면 29...대물렌즈
30...디스크 47...파장판
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 호환형 광픽업장치는, 일 파장영역의 제1광을 생성 출사하는 제1광원과; 상기 제1광과 다른 파장영역의 제2광을 생성 출사하는 제2광원과; 상기 제1 및 제2광원과 디스크 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와; 상기 제1 및 제2광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 나란하게 배치되어, 상기 제1 및 제2광원쪽에서 입사되는 제1 및 제2광은 통과시키고, 상기 대물렌즈쪽에서 입사되는 제1광은 회절 통과시키는 홀로그램소자와; 상기 홀로그램소자와 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 제2광의 광경로를 바꾸어주는 광경로변환수단과; 상기 디스크의 기록면에서 반사되어, 상기 대물렌즈와 홀로그램소자를 경유한 제1광을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출하는 제1광검출기와; 상기 디스크의 기록면에서 반사되어, 상기 대물렌즈와 광경로변환수단을 경유한 제2광을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출하는 제2광검출기;를 포함하여, 두께가 다른 디스크를 호환 채용할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 호환형 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면이다.
도면을 참조하면, 호환형 광픽업장치는 서로 다른 파장영역의 제1 및 제2광(11a)(13a)을 생성 출사하는 제1 및 제2광원(11)(13)과, 입사광을 집속시키는 대물렌즈(29)와, 상기 제1광(11a)을 선택적으로 회절 통과시키는 홀로그램소자(23)와, 상기 제2광(13a)의 광경로를 바꾸어주는 광경로변환수단(25)과, 정보신호와 오차신호를 검출하는 제1 및 제2광검출기(15)(35)를 포함하여 구성된다.
상기 제1광원(11)은 두께가 얇은 디스크(30) 즉, DVD(30a)의 정보를 기록 재생하기 위한 광원으로, 대략 650nm 파장의 광을 상대적으로 큰 방사각으로 출사한다. 따라서, 상기 제1광원(11)에서 출사된 광은 상기 대물렌즈(29)에 의해 두께가 얇은 디스크(30)의 기록면에 집속된다. 상기 제2광원(13)은 두께가 두꺼운 디스크(30) 즉, CD(30b)의 정보를 기록 재생하기 위한 광원으로, 대략 780 nm 파장의 광을 상대적으로 작은 방사각으로 출사한다. 따라서, 상기 제2광원(13)에서 출사된 광은 상기 대물렌즈(29)에 의해 두께가 두꺼운 디스크(30)의 기록면에 집속된다. 이때, 상기 제1 및 제2광원(11)(13)은 서로 이웃되게 배치되어 반도체 물질층의 적층 방향으로 광을 출사하는 표면광 레이저 인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 제1 및 제2광원(11)(13)은 동일 기판(14)상에 배치될 수 있다.
상기 대물렌즈(29)는 상기 제1 및 제2광원(11)(13)과 디스크(30) 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 디스크(30)의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시킨다.
상기 홀로그램소자(23)는 상기 제1 및 제2광원(11)(13)과 대물렌즈(29) 사이의 광경로 상에 배치된다. 이 홀로그램소자(23)는 상기 제1 및 제2광원(11)(13) 쪽에서 입사되는 제1 및 제2광(11a)(13a)은 통과시킨다. 그리고, DVD(30a)의 기록 및/또는 재생시에 상기 디스크(30)의 기록면에서 반사되고, 상기 대물렌즈(29)쪽에서 입사되는 제1광(11a)은 회절 통과시킨다.
이때, 상기 홀로그램소자(23)의 홀로그램 패턴은 선형 예컨대, 곡선형의 패턴이 다수개 반복 형성되어 상기 회절광에 비점수차를 발생시키는 비점수차 패턴인 것이 바람직하다. 이 경우, DVD(30a) 재생시에 비점수차법으로 포커스 오차신호를 검출할 수 있다.
상기 광경로변환수단(25)은 상기 홀로그램소자(23)와 대물렌즈(29) 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 제2광(13a)의 광경로를 바꾸어준다. 이 광경로변환수단(25)으로는 빔스프리터(25)를 구비한다. 이때, 상기 빔스프리터(25)는 상기 제1광원(11)에서 출사된 제1광(11a)은 직진 통과시키고, 상기 제2광원(13)에서 출사된 제2광(13a)은 부분적으로 반사 및 투과시키는 경면(25a)을 갖는다.
상기 제1광검출기(15)는 상기 디스크(30) 즉, DVD(30a)의 기록면에서 반사되어, 상기 대물렌즈(29)와 홀로그램소자(23)를 경유한 제1광(11a)을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출한다. 이를 위하여, 상기 제1광검출기(15)는 상기 홀로그램소자(23)에서 회절된 광을 수광하도록 상기 제1광원(11)의 일측에 배치된다. 이때, 상기 제1광검출기(15)는 상기 제1 및 제2광원(11)(13)과 동일 기판(14) 상에 배치된다.
상기 제2광검출기(35)는 상기 디스크(30) 즉, CD(30b)의 기록면에서 반사되어, 상기 대물렌즈(29)와 광경로변환수단(25)을 경유한 제2광(13a)을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출한다.
한편, 3빔법에 의해 CD(30b)의 트랙 오차신호를 검출할 수 있도록 상기 제1 및 제2광원(11)(13)과 홀로그램소자(23) 사이의 광경로 상에 상기 제2광원(13)쪽에서 입사되는 상기 제2광(13a)을 분기시키는 그레이팅(21)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 홀로그램소자(23)의 홀로그램 패턴은 하우징의 일부를 이루는 플레이트(22)의 대물렌즈(29)를 향하는 면에 형성하고, 상기 그레이팅(21)은 상기 플레이트(22)의 제1 및 제2광원(11)(13)을 향하는 면에 형성한다. 이때, 상기 그레이팅(21)은 상기 제2광원(13)에서 출사된 광 파장에 대해 적합하도록 설계된다. 즉, 상기 그레이팅(21)은 CD(30b)의 기록 재생시에 3빔법에 의해 트랙 오차신호를 검출할 수 있도록, 상기 제2광원(13)에서 출사된 제1광(11a)이 3개의 광으로 분기되어 CD(30b) 상의 적절한 광스폿을 이루도록 그 피치간격이 상기 제2광(13a)의 파장에 맞게 마련된다. 여기서, 상기 제1광원(11)에서 출사된 제1광(11a)도 상기 그레이팅(21)에 의해 0차광, ±1차광 등으로 분기되지만, 상기 제1광검출기(15)에서는 0차광만이 검출된다. 여기서, DVD(30a)의 기록 재생시에 트랙오차신호는 위상차 검출(DPD)법에 의해 검출할 수 있다.
한편, 상기 디스크(30)에서 반사되고 홀로그램소자(23)에서 회절된 광이 이 그레이팅(21)을 경유하지 않도록 상기 플레이트(22)를 소정 두께로 하고, 이에 의해 상기 그레이팅(21)과 홀로그램소자(23)가 소정 간격을 이루도록 한다.
이때, 일 기판(14)상에 배치된 제1 및 제2광원(11)(13), 제1광검출기(15)와 상기 플레이트(22)의 양면에 형성된 홀로그램소자(23) 및/또는 그레이팅(21)은 도 1에 도시된 바와 같이, 일체의 모듈(20)로 마련될 수 있다. 즉, 베이스(20a)에 설치된 기판(14)에 상기 제1 및 제2광원(11)(13), 제1광검출기(15)가 배치되고, 상기 베이스(20a)에 벽부재(20b)가 설치되며, 상기 벽부재(20b) 상부에 상기 홀로그램소자(23)와 그레이팅(21)이 형성된 플레이트(22)가 결합되어 모듈(20)을 이룬다. 이와 같이, 제1 및 제2광원(11)(13), 제1광검출기(15)와 홀로그램소자(23) 및/또는 그레이팅(21)이 모듈(20)로 마련되면 그 구조가 간단해질 뿐만아니라, 호환형 광픽업장치의 조립이 간단해진다.
한편, 상기 광경로변환수단(25)과 대물렌즈(29) 사이의 광경로 상에 입사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈(27)를 더 구비할 수 있다.
또한, CD(30b)의 재생시에 비점수차법으로 포커스 오차신호를 검출하도록 상기 광경로변환수단(25)과 제2광검출기(35) 사이의 광경로 상에 비점수차를 발생시키는 비점수차렌즈(31) 예컨대, 원통형렌즈를 더 구비할 수 있다.
이하, 도 1을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 호환형 광픽업장치의 작동을 설명한다.
먼저, 두께가 얇은 디스크(30) 즉, DVD(30a)의 기록 재생시에는 상기 제1광원(11)이 작동되어 이로부터 제1광(11a)이 출사된다. 이 출사된 제1광(11a)은 상기 홀로그램소자(23) 및 광경로변환수단(25)을 통과하고 대물렌즈(29)에 의해 집속되어 DVD(30a)의 기록면에 광스폿을 맺는다.
DVD(30a)의 기록면에서 반사된 제1광(11a)은 대물렌즈(29) 및 광경로변환수단(25)을 경유하여 홀로그램소자(23)에 입사되고, 이 홀로그램소자(23)에 의해 회절되어 제1광검출기(15)에서 검출된다.
두께가 두꺼운 디스크(30) 즉, CD(30b)의 기록 재생시에는 상기 제2광원(13)이 작동되어 이로부터 제2광(13a)이 출사된다. 이 출사된 제2광(13a)은 상기 홀로그램소자(23) 및 광경로변환수단(25)을 통과하여 대물렌즈(29)에 의해 집속되어 CD(30b)의 기록면에 광스폿을 맺는다.
CD(30b)의 기록면에서 반사된 제2광(13a)은 대물렌즈(29)를 경유하여 광경로변환수단(25)에 입사되고, 이 광경로변환수단(25)에서 반사되어 제2광검출기(35)를 향한다. 그리고 이 제2광(13a)은 제2광검출기(35)에서 검출된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 호환형 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면이다. 본 실시예의 호환형 광픽업장치는 도 1을 참조하여 설명한 바와 동일하며, 광경로변환수단(45)으로 편광빔스프리터를 구비한 점에 그 특징이 있다.
본 실시예에 있어서, 광경로변환수단(45) 즉, 편광빔스프리터(45)는 상기 제1광(11a)은 직진 통과시키고, 상기 제2광(13a)은 그 직선편광에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 경면(45a)을 갖는다. 이 경우, 상기 광경로변환수단(45)과 대물렌즈(29) 사이의 광경로 상에는 입사광의 편광을 바꾸어주는 파장판(47)을 배치한다. 이때, 상기 파장판(47)은 상기 제2광(13a)의 파장에 대해 사반파장판(quarter wave plate)인 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 호환형 광픽업장치의 제1광원(11)에서 출사된 제1광(11a)은 상기 광경로변환수단(45)을 통과하여 디스크(30)를 향한다. 또한 디스크(30)의 기록면에서 반사된 상기 제1광(11a)은 광경로변환수단(45)을 통과하여 홀로그램소자(23)에 입사되고, 이 홀로그램소자(23)에서 회절되어 제1광검출기(15)에서 검출된다.
상기 제2광원(13)에서 출사된 제2광(13a)은 상기 광경로변환수단(45)에 입사된다. 이 입사된 광 중 일 직선편광의 광은 광경로변환수단(45)을 통과하고 다른 직선편광의 광은 반사된다. 광경로변환수단(45)을 통과한 일 직선편광의 광은 상기 파장판(47)을 통과하면서 일 원편광으로 바뀌고 대물렌즈(29)에 의해 집속되어 디스크(30)의 기록면에 광스폿을 맺는다. 이 제2광(13a)은 디스크(30)의 기록면에서 반사되면서 다른 원편광이 되고, 상기 파장판(47)을 통과하면서 다른 직선편광으로 바뀌어 광경로변환수단(45)에 입사된다. 그러므로, 상기 디스크(30)의 기록면에서 반사된 제2광(13a)은 거의 대부분이 상기 광경로변환수단(45)의 경면(45a)에서 반사되어 제2광검출기(35)에서 검출된다.
이와 같이, 광경로변환수단(45)으로 편광빔스프리터(45)를 구비하고, 편광빔스프리터(45)와 대물렌즈(29) 사이의 광경로 상에 입사광의 편광을 바꾸어주는 파장판(47)을 구비하면, 디스크(30)에서 반사된 제2광(13a)의 수광 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 홀로그램소자가 제1광원에서 출사되고 디스크에서 반사된 제1광을 회절시키고, 광경로변환수단이 제2광원에서 출사된 광을 광경로 변환시키는 것으로 설명 및 도시하였으나 이에 한정되지 않는다. 즉, 홀로그램소자가 제2광원에서 출사되고 디스크에서 반사된 제2광을 회절시키고, 상기 광경로변환수단이 제1광원에서 출사된 광을 광경로 변환시키도록 마련되는 것도 가능하다. 이 경우, CD의 기록면에서 반사된 광을 제1광검출기에서 수광되며 DVD의 기록면에서 반사된 광은 제2광검출기에서 수광된다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 호환형 광픽업장치는, 나란하게 배치된 2개의 광원을 선택적으로 작동하여 두께가 서로 다른 디스크의 정보를 기록 및/또는 재생할 수 있다.
또한, 제1 및 제2광원, 제1광검출기와 홀로그램소자 및/또는 그레이팅이 모듈을 이루므로 그 구조가 간단하며, 호환형 광픽업장치의 조립이 쉽다.

Claims (11)

  1. 일 파장영역의 제1광을 생성 출사하는 제1광원과;
    상기 제1광과 다른 파장영역의 제2광을 생성 출사하는 제2광원과;
    상기 제1 및 제2광원과 디스크 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 대물렌즈와;
    상기 제1 및 제2광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 나란하게 배치되어, 상기 제1 및 제2광원쪽에서 입사되는 제1 및 제2광은 직진투과시키고, 상기 대물렌즈쪽에서 입사되는 제1광은 회절 투과시키는 홀로그램소자와;
    상기 홀로그램소자와 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 제2광의 광경로를 바꾸어주는 광경로변환수단과;
    상기 디스크의 기록면에서 반사되어, 상기 대물렌즈와 홀로그램소자를 경유한 제1광을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출하는 제1광검출기와;
    상기 디스크의 기록면에서 반사되어, 상기 대물렌즈와 광경로변환수단을 경유한 제2광을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출하는 제2광검출기;를 포함하여,
    두께가 서로 다른 디스크를 호환 채용할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2광원 중 일 광원은 대략 780nm 파장의 광을 상대적으로 작은 방사각으로 출사하고, 다른 광원은 대략 650nm 파장의 광을 상대적으로 큰 방사각으로 출사하는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2광원 각각은 서로 이웃되게 배치되어 반도체 물질층의 적층 방향으로 광을 출사하는 표면광 레이저인 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 홀로그램소자는 선형 패턴이 다수개 반복 형성되어 비점수차를 발생시키는 비점수차 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광경로변환수단은 상기 제1광은 통과시키고, 상기 제2광은 부분적으로 반사 및 투과시키는 경면을 갖는 빔스프리터인 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광경로변환수단은 상기 제1광은 통과시키고, 상기 제2광은 그 직선편광에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 경면을 갖는 편광빔스프리터이며,
    상기 광경로변환수단과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 입사광의 편광을 바꾸어주는 파장판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 파장판은 상기 제2광의 파장에 대해 사반파장판(quarter wave plate)인 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2광원과 홀로그램소자 사이의 광경로 상에 상기 제2광원쪽에서 입사되는 상기 제2광을 분기시키는 그레이팅을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광경로변환수단과 제2광검출기 사이의 광경로 상에 비점수차를 발생시키는 비점수차렌즈를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2광원과 제1광검출기는 동일 기판 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 홀로그램소자 및/또는 그레이팅, 상기 제1 및 제2광원과 제1광검출기는 모듈로 이루어진 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
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