KR100266201B1 - Optical pickup apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광픽업 장치에 관한 것으로, 특히 선택성 회절격자를 사용한 이종 광픽업장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical pickup device, and more particularly, to a heterogeneous optical pickup device using a selective diffraction grating.
최근, 광디스크는 기록용량을 증가시키기 위한 꾸준한 개발 노력에 의해 기존의 컴팩트 디스크(Compact Disk; 이하 "CD"라 함) 및 재기록 가능한 컴팩트 디스크(이하 "CD-R"이라 함)보다 대용량의 기록용량을 갖는 디지탈 버서타일 디스크(Digital Versatile Disk; 이하 "DVD"라 함)개발되었다. DVD는 CD에 비하여 기록밀도(즉, 트랙 밀도)가 조밀할 뿐만 아니라 디스크의 표면으로부터 정보 기록면까지의 거리가 짧다. 실제로, DVD는 디스크 표면으로부터 정보 기록면까지의 거리가 짧다. 실제로, DVD는 디스크 표면으로부터 정보 기록면까지의 거리가 0.6mm인 반면에 CD 및 CD-R은 1.2mm이다. 이로 인하여, DVD용 광픽업 장치와 CD 및 CD-R용 광픽업 장치에 사용되는 광빔의 파장(λ)과 빔 사이즈(BS) 그리고 대물렌즈의 개구수(NA)가 달라진다. 예를 들면, CD-R 및 CD용 광픽업 장치에 사용되는 광빔의 파장(λc)과 빔사이즈(BSc)는 각각 780㎚와 1.4㎛를 갖어야 하고, 그리고 대물렌즈의 개구수(NAc)는 0.35~0.45를 유지하여야 한다. 반면에, DVD용 광픽업 장치에 사용되는 광빔의 파장(λD)과 빔사이트(BSD)는 각각 635~650㎚와 0.9㎛를 가져야 하고, 그리고 대물렌즈의 개구수(NAD)는 0.6을 유지하여야 한다.In recent years, optical discs have a larger recording capacity than conventional compact discs (hereinafter referred to as "CD") and rewritable compact discs (hereinafter referred to as "CD-R") due to continuous development efforts to increase recording capacity. Digital Versatile Disk (hereinafter referred to as "DVD") has been developed. A DVD has a higher recording density (i.e. track density) than a CD and a shorter distance from the surface of the disc to the information recording surface. In fact, the DVD has a short distance from the surface of the disc to the information recording surface. In fact, DVD has a distance of 0.6 mm from the surface of the disc to the information recording surface, while CD and CD-R are 1.2 mm. As a result, the wavelength?, The beam size BS, and the numerical aperture NA of the objective lens of the optical beam used in the DVD optical pickup device and the CD and CD-R optical pickup device are different. For example, the wavelength [lambda] c and the beam size BSc of the light beam used in the optical pickup apparatus for CD-R and CD should have 780 nm and 1.4 mu m, respectively, and the numerical aperture NAc of the objective lens is 0.35 ~ 0.45 should be maintained. On the other hand, the wavelength λ D and beamsite BS D of the light beam used in the optical pickup device for DVD should have 635 to 650 nm and 0.9 μm, respectively, and the numerical aperture NA D of the objective lens is 0.6. Should be maintained.
도 1을 참조하여 종래 기술에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치에 대해서 설명하고자 한다. 도 1은 종래의 이종 광디스크용 광픽업 장치를 나타낸다. 도 1에 도시된 이종 광디스크용 광픽업장치는 광디스크(12)에 조사될 제1 및 제2 광빔을 각각 발생하고 광디스크(12)로부터 반사된 광빔을 전기적 신호로 각각 변환하기 위한 제1 및 제2 광발생/검출 모듈(2,4)과, 제1 광발생/검출 모듈(2)과 광디스크(12) 사이에 위치한 대물렌즈 (10)와, 제1 광발생/검출 모듈(2)과 대물렌즈(10) 사이에 위치한 빔 스프리터(6)를 구비한다. 제1 광발생/검출 모듈(2)은, 650㎚의 파장을 갖는 제1 광빔을 발생하는 제1 광원(2a)과, 제1 광원과 나란히 배열되어 광디스크(12)로부터 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환시키기 위한 제1 광검출부(2b)와, 제1 광원(2a)과 제1 광검출부(2b)의 상부에 위치하여 광빔을 회절시키는 홀로그램(2c)으로 구성된 DVD 기록/재생용 모듈이다. 제2 광발생/검출모듈(4)은 780㎚의 파장을 갖는 제2 광빔을 발생하는 제2 광원(4a)과, 제2 광원과 나란히 배열되어 광디스크(12)로부터 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환시키기 위한 제2 광검출부(4b)와, 제2 광원(4a)과 제2 광검출부(4b)의 상부에 위치하여 광빔을 회절시키는 홀로그램(4c)으로 구성된 CD 및 CD-R 기록/재생용 모듈이다. 한편, 대물렌즈(10)는 제 1 또는 제2 광원(2a 또는 4a)으로부터의 광빔을 광디스크(12)의 기록면에 집속 시킴과 아울러 광디스크(12)에서 반사된 광빔을 빔 스프리터(6)쪽으로 통과시킨다.An optical pickup apparatus for heterogeneous optical disks according to the prior art will be described with reference to FIG. 1. 1 shows a conventional optical pickup apparatus for heterogeneous optical disks. The optical pickup apparatus for the heterogeneous optical disc shown in FIG. 1 generates first and second optical beams to be irradiated onto the
또한, 빔 스프리터(6)는 제1 또는 제2 광원(2a 또는 4a)으로부터의 광빔을 대물렌즈(10)쪽으로 진행시킴과 아울러, 대물렌즈(10)로부터 입사되는 광빔을 제1 광검출부(2b)쪽으로 통과 또는 제2 광검출부(4b)쪽으로 반사시킨다.In addition, the beam splitter 6 propagates the light beam from the first or second light source 2a or 4a toward the objective lens 10, and transmits the light beam incident from the objective lens 10 to the
또한, 이종 광디스크용 기록/재생 장치는 대물렌즈(10)와 빔 스프리터(6) 사이에 배열된 시준렌즈(8), λ/4판(14) 및 편광판(16)을 추가로 구비한다. 시준렌즈(8)는 제1 또는 제2 광원(2a 또는 2b)으로부터의 광빔이 대물렌즈(10)쪽으로 평행하게 진행하게 함과 아울러 광디스크(12)에서 반사된 광빔을 빔 스프리터(6)쪽으로 수렴되는 형태로 진행하게 한다. λ/4판(14)은 시준렌즈(8)로부터 편광판(16)쪽으로 진행하는 광빔의 편광특성을 변화시킨다. 편강판(16)은 제2 광원(4b)에서 제2 광빔이 발생된 경우에 대물렌즈(12)에 입사되는 광빔의 선속경이 작아지게 하여 제2 광빔이 광디스크(14)의 제2 정보기록면에 초점의 형태로 집속되게 함으로써 CD 및 CD-R이 억세스되게 한다. 이를 위하여, 편광판(16)은 중앙부에서 소정의 직경을 갖는 원형의 비편광부와 이 비편광부의 주변에 형성된 편광부를 가진다. 편광부는 자신을 통과하는 광빔이 비편광부를 통과하는 광빔보다 위상 지연되게 하여, 즉 광로차가 발생되게 한다.The recording / reproducing apparatus for the heterogeneous optical disc further includes a
이로 인하여, 광검출부에 입사되는 광빔의 분포가 불균일함은 물론이거니와 광빔이 비대칭하게 된다. 이 결과, 포커싱 및 트래킹을 정확하게 수행할 수 없게 된다. 이와 더불어, 광발생/검출 모듈은 홀로그램을 포함하는 패키지 형태로 구성되어 구조가 복잡하다는 단점을 안고 있다.As a result, the distribution of the light beams incident on the photodetector is not only uniform but also the light beams are asymmetrical. As a result, focusing and tracking cannot be performed correctly. In addition, the light generation / detection module has a disadvantage in that the structure is complicated because it is configured as a package including a hologram.
따라서, 본 발명의 목적은 광발생/검출 모듈의 구조를 간소화함과 아울러 포커스와 트랙킹을 정확하게 수행하기에 적합한 이종 광디스크용 광픽업장치를 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to simplify the structure of the light generation / detection module and to provide an optical pickup device for heterogeneous optical discs suitable for accurately performing focus and tracking.
제1도는 종래 기술에 따른 광픽업 장치의 구조를 도시한 도면.1 is a diagram showing the structure of an optical pickup apparatus according to the prior art.
제2도는 본 발명에 따른 광픽업 장치의 구조를 도시한 도면.2 is a diagram showing the structure of an optical pickup apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
2, 22 : 제1 광발생/검출 모듈 4, 24 : 제2 광발생/검출 모듈2, 22: first light generation / detection module 4, 24: second light generation / detection module
6, 26 : 빔스프리터 8, 28 : 시준렌즈6, 26:
10, 38 : 대물렌즈 12, 40 : 광디스크10, 38:
14 : 편광판 16, 32 : λ/4 판14:
30 : 액츄에이터 34 : 선택성 회절격자30: actuator 34: selective diffraction grating
36 : 직각 프리즘36: right angle prism
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광픽업장치는, 광디스크에 조사될 광빔을 발생하는 광원과, 이 광원과 평면상에 배치되어 광디스크에서 반사된 광빔을 검출하기 위한 광검출부를 각각 가짐과 아울러 서로 다른 편광특성의 광빔을 발생되게 하는 제1 및 제2 광발생/검출 모듈과; 광발생/검출 모듈들에서 발생된 광빔들을 광디스크의 기록면에 집속하기 위한 대물렌즈와; 광발생/검출 모듈들과 대물렌즈 사이에 배치되어 광발생/검출 모듈들로부터 대물렌즈 쪽으로 진행하는 광빔들의 경로를 일치시키기 위한 빔 경로 일체화수단과; 빔경로 일체화 수단과 대물렌즈 사이에 위치하여 광빔의 편광 특성을 변경시키기 위한 λ/4판과; 빔경로 일체화 수단과 λ/4/판 사이에 위치하여 빔경로 일체화 수단으로부터 대물렌즈 쪽으로 진행하는 광빔의 일부를 그 편광특성에 따라 선택적으로 회절시켜 선속경을 감소시킴과 아울러 λ/4판으로부터 빔경로 일체화 수단 쪽으로 진행하는 광빔을 광축으로부터 임의의 각도 만큼 회절시켜 광검출부들에 집광되게 하는 선택성 회절격자를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the optical pickup apparatus according to the present invention has a light source for generating a light beam to be irradiated on the optical disk, and a light detector for detecting the light beam reflected from the optical disk and disposed on a plane with the light source. First and second light generation / detection modules for generating light beams having different polarization characteristics; An objective lens for focusing the light beams generated by the light generation / detection modules on the recording surface of the optical disc; Beam path integrating means disposed between the light generation / detection modules and the objective lens to match a path of the light beams traveling from the light generation / detection modules toward the objective lens; A λ / 4 plate positioned between the beam path integration means and the objective lens to change the polarization characteristic of the light beam; A portion of the light beam positioned between the beam path integration means and the λ / 4 / plate and traveling from the beam path integration means toward the objective lens is selectively diffracted according to its polarization characteristic to reduce the beam diameter, and also the beam from the λ / 4 plate. And a selective diffraction grating for diffracting the light beam traveling toward the path integration means by an angle from the optical axis to be focused on the photodetectors.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above objects will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 실시 예를 도 2를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 2.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치를 개략적으로 도시한다. 도 2의 광픽업 장치는 광디스크(40)에 조사될 제1 및 제2 광빔을 각각 발생함과 아울러 광디스크(40)에서 반사된 광빔을 검출하기 위한 제1 및 제2 광발생/검출 모듈(22,24)을 구비한다. 제1 광발생/검출 모듈(22)은 평면 기판 상에 설치된 제1 광원(22a)을, 제2 광발생/검출 모듈(24)의 평면 기판 상에 설치된 제2 광원(24a)을 구비한다. 제1 광원(22a)은 650㎚의 파장과 수직 선편광 특성을 가진 제1 광빔(즉, TM파)을 발생한다. 제2 광원(24a)은 780㎚의 파장과 수평 선편광 특성을 가진 제2 광빔(즉, TE파)을 발생한다. 이들 제1 및 제2 광원(22a, 24a)은 광디스크(40)의 종류에 따라 선택적으로 구동된다. 이를 상세히 하면, 제1 광원(22a)은 광디스크(40)가 표면과 정보기록면과의 거리가 0.6mm로 비교적 짧은 DVD인 경우에 구동되는 반면에 제2 광원(24a)은 광디스크(40)가 표면과 정보기록면과의 거리가 1.2mm로 비교적 긴 CD 또는 CD-R인 경우에 구동된다.2 schematically illustrates an optical pickup apparatus for heterogeneous optical disks according to an embodiment of the present invention. The optical pickup apparatus of FIG. 2 generates first and second light beams to be irradiated onto the optical disc 40, and first and second light generation /
이종 광디스크용 광픽업 장치는 제1 광발생/검출 모듈(22)과 동일축상에 배열되어 다이크로닉 빔 스프리터(Diachronic Beam Splitter; 이하 "DBS"라 함)(26) 및 직각 프리즘(36)과, 이 직각 프리즘(36)과 광디스크(40) 사이에 위치한 대물렌즈(38)를 추가로 구비한다. DVS(26)는 제1 광원(22a)으로부터의 제1 광빔을 그대로 통과시키는 반면에 제2 광원(24a)으로부터의 광빔은 직각으로 반사시켜 제1 및 제2 광빔이 직각 프리즘(36)을 경유하여 대물렌즈(38)쪽으로 진행하게 한다. 즉, DBS(26)는 제1 및 제2 광빔의 경로를 일치시키는 기능을 한다. 아울러, DBS(26)는 광디스크(40)에 의해 반사되어 대물렌즈(38) 및 직각 프리즘(36)을 경유한 반사광빔을 제1 광발생/검출 모듈(22) 쪽으로 통과시키거나 또는 제2 광발생/검출 모듈(24)쪽으로 반사시킨다. 직각 프리즘(36)은 DBS(26)와 대물렌즈(38) 사이에서 전송되는 광빔을 직각으로 반사시킨다. 대물렌즈(38)는 직각 프리즘(36)으로부터의 광빔을 광디스크(40)의 표면 상에 스폿의 형태로 집속시킨다.The optical pickup device for the heterogeneous optical disc is arranged on the same axis as the first light generation /
또한, 이종 광디스크용 광픽업 장치는 직각 프리즘(36)과 대물렌즈(38) 사이에 배열되어 특정방향의 선편광을 선택적이고 부분적으로 통과시키기 위한 선택성 회절격자(32)와, 상기 대물렌즈(38)와 선택성 회절격자(32)사이에 배열된 λ/4 판(34)를 구비한다. 선택성 회절격자(32)는 직각 프리즘(36)으로부터 수직 선편광의 제1 광빔은 모두 λ/4판(34) 쪽으로 통과시키는 반면에 직각 프리즘(36)으로부터 수평 선편광의 제2 광빔은 중심부의 광만을 투과시킴으로써, 제1 광빔은 DVD의 정보기록면에 그리고 제2 광빔은 CD 및 CD-R의 정보기록면에 스폿의 형태로 조사될 수 있게 한다. 다시 말하여, 선택성 회절격자(32)는 광빔의 편광특성에 따라 대물렌즈(38)쪽으로 진행하는 광빔의 일부가 선택적으로 차단되게 하여 광빔의 선속경을 조절한다. 이를 위하여, 선택성 회절격자(32)는 소정 직경의 중앙부의 주변에 위치한 선택성 회절영역을 가진다. 이 선택성 회절영역은 수평 선평광의 광빔을 회절시켜 대물렌즈(38)의 외부로 분산시키는 반면에 수직 선편광의 광빔은 그대로 대물렌즈(38) 쪽으로 진행하게 한다. 또한 선택성 회절격자(32)는 λ/4판(34)으로부터의 선편광빔이 광축으로부터 임의의 각도 만큼 회절되게 하여 직각 프리즘(36)에 의해 임의의 각도 만큼 틀어지게 반사되게 함으로써 DBS(26)의 통과 또는 DBS(26)에 의해 반사에 의해 제1 및 제2 광검출부(22b, 24b)에 집광되게 한다. 따라서, 제1 및 제2 광검출부(22b, 24b)에 집광되는 광빔의 분포가 균일하게 대칭을 이루게 된다. 이 결과, 포커스 및 트래킹이 정확하게 수행될 수 있게 한다. λ/4판(34)은 선택성 회절격자(32)로부터 대물렌즈(38)쪽으로 진행하는 광빔의 편광특성을 변화시킨다.In addition, the optical pickup device for the heterogeneous optical disk is arranged between the right angle prism 36 and the
이를 상세히 하면, λ/4판(34)은 선택성 회절격자(32)로부터 대물렌즈(40)쪽으로 진행하는 선편광을 원편광으로 변환함과 아울러 대물렌즈(40)로부터 선택성 회절격자(32)쪽으로 진행하는 원편광은 선편광으로 변환한다. 또한, 상기 선택성 회절격자 (32)의 λ/4판(34) 및 대물렌즈(38)는 액츄에이터(30)에 의해 함께 유동 가능하게 고정되어 있어 서보조정 시 액츄에이터(30)에 의해 동시에 구동되어 액츄에이팅 된다.In detail, the λ / 4
또한, 이종 광디스크용 광픽업 장치는 DBS(26)와 직각 프리즘(36) 사이에 위치한 시준렌즈(28)와, 제1 및 제2 광발생/검출 모듈(22, 24) 각각에 포함되어진 각 평면 기판 상의 제1 및 제2 광원(22a, 24a)의 상.하 또는 좌.우에 배치되어 광디스크(40)로부터 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 제1 및 제2 광검출부(22b, 24b)를 구비한다. 선택성 회절격자(32)에 의해 두 개로 분리된 반사광빔은 직각 프리즘(36)에서 광로가 직각으로 변화되게 된다. 직각 프리즘(36)에 의해 직각으로 광로가 바뀐 반사광빔은 시준렌즈(28) 및 DBS(26)을 경유하여 제1 광검출부(22b)의 표면에 집광되게나 또는 시준렌즈(28)를 경유하여 DBS(26)에서 반사되어 광빔을 제2 광검출부(24b)의 표면에 집광된다. 이때, 시준렌즈(28)는 DBS(26)으로부터의 발산형 광빔이 직각 프리즘 (36)쪽으로 평행하게 진행하게 함과 아울러 직각 프리즘(36)으로부터의 평행한 광빔이 DBS(26)쪽으로 수렴 형태로 진행하게 한다.In addition, the optical pickup device for the heterogeneous optical disk includes a
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치는 다이크로닉 빔 스프리터를 사용하여 광빔들의 진행 경로를 일체화함과 아울러 선택성 회절격자에 의해 광빔의 선속경을 조절함으로써 두종류의 디스크들이 억세스 될 수 있게 한다. 또한, 본 발명에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치는 선택성 회절격자에 의해 광검출부에 조사될 광빔이 회절되게 하여 광검출부에 집광되는 광빔의 분포가 균일하게 함과 아울러 반사 광빔이 광검출부에 직접 집광되게 한다. 이 결과, 본 발명에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치는 포커스 및 트래킹이 원활하게 수행되게 함과 아울러 광발생/검출 모듈의 구조가 간소화되게 한다.As described above, the optical pickup device for a heterogeneous optical disc according to the present invention uses a dichroic beam splitter to integrate the paths of the light beams and to adjust the beam diameter of the light beam by a selective diffraction grating. To be accessible. In addition, the optical pickup device for a heterogeneous optical disk according to the present invention causes the light beam to be irradiated to the photodetector to be diffracted by the selective diffraction grating to make the distribution of the light beam focused on the photodetector uniform, and also to reflect the reflected light beam directly to the photodetector To be. As a result, the optical pickup apparatus for heterogeneous optical discs according to the present invention enables the focus and tracking to be performed smoothly and the structure of the light generation / detection module is simplified.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070418 Year of fee payment: 8 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |