KR100272086B1 - Beam adjusted type dual focus optical pickup device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치에 관한 것으로, 특히 다수개의 광학소자를 실리콘기판상에 일체로 구성하여 광픽업장치의 소형화를 유도함과 동시에 광폭에 따라 광속의 세기분포를 상이하게 집광시켜 디지털 오디오 디스크와 디지털 비디오 디스크상에 각각 상이한 최외각입사각으로 광정보를 독출하므로 광량의 손실을 최소하므로 광픽업장치의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 광량조절형 듀얼포커스 광픽업장치에 판한 것이다.The present invention relates to a light intensity-controlled dual focus optical pickup device. In particular, a plurality of optical elements are integrally formed on a silicon substrate to induce miniaturization of the optical pickup device, and at the same time, the intensity distribution of the light beams is differently focused according to the width. The optical information is read on the digital audio disc and the digital video disc in different outward angles, so that the loss of the light amount is minimized.
일반적으로, 광학 데이터 기록매체 즉, 광디스크는 두께가 1.2mm인 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 기록하도록되어 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. A thick digital audio disc records data in multiple layers on one side, and a 0.6 mm thick digital video disc records data in multiple layers in the middle to record a large amount of data on a single disc.
상기한 두 종류의 디스크중 디지탈 비디오 디스크는 그 두께가 1.2mm로 형성되어 0.6mm두께의 디지털 오디오 디스크보다 기록의 고밀도화를 위해 디스크상의 트랙 피치가 0.74μm이고 기록신호인 피트간의 최단길이가 0.4μm로 제작되므로 트랙피치가 1.6μm와 피트간의 최단길이가 0.834μm인 디지탈 오디오 디스크와 서로 상이하여 디지탈 오디오 디스크와 디지탈 비디오 디스크에서 기록된 정보를 읽는 경우 재생시 광스폿의 지름이 다른데 따른 대물렌즈의 구면수차가 일치되지 않아 동시재생이 불가능하고, 디스크의 상호 0.6mm 두께 차이에 의해 광학적 수차가 높아져 노이즈가 증가, 에러발생율이 증대되어 기록된 정보를 정확히 읽을 수 없게 되므로 광 픽업장치는 0.6mm 또는 1.2mm 디스크중 하나의 기록된 정보만을 읽을수 있도록 되어 있었다.Of the above two types of discs, the digital video disc is 1.2 mm thick and has a track pitch of 0.74 μm on the disc and a minimum length of 0.4 μm between the pit, which is a recording signal, for higher recording density than a 0.6 mm thick digital audio disc. When the information recorded from digital audio discs and digital video discs is read because the track pitch is different from that of digital audio discs with a track pitch of 1.6 μm and a shortest length of 0.834 μm, the diameter of the optical lens is different. Since spherical aberration does not match, simultaneous playback is impossible, and optical aberration increases due to the difference of 0.6mm thickness of discs, noise increases and error rate increases, making it impossible to read recorded information accurately. 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 동시에 선택적으로 읽을 수 있도록 상호 구면수차를 보정시켜 디스크상에 상이한 두개의 스폿을 집광시키도록 홀로그램 광학렌즈와 대물렌즈가 복합 배열된 듀얼 포커스렌즈를 사용하는 듀얼 포커스 광픽업장치가 개발되고 있는 것이다.Therefore, a dual dual hologram optical lens and an objective lens are arranged to focus two different spots on a disc by correcting mutual spherical aberration so as to selectively read information recorded on a 1.2 mm disc and a 0.6 mm disc at the same time. A dual focus optical pickup device using a focus lens is being developed.
이러한 종래 듀얼 포커스 광픽업장치의 일례로는, 제1도에 도시된 바와 같이 소정의 파장을 갖는 레이저광이 발생되는 레이저다이오드(a)와, 이 레이저다이오드(a)의 상측에 형성되어 입사되는 레이저광의 회절현상을 이용해 0차 회절광과 ±1차 회절광 즉, 쓰리빔(Three Beam)으로 분리시키는 회절격자(b)와, 이 회절격자(b)의 일측에서 소정의 기울기를 갖고 형성되어 입사광을 투과시키고 반사광을 반사시키는 빔스플리터(c)와, 이 빔스플리터(c)의 상측에 형성되어 굴절된 광이 직선성을 갖도록 하는 콜리메이터렌즈(d)와, 이 콜리메이터렌즈(d)의 상측에 형성되어 직선성을 가진 광을 집광하여 디지탈 비디오 디스크용인 0.6mm 디스크(h; 이하 “제1 디스크”라함) 및 디지탈 오디오 디스크인 1.2mm 디스크(i; 이하 “제2 디스크”라함)상에 포커싱시켜 기록된 정보를 읽도록 홀로그램 광학렌즈(e)와 대물렌즈(f)가 복합배열된 듀얼 포커스렌즈(g)와, 상기 기록된 정보를 수반한 레이저광에서 포커스에러의 검출을 위해 비점수차를 발생시키는 비점수차 발생렌즈(k)와, 이 비점수차 발생렌즈(k)를 통과한 광 정보를 검출하여 전류신호로 변환시키는 광검출기(1)로 구성된다.As an example of such a conventional dual focus optical pickup apparatus, as shown in FIG. 1, a laser diode (a) in which laser light having a predetermined wavelength is generated, and formed and incident on the laser diode (a) A diffraction grating b which separates the zeroth order diffraction light and the first order diffraction light, that is, the three beams by using the diffraction phenomenon of the laser light, and the diffraction grating b is formed on one side of the diffraction grating b; A beam splitter (c) for transmitting incident light and reflecting reflected light, a collimator lens (d) formed above the beam splitter (c) so that the refracted light has a linearity, and an image side of the collimator lens (d) On a 0.6mm disk (h; hereinafter referred to as "first disk") for digital video disks and 1.2mm disk (i; referred to as "second disk" hereinafter) for digital video disk Information recorded by focusing Astigmatism for generating astigmatism for detecting a focus error in a dual focus lens g having a holographic optical lens e and an objective lens f arranged in a complex manner, and laser light accompanying the recorded information. And a
이와 같은 구성을 갖는 종래 광 픽업장치의 작동은 먼저, 소정의 발진파장을 갖는 레이저광은 레이저다이오드(a)에서 회절격자(b)로 입사되고, 이 입사된 레이저광은 회절격자(b)를 투과하며 0차 및 ±1차 광 즉, 쓰리빔으로 분리되어 방사된다. 이 쓰리빔은 포커스 및 트랙킹에러용으로 이용되는 것으로, 회절격자(b)를 투과하여 빔스플리터(c)로 입사되고, 이 쓰리빔은 빔스플리터(c)에 의해 일정한 비율로 반사 및 투과된다. 이렇게 반사된 레이저광은 빔스플리터(c)에서 콜리메이터렌즈(d)로 입사되고, 이 레이저광은 콜리메이터렌즈(d)를 경유하므로 직선성이 부여된다. 이령게 직선성이 부여된 레이저광은 콜리메이터렌즈(d)에서 듀얼 포커스렌즈(g)의 홀로그램 광학렌즈(e)로 입사되고, 레이저광은 홀로그램 광학렌즈(e)에 의해 광학적 구면수차가 보정됨과 동시에 회절된다. 이렇게 회절된 레이저 빔은 홀로그램광학렌즈(e)에서 대물렌즈(f)로 입사되고, 회절된 레이저빔은 대물렌즈(f)에 의해 집광되어 0.6mm인 제1 디스크(h)와 1.2mm 제2 디스크(i)상에 각각 지름이 1.6μm및 0.8μm의 상이한 에어리 형태로 집광되어 제1 디스크(h) 또는 2디스크(i)의 피트(j)신호면에 조사되며, 이 레이저광은 디스크상의 피트(j)가 없는 곳에서는 거의 그대로 반사되어 대물렌즈(f)로 돌아오게 되나, 피트(j)가 있는 곳에서는 레이저광이 피트(j)에 의해 회절되어 대물렌즈(f)의 범위 밖으로 방출되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 광검출기(1)에 광량차이를 발생시킨다. 이는 피트(j)의 깊이가 파장의 λ/4에 설정되어 있어 반사광은 피트(j)의 상하에 반파장이 달라 간섭에 의해 상쇄되므로 광검출기(1)에 돌아온 광량이 감소하게되는 것이다.In the operation of the conventional optical pickup apparatus having such a configuration, first, a laser beam having a predetermined oscillation wavelength is incident on the diffraction grating b from the laser diode a, and the incident laser light receives the diffraction grating b. Transmitted and separated into 0th and ± 1st light, i.e., three beams. The three beams are used for focusing and tracking errors. The three beams penetrate the diffraction grating b and enter the beam splitter c. The three beams are reflected and transmitted at a constant rate by the beam splitter c. The reflected laser light is incident on the collimator lens d from the beam splitter c, and the laser light passes through the collimator lens d, thereby providing linearity. The laser light imparted linearity is incident from the collimator lens (d) to the holographic optical lens (e) of the dual focus lens (g), and the laser light is corrected by the holographic optical lens (e) for optical spherical aberration. Are diffracted at the same time. The diffracted laser beam is incident from the hologram optical lens (e) to the objective lens (f), and the diffracted laser beam is collected by the objective lens (f). On the disk i are collected in different airy shapes of 1.6 μm and 0.8 μm, respectively, and irradiated to the pit (j) signal plane of the first disc h or the second disc i, and the laser beam Where there is no pit (j), it is reflected almost as it is and returns to the objective lens (f), but where there is a pit (j), the laser light is diffracted by the pit (j) and emitted outside the range of the objective lens (f). As a result, only a part of the incident light is returned, thereby generating a light quantity difference in the
그리고 상기 제1 디스크(h) 또는 제2 디스크(i)에서 반사되어 돌아오는 변조된 반사광은 듀얼 포커스렌즈(g)와 콜리메이트렌즈(d)를 경유하며, 반사광은 콜리메이트렌즈(d)에서 빔스플리터(c)로 입사되고, 이 반사광은 빔스플리터(c)에 의해 레이저다이오드(a)로 다시 조사되는 것이 방지된다. 이렇게 변조된 반사광은 빔스플리터(c)에서 비점수차 발생렌즈(k)로 보내지고, 이 반사광은 비점수차 발생렌즈(k)에 의해 포커스 에러를 검출하기 위한 비점수차가 발생되며 광검출기(c)가 설치된 경로로 광의 경로가 변화된다. 이렇게 경로가 변화된 반사광은 비점수차 발생렌즈(k)를 경유하고 광검출기(1)로 보내어지고, 이렇게 디스크에서 변조된 반사광은 광검출기에 의해 알에프(RF), 포커스 에러검출, 트랙킹조절 및 정보를 전류로 변환시키며, 이 변환된 전류는 미도시된 제어회로에 의해 원래의 신호로 복조되어 재생된다.The modulated reflected light reflected from the first disk (h) or the second disk (i) is returned via the dual focus lens (g) and the collimated lens (d), and the reflected light is reflected from the collimated lens (d). Incident on the beam splitter c, the reflected light is prevented from being irradiated back to the laser diode a by the beam splitter c. The modulated reflected light is sent from the beam splitter c to the astigmatism generating lens k. The reflected light is generated by the astigmatism generating lens k to generate astigmatism for detecting a focus error, and thus the photodetector c. The path of light is changed to the path where it is installed. The reflected light whose path is changed is sent to the
그러므로 상기와 같이 레이저다이오드(a)로부터 방사되는 레이저광은 홀로기램 광학렌즈(e)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 (a) is condensed into different airy shapes on the disk via the holographic ram optical lens (e), so that the beam focus is formed at different positions, so that the 1.2 mm disk and In this case, the information recorded on the 0.6mm disc can be selectively read.
그러나 상기한 종래 듀얼 포커스 광 픽업장치에 있어서, 디스크의 두께에 따라 이중의 포커스로 광디스크에 집광시키는 듀얼 포커스렌즈(g)는 홀로그램 광학렌즈(e)와 대물렌즈(f)가 복합배치되므로 그 가공상 고도의 기술력이 요구되어 제작이 난해함과 동시에 디스크의 두께가 상이한데 따른 일정 광량의 사용으로 구면수차의 영향이 필연적으로 발생되어 재생감도가 저하되고 다수개의 광학소자가 일정한거리를 유지하여야 광학상 초평면에 위치하므로 광학소자간의 설계치수가 증가되어 광 픽업의 소형화에 장애요인이 되는 문제점이 있었다.However, in the above-described conventional dual focus optical pickup device, the dual focus lens g for condensing the optical disk with a double focus according to the thickness of the disk has a hologram optical lens e and an objective lens f, so that the processing is performed. It is difficult to manufacture due to the high level of technical skill, and the influence of spherical aberration is inevitably generated due to the use of a constant amount of light due to the difference in the thickness of the disk. Since it is located in the ultra plane, the design dimension between the optical elements is increased, there is a problem that the obstacle to miniaturization of the optical pickup.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 디스크의 두께에따라 이중의 포커스로 광디스크에 집광시키는 듀얼 포커스렌즈의 가공기술력에 대한 제작상 난해함을 해소함과 동시에 광량의 변화를 통하여 단일한 대물렌즈사용에 따른 구면수차의 영향을 줄일 수 있도록 하고, 광학소자간의 배치를 집적화시키므로 설계치수가 감소되어 광 픽업장치를 소형화할 수 있도록 한 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been invented in view of the above problems, and solves the manufacturing difficulties of the processing technology of the dual focus lens focusing on the optical disk with a double focus according to the thickness of the disk, and at the same time, a single object through the change of the light quantity. It is an object of the present invention to provide a light-controlling dual focus optical pickup device capable of reducing the influence of spherical aberration due to the use of a lens and integrating the arrangement between optical elements, thereby reducing the design dimension and miniaturizing the optical pickup device. .
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 광디스크의 기록면과 평행하게 설치되는 실리콘기판 일측면에서 광의 진행방향에 대하여 수직성분의 편광레이저를 방출시키는 레이저다이오드가 설치되며, 이 레이저다이오드의 설치측방에 설치되어 광디스크상에서 반사된 반사광을 수광하는 광검출기 및 레이저광을 광디스크에 집속시키는 대물렌즈가 구비된 광픽업장치에 있어서, 실리콘기판의 상부면과 예각으로 설치되어 레이저광을 선택적으로 투과 및 반사시킴과 동시에 반사광의 일부를 수용하며 광속경계부에 광량구배를 발생시키는 광프리즘과, 상기 광프리즘과 광디스크사이에 설치되어 레이저광의 위상을 변환시키는 파장판과, 이 파장판을 경유한 레이저광을 광쪽에 따라 다른 투과율로 분리투과시키는 광조절판을 포함하여 이루어지는 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치를 제공한다.The present invention for achieving the above object is provided with a laser diode which emits a polarization laser of a vertical component with respect to the traveling direction of the light from one side of the silicon substrate is installed in parallel with the recording surface of the optical disk, the installation side of the laser diode An optical pickup apparatus having a photodetector mounted on an optical disk for receiving reflected light reflected on an optical disk and an objective lens for focusing laser light on the optical disk, wherein the optical pickup device is installed at an acute angle with the upper surface of the silicon substrate to selectively transmit and reflect the laser light. A light prism for receiving a portion of reflected light and generating a light gradient in the light beam boundary, a wavelength plate provided between the optical prism and the optical disk to convert the phase of the laser light, and a laser light passing through the wavelength plate. It consists of a light control plate for separating and transmitting at different transmittances depending on the side Provided is a light control dual focus optical pickup device.
제1도는 종래 듀얼 포커스 광픽업장치의 개략도.1 is a schematic diagram of a conventional dual focus optical pickup device.
제2도는 본 발명에 따른 듀얼 포커스 광픽업장치의 배치도.2 is a layout view of a dual focus optical pickup apparatus according to the present invention.
제3(a)도는 본 발명이 디지털 비디오 디스크를 재생하는 것을 보인 개략도.3 (a) is a schematic diagram showing that the present invention reproduces a digital video disc.
제3(b)도는 본 발명이 디지털 오디오 디스크를 재생하는 것을 보인 개략도.3 (b) is a schematic diagram showing that the present invention reproduces a digital audio disc.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 실리콘기판 5 : 레이저다이오드1: silicon substrate 5: laser diode
10 : 광프리즘 12 : 편광분리부10: optical prism 12: polarization separator
14 : 반사형나이프에지부 20 : 파장판14: reflection type knife edge portion 20: wave plate
30 : 광조절판 32 : 외부판30: light control plate 32: outer plate
34 : 내측원형판 40 : 대물렌즈34: inner circular plate 40: objective lens
50 : 광디스크 55 : 기록면50: optical disk 55: recording surface
60 : 광검출기60: photodetector
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 제2도에 도시된 바와 같이, 상부에 광학소자가 설치되는 실리콘기판(1)이 광디스크(50)의 기록면과 평행하게 설치된다.In the present invention, as shown in FIG. 2, a
상기 실리콘기판(1)의 상부면에는 실리콘기판(1)상에서 예각으로 광프리즘(10)이 설치된다. 이 광프리즘(10)은 상측사면에서 레이저광의 위상에 따라 선택적으로 투과 및 반사시키는 편광분리부(12)와, 하측사면에서 반사광의 일부를 수용하여 전반사시키며 광속경계면에 광량구배를 부여하는 반사형나이프에지부(14)로 이루어진다. 이 반사형나이프에지부(14)는 반사광의 일부에 광량구배가 발생하도록 사각형상의 렌즈부 내측에서 반사광의 일측을 간섭할 수 있는 복굴절 방해석 성분의 입자가 코팅 형성되어 실리콘기판(1)면과 수평으로 배열형성된다.An
또한, 상기 편광분리부(12)는 입사면에 대하여 평행한 성분의 레이저광을 투과시키고, 입사면에 대하여 수직한 성분의 레이저광을 반사시키므로 광디스크상의 입사광과 반사광의 광경로를 상이하게 한다.In addition, the
그리고, 상기 실리콘기판(1)상에는 광프리즘(10)과 일정거리로 이격되도록 레이저다이오드(5)가 설치되고, 이 레이저다이오드(5)에서는 광의 진행방향에 대하여 수직한 성분으로 편광된 즉, S파로 위상변화된 일정파장의 레이저광을 방출한다.In addition, a
상기한 레이저다이오드(5)의 측방에는 광디스크(50)상에서 반사되어 광정보가 독출된 반사광이 수광되는 광검출기(60)가 설치되고, 이 광검출기(60)는 광프리즘(10)의 반사형나이프에지부(14)에서 발생된 명암차로부터 포커스에러검출을 위하여 이분할 포토디텍터가 양측으로 배치되어 형성된다.On the side of the
한편, 상기 광프리즘(10)과 광디스크(50)사이에는 파장판(20)이 설치되어 레이저광의 편광성을 변화시키고, 이 파장판(20)의 상측에는 파장판(27)을 경유한 레이저광을 상호 다른 투과율로 분리투과시키는 광조절판(30)이 설치된다. 이 광조절판(30)은 레이저광을 제1투과율로 투과시키는 내측원형판(32)과, 환형인 원형의 투광막으로 형성되며 레이저광을 제2투과율로 투과시키는 외부판(34)으로 구성된다. 그리하여, 상기한 제1 투과율은 제2 투과율보다 크게 설정되도록 예컨데, 내측 원형판(32)의 투과율이 1인 전투과막으로 형성되고, 외부판(32)의 투과율을 1/2인 반투과막으로 형성시켜 광디스크(50)상에 집광되는 레이저광의 입사광세기분포를 가변시킬 수 있게 된다. 이렇게 가변되는 입사광세기분포는 내측원형판(34)과 외부판(32)을 경유한 레이저광의 광세기가 상이하므로 광디스크(50)상에 집광되는 레이저광의 최외각입사각이 광세기에 따라 다르게 되므로 광디스크(50)상에서 광스폿의 직경 및 그 심도를 조절할 수 있게 된다.On the other hand, the
그리고, 이 광조절판(30)의 상측에는 광조절판(30)을 경유한 레이저광을 광디스크(50)에 집속시키는 대물렌즈(40)가 구비된다.In addition, an
다음에는 상기와 같이 이루어진 본 발명의 작용을 설명한다.Next will be described the operation of the present invention made as described above.
먼저, 제3(a)도 및 제3(b)도에 도시된 바와 같이 일정파장의 레이저광이 레이저다이오드(5)로부터 방출되는데, 이 레이저다이오드(5)는 레이저광의 진행방향에 대하여 입사면에 수직성분인 광 예컨데, S편광이 방출되도록 레이저광의 위상을 조절시켜 레이저광을 방출한다. 이 편광된 레이저광은 레이저다이오드(5)에서 광프리즘(10) 상면에 형성된 편광분리부(12)로 조사되는데, 이 편광분리부(12)는 편광스플리팅코팅처리되어 있으므로 입사면에 대해 수직성분인 S편광을 반사시키고 입사면에 수평성분인 P편광을 투과시킨다. 그러므로, 이 편광분리부(12)에 의해 레이저광은 반사되어 광경로가 파장판(20)측으로 조사된다. 이렇게 조사된 레이저광은 파장판(20)에 의해 직선편광이 원편광으로 편광된다. 이렇게 원편광으로 편광된 레이저광은 파장판(20)에서 광조절판(30)으로 조사되고, 이 광조절판(30)에 의해 레이저광은 분리투과된다. 이때, 광조절판(30)의 내측원형판(34)을 통하는 레이저광은 전투과되고, 외부판(32)을 통하는 레이저광은 반투과되므로 단일한 광폭의 레이저광에 대하여 광의 세기가 다르게 분리투과되는 것이다. 이렇게 상이한 광세기분포로 분리되어 투과된 레이저광중에서 내측원형판(34)을 투과한 레이저광은 전투과되어 대물렌즈(40)를 경유하여 광축을 기준으로 최외각입사각이 θ1으로 집광됨과 동시에 외부판(32)을 투과한 레이저광은 대물렌즈(40)를 경유하여 광축을 기준으로 최외각입사각이 θ2로 집광된다. 즉, 내측원형판(34)과 외부판(32)으로 구성된 광조절판(30)을 경유한 레이저광은 광량에 따라 각각 다른 최외각입사각을 갖게 되어 서로 다른 개구수(N.A. : Numerical Aperture)로 대물렌즈(40)로 조사되어 광디스크(50)상으로 집광된다.First, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), a laser beam having a constant wavelength is emitted from the
그런데, 상기 상호 다른 개구수로 광조절판(30)을 경유하여 대물렌즈(40)에 의해 집광되는 레이저광은 광디스크(50)상에서 입사시에 레이저광의 최외각입사각이 각각 다르므로 다음과 같은 수학식에 의해 그 개구수와 광스폿의 직경 및 초점심도가 각각 결정된다.However, the laser beams focused by the
최외각입사각 θ1, θ2에 대한 개구율N.A.의 결정은 매질의 굴절율을 η하면,The crystallinity of the opening ratio N.A. for the outermost incident angles θ1 and θ2 is η when the refractive index of the medium is η,
[수학식 1][Equation 1]
N.A.1 = ηsinθ1 N.A.2 = ηsinθ2N.A.1 = ηsinθ1 N.A.2 = ηsinθ2
이고, 상기 개구수에 대한 빔의 반경 W은(K는 상수),Where the radius W of the beam with respect to the numerical aperture is K is a constant,
[수학식 2][Equation 2]
이므로, 광스폿의 직경은 개구수에 반비례하고, 빔스폿직경에 대한 초점심도 D는 (R은 상수),Since the diameter of the light spot is inversely proportional to the numerical aperture, the depth of focus D for the beam spot diameter is (R is a constant)
[수학식 3][Equation 3]
이므로, 광스폿이 작게 되는 조건은 레이저광의 파장이 작을수록 작게 되고, 개구수가 클수록 작게 되므로, 이렇게 내측원형판(34)과 외부판(32)을 경유하여 각각 다른 최외각입사각의 차이로 인한 광스폿의 직경의 차이는, 내측원형판(34)을 투과하여 집광되는 광보다 외부판(32)을 투과하여 집광되는 광이 더 작게 된다.Therefore, the condition that the light spot becomes small is smaller as the wavelength of the laser light becomes smaller and becomes smaller as the numerical aperture becomes larger. Thus, the light spot due to the difference in the outermost incidence angles respectively different through the inner
그리하여, 각각의 광디스크(50) 예컨데, 제3(a)도에 도시된 바와 같이 두께가 0.6nm인 디지털 비디오 디스크를 재생하는 경우에는 상기 파장판(20)에서 편광되어 외부판(32)을 반 투과하고, 이렇게 반투과된 레이저광은 대물렌즈(40)에 의해 광축에 대하여 θ2로 광디스크(50)상에서 약 0.8μm크기의 광스폿을 형성하게 되어 기록면(55)에서 회절과 간섭이 되어 광량 및 광의 유무로 광정보를 독출하게 된다. 이때, 본 발명에서는 디지털 비디오 디스크전용 렌즈를 사용하므로 기록면(55)에서 구면수차의 발생없이 정확하게 집광된다.Thus, for each
그리고 두께가 1.2mm인 디지털 오디오 디스크의 재생시에는 제3(b)도에 도시된바와 같이, 파장판(20)에서 원편광된 레이저광이 내측원형판(34)에서 전투과되어 대물렌즈(40)에 의해 접속되고, 이 레이저광은 광축에 대하여 θ1으로 광디스크(50)상에서 개구수가 상기 수학식 1의 N.A.1로서 작게 된다. 이는 디지틸 오디오 디스크와 디지털 비디오 디스크가 각각 0.6mm의 두께 차이가 존재하므로 구면수차가 발생하게 되므로, 이 구면수차는 Δd가 광디스크(50)의 두께이고, n이 굴절율이라 하면,When the digital audio disc having a thickness of 1.2 mm is reproduced, as shown in FIG. 3 (b), the laser light circularly polarized by the
[수학식 4][Equation 4]
에서 결정된다. 이때, 구면수차의 발생이 적은 광축 주변의 레이저광을 내측원형판(34)으로 전투과시켜 개구수를 작게 하고, 외부판(32)을 반투과하는 레이저광은 그 개구수가 내측원형판(34)을 투과하는 레이저광보다 커지게 된다. 그러므로, 디지털 비디오 디스크 재생전용의 대물렌즈(40)로 디지털 비디오 디스크를 재생함과 동시에 내측원형판(34)을 전투과하여 개구수가 작아진 레이저광은 상기 수학식 4에 의하여 개구수가 N.A.1로서 작아지도록 조정가능하므로 구면수차는 (N.A.)4에 비례하게되어 구면수차가 현저하게 감소한다. 이에 따라 개구수가 작아져 광스폿의 직경은 수학식 2에 따라 개구수에 반비례하므로 광디스크(50)상 즉, 디지털 오디오 디스크상에서 1.6μm의 크기보다 광스폿의 직경이 크게 집광되므로 트랙피치가 1.6μm와 기록면(55)의 최단길이가 0.834μm인 디지탈 오디오 디스크상에서 기록면(55)에서 회절과 간섭이 되어 광량 및 광의 유무로 광정보를 독출하게 된다.Is determined. At this time, the laser light around the optical axis with less occurrence of spherical aberration is battled with the inner
그리하여, 상기와 같은 과정으로 각각의 광디스크(50)상에서 광정보를 독출한 레이저광은, 대물렌즈(40) 및 광조절판(30)을 경유하여 파장판(20)으로 조사된다. 이 레이저광은 파장판(20)의 투과시에 원편광이 직선편광으로 편광된다. 이때, 직선편광된 레이저광은 광디스크(50)상에서 반사시 역전된 원편광이 파장판(20)으로 입사되므로, 초기 파장판(20)에 입사시와는 직교하는 편광방향을 갖는 P파의 직선편광이 된다. 이렇게 역전된 직선편광의 레이저광은 파장판(20)에서 광프리즘(10) 상면의 편광분리부(12)로 조사되고, 이 직선편광의 레이저광은 편광분리부(12)에 의해 투과,회절된다. 이러한 투과는 편광분리부(12)가 P파에 대하여 투과되도록 편광스플리팅코팅되어 있으므로 레이저광은 편광분리부(12)를 투과 및 회절하게 된다. 그리하여, 상기 편광분리부(12)를 투과한 레이저광은 반사형나이프에지부(14)를 경유하고, 이 레이저광은 반사형나이프에지부(14)에 의해 광속의 경계면에 광량구배를 부여하게 된다 이러한 광량구배의 부여는 광디스크(50) 상에서의 포커싱에러검출을 위한 것으로 반사형나이프에지부(14)로부터 전반사됨과 동시에 반사형나이프에지부(14)에 조사되는 반사광의 일부 즉, 광축을 기준으로 일측의 광속만을 수용하고 타측의 광속은 배제하도록 반사형나이프에지부(14)의 일단부에 투과면을 형성한다. 그러므로 일부만 수용된 레이저광은 광프리즘(10)에서 반사광의 수용경로 또한 입사광과 상이하게 됨과 동시에 광량구배의 발생에 의한 나이프에지법으로 포커스에러의 검출이 가능하게 되어 광프리즘(10)을 통과하게 된다. 이렇게 광프리즘(10)의 반사형나이프에지부(14)에서 전반사된 레이저광은 방출시와는 다른 광경로로 포커스에러신호를 가지고 레이저다이오드(5)와 광프리즘(10)사이에 설치된 이분할 방식의 포토디텍터인 광검출기(50)로 조사된다.Thus, the laser light that reads the optical information on each
이와같이, 각각의 경로를 경유하여 광정보를 독출한 레이저광은 회절과 간섭및 반사 투과되어 디지털 오디오신호 및 디지털 비디오신호를 원래의 전기적 신호로 출력시키고, 이 출력된 광신호는 디지털 신호처리부(도시않됨)에 의해 원래의 신호로 복조됨으로써 광디스크상에 기록된 오디오신호인 알에프(R.F)신호와 에러검출신호인 포커스신호, 트랙킹신호가 출력되는 것이다.In this way, the laser light, which reads the optical information via each path, is diffracted, interfered and reflected and transmitted to output a digital audio signal and a digital video signal as an original electrical signal, and the output optical signal is a digital signal processor (not shown). Demodulated to the original signal to output an RF (RF) signal which is an audio signal recorded on the optical disc, a focus signal which is an error detection signal, and a tracking signal.
이와 같이 본 발명은, 투과율이 다른 광조절판(30)으로 레이저광을 투과시키므로 디지털 비디오 디스크의 재생시에는 광조절판(30)의 외부판(32)을 반투과하여 대물렌즈(40)에서 집광되므로 광디스크상(50)에 약 0.8μm직경의 크기로 광스폿을 형성하여 디지털 비디오 디스크를 재생하고, 디지털 오디오 디스크의 재생시에는 레이저광이 상기 광축부분의 광은 내측원형판(32)을 전투과하여 대물렌즈(40)에 의해 광디스크(50)상에 집광됨과 동시에 최외각입사각이 디지털 비디오 디스크의 재생시보다 작게 입사되어 상호 광디스크(50)의 두께차이로 발생되는 구면수차를 대폭 감소시키므로 광디스크(50)상에 1.6μm크기보다 큰 직경의 광스폿을 형성하므로 기록면의 폭이 큰 디지털 오디오 디스크도 광량의 손실없이 정확하게 재생할 수 있는 것이다.As described above, the present invention transmits the laser light through the
본 발명 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치는, 광정보를 판독하는 레이저광의 방출부와 수광부를 동일한 평면상에 배치시키고, 광디스크간의 두께차이로 인한 구면수차의 발생을 감소시키므로 기록용량이 다른 각각의 광디스크를 동시에 재생할 수 있으며 광학소자간의 정열배치가 단순화됨과 동시에 일체로 제작될 수 있어 제작시 각각의 광학소자가 정확한 위치에 배열되므로 광픽업장치의 제작비를 저감시키며 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 복수개의 광디스크에 따라 광량을 조절하여 재생시키므로 광량의 손실을 최소화하여 광픽업장치의 기능이 향상되는 효과가 있는것이다.The light intensity control dual focus optical pickup device of the present invention arranges the emitting portion and the receiving portion of the laser beam for reading optical information on the same plane, and reduces the occurrence of spherical aberration due to the thickness difference between the optical disks. Optical discs can be played at the same time, and the alignment of the optical elements can be simplified and can be fabricated integrally. Therefore, each optical element is arranged at the correct position. Therefore, the manufacturing cost of the optical pickup device can be reduced and reliability can be improved. Since the amount of light is adjusted and reproduced according to the optical disc, the function of the optical pickup device is improved by minimizing the loss of the amount of light.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970069006A KR100272086B1 (en) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | Beam adjusted type dual focus optical pickup device |
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KR19990049984A KR19990049984A (en) | 1999-07-05 |
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ID=19527386
Family Applications (1)
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KR1019970069006A KR100272086B1 (en) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | Beam adjusted type dual focus optical pickup device |
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KR (1) | KR100272086B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0944887A (en) * | 1995-07-25 | 1997-02-14 | Sony Corp | Optical pickup and reproducing device |
KR970050359A (en) * | 1995-12-30 | 1997-07-29 | 배순훈 | Integrated dual focus optical pick-up device |
-
1997
- 1997-12-16 KR KR1019970069006A patent/KR100272086B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0944887A (en) * | 1995-07-25 | 1997-02-14 | Sony Corp | Optical pickup and reproducing device |
KR970050359A (en) * | 1995-12-30 | 1997-07-29 | 배순훈 | Integrated dual focus optical pick-up device |
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