KR100280183B1 - Optical disk device using acoustooptic modulation - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 디스크 장치에 있어서; 레이저 다이오드 드라이버 IC(Integrated Circuit)는 광 디스크 장치의 레이저 다이오드에서 소정 크기의 레이저 빔이 지속적으로 발생되도록 다단의 전류를 인가하고; 레이저 다이오드는 레이저 다이오드 드라이버 IC의 제어에 의해 레이저 빔을 지속적으로 발생시키며; 레이저 빔 변화 수단은 레이저 다이오드에서 발생된 레이저 빔의 회절 각도와 레이저 빔의 광량을 변화시키고, 레이저 빔을 고속으로 스위칭시키고; 제어 수단은 레이저 빔이 레이저 다이오드에서 지속적으로 발생되도록 레이저 다이오드 드라이버 IC를 제어하고, 레이저 빔 변화 수단에서 레이저 빔이 고속으로 스위칭되도록 제어하도록 하는 특징이 있다. 따라서, 본 발명은 레이저 다이오드 드라이버 IC는 항상 레이저 빔을 조사하고, 음향 광학 변조기(Acousto-Optic Modulator)에서 전압으로 레이저 빔을 고속으로 스위칭할 수 있어 고가의 레이저 다이오드 드라이버 IC를 저가의 레이저 다이오드 드라이버 IC로 대체하여 저가의 광픽업장치를 제공할 수 있다The present invention provides an optical disk device; The laser diode driver IC (Integrated Circuit) applies a multi-stage current to continuously generate a laser beam of a predetermined size in the laser diode of the optical disk device; The laser diode continuously generates a laser beam under control of the laser diode driver IC; The laser beam changing means changes the diffraction angle of the laser beam generated in the laser diode and the amount of light of the laser beam, and switches the laser beam at high speed; The control means is characterized by controlling the laser diode driver IC so that the laser beam is continuously generated at the laser diode, and controlling the laser beam to be switched at high speed by the laser beam changing means. Therefore, in the present invention, the laser diode driver IC always irradiates the laser beam, and can switch the laser beam at high speed in an acousto-optic modulator at high speed, thereby replacing the expensive laser diode driver IC with a low-cost laser diode driver. Can be replaced by IC to provide a low-cost optical pickup device

Description

음향 광학 변조를 이용하는 광 디스크 장치Optical disk device using acoustooptic modulation

본 발명은 광 디스크 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미러(Mirror)를 통해 레이저 빔(Laser Beam)을 반사하지 않고, 음향 광학 변조기(Acousto-Optic Modulator)를 통해 레이저 빔의 반사량을 조절함과 동시에 레이저 다이오드 드라이버 IC에서 레이저 빔을 스위칭하지 않고 음향 광학 변조기에서 레이저 빔을 고속으로 스위칭시켜 레이저 빔을 디스크(Disc)에 조사시키는 음향 광학 변조를 이용하는 광 디스크 장치를 제공하는 있다.The present invention relates to an optical disk device, and more particularly, to adjust a reflection amount of a laser beam through an acoustic-optic modulator without reflecting a laser beam through a mirror. At the same time, there is provided an optical disk apparatus using an acousto-optic modulation for irradiating a laser beam to a disc by switching the laser beam at a high speed in the acoustooptic modulator without switching the laser beam in the laser diode driver IC.

일반적으로, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 비디오 디스크(DVD) 등과 같은 광기록 매체는 수 인치(inch)의 직경과 1.2mm의 박형 두께를 갖으나 기존 2 메가바이트 내의 용량을 갖는 자기기록매체인 플로피 디스크에 비해 그 용량이 수백배에 달하는 수백 메가바이트 데이터 저장 능력을 갖고, 데이터 기록층으로서 광이 반사하는 반사면을 가지며 이 반사면에 오목하게 형성되는 피트의 조합으로 되는 음향, 문자, 그래픽 등의 정보를 저장하는 저장매체로, 이와 같은 대용량 저장능력을 갖는 콤팩트 디스크의 개발과 함께 초고밀도로 저장된 데이터를 읽기 오류 없이 정밀하고 고속으로 읽어들이고, 데이터를 디스크에 기록하는 광 디스크 장치의 개발이 꾸준하게 진행되고 있다.In general, optical recording media such as compact discs (CDs), digital video discs (DVDs), etc., floppies are magnetic recording media having a diameter of several inches and a thin thickness of 1.2 mm but having a capacity within 2 megabytes. Hundreds of megabytes of data storage capacity, which is hundreds of times larger than a disk, has a reflective surface that reflects light as a data recording layer, and is composed of a combination of pits formed concave on the reflective surface. As a storage medium for storing information, the development of a compact disk having such a large capacity and the development of an optical disk device for reading data stored at high density with high precision and high speed without reading errors and writing data to the disk It is going on steadily.

또한, 이러한 광 디스크 장치는 여러 종류의 디스크(CD, DVD 등)를 혼용하여 재생/기록할 수 있는 장치의 개발로 발전되어 왔으며, 이로 인하여 사용자는 하나의 광 디스크 장치를 통하여 임의의 디스크를 병용하여 재생/기록할 수 있게 되었다.In addition, such an optical disk device has been developed with the development of a device capable of playing / recording a mixture of various types of disks (CD, DVD, etc.), and thus, a user can use an arbitrary disk together through one optical disk device. Can be played back / recorded.

디스크는 통상 CD와 DVD로 구분할 수 있으며, CD는 CD/R과 CD/RW로 구분되고, DVD는 DVD/R과 DVD/RW로 구분된다. 또한, DVD는 정보의 기록에 따라 DVD-S와 DVD-D로 나뉜다. 여기서, CD는 음성정보전용과 동영상정보 및 음성정보가 혼용된 제품으로 구분되며, DVD는 하나의 트랙(Track)에 하나의 정보만이 단층(Single Layer)으로 기록된 DVD-S와, 하나의 트랙에 두 개의 정보가 복수층(Dual Layer)으로 동시에 기록된 DVD-D로 구분된다.Discs are usually divided into CDs and DVDs, CDs are divided into CD / R and CD / RW, and DVDs are divided into DVD / R and DVD / RW. In addition, DVD is divided into DVD-S and DVD-D according to recording of information. Here, the CD is divided into a product that contains only audio information and video information and audio information, and the DVD is a DVD-S in which only one information is recorded in a single layer on one track, and one Two pieces of information on the track are divided into DVD-Ds recorded simultaneously in dual layers.

이러한 광 디스크 장치(3빔식)의 구성은 도 1에 도시되어 있다. 먼저, 인코더(Encoder)(1)의 제어 신호를 받은 레이저 다이오드 드라이버 IC(Integrated Circuit)(2)는 레이저 빔을 발생하는 레이저 다이오드(3)를 구동시키도록 구성된다.The configuration of such an optical disk device (3-beam type) is shown in FIG. First, the laser diode driver IC (Integrated Circuit) 2 which receives the control signal of the encoder 1 is configured to drive the laser diode 3 which generates the laser beam.

레이저 다이오드(3)는 레이저 다이오드 드라이버 IC(2)의 구동에 따라 CD인 경우에는 780nm 파장을 갖는 레이저 빔을 발생하고, DVD인 경우에는 650nm 파장을 갖는 레이저 빔을 발생시키도록 구성된다. 여기서, 레이저 다이오드(3)는 레이저 다이오드 드라이버 IC(2)의 제어에 따라 디스크(Disc)(9)의 데이터를 읽는 경우 최소 5mW에서 최대 12mW의 레이저 빔을 발생하고, 디스크(9)에 데이터를 기록하는 경우에는 70mW 정도의 레이저 빔이 발생된다.The laser diode 3 is configured to generate a laser beam having a wavelength of 780 nm in the case of a CD and a laser beam having a wavelength of 650 nm in the case of a DVD according to the driving of the laser diode driver IC 2. Here, when the laser diode 3 reads the data of the disc 9 under the control of the laser diode driver IC 2, the laser diode 3 generates a laser beam of at least 5 mW up to 12 mW, and transmits the data to the disc 9. When recording, a laser beam of about 70 mW is generated.

그레이팅(Grating: 회절격자)(4)은 레이저 다이오드(3)에서 발생되어 방출되는 1개의 레이저 빔을 트랙킹 서보(Tracking Servo) 수행을 위해 3개의 레이저 빔으로 분리시킨다.The grating 4 separates one laser beam generated and emitted from the laser diode 3 into three laser beams for performing tracking servo.

빔 스플릿터(Beam Splitter)(5)는 그레이팅(4)에서 분리된 3개의 레이저 빔을 반사 및 투과시킨다.A beam splitter 5 reflects and transmits three laser beams separated in the grating 4.

콜리메이트 렌즈(Collimate Lens)(6)는 그레이팅(4)에서 분할된 발산광 형태의 3개의 레이저 빔이 빔 스플릿터(5)를 통과하여 조사되면 이를 평형광으로 변화시킨다.The collimate lens 6 converts three laser beams in the form of divergent light split by the grating 4 into balanced light when irradiated through the beam splitter 5.

미러(Mirror)(7)는 콜리메이트 렌즈(6)를 통과한 평형광이 디스크(9)에 조사되도록 레이저 빔의 방향을 변화시킨다.The mirror 7 changes the direction of the laser beam such that the balanced light that has passed through the collimating lens 6 is irradiated onto the disk 9.

대물 렌즈(Objective Lens)(8)는 미러(7)에서 방향이 변화된 레이저 빔을 집광시켜 디스크(9)에 조사한다.The objective lens 8 collects a laser beam whose direction is changed in the mirror 7 and irradiates the disk 9.

접속/원통 렌즈(10)는 포커스 서보(Focus Servo) 수행을 위해 디스크(9)에서 반사된 레이저 빔을 비점수차로 변환시킨다.The splicing / cylindrical lens 10 converts the laser beam reflected from the disk 9 into astigmatism for performing Focus Servo.

포토 다이오드 IC(Integrated Circuit)(11)는 4개로 분할되어 데이터를 판독하는 주 포토 다이오드와 트랙(Track)을 추종하기 위해 각각 분리된 보조 포토 다이오드에 수광되는 레이저 빔을 전기 신호로 변환시킨다. 도면중 미설명 부호 12는 빔 스프릿터(5)에서 투과되는 레이저 빔을 수광하여 APC(Automatic Power Control)과 OPC(Optimum Power Control)를 수행하기 위한 신호를 출력하는 모니터 포토 다이오드이다.The photodiode integrated circuit 11 is divided into four and converts the laser beams received by the separate auxiliary photodiodes into electrical signals to track the main photodiodes and tracks for reading data. In the drawing, reference numeral 12 is a monitor photodiode that receives a laser beam transmitted from the beam splitter 5 and outputs a signal for performing APC (Optical Power Control) and OPC (Optimum Power Control).

이러한 광 디스크 장치의 작용을 설명하면 먼저, 레이저 다이오드 드라이버 IC(2)의 제어에 따라 레이저 다이오드(3)에서 레이저 빔이 발생되어 방사되고, 이는 그레이팅(4)에서 3개의 빔으로 분리된 후 빔 스플릿터(5)로 입사된다. 빔 스플릿터(5)로 입사된 레이저 빔은 반사 및 투과되어 콜리메이트 렌즈(6)에서 평형광으로 변화되고, 콜리메이트 렌즈(6)에서 평형광으로 변화된 3개의 레이저 빔은 미러(7)에 의해 대물 렌즈(8)로 반사된다. 그러면, 대물 렌즈(8)는 3개의 레이저 빔을 집광시켜 디스크(9)의 피트(Pit)에 조사한다.Referring to the operation of the optical disk device, first, a laser beam is generated and radiated from the laser diode 3 under the control of the laser diode driver IC 2, which is separated into three beams in the grating 4 and then the beam. It enters into the splitter 5. The laser beam incident on the beam splitter 5 is reflected and transmitted to the balanced light in the collimated lens 6, and the three laser beams changed to the balanced light in the collimated lens 6 are transmitted to the mirror 7. This is reflected by the objective lens 8. Then, the objective lens 8 condenses three laser beams and irradiates the pits of the disk 9.

또한, 디스크의 피트에 조사되어 반사된 레이저 빔은 대물 렌즈(8), 미러(7), 콜리메이트 렌즈(6), 빔 스플릿터(5), 접속/원통 렌즈(10)를 거쳐 포토 다이오드 IC(11)로 수광된다.In addition, the laser beam irradiated and reflected on the pit of the disk is passed through the objective lens 8, the mirror 7, the collimated lens 6, the beam splitter 5, and the connection / cylindrical lens 10 to the photodiode IC. It is received by (11).

그리고, 디스크(9)의 표면에 데이터 기록시에도 레이저 다이오드 드라이버 IC(2) 및 인코더(1)의 제어에 의해 기록이 가능한 세기(약 70mW정도)의 레이저 빔이 레이저 다이오드(3)에서 발생되어 상기와 같은 경로를 통해 디스크(9)의 표면에 조사되어 디스크(9)의 표면에 피트를 형성시킨다.When the data is written on the surface of the disc 9, a laser beam of intensity (about 70 mW) that can be recorded by the control of the laser diode driver IC 2 and the encoder 1 is generated in the laser diode 3 Through the above path, the surface of the disk 9 is irradiated to form pits on the surface of the disk 9.

그런데, 이와 같은 종래의 광 디스크 장치에 의하면 다음과 같은 문제점들이 발생한다.However, according to the conventional optical disk device, the following problems occur.

첫째로, 디스크에 데이터를 기록시 레이저 다이오드 드라이버 IC는 도 2의 I-T 그래프와 같이 레이저 다이오드에 인가되는 전류를 고속으로 스위칭해야 되므로 고속 스위칭이 가능한 고가의 레이저 다이오드 드라이버 IC가 사용된다.First, since the laser diode driver IC needs to switch the current applied to the laser diode at a high speed as shown in the I-T graph of FIG. 2, an expensive laser diode driver IC capable of high speed switching is used.

둘째로, 고속 스위칭시 발생되는 고주파 전류에 의해 레이저 다이오드에서 발생되는 레이저 빔에 노이즈가 발생한다.Second, noise is generated in the laser beam generated from the laser diode by the high frequency current generated at the high speed switching.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 첫 번째 목적은 레이저 다이오드 드라이버 IC는 항상 레이저 빔을 조사하고, 음향 광학 변조기(Acousto-Optic Modulator)에서 전압으로 레이저 빔을 고속으로 스위칭시키므로 고가의 레이저 다이오드 드라이버 IC를 저가의 레이저 다이오드 드라이버 IC로 대체하여 저가의 광픽업장치를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention is to solve such problems, the first object of the present invention is that the laser diode driver IC always irradiates the laser beam, and the laser beam at a high speed in the Acousto-Optic Modulator By switching, an expensive laser diode driver IC is replaced with a low cost laser diode driver IC to provide a low-cost optical pickup device.

또한, 본 발명의 두 번째 목적은 레이저 다이오드 드라이버 IC에서 전류 제어에 의해 레이저 빔의 고속 스위칭이 이루어지지 않고, 음향 광학 변조기에서 전압 제어에 의해 레이저 빔의 고속 스위칭이 이루어지므로 레이저 다이오드에서 고주파 전류에 의한 노이즈(Noise)가 발생되지 않아 노이즈가 적은 광 디스크 장치를 제공하는 데 있다.In addition, the second object of the present invention is that the high speed switching of the laser beam is not performed by the current control in the laser diode driver IC, and the high speed switching of the laser beam is performed by the voltage control in the acousto-optic modulator. It is to provide an optical disk device with low noise because no noise is generated.

도 1은 일반적인 광 디스크 장치의 구성을 보인 구성도이고,1 is a block diagram showing a configuration of a general optical disk device,

도 2는 종래의 레이저 다이오드 드라이버 IC가 디스크에 데이터를 기록시 레이저 다이오드에 전류 인가하는 것을 보인 I-T그래프이며,2 is an I-T graph showing that a conventional laser diode driver IC applies current to a laser diode when writing data to a disc.

도 3은 본 발명에 의한 음향 광학 변조를 이용하는 광 디스크 장치의 구성을 보인 구성도이고,3 is a block diagram showing the configuration of an optical disk apparatus using acoustooptic modulation according to the present invention;

도 4는 본 발명에 적용된 음향 광학 변조기의 작용을 보인 작용도이며,4 is a functional diagram showing the operation of the acoustooptic modulator applied to the present invention,

도 5는 본 발명에 적용된 음향 광학 변조기의 음향 파장 세기에 따른 반사율의 변화를 보인 R-Is 그래프이다.5 is an R-Is graph showing the change of reflectance according to the acoustic wavelength intensity of the acoustooptic modulator applied to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

1, 100 : 인코더 2, 200 : 레이저 다이오드 드라이버 IC1, 100: encoder 2, 200: laser diode driver IC

3, 300: 레이저 다이오드 400 : 음향 광학 변조기3, 300: laser diode 400: acousto-optic modulator

이와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 레이저 다이오드 드라이버 IC(Integrated Circuit)는 광 디스크 장치의 레이저 다이오드에서 소정 크기의 레이저 빔이 지속적으로 발생되도록 다단의 전류를 인가하고; 레이저 다이오드는 레이저 다이오드 드라이버 IC의 제어에 의해 레이저 빔을 지속적으로 발생시키며; 레이저 빔 변화 수단은 레이저 다이오드에서 발생된 레이저 빔의 회절 각도와 레이저 빔의 광량을 변화시키고, 레이저 빔을 고속으로 스위칭시키고; 제어 수단은 레이저 빔이 레이저 다이오드에서 지속적으로 발생되도록 레이저 다이오드 드라이버 IC를 제어하고, 레이저 빔 변화 수단에서 레이저 빔이 고속으로 스위칭되도록 제어하도록 하는 점에 있다.A feature of the present invention for achieving the above objects is that the laser diode driver IC (Integrated Circuit) applies a multi-stage current to continuously generate a laser beam of a predetermined size in the laser diode of the optical disk device; The laser diode continuously generates a laser beam under control of the laser diode driver IC; The laser beam changing means changes the diffraction angle of the laser beam generated in the laser diode and the amount of light of the laser beam, and switches the laser beam at high speed; The control means is to control the laser diode driver IC so that the laser beam is continuously generated at the laser diode, and to control the laser beam to be switched at high speed in the laser beam changing means.

여기서, 레이저 빔 변화 수단은 소정의 매질에 음향파 진동을 주어 레이저 빔을 제어하는 음향 광학 변조기(Acousto-Optic Modulator)이다.Here, the laser beam changing means is an acoustic-optic modulator for controlling the laser beam by giving acoustic wave vibration to a predetermined medium.

또한, 제어 수단은 레이저 빔 변화 수단에서 발생되는 음향파 진동의 주파수를 제어하고, 레이저 다이오드 드라이버 IC에서 레이저 다이오드로 인가되는 전류의 크기가 결정되도록 레이저 다이오드 드라이버 IC를 제어하는 인코더(Encoder)이다.The control means is an encoder which controls the frequency of acoustic wave vibration generated by the laser beam changing means and controls the laser diode driver IC so that the magnitude of the current applied from the laser diode driver IC to the laser diode is determined.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 종래의 기술과 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 참조하고, 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals refer to the same components as in the prior art, and redundant description of the components is omitted.

도 3은 본 발명에 의한 음향 광학 변조를 이용하는 광 디스크 장치의 구성을 보인 구성도이다.3 is a block diagram showing the configuration of an optical disk apparatus using acoustooptic modulation according to the present invention.

도 3을 보면, 먼저, 인코더(Encoder)(100)는 데이터의 기록 및 재생시 일반적인 제어를 수행하며, 특히, 데이터 기록시 데이터의 인코딩(Encoding)에 의해 음향 광학 변조기(300)에서 발생되는 음향파의 진동 주파수를 제어한다.Referring to FIG. 3, first, the encoder 100 performs general control in recording and reproducing data, and in particular, the sound generated in the acoustooptic modulator 300 by encoding of the data in data recording. Control the vibration frequency of the wave.

레이저 다이오드 드라이버 IC(Integrated Circuit)(200)는 데이터의 기록 및 재생시 레이저 다이오드(300)에서 일정 세기의 레이저 빔이 지속적으로 발생되도록 레이저 다이오드(300)에 여러 채널의 전류를 인가한다.The laser diode driver IC 200 applies currents of several channels to the laser diode 300 such that a laser beam of a constant intensity is continuously generated from the laser diode 300 when data is recorded and reproduced.

레이저 다이오드(300)는 레이저 다이오드 드라이버 IC(200)에 의해 데이터의 기록 및 재생시 일정 세기의 레이저 빔을 발생한다.The laser diode 300 generates a laser beam of a constant intensity when recording and reproducing data by the laser diode driver IC 200.

음향 광학 변조기(Acousto-Optic Modulator)(400)는 인코더(100)에서 입력되는 제어 신호에 따라 전압으로 음향파의 진동 주파수를 변환시켜 레이저 다이오드(300)에서 발생된 레이저 빔의 회절 각도와 레이저 빔의 광량을 변화시키고, 또한 레이저 빔을 고속으로 스위칭시키도록 콜리메이트 렌즈(6)와 대물 렌즈(8)의 사이에 설치된다. 여기서, 음향 광학 변조기(音響 光學 變調器)(400)는 음향파 변조기라고도 불리며, 텔루르 유리, 용융 석영 등의 매질 속에 음향파 진동을 주어 굴절율의 주기 변화를 일으켜 얻어지는 회절 격자(Grating)에 의한 빛의 회절을 이용하여 회절 광강도를 변조시킨다. 음향 광학 효과는 라이트 빔이 유리와 같은 투명한 물질을 통과할 때 발생하며, 이 경우 음향파는 도 4에서와 같이 나타난다. 음향파는 RF 신호 소스에 의해 구동되는 압전 변환기에 의해 유리에서 생성된다. 이동하는 음향파의 압축(Compression)과 희박(Rarefaction)에 대응하는 유리에서의 일정한 밀도 변화는 매체에서의 빔의 전파에 대한 굴절율의 변화와 함께 발생한다. 이러한 굴절율의 변화로 이동하는 음향파는 브래그(Bragg) 분산에서처럼 크리스탈 회절 X-Ray가 원자 평면에서 투사광을 회절시킨다. 강한 파워를 가진 음향파에 대해, 음향 광학 변조기 상에 투사된 대부분의 광은 회절되어 투사방향으로부터 벗어난다.Acousto-Optic Modulator 400 converts the oscillation frequency of the acoustic wave to a voltage in accordance with the control signal input from the encoder 100 to the diffraction angle of the laser beam generated by the laser diode 300 and the laser beam It is provided between the collimated lens 6 and the objective lens 8 so as to change the amount of light and to switch the laser beam at high speed. Here, the acousto-optic modulator 400 is also called an acoustic wave modulator, and is provided by a diffraction grating obtained by giving an acoustic wave vibration in a medium such as tellurium glass or fused quartz to cause a periodic change in refractive index. The diffraction light intensity is modulated using the diffraction of. The acoustooptic effect occurs when the light beam passes through a transparent material such as glass, in which case the acoustic wave appears as shown in FIG. Acoustic waves are generated in the glass by a piezoelectric transducer driven by an RF signal source. A constant density change in the glass corresponding to the compression and rarity of the moving acoustic wave occurs with the change of the refractive index with respect to the propagation of the beam in the medium. Acoustic waves traveling at this change in refractive index cause the crystal diffraction X-Ray to diffract the projected light in the atomic plane, as in Bragg dispersion. For acoustic waves with strong power, most of the light projected onto the acoustooptic modulator is diffracted and deviates from the projection direction.

음향적으로 구동되는 매체를 통과한 라이트 빔은 아래의 수학식 1과 같은 각도로 굴절된다.The light beam passing through the acoustically driven medium is refracted at an angle as shown in Equation 1 below.

여기서, θ : 회절각도, m: 굴절계수, λ : 파장, d: 음향 파장길이이다.here, θ : Diffraction angle, m: refraction coefficient, λ : Wavelength, d: length of acoustic wavelength.

도 1에서 반사율은 아래의 수학식 2와 같다.In FIG. 1, the reflectance is shown in Equation 2 below.

여기서, R: 반사율, Is: 음향 파장 강도, L: 매질 길이, μ : 매개 변수, λo : 레이저 빔의 자유 공간 파장길이이다.Where R: reflectance, Is: acoustic wavelength intensity, L: medium length, μ : parameter, λ o : Free space wavelength of the laser beam.

음향 광학 변조기의 3가지 공통된 운영모드는 다음과 같다.The three common modes of operation of the acoustooptic modulator are:

(1) 편향: 최적의 조건에서 음향광학 변조기는 투사광의 거의 85-90%를 1계수 회절빔으로 회절시킨다. 음향 에너지 전원을 온오프하는 것만으로도 음향 광학 변조기는 신속한 광 전향기의 역할을 할 수 있다. 1계수 회절빔으로 투시광을 스위칭하는 것은, 레이저 빔이 움직이는 텔루르 유리의 볼륨에서 음향파 필드가 얼마나 신속히 온오프하는가에 따라 매우 짧은 시간에 이루어진다. 음향 광학 변조기의 음향 파장 강도(Is)를 간단히 변동함으로써 레이저 빔을 다른 각도로 전향할 수 있다. 음향광학 변조기에서 나타나는 회절빔은, 음향 구동 주파수가 30-50MHz라고 할 때 3.3mrad 각도 범위에 존재한다. 이러한 특징은 레이저 프린터와 레이저 직접 표시 장치와 같은 제품에서 부품을 움직이지 않고서도 레이저 빔을 공간에서 신속히 움직일 수 있도록 한다.(1) Deflection: Under optimal conditions, the acousto-optic modulator diffracts nearly 85-90% of the projected light into one-coefficient diffraction beam. Just by turning on and off the acoustic energy power source, the acoustooptic modulator can act as a quick light deflector. Switching the see-through light with a one-coefficient diffraction beam takes place in a very short time depending on how quickly the acoustic wave field turns on and off the volume of the tellurium glass in which the laser beam is moving. By simply varying the acoustic wavelength intensity Is of the acoustooptic modulator, the laser beam can be redirected at different angles. The diffracted beam appearing in the acoustooptic modulator is in the 3.3 mrad angular range when the acoustic drive frequency is 30-50 MHz. This feature allows products such as laser printers and direct laser displays to move the laser beam quickly in space without moving parts.

(2) 변조: 1계수 빔으로 회절된 레이저 빔의 량은 주사 레이저 빔을 회절하는 음향파의 진폭에 좌우된다. 그리므로, 음향파의 파워 레벨을 변조하여 회절된 라이트 빔의 강도를 변조할 수 있어 음성, 음악, 텔레비전을 포함한 전기 신호는 광학 통신 시스템의 일환으로서 라이트 빔의 강도를 변조할 수 있다.(2) Modulation: The amount of laser beam diffracted into one coefficient beam depends on the amplitude of the acoustic wave diffracting the scanning laser beam. Thus, the intensity of the diffracted light beam can be modulated by modulating the power level of the acoustic wave so that electrical signals, including voice, music and television, can modulate the intensity of the light beam as part of an optical communication system.

(3) 주파수 변화: 이것은 음향 광학 변조기에 가장 유용한 특징중의 하나이다. 레이저 빔의 주파수를 정확하고 안정된 양으로 변화하는 이 기능은 두 개의 라이트 빔으로부터 비트음(Bit-Note)을 생성하는 데 있어서 결정적인 역할을 한다.(3) Frequency variation: This is one of the most useful features for acousto-optic modulators. This function, which changes the frequency of the laser beam to an accurate and stable amount, plays a decisive role in generating a bit-note from two light beams.

이하, 본 발명에 의한 음향 광학 변조를 이용하는 광 디스크 장치의 작용을 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the optical disk device using the acoustooptic modulation according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 데이터를 디스크에 기록시 상기에서 설명한 바와 같이 레이저 다이오드 드라이버 IC(200)는 레이저 다이오드(300)에서 70mW의 레이저 빔이 연속적으로 발생되도록 레이저 다이오드(300)에 일정한 전류를 인가하면, 레이저 다이오드(300)에서 70mW의 레이저 빔이 발생되어 그레이팅(4)으로 조사된다. 그러면, 그레이팅(4)에서 3개의 빔으로 분리된 후 빔 스플릿터(5)로 입사되고, 빔 스플릿터(5)로 입사된 레이저 빔은 반사되어 콜리메이트 렌즈(6)에서 평형광으로 변화된 후 음향 광학 변조기(400)로 조사된다.First, as described above, when data is written to a disk, the laser diode driver IC 200 applies a constant current to the laser diode 300 such that a 70 mW laser beam is continuously generated from the laser diode 300. A laser beam of 70 mW is generated at 300 and irradiated to the grating 4. Then, the beam is split into three beams in the grating 4 and then incident to the beam splitter 5, and the laser beam incident to the beam splitter 5 is reflected and converted into balanced light in the collimated lens 6. Irradiated with the acousto-optic modulator 400.

한편, 인코더(100)에서 레이저 빔이 조사되는 시점부터 음향 광학 변조기(400)로 제어 신호를 입력시키면 음향 광학 변조기(400)는 입력되는 제어 신호에 따라 전압으로 음향파 진동의 주파수를 변동시켜 상기의 수학식 1에서와 같이 브래그(Bragg)의 회절 방정식에 따라 표면 탄성파의 주파수에 콜리메이트 렌즈(6)에서 조사되는 레이저 빔이 대응되어 회절되도록 함과 동시에 상기의 도 5에서와 같이 음향 파장 강도(Is)를 가변시켜 반사율(R) 즉, 레이저 빔의 광량을 조절하여, 레이저 빔을 고속으로 스위칭시킨다.On the other hand, when the control signal is input to the acousto-optic modulator 400 from the time when the laser beam is irradiated from the encoder 100, the acoustooptic modulator 400 changes the frequency of the acoustic wave vibration with a voltage according to the input control signal. As shown in Equation 1, the laser beam irradiated from the collimating lens 6 corresponds to the frequency of the surface acoustic wave according to Bragg's diffraction equation so that the laser beam is diffracted, and at the same time as shown in FIG. By changing the Is, the reflectance R, that is, the amount of light of the laser beam is adjusted to switch the laser beam at high speed.

그러면, 음향 광학 변조기(400)에서 광량이 조절되어 회절된 레이저 빔은 대물 렌즈(8)로 반사되고, 이로 인하여 대물 렌즈에 의해 3개의 레이저 빔이 집광되어 디스크(9)에 조사되어 피트를 형성시킨다.Then, the laser beam diffracted by adjusting the amount of light in the acoustooptic modulator 400 is reflected to the objective lens 8, whereby three laser beams are collected by the objective lens and irradiated onto the disk 9 to form a pit. Let's do it.

또한, 디스크의 데이터 재생시에도 인코더(100) 및 레이저 다이오드 드라이버 IC(200)의 제어에 의해 재생이 가능한 세기의 레이저 빔이 상기와 같은 경로를 통해 디스크(9)의 피트에 조사되고, 다시 반사된 레이저 빔은 대물 렌즈(8), 미러(7), 콜리메이트 렌즈(6), 빔 스플릿터(5), 접속/원통 렌즈(10)를 통하여 포토 다이오드 IC(11)로 수광된다.In addition, the laser beam of the intensity which can be reproduced by the control of the encoder 100 and the laser diode driver IC 200 is irradiated to the pit of the disc 9 through the above path and reflected again when the disc is reproduced. The laser beam is received by the photodiode IC 11 through the objective lens 8, the mirror 7, the collimated lens 6, the beam splitter 5, and the connection / cylindrical lens 10.

따라서, 디스크에 데이터를 기록시 레이저 다이오드 드라이버 IC는 일정한 전류를 레이저 다이오드로 계속해서 인가하고, 레이저 다이오드에서 발생되는 레이저 빔을 음향 광학 변조기에서 회절 및 고속으로 스위칭시켜 데이터를 기록하므로 저가의 레이저 다이오드 드라이버 IC를 사용할 수 있고, 레이저 다이오드 드라이버 IC의 고속 스위칭에 의해 레이저 다이오드에서 발생되는 레이저 빔에 고주파 전류 노이즈가 발생되지 않는다.Therefore, the laser diode driver IC continuously applies a constant current to the laser diode when writing data to the disk, and the laser beam generated from the laser diode is switched at high speed by diffraction and high speed in the acousto-optic modulator to record the data, thereby inexpensive laser diode A driver IC can be used, and high frequency current noise is not generated in the laser beam generated from the laser diode by the fast switching of the laser diode driver IC.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 음향 광학 변조를 이용하는 광 디스크 장치에 의하면 다음과 같이 이점이 발생한다.As described above, the optical disk apparatus using the acoustooptic modulation according to the present invention has the following advantages.

첫 번째로, 레이저 다이오드 드라이버 IC는 항상 레이저 빔을 조사하고, 음향 광학 변조기(Acousto-Optic Modulator)에서 전압으로 레이저 빔을 고속으로 스위칭할 수 있어 고가의 레이저 다이오드 드라이버 IC를 저가의 레이저 다이오드 드라이버 IC로 대체하여 저가의 광픽업장치를 제공한다.Firstly, the laser diode driver IC always irradiates the laser beam and can switch the laser beam at high speed from the Acousto-Optic Modulator to replace the expensive laser diode driver IC with a low cost laser diode driver IC. In order to provide a low-cost optical pickup device.

두 번째로, 레이저 다이오드 드라이버 IC에서 전류 제어에 의해 레이저 빔의 고속 스위칭이 이루어지지 않고, 음향 광학 변조기에서 전압 제어에 의해 레이저 빔의 고속 스위칭이 이루어지기 때문에 레이저 다이오드에서 고주파 전류에 의한 노이즈가 발생되지 않아 노이즈가 적은 광 디스크 장치를 제공한다.Second, since the high speed switching of the laser beam is not performed by the current control in the laser diode driver IC, and the high speed switching of the laser beam is performed by the voltage control in the aco-optic modulator, noise is generated by the high frequency current in the laser diode. It provides a low noise optical disk device.

Claims (3)

광 디스크 장치에 있어서;An optical disk device; 상기 광 디스크 장치의 레이저 다이오드에서 소정 크기의 레이저 빔이 지속적으로 발생되도록 다단의 전류를 인가하는 레이저 다이오드 드라이버 IC(Integrated Circuit);A laser diode driver integrated circuit (IC) for applying a plurality of currents to continuously generate a laser beam of a predetermined size in the laser diode of the optical disk device; 상기 레이저 다이오드 드라이버 IC의 제어에 의해 상기 레이저 빔을 지속적으로 발생시키는 레이저 다이오드;A laser diode that continuously generates the laser beam under control of the laser diode driver IC; 상기 레이저 다이오드에서 발생된 상기 레이저 빔의 회절 각도와 상기 레이저 빔의 광량을 변화시키고, 상기 레이저 빔을 고속으로 스위칭시키는 레이저 빔 변화 수단; 및Laser beam changing means for changing the diffraction angle of the laser beam generated in the laser diode and the amount of light of the laser beam, and switching the laser beam at high speed; And 상기 레이저 빔이 상기 레이저 다이오드에서 지속적으로 발생되도록 상기 레이저 다이오드 드라이버 IC를 제어하고, 상기 레이저 빔 변화 수단에서 상기 레이저 빔이 고속으로 스위칭되도록 제어하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 음향 광학 변조를 이용하는 광 디스크 장치.And controlling means for controlling the laser diode driver IC such that the laser beam is continuously generated in the laser diode, and controlling the laser beam to be switched at high speed in the laser beam changing means. Optical disk device to use. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저 빔 변화 수단은,The method of claim 1, wherein the laser beam changing means, 소정의 매질에 음향파 진동을 주어 상기 레이저 빔을 제어하는 음향 광학 변조기(Acousto-Optic Modulator)임을 특징으로 하는 음향 광학 변조를 이용하는 광 디스크 장치.An optical disk apparatus using an acoustic optical modulation, characterized in that it is an acoustic-optic modulator for controlling the laser beam by giving an acoustic wave vibration to a predetermined medium. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어 수단은,The method according to claim 1 or 2, wherein the control means, 상기 레이저 빔 변화 수단에서 발생되는 상기 음향파 진동의 주파수를 제어하고, 상기 레이저 다이오드 드라이버 IC에서 상기 레이저 다이오드로 인가되는 전류의 크기가 결정되도록 상기 레이저 다이오드 드라이버 IC를 제어하는 인코더(Encoder)임을 특징으로 하는 음향 광학 변조를 이용하는 광 디스크 장치.And an encoder controlling the frequency of the acoustic wave vibration generated by the laser beam changing means and controlling the laser diode driver IC to determine the magnitude of the current applied from the laser diode driver IC to the laser diode. An optical disk apparatus using an acousto-optic modulation.
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