KR100449402B1 - 광 픽업 장치 - Google Patents

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KR100449402B1
KR100449402B1 KR10-2001-7016302A KR20017016302A KR100449402B1 KR 100449402 B1 KR100449402 B1 KR 100449402B1 KR 20017016302 A KR20017016302 A KR 20017016302A KR 100449402 B1 KR100449402 B1 KR 100449402B1
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

하나의 광 픽업 장치의 복수의 광학계에서 기재 두께가 다른 광디스크에 대해 기록 재생을 실행할 때에, 각 광디스크의 기록 재생에 필요한 집광 광량을 충분히 확보하면서, 각 광학계가 필요한 결상 배율을 얻을 수 있고, 또한 렌즈 시프트시에 성능 저하를 발생시키지 않는 콤팩트하고 간소한 광 픽업 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
복수 종의 광 정보 기록 매체에 대응하여 파장이 서로 다른 광 빔을 출사하는 제 1 광원 및 제 2 광원과, 합성 수단의 빔 스플리터와, 광학 변환 수단의 콜리메이터 렌즈와, 집광 수단인 대물 렌즈를 구비하고, 제 1 광원의 배치를 상기 광학 변환 수단의 백 포커스보다도 가깝고, 제 2 광원을 상기 광학 변환 수단의 백 포커스보다도 멀리 배치하도록 한 상태에서, 상기 합성 수단과 상기 집광 수단 사이에 광로 길이(공기 환산 길이)를 늘리기 위한 프리즘 미러 등의 고굴절율 재료로 이루어지는 광로 길이 변환 수단을 마련하는 것에 의해 상기 합성 수단과 집광 수단을 근접시키도록 구성한다.

Description

광 픽업 장치{OPTICAL PICKUP DEVICE}
최근 단파장 적색 레이저 실용화에 따라, 파장 770∼830㎚의 광원을 이용한 종래의 광 정보 기록 매체(광디스크)인 CD나 추기형(追記型)의 CD-R 등에 대하여 파장 620∼680㎚의 광원을 이용해서 기록 밀도를 향상시킨 대용량의 DVD가 개발되어 있다.
이 새로운 광디스크인 DVD용 광 픽업 장치에는 기재 두께 0.6㎜의 DVD에 대하여 1.2㎜와 기재 두께가 크게 다른 CD와의 호환성이 요구되어 있어, 그 때문에 여러 가지의 검토가 이루어지고 있다. 그 하나로서, 일본 특허 공개 평성 제 10-199021 호 공보에 공개되어 있는 「광 픽업 장치」가 있다.
도 3은 상기 종래의 광 픽업 장치의 구성을 도시하는 블럭도이다.
도 3에 있어서, (21)는 DVD 방식의 제 1 광디스크(24)에 조사하기 위한 제 1광원으로서의 제 1 반도체 레이저이며, 그 파장 λ1은 610∼670㎚이다. (22)는 CD-R 방식의 제 2 광디스크(24)에 조사하기 위한 제 2 광원으로서의 제 2 반도체 레이저이며, 그 파장 λ2는 760∼830㎚이다.
(23)은 제 1 반도체 레이저(21)로부터 출사되는 광의 광축과 제 2 반도체 레이저(22)로부터 출사되는 광의 광축을 거의 일치시키는 합성 수단으로서의 다이크로익 프리즘이고, (60)는 다이크로익 프리즘(23)과 제 2 반도체 레이저(22) 사이에 마련되고, 다이크로익 프리즘(23)으로부터 나오는 제 1 반도체 레이저의 광의 발산도와 제 2 반도체 레이저의 광의 발산도를 거의 동일하게 하는 변환 수단으로서의 정(正)의 굴절율을 갖는 렌즈이다. (40)은 편광 빔 스플리터이다.
(30)은 편광 빔 스플리터(40)로부터 나오는 광을 광디스크(24)상에 집광시키는 집광 수단이고, 커플링 렌즈(31)와 대물 렌즈(32)를 갖고 있다. 여기서는, 커플링 렌즈(31)로서는 다이크로익 프리즘(23) 및 편광 빔 스플리터(40)로부터 나간 광을 평행광으로 하는 콜리메이터 렌즈를 이용하고, 대물 렌즈(32)로서는 평행광을 광디스크(24)상에 집광시키는 무한계의 대물 렌즈(32)를 이용하고 있다.
또, 집광 수단(30)내에는 1/4 파장판(35) 및 조리개(36)가 마련되어 있다. 1/4 파장판(35)은 커플링 렌즈(31)를 투과한 광을 직선 편광으로부터 원 편광으로 바꾸고, 조리개(36)는 해당 평행 광속을 광디스크(24)의 재생에 필요한 대물 렌즈(32)의 광디스크(24)측의 개구수로 제한한다.
(50)은 수광 수단으로서, 비점 수차를 발생시키는 원기둥 렌즈(52)를 거쳐서 광 검출기(51)가 광디스크(24)상으로부터 반사된 광의 광량 분포 변화를 검출하여, 도시하지 않는 연산 처리 회로에 의해 포커스 검출·트랙 검출·정보 판독이 이루어진다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 광 픽업의 동작에 대하여 설명한다.
제 1 반도체 레이저(21)로부터 출사되는 광은, 다이크로익 프리즘(23)에 입사하여, 다이크로익 프리즘(23)에 의해 광축이 제 2 반도체 레이저(22)로부터 출사되는 광의 광축과 일치하도록 굽어지고 편광 빔 스플리터(40)를 투과하여 집광 수단(30)에 입사한다. 집광 수단(30)에 있어서, 커플링 렌즈(31)는 편광 빔 스플리터(40)로부터 나간 광을 평행광으로 하고, 1/4 파장판(35)은 상기 평행광을 직선 편광으로부터 원 편광으로 바꾸며, 조리개(36)는 필요한 개구 크기를 제한하여 상기 평행광을 대물 렌즈를 거쳐서 광디스크의 표면에 집광 포커싱한다.
그리고, 광디스크(24)상으로부터 반사된 광속은 다시 대물 렌즈(32), 1/4 파장판(35), 커플링 렌즈(31)를 투과하여 편광 빔 스플리터(40)에 입사한다. 편광 빔 스플리터(40)에서 반사한 광은 수광 수단(50)에 의해서 수광된다. 수광 수단(50)은 광 검출기(51)에 의해서 광디스크(24)상으로부터 반사한 광의 광량 분포 변화를 검출하여 도시하지 않는 연산 처리 회로에 의해 포커스 검출·트랙 검출·정보 판독이 이루어진다.
또한, 제 2 반도체 레이저(22)로부터 출사된 광속은 변환 수단인 렌즈(60)에 의해서 발산도가 변환되어 다이크로익 프리즘(20), 편광 빔 스플리터(40)를 투과하고, 집광 수단(30)으로 입사해서 커플링 렌즈(31), 1/4 파장판(35)을 투과하여 원 편광의 평행 광속으로 된다. 이 광속은, 조리개(36)에 의해서 포커싱되어 대물 렌즈(32)에 의해 제 2 광디스크(24)상에 집광된다.
그리고, 제 2 광디스크(24)로부터 반사한 광속은 다시 대물 렌즈(32), 1/4 파장판(35), 커플링 렌즈(31)를 투과하여 편광 빔 스플리터(40)에 입사하고, 여기서 반사되어 원기둥 렌즈(52)에 의해 비점 수차가 인가되어 광 검출기(51)상으로 입사하고, 광 검출기(51)로부터 출력되는 신호를 이용하여 광디스크(24)에 기록된 정보의 판독 신호가 얻어진다.
그러나, 일반적으로, 광디스크에 데이터를 기록할 때에는 재생의 수배의 집광 광량을 필요로 하고, 상기 일본 특허 공개 평성 제 10-199021 호 공보에 기재된 「광 픽업 장치」에서는 이 기록에 충분한 집광 광량의 획득을 가능하게 하기 위해서, 한쪽의 광로중에 광 빔의 발산도를 변환하는 변환 수단으로서의 렌즈를 마련할 필요가 있었다.
그 때문에, 광원의 출사 광량 제어용 회로 등을 포함하는 CD-R(추기형 컴팩트 디스크)용 픽업 장치에 대하여 콤팩트하고 간소한 광 픽업 장치의 설계가 곤란하다고 하는 문제점을 갖고 있었다.
또한, DVD의 재생에 이용하는 광학계는 DVD-RAM 규격 등의 재생 호환이 요망되고 있기 때문에, DVD에 사용되는 레이저 광원과 광디스크 사이에서의 광학 소자에 의한 결상 배율을 올릴 필요도 생겼다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 기재 두께가 다른 광디스크의 기록, 재생을 실행하기 위한, 각 광디스크의 기록 재생에 필요한 집광 광량을 충분히 확보할 수 있는, 콤팩트하고 간소한 광 픽업 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 렌즈 시프트시의 성능 저하를 발생시키지 않는 광 픽업 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 개시
상기의 과제를 해결하기 위해 본 발명의 청구의 범위 제 1 항에 기재된 광 픽업 장치는, 임의의 파장의 광 빔을 출사하는 제 1 광원과, 상기 제 1 광원과 파장이 다른 광 빔을 출사하는 제 2 광원과, 상기 제 1 광원으로부터 출사되는 광 빔의 광축과 제 2 광원으로부터 출사되는 광 빔의 광축을 일치시키는 합성 수단과, 상기 합성 수단으로부터 나오는 상기 광 빔을 광디스크상에 집광시키는 집광 수단과, 상기 광디스크상에서 반사한 광 빔을 수광하는 검출 수단을 구비하는 광 픽업 장치에 있어서, 상기 합성 수단과 상기 집광 수단을 근접시킴으로써, 상기 합성 수단으로부터 나오는, 상기 제 1 광원으로부터 출사된 광 빔의 발산 정도인 결상 배율과, 상기 합성 수단으로부터 나오는, 상기 제 2 광원으로부터 출사된 광 빔의 광원의 발산 정도인 결상 배율을 크게 바꾸는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 광 픽업 장치에 의하면, 합성 수단인 빔 스플리터와 집광 수단인 대물 렌즈 사이에 광로 길이(공기 환산 길이)를 늘리기 위한 프리즘 미러 등의 고굴절율 재료로 이루어지는 광로 길이 변환 수단을 마련하는 것에 의해 상기 합성 수단과 상기 집광 수단을 근접시킬 수 있어, 광학계 자체의 콤팩트 설계가 가능해져, 광 픽업 장치의 소형·경량·박형화를 실현할 수 있어 랜덤 액세스의 향상, 로딩계의 기계적 자유도가 향상되어 드라이브의 경량화를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구의 범위 제 2 항에 기재된 광 픽업 장치는, 청구의 범위 제 1 항에 기재된 광 픽업 장치에 있어서, 상기 합성 수단으로부터 나오는 상기 광 빔을 평행광으로 변환하는 변환 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구의 범위 제 3 항에 기재된 광 픽업 장치는, 청구의 범위 제 2 항에 기재된 광 픽업 장치에 있어서, 상기 제 1 광원의 파장에 대한 상기 변환 수단의 백 포커스를 f1, 상기 제 2 광원의 파장에 대한 상기 변환 수단의 백 포커스를 f2로 했을 때, 상기 제 1 광원을 상기 변환 수단으로부터 f1보다 짧은 위치에 배치하고, 상기 제 2 광원을 상기 변환 수단으로부터 f2보다 긴 위치에 배치하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 파장이 다른 2개의 광로의 광학 소자에 의한 결상 배율을 크게 변화시켜, 광디스크 기록면상에서의 집광 광량을 증대시킬 필요가 있는 CD-R용 광학계에서의 결상 배율은 작고, 반대로 DVD 광학계에서의 결상 배율은 크게 할 수 있다. 따라서, CD-R 광학계에 있어서는, 광 빔의 이용 효율을 높여 광디스크 기록면상에서의 집광 광량을 증대시키는 것에 의해, 고속 기록이 가능해지고, DVD 광학계에서는 DVD-RAM 등의 재생이 유리해지는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 청구의 범위 제 4 항에 기재된 광 픽업 장치는, 청구의 범위 제 1 항 내지 청구의 범위 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 광 픽업 장치에 있어서, 상기 합성 수단과 상기 집광 수단 사이에 광의 광로 길이를 늘리는 광로 길이 변환 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구의 범위 제 5 항에 기재된 광 픽업 장치는, 청구의 범위 제 4 항에 기재된 광 픽업 장치에 있어서, 상기 광로 길이 변환 수단은 굴절율이 높은 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구의 범위 제 6 항에 기재된 광 픽업 장치는, 청구의 범위 제 1 항 내지 청구의 범위 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 광 픽업 장치에 있어서, 상기 제 1 광원과 상기 광디스크 사이에서의 광학 소자에 의한 결상 배율을 M1, 상기 제 2 광원과 광디스크 사이에서의 광학 소자에 의한 결상 배율을 M2이라고 하면, 1.5≤M2/M1인 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 합성 수단인 빔 스플리터와 집광 수단인 대물 렌즈를 근접시키고, 또한 광디스크의 기록면상에서 집광도가 기록 재생에 충분할 정도로 향상하도록, 제 1 광원의 위치를 보정하는 것에 의해 CD-R용 광로의 각 광학 소자에 의한 결상 배율 M1을 DVD 광로에서의 결상 배율 M2에 대하여 작게 (1.5≤M2/M1) 할 수 있어, 광 빔의 이용 효율을 높이고, 또한 고속 기록을 행하기 위한 충분한 집광 광량을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구의 범위 제 7 항에 기재된 광 픽업 장치는, 청구의 범위 제 1 항 내지 청구의 범위 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 광 픽업 장치에 있어서, 상기 집광 수단과 함께 이동하는, 상기 광디스크에 소망하는 크기의 광 빔 스포트를 집광시키는 개구 조리개를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 광디스크 위에 소망하는 광 스포트를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 청구의 범위 제 8 항에 기재된 광 픽업 장치는, 청구의 범위 제 1 항 내지 청구의 범위 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 광 픽업 장치에 있어서, 상기 제 1 광원에 대한 상기 집광 수단의 결상 배율을 m1로 했을 때, ｜m1｜≤0.068을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따르면, CD-R 광학계를 무한 공역 배치에 가까운 유한 공역 배치로 함으로써, 렌즈 시프트에 의한 대물 렌즈로의 입사광의 상태 변화가 발생하기 어렵고, 렌즈 시프트시에 발생하는 축 외부 수차 악화의 영향을 받기 어렵게 되어, 성능의 열화를 막을 수 있다.
또한, 본 발명의 청구의 범위 제 9 항에 기재된 광 픽업 장치는, 청구의 범위 제 1 항 내지 청구의 범위 제 8 항중 어느 한 항에 기재된 광 픽업 장치에 있어서, 상기 제 1 광원과 상기 광디스크의 조합에 대응할 때의 상기 광디스크측에서의 개구수를 NA1, 상기 제 2 광원과 상기 광디스크의 조합에 대응할 때의 상기 광디스크측에서의 개구수를 NA2로 하고, 상기 제 1 광원에 대한 상기 집광 수단의 결상 배율을 m1, 상기 제 2 광원에 대한 상기 집광 수단의 결상 배율을 m2로 했을 때, NA1<NA2, ｜m2｜≤｜m1｜을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따르면, CD-R 광학계의 광학 소자에 의한 결상 배율을 낮추는 동시에, DVD 광학계의 광학 소자에 의한 결상 배율을 올릴 수 있기 때문에, 각각의 광학계에 필요한 결상 배율을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 청구의 범위 제 10 항에 기재된 광 픽업 장치는, 청구의 범위 제 1 항 내지 청구의 범위 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 광 픽업 장치에 있어서, 상기 제 1 광원으로부터 출사되는 광 빔의 파장을 λ1, 상기 제 2 광원으로부터 출사되는 광 빔의 파장을 λ2이라고 하면, 760㎚≤λ1≤810㎚, 620㎚≤λ2≤680㎚인 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 청구의 범위 제 11 항에 기재된 광 픽업 장치는, 청구의 범위 제 1 항 내지 청구의 범위 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 광 픽업 장치에 있어서, 상기 제 1 광원과 상기 제 2 광원으로부터 출사된 발산광인 광 빔을 상기 합성 수단으로 입사시키는 것에 의해, 상기 합성 수단 표면에서의 반사광을 산란시키는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 제 1 광원과 제 2 광원으로부터 출사된 발산광인 광 빔을 합성 수단인 빔 스플리터로 입사시키는 것에 의해, 빔 스플리터 표면에서의 반사광을 산란시켜 제 1 광원 및 제 2 광원으로부터 출사된 광 빔이 광디스크로부터의 회귀광과 간섭하는 것을 삭감할 수 있다.
본 발명은 광 픽업 장치에 관한 것으로, 특히 하나의 광 픽업으로 복수의 레이저 광원에 의한 복수의 기재(基材) 두께가 다른 광디스크에 대하여 데이터의 기록, 재생을 행하는 것에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1 및 실시예 3에 따른 광 픽업 장치의 일례를 도시하는 개략도,
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 광 픽업 장치의 일례를 도시하는 개략도,
도 3은 종래 기술에 따른 광 픽업 장치의 일례를 도시하는 개략도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 적용한 실시예에 대해 설명한다. 이하의각 실시예에 있어서의 설명에 있어서, 제 1 광디스크는 기재 두께 1.2㎜의 CD-R 방식의 광디스크, 제 2 광디스크는 기재 두께 0.6㎜의 DVD 방식의 광디스크로서 설명한다.
또한, 제 1 광원은 CD-R용 반도체 레이저로서, 출사되는 광 빔의 파장 λ1은 760㎚∼810㎚이고, 제 2 광원은 DVD용 반도체 레이저로서, 출사되는 광 빔의 파장 λ2는 620㎚∼680㎚이다.
(실시예 1)
이하에, 본 발명의 실시예 1에 따른 광 픽업 장치에 대해 도 1을 이용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 광 픽업 장치의 일례를 도시하는 개략도이다.
도면에 있어서, 본 발명의 실시예 1에 따른 광 픽업 장치는, 홀로그램-디텍터 일체형 CD-R용 레이저 유닛(1)과, 홀로그램-디텍터 일체형 DVD용 레이저 유닛(2)과, 빔 스플리터(3)와, 콜리메이터 렌즈(4)와, 프리즘 미러(5)와, 대물 렌즈(6)와, CD-R용 광디스크(7a)와, DVD용 박형 광디스크(7b)와, 모니터 디텍터(8)와, 파장 선택성 개구판(11)으로 이루어진다.
홀로그램-디텍터 일체형 CD-R용 레이저 유닛(1)은 CD-R용 반도체 레이저인 제 1 광원 A를 갖고 발산광인 광 빔을 출사하며, 또한 광디스크(7a)로부터 반사된 광 빔을 수광하는 디텍터를 갖고 검출 수단으로서도 기능한다. 또, 광디스크(7a)가 CD-R 방식이기 때문에, 제 1 광원 A로부터 출사되는 광 빔의 파장 λ1은 760㎚≤λ1≤810㎚로 된다.
홀로그램-디텍터 일체형 DVD용 레이저 유닛(2)은 DVD용 반도체 레이저인 제 2 광원 B를 갖고 제 1 광원과 다른 발광 파장의 발산광인 광 빔을 출사하며, 또한 광디스크(7b)로부터 반사된 광 빔을 수광하는 디텍터를 갖고 검출 수단으로서도 기능한다. 또, 광디스크(7b)가 DVD 방식이기 때문에, 제 2 광원 B로부터 출사되는 광 빔의 파장 λ2는 620㎚≤λ2≤680㎚로 된다.
빔 스플리터(3)는 제 1 광원으로부터 출사되는 광 빔의 광축과 제 2 광원으로부터 출사되는 광 빔의 광축을 일치시키는 합성 수단이다.
콜리메이터 렌즈(4)는 제 1 광원 A 및 제 2 광원 B로부터 출사된 발산광인 광 빔을 평행광으로 변환시킨다.
프리즘 미러(5)는 광로 길이를 늘리는 광로 길이 변환 수단이다.
대물 렌즈(6)는 합성 수단인 빔 스플리터(3)로부터 나오는 각 광 빔을 광디스크(7a, 7b)상에 집광시키는 집광 수단이다.
(7a)는 기재 두께 1.2㎜의 CD-R 방식의 광디스크, (7b)는 기재 두께 0.6㎜의 DVD 방식의 광디스크이다.
모니터 디텍터(8)는 제 1 광원 A 및 제 2 광원 B로부터 출사된 광 빔의 출력을 제어한다.
파장 선택성 개구판(11)은, 광디스크(7a, 7b)로 소망하는 크기의 광 빔 스포트를 집광시키기 위해, 집광 수단인 대물 렌즈(6)와 함께 이동하는 파장 선택성의개구 조리개이다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 광 픽업의 동작에 대해 설명한다.
홀로그램-디텍터 일체형 CD-R용 레이저 유닛(1)내의 제 1 광원 A인 CD-R용 반도체 레이저로부터 출사된 파장 λ1(760㎚≤λ1≤810㎚)의 광 빔은 빔 스플리터(3)를 투과하여 콜리메이터 렌즈(4)로부터 발산광으로서 사출되어 프리즘 미러(5) 표면에서 반사되어 대물 렌즈와 함께 이동 가능한 파장 선택성 개구판(11)을 통과해서 대물 렌즈(6)에 의해 집광되어 CD-R용 광디스크(7a)의 기록면상에 소망하는 광 스포트를 형성한다.
다음에, 광디스크(7a)의 기록면상에서 반사된 광 빔은 다시 대물 렌즈(6), 파장 선택성 개구판(11)을 거쳐서 프리즘 미러(5) 표면에서 반사되어 콜리메이터 렌즈(4)를 통과하고 빔 스플리터(3)를 투과하여 홀로그램-디텍터 일체형 CD-R용 레이저 유닛(1)의 디텍터에서 검출된다. 또, 포커스 검출은 SSD법 및 나이프 에지법, 트랙 검출은 3빔법, 푸시-풀법 등의 공지의 방법에 의해 실행할 수 있다.
한편, 제 1 광원 A와 마찬가지로, 홀로그램-디텍터 일체형 DVD용 레이저 유닛(2)내의 제 2 광원 B인 DVD용 반도체 레이저(2)로부터 출사된 파장 λ2(620㎚≤λ2≤680㎚)의 광 빔은 빔 스플리터(3)에서 반사되는 것에 의해 제 1 광원으로부터의 광 빔의 광축과 거의 일치한다. 그 후, 콜리메이터 렌즈(4)에 의해 평행한 광 빔으로 변환되어 프리즘 미러(5) 표면에서 반사된 후, 파장 선택성 개구판(11)을 통과하여 대물 렌즈(6)에 의해 집광되어 DVD용 박형 광디스크(7b)의 기록면상에 소망하는 광 스포트를 형성한다.
다음에, 박형 광디스크(7b)의 기록면상에서 반사한 광 빔은 다시 대물 렌즈(6), 파장 선택성 개구판(11)을 거쳐서 프리즘 미러(5) 표면에서 반사되어 콜리메이터 렌즈(4)를 통과해서 빔 스플리터(3)에서 반사되고 홀로그램-디텍터 일체형 DVD용 레이저 유닛(2)의 디텍터에서 검출된다.
이와 같이, 본 실시예 1에 따른 광 픽업 장치에서는, 합성 수단인 빔 스플리터(3)와 집광 수단인 대물 렌즈(6) 사이에 광로 길이(공기 환산 길이)를 늘리기 위한 광로 길이 변환 수단인 프리즘 미러(5)를 마련하는 것에 의해 상기 합성 수단과 상기 집광 수단을 서로 근접시킬 수 있어, 광학계 자체의 콤팩트 설계가 가능해져, 광 픽업 장치의 소형·경량·박형화를 실현할 수 있어 랜덤 액세스의 향상, 로딩계의 기계적 자유도가 향상되어 드라이브의 경량화를 실현할 수 있다.
또한, 합성 수단인 빔 스플리터(3)와 집광 수단인 대물 렌즈(6)를 근접시키고, 또한 광디스크(7a)의 기록면상에서의 집광도가 기록 재생에 충분할 정도로 향상되도록 제 1 광원 A의 위치를 보정하는 것에 의해, CD-R용 광로의 각 광학 소자에 의한 결상 배율 M1을 DVD 광로에서의 결상 배율 M2에 대하여 작게 (1.5≤M2/M1) 할 수 있어, 광 빔의 이용 효율을 높이고, 또한 고속 기록을 행하기 위한 충분한 집광 광량을 확보할 수 있다.
또한, 제 1 광원 A와 제 2 광원 B으로부터 출사된 발산광인 광 빔을 합성 수단인 빔 스플리터(3)에 입사시키는 것에 의해, 빔 스플리터(3) 표면에서의 반사광을 산란시켜 제 1 광원 A 및 제 2 광원 B로부터 출사된 광 빔이 광디스크로부터의 회귀광과 간섭하는 것을 삭감할 수 있다.
또, 본 실시예 1에서는, 광의 광로 길이를 늘리는 광로 길이 변환 수단으로서 프리즘 미러(5)를 이용하는 것에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 광의 광로 길이를 늘리기 위한 것이면 무엇이든지 무방하며, 예컨대 굴절율이 높은 재료를 이용하여 내면 반사시키는 것 등을 이용할 수 있다.
(실시예 2)
이하에, 본 발명의 실시예 2에 따른 광 픽업 장치에 대해 도 2를 이용하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 광 픽업 장치의 일례를 도시하는 개략도이다.
도면에 있어서, 본 발명의 실시예 2에 따른 광 픽업 장치는, 제 1 광원 A와, 홀로그램-디텍터 일체형 DVD용 레이저 유닛(2)과, 빔 스플리터(3)와, 콜리메이터 렌즈(4)와, 프리즘 미러(5)와, 대물 렌즈(6)와, CD-R용 광디스크(7a)와, CD-R용 박형 광디스크(7b)와, 모니터 디텍터(8)와, 파장 선택성 평판(9)과, 디텍터(10)와, 파장 선택성 개구판(11)과, 회절 격자(12)로 이루어진다.
또, 본 실시예 2에 따른 광 픽업 장치는, 홀로그램-디텍터 일체형 CD-R용 레이저 유닛을 이용하지 않는 광 픽업 장치인 점에서만 전술한 실시예 1에 따른 광 픽업 장치와 다르다.
그 때문에, 전술한 실시예 1에 따른 광 픽업 장치와 동일한 구성 요소에 관해서는 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
파장 선택성 평판(9)은, 홀로그램-디텍터 일체형 DVD용 레이저 유닛(2)이 갖는 제 2 광원 B로부터 출사되는 광 빔, 및 광디스크(7b)로부터 반사한 제 2 광원 B로부터의 광 빔을 반사하여, 광디스크(7a)로부터 반사한 제 1 광원 A로부터의 광 빔을 투과하는 수단이다.
디텍터(10)는 광디스크(7a)로부터 반사한 제 1 광원 A로부터의 광 빔을 수광하는 검출 수단이다.
회절 격자(12)는 제 1 광원 A인 CD-R용 반도체 레이저로부터 출사된 광 빔을 회절시킨다.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 실시예 2에 따른 광 픽업 장치의 동작에 대하여 설명한다.
제 1 광원 A인 CD-R용 반도체 레이저로부터 출사한 파장 λ1(760㎚≤λ1≤810㎚)의 광 빔은 회절 격자(12)에 의해 회절되어 빔 스플리터(3)를 투과해서 콜리메이터 렌즈(4)로부터 발산광으로서 출사되어 프리즘 미러(5) 표면에서 반사되어 파장 선택성 개구판(11)을 통과하여 대물 렌즈(6)에 의해 집광되어 CD-R용 광디스크(7a)의 기록면상에 소망하는 광 스포트를 형성한다.
다음에, 광디스크(7a)의 기록면상에서 반사한 광 빔은 다시 대물 렌즈(6), 파장 선택성 개구판(11)을 거쳐서 프리즘 미러(5) 표면에서 반사되어 콜리메이터 렌즈(4)를 통과해서 빔 스플리터(3)에서 반사되고, 또한 파장 선택성 평판(9)에서 투과되어 디텍터(10)에서 검출된다. 이 때, 포커스 검출은 비점 수차법 및 나이프 에지법, 트랙 검출은 푸시-풀법 또는 3빔법 등의 공지의 방법에 의해 실행할 수 있다.
한편, 제 1 광원 A와 마찬가지로, 홀로그램-디텍터 일체형 DVD용 유닛(2)이 갖는 제 2 광원 B로부터 출사된 파장 λ2(620㎚≤λ2≤680㎚)의 광 빔은 파장 선택성 평판(9)에서 반사되어 빔 스플리터(3)에서 더 반사시키는 것에 의해, 제 1 광원 A로부터의 광 빔의 광축과 거의 일치한다. 그 후, 콜리메이터 렌즈(4)에 의해 평행한 광 빔으로 변환되어 프리즘 미러(5) 표면에서 반사한 후, 파장 선택성 개구판(11)을 통과해서 대물 렌즈(6)에 의해 집광되어 DVD용 박형 광디스크(7b)의 기록면상에 소망하는 광 스포트를 형성한다.
다음에, 박형 광디스크(7b)의 기록면상에서 반사한 광 빔은 다시 대물 렌즈(6), 파장 선택성 개구판(11)을 거쳐서 프리즘 미러(5) 표면에서 반사되어 콜리메이터 렌즈(4)를 통과해서 빔 스플리터(3)에서 반사되어 파장 선택성 평판(9)에서 더 반사한 후, 제 2 광원 B를 갖는 홀로그램-디텍터 일체형 DVD용 레이저 유닛(2)내의 디텍터부에서 검출된다.
이와 같이, 본 실시예 2에 따른 광 픽업 장치에서는, 합성 수단인 빔 스플리터(3)와 집광 수단인 대물 렌즈(6) 사이에 광로 길이(공기 환산 길이)를 늘리기 위한 광로 길이 변환 수단인 프리즘 미러(5)를 마련하는 것에 의해 상기 합성 수단과 상기 집광 수단을 근접시킬 수 있어, 광학계 자체의 콤팩트 설계가 가능해져, 광 픽업 장치의 소형·경량·박형화를 실현할 수 있어 랜덤 액세스의 향상, 로딩계의 기계적 자유도가 향상되어 드라이브의 경량화를 실현할 수 있다.
또한, 합성 수단인 빔 스플리터(3)와 집광 수단인 대물 렌즈(6)를 근접시키고, 또한 광디스크(7a)의 기록면상에서의 집광도가 기록 재생에 충분할 정도로 향상되도록 제 1 광원 A의 위치를 보정하는 것에 의해, CD-R용 광로의 각 광학 소자에 의한 결상 배율 M1을 DVD 광로에서의 결상 배율 M2에 대하여 작게 (1.5≤M2/M1) 할 수 있어, 광 빔의 이용 효율을 높이고, 또한 고속 기록을 행하기 위한 충분한 집광 광량을 확보할 수 있다.
또, 본 실시예 2에서는, 광의 광로 길이를 늘리는 광로 길이 변환 수단으로서 프리즘 미러(5)를 이용하는 것에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 광의 광로 길이를 늘리기 위한 것이면 무엇이든지 무방하며, 예컨대 굴절율이 높은 재료를 이용하여 내면 반사시키는 것 등을 이용할 수 있다.
또한, 제 1 광원 A와 제 2 광원 B로부터 출사된 발산광인 광 빔을 합성 수단인 빔 스플리터(3)에 입사시키는 것에 의해, 빔 스플리터(3) 표면에서의 반사광을 산란시켜 제 1 광원 A 및 제 2 광원 B로부터 출사된 광 빔이 광디스크로부터의 회귀광과 간섭하는 것을 삭감할 수 있다.
(실시예 3)
이하에, 본 발명의 실시예 3에 따른 광 픽업 장치에 대해 도 1을 이용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예 3에 따른 광 픽업 장치의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 1에 있어서, 홀로그램-디텍터 일체형 CD-R용 레이저 유닛(1)내의 제 1 광원 A는 콜리메이터 렌즈(4)의 백 포커스 f1보다 가깝고, 홀로그램-디텍터 일체형 DVD용 레이저 유닛(2)내의 제 2 광원 B는 콜리메이터 렌즈(4)의 백 포커스 f2보다 멀리 배치되어 있다.
본 실시예 3에 따른 광 픽업 장치의 그 외의 구성에 관해서는 전술한 실시예 1에 따른 광 픽업 장치와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
이하, 본 실시예 3에 따른 광 픽업 장치의 동작에 대해 도 1을 참조하면서 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 우선 홀로그램-디텍터 일체형 CD-R용 레이저 유닛(1)내의 제 1 광원 A인 CD-R용 반도체 레이저로부터 출사된 광 빔은 빔 스플리터(3)를 투과하여 콜리메이터 렌즈(4)에 의해 약한 발산광 내지 평행광으로 변환되어 프리즘 미러(5) 표면에서 반사되어 개구판(11)을 통과해서 대물 렌즈(6)에 의해 집광되어 CD-R용 광디스크(7a)의 기록면상에 소망하는 광 스포트를 형성한다. 다음에, 광디스크(7a)의 기록면상에서 반사한 광 빔은 다시 대물 렌즈(6), 개구판(11)을 거쳐서 프리즘 미러(5) 표면에서 반사되어 콜리메이터 렌즈(4)를 통과해서 빔 스플리터(3)를 투과하여 CD-R용 레이저 유닛(1)의 디텍터부에서 검출된다. 또, 포커스 검출은 SSD법 및 나이프 에지법, 트랙 검출은 3빔법 및 푸시-풀법 등의 공지의 방법에 의해 실행할 수 있다.
다음에, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제 1 광원과 마찬가지로, 홀로그램-디텍터 일체형 레이저 유닛(2)내의 제 2 광원인 DVD용 반도체 레이저(2)로부터 출사된 광 빔은 빔 스플리터(3)에 의해 반사됨으로써 제 1 광원으로부터의 광 빔의 광축과 거의 일치한다. 그 후, 콜리메이터 렌즈(4)로부터 평행광 내지 약한 수속광으로서 출사되어 프리즘 미러(5) 표면에서 반사되고 대물 렌즈(6)와 함께 이동 가능한 파장 선택성의 개구판(11)을 통과하여 대물 렌즈(6)에 의해 집광되어 DVD용 박형 광디스크(7b)의 기록면상에 소망하는 광 스포트를 형성한다. 다음에, 박형 광디스크(7b)의 기록면상에서 반사한 광 빔은 다시 대물 렌즈(6), 파장 선택성의 개구판(11)을 거쳐서 프리즘 미러(5) 표면에서 반사되어 콜리메이터 렌즈(4)를 통과해서 빔 스플리터(3)에 의해 다시 반사되어 홀로그램-디텍터 일체형 DVD용 레이저 유닛(2)의 디텍터부에서 검출된다.
이상과 같이 하여, 각각의 광학로에 의해 CD-R용 광디스크(7a) 및 DVD용 박형 광디스크(7b)의 기록/재생을 행하는 경우에, 본 실시예 3에 따른 광 픽업 장치에서는, CD-R용 반도체 레이저(1)의 위치를 콜리메이터 렌즈(4)의 백 포커스보다도 가깝고 또한 DVD용 반도체 레이저(2)의 위치를 콜리메이터 렌즈(4)의 백 포커스보다도 멀리되도록 배치하며, 또함 빔 스플리터(3)와 대물 렌즈(6) 사이의 광로 길이(공기 환산 길이)를 프리즘 미러(5)의 사용 등에 의해 근접시켜 CD-R용 반도체 레이저(1)와 광디스크(7a) 사이의 광학 소자에 의한 결상 배율을 M1, DVD용 반도체 레이저(2)와 광디스크(7b)와의 사이의 광학 소자에 의한 결상 배율을 M2로 했을 때, 수학식 1을 만족하는 광학 구성을 취하도록 한다.
그리고, 그것에 따른 CD-R용 레이저 유닛(1) 및 DVD용 레이저 유닛(2)의 위치를 광디스크(7a 및 7b)의 정보 기록면상에서 소망하는 광 스포트를 형성할 수 있도록 보정함으로써, DVD 광학계의 각 광학 소자에 의한 결상 배율 M2를 크게 하고, 한편으로는 CD-R 광학계의 각 광학 소자에 의한 결상 배율 M1을 작게 한다. 이것은, DVD 광학계에 있어서는 DVD-RAM 등의 재생이 유리하도록 결상 배율을 올릴 필요가 있는 한편, CD-R 광학계에 있어서는 광디스크 기록면상에서의 집광 광량을 증대시키기 위해 결상 배율을 낮출 필요가 있기 때문이다.
또한, 이 때 반도체 레이저(1)에 대한 대물 렌즈(6)의 결상 배율을 m1로 했을 때, 수학식 2를 만족함으로써, CD-R 광학계가 무한 공역 배치에 가까운 유한 공역 배치로 되도록 하여, 렌즈 시프트에 의한 대물 렌즈(6)로의 입사광의 상태 변화가 발생되기 어렵게 한다.
또한, 개구수가 큰 광학계일수록 광디스크의 틸트(tilt)에 약해지기 때문에, CD-R용의 반도체 레이저(1)와 CD-R 방식의 광디스크(7a)의 조합에 대응할 때의 광디스크(7a)측에서의 개구수를 NA1, DVD용의 반도체 레이저(2)와 DVD 방식의 박형 광디스크(7b)의 조합에 대응할 때의 박형 광디스크(7b)측에서의 개구수를 NA2라고 하면, CD-R 광학계와 DVD 광학계는 수학식 3이 성립되는 관계로 된다.
따라서, 수학식 3과 같은 관계로 되는 CD-R 광학계와 DVD 광학계에서는 DVD 광학계를 무한 공역형에 가까운 배치로 하는 것이 바람직하기 때문에, CD-R용의 반도체 레이저(1)에 대한 대물 렌즈(6)의 결상 배율을 m1, DVD용의 반도체 레이저(2)에 대한 대물 렌즈(6)의 결상 배율을 m2로 했을 때, 이하의 수학식 4를 만족하도록 한다.
이상과 같이, 본 실시예 3에 따른 광 픽업 장치에서는, CD-R 방식의 광디스크(7a)와 DVD 방식의 광디스크(7b)에 대응하여 파장이 서로 다른 광 빔을 출사하는 제 1 광원(CD용 반도체 레이저(1)) 및 제 2 광원(DVD용 반도체 레이저(2))과, 콜리메이터 렌즈(4)와, 대물 렌즈(6)를 구비하며, DVD용의 반도체 레이저(2)의 배치를 콜리메이터 렌즈(4)의 백 포커스보다도 멀고, CD용 반도체 레이저(1)를 콜리메이터 렌즈(4)의 백 포커스보다도 가까이 배치하고, 또한 콜리메이터 렌즈(4)와 대물 렌즈(6) 거리를 근접시킴으로써, DVD 광학계의 광학 소자에 의한 결상 배율을 높이고, 동시에 CD-R 광학계의 광학 소자에 의한 결상 배율을 낮출 수 있기 때문에, 각각의 광학계에 필요한 결상 배율을 얻을 수 있다.
또한, CD-R 광학계를 무한 공역 배치에 가까운 유한 공역 배치로 함으로써, 양 광학계가 모두 무한 공역 배치에 가깝게 되기 때문에, 렌즈 시프트시의 성능 열화를 억제할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 광 픽업 장치는 복수 종의 광디스크에 대하여 기록 재생을 행하는데 적합하다.

Claims (11)

  1. 임의의 파장의 광 빔을 출사하는 제 1 광원과,
    상기 제 1 광원과 파장이 다른 광 빔을 출사하는 제 2 광원과,
    상기 제 1 광원으로부터 출사되는 광 빔의 광축과 제 2 광원으로부터 출사되는 광 빔의 광축을 일치시키는 합성 수단과,
    상기 합성 수단으로부터 나오는 상기 광 빔을 평행광으로 변환하는 변환 수단과,
    상기 변환 수단으로부터 나오는 상기 광 빔을 광 디스크 상에 집광시키는 집광 수단과,
    상기 변환 수단과 상기 집광 수단의 사이에 마련되어 광의 광로 길이를 늘리는 광로 길이 변환 수단과,
    상기 광디스크상에서 반사된 광 빔을 수광하는 검출 수단을 구비하며,
    상기 제 1 광원의 파장에 대한 상기 변환 수단의 백 포커스(back focus)를 f1, 상기 제 2 광원의 파장에 대한 상기 변환 수단의 백 포커스를 f2로 했을 때, 상기 제 1 광원을 상기 변환 수단으로부터 f1보다 짧은 위치에 배치하고, 상기 제 2 광원을 상기 변환 수단으로부터 f2보다 긴 위치에 배치한
    것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광로 길이 변환 수단은 굴절율이 높은 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광원과 상기 광디스크 사이에서의 광학 소자에 의한 결상 배율을 M1, 상기 제 2 광원과 광디스크 사이에서의 광학 소자에 의한 결상 배율을 M2라고 하면,
    인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 집광 수단과 함께 이동하는, 상기 광디스크에 소망하는 크기의 광 빔 스포트를 집광시키는 개구 조리개를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광원에 대한 상기 집광 수단의 결상 배율을 m1로 했을 때,
    을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광원과 상기 광디스크의 조합에 대응할 때의 상기 광디스크측에서의 개구수를 NA1, 상기 제 2 광원과 상기 광디스크의 조합에 대응할 때의 상기 광디스크측에서의 개구수를 NA2라고 하고, 상기 제 1 광원에 대한 상기 집광 수단의 결상 배율을 m1, 상기 제 2 광원에 대한 상기 집광 수단의 결상 배율을 m2로 했을 때,
    을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광원으로부터 출사되는 광 빔의 파장을 λ1, 상기 제 2 광원으로부터 출사되는 광 빔의 파장을 λ2라고 하면,
    인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광원과 상기 제 2 광원으로부터 출사된 발산광인 광 빔을 상기 합성 수단으로 입사시키는 것에 의해, 상기 합성 수단 표면에서의 반사광을 산란시키는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.
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