KR100463427B1 - 광 픽업장치 - Google Patents

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KR100463427B1
KR100463427B1 KR10-2002-0007045A KR20020007045A KR100463427B1 KR 100463427 B1 KR100463427 B1 KR 100463427B1 KR 20020007045 A KR20020007045 A KR 20020007045A KR 100463427 B1 KR100463427 B1 KR 100463427B1
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Abstract

본 발명은 광 픽업장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경사지게 설치되어 서로 다른 파장을 갖는 2개의 광 빔이 수평에 비해 하방향으로 소정의 각도만큼 경사지게 투사되는 2파장 광원모듈(1)과, 전면(102)과 후면(104)이 편광 코팅처리되고, 2파장 광원모듈에서 발광되어 경사지게 입사되는 2개의 광 빔 중에 하나의 광 빔은 전면에서 광 디스크(6) 방향으로 수직되도록 반사시키며, 다른 하나의 광 빔은 전면을 통과하여 후면에서 반사되고 다시 전면을 역으로 통과하면서 굴절되어 전면에서 반사되는 광 빔과 동일한 광 경로를 갖도록 경사지게 설치된 빔 스플리터(100)와, 빔 스플리터를 통해 반사된 광 빔을 광 디스크(6)의 한점에 집광시켜 주는 대물렌즈(5)와, 광 디스크의 신호 트랙에 부딪쳐 반사된 광 빔을 검출하여 전기적 신호로 변환시켜 주는 광 검출기(8)를 포함하여 구성되는 바, 본 발명은 2파장 광원모듈에서 발광되는 2개의 광원이 하나의 동일한 광 경로를 갖기 때문에 새로운 패턴의 광검출기나 홀로그램을 추가로 개발 및 설치할 필요가 없으며, 따라서 광 픽업장치의 전체적인 단가가 낮아지고 저가형의 광 픽업장치를 개발할 수 있을 뿐만 아니라, 한번의 조정으로 DVD와 CD의 조정이 완료되기 때문에 조립성이 향상되는 효과가 있다.

Description

광 픽업장치{Optical pick-up}
본 발명은 광 픽업장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2파장 광원모듈에서투사되는 서로 다른 파장을 갖는 2개의 광 빔이 빔 스플리터에서 반사되어 광 디스크로 투사될 때 동일한 광 축을 가질 수 있도록 한 광 픽업장치에 관한 것이다.
일반적으로 광 픽업은 각종 광 디스크에 수록된 신호를 재생하거나 광 디스크에 신호를 기록하는 기기로, 현재에는 DVD 제품과 CD 제품이 널리 사용되고 있다.
물론, DVD 제품이 고용량의 기술을 가지고 있지만, 대부분의 사람들은 비교적 가격이 저렴하고 널리 보급된 CD 제품에 더 익숙해져 있기 때문에, DVD 제품의 성능이 우수하더라도, CD 제품과 호환이 되지 않는다면 결코 시장에서 살아 남을 수가 없는 실정이며, 이러한 이유로 현 시장에 출시되어 있는 모든 DVD 제품은 CD용 디스크를 함께 읽을 수 있도록 제작되어 있다.
이러한 DVD 제품의 광학계를 보면, 종래에는 각각 서로 다른 파장 즉, 650nm과 780nm의 파장을 갖는 2개의 광원모듈이 사용되었지만, 최근에는 광학계의 부품수를 줄이기 위해 2개의 반도체 칩이 내장되어 2개의 파장을 갖게 되는 1개의 광원모듈이 사용되고 있는 추세이다.
도 1에는 2파장 광원모듈을 사용하고 있는 종래 광 픽업의 구성이 개략적으로 도시되어 있다.
이를 참고하면, 종래의 광 픽업은 서로 다른 파장 즉, DVD계열의 650nm과 CD계열의 780nm의 파장을 갖는 2개의 광 빔을 발생시키는 2파장 광원모듈(1)과, 2파장 광원모듈(1)에서 출사된 광 빔을 광 디스크 방향으로 반사시켜 주는 빔 스플리터(3)와, 빔 스플리터에서 반사된 광 빔을 평행빔으로 변환시켜 주는 콜리메이팅렌즈(4)와, 평행빔을 광 디스크(6)의 한점에 집광시켜 주는 대물렌즈(5)와, 다시 광 디스크(6)에서 반사된 광 빔이 빔 스플리터(3)에서 직각 회절될 때 이 회절되는 광 빔을 집속시켜 주는 센서렌즈(7)와, 센서렌즈에 의해 집속되는 광 빔을 검출하여 전기적 신호를 변환하는 광 검출기(8)로 구성되어 있다.
이렇게 구성된 광 픽업의 작동을 간략하게 설명하면, 2파장 광원모듈(1)로부터 발생된 광 빔은 빔 스플리터(3)에서 반사된 다음 콜리메이팅렌즈(4)에 의해 평행빔으로 변환된다. 그리고, 광 빔은 대물렌즈(5)에 의해 집광된 다음 계속해서 광 디스크(6)의 신호 트랙에 부딪쳐 반사되는데, 이때 반사된 빔은 동일한 경로로 되돌아오다가 빔 스플리터(3)에 의해 경로가 굴절되고, 계속해서 굴절된 광 빔은 센서렌즈(7)에서 집속된 다음 광 검출기(8)에 의해 전기적인 신호로 변환된다.
그러나, 이렇게 구성된 종래의 광 픽업장치에서 2파장 광원모듈(1)은 광 빔이 투사되는 발광점의 위치에 다소 차이가 있기 때문에 광 빔이 투사되어 광 경로를 통해 광 검출기(8)에 맺히는 초점의 위치에서 CD계열의 광원과 DVD계열의 광원 사이에 다소의 차이점이 발생되었다.
따라서, 종래에 널리 사용되는 광 검출기는 광축이 어긋난 파장에 대하여는 신호를 검출할 수 없기 때문에 각각의 광 빔의 경로를 고려한 새로운 형태의 패턴을 갖는 광 검출기를 개발하여 사용할 필요가 있으며, 이에 따른 비용이 추가되어 광 픽업장치의 단가가 상승하는 문제점이 있었다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 광 검출기를 적용하기 위해 광 검출기(8)와 빔 스플리터(3) 사이의 광 경로 상에 홀로그램(9)을 설치하여 2개의 광 빔이 광 검출기의 한점으로 집광될 수 있도록 하는 광 픽업장치도 있다.
그러나, 이 또한 홀로그램(9)이라는 별도의 부품을 추가로 사용해야 되는 단점이 있으며, 홀로그램(9)의 가격이 비싸기 때문에 광 픽업장치의 전체적인 단가가 상승하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같이 제반되는 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 빔 스플리터의 코팅 사양과 빔 스플리터로 투사되는 광 빔의 각도를 개선하여 2파장 광원모듈에서 투사되는 2개의 광 빔이 빔 스플리터에서 반사되면서 동일한 하나의 광 경로를 갖도록 한 광 픽업장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광 픽업장치는 경사지게 설치되어 서로 다른 파장을 갖는 2개의 광 빔이 수평에 비해 하방향으로 소정의 각도만큼 경사지게 투사되는 2파장 광원모듈과, 전면과 후면이 편광 코팅처리되고, 2파장 광원모듈에서 발광되어 경사지게 입사되는 2개의 광 빔 중에 하나의 광 빔은 전면에서 광 디스크 방향으로 수직되도록 반사시키며, 다른 하나의 광 빔은 전면을 통과하여 후면에서 반사되고 다시 전면을 역으로 통과하면서 굴절되어 전면에서 반사되는 광 빔과 동일한 광 경로를 갖도록 경사지게 설치된 빔 스플리터와, 빔 스플리터에서 반사된 광 빔을 광 디스크의 한점에 집광시켜 주는 대물렌즈와, 광 디스크의 신호 트랙에 부딪쳐 반사된 광 빔을 검출하여 전기적 신호로 변환시켜 주는 광 검출기를 포함하여 구성된다.
도 1은 종래 광 픽업장치의 일례를 개략적으로 도시한 구성도,
도 2는 종래 광 픽업장치의 다른 예를 개략적으로 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 광 픽업장치를 개략적으로 도시한 구성도,
도 4는 본 발명에서 빔 스플리터를 통한 광 빔의 경로를 나타낸 부분 확대도.
◎ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ◎
1: 2파장 광원모듈 1a, 1b: 반도체 칩
3: 빔 스플리터 4: 콜리메이팅렌즈
5: 대물렌즈 6: 광 디스크
7: 센서렌즈 8: 광 검출기
100: 빔 스플리터 102: 전면
104: 후면
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고, 종래와 동일한 구성요소에 대해서는 종래와 동일한 명칭 및 부호를 사용하여 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 광 픽업장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명에서 빔 스플리터를 통한 광 빔의 경로를 나타낸 부분 확대도이다.
이를 참고하면, 본 발명의 광 픽업장치에는 서로 다른 파장의 광 빔을 선택적으로 투사하는 1개의 2파장 광원모듈(1)이 사용된다.
여기에서 2파장 광원모듈(1)은 내부에 소정의 간격을 두고 2개의 반도체 칩(1a,1b)이 설치되되, 2개의 반도체 칩(1a,1b) 가운데 하나의 반도체 칩(1a)은 DVD계열의 650nm의 파장을 갖는 광 빔을 발광시키게 되며, 다른 하나의 반도체 칩(1b)은 CD계열의 780nm의 파장을 갖는 광 빔을 발광시키게 된다.
이러한, 2파장 광원모듈(1)은 광 빔이 수평보다 하방향으로 소정의 각도만큼 경사지게 투사될 수 있도록 경사지게 설치된다.
그리고, 2파장 광원모듈(1)에서 경사지게 투사되는 각각의 광 빔은 빔 스플리터(100)로 입사되어 반사된다.
빔 스플리터(100)는 2파장 광원모듈(1)에서 투사되는 괌 빔을 광 디스크(6) 방향으로 반사시킬 수 있도록 경사지게 설치되고, 전면(102)과 후면(104)은 편광 코팅처리 되어 있다.
즉, 빔 스플리터(100)는 2파장 광원모듈(1)에서 발광되어 경사지게 입사되는 2개의 광 빔 중에 DVD계열의 광 빔은 전면(102)에서 광 디스크(6) 방향으로 수직되도록 반사시키며, CD계열의 광 빔은 전면(102)을 통과하여 후면(104)에서 반사되고 다시 전면(102)을 역으로 통과하면서 굴절되어 DVD계열의 광 빔과 동일한 광 경로를 갖도록 경사지게 설치된다.
그리고, 빔 스플리터(100)의 전면(102)은 DVD계열의 광 빔의 반사율이 40％±5％정도, CD계열의 광 빔의 투과율이 95％±5％정도가 되도록 편광 코팅 처리되고, 후면(104)은 DVD계열의 광 빔의 투과율이 95％±5％정도, CD계열의 광 빔의 반사율이 40％±5％정도가 되도록 편광 코팅 처리된다. 이때, DVD계열의 광 빔과 CD계열의 광 빔의 위치가 서로 바뀔 수 있으며, 광 빔의 위치가 바뀌면 전면(102)과 후면(104)의 코팅 사양도 바뀌게 된다.
이러한, 빔 스플리터(100)의 두께는 아래의 수학식 1로부터 구할 수 있다.
상기 수학식 1에서 T는 빔 스플리터(100)의 두께이고, D는 DVD계열의 광 빔과 CD계열의 광 빔 사이의 거리이며, n은 빔 스플리터(100)의 굴절율이고, θ는 빔 스플리터(100)에 대한 광 빔의 입사각이다.
한편, 빔 스플리터(100)에서 반사되어 동일한 광 경로를 갖는 각각의 광 빔은 콜리메이팅렌즈(4)를 투과하면서 평행빔으로 변환된다.
콜리메이팅렌즈(4)를 투과하면서 변환된 평행빔은 대물렌즈(5)를 투과하면서 광 디스크(6)의 한점에 집광된다.
그리고, 광 디스크(6)의 신호 트랙에 부딪쳐 반사된 광 빔은 동일한 광 경로를 통해 센서렌즈(7)로 입사되고, 센서렌즈(7)에 의해 광 검출기(8)의 한점에 집광된다.
그리고, 광 검출기(8)는 센서렌즈에 의해 집속되는 광 빔을 검출하여 알에프(RF), 포커스 에러검출, 트랙킹조절 및 정보를 전기적 신호로 변환시켜 주며, 이렇게 변환된 전기적 신호는 미도시된 제어회로에 의해 원래의 신호로 복조되어 재생된다.
이제, 이와 같이 구성된 본 발명의 작동 및 작용효과를 설명한다.
본 발명에 따르면, 2파장 광원모듈(1)의 반도체 칩(1a,1b)에서 발광되는 서로 다른 2개의 파장을 갖는 광 빔 즉, DVD계열의 650nm의 파장을 갖는 광 빔과 CD계열의 780nm의 파장을 갖는 광 빔이 소저의 각도로 경사지게 투사되기 때문에 경사지게 설치된 빔 스플리터(100)의 전면(102)과 후면(104)에서 각각 반사되면서 동일한 광 경로를 갖게 된다.
즉, 도 4에 확대 도시된 바와 같이, 경사지게 투사되는 DVD계열의 광 빔은 빔 스플리터(100)의 전면(102)에서 직접 반사되어 콜리메이팅렌즈(4)와 대물렌즈(5)를 통해 광 디스크(6)로 투사되고, CD계열의 광 빔은 빔 스플리터(100)의 전면(102)을 통과하면서 굴절되어 빔 스플리터(100)의 후면(104)에서 반사되고 다시 전면(102)을 역으로 통과하면서 굴절되어 DVD계열의 광 빔과 동일한 광 경로를 갖게 된다.
이처럼, 본 발명은 2파장 광원모듈(1)에서 선택적으로 발광되는 CD계열의 광 빔과 DVD계열의 광 빔이 하나의 동일한 광 경로를 갖기 때문에 광 검출기(8)의 한점에서 집광되는 효과를 얻을 수 있으며, 따라서 2파장 광원모듈(1)을 적용하면서도 통상적으로 종래에 널리 사용되어 온 광 검출기를 사용할 수 있고, 이로 인해 픽업장치의 단가가 절감된다.
즉, 종래와 같이 2파장 광원모듈(1)을 적용하기 위해 각각의 광 빔의 경로를 고려한 새로운 형태의 패턴을 갖는 광 검출기를 개발하는데 따른 개발비 및 부품비가 절감되어 광 픽업장치의 전체적인 단가가 낮아지고 저가형의 광 픽업장치를 개발할 수 있게 된다.
또한, 기존의 광 검출기를 사용하기 위해 추가적인 부품인 홀로그램을 적용할 필요가 없기 때문에 생산 단가가 절감되고, 홀로그램이 설치되는 공간 및 조립 공정이 생략되기 때문에 조립성 및 생산성이 향상되고 소형화를 실현할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 제작 공정시 한번의 조정으로 DVD계열의 광 빔과 CD계열의 광 빔을 완료할 수 있기 때문에 종래와 같이 DVD계열의 광 빔을 조절한 후에 CD계열의 광 빔을 조정(또는 CD계열의 광 빔을 조절한 후에 DVD계열의 광 빔을 조정)해야 되는 불편함이 해소되는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 대물렌즈(5) 상에서 DVD계열의 광 빔과 CD계열의 광 빔이 모두 센서에 놓이기 때문에 광 축의 특성이 개선되고, 따라서 2개의 광 축을 갖는 제품에 비해 성능이 향상된다.
이상에서와 같이, 본 발명은 2파장 광원모듈에서 발광되는 2개의 광원이 하나의 동일한 광 경로를 갖기 때문에 새로운 패턴의 광검출기나 홀로그램을 추가로 개발 및 설치할 필요가 없으며, 따라서 광 픽업장치의 전체적인 단가가 낮아지고 저가형의 광 픽업장치를 개발할 수 있을 뿐만 아니라, 한번의 조정으로 DVD와 CD의 조정이 완료되기 때문에 조립성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 경사지게 설치되어 서로 다른 파장을 갖는 2개의 광 빔이 수평에 비해 하방향으로 소정의 각도만큼 경사지게 투사되는 2파장 광원모듈과,
    전면과 후면이 편광 코팅처리되고, 상기 2파장 광원모듈에서 발광되어 경사지게 입사되는 2개의 광 빔 중에 하나의 광 빔은 전면에서 광 디스크 방향으로 수직되도록 반사시키며, 다른 하나의 광 빔은 전면을 통과하여 후면에서 반사되고 다시 전면을 역으로 통과하면서 굴절되어 상기 전면에서 반사되는 광 빔과 동일한 광 경로를 갖도록 경사지게 설치된 빔 스플리터와,
    상기 빔 스플리터에서 반사된 광 빔을 광 디스크의 한점에 집광시켜 주는 대물렌즈와,
    상기 광 디스크의 신호 트랙에 부딪쳐 반사된 광 빔을 검출하여 전기적 신호로 변환시켜 주는 광 검출기를 포함하여 구성되고, 그리고
    상기 빔 스플리터의 두께는
    수학식로부터 구할 수 있으며,
    여기서, T는 상기 빔 스플리터의 두께, D는 상기 2개의 광 빔 사이의 거리, n은 상기 빔 스플리터의 굴절율, 그리고 θ는 상기 빔 스플리터에 대한 광 빔의 입사각인 것을 특징으로 하는 광 픽업장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 빔 스플리터와 대물렌즈 사이의 광 경로에는 입사되는 빔을 평행빔으로 변환시켜주는 콜리메이팅렌즈가 포함된 것을 특징으로 하는 광 픽업장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광 검출기의 상부에는 광 경로 상에 입사되는 빔을 광 검출기의 한점에 집광시켜 주는 센서렌즈가 포함된 것을 특징으로 하는 광 픽업장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 빔 스플리터와 대물렌즈 사이의 광 경로에는 입사되는 빔을 평행빔으로 변환시켜주는 콜리메이팅렌즈가 구성되고, 광 검출기의 상부에는 광 경로 상에 입사되는 빔을 광 검출기의 한점에 집광시켜 주는 센서렌즈가 구성된 것을 특징으로 하는 광 픽업장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 2개의 광 빔 중에 빔 스플리터의 전면에서 광 디스크 방향으로 직접 반사되는 광 빔은 DVD계열의 광 빔이고, 전면을 통과하여 후면에서 반사되어 광 디스크 방향으로 굴절되는 광 빔은 CD계열의 광 빔인 것을 특징으로 하는 광 픽업장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 빔 스플리터의 전면은 DVD계열의 광 빔의 반사율이 40％±5％, CD계열의 광 빔의 투과율이 95％±5％가 되도록 편광 코팅 처리되고, 후면은 DVD계열의 광 빔의 투과율이 95％±5％, CD계열의 광 빔의 반사율이 40％±5％가 되도록 편광 코팅 처리된 것을 특징으로 하는 광 픽업장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 2개의 광 빔 중에 빔 스플리터의 전면에서 광 디스크 방향으로 직접 반사되는 광 빔은 CD계열의 광 빔이고, 전면을 통과하여 후면에서 반사되어 광 디스크 방향으로 굴절되는 광 빔은 DVD계열의 광 빔인 것을 특징으로하는 광 픽업장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 빔 스플리터의 전면은 CD계열의 광 빔의 반사율이 40％±5％, DVD계열의 광 빔의 투과율이 95％±5％가 되도록 편광 코팅 처리되고, 후면은 CD계열의 광 빔의 투과율이 95％±5％, DVD계열의 광 빔의 반사율이 40％±5％가 되도록 편광 코팅 처리된 것을 특징으로 하는 광 픽업장치.
  9. 삭제
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KR19980075047A (ko) * 1997-03-28 1998-11-05 구자홍 이종 광 디스크용 광 픽업장치
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