KR100494475B1 - 광 픽업 및 이를 이용한 광 기록재생장치 - Google Patents

광 픽업 및 이를 이용한 광 기록재생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 픽업에 관한 것으로, 보다 상세하게는 650㎚, 780㎚, 405㎚ 등의 서로 다른 파장의 광 빔을 선택적으로 발생시키는 광원모듈과 입사되는 광 빔을 멀티 빔으로 반사 회절시키는 광 모듈레이터를 적용하여 광 디스크의 정보를 처리할 수 있도록 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명은 멀티 빔으로 인해 광 디스크의 정보를 읽을 때 여러 비트의 정보를 동시에 읽을 수 있기 때문에 정보를 신속하게 처리할 수 있고, 서로 다른 파장의 광 빔을 이용하여 여러 종류의 광 디스크 매체에 전부 대응할 수 있는 효과가 있다.

Description

광 픽업 및 이를 이용한 광 기록재생장치{Optical pick-up and optical write and read apparatus using thereof}
본 발명은 광 픽업에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 디스크의 회전속도를 증가시키지 않고 정보를 신속하게 처리할 수 있도록 하는 것에 더해 서로 다른 파장을 갖는 여러 종류의 광 디스크 매체에 대응할 수 있도록 한 광 픽업 및 이를 이용한 광 기록재생장치에 관한 것이다.
일반적으로 광 픽업은 각종 광 디스크에 수록된 신호를 재생하거나 광 디스크에 신호를 기록하는 기기로, 저장 용량이 증가되고 처리 속도가 빠른 광 픽업이 개발되고 있는 추세이다.
먼저, 광 픽업 저장 용량의 발전 방향을 살펴보면 다음과 같다.
현재에는 DVD 제품과 CD 제품이 널리 사용되고 있다.
일례로, CD 제품은 780㎚ 파장의 광 빔을 이용하여 650MB의 정보를 저장하게 되고, DVD 제품은 650㎚ 파장의 광 빔을 이용하여 4.7GB의 정보를 저장하게 된다.
한편, HD 방송이 시작되면서 여러 정보를 충분히 저장할 수 있는 Blu-ray 제품이 개발되고 있다.
통상, Blu-ray 제품은 405㎚ 파장의 광 빔을 이용하여 25GB 이상의 정보를 저장할 수 있도록 정보 저장용량을 증가시킬 계획이다.
이와 같이, 광 픽업 기록 방식의 진보 속도는 급속히 발전하고 있다.
즉, 단파장의 광 빔을 이용함으로써 더 작은 광 스팟을 만들 수 있게 되고, 이 작은 광 스팟에 의해 보다 큰 정보 기록 밀도가 가능하게 된 것이다.
그러나, 기록 방식의 진보 속도가 시장의 확장 속도보다 빠르게 나타나기 때문에 많은 소비자들은 대용량의 기록 매체와 더불어 소용량의 값싼 기록 매체가 겸용으로 사용될 수 있는 제품을 원하고 있다.
하지만, 현재까지 출시된 광 픽업들은 CD 제품과 DVD 제품 및 Blu-ray 제품 등 여러 종류의 광 기록 매체에 전부 대응할 수 있는 제품이 없으며, 따라서 소비자에게 충분한 만족도를 제공하지 못하는 문제점이 있다.
다음으로, 광 픽업의 정보 처리 속도의 발전 방향을 살펴보면 다음과 같다.
현재에는 광 디스크의 회전속도를 높여 정보 처리 속도를 증가시키는 제품이 출시되고 있지만, 이러한 방법은 한계를 가지고 있다.
예를 들어, 광 디스크의 회전속도를 높이게 되면 광 초점을 보정하기 위해 광 디스크에 매우 높은 평평성(Flatness)이 요구되는데, 이러한 요구 조건으로 인해 광 디스크 매체의 가격이 상승하게 된다.
따라서, 미국 특허 제6,385,143호에는 멀티 빔을 이용하므로, 광 디스크의 회전속도를 증가시키지 않고도 정보 처리 속도를 향상시킬 수 있도록 구성된 광 픽업이 개시되어 있다.
첨부된 도 1에는 상기 미국 특허의 구성이 도시되어 있다.
이를 참조하여 그 동작을 설명하면, 레이저 다이오드(Laser Diode)(3)에서 발생된 광(3)은 그레이팅(Grating)(5)에 의하여 멀티 빔(3-1)(3-2)(3-3)(3-4)(3-5)으로 분할된다. 분할된 빔들은 빔 스플리터(Beam Splitter)(6)를 투과하여 콜리메이터 렌즈(Collimator Lens)(7)에 의하여 평행광으로 변환된 후, 대물 렌즈(Objective Lens)(8)에 의하여 광 디스크(1)에 집속된다.
각 트랙에서 반사된 빔들은 대물 렌즈(8)에 의하여 평행광으로 바뀌고, 콜리메이터 렌즈(7)에 의해 광 검출기(Photo Diode Array)(2)로 집속된다. 이때, 광 검출기(2)와 콜리메이터 렌즈(7)의 사이에는 빔 스플리터(6)가 존재하기 때문에 집속되는 빔들이 그레이팅(5)으로 돌아가지 않고 광 검출기 방향으로 향하게 된다.
그레이팅(5)에 의해 회절되어 멀티 빔이 된 광속은 각각의 트랙에 대응하며, 각각의 트랙에서 반사된 광은 각각 광 검출기(2)의 한 셀에 대응한다. 그러므로 각 빔은 대응하는 각 트랙의 정보를 대응하는 광 검출기의 각 셀로 송신시켜 전기적 신호로 변환시키게 된다.
이와 같은 구성으로 인해 상술한 광 픽업은 광 디스크의 회전 속도를 증가시키지 않고도 멀티 빔을 이용하여 광 디스크의 정보를 신속하게 처리할 수 있게 된다.
하지만, 종래의 광 픽업은 한 종류의 파장만을 허용하는 고정용 회절격자를 사용하기 때문에 서로 다른 파장을 갖는 다양한 광 디스크 매체에 대응하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 제반되는 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 그 목적은 서로 다른 파장을 갖는 여러 종류의 광 디스크 매체에 다양하게 대응하면서도 그 정보를 신속하게 처리할 수 있도록 한 광 픽업을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 광 픽업을 이용한 광 기록재생장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 픽업은 다수개의 서로 다른 파장의 광 빔이 선택적으로 발생되는 광원모듈; 발생된 광 빔을 평행광으로 변환시키는 아크로매틱 렌즈; 광 경로 상에 설치되어 광 빔을 투과 및 반사시키는 빔 스플리터; 광원모듈에서 발생된 광 빔의 파장에 따라 대응되게 변환되고, 빔 스플리터를 투과하여 입사되는 광을 멀티 빔으로 분할하여 다시 빔 스플리터 방향으로 반사 회절시키는 광 모듈레이터; 광 모듈레이터에서 반사 회절되어 상기 빔 스플리터에서 광 디스크 방향으로 반사된 멀티 빔을 대응되는 광 디스크의 트랙에 집광시키는 대물 렌즈; 및 광 디스크의 트랙에 부딪쳐 반사된 멀티 빔을 검출하여 전기적인 신호로 변환시키는 광 검출기를 포함하여 구성된다.
또한, 광 디스크의 신호 트랙에 부딪쳐 반사된 멀티 빔을 광 검출기의 대응되는 셀에 집속시키는 센서렌즈가 포함된다.
상기 서로 다른 파장을 갖는 광 빔의 광 방출면은 동일한 평면에 위치하게 된다.
상기 다수개의 광 빔 중 중간 부분에서 발생되는 파장의 광은 광 모듈레이터에서 반사 회절되면서 형성되는 멀티 빔 중 0차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일하고, 다른 하나의 파장의 광은 멀티 빔 중 -1차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일하며, 또 다른 하나의 파장의 광은 멀티 빔 중 +1차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일하게 구성된다.
상기 다수개의 광 빔은 각각 405㎚, 650㎚, 780㎚ 파장의 광 빔으로 구성된다.
또한, 상기 빔 스플리터는 편광 빔 스플리터가 사용되고, 편광 빔 스플리터와 광 모듈레이터의 사이 및 편광 빔 스플리터와 대물 렌즈의 사이에는 투과되는 빔을 원편광으로 변환시키는 λ/4 파장판이 각각 구성된다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 픽업은 다수개의 서로 다른 파장의 광 빔이 선택적으로 발생되고, 색 수차를 보정하기 위해 각각의 파장의 광 방출면이 서로 다르게 배치된 광원모듈; 발생된 광 빔을 평행광으로 변환시키는 콜리메이터 렌즈; 광 경로 상에 설치되어 광 빔을 투과 및 반사시키는 빔 스플리터; 광원모듈에서 발생되는 광 빔의 파장에 따라 대응되게 변환되고, 빔 스플리터를 투과하여 입사되는 광을 멀티 빔으로 분할하여 다시 빔 스플리터 방향으로 반사 회절시키는 광 모듈레이터; 광 모듈레이터에서 반사 회절되어 빔 스플리터에서 광 디스크 방향으로 반사된 멀티 빔을 대응되는 광 디스크의 트랙에 집광시키는 대물 렌즈; 및 광 디스크의 트랙에 부딪쳐 반사된 멀티 빔을 검출하여 전기적인 신호로 변환시키는 광 검출기를 포함하여 구성된다.
그리고, 광 디스크의 신호 트랙에 부딪쳐 반사된 멀티 빔을 광 검출기의 대응되는 셀에 집속시키는 센서렌즈가 포함된다.
상기 콜리메이터 렌즈로 굴절 렌즈가 사용되면, 이때 광원모듈에서 발생된 다수개의 파장 중 콜리메이터 렌즈에서 가깝게 배치된 파장의 광 빔은 단파장이며, 콜리메이터 렌즈에서 멀게 배치된 파장의 광 빔은 장파장이 된다.
반면, 상기 콜리메이터 렌즈로 회절형 렌즈가 사용되면, 이때 광원모듈에서 발생된 다수 개의 파장 중 콜리메이터 렌즈에서 가깝게 배치된 파장의 광 빔은 장파장이며, 콜리메이터 렌즈에서 멀게 배치된 파장의 광 빔은 단파장이 된다.
상기 다수개의 광 빔 중 중간 부분에서 발생된 파장의 광은 광 모듈레이터에서 반사 회절되면서 형성되는 멀티 빔 중 0차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일하고, 다른 하나의 파장의 광은 멀티 빔 중 -1차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일하며, 또 다른 하나의 파장의 광은 멀티 빔 중 +1차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일하게 구성된다.
상기 다수개의 광 빔은 각각 405㎚, 650㎚, 780㎚ 파장의 광 빔으로 구성된다.
광 효율을 높게 하기 위하여 상기 빔 스플리터는 편광 빔 스플리터가 사용되고, 편광 빔 스플리터와 광 모듈레이터의 사이 및 편광 빔 스플리터와 대물 렌즈의 사이에는 투과되는 빔을 원편광으로 변환시키는 λ/4 파장판이 각각 구성된다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광 기록재생장치는 상기와 같이 구성된 광 픽업을 이용하여 제조된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 픽업의 구성이 개략적으로 도시되어 있다.
이를 참조하면, 본 발명에 따른 광 픽업은 광원모듈(10)에서 발생된 광 빔(B1)(B2)(B3)이 아크로매틱 렌즈(Achromatic Lens)(20)를 통해 평행광으로 변환된 후, 빔 스플리터(Beam Splitter)(30)를 투과하여 광 모듈레이터(Objective Modulate)(40)에서 반사 회절되면서 멀티 빔(MB1)(MB2)(MB3)으로 변환되고, 이 멀티 빔은 다시 빔 스플리터(30)에서 반사되어 대물 렌즈(Objective Lens)(50)를 통해 광 디스크(Objective Disk)(D)의 대응되는 트랙에 각각 집속되도록 구성된다.
그리고, 광 디스크(D)에서 반사된 멀티 빔은 센서렌즈(Sensor Lens)(60)를 통해 광 검출기(70)의 대응되는 셀에 각각 집속되어 전기적인 신호로 변환되도록 구성된다.
여기에서, 광원모듈(10)은 다수개의 서로 다른 파장의 광 빔(B1)(B2)(B3)이 선택적으로 발생되도록 구성된다.
즉, 광원모듈(10)의 내부에는 서로 다른 파장의 광 빔(B1)(B2)(B3)을 발광하는 3개의 칩(LD1)(LD2)(LD3)이 구비되며, 각각의 칩은 서로 동일 선상에서 나란하게 소정의 간격을 두고 배치된다.
이러한 칩 중에 중간에 위치한 칩(LD1)에서는 DVD 제품에 적용되는 650㎚ 파장의 광 빔(B1)이 발생되고, 이를 중심으로 일측에 위치한 칩(LD2)에서는 CD 제품에 적용되는 780㎚ 파장의 광 빔(B2)이 발생되며, 타측에 위치한 칩(LD3)에서는 Blu-ray 제품에 적용되는 405㎚ 파장의 광 빔(B3)이 발생되도록 구성하는 것이 바람직하다.
그리고, 아크로매틱 렌즈(20)는 발산광을 평행광으로 변환시키도록 구성되고, 빔 스플리터(30)는 광 빔을 투과 및 반사시키도록 구성된다.
그리고, 광 모듈레이터(40)는 광원모듈(10)에서 발생되는 광 빔의 파장에 따라 대응되게 변환하면서 입사광을 회절 변조시키는 것으로, 그 원리의 설명은 공지된 기술이므로 간단히 설명하면 다음과 같다.
즉, 기판 상에 다수개의 단위셀이 마련되고, 각각의 셀들은 그 양단이 기판에 고정되어 그 중간부분이 기판과 이격되도록 구성된다. 그리고, 각각의 셀은 교변하여 전압을 인가할 수 있는 수단과 연결 구성된다.
여기에서, 셀에 전압이 인가되지 않으면 모든 셀이 동일 평면상에 있게 되어 수직으로 입사되는 광을 그대로 반사하게 된다. 즉, 입사광에 대한 회절이 발생되지 않게 되는 모드가 되는 것이다.
그러나, 셀에 전압이 인가되면, 전기장이 가해지는 셀만이 기판 측으로 휘어지게 되어 서로 격자형의 구조를 갖게 되므로 입사광을 회절시키는 모드가 되는 것이다.
그러므로 위와 같은 반사 회절형 광 모듈레이터는 인가되는 전압과 구조에 따라 그 회절 광량의 정도와 회절 각을 조절할 수 있으며, 따라서 광 모듈레이터는 입사되는 광의 파장에 따라 변환되면서 입사광을 반사 회절시킬 수 있는 것이다.
물론, 상기 일례를 들어 설명한 광 모듈레이터가 본 발명에 따른 광 모듈레이터로 한정되는 것은 아니며, 본 발명에는 모든 반사회절형 광 모듈레이터가 적용될 수 있다.
광 모듈레이터(40)에서 반사 회절되면서 형성된 멀티 빔(MB1)(MB2)(MB3)에서 서로 다른 3파장의 광 빔 중 하나의 파장이 ±N차 회절의 광 빔으로 이용한다면, 다른 하나의 파장은 -(N+1)차에서 (N-1)차 회절의 광 빔을 이용하고, 또 다른 하나의 파장은 -(N-1)차에서 (N+1)차 회절의 광 빔을 이용하게 구성하는 것이 바람직하다.
그리고, 대물 렌즈(50)는 광 디스크(D)로 향하는 광은 집속시키고, 광 디스크에서 반사된 광은 평행광으로 변환시킬 수 있도록 구성된다.
그리고, 센서 렌즈(60)는 광 디스크의 신호 트랙에서 반사 회절된 멀티 빔(MB1)(MB2)(MB3)을 광 검출기(70)의 대응되는 각각의 셀에 집속시키도록 구성되고, 광 검출기(70)는 대응되는 정보를 전기적인 신호로 변환시키게 된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 광 픽업은 각각 650㎚ 파장, 780㎚ 파장, 405㎚ 파장의 광 빔을 발생하며, 각기 다른 파장의 광 경로를 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 3a과 도 3b에는 DVD 제품에 적용되는 650㎚ 파장의 광 경로가 도시되어 있다.
먼저 도 3a를 참조하여 발생된 광 빔이 광 디스크에 이르는 경로를 설명하면, 650㎚ 파장의 광 빔(B1)은 광원모듈(10)의 중간부분에서 발생되고, 아크로매틱 렌즈(20)를 통과하면서 평행광으로 변환된다.
평행광으로 변환된 광 빔은 빔 스플리터(30)를 투과한 후, 반사 회절형 광 모듈레이터(40)에 의해 반사 회절되면서 멀티 빔(MB1)으로 분할된다.
이때, 멀티 빔(MB1)은 0, ±1, ±2차 회절광으로 구성되고, 광 모듈레이터(40)로 입사되는 광 빔은 멀티 빔 중 0차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일하게 된다.
이렇게 분할 형성된 각각의 멀티 빔(MB1)은 다시 빔 스플리터(30)를 향하게 되고, 빔 스플리터에서 광 디스크(D) 방향으로 반사 회절되고, 대물 렌즈(50)를 통해 대응되는 광 디스크(D)의 트랙에 집속된다.
다음으로 도 3b를 참조하여 광 디스크에서 반사된 광이 광 검출기에 도달하는 경로를 설명하면, 광 디스크(D)의 신호 트랙에서 반사된 멀티 빔(MB1)은 대물 렌즈(50)에 의하여 평행광으로 변환되어 빔 스플리터(30)를 투과하게 된다.
그리고, 빔 스플리터(30)를 투과한 멀티 빔(MB1)은 센서 렌즈(60)에 의해 각각 대응되는 광 검출기(70)의 셀에 집속되며, 광 검출기(70)에서는 대응되는 정보를 전기적인 신호로 변환시키게 된다.
첨부된 도 4a과 도 4b에는 CD 제품에 적용되는 780㎚ 파장의 광 경로가 도시되어 있다.
이를 참조하면, 780㎚ 파장의 광 빔도 상술한 650㎚ 파장의 광 빔과 유사한 광 경로를 갖게 되며, 따라서 그 동작 설명은 생략하기로 한다.
서로 상이한 점은 광 모듈레이터(40)로 입사되는 광 빔(B2)이 멀티 빔(MB2) 은 -3, -2, -1, 0, +1차 회절 광으로 구성되며 그 중 -1차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일하다는 것이다. 따라서, 780㎚ 파장의 광 빔과 650㎚ 파장의 광 빔은 동일 광 축 상에 놓이지 않게 된다.
첨부된 도 5a과 도 5b에는 Blu-ray 제품에 적용되는 405㎚ 파장의 광 경로가 도시되어 있다.
이를 참조하면, 405㎚ 파장의 광 빔도 상술한 650㎚ 파장의 광 빔과 동일한 경로를 갖게 되며, 따라서 그 동작 설명은 생략하기로 한다.
서로 상이한 점은 광 모듈레이터(40)로 입사되는 광 빔(B3)이 멀티 빔 (MB3)이 -1, 0, +1, +2, +3차 회절광으로 구성되며, 그 중 +1차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일하다는 것이다. 따라서, 405㎚ 파장의 광 빔과 650㎚ 파장의 광 빔은 동일 광 축 상에 놓이지 않게 된다.
이처럼, 본 발명은 서로 다른 3개의 파장이 발생되기 때문에 DVD 제품, CD 제품, Blu-ray 제품 등 다양한 광 디스크 매체에 적용할 수 있다.
또한, 본 발명은 서로 다른 파장의 광 빔이 동일한 광학 부품을 이용하기 때문에 부품수가 줄어들게 되고, 따라서 광 픽업의 단가가 절감되어 제품 경쟁력이 향상된다.
또한, 본 발명은 멀티 빔을 적용하기 때문에 광 디스크의 여러 비트(Bit)의 정보를 동시에 읽을 수 있게 되고, 따라서 정보 처리 속도가 증가된다.
한편, 첨부된 도 6에는 본 발명에 따른 광 픽업의 다른 실시예가 도시되어 있다.
이를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예는 상술한 도 2의 일 실시예와 비교할 때 대부분의 구성요소가 동일하며, 따라서 이하에서는 서로 상이한 구성요소만 설명하기로 한다.
본 실시예에 따르면, 아크로매틱 렌즈 대신 통상의 콜리메이터 렌즈(20-1)를 사용한다.
그리고, 광원모듈(10-1)은 다수개의 서로 다른 파장의 광 빔이 선택적으로 발생되도록 내부에는 서로 다른 파장의 광 빔(B1)(B2)(B3)을 발광하는 3개의 칩(LD1)(LD2)(LD3)이 구비되며, 각각의 칩은 색 수차 보정을 위해 콜리메이터 렌즈(20-1)와 각기 다른 거리를 갖도록 배치되어 각각의 파장의 광 방출면이 서로 다르게 구성된다.
이때, 콜리메이터 렌즈(20-1)가 굴절 렌즈라면, 광원모듈에서 발생되는 다수개의 파장 중 콜리메이터 렌즈에서 가깝게 배치된 파장의 광 빔은 단파장이 되고, 콜리메이터 렌즈에서 멀게 배치된 파장의 광 빔은 장파장이 되도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 콜리메이터 렌즈(20-1)가 회절형 렌즈라면, 광원모듈에서 발생되는 다수개의 파장 중 콜리메이터 렌즈에서 가깝게 배치된 파장의 광 빔은 장파장이 되고, 콜리메이터 렌즈에서 멀게 배치된 파장의 광 빔은 단파장이 되도록 구성하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 실시예는 상술한 도 2의 일 실시예와 비교할 때 광 방출면이 서로 다를 뿐 서로 동일한 광 경로 및 작용 효과를 갖게 된다. 따라서 그 설명은 생략하기로 한다.
한편, 첨부된 도 7에는 본 발명에 따른 광 픽업의 또 다른 실시예가 도시되어 있다.
이를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예는 상술한 도 2의 일 실시예와 비교할 때 대부분의 구성요소가 동일하기 때문에 이하에서는 서로 상이한 점만 설명하기로 한다.
본 실시예에 따르면, 광 효율을 증가시키기 위해 일반적인 빔 스플리터 대신 편광 빔 스플리터(30-1)를 사용한다.
그리고, 편광 빔 스플리터(30-1)와 광 모듈레이터(40)의 사이 및 편광 빔 스플리터(30-1)와 대물 렌즈(50)의 사이에는 투과되는 빔을 원편광으로 변환시키는 λ/4 파장판(80)이 추가로 각각 구성된다.
이제, 이와 같이 구성된 본 실시예의 광 경로 및 작용을 설명한다.
첨부된 도 8a과 도 8b에는 650㎚ 파장의 광 경로가 도시되어 있다.
먼저 도 8a를 참조하면, 650㎚ 파장의 광 빔(B1)은 광원모듈(10)의 중간부분에서 발생되고, 아크로매틱 렌즈(20)를 통과하면서 평행광으로 변환된다.
아크로매틱 렌즈(20)를 통과한 광 빔에서 P편광성분만이 편광 빔 스플리터(30-1)를 투과하게 되고, 투과된 P편광성분은 λ/4 파장판(80)에 의해 원 편광으로 변환되어 반사 회절형 광 모듈레이터(40)로 입사된다.
원 편광은 광 모듈레이터(40)에 의해 반사 회절되면서 멀티 빔(MB1)으로 분할되고, 다시 λ/4 파장판(80)을 투과하면서 S편광성분으로 변환된다.
S편광성분의 멀티 빔(MB1)은 다시 편광 빔 스플리터(30-1)를 향하게 되고, 편광 빔 스플리터에서 반사 회절되어 편광 빔 스플리터(30-1)와 대물 렌즈(50) 사이의 λ/4 파장판(80)으로 향하게 된다.
λ/4 파장판(80)을 투과한 S편광성분의 멀티 빔(MB1)은 다시 원 편광으로 변환되고, 대물 렌즈(50)에 의해 대응되는 광 디스크(D)의 트랙에 각각 집속된다.
다음으로 도 8b를 참조하면, 광 디스크(D)의 신호 트랙에서 반사된 S편광성분의 멀티 빔(MB1)은 대물 렌즈(50)에 의하여 평행광으로 변환되고, λ/4 파장판(80)을 투과하면서 P편광성분으로 변환되어 변광 빔 스플리터(30)를 투과하게 된다.
투과한 멀티 빔(MB1)은 센서 렌즈(60)에 의해 각각 대응되는 광 검출기(70)의 셀에 집속되며, 광 검출기(70)에서는 대응되는 정보의 광 에너지를 전기적인 신호로 변환시키게 된다.
이상에서는 본 실시예에서 650㎚ 파장의 광 경로만을 설명하였으나, 780㎚ 파장 및 405㎚ 파장도 이와 동일한 광 경로 및 작용을 갖게 되며, 따라서 그 설명은 생략하기로 한다.
단지, 780㎚ 파장의 광 빔(B2)은 광 모듈레이터에서 반사 회절된 멀티 빔(MB2) 중 -1차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일하고, 405㎚ 파장의 광 빔(B3)은 광 모듈레이터에서 반사 회절된 멀티 빔(MB3) 중 +1차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일하기 때문에 780㎚ 파장과 405㎚ 파장은 650㎚ 파장과 동일 광축 상에 놓이지 않게 된다.
이와 같이 구성되어 작동되는 본 실시예는 상술한 일 실시예와 동일하게 광 디스크 정보를 신속하게 처리할 수 있고, 다양한 광 디스크 매체에 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 편광 빔 스플리터에 의해 광 손실을 줄임으로써 광 효율을 증가시킬 수 있게 된다.
한편, 첨부된 도 9에는 본 발명에 따른 광 픽업의 또 다른 실시예가 도시되어 있다.
이를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예는 도 6에 도시된 실시예에 도 7에 도시된 실시예의 편광 빔 스플리터와 λ/4 파장판을 적용하도록 구성된 점이 서로 상이하다.
물론, 그 작용 효과는 상술한 실시예들과 동일하며, 따라서 그 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명은 상술한 실시예들에서 서로 다른 길이를 갖는 3개의 파장이 발생되도록 구성되어 있으나, 제품에 따라 4개나 5개 등 3개 이상의 파장이 적용되도록 구성할 수도 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시예에서 멀티 빔이 5개로 구성되어 있으나, 제품에 따라 3개 또는 7개 이상으로 구성될 수도 있다.
한편, 상술한 본 발명에 따른 광 픽업 실시예들은 다양한 종류의 광 기록재생장치에 적용할 수 있으며, 이 광 기록재생장치도 본 발명에 범주에 포함된다고 할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명은 서로 다른 파장의 광 빔을 선택적으로 발생하는 광원모듈과 입사되는 광 빔을 멀티 빔으로 반사 회절시키는 광 모듈레이터를 적용하여 광 디스크 정보를 신속하게 처리할 수 있고 여러 종류의 광디스크 매체에 전부 대응할 수 있는 효과가 있다.
이상에서와 같이 본 발명은 특정의 실시예들과 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 광 픽업의 일례를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 광 픽업의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 3a는 도 2에서 650㎚ 파장의 광 빔이 발생되어 광 디스크에 도달하는 광 경로를 나타낸 작동도,
도 3b는 광 디스크로부터 반사된 650㎚ 파장의 광 빔이 대응되는 광 검출기에 집속되는 광 경로를 나타낸 작동도,
도 4a는 도 2에서 780㎚ 파장의 광 빔이 광 디스크에 도달하는 광 경로를 나타낸 작동도,
도 4b는 광 디스크로부터 반사된 780㎚ 파장의 광 빔이 대응되는 광 검출기에 집속되는 광 경로를 나타낸 작동도,
도 5a는 도 2에서 405㎚ 파장의 광 빔이 광 디스크에 도달하는 광 경로를 나타낸 작동도,
도 5b는 광 디스크로부터 반사된 405㎚ 파장의 광 빔이 대응되는 광 검출기에 집속되는 광 경로를 나타낸 작동도,
도 6은 본 발명 따른 광 픽업의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 광 픽업의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 구성도,
도 8a는 도 7에서 650㎚ 파장의 광 빔이 광 디스크에 도달하는 광 경로를 나타낸 작동도,
도 8b는 광 디스크로부터 반사된 650㎚ 파장의 광 빔이 대응되는 광 검출기에 집속되는 광 경로를 나타낸 작동도,
도 9는 본 발명에 따른 광 픽업의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 구성도.
◎ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ◎
10, 10-1: 광원모듈 20: 아크로매틱 렌즈
20-1: 콜리메이터 렌즈 30: 빔 스플리터
30-1: 편광 빔 스플리터 40: 광 모듈레이터
50: 대물 렌즈 60: 센서 렌즈
70: 광 검출기 80: λ/4 파장판
B1: 650㎚ 파장의 광 빔 B2: 780㎚ 파장의 광 빔
B3: 405㎚ 파장의 광 빔 D: 광 디스크
LD1: 650㎚ 파장 칩 LD2: 780㎚ 파장 칩
LD3: 405㎚ 파장 칩 MB1: 650㎚ 파장의 멀티 빔
MB2: 780㎚ 파장의 멀티 빔 MB3: 405㎚ 파장의 멀티 빔

Claims (19)

  1. 다수개의 서로 다른 파장의 광 빔이 선택적으로 발생되는 광원모듈;
    상기 발생된 광 빔을 평행광으로 변환시키는 아크로매틱 렌즈;
    광 경로 상에 설치되어 광 빔을 투과 및 반사시키는 빔 스플리터;
    상기 광원모듈에서 발생된 광 빔의 파장에 따라 대응되게 변환되고, 상기 빔 스플리터를 투과하여 입사되는 광을 멀티 빔으로 분할하여 다시 빔 스플리터 방향으로 반사 회절시키는 광 모듈레이터;
    상기 광 모듈레이터에서 반사 회절되어 상기 빔 스플리터에서 광 디스크 방향으로 반사된 멀티 빔을 대응되는 광 디스크의 트랙에 집광시키는 대물 렌즈; 및
    상기 광 디스크의 트랙에 부딪쳐 반사된 멀티 빔을 검출하여 전기적인 신호로 변환시키는 광 검출기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 디스크의 신호 트랙에 부딪쳐 반사된 멀티 빔을 상기 광 검출기의 대응되는 셀에 집속시키는 센서렌즈를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 멀티 빔의 간격은 광 디스크 트랙의 피치와 동일하게 구성된 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 서로 다른 파장을 갖는 광 빔의 광 방출면은 동일한 평면에 위치하는 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    다수개의 광 빔 중 중간 부분에서 발생된 파장의 광은 상기 광 모듈레이터에서 반사 회절되면서 형성되는 멀티 빔 중 0차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일하고, 다른 하나의 파장의 광은 멀티 빔 중 -1차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일하며, 또 다른 하나의 파장의 광은 멀티 빔 중 +1차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일한 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 다수개의 광 빔은 각각 405㎛, 650㎛, 780㎛ 파장의 광 빔인 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 빔 스플리터는 편광 빔 스플리터가 사용되고, 편광 빔 스플리터와 광 모듈레이터의 사이 및 편광 빔 스플리터와 대물 렌즈의 사이에는 투과되는 빔을 원편광으로 변환시키는 λ/4 파장판이 각각 구성된 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  8. 상기 제1항 또는 제2항의 광 픽업을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 광 기록재생장치.
  9. 다수개의 서로 다른 파장의 광 빔이 선택적으로 발생되고, 색 수차를 보정하기 위해 각각의 파장의 광 방출면이 서로 다르게 배치된 광원모듈;
    상기 발생된 광 빔을 평행광으로 변환시키는 콜리메이터 렌즈;
    광 경로 상에 설치되어 광 빔을 투과 및 반사시키는 빔 스플리터;
    상기 광원모듈에서 발생되는 광 빔의 파장에 따라 대응되게 변환되고, 상기 빔 스플리터를 투과하여 입사되는 광을 멀티 빔으로 분할하여 다시 빔 스플리터 방향으로 반사 회절시키는 광 모듈레이터;
    상기 광 모듈레이터에서 반사 회절되어 상기 빔 스플리터에서 광 디스크 방향으로 반사된 멀티 빔을 대응되는 광 디스크의 트랙에 집광시키는 대물 렌즈; 및
    상기 광 디스크의 트랙에 부딪쳐 반사된 멀티 빔을 검출하여 전기적인 신호로 변환시키는 광 검출기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광 디스크의 신호 트랙에 부딪쳐 반사된 멀티 빔을 상기 광 검출기의 대응되는 셀에 집속시키는 센서렌즈를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 콜리메이터 렌즈는 굴절 렌즈가 사용되고, 광원모듈에서 발생되는 다수개의 파장 중 콜리메이터 렌즈에서 가깝게 배치된 파장의 광 빔은 단파장이며, 콜리메이터 렌즈에서 멀게 배치된 파장의 광 빔은 장파장인 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  12. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 콜리메이터 렌즈는 회절형 렌즈가 사용되고, 광원모듈에서 발생되는 다수개의 파장 중 콜리메이터 렌즈에서 가깝게 배치된 파장의 광 빔은 장파장이며, 콜리메이터 렌즈에서 멀게 배치된 파장의 광 빔은 단파장인 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  13. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 다수개의 광 빔 중 중간 부분에서 발생되는 파장의 광은 상기 광 모듈레이터에서 반사 회절되면서 형성되는 멀티 빔 중 0차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일하고, 다른 하나의 파장의 광은 멀티 빔 중 -1차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일하며, 또 다른 하나의 파장의 광은 멀티 빔 중 +1차 회절된 광과 그 중심 경로가 동일한 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  14. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 다수개의 광 빔은 각각 405㎛, 650㎛, 780㎛ 파장의 광 빔인 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  15. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    상기 빔 스플리터는 편광 빔 스플리터가 사용되고, 편광 빔 스플리터와 광 모듈레이터의 사이 및 편광 빔 스플리터와 대물 렌즈의 사이에는 투과되는 빔을 원편광으로 변환시키는 λ/4 파장판이 각각 구성된 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  16. 상기 제9항 또는 제10항의 광 픽업을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 광 기록재생장치.
  17. 발생된 광 빔이 빔 스플리터에 의해 투과 및 반사되면서 광 디스크의 정보를 광 검출기로 송신하는 광 픽업에 있어서,
    서로 다른 파장을 갖는 다수개의 광 빔이 선택적으로 발생되는 광원모듈과,
    선택적으로 발생된 광 빔에 따라 변환되면서 입사되는 광 빔을 멀티 빔으로 반사 회절시키는 광 모듈레이터가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  18. 제17에 있어서,
    상기 다수개의 광 빔은 각각 405㎛, 650㎛, 780㎛ 파장의 광 빔인 것을 특징으로 하는 광 픽업.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 빔 스플리터는 편광 빔 스플리터가 사용되고, 편광 빔 스플리터와 광 모듈레이터의 사이 및 편광 빔 스플리터와 광 디스크의 사이에는 투과되는 빔을 원편광으로 변환시키는 λ/4 파장판이 각각 구성된 것을 특징으로 하는 광 픽업.
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