KR100570858B1 - Optical pick-up apparatus for dvd - Google Patents
Optical pick-up apparatus for dvd Download PDFInfo
- Publication number
- KR100570858B1 KR100570858B1 KR1020030042593A KR20030042593A KR100570858B1 KR 100570858 B1 KR100570858 B1 KR 100570858B1 KR 1020030042593 A KR1020030042593 A KR 1020030042593A KR 20030042593 A KR20030042593 A KR 20030042593A KR 100570858 B1 KR100570858 B1 KR 100570858B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- light beam
- optical
- wavelength
- dvd
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/22—Apparatus or processes for the manufacture of optical heads, e.g. assembly
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B20/00—Signal processing not specific to the method of recording or reproducing; Circuits therefor
- G11B20/10—Digital recording or reproducing
- G11B20/18—Error detection or correction; Testing, e.g. of drop-outs
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
- G11B7/127—Lasers; Multiple laser arrays
- G11B7/1275—Two or more lasers having different wavelengths
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1362—Mirrors
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1372—Lenses
- G11B7/1374—Objective lenses
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1395—Beam splitters or combiners
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B2220/00—Record carriers by type
- G11B2220/20—Disc-shaped record carriers
- G11B2220/25—Disc-shaped record carriers characterised in that the disc is based on a specific recording technology
- G11B2220/2537—Optical discs
- G11B2220/2545—CDs
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B2220/00—Record carriers by type
- G11B2220/20—Disc-shaped record carriers
- G11B2220/25—Disc-shaped record carriers characterised in that the disc is based on a specific recording technology
- G11B2220/2537—Optical discs
- G11B2220/2562—DVDs [digital versatile discs]; Digital video discs; MMCDs; HDCDs
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Optical Head (AREA)
Abstract
본 발명은 콜리메이터 렌즈(Collimator Lens)를 사용하지 않으면서 무한 광학계와 동일한 광학거리 및 동일한 성능을 얻도록 하기 위해, 배율이 1/5 내지 1/10인 대물렌즈(Objective Lens)를 포함하여 DVD 유한 광학계를 구성하는 DVD 광 픽업 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 상기 DVD 광 픽업 장치는, 2개의 서로 다른 파장의 광 빔이 선택적으로 발생되는 2파장 광원모듈; 상기 광 빔을 0차 광인 메인 빔과 ±1차 이상의 서브 빔으로 분기하는 회절격자; 광 경로 상에 설치되어 상기 2파장 광원모듈로부터 입사되는 광 빔을 반사 및 투과시키는 빔 스플리터; 상기 빔 스플리터에서 반사된 광의 경로를 바꾸어주는 미러; 상기 미러에서 반사된 광 빔을 광 디스크의 한점에 집광시켜 주는 상기 대물렌즈; 및 상기 광 디스크의 신호 트랙에 부딪쳐 반사된 광 빔을 검출하여 전기적 신호로 변환시켜 주는 광 검출기를 포함한다.The present invention provides a DVD finite element including an objective lens having a magnification of 1/5 to 1/10 to obtain the same optical distance and the same performance as an infinite optical system without using a collimator lens. A DVD optical pickup apparatus constituting an optical system, the DVD optical pickup apparatus according to the present invention comprises: a two-wavelength light source module for selectively generating light beams of two different wavelengths; A diffraction grating for dividing the light beam into a main beam which is 0th order light and a sub beam of ± 1 order or more; A beam splitter installed on an optical path to reflect and transmit a light beam incident from the two wavelength light source module; A mirror for changing a path of light reflected by the beam splitter; The objective lens for condensing the light beam reflected from the mirror to one point of the optical disk; And an optical detector that detects and converts the reflected light beam into an electrical signal by hitting the signal track of the optical disk.
2파장 광원모듈, 회절격자, 빔 스플리터, 미러, 대물렌즈, 광 검출기2-wavelength light source module, diffraction grating, beam splitter, mirror, objective lens, light detector
Description
도 1은 종래 광 픽업 장치를 개략적으로 도시한 구성도.1 is a configuration diagram schematically showing a conventional optical pickup device.
도 2는 본 발명에 따른 광 픽업 장치를 개략적으로 도시한 구성도.2 is a configuration diagram schematically showing the optical pickup device according to the present invention.
도 3은 본 발명에서 광학계 배율을 설명하기 위한 개략도.Figure 3 is a schematic diagram for explaining the optical system magnification in the present invention.
도 4a는 본 발명에 따라 DVD에 대한 성능 실험 결과를 나타낸 그래프.Figure 4a is a graph showing the performance test results for the DVD according to the present invention.
도 4b는 본 발명에 따라 CD에 대한 성능 실험 결과를 나타낸 그래프.Figure 4b is a graph showing the performance test results for the CD according to the present invention.
◎ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ◎◎ Explanation of symbols for main part of drawing
1, 11: 광원모듈 2, 12: 회절격자1, 11:
3, 13: 빔 스플리터 4, 14: 미러(Mirror)3, 13:
5: 콜리메이터 렌즈 6, 16: 대물렌즈 5:
7, 17: 광 디스크 8, 18: 광 검출기7, 17: optical disk 8, 18: optical detector
본 발명은 광디스크와 같은 기록매체에 정보를 기록재생하기 위한 광 픽업 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 DVD 광학계를 구성하는데 있어서, 콜리메이터 렌즈(Collimator Lens)를 사용하지 않는 유한 광학계를 적용하기 위해, 배율이 1/5 내지 1/10인 대물렌즈(Objective Lens)를 이용한 DVD 광 픽업 장치에 관한 것이다. The present invention relates to an optical pickup device for recording and reproducing information on a recording medium such as an optical disk, and more particularly, to apply a finite optical system that does not use a collimator lens in constructing a DVD optical system. A DVD optical pickup apparatus using an objective lens having a magnification of 1/5 to 1/10.
일반적으로 광 픽업 장치는 각종 광 디스크에 수록된 신호를 재생하거나 광 디스크에 신호를 기록하는 기기로, 저장 용량이 증가되고 처리 속도가 빠른 광 픽업 장치가 개발되고 있는 추세이며, 현재에는 DVD 제품과 CD 제품이 널리 사용되고 있다.In general, an optical pickup device is a device for reproducing signals recorded on various optical disks or recording signals on optical disks. An optical pickup device with an increased storage capacity and a faster processing speed has been developed. Products are widely used.
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. Of course, although DVD products have high capacity technology, most people are relatively inexpensive and are more accustomed to the widespread use of CD products. Cannot survive, and for this reason, all DVD products on the market are designed to read CD discs together.
이러한 DVD 제품의 광학계를 보면, 종래에는 각각 서로 다른 파장을 갖는 2개의 광원모듈이 사용되었다. 일례로, CD 제품은 780㎚ 파장의 광 빔을 이용하여 650MB의 정보를 저장하게 되고, DVD 제품은 650㎚ 파장의 광 빔을 이용하여 4.7GB의 정보를 저장하게 된다. 그러나, 최근에는 광학계의 부품수를 줄이기 위해 2개의 반도체 칩이 내장되어 2개의 파장을 갖게 되는 1개의 광원모듈이 사용되고 있는 추세이다. In the optical system of such a DVD product, two light source modules having different wavelengths are used in the related art. For example, a CD product stores 650 MB of information using a light beam of 780 nm wavelength, and a DVD product stores 4.7 GB of information using a light beam of 650 nm wavelength. However, in recent years, in order to reduce the number of components of the optical system, one light source module having two wavelengths embedded in two semiconductor chips is used.
또한, 광기록 매체의 고밀도화를 위해서, 정보를 기록재생하는 광 픽업 장치의 스폿 크기를 줄여 나가고 있다. 광스폿의 지름은 사용 파장에 비례하고 개구수에 반비례하기 때문에, 광스폿의 크기를 줄이는 방법은 크게 광원의 파장을 줄이는 방법과 대물렌즈계의 개구수를 크게 하는 방법이 연구되고 있다. 광원의 파장을 줄이는 방법으로 단파장을 발생시키는 레이저 다이오드의 개발이 진행 중이고, 광 픽업 장치에서 사용하는 대물렌즈계의 개구수를 크게 하는 방법으로, 대물렌즈에 대한 개발이 끊임없이 진행되고 있다. In addition, in order to increase the density of the optical recording medium, the spot size of the optical pickup apparatus for recording and reproducing information is reduced. Since the diameter of the light spot is proportional to the wavelength used and inversely proportional to the numerical aperture, the method of reducing the size of the light spot greatly reduces the wavelength of the light source and the method of increasing the numerical aperture of the objective lens system. The development of laser diodes that generate short wavelengths by reducing the wavelength of the light source is in progress, and the development of objective lenses is constantly progressing by increasing the numerical aperture of the objective lens system used in the optical pickup device.
이와 같이, 광 픽업 장치에서는 광학 부품을 줄이면서 광스폿의 크기도 줄이는 방법이 연구되고 있다. As described above, in the optical pickup device, a method of reducing the size of the optical spot while reducing the optical component has been studied.
도 1에는 종래의 DVD 광학계인 무한 광학계로 구성된 광 픽업 장치의 구성이 개략적으로 도시되어 있다.1 schematically shows the configuration of an optical pickup device composed of an infinite optical system which is a conventional DVD optical system.
이를 참고하면, 종래의 광 픽업 장치는 서로 다른 파장 즉, DVD계열의 650nm와 CD계열의 780nm의 파장을 갖는 2개의 광 빔을 선택적으로 발생시키는 2파장 광원모듈(1)과, 상기 2파장 광원모듈(1)에서 출사된 광 빔을 광의 회절효과를 이용하여 분기하는 회절격자(Grating)(2)와, 상기 회절격자(2)에 의해 분기된 광 빔을 광 디스크(7) 방향으로 반사시켜 주는 빔 스플리터(Beam Splitter)(3)와, 상기 반사된 광 빔의 경로를 변경하여 주는 미러(Mirror)(4)와, 상기 미러(4)에 의해 반사된 광 빔을 평행광으로 변환시켜 주는 콜리메이터 렌즈(5)와, 상기 콜리메리터 렌즈(5)를 통과한 광 빔을 광 디스크(7)의 한점에 집광시켜 주는 대물렌즈(6)와, 다시 상기 광 디스크(7)에서 반사된 광 빔이 빔 스플리터(3)를 투과하고 이러한 광 빔을 검출하여 전기적 신호로 변환시켜 주는 광 검출기(8)로 구성되어 있다.Referring to this, the conventional optical pickup device is a two-wavelength light source module (1) for selectively generating two light beams having different wavelengths, that is, the wavelength of 650nm of DVD series and 780nm of CD series, and the two wavelength light source The
이렇게 구성된 광 픽업 장치의 작동을 간략하게 설명하면, 2파장 광원모듈(1)로부터 발생된 광 빔은 회절격자(2)로 입사되어 0차 광인 메인 빔과 ±1차 이상의 서브 빔으로 분기된 다음, 코팅처리된 빔 스플리터(3)에 의해 반사되고, 이러한 광 빔은 광 픽업 장치의 높이를 조절하기 위하여 삽입된 미러(4)에 의해 다시 광 경로가 변경되어 콜리메이터 렌즈(5)로 입사된다. 콜리메이터 렌즈(5)로 입사된 광 빔은 평행광으로 변환되는데, 2파장 광원모듈(1)에서 콜리메이터 렌즈(5)까지의 광학적 거리를 콜리메이터 렌즈(5)의 초점거리와 같도록 설계하면 평행광을 만들 수 있게 된다. 상기 평행광은 대물렌즈(6)에 의해 집광된 다음 계속해서 광 디스크(7)의 신호 트랙에 부딪히면서 반사되는데. 이때 디스크 상의 정보기록 단위인 피트(Pit)를 읽게 된다. Briefly describing the operation of the optical pickup device configured as described above, the light beam generated from the two-wavelength light source module 1 is incident on the diffraction grating 2 and branched into a main beam that is zero-order light and a sub-beam of ± 1 order or more. The light beam is reflected by the coated
상기 광 디스크(7)에서 반사된 빔은 동일한 경로로 되돌아오다가 빔 스플리터(3)를 투과함으로써 경로가 바뀌게 되고, 이러한 광 빔은 집광되어 광 검출기(8)에 의해 전기적인 신호로 변환된다. The beam reflected by the optical disc 7 is returned to the same path and then changed by passing through the
이와 같이, 종래의 DVD 광학계에는 콜리메이터 렌즈(5)를 사용하여 광 빔을 평행광으로 만들어, 대물렌즈(6)로 집속시키는 방식인 무한 광학계를 사용하였다. As described above, an infinite optical system is used as a conventional DVD optical system in which a
그러나, 광원모듈(1)로부터 발생된 광 빔을 평행광으로 만들기 위하여 콜리메이터 렌즈(5)를 부수적으로 사용하여야 하기 때문에, 광 픽업 장치의 구성이 복잡하고 대형화되는 문제가 있으며, 이러한 부수적인 광학 소자를 사용하기 때문에 광학 소자를 광축에 정렬시켜야하는 어려움이 있다.However, since the
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 DVD 광학계를 구성하는데 있어서, 추가적으로 콜리메이터 렌즈를 사용하지 않으 면서 배율이 1/5∼1/10인 대물렌즈를 사용하여 무한 광학계와 동일한 성능을 얻을 수 있는 유한 광학계를 구성하는 DVD 광 픽업 장치를 구현하는 것이다. The present invention is to overcome the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to use an objective lens having a magnification of 1/5 to 1/10 without using a collimator lens in configuring a DVD optical system The DVD optical pickup device constituting the finite optical system that can achieve the same performance as the optical system is implemented.
또한, 본 발명은 광학 소자인 콜리메이터 렌즈를 제거함으로써 용이하게 제작 및 사용할 수 있는 고밀도 기록재생이 가능한 DVD 광 픽업 장치를 제공하는 것이 목적이다. In addition, an object of the present invention is to provide a DVD optical pickup apparatus capable of high-density recording and reproduction that can be easily produced and used by removing a collimator lens as an optical element.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 DVD에 유한 광학계를 적용한 DVD 광 픽업 장치는, 소정의 파장의 광 빔을 발생시키는 광원모듈; 상기 광 빔을 분기시키는 회절격자; 광 경로 상에 설치되어 상기 2파장 광원모듈로부터 입사되는 광 빔을 반사 및 투과시키는 빔 스플리터; 상기 빔 스플리터에서 반사된 광의 경로를 바꾸어주는 미러; 상기 미러에서 반사된 광 빔을 광 디스크의 한점에 집광시켜 주는 대물렌즈; 및 상기 광 디스크의 신호 트랙에 부딪쳐 반사된 광 빔을 검출하여 전기적 신호로 변환시켜 주는 광 검출기를 포함하며, 상기 대물렌즈는 배율이 1/5 내지 1/10인 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above object, the DVD optical pickup apparatus applying the finite optical system to the DVD according to the present invention, the light source module for generating a light beam of a predetermined wavelength; A diffraction grating for branching the light beam; A beam splitter installed on an optical path to reflect and transmit a light beam incident from the two wavelength light source module; A mirror for changing a path of light reflected by the beam splitter; An objective lens for condensing the light beam reflected from the mirror to one point of the optical disk; And an optical detector that detects and converts the reflected light beam into an electrical signal by hitting the signal track of the optical disk, wherein the objective lens has a magnification of 1/5 to 1/10.
여기서, 상기 광원모듈은 2개의 서로 다른 파장의 광 빔을 선택적으로 발생시키는 2파장 광원모듈인 것이 바람직하다.Here, the light source module is preferably a two-wavelength light source module for selectively generating light beams of two different wavelengths.
또한, 상기 2파장 광원모듈에서 발생되는 광 빔은 655㎚, 785㎚ 파장의 광 빔이다.In addition, the light beam generated by the two-wavelength light source module is a light beam of 655nm, 785nm wavelength.
여기서, 상기 회절격자는 단일 광 빔을 0차 광인 메인 빔과 ±1차 이상의 서브 빔으로 분기하는 것을 특징으로 한다.Here, the diffraction grating splits a single light beam into a main beam that is 0th order light and a sub beam of ± 1 order or more.
또한, 상기 회절격자를 통해 분기된 광 빔을 사용하여 CD의 트랙킹 에러(Tracking Error) 신호를 검출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the tracking error signal of the CD is detected by using the light beam branched through the diffraction grating.
여기서, 상기 빔 스플리터는 코팅처리되어 광 빔을 반사 및 투과시키며, 비점수차를 만들어 CD 및 DVD의 포커스 에러(Focus Error) 신호를 검출하는 것을 특징으로 한다.The beam splitter may be coated to reflect and transmit a light beam, and to generate astigmatism to detect focus error signals of CDs and DVDs.
여기서, 상기 미러는 반사율이 95% 이상으로 코팅처리되고, 광 픽업의 높이를 조절하는 것을 특징으로 한다.Here, the mirror is coated with a reflectance of 95% or more, characterized in that for adjusting the height of the optical pickup.
또한, 상기 대물렌즈는 비구면 렌즈인 것을 특징으로 한다.In addition, the objective lens is characterized in that the aspherical lens.
광 픽업 설계시에는 우선 광학계가 무한 광학계인지 유한 광학계인지를 선택해야 한다. 무한 광학계라고 하는 것은 대물렌즈에 입사하는 광이 평행광인 경우를 말하며, 이는 콜리메이터 렌즈를 사용하여 광 빔을 평행광으로 만드는 것이다. 대물렌즈에 입사하는 광이 평행광이 아닌 발산광(또는 수렴광)인 경우에는 유한 광학계라고 하며, 이때에는 콜리메이터 렌즈가 사용되지 않는다. 일반적으로 DVD와 같이 고개구수(高開口數)인 경우에는 대부분 무한 광학계를 채용하며 CD와 같이 비교적 저개구수(低開口數)인 경우에는 유한 광학계를 채용한다. In the optical pickup design, it is first necessary to select whether the optical system is an infinite optical system or a finite optical system. Infinite optical system refers to a case where the light incident on the objective lens is parallel light, which uses a collimator lens to make the light beam into parallel light. When the light incident on the objective lens is divergent light (or converged light) instead of parallel light, it is called a finite optical system. In this case, no collimator lens is used. In general, in the case of a high number of openings (DVD), such as DVD, most of them adopt an infinite optical system, and in the case of a relatively low number of openings (CD), such a finite optical system.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부된 도 2에는 본 발명에 따른 DVD 광 픽업 장치의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 2, the configuration of the DVD optical pickup apparatus according to the present invention is schematically shown.
이를 참조하면, 각종 광 디스크에 수록된 신호를 재생하거나 광 디스크에 신 호를 기록하는 본 발명에 따른 DVD 광 픽업 장치는 광원모듈(11)에서 발생된 광 빔이 회절격자(12)에 의해 분기되어, 빔 스플리터(13)에 의해 반사되고, 이러한 광 빔은 광 픽업 장치의 높이를 조절하기 위하여 삽입된 미러(14)에 의해 다시 광 경로가 변경되며, 광 경로가 변경된 광 빔은 바로 대물렌즈(16)에 의해 광 디스크(17)에 집광되도록 구성된다. Referring to this, in the DVD optical pickup apparatus according to the present invention for reproducing signals recorded on various optical disks or recording signals on optical disks, the light beam generated by the
그리고, 광 디스크(17)에서 반사된 광 빔은 다시 미러(14)에서 반사되고 빔 스플리터(13)를 투과하여 광 검출기(18)에 의해 전기적인 신호로 변환되도록 구성된다. Then, the light beam reflected by the
여기에서, 광원모듈(11)은 서로 다른 파장의 광 빔을 선택적으로 투사하는 1개의 2파장 광원모듈(11)이 사용된다. 2파장 광원모듈(11)은 내부에 소정의 간격을 두고 2개의 반도체 칩이 설치되고, 2개의 반도체 칩 가운데 하나는 DVD 계열의 650㎚의 파장을 갖는 광 빔을 발광시키게 되고, 다른 하나는 CD 계열의 780㎚의 파장을 갖는 광 빔을 발광시키게 된다. Here, the
2파장 광원모듈(11)을 통해 동일한 광 경로로 투사된 각각의 광 빔은 회절 격자(12)를 통해 0차 광인 메인 빔과 ±1차 이상의 서브 빔으로 분기된다. 여기서 상기 회절격자(12)를 통해 분기된 광 빔을 사용하여 CD의 트랙킹 에러 신호를 검출하게 된다. Each light beam projected by the same wavelength path through the two-wavelength
상기 회절 격자(12)를 통해 분기된 광 빔은 광 디스크(17) 방향으로 광 경로를 반사시켜 주는 빔 스플리터(13)에 의해 반사된 후, 다시 미러(14)에 의해 반사된다. The light beam branched through the
여기서, 상기 빔 스플리터(13)는 표면이 코팅처리되어 광 빔을 반사 및 투과시키며, 상기 빔 스플리터(13)에 의해 비점수차를 만들어 이를 CD 및 DVD의 포커스 에러 신호를 검출하게 된다. Here, the
또한, 상기 미러(14)는 광 빔의 반사율이 95% 이상이 되도록 코팅처리되어 광 빔의 경로를 변경시켜주는 역할을 하는데, 이렇게 광 빔의 경로를 변경시켜줌으로써 광 픽업 장치의 높이를 조절할 수 있다. In addition, the
본 발명에 따른 DVD 광 픽업 장치는 상기 미러(14)를 통해 반사된 광 빔이 바로 대물렌즈(16)로 집속된다. In the DVD optical pickup apparatus according to the present invention, the light beam reflected through the
DVD 광 픽업 장치의 광학계 구성에 있어, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 미러(4)와 대물렌즈(6) 사이에 콜리메이터 렌즈(5)를 사용하여 미러(4)에 의해 반사된 광 빔을 콜리메이터 렌즈(5)를 통해 평행광으로 변환하여 대물렌즈(6)로 집속시켰으나, 종래의 이와 같은 콜리메이터 렌즈(5)를 사용하는 무한 광학계와는 달리, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 콜리메이터 렌즈를 제거하고 광원모듈(11)에서 발생된 광 빔을 고배율의 대물렌즈(16)에 집속시키는 유한 광학계를 구성하게 된다. 이런 경우, 원하는 광학거리를 갖는 광학계의 구현은 대물렌즈에 의해서 결정된다. In the optical system configuration of the DVD optical pickup apparatus, as shown in FIG. 1, conventionally the light beam reflected by the
도 3은 광학계 배율을 설명하기 위한 것으로, 다음과 같이 나타낼 수 있다.3 is for explaining an optical system magnification, and may be represented as follows.
광학계 배율(m) = S2/S1 = (광 디스크 상의 초점∼대물렌즈의 제2 주요점(Principle Point)(H2))/(광원∼대물렌즈의 제1 주요점(H1))Optical magnification (m) = S2 / S1 = (2nd principal point (H2) of the focal point to the objective lens on the optical disk) / (1st main point (H1) of the light source to the objective lens)
종래의 무한 광학계 DVD에 기억된 정보를 재생하는 경우, 광 픽업 장치의 집 광 광학계에 요구되는 광학 배율은 1/6∼1/7 정도 필요함에 비해, CD에 대해 정보를 기록하거나 또는 재생하는 경우, 집광 광학계에 요구되는 광학 배율은 보다 많은 광량을 확보하기 위해 1/4 정도 필요하다. In the case of reproducing the information stored in the conventional endless optical system DVD, the optical magnification required for the condensing optical system of the optical pickup device is required to be about 1/6 to 1/7, whereas the information is recorded or reproduced on the CD However, the optical magnification required for the condensing optical system is required to be about 1/4 to secure more light.
그러나, 콜리메이터 렌즈를 사용하지 않고 무한 광학계와 동일한 광학거리를 가지면서 동일한 성능을 얻도록 DVD 유한 광학계를 적용하기 위하여, 광 픽업 장치는 배율이 1/5 내지 1/10인 대물렌즈를 사용하게 된다. However, in order to apply the DVD finite optical system to obtain the same performance while having the same optical distance as the infinite optical system without using the collimator lens, the optical pickup device uses an objective lens having a magnification of 1/5 to 1/10. .
본 발명의 실시예에 따른 대물렌즈에 대한 설계 파라미터의 데이터는 다음 [표 1]에 나타낸다. Data of the design parameters for the objective lens according to the embodiment of the present invention are shown in the following [Table 1].
여기서, 본 실시예의 대물렌즈는 비구면 렌즈로 구성된다. Here, the objective lens of this embodiment is composed of an aspherical lens.
상기 [표 1]의 데이터에서, DVD에서 655㎚ 파장 및 2.98㎜ 초점거리를 갖는 대물렌즈의 개구수는 0.60이고, CD에서 785㎚ 파장 및 2.99㎜ 초점거리를 갖는 대물렌즈의 개구수는 0.47이다. 여기서, 개구수(NA: Numerical Aperture)는 분해능(Resolution)을 결정짓는 요소로, 광학계에서 빛을 집광할 수 있는 능력을 나타내며, 개구수 값이 높은 광학계를 사용하면, 더 밝은 이미지를 더 좋은 분해능으로 얻을 수 있다. 분해능이란, 분리된 가는 선을 광학계를 통하여 이미지로 구 별할 수 있는 능력으로, 단위는 lp/mm(Line pairs per millimeter)로 나타낸다.In the data of Table 1, the numerical aperture of an objective lens having a wavelength of 655 nm and a 2.98 mm focal length in a DVD is 0.60, and the numerical aperture of an objective lens having a 785 nm wavelength and a 2.99 mm focal length in a CD is 0.47. . Here, Numerical Aperture (NA) is a determinant of resolution, which indicates the ability to focus light in an optical system, and when an optical system with a high numerical aperture is used, a brighter image may have better resolution. You can get it. Resolution is the ability to distinguish an isolated thin line into an image through an optical system, expressed in lp / mm (Line pairs per millimeter).
상기 작동 거리(W.D.: Working Distance)는 측정되는 물체로부터 광학계의 가장 낮은 기계적 부품까지의 거리를 말하며, 보통 물체와 최외곽의 광학부품까지의 거리가 된다. 본 실시예에서 DVD는 1.78㎜, CD는 1.41㎜으로, 광 디스크 표면으로부터 대물렌즈 사이의 거리이다. 상기 작동 거리는 측정물체의 조작 편리성에 영향을 준다.The working distance (W.D.) refers to the distance from the object to be measured to the lowest mechanical part of the optical system, and is usually the distance between the object and the outermost optical part. In this embodiment, the DVD is 1.78 mm and the CD is 1.41 mm, which is the distance between the objective lens and the optical disk surface. The working distance affects the convenience of operation of the measurement object.
또한, I/O 거리는 광원(물체)에서 광 디스크(이미지)까지의 전체거리를 말하며, DVD는 31.32㎜, CD는 31.92㎜이다. In addition, I / O distance means the total distance from a light source (object) to an optical disk (image), DVD is 31.32 mm and CD is 31.92 mm.
광 정보기록매체인 광 디스크의 정보 기록면 측에 설치되는 보호 기판(투명 기판)의 두께는 DVD에서 0.6㎜이고, CD에서 1.2㎜이며, 광원모듈 측에 설치되는 보호 기판의 두께는 DVD 및 CD에서 0.95㎜이다. The thickness of the protective substrate (transparent substrate) provided on the information recording surface side of the optical disk, which is an optical information recording medium, is 0.6 mm in DVD, 1.2 mm in CD, and the thickness of the protective substrate provided in the light source module side in DVD and CD. 0.95 mm.
다시, 도 2에 도시된 바와 같이, [표 1]에 의해 설계된 대물렌즈(16)는 미러(14)에서 반사되어 입사되는 광 빔을 집속하여 광 디스크(17) 상에 초점이 맺히도록 한다. Again, as shown in FIG. 2, the
이러한 광 빔은 계속해서 광 디스크(17)의 신호 트랙에 부딪히면서 반사되는데, 이때 디스크 상의 정보기록 단위인 피트(Pit)를 읽게 된다. This light beam is subsequently reflected by hitting the signal track of the
광 디스크의 피트는 그루브(Groove)와 랜드(Land)로 되어있고, 각 부분에서의 반사율이 차이가 나기 때문에, 디스크에서 반사되어 돌아오는 빔의 세기에도 차이가 생기게 된다. The pit of the optical disk is made up of grooves and lands, and the reflectance at each part is different, so that there is a difference in the intensity of the beam reflected back from the disk.
이렇게 반사된 빔은 다시 동일한 경로로 되돌아오다가 빔 스플리터(13)를 투 과함으로써 경로가 바뀌게 되고, 이러한 광 빔은 광 검출기(18)에 집속된다. The reflected beam is returned to the same path again and passes through the
광 검출기(18)는 상기 광 빔의 세기 차이를 검출하여 전기적 신호로 변환시켜 주며, 이렇게 변환된 전기적 신호는 미도시된 제어회로에 의해 원래의 신호로 복조되어 재생된다. The
도 4a 및 4b는 본 발명에 따른 [표 1]의 설계 데이터의 성능 실험 결과를 나타내기 위한 파면수차(Wavefront Aberration)에 대한 그래프이며, 각각 도 4a는 DVD, 도 4b는 CD에 대한 그래프이다. 4A and 4B are graphs of wavefront aberrations for showing performance test results of the design data of Table 1 according to the present invention, and FIG. 4A is a graph of DVD and FIG. 4B is a CD.
수차(Aberration)는 광학 결상에 있어서 물체에 대한 실제의 상과, 이상적인 상과의 차이를 말하며, 구면수차(Spherical Aberration), 코마수차(COMA Aberration), 비점수차(AS:Astigmatism) 등이 있다. 이러한 각각의 수차들의 RMS값을 파면수차라고 한다. 일반적으로, 광 빔의 진행방향은 파면에 수직하게 움직이는데, 이상적인 기준면과 실제 파면과의 차이로 수차를 표현하는 것이다. Aberration refers to a difference between an actual image and an ideal image for an object in optical imaging, and includes spherical aberration, coma aberration, and astigmatism. The RMS value of each of these aberrations is called wavefront aberration. In general, the direction of travel of the light beam moves perpendicular to the wavefront, which represents the aberration as the difference between the ideal reference plane and the actual wavefront.
광 픽업 장치의 성능을 평가하는 항목에는 여러 가지가 있지만, 대표적으로 지터(Jitter)로 나타낼 수 있다. 지터란, 광 디스크 신호재생시 피트(3T~11T)의 측정시간에 대한 표준편차로서 지터 값이 작을수록 광 픽업 성능은 좋게 된다. Although there are various items for evaluating the performance of the optical pickup device, they can be represented as jitter. Jitter is a standard deviation with respect to the measurement time of the pits 3T to 11T during optical disc signal reproduction. The smaller the jitter value, the better the optical pickup performance.
그러나, 파면수차는 이러한 지터에 영향을 주는 주요 요인으로, 재생 광학계에 수차가 생기면, 재생 파형에 비틀림이 생기게 되고, 디스크 인식 오류 등의 문제를 가져오게 된다. 또한, 그밖에 광 빔 노이즈, 회로잡음, 디스크 경시변화 등도 지터에 영향을 주는 요인들이다.However, wavefront aberration is a major factor influencing such jitter. When aberration occurs in the reproduction optical system, distortion occurs in the reproduction waveform, resulting in problems such as disc recognition error. In addition, light beam noise, circuit noise, and disc temporal variation also influence jitter.
따라서, 본 발명에 따른 DVD 광 픽업 장치의 파면수차에 대한 실험결과는 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이, 종래의 무한 광학계를 적용한 CD 및 DVD와 본 발명에 따라 콜리메이터 렌즈가 제거된 유한 광학계를 사용한 CD 및 DVD의 성능 결과가 거의 동일하게 나타나고 있는 것을 알 수 있다. Therefore, the experimental results for the wavefront aberration of the DVD optical pickup apparatus according to the present invention is shown in Figure 4a and 4b, the CD and DVD to which the conventional infinite optical system and the finite optical system from which the collimator lens is removed according to the present invention It can be seen that the performance results of the used CD and DVD are almost the same.
한편, 상술한 본 발명에 따른 DVD 광 픽업 장치는 다양한 종류의 광 기록재생장치에 적용할 수 있다.On the other hand, the above-described DVD optical pickup apparatus according to the present invention can be applied to various types of optical recording and reproducing apparatuses.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 DVD에 유한 광학계를 적용한 DVD 광 픽업 장치를 실시하기 위한 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명의 범위는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위의 해석에 의해 한정되는 범위까지 미친다.What has been described above is only an embodiment for implementing a DVD optical pickup device applying a finite optical system to a DVD according to the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the interpretation of the claims Extends to the limit defined by
본 발명은 DVD 광학계를 구성하는데 있어서, 콜리메이터 렌즈를 사용하지 않으면서 배율이 1/5∼1/10인 대물렌즈를 사용하여 유한 광학계 DVD를 구현함으로써, DVD 광 픽업 장치의 소형, 경량화를 더욱 용이하게 할 수 있다. According to the present invention, a DVD optical pickup device can be made smaller and lighter by implementing a finite optical system DVD using an objective lens having a magnification of 1/5 to 1/10 without using a collimator lens. It can be done.
또한, 광 픽업 장치의 구성에서 콜리메이터 렌즈를 생략함으로써, 재료비 감소 및 제조공정 단순화로 생산성 향상을 유도할 수 있다. In addition, by omitting the collimator lens in the configuration of the optical pickup device, it is possible to induce improved productivity by reducing the material cost and simplifying the manufacturing process.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020030042593A KR100570858B1 (en) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | Optical pick-up apparatus for dvd |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020030042593A KR100570858B1 (en) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | Optical pick-up apparatus for dvd |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20050004957A KR20050004957A (en) | 2005-01-13 |
KR100570858B1 true KR100570858B1 (en) | 2006-04-12 |
Family
ID=37219394
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020030042593A KR100570858B1 (en) | 2003-06-27 | 2003-06-27 | Optical pick-up apparatus for dvd |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100570858B1 (en) |
-
2003
- 2003-06-27 KR KR1020030042593A patent/KR100570858B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20050004957A (en) | 2005-01-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4006032B2 (en) | Objective lens and optical head | |
KR100209916B1 (en) | Optical pickup for various disc specification | |
KR19990047850A (en) | Optical pickup with objectives compatible with multiple optical discs | |
JP2001357526A (en) | Optical disk player and its recording and/or playing back method | |
KR100224621B1 (en) | OPTICAL PICK UP FOR RECORD PLAYING TO COMkpoIBILITY BETWEEN OTHER DISKS | |
EP1892705A2 (en) | Optical pick-up | |
KR100497705B1 (en) | Objectives, Playback Devices, and Playback Methods | |
GB2320793A (en) | Optical pickup device | |
JP2000076665A (en) | Optical pickup device | |
JP3471959B2 (en) | Optical pickup device | |
US7898922B2 (en) | Optical pickup apparatus | |
JP2000048397A (en) | Optical pickup | |
JP2003156682A (en) | Objective lens for optical pickup device and optical pickup device | |
JP3834814B2 (en) | Optical pickup device | |
JP3715443B2 (en) | Optical pickup device | |
KR100570858B1 (en) | Optical pick-up apparatus for dvd | |
KR100546351B1 (en) | Compatible optical pickup and optical recording and/or reproducing apparatus employing it | |
JP3454017B2 (en) | Optical pickup and optical disk device | |
JPH11273100A (en) | Optical pick-up device capable of adjusting offset of focus error signal | |
US20070025204A1 (en) | Objective optical system for optical recording media and optical pickup device using it | |
KR100602700B1 (en) | Optical pick-up | |
KR100324272B1 (en) | Optical Pick-up Apparatus | |
KR19990031138A (en) | Multi-wavelength optical pickup device | |
KR20080082387A (en) | Method for reproducing optical disc and optical reproducing apparatus using the same | |
KR100600587B1 (en) | Optical pick-up |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |