KR100656161B1 - 광픽업 장치 - Google Patents

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KR100656161B1
KR100656161B1 KR1020050111878A KR20050111878A KR100656161B1 KR 100656161 B1 KR100656161 B1 KR 100656161B1 KR 1020050111878 A KR1020050111878 A KR 1020050111878A KR 20050111878 A KR20050111878 A KR 20050111878A KR 100656161 B1 KR100656161 B1 KR 100656161B1
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김명석
박성수
홍정우
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 광디스크에서 반사되어 되돌아 오는 광이 피드백 광검출기로 입사되는 것을 방지할 수 있는 광픽업 장치를 개시한다. 본 발명은 광원과 피드백 광검출기 사이의 광경로 상에 배치되어 특정 편광만을 투과시키는 편광필터를 구비한다. 편광필터는 광의 편광 방향에 따라 광원으로부터 직접 입사되는 광은 투과시키고, 광디스크와 광원에서 반사된 후 입사되는 광은 차단하는 역할을 한다. 그러면 편광필터에 의해 피드백 광검출기로 광원의 출력에 관한 잘못된 정보가 입력되는 것을 막을 수 있으므로 광디스크의 기록 시에 광원의 출력을 정확하게 제어할 수 있고, 이에 따라 기록 품질이 향상되게 된다. 또한 광디스크의 재생 시에도 광원의 출력이 오르내리는 것을 막아 재생 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

광픽업 장치{OPTICAL PICK-UP}
도 1은 종래의 광픽업 장치에서 FPD가 LD의 외부에 배치된 경우의 광학계 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 광픽업 장치의 광학계의 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 광픽업 장치의 광학계에서 편광필터의 기능을 설명하기 위한 도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
11 : 제1광원 12 : 제2광원
20 : 피드백 광검출기 30 : 대물렌즈
40 : 광검출기 55 : 제2빔스프리터
50 : 1/4파장판 60 : 편광필터
본 발명은 광픽업 장치에 관한 것으로, 특히 광원의 출력을 모니터 하기 위한 피드백 광검출기가 광원의 외부에 위치되는 광픽업 장치의 광학계에 관한 것이다.
광디스크는 그 표면에 무수히 많은 피트(pit)를 천공하여 레이저광의 반사를 변화시킴으로써 음성, 화상, 문서 등의 데이터를 기록/재생하는 저장매체를 말하며, 대표적으로 CD(Compact Disk), DVD(Digital Video Disk)나 BD(Blue-Ray Disc)가 이에 해당한다.
광픽업 장치는 반도체 레이저를 이용하여 비접촉 방법으로 위와 같은 광디스크에 저장되어 있는 정보를 재생하는 장치를 말한다. 광픽업 장치에는 디스크에 기록되어 있는 신호를 재생하거나 디스크에 정보를 기록하기 위한 광학계가 내장된다. 광학계는 일반적으로 광원(LD), 회절격자, 시준렌즈(CL), 광분할기(BS), 대물렌즈(OL), 광검출기(PD) 및 피드백 광검출기(FPD) 등과 같은 광학기기를 구비한다.
이 중 광원(LD)의 출력을 모니터 하기 위한 피드백 광검출기(FPD)는 LD 내부에 장착되기도 하지만, 기록용 LD의 경우에는 FPD가 LD의 내부에 장착되지 못하고 LD의 외부에 위치하게 된다. 즉 기록용 LD는 재생용 LD보다 고출력을 요구하는데, 이를 위해 기록용 LD에서는 투과율이 0%인 반사면을 통해 광자가 특정 영역을 왕복 이동하도록 하고, 그 과정에서 에너지를 증폭시킨다. 그런데 이와 같이 투과율이 0%인 반사면을 사용하여 에너지를 증폭시키면, 반사면의 뒤쪽으로 광자를 추출할 수 없으므로 이에 따라 FPD를 LD의 내부에 장착할 수 없게 된다.
도 1은 종래의 광픽업 장치에서 FPD가 LD의 외부에 배치된 경우의 광학계 구성을 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 광픽업 장치의 광학계는 소정 파장의 광을 출사하는 광원(1)과, 광원(1)으로부터 입사되는 광을 집속하여 광디스크(2)의 스폿을 형성하는 대물렌즈(3)와, 광디스크에서 반사되어 돌아오는 광 을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출하는 광검출기(4)와, 광원(1)에서 출사되어 빔스프리터(5)를 투과한 광을 수광하여 광원(1)의 출력을 모니터링 하도록 마련되는 피드백 광검출기(6)를 구비한다. 이 때 광원(1)과 대물렌즈(3) 사이의 광경로 상에는 회절격자(7), 빔스프리터(5), 시준렌즈(8)가 배치된다.
이러한 종래의 광학계에서 광원(1)으로부터 출사된 광 중 일부의 광은 빔스프리터(5)에서 반사되어 시준렌즈(8) 및 대물렌즈(3)를 거쳐 광디스크(2)에 스팟을 형성한 후, 같은 경로를 거쳐 되돌아와서 상기 빔스프리터(5)를 통과해 광검출기(4)에서 검출되게 된다. 또 광원(1)에서 출사된 광 중 다른 일부의 광은 빔스프리터(5)를 통과하여 피드백 광검출기(6)에서 검출되는데, 이와 같이 피드백 광검출기(6)로 입력된 광 신호는 광원(1)의 광 출력을 제어하는데 활용된다.
그런데 피드백 광검출기(6)가 광원(1)의 외부에 위치되는 때에는 다음과 같은 문제가 생길 수 있다.
광디스크(2)에 스팟을 형성한 후 반사되는 광 중의 일부의 광은 광검출기(4)로 입사하여 각종 정보를 출력하는데 사용되나, 다른 일부의 광은 빔스프리터(5)에 의해 광원(1) 쪽으로 반사된다. 이와 같이 광원(1)으로 입사된 광은 광원(1)의 반사면에 의해 반사되어 다시 피드백 광검출기(6) 쪽으로 입사된다. 이는 피드백 광검출기(6)로 불필요한 광이 입사되는 것으로서, 피드백 광검출기(6)는 이로 인해 광원(1)의 출력에 관한 잘못된 정보를 입력받게 된다. 그러면 광원(1)은 적당한 출력이 아닌 필요 이상의 광을 출력하여 광디스크의 기록 품질이 저하되거나, 적당한 출력보다 약한 광을 출력하여 광디스크의 기록이 원활하게 이루어지지 않는 문제가 생기게 된다. 뿐만 아니라 광디스크의 재생 시에 광디스크에서 반사된 빛이 피드백 광검출기(6)에 입사되면 포커싱을 위한 액츄에이터의 구동에 따른 영향이 피드백 광검출기(6)로 그대로 입력되어 광원(1)의 출력이 불안정해지고, 이로 인해 재생 품질이 저하되는 문제가 생긴다.
한편 LD의 특성상 광원(1)에서 출사되는 광에는 P편광과 S편광이 일정 비율로 섞여 있는데, LD의 온도가 변하는 경우에는 이러한 비율도 같이 변하게 된다.
그러면 온도 변화에 따라 피드백 광검출기(6)의 감도 변화가 발생하여 광원(1)의 출력이 변하게 되므로 기록 및 재생 품질이 악화될 수 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 광디스크에서 반사되어 되돌아 오는 광이 피드백 광검출기로 입사되는 것을 방지할 수 있는 광픽업 장치를 제공하는데 있다.
또한 본 발명의 다른 목적은 온도 변화에 의해 피드백 광검출기의 감도가 변화되는 것을 방지할 수 있는 광픽업 장치를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광픽업 장치는 소정 파장의 광을 출사하는 광원과, 상기 광원에서 출사된 광을 수광하여 상기 광원의 출력을 모니터 하기 위한 피드백 광검출기와, 상기 광원으로부터 입사되는 광을 집속하여 광디스크에 스폿을 형성하는 대물렌즈를 구비하는 광픽업 장치에 있어서, 상기 광원과 피드백 광검출기 사이의 광경로 상에는 특정 편광만을 투과시키는 편광필터가 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 광픽업 장치는 상기 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 광원에서 입사되는 광 또는 상기 광디스크에서 반사되는 광의 편광을 변환하는 1/4 파장판을 더 구비할 수 있다.
상기 편광필터는 S편광은 투과시키고, P편광은 차단하도록 구성될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 광픽업 장치는 소정 파장의 광을 출사하는 광원;과 상기 광원에서 출사된 광을 수광하여 상기 광원의 출력을 모니터 하기 위한 피드백 광검출기;와 상기 광원으로부터 입사되는 광을 집속하여 광디스크에 스폿을 형성하는 대물렌즈;와 상기 광원과 피드백 광검출기 사이의 광경로 상에 배치되는 빔스프리터;와 상기 빔스프리터와 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되는 1/4파장판;과 상기 광원과 피드백 광검출기 사이의 광경로 상에 배치되어 광의 편광 방향에 따라 상기 광원으로부터 직접 입사되는 광은 투과시키고, 상기 광디스크와 상기 광원에서 반사된 후 입사되는 광은 차단하는 편광필터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명에 따른 광픽업 장치의 광학계의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광픽업 장치는 소정 파장의 광을 출사하는 광원(10)과, 광원(10)에서 출사된 광을 수광하여 광원(10)의 출력을 모니터 하기 위한 피드백 광검출기(20)와, 광원(10)으로부터 입사되는 광을 집속하여 광디스크(D)에 스폿(spot)을 형성하는 대물렌즈(30)와, 광디스크(D)에서 반사되어 되돌아온 광을 검출하여 광학적 신호를 전기적 신호로 변환하는 광검출기(40)를 구비한다.
본 실시예에서 광원(10)은 기록밀도가 상대적으로 낮은 CD에 적합한 근적외선 파장영역의 레이저를 생성, 출사하는 제1광원(11)과 CD보다 기록밀도가 높은 DVD에 적합한 적외선 파장영역의 레이저를 생성, 출사하는 제2광원(12)으로 구성된다. 대물렌즈(30)는 포커싱 및 트랙킹 오차를 보정하기 위한 액츄에이터(미도시)에 장착되는데, 대물렌즈(30)에 의해 광디스크에 형성된 스폿은 광디스크 표면에 광에너지를 전달하여 기록을 하거나 낮은 광출력으로 광디스크에 기록된 정보를 판독하는 역할을 한다. 피드백 광검출기(20)는 광원(10)을 출력을 모니터 하기 위한 것으로서, 피드백 광검출기(20)로 입력되는 광학적 신호를 전기적 신호로 변화시킨 후 이 전기적 신호를 이용하여 광원(10)의 광출력을 제어한다.
또한 본 발명에 따른 광픽업 장치의 광학계는 회절격자(51, 52), 비점수차 렌즈(ASL, 53), 제1빔스프리터(54), 제2빔스프리터(55), 미러(56), 시준렌즈(57), 1/4파장판(58)을 포함한다.
회절격자(51, 52)는 유리 등의 광학재료 표면에 일정간격의 작은 슬릿이 형성되어 있는 부재로서, 제1광원(11) 또는 제2광원(12)에서 출사되는 광을 회절시켜 트랙킹 신호 검출을 위한 3-Beam을 형성할 수 있도록 제1광원(11)과 제2광원(12)의 전방에 위치한다. 비점수차 렌즈(53)는 광검출기(40)에 스폿이 정확하게 맺힐 수 있도록 광검출기(40) 전방에 마련된다.
제1빔스프리터(54)와 제2빔스프리터(55)는 광원(10)과 피드백 광검출기(20) 사이의 광경로 상에 배치된다. 제1빔스프리터(54)는 광원(10)에서 출사된 광을 투과 또는 반사시켜 대물렌즈(30) 쪽으로 향하도록 한다. 제2빔스프리터(55)는 광원(10)에서 출사된 광 중 일부의 광을 투과시켜 피드백 광검출기(20) 쪽으로 향하도록 하고, 다른 일부의 광을 반사시켜 대물렌즈(30) 쪽으로 향하도록 한다. 또 제2빔스프리터(55)는 광디스크(D)에서 반사되어 돌아오는 광 중 일부의 광을 광검출기(40) 쪽으로 투과시키고, 다른 일부의 광을 광원(10) 쪽으로 반사시킨다.
제2빔스프리터(55)와 대물렌즈(30) 사이의 광경로 상에는 광경로를 바꾸어 주기 위한 미러(56)와, 발산광을 평행광으로 바꾸어 주는 시준렌즈(57) 및 광원(10) 또는 광디스크(D)로부터 입사되는 광의 편광을 바꾸어 주는 1/4파장판(58)이 배치된다. 1/4파장판(58)은 판의 두께가 1/4파장이 되도록 선택한 파장판으로서 복굴절을 이용하여 직선편광을 원평광으로 변환하기도 하고, 반대로 원편광을 직선편광으로 변환하기도 하는 광학부품이다.
특히 본 발명에서의 광학계는 광원(10)과 피드백 광검출기(20) 사이의 광경로 상에 배치되어 특정 편광만을 투과시키는 편광필터(60)를 구비한다. 도 3은 본 발명에 따른 광픽업 장치의 광학계에서 편광필터의 기능을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 편광필터(60)는 광의 편광 방향에 따라 광원(10)으로부터 직접 입사되는 광(a)은 투과시키고, 광디스크(D)와 광원(10)에서 반사된 후 입사되는 광(b)은 차단하는 역할을 한다. 이와 같이 편광필터(60)는 광디스크(D)를 통해 반사된 광이 광원(10)의 반사면에서 다시 반사된 후 피드백 광검출기(20)로 입사되는 것을 방지함으로써 피드백 광검출기(20)에 광원(10)의 출력에 관한 잘못 된 정보가 입력되는 것을 방지한다.
다음은 도 2 및 도 3를 참조하여 본 발명에 따른 광픽업에서 광학계의 동작을 설명한다. 광원(10)에서 생성되어 출사되는 광은 P편광과 S편광이 일정 비율로 섞여 있는데, 본 실시예에서는 대부분의 광이 S편광으로 출사되는 경우에 대해 설명한다. 또 편의상 두 개의 광원 중 제1광원(51)에서 광이 출사되는 경우에 대해 설명하나, 제2광원(52)에서 광이 출사되는 경우에 대해서도 같은 원리로 설명할 수 있다.
제1광원(11)에서 출사된 S편광의 광은 회절격자(51)에서 회절되어 트랙킹 에러신호를 검출할 수 있도록 3-beam을 형성하고, 제1빔스프리터(54)를 통과하여 제2빔스프리터(55) 쪽으로 향한다. 제1광원(11)에서 출사된 광 중 일부의 광(도 3의 a)은 제2빔스프리터(55)와 편광필터(60)를 그대로 통과하여 피드백 광검출기(20)에서 검출되고, 제1광원(11)의 출력을 제어하는데 활용된다. 이 때 편광필터(60)은 S편광의 광은 투과시키고, P편광의 광은 차단하는 역할을 한다.
한편 제1광원(11)에서 출사된 광 중 다른 일부의 광은 제2빔스프리터(55)와 미러(56)에서 반사된 후 대물렌즈(30) 쪽으로 향한다. 이렇게 반사된 광은 시준렌즈(57)를 통과하여 평행광으로 바뀌게 되고, 1/4파장판(58)을 통과하면서 원평광이 된다. 1/4파장판(58)을 지난 광은 대물렌즈(30)에 의해 광디스크(D)의 기록면에 광스폿을 형성하고 광디스크(D)에 의해 반사되는데, 이 때 원평광의 회전 방향이 입사할 때와 반대가 된다.
위와 같이 광디스크(D)에 의해 반사된 광은 대물렌즈(30)을 거쳐 1/4파장판 (58)을 통과하여 직선편광으로 바뀌면서 P편광의 광이 된다. 이러한 P편광의 광은 시준렌즈(57)를 거쳐 미러(56)에 반사되어 제2빔스프리터(55) 쪽으로 향한다. 제2빔스프리터(55)에 이른 광 중 일부의 광은 제2빔스프리터(55)를 투과하여 광검출기(40)에서 검출되고, 다른 일부의 광은 제2빔스프리터(55)에 의해 반사되어 제1광원(11) 쪽으로 향하게 된다.
제1광원(11)에 이른 광은 레이저를 생성하기 위해 제1광원(11)에 마련되는 반사면에 의해 반사되어 다시 피드백 광검출기(20) 쪽으로 향하게 된다. 그러나 이와 같이 광디스크(D) 및 제1광원(11)에서 반사된 후 입사되는 광(b)은 P편광의 광이므로 편광필터(60)에 의해 차단되어 피드백 광검출기(20)에 이르지 못한다. 따라서 피드백 광검출기(20)에 광원(10)의 출력에 관한 잘못된 정보가 입력되는 것이 방지된다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 광디스크에서 반사되어 되돌아 오는 광이 피드백 광검출기로 입사되는 것을 방지하여 광디스크의 기록 시에 광원의 출력을 정확하게 제어할 수 있고, 이에 따라 기록 품질이 향상되는 효과가 있다. 또한 광디스크의 재생 시에도 광원의 출력이 오르내리는 것을 막아 재생 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라 광원의 온도 변화에 따라 발생되는 편광비 변화에 의하여 피드백 광검출기의 감도가 변화하지 않도록 하여 광원이 어느 온도에서나 일정한 출력을 낼 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 소정 파장의 광을 출사하는 광원과, 상기 광원에서 출사된 광을 수광하여 상기 광원의 출력을 모니터 하기 위한 피드백 광검출기와, 상기 광원으로부터 입사되는 광을 집속하여 광디스크에 스폿을 형성하는 대물렌즈를 구비하는 광픽업 장치에 있어서,
    상기 광원과 피드백 광검출기 사이의 광경로 상에는 특정 편광만을 투과시키는 편광필터가 배치되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광픽업 장치는 상기 광원과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 광원에서 입사되는 광 또는 상기 광디스크에서 반사되는 광의 편광을 변환하는 1/4 파장판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 편광필터는 S편광은 투과시키고, P편광은 차단하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  4. 소정 파장의 광을 출사하는 광원;과
    상기 광원에서 출사된 광을 수광하여 상기 광원의 출력을 모니터 하기 위한 피드백 광검출기;와
    상기 광원으로부터 입사되는 광을 집속하여 광디스크에 스폿을 형성하는 대물렌즈;와
    상기 광원과 피드백 광검출기 사이의 광경로 상에 배치되는 빔스프리터;와
    상기 빔스프리터와 대물렌즈 사이의 광경로 상에 배치되는 1/4파장판;과
    상기 광원과 피드백 광검출기 사이의 광경로 상에 배치되어 광의 편광 방향에 따라 상기 광원으로부터 직접 입사되는 광은 투과시키고, 상기 광디스크와 상기 광원에서 반사된 후 입사되는 광은 차단하는 편광필터;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
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