KR100684340B1 - Optical pick-up device comprising a polka dot beam splitter - Google Patents

Optical pick-up device comprising a polka dot beam splitter Download PDF

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KR100684340B1
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이지현
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Abstract

An optical pickup device including a PBS(Polka dot Beam Splitter) is provided to supply the beam splitter which is irrelevant to a polarized direction of a beam, therefore a separate half-wave plate is not required. A laser source(210) generates a beam. A PBS(220) reflects the beam passing through a GR(Grating)(212') at predetermined angle. A CL(Collimate Lens)(214) changes the reflected beam into a parallel beam. An MR(Mirror)(230) receives the parallel beam to convert a direction of the beam toward an optical disk(260). An OL(Objective Lens)(240) is interposed between the disk(260) and the MR(230), and focuses the beam on a surface of the disk(260). A PDIC(Photo Detector with Integrated Circuit)(250) receives the beam reflected from the disk(260) via the OL(240), the MR(230), the CL(214), and the PBS(220).

Description

폴카 도트 빔 스플리터를 포함하는 광 픽업 장치 {Optical pick-up device comprising a polka dot beam splitter}Optical pick-up device comprising a polka dot beam splitter}

도 1은 종래의 광학계를 구비한 광 픽업 장치를 도시한 블록도;1 is a block diagram showing an optical pickup apparatus having a conventional optical system;

도 2는 기존의 폴카 도트 빔 스플리터가 사용된 예를 도시한 블록도;2 is a block diagram showing an example in which a conventional polka dot beam splitter is used;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학계를 구비한 광 픽업 장치를 도시한 블록도;3 is a block diagram showing an optical pickup device having an optical system according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 폴카 도트 빔 스플리터가 빛을 반사/투과하는 예를 설명한 개략도;4 is a schematic diagram illustrating an example in which the polka dot beam splitter of the present invention reflects / transmits light;

도 5a 및 5b는 본 발명의 폴카 도트 빔 스플리터의 형태를 예시적으로 도시한 도; 및5a and 5b exemplarily show the form of a polka dot beam splitter of the present invention; And

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학계를 구비한 광 픽업 장치를 도시한 블록도이다.6 is a block diagram showing an optical pickup device having an optical system according to another embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100, 200, 200' : 광 픽업 장치100, 200, 200 ': Optical pickup device

10, 210 : 레이저 광원 12, 212, 212' : 회절격자10, 210: laser light source 12, 212, 212 ': diffraction grating

14, 214 : 콜리메이트 렌즈 16 : 1/4 파장판14, 214: collimated lens 16: 1/4 wave plate

20 : 편광 빔 스플리터(PBS) 30, 230, 230' : 반사거울20: polarized beam splitter (PBS) 30, 230, 230 ': reflective mirror

32 : 전방광검출기(FPD) 40, 240 : 대물렌즈32: front light detector (FPD) 40, 240: objective lens

50, 250 : 광검출기(PDIC) 52 : 센서 렌즈(SL)50, 250: photodetector (PDIC) 52: sensor lens (SL)

54 : 홀로그램광학소자(HOE) 60, 260 : 광디스크54: hologram optical element (HOE) 60, 260: optical disc

220 : 폴카 도트 빔 스플리터 222 : 폴카 도트220: Polka dot beam splitter 222: Polka dot

A : 빛의 입사 방향 B : 빛의 반사 방향A: direction of light incidence B: direction of light reflection

C : 빛의 투과 방향C: light transmission direction

본 발명은 광 픽업 장치에 관한 것이며, 편광 특성의 레이저 다이오드를 광원으로 하는 광학계에 있어서, 편광 방향에 무관한 반사율을 갖는 폴카 도트 빔 스플리터(polka dot beam splitter)를 포함하는 광 픽업 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup apparatus, and more particularly, to an optical pickup apparatus including a polka dot beam splitter having a reflectance independent of the polarization direction in an optical system using a laser diode having polarization characteristics as a light source. .

일반적으로 광 픽업 장치는 광디스크의 표면에 기록되어 있는 정보를 판독하거나 또는 그 표면에 정보를 기록하기 위하여 사용되는 장치를 말하며, 기본적으로 광원(light source), 반사거울(MR; mirror), 빛을 광디스크의 표면으로 집속시키는 대물렌즈(OL; objective lens), 광디스크의 표면으로부터 반사되는 빛을 수광하여 검출하는 검출기(PDIC; photo detector with integrated circuit), 그리고 이들 광원, 대물렌즈 및 검출기 사이에 개재되는 다수의 광학렌즈들(optical lens)을 포함하는 광학계로 구성되고 있다.In general, an optical pickup device is a device used to read information recorded on the surface of an optical disk or to record information on the surface of the optical disk, and basically a light source, a mirror (MR), and a light source. An objective lens (OL) for focusing on the surface of the optical disk, a detector for receiving and detecting light reflected from the surface of the optical disk (PDIC), and interposed between these light sources, the objective lens and the detector It consists of an optical system including a plurality of optical lenses (optical lens).

이 광학렌즈들은 광학계의 구성 형태에 따라 다양한 종류가 사용될 수 있으 며, 대표적인 광학렌즈로는 빛을 평행광으로 변경시키는 콜리메이트 렌즈(CL; collimate lens), 빛을 회절시키는 회절격자(grating), 빛을 선택적으로 투과/반사하는 빔 스플리터(BS; beam splitter), 서로 다른 광축을 결합시키기 위한 홀로그램광학소자(HOE; holographic optical element), 초점 오류 신호를 검출하기 위한 센서 렌즈(SL; sensor lens) 등이 사용될 수 있다.Various types of optical lenses may be used according to the configuration of the optical system. Representative optical lenses include a collimate lens (CL) for converting light into parallel light, a diffraction grating for diffracting light, A beam splitter (BS) for selectively transmitting / reflecting light, a holographic optical element (HOE) for coupling different optical axes, and a sensor lens (SL) for detecting a focus error signal And the like can be used.

본 발명은 이 중에서 광원으로부터 빛을 받아 광디스크 측으로 반사시키고, 그리고 광디스크로부터 반사되는 빛을 투과하여 검출기로 보내는 역할을 담당하는 빔 스플리터(BS)에 관하여 기술하고 있으며, 구체적으로는 특정한 빔 스플리터, 예컨대 폴카 도트 빔 스플리터를 포함하는 광학계(또는 광 픽업 장치)에 관하여 논의하고자 한다.The present invention describes a beam splitter (BS), which is responsible for receiving light from a light source and reflecting the light to the optical disk side, and transmitting the light reflected from the optical disk to the detector. Specifically, a specific beam splitter, for example, An optical system (or an optical pickup device) including a polka dot beam splitter will be discussed.

도 1은 종래의 광학계에 따른 광 픽업 장치(100)를 도시한 블록도이다. 도 1을 참조하여, 종래의 광학계를 설명하면 다음과 같다.1 is a block diagram illustrating an optical pickup device 100 according to a conventional optical system. Referring to Figure 1, a conventional optical system is described as follows.

종래의 광학계는 CD 및 DVD와 같이 이종 레이저 광원을 기준으로 구성되며, 도 1에서는 설명의 편의상 일체로 형성된 이종 레이저 광원으로 설명된다. 참고로, 도 1에서 실선과 점선으로 표시되는 한 쌍의 광 경로는 각각 서로 다른 편광 방향을 갖는 빛들(예컨대, CD 및 DVD용 광원에서 나오는 빛들)의 경로를 나타낸다.Conventional optical systems are configured based on heterogeneous laser light sources, such as CD and DVD, and are described as heterogeneous laser light sources integrally formed in FIG. 1 for convenience of description. For reference, a pair of optical paths indicated by solid and dashed lines in FIG. 1 indicate paths of light having different polarization directions (eg, light emitted from light sources for CD and DVD).

도 1에 따르면, 종래의 광 픽업 장치(100)는 빛을 발생시키는 레이저 광원(10; 또는 '레이저 다이오드'), 광원으로부터 나오는 빛을 회절시키는 회절격자(12), 회절격자를 통과한 빛을 소정의 각으로 반사시키는 빔 스플리터(20; BS; beam splitter), 빔 스플리터에서 반사된 빛을 평행광으로 변경시키는 콜리메이트 렌즈(14; CL; collimate lens), 평행광을 받아 광디스크(60) 측으로 방향을 전환시키는 반사거울(30; MR), 광디스크와 반사거울 사이에 개재되어 광디스크의 표면에 빛을 집속시키는 대물렌즈(40; OL) 및 광디스크로부터 반사된 빛을 대물렌즈, 반사거울, 콜리메이트 렌즈, 빔 스플리터 등을 거쳐 수광하는 광검출기(50; PDIC; photo detector with integrated circuit)를 포함한다.According to FIG. 1, a conventional optical pickup apparatus 100 includes a laser light source 10 (or laser diode) generating light, a diffraction grating 12 diffracting light from a light source, and light passing through the diffraction grating. A beam splitter 20 (BS) reflecting at a predetermined angle, a collimate lens (CL) 14 for converting light reflected from the beam splitter into parallel light, and receiving parallel light to the optical disk 60 side Reflecting mirror 30 (MR) for changing the direction, the objective lens 40 (OL) interposed between the optical disk and the reflecting mirror to focus light on the surface of the optical disk and the light reflected from the optical disk, the objective lens, reflective mirror, collimated And a photo detector with integrated circuit (PDIC) for receiving light through a lens, beam splitter, and the like.

또한, 종래의 광 픽업 장치(100)는 광검출기(50)의 앞에서 서로 상이한 광축을 결합하는 홀로그램광학소자(54; HOE; hologram optical element) 및 초점 오류 신호를 검출하기 위한 센서 렌즈(52; SL)를 더 포함한다.In addition, the conventional optical pickup apparatus 100 includes a hologram optical element 54 (HOE) coupled with different optical axes in front of the photodetector 50, and a sensor lens 52 (SL) for detecting a focus error signal. More).

또한, 레이저 광원(10)이 선편광(P파 편광 또는 S파 편광) 빛을 발산되기 때문에, 이를 원편광 빛으로 변환시키기 위한 1/4 파장판(16; QWP; quarter wave plate)이 추가되고, 광디스크의 표면으로 집속되는 광의 세기를 제어하기 위한 전방광검출기(32; FPD; front monitor photo detector)를 더 포함하고 있다.In addition, since the laser light source 10 emits linearly polarized light (P wave polarization or S wave polarization) light, a quarter wave plate 16 (QWP; quarter wave plate) for converting it into circularly polarized light is added, The apparatus further includes a front monitor photo detector (FPD) 32 for controlling the intensity of light focused on the surface of the optical disk.

이러한 종래의 광 픽업 장치(100)에 사용되는 빔 스플리터(20)는 편광 빔 스플리터(PBS; polarized beam splitter)이며, 이는 레이저 광원으로부터 나오는 빛의 편광 방향에 따라 그 반사/투과율이 달라지는 특성이 있다. 예를 들면, S파 편광 및 P파 편광을 기준으로 비교할 때 P파 편광의 빛이 편광 빔 스플리터에서 대략 10& 정도 낮은 반사율을 갖도록 형성되고 있다. 구체적으로는, 종래의 광 픽업 장치에 적용된 편광 빔 스플리터에서, S파 편광의 반사율(Rs)이 대략 95%이고, P파 편광의 반사율(Rp)이 대략 80%로 형성될 수 있다.The beam splitter 20 used in the conventional optical pickup device 100 is a polarized beam splitter (PBS), which has a characteristic that its reflection / transmittance varies according to the polarization direction of light emitted from the laser light source. . For example, when compared based on S-wave polarization and P-wave polarization, light of P-wave polarization is formed to have a reflectance of about 10 &gt; lower in the polarization beam splitter. Specifically, in the polarization beam splitter applied to the conventional optical pickup apparatus, the reflectance Rs of the S-wave polarization may be approximately 95%, and the reflectance Rp of the P-wave polarization may be formed to approximately 80%.

이처럼, 종래의 편광 빔 스플리터(PBS)에서 P파 편광의 빛에 대한 반사율이 S파 편광의 빛의 경우보다 낮기 때문에, P파 편광의 빛을 이용하는 경우 P파 편광의 빛을 S파 편광의 빛으로 변경하기 위한 1/2 파장판(HWP; half wave plate)이 사용되는 것이 일반적이다.As described above, since the reflectance of P-wave polarized light in the conventional polarization beam splitter PBS is lower than that of S-wave polarized light, the light of P-wave polarized light is converted to S-wave polarized light when P-polarized light is used. It is common to use a half wave plate (HWP) for the purpose of conversion.

예컨대, 종래의 광 픽업 장치(100)에서는 회절격자(12)의 표면에 1/2 파장판이 형성된 구조가 도시되어 있다. 이처럼, 1/2 파장판은 광학계 내 임의의 구성요소에 결합되어 제공되거나 또는 별개로 독립적 구성요소로 제공될 수 있다.For example, in the conventional optical pickup device 100, a structure in which a half wave plate is formed on the surface of the diffraction grating 12 is illustrated. As such, the half wave plate may be provided coupled to any component in the optical system or may be provided separately as an independent component.

그러나, 이러한 1/2 파장판에 관련된 비용이 광 픽업 장치 내에서 상당 부분을 차지하기 때문에, 1/2 파장판의 사용 자체가 종래의 광 픽업 장치의 전체 가격을 높이는 결과를 가져오며, 또한 1/2 파장판을 통한 변환 효율이 저하되는 경우 비교적 고가의 1/2 파장판을 적용한 광학계 내에서도 원하는 정도의 효율을 기대할 수 없는 문제점이 있었다.However, since the cost associated with such a half wave plate is a large part in the optical pickup device, the use of the half wave plate itself results in an increase in the overall price of the conventional optical pickup device, and also 1 When the conversion efficiency through the / 2 wavelength plate is lowered, there is a problem that the desired degree of efficiency cannot be expected even in an optical system to which a relatively expensive 1/2 wave plate is applied.

본 발명은 빛의 편광 방향에 무관한 반사/투과율을 갖는 빔 스플리터를 포함하는 광 픽업 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide an optical pickup device comprising a beam splitter having a reflection / transmittance independent of the polarization direction of light.

본 발명은 빛의 편광 방향에 무관한 빔 스플리터를 제공함으로써 별도의 1/2 파장판이 요구되지 않는 광 픽업 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide an optical pickup apparatus in which a separate half wave plate is not required by providing a beam splitter independent of the polarization direction of light.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 레이저 광원과; 레이저 광원으로부터 빛을 선택적으로 투과/반사하는 폴카 도트 빔 스플리터(polka dot beam splitter)와; 폴카 도트 빔 스플리터로부터 반사된 빛을 광디스크 측으로 방향을 변경시키는 반사거울과; 반사거울과 광디스크 사이에 개재되어 빛을 광디스크의 표면으로 집속시키는 대물렌즈; 및 광디스크의 표면으로부터 반사되어 순차적으로 대물렌즈, 반사거울을 거쳐 폴카 도트 빔 스플리터를 투과하는 빛을 받아 검출하는 광검출기;를 포함하고, 이때 폴카 도트 빔 스플리터는 레이저 광원의 빛의 편광 방향에 관계없이 일정한 반사/투과율을 갖는 것을 특징으로 하는 폴카 도트 빔 스플리터를 포함하는 광 픽업 장치를 제공한다.In order to achieve this object, the present invention is a laser light source; A polka dot beam splitter for selectively transmitting / reflecting light from the laser light source; A reflection mirror for redirecting the light reflected from the polka dot beam splitter to the optical disk side; An objective lens interposed between the reflective mirror and the optical disc to focus light onto the surface of the optical disc; And a photodetector that is reflected from the surface of the optical disc and sequentially receives and detects light passing through the polka dot beam splitter through an objective lens and a reflecting mirror, wherein the polka dot beam splitter is related to the polarization direction of the light of the laser light source. An optical pickup apparatus comprising a polka dot beam splitter characterized by having a constant reflection / transmittance without.

본 발명에 있어서, 폴카 도트 빔 스플리터는 평판 형상의 몸체와 몸체의 표면에 도트 배열로 코팅된 코팅부를 포함하고, 상기 폴카 도트 빔 스플리터의 투과/반사율은 상기 몸체 표면 중 코팅부 대 코팅되지 않은 잔여부분(비코팅부)의 면적비에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the polka dot beam splitter includes a plate-shaped body and a coating coated in an array of dots on the surface of the body, wherein the transmission / reflectance of the polka dot beam splitter is the remaining portion of the body surface of the polka dot beam splitter. It is set based on the area ratio of a part (uncoated part), It is characterized by the above-mentioned.

또한 본 발명에 있어서, 폴카 도트 빔 스플리터의 코팅부는 알루미늄 재질의 폴카 도트 배열이고, 몸체는 실리카 재질의 투명기판인 것을 특징으로 한다.Further, in the present invention, the coating portion of the polka dot beam splitter is an polka dot array made of aluminum, the body is characterized in that the transparent substrate of silica material.

또한 본 발명에 있어서, 폴카 도트 빔 스플리터의 입사각은 0 내지 45°인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the angle of incidence of the polka dot beam splitter is 0 to 45 degrees.

또한 본 발명에 있어서, 레이저 광원 및 폴카 도트 빔 스플리터 사이에 회절격자가 개재되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the diffraction grating is interposed between the laser light source and the polka dot beam splitter.

또한 본 발명에 있어서, 레이저 광원과 대물렌즈 사이의 광 경로 도중에 레이저 광원의 빛을 원편광으로 변환시키는 1/4 파장판이 개재되며, 1/4 파장판은 반사거울과 결합되어 제공되거나 또는 회절격자와 결합되어 제공되는 것을 특징으로 한다.Further, in the present invention, a quarter wave plate for converting light of the laser light source into circularly polarized light is interposed during the optical path between the laser light source and the objective lens, and the quarter wave plate is provided in combination with a reflecting mirror or a diffraction grating. It is characterized in that provided in combination with.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of this invention is described with reference to an accompanying drawing.

본 발명의 바람직한 실시형태를 설명하기에 앞서, 미국 특허 제6,774,368호를 들어 폴카 도트 빔 스플리터에 관하여 간략히 설명하고자 한다.Prior to describing a preferred embodiment of the present invention, US Pat. No. 6,774,368 will be described briefly with regard to polka dot beam splitters.

도 2는 기존의 폴카 도트 빔 스플리터가 사용된 일 예를 도시한 도이며, 도 2에서 폴카 도트 빔 스플리터(120)는 분광기(110)의 슬릿(112)으로부터 나오는 빛을 소정의 반사율로 반사하여 기준 검출기(150)로 그리고 소정의 투과율로 투과하여 샘플 셀(130)을 거쳐 샘플 검출기(140)로 분기시키는 역할을 담당하고 있다.FIG. 2 is a view illustrating an example in which a conventional polka dot beam splitter is used, and in FIG. 2, the polka dot beam splitter 120 reflects light emitted from the slit 112 of the spectrometer 110 with a predetermined reflectance. It transmits to the reference detector 150 and at a predetermined transmittance, and branches to the sample detector 140 via the sample cell 130.

또한 도 2에서, 콜리메이트 렌즈(126) 및 각 검출기로 빛을 집속하는 렌즈들(122, 124)이 사용되고 있다.Also shown in FIG. 2 are collimated lens 126 and lenses 122 and 124 that focus light onto each detector.

분광기에서 나오는 빛은 각 파장별로 다른 편광성을 갖고 있으며, 이에 편광 특성에 무관하게 소정의 반사/투과율을 갖는 폴카 도트 빔 스플리터가 사용되는 것이다. 이처럼, 폴카 도트 빔 스플리터는 편광 특성에 무관하게 소정의 반사/투과율을 갖는 광학요소이며, 이에 대한 상세는 이하에서 설명하기로 한다.The light emitted from the spectrometer has different polarizations for each wavelength, and a polka dot beam splitter having a predetermined reflection / transmittance is used regardless of polarization characteristics. As such, the polka dot beam splitter is an optical element having a predetermined reflection / transmittance irrespective of polarization characteristics, and details thereof will be described below.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광학계를 구비한 광 픽업 장치(200)를 도시한 블록도이다. 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 광 픽업 장치를 설명하면 다음과 같다.3 is a block diagram illustrating an optical pickup apparatus 200 having an optical system according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to Figure 3 describes an optical pickup device according to the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 광학계는 CD 및 DVD와 같이 이종 레이저 광원을 기준으로 구성되며, 참고로, 도 3에서 실선과 점선으로 표시되는 한 쌍의 광 경로는 도 1의 경우와 마찬가지로, 각각 서로 다른 편광 방향을 갖는 빛들(예컨대, CD 및 DVD용 광원에서 나오는 빛들)의 경로를 나타낸다.The optical system according to an embodiment of the present invention is configured based on a heterogeneous laser light source, such as a CD and a DVD. For reference, a pair of optical paths represented by a solid line and a dotted line in FIG. 3 are respectively as in the case of FIG. 1. A path of light having different polarization directions (eg, light from light sources for CD and DVD) is shown.

도 3에 따르면, 본 발명의 광 픽업 장치(200)는 빛을 발생시키는 레이저 광원(210), 레이저 광원으로부터 나오는 빛을 회절시키는 회절격자(212'; GR), 회절격자를 통과한 빛을 소정의 각도로 반사시키는 폴카 도트 빔 스플리터(220; PBS; polka dot beam splitter), 폴카 도트 빔 스플리터에서 반사된 빛을 평행광으로 변경시키는 콜리메이트 렌즈(214; CL), 평행광을 받아 광디스크(260) 측으로 방향을 전환시키는 반사거울(230; MR), 광디스크와 반사거울 사이에 개재되어 광디스크의 표면에 빛을 집속시키는 대물렌즈(240; OL) 및 광디스크로부터 반사된 빛을 대물렌즈, 반사거울, 콜리메이트 렌즈, 폴카 도트 빔 스플리터 등을 거쳐 수광하는 광검출기(250; PDIC)를 포함한다.According to FIG. 3, the optical pickup device 200 according to the present invention includes a laser light source 210 for generating light, a diffraction grating 212 ′ (GR) for diffracting light emitted from the laser light source, and light passing through the diffraction grating. Polka dot beam splitter 220 for reflecting at an angle of PBS (polka dot beam splitter), collimating lens 214 (CL) for converting light reflected from the polka dot beam splitter into parallel light, and receiving optical light 260 Reflecting mirror 230 (MR) to change the direction toward the side, the objective lens 240 (OL) interposed between the optical disk and the reflective mirror to focus light on the surface of the optical disk and the light reflected from the optical disk objective lens, reflective mirror, And a photodetector 250 (PDIC) that receives light via a collimated lens, a polka dot beam splitter, and the like.

또한, 본 발명의 광 픽업 장치(200)는 광검출기(250)의 앞에서 서로 상이한 광축을 결합하는 홀로그램광학소자(254; HOE) 및 초점 오류 신호를 검출하기 위한 센서 렌즈(252; SL)를 더 포함할 수 있다.In addition, the optical pickup device 200 of the present invention further includes a hologram optical element 254 (HOE) that couples different optical axes in front of the photodetector 250 and a sensor lens 252 (SL) for detecting a focus error signal. It may include.

또한, 레이저 광원(210)이 선편광(P파 편광 또는 S파 편광)의 빛을 발산하기 때문에, 이를 원편광 빛으로 변환시키기 위한 1/4 파장판(QWP)이 추가될 수 있으며, 본 실시예에서는 1/4 파장판이 회절격자(212')와 결합된 상태로 제공된 모습이 나타나 있다.In addition, since the laser light source 210 emits light of linearly polarized light (P wave polarization or S wave polarization), a quarter wave plate (QWP) for converting it into circularly polarized light may be added. In Fig. 1, the quarter wave plate is provided in a state coupled with the diffraction grating 212 '.

이러한 광학계에서, 폴카 도트 빔 스플리터는 편광 방향에 관계없이 일정한 반사/투과율을 갖기 때문에, 종래와 달리 빛의 편광 방향을 예컨대, P파 편광에서 S파 편광으로 변경시키는 1/2 파장판(HWP)이 사용되지 않음을 알 수 있다.In such an optical system, since the polka dot beam splitter has a constant reflection / transmittance regardless of the polarization direction, a half wave plate (HWP) for changing the polarization direction of light from, for example, P-wave polarization to S-wave polarization unlike the conventional art. It can be seen that this is not used.

즉, 종래의 편광 빔 스플리터가 편광 방향에 따라 상이한 반사율을 갖고 구 성됨에 비하여, 본 발명의 폴카 도트 빔 스플리터는 편광 방향(예컨대, P파 편광 및 S파 편광)에 무관하게 일정한 반사/투과율을 제공할 수 있기 때문에, 반사율이 낮은 P파 편광의 빛을 반사율이 높은 S파 편광의 빛으로 변경시킬 필요가 없으며, 이에 따라 빛의 편광 방향의 변경을 담당하는 '1/2 파장판'이 배제된 간소화된 광학계를 제공할 수 있다.That is, while the conventional polarizing beam splitter is configured with a different reflectance according to the polarization direction, the polka dot beam splitter of the present invention has a constant reflection / transmittance regardless of the polarization direction (for example, P wave polarization and S wave polarization). Since it can be provided, it is not necessary to change the light of the low-reflection P-wave polarization into the light of the high-reflection S-wave polarization, thereby eliminating the 1/2 wave plate responsible for changing the polarization direction of the light. It is possible to provide a simplified optical system.

이처럼, 1/2 파장판이 배제된 간소화된 광학계를 구비한 광 픽업 장치는 폴카 도트 빔 스플리터를 사용함으로써 뒷받침될 수 있으며, 따라서 본 발명의 특징은 폴카 도트 빔 스플리터를 적용한 점으로 요약될 수 있다.As such, an optical pickup device having a simplified optical system excluding a half wave plate can be supported by using a polka dot beam splitter, and thus the features of the present invention can be summarized by applying a polka dot beam splitter.

이러한 폴카 도트 빔 스플리터의 상세는 도 4 및 5를 참조하여 설명하기로 한다.Details of the polka dot beam splitter will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 폴카 도트 빔 스플리터(220)는 빛이 소정의 각, 예컨대, 바람직하게는 45°로 입사되어(화살표 A 참조), 그 표면에서 소정의 반사율로 입사각에 대응하는 각(예컨대, 45°)으로 반사되고(화살표 B 참조), 그리고 소정의 투과율로 투과되도록 구성된다(화살표 C 참조).As shown in Fig. 4, the polka dot beam splitter 220 of the present invention has light incident at a predetermined angle, for example, preferably at 45 ° (see arrow A), and at the incident angle at a predetermined reflectance on its surface. It is configured to reflect at a corresponding angle (eg 45 °) (see arrow B) and to transmit at a predetermined transmittance (see arrow C).

이러한 폴카 도트 빔 스플리터(220, 220')는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이 투명기판의 몸체(S, S')와 그 표면에 폴카 도트(polka dot) 형태로 배열되어 형성된 도트들(222)을 포함하며, 이때 폴카 도트 빔 스플리터는 도트들이 코팅된 코팅부의 면적과 몸체 중 코팅부를 제외한 잔여부분(비코팅부)의 면적 사이의 비율을 기준으로 반사율이 결정된다.As shown in FIGS. 5A and 5B, the polka dot beam splitters 220 and 220 ′ are dots formed by being arranged in the form of polka dots on the body S and S ′ of a transparent substrate and on a surface thereof. 222), wherein the polka dot beam splitter has a reflectance determined based on a ratio between the area of the coated portion coated with dots and the area of the remaining portion (uncoated portion) except the coated portion of the body.

도트의 형태는 직사각형 형상이 될 수 있으며, 소정의 영역(S) 내에 코팅된 도트가 일정한 패턴으로 배열됨으로써, 소정의 영역(S) 내 코팅부와 그 잔여부분인 비코팅부 사이의 면적비가 결정될 수 있다.The shape of the dot may be a rectangular shape, and the dot coated in the predetermined area S is arranged in a predetermined pattern, whereby the area ratio between the coating part in the predetermined area S and the uncoated part which is the remaining part thereof may be determined. Can be.

또한 본 발명에서 폴카 도트 빔 스플리터의 코팅부는 알루미늄 코팅으로 형성되며, 몸체는 실리카(silica) 재질의 투명기판으로 형성되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 투명기판은 "B270 glass" 또는 "UV fused silica"가 사용될 수 있다.In addition, in the present invention, the coating of the polka dot beam splitter is formed of an aluminum coating, and the body is preferably formed of a transparent substrate made of silica. More preferably, "B270 glass" or "UV fused silica" may be used as the transparent substrate.

또한, 본 발명에 적용되는 폴카 도트 빔 스플리터의 기준은 대략 반사율이 90%±2% 이상인 것이 바람직하다. 즉, 종래의 편광 빔 스플리터에서 S파 편광의 빛에 대한 반사율(Rs) 및 P파 편광의 빛에 대한 반사율(Rp) 중 상대적으로 높은 반사율에 근접한 값을 갖는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the reference | standard of the polka dot beam splitter applied to this invention is a reflectance about 90% +/- 2% or more. That is, in the conventional polarizing beam splitter, it is preferable to have a value close to the relatively high reflectance of the reflectance Rs for light of S-wave polarization and the reflectance Rp for light of P-wave polarization.

이처럼, 본 발명의 폴카 도트 빔 스플리터는 코팅부와 비코팅부 사이의 면적비에 기초하여 입사되는 빛에 대한 반사율이 결정되기 때문에, 편광 특성을 갖는 레이저 광원의 빛을 이용하는 광 픽업 장치에서 편광 방향에 무관하게 빛을 반사시킬 수 있고, 이에 따라 앞서 기술한 바와 같이 입사되는 빛의 편광 방향을 강제로 변경하기 위한 1/2 파장판의 수요를 근본적으로 방지할 수 있다.As such, since the reflectance of the incident light is determined based on the area ratio between the coated portion and the uncoated portion, the polka dot beam splitter of the present invention has a polarization direction in the optical pickup device using the light of the laser light source having the polarization characteristic. It is possible to reflect light irrespective of each other, thereby fundamentally preventing the demand of the 1/2 wave plate for forcibly changing the polarization direction of the incident light as described above.

또한, 종래의 경우 회절격자와 1/2 파장판이 결합되던 것과 달리, 본 발명에서는 회절격자와 1/4 파장판이 결합되어 구성됨으로써, 별도의 1/4 파장판이 요구되지 않고 이에 따라 광학계를 구성하는 요소의 개수를 근본적으로 줄일 수 있다. 또한, 1/4 파장판이 폴카 도트 빔 스플리터 이전에 구성됨으로써 원편광의 빛이 폴카 도트 빔 스플리터로 입사될 수 있고, 1/4 파장판이 유효경이 작아질 수 있다.In addition, unlike the conventional case in which the diffraction grating and the half wave plate are coupled, in the present invention, the diffraction grating and the quarter wave plate are combined, so that a separate quarter wave plate is not required and thus an optical system is constructed. The number of elements can be radically reduced. Further, since the quarter wave plate is configured before the polka dot beam splitter, light of circular polarization can be incident on the polka dot beam splitter, and the quarter wave plate can be made smaller in effective diameter.

다음으로, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학계를 구비한 광 픽업 장치(200')를 도시한 블록도이다. 도 6은 1/4 파장판(QWP)이 반사거울에 결합되어 형성된다는 점을 제외하고는 기본적으로 도 3의 광학계와 유사한 구성이다. 따라서, 유사 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Next, FIG. 6 is a block diagram illustrating an optical pickup device 200 ′ having an optical system according to another embodiment of the present invention. 6 is basically similar to the optical system of FIG. 3 except that the quarter wave plate QWP is formed by being coupled to the reflection mirror. Therefore, detailed description of the similar components will be omitted.

이상에서 기술한 바와 같이, 본 발명은 종래의 편광 빔 스플리터를 대신하여 편광 방향에 무관하게 일정한 반사율을 갖는 폴카 도트 빔 스플리터를 적용한 광학계를 특징으로 하며, 이러한 광학계에 따른 광 픽업 장치를 제공함으로써 1/2 파장판(HWP)을 광학계에서 배제하여 제조 공정을 줄이고 구성에 필요한 부품의 개수를 줄일 수 있다. 또한 제조 공정의 단축에 따라 결과적으로 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.As described above, the present invention is characterized by an optical system using a polka dot beam splitter having a constant reflectance irrespective of the polarization direction in place of the conventional polarizing beam splitter, and by providing an optical pickup device according to such an optical system The / 2 wavelength plate (HWP) can be excluded from the optical system to reduce the manufacturing process and the number of components required for the configuration. In addition, the shortening of the manufacturing process can result in improved product reliability.

또한, 1/2 파장판을 배제함으로써 부품 개수를 줄이고 이를 통하여 제조 비용의 절감과 공정 단축에 따른 생산 수율 향상을 도모할 수 있다.In addition, by eliminating the 1/2 wave plate, it is possible to reduce the number of parts, thereby improving the production yield by reducing the manufacturing cost and shortening the process.

본 발명에 따른 폴카 도트 빔 스플리터를 포함하는 광 픽업 장치는 종래의 편광 빔 스플리터를 대신하여 폴카 도트 빔 스플리터를 적용함을 특징으로 하며, 이에 따라 P파 편광의 빛을 S파 편광의 빛으로 변경시키기 위한 1/2 파장판과 같은 구성요소를 배제할 수 있어, 광학계를 구성하는 부품의 개수를 줄이고 제조 공정을 단축하여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The optical pickup apparatus including the polka dot beam splitter according to the present invention is characterized by applying a polka dot beam splitter in place of the conventional polarizing beam splitter, thereby changing the light of the P wave polarization into the light of the S wave polarization. It is possible to exclude components such as a half wave plate to make, to reduce the number of components constituting the optical system and to shorten the manufacturing process can improve the reliability of the product.

Claims (9)

레이저 광원;Laser light source; 상기 레이저 광원으로부터 빛을 선택적으로 투과/반사하는 폴카 도트 빔 스플리터(polka dot beam splitter);A polka dot beam splitter for selectively transmitting / reflecting light from the laser light source; 상기 폴카 도트 빔 스플리터로부터 반사된 빛을 광디스크 측으로 방향을 변경시키는 반사거울;A reflection mirror for redirecting light reflected from the polka dot beam splitter to an optical disk; 상기 반사거울과 상기 광디스크 사이에 개재되어 빛을 상기 광디스크의 표면으로 집속시키는 대물렌즈; 및An objective lens interposed between the reflective mirror and the optical disk to focus light onto the surface of the optical disk; And 상기 광디스크의 표면으로부터 반사되어 순차적으로 상기 대물렌즈, 반사거울을 거쳐 상기 폴카 도트 빔 스플리터를 투과하는 빛을 받아 검출하는 광검출기;A photodetector that is reflected from a surface of the optical disk and sequentially receives light passing through the objective lens and a reflection mirror to pass through the polka dot beam splitter; 를 포함하고, 상기 폴카 도트 빔 스플리터는 상기 레이저 광원의 빛의 편광 방향에 관계없이 일정한 반사/투과율을 갖는 것을 특징으로 하는 폴카 도트 빔 스플리터를 포함하는 광 픽업 장치.Wherein the polka dot beam splitter has a constant reflection / transmittance regardless of the polarization direction of light of the laser light source. 제 1 항에 있어서, 상기 폴카 도트 빔 스플리터는 평판 형상의 몸체와 상기 몸체의 표면에 도트 배열로 코팅된 코팅부를 포함하고, 상기 폴카 도트 빔 스플리터의 투과/반사율은 상기 몸체 표면 중 코팅부 대 코팅되지 않은 잔여부분(비코팅부)의 면적비에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.The polka dot beam splitter of claim 1, wherein the polka dot beam splitter includes a flat body and a coating coated on the surface of the body in a dot array, and the transmission / reflectance of the polka dot beam splitter is coated on the surface of the body. An optical pickup apparatus characterized in that it is set based on the area ratio of the remaining portion (uncoated portion) that is not. 제 2 항에 있어서, 상기 폴카 도트 빔 스플리터의 코팅부는 알루미늄 재질의 폴카 도트 배열인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.The optical pickup apparatus of claim 2, wherein the coating part of the polka dot beam splitter is an polka dot array made of aluminum. 제 2 항에 있어서, 상기 폴카 도트 빔 스플리터의 몸체는 실리카 재질의 투명기판인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.The optical pickup apparatus of claim 2, wherein the body of the polka dot beam splitter is a transparent substrate made of silica. 제 1 항에 있어서, 상기 폴카 도트 빔 스플리터의 입사각은 0 내지 45°인 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.The optical pickup apparatus of claim 1, wherein an incident angle of the polka dot beam splitter is 0 to 45 degrees. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저 광원 및 상기 폴카 도트 빔 스플리터 사이에 회절격자가 개재되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.The optical pickup apparatus of claim 1, wherein a diffraction grating is interposed between the laser light source and the polka dot beam splitter. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저 광원과 상기 대물렌즈 사이의 광 경로 도중에 상기 레이저 광원의 빛을 원편광으로 변환시키는 1/4 파장판이 개재되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.An optical pickup apparatus according to claim 1, wherein a quarter wave plate for converting light of the laser light source into circularly polarized light is interposed during the optical path between the laser light source and the objective lens. 제 7 항에 있어서, 상기 1/4 파장판은 상기 반사거울과 결합되어 제공되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.8. The optical pickup apparatus of claim 7, wherein the quarter wave plate is provided in combination with the reflective mirror. 제 7 항에 있어서, 상기 1/4 파장판은 상기 회절격자와 결합되어 제공되는 것을 특징으로 하는 광 픽업 장치.8. The optical pickup apparatus of claim 7, wherein the quarter wave plate is provided in combination with the diffraction grating.
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