KR100749060B1 - 광 픽업 - Google Patents

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전영선
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Abstract

광 픽업을 개시한다. 본 발명은 서로 다른 두 종류 이상의 광 디스크를 호환하여 기록/재생할 수 있는 광 픽업에서 단일의 광 검출기만으로도 서로 다른 두 종류 이상의 광 디스크 각각에서 반사되는 빛을 수광하여 처리할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다. 이와 같은 목적의 본 발명에 따른 광 픽업은, 적어도 하나의 광 경로와; 적어도 하나의 광 경로 상에 마련되어 평행 광을 형성하는 적어도 하나의 시준 렌즈와; 적어도 하나의 광 경로를 통해 입사되는 빛을 수광하는 광 검출기와; 광 검출기의 표면에 포커스 에러에 대응되는 비점수차를 발생시키는 센서 렌즈와; 적어도 하나의 시준 렌즈와 센서 렌즈를 모두 구동하는 단일의 액추에이터 구동부를 포함한다.

Description

광 픽업{OPTICAL PICK-UP}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 픽업 모듈의 광학 계통을 나타낸 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 광원
21 : 제 1 대물렌즈
22 : 제 2 대물렌즈
30 : 제 1 빔 스플리터
43 : 광 검출기
60 : 제 2 빔 스플리터
81 : 제 1 1/4파장판
82 : 제 2 1/4 파장판
100 : 센서 렌즈
120 : 회절소자
130 : 편광 스위치
150 : 센서 렌즈 액추에이터
152 : 제 1 시준 렌즈 액추에이터
154 : 제 2 시준 렌즈 액추에이터
156 : 액추에이터 구동부
158 : 서보 제어부
본 발명은 광 픽업에 관한 것으로, 특히 서로 다른 두 종류 이상의 고밀도 광 디스크를 호환하여 기록/재생할 수 있는 광 픽업에 관한 것이다.
광 디스크는 광학적인 방법으로 음성, 화상, 문서 등의 데이터를 기록/재생하기 위한 저장매체를 말하며, 광 픽업은 반도체 레이저를 이용하여 비접촉 방법으로 광 디스크에 저장되어 있는 정보를 재생하거나 광 디스크에 정보를 기록하는 장치를 말한다.
일반적으로 광 픽업에는 광 디스크 기록면의 원하는 트랙에 광의 초점이 잘 맺힐 수 있도록 대물렌즈의 위치를 포커스 방향, 트래킹 방향으로 제어하기 위한 구성이 마련되어 있다. 이 중 트래킹 방향의 제어를 위해서 트래킹 에러 신호를 검출하는 방법으로는 3빔법, PP(Push-Pull)법, DPP(Differential Push-Pull)법, DPD(Differential Phase Detection)법과 같은 여러 방식이 있다. 이 중 DPP법은 트랙의 중심에 주사되는 메인빔과 이 메인빔으로부터 광 디스크의 래디얼 방향과 탄젠셜 방향으로 일정 거리 이격되어 조사되는 2개의 서브빔을 이용하는 것으로서, 이러한 DPP법을 이용하면 광 디스크의 재생 및 기록이 모두 가능할 뿐만 아니라 비교적 간단한 광학계에 의해 에러 신호를 검출할 수 있는 이점을 가진다.
한편 현재 상용화된 대표적인 광 디스크로는 CD(Compact Disk)나 DVD(Digital Versatile Disk)가 있으며, 근래에는 차세대 광 디스크로 기록용량을 더욱 높인 BD(Blu-ray Disc)와 HD-DVD(High Definition Digital Versatile Disc)와 같은 고밀도 기록매체에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 현재의 차세대 광 디스크 시장에서는 BD와 HD-DVD의 규격 통일이 이루어지지 않고 있는데, 이러한 상황에 대처하기 위해서는 규격이 다른 BD와 HD-DVD에 대해 호환하여 사용할 수 있는 광 픽업을 개발할 필요가 있다.
이와 같은 호환형 광 픽업을 구현할 때 하나의 광원과 하나의 BD/HD-DVD 공용 대물렌즈 사용하여 광학계를 구성함으로써 소요되는 광부품의 수를 최소화하는 것이 바람직하나, BD/HD-DVD 공용 대물렌즈를 개발하는데 상당한 기술적 어려움이 있다.
그렇다면 그 대안으로서 하나의 광원과 두 개의 대물렌즈(BD용 대물렌즈와 HD-DVD용 대물렌즈)를 사용하여 광학계를 구성할 수 있는데, 이와 같은 광학계에서는 BD에서 반사되는 빛을 수광하기 위한 광 검출기와 HD-DVD에서 반사되는 빛을 수광하기 위한 광 검출기가 별도로 마련되어야 하기 때문에 고가의 광 부품의 수가 증가하는 원인이 된다.
본 발명은 서로 다른 두 종류 이상의 광 디스크를 호환하여 기록/재생할 수 있는 광 픽업에서 단일의 광 검출기만으로도 서로 다른 두 종류 이상의 광 디스크 각각에서 반사되는 빛을 수광하여 처리할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적의 본 발명에 따른 광 픽업은, 적어도 하나의 광 경로와; 적어도 하나의 광 경로 상에 마련되어 평행 광을 형성하는 적어도 하나의 시준 렌즈와; 적어도 하나의 광 경로를 통해 입사되는 빛을 수광하는 광 검출기와; 광 검출기의 표면에 포커스 에러에 대응되는 비점수차를 발생시키는 센서 렌즈와; 적어도 하나의 시준 렌즈와 센서 렌즈를 모두 구동하는 단일의 액추에이터 구동부를 포함한다.
또한, 상술한 광 검출기는 단일의 광 검출기이다.
또한, 상술한 적어도 하나의 광 경로는, 제 1 광 디스크의 기록 및 재생을 위한 제 1 광 경로와; 제 2 광 디스크의 기록 및 재생을 위한 제 2 광 경로를 포함하고; 제 1 광 디스크와 제 2 광 디스크는 서로 다른 파장의 광에 의해 데이터의 기록과 재생이 이루어지는 서로 다른 종류의 기록 매체이다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 픽업 모듈의 광학 계통을 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 광원(10)은 BD와 HD-DVD를 기록/재생하는데 적합한 파장의 광을 조사한다. 제 1 대물렌즈(21)는 BD의 기록/재생을 위해 BD에 광을 집속한다. 제 2 대물렌즈(22)는 HD-DVD의 기록/재생을 위해 HD-DVD에 광을 집속한다. 제 1 빔 스플리터(30)는 광원(10)에서 조사되는 광을 투과시키거나 반사시켜 제 1 대물렌즈(21)나 제 2 대물렌즈(22) 중 어느 하나로 광을 안내한다.
광 검출기(43)는 BD 또는 HD-DVD에서 반사되어 돌아오는 각각의 광을 수광하 여 정보 신호와 오차 신호를 검출한다.
광원(10)은 대략 405nm의 파장을 가지는 청색광을 조사하는 레이저 다이오드로서 BD와 HD-DVD의 재생 시에 공용으로 사용된다.
제 1 대물렌즈(21)는 BD의 정보를 재생하거나 BD에 정보를 기록하는데 적합하도록 0.85 정도의 개구수를 가지며, 제 2 대물렌즈(22)는 HD-DVD의 정보를 재생하거나 HD-DVD에 정보를 기록하는데 적합하도록 0.65 정도의 개구수를 갖는다. 여기서 제 1 대물렌즈(21)와 제 2 대물렌즈(22)는 도시되지 않은 액츄에이터에 의해 구동되어 포커스 서보 제어와 트래킹 서보 제어가 이루어진다.
제 1 빔 스플리터(30)는 입사광의 편광 성분에 따라 광을 투과시키거나 반사시키는 편광 의존성 빔 스플리터로서, 광원(10)에서 입사되는 광이 그 편광에 따라 제 1 대물렌즈(21)나 제 2 대물렌즈(22) 중 어느 하나로 입사되도록 하고 광 디스크(BD, HD-DVD)에서 반사되어 돌아오는 광이 광 검출기(43) 쪽으로 향하도록 한다.
광 경로 상에서 제 1 빔 스플리터(30)의 전방에는 편광 스위치(130)가 배치되는데, 편광 스위치(130)는 전압인가 시에 1/2파장판으로 기능하여 광원(10)으로부터 입사되는 광의 편광 성분을 바꾸어 준다. 예를 들어 광원(10)에 P편광의 광이 입사되는 경우 편광 스위치(130)에 전원이 인가되면 P편광의 광은 S편광의 광으로 변환되어 제 1 빔 스플리터(30)로 입사되고, 편광 스위치(130)에 전원이 인가되지 않은 상태에서는 P편광의 광이 그대로 제 1 빔 스플리터(30)로 입사된다.
광원(10)에서 제 2 대물렌즈(22)로 향하는 광 경로 상에서 제 1 빔 스플리터(30)의 후방에는 제 1 빔 스플리터(30)에서 반사된 광을 또 한 번 반사시켜 제 2 대물렌즈(22) 쪽으로 향하게 하는 제 2 빔 스플리터(60)가 배치된다. 이러한 제 2 빔 스플리터(60)는 제 1 빔 스플리터(30)와 일체로 형성되는 것이 바람직한데, 그러면 제 1 빔 스플리터(30)와 제 2 빔 스플리터(60)를 배치하는데 있어 공간을 보다 효율적으로 사용할 수 있게 된다.
또한 제 1 빔 스플리터(30)와 제 1 대물렌즈(21) 사이의 광 경로 상에는 제 1 시준 렌즈(71), 제 1 1/4파장판(81) 및 제 1 미러(91)가 배치되고, 마찬가지로 제 2 빔 스플리터(60)와 제 2 대물렌즈(22) 사이의 광 경로 상에는 제 2 시준 렌즈(72), 제 2 1/4파장판(82) 및 제 2 미러(92)가 배치된다.
제 1 시준 렌즈(71)와 제 2 시준 렌즈(72)는 광원(10)에서 조사되어 제 1 대물렌즈(21) 또는 제 2 대물렌즈(22)로 향하는 광을 평행 광으로 바꾸어 주고, 제 1 1/4파장판(81)과 제 2 1/4파장판(82)은 BD나 HD-DVD에서 반사되어 되돌아오는 광의 편광 성분을 변환한다. 제 1 미러(91)와 제 2 미러(92)는 광원(10)으로부터 입사되는 광을 제 1 대물렌즈(21) 또는 제 2 대물렌즈(22) 쪽으로 반사시킨다.
한편 제 1 빔 스플리터(30)와 광 검출기(43) 사이의 광 경로 또는 제 2 빔 스플리터(60)와 광 검출기(43) 사이의 광 경로 상에는 비점수차법에 의해 포커스 에러 신호를 검출할 수 있도록 비점수차를 발생시키는 센서 렌즈(100)가 배치된다.
또한 광원(10)과 편광 스위치(130) 사이의 광 경로 상에는 DPP법을 이용해 트래킹 에러 신호를 검출할 수 있도록 3-빔을 형성하는 회절소자(120)가 배치된다.
제 1 및 제 2 시준 렌즈(71, 72)는 각각 제 1 및 제 2 시준 렌즈 액추에이터(152, 154)에 의해 구동되어 제 1 및 제 2 시준 렌즈(71, 72)를 통과하는 빛을 평행하게 집광한다. 또한, 센서 렌즈(100)는 센서 렌즈 액추에이터(150)에 의해 구동되어 화살표 방향으로 왕복 이동하면서 BD에서의 초점 상태와 HD-DVD에서의 초점 상태에 따라 원 또는 타원의 광점이 광 검출기(43)에 형성되도록 한다.
본 발명의 실시 예에서는 단일의 광 검출기(43)만을 이용하여 두 종류 이상의 서로 다른 광 디스크를 호환하여 기록/재생이 이루어지도록 하되, 이를 위해 센서 렌즈(100)를 화살표 방향으로 이동시켜서 각각의 매체에 대응할 수 있도록 한다.
이와 같은 센서 렌즈(100)를 구동하는 센서 렌즈 액추에이터(150)를 구동함에 있어서, 제 1 및 제 2 시준 렌즈 액추에이터(152, 154)를 구동하는 액추에이터 구동부(156)로 하여금 센서 렌즈 액추에이터(150)도 함께 구동하도록 함으로써 별도의 구동 회로를 추가하지 않아도 된다.
결국, 제 1 및 제 2 시준 렌즈 액추에이터(152, 154)를 구동하는 액추에이터 구동부(156)로 하여금 센서 렌즈 액추에이터(150)도 함께 구동하도록 함으로써 단일의 광 검출기(43)만을 이용하면서도 그에 따른 다른 추가 구성이 필요치 않아 광 부품의 수를 줄이고자 하는 본 발명의 목적을 충분히 달성할 수 있다.
이하에서는 도 1에 도시된 픽업 모듈의 광원에서 P편광의 광이 조사되는 경우를 예로 들어 본 발명에 따른 픽업 모듈의 동작을 설명한다. 광원(10)에서 조사된 P편광의 광은 회절소자(120)를 지나면서 회절되어 DPP법에 의해 트래킹 에러 신호를 검출할 수 있도록 3-빔을 형성한다. 회절소자(120)를 경유한 광은 편광 스위치(130)를 지나게 되는데, 편광 스위치(130)는 BD를 기록/재생할 경우에는 P편광의 광을 그대로 통과시키고, HD-DVD를 기록/재생할 때에는 P편광의 광을 S편광의 광으로 변환시킨다.
BD를 기록/재생하는 경우 편광 스위치(130)를 통과한 P편광의 광은 제 1 빔 스플리터(30)를 그대로 투과하여 제 1 시준 렌즈(71) 및 제 1 1/4파장판(81)을 지나 제 1 대물렌즈(21)로 입사된다. 이 때 제 1 시준 렌즈(71)는 발산광을 평행광으로 바꾸어 주고, 또 제 1 1/4파장판(81)은 P파의 편광을 원형파의 광으로 바꾸어 준다. 제 1 1/4파장판(81)을 지난 광은 제 1 대물렌즈(21)에 의해 BD의 기록면에 광 스팟을 형성하는데, 이 때 회절소자(120)에서 분할된 0차의 메인빔과 ±1차의 서브빔은 BD에서 하나의 트랙에 일렬로 스팟을 형성한다.
이렇게 BD의 기록면에 광 스팟을 형성한 후 광은 반사되며 이 때 원형파의 회전 방향이 입사할 때와 반대가 된다. BD에 의해 반사된 광은 제 1 대물렌즈(21)을 거쳐 다시 제 1 1/4파장판(81)을 통과하고, 이 때 원형파 광은 S편광의 광이 된다. 이러한 S편광의 광은 제 1 시준 렌즈(71)를 거쳐 제 1 빔 스플리터(30)에서 반사되어 광 검출기(43)에서 수광됨으로써 트래킹 제어를 위한 오차 신호가 검출된다.
한편 HD-DVD를 기록/재생하는 경우에는 편광 스위치(130)에 전원이 인가되어 광원(10)에 조사된 P편광의 광이 편광 스위치(130)를 통과하면서 S편광의 광으로 변환된다. 이와 같은 S편광의 광은 제 1 빔 스플리터(30)에서 제 2 빔 스플리터(60) 쪽으로 반사되고, 또 제 2 빔 스플리터(60)에서 제 2 대물렌즈(22) 쪽으로 반사된다. 제 2 빔 스플리터(60)에서 반사된 광은 제 2 시준 렌즈(72) 및 제 2 1/4 파장판(82)을 지나 제 2 대물렌즈(22)에 의해 HD-DVD의 기록면에 광 스팟을 형성한다. 이렇게 HD-DVD의 기록면에 광 스팟을 형성한 광은 반사되어 되돌아오면서 다시 제 2 1/4파장판을 통과하게 되는데 이 때 광은 P편광의 광이 된다. 이러한 P편광의 광은 제 2 시준 렌즈(72) 및 제 2 빔 스플리터(60)를 거쳐 제 1 빔 스플리터(30)로 입사되는데, 제 1 빔 스플리터(30)로 입사된 광은 제1빔 스플리터(30)를 그대로 투과하여 광 검출기(43)에서 수광됨으로써 트래킹 제어를 위한 오차 신호가 검출된다.
본 발명은 서로 다른 두 종류 이상의 광 디스크를 호환하여 기록/재생할 수 있는 광 픽업에서 단일의 광 검출기만으로도 서로 다른 두 종류 이상의 광 디스크 각각에서 반사되는 빛을 수광하여 처리할 수 있도록 함으로써 광 픽업을 구성하는 광 부품의 수를 줄일 수 있도록 한다.

Claims (3)

  1. 적어도 하나의 광 경로와;
    상기 적어도 하나의 광 경로 상에 마련되어 평행 광을 형성하는 적어도 하나의 시준 렌즈와;
    상기 적어도 하나의 광 경로를 통해 입사되는 빛을 수광하는 광 검출기와;
    상기 광 검출기의 표면에 포커스 에러에 대응되는 비점수차를 발생시키는 센서 렌즈와;
    상기 적어도 하나의 시준 렌즈와 상기 센서 렌즈를 모두 구동하는 단일의 액추에이터 구동부를 포함하는 광 픽업.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 검출기가 단일의 광 검출기인 광 픽업.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광 경로는,
    제 1 광 디스크의 기록 및 재생을 위한 제 1 광 경로와;
    제 2 광 디스크의 기록 및 재생을 위한 제 2 광 경로를 포함하고;
    상기 제 1 광 디스크와 상기 제 2 광 디스크는 서로 다른 파장의 광에 의해 데이터의 기록과 재생이 이루어지는 서로 다른 종류의 기록 매체인 광 픽업.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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