KR101349218B1 - 블루레이 디스크용 광 픽업장치 - Google Patents

블루레이 디스크용 광 픽업장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 블루레이 디스크용 광 픽업장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 블루레이 디스크용 광 픽업장치는 대물렌즈의 수차변화를 보상하기 위해 콜리메이터 렌즈구동부를 통해 콜리메이터 렌즈의 위치를 가변하던 종래의 수차보상구조를 개선하여 상기 콜리메이터 렌즈를 광학계에 고정배치하고, 상기 대물렌즈의 개구율(N/A)을 종래의 0.85에서 0.6∼0.8로 낮춤으로써, 수차변화에 대한 편차를 줄일 수 있다. 따라서 전체적인 제조비의 절감과 공정개선, 광 픽업장치의 슬림화가 가능하고, 공정불량 개선을 통한 생산성 향상을 도모할 수 있다.

Description

블루레이 디스크용 광 픽업장치{OPTICAL PICKUP DEVICE FOR BLU-RAY DISC}
본 발명은 블루레이 디스크용 광 픽업장치에 관한 것이다.
광학기록매체(Optical Disc Drive: 이하 ODD)는 저장용량의 증가를 위해 콤팩트 디스크(Compact Disk: 이하 CD)에서 디지털 비디오 디스크(Digital Versatile Disc: 이하 DVD)로, 다시 블루레이 디스크(Blu-ray Disc: 이하 B/D) 순으로 발전하고 있다.
따라서 상기 광학기록매체(ODD)에는 신호처리를 통해 콤팩트 디스크(CD), 디지털 비디오 디스크(DVD) 또는 블루레이 디스크(B/D)에 데이터를 기록하거나, 상기 콤팩트 디스크(CD), 디지털 비디오 디스크(DVD) 또는 블루레이 디스크(B/D)에 저장되어 있는 데이터를 재생하는 광 픽업장치가 설치되어 있다.
한편 광 픽업장치는 광원인 레이저 다이오드(Laser Diode: L/D)의 레이저 빔을 CD, DVD 또는 B/D에 집광하기 위해 대물렌즈(Objetive lens: O/L)를 구비하여 광학계를 구성하고 있다.
여기서 블루레이 디스크(B/D)용 광 픽업장치에서 사용하는 대물렌즈(O/L)는 상기 블루레이 디스크(B/D)의 파장대가 짧아지고 개구율(N/A)이 0.85로 커지면서 수차변화에 민감하게 되어 있으며, 이러한 수차변화에 대응하기 위해 콜리메이터 렌즈(Collimator Lens: 이하 C/L)를 구동하는 방식으로 광학계를 구성하고 있는데 이에 대해 (특허문헌 1)에서 상세히 개시하고 있다.
즉 상기 (특허문헌 1)에 따르면, 콜리메이터 렌즈(CL)를 구동하기 위한 구동부로써, 도 4에서 보듯이, 콜리메이터 렌즈구동모터 또는 통상의 액추에이터(Actuator)와 콜리메이터 렌즈(CL)를 기계적으로 연결하여 상기 콜리메이터 렌즈(CL)의 위치를 약 3∼6㎜ 정도 이동함으로써, 블루레이 디스크(B/D)의 대응 및 온도변화 등에 따른 수차변화를 보상해주고 있다.
JP 2007-213755 A
그러나 상기 (특허문헌 1)을 포함하여 콜리메이터 렌즈구동부를 통해 콜리메이터 렌즈의 위치를 가변하여 대물렌즈의 수차변화를 보상해주는 종래의 수차보상구조는 상기 콜리메이터 렌즈구동모터의 장착을 위한 공간이 필요하게 되어 사이즈의 축소 및 슬림화에 어려움을 겪는 문제점이 있다.
또한 상기 콜리메이터 렌즈구동부 자체의 불량이 인해 콜리메이터 렌즈의 동작불량이 발생하여 전체적인 불량률을 높이는 요인으로 작용하고 있으며, 이를 광학계에 배치하기 위한 공정 등의 추가로 인해 생산성이 저해되는 문제점이 발생하고 있다.
따라서 본 발명은 블루레이 디스크를 기록 및 재생하는 광학계의 구성시 대물렌즈의 수차변화를 보상해주기 위해 콜리메이터 렌즈구동부를 사용하여 콜리메이터 렌즈의 위치를 가변함으로써 발생하고 있는 문제점을 해결하기 위한 것이다.
본 발명의 관점은, 수차변화에 용이하게 대처할 수 있도록 한 블루레이 디스크용 광 픽업장치를 제공하는 데 있다.
상기 관점을 달성하기 위해,
본 발명에 따른 블루레이 디스크용 광 픽업장치는 광원에서 조사된 레이저 빔의 광축을 변경하기 위한 광학 소자;
상기 광학 소자의 전방에 고정 배치되어 입사된 빔의 발산 각을 변환하는 콜리메이터 렌즈;
상기 콜리메이터 렌즈를 통과한 레이저 빔을 블루레이 디스크에 집광하게 되며, 개구율이 0.6∼0.8로 형성된 대물렌즈; 및
상기 광학 소자로 복귀된 빔을 수신하는 광전집적회로;
를 포함한다.
본 발명에 따른 광 픽업장치에 있어서, 상기 광학 소자는 빔 스플리터인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광 픽업장치에 있어서, 상기 광원의 전방에는 그레이팅이 배치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광 픽업장치에 있어서, 상기 콜리메이터 렌즈와 대물렌즈 사이에는 미러가 배치된 것을 특징으로 한다.
이러한 특징들은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명에 따르면, 콜리메이터 렌즈를 고정 배치하고, 대물렌즈의 개구율(N/A)을 종래의 0.85에서 0.6∼0.8로 낮춤으로써, 수차변화에 대한 편차를 줄일 수 있으며, 이에 따라 온도 및 층간 편차에 따른 수차변화에 둔감해지게 된다. 그리고 서보(Servo)의 변화가 작아지므로, 서보동작시 유리함이 있다.
또한 콜리메이터 렌즈구동부의 삭제로 인해 상대적으로 광학 소자의 크기를 증가시킬 수 있어 에러 정정 기능의 강화를 통해 레이저 빔의 스폿이 커지면서 발생할 수 있는 에러 비율(Error Rate)의 증가 및 지터(Jitter) 문제의 보완이 가능하다. 따라서 전체적인 제조비의 절감과 공정개선, 광 픽업장치의 축소 및 슬림화가 가능하고, 공정불량 개선을 통한 생산성 향상을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 블루레이 디스크용 광 픽업장치의 광학계를 나타내 보인 개략도.
도 2 내지 3은 본 발명에 따른 대물렌즈의 개구율을 낮추기 위한 실시 예를 나타내 보인 개략도.
본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어 지는 이하의 구체적인 내용과 실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한 "제1", "제2", "일면", "타면" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1에서 보듯이, 본 발명에 따른 블루레이 디스크용 광 픽업장치(1)는 광학 소자(20), 콜리메이터 렌즈(Collimator Lens), 대물렌즈(Objetive Lens) 및 광전집적회로(PDIC)를 포함하여 광학계를 구성하게 된다.
상기 광학 소자(20)는 광원(10)에서 조사된 레이저 빔의 광축을 변경하기 위한 것으로, 빔 스플리터(Beam splitter), 큐빅(Cubic) 또는 플레이트(Plate)를 포함할 수 있다.
상기 광원(10)은 블루레이 디스크(B/D)에 대해서 파장이 약 405㎚인 빔을 출사하게 되며, 이의 광축을 광학 소자(20)가 변경하게 된다. 이때 상기 광원(10)의 전방에는 회전조정을 통하여 빔을 분리할 수 있는 그레이팅(Grating)이 배치될 수 있다.
상기 콜리메이터 렌즈(30)는 광학 소자(20)를 통해 입사된 레이저 빔의 발산 각을 변환하는 것으로, 광원(10)의 파장에 따라 상이하게 변환하게 된다. 이러한 콜리메이터 렌즈(30)를 본 발명에 따른 블루레이 디스크용 광 픽업장치(1)는 고정타입으로 하여 광학계를 구성하게 되며, 이에 따라 종래의 콜리메이터 렌즈구동부인 구동모터(Motor) 또는 액추에이터(Actuator)는 불필요하다.
상기 대물렌즈(40)는 콜리메이터 렌즈(30)를 통과한 레이저 빔을 블루레이 디스크(B/D)에 집광하게 되며, 이때의 개구율(N/A)은 0.6∼0.8로 형성된다. 즉 통상의 블루레이 디스크용 대물렌즈(O/L)의 개구율(N/A)인 0.85와 비교할 때, 상대적으로 개구율(N/A)이 낮아 수차변화에 대한 편차를 줄일 수 있게 된다.
여기서 상기 대물렌즈(40)의 개구율(N/A) 값은 ROS/TOS/DOS를 종합적으로 검토하여 선정된 것으로 특히 서보(Servo) 신호에 이상이 없고 에러 커렉션(Correction)이 가능한 수준, 즉 문제가 생기지 않을 정도의 값으로 선정된 것이다.
도 2에서 보듯이, 상기 대물렌즈(40)의 개구율(N/A)은 대물렌즈(40)를 고정하고 있는 블레이드(Blade)의 유효경(42) 치수(Diameter)를 변경하는 것으로 실시 가능하다. 즉 상기 블레이드(41)의 유효경(42) 치수를 축소함으로써, 개구율(N/A)을 낮출 수 있다.
도 3에서 보듯이, 상기 대물렌즈(40)의 개구율(N/A)을 낮추기 위한 다른 방편으로는 대물렌즈(40)의 형상을 변경하여 굴절률을 작게 하는 것을 통해서도 가능하다.
한편 상기 콜리메이터 렌즈(30)와 대물렌즈(40) 사이에는 콜리메이터 렌즈(30)를 통과한 레이저 빔의 경로를 전환하는 미러(Mirror)가 배치될 수 있다. 상기 광전집적회로(50)는 광학 소자(20)로 복귀된 레이저 빔을 수신하게 된다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에서 보듯이, 본 발명에 따른 블루레이 디스크용 광 픽업장치(1)는 광학 소자(20)로써, 빔 스플리터(Beam splitter)를 채택하고, 상기 빔 스플리터(21)의 전방에 그레이팅(11)을 배치한 후 상기 빔 스플리터(21)의 반사면(21a)에 광원(11)을 배치하여 상기 광원(11)의 레이저 빔이 그레이팅(11)의 회전조정을 통해 분리된 후 빔 스플리터(21)의 반사면(21a)에 반사되어 광축이 변경되도록 실시하게 된다.
또한 상기 빔 스플리터(21)의 반사면(21a) 전방에는 콜리메이터 렌즈(30)가 고정(Fixed) 배치되어 입사된 레이저 빔의 발산 각을 변환하게 된다. 그리고 상기 콜리메이터 렌즈(30)의 전방에 미러(60)를 배치하고, 상기 미러(60)의 전방에 개구율(N/A)이 0.75인 대물렌즈(40)를 배치하게 되며, 빔 스플리터(21)의 후방에 광전집적회로(50)를 배치하게 된다.
따라서 상기 대물렌즈(40)는 블루레이 디스크(B/D)에 대해서 콜리메이터 렌즈(30)에 의해 발산 각이 변환된 레이저 빔을 집광하고, 광전집적회로(90)는 블루레이 디스크(B/D)에서 반사되어 빔 스플리터(21)로 복귀된 빔을 수신하여 상기 블루레이 디스크(B/D)에 데이터를 기록하거나, 재생하게 된다.
Figure 112012047316110-pat00001
상기 표 1은 구동모터(Motor) 또는 액추에이터(Actuator)를 포함하는 종래의 콜리메이터 렌즈구동부를 삭제하여 콜리메이터 렌즈(30)를 고정타입으로 배치 후 본 발명의 실시 예에 따른 개구율(N/A)이 0.75인 대물렌즈(40)와 종래의 개구율(N/A)이 0.85인 대물렌즈(O/L)와의 콜리메이터 렌즈(30)의 포지션(Position) 이동에 따른 블루레이 디스크(B/D)의 대응력(Error Rate)을 확인한 결과로써, 상대적으로 개구율(N/A)이 낮은 본 발명의 실시 예에 따른 대물렌즈(40)가 콜리메이터 렌즈(30)의 수차변화를 덜 민감한 것으로 확인되고 있음을 보여주고 있다.
이상 본 발명을 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 블루레이 디스크용 광 픽업장치는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1 - 광 픽업장치 10 - 광원
11 - 그레이팅 20 - 광학 소자
21 - 빔 스플리터 21a - 반사면
30 - 콜리메이터 렌즈 40 - 대물렌즈
41 - 블레이드 42 - 유효경
50 - 광전집적회로 60 - 미러

Claims (4)

  1. 광원(L/D)에서 조사된 레이저 빔의 광축을 변경하기 위한 광학 소자;
    상기 광원의 전방에 배치된 그레이팅(Grating);
    상기 광학 소자의 전방에 고정(Fixed) 배치되어 입사된 빔의 발산 각을 변환하는 콜리메이터 렌즈(Collimator Lens);
    상기 콜리메이터 렌즈를 통과한 레이저 빔을 블루레이 디스크(B/D)에 집광하게 되며, 개구율(N/A)이 0.6∼0.8로 형성된 대물렌즈(Objetive lens);
    상기 콜리메이터 렌즈와 대물렌즈 사이에 배치된 미러(Mirror); 및
    상기 광학 소자로 복귀된 빔을 수신하는 광전집적회로(PDIC);
    를 포함하는 블루레이 디스크용 광 픽업장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 소자는 빔 스플리터(Beam splitter)인 것을 특징으로 하는 블루레이 디스크용 광 픽업장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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