KR101533373B1 - 광- 픽업 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광-픽업 장치의 광학계에 ASP를 경사지게 배치시켜 적용하여 비점수차를 생성하여 포커싱 서보를 수행하였고, 아울러 BD 광학계에서는 광원과 빔 스플리터 사이에 그레이팅 광학 부품 소자를 제거하면서 1-빔 방식으로 트랙킹 서보를 수행하도록 그 구조를 개선한 광-픽업 장치를 제공한다.

Description

광- 픽업 장치{Optical Pickup Apparatus}

본 발명은 광-픽업 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ASP 소자를 적용하고, 광원과 빔 스프리터 사이에 위치한 분광소자인 그레이팅(grating) 소자를 제거하면서 1-빔(beam) 형식으로 트랙킹 서보(tracking servo)를 수행할 수 있도록 한 구조 개선된 광- 픽업 장치에 관한 것이다.

알려진 바와 같이 CD(Compact Disc) 및 DVD(Digital Versatile Disc)와 같은 기록매체보다 기록 용량을 더욱 높인 고밀도 기록매체에 대한 연구가 활발하다. 이러한 고밀도 기록매체로는 405nm의 파장대의 레이저를 사용하는 신규 디스크 포맷으로 블루레이 디스크(BD)를 이용한 기술을 예를 들 수 있다.

그리고 상기한 기록매체에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하기 위해서는 일련의 광학계가 구비된 광 픽업 장치가 필요하다. 상기 광 픽업 장치는 반도체 레이저를 이용하여 비-접촉 방식으로 광디스크에 저장되어 있는 정보를 재생하는 장치로서, 이때 광 픽업 장치는 기존의 기록매체(예컨대, CD나 DVD)뿐만 아니라 새로운 기록매체(예컨대 BD)에 저장된 정보를 모두 재생할 수 있는 호환성이 요구된다.

이를 위한 방법으로 상이한 광학계를 설치하고, 전용 대물 렌즈를 사용 파장마다 전환하는 방법이 있고, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 일반적인 광-픽업 장치의 광학계를 나타낸 구성도이다.

이를 보면, 광-픽업 장치는 DVD/CD용 광 디스크를 재생하기 위한 DVD/CD 광학계(1)와 BD용 광 디스크를 재생하기 위한 BD 광학계(20)로 구성된다.

먼저 DVD/CD 광학계(1) 구조를 살펴본다.

DVD/CD용 광 디스크를 재생하는데 적합한 파장의 광을 조사하는 광원(2)이 구성된다. 그리고 광원(2)에서 조사되는 광을 회절시켜 트랙킹 신호 검출을 위한 3-빔(beam)을 형성할 수 있도록 분할하는 그레이팅 소자(GT)(4), 상기 분할된 광의 편광 성분에 따라 광을 투과시키거나 미러(10) 쪽으로 반사시키는 빔 스플리터(6)도 구성된다. 또한 빔 스플리터(6)에 의해 반사된 빔을 평행광으로 변환하는 콜리메이트 렌즈(8), 상기 평행광을 대물렌즈(12)로 수직하게 반사하는 미러(10), 미러(10)를 통해 전송된 광을 집속하여 DVD/CD용 광디스크(14)에 스폿(spot)을 형성하는 대물렌즈(12)를 포함한다.

아울러 빔 스플리터(6)와 광 검출기(18) 사이에 설치되어 DVD/CD용 광디스크(14)에서 반사된 광이 광 검출기(18)에 스폿이 정확히 맺히도록 하는 비점수차 렌즈(16)가 구성된다.

다음 BD용 광학계(20) 구조를 살펴본다.

BD용 광학계(20) 구조 역시 상기한 DVD/CD 광학계(1) 구조와 유사하다. 즉 광원(21), 그레이팅 소자(22), 빔 스플리터(24), 콜리메이트 렌즈(26), 미러(28), 대물렌즈(32), 비점수차 렌즈(36), 광 검출기(38)의 구성을 포함한다. 다만, 차이점으로는 대물렌즈(32)와 미러(28) 사이에 마스크(30)가 더 추가된 구성이다. 마스크(30)는 미러(28)에 의해 반사된 평행광을 대물렌즈(32)에 전달하는 역할을 한다.

이와 같이 종래 광-픽업 장치의 광학계 구조에서는 광 검출기(18)(38)에 스폿이 정확히 맺히도록 비점수차 렌즈(16)(36)를 사용하고 있다. 그러나 비점수차 렌즈(16)(36)를 사용할 경우 비용 절감이 어려웠다. 결국 광-픽업 장치의 생산 단가를 낮출 수 없어 가격 경쟁력 확보에 어려움이 있었다.

또한 종래 광-픽업 장치에는 트랙킹 서보의 경우 3-빔을 이용한 DPP 방법이 사용되었다. 그러나 상기 방법은 제조공정이 복잡하였고 이로 인해 생산성이 저하되는 문제가 초래되었다.

한국등록특허공보 10-0656158호 (2006. 12. 05. 광-픽업 장치)

따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광-픽업 장치의 광학계 구조 중 센서 렌즈 대신 센서 플레이트를 채택하여 제조 단가를 절감하도록 한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 센서 플레이트(ASP)를 채택함으로써 발생하는 민감도 문제를 해결하고자 BD 광학계에 구비된 그레이팅 소자를 제거하면서 1-빔을 이용하여 기존과 동등한 트랙킹 서보 동작을 수행하도록 하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, DVD/CD 광 디스크를 재생하는 제1 광학계; BD 광 디스크를 재생하는 제2 광학계; 및 상기 제1 광학계 및 제2 광학계의 수직 입사 구조에서 빔 스플리터와 광 검출기 사이에 배치되는 ASP를 포함하는 광-픽업 장치를 제공한다.

상기 ASP는 상기 광 검출기의 비점수차 방향과 대응하도록 40 ~ 50°경사지게 배치된다.

상기 ASP는 상기 광 검출기의 비점수차 방향과 대응하도록 45°경사지게 배치된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, DVD/CD 광 디스크를 재생하는 제1 광학계; 및 BD 광 디스크를 재생하는 제2 광학계를 포함하고, 상기 제2 광학계는, BD용 광 디스크를 재생하도록 적합한 광을 조사하는 BD 광원; 상기 BD 광원에서 조사된 입사광과 반사광을 분리하는 빔 스플리터; 정보의 기록 또는 재생을 위해 상기 빔 스플리터에 의해 분리된 광을 광 디스크에 광을 집속시켜 스폿을 형성하는 대물렌즈; 및 상기 광디스크로부터 반사되는 광을 검출하여 광학적 신호를 전기적 신호로 변환하는 광 검출기를 포함하는 광-픽업 장치를 제공한다.

상기 빔 스플리터와 상기 광 검출기 사이에는 ASP가 경사지게 구성된다.

상기 ASP는 상기 광 검출기와 45°방향으로 비점수차를 생성하여 포커싱 서보 제어를 수행한다.

상기 제2 광학계는, 1-빔 방식으로 트랙킹 서보 제어를 수행한다.

상기 BD 광원은 1-빔을 조사하여 상기 빔 스플리터로 전달한다.

이와 같은 본 발명에 따른 광-픽업 장치는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 광-픽업 장치의 수광부에 ASL 대신 상대적으로 가격이 저렴한 ASP를 적용하였고, 이때 ASP를 45°경사지게 배치하여 광 검출기가 그에 대응되는 비점수차를 생성하도록 하고 있다. 이에 ASL 제거로 인한 원가 절감 효과를 기대할 수 있다.

또한, 본 발명은 광-픽업 장치의 BD 광학계 구조에서 1-빔을 이용한 푸쉬-풀 방식으로 트랙킹 서보 제어를 할 수 있도록 광원과 빔 스플리터 사이에 존재했던 그레이팅 광학 부품 소자를 제거하였다. 즉 ASP 사용으로 인해 발생할 수 있는 민감도 문제를 해결하고자 BD 광학계에서 그레이팅 소자를 제거하였다. 이렇게 하더라도 종래 그레이팅 광학 부품 소자를 사용하여 3-빔을 이용한 트랙킹 서보 기능과 동등한 효과를 제공할 수 있다. 따라서 신뢰성 부품 소자의 제거로 인하여 제조 공정에서의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과도 기대할 수 있다.

도 1은 일반적인 광-픽업 장치의 광학계 구조를 보인 구성도
도 2는 본 발명의 광-픽업 장치의 전체 구성도
도 3은 도 2의 광-픽업 장치에서 DVD/CD 광학계 구조 및 신호 처리과정을 설명하기 위한 구성도
도 4는 도 2의 광-픽업 장치에서 BD 광학계 구조 및 신호 처리 과정을 설명하기 위한 구성도

본 발명은 광-픽업 장치의 수광부에 40 ~ 50°의 경사각을 가지도록 ASP를 설치하여 비점수차를 형성하며, 아울러 BD 광학계에서는 그레이팅 소자를 제거하면서 1-빔으로 트랙킹 서보를 구현함을 기본적인 기술적 요지로 한다.

이하 본 발명에 의한 광-픽업 장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 광-픽업 장치의 전체 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 광-픽업 장치(100)에는 DVD/CD용 광 디스크 또는 BD용 광 디스크를 재생하도록 적합한 광을 조사하는 DVD/CD 광원(제1 광원)(102) 및 BD 광원(제2 광원)(104)이 구성된다.

그리고 제1 광원(102) 또는 제2 광원(104)에서 조사된 입사광과 반사광을 분리하는 제1 빔 스플리터(103) 및 제2 빔 스플리터(105), 정보의 기록 또는 재생을 위해 광 디스크에 광을 집속시켜 스폿을 형성하는 대물렌즈(112)를 포함한다.

여기서 제1 빔 스플리터(103) 및 제2 빔 스플리터(105)는 제1 광원(102) 및 제2 광원(104)에서 조사된 광을 반사시켜 대물렌즈 쪽으로 향하도록 광의 진행방향을 변경해주고, 또한 광 디스크에서 반사되어 돌아오는 광을 광 검출기(130) 방향으로 투과시키는 역할을 한다. 이때 제1 빔 스플리터(103)는 플레이트(plate) 형상이고 제2 빔 스플리터(105)는 정육면체 형상이다. 이들은 제1 광원(102)과 제2 광원(104) 중 특정 파장의 광원만을 선택적으로 반사하여 광 디스크에 맺히도록 하기 위해 사용된다.

한편, 상기 제1 광원(102)과 제1 빔 스플리터(103) 사이에는 제1 광원(102)에서 조사되는 광을 회절시켜 트랙킹 신호 검출을 위한 3-빔(beam)을 형성할 수 있도록 분할하는 그레이팅 소자가 위치할 수 있다. 물론 그레이팅 소자는 트랙킹 서보의 구현 방식에 따라 제거되는 것도 가능하다.

그리고 제1 빔 스플리터(103) 및 제2 빔 스플리터(105)에서 반사된 광을 대물렌즈(112) 측으로 전달시키는 광 경로상에는 미러(110)가 구성된다.

또한 제2 빔 스플리터(105)와 미러(110) 사이의 광 경로상에는 상기한 빔 스플리터(103)(105)에 의해 반사된 빔을 평행광으로 변환하는 콜리메이트 렌즈(collimate lens)(106) 및 1/4 파장판(Quoter Wave Plate, QWP)(108)이 구성된다. 1/4 파장판(108)은 입사되는 파의 파장이 1/4파장 위상 변화가 일어나게 하는 역할을 하며 복굴절을 이용하여 직선편광을 원편광으로 변환하기도 하고, 반대로 원편광을 직선편광으로 변환하기도 하는 광학부품이다. 따라서 1/4 파장판(108)을 통과하여 원편광이 된 입사광은 광 디스크에 의해 반사되며, 방향은 입사할 때와 반대가 된다. 그러므로 광 디스크에서의 반사광은 역회전하는 원의 편파가 되어 1/4 파장판(108)을 통과하고 직선편광으로 변화한다. 따라서, 1/4 파장판(108)에 입사하는 광의 편광 성분과 다시 광 디스크에서 반사되어 1/4 파장판(108)을 투과한 광의 편광 성분은 180˚ 다르다.

상기한 구성을 보면, 제2 광원(104)과 제2 빔 스플리터(105) 사이에는 그레이팅 소자가 제거되었음을 알 수 있다. 따라서 3-빔으로 트랙킹 서보를 수행하는 것이 아니고 1-빔으로 트랙킹 서보를 수행하게 된다.

한편, 광 디스크로부터 반사되어 온 광을 검출하여 광학적 신호를 전기적 신호로 변환하는 수광소자인 광 검출기(PDIC)(130)를 포함한다. 이때 본 실시 예에 따르면, 제1 빔 스플리터(103)와 광 검출기(130) 사이에는 포커싱 서보(Focusing servo)를 위해 광학계 송출부품인 ASP(120)가 구성된다. 즉 종래 렌즈 타입의 ASL 대신 상대적으로 저가인 ASP 소자를 사용하는 것이다. 이때 광 검출기(130)가 45°기울인 비점수차를 만들어 포커싱 서보를 수행하도록 ASP(120)는 대략 40 ~ 50 °정도, 정확하게는 45°경사지게 구성한다.

다음에는 DVD/CD 광학계와 BD 광학계에 따른 신호 처리과정을 설명하기로 한다. 이는 도 3 및 도 4를 참조한다.

먼저 DVD/CD 광학계는 도 3을 참조한다. 도 3은 도 2의 광-픽업 장치에서 DVD/CD 광학계 구조 및 신호 처리과정을 설명하기 위한 구성도이다.

이를 보면, 제1 광원(102)이 DVD/CD 광 디스크를 재생하는데 적합한 파장의 광을 조사한다. 이후 조사된 광은 제1 빔 스플리터(103)에서 반사되어 제2 빔 스플리터(105)를 통해 콜리메이트 렌즈(106)로 전달된다. 콜리메이트 렌즈(106)에 의해 반사 광은 평행광으로 변환되고, 1/4 파장판(108)을 투과해서 미러(110)로 전달된다. 그러면 미러(110)는 상기 평행광을 수직되게 반사하여 대물 렌즈(112)로 보내고, 대물 렌즈(112)는 전송된 광을 집속하여 스폿(spot)을 형성한다.

한편 광 디스크에서 반사된 광은 상기한 진행 방향과 반대 방향을 통해 광 검출기(130)로 전달된다. 즉 광 디스크에서 반사된 광은 미러(110), 1/4 파장판(108), 콜리메이트 렌즈(106), 제2 빔 스플리터(105) 및 제1 빔 스플리터(103), 그리고 ASP(120)를 통과하여 광 검출기(130)에 입사된다. 이때 ASP(120)는 대략 40 ~ 50°로 경사져서 위치하고 있기 때문에, 광 검출기(130)는 45°기울인 비점수차를 생성하여 포커싱 서보를 수행하게 된다.

다음 BD 광학계는 도 4를 참조한다. 도 4는 도 2의 광-픽업 장치에서 BD 광학계 구조 및 신호 처리 과정을 설명하기 위한 구성도이다.

제2 광원(104)은 BD 광 디스크를 재생하는데 적합한 파장의 광을 조사한다.

그러면 조사된 광은 제2 빔 스플리터(105)로 입사된다. 그리고 제2 빔 스플리터(105)는 입사된 광을 콜리메이트 렌즈(106) 및 1/4 파장판(108)을 투과해서 미러(110)로 전달한다. 이에 미러(110)는 전달된 광을 대물 렌즈(112)로 보내고, 대물 렌즈(112)는 전송된 광을 집속하여 스폿(spot)을 형성한다.

이때 트랙킹 서보 방식은 1-빔, 즉 푸쉬 풀(push-pull) 방식을 이용하게 된다. 즉, 종래에는 그레이팅 소자로 인해 3-빔을 이용하여 트랙킹 서보를 수행하였지만, 본 실시 예에 따르면 3-빔을 형성할 수 있도록 제2 광원에서 조사되는 광을 분할하는 그레이팅 소자를 제2 광원(104)과 제2 빔 스플리터(105) 사이의 광 경로상에서 제거하였기 때문이다.

이처럼 본 실시 예에 따르면 그레이팅 소자가 제거된 BD 광학계 구조를 구성함을 알 수 있다.

한편 광 디스크에서 반사된 광은 상기 DVD/CD 광학계에서 설명한 바와 같이 동일한 경로를 통해 광 검출기(130)로 입사된다. 이때에도 광 검출기(130)의 전단에 위치한 ASP(120)가 대략 40 ~ 50°로 경사져서 위치하고 있기 때문에, 광 검출기(130)는 45°기울인 비점수차를 생성하여 포커싱 서보를 수행하게 된다.

이와 같이 본 실시 예는 광-픽업 장치의 광학계에서 사용되었던 ASL 대신 상대적으로 가격이 저렴한 ASP를 사용하였고, 아울러 BD 광학계 구조에서 광원에서 조사된 광을 분할하는 그레이팅 소자를 제거하여 구조를 개선한 광-픽업 장치를 구성함을 확인할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

102 : 제1 광원 103 : 제1 빔 스플리터
104 : 제2 광원 105 : 제2 빔 스플리터
106 : 콜리메이트 렌즈 108 : 1/4 파장판
110 : 미러 112 : 대물 렌즈
120 : ASP 130 : 광 검출기(PDIC)

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. DVD 광 디스크 또는 CD 광디스크를 재생하도록 광을 조사하는 제1 광원;
   BD 광 디스크를 재생하도록 광을 조사하는 제2 광원;
   상기 제1 광원에서 조사된 입사광과 상기 DVD 광 디스크 또는 CD 광 디스크에서 반사된 반사광을 분리하도록 소정 각도로 경사지면서 위치하는 플레이트 형상인 제1 빔 스플리터;
   상기 제2 광원에서 조사된 입사광과 상기 BD 광 디스크에서 반사된 반사광을 분리하는 정육면체 형상인 제2 빔 스플리터;
   상기 제1 빔 스플리터와 상기 제2 빔 스플리터에서 조사된 광을 대물렌즈로 전달하는 미러;
   상기 제2 빔 스플리터와 상기 미러 사이의 광 경로상에 위치하는 콜리메이트 렌즈 및 1/4 파장판;
   상기 DVD 광 디스크, CD 광 디스크 또는 BD 광 디스크에서 반사된 광을 검출하여 광학적 신호를 전기적 신호로 변환하는 광 검출기; 및
   상기 광 검출기와 상기 제1 빔 스플리터 사이에 위치하면서 상기 제1 빔 스플리터의 경사 각도와 동일한 각도로 기울어지며 상기 제1 빔 스플리터의 크기보다 작게 형성되는 ASP을 포함하는 광-픽업 장치.
5. 삭제
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 ASP는 상기 광 검출기와 45°방향으로 비점수차를 생성하여 포커싱 서보 제어를 수행하는 광-픽업 장치.
7. 제 4 항에 있어서,
   상기 제2 광원은, 1-빔 방식으로 트랙킹 서보 제어를 수행하는 광-픽업 장치.
8. 제 4 항에 있어서,
   상기 제2 광원은 1-빔을 조사하여 상기 제2 빔 스플리터로 직접 전달하는 광-픽업 장치.

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