KR19980029882A

KR19980029882A - Optical pick-up device using calcite

Info

Publication number: KR19980029882A
Application number: KR1019960049213A
Authority: KR
Inventors: 이근종
Original assignee: 배순훈; 대우전자 주식회사
Priority date: 1996-10-28
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 1998-07-25

Abstract

본 발명은 방해석을 이용한 광 픽-업장치에 관한 것으로, 홀로그램소자의 상측에 형성되어 입사되는 P파(정상광선) 및 S파(이상광선)에 대해 각각 상이한 굴절율차로 두 개의 빔 경로를 형성하는 방해석과, 상기 홀로그램소자와 대물렌즈사이의 소정의 위치에 형성되어 입사되는 빔의 파장을 변환하는 λ/4파장판을 구비함으로서 광 픽업장치의 경박단소화를 기여함은 물론 광효율이 향상 됨으로서 광 픽-업장치의 수명이 연장되는 것이다.The present invention relates to an optical pick-up apparatus using calcite, which forms two beam paths having different refractive index differences with respect to P waves (normal light) and S waves (ideal light) which are formed on the hologram element and are incident. The calcite and the λ / 4 wavelength plate formed at a predetermined position between the hologram element and the objective lens to convert the wavelength of the incident beam contribute to light and small size reduction of the optical pickup device as well as light efficiency. The life of the pick-up device is extended.

Description

Optical pick-up device using calcite

본 발명은 방해석을 이용한 광 픽-업장치에 관한 것으로, 특히 다수의 광학소자를 일체로 된 홀로그램소자의 상측 소정 위치에 복굴절을 지닌 방해석을 구비함으로서 경박단소화 및 광효율을 높여 픽-업장치의 수명을 연장할 수 있도록 한 방해석을 이용한 광 픽-업장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical pick-up apparatus using calcite, and in particular, by providing a calcite having a birefringence at a predetermined position on the upper side of a hologram element in which a plurality of optical elements are integrated, it is possible to reduce the thickness and light efficiency of the pick-up apparatus. The present invention relates to an optical pick-up device using calcite to extend the life.

일반적으로 홀로그램소자를 이용하여 디지탈 오디오 디스크에 사용되는 광 픽-업(OPTICAL PICK-UP)장치의 구조는, 도면 1에 도시된 바와같이 다수의 광학소자가 일체로 형성된 홀로그램소자(70)와, 이 홀로그램소자(70)의 상측에 소정간격을 두고 형성되어 소정파장 이하의 회절한계 성능을 갖고 홀로그램소자(70)로부터 방출되는 광을 집광하여 디스크(77)상에 포커싱시켜 기록된 정보를 읽는 대물렌즈(76)로 이루어 진다.In general, the structure of the optical pick-up (OPTICAL PICK-UP) device used for a digital audio disc using a hologram element, as shown in Figure 1, the hologram element 70 is formed integrally with a plurality of optical elements, An object that is formed at a predetermined interval above the hologram element 70, has a diffraction limit performance of a predetermined wavelength or less, condenses the light emitted from the hologram element 70, focuses on the disc 77, and reads the recorded information. It is made of a lens 76.

그리고 상기 홀로그램소자(70)에는 임의의 한 소정파장의 레이저 빔을 방사하는 레이저다이오드(71)가 구비되어 있으며, 상기 레이저다이오드(71)의 일측에는 디스크(77)를 통해 돌아오는 광정보를 전기적 신호로 변환하는 광검출기(75)가 소정간격을 두고 형성되어 있다. 또한, 상기 레이저다이오드(71)의 상측에는 레이저 빔을 회절시켜 0차광과 ±1차광의 3빔(Three Beam)으로 분리하는 회절격자(73)와, 이 회절격자(73)의 상면에는 입사된 빔을 투과시키고 디스크(77)를 통해 돌아오는 광정보를 회절시켜 광검출기(75)로 조사하는 홀로그램격자(74)로 구성된 홀로그램 광학소자(72)로 이루어져 있다.In addition, the hologram device 70 is provided with a laser diode 71 for emitting a laser beam of any one predetermined wavelength, and on one side of the laser diode 71, the optical information returned through the disk 77 is electrically transferred. The photodetector 75 which converts into a signal is formed at predetermined intervals. In addition, a diffraction grating 73 for diffracting a laser beam into three beams of zero-order light and ± 1-order light on the upper side of the laser diode 71, and incident on the upper surface of the diffraction grating 73 It consists of a hologram optical element 72 composed of a hologram lattice 74 that transmits a beam and diffracts the optical information returned through the disk 77 to be irradiated to the photodetector 75.

한편, 이와 같은 구조를 갖는 종래 광 픽-업장치의 동작을 살펴보면, 먼저 레이저 다이오드(71)에서 소정의 파장을 갖는 레이저 빔을 송출하게 되며, 이러한 레이저 빔은 홀로그램광학소자(70)의 일측에 형성되어 있는 회절격자(73)를 경유함에 따라 포커스 및 트랙킹 에러 검출용의 쓰리 빔(THREE BEAM : 0차광, ±1차광)으로 분리하여 방사한다. 따라서, 상기 회절격자(73)에 의해 쓰리 빔으로 분리된 광은 홀로그램광학소자(72)의 상면에 형성된 홀로그램격자(74)를 통해 투과된 후 대물렌즈(76)로 조사됨으로서 이 조사된 빔은 대물렌즈(76)에 의해 소정파장 이하의 회절한계 성능으로 빔을 집광하여 디지탈 오디오 디스크 또는 디지탈 비디오 디스크(77)상에 보내어져 피트(77a)상에 빔 포커스를 형성하여 디스크(77)에 기록된 정보를 읽게 된다.On the other hand, referring to the operation of the conventional optical pick-up apparatus having such a structure, first, the laser diode 71 transmits a laser beam having a predetermined wavelength, and the laser beam is provided on one side of the hologram optical element 70. As it passes through the formed diffraction grating 73, the beam is separated and radiated into three beams (THREE BEAM: ± 1st light) for focusing and tracking error detection. Therefore, the light split into three beams by the diffraction grating 73 is transmitted through the hologram grating 74 formed on the upper surface of the holographic optical element 72 and then irradiated to the objective lens 76 so that the irradiated beam is The objective lens 76 focuses the beam with a diffraction limit performance of less than a predetermined wavelength and is sent on the digital audio disk or the digital video disk 77 to form a beam focus on the pit 77a, and to record on the disk 77. Read the information.

즉, 대물렌즈(77)에 의해 수 μm 정도의 에어리어 형태로 집광되어 디스크(77)의 신호면에 조사되며, 이 빛은 데이타가 기록된 피트(77a)가 없는 곳에서는 거의 그대로 돌아오게 되나, 피트(77a)가 있는 곳에서는 광이 피트(77a)에 의해 회절되어 대물렌즈(77)의 범위 밖으로 방출 되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 홀로그램소자(70) 내부에 형성되어 있는 광검출기(75)에 광량차이를 발생시키게 된다.That is, the light is collected by the objective lens 77 in an area of about several μm and irradiated onto the signal surface of the disk 77, and the light is returned almost as it is when there is no pit 77a in which data is recorded. Where there is a pit 77a, light is diffracted by the pit 77a and emitted outside the range of the objective lens 77, so that only a part of the incident light is returned, thereby forming light inside the hologram element 70. A light quantity difference is generated in the detector 75.

다시 말해서 디지탈 오디오 디스크 또는 디지탈 비디오 디스크(77)에서 반사되어 돌아오는 광의 강도가 피트(77a)에 의해 변조되며, 이 변조된 광정보는 대물렌즈(76)를 통해 되돌아오고, 이 돌아오는 광정보는 홀로그램소자(70)인 홀로그램광학소자(74)의 상면에 형성되어 있는 홀로그램격자(74)에 의해 회절되어 광검출기(75)로 보내어져 해당하는 전기적인 신호를 출력하며, 이 출력된 전기적인 신호는 미도시된 디지탈신호처리부에 의해 원래의 신호로 복조함으로서 디스크(77)상에 기록된 오디오 또는 비디오 신호를 재생할 수 있는 것이다.In other words, the intensity of the light reflected back from the digital audio disc or the digital video disc 77 is modulated by the pit 77a, and the modulated light information is returned through the objective lens 76, and the returned light information. Is diffracted by the hologram lattice 74 formed on the hologram optical element 74, which is the hologram element 70, is sent to the photodetector 75, and outputs a corresponding electric signal. The signal can reproduce the audio or video signal recorded on the disc 77 by demodulating the original signal by a digital signal processor (not shown).

그러나 이와같은 종래 광 픽-업장치는, 홀로그램소자의 상면에 회절격자와 홀로그램격자로 형성되어 있는 홀로그램광학소자를 일체형으로 형성하기 힘들고 또한, 레이저다이오드에서는 일정한 빔이 방사되지만 최종적으로 광검출기로는 그 일부만의 빔이 입사되어 광의 효율적인 면에서 비경제적이다. 그러므로 결국 홀로그램소자의 수명이 단축되어 제품의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었다.However, in the conventional optical pick-up apparatus, it is difficult to form a hologram optical element integrally formed with a diffraction grating and a hologram lattice on the upper surface of the hologram element. In addition, although a constant beam is emitted from a laser diode, a photodetector is finally used. Only part of the beam is incident, which is uneconomical in terms of light efficiency. Therefore, in the end, the life of the hologram device is shortened, there was a problem that the reliability of the product is lowered.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로, 홀로그램소자의 홀로그램광학소자를 대신해 입사되는 P파(정상광선) 및 S파(이상광선)에 대해 굴절률차로 상이한 빔 경로를 형성하는 방해석을 구비하며, 이 입사된 P파(정상광선)를 S파(이상광선)로 파장 변환하는 λ/4파장판을 구비함으로서 광 픽-업장치의 경박단소화에 기여함은 물론 광효율을 극대화 할 수 있도록 한 방해석을 이용한 광 픽-업장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and the calcite to form a different beam path with a refractive index difference with respect to the P wave (normal light) and S wave (ideal light) incident on behalf of the hologram optical element of the hologram element It has a λ / 4 wavelength plate for converting the incident P-wave (normal light) into S-wave (ideal light), thereby contributing to light and short reduction of the optical pick-up device and maximizing light efficiency. The object is to provide an optical pick-up device using a calcite.

이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 다수의 광학소자가 일체로 형성된 홀로그램소자의 상면에 형성되어 입사되는 P파(정상광선) 및 S파(이상광선)에 대해 상이한 굴절률을 갖는 방해석과, 상기 홀로그램소자와 대물렌즈사이에 형성되어 입사되는 P파(정상광선)의 레이저 빔을 S파(이상광선)로 파장변환하는 λ/4파장판이 구비되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is a calcite having a different refractive index with respect to the P wave (normal light) and S wave (ideal light) incident and formed on the upper surface of the hologram element formed with a plurality of optical elements, and A λ / 4 wave plate is provided between the hologram element and the objective lens to convert the laser beam of incident P wave (normal light) into S wave (ideal light).

도 1은 종래 광 픽-업장치의 구성도이고,1 is a block diagram of a conventional optical pick-up device,

도 2는 본 발명에 따른 광 픽-업장치의 구성도이다.2 is a block diagram of an optical pick-up apparatus according to the present invention.

도면의주요부분에대한부호의설명Explanation of symbols on the main parts of the drawing

1 : 홀로그램소자 2 : 레이저다이오드1: hologram element 2: laser diode

3 : 방해석 4 : 제 1투과면3: calcite 4: first transmission surface

5 : 제 2투과면 6 : λ/4 파장판5: 2nd transmission surface 6: λ / 4 wave plate

7 : 대물렌즈 8 : 디스크7: objective lens 8: disc

9 : 광검출기9: photodetector

본 발명에 따른 광 픽-업장치의 구성도는 도면 2에 도시된 바와 같이 다수의 광학소자가 일체로 형성된 홀로그램소자(1)와, 이 홀로그램소자(1)내 일측에 형성되어 소정 파장의 레이저 빔을 방사하는 레이저다이오드(2)와, 이 레이저다이오드(2)의 상측 소정의 위치에 형성되어 입사되는 빔을 소정의 굴절률로 P파(정상광선) 및 S파(이상광선)로 분리하여 빔경로를 형성하는 방해석(3)과, 상기 홀로그램소자(1) 상측에 형성되어 입사되는 P파(정상광선)를 S파(이상광선)로 파장 변환하는 λ/4파장판(6)과, 이 λ/4파장판(6)의 상측 소정 위치에 형성되어 파장 이하의 회절한계 성능을 갖고 입사되는 빔을 집광하여 디스크(8)상에 포커싱시켜 기록된 정보를 읽는 대물렌즈(7)와, 그리고 상기 레이저다이오드(51)의 일측 소정의 위치에 형성되어 대물렌즈(7) ,λ/4파장판(6) 및 방해석(3)을 경유해 입사되는 광정보를 전기적 신호로 변환하는 광검출기(9)로 이루어 진다.As shown in FIG. 2, the optical pick-up apparatus according to the present invention has a hologram element 1 in which a plurality of optical elements are integrally formed, and a laser having a predetermined wavelength formed on one side of the hologram element 1. A laser diode 2 emitting a beam and a beam formed at a predetermined position on the upper side of the laser diode 2 and incident thereon are separated into P waves (normal rays) and S waves (ideal rays) at predetermined refractive indices. A calcite (3) forming a path, a λ / 4 wave plate (6) for converting P-waves (normal light) incident on the hologram element 1 into incident S-waves (ideal light), and an objective lens 7 formed at a predetermined position on the upper side of the lambda / 4 wavelength plate 6 to focus the incident beam with diffraction limit performance below the wavelength, focusing on the disk 8, and reading the recorded information; and It is formed at a predetermined position on one side of the laser diode 51, the objective lens (7), λ / 4 wave plate (6) And a photodetector 9 for converting optical information incident through the calcite 3 into an electrical signal.

그리고 상기 방해석(3)의 하면에 형성되어 레이저다이오드(2)에서 방사되는 빔을 입사하는 제 1투과면(4)과, 상기 방해석(3)의 상측면에 형성되어 P파(정상광선) 및 S파(이상광선)로 분리된 빔을 대물렌즈(7)로 입사되는 제 2투과면(5)으로 이루어진다.And a first transmission surface 4 formed on a lower surface of the calcite 3 and incident on a beam radiated from the laser diode 2, and formed on an upper surface of the calcite 3 to form a P wave (normal light) and The beam separated by the S wave (ideal light) is composed of a second transmission surface 5 which is incident on the objective lens 7.

다음에는 이와 같이 이루어진 본 발명의 작용을 설명한다.Next, the operation of the present invention made as described above will be described.

먼저, 다수의 광학소자가 일체로 형성된 홀로그램소자(1)의 소정의 위치에 형성된 레이저 다이오드(2)에서 일정 파장의 P파(정상광선)의 레이저 빔을 방사하게 되며, 이 P파(정상광선)의 레이저 빔은 홀로그램소자(1)의 상측에 형성되어 있는 방해석(1)으로 입사되어 소정의 각으로 굴절이 일어나게 된다. 즉, 상기 레이저다이오드(2)에서 입사되는 P파(정상광선)에는 S파(이상광선)가 포함되어 있어 상기 방해석(3)로 입사된 P파(정상광선)는 크기가 작은 S파(이상광선)를 상이한 굴절률(P파 : 1.6584, S파: 1.4864)에 따라 소정의 각(약 6.2⁰)으로 분리되는 것이다.First, a laser beam of P waves (normal light) having a predetermined wavelength is emitted from the laser diode 2 formed at a predetermined position of the hologram element 1 in which a plurality of optical elements are integrally formed. ) Is incident on the calcite (1) formed above the hologram element (1) to cause refraction at a predetermined angle. That is, the P wave (normal light) incident on the laser diode 2 includes an S wave (normal light), so that the P wave (normal light) incident on the calcite 3 has a small S wave (ideal light). Light rays) are separated at predetermined angles (about 6.2 ⁰ ) according to different refractive indices (P wave: 1.6584, S wave: 1.4864).

한편, 상기 방해석(3)에서 소정의 각으로 굴절된 P파(정상광선)의 빔은 λ/4파장판(6)을 경유함으로서 P파(정상광선)의 입사 빔이 S파(이상광선)로 파장 변환하여 일정한 회절한계를 갖는 대물렌즈(7)로 조사된다. 그러므로 대물렌즈(7)로 입사된 빔은 디스크(8)에 조사되어 빔 포커스를 형성하게 되는 것이다.On the other hand, the beam of P wave (normal light) refracted at a predetermined angle in the calcite (3) passes through the λ / 4 wave plate (6), so that the incident beam of P wave (normal light) is S wave (abnormal light) The wavelength is converted into and then irradiated with the objective lens 7 having a constant diffraction limit. Therefore, the beam incident on the objective lens 7 is irradiated onto the disk 8 to form a beam focus.

즉, 상기 λ/4파장판(6)을 경유함으로서 P파(정상광선)의 레이저 빔이 S파(이상광선)의 빔으로 파장 변환된 레이저 빔은 대물렌즈(7)로 소정의 각으로 일정 영역의 에어리 형태로 집광되어 디스크(8)의 신호면에 조사되며, 이 빛은 데이타가 기록된 피트(8a)가 없는 곳에서는 광이 피트(8a)에 의해 회절되어 밖으로 방출되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게됨으로서 광검출기(9)에 광량 차이를 발생시키게 된다. 이러한 상태에서 상기 디스크(8)에 소정의 각으로 집속되어 돌아오는 디스크(8)의 광정보는 다시 대물렌즈(7)를 투과하게 되고 , 이 투과된 빔은 λ/4파장판(6)을 경유하여 홀로그램소자(1)의 상면에 형성된 방해석(3)의 제 2투과면(5)으로 입사된다. 그러면 이 방해석(3)의 제 2투과면(5)으로 입사된 S파(이상광선)의 광정보는 소정의 각으로 굴절되어 방해석(3)의 제 1투과면(4)를 경유하여 광검출기(9)로 조사됨으로서 해당하는 전기적인 신호가 출력되는 것이다.That is, the laser beam of which the P-wave (normal light) laser beam is wavelength-converted into the S-wave (normal light) beam by the λ / 4 wavelength plate 6 is fixed at a predetermined angle with the objective lens 7. Condensed in the form of an airy in the region and irradiated onto the signal surface of the disk 8, the light is diffracted by the pit 8a and emitted outside where there is no pit 8a in which data is recorded, thereby incident Only a part of the light is returned, thereby causing a difference in the amount of light in the photodetector 9. In this state, the optical information of the disk 8 focused and returned to the disk 8 passes through the objective lens 7 again, and the transmitted beam passes through the λ / 4 wave plate 6. It enters via the 2nd permeation surface 5 of the calcite 3 formed in the upper surface of the hologram element 1 via. Then, the optical information of the S-wave (abnormal light) incident on the second transmissive surface 5 of the calcite 3 is refracted at a predetermined angle and is detected by the photodetector via the first transmissive surface 4 of the calcite 3. As irradiated with (9), the corresponding electrical signal is output.

본 발명은 다수의 광학소자가 일체로 형성된 홀로그램소자의 상면에 형성되어 레이저 다이오드에서 방사되는 P파(정상광선) 및 S파(이상광선)의 굴절률차로 인해 빔 경로를 상이하게 형성하는 방해석과, 상기 홀로그램소자의 상측 소정위치에 형성되어 입사되는 P파(정상광선)를 S파(이상광선)로 파장 변환하는 λ/4파장판을 구비함으로서 광 픽-업 장치를 경박단소화 할 수 있으며 P파(정상광선)을 그대로 S파(이상광선)으로 변환하여 광검출기에 조사함으로 광의 효율이 높아 광 픽-업장치의 수명이 연장되어 제품의 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.The present invention provides a calcite which is formed on an upper surface of a hologram element in which a plurality of optical elements are integrally formed, and forms a beam path differently due to a difference in refractive index between P waves (normal light) and S waves (abnormal light) emitted from a laser diode, The optical pick-up device can be made thin and light in size by having a λ / 4 wavelength plate formed at a predetermined position on the hologram element and converting incident P waves (normal rays) into S waves (ideal rays). By converting the wave (normal light) into S-wave (abnormal light) as it is and irradiating it to the photodetector, the efficiency of the light is high and the life of the optical pick-up device is extended, thereby improving the reliability of the product.

Claims

In an optical pick-up apparatus in which a beam incident from a laser diode (2) in a hologram element (1) in which a plurality of optical elements are formed integrally is focused on an objective lens (7) to form a beam focus on a disk (8). ,

A calcite (3) formed at a predetermined position on the upper side of the laser diode (2) to form different beam paths due to the difference in refractive index between P waves (normal light) and S waves (abnormal light) incident from the laser diode 2; And an λ / 4 wave plate 6 formed at a predetermined position between the hologram element 1 and the objective lens 7 to convert the wavelength of the incident beam.