KR19980029889A - Optical pick-up device - Google Patents

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KR19980029889A
KR19980029889A KR1019960049220A KR19960049220A KR19980029889A KR 19980029889 A KR19980029889 A KR 19980029889A KR 1019960049220 A KR1019960049220 A KR 1019960049220A KR 19960049220 A KR19960049220 A KR 19960049220A KR 19980029889 A KR19980029889 A KR 19980029889A
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최양오
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배순훈
대우전자 주식회사
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본 발명은 일반적 음악재생용 디지탈 오디오 디스크(DAD)와 영상 및 음성 재생용 디지탈 비디오 디스크(DVD)를 동시에 재생할 수 있도록 하는 광 픽-업장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pick-up apparatus capable of simultaneously playing back a general digital audio disc (DAD) for music reproduction and a digital video disc (DVD) for video and audio reproduction.

이를 위하여 다수의 광학소자가 안치되는 실리콘기판, 이 실리콘기판 일측 상면의 지지체내부에 형성되어 파장이 서로 다른 λ1, λ2의 빔을 동시에 방사하는 2파장 레이저 다이오드, 상기 실리콘기판 타측 상면에 형성되어 디스크에서 반사되어 돌아오는 광정보를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 광검출기, 이 광검출기가 형성된 실리콘기판의 상면에 소정의 크기로 형성되어 레이저 빔을 투과하는 프리즘, 이 프리즘의 일측면에 형성되어 입사빔을 3빔으로 분리하는 회절격자, 상기 프리즘 중앙부에 대각선방향으로 소정의 두께로 형성되어 입사빔을 일정한 비율로 반사 및 투과시켜 비점수차를 발생하는 빔 스플리트, 상기 프리즘의 상면에 제 1 및 제 2 투광부로 형성되어 특정 파장의 빔만을 선택적으로 투과하여 디스크상에 스포트 사이즈를 조절하는 빔 사이즈 조절판으로 이루어진 것이다.To this end, a silicon substrate in which a plurality of optical elements are placed, a two-wavelength laser diode which is formed inside the support of the upper surface of one side of the silicon substrate and simultaneously emits beams of λ1 and λ2 having different wavelengths, and is formed on the other surface of the silicon substrate A photodetector for converting and returning optical information reflected by the optical signal to an electrical signal, and a prism formed on a top surface of the silicon substrate on which the photodetector is formed to have a predetermined size to transmit a laser beam, and formed on one side of the prism to be incident A diffraction grating separating the beam into three beams, a beam split formed at a predetermined thickness in the center of the prism at a predetermined thickness to reflect and transmit the incident beam at a constant rate, and to generate astigmatism; first and second surfaces of the prism; It is formed as a second light transmission portion to selectively transmit only a beam of a specific wavelength to adjust the spot size on the disk Consists of a beam size control plate.

Description

광 픽-업장치Optical pick-up device

본 발명은 광학 데이타기록매체에 신호를 기록하고, 그 기록된 정보를 전기신호로 재생시키는 광 픽-업장치에 관한 것으로서, 특히 일반적 음악재생용 디지탈 오디오 디스크(DAD)와 영상 및 음성 재생용 디지탈 비디오 디스크(DVD)를 동시에 재생할 수 있도록 하는 광 픽-업장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an optical pick-up apparatus for recording a signal on an optical data recording medium and reproducing the recorded information as an electric signal. In particular, a digital audio disc (DAD) for general music reproduction and digital for image and audio reproduction are provided. An optical pick-up device for simultaneously playing a video disc (DVD).

일반적으로 디지탈 오디오 디스크(DAD) 또는 디지탈 비디오 디스크(DVD)에 기록된 정보를 전기신호를 재생시키는 광 픽-업장치는 대물렌즈, 편광 빔스플리트, 회절격자, 레이저다이오드, 광검출기 등의 개개부품을 사용하여 조립한다.Generally, optical pick-up devices for reproducing electric signals from information recorded on a digital audio disc (DAD) or a digital video disc (DVD) include individual components such as an objective lens, a polarizing beam split, a diffraction grating, a laser diode, and a photodetector. Assemble using

즉, 일반적으로 디지탈 오디오 디스크에 사용되는 광 픽-업장치의 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 레이저 빔을 발생하는 레이저다이오드(51)의 일측에는 레이저빔을 포커스 및 트래킹 에러검출용의 광으로 분리하는 회절격자(52)가 소정간격을 두고 설치된다.That is, the structure of the optical pick-up apparatus generally used for digital audio discs is that one side of the laser diode 51 that generates the laser beam as shown in FIG. 1 has the laser beam as light for focusing and tracking error detection. A diffraction grating 52 to be separated is provided at a predetermined interval.

그리고, 상기 회절격자(52)의 일측에는 소정의 기울기를 갖도록 설치되고 일정한 비의 반사율과 투과율을 가져 입사광을 반사광과 투과광으로 분리하는 편광 빔스플리트(53)가 배치된다.A polarization beam split 53 is disposed on one side of the diffraction grating 52 to have a predetermined inclination and to separate incident light into reflected light and transmitted light with a predetermined ratio of reflectance and transmittance.

또한, 상기 편광 빔스플리트(53)의 상부에는 소정파장 이하의 회절 한계 성능을 갖고 상기 분리된 광을 집광하여 디스크(55)상에 포커싱시켜 기록된 정보를 읽는 대물렌즈(54)가 소정 간격을 두고 설치되며, 상기 편광 빔스플리트(53)의 하부에는 대물렌즈(54)를 통해 오디오 및 비디오 디스크(55)상에 기록된 광정보를 전류로 변환하는 광검출기(56)가 소정간격을 두고 설치되어 있다.In addition, an objective lens 54 having a diffraction limit performance of a predetermined wavelength or less on the polarizing beam split 53 and focusing the separated light on the disk 55 to read recorded information has a predetermined interval. In the lower portion of the polarization beam split 53, a photodetector 56 for converting optical information recorded on the audio and video disc 55 into current through the objective lens 54 is installed at a predetermined interval. It is.

이와 같은 구조를 갖는 종래 광 픽-업장치는, 먼저 레이저다이오드(51)에서 소정의 발진파장을 갖는 레이저 빔을 송출하게 되며, 이러한 레이저 빔은 회절격자(52)를 경유함에 따라 포커스 및 트랙킹 에러 검출용으로 쓰리 빔(Three Beam : 0차광, ±1차광)으로 분리하여 방사한다.The conventional optical pick-up apparatus having such a structure first transmits a laser beam having a predetermined oscillation wavelength from the laser diode 51, and the laser beam passes through the diffraction grating 52 so that focusing and tracking errors can occur. For detection, it splits into three beams (0th order light and ± 1th order light) and emits them.

따라서 상기의 회절격자(52)에 의해 포커스 및 트랙킹용으로 분리된 광은 일정한 비의 반사율과 투과율을 갖는 빔스플리트(53)로 방출되어 입사광을 반사광과 투과광으로 분리하게 되며, 상기 반사광은 대물렌즈(54)에 의해 소정파장 이하의 회절한계 성능으로 빔을 집광하여 오디오 또는 비디오 디스크(55)상에 보내어져 디스크(55)상에 촛점을 맺혀 기록된 정보를 읽게 된다.Accordingly, the light separated for focusing and tracking by the diffraction grating 52 is emitted to the beam split 53 having a constant ratio of reflectance and transmittance, thereby separating incident light into reflected light and transmitted light, and the reflected light is an objective lens. By 54, the beam is condensed with diffraction limit performance below a predetermined wavelength and sent onto the audio or video disc 55 to focus on the disc 55 to read the recorded information.

즉, 대물렌즈(54)에 의해 수 μm 정도의 에어리 형태로 집광되어 디스크(55)의 신호면에 조사되며, 이 빛은 데이타가 기록된 피트(55a)가 없는 곳에서는 거의 그대로 돌아오게 되나, 피트(55a)가 있는 곳에서는 광이 피트(55a)에 의해 회절되어 대물렌즈(54)의 범위 밖으로 방출 되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 광검출기(56)에 광량차이를 발생시킨다.In other words, the objective lens 54 collects light in the form of Airy on the order of several micrometers and irradiates the signal surface of the disk 55. The light is returned almost as it is when there is no pit 55a in which data is recorded. Where there is a pit 55a, light is diffracted by the pit 55a and emitted outside the range of the objective lens 54, thereby causing only part of the incident light to be returned, thereby generating a light quantity difference in the photodetector 56. .

한편, 오디오 또는 비디오 디스크(55)에서 반사되어 돌아오는 광의 강도가 피트(55a)에 의해 변조되며, 이 변조된 광정보는 대물렌즈(54)와 편광 빔스플리트(53)를 통해 광검출기(56)로 보내어져 알.에프(RF)신호, 포커스신호, 트랙킹신호를 전류로 변환시키며, 이 변환된 전류를 미도시된 디지탈신호처리부에 의해 원래의 신호로 복조함으로서 디스크(55)상에 기록된 오디오신호를 재생할 수 있는 것이다.On the other hand, the intensity of the light reflected from the audio or video disc 55 and returned is modulated by the pit 55a, and the modulated light information is transmitted through the objective lens 54 and the polarization beam split 53. ) Is converted into an R. F (RF) signal, a focus signal, and a tracking signal into a current, which is recorded on the disc 55 by demodulating the converted current into an original signal by a digital signal processor (not shown). The audio signal can be reproduced.

이와 같은 종래 광 픽-업장치는, 디지탈 오디오 디스크(DAD) 또는 디지탈 비디오 디스크(DVD)중 하나의 디스크에 기록된 정보만을 읽어들일뿐 두 종류의 디스크에 기록된 데이타를 선택적으로 읽어들일 수 없게 된다.Such a conventional optical pick-up apparatus only reads information recorded on one of a digital audio disc (DAD) or a digital video disc (DVD), and cannot selectively read data recorded on two types of discs. do.

그 이유는, 디지탈 비디오 디스크는 디지탈 오디오 디스크에 비해 데이타 기록 용량이 4배에 달하게 되며, 이로 인해 피트의 폭이 디지탈 오디오 디스크 보다 절반정도로 좁아지게 됨으로서 빔포커스 형성시 스포트 사이즈(SPOT SIZE)역시 작게 형성되어야 한다.The reason for this is that digital video discs have four times the data recording capacity of digital audio discs, so that the width of the pit is about half as narrow as that of digital audio discs. It must be formed.

즉, 디지탈 오디오 디스크에서의 스포트 사이즈는 직경이 1.6μm, 그리고 디지탈 비디오 디스크에서의 스포트 사이즈는 직경이 0.6μm가 각각 형성되어야 디스크에 기록된 오디오 및 비디오 데이타를 정확히 재생할 수 있게 되는 것이다.That is, the spot size of the digital audio disc is 1.6 μm in diameter and the spot size of the digital video disc is 0.6 μm in diameter so that the audio and video data recorded on the disc can be accurately reproduced.

따라서, 도 1에 도시된 종래 광 픽-업장치는, 직경이 1.6μm, 또는 직경이 0.8μm중 하나만의 스포트 사이즈 형성이 가능하므로 데이타 기록 방식이 서로다른 오디오 및 디지탈 비디오 디스크를 선택적으로 재생할 수 없는 문제점이 발생하게 되는 것이다.Accordingly, the conventional optical pick-up apparatus shown in FIG. 1 can form a spot size of only 1.6 μm in diameter or 0.8 μm in diameter, and thus can selectively reproduce audio and digital video discs having different data recording methods. There will be no problems.

본 발명은 서로다른 두 개의 파장을 방사하는 2파장 레이저다이오드, 일정한 두께를 갖고 입사빔을 일정비율로 반사 및 투과하여 비점수차를 발생하는 빔스플리트, 특정파장의 레이저빔 만을 선택적으로 투과하고, 그 이외 파장의 레이저 빔은 반사시켜 디스크상에 스포트 사이즈를 조절하는 빔 사이즈 조절판을 집적 형성하여 디스크상에 직경이 1.6μm와 0.8 μm의 빔 포커스가 동시에 형성되도록 하여 디지탈 오디오 디스크는 물론, 상기 오디오 디스크 보다 데이타 기록 용량이 수배 많아 피트의 폭이 현저히 좁은 디지탈 비디오 디스크의 재생이 가능토록한 것이다.The present invention provides a two-wavelength laser diode that emits two different wavelengths, a beam split that has a constant thickness and reflects and transmits an incident beam at a constant rate to generate astigmatism, and selectively transmits only a laser beam having a specific wavelength, Laser beams of other wavelengths are reflected to integrally form a beam size adjusting plate for adjusting spot size on the disc so that beam focus of 1.6 μm and 0.8 μm in diameter can be simultaneously formed on the disc. The data recording capacity is many times larger, and the digital video disc can be reproduced with a significantly narrower pit width.

즉, 다수의 광학소자가 안치되는 실리콘기판, 이 실리콘기판 일측 상면의 지지체내부에 형성되어 파장이 서로 다른 λ1, λ2의 빔을 동시에 방사하는 2파장 레이저 다이오드, 상기 실리콘기판 타측 상면에 형성되어 디스크에서 반사되어 돌아오는 광정보를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 광검출기, 이 광검출기가 형성된 실리콘기판의 상면에 소정의 크기로 형성되어 레이저 빔을 투과하는 프리즘, 이 프리즘의 일측면에 형성되어 입사빔을 3빔으로 분리하는 회절격자, 상기 프리즘 중앙부에 대각선방향으로 소정의 두께로 형성되어 입사빔을 일정한 비율로 반사 및 투과시켜 비점수차를 발생하는 빔 스플리트, 상기 프리즘의 상면에 제 1 및 제 2 투광부로 형성되어 특정 파장의 빔만을 선택적으로 투과하여 디스크상에 스포트 사이즈를 조절하는 빔 사이즈 조절판으로 이루어진 것이다.That is, a silicon substrate in which a plurality of optical elements are placed, a two-wavelength laser diode which is formed inside the support of the upper surface of the silicon substrate and simultaneously emits beams of λ1 and λ2 having different wavelengths, and is formed on the other surface of the silicon substrate. A photodetector for converting and returning optical information reflected by the optical signal to an electrical signal, and a prism formed on a top surface of the silicon substrate on which the photodetector is formed to have a predetermined size to transmit a laser beam, and formed on one side of the prism to be incident A diffraction grating separating the beam into three beams, a beam split formed at a predetermined thickness in the center of the prism at a predetermined thickness to reflect and transmit the incident beam at a constant rate, and to generate astigmatism; first and second surfaces of the prism; A beam yarn formed by the second light transmitting portion to selectively transmit only a beam of a specific wavelength to adjust spot size on the disk. It has been made by the throttle's.

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

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

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

54 : 대물렌즈 55 : 디스크54 objective lens 55 disc

60 : 실리콘기판 61 : 지지체60 silicon substrate 61 support

62 : 광검출기 63 : 2파장 레이저 다이오드62: photodetector 63: 2 wavelength laser diode

65 : 빔 스플리트 66 : 프리즘65: beam split 66: prism

67 : 회절격자 68 : 제 1 투광부67 diffraction grating 68 first floodlight

69 : 제 2 투광부 70 : 빔 사이즈 조절판69: second floodlight 70: beam size control plate

도 2는 본 발명에 따른 광 픽-업장치의 구성도로서, 실리콘기판(60)의 일측 상면 지지체(61)내부에 파장이 서로다른 제 1 및 제 2 파장(λ1)(λ2)의 빔을 방사하는 2파장 레이저 다이오드(63)가 형성되고, 이 실리콘기판(60)의 타측 상면에는 디스크(55)로부터 반사되어 돌아오는 광정보를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 광검출기(62)가 형성되어 있다.FIG. 2 is a block diagram of an optical pick-up apparatus according to the present invention, and includes beams having first and second wavelengths λ1 and λ2 having different wavelengths in one upper surface support 61 of a silicon substrate 60. A two-wavelength laser diode 63 for emitting light is formed, and a photodetector 62 is formed on the other upper surface of the silicon substrate 60 to convert and output optical information reflected from the disk 55 into an electrical signal. have.

그리고 상기 광검출기(62)가 형성된 실리콘기판(60)의 상부에는 레이저 빔을 투과하는 프리즘(66)이 소정의 크기로 형성되어 있으며, 이 프리즘(66)의 중앙부에는 소정의 두께(t)를 갖고 입사빔을 일정비율로 반사 및 투과하여 포커스에러를 검출하기 위해 비점수차를 발생하는 빔 스플리트(65)가 대각선 방향으로 형성된다.In addition, a prism 66 for transmitting a laser beam is formed on the silicon substrate 60 on which the photodetector 62 is formed to have a predetermined size, and a predetermined thickness t is provided at the center of the prism 66. In order to detect and focus error by reflecting and transmitting the incident beam at a constant rate, a beam split 65 is formed in a diagonal direction to generate astigmatism.

또한, 상기 프리즘(66)의 일측면에는 2파장 레이저 다이오드(63)에서 입사된 빔을 0차 및 ±1차광의 3빔으로 분리하여 트랙킹에러를 발생하는 회절격자(67)가 형성되고, 상기 프리즘(66)의 상면에는 특정 파장의 레이저 빔 만을 선택적으로 투과하여 디스크(55)상에 빔 초점 크기를 조절하는 빔 사이즈 조절판(70)이 형성되어 있다.In addition, a diffraction grating 67 is formed on one side of the prism 66 to generate a tracking error by separating the beam incident from the two-wavelength laser diode 63 into three beams of 0 order and ± 1 order light. On the upper surface of the prism 66, a beam size adjusting plate 70 is formed on the disk 55 to selectively transmit only a laser beam of a specific wavelength to adjust the beam focusing size.

여기서 상기 빔 사이즈 조절판(70)의 구성은, 프리즘(66)의 상면에 소정 크기로 형성되어 상기 2파장 레이저 다이오드(63)로부터 방출되는 제 1 파장(λ1)만을 투과시키고 그 이외 파장의 레이저 빔은 반사시키는 제 1 투광부(68)와, 상기 제 1 투광부(68)의 외주면에 형성되어 상기 2파장 레이저 다이오드(63)로부터 방출되는 제 2 파장(λ2)만을 투과시키는 제 2 투광부(69)로 이루어진다.The beam size adjusting plate 70 is formed to have a predetermined size on the upper surface of the prism 66 to transmit only the first wavelength λ1 emitted from the two-wavelength laser diode 63, and has a laser beam having a wavelength other than that. A second light-transmitting portion 68 reflecting silver and a second light-transmitting portion formed on an outer circumferential surface of the first light-transmitting portion 68 and transmitting only a second wavelength λ 2 emitted from the two-wavelength laser diode 63 ( 69).

이와 같이 이루어진 본 발명은, 먼저 실리콘기판(60)의 일측 상면의 지지체(61)내부에 형성되어 있는 2파장 레이저 다이오드(63)로부터 파장이 서로 다른 제 1 및 제 2 파장(λ1)(λ2)의 레이저 빔이 동시에 방사되며, 상기 파장의 레이저 빔은 회절격자(67)를 경유하여 0차광 및 ±1차광 즉, 3빔으로 분리되어 트랙킹에러를 발생시킨 후 프리즘(66)의 중앙부에 대각선으로 형성되어 있는 빔 스플리트(65)로 조사된다.According to the present invention, first and second wavelengths λ1 and λ2 having different wavelengths from the two-wavelength laser diode 63 formed in the support 61 on the upper surface of one side of the silicon substrate 60. Laser beams are emitted at the same time, the laser beam of the wavelength is divided into 0-order light and ± 1-order light, that is, 3 beams via the diffraction grating 67 to generate a tracking error, diagonally in the center of the prism 66 Irradiated with the beam split 65 formed.

따라서 상기 빔 스플리트(65)에서는 2파장 레이저 다이오드(63)로부터 방사되는 레이저 빔을 일정한 비율로 반사 및 투과하게 된다. 즉, 2파장 레이저 다이오드(63)로부터 방사된 제 1, 제 2 파장(λ1)(λ2)의 레이저 빔은 소정의 두께(t)를 갖는 빔 스플리트(65)에 의해 반사 및 투과가 일어나게 되며, 이 중 반사된 제 1, 제 2 파장(λ1)(λ2)의 레이저 빔은 프리즘(66)의 상면에 형성되어 있는 빔 사이즈 조절판(70)으로 조사된다.Accordingly, the beam split 65 reflects and transmits the laser beam emitted from the two-wavelength laser diode 63 at a constant ratio. That is, the laser beams of the first and second wavelengths λ1 and λ2 emitted from the two-wavelength laser diode 63 are reflected and transmitted by the beam split 65 having a predetermined thickness t. The reflected laser beams of the first and second wavelengths λ1 and λ2 are irradiated to the beam size control plate 70 formed on the upper surface of the prism 66.

이때, 상기 빔 사이즈 조절판(70)은 2파장 레이저 다이오드(63)로부터 방사되는 제 1, 제 2 파장(λ1)(λ2)의 레이저빔을 제 1 및 제 2 투광부(68)(69)에 의해 두 종류의 빔경로를 형성하게 되며, 이 빔경로에 따라 디지탈 오디오 디스크(DAD) 또는 디지탈 비디오 디스크(DVD)에 기록된 정보를 읽게 된다.In this case, the beam size adjusting plate 70 transmits the laser beams of the first and second wavelengths λ1 and λ2 emitted from the two-wavelength laser diode 63 to the first and second light-transmitting portions 68 and 69. Thus, two types of beam paths are formed, and information recorded on a digital audio disc (DAD) or a digital video disc (DVD) is read according to the beam path.

즉, 빔 스플리트(65)를 통해 반사된 제 1 파장(λ1)의 레이저 빔은 제 1 투광부(68)만을 경유하여 대물렌즈(54)로 조사됨에 따라 θ1의 각으로 집속되어 디스크(55)에 빔 포커스를 형성하게 되며, 이와 동시에 빔 스플리트(65)를 통해 반사된 제 2 파장(λ2)의 레이저 빔은 제 2 투광부(69)만을 경유하여 대물렌즈(54)로 조사됨에 따라 θ2의 각으로 집속되어 디스크(55)에 빔 포커스를 각각 형성하게 된다.That is, the laser beam of the first wavelength λ1 reflected through the beam split 65 is focused at an angle of θ1 as it is irradiated to the objective lens 54 via only the first light projecting portion 68, thereby disc 55 ), And at the same time, the laser beam of the second wavelength λ2 reflected through the beam split 65 is irradiated to the objective lens 54 only through the second light transmitting portion 69. The light is focused at an angle of? 2 to form beam focus on the disk 55, respectively.

따라서 상기 빔 사이즈 조절판(70)의 제 1, 제 2 투광부(68)(69)에 의해 두 개의 제 1 및 제 2 개구수(NA1)(NA2)로 나누어지며, 이 두 개구수의 차이에 의해 광량이 변화됨으로서 빔 사이즈가 다르게 형성된다.Accordingly, the first and second numerical apertures 68 and 69 of the beam size adjusting plate 70 are divided into two first and second numerical apertures NA1 and NA2. By changing the amount of light, the beam size is formed differently.

여기서 개구수의 수식을 살펴보면 다음과 같다.Here, the numerical formula of the numerical aperture is as follows.

[수학식 1][Equation 1]

NA1=ηSinθ1, NA2=ηSinθ2NA1 = ηSinθ1, NA2 = ηSinθ2

(여기서, η은 굴절율이며, 공기중에서 η은 1이다.)(Where η is the refractive index and η is 1 in air)

[수학식 2][Equation 2]

NA1=Sinθ1이며, NA2 =Sinθ2가 된다.NA1 = Sinθ1, and NA2 = Sinθ2.

[수학식 3][Equation 3]

D = K×λ/NA, H = R×λ/(NA)2 D = K × λ / NA, H = R × λ / (NA) 2

(여기서 D는 빔 사이즈이며, H는 초점심도이고, K와 R은 각각 상수이므로 NA가 변함에 의해 빔 사이즈와 초점심도가 변하게 되는 것이다.)(Where D is the beam size, H is the depth of focus, and K and R are each constant so that the NA changes the beam size and depth of focus.)

그러므로, 빔 사이즈 조절판(70)의 제 1 투광부(68)를 투과하여 θ1의 각도로 집속되는 빔 사이즈와 초점심도는 제 2 투광부(69)를 투과하여 θ2의 각도로 집속되는 빔 사이즈와 초점심도에 비해 크게 형성된다.(그 이유는 빔 사이즈는 NA에 반비례하고, 초점심도는 (NA)2에 반비례하기 때문)Therefore, the beam size and the depth of focus that pass through the first light projecting portion 68 of the beam size adjusting plate 70 and focus at an angle of θ1 and the beam size that pass through the second light projecting portion 69 and focus at an angle of θ2 It is formed larger than the depth of focus (because the beam size is inversely proportional to NA and the depth of focus is inversely proportional to (NA) 2 ).

따라서, 빔 사이즈 조절판(70)의 제 1 투광부(68)를 투과하여 대물렌즈(54)에 의해 θ1의 각으로 집속된 레이저빔은 디스크(55)상에 1.6μm 크기의 빔 스포트가 형성됨으로서 피트(55a)의 길이가 보다 넓은 디지탈 오디오 디스크(DAD)에 수록된 데이타를 읽어들이며, 또한 빔 사이즈 조절판(70)의 제 2 투광부(69)를 투과하여 대물렌즈(54)에 의해 θ2의 각으로 집속된 레이저빔은 디스크(55)상에 0.8μm 크기의 빔 스포트가 형성됨으로서 피트(55a)의 길이가 보다 좁은 디지탈 비디오 디스크(DVD)에 수록된 데이타를 각각 읽어들이게 된다.Therefore, the laser beam transmitted through the first light-transmitting portion 68 of the beam size adjusting plate 70 and focused at an angle of θ1 by the objective lens 54 forms a beam spot having a size of 1.6 μm on the disk 55. The data recorded on the digital audio disc (DAD) having a longer length of the pit 55a is read, and the angle of? 2 is transmitted by the objective lens 54 by passing through the second light transmitting portion 69 of the beam size adjusting plate 70. The focused laser beam is formed with a beam spot having a size of 0.8 mu m on the disk 55, thereby reading the data contained in the digital video disk DVD having a narrower length of the pit 55a.

즉, 빔 사이즈 조절판(70)의 제 1, 제 2 투광부(68)(69)와 대물렌즈(54)에 의해 θ1, θ2의 각으로 집속된 1.6μm와 0.8μm의 에어리 형태로 집광되어 디지탈 비디오 디스크 또는 디지탈 오디오 디스크(55)의 신호면에 조사되며, 이 빛은 데이타가 기록된 피트(55a)가 없는 곳에서는 거의 그대로 돌아오게 되나, 피트(55a)가 있는 곳에서는 광이 피트(55a)에 의해 회절되어 대물렌즈(54) 범위밖으로 방출되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 광검출기에 광량차이를 발생시키게 되는 것이다.That is, the first and second light-transmitting portions 68 and 69 and the objective lens 54 of the beam size adjusting plate 70 are condensed in an airy form of 1.6 μm and 0.8 μm focused at angles of θ1 and θ2. The signal surface of the video disc or the digital audio disc 55 is irradiated, and the light is returned almost as it is in the absence of the pit 55a in which data is recorded, but the light is returned to the pit 55a in the presence of the pit 55a. By diffraction, the light is emitted outside the range of the objective lens 54, thereby causing only a part of the incident light to be returned, thereby generating a light quantity difference in the photodetector.

이러한 상태에서 디스크(55)가 디지탈 오디오 디스크일 경우라고 가정하면, θ1의 각으로 집속되어 돌아오는 디지탈 오디오 디스크의 광정보는 다시 θ1의 각으로 대물렌즈(54)를 통해 빔 사이즈 조절판(70)의 제 1 투광부(68)를 경유함으로서 제 1 파장(λ1)만을 투과시키게 되며, 이 투과된 제 1 파장(λ1)의 광정보는 소정의 두께(t)를 갖는 빔 스플리트(65)로 조사된다.Assuming that the disc 55 is a digital audio disc in this state, the optical information of the digital audio disc which is focused at an angle of θ1 is returned to the beam size control plate 70 through the objective lens 54 at an angle of θ1. Only the first wavelength λ1 is transmitted by passing through the first light-transmitting portion 68, and the optical information of the transmitted first wavelength λ1 is transmitted to the beam split 65 having a predetermined thickness t. Is investigated.

이때, 상기 빔 스플리트(65)에 조사된 제 1 파장(λ1)의 광정보는 빔 스플리트(65)에 의해 소정의 비율로 반사 및 투과가 일어나게 되며, 이중 투과된 제 1 파장(λ1)의 광정보는 빔 스플리트(65)의 두께(t)차로 인해 포커스에러를 검출하기 위한 비점수차를 발생하게 된다.At this time, the optical information of the first wavelength λ1 irradiated to the beam split 65 is reflected and transmitted by the beam split 65 at a predetermined ratio, and the double wavelength of the first wavelength λ1 is transmitted. The optical information of? Generates astigmatism for detecting a focus error due to the difference in thickness t of the beam split 65.

따라서 상기 빔 스플리트(65)에 의해 투과된 제 1 파장(λ1)의 비점수차를 포함하는 오디오 디스크 광정보는 프리즘(66)의 일측 상면에 형성되어 있는 광검출기(62)로 집속되어진다.Therefore, the audio disc optical information including the astigmatism of the first wavelength [lambda] 1 transmitted by the beam split 65 is focused on the photodetector 62 formed on the upper surface of one side of the prism 66.

한편, 디스크(55)가 디지탈 비디오 디스크일 경우라고 가정하면, θ2의 각으로 집속되어 돌아오는 디지탈 비디오 디스크의 광정보는 다시 θ2의 각으로 대물렌즈(54)를 통해 빔 사이즈 조절판(70)의 제 2 투광부(69)를 경유함으로서 제 2 파장(λ2)만을 투과시키게 되며, 이 투과된 제 2 파장(λ2)의 광정보는 소정의 두께(t)를 갖는 빔 스플리트(65)로 조사된다.On the other hand, assuming that the disk 55 is a digital video disk, the optical information of the digital video disk focused and returned at an angle of θ2 is again transmitted through the objective lens 54 at the angle of θ2. By passing through the second light-transmitting section 69, only the second wavelength λ2 is transmitted, and the optical information of the transmitted second wavelength λ2 is irradiated to the beam split 65 having a predetermined thickness t. do.

이때 상기 빔 스플리트(65)에 조사된 제 2 파장(λ2)의 광정보는 빔 스플리트(65)에 의해 소정의 비율로 반사 및 투과가 일어나게 되며, 이 투과된 제 2 파장(λ2)의 광정보는 상기 빔 스플리트(65)의 두께(t)차로 인해 포커스에러를 검출하기 위한 비점수차를 발생하게 된다.At this time, the optical information of the second wavelength λ2 irradiated to the beam split 65 is reflected and transmitted at a predetermined ratio by the beam split 65, and the optical information of the transmitted second wavelength λ2 The optical information generates astigmatism for detecting a focus error due to the difference in thickness t of the beam split 65.

따라서 상기 빔 스플리트(65)에 의해 반사된 제 2 파장(λ2)의 비점수차를 포함하는 비디오 디스크 광정보는 실리콘기판(60) 상면에 형성된 광검출기(62)로 집속되어진다.Therefore, the video disc optical information including the astigmatism of the second wavelength [lambda] 2 reflected by the beam split 65 is focused on the photodetector 62 formed on the upper surface of the silicon substrate 60.

그러므로 상기 광검출기(62)에서는 디스크의 광정보를 전류로 변환 출력시키며, 이 광검출기(62)의 출력을 이용하여 미도시된 디지탈 신호처리부에 의해 알.에프(RF)신호, 포커스신호, 트랙킹신호를 검출 및 원래의 신호로 복조함으로서 디지탈 오디오 및 비디오 디스크상에 기록된 오디오신호를 재생하게 되는 것이다.Therefore, the photodetector 62 converts and outputs optical information of the disk into a current, and uses the output of the photodetector 62 to output an RF signal, a focus signal, and a tracking signal by a digital signal processor (not shown). By detecting and demodulating the signal into the original signal, audio signals recorded on digital audio and video discs are reproduced.

즉, 본 발명의 구조에서 포커스에러 검출은 소정의 두께(t)를 갖는 빔 스플리트(65)에 의한 비점수차법으로 검출되어지며 트랙킹 에러 검출은 회절격자에 의한 3빔법을 이용하여 검출하는 것이다.That is, in the structure of the present invention, the focus error detection is detected by the astigmatism method by the beam split 65 having a predetermined thickness t, and the tracking error detection is detected by the 3-beam method by the diffraction grating. .

본 발명은 디스크상에 직경이 1.6μm와 0.8 μm의 빔 포커스를 동시에 형성시켜 디지탈 오디오 디스크는 물론, 상기 오디오 디스크 보다 데이타 기록 용량이 수배 많아 피트의 폭이 현저히 좁은 디지탈 비디오 디스크의 재생이 가능토록하여 광 픽-업장치의 신뢰성 향상에 기여 할 수 있는 것이다.According to the present invention, beam diameters of 1.6 μm and 0.8 μm in diameter are simultaneously formed on the disc, so that not only the digital audio disc but also the data recording capacity is many times larger than that of the audio disc. This can contribute to improving the reliability of the optical pick-up device.

Claims (1)

레이저 빔을 대물렌즈로서 빔을 집광하여 디스크상에 신호를 기록하고, 그 기록된 정보를 전기신호로 재생시키는 광 픽-업장치에 있어서, 다수의 광학소자가 안치되는 실리콘기판(60), 이 실리콘기판(60) 일측 상면의 지지체(61)내부에 형성되어 파장이 서로 다른 λ1, λ2의 빔을 동시에 방사하는 2파장 레이저 다이오드(63), 상기 실리콘기판(60) 타측 상면에 형성되어 디스크(55)에서 반사되어 돌아오는 광정보를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 광검출기(62), 이 광검출기(62)가 형성된 실리콘기판(60)의 상면에 소정의 크기로 형성되어 레이저 빔을 투과하는 프리즘(66), 이 프리즘(66)의 일측면에 형성되어 입사빔을 3빔으로 분리하는 회절격자(67), 상기 프리즘(66) 중앙부에 대각선방향으로 소정의 두께(t)로 형성되어 입사빔을 일정한 비율로 반사 및 투과시켜 비점수차를 발생하는 빔 스플리트(65), 상기 프리즘(66)의 상면에 제 1 및 제 2 투광부(68)(69)로 형성되어 특정 파장의 빔만을 선택적으로 투과하여 디스크상에 스포트 사이즈를 조절하는 빔 사이즈 조절판(70)으로 이루어 진 것을 특징으로 하는 광 픽-업장치.In an optical pick-up apparatus for condensing a beam using a laser beam as an objective lens, recording a signal on a disk, and reproducing the recorded information as an electric signal, a silicon substrate 60 in which a plurality of optical elements are placed; The two-wavelength laser diode 63 is formed inside the support 61 on one side of the silicon substrate 60 and simultaneously radiates beams of λ1 and λ2 having different wavelengths, and is formed on the other surface of the silicon substrate 60. A photo detector 62 for converting and returning optical information reflected by 55 into an electrical signal, and having a predetermined size formed on the upper surface of the silicon substrate 60 on which the photo detector 62 is formed to transmit a laser beam. The prism 66, a diffraction grating 67 formed on one side of the prism 66 to separate the incident beam into three beams, and formed in a central portion of the prism 66 at a predetermined thickness t in a diagonal direction to be incident Reflects and transmits the beam at a constant rate The beam split 65 generating the score difference and the first and second light transmitting portions 68 and 69 are formed on the upper surface of the prism 66 to selectively transmit only a beam having a specific wavelength so that the spot size on the disk can be improved. Optical pick-up device, characterized in that made of adjusting the beam size adjusting plate (70).
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