KR19980050653A - 이종 광디스크용 광픽업 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면과 정보기록면과의 거리가 다른 광디스크를 억세스하는 이종 광디스크용 광픽업 장치에 관한 것이다.

이종 광디스크용 광픽업 장치는 제1 파장의 제1 광빔을 발생하는 제1 광원과, 제2 파장의 제2 광빔을 발생하는 제2 광원과, 제1 및 제2 광원으로부터의 광빔을 광디스크의 정보기록면에 집속하는 대물렌즈와, 제1 및 제2 광원에서 발생된 광빔들의 진행경로를 일체화하여 대물렌즈쪽으로 안내하는 선택성 반사미러와, 선택성 반사미러로부터 광디스크쪽으로 입사될 광빔의 파장에 따라 광빔의 크기를 조절하는 빔사이즈 조절 수단으로 구성된다.

이 결과, 이종 광디스크용 광픽업 장치는 디스크의 종류에 따라 광빔의 파장 및 사이즈를 조절함으로 종류가 다른 광디스크들을 정확하게 억세스한다.

Description

이중 광디스크용 광픽입 장치

도1는 본 발명의 실시예에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 광디스크 12 : 지지체

14,16 : 제1 및 제2 광원 18 : 전반사미러

20 : 선택성 반사미러 22 : 대물렌즈

24 : 광검출기 26 : 빔 스프리터

28 : λ/4 판 30 : 편광판

32 : 시준렌즈 34 : 센서렌즈

본 발명은 광디스크를 광학적으로 억세스하는 광픽업 장치에 관한 것으로, 특히 파장이 다른 광빔을 각각 발생하는 두개의 광원을 가진 이종 광디스크용 광픽업 장치에 관한 것이다.

최근, 광디스크는 기록용량을 증가시키기 위한 꾸준한 개발 노력에 의해 기존의 컴팩트 디스크(Compact Disk : 이하 ''CD''라 함) 및 재기록 자능한 컴팩트 디스크(이하 ''CD-R''이라 함) 보다 대용량의 기록용량을 갖는 디지탈 버서타일 디스크(Digital Versatile Disk : 이하 DVD''라 함)가 개발되있다. DVD는 CD에 비하여 기록밀도(즉, 트랙 밀도)가 조밀할 뿐만아니라 디스크의 표면으로부터 정보 기록면까지의 거리가 짧다. 실제로, DVD는 디스크 표면으로부터 정보 기록면까기의 거리가 0.6 mm 인 반면에 CD 및 CD-R는 1.2 mm 이다.

이로 인하여, DVD용 광픽업 장치와 CD 및 CD-R용 광픽업 장치에 사용되는 광빔의 파장(λ)과 빔 사이즈(BS) 그리고 대물렌즈의 개구수(NA)가 달라진다. 예를 들면, CD-R 및 CD용 광픽업 장치에 사용되는 광빔의 파장(λc)과 빔사이즈(BSc)는 각각 780 nm와 1.4 μm 를 갖어야 하고, 그리고 대물렌즈의 개구수(NAc)는 0.35 ∼ 0.45 를 유지하여야 한다. 반면에, DVD용 광픽업 장치에 사용되는 광빔의 파장(λ_D)과 빔사이즈(BS_D)는 각각 635∼650 nm와 0.9 μm 를 가져야 하고, 그리고 대물렌즈의 개구수(NA_D)는 0.6 을 유지하여야 한다.

CD-R/CD와 DVD 모두를 억세스하기 위하어, 광픽업 장치는 다른 파장의 광빔을 발생하는 두개의 광원을 구비함은 물론 두개의 광원에서 발생되어 대물렌즈에 입사되는 광빔들의 진행경로는 허용범위내 위치하여야 한다. 그러나, 이 허용범위는 100μm 정도로 매우 작고 아울러 광원의 구조적인 문제로 두개의 광원에서 발생된 광빔들의 진행경로간의 거리를 허용법위내로 유지하는 것을 매우 어렵다. 이로 인하여, 광픽업 장치는 두개의 광원을 이용하여 표면과 정보기록면과의 거리가 다른 광디스크들을 모두 억세스 할 수 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은 두개의 광원에서 발생되는 광빔들의 경로를 일치시켜 종류가 다른 광디스크들 모두를 억세스 할 수 있는 이종 광디스크용 광픽업 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치는 제1 파장의 제1 광빔을 발생하는 제1 광원과, 제2 파장의 제2 광빔을 발생하는 제2 광원과, 제1 및 제2 광원으로부터의 광빔을 광디스크의 정보기록면에 집속하는 대물렌즈와, 제1 및 제2 광원에서 발생된 광빔들의 진행경로를 일체화하여 대물렌즈쪽으로 안내하는 빔 일체화 수단과, 빔 일체화 수단으로부터 광디스크쪽으로 입사될 광빔의 파장에 따라 광빔의 크기를 조절하는 빔사이즈 조절수단을 구비한다.

상기 목적들외에 본 발명의 다른 목적 및 잇점들은 전부 도면을 참조한 다음의 바람직한 실지예에 대한 설명을 통하여 명맥하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 실지예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도1을 참조하면, 광디스크(10)에 조사될 광빔을 발생하기 위해 계단형 단면을 가진 지지체(12)상에 수적 및 수평으로 일정한 간격을 두고 설치된 제1 및 제2 광원(14,16)과, 제1 광원(14)의 상부에 경사지게 설치된 전반사미러(18)와, 제2 광원(16)의 상부에 전반사미러(18)와 나란하도록 경사지게 설치된 선택성 반사미러(20)를 구비한 본 발명의 실지 예에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치 도시되어 있다. 제1 광원(14)는 635∼650 nm의 파장과 수직 선편광특성을 가진 제1 광빔(즉, TM파)을 발생한다. 제2 광원(16)는 780 nm의 파장과 수평 선편광 특성을 가진 제2 광빔(즉, TE파)를 발생한다. 그리고 제1 및 제2 광원(14,16)은 광디스크(10)의 종류에 마라 선택적으로 구동된다. 이를 상세히 하면, 제1 광원(14)은 광디스크(10)가 표면과 정보기록면과의 거리가 0.6mm로 비교적 짧은 DVD인 경우에 구동되는 반면에 제2 광원(16)은 광디스크(10)가 표면과 정보기록면과의 거리가 1.2 mm로 비교적 긴 CD 또는 CD-R인 경우에 구동된다. 전반사미러(18)는 제1 광원(14)으로부터의 제1 광빔을 직각으로 반사시켜 제1 광빔을 선택성 반사미러(20)을 경유하여 광디스크(10)쪽으로 진행시킨다. 선택성 반사미러(20)는 광빔의 편광특성에 따라 광빔을 선택적으로 반사시킴으로 제1 광빔의 진행경로와 제2 광빔의 진행경로를 일치시킨다. 이를 상세히 하면, 선택성 반사미러(20)는 전반사미러(18)로부터의 수적 선편광의 제1광빔은 그대로 투과시키고 제2 광원(16)으로부터의 수평 선편광의 제2 광빔은 직각으로 반사시킨다. 그리고 선택성 반사미러(20)는 수평 선편광의 제2 광빔은 투과시키고 수직 선편광의 제2 광빔은 반사지키도록 형성될 수도 있다. 이를 위하여, 선택성 반사미러(20)는 마그네슘 플로오라이트(MgF₂)와 징크 설피드(ZnS)를 교번적오로 도포함에 의해 형성되는 다이크로익 코딩(Dichroic Coating)막을 구비한다. 전반사미러(18)와 선택성 반사미러(20)에 의하여, 제1광원(14)에서 발생된 제1 광빔은 제2 광원(16)에서 발생되는 제2 광빔과 동일한 진행 경로를 따라 광디스크(10)에 조사된다. 전반사미러(18)은 프리즘(19)의 두개의 경사면 중 뒷쪽의 정사면에 그리고 선택성 반사미러(20)는 프리즘(19)의 두개의 반사면 중 앞쪽의 경사면에 각각 형성된다. 또한, 지지체(12)에 고정된 제1 및 제2 광원(14,16)는 프리즘(19)와 함께 하나의 모듈(Moudle)로서 패키징된다. 이 패키지된 모듈는 제1 및 제2 광원(14,16)의 수명이 단축되지 않도록 진공상대를 유지한다.

그리고 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광디스크에 조사필 광빔을 집속하는 대물렌즈(22)와, 광디스크(10)에 의해 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하는 광검출기(24)와, 선택성 반사미러(20)와 대물렌즈(22) 사이에 나란하게 배열된 빔 스프리터(26),λ/4 판(28) 및 편광판(30)를 추가로 구비한다. 빔 스프리터(26)는 선택성 반사미러(20)로부터의 광빔(즉, 제1 도는 제2 광빔)이 λ/4 판(28) 및 편광판(30)를 경유하여 대물렌즈(22)쪽으로 진행하도록 그대로 통과시킨다. 아울러, 빔 스프리터(26)는 광디스크(10)에 의해 반사되어 대물렌즈(22), 편광판(30) 및 λ/4 판(28)을 경유한 반사 광빔을 광검출기(24)쪽으로 반사시킨다. 그리고 λ/4 판(28)는 빔 스프리터(26)로부터 편광판(30)쪽으로 진행하는 광빔의 편광특성을 변화시킨다. 이를 상세히 하면,λ/4 판(28)은 빔 스프리터(26)로부터의 광빔이 수직 선편광 광빔(즉, TM파)인 제1 광빔인 경우에는 그 제1 광빔을 수평 선편광 광빔(즉, TE파)인 제2 광빔으로 변환시킨다. 아울러, λ/4 판(28)는 빔 스프리터(26)로부터의 광빔이 수평 선편광 특성(즉, TE파)의 제2 광빔인 경우에는 그 제2 광빔을 원편광 특성(즉, S파)의 제3 광빔으로 변환시킨다. 그러면, 편광판(30)는 λ/4 판(28)으로부터의 광빔의 편광특성에 따라 선택적으로 광빔의 일부를 차단시킨다. 즉,λ/4 판(28)으로부터의 광빔이 수평 선편광특성의 제2 광빔인 경우에 편광판(30)은 그 광빔을 그대로 대물렌즈(22)쪽으로 통과시킨다. 이와는 달리,λ/4 판(28)으로부터의 광빔이 원편광 특성의 제3 광빔인 경우에 편광판(30)는 광빔의 외곽부분을 차단하여 대물렌즈(22)쪽으로 진행하는 제3 광빔의 선속경(즉, 빔 사이즈)를 작게 한다. 이 결과, 편광판(30)은 제1 광원(14)에서 제1 광빔이 발생된 경우에는 광빔이 대물렌즈(22)에 의해 광디스크(10)의 제1 정보기록면(10A)에 점의 형태로 접속되도록 함으로써 DVD가 정확하게 억세스되도록 한다. 그리고 편광관(30)은 제2 광원(16)에서 제2 광빔이 발생된 경우에는 광빔이 대물렌즈(22)에 의해 광디스크(22)의 제2 정보기록면(10B)에 점의 형태로 집속되도록 함으로써 CD 및 CD-R어 정확하게 억세스되도록 한다.

또한, 이종 광디스크용 광픽업 장치는 빔 스프리터(26)와 λ/4 판(28) 사이에 위치한 기준렌즈(32)와, 빔 스프리터(26)와 광검출기(24) 사이에 위치한 센서렌즈(34)를 구비한다. 시준렌즈(32)는 빔 스프리터(26)로부터의 제1 또는 제2 광빔이 평행하게 대물렌즈(22)쪽으로 진행시킨다. 그리고 센서렌즈(34)는 빔 스프리터(26)로부터의 광빔을 광검출기(24)의 표면에 집광지킨다. 결과적으로, 시준렌즈(32)와 센서렌즈(34)는 대물렌즈(22)가 수평 및 수적방향에서 이동함에 따라 저하되는 반사 광빔의 감도을 일정한 수준오로 항상지키는 기능을 가진다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치는 선택성 반사미러에 의해 두개의 광원에서 발생되는 파장이 다른 광빔들의 대물렌즈로의 진행경로를 일치시킬 수 있다. 그리고 본 발명에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치는 편광판과 λ/4 판을 이용하어 파장이 다른 광빔들의 선속경(즉, 빔 사어즈)를 선택적으로 조절하어 대물렌즈의 개구수를 조절한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치는 표면과 정보기록면과의 거리가 다른 DVD와 CD 및 CD-R 모두를 정확하게 억세스 할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정하여져야만 한다.

Claims (8)

1. 제1 파장의 제1 광빔을 발생하는 제1 광원과, 제2 파장의 제2 광빔을 발생하는 제2 광원과, 상기 제1 및 제2 광원으로부터의 광빔을 광디스크의 정보기록면에 집속하는 대물렌즈와, 상기 제1 및 제2 광원에서 발생된 광빔들의 진행경로를 일체화하여 대물렌즈쪽으로 안내하는 빔 일체화 수단과, 상기 빔 일체화 수단으로부터 광디스크쪽으로 입사될 광빔의 파장에 따라 광빔의 크기를 조절하는 빔사어즈 조절 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 광빔과 제2 광빔의 상이한 편광 특성을 갖고, 상기 제1 광원과 제2 광원이 직각을 이루도록 배열되고, 상기 빔 일체화 수단이 편광특성에 따라 제1 및 제2 광빔중 어느 한 광빔을 직각으로 반사시켜 그 광빔의 진행경로를 다른 광빔의 진행경로와 일치시키는 선택성 반사미러를 구비한 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제1 광빔이 수직 선편광 광빔이고, 상기 제2 광빔이 수평 선편광 광빔이고, 상기 선택성 반사미러가 상기 제1 광빔은 투과시키고 제2 광빔은 직각으로 반사시키는 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 광빔과 제2 광빔의 상이한 편광 특성을 갖고, 상기 제1 광원과 제2 광원이 나란하게 배열되고, 상기 빔 일체화 수단이, 상기 제1 광원의 상부에 위치하여 상기 제1 광빔을 직각으로 반사시키는 전반사미러와, 상기 제2 광원의 상부에 상기 전반사미러와 나란하게 설치되어 편광특성에 따라 상기 전반사미러로부터의 제1 광빔 및 상기 제2 광원으로부터의 제2 광빔 중 어느 한 광빔을 직각으로 반사시켜 그 광빔의 진행경로를 다른 광빔의 진행경로와 일치시키는 선택성 반사미러를 구비한 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.
5. 제 2 항 대기 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 선택성 반사미러는 마그네슘 플로오라이트(MgF₂)와 징크 설피드(ZnS)를 교번적으로 도포함에 의해 형성된 다이크로익 코팅막을 구비한 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 빔 사이즈 조절수단은, 상기 선택성 반사미러와 상기 대물렌즈 사이에 위치하여 수적 선편광광빔을 수평 선편광 광빔으로 그리고 수평 선편광 광빔을 원편광 광빔으로 변환하는 편광 변환기와, 상기 편광 변환기로부터 상기 대물렌즈쪽으로 진행하는 광빔의 일부를 그 광빔의 편광특성에 따라 선택적으로 차단하는 편광판을 구비한 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 광디스크에 의해 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출수단과, 상기 선택성 반사미러, 상기 편광 변환기 및 상기 광검출수단 사이에 위치하여 상기 선택성 반사미러로부터의 광빔이 상기 편광 변환기와 편광판과 상기 대물렌즈를 경유하여 상기 광디스크에 조사되도록 함과 아울러 상기 대물렌즈와 상기 편광판과 상기 편광 변환기를 경유한 상기 광디스크로부터의 반사광빔이 상기 광검출수단쪽으로 입사되도록 하는 빔 스프리터를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 빔 스프리터와 상기 광검출수단 사이에 위치하여 상기 빔 스프리터로부터 상기 광검출수단쪽으로 입사될 광빔을 집광하는 센서렌즈와, 상기 빔 스프리터와 상기 편광변환기 사이에 위치하여 상기 빔 스프리터로부터의 광빔이 평행하게 상기 편광 변환기쪽으로 진행하도록 하는 시준렌즈를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 이종 광디스크용 광픽업 장치.