KR19980076057A - 이파장 광원모듈과 그를 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치 - Google Patents

이파장 광원모듈과 그를 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광디스크를 광학적으로 억세스하는 광픽업 장치에 관한 것으로, 특히 파장이 다른 두 개 이상의 광빔들을 발생하는 이파장 광원모듈과 그를 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 이파장 광원모듈은 제1광빔을 발생하는 제1광원과, 제1광빔과 일정한 각도로 교차하도록 제1광빔과 다른 파장을 갖는 제2광빔을 발생하는 제2광원과, 제1광빔과 제2광빔의 교차점에 위치하여 상기 제1 및 제2광원들로부터 발생된 광빔의 진행 경로를 일치시키는 광경로 일체화 수단을 구비한다.
본 발명에 따른 이파장 광원모듈을 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치는 홀로그램을 이용하여 두 개 이상의 서로 다른 파장의 광원을 일체화된 광원 모듈로 패키징함으로써 조립 난이도를 감소시키고 제조가격을 절감할 수 있다.

Description

이파장 광원모듈과 그를 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치
제1도는 종래의 이종 광디스크용 광픽업 장치를 개략적으로 도시한 도면.
제2도는 본 발명의 실시예에 따른 이파장 광원모듈을 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치를 도시한 도면.
제3도는 제2도에 도시된 서로 다른 파장의 광원을 하나의 모듈로 패키징한 이파장 광원모듈을 도시한 도면.
제4도는 본 발명의 일 실시예에 따른 이파장 광원모듈을 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치를 도시한 도면.
제5도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이파장 광원모듈을 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치를 도시한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 광디스크12, 14 : 제1 및 제2광원
16, 18 : 제1 및 제2시준렌즈20 : 대물렌즈
22 : 다분할 광검출기24 : 집속렌즈
26 : 45도 반사경28, 30 : 제1 및 제2빔스프리터
32 : 홀로그램 광학소자34 : 홀로그램
36 : 제3빔스프리터38 : 제3시준렌즈
40 : 이파장 광원42 : 구동전압 절환부
본 발명은 광디스크를 광학적으로 억세스하는 광픽업 장치에 관한 것으로, 특히 파장이 다른 두 개 이상의 광빔들을 발생하는 이파장 광원모듈과 그를 이용한 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 가능한 컴팩트 디스크(CD-Recordable ; 이하 “CD-R”이라 함) 보다 대용량의 기록용량을 갖는 디지탈 버서타일 디스크(Digital Versatile Disk; 이하 “DVD”라 함)가 개발되었다. DVD는 CD에 비하여 기록밀도(즉, 트랙 밀도)가 조밀할 뿐만 아니라 디스크의 표면으로부터 정보 기록면까지의 거리가 짧다. 실제로, DVD는 디스크 표면으로부터 정보 기록면까지의 거리가 0.6㎜인 반면에 CD 및 CD-R은 1.2㎜ 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. 이를 자세히 하면, CD-R 및 CD용 광픽업 장치에 사용되는 대물렌즈의 개구수(NAc)는 0.35∼0.45를 유지하여 광빔의 파장(λc)과 빔사이즈(BSc)가 각각 780nm와 1∼1.2㎛를 갖어야 한다. 반면에, DVD용 광픽업 장치에 사용되는 대물렌즈의 개구수(NAD)는 0.6을 유지하여 광빔의 파장(λD)과 빔사이즈(BSD)가 각각 635∼650nm와 0.8∼0.9㎛를 가져야 하고, 그리고 대물렌즈의 개구수(NAD)는 0.6을 유지하여야 한다.
CD 및 CD-R과 DVD를 모두 억세스하기 위하여, 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광디스크의 종류에 따라 파장이 다른 광빔을 발생하는 두 개의 광원을 구비하여야만 한다.
이 경우에 있어서, 이종 광디스크용 광픽업장치에 사용된 대물렌즈는 어느 한 쪽 광원에서 발생되는 광빔의 사이즈를 적절하게 유지하여야만 한다.
또한, 이종 광디스크용 광픽업 장치에서 발생되는 광빔들을 위한 수단을 추가로 요구한다.
이러한 이유로 종래의 이종 광디스크용 광픽업 장치에서는 그 제작공정이 까다롭게 되는 것은 물론, 부수적인 광학소자들이 설치되어야만 한다. 아울러 종래의 이종 광디스크용 광픽업 장치는 제조가격을 상승시키고 부피를 크게한다. 종래의 이종 광디스크용 광픽업 장치의 문제점을 첨부한 제1도를 참조하여 상세히 살펴 보기로 한다.
제1도를 참조하면, 광디스크(10)에 조사될 광빔을 발생하기 위한 제1 및 제2광원(12, 14)과, 제1광원으로부터의 광빔을 평행하게 진행시키는 제1시준렌즈(16)와, 제2광원으로부터의 광빔을 평행하게 진행시키는 제2시준렌즈(18)와, 제1 및 제2광원으로부터의 광빔을 광디스크의 정보기록면에 집속하는 대물렌즈(20)와, 광디스크(10)에 의해 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하는 다분할 광검출기(22)와, 광디스크(10)에 의해 반사된 광빔을 다분할 광검출기(22)에 집속하는 집속렌즈(24)와, 대물렌즈(20)와 제1 및 제2시준렌즈(16, 18) 사이에 나란하게 위치한 45도 반사경(26)과 제1 및 제2빔스프리터(28, 30)를 구비한 종래의 이종 광디스크용 광픽업 장치가 도시되어 있다.
제1광원(12)은 635∼650nm 파장의 제1광빔을 발생하고 제2광원(14)은 780nm 파장의 제2광빔을 발생한다. 이를 위하여, 제1광원(12)은 635∼650nm 파장의 레이저 다이오드를 사용하고 제2광원(14)은 780nm 파장의 레이저 다이오드를 사용한다.
DVD를 억세스할 경우에, 제1광원(12)은 구동되고 제2광원(14)은 오프(off)된다. 제1광원(12)으로부터 발생되는 제1광빔이 제1시준렌즈(16)에 의해 평행광으로 진행된다. 제1시준렌즈(16)를 통과한 제1광빔은 제1빔스프리터(28)와 제2빔스프리터(30)을 차례로 통과한 후 45도 반사경(26)에 의해 대물렌즈(20)에 입사된다. 대물렌즈(20)는 자신에게 입사된 광빔을 DVD의 정보 기록면(10A)에 점의 형태로 집속한다. 집속된 광빔은 DVD의 정보 기록면(10A)에 의해 반사되어 광로를 역행하고 대물렌즈(20)를 경유하여 평행광으로 진행된다. 반사된 광빔은 45도 반사경(26)에 의해 직각으로 반사되어 제2빔스프리터(30)에 입사된다. 반사된 광빔은 제2빔스프리터(30)에 의해 집속렌즈(24)로 향한다. 그리고 집속렌즈(24)는 광빔을 다분할 광검출기(22)에 집속한다. 다분할 광검출기(22)는 자신에게 입사된 광정보 신호를 전기적 신호로 변환한다.
또한, CD 또는 CD-R을 억세스 할 경우, 제1 광원(12)은 오프(off)되고 제2광원(14)은 구동되어 780nm 파장의 제2광빔을 발생한다. 제2광빔은 제2시준렌즈(18)에 의해 평행광으로 진행된다. 제2광빔은 제1빔스프리터(28)에서 직각으로 반사되어 제2빔스프리터(30) 및 45도 반사경(26)을 거쳐 대물렌즈(20)쪽으로 향한다. 그 이후의 제2광빔의 진행과정은 DVD의 경우와 동일하므로 설명을 생략한다.
CD 또는 CD-R을 억세스 할 때 대물렌즈(20)에 입사되는 유효경이 DVD를 억세스 할 때 보다 작은 것은 대물렌즈(20)가 DVD 전용으로 제작되기 때문이다. 그러므로 CD 또는 CD-R을 억세스 할 경우에는 대물렌즈(20)에 입사하는 광빔의 유효경을 줄여 0.35∼0.45의 개구수를 유지하여야 한다. 또한 종래의 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광빔들의 경로를 일치시키기 위한 수단을 추가로 구비해야 한다.
이러한 이유로, 종래의 이종 광디스크용 광픽업 장치에서는 그 제작 공정이 복잡하게 되는 것은 물론이고 아울러, 부수적인 광학소자들이 설치되어야 함으로써 제조가격을 상승시키는 문제점을 초래하였다.
따라서 본 발명의 목적은 동일한 광경로로 진행하는 파장이 다른 두 개 이상의 광빔을 발생하는 이파장 광원모듈을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 파장이 다른 두 개 이상의 광빔을 발생하는 이파장 광원모듈을 이용하여 조립 난이도를 감소시킬 수 있고 구조를 간소화 할 수 있는 이종 광디스크용 광픽업 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이파장 광원모듈은 제1광빔을 발생하는 제1광원과, 제1광빔과 일정한 각도로 교차하도록 제1광빔과 다른 파장을 갖는 제2광빔을 발생하는 제2광원과, 제1광빔과 제2광빔의 교차점에 위치하여 상기 제1 및 제2광원드로부터 발생된 광빔의 진행 경로를 일치시키는 광경로 일체화 수단을 구비한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이파장 광원모듈을 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치는 동일한 광로로 진행하도록 서로 다른 파장을 갖는 두 개 이상의 광빔을 발생시키는 이파장 광원모듈과, 광디스크에 서로 다른 파장의 광빔을 집속하는 대물렌즈와, 광디스크에 의해 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출수단을 구비한다.
상기 목적들외에 본 발명의 다른 목적 및 잇점들은 첨부 도면을 참조한 다음의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부한 제2도 내지 제5도를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
제2도를 참조하면, 광디스크(10)에 조사될 광빔을 발생하기 위해 일정한 거리를 두고 설치된 제1 및 제2광원(12, 14)과 제1 및 제2광원(12, 14)으로부터 광빔의 진행방향에 설치된 홀로그램 광학 소자(Holographic Optical Element ; 이하 “HOE”라 함, 32)를 하나의 모듈로 패키징한 이파장 광원(40)을 구비한 본 발명의 실시예에 따른 이종 광디스크용 광픽업 장치가 도시되어 있다.
제1광원(12)은 광디스크(10)의 표면과 정보기록면과의 거리가 0.6㎜의 DVD인 경우에 구동되는 반면, 제2광원(14)은 광디스크(10)의 표면과 정보기록면과의 거리가 1.2㎜의 CD 또는 CD-R인 경우에 구동된다. 제1광원(12)은 635∼650nm 파장의 레이저 다이오드를 사용하여 제1광빔을 발생한다. 그리고 제2광원(14)은 780nm 파장의 레이저 다이오드를 사용하여 제2광빔을 발생한다. HOE(32)에 기록된 홀로그램(34)은 각기 다른 각도에서 자신에게 입사되는 서로 다른 파장의 광빔의 진행 경로를 일치시키고 유효경을 조절한다.
제3도는 본 발명의 실시예에 따른 일체화된 광원모듈로 구성된 이파장 광원을 도시하고 있다.
제3도의 (A)를 참조하면, 제1광원(12)은 HOE(32)의 중심선과 평행하게 설치되고, 제2광원(14)은 HOE(32)의 중심선으로부터 일정각도 θ로 떨어져 설치된다.
제3도의 (B)에서 HOE(32)에 있는 홀로그램(34)의 물체광이 발산점은 HOE(32)의 밑면으로부터 H1만큼 떨어진 제1광빔의 발광점과 일치하며 그리고 홀로그램(34)의 참조광의 발산점은 HOE(32)의 밑면으로부터 H2만큼 떨어지고 제1광원(12)의 발광점과 일치하는 점O로부터 L만큼 떨어진 R점에 있도록 한다. 제1광빔은 제1광원(12)의 점O로부터 발생되어 HOE(32)를 지날 때 +1차 (또는 -1차) 회절광빔과 0차 회절광빔으로 분리될 때 0차 회절광빔이 되며 제2광원(14)에서 점R로부터 발생한 참조광이 HOE(32)를 통과할 때 홀로그램(34)에 의해 재생된 물체광이 되면 이 물체광은 제1광빔의 경로와 일치한다.
또한 홀로그램(34)과 제1 및 제2광원(12, 14) 사이의 거리(홀로그램의 밑면의 중심점으로부터 점 O 또는 점 R 사이의 거리)와 홀로그램(34)의 직경에 따라 제2광원(14)으로부터의 제2광빔의 유효경이 조절된다.
제3도의 (C)에는 HOE(32)와 홀로그램(34)의 직경비를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
제1광원(12)으로부터의 제1광빔은 DVD를 억세스하기 위해 개구수를 0.6으로 유지해야 한다. 그리고 제2광원(14)으로부터의 제2광빔은 CD 또는 CD-R을 억세스 하기 위해 상대적으로 적은 0.35∼0.45의 개구수를 유지해야 한다. CD 또는 CD-R을 억세스하기 위해 제2광원(14)으로부터의 제2광빔은 홀로그램(34)의 직경(W2)에 의해 유효경을 줄일 수 있다.
이를 자세히 하면, 홀로그램(34)의 직경(W1) 안에 입사되는 제2광빔의 일부분만이 제1광빔의 광로와 일치하게되고, 홀로그램의 직경(W1)를 벗어나서 입사되는 제2광빔의 일부는 광축과 θ의 각도를 유지하여 HOE(32)를 통과한다. 그러므로 CD 또는 CD-R의 정보 기록면(10B)에 접속되는 제2광빔의 유효광빔은 홀로그램의 직경(W2) 안에 입사되는 광빔이다.
다른 종류의 광디스크를 억세스하는 경우에 있어서, 본 발명의 다른 실시예들을 첨부한 제4도 및 제5도를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
제4도는 DVD를 억세스 하는 경우의 본 발명의 실시예에 따른 이파장 광원을 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치가 도시되어 있다.
제4도를 참조하면, 광디스크의 종류에 따라 구동전극이 선택적으로 절환되는 구동전압 절환부(42)를 구비한 본 발명의 이파장 광원을 이용항 이종 광디스크용 광픽업 장치가 도시되어 있다.
구동전압 절환부(42)는 제1광원(12)의 구동전극 단자(A)와 제2광원(14)의 구동전극 단자(B)와 구동전압 단자(C)를 추가로 구비한다.
DVD를 억세스 할 경우에, 구동전압 단자(C)는 제1광원(12)의 구동전극단자(A)와의 접속으로 제1광원은 구동되어 635∼650nm 파장의 제1광빔을 발생한다. 이 때, 구동전압 단자(C)와 제2광원(14)의 구동전극 단자(B)는 절환되어 제2광원(14)은 오프(off)된다. 제1광빔은 HOE(32)를 지나면서 +1차(또는 -1)차 회절광빔과 0차 회절광빔으로 분리되는데 DVD의 정보기록면(10A)에 집속되는 광빔은 0차 회절광빔이다.
제5도는 CD 또는 CD-R을 억세스 하는 경우의 본 발명의 실시예에 따른 이파장 광원모듈을 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치가 도시되어 있다.
CD 또는 CD-R을 억세스 할 경우에, 구동전압 단자(C)와 제1광원(12)의 구동전극 단자(A)와의 접속은 절환되어 제1광원(12)은 오프(off)되고, 구동전압 단자(C)는 제2광원(14)의 구동전극 단자(B)와 접속되어 제2광원(14)은 구동된다. 이에 따라 제2광원(14)에서는 780nm 파장의 제2광빔이 발생된다. 제2광빔은 HOE(32)를 지나면서 홀로그램(34)에 의해 참조광이 물체광으로 재생되어 제1광빔의 광로와 일치하게 된다. 이를 상세히 하면, 홀로그램(34)의 직경(W1)의 내경 안에 입사되는 제2광빔은 회절되어 일부만이 제1광빔의 동일한 광로로 진행됨으로서 감소된 유효경을 가지게 된다.
그리고 이파장 광원모듈을 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치는 광디스크(10)에 조사될 광빔을 집속하는 대물렌즈(20)와, 광디스크(10)에 의해 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하는 다분할 광검출기(22)와, 이파장 광원(40)과 대물렌즈(20) 사이에 나란하게 위치한 45도 반사경(26)과 제3빔스프리터(36)를 추가로 구비한다.
제1 및 제2광빔은 HOE(32)를 동일한 광로로 진행하고 제3빔스프리터(36)를 통과하여 45도 반사경(26)에 의해 대물렌즈(20)에 입사된다. 대물렌즈(20)는 635∼650nm 파장의 제1광빔을 DVD의 정보 기록면(10A)에 집속하고 780nm 파장의 제2광빔을 CD 또는 CD-R의 정보 기록면(10B)에 집속한다. 제1 및 제2광빔은 광디스크의 정보 기록면(10A, 10B)으로부터 반사되어 광로를 역행한다. 반사된 광빔은 45도 반사경(26)에 의해 직각으로 반사되어 제3빔스프리터(36)로 향한다. 제3빔스프리터(36)는 자신에게 반사된 광빔을 다분할 광검출기(22)쪽으로 반사시킨다.
이를 위해, 제3빔스프리터(36)는 제1 및 제2광원(12, 14)으로부터의 제1 및 제2광빔을 통과시킴과 아울러, 광디스크(10)에 의해 반사된 광빔을 직각으로 반사시킨다. 그리고 45도 반사경(26)은 제1 및 제2광원(12, 14)으로부터의 제1 및 제2광빔을 대물렌즈(20)로 직각으로 반사시킴과 아울러, 광디스크(10)에 의해 반사된 광빔을 제3빔스프리터(36)로 직각으로 반사시킨다.
또한, 이파장 광원모듈을 이종 광디스크용 광픽업 장치는 이파장 광원(40)과 제3빔스프리터(36) 사이에 위치한 제3시준렌즈(38)와, 제3빔스프리터(36)와 다분할 광검출기(22) 사이에 위치한 집속렌즈(24)를 추가로 구비한다.
제3시준렌즈(38)는 제2 및 제2광원(12, 14)으로부터의 제1 및 제2광빔을 평행하게 제3빔스프리터(36)쪽으로 진행시킨다. 그리고 집속렌즈(24)는 제3빔스프리터(36)로부터의 광빔을 다분할 광검출기(22)의 표면에 점의 형태로 집속한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이파장 광원모듈과 그를 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치는 두 개 이상의 서로 다른 파장의 광원들을 이파장 광원모듈로 일체화시킴으로서 일체화된 광원모듈로 종류가 다른 광디스크를 억세스할 수 있다. 그리고 본 발명에 따른 이파장 광원모듈과 그를 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치는 홀로그램을 이용하여 두 개 이상의 서로 다른 파장의 광원을 일체화된 광원모듈로 패키징함으로써 조립 난이도를 감소시키고 제조가격을 절감할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있는 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정하여져야만 한다.

Claims (7)

  1. 제1광빔을 발생하는 제1광원과 상기 제1광빔과 일정한 각도로 교차하도록 상기 제1광빔과 다른 파장을 갖는 제2광빔을 발생하는 제2광원과 상기 제1광빔과 상기 제2광빔의 교차점에 위치하여 상기 제1 및 제2광원들로부터 발생된 광빔의 진행 경로를 일치시키는 광경로 일체화 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이파장 광원모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광경로 일체화 수단은 홀로그램을 구비하고 이 홀로그램 밑면으로부터 일정거리 떨어진 제1광원의 발광점을 홀로그램의 물체광의 발산점으로 하고 제1광원의 발광점으로부터 일정거리 떨어진 점을 참조광의 발산점으로 함을 특징으로 하는 이파장 광원모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    서로 다른 파장을 갖는 상기 제1 및 제2광원들로부터 상기 광경로 일체화 수단까지의 거리와 상기 홀로그램의 직경에 의해 상기 제1광원으로부터 일정한 각도로 떨어진 상기 제2광원에서 발생한 제2광빔의 일부만이 상기 제1광빔의 광경로와 일치됨으로써 상기 제2광빔의 유효경이 감소되는 것을 특징으로 하는 이파장 광원모듈.
  4. 서로 다른 파장의 두 개 이상의 광빔을 발생시키는 이파장 광원모듈과,
    광디스크에 동일한 광로로 진행하도록 상기 서로 다른 파장을 갖는 광빔을 집속하는 대물렌즈와,
    상기 광디스크에 의해 반사된 광빔을 전기적 신호로 변환하기 위한 광검출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 이파장 광원모듈을 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이파장 광원모듈로부터의 광빔을 상기 대물렌즈쪽으로 전달함과 아울러 상기 광디스크에 의해 반사되어 상기 대물렌즈를 경유하는 광빔을 상기 광검출수단으로 반사시키는 빔스프리터를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 이파장 광원모듈을 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이파장 광원모듈로부터의 광빔을 평행하게 상기 빔스프리터로 진행하도록 하는 시준렌즈를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 이파장 광원모듈을 이용한 이종 광디스크용 광픽업 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 빔스프리터와 상기 광검출수단 사이에 위치하여 상기 빔 스프리터로부터 상기 광검출수단쪽으로 입사될 광빔을 집속하는 집속렌즈를 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 이파장 광원모듈을 이용한 이중 광디스크용 광픽업 장치.
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