KR19990049979A - 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치에 관한 것이다. 이는, 듀얼 포커스렌즈의 가공기술력에 대한 제작상 난해함을 해소하며 단일한 대물렌즈사용에 따른 구면수차의 영향을 줄일 수 있음과 동시에 광 픽업장치를 소형화할 수 있도록, 광디스크의 기록면과 평행하게 설치되어 상부에 광학소자가 설치되는 실리콘기판(1)과, 실리콘기판(1)의 상부면과 예각으로 설치되는 편광프리즘(10)과, 편광프리즘(10)과 이격되어 실리콘기판(1)상에 설치되며 일정파장의 레이저광이 방출되는 레이저다이오드(5)와, 레이저다이오드(5)의 설치측방에 설치되어 광디스크(50)상에서 반사된 반사광이 수광되는 광검출기(60)와, 편광프리즘(10)과 광디스크(50)사이에 설치되어 레이저광의 위상을 변환시키는 파장판(20)과, 파장판(20)을 경유한 레이저광을 광폭에 따라 다른 투과율로 분리투과시키는 광조절판(30)과, 광조절판(30)을 경유한 레이저광을 광디스크(50)에 집속시키는 대물렌즈(40)를 포함하여 이루어지는 광픽업장치를 제공한다. 그리하여, 광학소자간의 정열배치가 단순화됨과 동시에 일체로 제작될 수 있으며 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 복수개의 광디스크에 따라 광량을 조절,재생시키므로 최소의 광량손실로 광픽업장치의 기능이 향상되는 효과가 있는 것이다.

Description

광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치

본 발명은 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치에 관한 것으로, 특히 다수개의 광학소자를 실리콘기판상에 일체로 구성하여 광픽업장치의 소형화를유도함과 동시에 광폭에 따라 광속의 세기분포를 상이하게 집광시켜 디지털 오디오 디스크와 디지털 비디오 디스크상에 각각 상이한 최외각입사각으로 광정보를 독출하므로 광량의 손실을 최소하므로 광픽업장치의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치에 관한 것이다.

일반적으로, 광학 데이터 기록매체 즉, 광디스크는 두께가 1.2 mm인 음악재생용 디지탈 오디오 디스크(Digital Audio Disk ;DAD)와 0.6mm인 디지탈 비디오 디스크(Digital Video Disk ;DVD) 등으로 구분되며, 1.2mm두께의 디지탈 오디오 디스크는 한면에 복층으로 데이타를 기록하고, 0.6mm의 두께의 디지탈 비디오 디스크는 중간에 복층으로 데이타를 기록하여 하나의 디스크에 다량의 데이타를 기록하도록 되어 있었다.

상기한 두 종류의 디스크중 디지탈 비디오 디스크는 그 두께가 1.2mm로 형성되어 0.6mm두께의 디지털 오디오 디스크보다 기록의 고밀도화를 위해 디스크상의 트랙 피치가 0.74㎛이고 기록신호인 피트간의 최단길이가 0.4㎛로 제작되므로 트랙피치가 1.6㎛와 피트간의 최단길이가 0.834㎛인 디지탈 오디오 디스크와 서로 상이하여 디지탈 오디오 디스크와 디지탈 비디오 디스크에서 기록된 정보를 읽는 경우 재생시 광스폿의 지름이 다른데 따른 대물렌즈의 구면수차가 일치되지 않아 동시재생이 불가능하고, 디스크의 상호 0.6mm 두께 차이에 의해 광학적 수차가 높아져 노이즈가 증가, 에러발생율이 증대되어 기록된 정보를 정확히 읽을 수 없게 되므로 광 픽업장치는 0.6mm 또는 1.2mm 디스크중 하나의 기록된 정보만을 읽을수 있도록 되어 있었다.

따라서 최근에 들어 1.2mm 디스크와 0.6mm 디스크에 기록된 정보를 동시에 선택적으로 읽을 수 있도록 상호 구면수차를 보정시켜 디스크상에 상이한 두개의 스폿을 집광시키도록 홀로그램 광학렌즈와 대물렌즈가 복합 배열된 듀얼 포커스렌즈를 사용하는 듀얼 포커스 광픽업장치가 개발되고 있는 것이다.

이러한 종래 듀얼 포커스 광픽업장치의 일례로는, 도 1에 도시된 바와 같이 소정의 파장을 갖는 레이저광이 발생되는 레이저다이오드(a)와, 이 레이저다이오드(a)의 상측에 형성되어 입사되는 레이저광의 회절현상을 이용해 0차 회절광과 ±1차 회절광 즉, 쓰리빔(Three Beam)으로 분리시키는 회절격자(b)와, 이 회절격자(b)의 일측에서 소정의 기울기를 갖고 형성되어 입사광을 투과시키고 반사광을 반사시키는 빔스플리터(c)와, 이 빔스플리터(c)의 상측에 형성되어 굴절된 광이 직선성을 갖도록 하는 콜리메이터렌즈(d)와, 이 콜리메이터렌즈(d)의 상측에 형성되며 직선성을 가진 광을 집광하여 디지탈 비디오 디스크용인 0.6mm 디스크(h; 이하 "제 1디스크"라함) 및 디지탈 오디오 디스크인 1.2mm 디스크(i; 이하 "제 2디스크"라함)상에 포커싱시켜 기록된 정보를 읽도록 홀로그램 광학렌즈(e)와 대물렌즈(f)가 복합 배열된 듀얼 포커스렌즈(g)와, 상기 기록된 정보를 수반한 레이저광에서 포커스에러의 검출을 위해 비점수차를 발생시키는 비점수차 발생렌즈(k)와, 이 비점수차 발생렌즈(k)를 통과한 광 정보를 검출하여 전류신호로 변환시키는 광검출기(l)로 구성된다.

이와 같은 구성을 갖는 종래 광 픽업장치의 작동은 먼저, 소정의 발진파장을 갖는 레이저광은 레이저다이오드(a)에서 회절격자(b)로 입사되고, 이 입사된 레이저광은 회절격자(b)를 투과하며 0차 및 ±1차 광 즉, 쓰리빔으로 분리되어 방사된다. 이 쓰리빔은 포커스 및 트랙킹에러용으로 이용되는 것으로, 회절격자(b)를 투과하여 빔스플리터(c)로 입사되고, 이 쓰리빔은 빔스플리터(c)에 의해 일정한 비율로 반사 및 투과된다. 이렇게 반사된 레이저광은 빔스플리터(c)에서 콜리메이터렌즈(d)로 입사되고, 이 레이저광은 콜리메이터렌즈(d)를 경유하므로 직선성이 부여된다. 이렇게 직선성이 부여된 레이저광은 콜리메이터렌즈(d)에서 듀얼 포커스렌즈(g)의 홀로그램 광학렌즈(e)로 입사되고, 레어저광은 홀로그램 광학렌즈(e)에 의해 광학적 구면수차가 보정됨과 동시에 회절된다. 이렇게 회절된 레이저빔은 홀로그램 광학렌즈(e)에서 대물렌즈(f)로 입사되고, 회절된 레이저빔은 대물렌즈(f)에 의해 집광되어 0.6mm인 제 1디스크(h)와 1.2mm 제 2디스크(i)상에 각각 지름이 1.6μm 및 0.8μm의 상이한 에어리 형태로 집광되어 제 1디스크(h) 또는 2디스크(i)의 피트(j)신호면에 조사되며, 이 레이저광은 디스크상의 피트(j)가 없는 곳에서는 거의 그대로 반사되어 대물렌즈(f)로 돌아오게 되나, 피트(j)가 있는 곳에서는 레이저광이 피트(j)에 의해 회절되어 대물렌즈(f)의 범위밖으로 방출되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 광검출기(l)에 광량차이를 발생시킨다. 이는 피트(j)의 깊이가 파장의 λ/4에 설정되어 있어 반사광은 피트(j)의 상하에 반파장이 달라 간섭에 의해 상쇄되므로 광검출기(l)에 돌아온 광량이 감소하게 되는 것이다.

그리고 상기 제 1디스크(h) 또는 제 2디스크(i)에서 반사되어 돌아오는 변조된 반사광은 듀얼 포커스렌즈(g)와 콜리메이트렌즈(d)를 경유하며, 반사광은 콜리메이트렌즈(d)에서 빔스플리터(c)로 입사되고, 이 반사광은 빔스플리터(c)에 의해 레이저다이오드(a)로 다시 조사되는 것이 방지된다. 이렇게 변조된 반사광은 빔스플리터(c)에서 비점수차 발생렌즈(k)로 보내지고, 이 반사광은 비점수차 발생렌즈(k)에 의해 포커스 에러를 검출하기 위한 비점수차가 발생되며 광검출기(c)가 설치된 경로로 광의 경로가 변화된다. 이렇게 경로가 변화된 반사광은 비점수차 발생렌즈(k)를 경유하고 광검출기(l)로 보내어지고, 이렇게 디스크에서 변조된 반사광은 광검출기에 의해 알에프(RF), 포커스 에러검출, 트랙킹조절 및 정보를 전류로 변환시키며, 이 변환된 전류는 미도시된 제어회로에 의해 원래의 신호로 복조되어 재생된다.

그러므로 상기와 같이 레이저다이오드(a)로부터 방사되는 레이저광은 홀로그램 광학렌즈(e)를 경유하여 디스크상에 상호 다른 에어리 형태로 집광되어 빔 포커스가 서로 다른 위치에 형성됨으로서 두께가 1.2mm 디스크와, 0.6mm 디스크에 기록된 정보를 선택적으로 읽어들일 수 있는 것이다.

그러나 상기한 종래 듀얼 포커스 광 픽업장치에 있어서, 디스크의 두께에 따라 이중의 포커스로 광디스크에 집광시키는 듀얼 포커스렌즈(g)는 홀로그램 광학렌즈(e)와 대물렌즈(f)가 복합배치되므로 그 가공상 고도의 기술력이 요구되어 제작이 난해함과 동시에 디스크의 두께가 상이한데 따른 일정광량의 사용으로 구면수차의 영향이 필연적으로 발생되어 재생감도가 저하되고, 다수개의 광학소자가 일정한 거리를 유지하여야 광학상 초평면에 위치하므로 광학소자간의 설계치수가 증가되어 광 픽업의 소형화에 장애요인이 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 디스크의 두께에 따라 이중의 포커스로 광디스크에 집광시키는 듀얼 포커스렌즈의 가공기술력에 대한 제작상 난해함을 해소함과 동시에 광량의 변화를 통하여 단일한 대물렌즈사용에 따른 구면수차의 영향을 줄일 수 있도록 하고, 광학소자간의 배치를 집적화시키므로 설계치수가 감소되어 광 픽업장치를 소형화할 수 있도록 한 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 광디스크의 기록면과 평행하게 설치되어 상부에 광학소자가 설치되는 실리콘기판;

이 실리콘기판의 상부면과 예각으로 설치되며 상측사면에서 레이저광을 선택적으로 투과 및 반사시키는 편광투과부와, 하측사면에서 레이저광을 전반사시키는 반사부와, 이 반사부와 상기 편광투과부사이에서 일정두께를 가지고 레이저광에 비점수차를 발생시키는

비점수차렌즈부와, 프레넬렌즈가 일체로 구비된 비점수차렌즈부로 이루어지므로 편광투과부로부터 입사면에 대하여 평행한 성분의 레이저광을 투과시키고, 입사면에 대하여 수직한 성분의 레이저광을 반사시키는 편광프리즘;

이 편광프리즘과 이격되어 상기 실리콘기판상에 설치되며 광의 진행방향에 대하여 수직한 성분으로 편광된 레이저광을 방출시키는 레이저다이오드;

이 레이저다이오드의 설치측방에 설치되어 광디스크상의 반사광을 수광하는 광검출기;

상기 편광프리즘과 광디스크사이에 설치되어 레이저광의 위상차에 의한 편광성을 변환시키는 파장판;

이 파장판을 경유한 레이저광을 투과율이 1인 전투과막으로 이루어져 레이저광을 전투과시키는 내측원형판과, 투과율이 1/2인 반투과막으로 이루어져 레이저광을 반투과시키는 외부판으로 구성되므로 레이저광을 상호 다른 투과율로 분리투과시키는 광조절판;

이 광조절판을 경유한 레이저광을 광디스크에 집속시키는 대물렌즈를 포함하여 이루어지는 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치를 제공한다.

도 1은 종래 듀얼 포커스 광픽업장치의 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 듀얼 포커스 광픽업장치의 배치도,

도 3a은 본 발명이 디지털 비디오 디스크를 재생하는 것을 보인 개략도,

도 3b은 본 발명이 디지털 오디오 디스크를 재생하는 것을 보인 개략도,

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 실리콘기판 5 : 레이저다이오드

10 : 편광프리즘 12 : 편광투과부

14 : 비점수차렌즈부 16 : 반사부

18 : 프레넬렌즈 20 : 파장판

30 : 광조절판 32 : 외부판

34 : 내측원형판 40 : 대물렌즈

50 : 광디스크 55 : 기록면

60 : 광검출기

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 상부에 광학소자가 설치되는 실리콘기판(1)이 광디스크의 기록면과 평행하게 설치된다.

상기 실리콘기판(1)의 상부면에는 실리콘기판(1)상에서 예각으로 편광프리즘(10)이 설치된다. 이 편광프리즘(10)은 상측사면에서 레이저광을 선택적으로 투과 및 반사시키는 편광투과부(12)와, 하측사면에서 레이저광을 전반사시키는 반사부(16)와, 이 반사부(16)와 상기 편광투과부(12)사이에서 일정두께를 가지고 레이저광에 비점수차를 발생시키는 비점수차렌즈부(14)로 이루어진다. 이 비점수차렌즈부(14)는 내측에서 반사광에 비점수차를 발생시켜 광검출기(60)에서 에러신호가 검출되도록 한다.

또한, 상기 편광투과부(12)는 입사면에 대하여 평행한 성분의 레이저광을 투과시키고, 입사면에 대하여 수직한 성분의 레이저광을 반사시키므로 광디스크상의 입사광과 반사광의 광경로를 상이하게 한다. 또한, 편광프리즘(10)의 비점수차렌즈부(14)에는 광디스크상에서 반사된 레이저광을 집광시켜 반사광에 에러신호를 부여하는 프레넬렌즈(도시안됨)가 일체로 형합되어 구비된다.

그리고, 상기 실리콘기판(1)상에는 편광프리즘(10)과 일정거리로 이격되도록 레이저다이오드(5)가 설치되고, 이 레이저다이오드(5)에서는 광의 진행방향에 대하여 수직한 성분으로 편광된 즉, S파로 편광변환된 일정파장의 레이저광을 방출한다.

상기한 레이저다이오드(5)의 측방에는 광디스크(50)상에서 반사되어 광정보가 독출된 반사광이 수광되는 광검출기(60)가 설치되고, 이 광검출기(60)는 편광프리즘(10)의 비점수차렌즈부(14)에서 발생된 비점수차로부터 포커스에러검출을 위하여 다분할 포토디텍터로 형성된다.

한편, 상기 편광프리즘(10)과 광디스크(50)사이에는 파장판(20)이 설치되어 레이저광의 편광성을 변화시키고, 이 파장판(20)의 상측에는 파장판(20)을 경유한 레이저광을 상호 다른 투과율로 분리투과시키는 광조절판(30)이 설치된다. 이 광조절판(30)은 레이저광을 제 1투과율로 투과시키는 내측원형판(32)과, 환형인 원형의 투광막으로 형성되며 레이저광을 제 2투과율로 투과시키는 외부판(34)으로 구성된다. 그리하여, 상기한 제 1투과율은 제 2투과율보다 크게 설정되도록 예컨데, 내측원형판(32)의 투과율이 1인 전투과막으로 형성되고, 외부판(32)의 투과율을 1/2인 반투과막으로 형성시키므로 광디스크(50)상에 집광되는 레이저광의 입사광세기분포를 가변시킬 수 있게 된다. 이렇게 가변되는 입사광세기분포는 내측원형판(34)과 외부판(32)을 경유한 레이저광의 광세기가 상이하므로 광디스크(50)상에 집광되는 레이저광의 최외각입사각이 광세기에 따라 다르게 되므로 광디스크(50)상에서 광스폿의 직경 및 그 심도를 조절할 수 있게 된다.

그리고, 이 광조절판(30)의 상측에는 광조절판(30)을 경유한 레이저광을 광디스크(50)에 집속시키는 대물렌즈(40)가 구비된다.

다음에는 상기와 같이 이루어진 본 발명의 작용을 설명한다.

먼저, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 일정파장의 레이저광이 레이저다이오드(5)로부터 방출되는데, 이 레이저다이오드(5)는 레이저광의 진행방향에 대하여 입사면에 수직성분인 광 예컨데, S편광이 방출되도록 레이저광의 편광방향을 조절시켜 레이저광을 방출한다. 이 편광된 레이저광은 레이저다이오드(5)에서 편광프리즘(10) 상면에 형성된 편광투과부(12)로 조사되는데, 이 편광투과부(12)는 편광스플리팅코팅처리되어 있으므로 입사면에 대해 수직성분인 S편광을 반사시키고 입사면에 수평성분인 P편광을 투과시킨다. 그러므로, 이 편광투과부(12)에 의해 입사된 레이저광은 반사되어 광경로가 파장판(20)측으로 조사된다. 이렇게 조사된 레이저광은 파장판(20)에 의해 직선편광이 원편광으로 변환된다. 이렇게 원편광으로 변환된 레이저광은 파장판(20)에서 광조절판(30)으로 조사되고, 이 광조절판(30)에 의해 레이저광은 분리투과된다. 이때, 광조절판(30)의 내측원형판(34)을 통하는 레이저광은 전투과되고, 외부판(32)을 통하는 레이저광은 반투과되므로 단일한 광폭의 레이저광에 대하여 광의 세기가 다르게 분리투과되는 것이다. 이렇게 상이한 광세기분포로 분리되어 투과된 레이저광중에서 내측원형판(34)을 전투과한 레이저광은 전투과되어 대물렌즈(40)를 경유하여 광축을 기준으로 최외각입사각이 θ1으로 집광됨과 동시에 외부판(32)을 반투과한 레이저광은 대물렌즈(40)를 경유하여 광축을 기준으로 최외각입사각이 θ2로 집광된다. 즉, 내측원형판(34)과 외부판(32)으로 구성된 광조절판(30)을 경유한 레이저광은 투과율이 다르게 투과된 광량에 따라 각각 다른 최외각입사각을 갖게 되어 서로 다른 개구수(N.A. : Numerical Aperture)로 대물렌즈(40)로 조사되어 광디스크(50)상으로 집광된다.

그런데, 상기 상호 다른 개구수로 광조절판(30)을 경유하여 대물렌즈(40)에 의해 집광되는 레이저광은 광디스크(50)상에서 입사시에 레이저광의 최외각입사각이 각각 다르므로 다음과 같은 수학식들에 의해 그 개구수와 광스폿의 직경 및 초점심도가 각각 결정된다.

최외각입사각θ1, θ2에 대한 개구율N.A.의 결정은 매질의 굴절율을 η하면,

N.A.1 = ηsinθ1 N.A.2 = ηsinθ2

이고, 상기 개구수에 대한 빔의 반경 W은(K는 상수),

이므로, 광스폿의 직경은 개구수에 반비례하고, 빔스폿직경에 대한 초점심도 D는 (R은 상수),

이므로, 광스폿이 작게 되는 조건은 레이저광의 파장이 작을수록 작게 되고, 개구수가 클수록 작게 되므로, 이렇게 내측원형판(34)과 외부판(32)을 경유하여 각각 다른 최외각입사각의 차이로 인한 광스폿의 직경의 차이는, 내측원형판(34)을 투과하여 집광되는 광보다 외부판(32)을 투과하여 집광되는 광이 더 작게 된다.

그리하여, 각각의 광디스크(50) 예컨데, 도 3a에 도시된 바와 같이 두께가 0.6mm인 디지털 비디오 디스크를 재생하는 경우에는 상기 파장판(20)에서 변환되어 외부판(32)을 반투과하고, 이렇게 반투과된 레이저광은 대물렌즈(40)에 의해 광축에 대하여 θ2로 광디스크(50)상에서 약 0.8㎛크기의 광스폿을 형성하게 되어 기록면(55)에서 회절과 간섭이 되어 광량 및 광의 유무로 광정보를 독출하게 된다. 이때, 본 발명에서는 디지털 비디오 디스크전용 렌즈 즉, 개구수가 0.5이상인 비구면렌즈를 사용하므로 기록면(55)에서 구면수차의 발생없이 정확하게 집광된다.

그리고, 두께가 1.2mm인 디지털 오디오 디스크의 재생시에는 도 3b에 도시된 바와 같이, 파장판(20)에서 원편광된 레이저광이 내측원형판(34)에서 전투과되어 대물렌즈(40)에 의해 집속되고, 이 레이저광은 광축에 대하여 θ1으로 광디스크(50)상에서 개구수가 상기 수학식 1의 N.A.1로서 작게 된다. 이는 디지털 오디오 디스크와 디지털 비디오 디스크가 각각 0.6mm의 두께 차이가 존재하므로 구면수차가 발생하게 되므로, 이 구면수차는 Δd가 광디스크(50)의 두께이고, n이 굴절율이라 하면,

에서 결정된다. 이때, 구면수차의 발생이 적은 광축 주변의 레이저광을 내측원형판(34)으로 전투과시켜 개구수를 작게 하고, 외부판(32)을 반투과하는 레이저광은 그 개구수가 내측원형판(34)을 투과하는 레이저광보다 커지게 된다. 그러므로, 디지털 비디오 디스크 재생전용의 대물렌즈(40)로 디지털 비디오 디스크를 재생함과 동시에 내측원형판(34)을 전투과하여 개구수가 작아진 레이저광은 상기 수학식 4에 의하여 개구수가 N.A.1로서 작아도록 조정가능하므로 구면수차는 (N.A.)⁴에 비례하게 되어 구면수차가 현저하게 감소한다. 이에 따라 개구수가 작아져 광스폿의 직경은 수학식 2에 따라 개구수에 반비례하므로 광디스크(50)상 즉, 디지털 오디오 디스크상에서 1.6㎛의 크기보다 광스폿의 직경이 크게 집광되므로 트랙피치가 1.6㎛와 기록면(55)의 최단길이가 0.834㎛인 디지탈 오디오 디스크상에서 기록면(55)에서 회절과 간섭이 되어 광량 및 광의 유무로 광정보를 독출하게 된다.

그리하여, 상기와 같은 과정으로 각각의 광디스크(50)상에서 광정보를 독출한 레이저광은, 대물렌즈(40) 및 광조절판(30)을 경유하여 파장판(20)으로 조사된다. 이 레이저광은 파장판(20)의 투과시에 원편광이 직선편광으로 편광된다. 이때, 직선편광된 레이저광은 광디스크(50)상에서 반사시 역전된 원편광이 파장판(20)으로 입사되므로, 초기 파장판(20)에 입사시와는 직교하는 편광방향을 갖는 P파의 직선편광이 된다. 이렇게 역전된 직선편광의 레이저광은 파장판(20)에서 편광프리즘(10) 상면의 편광투과부(12)로 조사되고, 이 직선편광의 레이저광은 편광투과부(12)에 의해 투과된다. 이러한 투과는 편광투과부(12)가 P파에 대하여 투과되도록 편광스플리팅코팅되어 있으므로 레이저광은 편광투과부(12)에서 편광이 변환되어 투과하게 된다. 그리하여, 상기 편광투과부(12)를 투과한 레이저광은 비점수차렌즈부(14)를 경유하고, 이 레이저광은 비점수차렌즈부(14)의 프레넬렌즈(18)에 의해 비점수차가 발생된다. 이는 광디스크상에서의 포커싱에러검출을 위한 것으로 프레넬렌즈(18)로부터 반사부(16)로 조사된다. 이러한 레이저광의 경로는 편광프리즘(10) 일측에 배치된 레이저다이오드(5)에서 방출되는 레이저광의 경로와는 다르게 유도됨과 동시에 이 비점수차가 발생된 레이저광은 포커스에러의 검출을 위해 사용되므로 편광프리즘(10)의 평면상에서 직선편광의 레이저광은 회절되어 방출시와는 다른 광경로로 포커스에러신호를 가지고 반사부(16)에서 전반사되어 광이 집속된다. 이렇게 집속된 레이저광은 프레넬렌즈(18)로부터 비점수차가 발생됨과 동시에 일점에 집속되도록 하는 것으로 광량손실을 억제하게 된다.

그리하여, 레이저광은 반사부(16)에서 전반사되어 프레넬렌즈(18)에 의해 집속되어 레이저다이오드(5)의 상측에 설치된 다분할 방식의 포토디텍터인 광검출기(60)로 조사된다.

이와같이, 각각의 경로를 경유하여 광정보를 독출한 레이저광은 회절과 간섭 및 반사 투과되어 디지털 오디오신호 및 디지털 비디오신호를 원래의 전기적 신호로 출력시키고, 이 출력된 광신호는 디지털 신호처리부(도시않됨)에 의해 원래의 신호로 복조됨으로써 광디스크상에 기록된 오디오신호인 알에프(R.F)신호와 에러검출신호인 포커스신호, 트랙킹신호가 출력되는 것이다.

이와 같이 본 발명은, 투과율이 다른 광조절판(30)으로 레이저광을 투과시키므로 디지털 비디오 디스크의 재생시에는 광조절판(30)의 외부판(32)을 반투과하여 대물렌즈(40)에서 집광되므로 광디스크상(50)에 약 0.8㎛직경의 크기로 광스폿을 형성하여 디지털 비디오 디스크를 재생하고, 디지털 오디오 디스크의 재생시에는 레이저광이 상기 광축부분의 광은 내측원형판(32)을 전투과하여 대물렌즈(40)에 의해 광디스크(50)상에 집광됨과 동시에 최외각입사각이 디지털 비디오 디스크의 재생시보다 작게 입사되어 상호 광디스크(50)의 두께차이로 발생되는 구면수차를 대폭 감소시키므로 광디스크(50)상에 1.6㎛크기보다 큰 직경의 광스폿을 형성하므로 기록면의 폭이 큰 디지털 오디오 디스크도 광량의 손실없이 정확하게 재생할 수 있는 것이다.

본 발명 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치는, 광정보를 판독하는 레이저광의 방출부와 수광부를 동일한 평면상에 배치시키고, 광디스크간의 두께차이로 인한 구면수차의 발생을 감소시키므로 기록용량이 다른 각각의 광디스크를 동시에 재생할 수 있으며 광학소자간의 정열배치가 단순화됨과 동시에 일체로 제작될 수 있어 제작시 각각의 광학소자가 정확한 위치에 배열되므로 광픽업장치의 제작비를 저감시키며 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 복수개의 광디스크에 따라 광량을 조절하여 재생시키므로 광량의 손실을 최소화하여 광픽업장치의 기능이 향상되는 효과가 있는 것이다.

Claims (9)

1. 광디스크(50)의 기록면과 평행하게 설치되어 상부에 광학소자가 설치되는 실리콘기판(1)과, 이 실리콘기판(1)의 상부면과 예각으로 설치되어 레이저광을 선택적으로 투과 및 반사시킴과 동시에 에러검출신호를 부여하는 편광프리즘(10)과, 이 편광프리즘(10)과 이격되어 상기 실리콘기판(1)상에 설치되며 일정파장의 레이저광이 방출되는 레이저다이오드(5)와, 이 레이저다이오드(5)의 설치측방에 설치되어 광디스크(50)상에서 반사된 반사광이 수광되는 광검출기(60)와, 상기 편광프리즘(10)과 광디스크(50)사이에 설치되어 레이저광의 위상을 변환시키는 파장판(20)과, 이 파장판(20)을 경유한 레이저광을 광폭에 따라 다른 투과율로 분리투과시키는 광조절판(30)과, 이 광조절판(30)을 경유한 레이저광을 광디스크(50)에 집속시키는 대물렌즈(40)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 편광프리즘(10)은 상측사면에서 레이저광의 위상에 따라 선택적으로 투과 및 반사시키는 편광투과부(12)와, 하측사면에서 레이저광을 전반사시키는 반사부(16)와, 이 반사부(16)와 상기 편광투과부(12)사이에서 일정두께를 가지고 레이저광에 비점수차를 발생시키는 비점수차렌즈부(14)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 편광투과부(12)는 입사면에 대하여 평행한 성분의 레이저광을 투과시키고, 입사면에 대하여 수직한 성분의 레이저광을 반사시키는 것을 특징으로 하는 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 편광프리즘(10)의 비점수차렌즈부(14)에는 레이저광의 광경로를 단축시키는 프레넬렌즈(18)가 일체로 구비되는 것을 특징으로 하는 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 레이저다이오드(5)는 광의 진행방향에 대하여 수직한 성분으로 편광변환된 레이저광을 방출시키는 것을 특징으로 하는 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 광조절판(30)은 협폭의 레이저광을 제 1투과율로 투과시키는 내측원형판(34)과, 광폭의 레이저광을 제 2투과율로 투과시키는 외부판(32)으로 구성되어 제 1투과율은 제 2투과율보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치 .
7. 제 6 항에 있어서, 상기 내측원형판(34)의 투과율은 1인 전투과막이고, 상기 외부판(32)의 투과율은 1/2인 반투과막으로 형성된 것을 특징으로 하는 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치.
8. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 광조절판(30)의 외부판(34)은 환형인 원형의 투광막으로 형성된 것을 특징으로 하는 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 광조절판(30)은 광디스크(50)상에 집광되는 레이저광의 최외각입사각을 조절하는 것을 특징으로 하는 광량조절형 듀얼 포커스 광픽업장치.