KR19990050003A - 듀얼 포커스 광픽업장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 듀얼 포커스 광 픽업장치에 관한 것으로 그 구성은 광 디스크의 하부에 형성되어 입사되는 빔의 파장에 따라 선택적으로 투과하는 선택투과판과 λ/4파장판 그리고 위상홀로그램격자판을 복층 형성한 복층프리즘과, 이 복층 프리즘의 하방에 설치되어 입사하는 레이저 광의 일정비율로 반사 및 투과하는 제 1입사면과 제 2입사면이 상호 교차 형성된 입방체프리즘과, 이 입방체 프리즘의 일측에서 그 제 1입사면에 대향되도록 설치된 제 1레이저다이오드와, 상기 입방체 프리즘의 일측에서 제 2입사면에 대향되도록 설치된 제 2레이저다이오드와, 상기 입방체 프리즘의 하방 소정위치에 형성되어 0차 및 ±1차광으로 회절되어 입사되는 광정보의 빔을 검출하는 복수개의 광검출기로 이루어져 기구적으로 경박 단소화하게 제작 가능함으로 소형화된 픽업 장치의 제작이 용이한 효과가 있다

Description

듀얼 포커스 광픽업장치

본 발명은 듀얼 포커스 광 픽업장치에 관한 것으로, 특히 입사되는 빔의 파장에 따라 선택적으로 투과하는 선택투과판과 λ/4파장판 그리고 위상홀로그램격자판을 복층 형성한 복층 프리즘과, 이 복층 프리즘의 하방에 경사진 입사면을 각각 형성한 입방체 프리즘과, 이 입방체 프리즘의 입사면에 각각 대향되도록 레이저 다이오드를 배치함으로써 디지털 오디오 및 디지털 비디오 디스크를 호환 재생할 수 있도록 하여 광 픽업 장치의 경박단소화를 이룰 수 있도록 한 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 디스크에서 기록된 데이타를 재생하는 광 픽업장치는 1.2mm두께의 디지탈 오디오 디스크와 0.6mm두께의 디지탈 비디오 디스크에서 기록된 정보를 읽는 경우, 디지탈 비디오 디스크에서는 기록의 고밀도화를 위해 디스크상의 트랙 피치가 0.74㎛이고 기록신호인 피트간의 최단길이가 0.4㎛이므로 트랙피치가 1.6㎛와 피트간의 최단길이가 0.834㎛인 디지탈 오디오 디스크와 서로 상이하여 재생시 광스폿의 지름이 달라야 하므로 대물렌즈의 구면수차가 일치되지 않아 동시재생이 불가능하고, 디스크의 상호 0.6mm 두께 차이에 의해 광학적 수차가 높아져 노이즈가 증가하여 에러발생율이 증대되므로 기록된 정보를 정확히 읽을 수 없으므로 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 선택적으로 독출할 수 있도록 도 1의 상세도에 도시된 바와 같이, 0.6mm 디스크에 대하여 설계된 개구수(NA)가 0.6인 대물렌즈(1130)와, 에칭(Eching)에 의해 다단계 회절층(w1,w2,h0)이 형성된 홀로그래픽 광학소자(1120)가 복합배열된 듀얼포커스렌즈(1125)를 채택하고, 이 홀로그래픽 광학소자(1120)에 의해 회절된 0차광은 직진함과 동시에 1차회절된 레이저광은 발산광이 되도록 하므로 회절효율을 조절하여 광량을 적절히 배분하는 듀얼 포커스 광픽업 장치가 개발되고 있다.

이러한 홀로그래픽 광학소자(1120)가 채택된 듀얼 포커스 광픽업장치의 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 선형편광된 일정파장의 레이저광을 주사하는 레이저다이오드(1100)와, 이 레이저다이오드(1100)에서 주사된 레이저광을 트랙킹에러신호검출을 위한 0차회절광과 ±1차회절광 즉, 쓰리빔(Three Beam)으로 분리시키는 회절격자(1105)와, 이 회절격자(1105)의 일측에서 소정의 기울기를 갖고 설치되어 주사된 레이저광을 일정한 비율로 반사 및 투과시키는 빔스플리터(1110)와, 이 빔스플리터(1110)를 경유한 레이저광을 평행광으로 변환시키는 콜리메이터렌즈(1115)와, 이 콜리메이터렌즈(1115)를 경유한 평행광의 회절효율을 조절하여 광량을 배분하는 홀로그래픽 광학소자(1120)와, 이 홀로그래픽 광학소자(1120)를 경유한 레이저광을 디지탈 비디오 디스크용인 0.6mm 디스크(1150; 이하 "제 1디스크"라함) 및 디지탈 오디오 디스크인 1.2mm 디스크(1160; 이하 "제 2디스크"라함)상에 포커싱시켜 기록된 정보를 독출하는 대물렌즈(1130)와, 상기 기록된 정보를 수반한 레이저광에서 에러신호의 검출을 위해 비점수차법에 의한 포커싱 에러신호를 발생시키는 비점수차 발생렌즈(1140)와, 이 비점수차 발생렌즈(1140)를 통과한 광 정보를 검출하여 전류신호로 변환시키는 광검출기(1145)로 구성된다.

한편, 이와 같은 구성을 갖는 종래 광 픽업장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 소정의 발진파장을 갖는 레이저 광은 레이저다이오드(1100)에서 조사사되어 회절격자(1105)로 입사되고, 이 입사된 레이저광은 회절격자(1105)를 투과하며 0차 및 ±1차 광 즉, 쓰리빔으로 분리되어 방사된다. 이때 이 쓰리빔은 트랙킹에러용으로 이용되는 것으로, 회절격자(1105)를 투과하여 빔스플리터(1110)로 입사되고, 이 쓰리빔은 빔스플리터(1110)에 의해 일정한 비율로 반사 및 투과된다. 이렇게 반사 및 투과되는 레이저광 중에서 반사된 레이저광은 빔스플리터(1110)에서 콜리메이터렌즈(1115)로 입사되고, 이 레이저광은 콜리메이터렌즈(1115)를 경유하므로 직선성이 부여된다. 이렇게 직선성이 부여되어 평행광이 된 레이저 광은 콜리메이터렌즈(1115)에서 홀로그래픽 광학소자(1120)로 입사되고, 레이저 광은 홀로그램 광학렌즈(1120)에 의해 회절된다. 이렇게 회절된 레이저광중에서 0차 회절광은 직진하므로 개구수가 0.6인 대물렌즈(1130)의 구경을 경유하여 0.6mm인 제 1디스크(1150)상에서 지름이 1.6μm인 스폿으로 집광되고, 1차 회절광은 발산광으로 변환되어 대물렌즈에서 협폭으로 집광되어 제 2디스크(1155)상에 지름이 0.8μm의 에어리 형태로 집광되므로, 이 레이저광은 디스크상의 피트(1155)가 없는 곳에서는 거의 그대로 반사되어 대물렌즈(1130)로 돌아오게 되나, 피트(1155)가 있는 곳에서는 레이저광이 피트(1155)에 의해 회절되어 대물렌즈(1130)의 범위밖으로 방출되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 광검출기(1145)에 광량차이를 발생시킨다. 이는 피트(1155)의 깊이가 파장의 λ/4에 설정되어 있어 반사광은 피트(1155)의 상하에 반파장이 달라 간섭에 의해 상쇄되므로 광검출기(1145)에 돌아온 광량이 감소하게 되는 것이다.

그리고, 상기 제 1디스크(1150) 또는 제 2디스크(1160)에서 반사되어 돌아오는 변조된 반사광은 홀로그래픽 광학소자(1120)와 콜리메이터렌즈(1115)를 경유하여 빔스플리터(1110)로 조사되고, 이 반사광은 다시 일정한 비율로 반사 및 투과되며 이중에서 빔스플리터(1110)에 의해 투과되는 레이저광은 광검출기(1145)측으로 직진하게 된다. 이렇게 변조된 반사광은 빔스플리터(1110)에서 비점수차 발생렌즈(1140)로 조사되고, 이 반사광은 비점수차 발생렌즈(1140)에 의해 포커스 에러를 검출하기 위한 비점수차가 발생되며 광검출기(1145)로 보내어지고, 이렇게 디스크에서 변조된 반사광은 광검출기에 의해 알에프(RF), 포커스 에러검출, 트랙킹조절 및 정보를 전류로 변환되며, 이 변환된 전류는 미도시된 제어회로에 의해 원래의 신호로 복조하여 재생시키게 된다.

그러므로, 상기와 같이 레이저다이오드(1100)로 부터 방사되는 레이저광은 홀로그래픽 광학소자(1120)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, 이와 같은 종래 듀얼 포커스 광 픽업장치는, 디스크의 두께에 따라 이중의 포커스로 광디스크에 집광시키기 위하여 광의 회절을 이용하는 홀로그래픽 광학소자(1120)와 대물렌즈(1130)의 복합배치에 따른 가공상 고도의 기술력이 요구되므로 그 제작이 난해함과 동시에 홀로그래픽 광학소자(1120)가 무버(1125)에 고정되어 있으므로 액츄에이터의 동특성에 악영향을 미치고, 제 1디스크(1150)에서 제 2디스크(1160)로 변화시 수차변화에 따른 대물렌즈의 초점거리를 길게 하는데 따른 대물렌즈의 대형화 및 광학소자간에 소정의 간격을 유지해야 하는데 따른 설계치수의 증가로 광 픽업의 소형화에 장애요인이 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 에칭에 의한 홀로그래픽 광학소자의 층간 정밀배열에 따른 제작상의 난해함과 수차변화를 보상하는데 따른 형상의 복잡함을 해소하여 액츄에이터의 동특성을 향상시키고, 복수의 디스크 두께차이에 의해 발생되는 재생시 수차변화에 의한 대물렌즈의 초점거리 조절에 대한 문제를 해소하여 설계치수를 감소시켜 광 픽업장치의 소형화를 도모할 수 있도록 한 듀얼 포커스 광픽업 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일정한 파장을 갖고 입사되는 레이저 빔을 대물렌즈로 집광하여 광 디스크로 조사함에 따라 그 광 디스크에서 반사되는 레이저 빔을 수광하는 듀얼 광 픽업장치에 있어서,

상기 광 디스크의 하부에 형성되어 입사되는 빔의 파장에 따라 선택적으로 투과하는 선택투과판과 λ/4파장판 그리고 위상홀로그램격자판을 복층 형성한 복층프리즘과, 이 복층프리즘의 하방에 설치되어 입사하는 레이저 광의 일정비율로 반사 및 투과하는 제 1입사면과 제 2입사면이 상호 교차 형성된 입방체프리즘과, 이 입방체 프리즘의 일측에서 그 제 1입사면에 대향되도록 설치된 제 1레이저다이오드와, 상기 입방체 프리즘의 일측에서 제 2입사면에 대향되도록 설치된 제 2레이저다이오드와, 상기 입방체 프리즘의 하방 소정위치에 형성되어 0차 및 ±1차광으로 회절되어 입사되는 광정보의 빔을 검출하는 복수개의 광검출기로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 광픽업장치의 구성도,

도 2는 본 발명의 구성도,

도 3은 본 발명의 부분 분해 사시도,

도 4은 본 발명이 디지털 비디오 디스크를 재생하는 것을 보인 작동상태 개략도,

도 5은 본 발명이 디지털 오디오 디스크를 재생하는 것을 보인 작동상태 개략도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10, 20 : 레이저다이오드 14,24,16,26 : 광검출기

30 : 입방체 프리즘 32 : 제 1입사면

34 : 제 2입사면 40 : 복층 프리즘

42 : 위상홀로그램격자판 44 : λ/4 파장판

46 : 선택투과판 47 : 외측판

48 : 내측원형판 50 : 대물렌즈

60,70 : 광 디스크 62,72 : 피트

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와같이 광 디스크(60,70)에 입사된 빔을 집광되기 위한 대물렌즈(50)는 개구수(NA)가 능동적으로 변환되도록 하여 디지털 오디오 및 디지털 비디오 디스크를 호환 재생되도록 설치하고 이 대물렌즈(50)의 하방에는 입사되는 빔의 파장에 따라 선택적으로 투과하는 선택투과판(46)과 λ/4파장판(44) 그리고 위상홀로그램격자판(42)을 복층 형성한 복층프리즘(40)을 형성한다. 그리고 이 복층프리즘(40)의 하방 소정위치에는 입사하는 레이저 광을 일정비율로 반사 및 투과하는 제 1입사면(32)과 제 2입사면(34)이 상호 교차 형성된 입방체프리즘(30)이 형성된다.

또한, 상기 입방체프리즘(30)의 일측에는 그 제 1입사면(32)에 대향되도록 설치된 제 1레이저다이오드(10) 및 상기 제 2입사면(34)에 대향되도록 설치된 제 2레이저다이오드(20)가 형성된다. 그리고 상기 입방체프리즘(30)의 하방 소정위치에는 상기 위상홀로그램격자판(42)를 통해 0차 및 ±1차광으로 회절되어 입사되는 광정보의 빔을 검출하는 복수개의 광검출기(14,16,24,26)로 이루어진다.

그리고 상기 복층프리즘(40)은 3단의 층으로 이루어지며 자세히는 도 3에 도시된 바와같이 최 하단층은 위상홀로그램격자판(42)이 형성되고 이 위상홀로그램격자판(42)는 제 1레이저다이오드(10)에서 방사한 빔에 대해서만 회절작용을 하는 내측원형회절판(41a)과 입사빔의 파장에 관계없이 회절작용을 하는 외측회절판(41b)으로 이루어진다. 또한 이 위상홀로그램격자판(42)과 접한 상층은 입사되는 광의 파장을 지연 동작하는 λ/4파장판(44)이 형성되고 이 λ/4파장판(44)과 접한 상층은 상기 제 1레이저다이오드(10)에서 방출된 레이저 광을 투과시키고 상기 제 2레이저다이오드(20)에서 방출된 레이저 광을 반사시키는 내측원형판(48)과, 제 1 레이저다이오드(10)에서 방출된 레이저광 및 제 2레이저다이오드(20)에서 방출된 레이저 광을 모두 투과시키는 외측판(47)으로 이루어진 선택투과판(46)이 형성된다.

또한, 상기 선택투과판(46)은 환형의 투광막으로 형성되므로 광축을 기준으로 광디스크(60, 70)상에서 집광되는 최외각입사각(θ1, θ2)을 조절하는 것이다. 이러한 최외각입사각(θ1, θ2)은 개구수에 비례하므로 광축에 따른 광폭이 상이하게 투과반사되므로 광디스크(60, 70)상에 다른 입사각으로 집광되면 개구수(N.A. : Numerical Aperture)가 조절될 수 있는 것이다.

한편, 상기 선택투과판(46)에서 조절되는 개구수는 다음과 같이 정리된다.

본 발명에 의하여 광디스크(60, 70)상에 집광되는 광스폿의 직경은 최외각입사각(θ1, θ2)에 따라 상이하게 그 크기가 결정된다. 두께가 0.6㎜인 디지털 비디오 디스크(60)에 조사되는 최외각입사각을 θ2, 두께가 1.2㎜인 디지털 오디오 디스크(70)에 조사되는 최외각입사각을 θ1라 하고, 매질의 굴절율을 η하면, 이에 대한 개구수 N.A.의 결정은 다음 수학식 1에 의해 결정된다.

N.A.1 = ηsinθ1 N.A.2 = ηsinθ2

상기 식 1에 의하여 굴절율이 동일한 경우에 개구수(율)은 최외각입사각(θ1, θ2)에 따라 비례하게 되므로 θ2＞θ1이라 하면 개구수는 N.A.2＞N.A.1으로 결정된다.

그리고, 이와같이 상이한 개구수에 의한 광스폿의 크기는 다음 수학식 2에 의해 결정된다. 빔의 반경 W은(K는 광의 강도분포특성에 의해 결정되는 상수),

이므로, 광스폿의 직경은 개구수에 반비례하게 된다.

그러므로, 두께가 0.6㎜인 광 디스크(60)의 경우에는 트랙간격 및 신호면인 피트(62)의 크기가 작으므로 작은 광스폿지름을 필요로 하게 되어 두께가 1.2㎜인 광디스크(70)보다 큰 개구수의 대물렌즈를 필요로 하게 된다. 이때, 빔스폿직경은 두께가 1.2㎜인 광디스크(70)상에서는 다소 크게 되어도 광신호의 독출이 가능하게 되므로 디지털 비디오 디스크(60) 전용의 개구수(N.A.=0.6)를 가지는 대물렌즈(50)를 사용하여 호환 재생을 시도하게 되는 것이다.

상기 개구수와 대물렌즈에 입사되는 광폭에 대한 관계는 다음 수학식 3에 의해 결정된다. 대물렌즈에 조사되는 광폭을 D, f를 대물렌즈의 초점거리라 하면,

D=2×f×(N.A.)

즉, 상기 식 3에서 동일한 초점거리를 갖는 대물렌즈로의 입사광 폭을 제어하게 되면 유효개구수(Effective N.A.)를 조절할 수 있게 된다.

본 발명에서는 동일한 초점거리를 기준으로 단일한 대물렌즈 즉, 디지털 비디오 디스크 전용 대물렌즈(50)를 채택하므로 0.6㎜두께의 광디스크(60)상에서는 구면수차의 발생없이 광신호를 독출하게 된다.

한편, 이와같은 복층프리즘 및 입방체프리즘이 채택된 듀얼 포커스 광 픽업장치의 작용을 설명한다.

먼저, 각각의 광디스크(60,70)중 두께가 0.6mm인 디지털 비디오 디스크(60)를 재생하는 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이, 일정파장(λ2)의 레이저 광이 제 2레이저다이오드(20)로부터 방출되는데, 이때 이 제 2레이저다이오드(20)는 레이저광의 진행방향에 대하여 입사면에 수직인 빔이 방사된다. 그러므로 이 레이저 광은 제 2레이저다이오드(20)로부터 입방체프리즘(30)의 제 2입사면(34)에 조사되고, 이 조사된 레이저 광은 제 2입사면(34)에 의해 일정 비율로 반사 및 투과된다.

즉, 상기 입방체프리즘(30)의 제 2입사면(34)은 입사면에 수평 및 수직인 성분의 레이저 빔에 관계없이 일정 비율로 반사 및 투과를 행하게 된다.

그리하여, 상기 제 2입사면(34)에 의해 일정한 비율로 반사된 입사면에 수직 성분인 S파의 레이저 광은 복층프리즘(40)에 조사되고, 이때 조사된 빔은 상기 복층프리즘(40)의 위상홀로그램격자판(42) 및 λ/4파장판(44)을 경유함에 따라 직선편광이 원편광으로 변환됨과 동시에 상기 선택투과판(46)에 의해 투과광 폭이 조절되는 것이다. 이러한 투과 광폭의 조절은 입사광 세기의 광분포를 가변시키면서 선택적 투과되는 것으로, 상기 복층 프리즘(40)의 선택투과판(46)에서 내측원형판(48) 및 외측판(47)을 통하는 일정파장(λ2)의 레이저 광은 모두 투과된다.

이로인해 결국 상기 복층 프리즘(40)을 투과한 레이저 광은 광폭(廣幅)으로 선택투과판(46)을 경유하여 대물렌즈(50)에 의하여 최외각입사각이 광축기준으로 θ2로 집광된다. 즉, 이와같이 레이저 광은 대물렌즈(50)에 의해 개구수 0.6으로써 광축에 대하여 θ2로 집광되어 광 디스크(60)상에서 약 0.8㎛크기의 광스폿을 형성하게 되어 기록면(62)에서 회절과 간섭이 되어 광량 및 광의 유무로 광정보를 독출하게 된다. 이때, 본 발명에서는 디지털 비디오 디스크(60)전용 대물렌즈(50)를 사용하였으므로 기록면에서 구면수차의 발생없이 정확하게 집광된다.

한편, 두께가 1.2mm인 디지털 오디오 디스크(70)의 재생시의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 입방체프리즘(30)의 제 1입사면과 대향된 위치에 설치된 제 1레이저다이오드(10)로부터 일정파장(λ1)의 레이저 광이 방출되는데, 이 제 1레이저다이오드(15)는 P편광이 방출되도록 편광성이 조정되어 레이저 광을 방출한다. 이때, 이 편광된 레이저 광은 상기 제 2레이저다이오드(20)의 일정파장(λ2)보다 큰 파장의 레이저 광으로, 제 1레이저다이오드(10)로부터 입방체프리즘(30)으로 조사되고 이 조사된 레이저 광은 일정한 비율로 반사 및 투과되는 동시에 회절되지 않는다.

그리하여, 상기 입방체프리즘(30)의 제 1입사면(32)을 통해 일정 비율로 반사된 레이저 광은 복층프리즘(40)으로 조사되고, 이때 조사된 레이저 광은 복층프리즘(40)의 λ/4파장판(44)을 경유함에 따라 직선편광이 원편광으로 변환됨과 동시에 복층프리즘(40)의 선택투과판(46)에서 일정파장(λ1)의 레이저광은 내측 원형판(48)에서 투과되고, 외측판(47)에서 반사되므로 상기 제 2레이저다이오드(20)로부터 방출된 레이저광보다 작은 협폭(狹幅)으로 결국 복층프리즘(40)을 경유하게 된다. 즉, 상기 선택투과판(46)의 내측원형판(48)에서 전투과되고 외측판(47)에서 반사된 일정파장(λ1)의 레이저 광은 대물렌즈(50)에 의해 개구수 0.3으로써 집속되고 광축에 대하여 θ1으로 광디스크(70)상에서 집광되는 것이다.

그러므로, 상기 내측원형판(48)과 외측판(47)으로 구성된 선택투과판(46)을 경유한 레이저 광은 각각 다른 최외각입사각(θ1, θ2)을 갖게 되어 전술한 수학식 1 내지 3에 의하여 서로 다른 개구수(N.A.)로 조절된 레이저 광은 선택투과판(46)에서 대물렌즈(50)로 조사되어 광디스크(60, 70)상으로 집광된다.

그런데, 상기 상호 다른 개구수로 복층프리즘(40)을 경유하여 대물렌즈(50)에 의해 집광되는 레이저 광은 광 디스크(60, 70)상에서 입사시에 레이저 광의 최외각입사각(θ1, θ2)의 차이로 인한 광스폿의 직경의 차이는 전술한 바와 같이 상기 제 2레이저다이오드(20)에서 방출되어 집광되는 빔폭은 상기 제 1레이저 다이오드(10)에서 방출되어 선택투과판(46)의 내측원형판(48)과 외측판(47)을 통해 투과하여 집광되는 빔폭보다 더 작게 된다.

그리하여, 상기와 같은 과정으로 각각의 광디스크(60, 70)상에서 광정보를 독출한 레이저 광은, 대물렌즈(50)를 경유하여 복층프리즘(40)으로 조사된다. 이때, 이 레이저 광은 복층프리즘(40)의 λ/4파장판(44)을 투과함에 따라 원편광이 직선편광으로 편광된다. 이때, 이 직선 편광된 레이저 광은 광디스크(60, 70)상에서 반사시 역전된 원편광이 상기 복층프리즘(40)의 λ/4파장판(44)으로 입사되므로, 결국 초기 λ/4파장판(44)에 입사시와는 직교하는 편광 방향을 갖는 직선편광으로 이와같이 역전된 직선편광의 레이저 광은 복층프리즘(40)을 경유해 입방체프리즘(30)으로 입사된다.

여기서 상기 입방체프리즘(30)으로 입사되는 빔이 상기 제 1레이저다이오드(10)에서 방사된 빔에 의한 광 정보일 경우에는 그 빔의 형태가 상기 위상홀로그램격자판(42)의 내측원형회절판(42a)을 통해 0차 및 ±1차로 회절되고 이, 회절된 광정보의 빔은 입방체프리즘(30)의 제 1입사면(32)을 통해 반사 및 투과를 일으킨다. 따라서 최종적으로 상기 제 1입사면(32)을 투과해 입사되는 광정보의 빔이 그 하방에 설치된 각각의 광검출기(14,16)으로 조사된다.

이때, 이 광검출기(14,16)으로 입사되는 광 정보의 빔은 포컬트 법에 의해 포커스 에러를 검출하고 트랙킹에러는 원빔법에 의해 에러를 검출한다.

한편, 상기 입방체프리즘(30)으로 입사되는 빔이 제 2레이저다이오드(20)에서 방사된 빔에 의한 광 정보일 경우에는 이는 일정 폭을 갖고 상기 위상 홀로그램격자판(42)의 외측회절판(41b) 및 내부원형회절판(41a)을 모두 경유하여 0차 및 ±1차광으로 회절되어 그 하방에 형성된 입방체프리즘(30)의 제 2입사면(34)으로 입사된다. 그러면 이 제 2입사면(34)으로 입사된 광정보의 빔은 일정비율로 반사 및 투과되고, 결국 제 2입사면(34)을 투과한 빔은 광검출기(24,26)으로 조사된다.

즉, 이와같이 각각의 경로를 경유하여 광정보를 독출한 레이저 광은 회절 그리고 반사 및 투과되어 디지털 오디오신호 및 디지털 비디오 신호를 원래의 전기적 신호로 출력시키고, 이 출력된 광신호는 디지털 신호처리부(도시않됨)에 의해 원래의 신호로 복조됨으로써 광디스크상에 기록된 오디오신호인 알에프(R.F)신호와 에러검출 신호인 포커스신호, 트랙킹신호가 출력되는 것이다.

또한, 본 발명은 파장에 따라 투과영역이 각각 상이한 선택투과판(46)의 내부로 레이저 광을 경유시키므로 디지털 비디오 디스크의 재생시에는 일정파장(λ2)의 레이저 광이 선택투과판(46)의 외측판(47)과 내측원형판(48)을 모두 투과하여 대물렌즈(50)에서 집광되므로 광디스크상(60)에 약 0.8㎛직경의 크기로 광스폿을 형성하여 디지털 비디오 디스크를 재생하고, 디지털 오디오 디스크의 재생시에는 일정파장(λ1)의 레이저광이 내측원형판(48)을 투과하고 외측판(47)에서 반사되어 대물렌즈(50)에 의해 광 디스크(70)상에 집광됨과 동시에 상호 광 디스크(60,70)의 두께차이로 발생되는 구면수차를 대폭 감소시키므로 호환재생할 수 있는 것이다.

이와같이 본 발명에 따른 포커스 광픽업장치는, 광 디스크의 두께 및 신호정보의 기록면 차이로 인하여 발생되는 구면수차를, 대물렌즈에 입사하는 광속의 입사광세기 분포를 가변시키므로 대물렌즈의 개구수(NA)가 능동적으로 변환되어 구면수차가 현저히 저하되므로 디지털 오디오 및 디지털 비디오 디스크를 호환재생할 수 있음은 물론 기구적으로 경박 단소화하게 제작 가능함으로 소형화된 픽업 장치의 제작이 용이한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 일정한 파장을 갖고 입사되는 레이저 빔을 대물렌즈(50)로 집광하여 광 디스크(60,70)로 조사함에 따라 그 광 디스크(60,70)에서 반사되는 레이저 빔을 수광하는 듀얼 광 픽업장치에 있어서,

   상기 광 디스크(60,70)의 하부에 일정거리를 두고 3단의 층으로 형성되어 상기 대물렌즈(50)에 근접한 상층은 입사되는 빔의 파장에 따라 선택 투과하는 선택투과판(46)이 형성되고 그 선택투과판(46)의 하층은 입사되는 빔의 위상을 지연 동작시키는 λ/4파장판(44)이 형성되고 이 λ/4파장판(44)의 하층은 입사되는 빔의 파장에 따라 선택적으로 회절시키는 위상 홀로그램격자판(42)으로 이루어진 복층프리즘(40)과; 이 복층프리즘(40)의 하방에 일정거리를 두고 설치되어 입사하는 레이저 광의 일정 비율로 반사 및 투과하는 제 1입사면(32)과 제 2입사면(34)이 상호 교차된 입방체프리즘(30)과; 이 입방체프리즘(30)의 일측에서 그 제 1입사면(32)에 대향되도록 설치되어 일정파장(λ1)의 빔을 방사하는 제 1레이저다이오드(10)와; 상기 입방체 프리즘(30)의 일측에서 제 2입사면(34)에 대향되도록 설치되어 일정파장(λ2)의 빔을 방사하는 제 2레이저다이오드(20)와; 상기 입방체프리즘(30)의 하방 소정위치에 형성되어 0차 및 ±1차광으로 회절되어 입사되는 광정보의 빔을 검출하는 복수개의 광검출기(14,24,16,26)로 이루어진 것을 특징으로 하는 듀얼 포커스 광 픽업장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 선택투과판(46)은 상기 제 1레이저다이오드(10)에서 방출된 레이저 광을 투과시키고 상기 제 2레이저다이오드(20)에서 방출된 레이저광을 반사시키는 내측원형판(48)과, 제 1레이저다이오드(10) 및 제 2레이저다이오드(20)에서 방출된 레이저광을 모두 투과시키는 외측판(47)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 듀얼 포커스 광픽업장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 위상 홀로그램격자판(42)은 입사면에 대하여 수직한 성분(S파)의 레이저 광만을 회절시키는 내측원형회절판(41a)과 입사면에 대하여 수평인 성분(P파) 및 수직인 성분(S파)의 레이저 광을 모두 회절시키는 외측회절판(41b)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 듀얼 포커스 광픽업 장치.