KR19990055074A - 광픽업장치 - Google Patents

Abstract

영상이나 음향 또는 데이터 등의 정보를 기록매체에 기록하고 재생하는 광픽업장치가 개시되어 있다.

이 개시된 광픽업장치는 광을 생성 출사하는 광원과, 광원과 디스크 사이의 광경로 상에 배치되어 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 평판형상의 존 플레이트렌즈와, 광원과 존 플레이트렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과, 디스크의 기록면에서 반사되어 집속수단과 광경로변환수단을 경유한 광을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출하는 광검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 광픽업장치는 집속수단으로 평판형의 존 플레이트렌즈를 채용하므로, 소형화가 가능하고 특히, 노트북 컴퓨터 등의 디스크 드라이브에 채용되는 슬림형 광픽업장치를 실현할 수 있다.

Description

광픽업장치

본 발명은 영상이나 음향 또는 데이터 등의 정보를 기록매체에 기록하고 재생하는 광픽업장치에 관한 것이다.

일반적으로 기록매체에는 디스크, 카드 및 테이프 등이 있으며, 디스크가 기록매체의 주류를 이룬다. 디스크는 광이 입사되는 방향에서 입사된 광이 투과하는 일정한 두께의 플라스틱 또는 유리 등으로 된 기판과 이 기판의 후면에 위치되어 정보가 기록되는 기록층을 포함한다.

이러한 디스크는 규격화된 크기를 가지며, 이에 기록 가능한 정보의 량이 제한된다. 따라서, 규격화된 크기의 디스크에 보다 많은 정보를 기록하기 위해 기록층에 대한 정보 기록밀도를 높이려는 노력이 계속되고 있다.

최근에 개발되어 상용화되고 있는 디지털 다기능 디스크(digital versatile disk:DVD)는 정보가 고밀도로 기록된 고용량 디스크의 일례로서, 이러한 디지털 다기능 디스크의 정보를 기록하고 재생하는 DVDP에 채용되는 광픽업장치는 기록밀도를 높이기 위해 대물렌즈의 개구수를 크게하고 650nm의 단파장 광원을 사용한다. 또한, CD도 기록하고 재생할 수 있도록 개발되었다.

한편, 현재 기록용으로 사용되는 디스크는 랜드와 그루브의 구조를 가지며, 기록밀도를 높이기 위해 랜드와 그루브에 각각 정보가 기록된다.

이러한 디스크의 정보신호의 기록 및/또는 재생을 위해서는 디스크의 기록면에 광스폿이 맺히도록 해야한다. 이를 위하여 종래의 광픽업장치는 입사광을 수렴하는 대물렌즈를 사용한다. 이 대물렌즈는 주로 비구면을 가공하여 구면렌즈 형상으로 제작된다.

이러한 대물렌즈로는 광픽업장치와 디스크와의 거리를 가능한 줄이고, 또한 디스크의 기록면에 맺혀지는 광스폿의 크기를 최소화하기 위해 초점거리가 수 mm, 예컨대, 디지털 다기능 디스크를 기록 재생하기 위한 광픽업장치의 경우 초점거리가 3.81mm인 대물렌즈가 사용된다. 이와 같이, 초점거리가 짧은 대물렌즈는 그 두께가 1.5 ~ 1.8mm로 상대적으로 두꺼워져 광픽업장치의 소형화, 특히, 노트북 컴퓨터 등의 디스크 드라이브에 채용되는 슬림형 광픽업장치를 실현하는데 어려움이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 디스크의 기록면에 입사광을 집속시키는 슬림형의 집속수단을 채용하여 소형화된 광픽업장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면,

도 2는 도 1의 존 플레이트렌즈를 개략적으로 보인 평면도,

도 3은 존 플레이트렌즈의 원리를 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1...광원 7...광경로변환수단

12...존 플레이트렌즈 18...광검출기

19...디스크

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광픽업장치는, 광을 생성 출사하는 광원과; 상기 광원과 디스크 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 평판형상의 존 플레이트렌즈와; 상기 광원과 존 플레이트렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과; 상기 디스크의 기록면에서 반사되어 상기 집속수단과 광경로변환수단을 경유한 광을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출하는 광검출기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면이다.

도면을 참조하면, 광픽업장치는 광을 생성 출사하는 광원(1)과, 디스크(19)의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 수렴하는 평판형의 존 플레이트렌즈(12)와, 입사광의 진행 경로를 변환하는 광경로변환수단(7)과, 오차신호 및 정보신호를 검출하는 광검출기(18)로 이루어진다.

상기 광원(1)은 광을 생성 출사한다. 이 광원(1)으로부터 출사되는 발산광은 상기 광원(1)과 존 플레이트렌즈(12) 사이에 설치된 콜리메이팅렌즈(5)에 의해 평행광으로 바뀐다.

상기 광경로변환수단(7)은 상기 광원(1)과 존 플레이트렌즈(12) 사이의 광경로 상에 배치되어, 입사광의 진행 경로를 바꾸어준다. 이 광경로변환수단(7)으로는 편광빔스프리터(7)를 구비할 수 있다.

상기 편광빔스프리터(7)는 상기 광원(1)과 존 플레이트렌즈(12) 사이에 배치되며, 입사광을 그 직선편광에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 경면(7a)을 갖는다. 한편, 이 경우, 편광빔스프리터(7)와 존 플레이트렌즈(12) 사이의 광경로 상에는 입사광의 편광을 바꾸어주는 사반파장판(quarter wave plate:9)을 배치한다.

상기 편광빔스프리터(7)는 상기 광원(1)쪽에서 입사되는 광 중 일 직선편광 예컨대, p편광의 광을 반사시켜 디스크(19)를 향하도록 한다. 이 편광빔스프리터(7)에서 반사된 p편광의 광은 상기 사반파장판(9)을 통과하면서 오른손 원편광으로 바뀌어 상기 존 플레이트렌즈(12)에 입사된다. 상기 존 플레이트렌즈(12)를 경유하여, 상기 디스크(19)에 입사된 오른손 원편광의 광은 그 기록면에서 반사되어 왼손 원편광의 광이 되고, 상기 사반파장판(9)을 다시 통과하면서 s편광이 된다. 그러므로, 상기 디스크(19)쪽에서 반사되어 상기 편광빔스프리터(7)에 입사된 광은 투과되어 상기 광검출기(18)를 향한다.

한편, 상기 광경로변환수단(7)으로 입사광을 부분적으로 투과 및 반사시키는 빔스프리터를 구비할 수 있다.

상기 광검출기(18)는 상기 디스크(19)의 기록면에서 반사되어, 상기 존 플레이트렌즈(12)와 광경로변환수단(7)을 광을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출한다.

한편, 상기 광경로변환수단(7)과 광검출기(18) 사이의 광경로 상에는 비점수차법에 의해 포커스 오차신호를 검출할 수 있도록 비점수차를 발생시키는 비점수차렌즈(17)를 더 구비할 수 있다.

상기 존 플레이트렌즈(12)는 상기 광원(1)과 디스크(19) 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 광원(1) 쪽에서 입사되는 광을 집속시켜 상기 디스크(19)의 기록면에 광스폿이 맺히도록 한다. 이때, 존 플레이트렌즈(12)는 액츄에이터(미도시)에 의해 광축 방향 및 트랙 방향으로 조정되어, 디스크(19)의 올바른 트랙 위치에서 기록면에 광스폿이 맺는다.

본 실시예에 있어서, 상기 존 플레이트렌즈(12)는 도 2에 도시된 바와 같이, 프레넬 존(12a)들을 교대로 차단시켜 형성된다. 이를 도 3을 참조하여 좀 더 자세히 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 점 S에서 나온 광선이 에퍼쳐(aperture:13) 위의 한 점 Q를 지난다고 하면, 광선이 집속되는 점 P까지의 거리는 PQS=r+r^′ 가 된다. 즉, 에퍼쳐(13)의 중심 O로부터 S점 까지의 거리를 h', P점 까지의 거리를 h라 하면, S점에서 P점까지의 거리는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, R은 에퍼쳐(13)의 중심으로부터의 반경을 나타낸다.

상기 에퍼쳐(13)를 R이 일정한 동심원을 경계로 하는 존(zone)들로 분할하는데, 한 경계의 존에서 다음 경계의 존 까지를 r+r^′ 이 만큼 차이나도록 형성할 수 있으며, 이러한 존 들을 프레넬 존(Fresnel Zones)이라 한다.

상기 존들의 연속된 반경들은 이 된다. 여기서, λ 는 입사 광선의 파장이고, 이다.

이와 같은 에퍼쳐(13)에 n개의 존들이 있을 때, 각 존들은 동일 면적을 가지므로, 점 P에서의 옵티칼 디스터번스(optical disturbance)의 합은 n이 짝수일 경우에는 거의 0에 가깝게 되고, n이 홀수일 경우에는 첫 번째 존에서의 값 U₁ 만 남게 된다. 여기서, U_n 은 에퍼쳐(13) 중심으로부터 n번째 존에 의한 옵티칼 디스터번스를 의미한다.

그러므로, 에퍼쳐(13)내의 프레넬 존들을 교대로 차단시키도록 만들면 점 P에서의 옵티칼 디스터번스의 합은 n이 홀수인 옵티칼 디스터번스의 합이 된다.

상기한 바와 같이 형성되는 에퍼쳐(13)를 도 2에 도시된 바와 같은 존 플레이트 즉, 존 플레이트렌즈(12)라 하며, 이 존 플레이트렌즈(12)의 유효초점거리 f 는 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

현재 디지털 다기능 디스크의 기록/재생을 위한 통상의 대물렌즈는 직경 4.2mm이고, 초점거리가 3.81mm이다. 이러한 대물렌즈의 사양 즉, 초점거리에 맞는 본 발명의 실시예에 따른 존 플레이트(12)의 첫 번째 프레넬 존의 반경은 1.57μm 이고, 유효구경에 대응되는 존의 개수는 668개 정도가 된다.

이러한 존 플레이트렌즈(12)는 사진법 또는 홀로그램을 이용하여 손쉽게 제작 가능하며, 플레이트 상에 평판형으로 형성되므로, 그 두께를 1mm 이하로 제작할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 광픽업장치는 집속수단으로 평판형의 존 플레이트렌즈를 채용하므로, 소형화가 가능하고 특히, 노트북 컴퓨터 등의 디스크 드라이브에 채용되는 슬림형 광픽업장치를 실현할 수 있다.

Claims (1)

1. 광을 생성 출사하는 광원과;

   상기 광원과 디스크 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속시키는 평판형상의 존 플레이트렌즈와;

   상기 광원과 존 플레이트렌즈 사이의 광경로 상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과;

   상기 디스크의 기록면에서 반사되어 상기 집속수단과 광경로변환수단을 경유한 광을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출하는 광검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업장치.