KR19990057188A - Optical pickup device of CD player for digital video disc - Google Patents
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Abstract
기존의 렌즈 및 기타 광학 부품을 홀로그램으로 대체하고 레이저 다이오드와 광 검출기를 하나의 모듈로 구성하므로써 광픽업 장치를 소형, 경량화할 수 있도록 함과 아울러 광 디스크 상에 기록된 정보를 읽는 데 소요되는 시간을 단축할 수 있도록 하는 DVD겸용 CD 플레이어의 광픽업 장치에 관한 것으로, DVD 또는 CD의 광 디스크(D) 종류에 따라 선택적으로 발광되는 한 쌍의 레이저 다이오드(1, 1a)에서 조사된 빔을 편광하여 상향으로 반사하는 빔 스프리터(polarizing beam splitter)(2)와, 상기 각 레이저 다이오드(1, 1a)의 후향으로 발광된 빔의 광도를 검출하여 레이저 다이오드(1, 1a)의 빔을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 광 감시기(3)와, 입사된 빔을 검출하는 광 검출소자(7)를 하나의 모듈로 집적하고, 상기 기판(B) 상부에 상기 빔 스프리터(2)에서 편광되어 집속된 발산광을 평행광으로 집속하는 콜리메이팅 렌즈(4)와, 상기 콜리메이팅 렌즈(4)에서 집속된 평행광의 편광면을 90도 바꾸는 1/4파장판(5)과, 상기 1/4파장판(5)에서 통과되는 입사광을 광 디스크(D)의 기록면상에 집속하는 대물렌즈(6)와, 상기 광 디스크(D)에 집속된 후 반사되는 빔을 두 개의 초점이 형성되도록 하여 4방향으로 집속하는 홀로그래픽 광소자(3)로 구성된다.The time required to read the information recorded on the optical disc while miniaturizing and reducing the weight of the optical pickup device by replacing the existing lens and other optical parts with holograms and configuring the laser diode and the optical detector as one module. The present invention relates to an optical pickup apparatus for a combined DVD player, which can shorten the polarization of light, and polarizes a beam irradiated from a pair of laser diodes (1, 1a) selectively emitted according to the type of optical disc (D) of the DVD or CD. The beam splitter 2 reflecting upward, and the luminous intensity of the beam emitted backwards of the laser diodes 1 and 1a to detect the beams of the laser diodes 1 and 1a. And a light monitor 3 for detecting the incident light and a light detecting element 7 for detecting the incident beam into one module, and are polarized by the beam splitter 2 on the substrate B. A collimating lens 4 for focusing the diverged diverged light into parallel light, a quarter wave plate 5 for changing the polarization plane of the parallel light focused by the collimating lens 4 by 90 degrees, and the quarter wave The objective lens 6 focuses incident light passing through the plate 5 on the recording surface of the optical disk D, and the beam reflected after focusing on the optical disk D forms two focal points. It consists of a holographic optical element (3) to focus on.
이러한 본 발명은 홀로그램을 사용하여 기존의 광픽업 기능을 가능하게 하고, 또한 레이저 다이오드와 광 검출소자를 하나의 모듈로 구성할 수 있어 광픽업을 소형 및 경량화할 수 있기 때문에 픽업을 사용하는 CDP(Compact disk player), VDP(Video disk player), ODP(Optical disk player), MDP(Multi disk player) 등에서 정보의 재생속도를 향상시킬 수 있도록 사용될 수 있게 되는 효과를 가지게 된다.The present invention enables the conventional optical pickup function using a hologram, and also because the laser diode and the optical detection element can be configured as one module, so that the optical pickup can be made smaller and lighter. Compact disk player (VDP), VDP (Video disk player), ODP (Optical disk player), MDP (Multi disk player) has the effect that can be used to improve the playback speed of information.
Description
본 발명은 광학 디스크의 기록면에 광을 조사하여 기록을 행하거나, 기록체의 기록면에 광을 조사하고 그 되돌아오는 광을 검출하므로써 신호를 판독하는 광픽업 장치(Optical Pickup System)에 관한 것으로, 특히 홀로그래픽 광소자(holographic optical element)를 사용하는 DVD겸용 CD 플레이어의 광픽업 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an optical pickup system for reading out a signal by irradiating light onto a recording surface of an optical disc or by reading light onto a recording surface of a recording body and detecting the returning light. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical pickup apparatus for a DVD-compatible CD player using a holographic optical element.
일반적으로 광픽업 장치는, 도1에 도시된 바와 같이, 광원으로 사용되는 레이저 다이오드(laser diode)(1)와, 상기 레이저 다이오드(100)에서 나온 빛을 트래킹 서보(tracking servo)로 이용할 수 있도록 3빔으로 분할하는 회절격자(200)와, 상기 회절격자(200)를 통과하는 레이저 다이오드(100)의 발산광을 평행광으로 집속하는 콜리메이팅 렌즈(collimating lens)(300)와, 상기 콜리메이팅 렌즈(300)에서 집속된 평행광에서 입사면에 평행한 P파는 투과시키고 입사면에 수직인 S파는 반사시키는 빔 스프리터(polarizing beam splitter)(400)와, 상기 빔 스프리터(400)에서 편광된 광을 90도 상향으로 반사하는 전반사미러(500)와, 상기 전반사미러(500)에 의해 상향으로 광경로가 변경된 입사광을 광 디스크(D)의 기록면상에 집속하는 1/4파장판(600)과, 상기 1/4파장판(600)에 의해 광 디스크(D)에 집속된 후 반사되는 빛의 편광면을 90도 변화시키는 1/4파장판(700)과, 상기 1/4파장판(700)을 통과하여 다시 상기 빔 스프리터(400)에서 반사된 빔을 수렴하는 수렴렌즈(800)와, 상기 수렴렌즈(800)에서 수렴된 빔을 검지하는 광 검출기(900)로 구성된다.In general, as shown in FIG. 1, an optical pickup apparatus may use a laser diode 1 used as a light source and light emitted from the laser diode 100 as a tracking servo. A diffraction grating 200 for dividing into three beams, a collimating lens 300 for focusing the diverging light of the laser diode 100 passing through the diffraction grating 200 into parallel light, and the collimating A polarizing beam splitter 400 for transmitting P waves parallel to the incident surface and reflecting S waves perpendicular to the incident surface in the parallel light focused by the lens 300, and light polarized by the beam splitter 400. The total reflection mirror 500 reflecting the light upwards by 90 degrees, and the quarter-wave plate 600 focusing incident light whose optical path is changed upward by the total reflection mirror 500 on the recording surface of the optical disc D; By the quarter-wave plate 600 to the optical disk (D) Convergence that converges the beam reflected by the beam splitter 400 again through the quarter wave plate 700 and the quarter wave plate 700 which changes the polarization plane of the reflected light by 90 degrees. The lens 800 and the photo detector 900 for detecting the beam converged by the converging lens 800.
이와 같이 구성된 종래의 광픽업 장치는 상기 레이저 다이오드(100)에서 발광된 빛이 회절격자(200)에서 트래킹서보를 제어할 수 있도록 3빔으로 분활 되어 콜리메이팅 렌즈(300)로 입사된 후, 상기 콜리메이팅 렌즈(300)를 통과하며 평행광으로 집속된다. 이때, 이와 같이 집속되는 상기 평행광의 P파는 상기 빔 스프리터(400)를 투과하여 1/4파장판(700)에서 원형 편광되고, 이어 전반사미러(500)에서 상향으로 90도 반사된 후 1/4파장판(600)에 의해 광 디스크(D)의 기록면상에 집속된다.In the conventional optical pickup device configured as described above, the light emitted from the laser diode 100 is split into three beams so as to control the tracking servo from the diffraction grating 200, and then incident to the collimating lens 300. It passes through the collimating lens 300 and is focused with parallel light. At this time, the P wave of the parallel light focused in this manner is transmitted through the beam splitter 400 and is circularly polarized in the quarter wave plate 700, and is then reflected 90 degrees upward from the total reflection mirror 500, and then 1/4 The wave plate 600 is focused on the recording surface of the optical disk D. FIG.
이와 같이 집속된 빔은 광 디스크(D) 상에 기록된 요철모양에 따라 반사되어 원 편광의 상태는 유지되지만 회전방향이 역전되므로써 광 디스크(D)에서의 반사광은 역회전의 원형파가 되어 재차 1/4파장판(700)을 통과하게 된다.The focused beam is reflected according to the irregularities recorded on the optical disk D, and the state of circular polarization is maintained, but the rotation direction is reversed so that the reflected light on the optical disk D becomes a circular wave of reverse rotation. Pass through the 1/4 wavelength plate 700.
상기 1/4파장판(700)을 통과한 빔은 직선편광으로 다시 원위치되어 반사광의 편광면이 입사광의 편광면에 대하여 90도 회전되고, 그 결과 빔 스프리터(400)를 통과하는 반사광의 편광면이 입사광의 편광면과 90도 다른 S파가 되어 빔 스프리터(400)에 입사된다.The beam passing through the quarter-wave plate 700 is returned to the linearly polarized light so that the polarization plane of the reflected light is rotated by 90 degrees with respect to the polarization plane of the incident light, and as a result, the polarization plane of the reflected light passing through the beam splitter 400. S-waves 90 degrees different from the polarization plane of the incident light are incident on the beam splitter 400.
이와 같이 광 디스크(D)의 정보를 가지고 입사된 빔은 상기 빔 스프리터(400)에서 반사된 후에 수렴렌즈(8)로 입사하여 포커싱 서보(focusing servo)로 이용하기 위한 비점수차를 갖는 광신호로 되고, 이 빔은 광 검출기(900)에 감지되어 영상/음성신호 및 트래킹 및 포커싱 서보의 전기적 신호로 이용되는 것이다.The beam incident with the information of the optical disk D is reflected by the beam splitter 400 and then enters the converging lens 8 as an optical signal having astigmatism for use as a focusing servo. The beam is sensed by the photo detector 900 and used as an image / audio signal and an electrical signal of the tracking and focusing servo.
그런데, 상술한 바와 같은 일반적인 CD 드라이브에서는 780nm 파장의 레이저 다이오드를 사용하는데 반하여 최근에 들어 각광을 받게 되는 DVD 드라이브는 광 디스크 상에 기록된 정보의 밀도 및 광 디스크가 이중 레이어 구조에 따른 광학적 특성으로 인하여 635내지 650nm 파장인 레이저 다이오드를 사용함으로써 동일한 광학적 구성을 갖고 있으면서도 별도의 드라이브를 구입해야 하는 문제점이 있었다.By the way, the conventional CD drive as described above uses a laser diode of 780nm wavelength, while the DVD drive, which has recently been in the spotlight, is characterized by the density of information recorded on the optical disk and the optical characteristics of the optical disk according to the double layer structure. Due to the use of a laser diode of 635 to 650nm wavelength, there was a problem in having to purchase a separate drive while having the same optical configuration.
이를 해결하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 90도 되는 광경로 상에 별도의 DVD용 레이저 다이오드(100a)를 배치하여 삽입되는 광 디스크(D)의 종류에 따라 선택적으로 해당 레이저 다이오드(100,100a)를 발광시켜 광 디스크(D)의 정보를 읽어 들이게 된다.In order to solve this problem, the laser diodes 100 and 100a may be selectively selected according to the type of the optical disk D inserted by placing a separate DVD laser diode 100a on a 90 degree optical path as shown in FIG. 2. The light is emitted to read the information of the optical disc D.
그런데, 이와 같이 구성된 DVD 겸용 광픽업 장치는 각 광학소자들의 배치가 공간적으로 이루어져 광학계 자체가 많은 부피를 차지하고, 또한 광 검출기가 그 광축이 직교하는 위치에 배치되어 있어 장치의 크기가 커지게 될 뿐만 아니라 무게가 무거워져 액추에이터에 의한 광픽업의 속도가 늦어지게 되어 광 디스크 상에 기록된 정보의 전송속도를 떨어뜨리게 되는 문제점이 있었다.However, in the DVD combined optical pickup device configured as described above, the arrangement of the optical elements is spatially spaced, so that the optical system occupies a large volume, and the optical detector is disposed at a position where the optical axis is orthogonal, thereby increasing the size of the device. As a result, the weight becomes heavy and the speed of optical pickup by the actuator is slowed down, thereby reducing the transmission speed of information recorded on the optical disk.
또한, 광부품들이 독자적으로 고정되어야 하므로 조립시간이 오래 걸리고 조립성이 양호하지 못하여 제조원가의 상승을 유발하는 문제점이 있었다.In addition, since the optical parts have to be fixed independently, there is a problem in that assembly time is long and assembly performance is not good, causing an increase in manufacturing cost.
또한, 종래에는 EP특허 357323호와 같이 반도체 레이저로부터 발산되는 빔을 3개의 빔으로 나누는 디플렉팅 소자와, 상기 3개의 빔을 각각 평행광으로 만드는 콜리메이팅 렌즈, 상기 3개의 평행광을 광 디스크상에 집속시키는 대물렌즈, 상기 광 디스크상에서 반사된 빔을 읽는 광 검출기로 구성되는 광픽업 장치가 알려져 있다.In addition, conventionally, as described in EP Patent 357323, a deflecting element for dividing a beam emitted from a semiconductor laser into three beams, a collimating lens for making the three beams into parallel light, and the three parallel light beams on an optical disk. BACKGROUND ART An optical pickup apparatus comprising an objective lens for focusing on and an optical detector for reading a beam reflected on the optical disk is known.
이러한 장치에서는 상기 대물렌즈와 콜리메이팅 렌즈를 거친 반사빔을 집속하는 역할은 디플렉팅 소자에서 수행하도록 구성되어 있고, 반사된 빔을 읽어내는 광 검출기의 구성은 광 디스크에 기록된 정보를 에러 없이 정확히 읽어내는 데 있어서 가장 중요한 구성으로 볼 수 있는 바, 광 검출기를 2분할한 중심선에 반사되는 빔이 정확하게 집속되도록 디플렉팅 소자를 제조, 즉 상기 광 검출기의 2분할 영역에서 검지된 신호의 차로써 포커싱 에러를 검출하도록 되어 있는 것이다.In such a device, the role of focusing the reflected beam passing through the objective lens and the collimating lens is configured to be performed by the deflecting element, and the configuration of the optical detector which reads the reflected beam accurately and accurately records the information recorded on the optical disk. As the most important configuration in reading, a deflecting element is manufactured so that the beam reflected by the centerline dividing the photodetector is accurately focused, i.e., focusing as a difference of signals detected in the divided region of the photodetector. It is intended to detect errors.
그러나 이러한 방식을 소위 나이프 에지 방법(Knife Edge Method)라고 하는 데, 이 방법은 기준 파장이 변하면 2분할 중심선에 빔이 정확하게 집속되지 않고 벗어나게 되어 광픽업의 정확한 구동이 곤란하게 되면, 또 트래킹 에러는 별도의 광 검출기에 의해서 이루어지는 것인바, 여기서 사용되는 빔은 디플렉팅 소자에 의해서 회절된 1차, 0차, -1차의 3빔을 모두 이용하는 것이므로, 정확한 집속이 어렵게 되는 문제점이 있었다.However, this method is called the Knife Edge method. When the reference wavelength is changed, the beam is not focused on the split center line precisely, and it is difficult to accurately drive the optical pickup. Since it is made by a separate light detector, the beam used here uses all three beams of the 1st, 0th, and -1th order diffracted by the deflecting element, which makes it difficult to accurately focus.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같이 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 에러의 보정을 안정되고 정확하게 수행할 수 있으며, 기존의 렌즈 및 기타 광학 부품을 홀로그램으로 대체하고 레이저 다이오드와 광 검출기를 하나의 모듈로 구성하므로써 광픽업 장치를 소형, 경량화할 수 있도록 함과 아울러 광 디스크 상에 기록된 정보를 읽는 데 소요되는 시간을 단축할 수 있도록 하는 DVD겸용 CD 플레이어의 광픽업 장치를 제공하는 데 있다.The object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, and in particular, it is possible to stably and accurately correct the error, and to replace the conventional lens and other optical parts with holograms and to replace the laser diode and the light detector. It is possible to provide an optical pickup device for a DVD-player CD player that can reduce the time required to read information recorded on an optical disc while making the optical pickup device compact and lightweight by configuring as a single module. have.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 소정의 회로기판 상에 삽입되는 디스크의 종류에 따라 선택적으로 발광되는 한 쌍의 레이저 다이오드와, 상기 레이저 다이오드에서 조사된 빔을 편광하는 빔 스프리터(polarizing beam splitter)와, 상기 레이저 다이오드의 후향으로 발광된 빔의 광도를 검출하여 레이저 다이오드의 빔을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 광 감시기를 집적하고, 포커싱 에러 및 트래킹 에러 검출을 위해 일측면에는 초점을 두 개 형성하는 2중 초점 홀로그램이 형성되고, 타측면에는 입사되는 빔을 4개로 분할하여 집속하는 십자형 홀로그램이 형성된 홀로그래픽 광소자를 포함하여 구성함을 특징으로 한다In order to achieve the above object, the present invention provides a pair of laser diodes that selectively emit light according to the type of the disc inserted on a predetermined circuit board, and a beam splitter for polarizing the beam irradiated from the laser diode. a splitter and an optical monitor that detects the luminous intensity of the beam emitted backwards of the laser diode so as to keep the beam of the laser diode constant, and has two focal points on one side for focusing error and tracking error detection. A dual focus hologram is formed, and the other side includes a holographic optical element formed with a cross-shaped hologram for dividing and focusing the incident beam into four.
도 1A 및 1B는 일반적인 광픽업 장치의 광학계를 보인 것으로,1A and 1B show an optical system of a general optical pickup device,
도 1A는 광학계의 구성을 보인 사시도이고,1A is a perspective view showing the configuration of an optical system,
도 1B는 광학계의 구성을 보인 평면도이다.1B is a plan view showing the structure of an optical system.
도 2는 일반적인 DVD 겸용 CD 플레이어 광픽업 장치의 광학계 요부구성을 보인 평면도.Figure 2 is a plan view showing the main configuration of the optical system of the general DVD combined CD player optical pickup device.
도 3은 본 발명에 의한 광픽업 장치의 광학계 구성을 보인 사시도.Figure 3 is a perspective view showing the optical system configuration of the optical pickup device according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 광픽업 장치의 광학계 구성을 보인 평면도.4 is a plan view showing an optical system configuration of the optical pickup device according to the present invention.
도 5A 및 5B는 본 발명에 의한 홀로그래픽 광소자의 광경로를 보인 것으로,5A and 5B show the optical path of the holographic optical device according to the present invention,
도 5A는 2중 초점 홀로그램의 광경로를 보인 평면도이고,5A is a plan view showing an optical path of a bifocal hologram,
도 5B는 십자형 홀로그램의 광경로를 보인 평면도이다.5B is a plan view showing the optical path of the cross-shaped hologram.
도 6은 본 발명에 의한 광학계의 광경로를 보인 평면도.6 is a plan view showing an optical path of the optical system according to the present invention.
도 7 A 및 7B는 본 발명에 의한 광픽업 장치의 작용을 보인 것으로,7A and 7B illustrate the operation of the optical pickup device according to the present invention.
도 7A는 광 디스크가 대물렌즈에 의한 접속위치보다 멀어질 경우의 작용도이고,Fig. 7A is an operation diagram when the optical disc is far from the connection position by the objective lens,
도 7B는 광 디스크가 대물렌즈에 의한 접속위치보다 멀어질 경우의 작용도이다.Fig. 7B is an operation diagram when the optical disk is farther from the connection position by the objective lens.
도 8A 및 8B는 본 발명에 의한 광픽업 장치의 집속위치 변화에 따른 광 검출소자 상에서의 레이저빔의 크기 변화를 보인 것으로,8A and 8B show changes in the size of a laser beam on a photodetecting device according to a change in focusing position of an optical pickup apparatus according to the present invention.
도 8A는 광 디스크가 대물렌즈에 의한 접속위치보다 멀어질 경우에 광 검출소자 상에서의 레이저빔의 크기 변화를 보인 설명도이고,Fig. 8A is an explanatory diagram showing a change in the size of the laser beam on the photodetecting device when the optical disk is farther from the connection position by the objective lens.
도 8B는 광 디스크가 대물렌즈에 의한 접속위치보다 가까워지는 경우에 광 검출소자 상에서의 레이저빔의 크기 변화를 보인 설명도이다.FIG. 8B is an explanatory diagram showing a change in the size of the laser beam on the photodetecting device when the optical disk is closer than the connection position by the objective lens.
도 9A 내지 9C는 본 발명에 의한 광픽업 장치의 포커스 에러 및 트래킹 에러에 따른 4분할 광 검출소자 상에서의 레이저빔의 크기 변화를 보인 설명도로써,9A to 9C are explanatory diagrams showing changes in the size of a laser beam on a quadrant photodetector according to a focus error and a tracking error of an optical pickup apparatus according to the present invention.
도 9A는 광 디스크가 대물렌즈에 의한 접속위치보다 멀어질 경우에 광 검출소자 상에서의 레이저빔의 패턴을 보인 것이고,Fig. 9A shows the pattern of the laser beam on the photodetecting device when the optical disk is farther from the connection position by the objective lens.
도 9B는 광 디스크가 대물렌즈에 의한 접속위치인 경우에 광 검출소자 상에서의 레이저빔의 패턴을 보인 것이고,Fig. 9B shows the pattern of the laser beam on the photodetecting device when the optical disk is at the connection position by the objective lens,
도 9C는 광 디스크가 대물렌즈에 의한 접속위치보다 가까워지는 경우에 광 검출소자 상에서의 레이저빔의 패턴을 보인 것이다.Fig. 9C shows the pattern of the laser beam on the photodetecting device when the optical disk is closer than the connection position by the objective lens.
도10A 내지 10C는 본 발명에 의한 광픽업 장치의 트래킹 에러의 예를 보인 설명도.10A to 10C are explanatory diagrams showing an example of a tracking error of the optical pickup apparatus according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1:레이저 다이오드 2:빔 스프리터1: laser diode 2: beam splitter
3:홀로그래픽 광소자 4:콜리메이팅 렌즈3: holographic optical element 4: collimating lens
5:1/4파장판 6:대물렌즈5: 1/4 wave plate 6: objective lens
7:광 검출소자 8:광 검사기7: Photodetector 8: Photodiode
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 DVD겸용 광픽업 장치의 기술적 사상에 따른 일 실시예를 들어 구성, 동작 및 작용효과를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 3은 본 발명에 의한 광픽업 장치의 광학계 구성을 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 광픽업 장치의 광학계 구성을 보인 평면도이고, 도 5는 본 발명에 의한 홀로그래픽 광소자의 광경로를 보인 평면도이고, 도 6은 본 발명에 의한 광학계의 광경로를 보인 평면도이고, 도 7은 본 발명에 의한 광픽업 장치의 작용을 보인 것이고, 도 8은 본 발명에 의한 광픽업 장치의 집속위치 변화에 따른 광 검출소자 상에서의 레이저빔의 크기 변화를 보인 것이고, 도 9는 본 발명에 의한 광픽업 장치의 포커스 에러 및 트래킹 에러에 따른 4분할 광 검출소자 상에서의 레이저빔의 크기 변화를 보인 설명도이고, 도10은 본 발명에 의한 광픽업 장치의 트래킹 에러의 예를 보인 설명도이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration, operation and effect for an embodiment according to the technical idea of the present invention DVD combined optical pickup device configured as described above in detail as follows. 3 is a perspective view showing an optical system configuration of the optical pickup device according to the present invention, Figure 4 is a plan view showing an optical system configuration of the optical pickup device according to the present invention, Figure 5 is a light path of the holographic optical device according to the present invention 6 is a plan view showing the optical path of the optical system according to the present invention, Figure 7 is a view showing the operation of the optical pickup device according to the present invention, Figure 8 is a change in the focusing position of the optical pickup device according to the present invention Figure 9 shows the change in the size of the laser beam on the optical detection element according to the present invention, Figure 9 is an explanatory view showing the change in the size of the laser beam on the four-segment photodetection according to the focus error and tracking error of the optical pickup device according to the present invention 10 is an explanatory diagram showing an example of a tracking error of the optical pickup apparatus according to the present invention.
본 발명이 적용되는 DVD겸용 CD 플레이어의 광픽업 장치는 상호 마주보게 배치되어 DVD 또는 CD의 광 디스크(D) 종류에 따라 선택적으로 발광되는 한 쌍의 레이저 다이오드(1, 1a)와, 상기 레이저 다이오드(1, 1a)에서 조사된 빔을 편광하여 상향으로 반사하는 빔 스프리터(polarizing beam splitter)(2)와, 상기 레이저 다이오드(1, 1a)의 후향으로 발광된 빔의 광도를 검출하여 레이저 다이오드(1, 1a)의 빔을 일정하게 유지할 수 있도록 하는 광 감시기(8)와, 입사된 빔을 검출하여 정보를 읽는 광 검출소자(7)가 하나의 모듈로 집적된 기판부(B)와, 상기 기판부(B) 상부에 상기 빔 스프리터(2)에서 편광되어 집속된 발산광을 평행광으로 집속하는 콜리메이팅 렌즈(4)와, 상기 콜리메이팅 렌즈(4)에서 집속된 평행광의 편광면을 90도 바꾸는 1/4파장판(5)과, 상기 1/4파장판(5)에서 통과되는 입사광을 광 디스크(D)의 기록면상에 집속하는 대물렌즈(6)와, 상기 대물렌즈(6)에 의해 광 디스크(D)에 집속된 후 반사되는 빔을 두 개의 초점이 형성되도록 하여 4방향으로 집속하는 홀로그래픽 광소자(3)로 구성된 것으로, 상기 홀로그래픽 광소자(3)는 일측면에는 입사광의 초점이 두 개로 되도록 다중화하는 2중 초점 홀로그램(3a)이 형성되고, 타측면에는 입사광을 4개로 분할하여 집속하는 십자형 홀로그램(3b)이 형성된다.The optical pickup apparatus of the DVD combined CD player to which the present invention is applied is provided with a pair of laser diodes (1, 1a) which are arranged to face each other and selectively emit light according to the optical disc (D) type of the DVD or CD, and the laser diode A polarizing beam splitter 2 that polarizes the beam irradiated from (1, 1a) and reflects upward, and detects the luminance of the beam emitted backwards of the laser diodes 1, 1a to detect the laser diode ( A light monitor 8 for maintaining the beams of 1 and 1a constant, a substrate portion B in which the light detecting element 7 which detects the incident beam and reads the information is integrated into one module, and The collimating lens 4 which focuses the diverging light polarized and condensed by the beam splitter 2 into parallel light on the substrate portion B, and the polarization plane of the parallel light focused by the collimating lens 4 is 90 degrees. The 1/4 wavelength plate 5 which changes degrees, and the 1/4 wavelength plate 5 The objective lens 6 focuses the incident light on the recording surface of the optical disk D, and the beam reflected after focusing the optical disk D by the objective lens 6 forms two focal spots. It consists of a holographic optical element (3) to focus in the direction, the holographic optical element (3) is formed on one side is a dual focus hologram (3a) for multiplexing so that the focus of the incident light is two, on the other side A cross hologram 3b for dividing the incident light into four and focusing is formed.
또한, 상기 광 검출소자(7)는 십자형으로 4분할된 제1광검출부(7a)와, 일련되게 4분할된 제2광검출부(7b)로 구성되는 것으로, 상기 제1광검출부(7a)와 제2광검출부(7b)는 상호 대칭되게 기판부(B)상에 배치된다.In addition, the photodetector 7 includes a first photodetector 7a divided into four crosses and a second photodetector 7b divided into four in series. The first photodetector 7a The second photodetecting portion 7b is disposed on the substrate portion B so as to be symmetrical with each other.
상기 광 검출소자(7)는 상기 홀로그래픽 광소자(3)에 형성된 2중 초점 홀로그램(3a)의 두 초점사이에 배치된다.The photodetecting element 7 is arranged between two foci of the dual focus hologram 3a formed in the holographic optical element 3.
다음은 상기에서와 같이 구성된 본 발명의 광경로를 설명한다.The following describes the optical path of the present invention configured as described above.
상기에서와 같이 구성된 광픽업 장치는, 도3 및 4에 도시된 바와 같이, 삽입된 광 디스크(D)의 종류에 따라 해당 레이저 다이오드(1, 1a)에서의 발광된 빛은 빔 스프리터(2)에서 상향으로 90도 반사되어 콜리메이팅 렌즈(4)로 입사되고, 이어 상기 콜리메이팅 렌즈(4)를 통과하며 평행광으로 집속된다. 이때, 이와 같이 집속되는 상기 평행광의 P파는 1/4파장판(5)에서 원형 편광된 후, 대물렌즈(6)에서 광 디스크(D)의 기록면상에 집속된다. 상기 광 디스크(D) 상에서 정보를 판독한 후 반사광은 역회전의 원형파가 되어 경로를 역행하면서 재차 1/4파장판(5)을 통과하며 다시 원위치되어 홀로그래픽 광소자(3)로 조사된다.In the optical pickup apparatus configured as described above, as shown in FIGS. 3 and 4, the light emitted from the laser diodes 1 and 1a is converted to the beam splitter 2 according to the type of the inserted optical disk D. FIG. Is reflected upwards by 90 degrees and is incident on the collimating lens 4, and then passes through the collimating lens 4 and is focused with parallel light. At this time, the P wave of the parallel light focused in this manner is circularly polarized on the quarter wave plate 5 and then focused on the recording surface of the optical disk D in the objective lens 6. After reading the information on the optical disk D, the reflected light becomes a circular wave of reverse rotation and travels through the quarter-wave plate 5 again while returning the path and irradiated back to the holographic optical element 3. .
상기 홀로그래픽 광소자(3)에 조사된 빔은, 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 홀로그래픽 광소자(3)의 전면에 형성된 2중 초점 홀로그램(3a)에서 2개의 소정 초점을 갖도록 회절되고, 계속해서 홀로그래픽 광소자(3)의 배면에 형성된 십자형 홀로그램(3b)에 의해 4방향으로 회절되어 광 검출소자(7)의 제1, 2광검출부(7a)(7b)에 각각 집속되므로써 광 디스크(D) 상에 기록된 정보를 읽을 수 있게 된다.The beam irradiated onto the holographic optical element 3 is first diffracted to have two predetermined foci in the double focus hologram 3a formed on the front of the holographic optical element 3. Then, the light is diffracted in four directions by a cross hologram 3b formed on the rear surface of the holographic optical element 3 and focused on the first and second light detection portions 7a and 7b of the photodetecting element 7, respectively. Information recorded on the disc D can be read.
본 발명에 의한 광픽업 장치의 픽업동작을 첨부된 도면에 의하여 보다 상세히 설명하면, 광 디스크(D) 상에 레이저빔이 정확하게 집속된 후(즉, 포커스 에러가 발생 안한 경우:d1=d2) 반사되어 홀로그래픽 광소자(3)에 의해 두 광으로 분할되고, 집속된 이중광의 초점 중앙에 배치된 광 검출소자(7)에 각각 집속될 경우에는, 도 9B에 도시된 바와 같이, 광 검출소자(7)에 차단되는 레이저빔은 같은 크기로 대칭되는 형태를 같게 된다.When the pickup operation of the optical pickup device according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, after the laser beam is correctly focused on the optical disk D (that is, when no focus error occurs: d1 = d2) And divided into two lights by the holographic optical element 3 and focused on the photodetecting element 7 arranged at the focal center of the focused double light, respectively, as shown in FIG. 9B, the photodetecting element ( The laser beam blocked in 7) has the same symmetrical shape with the same size.
만일, 도 7A에 도시된 바와 같이, 광 디스크(D)가 대물렌즈(6)에 의해 집속되는 빔의 위치보다 멀어지면(d2>d1), 접속위치 c가 c'으로 이동되는 효과를 보여, 상기 홀로그래픽 광소자(3)에서 회절된 이중광은 초점(f1)(f2)이 일률적으로 후향 이동하게 되어 상기 광 검출소자(7)에서 검지되는 빔의 패턴은 도 9A와 같이 나타나게 된다.As shown in FIG. 7A, when the optical disk D is farther from the position of the beam focused by the objective lens 6 (d2> d1), the connection position c shows an effect of moving to c '. In the dual light diffracted by the holographic optical device 3, the focal points f 1 and f 2 are uniformly moved backward so that the pattern of the beam detected by the optical detection device 7 is shown in FIG. 9A.
이와는 반대로 도 7B에 도시된 바와 같이, 광 디스크(D)가 대물렌즈(6)에 의해 집속되는 빔의 위치보다 가까워지면(d2<d1), 집속위치가 짧아져 상기 홀로그래픽 광소자(3)에서 회절된 이중광은 초점(f1)(f2)이 일률적으로 전방으로 이동하게 되어 상기 광 검출소자(7)에서 검지되는 빔의 패턴은 도 9C와 같이 나타나게 된다.On the contrary, as shown in FIG. 7B, when the optical disk D is closer than the position of the beam focused by the objective lens 6 (d2 < In the dual light diffracted at, the focal point f 1 (f 2 ) is uniformly moved forward so that the pattern of the beam detected by the photodetector 7 is shown in FIG. 9C.
그러므로, 상기 제2광검출부(7b)의 셀(e)(h)의 전기적 신호를 합한 신호와 셀(f)(g)합한 신호를 비교하면, 포커스 에러의 발생을 검지할 수 있게 되고, 이 신호 상태를 대물렌즈(6)를 상하, 좌우로 움직여 주는 소정의 액추에이터(actuator)(A)에 입력하여 대물렌즈(6)를 상하로 움직이게 함으로써 포커스 에러를 보정할 수 있다.Therefore, when the sum of the signals of the sum of the electric signals of the cells e and h of the second photodetector 7b and the sum of the signals of the cells f and g is detected, the occurrence of the focus error can be detected. The focus error can be corrected by inputting the signal state to a predetermined actuator A for moving the objective lens 6 up and down, left and right, and moving the objective lens 6 up and down.
즉, FE =(e+h)-(f+g)FE = (e + h)-(f + g)
위 식에서 FE가 양이면 도 7A와 같이, 광 디스크(D)가 대물렌즈(6)로부터 멀어지는 것이므로 액추에이터(A)로 대물렌즈(6)를 위로 움직이게 하여 광 디스크(D) 상에 빔이 정확하게 집속되도록 하며, 음의 신호이면 반대로 광 디스크가 대물렌즈(6)에 가까워지는 것이므로 대물렌즈(6)를 아래로 움직여 포커스 에러를 보정한다.In the above equation, if the FE is positive, as shown in FIG. 7A, the optical disk D moves away from the objective lens 6, so that the objective lens 6 is moved upward with the actuator A to focus the beam on the optical disk D accurately. On the contrary, if the negative signal is obtained, the optical disk is closer to the objective lens 6, so the objective lens 6 is moved downward to correct the focus error.
광 디스크(D)가 회전중에 발생하는 트래킹 에러는 도10B 및 10C에 도시된 바와 같이, -x방향으로 집속되는 빔이 치우치는 경우와, +x방향으로 치우치는 두 가지 경우가 있다.There are two cases of tracking errors occurring during the rotation of the optical disk D, as shown in Figs. 10B and 10C, when the beams focused in the -x direction are biased and in the + x direction.
본 발명에 의한 광픽업 장치에서는 -x방향에 위치한 제2광검출부(7b)의 셀(a),(c)에 입사되는 빔 세기와, +x방향에 위치한 셀(b)(d)의 신호를 비교하면 트래킹 에러를 보정할 수 있다.In the optical pickup apparatus according to the present invention, the beam intensity incident on the cells (a) and (c) of the second photodetector 7b located in the -x direction and the signals of the cells (b) and (d) located in the + x direction The tracking error can be corrected by comparing
즉 TE =(a+c)-(b+d)TE = (a + c)-(b + d)
상기와 같은 원리에 의해 포커스 에러 보정, 트래킹 에러 보정, 그리고 광 디스크(D) 상에 기록된 피트 정보의 판독이 가능하게 된다.By the above principle, focus error correction, tracking error correction, and pit information recorded on the optical disc D can be read.
상술한 바와 같이 본 발명은 홀로그램을 사용하여 기존의 광픽업 기능을 가능하게 하고, 또한 레이저 다이오드와 광 검출소자를 하나의 모듈로 구성할 수 있어 광픽업을 소형 및 경량화할 수 있기 때문에 픽업을 사용하는 CDP(Compact disk player), VDP(Video disk player), ODP(Optical disk player), MDP(Multi disk player) 등에서 정보의 재생속도를 향상시킬 수 있도록 사용될 수 있게 되는 것이다.As described above, the present invention enables a conventional optical pickup function by using a hologram, and also uses a pickup because the laser diode and the optical detection element can be configured as a single module so that the optical pickup can be made smaller and lighter. The CDP (Compact disk player), VDP (Video disk player), ODP (Optical disk player), MDP (Multi disk player) can be used to improve the playback speed of information.
또한, 홀로그램은 저가격의 대량생산이 용이하여 가격면에서도 종래 기술보다 유리하게 제조원가를 절감시키는 등의 효과가 있다.In addition, the hologram is easy to mass-produce at low cost, and thus has an effect of reducing manufacturing costs in terms of price and more advantageously than the prior art.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970077236A KR19990057188A (en) | 1997-12-29 | 1997-12-29 | Optical pickup device of CD player for digital video disc |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019970077236A KR19990057188A (en) | 1997-12-29 | 1997-12-29 | Optical pickup device of CD player for digital video disc |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990057188A true KR19990057188A (en) | 1999-07-15 |
Family
ID=66171500
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| KR1019970077236A KR19990057188A (en) | 1997-12-29 | 1997-12-29 | Optical pickup device of CD player for digital video disc |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR19990057188A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100437655B1 (en) * | 2001-08-16 | 2004-06-30 | (주)해빛정보 | An integrated optical disk pickup device |
| KR100464427B1 (en) * | 2002-08-12 | 2005-01-03 | 삼성전자주식회사 | Optical pickup and optical recording and/or reproducing apparatus employing it |
| KR100464426B1 (en) * | 2002-08-08 | 2005-01-03 | 삼성전자주식회사 | Abnormal lens and optical pickup applied it |
| KR100477640B1 (en) * | 2002-01-10 | 2005-03-23 | 삼성전자주식회사 | Compatible optical pickup |
-
1997
- 1997-12-29 KR KR1019970077236A patent/KR19990057188A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100477640B1 (en) * | 2002-01-10 | 2005-03-23 | 삼성전자주식회사 | Compatible optical pickup |
| KR100464426B1 (en) * | 2002-08-08 | 2005-01-03 | 삼성전자주식회사 | Abnormal lens and optical pickup applied it |
| KR100464427B1 (en) * | 2002-08-12 | 2005-01-03 | 삼성전자주식회사 | Optical pickup and optical recording and/or reproducing apparatus employing it |
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