KR19990057682A - 호환형 광픽업장치 - Google Patents

Abstract

두께가 서로 다른 디스크를 호환 채용 가능한 호환형 광픽업장치가 개시되어 있다.

이 개시된 호환형 광픽업장치는 서로 다른 파장영역의 제1 및 제2광을 생성 출사하는 제1 및 제2광원과, 제1광원과 디스크 사이의 광경로 상에 배치되어 제1광원에서 출사된 제1광의 광경로를 변환하는 제1광경로변환수단과, 제2광원과 제1광경로변환수단 사이의 광경로 상에 배치되어 제2광원에서 출사된 제2광의 광경로를 변환하는 제2광경로변환수단과, 제2광경로변환수단과 디스크 사이의 광경로 상에 배치되어 제1 및 제2광원에서 출사되고 제1 및 제2광경로변환수단에 의해 경로 변환된 제1 및 제2광을 집속시켜 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 하는 대물렌즈와, 디스크의 기록면에서 반사되어 대물렌즈와 제1 및 제2광경로변환수단을 경유한 광을 수광하는 광검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 호환형 광픽업장치는 일 광경로변환수단으로 프리즘형 빔스프리터 또는 편광빔스프리터를 구비하며, 다른 광경로변환수단으로 플레이트형 빔스프리터를 구비하고, 1개의 광검출기로 디스크의 정보신호 및 오차신호를 검출하므로 구조가 간단하며 가격이 저렴하다.

Description

호환형 광픽업장치

본 발명은 광픽업장치에 관한 것으로, 두께가 서로 다른 디스크를 호환 채용 가능한 호환형 광픽업장치에 관한 것이다.

일반적으로 광픽업장치는 컴팩트 디스크 플레이어(CDP), 디지털 비디오 디스크 플레이어(DVDP), CD-ROM 드라이브, DVD-ROM 드라이브 등에 채용되어 비접촉식으로 기록매체에 정보의 기록 또는 재생을 수행한다.

DVDP와, DVD-ROM은 고밀도 기록재생이 가능한 장치로 영상음향분야에서 주목받고 있다. 이 DVDP에 채용되는 광픽업장치는 그 호환성을 위하여 기록매체로 디지털 비디오 디스크(DVD) 뿐만아니라, 컴팩트 디스크(CD) 등을 채용하는 경우에도 정보의 기록 및/또는 재생이 가능하여야 한다.

그러나, DVD의 두께는 기구적인 디스크 기울기 허용오차와 대물렌즈 개구수등으로 인하여 CD의 두께와 다른 규격으로 표준화되었다. 즉, 기존 CD의 두께가 1.2mm인 반면 DVD는 0.6mm이다. 이와 같이, CD 와 DVD의 두께가 서로 다르므로 DVD용 광픽업장치를 CD에 적용한 경우 두께 차이에 의한 구면수차가 발생된다. 그러므로 이 구면수차에 의해 정보신호의 기록에 필요한 충분한 광강도를 얻지 못하거나 재생시의 신호가 열화되는 문제가 발생된다.

이와 같은 표준화의 차이점에 의해 통상의 CDP로는 DVD에 정보의 기록 및 기록된 정보의 재생이 불가능하다.

따라서, 종래에는 상기한 바와 같은 문제점들을 극복하기 위해 도 1에 도시된 바와 같은 포맷이 서로 다른 디스크 호환형 광픽업장치가 개시된 바 있다.

도면을 참조하면, 종래의 호환형 광픽업장치는 각각 다른 파장의 광을 생성 출사하는 제1 및 제2광원(1)(4)과, 디스크(10)의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 수렴하는 대물렌즈(9)와, 상기 제1 및 제2광원(1)(4)과 대물렌즈(9) 사이의 광경로 상에 위치하여 광경로를 변환하는 빔스프리터(7)와, 상기 제1광원(1)과 빔스프리터(7) 사이에 배치된 홀로그램소자(3)와, 상기 제1 및 제2광원(1)(4)에서 출사되고 상기 디스크(10)에서 반사된 광을 각각 수광하는 제1 및 제2광검출기(2)(5)로 이루어진다.

상기 제1광원(1)은 상기 빔스프리터(7)의 일측에 배치되며, 두께가 두꺼운 디스크 즉, CD(10a)의 정보신호를 기록 재생할 수 있도록 파장이 780nm인 광을 출사하는 반도체 레이저이다. 그리고, 상기 제2광원(4)은 상기 빔스프리터(7)의 타측에 배치되며, 두께가 얇은 디스크 즉, DVD(10b)의 정보신호를 기록 재생할 수 있도록 파장이 650nm인 광을 출사하는 반도체 레이저이다.

상기 빔스프리터(7)는 상기 제1광원(1)에서 출사된 광을 반사시키는 제1경면(7a)과, 상기 제1경면(7a)과 이격되게 형성되어 상기 제2광원(4)쪽에서 입사되는 광은 반사시켜 상기 디스크(10)를 향하도록 하고 그 반사된 광은 투과시켜 상기 제2광검출기(5)를 향하도록 하는 제2경면(7b)으로 이루어진다. 이때 상기 제1 및 제2경면(7a)(7b)은 그 연장선이 V자형을 이루도록 배치된다.

상기 홀로그램소자(3)는 상기 제1광원(1)쪽에서 입사되는 광을 직진 통과시키고, 상기 제1경면(7a)에서 반사되어 입사되는 광은 회절 통과시켜 상기 제1광검출기(2)를 향하도록 한다. 그러므로, 상기 홀로그램소자(3)을 통과한 광은 제1경면(7a)에서 반사되어 상기 디스크(10)에 입사된다. 이 광은 CD(10a)의 기록면에서 반사되고, 또한 상기 제1경면(7a)에서 반사되어 상기 홀로그램소자(3)에 입사된다. 그리고 이 광은 홀로그램소자(3)에서 회절되어 상기 제1광검출기(2)에서 검출된다.

상기 제1 및 제2광검출기(2)(5)는 각각 상기 제1 및 제2광원(1)(4)에서 출사되고, 디스크(10)의 기록면에서 반사된 광을 수광하여 정보신호와 오차신호를 검출한다.

이와 같이 구성된 종래의 호환형 광픽업장치는 그 연장선이 V자형을 이루도록 배치된 제1 및 제2경면(7a)(7b)을 가지는 빔스프리터(7)를 채용하는데, 이러한 빔스프리터(7)는 제조가 어렵고 복잡하며, 이에 따라 제조단가가 높은 문제가 있다.

또한, 두께가 서로 다른 디스크(10)의 정보신호 및 오차신호를 검출하기 위하여 2개의 광검출기(2)(5)와 홀로그램소자(3)를 채용하므로, 부품수가 많고 이에 따라 제조단가가 높은 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 구조가 간단하며 가격이 저렴한 호환형 광픽업장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 호환형 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면,

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 호환형 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면,

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 호환형 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면,

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 호환형 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11,13...제1 및 제2광원 11a,13a...제1 및 제2광

12,14...그레이팅 15...제2광경로변환수단

17,27...제1광경로변환수단 17a,27a...경면

18...콜리메이팅렌즈 19,29...대물렌즈

20...디스크 20a...DVD

20b...CD 21...비점수차렌즈

25...광검출기 28...파장판

29a...환형의 돌기

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 호환형 광픽업장치는, 서로 다른 파장영역의 제1 및 제2광을 생성 출사하는 제1 및 제2광원과; 상기 제1광원과 디스크 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 제1광원에서 출사된 제1광의 광경로를 변환하는 제1광경로변환수단과; 상기 제2광원과 제1광경로변환수단 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 제2광원에서 출사된 제2광의 광경로를 변환하는 제2광경로변환수단과; 상기 제2광경로변환수단과 디스크 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 제1 및 제2광원에서 출사되고 상기 제1 및 제2광경로변환수단에 의해 경로 변환된 제1 및 제2광을 집속시켜 상기 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 하는 대물렌즈와; 상기 디스크의 기록면에서 반사되어, 상기 대물렌즈와 제1 및 제2광경로변환수단을 경유한 광을 수광하는 광검출기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 호환형 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면이다.

도면을 참조하면, 호환형 광픽업장치는 서로 다른 파장영역의 제1 및 제2광(11a)(13a)을 생성 출사하는 제1 및 제2광원(11)(13)과, 상기 제1 및 제2광(11a)(13a)의 광경로를 변환하는 제1 및 제2광경로변환수단과, 입사광을 집속시키는 대물렌즈(29)와, 입사광을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하는 광검출기(25)를 포함하여 구성된다.

상기 제1광원(11)은 대략 650nm 파장의 제1광을 출사하는 반도체 레이저로, 두께가 얇은 디스크 즉, DVD(20a)의 정보를 기록 재생한다. 상기 제2광원(13)은 대략 780nm 파장의 제2광을 출사하는 반도체 레이저로, 두께가 두꺼운 디스크 즉, CD(20b)의 정보를 기록 재생한다.

상기 제1광경로변환수단(17)은 상기 제1광원(11)과 디스크(20) 사이의 광경로 상에 배치어 상기 제1광원(11)에서 출사된 제1광(11a)의 광경로를 변환한다. 이 제1광경로변환수단(17)으로는 2개의 프리즘이 서로 맞대어져 형성된 프리즘형 빔스프리터를 구비한다. 이때, 제1광경로변환수단(17)은 입사광을 부분적으로 투과 및 반사시키는 경면(17a)을 갖는다. 이때, 상기 경면(17a)은 상기 제1광원(11)에서 출사된 제1광(11a)은 부분적으로 투과 및 반사시켜 광경로를 변환하고, 상기 제2광원(13)에서 출사된 제2광(13a)은 대부분 투과시키도록 코팅된 것이 바람직하다.

상기 제2광경로변환수단(15)은 상기 제2광원(13)과 제1광경로변환수단(17) 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 제2광원(13)에서 출사된 제2광(13a)의 광경로를 변환한다. 이 제2광경로변환수단(15)으로는 입사광을 부분적으로 투과 및 반사시키는 플레이트형 빔스프리터를 구비한다. 이때, 상기 제2광경로변환수단(15)은 상기 제2광원(13)에서 출사된 제2광(13a)은 부분적으로 투과 및 반사시켜 광경로를 변환하고, 상기 제1광원(11)에서 출사된 제1광(11a)은 대부분 투과시키도록 코팅된 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1광원(11)과 제1광경로변환수단(17) 사이의 광경로 상에는 3빔법에 의해 트랙킹 오차신호를 검출할 수 있도록 입사광을 0차 회절광, ± 1차 회절광,... 등으로 분기시키는 그레이팅(12)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 그레이팅(12)은 상기 제1광원(11)에서 출사된 광의 파장에 대해 적합하게 마련된다.

마찬가지로, 상기 제2광원(13)과 제2광경로변환수단(17) 사이의 광경로 상에는 3빔법에 의해 트랙킹 오차신호를 검출할 수 있도록 입사광을 0차 회절광, ± 1차 회절광,... 등으로 분기시키는 그레이팅(14)을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 그레이팅(14)은 상기 제1광원(13)에서 출사된 광의 파장에 대해 적합하게 마련된다.

또한, 상기 제2광경로변환수단(15)과 광검출기(25) 사이의 광경로 상에는 비점수차법으로 포커스 오차신호를 검출할 수 있도록 비점수차를 발생시키는 비점수차렌즈(21)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1광경로변환수단(17)과 대물렌즈 사이에는 상기 제1 및 제2광원(11)(13)으로부터 입사되는 발산광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈(18)을 더 구비한다. 이때, 상기 제1 및 제2광원(11)(13)은 그로부터 출사된 제1 및 제2광(11a)(13a) 각각이 상기 콜리메이팅렌즈(18)에 의해 평행광으로 변환될 수 있도록 배치된다.

상기 광검출기(25)는 상기 디스크(20)의 기록면에서 반사되어, 상기 대물렌즈(19)와 제1 및 제2광경로변환수단(17)(15)을 경유한 광을 수광한다. 이때, 상기 광검출기(25)는 트랙킹 오차신호 및 포커스 오차신호를 검출할 수 있도록 각각 독립적으로 광전변환하는 다수의 분할판을 구비한다.

이하, 도 2를 참조하면서 본 발명의 제1실시예에 따른 호환형 광픽업장치의 작동을 설명한다.

먼저, 두께가 얇은 디스크 즉, DVD(20a)의 기록 재생시에는 상기 제1광원(11)이 작동되어 이로부터 제1광(11a)이 출사된다. 이 제1광(11a)은 상기 그레이팅(12)에 의해 분기되어 제1광경로변환수단(17)에 입사된다. 그리고 상기 경면(17a)에서 이 입사된 광 중 일부는 투과되고 일부는 반사된다. 상기 경면(17a)에서 반사된 광은 콜리메이팅렌즈(18)에 의해 평행광으로 바뀌고 대물렌즈(19)에 의해 집속되어 DVD(20a)의 기록면에 광스폿을 맺는다.

DVD(20a)의 기록면에서 반사된 광은 대물렌즈(19)와 제1 및 제2광경로변환수단(17)(15)을 경유하여 광검출기(25)에서 검출된다.

두께가 두꺼운 디스크 즉, CD(20b)의 기록 재생시에는 제2광원(13)이 작동되고, 이로부터 제2광(13a)이 출사된다. 이 제2광(13a)은 그레이팅(14)에 의해 분기되고, 제2광경로변환수단(15)에서 일부는 반사되고 나머지는 투과된다. 상기 반사된 광은 제1광경로변환수단(17)을 경유하여 콜리메이팅렌즈(18)에 입사되고, 평행광으로 변환된다. 이 평행광은 대물렌즈(19)에 의해 집속되어 CD(20b)의 기록면에 광스폿을 맺는다.

그리고 CD(20b)의 기록면에서 반사된 광은 대물렌즈(19)와 제1 및 제2광경로변환수단(17)(15)을 경유하여 광검출기(25)에서 검출된다.

여기서, 상기 제1광경로변환수단(17)으로 프리즘형 빔스프리터, 제2광경로변환수단(15)으로 플레이트형 빔스프리터를 구비하는 것으로 설명 및 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상기 제1광경로변환수단(17)으로 플레이트형 빔스프리터, 제2광경로변환수단(15)으로 프리즘형 빔스프리터를 구비하는 것도 가능하다.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 호환형 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면이다. 본 실시예는 도 2를 참조하여 설명한 본 발명의 제1실시예와 동일하며, 제1광경로변환수단(27)으로 편광빔스프리터를 구비한 점에 그 특징이 있다. 여기서, 도 2와 동일 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1광경로변환수단(27)은 입사광을 그 직선편광에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 경면(27a)을 갖는 편광빔스프리터인 것이 바람직하다. 이때, 상기 경면(27a)은 상기 제1광원(11)에서 출사된 제1광(11a)은 그 직선편광에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키고, 상기 제2광원(13)에서 출사된 제2광(13a)은 대부분 투과시키도록 코팅된 것이 바람직하다.

한편, 상기 제1광경로변환수단(27)과 대물렌즈(19) 사이의 광경로 상에 입사광의 편광을 바꾸어주는 파장판(28)을 더 구비한다. 이때, 상기 파장판(28)은 상기 제1광(11a)의 파장에 대해 사반파장판(quarter wave plate)인 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명의 제2실시예에 따른 호환형 광픽업장치에서, 두께가 얇은 디스크 즉, DVD(20b)의 기록 재생시에 제1광원(11)에서 출사된 제1광(11a) 중 일 직선편광의 광만이 상기 제1광경로변환수단(27)의 경면(27a)에서 반사된다. 이 반사된 광은 상기 파장판(28)에서 일 원편광으로 변환되고, 대물렌즈(19)에 의해 집속되어 DVD(20a)의 기록면에 광스폿을 맺는다. DVD(20a)의 기록면에서 반사된 광은 다른 원편광으로 되고, 상기 파장판(28)에서 다른 직선편광으로 변환된다. 그리고 이 광은 상기 제1광경로변환수단(27)의 경면(27a)을 투과하여 광검출기(25)에서 검출된다.

도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 호환형 광픽업장치의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면이다. 본 실시예의 호환형 광픽업장치는 도 2를 참조하여 설명한 본 발명의 제1실시예에 따른 호환형 광픽업장치와 동일하며, 도 2의 대물렌즈(19)가 광제어패턴(29a)을 구비한 대물렌즈(29)로 변환된 점에 그 특징이 있다. 여기서, 도 2와 동일한 참조부호는 동일 부재를 나타낸다.

상기 광제어패턴(29a)은 상기 대물렌즈(29)의 적어도 일면에 형성되어 대물렌즈(29)에 입사되는 광을 제어한다. 도 4는 상기 광제어패턴이 환형의 돌기인 예를 도시한 것이다. 여기서, 상기 광제어패턴(29a)은 본 출원인에 의해 제안된 대한민국 특허출원번호 제95-14928호, 제96-3605호, 제96-13918호, 제97-4273 등에 설명된 바와 같이 다양하게 변형될 수 있다. 즉, 상기 광제어패턴(29a)으로 광을 산란시키는 홈을 구비하거나, 개구수를 증가시킬 목적으로 환형의 렌즈면을 구비할 수 있다.

한편, 상기 제1광경로변환수단(17)으로 도 3을 참조하여 설명한 본 발명의 제2실시예에 따른 제1광경로변환수단(27)과 파장판(28)을 구비하는 것도 가능하다.

상기한 바와 같이 대물렌즈(29)에 광제어패턴(29a) 예컨대, 환형의 광제어패턴(29a)이 마련되는 경우, 상기 제2광원(13)에서 출사되어 상기 광제어패턴(29a)과 그 내측을 통과하는 광은 두께가 두꺼운 기록매체(20b)의 기록면에 광스폿을 맺는다. 그리고 상기 제1광원(11)에서 출사되어 상기 광제어패턴(29a)의 외측을 통과하는 광은 두께가 얇은 기록매체(20a)의 기록면에 광스폿을 맺는다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 호환형 광픽업장치는 일 광경로변환수단으로 프리즘형 빔스프리터 또는 편광빔스프리터를 구비하며, 다른 광경로변환수단으로 플레이트형 빔스프리터를 구비하고, 1개의 광검출기로 디스크의 정보신호 및 오차신호를 검출하므로 구조가 간단하며 가격이 저렴하다.

Claims (11)

1. 서로 다른 파장영역의 제1 및 제2광을 생성 출사하는 제1 및 제2광원과;

   상기 제1광원과 디스크 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 제1광원에서 출사된 제1광의 광경로를 변환하는 제1광경로변환수단과;

   상기 제2광원과 제1광경로변환수단 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 제2광원에서 출사된 제2광의 광경로를 변환하는 제2광경로변환수단과;

   상기 제2광경로변환수단과 디스크 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 제1 및 제2광원에서 출사되고 상기 제1 및 제2광경로변환수단에 의해 경로 변환된 상기 제1 및 제2광을 집속시켜 상기 디스크의 기록면에 광스폿이 형성되도록 하는 대물렌즈와;

   상기 디스크의 기록면에서 반사되어, 상기 대물렌즈와 제1 및 제2광경로변환수단을 경유한 광을 수광하는 광검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2광경로변환수단 중 일 광경로변환수단은 입사광을 부분적으로 투과 및 반사시키는 경면을 갖는 프리즘형 빔스프리터이고,

   다른 광경로변환수단은 입사광을 부분적으로 투과 및 반사시키는 플레이트형 빔스프리터인 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 경면은 상기 제1 및 제2광 중 일 광은 부분적으로 투과 및 반사시키고, 다른광은 대부분 투과시키도록 코팅된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 플레이트형 빔스프리터는 상기 제1 및 제2광 중 일 광은 부분적으로 투과 및 반사시키고, 다른광은 대부분 투과시키도록 코팅된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2광경로변환수단 중 일 광경로변환수단은 입사광을 그 직선편광에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키는 경면을 갖는 편광빔스프리터이고,

   다른 광경로변환수단은 입사광을 부분적으로 투과 및 반사시키는 플레이트형 빔스프리터이며,

   상기 일 광경로변환수단과 대물렌즈 사이의 광경로 상에 입사광의 편광을 바꾸는 파장판을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 경면은 제1 및 제2광 중 일 광은 그 직선편광에 따라 선택적으로 투과 또는 반사시키고, 다른 광은 대부분 투과시키도록 코팅된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 플레이트형 빔스프리터는 제1 및 제2광 중 일 광은 부분적으로 투과 및 반사시키고, 다른 광은 대부분 투과시키도록 코팅된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2광원 중 일 광원은 대략 780nm 파장의 광을 생성 출사하는 반도체 레이저이고, 다른 광원은 대략 650nm 파장의 광을 생성 출사하는 반도체 레이저인 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1광원과 제1광경로변환수단 사이의 광경로 상에는 입사광을 분기시키는 그레이팅을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 제2광원과 제2광경로변환수단 사이의 광경로 상에는 입사광을 분기시키는 그레이팅을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대물렌즈는 상기 제1 및 제2광원에서 조사된 광이 두께가 서로 다른 디스크에 호환되도록 상기 대물렌즈에 입사되는 광을 제어하는 환형의 광제어패턴이 형성된 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.