KR20010047834A - 호환형 광픽업장치 - Google Patents

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KR20010047834A
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윤종용
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Abstract

서로 다른 파장의 제1 및 제2광빔을 조사하며 상호 근접 배치된 제1 및 제2광원과; 상기 제1 및 제2광빔의 진행경로를 변경시켜 주기 위한 광로변경수단과; 상기 제1 및 제2광빔을 각각 두께가 다른 광디스크의 기록면에 집속시켜 주는 대물렌즈와; 상기 제1 및 제2광원과 광로변경수단 사이의 광로상에 배치되어 상기 광디스크의 기록면에서 반사되는 제2광빔의 진행경로를 변환시켜 주기 위한 회절광학부재와; 상기 광디스크의 기록면에서 반사되어 상기 대물렌즈 및 광로변경수단을 경유한 제1광빔을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하는 제1광검출기; 및 상기 회절광학부재에 의해 광로 변환된 제2광빔을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하도록 상기 제1 및 제2광원의 어느 일측에 설치되는 제2광검출기;를 포함하고, 상기 제1 및 제2광원과 상기 제2광검출기를 패키지화하여 단일의 광모듈로 형성하여 DVD 및 CD 패밀리 광디스크에 대해 호환성을 지니도록 구성한 광픽업장치.

Description

호환형 광픽업장치{Compatible optical pick-up}
본 발명은 광디스크 드라이브의 광픽업장치에 관한 것으로서, 특히 포맷이 서로 다른 디스크형 광정보기록매체에 대하여 호환성을 지니는 호환형 광픽업장치에 관한 것이다.
일반적으로, 광픽업장치는 컴팩트 디스크 플레이어(C에), CD-ROM 드라이버, 디지털 다기능(또는 비디오) 디스크 플레이어(DVDP; Digital Versatile/Video Disc Player), DVD-ROM 드라이버 등에 채용되어 기록매체인 광디스크에 대한 비접촉식 정보 기록/재생 동작을 수행하게 된다.
최근, 고밀도 기록/재생이 가능한 광디스크 드라이버로서 특히 영상 및 음향분야에서 주목 받고 있는 DVDP의 경우, 컴팩트 디스크(CD)와 CD-R(Recordable) 및 CD-RW(Rewritable) 등과 같은 CD 패밀리 광디스크에 대해서도 호환성을 지니는 호환형 광픽업장치가 채용된다.
이러한 호환형 광픽업장치는, DVD 및 CD 패밀리용 광디스크의 신호면을 읽을 때 사용하는 재생광의 파장이 다름에 따라 서로 다른 파장의 광을 조사하는 두 광원을 가지며, 각 광원으로터 출사된 재생광빔이 서로 다른 초점위치에 광스폿을 맺히도록 하는 광학적 배치구조를 가진다.
기존의 호환형 광픽업장치는 도 1에 도시된 바와 같이 서로 다른 파장의 광을 각각 조사하는 제1광원(111)과 제2광원(121)이 각각 분리된 상태로 별도 마련되는 형태의 것과, 도 2에 도시된 바와 같이 제1광원(111)과 제2광원(121)이 하나의 패키지에 내장된 상태로 마련되는 형태의 것이 있다.
상기 제1 및 제2광원(111)(121)은 광디스크의 종류에 따라 선택적으로 구동되는 것으로서, 상기 제1광원(111)은 대략 650nm 파장의 제1광빔(1)을 출사하여 DVD 등의 두께(0.6mm)가 상대적으로 얇은 광디스크(100a)에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는데 이용된다. 그리고, 상기 제2광원(121)은 대략 780nm 파장의 제2광빔(2)을 출사하여 CD 패밀리인 CD, CD-RW 등의 두께(1.2mm)가 상대적으로 두꺼운 광디스크(100b)에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는데 이용된다.
도 1 및 도 2의 참조부호중 123은 3빔법에 의한 트랙오차신호를 검출할 수 있도록 입사광을 회절시키는 회절격자이고, 133은 입사광을 평행광으로 만들어 주기 위한 콜레메이팅렌즈, 139는 광디스크(100)의 신호면에서 반사되어 나오는 반사광을 광검출기(141)로 수광시켜 주기 위한 수광렌즈이다.
도 1에 도시된 종래 호환형 광픽업장치의 경우, 상기 제1 및 제2광원(111)(121)으로부터 각각 출사된 제1광빔(1)과 제2광빔(2)의 진행경로를 대물렌즈(137) 및 광디스크(100)측으로 변환해 주기 위한 광로변환수단으로서, 평판형의 제1빔스프리터(113)와 큐빅형의 제2빔스프리터(131)가 각각 제1광빔(1)과 제2광빔의 광로상에 배치되는 구조를 가지므로 광학계의 구성이 복잡해지는 등의 단점이 있다.
그리고, 도 2에 도시된 종래 호환형 광픽업장치의 경우, 제1광원(111)과 제2광원(121)이 하나의 패키지에 내장됨에 따라 그 제1 및 제2광원(111)(121)으로부터 각각 출사된 제1 및 제2광빔(1)(2)의 진행경로를 단일의 광로변환수단 즉, 하나의 평판형 빔스프리터(113')만으로 대물렌즈(137) 및 광디스크(100)의 기록면으로 변환해 줄수 있다.
그런데, 상기와 같이 단일의 광로변환수단을 가지는 종래 호환형 광픽업장치는 상기 제1 및 제2광원(111)(121)의 초기위치가 이격됨에 따라 광검출기(141)에 입사되는 수속광축이 어긋남으로 인하여 신호왜곡이 발생된다.
따라서, 상기한 바와 같은 신호왜곡의 발생 방지를 위하여 수광렌즈(139)와 광검출기(141) 사이의 광로상에 입사광의 편광방향에 따라 광축을 바꾸어주는 월스톤 프리즘(wallston prism; 138)을 배치하여 수속광축의 어긋남을 보정하게 된다.
상기 월스톤 프리즘은 방해석으로 제작된 고가품으로서, 이를 호환형 광픽업장치의 광축보정수단으로 이용하는 경우 광픽업장치의 세트 제작비용을 증가시킬 뿐만 아니라 조립성 저하로 이하여 제품의 양산효율을 저하시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 호환형 광픽업장치가 가지는 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 하나의 패키지에 내장되어 서로 다른 파장광을 출사하는 두 광원의 초기위치 이격에 따른 광축 어긋남을 보정하기 위한 특정의 광축보정수단을 배제하는 대신 두 광원에 각각 대응되는 광검출기를 배치함과 동시에 어느 하나의 광검출기를 두 광원과 단일 패키지로 모듈화시킴으로써 저비용과 고효율의 생산성을 가지도록 개선된 호환형 광픽업장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 호환형 광픽업장치의 광학적 배치구조에 대한 일예를 개략적으로 나타내 보인 구성도,
도 2는 종래 호환형 광픽업장치의 광학적 배치구조에 대한 다른예를 개략적으로 나타내 보인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 호환형 광픽업장치의 광학적 배치구조를 개략적으로 나타내 보인 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 호환형 광픽업장치의 광모듈을 발췌하여 확대 도시한 부분 절제 사시도,
도 5는 도 4의 V-V선을 따라 절제한 단면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100...광디스크 200...광모듈
201...베이스부재 203...캡부재
205...투광창 207...홀로그램소자
208...그레이팅 210...히트싱크
211...제1광원 221...제2광원
231...평판형 빔스프리터 233...콜리메이팅렌즈
237...대물렌즈 241...제1광검출기
242...제2광검출기
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 호환형 광픽업장치는, 서로 다른 파장의 제1 및 제2광빔을 조사하며, 서로 근접되게 배치된 제1 및 제2광원과; 상기 제1 및 제2광원으로부터 각각 조사되는 제1 및 제2광빔의 광로상에 배치되어 그 진행경로를 변경시켜 주기 위한 광로변경수단과; 상기 제1광빔과 제2광빔을 각각 두께가 다른 광디스크의 기록면에 집속시켜 주는 대물렌즈와; 상기 제1 및 제2광원과 상기 광로변경수단 사이의 광로상에 배치되어 상기 광디스크의 기록면에서 반사되어 나오는 제2광빔의 진행경로를 변환시켜 주기 위한 회절광학부재와; 상기 광디스크의 기록면에서 반사되어 상기 대물렌즈 및 광로변경수단을 경유한 제1광빔을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하는 제1광검출기; 및 상기 회절광학수단에 의해 광축이 변환된 제2광빔을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하도록 상기 제1 및 제2광원의 어느 일측에 설치되는 제2광검출기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 호환형 광픽업장치는, 상기 제1광원과 제2광원 및 제2광검출기는 패키지화되어 단일의 광모듈을 이루고 있는 것을 특징으로 하며, 상기 광모듈은, 상기 제1광원과 제2광원을 각각 대응되게 지지하는 히트싱크와, 상기 제2광검출기 및 상기 히트싱크가 탑재되는 베이스부재와, 상기 제1광원과 제2광원으로부터 각각 조사되는 제1 및 제2광빔이 투광되는 투광창을 가지고 상기 제1광원과 제2광원 및 제2광검출기를 덮어 씌워 공간부가 형성되도록 상기 베이스상에 설치되는 캡부재를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 구성의 본 발명에 의한 호환형 광픽업장치에 따르면, 상기 제1광원은 대략 650nm 파장의 제1광빔을 출사하여 상대적으로 얇은 광디스크에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는데 이용되며, 상기 제2광원은 대략 780nm 파장의 제2광빔을 출사하여 상대적으로 두께가 두꺼운 광디스크에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는데 이용된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 호환형 광픽업장치를 상세하게 설명한다.
도 3을 참조하면 본 발명에 따른 호환형 광픽업장치는, 서로 다른 파장의 제1 및 제2광빔(1)(2)을 각각 조사하며 서로 근접되게 배치된 제1 및 제2광원(211)(221)과, 상기 제1 및 제2광빔(1)(2)의 진행경로를 변경시켜 주기 위한 광로변경수단과, 입사광을 광디스크(100)의 기록면에 광스폿으로 집속시켜 주는 대물렌즈(237)와, 상기 광디스크(100)의 기록면에서 반사되어 상기 광로변경수단을 경유한 제2광빔의 진행경로를 변환시켜 주기 위한 회절광학부재와, 상기 광디스크(100)의 기록면에서 반사되어 상기 광로변경수단을 경유한 제1광빔(1)을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하는 제1광검출기(241) 및 상기 회절광학부재에 의해 경로 변환된 제2광빔(2)을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하는 제2광검출기(242)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면 상기 구성의 호환형 광픽업장치에 있어서, 상기 제1광원(211)과 제2광원(221) 및 제2광검출기(242)는 도 4에 도시된 바와 같이 패키지화되어 단일의 광모듈(200)을 이루고 있다.
도 4를 참조하면, 상기 광모듈(200)은 상기 제1 및 제2광원(211)(221)을 각각 대응되게 지지하는 히트싱크(210)와, 상기 제2광검출기(242) 및 상기 히트싱크(210)가 탑재되는 베이스부재(201)와, 상기 제1 및 제2광원(211)(221)으로부터 각각 조사되는 제1 및 제2광빔(1)(2)이 투광되는 투광창(205)을 가지고 상기 제1 및 제2광원(211)(221)과 제2광검출기(242)를 덮어 내부 공간이 형성되도록 상기 베이스상(201)에 설치되는 캡부재(203)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 상기 제1광원(211)과 제2광원(221)은 광디스크(100)의 종류(두께)에 따라 선택적으로 구동되는 것으로서, 상기 제1광원(211)은 대략 650nm 파장의 제1광빔(1)을 출사하여 DVD 등의 두께(0.6mm)가 상대적으로 얇은 광디스크(100a)에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는데 이용된다. 그리고, 상기 제2광원(221)은 대략 780nm 파장의 제2광빔(2)을 출사하여 CD 패밀리인 CD, CD-RW 등의 두께(1.2mm)가 상대적으로 두꺼운 광디스크(100b)에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는데 이용된다.
상기 광로변경수단은 입사되는 광빔을 반사 및/또는 투과시키도록 설계된 평판형 빔스프리터(213)가 채용된다. 상기 평판형 빔스프리터(231)는 상기 제1 및 제2광원(211)(221)으로부터 입사되어 오는 제1광빔(1)과 제2광빔(2)을 반사시켜 그 진행경로를 변경시켜 주게 된다. 상기 평판형 빔스프리터(231)에 의해 그 진행경로가 변경된 제1광빔(1)과 제2광빔(2)은 콜리메이팅렌즈(233)를 지나면서 평행광으로 되어 상기 대물렌즈(237)를 통하여 광디스크(100)의 신호면에 광스폿으로 집속된다.
또한, 상기 평판형 빔스프리터(231)는 상기 광디스크(100)의 신호면에서 반사되어 입사되는 제1광빔(211)은 투과시켜 상기 제1광검출기(241)쪽으로 향하도록 하고, 제2광빔(2)은 반사시켜 상기 회절광학부재쪽으로 향하도록 그 진행경로를 변경시키게 된다.
상기 회절광학부재는 상기 투광창(205)의 광출사면측에 홀로그램소자(207)가 마련된 것으로서, 상기 홀로그램소자(207)는 상기 광디스크(100)의 기록면에서 반사되어 상기 평판형 빔스프리터(231)를 경유한 제2광빔(2)의 진행경로를 상기 제2광검출기(239)쪽으로 변환시켜 주게 된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 회절광학수단은 상기 투광창(205)의 광출사면에 홀로그램패턴을 형성한 것일 수도 있다.
한편, 본 발명에 의한 호환형 광픽업장치에 따르면, 상기 평판형 빔스프리터(231)와 상기 제1광검출기(241) 사이의 광로상에는 수광렌즈(239)가 배치되는 것이 바람직하다. 이 수광렌즈(239)는 상기 광디스크(100)의 기록면에서 반사된 제2광빔(2)이 상기 평판형 빔스프리터(231)를 투과할 때 발생하는 비점수차나 코마수차와 같은 광학수차를 상쇄시키게 된다.
또한, 상기 제1 및 제2광원(211)(221)과 상기 홀로그램소자(207) 사이의 광로상에는 그레이팅(208)이 배치되는 것이 바람직하다. 이 그레이팅(208)은 3빔법에 의한 트랙오차신호를 검출할 수 있도록 상기 제2광원(221)에서 출사된 제2광빔(2)을 적어도 0차광과 ±1차광으로 회절 투과시켜 3빔으로 분할 생성하여 상기 제2광검출기(242)의 3검출영역에 수광되도록 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 그레이팅(208)은 상기 홀로그램소자(207)의 패턴 형성 배면부 또는 상기 투광창(205)의 광입사면에 패턴 형성될 수도 있다. 도 3의 참조부호 233은 상기 평판형 빔스프리터(231)와 대물렌즈(237) 사이의 광로상에 배치되어 광디스크(100)로 향하는 입사광을 평행광이 되도록 하는 콜리메이팅렌즈이다.
상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 호환형 광픽업장치는, DVD 등의 두께가 얇은 광디스크(100a)의 재생시 상기 제1광원(211)의 구동에 의해 그로부터 조사된 대략 650nm 파장의 제1광빔(1)을 재생광으로 이용하게 된다. 상기 제1광빔(1)은 상기 그레이팅(208)을 지나면서 적어도 3개의 빔으로 회절된다. 이와 같이 회절된 광빔은 상기 평판형 빔스프리터(231)에서 반사되어 콜리메이팅렌즈(233)에 의해 평행광으로 된 상태에서 상기 대물렌즈(237)에 의해 광디스크(100a)의 기록면에 스폿을 맺도록 집속된다.
상기 광디스크(100a)의 기록면에서 반사된 반사광은 상기 대물렌즈(237)와 콜리메이팅렌즈(233)을 거쳐 상기 평판형 빔스프리터(231)와 수광렌즈(239)를 투과하여 상기 제1검출기(241)에 수광됨으로써, DVD 등의 두께가 얇은 광디스크(100a)에 기록된 정보신호와 트랙오차신호 및 포커스오차신호를 검출하게 된다.
한편, 본 발명에 따른 호환형 광픽업장치는, CD 등의 두께가 두꺼운 광디스크(100b)의 재생시 상기 제2광원(221)의 구동에 의해 그로부터 조사된 대략 780nm 파장의 제1광빔(2)을 재생광으로 이용하게 된다. 상기 제1광빔(2)은 상기 그레이팅(208)을 지나면서 적어도 3개의 빔으로 회절된다. 이와 같이 회절된 광빔은 상기 평판형 빔스프리터(231)에서 반사되어 콜리메이팅렌즈(233)에 의해 평행광으로 된 상태에서 상기 대물렌즈(237)에 의해 광디스크(100b)의 기록면에 스폿을 맺도록 집속된다.
상기 광디스크(100b)의 기록면에서 반사된 반사광은 상기 대물렌즈(237)와 콜리메이팅렌즈(233)을 거쳐 상기 평판형 빔스프리터(231)에서 상기 홀로그램소자(207)쪽으로 반사된다. 이 광은 상기 홀로그램소자(207)에 의해 상기 제2검출기(242)쪽으로 경로 변경되어 수광됨으로써, CD 등의 두께가 두꺼운 광디스크(100b)에 기록된 정보신호와 트랙오차신호 및 포커스오차신호를 검출하게 된다.
이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 따른 호환형 광픽업장치에 따르면, 하나의 패키지에 내장되어 서로 다른 파장광을 출사하는 두 광원의 초기위치 이격에 따른 광축 어긋남을 보정하기 위한 수단으로 기존의 호환형 광픽업장치에 적용되던 월스톤 프리즘과 같은 고가의 특수프리즘을 배제하는 대신 두 광원에 각각 대응되는 광검출기를 가지도록 DVD용 광검출기를 추가함으로써 제조비용을 낮추고, 두 광원과 CD 패밀리용 광검출기는 단일 패키지로 모듈화시킴으로써 조립성을 항상시킴에 따라 양산효율을 높일 수 있다.

Claims (8)

  1. 서로 다른 파장의 제1 및 제2광빔을 조사하며, 서로 근접되게 배치된 제1 및 제2광원과;
    상기 제1 및 제2광원으로부터 각각 조사되는 제1 및 제2광빔의 광로상에 배치되어 그 진행경로를 변경시켜 주기 위한 광로변경수단과;
    상기 제1광빔과 제2광빔을 각각 두께가 다른 광디스크의 기록면에 집속시켜 주는 대물렌즈와;
    상기 제1 및 제2광원과 상기 광로변경수단 사이의 광로상에 배치되어 상기 광디스크의 기록면에서 반사되어 나오는 제2광빔의 진행경로를 변환시켜 주기 위한 회절광학부재와;
    상기 광디스크의 기록면에서 반사되어 상기 대물렌즈 및 광로변경수단을 경유한 제1광빔을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하는 제1광검출기; 및
    상기 회절광학부재에 의해 경로 변환된 제2광빔을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하도록 상기 제1 및 제2광원의 어느 일측에 설치되는 제2광검출기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1광원과 제2광원 및 제2광검출기는 패키지화되어 단일의 광모듈을 이루고 있는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광모듈은,
    상기 제1광원과 제2광원을 각각 대응되게 지지하는 히트싱크와, 상기 제2광검출기 및 상기 히트싱크가 탑재되는 베이스부재와, 상기 제1광원과 제2광원으로부터 각각 조사되는 제1 및 제2광빔이 투광되는 투광창을 가지고 상기 제1광원과 제2광원 및 제2광검출기를 덮어 씌워 공간부가 형성되도록 상기 베이스상에 설치되는 캡부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  4. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1광원은 대략 650nm 파장의 제1광빔을 출사하여 상대적으로 얇은 광디스크에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는데 이용되며, 상기 제2광원은 대략 780nm 파장의 제2광빔을 출사하여 상대적으로 두께가 두꺼운 광디스크에 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광로변경수단은 상기 제1 및 제2광원과 상기 대물렌즈 사이의 광로상에 배치되어 상기 제1 및 제2광빔을 반사 및/또는 투과시키는 평판형 빔스프리터인 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 회절광학부재는 상기 투광창의 광출사면측에 마련되는 홀로그램소자인 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  7. 제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광창과 상기 회절광학부재의 사이에는 상기 제2광원에서 출사된 제2광빔을 적어도 0차광과 ±1차광으로 회절 투과시켜 3빔으로 분할 생성하여 3빔법에 의한 트랙오차신호를 검출하기 위한 그레이팅이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
  8. 제1항 내지 제6항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 대물렌즈와 상기 광로변경수단 사이의 광로상에는 상기 제1광빔과 제2광빔을 각각 집속시켜 평행광으로 바꾸어 주는 콜리메이팅렌즈가 더 구비되고, 상기 광로변경수단과 상기 제1광검출기 사이의 광로상에는 상기 광디스크의 기록면에서 반사된 제1광빔이 상기 광로변경수단을 투과하면서 발생되는 광학수차를 보정하기 위한 수광렌즈를 더 구비한 것을 특징으로 하는 호환형 광픽업장치.
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