KR20030093858A - 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업과, 그에 따른구면수차 검출장치 - Google Patents

디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업과, 그에 따른구면수차 검출장치 Download PDF

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이만형
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은, 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업과, 그에 따른 구면수차 검출장치에 관한 것으로. 고밀도 디브이디(HD-DVD)의 신호 독출에 필요한 광 효율 확보와, 디브이디(DVD)의 신호 독출시, 발생되는 구면수차를 보상함과 아울러, 고밀도 디브이디용 레이저빔이 불필요한 구면수차 보상에 의해 왜곡되는 것을 방지시킬 수 있도록 함으로써, 디스크 기록층의 두께 변화에 따른 구면수차를 광학적으로 보다 정확하게 보상할 수 있게 되며. 또한 다이크로익(Dichroic) 필터에 일체화된 회절소자와 그에 따른 다분할 포토 다이오드를 사용하여 구면수차 신호를 정확하게 검출할 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업과, 그에 따른 구면수차 검출장치 {DVD/HD-DVD compatible optical pick-up, and apparatus for detecting a wave front error}
본 발명은, 일반 디브이디(DVD)와 고밀도 디브이디(HD-DVD)에 기록된 신호를 호환성이 있게 독출 재생할 수 있는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업과, 그에 따른 구면수차 검출장치에 관한 것이다.
도 1은, 일반적인 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)에 대한 디스크 구조를 도시한 것으로. 상기 디브이디(DVD)(10)는, 1.2mm의 디스크 두께와 120mm의 디스크 직경, 그리고 15mm 직경의 중앙 홀(Center Hole)과 광디스크 장치 내에 구비된 턴테이블 및 클램퍼(Clamper)에 의해 클램핑되도록 하기 위한 44mm 직경의 클램핑 영역을 갖는 구조로 제조된다.
한편, 상기 디브이디(DVD)에 피트 패턴(Pit Pattern)으로 기록되는 데이터 기록층은, 상기 광디스크 장치에 포함 구성되는 광픽업의 대물렌즈(OL)에 대향되는 방향으로, 약 0.6mm 정도 이격된 위치에 형성되며, 상기 디브이디용 광픽업의 대물렌즈(OL)는, 개구수 NA=0.6의 값을 갖는다.
반면, 일반적인 고밀도 디브이디(HD-DVD: High Density DVD)(20)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 1.2mm의 디스크 두께와 120mm의 디스크 직경, 그리고 15mm 직경의 중앙 홀과 광디스크 장치 내에 구비된 턴테이블 및 클램퍼에 의해 클램핑되는 44mm 직경의 클램핑 영역을 갖는 구조로 제조되되, 상기 고밀도 디브이디에 기록되는 데이터 기록층은, 상기 광디스크 장치에 포함 구성되는 광픽업의 대물렌즈(OL)에 대향되는 방향으로, 약 0.1mm 근접 이격된 위치에 형성된다.
또한, 상기 고밀도 디브이디용 광픽업의 대물렌즈(OL)는, 개구수(NA)가 일반 디브이디(DVD)에 비해 상대적으로 큰 NA=0.85의 값을 갖으며, 고밀도로 기록된 데이터를 재생 또는 기록하기 위하여, 일반 디브이디(DVD)에 비해, 파장이 짧은 단파장의 레이저빔을 사용하게 된다.
즉, 일반적인 디브이디(DVD)는 650nm 파장의 레이저빔을 사용하지만, 고밀도 디브이디(HD-DVD)는 405nm 파장의 레이저빔을 사용하여 고밀도로 기록된 데이터를 재생 또는 기록하게 된다.
따라서, 고밀도 디브이디용 광픽업의 대물렌즈(OL)를, 상기 고밀도 디브이디의 기록층에 보다 근접시킨 상태에서, 단파장의 레이저빔을 발광시킴과 아울러, 대물렌즈의 개구수(NA)를 크게 함으로써, 고밀도로 기록된 피트 형상에 보다 많은 광량의 레이저빔을 작은 빔 스폿(Beam Spot)으로 형성시킬 수 있게 되고, 또한 단파장의 레이저빔이 투과되는 광투과층을 최단거리로 단축시킬 수 있게 되어, 레이저빔의 성질 변화 및 수차 발생을 최소화시킬 수 있게 된다.
한편, 최근에는 상기와 같은 일반 디브이디(10)와 고밀도 디브이디(20)에 기록된 신호를 호환성 있게 각각 독출 재생할 수 있는 광픽업이 제안되고 있는 데, 예를 들어 현재 제안되고 있는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 고밀도 디브이디용 레이저 다이오드(50), 다수의 콜리메이터 렌즈(51,57,59), 빔스플리터(52,53), 다이크로익 필터(54), 홀로그램 광학소자(55),대물렌즈(56), 고밀도 디브이디용 포토 다이오드(58), 그리고 디브이디용 홀로그램 픽업 모듈(60)이 포함 구성된다.
이에 따라, 상기 고밀도 디브이디용 레이저 다이오드(50)로부터 발광되는 405nm 파장 및 P 파 성분의 레이저빔은, 상기 제1 콜리메이터 렌즈(51)에 의해 평행광으로 변환되어, 제1 및 제2 빔스플리터(52,53)를 투과한 후, 상기 다이크로익 필터(54)와 홀로그램 광학소자(55)를 그대로 투과하게 되며, 그 레이저빔은, 상기 대물렌즈(56)에 의해 집광되므로, 결국 고밀도 디브이디(20)의 기록층에 빔 스폿을 형성하게 된다.
한편, 상기 고밀도 디브이디의 기록층에 의해 반사되는 반사광은, 그 반대의 광경로를 거친 후, 상기 제1 빔스플리터(52)에 의해 반사되어, 제2 콜리메이터 렌즈에 의해 집광되고, 상기 고밀도 디브이디용 포토 다이오드(58)에 의해 전기신호로 광전 변환된다.
반면, 상기 디브이디용 홀로그램 픽업 모듈(60)로부터 발광되는 650nm 파장 및 S 파 성분의 레이저빔은, 제3 콜리메이터 렌즈(59)에 의해 평행광으로 변환되어, 제2 빔스플리터(53)에 직각 반사된 후, 상기 다이크로익 필터(54)에 의해 개구수 NA=0.6의 레이저빔만이 투과되고, 상기 홀로그램 광학소자(55)를 투과하게 된다.
이때, 상기 홀로그램 광학소자(55)는, 상기 S 파 성분의 디브이디용 레이저빔에 한하여, 구면수차 보상이 이루어지도록 제작된 것으로, 상기 홀로그램 광학소자에 입사되는 S 파 성분의 디브이디용 레이저빔은, 고밀도 디브이디를 기준으로설계된 광픽업의 사용 및 기록층 두께 변화에 따라 발생되는 구면수차(Wave Front Error)가 미리 보상된 광 특성을 갖고 투과되며, 그 레이저빔은, 상기 대물렌즈(56)에 의해 집광되므로, 디브이디(10)의 기록층에 구면수차가 없는 정상적인 빔 스폿을 형성하게 된다.
한편, 상기 디브이디의 기록층에 의해 반사되는 반사광은, 그 반대의 광경로를 거친 후, 상기 제2 빔스플리터(53)에 의해 반사되어, 상기 제3 콜리메이터 렌즈에 의해 집광되고, 상기 디브이디용 홀로그램 픽업 모듈(60) 포함 구성된 포토 다이오드에 의해 전기신호로 광전 변환된다.
그러나, 상기와 같이 구성 및 동작되는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업은, 제1 및 제2 빔스플리터(52,53)를 반드시 사용해야만 하기 때문에, 광 효율이 저하되므로, 높은 광 효율이 요구되는 고밀도 디브이디에 부적합하게 되는 문제점이 발생하게 된다.
한편, 현재 제안되고 있는 또다른 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 고밀도 디브이디용 레이저 다이오드(50), 다수의 콜리메이터 렌즈(51,57,59), 편광 빔스플리터(72,73), 다이크로익 필터(54), 홀로그램 광학소자(55), 대물렌즈(56), 고밀도 디브이디용 포토 다이오드(58), 디브이디용 픽업 모듈(60), 그리고 편광 플레이트(70)가 포함 구성되는 데, 상기 편광 플레이트(70)는, 405nm 파장의 고밀도 디브이디용 레이저빔에 대해, λ/4 의 편광 동작을 수행하고, 650nm 파장의 디브이디용 레이저빔에 대해서는 편광 동작을 수행하지 않거나, λ/2 의 편광 동작을 수행하도록 제작된다.
이에 따라, 상기 고밀도 디브이디용 레이저 다이오드(50)로부터 발광되는 405nm 파장 및 P 파 성분의 레이저빔은, 상기 제1 콜리메이터 렌즈(51)에 의해 평행광으로 변환되어, 제1 및 제2 편광 빔스플리터(72,73)를 투과한 후, 상기 다이크로익 필터(54)와 홀로그램 광학소자(55)를 그대로 투과하게 되는 데, 그 레이저빔은, 상기 편광 플레이트(55)에 의해 원편광 레이저빔으로 변환된 후, 상기 대물렌즈(56)에 의해 집광되므로, 고밀도 디브이디(20)의 기록층에 빔 스폿을 형성하게 된다.
한편, 상기 고밀도 디브이디의 기록층에 의해 반사되는 반사광은, 그 반대의 광경로를 거친 후, 상기 제1 편광 빔스플리터(72)에 의해 반사되어, 제2 콜리메이터 렌즈에 의해 집광되고, 상기 고밀도 디브이디용 포토 다이오드(58)에 의해 전기신호로 광전 변환된다.
반면, 상기 디브이디용 홀로그램 픽업 모듈(60)로부터 발광되는 650nm 파장 및 S 파 성분의 레이저빔은, 제3 콜리메이터 렌즈(59)에 의해 평행광으로 변환되어, 제2 편광 빔스플리터(73)에 직각 반사된 후, 상기 다이크로익 필터(54)에 의해 개구수 NA=0.6의 레이저빔만이 투과되고, 상기 홀로그램 광학소자(55)를 투과하게 된다.
이때, 상기 홀로그램 광학소자(55)는, 전술한 바와 같이, 상기 S 파 성분의 디브이디용 레이저빔에 한하여, 구면수차 보상이 이루어지도록 제작된 것으로, 상기 홀로그램 광학소자에 입사되는 S 파 성분의 디브이디용 레이저빔은, 고밀도 디브이디를 기준으로 설계된 광픽업의 사용 및 기록층 두께 변화에 따라 발생되는 구면수차가 미리 보상된 광 특성을 갖고 투과되며, 그 레이저빔은, 상기 대물렌즈(56)에 의해 집광되므로, 디브이디(10)의 기록층에 구면수차가 없는 정상적인 빔 스폿을 형성하게 된다.
한편, 상기 디브이디의 기록층에 의해 반사되는 반사광은, 그 반대의 광경로를 거친 후, 상기 제2 편광 빔스플리터(73)에 의해 반사되어, 상기 제3 콜리메이터 렌즈에 의해 집광되고, 상기 디브이디용 홀로그램 픽업 모듈(60) 포함 구성된 포토 다이오드에 의해 전기신호로 광전 변환된다.
따라서, 상기와 같이 구성 및 동작되는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업은, 제1 및 제2 편광 빔스플리터(72,73)를 사용함으로써, 도 3을 참조로 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 빔스플리터 사용에 따라 광 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
그러나, 상기 고밀도 디브이디의 기록층에 의해 반사된 후, 상기 편광 플레이트(70)로 입사되는 고밀도 디브이디용 반사광은, 전술한 바와 같이, 405nm 파장의 원편광 성분을 갖게 되고, 그 반사광은 상기 편광 플레이트(70)를 투과하게 되면서, 405nm 파장의 S 파 성분을 갖게 되므로, 상기 홀로그램 광학소자(55)에 의해 구면수차 보상이 불필요하게 이루어지게 되어, 결국 신호 검출 오류가 발생하게 되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서,고밀도 디브이디(HD-DVD)의 신호 독출에 필요한 광 효율 확보와, 디브이디(DVD)의 신호 독출시, 발생되는 구면수차를 보상함과 아울러, 고밀도 디브이디용 레이저빔이 불필요한 구면수차 보상에 의해 왜곡되는 것을 방지시킬 수 있도록 하기 위한 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업과, 그에 따른 구면수차 검출장치를 제공하는 데, 그 목적이 있는 것이다.
도 1은 일반적인 디브이디(DVD)에 대한 디스크 구조를 도시한 것이고,
도 2는 일반적인 고밀도 디브이디(HD-DVD)에 대한 디스크 구조를 도시한 것이고,
도 3 및 도 4는 종래의 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업들에 대한 구성을 각각 도시한 것이고,
도 5는 본 발명에 따른 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업에 대한 구성을 도시한 것이고,
도 6은 본 발명에 따른 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업에 의해 변환되는 고밀도 디브이디용 레이저빔을 도시한 것이고,
도 7은 본 발명에 따른 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업에 의해 변환되는 디브이디용 레이저빔을 도시한 것이고,
도 8은 본 발명에 따른 구면수차 검출을 위한 다이크로익 필터의 구성을 도시한 것이고,
도 9는 본 발명에 따른 구면수차 검출을 위한 포토 다이오드의 구성을 도시한 것이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 디브이디 20 : 고밀도 디브이디
50 : 레이저 다이오드51,57,59 : 콜리메이터 렌즈
52,53 : 빔스플리터54 : 다이크로익 필터
55,80,82 : 홀로그램 광학소자56 : 대물렌즈
58 : 포토 다이오드60 : 홀로그램 픽업 모듈
70,81 : 편광 플레이트72,73 : 편광 빔스플리터
90 : 구면수차 검출부
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업은, 고밀도 디브이디용 레이저빔에 대한 개구수와, 디브이디용 레이저빔에 대한 개구수를 서로 다르게 조절하기 위한 개구수 조절수단; 상기 고밀도 디브이디용 레이저빔을 투과시키고, 상기 디브이디용 레이저빔에 한하여, 구면수차를 보상하기 위한 제1 구면수차 보상수단; 상기 고밀도 디브이디용 레이저빔을 투과시키고, 상기 디브이디용 레이저빔에 한하여 편광 동작을 수행하기 위한 제1 편광수단; 상기 고밀도 디브이디용 레이저빔을 투과시키고, 상기 디브이디용 레이저빔에 한하여, 상기 제1 구면수차 보상수단과는 반대되는 구면수차를 보상하기 위한 제2 구면수차 보상수단; 및 상기 고밀도 디브이디용 레이저빔과 디브이디용 레이저빔에 대해 각각 서로다른 편광 동작을 수행하기 위한 제2 편광수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,
또한, 본 발명에 따른 구면수차 검출장치는, 고밀도 디브이디용 레이저빔에 대한 개구수와, 디브이디용 레이저빔에 대한 개구수를 서로 다르게 조절하기 위한개구수 조절수단; 상기 고밀도 디브이디용 레이저빔을 투과시키고, 상기 디브이디용 레이저빔에 한하여, 구면수차를 보상하기 위한 제1 구면수차 보상수단; 상기 고밀도 디브이디용 레이저빔을 투과시키고, 상기 디브이디용 레이저빔에 한하여 편광 동작을 수행하기 위한 제1 편광수단; 상기 고밀도 디브이디용 레이저빔을 투과시키고, 상기 디브이디용 레이저빔에 한하여, 상기 제1 구면수차 보상수단과는 반대되는 구면수차를 보상하기 위한 제2 구면수차 보상수단; 상기 고밀도 디브이디용 레이저빔과 디브이디용 레이저빔에 대해 각각 서로다른 편광 동작을 수행하기 위한 제2 편광수단; 상기 개구수 조절수단에 일체화된 회절소자의 중심부를 통해 투과되는 디스크의 반사광과, 상기 회절소자의 주변부를 통해 회절 분할되는 디스크의 반사광을 각각 전기신호로 변환하기 위한 다분할 광전 변환수단이 포함 구성된 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업을 구비한 광디스크 장치에 있어서, 상기 다분할 광전 변환수단에 의해 광전 변환된 전기신호들을 합산 및 감산하여, 다수의 포커스 에러신호들을 검출하고, 그 포커스 에러신호들을 합산 및 감산하여 구면수차 신호를 검출하는 검출수단이 포함 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업과, 그에 따른 구면수차 검출장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업에 대한 구성을 도시한 것으로, 도 4를 참조로 전술한 바와 같이, 고밀도 디브이디용 레이저 다이오드(50), 다수의 콜리메이터 렌즈(51,57,59), 편광 빔스플리터(72,73), 다이크로익 필터(54), 대물렌즈(56), 고밀도 디브이디용 포토 다이오드(58), 디브이디용 픽업 모듈(60), 편광 플레이트(70)가 포함 구성됨 아울러, 상기 다이크로익 필터(54)와 상기 편광 플레이트(70) 사이에, 제1 홀로그램 광학소자(80)와 또다른 제1 편광 플레이트, 그리고 제2 홀로그램 광학소자(82)가 추가로 포함 구성된다.
한편, 상기 제1 및 제2 홀로그램 광학소자(80,82)는, P 파 성분의 고밀도 디브이디용 레이저빔에 대해서는 구면수차 보상을 수행하지 않고, S 파 성분의 디브이디용 레이저빔에 한하여 구면수차 보상을 수행하게 되는 데, 상기 제1 및 제2 홀로그램 광학소자(80,82)는 S 파 성분의 레이저빔에 대해 서로 상반되는 구면수차 보상이 수행되도록 서로 다르게 제작된다.
또한, 상기 제1 편광 플레이트(81)는, 405nmn 파장의 고밀도 디브이디용 레이저빔에 대해서는 편광 동작을 수행하지 않고, 650nm 파장의 디브이디 레이저빔에 한하여 λ/2 의 편광 동작을 수행하도록 제작되는 것인 반면, 그 후단에 배치된 제2 편광 플레이트(70)는, 405nm 파장의 고밀도 디브이디용 레이저빔에 대해, λ/4 의 편광 동작을 수행하고, 650nm 파장의 디브이디용 레이저빔에 대해서는 λ/2 의 편광 동작이 수행되도록 각각 서로 다르게 제작된다.
이에 따라, 상기 고밀도 디브이디용 레이저 다이오드(50)로부터 발광되는 405nm 파장 및 P 파 성분의 레이저빔은, 상기 제1 콜리메이터 렌즈(51)에 의해 평행광으로 변환되어, 제1 및 제2 편광 빔스플리터(72,73)를 투과한 후, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 다이크로익 필터(54)와 제1 홀로그램 광학소자(80)를 그대로투과하게 된다.
또한, 그 레이저빔은, 상기 제1 편광 플레이트(81)와 제2 홀로그램 광학소자(82)를 그대로 투과한 후, 상기 제2 편광 플레이트(70)에 의해 원편광 레이저빔으로 변환되어, 상기 대물렌즈(56)에 의해 집광되므로, 고밀도 디브이디(20)의 기록층에 빔 스폿을 형성하게 된다.
한편, 상기 고밀도 디브이디의 기록층에 의해 반사되는 원편광의 반사광은, 상기 제2 편광 플레이트(70)에 의해 S 파 성분의 반사광으로 변환되므로, 상기 제2 홀로그램 광학소자(82)에 의해 구면수차 보상이 불필요하게 이루어지게 된다.
그러나, 상기와 같이 불필요한 구면수차 보상이 이루어진 S 파 성분의 반사광은, 상기 제1 편광 플레이트(81)를 그대로 투과한 후, 상기 제1 홀로그램 광학소자(80)로 입사되는 데, 이때 상기 제1 홀로그램 광학소자(80)는, 현재 입사된 S 파 성분의 반사광에 대해, 상기 제2 홀로그램 광학소자(82)와는 상반되는 구면수차 보상을 수행하여, 구면수차 보상에 의해 왜곡된 S 파 성분의 반사광을 원래대로 역 보상하게 된다.
따라서, 상기 다이크로익 필터(54)를 투과하게 되는 S 파 성분의 반사광은, 상기 제2 편광 빔스플리터(72)에 의해 직각 반사되어, 제2 콜리메이터 렌즈에 의해 집광되고, 상기 고밀도 디브이디용 포토 다이오드(58)에 의해 전기신호로 광전 변환된다.
한편, 상기 디브이디용 홀로그램 픽업 모듈(60)로부터 발광되는 650nm 파장 및 S 파 성분의 레이저빔은, 제3 콜리메이터 렌즈(59)에 의해 평행광으로 변환되어, 제2 편광 빔스플리터(73)에 직각 반사된 후, 상기 다이크로익 필터(54)에 의해 개구수 NA=0.6의 레이저빔만이 투과되고, 상기 제1 홀로그램 광학소자(80)에 입사된다.
이때, 상기 제1 홀로그램 광학소자(80)는, 전술한 바와 같이, 상기 S 파 성분의 디브이디용 레이저빔에 한하여, 구면수차 보상이 이루어지도록 제작된 것으로, 상기 제1 홀로그램 광학소자(80)에 입사되는 S 파 성분의 디브이디용 레이저빔은, 고밀도 디브이디를 기준으로 설계된 광픽업의 사용 및 기록층 두께 변화에 따라 발생되는 구면수차가 미리 보상된 광 특성을 갖고 투과된다.
또한, 그 레이저빔은, 상기 제1 편광 플레이트(81)를 투과하면서, S 파 성분의 레이저빔에서 P 파 성분의 레이저빔으로 변환된 후, 상기 제2 홀로그램 광학소자(82)에 입사되는 데, 상기 제2 홀로그램 광학소자(82)는, 전술한 바와 같이, S 파 성분의 레이저빔에 한하여 구면수차 보상이 수행되도록 제작된 것이므로, 상기 P 파 성분의 레이저빔을 그대로 투과시키게 되고, 상기 구면수차가 보상된 P 파 성분의 레이저빔은, 상기 대물렌즈(56)에 의해 집광되어, 결국 디브이디(10)의 기록층에 구면수차가 없는 정상적인 빔 스폿을 형성하게 된다.
한편, 상기 디브이디의 기록층에 의해 반사되는 P 파 성분의 반사광에는, 디브이디의 기록층 두께에 따른 구면수차 성분이 포함된 상태로, 상기 대물렌즈(56)를 거쳐, 상기 제2 편광 플레이트(70)로 입사되고, 상기 제2 편광 플레이트(70)에 의해 S 파 성분의 반사광에서 P 파 성분의 반사광으로 변환된다.
또한, 상기 변환된 P 파 성분의 반사광은, 상기 제2 홀로그램 광학소자(82)를 그대로 투과하게 되고, 이후 상기 제1 편광 플레이트(81)에 의해 S 파 성분의 반사광으로 변환되어, 상기 제1 홀로그램 광학소자(80)에 입사되는 데, 이때 상기 제1 홀로그램 광학소자(80)는, 상기 S 파 성분의 반사광에 포함된 구면수차를 보상하게 된다.
그리고, 상기 구면수차가 보상된 S 파 성분의 반사광은, 상기 다이크로익 필터(54)를 투과한 후, 상기 제2 편광 빔스플리터(73)에 의해 반사되어, 상기 제3 콜리메이터 렌즈에 의해 집광되고, 상기 디브이디용 홀로그램 픽업 모듈(60) 포함 구성된 포토 다이오드에 의해 전기신호로 광전 변환된다.
따라서, 상기와 같이 구성 및 동작되는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업은, 제1 및 제2 편광 빔스플리터(72,73)를 사용함으로써, 광 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 되며, 또한 제2 편광 플레이트(70)와 제1 홀로그램 광학소자(80)를 사용함에 따라 고밀도 디브이디용 레이저빔에 구면수차 보상이 불필요하게 이루어지게 되는 것을, 상기 제1 편광 플레이트(81)와 제2 홀로그램 광학소자(82)를 이용하여, 역으로 보상함으로써, 그에 따른 신호 검출 오류를 효율적으로 방지시킬 수 있게 된다.
한편, 도 8 및 도 9는, 본 발명에 따른 구면수차 검출장치에 적용되는 다이크로익 필터와 포토 다이오드의 구성을 각각 도시한 것으로, 상기 다이크로익 필터(54)는, 전술한 바와 같이 405nm 파장 및 P 파 성분의 고밀도 디브이디용 레이저빔에 대해서는 개구수 NA=0.85 만큼 투과되도록 하되, 650nm 파장 및 S 파 성분의 디브이디용 레이저빔에 대해서는, 개구수 NA=0.6 만큼만 투과되도록 제작되는 데, 본 발명에 따른 구면수차 검출장치에 적용되는 다이크로익 필터는, 도 8에 도시한 바와 같이, P 파 성분의 고밀도 디브이디 레이저빔과 S 파 성분의 디브이디용 레이저빔을 모두 투과시키기 위한 중심부와, P 파 성분의 고밀도 디브이디 레이저빔은 투과시키되, S 파 성분의 디브이디용 레이저빔은 회절 차단시키기 위한 주변부로 구분된 회절 소자, 즉 편광 성분에 따라 입사되는 광을 선택적으로 회절 차단시키기 위한 회절소자가 일체화된 다이크로익 필터를 제작 사용하게 된다.
이에 따라, 상기 고밀도 디브이디용 레이저 다이오드(50)로부터 발광된 P 파 성분의 고밀도 디브이디용 레이저빔은, 상기 회절소자가 일체화된 다이크로익 필터(54)를 그대로 투과하게 되나, 도 6을 참조로 전술한 바와 같이, 고밀도 디브이디의 데이터 기록층에 의해 반사된 이후, 제2 편광 플레이트(70), 제2 홀로그램 광학소자(82), 제1 편광 플레이트(81), 그리고 제1 홀로그램 광학소자(80)를 거쳐 P 파 성분에서 S 파 성분으로 변환된 S 파 성분의 반사광은. 상기 다이크로익 필터에 일체화된 회절소자의 중심부를 그대로 투과하게 되고, 그 나머지 반사광은 상기 회절소자의 주변부에 의해 회절되어, 상기 회절소자의 중심부를 그대로 투과한 반사광과 다른 광경로를 갖게 된다.
이때, 상기 회절소자의 주변부에 의해 회절되는 회절광 중, 좌측에서 회절되어 좌우로 회절 투과되는 회절광은, 도 9에 도시한 바와 같이, 다수개로 분할된 고밀도 디브이디용 포토 다이오드(58)의 J1,J2,J3,J4 영역에 의해 광전 변환된다.
그리고, 상기 회절소자의 주변부에 의해 회절되는 회절광 중, 우측에서 회절되어 상하로 회절 투과되는 회절광은, 도 9에 도시한 바와 같이, 다분할된 고밀도 디브이디용 포토 다이오드(58)의 I1,I2,I3,I4 영역에 의해 광전 변환되는 데, 상기 포토 다이오드 전단에는, 포커스 에러신호를 발생시키기 위한 비점수차 렌즈(미도시)가 배치되어, 수광 빔의 형상이, 도 9에 도시한 바와 같이, 90도 회전하게 된다.
한편, 상기 포토 다이오드(58)로부터 광전 변환되는 전기신호들을 합산 및 감산하여 구면수차 신호를 검출하는 구면수차 검출부(90)에서는, 상기 회절소자의 주변부에 의해 회절된 + 1차 광의 포커스 에러신호(FE_+1=(I1+J2)-(I2+J1))와, - 1차 광의 포커스 에러신호(FE_-1=(I3+J4)-(I4+J3))를 연산 검출함과 아울러, 상기 회절소자의 중심부를 그대로 투과한 0 차 광의 포커스 에러신호(FE_0=(A+C)-(B+B))를 각각 연산 검출하게 된다.
이후, 상기 + 1차 광의 포커스 에러신호(FE_+1)와 - 1차 광의 포커스 에러신호(FE_-1), 그리고 0 차 광의 포커스 에러신호(FE_0)로부터, 디스크 기록층의 두께 변화에 따른 구면수차 신호(FE_0-(FE_+1+FE_-1))를 연산 검출하게 된다.
따라서, 상기와 같은 과정을 통해 검출되는 구면수차 신호를 참조하여, 상기 콜리메이터 렌즈(57) 등을 미세 조절하는 일련의 구면수차 보상 동작이 이루어질 수 있도록 하게 된다.
한편, 상기 디브이디용 픽업 모듈(60)에 포함 구성되는 포토 다이오드(미부호)의 경우에도, 상기와 같이 다수개로 분할된 포토 다이오드와 구면수차 검출부를 이용하여 디스크 기록층의 두께 변화에 따른 구면수차 신호(FE_0-(FE_+1+FE_-1))를연산 검출할 수 있는 데. 이에 대한 동작은 생략하기로 한다.
참고로, 상기 제1 편광 플레이트(81)와 제2 홀로그램 광학소자(82)는, 상기 제2 편광 플레이트(70)와 제1 홀로그램 광학소자(80)에 따라. 또다른 특성을 갖는 광학소자들로 함께 변경 또는 대체될 수 있다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업과, 그에 따른 구면수차 검출장치는, 고밀도 디브이디(HD-DVD)의 신호 독출에 필요한 광 효율 확보와, 디브이디(DVD)의 신호 독출시, 발생되는 구면수차를 보상함과 아울러, 고밀도 디브이디용 레이저빔이 불필요한 구면수차 보상에 의해 왜곡되는 것을 방지시킬 수 있도록 함으로써, 디스크 기록층의 두께 변화에 따른 구면수차를 광학적으로 보다 정확하게 보상할 수 있게 되며. 또한 다이크로익(Dichroic) 필터에 일체화된 회절소자와 그에 따른 다분할 포토 다이오드를 사용하여 구면수차 신호를 정확하게 검출할 수 있게 되는 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (14)

  1. 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업에 있어서,
    고밀도 디브이디용 레이저빔에 대한 개구수와, 디브이디용 레이저빔에 대한 개구수를 서로 다르게 조절하기 위한 개구수 조절수단;
    상기 고밀도 디브이디용 레이저빔을 투과시키고, 상기 디브이디용 레이저빔에 한하여, 구면수차를 보상하기 위한 제1 구면수차 보상수단;
    상기 고밀도 디브이디용 레이저빔을 투과시키고, 상기 디브이디용 레이저빔에 한하여 편광 동작을 수행하기 위한 제1 편광수단;
    상기 고밀도 디브이디용 레이저빔을 투과시키고, 상기 디브이디용 레이저빔에 한하여, 상기 제1 구면수차 보상수단과는 반대되는 구면수차를 보상하기 위한 제2 구면수차 보상수단; 및
    상기 고밀도 디브이디용 레이저빔과 디브이디용 레이저빔에 대해 각각 서로다른 편광 동작을 수행하기 위한 제2 편광수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 개구수 조절수단은, 편광 성분에 따른 회절 동작에 의해, 405nm 파장 및 P 파 성분의 고밀도 디브이디용 레이저빔에 대한 개구수를 NA=0.85로 조절하고, 650nm의 파장 및 S 파 성분의 디브이디용 레이저빔에 대한 개구수를 NA=0.6으로 조절하는 다이크로익(Dichroic) 필터인 것을 특징으로 하는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 구면수차 보상수단은, 상기 다이크로익 필터를 거친 P 파 성분의 고밀도 디브이디용 레이저빔을 투과시키고, 상기 다이크로익 필터를 거친 S 파 성분의 디브이디용 레이저빔에 한하여, 상기 디브이디와 고밀도 디브이디간의 데이터 기록층 두께 변화에 따른 구면수차를 보상하는 제1 홀로그램 광학소자인 것을 특징으로 하는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 편광수단은, 상기 제1 홀로그램 광학소자를 거친 P 파 성분의 고밀도 디브이디용 레이저빔을 투과시키고, 상기 제1 홀로그램 광학소자를 거친 S 파 성분의 디브이디용 레이저빔에 대해 λ/2 편광 동작을 수행하여, P 파 성분의 디브이디용 레이저빔으로 변환 투과시키는 제1 편광 플레이트인 것을 특징으로 하는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제2 구면수차 보상수단은, 상기 제1 편광 플레이트를 거친 P 파 성분의 고밀도 디브이디용 레이저빔과, 상기 제1 편광 플레이트를 거친 P 파 성분의 디브이디용 레이저빔을 투과시키는 제2 홀로그램 광학소자인 것을 특징으로 하는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제2 편광수단은, 상기 제2 홀로그램 광학소자를 거친 P 파 성분의 고밀도 디브이디용 레이저빔에 대해 λ/4 편광 동작을 수행하여, 원편광 성분의 고밀도 디브이디용 레이저빔을 변환 투과시키고, 상기 제2 홀로그램 광학소자를 거친 P 파 성분의 디브이디용 레이저빔에 대해 λ/2 편광 동작을 수행하는 S 파 성분의 디브이디용 레이저빔을 변환 투과시키는 제2 편광 플레이트인 것을 특징으로 하는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제2 편광 플레이트는, 고밀도 디브이디의 기록층에 의해 반사되는 원편광 성분의 고밀도 디브이디용 반사광에 대해 λ/4 편광 동작을 수행하여, S 파 성분의 고밀도 디브이디용 반사광을 변환 투과시키고, 디브이디의 기록층에 의해 반사되는 S 파 성분의 디브이디용 반사광에 대해 λ/2 편광 동작을 수행하여, P 파 성분의 디브이디용 반사광을 변환 투과시키는 것을 특징으로 하는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 홀로그램 광학소자는, 상기 제2 편광 플레이트를 거친 S 파 성분의 고밀도 디브이디용 반사광에 대해 구면수차를 보상하고, 상기 제2 편광 플레이트를 거친 P 파 성분의 디브이디용 반사광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 편광 플레이트는, 상기 제2 홀로그램 광학소자를 거친 S 파 성분의 고밀도 디브이디용 반사광을 투과시키고, 상기 제2 홀로그램 광학소자를 거친 P 파 성분의 디브이디용 반사광에 대해, λ/2 편광 동작을 수행하여, S 파 성분의 디브이디용 반사광을 변환 투과시키는 것을 특징으로 하는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제1 홀로그램 광학소자는, 상기 제1 편광 플레이트를 거친 S 파 성분의 고밀도 디브이디용 반사광에 대해, 상기 제2 홀로그램 광학소자와는 반대되는 구면수차를 역 보상하고, 상기 제1 편광 플레이트를 거친 S 파 성분의 디브이디용 반사광에 대해 구면수차를 보상하는 것을 특징으로 하는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업.
  11. 제 2항에 있어서,
    상기 다이크로익 필터는, 디스크로부터 반사되는 반사광 중, 중심부의 반사광은 투과시키고, 주변부의 반사광은 회절 분할시키기 위한 회절소자가 일체화된 것을 특징으로 하는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 회절소자는, 상기 주변부의 반사광을 좌우 및 상하로 회절시켜, 다분할 수광소자의 광전 변환영역에 다수의 빔 스폿을 각각 형성시키는 것을 특징으로 하는 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업.
  13. 고밀도 디브이디용 레이저빔에 대한 개구수와, 디브이디용 레이저빔에 대한 개구수를 서로 다르게 조절하기 위한 개구수 조절수단;
    상기 고밀도 디브이디용 레이저빔을 투과시키고, 상기 디브이디용 레이저빔에 한하여, 구면수차를 보상하기 위한 제1 구면수차 보상수단;
    상기 고밀도 디브이디용 레이저빔을 투과시키고, 상기 디브이디용 레이저빔에 한하여 편광 동작을 수행하기 위한 제1 편광수단;
    상기 고밀도 디브이디용 레이저빔을 투과시키고, 상기 디브이디용 레이저빔에 한하여, 상기 제1 구면수차 보상수단과는 반대되는 구면수차를 보상하기 위한 제2 구면수차 보상수단;
    상기 고밀도 디브이디용 레이저빔과 디브이디용 레이저빔에 대해 각각 서로다른 편광 동작을 수행하기 위한 제2 편광수단;
    상기 개구수 조절수단에 일체화된 회절소자의 중심부를 통해 투과되는 디스크의 반사광과, 상기 회절소자의 주변부를 통해 회절 분할되는 디스크의 반사광을 각각 전기신호로 변환하기 위한 다분할 광전 변환수단이 포함 구성된 디브이디/고밀도 디브이디 겸용 광픽업을 구비한 광디스크 장치에 있어서,
    상기 다분할 광전 변환수단에 의해 광전 변환된 전기신호들을 합산 및 감산하여, 다수의 포커스 에러신호들을 검출하고, 그 포커스 에러신호들을 합산 및 감산하여 구면수차 신호를 검출하는 검출수단이 포함 구성되는 것을 특징으로 하는 구면수차 검출장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 다분할 광전 변환수단과 개구수 조절수단 사이에는, 상기 포커스 에러신호들을 발생시키기 위한 비점수차 렌즈가 배치되는 것을 특징으로 하는 구면수차 검출장치.
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