KR20040003907A - 회절격자 렌즈가 구비된 광 픽업 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회절격자 렌즈가 구비된 광 픽업에 관한 것으로서, 소정 파장을 갖는 레이저광을 출력하는 발광수단, 상기 레이저광이 광디스크에 도달하도록 광경로를 형성하는 광경로 형성수단 및 상기 광디스크에 의해 반사된 광을 검출하는 수광수단을 포함하여 구성되되, 상기 레이저광의 투과율을 중심부와 주변부 간에 서로 다르게 하여 회절 및 분할시키는 회절격자 렌즈를 포함하여 구성되어, 일반적인 레이저 다이오드를 사용하면서도 회절격자 렌즈에서 회절 및 분할되는 +1, -1차광의 광량은 그대로 유지하면서 0차광의 광량을 보다 높일 수 있게 되어, 광디스크에 데이터를 보다 정확하게 기록 또는 재생할 수 있게 되며, 고배속 전용의 레이저 다이오드를 사용하지 않아도 되므로 생산단가가 증가되는 것을 방지시킬 수 있는 유용한 발명인 것이다.

Description

회절격자 렌즈가 구비된 광 픽업{Optical Pick-Up having a grating lens}

본 발명은 레이저광을 회절 및 분할시키기 위한 회절격자 렌즈가 구비된 광 픽업(Optical Pick-Up)에 관한 것이다.

일반적으로 CD(Compact Disc) 또는 DVD(Digital Versatile Disc) 등의 광 디스크는 고밀도 기록/재생이 가능하고 반영구적으로 보관이 가능한 저장매체로서 최근 널리 상용화되고 있다.

도 1은 일반적인 광 픽업에 대한 구성을 도시한 것으로서, 소정 파장의 레이저를 주사하는 레이저 다이오드(1), 상기 레이저 다이오드(1)로부터 주사된 광을 +1, 0, -1차광으로 회절 및 분할하는 회절격자 렌즈(Grating Lens)(2), 상기 회절격자 렌즈(2)에서 회절 및 분할된 광을 반사 또는 투과시키는 빔 스플리터(Spllitter)(3), 상기 빔 스플리터(3)에 의해 반사 확산되는 광을 평행광으로 정형화하는 콜리메이터 렌즈(Colimater Lens)(4), 상기 콜리메이터 렌즈(4)에 의해 정형화된 광을 광 디스크(6)에 집속시키는 대물렌즈(5), 그리고 광 디스크(6)로부터 반사된 광을 검출하기 위한 포토 다이오드(7)를 포함하여 구성된다.

이에 따라, 상기 광 픽업의 레이저 다이오드(1)로부터 출력된 광은 상기 회절격자 렌즈(2)에서 회절 및 분할되어 빔 스플리터(3)와 콜리메이터 렌즈(4)를 통과한 후, 대물렌즈(5)에 의해 집속되어 광 디스크(6)에 광 스폿(Beam Spot)을 형성시키게 되고, 광 디스크(6)로부터 반사되는 반사광은 반대의 광경로를 거쳐 포토 다이오드(7)에 의해 수광되어 전기신호로 변환 출력된다.

한편, 상기 회절격자 렌즈(2)는, 도 2에 도시한 바와 같이 다수개의 격자가 형성되어 있어서 레이저 다이오드(1)의 출력광이 회절되어 분할하게 되는데, 각 격자의 간격(Pitch)에 따라 메인 빔(Main Beam)인 0차광과 서브 빔(Sub Beam)인 +1, -1차광 간의 거리가 결정되고, 또한, 격자의 깊이에 따라 0차광과 +1, -1차광간의 광량비가 결정되는데, 일반적으로 회절격자 렌즈(2)의 깊이는 +1차광, 0차광 및 -1차광간의 광량비가 1:15:1이 되도록 형성된다.

그러나, 재기록이 가능한 광디스크는 CD-ROM과 같은 재생 전용의 광디스크보다 그 반사율이 15∼20%에 불과하고, 최근에는 CD-RW(Rewritable)의 기록 속도가 32배속까지 고배속화됨에 따라 광디스크에 데이터를 기록하기 위해서는 0차광의 광량 세기를 보다 높이는 것이 반드시 필요하게 되는데, 이를 위해 제작된 고배속 전용의 레이저 다이오드를 사용하여 광량을 높이는 것은 제품의 단가를 상승시키는 문제점이 있다.

또한, 상기 회절격자 렌즈(2)의 격자 깊이를 얕게 조절하여 0차광의 세기를 높이는 것은, 기술적인 한계가 있을 뿐 아니라 상대적으로 +1, -1차광의 세기가 미약하여 +1, -1차광을 정상적으로 검출하지 못하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서,회절격자 렌즈에서 분할된 +1, -1차광의 광량은 그대로 유지하면서 0차광의 광량을 증가시킬 수 있도록 하기 위한 회절격자 렌즈가 구비된 광 픽업을 제공하는 데에 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 일반적인 광 픽업의 구성을 도시한 것이고,

도 2는 일반적인 광 픽업에 구비된 회절격자 렌즈의 구조를 도시한 것이고,

도 3은 본 발명에 따른 회절격자 렌즈가 구비된 광 픽업에 대한 구성을 도시한 것이고,

도 4는 본 발명에 따른 회절격자 렌즈의 구조를 상세히 도시한 것이고,

도 5는 본 발명에 따른 회절격자 렌즈의 정면도를 도시한 것이고,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회절격자 렌즈의 구조를 도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 레이저 다이오드20, 80 : 회절격자 렌즈

21 : 투과부30 : 빔 스플리터

40 : 콜리메이터 렌즈50 : 대물렌즈

60 : 광 디스크70 : 포토 다이오드

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 회절격자 렌즈가 구비된 광 픽업은 소정 파장을 갖는 레이저광을 출력하는 발광수단; 상기 레이저광이 광디스크에 도달하도록 광경로를 형성하는 광경로 형성수단; 및 상기 광디스크에 의해 반사된 광을 검출하는 수광수단을 포함하여 구성되되, 상기 레이저광의 투과율을 중심부와 주변부 간에 서로 다르게 하여 회절 및 분할시키는 회절격자 렌즈를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는데, 상기 회절격자 렌즈는, 중심부에 상기 레이저광을 그대로 통과시킬 수 있는 투과부가 형성되거나, 중심격자부의 격자 깊이가 외곽격자부의 격자 깊이보다 얕게 형성되는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명에 따른 회절격자가 구비된 광 픽업에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 회절격자 렌즈가 구비된 광 픽업에 대한 구성을 도시한 것으로서, 상기 광픽업은 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이 레이저 다이오드(10), 회절격자 렌즈(20), 빔 스플리터(30), 콜리메이터 렌즈(40), 대물렌즈(50) 및 포토 다이오드(70)를 포함하여 구성되는 것으로, 상기 레이저다이오드(10)는 소정 파장을 갖는 레이저광을 주사하고, 상기 회절격자 렌즈(20)는 레이저 다이오드(10)로부터 출력되는 레이저광을 +1, 0, -1차광으로 회절 및 분할하여 진행시키며, 상기 빔 스플리터(30)는 상기 회절격자 렌즈(20)를 통과하는 레이저광 중에서 일부는 반사하고, 나머지 일부는 투과시키며, 상기 콜리메이터 렌즈(40)는 상기 빔 스플리터(30)에서 반사되어 확산되는 광을 평행광으로 정형화하며, 상기 대물렌즈(50)는 상기 콜리메이터 렌즈(40)에 의해 정형화된 광을 광디스크(6)에 집속시키며, 상기 포토 다이오드(7)는 광디스크(6)에 의해 반사된 광으로부터 신호를 검출한다.

한편, 상기 회절격자 렌즈(20)는 다수개의 격자가 형성되어 있어서 레이저광이 회절 및 분할되어 진행하는데, 그 중심부에 레이저광이 그대로 통과되도록 원형의 투과부(21)가 천공되어 있다. 즉, 0차광은 회절격자 렌즈(20)와는 무관한 광경로를 형성하게 되는 것이다.

한편, 도 4는 전술한 회절격자 렌즈(20)의 구조를 상세하게 도시한 것이고, 도 5는 레이저 광의 진행방향에서 본 상기 회절격자 렌즈(20)의 정면도를 도시한 것으로서, 본 발명에 따른 회절격자 렌즈(20)는 그 중심부에 투과부(21)가 천공되어 있으며, 상기 투과부(21)는 상기 레이저 다이오드(10)로부터 주사된 레이저광이 그대로 통과하게 되는 것이다.

상기 투과부(21)는 그 지름이 상기 회절격자 렌즈(20)의 전체 직경에 대하여 소정 비율이 되도록 형성되는 것으로서, 예를 들어, 회절격자 렌즈 전체직경을 n, 투과부(21)의 지름을 m이라고 하였을 때 n=5m이 만족하도록 투과부(21)가 형성되는것이 바람직한데, 그렇다면 상기 투과부(21)의 지름은 대략 50㎛∼200㎛로 형성될 것이다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 상기 투과부(21)를 통과한 후 회절되어 진행하는 레이저광과 격자를 통과한 후 회절되어 진행하는 레이저광에 의해 이루어지는 +1, -1차광의 광량이 그대로 유지되면서, 상기 투과부(21)를 그대로 통과하여 진행하는 레이저광과 격자를 통과하여 회절되어 진행하는 레이저광에 의해 이루어지는 0차광의 광량 세기가 증가하게 된다.

한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회절격자 렌즈(80)의 구성을 도시한 것으로서, 상기 회절격자 렌즈(80)는, 중심부에 형성된 중심격자부의 격자 깊이가 외곽부에 형성된 외곽격자부의 격자 깊이보다 얕게 형성되고, 또한 상기 중심격자부의 피치가 상기 외곽격자부의 피치보다 좁게 형성되어, 상기 외곽격자부를 통과하는 +1, -1차광의 세기는 그대로 유지되면서, 상기 중심격자부를 진행하는 0차광의 세기가 보다 증가하게 된다.

이상 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것으로서 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

상기한 바와 같이 구성되어 동작하는 본 발명에 따른 회절격자 렌즈가 구비된 광 픽업은, 일반적인 레이저 다이오드를 사용하면서도 회절격자 렌즈에서 회절 및 분할되는 +1, -1차광의 광량은 그대로 유지하면서 0차광의 광량을 보다 높일 수 있게 되어, 광디스크에 데이터를 보다 정확하게 기록 또는 재생할 수 있게 되며, 고배속 전용의 레이저 다이오드를 사용하지 않아도 되므로 생산단가가 증가되는 것을 방지시킬 수 있는 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 소정 파장을 갖는 레이저광을 출력하는 발광수단;

   상기 레이저광이 광디스크에 도달하도록 광경로를 형성하는 광경로 형성수단; 및

   상기 광디스크에 의해 반사된 광을 검출하는 수광수단을 포함하여 구성되되,

   상기 레이저광의 투과율을 중심부와 주변부 간에 서로 다르게 하여 회절 및 분할시키는 회절격자 렌즈를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회절격자 렌즈가 구비된 광 픽업.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 회절격자 렌즈는, 중심부에 상기 레이저광을 그대로 통과시킬 수 있는 투과부가 형성된 것을 특징으로 하는 회절격자 렌즈가 구비된 광 픽업.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 회절격자 렌즈는, 중심격자부의 격자 깊이가 외곽격자부의 격자 깊이보다 얕게 형성된 것을 특징으로 하는 회절격자 렌즈가 구비된 광 픽업.