KR20040031324A - 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치 - Google Patents

광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치에 관한 것으로서, 제1초점거리를 가지고 광디스크를 향해 조사되는 광의 경로상에 배치되어 상기 광이 집광되도록 하는 제1광학요소와; 제2초점거리를 가지고 상기 제1광학요소로부터 제공된 광이 평행광이 되도록 하여 상기 광디스크를 향하도록 하는 제2광학요소와; 상기 제1광학요소와 상기 제2광학요소사이에 배치되어 상기 제1광학요소 및 상기 제2광학요소중 어느 하나로부터 다른 하나를 향해 제공되는 광의 비 가우시안 성분을 차단하고 가우시안 성분을 통과시키는 필터요소를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 광의 되먹임에 기인한 노이즈 및 광원의 손상을 억제시킬 수 있는 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치가 제공된다.

Description

광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치{OPTICAL PICK UP APPARATUS WITH FUNCTION OF LIGHT FEED BACK REPRESSION}
본 발명은, 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 광의 되먹임에 기인한 노이즈 및 광원의 손상을 억제시킬 수 있도록 한 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 광픽업장치의 구성을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 광픽업장치는, 씨디(CD) 또는 디브이디(DVD) 등과 같은 광디스크(10)에 레이저 빔 등의 광을 조사할 수 있게 레이저다이오드 등으로 구성되는 광원(21)과, 광원(21)으로부터 조사된 광이 투과후 평행하게 되도록 하는 콜리메이터렌즈(23)와, 투과된 광이 소망하는 형상을 이루도록 하는 정형프리즘(25)과, 입사하는 광을 선택적으로 투과 또는 반사하도록 배치되는 편광빔스프리터(PBS; Polarization beam splitter)(27)와, 광디스크(10)로부터 반사되고 편광빔스프리터(27)를 투과한 광을 검출하는 포토다이오드(29)를 구비하고 있다.
조사된 광의 진행방향을 따라 편광빔스프리터(27)의 전방에는 λ/4 플레이트(Quarter Wave Plate; QWP)(31)가 배치되어 있으며, λ/4 플레이트(31)와 광디스크(10) 사이에는 대물렌즈(11)가 구비되어 있다. 편광빔스프리터(27)와 포토다이오드(29) 사이에는 반사된 광이 수렴할 수 있도록 복수개로 구성된 포커싱렌즈(33)가 배치되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 광원(21)으로부터 조사된 광은 콜리메이터렌즈(23)에 의해 평행광선이 되고, 정형프리즘(25)을 통과하면서 원형의 형태를 이루게 된다.정형프리즘(25)을 통과한 광은 편광빔스프리터(27)에서 광디스크(10)측으로 반사되고, λ/4 플레이트(31)에 의해 원편광의 형태로 되어 대물렌즈(11)에 의해 광디스크(10)에 조사된다. 광디스크(10)에서 반사된 광은 λ/4 플레이트(31)를 통과하면서 입사시와 90도의 위상차를 가지는 선편광이 되고 편광빔스프리터(27)를 투과하여 포커싱렌즈(33)에 의해 포토다이오드(29)로 수광되어 검출된다.
그런데, 이러한 종래의 광픽업장치에 있어서는, 광원(21)으로부터 조사된 광이 광디스크(10)로 입사되고 광디스크(10)로부터 반사된 광을 포토다이오드(29)에서 수광할 수 있도록 광경로를 형성하도록 배치되는 편광빔스프리터(27) 및 λ/4 플레이트(31)에 의해, 반사 및/또는 산란되는 광이 광원(21)으로 되돌아가 광원(21)에 악영향을 주어 노이즈를 유발시키거나 광원(21)을 손상시키는 것을 방지하는 역할을 수행하도록 하고 있을 뿐, 광의 되먹임을 억제시키는 수단이 마련되어 있지 아니하여 최근 다양한 광디스크(10), 예를 들면, HD-DVD, DVD, CD 등과 같이 서로 다른 파장을 가지는 광디스크(10)의 호환설계시 서로 다른 파장의 빔이 서로 다른 광원(21)으로 입사되어 노이즈 및 광원(21)을 손상시킬 우려가 클 뿐만 아니라, 광 경로상에 다양한 광학요소들이 배치되고 있어 광이 산란 및/또는 회절할 가능성이 그만큼 증대되고 있다고 하는 문제점이 있다.
또한, 최근에는 고배속화를 위해 고출력의 레이저다이오드가 사용되고 있으며, 이러한 고출력 레이저다이오드의 경우 빔의 공간 분포가 이상적인 가우시안 형태(Gaussian shape)에서 많이 벗어나는 경우가 있으며, 이러한 특성은 대물렌즈(11)에서 만드는 포커싱된 빔의 공간 분포에 악영향을 주며 스폿 사이즈를증대시키게 되어 콤팩트한 구성을 저해하게 된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 광의 되먹임에 기인한 노이즈 및 광원의 손상을 억제시킬 수 있는 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 광픽업장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치의 구성도,
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치의 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 광디스크11 : 대물렌즈
23 : 콜리메이터렌즈25 : 정형프리즘
27 : 편광빔스프리터29 : 포토다이오드
31 : λ/4 플레이트33 : 포커싱렌즈
41 : 제1볼록렌즈43 : 제2볼록렌즈
45 : 필터부재46 : 핀홀
상기 목적은, 본 발명에 따라, 제1초점거리를 가지고 광디스크를 향해 조사되는 광의 경로상에 배치되어 상기 광이 집광되도록 하는 제1광학요소와; 제2초점거리를 가지고 상기 제1광학요소로부터 제공된 광이 평행광이 되도록 하여 상기 광디스크를 향하도록 하는 제2광학요소와; 상기 제1광학요소와 상기 제2광학요소사이에 배치되어 상기 제1광학요소 및 상기 제2광학요소중 어느 하나로부터 다른 하나를 향해 제공되는 광의 비 가우시안 성분을 차단하고 가우시안 성분을 통과시키는 필터요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제1광학요소 및 상기 제2광학요소는 각각 볼록렌즈로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제1광학요소 및 상기 제2광학요소는 각각 오목거울로 형성되는 것이 효과적이다.
상기 필터요소는 상기 제1광학요소로부터 제공되는 광의 가우시안 성분을 통과시키도록 형성된 핀홀인 것이 바람직하다.
상기 필터요소는 상기 제1광학요소로부터 제공되는 광의 가우시안 성분을 통과시키는 블록킹 글래스(blocking glass)를 포함하는 것이 효과적이다.
상기 제1광학요소 및 상기 제2광학요소는 상기 광의 진행방향에 대해 상기 광을 정형화 시키는 정형프리즘의 전방에 배치되는 것이 바람직하다.
상기 제2광학요소의 초점거리는 상기 제1광학요소의 초점거리에 비해 작게 형성되는 것이 효과적이다.
상기 광의 진행방향에 대해 상기 제2광학요소의 후방에 배치되어 제1광원으로부터 상기 제2광학요소를 경유하여 제공되는 제1광을 투과시키고 상기 제1광의 진행방향에 경사지게 입사되는 다른 제2광을 상기 제1광의 경로를 따라 상기 광디스크로 향하도록 반사시키는 다이크로익미러와, 상기 다이크로익미러의 일측에 배치되어 상기 다이크로익미러를 통해 상기 광디스크로 조사되도록 상기 제2광을 조사하는 제2광원을 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 제1광원은 블루 레이저다이오드이고, 상기 제2광원은 씨디 및 디브이디중 어느 하나의 홀로그램 픽업 모듈인 것이 효과적이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치의 구성도이다. 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 동일 한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 도시된 바와 같이, 본 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치는, 레이저다이오드 등으로 구현되는 광원(21)과, 광원(21)으로부터 조사된 광을 평행광이 되도록 하는 콜리메이터렌즈(23)와, 광원(21)으로부터 조사된 광의 진행 방향에 대해 콜리메이터렌즈(23)의 전방에 배치되는 정형프리즘(25)과, 정형프리즘(25)의 전방에 배치되어 투과된 광이 수렴되도록 하는 제1볼록렌즈(41)와, 제1볼록렌즈(41)의 전방에 배치되어 수렴된 광이 다시 평행광선이 되도록 하는 제2볼록렌즈(43)와, 제1볼록렌즈(41)와 제2볼록렌즈(43) 사이에 배치되어 비 가우시안 성분의 통과를 억제시키고 가우시안 성분을 통과시키는 필터부재(45)와, 제2볼록렌즈(43)의 전방에 배치되는 편광빔스프리터(27)와, 편광빔스프리터(27)의 전방에 배치되는 λ/4 플레이트(31)와, 광디스크(10)로부터 반사된 광을 수광하는 포토다이오드(29)와, 편광빔스프리터(27)와 포토다이오드(29) 사이에 배치되는 포커싱렌즈(33)를 포함하여 구성되어 있다.
제1볼록렌즈(41)와 제2볼록렌즈(43)는 상호 동일한 초점거리(F1,F2)를 가지도록 형성되어 있으며, 제1볼록렌즈(41)의 초점거리(F1)에는 광원(21)으로부터 조사되고 정형프리즘(25)을 통과하면서 정형화되어 제1볼록렌즈(41)에 의해 집광된 광의 비 가우시안 성분을 차단함과 동시에 가우시안 성분을 통과시킬 수 있도록 핀홀(pinhole)(46)이 구비된 필터부재(45)가 배치되어 있다.
여기서, 핀홀(46)에 특정 파장의 광을 통과시키는 블록킹 글래스(Blocking glass)를 배치할 경우, 다른 파장의 광이 광원(21)으로 도달하는 것을 차단할 수 있다.
또, 제1볼록렌즈(41) 및 제2볼록렌즈(43)의 초점거리(F1,F2)의 비를 적절히 조절하면 대물렌즈(11)에 결상되는 광의 폭을 조절, 예를 들면 제2볼록렌즈(43)의 초점거리(F2)를 제1볼록렌즈(41)의 초점거리(F1)에 비해 상대적으로 작게 구성할경우, 입사되는 광의 폭(W1)에 비해 축소된 폭(W2)에 대응되게 대물렌즈(11)의 소형화가 가능하고 이와 관련하여 전반적인 시스템의 콤팩트한 구성이 가능하게 된다.
이러한 구성에 의하여, 광원(21)으로부터 조사된 광은 콜리메이터렌즈(23) 및 정형프리즘(25)을 통과하면서 평행광선이 되고 원형을 이루게 된다. 정형프리즘(25)을 통과한 광은 제1볼록렌즈(41)를 통과하면서 집광되어 필터부재(45)의 핀홀(46)을 통과하게 된다. 핀홀(46)을 통과하면서 가우시안 형태로 된 광은 제2볼록렌즈(43)를 통과하면서 다시 평행광선이 되고, 편광빔스프리터(27)에 의해 경로가 90도 변경되고 λ/4 플레이트(31)를 지나면서 원편광의 형태로 된다. 대물렌즈(11)에 의해 광디스크(10)에 조사된 광은 다시 반사되어 λ/4 플레이트(31)를 통과하면서 선편광의 형태로 되고, 편광빔스프리터(27)를 투과하여 포커싱렌즈(33)에 의해 포토다이오드(29)에 수광되어 검출된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치는, 광원(21)으로부터 조사된 광의 진행 방향을 따라 정형프리즘(25)의 전방에 배치되는 제1오목거울(51)과, 제1오목거울(51)로부터 제공된 광을 다시 평행광선으로 하여 편광빔스프리터(27)로 제공하는 제2오목거울(53)과, 제1오목거울(51)과 제2오목거울(53) 사이에 배치되어 제1오목거울(51)로부터 집광된 광이 가우시안 형태로 될 수 있도록 배치되는 필터부재(45)를 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 제1오목거울(51)과 제2오목거울(53)은 상호 동일 한 초점거리(를 가지도록 형성되어 있으며, 제1오목거울(51)과 제2오목거울(53)의 초점거리(F3,F4)의 비를 적절히 조절하여 제1오목거울(51)에 입사되는 광의 폭(W3)에 비해 제2오목거울(53)에 의해 반사되는 광의 폭(W4)이 축소되도록 할 경우, 대물렌즈(11)의 소형화를 기할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치는, 청색레이저를 조사하는 블루 다이오드 등으로 구성되는 제1광원과, 제1광원으로부터 조사된 광을 평행광선이 되도록 하는 콜리메이터렌즈(23)와, 콜리메이터렌즈(23)를 통과한 광을 정형화하는 정형프리즘(25)과, 정형프리즘(25)의 전방에 배치되어 광을 집광시키는 제1볼록렌즈(41)와, 제1볼록렌즈(41)로부터 제공된 광을 다시 평행광선이 되도록 하는 제2볼록렌즈(43)와, 제1볼록렌즈(41)와 제2볼록렌즈(43) 사이에 배치되어 제1볼록렌즈(41)로부터 제공된 광이 가우시안 형태로 되도록 하는 필터부재(45)와, 제2볼록렌즈(43)의 전방에 배치되어 청색 레이저를 투과시키고 다른 각도에서 입사되는 광을 청색 레이저의 진행경로를 따르도록 반사시키는 다이크로익미러(61)와, 청색 레이저의 광경로에 대해 거의 직각되게 배치되어 다이크로익미러(61)를 통해 광이 광디스크(10)에 조사되고, 광디스크(10)로부터 반사된 광을 다시 수광하여 검출하는 씨디(CD) 디브이디(DVD)용 홀로그램 픽업 모듈(65)을 포함하여 구성되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 제1광원으로부터 조사된 청색 레이저는 콜리메이터렌즈(23) 및 정형프리즘(25)을 통과하여 제1볼록렌즈(41)에 의해 집광되어 핀홀(46)을 통과하면서 가우시안 형태로 된다. 가우시안 형태로 된 광은 제2볼록렌즈(43)를 통과하면서 다시 평행광선이 되고 다이크로익미러(61)를 투과하여 편광빔스프리터(27)에 의해 경로가 변경된다. λ/4 플레이트(31) 및 대물렌즈(11)를 통해 광디스크(10)에 조사되고 반사된 청색 레이저는 λ/4 플레이트(31) 및 편광빔스프리터(27)를 투과하여 포커싱렌즈(33)에 의해 포토다이오드(29)에 의해 수광 검출된다.
한편, 제1광원(21)의 구동이 중지되고, 씨디 또는 디브이디용 홀로그램 픽업 모듈(65)이 구동되면 조사된 광(통상 적색 레이저)은 홀로그램픽업모듈용 콜리메이터렌즈(63)를 통과하면서 평행하게 되고 다이크로익미러(61) 및 편광빔스프리터(27)에 의해 각각 경로를 변경하여 대물렌즈(11)에 의해 광디스크(10)에 조사된다. 광디스크(10)로부터 반사된 광은 다시 편광빔스프리터(27) 및 다이크로익미러(61)에 의해 각각 광경로가 변경되어 홀로그램 픽업 모듈(65)에 의해 수광 및 검출된다.
도 4와 관련하여 전술한 실시예에서는 제1광학요소 및 제2광학요소를 제1볼록렌즈 및 제2볼록렌즈로 구성한 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 도 3과 관련하여 전술한 제1오목거울 및 제2오목거울로 구성할 수도 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 제1초점거리를 가지도록 형성되어 광원으로부터 광디스크를 향해 조사되는 광의 경로상에 배치되어 광이 집광되도록 하는 제1광학요소와, 제2초점거리를 가지도록 형성되어 제1광학요소로부터 제공된 광이 평행광이 되도록 하여 광디스크로 제공하는 제2광학요소와, 제1광학요소와 제2광학요소 사이에 배치되어 어느 하나로부터 제공되는 광의 비 가우시안 성분을 차단하고 가우시안 성분을 통과하도록 하는 필터부재를 마련함으로써, 광의 되먹임현상에 기인한 노이즈 및 광원의 손상을 억제시킬 수 있는 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 제1광학요소의 초점거리와 제2광학요소의 초점거리의 비를 적절히 조절하여 대물렌즈 등을 소형화할 수 있어 전반적인 시스템의 콤팩트한 구성이 가능한 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치가 제공된다.

Claims (9)

  1. 제1초점거리를 가지고 광디스크를 향해 조사되는 광의 경로상에 배치되어 상기 광이 집광되도록 하는 제1광학요소와; 제2초점거리를 가지고 상기 제1광학요소로부터 제공된 광이 평행광이 되도록 하여 상기 광디스크를 향하도록 하는 제2광학요소와; 상기 제1광학요소와 상기 제2광학요소사이에 배치되어 상기 제1광학요소 및 상기 제2광학요소중 어느 하나로부터 다른 하나를 향해 제공되는 광의 비 가우시안 성분을 차단하고 가우시안 성분을 통과시키는 필터요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1광학요소 및 상기 제2광학요소는 각각 볼록렌즈로 형성되는 것을 특징으로 하는 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1광학요소 및 상기 제2광학요소는 각각 오목거울로 형성되는 것을 특징으로 하는 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필터요소는 상기 제1광학요소로부터 제공되는 광의 가우시안 성분을 통과시키도록 형성된 핀홀인 것을 특징으로 하는 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 필터요소는 상기 제1광학요소로부터 제공되는 광의 가우시안 성분을 통과시키는 블록킹 글래스(blocking glass)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1광학요소 및 상기 제2광학요소는 상기 광의 진행방향에 대해 상기 광을 정형화시키는 정형프리즘의 전방에 배치되는 것을 특징으로 하는 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치.
  7. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2광학요소의 초점거리는 상기 제1광학요소의 초점거리에 비해 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치.
  8. 제1항 내지 제6항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광의 진행방향에 대해 상기 제2광학요소의 후방에 배치되어 제1광원으로부터 상기 제2광학요소를 경유하여 제공되는 제1광을 투과시키고 상기 제1광의진행방향에 경사지게 입사되는 다른 제2광을 상기 제1광의 경로를 따라 상기 광디스크로 향하도록 반사시키는 다이크로익미러와, 상기 다이크로익미러의 일측에 배치되어 상기 다이크로익미러를 통해 상기 광디스크로 조사되도록 상기 제2광을 조사하는 제2광원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1광원은 블루 레이저다이오드이고, 상기 제2광원은 씨디 및 디브이디중 어느 하나의 홀로그램 픽업 모듈인 것을 특징으로 하는 광의 되먹임억제 기능을 구비한 광픽업장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190035261A (ko) * 2017-09-26 2019-04-03 허철 반도체 소자 가공용 렌즈의 반사광 차단 필터 및 이를 이용한 노광용 광학계

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