KR20040066976A - Optical pickup apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 2파장 대응 광픽업장치에 관한 것으로, 광하프 미러에서 발생할 수 있는 코마를 보상할 수 있는 2파장 대응 광픽업장치에 관한 것이다.The present invention relates to a two-wavelength optical pickup apparatus, and more particularly, to a two-wavelength optical pickup apparatus capable of compensating for coma that may occur in an optical half mirror.
광 디스크는 광학적인 특성을 이용하여 정보를 기록, 재생하는 제품으로 일반적으로 작은 원판형상의 모양을 가진다. 광디스크를 사용하기 위해서는 광디스크 드라이버가 필요하고 광디스크 드라이버 내부에 장착되어 있는 광 픽업에 의해 광디스크의 정보를 재생하거나 기록하게 된다.An optical disc is a product that records and reproduces information using optical characteristics, and generally has a small disc shape. In order to use an optical disc, an optical disc driver is required, and information of an optical disc is reproduced or recorded by an optical pickup mounted inside the optical disc driver.
이러한 광디스크에는 CD와 DVD 등이 있고, 이러한 서로 다른 디스크에 정보를 기록하거나 재생하기 위해서는 각 디스크에 고유한 파장을 이용하여야 한다. 즉, CD의 경우에는 780nm의 파장 그리고 DVD의 경우에는 650nm의 파장을 각각 이용하여야만 완전한 정보의 기록 및 재생이 이루어질 수 있다. 이에 따라, 최근들어 여러 가지 광디스크에 정보를 기록 및 재생시킬 수 있는 복합 광픽업장치에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다.Such optical discs include CDs and DVDs, and in order to record or reproduce information on these different discs, a wavelength unique to each disc must be used. That is, complete recording and reproduction of information can be achieved only by using a wavelength of 780 nm in the case of a CD and a wavelength of 650 nm in the case of a DVD. Accordingly, in recent years, development of a composite optical pickup apparatus capable of recording and reproducing information on various optical discs has been actively conducted.
도 1은 종래의 2파장 대응 광 픽업 장치의 광학계를 나타낸 구성도이다.1 is a configuration diagram showing an optical system of a conventional two-wavelength optical pickup apparatus.
도 1을 참조하면, 650nm의 광빔과 780nm의 광빔을 각각 발생하기 위하여 분리 설치된 제1 및 제2 광원(101, 103)과, 이들 광원들(101, 103)로부터 발생된 선형 편광빔을 원형 편광빔으로 변경시키는 그레이팅 및 QWP 일체형 소자(102, 105)와, 상기 제1 광원(101)으로부터 발생된 광빔은 반사시키고, 입사되는 빔의 편광상태에 따라 투과 또는 반사시키는 하프미러(half mirror)(106)와, 상기 하프미러(106)와 상기 제2 광원(103)으로부터 각각 입력되는 빔을 투과 또는 반사시키는 프리즘(prism)(107)과, 상기 프리즘(107)을 통과한 빔을 일정 방향으로 평행하게 진행시키는 콜리메이터 렌즈(CL)(109)와, 상기 콜리메이터 렌즈(109)를 투과하는 광 빔을 CD(112) 또는 DVD(111)의 표면상의 한 점에 집광시키는 대물렌즈(110)와, 상기 CD(112) 또는 DVD(111)로부터 반사된 반사빔이 대물렌즈(110), 콜리메이터 렌즈(109), 프리즘(107) 및 하프미러(106)를 거쳐 반사되면 이를 검출하여 전기적 신호로 변환하는 포토 다이오드(PD)(113)와, 상기 프리즘(107)에 의해 투과 및 반사된 빔을 검출하여 모니터용 신호를 사용하기 위한 모니터 포토 다이오드(MPD)(108)를 포함한다. 여기서, 미설명 부호 104는 개구수 보정을 위한 NA 보정렌즈를 나타낸다.Referring to FIG. 1, circularly polarized light includes first and second light sources 101 and 103 separately installed to generate 650 nm light beams and 780 nm light beams, and linearly polarized beams generated from these light sources 101 and 103, respectively. Grating and QWP integrated elements 102 and 105 for converting into beams, and a half mirror for reflecting light beams generated from the first light source 101 and transmitting or reflecting them according to the polarization state of the incident beam ( 106, a prism 107 for transmitting or reflecting beams respectively input from the half mirror 106 and the second light source 103, and a beam passing through the prism 107 in a predetermined direction. A collimator lens (CL) 109 which proceeds in parallel, an objective lens 110 which condenses the light beam passing through the collimator lens 109 at a point on the surface of the CD 112 or the DVD 111, The reflected beam reflected from the CD 112 or the DVD 111 is the objective lens 110, collimated Photodiode (PD) 113 for detecting and converting the reflected light through the lens 109, the prism 107 and the half mirror 106 into an electrical signal, and the beam transmitted and reflected by the prism 107. Monitor photodiode (MPD) 108 for detecting and using the monitor signal. Here, reference numeral 104 denotes the NA correction lens for numerical aperture correction.
상기와 같은 종래의 2파장 대응 광 픽업 장치의 광 학계에서의 동작에 대하여 첨부된 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the optical system of the conventional two-wavelength optical pickup apparatus as described above will be described with reference to FIG. 1.
먼저, DVD에 정보를 기록 및 재생시키는 동작에 대해 설명한 다음, CD에 정보를 기록 및 재생시키는 동작에 대해서는 그 다음에 설명한다.First, the operation of recording and reproducing information on the DVD will be described, and the operation of recording and reproducing information on the CD will be described next.
제1 광원(101)에서 650nm에 해당하는 광빔이 발생하고, 이와 같이 발생된 광빔은 그레이팅 및 QWP 일체형 소자(102)에 의해 선형 편광빔에서 원형 편광빔으로 변경되어 하프 미러(106)로 입사된다.A light beam corresponding to 650 nm is generated in the first light source 101, and the generated light beam is changed into a circularly polarized beam from a linearly polarized beam by the grating and QWP integrated device 102 and is incident to the half mirror 106. .
상기 하프 미러(106)는 선형 편광빔은 투과시키고 원형 편광빔은 반사시키는 형태로 이루어지게 되므로, 상기 제1 광원(101)으로부터 입사된 원형 편광빔은 반사되어 프리즘(107)으로 입사된다.Since the half mirror 106 transmits the linearly polarized beam and reflects the circularly polarized beam, the circularly polarized beam incident from the first light source 101 is reflected and incident to the prism 107.
상기 프리즘(107)에 의해 일부 빔은 투과되어 콜리메이터 렌즈(109)로 입사되고, 다른 일부는 모니터 포토 다이오드(108)로 입사된다. 모니터 포토 다이오드(108)는 상기 프리즘(107)에서 반사된 빔을 모니터용 신호로 변환시킨다.Part of the beam is transmitted by the prism 107 to be incident on the collimator lens 109, and the other part is incident on the monitor photodiode 108. The monitor photodiode 108 converts the beam reflected by the prism 107 into a signal for monitoring.
콜리메이터 렌즈(109)로 입사된 렌즈는 일정한 평행빔으로 진행되어 대물렌즈(110)로 입사되고, 상기 대물렌즈(110)에 의해 평행빔이 집광되어 DVD(111)에 집속된다.The lens incident on the collimator lens 109 proceeds in a constant parallel beam and is incident on the objective lens 110. The parallel beam is focused by the objective lens 110 and focused on the DVD 111.
한편, 상기 DVD(111)에 의해 반사된 반사빔은 대물렌즈(110), 콜리메이터 렌즈(109), 프리즘(107) 및 하프 미러(106)를 경유하여 포토 다이오드(113)로 입사되어 전기적 신호로 변환된다.The reflected beam reflected by the DVD 111 is incident on the photodiode 113 via the objective lens 110, the collimator lens 109, the prism 107, and the half mirror 106 to be an electrical signal. Is converted.
상기 제2 광원(103)으로부터 방출된 빔은 NA 보정렌즈(104)와 그레이팅 및 QWP 일체형 소자(105)에 의해 원형 편광빔으로 변환되어 프리즘(107)으로 입사된다.The beam emitted from the second light source 103 is converted into a circularly polarized beam by the NA correction lens 104 and the grating and QWP integrated device 105 and is incident on the prism 107.
상기 프리즘(107)에 의해 상기 원형 편광빔의 일부는 모니터 포토 다이오드(113)로 입사되어 모니터용 신호로 변환되고, 다른 일부는 콜리메이터 렌즈(109)로 입사되어 평행빔으로 진행된다.A part of the circular polarization beam is incident to the monitor photodiode 113 by the prism 107 to be converted into a monitor signal, and the other part is incident to the collimator lens 109 to proceed to a parallel beam.
상기 콜리메이터 렌즈(109)에 의해 평행빔으로 진행되는 빔은 대물렌즈(110)에 의해 CD(112)에 집광되어 스폿(spot)이 결상된다.The beam propagated to the parallel beam by the collimator lens 109 is focused on the CD 112 by the objective lens 110 to form a spot.
한편, 상기 CD(112)로부터 반사된 반사빔은 대물렌즈(110)), 콜리메이터 렌즈(109), 프리즘(107) 및 하프 미러(106)를 경유하여 포토 다이오드(113)로 입사되어 전기적 신호로 변환된다.Meanwhile, the reflected beam reflected from the CD 112 is incident on the photodiode 113 via the objective lens 110, the collimator lens 109, the prism 107, and the half mirror 106 to be an electrical signal. Is converted.
상기에서와 같이 이루어진 종래의 2파장 대응 광픽업 장치의 광학계에서는 하프미러(106)로 입사되는 빔은 하프 미러의 광학 특성에 의해 광학수차가 발생하게 되고, 도 2에 나타낸 바와 같이 이러한 광학 수차가 발생한 빔은 포토 다이오드(113)에 의해 비대칭적인 빔인 콤마가 발생하게 된다.In the optical system of the conventional two-wavelength-compatible optical pickup device configured as described above, the optical aberration of the beam incident on the half mirror 106 is generated by the optical characteristics of the half mirror, and as shown in FIG. The generated beam is generated by the photodiode 113, a comma which is an asymmetric beam.
이와 같이 빔이 포트 다이오드에 입사되는 빔이 비대칭적이 되게 되면, 상기 포토 다이오드에 의해 검출되는 트래킹 또는 포커싱 신호의 정확한 검출이 이루어지지 않게 되어, 광디스크, 즉 CD 또는 DVD에 기록 재생시에 에러가 발생하게 된다.When the beam incident on the port diode becomes asymmetrical in this way, accurate detection of the tracking or focusing signal detected by the photodiode is not achieved, which causes errors in recording and reproducing on the optical disc, that is, CD or DVD. do.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 센서렌즈를 이용하여 콤마를 보상할 수 있는 광픽업 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an optical pickup device that can compensate for a comma by using a sensor lens.
도 1은 종래의 2파장 대응 광 픽업 장치의 광학계를 나타낸 구성도.1 is a block diagram showing an optical system of a conventional two-wavelength optical pickup apparatus.
도 2는 도 1의 포토 다이오드에서 검출된 빔의 형상을 나타내는 도면.FIG. 2 is a diagram illustrating a shape of a beam detected by the photodiode of FIG. 1. FIG.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 2파장 대응 광픽업 장치의 광학계를 나타낸 구성도.3 is a block diagram showing an optical system of a two-wavelength compatible optical pickup device according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 센서렌즈의 형상을 나타낸 도면.4 is a view showing the shape of the sensor lens of FIG.
도 5는 도 3의 포토 다이오드에서 검출된 빔의 형상을 나타낸 도면.FIG. 5 is a diagram illustrating a shape of a beam detected by the photodiode of FIG. 3. FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 명칭><Name of the code for the main part of the drawing>
101, 103 : 제1 및 제2 광원101, 103: first and second light sources
102, 105 : 그레이팅 및 QWP 일체형 소자102, 105: grating and QWP integrated elements
104 : NA 보정렌즈 106 : 하프 미러104: NA correction lens 106: half mirror
107 : 프리즘 108 : 모니터 포토 다이오드107: prism 108: monitor photo diode
109 : 콜리메이터 렌즈 110 : 대물렌즈109: collimator lens 110: objective lens
111 : DVD 112 : CD111: DVD 112: CD
113 : 포토 다이오드 115 : 센서렌즈113: photodiode 115: sensor lens
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 광픽업 장치는 코마를 억제하기 위해 하프 미러와 포토 다이오드 사이에 센서렌즈를 게재시킨다.According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object, the optical pickup device places a sensor lens between the half mirror and the photodiode to suppress coma.
상기 센서렌즈는 상기 하프미러에서 발생된 광학수차에 따라 광학 중심축으로부터 디센터시킨다.The sensor lens is decentered from the optical central axis according to the optical aberration generated in the half mirror.
상기 센서렌즈는 비점을 만들기 위해 일측이 평면으로 형성되는 실린더 면과 거리 오차를 보상하기 위해 타측이 오목으로 형성되는 구면으로 이루어진다.The sensor lens is composed of a cylinder surface on which one side is formed in a plane to make a boiling point and a spherical surface formed on the other side to be concave to compensate for a distance error.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 2파장 대응 광픽업 장치의 광학계를 나타낸 구성도이다.3 is a block diagram showing an optical system of a two-wavelength compatible optical pickup device according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 650nm의 광빔과 780nm의 광빔을 각각 발생하기 위하여 분리 설치된 제1 및 제2 광원(101, 103)과, 이들 광원들(101, 103)로부터 발생된 선형 편광빔을 원형 편광빔으로 변경시키는 그레이팅 및 QWP 일체형 소자(102, 105)와, 상기 제1 광원(101)으로부터 발생된 광빔은 반사시키고, 입사되는 빔의 편광 상태에 따라 투과 또는 반사시키는 하프미러(half mirror)(106)와, 상기 하프미러(106)와 상기 제2 광원(103)으로부터 각각 입력되는 빔을 투과 또는 반사시키는 프리즘(prism)(107)과, 상기 프리즘(107)을 통과한 빔을 일정 방향으로 평행하게 진행시키는 콜리메이터 렌즈(CL)(109)와, 상기 콜리메이터 렌즈(109)를 투과하는 광 빔을 CD(112) 또는 DVD(111)의 표면상의 한 점에 집광시키는 대물렌즈(110)와, 상기 CD(112) 또는 DVD(111)로부터 반사된 반사빔이 대물렌즈(110), 콜리메이터 렌즈(109), 프리즘(107) 및 하프미러(106)를 통해 입사되는 경우, 상기 하프 미러(106)에 의해 발생되는 광학수차를 보상하기 위해 광학 중심축으로부터 디센터(decenter)시키는 센서렌즈(115)와, 상기 광학수차가 보상된 빔을 전기적 신호로 변환하는 포토 다이오드(PD)(113)와, 상기 프리즘(107)에 의해투과 및 반사된 빔을 검출하여 모니터용 신호를 사용하기 위한 모니터 포토 다이오드(MPD)(108)를 포함한다. 여기서, 미설명 부호 104는 개구수 보정을 위한 NA 보정렌즈를 나타낸다.Referring to FIG. 3, the first and second light sources 101 and 103 separately installed to generate the 650 nm light beam and the 780 nm light beam, and the linear polarization beams generated from the light sources 101 and 103 are circularly polarized. Grating and QWP integrated elements 102 and 105 for converting into beams, and a half mirror for reflecting light beams generated from the first light source 101 and transmitting or reflecting them according to the polarization state of the incident beam ( 106, a prism 107 for transmitting or reflecting beams respectively input from the half mirror 106 and the second light source 103, and a beam passing through the prism 107 in a predetermined direction. A collimator lens (CL) 109 which proceeds in parallel, an objective lens 110 which condenses the light beam passing through the collimator lens 109 at a point on the surface of the CD 112 or the DVD 111, The reflected beam reflected from the CD 112 or the DVD 111 is the objective lens 110, collim The sensor lens, which is decentered from the optical central axis to compensate for the optical aberration generated by the half mirror 106 when incident through the emitter lens 109, the prism 107 and the half mirror 106. 115, a photodiode (PD) 113 for converting the optical aberration-compensated beam into an electrical signal, and a beam transmitted and reflected by the prism 107 to detect and use a signal for monitoring. Monitor photodiode (MPD) 108. Here, reference numeral 104 denotes the NA correction lens for numerical aperture correction.
상기 센서렌즈(115)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 거리 오차를 보상하기 위해 일측이 오목으로 형성되는 구면(115a)과, 비점을 만들기 위해 타측이 평면으로 형성되는 실린더 면(115b)으로 이루어진다. 즉, 상기 센서렌즈(115)는 상기 하프 미러(106)로부터 빔을 입사받는 입사면은 내부로 경사지게 움푹 파인 구면(115a)으로 형성되고, 상기 포토 다이오드(113)로 빔을 출사시키는 출사면은 평면으로 형성된 실린더면으로 형성되도록 이루어진다. 물론, 상기 센서렌즈(115)는 각사의 특징에 따라 설계 적용될 수 있을 것이다. 즉, 상기 구면(115a) 및 실린더 면(115b)은 각 사의 특징에 따라 평면, 곡면 또는 평면과 곡면의 합성으로 형성될 수 있다.As illustrated in FIG. 4, the sensor lens 115 includes a spherical surface 115a having one side concave to compensate for a distance error, and a cylinder surface 115b having the other side formed in a plane to form a boiling point. That is, the sensor lens 115 is formed as a spherical surface (115a) inclined inclined into the incidence surface receiving the beam from the half mirror 106, the emission surface for emitting the beam to the photodiode 113 is It is made to be formed into a cylinder surface formed in a plane. Of course, the sensor lens 115 may be designed and applied according to the characteristics of each company. That is, the spherical surface 115a and the cylinder surface 115b may be formed by a plane, a curved surface, or a combination of a plane and a curved surface according to the characteristics of each yarn.
이미 종래에 설명한 바와 같이, 종래의 2파장 대응 광픽업 장치의 광학계에서는 하프 미러에 의해 광학 수차가 발생하고, 이러한 광학 수차로 인해 포토 다이오드에 비대칭 빔이 결상되는 콤마수차가 발생하게 된다.As already described in the related art, in the optical system of the conventional two-wavelength optical pickup apparatus, optical aberration is generated by the half mirror, and comma aberration occurs in which an asymmetric beam is formed on the photodiode due to the optical aberration.
본 발명에서는 이를 해결하기 위해 센서렌즈(115)를 하프 미러(106)와 포토 다이오드(113) 사이에 게재시킨다. 이때, 상기 센서렌즈(115)는 자신의 중심축이 광학 중심축으로부터 디센터되도록 시프트되는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명은 도 4에 나타낸 바와 같이, 광학 중심축을 중심으로 센서렌즈(115)를 X축 또는 Y축으로 시프트(shift)시켜 센서렌즈(115)가 광학 중심축으로부터 일정 정도 벗어나도록 한다. 이와 같이 본 발명은 센서렌즈(115) 자체를 X축 또는 Y축 방향으로 시프트시킴으로써, 하프미러(106)에서 발생되는 광학수차를 억제시켜 센서렌즈(115)를 통과한 빔이 포토 다이오드(113)에서 완전한 점이 형성되도록 한다. 즉, 상기 센서렌즈에 의해 도 5에 나타낸 바와 같이, 기존에 비대칭인 빔(도 2 참조)이 콤마가 존재하지 않는 대칭적인 빔으로 나타나게 된다.In the present invention, the sensor lens 115 is placed between the half mirror 106 and the photodiode 113 to solve this problem. In this case, the sensor lens 115 is preferably shifted so that its center axis is decentered from the optical center axis. That is, as shown in FIG. 4, the present invention shifts the sensor lens 115 about the optical center axis to the X axis or the Y axis so that the sensor lens 115 deviates from the optical center axis to some extent. As described above, the present invention shifts the sensor lens 115 itself in the X-axis or Y-axis direction, thereby suppressing optical aberration generated in the half mirror 106 so that the beam passing through the sensor lens 115 passes through the photodiode 113. Ensure that complete points form at. That is, as shown in FIG. 5 by the sensor lens, a conventionally asymmetric beam (see FIG. 2) is represented as a symmetric beam without commas.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 광픽업 장치에 따르면, 하프 미러와 포토 다이오드 사이에 게재된 센서렌즈를 광학 중심축으로부터 디센터시킴으로써, 콤마를 보상하여 대칭적인 빔이 형성도록 할 수 있다. 이에 따라 광디스크에 정보를 정확하게 기록 또는 재생시킬 수 있는 효과가 기대된다.As described above, according to the optical pickup device according to the present invention, by decentralizing the sensor lens interposed between the half mirror and the photodiode from the optical center axis, a symmetrical beam can be formed by compensating commas. Accordingly, the effect of accurately recording or reproducing information on the optical disc is expected.
본 발명은 2파장 대응 광픽업 장치에 대해서만 한정하여 설명하고 있지만, 단일 파장, 즉 CD 또는 DVD 전용 광픽업 장치에도 적용될 수 있음은 명확하다.Although the present invention has been limited to only a two-wavelength compatible optical pickup device, it is clear that the present invention can be applied to a single wavelength, that is, a CD or DVD dedicated optical pickup device.
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2003
- 2003-01-21 KR KR1020030003901A patent/KR20040066976A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1898633A1 (en) * | 2006-09-05 | 2008-03-12 | Fujinon Corporation | Camera having focusing condition detection function |
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