KR20060003176A - 광픽업 및 이를 채용한 광 기록 및/또는 재생기기 - Google Patents

광픽업 및 이를 채용한 광 기록 및/또는 재생기기 Download PDF

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KR20060003176A
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Abstract

정보저장매체에 광을 조사하며 이 정보저장매체에서 반사되어 되돌아온 광을 수광하여 정보신호 및/또는 오차신호를 검출하도록 마련된 광유니트와; 입사광을 집속시켜 정보저장매체의 정보저장면 상에 광스폿으로 맺히도록 하는 제1 및 제2대물렌즈와; 전기적으로 광의 진행 방향을 절환할 수 있도록 마련되어, 광유니트쪽에서 입사되는 광을 제1 및 제2대물렌즈 중 어느 하나로 선택적으로 진행시키는 광로 절환 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 및 이를 채용한 광 기록 및/또는 재생기기가 개시되어 있다.개시된 바에 따르면, 복수의 대물렌즈 각각으로 향하는 광량을 극대화할 수 있으므로, 광효율이 높고, 이에 의해 고배속에 대응이 가능하다.

Description

광픽업 및 이를 채용한 광 기록 및/또는 재생기기{Optical pickup and optical recording and/or reproducing apparatus employing it}
도 1은 홀로그램소자의 파장에 따른 0차광과 1차광의 회절 효율을 보여준다.
도 2는 본 발명에 따른 광픽업을 개략적으로 보여준다.
도 3a 및 도 3b는 스위칭 가능한 브래그 그레이팅의 액정층의 구조 및 그 스위칭 가능한 브래그 그레이팅의 선택적 투과와 반사/회절을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 도 2의 본 발명에 따른 광픽업에서, 광로 절환 유니트에 의해 절환된 광의 진행 경로 변화를 보여준다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업의 광학적 구성을 개략적으로 보여준다.도 6은 도 5의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광픽업의 사시도를 보여준다.
도 8은 은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광픽업의 광학적 구성을 개략적으로 보여준다.
도 9a 및 도 9b는 도 8의 본 발명에 따른 광픽업에서, 광로 절환 유니트에 의해 절환된 광의 진행 경로 변화를 보여준다.
도 10은 본 발명에 따른 광픽업을 적용한 광 기록 및/또는 재생기기의 구성 을 개략적으로 보인 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1...광디스크 1a....BD
1b...AOD 10,110...광유니트
11...청색 광원 11a...제1광
50,250...광로 절환 유니트 55...반사 미러
60,70...제1 및 제2대물렌즈 80...액츄에이터
90....렌즈 홀더 150...브래그 그레이팅
151...액정층 151a...액정 방울
151b...폴리머 152...기판
153...전극 251...선택적 반파장판
255...편광빔스프리터
본 발명은 광픽업 및 이를 채용한 광 기록 및/또는 재생기기에 관한 것으로, 복수의 대물렌즈를 구비하는 광픽업 및 이를 채용한 광 기록 및/또는 재생기기에 관한 것이다.
대물렌즈에 의해 집속된 광스폿을 이용하여 광정보저장매체인 광디스크에 임의의 정보를 기록하거나 기록된 정보를 재생하는 광 기록 및/또는 재생기기에서, 기록용량은 광스폿의 크기에 의해 결정된다. 광스폿의 크기(S)는 사용하는 광의 파장(λ)과 대물렌즈의 개구수(NA, Numerical Aperture)에 의해 수학식 1과 같이 결정된다.
S ∝ λ/NA
따라서, 광디스크의 고밀도화를 위해 광디스크에 맺히는 광스폿의 크기를 줄이기 위해서는, 청자색 레이저와 같은 단파장 광원과 개구수 0.6 이상의 대물렌즈의 채용이 필수적이다.
근래에 파장이 405nm 근방인 광원 및 NA 0.85인 대물렌즈를 사용하고, 두께(광입사면에서 정보저장면까지의 간격으로, 여기서는 보호층의 두께에 해당함)가 0.1mm인 광디스크를 사용하는 용량이 약 25GB인 블루레이 광디스크(Bluray Disc:BD) 규격이 제안되었다. 또한, 파장은 BD와 동일하면서 NA 0.65인 대물렌즈 그리고 두께(광입사면에서 정보저장면까지의 간격으로, 여기서는 기판의 두께에 해당함)가 0.6mm인 광디스크를 사용하는 용량이 약 15GB인 어드밴스드 옵티컬 광디스크(Advanced Optical Disc:AOD) 규격이 또 다시 제안되어, DVD에서 여러 규격이 혼재하는 양상을 되풀이하고 있다. 따라서, 하나의 시스템에서 두 개의 광디스크 규격을 호환하는 장치가 필요할 것으로 예상된다.DVD 규격의 경우, 광원의 파장과 대물렌즈의 NA 그리고, 광디스크 기판의 두께는 거의 동일하고, 다만 트랙 피치나 광디스크 구조가 다르다. 따라서, 광원에서 나온 광을 광디스크에 집광하는데는 광디스크의 규격에 관계없이 거의 동일하고, 단지 트랙 피치에 따른 포커싱과 트랙킹의 호환 방법만 고려하면 된다.
그러나, 차세대 DVD 규격 예컨대, BD 및 AOD 규격의 경우 광디스크의 두께가 다르므로, 광디스크 두게 차이에 기인한 구면수차 발생이 심각하다.기존의 구면수차를 보정하는 방법으로는, 홀로그램소자(Holographic Optical Element)를 사용하는 방법이 있다.
먼저, 두 개의 광원을 사용하는 시스템에서 구면수차 보정을 위해 홀로그램소자를 사용하는 경우를 설명하면 다음과 같다.
DVD/CD 호환형의 경우, 기록가능 광디스크는 각 광디스크 규격에서 정한 파장이외의 광원에 대해서는 반사율이 현격히 감소하므로, 두 개의 광원의 사용이 필수적이다. 예를 들어, 기존 광디스크 중 일회 기록용의 DVD-R 및 CD-R은 파장에 따라 반사율이 현격히 떨어지기 때문에, 650 nm와 780nm 파장의 광원의 사용이 필수적이다. 이 경우, 파장(650nm와 780nm)에 따른 홀로그램소자의 회절각과 굴절율차에 따른 굴절각차를 이용하여 효과적으로 호환이 가능하다. 또한 홀로그램소자의 1차 회절빔은 도 1에 보여진 바와 같이, 650nm와 780nm 두 파장에서 모두 높은 회절효율을 가진다.기록 가능 광디스크를 제외할 경우, 한 개의 광원으로 예를 들어 DVD 광원으로 CD 계열의 광디스크를 호환하는 방법이 있다. 이 경우, 홀로그램소자의 0차광과 1차광을 두 광디스크의 기판 두께차에 따른 구면수차를 보정하는데 효과적으로 이용할 수 있다. 그러나, 동일한 광원을 이용하여 광을 2개로 분리하므로 광효율이 1/2 이하로 감소하는 문제점이 있다.
차세대 DVD 규격 예컨대, BD 및 AOD 규격의 경우, 동일한 파장의 광을 사용 하므로, 상기한 파장에 따른 홀로그램소자의 회절각과 굴절율차에 따른 굴절각차를 이용하여 호환하는 방법은 사용이 곤란하다. 또한, 하나의 광원에서 출사된 광을 홀로그램소자로 0차광 및 1차광으로 회절시켜 두 광디스크의 두께차에 따른 구면수차를 보정하는 방법은, 광효율이 낮아 보다 큰 광량을 요구하는 고배속에 대응이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 사용 광의 파장이 같고 정보저장매체의 두께와 대물렌즈의 개구수가 다른 두 가지의 서로 다른 규격의 정보저장매체를 호환할 수 있으며, 높은 광효율과 고배속에 대응이 가능한 광픽업 및 이를 적용한 광 기록 및/또는 재생기기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광픽업은, 정보저장매체에 광을 조사하며 이 정보저장매체에서 반사되어 되돌아온 광을 수광하여 정보신호 및/또는 오차신호를 검출하도록 마련된 광유니트와; 입사광을 집속시켜 정보저장매체의 정보저장면 상에 광스폿으로 맺히도록 하는 제1 및 제2대물렌즈와; 전기적으로 광의 진행 방향을 절환할 수 있도록 마련되어, 상기 광유니트쪽에서 입사되는 광을 상기 제1 및 제2대물렌즈 중 어느 하나로 선택적으로 진행시키는 광로 절환 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.여기서, 상기 광유니트는, 청색 파장영역의 광을 출사하는 청색 광원을 포함하며, 상기 제1 및 제2대물렌즈 중 어느 하나는 BD 규격에 적합하도록 형성되고, 다른 하나는 AOD 규격에 적합하도록 형성되어, BD 및 AOD를 호환 채용하도록 마련될 수 있다.
상기 광유니트는, 적색 파장영역의 광을 출사하는 적색 광원 및 적외선 파장영역의 광을 출사하는 적외선 광원 중 적어도 어느 하나를 더 포함하며, DVD 및 CD 중 적어도 어느 하나를 호환 채용할 수 있도록 마련될 수 있다.
이때, 상기 제1 및 제2대물렌즈 중 AOD 규격에 적합한 대물렌즈는, DVD 및 CD 중 적어도 어느 하나를 호환 채용할 수 있도록 형성된 것이 바람직하다.
상기 광로 절환 유니트를 투과한 광을 반사시키는 반사 미러;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2대물렌즈는, 단일 렌즈 홀더에 정보저장매체의 반경방향으로 설치될 수 있다.
상기 광로 절환 유니트는, 전기적으로 스위칭 가능한 브래그 그레이팅;을 포함할 수 있다.
상기 브래그 그레이팅은, 한쌍의 기판 사이에 샌드위치되며, 사슬로 얽힌 액정 방울과, 상기 액정 방울 사이사이에 차있는 폴리머를 포함하며, 전기적인 신호에 따라 상기 액정 방울과 폴리머 사이의 굴절율 차가 조절되어 입사광을 선택적으로 투과 및 반사/회절시키도록 된 액정층과; 상기 액정층에 전계를 인가할 수 있도록 상기 기판 내측면에 형성된 투명 전극;을 포함하여, 전압이 인가될 때는 투과 작용을 하고, 전압이 인가되지 않으면, 회절작용을 하도록 형성될 수 있다.
상기 광로 절환 유니트는, 광로를 절환하고자 하는 특정 파장영역의 광의 편 광을 전기적인 구동에 의해 선택적으로 바꾸는 선택적 반파장판과; 상기 선택적 반파장판쪽에서 입사되는 광을 그 편광에 따라 선택적으로 투과 및 반사시키는 편광빔스프리터;를 포함하여 구성될 수도 있다.
여기서, 상기 특정파장영역의 광은 청색 파장영역의 광인 것이 바람직하다.
상기 선택적 반파장판으로는 전기적인 구동에 의해 선택적으로 반파장판으로서 작용을 하도록 된 액정 플레이트를 구비할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 정보저장매체의 반경 방향으로 이동가능하게 설치되어 정보저장매체에 기록된 정보를 재생하거나 정보를 기록하는 광픽업 및 이 광픽업을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 광 기록 및/또는 재생기기에 있어서, 상기 광픽업은 상기한 본 발명에 따른 광픽업을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 광픽업 및 이를 적용한 광 기록 및/또는 재생기기의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 광픽업을 개략적으로 보여준다.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 광픽업은, 정보저장매체 즉, 광디스크(1)에 광을 조사하며 이 광디스크(1)에서 반사되어 되돌아온 광을 수광하여 정보신호 및/또는 오차신호를 검출하도록 마련된 광유니트(10)와, 입사광을 집속시켜 광디스크(1)의 정보저장면 상에 광스폿으로 맺히도록 하는 제1 및 제2대물렌즈(60)(70)와, 전기적으로 광의 진행 방향을 절환할 수 있도록 마련되어 상기 광유니(10)쪽에서 입사되는 광의 진행 경로를 절환하여 제1 및 제2대물렌즈(60)(70) 중 어느 하나 로 선택적으로 진행시키는 광로 절환 유니트(50)를 포함하여 구성된다.상기 광유니트(10)는 차세대 DVD인 BD(1a) 및 AOD(1b)에 적합한 청색파장영역 예컨대, 405nm 파장의 광을 출사하는 광원을 포함하여, 적어도 하나의 광원을 구비한다. 상기 광유니트(10)의 다양한 실시예들에 대해서는 후술한다.
상기 제1대물렌즈(60)는 BD 규격에 적합하도록 형성되고, 상기 제2대물렌즈(70)는 AOD 규격에 적합하도록 형성될 수 있다.
즉, 상기 제1대물렌즈(60)는 대략 0.1mm 두께의 광디스크(1) 및 청색파장영역의 광에 대해 최적화되고, 0.85의 개구수를 가지도록 형성될 수 있다. 상기 제2대물렌즈(70)는, 대략 0.6mm 두께의 광디스크(1) 및 청색파장영역의 광에 대해 최적화되고 0.65의 개구수를 가지도록 형성될 수 있다.대안으로, 상기 제1대물렌즈(60)는 AOD 규격에 적합하도록 형성되고, 제2대물렌즈(70)는 BD 규격에 적합하도록 형성될 수도 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, AOD 규격에 적합하도록 형성된 대물렌즈는, DVD 및/또는 CD도 호환 채용할 수 있도록 형성될 수도 있다. 이하에서는 제1 및 제2대물렌즈(60)(70)가 BD(1a) 및 AOD 규격에 각각 적합하도록 형성된 경우를 예를 들어 설명한다.
이 경우, 본 발명에 따른 광픽업은 BD(1a) 및 AOD(1b)를 호환 채용할 수 있다.
상기 제1 및 제2대물렌즈(60)(70)는 단일 렌즈 홀더(90)에 광디스크(1)의 반경 방향으로 설치되는 것이 바람직하며, 액츄에이터(80)에 의해 예를 들어, 포커스방향, 트랙킹 방향 및/또는 틸트 방향으로 구동된다. 제1대물렌즈(60)가 BD 규격에 적합하도록 형성되는 경우, 제1대물렌즈(60)는 제2대물렌즈(70)보다 외주측에 배치되는 것이 바람직하다. 대안으로 제1대물렌즈(60)가 제2대물렌즈(70)보다 내주측에 배치될 수도 있다.
이때, 상기 제1 및 제2대물렌즈(60)(70)는 BD(1a) 및 AOD(1b)의 두께 차이 및 작동 거리 차이를 고려하여, 단일 렌즈 홀더(90)에 설치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상대적으로 두께가 두꺼운 AOD(1b) 기록 및/또는 재생시, 제1대물렌즈(60)가 AOD(1b)와 부딪히는 것을 방지하도록, 제1대물렌즈(60)는 원래의 작동거리보다 큰 간격으로 광디스크(1)와 이격되도록 렌즈 홀더(90)에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 제1 및 제2대물렌즈(60)(70)와, 이를 탑재하는 단일 렌즈 홀더(90), 단일 렌즈 홀더(90)에 설치되는 액츄에이터(80)의 자기 회로 부분은 광픽업 조립체에서의 가동부를 구성한다.
상기 광로 절환 유니트(50)는, 전기적인 신호에 의해 입사광의 투과 및 반사를 절환할 수 있도록 구성된다. 예를 들어, 상기 광로 절환 유니트(50)는, 전원 오프 상태에서는 반사미러로서 기능을 하여 입사되는 광을 제1대물렌즈(60)쪽으로 향하도록 하고, 전원 온 상태에서는 입사광을 투과시켜 제2대물렌즈(70)쪽으로 향하도록 하는 구성을 가질 수 있다.
이때, 제1대물렌즈(60)가 BD 규격에 적합하도록 형성된 경우에는, 상기 광로 절환 유니트(50)는 BD(1a) 기록 및/또는 재생시에는, 입사광을 제1대물렌즈(60)쪽으로 향하도록 하고, 나머지 규격의 광디스크(1)(예컨대, AOD(1b), DVD 및 CD 중 어느 하나) 기록 및/또는 재생시에는, 입사광을 제2대물렌즈(70)쪽으로 향하도록 작동된다.
상기 광로 절환 유니트(50)로는, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은, 전기적으로 스위칭 가능한 브래그 그레이팅(ESBG:Eletronically Switching Bragg Grating)(150)을 구비할 수 있다. 상기 브래그 그레이팅(150)은 홀로그램소자와 비교할 때, 굴절율 변조가 가능한 소자이다.
상기 브래그 그레이팅(150)은, 투명한 유리 또는 플라스틱 기판(152) 사이에 샌드위치되어 전기적인 신호에 따라 입사광을 선택적으로 투과 또는 회절시키는 액정층(151)과, 상기 액정층(151)에 전계를 인가할 수 있도록 상기 기판(152) 내면에 코팅 형성된 ITO 투명전극(153)을 포함하여 구성된다.
상기 액정층(151)은 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 소정 간격으로 배열된 사슬로 얽힌 미세액정 방울(151a)과, 상기 미세액정 방울(151a) 사이사이에 차있는 폴리머(151b)로 이루어져 있다. 즉, 두 개의 투명 ITO 코팅 기판(152) 사이에 미세 액정 방울(151a)이 조밀하게 분포하고, 그 사이를 포토 폴리머(151b)가 채워 브래그 면(Bragg surface)를 형성한다.
이와 같이, 상기 브래그 그레이팅(150)은, 비교적 순수한 폴리머(151b)와 조밀한 미세 액정 방울(151a) 평면이 교대로 일정 간격으로 분포하는 구조를 가진다. 따라서, 미세액정 방울(151a)의 굴절율(nLCM)이 폴리머(151b)의 굴절율(nP)과 다르면, 부피 상 홀로그램(volume phase hologram)을 생성하여 회절작용이 일어난다. 즉, 상기와 같이 일정 간격으로 배열된 미세액정 방울(151a)은 회절 격자처럼 작용 하여 입사광을 회절 반사시킨다. 상기와 같이 구성된 액정층(151)에서 입사광의 선택적 투과 및 반사는 다음과 같은 원리에 의해 일어난다.
즉, 액정층(151)에 전압이 인가되지 않은 상태(전압 오프)에서는, 액정 방울(151a)의 굴절율(nLCM)과 폴리머(151b)의 굴절율(nP)이 서로 다르므로, 상기 액정층(151)은 도 3a에 도시된 바와 같이, 입사광을 회절/반사시킨다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 전압 온 상태에서, 액정층(151)에 인가된 소정 전압에 의해 액정 방울(151a)을 이루는 액정 분자들의 광축이 그 유효굴절율(nLCM)이 폴리머(151b)의 굴절율(nP)과 동일하도록 정렬되므로, 액정 방울(151a)과 폴리머(151b) 사이의 굴절율 차에 의해 형성되었던 회절 격자가 사라져 투명해지게 되고, 액정층(151)은 입사광을 거의 모두 회절없이 투과시키게 된다.
상기와 같이 브래그 그레이팅(150)은 전압이 인가될 때는 투과 작용을 하고, 전압이 인가되지 않을 때는 회절 작용을 하도록 구성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 광픽업은, 광로 절환 유니트(50)를 투과한 광을 제2대물렌즈(70)쪽으로 반사시키도록 반사미러(55)를 더 구비한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 광픽업은, 광로 절환 유니트(50)의 전기적인 구동에 따라 입사광을 선택적으로 투과 또는 반사시킨다.
예를 들어, BD(1a) 기록 및/또는 재생시에는, 도 4a에 보여진 바와 같이, 상기 광로 절환 유니트(50)를 V1전원 상태(예컨대, 전원 오프 상태)로 두면, 광유니트(10)쪽에서 입사되는 광을 광로 절환 유니트(50)에서 모두 반사시켜 제1대물렌즈 (60)쪽으로 향하도록 할 수 있다.또한, AOD(1b) 기록 및/또는 재생시에는, 도 4b에 보여진 바와 같이, 상기 광로 절환 유니트(50)를 V2전원 상태(예컨대, 전원 온 상태)로 두면, 광유니트(10)쪽에서 입사되는 광을 광로 절환 유니트(50)를 모두 투과하여 제2대물렌즈(70)쪽으로 향하도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 광픽업에 의하면, BD(1a) 및 AOD(1b) 각각으로 향하는 광량을 극대화할 수 있으므로, 광효율이 높고, 이에 의해 큰 광량을 요구하는 고배속에 대응할 수 있다. 여기서, 고배속에서 높은 광량이 요구되는 이유는, 고배속일수록 광스폿이 광디스크(1)의 소정 위치에 조사되는 시간이 짧기 때문에 단위 시간당 조사되는 광량을 크게 하여야 기록 및/또는 재생에 필요한 광파워를 얻을 수 있기 때문이다.이하에서는, 본 발명에 따른 광픽업의 광학적 구성의 다양한 실시예들에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업의 광학적 구성을 개략적으로 보여주며, 도 6은 도 5의 사시도이다. 여기서, 도 2에서와 실질적으로 동일 기능을 하는 부재는 도 2에서와 동일 참조 부호로 표기하고, 그 반복적인 설명을 생략한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업은, 차세대 DVD 즉, BD(1a) 및 AOD(1b)에 적합한 청색 파장영역 예컨대,405nm 파장의 제1광(11a)을 출사하는 청색 광원(11)을 구비하며, BD(1a) 및 AOD(1b)를 호환 채용하도록 마련될 수 있다. 그리고, 제1대물렌즈(60)는 BD(1a)에 대해 최적화되고, 제2대물렌즈(70)는 AOD(1b)에 대해 최적화될 수 있다. 이 경우, 광로 절환 유니트(50) 는, BD(1a) 채용시에는 광유니트(10)쪽에서 입사되는 제1광(11a)을 반사시키고, AOD(1b) 채용시에는 광유니트(10)쪽에서 입사되는 제1광(11a)을 투과시키도록 구성 및 작동된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업에 있어서, 광유니트(10)는, 차세대 DVD에 적합하도록 청색 파장 예컨대, 405 nm 파장의 제1광(11a)을 출사하는 청색 광원(11)과, 입사되는 제1광(11a)의 광경로를 변환하기 위한 제1광로 변환 유니트와, 광디스크(1)에서 반사되어 되돌아온 제1광(11a)을 수광하여 정보 재생신호 및/또는 오차신호를 검출하기 위한 광검출기(17)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 광유니트(10)는, 청색 광원(11)에서 출사된 제1광(11a)을 적어도 3개의 광빔으로 분할하는 그레이팅(13)을 더 구비할 수 있다. 상기 광유니트(10)는, 청색 광원(11)에서 출사된 발산광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈(19)를 더 구비할 수 있다. 상기 광유니트(10)는, 편광빔스프리터(13)와 광검출기(17) 사이에 배치된 검출렌즈(18)를 더 구비할 수 있다.
상기 제1광로 변환유니트는, 입사되는 제1광(11a)을 편광 상태에 따라 투과 또는 반사시키는 편광빔스프리터(15)와, 상기 제1광(11a)의 편광을 바꾸어주는 상기 제1광(11a)의 파장에 대한 1/4 파장판(17:quarter wave plate)을 포함하여 구성될 수 있다.상기 그레이팅(13)은 청색 광원(11)과 편광빔스프리터(13) 사이의 광로 상에 배치된다. 이 그레이팅(13)은 3빔법이나 차동푸시풀법에 의한 트랙킹 에러신호 검출이 가능하도록 한다.
상기 검출렌즈(18)로는 입사되는 제1광(11a)을 비점수차를 발생시켜 비점수 차법에 의한 포커스 에러신호를 검출할 수 있도록 하는 비점수차렌즈 예컨대, 실린더 렌즈를 구비할 수 있다.
한편, 상기 광유니트(10)는 청색 광원(11)의 광출력을 제어하기 위하여, 상기 청색 광원(11)으로부터 출사되고 편광빔스프리터(13)에 의해 일부 반사된 제1광(11a)을 검출하기 위한 모니터용 광검출기(16)를 더 구비할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업에 따르면, 예를 들어, 광로 절환 유니트(50)는, BD(1a) 채용시에는 광유니트(10)쪽에서 입사되는 제1광(11a)을 반사시켜 제1대물렌즈(60)쪽으로 향하도록 하며, AOD(1b) 채용시에는 광유니트(10)쪽에서 입사되는 제1광(11a)을 투과시켜 반사 미러(55)로 입사시키도록 작동되며, 입사광은 이 반사 미러(55)에 의해 반사되어 제2대물렌즈(70)쪽으로 향한다.BD(1a) 또는 AOD(1b)에서 반사된 제1광(11a)은 각각 상기와 반대 경로를 거쳐 광유니트(10)쪽으로 재입사된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업은 BD 및 AOD를 호환 채용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광픽업의 사시도를 보여준다. 도 7에 도시된 광픽업은, 도 5 및 도 6과 비교할 때, BD(1a) 및 AOD(1b)에 부가하여, DVD 및 CD를 호환 채용할 수 있는 광학적 구성을 가진다. 여기서, 도 2 및 도 5에서와 실질적으로 동일 기능을 하는 부재는 도 2 및 도 5에서와 동일 참조 부호로 표기하고, 그 반복적인 설명을 생략한다.본 발명의 다른 실시예에 따른 광픽업에 있어서, 광유니트(110)는 DVD 및 CD에 각각 적합한 파장의 제2 및 제3광을 출사하며 광디스 크(1)에서 반사되어 되돌아온 제2 및 제3광을 수광하여 정보 재생신호 및/또는 오차신호를 검출할 수 있도록 마련된 제1 및 제2광모듈(130)(120)과, 상기 제1 및 제2광모듈(130)(120)에서 출사된 제2 및 제3광의 광경로를 분리 결합하기 위한 빔스프리터(141)와, 제1 및 제2광모듈(130)(120)에서 출사된 제2 및 제3광을 콜리메이팅하기 위한 콜리메이팅렌즈(143)와, 상기 제1 및 제2광모듈(130)(120)에서 출사된 제2 및 제3광이 상기 청색 광원(11)에서 출사된 제1광(11a)과 동일 광경로로 광로 절환 유니트(50)쪽으로 진행하도록 하는 빔스프리터(145)를 포함한다.
상기 제1 및 제2광모듈(130)(120)은 각각 DVD를 기록 및/또는 재생하는데 적합한 적색 파장영역 예컨대, 650nm 파장의 광을 출사하는 적색 광원 및 CD를 기록 및/또는 재생하는데 적합한 적외선 파장영역 예컨대, 780nm 파장의 광을 출사하는 적외선 광원을 구비한다.
상기 제1 및 제2광모듈(130)(120)로는 각각 DVD용 홀로그램 광모듈, CD용 홀로그램 광모듈을 구비할 수 있다. 홀로그램 광모듈은 광원, 광검출기와, 광원에서 출사된 광은 직진 투과시키고, 광디스크(1)에서 반사되어 되돌아온 광은 회절시켜 광검출기로 향하도록 하는 홀로그램을 구비한다. 이러한 홀로그램 광모듈에 대해서는 본 기술분야에서 잘 알려져 있으므로, 이에 대한 보다 자세한 설명 및 도시는 생략한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2대물렌즈(70)는, AOD를 기록 및/또는 재생하는데 적합하면서, DVD 및 CD도 호환 채용할 수 있도록 마련된다. AOD 규격은 DVD규격과 광디스크의 두께 및 대물렌즈의 개구수가 동일 또는 유사하므로, 하나의 대물렌 즈로 AOD 및 DVD를 호환할 수 있다. 또한, CD도 호환하도록 대물렌즈를 설계하는 것이 가능하다.
이상에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광픽업이 BD 및 AOD 뿐만 아니라, DVD 및 CD도 호환 채용할 수 있도록 마련된 경우를 설명하였다.
다른 실시예로서, 본 발명에 따른 광픽업은, BD, AOD 및 DVD를 호환 채용하도록 마련될 수도 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 광픽업은, 도 6에서, 제1 및 제2광모듈(130)(120) 중 어느 하나와 및 빔스프리터(141)를 생략한 광학적 구성을 가질 수 있다. 이때, 제2대물렌즈(70)는 AOD를 기록 및/또는 재생하는데 적합하면서, DVD 및 CD 중 어느 하나를 호환 채용할 수 있도록 마련된다. 또한, 본 발명에 따른 광픽업은, BD 및 AOD를 위한 광학계와는 별도로 DVD 및/또는 CD를 채용하기 위한 광학계를 구비할 수도 있다. 예를 들어, 도 6에서, 빔스프리터(145)를 배제하고, DVD 및/또는 CD용 대물렌즈를 별도로 구비하며, 제1 및 제2광모듈(130)(120)에서 출사된 제2 및 제3광이 빔스프리터(141)에 의해 그 광경로가 분리/결합되고, 콜리메이팅렌즈(143)에 의해 콜리메이팅되어, DVD 및/또는 CD용 대물렌즈로 입사되는 광학적 배치를 갖도록 변형될 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 광픽업은 적어도 3개의 대물렌즈를 구비한다. 이러한 광학적 배치에 대해서는, 이상의 설명으로부터 충분히 유추할 수 있으므로, 그 자세한 설명 및 도시를 생략한다.
한편, 이상에서는, 광로 절환 유니트(50)에서 반사된 광이 입사되는 제1대물렌즈(60)가 BD(1a)용으로 적합하고, 광로 절환 유니트(50)를 투과한 광이 입사되는 제2대물렌즈(70)가 AOD(1b)용으로 적합한 것으로 설명하였는데, 이와 반대로, 제1 대물렌즈(60)가 AOD(1b)용으로 적합하고, 제2대물렌즈(70)가 BD(1a)용으로 적합하도록 형성될 수도 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 광픽업의 작동을 도 7의 광학적 구성의 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
광 기록 및/또는 재생기기에 BD가 탑재된 경우에는, 청색 광원(11)이 작동되며, 광로 절환 유니트(50)는 입사되는 제1광(11a)을 반사시키도록 작동된다. 예를 들어, 광로 절환 유니트(50)는 전원 오프 상태로 유지된다. 청색 광원(11)으로부터 출사된 제1광(11a)의 일 선형 편광성분은 편광 빔스프리터(15)를 투과하고, 1/4 파장판(17)에 의해 일 원편광으로 바뀐다. 이 광은 콜리메이팅렌즈(19)에 의해 콜리메이팅되고 빔스프리터(145)를 투과하여 광로 절환 유니트(50)로 입사된다. 입사된 제1광(11a)은 광로 절환 유니트(50)에서 반사되고 제1대물렌즈(60)에 의해 BD의 정보저장면에 광스폿으로 맺힌다. BD의 정보 저장면에서 반사되면서 다른 원편광으로 바뀐 제1광(11a)은 상기 경로를 역으로 거쳐 1/4파장판(17)으로 입사되고, 1/4파장판(17)을 경유하면서 다른 선형 편광의 광으로 되고, 편광 빔스프리터(15)에서 반사되어 광검출기(20)에 수광된다.광 기록 및/또는 재생기기에 AOD가 탑재된 경우에는, 청색 광원(11)이 작동되며, 광로 절환 유니트(50)는 입사되는 제1광(11a)을 투과시키도록 작동된다. 예를 들어, 광로 절환 유니트(50)는 전원 온 상태로 유지된다. 이때의 제1광(11a)은 BD를 탑재한 경우와 동일한 광경로 및 편광 변화를 겪으며, 광로 절환 유니트(50)를 투과하고, 반사 미러(55)에 의해 제2대물렌즈(70)쪽으로 반사되고, 제2대물렌즈(70)에 의해 집속되어 AOD의 정보저장면에 광스폿으로 맺 힌다. AOD의 정보저장면에서 반사된 제1광(11a)은 상기 경로를 역으로 거치고, 편광 빔스프리터(15)에서 반사되어 광검출기(20)에 수광된다.
광 기록 및/또는 재생기기에 DVD가 탑재된 경우에는, 제1광모듈(130)이 작동되며, 광로 절환 유니트(50)는 입사되는 제2광을 투과시키도록 작동된다. 예를 들어, 광로 절환 유니트(50)는 전원 온 상태로 유지된다. 제1광모듈(130)로부터 출사된 제2광은 빔스프리터(141)를 투과하고 콜리메이팅렌즈(143)에 의해 콜리메이팅되어 빔스프리터(145)로 입사된다. 입사된 제2광은 빔스프리터(145)에서 반사되고, 광로 절환 유니트(50)를 투과하고, 반사 미러(55)에 의해 반사되어 제2대물렌즈(70)로 입사된다. 입사된 제2광은 제2대물렌즈(70)에 의해 집속되어 DVD의 정보저장면에 광스폿으로 맺힌다. DVD의 정보저장면에서 반사된 제2광은 상기 경로를 역으로 거쳐 제1광모듈(130)로 되돌아온다.광 기록 및/또는 재생기기에 CD가 탑재된 경우에는, 제2광모듈(120)이 작동되며, 광로 절환 유니트(50)는 입사되는 제3광을 투과시키도록 작동된다. 예를 들어, 광로 절환 유니트(50)는 전원 온 상태로 유지된다. 제2광모듈(120)로부터 출사된 제3광은 빔스프리터(141)에서 반사되고 콜리메이팅렌즈(143)에 의해 콜리메이팅되어 빔스프리터(145)로 입사된다. 입사된 제3광은 빔스프리터(145)에서 반사되고, 광로 절환 유니트(50)를 투과하고, 반사 미러(55)에 의해 반사되어 제2대물렌즈(70)로 입사된다. 입사된 제3광은 제2대물렌즈(70)에 의해 집속되어 CD의 정보저장면에 광스폿으로 맺힌다. CD의 정보저장면에서 반사된 제3광은 상기 경로를 역으로 거쳐 제2광모듈(120)로 되돌아온다.
도 8은 본 발명에 따른 광픽업의 또 다른 실시예를 보여준다.
도 8에 도시된 광픽업은, 도 5 및 도 6과 비교할 때, 광로 절환 유니트(250)가 변경되고, 파장판(17)이 광유니트(10')에 위치되는 대신에, 광로 절환 유니트(250)와 제1 및 제2대물렌즈(60)(70) 사이에 각각 배치된 점에 그 특징이 있다. 여기서, 도 2 및 도 5에서와 실질적으로 동일 기능을 하는 부재는 도 2 및 도 5에서와 동일 참조 부호로 표기하고, 그 반복적인 설명을 생략한다.
도 8을 참조하면, 상기 광로 절환 유니트(250)는, 광로를 절환하고자 하는 특정 파장영역의 광의 편광을 전기적인 구동에 의해 선택적으로 바꾸는 선택적 반파장판(251)과, 상기 선택적 반파장판(251)쪽에서 입사되는 광을 그 편광에 따라 선택적으로 투과 및 반사시키는 편광빔스프리터(255)를 포함하는 구성을 가질 수 있다.
앞선 실시예에서처럼, 차세대 DVD 즉, BD(1a) 및 AOD(1b)에 적합한 청색 파장영역 예컨대,405nm 파장의 제1광(11a)을 출사하는 청색 광원(11)을 구비할 때, 상기 특정파장영역의 광은 청색 파장영역의 광이 되고, 상기 선택적 반파장판(251)은 이 청색파장영역의 광에 대해 선택적으로 반파장판으로서 작용을 한다.상기 선택적 반파장판(251)으로는 전기적인 구동에 따라 선택적으로 반파장판으로서 작용을 하도록 된 액정 플레이트를 구비할 수 있다.
상기와 같이 구성된 광로 절환 유니트(250)에 의해 입사되는 특정 파장영역 즉, 청색 파장영역의 광(11a)을 도 9a 및 도 9b에 보여진 바와 같이, 선택적으로 제1 또는 제2대물렌즈(60)(70)쪽으로 보낼 수 있다.
도 9a를 참조하면, BD(1a) 기록 및/또는 재생시에는, 상기 선택적 반파장판 (251)을 V1전원 상태(예컨대, 전원 오프 상태)로 두면, 광유니트(10)쪽에서 입사되는 예컨대, p 편광의 청색 파장영역의 광(11a)은 선택적 반파장판(251)을 경유하면서, s 편광의 광(11a)으로 되고, 편광빔스프리터(255)에서 반사되어 제1대물렌즈(60)쪽으로 향하게 된다.
도 9b를 참조하면, AOD(1b) 기록 및/또는 재생시에는, 상기 선택적 반파장판(250)을 V2전원 상태(예컨대, 전원 온 상태)로 두면, 광유니트(10')쪽에서 입사되는 p편광의 청색파장영역의 광(11a)은 선택적 반파장판(251)을 편광변화없이 경유하고, 편광빔스프리터(255)를 투과하여 제2대물렌즈(70)쪽으로 향하게 된다.
상기와 같은 광로 절환 유니트(250)를 구비하는 경우에도, BD(1a) 및 AOD(1b) 각각으로 향하는 광량을 극대화할 수 있으므로, 광효율이 높고, 이에 의해 큰 광량을 요구하는 고배속에 대응할 수 있다. 한편, 도 8 내지 도 9b에서는, 상기 광로 절환 유니트(250)가 도 5 및 도 6을 참조로 설명한 바와 같은 BD(1a) 및 AOD(1b) 호환형 광픽업에 적용되는 예를 보여주는데, 이를 예시일 뿐이다. 상기 광로 절환 유니트(250)는 도 7의 광학적 구성에 광로 전환 유니트(50) 대신에 적용될 수 있다. 이 경우에도, 파장판(17)은 광유니트(110)에 배치되는 대신에, 광로 절환 유니트(250)와 제1 및 제2대물렌즈(60)(70) 사이의 광로 상에 각각 배치된다.
한편, 도 8 내지 도 9b에서는 광로 절환 유니트(250)가 편광빔스프리터(255)로 큐빅형을 구비하는 것으로 도시하였는데, 이 편광빔스프리터(255)는 플레이트형일 수도 있다.
도 10은 본 발명에 따른 광픽업을 적용한 광 기록 및/또는 재생기기의 구성 을 개략적으로 보인 도면이다.
도 10을 참조하면, 광 기록 및/또는 재생기기는 광디스크(1)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(312)와, 상기 광디스크(1)의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되어 광디스크(1)에 기록된 정보를 재생 및/또는 정보를 기록하는 광픽업(300)과, 스핀들 모터(312)와 광픽업(300)을 구동하기 위한 구동부(307)와, 광픽업(300)의 포커스, 트랙킹 및/또는 틸트 서보를 제어하기 위한 제어부(309)를 포함한다. 여기서, 참조번호 352는 턴테이블, 353은 광디스크(1)를 척킹하기 위한 클램프를 나타낸다.
광픽업(300)은 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 광픽업 광학계 구조를 가진다.
광디스크(10)로부터 반사된 광은 광픽업(300)에 마련된 광검출기를 통해 검출되고 광전변환되어 전기적 신호로 바뀌고, 이 전기적 신호는 구동부(307)를 통해 제어부(309)에 입력된다. 상기 구동부(307)는 스핀들 모터(312)의 회전 속도를 제어하며, 입력된 신호를 증폭시키고, 광픽업(300)을 구동한다. 상기 제어부(309)는 구동부(307)로부터 입력된 신호를 바탕으로 조절된 포커스 서보, 트랙킹 서보 및/또는 틸트 서보 명령을 다시 구동부(307)로 보내, 광픽업(300)의 포커싱, 트랙킹 및/또는 틸트 동작이 구현되도록 한다. 이러한 본 발명에 따른 광픽업을 채용한 광 기록 및/또는 재생기기는, BD 및 AOD를 호환 채용할 수 있으며, BD(1a) 및 AOD(1b) 각각으로 향하는 광량을 극대화할 수 있으므로, 고배속을 실현할 수 있다.
이상에서는, 본 발명에 따른 광픽업이 차세대 DVD 규격 즉, BD 및 AOD를 호 환채용할 수 있도록 된 구성을 가지는 것으로 설명 및 도시하였는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 광픽업은 BD 및 AOD 이외에도, 서로 다른 설계 사양의 복수의 대물렌즈를 요구하는 다양한 시스템에 적용될 수 있으며, 그러한 시스템에서 요구하는 바대로 적절히 변형될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 광픽업은 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범위내에서 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하며, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 복수의 대물렌즈 각각으로 향하는 광량을 극대화할 수 있으므로, 광효율이 높고, 이에 의해 고배속에 대응이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 광픽업은, 사용 광의 파장이 같고 정보저장매체의 두께와 대물렌즈의 개구수가 다른 두 가지의 서로 다른 규격의 정보저장매체 예컨대, BD 및 AOD를 호환할 수 있다.

Claims (17)

  1. 정보저장매체에 광을 조사하며 이 정보저장매체에서 반사되어 되돌아온 광을 수광하여 정보신호 및/또는 오차신호를 검출하도록 마련된 광유니트와;
    입사광을 집속시켜 정보저장매체의 정보저장면 상에 광스폿으로 맺히도록 하는 제1 및 제2대물렌즈와;
    전기적으로 광의 진행 방향을 절환할 수 있도록 마련되어, 상기 광유니트쪽 에서 입사되는 광을 상기 제1 및 제2대물렌즈 중 어느 하나로 선택적으로 진행시키는 광로 절환 유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광유니트는, 청색 파장영역의 광을 출사하는 청색 광원을 포함하며,
    상기 제1 및 제2대물렌즈 중 어느 하나는 BD 규격에 적합하도록 형성되고, 다른 하나는 AOD 규격에 적합하도록 형성되어, BD 및 AOD를 호환 채용하도록 된 것을 특징으로 하는 광픽업.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광유니트는, 적색 파장영역의 광을 출사하는 적색 광원 및 적외선 파장영역의 광을 출사하는 적외선 광원 중 적어도 어느 하나를 더 포함하며,
    DVD 및 CD 중 적어도 어느 하나를 호환 채용할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 광픽업.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2대물렌즈 중 AOD 규격에 적합한 대물렌즈는, DVD 및 CD 중 적어도 어느 하나를 호환 채용할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 광픽업.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광로 절환 유니트를 투과한 광을 반사시키는 반사 미 러;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2대물렌즈는, 단일 렌즈 홀더에 정보저장매체의 반경방향으로 설치된 것을 특징으로 하는 광픽업.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광로 절환 유니트는, 전기적으로 스위칭 가능한 브래그 그레이팅;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
  8. 제7항에 있어서, 상기 브래그 그레이팅은,
    한쌍의 기판 사이에 샌드위치되며, 사슬로 얽힌 액정 방울과, 상기 액정 방울 사이사이에 차있는 폴리머를 포함하며, 전기적인 신호에 따라 상기 액정 방울과 폴리머 사이의 굴절율 차가 조절되어 입사광을 선택적으로 투과 및 반사/회절시키도록 된 액정층과;
    상기 액정층에 전계를 인가할 수 있도록 상기 기판 내측면에 형성된 투명 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광로 절환 유니트는,
    광로를 절환하고자 하는 특정 파장영역의 광의 편광을 전기적인 구동에 의해 선택적으로 바꾸는 선택적 반파장판과;
    상기 선택적 반파장판쪽에서 입사되는 광을 그 편광에 따라 선택적으로 투과 및 반사시키는 편광빔스프리터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
  10. 제9항에 있어서, 상기 특정파장영역의 광은 청색 파장영역의 광인 것을 특징으로 하는 광픽업.
  11. 제9항에 있어서, 상기 선택적 반파장판은 전기적인 구동에 의해 선택적으로 반파장판으로서 작용을 하도록 된 액정 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
  12. 정보저장매체의 반경 방향으로 이동가능하게 설치되어 정보저장매체에 기록된 정보를 재생하거나 정보를 기록하는 광픽업 및 이 광픽업을 제어하기 위한 제어부를 포함하는 광 기록 및/또는 재생기기에 있어서,
    상기 광픽업은 청구항 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 광픽업을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생기기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 광로 절환 유니트는, 전기적으로 스위칭 가능한 브래그 그레이팅;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생기기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 브래그 그레이팅은,
    한쌍의 기판 사이에 샌드위치되며, 사슬로 얽힌 액정 방울과, 상기 액정 방 울 사이사이에 차있는 폴리머를 포함하며, 전기적인 신호에 따라 상기 액정 방울과 폴리머 사이의 굴절율 차가 조절되어 입사광을 선택적으로 투과 및 반사/회절시키도록 된 액정층과;
    상기 액정층에 전계를 인가할 수 있도록 상기 기판 내측면에 형성된 투명 전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생기기.
  15. 제12항에 있어서, 상기 광로 절환 유니트는,
    광로를 절환하고자 하는 특정 파장영역의 광의 편광을 전기적인 구동에 의해 선택적으로 바꾸는 반파장판과;
    상기 반파장판쪽에서 입사되는 광을 그 편광에 따라 선택적으로 투과 및 반사시키는 편광빔스프리터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생기기.
  16. 제15항에 있어서, 상기 특정파장영역의 광은 청색 파장영역의 광인 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생기기.
  17. 제15항에 있어서, 상기 반파장판은 액정 플레이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 기록 및/또는 재생기기.
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