KR20110028847A - 다분할 편광소자를 갖는 광픽업 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 광픽업 장치는 정보의 기록 또는 재생을 위한 광을 발생시키는 광발생부; 상기 광발생부로부터 발생된 광을 디스크에 포커싱하는 대물 렌즈; 및 상기 광발생부와 상기 대물 렌즈 사이의 광로 상에 배치되며, 개별 광학축을 갖는 복수의 섹터들로 분할된 다분할 편광소자;를 포함한다.
광픽업, BD, 대물 렌즈, 개구수, 다분할 편광소자, 광학축

Description

다분할 편광소자를 갖는 광픽업 장치{Optical pick-up apparatus having a multi-divided polarizer}
본 발명은 광픽업 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다분할 편광소자를 갖는 광픽업 장치에 관한 것이다.
광픽업 장치는 광을 이용하여 광디스크 상에 정보를 기록하거나 광디스크에 기록되어 있는 정보를 재생하는 장치이다. 광픽업 장치에는 광디스크 상에 광을 포커싱하기 위한 대물 렌즈가 구비된다. 광디스크로는 780nm 파장의 레이저가 적용되는 CD(Compact Disc) 및 650nm 파장의 레이저가 적용되는 DVD(Digital Versatile Disc)가 대표적이다. 최근 들어 기록밀도를 보다 향상시키기 위해 대략 405nm 파장의 청자색 레이저가 적용되는 BD(Blue-ray Disc)가 새롭게 등장하였다.
BD는 CD 및 DVD에 비해 보다 짧은 파장의 광이 사용되므로, BD용 대물 렌즈의 개구수(NA: Numerical Aperture)는 CD용 또는 DVD용 대물 렌즈의 개구수보다 더 크다. 예로써 CD용 대물 렌즈의 개구수는 0.45, DVD용 대물 렌즈의 개구수는 0.55, 그리고 BD용 대물 렌즈의 NA는 0.85이다.
여기서 개구수는 렌즈의 외경 및 초점거리의 조합으로 정의되는 파라미터로 서, 통상 개구수가 클수록 렌즈는 더 볼록해진 형상을 갖는다. 따라서 광학적 수차를 최소화하기 위해 개구수가 큰 렌즈일수록 더욱 정밀한 가공을 요한다.
따라서, CD용 대물 렌즈나 DVD용 대물 렌즈에 비해 상당히 큰 개구수를 갖는 BD용 대물 렌즈는 높은 정밀도의 가공을 통해 제조되어야 한다. 즉 BD용 대물 렌즈는 제조공차의 허용폭이 작으며, 이는 BD용 광픽업 장치의 비용 상승의 요인이 될 수 있다.
한편, 광픽업 장치는 CD, DVD 및 BD 모두에 사용될 수 있도록 호환형으로 구비될 수 있다. 이러한 호환형 광픽업 장치에는 CD, DVD 및 BD에 모두 적용될 수 있는 호환형 대물 렌즈가 장착된다.
이러한 호환형 광칙업 장치에서 특히 유의해야 할 점은 호환형 대물 렌즈와 CD 간의 작동거리(WD: Working Distance)를 기준값 이상으로 확보해야 한다는 것이다. 예로써 작동거리의 기준값은 0.4 mm 이다. 작동거리가 기준값 이상으로 확보되지 못한다면, 작동 중 CD와 대물 렌즈 사이에 원하지 않는 접촉이 발생될 가능성이 높다. 이러한 접촉으로 CD 또는 대물 렌즈가 손상될 수 있다.
호환형 대물 렌즈의 BD에 대한 개구수가 0.85인 경우, 호환형 대물 렌즈와 CD 간의 작동거리를 0.4 mm 이상으로 확보할 수 있는 호환형 대물 렌즈의 BD에 대한 초점거리는 대략 2.2 mm 이상이다.
현재 슬림형 광픽업 장치에서 사용되는 있는 대물 렌즈의 BD에 대한 초점거리가 대략 1.4 mm임을 감안한다면, BD에 대한 초점거리가 대략 2.2 mm인 호환형 대물 렌즈는 광픽업 장치의 슬림화의 요망에 어긋난다.
따라서 본 발명은 종전 수준의 기록밀도를 유지하면서도 대물 렌즈의 제조공차의 허용폭이 보다 증대될 수 있는 광픽업 장치를 제공하고자 한다. 또한 본 발명은 CD에 대한 기준 작동거리를 유지하면서도 슬림화의 요청에 부합될 수 있는 호환형 광픽업 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은, 정보의 기록 또는 재생을 위한 광을 발생시키는 광발생부; 상기 광발생부로부터 발생된 광을 디스크에 포커싱하는 대물 렌즈; 및 상기 광발생부와 상기 대물 렌즈 사이의 광로 상에 배치되며, 개별 광학축을 갖는 복수의 섹터들로 분할된 다분할 편광소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치를 제공한다.
상기 다분할 편광소자는 1/2 파장판으로 제조될 수 있다.
상기 다분할 편광소자의 섹터들은 동일 중심각을 가질 수 있다.
상기 다분할 편광소자의 섹터들은 n 개 구비되며, 상기 n 은 짝수인 것이 바람직하다.
서로 마주보도록 배치된 두 섹터의 광학축은 서로 평행할 수 있다.
상기 섹터들의 중심선들 중 어느 하나를 X-축으로 하고, 상기 X-축과 상기 섹터들의 중심선 사이의 각도를 θ라 할 때, 상기 섹터들의 광학축의 방향 α는,
0˚≤ θ ＜ 90˚일 때, α = -1/2×θ + 45˚
90˚≤ θ ＜ 180˚일 때, α = 1/2×θ - 45˚
180˚≤ θ ＜ 270˚일 때, α = -1/2×θ - 45˚
270˚≤ θ ＜ 360˚일 때, α = 1/2×θ + 45˚에 해당하는 수식들의 의해 결정될 수 있다.
서로 마주보도록 배치된 두 섹터의 광학축은 서로 직교할 수 있다.
상기 섹터들의 중심선들 중 어느 하나를 X-축으로 하고, 상기 X-축과 상기 섹터들의 중심선 사이의 각도를 θ라 할 때, 상기 섹터들 각각의 광학축의 방향 α는, α = 1/2×θ + 45˚에 해당하는 수식에 의해 결정될 수 있다.
상기 다분할 편광소자는 상기 대물 렌즈와 대향하도록 배치될 수 있다.
상기 광발생부는 CD용 광원, DVD용 광원 및 BD용 광원 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 광발생부는 BD용 광원 만을 포함할 수 있다.
상기 대물 렌즈의 개구수는 0.70 이상이며 0.85 이하일 수 있다.
상기 광발생부는 CD용 광원, DVD용 광원 및 BD용 광원을 모두 포함하며, 상기 대물 렌즈는 CD, DVD 및 BD에 호환 가능한 호환형 대물 렌즈일 수 있다.
상기 대물 렌즈의 개구수는 BD, DVD, CD에 대해 각각 0.76, 0.53, 0.44일 수 있다.
상기 광발생부는, 상기 CD용 광원 및 상기 DVD용 광원을 포함하는 2파장 광원모듈; 및 상기 BD용 광원을 포함하는 BD용 광원모듈;을 포함할 수 있다.
상기 광픽업 장치는, 상기 디스크로부터 반사된 광을 검출하는 광검출기; 상기 2파장 광원모듈로부터 발생된 광은 반사시키고 상기 BD용 광원모듈로부터 발생된 광은 투과시키는 제1 빔스플리터; 및 상기 제1 빔스플리터로부터 입사된 광을 상기 대물 렌즈 쪽으로 반사시키고 상기 대물 렌즈로부터 입사된 광은 상기 광검출 기 쪽으로 투과시키기 위한 제2 빔스플리터;를 포함할 수 있다.
상기 제2 빔스플리터는 P 편광 입사시 절반은 반사시키고 나머지 절반은 투과시키는 것일 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 광픽업 장치들을 설명한다.
우선 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 광픽업 장치를 설명한다. 제1 실시예에 따른 광픽업 장치는 BD용 광픽업 장치로서 예시되나, 제1 실시예에 대한 이하의 설명은 CD용 광픽업 장치 또는 DVD용 광픽업 장치에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광픽업 장치(100)의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 광픽업 장치(100)는, 광발생부(110)와, 빔 스플리터(120)와, 콜리메이팅 렌즈(130)와, 반사 미러(140)와, 다분할 편광소자(150)와, 대물 렌즈(160)와, 센서 렌즈(170)와, 광검출기(180)를 포함한다.
광발생부(110)는 BD(Blue-ray disk)로 구비된 광디스크(D)에 적용 가능한 광을 발생한다. 이에 광발생부(110)는 BD용 광원모듈(111)을 구비하며, BD용 광원모듈(111)은 파장이 대략 405 nm인 광을 발생하는 광원(미도시)을 내장하고 이다.
BD용 광원모듈(111)에 구비된 광원은 레이저 다이오드로서 구비된다. 레이저의 본질적인 특성에 따라, 광발생부(110)에서 발생되는 광은 단지 하나의 진동방향을 갖는 P 편광이다.
빔 스플리터(120)는 광발생부(110)에서 출사된 광의 일부를 반사 미러(140)를 향해 반사시킨다. 또한 빔 스플리터(120)는 광디스크(D)로부터 반사된 광의 일부를 광검출기(180) 쪽으로 투과시킨다.
좀더 설명하면, 빔 스플리터(120)는 P 편광이 입사될 경우 그 중 절반은 반사시키며 나머지 절반은 투과하는 성질을 갖는다. 따라서 광발생부(110)에서 출사된 광은 빔 스플리터(120)에서 절반이 반사되며, 광디스크(D)로부터 반사된 광은 빔 스플리터(120)에서 절반이 투과된다. 따라서 광발생부(110)에서 발생된 광은 단지 1/4 정도만이 광검출기(180)에 도달할 수 있다. 하지만 광발생부(110)의 출력을 적절하게 조절함으로써 광검출기(180)에서 광의 미검출 또는 오검출의 문제는 방지될 수 있다.
콜리메이팅 렌즈(130)는 광을 평행광으로 변환하는 소자로서, 빔 스플리터(120)와 반사 미러(140) 사이에 배치된다. 이러한 콜리메이팅 렌즈(130)에 의해, 광발생부(110)에서 발생된 광은 대물 렌즈(160)에 입사되기 이전에 평행광으로 변환된다.
반사 미러(140)는 콜리메이팅 렌즈(130)와 다분할 편광소자(150) 사이에 배치된다. 반사 미러(140)는 빔 스플리터(120)로부터 전달된 광을 대물 렌즈(160)를 향해 반사시킨다. 또한 반사 미러(140)는 광디스크(D)로부터 반사되어 대물 렌즈(160) 및 다분할 편광소자(150)를 통과한 광을 빔 스플리터(120)를 향해 반사시킨다.
다분할 편광소자(150)는 광발생부(110)와 대물 렌즈(150) 사이의 광로 상에 배치된다. 보다 구체적으로는, 다분할 편광소자(150)는 대물 렌즈(160)에 대향되도록 반사 미러(140)와 대물 렌즈(160) 사이에 배치된다. 이러한 다분할 편광소자(150)는 광의 편광상태를 변환하기 위한 소자로서, 광학적 이방성을 가지며 180˚의 위상차를 발생시키는 1/2 파장판으로 제조된다. 다분할 편광소자(150)에 대한 보다 자세한 설명은 후술기로 한다.
대물 렌즈(160)는 광발생부(110)에서 발생된 광을 광디스크(D) 상에 포커싱한다. 본 실시예의 대물 렌즈(160)의 개구수는 통상적인 값 이하이다. 즉 BD용 대물 렌즈의 통상적인 값은 0.85인 반면, 본 실시예의 대물 렌즈(160)의 개구수는 0.70 ≤ NA ≤ 0.85의 범위에서 선택된다.
센서 렌즈(170)는 오목 렌즈로서 빔 스플리터(120)와 광검출기(180) 사이에 배치된다. 이러한 센서 렌즈(170)에 의해 광디스크(D)에서 반사된 광은 광검출기(180)에서 검출 가능한 형태로 전환된다.
광검출기(180)는 광디스크(D)로부터 반사된 광을 검출하여 전기적인 신호로 변환한다. 이러한 전기적인 신호로부터 광디스크(D)에 기록된 정보 및 광픽업 장치(100)의 구동을 위한 제어 신호가 얻어진다.
상기 다분할 편광소자(150)에 대하여 도 2 내지 도 6을 참조하여 보다 자세하게 설명한다.
도 2는 다분할 편광소자의 제1 실시예의 개략도이고, 도 3은 다분할 편광소자의 제2 실시예에 대한 개략도이며, 도 4는 다분할 편광소자의 제1 실시예에 대하여 광학축의 방향을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 다분할 편광소자의 제2 실시 예에 대하여 광학축의 방향을 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 다분할 편광소자의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 다분할 편광소자(150A) 및 제2 실시예에 따른 다분할 편광소자(150B)는, 디스크 형상을 가지며, 동일한 중심각을 갖는 부채꼴 형상의 복수의 섹터들로 분할되어 있다. 여기서 다분할 편광소자(150A, 150B)는 디스크 형상으로 제한되는 것은 아니며, 또한 각 섹터들도 부채꼴 형상으로 제한되는 것은 아니다. 다분할 편광소자(150A, 150B)들에 구비된 섹터들의 수는 짝수이며, 바람직하게는 4 이상이다. 다분할 편광소자들(150A, 150B)은 8개의 섹터들을 갖는 것으로 예시한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 실시예의 다분할 편광소자(150A)에 구비된 섹터들의 참조번호는 반시계방향으로 순차적으로 150A1, 150A2, ... , 150A7, 150A8로 부여되어 있으며, 제2 실시예의 다분할 편광소자(150B)에 구비된 섹터들의 참조번호도 반시계방향으로 순차적으로 150B1, 150B2, ... , 150B7, 150B8로 부여되어 있다. 그리고 섹터들 각각에 도시된 화살표는 그 섹터의 광학축의 방향을 나타낸다.
도 2에 나타난 바와 같이, 제1 실시예의 다분할 편광소자(150A)에서는 서로 마주보도록 배치된 두 섹터의 광학축의 방향은 서로 평행하게 설정된다. 예로써 2번째 섹터(150A2)의 광학축과 6번째 섹터(150A6)의 광학축은 서로 평행함을 알 수 있다. 반면 도 3에 나타난 바와 같이, 제2 실시예의 다분할 편광소자(150B)에서는 서로 마주보도록 배치된 두 섹터의 광학축의 방향은 서로 직교하도록 설정된다. 예로써 3번째 섹터(150B3)의 광학축과 7번째 섹터(150A7)의 광학축은 서로 직교함을 알 수 있다.
다분할 편광소자(150A, 150B)의 각 섹터들의 광학축의 방향은 수식들로 표현될 수 있다.
먼저 도 4를 참조하여 제1 실시예의 다분할 편광소자(150A)에 적용되는 수식들을 설명한다. 1번째 섹터(150A1)의 중심선을 x-축으로 하고, x-축에 대한 어느 섹터의 중심선의 각도를 θ라 할 때, 그 섹터의 광학축의 방향 α는 다음과 같은 수식들에 의해 결정될 수 있다.
0˚≤ θ ＜ 90˚일 때, α = -1/2×θ + 45˚
90˚≤ θ ＜ 180˚일 때, α = 1/2×θ - 45˚
180˚≤ θ ＜ 270˚일 때, α = -1/2×θ - 45˚
270˚≤ θ ＜ 360˚일 때, α = 1/2×θ + 45˚
상기 수식들을 예로써 4번째 섹터(150A4)에 적용하면, 중심선의 각도 θ4는 135˚이므로 광학축의 방향 α4 = 1/2×135˚ - 45˚ = 22.5˚임을 알 수 있다. 또한 예로써 7번째 섹터(150A7)에 적용하면, 중심선의 각도 θ7는 270˚이므로 광학축의 방향 α7 = 1/2×270˚ + 45˚ = 180˚임을 알 수 있다.
다음으로 도 5를 참조하여 제2 실시예의 다분할 편광소자(150B)에 적용되는 수식을 설명한다. 1번째 섹터(150B1)의 중심선을 x-축으로 하고, x-축에 대한 어느 섹터의 중심선의 각도를 θ라 할 때, 그 섹터의 광학축의 방향 α는 다음과 같은 하나의 수식으로 결정될 수 있다.
α = 1/2×θ + 45˚
이러한 수식을 예로써 4번째 섹터(150B4)에 적용하면, 중심선의 각도 θ4가 135˚이므로 광학축의 방향 α4 = 1/2×135˚ + 45˚ = 112.5˚임을 알 수 있다. 또한 예로써 7번째 섹터(150B7)에 적용하면, 중심선의 각도 θ7이 270˚이므로 광학축의 방향 α7 = 1/2×270˚ + 45˚ = 180˚로 결정됨을 알 수 있다.
도 6을 참조하면, 개별 광학축을 갖는 복수의 섹터들을 갖는 다분할 편광소자(150A, 150B)는, 직선편광 중 하나인 P편광(P)을 동심원들의 접선방향으로 진동하는 다수의 직선편광들로 조합된 광(C1)으로 변환하며, 직선편광 중 다른 하나인 S편광(S)을 하나의 중심에 대해 방사방향으로 진동하는 다수의 직선편광들로 조합된 광(C2)으로 변환한다. 여기서 직선편광은 P편광 또는 S편광과 같이 단지 하나의 진동방향을 갖는 광을 의미하는 용어로 사용되며, 동심원상 직선편광은 다수의 직선편광들로 조합된 광으로서 그 직선편광들이 동심원들의 접선방향들을 따르는 진동방향을 갖거나 하나의 중심에 대해 방사방향들을 따르는 진동방향을 갖는 광을 의미하는 용어로 사용된다. 도 6을 또한 참조하면, 역으로 상기 다분할 편광소자(150A, 150B)는 동심원상 직선편광(C1; C2)을 직선편광(P; S)으로 변환한다.
즉 상기 다분할 편광소자(150A, 150B)는 직선편광(P; S)은 동심원상 직선편광(C1; C2)으로 변환하며 동심원상 직선편광(C1; C2)은 직선편광(P; S)으로 변환한다.
따라서, 도 1을 다시 참조하면, 광발생부(110)에서 발생된 직선편광인 P 편광은 다분할 편광소자(150)에서 동심원상 직선편광으로 변환되어 대물 렌즈(160)에 입사되며, 광디스크(D)로부터 반사된 동심원상 직선편광은 다분할 편광소자(150)에서 직선편광인 P 편광으로 변환되어 반사 미러(140)로 입사된다.
이와 같이 광발생부(110)에서 발생된 직선편광은 동심원상 직선편광으로 변환된 후 대물 렌즈(160)에 입사됨으로써, 광디스크(D)에 형성되는 스폿경(spot diameter)이 감소될 수 있다. 이에 대해 다음 표 1을 참조한다.
[표 1]

 직선편광 원편광
 동심원상
직선편광
장축 단축 타원율
BD 0.300 0.235 1.28 0.263 0.235
DVD 0.650 0.605 1.07 0.624 0.605
CD 0.936 0.890 1.05 0.913 0.890
표 1의 데이터들은 광픽업 장치의 대물 렌즈에 직선편광, 원편광, 동심원상 직선편광을 적용한 경우의 스폿경들을 BD, DVD, CD 각각에 대해 산출한 것이다. 참고로, 원편광이란 광의 진동방향이 그 진행방향에 수직인 채로 회전하는 편광을 말한다.
먼저 BD에 대해 살펴보면, 직선편광 적용시 장축은 0.300 ㎛이고 단축은 0.235 ㎛이며 타원율이 1.28인 스폿이 얻어지는 반면, 원편광 적용시 0.263 ㎛의 스폿이 산출되며, 동심원상 직선편광 적용시 0.235 ㎛의 스폿이 산출된다. 이로부터 동심원상 직선편광을 적용할 경우, 직선편광 적용시와 비교하여 스폿경이 (0.300-0.235)/0.300 ×100% = 22% 줄어들며, 원편광 적용시와 비교하여 스폿경이 (0.263-0.235)/0.263 ×100% = 11%의 줄어든다는 것을 알 수 있다.
그리고 DVD와 CD에 대해 살펴보면, BD에서처럼 두드러지지는 않지만, 마찬가지로 동심원상 직선편광을 적용할 경우는 직선편광 또는 원편광을 적용하는 경우에 비해 스폿경이 감소됨을 알 수 있다.
결론적으로 동심원상 직선편광을 대물 렌즈에 적용할 경우 스폿경이 감소되는 효과가 있으며, 이러한 대물 렌즈의 개구수가 클수록 두드러진다. 이는 동심원상 직선편광을 발생시키는 다분할 편광소자(150)가 적용하면 대물 렌즈(160)의 개구수를 감소시키더라도 종전과 동일한 수준의 기록밀도가 달성될 수 있음을 의미한다.
따라서 본 실시예의 광픽업 장치(100)에서는 대물 렌즈(160)를 통상적인 개구(0.85) 이하의 개구수(0.70 ≤ NA ≤ 0.85)를 갖도록 구비하였음에도 다분할 편광소자(150)에 의한 스폿경 감소 효과로 인해 종전 수준의 기록밀도가 달성될 수 있다. 따라서 대물 렌즈(160)의 제조공차의 허용폭이 증대될 수 있고, 이에 따라 대물 렌즈(160)의 수율이 향상되어 광픽업 장치(100)의 생산비용이 절감될 수 있다.
다음으로 도 7을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 광픽업 장치(200)를 설명한다. 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광픽업 장치의 개략도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 광픽업 장치(200)는, 광발생부(210)와, 제1 빔 스플리터(290)와, 제2 빔 스플리터(220)와, 콜리메이팅 렌즈(230)와, 반사 미러(240)와, 다분할 편광소자(250)와, 대물 렌즈(260)와, 센서 렌즈(270)와, 광검출기(280)를 포함한다.
전술한 제1 실시예에 따른 광픽업 장치(100)는 CD, DVD 및 BD 중 어느 하나에 적용 가능한 것인 반면, 제2 실시예에 따른 광픽업 장치(200)는 CD, DVD 및 BD 모두에 호환될 수 있는 호환형 광픽업 장치이다. 그리하여 제2 실시예에 따른 광픽업 장치(200)는 광발생부(210)가 CD용 광원, DVD용 광원 및 BD용 광원을 모두 구비하고 있다.
광발생부(200)는 2파장 광원모듈(211) 및 BD용 광원모듈(212)을 구비한다. 여기서 2파장 광원모듈(211)은 CD용 광원(미도시) 및 DVD용 광원(미도시)을 포함한다. 예로써, CD용 광원은 780 nm의 광을 발생시키는 레이저 다이오드이고, DVD용 광원은 650 nm의 광을 발생시키는 레이저 다이오드일 수 있다. 한편 BD용 광원모듈(212)은 BD용 광원(미도시)을 포함하며, 예로써 BD용 광원은 405 nm의 광을 발생시키는 레이저 다이오드일 수 있다.
제1 빔 스플리터(290)는 BD용 광원모듈(212)로부터 발생된 광은 제1 빔 스플리터(220)를 향해 그대로 투과시키는 반면 2파장 광원모듈(211)로부터 발생된 광은 제2 빔 스플리터(220)를 향해 반사시킨다. 여기서 제2 빔 스플리터(220)는 전술한 제1 실시예의 광픽업 장치(100)에 구비된 빔 스플리터(120)와 동일한 구성을 갖는다.
대물 렌즈(260)는 호환형 대물 렌즈로서 구비된다. 즉 대물 렌즈(260)는 CD용 광원, DVD용 광원 및 BD용 광원 모두에 적용될 수 있는 조합형 렌즈이다. 이를 위해 대물 렌즈(260)는 BD용 광원에 최적화된 형상을 가지되, 일 표면에는 CD용 광원 및 DVD용 광원의 적용을 위한 회절구조(예로써, hologram 또는 grating)가 형성되어 있다.
제2 실시예의 광픽업 장치(200)의 나머지 구성들은 전술한 제1 실시예의 것들과 실질적으로 동일하므로, 그에 대한 설명은 중복하지 않고 생략한다.
한편 제2 실시예의 광픽업 장치(200)도 다분할 편광소자(250)를 구비하고 있으므로 스폿경 감소 효과를 갖는다. 따라서 종전과 동일한 수준의 기록밀도를 유지하면서도 대물 렌즈(260)의 개구수를 종전보다 감소시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 본 실시예에서 호환형 대물렌즈(260)의 개구수는 BD, DVD, CD에 대하여 각각 0.76, 0.53, 0.44로 감소될 수 있다(통상적인 경우의 개구수는 BD, DVD, CD에 대해, 0.85, 0.55, 0.45). 전술한 바와 같이, 대물 렌즈(260)의 개구수가 감소됨으로써 그 제조공차의 허용폭이 커질 수 있는 이점이 있다.
대물 렌즈(260)의 개구수가 감소됨으로써, 본 실시예의 호환형 광픽업 장치(200)는 추가적인 이점을 갖는다. 이에 대해 다음 표 2 및 3을 참조하여 설명한다.
[표 2]
NA 초점거리(mm) 작동거리(mm)
BD 0.85 2.20 0.69
DVD 0.55 2.36 0.59
CD 0.45 2.46 0.41
상기 표 2는 통상적인 호환형 광픽업 장치에서의 대물 렌즈의 사양을 나타낸다. 표 2를 살펴보면, CD에 대한 작동거리를 0.40 mm 이상으로 확보하기 위해 BD, DVD, CD에 대한 초점거리들이 각각 2.20 mm, 2.36 mm, 2.46 mm으로 설정된다. 하지만 현재 일반화된 슬림형 광픽업 장치의 대물 렌즈의 BD에 대한 초점거리는 0.85의 개구수에 대해 1.4 mm임을 감안한다면, 표 2의 사양을 갖는 호환형 광픽업 장치는 슬림화의 요구에 부합되지 않는다.
[표 3]
NA 초점거리(mm) 작동거리(mm)
BD 0.76 1.70 0.70
DVD 0.53 1.85 0.60
CD 0.44 2.00 0.40
상기 표 3은 본 실시예의 호환형 광픽업 장치(200)에서의 대물 렌즈(260)의 사양을 나타낸다. 표 3을 살펴보면, CD에 대한 작동거리가 0.40 mm로 확보되면서도 BD, DVD, CD의 초점거리들이 각각 1.70 mm, 1.85 mm, 2.00 mm로서 통상적인 호환형 광픽업 장치보다 감소될 수 있다. 따라서 통상적인 호환형 광픽업 장치들에 비해 본 실시예의 호환형 광픽업 장치(200)는 보다 슬림하게 제작될 수 있는 이점을 갖는다.
이와 같이 제2 실시예의 호환형 광픽업 장치(200)에서는 다분할 편광소자(250)를 구비함으로써 대물 렌즈(260)의 개구수를 감소시키면서도 종전과 동일한 수준의 기록밀도를 달성할 수 있으며, 대물 렌즈(260)의 개구수가 감소됨에 따라 대물 렌즈(260)의 제조공차의 허용폭이 커지는 이점 뿐만 아니라 보다 슬림하게 제작될 수 있는 이점을 또한 갖는다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 광픽업 장치들에 따르면, 직선편광을 동심원상 직선편광으로 변환하는 다분할 편광소자를 구비함으로써, 종전보다 작은 개구수의 대물 렌즈를 채택하면서도 종전과 동일한 기록밀도를 달성할 수 있다. 따라서 대물렌즈의 개구수가 감소됨으로 인하여 대물 렌즈의 제조공차의 허용폭이 종전보다 커질 수 있으며, 호환형 광픽업 장치의 경우 CD에 대한 작동거리를 기준값 이상으로 유지하면서도 슬림화의 요청에 부합하게 제작될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광픽업 장치의 개략도이다.
도 2는 다분할 편광소자의 제1 실시예의 개략도이다.
도 3은 다분할 편광소자의 제2 실시예에 대한 개략도이다.
도 4는 다분할 편광소자의 제1 실시예에 대하여 광학축의 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 다분할 편광소자의 제2 실시예에 대하여 광학축의 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 다분할 편광소자의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 호환형 광픽업 장치의 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100, 200: 광픽업 장치 110, 210: 광발생부
120, 130: 빔 스플리터 130, 140: 콜리메이팅 렌즈
150, 250: 다분할 편광소자 160, 260: 대물 렌즈
180, 280: 광검출기 D: 광디스크

Claims (17)

  1. 정보의 기록 또는 재생을 위한 광을 발생시키는 광발생부;
    상기 광발생부로부터 발생된 광을 디스크에 포커싱하는 대물 렌즈; 및
    상기 광발생부와 상기 대물 렌즈 사이의 광로 상에 배치되며, 개별 광학축을 갖는 복수의 섹터들로 분할된 다분할 편광소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다분할 편광소자는 1/2 파장판으로 제조된 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다분할 편광소자의 섹터들은 동일 중심각을 갖는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다분할 편광소자의 섹터들은 n 개 구비되며, 상기 n 은 짝수인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    서로 마주보도록 배치된 두 섹터의 광학축은 서로 평행한 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 섹터들의 중심선들 중 어느 하나를 X-축으로 하고, 상기 X-축과 상기 섹터들의 중심선 사이의 각도를 θ라 할 때, 상기 섹터들의 광학축의 방향 α는,
    0˚≤ θ ＜ 90˚일 때, α = -1/2×θ + 45˚
    90˚≤ θ ＜ 180˚일 때, α = 1/2×θ - 45˚
    180˚≤ θ ＜ 270˚일 때, α = -1/2×θ - 45˚
    270˚≤ θ ＜ 360˚일 때, α = 1/2×θ + 45˚에 해당하는 수식들의 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    서로 마주보도록 배치된 두 섹터의 광학축은 서로 직교하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 섹터들의 중심선들 중 어느 하나를 X-축으로 하고, 상기 X-축과 상기 섹터들의 중심선 사이의 각도를 θ라 할 때, 상기 섹터들 각각의 광학축의 방향 α 는,
    α = 1/2×θ + 45˚에 해당하는 수식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다분할 편광소자는 상기 대물 렌즈와 대향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광발생부는 CD용 광원, DVD용 광원 및 BD용 광원 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광발생부는 BD용 광원 만을 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 대물 렌즈의 개구수는 0.70 이상이며 0.85 이하인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 광발생부는 CD용 광원, DVD용 광원 및 BD용 광원을 모두 포함하며, 상기 대물 렌즈는 CD, DVD 및 BD에 호환 가능한 호환형 대물 렌즈인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 대물 렌즈의 개구수는 BD, DVD, CD에 대해 각각 0.76, 0.53, 0.44인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 광발생부는,
    상기 CD용 광원 및 상기 DVD용 광원을 포함하는 2파장 광원모듈; 및
    상기 BD용 광원을 포함하는 BD용 광원모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 디스크로부터 반사된 광을 검출하는 광검출기;
    상기 2파장 광원모듈로부터 발생된 광은 반사시키고 상기 BD용 광원모듈로부터 발생된 광은 투과시키는 제1 빔스플리터; 및
    상기 제1 빔스플리터로부터 입사된 광을 상기 대물 렌즈 쪽으로 반사시키고 상기 대물 렌즈로부터 입사된 광은 상기 광검출기 쪽으로 투과시키기 위한 제2 빔 스플리터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 빔스플리터는 P 편광 입사시 절반은 반사시키고 나머지 절반은 투과시키는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.
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