KR20110096914A - Multi optical pick up - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 멀티 광픽업은, 예를 들어, 제1 파장의 레이저 빔을 분리하기 위한 제1 격자 영역과 제2 파장의 레이저 빔을 분리하기 위한 제2 격자 영역으로 양분된 간단한 구조의 하프 그레이팅(Half Grating)을, 상기 제1 파장의 레이저 빔과 제2 파장의 레이저 빔이 중첩되기 이전의 광 경로의 특정 위치에 설치하여 사용함으로써, 위상 시프트 그레이팅, 파장 선택형 그레이팅, 양면 그레이팅 등과 같이 특수하게 제작된 고가격의 광학소자를 사용하지 않아도 되므로, 광픽업의 제조 비용을 절감함과 아울러, 광픽업의 생산성 및 성능을 향상시킬 수 있게 된다. The multi-optic pick-up according to the invention is, for example, a half-grating of simple structure divided into a first grating region for separating a laser beam of a first wavelength and a second grating region for separating a laser beam of a second wavelength. (Half Grating) is installed in a specific position in the optical path before the laser beam of the first wavelength and the laser beam of the second wavelength is superimposed, thereby specially used for phase shift grating, wavelength selective grating, double-sided grating, etc. Since it is not necessary to use a manufactured high-cost optical device, it is possible to reduce the manufacturing cost of the optical pickup, and to improve the productivity and performance of the optical pickup.
Description
본 발명은, 예를 들어, 씨디(CD), 디브이디(DVD), 비디(BD) 등과 같은 다양한 유형의 광디스크에 데이터를 기록하거나 독출하기 위한 멀티 광픽업에 관한 것이다.
The present invention relates to multi-optical pickup for recording or reading data on various types of optical discs such as CDs, DVDs, BDs and the like, for example.
도 1은, 일반적인 광픽업에 대한 실시예의 구성을 도시한 것으로, 예를 들어, 상기 광픽업(Pick Up)에는, 대물렌즈(11), 콜리메이터 렌즈(12), 빔 스플리터(13), 그레이팅(14), 레이저 다이오드(15), 포토 디텍터(16), 그리고 액츄에이터(17) 등이 포함 구성된다. 1 shows a configuration of an embodiment of a general optical pickup. For example, the optical pickup includes an objective lens 11, a
그리고, 상기 광픽업은, 예를 들어, 씨디(CD), 디브이디(DVD), 비디(BD) 등과 같은 다양한 유형의 광디스크(10)에, 레이저 빔을 발사하여, 데이터를 기록하거나 또는 독출하게 된다. The optical pickup may record or read data by firing a laser beam on various types of
한편, 상기 레이저 다이오드(LD: Laser Diode)(15)는, 발광소자로서, 예를 들어, 씨디용 레이저 다이오드(CD-LD)인 경우, 785nm 파장의 적색(Red) 레이저 빔을 발사하고, 디브이디용 레이저 다이오드(DVD-LD)인 경우, 660nm 파장의 적색(Red) 레이저 빔을 발사하며, 비디용 레이저 다이오드(BD-LD)인 경우, 405nm 파장의 청색(Blue) 레이저 빔을 발사하게 된다. On the other hand, the laser diode (LD) 15 is a light emitting device, for example, in the case of a CD-LD (CD-LD), emits a red laser beam of 785nm wavelength, DVD In the case of the laser diode (DVD-LD), a red laser beam having a wavelength of 660 nm is emitted, and in the case of a BD-LD, the blue laser beam having a wavelength of 405 nm is emitted.
그리고. 상기 그레이팅(GT: Grating)(14)은, 격자소자로서, 상기 레이저 다이오드(15)에서 발사된 레이저 빔을, 메인 빔(Main Beam)과, 제1 서브 빔(Sub Beam 1), 그리고 제2 서브 빔(Sub Beam 2)으로 각각 회절시켜 분리하게 되고, 상기 빔 스플리터(BS: Beam Splitter)(13)는, 상기 분리된 메인 빔과 서브 빔들을 반사시키게 된다. And. The grating (GT) 14 is a grating element. The
또한, 상기 콜리메이터 렌즈(CL: Collimator Lens)(12)는, 상기 반사된 메인 빔과 서브 빔들을, 확산광에서 수평광으로 변환하게 되고, 상기 대물렌즈(OL: Object Lens)(11)는, 상기 수평광으로 변환된 메인 빔과 서브 빔들을, 예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이, 광디스크(10)에 형성된 트랙(Track)에 집광하게 된다. In addition, the collimator lens (CL) 12 converts the reflected main beam and the sub-beams from diffused light to horizontal light, and the object lens 11 (OL) For example, as shown in FIG. 1, the main beam and the sub-beams converted into the horizontal light are focused on a track formed on the
그리고, 상기 광디스크의 트랙에 집광된 후, 반사되는 메인 빔과 서브 빔들은, 상기 대물렌즈(11)와 콜리메이터 렌즈(12), 그리고 빔 스플리터(13)를 투과하여, 상기 포토 디텍터(PD: Photo Detector)(16)에 수광된다.After the light is collected on the track of the optical disk, the reflected main and sub beams pass through the objective lens 11, the
예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 포토 디텍터(16)는, 수광소자로서, 12 분할 포토 디텍터가 사용될 수 있으며, 상기 메인 빔(Main Beam)은, 포토 디텍터의 중앙에 형성된 A,B,C,D 영역에 수광되고, 상기 서브 빔들 중 제1 서브 빔(Sub Beam 1)은, 포토 디텍터의 좌측에 형성된 E,F,G,H 영역에 수광되며, 제2 서브 빔(Sub Beam 2)은, 포토 디텍터의 우측에 형성된 I,J,K,L 영역에 수광된다.For example, as shown in FIG. 2, the
그리고, 상기 A,B,C,D 영역에 의해 광전 변환되는 A,B,C,D 신호는, 감산기(미부호)에 의해 메인 푸시풀(MPP: Main Push Pull) 신호로 출력되며, 상기 메인 푸시풀 신호는, MPP = (A+D)-(B+C)의 값이 된다. The A, B, C, and D signals photoelectrically converted by the A, B, C, and D regions are output as a main push pull (MPP) signal by a subtractor (unsigned), and the main The push-pull signal has a value of MPP = (A + D)-(B + C).
또한, 상기 E,F,G,H 영역에 의해 광전 변환되는 E,F,G,H 신호는, 감산기(미부호)에 의해 제1 서브 푸시풀(SPP1: Sub Push Pull 1) 신호로 출력되며, 상기 제1 서브 푸시풀 신호는, SPP1 = (E+H)-(F+G)의 값이 되고, 상기 I,J,K,L 영역에 의해 광전 변환되는 I,J,K,L 신호는, 감산기(미부호)에 의해 제2 서브 푸시풀(SPP2: Sub Push Pull 2) 신호로 출력되며, 상기 제2 서브 푸시풀 신호는, SPP2 = (I+L)-(J+K)의 값이 된다. Also, the E, F, G, and H signals photoelectrically converted by the E, F, G, and H regions are output as a first sub push pull (SPP1) signal by a subtractor (unsigned). The first sub-push pull signal has a value of SPP1 = (E + H)-(F + G), and the I, J, K, L signal photoelectrically converted by the I, J, K, L region. Is output as a second sub push pull (SPP2) signal by a subtractor (unsigned), and the second sub push pull signal is represented by SPP2 = (I + L)-(J + K). Value.
한편, 상기 제1 서브 푸시풀 신호(SPP1)와 제2 서브 푸시풀 신호(SPP2)는, 합산기(미부호)와 소정 게인(Gain = k)에 의해 합산 및 증폭된 후(k(SPP1+SPP2)), 감산기(미부호)에 의해, 상기 메인 푸시풀 신호(MPP)와 감산되어, 차동 푸시풀 신호(DPP: Differential Push Pull)로 출력되는 데, 상기 차동 푸시풀(DPP) 신호는, DPP=MPP-k(SPP1+SPP2)의 값이 된다. Meanwhile, the first sub push pull signal SPP1 and the second sub push pull signal SPP2 are summed and amplified by an adder (unsigned) and a predetermined gain (Gain = k) (k (SPP1 +). SPP2) and a subtractor (unsigned), which are subtracted from the main push pull signal MPP and output as a differential push pull signal (DPP), wherein the differential push pull signal (DPP) is DPP = MPP-k (SPP1 + SPP2).
그리고, 상기 차동 푸시풀(DPP) 신호는, 널리 알려진 바와 같이, 상기 액츄에이터(Actuator)(17)에 인가되는 구동 전압을 조절하여, 상기 대물렌즈(11)를 좌우 방향으로 이동시키는 일련의 트래킹(Tracking) 서보 제어 동작에 이용되는 데, 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 메인 푸시풀(MPP) 신호는, 제1 푸시풀(SPP1) 신호 및 제2 푸시풀(SPP2) 신호와 180도 위상차 값을 갖는다. The differential push-pull (DPP) signal, as is widely known, controls a driving voltage applied to the
반면, 상기 메인 푸시풀(MPP) 신호와 차동 푸시풀(DPP) 신호는, 서로 동일 위상 값을 갖는 데, 예를 들어, 상기 메인 푸시풀(MPP) 신호와 서브 푸시풀(SPP) 신호에, 비정상적인 오프셋(Offset) 값들이 존재하더라도, 상기 차동 푸시풀(DPP) 신호는, DPP=MPP-k(SPP1+SPP2)의 값으로 연산되기 때문에, 상기 메인 푸시풀 신호와 서브 푸시풀 신호에 존재하는 오프셋 값들이 서로 상쇄되어, 항상 안정된 차동 푸시풀 신호가 출력된다. On the other hand, the main push-pull (MPP) signal and the differential push-pull (DPP) signal have the same phase value to each other, for example, in the main push-pull (MPP) signal and the sub-push-pull (SPP) signal, Even if abnormal offset values exist, the differential push-pull (DPP) signal is calculated by the value of DPP = MPP-k (SPP1 + SPP2), and thus exists in the main push-pull signal and the sub push-pull signal. The offset values cancel each other so that a stable differential push-pull signal is always output.
이에 따라, 상기와 같이 비정상적인 오프셋 값에 영향을 받지 않는 차동 푸시풀(DPP) 신호를 이용하여, 트래킹 서보 제어 동작을 수행하게 되는 데, 최근에는, 씨디(CD)와 디브이디(DVD), 또는 디브이디(DVD)와 비디(BD) 등과 같이, 서로 다른 유형의 광디스크에, 데이터를 기록하거나 독출하기 위한 멀티 광픽업(Multi-Pick Up)이 개발 출시되어 상용화되고 있다. Accordingly, the tracking servo control operation is performed by using a differential push-pull (DPP) signal that is not affected by the abnormal offset value as described above. Recently, CD, DVD, or DVD is performed. Multi-Pick Ups for recording or reading data on different types of optical discs such as (DVD) and BD (BD) have been developed and released and commercialized.
도 4는, 일반적인 멀티 광픽업에 대한 실시예를 도시한 것으로, 예를 들어, 상기 멀티 광픽업(Multi Pick Up)에는, 대물렌즈(21), 콜리메이터 렌즈(22), 빔 스플리터(23), 멀티 그레이팅(24), 멀티 레이저 다이오드(25), 멀티 포토 디텍터(26), 그리고 액츄에이터(27) 등이 포함 구성된다. 4 illustrates an embodiment of a general multi-optic pickup. For example, the multi-pickup includes an
한편, 상기 멀티 레이저 다이오드(25)는, 광디스크의 유형에 대응되는 고유의 레이저 빔을 선택적으로 발사하게 되는 데, 예를 들어, 상기 멀티 레이저 다이오드(25)가, 씨디 및 디브이디 겸용 레이저 다이오드(CD/DVD-LD)인 경우, 씨디용 785nm 파장의 적색 레이저 빔을 발사하거나, 또는 디브이디용 660nm 파장의 적색 레이저 빔을 발사하게 된다. Meanwhile, the
그리고, 상기 멀티 포토 디텍터(26)가, 예를 들어, 씨디 및 디브이디 겸용 포토 디텍터(CD/DVD-PD)인 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 씨디용 포토 디텍터(예: PD1=CD-PD)와 디브이디용 포토 디텍터(예: PD2=DVD-PD)가 일체로 구성된다.When the
또한, 상기 멀티 그레이팅(24)이, 예를 들어, 씨디 및 디브이디 겸용 그레이팅(CD/DVD-GT)인 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 특수한 형상으로 제작된 위상 시프트 그레이팅(Phase Shift Grating)이 사용될 수 있다.In addition, when the multi-grating 24 is, for example, CD and DVD combined grating (CD / DVD-GT), as shown in FIG. 4, a phase shift grating manufactured in a special shape is shown. This can be used.
그러나, 상기 위상 시프트 그레이팅은, 널리 알려진 바와 같이, 메인 빔과 서브 빔들의 위상차가 180도가 되도록 하기 위하여, 격자의 형상이 특수하게 제작된 고가격의 광학 소자이기 때문에, 멀티 광픽업의 제조 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다. However, the phase shift grating is, as is well known, a high-cost optical element specially manufactured in the shape of a grating so that the phase difference between the main beam and the sub beams is 180 degrees, so that the manufacturing cost of the multi-optic pickup is increased. There is a problem.
또한, 상기 위상 시프트 그레이팅은, 널리 알려진 바와 같이, 래디얼 시프트(Radial Shift) 특성이 좋지 않기 때문에, 레이저 빔의 중앙에 정밀하게 배치되지 않으면, 광 효율이 극히 저하되므로, 광픽업의 생산성 및 성능을 저하시키게 되는 문제점이 있다. In addition, since the phase shift grating has a poor radial shift characteristic, as is widely known, the light efficiency is extremely lowered unless it is precisely placed in the center of the laser beam, thereby improving productivity and performance of the optical pickup. There is a problem that is reduced.
한편, 상기 멀티 그레이팅(24)은, 상기와 같이 특수하게 제작된 위상 시프트 그레이팅 이외에도, 널리 알려진 바와 같이, 파장 선택형 그레이팅, 또는 양면 그레이팅 등이 사용될 수 있는 데, 상기 파장 선택형 그레이팅 또는 양면 그레이팅의 경우에도, 마찬가지로 특수하게 제작된 고가격의 광학 소자이기 때문에, 멀티 광픽업의 제조 비용이 상승하게 되며, 또한 정밀 설계 및 제어 등이 요구되므로, 광픽업의 생산성 및 성능을 저하시키게 되는 문제점이 있다.
On the other hand, the multi-grating 24, in addition to the phase shift grating specially manufactured as described above, may be used, as is well known, wavelength selective grating, or double-sided grating, in the case of the wavelength selective grating or double-sided grating Similarly, since it is a specially manufactured high-priced optical element, the manufacturing cost of the multi-optical pickup is increased, and precise design and control are required, which leads to a problem that the productivity and performance of the optical pickup are deteriorated.
본 발명은, 예를 들어, 제1 파장의 레이저 빔을 분리하기 위한 제1 격자 영역과 제2 파장의 레이저 빔을 분리하기 위한 제2 격자 영역으로 양분된 간단한 구조의 하프 그레이팅(Half Grating)을, 씨디 및 디브이디 겸용 광픽업 등과 같은 멀티 광픽업에 사용하여, 멀티 광픽업의 제조 비용 및 생산성을 향상시킬 수 있도록 하기 위한 멀티 광픽업을 제공하기 위한 것이다.
For example, the present invention provides a simple structure of half grating divided into a first grating region for separating a laser beam of a first wavelength and a second grating region for separating a laser beam of a second wavelength. The present invention is to provide a multi-optic pickup for improving the manufacturing cost and productivity of the multi-optic pickup by using it for a multi-optic pickup such as a combined CD, DVD and optical pickup.
본 발명에 따른 멀티 광픽업은, 제1 파장의 레이저 빔과 제2 파장의 레이저 빔 중 어느 하나를 발사하기 위한 발광소자와, 상기 발사되는 레이저 빔을 메인 빔과 제1 및 제2 서브 빔들로 분리하기 위한 격자소자를 포함하여 구성되는 멀티 광픽업에 있어서, 상기 격자소자는, 상기 제1 파장의 레이저 빔을 분리하기 위한 제1 격자 영역과, 상기 제2 파장의 레이저 빔을 분리하기 위한 제2 격자 영역으로 양분되고, 상기 발광소자의 앞에 설치되되, 상기 제1 파장의 레이저 빔과 제2 파장의 레이저 빔이 중첩되기 이전의 광 경로의 특정 위치에 설치되는 것을 특징으로 하며,The multi-optical pickup according to the present invention includes a light emitting device for emitting one of a laser beam of a first wavelength and a laser beam of a second wavelength, and the emitted laser beam as a main beam and first and second sub beams. In a multi-optical pickup comprising a grating element for separating, the grating element includes a first grating region for separating the laser beam of the first wavelength and a first grating region for separating the laser beam of the second wavelength. It is divided into two grating regions, and installed in front of the light emitting device, characterized in that installed in a specific position of the optical path before the laser beam of the first wavelength and the laser beam of the second wavelength overlap,
또한, 상기 제1 격자 영역에 형성된 격자들의 간격 및 기울기는, 상기 제2 격자 영역에 형성된 격자들의 간격 및 기울기와 다르게 형성되어 있는 것을 특징으로 하며,In addition, the spacing and inclination of the gratings formed in the first grating region is different from the spacing and inclination of the gratings formed in the second grating region,
또한, 상기 격자소자가 설치되는 광 경로의 특정 위치는, 상기 제1 파장의 레이저 빔과 제2 파장의 레이저 빔이 중첩되기 직전의 위치에 설치되는 것을 특징으로 하며,In addition, the specific position of the optical path in which the grating element is provided, characterized in that the laser beam of the first wavelength and the laser beam of the second wavelength is provided at the position just before the overlap,
또한, 상기 제1 격자 영역은, 디브이디용 레이저 빔을 분리하고, 상기 제2 격자 영역은, 씨디용 레이저 빔을 분리하는 것을 특징으로 하며,The first grating region may separate the laser beam for the DVD, and the second grating region may separate the laser beam for the CD.
또한, 상기 제1 격자 영역에는, 상기 제2 격자 영역에 비해, 더 조밀한 간격 및 더 큰 각도의 기울기로 다수의 격자들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하며,In addition, the first grating region is characterized in that a plurality of gratings are formed at a tighter spacing and a greater angle of inclination than the second grating region,
또한, 상기 격자소자가 설치되는 특정 위치는, 다음 수식에 의해 산출되며, In addition, the specific position where the grating element is installed, is calculated by the following formula,
, ,
여기서, fCL _ DVD는, 디브이디 발광소자에서 콜리메이터 렌즈까지의 초점 거리, NAOL_DVD는, 디브이디 대물렌즈의 개구수, fOL _ DVD는, 디브이디 대물렌즈에서 디브이디 기록 층까지의 초점 거리이고, fCL _ CD는, 씨디 발광소자에서 콜리메이터 렌즈까지의 초점 거리, NAOL _ CD는, 씨디 대물렌즈의 개구수, fOL _ CD는, 씨디 대물렌즈에서 씨디 기록 층까지의 초점 거리이고, xDVD는, 디브이디용 레이저 빔이 투과되는 제1 격자 영역의 반지름, xCD는, 씨디용 레이저 빔이 투과되는 제2 격자 영역의 반지름, xDVD+xCD는 디브이디 발광소자와 씨디 발광소자 간의 물리적 이격 거리, 그리고 yDVD와 yCD는 동일한 값으로, 상기 격자소자가 설치되는 특정 위치인 것을 특징으로 한다.
Where f CL _ DVD is the focal length from the DVD light emitting element to the collimator lens, NA OL_DVD is the numerical aperture of the DVD objective lens, f OL _ DVD is the focal length from the DVD objective lens to the DVD recording layer, and f CL _ CD is the focal length from the CD emitting element to the collimator lens, NA OL _ CD is the numerical aperture of the CD objective lens, f OL _ CD is the focal length from the CD objective lens to the CD recording layer, and x DVD Is the radius of the first grating area through which the laser beam for the DVD is transmitted, x CD is the radius of the second grating area through which the CD laser beam is transmitted, and x DVD + x CD is the physical separation between the DVD light emitting device and the CD light emitting device. The distance, and y DVD and y CD are the same value, it is characterized in that the specific position where the grid element is installed.
본 발명에 따른 멀티 광픽업은, 예를 들어, 제1 파장의 레이저 빔을 분리하기 위한 제1 격자 영역과 제2 파장의 레이저 빔을 분리하기 위한 제2 격자 영역으로 양분된 간단한 구조의 하프 그레이팅(Half Grating)을, 상기 제1 파장의 레이저 빔과 제2 파장의 레이저 빔이 중첩되기 이전의 광 경로의 특정 위치에 설치하여 사용함으로써, 위상 시프트 그레이팅, 파장 선택형 그레이팅, 양면 그레이팅 등과 같이 특수하게 제작된 고가격의 광학소자를 사용하지 않아도 되므로, 광픽업의 제조 비용을 절감함과 아울러, 광픽업의 생산성 및 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
The multi-optic pick-up according to the invention is, for example, a half-grating of simple structure divided into a first grating region for separating a laser beam of a first wavelength and a second grating region for separating a laser beam of a second wavelength. (Half Grating) is installed in a specific position in the optical path before the laser beam of the first wavelength and the laser beam of the second wavelength is superimposed, thereby specially used for phase shift grating, wavelength selective grating, double-sided grating, etc. Since it is not necessary to use a manufactured high-cost optical device, it is possible to reduce the manufacturing cost of the optical pickup, and to improve the productivity and performance of the optical pickup.
도 1은 일반적인 광픽업에 대한 실시예를 도시한 것이고,
도 2는 일반적인 차동 푸시풀(DPP) 신호의 출력 과정에 대한 실시예를 도시한 것이고,
도 3은 일반적인 푸시풀 신호들에 대한 실시예의 그래프를 도시한 것이고,
도 4는 일반적인 멀티 광픽업에 대한 실시예를 도시한 것이고,
도 5는 본 발명에 따른 멀티 광픽업에 대한 실시예를 도시한 것이고,
도 6은 본 발명에 따른 하프 그레이팅이 특정 위치에 설치되는 실시예를 도시한 것이고,
도 7은 본 발명에 따른 하프 그레이팅의 제1 격자 영역과 제2 격자 영역에 의해 레이저 빔이 분리되는 실시예를 도시한 것이고,
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 하프 그레이팅의 최적 설치 위치를 결정하기 위한 실시예를 도시한 것이고,
도 10은 본 발명에 따른 하프 그레이팅이 레이저 다이오드에 근접 설치되는 실시예를 도시한 것이다. 1 illustrates an embodiment of a general optical pickup,
2 illustrates an embodiment of an output process of a general differential push-pull (DPP) signal.
3 shows a graph of an embodiment for general push-pull signals,
4 illustrates an embodiment of a general multi-optical pickup,
5 illustrates an embodiment of a multi-optical pickup according to the present invention;
6 illustrates an embodiment in which half grating according to the present invention is installed at a specific position,
FIG. 7 illustrates an embodiment in which a laser beam is separated by a first grating region and a second grating region of a half grating according to the present invention.
8 and 9 show an embodiment for determining the optimal installation position of the half grating according to the present invention,
10 illustrates an embodiment in which half grating according to the present invention is installed in close proximity to a laser diode.
이하, 본 발명에 따른 멀티 광픽업에 대한 바람직한 실시예에 대해, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the multi-optical pickup according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은, 서로 다른 파장의 레이저 빔들 중 어느 하나를 선택 발사하는 멀티 광픽업에 적용될 수 있는 것으로, 예를 들어, 씨디 및 디브이디(CD/DVD) 겸용 광픽업, 또는 디브이디 및 비디(DVD/BD) 겸용 광픽업 등과 같은 다양한 유형의 멀티 광픽업에 적용될 수 있다. The present invention can be applied to a multi-optic pickup for selectively firing any one of laser beams of different wavelengths. For example, a CD and DVD combined optical pickup, or a DVD and BD It can be applied to various types of multi optical pickups such as a combined optical pickup.
한편, 본 발명에 따른 멀티 광픽업에는, 예를 들어, 제1 파장의 레이저 빔을 메인 빔과 서브 빔들로 분리하기 위한 제1 격자 영역과, 제2 파장의 레이저 빔을 메인 빔과 서브 빔들로 분리하기 위한 제2 격자 영역이, 중앙을 기준으로 양분된 간단한 구조의 그레이팅이 사용되는 데, 본 발명에서는, 이를 하프 그레이팅(Half Grating)이라고 명명한다. Meanwhile, the multi-optic pickup according to the present invention includes, for example, a first grating region for separating a laser beam of a first wavelength into a main beam and sub beams, and a laser beam of a second wavelength into a main beam and sub beams. A simple grating is used, in which the second grating region for separation is divided with respect to the center, and in the present invention, this is called half grating.
그리고, 상기 하프 그레이팅이 사용되는 멀티 광픽업으로서, 예를 들어, 씨디 및 디브이디(CD/DVD) 겸용 광픽업을 실시예로 하여, 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다. As a multi-optical pickup using the half grating, for example, a CD and DVD (CD / DVD) combined optical pickup will be described in detail.
도 5는, 본 발명에 따른 멀티 광픽업에 대한 실시예를 도시한 것으로, 상기 멀티 광픽업에는, 예를 들어, 대물렌즈(21), 콜리메이터 렌즈(22), 빔 스플리터(23), 하프 그레이팅(34), 멀티 레이저 다이오드(25), 멀티 포토 디텍터(26), 그리고 액츄에이터(27) 등이 포함 구성된다. 5 shows an embodiment of the multi-optical pickup according to the present invention. The multi-optic pickup includes, for example, an
그리고, 상기 멀티 레이저 다이오드(25)는, 발광소자로서, 광디스크의 유형에 대응되는 고유의 레이저 빔을 선택적으로 발사하게 되는 데, 예를 들어, 상기 멀티 레이저 다이오드(25)가, 씨디 및 디브이디 겸용 레이저 다이오드(CD/DVD-LD)인 경우, 씨디용 785nm 파장의 적색 레이저 빔, 또는 디브이디용 660nm 파장의 적색 레이저 빔 중 어느 하나를 선택적으로 발사하게 된다. In addition, the
또한, 상기 멀티 포토 디텍터(26)는, 상기 멀티 레이저 다이오드(25)에 의해 발사되는 레이저 빔들의 종류에 대응되는 복수의 포토 디텍터들이 일체로 구성되는 데, 예를 들어, 상기 멀티 레이저 다이오드(25)가, 씨디 및 디브이디 겸용 포토 디텍터(CD/DVD-PD)인 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 씨디용 포토 디텍터(예: PD1=CD-PD)와 디브이디용 포토 디텍터(예: PD2=DVD-PD)가 일체로 구성된다. In addition, the
한편, 상기 하프 그레이팅(34)은, 예를 들어, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 파장의 레이저 빔을 메인 빔과 서브 빔들로 분리하기 위한 제1 격자 영역(Area1)과, 제2 파장의 레이저 빔을 메인 빔과 서브 빔들로 분리하기 위한 제2 격자 영역(Area2)이, 중앙을 기준으로 양분된 간단한 구조로 제작된다. On the other hand, the half grating 34, for example, as shown in Figure 5, the first grating area (Area1) and the second wavelength for separating the laser beam of the first wavelength into the main beam and the sub-beams, The second grating area (Area2) for separating the laser beam into the main beam and the sub beams is manufactured in a simple structure divided into two centers.
그리고, 상기 제1 격자 영역에 형성된 격자들과, 상기 제2 영역에 형성된 격자들은, 서로 다른 간격과 기울기를 갖는데, 예를 들어, 상기 제1 격자 영역(Area1)이, 디브이디용 660nm 파장의 적색 레이저 빔을, 메인 빔과 서브 빔들로 분리하고, 상기 제2 격자 영역(Area2)이, 씨디용 785nm 파장의 적색 레이저 빔을, 메인 빔과 서브 빔들로 분리하는 경우, 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제1 격자 영역(Area1)에 형성된 격자들은, 상기 제2 격자 영역(Area2)에 형성된 격자들 보다 배열 간격이 더 조밀하게 형성된다. In addition, the gratings formed in the first grating region and the gratings formed in the second region have different intervals and inclinations. For example, the first grating region Area1 has a red color of 660 nm wavelength for DVD. When the laser beam is separated into the main beam and the sub beams, and the second grating area Area2 separates the red laser beam of the 785 nm wavelength for the CD into the main beam and the sub beams, as shown in FIG. 5. The lattice formed in the first lattice area Area1 is formed more densely than the lattice formed in the second lattice area Area2.
또한, 상기 제1 격자 영역(Area1)에 형성된 격자들은, 상기 제2 격자 영역(Area2)에 형성된 격자들 보다 기울기의 각도가 더 크게 형성되는 데, 그 이유는, 도 6에 도시한 바와 같이, 디브이디의 트랙 피치(예: DVD_Track Pitch=0.74um)가, 씨디의 트랙 피치(예: CD_Track Pitch 1.64um) 보다 더 좁기 때문이다. In addition, the gratings formed in the first grating area Area1 have a larger angle of inclination than those of the gratings formed in the second grating area Area2, as shown in FIG. 6. This is because the track pitch of the DVD (eg DVD_Track Pitch = 0.74um) is narrower than the track pitch of the CD (eg CD_Track Pitch 1.64um).
한편, 상기와 같이 제작되는 하프 그레이팅(34)은, 상기 멀티 레이저 다이오드(25)의 앞에 설치되되, 예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이, 디브이디용 레이저 빔과 씨디용 레이저 빔이 서로 중첩되지 않는 광 경로 상의 특정 위치에 설치된다. Meanwhile, the half grating 34 manufactured as described above is installed in front of the
그리고, 상기 특정 위치는, 디브이디용 레이저 빔이, 하프 그레이팅의 제1 격자 영역(Area1)에 한하여 입사되고, 씨디용 레이저 빔이, 하프 그레이팅의 제2 격자 영역(Area2)에 한하여 입사되는 멀티 레이저 다이오드(25)와의 이격 거리(d)로 결정되어야 한다. The specific position is a multi-laser in which the DVD laser beam is incident only in the first grating region Area1 of the half grating, and the CD laser beam is incident only in the second grating region Area2 of the half grating. The distance d with the
예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이, 디브이디용 레이저 빔이 발사될 때, 하프 그레이팅(34)의 제1 격자 영역(Area1)과 디브이디용 레이저 다이오드(DVD_LD) 간의 이격 거리를 yDVD라고 하고, 상기 디브이디용 레이저 빔이 투과하는 제1 격자 영역의 유효 반경을 xDVD라고 하면, 다음과 같은 수식 (1)을 유도할 수 있게 된다.For example, as shown in FIG. 8, when the laser beam for DVD is fired, the separation distance between the first grating region Area1 of the half grating 34 and the laser diode for DVD_LD is y DVD . If the effective radius of the first grating region through which the DVD laser beam is transmitted is x DVD , the following Equation (1) can be derived.
.. 수식(1) .. Formula (1)
여기서, fCL _ DVD는, 디브이디용 레이저 다이오드(DVD_LD)에서 콜리메이터 렌즈(CL)까지의 초점 거리(예: fCL _ DVD=16mm)이고, NAOL _ DVD는, 디브이디 대물렌즈의 개구수(예: NAOL_DVD=0.65)이고, fOL _ DVD는, 디브이디 대물렌즈에서 디브이디 기록 층까지의 초점 거리(예: 3.22mm)이다. Here, f CL _ DVD is a focal length from the laser diode for DVD (DVD_LD) to the collimator lens CL (for example, f CL _ DVD = 16 mm), and NA OL _ DVD is the numerical aperture of the DVD objective lens ( Example: NA OL_DVD = 0.65), and f OL _ DVD is the focal length (e.g., 3.22 mm) from the DVD objective to the DVD recording layer.
한편, 널리 알려진 바와 같이, 대물렌즈의 개구수는, NA=nSinθ이므로, 예를 들어, 도 8의 경우, NAOL_DVD=nSinb=n(a/fOL_DVD)이 되며, 여기서 공기의 귤절율 n=1로 가정하면, 결국 a=fOL _ DVD ×NAOL _ DVD가 되는 데, 이는 디브이디 대물렌즈의 중앙에서 디브이디 기록 층까지의 초점 거리(fOL _ DVD)와, 디브이디 대물렌즈의 우측에서 디브이디 기록 층까지의 초점 거리(c)가 실질적으로 동일하기 때문이다. On the other hand, as is widely known, since the numerical aperture of the objective lens is NA = nSinθ, for example, in the case of FIG. 8, NA OL_DVD = nSinb = n (a / f OL_DVD ), where n is the regulation ratio of air. Assuming 1, eventually a = f OL _ DVD X NA OL _ DVD , which is the focal length f OL _ DVD from the center of the DVD objective to the DVD recording layer and the focal length c from the right side of the DVD objective to the DVD recording layer. Because it is the same.
따라서, yDVD : xDVD = fCL _ DVD : a = fCL _ DVD : (fOL _ DVD ×NAOL _ DVD)가 되므로, 이를 정리하면, 상기와 같은 수식 (1)을 유도할 수 있게 된다. Thus, y DVD : x DVD = f CL _ DVD : a = f CL _ DVD : (f OL _ DVD Since xNA OL _ DVD ), the above formula (1) can be derived.
그리고, 도 9에 도시한 바와 같이, 씨디용 레이저 빔이 발사될 때, 하프 그레이팅(34)의 제2 격자 영역(Area2)과 씨디용 레이저 다이오드(CD_LD) 간의 이격 거리를 yCD라고 하고, 상기 씨디용 레이저 빔이 투과하는 제2 격자 영역의 유효 반경을 xCD라고 하면, 다음과 같은 수식 (2)을 유도할 수 있게 된다.As shown in FIG. 9, when the CD laser beam is emitted, the separation distance between the second grating area Area2 of the half grating 34 and the CD laser diode CD_LD is y CD . If the effective radius of the second grating region through which the laser beam for CD is transmitted is x CD , the following equation (2) can be derived.
.. 수식(2) .. Formula (2)
여기서, fCL _ CD는, 씨디용 레이저 다이오드(CD_LD)에서 콜리메이터 렌즈(CL)까지의 초점 거리(예: fCL_CD=16.1mm)이고, NAOL _ CD는, 씨디 대물렌즈의 개구수(예: NAOL_CD=0.53)이고, fOL _ CD는, 씨디 대물렌즈에서 씨디 기록 층까지의 초점 거리(예: 3.24mm)이다.Here, f CL _ CD, the focal length of the CD laser diode (CD_LD) for up to a collimator lens (CL) (for example: f CL_CD = 16.1mm) and, NA OL _ CD has a numerical aperture of the CD objective lens (for example, : NA OL_CD = 0.53), and f OL _ CD is the focal length (eg, 3.24 mm) from the CD objective to the CD recording layer.
한편, 전술한 바와 같이, 대물렌즈의 개구수는, NA=nSinθ이므로, 예를 들어, 도 9의 경우, NAOL_CD=nSinf=n(e/fOL_CD)이 되며, 여기서 공기의 귤절율 n=1로 가정하면, 결국 e=fOL _ CD ×NAOL _ CD가 되는 데, 이는 씨디 대물렌즈의 중앙에서 씨디 기록 층까지의 초점 거리(fOL _ CD)와, 씨디 대물렌즈의 좌측에서 씨디 기록 층까지의 초점 거리(g)가 실질적으로 동일하기 때문이다. On the other hand, as described above, since the numerical aperture of the objective lens is NA = nSinθ, for example, in the case of FIG. 9, NA OL_CD = nSinf = n (e / f OL_CD ), where n is the regulation ratio of air. Assuming 1, eventually e = f OL _ CD X NA OL _ CD , which is essentially the focal length (f OL _ CD ) from the center of the CD objective to the CD recording layer and the focal length (g) from the left side of the CD objective to the CD recording layer. Because it is the same.
따라서, yCD : xCD = fCL _ CVD : e = fCL _ CD : (fOL _ CD ×NAOL _ CD)가 되므로, 이를 정리하면, 상기와 같은 수식 (2)을 유도할 수 있게 된다. Thus, y CD : x CD = f CL _ CVD : e = f CL _ CD : (f OL _ CD X NA OL _ CD ), so that the above formula (2) can be derived.
한편, 상기 xDVD와 xCD의 합은, 디브이디 레이저 다이오드(DVD_LD)와 씨디 레이저 다이오드(CD_LD)의 물리적 이격 거리가 되므로, 예를 들어, 도 8 또는 도 9에 도시한 바와 같이, xDVD+xCD=0.11mm가 되고, 상기 yDVD와 yCD은, 하프 그레이팅(34)과 멀티 레이저 다이오드(25) 간의 이격 거리(d)로서, 서로 동일한 값이 된다. On the other hand, the sum of the x DVD and x CD is the physical separation distance between the DVD laser diode (DVD_LD) and the CD laser diode (CD_LD), for example, as shown in Fig. 8 or 9, x DVD + x CD = 0.11 mm, and y DVD and y CD are equal to each other as the distance d between the half grating 34 and the
따라서, 상기 수식 (1)과 수식 (2), 그리고 xDVD+xCD=0.11mm와, yDVD=yCD=d의 조건들을 만족하는 yDVD 또는 yCD을 연산하면, 도 7에 도시한 바와 같이, 디브이디용 레이저 빔과 씨디용 레이저 빔이 서로 중첩되지 않는 광 경로 상의 특정 위치(d)의 값은, d=463um로 산출된다. Accordingly, y DVD satisfying the above formulas (1) and equation (2), and a DVD + x CD x = 0.11mm and, y = y DVD condition of d = CD Alternatively, when y CD is calculated, the value of the specific position d on the optical path in which the DVD laser beam and the CD laser beam do not overlap with each other is calculated as d = 463 um.
한편, 상기 하프 그레이팅(34)은, 예를 들어, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 특정 위치(d) 보다, 멀티 레이저 다이오드(25)에 더 근접 설치될 수도 있다.
Meanwhile, the half grating 34 may be installed closer to the
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
Or more, preferred embodiments of the present invention described above, for the purpose of illustration, those skilled in the art, within the technical spirit and the technical scope of the present invention disclosed in the appended claims below, to further improve various other embodiments Changes, substitutions or additions will be possible.
10 : 광디스크 11 : 대물렌즈
12 : 콜리메이터 렌즈 13 : 빔 스플리터
14 : 그레이팅 15 : 레이저 다이오드
16: 포토 디텍터 17 : 액츄에이터
21 : 대물렌즈 22 : 콜리메이터 렌즈
23 : 빔 스플리터 24 : 멀티 그레이팅
25 : 멀티 레이저 다이오드 26: 멀티 포토 디텍터
27 : 액츄에이터 34 : 하프 그레이팅 10 optical disc 11 objective lens
12 collimator lens 13 beam splitter
14
16: Photo detector 17: Actuator
21: objective lens 22: collimator lens
23
25: multi-laser diode 26: multi-photo detector
27: Actuator 34: Half Grating
Claims (6)
상기 발사되는 레이저 빔을 메인 빔과 제1 및 제2 서브 빔들로 분리하기 위한 격자소자를 포함하여 구성되는 멀티 광픽업에 있어서,
상기 격자소자는, 상기 제1 파장의 레이저 빔을 분리하기 위한 제1 격자 영역과, 상기 제2 파장의 레이저 빔을 분리하기 위한 제2 격자 영역으로 양분되고,
상기 발광소자의 앞에 설치되되, 상기 제1 파장의 레이저 빔과 제2 파장의 레이저 빔이 중첩되기 이전의 광 경로의 특정 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 멀티 광픽업. A light emitting device for emitting one of the laser beam of the first wavelength and the laser beam of the second wavelength;
In the multi-optical pickup comprising a grating element for separating the emitted laser beam into the main beam and the first and second sub-beams,
The grating element is divided into a first grating region for separating the laser beam of the first wavelength and a second grating region for separating the laser beam of the second wavelength,
It is provided in front of the light emitting element, the multi-optical pickup, characterized in that installed in a specific position of the optical path before the laser beam of the first wavelength and the laser beam of the second wavelength overlap.
상기 제1 격자 영역에 형성된 격자들의 간격 및 기울기는, 상기 제2 격자 영역에 형성된 격자들의 간격 및 기울기와 다르게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 광픽업. The method of claim 1,
The spacing and the slope of the gratings formed in the first grating region are different from the spacing and the slope of the gratings formed in the second grating region.
상기 격자소자가 설치되는 광 경로의 특정 위치는, 상기 제1 파장의 레이저 빔과 제2 파장의 레이저 빔이 중첩되기 직전의 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 멀티 광픽업. The method of claim 1,
The specific position of the optical path in which the grating element is provided is provided at a position just before the laser beam of the first wavelength and the laser beam of the second wavelength are overlapped.
상기 제1 격자 영역은, 디브이디용 레이저 빔을 분리하고, 상기 제2 격자 영역은, 씨디용 레이저 빔을 분리하는 것을 특징으로 하는 멀티 광픽업. The method of claim 1,
The first grating region separates the laser beam for the DVD, and the second grating region separates the laser beam for the CD.
상기 제1 격자 영역에는, 상기 제2 격자 영역에 비해, 더 조밀한 간격 및 더 큰 각도의 기울기로 다수의 격자들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 광픽업. The method of claim 4, wherein
And a plurality of gratings are formed in the first grating area at a denser interval and a larger angle of inclination than the second grating area.
상기 격자소자가 설치되는 특정 위치는, 다음 수식에 의해 산출되며,
,
여기서, fCL _ DVD는, 디브이디 발광소자에서 콜리메이터 렌즈까지의 초점 거리, NAOL _ DVD는, 디브이디 대물렌즈의 개구수, fOL _ DVD는, 디브이디 대물렌즈에서 디브이디 기록 층까지의 초점 거리이고,
fCL _ CD는, 씨디 발광소자에서 콜리메이터 렌즈까지의 초점 거리, NAOL _ CD는, 씨디 대물렌즈의 개구수, fOL_CD는, 씨디 대물렌즈에서 씨디 기록 층까지의 초점 거리이고,
xDVD는, 디브이디용 레이저 빔이 투과되는 제1 격자 영역의 반지름, xCD는, 씨디용 레이저 빔이 투과되는 제2 격자 영역의 반지름, xDVD+xCD는 디브이디 발광소자와 씨디 발광소자 간의 물리적 이격 거리, 그리고 yDVD와 yCD는 동일한 값으로, 상기 격자소자가 설치되는 특정 위치인 것을 특징으로 하는 멀티 광픽업. The method of claim 4, wherein
The specific position where the grating element is installed is calculated by the following equation,
,
Where f CL _ DVD is the focal length from the DVD light emitting element to the collimator lens, NA OL _ DVD is the numerical aperture of the DVD objective lens, and f OL _ DVD is the focal length from the DVD objective lens to the DVD recording layer. ,
f CL _ CD is the focal length from the CD emitting element to the collimator lens, NA OL _ CD is the numerical aperture of the CD objective lens, f OL_CD is the focal length from the CD objective lens to the CD recording layer,
x DVD is the radius of the first lattice region through which the laser beam for DVD is transmitted, x CD is the radius of the second lattice region through which the CD laser beam is transmitted, and x DVD + x CD is the distance between the DVD light emitting element and the CD light emitting element. The physical separation distance, and y DVD and y CD are the same value, characterized in that the particular location where the grating element is installed.
Priority Applications (1)
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KR1020100016473A KR20110096914A (en) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Multi optical pick up |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020100016473A KR20110096914A (en) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Multi optical pick up |
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