KR20110113530A - 광 픽업 장치 - Google Patents

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KR20110113530A
KR20110113530A KR1020100032977A KR20100032977A KR20110113530A KR 20110113530 A KR20110113530 A KR 20110113530A KR 1020100032977 A KR1020100032977 A KR 1020100032977A KR 20100032977 A KR20100032977 A KR 20100032977A KR 20110113530 A KR20110113530 A KR 20110113530A
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서은성
이상훈
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엘지이노텍 주식회사
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    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector

Abstract

본 발명은 광 픽업 장치에 관한 것이다.
즉, 본 발명의 광 픽업 장치는 파장이 다른 빔을 출사하는 제 1과 2 광원과; 상기 제 1과 2 광원에서 출사된 빔을 회절시키는 회절소자와; 상기 회절소자에서 회절된 빔을 투과시키고 기록매체에서 반사된 빔을 반사시키는 빔 스프리터(Beam splitter)와; 상기 빔 스프리터에서 투과된 빔을 일정 방향으로 평행하게 진행시키는 콜리메이터 렌즈와; 상기 콜리메이터 렌즈를 투과한 빔을 기록매체에 집광시키는 대물렌즈와; 상기 빔 스프리터에서 반사된 빔을 검출하는 광센서를 포함하며, 상기 제 1과 2 광원에서 출사된 빔은 상기 회절소자에 소정 각도로 입사되고, 상기 회절소자는 상기 제 1과 2 광원에서 출사된 빔을 상기 기록매체의 기록면에 초점이 맺히는 경로로 회절시킨다.

Description

광 픽업 장치 { Optical pickup apparatus }
본 발명은 장치의 크기를 축소시킬 수 있는 광 픽업 장치에 관한 것이다.
광 픽업 장치는 컴팩트 디스크 플레이어(CDP), 디지털 다기능 디스크 플레이어(DVDP), CD-ROM 드라이버, DVD-ROM 등에 채용되어 비접촉식으로 기록매체에 정보의 기록/재생을 수행한다.
데이터를 기록하는 경우, 광 픽업은 광디스크의 표면에 있는 레이저 빔을 조사하여 피트를 형성한다.
또한, 기록된 데이터를 재생하는 경우, 광픽업은 광디스크에 형성된 피트 정보를 광학적으로 독출하여 전기적 신호로 출력한다.
이를 위해 광 픽업은 레이저 빔을 조사하는 레이저 다이오드, 회절격자, 레이저 빔의 편향조절을 위한 빔 스플리터, 광경로 형성을 위한 다수의 렌즈, 신호검출을 위한 센서 등 다수의 광학소자로 이루어진다.
고밀도 기록/재생이 가능한 광 픽업 장치는 그 호환성을 위하여 DVD 뿐만 아니라 CD 등에도 정보의 기록/재생이 가능하여야 한다.
그런데, DVD의 두께는 기구적인 디스크 기울기 허용오차와 대물렌즈 개구수 등으로 인하여 CD의 두께와 다른 규격으로 표준화되어 있다.
CD의 두께는 1.2mm인 반면 DVD는 0.6mm이다. 또한 재생 광원의 파장에 있어서도 CD는 780nm로, 반면 DVD는 650nm로 표준화되어 있다.
이와 같은 차이점에 의해 통상의 CDP로는 DVD에 기록된 정보의 재생이 불가능하므로 기존의 CD에도 호환성을 갖는 DVD용 광픽업장치의 개발이 요구된다.
본 발명은 장치의 크기를 축소시킬 수 있는 과제를 해결하는 것이다.
본 발명은,
파장이 다른 빔을 출사하는 제 1과 2 광원과;
상기 제 1과 2 광원에서 출사된 빔을 회절시키는 회절소자와;
상기 회절소자에서 회절된 빔을 투과시키고 기록매체에서 반사된 빔을 반사시키는 빔 스프리터(Beam splitter)와;
상기 빔 스프리터에서 투과된 빔을 일정 방향으로 평행하게 진행시키는 콜리메이터 렌즈와;
상기 콜리메이터 렌즈를 투과한 빔을 기록매체에 집광시키는 대물렌즈와;
상기 빔 스프리터에서 반사된 빔을 검출하는 광센서를 포함하며,
상기 제 1과 2 광원에서 출사된 빔은 상기 회절소자에 소정 각도로 입사되고, 상기 회절소자는 상기 제 1과 2 광원에서 출사된 빔을 상기 기록매체의 기록면에 초점이 맺히는 경로로 회절시키는 회절 소자를 이용한 광 픽업 장치가 제공된다.
본 발명의 실시예의 광 픽업 장치는 빔 콤바인더가 구비되어 있지 않고, 회절 소자로 구성하여 장치의 크기를 축소시킬 수 있는 효과가 있다.
또, 본 발명의 광 픽업 장치는 CD(Compact Disc), DVD(Digital Versatile Disc), HD-DVD(High Definition DVD), BD(Blueray Disc) 등과 같은 여러 종류의 고밀도 기록매체를 호환하여 정보를 기록 및/또는 재생할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회절 소자를 이용한 광 픽업 장치의 개략적인 구성도
도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시예에 적용된 회절 소자의 일례를 설명하기 위한 개략적인 단면도
도 3은 본 발명의 실시예에 적용된 회절 소자에서 광이 회절되는 원리를 설명하기 위한 개략적인 개념도
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 광 픽업 장치의 개략적인 구성도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 회절 소자를 이용한 광 픽업 장치의 개략적인 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 회절 소자를 이용한 광 픽업 장치는 파장이 다른 빔을 출사하는 제 1과 2 광원(100,110)과; 상기 제 1과 2 광원(100,110)에서 출사된 빔을 회절시키는 회절소자(120)와; 상기 회절소자(120)에서 회절된 빔을 투과시키고 기록매체(161,160)에서 반사된 빔을 반사시키는 빔 스프리터(Beam splitter)(130)와; 상기 빔 스프리터(130)에서 투과된 빔을 일정 방향으로 평행하게 진행시키는 콜리메이터 렌즈(140)와; 상기 콜리메이터 렌즈(140)를 투과한 빔을 기록매체(160)에 집광시키는 대물렌즈(150)와; 상기 빔 스프리터(130)에서 반사된 빔을 검출하는 광센서(170)를 포함하며, 상기 제 1과 2 광원(100,110)에서 출사된 빔은 상기 회절소자(120)에 소정 각도로 입사되고, 상기 회절소자(120)는 상기 제 1과 2 광원(100,110)에서 출사된 빔을 상기 기록매체(160)의 기록면에 초점이 맺히는 경로로 회절시키다.
이렇게 구성된 광 픽업 장치는 상기 제 1과 2 광원(100,110) 각각은 파장이 다른 빔을 출사하고, 상기 제 1과 2 광원(100,110)에서 출사된 빔을 상기 회절소자(120)에서 회절시킨다.
상기 회절소자(120)에서 회절된 빔은 상기 빔 스프리터(130)에서 투과되고, 상기 콜리메이터 렌즈(140)에서 평행하게 되며, 상기 대물렌즈(150)를 통하여 기록매체(160,161)의 기록면에 초점이 맺히게 된다.
상기 기록매체(160,161)의 기록면에서 초점이 맺힌 빔은 상기 기록매체(160,161)의 기록면에서 반사된다.
상기 기록매체(160,161)에서 반사된 빔은 상기 대물렌즈(150)에서 집광되고, 상기 콜리메이터 렌즈(140)를 투과하여 상기 빔 스프리터(130)에서 반사되어 상기 광센서(170)로 입사된다.
상기 광센서(170)는 입사된 빔으로 상기 기록매체(160,161)의 기록면에 기록된 정보를 판독하게 되는 것이다.
한편, 상기 기록매체(160,161)는 CD(Compact Disc), DVD(Digital Versatile Disc), HD-DVD(High Definition DVD), BD(Blueray Disc) 중 하나로 적용될 수 있다.
이들 기록매체(160,161)는 상기 대물렌즈(150)의 개구수(NA: Numerical Aperture) 또는 광의 파장에 따라, CD, DVD, HD-DVD, BD 등으로 분류할 수 있다.
최근, 고화질 동영상 처리에 대한 수요가 증가함에 따라 광디스크의 데이터 저장 용량도 대용량으로 요구되고 있으며, 고화질 비디오 데이터와 고음질의 오디오 데이터를 장시간 기록, 저장할 수 있는 고밀도의 재기록 가능한 기록매체가 선보이고 있다.
CD는 780nm의 파장의 광과 개구수(NA) 0.45 또는 0.5인 대물렌즈를 이용하여 정보의 기록 및/또는 재생이 이루어지도록 하는 광저장 미디어이고, DVD는 650nm의 파장의 광과 개구수(NA) 0.6 또는 0.65인 대물렌즈를 이용하여 정보의 기록 및/또는 재생이 이루어지도록 하는 광저장 미디어이다.
그리고, 고화질 DVD(HD-DVD)라 불리는 ADO(Advanced Optical Disc)는 405nm 파장의 광을 사용하고 DVD와 같은 개구수의 대물 렌즈를 이용하여 정보의 기록 및/또는 재생이 이루어지도록 하는 기록매체이다.
또, BD는 405nm 파장의 광과 개구수 0.85인 대물렌즈를 이용하여 정보의 기록 및/또는 재생이 이루어지도록 하는 기록매체로서, 약 25GB 정도의 높은 기록 용량을 갖는다.
따라서, 본 발명의 광 픽업 장치는 CD, DVD, HD-DVD, BD 등과 같은 여러 종류의 고밀도 기록매체를 호환하여 정보를 기록 및/또는 재생할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 제 1과 2 광원(100,110)은 레이저 다이오드(Laser Diode)가 적용된다.
그리고, 상기 제 1과 2 광원(100,110) 각각은 405nm 파장의 광을 출사하는 광원, 650nm 파장의 광을 출사하는 광원, 780nm 파장의 적외선을 출사하는 광원 중 하나로 적용될 수 있다.
예컨대, 상기 기록 매체 '160'이 DVD이고, 상기 기록매체 '161'이 CD인 경우, 상기 광원 '100'은 650nm 파장의 가시광을 출사하는 광원이고, 상기 광원 '110'은 780nm 파장의 적외선을 출사하는 광원이 적용된다.
그리고, 상기 기록 매체 '160'이 BD이고, 상기 기록매체 '161'이 DVD인 경우, 상기 광원 '100'은 405nm 파장의 광을 출사하는 광원이고, 상기 광원 '110'은 650nm 파장의 광원이 적용된다.
또, 본 발명의 광 픽업 장치에 적용된 제 1과 2 광원(100,110)은 CD용 광원, DVD용 광원, HD-DVD용 광원, BD용 광원 중 둘로 이루어진 한 쌍으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 회절소자(120)는 SBG(Switchable Bragg Grating) 소자로 구현될 수도 있다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시예에 적용된 회절 소자의 일례를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
전술된 바와 같이, 본 발명의 광픽업 장치는 광원들에서 출사된 빔을 기록매체의 기록면에 초점이 맺히는 광학계의 경로로 진행되도록 회절소자(120)에서 회절시킨다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 회절소자(120)는 제 1 전극(123)이 형성된 제 1 투명 기판(121)과; 제 2 전극(124)이 형성된 제 2 투명 기판(122)과; 상기 제 1 투명 기판(121)과 상기 제 2 투명 기판(122) 사이에 충진된 액정(Liquid Crystal)층(125)으로 구성할 수 있다.
이 회절소자(120)는 상기 제 1 전극(123)과 상기 제 2 전극(124)으로 전원이 인가되면, 상기 액정층(125)의 액정분자의 배향상태에 따라 정렬되거나, 정렬되는 방향이 변경되어 특정 방향으로 입사된 광을 투과시키거나 투과시키지 못할 수 있다.
즉, 도 2a와 같이, 상기 제 1 전극(123)과 상기 제 2 전극(124)으로 전원이 인가되지 않은 상태에서 상기 제 1 투명 기판(121)으로 입사되는 광 'A1'은 상기 액정층(125)에서 회절되어 입사방향과 다른 방향으로 상기 제 2 투명 기판(122)을 투과하여 진행하게 된다.
그리고, 도 2b와 같이, 상기 제 1 전극(123)과 상기 제 2 전극(124)으로 전원이 인가된 상태에서는 상기 제 1 투명 기판(121)으로 입사되는 광 'A2'는 상기 액정층(125)에서 회절되지 않아 입사방향과 동일한 방향으로 진행하여 상기 제 2 투명 기판(122)을 투과하게 된다.
그러므로, 본 발명의 광픽업 장치는 상기 회절소자(120)를 이용하여 광원들에서 출사된 빔을 기록매체의 기록면에 초점이 맺히는 광학계의 경로로 진행시킬 수 있는 것이다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 광원들에서 출사된 빔(B,C)이 회절소자(120)에 소정 각도로 입사되면, 상기 회절소자(120)는 상기 광원들에서 출사된 빔(B,C)을 회절시켜 기록매체의 기록면에 초점이 맺히는 광학계의 경로로 진행시키게 된다.
한편, 광원들이 두 개인 경우, 두 광원들 사이의 각도는 상기 회절소자(120)의 회절각에 의해 결정되는 것이다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 광 픽업 장치의 개략적인 구성도이다.
본 발명의 비교예에 따른 광 픽업 장치는 파장이 다른 빔을 출사하는 제 1과 2 광원들(200,210)과; 상기 제 1 광원들(200)에서 출사된 빔을 반사시키고, 상기 제 2 광원(210)에서 출사된 빔을 투과시키는 빔 콤바인더(230)와; 상기 빔 콤바인더(230)에서 출사된 빔을 투과시키고 디스크(270,271)에서 반사된 빔을 반사시키는 빔 스프리터(240)와; 상기 빔 스프리터(240)에서 투과된 빔을 일정 방향으로 평행하게 진행시키는 콜리메이터 렌즈(250)와; 상기 콜리메이터 렌즈(250)를 투과한 빔을 상기 디스크(270,271)에 집광시키는 대물렌즈(260)와; 상기 빔 스프리터(240)에서 반사된 빔을 검출하는 광센서(280)를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 제 1과 2 광원들(200,210)과 상기 빔 콤바인더(230) 사이에는 회절 그레이팅(Diffractive grating) 소자(221,222)가 위치되어 있고, 이 회절 그레이팅 소자(221,222)는 원하는 디스크(270,271) 영역의 정보를 얻는데 사용된다.
그러므로, 비교예의 광 픽업 장치는 상기 빔 콤바인더(230)에서 상기 제 1 광원들(200)에서 출사된 빔을 반사시키고, 상기 제 2 광원(210)에서 출사된 빔을 투과시킨다.
그리고, 상기 빔 콤바인더(230)에서 출사된 빔은 빔 스프리터(240)에서 투과되고, 상기 빔 스프리터(240)에서 투과된 빔은 상기 콜리메이터 렌즈(250)에서 평행하게 되고, 상기 대물렌즈(260)를 통하여 상기 디스크(270,271)의 기록면에 초점이 맺히게 된다.
그 다음, 상기 디스크(270,271)의 기록면에서 빔이 반사되고, 상기 대물렌즈(260)에서 집광 및 상기 콜리메이터 렌즈(250)를 투과되고, 상기 빔 스프리터(240)에서 반사되어 상기 광센서(280)로 입사되어서, 상기 디스크(270,271)의 기록면에 기록된 정보를 판독하는 것이다.
따라서, 본 발명의 비교예의 광 픽업 장치는 빔 콤바인더가 구비되어 있어 장치의 크기가 커지는 단점이 있으며, 본 발명의 실시예의 광 픽업 장치는 비교예의 빔 콤바인더가 구비되어 있지 않아 장치의 크기를 축소시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

  1. 파장이 다른 빔을 출사하는 제 1과 2 광원과;
    상기 제 1과 2 광원에서 출사된 빔을 회절시키는 회절소자와;
    상기 회절소자에서 회절된 빔을 투과시키고 기록매체에서 반사된 빔을 반사시키는 빔 스프리터(Beam splitter)와;
    상기 빔 스프리터에서 투과된 빔을 일정 방향으로 평행하게 진행시키는 콜리메이터 렌즈와;
    상기 콜리메이터 렌즈를 투과한 빔을 기록매체에 집광시키는 대물렌즈와;
    상기 빔 스프리터에서 반사된 빔을 검출하는 광센서를 포함하며,
    상기 제 1과 2 광원에서 출사된 빔은 상기 회절소자에 소정 각도로 입사되고, 상기 회절소자는 상기 제 1과 2 광원에서 출사된 빔을 상기 기록매체의 기록면에 초점이 맺히는 경로로 회절시키는 회절 소자를 이용한 광 픽업 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1과 2 광원의 사이의 각도는 상기 회절소자의 회절각에 의해 결정되는 회절 소자를 이용한 광 픽업 장치.

  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 회절소자는,
    제 1 전극이 형성된 제 1 투명 기판과;
    제 2 전극이 형성된 제 2 투명 기판과;
    상기 제 1 투명 기판과 상기 제 2 투명 기판 사이에 충진된 액정(Liquid Crystal)층을 포함하는 회절 소자를 이용한 광 픽업 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 기록매체는,
    CD(Compact Disc), DVD(Digital Versatile Disc), HD-DVD(High Definition DVD), BD(Blueray Disc) 중 하나인 회절 소자를 이용한 광 픽업 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1과 2 광원 각각은,
    405nm 파장의 광을 출사하는 광원, 650nm 파장의 광을 출사하는 광원, 780nm 파장의 적외선을 출사하는 광원 중 하나인 회절 소자를 이용한 광 픽업 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1과 2 광원은,
    CD용 광원, DVD용 광원, HD-DVD용 광원, BD용 광원 중 두 개로 이루어져 있으며,
    상기 두 개의 광원들 사이의 각도는 상기 회절소자의 회절각에 의해 결정 되는 회절 소자를 이용한 광 픽업 장치.












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