KR100712896B1

KR100712896B1 - Optical pickup unit for compensating spherical aberration and optical recording/reproducing apparatus

Info

Publication number: KR100712896B1
Application number: KR1020060012896A
Authority: KR
Inventors: 김의열; 이종국; 조진일; 박경의; 이용재; 유병열
Original assignee: 도시바삼성스토리지테크놀러지코리아 주식회사
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2007-05-02

Abstract

2층 구조의 광디스크에서 구면수차 보상을 위한 광픽업 장치 및 상기 광픽업 장치를 이용한 광기록/재생 장치를 개시한다. 본 발명의 한 유형에 따른 광픽업 장치는, 광을 방출하는 광원; 전기적 제어에 따라 입사광을 제 1 편광광 또는 제 2 편광광으로 변환시키는 편광 스위치; 제 1 편광광과 제 2 편광광의 진행 경로를 분리하기 위한 광경로분리수단; 제 1 편광광을 콜리메이팅하기 위한 제 1 콜리메이팅 렌즈; 제 2 편광광을 콜리메이팅하기 위한 제 2 콜리메이팅 렌즈; 콜리메이팅된 제 1 편광광과 제 2 편광광의 진행 경로를 일치시키기 위한 광경로변경수단; 및 입사광을 포커싱하여 광디스크 상에 광스폿을 형성하는 대물렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An optical pickup apparatus for spherical aberration compensation in a two-layer optical disk and an optical recording / reproducing apparatus using the optical pickup apparatus are disclosed. An optical pickup apparatus according to one type of the present invention includes a light source for emitting light; A polarization switch for converting incident light into first polarized light or second polarized light according to electrical control; Optical path separating means for separating a traveling path of the first polarized light and the second polarized light; A first collimating lens for collimating the first polarized light; A second collimating lens for collimating the second polarized light; Optical path changing means for matching a traveling path of the collimated first polarized light and the second polarized light; And an objective lens for focusing the incident light to form an optical spot on the optical disc.

Description

구면수차 보상을 위한 광픽업 장치 및 상기 광픽업 장치를 이용한 광기록/재생 장치{Optical pickup unit for compensating spherical aberration and optical recording/reproducing apparatus}Optical pickup unit for compensating spherical aberration and optical recording / reproducing apparatus using the optical pickup device

도 1은 종래의 기술에 따른 광픽업 장치를 개략적으로 도시한다.1 schematically shows an optical pickup apparatus according to the prior art.

도 2는 종래의 기술에 따른 다른 광픽업 장치를 개략적으로 도시한다.2 schematically shows another optical pickup apparatus according to the related art.

도 3은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 광픽업 장치를 개략적으로 도시한다.3 schematically shows an optical pickup apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 광기록/재생 장치를 개략적으도 도시한다.4 schematically shows an optical recording / reproducing apparatus according to the present invention.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※

30.....광픽업 장치 31....광원30 ..... Optical pickup unit 31 .... Light source

32.....회절 격자 33....편광 스위치32 ..... Diffraction Grids 33 .... Polarization Switches

34a,34b.....편광 빔스플리터 35a,35b.....콜리메이팅 렌즈34a, 34b ..... polarizing beam splitter 35a, 35b ..... collimating lens

36a,36b,37.....미러 38.....편광변환수단36a, 36b, 37 ..... mirror 38 ..

39.....대물렌즈 40.....비점수차 렌즈39 .... objective lens 40 ..... astigmatism lens

41.....광검출기 60.....광기록/재생 장치41 ..... photodetector 60 ..... optical recorder / playback device

62.....턴테이블 63.....클램프62 ..... turntable 63 ..... clamp

67.....구동부 69.....제어부67 ..... Drive 69 ..... Control

본 발명은 구면수차 보상을 위한 광픽업 장치 및 상기 광픽업 장치를 이용한 광기록/재생 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 2층(dual layer) 구조의 광디스크에서 구면수차 보상을 위한 광픽업 장치 및 상기 광픽업 장치를 이용한 광기록/재생 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical pickup device for spherical aberration compensation and an optical recording / reproducing device using the optical pickup device, and more particularly, to an optical pickup device for spherical aberration compensation in an optical disk having a dual layer structure. And an optical recording / reproducing apparatus using the optical pickup apparatus.

산업 발전과 더불어 처리 및 기록해야 할 정보량이 증가하면서, 보다 기록용량이 큰 광디스크가 요구되고 있다. 이러한 요구에 따라, 기록층을 2층 구조로 형성한 광디스크가 개발되고 있다. 이와 더불어, 약 405nm 정도의 짧은 파장을 갖는 광을 이용하여 기록밀도를 증가시킨 블루레이 디스크(Blu-ray disc; BD)가 제안되고 있다. 이렇게 짧은 파장의 광을 이용하기 위해서는, 일반적으로 대물렌즈의 개구수(numerical aperture; NA)가 적어도 0.85 이상일 필요가 있다. 그런데, 대물렌즈의 개구수가 증가하면 구면수차로 인해 광디스크의 두께 변화에 민감하게 된다. 특히, 2층 구조의 광디스크를 사용하는 경우, 광디스크 내에서 두 기록층이 위치하고 있는 두께가 다르기 때문에 기록/재생하고자 하는 기록층의 위치에 따라 구면수차를 감안하여 정확하게 포커싱할 필요가 있다.With the development of the industry, the amount of information to be processed and recorded has increased, and an optical disc with a larger recording capacity is required. In response to these demands, optical discs in which the recording layer has a two-layer structure have been developed. In addition, a Blu-ray disc (BD) has been proposed in which recording density is increased by using light having a short wavelength of about 405 nm. In order to use light of such a short wavelength, the numerical aperture (NA) of the objective lens generally needs to be at least 0.85 or more. However, when the numerical aperture of the objective lens increases, the spherical aberration becomes sensitive to the change in thickness of the optical disk. In particular, in the case of using a two-layered optical disc, since the thicknesses of the two recording layers are different in the optical disc, it is necessary to accurately focus in consideration of spherical aberration according to the position of the recording layer to be recorded / reproduced.

도 1은 2층 구조의 광디스크에서 구면수차를 보상할 수 있는 종래의 광픽업 장치의 한 예를 개략적으로 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 종래의 광픽업 장치(10)는, 광원(11), 회절격자(12), 빔스플리터(13), 빔확대기(beam expander)(14), 미러(15), 1/4 파장판(16), 대물렌즈(17), 비점수차 렌즈(18) 및 광검출기(19)를 포함하고 있다. 도 1에 도시된 종래의 광픽업 장치(10)에서, 구면수차의 보상은 상기 빔스플리터(13)와 미러(15) 사이에 있는 빔확대기(14)를 이용하여 이루어진다. 상기 빔확대기(14)는, 예컨대, 상대적으로 이동 가능한 적어도 두 개의 렌즈로 구성되며, 렌즈들 사이의 거리에 따라 빔경의 크기를 조절할 수 있다. 예컨대, 기록/재생하고자 하는 기록층의 위치에 따라 또는 광디스크의 공차에 의한 두께 변화에 따라 빔경의 크기를 적절히 조절함으로써, 광빔이 대물렌즈(17)를 통해 정확한 위치에 포커싱될 수 있도록 한다.FIG. 1 schematically illustrates an example of a conventional optical pickup apparatus capable of compensating spherical aberration in an optical disk having a two-layer structure. Referring to FIG. 1, the conventional optical pickup apparatus 10 includes a light source 11, a diffraction grating 12, a beam splitter 13, a beam expander 14, a mirror 15, and 1 /. The four wavelength plate 16, the objective lens 17, the astigmatism lens 18, and the photodetector 19 are included. In the conventional optical pickup apparatus 10 shown in Fig. 1, the compensation of spherical aberration is made by using the beam expander 14 between the beam splitter 13 and the mirror 15. The beam expander 14 includes, for example, at least two relatively movable lenses, and adjusts the size of the beam diameter according to the distance between the lenses. For example, by appropriately adjusting the size of the beam diameter according to the position of the recording layer to be recorded / reproduced or the thickness change due to the tolerance of the optical disc, the light beam can be focused at the correct position through the objective lens 17.

그러나, 도 1에 도시된 종래의 광픽업 장치(10)의 경우, 빔확대기(14)를 구동시키기 위한 별도의 모터를 필요로 한다. 이로 인해, 모터의 제어를 위한 구동회로와 센서가 더 필요하다. 또한, 빔확대기(14)가 다수의 렌즈들을 이용하기 때문에 작은 충격에도 렌즈들 사이에 미세한 편심 및 틸트가 발생하기 쉽고, 이로 인해 기록/재생시 오차가 발생할 가능성이 있다. 더욱이, 비교적 큰 부피를 차지하는 모터 등으로 인해 광픽업 장치 및 광기록/재생 장치를 슬림화하기도 어렵다.However, the conventional optical pickup device 10 shown in FIG. 1 requires a separate motor for driving the beam expander 14. For this reason, a driving circuit and a sensor for controlling the motor are further needed. In addition, since the beam magnifier 14 uses a plurality of lenses, minute eccentricity and tilt are likely to occur between the lenses even with a small impact, which may cause errors in recording / reproducing. Moreover, it is difficult to slim down the optical pickup device and the optical recording / reproducing device due to a motor or the like which occupies a relatively large volume.

한편, 도 2는 2층 구조의 광디스크에서 구면수차를 보상할 수 있는 또 다른 종래의 광픽업 장치의 예를 개략적으로 도시하고 있다. 도 2를 참조하면, 종래의 광픽업 장치(20)는, 광원(21), 회절격자(22), 빔스플리터(23), 콜리메이팅 렌즈(24), 미러(25), 액정렌즈(26), 대물렌즈(27), 비점수차 렌즈(28) 및 광검출기(29)를 포함하고 있다. 도 2에 도시된 종래의 광픽업 장치(20)의 경우에는, 구면수차의 보상이 미러(25)와 대물렌즈(27) 사이에 위치하는 액정렌즈(26)를 이용하여 이루어 진다. 상기 액정렌즈(26)는 인가되는 전압의 크기에 따라 굴절률이 변하는 특성을 갖는다. 따라서, 기록/재생하고자 하는 기록층의 위치에 따라 또는 광디스크의 공차에 의한 두께 변화에 따라 액정렌즈(26)에 인가되는 전압을 적절히 조절함으로써, 광빔이 대물렌즈(27)를 통해 정확한 위치에 포커싱될 수 있도록 한다.2 schematically shows an example of another conventional optical pickup apparatus capable of compensating spherical aberration in an optical disk having a two-layer structure. 2, a conventional optical pickup device 20 includes a light source 21, a diffraction grating 22, a beam splitter 23, a collimating lens 24, a mirror 25, and a liquid crystal lens 26. , An objective lens 27, an astigmatism lens 28, and a photodetector 29. In the conventional optical pickup device 20 shown in FIG. 2, spherical aberration compensation is performed using the liquid crystal lens 26 positioned between the mirror 25 and the objective lens 27. As shown in FIG. The liquid crystal lens 26 has a characteristic that the refractive index changes according to the magnitude of the voltage applied. Therefore, by appropriately adjusting the voltage applied to the liquid crystal lens 26 according to the position of the recording layer to be recorded / reproduced or the thickness change due to the tolerance of the optical disk, the light beam is focused at the correct position through the objective lens 27. To be possible.

그러나, 도 2에 도시된 종래의 광픽업 장치(20)의 경우, 액정렌즈(26)에 인가되는 전압이 높아서 소비 전압이 높다는 문제가 있다. 또한, 상기 액정렌즈(26)는 저온에서 구동시 동작 시간이 길어서 기록층의 변화에 빠르게 반응하지 못하며, 개개의 액정렌즈(26)마다 특성의 차이가 커서 각각의 제품의 불량 여부를 파악하기가 어렵다. 더욱이, 투과율이 낮기 때문에 고출력의 광원(21)을 사용하여야 한다.However, the conventional optical pickup device 20 shown in FIG. 2 has a problem that the voltage applied to the liquid crystal lens 26 is high and thus the consumption voltage is high. In addition, the liquid crystal lens 26 does not respond quickly to changes in the recording layer due to a long operation time when driven at a low temperature, and the characteristics of each liquid crystal lens 26 are large so that it is difficult to determine whether each product is defective. it's difficult. Moreover, since the transmittance is low, a high power light source 21 should be used.

본 발명은 상술한 종래의 기술의 문제점들을 개선하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 보다 간단한 구조를 이용하여 2층 구조의 광디스크에서 구면수차를 보다 효율적으로 보상할 수 있는 광픽업 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to improve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an optical pickup apparatus that can more efficiently compensate spherical aberration in an optical disk having a two-layer structure by using a simpler structure. .

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 광픽업 장치를 이용한 광기록/재생 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an optical recording / reproducing apparatus using the optical pickup apparatus.

본 발명의 한 유형에 따른 광픽업 장치는, 광을 방출하는 광원; 전기적 제어에 따라 입사광을 제 1 편광광 또는 제 2 편광광으로 변환시키는 편광 스위치; 제 1 편광광과 제 2 편광광의 진행 경로를 분리하기 위한 광경로분리수단; 제 1 편광광을 콜리메이팅하기 위한 제 1 콜리메이팅 렌즈; 제 2 편광광을 콜리메이팅하기 위한 제 2 콜리메이팅 렌즈; 콜리메이팅된 제 1 편광광과 제 2 편광광의 진행 경로를 일치시키기 위한 광경로변경수단; 및 입사광을 포커싱하여 광디스크 상에 광스폿을 형성하는 대물렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An optical pickup apparatus according to one type of the present invention includes a light source for emitting light; A polarization switch for converting incident light into first polarized light or second polarized light according to electrical control; Optical path separating means for separating a traveling path of the first polarized light and the second polarized light; A first collimating lens for collimating the first polarized light; A second collimating lens for collimating the second polarized light; Optical path changing means for matching a traveling path of the collimated first polarized light and the second polarized light; And an objective lens for focusing the incident light to form an optical spot on the optical disc.

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 상기 광경로분리수단은, 제 1 편광광은 반사시키고 제 2 편광광은 투과시키는 제 1 편광 빔스플리터인 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the optical path separating means is characterized in that the first polarized beam splitter which reflects the first polarized light and transmits the second polarized light.

또한, 상기 광경로변경수단은, 제 1 편광광은 반사시키고 제 2 편광광은 투과시키는 것으로, 제 2 편광광의 광경로 상에서 상기 제 1 편광 빔스플리터 다음에 배치되는 제 2 편광 빔스플리터; 및 상기 제 1 편광 빔스플리터에 의해 반사된 제 1 편광광의 광경로를 절곡하여 상기 제 2 편광 빔스플리터로 입사시키는 적어도 2 개의 미러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The optical path changing means may include: a second polarizing beam splitter disposed after the first polarizing beam splitter on the optical path of the second polarizing light to reflect the first polarized light and to transmit the second polarized light; And at least two mirrors for bending the optical path of the first polarized light reflected by the first polarized beam splitter to be incident on the second polarized beam splitter.

상기 제 1 콜리메이팅 렌즈는 상기 제 1 편광 빔스플리터와 미러 사이에 배치되며, 상기 제 2 콜리메이팅 렌즈는 상기 제 1 편광 빔스플리터와 제 2 편광 빔스플리터 사이에 배치될 수 있다.The first collimating lens may be disposed between the first polarizing beam splitter and the mirror, and the second collimating lens may be disposed between the first polarizing beam splitter and the second polarizing beam splitter.

상기 광픽업 장치는, 상기 대물렌즈와 제 2 편광 빔스플리터 사이에 배치된 것으로, 광디스크로부터 반사된 광의 편광방향을 변환하는 편광변환수단을 더 포함할 수 있다.The optical pickup apparatus may be disposed between the objective lens and the second polarization beam splitter, and may further include polarization conversion means for converting a polarization direction of light reflected from the optical disk.

또한, 상기 광픽업 장치는, 광디스크로부터 반사된 광의 광량을 검출하기 위한 광검출기; 및 상기 광검출기에 입사하는 광에 비점수차를 부여하기 위한 비점수차 렌즈;를 더 포함할 수 있다.The optical pickup apparatus may further include a photodetector for detecting an amount of light reflected from the optical disk; And an astigmatism lens for imparting astigmatism to light incident on the photodetector.

본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 상기 제 1 콜리메이팅 렌즈는 제 1 편광광이 상기 대물렌즈를 통해 광디스크의 제 1 기록층에 포커싱되도록 제 1 편광광을 콜리메이팅하며, 상기 제 2 콜리메이팅 렌즈는 제 2 편광광이 상기 대물렌즈를 통해 광디스크의 제 2 기록층에 포커싱되도록 제 2 편광광을 콜리메이팅하는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the first collimating lens collimates the first polarized light such that the first polarized light is focused on the first recording layer of the optical disc through the objective lens, and the second collimating lens And collimating the second polarized light such that the second polarized light is focused on the second recording layer of the optical disc through the objective lens.

한편, 본 발명의 다른 유형에 따른 광기록/재생 장치는, 광디스크를 탑재 및 회전시키는 구동 장치; 광디스크의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되어 광디스크에 기록된 정보를 재생하거나 광디스크에 정보를 기록하는 광픽업 장치; 및 상기 광픽업 장치의 포커싱 및 트래킹 서보를 제어하는 제어부;를 구비하며, 여기서, 상기 광픽업 장치는, 광을 방출하는 광원; 전기적 제어에 따라 입사광을 제 1 편광광 또는 제 2 편광광으로 변환시키는 편광 스위치; 제 1 편광광과 제 2 편광광의 진행 경로를 분리하기 위한 광경로분리수단; 제 1 편광광을 콜리메이팅하기 위한 제 1 콜리메이팅 렌즈; 제 2 편광광을 콜리메이팅하기 위한 제 2 콜리메이팅 렌즈; 콜리메이팅된 제 1 편광광과 제 2 편광광의 진행 경로를 일치시키기 위한 광경로변경수단; 및 입사광을 포커싱하여 광디스크 상에 광스폿을 형성하는 대물렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, an optical recording / reproducing apparatus according to another type of the present invention comprises: a driving apparatus for mounting and rotating an optical disc; An optical pickup apparatus installed to be movable in a radial direction of the optical disc to reproduce information recorded on the optical disc or to record information on the optical disc; And a controller for controlling focusing and tracking servo of the optical pickup apparatus, wherein the optical pickup apparatus comprises: a light source emitting light; A polarization switch for converting incident light into first polarized light or second polarized light according to electrical control; Optical path separating means for separating a traveling path of the first polarized light and the second polarized light; A first collimating lens for collimating the first polarized light; A second collimating lens for collimating the second polarized light; Optical path changing means for matching a traveling path of the collimated first polarized light and the second polarized light; And an objective lens for focusing the incident light to form an optical spot on the optical disc.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 광픽업 장치 및 상기 광픽업 장치를 이용한 광기록/재생 장치의 구성 및 동작에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation of the optical pickup device and the optical recording / reproducing apparatus using the optical pickup device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 광픽업 장치를 개략적으로 도시한 다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 양호한 실시예에 따른 광픽업 장치(30)는, 광을 방출하는 광원(31), 전기적 제어에 따라 입사광을 특정 편광방향을 갖는 광으로 변환시키는 편광 스위치(32), 편광방향에 따라 광의 진행 경로를 분리하기 위한 광경로분리수단(34a), 편광방향이 다른 두 광을 각각 콜리메이팅하기 위한 제 1 및 제 2 콜리메이팅 렌즈(35a,35b), 편광방향이 다른 두 광의 진행 경로를 일치시켜 대물렌즈(39)로 입사시키기 위한 광경로변경수단(36a,36b,34b) 및 입사광을 포커싱하여 광디스크(D) 상에 광스폿을 형성하는 대물렌즈(39)를 포함한다.3 schematically shows an optical pickup apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the optical pickup device 30 according to a preferred embodiment of the present invention includes a light source 31 that emits light and a polarization switch 32 that converts incident light into light having a specific polarization direction according to electrical control. ), An optical path separating means 34a for separating the propagation path of the light according to the polarization direction, first and second collimating lenses 35a and 35b for collimating two light having different polarization directions, and a polarization direction Optical path changing means (36a, 36b, 34b) for incidence of the two other lights to enter the objective lens (39) and the objective lens (39) for focusing the incident light to form an optical spot on the optical disc (D). Include.

여기서, 상기 광원(31)은 레이저 다이오드(laser diode; LD)와 같은 레이저소자를 사용할 수 있다. 특히, 광디스크가 블루레이 디스크인 경우, 상기 광원(31)은 파장이 약 405nm 인 청색광을 방출하는 레이저소자인 것이 바람직하다.The light source 31 may use a laser device such as a laser diode (LD). In particular, when the optical disc is a Blu-ray disc, the light source 31 is preferably a laser device that emits blue light having a wavelength of about 405 nm.

상기 광원(31)에서 방출되는 광은 특정 방향으로 편광되지 않은 무편광 광이다. 편광 스위치(32)는 전기적 제어에 따라 입사광을 특정 편광방향을 갖는 광으로 변환시키는 역할을 한다. 예컨대, 상기 편광 스위치(32)는 인가되는 전압의 크기에 따라 입사광의 편광상태를 변환함으로써 출사광이 S-편광이 되거나 또는 P-편광이 되도록 동작할 수 있다. 이러한 편광 스위치(32)로서, 예컨대, 고속 스위칭이 가능한 액정 폴리머(LCP) 재료를 일반적으로 이용한다.The light emitted from the light source 31 is unpolarized light that is not polarized in a specific direction. The polarization switch 32 serves to convert incident light into light having a specific polarization direction under electrical control. For example, the polarization switch 32 may operate so that the emitted light becomes S-polarized light or P-polarized light by converting the polarization state of the incident light according to the magnitude of the applied voltage. As such a polarizing switch 32, for example, a liquid crystal polymer (LCP) material capable of high speed switching is generally used.

광경로분리수단(34a)으로는, 예컨대, 특정 편광방향의 광은 투과시키고 다른 편광방향의 광은 반사시키는 편광 빔스플리터를 사용할 수 있다. 또한, 광경로변환수단(36a,36b,34b)은, 광경로를 절곡하기 위한 두 개의 미러와 특정 편광방향의 광은 투과시키고 다른 편광방향의 광은 반사시키는 편광 빔스플리터를 사용할 수 있 다. 이하에서는, 상기 광경로분리수단(34a)의 편광 빔스플리터를 제 1 편광 빔스플리터라 하고, 상기 광경로변환수단(36a,36b,34b)의 편광 빔스플리터를 제 2 편광 빔스플리터라 부른다. 상기 제 1 및 제 2 편광 빔스플리터(34a,34b)는 모두, 예컨대, S-편광은 반사시키고, P-편광은 투과시킬 수 있다.As the optical path separating means 34a, for example, a polarizing beam splitter that transmits light in a specific polarization direction and reflects light in another polarization direction may be used. In addition, the optical path converting means 36a, 36b, and 34b may use two mirrors for bending the optical path and a polarizing beam splitter for transmitting light in a specific polarization direction and reflecting light in another polarization direction. Hereinafter, the polarizing beam splitter of the optical path separating means 34a is called a first polarizing beam splitter, and the polarizing beam splitter of the optical path converting means 36a, 36b, 34b is called a second polarizing beam splitter. The first and second polarization beamsplitters 34a and 34b can both reflect, for example, S-polarized light and P-polarized light.

제 1 및 제 2 콜리메이팅 렌즈(35a,35b)는 상기 제 1 편광 빔스플리터(34a)에 의해 분리된 서로 다른 두 편광방향의 광을 각각 콜리메이팅하는 역할을 한다. 이를 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 콜리메이팅 렌즈(35a,35b)는 서로 다른 두 편광방향의 광의 진행 경로에 각각 배치되어 있다. 예컨대, 제 1 콜리메이팅 렌즈(35a)는 제 1 편광 빔스플리터(34a)에 의해 반사된 광을 콜리메이팅하기 위하여 제 1 편광 빔스플리터(34a)와 미러(36a) 사이에 배치되어 있다. 그러나, 두 미러(36a,36b) 사이, 또는 미러(36b)와 제 2 편광 빔스플리터(34b) 사이에 제 1 콜리메이팅 렌즈(35a)가 배치되는 것도 가능하다. 또한, 제 2 콜리메이팅 렌즈(35b)는 제 1 편광 빔스플리터(34a)에 의해 투과된 광을 콜리메이팅하기 위하여 제 1 편광 빔스플리터(34a)와 제 2 편광 빔스플리터(34b) 사이에 배치되어 있다.The first and second collimating lenses 35a and 35b collimate light in two different polarization directions separated by the first polarization beam splitter 34a, respectively. To this end, as shown in FIG. 3, the first and second collimating lenses 35a and 35b are disposed in the propagation paths of light in two different polarization directions, respectively. For example, the first collimating lens 35a is disposed between the first polarizing beamsplitter 34a and the mirror 36a for collimating the light reflected by the first polarizing beamsplitter 34a. However, it is also possible for the first collimating lens 35a to be arranged between the two mirrors 36a and 36b or between the mirror 36b and the second polarizing beam splitter 34b. In addition, a second collimating lens 35b is disposed between the first polarizing beam splitter 34a and the second polarizing beam splitter 34b to collimate the light transmitted by the first polarizing beam splitter 34a. have.

광디스크(D)로서 두 개의 기록층을 갖는 2층 구조의 광디스크를 사용하는 경우, 상기 두 콜리메이팅 렌즈(35a,35b)는 각각 콜리메이팅된 광이 서로 다른 기록층에 포커싱될 수 있도록 빔경을 조절한다. 예컨대, 제 1 콜리메이팅 렌즈(35a)에 의해 콜리메이팅된 광은 대물렌즈(39)를 통해 광디스크(D)의 제 1 기록층에 포커싱되며, 제 2 콜리메이팅 렌즈(35b)에 의해 콜리메이팅된 광은 대물렌즈(39)를 통해 광디스크(D)의 제 2 기록층에 포커싱될 수 있다. 이를 위하여, 상기 두 콜리메이팅 렌즈(35a,35b)는, 광디스크(D)의 두 기록층의 두께 차이를 고려하여, 각각 소정의 곡률 차이를 갖도록 설계된다.In the case of using a two-layered optical disc having two recording layers as the optical disc D, the two collimating lenses 35a and 35b respectively adjust the beam diameters so that the collimated light can be focused on different recording layers. do. For example, the light collimated by the first collimating lens 35a is focused on the first recording layer of the optical disc D through the objective lens 39, and collimated by the second collimating lens 35b. Light can be focused on the second recording layer of the optical disc D through the objective lens 39. To this end, the two collimating lenses 35a and 35b are designed to have a predetermined curvature difference in consideration of the thickness difference between the two recording layers of the optical disc D.

한편, 공지된 일반적인 광픽업 장치와 마찬가지로, 본 발명에 따른 광픽업 장치(30)는 회절격자(32), 폴딩 미러(37), 편광변환수단(38), 비점수차 렌즈(40) 및 광검출기(41)를 더 포함할 수 있다. 광원(31)과 편광 스위치(33) 사이에 배치된 회절격자(32)는 상기 광원(31)에서 출사된 광을 다수의 회절광, 예컨대, 0차 회절광과 ±1차 회절광으로 분리하는 역할을 한다. 또한, 폴딩 미러(37)는 광디스크(D)를 향해 광경로를 절곡하는 역할을 한다. 편광변환수단(38)은 광디스크(D)에 포커싱된 후 반사되는 광의 편광방향을 변환하기 위한 것으로, 예컨대, 1/4 파장판을 사용할 수 있다. 도 3의 경우, 편광변환수단(38)이 폴딩 미러(37)와 대물렌즈(39) 사이에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 상기 편광변환수단(38)은 대물렌즈(39)와 제 2 편광 빔스플리터(34b) 사이의 어느 곳에 위치하더라도 무방하다. 또한, 비점수차 렌즈(40)는 광디스크(D)에 의해 반사되어 광검출기(41)에 입사하는 광에 비점수차(astigmatism)를 부여하기 위한 것이다. 광검출기(41)는 광디스크(D)로부터 반사된 광의 광량을 검출한다. 예컨대, 상기 광검출기(41)는 회절격자(32)에서 생성되어 광디스크(D)에서 반사된 다수의 회절광의 광량을 각각 측정하는 다수의 4분할 광검출기를 구비한다.On the other hand, like the known general optical pickup device, the optical pickup device 30 according to the present invention is a diffraction grating 32, folding mirror 37, polarization converting means 38, astigmatism lens 40 and photodetector It may further include (41). The diffraction grating 32 disposed between the light source 31 and the polarization switch 33 separates the light emitted from the light source 31 into a plurality of diffracted light, for example, zero-order diffraction light and ± first-order diffraction light. Play a role. In addition, the folding mirror 37 serves to bend the optical path toward the optical disc D. The polarization converting means 38 is for converting the polarization direction of the light reflected after being focused on the optical disk D. For example, a quarter wave plate may be used. 3, the polarization converting means 38 is shown to be disposed between the folding mirror 37 and the objective lens 39, but the polarization converting means 38 is the objective lens 39 and the second polarizing beam. It may be located anywhere between the splitters 34b. In addition, the astigmatism lens 40 is for imparting astigmatism to light reflected by the optical disk D and incident on the photodetector 41. The photodetector 41 detects the amount of light reflected from the optical disc D. For example, the photodetector 41 includes a plurality of quadrant photodetectors each of which measures the amount of light of the plurality of diffracted light beams generated by the diffraction grating 32 and reflected from the optical disk D.

이하, 도 3을 참조하여, 상술한 구성을 갖는 광픽업 장치(30)의 동작에 대해 설명한다. 먼저, 광원(31)에서 방출된 광은 회절격자(32)에 의해 다수의 회절광으로 분리된 후 편광 스위치(33)에 입사한다. 이때, 상기 편광 스위치(33)에 입사되 는 광은 비편광광이다. 편광 스위치(33)는 기록/재생하고자 하는 기록층의 위치에 따라 입사광을 특정 편광방향을 갖는 광으로 변환한다. 예컨대, 광디스크(D)의 제 1 기록층에 광을 포커싱하고자 하는 경우, 상기 편광 스위치(33)는 입사광을 S-편광으로 변환한다. 또한, 광디스크(D)의 제 2 기록층에 광을 포커싱하고자 하는 경우, 상기 편광 스위치(33)는 입사광을 P-편광으로 변환한다.The operation of the optical pickup device 30 having the above-described configuration will be described below with reference to FIG. 3. First, the light emitted from the light source 31 is separated into a plurality of diffracted light by the diffraction grating 32 and then enters the polarization switch 33. At this time, the light incident on the polarization switch 33 is unpolarized light. The polarization switch 33 converts incident light into light having a specific polarization direction according to the position of the recording layer to be recorded / reproduced. For example, when focusing light on the first recording layer of the optical disc D, the polarization switch 33 converts incident light into S-polarized light. Further, when it is desired to focus the light on the second recording layer of the optical disc D, the polarization switch 33 converts the incident light into P-polarized light.

만약 상기 편광 스위치(33)로부터 출사되는 광이 S-편광이라면, 광은 S-편광을 반사시키는 제 1 편광 빔스플리터(34a)에 의해 반사된 후, 제 1 콜리메이팅 렌즈(35a)에 의해 소정의 빔경을 갖도록 콜리메이팅된다. 그런 다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 두 개의 미러(36a,36b)에 의해 차례로 반사되어 제 2 편광 빔스플리터(34b)에 입사한다. S-편광을 갖는 광은 상기 제 2 편광 빔스플리터(34b)와 폴딩 미러(37)에 의해 차례로 반사된 후, 편광변환수단(38)을 투과하여 대물렌즈(39)에 입사한다. 대물렌즈(39)는 입사광의 빔경에 따라 입사광을 광디스크(D)의 제 1 기록층에 포커싱한다.If the light emitted from the polarization switch 33 is S-polarized light, the light is reflected by the first polarized beam splitter 34a reflecting the S-polarized light, and then predetermined by the first collimating lens 35a. Collimated to have a beam diameter of. Then, as shown in FIG. 3, it is sequentially reflected by the two mirrors 36a and 36b and enters the second polarization beam splitter 34b. The light having S-polarized light is sequentially reflected by the second polarizing beam splitter 34b and the folding mirror 37, and then passes through the polarization converting means 38 and enters the objective lens 39. The objective lens 39 focuses the incident light on the first recording layer of the optical disc D in accordance with the beam diameter of the incident light.

한편, 상기 편광 스위치(33)로부터 출사되는 광이 P-편광이라면, 광은 P-편광을 투과시키는 제 1 편광 빔스플리터(34a)를 투과한 후, 제 2 콜리메이팅 렌즈(35b)에 의해 소정의 빔경을 갖도록 콜리메이팅된다. 그런 다음, 상기 콜리메이팅된 P-편광의 광은 제 2 편광 빔스플리터(34b)를 투과한 후, 폴딩 미러(37)와 편광변환수단(38)을 경유하여 대물렌즈(39)에 입사한다. 대물렌즈(39)는 입사광의 빔경에 따라 입사광을 광디스크(D)의 제 2 기록층에 포커싱한다. 따라서, 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 편광 스위치(33)를 통해 광의 편광방향을 변경함으로써 간 단히 광디스크(D)의 제 1 기록층과 제 2 기록층 중 원하는 기록층에 정확히 광이 포커싱되도록 할 수 있다.On the other hand, if the light emitted from the polarization switch 33 is P-polarized light, the light passes through the first polarizing beam splitter 34a that transmits P-polarized light, and then is predetermined by the second collimating lens 35b. Collimated to have a beam diameter of. Then, the collimated P-polarized light passes through the second polarization beam splitter 34b and then enters the objective lens 39 via the folding mirror 37 and the polarization converting means 38. The objective lens 39 focuses the incident light on the second recording layer of the optical disc D in accordance with the beam diameter of the incident light. Therefore, according to a preferred embodiment of the present invention, by changing the polarization direction of the light through the polarization switch 33, the light is simply focused on the desired recording layer of the first recording layer and the second recording layer of the optical disc D. can do.

상기 광디스크(D)에서 반사된 광은 편광변환수단(38)에 의해 원편광으로 변환된 후, 제 2 편광 빔스플리터(34b)를 투과하여 제 1 편광 빔스플리터(34a)에 입사하고, 상기 제 1 편광 빔스플리터(34a)에서 광검출기(41)로 반사된다. 상기 광검출기(41)의 출력은 도시되지 않은 연산회로에 전달되어, 공지된 DPP(differential push-pull) 방식에 따라 트래킹 에러 신호, 포커싱 에러 신호 및 RF 신호를 생성하는 데 이용된다. 이에 대해서는 본 발명의 범위를 벗어나는 것이고 이미 공지된 기술이므로 상세한 설명을 생략한다.The light reflected from the optical disk D is converted into circularly polarized light by the polarization converting means 38, and then passes through the second polarizing beam splitter 34b and enters the first polarizing beam splitter 34a. It is reflected from the 1 polarization beam splitter 34a to the photodetector 41. The output of the photodetector 41 is delivered to a computing circuit (not shown) and used to generate a tracking error signal, a focusing error signal and an RF signal according to a known differential push-pull (DPP) scheme. As it is outside the scope of the present invention and already known technology, a detailed description thereof will be omitted.

도 4는 상술한 본 발명에 따른 광픽업 장치(30)를 채용한 광기록/재생 장치의 전체적인 구조를 개략적으도 도시하고 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광픽업 장치(30)를 채용한 광기록/재생 장치(60)는, 예컨대, 광디스크(D)를 회전시키기 위한 스핀들 모터(65), 상기 광디스크(D)의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되어 광디스크(D)에 기록된 정보를 재생하거나 광디스크(D)에 정보를 기록하는 광픽업 장치(30), 스핀들 모터(65)를 구동하기 위한 구동부(67) 및 광픽업 장치(30)의 포커싱 및 트래킹 서보를 제어하기 위한 제어부(69)를 포함한다. 여기서, 미설명된 참조번호 62는 광디스크(D)가 탑재되는 턴테이블이고, 63은 광디스크(D)를 척킹하기 위한 클램프를 나타낸다.Fig. 4 schematically shows the overall structure of the optical recording / reproducing apparatus employing the optical pickup device 30 according to the present invention described above. As shown in Fig. 4, the optical recording / reproducing apparatus 60 employing the optical pickup apparatus 30 according to the present invention includes, for example, a spindle motor 65 for rotating the optical disk D, and the optical disk ( A driving unit 67 for driving the optical pickup device 30 and the spindle motor 65 which are installed to be movable in the radial direction of D) and reproduce the information recorded on the optical disk D or record the information on the optical disk D. And a control unit 69 for controlling the focusing and tracking servo of the optical pickup device 30. Here, reference numeral 62, which has not been described, is a turntable on which the optical disc D is mounted, and 63 denotes a clamp for chucking the optical disc D.

상기 광픽업 장치(30)는, 이미 설명한 바와 같이, 광원(31)으로부터 방출된 광을 광디스크(D)에 집속시키는 대물렌즈(39) 등을 포함하는 광학계를 구비한다.As described above, the optical pickup device 30 includes an optical system including an objective lens 39 or the like for focusing the light emitted from the light source 31 onto the optical disc D. FIG.

광디스크(D)로부터 반사된 광은 광픽업 장치(30)에 마련된 광검출기(41)를 통해 검출되고 광전변환되어 전기적 신호들로 바뀐다. 그런 후, 상기 광검출기(41)에서 출력된 전기적 신호들은 제어부(69)에 입력된다. 제어부(69)는 구동부(67)를 통해 스핀들 모터(65)의 회전 속도를 제어하는 한편, 광픽업 장치(30)로부터 입력된 신호를 바탕으로 광픽업 장치(30)의 포커싱 및 트래킹 구동을 제어한다. 또한, 상기 제어부(69)는 광픽업 장치(30)로부터 입력된 RF 신호를 바탕으로 광디스크(D)에 기록된 정보를 재생한다.The light reflected from the optical disc D is detected by the photodetector 41 provided in the optical pickup device 30, photoelectrically converted into electrical signals. Then, the electrical signals output from the photodetector 41 are input to the controller 69. The control unit 69 controls the rotational speed of the spindle motor 65 through the driving unit 67, and controls the focusing and tracking driving of the optical pickup device 30 based on a signal input from the optical pickup device 30. do. In addition, the controller 69 reproduces the information recorded on the optical disc D on the basis of the RF signal input from the optical pickup apparatus 30.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 완전하게 고정된 두 개의 콜리메이팅 렌즈를 통해 광빔이 광디스크의 특정 기록층에 포커싱되도록 하므로, 빔확대기를 구동할 필요가 없고, 별도의 모터 및 제어부도 필요 없다. 따라서, 충격에 약한 종래의 문제점을 개선할 수 있으며, 빔확대기의 편심 및 틸트 문제도 발생하지 않는다. 또한, 종래의 기술에 비해 광이용 효율이 높고, 기록층의 변화에도 빠르게 반응할 수 있다.As described above, according to the present invention, since the light beam is focused on a specific recording layer of the optical disc through two completely fixed collimating lenses, there is no need to drive the beam magnifier, and no separate motor and controller are required. . Therefore, it is possible to improve the conventional problem which is weak to impact, and also does not cause the eccentricity and tilt problem of the beam expander. In addition, the light use efficiency is higher than that in the prior art, and it can react quickly to changes in the recording layer.

Claims

광을 방출하는 광원;A light source emitting light;

상기 광원에서 방출된 광을 전기적 제어에 따라 제 1 편광광 또는 제 2 편광광으로 변환시키는 편광 스위치;A polarization switch for converting light emitted from the light source into first polarized light or second polarized light according to electrical control;

상기 편광 스위치를 투과한 제 1 편광광과 제 2 편광광을 서로 다른 경로로 진행시키기 위한 광경로분리수단;Optical path separation means for propagating the first polarized light and the second polarized light transmitted through the polarization switch in different paths;

제 1 편광광을 콜리메이팅하기 위한 제 1 콜리메이팅 렌즈;A first collimating lens for collimating the first polarized light;

제 2 편광광을 콜리메이팅하기 위한 제 2 콜리메이팅 렌즈;A second collimating lens for collimating the second polarized light;

콜리메이팅된 제 1 편광광과 제 2 편광광의 진행 경로를 일치시키기 위한 광경로변경수단; 및Optical path changing means for matching a traveling path of the collimated first polarized light and the second polarized light; And

입사광을 포커싱하여 광디스크 상에 광스폿을 형성하는 대물렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.And an objective lens focusing the incident light to form an optical spot on the optical disk.

제 1 항에 있어서,The method of claim 1,

상기 광경로분리수단은, 제 1 편광광은 반사시키고 제 2 편광광은 투과시키는 제 1 편광 빔스플리터인 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.And the optical path separating means is a first polarizing beam splitter which reflects the first polarized light and transmits the second polarized light.

제 2 항에 있어서,The method of claim 2,

상기 광경로변경수단은:The light path changing means is:

제 1 편광광은 반사시키고 제 2 편광광은 투과시키는 것으로, 제 2 편광광의 광경로 상에서 상기 제 1 편광 빔스플리터 다음에 배치되는 제 2 편광 빔스플리터; 및A second polarized beam splitter disposed after the first polarized beam splitter on an optical path of the second polarized light to reflect the first polarized light and to transmit the second polarized light; And

상기 제 1 편광 빔스플리터에 의해 반사된 제 1 편광광의 광경로를 절곡하여 상기 제 2 편광 빔스플리터로 입사시키는 적어도 2 개의 미러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.And at least two mirrors for bending the optical paths of the first polarized light reflected by the first polarized beam splitter to be incident on the second polarized beam splitter.

제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein

상기 제 1 콜리메이팅 렌즈는 상기 제 1 편광 빔스플리터와 미러 사이에 배치되며, 상기 제 2 콜리메이팅 렌즈는 상기 제 1 편광 빔스플리터와 제 2 편광 빔스플리터 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.The first collimating lens is disposed between the first polarizing beam splitter and the mirror, and the second collimating lens is disposed between the first polarizing beam splitter and the second polarizing beam splitter. .

제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein

상기 대물렌즈와 제 2 편광 빔스플리터 사이에 배치된 것으로, 광디스크로부터 반사된 광의 편광방향을 변환하는 편광변환수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.An optical pickup apparatus disposed between the objective lens and the second polarizing beam splitter, the polarizing conversion unit converting a polarization direction of the light reflected from the optical disk.

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 5,

광디스크로부터 반사된 광의 광량을 검출하기 위한 광검출기; 및A photodetector for detecting an amount of light reflected from the optical disk; And

상기 광검출기에 입사하는 광에 비점수차를 부여하기 위한 비점수차 렌즈;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.And an astigmatism lens for imparting astigmatism to the light incident on the photodetector.

상기 제 1 콜리메이팅 렌즈는 제 1 편광광이 상기 대물렌즈를 통해 광디스크의 제 1 기록층에 포커싱되도록 제 1 편광광을 콜리메이팅하며, 상기 제 2 콜리메이팅 렌즈는 제 2 편광광이 상기 대물렌즈를 통해 광디스크의 제 2 기록층에 포커싱되도록 제 2 편광광을 콜리메이팅하는 것을 특징으로 하는 광픽업 장치.The first collimating lens collimates the first polarized light such that the first polarized light is focused on the first recording layer of the optical disc through the objective lens, and the second collimated lens is the second polarized light. And collimating the second polarized light so as to focus on the second recording layer of the optical disc.

광디스크를 탑재 및 회전시키는 구동 장치; 광디스크의 반경 방향으로 이동 가능하게 설치되어 광디스크에 기록된 정보를 재생하거나 광디스크에 정보를 기록하는 광픽업 장치; 및 상기 광픽업 장치의 포커싱 및 트래킹 서보를 제어하는 제어부;를 구비하는 광기록/재생 장치에 있어서,A drive device for mounting and rotating the optical disc; An optical pickup apparatus installed to be movable in a radial direction of the optical disc to reproduce information recorded on the optical disc or to record information on the optical disc; And a control unit for controlling focusing and tracking servo of the optical pickup device, the optical recording / reproducing apparatus comprising:

상기 광픽업 장치는:The optical pickup device is:

광을 방출하는 광원;A light source emitting light;

입사광을 포커싱하여 광디스크 상에 광스폿을 형성하는 대물렌즈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록/재생 장치.And an objective lens for focusing the incident light to form an optical spot on the optical disc.

제 8 항에 있어서,The method of claim 8,

상기 광경로분리수단은, 제 1 편광광은 반사시키고 제 2 편광광은 투과시키는 제 1 편광 빔스플리터인 것을 특징으로 하는 광기록/재생 장치.And the optical path separating means is a first polarizing beam splitter which reflects the first polarized light and transmits the second polarized light.

제 9 항에 있어서,The method of claim 9,

상기 광경로변경수단은:The light path changing means is:

상기 제 1 편광 빔스플리터에 의해 반사된 제 1 편광광의 광경로를 절곡하여 상기 제 2 편광 빔스플리터로 입사시키는 적어도 2 개의 미러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광기록/재생 장치.And at least two mirrors for bending the optical path of the first polarized light reflected by the first polarized beam splitter to be incident on the second polarized beam splitter.

제 10 항에 있어서,The method of claim 10,

상기 제 1 콜리메이팅 렌즈는 상기 제 1 편광 빔스플리터와 미러 사이에 배치되며, 상기 제 2 콜리메이팅 렌즈는 상기 제 1 편광 빔스플리터와 제 2 편광 빔스플리터 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 광기록/재생 장치.The first collimating lens is disposed between the first polarizing beam splitter and the mirror, and the second collimating lens is disposed between the first polarizing beam splitter and the second polarizing beam splitter. Playback device.

제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 8 to 11,

상기 제 1 콜리메이팅 렌즈는 제 1 편광광이 상기 대물렌즈를 통해 광디스크의 제 1 기록층에 포커싱되도록 제 1 편광광을 콜리메이팅하며, 상기 제 2 콜리메이팅 렌즈는 제 2 편광광이 상기 대물렌즈를 통해 광디스크의 제 2 기록층에 포커싱되도록 제 2 편광광을 콜리메이팅하는 것을 특징으로 하는 광기록/재생 장치.The first collimating lens collimates the first polarized light such that the first polarized light is focused on the first recording layer of the optical disc through the objective lens, and the second collimated lens is the second polarized light. And collimating the second polarized light to be focused on the second recording layer of the optical disc through the optical recording / reproducing apparatus.