KR19990018478A - 전반사프리즘을 사용한 슬림형 광픽업 - Google Patents

전반사프리즘을 사용한 슬림형 광픽업 Download PDF

Info

Publication number
KR19990018478A
KR19990018478A KR1019970041661A KR19970041661A KR19990018478A KR 19990018478 A KR19990018478 A KR 19990018478A KR 1019970041661 A KR1019970041661 A KR 1019970041661A KR 19970041661 A KR19970041661 A KR 19970041661A KR 19990018478 A KR19990018478 A KR 19990018478A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
optical
optical pickup
recording medium
objective lens
Prior art date
Application number
KR1019970041661A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100260704B1 (ko
Inventor
유장훈
이용훈
이철우
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019970041661A priority Critical patent/KR100260704B1/ko
Publication of KR19990018478A publication Critical patent/KR19990018478A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100260704B1 publication Critical patent/KR100260704B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • 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
    • G11B7/1359—Single prisms
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/127—Lasers; Multiple laser arrays
    • G11B7/1275—Two or more lasers having different wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/13—Optical detectors therefor
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • 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
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1374—Objective lenses
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • 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
    • G11B7/139—Numerical aperture control means
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • 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
    • G11B7/1392—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

개시된 광픽업은 다른 파장의 광을 사용하는 복수의 광기록매체들에 호환한다. 이 광픽업은, 적어도 하나의 광원, 광원으로부터 출사된 광을 입사각도에 따라 전반사하여 광의 경로를 바꾸어 주기 위한 전반사프리즘, 전반사프리즘을 통하여 전반사된 광들을 각각 대응하는 광기록매체의 정보기록면상에 최적이 되는 광스폿으로 집광하기 위한 대물렌즈, 및 광스폿이 집광된 광기록매체의 정보기록면으로부터 반사되어 대물렌즈를 통과한 광을 검출하기 위한 광검출기를 구비하여 슬림형 광픽업에 일반 광부품을 그대로 사용한다. 그리고, 반사된 광을 광검출기로 분리하기 위한 복수개의 광분할기를 하나로 일체화하여 단일 공정으로 조립조정이 가능하도록 하며, 광픽업이 무한광학계로 구성시 환형의 특수한 렌즈곡면을 갖는 대물렌즈로 서로 다른 두께의 광기록매체 재생이 되도록 한다.

Description

전반사프리즘을 사용한 슬림형 광픽업
본 발명은 DVD, CD-R, CD 및 LD등과 같은 다수의 다른 사양의 광디스크들을 호환하는 광픽업에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 입사각도에 따라 전반사하는 프리즘을 사용하여 일반 광부품을 그대로 슬림(slim)형 광픽업에 채용할 수 있는 전반사프리즘을 사용한 슬림형 광픽업에 관한 것이다.
영상이나 음향 또는 데이타 등의 정보를 고밀도로 기록하고 재생하기 위한 기록매체는 디스크, 카드 또는 테이프로 구성되어 있으나 디스크 형태가 주류이다. 최근, 광디스크 기기분야는 레이저디스크(LD), 콤팩트디스크(CD)로부터 디지탈비디오디스크(DVD)로까지 제품이 개발되어 오고 있다. 이러한 광디스크는 광이 입사하는 축방향에서 일정한 두께를 갖는 플라스틱 또는 유리매질과 그 위에 위치하여 정보가 기록되는 신호기록면으로 구성된다.
현재까지의 고밀도 광디스크시스템은 기록밀도를 높이기 위해 대물렌즈의 개구수(numerical aperture)를 크게 하고 635㎚ 또는 650㎚의 단파장 광원을 사용하므로써, DVD에 기록 및 재생할 수 있으면서 CD의 재생도 가능하도록 개발되었다. 그러나, CD의 최근 형태인 기록 가능한 콤팩트디스크(CD-R)의 호환을 위해서는 780㎚ 파장의 빛을 사용해야 한다. 이것은 CD-R 기록매체의 기록특성에 기인한 것으로, 780㎚ 파장의 빛과 650㎚ 파장의 빛을 하나의 광픽업에서 모두 사용할 수 있게 하는 것은 DVD와 CD-R의 호환을 위하여 대단히 중요한 기술로 대두되었다. DVD와 CD-R에 호환되는 기존의 광픽업을 도 1를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 DVD와 CD-R의 광원으로 두 개의 레이저다이오드(LD)와 단일의 대물렌즈를 사용하는 광픽업을 보여준다. 도 1의 광픽업은 DVD 재생시에는 635㎚ 파장의 레이저광을 사용하고 CD-R의 기록과 재생시에는 780㎚ 파장의 레이저광을 사용한다. 레이저다이오드인 광원(1)으로부터 출사된 635㎚ 파장의 광은 시준렌즈(collimating lens)(2) 및 편광광분할기(polarization beam splitter)(3)를 통과한 다음 간섭필터형 프리즘(4)으로 진행한다. 레이저다이오드인 광원(11)으로부터 출사된 780㎚ 파장의 광은 시준렌즈(12), 광분할기(13) 및 집광렌즈(14)를 통과한 다음 프리즘(4)으로 진행한다. 여기서, 780㎚ 파장의 광은 프리즘(4)에서 수렴되어지며 이러한 구조의 광학계를 유한광학계라 한다. 프리즘(4)은 편광광분할기(3)에 의해 반사된 635㎚ 파장의 광을 투과시키며 집광렌즈(14)에 의해 집광된 광을 반사시킨다. 그 결과, 광원(1)으로부터의 광은 시준렌즈(2)에 의해 평행하게된 형태로 ¼파장판(5)에 입사되며 광원(11)으로부터의 광은 집광렌즈(14) 및 프리즘(4)에 의해 발산하는 형태로 ¼파장판(5)에 입사된다. ¼파장판(quarter-wave plate)(5)을 투과한 광은 대물렌즈(7)로 입사한다.
대물렌즈(7)는 두께가 0.6㎜인 DVD디스크(8)의 신호기록면에 초점이 맞도록 설계된 것으로서, 광원(1)으로부터 출사된 635㎚ 파장의 광을 DVD디스크(8)의 신호기록면에 초점맺히게 한다. 그러므로, DVD디스크(8)의 신호기록면에서 반사된 광은 그 신호기록면에 기록된 정보를 담게 된다. 이 반사된 광은 편광광분할기(3)를 투과하여 광학적 정보를 검출하는 광검출기(10)로 입사된다.
위에서 언급한 유한광학계를 적용하지 않는 경우, 광원(11)으로부터 출사된 780㎚ 파장의 광을 전술한 대물렌즈(7)를 사용하여 그 두께가 1.2㎜인 CD-R디스크(9)의 신호기록면에 초점맺히게 하면, DVD디스크(8)의 두께와 CD-R디스크(9)의 두께가 서로 다름에 의한 구면수차(spherical aberration)가 발생한다. 보다 상세하게는, 이 구면수차는 대물렌즈(7)에 대하여 CD-R디스크(9)의 신호기록면이 DVD디스크(8)의 신호기록면으로부터 광축상에서 보다 멀리 떨어져 있음에 기인한다. 이러한 구면수차를 줄이기 위하여 집광렌즈(14)를 사용한 유한광학계의 구성이 요구된다. 도 2와 함께 나중에 설명된 가변조리개(6)의 사용에 의해, 780㎚ 파장의 광은 CD-R디스크(9)의 신호기록면에 최적화된 크기의 광스폿(optical spot)을 형성하게 되며, CD-R디스크(9)에서 반사된 780㎚ 파장의 광은 프리즘(4)에 의해 반사되며 광분할기(13)에 의해 반사되어 광검출기(15)에 의해 검출될 수 있게 된다.
도 1의 가변조리개(6)는, 도 2에 보인 바와 같이, 대물렌즈(7)의 직경에 일치하는 개구수(NA) 0.6 이하의 영역에 들어있는 광들을 선택적으로 투과할 수 있는 박막형 구조를 갖는다. 즉, 가변조리개(6)는 광축에 대하여 개구수(NA) 0.45를 중심으로 635㎚ 파장과 780㎚ 파장의 광들을 모두 투과시키는 영역 1과 635㎚ 파장의 광을 전투과하며 780㎚ 파장의 광을 전반사하는 영역 2로 구분된다. 영역 1은 개구수(NA) 0.45 이하의 영역이며, 영역 2는 영역 1 바깥의 영역으로 유전체박막의 코팅에 의해 만들어진다. 전술한 영역 1은 유전체박막 코딩된 영역 2에 의해 발생되는 광학수차(optical aberration)를 제거하기 위하여 석영(SiO2)박막으로 구성된다. 이러한 가변조리개(6)의 사용에 의해 개구수(NA) 0.45 이하의 영역 1을 통과하는 780㎚ 파장의 광은 CD-R디스크(9)에 적합한 광스폿을 그 신호기록면에 형성하게 된다. 따라서, DVD디스크(8)로부터 CD-R디스크(9)로 변경하는 경우, 최적화된 광스폿을 가지고 CD-R 호환이 가능하다.
그러나, 도 1에 관련한 전술의 광픽업은 DVD디스크와 CD-R디스크의 호환시 발생하는 구면수차를 제거하기 위하여 780㎚ 파장의 광에 대하여 유한광학계를 구성해야 한다. 이로 인하여 광학계가 커지면서 슬림화된 픽업구성이 어렵다. 노트북(notebook)과 같은 슬림한 형태의 컴퓨터나 광디스크드라이브에 장착되는 광픽업은 드라이브용 데크(deck)에 레이저와 광검출기의 구조가 특별해야 되고 추가적인 설비와 공정이 추가될 수 밖에 없으므로 양산에 적합하지 못한 문제가 있었다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 직각입사에서는 무반사 투과특성을 가지며, 45도 이상의 입사에서는 전반사특성을 가지는 프리즘을 사용하여 일반 광픽업의 광부품과 공용하므로 양산성을 높일 수 있는 슬림형 광픽업을 제공함에 있다.
도 1은 DVD와 CD-R의 광원으로 두 개의 레이저다이오드(LD)와 단일의 대물렌즈를 사용하는 기존의 광픽업의 광학 구조를 나타낸 도면,
도 2는 도 1의 가변조리개를 설명하기 위한 도면,
도 3는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광픽업의 광학 구조를 나타내는 도면,
도 4a-b는 도 3의 전반사프리즘의 파장 및 입사각도에 따른 반사율을 나타낸 그래프,
도 5는 슬림한 광픽업의 드라이브상에 장착된 상태를 나타내는 도면,
도 6a-b는 디스크상에 집광되는 광스폿의 상태를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 광픽업의 광학 구조를 나타내는 도면.
도 8은 도 7의 대물렌즈를 설명하기 위한 도면.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31,411 : 레이저광원 321,322 : 광분할기
33 : 시준렌즈 34 : 위상판
35 : 전반사프리즘 36,361 : 대물렌즈
37 : DVD디스크 38 : CD-R디스크
39 : 광검출기 40 : 광검출렌즈
이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한, 정보기록면들의 위치들이 서로 다르며 정보의 기록 및 재생을 위하여 서로 다른 파장의 광들을 사용하는 적어도 두 종류의 광기록매체들에 호환하는 광픽업에 있어서, 서로 다른 파장의 광들을 개별적으로 출사하는 두 개의 레이저광원들과, 상기 두 개의 레이저광원들로부터 출사된 광을 각각 대응하는 광기록매체에 집광하기 위한 대물렌즈와, 상기 두 개의 레이저광원들로부터 출사된 광을 입사각도에 따라 상기 대물렌즈에 전반사하기 위한 전반사프리즘, 및 상기 대응하는 광기록매체로부터 반사되는 광을 검출하기 위한 광검출수단을 포함하여, 슬림화된 구조를 갖는다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명을 구현한 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광픽업의 구성을 보여준다. 도 3를 참조하면, 레이저다이오드 광원(31)이 동작하는 경우, 광원(31)으로부터 발산되는 형태로 출사되는 650㎚ 파장의 광은 하나의 유닛(32)으로 된 제 1광분할기(321) 및 제 2광분할기(322)에 의해 순차적으로 반사 및 투과하며, 투과된 광은 위상판(phase plate)(34)을 통하여 시준렌즈(33)로 입사한다. 여기서, 제 1광분할기(321)는 광효율을 극대화하기 위하여 편광광분할기를 사용하여 광원(31)으로부터 출사되는 650㎚ 파장의 광에서 S파의 선형편광된 광을 전반사한다. 선형편광된 광은 제 2광분할기(322)에 의해 전투과하며, 위상판(34)를 통하여 원형편광된 광이 된다. 만약, 제 1광분할기(321)를 비편광광분할기로 사용하면 위상판(34)을 제거할 수 있어 원가절감의 잇점을 갖는다. 그리고, 제 1광분할기(321)와 제 2광분할기(322)가 하나로 일체화되므로 조립조정이 용이하고, 광축경사에 의한 광학수차를 최소화할 수 있는 잇점을 갖는다. 시준렌즈(33)는 위상판(34)를 투과하여 입사하는 광을 시준렌즈면에 수직한 광축에 평행하도록 시준(collimation)시키며, 시준된 광은 전반사프리즘(35)에 의해 투과된다. 프리즘(35)을 투과한 광들은 환형차폐 대물렌즈(36)로 입사한다. 본 발명에 따른 대물렌즈(36)는 DVD디스크(37)의 정보기록면에 초점이 맞도록 설계되어 있다. 그래서, 사용되는 디스크가 DVD디스크(37)로부터 CD-R디스크(38)로 교체되는 경우, CD-R디스크(38)의 정보기록면에 형성되는 광스폿의 크기는 일반적으로 1.8㎛ 이상이 된다. 그러나, CD-R디스크(38)에 사용되는 광스폿의 크기는 일반적으로 1.4㎛이므로, 1.8㎛의 스폿크기로는 CD-R디스크(38)에 정보를 기록 또는 재생할 수 없게 된다. 그러므로, 본 발명에서는 CD-R디스크(38)에 정보를 기록 또는 재생할 수 있도록 광스폿의 크기를 줄이기 위하여 사용하는 파장과 광학거리를 바꾼다. 이때, CD-R 재생에 필요한 광학계는 하나의 유닛(41)에서 레이저다이오드 광원(411)이 동작하는 경우, 광원(411)으로부터 발산되는 형태로 출사되는 780㎚ 파장의 광이 제 2광분할기(323)에 의해 반사한 다음 위상판(34)과 시준렌즈(33)를 통과해 전반사프리즘(35)에서 반사 및 투과하여 CD-R디스크(38)에 광스폿을 집광하는 유한광학계로 구성된다. 프리즘(35)을 투과한 광들은 환형차폐 대물렌즈(36)로 입사한다.
도 4를 참조하면, 프리즘(35)은 굴절율 1.7 이상의 재질을 사용하여 650㎚ 및 780㎚의 복수개 파장을 45도 입사에서는 모두 전반사하고, 0도 입사에는 전투과하는 제 1표면(351)과, 전반사되는 광을 모든 입사각에 대하여 모두 전반사하는 제 2표면(352)으로 구분된다. 제 1표면(351)은 광학박막에 의해 만들어지며, 제 2표면(352)은 반사코딩에 의해 만들어진다. 도 4a를 보면, 프리즘(35)의 제 1표면(351)에 광들이 0도 입사하는 경우의 광투과특성으로, 모든 파장(㎚)에 대하여 반사율이 거의 0%에 가까운 전투과특성을 보여준다. 도 4b를 보면, 프리즘(45)의 제 1표면(351)에서 입사각도에 따른 광투과특성으로, 40도 이상의 입사각도에 대해서는 전반사특성을 보여준다. DVD디스크(37) 재생시에는 45도의 입사각을 만족하고, CD-R디스크(38) 재생시에는 유한광학계를 적용하여 40∼50도 사이(빗금친부분)의 입사각도를 만족한다. 그리고, 프리즘(35)의 제 2표면(352)은 제 1표면(351)으로부터 전반사되는 모든 파장에 대하여 전반사하도록 작동한다.
대물렌즈(36)는 두께가 0.6㎜인 DVD디스크(37)의 신호기록면에 초점이 맞도록 설계된 것으로서, 광원(31)으로부터 출사된 635㎚ 파장의 광을 DVD디스크(37)의 신호기록면에 초점맺히게 한다. 그러므로, DVD디스크(37)의 신호기록면에서 반사된 광은 그 신호기록면에 기록된 정보를 담게 된다. 이 반사된 광은 두 개의 광분할기(321,322)로 된 하나의 유닛(32)를 투과하여 광검출렌즈(40)에 의해 광학적 정보를 검출하는 광검출기(39)로 입사된다. 또한, 대물렌즈(36)는 광원(411)으로부터 출사된 780㎚ 파장의 광을 CD-R디스크(38)의 신호기록면에 초점맺히게 한다. 그러므로, CD-R디스크(38)의 신호기록면에서 반사된 광은 그 신호기록면에 기록된 정보를 담게 된다. 이 반사된 광은 제 2광분할기(322)에 의해 반사되어 광원(411)과 하나의 유닛(41)으로 된 수광부(412)에 의해 검출될 수 있게 한다. 따라서, 도 3의 장치는 DVD디스크(37) 및 CD-R디스크(38) 둘 다에 대한 정보의 기록 및 재생을 할 수 있게 된다.
DVD디스크(37) 또는 CD-R디스크(38)에 집광된 스폿은 레이저의 방출특성으로 인하여 항상 타원의 모양을 가지게 되어, 디스크의 레디알(radial)방향이나 탄젠셜(tangential)방향에 대하여 스폿이 만드는 타원의 장축이 일치한다. 더욱이, DVD 픽업에서처럼 DPD(Differential Phase Detection)법에 의해 트래킹하는 경우 스폿의 타원이 만드는 장축이 디스크의 레디알방향이나 탄젠셜방향과 일치해야 한다. 따라서, 효과적으로 트래킹할 수 있다.
한편, 슬림한 광픽업은 노트북컴퓨터와 같은 두께가 얇은 광디스크드라이브를 장착하는 곳에 사용가능하도록 하기 위하여 픽업의 높이가 10㎜ 이내로 제한되어야 한다. 그리고, 드라이브의 사이즈를 줄이기 위해서 도 5와 같이 레이저다이오드 광원(31)으로부터 출사되는 광의 축이 드라이브의 가이드레일(guide rail)(51)에 45도 경사져 있게 된다. 이런 경우 도 6a에 보인 바와 같이, 디스크상에 집광되는 광스폿이 트랙에 대하여 45도 회전된 상태가 되어 트랙신호 검출시 불안정한 신호를 발생시킨다. 더욱이, 트랙방향으로 액츄에이터(52)가 이동하면서 트래킹서보를 수행할 경우 트랙신호에 오프셋(offset)을 크게 발생시킨다. 그래서, 드라이브의 가이드레일(51)이 광축과 45도 경사져 있어도 전반사프리즘(35)을 사용하여 도 6b에 보인 바와 같이 디스크상에서 트랙방향으로 집광되는 광스폿의 타원이 만드는 축과 일치시킬 수 있도록 한다. 이에 대해, 도 7 및 도 8를 통해 설명한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 광픽업의 구성을 보여준다. 도 7를 참조하면, 레이저다이오드 광원(31)은 650㎚ 파장의 광을 출사하며, 광원(41)은 780㎚ 파장의 레이저광을 출사한다. 이 광픽업은 두 광원(31,41)이 모두 시준렌즈(33)의 초점위치에 설치되어 전반사프리즘(35)에 입사하는 광이 평행되는 무한광학계를 만족한다. 하나의 유닛(32)으로 된 제 1광분할기(321) 및 제 2광분할기(322)에서, 제 1광분할기(321)는 광원(31)으로부터 출사되는 650㎚ 파장의 광은 전투과하고 광원(41)으로부터 출사되는 780㎚ 파장의 광은 전반사한다. 제 2광분할기(322)는 제 1광분할기(321)에서 투과된 광 즉, 650㎚ 파장의 광에 대해서는 편광빔분할기로 동작하며, 반사된 780㎚ 파장의 광에 대해서는 비편광빔분할기로 동작한다. 그래서, 제 2광분할기(322)는 제 1광분할기(321)로부터 입사하는 650㎚ 파장의 광에서 직선편광된 광을 투과시키며, 780㎚ 파장의 광을 투과시킨다. 투과된 광은 시준렌즈(33)와 전반사프리즘(35)을 차례로 투과하며, 이 광은 대물렌즈(361)에 의해 얇은 광디스크(37) 또는 두꺼운 광디스크(38)의 정보기록면에 집광된다. 여기서, 대물렌즈(361)는 650㎚ 파장의 광에 대하여 최적화된 렌즈로 DVD디스크(37)의 정보기록면에 초점이 맞도록 설계되어 있다. 대물렌즈(361)는 CD-R디스크(38)의 재생이 가능하도록 도 8에 나타낸 바와 같이 환형의 특수한 렌즈 곡면을 추가로 구비하여 무한광학계로도 두꺼운 디스크의 재생이 되도록 한다.
도 8은 도 7의 대물렌즈(361)를 보여준다. 대물렌즈(361)는 광원쪽 렌즈면의 정점(vertex)을 중심으로 타원 혹은 원형의 링형태를 갖는 환렌즈영역(B)에 의하여 렌즈면을 안쪽영역(A), 환렌즈영역(B) 및 바깥영역(C)으로 분할한다. 여기서, 정점은 대물렌즈(361)의 축과 광원쪽 렌즈면이 만나는 지점이다. 안쪽영역(A) 및 바깥영역(C)은 얇은 두께를 갖는 광디스크(37)의 정보기록면에 최선의 초점을 형성하도록 최적화된 비구면(aspherical surface)형상을 갖는다. 또한, 안쪽영역(A)은 두꺼운 광디스크(38)의 정보기록면에서 약간의 구면수차를 발생시키나 두꺼운 광디스크(38)를 재생하기에는 충분히 작은 구면수차를 갖도록 제작된다. 특히, 안쪽영역(A)은 기존의 CD와 같은 두꺼운 광디스크(38)의 재생에 최적화된 광학적 스폿을 제공하기 위한 개구수(NA)를 갖는다. 650㎚ 파장의 광을 사용하는 경우, 기존의 CD를 재생하기 위한 대물렌즈(361)의 개구수(NA)는 0.37이상인 것이 바람직한다. 그러나, LD와 같이 더 작은 스폿이 사용되는 광디스크를 재생하기 위해서는, 개구수 0.4 이상이 요구된다. 그러므로, 환렌즈영역(B)이 안쪽영역(A)의 비구면형상이 연장된 형태를 갖는 경우, LD를 재생할 때에 환렌즈영역(B)을 통과한 광선들은 LD를 재생할 수 없을 만큼 더 큰 광학적 수차를 발생시킨다. 환렌즈영역(B)은 이 광학적 수차를 보정하기 위한 것으로서, 안쪽영역(A)에 의해 최상의 초점이 형성되는 위치에서 환렌즈영역(B)을 투과한 광선들이 광학적 수차를 보정하게 되는 비구면형상을 갖는다. 두꺼운 광디스크(38) 재생시, 바깥영역(C)을 투과한 광이 광디스크에 스폿을 형성하지 못하고 산란되며, 환렌즈영역(B)을 투과한 광선들은 얇은 광디스크(37)의 정보기록면에서 산란된다. 대물렌즈(361)가 두꺼운 광디스크(38)를 재생하는 경우, 안쪽영역(A)이 구면수차를 가지고 있으므로, 광학적으로는 대물렌즈(361)를 디포커싱(defocusing)시켜 즉, 작동거리를 조정하여 최소의 광학 수차값을 갖도록 할 수 있다.
기록된 정보를 읽어내는 경우, 얇은 광디스크(37)는 상대적으로 짧은 파장의 광을 이용하며, 두꺼운 광디스크(38)는 짧은 파장의 광과 상대적으로 긴 파장의 광 둘 다를 이용할 수 있다. 얇은 광디스크(37)는 두꺼운 광디스크(38)에 비하여 대물렌즈(361)로부터 가까운 거리에 그 정보기록면을 갖는다. 그러므로, 얇은 디스크(37)가 DVD이고 두꺼운 디스크(38)가 CD, LD 또는 CD-R인 경우, 안쪽영역(A) 및 바깥영역(C)은 DVD의 정보기록면에 최적화된 비구면형상을 가지며, 안쪽영역(A) 및 환렌즈영역(B)은 CD, LD 또는 CD-R의 정보기록면에 대하여 정보를 재생가능하도록 수차가 보정되고 작동거리가 최적화된 비구면형상을 갖는다.
정보기록면에서 반사되는 광은 대물렌즈(361) 및 시준렌즈(33)를 통과한 다음, 제 2광분할기(322)에서 반사된다. 반사된 광은 광검출렌즈(40)에 의해 광검출기(39)에 집광된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광픽업장치는 편광광분할기를 사용하여 광효율을 극대화시키면서 디스크상의 스폿의 오리엔테이션을 조정가능하고, 전반사프리즘을 사용하므로써 기존의 광부품을 슬림형 광픽업 구성에 그대로 사용하여 양산성을 높일 수 있으면서 DVD디스크와 CD-R디스크의 호환되는 광픽업을 제작할 수 있게 한다. 또한, 슬림한 드라이브의 사이즈를 줄일기 위해 광축이 드라이브의 가이드레일에 45도 경사져 있어도 전반사프리즘을 사용하므로써 디스크상에서 트랙방향으로 광스폿의 타원이 만드는 축과 일치시킬 수 있으며, 광디스크 호환을 위하여 두 개 이상의 파장들을 사용해야 하는 경우에도 단일의 대물렌즈와 단일 광검출기를 사용하여 광픽업을 구성할 수 있게 한다.

Claims (10)

  1. 정보기록면들의 위치들이 서로 다르며 정보의 기록 및 재생을 위하여 서로 다른 파장의 광들을 사용하는 적어도 두 종류의 광기록매체들에 호환하는 광픽업에 있어서,
    서로 다른 파장의 광들을 개별적으로 출사하는 두 개의 레이저광원들;
    상기 두 개의 레이저광원들로부터 출사된 광을 각각 대응하는 광기록매체에 집광하기 위한 대물렌즈;
    상기 두 개의 레이저광원들로부터 출사된 광을 입사각도에 따라 상기 대물렌즈에 전반사하기 위한 전반사프리즘; 및
    상기 대응하는 광기록매체로부터 반사되는 광을 검출하기 위한 광검출수단을 포함하여,
    슬림화된 구조를 갖는 광픽업.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전반사프리즘은 입사각도에 따라 전반사 내지 전투과하는 광학박막으로 된 제 1표면과, 제 1표면에서 전반사되는 광을 전반사하는 반사코딩으로 된 제 2표면으로 구성됨을 특징으로 하는 광픽업.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 전반사프리즘은 상기 두 개의 레이저광원들로부터 출사된 광이 45도 이상 입사시 전반사하고, 0도 입사시 전투과하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 광픽업은 상기 대응하는 레이저광원으로부터 출사되는 광을 반사 및 투과시키며, 상기 반사되는 광을 광검출수단으로 분리하는 두 개의 광분할기들을 포함하는 광픽업.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 두 개의 광분할기들은 하나의 유닛으로 구성됨을 특징으로 하는 광픽업.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 전반사프리즘을 투과한 광이 상기 대물렌즈에 의해 상기 대응하는 광기록매체상에서 스폿을 집광시킬 때 광스폿이 만드는 타원의 장축이 레디알방향 내지 탄젠샬방향중 하나에 대하여 항상 평행하도록 하는 것을 특징으로 하는 광픽업.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 대물렌즈는 정점(vertex)을 중심으로 링형태의 환렌즈영역에 의해 분할되는 안쪽영역, 환렌즈영역 및 바깥영역을 가지며,
    여기서 상기 안쪽영역, 환렌즈영역 및 바깥영역은, 상대적으로 얇은 두께를 갖는 제 1광기록매체의 재생시에, 상기 안쪽영역 및 상기 바깥영역을 통과한 광을 제 1광기록매체의 정보기록면으로부터 정보를 읽어낼 수 있는 단일 광스폿으로 집광시키며 상기 안쪽영역과 바깥영역 사이에 위치한 상기 환렌즈영역을 통과한 광을 제 1광기록매체의 정보기록면으로부터 정보를 읽어낼 수 없도록 산란시키고, 상대적으로 두꺼운 두께를 갖는 제 2광기록매체의 재생시에는, 상기 안쪽영역 및 상기 환렌즈영역을 통과한 광을 제 2광기록매체의 정보기록면으로부터 정보를 읽어낼 수 있는 단일 광스폿으로 집광시키며 상기 바깥영역을 통과한 광을 제 2광기록매체의 정보기록면으로부터 정보를 읽어낼 수 없도록 산란시키는, 비구면형상인 것을 특징으로 하는 광픽업.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 대물렌즈는 제 2광기록매체의 재생시에는 상기 안쪽영역이 최소의 수차를 갖도록 디포커스(defocus)를 유지하는 광픽업.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 대물렌즈는 상기 안쪽영역이 디포커스를 유지한 상태에서 환렌즈영역이 구면수차를 보정하도록 하는 광픽업.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 대물렌즈는 전체개구수를 사용하지 않고 개구수가 작도록 제한된 영역의 광만이 집광되도록 하는 광픽업.
KR1019970041661A 1997-08-27 1997-08-27 전반사프리즘을 사용한 슬림형 광픽업 KR100260704B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970041661A KR100260704B1 (ko) 1997-08-27 1997-08-27 전반사프리즘을 사용한 슬림형 광픽업

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970041661A KR100260704B1 (ko) 1997-08-27 1997-08-27 전반사프리즘을 사용한 슬림형 광픽업

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990018478A true KR19990018478A (ko) 1999-03-15
KR100260704B1 KR100260704B1 (ko) 2000-07-01

Family

ID=19518935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970041661A KR100260704B1 (ko) 1997-08-27 1997-08-27 전반사프리즘을 사용한 슬림형 광픽업

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100260704B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100443676B1 (ko) * 2001-09-13 2004-08-09 엘지전자 주식회사 전반사형 집광렌즈를 이용한 광픽업 장치
KR100455478B1 (ko) * 2000-12-29 2004-11-08 엘지전자 주식회사 전반사형 집광렌즈를 이용한 광픽업 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100455478B1 (ko) * 2000-12-29 2004-11-08 엘지전자 주식회사 전반사형 집광렌즈를 이용한 광픽업 장치
KR100443676B1 (ko) * 2001-09-13 2004-08-09 엘지전자 주식회사 전반사형 집광렌즈를 이용한 광픽업 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR100260704B1 (ko) 2000-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6043912A (en) Optical pickup compatible with a digital versatile disk and a recordable compact disk using a holographic ring lens
US7558179B2 (en) Compatible optical pickup using light sources following a common optical path
USRE43106E1 (en) Optical pickup compatible with a digital versatile disk and a recordable compact disk using a holographic ring lens
KR100238077B1 (ko) 평판을 사용하여 cd-r디스크에 호환하는 dvd디스크의 광픽업
KR100514323B1 (ko) 복수의광디스크를호환하는대물렌즈를구비한광픽업
RU2155389C2 (ru) Оптический датчик (варианты), объектив (варианты) и оптический адаптерный прибор (варианты)
KR100294235B1 (ko) 광학적 가변조리개를 사용한 광픽업
EP0805440B1 (en) Objective lens device and optical pickup adopting the same
US6009066A (en) Optical pickup of two different wavelength laser sources with an objective lens having an annular shielding region
KR100263154B1 (ko) 광학적 위상판을 사용한 광픽업
KR100291557B1 (ko) 환형차폐면을사용한cd－r및dvd호환광픽업
KR100228678B1 (ko) 편광분할기를 사용한 광픽업장치
KR100209917B1 (ko) 액츄에이터 분리형 광픽업
KR100260704B1 (ko) 전반사프리즘을 사용한 슬림형 광픽업
KR100255233B1 (ko) 두개의 렌즈를 갖는 cd-r 호환 dvd 광픽업
KR100238069B1 (ko) 홀로그램을 사용한 cd-r 및 dvd 호환 광픽업
KR100260705B1 (ko) 광기록매체들에 호환가능한 광픽업
KR100251458B1 (ko) 복수의 광디스크를 호환하는 대물렌즈를 구비한 광픽업
EP0996120A1 (en) Optical pickup compatible with a digital versatile disk and a recordable compact disk using a holographic ring lens
US20060120246A1 (en) Optical pickup head for optical recording media
KR100317278B1 (ko) 삼파장레이저다이오드모듈및그를이용한광픽업장치
JP4012926B2 (ja) 対物レンズ

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20080328

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee