KR19990050006A - Dual Focus Optical Pickup Device Using Aperture Control - Google Patents

Abstract

본 발명은 개구수조절을 이용한 듀얼 포커스 광픽업장치에 관한 것이다. 이는, 레이저광이 방출 및 수광되며 반사광을 회절시키는 액정 광학소자와, 이 액정 광학소자의 상측에서 레이저광의 편광성을 변환시킴과 동시에 광폭에 따라 상호 다른 투과율로 분리투과시키는 광조절파장판과, 이 광조절파장판의 상측에서 레이저광을 집광시키는 대물렌즈를 포함하여 이루어지는 듀얼 포커스 광픽업장치를 제공한다. 그리하여, 광디스크의 두께 및 신호정보의 기록면 차이로 인하여 발생되는 구면수차의 문제가 광조절파장판을 이용하므로 대물렌즈에 입사하는 광속의 입사광세기분포를 가변시켜 대물렌즈의 개구수(NA)가 능동적으로 변환되어 구면수차가 현저히 저하되므로 디지털 오디오 및 디지털 비디오 디스크를 호환재생할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a dual focus optical pickup apparatus using numerical aperture control. A liquid crystal optical element which emits and receives laser light and diffracts reflected light, an optical control wavelength plate which converts the polarization of the laser light on the upper side of the liquid crystal optical element and separates and transmits the light at different transmittances depending on the width thereof; Provided is a dual focus optical pickup apparatus comprising an objective lens for focusing a laser beam on an upper side of the light adjusting wavelength plate. Therefore, the problem of spherical aberration caused by the thickness of the optical disk and the recording surface difference of the signal information uses the optical control wavelength plate, so that the incident light intensity distribution of the objective lens is active by varying the incident light intensity distribution of the light beam incident on the objective lens. Since the spherical aberration is remarkably reduced, the digital audio and digital video discs can be compatible.

Description

개구수조절을 이용한 듀얼 포커스 광픽업장치Dual Focus Optical Pickup Device Using Aperture Control

본 발명은 개구수조절을 이용한 듀얼 포커스 광픽업장치에 관한 것으로, 특히 광디스크의 두께 및 기록신호면의 차이로 인한 구면수차를 개구수를 조절하므로 이중의 포커스로 집광시킬 수 있는 개구수조절을 이용한 듀얼 포커스 광픽업장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dual focus optical pickup apparatus using numerical aperture control, and in particular, to adjust the numerical aperture of spherical aberration due to the difference in the thickness of the optical disk and the recording signal plane, and thus using numerical aperture control capable of condensing with a double focus. A dual focus optical pickup apparatus.

일반적으로 광학 데이터 기록매체 즉, 광디스크는 두께가 1.2 mm인 음악재생용 디지탈 오디오 디스크(Digital Audio Disk ;DAD)와 0.6mm인 디지탈 비디오 디스크(Digital Video Disk ;DVD) 등으로 구분되며, 1.2mm두께의 디지탈 오디오 디스크는 한면에 복층으로 데이타를 기록하고, 0.6mm의 두께의 디지탈 비디오 디스크는 중간에 복층으로 데이타를 기록하여 하나의 디스크에 다량의 데이타를 기록하도록 되어 있었다.In general, an optical data recording medium, that is, an optical disk, is divided into a digital audio disk (DAD) for music playback having a thickness of 1.2 mm and a digital video disk (DVD) having a thickness of 0.6 mm, and has a thickness of 1.2 mm. Digital audio discs record data in multiple layers on one side, and 0.6 mm thick digital video discs record data in multiple layers in the middle to record a large amount of data on a single disc.

상기한 두 종류의 디스크에서 기록된 데이타를 재생하는 광 픽업장치는 1.2mm두께의 디지탈 오디오 디스크와 0.6mm두께의 디지탈 비디오 디스크에서 기록된 정보를 읽는 경우, 디지탈 비디오 디스크에서는 기록의 고밀도화를 위해 디스크상의 트랙 피치가 0.74㎛이고 기록신호인 피트간의 최단길이가 0.4㎛이므로 트랙피치가 1.6㎛와 피트간의 최단길이가 0.834㎛인 디지탈 오디오 디스크와 서로 상이하여 재생시 광스폿의 지름이 달라야 하므로 대물렌즈의 구면수차가 일치되지 않아 동시재생이 불가능하고, 디스크의 상호 0.6mm 두께 차이에 의해 광학적 수차가 높아져 노이즈가 증가하여 에러발생율이 증대되므로 기록된 정보를 정확히 읽을 수 없으므로 광 픽업장치는 0.6mm 또는 1.2mm 디스크중 하나의 기록된 정보만을 읽을수 있도록 되어 있었다.An optical pickup apparatus for reproducing data recorded on the above two types of discs reads information recorded on a 1.2 mm thick digital audio disc and a 0.6 mm thick digital video disc. Since the track pitch of the image is 0.74 µm and the shortest length between the pit, which is the recording signal, is 0.4 µm, the diameter of the optical spot must be different during playback because the track pitch is different from that of a digital audio disc having 1.6 µm and the shortest length between the feet is 0.834 µm. Because spherical aberrations do not match, simultaneous playback is impossible, and optical aberration is increased due to the difference of 0.6mm thickness of the discs. Only the recorded information on one of the 1.2mm discs could be read.

따라서, 최근에 들어 1.2mm 디스크와 0.6mm 디스크에 기록된 정보를 선택적으로 독출할 수 있도록 도 1의 상세도에 도시된 바와 같이, 0.6mm 디스크에 대하여 설계된 개구수(NA)가 0.6인 대물렌즈(1130)와, 에칭(Eching)에 의해 다단계 회절층(w1,w2,h0)이 형성된 홀로그래픽 광학소자(1120)가 복합배열된 듀얼포커스렌즈를 채택하고, 이 홀로그래픽 광학소자(1120)에 의해 회절된 0차광은 직진함과 동시에 1차회절된 레이저광은 발산광이 되도록 하므로 회절효율을 조절하여 광량을 적절히 배분하는 듀얼 포커스 광픽업장치가 개발되고 있다.Therefore, an objective lens having a numerical aperture NA of 0.6 designed for a 0.6 mm disk as shown in the detailed view of FIG. 1 to selectively read out information recorded on a 1.2 mm disk and a 0.6 mm disk in recent years. 1130 and a holographic optical element 1120 having a multi-stage diffraction layer w1, w2, h0 formed by etching, adopt a dual focus lens in which a composite array is arranged, and the holographic optical element 1120 The zero-diffracted light is linearly diverged and the first-diffracted laser light is divergent light. Therefore, a dual-focus optical pickup device for controlling the diffraction efficiency and appropriately distributing the amount of light has been developed.

이러한 홀로그래픽 광학소자(1120)가 채택된 듀얼 포커스 광픽업장치의 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 선형편광된 일정파장의 레이저광을 주사하는 레이저다이오드(1100)와, 이 레이저다이오드(1100)에서 주사된 레이저광을 트랙킹에러신호검출을 위한 0차회절광과 ±1차회절광 즉, 쓰리빔(Three Beam)으로 분리시키는 회절격자(1105)와, 이 회절격자(1105)의 일측에서 소정의 기울기를 갖고 설치되어 주사된 레이저광을 일정한 비율로 반사 및 투과시키는 빔스플리터(1110)와, 이 빔스플리터(1110)를 경유한 레이저광을 평행광으로 변환시키는 콜리메이터렌즈(1115)와, 이 콜리메이터렌즈(1115)를 경유한 평행광의 회절효율을 조절하여 광량을 배분하는 홀로그래픽 광학소자(1120)와, 이 홀로그래픽 광학소자(1120)를 경유한 레이저광을 디지탈 비디오 디스크용인 0.6mm 디스크(1150; 이하 "제 1디스크"라함) 및 디지탈 오디오 디스크인 1.2mm 디스크(1160; 이하 "제 2디스크"라함)상에 포커싱시켜 기록된 정보를 독출하는 대물렌즈(1130)와, 상기 기록된 정보를 수반한 레이저광에서 에러신호의 검출을 위해 비점수차법에 의한 포커싱에러신호를 발생시키는 비점수차 발생렌즈(1140)와, 이 비점수차 발생렌즈(1140)를 통과한 광 정보를 검출하여 전류신호로 변환시키는 광검출기(1145)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the dual focus optical pickup device employing the holographic optical device 1120 includes a laser diode 1100 that scans laser light having a linearly polarized constant wavelength, and the laser diode 1100. A diffraction grating 1105 which separates the laser beam scanned by the laser beam into a zero-order diffraction light and a ± first-order diffraction light for detecting a tracking error signal, that is, a three beam, and at one side of the diffraction grating 1105 A beam splitter 1110 which reflects and transmits the scanned laser light at a predetermined ratio with a predetermined slope, and a collimator lens 1115 which converts the laser light via the beam splitter 1110 into parallel light; The holographic optical element 1120 for distributing the amount of light by adjusting the diffraction efficiency of the parallel light via the collimator lens 1115 and the laser light via the holographic optical element 1120 for 0.6 mm digital discs. An objective lens 1130 that reads the recorded information by focusing on a disk 1150 (hereinafter referred to as "first disk") and a 1.2 mm disk (hereinafter referred to as "second disk") that is a digital audio disk; Astigmatism generating lens 1140 for generating a focusing error signal by the astigmatism method for detecting an error signal in the laser light with recorded information, and detecting the optical information passing through the astigmatism generating lens 1140 And a photodetector 1145 for converting the signal into a current signal.

이와 같은 구성을 갖는 종래 광 픽업장치의 작동은 먼저, 소정의 발진파장을 갖는 레이저광은 레이저다이오드(1100)에서 주사되어 회절격자(1105)로 입사되고, 이 입사된 레이저광은 회절격자(1105)를 투과하며 0차 및 ±1차 광 즉, 쓰리빔으로 분리되어 방사된다. 이 쓰리빔은 트랙킹에러용으로 이용되는 것으로, 회절격자(1105)를 투과하여 빔스플리터(1110)로 입사되고, 이 쓰리빔은 빔스플리터(1110)에 의해 일정한 비율로 반사 및 투과된다. 이렇게 반사 및 투과되는 레이저광중에서 반사된 레이저광은 빔스플리터(1110)에서 콜리메이터렌즈(1115)로 입사되고, 이 레이저광은 콜리메이터렌즈(1115)를 경유하므로 직선성이 부여된다. 이렇게 직선성이 부여되어 평행광이 된 레이저광은 콜리메이터렌즈(1115)에서 홀로그래픽 광학소자(1120)로 입사되고, 레어저광은 홀로그램 광학렌즈(1120)에 의해 회절된다. 이렇게 회절된 레이저광중에서 0차회절광은 직진하므로 개구수가 0.6인 대물렌즈(1130)의 구경을 경유하여 0.6mm인 제 1디스크(1150)상에서 지름이 1.6μm인 스폿으로 집광되고, 1차회절광은 발산광으로 변환되어 대물렌즈에서 협폭으로 집광되어 제 2디스크(1155)상에 지름이 0.8μm의 에어리 형태로 집광되므로, 이 레이저광은 디스크상의 피트(1155)가 없는 곳에서는 거의 그대로 반사되어 대물렌즈(1130)로 돌아오게 되나, 피트(1155)가 있는 곳에서는 레이저광이 피트(1155)에 의해 회절되어 대물렌즈(1130)의 범위밖으로 방출되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 광검출기(1145)에 광량차이를 발생시킨다. 이는 피트(1155)의 깊이가 파장의 λ/4에 설정되어 있어 반사광은 피트(1155)의 상하에 반파장이 달라 간섭에 의해 상쇄되므로 광검출기(1145)에 돌아온 광량이 감소하게 되는 것이다.In operation of the conventional optical pickup apparatus having such a configuration, first, the laser light having a predetermined oscillation wavelength is scanned by the laser diode 1100 and incident on the diffraction grating 1105, and the incident laser light is incident on the diffraction grating 1105. ) And radiated into 0th and ± 1st light, that is, three beams. The three beams are used for tracking errors. The three beams penetrate the diffraction grating 1105 and enter the beam splitter 1110. The three beams are reflected and transmitted at a constant rate by the beam splitter 1110. The laser light reflected from the reflected and transmitted laser light is incident from the beam splitter 1110 to the collimator lens 1115, and the laser light passes through the collimator lens 1115, thereby providing linearity. The laser light, which is thus provided with linearity and becomes parallel light, is incident from the collimator lens 1115 into the holographic optical element 1120, and the laser light is diffracted by the holographic optical lens 1120. Since the zero diffraction light goes straight among the diffracted laser beams, the light is collected in a spot having a diameter of 1.6 μm on the first disc 1150 having a diameter of 0.6 mm through the aperture of the objective lens 1130 having a numerical aperture of 0.6, Since the light is converted into divergent light and condensed narrowly by the objective lens, the light is condensed on the second disk 1155 in an airy shape having a diameter of 0.8 μm, so that the laser light is reflected almost as it is in the absence of the pit 1155 on the disk. To return to the objective lens 1130, but where the pit 1155 is present, the laser light is diffracted by the pit 1155 and emitted outside the range of the objective lens 1130, thereby causing only a part of the incident light to return. Thereby generating a light quantity difference in the photodetector 1145. This is because the depth of the pit 1155 is set to λ / 4 of the wavelength, and the reflected light is canceled by interference due to different half wavelengths above and below the pit 1155, thereby reducing the amount of light returned to the photodetector 1145.

그리고, 상기 제 1디스크(1150) 또는 제 2디스크(1160)에서 반사되어 돌아오는 변조된 반사광은 홀로그래픽 광학소자(1120)와 콜리메이터렌즈(1115)를 경유하여 빔스플리터(1110)로 조사되고, 이 반사광은 다시 일정한 비율로 반사 및 투과되며 이중에서 빔스플리터(1110)에 의해 투과되는 레이저광은 광검출기(1145)측으로 직진하게 된다. 이렇게 변조된 반사광은 빔스플리터(1110)에서 비점수차 발생렌즈(1140)로 조사되고, 이 반사광은 비점수차 발생렌즈(1140)에 의해 포커스 에러를 검출하기 위한 비점수차가 발생되며 광검출기(1145)로 보내어지고, 이렇게 디스크에서 변조된 반사광은 광검출기에 의해 알에프(RF), 포커스 에러검출, 트랙킹조절 및 정보를 전류로 변환되며, 이 변환된 전류는 미도시된 제어회로에 의해 원래의 신호로 복조하여 재생시키게 된다.The modulated reflected light reflected by the first disk 1150 or the second disk 1160 is returned to the beam splitter 1110 via the holographic optical device 1120 and the collimator lens 1115. The reflected light is reflected and transmitted again at a constant rate, and the laser light transmitted by the beam splitter 1110 is moved straight toward the photodetector 1145. The modulated reflected light is irradiated from the beam splitter 1110 to the astigmatism generating lens 1140, and the reflected light is generated by the astigmatism generating lens 1140 to detect a focus error, and thus the photodetector 1145. The reflected light, which is modulated by the disk, is converted into RF (RF), focus error detection, tracking control, and information into a current by a photodetector, which is converted into an original signal by a control circuit (not shown). Demodulation is performed.

그러므로, 상기와 같이 레이저다이오드(1100)로 부터 방사되는 레이저광은 홀로그래픽 광학소자(1120)를 경유하여 디스크상에 상호 다른 에어리 형태로 집광되어 빔 포커스가 서로 다른 위치에 형성됨으로서 두께가 1.2mm 디스크와, 0.6mm 디스크에 기록된 정보를 선택적으로 읽어들일 수 있는 것이다.Therefore, as described above, the laser light emitted from the laser diode 1100 is collected in different airy shapes on the disk via the holographic optical device 1120, so that the beam focus is formed at different positions so that the thickness is 1.2 mm. The disc and the information recorded on the 0.6 mm disc can be selectively read.

그러나, 이와 같은 종래 듀얼 포커스 광 픽업장치는, 디스크의 두께에 따라 이중의 포커스로 광디스크에 집광시키기 위하여 광의 회절을 이용하는 홀로그래픽 광학소자(1120)와 대물렌즈(1130)의 복합배치에 따른 가공상 고도의 기술력이 요구되므로 그 제작이 난해함과 동시에 홀로그래픽 광학소자(1120)가 무버(1125)에 고정되어 있으므로 액츄에이터의 동특성에 악영향을 미치고, 제 1디스크(1150)에서 제 2디스크(1160)로 변화시 수차변화에 따른 대물렌즈의 초점거리를 길게 하는데 따른 대물렌즈의 대형화 및 광학소자간에 소정의 간격을 유지해야 하는데 따른 설계치수의 증가로 광 픽업의 소형화에 장애요인이 되는 문제점이 있었다.However, such a conventional dual focus optical pickup device has a processing effect due to the complex arrangement of the holographic optical element 1120 and the objective lens 1130 using diffraction of light in order to focus the optical disk with a double focus according to the thickness of the disk. Since a high level of technical skill is required, manufacturing is difficult and at the same time, the holographic optical device 1120 is fixed to the mover 1125 and thus adversely affects the dynamic characteristics of the actuator, and from the first disk 1150 to the second disk 1160. In the case of change, there is a problem that the obstacle of miniaturization of the optical pickup due to the enlargement of the objective lens by increasing the focal length of the objective lens due to the aberration change and the increase of the design dimension due to maintaining a predetermined distance between the optical elements.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 에칭에 의한 홀로그래픽 광학소자의 층간 정밀배열에 따른 제작상의 난해함과 수차변화를 보상하는데 따른 형상의 복잡함을 해소하여 액츄에이터의 동특성을 향상시키고, 복수의 디스크 두께차이에 의해 발생되는 재생시 수차변화에 의한 대물렌즈의 초점거리 조절에 대한 문제를 해소하여 설계치수를 감소시켜 광픽업장치의 소형화를 도모할 수 있는 개구수조절을 이용한 듀얼 포커스 광픽업장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and improves the dynamic characteristics of the actuator by eliminating the complexity of the shape due to the manufacturing difficulties and aberration changes due to the precise interlayer alignment of the holographic optical element by etching, Dual-focus light using numerical aperture control that can reduce the design dimension by reducing the design dimension by eliminating the problem of adjusting the focal length of the objective lens due to aberration change during playback caused by the difference in thickness of the disk It is an object to provide a pickup device.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above object,

레이저광을 방출하는 레이저다이오드와, 이 레이저다이오드의 양측에서 반사광이 수광되는 광검출기와, 복수개로 대향되게 형성된 투명기판 사이에서 액정분자가 함유되어 형성된 중앙부의 액정층 및 일측면에 형성된 투명전극으로 구성되어 레이저광의 편광에 따라 각각 다른 굴절율로 투과시키는 액정홀로그램이 일체로 구비되므로 반사광을 회절시키는 액정광학소자;Between a laser diode emitting a laser light, a photodetector receiving reflected light from both sides of the laser diode, and a liquid crystal layer in a central portion formed of a plurality of transparent substrates facing each other and a transparent electrode formed on one side thereof. A liquid crystal optical element configured to diffract the reflected light since the liquid crystal hologram is integrally provided with the liquid crystal hologram configured to transmit at different refractive indices according to the polarization of the laser light;

이 액정광학소자의 상측에서 레이저광의 위상을 변환시키는 파장판과, 이 파장판의 상측에서 레이저광을 광폭에 따라 상호 다른 투과율로 분리투과시키며 광디스크상에 집광되는 레이저광의 최외각입사각을 조절하는 광조절판이 일체로 형성되고, 이 광조절판이 협폭의 레이저광을 제 1투과율로 투과시키는 내측원형판과, 광폭의 레이저광을 제 2투과율로 투과시키는 외부판으로 구성되어 내측원형판의 투과율은 1인 전투과막이고, 상기 외부판의 투과율은 1/2인 반투과막으로 형성된 광조절파장판;A wavelength plate for converting the phase of the laser light on the upper side of the liquid crystal optical element, and a light beam for separating and transmitting the laser light at different transmittances depending on the width on the upper side of the wavelength plate and adjusting the outermost incident angle of the laser light focused on the optical disk. The plate is formed integrally, and the light regulating plate is composed of an inner circular plate which transmits a narrow laser beam at a first transmittance, and an outer plate which transmits a wide laser beam at a second transmittance. A light control wavelength plate formed of a semi-permeable membrane having a film having a transmittance of 1/2;

이 광조절파장판의 상측에서 레이저광을 집광시키는 대물렌즈를 포함하여 이루어지는 개구수조절을 이용한 듀얼 포커스 광픽업장치를 제공함으로써 달성되는 것이다.This is achieved by providing a dual focus optical pickup apparatus using numerical aperture adjustment including an objective lens for focusing a laser beam on the upper side of the light adjusting wavelength plate.

도 1은 종래 광픽업장치의 구성도,1 is a block diagram of a conventional optical pickup device;

도 2는 본 발명의 구성도,2 is a block diagram of the present invention,

도 3은 본 발명의 광검출부를 상세히 도시한 도면,3 is a view showing in detail the photodetector of the present invention;

도 4(a)(b)는 본 발명의 액정홀로그램을 상세히 도시한 도면,Figure 4 (a) (b) is a view showing in detail the liquid crystal hologram of the present invention,

도 5는 본 발명의 광조절파장판의 사시도,5 is a perspective view of a light control wavelength plate of the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 광학계가 디지털 비디오 디스크를 재생하는 것을 보인 작동상태 개략도,6 is a schematic diagram of an operating state in which the optical system according to the present invention plays a digital video disc;

도 7은 본 발명에 따른 광학계가 디지털 오디오 디스크를 재생하는 것을 보인 작동상태 개략도,7 is a schematic diagram of an operating state in which the optical system according to the present invention plays a digital audio disc;

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10 : 액정 광학소자 20 : 액정홀로그램10 liquid crystal optical element 20 liquid crystal hologram

30 : 광조절파장판 32 : 투과형 파장판30: light control wavelength plate 32: transmission wave plate

35 : 광조절판 36 : 내측원형판35: light control plate 36: inner circular plate

37 : 외부판 40 : 대물렌즈37: outer plate 40: objective lens

50 : 광디스크50: optical disc

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저광이 방출 및 수광되며 반사광을 회절시키는 액정 광학소자(10)와, 이 액정 광학소자(10)의 상측에서 레이저광의 편광성을 변환시킴과 동시에 광폭에 따라 상호 다른 투과율로 분리투과시키는 광조절파장판(30)과, 이 광조절파장판(30)의 상측에서 레이저광을 집광시키는 대물렌즈(40)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 2, the present invention provides a liquid crystal optical element 10 that emits and receives laser light and diffracts reflected light, and converts the polarization of the laser light on the upper side of the liquid crystal optical element 10, and at the same time, a wide width. And a light control wavelength plate 30 for transmitting separately at different transmittances, and an objective lens 40 for condensing laser light on the upper side of the light control wavelength plate 30.

액정 광학소자(10)는 입방형으로 형성되어 하면에 열전도율이 뛰어난 베이스(11)가 형성되고, 이 베이스(11) 상면에는 광의 진행방향에 대하여 수직으로 편광된 레이저광을 방출하는 레이저다이오드(12)가 설치되는데 이 레이저다이오드(12)에서 발생되는 열은 상기 베이스(11)로부터 용이하게 열방출이 되므로 광 방출의 간섭이 방지되며, 이 레이저다이오드(12)의 양측에는 반사광이 수광되는 광검출기(14)와, 레이저광의 편광에 따라 각각 다른 굴절율로 투과시키는 액정홀로그램(20)이 일체로 구비된다.The liquid crystal optical element 10 is formed in a cubic shape, and a base 11 having excellent thermal conductivity is formed on a lower surface thereof, and on the upper surface of the base 11, a laser diode 12 emitting laser light polarized perpendicularly to a traveling direction of light. The heat generated by the laser diode 12 is easily radiated from the base 11 so that interference of light emission is prevented, and a photodetector in which reflected light is received on both sides of the laser diode 12. 14 and a liquid crystal hologram 20 for transmitting at different refractive indices in accordance with the polarization of the laser light are integrally provided.

양측의 광검출기(14)는 상호 이격설치되어 수광부 사이의 임의의 점에서 결상되므로 각각의 광검출기(14)에 광신호가 집광되고, 이 광신호는 전기적신호로 출력된다.Since the photodetectors 14 on both sides are spaced apart from each other to form an image at any point between the light receiving units, an optical signal is condensed on each photodetector 14, and the optical signal is output as an electrical signal.

이 광신호는 각각의 광검출기(14)가 도 3에 도시된 바와 같이, 양측의 광검출기(14)의 수광면이 동일하게 구성됨과 동시에 이 수광면은 3개의 세그먼트(S, S1, S2, S', S1', S2')로 형성되고, 중앙의 세그먼트(S, S')는 3분할(D, D1, D2, D' D1', D2')되어 있다. 그러므로, 중앙의 세그먼트(S, S')에 조사된 반사광은 포커스에러을 검출하며 양측의 세그먼트(S1, S2, S1', S2')는 트랙킹에러를 검출하도록 하는 즉, 빔사이즈법 및 푸시풀법에 의하여 포커스에러 및 트랙킹에러신호를 검출하는 것이다.As shown in FIG. 3, each optical detector 14 has the same light receiving surface of both photodetectors 14, and the light receiving surface has three segments S, S1, S2, S ', S1' and S2 '), and the center segments S and S' are divided into three (D, D1, D2, D 'D1' and D2 '). Therefore, the reflected light irradiated to the center segments S and S 'detects the focus error and the segments S1, S2, S1' and S2 'on both sides detect the tracking error, i.e., the beam size method and the push-pull method. By this, the focus error and tracking error signals are detected.

그리고, 액정홀로그램(20)은 도 4(a)(b)에 도시된 바와 같이, 복수개로 대향되게 형성된 투명기판(22)과, 이 투명기판(22) 사이에서 액정분자(26)가 함유되어 형성된 액정층(28)과, 이 액정층(28)의 중앙부와 일측면에서 형성된 투명전극(24)으로 구성되고, 액정층(28)의 액정분자(26)는 기립방향의 굴절율(ηs)과 수평방향의 굴절율(ηℓ)이 각각 다르게 형성되어 수평방향의 굴절이 기립방향의 굴절보다 크게 굴절될 수 있는 것이다.As shown in FIG. 4A and FIG. 4B, the liquid crystal hologram 20 includes a plurality of transparent substrates 22 formed to face each other, and liquid crystal molecules 26 between the transparent substrates 22. The liquid crystal layer 28 formed, and the transparent electrode 24 formed in the central part and one side of this liquid crystal layer 28, The liquid crystal molecule 26 of the liquid crystal layer 28 is made into the refractive index (eta) of the standing direction, and The horizontal refractive index ηℓ is differently formed so that the horizontal refraction may be larger than the refraction in the standing direction.

그리고, 이 액정 광학소자(10)와 광디스크(50)사이에는 광조절파장판(30)이 설치되어 레이저광의 편광성을 변환시킴과 동시에 광폭에 따라 상호 다른 투과율로 분리투과시킨다.An optical control wavelength plate 30 is provided between the liquid crystal optical element 10 and the optical disk 50 to convert the polarization of the laser light and to separate and transmit the light at different transmittances depending on the width.

이 광조절파장판(30)은 입사광의 광폭에 따라 상이한 투과율로 분리투과시킴과 동시에 입사광의 위상을 지연시키는 것으로, 광조절판(35)과 투과형파장판(32)으로 구성되고, 이중, 광조절판(35)은 도 5에 도시된 바와 같이, 투과율 1로 협폭의 입사광을 전투과시키는 내측원형판(36)과, 투과율 1/2로 광폭의 입사광을 반투과시키는 외부판(37)으로 이루어진다. 그리고, 이 광조절파장판(30)은 환형의 투광막으로 형성되어 광축을 기준으로 광디스크(50)상에서 집광되는 최외각입사각(θ1, θ2)을 조절하는 것이다.The light control wavelength plate 30 is composed of a light control plate 35 and a transmissive wavelength plate 32, which separates and transmits at different transmittances depending on the width of the incident light and retards the phase of the incident light. As shown in Fig. 5, an inner circular plate 36 for combating narrow incident light with a transmittance of 1 and an outer plate 37 for transflecting incident light of a wide width with a transmittance of 1/2 are shown. The light regulating wavelength plate 30 is formed of an annular transmissive film to adjust the outermost incident angles θ1 and θ2 that are collected on the optical disc 50 based on the optical axis.

이러한 최외각입사각(θ1, θ2)은 개구수에 비례하므로 광폭에 따른 투과율로 광량이 조절되어 광디스크(50)상에 다른 입사각으로 집광되면 개구수(N.A. : Numerical Aperture)가 조절될 수 있는 것이다.Since the outermost incident angles θ1 and θ2 are proportional to the numerical aperture, the light quantity is controlled by the transmittance according to the width, and the numerical aperture (N.A .: Numerical Aperture) can be adjusted when the light is focused at different incident angles on the optical disc 50.

이러한 광조절파장판(30)에서 조절되는 개구수(N.A.)는 다음과 같이 정리된다.The numerical aperture (N.A.) adjusted by the light control wavelength plate 30 is arranged as follows.

본 발명에 의하여 광디스크(50)상에 집광되는 광스폿의 직경은 최외각입사각(θ1, θ2)에 따라 상이하게 그 크기가 결정된다. 두께가 0.6㎜인 디지털 비디오 디스크(52)에 조사되는 최외각입사각을 θ2, 두께가 1.2㎜인 디지털 오디오 디스크(54)에 조사되는 최외각입사각을 θ1라 하고, 매질의 굴절율을 η하면, 이에 대한 개구수 (N.A.)의 결정은 다음 수학식 1에 의해 결정된다.According to the present invention, the diameter of the light spot focused on the optical disc 50 is differently determined according to the outermost incident angles θ1 and θ2. When the outermost incident angle irradiated to the digital video disk 52 having a thickness of 0.6 mm is θ2 and the outermost incident angle irradiated to the digital audio disk 54 having a thickness of 1.2 mm is θ1, and the refractive index of the medium is η, Determination of the numerical aperture (NA) for is determined by the following equation (1).

N.A.1 = ηsinθ1 N.A.2 = ηsinθ2N.A.1 = ηsinθ1 N.A.2 = ηsinθ2

상기 식 1에 의하여 굴절율이 동일한 경우에 개구수는 최외각입사각(θ1, θ2)에 따라 비례하게 되므로 θ2＞θ1이라 하면 개구수는 N.A.2＞N.A.1으로 결정된다.When the refractive index is the same according to Equation 1, the numerical aperture is proportional to the outermost incidence angles θ1 and θ2. When θ2> θ1, the numerical aperture is determined to be N.A.2> N.A.1.

그리고, 이와 같이 상이한 개구수에 의한 광스폿의 크기는 다음 수학식 2에 의해 결정된다. 빔의 반경 W은(K는 광의 강도분포특성에 의해 결정되는 상수),Then, the size of the light spots due to the different numerical apertures is determined by the following expression (2). The radius W of the beam (K is a constant determined by the intensity distribution of the light),

이므로, 광스폿의 직경은 개구수에 반비례하게 된다.Therefore, the diameter of the light spot is in inverse proportion to the numerical aperture.

그러므로, 두께가 0.6㎜인 광디스크(52)의 경우에는 트랙간격 및 신호면인 피트(55)의 크기가 작으므로 작은 광스폿지름을 필요로 하게 되어 두께가 1.2㎜인 광디스크(54)보다 큰 개구수의 대물렌즈를 필요로 하게 된다. 이때, 빔스폿직경은 두께가 1.2㎜인 광디스크(54)상에서는 다소 크게 되어도 광신호의 독출이 가능하게 되므로 디지털 비디오 디스크(52) 전용의 개구수(N.A.=0.6)를 가지는 대물렌즈(40)를 사용하므로 호환재생을 시도하게 되는 것이다.Therefore, in the case of the optical disk 52 having a thickness of 0.6 mm, since the track interval and the size of the pit 55 as the signal surface are small, a small optical spot diameter is required, and thus an opening larger than the optical disk 54 having a thickness of 1.2 mm. You will need a number of objectives. At this time, the beam spot diameter can read an optical signal even if the beam spot diameter is slightly increased on the optical disk 54 having a thickness of 1.2 mm, so that the objective lens 40 having a numerical aperture (NA = 0.6) dedicated to the digital video disk 52 can be obtained. As a result, compatible playback will be attempted.

상기 개구수와 대물렌즈에 입사되는 광폭에 대한 관계는 다음 수학식 3에 의해 결정된다. 대물렌즈에 조사되는 광폭을 D, f를 대물렌즈의 초점거리라 하면,The relationship between the numerical aperture and the light width incident on the objective lens is determined by the following equation. If D and f are the focal lengths of the objective lenses,

D=2×f×(N.A.)D = 2 × f × (N.A.)

즉, 상기 식 3에서 동일한 초점거리를 갖는 대물렌즈로의 입사광폭을 제어하게 되면 유효개구수(Effective N.A.)를 조절할 수 있게 된다.That is, by controlling the incident light width to the objective lens having the same focal length in Equation 3, it is possible to adjust the effective N.A.

본 발명에서는 동일한 초점거리를 기준으로 단일한 대물렌즈 즉, 디지털 비디오 디스크 전용 대물렌즈(40)를 채택하므로 0.6㎜두께의 광디스크(52)상에서는 구면수차의 발생없이 광신호를 독출하게 된다.In the present invention, since a single objective lens, i.e., an objective lens 40 dedicated to a digital video disc, is adopted on the basis of the same focal length, the optical signal is read out on the optical disc 52 having a thickness of 0.6 mm without generating spherical aberration.

그러나, 이때 두께 1.2㎜의 광디스크(54)를 독출하게 되는 경우, 첫째, 초점보상이 되지 않을 경우에는 디포커스(Defocus)로 인하여 집속이 정확하지 않아 에러발생폭이 크게 되며, 둘째, 디스크 두께차이에 의한 구면수차의 발생으로 레이저광의 사이드로브의 분포광량증대 및 중심강도분포의 저하가 되고, 이로 인하여 인접신호간의 크로스토그(Crosstalk)가 증가되어 신호대잡음비(S/N ratio)가 저하되는 등, 광학성능이 현저히 저하되어 광정보의 독출이 불가능하게 된다. 그러므로 상기 식 3에 의해 유효개구수(Effective N.A.)를 조절해야만 한다. 이러한 유효개구수의 범위는 다음과 같이 결정된다.However, in this case, when the optical disk 54 having a thickness of 1.2 mm is read out, first, when focus compensation is not performed, the focusing accuracy is not accurate due to defocusing, and thus the error occurrence width is increased. The spherical aberration causes the increase in the distribution light intensity of the side lobe of the laser beam and the decrease in the central intensity distribution, thereby increasing the crosstalk between adjacent signals and decreasing the signal-to-noise ratio (S / N ratio). The optical performance is significantly lowered, making it impossible to read optical information. Therefore, the effective N.A. must be adjusted by Equation 3 above. The range of these effective openings is determined as follows.

우선, 디스크두께의 차이에 의한 구면수차발생량은 다음 수학식 4에 의해 결정된다. 굴절율을 η, 디스크의 두께변화량을 Δd 라 하면,First, the amount of spherical aberration caused by the difference in disk thickness is determined by the following equation (4). If the refractive index is η and the disk thickness change is Δd,

한편, 디포커스에 의한 수차발생량을 ΔZ라 하면 상기 수학식 4는 다음과 같이 변형된다.On the other hand, if the amount of aberration generated by defocus is ΔZ, Equation 4 is modified as follows.

상기 식 4의 수차발생량을 디포커스시 보상된 값으로 동일시하여 구면수차를 일치시키면 중심강도분포와 전체파면수차(Wave Aberration)의 관계로부터 무수차계로 표현가능한 본 발명의 광학계전체의 누적파면수차량은 0.07λ이하이어야 한다는 marechal's criterion에 따라 디포커스에 대한 영향을 제거할 수 있어 무수차계로 접근되는 것이다.The cumulative wave front aberration of the optical system of the present invention can be expressed by the aberration system from the relationship between the center intensity distribution and the wave aberration by matching the spherical aberration by equating the aberration generation amount of Equation 4 to a value compensated for defocusing. According to marechal's criterion that should be less than 0.07λ, the effect on the defocus can be eliminated, thus approaching the anhydrometer.

그러므로, 상기의 식들에서 개구수를 보상하게 되면 구면수차값의 최대치 0.5가 얻어지게 된다. 즉, 유효개구수는 0.5이하가 되어야 하며 그 최소치는 수학식 2에 제한되고, 이에 따라 광스폿의 직경이 증가하게 된다. 이러한 광스폿직경의 증가는 발생수차에 의한 강도분포의 변화에 따라 크로스토크보다 광스폿사이즈가 증가되는데 따른 크로스토크가 발생되므로 신호대잡음비가 저하된다. 따라서 그 최소치는 발생수차의 강도분포에 제약되므로 본 실시예에서 사용되는 개구수 0.6인 대물렌즈로 0.6㎜두께의 광디스크를 독출하게 되는 경우에는 다음과 같은 식으로 그 유효개구수가 정리된다.Therefore, when the numerical aperture is compensated for in the above equations, the maximum value of spherical aberration value 0.5 is obtained. That is, the effective number of openings should be 0.5 or less, and the minimum value is limited to Equation 2, thereby increasing the diameter of the light spot. The increase in the light spot diameter causes a crosstalk caused by an increase in the light spot size rather than the crosstalk due to the change in the intensity distribution due to the generated aberration, thereby lowering the signal-to-noise ratio. Therefore, since the minimum value is limited to the intensity distribution of the generated aberration, when the optical disk having a thickness of 0.6 mm is read out by the objective lens having a numerical aperture of 0.6 used in this embodiment, the effective number of openings is summarized as follows.

0.27<N.A.≤0.50.27 <N.A.≤0.5

이와 같이 개구수 변화에 따른 크로스토그의 변화와 재생신호의 감도크기에 대하여 연산된 값중 적절한 수치를 선택하여 개구수를 결정할 수 있고, 본 발명에서는 그 개구수를 0.3으로 결정한다.In this way, the numerical aperture can be determined by selecting an appropriate numerical value from among the values calculated for the change of the crosstalk according to the numerical aperture change and the sensitivity size of the reproduction signal. In the present invention, the numerical aperture is determined to be 0.3.

그러므로, 수학식 1 내지 6에 의하여 광조절파장판(30)에서 광디스크(50)상으로의 최외각입사각(θ1, θ2)을 조절하게 되면 개구수가 조절되므로 0.6㎜두께 전용의 광디스크(52) 전용 대물렌즈(40)로 1.2㎜두께의 광디스크(54)를 재생할 수 있고, 이렇게 호환재생시에 발생되는 구면수차는 협폭의 레이저광 즉, 광축주변의 레이저광을 전투과시켜 재생하므로 유효개구수가 조절 및 호환재생이 탁월해 질 수 있는 것이다.Therefore, when the outermost incident angles θ1 and θ2 from the optical control wavelength plate 30 onto the optical disc 50 are adjusted by Equations 1 to 6, the numerical aperture is adjusted so that only the optical disc 52 dedicated to the thickness of 0.6 mm may be used. The objective lens 40 can reproduce the optical disk 54 having a thickness of 1.2 mm, and the spherical aberration generated during the compatible reproduction is reproduced by fighting the narrow laser light, that is, the laser light around the optical axis. Regeneration can be excellent.

다음에는 상기와 같이 개구수조절이 가능한 광조절파장판(30)이 채택되어 이루어진 본 발명의 작용을 설명한다.Next will be described the operation of the present invention that is adopted by the optical control wavelength plate 30 capable of adjusting the numerical aperture as described above.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이 일정파장의 레이저광이 액정 광학소자(10)의 레이저다이오드(12)로부터 방출되는데, 이 레이저다이오드(12)는 레이저광의 진행방향에 대하여 입사면에 수직성분인 광 예컨데, S편광이 방출되도록 편광성이 조정되어 레이저광을 방출한다. 이 편광된 레이저광은 레이저다이오드(12)로부터 액정홀로그램(20)으로 조사되고, 이 레이저광은 액정홀로그램(20)을 경유하면서 회절되지 않는다. 이는, 액정홀로그램(20)내에 함유된 액정분자(26)의 광축방향 굴절율(ηs)이 액정층(28)의 굴절율과 동일함과 동시에 광축방향으로 위상지연된 레이저광 즉, S편광된 레이저광을 회절시키지 않고, 광축방향과 평행한 즉, P편광된 레이저광만을 회절시키므로 입사광은 회절없이 투과된다.First, as shown in FIG. 6, laser light having a predetermined wavelength is emitted from the laser diode 12 of the liquid crystal optical element 10, which is a component perpendicular to the incident surface with respect to the advancing direction of the laser light. Light For example, the polarization is adjusted so that S-polarized light is emitted to emit laser light. This polarized laser light is irradiated from the laser diode 12 to the liquid crystal hologram 20, and the laser light is not diffracted while passing through the liquid crystal hologram 20. This means that the optical axis direction refractive index ηs of the liquid crystal molecules 26 contained in the liquid crystal hologram 20 is equal to the refractive index of the liquid crystal layer 28, and the laser beam phase-delayed in the optical axis direction, that is, the S-polarized laser light Without diffraction, only the laser light parallel to the optical axis direction, that is, P-polarized light is diffracted, so that incident light is transmitted without diffraction.

그리하여, 액정홀로그램(20)을 경유한 레이저광은 광조절파장판(30)으로 조사되고, 이 레이저광은 광조절파장판(30)의 투과형파장판(32)에 의해 직선편광이 원편광으로 변환됨과 동시에 광조절판(35)에 의해 투과량이 조절되는 것이다. 이러한 투과량의 조절은 입사광세기의 광량분포를 가변시키면서 선택적투과되는 것인데, 광조절파장판(30)의 광조절판(35)에서 내측원형판(36)을 통하는 레이저광은 전투과되고, 외부판(37)을 통하는 레이저광은 반투과되므로 분리투과되는 것이고, 내측원형판(36)을 전투과한 레이저광은 대물렌즈(40)를 경유하여 광축을 기준으로 최외각입사각이 θ1으로 집광됨과 동시에 외부판(37)을 투과한 레이저광은 대물렌즈(40)를 경유하여 광축을 기준으로 최외각입사각이 θ2로 집광된다. 즉, 내측원형판(36)과 외부판(37)으로 구성된 광조절판(35)을 경유한 레이저광은 각각 다른 최외각입사각(θ1, θ2)을 갖게 되어 전술한 수학식 1 내지 6에 의하여 서로 다른 개구수(N.A.)로 투과형파장판(32)을 동시에 경유하게 된다. 이렇게 원편광으로 편광되어 광량이 조절된 레이저광은 광조절파장판(30)에서 대물렌즈(40)로 조사되어 광디스크(50)상으로 집광된다.Thus, the laser light passing through the liquid crystal hologram 20 is irradiated to the light control wavelength plate 30, and the linearly polarized light is circularly polarized by the transmission wavelength plate 32 of the light control wavelength plate 30. At the same time, the amount of transmission is controlled by the light control plate 35. The control of the amount of transmission is to selectively transmit while varying the light intensity distribution of the incident light intensity, the laser light passing through the inner circular plate 36 in the light control plate 35 of the light control wavelength plate 30 is overpowered, the outer plate 37 The laser beam passing through the beam is semi-transmissive, so that the laser beam passes through the inner circular plate 36. The laser beam passing through the inner circular plate 36 is focused on the optical axis with respect to the optical axis via the objective lens 40 and at the same time, the outer plate 37. The laser beam that has passed through is condensed at the outermost incident angle θ2 with respect to the optical axis via the objective lens 40. That is, the laser beams passing through the light control plate 35 composed of the inner circular plate 36 and the outer plate 37 have different outer angles of incidence angles θ1 and θ2, respectively. The numerical aperture NA passes through the transmissive wave plate 32 at the same time. The laser light polarized by the circularly polarized light and the amount of light is controlled is irradiated from the light control wavelength plate 30 to the objective lens 40 to be focused onto the optical disk 50.

그런데, 상기 상호 다른 개구수로 광조절파장판(30)을 경유하여 대물렌즈(40)에 의해 집광되는 레이저광은 광디스크(50)상에서 입사시에 레이저광의 최외각입사각(θ1, θ2)의 차이로 인한 광스폿의 직경의 차이는 전술한 바와 같이 광조절판(35)의 내측원형판(36)을 투과하여 집광되는 광보다 외부판(37)을 투과하여 집광되는 광이 더 작게 된다.By the way, the laser light focused by the objective lens 40 via the optical control wavelength plate 30 with the numerical apertures different from each other is the difference between the outermost incident angles θ1 and θ2 of the laser light when it is incident on the optical disc 50. As described above, the difference in the diameter of the light spot is smaller than the light transmitted through the outer plate 37 and collected through the inner circular plate 36 of the light control plate 35.

그리하여, 각각의 광디스크(50) 예컨데, 두께가 0.6mm인 디지털 비디오 디스크(52)를 재생하는 경우에는 상기 외부판(37)을 반투과하여 광조절파장판(30) 및 대물렌즈(40)에 의해 개구수 0.6으로써 광축에 대하여 θ2로 광디스크(52)상에서 약 0.8㎛크기의 광스폿을 형성하게 되어 기록면(55)에서 회절과 간섭이 되어 광량 및 광의 유무로 광정보를 독출하게 된다. 이때, 본 발명에서는 디지털 비디오 디스크(52)전용 대물렌즈(40)를 사용하였으므로 기록면에서 구면수차의 발생없이 정확하게 집광된다.Thus, when playing each of the optical disks 50, for example, the digital video disk 52 having a thickness of 0.6 mm, the external plate 37 is transflected to the optical control wavelength plate 30 and the objective lens 40. As a result of the numerical aperture 0.6, an optical spot having a size of about 0.8 탆 is formed on the optical disk 52 at θ2 with respect to the optical axis. The optical surface is interfered with diffraction on the recording surface 55 to read optical information with the amount of light and the presence or absence of light. At this time, since the objective lens 40 dedicated to the digital video disk 52 is used in the present invention, the recording surface is accurately focused without generating spherical aberration.

그리고, 두께가 1.2mm인 디지털 오디오 디스크(54)의 재생시에는 도 7에 도시된 바와 같이, 내측원형판(36)에서 전투과된 레이저광이 투과형파장판(32)에 의해 편광되어 대물렌즈(40)에 의해 개구수 0.3으로써 집속되고 광축에 대하여 θ1으로 광디스크(54)상에서 집광되는 것이다.When the digital audio disc 54 having a thickness of 1.2 mm is reproduced, as shown in FIG. 7, the laser light that has been battled on the inner circular plate 36 is polarized by the transmissive wave plate 32 and the objective lens 40. Is condensed at a numerical aperture of 0.3 and condensed on the optical disk 54 at θ1 with respect to the optical axis.

그리하여, 상기와 같은 과정으로 각각의 광디스크(50)상에서 광정보를 독출한 레이저광은, 대물렌즈(40)를 경유하여 광조절파장판(30)으로 조사된다. 이 레이저광은 광조절파장판(30)의 투과형파장판(32) 투과시에 원편광이 직선편광으로 편광된다. 이때, 직선편광된 레이저광은 광디스크(50)상에서 반사시 역전된 원편광이 투과형파장판(32)으로 입사되므로, 초기 투과형파장판(32)에 입사시와는 직교하는 편광방향을 갖는 직선편광이 된다. 이렇게 역전된 직선편광의 레이저광은 광조절파장판(30)에서 액정 광학소자(10)로 입사된다.Thus, the laser light, which reads the optical information on each optical disk 50 in the above-described process, is irradiated to the optical control wavelength plate 30 via the objective lens 40. In the laser beam, circularly polarized light is polarized by linearly polarized light when the transmission wavelength plate 32 of the light control wavelength plate 30 is transmitted. In this case, since the linearly polarized laser light is incident on the optical disk 50 when the circularly polarized light is inverted into the transmissive wave plate 32, the linearly polarized light has a polarization direction orthogonal to the time of incidence upon the initial transmissive wave plate 32. Becomes The inverted linearly polarized laser light is incident on the liquid crystal optical element 10 in the light control wavelength plate 30.

그리하여, 반사광은 직선편광의 위상이 지연되어 액정 광학소자(10)의 액정홀로그램(20)에 조사되는데 이때, 디지털 비디오 디스크(52)상에서 θ2로 집광되어 넓은 광폭으로 반사되는 레이저광은 액정홀로그램(20)으로부터 회절된다.Thus, the reflected light is irradiated onto the liquid crystal hologram 20 of the liquid crystal optical element 10 by delaying the phase of the linearly polarized light. At this time, the laser light that is focused on θ2 on the digital video disk 52 and reflected at a wide width is a liquid crystal hologram ( From 20).

그리하여, 회절된 레이저광은 액정홀로그램(20)로부터 광검출기(14)로 조사되고, 이 반사광은 이 광검출기(14)에서 포커스에러가 검출되도록 하며 회절되어 양측의 광검출기(14)로 결상되는 광량을 연산하여 트랙킹에러가 검출되는 것이다.Thus, the diffracted laser light is irradiated from the liquid crystal hologram 20 to the photodetector 14, and the reflected light is diffracted and imaged by the photodetectors 14 on both sides so that the focus error is detected in the photodetector 14. The tracking error is detected by calculating the amount of light.

이와같이, 각각의 경로를 경유하여 광정보를 독출한 레이저광은 회절과 간섭 및 반사 투과되어 디지털 오디오신호 및 디지털 비디오신호를 원래의 전기적 신호로 출력시키고, 이 출력된 광신호는 디지털 신호처리부(도시않됨)에 의해 원래의 신호로 복조됨으로써 광디스크상에 기록된 오디오신호인 알에프(R.F)신호와 에러검출신호인 포커스신호, 트랙킹신호가 출력되는 것이다.In this way, the laser light, which reads the optical information via the respective paths, is diffracted, interfered and reflected and transmitted, and outputs the digital audio signal and the digital video signal as original electrical signals, and the output optical signal is a digital signal processor (not shown). Demodulated to the original signal to output an RF (RF) signal which is an audio signal recorded on the optical disc, a focus signal which is an error detection signal, and a tracking signal.

이와 같이 본 발명은, 투과율이 각각 다른 광조절파장판(30)의 내부로 레이저광을 경유시키므로 디지털 비디오 디스크의 재생시에는 광조절판(35)의 외부판(37)을 투과하여 대물렌즈(40)에서 집광되므로 광디스크상(52)에 약 0.8㎛직경의 크기로 광스폿을 형성하여 광검출기(14)에 수광되므로 디지털 비디오 디스크를 재생하고, 디지털 오디오 디스크의 재생시에는 레이저광이 상기 광축부분의 광은 내측원형판(36)을 반투과되어 대물렌즈(40)에 의해 광디스크(54)상에 집광되어 광검출기(14)에 수광되므로 상호 광디스크(52, 54)의 두께차이로 발생되는 구면수차를 대폭 감소시킴과 동시에 각각의 광정보가 다른 광검출기에 수광되므로 광의 간섭없이 호환재생할 수 있다.As described above, according to the present invention, since the laser beam is passed through the light control wavelength plate 30 having different transmittances, the objective lens 40 is transmitted through the outer plate 37 of the light control plate 35 when the digital video disc is reproduced. Since light is collected at the optical disk, the optical spot is formed on the optical disk 52 with a diameter of about 0.8 μm and received by the photodetector 14, thereby reproducing a digital video disk. Since the inner circular plate 36 is transflected and focused on the optical disk 54 by the objective lens 40 and received by the photodetector 14, the spherical aberration caused by the difference in thickness between the optical disks 52 and 54 is greatly reduced. At the same time, since each optical information is received by the other photodetector, it can be compatible and reproduced without interference of light.

본 발명 개구수조절을 이용한 듀얼 포커스 광픽업장치는, 광디스크의 두께 및 신호정보의 기록면 차이로 인하여 발생되는 구면수차를, 대물렌즈에 입사하는 광속의 입사광세기분포를 가변시키므로 대물렌즈의 개구수(NA)가 능동적으로 변환되어 구면수차가 현저히 저하되므로 디지털 오디오 및 디지털 비디오 디스크를 호환재생할 수 있는 효과가 있다.In the dual focus optical pickup apparatus using numerical aperture adjustment, the spherical aberration caused by the difference in the thickness of the optical disk and the recording surface of the signal information varies the incident light intensity distribution of the light beam incident on the objective lens. Since the NA) is actively converted, the spherical aberration is significantly reduced, so that digital audio and digital video discs can be interchangeably played.

Claims (3)

하면의 베이스(11)와, 이 베이스(11)의 중앙 하부에 설치되어 레이저광을 방출하는 레이저다이오드(12)와, 이 레이저다이오드(12)의 양측에서 반사광이 수광되는 광검출기(14)와, 이 광검출기(14)의 상부에서 복수개로 대향되게 형성된 투명기판(22)과, 이 투명기판(22) 사이에서 레이저광의 편광에 따라 각각 다른 굴절율로 투과시키는 액정홀로그램(20)이 일체로 구비된 액정 광학소자(10);A base 11 of the lower surface, a laser diode 12 disposed below the center of the base 11 to emit laser light, a photo detector 14 receiving reflected light from both sides of the laser diode 12, and A plurality of transparent substrates 22 formed to face each other on the upper portion of the photodetector 14 and a liquid crystal hologram 20 for transmitting at different refractive indices between the transparent substrates 22 according to the polarization of the laser light. A liquid crystal optical element 10; 이 액정 광학소자(10)의 상측에서 레이저광의 위상을 변환시키는 투과형파장판(32)과, 이 투과형파장판(32)의 상측에서 협폭의 레이저광을 투과율 1로 전투과시키는 전투과막인 내측원형판(36)과, 광폭의 레이저광을 투과율 1/2로 반투과시키는 반투과막인 외부판(37)으로 구성되어 제 1투과율은 제 2투과율보다 크게 설정되는 광조절판(35)으로 형성된 광조절파장판(30);A transmissive wavelength plate 32 for converting the phase of the laser light on the upper side of the liquid crystal optical element 10, and an inner circular plate which is a combat film for combating the narrow laser light at a transmittance of 1 on the upper side of the transmissive wavelength plate 32 ( 36) and a light control wavelength formed by the light control plate 35, which is composed of an outer plate 37, which is a transflective film that transmits a wide laser light at a transmittance of 1/2, so that the first transmittance is set larger than the second transmittance. Plate 30; 이 광조절파장판(30)의 상측에서 레이저광을 집광시키는 대물렌즈(40);An objective lens 40 for condensing laser light on the light control wavelength plate 30; 상기 구성요소를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 개구수조절을 이용한 듀얼 포커스 광픽업장치.Dual focus optical pickup apparatus using numerical aperture control, characterized in that comprising the component. 제 1 항에 있어서, 상기 광조절판(35)은 광디스크(50)상에 집광되는 레이저광의 최외각입사각(θ1, θ2)을 조절하는 것을 특징으로 하는 개구수조절을 이용한 듀얼 포커스 광픽업장치.The dual focus optical pickup apparatus of claim 1, wherein the optical control plate (35) adjusts the outermost incident angles (θ1, θ2) of the laser light focused on the optical disc (50). 제 1 항에 있어서, 상기 액정홀로그램(20)은 복수개로 대향되게 형성된 투명기판(22)과, 이 투명기판(22) 사이에서 기립방향의 굴절율(ηs)과 수평방향의 굴절율(ηℓ)이 각각 다르게 형성되어 수평방향의 굴절이 기립방향의 굴절보다 크게 굴절되는 액정분자(26)가 함유되어 형성된 액정층(28)과, 이 액정층(28)의 중앙부와 일측면에서 형성된 투명전극(24)으로 구성된 것을 특징으로 하는 개구수조절을 이용한 듀얼 포커스 광픽업장치.2. The liquid crystal hologram (20) according to claim 1, wherein the liquid crystal hologram (20) is formed of a plurality of opposing transparent substrates (22) and a refractive index (ηs) in the standing direction and a refractive index (ηl) in the horizontal direction between the transparent substrates 22, respectively. The liquid crystal layer 28 is formed by containing a liquid crystal molecule 26 formed differently, the refractive in the horizontal direction is larger than the refraction in the standing direction, and the transparent electrode 24 formed on the central portion and one side of the liquid crystal layer 28 Dual focus optical pickup device using a numerical aperture control, characterized in that consisting of.