KR19990050018A - 광학소자 일체형 듀얼 포커스 광픽업장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학소자 일체형 듀얼 포커스 광픽업장치에 관한 것이다. 이는, 광디스크(50, 60)의 기록면(55)과 경사지게 설치되는 일체형 광학소자(20)와, 이 일체형 광학소자(20)의 저부 일측면에 설치하여 디지털 비디오 디스크(50)가 재생되는 레이저광을 방출하는 제 1레이저다이오드(10)와, 이 제 1레이저다이오드(10)의 양측에 설치하여 디지털 비디오 디스크(50)상의 반사광이 수광되는 제 1광검출기(14)와, 이 제 1광검출기(14)의 내측에 설치하여 디지털 오디오 디스크(60)상의 반사광이 수광되는 제 2광검출기(16)와, 상기 일체형 광학소자(20)의 설치 측사면과 수평되는 위치에 설치되어 디지털 오디오 디스크(60)가 재생되는 레이저광을 방출하는 제 2레이저다이오드(12)와, 상기 일체형 광학소자(20)의 상측면에서 광디스크(50, 60)와 수평하게 설치되어 레이저광의 편광성을 변환시킴과 동시에 광폭에 따라 상호 다른 투과율로 분리투과시키는 광조절파장판(30)과, 이 광조절파장판(30)을 경유한 레이저광을 광디스크(50)에 집속시키는 대물렌즈(40)를 포함하여 이루어져, 광학소자가 정확한 위치에 배열되므로 광픽업장치의 제작비를 저감시키며 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 광량의 조절에 대하여 손실이 없으므로 광픽업장치의 기능이 향상되는 효과가 있는 것이다.

Description

광학소자 일체형 듀얼 포커스 광픽업장치

본 발명은 광학소자 일체형 듀얼 포커스 광픽업장치에 관한 것으로, 특히 단일한 레이저광의 투과율을 다르게 하여 서로 다른 개구수에 의한 광스폿의 직경을 다르게 하므로 두께가 1.2mm인 디지탈 비디오 디스크와 두께가 0.6mm인 디지탈 오디오 디스크에 기록된 정보를 동시에 재생할 수 있고 광 픽업 장치의 광학소자를 일체화하여 조립성을 향상시키며 소형화를 유도할 수 있는 광학소자 일체형 듀얼 포커스 광 픽업장치에 관한 것이다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 발명된 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 광학소자 일체형 듀얼 포커스 광픽업장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은,

광디스크의 기록면과 경사지게 설치되어 내측면 상하부에 이격되어 광경로를 증가시키기 위한 복수개의 반사부가 설치되며 반사광을 회절시키는 위상 홀로그램격자부가 설치되고, 디지털 비디오 디스크상의 광정보를 독출하기 위한 레이저광이 방출되는 레이저다이오드와, 복수개의 광디스크상에서 반사된 반사광이 수광되는 복수개의 광검출기가 일체로 형성된 일체형 광학소자;

이 일체형 광학소자의 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;

이 광조절 파장판을 경유한 레이저광을 광디스크에 집속시키는 비구면렌즈인 대물렌즈를 포함하여 이루어지는 광학소자 일체형 듀얼 포커스 광픽업장치를 제공함으로써 달성된다.

도 1은 종래 광픽업장치의 구성도,

도 2는 본 발명의 구성도,

도 3는 본 발명에 따른 광학계가 디지털 비디오 디스크를 재생하는 것을 보인 작동상태 개략도,

도 4는 본 발명에 따른 광학계가 디지털 오디오 디스크를 재생하는 것을 보인 작동상태 개략도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 제 1레이저다이오드 12 : 제 2레이저다이오드

14 : 제 1광검출기 16 : 제 2광검출기

20 : 일체형 광학소자 22 : 제 1반사부

24 : 위상 홀로그램격자부 26 : 제 2반사부

30 : 광조절 파장판 32 : 투과형파장판

34 : 광조절판 36 : 내측원형판

37 : 외부판

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이, 광디스크의 기록면과 경사지게 설치되어 레이저광의 광경로를 증가시키기 위하여 반사시키고 레이저광을 선택적으로 회절시키는 일체형 광학소자(20)와, 이 일체형 광학소자(20)의 저부 일측면에 설치하여 디지털 비디오 디스크가 재생되는 레이저광을 방출하는 제 1레이저다이오드(10)와, 이 제 1레이저다이오드(10)의 양측에 설치하여 디지털 비디오 디스크상의 반사광이 수광되는 제 1광검출기(14)와, 이 제 1광검출기(14)의 내측에 설치하여 디지털 오디오 디스크상의 반사광이 수광되는 제 2광검출기(16)와, 상기 일체형 광학소자(20)의 설치 측사면과 수평되는 위치에 설치되어 디지털 오디오 디스크가 재생되는 레이저광을 방출하는 제 2레이저다이오드(12)와, 상기 일체형 광학소자(20)의 상측면에서 광디스크와 수평하게 설치되어 레이저광의 편광성을 변환시킴과 동시에 광폭에 따라 상호 다른 투과율로 분리투과시키는 광조절파장판(30)과, 이 광조절파장판(30)을 경유한 레이저광을 광디스크에 집속시키는 대물렌즈(40)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 일체형 광학소자(20)는 광디스크의 기록면과 경사지게 설치되고, 이 일체형 광학소자(20)는 광투과효율이 우수한 광투과성의 프리즘이 설치된다.

이 일체형 광학소자(20)의 상부에서 광디스크와 평행하게 광조절파장판(30)이 배치되고, 이 광조절파장판(30)은 투과형 파장판(32)과 광조절판(34)으로 구성된다. 이중 투과형 파장판(32)은 광조절파장판(30)의 하면에 설치되는데 이는, 이방성 결정체로 굴절율이 입사각에 따라 다르게 투과되어 편광성을 변화 및 레이저광의 위상을 지연시키는 1/4파장판이다.

그리고, 상기 광조절파장판(30)은 레이저광을 제 1투과율로 투과시키는 내측원형판(36)과 제 2투과율로 투과시키는 외부판(37)으로 구성되어, 제 1투과율이 제 2투과율보다 작게 설정되며, 내측원형판(36)의 제 1투과율이 1/2로 반투과막이고, 상기 외부판(37)의 제 2투과율이 1인 전투과막으로 광디스크상에 집광되는 레이저광의 최외각입사각을 조절하는 것이다.

또한, 상기 광조절파장판(30)의 상측에는 레이저광이 최소의 구면수차를 가지도록 비구면렌즈로 구성되어 레이저광을 광디스크상에 집광시키는 대물렌즈(40)가 순차적으로 배열된다.

한편, 상기 제 1레이저다이오드(10)와 제 2레이저다이오드(12)는 광의 진행방향에 대하여 수직한 성분의 레이저광 즉, S편광된 레이저광이 방출된다.

상기 일체형 광학소자(20)의 내측 상면에는 상기 제 1레이저다이오드(10)측방으로 형성되어 레이저광의 광경로를 증가시키는 제 1반사부(22)가 형성되고, 이 제 1반사부(22)의 하면에서 일체형 광학소자(20)의 저면부에는 레이저광의 광경로를 일체형 광학소자(20)로부터 방출되도록 광경로를 변환시키는 제 2반사부(26)가 형성된다.

그리하여, 이 제 1 및 제 2반사부(22, 26)에서 반사되며 광경로가 변환된 레이저광은 일체형 광학소자(20)의 상면에 형성되어 반사광을 회절시키는 위상 홀로그램격자부(24)가 형성된다.

상기 제 1레이저다이오드(10)의 양측면 즉, 일체형 광학소자(20)의 저부 일측에는 복수개의 수광부로 구성되는 다분할 포토디텍터(14, 14', 16, 16')가 각각 배열된다. 이와 동시에 본 발명에서는 트래킹에러검출을 위해 상기 다분할 포토디텍터(14, 14', 16, 16')상에 트랙킹에러의 검출시에는 푸시풀법을 사용하고, 포커싱에러검출법으로는 푸코법을 채택한다.

다음에는 상기와 같이 이루어진 본 발명의 작용을 설명한다.

먼저, 디지털 비디오 디스크의 재생시에는 도 3에 도시된 바와 같이 일정파장의 레이저광이 제 1레이저다이오드(10)로부터 방출되는데, 이 제 1레이저다이오드(10)는 레이저광의 진행방향에 대하여 입사면에 평행성분인 광(예컨데, S편광)이 방출되도록 편광성이 조정되어 레이저광을 방출한다. 이 편광된 레이저광은 레이저다이오드(10)에서 일체형 광학소자(20) 일측 상면에 형성된 제 1반사부(22)에서 전반사되고, 이 레이저광은 제 1반사부(22)에 의해 광경로가 증가된다. 이 광경로가 증가된 레이저광은 제 1반사부(22)로부터 제 2반사부(26)로 조사되어 다시 전반사되고, 이 레이저광은 제 2반사부(26)에 의해 광경로가 일체형 광학소자(20)와 기립되는 방향으로 변환된다.

한편, 이 각각의 반사부(22, 26)로부터 전반사되어 광경로가 증가되므로 광학적 기준거리가 보정된 레이저광은 제 2반사부(26)로부터 위상 홀로그램격자부(24)로 조사되고, 이 레이저광은 위상 홀로그램격자부(24)에서 회절되지 않고 투과된다. 이는, 위상 홀로그램격자부(24)가 P편광된 레이저광만을 회절시키도록 격자처리되어 있으므로 회절되지 않게 되고, 회절없이 투과된 레이저광은 위상 홀로그램격자부(24) 즉, 일체형 광학소자(20)의 외부로 방출된다.

이렇게 일체형 광학소자(20)를 경유한 레이저광은 위상 홀로그램격자부(24)로부터 광조절파장판(30)으로 조사되고, 이 광조절파장판(30)의 투과형 파장판(32)으로 조사된다. 이렇게 조사된 레이저광은 투과형 파장판(32)에 의해 직선편광이 원편광으로 편광된다. 이렇게 원편광으로 편광된 레이저광은 투과형 파장판(32)을 경유함과 동시에 광조절판(34)으로 조사되고, 이 레이저광은 광조절판(34)에 의해 분리투과된다.

이때, 광조절판(34)의 내측원형판(36)을 통하는 레이저광은 반투과되고, 외부판(37)을 통하는 레이저광은 전투과되므로 분리투과되는 것이고, 내측원형판(36)을 투과한 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(34)을 경유한 레이저광은 각각 다른 최외각입사각을 갖게 되어 서로 다른 개구수(N.A. : Numerical Aperture)로 대물렌즈(40)에 조사되어 광디스크(50, 60)상으로 집광된다.

그런데, 상기 상호 다른 개구수로 광조절판(34)을 경유하여 대물렌즈(40)에 의해 집광되는 레이저광은 광디스크(50)상에서 입사시에 레이저광의 최외각입사각이 각각 다르므로 다음과 같은 수학식에 의해 그 개구수와 광스폿의 직경 및 초점심도가 각각 결정된다.

최외각입사각θ1,θ2에 대한 개구율N.A.의 결정은 매질의 굴절율을 η하면,

N.A.1 = ηsinθ1 N.A.2 = ηsinθ2

이고, 상기 개구수에 대한 빔의 반경 W은(K는 상수),

이므로, 광스폿의 직경은 개구수에 반비례하고, 빔스폿직경에 대한 초점심도 D는 (R은 상수),

이므로, 광스폿이 작게 되는 조건은 레이저광의 파장이 작을수록 작게 되고, 개구수가 클수록 작게 되므로, 이렇게 내측원형판(36)과 외부판(37)을 경유하여 각각 다른 최외각입사각의 차이로 인한 광스폿의 직경의 차이는, 내측원형판(36)을 투과하여 집광되는 광보다 외부판(37)을 투과하여 집광되는 광이 더 작게 된다.

그리하여, 각각의 광디스크(50, 60) 예컨데, 두께가 0.6mm인 디지털 비디오 디스크(50)를 재생하는 경우에는 상기 외부판(37)을 전투과하여 대물렌즈(40)에 의해 광축에 대하여 θ2로 광디스크(50)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 디스크전용 렌즈를 사용하므로 기록면(55)에서 구면수차의 발생없이 정확하게 집광된다.

그리고, 두께가 1.2mm인 디지털 오디오 디스크(60)의 재생시에는, 내측원형판(36)에서 반투과된 레이저광이 대물렌즈(40)에 의해 집속되고 광축에 대하여 θ1으로 광디스크(60)상에서 개구수가 상기 수학식 1의 N.A.1로서 작게 된다.

이는 디지털 오디오 디스크(60)와 디지털 비디오 디스크(50)가 각각 0.6mm의 두께 차이가 존재하여 구면수차가 발생하게 되므로, 이 구면수차는 Δd가 광디스크(50)의 두께이고, n이 굴절율이라 하면,

에서 결정되므로, 구면수차의 발생이 적은 광축 주변의 레이저광을 내측원형판(36)으로 반투과시키고, 상대적으로 외부판(37)을 전투과하여 구면수차의 발생이 큰 레이저광은 개구수가 N.A.1로서 작아지도록 조정가능하므로 구면수차는 (N.A.)⁴에 비례하게 되어 구면수차가 현저하게 감소한다. 이에 따라 개구수가 작아져 광스폿의 직경은 수학식 2에 따라 개구수에 반비례하므로 광디스크(50, 60)상 즉, 디지털 오디오 디스크(60) 상에서 1.6㎛의 크기보다 광스폿의 직경이 크게 집광되므로 트랙피치가 1.6㎛와 기록면(55)의 최단길이가 0.834㎛인 디지탈 오디오 디스크(60)상에서 기록면(55)에서 회절과 간섭이 되어 광량 및 광의 유무로 광정보를 독출하게 된다.

그리하여, 상기와 같은 과정으로 각각의 광디스크(50, 60)상에서 광정보를 독출한 레이저광은, 대물렌즈(40)를 다시 경유하여 광조절판(34)으로 조사되고, 이 레이저광은 상기 광조절판(34)을 경유하여 파장판(32)으로 조사된다. 그리고, 이 레이저광은 파장판(32) 투과시에 원편광이 직선편광으로 편광된다. 이때, 직선편광된 레이저광은 광디스크(50, 60)상에서 반사시 역전된 원편광이 파장판(32)으로 입사되므로, 초기 파장판(32)에 입사시와는 직교하는 편광방향을 갖는 직선편광 즉, P편광이 된다.

상기와 같이 역전된 직선편광의 레이저광은 파장판(32)에서 일체형 광학소자(20) 상면의 위상 홀로그램회절부(24)로 조사되고, 이 직선편광의 레이저광은 위상 홀로그램회절부(24)에 의해 회절된다. 이러한 레이저광의 경로는 일체형 광학소자(20) 저부 일측에 배치된 제 1레이저다이오드(10)에서 방출되는 레이저광의 경로와는 다르게 유도됨과 동시에 이 회절되는 레이저광은 에러신호의 검출을 위해 사용되므로 위상 홀로그램회절부(24)의 평면상에서 직선편광의 레이저광은 회절되어 방출시와는 다른 광경로로 포커스에러신호를 가지고 각각의 반사부(22, 26)에서 전반사되고, 전반사된 레이저광은 제 1레이저다이오드(10)의 양측에 배열된 다분할 방식의 포토디텍터(14, 14')로 조사된다.

한편, 본 광학계가 디지털 오디오 디스크의 재생시에는 도 4에 도시된 바와 같이, 일정파장의 레이저광이 제 2레이저다이오드(12)로부터 방출되는데, 이 제 2레이저다이오드(12)도 S편광이 방출되도록 편광성이 조정되어 레이저광을 방출한다. 이 편광된 레이저광은 레이저다이오드(12)에서 일체형 광학소자(20) 상면의 위상 홀로그램격자부(24)로 조사되고, 이 레이저광은 위상 홀로그램격자부(24)에서 회절되지 않고 부분 투과 및 반사된다. 이는, 위상 홀로그램격자부(24)가 P편광된 레이저광만을 회절시키도록 격자처리되어 있으므로 회절되지 않게 되고, 회절없이 투과된 레이저광은 위상 홀로그램격자부(24)로부터 광조절파장판(30)으로 조사된다. 이렇게 광조절파장판(30)으로 조사된 레이저광은 상기 디지털 비디오 디스크(50)의 재생시와 동일한 방법으로 각각 광조절파장판(34)을 경유하여 광량이 조절됨과 동시에 상기 식 1 내지 4로부터 개구수(N.A. : Numerical Aperture)가 조절되어 대물렌즈(40)에 조사되므로 기록면(55)에서 회절과 간섭이 되어 광량 및 광의 유무로 광정보를 독출하게 된다. 그리하여, 디지털 오디오 디스크(60) 상에서 1.6㎛의 크기보다 광스폿의 직경이 크게 집광되어 디지탈 오디오 디스크(60)상에서 기록면(55)에서 회절과 간섭이 된 레이저광은 광정보를 독출하여 대물렌즈(40)를 다시 경유하여 광조절판(34)으로 조사되고, 이 레이저광은 상기 광조절판(34)을 경유하여 파장판(32)으로 조사된다. 그리고, 이 레이저광은 파장판(32) 투과시에 상기 디지털 비디오 디스크(50)의 재생시와 동일하게 원편광이 직선편광으로 편광되고, 이 편광조절된 레이저광은 일체형 광학소자(20) 상면의 위상 홀로그램회절부(24)로 조사되고, 이 직선편광의 레이저광은 위상 홀로그램회절부(24)에 의해 회절된다. 이러한 레이저광의 경로는 제 2레이저다이오드(12)에서 방출되는 레이저광의 경로와는 다르게 유도됨과 동시에 이 회절되는 레이저광은 에러신호의 검출을 위해 사용되므로 위상 홀로그램회절부(24)의 평면상에서 직선편광의 레이저광은 회절되어 방출시와는 다른 광경로로 포커스에러신호를 가지고 각각의 반사부(22, 26)에서 전반사되고, 전반사된 레이저광은 레이저다이오드(10)의 양측에 배열된 다분할 방식의 포토디텍터(16, 16')로 조사된다.

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.

이와 같이 본 발명은, 투과율이 각각 다른 광조절판(34)의 내부로 레이저광을 경유시키므로 디지털 비디오 디스크(50)의 재생시에는 광조절판(34)의 외부판(36)을 투과하여 대물렌즈(40)에서 집광되므로 광디스크상(50)에 약 0.8㎛직경의 크기로 광스폿을 형성하여 디지털 비디오 디스크(50)를 재생하고, 디지털 오디오 디스크(60)의 재생시에는 레이저광이 상기 광축부분의 광이 내측원형판(36)을 반투과되어 대물렌즈(40)에 의해 광디스크(60)상에 집광됨과 동시에 상호 광디스크(50, 60)의 두께차이로 발생되는 구면수차를 대폭 감소시키므로 광디스크(60)상에 1.6㎛크기보다 큰 직경의 광스폿을 형성하므로 기록면의 폭이 큰 디지털 오디오 디스크(60)도 정확하게 재생할 수 있는 것이다.

본 발명 광학소자 일체형 듀얼 포커스 광픽업장치는, 광정보를 판독하는 레이저광의 방출부와 수광부와 동일한 평면상에 배치되고, 광디스크간의 두께차이로 인한 구면수차의 발생을 감소시키므로 기록용량이 다른 각각의 광디스크를 동시에 재생할 수 있으며 광학소자간의 정열배치가 단순화됨과 동시에 일체로 제작될 수 있어 제작시 각각의 광학소자가 정확한 위치에 배열되므로 광픽업장치의 제작비를 저감시키며 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 광량의 조절에 대하여 손실이 없으므로 광픽업장치의 기능이 향상되는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 광디스크(50, 60)의 기록면(55)과 경사지게 설치되며 상면 일측에서 형성된 제 1반사부(22)와, 이 제 1반사부(22)의 저면부로 형성된 제 2반사부(26)와, 이 제 2반사부(26)의 상면에서 반사광을 회절시키는 위상 홀로그램격자부(24)로 구성된 일체형 광학소자(20);

   이 일체형 광학소자(20)의 저부 일측면에 설치하여 디지털 비디오 디스크(50)가 재생되는 레이저광을 방출하는 제 1레이저다이오드(10);

   이 제 1레이저다이오드(10)의 양측에 설치하여 디지털 비디오 디스크(50)상의 반사광이 수광되는 제 1광검출기(14);

   이 제 1광검출기(14)의 내측에 설치하여 디지털 오디오 디스크(60)상의 반사광이 수광되는 제 2광검출기(16);

   상기 일체형 광학소자(20)의 설치 측사면의 기립면과 대향되는 위치에 설치되어 디지털 오디오 디스크(60)가 재생되는 레이저광을 방출하는 제 2레이저다이오드(12);

   상기 일체형 광학소자(20)의 상측면에서 광디스크(50, 60)와 수평하게 설치되어 레이저광의 편광성을 변환시킴과 동시에 광폭에 따라 상호 다른 투과율로 분리투과시키는 광조절파장판(30);

   이 광조절파장판(30)을 경유한 레이저광을 광디스크(50)에 집속시키는 대물렌즈(40);

   상기 구성요소를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학소자 일체형 듀얼 포커스 광픽업장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 광조절파장판(20)은 광디스크(50, 60)상에 집광되는 레이저광의 최외각입사각(θ1, θ2)을 조절하는 것을 특징으로 하는 광학소자 일체형 듀얼 포커스 광픽업장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 광조절파장판(20)은 레이저광의 위상을 지연시키는 투과형파장판(32)과, 이 투과형파장판(32)을 경유한 협폭의 레이저광을 투과율 1로 전투과시키는 내측원형판(36) 및 광폭의 레이저광을 투과율 1/2로 반투과시키는 외부판(37)으로 구성된 광조절판(34)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학소자 일체형 듀얼 포커스 광픽업장치.