KR100255675B1

KR100255675B1 - 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치

Info

Publication number: KR100255675B1
Application number: KR1019970069011A
Authority: KR
Inventors: 최양오
Original assignee: 전주범; 대우전자주식회사
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 2000-05-01
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: KR19990049989A

Abstract

본 발명은 광학소자 집적형 광픽업장치에 관한 것이다. 이는, 광디스크(60, 70)의 하방에서 레이저광의 경로와 편광성을 변환시키며 반사광이 수광되는 집적광학소자(20)와, 이 집적광학소자(20)의 하방에서 일정파장의 레이저광이 방출되는 레이저다이오드(10)와, 상기 집적광학소자(20)와 광디스크(60, 70)사이에서 레이저광을 광폭에 따라 상호 다른 투과율로 분리투과시키며 위상을 변환시키는 광조절파장판(50)과, 이 광조절파장판(50)을 경유한 레이저광을 광디스크(60, 70)에 집광시키는 대물렌즈(100)로 구성된 광학계와 회로계로 구성된다. 이로써, 디지털 오디오 및 디지털 비디오 디스크를 호환재생할 수 있으며, 광경로를 변환시키거나 광정보가 독출되는 광학계를 일체로 집적할 수 있어 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.

Description

광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치

본 발명은 광학소자 집적형 듀얼포커스 광픽업장치에 관한 것으로, 특히 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 광학소자 집적형 듀얼포커스 광픽업장치에 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 대물렌즈와, 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 투과 및 반사시키는 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 집적형 광픽업장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 광학계 구성은,

장방형의 기립면에서 양측으로 대향되게 설치되는 제 1수광부 및 제 2수광부와, 이 제 1수광부의 설치면에서 반사광의 위상을 변환시키는 반사형파장판과, 장방형의 상측면에서 에러검출을 위하여 입사광을 주빔과 부빔으로 회절시키는 회절격자와, 상기 제 1 수광부 및 제 2수광부 설치면의 빗사면에 형성되어 입사광과 반사광의 광경로를 분리시키는 편광분리부로 등이 일체로 형성되어 광디스크의 하방에 설치되는 집적광학소자;

상기 집적광학소자의 하방에서 광의 진행방향에 대하여 수직한 성분으로 편광된 레이저광을 주사하는 레이저다이오드;

상기 집적광학소자와 광디스크사이에 설치되며 레이저광의 위상을 변환시키는 투과형파장판과, 이 투과형파장판을 경유한 협폭의 레이저광을 투과율 1로 투과시키는 전투과막으로 형성된 내측원형판 및 상기 투과형파장판을 경유한 광폭의 레이저광을 투과율 1/2로 투과시키는 반투과막으로 형성된 외부판으로 구성되어 광디스크상에 집광되는 레이저광의 최외각입사각을 조절하는 광조절판으로 이루어지는 광조절파장판;

상기 광조절파장판을 경유한 레이저광을 광디스크에 집광시키는 대물렌즈를 포함하여 이루어지고,

본 발명의 회로계 구성은, 상기 각각의 수광부로부터 출력되는 전기적신호가 인가되는 재생신호처리수단;

이 재생신호처리수단에서 인가되는 신호를 기초로 트랙킹에러 및 포커스에러를 제어하는 트랙킹제어장치 및 포커스제어장치;

상기 재생신호처리수단에서 인가되는 신호를 기초로 광신호를 보정하는 디지털신호처리장치;

이 디지털신호처리장치에서 출력되는 신호를 기초로 디스크모터를 제어하는 모터제어장치;

회로계의 플레이모드 설정시 상기 광학계에서 발생되는 재생신호를 기초로 상기 트랙킹제어장치와 포커스제어장치와 모터제어장치를 각각 선택적으로 제어하는 마이컴을 포함하여 이루어지는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치를 제공한다.

도 1은 종래 광픽업장치의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 광픽업장치의 구성도,

도 3은 본 발명의 광학계의 배치도,

도 4는 본 발명에 따른 수광부의 설치상태도,

도 5(a)는 대물렌즈의 개구수 변화에 따른 본 발명의 크로스토크변화를 도시한 그래프,

도 5(b)는 대물렌즈의 개구수 변화에 따른 본 발명의 재생신호변화를 도시한 그래프,

도 6은 본 발명에 따른 광학계가 디지털 비디오 디스크를 재생하는 것을 보인 작동상태 개략도,

도 7은 본 발명에 따른 광학계가 디지털 오디오 디스크를 재생하는 것을 보인 작동상태 개략도,

도 8은 본 발명의 광학계에서 광신호의 에러신호가 검출되는 것을 보인 상세도,

도 9는 본 발명의 재생신호처리수단의 상세회로도,

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전체 회로계를 도시한 회로도,

도 11은 본 발명에 적용되는 광픽업액츄에이터의 분해사시도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 레이저다이오드 20: 직접광학소자

22 : 편광분리부 24 : 반사형파장판

30 : 회절격자 40, 45 : 수광부

50 : 광조절파장판 54 : 투과형파장판

56 : 내측원형판 57 : 외부판

60, 70 : 광디스크 100 : 대물렌즈

101 : 대물렌즈 홀더 120 : 플레이트

140 : 홀더겔 200 : 재생신호처리수단

300 : 디지털신호처리장치 310 : 모터제어장치

320 : 마이컴 330 : 포커스제어장치

340 : 트랙킹제어장치

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명은 광디스크에 집광되기 위해 대물렌즈에 입사하는 광속의 입사광세기분포를 가변시키므로 대물렌즈의 개구수(NA)가 능동적으로 변환되어 디지털 오디오 및 디지털 비디오 디스크를 호환재생하도록 한 것이다.

이러한 본 발명의 광픽업장치 실시예는 도 2에 도시된 바와 같이, 광학계(B)와 회로계(A)로 구성된다.

이와 같은 광픽업장치의 광학계(B)는 도 3에 도시된 바와 같이, 광디스크(60, 70)의 하방에서 레이저광의 경로와 편광성을 변환시키며 반사광이 수광되는 집적광학소자(20)와, 이 집적광학소자(20)의 하방에서 일정파장의 레이저광이 방출되는 레이저다이오드(10)와, 상기 집적광학소자(20)와 광디스크(60, 70)사이에서 레이저광을 광폭에 따라 상호 다른 투과율로 분리투과시키며 위상을 변환시키는 광조절파장판(50)과, 이 광조절파장판(50)을 경유한 레이저광을 광디스크(60, 70)에 집광시키는 대물렌즈(100)를 포함하여 이루어진다.

상기 집적광학소자(20)는 장방형의 글래스(GLASS)면체로 형성되어 상면에는 에러신호검출을 위하여 레이저광을 회절시켜 0차회절광과 1차회절광을 이용하도록 하는 회절격자(30)가 설치되고, 회절격자(30)의 설치면 하방에서 양측에 기립되어 제 1수광부(40) 및 제 2수광부(45)가 대향되게 설치된다. 이 복수개의 수광부(40, 45)는 상호 이격설치되어 수광부 사이의 임의의 점에서 결상되므로 각각의 수광부(40, 45)에 광신호가 집광되고, 이 광신호는 전기적신호로 출력된다. 상기한 광신호는 각각의 수광부(40, 45)가 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1수광부(40) 및 제 2수광부(45)가 동일한 수광부로 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 3빔법에 의하여 포커스에러 및 트랙킹에러신호를 검출하는 것이다. 또한, 제 1수광부(40)의 설치면에는 반사형파장판(24)이 설치되어 반사광의 위상을 변환시키는데, 이 반사형파장판(24)은 통상, 프리즘의 복굴절현상을 이용하는 1/4파장판으로 레이저광의 위상을 지연시키게 된다. 그리고, 상기 제 1 수광부(40) 및 제 2수광부(45) 설치면사이에서 빗사면에 형성된 편광분리부(22)는 입사광과 반사광의 광경로를 분리시킨다. 이 편광분리부(22)는 입사면에 대하여 평행한 성분의 레이저광(P파)을 투과시키고 수직한 성분의 레이저광(S파)을 반사시키는 특성이 있는 것으로, 입사광은 레이저다이오드(10)로부터 P파가 방출되어 편광분리부(22)로 입사되므로 입사광을 투과시켜 직진시키고 광디스크(60, 70)상에서 반사 후 투과형파장판(30)에 의해 S파로 위상지연된 반사광을 반사시키므로 입사광과 반사광의 광경로를 상이하게 한다.

그리고, 광조절파장판(50)은 입사광의 광폭에 따라 상이한 투과율로 분리투과시킴과 동시에 입사광의 위상을 지연시키는 것으로, 광조절판(52)과 투과형파장판(54)으로 구성되고, 이중, 광조절판(52)은 투과율 1로 협폭의 입사광을 전투과시키는 내측원형판(56)과, 투과율 1/2로 광폭의 입사광을 반투과시키는 외부판(57)으로 이루어진다. 그리고, 이 광조절판(50)은 환형의 투광막으로 형성되어 광축을 기준으로 광디스크(60, 70)상에서 집광되는 최외각입사각(θ1, θ2)을 조절하는 것이다. 이러한 최외각입사각(θ1, θ2)은 개구수에 비례하므로 광폭에 따른 투과율로 광량이 조절되어 광디스크(60, 70)상에 다른 입사각으로 집광되면 개구수(N.A. : Numerical Aperture)가 조절될 수 있는 것이다.

이러한 광조절판(50)에서 조절되는 개구수는 다음과 같이 정리된다.

본 발명에 따른 광학계(B)에 의하여 광디스크(60, 70)상에 집광되는 광스폿의 직경은 최외각입사각(θ1, θ2)에 따라 상이하게 그 크기가 결정된다. 두께가 0.6㎜인 디지털 비디오 디스크(60)에 조사되는 최외각입사각을 θ2, 두께가 1.2㎜인 디지털 오디오 디스크(70)에 조사되는 최외각입사각을 θ1라 하고, 매질의 굴절율을 η하면, 이에 대한 개구수 N.A.의 결정은 다음 수학식 1에 의해 결정된다.

N.A.1 = ηsinθ1 N.A.2 = ηsinθ2

상기 식 1에 의하여 굴절율이 동일한 경우에 개구수(율)은 최외각입사각(θ1, θ2)에 따라 비례하게 되므로 θ2＞θ1이라 하면 개구수는 N.A.2＞N.A.1으로 결정된다.

그리고, 이와 같이 상이한 개구수에 의한 광스폿의 크기는 다음 수학식 2에 의해 결정된다. 빔의 반경 W은(K는 광의 강도분포특성에 의해 결정되는 상수),

이므로, 광스폿의 직경은 개구수에 반비례하게 된다.

그러므로, 두께가 0.6㎜인 광디스크(60)의 경우에는 트랙간격 및 신호면인 피트(65)의 크기가 작으므로 작은 광스폿지름을 필요로 하게 되어 두께가 1.2㎜인 광디스크(70)보다 큰 개구수의 대물렌즈를 필요로 하게 된다. 이때, 빔스폿직경은 두께가 1.2㎜인 광디스크(70)상에서는 다소 크게 되어도 광신호의 독출이 가능하게 되므로 디지털 비디오 디스크(60) 전용의 개구수(N.A.=0.6)를 가지는 대물렌즈(100)를 사용하므로 호환재생을 시도하게 되는 것이다.

상기 개구수와 대물렌즈에 입사되는 광폭에 대한 관계는 다음 수학식 3에 의해 결정된다. 대물렌즈에 조사되는 광폭을 D, f를 대물렌즈의 초점거리라 하면,

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.

본 발명에서는 동일한 초점거리를 기준으로 단일한 대물렌즈 즉, 디지털 비디오 디스크 전용 대물렌즈(100)를 채택하므로 0.6㎜두께의 광디스크(60)상에서는 구면수차의 발생없이 광신호를 독출하게 된다.

그러나, 이때 두께 1.2㎜의 광디스크(70)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.

우선, 디스크두께의 차이에 의한 구면수차발생량은 다음 수학식 4에 의해 결정된다. 굴절율을 η, 디스크의 두께변화량을 Δd 라 하면,

한편, 디포커스에 의한 수차발생량을 ΔZ라 하면 상기 수학식 4는 다음과 같이 변형된다.

상기 식 4의 수차발생량을 디포커스시 보상된 값으로 동일시하여 구면수차를 일치시키면 중심강도분포와 전체파면수차(Wave Aberration)의 관계로부터 무수차계로 표현가능한 본 발명의 광학계(B)전체의 누적파면수차량은 0.07λ이하이어야 한다는 marechal's criterion에 따라 디포커스에 대한 영향을 제거할 수 있어 무수차계로 접근되는 것이다.

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.

0.27<N.A.≤0.5

이와 같이 개구수 변화에 따른 크로스토그의 변화와 재생신호의 감도크기에 대한 결과값은 도 5(a)(b)에 도시한 값에서 찾을 수 있고, 본 발명에서는 그 개구수를 0.3으로 결정한다.

그러므로, 수학식 1 내지 6에 의하여 광조절파장판(50)에서 광디스크(60, 70)상으로의 최외각입사각(θ1, θ2)을 조절하게 되면 개구수가 조절되므로 0.6㎜두께 전용의 광디스크(60) 전용 대물렌즈(100)로 1.2㎜두께의 광디스크(70)를 재생할 수 있고, 이렇게 호환재생시에 발생되는 구면수차는 협폭의 레이저광 즉, 광축주변의 레이저광을 전투과시켜 재생하므로 유효개구수가 조절 및 호환재생이 탁월해 질 수 있는 것이다.

다음에는 상기와 같이 개구수조절이 가능한 광조절파장판(50)이 채택되어 이루어진 본 발명의 작용을 설명한다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이 일정파장의 레이저광이 레이저다이오드(10)로부터 방출되는데, 이 레이저다이오드(10)는 레이저광의 진행방향에 대하여 입사면에 평행성분인 광 예컨데, P편광이 방출되도록 편광성이 조정되어 레이저광을 방출한다. 이 편광된 레이저광은 레이저다이오드(10)로부터 집적광학소자(20)의 편광분리부(22)로 조사되고, 이 레이저광은 P편광이므로 편광분리부(22)를 투과하게 된다. 이렇게 편광분리부(22)를 투과한 레이저광은 편광분리부(22)로부터 회절격자(30)으로 조사되고, 이 레이저광은 회절격자(30)에 의해 주빔(0차광)과 부빔(±1,±2,···)으로 회절되는데, 이중 0차광과 ±1차광을 트랙킹에러용으로 사용하는 것이다. 그리하여 이렇게 회절된 레이저광은 회절격자(30) 즉, 집적광학소자(20)로부터 광조절파장판(50)으로 조사되고, 이 레이저광은 광조절파장판(50)에 의해 투과량이 조절되는 것이다. 이러한 투과량의 조절은 입사광세기의 광량분포를 가변시키면서 선택적투과되는 것인데, 광조절파장판(50)의 광조절판(52)에서 내측원형판(56)을 통하는 레이저광은 전투과되고, 외부판(57)을 통하는 레이저광은 반투과되므로 분리투과되는 것이고, 내측원형판(56)을 전투과한 레이저광은 대물렌즈(100)를 경유하여 광축을 기준으로 최외각입사각이 θ1으로 집광됨과 동시에 외부판(57)을 투과한 레이저광은 대물렌즈(100)를 경유하여 광축을 기준으로 최외각입사각이 θ2로 집광된다. 즉, 내측원형판(56)과 외부판(57)으로 구성된 광조절판(52)을 경유한 레이저광은 각각 다른 최외각입사각(θ1, θ2)을 갖게 되어 전술한 수학식 1 내지 6에 의하여 서로 다른 개구수(N.A.)로 투과형파장판(54)을 동시에 경유하게 된다. 이렇게 투과된 레이저광은 광조절파장판(50)의 투과형파장판(54)에 의해 직선편광이 원편광으로 편광된다. 이렇게 원편광으로 편광된 레이저광은 광조절파장판(50)에서 대물렌즈(100)로 조사되어 광디스크(60, 70)상으로 집광된다.

그런데, 상기 상호 다른 개구수로 광조절파장판(50)을 경유하여 대물렌즈(100)에 의해 집광되는 레이저광은 광디스크(60, 70)상에서 입사시에 레이저광의 최외각입사각(θ1, θ2)의 차이로 인한 광스폿의 직경의 차이는 전술한 바와 같이 광조절판(52)의 내측원형판(56)을 투과하여 집광되는 광보다 외부판(57)을 투과하여 집광되는 광이 더 작게 된다.

그리하여, 각각의 광디스크(60, 70) 예컨데, 두께가 0.6mm인 디지털 비디오 디스크(60)를 재생하는 경우에는 상기 외부판(57)을 반투과하여 광조절파장판(52) 및 대물렌즈(100)에 의해 개구수 0.6으로써 광축에 대하여 θ2로 광디스크(60)상에서 약 0.8㎛크기의 광스폿을 형성하게 되어 기록면(65)에서 회절과 간섭이 되어 광량 및 광의 유무로 광정보를 독출하게 된다. 이때, 본 발명에서는 디지털 비디오 디스크(60)전용 대물렌즈(100)를 사용하였으므로 기록면에서 구면수차의 발생없이 정확하게 집광된다.

그리고, 두께가 1.2mm인 디지털 오디오 디스크(70)의 재생시에는 도 7에 도시된 바와 같이, 내측원형판(56)에서 전투과된 레이저광이 투과형파장판(54)에 의해 편광되어 대물렌즈(100)에 의해 개구수 0.3으로써 집속되고 광축에 대하여 θ1으로 광디스크(70)상에서 집광되는 것이다.

그리하여, 상기와 같은 과정으로 각각의 광디스크(60, 70)상에서 광정보를 독출한 레이저광은, 대물렌즈(100)를 경유하여 광조절파장판(50)으로 조사된다. 이 레이저광은 광조절파장판(50)의 투과형파장판(54) 투과시에 원편광이 직선편광으로 편광된다.

이렇게 역전된 직선편광의 레이저광은 광조절파장판(50)으로부터 집적광학소자(20)의 편광분리부(22)로 조사되고, 이 직선편광의 레이저광은 편광분리부(22)에 의해 반사된다. 이렇게 반사된 레이저광은 편광분리부(22)에서 제 1수광부(40) 및 반사형파장판(24)으로 조사되고, 이 레이저광은 제 1수광부(40)에 일단의 광신호를 적출시키며 반사형파장판(24)에 의해 반사됨과 동시에 반사형파장판(24)에 의해 다시 평행한 성분의 레이저광 즉, P편광으로 위상지연되는 것이다. 그리하여 레이저광은 반사형파장판(24)에서 전반사되어 대향면에 설치된 제 2수광부(45)로 조사된다.

그리고, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 광학계(B)와 회로계(A)의 신호처리도에서, 각각의 수광부(40, 45)로 조사된 레이저광은 광전효과에 의하여 전기적신호로 변환된다.

이러한 전기적신호로의 변환은 제 1 및 제 2수광부(40, 45)가 도 4 및 도 8에 도시된 바와 같이, 각각 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 포커스에러를 검출하며 양측의 세그먼트(S1, S2, S1', S2')는 트랙킹에러를 검출하여 광전효과에 의하여 전기적신호로 변환되고, 각 세그먼트에서 변환된 전기적신호는 도 9에 도시된 바와 같이, 각각 RF신호연산장치(210)와, 포커싱에러신호연산장치(230) 및 트랙킹에러신호연산장치(220)로부터,RF신호(RFS=S+S1+S2+S'+S1'+S2')이고,포커싱에러신호(FES={D+{D1'+D2'}}-{D'+{D1+D2}}) 이며 트랙킹에러신호(TES={S1+S2'}-{S2+S1'})로 연산되어 출력된다.

이와같이, 제 1수광부(40)와 제 2수광부(45)로부터 변환된 전기적신호는 각각의 연산장치(220, 230)로부터 재생신호처리수단(200)으로 인가되고, 이 신호중 트랙킹에러신호연산장치(220)와 포커싱에러신호연산장치(230)에서 연산출력된 신호는 마이컴(320)에 입력됨과 동시에 트랙킹에러 및 포커스에러신호를 기초로 트랙킹제어장치(340) 및 포커스제어장치(330)를 제어한다. 그리고, RF신호연산장치(210)에서 연산출력된 RF신호는 재생신호처리수단(200)을 경유하여 디지털신호처리장치(300)로 인가된다.

상기와 같이 출력된 포커스에러신호를 기초로 액튜에어터가 상하로 작동될 경우 0.6㎜두께의 광디스크(60)상에 조사된 레이저광의 반사광으로부터 RF신호가 발생된다. 이때, 액튜에어터에 포함된 포커스코일에 걸리는 전압레벨이 높아지게 되면 0.6㎜두께의 광디스크(60)에서 반사되어 각각의 수광부(40, 45)로부터 검출되는 전기신호의 전압값과 1.2㎜두께의 광디스크(70)에서 반사되어 검출되는 전압값을 포커스제어장치(330)내의 오프셋(OFFSET)전압값으로 설정하므로 각각 다른 광디스크(60, 70)에 따른 초기 포커스위치가 제어된다.

그런데, 상기 RF신호는 두께 1.2㎜의 광디스크(70)와 두께 0.6㎜의 광디스크(60)에 따라 RF신호의 발생여부가 결정되는 것으로 각각의 광검출기(40, 45)로부터 출력된 신호의 처리시에 광디스크(60, 70)간의 두께차이로 인한 반사광량의 차이는 초기에 0.6㎜두께의 광디스크(60) 재생시 RF신호가 발생되지 않도록 세팅시키게 되면, 1.2㎜두께의 광디스크(70) 재생시에만 RF신호가 발생되는 것으로, 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 도 7에서 도시된 바와 같이 작용되는 광학계(B)에 의하여 두께 1.2㎜의 디지털 오디오 디스크(70)상에서 재생신호가 광검출기(40, 45)에 검출된 경우에는 도 10의 상세회로계(A)에 도시된 바와 같이, 재생신호처리수단(200)에서 재생신호 처리시에 고주파신호(RF 또는 HF)는 디지털신호처리장치(300)에 인가된다. 그리고, 상기 마이컴(320)은 대물렌즈(100)의 초기 광스폿신호를 조절함과 동시에 포커스제어기능을 수행하는 포커스제어장치(330)에 1.2㎜ 두께의 광디스크(70)에 적합한 신호를 제공하게 된다.

또한, 마이컴(320)은 각각의 광디스크(60, 70)에 따른 적정속도로 회전하는 디스크회전모터(317)의 제어를 담당하는 모터제어장치(310)에 연결된다. 상기 모터제어장치(310)는 디지털신호처리장치(300)에 연결된다.

그리하여, 마이컴(320)이 스위치(SW1)를 제어하여 오프셋저항을 제1저항값(RC)으로 설정하는 것으로 액츄에이터의 포커스 초기위치를 설정한다. 이렇게 액츄에이터가 초기위치로 이송중에 RF신호가 검출되면 비교기(C1)에 전압이 인가되고, 이 신호가 저항(Rt)에 의해 설정된 기준전압(Vc)보다 높은 경우에 비교기(C1)의 출력신호를 입력받는 마이컴(320)은 고주파(RF)신호가 유효값 이상으로 발생한 것으로 판단하므로 디지털 오디오 디스크(70)의 재생모드가 자동으로 설정되는 것이다.

그리하여, 마이컴(320)은 모터제어회로(315)로 제어신호를 출력하고, 모터제어회로(315)는 디스크모터(317)를 선형정속도(Constant Linear Velocity)로 제어함과 동시에 기준회전수로 제어하게 된다.

이와같이, 마이컴(320)은 포커스제어장치(330), 트랙킹제어장치(340), 모터제어장치(310) 및 재생신호처리수단(200)내의 스위치(SW5)를 그대로 고정한채로 스위치(SW4)를 오프시킨 후 스위치(SW3)을 절환하여 모터제어회로(315)에 제어신호를 인가시키고, 재생신호처리수단(200)에서 출력되는 포커스에러신호(FES)를 접속하는 스위치(SW6)을 온시킨다. 그리하여, 포커스에러신호(FES)는 스위치(SW6)의 온에 의해 포커스제어장치(330)를 제어함과 동시에 트랙킹에러신호(TES)는 트랙킹제어장치(340)에 인가되므로 포커스와 트랙킹이 제어된다.

또한, 상기 모터제어장치(310)의 스위치(SW3)가 절환되어 디지털신호처리장치(300)에 접속되면 디지털신호처리장치(300)에서 출력되는 모터제어신호가 모터제어장치(310)에 인가되어 디스크모터(317)를 선형정속도(C.L.V)제어한다.

그리하여, 트랙킹 및 포커싱제어장치(330, 340) 및 선형정속도제어를 통하여 광신호가 적절하게 독출되는 것이다.

그리고, 도 6에 도시된 광학계(B)에 의하여 두께 0.6㎜의 디지털 비디오 디스크(60)상에서 재생신호가 광검출기(40, 45)에 검출된 경우에는 액튜에이터가 이송되면서 고주파(RF)신호가 발생되지 않게 되므로 마이컴(320)은 스위치(SW1)를 절환하여 제2저항값(Rs)이 오프셋저항으로 설정한다. 그리하여, 액튜에이터를 이송시키고, 이송중에도 RF신호가 검출되지 않으면 디스크가 없는 경우이거나 디스크에러가 발생된 것이다.

그리하여, 상기와 같이 각각의 오프셋저항(Rs, Rc)값에 따른 고주파(RF 또는 HF)신호가 검출된 경우에는 마이컴(320)의 제어에 따라 모터제어회로(315)는 디스크모터(317)를 선형정속도(C.L.V)로 제어함과 동시에 기준회전수를 제어한다. 그리하여, 게인값을 조절하게 되는 것인데, 이 게인값에 대한 설명은 다음과 같다.

우선, 마이컴(320)에서 디스크의 종류 즉, 설정된 각각의 오프셋저항(Rs, Rc)에 따른 RF신호의 검출여부가 판단되면, 마이컴(320)은 모터제어장치(310)의 스위치(SW3)를 온시키고, 가변저항(R3)의 경로로부터 디스크모터(317)를 저속으로 회전시킨다. 이 디스크모터(317)는 전력증폭기(316)에 연결되어 있고, 이 전력증폭기(317)는 모터제어회로(315)에 연결된다.

한편, 상기 마이컴(320)은 다시 포커스제어장치(330)의 스위치(SW4)를 온시키고, 이 스위치(SW4)가 온되면 발진장치(Oscillator; 333)에서는 삼각파를 발생시킨다. 이러한 삼각파는 발진장치(333)로부터 액튜에이터에 인가되고, 이 삼각파의 신호에 의하여 액튜에이터는 이송되는 것이다.

여기에서, 상기 스위치(SW4)가 온인경우에는 스위치(SW6)가 오프되고, 스위치(SW4)가 오프인경우에는 스위치(SW6)가 온된다. 마이컴(320)은 스위치(SW1)를 절환시켜 오프셋저항값을 선택한 후에 재생신호처리수단(200)의 스위치(SW5)를 절환시켜 재생신호처리수단(200)에서 RF신호검출시 출력을 내는 게인(G1' G2' G3')에 접속하고, RF신호의 미검출시 즉, 디지털 비디오 디스크(60)의 재생시에는 출력을 내는 게인(G1, G2, G3,)에 접속시킨다.

상기 재생신호처리수단(200)은 광검출기(40, 45)의 신호를 기초로 아나로그스위치어레이(SW5)의 신호경로를 설정하고, 이 신호경로가 설정되면 디지털 비디오 디스크(60) 재생시에는 게인(G1, G2, G3)을 갖는 도시안된 OP-AMP(Operationl Amplifier)출력단으로부터 출력신호가 인가되고, 디지털 오디오 디스크(70)의 재생시에는 게인(G1', G2', G3')을 갖는 OP-AMP출력단으로부터 출력신호들이 인가된다. 이때, 상기 게인(G)와 게인(G')사이에는 G≤G' 관계가 성립되므로, OP-AMP에서 출력된 각각의 신호는 도 9에 도시된 RF신호연산장치(210), 포커싱에러연산장치(230), 트랙킹에러연산장치(220)를 통하여 RF신호(RFS), 포커스신호(FES), 트랙킹신호(TES)로 연산된다. 이와 같이 연산된 신호는 각각 디지털신호처리장치(300), 포커스제어장치(330), 트랙킹제어장치(340)로 전달되어 포커싱, 트랙킹 및 신호재생을 제어하게 되는데, 이 인가된 신호에 의해 각각의 제어장치(330, 340)는 대물렌즈(100)가 설치된 광픽업 액츄에이터의 포커싱코일(345)과 트랙킹코일(335)에 각각 에러신호를 인가시키므로, 액츄에이터 가동부가 구동되어 적절한 포커스 및 트랙킹제어가 되는 것이다.

한편, 상기 회로계(A)에 의해 제어되는 광학계(B)가 설치되는 광 픽업 장치의 액츄에이터는 대물렌즈 홀더를 구동시키는 장치로, 대물렌즈에서 집속되는 레이져광을 디스크상의 피트에 정확하게 조사시키기 위하여 대물렌즈 홀더를 디스크의 래디얼방향 및 레이져광축방향으로 미세하게 구동시켜 레이져광의 트랙킹과 포커싱이 정확히 유지되도록 하는 장치이다.

본 발명에 의한 광 픽업 액츄에이터는 도 11에 도시된 바와 같이, 대물렌즈(100)가 설치되는 대물렌즈 홀더(101)와, 이 대물렌즈 홀더(101)가 구동가능하게 설치되는 플레이트(120)와, 이 플레이트(120)의 일측에 부착되어 대물렌즈 홀더(100)의 진동을 감쇄시키는 홀더겔(140)로 구성된다.

그리고, 상기 대물렌즈 홀더(101)는, 중심에 레이져광이 통과되는 홀더관통공(102)이 형성되고, 이 홀더관통공(102)에는 레이져광을 광디스크상에 집속시키는 대물렌즈(100)가 접착되고, 대물렌즈 홀더(101)의 하방에는 광조절파장판(50), 집적광학소자(20) 및 레이저다이오드(10)가 설치되며 대물렌즈 홀더(101)의 둘레에는 전자력선의 구동력을 발생시켜 대물렌즈(100)를 광축방향으로 구동시키는 포커스코일(335)이 권선되고, 이 포커스코일(335)의 외측에는 대물렌즈 홀더(101)의 일측으로 복수개의 권선된 코일이 상호 대향되게 설치되어 전자력선의 구동력을 발생시킴으로 대물렌즈 홀더(101)를 광축과 수직하게 구동시키는 트랙킹코일(345)이 부착되고, 상기 포커스코일(335) 외측의 대물렌즈 홀더(101) 타측에는 트랙킹코일(345)과 상기 포커스코일(335)이 융착되는 코일 피씨비(110)가 부착되어 구성된다.

첨부하여, 상기 트랙킹코일(345)은 도 10에 도시된 트랙킹제어장치(340)에 연결되고, 포커스코일(335)는 포커스제어장치(330)와 연결된 것이다.

또한, 상기 플레이트(120)는, 중심에 레이져광이 방출되는 레이저다이오드(10)가 설치되고, 이 집적광학소자(20)의 설치면 양측에는 자력선이 흡수되는 내측요크(125)가 형성되고, 상기 관통공(121)의 외접면 양측 즉, 내측요크(125)의 외측으로 자석(130)이 부착되는 외측요크(126)가 형성되고, 플레이트(120)의 일측으로 홀더요크(131)가 형성되고, 이 홀더요크(131)에는 점성력이 강한 겔(141)이 주입된 홀더겔(140)이 부착되고, 이 홀더겔(140)의 일측으로 서보시스템의 입출력신호가 전달되는 서스펜션피씨비(150)가 부착된다.

그리하여 상기 코일피씨비(110)에는 포커스코일(335)과 트랙킹코일(345)에 상기 서스펜션피씨비(150)의 입출력신호를 인가시키며 대물렌즈 홀더(101)를 플레이트(120)상에서 구동가능하게 지지하는 서스펜션와이어(160)가 융착되어 홀더겔(140)을 관통하고, 이 서스펜션와이어(160)는 서스펜션피씨비(150)에 융착되어 구동가능하게 설치된다.

이와 같은 구성을 갖는 종래 광 픽업 액츄에이터가 작동시에 먼저, 광픽업장치의 플레이모드가 설정되면, 이 재생신호는 도 10에 도시된 재생신호처리수단(200)에서 트랙킹제어장치(340) 및 포커스제어장치(330)로 각각 인가되어 서스펜션피씨비(150)로 다시 인가되고, 이 재생신호는 레이저광의 방사와 동시에 서스펜션피씨비(150)에 의해 포커싱에러신호(FES)와 트랙킹에러(TES)의 검출단계를 인식한다. 이 인식신호는 서스펜션피씨비(150)에서 서스펜션와이어(160)로 전달되고, 이 인식신호는 서스펜션와이어(160)에 의해 코일피씨비(110)로 인가된다. 이렇게 코일피씨비(110)에 인가된 에러인식신호는 포커스코일(335)과 트랙킹코일(345)로 인가되고, 광디스크(60, 70)에서 반사된 광신호에 의해 포커스코일(335)과 트랙킹코일(345)에 전류가 인가되어 전자기력이 발생된다. 이렇게 발생된 전자기력에 의해 대물렌즈 홀더(101)는 레이져광축방향과 디스크에 수직한 방향으로 구동되고, 이 대물렌즈 홀더(101)의 구동에 의해 레이져광은 광디스크(60, 70)상에서 트랙킹과 포커싱이 보정되어 정확한 광스폿을 형성하여 정확한 광량차이에 의해 광정보를 판독하는 것이다.

한편, 상기 대물렌즈 홀더(101)는 트랙킹에러와 포커싱에러의 검출신호에 따라 구동되고, 이렇게 구동되는 대물렌즈 홀더(101)는 서스펜션와이어(160)에 지지되어 있으므로 대물렌즈 홀더(101)의 불필요한 잔여구동력 및 액츄에이터에 가해지는 진동을 홀더겔(140)의 겔(141)이 신속하게 감쇄시켜 대물렌즈 홀더(101)의 정확한 구동을 보장하는 것이다.

그리고, 이러한 서스펜션와이어(160)가 관통되어 서스펜션와이어(160)의 잔여진동을 감쇄하는 홀더겔(140)내에는 콜로이드용액이 젤리상으로 고화된 겔(gel)이 주입되어 있고, 이 겔은 젤라틴상에서 수분을 제거하여 탄성력을 가지는 탄성겔로서 홀더겔(140)의 직사각요홈에 주입되어 있다.

이와같이, 상기 광학계(B)가 설치된 광픽업장치의 액튜에이터로부터 검출된 광신호는 전기적신호로 회로계(A)에 인가되고, 인가된 전기적신호는 회로계(A)에 의하여 광디스크상에서 독출된 광정보를 원래의 오디오신호 및 비디오신호로 출력시키고, 이 출력된 광신호는 회로계(A)에 의하여 원래의 신호로 복조됨으로써 사용자 원하는 광정보를 취득할 수 있도록 한다.

본 발명 광학소자 집적형 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 있으며, 광경로를 변환시키거나 광정보가 독출되는 광학계를 일체로 집적할 수 있어 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

광디스크(60, 70)의 하방에 설치되어 상면에서 에러신호검출을 위해 레이저광을 회절시키는 회절격자(30)와, 이 회절격자(30)의 하방 양측으로 대향되게 설치되는 제 1수광부(40) 및 제 2수광부(45)와, 이 제 1수광부(40)의 설치면에서 반사광의 편광성을 변환시키는 반사형파장판(24)과, 상기 제 1 수광부(40) 및 제 2수광부(45) 설치면의 빗사면에 형성되어 입사광과 반사광의 광경로를 분리시키는 편광분리부(22)로 이루어진 집적광학소자(20);

이 집적광학소자(20)의 하방에서 광의 진행방향에 대하여 수평한 성분으로 편광된 레이저광(P파)을 방출시키는 레이저다이오드(10);

상기 집적광학소자(20)와 광디스크(60, 70)사이에서 레이저광을 광폭에 따라 상호 다른 투과율로 분리투과시키며 위상을 변환시키는 광조절파장판(50);

이 광조절파장판(50)을 경유한 레이저광을 광디스크(60, 70)에 집광시키는 대물렌즈(100);

상기 구성요소로 형성된 광학계(B)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.
제 1 항에 있어서, 상기 광학계(B)에는 상기 집적광학소자(20)에서 출력되는 전기적신호가 인가되어 트랙킹제어장치(340) 및 포커스제어장치(330)로 신호를 출력하는 재생신호처리수단(200)과, 이 재생처리신호처리수단(200)에서 출력되는 전기신호에 의하여 트랙킹제어장치(340), 포커스제어장치(330), 모터제어장치(310)를 각각 선택적으로 제어하는 마이컴(320)으로 구성되는 회로계(A)가 추가로 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.
제 1 항에 있어서, 상기 편광분리부(22)는 입사면에 대하여 평행한 성분의 레이저광을 투과시키고, 입사면에 대하여 수직한 성분의 레이저광을 반사시키는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.
제 1 항에 있어서, 상기 광조절파장판(50)은 레이저광의 위상을 지연시키는 투과형파장판(54)과, 이 투과형파장판(54)을 경유한 레이저광을 광폭에 따라 상이한 투과율로 분리투과시키는 광조절판(52)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.
제 4 항에 있어서, 상기 광조절판(52)은 협폭의 레이저광을 제 1투과율로 투과시키는 내측원형판(56)과, 광폭의 레이저광을 제 2투과율로 투과시키는 외부판(57)으로 구성되어 제 1투과율은 제 2투과율보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.
제 5 항에 있어서, 상기 내측원형판(56)의 투과율은 1인 전투과막이고, 상기 외부판(57)의 투과율은 1/2인 반투과막으로 형성된 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.
제 1 항에 있어서, 상기 광조절판(52)은 광디스크상에 집광되는 레이저광의 최외각입사각(θ1, θ2)을 조절하는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.
제 1 항에 있어서, 상기 레이저다이오드(10)는 광의 진행방향에 대하여 수평한 성분으로 편광된 레이저광(P파)을 방출시키는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.
제 1 항에 있어서, 상기 광조절판(50)은 대물렌즈(100)와 일체로 설치되는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.
제 1 항에 있어서, 상기 광학계(B)가 설치되는 액튜에이터는 대물렌즈(100)가 설치되는 대물렌즈 홀더(101)와, 이 대물렌즈 홀더(101)가 구동가능하게 설치되는 플레이트(120)와, 이 플레이트(120)의 일측에 부착되어 대물렌즈 홀더(100)의 진동을 감쇄시키는 홀더겔(140)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.
제 1 또는 제 10 항에 있어서, 상기 대물렌즈(100)와 광조절판(50)과 집적광학소자(20)는 상기 플레이트(120)에 일체로 설치되어 액츄에이터와 연동되는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.
제 10 항에 있어서, 상기 대물렌즈 홀더(101)는 중심에 레이져광이 통과되는 홀더관통공(102)과, 이 홀더관통공(102)에의 상측에서 레이져광을 광디스크(60, 70)상에 집속시키는 대물렌즈(100)와, 대물렌즈 홀더(101)의 하방에 설치되는 광조절판(50) 및 집적광학소자(20)와, 상기 대물렌즈 홀더(101)의 둘레에서 전자력선의 구동력을 발생시켜 대물렌즈(100)를 광축방향으로 구동시키는 포커스코일(335)과, 이 포커스코일(335)의 외측에서 대물렌즈 홀더(101)의 일측으로 복수개의 권선된 코일이 상호 대향되게 설치되어 전자력선의 구동력을 발생시킴으로 대물렌즈 홀더(101)를 광축과 수직하게 구동시키는 트랙킹코일(345)과, 상기 포커스코일(335) 외측의 대물렌즈 홀더(101) 타측에서 트랙킹코일(345)과 상기 포커스코일(335)이 융착되는 코일 피씨비(110)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.
제 10 항에 있어서, 상기 플레이트(120)는 중심에 레이져광이 방출되는 집적광학소자(20)와, 이 레이저다이오드(10)의 설치면 양측에 자력선이 흡수되는 내측요크(125)와, 이 내측요크(125)의 외측으로 자석(130)이 부착되는 외측요크(126)와, 상기 플레이트(120)의 일측으로 형성된 홀더요크(131)와, 이 홀더요크(131)에서 겔이 주입된 홀더겔(140)과, 이 홀더겔(140)의 일측으로 상기 회로계(B)의 입출력신호가 인가되는 서스펜션피씨비(150)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학소자 집적형 듀얼 포커스 광픽업장치.