KR19980028154A

KR19980028154A - Optical pickup

Info

Publication number: KR19980028154A
Application number: KR1019960047151A
Authority: KR
Inventors: 김진태
Original assignee: 이우복; 사단법인 고등기술연구원 연구조합
Priority date: 1996-10-21
Filing date: 1996-10-21
Publication date: 1998-07-15

Abstract

본 발명은 광 픽업을 개시한다.The present invention discloses an optical pickup.

본 발명은, 대략 각형 프리즘 형상을 이루며, 그 하면에는 광원으로써 레이저 다이오드가 위치되고, 그 수직면에는 소정범위내로 홀로그램이 형성되며, 레이저 다이오드로 부터의 레이저 빔을 수직면을 향해 반사시키는 반사면을 갖는 프리즘과, 프리즘의 반사면에 그 일측면이 밀착되며, 그 타측면은 프리즘의 반사면과 동일 경사의 반사면이 형성된 평면미러와, 평면미러의 하면에 위치되는 포토 다이오드와, 프리즘의 반사면으로부터 반사된 빔의 광 경로상에 위치되어 레이저 빔을 광 디스크상에 집속시키는 대물렌즈를 포함하여 된 것으로서, 하나의 대물렌즈와 프리즘 및 평면미러을 통해 콤팩트 디스크와 디지탈 비디오 디스크의 기록/재생이 가능하게 됨으로써, 종래의 광 픽업에 비하여 단가절감과 제품의 소형화를 도모할 수 있게된다.The present invention has a substantially prismatic prism shape, a laser diode is positioned as a light source on a lower surface thereof, a hologram is formed in a predetermined range on a vertical surface thereof, and has a reflective surface that reflects a laser beam from the laser diode toward the vertical surface. One side of the prism is closely attached to the reflecting surface of the prism, and the other side thereof is a planar mirror having a reflecting surface of the same inclination as the reflecting surface of the prism, a photodiode positioned on the lower surface of the plane mirror, and a reflecting surface of the prism It includes an objective lens positioned on the optical path of the beam reflected from the beam and focuses the laser beam on the optical disk, allowing recording and playback of compact discs and digital video discs through a single objective lens, prism and plane mirror. By doing so, it is possible to reduce the unit cost and downsize the product as compared with the conventional optical pickup.

Description

Optical pickup

본 발명은 광 픽업(Optical Pick-up)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콤팩트 디스크(Compact Disk) 뿐만 아니라 디지탈 비디오 디스크(Degital Video Disk)의 기록/재생이 가능한 광 픽업에 관한 것이다.The present invention relates to an optical pickup, and more particularly, to an optical pickup capable of recording / reproducing not only a compact disk but also a digital video disk.

일반적으로 광 디스크는, LP나 자기기록 테이프에 비하여 상대적으로 고밀도의 기록/재생이 가능하고 특히 반영구적으로 보관이 가능하여 근래에 들어와서 널리 사용되고 있다.In general, optical discs have been relatively widely used in recent years because they can be recorded / reproduced with a relatively high density compared to LPs or magnetic recording tapes, and are particularly semi-permanent.

이와같은 광 디스크로써 가장 널리 사용되고 또한 보급되고 있는 것이 콤팩트 디스크(이하 CD라 약칭함)이다.The most widely used and widely used as such an optical disk is a compact disk (hereinafter abbreviated as CD).

그러나 이와같은 콤팩트 디스크는 그 기록용량이 한정되어 있어서, 예컨대 90분 이상의 영화나 음악, 게임 및 기타 멀티미디어에는 용이하게 사용할 수 없고 적어도 2매의 콤팩트 디스크를 구비하여 반복해서 재생하여야만 이를 만족할 수 있었다.However, such a compact disc has a limited recording capacity. For example, such a compact disc cannot be easily used for movies, music, games, and other multimedia for more than 90 minutes, and at least two compact discs must be repeatedly played and satisfied.

이와같은 콤팩트 디스크의 문제점을 해결하기 위하여 근래에 들어와서는 차세대 광 디스크인 디지탈 비디오 디스크(이하 DVD라 약칭함)가 개발되었는 바, 이와같은 DVD는 CD에 비하여 대략 25배 정도의 기억용량을 갖고 있으며, 1초동안 1천만 비트의 데이터를 읽을 수 있다. 이는, DVD는 대략 0.6mm두께의 디스크를 두장 겹쳐 만들어지는 것으로서, CD에 비하여 약 절반정도의 피트와 트랙을 갖고 있기 때문이다. 즉, DVD의 데이터 한 피트(Pit)와, 트랙은, 약 0.4피트와 0.8마이크론 정도이기 때문에 고밀도의 기록이 가능하기 때문이다.Recently, in order to solve the problem of compact discs, digital video discs (hereinafter, simply abbreviated as DVDs), a next-generation optical disc, have been developed. Such a DVD has a storage capacity of about 25 times that of a CD. It can read 10 million bits of data in one second. This is because a DVD is made by overlapping two discs of approximately 0.6 mm in thickness and has about half the feet and tracks of the CD. In other words, since one pit of data and a track are about 0.4 feet and about 0.8 microns in DVD, high density recording is possible.

따라서 이처럼 큰 용량과 고도의 작동능력 때문에 DVD는 여러 부문에 예컨대 음악,영화,게임,기타 멀티미디어에 용이하게 사용될 것으로 전망되고 있다.Thus, due to its large capacity and high operability, it is expected that DVD will be easily used in various sectors such as music, movies, games and other multimedia.

한편, 이와같은 DVD를 재생함에 있어서는 DVD만을 전용으로 사용할 수 있는 플레이어(Player)를 제공하는 것에 비하여 가장 널리 보급되어 있는 CD를 함께 재생할 수 있도록 하는 것이 소비자의 욕구의 충족시킬 수 있어 바람직한 바, 따라서 이들모두를 재생할 수 있는 광 픽업의 개발이 꾸준이 추구되고 있다.On the other hand, when playing such a DVD, it is desirable to satisfy the needs of consumers, as compared to providing a player that can use only DVD, so that the most widely used CD can be satisfied. The development of an optical pickup capable of reproducing all of these has been steadily pursued.

이와같이 연구되어 최근에 널리 알려진 광 픽업으로써는 2개의 픽업(pick-up)을 나누어 사용하는 방식을 취하고 있거나 또는 렌즈표면에 홀로그램을 설치한 2초점 렌즈 방식이 개발되어 있다.In this way, as a widely known optical pickup, two pick-ups are used in a divided manner, or a two-focal lens system in which a hologram is installed on the lens surface has been developed.

그러나 2개의 픽업을 나누어 사용하는 방식은 픽업을 교환하는 장치가 필요로하는등 기기의 대형화와 단가상승을 초래하는 문제점이 야기되며, 홀로그램을 사용하는 방식은 성형금형에 초정밀 가공 기술이 필요로하여 기술적인 난점이 대두되고 있다.However, the use of two pickups separately causes problems such as the increase in the size of the device and the increase in unit cost, such as the need for a device for replacing pickups. The hologram method requires ultra-precision processing technology for the molding die. Technical difficulties are emerging.

따라서 하나의 대물렌즈를 통해 CD 및 DVD를 모두 재생할 수 있도록 하는 것이 단가절감과 기기의 소형화면에서 매우 바람직할 것이다.Therefore, it is highly desirable to reduce the cost and the small size of the device to allow both the CD and the DVD to be played through one objective lens.

도 1에는 이와같이 하나의 대물렌즈를 통해 CD 및 DVD를 재생할 수 있는 픽업이 도시되어 있다.1 shows a pickup capable of playing CDs and DVDs through a single objective lens.

이는, 광원으로써 소정 파장의 레이저를 주사하는 레이저 다이오드(1)와, 이 레이저 다이오드(1)와 40도 각도로 대면하도록 위치되며 주사되어진 빔의 일부는 반사하고 일부는 투과시키는 빔 스프리터(2)를 구비한다. 이때 레이저 다이오드(1)와 빔 스프리터(2)사이의 광 경로상에는 레이저 다이오드(1)로부터 주사된 빔에 비점수차를 부여하는 즉, +1,-1,0차의 빔으로 분리하기 위한 회절격자(3)가 배치된다.This includes a laser diode 1 that scans a laser of a predetermined wavelength as a light source, and a beam splitter 2 that is positioned to face the laser diode 1 at a 40 degree angle and reflects and transmits part of the scanned beam. It is provided. In this case, a diffraction grating is provided on the optical path between the laser diode 1 and the beam splitter 2 to impart astigmatism to the beam scanned from the laser diode 1, that is, to separate it into +1, -1, 0 order beams. (3) is arranged.

또한 전술한 빔 스프리터(2)의 직상방에는 확산되어 주사되는 빔을 정형화 시키는 즉, 평행광으로 변환시키는 콜리메이터 렌즈(4)가 위치되고, 이 콜리 메이터 렌즈(4)에 의해 정형된 빔을 광 디스크(D)에 집속시키기 위한 대물렌즈(5)가 위치된다.In addition, a collimator lens 4 for shaping a beam that is diffused and scanned, i.e., converts it into parallel light, is positioned directly above the beam splitter 2, and the beam shaped by the collimator lens 4 is lighted. The objective lens 5 for focusing on the disk D is located.

이때 대물렌즈(5)와 콜리메이터 렌즈(4) 사이에는 광 디스크(D)의 종류에 따라 즉, CD,DVD인지의 여부에 따라 콜리메이터 렌즈(4)를 통해 평행하게 주사되는 빔량(광량)을 조절하기 위한 조절수단으로써 일종의 조리개(6)가 위치된다.At this time, between the objective lens 5 and the collimator lens 4 is adjusted according to the type of the optical disk (D), that is, whether the CD, DVD, the amount of beam (light quantity) to be scanned in parallel through the collimator lens (4) A kind of aperture 6 is positioned as an adjusting means for the purpose.

미설명부호(7)는 빔 스프리터(2)의 직하방에 위치된 포토 다이오드이다.Reference numeral 7 is a photodiode located directly below the beam splitter 2.

이와같이 구성된 종래 광 픽업은, 먼저 DVD를 재생하고자 할 경우에는 먼저 조리개(6)를 최대한으로 개방시켜 놓는다.In the conventional optical pickup configured as described above, when the DVD is to be played first, the diaphragm 6 is opened to the maximum.

이와같은 상태에서 레이저 다이오드(1)로부터 레이저 빔이 주사되게 되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드(1)로부터의 빔이 회절격자(3)를 통과한 뒤 일부는 빔 스프리터(2)를 통해 투과되고 일부는 콜리메이터 렌즈(4)를 향해 반사된다. 그리고 콜리메이터 렌즈(4)를 통하여 평행빔으로 정형된 상태에서 조리개(6)를 통과하여 대물렌즈(5)를 통해 광 디스크 즉, DVD(D)에 집속된다. 이때 조리개(6)는 최대한으로 개방되어 있는 상태이기 때문에 도시된 바와 같이 두 개의 초점이 맺혀지게 됨으로써 DVD로부터 반사된 빔을 포토 다이오드(7)를 통해 신호검출을 행함으로써, 용이하게 재생을 행할 수 있게된다.When the laser beam is scanned from the laser diode 1 in this state, as shown in FIG. 2, the beam from the laser diode 1 passes through the diffraction grating 3, and then a part of the beam splitter 2 is detected. Is transmitted through and part is reflected towards the collimator lens 4. Then, the collimator lens 4 passes through the diaphragm 6 in the form of a parallel beam and is focused on the optical disk, that is, the DVD (D), through the objective lens 5. At this time, since the diaphragm 6 is opened to the maximum, two focal points are formed as shown in the drawing, so that the beam reflected from the DVD can be detected by the signal through the photodiode 7, so that reproduction can be easily performed. Will be.

한편, CD의 재생을 행함에 있어서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 조리개(6)를 조절하여 콜리메이터 렌즈(4)를 통과하는 빔의 량을 감소시킨다. 즉, 대물렌즈(5)의 외주 부위를 소정범위내로 차단한다. 이에의해 대물렌즈(5)의 중심측 부위의 작은 렌즈부위만을 통과하게 됨으로써, 스폿을 좁힐 수 있게된다. 따라서 CD의 재생을 용이하게 행할 수 있게되는 것이다.On the other hand, in the reproduction of the CD, as shown in FIG. 3, the aperture 6 is adjusted to reduce the amount of beams passing through the collimator lens 4. That is, the outer peripheral portion of the objective lens 5 is blocked within a predetermined range. As a result, only a small lens portion of the central side portion of the objective lens 5 passes, whereby the spot can be narrowed. Therefore, the CD can be easily played.

그러나 이와같은 광 픽업에 있어서는, 대물렌즈를 통과하는 빔의 양을 조절하는 조리개의 조절이 매우 까다롭고 특히 정밀하게 조절하여야 하는 것이기 때문에 설계상의 어려움이 뒤따르며, 특히 이 부품이 고가이기 때문에 단가상승을 초래하는 등의 문제점이 야기된다.However, in such an optical pickup, it is difficult to control the aperture for controlling the amount of beams passing through the objective lens, and the design must be precisely adjusted, and thus the design is difficult. Such as causing a problem.

본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, CD,DVD의 재생을 용이하게 실현할 수 있는 것 뿐만 아니라 단가절감과 특히 설계가 용이한 광 픽업을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object thereof is to provide an optical pickup that can easily realize CD and DVD playback, as well as cost reduction and particularly easy design.

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광 픽업은, 대략 직각 삼각형상을 이루며, 그 하면에는 광원으로써 레이저 다이오드가 위치되고, 그 수직면에는 소정범위내로 홀로그램이 형성되며, 상기 레이저 다이오드로 부터의 레이저 빔을 수직면을 향해 반사시키는 반사면을 갖는 프리즘과; 상기 프리즘의 반사면에 그 일측면이 밀착되며, 그 타측면은 상기 프리즘의 반사면과 동일 경사의 반사면이 형성된 평면미러와; 상기 평면미러의 하면에 위치되는 포토 다이오드와; 상기 프리즘의 반사면으로부터 반사된 빔의 광 경로상에 위치되어 레이저 빔을 광 디스크상에 집속시키는 대물렌즈;를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the optical pickup according to the present invention has a substantially right triangle shape, and a laser diode is positioned as a light source on a lower surface thereof, and a hologram is formed within a predetermined range on a vertical surface thereof. A prism having a reflecting surface for reflecting the laser beam toward the vertical plane; One side thereof is in close contact with the reflective surface of the prism, and the other side thereof is a planar mirror having a reflective surface inclined to the reflective surface of the prism; A photodiode positioned on the bottom surface of the planar mirror; And an objective lens positioned on the optical path of the beam reflected from the reflecting surface of the prism to focus the laser beam on the optical disk.

본 발명의 바람직한 한 특징은, 상기 광 디스크는, 콤팩트 디스크인 것에 있다.One preferable feature of the present invention is that the optical disk is a compact disk.

본 발명의 바람직한 다른 한 특징은, 상기 광 디스크는, 디지탈 비디오 디스크인 것에 있다.Another desirable feature of the present invention is that the optical disk is a digital video disk.

도 1은 종래 광 픽업을 개념적으로 도시한 구성도.1 is a block diagram conceptually showing a conventional optical pickup.

도 2 및 도 3은 종래 광 픽업을 통해 콤팩트 디스크와 디지탈 비디오 디스크를 재생하는 예를 보인 구성도.2 and 3 are diagrams showing an example of reproducing a compact disc and a digital video disc through a conventional optical pickup.

도 4는 본 발명에 따른 광 픽업의 개념적으로 도시한 구성도.4 is a conceptual diagram showing the optical pickup according to the present invention.

도 5 및 도 6은 본 발명 광 픽업을 통해 CD와 DVD를 재생하는 예를 도시한 구성도이다.5 and 6 are diagrams showing examples of reproducing CD and DVD through the optical pickup of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 프리즘 11 : 레이저 다이오드10: prism 11: laser diode

12 : 홀로그램 소자 13 : 제 1 반사면12 hologram element 13 first reflective surface

20 : 평면미러 21 : 제 2 전 반사면20: plane mirror 21: the second total reflection surface

30 : 포토 다이오드 40 : 대물렌즈30: photodiode 40: objective lens

D' : 콤팩트 디스크 D : 디지탈 비디오 디스크D ': Compact Disc D: Digital Video Disc

이와같은 본 발명의 특징적인 구성 및 이에따른 작용효과는 후술하는 첨부된 도면을 참조한 발명의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해 질 것이다.Such a characteristic configuration and the resulting effects of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 광 픽업의 개념적으로 도시한 구성도이고, 도 5 및 도 6은 본 발명 광 픽업을 통해 CD와 DVD를 재생하는 예를 도시한 구성도이다.4 is a conceptual diagram illustrating an optical pickup according to the present invention, and FIGS. 5 and 6 are diagrams showing examples of reproducing CD and DVD through the optical pickup according to the present invention.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 광 픽업은, 프리즘(10)과, 평면미러(20) 그리고 포토 다이오드(30)와 대물렌즈(40)로 대별된다.As shown therein, the optical pickup according to the present invention is roughly classified into a prism 10, a planar mirror 20, a photodiode 30, and an objective lens 40.

전술한 프리즘(10)은 대략 직각 삼각형상을 이루고 있는 것으로서, 그 하면에는 광원으로써 소정파장의 레이저 빔을 주사하는 레이저 다이오드(Laser Diode;11)가 위치되며, 그 수직면에는 홀로그램 패턴(12)이 형성된다. 이때 이 프리즘(10)의 경사면은 레이저 다이오드(11)로부터 주사된 빔의 일부는 반사시키고 일부는 투과시키는 반사면(13)이다.The prism 10 described above has a substantially right triangle shape, and a laser diode 11 that scans a laser beam having a predetermined wavelength is positioned as a light source, and a hologram pattern 12 is disposed on a vertical surface thereof. Is formed. At this time, the inclined surface of the prism 10 is a reflective surface 13 which reflects a part of the beam scanned from the laser diode 11 and transmits a part thereof.

한편, 이 프리즘(10)의 측면에 그 일측면이 밀착 설치되는 평면미러(20)의 타측면은 프리즘(10)의 반사면(13)과 거의 동일한 경사의 반사면(21)을 이루고 있으며, 특히 그 하면에는 광 디스크(D)로부터 반사된 빔을 통해 재생신호를 검출하는 포토 다이오드(30)가 위치된다.On the other hand, the other side surface of the planar mirror 20 whose one side surface is closely attached to the side surface of the prism 10 forms the reflective surface 21 of the same slope as the reflective surface 13 of the prism 10, In particular, the photodiode 30 which detects a reproduction signal through the beam reflected from the optical disk D is located in the lower surface.

전술한 대물렌즈(40)는 프리즘(10)과 광 디스크(D) 사이의 광 경로상에 위치되어 프리즘(10)의 반사면(13)으로부터 반사된 레이저 빔을 광 디스크(D)상에 집속시키는 역할을 한다.The objective lens 40 described above is located on the optical path between the prism 10 and the optical disk D to focus the laser beam reflected from the reflecting surface 13 of the prism 10 on the optical disk D. It plays a role.

한편, 전술한 광 디스크(D)로써는 콤팩트 디스크(D') 또는 디지탈 비디오 디스크(D)를 사용하여도 무방할 것이다.On the other hand, as the above-described optical disk D, a compact disk D 'or a digital video disk D may be used.

이와같이 구성된 본 발명에 따른 광 픽업을 통해 디지탈 비디오 디스크와 콤팩트 디스크를 재생하는 예를 순차적으로 설명하면 다음과 같다.An example of reproducing a digital video disc and a compact disc through the optical pickup according to the present invention configured as described above will be described below.

먼저 디지탈 비디오 디스크(D)를 재생함에 있어서는, 레이저 다이오드(11)로부터 주사된 빔은 프리즘(10)의 경사면 즉, 반사면(13)에서 일부는 투과하여 직진되고 일부는 반사되어 수직면으로 주사된다. 이와같이 주사된 빔은 a로 표시된 바와 같이, 대물렌즈(40)를 통해 광 디스크(D)상에 집속되고, 동시에 재차 반사되어 대물렌즈(40)를 통과한 뒤, 프리즘(10)의 반사면(13)을 투과하여 이 프리즘(10)의 측면에 위치된 평면미러(20)의 반사면(21)에 의해 수직 방향으로 반사되어 진다. 이때 평면미러(20)의 하면에는 포토 다이오드(30)가 위치되어 있어 이 반사된 빔으로부터 재생신호를 검출하게 된다.First, in reproducing the digital video disc D, the beam scanned from the laser diode 11 is partially transmitted through the inclined plane of the prism 10, that is, the reflective surface 13, and is partially reflected and scanned in the vertical plane. . The beam thus scanned is focused on the optical disk D through the objective lens 40 as indicated by a, and at the same time reflected again and passed through the objective lens 40, the reflective surface of the prism 10 ( 13 is reflected in the vertical direction by the reflecting surface 21 of the planar mirror 20 positioned on the side of the prism 10. At this time, the photodiode 30 is positioned on the bottom surface of the planar mirror 20 to detect a reproduction signal from the reflected beam.

한편, 콤팩트 디스크(D')를 재생함에 있어서는, 레이저 다이오드(11)로부터 주사된 빔은 프리즘(10)의 반사면(13)에서 반사되어 b로 표시된 바와 같이, 대물렌즈(40)로 통해 광 디스크(D')상에 집속되고, 재차 반사되어 프리즘(10)의 반사면(13)을 투과하여 평면미러(20)의 반사면(21)에서 반사되어 이 평면미러(20)의 하면에 위치된 포토 다이오드(30)에 집속됨으로써, 이로부터 재생신호를 검출하게 된다.On the other hand, in reproducing the compact disc D ', the beam scanned from the laser diode 11 is reflected by the reflecting surface 13 of the prism 10 and is reflected through the objective lens 40 as indicated by b. Focused on the disk D 'and reflected again, it passes through the reflecting surface 13 of the prism 10, reflects from the reflecting surface 21 of the planar mirror 20, and is located on the lower surface of the planar mirror 20. By concentrating on the photodiode 30 thus obtained, a reproduction signal is detected therefrom.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광 픽업에 의하면, 하나의 대물렌즈와 프리즘 및 평면미러을 통해 콤팩트 디스크와 디지탈 비디오 디스크의 기록/재생이 가능하게 됨으로써, 종래의 광 픽업에 비하여 단가절감과 제품의 소형화를 도모할 수 있게된다.As described above, the optical pickup according to the present invention enables recording / playback of compact discs and digital video discs through a single objective lens, a prism, and a planar mirror, thereby reducing unit cost and miniaturizing the product. It can be planned.

Claims

A prism having an approximately rectangular prism shape, a laser diode positioned as a light source on a lower surface thereof, a hologram formed in a predetermined range on a vertical surface thereof, and a prism having a reflective surface reflecting a laser beam from the laser diode toward the vertical surface; A flat mirror which is in close contact with the reflective surface of the prism, the other side of which is formed with a reflective surface of the same inclination as the reflective surface of the prism, a photodiode positioned on the lower surface of the flat mirror, and a reflective surface of the prism And an objective lens positioned on the optical path of the beam reflected from the optical lens to focus the laser beam on the optical disk.

The optical pickup according to claim 1, wherein the optical disk is a compact disk.

The optical pickup according to claim 1, wherein the optical disk is a digital video disk.