KR19990017719A - Optical pickup - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전반사면과 광속조절부를 갖는 광속조절 프리즘과 그를 이용하여 광학계의 부품수를 줄인 광픽업 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a luminous flux control prism having a total reflection surface and a luminous flux control unit and an optical pickup apparatus which reduces the number of parts of an optical system by using the luminous flux control prism.
본 발명의 광픽업장치는, 제1 및 제2광원과 상기 대물렌즈 사이에 위치하여 상기 제1 및 제2광원으로부터 조사된 광빔의 경로를 수직으로 변화시킴과 아울러, 상기 광디스크의 종류에 따라 광빔의 선속경을 조절하기 위한 광속조절 프리즘을 구비한다.The optical pickup device of the present invention is located between the first and second light sources and the objective lens to vertically change the path of the light beams irradiated from the first and second light sources, and also according to the type of the optical disc. It is provided with a beam control prism for adjusting the beam mirror.
Description
본 발명은 전반사면과 광속조절부를 갖는 광속조절 프리즘과 그를 이용하여 광학계의 부품수를 줄인 광픽업 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a luminous flux control prism having a total reflection surface and a luminous flux control unit and an optical pickup apparatus which reduces the number of parts of an optical system by using the luminous flux control prism.
통상적으로, 광픽업 장치는 광빔을 광디스크의 표면에 주사하여 반사되는 반사광빔에 의해 광디스크에 수록된 정보를 픽업하는 것으로 컴퓨터 시스템의 보조 메모리 장치로서 사용된다. 컴퓨터 시스템이 소형·경량화됨에 다라 광픽업 장치도 소형·경량화되고 있으나 구조적인 문제로 인하여 일정 한계 이하로 초박형화 될 수 없어 휴대용 컴퓨터(예를 들면, 노트북 퍼스널 컴퓨터(Notebook Personal Computer) 및 랩-탑(Lap-top) 컴퓨터 등)에 장착되기 곤란하였다. 이는, 광픽업에 사용되는 경로변경용 광학부품들이 광빔을 반사경이 하나의 각도(예를 들면, 직각)로 반사시킬뿐만 아니라, 이종 광디스크용 광픽업 장치를 구현하기 위해 DVD(Digital Video Disk; 이하 DVD라 함) 및 CD(Compact Disk; 이하 CD라 함)용 광원모듈과, 광디스크에 따라 광속을 조절하기위한 광속조절수단을 필요로 하게되었다. 이로 인해, 종래의 광픽업 장치는 광빔 경로를 형성하기 위해 2곳 이상의 장소에서 광빔의 진행방향을 변경하도록 제작되며, 또한 많은 광학 부품 및 비교적 큰 공간을 확보하게 되었으며, 나아가 일정한 한계 이하로 박형화 할수 없는 단점이 있었다.Typically, an optical pickup device is used as an auxiliary memory device of a computer system by picking up information contained on an optical disk by a reflected light beam that is reflected by scanning a light beam onto the surface of the optical disk. As optical systems are becoming smaller and lighter as computer systems become smaller and lighter, but due to structural problems, they cannot be made extremely thin below a certain limit, resulting in portable computers (eg, notebook personal computers and laptop-tops). (Lap-top), etc.) was difficult to mount. This is because the optical components for changing paths used for optical pickup not only reflects the light beam at one angle (for example, at right angles), but also for implementing optical pickup devices for heterogeneous optical disks. There is a need for a light source module for a DVD) and a CD (Compact Disk (hereinafter referred to as a CD)), and a luminous flux control means for controlling luminous flux according to the optical disk. As a result, the conventional optical pickup apparatus is manufactured to change the traveling direction of the light beam at two or more places to form a light beam path, and also secures a large number of optical components and a relatively large space, and can be thinned below a certain limit. There were no drawbacks.
도1을 참조하여 종래 기술에따른 광픽업 장치에 대해서 설명하고자 한다.An optical pickup apparatus according to the prior art will be described with reference to FIG.
도1은 종래의 기술에 따른 광픽업 장치를 나타내는 도면으로써, 도1의 구성에서 종래 기술에 따른 광픽업 장치는, 제1파장을 갖는 광빔을 발생하는 제1광원(2)과, 제2파장을 갖는 광빔을 발생하는 제2광원(4)와, 상기 제1 및 제2광원(2,4)으로 부터 발생된 광빔을 광디스크(16)의 기록면에 접속시키기 위한 대물렌즈(10)와, 상기 제1 및 제2광원(2,4)과 대물렌즈(10)사이에 위치하여 광빔의 진행경로를 변환시키기 위한 직각 프리즘(12)를 구비한다. 상기 제1 및 제2광원(2,4)은 홀로그램 광학소자(Hologram Optical Element; 이하 HOE라 함)로 구성되어 있어, 광원과 광검출기의 기능을 동시에 수행할수 있도록 패키지화 되어 있다. 상기 제1광원(2)은 650㎚의 파장을 가진 제1광빔을 발생한다. 제2광원(4)은 780㎚의 파장을 가진 제2광빔을 발생한다. 그리고 제1 및 제2광원(2,4)은 광디스크(16)의 종류에 따라 선택적으로 구동된다. 한편, 직각 프리즘(12)은 제1 및 제2광원(2,4)으로부터 조사된 광빔의 경로를 수직으로 변화시켜 상기 대물렌즈(10) 쪽으로 진행 시킴과 아울러, 상기 광디스크(16)로부터 반사된 광빔을 광검출기 쪽으로 반사 시킨다.1 is a view showing an optical pickup apparatus according to the prior art, in which the optical pickup apparatus according to the prior art in the configuration of FIG. 1 includes a first light source 2 and a second wavelength for generating a light beam having a first wavelength; A second light source 4 for generating a light beam having a light source; an objective lens 10 for connecting the light beams generated from the first and second light sources 2, 4 to the recording surface of the optical disc 16; A right angle prism 12 is provided between the first and second light sources 2 and 4 and the objective lens 10 to convert the path of the light beam. The first and second light sources 2 and 4 are composed of hologram optical elements (hereinafter referred to as HOEs), and are packaged to simultaneously perform the functions of the light source and the photodetector. The first light source 2 generates a first light beam having a wavelength of 650 nm. The second light source 4 generates a second light beam having a wavelength of 780 nm. The first and second light sources 2 and 4 are selectively driven according to the type of the optical disc 16. On the other hand, the right prism 12 changes the path of the light beams irradiated from the first and second light sources 2 and 4 vertically, proceeds toward the objective lens 10 and is reflected from the optical disk 16. Reflect the light beam towards the photodetector.
또한, 종래 기술에 따른 광픽업 장치는, 상기 대물렌즈(10)와 직각 프리즘(12) 사이에 위치한 시준렌즈(8)와, 상기 제1 및 제2광원(2,4)과 직각 프리즘(12) 사이에 위치한 빔 스프리터(6)와, 상기 시준렌즈(8)와 대물렌즈(10) 사이에 위치하여 광속을 조절하기 위한 광셔터(14)를 추가로 구비한다. 상기 빔 스프리터(6)는 제1광원(2)의 광빔은 투과 시키고, 제2광원(4)의 광빔은 반사시켜 대물렌즈(10)쪽으로 진행 시킴과 아울러, 빔 스프리터(6)는 광디스크(16)에 의해 반사되어 대물렌즈(10)를 경유한 반사 광빔을 광검출기쪽으로 반사시킨다. 한편, 시준렌즈(8)는 빔 스프리터(6)로 부터의 조사되는 제1 또는 제2광빔을 평행하게 대물렌즈(10)쪽으로 진행시킨다. 또한, 광셔터(14)는 광디스크의 종류에 따라 광빔의 선속경을 조절한다. 이를 상세히 설명하면, 광디스크가 CD일 경우, CD용 광빔 유효경(13)을 통해 780㎚의 파장을 가진 광빔이 통과 할수 있도록 한다. 이때, CD용 광빔 유효경(13)은 650㎚의 광빔도 통과할 수가 있다. 반면에 광디스크가 DVD일 경우, DVD용 광빔 유효경(15)을 650㎚의 광빔을 통과시키게 된다.In addition, the optical pickup device according to the related art includes a collimating lens 8 positioned between the objective lens 10 and the right angle prism 12, and the first and second light sources 2 and 4 and the right angle prism 12. And a beam splitter 6 positioned between the beam splitter 6 and an optical shutter 14 positioned between the collimating lens 8 and the objective lens 10 to adjust the luminous flux. The beam splitter 6 transmits the light beam of the first light source 2, reflects the light beam of the second light source 4, and proceeds toward the objective lens 10. Reflects the reflected light beam via the objective lens 10 toward the photodetector. On the other hand, the collimating lens 8 advances the first or second light beam emitted from the beam splitter 6 toward the objective lens 10 in parallel. In addition, the optical shutter 14 adjusts the beam diameter of the light beam according to the type of optical disk. In detail, when the optical disk is a CD, a light beam having a wavelength of 780 nm is allowed to pass through the light beam effective mirror 13 for the CD. At this time, the CD light beam effective mirror 13 can also pass a light beam of 650 nm. On the other hand, when the optical disc is a DVD, the light beam effective diameter 15 for the DVD passes the light beam of 650 nm.
그러나, 종래 기술에 따른 광픽업 장치는, 광픽업 장치를 구성하는 부품의 수가 많아서 조립 및 조정작업에 많은 시간이 소요되며, 이로인해 광픽업의 두께가 증가되어 박형화 하기 힘든 것이 문제점으로 지적되고 있다.However, the optical pickup device according to the prior art has a large number of parts constituting the optical pickup device, which takes a lot of time to assemble and adjust, it is pointed out as a problem that the thickness of the optical pickup is increased and it is difficult to thin. .
따라서, 본발명의 제1목적은 전반사면과 광속조절부를 갖는 광속조절 프리즘을 제공하는 것이며, 제2목적은 그를 이용하여 광학계의 부품수를 줄인 광픽업 장치를 제공 하는데 있다.Accordingly, a first object of the present invention is to provide a light flux adjusting prism having a total reflection surface and a light flux adjusting portion, and a second object thereof is to provide an optical pickup apparatus which reduces the number of parts of an optical system by using the same.
도1은 종래 기술에 따른 광픽업 장치를 나타낸 도면.1 is a view showing an optical pickup apparatus according to the prior art.
도2는 본 발명에 따른 광픽업 장치를 나타낸 도면.2 is a view showing an optical pickup apparatus according to the present invention.
도3A는 도2광속조절 프리즘의 상세도.Figure 3A is a detailed view of the Figure 2 luminous control prism.
도3B는 광속조절 프리즘 일측면의 상세도.Figure 3B is a detailed view of one side of the luminous flux control prism.
도4는 도3B의 단파장 투과필터의 분광특성을 나타낸 도면.4 shows the spectral characteristics of the short wavelength transmission filter of FIG. 3B.
도5는 도3B의 위상보정판의 위상보정 특성을 나타낸 도면.5 is a view showing phase correction characteristics of the phase correction plate of FIG. 3B.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
2, 22 : 제1홀로그램 모듈 4, 24 : 제2홀로그램 모듈2, 22: first hologram module 4, 24: second hologram module
6, 26 : 빔 스프리터 8, 28 : 시준렌즈6, 26: beam splitter 8, 28: collimation lens
10, 30 : 대물렌즈 12 : 직각 프리즘10, 30: objective lens 12: right angle prism
14 : 광셔터 16, 36 : 광디스크14: optical shutter 16, 36: optical disc
32 : 광속조절 프리즘 38 : 광속조절부32: luminous flux control prism 38: luminous flux control unit
40 : 내부 전반사면 42 : DVD용 광빔 유효경40: total internal reflection surface 42: light beam effective diameter for DVD
44 : 광코팅 경계선 46 : CD용 광빔 유효경44: light coating boundary 46: light beam effective diameter for CD
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 초박형 광픽업장치는, 제1 및 제2광원과 상기 대물렌즈 사이에 위치하여 상기 제1 및 제2광원으로부터 조사된 광빔의 경로를 수직으로 변화시킴과 아울러, 상기 광디스크의 종류에 따라 광빔의 선속경을 조절하기 위한 광속조절 프리즘을 구비한다.In order to achieve the above object, the ultra-thin optical pickup device of the present invention is located between the first and second light sources and the objective lens to vertically change the path of the light beam irradiated from the first and second light sources, And a luminous flux control prism for adjusting the beam diameter of the light beam according to the type of the optical disk.
상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention other than the above object will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
도2 내지 도5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Referring to Figures 2 to 5 will be described a preferred embodiment of the present invention.
도2는 본 발명에 따른 광픽업 장치를 나타내는 도면으로써, 도2의 구성에서 본 발명에 따른 광픽업 장치는, 제1파장을 갖는 광빔을 발생하는 제1광원(22)과, 제2파장을 갖는 광빔을 발생하는 제2광원(24)와, 상기 제1 및 제2광원(22,24)으로 부터 발생된 광빔을 광디스크(36)의 기록면에 접속시키기 위한 대물렌즈(30)와, 상기 제1 및 제2광원(22,24)과 대물렌즈(30) 사이에 위치한 광속조절 프리즘(32)를 구비한다. 상기 제1 및 제2광원(22,24)은 HOE로 구성되어 있어, 광원과 광검출기의 기능을 동시에 수행할수 있도록 패키지화 되어 있다. 상기 제1광원(22)은 650㎚의 파장을 가진 제1광빔을 발생한다. 제2광원(24)은 780㎚의 파장을 가진 제2광빔을 발생한다. 그리고 제1 및 제2광원(22,24)은 광디스크(36)의 종류에 따라 선택적으로 구동된다. 한편, 광속조절 프리즘(32)은 제1 및 제2광원(22,24)으로부터 조사된 광빔의 경로를 수직으로 변환시킴과 아울러, 상기 광디스크(36)의 종류에 따라 광빔의 선속경을 조절한다.FIG. 2 is a view showing an optical pickup apparatus according to the present invention. In the configuration of FIG. 2, the optical pickup apparatus according to the present invention includes a first light source 22 for generating a light beam having a first wavelength and a second wavelength. A second light source 24 for generating a light beam having a light source; an objective lens 30 for connecting the light beams generated from the first and second light sources 22 and 24 to the recording surface of the optical disc 36; And a luminous flux control prism 32 positioned between the first and second light sources 22 and 24 and the objective lens 30. The first and second light sources 22 and 24 are constituted by HOE, and are packaged to simultaneously perform the functions of the light source and the photodetector. The first light source 22 generates a first light beam having a wavelength of 650 nm. The second light source 24 generates a second light beam having a wavelength of 780 nm. The first and second light sources 22 and 24 are selectively driven according to the type of the optical disc 36. On the other hand, the luminous flux control prism 32 converts the paths of the light beams irradiated from the first and second light sources 22 and 24 vertically, and adjusts the beam diameter of the light beams according to the type of the optical disk 36. .
또한, 본 발명에 따른 광픽업 장치는, 상기 제1 및 제2광원(22,24)과 광속조절 프리즘(32) 사이에 위치한 시준렌즈(28)와, 상기 제1 및 제2광원(22,24)과 시준렌즈(28) 사이에 위치함 빔 스프리터(26)를 추가로 구비한다. 상기 빔 스프리터(26)는 제1광원(22)의 광빔은 투과 시키고, 제2광원(24)의 광빔은 반사시켜 대물렌즈(30)쪽으로 진행 시킴과 아울러, 빈 스프리터(26)는 광디스크(36)에 의해 반사되어 대물렌즈(30)를 경유한 반사 광빔을 광검출기쪽으로 반사시킨다. 한편, 시준렌즈(28)는 빔 스프리터(26)로 부터의 조사되는 제1 또는 제2광빔을 평행하게 대물렌즈(30)쪽으로 진행시킨다.In addition, the optical pickup apparatus according to the present invention includes a collimating lens 28 positioned between the first and second light sources 22 and 24 and the light beam control prism 32, and the first and second light sources 22 and 24. And a beam splitter 26 positioned between 24 and collimating lens 28. The beam splitter 26 transmits the light beam of the first light source 22 and reflects the light beam of the second light source 24 toward the objective lens 30. Reflects the reflected light beam via the objective lens 30 toward the photodetector. On the other hand, the collimating lens 28 advances the first or second light beam emitted from the beam splitter 26 toward the objective lens 30 in parallel.
또한 도3A 및 도3B를 참조하여 광속조절 프리즘에 대해서 설명 하기로 한다. 도3A에서 광속조절 프리즘에 대해서 설명 하기로 한다. 상기 광속조절 프리즘은 광빔을 내부전반사 시킨다. 먼저 내부전반사 조건에 대하여 살펴보면, 굴절율이 높은 매질에서 굴절율이 낮아지는 매질로 소정의 각도 이상의 입사각을 갖는 광빔이 진행될 경우, 굴절율이 높은 매질에서 광빔이 전부 반사되는 현상이다. 한편, 내부 전반사 조건을 만족 시키는 입사각은 수식 1에 나타나 있다.In addition, the luminous flux control prism will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. The luminous flux control prism in FIG. 3A will be described. The luminous flux control prism internally reflects the light beam. First, the internal reflection condition is a phenomenon in which all of the light beams are reflected from a medium having a high refractive index when a light beam having an incident angle greater than or equal to a predetermined angle proceeds from a medium having a high refractive index to a medium having a low refractive index. On the other hand, the angle of incidence that satisfies the internal total reflection condition is shown in Equation 1.
[수식 1][Equation 1]
여기에서, n1은 공기의 굴절율 이며, n2는 광속조절 프리즘 재질의 굴절율을 나타내며, θ은 입사각을 의미한다. 예를 들어, n1은 공기이고 n2가 BK7유리일 경우, θ는 약 41˚로 계산되어 진다. 이를 상기 광픽업 장치와 연계해서 설명하면, 시준레즈(28)에서 평행하게 입사되는 광빔은 광속조절 프리즘의 전반사면(40)에서 θ'=45+1˚의 입사각을 형성한다. 이때, θ'은 θ보다 큰값을 가지게 되어, 입사광빔은 광속조절 프리즘의 전반사면(40)에서 내부 전반사가 일어나므로, 내부에서 수직으로 반사되어 광속조절 프리즘의 광속조절부(38)로 광빔의 경로가 변경된다.Here, n1 represents the refractive index of air, n2 represents the refractive index of the luminous flux control prism material, and θ represents the incident angle. For example, if n1 is air and n2 is BK7 glass, θ is calculated to be about 41 °. When this is described in connection with the optical pickup device, the light beams incident in parallel on the collimation legs 28 form an incident angle of θ '= 45 + 1 ° at the total reflection surface 40 of the luminous flux control prism. At this time, θ 'has a value larger than θ, and since the incident light beam is totally internally reflected at the total reflection surface 40 of the luminous flux control prism, it is reflected vertically from the inside to the luminous flux control portion 38 of the luminous flux control prism. The path is changed.
또한, 도3B는 도3A의 광속조절부의 단면을 나타낸 도면으로써, 광속 조절부는 광속조절 프리즘의 일측에 광속을 조절 하기위해 일정영역(42)에 단파장 투과필터(Short Wave Pass Filter; 이하 SWPF라 함)를 형성시키고, 나머지 영역에는 위상보정판을 설치한 구조를 갖는다. 상기 SWPF는 산화 티타늄(TiO2)과 산화 실리콘(SiO2)를 교번적으로 증착함에 의해 형성되어 자신의 분광특성에 따라 특정 파장을 통과 시킨다. 이때의, SWPF의 분광특성은 도4에 도시되어 있다. 한편, 위상보정판(44)은 산화실리콘(SiO2)을 위상보정을 원하는 두께로 성장시킴으로써, 780㎚및 650㎚의 파장을 갖는 광빔이 모두 통과할수 있도록 한다. 이때의 위상보정판의 위상보정 특성은 도5에 도시되어 있다. 예를들면, 780㎚의 파장을 사용하는 CD 재생광빔은 SWPF를 통과 하지 못하고 CD광빔 유효경(46)의 범위내에서 통과하게 되어 개구경이 작아 지게 되며, 650㎚의 파장을 사용하는 DVD 재생광빔은 SWPF를 통과 할수 있으므로, 개구경이 커지게 된다. 한편, CD광빔 유효경(46)은 실제의 SWPF의 경계와 겹쳐지기 되어 있어, 액츄에이터(도시되지 않음)의 트랙킹 동작 또는 포커싱 동작에의한 대물렌즈의 유동에 대해 여유오차를 확보하여 광학계의 성능을 향상 시키기 위한 것이다.3B is a cross-sectional view of the luminous flux control part of FIG. 3A, wherein the luminous flux control part is referred to as a short wave pass filter (SWPF) in a predetermined region 42 to adjust luminous flux on one side of the luminous flux control prism. ), And the remaining region is provided with a phase correction plate. The SWPF is formed by alternately depositing titanium oxide (TiO 2 ) and silicon oxide (SiO 2 ) to pass a specific wavelength according to its spectral characteristics. The spectral characteristics of the SWPF at this time are shown in FIG. On the other hand, the phase compensating plate 44 grows silicon oxide (SiO 2 ) to a desired thickness for phase correction, thereby allowing all light beams having wavelengths of 780 nm and 650 nm to pass through. The phase correction characteristic of the phase compensator at this time is shown in FIG. For example, the CD reproduction light beam using the wavelength of 780 nm does not pass through the SWPF but passes within the range of the CD light beam effective diameter 46 so that the aperture diameter becomes small, and the DVD reproduction light beam using the wavelength of 650 nm. Since can pass through SWPF, opening diameter becomes large. On the other hand, the CD light beam effective mirror 46 is overlapped with the boundary of the actual SWPF, so as to secure a margin of error in the movement of the objective lens by the tracking operation or the focusing operation of the actuator (not shown) to improve the performance of the optical system. It is to improve.
상술한 바와같이, 본 발명의 초박형 광픽업 장치는, 광속조절 프리즘을 이용하여 광학계의 부품수를 줄일수 있어 제조원가를 절감할수 있으며, 광픽업장치의 두께를 줄여 박형화 할수있는 장점이 있다.As described above, the ultra-thin optical pickup device of the present invention can reduce the number of parts of the optical system by using the luminous flux control prism, thereby reducing the manufacturing cost and reducing the thickness of the optical pickup device.
이상 설명한 내용을 통해 당업자 라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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KR1019970040734A KR100262963B1 (en) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | Optical pickup device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100262963B1 (en) |
-
1997
- 1997-08-25 KR KR1019970040734A patent/KR100262963B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100262963B1 (en) | 2000-08-01 |
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