KR0137247B1 - Optical pick-up device of cdp - Google Patents
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- G11B2007/13722—Fresnel lenses
Abstract
본 발명은 콤팩트 디스크 플레이어의 광 픽업장치에 관한 것으로서, 특히 회절격자를 통한 0차, ±1차광(3 beam)과 프리즘에 소정의 굴절율을 갖는 마이크로 프레넬렌즈(Micro Fresnel Lens)에 의한 비점수차법을 이용함으로서 디스크의 불안정한 안치상태의 단점을 보완할 수 있도록 한 콤팩트 디스크 플레이어의 광 픽업장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup device of a compact disc player, and in particular, astigmatism caused by a micro Fresnel lens having a predetermined refractive index in the 0th order, ± 1st order light (3 beam) through a diffraction grating, and a prism. The present invention relates to an optical pickup device for a compact disc player that can compensate for the disadvantages of an unstable settled state of a disc by using a method.
이를 위하여 소정형상의 크기를 갖는 제 1 실리콘기판일측에 형성된 제 2 실리콘기판의 상부에 설치되어 레이저 빔을 발생하는 레이저 다이오드, 임의의 경사면을 갖고 상기 레이저 다이오드와 소정 간격을 두고 설치되어 레이저 빔을 반사시키는 프리즘을 구비하여 디스크상의 정보를 읽는 콤팩트 디스크 플레이어의 광 픽업장치에 있어서, 상기 프리즘과 레이저 다이오드 사이에 설치되어 0차광, ±1차광의 3빔을 발생하는 회절격자, 상기 제 1 실리콘기판의 소정 위치에 형성되어 디스크상에 기록된 광 정보를 이용해 비점수차를 발생시키는 마이크로 프레넬렌즈, 상기 프리즘의 상부에 설치되어 마이크로 프레넬렌즈를 통한 광 정보를 전기적신호로 변환하는 광 검출기를 포함하여 이루어진 것이다.To this end, a laser diode is installed on an upper side of a second silicon substrate formed on one side of the first silicon substrate having a predetermined shape to generate a laser beam, and has a predetermined inclination surface and is installed at a predetermined distance from the laser diode. An optical pickup apparatus of a compact disc player having a prism for reflecting and reading information on a disc, comprising: a diffraction grating provided between the prism and a laser diode to generate three beams of zero order light and ± 1 order light, the first silicon substrate A micro Fresnel lens formed at a predetermined position of the to generate astigmatism by using the optical information recorded on the disk, and installed on top of the prism includes a photo detector for converting the optical information through the micro Fresnel lens into an electrical signal It is done by.
Description
제 1 도는 종래 콤팩트 디스크 플레이어의 광 픽업장치의 구성도.1 is a block diagram of an optical pickup device of a conventional compact disc player.
제 2 도는 본 발명에 따른 콤팩트 디스크 플레이어의 광 픽업장치의 구성도.2 is a block diagram of an optical pickup device for a compact disc player according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 레이저 다이오드 2 : 프리즘1: laser diode 2: prism
3 : 광검출기 4 : 제 1 실리콘 기판3: photodetector 4: first silicon substrate
4a : 제 2 실리콘 기판 5 : 대물렌즈4a: second silicon substrate 5: objective lens
6 : 디스크 7 : 회절격자6 disc 7 diffraction grating
8 : 마이크로 프레넬렌즈8: Micro Fresnel Lens
본 발명은 콤팩트 디스크 플레이어의 광 픽업장치에 관한 것으로서, 특히 회절격자를 통한 0차, ±1차광(3 beam)과 프리즘에 소정의 굴절율을 갖는 마이크로 프레넬렌즈(Micro Fresnel Lens)에 의한 비점수차법을 이용함으로서 디스크의 불안정한 안치상태의 단점을 보완할 수 있도록 한 콤팩트 디스크 플레이어의 광 픽업장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup device of a compact disc player, and in particular, astigmatism caused by a micro Fresnel lens having a predetermined refractive index in the 0th order, ± 1st order light (3 beam) through a diffraction grating, and a prism. The present invention relates to an optical pickup device for a compact disc player that can compensate for the disadvantages of an unstable settled state of a disc by using a method.
일반적 사용되는 콤팩트 디스크 플레이어의 광 픽업(OPTICAL PICK UP)구조는 제 1도에 도시된 바와 같이 소정형상의 크기를 갖는 제 1 실리콘 기판(4)일측에 제 2 실리콘 기판(4a)이 안치되며, 상기 제 2 실리콘 기판(4a)의 중앙부에 레이저 빔을 발생하는 레이저 다이오드(1)가 설치되어 있다.In general, the optical pick-up structure of the compact disc player used is a second silicon substrate 4a is placed on one side of the first silicon substrate 4 having a predetermined shape as shown in FIG. The laser diode 1 which generates a laser beam is provided in the center part of the said 2nd silicon substrate 4a.
그리고 상기 제 1 실리콘 기판(4)의 상부 일측에는 레이저 다이오드(1)와 적정 간격을 두고 소정 경사면(2a)과 굴절율을 갖는 프리즘(2)이 설치되고, 상기 프리즘(2)과 제 1 실리콘 기판(4)의 경사면에 디스크로부터 반사되는 광 정보를 전기적 신호로 변환하는 광 검출기(3)가 배치되어있다.In addition, a prism 2 having a predetermined inclined surface 2a and a refractive index is provided on an upper side of the first silicon substrate 4 at a predetermined distance from the laser diode 1, and the prism 2 and the first silicon substrate are provided. On the inclined surface of (4) is arranged a photo detector 3 for converting light information reflected from the disk into an electrical signal.
또한 상기 프리즘(2)의 경사면(2a) 상측에는 소정 간격을 두고 디스크(6)면에 레이저 빔을 집광하여 기록된 광 정보를 읽어들이는 대물렌즈(5)가 설치되어 있다.In addition, an objective lens 5 is provided on the inclined surface 2a of the prism 2 to condense a laser beam on the disk 6 surface at a predetermined interval to read recorded optical information.
이와 같이 이루어진 종래 광 픽업은, 먼저 레이저 다이오드(1)에서 780nm ± 20nm의 발진파장을 갖는 레이저 빔을 송출하게 되며, 이러한 레이저 빔은 프리즘(2)의 경사면(2a)에 의해 소정 각도로 반사되고, 이 반사된 빔은 대물렌즈(5)를 통하여 집광되어 디스크(6)상에 약 1μm 정도의 촛점을 맺혀 광 정보를 읽게 된다.In the conventional optical pickup, the laser beam 1 emits a laser beam having an oscillation wavelength of 780 nm ± 20 nm, and the laser beam is reflected at a predetermined angle by the inclined surface 2a of the prism 2. The reflected beam is focused through the objective lens 5 to focus on the disk 6 for about 1 μm to read optical information.
즉 대물렌즈(5)에 의해 약 1μm 의 에어리 디스크 형태로 집광되어 디스크(6)의 신호면에 조사되며, 이 빌은 데이타기 기록된 피트(6a)가 없는 곳에서는 거의 그대로 돌아오게 되나, 피트(6a)가 있는 곳에서는 광이 피트(6a)에 의해 회절되어 대물렌즈(5)의 시야 밖으로 나가게 되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 광검출기(3)에 광량차이를 발생시킨다.In other words, the object lens 5 collects light in the form of an airy disk of about 1 μm and irradiates the signal surface of the disk 6, and the bill returns almost as it is in the absence of the recorded pit 6a. Where there is 6a, the light is diffracted by the pit 6a and out of the field of view of the objective lens 5, which causes only part of the incident light to be returned, thereby generating a light quantity difference in the photodetector 3.
한편 디스크(6)에서 반사되어 돌아오는 광의 강도가 피트(6a)에 의해 변조되며, 이 변조된 광 정보는 대물렌즈(5)를 통해 되돌아오며, 이 광정보는 프리즘(2)의 경사면(2a)에 의해 굴절되어 광 검출기(3)에 보내어짐으로서 광 정보를 전기적 신호로 변환한 후 미도시된 제어회로에 의해 원래의 신호로 복조함으로서 디스크(6)상에 기록된 신호를 재생할 수 있는 것이다.On the other hand, the intensity of light reflected from the disk 6 and returned is modulated by the pit 6a, and the modulated light information is returned through the objective lens 5, which is inclined surface 2a of the prism 2. Is converted into an electrical signal and then demodulated into an original signal by a control circuit (not shown), thereby reproducing the signal recorded on the disc (6). .
이와 같이 이루어진 종래 콤팩트 디스크 플레이어의 광 픽업장치는, 광 검출기가 2개조로 구성되어 있어 가격 상승의 요인이 될 뿐만아니라 원 빔(One Beam)법은 디스크가 잘못 안치되어 틸트가 발생할 경우 디스크상에 기록된 정보를 정확히 읽어들일 수 없게되어 광 픽업장치의 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.The optical pickup device of the conventional compact disc player thus constructed has two sets of optical detectors, which not only increases the price, but also the One Beam method, when the disc is misplaced and tilt occurs. Since the recorded information cannot be read correctly, the reliability of the optical pickup device is deteriorated.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 프리즘의 경사면에 비점수차를 발생하는 마이크로 프레넬렌즈를 형성하고, 프리즘과 레이저 다이오드 사이에 0차광, ±1차광의 3빔(THREE BEAM)을 발생하는 회절격자를 설치하여 비점수차법과 3빔을 이용함으로서 광 검출기의 구조를 간략화하고, 디스크가 잘못 안치되어 틸트가 발생할 경우에도 디스크상에 기록된 정보를 정확히 읽어들일 수 있도록 함으로서 신뢰성을 높일 수 있는 콤팩트 디스크 플레이어의 광 픽업장치를 제공하는데 본 발명의 목적이 있는 것이다.The present invention forms a micro Fresnel lens that generates astigmatism on the inclined surface of the prism to solve the above problems, and generates three beams of zero-order light, ± 1-order light between the prism and the laser diode Compact diffraction grating that uses astigmatism and three beams to simplify the structure of the photodetector and to increase the reliability by accurately reading the information recorded on the disc even if the disc is misplaced and tilt occurs. It is an object of the present invention to provide an optical pickup device for a disc player.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 소정형상의 크기를 갖는 제 1 실리콘기판일측에 형성된 제 2 실리콘기판의 상부에 설치되어 레이저 빔을 발생하는 레이저 다이오드, 임의의 경사면을 갖고 상기 레이저 다이오드와 소정 간격을 두고 설치되어 레이저 빔을 반사시키는 프리즘을 구비하여 디스크상의 정보를 읽는 콤팩트 디스크 플레이어의 광 픽업장치에 있어서, 상기 프리즘과 레이저 다이오드 사이에 설치되어 0차광, ±1차광의 3빔을 발생하는 회절격자, 상기 제 1 실리콘기판의 소정 위치에 형성되어 디스크상에 기록된 광 정보를 이용해 비점수차를 발생시키는 마이크로 프레넬렌즈, 상기 프리즘의 상부에 설치되어 마이크로 프레넬렌즈를 통한 광 정보를 전기적신호로 변환하는 광 검출기를 포함하여 이루어진 것이다.The present invention for realizing the above object is a laser diode which is provided on an upper part of a second silicon substrate formed on one side of the first silicon substrate having a predetermined shape and generates a laser beam; An optical pickup device of a compact disc player having a prism provided at predetermined intervals to reflect a laser beam to read information on a disc, wherein the optical pickup device is provided between the prism and the laser diode to generate three beams of zero-order light and ± 1-order light. A diffraction grating, a micro Fresnel lens formed at a predetermined position of the first silicon substrate to generate astigmatism using optical information recorded on a disc, and mounted on top of the prism to provide optical information through the micro Fresnel lens. It consists of a photo detector that converts into an electrical signal.
이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail by the accompanying drawings as follows.
제 2 도는 본 발명에 따른 콤팩트 디스크 플레이어의 광 픽업장치의 구성도로서, 소정형상의 크기를 갖는 제 1 실리콘 기판(4)일측에 제 2 실리콘 기판(4a)이 안치되며, 상기 제 2 실리콘 기판(4a)의 일측에 레이저 빔을 발생하는 레이저 다이오드(1)가 설치되어 있다.2 is a configuration diagram of an optical pickup device for a compact disc player according to the present invention, in which a second silicon substrate 4a is placed on one side of a first silicon substrate 4 having a predetermined shape, and the second silicon substrate On one side of 4a, a laser diode 1 for generating a laser beam is provided.
그리고 상기 제 1 실리콘기판(4)의 상부 일측에는 레이저 다이오드(1)와 적정 간격을 두고 소정 경사면(2a)을 갖는 프리즘(2)이 설치되며, 상기 프리즘(2)의 경사면(2a) 상측에는 소정 간격을 두고 디스크(6)면에 레이저 빔을 집광하여 기록된 광 정보를 읽어들이는 대물렌즈(5)가 설치되어 있다.In addition, a prism 2 having a predetermined inclined surface 2a is provided on an upper side of the first silicon substrate 4 at a predetermined distance from the laser diode 1, and above the inclined surface 2a of the prism 2. The objective lens 5 which condenses a laser beam on the disk 6 surface at predetermined intervals and reads the recorded optical information is provided.
상기 제 1 실리콘기판(4)의 소정 위치에는 비점수차를 발생시키는 마이크로 프레넬렌즈(8)가 형성되어 있으며, 상기 프리즘(2)과 레이저 다이오드(1) 사이에는 레이저 빔을 0차광, ±1차광의 3빔을 발생하는 회절격자(7)가 배치되고, 상기 프리즘(2)의 상부에는 마이크로 프레넬렌즈(8)를 통한 광 정보를 전기적신호로 변환하는 광 검출기(3)가 설치되어 있다.A micro Fresnel lens 8 for generating astigmatism is formed at a predetermined position of the first silicon substrate 4, and the laser beam is 0-order light, ± 1, between the prism 2 and the laser diode 1 A diffraction grating 7 for generating three beams of light shielding is disposed, and an optical detector 3 for converting light information through the micro Fresnel lens 8 into an electrical signal is provided above the prism 2. .
이와 같이 이루어진 본 발명은, 먼저 광 픽업 서보계의 동작에 의해 레이저 다이오드(1)가 동작되어 레이저 빔을 방출하게 되고, 이러한 레이저 빔을 회절격자(7)를 경유함에 따라 0, ±1차의 광으로 분리하여 0차광은 포커스용으로, 그리고 ±1차의 광은 트랙킹용으로 이용한다.According to the present invention, the laser diode 1 is operated by the operation of the optical pickup servo system to emit a laser beam, and the laser beam has a 0, ± 1 order of magnitude through the diffraction grating 7. Separated into light, 0th order light is used for focusing, and ± 1st order light is used for tracking.
따라서 상기 회절격자(7)에 의해 포커스 및 트랙킹용으로 분리된 광은 프리즘(2)의 경사면(2a)에 의해 반사되고, 이 반사된 광은 대물렌즈(5)에 보내어 짐으로서 상기 대물렌즈(5)에 의해 빔을 집광하여 디스크(6)상에 약 1μm 정도의 촛점을 맺혀 디스크에 기록된 정보를 읽게 된다.Therefore, the light separated for focusing and tracking by the diffraction grating 7 is reflected by the inclined surface 2a of the prism 2, and the reflected light is sent to the objective lens 5 so that the objective lens ( 5) the beam is focused and focused on the disk 6 by about 1 μm to read the information recorded on the disk.
즉 대물렌즈(5)에 의해 약 1μm의 에어리 디스크 형태로 집광되어 디스크(6)의 피트(6a)인 신호면에 조사되며, 이 광은 데이타가 기록된 피트(6a)가 없는 곳에서는 거의 그대로 돌아오게 되나, 피트(6a)가 있는 곳에서는 광이 피트(6a)에 의해 회절되어 대물렌즈(5)의 시야 밖으로 나가게 되고, 이로 인하여 입사된 광 가운데 일부만 되돌아오게 됨으로서 광검출기(3)에 광량차이를 발생시킨다.That is, the objective lens 5 collects in the form of an airy disk of about 1 μm and irradiates the signal surface, which is the pit 6a of the disk 6, and this light is almost intact where there is no pit 6a in which data is recorded. Where there is a pit 6a, the light is diffracted by the pit 6a and out of the field of view of the objective lens 5, so that only a part of the incident light is returned, so that the amount of light in the photodetector 3 is returned. Cause a difference.
따라서 디스크(6)에서 반사되어 대물렌즈(5)를 통해 돌아오는 변조된 광 정보는 소정의 굴절율을 갖는 프리즘(2)에 의해 마이크로 프레넬렌즈(8)로 도달하게 되며, 상기 마이크로 프레넬렌즈(8)에 의해 포커스에러를 검출하기 위한 비점수차를 발생하게 된다.Therefore, the modulated light information reflected from the disk 6 and returned through the objective lens 5 reaches the micro Fresnel lens 8 by the prism 2 having a predetermined refractive index, and the micro Fresnel lens By (8), astigmatism for detecting a focus error is generated.
한편 마이크로 프레넬렌즈(8)에 의해 발생된 비점수차는 제 1 실리콘 기판(4)의 상부에 설치되어 있는 광 검출기(3)로 보내어짐으로서 알.에프(RF)신호, 포커스신호, 트랙킹신호를 전류로 변환시키며, 이 변환된 전류를 미도시된 제어회로에 의해 원래의 신호로 복조하여 재생시키게 되는 것이다.On the other hand, astigmatism generated by the micro Fresnel lens (8) is sent to the photo detector (3) provided on the first silicon substrate (4), so that the RF signal, focus signal, tracking signal Is converted into a current, and the converted current is demodulated and reproduced into an original signal by a control circuit (not shown).
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 제 1 실리콘기판의 소정위치에 비점수차를 발생하는 마이크로 프레넬렌즈를 형성하고, 프리즘과 레이저 다이오드 사이에 0차광, ±1차광의 3빔(THREE BEAM)을 발생하는 회절격자를 설치하여 비점수차법과 3빔을 이용함으로서 광 검출기의 구조를 간략화하고, 디스크가 잘못 안치되어 틸트가 발생할 경우에도 디스크상에 기록된 정보를 정확히 읽어들일 수 있도록 함으로서 신뢰성을 높일 수 있는 것이다.As described above, the present invention forms a micro Fresnel lens that generates astigmatism at a predetermined position of the first silicon substrate, and has three beams of zero-order light and ± 1-order light between the prism and the laser diode. By using the astigmatism method and 3 beam by installing the diffraction grating that generates the simplification, the structure of the light detector is simplified, and the reliability can be improved by accurately reading the information recorded on the disc even if the disc is misplaced and the tilt occurs. It can be.
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