KR100199914B1 - 광학 픽업 장치 - Google Patents
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Abstract
레이저 다이오드에 의하여 발생된 광선 빔은 어떠한 광학적 수정 없이 홀로그래픽 빔 스플리터와 기타 광학적 소자를 통하여 정보 저장 디스크까지 직선으로 이동한다. 그리고 디스크 표면상에 반사된 빔은 회절되어 홀로그래픽 빔 스플래터에 의하여 두개의 빔으로 양분된다. 양분된 두개의 빔 각각은 미러에 의하여 반사되고 또한 광학 검출기에 조사된다. 레이저 다이오드의 배면에는 모니터링빔이 발생되고, 그것은 부가적인 미러에 의하여 반사 및 부가적인 광학 검출기에 조사된다.
Description
제1도는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 정면도.
제2도는 제 1 실시예에 따른 주요 성분의 측면도.
제3도는 제 1 실시예에 따른 주요부의 평면도.
제4도는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 측면도.
제5도는 제 2 실시예에 따른 부분 절단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100 : 기판 102 : 보조칩
104 : 레이저 다이오드 106,108 : 광검출기
[발명의 배경]
본 발명은 CD(콤팩트 디스크), MD(미니 디스크), 및 LD(레이저 디스크)와 같은 광학 정보 디스크(disc)상에서 또는 디스크로부터 신호를 기록 및/또는 재생하는 광학 픽업 장치에 관하며, 특히 크기와 중량이 개선된 픽업 장치에 관한다.
[관련 기술에 대한 설명]
일반적으로, 이미 알려진 CD, MD, 및 LD와 같은 광학 정보 디스크(disc)상에서 또는 디스크로부터 신호를 기록 및/또는 재생하는 광학 픽업 장치는 여러 종류가 있다. 그 중 몇 가지를 후술한다.
일본 공개 특허 공보 5-314537호에 명시된 바와 같이, 광학 프리즘을 포함하는 블록에서 레이저 다이오드, 광학 회로, 및 광학 검출기와 같은 광학 장치를 집적시키는 집적 광학 픽업 장치가 제안되어 있다.
일본 공개 특허 공보 6-4894호에 명시된 바와 같이 투명한 재료의 본체에서 렌즈 및 프리즘을 몰드하는 집적 광학 픽업 장치가 제안되어 있다.
일본 공개 특허 공보 5-307760호에 명시된 바와 같이, 반도체 기판상에 광 검출기를 가지며, 상기 기판상에 레이저 다이오드가 장착되며 화학적 에칭으로 45도 미러가 더 형성되는 집적 광학 픽업 장치가 제안되어 있다.
상술한 바와 같이, 반도체 기판상에 광학 기능을 집적시키거나 플라스틱 모듈을 넓게 형성시킴으로써 크기를 작게하고 중량을 줄이며 가격을 떨어뜨리는 시도를 해왔다. 직접적 광학 픽업 장치 또는 광학 픽업 모듈 장치에 필수적으로 필요한 광학 픽업 장치가 다음과 같이 필요하다.
일반적으로 플라스틱 몰드는 그 치수의 정밀성에서 유리 몰드보다 못하다. 플라스틱과 공기 사이의 경계의 수가 증가함에 따라 파면 수차(wavefront aberration)은 컴레이트한다. 광학 경로에서 주어진 표면의 평평함(flatness)에서 반사된 광을 경로를 통과한 광보다 더 큰 파면 수차를 가진다.
일반적으로, 광학 디스크(disc) 시스템의 광학 시스템은 수차를 가진다. 디스크(disc) 표면상의 부수적인 광의 경로에 있는 광학 시스템의 수차는 레이저 다이오드의 빔 스폿의 회절 제한보다 덜 필요로 한다. 이것은 광학 시스템의 근(평균 제곱근)이 0.05(는 레이저의 파장)보다 작아야 한다는 것을 유도한다. 이것은 부수적인 광의 경로상에 있는 광학 시스템이 매우 작은 파면 수차를 가져야 한다는 것을 의미한다.
반면에, 대상 디스크(disc)로부터 재생된 신호가 재생된 광의 전체 유속(flux)의 세기의 합이 됨에 따라 디스크(disc)로부터 재생된 광의 경로에 있는 광학 시스템의 수차는 회절 제한보다 더 크도록 허용된다.
광 검출기는 일반적으로 정밀한 반도체 프로세스 기술에 의해 Si 웨이퍼상에 형성된다. 이 이유로, 마스크 정렬을 위해 제공된 위치선정 마스크를 활용함으로써 상기 기판상에 레이저 칩을 정확하게 위치시킬 수 있다. 종래의 레이저 다이오드는 그 틀 결합 표면(die bonding surface)에 평행하게 빔을 투사하므로 (디스크(disc) 표면에서 반사된) 복귀빔을 광 검출기로 유도하기 위하여 광 경로의 방향을 변경하는데 미러가 필요하다.
일본 공개 특허 공보 5-314537호에서, 대물 렌즈를 포함하는 부수적인 광의 광학 경로는 광학 모듈의 표면에 의해 구성된다. 일반적으로 플라스틱 패키지는 치수적 정확성이 떨어지며, 또한 상기 광학 시스템을 사용해서 원하는 결과를 얻기가 힘들다.
일본 공개 특허 공보 6-4894호에서, 광학 픽업 장치의 광학 성분은 투명한 재료로 간단히 몰드된다. 이 광학 시스엠은 치수적 정밀성이 떨어진다는 동일한 문제를 갖고 있다.
일본 공개 특허 공보 5-307760호에서 광학 시스템은 Si 기판상에 에칭함으로써 구성된 45도 미러를 갖는다. 이 종래 기술은 에칭의 상태를 유지하는 것과 Si 기판의 크리스탈로 그래픽(crystallogrphic) 축을 제어하는 것과 같은 문제를 가지며 또한 생산 설비를 간단히 하는데 있어서 어려움이 있다.
[발명의 요약]
본 발명은 상기 언급한 문제를 해결하기 위해 만들어 졌으며, 본 발명의 목적은 고체 본체를 가지며 또한 고정밀성과 고생산성을 갖는 광학 픽업을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 프로세스가 단순하며 성분을 정확하게 위치시키는 광학 픽업 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 비용이 저렴한 광학 픽업 장치를 제공하는 것이며, 또 다른 목적은 생산 설비를 간단히 하는 것이다.
본 발명의 한 특징은 반사된 빔 경로에서만 광 경로의 방향을 변경시키는 미러를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 특징은 광 검출기 기판상에 접착시킴으로써 레이저 다이로드 칩을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 특징은 광 경로를 변경시키는 미러로서 일부의 주물(mold)을 활용하여 상기 성분을 투명한 플라스틱으로 몰드하는 것이다.
이하, 도면을 참조하여 본원 발명의 양호한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
[제 1 실시예]
제1도 내지 제3도를 참조하여 제 1 실시예를 설명하기로 한다.
제1도에는 본 발명의 제 1 실시예를 개략적으로 도시한다. 제2도는 제 1 실시예의 측면도이다. 제3도는 OECD(광학 전자 집적 회로)를 구성하는 기판인 제 1 실시예의 평면도이다. 기판(100)은 Si와 같은 반도체 재료로 구성되며 그 중심에 보조 칩(102)을 갖는다. 보조 칩(102)의 상부에는 레이저 다이오드(104)가 접착된다. 보조 칩(102)의 양 측면상에는 광검출기(106, 108)가 제공된다. 레이저 다이오드(104)의 후방의 기판상에는 광검출기(110)가 형성되어 있다.
플라스틱으로 제조된 몰드(112)에는 다른 부품이 성형된다. 레이저 다이오드(104)의 배면에는 경사부를 형성하므로서 부가적인 미러(114)가 형성된다. 상기 부가적인 미러(114)의 양 측면에는 다른 경사부(116, 118)가 형성되며, 상기 경사부는 복귀 빔을 검출하기 위한 미러 역할을 수행한다. 모듈(112)의 레이저 빔 투사면에는 홀로그래픽 빔 스플리터(120)가 형성된다.
광검출기(106)는 트랙킹 에러를 검출하기 위하여 3부분으로 분할되어 있다. 광검출기(108)는 광검출기(106)와 유사하다.
반사 미러(116, 118)가 복귀 빔에 대하여 각각 45도로 형성되어 있다.
반사 부가적인 미러(114)는 모니터링 광선 빔에 대하여 45도로 형성된다.
디스크에 의하여 반사된 복귀 빔은 두 개의 빔으로 부분적으로 회절되고, 이러한 두 빔은 미러(116, 118)에 의하여 각각 반사되어 광검출기(106, 108)를 각각 조사한다. 모니터링 빔은 부가적인 미러(114)에 의하여 반사되고 부가적인 광검출기(110)를 조사한다.
이하, 상기 제 1 실시예의 기능에 대하여 설명하기로 한다.
레이저 다이오드(104)에 의하여 발생된 광선 빔은 홀로그래픽 빔 스플리터(12)와 디스크 표면에 대하여 회절되는 것과 같은 다른 광학 소자를 통하여 직선으로 이동한다. 이러한 입사 광선 빔은 디스크 표면상에 반사되고, 합성된 복귀 빔은 회절되어 홀로그래픽 빔 스플리터(120)에 의하여 두 개의 빔으로 분할된다. 분할된 두 빔은 미러(116, 118)에 의하여 반사되고, 광검출기(106, 108)에 각각 조사된다. 모니터링 빔은 레이저 다이오드(114)의 배면에서 발생되고, 부가적인 미러(114)에 의하여 반사되어 부가적인 광검출기(110)에 조사한다.
전술된 바와 같이, 발생된 광선 빔은 디스크 표면에 도달하기 까지 광학적인 변경없이 진행한다. 단지 디스크 표면으로부터의 복귀 빔이 홀로그래픽 빔 스플리터(120)에 의하여 회절되고 미러(116, 118)에 의하여 각각 반사된다. 따라서, 광선 통로의 방향을 변경시키기 위한 미러(116, 118)와 같은 광학 소자의 회절용 홀로그래픽 빔 스플리터(120)는 복귀 빔의 통로에만 존재한다. 부가적인 미러(114)는 레이저 다이오드(104)의 동력을 검출하기 위해서만 사용된다. 따라서 부가적인 미러(114)와 미러(116, 118)에 의하여 대략적인 정확도를 얻을 수가 있으며 그리고 이것은 기판(100)에 대하여 약 45도인 경사부를 형성하므로서 제공된다. 그러므로, 몰드(112)는 단순한 형상을 가지며 제조하기에 용이하다.
레이저 다이오드(104)의 광선 빔은 홀로그래픽 빔 스플리터(120)를 구비하는 몰드(112)의 평면에서 돌출된다. 투사된 광선의 광축의 변위는 투사된 광선에 대하여 직각인 평면을 형성하므로서 감소될 수 있다.
[제 2 실시예]
이하, 제4도 내지 제5도를 참조하여 제 2 실시예를 설명하기로 한다.
제4도는 제 2 실시예의 주요 구성요소의 측면도이다. 제5도는 제 2 실시예의 주요 구성요소의 부분 절단면도이다.
본 실시예에서, 플라스틱으로 이루어진 본체(142)는 내부에 공동을 가지며, 부가적인 미러(114)와, 미러(146, 148)(미러(114, 116, 118)의 역전 형태)가 상기 본체(142)의 공동 내벽에 형성되어 있다. 보조 칩(132), 부가적인 광검출기(136), 및 광검출기(138, 140)이 기판(130)상에 제공된다. 상기 보조 칩(132)상에는 레이저 다이오드(134)가 제공된다. 상술된 구성요소를 갖는 기판(134)는 베이스(141)상에 장착되며 본체(142)에 의하여 차폐 및 밀봉된다. 베이스(141)와 본체(142) 사이의 공간에는 질소와 같은 비활성 가스가 충전된다.
본체(142)의 내부에는 , 제 1, 제 2 및 제 3 미러가 본체(142)의 내벽상에 형성된다. 본체(142)의 평면상에는 홀로그래픽 빔 스플리터(150)가 형성되며, 레이저 빔이 그것으로부터 투사된다. 제 2 실시예의 특징은 제 1 실시예의 그것과 기본적으로 동일하다.
레이저 다이로드(134)에 의해 발생된 광 빔은 홀로그래픽 빔 스플리터(150)와 다른 광학 소자(도시 안됨)를 거쳐 디스크(disc) 표면으로 직진한다. 이 부수적인 광 빔은 디스크(disc) 표면으로 직진한다. 이 부수적인 광 빔은 디스크(disc) 표면상에 반사되며, 그 결과적인 반사된 빔은 회절되어 홀로그래픽 빔 스플리터(150)에 의해 회절되어 두 개의 빔으로 분할된다. 분할된 두 개의 빔은 미러(146,148)에 의해 각각 반사되어 광 검출기(138, 140)에 의해 각각 조사된다. 조절된 빔은 레이저 다이로드(134)의 뒤에서 발생되고 부가의 미러(144)에 의해 반사되어 부가의 광 검출기(136)을 조사한다.
본 실시예에서 본체(142)와 기판(130)이 어셈블리되기 이전에 서로 분리되기 때문에 이들의 관련 위치는 조정될 수 있다.
[제3 실시예]
제 1 및 제 2 실시예에서, 광 검출기(136, 138, 140) 대신에 전류/전압 변환기, 증폭기와 같은, 광학 픽업에 필요한 다른 전자 장치들이 기판(130)상에 획일적으로 형성되어 생성될 수 있다.
[제 4 실시예]
제 1 내지 제 3 실시예에서, 레이저 다이오드의 패닝 아웃(fanning out)이 측면에서 타원형으로 퍼짐에 따라 모니터링용 빔은 부분적으로 손실된다.
[제 5 실시예]
상술한 실시예에서 기판과 레이저 다이오드를 포함하는 광학 성분은 플라스틱 몰드로 봉합되지만 그러나 이 광학 성분들은 투명한 재료에 의해 간단히 고정될 수도 있지며 또는 몰드된 유리 케이스에서 삭제될 수 있다.
본 발명의 상술한 실시예에 따라 다음과 같이 기재된다. 발생된 광 빔은 디스크(disc) 표면에 다다르기 전에 광학 변형은 행해지지 않는다. 단지 반사된 빔만이 홀로그래픽 빔 스플리터(120, 150)에 의해 회절되어 미러(116, 118, 146, 148)에 의해 반사된다. 그래서 광 경로의 방향을 변경하는 미러(116,, 118, 146, 148) 및 회절은 위한 홀로그래픽 빔 스플리터(120, 150)와 같은 광학 소자들은 단지 반사된 빔의 경로에 있을 뿐이다. 부가의 미러(114, 144)는 레이저 다이오드(104, 134)의 전원을 조절하는데만 사용된다. 따라서, 부가의 미러(114, 144)와 미러(116, 118, 146, 148)는 약간의 정밀성을 가지며, 또한 기판(100, 130)에 대해 약 45도의 경사로 형성되어 생성된다. 그러므로, 몰드(112, 142)는 단순한 형태로 될 수 있으며, 용이하게 생성된다. 그러므로, 크기가 작고 중량이 가벼우며 가격이 저렴한 광학 픽업 장치가 가능하다.
Claims (11)
- 광학 픽업 장치에 있어서, 광 빔을 발생하며 상기 광 빔은 정보 저장 수단으로 도달하며 이에 의해 반사 빔을 형성하기 위해 반사되는 레이저 다이오드 : 상기 반사 빔을 안내하는 미러; 상기 반사 빔을 회절시키는 회절 수단; 상기 회절 수단에 의하여 회절되며 그리고 상기 미러에 의하여 광검출 수단으로 전달되는 반사 빔을 검출하기 위한 광학 검출 수단; 상기 기판, 광학 검출 수단 및 레이저 다이오드를 차폐 및 빌봉하기 위한 투명한 플라스틱 수단을 포함하며, 상기 미러는 반사 빔의 통로에만 제공되며, 상기 레이저 다이오드는 광학 검출 수단이 제공되는 기판상에 제공되고, 상기 미러는 투명한 플라스틱 수단상에 제공되는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 반사 빔을 검출하기 위한 광학 검출 수단은 기판상에 획일적으로 형성되며, 상기 레이저 다이오드의 동력을 모니터하기 위하여 투명한 플라스틱상에 부가적인 미러가 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 투명한 플라스틱 수단은 광선 빔이 투사되는 평면이며, 상기 평면은 광선 빔에 직각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 투명하 플라스틱 수단은 광선 빔이 투사되는 평면이며, 상기 평면은 광선 빔에 직각으로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 기판의 평면과 광선 빔의 광 축(light axix)은 상호 평행한 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 기판은 광선 빔의 광 축과 평행하게 연장하는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 기판은 광선 빔의 광 축과 평행하게 연장하는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 회절 수단은 투명한 플라스틱 수단상의 평면에 형성되며, 상기 레이저 다이오드에 의하여 발생된 광선 빔은 평면으로부터 투사되는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 회절 수단은 투명한 플라스틱 수단상의 평면에 형성되며, 상기 레이저 다이오드에 의하여 발생된 광선 빔은 평면으로부터 투사되는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 회절 수단은 투명한 플라스틱 수단상의 평면에 형성되며, 상기 레이저 다이오드에 의하여 발생된 광선 빔은 평면으로부터 투사되는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 회절 수단은 투명한 플라스틱 수단상의 평면에 형성되며, 사익 레이저 다이오드에 의하여 발생된 광선 빔은 평면으로부터 투사되는 것을 특징으로 하는 광학 픽업 장치.
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