KR100207682B1 - 광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법 - Google Patents

광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법 Download PDF

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Abstract

광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법이 개시되어 있다.
이 개시된 레이저 비점격차 보상방법은 레이저 광을 출사하는 반도체 레이저와, 이 반도체 레이저의 앞면에 설치되어 입사광을 평행광으로 변환하는 콜리메이팅렌즈와, 광축상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과, 광경로변환수단과 기록매체사이의 광경로 상에 배치되어 기록매체의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 접속하는 대물렌즈와, 기록면에서 반사된 광을 수광하여 정보및 오차신호를 검출하는 광검출기를 포함하여 된 광픽업장치에서, 콜리메이팅렌즈를 반도체 레이저의 활성층의 폭방향으로 소정 각도 기울여 배치시킨 것을 특징으로 한다.
따라서, 레이저의 비점격차를 보상하기 위한 광학부품의 추가가 없으므로, 콤팩트화 할 수 있다.

Description

광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법
제1도는 통상적인 광픽업장치의 광학적 배치를 보인 구성도.
제2도는 제1도의 광원으로 채용된 레이저 다이오드를 나타낸 개략도.
제3도 (a)(b)는 종래의 레이저 비점격차 보상방법의 일 예를 나타낸 개략도.
제4도는 종래의 레이저 비점격차 보상방법의 다른 예를 나타낸 개략도.
제5도는 종래의 레이저 비점격차 보상방법의 또 다른 예를 나타낸 개략도.
제6도 (a)(b)는 본 발명에 따른 광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법을 설명하기 위해 나타낸 레이저 다이오드와 콜리메이팅렌즈의 광학적 배치를 보인 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 반도체 레이저 20 : 콜리메이팅렌즈
30 : 광경로변환수단 40 : 대물렌즈
60 : 광검출기
본 발명은 광픽업장치의 레이저 비점격차(astigmatism) 보상방법에 관한 것으로서, 상세하게는 광학 부품의 추가없이 비점격차를 보상할 수 있도록 된 광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법에 관한 것이다.
일반적으로 광픽업장치는 레이저 광을 이용하여 비접촉식으로 기록매체에 정보의 기록 및/또는 재생을 수행한다.
이 광픽업장치는 제1도에 도시된 바와 같이, 레이저 광을 생성 출사하는 광원(10)과, 이 광원(10)에서 출사된 광을 평행광으로 바꾸어주는 콜리메이팅렌즈(20)와, 입사광의 진행 경로를 변환하는 광경로변환수단(30)과, 기록매체(1)의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속하는 대물렌즈(40)와, 상기 기록매체(1)에서 반사된 광을 수광하여 정보신호 및 오차신호를 검출하는 광검출기(60)를 포함한다.
또한, 비점수차방식에 의해 포커스 오차신호를 검출하기 위해 광경로변환수단(30)과 광검출기(60) 사이의 광경로 상에는 비점수차렌즈(50)를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 구비된 광픽업장치는 상기 광원으로 소형이고 경량이며 견고한 레이저 다이오드(10)가 널리 채용된다.
하지만, 전형적인 레이저 다이오드(10)는 제2도에 도시된 바와 같이, 그 활성층(11)에서 출사되는 출사광의 형태가 타원형을 유지한다.
이는 출사되는 레이저광의 시발점이 활성층(11)의 두께방향(Y축방향)과, 활성층(11)의 폭방향(X축방향)이 서로 다른 것에 기인한다. 여기서, 시발점의 거리차 ΔZ를 비점격차라 정의한다.
이 레이저광의 비점격차 때문에, 상기 콜 리메이팅렌즈(20)를 어느 시발점에 맞추어 배치하여야 하는지 그 광학적 배치가 곤란하다.
언급한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 종래의 일 형태로 제3도(a)(b)에 도시된 바와 같이, 콜리메이팅렌즈(20)로 초점거리가 다른 한쌍의 실린드리컬렌즈(21)(22)를 채용한다. 여기서, 제3도(a)는 활성층(11)의 폭방향(X축방향)에서의 실린드리컬렌즈(21)(22)의 형상을 나타낸 것이고, 제3도(b)는 활성층(11)의 두께방향(Y축방향)에서의 실린드리컬렌즈(21)(22)의 형상을 나타낸 것이다.
X축방향에서 제1실린드리컬렌즈(21)의 초점거리를 f1이라 하고, 제2실린드리컬렌즈(22)의 초점거리를 f2라 하면, 이 두 실린드리컬렌즈(21)(22)를 통과한 빔의 직경 Wo은 실린드리컬렌즈(21)(22)에 입사되는 빔의 직경 Wi에 대해 다음과 같이 정의된다.
따라서, 실린드리컬렌즈(21)(22)의 X축방향 빔의 직경을 조절하여 Y축방향의 빔의 직경과 맞출 수 있다.
그러나, 이와 같이 실린드리컬렌즈를 채용하여 비점격차를 보상하는 방안은 파면수차가 우수한 렌즈의 제작과 광축조정이 어렵다는 단점이 있다.
또한, 종래의 비점격차를 보상하기 위한 다른 방안은 통상의 콜리메이팅렌즈(제1도 20)를 구비하고, 제4도에 도시된 바와 같은 프리즘(23)을 더 구비하는 것이다. 이 프리즘(23)은 그 입사면에 대하여 입사광의 각을 θi라 하고, 출사광의 각을 θo라 할때, 수평방향에서의 프리즘(23)을 통과한 출사광의 직경 Wo은 프리즘(23)에 입사되는 광의 직경 Wi에 대해 다음과 같이 정의된다.
따라서, 비점격차를 보상할 수 있다.
그러나, 이 프리즘(23)을 구비한 방식은 콜리메이팅렌즈(20)에 프리즘(23)을 추가하여야 하므로, 광로의 틸트(tilt) 또는 시프트(shift)가 발생하여 조립이 복잡할 뿐만 아니라 광로가 길어짐으로써 콤팩트한 광픽업장치의 제작을 어렵게 한다.
제5도에 도시된 바와 같이, 종래 비점격차 보상의 또 다른 방안은 레이저 다이오드(10)와 콜리메이팅렌즈(제1도 20) 사이에 평판글래스(24)를 더 구비하는 것이다. 이 평판글래스(24)는 출사광에 대해 경사지게 배치되며, 레이저 다이오드(10)를 감싸는 하우징(25)의 투사창과 일체로 된 것이다. 이 평판글래스(24)를 이용하는 방안은 평판글래스(24)와 콜리메이팅렌즈(20)의 결합에 의해 코마수차가 발생하는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 언급한 바와 같은, 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 광학적 부재의 추가없이 통상의 광학부재들의 광학적 배열을 변형시켜 비점격차를 보상할 수 있도록 된 광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법은, 레이저 광을 출사하는 반도체 레이저와, 이 반도체 레이저의 앞면에 설치되어 입사광을 평행광으로 변환하는 콜리메이팅렌즈와, 광축상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과, 상기 광경로변환수단과 기록매체 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 기록매체의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속하는 대물렌즈와, 상기 기록면에서 반사된 광을 수광하여 정보 및 오차신호를 검출하는 광검출기를 포함하여 된 광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법에 있어서, 상기 콜리메이팅렌즈를 상기 반도체 레이저의 활성층의 폭방향으로 소정 각도 기울여 배치시킨 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법을 설명하기 위한 광픽업장치의 광학적 구성은 실질적으로 제1도에 도시된 바와 동일하다.
즉, 레이저광을 생성 출사하는 레이저 다이오드(10)와, 이 레이저 다이오드(10)에서 출사된 발산광을 평행광으로 바꾸어 주는 콜리메이팅렌즈(20)와, 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단(30)과, 기록매체(1)의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 수렴하는 대물렌즈(40)와, 상기 기록매체(1)에서 반사되는 광을 수광하여 오차신호 및 정보신호를 검출하는 광검출기(60)를 포함한다.
여기서, 상기 광경로변환수단(30)은 상기 레이저 다이오드(10) 쪽에서 입사되는 광은 상기 대물렌즈(40)로 향하도록 하고, 상기 기록매체(1)쪽에서 입사되는 광은 상기 광검출기(60) 쪽으로 향하도록 한다. 이 광경로변환수단(30)으로 도시된 바와 같은, 빔스프리터를 채용하는 것이 바람직하며, 소정 회절패턴을 갖는 홀로그램소자(미도시)이어도 무방하다. 상기 광경로변환수단(30)과 광검출기(60) 사이의 광경로 상에는 비점수차방식에 의해 상기 기록매체(1)에서 검출된 포커스 오차신호를 검출할 수 있도록 비점수차렌즈(50)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 구비된 통상의 광픽업장치에 있어서, 상기한 바와 같은, 레이저 다이오드(10)에서 출사된 레이저의 비점격차를 보상하기 위한 본 발명에 따른 방법은 제6도(a)(b)에 도시된 바와 같이, 상기 콜리메이팅렌즈(20)를 소정 각도 경사지게 배치한 것에 그 특징이 있다.
즉, 레이저 다이오드(10)의 레이저 광을 출사하는 영역인 활성층(제2도 11)의 두께방향(Y축방향)으로 상기 콜리메이팅렌즈(20)를 경사지게 배치하고, 활성층(11)의 폭방향 (X축방향)에 대하여는 광경로에 수직하게 상기 콜리메이팅렌즈(20)를 배치한다. 여기서, 상기 콜리메이팅렌즈(20)의 중심은 광축상에 위치한다.
이와 같이, 콜리메이팅렌즈(20)를 배치시킴으로써, 상기 레이저 다이오드(10)에서 출사된 광의 비점격차를 줄일 수 있다.
상기 콜리메이팅렌즈(20)의 배치 경사각도에 따른 파면수차와 비점수차계수를 표1에 나타내었다.
이 표 1은 레이저 다이오드(10)의 파장=650, 비점격차Z=15, 콜리메이팅렌즈의 개구수 NA=0.08, 초점거리 f=25mm인 경우의 데이타이다.
이 표 1을 분석하여 보면, 콜리메이팅렌즈(20)를 활성층 두께 방향(Y축방향)으로 1.3°경사시키면 파면수차가 0.016λ에서 0.007λ로 줄어드는 것을 알 수 있다. 반면, 활성층의 폭방향(X축방향)으로 콜리메이팅렌즈(20)를 경사시키면 파면수차가 증가함을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법은 실린드리컬렌즈, 프리즘 및 평판글래스 등의 광학부품을 추가하지 않고, 단지, 콜리메이팅렌즈를 활성층의 두께방향(Y축방향)방향으로 소정 각도 경사시킴에 의해 비점격차를 효율적으로 보상할 수 있다. 또한, 광경로가 바뀌거나 이동하지 않아 광축 조정이 용이하고, 부품이 추가되지 않아 콤팩트한 광픽업장치의 구성이 용이하다.

Claims (4)

  1. 레이저 광을 출사하는 반도체 레이저와, 이 반도체 레이저의 앞면에 설치되어 입사광을 평행광으로 변환하는 콜리메이팅렌즈와, 광축상에 배치되어 입사광의 진행경로를 변환하는 광경로변환수단과, 상기 광경로변환수단과 기록매체 사이의 광경로 상에 배치되어 상기 기록매체의 기록면에 광스폿이 형성되도록 입사광을 집속하는 대물렌즈와, 상기 기록면에서 반사된 광을 수광하여 정보 및 오차신호를 검출하는 광검출기를 포함하여 된 광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법에 있어서, 상기 콜리메이팅렌즈를 상기 반도체 레이저의 활성층의 폭방향으로 소정 각도 기울여 배치시킨 것을 특징으로 하는 광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 콜리메이팅렌즈의 중심은 상기 광축 상에 위치된 것을 특징으로 하는 광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광경로변환수단은 상기 빔스프리터인 것을 특징으로 하는 광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광경로변환수단과 상기 광검출기 사이의 광축 상에 비점수차렌즈가 더 포함된 것을 특징으로 하는 광픽업장치의 레이저 비점격차 보상방법.
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